(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズとフィルムが一体的に形成され、コストを減少したマイクロ光学位相フィルム型レンチキュラレンズを提供する。【解決手段】光学位相フィルムは、一体的に形成されてかつ光学位相フィルムベースおよび光学位相フィルムベース上に配設される凹面を含む。凹面は、一定のピッチで互いに分離されて同じ高さを有する複数の凹面および半円筒様突出部を有する。レンズ層が、光学位相フィルムを覆ってマイクロレンチキュラレンズを形成する。２Ｄ／３Ｄ画像切換えの目的を達成するために、光学位相フィルムは異なる偏光角の入射光の理由で異なる屈折率を呈する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ光学位相フィルムであって、前記マイクロ光学位相フィルムが一体的に形成され、前記マイクロ光学位相フィルムが、
厚さを有していてかつその上部からの視点から矩形の光学位相フィルムベースであって、前記光学位相フィルムが、同等の長さの２つの横方向縁部および同等の長さの２つの縦方向縁部を有するベースと、
前記光学位相フィルムベース上に配設される凹面と、を備え、そして、
前記凹面が複数の並列の凹面および半円筒様突出部を有し、前記複数の凹面および半円筒様突出部が、一定のピッチで互いに分離され、前記凹面および半円筒様突出部の最も高いポイントと前記凹面および半円筒様突出部が上方向へ突き出始めるポイントとの間で円筒高さが形成され、前記凹面および半円筒様突出部の軸線方向と前記光学位相フィルムの材料分子の配列位相との間で角度が形成される、ことを特徴とするフィルム。
【請求項２】
前記光学位相フィルムの屈折率を変えるための因子が、前記角度、前記凹面および半円筒様突出部の前記円筒高さ、前記凹面および半円筒様突出部の前記一定のピッチまたは入射光の偏光角を備え、前記光学位相フィルムの材料が、透明材料であり、前記透明材料がポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ（ビニルアセテート）（ＰＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、三アセチルセルロース（ＴＡＣ）またはセルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）を備え、前記一定のピッチが、約１２０μｍ〜４５０μｍであり、前記円筒高さが、約１０μｍ〜１８０μｍであり、前記光学位相フィルムベースの前記厚さが、約５０μｍ〜１５０μｍである、ことを特徴とする請求項１のマイクロ光学位相フィルム。
【請求項３】
前記一定のピッチが、約１５０μｍ〜２００μｍである、ことを特徴とする請求項２のマイクロ光学位相フィルム。
【請求項４】
請求項１の前記光学位相フィルムの前記凹面上に配設されるレンズ層を備える、マイクロ位相レンチキュラレンズであって、前記レンズ層が屈折率ｎを有し、そして、ある偏光角を備えた入射光が前記光学位相フィルムベースの平らな底面に入ってかつ前記光学位相フィルムおよび前記レンズ層を通過する、ことを特徴とするレンズ。
【請求項５】
前記入射光の前記偏光角が第１の角度である時、前記光学位相フィルムの屈折率がＮであり、および、前記入射光の前記偏光角が第２の角度である時、前記光学位相フィルムの前記屈折率がｎであり、ｎがＮに等しくなく、前記第１の角度が、０度または１８０度を備え、および前記第２の角度が９０度または２７０度を備える、ことを特徴とする請求項４のマイクロ位相レンチキュラレンズ。
【請求項６】
前記入射光の前記偏光角が第１の角度である時、前記光学位相フィルムの屈折率がＮであり、および、前記入射光の前記偏光角が第２の角度である時、前記光学位相フィルムの前記屈折率がｎであり、ｎがＮに等しくなく、前記第１の角度が、９０度または２７０度を備え、および前記第２の角度が０度または１８０度を備える、ことを特徴とする請求項４のマイクロ位相レンチキュラレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一体的に形成されたマイクロ光学位相フィルムおよびその製造方法に、ならびに特に２Ｄ／３Ｄ画像切換えに適用されるマイクロ光学位相フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
立体ディスプレイ技術は、ディスプレイ技術における新世代製品ターゲットとみなされている。消費者の観点から、眼鏡付きタイプ立体ディスプレイ技術のハードウェアが熟成して発展して、立体画像が同時に複数の視聴者によって視聴されることを可能にするための要求を満たすことができるとはいえ、それはなお視聴者が立体画像を見るために特別な眼鏡を着用しなければならない問題が欠点である。それゆえに、特別な眼鏡を着用する必要がない裸眼タイプ３Ｄ立体ディスプレイ技術の開発に、複数の製造業者が投資している。したがって、裸眼タイプ立体ディスプレイ技術は将来の主要トレンドである。実際のところ、裸眼タイプ立体ディスプレイ技術は現在、複数の視聴者が立体画像を同時に視聴することを可能にする多眼式ディスプレイ技術に発展している。
【０００３】
しかしながら、裸眼タイプ多眼式立体ディスプレイ上の立体画像のテキスト部分は不鮮明にされるかもしれず、それが読み取り問題に結びつく。それゆえに、テキストおよび画像の内容およびその表示領域の範囲を自動的に検出することができ、なお、従来の２Ｄモードで、記述部分、例えばテキストなどを表示すると共に、スクリーン上に画像部分を３Ｄ立体モードで表示することができ、一方、部分的表示領域において２Ｄ／３Ｄモードの間で動的切換を実行することができる、新規な立体ディスプレイシステムをハードウェア技術で開発するための必要性がある。
【０００４】
フラットパネルテレビ用のスイッチで切り替え可能な立体画像技術は、光学制御技術からみて図１ａで示すパララックスバリア技術および図１ｂで示すレンチキュラレンズ技術に主に分けることができる。両方の基本的原理は、表示されるべき画像を右眼用の画素１１１と左眼用の画素１１２に分割することであり、パララックスバリア技術に対して、左眼１０２用の画素１１１を右眼１０１が見ることができないようにして、右眼１０１用の画素１１２を左眼１０２が見ることができないようにするためにパララックスバリア１２０が利用される。それゆえに、脳がそれらを立体画像に結合するために、右眼１０１および左眼１０２が異なる光学位相の画像を見ることができる。レンチキュラレンズ技術に対して、レンチキュラレンズ１３０は右眼１０１用の画素１１２および左眼１０２用の画素１１１をそれぞれ右眼１０１および左眼１０２に屈折させて透過するために利用される。現在のレベルの技術に基づいて、レンチキュラレンズによって形成される画像はより良い明るさを有するが、レンチキュラ技術の製造プロセスの安定および技術成熟度はパララックスバリア技術に劣り、それによって、パララックスバリア技術は相対的にコスト優位性を有する。しかしながら、上述した２つの技術の両方とも、３Ｄ立体画像を静的に提示する方法であって２Ｄ／３Ｄ画像間の動的切換を実行することができるというわけでない。
【０００５】
図２ａおよび２ｂは、２Ｄ／３Ｄ画像間の動的切換を実行することができる従来技術を例示する。従来技術は、その上のおよびその下の偏光フィルム２１０に印加される偏光電圧を通して、光の偏光位相角を変えることができる切換え液晶層２２０、電圧を制御することによってその屈折率をまた変えることができる液晶層２４０、定屈折率ｎを備えたレンズ層２５０を有する。図２ａに示すように、偏光電圧（Ｖａ）２７１が切換え液晶層２２０の上下の偏光フィルム２１０に印加されると、液晶分子がその配列方向を変え、０度の偏光２８０が画素２０１を通過し、切換え液晶層２２０に入り、そして次に、９０度の偏光２８１に変換されるようにする。この時に、液晶層２４０の屈折率は、レンズ層２５０の屈折率ｎと異なるＮとして制御され、そうすると、光はその進行方向を変え、および、レンチキュラレンズに等しい効果が生成され、それは３Ｄモードと称される。図２ｂに示すように、偏光電圧（Ｖｂ）２７２が切換え液晶層２２０の上下の偏光フィルム２１０に印加された後で、液晶分子が再びその配列方向を変えて、０度の偏光２８０が画素２０１を通過して、切換え液晶層２２０に入って、そして次に、０度の偏光２８０としてとどまるようにする。しかし、この時に、液晶層２４０の屈折率は、レンズ層２５０の屈折率ｎと同じであるｎとして制御され、そうすると、光はその進行方向を変えず、それは２Ｄモードと称される。
【０００６】
しかしながら、従来技術はなおいくつかの欠点に苦しむ。例えば、液晶層２４０およびレンズ層２５０はガラス製基板２３０上に作られなければならず、および、別のガラス製基板２６０が液晶層２４０およびレンズ層２５０の上に必要である。更に、液晶層２４０は、２Ｄ／３Ｄモード間の切換えの機能を達成するためにレンズ層２５０と協同するために、電圧またはその屈折率を変える他の方法を利用することによって制御されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術と比較すると、本発明によって開示される技術はガラス製基板を省略することができてかつその屈折率を変えるために液晶レンズを制御する必要がなく、レンズフィルムが一体的に形成され、それによって、本発明はコストを有意に減少させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、一体的に形成されたマイクロ光学位相フィルムおよびマイクロ位相レンチキュラレンズを開示する。光学位相フィルムの構造体は、厚さを有していてその上部からの視点から矩形の光学位相フィルムベースであって、光学位相フィルムが、同等の長さの２つの横方向縁部および同等の長さの２つの縦方向縁部を有するベースと、光学位相フィルムベース上に配設される凹面と、を含み、そして、凹面が複数の並列凹面および半円筒様突出部を有し、複数の凹面および半円筒様突出部が一定のピッチで互いに分離されており、凹面および半円筒様突出部の最も高いポイントと凹面および半円筒様突出部が上方向へ突き出始めるポイントとの間で円筒高さが形成され、凹面および半円筒様突出部の軸線方向と光学位相フィルムの材料分子の配列位相との間で角度が形成される。
【０００９】
光学位相フィルムの材料は透明材料であることができ、それがポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ（ビニルアセテート）（ＰＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、三アセチルセルロース（ＴＡＣ）またはセルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）を含む。光学位相フィルムベースの厚さは約５０μｍ〜１５０μｍであり、ならびに、凹面および半円筒様突出部の一定のピッチは約１２０μｍ〜４５０μｍ、好ましくは１５０μｍ〜２００μｍである。凹面および半円筒様突出部の円筒高さは、約１０μｍ〜１８０μｍである。光学位相フィルムの屈折率を変えるための因子は、凹面および半円筒様突出部の軸線方向と光学位相フィルムの材料分子の配列位相との間の角度、凹面および半円筒様突出部の円筒高さ、凹面および半円筒様突出部の一定のピッチまたは入射光の偏光角を含む。
【００１０】
本発明は、上述した光学位相フィルムの凹面上に配設されるレンズ層であって、屈折率ｎを有するレンズ層を含み、そして、ある偏光角の入射光が、光学位相フィルムベースの平面底面に入ってかつ光学位相フィルムおよびレンズ層を通過する、ことを特徴とするマイクロ位相レンチキュラレンズを開示する。入射光の偏光角が第１の角度である時、光学位相フィルムの屈折率はＮである。入射光の偏光角が第２の角度である時、光学位相フィルムの屈折率はｎであり、ｎはＮに等しくない。
【００１１】
一実施態様において、第１の角度が０度または１８０度を含み、および、第２の角度が９０度または２７０度を含む。別の実施態様では、第１の角度が９０度または２７０度を含み、および、第２の角度が０度または１８０度を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明は、明細書および下の添付の図面内のいくつかの好ましい実施態様および詳細な説明によって理解されることができる。図面内の同一の参照番号は、本発明内の同じ構成要素を参照する。しかしながら、本発明の全ての好ましい実施態様が、請求項の有効範囲を例示するためにだけ提供され、しかし限定するためでないということを認識するべきであり、そこにおいて、
【００１３】
【図１ａ】３Ｄ立体画像の従来技術を例示する。
【図１ｂ】３Ｄ立体画像の従来技術を例示する。
【図２ａ】２Ｄ／３Ｄ画像切換えの従来技術を例示する。
【図２ｂ】２Ｄ／３Ｄ画像切換えの従来技術を例示する。
【図３ａ】本発明の例示的な一体的に形成されたマイクロ光学位相フィルムを例示する。
【図３ｂ】本発明の例示的な一体的に形成されたマイクロ光学位相フィルムを例示する。
【図３ｃ】本発明の例示的な一体的に形成されたマイクロ光学位相フィルムを例示する。
【図４】本発明の光学位相フィルムの屈折率変化の原理を例示する。および
【図５ａ】本発明の光学位相フィルムの例示的な適用を例示する。
【図５ｂ】本発明の光学位相フィルムの例示的な適用を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、次に好ましい実施態様および態様と共に記載され、これらの記述は本発明の請求項を例示するためにだけ、しかし限定するためにではなく、本発明の構造および手順を解釈する。それゆえに、明細書内の好ましい実施態様を除いて、本発明はまた、他の実施態様で広く使われることができる。
【００１５】
本発明は、一体的に形成されたマイクロ光学位相フィルムおよびマイクロレンチキュラレンズを開示する。従来技術と比較すると、本発明によって開示される技術は、ガラス製基板を省略することができて液晶レンズをその屈折率を変えるために制御することを必要とせず、および、位相フィルムが一体的に形成され、それによって、本発明はコストを有意に減少させることができて２Ｄ／３Ｄ画像を切り替えることができる光学位相フィルムを製造するために利用されることができる。
【００１６】
図３ａは、本発明によって作られる例示的な一体的に形成されたマイクロ光学位相フィルム３１０の断面図を例示する。光学位相フィルム３１０は一体的に形成され、および、光学位相フィルム３１０は説明の便宜のために概念的に光学位相フィルムベース３１１と凹面および半円筒様突出部３１２とに分割されることができる。光学位相フィルムベース３１１の底面は、平らな底面３０１である。一実施態様において、光学位相フィルムベースの厚さは約５０μｍ〜１５０μｍであることができる。図３ｂは、光学位相フィルム３１０の平らな底面３０１の平面図を例示する。平らな底面３０１は、図３ｂに示すように矩形である。光学位相フィルムが協同するパネルの要求に従って、平らな底面３０１の縦方向縁部３０２および横方向縁部３０３の長さが、設計されることができる。光学位相フィルム３１０の凹面および半円筒様突出部３１２は、ピッチＰで互いに分離される。一実施態様において、ピッチＰは約１５０μｍ〜２００μｍであることができる。別の実施態様では、ピッチＰは約１２０μｍ〜４５０μｍであることができる。ピッチＰが実際的な用途で適用されるべきパネルの画素ピッチにしたがって変わることができる点に留意する必要がある。凹面および半円筒様突出部３１２の軸線方向は縦方向縁部３０２または横方向縁部３０３と平行に設計されることができる。
【００１７】
光学位相フィルム３１０の光学位相フィルムベース３１１の厚さＤは、光透過率、製造プロセスの歩留り、硬度、粘着性、その他のような異なる要求に従って変わることができる。凹面および半円筒様突出部３１２の高さｈは、凹面および半円筒様突出部３１２が光学位相フィルムベース３１１から突き出始めるポイントから凹面および半円筒様突出部３１２の最も高いポイントまでである。一実施態様において、高さｈが、約１０μｍ〜１８０μｍであることができるが、限定されない。凹面および半円筒様突出部３１２の高さｈは、凹面および半円筒様突出部３１２の曲率に影響を及ぼす。高さｈは、凹面および半円筒様突出部３１２の屈折率を変えるように制御されることができる。それゆえに、高さｈは実際的な要求に従って設計されることができて固定された範囲に限られないかもしれない。
【００１８】
一実施態様において、光学位相フィルム３１０の材料は、ポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ（ビニルアセテート）（ＰＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、三アセチルセルロース（ＴＡＣ）またはセルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）を含む、透明材料であることができる。
【００１９】
一実施態様において、図３ｃに示すように、レンズ層３２０は、光学位相フィルム３１０の凹面および半円筒様突出部３１２の表面を覆ってマイクロ位相レンチキュラレンズ３３０を形成することができる。マイクロ位相レンチキュラレンズ３３０は、光学位相フィルム３１０の平らな底面３０１を通してディスプレイパネル上へ接着されることができる。
【００２０】
図４は、本発明の光学位相フィルム３１０の屈折率変化の原理を例示する。図４に示すように、光学位相フィルム３１０内の材料分子４２１は１つの方向に沿って規則正しく配列されている。角度θが、光学位相フィルムの凹面および半円筒様突出部の軸線方向４１０と材料分子の位相軸線４２０との間に形成される。角度θは、光学位相フィルム３１０の屈折率を変えるために制御されることができる。一実施態様において、光学位相フィルム３１０の屈折率はまた、光学位相フィルム３１０の凹面および半円筒様突出部３１２の高さｈおよびピッチＰを調整することによって変えることができる。
【００２１】
以下は、２Ｄ／３Ｄ切換えの機能を達成するためにディスプレイパネルへの本発明のマイクロ位相レンチキュラレンズ３３０の適用を述べる。図５ａおよび５ｂは、本発明の例示的なマイクロ位相レンチキュラレンズ３３０の適用を例示する。図２ａおよび２ｂ内の従来技術と同様に、本発明のマイクロ位相レンチキュラレンズ３３０は切換え液晶層２２０を備えたディスプレイ上に施着され、および、光学位相フィルム３１０の平らな底面３０１が切換え液晶層２２０上へ接着される。図５ａに示すように、偏光電圧（Ｖａ）２７１が切換え液晶層２２０の上下の偏光フィルム２１０に印加されるならば、液晶分子がその配列方向を変えて、０度の偏光方向の入射光５８０が、画素２０１を通過し、切換え液晶層２２０に入り、そして次に、９０度または２７０度の偏光方向の入射光５８１に変換されるようにする。この時に、光学位相フィルム３１０の屈折率はＮであり、それはレンズ層３２０の屈折率ｎと異なり、そうすると、光はその進行方向５８３を変え、および、レンチキュラレンズに等しい効果が起こり、それは３Ｄモードである。別の実施態様では、偏光電圧（Ｖａ）２７１が切換え液晶層２２０の上下の偏光フィルム２１０に印加される時、液晶分子がその配列方向を変えて、０度の偏光方向の入射光５８０が、画素２０１を通過して、切換え液晶層２２０に入り、そして次に、０度または１８０度の偏光方向の入射光（図示せず）になるようにする。この時に、光学位相フィルム３１０の屈折率はＮであり、それはレンズ層３２０の屈折率ｎと異なり、そうすると、光はその進行方向を変え、および、レンチキュラレンズに等しい効果が起こり、それは３Ｄモードである。
【００２２】
相対的に、図５ｂに示すように、偏光電圧（Ｖｂ）２７２が切換え液晶層２２０の上下の偏光フィルム２１０に印加された後で、液晶分子が再びその配列方向を変えて、０度の偏光方向の入射光５８０が、画素２０１を通過して、切換え液晶層２２０に入り、そして次に、０度または１８０度の偏光方向の入射光５８２になるようにする。この時に、光学位相フィルム３１０の屈折率はｎであり、それはレンズ層３２０の屈折率ｎと同じであり、そうすると、光はその進行方向５８４を変えず、それは２Ｄモードである。別の実施態様では、偏光電圧（Ｖｂ）２７２が切換え液晶層２２０の上下の偏光フィルム２１０に印加された後で、液晶分子が再びその配列方向を変えて、０度の偏光方向の入射光５８０が、画素２０１を通過して、切換え液晶層２２０に入り、そして次に、９０度または２７０度の偏光方向の入射光（図示せず）に変換されるようにする。この時に、光学位相フィルム３１０の屈折率はｎであり、それはレンズ層３２０の屈折率ｎと同じであり、そうすると、光はその進行方向を変えず、それは２Ｄモードである。
【００２３】
前述の記述は、本発明の好ましい一実施態様である。この実施態様が説明の目的のみに、限定以外のために、記載されており、ならびに、多数の改変および変更が本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者によって実践されることができるということが認識されるべきである。それらが請求される本発明の有効範囲またはその同等物内に入る限り、全てのこの種の変更および改変が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００２４】
１０１  右眼
１０２  左眼
１１１  右眼用の画素
１１２  左眼用の画素
１２０  パララックスバリア
１３０  レンチキュラレンズ
２０１  画素
２１０  偏光フィルム
２２０  切換え液晶層
２３０  ガラス製基板
２４０  液晶層
２５０  レンズ層
２６０  ガラス製基板
２７１  偏光電圧（Ｖａ）
２７２  偏光電圧（Ｖｂ）
２８０  ０度の偏光
２８１  ９０度の偏光
３０１  平らな底面
３０２  縦方向縁部
３０３  横方向縁部
３１０  マイクロ光学位相フィルム
３１１  光学位相フィルムベース
３１２  凹面および半円筒様突出部
３２０  レンズ層
３３０  マイクロ位相レンチキュラレンズ
４２１  材料分子
４１０  軸線方向
４２０  位相軸線
５８０  ０度の偏光方向の入射光
５８１  ９０度または２７０度の偏光方向の入射光
５８２  ０度または１８０度の偏光方向の入射光
５８３  進行方向
５８４  進行方向
Ｄ  厚さ
ｈ  高さ
Ｎ  屈折率
ｎ  屈折率
Ｐ  ピッチ
θ  角度
【図１ａ】
2012185491.tif 000002
【図１ｂ】
2012185491.tif 000003
【図２ａ】
2012185491.tif 000004
【図２ｂ】
2012185491.tif 000005
【図３ａ】
2012185491.tif 000006
【図３ｂ】
2012185491.tif 000007
【図３ｃ】
2012185491.tif 000008
【図４】
2012185491.tif 000009
【図５ａ】
2012185491.tif 000010
【図５ｂ】
2012185491.tif 000011