(57)【要約】  クロストークの改善及び開口率の低下を抑制した立体画像表示装置、及び立体画像表示システムの提供。  画像表示パネルと、画像表示パネルの視認側に配置されるパターン位相差板とを少なくとも有する立体画像表示装置である。画像表示パネルは、ｎ個置きに配置され、左目及び右目用画素と、各画素間に配置されているブラックマトリックスとを少なくとも有する。パターン位相差板は、支持体と、その上に所定のピッチ幅でストライプ状に交互に配置されているパターンを有し、面内遅相軸方向等が互いに異なる第１及び第２位相差領域と、第１及び第２位相差領域との間に有する境界部とを有するパターン光学異方性層とを少なくとも有する。第１及び第２位相差領域のピッチ幅が、各画素の幅のｎ倍であり、境界部に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅が、境界部以外に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅よりも広い。
2013151030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示パネルと、前記画像表示パネルの視認側に配置されるパターン位相差板とを少なくとも有する立体画像表示装置であって、
前記画像表示パネルは、ｎ個（ｎは２以上の整数を表す）置きに配置されている、左目用画素に対応する左目用画素及び右目用画像に対応する右目用画素と、前記各画素間に配置されているブラックマトリックスとを少なくとも有し、
前記パターン位相差板は、支持体と、その上に所定のピッチ幅でストライプ状に交互に配置されているパターンを有し、面内遅相軸方向及び位相差の少なくとも一方が互いに異なる第１位相差領域及び第２位相差領域と、前記第１位相差領域と前記第２位相差領域との間に有する境界部とを有するパターン光学異方性層とを少なくとも有し、
前記第１位相差領域が、前記左目又は右目用画素に対応し、前記第２位相差領域が、前記第１位相差領域に対応する他方の前記画素に対応するように配置されており、
前記第１及び第２位相差領域の前記ピッチ幅が、前記画像表示パネルの前記各画素の幅のｎ倍であり、
前記境界部に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅が、前記境界部以外に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅よりも広いことを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】
前記境界部以外に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅をａとし、前記左目及び右目用画素の幅をｒとするとき、ａ≦０．２５×ｒの関係を満たす請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記境界部に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅をｂとし、前記画素と前記第１及び第２位相差領域との距離をｄとするとき、ｂ≧０．１０×ｄの関係を満たす請求項１又は２に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記境界部に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅をｂとし、前記左目及び右目用画素の幅をｒとするとき、ｂ≦ｒの関係を満たす請求項１〜３のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記立体画像表示装置の縦方向の解像度が７２０画素以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記境界部以外に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅をａとし、前記境界部に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅をｂとするとき、ｂ／ａが、１．５〜１０である請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
前記第１及び第２位相差領域が、互いに直交する面内遅相軸を有し、且つλ／４の面内レターデーションを有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
前記ｎが、２である請求項１〜７のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項９】
前記支持体が、高分子フィルムである請求項１〜８のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項１０】
前記画像表示パネルが、液晶表示パネルである請求項１〜９のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の立体画像表示装置を、円偏光板メガネを通じて観察することで、立体画像を視認させる立体画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像表示装置及び立体表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
立体画像を表示する立体（３Ｄ）画像表示装置には、右目用画像及び左目用画像を、例えば、互いに反対方向の円偏光画像とするための光学部材が必要である。例えば、かかる光学部材には、遅相軸やレターデーション等が互いに異なる領域が規則的に面内に配置されたパターン光学異方性素子が利用されており、このパターン光学異方性素子の支持体として、フィルムを利用する、いわゆるＦＰＲ（Film Patterned Retarder）方式のパターン位相差フィルム（ＦＰＲフィルム）も提案されている。【０００３】
パターン光学異方性素子を有する部材を使用した立体画像表示装置では、例えば、液晶パネル等の表示パネル部に存在する左右目画像用の画素と、パターン光学異方性層の左右目画像用の位相差領域とをそれぞれ対応させて積層することが必要である。ところで、一般的に使用されているのは、ストライプパターンを有するパターン光学異方性層であり、これを表示パネルと貼合する際は、パターンの周期方向（ストライプ状の互いに異なる位相差領域が交互に入れ替わる方向）を、表示面の鉛直方向（上下方向）と一致させるのが一般的である。図７に、表示パネル部の左右目画像用画素と、パターン光学異方性層の左右目画像用位相差領域とを対応させて配置した例を模式的に示す。図７中矢印Ａで示す通り、観察方向が表示面に対して略法線方向であれば、表示パネル内部の右目画像用画素（Ｒ）を通過した光は、パターン光学異方性層の右目画像用位相差領域（Ｒ）を通過するので、クロストークは生じない。しかし、表示面法線方向から表示面鉛直方向に観察方向をずらすと、図７中に矢印Ｂで示すように、表示パネル内部（例えば液晶セル内）の右目画像用画素（Ｒ）を透過した光が、パターン光学異方性層の左目画像用位相差領域（Ｌ）を透過してしまい、クロストークが発生する。即ち、表示面鉛直方向では、３Ｄ画像の上下方向の視野角が狭くなるという問題がある。
また、近年の高解像度化により画素の幅が小さくなっていることから、上下方向のクロストークはさらに悪化することが懸念される。【０００４】
上記問題を解決するため、例えば、図８に示したように、液晶セル内に配置されるカラーフィルタのブラックマトリックスを太くすることで上下視野角を大きくし、クロストークを改善する方法や（例えば、特許文献１及び２）、図９に示したように、液晶セル内に配置されるカラーフィルタとＦＰＲフィルムとの間に有するガラス等の膜厚を小さくし、前記カラーフィルタとＦＰＲフィルムとの間隔を狭くすることで上下視野角を大きくし、クロストークを改善する方法（例えば、特許文献３）等が提案されている。これらは、図７に比べてクロストークの多少の改善が図られているが、不十分である。【０００５】
特許文献１〜３に記載の方法によってクロストークを改善することができるが、カラーフィルタのブラックマトリックスを太くすることで開口率が低下する。このため、高輝度な画像表示を行うためには、より高輝度の光源を使用する必要があり、当該光源の使用による生産コストの上昇のみならず、動作時の消費電力の上昇も懸念される。また、ガラス等の膜厚を小さくすることはハンドリングが困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６４５６３号公報
【特許文献２】特開２０１１−３４０４５号公報
【特許文献３】特開平１０−２６８２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記諸問題を解決することを課題とし、具体的には、クロストークの改善及び開口率の低下を抑制した立体画像表示装置、及び立体画像表示システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段は、下記［１］の手段であり、好ましくは、下記[２]〜［１１］の手段である。
［１］  画像表示パネルと、前記画像表示パネルの視認側に配置されるパターン位相差板とを少なくとも有する立体画像表示装置であって、
前記画像表示パネルは、ｎ個（ｎは２以上の整数を表す）置きに配置されている、左目用画素に対応する左目用画素及び右目用画像に対応する右目用画素と、前記各画素間に配置されているブラックマトリックスとを少なくとも有し、
前記パターン位相差板は、支持体と、その上に所定のピッチ幅でストライプ状に交互に配置されているパターンを有し、面内遅相軸方向及び位相差の少なくとも一方が互いに異なる第１位相差領域及び第２位相差領域と、前記第１位相差領域と前記第２位相差領域との間に有する境界部とを有するパターン光学異方性層とを少なくとも有し、
前記第１位相差領域が、前記左目又は右目用画素に対応し、前記第２位相差領域が、前記第１位相差領域に対応する他方の前記画素に対応するように配置されており、
前記第１及び第２位相差領域の前記ピッチ幅が、前記画像表示パネルの前記各画素の幅のｎ倍であり、
前記境界部に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅が、前記境界部以外に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅よりも広いことを特徴とする立体画像表示装置。
［２］  前記境界部以外に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅をａとし、前記左目及び右目用画素の幅をｒとするとき、ａ≦０．２５×ｒの関係を満たす［１］の立体画像表示装置。
［３］  前記境界部に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅をｂとし、前記画素と前記第１及び第２位相差領域との距離をｄとするとき、ｂ≧０．１０×ｄの関係を満たす［１］又は［２］の立体画像表示装置。
［４］  前記境界部に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅をｂとし、前記左目及び右目用画素の幅をｒとするとき、ｂ≦ｒの関係を満たす［１］〜［３］のいずれかの立体画像表示装置。
［５］  前記立体画像表示装置の縦方向の解像度が７２０画素以上である［１］〜［４］のいずれかの立体画像表示装置。
［６］  前記境界部以外に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅をａとし、前記境界部に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅をｂとするとき、ｂ／ａが、１．５〜１０である［１］〜［５］のいずれかの立体画像表示装置。
［７］  前記第１及び第２位相差領域が、互いに直交する面内遅相軸を有し、且つλ／４の面内レターデーションを有する［１］〜［６］のいずれかの立体画像表示装置。
［８］  前記ｎが、２である［１］〜［７］のいずれかの立体画像表示装置。
［９］  前記支持体が、高分子フィルムである［１］〜［８］のいずれかの立体画像表示装置。
［１０］  前記画像表示パネルが、液晶表示パネルである［１］〜［９］のいずれかの立体画像表示装置。
［１１］  ［１］〜［１０］のいずれかの立体画像表示装置を、円偏光板メガネを通じて観察することで、立体画像を視認させる立体画像表示システム。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クロストークの改善及び開口率の低下を抑制した立体画像表示装置、及び立体画像表示システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の立体画像表示装置の一例の模式断面図である。
【図２】パターン光学異方性層の一例の上面模式図である。
【図３】パターン位相差板と画像表示パネルの画素との関係の一例の縦方向からみた模式断面図である。
【図４】パターン位相差板と画像表示パネルの画素との関係の他の一例の縦方向からみた模式断面図である。
【図５】図３の画像表示パネルの画素の拡大図である。
【図６】偏光膜と光学異方性層との関係の一例の概略図である。
【図７】従来の画像表示パネルの左右目画像用画素と、パターン光学異方性層の左右目画像用位相差領域とを対応させて配置した模式図である。
【図８】従来のブラックマトリックスを太くした左右目画像用画素と、パターン光学異方性層の左右目画像用位相差領域とを対応させて配置した模式図である。
【図９】従来の画像表示パネルの左右目画像用画素と、パターン光学異方性層の左右目画像用位相差領域との間のガラスの膜厚を小さくして配置した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。まず、本明細書で用いられる用語について説明する。
【００１２】
Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は、各々、波長λにおける面内のレターデーション、及び厚さ方向のレターデーションを表す。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ、又はＷＲ（王子計測機器（株）製）において、波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。測定波長λｎｍの選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。測定されるフィルムが、１軸又は２軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）が算出される。なお、この測定方法は、後述する光学異方性層中のディスコティック液晶分子の配向膜側の平均チルト角、その反対側の平均チルト角の測定においても一部利用される。
Ｒｔｈ（λ）は、前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ、又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする）のフィルム法線方向に対して法線方向から片側５０°まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて全部で６点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ、又はＷＲが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする）、任意の傾斜した２方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、及び入力された膜厚値を基に、以下の式（Ａ）、及び式（Ｂ）よりＲｔｈを算出することもできる。
【００１３】
【数１】
2013151030.tif 000003
なお、上記のＲｅ（θ）は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値を表す。また、式（Ａ）におけるｎｘは、面内における遅相軸方向の屈折率を表し、ｎｙは、面内においてｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｎｚは、ｎｘ及びｎｙに直交する方向の屈折率を表す。ｄは膜厚である。
Ｒｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ・・・・・・・・・・・式（Ｂ）
【００１４】
測定されるフィルムが、１軸や２軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸（ｏｐｔｉｃ  ａｘｉｓ）がないフィルムの場合には、以下の方法により、Ｒｔｈ（λ）は算出される。Ｒｔｈ（λ）は、前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ、又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）として、フィルム法線方向に対して−５０°から＋５０°まで１０°ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて１１点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。また、上記の測定において、平均屈折率の仮定値は、ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ  ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについては、アッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲはｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出する。この算出されたｎｘ、ｎｙ、ｎｚよりＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）が更に算出される。
【００１５】
なお、本明細書では、「可視光」とは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのことをいう。また、本明細書では、測定波長について特に付記がない場合は、測定波長は５５０ｎｍである。
また、本明細書において、角度（例えば「９０°」等の角度）、及びその関係（例えば「直交」、「平行」、及び「４５°で交差」等）については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
【００１６】
本発明の立体画像表示装置は、画像表示パネルと、前記画像表示パネルの視認側に配置されるパターン位相差板とを少なくとも有する立体画像表示装置であって、
前記画像表示パネルは、ｎ個（ｎは２以上の整数を表す）置きに配置されている、左目用画像に対応する左目用画素及び右目用画像に対応する右目用画素と、前記各画素間に配置されているブラックマトリックスとを少なくとも有し、
前記パターン位相差板は、支持体と、その上に所定のピッチ幅でストライプ状に交互に配置されているパターンを有し、面内遅相軸方向及び位相差の少なくとも一方が互いに異なる第１位相差領域及び第２位相差領域と、前記第１位相差領域と前記第２位相差領域との間に有する境界部とを有するパターン光学異方性層とを少なくとも有し、
前記第１位相差領域が、前記左目又は右目用画素に対応し、前記第２位相差領域が、前記第１位相差領域に対応する他方の前記画素に対応するように配置されており、
前記第１及び第２位相差領域の前記ピッチ幅が、前記画像表示パネルの前記各画素の幅のｎ倍であり、
前記境界部に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅が、前記境界部以外に対応する位置に配置される前記ブラックマトリックスの幅よりも広いことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、画像表示パネルにおいては、左目及び右目用画素をｎ個置きに配置し、各画素間に配置されたブラックマトリックスのうち、境界部に対応する位置に配置されたブラックマトリックスの幅を、境界部以外に対応する位置に配置されたブラックマトリックスの幅よりも広くする。また、パターン位相差板においては、第１及び第２位相差領域のピッチ幅を画像表示パネルの各画素の幅のｎ倍とする。
本発明では、境界部に対応する位置に配置されたブラックマトリックスの幅が境界部以外に対応する位置に配置されたブラックマトリックスの幅よりも広いため、上下方向のクロストーク視野角が改善される。また、第１及び第２位相差領域のピッチ幅を画像表示パネルの各画素の幅のｎ倍とし、左目及び右目用画素をｎ個置きに配置したことで、高解像度化により画素の幅が小さくなってもクロストーク視野角が改善され、さらに、従来技術における開口率の低下の問題も解決できる。
【００１８】
以下、図面を用いて、本発明のいくつかの実施形態を説明するが、図中の各層の厚みの相対的関係は、実際の相対的関係を反映しているわけではない。また、図中、同一の部材については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する場合がある。なお、以下の図面では、支持体が高分子フィルムであるパターン位相差板の態様について説明するが、支持体は、可撓性のないガラス板やプラスチック基板等であってもよい。
【００１９】
本発明の立体画像表示装置の一例の模式断面図を図１に示す。立体画像表示装置は、一対の視認側偏光膜１６及びバックライト側偏光膜１８、その間に配置される画像表示パネル１、並びに、パターン位相差板２０を有し、バックライト側偏光膜１８のさらに外側にバックライト３０を備えている。パターン位相差板２０は、表示パネルの視認側表面に配置され、左目及び右目用の偏光画像（例えば円偏光画像）に分離する。観察者は、これらの偏光画像を、偏光眼鏡（例えば円偏光眼鏡）等の偏光板を介して観察し、立体画像として認識する。
偏光膜１６及び偏光膜１８のそれぞれの両面には、保護フィルム２４を有する。なお、視認側偏光膜１６は、各表面にそれぞれ保護フィルム２４を貼付された偏光板ＰＬ１として組み込まれていてもよい。バックライト側偏光膜１８についても、各表面にそれぞれ保護フィルム２４を貼付された偏光板ＰＬ２として組み込まれていてもよい。
なお、図１は、画像表示パネルが液晶パネルの場合の一例の模式断面図であるが、画像表示パネル１についてなんら制限はない。例えば、有機ＥＬ層を含む有機ＥＬ表示パネルであっても、プラズマディスプレイパネルであってもよい。
【００２０】
パターン位相差板２０は、いわゆるＦＰＲフィルムであり、パターン位相差板の一例の模式断面図を図２に示す。パターン位相差板は、支持体１３上に、第１位相差領域１４及び第２位相差領域１５を有するパターン光学異方性層１２を有する。なお、通常、光学異方性層の配向を制御するために用いられる（光）配向膜の記載は省略してある。
【００２１】
パターン光学異方性層１２は、液晶化合物を主成分とする硬化性組成物の１種又は複数種から形成することができ、液晶化合物のうち、重合性基を有する液晶化合物が好ましい。前記硬化性組成物の１種から形成されているのが好ましい。なお、パターン光学異方性層１２は、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよい。パターン光学異方性層は、液晶化合物を主成分とする組成物の１種又は２種から形成することができる。
【００２２】
パターン光学異方性層１２の一例は、図２に示すように、第１及び第２位相差領域１４、１５の面内遅相軸ａ及びｂが互いに直交するとともに、面内レターデーションＲｅがλ／４であるパターンλ／４層である。この態様のパターン光学異方性層を偏光膜と組み合わせると、第１及び第２位相差領域のそれぞれを通過した光は互いに逆向きの円偏光状態になり、それぞれ右目及び左目用の円偏光画像を形成する。
【００２３】
前記パターンλ／４層は、例えば、支持体１３の表面上に一様に配向膜を形成し、一方向に配向処理し、配向処理面上にて、前記液晶性硬化性組成物を配向させ、当該配向状態に固定することで形成できる。前記第１及び第２位相差領域１４、１５の一方については、液晶を配向規制処理方向（例えばラビング方向）に対して直交且つ垂直に配向させ、即ち直交垂直配向させ、他方については、液晶を配向規制処理方向（例えばラビング方向）に対して平行且つ垂直に配向させ、即ち平行垂直配向させ、それぞれの状態を固定することで、各位相差領域を形成できる。
【００２４】
境界部は、等方性であるか又は第１位相差領域１４及び第２位相差領域１５のいずれとも異なる位相差のある領域である。境界部の線幅は、狭いほど好ましいが通常３μｍ〜２０μｍである。
【００２５】
本発明のパターン位相差板は、３Ｄ画像表示装置、特にパッシブ方式の３Ｄ画像表示装置の部材として有用である。この態様では、第１及び第２位相差領域のそれぞれを通過した偏光画像は、偏光眼鏡等を介して右目用又は左目用の画像として、認識される。従って、左右画像が不均一とならないように、第１及び第２位相差領域は、互いに等しい形状であるのが好ましく、また、それぞれの配置は、均等且つ対称的であるのが好ましい。
【００２６】
本発明において、前記パターン光学異方性層は、図２に示す態様に限定されるものではない。第１及び第２位相差領域の一方の面内レターデーションがλ／４であり、且つ他方の面内レターデーションが３λ／４である表示画素領域を利用することができる。さらに、第１及び第２位相差領域１４及び１５の一方の面内レターデーションがλ／２であり、且つ他方の面内レターデーションが０である位相差領域を利用することもできる。
【００２７】
また、第１及び第２位相差領域の各パターンの面内遅相軸は、パターン配向膜等を利用することで、互いに異なる方向、例えば互いに直交する方向に調整することができる。パターン配向膜としては、マスク露光によりパターニング配向膜を形成可能な光配向膜、及びマスクラビングによりパターニング配向膜を形成可能なラビング配向膜、異種の配向膜（例えば、ラビングに対して、直交又は平行に配向する材料）を印刷等でパターニング配置したものなど、いずれも利用することができる。なお、第１及び第２位相差領域の各面内遅相軸が互いに直交する方向である場合、境界部の面内遅相軸は第１及び第２位相差領域の面内遅相軸方向の略中間値、即ち４５度程度であることが好ましい。
【００２８】
本発明のパターン位相差板は、図１〜図２に簡略化して示した態様に限定されるものではなく、他の部材を含んでいてもよい。例えば、上記した通り、パターン光学異方性層を、配向膜を利用して形成する態様では、支持体とパターン光学異方性層との間に、配向膜を有していてもよい。また、本発明のパターン位相差板は、ハードコート層、反射防止層、低反射層、アンチグレア層等とともに（又はそれに替えて）、前方散乱層、プライマー層、帯電防止層、下塗り層等が配置されていてもよい。
【００２９】
表示パネル１が液晶パネルである場合、液晶セルは、一対の基板１Ａ及び１Ｂ、並びにその間に配置されるネマチック液晶材料を含む液晶層１０を有する。基板１Ａ及び１Ｂの内面にはラビング配向膜（不図示）が配置されていて、ネマチック液晶の配向が、それぞれのラビング方向によって制御され、捩れ配向している。また、基板１Ａ及び１Ｂの内面には電極層（不図示）が形成されていて、電圧印加時には、ネマチック液晶の捩れ配向が解消され、基板面に対して垂直配向するように構成されている。液晶セルＬＣは、カラーフィルタ等の他の部材を含んでいてもよい。
【００３０】
液晶セルの構成については特に制限はなく、一般的な構成の液晶セルを採用することができる。液晶セルの駆動モードについても特に制限はなく、ツイステットネマチック（ＴＮ）、スーパーツイステットネマチック（ＳＴＮ）、バーティカルアライメント（ＶＡ）、インプレインスイッチング（ＩＰＳ）、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル（ＯＣＢ）等の種々のモードを利用することができる。
画像表示パネルの大きさは、特に制限されないが、３．５〜５５インチであることが好ましい。本発明は、３．５〜５５インチの場合に特に効果を奏する傾向にある。
【００３１】
表示パネルの視認側は、図３に一例を示すように、左目用画像に対応する左目用画素Ｌ及び右目用画像に対応する右目用画素Ｒと、各画素間に配置されているブラックマトリックスとを少なくとも有する。表示パネルの視認側は、ガラス、偏光板、及びパターン位相差板２０の順で積層されている。なお、図３は、ｎが２の場合を示しているが、図４に示すようにｎが３以上であってもよい。
【００３２】
左目及び右目用画素Ｌ，Ｒは、立体画像表示装置の上下（縦）方向に対してｎ個置きに配置されている。ｎは、２以上の整数を表し、２〜８が好ましく、２がより好ましい。なお、縦方向の解像度としては、７２０画素以上が好ましく、１０８０画素以上がより好ましく、２１６０画素以上が特に好ましい。縦方向の解像度に具体的な上限はないが、一般的に、４３２０画素以下である。
【００３３】
第１及び第２位相差領域１４、１５のピッチ幅は、画像表示パネルの各画素の幅のｎ倍であり、第１位相差領域１４は、左目用画素Ｌ又は右目用画素Ｒに対応し、第２位相差領域１５は、第１位相差領域１４に対応する他方の画素に対応するように配置されている。図２の構成では、第１位相差領域１４が左目用画素Ｌに対応しており、第２位相差領域１５は、右目用画素Ｒに対応しているが、第１位相差領域が右目用画素に対応しており、第２位相差領域が左目用画素に対応していてもよいことは言うまでもない。
【００３４】
画像表示パネル１とパターン位相差板２０との間には、偏光板１６及びガラス等が配置されており、画像表示パネル１の各画素と第１及び第２位相差領域との距離は小さいほどクロストークを軽減できる点で好ましい。各画素と第１及び第２位相差領域との距離ｄとしては、８００μｍ以下が好ましく、６００μｍ以下がより好ましく、３５０μｍ以下が特に好ましい。ｄの具体的な下限はないが、一般的に、５０μｍ以上である。なお、ガラスの厚みとしては、７００μｍ以下が好ましく、５００μｍ以下がより好ましく、２５０μｍ以下が特に好ましい。
【００３５】
ブラックマトリックスは、各画素間に配置されている。即ち左目用画素と左目用画素との間、右目用画素と右目用画素との間、及び左目用画素と右目用画素との間に配置されている。左目用画素と右目用画素との間に配置されているブラックマトリックス、即ち境界部に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅は、境界部以外に対応する位置に配置されるブラックマトリックス（左目用画素と左目用画素との間、及び右目用画素と右目用画素との間に配置されるブラックマトリックス）の幅よりも広い。境界部に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅が広いことから、上下方向のクロストークを軽減することができる。なお、境界部に対応する位置とは、ブラックマトリックスのパターン位相差板方向への垂直延長線上の位置に境界部を有する位置をいい、境界部以外に対応する位置とは、ブラックマトリックスのパターン位相差板方向への垂直延長線上の位置に境界部を有さない位置をいう。
【００３６】
左目及び右目用画素Ｌ，Ｒから出射された画素光は、各画素に対応する第１及び第２位相差領域に入射し、第１及び第２位相差領域で左目及び右目用の偏光画像に分離される。本発明では、各画素がｎ個置きに配置されており、且つ第１及び第２位相差領域１４、１５のピッチ幅が各画素の幅のｎ倍となっており、さらに、境界部に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅が境界部以外に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅よりも広い態様となっていることから、例えば、図３の矢印Ａで示すような直進的な入射光だけでなく、従来は図７の矢印Ｂで示すようなクロストークが発生する原因となる入射光であっても、本発明では、図３の矢印Ａで示すように斜め方向の入射光であってもクロストークを発生させることなく第１及び第２位相差領域１４，１５で左目及び右目用の偏光画像に分離される。
なお、前記ｎ個置きに配置されている「ｎ」と、第１及び第２位相差領域のピッチ幅が各画素のｎ倍の「ｎ」は等しく、共に２以上の整数を表す。
【００３７】
境界部以外に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅ａと、左目及び右目用画素の幅ｒとは、ａ≦０．２５×ｒの関係を満たすことが好ましく、ａ≦０．１×ｒの関係を満たすことがより好ましく、ａ≦０．０５×ｒの関係を満たすことが特に好ましい。上記関係を満たすことで、開口率の低下を抑制することができる。
具体的には、ａは、６０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましく、１５μｍ以下であることが特に好ましい。また、ｒは、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましく、１５０μｍ以下であることが特に好ましい。
なお、境界部以外に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅ａとは、図３及び図５に一例を示すように、立体画像表示装置の縦方向から測定した境界部以外に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅を表す。また、左目及び右目用画素の幅ｒとは、図３及び図５に一例を示すように、立体画像表示装置の縦方向から測定した左目及び右目用画素の幅を表す。
【００３８】
境界部に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅ｂと、左目及び右目用画素の幅ｒとは、ｂ≦ｒの関係を満たすことが好ましく、ｂ≦０．６×ｒの関係を満たすことがより好ましく、ｂ≦０．４×ｒの関係を満たすことが特に好ましい。上記関係を満たすことで、開口率の低下を抑制することができる。
具体的には、ｂは、５００μｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以下であることがより好ましく、１５０μｍ以下であることが特に好ましい。
なお、境界部に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅ｂとは、図３及び図５に一例を示すように、立体画像表示装置の縦方向から測定した境界部に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅を表す。
【００３９】
境界部以外に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅ａ、及び境界部に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅ｂの関係としては、ｂ／ａが、１．５〜１０であることが好ましく、２〜８であることがより好ましく、３〜５であることが特に好ましい。上記関係を満たすことで、上下方向のクロストークを軽減し、さらに開口率の低下も抑制することができる。
【００４０】
境界部に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅ｂと、各画素と第１及び第２位相差領域との距離ｄとは、ｂ≧０．１０×ｄの関係を満たすことが好ましく、ｂ≧０．１４×ｄの関係を満たすことがより好ましく、ｂ≧０．２×ｄの関係を満たすことが特に好ましい。上記関係を満たすことで、上下方向のクロストークを軽減することができる。
【００４１】
偏光膜１６及び１８は、それぞれの透過軸を互いに直交に配置されている。一例では、偏光膜１６の透過軸は、基板１Ａのラビング軸と平行であり、且つ偏光膜１８の透過軸は、基板１Ｂのラビング軸と平行である。
【００４２】
偏光膜１６及び１８は、一般的な直線偏光膜を用いることができる。偏光膜は延伸フィルムからなっていても、塗布により形成される層であってもよい。前者の例には、ポリビニルアルコールの延伸フィルムをヨウ素又は二色性染料等で染色したフィルムが挙げられる。後者の例には、二色性液晶性色素を含む組成物を塗布して、所定の配向状態に固定した層が挙げられる。
【００４３】
偏光膜１６は、図６に一例を示すように、第１及び第２位相差領域１４及び１５の面内遅相軸ａ及びｂをそれぞれ、偏光膜の透過軸ｐと±４５°にして配置する。本明細書では、厳密に±４５°であることを要求するものではなく、第１及び第２位相差領域１４及び１５のいずれか一方については、４０〜５０°であることが好ましく、他方は、−５０〜−４０°であることが好ましい。この構成により右目用及び左目用の円偏光画像を分離することができる。また、λ／２板をさらに積層することで、視野角をより拡大してもよい。
【００４４】
パターン光学異方性層１２と偏光膜１６との間には、他の層が配置されていないか、又は光学的に等方性の層（例えば、粘着剤層）のみが配置されているのが好ましい。
【００４５】
保護フィルム２４は、偏光膜１６及び偏光膜１８の両表面に配置される。保護フィルム２４については特に制限はなく、種々のポリマーフィルムを用いることができ、偏光板の保護フィルムとして汎用されているセルロースアシレート系フィルム、アクリル系ポリマー、又は環状オレフィン樹脂を主成分として含有するフィルムであってもよい。また、保護フィルム２４の代わりに、視野角補償のための位相差フィルムを配置してもよく、省略してもよい。位相差フィルムの面内遅相軸は、基板１Ａ及び１Ｂの内面に施されたラビング方向に対して、それぞれ平行又は直交で配置することが好ましく、平行に配置することがより好ましい。位相差フィルムは、光学的に二軸性のフィルムであってもよく、支持体と棒状又はディスコティック液晶化合物を硬化させた光学異方性層とからなるフィルムであってもよい。
【００４６】
本発明は、本発明の立体画像表示装置と、該立体用画像表示装置の視認側に配置される偏光板とを少なくとも備え、該偏光板を通じて立体画像を視認させる立体画像表示システムにも関する。立体用画像表示装置の視認側外側に配置される前記偏光板の一例は、観察者が装着する偏光眼鏡である。観察者は、立体画像表示装置が表示する右目用及び左目用の偏光画像を円偏光又は直線偏光眼鏡を介して観察し、立体画像として認識する。
【００４７】
以下、本発明のパターン位相差板に用いられる種々の部材等について詳細に説明する。
【００４８】
液晶セル：
本発明の立体画像表示装置、及び立体画像表示システムに用いられる液晶セルは、ＶＡモード、ＯＣＢモード、ＩＰＳモード、又はＴＮモードであることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
ＴＮモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、更に６０〜１２０゜にねじれ配向している。ＴＮモードの液晶セルは、カラーＴＦＴ液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
ＶＡモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。ＶＡモードの液晶セルには、（１）棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のＶＡモードの液晶セル（特開平２−１７６６２５号公報記載）に加えて、（２）視野角拡大のため、ＶＡモードをマルチドメイン化した（ＭＶＡモードの）液晶セル（ＳＩＤ９７、Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ（予稿集）２８（１９９７）８４５記載）、（３）棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード（ｎ−ＡＳＭモード）の液晶セル（日本液晶討論会の予稿集５８〜５９（１９９８）記載）及び（４）ＳＵＲＶＩＶＡＬモードの液晶セル（ＬＣＤインターナショナル９８で発表）が含まれる。また、ＰＶＡ（Patterned Vertical Alignment）型、光配向型（Optical Alignment）、及びＰＳＡ（Polymer-Sustained Alignment）のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開２００６−２１５３２６号公報、及び特表２００８−５３８８１９号公報に詳細な記載がある。
ＩＰＳモードの液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。ＩＰＳモードは電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平１０−５４９８２号公報、特開平１１−２０２３２３号公報、特開平９−２９２５２２号公報、特開平１１−１３３４０８号公報、特開平１１−３０５２１７号公報、特開平１０−３０７２９１号公報などに開示されている。
【００４９】
左目及び右目用画素の形成方法としては、公知の種々の方法を用いて形成させることができる。例えば、ガラス基板上にフォトマスク、およびフォトレジストを用いて所望のブラックマトリックス、およびＲ、Ｇ、Ｂの画素パターンを形成することもできるし、また、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素用着色インクを用いて、所定の幅のブラックマトリクス、及びｎ個置きに前記ブラックマトリクスの幅よりも広いブラックマトリックスで区分された領域内（凸部で囲まれた凹部）に、インクジェット方式の印刷装置を用いて所望の濃度になるまでインク組成物の吐出を行い、Ｒ、Ｇ、Ｂのパターンからなるカラーフィルタを作製することもできる。画像着色後は、ベーク等することで各画素及びブラックマトリックスを完全に硬化させてもよい。
【００５０】
ブラックマトリックス：
本発明の立体画像表示装置は、各画素の間にブラックマトリックスが配置される。ブラックストライプを形成する材料としては、クロム等の金属のスパッタ膜を用いたもの、感光性樹脂と黒色着色剤等を組み合わせた遮光性感光性組成物などが挙げられる。黒色着色剤の具体例としては、カーボンブラック、チタンカーボン、酸化鉄、酸化チタン、黒鉛などが挙げられ、中でも、カーボンブラックが好ましい。
【００５１】
パターン光学異方性層：
本発明におけるパターン光学異方性層は、面内遅相軸方向及び面内レターデーションの少なくとも一方が互いに異なる第１位相差領域及び第２位相差領域を含み、且つ前記第１及び第２位相差領域が、面内において交互に配置されており、第１位相差領域及び第２位相差領域の間には境界部を有する。また、第１及び第２位相差領域のピッチ幅は各画素の幅のｎ倍である。一例は、第１及び第２位相差領域がそれぞれλ／４程度のＲｅを有し、且つ面内遅相軸が互いに直交しており、それぞれのピッチ幅が各画素の幅のｎ倍である光学異方性層である。このようなパターン光学異方性層の形成には種々の方法があるが、本発明では、重合性基を有する棒状液晶を水平配向させた状態、及びディスコティック液晶を垂直配向させた状態で重合させ、固定化して形成することが好ましい。
【００５２】
パターン光学異方性層は単独でＲｅがλ／４程度であってもよく、その場合はＲｅ（５５０）が、λ／４±３０ｎｍ程度が好ましく、１１０〜１６５ｎｍであることがより好ましく、１２０〜１５０ｎｍであることがさらに好ましく、１２５〜１４５ｎｍであることが特に好ましい。なお、本明細書において、面内レターデーションＲｅがλ／４とは、特に断りがない限り、波長λの１／４から±３０ｎｍ程度幅を持つ値のことを言い、面内レターデーションＲｅがλ／２とは、特に断りがない限り、波長λの１／２から±３０ｎｍ程度幅を持つ値のことを言う。また、市販の支持体の多くはＲｔｈが正の値となる。Ｒｔｈが正の値となる支持体上に前記パターン光学異方性層を形成する場合は、前記パターン光学異方性層のＲｔｈ（５５０）は負であるのが好ましく、−８０〜−５０ｎｍであることが好ましく、−７５〜−６０ｎｍであることがより好ましい。
【００５３】
一般的に、液晶化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類できる。さらにそれぞれ低分子と高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が１００以上のものを指す（高分子物理・相転移ダイナミクス，土井 正男 著，２頁，岩波書店，１９９２）。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできるが、棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物を用いるのが好ましい。２種以上の棒状液晶化合物、２種以上の円盤状液晶化合物、又は棒状液晶化合物と円盤状液晶化合物との混合物を用いてもよい。温度変化や湿度変化を小さくできることから、反応性基を有する棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物を用いて形成することがより好ましく、少なくとも１つは１液晶分子中の反応性基が２以上あることがさらに好ましい。液晶化合物は二種類以上の混合物でもよく、その場合少なくとも１つが２以上の反応性基を有していることが好ましい。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平１１−５１３０１９号公報や特開２００７−２７９６８８号公報に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開２００７−１０８７３２号公報や特開２０１０−２４４０３８号公報に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
【００５４】
液晶化合物が重合条件の異なる２種類以上の反応性基を有することもまた好ましい。この場合、条件を選択して複数種類の反応性基の一部種類のみを重合させることにより、未反応の反応性基を有する高分子を含む位相差層を作製することが可能となる。用いる重合条件としては重合固定化に用いる電離放射線の波長域でもよいし、用いる重合機構の違いでもよいが、好ましくは用いる開始剤の種類によって制御可能な、ラジカル性の反応基とカチオン性の反応基の組み合わせがよい。前記ラジカル性の反応性基がアクリル基および／またはメタクリル基であり、かつ前記カチオン性基がビニルエーテル基、オキセタン基および／またはエポキシ基である組み合わせが反応性を制御しやすく特に好ましい。
【００５５】
前記光学異方性層は、配向膜を利用した種々の方法で形成でき、その製法については特に制限はない。
第１の態様は、液晶の配向制御に影響を与える複数の作用を利用し、その後、外部刺激（熱処理等）によりいずれかの作用を消失させて、所定の配向制御作用を支配的にする方法である。例えば、配向膜による配向制御能と、液晶化合物中に添加される配向制御剤の配向制御能との複合作用により、液晶を所定の配向状態とし、それを固定して一方の位相差領域を形成した後、外部刺激（熱処理等）により、いずれかの作用（例えば配向制御剤による作用）を消失させて、他の配向制御作用（配向膜による作用）を支配的にし、それによって他の配向状態を実現し、それを固定して他方の位相差領域を形成する。例えば、所定のピリジニウム化合物又はイミダゾリウム化合物は、ピリジニウム基又はイミダリウム基が親水的であるため前記親水的なポリビニルアルコール配向膜表面に偏在する。特に、ピリジニウム基が、さらに、水素原子のアクセプターの置換基であるアミノ基が置換されていると、ポリビニルアルコールとの間に分子間水素結合が発生し、より高密度に配向膜表面に偏在すると共に、水素結合の効果により、ピリジニウム誘導体がポリビニルアルコールの主鎖と直交する方向に配向するため、ラビング方向に対して液晶の直交配向を促進する。前記ピリジニウム誘導体は、分子内に複数個の芳香環を有しているため、前述した、液晶、特にディスコティック液晶化合物との間に強い分子間π−π相互作用が起こり、ディスコティック液晶の配向膜界面近傍における直交配向を誘起する。特に、親水的なピリジニウム基に疎水的な芳香環が連結されていると、その疎水性の効果により垂直配向を誘起する効果も有する。しかし、その効果は、ある温度を超えて加熱すると、水素結合が切断され、前記ピリジニウム化合物等の配向膜表面における密度が低下し、その作用を消失する。その結果、ラビング配向膜そのものの規制力により液晶が配向し、液晶は平行配向状態になる。この方法の詳細については、特開２０１２−００８１７０号公報に記載があり、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
【００５６】
第２の態様は、パターン配向膜を利用する態様である。この態様では、互いに異なる配向制御能を有するパターン配向膜を形成し、その上に、液晶化合物を配置し、液晶を配向させる。液晶は、パターン配向膜のそれぞれの配向制御能によって配向規制され、互いに異なる配向状態を達成する。それぞれの配向状態を固定することで、配向膜のパターンに応じて第１及び第２の位相差領域のパターンが形成される。パターン配向膜は、印刷法、ラビング配向膜に対するマスクラビング、光配向膜に対するマスク露光等を利用して形成することができる。また、配向膜を一様に形成し、配向制御能に影響を与える添加剤（例えば、上記オニウム塩等）を別途所定のパターンで印刷することによって、パターン配向膜を形成することもできる。大掛かりな設備が不要である点や製造容易な点で、印刷法を利用する方法が好ましい。この方法の詳細については、特開２０１２−０３２６６１号公報に記載があり、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
【００５７】
また、第１及び第２の態様を併用してもよい。一例は、配向膜中に光酸発生剤を添加する例である。この例では、配向膜中に光酸発生剤を添加し、パターン露光により、光酸発生剤が分解して酸性化合物が発生した領域と、発生していない領域とを形成する。光未照射部分では光酸発生剤はほぼ未分解のままであり、配向膜材料、液晶、及び所望により添加される配向制御剤の相互作用が配向状態を支配し、液晶を、その遅相軸がラビング方向と直交する方向に配向させる。配向膜へ光照射し、酸性化合物が発生すると、その相互作用はもはや支配的ではなくなり、ラビング配向膜のラビング方向が配向状態を支配し、液晶は、その遅相軸をラビング方向と平行にして平行配向する。前記配向膜に用いられる光酸発生剤としては、水溶性の化合物が好ましく用いられる。使用可能な光酸発生剤の例には、Ｐｒｏｇ．  Ｐｏｌｙｍ．  Ｓｃｉ．，  ２３巻、１４８５頁（１９９８年）に記載の化合物が含まれる。前記光酸発生剤としては、ピリジニウム塩、ヨードニウム塩及びスルホニウム塩が特に好ましく用いられる。この方法の詳細については、特願２０１０−２８９３６０号を基礎出願とする特開２０１２−１５０４２８号公報に記載があり、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
【００５８】
さらに、第３の態様として、重合性が互いに異なる重合性基（例えば、オキセタニル基及び重合性エチレン性不飽和基）を有するディスコティック液晶化合物を利用する方法がある。この態様では、ディスコティック液晶化合物を所定の配向状態にした後、一方の重合性基のみの重合反応が進行する条件で、光照射等を行い、プレ光学異方性層を形成する。次に、他方の重合性基の重合を可能にする条件で（例えば他方の重合性基の重合を開始させる重合開始剤の存在下で、マスク露光を行う。露光部の配向状態は完全に固定され、所定のＲｅを有する一方の位相差領域が形成される。未露光領域は、一方の反応性基の反応が進行しているものの、他方の反応性基は未反応のままとなっている。よって、等方相温度を超え、他方の反応性基の反応が進行可能な温度まで加熱すると、未露光領域は、等方相状態に固定され、即ち、Ｒｅが０ｎｍになる。
【００５９】
本発明に利用可能な支持体（支持体フィルム）としては、その材料については特に制限はない。低レターデーションのポリマーフィルムを用いるのが好ましく、具体的には、面内レターデーションの絶対値が約１０ｎｍ以下のフィルムを用いるのが好ましい。偏光膜とパターン位相差フィルムとの間に、偏光膜の保護膜が配置されている態様でも、該保護膜として、低レターデーションのポリマーフィルムを用いるのが好ましく、具体的範囲については、上記通りである。
【００６０】
本発明に使用可能な支持体を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、又は前記ポリマーを混合したポリマーも例としてあげられる。また本発明の高分子フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の紫外線硬化型、熱硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
【００６１】
また、前記フィルムの材料としては、熱可塑性ノルボルネン系樹脂を好ましく用いることが出来る。熱可塑性ノルボルネン系樹脂としては、日本ゼオン（株）製のゼオネックス、ゼオノア、ＪＳＲ（株）製のアートン等があげられる。
【００６２】
また、前記フィルムの材料としては、従来偏光板の透明保護フィルムとして用いられてきた、トリアセチルセルロースに代表される、セルロース系ポリマー（以下、セルロースアシレートという）を好ましく用いることが出来る。
【００６３】
この様にして形成するパターン光学異方性層の厚みについては特に制限されないが、０．１〜１０μｍであるのが好ましく、０．５〜５μｍであるのがより好ましい。
【００６４】
偏光膜：
偏光膜は、一般的な偏光膜を用いることができる。例えば、ヨウ素や二色性色素によって染色されたポリビニルアルコールフィルム等からなる偏光子膜を用いることができる。
【００６５】
粘着層：
光学異方性層と偏光膜との間には、粘着層が配置されていてもよい。光学異方性層と偏光膜との積層のために用いられる粘着層とは、例えば、動的粘弾性測定装置で測定したＧ’とＧ”との比（ｔａｎδ＝Ｇ”／Ｇ’）が０．００１〜１．５である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。粘着剤については特に制限はなく、例えば、ポリビニルアルコール系粘着剤を用いることができる。
【００６６】
立体画像表示システム用偏光板：
本発明の立体画像表示システムでは、特に３Ｄ映像とよばれる立体画像を視認者に認識させるため、偏光板を通して画像を認識する。偏光板の一態様は、偏光眼鏡である。前記位相差板によって右目用及び左目用の円偏光画像を形成する態様では、円偏光眼鏡が用いられ、直線偏光画像を形成する態様では、直線眼鏡が用いられる。光学異方性層の前記第１及び第２の位相差領域のいずれか一方から出射された右目用画像光が右眼鏡を透過し、且つ左眼鏡で遮光され、前記第１及び第２位相差領域の他方から出射された左目用画像光が左眼鏡を透過し、且つ右眼鏡で遮光されるように構成されていることが好ましい。
前記偏光眼鏡は、位相差機能層と直線偏光子を含むことで偏光眼鏡を形成している。なお、直線偏光子と同等の機能を有するその他の部材を用いてもよい。
【００６７】
偏光眼鏡を含め、本発明の立体用画像表示システムの具体的な構成について説明する。まず、位相差板は、映像表示パネルの交互に繰り返されている複数の第一ライン上と複数の第二ライン上（例えば、ラインが水平方向であれば水平方向の奇数ライン上と偶数ライン上であり、ラインが垂直方向であれば垂直方向の奇数ライン上と偶数ライン上でもよい）に偏光変換機能が異なる前記第１位相差領域と前記第２位相差領域が設けられている。円偏光を表示に利用する場合には、上述の前記第１位相差領域と前記第２位相差領域の位相差は、ともにλ／４であることが好ましく、前記第１位相差領域と前記第２位相差領域は遅相軸が直交していることがより好ましい。
【００６８】
円偏光を利用する場合、前記第１位相差領域と前記第２位相差領域の位相差値をともにλ／４とし、映像表示パネルの奇数ラインに右目用画像を表示し、奇数ライン位相差領域の遅相軸が４５度方向であるならば、偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡にともにλ／４板を配置することが好ましく、偏光眼鏡の右眼鏡のλ／４板の遅相軸は具体的には略４５度に固定すればよい。また、上記の状況であれば、同様に、映像表示パネルの偶数ラインに左目用画像を表示し、偶数ライン位相差領域の遅相軸が１３５度方向であるならば、偏光眼鏡の左眼鏡の遅相軸は具体的には略１３５度に固定すればよい。
更に、一度前記パターニング位相差フィルムにおいて円偏光として画像光を出射し、偏光眼鏡により偏光状態を元に戻す観点からは、上記の例の場合の右眼鏡の固定する遅相軸の角度は正確に水平方向４５度に近いほど好ましい。また、左眼鏡の固定する遅相軸の角度は正確に水平１３５度（又は−４５度）に近いほど好ましい。
【００６９】
また、例えば前記映像表示パネルが液晶表示パネルである場合、液晶表示パネルのフロント側偏光板の吸収軸方向が通常、水平方向であり、前記偏光眼鏡の直線偏光子の吸収軸が該フロント側偏光板の吸収軸方向に直交する方向であることが好ましく、前記偏光眼鏡の直線偏光子の吸収軸は鉛直方向であることがより好ましい。
また、前記液晶表示パネルのフロント側偏光板の吸収軸方向と、前記パターニング位相差フィルムの奇数ライン位相差領域と偶数ライン位相差領域の各遅相軸は、偏光変換の効率上、４５度をなすことが好ましい。
なお、このような偏光眼鏡と、パターニング位相差フィルム及び液晶表示装置の好ましい配置については、例えば特開２００４−１７０６９３号公報に開示がある。
【００７０】
偏光眼鏡の例としては、特開２００４−１７０６９３号公報に記載のものや、市販品として、Ｚａｌｍａｎ製  ＺＭ−Ｍ２２０Ｗの付属品、ＬＧ製  ５５ＬＷ５７００の付属品を挙げることができる。
【実施例】
【００７１】
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。【００７２】
［パターン位相差板の作製］
＜＜アルカリ鹸化処理＞＞
セルロースアセテート支持体を有するアンチグレアフィルムである富士フイルム製のＣＶ−ＬＵ３を準備し、温度６０℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を４０℃に昇温した後に、ＣＶ−ＬＵ３の反射防止層のない面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量１４ｍｌ／ｍ2で塗布し、１１０℃に加熱し、（株）ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、１０秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を３ｍｌ／ｍ2塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを３回繰り返した後に、７０℃の乾燥ゾーンに１０秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したセルロースアセテート透明支持体を作製した。【００７３】
──────────────────────────────────
アルカリ溶液の組成（質量部）
──────────────────────────────────
水酸化カリウム                                        ４．７質量部
水                                                  １５．８質量部
イソプロパノール                                    ６３．７質量部
界面活性剤
ＳＦ−１：Ｃ14Ｈ29Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）20Ｈ                 １．０質量部
プロピレングリコール                                １４．８質量部
──────────────────────────────────【００７４】
＜ラビング配向膜付透明支持体の作製＞
上記作製した支持体の、鹸化処理を施した面に、下記の組成のラビング配向膜塗布液を＃８のワイヤーバーで連続的に塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥し、配向膜を形成した。次に、透過部の横ストライプ幅４８５μｍ、遮蔽部の横ストライプ幅４８５μｍのストライプマスクをラビング配向膜上に配置し、室温空気下にて、ＵＶ−Ｃ領域における照度２．５ｍＷ／ｃｍ2の空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて紫外線を４秒間照射して、光酸発生剤を分解し酸性化合物を発生させることにより第１位相差領域用配向層を形成した。その後に、ストライプマスクのストライプに対して４５°の角度を保持して５００ｒｐｍで一方向に１往復、ラビング処理を行い、ラビング配向膜付透明支持体を作製した。なお、配向膜の膜厚は、０．５μｍであった。
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配向膜形成用塗布液の組成
──────────────────────────────────
配向膜用ポリマー材料                                    ３．９質量部
（ＰＶＡ１０３、クラレ（株）製ポリビニルアルコール）
光酸発生剤（Ｓ−２）                                    ０．１質量部
メタノール                                                ３６質量部
水                                                        ６０質量部
──────────────────────────────────【００７５】
【化１】
2013151030.tif 000004
【００７６】
＜パターン化された光学異方性層Ｄの作製＞
下記の光学異方性層用塗布液を、バーコーターを用いて塗布した。次いで、膜面温度１１０℃で２分間加熱熟成した後、８０℃まで冷却し空気下にて２０ｍＷ／ｃｍ2の空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて紫外線を２０秒間照射して、その配向状態を固定化することによりパターン光学異方性層Ｄを形成した。マスク露光部分（第１位相差領域）は、ラビング方向に対し遅相軸方向が平行にディスコティック液晶が垂直配向しており、未露光部分（第２位相差領域）は直交に垂直配向していた。なお、光学異方性層の膜厚は、１．６μｍであった。また、境界部の幅は６〜１０μｍであり、周期的に変化していた。【００７７】
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光学異方性層用塗布液の組成
──────────────────────────────────
ディスコティック液晶Ｅ−１                              １００質量部
配向膜界面配向剤（ＩＩ−１）                            １．０質量部
空気界面配向剤（Ｐ−１）                                ０．３質量部
光重合開始剤                                            ３．０質量部
（イルガキュア９０７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）
増感剤（カヤキュア−ＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）        １．０質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
（Ｖ＃３６０、大阪有機化学（株）製）                    ９．９質量部
メチルエチルケトン                                      ４００質量部
──────────────────────────────────【００７８】
【化２】
2013151030.tif 000005
【００７９】
（ブラックマトリックスの形成）
ガラス基板の表面に、富士フイルム（株）製トランサーを用いて、転写方式により所望の太さのブラックマトリックスを形成した。【００８０】
（立体画像液晶表示装置の作製）
［実施例１〜３］
ＬＧエレクトロニクス製液晶ＴＶ，４２ＬＤ８６０の視認側の偏光板をはがし、視認側のガラスの表面の、前記境界部に対応する位置に前記の方法で所望の幅のブラックマトリックスを形成した。はがした偏光板を再び貼り合せ，さらに上記方法で作製したパターン位相差板を貼り合せ、下記表に示す液晶表示装置を作製した。【００８１】
［実施例４〜６］
ＬＧエレクトロニクス製液晶ＴＶ，４７ＬＥＸ８を使用した以外は、上記と同様にして下記表に示す液晶表示装置を作製した。【００８２】
［実施例７〜９］
アップル製スマートフォン、ｉＰｈｏｎｅ４を使用した以外は、上記と同様にして下記表に示す液晶表示装置を作製した。【００８３】
［比較例１］
東芝製液晶ＴＶ，３２ＺＰ２を比較例１として使用した。【００８４】
［比較例２］
ＬＧエレクトロニクス製液晶ＴＶ、４２ＬＷ５７００を比較例２として使用した。【００８５】
［比較例３］
ＬＧエレクトロニクス製液晶ＴＶ、４７ＬＷ５７００を比較例３として使用した。【００８６】
［比較例４］
ＬＧエレクトロニクス製液晶ＴＶ、５５ＬＷ５７００を比較例４として使用した。【００８７】
［比較例５］
ＬＧエレクトロニクス製液晶ＴＶ、４２ＬＤ８６０の視認側の偏光板の表面に、上記方法で作製したパターン位相差板を貼り合せ、下記表に示す液晶表示装置を作製した。【００８８】
［比較例６］
ＬＧエレクトロニクス製液晶ＴＶ、４７ＬＥＸ８の視認側の偏光板の表面に、上記方法で作製したパターン位相差板を貼り合せ、下記表に示す液晶表示装置を作製した。【００８９】
評価：
（１）上下方向のクロストーク視野角
作製した立体表示装置に、右眼用画像として全画面白表示／左眼用画像として全画面黒表示の立体画像を表示し、トプコンテクノハウス製輝度計ＢＭ−５Ａのレンズに３Ｄメガネの右眼部分を取り付け、上下方向に極角＋８０°〜−８０°の範囲で輝度を測定した。同様に、ＢＭ−５Ａのレンズに３Ｄメガネの左眼部分を取り付け，上下方向に極角＋８０°〜−８０°の範囲で輝度を測定した。３Ｄメガネの左眼部分で測定した輝度を３Ｄメガネの右眼部分で測定した輝度で除した値をクロストークとし、クロストークが７％以下となる極角範囲を視野角と定義した。測定の結果を表１〜３に示す。【００９０】
（２）パネル開口率
作製した立体表示装置をミツトヨ製精密測長機ＱＶ−ＡＣＣＥＬを用いて、各々の画素のサイズ、およびブラックマトリックスの幅を測定し、パネルの開口率を算出した。【００９１】
【表１】
2013151030.tif 000006
【００９２】
【表２】
2013151030.tif 000007
【００９３】
【表３】
2013151030.tif 000008
【００９４】
表から、左目及び右目用画素がｎ個置きに配置されており、第１及び第２位相差領域のピッチ幅が各画素の幅のｎ倍であり、さらに、境界部に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅が境界部位外に対応する位置に配置されるブラックマトリックスの幅よりも広い構成とすることで、クロストーク視野角及び開口率を向上させることができることが理解できる。
【符号の説明】
【００９５】
１            画像表示パネル
１Ａ、１Ｂ    基板
１０          液晶層
１２          パターン光学異方性層
１３          支持体
１４          第１位相差領域
１５          第２位相差領域
１６          視認側偏光膜
１８          バックライト側偏光膜
２０          パターン位相差板
２４          保護フィルム
３０          バックライト
【図１】
2013151030.tif 000009
【図２】
2013151030.tif 000010
【図３】
2013151030.tif 000011
【図４】
2013151030.tif 000012
【図５】
2013151030.tif 000013
【図６】
2013151030.tif 000014
【図７】
2013151030.tif 000015
【図８】
2013151030.tif 000016
【図９】
2013151030.tif 000017
【国際調査報告】
2013151030.tif 000018
2013151030.tif 000019
2013151030.tif 000020
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