(57)【要約】【課題】工程数が減少され、偏光板の製造がより簡単になり、コストも比較的に低くなる偏光板、表示装置及び偏光板の製造方法を提供する。【解決手段】該偏光板は、一主面に複数の平行する溝が間隔をあけて設けられた透明基板を備え、前記透明基板の前記溝が設けられた主面に単一配向の複屈折結晶層がさらに形成され、前記溝で前記透明基板の主面に垂直するように入射して前記偏光板を透過したリニア偏光が第１偏光に転換されるように、且つ、前記溝の間の部分で前記透明基板の主面に垂直するように入射して前記偏光板を透過したリニア偏光が第２偏光に転換されように、前記複屈折結晶層が少なくとも前記溝に充填され、前記第１偏光と前記第２偏光の偏光方向が異なる。【選択図】図５
2012137762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光板であって、一主面に複数の平行する溝が間隔を空けて設けられた透明基板を備え、
前記透明基板の前記溝が設けられた主面に、単一配向の複屈折結晶層がさらに形成され、前記溝で前記透明基板の主面に垂直するように入射して前記偏光板を透過したリニア偏光が第１偏光に転換されるように、且つ、前記溝の間の部分で前記透明基板の主面に垂直するように入射して前記偏光板を透過したリニア偏光が第２偏光に転換されように、前記複屈折結晶層が少なくとも前記溝に充填され、前記第１偏光と前記第２偏光の偏光方向がそれぞれ異なることを特徴とする偏光板。
【請求項２】
前記複屈折結晶層と前記透明基板との間に、単一配向の配向層がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の偏光板。
【請求項３】
前記複屈折結晶層の光軸は前記透明基板の主面に平行することを特徴とする請求項２に記載の偏光板。
【請求項４】
前記複屈折結晶層は、前記溝及び前記溝との間に設けられ、前記溝内の複屈折結晶層の厚みが透過しようとする光線に対応する３／４波長板の厚みと同じであり、前記溝との間の複屈折結晶層の厚みが透過しようとする光線に対応する１／４波長板の厚みと同じであり、前記第１偏光と前記第２偏光は円偏光であり、かつ、前記第１偏光と前記第２偏光の回転方法が逆になることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏光板。
【請求項５】
前記複屈折結晶層は前記溝内のみに設けられ、前記溝内の複屈折結晶層の表面が前記透明基板の表面に一致し、かつ、前記溝内の複屈折結晶層の厚みが透過しようとする光線に対応する１／２波長板の厚みと同じであり、前記第１偏光と前記第２偏光はリニア偏光であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏光板。
【請求項６】
前記複屈折結晶層は、反応型液晶または１／４波長板と同じ材料で形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏光板。
【請求項７】
前記溝は、前記透明基板上に均一の間隔で設けられ、その断面が矩形形状を成し、その底部が前記透明基板の主面に平行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏光板。
【請求項８】
前記溝は、リソグラフィ、エッチング、ドリリング・ミーリングまたはサンドブラスト工程によって形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏光板。
【請求項９】
前記透明基板は矩形形状をなし、前記溝の延長方向が前記透明基板の１辺に平行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏光板。
【請求項１０】
偏光板の製造方法であって、
（１）透明基板の一主面に、間隔をあけて複数の平行する溝を形成するステップと、
（２）前記透明基板の前記溝が形成された主面に、単一配向の複屈折結晶層をさらに形成し、前記溝で前記透明基板の主面に垂直するように入射して前記偏光板を透過したリニア偏光が第１偏光に転換されるように、且つ、前記溝の間の部分で前記透明基板の主面に垂直するように入射して前記偏光板を透過したリニア偏光が第２偏光に転換されるように、前記複屈折結晶層を少なくとも前記溝に充填するステップと、を備え、
前記第１偏光と前記第２偏光の偏光方向がそれぞれ異なることを特徴とする偏光板の製造方法。
【請求項１１】
前記ステップ（１）と前記ステップ（２）との間に、前記透明基板上に単一配向の配向層をさらに形成するステップを有することを特徴とする請求項１０に記載の偏光板の製造方法。
【請求項１２】
前記複屈折結晶層の光軸は前記透明基板の主面に平行することを特徴とする請求項１１に記載の偏光板の製造方法。
【請求項１３】
前記複屈折結晶層は、前記溝及び前記溝との間に設けられ、前記溝内の複屈折結晶層の厚みが透過しようとする光線に対応する３／４波長板の厚みと同じであり、前記溝の間の複屈折結晶層の厚みが透過しようとする光線に対応する１／４波長板の厚みと同じであり、前記第１偏光と前記第２偏光は円偏光であり、かつ、前記第１偏光と前記第２偏光の回転方法が逆になることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の偏光板の製造方法。
【請求項１４】
前記複屈折結晶層は前記溝内のみに設けられ、前記溝内の複屈折結晶層の表面が前記透明基板の表面に一致し、かつ、前記溝内の複屈折結晶層の厚みが透過しようとする光線に対応する１／２波長板の厚みと同じであり、前記第１偏光と前記第２はリニア偏光であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の偏光板の製造方法。
【請求項１５】
前記複屈折結晶層は反応型液晶または１／４波長板と同じ材料で形成されることを特徴とする１０〜１２のいずれか１項に記載の偏光板の製造方法。
【請求項１６】
前記溝は、前記透明基板上に均一の間隔で設けられ、その断面が矩形形状を成し、その底部が前記透明基板の主面に平行することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の偏光板の製造方法。
【請求項１７】
前記溝は、リソグラフィ、エッチング、ドリリング・ミーリングまたはサンドブラスト工程によって形成されることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の偏光板の製造方法。
【請求項１８】
前記透明基板は矩形形状をなし、前記溝の延長方向が前記透明基板の１辺に平行することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の偏光板の製造方法。
【請求項１９】
表示パネルと、前記表示パネルの表示面に設けられる偏光板とを備える表示装置であって、前記偏光板は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の偏光板であることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光板、表示装置及び偏光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄ（３次元）表示は、表示技術分野で注目されている研究課題の一つである。３Ｄ表示によって、画面の表示がさらに実物そっくりに見え、ユーザに臨場感を与えることができる。従来の３Ｄ表示技術は、裸眼３Ｄ表示技術、視差バリア（ｂａｒｒｉｅｒ）３Ｄ表示技術、偏光式３Ｄ表示技術、レンチキュラーレンズ（ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ  ｌｅｎｓ）３Ｄ表示技術などを有する。
【０００３】
偏光式３Ｄ表示技術の原理として、一般的には、表示装置に相応する偏光板を設けるによって、この偏光板を透過した後の光線が２つの偏光方向の異なる偏光になり、例えば、図１に示すように、偏光方向が異なる２つの偏光１１と１２が表示領域で間隔をあけて配列され、ユーザが偏光眼鏡を介して見る場合、左眼と右眼のそれぞれに見えるのは図１に示す２つの偏光方向が異なる偏光により表示される画像であるので、左眼と右眼が異なる画像を見ることができて、３Ｄ表示の効果が実現される。
【０００４】
従来技術において、偏光式３Ｄ表示を実現する場合、表示装置に設けられる偏光板は、一般的に複数回の摩擦（Ｍｕｌｔｉ  ｒｕｂｂｉｎｇ）法や、ＵＶ光配向法（ＵＶ    ｌｉｇｈｔ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｍｅｔｈｏｄ）を採用することで製造される。ＵＶ光配向法を採用することで偏光板を製造する場合を例にすると、図２に示すように、まず、透明ガラス基板２１上にＵＶ配向膜２２を堆積し、次に、図３に示すように、マスク２３を介して１つの偏光方向を有する偏光２４（例えば、横方向偏光）によってＵＶ光を照射し、ＵＶ配向膜２２の分子がＵＶ光の照射によってチェーン状になり、該偏光にＵＶ光照射されたＵＶ配向膜２２は１つの偏光方向を有する偏光のみを透過させるようになる。そして、図４に示すように、マスク２５（ＭＡＳＫ）を介して、他の偏光方向（前記偏光方向と異なる）を有する偏光２６（例えば、縦方向の偏光）によってＵＶ光を照射し、ＵＶ配向膜２２の分子が前記と同じようにＵＶ光の照射によってチェーン状になり、この他の偏光方向の偏光にＵＶ光照射されたＵＶ配向膜２２は他の１つの偏光方向を有する偏光のみを透過させるようになる。
【０００５】
上記のように、２回のＵＶ光照射において採用された偏光は偏光方向が異なる（一般的に、互いに垂直する偏光を採用する）ので、最後に偏光方向の異なる２つの偏光がＵＶ配向膜を透過できるようになる。さらに、上記のマスクに対する設計を介して、偏光方向の異なる２つの偏光が透過可能な領域を、偏光板において間隔をあけて配置させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、上記ＵＶ光配向による偏光板の製造過程において、従来技術に製造過程が複雑であり、偏光板の製造コストが高いなどの問題を見つけた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る偏光板は、一主面に複数の平行する溝が間隔をあけて設けられた透明基板を備え、前記透明基板の前記溝が設けられた主面に単一配向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）の複屈折結晶層がさらに形成され、前記溝で前記透明基板の主面に垂直するように入射して前記偏光板を透過したリニア偏光が第１偏光に転換されるように、且つ、前記溝の間の部分で前記透明基板の主面に垂直するように入射して前記偏光板を透過したリニア偏光が第２偏光に転換されるように、前記複屈折結晶層が少なくとも前記溝に充填され、前記第１偏光と前記第２偏光の偏光方向がそれぞれ異なることを特徴する。
【０００８】
本発明の他の実施形態に係る偏光板の製造方法は、（１）透明基板の一主面に間隔をあけて配置される複数の平行する溝を形成するステップと、（２）前記透明基板の前記溝が形成された主面に単一配向の複屈折結晶層をさらに形成し、前記溝で前記透明基板の主面に垂直するように入射して前記偏光板を透過したリニア偏光が第１偏光に転換されるように、且つ、前記溝の間の部分で前記透明基板の主面に垂直するように入射して前記偏光板を透過したリニア偏光が第２偏光に転換されるように、前記複屈折結晶層を少なくとも前記溝に充填するステップと、を備え、前記第１偏光と前記第２偏光の偏光方向がそれぞれ異なることを特徴とする。
【０００９】
本発明の実施形態または従来技術の技術案をより明確に説明するために、以下、実施形態や従来技術に係る図面を簡単に説明する。勿論、下記の図面は本発明の実施形態の一部のみであり、当業者は、創造的な活動をしない前提で、これらの図面によって他の図面を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来技術に係る偏光式３Ｄ表示技術の原理図である。
【図２】従来技術においてＵＶ光配向法によって偏光板を製造する第１工程の概略図である。
【図３】従来技術においてＵＶ光配向法によって偏光板を製造する第２工程の概略図である。
【図４】従来技術においてＵＶ光配向法によって偏光板を製造する第３工程の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る偏光板の構造図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る偏光板の構造図である。
【図７】本発明の実施形態におけるサンドブラスト工程の概略図である。
【図８】本発明の実施形態におけるドリリング・ミーリング工程の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態は、透明基板の一主面に、前記透明基板（例えば、矩形形状）の１辺に平行する（該辺に平行して延びる）複数の溝が均一の間隔を空けて設けられ、前記透明基板の前記溝が設けられた主面に複屈折結晶層が形成された偏光板を提供する。本発明の実施形態に係る偏向板は、３Ｄ表示を行うため、表示パネルの表示面に設けられる。
【００１２】
本発明の実施形態に係る偏光板によれば、複数回の摩擦を必要することなく、かつ、２回のＵＶ光配向も必要することがないので、工程数が減少される。特に、ＵＶ光配向法に対して、マスク工程をさらに減少することができる。これによって、偏光板の製造がより簡単になり、コストも比較的に低くなる。
【００１３】
以下、本発明の実施形態を表す図面を参照しながら、本発明の実施形態を明確かつ完全に説明する。勿論、ここで記載された実施形態は、ただ本発明の実施形態の部分だけであり、本発明の全ての実施形態ではない。本発明の実施形態に基づき、当業者が創造的な活動をしない前提で得られる他の実施形態は全て本発明の技術範囲に含まれる。
（第１実施形態）
【００１４】
本発明の実施形態は、偏光板を提供する。図５に示すように、該偏光板は、透明基板５１を備え、該透明基板５１の一主面に、前記透明基板の１辺に平行する溝５２が均一の間隔を空けて設けられる。本発明の実施形態では、溝５２を有する部分と有しない部分のそれぞれによって異なる光線透過領域が形成される。各光線透過領域を明確に分けるために、本発明の実施形態における溝５２は、断面が矩形形状を成し、底部が前記透明基板の主面に平行する。本発明の実施形態では、透過光線の偏光方向を変更するために、透明基板の溝が設けられた主面に、単一配向（ｓｉｎｇｌｅ  ｏｒｉｅｎｔａｉｏｎ）の複屈折結晶層５３がさらに形成され、前記溝で透明基板５１の主面に垂直するように入射して偏光板を透過したリニア偏光が第１偏光に転換されるように、且つ前記溝の間の部分（即ち、溝を有しない部分）で透明基板の主面に垂直するように入射して透過したリニア偏光が第２偏光に転換されるように、複屈折結晶層５３が少なくとも溝５２に充填される。また、前記第１偏光と前記第２偏光の偏光方向がそれぞれ異なる。
【００１５】
本発明の実施形態では、リソグラフィ工程、エッチング工程、ドリリング・ミーリング工程またはサンドブラスト工程によって溝５２を形成することができ、これによって溝が高精度に形成される。
【００１６】
本発明の実施形態では、複屈折結晶層５３の材料として、従来の１／４波長板と同じ材料を採用してもいいし、ＲＭ（反応型液晶）材料を採用してもよい。
【００１７】
本発明の実施形態では、複屈折結晶層５３を一致した結晶の配向性（ａ  ｕｎｉｆｏｒｍ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を有させるように、前記複屈折結晶層と前記透明基板との間に単一配向の配向層がさらに設けられる。該配向層は、ＵＶ光配向によって製造されてもよい。
【００１８】
本発明の実施形態では、偏光方向をより高精度に調整するため、複屈折結晶層の光軸が前記透明基板の表面に平行するようにする。
【００１９】
本発明の実施形態では、図５と図６に示すように、異なる光線透過領域を透過した偏光の偏光方向を異なる（一般的に、２つの偏光方向が互いに垂直するように要求される）ようにするため、透明基板における溝の深さ及び複屈折結晶層５３の厚みは、以下の２つの状況のように設置することができるが、それらに限らない。
第１に、仮に透過しようとする光線の波長がλであれば、図５に示すように、前記溝内の複屈折結晶層は、その表面が前記透明基板の表面に一致し、かつ前記溝５２内の複屈折結晶層の厚みが透過しようとする光線に対応する１／２波長板の厚みと同じになるように形成される（即ち、透過する光線がλ／２の遅延（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）が生成するように上記厚さを設ける）。言い換えると、透明基板における溝５２の深さが透過しようとする光線に対応する１／２波長板の厚みである。これによって、偏光板を透過した偏光は、偏光方向が異なる２種類のリニア偏光になり、ユーザが偏向眼鏡をかけた場合、右眼と左眼に見える画像は異なるようになり、３Ｄ表示が実現される。
第２に、仮に透過しようとする光線の波長がλであれば、図６に示すように、前記溝６２内の複屈折結晶層は、その厚みが透過しようとする光線に対応する３／４波長板の厚みと同じであり（即ち、透過する光線が３λ／４の遅延が生成するように上記厚さを設ける）、前記溝６２の間の複屈折結晶層の厚みが透過しようとする光線に対応する１／４波長板の厚みと同じになるように形成される（即ち、透過する光線がλ／４の遅延が生成するように上記厚さを設ける）。これによって、偏光板を透過した偏光は、偏光方向が異なる２種類（回転方法が反対である）の円偏光になり、同様に、３Ｄ表示が実現できる。また、円偏光で３Ｄ表示を実現することによって、表示パネルを正面から見る必要がなく、いずれの角度から見ることができる。例えば、ユーザがリラックスの姿勢でソファーに座って見る３Ｄ画面の画質は変化が生じない。
【００２０】
本発明の実施形態に係る偏光板によれば、複数回の摩擦を必要することなく、かつ、２回のＵＶ光配向も必要することがないので、工程数が減少された。特に、ＵＶ光配向法に対して、さらに、マスク工程を減少することができる。これによって、偏光板の製造がより簡単になり、コストも比較的に低くなる。
（第２実施形態）
【００２１】
本発明の実施形態は偏光板の製造方法を提供する。該方法は、以下のステップを有する。
（１）透明基板の一主面に、前記透明基板の１辺に平行する溝を均一の間隔を空けて設ける。本発明の実施形態では、溝を有する部分と有しない部分のそれぞれによって異なる光線透過領域が形成される。各光線透過領域を明確に分けるために、本発明の実施形態における溝は、断面が矩形形状を成し、底部が前記透明基板の主面に平行する。
以下の工程で本ステップにおける溝を形成することができるが、それらに限らない。
第１に、画像形成工程で溝を形成する。具体的には、リソグラフィ工程やエッチング工程などを有する。一般的には、画像形成工程では、マスク（ＭＡＳＫ）で所定のパターンのフォトレジストを形成し、そして、透明基板を所望の深さまでエッチングする。
第２に、サンドブラスト（Ｓａｎｄ  ｂｌａｓｔｉｎｇ）で溝を形成する。図７に示すように、高速に回転するサンドプラスト手段で透明基板に対して物理的に研磨を行って溝を形成する。
第３に、ドリリング・ミーリング（Ｄｒｉｌｌｉｎｇ＆Ｍｉｌｉｎｇ）で溝を形成する。図８に示すように、微細加工が可能なドリリング工具でドリリングをするとともに、ミーリングをして溝を形成する。
（２）上記のような溝の製造ステップが完了した後、透明基板の溝が設けられた主面に、単一配向の複屈折結晶層をさらに形成する。前記溝で透明基板の主面に垂直するように入射して偏光板を透過したリニア偏光が第１偏光に転換されるように、且つ、前記溝の間の部分で透明基板の主面に垂直するように入射して偏向板を透過したリニア偏光が第２偏光に転換されるように、複屈折結晶層を少なくとも溝に充填する。前記第１偏光と前記第２偏光の偏光方向がそれぞれ異なる。本発明の実施形態では、複屈折結晶層の材料として、従来の１／４波長板と同じ材料を採用してもいいし、ＲＭ（反応型液晶）材料を採用してもよい。
【００２２】
溝における複屈折結晶層は厚いので、光線が該偏光板の異なる領域の複屈折結晶層を透過した後異なる角度で偏向する。これによって、異なる領域に対応して異なる偏光方向の偏光が形成される。さらに、本発明の実施形態では、溝が間隔をあけて配列されるので、異なる偏光方向の偏光は表示領域で間隔をあけて配列することができる。ユーザが偏光眼鏡を介して見る場合、左眼と右眼のそれぞれに２つの異なる偏光が見えるので、３Ｄ表示の効果が実現される。
【００２３】
本発明の実施形態に係る偏光板によれば、複数回の摩擦を必要することなく、かつ、２回のＵＶ光配向も必要することがないので、工程数が減少された。特に、ＵＶ光配向法に対して、さらに、マスク工程を減少することができる。これによって、偏光板の製造がより簡単になり、コストも比較的に低くなる。
【００２４】
本発明の実施形態では、複屈折結晶層５３を一致した配向性を有させるように、前記ステップ（１）と（２）との間に、前記透明基板に単一配向の配向層をさらに形成するステップを更に有する。該配向層は、ＵＶ光配向法によって製造されてもよい。
【００２５】
本発明の実施形態では、偏光方向をより高精度に調整するため、複屈折結晶層の光軸が前記透明基板の表面に平行するようにする。
【００２６】
本発明の実施形態では、異なる光線透過領域を透過した偏光の偏光方向を異なる（一般的に、２つの偏光方向が互いに垂直するように要求する）ようにするため、透明基板における溝の深さ及び複屈折結晶層５３の厚みを、以下の２つの状況のように設置することができるが、それらに限らない。
第１に、仮に透過しようとする光線の波長がλであれば、図５に示すように、前記溝内の複屈折結晶層は、その表面が前記透明基板の表面に一致し、かつ、前記溝５２内の複屈折結晶層の厚みが透過しようとする光線に対応する１／２波長板の厚みと同じにように形成される。即ち、透明基板における溝５２の深さが透過しようとする光線に対応する１／２波長板の厚みである。これによって、偏光板を透過した偏光は、偏光方向が異なる２種類のリニア偏光になり、ユーザが偏向眼鏡を介して見る場合、右眼と左眼が見る画像は異なり、３Ｄ表示が実現される。
第２に、仮に透過しようとする光線の波長がλであれば、図６に示すように、前記溝６２内の複屈折結晶層は、その厚みが透過しようとする光線に対応する３／４波長板の厚みと同じであり、前記溝６２の間の複屈折結晶層の厚みが透過しようとする光線に対応する１／４波長板の厚みと同じになるように形成される。これによって、偏光板を透過した偏光は、偏光方向が異なる（回転方法が反対である）の２つの円偏光になり、同様に、３Ｄ表示が実現できる。また、円偏光で３Ｄ表示を実現することによって、表示パネルを正面から見る必要がなく、いずれの角度から見ることができる。例えば、ユーザがリラックスの姿勢でソファーに座って見る３Ｄ画面の画質は変化が生じない。
【００２７】
本発明の実施形態は、表示パネルと、前記表示パネルの表示面に設けられる偏光板とを備える表示装置をさらに提供する。また、製造過程を簡単化し、コストを低減するために、偏向板として第１実施形態に係る偏光板を採用する。ここで贅言しない。
【００２８】
本発明の実施形態は、主に３Ｄ表示技術分野、特に偏光式３Ｄ表示装置に適用される。
【００２９】
以上の実施形態は本発明の技術内容を説明するものに過ぎず、限定するものではない。上述した実施形態によって本発明が詳しく説明されたが、上述した各実施形態に記載された技術案を修正する、または一部の技術的特徴を均等的に変更することができる。この修正や変更によって技術案の趣旨が本発明精神と範囲から逸脱するようにならない。
【符号の説明】
【００３０】
１１  偏光
１２  偏光
２１  透明ガラス基板
２２  ＵＶ配向膜
２３  マスク
２４  偏光
２５  マスク
２６  偏光
５１  透明基板
５２  溝
５３  複屈折結晶層
【図１】
2012137762.tif 000003
【図２】
2012137762.tif 000004
【図３】
2012137762.tif 000005
【図４】
2012137762.tif 000006
【図５】
2012137762.tif 000007
【図６】
2012137762.tif 000008
【図７】
2012137762.tif 000009
【図８】
2012137762.tif 000010