JP2014182244A - Patterned phase difference film and image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パッシブ方式による3次元画像表示に関するものである。 The present invention relates to a three-dimensional image display by a passive method.
近年、パッシブ方式により3次元画像を表示する画像表示装置が提供されている。ここで図10は、液晶表示パネルを使用したパッシブ方式の画像表示装置を示す概略図である。パッシブ方式の画像表示装置は、垂直方向又は水平方向(この図10の例では、垂直方向)に連続する液晶表示パネルの画素を、順次交互に、右目用及び左目用に割り当て、それぞれ右目用及び左目用の画像データで駆動し、これにより右目用の画像と左目用の画像とを同時に表示する。また液晶表示パネルのパネル面(視聴者側面)にパターン位相差フィルムを配置し、右目用の画素及び左目用の画素からの直線偏光による出射光を、右目用及び左目用で方向の異なる円偏光に変換する。これによりパッシブ方式では、対応する偏光フィルタを備えてなる眼鏡を装着して、右目用の画像と左目用の画像とをそれぞれ選択的に視聴者の右目及び左目に提供し、3次元画像を表示する。 In recent years, an image display device that displays a three-dimensional image by a passive method has been provided. Here, FIG. 10 is a schematic view showing a passive type image display apparatus using a liquid crystal display panel. The passive-type image display device sequentially assigns pixels of the liquid crystal display panel that are continuous in the vertical direction or the horizontal direction (vertical direction in the example of FIG. 10) for the right eye and the left eye, respectively. Driving with the image data for the left eye, thereby displaying the image for the right eye and the image for the left eye simultaneously. In addition, a pattern retardation film is arranged on the panel surface (viewer side) of the liquid crystal display panel so that the light emitted from the right-eye pixel and the left-eye pixel is linearly polarized light having different directions for the right-eye and left-eye. Convert to As a result, in the passive method, glasses equipped with corresponding polarizing filters are worn, and a right-eye image and a left-eye image are selectively provided to the viewer's right and left eyes, respectively, and a three-dimensional image is displayed. To do.
このためパターン位相差フィルムは、液晶表示パネルにおける画素の設定に対応して、遅相軸方向(屈折率が最大となる方向)が直交する2種類の帯状領域が順次交互に形成される。これによりパッシブ方式では、対応する偏光フィルタを備えてなる眼鏡を装着して、右目用の画像と左目用の画像とをそれぞれ選択的に視聴者の右目及び左目に提供する。なおここでこの隣接する帯状領域の遅相軸方向は、通常、水平方向に対して、+45度と−45度、又は0度と+90度の組み合わせが採用される。なおこの図10の例では、通常の画像表示装置における呼称に習って画面の長辺方向を水平方向として示す。 Therefore, in the pattern retardation film, two types of band-like regions in which the slow axis direction (direction in which the refractive index is maximized) are orthogonal to each other are sequentially formed corresponding to the setting of the pixels in the liquid crystal display panel. Thus, in the passive method, glasses equipped with corresponding polarizing filters are worn, and a right-eye image and a left-eye image are selectively provided to the viewer's right eye and left eye, respectively. Here, as the slow axis direction of the adjacent band-like region, a combination of +45 degrees and −45 degrees, or 0 degrees and +90 degrees with respect to the horizontal direction is usually employed. In the example of FIG. 10, the long side direction of the screen is shown as the horizontal direction in accordance with the name in the normal image display apparatus.
このパッシブ方式は、応答速度の遅い画像表示装置でも適用することができ、さらにパターン位相差フィルムと円偏光メガネとを用いた簡易な構成で3次元表示することができる。なおパッシブ方式の画像表示装置では、図10の例による垂直方向に代えて、水平方向に連続する画素を順次交互に右目用及び左目用に振り分ける方法も採用される。 This passive method can also be applied to an image display device having a slow response speed, and can display three-dimensionally with a simple configuration using a pattern retardation film and circularly polarized glasses. In the passive type image display device, a method of sequentially assigning pixels consecutive in the horizontal direction to the right eye and the left eye instead of the vertical direction in the example of FIG. 10 is also employed.
このパッシブ方式に係るパターン位相差フィルムは、画素の割り当てに対応して透過光に位相差を与えるパターン状の位相差層が必要である。このパターン位相差フィルムに関して、特許文献1には、配向規制力を制御した光配向層をガラス基板上に形成し、この光配向層により液晶の配列をパターンニングして位相差層を作製する方法が開示されている。また特許文献2には、レーザーの照射によりロール版の周側面に微細な凹凸形状を形成し、この凹凸形状を転写してパターン状に配向規制力を制御した光配向層を作製する方法が開示されている。
The pattern phase difference film according to this passive method requires a pattern-like phase difference layer that gives a phase difference to transmitted light corresponding to the allocation of pixels. With respect to this pattern retardation film,
また特許文献3には、1/2波長板、1/4波長板、直線偏光板の積層により、広い波長帯域で楕円率が1に近い円偏光板を構成する方法が提案されている。
この種の光学フィルムの位相差層に適用される液晶材料は、一般的には正の波長分散特性であるものの、近年、逆分散特性の液晶材料が提案されている。なおここで逆分散特性とは、短波長側ほど透過光における位相差が小さい波長分散特性であり、より具体的には、450nmの波長におけるリタデーション(R450)と、550nmの波長におけるリタデーション(R550)との関係が、R450<R550である特性である。正の波長分散特性は、これとは逆に長波長側ほど透過光における位相差が小さい波長分散特性であり、より具体的には、R450>R550である特性である。 A liquid crystal material applied to the retardation layer of this type of optical film generally has a positive wavelength dispersion characteristic, but recently, a liquid crystal material having a reverse dispersion characteristic has been proposed. Here, the reverse dispersion characteristic is a wavelength dispersion characteristic in which the phase difference in transmitted light is smaller as the wavelength is shorter, and more specifically, retardation at a wavelength of 450 nm (R450) and retardation at a wavelength of 550 nm (R550). Is a characteristic in which R450 <R550. On the contrary, the positive chromatic dispersion characteristic is a chromatic dispersion characteristic in which the phase difference in the transmitted light is smaller toward the longer wavelength side, and more specifically, R450> R550.
ところでパッシブ方式により3次元画像を表示する画像表示装置において、2次元画像を視聴する場合、表示画面にスジが見て取られる場合がある。なおこのスジに係る2次元画像の視聴は、2次元画像表示用の画像データにより画像表示パネルを駆動して2次元画像を表示し、この表示を3次元画像表示用の円偏光メガネを着用しないで視聴する場合である。このスジは、パターン位相差フィルムにおいて、右目用の画素からの出射光に対応する位相差を付与する領域(以下、右目用領域と呼ぶ)と、左目用の画素からの出射光に対応する位相差を付与する領域(以下、左目用領域と呼ぶ)とで、画面が異なる色味や異なる明るさで観察されて発生するものである。このような色味、明暗に係るスジにあっては、極力、低減することが望まれる。 By the way, when viewing a two-dimensional image in an image display device that displays a three-dimensional image by a passive method, streaks may be seen on the display screen. In order to view a two-dimensional image related to the streak, the image display panel is driven by image data for displaying a two-dimensional image to display the two-dimensional image, and this display is not worn with circularly polarized glasses for displaying the three-dimensional image. This is the case of viewing with In the pattern retardation film, this streak is a region corresponding to the light output from the pixel for the right eye (hereinafter referred to as the region for the right eye) and the light output from the pixel for the left eye. In a region to which a phase difference is applied (hereinafter referred to as a left eye region), the screen is observed with different colors and different brightness. It is desirable to reduce as much as possible in the streaks relating to such color and brightness.
なおパッシブ方式の画像表示装置では、この色味、明暗に係るスジを含めて、種々のスジの発生が広く知られている。具体的に、3次元画像表示の際に、右目用及び左目用にそれぞれ偶数ライン及び奇数ラインが割り当てられることにより、原理的に、右目用領域及び左目用領域に係るスジが見えることになる。しかしながら上述の色味、明暗に係るスジは、2次元画像を視聴する場合に発生することにより、このパッシブ方式の画像表示装置における原理的なスジとは異なるものである。 In the passive type image display device, generation of various stripes including the stripes related to the color and light and dark is widely known. Specifically, when displaying a three-dimensional image, even lines and odd lines are assigned to the right eye and the left eye, respectively, so that in principle, streaks relating to the right eye region and the left eye region can be seen. However, the above-described color and light / dark lines are generated when viewing a two-dimensional image, which is different from the basic lines in the passive image display apparatus.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、パッシブ方式の画像表示装置において、2次元画像を視聴する際の、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減することができるパターン位相差フィルム、画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a passive image display device, it is possible to reduce streaks corresponding to setting of regions in a pattern retardation film when viewing a two-dimensional image. An object of the present invention is to provide a pattern retardation film and an image display device.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、完全な円偏光ではハイディンガーのブラシを視認できない点に着目し、積層構造により位相差層を作製して出射光を完全な円偏光に近づけるとの着想に至り、本発明を完成するに至った。 The present inventor has intensively studied to solve the above-mentioned problems, paying attention to the fact that the Heider's brush cannot be visually recognized with perfect circularly polarized light. The idea of approaching polarized light was reached and the present invention was completed.
(1) 透過光に与える位相差が異なる第1及び第2の領域が順次交互に設けられたパターン位相差フィルムにおいて、
第1の位相差層、第2の位相差層の積層による位相差層積層体を備え、
前記第1の位相差層が、透過光に1/4波長分の位相差を付与する1/4波長板用位相差層であり、
前記第2の位相差層が、透過光に1/2波長分の位相差を付与する1/2波長板用位相差層であり、前記第1及び第2の領域にそれぞれ対応する領域が形成された。
(1) In a pattern retardation film in which first and second regions having different phase differences given to transmitted light are alternately provided,
A retardation layer stack comprising a stack of a first retardation layer and a second retardation layer,
The first retardation layer is a quarter-wave plate retardation layer that imparts a quarter-wave phase difference to transmitted light;
The second retardation layer is a half-wave plate retardation layer that imparts a half-wave phase difference to transmitted light, and regions corresponding to the first and second regions are formed. It was done.
(1)によれば、広い波長帯域で透過光の楕円率を1に近づけることができ、これによりパターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減することができる。 According to (1), the ellipticity of transmitted light can be made close to 1 in a wide wavelength band, thereby reducing streaks corresponding to the setting of regions in the pattern retardation film.
(2) (1)において、
前記第1の位相差層は、
前記第1及び第2の領域に対応する領域が形成された。
(2) In (1),
The first retardation layer includes
Regions corresponding to the first and second regions were formed.
(2)によれば、第1及び第2領域の設定に対応して、広い波長帯域で透過光の楕円率を1に近づけることができることにより、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減することができる。 According to (2), the ellipticity of transmitted light can be made close to 1 in a wide wavelength band corresponding to the setting of the first and second regions, so that the stripe corresponding to the setting of the region in the pattern retardation film can be obtained. Can be reduced.
(3) (1)において、
前記第1の位相差層は、
透過光に与える位相差が全面で均一に設定された。
(3) In (1),
The first retardation layer includes
The phase difference given to the transmitted light was set uniformly over the entire surface.
(3)によれば、簡易な構成により、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減することができる。 According to (3), the streaks corresponding to the setting of the area in the pattern retardation film can be reduced with a simple configuration.
(4) (1)、(2)、(3)の何れかに記載のパターン位相差フィルムが画像表示パネルのパネル面に配置された画像表示装置。 (4) An image display device in which the pattern retardation film according to any one of (1), (2), and (3) is disposed on a panel surface of an image display panel.
(4)によれば、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減してなる画像表示装置を提供することができる。 According to (4), it is possible to provide an image display device in which streaks corresponding to the setting of regions in the pattern retardation film are reduced.
パッシブ方式の画像表示装置において、2次元画像を視聴する際の、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減することができる。 In the passive image display device, it is possible to reduce streaks corresponding to the setting of the region in the pattern retardation film when viewing a two-dimensional image.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔スジの防止原理〕
図1は、パッシブ方式による画像表示装置において、2次元画像を表示し、その表示を画面正面によりカメラにより撮影し、また目視により観察し、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応する色味、明暗に係るスジを確認した結果である。ここでFPRは、パターン位相差フィルムにおける右目用領域及び左目用領域における遅相軸方向を示し、右目用領域及び左目用領域の延長方向を基準にした角度である。また偏光板は、このパターン位相差フィルムの設定に対応してパターン位相差フィルムの入射面側の画像表示パネルに設けられる直線偏光板について、その透過軸方向を示すものである。
[Principle prevention principle]
FIG. 1 shows a two-dimensional image displayed in a passive type image display device, the display is photographed with a camera in front of the screen, and visually observed, and the color corresponding to the setting of the area in the pattern retardation film, It is the result of confirming streaks related to light and dark. Here, FPR indicates the slow axis direction in the right-eye region and the left-eye region in the pattern retardation film, and is an angle based on the extension direction of the right-eye region and the left-eye region. The polarizing plate indicates the transmission axis direction of the linear polarizing plate provided on the image display panel on the incident surface side of the pattern retardation film corresponding to the setting of the pattern retardation film.
この確認結果において、偏光板の透過軸方向を0度又は90度に設定した場合、カメラにより撮影した結果(静止画像)では、スジを検出できないにも係わらず、目視による観察では、黄色のスジが視認された。なお偏光板の透過軸方向を45度に設定した場合、カメラによっても、目視によっても、濃淡のスジが確認されたものの、目視により確認される濃淡のスジは、偏光板の透過軸方向を0度又は90度に設定した場合に目視により視認される黄色のスジと同程度のものであった。これらの濃淡スジ、黄色のスジのうち、濃淡スジは、カメラ及び目視の双方で確認されることにより、明らかにパターン位相差フィルムからの光量の変化によるものである。しかしながら黄色のスジにあっては、目視による場合にのみ検出されることにより人間の目に依存するものであると判断される。 In this confirmation result, when the transmission axis direction of the polarizing plate is set to 0 degree or 90 degrees, the result (still image) photographed by the camera cannot detect the streak, but in the observation by visual observation, the yellow streak is observed. Was visible. In addition, when the transmission axis direction of the polarizing plate is set to 45 degrees, although light and dark streaks are confirmed by the camera and by visual observation, the light and dark streaks confirmed by visual observation indicate that the transmission axis direction of the polarizing plate is 0. When it was set at a degree or 90 degrees, it was of the same order as yellow streaks visually observed. Among these dark and light stripes, the dark stripe is apparently due to a change in the amount of light from the pattern retardation film by being confirmed by both the camera and the visual observation. However, a yellow streak is determined to be dependent on the human eye by being detected only by visual inspection.
すなわち右目用領域及び左目用領域では、パターン位相差フィルムからの出射光で偏光状態が異なる。これによりこの黄色のスジにあっては、その発生原因が、人間の目が僅かながらも偏光を知覚できることによるものであると判断される。なおこのように人間の目が偏光を知覚する内視現象については、ハイディンガーのブラシとして知られており、個人差を有するものである。 That is, in the right-eye region and the left-eye region, the polarization state differs depending on the light emitted from the pattern retardation film. As a result, it is determined that the yellow stripe is caused by the fact that the human eye can perceive the polarized light even slightly. It should be noted that the endoscopic phenomenon in which human eyes perceive polarized light in this way is known as Heidinger's brush and has individual differences.
種々に検討したところ、直線偏光、楕円偏光ではハイディンガーのブラシが知覚されるものの、楕円偏光が完全な円偏光に近づくと徐々にハイディンガーのブラシを知覚できなくなり、完全な円偏光ではハイディンガーのブラシを全く知覚できないことが判った。そこでこの実施形態では、パターン位相差フィルムからの出射光を理想的な円偏光に近づけることにより、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減する。 Various investigations have revealed that Heidinger's brush is perceived in linearly polarized light and elliptically polarized light, but gradually disappears when elliptical polarized light approaches perfect circularly polarized light. It was found that no brush could be perceived. Therefore, in this embodiment, the streak corresponding to the setting of the region in the pattern retardation film is reduced by bringing the emitted light from the pattern retardation film close to ideal circularly polarized light.
ここでパターン位相差フィルムでは、液晶材料による位相差層により透過光に位相差を付与し、画像表示パネルからの直線偏光による出射光を、右目用領域及び左目用領域で回転方向の異なる円偏光により出射する。ここで位相差層に適用される液晶材料は、一般に正の波長分散性を有しており、その結果、パターン位相差フィルムにおいては、特定波長では完全な円偏光により画像表示パネルからの入射光を出射できるものの、この特定波長以外では完全な円偏光により入射光を出射し得ず、この特定波長以外では、楕円偏光により入射光を出射することになる。 Here, in the pattern phase difference film, a phase difference is imparted to the transmitted light by a phase difference layer made of a liquid crystal material, and light emitted by linearly polarized light from the image display panel is converted into circularly polarized light having different rotation directions in the right eye region and the left eye region Is emitted. Here, the liquid crystal material applied to the retardation layer generally has a positive wavelength dispersion. As a result, in the pattern retardation film, incident light from the image display panel is completely circularly polarized at a specific wavelength. However, incident light cannot be emitted by perfect circular polarization except for this specific wavelength, and incident light can be emitted by elliptically polarized light except for this specific wavelength.
そこでこの実施形態では、1/2波長板、1/4波長板の積層構造により位相差層を形成することにより、波長方向に見た場合における出射光を円偏光に近づけ、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減する。 Therefore, in this embodiment, by forming a retardation layer with a laminated structure of a half-wave plate and a quarter-wave plate, the emitted light when viewed in the wavelength direction is made close to circularly polarized light. Reduce streaks corresponding to area settings.
より具体的に、この実施形態では、複数の位相差層の積層体(以下、位相差層積層体と呼ぶ)によりパターン位相差フィルムを作製する。 More specifically, in this embodiment, a pattern retardation film is produced from a laminate of a plurality of retardation layers (hereinafter referred to as a retardation layer laminate).
図2は、一定の厚みにより1/4波長板用の位相差層を作製した場合の、位相差量を示す図表である。この図2において、符号L1は、波長の増大に比例して位相差が増大する理想的な逆分散特性を示すものである。また符合L2は、一般の正の分散特性の液晶材料による特性を示すものである。 FIG. 2 is a chart showing the amount of retardation when a retardation layer for a quarter-wave plate is produced with a constant thickness. In FIG. 2, symbol L1 indicates an ideal inverse dispersion characteristic in which the phase difference increases in proportion to the increase in wavelength. The symbol L2 indicates a characteristic of a liquid crystal material having a general positive dispersion characteristic.
図3は、この図2の特性による楕円率を示す図である。なお楕円率は、図4に示すように、円偏光における長軸の長さa及び短軸の長さbの比率D=b/aであり、D=0は直線偏光であり、D=1は完全な円偏光である。従って楕円偏光では、1>D>0である。符号L4は、位相差層積層体を1/2波長板用位相差層と1/4波長板用位相差層とによる2層の位相差層により構成し、各位相差層をそれぞれパターニングした場合(後述する第1実施形態の例である)の結果を示すものである。符号L5は、この2層の位相差層の1層のみをパターニングした場合(後述する第2及び第3実施形態の例である)の結果を示すものである。この図3の特性曲線によれば、正の分散特性による場合(符号L2)に比して、位相差層積層体により(符号L4、L5)、より広い波長帯域で楕円率を値1に近づけることができ、これによりパターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減することができる。
FIG. 3 is a diagram showing the ellipticity according to the characteristic of FIG. As shown in FIG. 4, the ellipticity is a ratio D = b / a of the major axis length a and minor axis length b in circularly polarized light, D = 0 is linearly polarized light, and D = 1. Is completely circularly polarized. Therefore, for elliptically polarized light, 1> D> 0. The code | symbol L4 is comprised when the phase difference layer laminated body is comprised by the two phase difference layer by the phase difference layer for 1/2 wavelength plates, and the phase difference layer for 1/4 wavelength plates, and each phase difference layer is patterned, respectively ( This is an example of the first embodiment described later). Reference numeral L5 indicates a result of patterning only one of the two retardation layers (examples of second and third embodiments described later). According to the characteristic curve of FIG. 3, the ellipticity is made closer to the
なおこのようにパターン位相差フィルムを用いて広帯域円偏光板にする場合には、3次元画像を視聴する際に着用する眼鏡においても、波長分散特性をパターン位相差フィルムの波長分散特性に極力近づけた位相差板を用いて広帯域円偏光板にすることにより、クロストークを抑圧して画質劣化を防止することができる。またさらに広い波長帯域で楕円率が1に近い円偏光になるため、色ムラ(カラーシフト)も抑えることができる。 In addition, when making a broadband circularly polarizing plate using the pattern retardation film in this way, the wavelength dispersion characteristic is brought as close as possible to the wavelength dispersion characteristic of the pattern retardation film even in glasses worn when viewing a three-dimensional image. By using the obtained retardation plate as a broadband circularly polarizing plate, crosstalk can be suppressed and image quality deterioration can be prevented. Further, since the ellipticity becomes circularly polarized light close to 1 in a wider wavelength band, color unevenness (color shift) can be suppressed.
〔第1実施形態〕
図5は、本発明の第1実施形態に係る画像表示装置に適用されるパターン位相差フィルムを示す図である。この第1実施形態に係る画像表示装置は、2次元画像表示モードと3次元画像表示モードとを備え、3次元画像表示モードでは、パッシブ方式により3次元画像を提供する。すなわちこの3次元画像表示モードにおいて、画像表示装置は、画像表示パネルの垂直方向(図1においては左右方向が対応する方向である)に連続する画素が、順次交互に、右目用の画像を表示する右目用画素、左目用の画像を表示する左目用画素に振り分けられて、それぞれ右目用及び左目用の画像データで駆動される。これにより画像表示装置は、右目用の画像を表示する帯状の領域と、左目用の画像を表示する帯状の領域とに表示画面が交互に区分され、右目用の画像と左目用の画像とを同時に表示する。この画像表示装置は、この液晶表示パネルのパネル面に、この図1に示すパターン位相差フィルム1が配置され、このパターン位相差フィルム1により右目用及び左目用の画素からの出射光にそれぞれ対応する位相差を与える。これによりこの画像表示装置は、パッシブ方式により所望の立体画像を表示する。
[First Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing a pattern retardation film applied to the image display device according to the first embodiment of the present invention. The image display apparatus according to the first embodiment includes a two-dimensional image display mode and a three-dimensional image display mode, and provides a three-dimensional image by a passive method in the three-dimensional image display mode. That is, in this three-dimensional image display mode, the image display device displays the image for the right eye alternately in succession with pixels that are continuous in the vertical direction of the image display panel (the left-right direction is the corresponding direction in FIG. 1). The right-eye pixels and the left-eye pixels that display the left-eye image are sorted and driven by the right-eye image data and the left-eye image data, respectively. As a result, the image display device alternately divides the display screen into a band-like region for displaying an image for the right eye and a band-like region for displaying an image for the left eye, so that the image for the right eye and the image for the left eye are divided. Display at the same time. In this image display device, the pattern
これに対して2次元画像表示モードでは、連続する画像データにより画像表示パネルを駆動して2次元画像を表示する。 In contrast, in the two-dimensional image display mode, the image display panel is driven by continuous image data to display a two-dimensional image.
ここでパターン位相差フィルム1は、TAC(トリアセチルセルロース)等の透明フィルムからなる基材2の一方の面上に、位相差層積層体3が設けられる。ここで位相差層積層体3は、1/2波長板用位相差層4と1/4波長板用位相差層5との積層体により構成され、各位相差層4、5は、正の分散特性による同一の液晶材料により形成される。またそれぞれ波長550nmの透過光に対して1/4波長分の位相差、1/2波長分の位相差を付与する厚みにより作製される。
Here, the
この実施形態において、各位相差層4、5は、それぞれ配向層6、7が設けられ、それぞれ対応する配向層6、7の配向規制力により液晶材料が配向して屈折率異方性を保持した状態で固化(硬化)されて作製される。パターン位相差フィルム1は、この配向層6、7の配向規制力により位相差層4、5をパターニングして、液晶表示パネルにおける画素の割り当てに対応して、一定の幅により、右目用の領域(第1の領域)Aと左目用の領域(第2の領域)Bとが順次交互に帯状に形成され、右目用及び左目用の画素からの出射光にそれぞれ対応する位相差を与える。
In this embodiment, each of the retardation layers 4 and 5 is provided with alignment layers 6 and 7, respectively, and the liquid crystal material is aligned by the alignment regulating force of the corresponding alignment layers 6 and 7 to maintain the refractive index anisotropy. It is made by solidifying (curing) in the state. The
パターン位相差フィルム1は、光配向材料により光配向材料層が基材2上に作製された後、この光配向材料層に直線偏光による紫外線を照射し、これにより光配向の手法を適用して配向層6が形成される。ここでこの光配向材料層に照射する紫外線は、その偏光の方向が右目用の領域Aと左目用の領域Bとで異なるように設定され(図6参照)、これにより位相差層4に設けられる液晶材料に関して、右目用の領域A及び左目用の領域Bとで対応する向きに液晶分子を配向させ、透過光に対応する位相差を与える。なお光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を適用することができるものの、この実施形態では、一旦配向した後には、紫外線の照射によって配向が変化しない、例えば光2量化型の材料を使用する。なおこの光2量化型の材料については、「M.Schadt, K.Schmitt, V. Kozinkov and V. Chigrinov : Jpn. J. Appl.Phys., 31, 2155 (1992)」、「M. Schadt, H. Seiberle and A. Schuster : Nature, 381, 212 (1996)」等に開示されており、例えば「ROP-103」(Rolic technologies Ltd.社製)の商品名により既に市販されている。
In the
なおこのように右目用領域又は左目用領域を選択的に露光処理した後、全面を露光処理して配向層を作製する代わりに、これとは逆に全面の露光処理の後、右目用領域又は左目用領域を選択的に露光処理して配向層を作製してもよく、また右目用領域又は左目用領域を選択的に露光処理した後、未露光の左目用領域又は右目用領域を選択的に露光処理して配向層を作製してもよい。またさらに光配向の手法により配向層を作製する代わりに、賦型処理によりラビング処理の痕跡による微細な凹凸形状を作製して配向層を作製するようにしてもよい。 Instead of selectively exposing the right eye region or the left eye region in this way and then exposing the entire surface to produce an alignment layer, on the contrary, after the entire surface exposure processing, the right eye region or The alignment layer may be produced by selectively exposing the left eye region, or after selectively exposing the right eye region or the left eye region, the unexposed left eye region or the right eye region is selectively used. The alignment layer may be prepared by performing an exposure treatment. Further, instead of preparing the alignment layer by a photo-alignment technique, the alignment layer may be manufactured by forming a fine uneven shape by a rubbing process trace by a forming process.
パターン位相差フィルム1は、続いて位相差層4に係る液晶材料の塗工液が塗布された後、紫外線の照射により位相差層4が作製される。続いて配向層7に係る塗工液が塗布されて光配向材料層が位相差層4上に作製された後、配向層6と同様の紫外線を使用した露光処理により配向層7が作製される。また続いて位相差層4と同様にして位相差層5が作製される。なおこの実施形態において、配向層6及び7、位相差層4、5は、それぞれ同一の材料により作製される。これにより位相差層4、5は、波長分散特性が同一になるように作製される。
In the
なお転写法の手法を適用して位相差層4及び又は5を基材2上に作製することにより、配向層6、7の双方又は1方を省略してもよい。なお転写法は、例えば基材の上に所望の層を形成する場合に、この層を直接当該基材上に形成するのでは無く、一旦、離型性の支持体上に剥離可能に該層を積層形成して転写体を作成した後、工程、需要等に応じて、該支持体上に形成した層を、最終的に該層を積層すべき基材(被転写基材)上に接着、積層し、その後、該支持体を剥離除去することにより、該基材上に所望の層を形成する方法である。また相差層に光配光性の液晶ポリマーを適用することにより、配向層を省略してもよい。
In addition, you may abbreviate | omit both or one of the orientation layers 6 and 7 by producing the phase difference layers 4 and 5 on the
図6は、パターン位相差フィルム1における位相差層4、5の説明に供する図である。この図6において、符号11は、パターン位相差フィルム1の直前に配置される液晶表示パネルの直線偏光板を示し、この実施形態では、この直線偏光板11の透過軸方向が垂直方向又は水平方向となるように配置される。なお図6及び以下においては、この透過軸方向を垂直方向に配置した場合を示し、透過軸方向を矢印により示す。なお吸収軸方向は透過軸方向に直交する方向である。また位相差層4、5における遅相軸方向を楕円の長軸方向により示す。また各方向は、直線偏光板11の吸収軸方向である領域A及びBの延長方向を基準にした出射面側から見た反時計方向の角度により示す。
FIG. 6 is a diagram for explaining the retardation layers 4 and 5 in the
パターン位相差フィルム1は、位相差層4では、右目用領域A及び左目用領域Bで、直線偏光板11の吸収軸方向に対する遅相軸方向がそれぞれ15度及び−15度の角度を成すように、また位相差層5では、右目用領域A及び左目用領域Bで、直線偏光板11の吸収軸方向に対する遅相軸方向がそれぞれ75度及び−75度の角度を成すように、位相差層4、5が作製される。なおこれにより配向層6及び7は、対応する位相差層4、5の領域A、Bの遅相軸方向に対応する方向の直線偏光により紫外線が照射されて作製されることになる。
In the
これにより図7により位相差層を単層より作成する従来構成との対比により示すように、パターン位相差フィルム1は、位相差層積層体3により1/4波長位相差板として機能し、各領域A及びBの透過光を方向の異なる円偏光により出射する。
Accordingly, as shown in FIG. 7 in comparison with the conventional configuration in which the retardation layer is formed from a single layer, the
ここで位相差層4、5について、領域A及びBの遅相軸方向を偏光板吸収軸に対して、15度及び−15度の角度、75度及び−75度の角度に設定すれば、位相差層積層体3における円偏光を最も広帯域化することができる。なお位相差層4、5について、領域A及びBの遅相軸方向を偏光板吸収軸に対して、75度及び−75度の角度、15度及び−15度の角度に設定しても同様の効果が得られる。また右目用領域Aと左目用領域Bの位相差層を逆にしてもよい。その場合、眼鏡側の円偏光板も逆にする必要がある。
Here, for the retardation layers 4 and 5, if the slow axis directions of the regions A and B are set to angles of 15 degrees and -15 degrees, 75 degrees and -75 degrees with respect to the polarizing plate absorption axis, The circularly polarized light in the
なお直線偏光板11の吸収軸方向に対する位相差層4、5における遅相軸方向は、直線偏光板11の吸収軸方向に対する1/2波長板用位相差層4、1/4波長板用位相差層5における遅相軸方向の角度をそれぞれα、βとおくとき、β=2α+45[度](90>α>0)又はβ=2α−45[度](−90<α<0)とすることにより、上述した角度以外の場合でも、広い波長帯域で楕円率が1に近い円偏光を得ることができる。ここで、角度α、βは、180度の任意性があり、180度回転させると元の状態に戻る。そのため、任意の整数nに対して、θ=θ+180×n[度](θ=α、β)の関係があり、90度より大きい角度や、−90度より小さい角度についても上記式を適用することができる。ちなみに位相差層4と位相差層5の波長分散が等しい場合は、前記の角度が一番良い特性が得られる。
The slow axis direction in the phase difference layers 4 and 5 with respect to the absorption axis direction of the linear
なお例えば異なる液晶材料を適用すること等により、位相差層4、5で波長分散特性が異なるようにしてもよく、この場合、位相差層4、5の遅相軸方向の角度については、最適な角度が異なり、位相差層4、5でそれぞれ上述した角度より変更して最適の角度に設定することができる。なお実用上十分にスジを防止できる場合には、このような最適な角度より異なる角度としてもよく、このようにしても1/4波長板1層による円偏光板よりも、広い波長帯域でより楕円率を1に近づけることができる。
Note that, for example, by applying different liquid crystal materials, the
以上の構成よれば、正の分散特性による位相差層を積層することにより、この複数の位相差層による位相差層積層体で楕円率が1に近い円偏光を確保することができ、これによりパターン位相差フィルム1における領域の設定に対応するスジを低減することができる。
According to the above configuration, by laminating a retardation layer having a positive dispersion characteristic, it is possible to secure circularly polarized light whose ellipticity is close to 1 in the retardation layer laminate of the plurality of retardation layers. The streak corresponding to the setting of the area in the
またこの複数の位相差層に、それぞれ右目用領域A及び左目用領域Bに対応する位相差を設定することにより、広い波長帯域で楕円率が1に近い円偏光を確保して十分にスジを低減することができる。 In addition, by setting phase differences corresponding to the right-eye region A and the left-eye region B in the plurality of retardation layers, circular polarization with an ellipticity close to 1 can be secured in a wide wavelength band, and sufficient streaks can be obtained. Can be reduced.
〔第2実施形態〕
図8は、本発明の第2実施形態に係るパターン位相差フィルムを示す図である。このパターン位相差フィルム21は、位相差層積層体3に代えて、1/2波長板用位相差層14、1/4波長板用位相差層15による位相差層積層体13が設けられる点を除いて、第1実施形態と同一に構成される。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a view showing a patterned retardation film according to the second embodiment of the present invention. This
ここで1/2波長板用位相差層14は、直線偏光板11の吸収軸方向に対する遅相軸方向が領域A及びBで22.5度及び−22.5度の角度を成すように形成される。これに対して1/4波長板用位相差層15は、直線偏光板11の吸収軸方向に対して遅相軸方向が90度の角度を成すように形成され、これにより透過光に与える位相差が全面で均一に設定される。すなわちこの場合、領域Aではα=22.5度に対して、β=90度になる。また領域Bではα=−22.5度に対して、β=−90度になる。ここで遅相軸の90度と−90度は、同じ方向であるため、1/4波長板用位相差層15は、パターニングする必要がなくなり、これにより透過光に与える位相差が全面で均一に設定さる。
Here, the
これによりパターン位相差フィルム21では、位相差層14、15に対応する配向層が、それぞれ対応する方向の直線偏光により露光処理されて作製される。なおこのような配向層を使用して位相差層15を作製する代わりに、延伸などで作られる市販の位相差フィルムを配置して位相差層15を作製してもよい。またTACなどの基材を用いず、位相差フィルム15を基材として、その上にパターン位相差層14を形成してもよい。
Thereby, in the pattern
この実施形態では、位相差層積層体を構成する2つ位相差層の1つだけを領域A、Bにパターンニングすることにより、構成を簡略化することができる。 In this embodiment, the configuration can be simplified by patterning only one of the two retardation layers constituting the retardation layer stack in the regions A and B.
〔第3実施形態〕
図9は、本発明の第2実施形態に係るパターン位相差フィルムを示す図である。このパターン位相差フィルム31は、位相差層積層体3、13に代えて、1/2波長板用位相差層24、1/4波長板用位相差層25による位相差層積層体23が設けられる点を除いて、第1実施形態、第2実施形態と同一に構成される。
[Third Embodiment]
FIG. 9 is a view showing a patterned retardation film according to the second embodiment of the present invention. This
ここで1/2波長板用位相差層24は、直線偏光板11の吸収軸方向に対する遅相軸方向が領域A及びBで67.5度及び−67.5度の角度を成すように形成される。これに対して1/4波長板用位相差層25は、直線偏光板11の吸収軸方向に対して遅相軸方向が一致するように形成される。この場合、領域Aではα=67.5度、β=180度になる。また領域Bではα=−22.5度に対して、β=−180度になる。ここで、遅相軸の180度と−180度は、0度と同じ方向であるため、1/4波長板用位相差層25は、パターニングする必要がなくなる。
Here, the
これによりパターン位相差フィルム31では、位相差層24、25に対応する配向層が、それぞれ対応する方向の直線偏光により露光処理されて作製される。なお位相差層25については延伸などで作られる市販の位相差フィルムにより作製してもよい。また、TACなどの基材を用いずに、位相差フィルム25を基材として、その上にパターン位相差層24を形成してもよい。
Thereby, in the pattern
この実施形態によっても、位相差層積層体を構成する2つ位相差層の1つだけを領域A、Bにパターンニングすることにより、構成を簡略化することができる。 Also according to this embodiment, the configuration can be simplified by patterning only one of the two retardation layers constituting the retardation layer stack in the regions A and B.
〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に組み合わせたり、変更したりすることができる。
Other Embodiment
The specific configuration suitable for the implementation of the present invention has been described in detail above. However, the present invention can be variously combined or modified with the configuration of the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. Can do.
すなわち上述の実施形態では、透明基材側より順次1/4波長板用位相差層、1/2波長板用位相差層を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これとは逆に配置するようにして、位相差層の配置の順序を異なられるようにしてもよい。 That is, in the above-described embodiment, the case where the quarter-wave plate retardation layer and the half-wave plate retardation layer are sequentially provided from the transparent substrate side has been described, but the present invention is not limited thereto, and May be arranged in reverse, and the order of arrangement of the retardation layers may be changed.
また上述の第1実施形態等では、主に、正の波長分散特性による液晶を利用して位相差層を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、逆分散特性による液晶を利用して位相差層を作成する場合にも広く適用することができ、このように逆分散特性による液晶を利用する場合には、さらに一段と楕円率を1に近づけることができる。 In the first embodiment and the like described above, the case where the retardation layer is formed mainly using the liquid crystal having the positive wavelength dispersion characteristic is described. However, the present invention is not limited thereto, and the liquid crystal having the reverse dispersion characteristic is used. The present invention can be widely applied to the case where the retardation layer is formed by using the liquid crystal. When the liquid crystal having the inverse dispersion characteristic is used as described above, the ellipticity can be made closer to 1.
また上述の実施形態では液晶表示パネルによる画像表示パネルに配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、有機EL素子による画像表示パネル、プラズマディスプレイによる画像表示パネルに配置する場合等にも広く適用することができる。 Moreover, although the case where it arrange | positions to the image display panel by a liquid crystal display panel was described in the above-mentioned embodiment, this invention is not restricted to this, When arrange | positioning to the image display panel by an organic EL element, the image display panel by a plasma display, etc. Can also be widely applied.
また上述の実施形態では、偏光に基づく黄色のスジを防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、濃淡のスジを防止する構成と組み合わせて、黄色、濃淡のスジの双方を知覚できないようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the case of preventing yellow streaks based on polarized light has been described. However, the present invention is not limited to this, and in combination with a configuration for preventing dark streaks, both yellow and light streaks are perceived. It may not be possible.
1、21、31 パターン位相差フィルム
2 基材
3、13、23 配向層積層体
4、5、14、15、24、25 位相差層
6、7 配向層
11 直線偏光板
1, 21, 31
Claims (4)
第1の位相差層、第2の位相差層の積層による位相差層積層体を備え、
前記第1の位相差層が、透過光に1/4波長分の位相差を付与する1/4波長板用位相差層であり、
前記第2の位相差層が、透過光に1/2波長分の位相差を付与する1/2波長板用位相差層であり、前記第1及び第2の領域にそれぞれ対応する領域が形成された
パターン位相差フィルム。 In the pattern retardation film in which the first and second regions different in phase difference given to the transmitted light are alternately provided,
A retardation layer stack comprising a stack of a first retardation layer and a second retardation layer,
The first retardation layer is a quarter-wave plate retardation layer that imparts a quarter-wave phase difference to transmitted light;
The second retardation layer is a half-wave plate retardation layer that imparts a half-wave phase difference to transmitted light, and regions corresponding to the first and second regions are formed. Pattern retardation film.
前記第1及び第2の領域に対応する領域が形成された
請求項1に記載のパターン位相差フィルム。 The first retardation layer includes
The pattern retardation film according to claim 1, wherein regions corresponding to the first and second regions are formed.
透過光に与える位相差が全面で均一に設定された
請求項1に記載のパターン位相差フィルム。 The first retardation layer includes
The pattern phase difference film according to claim 1, wherein a phase difference given to transmitted light is set uniformly over the entire surface.
画像表示装置。 An image display device in which the pattern retardation film according to any one of claims 1, 2, and 3 is disposed on a panel surface of an image display panel.
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