专利名称：偏振模块和图像显示设备的制作方法
技术领域：
本公开涉及用于显示三维图像的偏振模块和采用该模块的图像显示设备。
背景技术：
最近，用于提供三维图像的图像显示器正在得到发展。这种图像显示设备基于眼睛之间的视差来显示与观察者的左眼和右眼中的每一者相关的图像。例如，观察者可以通过佩戴眼镜来观看三维图像，即，用于观察者的右眼和左眼的镜片分别具有用于选择性地透射来自用于右眼的图像的光的滤光片以及用于选择性地透射来自用于左眼的图像的光的滤光片。例如，基于沿不同方向偏振化的光束来显示用于右眼的图像和用于左眼的图像， 使得每个光束由上述滤光片中的一者选择(例如，见JP-A-2004-109528(专利文件I))。例如，专利文件I已经公开了使用沿着彼此相差90度的方向偏振化的两种线偏振光来分别提供用于观察者的右眼和左眼的图像。具体地，来自液晶面板的光被偏振片转换为线偏振光。之后，线偏振光的一部分透射通过延迟膜，以将光的偏振方向旋转90度，来例如提供用于右眼的图像的光。相反，其他的线偏振光不透射通过延迟膜，并且该光不受到偏振方向的改变，该光形成用于左眼的图像。因此，对观察者提供了用于右眼的图像的光和用于左眼的图像的光，它们沿着彼此相差90度的方向偏振化。观察者可以通过佩戴眼镜来观看三维图像，S卩，用于右眼的镜片和用于左眼的镜片，在这些镜片上分别设置了仅使得用于右眼的线偏振光透射的滤光片以及仅使得用于左眼的线偏振光透射的滤光片。JP-A-2005_173033(专利文件2)已经公开了使用这样的技术方案，其中使用布置为与液晶显示单元的像素的每隔一行的水平线相关的带形状的延迟膜(波片滤光片)。
发明内容
如上文讨论的，用于提供三维图像的图像显示设备必须具有诸如如上所述的滤光片和延迟膜的构件，来分别获得用于左眼和右眼的光束，这些构件在根据现有技术的二维图像显示设备中是不存在的。这种构件必须对于其环境具有高的耐久性，因为它们被布置在图像显示设备的图像显示表面上。在这种情况下，期望提供对于其环境具有高的耐久性的偏振模块以及具有这种模块的图像显示设备。本公开的实施例涉及一种偏振模块，包括偏振片和多个第一四分之一波片，其布置在偏振片上方，使得它们的光轴相对于偏振片的偏振轴倾斜45度。根据本公开的实施例的偏振模块包括多个第二四分之一波片，其布置在偏振片上方，使得它们的光轴在与第一四分之一波片的光轴的倾斜方向相反的方向上相对于偏振片的偏振轴倾斜45度。本公开的另一个实施例涉及一种图像显示设备，其包括显示面板，其具有用于显示用于右眼的图像的第一像素区域以及用于显示用于左眼的图像的第二像素区域；以及布置在显示面板之上的上述偏振模块。第一四分之一波片被布置为面向显示面板的第一像素区域，并且第二四分之一波片被布置为面向显示面板的第二像素区域。在根据本公开的实施例的偏振模块和图像显示设备中，全部的四分之一波片都布置在单个偏振片上。根据本公开的实施例的偏振模块和图像显示设备可以提供高防潮性能，并且它们可以提供高质量的图像。
图1A、图1B、图IC是根据这里公开的技术的第一实施例的偏振模块的示意图，其示出了模块的构造；图2是根据这里公开的技术的第一实施例的偏振模块和显示面板的图；图3是作为比较示例的偏振模块的示意图，其示出了该偏振模块的构造；图4A、图4B和图4C是根据这里公开的技术的第二实施例的偏振模块的示意图，其示出了模块的构造；以及图5是根据这里公开的技术的第三实施例的图像显示设备的立体图。
具体实施例方式现在将会描述本发明的实施例。本公开的技术不局限于以下实施例。以下项目将会按照所列顺序进行描述。I.第一实施例(具有一维布置的波片的实施例)2.第二实施例(具有二维布置的波片的实施例)3.第三实施例(图像显示设备的实施例)I.第一实施例(具有一维布置的波片的实施例)图IA到图IC是根据这里公开的技术的第一实施例的偏振模块100的示意图，其示出了模块的构造。图IA是在与模块的一个主表面垂直的方向(沿着Z轴的方向)取得的偏振模块100的图。图IB是在沿着Y轴的方向上取得的偏振模块100的图。图IC是在沿着X轴的方向上取得的偏振模块100的图。本实施例的偏振模块100包括偏振片I以及布置在偏振片I的一个主表面上的多个第一波片2 (第一四分之一波片)和多个第二波片3 (第二四分之一波片)。对于偏振片I没有具体限制，只要其仅能够透射具有预定偏振方向的光。例如，用在图像显示设备中的典型滤光片由单轴定向膜和涂布到该膜的两侧上的保护膜形成。单轴定向膜是通过包括碘和诸如二向色性染料的二向色性物质并主要由聚乙烯醇(PVA)构成的树脂获得的。本实施例的偏振片I可以与这种典型偏振片在构造上类似。多个第一波片2和多个第二波片3被布置在偏振片I的一个主表面上。第一波片2和第二波片3通过结合层5固定到偏振片I。结合层5例如由光透射粘合剂或光透射胶带形成。相同的四分之一波片可以被用作第一波片2和第二波片3。第一波片2被布置为使得它们的光轴相对于偏振片I的偏振轴(慢轴)倾斜+45度。第二波片3被布置为使得它们的光轴相对于偏振片I的偏振轴倾斜-45度。S卩，第二波片3被布置为使得它们的光轴在与第一波片2倾斜的方向相反的方向上相对于偏振片I的偏振轴倾斜45度的角。因此，除了它们在偏振片I上被布置为使得它们看起来相比于第一波片2上下颠倒之外，第二波片3与第一波片2相同。如图IA所示，第一波片2和第二波片3中的每一者都具有矩形主表面，并且第一波片2和第二波片3布置为使得在波片的短边的延伸方向上交替排列。光透过性盖面板4布置在多个第一波片2和多个第二波片3上。例如，光透射塑 料衬底或玻璃衬底可以被用作盖面板4。盖面板4被通过结合层6固定到第一波片2和第二波片3。结合层6可以与用于结合层5的材料具有相同的材料。布置在第一波片2和第二波片3上的盖面板4给偏振模块提供了平面顶表面并且允许第一波片2和第二波片3受到保护。可以在盖面板4的、与面向偏振片I的面板侧相反的主表面上执行防反射处理，诸如提供防反射膜。如图2所示，偏振模块100被安装在显示面板10的图像显示表面之上。此时，偏振模块100被布置为使得模块的偏振片I面向显示面板10。从显示面板10发射的光如箭头Al所示透射通过偏振模块100，到达观察者的眼睛。例如，三原色红色(R)、绿色(G)和蓝色⑶的像素11被在显示面板10的图像显示表面上布置为矩阵形式。像素11可以是液晶显示像素，并且当将要形成具有大表面面积的显示屏时，像素可以可选地由LED(发光二极管)构成。在像素11中，布置在第一像素区域或列Rl到R4中的像素显示用于观察者的右眼的图像，并且布置在第二像素区域或列LI到L4中的像素显示用于观察者的左眼的图像。因为偏振模块100被布置在显示面板10上，所以例如第一波片2被布置在第一像素区域或列Rl到R4之上，并且第二波片3被布置在第二像素区域或列LI到L4之上。图IA到图IC以及图2示意性地示出了偏振模块100和显示面板10，并且诸如第一波片2、第二波片3和像素11的每个组成构件的数目可以按照实际需要改变。从布置在第一像素区域或列Rl到R4中的像素发射的光透射通过偏振模块100的偏振片I，变为线偏振光，并且之后该光入射到第一波片2上。因为第一波片2的光轴相对于偏振片I的偏振轴倾斜45度，所以透射通过第一波片2的光变为圆偏振光。从布置在第二像素区域或列LI到L4中的像素发射的光透射通过偏振模块100的偏振片1，变为线偏振光，并且之后该光入射到第二波片3上。因为第二波片3的光轴相对于偏振片I的偏振轴沿着与第一波片2的光轴倾斜的方向相反的方向倾斜45度。所以,透射通过第二波片3的光变为具有与透射通过第一波片2的光的旋转方向相反的旋转方向的圆偏振光。如上所述，从布置在第一像素区域或列Rl到R4中的像素发射的光和从布置在第二像素区域或列LI到L4中的像素发射的光通过透射通过偏振模块100而变为具有彼此相反的旋转方向的圆偏振光束。观察者可以通过佩戴眼镜来观看三维图像，该眼镜具有对于左眼布置的使得来自列LI到L4的像素区域的圆偏振光透射的圆偏振光滤光片以及对于右眼布置的使得来自列Rl到R4的像素区域的圆偏振光透射的圆偏振光滤光片。如图IA到图IC所示，本实施例的偏振模块100的全部第一波片2和第二波片3都布置在单个偏振片I上。图3示出了作为比较示例的多个偏振片布置在与其分别对应的多个波片上的情况。每个偏振片的主表面的形状与波片的形状相同。在图3中示出的偏振模块110中，第一波片22和第二波片23通过结合层26固定到盖面板24。这些特征与图IA到图IC中的第一波片2、第二波片3和盖面板4类似。在该比较示例中，多个分离的偏振片21通过结合层25以一一对应的关系接合到 第一波片22和第二波片23。当多个偏振片如上所述地布置时，偏振片21的边缘区域(诸如表面21a)的总面积较大。那么，偏振片21可能在其边缘区域处开始劣化。构成一般的偏振片的一种树脂材料是聚乙烯醇，并且聚乙烯醇非常具有亲水性。当偏振片21的边缘区域的总面积较大时，在具有高湿度的环境中，聚乙烯醇可能从偏振片21的边缘区域被洗提到水滴等中，这可以导致偏振片21的劣化。在本实施例的偏振模块100中，全部的第一波片2和第二波片3都布置在单个偏振片I上。因为偏振片I的边缘区域的面积可以因此被保持得较小，所以可以防止水溶性成分(诸如聚乙烯醇)从边缘区域被洗提到水中。因此，可以提供具有高耐湿性的模块。因为偏振模块100仅包括一个偏振片1，所以偏振模块100可以提供平坦的表面和模块的高机械强度。2.第二实施例(具有二维布置的波片的实施例)根据显示面板的用于左眼和右眼的像素的布置，可以对于波片的形状和布置波片的图案进行改变。现在将会解释其中第一和第二波片被布置为矩阵形式(或者棋盘图案)的示例性情况。图4A到图4C是根据这里公开的技术的第二实施例的偏振模块200的示意图，其示出了模块的构造。图4A是在与模块的一个主表面垂直的方向(沿着Z轴的方向)取得的偏振模块200的图。图4B是在沿着Y轴的方向上取得的偏振模块200的图。图4C是在沿着X轴的方向上取得的偏振模块200的图。在本实施例与第一实施例(见图IA到图1C)之间相同的特征将会由相同的附图标记表示，并且将不会被描述以避免重复的描述。本实施例的偏振模块200包括一个偏振片I、第一波片2a、第二波片3a和盖面板
4。所列的特征以及用于结合这些特征的结合层5和6分别在构造上基本与偏振片I、第一波片2、第二波片3、盖面板4和结合层5和6类似。本实施例的第一波片2a和第二波片3a的形状和布置与第一实施例的相应特征的形状和布置不同。例如，当沿着光发射方向(沿着Z轴方向)观察时，第一波片2a和第二波片3a具有方形轮廓。第一波片2a和第二波片3a沿着偏振片I的面内方向布置，使得它们在彼此正交的两个轴线方向(沿着图4A到图4C的X和Y轴的方向)的每一者上交替布置。即，第一波片2a和第二波片3a被布置为所谓的棋盘形状。这种偏振模块200被安装在具有用于显示用于左眼的图像的像素区域以及用于显示用于右眼的图像的像素区域的显示面板上，并且这两种类型的像素区域以与上文描述类似的方式布置为棋盘图案。可以按照期望设置分配给一个第一波片2a的像素的数目以及分配给一个第二波片3a的像素的数目。第一波片2a和第二波片3a的尺寸根据显示面板的各个像素区域的尺寸来确定。在本实施例的偏振模块200中，全部第一波片2a和第二波片3a都布置在单个偏振片I上。因为因此可以将偏振片I的边缘区域的面积保持得较小，所以偏振模块200可以提供高耐湿性的性能。本实施例提供了与第一实施例类似的其他优点。3.第三实施例(图像显示设备的实施例) 图5是根据这里公开的技术的第三实施例的图像显示设备300的立体图。本实施例的图像显示设备300包括布置在其图像显示部分31上的偏振模块32。图像显示部分31例如由如本公开的第一实施例中描述的显示面板10(见图2)构成。例如，图像显示部分31包括被限定在多个扫描线和布置为沿着与扫描线正交的方向延伸的多个信号线之间的交叉点处的像素区域，给每个交叉点分配一个像素区域。在每个像素处，例如，布置了用于驱动像素的半导体器件。例如，扫描线连接到未示出的扫描线驱动电路，并且半导体器件由从扫描线驱动电路提供的脉冲电压打开。当半导体器件被打开时，对应于亮度信息的视频信号被从信号驱动电路提供到诸如LED的发光元件。发光元件发射具有与视频信号的电流值相对应的亮度的光，来显示图像。分别从信号驱动电路向设置在显示面板10的像素区域中的用来显示用于观察者的右眼和左眼的图像的发光元件提供与用于右眼和左眼的图像相对应的相应视频信号。例如，第一实施例描述的偏振模块100 (见图IA到图1C)或者第二实施例描述的偏振模块200 (见图4A到图4C)可以被用作偏振模块32。在偏振模块100或偏振模块200中，因为全部的波片都如上所述地布置在一个偏振片上，所以可以将偏振片的边缘区域的面积保持得较小。本实施例的图像显示设备300采用了如上所述的偏振模块100或200，并且该设备因此可以提供高耐湿性性能并且可以提供高质量的三维图像。已经描述了根据本公开的偏振模块和图像显示设备的实施例。本公开的技术不局限于该实施例，并且该技术可以被实施在各种替换模式中，而不超出本公开的范围。本公开的技术可以被实施为如下所述的构造。(I) 一种偏振模块,包括偏振片；多个第一四分之一波片，其布置在所述偏振片上方，使得它们的光轴相对于所述偏振片的偏振轴倾斜45度；以及多个第二四分之一波片，其布置在所述偏振片上方，使得它们的光轴在与所述第一四分之一波片的光轴的倾斜方向相反的方向上相对于所述偏振片的偏振轴倾斜45度。(2)根据⑴所述的偏振模块，其中，所述第一波片和所述第二波片可以具有矩形形式并且在沿着所述矩形的短边的方向上交替地布置。(3)根据(I)所述的偏振模块，其中，所述第一波片和所述第二波片以棋盘图案交
替地布置。(4)根据⑴所述的偏振模块，还包括布置在多个所述第一四分之一波片和多个所述第二四分之一波片上的盖面板。(5) —种图像显示设备，包括显示面板，其具有用于显示用于右眼的图像的第一像素区域以及用于显示用于左 眼的图像的第二像素区域；以及偏振模块，其布置在所述显示面板之上，并且具有偏振片、多个第一四分之一波片以及多个第二四分之一波片，多个所述第一四分之一波片布置在所述偏振片上方，使得它们的光轴相对于所述偏振片的偏振轴倾斜45度,并且多个第二四分之一波片其布置在所述偏振片上方，使得它们的光轴在与所述第一四分之一波片的光轴的倾斜方向相反的方向上相对于所述偏振片的偏振轴倾斜45度，其中所述显示面板被安装在所述偏振片的在与布置了所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片的那一侧相反的表面上；多个所述第一四分之一波片被布置为面向所述显示面板的第一像素区域；并且多个所述第二四分之一波片被布置为面向所述显示面板的第二像素区域。本公开含有2011年5月18日递交给日本专利局的日本优先专利申请JP2011-111847中公开的主题，并且通过引用将其全部结合在这里。本领域技术人员应当理解，可以根据设计需要和其他因素进行各种修改、结合、子结合和替换，只要它们在权利要求及其等价的范围内。
权利要求
1.一种偏振模块,包括 偏振片； 多个第一四分之一波片，其布置在所述偏振片上方，使得它们的光轴相对于所述偏振片的偏振轴倾斜45度；以及 多个第二四分之一波片，其布置在所述偏振片上方，使得它们的光轴在与所述第一四分之一波片的光轴的倾斜方向相反的方向上相对于所述偏振片的偏振轴倾斜45度。
2.根据权利要求I所述的偏振模块，其中，所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片具有矩形形式的主表面并且在沿着矩形的短边的方向上交替地布置。
3.根据权利要求I所述的偏振模块，其中，所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片以矩阵的形式交替地布置。
4.根据权利要求2所述的偏振模块，还包括布置在多个所述第一四分之一波片和多个所述第二四分之一波片上的盖面板。
5.一种图像显示设备，包括 显示面板，其具有用于显示用于右眼的图像的第一像素区域以及用于显示用于左眼的图像的第二像素区域；以及 偏振模块，其布置在所述显示面板之上，并且具有偏振片、多个第一四分之一波片以及多个第二四分之一波片，多个所述第一四分之一波片布置在所述偏振片上方，使得它们的光轴相对于所述偏振片的偏振轴倾斜45度,并且多个所述第二四分之一波片布置在所述偏振片上方，使得它们的光轴在与所述第一四分之一波片的光轴的倾斜方向相反的方向上相对于所述偏振片的偏振轴倾斜45度，其中 所述显示面板被安装到所述偏振片的与布置了所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片的那一侧相反的表面； 多个所述第一四分之一波片被布置为面向所述显示面板的第一像素区域；并且 多个所述第二四分之一波片被布置为面向所述显示面板的第二像素区域。
全文摘要
本发明提供了偏振模块和图像显示设备，该偏振模块包括偏振片；多个第一四分之一波片，其布置在所述偏振片上方，使得它们的光轴相对于所述偏振片的偏振轴倾斜45度；以及多个第二四分之一波片，其布置在所述偏振片上方，使得它们的光轴在与所述第一四分之一波片的光轴的倾斜方向相反的方向上相对于所述偏振片的偏振轴倾斜45度。
文档编号G02F1/1335GK102789063SQ20121015378
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月11日 优先权日2011年5月18日
发明者松山典弘 申请人:索尼公司