立體圖像顯示設備及其製造方法

2023-04-24 01:37:51 1

專利名稱：立體圖像顯示設備及其製造方法
技術領域：
本發明涉及立體圖像顯示設備，其利用右眼的圖像和左眼的圖像顯示立 體圖像，本發明還涉及製造立體圖像顯示設備的方法。
背景技術：
迄今，已經提出了用於顯示立體圖像的立體圖像顯示設備，例如，構造
為如圖6所示(例如，見日本未審查專利申請〃^開No. 2002-196281 )。圖6 所示的立體圖像顯示設備包括例如由液晶面板製作的圖像顯示面板51和設 置在圖像顯示面板51的圖像輸出表面側的相位差元件52。觀看者利用一副 偏光眼鏡53看由立體圖像顯示設備提供的顯示輸出。更具體地講，圖像顯 示面板51例如以在面內規則混合的方式顯示右眼的圖像R和左眼的圖像L ， 使得右眼的圖像R和左眼的圖像L在每個水平線上交替顯示。相位差元件 52具有對應於右眼圖像R的右眼圖像顯示部分52R和對應於左眼圖像L的 左眼圖像顯示部分52L。右眼圖像顯示部分52R和左眼圖像顯示部分52L以 每一水平線交替設置。此外，右眼圖像顯示部分52R和左眼圖像顯示部分 52L例如實現不同的偏振狀態，使得右眼圖像顯示部分52R提供單向線性偏 振光(例如，在傾向於右側的方向上)，而左眼圖像顯示部分52L提供旋轉 90°的線性偏振光(例如，在傾向於左側的方向上)以垂直於前者的線性偏 振光。圖像顯示面板51和相位差元件52相結合，7見看者戴上偏振眼4竟53, 其左右目艮鏡具有適合於對應圖像的不同偏振角。從而，右眼圖像R和左眼圖 像L彼此獨立地進入觀看者的右眼和左眼。用另一種方式說明，通過具有對 應於向右傾向方向的偏振角的右眼眼鏡53R,觀看者可以僅看到每個奇數線 上的右眼圖像R,其與右眼眼鏡53R的偏振角匹配，而不能看到偶數線上的 左眼圖像L,其具有旋轉90。的偏振角，通過相位差元件52的左眼圖像顯 示部分52L偏振到向左傾向的方向。另一方面，通過具有對應於向左傾向方 向的偏振角的左眼眼鏡53L,觀看者可以僅看到每個偶數線上的左眼圖像L, 其與左眼眼鏡53L的偏振角匹配，而不能看到奇數線上的右眼圖像R，其具有旋轉90°的偏振角，通過相位差元件52的右眼圖像顯示部分52R偏振到向右傾向的方向。還提出了具有上述之外的其它結構的立體圖像顯示設備，其中左右圖像分開顯示，並且利用偏光眼鏡結合成立體圖像。
在這樣的立體圖像顯示設備中，會發生所謂的串擾現象。詞語"串擾現象，，意味著這樣的不利現象，當觀看者例如以傾斜方向而不是從前面觀看圖像顯示面板時，右眼圖像R通過左眼圖像顯示部分52L，並且左眼圖像L通過右眼圖像顯示部分52R,從而由觀看者觀看的圖像變得不清楚且降低立體效果。
為了防止串擾現象，提出了這樣的立體圖像顯示設備，其中用於遮擋光線的遮光層設置在相位差元件52的右眼圖像顯示部分52R和左眼圖像顯示部分52L之間的邊界(例如，見日本未審查專利申請公開No. 2002-185983 )。更具體地講，例如，當右眼圖像顯示部分52R和左眼圖像顯示部分52L每個水平線交替設置時，條形遮光層設置在僅為預定寬度區域中的位置上，其包括顯示部分52R和52L二者之間的邊界。例如，可以通過設置具有遮光功能的黑材料形成遮光層，以突出在相位差元件52的表面上。對於提供遮光層，甚至在觀看者在傾斜方向上觀看圖像顯示面板時，例如，遮光層以這樣的方式遮蔽光，右眼圖像R不通過左眼圖像顯示部分52L，並且左眼圖像L不通過右眼圖像顯示部分52R。因此，可以防止串擾現象的產生。
在構造能使立體圖像通過偏光眼鏡53觀看的立體圖像顯示設備時，相位差元件52必須固定地設置在圖像顯示面板51的圖像輸出表面側上。迄今，相位差元件52 —直這樣固定地設置，例如，用插設其間的;茲4M誇相位差元件52覆設在圖像顯示面板51上，或者用適當的粘合劑將相位差元件52粘合到圖像顯示面板51 (例如，見日本專利糹是前/>開2001-59948和No.2001-75048)。在一個具體示例中，相位差元件52可通過這樣的方法固定地設置，例如用》茲鐵或者膠帶臨時將相位差元件52固定在其外周邊部分，然後例如用粘合劑或者紫外線固化樹脂沿著相位差元件52的外周邊部分在四個或者八個點上將其粘合到圖像顯示面板51。

發明內容
然而，當圖像顯示面板51和相位差元件52僅在外周邊部分上彼此固定時，存在靠近顯示區域的中心部分沒有提供足夠的粘合力或者圖像顯示面板51和相位差元件52之間的距離變得不均勻的風險。例如，這樣的有關粘合力不足或者距離不均勻的問題要予以避免，這是因為該問題會產生例如莫爾現象或者牛頓環(幹涉條紋)，並且會引起顯示質量的下降。
出於這樣的原因，可以想像由所謂的全表面粘合構造的立體圖像顯示設備，即通過將圖像顯示面板51和相位差元件52用插設其間的整個表面區域上的粘合劑彼此粘合。這裡，詞語"粘合劑"意味著插設在兩個構件之間用於粘合的材料，具體地講為膠或者粘合材料。
然而，在包括以凸起形狀形成的遮光層以防止產生串擾現象的立體圖像顯示設備中，應當考慮的是形成在相位差元件52的表面上的遮光層凸凹的影響。
例如，當圖4象顯示面板51和相位差元件52用插設其間的整個表面區域上的粘合劑通過全表面粘合而彼此粘合時，存在粘合劑因遮光層形成的凸凹的影響而不能擴入每個角落的可能性。作為粘合劑沒有擴入每個角落的結果而產生的空氣層因空氣層上的光折射作用例如會削弱均勻性或者降低顯示圖像的對比度，因此而引起顯示圖像質量下降。
這樣的顯示圖像質量下降可以通過選擇粘合劑、粘合條件等技術條件而避免，使得粘合劑甚至完全填入凹陷，即甚至填入不存在遮光層的區域，以由此防止空氣層的產生。然而，剛剛所述使粘合劑隨由遮光層形成的凸凹的方法伴隨著這樣的風險，圖像顯示面板51和相位差元件52之間的粘合應力(反應力)的分布狀態會變得不均勻，這是由於例如存在遮光層的區域和不存在遮光層的區域之間粘合劑厚度的差別，或者包括遮光層的、相位差元件52的表面上局部波紋狀態上的差別。這樣的應力平面內分布狀態的不均勻會引起例如顯示圖像亮度變化和不均勻的對比度。
以另一種方式說明，當相位差元件52在由遮光層形成的凸凹呈現在相位差元件52的表面上的條件下粘合到圖像顯示面板51時，必須抑制應力平面內分布狀態的不均勻引起的圖像質量下降，而抑制空氣層上的光折射作用引起的圖像質量的下降。
從而，所希望的是提供這樣的立體圖像顯示設備，甚至存在遮光層形成的凸凹時，也可適當將相位差元件粘合到圖像顯示面板，並且提供製造該立體圖像顯示設備的方法。
根據本發明的實施例，立體圖像顯示設備包括圖像顯示面板，以在面內規則混合的方式顯示右眼圖像和左眼圖像；相位差元件，包括對應於該右眼圖像的右眼圖像顯示部分和對應於該左眼圖像的左眼圖像顯示部分，該右眼圖像顯示部分和該左眼圖像顯示部分引起偏振，使得該右眼圖像和該左眼圖像具有不同的偏振狀態；遮光層，僅形成在包括該相位差元件的該右眼圖像顯示部分和該左眼圖像顯示部分之間邊界的區域中，該遮光層從相位差元件的表面朝著該圖像顯示面板凸起；以及粘合劑層，插設在除了遮光層的頂表面和圖像顯示面板之間的部分外的相位差元件的形成有遮光層的表面和該圖4象顯示面板之間，因此將該圖像顯示面板、該相位差元件和該遮光層粘合在一起。
在如此構造的立體圖像顯示設備中，粘合劑層插設在除了遮光層的頂表面和圖像顯示面板之間的部分外的相位差元件的形成有遮光層的表面和該圖像顯示面板之間，由此圖像顯示面板、相位差元件和遮光層粘合在一起。
更具體地講，即使有由遮光層在相位差元件的表面上形成的凸凹，沒有形成遮光層的凹部即透光區域的每一個都以隨該凹部的形狀的方式填充有粘合劑。因此，儘管遮光層提供了凸凹，但是防止了產生引起顯示圖像質量下降的空氣層。
另 一方面，沒有填充粘合劑層的空間呈現在遮光層的頂表面和圖像顯示面板之間。從而，該空間作用於免於粘合期間會產生的變形。結果，減少了粘合後粘合應力平面內分布的不均勻。此外，上述空間存在的位置對應於遮光層的頂表面和圖像顯示面板之間的位置，即由遮光層擋光的位置。因此，與這樣的空間(空氣層)呈現在沒有形成遮光層的凹部中的情況不同，該空間的存在沒有使顯示圖像的質量下降。
詞語"粘合劑層"意味著由粘合劑形成的層。因此，"粘合劑層"意味著，例如，由這樣規定的粘合材料形成的層，但是它也包括由膠形成的層。
對於本發明的實施例，因為除了遮光層的頂表面和圖像顯示面板之間的部分外，相位差元件形成有遮光層的表面和圖像顯示面板用插設其間的粘合劑層彼此粘合，所以粘合劑層實現了圖像顯示面板包括圖像顯示區域的整個區域上的粘合。因此，與圖像顯示面板和相位差元件通過全表面粘合而彼此粘合的情況一樣，基本上可以避免會引起顯示圖像質量下降的諸如莫爾或者牛頓環(幹涉條紋)的產生。
而且，即使在相位差元件的表面包括由遮光層形成的凸凹時，空氣層也不形成在不存在遮光層的凹部中，並且可以避免由於空氣層的光折射作用虧1起的顯示圖像質量下降。另外，沒有填充粘合劑層的空間呈現在遮光層的頂表面和圖像顯示面板之間，減少了粘合應力平面內分布狀態的不均勻，並且
因此，在根據本發明實施例的立體圖像顯示設備的構造中，即使在相位差元件的表面包括由遮光層形成的凸凹時，也可以抑制由應力平面內分布狀態的不均勾引起的圖像質量下降，而抑制由空氣層的存在引起光折射作用而造成圖像質量下降。


圖1是以簡化的形式圖解根據本發明實施例的立體圖像顯示設備的構造
示例的示意圖2A和2B是藉助示例來圖解在製造根據本發明實施例的立體圖像顯示設備的方法中遮光層形成步驟的主要點的示意圖3是藉助示例來圖解在製造根據本發明實施例的立體圖像顯示設備的方法中定位步驟的主要點的示意圖4A、 4B和4C是藉助示例來示出在根據本發明實施例的立體圖像顯示設備中用於形成粘合劑層的粘合材料的硬度和保持力以及圖解測量這些參數的方式的示意圖5A和5B是藉助示例來圖解在製造根據本發明實施例的立體圖像顯示設備的方法中的粘合步驟以及圖解採用粘合輥壓力粘合的 一個具體示例的示意圖；以及
圖6是以簡化的形式圖解現有技術的立體圖像顯示設備的基本構造示例的示意圖。
具體實施例方式
下面，將參考附圖描述根據本發明實施例的立體圖像顯示設備和製造該立體圖像顯示設備的方法。首先描述立體圖像顯示設備的基本構造。
圖1是以簡化的形式圖解根據本發明實施例的立體圖像顯示設備的構造示例的示意圖。
圖1所示的立體圖像顯示設備包括圖像顯示面板1、相位差元件2、遮
光層3、粘合劑層4、空氣層5、抗反射層6和粘合劑層7。
圖像顯示面板1至少包括設置在液晶面板la的圖像輸出表面側的液晶面板la和偏光板lb。圖像顯示面板1例如以面內規則混合的方式顯示右眼圖像和左眼圖像，使得右眼圖像和左眼圖像交替地顯示在每個水平線。只要右眼圖像和左眼圖像以面內規則混合的方式形成，圖像顯示面板1也可以實施為其它合適混合的顯示模式而取代交替顯示在每個水平線。
在如此構造的圖像顯示面板1中，當液晶面板la例如為透射類型時，與偏光板lb成相交Nichol關係的另 一個偏光板和用作光源的背光等(未示出)設置在偏光板lb的相反側，其間插設有液晶面板la。圖像顯示面板1不一定採用液晶面板la構造，而是可以採用其它合適類型的顯示裝置構造，例如，有機EL (電致發光)顯示面板。
相位差元件2具有對應於右眼圖像的右眼圖像顯示部分2a和對應於左眼圖像的左眼圖像顯示部分2b。相位差元件2設置在圖像顯示面板1的圖像輸出表面側，使得右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b類似於圖像顯示面板1的右眼圖像和左眼圖像以面內規則混合的方式(例如，每個水平線交替)形成。這裡，詞語"圖像輸出表面側"意味著輸出要顯示圖像的面板表面側。具體地講，它意味著圖像顯示面板1的表面側，其定位成面對觀看顯示圖像的觀看者。更具體地講，相位差元件2包括由玻璃材料或者沒有雙折射的膜製作的支撐基座2c和形成在該支撐基座2c上的相位差層。相位差層具有對應於右眼圖像提供偏振狀態的部分和對應於左眼圖像提供偏振狀態的部分。因此，相位差元件2實現右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b的功能。換言之，相位差元件2在右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b中提供不同的偏振狀態。
具體地講，右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b的各偏振方向例如彼此垂直。右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b交替地形成在支撐基座2c上，厚度約0.7mm，與圖像顯示面板1中的水平線的垂直間距匹配。作為另一個示例，圖像顯示面板1可以這樣形成，在支撐基座2c上連續覆設沒有雙折射的TAC (三乙醯基纖維素)膜和具有相位差功能的拉伸PVA膜，其間插設粘合劑，在以直線形狀塗覆抗蝕劑的部分之外的部分上消除相位差功能，因此交替形成右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b，並且在塗覆抗蝕劑的側面上設置沒有雙折射的保護材料膜。這樣獲得的相位差元件粘合到圖像顯示面板1。作為再一個示例，相位差元件2可以通過單軸取向液晶聚合物層而形成在支撐基座2c上。
遮光層3僅形成在包括相位差元件2的右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b之間邊界的區域中，以從相位差元件2的表面朝著圖像顯示面板1突出，目的是防止串擾現象的產生。更具體地講，例如，當右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b每個水平線交替設置時，條形遮光層4義設置在預定寬度的區域中的位置，其包括顯示部分2a和2b 二者之間的邊界。遮光層3例如可以通過設置諸如碳材料的具有遮光功能的黑材料形成，以凸起在相位差元件2上例如約10至15 pm的凸起高度。
粘合劑層4設置在圖像顯示面板1和相位差元件2之間，更準確地說，在圖像顯示面板1和相位差元件2的形成每個遮光層3的表面之間，除了遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間的部分，以便實現其間的粘合。這裡假定，因為如上所述不包括遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間的部分，所以粘合劑層4在這部分中不存在。
這裡，詞語"粘合劑層"意味著由粘合劑形成的層。詞語"粘合劑"意味著插設在兩個構件之間用於粘合的材料，具體地講為膠或者粘合材料。因此，"粘合劑層"包括由膠形成的層和粘合材料形成的層。
在根據該實施例的立體圖像顯示設備中，出於稍後描述的原因，粘合劑層4由透明凝膠形式的丙烯酸類粘合材料製造，並且層厚度為25至100 pn。此外，粘合劑材料的硬度範圍為大於O且不大於350000 iaN,並且粘合後保持力在40。C為8至20N/20mm。
詞語"粘合劑材料，，意味著半固體材料，其起初具有低彈性係數和高粘度，並且甚至在粘結後也不改變形狀，即不必有固化步驟。
在遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間因這裡不存在粘合劑層4而形成空氣層5。換言之，空氣層5由沒有填充粘合劑層4的空間形成。
抗反射膜6設置為覆蓋相位差元件2的圖像輸出表面，因此防止在圖像輸出表面上的光反射，並且提高透光性。
粘合劑層7用於將抗反射膜6粘合到相位差元件2 (更準確地說，相位差元件2的支撐基座2c )。粘合劑層7可以由例如膠或者粘合材料的層製作。在具有上述構造的立體圖像顯示設備中，用於產生立體圖像的相位差元
件2設置在位於面對觀看者側的液晶面板la的表面上的偏光板lb上，相位差元件2和偏光板lb之間插設有粘合劑層4。相位差元件2具有對應於右眼圖像的右眼圖像顯示部分2a和對應於左眼圖像的左眼圖像顯示部分2b,因此提供彼此不同的偏振狀態。
從而，當觀看者戴上其左右眼鏡具有適合對應圖像的不同偏振角的偏振眼鏡時，右眼圖像和左眼圖像彼此獨立地進入觀看者的右眼和左眼。結果，觀看者可以看到立體圖像。
此外，由於遮光層3設置在圖像顯示面板1和相位差元件2之間，對應於右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b之間的邊界，甚至在觀看者在傾斜方向上觀看圖《象顯示面板時，例如，遮光層3也這樣來遮光，右眼的圖像不通過左眼圖像顯示部分2b，並且左眼的圖像不通過右眼圖像顯示部分2a。因此可以防止串擾現象的發生。
下面，將描述製造具有上述構造的立體圖像顯示設備的方法。製造立體圖像顯示設備的方法至少包括退火步驟、遮光層形成步驟、定位步驟和粘合步驟。
下面將逐一描述這些步驟。[退火步驟]
立體圖像顯示設備包括上述的相位差元件2，但是相位差元件2由自然包含水的材料製作，且具有在空氣中吸溼的特性。因此，如果粘合相位差元件2而它保持這樣的條件，並且如果相位差元件2的前後表面通過用諸如玻璃基板的不透氣透光材料夾設它而分離密封以構造立體圖像顯示設備，則會發生下面的問題。
例如，當立體圖像顯示設備作為產品從生產廠船運時，其通常通過海運跨越赤道。在此情況下，產品的周圍溫度會達到60至70。C的範圍。如果該產品在這樣的高溫環境下停留一定時間或者更長時間，則諸如乙酸的水或者氣體會從相位差元件2散發以產生尺寸約為50至200 |Lim的氣泡。在此情形下，如果相位差元件2的前後表面在分離密封狀態下，則氣泡會溜掉，因此導致立體圖像顯示設備會失靈的風險。
因此，在製造立體圖像顯示設備中，在粘合相位差元件2前，在相位差元件2上執行退火步驟。
在退火步驟中，相位差元件2在相位差元件2的至少一個表面沒有分離 密封而是釋放於大氣環境的狀態下經受熱處理，具體地講是相位差元件2形 成右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b的表面經受熱處理。
在預定的溫度下執行熱處理預定的時間。具體地講，考慮到相位差元件 2的抗熱溫度約為100至200。C，例如在40至8(TC的溫度下執行熱處理，優 選在約70。C的溫度下，周期不短於l小時，且不長於三天，優選約48小時。
上述之外的其它熱處理條件可以根據現有技術中熟知的技術設定。
通過以上述熱處理執行退火步驟，即使該產品在其後放置在高溫環境下 一定時間或者更長時間，也能夠抑制從相位差元件2產生會導致產品故障的 氣泡。
更具體地講，已經在通過包括在70。C下熱處理24小時的退火步驟獲得 的立體圖像顯示設備和沒有退火步驟獲得的立體圖像顯示設備上進行了實 驗，將完成的設備二者都放入70。C的環境下48小時，並且在面板中計算了 -現覺上可識別的面積為14 cm x 35 cm內的氣泡。結果，已經確認的是沒有 退火步驟的立體圖像顯示設備中的氣泡數為61，而具有退火步驟的立體圖像 顯示設備中的氣泡數為2。
因此，退火步驟可以徹底減少乂人相位差元件2產生且可導致產品故障的 氣泡數。
如上所述，立體圖像顯示設備包括遮光層3 因此，在製造立體圖像顯 示設備的工藝中，執行遮光層形成步驟以形成遮光層3。
圖2A和2B是藉助示例來圖解遮光層形成步驟的主要點的示意圖。
在遮光層形成步驟中，如圖2A和2B所示，以從其上可剝離狀態形成 在基片3a上的遮光層3可以從基片3a轉移到相位差元件2的表面上，使得 遮光層3從相位差元件2的表面凸起。
更具體地講，如圖2A所示，首先，粘合劑層4以均勻的厚度形成在相 位差元件2要形成遮光層3的表面(即相位差元件2形成右眼圖像顯示部分 2a和左眼圖像顯示部分2b的表面)上。
另一方面，遮光層3形成在由例如TAC膜製作的基片3a的表面上，其 間插設有用於將遮光層3以可剝離方式固定到該片表面的粘合劑層3b。此時，粘合劑層3b的粘合力設定為小於粘合劑層4的粘合力。因為遮光層3 可以通過採用諸如光刻的現有技術的熟知技術形成，所以形成遮光層3的方 法這裡不再描述。
在相位差元件2上形成粘合劑層4並且在基片3a上以粘合劑層插設其 間形成遮光層3後，在遮光層3設置為面對粘合劑層4的狀態下，這兩個構 件彼此粘合。此時，最後的疊層從兩側受壓，使得遮光層3進入粘合劑層4。
在粘合後，基片3a被剝離，如圖2B所示。這裡，設置在基片3a上的 粘合層3b的粘合力設定為小於粘合劑層4的粘合力。因此，作為剝離基片 3a的結果，形成在基片3a上的遮光層3從基片3a轉移到相位差元件2上。 換言之，遮光層通過粘合劑層4的粘合力固定到相位差元件2的表面上。
如上所述，通過將遮光層3轉移到相位差元件2上，遮光層3設置為， 在對應於右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b之間的邊界的位置 上，凸起在相位差元件2的表面上。此外，不包括凸起的遮光層3且提供透 光區域的部分塗覆有粘合劑層4，以填充由兩個相鄰的遮光層3形成的凹陷。 另外，凸起在相位差元件2的表面上的遮光層3的頂表面(即由遮光層3形 成凸起的頂表面)處於粘合劑層4不存在且粘合劑層3b也因與基片3a—起 剝離而沒有留下的狀態。
通過以上述的程序執行遮光層形成步驟，以可剝離方式形成在基片3a 上的遮光層3可以/人基片3a轉移到相位差元件2的表面上，/人而遮光層3 凸起在相位差元件2的表面上。從而，遮光層3可以比在相位差元件2的表 面上直接形成遮光層3的情況更容易形成。
儘管上面已經藉助示例將遮光層的形成步驟描述為從基片3a轉移遮光 層3,但是遮光層3也可以通過諸如光刻的現有技術的熟知技術直接形成為 突出在相位差元件2的表面上。
在構造立體圖像顯示設備中，對於圖像顯示面板l、相位差元件2和遮 光層3當中的相對關係必須精確定位。
一個原因是，例如，如果在圖像顯示面板1和相位差元件2之間沒有執 行精確定位，則對應於右眼圖像的右眼圖像顯示部分2a和對應於左眼圖像 的左眼圖像顯示部分2b會偏離它們的適當位置，因此造成觀看者觀看的圖 像變得不清楚且降低立體效果的缺點。具體地講，當顯示例如40英寸玻璃圖像顯示面板的HD (高清晰度)信號時， 一個像素線提供為非常薄的線， 垂直寬度約為500|nm。因此，假設位置偏差可允許的範圍小於5%，則必須 執行定位步驟在25 |am的水平。
另一個原因是，例如，如果在相位差元件2和遮光層3之間不能執行精 確定位，則遮光層3設置的位置會偏離右眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯 示部分2b之間的邊界，因此，由於通過圖像顯示面板的光的量減少而引起 顯示圖像亮度降低和不能防止串擾現象發生的缺點。
為了避免這些缺點，在製造立體圖像顯示設備中，在相位差元件2和遮 光層3粘合到圖像顯示面板1前，執行圖像顯示面板1、相位差元件2和遮 光層3當中平面相對位置的定位步驟。
圖3是圖解定位步驟主要點的示意圖。
圖3藉助於示例來表現圖像顯示面板1和疊層之間執行平面定位的情 況，圖^f象顯示面^反1包括液晶面板la和偏光4反lb，疊層包括相位差元件2、 遮光層3、抗反射層6和粘合劑層7。除了圖3所示的情況外，還可以以嚴 才各相同的方式將該平面定位應用於相位差元件2和包括遮光層3的基片3a 之間的定4立。
在圖3所示的情況中執行平面定位，圖像顯示面板1支撐在定位設備的 上臺階11上，並且包括相位差元件2等的疊層支撐在定位設備的下臺階12 上。圖像顯示面板1和疊層定位成彼此面對。圖像顯示面板1和疊層可以利 用諸如真空吸附的現有技術中的熟知技術分別支撐在上臺階11和下臺階12 上。上臺階11和下臺階12中的至少一個的結構能夠在圖3上的垂直於圖面 和左右方向上或者在圖3的上下方向上滑動。
在定位設備中，用於位置檢測的諸如圖像處理照相機的攝像器13設置 在上臺階11和下臺階12的外側上。此外，用於輻射光的光源14設置在攝 像器13的對面，其間插設有上臺階11和下臺階12。光源14與偏光板15 相結合，偏光板15提供對應於相位差元件2的右眼圖像顯示部分2a和左眼 圖像顯示部分2b之一的偏振狀態。
定位設備可以包括兩個焦點的焦深改變機構以提供定位機構，該定位機 構能夠相對於從攝像器13加給圖像輸出的標誌線執行最佳定位，而在相位 差元件2和疊層之間留下間隙。
在如此構造的定位設備中，當執行相位差元件2的平面定位時，具體地講，包括相位差元件2和遮光層3的疊層與液晶面々反la之間的平面定位時， 引導來自光源14的輻射光，以通過設置在光源14和疊層之間的偏光板15 到達相位差元件2。已經通過相位差元件2的光由攝像器13檢測。此時，來 自光源14的輻射光^皮偏光板15偏振。因此，來自光源14的輻射光通過右 眼圖像顯示部分2a和左眼圖像顯示部分2b之一，並且到達攝像器13，但是 該輻射光沒有通過另一個圖像顯示部分而被阻擋。從而，右眼圖像顯示部分 2a和左眼圖像顯示部分2b之間的邊界可以根據攝像器13檢測的圖像清楚識 別。
當圖像顯示面板1的液晶面板la是所謂的常黑類型時，即使以與背光 相當的光量^^人液晶面斧反la的一側向其輻射光，也難於在不施加電壓的狀態 下使光通過液晶面板la。同樣，為了定位的目的，給液晶面板la施加電壓 也是不現實的。
出於這樣的原因，在定位設備中，當對圖像顯示面板1執行平面定位時， 具體地講，圖像顯示面板1的液晶面板la與包括相位差元件2、遮光層3 等的疊層之間的平面定位時，以足夠通過液晶面板la的光量從光源14發射 輻射光，即使常黑類型的液晶面板la處於沒有施加電壓的狀態下，也就是 即使液晶面板la處於其透光率最小的狀態下。具體地講，從光源14發射的 輻射光最小量例如為30,000 lux或者更大。另一方面，所希望的是輻射光的 最大量設定到這樣的值，其不能反過來影響液晶面板la中的液晶分子等。
通過從光源14以這樣的量發射輻射光，即使在液晶面板la是常黑類型 時，也可使輻射光通過液晶面板la，並且到達攝〗象器13，而不給液晶面板 la施加電壓。從而，根據攝像器13檢測的圖像，可以彼此區別諸如像素區 域的光通過的部分和諸如配線區域的遮光層3覆蓋的部分。因此，可以清楚 地識別包括液晶面板la的圖像顯示面板1的平面精確位置。
對於上述的定位步驟，與現有技術中的50至60 jim相比，圖像顯示面 板1和包括相位差元件2等的疊層之間定位精度上的變化可以減少到約25 fim。
在執行了圖像顯示面板1和包括相位差元件2等的疊層之間平面定位 後，將它們彼此粘合的粘合步驟繼續執行，而保持精確的定位狀態。
圖像顯示面板1和包括相位差元件2和遮光層3等的疊層之間的粘合通過在其間插設粘合劑層4而執行。然而，此時，粘合劑層4插設在圖像顯示 面板1和相位差元件2的表面之間形成遮光層3的區域中，除了遮光層3的 頂表面和圖像顯示面板1之間的部分。
更具體地講，除了遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間的部分之外 的上述區域，即相位差元件2的不包括在其上凸起的遮光層3且提供透光區 域的表面部分，塗覆有粘合劑層4以填充兩個相鄰遮光層3形成的凹陷，使 得在這裡形成粘合劑層4。
另一方面，粘合劑層4沒有插設在遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1 之間。結果，在圖像顯示面板1和包括相位差元件2等的疊層彼此粘合後， 沒有填充粘合劑層4的空氣層5形成在圖像顯示面板1和遮光層3的頂表面 之間。
希望在除了遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間的上述區域中填充 的粘合劑層4滿足下述條件。
粘合劑層4塗覆在透光區域中。從而，粘合劑層4由在圖像顯示面板1 和相位差元件2之間粘合後不負面影響光學特性的材料製作。出於這樣的原 因，採用透光的和透明凝膠狀形式的丙烯酸類粘合材料來形成粘合劑層4。
如果粘合劑層4的厚度太小，則在保證粘合劑層4的均勻性上造成困難。 同樣，當圖像顯示面板1或者相位差元件2的粘合表面具有例如波紋和缺乏 平面均勻性時，如果粘合劑層4太薄，則難於使粘合劑層4吸收該波紋。此 外，考慮到遮光層3例如由遮光層形成步驟中的轉移而形成，希望粘合劑層 4具有至少超過遮光層3的凸起高度的厚度。另一方面，如果粘合劑層4的 厚度太大，則會發生諸如降低透光率的負面影響光學特性和增加諸如氣泡的 外來物質混合在粘合劑層4中的可能性的風險。
出於這樣的原因，粘合劑層4形成的厚度為25至100 pm。
如果用於形成粘合層4的粘合材料的硬度太高，則這導致不滿意的後果， 例如，妨礙了粘合劑層4用作圖像顯示面板1和相位差元件2之間緩衝器的 功能，以及粘合劑層4填充兩個相鄰遮光層3形成的凹陷的功能。
此外，如果粘合劑層4粘合後的保持力太小，則難於將圖像顯示面板l 和相位差元件2之間的平面定位保持在所希望的狀態。另一方面，如果粘合 劑層4粘合後的保持力太大，則這也是缺點，例如，在事故的情況下，非常 難於在由粘合劑層4粘合的區域中剝離圖像顯示面板1且將其再一次粘合。出於這些原因，用於形成粘合劑層4的粘合材料的硬度和粘合後保持力 設定為如下所述。
圖4A、 4B和4C是藉助於示例示出粘合材料(層)的硬度和保持力， 以及圖解測量這些參數的方法的示意圖。
圖4A示出了幾種類型粘合材料的測量結果，其每一個都具有100 pm 的厚度，用於以比較的方式研究粘合材料的硬度和保持力。
粘合材料的硬度通過測量粘合材料層受壓時(具體地講，厚度100 pm 的粘合材料(樣品)21下沉例如50 |Lim時)的耐受強度作為指標來確定， 如圖4B所示。
粘合材料的保持力(粘合強度)通過測量具有寬度20 mm的粘合材料 (樣品)23塗覆在玻璃板22上然後剝離時的剝離強度作為指標來確定，如 圖4C所示。
如圖4A所見，以比較的方式，在上述條件下，實際測量和研究每個粘 合材料的硬度和保持力的結果顯示，通過設定粘合材料的硬度不高於350000 和粘合後的保持力在40。C為8至20 N/20 mm,可以保持精確的定位狀態， 而不產生氣泡、剝離等，並且沒有引起整個粘合區域上的外觀的問題。
從而，用於形成粘合劑層4的粘合材料選擇為，使得粘合材料的硬度設 定範圍為高於0且不高於350000 並且粘合材料粘合後的保持力設定為 在40 。C為8至20 N/20 mm。
通過在圖像顯示面板1和相位差元件2表面之間除了遮光層3的頂表面 和圖像顯示面板1之間的部分外插設滿足上述條件的粘合劑層4,然後通過 彼此粘合圖像顯示面板1和包括相位差元件2和遮光層3的疊層，上述區域 除了遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間的部分外(即相位差元件2沒 有形成凸起的遮光層3的凹陷表面)塗覆有粘合劑層4,使得在這裡填充和 形成粘合劑層4。換言之，即使具有由遮光層3形成在相位差元件的表面上 的凸起和凹陷，沒有形成遮光層3的凹陷，即透光區域，其每一個也都以隨 凹陷形狀的方式填充有粘合劑層4,並且防止因缺少粘合層4而產生空氣層。 結果，可以彼此粘合圖像顯示面板1和相位差元件2，使得雖然遮光層3提 供有凸凹，但是防止在對應於透光區域的凹陷中產生引起顯示圖像質量下降 的空氣層的可能性。
另一方面，空氣層5，即沒有填充粘合劑層4的空間，呈現在遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間。從而，即使相對於圖像顯示面板l的粘合
表面，即由遮光層3的各頂表面形成的平面因遮光層3形成凸凹而具有波紋 時，空氣層5也作用以免於粘合步驟中會產生的變形。結果，減少了粘合應 力在平面內分布狀態在粘合後的不均勻。此外，空氣層5存在的位置對應於 遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間的位置，即由遮光層3阻擋光的位 置。因此，與空氣層存在於沒有形成遮光層3的凹陷中的情況不同，空氣層 5的存在沒有使顯示圖像的質量下降。
插設在圖像顯示面板1和相位差元件2的表面之間的區域中的粘合層4， 除了遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間的部分外，也可以通過採用上 述粘合材料之外的一些其它適合的粘合材料或者膠形成，只要它可以塗覆為 填充由遮光層3形成的凹陷，並且可以形成遮光層3的頂表面和圖Y象顯示面 板1之間的空氣層5。
在彼此粘合圖像顯示面板1和包括相位差元件2、遮光層3等的疊層時， 隨著面板尺寸的增加，在粘合步驟中帶入小氣泡的可能性也增加。此外，隨 著面板尺寸的增加，更難於保持圖像顯示面板1、相位差元件2和遮光層3 的頂表面每一個的高表面精度。這增加了平面均勻度因例如產生在其粘合表 面中的波紋而會受到削弱的可能性，並且也？ 1起會產生局部間隙並且其間的 粘合力和相距的距離變得不均的風險。
出於這樣的原因，圖像顯示面板1和包括相位差元件2、遮光層3等的 疊層彼此粘合而通過採用粘合輥施加壓力。
圖5A是圖解採用粘合輥壓力粘合的一個具體示例的示意圖。
當彼此粘合圖像顯示面板1和包括相位差元件2、遮光層3等的疊層時， 如圖5A所示，在粘合劑層4插設其間的狀態下，使得粘合輥31從要粘合的 包括圖像顯示面板l、粘合劑層4、遮光層3、相位差元件2等的疊層的一端 朝著另一端(如圖5A中的箭頭所示)行進，而壓力在疊層的各層逐一覆設 的方向上從上下施加給疊層。
此時，粘合輥31操作為用預定範圍內的力壓向疊層，並且以預定範圍 內的速度行進。
具體地講，如圖5B所示，粘合輥31通過落入最佳條件範圍的壓力施壓， 並且以落入最佳條件範圍的速度行進。原因是，如果壓力太小或者如果行進 速度太快，混入氣泡等的可能性增加。可以根據經驗規則，例如根據實驗，獲得最佳條件。圖6B表示當支撐
32 (稍後描述)的垂直位置(間隔)設定為0.4 mm時粘合輥31的壓力和行 進速度之間的關係。支撐32的垂直位置根據例如要粘合的相位差元件2的 厚度和尺寸任意調節。自然，壓力和行進速度之間的關係根據支撐32的垂 直位置而不同。
此外，在採用粘合輥31的壓力粘合中，相位差元件2的端部位置保持 為使得相位差元件2和圖像顯示面板1之間留有間隙，該間隙靠近粘合輥朝 其行進而遠離該粘合輥31粘合的位置的疊層的另 一端。
具體地講，如圖5A所示，相位差元件2的端部位置由支撐32支撐，以 在圖像顯示面板1和相位差元件2之間留下間隙。此外，相位差元件2的端 部位置相關於粘合輥31的行進而移動。更具體地講，支撐32的位置移動為， 隨著粘合輥31接近支撐32,圖像顯示面板1和相位差元件2之間的間隙減 小。
可以採用現有技術中熟知的技術實現以協作的方式行進粘合輥31和移 動支撐32的機構，並且因此省略了該機構的詳細描述。
以另一種方式說明，採用粘合輥31的壓力粘合是通過移動保持相位差 元件2端部的支撐32的垂直位置來執行的，並且該移動與粘合輥31的行進 速度協同，從而使得壓力沿著長度連續地施加給相位差元件2,而相位差元 件2保持在所示的變形狀態。從而，在粘合輥31朝其行進的側面上始終保 證允許氣泡等從其逃離的通道。因此，圖像顯示面板1和包括相位差元件2 等的疊層可以以最小化細小灰塵混合和氣泡帶入的方式彼此粘合。
另夕卜，粘合輥31的壓力和行進速度從抑制氣泡等帶入的觀點進行優化。
因此，用適當的和均勻壓力條件下的粘合獲得了包括圖像顯示面板1、 粘合劑層4、相位差元件2等的壓力粘合疊層。結果，即使在壓力粘合疊層 的部件包括因波紋等引起的平面性很差的部分時，也能夠避免產生局部間 隙，並且防止粘合力和相距的距離變得不均勻。此外，即使在面板為大尺寸 的情況下，也可以防止帶入氣泡等。
對於上述粘合步驟，因為相位差元件2形成有遮光層3的表面和圖像顯 示面板1除了遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間的部分外用插設其間 的粘合劑層4彼此粘合，所以粘合劑層4實現了粘合圖像顯示面板1包括圖 像顯示區域的整個區域。因此，基本上與圖像顯示面板1和相位差元件2通過全部表面粘合而彼此粘合的情況一樣，可以避免產生會51起顯示圖像質量 下降的例如莫爾現象或者牛頓環(幹涉條紋)。
而且，即使在相位差元件2的表面包括由遮光層3形成的凸凹時，空氣 層也不形成在遮光層3不存在的凹陷中，並且可以避免因空氣層的光折射作 用引起的顯示圖像質量上的下降。另外，空氣層5,即沒有填充粘合劑層4 的空間，呈現在遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間，減少了粘合應力 平面內分布狀態的不均勻，並且還可以抑制因應力分布狀態不均勻引起的顯 示圖像質量的下降。
因此，對於構造立體圖像顯示設備中的上述粘合步驟，即使相位差元件 2的表面包括由遮光層3形成的凸凹時，可以用存在的必要空氣層5抑制因 應力平面內分布狀態不均勻引起的圖像質量下降，而抑制因呈現不希望的空 氣層的光折射作用引起的圖像質量下降。結果，相位差元件2和遮光層3可 以適當粘合到圖像顯示面板1。
通過採用粘合材料形成粘合劑層4，例如，與採用膠的情況相比，由於 粘合材料自身相對低的成本而可以降低成本。此外，因為粘合材料不像膠那 樣凝固，所以粘合劑層4針對從外面施加的負荷具有自身的減震作用。因此， 即使例如液晶面板la因外負荷的施加而破裂，玻璃基板也能防止散射到周 圍。這消除了必須採用保護膜等，這在現有技術中已經採用，並且提供了減 少部件數量的優點。其次，因為粘合材料與例如膠或者紫外線樹脂不同，不 提供硬固定粘合，所以壓力粘合疊層可以剝離，然後在失誤的情況下再一次 粘合。結果，粘合操作可以更易於實現。而且，作為粘合劑層4的粘合材料 的採用預期比膠更有效地抑制環境的負面影響，例如，採用膠時包含揮發溶 劑。
本申請包含2008年7月28日提交日本專利局的日本優先權專利申請JP 2008-193100中揭示的相關主題事項，因此其全部內容一併作為參考。
儘管前面描述了本發明的優選實施例，但是本發明不限於上述實施例， 而是可以適當地修改，而不脫離本發明的範圍。
本領域的技術人員應當理解的是，在所附權利要求及其等同方案的範圍 內，根據設計需要和其他因素，可以進行各種修改、結合、部分結合和替換。
權利要求
1、一種立體圖像顯示設備，包括圖像顯示面板，以在面內規則混合的方式顯示右眼圖像和左眼圖像；相位差元件，包括對應於該右眼圖像的右眼圖像顯示部分和對應於該左眼圖像的左眼圖像顯示部分，該右眼圖像顯示部分和該左眼圖像顯示部分引起偏振，使得該右眼圖像和該左眼圖像具有不同的偏振狀態；遮光層，僅形成在包括該相位差元件的該右眼圖像顯示部分和該左眼圖像顯示部分之間的邊界的區域中，該遮光層從該相位差元件的表面朝著該圖像顯示面板凸起；以及粘合劑層，插設在該相位差元件的形成有該遮光層的表面和該圖像顯示面板之間的除了該遮光層的頂表面和該圖像顯示面板之間的部分，從而將該圖像顯示面板、該相位差元件和該遮光層粘合在一起。
2、 根據權利要求1所述的立體圖像顯示設備，其中該遮光層採用該粘 合劑層固定到該相位差元件的表面上，並且其中空氣層形成在該遮光層的該頂表面和該圖^f象顯示面板之間。
3、 根據權利要求1或2所述的立體圖像顯示設備，其中該粘合劑層由 透明凝膠狀形式的丙烯酸類粘合材料製作，並且其層厚度為25至100 i^im, 該粘合材料的硬度範圍為大於0且不大於350000 ^N,且粘合後的保持力在 40。C為8至20N/20mm。
4、 一種製造立體圖像顯示設備的方法，包括下面的步驟 以在相位差元件的表面上凸起的形狀形成遮光層，該相位差元件包括對應於右眼圖像的右眼圖像顯示部分和對應於左眼圖像的左眼圖像顯示部分， 該右眼圖像顯示部分和該左眼圖像顯示部分提供不同的偏振狀態，該遮光層 設置為僅對應於包括該相位差元件的該右眼圖像顯示部分和該左眼圖像顯 示部分之間的邊界的區域；以及用粘合劑層將該圖像顯示面板、該遮光層和該相位差元件粘合在一起， 該粘合劑層插設在以面內規則混合方式顯示右眼圖像和左眼圖像的圖像顯 示面板與該相位差元件的形成有該遮光層的表面之間除了該遮光層的頂表 面和該圖像顯示面板之間的部分。
5、 根據權利要求4所述的製造立體圖像顯示設備的方法，其中，在形 成該遮光層中，以可剝離的狀態形成在基片上的該遮光層從該基片轉移到該 相位差元件的表面上，使得該遮光層凸起在該相位差元件的表面上。
6、 根據權利要求4所述的製造立體圖像顯示設備的方法，其中用於粘 合該圖像顯示面板、該遮光層和該相位差元件的該粘合劑層由透明凝膠狀形 式的丙烯酸類粘合材料製作，並且其層厚度為25至100 |Lim，該粘合材料的 硬度範圍為大於0且不大於350000 iuN，且粘合後的保持力在40。C為8至20 N/20 mm。
7、 根據權利要求6所述的製造立體圖像顯示設備的方法，其中在將該 圖像顯示面板、該遮光層和該相位差元件粘合在一起的過程中，使粘合輥以落入預定範圍的速度/人包括該相位差元件、該遮光層、該粘 合劑層和該圖像顯示面板的疊層的一端朝著另一端行進，該粘合輥在該疊層 的各層彼此疊置的方向上從上下對該疊層施加落入預定範圍的力，以及在該粘合期間，支撐該相位差元件的該另一端，並且該相位差元件的該 另一端的位置協同該粘合輥的行進而移動，^吏得該相位差元件、該遮光層和 該粘合劑層定位為在比該粘合輥更靠近該相位差元件的該另一端的一側相 對於該圖像顯示面板留下間隙。
8、 根據權利要求7所述的製造立體圖像顯示設備的方法，其中該方法 包括在形成該遮光層以前，以平面關係定位該相位差元件和該遮光層，並且其中在定位該相位差元件和該遮光層中，通過從設置在該相位差元件一 側的光源引入輻射光，使其通過設置在該光源和該相位差元件之間的偏光板 進入該相位差元件，並且由設置在該相位差元件的另 一側的攝像器檢測已經 通過該相位差元件的光，/人而識別該相位差元件的該右眼圖〗象顯示部分和該 左眼圖像顯示部分之間的該邊界。
9、 根據權利要求7所述的製造立體圖像顯示設備的方法，其中該方法 包括在將該圖像顯示面板、該遮光層和該相位差元件粘合在一起以前，以平 面關係定位該疊層的部件，並且其中在定位該疊層的部件中，即使在作為該疊層的一個部件的該圖像顯 示面板具有最小透光率的狀態下，從設置在該疊層一側的光源以足夠通過該 圖像顯示面板的光量發射輻射光，並且由設置在該疊層另一側的攝像器檢測已經通過該疊層的光，從而識別該疊層的該部件的平面相對位置。
10、根據權利要求7所述的製造立體圖像顯示設備的方法，還包括在將 該圖^^顯示面板、該遮光層和該相位差元件粘合在一起以前，為了退火，以 預定的溫度和預定的時間熱處理作為該疊層的一個部件的該相位差元件。
全文摘要
本發明提供立體圖像顯示設備，其包括圖像顯示面板，以在面內規則混合的方式顯示右眼圖像和左眼圖像；相位差元件，包括對應於右眼圖像的右眼圖像顯示部分和對應於左眼圖像的左眼圖像顯示部分，以提供不同的偏振狀態；遮光層，形成為僅在包括相位差元件的右眼圖像顯示部分和左眼圖像顯示部分之間邊界的區域中凸起；以及粘合劑層，插設在相位差元件和圖像顯示面板之間除了遮光層的頂表面和圖像顯示面板之間的部分，因此將圖像顯示面板、遮光層和相位差元件粘合在一起。
文檔編號G03B35/26GK101639619SQ20091016127
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月28日 優先權日2008年7月28日
發明者岡田正道, 堀江修, 大野宏, 小林孝之, 左方篤, 柄澤穰司, 阿部比呂宙, 饒村英夫 申請人:索尼株式會社