(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
前記表示パネルの視認側に配置される光学異方性素子と、を少なくとも有する画像表示装置であって、
前記光学異方性素子が、視認側から、
第１のフィルム、及び
第２のフィルムと、該第２のフィルムによって支持される、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いるパターン光学異方性層とを有する積層フィルム、
を少なくとも含む光学異方性素子であって、
前記積層フィルムが、第１のフィルムの表面（以下、第１の表面）上に配置され、
前記第１のフィルムの第１の表面には、前記積層フィルムが配置されている中心部と、前記中心部を囲む、前記積層フィルムが配置されていない周縁部とが存在し、
前記第１のフィルムの周縁部が、前記表示パネルに貼合されている画像表示装置。
【請求項２】
前記第１のフィルムの周縁部が、接着剤層を介して前記表示パネルに貼合されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１のフィルムの周縁部が、粘着剤層を介して前記表示パネルに貼合されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記光学異方性素子と、前記表示パネルとの間に偏光膜を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルが液晶セルを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第１のフィルム及び第２のフィルムが、それぞれの面内遅相軸を互いに直交にして配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第１のフィルム及び第２のフィルムの波長５５０ｎｍの面内レターデーションＲｅ（５５０）が、それぞれ２０ｎｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記第１のフィルム及び第２のフィルムのいずれか一方が、ＭＤ方向に対して平行方向に面内遅相軸を有し、他方がＴＤ方向に対して平行方向に面内遅相軸を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記第１のフィルムの前記第１の表面と反対側の表面に、反射防止層を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記第２のフィルムが、粘着剤層を介して前記第１のフィルムの表面上に配置されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記第２のフィルムが、接着剤層を介して前記第１のフィルムの表面上に配置されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記積層フィルムの前記第１のフィルム側の表面の面積Ｓ２と、前記第１のフィルムの第１の表面の面積Ｓ１との面積比Ｓ１／Ｓ２が、１．０１〜１．３０である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像表示装置と、該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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精細な配向パターンを有する光学異方性素子、光学異方性素子を含む偏光板、画像表示装置、及び立体画像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、右眼用画像及び左眼用画像を、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いる。
このパターン光学異方性素子の支持体としては、ガラスからなる支持体、及びフィルムからなる支持体の二種類に分類され、ガラスからなる支持体は、フィルムからなる支持体と比較して、製造工程における加熱・冷却時による膨張・収縮、又は経時での温湿度の変化による膨張・収縮が抑制されるという利点があるため多く利用されてきたが、近年、取り扱い性、薄型化及び軽量化等の観点で、フィルムからなる支持体を用いたパターン位相差フィルム（ＦＰＲ）が注目されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、支持体として湿度膨張係数が５×１０-5／％ＲＨ以上の透明樹脂フィルムを用い、遅相軸の向きが互いに異なるとともに透明樹脂フィルムの面内において規則的に配置された２種類以上の位相差領域を有する位相差層を備える位相差素子が提案されており、透明樹脂フィルムの湿度を制御することで、ＦＰＲの膨張・収縮を抑制し、位相差素子を表示パネルに貼り合せる際の精度を高めている。
【０００４】
しかし、位相差素子を表示パネルに貼り合せた後、立体画像表示装置の使用環境における温湿度の変化により、透明樹脂フィルムが収縮・膨張し、それによって、透明樹脂フィルムに支持されている位相差層の位相差領域のパターンと画素とにズレが生じ、クロストークが発生するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、微細なパターンを有するパターン光学異方性層を有する光学異方性素子を備える画像表示装置のクロストークを軽減することを課題とする。
具体的には、クロストークが軽減された画像表示装置、並びにそれに用いられる偏光板、立体画像表示システム、及び光学異方性素子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】
【０００７】
上記課題を解決するための手段は以下の通りである。
［１］  第１のフィルム、及び
第２のフィルムと、該第２のフィルムによって支持される、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いるパターン光学異方性層とを有する積層フィルム、
を少なくとも含むパターン光学異方性素子であって、
前記積層フィルムが、第１のフィルムの表面（以下、第１の表面）上に配置され、
前記積層フィルムの前記第１のフィルム側の表面（以下、第２の表面）の面積Ｓ２が、前記第１のフィルムの第１の表面の面積Ｓ１よりも小さいことを特徴とする光学異方性素子。
［２］  前記第１のフィルムの第１の表面には、前記積層フィルムが配置されている中心部と、前記中心部を囲む、前記積層フィルムが配置されていない周縁部とが存在する［１］の光学異方性素子。
［３］  前記第１のフィルム及び第２のフィルムが、それぞれの面内遅相軸を互いに直交にして配置されている［１］又は［２］の光学異方性素子。
［４］  前記第１のフィルム及び第２のフィルムの波長５５０ｎｍの面内レターデーションＲｅ（５５０）が、それぞれ２０ｎｍ以下である［１］〜［３］のいずれかの光学異方性素子。
［５］  前記第１のフィルム及び第２のフィルムのいずれか一方が、ＭＤ方向に対して平行方向に面内遅相軸を有し、他方がＴＤ方向に対して平行方向に面内遅相軸を有する［１］〜［４］のいずれかの光学異方性素子。
［６］  前記第１のフィルムの前記第１の表面と反対側の表面に、反射防止層を有する［１］〜［５］のいずれかの光学異方性素子。
［７］  前記第２のフィルムが、前記粘着剤層を介して前記第１のフィルムの表面上に配置されている［１］〜［６］のいずれかの光学異方性素子。
［８］  前記第２のフィルムが、前記接着剤層を介して前記第１のフィルムの表面上に配置されている［１］〜［６］のいずれかの光学異方性素子。
［９］  前記第２のフィルムの第２の表面の面積Ｓ２と、前記積層フィルムの第１の表面の面積Ｓ１との面積比Ｓ１／Ｓ２が、１．０１〜１．３０である［１］〜［８］のいずれかの光学異方性素子。
［１０］  偏光膜と、［１］〜［９］のいずれかの光学異方性素子と、を少なくとも有する偏光板。
［１１］  画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
前記表示パネルの視認側に配置される光学異方性素子と、を少なくとも有する画像表示装置であって、
前記光学異方性素子が、視認側から、
第１のフィルム、及び
第２のフィルムと、該第２のフィルムによって支持される、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いるパターン光学異方性層とを有する積層フィルム、
を少なくとも含む光学異方性素子であって、
前記積層フィルムが、第１のフィルムの表面（以下、第１の表面）上に配置され、
前記第１のフィルムの第１の表面には、前記積層フィルムが配置されている中心部と、前記中心部を囲む、前記積層フィルムが配置されていない周縁部とが存在し、
前記第１のフィルムの周縁部が、前記表示パネルに貼合されている画像表示装置。
［１２］  前記第１のフィルムの周縁部が、接着剤層を介して前記表示パネルに貼合されている［１１］の画像表示装置。
［１３］  前記第１のフィルムの周縁部が、粘着剤層を介して前記表示パネルに貼合されている［１１］の画像表示装置。
［１４］  前記光学異方性素子と、前記表示パネルとの間に偏光膜を有する［１１］〜［１３］のいずれかの画像表示装置。
［１５］  前記表示パネルが液晶セルを有する［１１］〜［１４］のいずれかの画像表示装置。
［１６］  ［１１］〜［１５］のいずれかの画像表示装置と、該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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、微細なパターンを有するパターン光学異方性層を有する光学異方性素子を備える画像表示装置のクロストークを軽減することができる。
具体的には、クロストークが軽減された画像表示装置、並びにそれに用いられる偏光板、立体画像表示システム、及び光学異方性素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の光学異方性素子の一例の断面模式図である。
【図２】外側表面に硬化膜からなる表面層を有する本発明の光学異方性素子の一例の断面模式図である。
【図３】表面層がハードコート層及び反射防止層である本発明の光学異方性素子の一例の断面模式図である。
【図５】ＭＤ方向に遅相軸を有するフィルムとＴＤ方向に遅相軸を有するフィルムの関係の一例の概略図である。
【図４】第１のフィルムの中心部と周縁部との関係の一例の上面概略図である。
【図６】パターンλ／４層の一例の上面模式図である。
【図７】図３に示す光学異方性素子を視認側に有する画像表示装置の一例の断面模式図である。
【図８】表示パネル、ＦＰＲ及び第１のフィルムの関係の一例の上面概略図である。
【図９】本発明の画像表示装置の一例の断面模式図である。
【図１０】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１１】実施例で行った評価方法を説明するために用いた概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
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。
【００１２】
【数１】
0005753747.tif 000002
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は測定フィルムの厚みを示す。
Ｒｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ・・・・・・・・・・・式（Ｂ）
【００１３】
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。
【００１４】
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。
また、「ＭＤ方向」は、連続生産におけるフィルムの送り出し方向、及び「ＴＤ方向」はそれに直交する方向を意味する。
【００１５】
本発明は、第１のフィルム、及び
第２のフィルムと、該第２のフィルムによって支持される、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いるパターン光学異方性層とを有する積層フィルム、
を少なくとも含むパターン光学異方性素子であって、
前記積層フィルムが、第１のフィルムの表面（以下、第１の表面）上に配置され、
前記積層フィルムの前記第１のフィルム側の表面（以下、第２の表面）の面積Ｓ２が、前記第１のフィルムの第１の表面の面積Ｓ１よりも小さいことを特徴とする光学異方性素子に関する。
【００１６】
また、本発明は、画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
前記表示パネルの視認側に配置される光学異方性素子と、を少なくとも有する画像表示装置であって、
前記光学異方性素子が、視認側から、
第１のフィルム、及び
第２のフィルムと、該第２のフィルムによって支持される、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いるパターン光学異方性層とを有する積層フィルム、
を少なくとも含む光学異方性素子であって、
前記積層フィルムが、第１のフィルムの表面（第１の表面）上に配置され、
前記第１のフィルムの第１の表面には、前記積層フィルムが配置されている中心部と、前記中心部を囲む、前記積層フィルムが配置されていない周縁部とが存在し、
前記第１のフィルムの周縁部が、前記表示パネルに貼合されている画像表示装置にも関する。
【００１７】
本発明の一実施形態は、表示パネルの視認側に配置され、立体画像の表示に利用されるパターン光学異方性素子である。具体的には、偏光膜とともに表示パネルの視認側外側（表示パネルが視認側に偏光膜を有する場合には、表示パネルの視認側偏光膜のさらに外側）に配置され、当該光学異方性素子の第１及び第２位相差領域のそれぞれを通過した偏光画像が、偏光眼鏡等を介して右眼用又は左眼用の画像として、認識される。
【００１８】
パターン光学異方性層の支持体にフィルムを用いたＦＰＲは、剛直なガラス板を用いることにより、取り扱い性に優れる等、種々の利点があるが、一方で、ガラス板と異なり、温湿度の変化により収縮・膨張する。ＦＰＲでは、支持体フィルムの収縮・膨張の影響により、それに支持されているパターン光学異方性層も追従して変形する。一旦、表示パネルの画素とパターン光学異方性層のパターンとを精度よく位置合わせしても、その後の支持体フィルムの収縮・膨張、及びそれに追従するパターン光学異方性層の変形により、画素とパターンとの位置ズレが生じ、それがクロストーク発生の一因になる。
【００１９】
本発明では、ＦＰＲの表面を、該表面の面積よりも大きい、第１のフィルムの表面と貼合しているので、第１のフィルムの表面には、ＦＰＲが配置された中心部と、中心部を囲む、ＦＰＲが配置されていない周縁部とが存在する。本発明の光学異方性素子には、この周縁部が存在するので、ＦＰＲを表示パネル側にして、光学異方性素子を表示パネルに貼合する際に、第１のフィルムの当該周縁部も表示パネルと貼合することができるので、ＦＰＲの固定がより強固になる。それにより、温湿度によって、ＦＰＲが変形するのを抑制することができ、クロストークの発生を軽減することができる。
【００２０】
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。
【００２１】
本発明の光学異方性素子の一例の断面模式図を図１に示す。図１に示す光学異方性素子は、パターン光学異方性層１０と、それを支持する支持体フィルム（第２のフィルム）１２とを有する積層フィルム（ＦＰＲ）、及び第１のフィルム１４を有する。ＦＰＲは、第１のフィルム１４の表面（第１の表面）上に配置されており、図１に示す一例では、支持体フィルム１２と第１のフィルム１４とは、粘着剤層１３を介して積層されている。ＦＰＲの第１のフィルム１４側の表面（第２の表面）の面積Ｓ２は、第１の表面の面積Ｓ１よりも小さいことから、第１の表面には、ＦＰＲが配置されている中心部と、中心部を囲む、即ちＦＰＲが配置されていない周縁部とが存在する。なお、粘着剤層１３の代わりに、接着剤層を用いてもよい。
【００２２】
周縁部は、例えば、中心部が矩形状の態様（即ち、ＦＰＲが矩形状である態様）では、矩形状の中心部の４方向の全てにおいて取り囲んでいる、即ち４つの辺に隣接して存在しているのが好ましい。但し、この態様に限らず、例えば、周縁部が、中心部を３方向において取り囲んでいる態様、即ち、３つの辺にのみ隣接して存在していてもよいし、２方向において取り囲んでいる態様、即ち、２つの辺にのみ隣接して存在していてもよい。第１の表面の一例の、上面模式図を図４（ａ）及び（ｂ）に示す。第１の表面の一例は、図４（ａ）に示すとおり、中心部全体が周縁部に取り囲まれている態様であり、他の例は、図４（ｂ）に示すように、中心部の少なくとも２辺が周縁部に取り囲まれている態様である。周縁部の大きさは、後述する表示パネルと貼合できる程度であればよい。
【００２３】
パターン光学異方性層１０の第１及び第２の位相差領域を通過した光は、各領域のレターデーション及び遅相軸の方向によって決定される、所定の偏光にそれぞれ変換され、右眼用及び左眼用の偏光画像が形成される。
【００２４】
支持体フィルム（第２のフィルム）１２及び第１フィルム１４の配置の一例は、それぞれの面内遅相軸が互いに直交している配置である。それぞれの面内遅相軸を互いに直交にして配置することで、クロストークの軽減効果が得られる。面内遅相軸のそれぞれの方向については、特に制限はないが、図５に模式的に示す通り、支持体フィルム１２及び第１のフィルム１４のうち、一方が、ＭＤ方向に遅相軸を有するフィルムであり、他方がＴＤ方向に遅相軸を有するフィルムであると、ロールトゥロール法で積層させることができ、簡便に光学異方性素子を製造することができるので好ましい。
【００２５】
また、一般的には、フィルムの遅相軸は、延伸処理等によって分子が配列した方向と平行であるか、又は直交する。フィルムは、一般的には分子が配列した方向に直交する方向において寸度変化が生じる傾向がある。従って、支持体フィルム１２及び第１のフィルム１４として、分子の配列方向と平行な方向に面内遅相軸を有する２枚のフィルムを、又は分子の配列方向と直交する方向に面内遅相軸を有する２枚のフィルムを、面内遅相軸を互いに直交にして粘着剤層を介して積層すれば、光学異方性素子全体としての寸度変化に伴う光学特性の変動を軽減でき、さらにはそれに起因したクロストークをより軽減できる。
【００２６】
支持体フィルム１２及び第１のフィルム１４のＲｅ（５５０）は、それぞれ２０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であることがより好ましい。支持体フィルム１２及び第１のフィルム１４のＲｅ（５５０）が２０ｎｍ以下であると、面内遅相軸が直交していることによるレターデーションの打消しがより完全になり、クロストークをより軽減することができる。
【００２７】
第２の表面の面積Ｓ２と、第１の表面の面積Ｓ１との面積比（Ｓ１／Ｓ２）としては、１．０１〜１．３０が好ましく、１．０２〜１．２０がより好ましく、１．０３〜１．１０が特に好ましい。前記面積比が、１．０１以下であると、詳細は後述するが、第１の表面の周縁部と表示パネルとの貼合が困難となるためＦＰＲを強固に固定できなくなり、ＦＰＲの環境温湿度による収縮・膨張を防止できないことがあり、１．３０を超えると、周縁部が増えることで材料コストがかかることがある。
【００２８】
本発明の光学異方性素子は、表示パネルの視認側外側に配置されるものであるので、図２に一例を示すように、外部からの物理的衝撃から保護する機能、又は外光の反射を防止する機能を有する表面層１５が、第１のフィルム１４のＦＰＲが配置されている表面（第２の表面）と反対側の表面に配置されているのが好ましい。表面層１５の例には、第１のフィルム１４を支持体としたハードコート層及び反射防止層が含まれ、表面層の一例は、図３に示すハードコート層１５ａ及び反射防止層１５ｂを有する例である。また、表面層１５は、３以上の層を含んでいてもよい。
【００２９】
図１〜図３中、パターン光学異方性層１０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位相差領域を含む。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が、偏光眼鏡等を介して右眼用又は左眼用の画像として、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。
【００３０】
パターン光学異方性層の一例は、第１及び第２の位相差領域の面内レターデーションＲｅがλ／４であるλ／４層であって、各領域の遅相軸が互いに直交するパターンλ／４層である。図６（ａ）及び（ｂ）にパターンλ／４層の一例の上面模式図を示す。図６（ａ）及び（ｂ）中の第１及び第２位相差領域１ａ及び１ｂの面内レターデーションは、それぞれλ／４程度であり、互いに直交する面内遅相軸ａ及びｂをそれぞれ有するパターン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の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、それぞれ右眼及び左眼用の円偏光画像を形成する。
【００３１】
パターン光学異方性層は、上記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であるパターン光学異方性層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１ａ及び１ｂ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であるパターン光学異方性層を利用することもできる。
【００３２】
また、第１及び第２位相差領域１ａ及び１ｂの形状及び配置パターンは、図６に示すストライプ状のパターンを交互に配置した態様に限定されるものではない。例えば、矩形状のパターンを格子状に配置してもよい。
【００３３】
パターン光学異方性層は、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、重合性基を有する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。
【００３４】
また、光学異方性層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のいずれも利用することができる。また、パターン配向膜を利用せずに、ナノインプリントによる配向制御技術を利用することもできる。
【００３５】
本発明の光学異方性素子は、図１〜図３に示す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、支持体フィルム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、外側表面には、ハードコート層、反射防止層等の表面層とともに（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。
【００３６】
本発明は、偏光板にも関する。本発明の偏光板は、偏光膜と、本発明の光学異方性素子とを少なくとも有する。好ましくは、本発明の光学異方性素子のパターン光学異方性層と偏光膜とが貼合されている態様である。
【００３７】
図７に、図３に示す光学異方性素子を有する偏光板を含む画像表示装置の一例の断面模式図を示す。図７に示す偏光板では、偏光膜１６は、光学異方性素子のパターン光学異方性層１０の表面に配置される。パターン光学異方性層１０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、接着剤層）のみが配置されているのが好ましい。
【００３８】
パターン光学異方性層１０が図６（ａ）及び（ｂ）に示すパターンλ／４層であるそれぞれの例では、図１０（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示すように、第１及び第２位相差領域１ａ及び１ｂの面内遅相軸ａ及びｂをそれぞれ、偏光膜１６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１ａ及び１ｂ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。この構成により右眼用及び左眼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。また、偏光膜の透過軸と、支持体フィルム及び第１のフィルムのいずれか一方の遅相軸は平行であるのが好ましく、他方は直交であるのが好ましい。即ち、図１０（ａ）の例では、支持体フィルム及び第１のフィルムの遅相軸は、一方がＭＤ方向で且つ他方がＴＤ方向であるのが好ましく、図１０（ｂ）の例では、支持体フィルム及び第１のフィルムの遅相軸は、一方がＭＤ方向に対して４５°の方向、他方がＭＤ方向に対して１３５°の方向であるのが好ましい。
【００３９】
本発明の画像表示装置の一例の断面模式図を図７に示す。図７に示す画像表示装置は、視認側から光学異方性素子、偏光膜、及び表示パネルを有する。光学異方性素子は、パターン光学異方性層１０と、それを支持する支持体フィルム（第２のフィルム）１２とを有する積層フィルム（ＦＰＲ）、及び第１のフィルム１４を有する。ＦＰＲは、第１のフィルム１４の表面（第１の表面）上に配置されており、ＦＰＲの第１のフィルム１４側の表面（第２の表面）の面積Ｓ２は、第１の表面の面積Ｓ１よりも小さい。このため、第１の表面には、ＦＰＲが配置されている中心部と、中心部を囲む、即ちＦＰＲが配置されていない周縁部とが存在する。
【００４０】
第１の表面には、中心部と周縁部とが存在することから、図８及び図９に模式的に示すとおり、第１の表面の周縁部が表示パネルと直接貼合することが可能となる。第１の表面の周縁部と表示パネルとの貼合の一例は、図９（ａ）及び図９（ｂ）に一例を示すとおり、周縁部と表示パネルとを粘着剤ないしは接着剤を介して貼合する。周縁部が、粘着剤ないしは接着剤を介して表示パネルと直接貼合していることから、ＦＰＲがより強固に固定され、ＦＰＲが環境温湿度で伸縮するのを防止できる。なお、粘着剤よりも、接着剤の方がより強固に固定することができる。また、図９（ｃ）及び図９（ｄ）に一例を示すとおり、周縁部でＦＰＲの側面を覆うように配置し、周縁部と表示パネルとを粘着剤ないしは接着剤で貼合してもよい。表示パネルの視認側の表面の面積は、特に制限されないが、第１の表面の面積と同等であることが好ましい。
【００４１】
光学異方性素子は、表示パネルの視認側表面に配置され、入射する偏光を、右眼用及び左眼用の偏光画像（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。本発明の画像表示装置で使用する光学異方性素子は、本発明の光学異方性素子を使用することが好ましい。
【００４２】
図７に示す通り、本発明の光学異方性素子は、偏光膜とともに、表示パネルの視認側表面に配置されるが、表示パネルが視認側に偏光膜を有する場合には、偏光膜はなくてもよい。また、視認側に偏光膜を有する表示パネル上に、図７に示す通り、偏光膜とともに、本発明の光学異方性素子を配置する態様では、該偏光膜の透過軸を、表示パネルの視認側に配置されている偏光膜の透過軸と一致させて配置する。
【００４３】
本発明では、表示パネルについてなんら制限はない。例えば、液晶層を含む液晶パネルであっても、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。いずれの態様についても、種々の可能な構成を採用することができる。また、液晶パネル等は、視認側表面に画像表示のための偏光膜を有するが、上記した通り、当該偏光膜との組み合わせによって、本発明の光学異方性素子が上記機能を達成してもよい。
【００４４】
表示パネルの一例は、透過モードの液晶パネルであり、一対の偏光膜とその間に液晶セルとを有する。偏光膜のそれぞれと液晶セルとの間には、通常、視野角補償のための位相差フィルムが配置される。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。液晶セルは、例えば、対向配置された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを含み、必要に応じて、カラーフィルタ層などを含んでいてもよい。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。
【００４５】
本発明は、本発明の画像表示装置と、該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。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、画像表示装置が表示する右眼用及び左眼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。
【００４６】
以下、本発明の光学異方性素子に用いられる種々の部材等について詳細に説明する。
【００４７】
＜光学異方性素子＞
本発明の光学異方性素子は、支持体フィルム（第２のフィルム）とパターン光学異方性層とを有する積層フィルム（ＦＰＲ）が第１のフィルムの表面上に配置されている。その製造方法については特に制限はない。例えば、図１〜図３に示す例の様に、ＦＰＲの支持体フィルム及び第１のフィルムが、粘着剤層を介して貼合されている態様では、支持体フィルムの表面にパターン光学異方性層を形成して、一旦ＦＰＲを作製し、該ＦＰＲの裏面（支持体フィルムのパターン光学異方性層が形成されていない側の面）に、粘着剤層を介して、第１のフィルムを貼合してもよい。また、第１のフィルムについても、その表面に、表面層、保護層等を形成して一旦表面フィルムを作製し、該表面フィルムの裏面（第１のフィルムの保護層が形成されていない側の面）と、ＦＰＲの裏面とを粘着剤層を介して貼合してもよい。勿論、支持体フィルム及び第１のフィルムを予め粘着剤層を介して貼合してから、パターン光学異方性層、及び所望により表面層等を形成してもよい。さらに、粘着剤層の代わりに接着剤層を用いてもよい。
【００４８】
＜第１及び第２のフィルム＞
第１のフィルム及び支持体フィルム（第２のフィルム）の製造方法については特に制限はない。溶液製膜法及び溶融製膜法のいずれも利用することができる。溶液製膜法が好ましい。支持体フィルム及び第１のフィルムとしては、低Ｒｅのポリマーフィルムを用いるのが好ましく、支持体フィルム及び第１のフィルムの好ましい組み合わせは、Ｒｅの差が小さい組み合わせである。Ｒｅの好ましい範囲、及びＲｅの差の好ましい範囲については、上記した通りである。
【００４９】
本発明に使用可能な支持体フィルム及び第１のフィルム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。
【００５０】
また、前記支持体フィルム及び第１の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。
【００５１】
また、前記支持体フィルム及び第１の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。
支持体フィルム及び第１のフィルムとは、異なる材料であってもよく、同一の材料であってもよい。
【００５２】
［延伸］
支持体フィルム及び第１のフィルムは、延伸処理を施された延伸フィルムであってもよい。延伸処理によって、レターデーション及び面内遅相軸を調整することができる。上記した通り、支持体フィルム及び第１のフィルムは、一方が、ＭＤ方向に遅相軸を有し、他方がＴＤ方向に遅相軸を有するフィルムであるのが好ましい。一般的には、ＭＤ方向に遅相軸を有するフィルムは、ＭＤ方向に延伸することで、及びＴＤ方向に遅相軸を有するフィルムは、ＴＤ方向に延伸することでそれぞれ作製することができる。
積極的に幅方向（ＴＤ方向）に延伸する方法は、例えば、特開昭６２−１１５０３５号、特開平４−１５２１２５号、特開平４−２８４２１１号、特開平４−２９８３１０号、および特開平１１−４８２７１号の各公報などに記載されている。フィルムの延伸は、常温または加熱条件下で実施する。加熱温度は、フィルムのガラス転移温度を挟む−２０℃〜＋１００℃であることが好ましい。これは、ガラス転移温度より極端に低い温度で延伸すると、破断しやすくなり所望の光学特性を発現させることができない。また、ガラス転移温度より極端に高い温度で延伸すると、延伸により分子配向したものが熱固定される前に、延伸時の熱で緩和し配向を固定化することができず、光学特性の発現性が悪くなる。
【００５３】
フィルムの延伸は、ＭＤ方向あるいはＴＤ方向だけの一軸延伸でもよく同時あるいは逐次２軸延伸でもよいが、ＴＤ方向により多く延伸することが好ましい。ＴＤ方向の延伸は１〜１００％の延伸が好ましく、さらに好ましくは１０〜７０％延伸で、特に好ましくは２０％〜６０％の延伸を行う。ＭＤ方向の延伸は１〜１０％の延伸が好ましく、特に好ましくは２〜５％延伸を行う。
延伸処理は製膜工程の途中で行ってもよいし、製膜して巻き取った原反を延伸処理してもよい。
製膜工程の途中で延伸を行う場合には残留溶剤量を含んだ状態で延伸を行っても良く、残留溶剤量＝（残存揮発分質量／加熱処理後フィルム質量）×１００％が０．０５〜５０％で好ましく延伸することができる。
製膜して巻き取った原反を延伸する場合には、残留溶剤量が０〜５％の状態でＴＤ方向に１〜１００％延伸を行うことが好ましく、さらに好ましくは１０〜７０％延伸で、特に好ましくは２０％〜６０％延伸である。
【００５４】
延伸処理は製膜工程の途中で行った後、製膜して巻き取った原反をさらに延伸処理しても良い。
製膜工程の途中で延伸処理されたフィルムを巻き取った後でさらに延伸処理する場合には、製膜工程の途中での延伸は残留溶剤量を含んだ状態で延伸を行っても良く、残留溶剤量＝（残存揮発分質量／加熱処理後フィルム質量）×１００％が０．０５〜５０％で延伸することが好ましく、製膜して巻き取った原反の延伸は、残留溶剤量が０〜５％の状態で延伸することが好ましく、ＴＤ方向の延伸は未延伸の状態を基準として１〜１００％延伸を行うことが好ましく、さらに好ましくは１０〜７０％延伸で、特に好ましくは２０％〜６０％の延伸である。
【００５５】
また、支持体フィルム及び第１のフィルムは、二軸延伸を行ってもよい。
二軸延伸には、同時二軸延伸法と逐次二軸延伸法があるが、連続製造の観点から逐次二軸延伸方法が好ましく、ドープを流延した後、バンドもしくはドラムよりフィルムを剥ぎ取り、ＴＤ方向に延伸した後、ＭＤ方向に延伸されるか、またはＭＤ方向に延伸した後、ＴＤ方向に延伸される。
延伸での残留歪を緩和させ、寸度変化を低減させるため、また面内の遅相軸のＴＤ方向に対するバラツキを小さくするために、横延伸後に緩和工程を設けることが好ましい。緩和工程では緩和前のフィルムの幅に対して緩和後のフィルムの幅を１００〜７０％の範囲（緩和率０〜３０％）に調節することが好ましい。緩和工程における温度はフィルムの見かけ上のガラス転移温度Ｔｇ−５０〜Ｔｇ＋５０℃であることが好ましい。通常の延伸ではこの最大拡幅率を経た後の緩和率ゾーンでは、テンターゾーンを通過させるまでの時間は１分より短い。
ここで、延伸工程におけるフィルムの見かけ上のＴｇは、残留溶剤を含んだフィルムをアルミパンに封入し、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で２５℃から２００℃まで２０℃／分で昇温し、吸熱曲線を求めることによりＴｇを求めた。
【００５６】
製膜工程の途中で延伸処理を行った場合、フィルムの乾燥は搬送したまま行うことができる。乾燥温度は１００℃〜２００℃であることが好ましく、より好ましくは１００℃〜１５０℃であり、さらに好ましくは１１０℃〜１４０℃であり、特に好ましくは１３０℃〜１４０℃ある。乾燥時間は特に制限はないが、好ましくは１０分から４０分である。
最適な延伸後乾燥温度を選択することにより、製造されるセルロースエステルフィルムの残留応力が緩和されて、高温下及び高温高湿下における寸法変化、光学特性変化、遅相軸方位の変化を小さくすることができる。
【００５７】
製膜して巻き取った原反を延伸処理した場合、延伸処理されたフィルムはその後、さらに加熱処理される工程を経て製造されても良い。加熱処理する工程を経ることにより、製造される支持体フィルム及び第１のフィルムの残留応力が緩和されて、高温下及び高温高湿下における寸法変化、光学特性変化、遅相軸方位の変化が小さくなるので好ましい。加熱時の温度は特に制限はないが、１００℃〜２００℃が好ましい。
【００５８】
＜粘着剤層＞
粘着剤層は、ＦＰＲ及び第１のフィルムを貼合して一体化するものであり、光学的に等方性であるのが好ましい。光学的に等方性の粘着剤層を形成可能な粘着剤の例には、アクリレート系粘着剤等が含まれる。また、支持体フィルム及び第１のフィルムを貼合して一体化可能である限り、一般的には、接着剤に分類される剤を利用してもよい。
【００５９】
また、第１のフィルムの周縁部と表示パネルとを貼合する粘着剤についても、粘着剤層の粘着剤と同様に、光学的に等方性であるのが好ましい。第１のフィルムの周縁部と表示パネルとを貼合する粘着剤と粘着剤層に使用する粘着剤とは、異なる材料であってもよく、同一の材料であってもよい。
【００６０】
＜接着剤層＞
本発明では、粘着剤層の代わりに、接着剤層を用いてもよい。接着剤は、化学的もしくは物理的な力によってＦＰＲ及び第１のフィルムを結合させることから、粘着剤よりも強固にＦＰＲ及び第１のフィルムを固定することができる。光学的に等方性の接着剤層を形成可能な接着剤の例には、アクリル樹脂系接着剤等の合成系接着剤等が含まれる。
【００６１】
また、第１のフィルムの周縁部と表示パネルとを貼合する粘着剤の代わりに接着剤を用いてもよく、粘着剤層の粘着剤と同様に、光学的に等方性であるのが好ましい。第１のフィルムの周縁部と表示パネルとを貼合する接着剤と接着剤層に使用する接着剤とは、異なる材料であってもよく、同一の材料であってもよい。
【００６２】
＜パターン光学異方性層＞
パターン光学異方性層の材料については特に制限はなく、重合性基を有する液晶化合物を主成分とする組成物、及び延伸フィルム等の位相差フィルムなどを利用することができる。光学異方性層は、パターニングが必要であるので、パターニングが容易であるという観点では、重合性基を有する液晶化合物を主成分とする組成物を利用するのが好ましい。
【００６３】
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、液晶組成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、特願２０１０−１４１３４５号明細書に記載があり、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
【００６４】
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、液晶組成物を配置し、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、特願２０１０−１７３０７７号明細書に記載があり、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
【００６５】
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号明細書に記載があり、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
【００６６】
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。
【００６７】
＜表面層＞
本発明の光学異方性素子は、第１のフィルムの第１の表面と反対の表面上に、硬化膜からなる表面層を有していてもよい。表面層の機能については特に制限はない。外部からの物理的衝撃から保護するためのハードコート層や、外光の映り込みを防止するための反射防止層としての機能を有していてもよい。また、これらの積層体であってもよい。本発明の光学異方性素子が反射防止層等の表面層を有する場合、第１のフィルムは、表面層の支持体としても機能する。
一例は、図３に示す例であり、ハードコート層及び反射防止層が積層された例である。上記表面層は、上記層とともに、又は上記層に替えて、前方散乱層、プライマー層、帯電防止層、下塗り層や保護層等を有していてもよい。上記反射防止層及びハードコート層を構成する各層の詳細については、特開２００７−２５４６９９号公報の［０１８２］〜［０２２０］に記載があり、本発明に利用可能な反射防止層についても好ましい特性、好ましい材料等について、同様である。
【００６８】
＜偏光膜＞
本発明では、偏光膜として、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。
なお、本明細書では、「偏光膜」という場合は、直線偏光膜を意味するものとする。
【００６９】
＜液晶セル＞
本発明の立体用画像表示システムに用いられる立体用画像表示装置に利用される液晶セルは、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透過軸は直交している。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。
【００７０】
＜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眼用及び左眼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眼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眼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。
【００７１】
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。
【００７２】
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眼用画像を表示し、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眼用画像を表示し、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。
【００７３】
また、例えば前記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。
【００７４】
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の付属品を挙げることができる。
【実施例】
【００７５】
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。
【００７６】
マスク露光処理により作製したパターン光配向膜、マスクラビング処理により作製したパターンラビング配向膜、又は上記した、添加剤等と配向膜との相互作用のＯＮ−ＯＦＦを利用して形成されたパターン配向膜等を種々利用して、液晶組成物の配向を制御し、配向状態を固定することで、支持体フィルム上にパターン光学異方性層をそれぞれ形成し、ＦＰＲをそれぞれ作製した。なお、液晶組成物には、重合性棒状液晶または重合性ディスコティック液晶を利用し、所望により配向制御のための添加剤を添加し、また重合を進行させるための重合開始剤も添加した。このパターン光学異方性層は、図６（ａ）に示す例と同様のパターンλ／４層であり、第１及び第２の位相差領域がそれぞれλ／４を示していた。
【００７７】
第１のフィルムの表面に、常法により、ハードコート層及び反射防止層を順次形成して、表面層をそれぞれ作製した。
【００７８】
上記で作製したＦＰＲの第２の表面（支持体フィルムのパターン光学異方性層が形成されていない側の面）と、上記で作製した表面層の第１の表面（ハードコート層及び反射防止層が形成されていない側の第１のフィルムの表面）とを、光学的に等方性の粘着剤（綜研化学株式会社製SK-2057）により貼合し、下記表に記載の構成の光学異方性素子をそれぞれ作製した。
【００７９】
【表１】
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【００８０】
（クロストークの評価）
作製した実施例１〜３、及び比較例１〜２の光学異方性素子を積層させ、表面層の第１のフィルムの周縁部と表示パネルとを図９（ａ）のように粘着剤（綜研化学株式会社製SK-2057）により貼合したＶＡモード液晶表示装置において、図１１に示したように液晶表示パネルの奇数ライン（水平方向）上にパターニング位相差層の右眼用画像を透過する領域（第１位相差領域）となるように配置し、偶数ライン上にパターニング位相差層の左眼用画像を透過する領域（第２位相差領域）となるように配置した。この液晶表示装置を高温高湿環境下（温度６０℃／湿度９０％）に一日置いた。この画面に対し、全ライン白表示とした「表示０」と、奇数ラインを黒表示、偶数ラインを白表示とした「表示１」と、奇数ラインを白表示、偶数ラインを黒表示とした「表示２」の３パターンの表示を行い、正面、および正面から斜め４５度方向、極角５°の方向から、左右の眼鏡を透過した透過光の強度を測定した。このとき、各場所でのクロストーク量は下記式（１）および（２）を計算して求めたクロストーク（右眼）とクロストーク（左眼）の平均値として求めることができる。
式（１）：
クロストーク（右眼）＝（表示２での右眼鏡透過光）／（表示０での右眼鏡透過光）×１００％
式（２）：
クロストーク（左眼）＝（表示１での左眼鏡透過光）／（表示０での左眼鏡透過光）×１００％
【００８１】
【表２】
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【００８２】
表２から、支持体フィルムの第２の表面の面積が、第１のフィルムの第１の表面の面積よりも小さいと、クロストークが軽減されていることが分かる。一方、第１のフィルムがない比較例１、及び第１の表面の面積と第２の表面の面積とが等しい比較例２では、クロストークが実施例と比較して劣ることがわかる。
【符号の説明】
【００８３】
１０    パターン光学異方性層
１２    支持体フィルム
１３    粘着剤層、接着剤層
１４    第１のフィルム
１５    表面層
１５ａ  ハードコート層
１５ｂ  反射防止層
１６    偏光膜
ａ      面内遅相軸
ｂ      面内遅相軸
１ａ    第１位相差領域
１ｂ    第２位相差領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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