JP4508280B2 - 位相差素子および表示装置 - Google Patents
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Description
1.実施の形態(表示装置、位相差素子)
2.変形例(表示装置、位相差素子)
3.実施例(表示装置)
本実施の形態の表示装置1は、後述する偏光眼鏡2を眼球の前に装着した観察者(図示せず)に対して立体映像を表示する偏光眼鏡方式の表示装置である。この表示装置1は、バックライトユニット10、液晶表示パネル20(表示パネル)および位相差素子30をこの順に積層して構成されたものである。この表示装置1において、位相差素子30の表面が映像表示面となっており、観察者側に向けられている。なお、本実施の形態では、映像表示面が垂直面(鉛直面)と平行となるように表示装置1が配置されているものとする。また、映像表示面は長方形状となっており、映像表示面の長手方向が水平方向(図中のy軸方向)と平行となっているものとする。また、観察者は偏光眼鏡2を眼球の前に装着した上で、映像表示面を観察するものとする。
バックライトユニット10は、例えば、反射板、光源および光学シート(いずれも図示せず)を有している。反射板は、光源からの射出光を光学シート側に戻すものであり、反射、散乱、拡散などの機能を有している。この反射板は、例えば、発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)などによって構成されている。これにより、光源からの射出光を効率的に利用することができる。光源は、液晶表示パネル20を背後から照明するものであり、例えば、複数の線状光源が等間隔で並列配置されたり、複数の点状光源が2次元配列されたりしたものである。なお、線状光源としては、例えば、熱陰極管(HCFL;Hot Cathode Fluorescent Lamp)、冷陰極管(CCFL;Cold Cathode Fluorescent Lamp)などが挙げられる。また、点状光源としては、例えば、発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)などが挙げられる。光学シートは、光源からの光の面内輝度分布を均一化したり、光源からの光の発散角や偏光状態を所望の範囲内に調整したりするものであり、例えば、拡散板、拡散シート、プリズムシート、反射型偏光素子、位相差板などを含んで構成されている。
液晶表示パネル20は、複数の画素が行方向および列方向に2次元配列された透過型の表示パネルであり、映像信号に応じて各画素を駆動することによって画像を表示するものである。この液晶表示パネル20は、例えば、図1に示したように、バックライトユニット10側から順に、偏光板21A、透明基板22、画素電極23、配向膜24、液晶層25、配向膜26、共通電極27、カラーフィルタ28、透明基板29および偏光板21Bを有している。
次に、位相差素子30について説明する。図3(A)は、本実施の形態の位相差素子30の構成の一例を斜視的に表したものである。図3(B)は、図3(A)の位相差素子30の遅相軸について表したものである。同様に、図4(A)は、本実施の形態の位相差素子30の構成の他の例を斜視的に表したものである。図4(B)は、図4(A)の位相差素子30の遅相軸について表したものである。なお、図3(A),(B)に示した位相差素子30と、図4(A),(B)に示した位相差素子30は、基材フィルム31(後述)の遅相軸AX3の向きの点で相違している。
方向か、またはその方向と対応する方向を向いており、左目用位相差フィルム22Bの遅相軸AX6の向きと異なる方向を向いている。一方、遅相軸AX2は、遅相軸AX6の向きと同一の方向か、またはその方向と対応する方向を向いており、遅相軸AX5の向きと異なる方向を向いている。
次に、偏光眼鏡2について説明する。図5は、偏光眼鏡2の構成の一例を、表示装置1と共に斜視的に表したものである。偏光眼鏡2は、観察者(図示せず)の眼球の前に装着されるものであり、映像表示面に映し出される映像を観察する際に観察者によって用いられるものである。この偏光眼鏡2は、例えば、図5に示したように、右目用眼鏡41および左目用眼鏡42を有している。
ところで、偏光眼鏡2を用いて観察した場合に、例えば、図6(A),(B)、図7(A),(B)に示したように、右目には右目用画素の画像が認識でき、左目には右目用画素の画像が認識できないようにすることが必要である。また、同時に、例えば、図8(A),(B)、図9(A),(B)に示したように、左目には左目用画素の画像が認識でき、右目には左目用画素の画像が認識できないようにすることが必要である。そのためには、以下に示したように、右目用領域32Aおよび右目用位相差フィルム41Bのリタデーションならびに左目用領域32Bおよび左目用位相差フィルム42Bのリタデーションを設定することが好ましい。
次に、本実施の形態の表示装置1において画像を表示する際の基本動作の一例について、図5〜図9を参照しつつ説明する。
ところで、本実施の形態では、位相差素子30の基材フィルム31は、光学異方性を有する薄い樹脂フィルムによって構成されている。そのため、上述したように、右目用領域32Aを通過した光と、左目用領域32Bを通過した光は共に、基材フィルム31に存在するわずかな光学異方性の影響を受ける。そのため、観察者の目に到達した右目用の画像光および左目用の画像光にゴーストが含まれている可能性がある。また、観察者の目に到達した右目用の画像光および左目用の画像光が当初の色とは異なる色あいになっている可能性もある。
上記実施の形態では、位相差素子30には、遅相軸の向きが互いに異なる二種類の位相差領域(右目用領域32A,左目用領域32B)が設けられていたが、遅相軸の向きが互いに異なる三種類以上の位相差領域が設けられていてもよい。例えば、図10に示したように、位相差素子30に、右目用領域32A,左目用領域32Bのほかに、これら右目用領域32Aおよび左目用領域32Bの遅相軸AX1,AX2の向きとは異なる向きの遅相軸を有する第3の領域32Cを新たに設けることも可能である。
以下、本実施の形態の表示装置1の実施例1,2について、比較例1,2と対比して説明する。
ションを、ほぼλ/4とした。左目用領域32Bの遅相軸AX2と左目用眼鏡42の遅相軸AX6を同じ向きとし、右目用領域32Aの遅相軸AX1と右目用眼鏡41の遅相軸AX5とを同じ向きとした。このような配置において、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bの消光比の計算を、拡張ジョーンズ行列法を用いて行った。
Claims (7)
- 光学異方性を有する基材フィルムと、
前記基材フィルム上に形成され、光学異方性を有する位相差層と
を備え、
前記位相差層は遅相軸の向きが互いに異なる二種類の位相差領域を有し、
前記二種類の位相差領域は、前記基材フィルムの面内方向に、隣接して規則的に配置され、
前記各位相差領域は互いに隣接する位相差領域の境界線と直交以外の角度で交差する方向に遅相軸を有し、
前記二種類の位相差領域のうち一方の種類の位相差領域の遅相軸を第1遅相軸とし、前記二種類の位相差領域のうち他方の種類の位相差領域の遅相軸を第2遅相軸とした場合に、当該第1遅相軸および当該第2遅相軸の二等分線と前記基材フィルムの遅相軸とが互いに平行となっており、
前記基材フィルムは前記境界線と平行な方向または直交する方向に遅相軸を有する
位相差素子。 - 前記基材フィルムは樹脂フィルムからなる請求項1に記載の位相差素子。
- 前記二種類の位相差領域はそれぞれ、λ/4のリタデーションを有し、
前記二種類の位相差領域の遅相軸の向きが90°異なっている請求項1または請求項2に記載の位相差素子。 - 画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
前記表示パネルを照明するバックライトユニットと、
前記表示パネルとの関係で前記バックライトユニットとは反対側に設けられた位相差素子と
を備え、
前記位相差素子は、
光学異方性を有する基材フィルムと、
前記基材フィルム上に形成され、光学異方性を有する位相差層と
を有し、
前記位相差層は遅相軸の向きが互いに異なる二種類の位相差領域を有し、
前記二種類の位相差領域は、前記基材フィルムの面内方向に、隣接して規則的に配置され、
前記各位相差領域は互いに隣接する位相差領域の境界線と直交以外の角度で交差する方向に遅相軸を有し、
前記二種類の位相差領域のうち一方の種類の位相差領域の遅相軸を第1遅相軸とし、前記二種類の位相差領域のうち他方の種類の位相差領域の遅相軸を第2遅相軸とした場合に、当該第1遅相軸および当該第2遅相軸の二等分線と前記基材フィルムの遅相軸とが互いに平行となっており、
前記基材フィルムは前記境界線と平行な方向または直交する方向に遅相軸を有する
表示装置。 - 前記表示パネルは、前記位相差素子側の面に第1偏光板を有し、前記位相差素子とは反対側の面に第2偏光板を有し、
前記基材フィルムの遅相軸は、前記第1偏光板の透過軸と平行もしくは垂直な方向を向いている
請求項4に記載の表示装置。 - 前記基材フィルムは樹脂フィルムからなる請求項4または請求項5に記載の表示装置。
- 前記二種類の位相差領域はそれぞれ、λ/4のリタデーションを有し、
前記二種類の位相差領域の遅相軸の向きが90°異なっている請求項4または請求項5に記載の表示装置。
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