(57)【要約】【課題】製造が容易な立体映像形成用位相差板およびこれを用いた立体映像表示装置および立体映像表示システムを提供する。【解決手段】本発明の立体映像形成用位相差板１０は、同一面内に複数の第１の位相差領域１１と複数の第２の位相差領域１２とを有する。前記第１の位相差領域の波長λにおける正面レターデーションは（１／４＋ｍ）×λであり、前記第２の位相差領域の正面レターデーションは（３／４＋ｎ）×λである。ただし、ｍおよびｎは０または自然数であり、ｍ＝ｎ＝０であることが好ましい。第1の位相差領域の遅相軸方向１１１と第２の位相差領域の遅相軸方向１２１とが平行である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一面内に複数の第１の位相差領域（１１）と複数の第２の位相差領域（１２）とを有し、
前記第１の位相差領域（１１）の波長λにおける正面レターデーションが（１／４＋ｍ）×λであり、前記第２の位相差領域（１２）の波長λにおける正面レターデーションが（３／４＋ｎ）×λであり、
第1の位相差領域（１１）の遅相軸方向（１１１）と第２の位相差領域（１２）の遅相軸方向（１２１）とが平行である立体映像形成用位相差板（１０）。（ただし、ｍおよびｎは０または自然数である）
【請求項２】
前記第１の位相差領域の波長λにおける正面レターデーションがλ／４であり、前記第２の位相差領域の正面レターデーションが３λ／４である、請求項１記載の立体映像形成用位相差板。
【請求項３】
前記第１の位相差領域および第２の位相差領域は、ともに可視光領域において長波長ほど大きな正面レターデーションを有する、請求項１または２に記載の立体映像形成用位相差板。
【請求項４】
前記第１の位相差領域および第２の位相差領域は、それぞれ複数のサブ領域からなり、
第１の位相差領域における各サブ領域は、映像表示装置の各サブ画素からの射出光の主波長λｋに対して（１／４＋ｍ）×λｋの正面レターデーションを有し、
第２の領域における各サブ領域は、映像表示装置の各サブ画素からの射出光の主波長λｋに対して（３／４＋ｎ）×λｋの正面レターデーションを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の立体映像形成用位相差板。
【請求項５】
前記第１の位相差領域と第２の位相差領域とがストライプ状に配置されている、請求項１〜４のいずれか1項に記載の立体映像形成用位相差板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の位相差板を製造する方法であって、
均一な正面レターデーションを有するフィルムを作製する第１の工程、および
前記第１の位相差領域に対応する第１の領域および前記第２の位相差領域に対応する第２の領域の少なくともいずれか一方のレターデーションを低下させる第２の工程を有し、
前記第１の工程によって得られるフィルムの正面レターデーションは（１／４＋ｍ）×λ以上、かつ（３／４＋ｎ）×λ以上であり、
前記第２の工程における第１の領域のレターデーション低下量と第２の領域のレターデーション低下量の差の絶対値が（１／２＋ｐ）λである、立体映像形成用位相差板の製造方法。（ただし、ｐは０または自然数である）
【請求項７】
前記第２の工程において、前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方のみのレターデーションを低下させる、請求項６に記載の立体映像形成用位相差板の製造方法。
【請求項８】
レターデーションを低下させる領域の分子配向度を低下させることにより前記第２の工程をおこなう、請求項６または７に記載の立体映像形成用位相差板の製造方法。
【請求項９】
局所的な熱の付与により前記分子配向度の低下をおこなう、請求項８に記載の立体映像形成用位相差板の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の工程によって得られたフィルムを溶解若しくは膨潤させうる薬液を施与して
前記分子配向度の低下をおこなう、請求項８に記載の立体映像形成用位相差板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体映像形成用位相差板（１０）と偏光板（２０）とが積層されており、前記位相差板の遅相軸方向（１１１、１２１）と偏光板の透過軸方向（２０１）とのなす角が４５°である偏光素子（５０）。
【請求項１２】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の位相差板（１０）と、偏光板（２０）と映像表示セル（３０）とを備える立体映像表示装置（８０）であって、
前記映像表示セル（３０）の視認側に偏光板（２０）が配置され、前記偏光板（２０）よりも視認側に前記立体映像形成用位相差板（１０）が配置されており、
前記位相差板（１０）の遅相軸方向（１１１、１２１）と前記偏光板（２０）の透過軸方向（２０１）とのなす角が４５°であり、
前記映像表示セル（３０）は第１の映像表示領域（３１）および第２の映像表示領域（３２）を有し、
前記位相差板（１０）は、第１の位相差領域（１１）および第２の位相差領域（１２）が、前記映像表示セル（３０）の第１の映像表示領域（３１）および第２の映像表示領域（３２）にそれぞれ対応するように配置された立体映像表示装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の立体映像表示装置を立体視するための立体視用偏光眼鏡（７０）であって、右目用レンズおよび左目用レンズを備え、
前記右目用レンズおよび左目用レンズの一方は第１の円偏光板（７１）を備え、他方は第２の円偏光板（７２）を備え、
前記第１の円偏光板（７１）は、波長λにおける正面レターデーションが（１／４＋ｍ）×λである１／４波長板（７１Ａ）と偏光板（７１Ｂ）とを備え、１／４波長板（７１Ａ）の遅相軸方向（７１１）と偏光板（７１Ｂ）の透過軸方向（７１２）とのなす角は４５°であり、
前記第２の円偏光板（７２）は、波長λにおける正面レターデーションが（３／４＋ｎ）×λである３／４波長板（７２Ａ）と偏光板（７２Ｂ）とを備え、３／４波長板（７２Ａ）の遅相軸方向（７２１）と偏光板（７２Ｂ）の透過軸方向（７２２）とのなす角は４５°であり、
前記第１の円偏光板（７１）および第２の円偏光板（７２）はいずれも視認者側に偏光板（７１Ｂ、７２Ｂ）、立体映像表示装置側に位相差板（７１Ａ、７１Ｂ）を備え、
第１の円偏光板（７１）における１／４波長板（７１Ａ）の遅相軸方向（７１１）と偏光板（７１Ｂ）の透過軸方向（７１２）との配置関係と、第２の円偏光板（７２）における３／４波長板（７２Ａ）の遅相軸方向（７２１）と偏光板（７２Ｂ）の透過軸方向（７２２）との配置関係とが同一である、立体視用偏光眼鏡（７０）。
【請求項１４】
前記第１の円偏光板（７１）を構成する１／４波長板（７１Ａ）の遅相軸方向（７１１）と、前記第２の円偏光板（７２）を構成する３／４波長板（７２Ａ）の遅相軸方向（７２１）とが平行である、請求項１３に記載の立体視用偏光眼鏡。
【請求項１５】
請求項１２に記載の立体映像表示装置と、請求項１３または１４に記載の立体視用偏光眼鏡を有する立体映像表示システム。
【請求項１６】
請求項１２に記載の立体映像表示装置と、請求項１４に記載の立体視用偏光眼鏡を有し、
立体映像表示装置を正面視した場合に、立体映像表示装置の位相差板（１０）の遅相軸方向（１１１、１１２）と、偏光眼鏡の第１の円偏光板を構成する１／４波長板（７１Ａ）の遅相軸方向（７１１）および第２の円偏光板を構成する３／４波長板（７２Ａ）の遅相軸方向（７２１）とが直交するように構成された立体映像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体映像の表示に適した位相差板、偏光素子およびそれらの製造方法に関する。また、本発明は該位相差板、偏光素子を用いた立体映像表示装置に関する。さらに、本発明は該立体映像表示装置を立体視するための偏光眼鏡、および立体映像表示装置と偏光眼鏡を組合せた立体映像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
立体映像を表示させる方法として、右目用映像と左目用映像とを異なる偏光状態で現出させ、これを右目用レンズと左目用レンズとからなる立体視用眼鏡を介して視認する方法が提案されている。かかる方法によれば、右目には右目用映像のみが、左目には左目用映像のみが視認されるため、両眼の視差によって視認者は立体感を想起する。より具体的には、映像表示装置から右目用映像が第１の偏光状態を有し、左目用映像が第２の偏光状態を有する映像を現出させ、これを第１の偏光状態の光を透過し第２の偏光状態の光を遮蔽（吸収または反射）する第１の偏光板を備える右目用レンズと、第１の偏光状態の光を遮蔽し第２の偏光状態の光を透過する第２の偏光板を備える左目用レンズとからなる偏光眼鏡を介して視認することにより、立体表示が可能となる。
【０００３】
このように異なる偏光状態を有する２種類の映像を１台の映像表示装置から現出させる方法として、例えば特許文献１では、透過軸方向が互いに直交する第１の領域と第２の領域とを有する偏光板を、表示装置の前面に密着させる方法が提案されている。
【０００４】
また、第１の領域と第２の領域とを有する位相差板と、均一な透過軸を有する偏光板とを組合せて、第１の領域と第２の領域で現出される映像の透過軸方向が互いに直交するように構成する方法が提案されている。例えば特許文献２では、半波長（λ／２）のレターデーションを有する第１の領域およびレターデーションを有していない第２の領域とにパターニングされた位相差板と、均一な透過軸を有する偏光板とを用い、第１の領域の遅相軸方向と偏光板の透過軸方向とを４５°に配置することによって、第１の領域の偏光の振動面と第２の領域の偏光の振動面を直交させる方法が提案されている。また、特許文献３では、偏光の振動面を９０°回転させる旋光素子が配置された第１の領域および該旋光素子が除去された第２の領域からなる位相差板と偏光板とを用いる方法が提案されている。
【０００５】
このような方法によれば、例えば第１の領域を右目用映像、第２の領域を左目用映像として現出し、第１の領域の偏光を透過し第２の偏光状態の光を遮蔽する第１の偏光板を備える右目用レンズと、第１の偏光板とは透過軸方向が直交である第２の偏光板を備える左目用レンズからなる立体視用偏光眼鏡を介して視認することにより、立体表示が可能となる。しかしながら、右目用映像および左目用映像として直交する２種類の偏光を現出させる場合、右目用映像および左目用映像の透過軸方向と視認者が装着する偏光眼鏡の偏光板の透過軸方向とを正確に一致させる必要がある。そのため、視認者の位置や顔の角度、あるいは偏光眼鏡の装着状態が異なると、各々の目に右目用映像と左目用映像とが混在して視認され、立体像が不鮮明となる。
【０００６】
かかる観点から、第１の領域と第２の領域で極性の異なる円偏光（右円偏光と左円偏光）を現出させる方法が提案されている。例えば特許文献４においては、半波長のレターデーションを有する第１の領域とレターデーションを有していない第２の領域にパターニングされた第１の位相差部材と、４分の１波長（λ／４）のレターデーションを有する第２位相差部材とを両者の遅相軸が直交するように配置した積層位相差板が提案されている。かかる積層位相差板は、第１の領域のレターデーションが＋λ／４、第２の領域のレターデーションが−λ／４となるため、偏光板軸方向のなす角４５°で積層することにより、第１の領域と第２の領域とで極性の異なる円偏光が現出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−１８４９２９号公報
【特許文献２】特開２００１−５９９４８号公報
【特許文献３】特開２００２−１４３０１号公報
【特許文献４】特開平１０−２２７９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、極性の異なる円偏光により立体映像を現出する場合は、映像表示装置と立体視用偏光眼鏡の軸方向を一致させる必要がないため、視認者の位置や顔の角度、あるいは偏光眼鏡の装着状態が変化した場合でも立体視が可能となる。しかしながら、特許文献４に開示されているように２枚の位相差部材を用いる方法によれば、λ／２板を２つの領域にパターニングする必要がある上に、さらにはλ／４板を必要とするため、部材の数が多くなり、位相差板の製造が容易ではなかった。かかる観点に鑑み、本発明は、製造が容易な立体映像表示用の位相差板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の位相差板は、同一面内に複数の第１の位相差領域と複数の第２の位相差領域とを有し、第１の位相差領域の波長λにおける正面レターデーションが（１／４＋ｍ）×λであり、前記第２の位相差領域の波長λにおける正面レターデーションが（３／４＋ｎ）×λである。ｍおよびｎは０または自然数であり、ｍ＝ｎ＝０であることが好ましい。第1の位相差領域の遅相軸方向と第２の位相差領域の遅相軸方向とは平行である。本発明によれば、第1の位相差領域と第２の位相差領域の遅相軸方向が平行であるため、レターデーションの異なる２つの領域を有する位相差板を容易に製造し得る。
【００１０】
本発明の位相差板は、均一な正面レターデーションを有するフィルムを作製する第１の工程と、第１の位相差領域に対応する第１の領域および前記第２の位相差領域に対応する第２の領域の少なくともいずれか一方のレターデーションを低下させる第２の工程により製造することができる。かかる製造方法において、第１の工程によって得られるフィルムの正面レターデーションは（１／４＋ｍ）×λ以上、かつ（３／４＋ｎ）×λ以上であり、第２の工程における第１の領域のレターデーション低下量と第２の領域のレターデーション低下量の差の絶対値が（１／２＋ｐ）λであることが好ましい（ただし、ｐは０または自然数である）。
【００１１】
上記製造方法において、第２の工程では、第１の領域および第２の領域のいずれか一方のみのレターデーションを低下させることが好ましい。
【００１２】
また、第２の工程は、レターデーションを低下させる領域の分子配向度を低下させることにより実施し得る。レターデーションを局所的に低下させる方法としては、局所的な熱の付与や、フィルムを溶解若しくは膨潤させうる薬液を局所的に施与する方法等が挙げられる。
【００１３】
本発明の一実施形態において、位相差板の第１の位相差領域および第２の位相差領域は、ともに可視光領域（４００〜８００ｎｍ）において長波長ほど大きな正面レターデーションを有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の別の実施形態において、第１の位相差領域および第２の位相差領域は、それぞれ複数のサブ領域からなり、第１の位相差領域における各サブ領域は、映像表示装置の各サブ画素からの射出光の主波長λｋに対して（１／４＋ｍ）×λｋの正面レターデーションを有し、第２の領域における各サブ領域は、映像表示装置の各サブ画素からの射出光の主波長λｋに対して（３／４＋ｎ）×λｋの正面レターデーションを有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明の位相差板は、第１の位相差領域と第２の位相差領域とがストライプ状に配置されていることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明は前記位相差板を備える偏光素子に関する。本発明の偏光素子は、前記位相差板と偏光板とが積層されており、位相差板の遅相軸方向と偏光板の透過軸方向とのなす角が４５°であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、前記位相差板あるいは前記偏光素子を備える立体映像表示装置に関する。本発明の立体映像表示装置は、前記位相差板と、偏光板と映像表示セルとを備える。本発明の立体映像表示装置においては、映像表示セルの視認側に偏光板が配置され、偏光板よりも視認側に位相差板が配置されている。位相差板の遅相軸方向と偏光板の透過軸方向とのなす角は４５°である。映像表示セルは第１の映像表示領域および第２の映像表示領域を有し、位相差板は、第１の位相差領域および第２の位相差領域が、映像表示セルの第１の映像表示領域および第２の映像表示領域にそれぞれ対応するように配置される。
【００１８】
さらに、本発明は、前記立体映像表示装置を立体視するための立体視用偏光眼鏡に関する。本発明の立体視用偏光眼鏡は、右目用レンズおよび左目用レンズを備え、右目用レンズおよび左目用レンズの一方は第１の円偏光板を備え、他方は第２の円偏光板を備える。第１の円偏光板は、波長λにおける正面レターデーションが（１／４＋ｍ）×λである１／４波長板と偏光板とを備え、１／４波長板の遅相軸方向と偏光板の透過軸方向とのなす角は４５°である。第２の円偏光板は、波長λにおける正面レターデーションが（３／４＋ｎ）×λである３／４波長板と偏光板とを備え、３／４波長板の遅相軸方向と偏光板の透過軸方向とのなす角は４５°である。
【００１９】
本発明の立体視用偏光眼鏡は、図９および図１０に示すように、第１の円偏光板７１における１／４波長板７１Ａの遅相軸方向７１１と偏光板７１Ｂの透過軸方向７１２との配置関係と、第２の円偏光板７２における３／４波長板７２Ａの遅相軸方向７２１と偏光板７２Ｂの透過軸方向７２２との配置関係とが同一であることが好ましい。特に、図９に示すように、第１の円偏光板７１を構成する１／４波長板７１Ａの遅相軸方向７１１と、第２の円偏光板７２を構成する３／４波長板７２Ａの遅相軸方向７２１とが平行であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、前記立体映像表示装置と立体視用偏光眼鏡の組合せによる立体映像表示システムに関する。特に、本発明の立体映像表示システムにおいては、立体視用偏光眼鏡の第１の円偏光板を構成する１／４波長板の遅相軸方向と、第２の円偏光板を構成する３／４波長板の遅相軸方向とが平行であり、かつ、画面を正面視した場合に、立体映像表示装置の位相差板の遅相軸方向と、偏光眼鏡の第１の円偏光板を構成する１／４波長板の遅相軸方向および第２の円偏光板を構成する３／４波長板の遅相軸方向とが直交するように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の位相差板は、同一面内に第１の位相差領域と第２の位相差領域を有しており、本発明の位相差板と偏光板とが積層された偏光素子により、第１の位相差領域と第２の位相差領域とで極性の異なる円偏光が現出されるため、立体映像の形成に用いることができる。本発明の位相差板は第１の位相差領域と第２の位相差領域の遅相軸方向が平行であるため、たとえば面内のレターデーションが均一なフィルムを作成し、所定領域のレターデーションを低下させる工程により製造することが可能であり、製造を容易になし得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態による位相差板を模式的に表す平面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による偏光素子を模式的に表す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による偏光素子の配置を概念的に表す斜視図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による立体映像表示装置を模式的に表す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による立体映像表示装置の配置を概念的に表す斜視図である。
【図４】位相差板の各位相差領域が複数のサブ領域を有する実施形態の一例を模式的に表す平面図である。
【図５】位相差板の各位相差領域が複数のサブ領域を有する実施形態の一例を模式的に表す平面図である。
【図６】本発明の一実施形態による立体映像表示装置を模式的に表す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による立体映像表示装置を模式的に表す断面図である。
【図８】本発明の立体視用偏光眼鏡を模式的に表す斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態による立体視用偏光眼鏡を構成する円偏光板の配置を模式的に表す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態による立体視用偏光眼鏡を構成する円偏光板の配置を模式的に表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。図１は、本発明の位相差板の一実施形態を模式的に表す平面図である。位相差板１０は面内に複数の第１の位相差領域１１および第２の位相差領域１２を有している。
【００２４】
第１の位相差領域１１は波長λの可視光に対して、（１／４＋ｍ）λの正面レターデーションを有し、第２の位相差領域は（３／４＋ｎ）λの正面レターデーションを有する。ここで、ｍおよびｎは０または自然数である。例えば、ｍ＝ｎ＝０の場合、第１の位相差領域は１／４波長、第２の位相差領域は３／４波長の正面レターデーションを有する。また、第１の位相差領域の遅相軸方向１１１と第２の位相差領域の遅相軸方向１２１とは平行である。
【００２５】
図２Ａは本発明の位相差板１０と偏光板２０とが積層された偏光素子５０を模式的に表す断面図であり、図２Ｂは偏光素子５０を概念的に表す斜視図である。偏光板２０の透過軸方向２０１と位相差板１０の遅相軸方向１１１および１２１のなす角は４５°である。
【００２６】
図３Ａは本発明の立体映像表示装置を模式的に表す断面図であり、図３Ｂは本発明の立体映像表示装置を概念的に表す斜視図である。なお、図２Ｂおよび図３Ｂにおいては、簡略のために第１の位相差領域１１および第２の位相差領域をそれぞれ１つずつ図示しているが、実際の構成においては、第１の位相差領域１１および第２の位相差領域１２はいずれも複数存在している。
【００２７】
本発明の立体映像表示装置８０は、映像表示セル３０の視認側に偏光板２０が配置され、偏光板２０のさらに視認側に位相差板１０が配置される。映像表示セル３０は面内に複数の第１の映像表示領域３１および第２の映像表示領域３２を有している。図３Ａに示すように、位相差板１０の第１の位相差領域１１と第２の位相差領域１２は、それぞれ映像表示セル３０の第１の映像表示領域３１と第２の映像表示領域３２に対応するように配置される。
【００２８】
上記構成によって立体映像を現出する原理について以下に説明する。映像表示セルの第１の映像表示領域３１からは、自然偏光、あるいは所定の偏光状態を有する光ｒ３１が射出される。光ｒ３１は偏光板２０を通過する際、偏光板２０の透過軸方向２０１に振動を有する偏光成分ｒ２１のみが位相差板１０側へ透過され、透過軸方向２０１と直交方向に振動を有する偏光成分は遮蔽される。
【００２９】
偏光板２０を透過した光ｒ２１は、位相差板１０の第１の位相差領域１１に到達する。ここで、光ｒ２１の振動方向と位相差板の遅相軸方向１１１とのなす角が４５°であり、正面レターデーションＲｅ１は波長λの（１／４＋ｍ）倍である（ｍ＝０の場合は波長の１／４倍）。そのため、位相差板１０の第１の位相差領域１１を透過した光ｒ１１は円偏光となる。
【００３０】
一方、映像表示セルの第２の映像表示領域３２からは、自然偏光、あるいは所定の偏光状態を有する光ｒ３２が射出される。光ｒ３２は偏光板２０を通過する際、偏光板２０の透過軸方向２０１に振動を有する偏光成分ｒ２２のみが位相差板１０側へ透過され、透過軸方向２０１と直交方向に振動を有する偏光成分は遮蔽される。
【００３１】
偏光板２０を透過した光ｒ２２は、位相差板１０の第２の位相差領域１２に到達する。ここで、光ｒ２２の振動面と位相差板の遅相軸方向１１１とのなす角が４５°であり、正面レターデーションＲｅ２は波長λの（３／４＋ｎ）倍である（ｎ＝０の場合は波長の３／４倍）。そのため、位相差板１０の第２の位相差領域１２を透過した光ｒ１２も円偏光となる。
【００３２】
ここで、位相差板１０の第１の位相差領域１１と第２の位相差領域１２とはレターデーション値が半波長（または半波長＋波長の整数倍）異なっている。すなわち、第１の位相差領域を通過した円偏光ｒ１１と、第２の位相差領域を通過した円偏光ｒ１２の位相はπずれている。そのため、ｒ１１とｒ１２とは極性の異なる円偏光として現出される。
【００３３】
例えば、映像表示セルの第１の映像表示領域３１からは右目用映像を射出し、第２の映像表示領域３２からは左目用映像を射出する場合、偏光板２０と位相差板１０の作用により、第１の映像表示領域の右目用映像は右円偏光ｒ１１として現出され、第２の領域の映像表示領域の左目用映像は左円偏光ｒ１２として現出される。視認者は、立体視用の偏光眼鏡７０を装着して当該映像を視認する。偏光眼鏡７０は、例えば右円偏光を透過し左円偏光を遮蔽する第１の円偏光板７１を備える右目用レンズと、左円偏光を透過し右円偏光を遮蔽する第２の円偏光板７２を備える右目用レンズとを備える。
【００３４】
このような構成によれば、視認者の右目には右目用映像のみが視認され、左目には左目用映像のみが視認される。そのため視認者は右目用映像と左目用映像のずれ、すなわち両眼視差により奥行き感を想起し、立体映像を認識する。
【００３５】
以下、第１の位相差領域１１の正面レターデーションＲｅ１＝λ／４、第２の位相差領域１２の正面レターデーションＲｅ２＝３λ／４、すなわち、ｍ＝ｎ＝０の例を中心に、本発明の実施形態をより詳細に説明する。なお、ｍおよび／またはｎが１以上の場合においては、それぞれの正面レターデーションの値に波長の整数倍を加えることにより、ｍ＝ｎ＝０の場合と同様に実施し得る。
【００３６】
本発明の位相差板１０は、同一面内に第１の位相差領域１１と第２の位相差領域１２とを有する。本発明の位相差板を介して立体表示を実現する場合において、第１の位相差領域および第２の位相差領域は、それぞれ映像表示セルの右目用映像および左目用映像（あるいはその逆）の表示領域に対応する。
【００３７】
図１においては、第１の位相差領域１１と第２の位相差領域１２とが交互にストライプ状に配置された実施形態を示しているが、本発明はかかる形態に限定されず、例えば第１の位相差領域１１と第２の位相差領域１２とが格子状に配置されていてもよい。第１の位相差領域と第２の位相差領域とがストライプ状に配置される場合には、各ストライプ列の幅が、画像表示セルの右目用映像表示列および左目用映像表示列の幅に対応することが好ましい。このような場合、各位相差領域の幅は小さい方が好ましく、具体的には映像表示装置の画素の１辺の長さ（画素の幅）に対応させることが好ましい。また、第１の位相差領域１１と第２の位相差領域１２とが格子状に配置される場合は、各位相差領域を映像表示装置の画素に対応させることが好ましい。
【００３８】
なお、第１の位相差領域と第２の位相差領域との境界部分は映像表示に用いることができない場合がある。かかる観点からは第１の位相差領域と第２の位相差領域とを交互にストライプ状に配置し、位相差領域の境界部分の面積を小さくすることが好ましい。
【００３９】
第１の位相差領域は波長λの（１／４＋ｍ）倍の正面レターデーションＲｅ１を有し、第２の位相差領域は波長λの（３／４＋ｎ）倍の正面レターデーションＲｅ２を有する。ただし、ｍおよびｎは０または自然数である。なお、映像の色再現性を高める観点や、位相差板の製造容易性の観点からはｍ＝ｎ＝０、すなわち、第１の位相差領域の正面レターデーションＲｅ１が波長の１／４倍であり、第２の位相差領域の正面レターデーションＲｅ２が波長の３／４倍であることが好ましい。
【００４０】
第１の位相差領域の正面レターデーションＲｅ１は、厳密に波長の１／４倍である必要はなく、直線偏光を略円偏光に変換する範囲であればよい。なお、「略円偏光」とは、完全な円偏光のみならず、完全な円偏光に近い、すなわち楕円率が１に近い楕円偏光をも含み得る。かかる観点から、第１の位相差領域の波長λ＝５５０ｎｍにおける正面レターデーションＲｅ１（５５０）は１３７．５±３０ｎｍであることが好ましく、１３７．５±２０ｎｍであることがより好ましい。
【００４１】
同様に、第２の位相差領域の正面レターデーションＲｅ２も、厳密に波長の３／４倍である必要はなく、直線偏光を略円偏光に変換する範囲であればよい。第２の位相差領域の波長λ＝５５０ｎｍにおける正面レターデーションＲｅ２（５５０）は４１２．５±９０ｎｍであることが好ましく、４１２．５±６０ｎｍであることがより好ましい。
【００４２】
第１の位相差領域の遅相軸方向１１１と第２の位相差領域の遅相軸方向１２１とは平行である。このように、第１の位相差領域と第２の位相差領域の遅相軸方向を平行とすることで、後述するようにプリンタ等を用いて局所的にレターデーションを低下させる方法によって、レターデーションの異なる第１の位相差領域と第２の位相差領域とを同一面内に有する位相差板の製造が容易となる。ここで、平行とは両者のなす角が厳密に０°であることに限定されず、本発明の目的を達成し得る範囲であれば足り、例えば０±５°、好ましくは０±３°である。
【００４３】
このように遅相軸方向が平行でレターデーションが異なる２つの位相差領域を同一面内に有する位相差板を製造する方法は特に限定されないが、例えば、均一な正面レターデーションを有するフィルムを作製する工程、および第１の領域および第２の領域の少なくともいずれか一方のレターデーションを低下させる工程を経ることによって製造が可能である。
【００４４】
均一な正面レターデーションを有するフィルム（以下、「均一位相差板」と称する）は、例えば高分子フィルムを延伸して分子を配向させる方法や、基材上に分子の配向膜を形成する方法により形成することができる。また、市販の位相差板等を用いてもよい。
【００４５】
高分子フィルムの延伸による分子の配向は、一軸又は二軸等の適宜な方式で延伸処理することにより行うことができる。このような延伸フィルムとしては、位相差制御の点などから、分子が可及的に均一に配向するなどして位相差の均一性に優れる延伸フィルムが好ましく用いうる。
【００４６】
基材上に分子の配向膜を形成する方法としては、基材フィルム上で重合性液晶等を配向させる方法が挙げられる。基材としての透明フィルムは配向規制力が付与されたものを用いることが好ましい。透明フィルムに配向規制力を付与する方法としては、例えば、基材表面にラビング処理を施す方法や、ポリイミド等の配向膜を基材上に形成し、該配向膜表面にラビング処理を施す方法、基材上に光異性化、光二量化、あるいは光分解等の光反応を起こす化合物の膜を形成し、光を照射して方向性を付与した光配向膜を形成する方法等が挙げられる。
【００４７】
このようにして得られた均一位相差板の正面レターデーション値Ｒｅ０は、目的とする位相差板の第１の位相差領域のレターデーション値Ｒｅ１以上であり、かつ、第２の位相差領域のレターデーション値Ｒｅ２以上である。すなわちＲｅ１＝λ／４、Ｒｅ２＝３λ／４の場合、Ｒｅ０は３λ／４であるか、あるいは３λ／４より大きい。均一位相差板の正面レターデーションを当該範囲である場合、レターデーションを低下させる工程を経ることで、第１の位相差領域と第２の位相差領域を有する本発明の位相差板を製造し得る。なお、均一位相差板の正面レターデーションは、製造公差等による数ｎｍ程度の面内バラツキがあってもよい。
【００４８】
このようにして得られた均一位相差板の正面レターデーションＲｅ０は、目的とする位相差板の第１の位相差領域のレターデーションＲｅ１以上であり、かつ、第２の位相差領域のレターデーションＲｅ２以上である。すなわちＲｅ１＝λ／４、Ｒｅ２＝３λ／４の場合、Ｒｅ０は３λ／４であるか、あるいは３λ／４より大きい。均一位相差板の正面レターデーションを当該範囲である場合、レターデーションを低下させる工程を経ることで、第１の位相差領域と第２の位相差領域を有する本発明の位相差板を製造し得る。
【００４９】
レターデーションを低下させる工程は、均一位相差板の第１の領域と第２の領域の少なくとも一方のレターデーションを低下させる工程である。なお、均一位相差板の第１の領域と第２の領域は、位相差板１０の第１の位相差領域１１と第２の位相差領域１２に対応している。
【００５０】
レターデーションを低下させる工程は、第１の領域と第２の領域のいずれか一方のみのレターデーションを低下させてもよいし、第１の領域と第２の領域の両者のレターデーションを低下させてもよい。第１の領域と第２の領域の両者のレターデーションを低下させる場合は、両者のレターデーション低下量を相違させることによって、第１の位相差領域と第２の位相差領域が形成される。
【００５１】
例えば、正面レターデーションＲｅ０＝３λ／４の均一位相差板を用い、第１の領域のみレターデーションを低下させてλ／４とすることで、Ｒｅ１＝λ／４、Ｒｅ２＝３λ／４の位相差板が得られる。また、正面レターデーションＲｅ０が３λ／４より大きい均一位相差板を用い、第１の領域のレターデーションの低下量を第２の領域のレターデーションの低下量よりもλ／２大きくすることによっても、Ｒｅ１＝λ／４、Ｒｅ２＝３λ／４の位相差板が得られる。
【００５２】
なお、位相差板１０第１の位相差領域１１の正面レターデーションＲｅ１がλ／４、第２の位相差領域１２の正面レターデーションＲｅ２が３λ／４の場合について前記したが、Ｒｅ１＝（１／４＋ｍ）×λ、Ｒｅ２＝（３／４＋ｎ）×λの場合に一般化すると、第２の工程における第１の領域のレターデーション低下量と第２の領域のレターデーション低下量の差の絶対値を（１／２＋ｐ）λとすればよい。ただし、ｐは０または自然数であり、ｐ＝０であることが好ましい。
【００５３】
レターデーションを低下させる工程では、均一位相差板の遅相軸方向を変化させることなく、レターデーションを低下させる。かかる観点からは、フィルムの分子配向度の低下によってレターデーションを低下させることが好ましい。分子配向度の低下操作は、例えばガラス転移温度（熱変形温度）以上の熱を付与する方法や、フィルムを溶解若しくは膨潤させうる薬液を施与する方式にて行うことができる。熱の付与方式や薬液の施与方式については特に限定はなく、熱源を介した加熱方式や放電を介した熱の付与、あるいはフィルムを溶解又は膨潤させうる有機溶剤等の施与などの適宜な方法を採用することができる。また、熱の付与と薬液の施与の両者を併用してもよい。
【００５４】
第１の位相差領域と第２の位相差領域とを微細領域にパターンニングする観点からは、熱転写式プリンタやインクジェット式プリンタなどの適宜な加熱式又は薬液噴射式のプリンタにて熱の付与又は薬液の施与を行う方式が好ましい。またレーザ光線による加熱方式やスタンプ式等のプレス加熱方式、あるいはマスク法や印刷法等にて薬剤を塗布する方式などによっても所定領域のレターデーションを低下させ、第１の位相差領域と第２の位相差領域のパターンを効率的に形成することができる。
【００５５】
また、位相差板１０の偏光板２０と積層しない側、すなわち視認側の面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施してもよい。反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、位相差板そのものに設けることができるほか、別途光学層として位相差板とは別体のものとして設けることもできる。
【００５６】
ここで、一般に位相差板の正面レターデーションは波長によって異なる。このような特性はレターデーションの「波長分散」とも称される。この波長分散特性は、位相差板を構成する材料固有の値であり、一般のポリマーは、長波長ほどレターデーションが小さい特性を有するものが多い。そのため、波長分散の影響で、特定の波長λ１でλ１／４のレターデーションを有していても、他の波長λ２におけるレターデーションはλ２／４からずれており、映像表示装置から現出される波長λ２の光は円偏光からのズレを生じる。映像表示装置から現出される光の円偏光からのズレが大きい波長では、右目用映像として右目のみで視認されるべき光の一部が右目では視認されずに左目で視認され、逆に左目用映像として左目で視認されるべき光の一部が右目で視認されるために、立体映像の色再現性が低下したり、立体映像にボヤケが生じる場合がある。
【００５７】
このような色再現性の低下や立体映像のボヤケを抑止する観点から、本発明の一実施形態においては、位相差板の第１の位相差領域および第２の位相差領域は、可視光の広い帯域において、直線偏光を円偏光に変換し得る波長分散特性を有することが好ましい。より具体的には、第１の位相差領域および第２の位相差領域は、長波長ほど大きな正面レターデーションを有していることが好ましい。特に、波長λｎｍにおける第１の位相差領域および第２の位相差領域の正面レターデーションを、それぞれＲｅ１（λ）、Ｒｅ１（λ）とした場合に、Ｒｅ１（４５０）／Ｒｅ１（５５０）および、Ｒｅ２（４５０）／Ｒｅ２（５５０）は、理論的には０．８２であることが最も好ましい。また、位相差フィルムを構成するポリマーの種類等により容易に調整し得る波長分散の範囲は、一般にＲｅ１（４５０）／Ｒｅ１（５５０）は０．８０〜０．９９程度であり、位相差板の製造容易性と立体画像の画質とを両立させる観点からは、Ｒｅ１（４５０）／Ｒｅ１（５５０）および、Ｒｅ２（４５０）／Ｒｅ２（５５０）は、０．８５〜０．９５であることがより好ましく、０．８５〜０．９０であることがさらに好ましい。
【００５８】
レターデーションの波長分散特性は物質固有の値であるため、一般に第１の位相差領域のレターデーションの波長分散と第２の位相差領域のレターデーションの波長分散は略同じである。また、波長分散を前記範囲とするためには、位相差板を形成する材料として、特開２０００−１３７１１６号公報等に開示されている所定の置換度を有するセルロース誘導体、ＷＯ００／２６７０５号国際公開パンフレット等に開示されている共重合ポリカーボネート、特開２００６−１７１２３５号公報、特開２００６−８９６９６号公報等に開示されているポリビニルアセタール系ポリマー等のように、長波長ほど大きなレターデーションを発現し得るポリマーを用いることが好ましい。
【００５９】
また、位相差板のレターデーションの波長分散に関係なく色再現性の低下や立体映像のボヤケを抑止する観点から、位相差板１０の各位相差領域を、複数のサブ領域に分割する方法を用いてもよい。一般に映像表示装置は、射出光の主波長の異なる複数のサブ画素を１つの画素として、映像表示を行っている。本発明の一実施形態において、位相差板の第１の位相差領域の各サブ領域は、映像表示セルの対応する各サブ画素からの射出光の主波長λｋにおいてλｋ／４の正面レターデーションを有し、第２の位相差領域の各サブ領域は、映像表示セルの対応する各サブ画素からの射出光の主波長λｋにおいて３λｋ／４の正面レターデーションを有する。
【００６０】
透過主波長が６５０ｎｍの赤色のカラーフィルタ（Ｒ）と透過主波長が５５０ｎｍの緑色のカラーフィルタ（Ｇ）と透過主波長が４４０ｎｍの青色のカラーフィルタ（Ｂ）を有するカラーフィルタ層を備え、ＲＧＢの３つのサブ画素を１つの画素として映像を表示する液晶表示装置に位相差板１０を適用して立体映像表示装置とする場合を例にして説明する。図４に示すように第１の位相差領域１１は、赤のサブ画素に対応したサブ領域１１Ｒ、緑のサブ画素に対応したサブ領域１１Ｇ、および青のサブ画素に対応したサブ領域１１Ｂを有する。第２の位相差領域１２は赤のサブ画素に対応したサブ領域１２Ｒ、緑のサブ画素に対応したサブ領域１２Ｇ、および青のサブ画素に対応したサブ領域１２Ｂを有する。
【００６１】
サブ領域１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの正面レターデーションは、それぞれ赤色のカラーフィルタ（Ｒ）、緑色のカラーフィルタ（Ｇ）、青色のカラーフィルタ（Ｂ）の透過主波長の１／４倍、すなわち、１６２．５ｎｍ、１３８．５ｎｍ、１１０ｎｍである。サブ領域１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの正面レターデーションは、それぞれ赤色のカラーフィルタ（Ｒ）、緑色のカラーフィルタ（Ｇ）、青色のカラーフィルタ（Ｂ）の透過主波長の３／４倍、すなわち、４８７．５ｎｍ、４１２．５ｎｍ、３３０ｎｍである。なお、各サブ領域の正面レターデーション値は、前記した値と厳密に一致している必要はなく、透過主波長において直線偏光を略円偏光に変換する範囲であればよく、例えば前記正面レターデーション値から±２０ｎｍ、好ましくは±１０ｎｍの範囲は許容され得る。
【００６２】
このように、各位相差領域が、複数のサブ領域を有し、各サブ領域が対応する各サブ画素の透過主波長の１／４波長あるいは３／４波長の正面レターデーションを有することによって、各サブ画素から射出される光の主波長が円偏光に変換される。そのため、位相差板のレターデーションの波長分散特性に関係なく、色再現性の低下や立体映像のボヤケが抑止可能となる。
【００６３】
なお、図４においては、各サブ領域がストライプ状に配置された実施形態を示したが、本発明はかかる形態に限定されず、例えば図５に示すように１の位相差領域内に複数のサブ領域が繰り返しパターンを形成するように配置されていてもよい。また、液晶表示装置においては、各サブ領域の正面レターデーションは、カラーフィルタの透過主波長に対して１／４波長あるいは３／４波長に設定されるが、有機ＥＬ表示装置やプラズマ表示装置、ブラウン管等の自発光型の表示装置においては、各サブ領域の正面レターデーションは、各サブ画素から射出される光の主波長に対して１／４あるいは３／４波長に設定すればよい。
【００６４】
次に本発明の偏光素子について説明する。本発明の偏光素子５０は、図２Ａおよび図２Ｂに模式的に示すように、前記位相差板１０と偏光板２０とが積層された構成を有する。偏光板２０の透過軸方向２０１は位相差板１０の遅相軸方向１１１および１２１と４５°の角度をなす。かかる構成によって、偏光板２０を透過した直線偏光が位相差板１０によって、第１の領域と第２の領域とで異なる極性を有する円偏光に変換される。
【００６５】
ここで、本明細書において４５°とは、厳密に４５°であることに限定されず、直線偏光が略円偏光に変換され得る範囲であれば足り、例えば４５±５°、好ましくは４５±３°である。また、特に明示がない限り、角度の符号は限定されず、半時計回り（＋）でも時計回り（−）でもよい。
【００６６】
偏光板２０は、任意の偏光状態を有する光を直線偏光に変換するものであれば特に限定されず、各種のものを使用できる。このような偏光板としては、例えば、偏光子の一方または両方の主面に必要に応じて透明保護フィルムを積層したものが用いられる。偏光子としては、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。また、米国特許５，５２３，８６３号等に開示されている二色性物質と液晶性化合物とを含む液晶性組成物を一定方向に配向させたゲスト・ホストタイプのＯ型偏光板、米国特許６，０４９，４２８号等に開示されているリオトロピック液晶を一定方向に配向させたＥ型偏光板等も用いることができる。
【００６７】
偏光子の一方または両方の主面に積層される透明保護フィルムとしては、例えば、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるものが好適に用いられる。また、本発明の位相差板を偏光板に積層して、偏光板保護フィルムとしての機能と立体映像表示用位相差板としての機能を兼用させてもよい。
【００６８】
偏光素子の形成において、偏光板２０と位相差板１０は単に重ね合わせただけでもよいし、接着剤等を介して貼り合せてもよい。また、偏光板２０と位相差板１０との間には、偏光板保護フィルムやその他のフィルム、あるいは映像表示セルを形成するためのガラス基板等を介してもよい。
【００６９】
本発明の位相差板１０あるいは本発明の偏光素子５０を、映像表示セル３０の視認側に配置することによって立体映像表示装置が形成される。なお、「映像表示セルの視認側」との表現は、映像表示セルを形成する全ての部材よりも視認側に配置する形態のみならず、例えば液晶セルにおいては液晶層よりも視認側であればよく、液晶セルの視認側のガラス基板よりも視認側に配置されることは必ずしも要しない。
【００７０】
図３Ａに示すように、本発明の位相差板１０は、偏光板２０よりも視認側に配置される。また、位相差板の第１の位相差領域１１と第２の位相差領域１２とは、それぞれ映像表示セル３０の第１の映像表示領域３１と第２の映像表示領域３２に対応するように画面の法線方向視認側に配置される。第１の映像表示領域３１および第２の映像表示領域３２は、一方が右目用映像表示領域、他方が左目用映像像表示領域に対応している。かかる構成によって、映像表示セルの第１の映像表示領域および第２の映像表示領域から射出される光は、偏光板２０と位相差板１０によって極性の異なる円偏光として射出されるため、立体表示が実現される。
【００７１】
映像表示セル３０は特に限定されず、例えば、有機ＥＬセル、プラズマ表示セル、ブラウン管等の自発光型の表示セルや、液晶セル等のように、光源からの光の透過量を調整する表示セルを用いることができる。また、リアプロジェクションシステムのような投影型表示装置のスクリーンを適用することもできる。
【００７２】
中でも液晶表示装置は、映像表示のために液晶セルの視認側に偏光板が配置されているため、別途偏光板を設けることなく、本発明の位相差板を付加することによって立体映像表示装置を形成可能である。また、視認側の偏光板とは別にもう１枚の偏光板を設けてもよい。有機ＥＬ表示装置の場合は、金属電極による外光の鏡面反射を遮蔽するために、有機発光層の視認側に、１／４波長板と偏光板が積層された円偏光板が配置される場合があるが、該円偏光板の視認側に本発明の位相差板を配置することによって、立体映像表示装置としてもよい。
【００７３】
立体映像表示装置の映像表示セル３０として液晶セルを採用する液晶表示装置について説明する。液晶セルとしては、外光を利用する反射型液晶セル、バックライト等の光源からの光を利用する透過型液晶セル、外部からの光と光源からの光の両者を利用する半透過半反射型液晶セルのいずれを用いてもよい。また、液晶セルの駆動方式としては、例えばＶＡモード、ＩＰＳモード、ＴＮモード、ＳＴＮモードやベンド配向（π型）等の任意なタイプのものを用い得る。
【００７４】
図６を参照すると、液晶セル３０は、一対の基板３０１、３０２と、基板間に挟持された表示媒体としての液晶層３０３とを有する。一般的な構成においては、一方の基板３０１側に、カラーフィルタ層３０６が設けられており、他方の基板３０２に、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子３０７と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を与える信号線と、画素電極および対向電極とが設けられている。上記基板３０１、３０２の間隔（セルギャップ）は、スペーサー等によって制御できる。基板の液晶層３０３と接する側には、例えば、ポリイミドからなる配向膜等を設けることができる。カラーフィルタ層３０６は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応したカラーフィルタとブラックマトリクスを有している。
【００７５】
視認側の基板３０１側に偏光板２０および位相差板１０が配置される。位相差板１０は、第１の位相差領域１１と第２の位相差領域１２が、映像表示セル３０の第１の映像表示領域３１と第２の映像表示領域３２にそれぞれ対応するように配置される。図４、図５に示すように位相差板１０の第１の位相差領域１１および第２の位相差領域１２が、正面レターデーションの異なる複数のサブ領域に分割されている場合、各サブ領域は、画像表示装置の各サブ画素に対応するように配置される。
【００７６】
位相差板１０の遅相軸方向は、偏光板２０の透過軸方向に対して４５゜に配置される。位相差板１０および偏光板２０は、粘着剤または接着剤等を介して液晶セルの基板３０１に貼り合わされることが好ましい。液晶セル３０として、透過型液晶セル、あるいは半透過半反射型液晶セルを採用する場合は、液晶セルの基板３０２側に偏光板４０と光源６０とが配置されることが好ましい。
【００７７】
また、図７に示すように、液晶セル３０を構成するガラス基板３０１の内側（液晶層３０３側）に偏光板２０および位相差板１０を配置することもできる。かかる実施形態によれば、液晶セルの形成時に位相差板１０が配置されるため、液晶セル３０の映像表示領域３１および３２と位相差板１０の位相差領域１１および１２の位置あわせを容易になし得る。また、液晶セルの画素形成領域である液晶層３０３と位相差板１０との距離が小さいために、斜め方向から映像表示装置を視認した場合でも液晶セルの映像表示領域と位相差板の位相差領域との対応関係を保持することができ、右目用画像と左目用画像の混在（クロストーク）を抑制することができる。
【００７８】
なお、図７においては、カラーフィルタ層３０６の視認側（基板３０１側）に偏光板２０および位相差板１０を設けたが、カラーフィルタ層３０６は偏光板２０と位相差板１０との間や、位相差板１０と基板３０１との間に配置することもできる。
【００７９】
映像表示セルとして液晶セル以外のセル、例えば有機ＥＬセルや、プラズマ表示セル、ブラウン管等の自発光型のセルを用いる場合においても、位相差板１０の第１の位相差領域１１と第２の位相差領域１２を、映像表示セル３０の第１の映像表示領域３１と第２の映像表示領域３２にそれぞれ対応するように配置することにより、立体映像表示装置が形成される。
【００８０】
本発明の立体映像表示装置から現出される立体映像を、右目用レンズおよび左目用レンズとして極性の異なる２枚の円偏光板を備える立体視用偏光眼鏡を装着して視認することにより、視認者は立体表示を想起する。
【００８１】
立体視用偏光眼鏡７０は、右目用レンズおよび左目用レンズの一方に第１の円偏光板７１、他方に第２の円偏光板７２を備える。図８に模式的に示すように、第１の円偏光板７１は、第１の映像表示領域３１から第１の位相差領域１１を透過して現出される第１の円偏光ｒ１１を透過し、第２の映像表示領域３２から第２の位相差領域１２を透過して現出される第２の円偏光ｒ１２１を遮蔽する。一方、第２の円偏光板７２は、第１の映像表示領域３１から第１の位相差領域１１を透過して現出される第１の円偏光ｒ１１２を遮蔽し、第２の映像表示領域３２から第２の位相差領域１２を透過して現出される第２の円偏光ｒ１２２を透過する。第１の円偏光と第２の円偏光は逆の極性を有している。すなわち、第１の円偏光と第２の円偏光の一方は右円偏光であり、他方は左円偏光である。
【００８２】
なお、図８〜１０においては、第１の円偏光板が第１円偏光ｒ１１１を透過し、第２の円偏光板が第１の円偏光ｒ１１２を遮蔽するように図示しているが、円偏光板の配置方向を調整することにより、第１の円偏光板が第１の円偏光ｒ１１１を遮蔽し、第２の円偏光板が第１の円偏光ｒ１１２を透過するように構成することも可能である。
【００８３】
このような第１の円偏光板７１と第２の円偏光板７２としては、異なる極性の円偏光を透過する２枚の円偏光板の組合せが用いられる。このような２枚の円偏光板としては、捩れ方向の異なるコレステリック液晶による第１の反射型円偏光板と第２の反射型円偏光板の組合せや、偏光板と１／４波長板を積層した第１の円偏光板、および偏光板と３／４波長板を積層した第２の円偏光板の組合せ、偏光板と１／４波長板を積層した第１の円偏光板、および偏光板と１／４波長板の軸配置が第１の円偏光板とは鏡像関係にある第２の円偏光板の組合せ等を採用することができる。
【００８４】
これらの中でも、本発明の立体映像表示装置に用いる立体視用偏光眼鏡としては、図９および図１０に示すように、第１の偏光板７１が、偏光板７１Ｂと１／４波長板７１Ａとを積層した円偏光板であり、第２の偏光板７２が、偏光板７２Ｂと３／４波長板７２Ａとを積層した円偏光板であるものを好適に用い得る。かかる実施形態においては、第１の円偏光板７１を構成する１／４波長板７１Ａの遅相軸方向７１１と偏光板７１Ｂの透過軸方向７１２が４５°の角度をなし、第２の円偏光板７２を構成する１／４波長板７２Ａの遅相軸方向７２１と偏光板７２Ｂの透過軸方向７２２も４５°の角度をなす。そして、遅相軸方向７１１と透過軸方向７１２の配置関係と遅相軸方向７２１と透過軸方向７２２の配置関係は同一である。すなわち、視認者側から見て半時計周りを角度の＋と定義した場合に、遅相軸方向７１１と透過軸方向７１２のなす角が＋４５°であれば、遅相軸方向７２１と透過軸方向７２２のなす角も＋４５°であり、遅相軸方向７１１と透過軸方向７１２のなす角が−４５°であれば、遅相軸方向７２１と透過軸方向７２２のなす角も−４５°である。
【００８５】
なお、第１の円偏光板７１を構成する偏光板７１Ｂの透過軸方向７１２と第２の円偏光板７２を構成する偏光板７２Ｂの透過軸方向７２２は、平行であってもよく、図１０に示すように直交しているか、あるいは所定の角度をなしていてもよい。
【００８６】
このように偏光眼鏡の右目用レンズと左目用レンズを構成する２枚の円偏光板に１／４波長板と３／４波長板の組合せを用いる場合、この正面レターデーションの組合せは、位相差板１０の第１の位相差領域と第２の位相差領域の正面レターデーションの組合せと同一となる。そのため、位相差板１０の第１の位相差領域１１の波長λにおける正面レターデーションのλ／４からのズレと、第１の円偏光板７１を形成する１／４波長板の波長λにおける正面レターデーションのλ／４からのズレを等しくすることができる。同様に、位相差板１０の第２の位相差領域１２の波長λにおける正面レターデーションの３λ／４からのズレと、第２の円偏光板７２を形成する３／４波長板７２Ａの波長λにおける正面レターデーションの３λ／４からのズレを等しくすることができる。そのため、偏光眼鏡によって、位相差板１０における波長分散に起因する円偏光からのズレが偏光眼鏡における１／４波長板７１Ａと３／４波長板７２Ｂによって打ち消され、色再現性の低下が抑止される。
【００８７】
色再現性の低下を抑止する観点からは、立体映像表示装置を形成する位相差板１０の正面レターデーションの波長分散と、偏光眼鏡の円偏光板７１および７２を形成する位相差板７１Ａおよび７２Ａのレターデーションの波長分散の差が小さいことが好ましい。波長分散の差を小さくする方法としては、例えば、位相差板１０と位相差板７１Ａおよび７２Ａを同一の材料により形成すればよい。
【００８８】
また、色再現性の低下やクロストークを抑止する観点からは、図９に示すように、偏光板７１Ｂの透過軸方向７１２と偏光板７２Ｂの透過軸方向７２２が平行となるように偏光眼鏡を構成することが好ましい。立体映像表示装置の視認側に配置される偏光板２０の透過軸方向２０１と、偏光眼鏡の円偏光板を形成する偏光板の透過軸方向７１２、７２２とのなす角度は、位相差板１０、７１Ａおよび７２Ａの正面レターデーションの波長分散特性等に応じて、立体表示特性が高められるように適宜に設定することができる。
【００８９】
一例としては、立体映像表示装置の視認側に配置される偏光板２０の透過軸方向２０１と、偏光眼鏡の円偏光板を形成する偏光板の透過軸方向７１２、７２２とが平行であり、立体映像表示装置を形成する位相差板１０の遅相軸方向１１１、１２１と、偏光眼鏡の円偏光板を形成する位相差板の遅相軸方向７１１、７２１とが直交する構成が挙げられる。かかる構成によれば、立体映像表示装置を正面から視認した場合に、位相差板１０の第１の位相差領域１１の正面レターデーションと偏光眼鏡の第１の円偏光板を形成する１／４波長板７１Ａの正面レターデーションが打ち消しあい、位相差板１０の第２の位相差領域１２の正面レターデーションと偏光眼鏡の第２の円偏光板を形成する３／４波長板７２Ａの正面レターデーションが打ち消しあう。そのため、第１の映像表示領域３１からの光は、偏光眼鏡７０の第１の偏光板７１によって吸収されず、第２の映像表示領域３２からの光は、偏光眼鏡７０の第２の偏光板７２によって吸収されないため、色再現性が高められるとともに、画面の輝度の低下が抑制される。
【００９０】
上記例示した角度配置以外にも、偏光板２０の透過軸方向２０１と偏光板７１Ｂ，７２Ｂの透過軸方向７１２、７２２とが直交する構成や、平行でも直交でもない構成とすることもできる。このような角度配置は、白表示が黄色く着色したり、黒表示が青みがかることを抑制すること等を目的として適宜に設計でき、第１の円偏光板７１と第２の円偏光板７２とが極性の異なる円偏光を透過するように構成されていればよい。
【００９１】
このような偏光眼鏡７０は、本発明の立体映像表示装置以外に、極性の異なる円偏光を現出させる立体映像表示装置用を立体視するために用いることもできる。好ましい実施形態として、本発明の位相差板１０が映像表示セル３０の視認側に配置された立体映像表示装置８０と前記立体視用偏光眼鏡７０の組合せにより、立体映像表示システムを構成することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１０          位相差板
１１、１２    位相差領域
１１１、１２１  遅相軸方向
２０          偏光板
２０１          透過軸方向
３０          映像表示セル（液晶セル）
３０１、３０２  基板
３０３          液晶層
３０６          カラーフィルタ層
３０７          スイッチング素子
３１、３２    映像表示領域
４０          偏光板
５０          偏光素子
６０          光源
７０          偏光眼鏡
７１、７２    円偏光板
７１Ａ、７２Ａ  位相差板
７１Ｂ，７２Ｂ  偏光板
７１１、７２１  遅相軸方向
７１２、７２２  透過軸方向
８０          立体映像表示装置
【図１】
2011137853.tif 000003
【図２Ａ】
2011137853.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2011137853.tif 000007
【図４】
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【図５】
2011137853.tif 000009
【図６】
2011137853.tif 000010
【図７】
2011137853.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の立体視用偏光眼鏡は、図９および図１０に示すように、第１の円偏光板７１における１／４波長板７１Ａの遅相軸方向７１１と偏光板７１Ｂの透過軸方向７１２とのなす角の符号と、第２の円偏光板７２における３／４波長板７２Ａの遅相軸方向７２１と偏光板７２Ｂの透過軸方向７２２とのなす角の符号とが同一であることが好ましい。特に、図９に示すように、第１の円偏光板７１を構成する１／４波長板７１Ａの遅相軸方向７１１と、第２の円偏光板７２を構成する３／４波長板７２Ａの遅相軸方向７２１とが平行であることが好ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
このようにして得られた均一位相差板の正面レターデーション値Ｒｅ０は、目的とする位相差板の第１の位相差領域のレターデーション値Ｒｅ１以上であり、かつ、第２の位相差領域のレターデーション値Ｒｅ２以上である。すなわちＲｅ１＝λ／４、Ｒｅ２＝３λ／４の場合、Ｒｅ０は３λ／４であるか、あるいは３λ／４より大きい。均一位相差板の正面レターデーションが当該範囲である場合、レターデーションを低下させる工程を経ることで、第１の位相差領域と第２の位相差領域を有する本発明の位相差板を製造し得る。なお、均一位相差板の正面レターデーションは、製造公差等による数ｎｍ程度の面内バラツキがあってもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
立体視用偏光眼鏡７０は、右目用レンズおよび左目用レンズの一方に第１の円偏光板７１、他方に第２の円偏光板７２を備える。図８に模式的に示すように、第１の円偏光板７１は、第１の映像表示領域３１から第１の位相差領域１１を透過して現出される第１の円偏光ｒ１１１を透過し、第２の映像表示領域３２から第２の位相差領域１２を透過して現出される第２の円偏光ｒ１２１を遮蔽する。一方、第２の円偏光板７２は、第１の映像表示領域３１から第１の位相差領域１１を透過して現出される第１の円偏光ｒ１１２を遮蔽し、第２の映像表示領域３２から第２の位相差領域１２を透過して現出される第２の円偏光ｒ１２２を透過する。第１の円偏光と第２の円偏光は逆の極性を有している。すなわち、第１の円偏光と第２の円偏光の一方は右円偏光であり、他方は左円偏光である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
請求項１２に記載の立体映像表示装置を立体視するための立体視用偏光眼鏡（７０）であって、右目用レンズおよび左目用レンズを備え、
前記右目用レンズおよび左目用レンズの一方は第１の円偏光板（７１）を備え、他方は第２の円偏光板（７２）を備え、
前記第１の円偏光板（７１）は、波長λにおける正面レターデーションが（１／４＋ｍ）×λである１／４波長板（７１Ａ）と偏光板（７１Ｂ）とを備え、１／４波長板（７１Ａ）の遅相軸方向（７１１）と偏光板（７１Ｂ）の透過軸方向（７１２）とのなす角は４５°であり、
前記第２の円偏光板（７２）は、波長λにおける正面レターデーションが（３／４＋ｎ）×λである３／４波長板（７２Ａ）と偏光板（７２Ｂ）とを備え、３／４波長板（７２Ａ）の遅相軸方向（７２１）と偏光板（７２Ｂ）の透過軸方向（７２２）とのなす角は４５°であり、
前記第１の円偏光板（７１）および第２の円偏光板（７２）はいずれも視認者側に偏光板（７１Ｂ、７２Ｂ）、立体映像表示装置側に位相差板（７１Ａ、７１Ｂ）を備え、
第１の円偏光板（７１）における１／４波長板（７１Ａ）の遅相軸方向（７１１）と偏光板（７１Ｂ）の透過軸方向（７１２）とのなす角の符号と、第２の円偏光板（７２）における３／４波長板（７２Ａ）の遅相軸方向（７２１）と偏光板（７２Ｂ）の透過軸方向（７２２）とのなす角の符号とが同一である、立体視用偏光眼鏡（７０）。