積層位相差フィルム及び立体画像表示システム
【課題】クロストーク及び色味ずれを抑制しうる積層位相差フィルムを提供する。
【解決手段】１／２波長板と１／４波長板とを備え、ディスプレイ装置に設けた場合に、面内方向であってディスプレイ装置の第一の偏光板の透過軸に垂直な基準方向と１／２波長板の遅相軸とがなす角度θａ、並びに、基準方向と１／４波長板の遅相軸とがなす角度θｂが、式１）及び式２）の関係を満たす。
式１） ２θａ−１４０°≦θｂ≦２θａ−１３０°
式２） １００°≦θａ≦１０５°
【解決手段】１／２波長板と１／４波長板とを備え、ディスプレイ装置に設けた場合に、面内方向であってディスプレイ装置の第一の偏光板の透過軸に垂直な基準方向と１／２波長板の遅相軸とがなす角度θａ、並びに、基準方向と１／４波長板の遅相軸とがなす角度θｂが、式１）及び式２）の関係を満たす。
式１） ２θａ−１４０°≦θｂ≦２θａ−１３０°
式２） １００°≦θａ≦１０５°
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層位相差フィルム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（３次元画像）を表示しうる立体画像表示システムにおける表示方式のうち、代表的な方式の一つに、パッシブ方式と呼ばれる方式がある。パッシブ方式の立体画像表示システムでは、通常、ディスプレイ装置の同一画面内に左眼用画像と右眼用画像とを表示させ、これらの画像を専用の偏光メガネを用いて左右の目それぞれに振り分けるようにしている（特許文献１、２等参照）。
【０００３】
また、特許文献３及び４のような技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７０５５７号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６２８１号公報
【特許文献３】特開平１０−６８８１６号公報
【特許文献４】特開２０１０−７２６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パッシブ方式の立体画像表示システムでは、左眼用の画像及び右眼用の画像のそれぞれを、異なる偏光状態で表示させることが求められる。そのような表示を達成するため、パッシブ方式の立体画像表示システムでは、ディスプレイ装置に、２種類以上の異なる位相差（レターデーション）を有する複数種類の領域からなるパターンを有する位相差フィルムが設けられることがある。
【０００６】
ところが、一般に位相差フィルムは波長分散性を有するので、当該位相差フィルムを透過する光に発現する位相差Ｒｅの大きさは波長により異なる。そのため、立体画像表示システムにおいては、クロストークが生じたり、左眼用画像と右眼用画像とで色味が異なったりすることがあった。ここでクロストークとは、左眼用画像が右眼で視認されたり、右眼用画像が左眼で視認されたりする現象を意味する。また、以下の説明において、左眼用画像と右眼用画像とで色味が異なる現象を「色味ずれ」ということがある。
【０００７】
クロストークは、位相差フィルムの波長分散性のために、画像を表示する偏光の偏光状態が波長によって異なることによって、偏光メガネによって遮断されるべき偏光の一部が偏光メガネを透過することにより生じるものと考えられる。また、色味ずれは、同様に位相差フィルムの波長分散性のために、画像を表示する偏光の偏光状態が波長によって異なることにより、偏光メガネを透過するべき偏光の一部が偏光メガネで遮断されることにより生じるものと考えられる。したがって、クロストーク及び色味ずれを抑制するためには、偏光メガネの構成に応じて光学系を制御することが求められる。
【０００８】
図１１は、参考形態に係る立体画像表示システム２０を分解した様子を模式的に示す図である。図１１の図中右側に示すように、この参考形態の偏光メガネ２００は、左眼用位相差フィルム２１１及び左眼用偏光板２１２を備える左眼用レンズ２１０と、右眼用位相差フィルム２２１及び右眼用偏光板２２２を備える右眼用レンズ２２０とを備える。左眼用偏光板２１２及び右眼用偏光板２２２はいずれも直線偏光板である。使用時には、通常、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２及び右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２は、水平方向に平行となるようになっている。また、左眼用位相差フィルム２１１及び右眼用位相差フィルム２２１は、いずれも１／４波長板である。使用時には、左眼用位相差フィルム２１１の遅相軸Ａ２１１は、水平方向に対して＋１３５°の角度をなすようになっている。また、右眼用位相差フィルム２２１の遅相軸Ａ２２１は、水平方向に対して＋４５°の角度をなすようになっている。
【０００９】
前記参考形態で示したタイプの偏光メガネは、近年、広く流通している。そこで、このタイプの偏光メガネを使用した場合に、クロストーク及び色味ずれを改善できる技術の開発が強く求められている。
【００１０】
本発明は上述した課題に鑑みて創案されたもので、クロストーク及び色味ずれを抑制しうる積層位相差フィルム及び立体画像表示システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上述した課題を解決するべく鋭意検討した結果、左眼用レンズを透過する光と右眼用レンズを透過する光の一方が、他方に比べて大きく位相差フィルムの波長分散性の影響を受けることを見出した。このように波長分散性の影響が一方に偏ることが、クロストーク及び色味ずれの原因の一つと考えられる。そこで、本発明者は、位相差フィルムの波長分散性を制御して、左眼用レンズを透過する光と右眼用レンズを透過する光の両方が、位相差フィルムの波長分散性の影響を同じ程度に受けるようにすることにより、クロストーク及び色味ずれを抑制できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の〔１〕〜〔１１〕の通りである。
【００１２】
〔１〕 第一の偏光板を備えて前記第一の偏光板を透過した光により画像を表示しうるディスプレイ装置に設けられる積層位相差フィルムであって、
前記積層位相差フィルムが１／２波長板と１／４波長板とを備え、
前記ディスプレイ装置に前記積層位相差フィルムを設けた場合に、面内方向であって前記第一の偏光板の透過軸に垂直な基準方向に対して前記１／２波長板の遅相軸がなす角度θａ、並びに、前記基準方向に対して前記１／４波長板の遅相軸がなす角度θｂが、式１）及び式２）の関係を満たす、積層位相差フィルム。
式１） ２θａ−１４０°≦θｂ≦２θａ−１３０°
式２） １００°≦θａ≦１０５°
〔２〕 前記１／２波長板及び前記１／４波長板が延伸フィルムである、前記の積層位相差フィルム。
〔３〕 前記積層位相差フィルムの１／２波長板および１／４波長板が同じ材質からなる、前記の積層位相差フィルム。
〔４〕 前記１／２波長板及び前記１／４波長板がシクロオレフィンポリマーを含んでなる、前記の積層位相差フィルム。
〔５〕 ディスプレイ装置と、偏光メガネとを備える立体画像表示システムであって、
前記ディスプレイ装置は、第一の偏光板を備えて前記第一の偏光板を透過した光により左眼用画像及び右眼用画像を表示しうる画像表示パネルと、前記の積層位相差フィルムと、第二の位相差フィルムとをこの順に備え、
前記第二の位相差フィルムは、位相差を有し前記左眼用画像及び右眼用画像の一方を表示する光を透過させうる第一領域と、位相差を有さず前記左眼用画像及び右眼用画像の他方を表示する光を透過させうる第二領域とを有し、
前記偏光メガネは、前記左眼用画像を表示する光を透過させ前記右眼用画像を表示する光を遮断しうる左眼用部材と、前記左眼用画像を表示する光を遮断し前記右眼用画像を表示する光を透過させうる右眼用部材とを備え、
前記左眼用部材は、左眼用位相差フィルムと左眼用偏光板とを備え、
前記右眼用部材は、右眼用位相差フィルムと右眼用偏光板とを備える、立体画像表示システム。
〔６〕 前記第一領域が、略１／２波長の位相差を有する、前記の立体画像表示システム。
〔７〕 前記積層位相差フィルムの１／２波長板及び第二の位相差フィルムの第一領域の位相差が２４０ｎｍ〜２８０ｎｍであり、
前記積層位相差フィルムの１／４波長板、前記左眼用部材の左眼用位相差フィルム、及び、前記右眼用部材の右眼用位相差フィルムの位相差が１２０ｎｍ〜１４０ｎｍである、前記の立体画像表示システム。
〔８〕 前記第二の位相差フィルムの第一領域の遅相軸が前記基準方向と平行である、前記の立体画像表示システム。
〔９〕 前記第一の偏光板の透過軸と、前記左眼用偏光板の透過軸及び右眼用偏光板の透過軸とが垂直である、前記の立体画像表示システム。
〔１０〕 前記第二の位相差フィルムの前記積層位相差フィルムとは反対側、前記左眼用位相差フィルムの前記左眼用偏光板とは反対側、及び、前記右眼用位相差フィルムの前記右眼用偏光板とは反対側に、光学部材を備える、前記の立体画像表示システム。
〔１１〕 前記左眼用位相差フィルムの遅相軸と前記右眼用位相差フィルムの遅相軸とが垂直である、前記の立体画像表示システム。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る積層位相差フィルム及び立体画像表示システムによれば、クロストーク及び色味ずれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムを模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムを分解した様子を模式的に示す図である。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムを分解した様子を模式的に示す図である。
【図４】図４は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、１／２波長板を透過するときの、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図５】図５は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、１／４波長板を透過するときの、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、パターン位相差フィルムの第一領域を透過するときの、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、左眼用位相差フィルムを透過するときの、左眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、左眼用位相差フィルムを透過するときの、右眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、右眼用位相差フィルムを透過するときの、右眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、右眼用位相差フィルムを透過するときの、左眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１１】図１１は、参考形態に係る立体画像表示システムを分解した様子を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、１／４波長板を透過するときの、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１３】図１３は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、パターン位相差フィルムの第一領域を透過するときの、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１４】図１４は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、左眼用位相差フィルムを透過するときの、左眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１５】図１５は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、左眼用位相差フィルムを透過するときの、右眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１６】図１６は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、右眼用位相差フィルムを透過するときの、右眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１７】図１７は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、右眼用位相差フィルムを透過するときの、左眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１８】図１８は、本発明の第二実施形態に係る立体画像表示システムを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態及び例示物等を示して本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。
【００１６】
以下の説明において「１／２波長板」、「１／４波長板」及び「偏光板」とは、剛直な部材だけでなく、例えば樹脂フィルムのように可撓性を有する部材も含む。
また、偏光メガネのレンズは、別に断らない限り、必ずしも光を集束又は拡散させうるものでなくてもよい。例えば、平らなフィルムのみからなる光学部材も、ここではレンズと呼ぶ。
【００１７】
また、「位相差」とは、別に断らない限り、面内位相差（面内レターデーション）のことを意味する。フィルムの面内位相差は、（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで表される値である。ここで、ｎｘはフィルムの面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは前記面内方向であってｎｘの方向に直交する方向の屈折率を表し、ｄはフィルムの膜厚を表す。また、フィルムの面内方向とは、厚み方向に垂直な方向を意味する。
また、「遅相軸」とは、別に断らない限り、面内の遅相軸を意味する。
【００１８】
また、以下の説明において、偏光板の透過軸、位相差フィルムの遅相軸等のような、光学素子の光学軸の角度は、別に断らない限り、厚み方向から見た角度のことを意味する。さらに、光学軸の角度のプラス及びマイナスの向きは、偏光メガネをかけて光源に向かって画像を見る向きにおいて、反時計回りの角度をプラスの角度、時計回りの角度をマイナスの角度として表記する。
【００１９】
また、構成要素の方向が「平行」、「垂直」又は「直交」とは、本発明の効果を損ねない範囲内、例えば±５°の範囲内での誤差を含んでいてもよい。
さらに、以下の実施形態の説明に用いる図面では、粘着層及び接着層は図示していない。
【００２０】
〔１．第一実施形態〕
〔１−１．概要〕
図１は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムを模式的に示す図である。また、図２は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムを分解した様子を模式的に示す図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システム１０は、液晶表示装置であるディスプレイ装置１００と、偏光メガネ２００とを備える。この立体画像表示システム１０では、ディスプレイ装置１００が左眼用画像及び右眼用画像を表示することによって立体画像を表示しうるようになっている。そして、観察者は偏光メガネ２００を装着してディスプレイ装置１００を見ることにより、表示された立体画像を視認できるようになっている。
【００２２】
ディスプレイ装置１００は、光源１１０と、画像表示パネル１２０と、積層位相差フィルム１３０と、第二の位相差フィルムとしてのパターン位相差フィルム１４０とを、この順に備える。画像表示パネル１２０は、光源１１０に近い順に、光源側偏光板１２１と、液晶セル１２２と、第一の偏光板としての視認側偏光板１２３とを備える。また、積層位相差フィルム１３０は、画像表示パネル１２０に近い順に、１／２波長板１３１と１／４波長板１３２とを備える。
【００２３】
偏光メガネ２００は、左眼用部材である左眼用レンズ２１０と、右眼用部材である右眼用レンズ２２０とを備える。左眼用レンズ２１０は、ディスプレイ装置１００に近い順に、左眼用位相差フィルム２１１及び左眼用偏光板２１２を備える。また、右眼用レンズ２２０は、ディスプレイ装置１００に近い順に、右眼用位相差フィルム２２１及び右眼用偏光板２２２を備える。
【００２４】
以下に説明する実施形態において、ディスプレイ装置１００は、その画面が水平方向に垂直となるように設置されている。したがって、本実施形態では、光源側偏光板１２１、液晶セル１２２、視認側偏光板１２３、１／２波長板１３１、１／４波長板１３２及びパターン位相差フィルム１４０の主面は、いずれも水平方向に垂直となっている。また、偏光メガネ２００は、左眼用位相差フィルム２１１、左眼用偏光板２１２、右眼用位相差フィルム２２１及び右眼用偏光板２２２の主面がいずれも水平方向に垂直となっている。
【００２５】
また、ディスプレイ装置１００の光源側偏光板１２１、液晶セル１２２、視認側偏光板１２３、１／２波長板１３１、１／４波長板１３２及びパターン位相差フィルム１４０、並びに、偏光メガネ２００の左眼用位相差フィルム２１１、左眼用偏光板２１２、右眼用位相差フィルム２２１及び右眼用偏光板２２２の厚み方向は、一致している。そこで、以下、別に断らない限り、「厚み方向」とはこれらの厚み方向のことを意味するものとする。
【００２６】
〔１−２．ディスプレイ装置１００〕
（光源１１０）
光源１１０は、画像表示に使用される光を発する装置である。本実施形態では、面発光可能な光源装置を光源１１０として用いている。このような光源１１０は、例えば、冷陰極管又はＬＥＤ等の発光素子と導光板とを組み合わせることにより構成してもよい。
【００２７】
（画像表示パネル１２０）
画像表示パネル１２０は、直線偏光板である光源側偏光板１２１と、液晶セル１２２と、直線偏光板である視認側偏光板１２３とを備える。光源側偏光板１２１の透過軸と視認側偏光板１２３の透過軸とは垂直となるように設定されている。具体的には、光源側偏光板１２１の透過軸（図示せず。）は水平方向に平行となっていて、視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３は水平方向に垂直（即ち、鉛直方向に平行）となっている（図２参照）。また、液晶セル１２２には液晶材料が封入されていて、画像表示パネル１２０を透過する光の制御を行えるようになっている。本実施形態では、光源１１０から発せられ、光源側偏光板１２１、液晶セル１２２及び視認側偏光板１２３を透過した光によって、左眼用画像及び右眼用画像が表示されうるようになっている。よって、視認側偏光板１２３を透過した直後の時点では、画像を表示する光は直線偏光となっている。
【００２８】
画像表示パネル１２０には、厚み方向から見てそれぞれ異なる位置に、左眼用画像を表示する領域１２０Ｌと右眼用画像を表示する領域１２０Ｒとが設定されている。したがって、この画像表示パネル１２０では、領域１２０Ｌを透過した光によって左眼用画像が表示されうるようになっており、また、領域１２０Ｒを透過した光によって右眼用画像が表示されうるようになっている。本実施形態では、これらの領域１２０Ｌ及び領域１２０Ｒはいずれも水平方向に延在する帯状の領域となっている。また、領域１２０Ｌ及び領域１２０Ｒは幅が一定の領域となっていて、それらの配置は、領域１２０Ｌと領域１２０Ｒとが鉛直方向において交互となるように並んだストライプ状の配置となっている。
【００２９】
（積層位相差フィルム１３０）
積層位相差フィルム１３０は、１／２波長板１３１と１／４波長板１３２とを備える。
【００３０】
１／２波長板１３１は、透過光の略１／２波長の位相差を有するフィルムである。具体的には、１／２波長板１３１の位相差Ｒｅは、通常２４０ｎｍ以上、好ましくは２４５ｎｍ以上、より好ましくは２５０ｎｍ以上であり、通常２８０ｎｍ以下、好ましくは２７５ｎｍ以下、より好ましくは２７０ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。この５４６ｎｍとの波長は、画像表示に用いられる光である可視光の波長範囲の中心値である。また、位相差Ｒｅは、例えば、２次元複屈折評価システム「フォトニックラティス社製；ＷＰＡ−ｍｉｃｒｏ」などで測定することができる。
【００３１】
１／２波長板１３１の遅相軸Ａ１３１は、下記式２）の要件を満たす。
式２） １００°≦θａ≦１０５°
前記の式２）をより詳細に説明すると、角度θａは、通常１００°以上、好ましくは１００．５°以上、より好ましくは１０１．５°以上であり、通常１０５°以下、好ましくは１０４．５°以下、より好ましくは１０３．５°以下である。ここで、θａは、基準方向Ａ０に対して１／２波長板１３１の遅相軸Ａ１３１がなす角度を表す。また、基準方向Ａ０とは、面内方向であって、且つ、画像表示パネル１２０の視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３に垂直な方向を表す。本実施形態では、透過軸Ａ１２３は水平方向に垂直であるので、面内方向であって且つ水平方向に平行な方向が、基準方向Ａ０となる。このような構成により、視認側偏光板１２３を透過した直線偏光の電場の振動方向（以下、適宜「直線偏光の方向」という。）は、１／２波長板１３１を透過することで変化させられるようになっている。
【００３２】
１／２波長板１３１は、通常、その表示領域においては面内で一様な位相差Ｒｅを有する。ここで表示領域とは、画像を表示する光が透過しうる領域のことを意味する。一般に、ディスプレイ装置の画面は外周をフレームに囲まれている。このフレームに囲まれた画面を厚み方向において１／２波長板１３１に投影した領域が、通常は１／２波長板１３１の表示領域である。また、１／２波長板１３１において、少なくとも画像を表示する光が透過する領域で前記の式２）が満たされていれば、その他の領域の遅相軸については任意である。本実施形態では、１／２波長板１３１の全体が一様な位相差Ｒｅを有している。したがって、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｒを透過した光及び領域１２０Ｌを透過した光のいずれも、１／２波長板１３１を透過すれば一様な位相差Ｒｅが与えられるようになっている。
【００３３】
位相差Ｒｅが一様であるとは、画質を低下させない程度に位相差Ｒｅのバラツキが小さいことを意味する。位相差Ｒｅのバラツキは、面内方向において位相差Ｒｅを測定したときの、その測定値の最大値と最小値との差である。具体的には、測定波長５５０ｎｍにおける位相差Ｒｅのバラツキが、通常１０ｎｍ以内、好ましくは５ｎｍ以内、さらに好ましくは２ｎｍ以内であれば、位相差Ｒｅが一様である。
【００３４】
１／４波長板１３２は、透過光の略１／４波長の位相差を有するフィルムである。具体的には、１／４波長板１３２の位相差Ｒｅは、通常１２０ｎｍ以上、好ましくは１２２ｎｍ以上、より好ましくは１２３ｎｍ以上であり、通常１４０ｎｍ以下、好ましくは１３８ｎｍ以下、より好ましくは１３７ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。
【００３５】
１／４波長板１３２の遅相軸Ａ１３２は、下記式１）の要件を満たす。
式１） ２θａ−１４０°≦θｂ≦２θａ−１３０°
ここで、θｂは、基準方向Ａ０に対して１／４波長板１３２の遅相軸Ａ１３２がなす角度を表す。前記式２）をより詳細に説明すると、角度θｂは、通常２θａ−１４０°以上、好ましくは２θａ−１３８°以上であり、通常２θａ−１３０°以下、好ましくは２θａ−１３２°以下である。中でも、２θａ−１３５°＝θｂとなることが特に好ましい。本実施形態でも２θａ−１３５°＝θｂが成立しているものとして説明する。
【００３６】
このような構成により、１／２波長板１３１を透過した直線偏光は、１／４波長板１３２を透過することにより円偏光に変換されるようになっている。また、ディスプレイ装置１００に積層位相差フィルム１３０を設けた場合に、角度θａ及び角度θｂが式１）及び式２）の関係を満たすことにより、立体画像表示システム１０においてクロストーク及び色味ずれを抑制することができるようになっている。
【００３７】
１／４波長板１３２は、通常、１／２波長板１３１と同様に、その表示領域においては面内で一様な位相差Ｒｅを有する。１／４波長板１３２の表示領域とは、１／２波長板１３１の表示領域と同様に定義される領域であり、通常、ディスプレイ装置１００のフレームに囲まれた画面を厚み方向において１／４波長板１３２に投影した領域が該当する。また、１／４波長板１３２において、少なくとも画像を表示する光が透過する領域で前記の式１）が満たされていれば、その他の領域の遅相軸については任意である。本実施形態では、１／４波長板１３２の全体が一様な位相差Ｒｅを有している。したがって、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｒを透過した光及び領域１２０Ｌを透過した光のいずれも、１／４波長板１３２を透過すれば一様な位相差Ｒｅが与えられるようになっている。
【００３８】
（パターン位相差フィルム１４０）
パターン位相差フィルム１４０は、その表示領域に、第一領域（異方性領域）１４０Ａと第二領域（等方性領域）１４０Ｂとを有する。第一領域１４０Ａは、位相差Ｒｅを有し、左眼用画像及び右眼用画像の一方を表示する光を透過させうる領域である。また、第二領域１４０Ｂは、位相差Ｒｅを有さず、左眼用画像及び右眼用画像の他方を表示する光を透過させうる領域である。本実施形態では、第一領域１４０Ａは左眼用画像を表示する光を透過させうる領域となっており、第二領域１４０Ｂは右眼用画像を表示する光を透過させうる領域となっている。ここで、パターン位相差フィルム１４０の表示領域とは、１／２波長板１３１の表示領域と同様に定義される領域であり、通常、ディスプレイ装置のフレームに囲まれた画面を厚み方向においてパターン位相差フィルム１４０に投影した領域が該当する。
【００３９】
パターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａが有する位相差Ｒｅの大きさは、透過光の略１／２波長である。すなわち、第一領域１４０Ａは、１／２波長板として機能しうる領域となっている。具体的には、第一領域１４０Ａの位相差Ｒｅは、通常２４０ｎｍ以上、好ましくは２４５ｎｍ以上、より好ましくは２５０ｎｍ以上であり、通常２８０ｎｍ以下、好ましくは２７５ｎｍ以下、より好ましくは２７０ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。
【００４０】
また、第一領域１４０Ａの遅相軸Ａ１４０Ａは、通常は基準方向Ａ０である水平方向に平行であり、したがって視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直になる。このような構成においては、第一領域１４０Ａに厚み方向から入射する円偏光は、第一領域１４０Ａを透過する際に円偏光の向きが実質的に逆向きに変換されるようになっている。
【００４１】
他方、パターン位相差フィルム１４０の第二領域１４０Ｂは位相差Ｒｅを有さない。ここで位相差Ｒｅを有さないとは、位相差がゼロである場合だけでなく、実質的に画質を低下させない程度に小さい位相差Ｒｅを有することも含む。具体的な位相差Ｒｅの範囲を挙げると、測定波長５４６ｎｍにおいて、位相差Ｒｅが、通常０〜６５ｎｍ、好ましくは０〜３０ｎｍ、より好ましくは０〜１０ｎｍの範囲である場合に、第二領域１４０Ｂは位相差Ｒｅを有さない。
【００４２】
このような構成においては、第二領域１４０Ｂに厚み方向から入射する円偏光は、第二領域１４０Ｂを透過する際に円偏光の向きを実質的に維持しうるようになっている。ここで円偏光の向きを実質的に維持する、とは、クロストーク及び色味ずれを抑制できる範囲で円偏光の向きが変化しないことを意味する。
【００４３】
パターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂは、パターン位相差フィルム１４０の、厚み方向から見てそれぞれ異なる位置に設けられている。これらの第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂは、いずれも帯状の領域となっていて、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｒ及び領域１２０Ｌに合わせてパターン化されている。ここでパターン化とは、ある一定の周期で繰り返される態様を意味する。
【００４４】
本実施形態では、第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂは、それぞれ水平方向に延在する幅が一定の領域であり、それらの配置は、第一領域１４０Ａと第二領域１４０Ｂとが鉛直方向において交互となるように並んだストライプ状の配置となっている。また、厚み方向から見ると、第一領域１４０Ａは画像表示パネル１２０の領域１２０Ｌに重なり、第二領域１４０Ｂは画像表示パネル１２０の領域１２０Ｒに重なる位置に設けられていて、液晶表示パネル１２０の領域１２０Ｌ及び領域１２０Ｒが、それぞれパターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂに対応している。
【００４５】
したがって、ディスプレイ装置１００においては、光源１１０から発せられ、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｌ、積層位相差フィルム１３０、及び、パターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａを透過した光によって、左眼用画像を表示しうるようになっている。また、光源１１０から発せられ、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｒ、積層位相差フィルム１３０、及び、パターン位相差フィルム１４０の第二領域１４０Ｂを透過した光によって、右眼用画像を表示しうるようになっている。さらに、左眼用画像を表示する光及び右眼用画像を表示する光は、ディスプレイ装置１００から出ると、いずれも円偏光となっている点では同様であるが、その円偏光の向きは逆向きとなっている。円偏光なので、偏光メガネをかけている観察者が頭を傾けた場合や、画面中心よりずれた方向から見た場合にも、良好な立体映像を見ることができる。
【００４６】
〔１−３．偏光メガネ２００〕
（左眼用レンズ２１０）
左眼用レンズ２１０は、左眼用画像を表示する光を透過させうる部材であり、また、右眼用画像を表示する光を遮断しうる部材である。この左眼用レンズ２１０は、左眼用位相差フィルム２１１と、直線偏光板である左眼用偏光板２１２を備える。
【００４７】
左眼用レンズ２１０の左眼用位相差フィルム２１１が有する位相差Ｒｅの大きさは、透過光の略１／４波長である。すなわち、左眼用位相差フィルム２１１は、１／４波長板として機能しうるようになっている。具体的には、左眼用位相差フィルム２１１の位相差Ｒｅは、通常１２０ｎｍ以上、好ましくは１２２ｎｍ以上、より好ましくは１２３ｎｍ以上であり、通常１４０ｎｍ以下、好ましくは１３８ｎｍ以下、より好ましくは１３７ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。
【００４８】
また、通常、左眼用位相差フィルム２１１の遅相軸Ａ２１１は、基準方向Ａ０に対して略１３５°の角度θ２１１をなす。ここで略１３５°とは、通常は１３５°±５°のことを意味する。このような構成により、ディスプレイ装置１００から発せられた画像を表示する光の偏光状態は、左眼用位相差フィルム２１１を透過することにより、円偏光から直線偏光へと変換されうるようになっている。
【００４９】
左眼用レンズ２１０の左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２は、通常、左眼用位相差フィルム２１１の遅相軸Ａ２１１と、略４５°の角度をなす。また、使用時においては、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２は、通常、ディスプレイ装置１００の視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直である。本実施形態では、左眼用位相差フィルム２１１の遅相軸Ａ２１１は水平方向に対して＋１３５°の角度をなし、また、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２は水平方向に平行である。このような構成により、左眼用画像を表示する光が左眼用位相差フィルム２１１を透過することによって変換される直線偏光の方向と、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２の方向とが平行となって、左眼用画像が観察者の左眼に到達するようになっている。
【００５０】
（右眼用レンズ２２０）
右眼用レンズ２２０は、右眼用画像を表示する光を透過させうるレンズであり、また、左眼用画像を表示する光を遮断しうるレンズである。この右眼用レンズ２２０は、右眼用位相差フィルム２２１と、直線偏光板である右眼用偏光板２２２を備える。
【００５１】
右眼用レンズ２２０の右眼用位相差フィルム２２１が有する位相差Ｒｅの大きさは、透過光の略１／４波長である。すなわち、右眼用位相差フィルム２２１は、１／４波長板として機能しうるようになっている。具体的には、右眼用位相差フィルム２２１の位相差Ｒｅは、通常１２０ｎｍ以上、好ましくは１２２ｎｍ以上、より好ましくは１２３ｎｍ以上であり、通常１４０ｎｍ以下、好ましくは１３８ｎｍ以下、より好ましくは１３７ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。また、左眼用位相差フィルム２１１と右眼用位相差フィルム２２１の位相差Ｒｅは、同じになっていることが好ましい。
【００５２】
また、通常、右眼用位相差フィルム２２１の遅相軸Ａ２２１は、基準方向Ａ０に対して略４５°の角度θ２２１をなす。ここで略４５°とは、通常は４５°±５°のことを意味する。このような構成により、ディスプレイ装置１００から発せられた画像を表示する光の偏光状態は、右眼用位相差フィルム２２１を透過することにより、円偏光から直線偏光へと変換されうるようになっている。さらに、このような構成では、左眼用位相差フィルム２１１の遅相軸Ａ２１１と右眼用位相差フィルム２２１の遅相軸Ａ２２１とは垂直となる。このため、ある円偏光が左眼用位相差フィルム２１１を透過した場合と右眼用位相差フィルム２２１を透過した場合とでは、透過後の直線偏光の方向が略９０°異なるようになっている。
【００５３】
右眼用レンズ２２０の右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２は、通常、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２と平行である。したがって、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２は、右眼用位相差フィルム２２１の遅相軸Ａ２２１と略１３５°の角度をなす。また、使用時においては、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２は、通常、ディスプレイ装置１００の視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直である。本実施形態では、右眼用位相差フィルム２２１の遅相軸Ａ２２１は水平方向に対して＋４５°の角度をなし、また、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２は水平方向に平行である。このような構成により、右眼用画像を表示する光が右眼用位相差フィルム２２１を透過することによって変換される直線偏光の方向と、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２の方向とが平行となって、右眼用画像が観察者の右眼に到達するようになっている。
【００５４】
〔１−４．使用方法〕
本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システム１０は上述したように構成されているので、使用時には、ディスプレイ装置１００の光源１１０を発光させ、画像表示パネル１２０に画像を表示させる。本実施形態では、液晶セル１２２による制御に応じて、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｌを透過した光によって左眼用画像が表示され、領域１２０Ｒを透過した光によって右眼用画像が表示される。
【００５５】
図３は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システム１０を分解した様子を模式的に示す図である。図３に示すように、光源１１０が発した光Ｌｌ及び光Ｌｒは画像表示パネル１２０を透過する際に、直線偏光板である視認側偏光板１２３を透過する。このため、左眼用画像を表示する光Ｌｌ及び右眼用画像を表示する光Ｌｒは、直線偏光となって積層位相差フィルム１３０に入射する。
【００５６】
積層位相差フィルム１３０に入射した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、１／２波長板１３１及び１／４波長板１３２をこの順に透過する。光Ｌｌ及び光Ｌｒは、１／２波長板１３１を透過する際に直線偏光の方向が変化し、１／４波長板１３２を透過する際に円偏光に変換される。その後、光Ｌｌ及び光Ｌｒは、パターン位相差フィルム１４０へ入射する。
【００５７】
パターン位相差フィルム１４０においては、左眼用画像を表示する光Ｌｌは第一領域１４０Ａを透過し、右眼用画像を表示する光Ｌｒは第二領域１４０Ｂを透過する。第一領域１４０Ａを透過する際、光Ｌｌは円偏光の向きが反転する。他方、第二領域１４０Ｂを透過する際、光Ｌｒは円偏光の向きを維持する。したがって、ディスプレイ装置１００においては、右眼用画像と左眼用画像とは、互いに向きが逆の円偏光によって表示される。
【００５８】
このようにして表示された画像を、観察者は偏光メガネ２００を装着して視る。
左眼用画像を表示する光Ｌｌ及び右眼用画像を表示する光Ｌｒは、偏光メガネ２００の左眼用レンズ２１０に入射すると、左眼用位相差フィルム２１１を透過する。左眼用位相差フィルム２１１を透過することにより、光Ｌｌ及び光Ｌｒは、偏光状態が円偏光から直線偏光に変化する。ただし、光Ｌｌと光Ｌｒとは、左眼用位相差フィルム２１１に入射する以前の円偏光の向きが逆であるので、左眼用位相差フィルム２１１を透過した後の直線偏光の方向は略９０°異なる。
【００５９】
こうして直線偏光に変化した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、左眼用偏光板２１２に入射する。本実施形態の構成においては、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２の方向は、左眼用画像を表示する光Ｌｌが左眼用位相差フィルム２１１を透過することによって変換される直線偏光の方向と平行である。このため、左眼用画像を表示する光Ｌｌは左眼用偏光板２１２を透過して観察者の左眼で視認されるが、右眼用画像を表示する光Ｌｒは左眼用偏光板２１２で遮断されるので観察者の左眼では視認されない。
【００６０】
他方、左眼用画像を表示する光Ｌｌ及び右眼用画像を表示する光Ｌｒが、偏光メガネ２００の右眼用レンズ２２０に入射すると、右眼用位相差フィルム２２１を透過する。右眼用位相差フィルム２２１を透過することにより、光Ｌｌ及び光Ｌｒは、偏光状態が円偏光から直線偏光に変化する。光Ｌｌと光Ｌｒとは、右眼用位相差フィルム２２１を透過した後の直線偏光の方向が略９０°異なる点では、左眼用レンズ２１０と同様である。ただし、光Ｌｌ及び光Ｌｒはそれぞれ、右眼用位相差フィルム２２１を透過した後の直線偏光の方向と、左眼用位相差フィルム２１１を透過した後の直線偏光の方向とが、略９０°異なる。
【００６１】
こうして直線偏光に変化した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、右眼用偏光板２２２に入射する。本実施形態の構成においては、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２の方向は、右眼用画像を表示する光Ｌｒが右眼用位相差フィルム２２１を透過することによって変換される直線偏光の方向と平行である。このため、右眼用画像を表示する光Ｌｒは右眼用偏光板２２２を透過して観察者の右眼で視認されるが、左眼用画像を表示する光Ｌｌは右眼用偏光板２２２で遮断されるので観察者の右眼では視認されない。
【００６２】
このようにして、左眼用画像を表示する光Ｌｌが左眼のみで視認され、右眼用画像を表示する光Ｌｒが右眼のみで視認される。観察者は、こうして視認された左眼用画像及び右眼用画像を脳内で合成し、立体画像を認識する。
【００６３】
さらに、本実施形態の立体画像表示システム１０によれば、クロストーク及び色味ずれを抑制することが可能である。以下、その仕組みについて、ポアンカレ球を示して説明する。
図４〜図１０は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システム１０において、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。図４〜図１０に示すようなポアンカレ球においては、北極に相当する位置が円偏光を表し、南極に相当する位置がその逆回りの円偏光を表し、赤道に相当する位置が直線偏光を表し、これら以外の位置が楕円偏光を表す。
【００６４】
光源１１０が発した光Ｌｌ及び光Ｌｒが画像表示パネル１２０を透過すると、その光Ｌｌ及び光Ｌｒは図４の点Ｐ１２３で示すように直線偏光となる。視認側偏光板１２３が水平方向に垂直な透過軸Ａ１２３を有するので、この直線偏光の方向も水平方向に垂直である。
【００６５】
この光Ｌｌ及び光Ｌｒは、次に１／２波長板１３１を透過する。１／２波長板１３１を透過する際、光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態は、図４に示す軌跡を描くように変換される。即ち、ポアンカレ球の赤道面（Ｓ１−Ｓ２面）内で経度（軸Ｓ１に対する角度）２θａの軸Ｘａを回転軸として、（Ｒｅ／λ）×３６０°の回転角度で偏光状態が変換される。ここで、Ｒｅは光学素子（ここでは、１／２波長板１３１）の位相差を表し、λは光の波長を表す。これにより、設計波長（例えば、５４６ｎｍ）においては、経度２θａ＋（２θａ−１８０°）の赤道上に偏光状態が移る。このため、光Ｌｌ及び光Ｌｒの直線偏光の方向が変化し、視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３に対して傾斜した方向となる。
【００６６】
ただし、１／２波長板１３１は通常は波長分散性を有するので、設計波長以外の波長においては、１／２波長板１３１を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態が設計どおりの直線偏光とならない場合がありえる。例として、設計波長の光として緑色光、設計波長よりも長波長の光として赤色光、設計波長よりも短波長の光として青色光を挙げて説明する。緑色光は、設計どおりに変換されて、点Ｐ１３１Ｇで示すように直線偏光となる。しかし、赤色光及び青色光は、１／２波長板１３１が波長分散性を有するために、偏光状態において波長分散性が発現し、点Ｐ１３１Ｒ及び点Ｐ１３１Ｂで示すような直線偏光に近い楕円偏光となる。
【００６７】
１／２波長板１３１を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、次に１／４波長板１３２を透過する。１／４波長板１３２を透過する際、光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態は、図５に示す軌跡を描くように変換される。即ち、ポアンカレ球の赤道面内で経度２θｂの軸Ｘｂを回転軸として、（Ｒｅ／λ）×３６０°の回転角度で偏光状態が変換される。本実施形態では、２θａ＋（２θａ−１８０°）＝２θｂ＋９０°を成立させるために、上述したように角度θａと角度θｂとの間に２θａ−１３５°＝θｂが成立するようにしている（図４及び図５参照）。このため、設計波長においては、北極に相当する位置に偏光状態が移る。したがって、光Ｌｌ及び光Ｌｒに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐ１３２Ｇで示すように円偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐ１３２Ｒ及び点Ｐ１３２Ｂで示すように円偏光に近い楕円偏光へと変換される。
【００６８】
１／４波長板１３２を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、次にパターン位相差フィルム１４０を透過する。
このとき、左眼用画像を表示する光Ｌｌは、パターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａを透過する。第一領域１４０Ａは基準方向Ａ０と平行な遅相軸Ａ１４０Ａを有し、略１／２波長の位相差を有するので、光Ｌｌの偏光状態は、図６に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐ１４０Ｇで示すように逆回りの円偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐ１４０Ｒ及び点Ｐ１４０Ｂで示すように逆回りの円偏光に近い楕円偏光へと変換される。
他方、右眼用画像を表示する光Ｌｒは、パターン位相差フィルム１４０の第二領域１４０Ｂを透過する。第二領域１４０Ｂは位相差を有さないので、光Ｌｒの偏光状態は、点Ｐ１３２Ｇ、点Ｐ１３２Ｒ及び点Ｐ１３２Ｂで示した状態から変化しない。
【００６９】
パターン位相差フィルム１４０を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、偏光メガネ２００へ入射する。
光Ｌｌは、偏光メガネ２００の左眼用レンズ２１０へ入射すると、左眼用位相差フィルム２１１を透過する。ここで、左眼用位相差フィルム２１１は基準方向Ａ０に対して略＋１３５°の角度をなす遅相軸Ａ２１１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｌの偏光状態は、図７に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｌ２１１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｌ２１１Ｒ及び点Ｐｌ２１１Ｂで示すように楕円偏光へと変換される。点Ｐｌ２１１Ｇ、点Ｐｌ２１１Ｒ及び点Ｐｌ２１１Ｂで表される光Ｌｌの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向が左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２と平行である。したがって、光Ｌｌは左眼用偏光板２１２を透過し、視認される。
【００７０】
他方、光Ｌｒは、偏光メガネ２００の左眼用レンズ２１０へ入射すると、左眼用位相差フィルム２１１を透過する。ここで、左眼用位相差フィルム２１１は基準方向Ａ０に対して略＋１３５°の角度をなす遅相軸Ａ２１１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｒの偏光状態は、図８に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｒに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｒ２１１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｒ２１１Ｒ及び点Ｐｒ２１１Ｂで示すように直線偏光または直線偏光に近い楕円偏光へと変換される。点Ｐｒ２１１Ｇ、点Ｐｒ２１１Ｒ及び点Ｐｒ２１１Ｂで表される光Ｌｒの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向は左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２と垂直である。したがって、光Ｌｒは左眼用偏光板２１２で吸収されるので、光Ｌｒは左眼用レンズ２１０で遮断される。
【００７１】
同様に、光Ｌｒは、偏光メガネ２００の右眼用レンズ２２０へ入射すると、右眼用位相差フィルム２２１を透過する。ここで、右眼用位相差フィルム２２１は基準方向Ａ０に対して略＋４５°の角度をなす遅相軸Ａ２２１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｒの偏光状態は、図９に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｒに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｒ２２１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｒ２２１Ｒ及び点Ｐｒ２２１Ｂで示すように楕円偏光へと変換される。点Ｐｒ２２１Ｇ、点Ｐｒ２２１Ｒ及び点Ｐｒ２２１Ｂで表される光Ｌｒの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向が右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２と平行である。したがって、光Ｌｒは右眼用偏光板２２２を透過し、視認される。
【００７２】
他方、光Ｌｌは、偏光メガネ２００の右眼用レンズ２２０へ入射すると、右眼用位相差フィルム２２１を透過する。ここで、右眼用位相差フィルム２２１は基準方向Ａ０に対して略＋４５°の角度をなす遅相軸Ａ２２１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｌの偏光状態は、図１０に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｌ２２１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｌ２２１Ｒ及び点Ｐｌ２２１Ｂで示すように直線偏光または直線偏光に近い楕円偏光へと変換される。点Ｐｌ２２１Ｇ、点Ｐｌ２２１Ｒ及び点Ｐｌ２２１Ｂで表される光Ｌｌの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向は右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２と垂直である。したがって、光Ｌｌは右眼用偏光板２２２で吸収されるので、光Ｌｌは右眼用レンズ２２０で遮断される。
【００７３】
本実施形態では、左眼で視認される光Ｌｌは、点Ｐｌ２１１Ｇ、点Ｐｌ２１１Ｒ及び点Ｐｌ２１１Ｂで示すように、波長に応じて偏光状態が分散している（図７参照）。また、右眼で視認される光Ｌｒも、点Ｐｒ２２１Ｇ、点Ｐｒ２２１Ｒ及び点Ｐｒ２２１Ｂで示すように、波長に応じて偏光状態が分散している（図９参照）。しかし、左眼で視認される光Ｌｌの赤色光及び青色光の分散の程度と、右眼で視認される光Ｌｒの赤色光及び青色光の分散の程度は、比較的大きいものの、左右の眼では同程度でありバランスがとれている。したがって、クロストーク及び色味ずれを認識し難くして、クロストーク及び色味ずれを小さくすることができる。さらに、左眼用偏光板２１２で吸収される光Ｌｒの分散の程度と、右眼用偏光板２２２で吸収される光Ｌｌの分散の程度とは、同程度でいずれも小さい（図８及び図１０参照）。したがって、左眼用偏光板２１２及び右眼用偏光板２２２の一方において、左眼用偏光板２１２及び右眼用偏光板２２２の他方で吸収される画像の光漏れを防止できるので、クロストーク及び色味ずれが認識されることを抑制することができる。
【００７４】
次に、上述した第一実施形態との対比のため、参考形態を説明する。図１１は、参考形態に係る立体画像表示システムを分解した様子を模式的に示す図である。
図１１に示すように、参考形態に係る立体画像表示システム２０は、ディスプレイ装置３００と偏光メガネ２００とを備える。偏光メガネ２００は、上述した第一実施形態と同様である。
【００７５】
ディスプレイ装置３００は、積層位相差フィルム１３０の代わりに１／４波長板３３０を備えること以外は、上述した第一実施形態に係るディスプレイ装置１００と同様である。
１／４波長板３３０は、透過光の略１／４波長の位相差を有する。また、１／４波長板３３０の遅相軸Ａ３３０は、基準方向Ａ０に対して＋４５°の角度θｃをなしている。
【００７６】
参考形態に係る立体画像表示システム２０は上述したように構成されているので、使用時には、上述した第一実施形態と同様にディスプレイ装置３００の光源１１０を発光させ、画像表示パネル１２０に画像を表示させる。光源１１０が発した光は画像表示パネル１２０を透過し、直線偏光となって１／４波長板３３０に入射する。１／４波長板３３０に入射した光は、１／４波長板３３０を透過する際に円偏光に変換される。１／４波長板３３０を透過した光は、その後、上述した第一実施形態と同様の要領で、パターン位相差フィルム１４０を透過する。これにより、ディスプレイ装置３００においても、右眼用画像と左眼用画像とは、互いに向きが逆の円偏光によって表示される。このようにして表示された画像を、上述した第一実施形態と同様にして偏光メガネ２００で見ることにより、観察者は、立体画像を認識する。
【００７７】
この参考形態に係る立体画像表示システム２０では、画像を表示する光の偏光状態は、以下のように変化していく。
図１２〜図１７は、参考形態に係る立体画像表示システム２０において、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【００７８】
光源１１０が発した光Ｌｌ及び光Ｌｒが画像表示パネル１２０を透過すると、その光Ｌｌ及び光Ｌｒは、上述した第一実施形態と同様に、図１２の点Ｐ１２３で示すように直線偏光となる。
この光Ｌｌ及び光Ｌｒは、次に１／４波長板３３０を透過する。１／４波長板３３０を透過する際、光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態は、図１２に示す軌跡を描くように変換される。これにより、設計波長においては、北極に相当する位置に偏光状態が移る。このため、１／４波長板３３０を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、円偏光となる。
【００７９】
ただし、１／４波長板３３０は波長分散性を有するので、設計波長以外の波長においては、１／４波長板３３０を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態は設計どおりにならない。上述した第一実施形態と同様に緑色光、赤色光及び青色光を例に挙げて説明する。緑色光は、設計どおりに変換されて、点Ｐ３３０Ｇで示すように円偏光となる。しかし、赤色光及び青色光は、１／４波長板３３０が波長分散性を有するために、点Ｐ３３０Ｒ及び点Ｐ３３０Ｂで示すような円偏光に近い楕円偏光となる。
【００８０】
１／４波長板３３０を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、次にパターン位相差フィルム１４０を透過する。
このとき、左眼用画像を表示する光Ｌｌは、パターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａを透過する。第一領域１４０Ａは基準方向Ａ０と平行な遅相軸Ａ１４０Ａを有し、略１／２波長の位相差を有するので、光Ｌｌの偏光状態は、図１３に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐ３４０Ｇで示すように逆回りの円偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐ３４０Ｒ及び点Ｐ３４０Ｂで示すように逆回りの円偏光に近い楕円偏光へと変換される。
他方、右眼用画像を表示する光Ｌｒは、パターン位相差フィルム１４０の第二領域１４０Ｂを透過する。第二領域１４０Ｂは位相差を有さないので、光Ｌｒの偏光状態は、点Ｐ３３０Ｇ、点Ｐ３３０Ｒ及び点Ｐ３３０Ｂで示した状態から変化しない。
【００８１】
パターン位相差フィルム１４０を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、偏光メガネ２００へ入射する。
光Ｌｌは、偏光メガネ２００の左眼用レンズ２１０へ入射すると、左眼用位相差フィルム２１１を透過する。ここで、左眼用位相差フィルム２１１は基準方向Ａ０に対して略＋１３５°の角度をなす遅相軸Ａ２１１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｌの偏光状態は、図１４に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｌ４１１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｌ４１１Ｒ及び点Ｐｌ４１１Ｂで示すように楕円偏光へと変換される。点Ｐｌ４１１Ｇ、点Ｐｌ４１１Ｒ及び点Ｐｌ４１１Ｂで表される光Ｌｌの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向は左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２と平行である。したがって、光Ｌｌは左眼用偏光板２１２を透過し、視認される。
【００８２】
他方、光Ｌｒは、偏光メガネ２００の左眼用レンズ２１０へ入射すると、左眼用位相差フィルム２１１を透過する。ここで、左眼用位相差フィルム２１１は基準方向Ａ０に対して略＋１３５°の角度をなす遅相軸Ａ２１１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｒの偏光状態は、図１５に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｒに含まれる波長成分は、いずれも点Ｐｒ４１１で示すように、直線偏光へと変換される。この直線偏光の方向は左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２と垂直である。したがって、光Ｌｒは左眼用偏光板２１２で吸収されるので、光Ｌｒは左眼用レンズ２１０で遮断される。
【００８３】
同様に、光Ｌｒは、偏光メガネ２００の右眼用レンズ２２０へ入射すると、右眼用位相差フィルム２２１を透過する。ここで、右眼用位相差フィルム２２１は基準方向Ａ０に対して略＋４５°の角度をなす遅相軸Ａ２２１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｒの偏光状態は、図１６に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｒに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｒ４２１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｒ４２１Ｒ及び点Ｐｒ４２１Ｂで示すように楕円偏光へと変換される。点Ｐｒ４２１Ｇ、点Ｐｒ４２１Ｒ及び点Ｐｒ４２１Ｂで表される光Ｌｒの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向が右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２と平行である。したがって、光Ｌｒは右眼用偏光板２２２を透過し、視認される。
【００８４】
他方、光Ｌｌは、偏光メガネ２００の右眼用レンズ２２０へ入射すると、右眼用位相差フィルム２２１を透過する。ここで、右眼用位相差フィルム２２１は基準方向Ａ０に対して略＋４５°の角度をなす遅相軸Ａ２２１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｌの偏光状態は、図１７に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｌ４２１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｌ４２１Ｒ及び点Ｐｌ４２１Ｂで示すように直線偏光または直線偏光に近い楕円偏光へと変換される。点Ｐｌ４２１Ｇ、点Ｐｌ４２１Ｒ及び点Ｐｌ４２１Ｂで表される光Ｌｌの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向は右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２と垂直である。したがって、光Ｌｌは右眼用偏光板２２２で吸収されるので、光Ｌｌは右眼用レンズ２２０で遮断される。
【００８５】
ここで、本発明の第一実施形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒが左眼用偏光板２１２又は右眼用偏光板２２２に入射する時の偏光状態の分散の程度と、参考形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒがそれぞれ左眼用偏光板２１２又は右眼用偏光板２２２に入射する時の偏光状態の分散の程度とを比べる。
【００８６】
（Ｉ）透過するべき光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散について：
まず、光Ｌｌ及び光Ｌｒが、透過するべき左眼用偏光板２１２又は右眼用偏光板２２２にそれぞれ入射するときの偏光状態の分散について検討する。すなわち、光Ｌｌが左眼用偏光板２１２に入射するとき、並びに、光Ｌｒが右眼用偏光板２２２に入射するときの偏光状態の分散について検討する。
本発明の第一実施形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散の程度は、図７に示す点Ｐｌ２１１Ｒと点Ｐｌ２１１Ｂとの距離及び図９に示す点Ｐｒ２２１Ｒと点Ｐｒ２２１Ｂとの距離により表される。また、参考形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒの視認される時の偏光状態の分散の程度は、図１４に示す点Ｐｌ４１１Ｒと点Ｐｌ４１１Ｂとの距離及び図１６に示す点Ｐｒ４２１Ｒと点Ｐｒ４２１Ｂとの距離により表される。
図７、図９、図１４、及び図１６から分かるように、参考形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒがそれぞれ左眼用偏光板２１２及び右眼用偏光板２２２に入射する時には、本発明の第一実施形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒに比べて、偏光状態の分散の程度が大きくなっており、さらに左右の光Ｌｌ及び光Ｌｒの分散状態もアンバランスである。したがって、参考形態では、左眼用偏光板２１２及び右眼用偏光板２２２において透過するべき光Ｌｌ及び光Ｌｒが一部の波長で減衰され、左眼あるいは右眼で視認される光の一部の波長の光が弱く視認されて色味ずれが生じる傾向がある。ところが、本発明の第一実施形態においては、左右の光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散のバランスが良好であり、また分散の程度も大きすぎないので、色味ずれを小さくできる。
【００８７】
（II）遮断されるべき光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散について：
次に、光Ｌｌ及び光Ｌｒが、遮断されるべき右眼用偏光板２２２又は左眼用偏光板２１２にそれぞれ入射するときの偏光状態の分散について検討する。すなわち、光Ｌｌが右眼用偏光板２２２に入射するとき、並びに、光Ｌｒが左眼用偏光板２１２に入射するときの偏光状態の分散について検討する。
本発明の第一実施形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散の程度は、図１０に示す点Ｐｌ２２１Ｒと点Ｐｌ２２１Ｂとの距離及び図８に示す点Ｐｒ２１１Ｒと点Ｐｒ２１１Ｂとの距離により表される。図８及び図１０から分かるように、光Ｌｌ及び光Ｌｒがそれぞれ右眼用偏光板２２２及び左眼用偏光板２１２に入射する時の偏光状態の分散の程度は同程度である。
他方、参考形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散の程度は、図１７に示す点Ｐｌ４２１Ｒと点Ｐｌ４２１Ｂとの距離及び図１５に示す点Ｐｒ４１１により表される。図１５から分かるように、参考形態に係る光Ｌｒが左眼用偏光板２１２に入射するとき、その偏光状態の分散は無いか非常に小さい。これに対して、図１７から分かるように、参考形態に係る光Ｌｌが右眼用偏光板２２２に入射するとき、その偏光状態の分散の程度は大幅に大きい。
したがって、図８、図１０、図１５、及び図１７から分かるように、参考形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒが右眼用偏光板２２２又は左眼用偏光板２１２に入射する時には、本発明の第一実施形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒに比べて、一方の光Ｌｌの偏光状態の分散の程度が大きくなっており、さらに左右の光Ｌｌ及び光Ｌｒの分散状態もアンバランスである。したがって、参考状態では、左眼用偏光板２１２あるいは右眼用偏光板２２２で遮断されるはずの映像が一方の眼で視認されてクロストークが生じたり、左眼用偏光板２１２あるいは右眼用偏光板２２２で遮断される光の一部の波長の光が視認されて色味ずれが生じたりする傾向がある。ところが、本発明の第一実施形態においては、左右の光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散のバランスが良好であり、また分散の程度も大きすぎないので、クロストーク及び色味ずれを抑制できる。
【００８８】
ここで、前記の式１）及び式２）の意義について説明する。
式１）は、１／４波長板１３２において直線偏光を円偏光に変換するために満たすべき要件を規定した式である。設計波長において、直線偏光が１／４波長板１３２を透過することにより円偏光に変換されるためには、角度θａ及び角度θｂが２θa＋（２θa−１８０°）＝２θb＋９０°を満たすことが求められる（図４及び図５参照）。この式を整理すると、２θａ−１３５°＝θｂになる。すなわち、２θａ−１３５°＝θｂが成立している場合に、１／４波長板１３２は直線偏光を円偏光に変換できる。この際、現実の製品を製造する上では、前記の角度θａ及び角度θｂにはある程度の誤差が許容される。この誤差の範囲を含めて、クロストーク及び色味ずれを抑制する観点から角度θａ及び角度θｂの関係を規定したものが、式１）である。
【００８９】
また、式２）は、１／２波長板１３１を透過することによる直線偏光の方向の変化を規定した式である。１／２波長板１３１を透過した直線偏光の方向は、視認又は遮断されるべき光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散の大きさ（図７〜図１０を参照）に影響する。そこで、前記の偏光状態の分散の大きさを小さくするべく、１／２波長板１３１を透過した直線偏光の方向を適切な範囲に設定できる条件を規定したものが、式２）である。
【００９０】
〔２．第二実施形態〕
本発明に係るディスプレイ装置及び偏光メガネは、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述した以外の構成要素を備えていてもよい。例えば、ディスプレイ装置のパターン位相差フィルムの積層位相差フィルムとは反対側、偏光メガネの左眼用位相差フィルムの左眼用偏光板とは反対側、又は、右眼用位相差フィルムの右眼用偏光板とは反対側に、光学部材を設けてもよい。これらの光学部材は、他の層を介さず直接に設けてもよく、接着層等の他の層を介して間接的に設けてもよい。このような光学部材としては好ましい例を挙げると、ハードコートフィルム、反射防止フィルムなどが挙げられる。以下、図面を用いてその立体画像表示システムの例を示す。
【００９１】
図１８は、本発明の第二実施形態に係る立体画像表示システムを模式的に示す図である。図１８に示すように、本発明の第二実施形態に係る立体画像表示システム３０は、液晶表示装置であるディスプレイ装置４００と、偏光メガネ５００とを備える。
【００９２】
ディスプレイ装置４００は、パターン位相差フィルム１４０の積層位相差フィルム１３０とは反対側に光学部材として光学フィルム４５０を備えること以外は、第一実施形態に係るディスプレイ装置１００と同様である。
また、偏光メガネ５００は、左眼用レンズ５１０の左眼用位相差フィルム２１１の左眼用偏光板２１２とは反対側に光学部材として光学フィルム５１３を備えること、及び、右眼用レンズ５２０の右眼用位相差フィルム２２１の右眼用偏光板２２２とは反対側に光学部材として光学フィルム５２３を備えること以外は、第一実施形態に係る偏光メガネ２００と同様である。
【００９３】
光学フィルム４５０、５１３及び５２３としてハードコートフィルムを用いた場合、パターン位相差フィルム１４０、左眼用レンズ５１０及び右眼用レンズ５２０の傷付きを防止することができる。
また、光学フィルム４５０、５１３及び５２３として反射防止フィルムを用いた場合、当該光学フィルム４５０、５１３及び５２３が設けられた面において外光の反射を防止することができる。
また、光学フィルムは紫外線吸収剤を含んでいてもよいし、紫外線吸収シートを組み合わせた多層フィルムでもよい。
さらに、立体画像表示システム３０においては、第一実施形態と同様の利点が得られる。
【００９４】
〔３．変形例〕
本発明は上述した実施形態に限定されず、更に変更して実施してもよい。
例えば、上述した実施形態において、右眼用レンズと左眼用レンズとを入れ替えて用いてもよい。
例えば、第一実施形態とは逆に、第一領域１４０Ａを透過した光が右眼用画像を表示し、第二領域１４０Ｂを透過した光が左眼用画像を表示するようにしてもよい。このように、第一領域１４０Ａが位相差Ｒｅを有し右眼用画像及び左眼用画像の一方を表示する光を透過させうる領域となり、また、第二領域１４０Ｂが位相差Ｒｅを有さず右眼用画像及び左眼用画像の他方を表示する光を透過させうる領域であれば、第一実施形態と同様に効果を得ることができる。ただし、この際には、偏光メガネの右眼用レンズと左眼用レンズを入れ替えて用いる。
【００９５】
また、例えば、右眼用偏光板及び左眼用偏光板として、一枚の共通した位相差フィルムを用いるようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては各光学素子が別々に設けられた様子を示したが、これらの光学素子は、必要に応じて例えば接着層又は粘着層を用いて、貼り合せるようにしてもよい。
【００９６】
〔４．各構成要素の説明〕
本発明において用いられる各構成要素の例について、以下に説明する。
【００９７】
〔４−１．偏光板〕
光源側偏光板、視認側偏光板、左眼用偏光板及び右眼用偏光板等の偏光板は、例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素若しくは二色性染料を吸着させた後、ホウ酸浴中で一軸延伸することによって製造してもよい。また、例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素もしくは二色性染料を吸着させ延伸し、さらに分子鎖中のポリビニルアルコール単位の一部をポリビニレン単位に変性することによって製造してもよい。さらに、偏光板として、例えば、グリッド偏光板、多層偏光板、コレステリック液晶偏光板などの、偏光を反射光と透過光とに分離する機能を有する偏光板を用いてもよい。これらの中でも、ポリビニルアルコールを含んでなる偏光板が好ましい。
【００９８】
偏光板の偏光度は、好ましくは９８％以上、より好ましくは９９％以上である。
また、偏光板の厚さ（平均厚さ）は、好ましくは５μｍ〜８０μｍである。
【００９９】
〔４−２．積層位相差フィルム〕
本発明の積層位相差フィルムは、１／２波長板と１／４波長板とを備える。これらの１／２波長板及び１／４波長板は、例えば、樹脂により形成された延伸フィルムを用いてもよい。
【０１００】
通常、樹脂はポリマー（重合体）を含む。これらの樹脂が含むポリマーの例を挙げると、鎖状オレフィンポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース系ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、鎖状オレフィンポリマー及びシクロオレフィンポリマーが好ましく、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、シクロオレフィンポリマーが特に好ましい。
【０１０１】
なお、樹脂は、１種類のポリマーを単独で含むものを用いてもよく、２種類以上のポリマーを任意の比率で組み合わせて含むものを用いてもよい。また、樹脂には、本発明の効果を著しく損なわない限り、任意の配合剤を含ませてもよい。好適な樹脂の具体例を挙げると、日本ゼオン社製「ゼオノア１４２０」を挙げることができる。
【０１０２】
さらに、１／２波長板及び１／４波長板としては、単層構造のフィルムを用いてもよく、複層構造のフィルムを用いてもよい。
【０１０３】
ここで、積層位相差フィルムの１／２波長板と１／４波長板とは、同じ材質からなるものを用いることが好ましい。これにより、１／２波長板及び１／４波長板を透過する際に透過光に発現する位相差の波長分散性を適切に制御して、クロストーク及び色味ずれを効果的に抑制することができる。
【０１０４】
好適な位相差フィルムの例を挙げると、市販の長尺の斜め延伸フィルム、長尺の横延伸フィルム、例えば、日本ゼオン社製、製品名「斜め延伸ゼオノアフィルム」や「横延伸ゼオノアフィルム」などを挙げることができる。ここで「長尺」のフィルムとは、フィルムの幅に対して、少なくとも５倍以上の長さを有するものをいい、好ましくは１０倍若しくはそれ以上の長さを有するものをいい、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するものをいう。
【０１０５】
また、積層位相差フィルムは、本発明の効果を著しく損なわない限り、１／２波長板及び１／４波長板以外に任意の層を備えていてもよい。
【０１０６】
〔４−３．位相差フィルム〕
偏光メガネの左眼用位相差フィルム及び右眼用位相差フィルム等の位相差フィルムは、例えば、前記の１／２波長板及び１／４波長板と同様に、樹脂により形成された延伸フィルムを用いてもよい。
【０１０７】
ただし、偏光メガネの左眼用位相差フィルム及び右眼用位相差フィルムは、同じ材質からなるものを用いることが好ましい。これにより、左眼用位相差フィルム及び右眼用位相差フィルムを透過する際に透過光に発現する位相差の波長分散性を同じにして、クロストーク及び色味ずれを効果的に抑制することができる。また、クロストーク及び色味ずれを更に効果的に抑制する観点からは、積層位相差フィルムの１／２波長板、１／４波長板、並びに偏光メガネの左眼用位相差フィルム及び右眼用位相差フィルムとして、同じ材質からなるものを用いることが好ましい。
【０１０８】
〔４−４．第二の位相差フィルム〕
第二の位相差フィルムは、例えば、液晶相を呈することができ且つ紫外線（ＵＶ）等のエネルギー線の照射を受けて硬化しうる材料を用いて基材上に製造したものを用いてもよい。かかる材料を、以下において「液晶層形成用組成物」ということがある。また、かかる材料の、未硬化状態の層又は硬化後の層を、以下において「液晶樹脂層」ということがある。
【０１０９】
第二の位相差フィルムは、例えば、液晶層形成用組成物を基材に塗布して未硬化状態の液晶樹脂層を得て、その液晶樹脂層の一部をある配向状態で硬化させ、他の一部を等方相の配向状態（すなわち、配向していない状態）で硬化させることにより製造してもよい。このような製造方法は、基材として長尺の基材フィルムを用いて行うことが可能であり、基材フィルムを搬送方向にラビングすることで、そのラビング方向と平行（遅相軸が搬送方向と平行）に液晶層形成用組成物が配向し、そのため第二の位相差フィルムを長尺のフィルムとして製造できるので、生産効率の点で優れている。
【０１１０】
具体的には、
ｉ．基材フィルムの一方の表面に、エネルギー線を遮光する遮光部と前記エネルギー線を透光する透光部とを有するマスク層を作製する工程と、
ii．前記基材フィルムの前記マスク層とは反対側の表面に、未硬化状態の液晶樹脂層を設ける工程と、
iii．前記基材フィルムの前記マスク層側から、前記遮光部で遮光されるが前記透光部を透光する波長のエネルギー線を照射して、前記液晶樹脂層の一部の領域を硬化させる第一の硬化工程と、
iv．前記液晶樹脂層の未硬化状態の領域における配向状態を変化させる工程と、
ｖ．前記基材フィルムの前記マスク層とは反対側からエネルギー線を照射して前記液晶樹脂層の未硬化状態の領域を硬化させる第二の硬化工程と
を有する製造方法により製造してもよい。
【０１１１】
これらのようにして製造された第二の位相差フィルムは、通常は基材フィルム及びマスク層を剥がした後で使用される。ただし、適宜、基材フィルム及びマスク層は、剥がさずに使用してもよい。
【０１１２】
上記の第二の位相差フィルムの製造方法において、基材フィルムの材料としては、未硬化状態の液晶樹脂層を硬化させる工程において液晶樹脂層が硬化できる程度に紫外線等のエネルギー線を透過させられる材料を用いうる。通常は、１ｍｍ厚で全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１９９７に準拠して、濁度計（日本電色工業社製、ＮＤＨ−３００Ａ）を用いて測定）が８０％以上である材料が好適である。
【０１１３】
基材フィルムの材料の例を挙げると、１／２波長板及び１／４波長板の材料として挙げた樹脂などが挙げられる。これらの材料は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１１４】
基材フィルムの厚みは、製造時のハンドリング性、材料のコスト、薄型化及び軽量化の観点から、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは６０μｍ以上であり、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。
【０１１５】
基材フィルムは、延伸されていない未延伸フィルムであってもよく、延伸された延伸フィルムであってもよい。また、等方なフィルムであっても、異方性を有するフィルムであってもよい。
【０１１６】
基材フィルムは、一層のみからなる単層構造のフィルムであってもよく、二層以上の層からなる複層構造のフィルムであってもよい。通常は、生産性及びコストの観点から、単層構造のフィルムを用いる。
【０１１７】
基材フィルムは、その片面又は両面に表面処理が施されたものであってもよい。表面処理を施すことにより、基材フィルムの表面に直接形成される他の層との密着性を向上させることができる。表面処理としては、例えば、エネルギー線照射処理や薬品処理などが挙げられる。また、基材フィルムの液晶層形成用組成物を塗布する面に配向膜を有していてもよい。
【０１１８】
マスク層の材料としては、エネルギー線、特に紫外線を遮光することができ、且つパターンの形成が容易なマスク用組成物を適宜選択して用いてもよい。
【０１１９】
通常、マスク用組成物としては、樹脂を用いる。前記の樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロースエステル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ウレタンアクリレート硬化樹脂、エポキシアクリレート硬化樹脂およびポリエステルアクリレート硬化樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種類の樹脂が好ましい。これらの樹脂を含むことにより、紫外線を遮光する材料を高温環境下においても保持し、安定した遮光部を作製することができる。前記の樹脂は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１２０】
マスク用組成物に含まれる樹脂のガラス転移温度は、通常８０℃以上、好ましくは１００℃以上であり、通常４００℃以下、好ましくは３５０℃以下である。ガラス転移温度を８０℃以上にすることによりマスク層の耐熱性を高めることができ、例えば液晶樹脂層の加熱時にマスク層が変形することを防止できる。また、ガラス転移温度を４００℃以下にすることにより、樹脂の溶解性を高めてマスク用組成物の印刷を簡単にできる。印刷前の状態とマスク層を形成した後の状態とで樹脂のガラス転移温度が変化する場合には、マスク層を形成した後の状態においてガラス転移温度が前記の範囲に収まることが好ましい。
【０１２１】
マスク用組成物は、紫外線吸収剤を含むことが好ましい。これによりマスク層の遮光部が紫外線吸収剤を含むことになり、遮光部において紫外線を安定して遮光することができるようになる。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤およびトリアジン系紫外線吸収剤からなる群より選ばれる少なくとも１種類の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。紫外線吸収剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。紫外線吸収剤の使用量は、マスク層中のモノマー、オリゴマー及びポリマー１００重量部に対して、通常５重量部以上、好ましくは８重量部以上、より好ましくは１０重量部以上であり、通常２０重量部以下、好ましくは１８重量部以下、より好ましくは１５重量部以下である。
【０１２２】
マスク用組成物は、さらに、着色剤、金属粒子、溶媒、光重合開始剤、架橋剤、その他の成分を含んでいてもよい。
【０１２３】
マスク用組成物を用いてマスク層を形成する方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ロータリースクリーン印刷法、グラビアオフセット印刷法、インクジェット印刷法、又はこれらの組み合わせである印刷法を好ましく挙げることができる。透光部と遮光部は、例えば、マスク層の厚さが薄い層と厚い層とを形成することにより設けてもよい。
【０１２４】
液晶層形成用組成物としては、液晶化合物を含む組成物を用いうる。前記の液晶化合物としては、例えば、重合性基を有する液晶化合物、側鎖型液晶ポリマー化合物などが挙げられる。重合性基を有する液晶化合物としては、例えば、特開２００２−０３００４２号公報、特開２００４−２０４１９０号公報、特開２００５−２６３７８９号公報、特開２００７−１１９４１５号公報、特開２００７−１８６４３０号公報などに記載された重合性基を有する棒状液晶化合物などが挙げられる。また、側鎖型液晶ポリマー化合物としては、例えば、特開２００３−１７７２４２号公報などに記載の側鎖型液晶ポリマー化合物などが挙げられる。また、好ましい液晶化合物の例を製品名で挙げると、ＢＡＳＦ社製「ＬＣ２４２」等が挙げられる。液晶化合物は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１２５】
液晶層形成用組成物における液晶化合物の屈折率異方性Δｎは、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１０以上であり、好ましくは０．３０以下、より好ましくは０．２５以下である。屈折率異方性Δｎが０．０５未満では所望の光学的機能を得るために液晶樹脂層の厚さが厚くなって配向均一性が低下する可能性があり、また経済コスト的にも不利である。屈折率異方性Δｎが０．３０より大きいと所望の光学的機能を得るために液晶樹脂層の厚さが薄くなり、厚さ精度に対して不利である。また、Δｎが０．３０より大きい場合、液晶樹脂層の紫外線吸収スペクトルの長波長側の吸収端が可視域に及ぶ場合がありえるが、該スペクトルの吸収端が可視域に及んでも所望する光学的性能に悪影響を及ぼさない限り、使用可能である。液晶層形成用組成物が液晶化合物を１種類だけ含む場合には、当該液晶化合物の屈折率異方性を、そのまま液晶層形成用組成物における液晶化合物の屈折率異方性とする。また、液晶層形成用組成物が液晶化合物を２種類以上含む場合には、各液晶化合物それぞれの屈折率異方性Δｎの値と各液晶化合物の含有比率とから求めた屈折率異方性Δｎの値を、液晶層形成用組成物における液晶化合物の屈折率異方性とする。屈折率異方性Δｎの値は、セナルモン法により測定しうる。
【０１２６】
さらに、液晶層形成用組成物は、製造方法や最終的な性能に対して適正な物性を付与するために、液晶化合物以外にその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分の例を挙げると、有機溶媒、界面活性剤、キラル剤、重合開始剤、紫外線吸収剤、架橋剤、酸化防止剤などが挙げられる。これらの成分は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１２７】
有機溶媒のうち好適な例を挙げると、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、およびエーテル類等が挙げられる。これらの中でも、環状ケトン類、環状エーテル類が、液晶化合物を溶解させやすいために好ましい。環状ケトン溶媒としては、例えば、シクロプロパノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等が挙げられ、中でもシクロペンタノンが好ましい。環状エーテル溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン等が挙げられ、中でも１，３−ジオキソランが好ましい。溶媒は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよく、液晶層形成用組成物としての相溶性や粘性、表面張力の観点などから最適化されることが好ましい。
有機溶媒の含有割合は、有機溶媒以外の固形分全量に対する割合として、通常は３０重量％以上９５重量％以下である。
【０１２８】
界面活性剤としては、配向を阻害しないものを適宜選択して使用することが好ましい。好ましい界面活性剤の例を挙げると、疎水基部分にシロキサン及びフッ化アルキル基等を含有するノニオン系界面活性剤などが挙げられる。中でも、１分子中に２個以上の疎水基部分を持つオリゴマーが特に好適である。これらの界面活性剤の例を製品名で挙げると、ＯＭＮＯＶＡ社ＰｏｌｙＦｏｘのＰＦ−１５１Ｎ、ＰＦ−６３６、ＰＦ−６３２０、ＰＦ−６５６、ＰＦ−６５２０、ＰＦ−３３２０、ＰＦ−６５１、ＰＦ−６５２；ネオス社フタージェントのＦＴＸ−２０９Ｆ、ＦＴＸ−２０８Ｇ、ＦＴＸ−２０４Ｄ；セイミケミカル社サーフロンのＫＨ−４０等が挙げられる。界面活性剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１２９】
界面活性剤の配合割合は、液晶層形成用組成物を硬化して得られる液晶樹脂層中における界面活性剤の濃度が０．０５重量％以上３重量％以下となるようにすることが好ましい。界面活性剤の配合割合が０．０５重量％より少ないと空気界面における配向規制力が低下して配向欠陥が生じる可能性がある。逆に３重量％より多い場合には、過剰の界面活性剤が液晶性化合物分子間に入り込み、配向均一性を低下させる可能性がある。
【０１３０】
キラル剤は、重合性化合物であってもよく、非重合性化合物であってもよい。キラル剤としては、通常、分子内にキラルな炭素原子を有し、液晶化合物の配向を乱さない化合物を使用する。キラル剤の例を挙げると、重合性のキラル剤としてはＢＡＳＦ社製「ＬＣ７５６」等が挙げられる。また、例えば、特開平１１−１９３２８７号公報、特開２００３−１３７８８７号公報などに記載されているものも挙げられる。キラル剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。キラル剤は、通常、ツイステッドネマチック相を有する領域を形成する場合に、重合性を有する液晶化合物と併用して用いられる。
【０１３１】
重合開始剤は、例えば熱重合開始剤を用いてもよいが、通常は光重合開始剤を用いる。光重合開始剤としては、例えば、紫外線又は可視光線によってラジカル又は酸を発生させる化合物を使用しうる。光重合開始剤の例を挙げると、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾフェノン、ビアセチル、アセトフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンジルイソブチルエーテル、テトラメチルチウラムモノ（ジ）スルフィド、２，２−アゾビスイソブチロニトリル、２，２−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、メチルベンゾイルフォーメート、２，２−ジエトキシアセトフェノン、β−アイオノン、β−ブロモスチレン、ジアゾアミノベンゼン、α−アミルシンナックアルデヒド、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ジクロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−プロピルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、ジフェニルスルフィド、ビス（２，６−メトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、アントラセンベンゾフェノン、α−クロロアントラキノン、ジフェニルジスルフィド、ヘキサクロルブタジエン、ペンタクロルブタジエン、オクタクロロブテン、１−クロルメチルナフタリン、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］や１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］エタノン１−（ｏ−アセチルオキシム）などのカルバゾールオキシム化合物、（４−メチルフェニル）［４−（２−メチルプロピル）フェニル］ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、３−メチル−２−ブチニルテトラメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニル−（ｐ−フェニルチオフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。重合開始剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。さらに、必要に応じて液晶層形成用組成物に、例えば三級アミン化合物等の光増感剤又は重合促進剤を含ませて、液晶層形成用組成物の硬化性を調整してもよい。光重合効率を向上させるためには、液晶化合物及び光重合開始剤などの平均モル吸光係数を適切に選定することが好ましい。
【０１３２】
紫外線吸収剤としては、例えば、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルベンゾエート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロネート、４−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）−１−（２−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）エチル）−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンなどのヒンダードアミン系紫外線吸収剤；２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなどのベンゾエート系紫外線吸収剤；ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、アクリロニトリル系；などが挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、所望する耐光性を付与するために、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１３３】
紫外線吸収剤の配合割合は、液晶化合物１００重量部に対して、通常０．００１重量部以上、好ましくは０．０１重量部以上であり、通常５重量部以下、好ましくは１重量部以下である。紫外線吸収剤の配合割合が、０．００１重量部未満の場合には紫外線吸収能が不十分となり所望する耐光性を得られない可能性があり、５重量部より多い場合には液晶層形成用組成物を紫外線等の活性エネルギー線で硬化させる際に硬化が不十分となり、液晶樹脂層の機械的強度が低くなったり耐熱性が低くなったりする可能性がある。
【０１３４】
液晶層形成用組成物には、所望する機械的強度に応じて架橋剤を含ませてもよい。架橋剤の例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、２−（２−ビニロキシエトキシ）エチルアクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるイソシアヌレート型イソシアネート、ビウレット型イソシアネート、アダクト型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン等のアルコキシシラン化合物；などが挙げられる。架橋剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、液晶層形成用組成物には架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を含ませ、膜強度や耐久性向上に加えて生産性を向上させるようにしてもよい。
【０１３５】
前記架橋剤の配合割合は、硬化後の液晶樹脂層中における架橋剤の濃度が０．１重量％以上２０重量％以下となるようにすることが好ましい。架橋剤の配合割合が０．１重量％より少ないと架橋密度向上の効果が得られない可能性があり、逆に２０重量％より多いと硬化後の液晶樹脂層の安定性を低下させる可能性がある。
【０１３６】
酸化防止剤としては、例えば、テトラキス（メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）メタン等のフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤などが挙げられる。酸化防止剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。酸化防止剤の配合量は、粘着層の透明性や粘着力が低下しない範囲としうる。
【０１３７】
未硬化状態の液晶樹脂層を設ける場合、通常は、塗布法を用いる。液晶層形成用組成物の塗布方法としては、例えば、リバースグラビアコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法等の方法が挙げられる。液晶層形成用組成物を基材フィルムの表面に塗布することにより、未硬化状態の液晶樹脂層が形成される。
【０１３８】
液晶層形成用組成物は、基材フィルムの表面に直接に塗布してもよいが、基材フィルムの表面に例えば配向膜等を介して間接的に塗布してもよい。配向膜を用いれば、液晶樹脂層において液晶化合物を容易に配向させることができる。
【０１３９】
配向膜は、例えば、セルロース、シランカップリング剤、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、エポキシアクリレート、シラノールオリゴマー、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、ポリオキサゾール、環化ポリイソプレンなどを用いて形成してもよい。これらは１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１４０】
配向膜の厚みは、所望する液晶樹脂層の配向均一性が得られる厚みであればよく、好ましくは０．００１μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上であり、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下である。さらに、例えば、特開平６−２８９３７４号公報、特表２００２−５０７７８２号公報、特許４０２２９８５号公報、特許４２６７０８０号公報、特許４６４７７８２号公報、米国特許５３８９６９８号明細書などに示されるような光配向膜と偏光ＵＶを用いる方法によって、液晶化合物を配向させるようにしてもよい。
【０１４１】
また、上述した配向膜以外の手段によって、液晶化合物を配向させるようにしてもよい。例えば、配向膜を使用せずに基材フィルムの表面を直接ラビングするような配向処理を施してもよい。通常、基材フィルムの搬送方向とラビング方向は平行になる。
前記の配向膜の形成、基材フィルムの表面のラビング等の処理工程は、マスク層形成工程の工程前、工程中及び工程後のいずれの時点で行ってもよいが、未硬化状態の液晶樹脂層を設ける工程の前に行うことが好ましい。
【０１４２】
第二の位相差フィルムの製造方法においては、第一の硬化工程に先立ち、必要に応じて、未硬化状態の液晶樹脂層を設ける工程を行った後で、液晶樹脂層の液晶化合物を配向させる配向工程を行ってもよい。配向工程における具体的な操作としては、例えば、オーブン内で未硬化状態の液晶樹脂層を所定の温度に加熱する操作を挙げることができる。
【０１４３】
配向工程において液晶樹脂層を加熱する温度は、通常４０℃以上、好ましくは５０℃以上であり、通常２００℃以下、好ましくは１４０℃以下である。また、加熱処理における処理時間は、通常１秒以上、好ましくは５秒以上であり、通常３分以下、好ましくは１２０秒以下である。これにより、液晶樹脂層中の液晶化合物が配向しうる。また、液晶層形成用組成物に溶媒が含まれていた場合、前記の加熱によって通常は溶媒が乾燥するので、液晶樹脂層から溶媒が除去される。したがって、配向工程を行うと、通常は液晶樹脂層を乾燥させる乾燥工程も同時に進行する。通常、液晶樹脂層の配向軸はラビング方向と平行となり、配向軸が遅相軸となる。
【０１４４】
必要に応じて配向工程を行った後で、液晶樹脂層の一部の領域を硬化させる第一の硬化工程を行う。第一の硬化工程は、通常、紫外線の照射により行う。紫外線の照射時間、照射量、及びその他の条件は、液晶層形成用組成物の組成及び液晶樹脂層の厚みなどに応じて適切に設定しうる。照射時間は通常０．０１秒から３分の範囲であり、照射量は通常０．０１ｍＪ／ｃｍ２から５０ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。また、紫外線の照射は、例えば窒素及びアルゴン等の不活性ガス中において行ってもよく、空気中で行ってもよい。
【０１４５】
第一の硬化工程の後で、液晶樹脂層の未硬化状態の領域における配向状態を変化させる工程を行う。この工程において、配向状態を変化させる方法としては、例えば、ヒーターにより、液晶樹脂層を、液晶層形成用組成物の透明点（ＮＩ点）以上に加熱してもよい。これにより、液晶化合物分子の配向はランダムになるので、液晶樹脂層の未硬化状態の領域は等方相となる。
【０１４６】
液晶樹脂層の未硬化状態の領域における配向状態を変化させた後で、第二の硬化工程を行う。第二の硬化工程は、紫外線の照射により行ってもよい。紫外線の照射時間、照射量などは、液晶層形成用組成物の組成及び液晶樹脂層の厚みなどに応じて適切に設定しうるが、照射量は通常５０ｍＪ／ｃｍ２から１０，０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。また、紫外線の照射は、例えば窒素及びアルゴン等の不活性ガス中において行ってもよく、空気中で行ってもよい。照射に際して、必要に応じてヒーターによる加熱を継続して、未硬化状態の液晶樹脂層の等方相を維持した状態で照射を行ってもよい。
【０１４７】
さらに、別の製造方法として、第二の位相差フィルムは、
ｉ．基材フィルムの一方の表面に、未硬化状態の液晶樹脂層を設ける工程と、
ii．前記基材フィルムの液晶樹脂層を設けた面と反対側の表面に、ストライプパターンの透光部および遮光部をガラス上に設けたガラスマスクを介して、エネルギー線を照射して、前記液晶樹脂層の一部の領域を硬化させる第一の硬化工程と、
iii．前記液晶樹脂層の未硬化状態の領域における配向状態を変化させる工程と、
iv．前記基材フィルムの液晶樹脂層を設けた面にエネルギー線を照射して前記液晶樹脂層の未硬化状態の領域を硬化させる第２の硬化工程と
を有する製造方法により製造してよい。この製造方法においては、先に説明した製造方法と同様の操作は、先に説明した製造方法と同様の条件で行ってもよい。
【０１４８】
また、第一の硬化工程としては、特開平４−２９９３３２号公報に示した方法を使用してもよい。また、ガラスマスクは、例えば、ガラス表面にクロムスパッタを施し、さらにフォトレジストを塗布し、ストライプ状に露光してフォトレジストを感光させて、洗浄し、クロムをエッチングしたものを用いてもよい。あるいは、例えば感光性乳剤を塗布したＰＥＴフィルムをストライプ状にレーザー描画し、洗浄し、該ＰＥＴフィルムをガラス上に接着層を介して貼り合わせたものを用いてもよい。
さらに、上述した各製造方法では、第二の位相差フィルムが得られる限り、各工程の順番は任意である。
【０１４９】
上述した製造方法によれば、いずれも、遮光部及び透光部により形成されるマスク層又はガラスマスクのマスクパターンを精度よく写し取ったパターンを有する第二の位相差フィルムが製造できる。さらに、当該方法により得られた第二の位相差フィルムにおいては、位相差Ｒｅを有する第一領域と位相差Ｒｅを有さない第二領域との間には、物質的な連続性がある。したがって、領域間の空隙による反射及び散乱等を生じない点で光学的に有利であり、また、領域間の空隙を起点とした破損等を生じない点で機械的強度の点でも有利である。
【０１５０】
第二の位相差フィルムとしての液晶樹脂層の厚みは、液晶層形成用組成物における液晶化合物の屈折率異方性Δｎの値に応じて、第一領域及び第二領域それぞれで所望の位相差Ｒｅが得られるように適切な厚みに設定しうる。通常は、液晶樹脂層の厚みは、０．５μｍ以上５０μｍ以下の範囲である。
【０１５１】
〔４−５．液晶セル〕
液晶セルとしては、任意の表示モードの液晶セルを用いてもよい。例えばＶＡモード、ＴＮモード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モード、ハイブリッドアラインメントネマチック（ＨＡＮ）モード、マルチドメインバーティカルアラインメント（ＭＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、オプティカリーコンペンセイテッドバイリフジエンス（ＯＣＢ）モードなどの表示モードによるものとしてもよい。中でも、ＩＰＳモード、ＶＡモード及びＭＶＡモードのように、通常の使用形態において視認側偏光板の透過軸が水平方向に対して垂直となるものに用いることが好ましい。
【実施例】
【０１５２】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。また、以下の説明において、位相差の測定波長は別に断らない限り５４６ｎｍとした。
【０１５３】
［実施例１〜１８及び比較例１〜１２］
〔シミュレーションの説明〕
市販のシミュレーター（シンテック社製「ＬＣＤマスター」）を用いて、第一実施形態と同様の立体画像表示システムのモデルについてシミュレーションを行った。このモデルにおいては、図１に示すように、ディスプレイ装置１００と偏光メガネ２００とを備える立体画像表示システムを想定した。
【０１５４】
このモデルにおいて、ディスプレイ装置１００は、面状光源１１０、画像表示パネル１２０、積層位相差フィルム１３０及び第二の位相差フィルムとしてのパターン位相差フィルム１４０を備えるようにした。また、これらの画像表示パネル１２０、積層位相差フィルム１３０及びパターン位相差フィルム１４０は、間に空気層を介することなく、互いに接触した状態であるとした。
【０１５５】
画像表示パネル１２０の液晶セル１２２としては、インプレーンスイッチングモードのセルを設定した。
また、図２に示すように、画像表示パネル１２０の光源側偏光板１２１の透過軸は水平方向に平行とし、視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３は水平方向に垂直とした。したがって、想定したモデルにおいては基準方向Ａ０は水平方向に平行となる。
【０１５６】
積層位相差フィルム１３０の１／２波長板１３１としては、日本ゼオン社製の樹脂「ゼオノア」により形成した延伸フィルムを想定した。このゼオノアは、シクロオレフィンポリマーを含む樹脂である。１／２波長板１３１の位相差、並びに遅相軸Ａ１３１が基準方向Ａ０に対してなす角度θａは、表１〜表７の通りにした。
【０１５７】
積層位相差フィルム１３０の１／４波長板１３２としても、日本ゼオン社製の樹脂「ゼオノア」により形成した延伸フィルムを想定した。１／４波長板１３２の位相差、並びに遅相軸Ａ１３２が基準方向Ａ０に対してなす角度θｂは、表１〜表７の通りにした。
【０１５８】
さらに、パターン位相差フィルム１４０としては、液晶化合物としてＢＡＳＦ社製「ＬＣ２４２」を用いて形成したフィルムを想定した。このパターン位相差フィルム１４０では、第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂはいずれも水平方向に平行に延在する帯状の領域であり、その幅（鉛直方向の寸法）はそれぞれ３１１．１μｍとした。また、第一領域１４０Ａの位相差は表１〜表７の通りにした。さらに、遅相軸Ａ１４０Ａが水平方向に対してなす角度θ１４０Ａ（図示せず）は０とし、遅相軸Ａ１４０Ａを水平方向に平行とした。
【０１５９】
偏光メガネ２００は、左眼用レンズ２１０及び右眼用レンズ２２０を備えるようにした。
左眼用レンズ２１０の左眼用位相差フィルム２１１としては、膜厚７９．７２μｍのポリカーボネート製の延伸フィルムを想定した。左眼用位相差フィルム２１１の位相差は１２５ｎｍ、遅相軸Ａ２１１が基準方向Ａ０に対してなす角度θ２１１は１３５°にした。
また、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２が視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直になるように、透過軸Ａ２１２は水平方向に平行とした。
【０１６０】
他方、右眼用レンズ２２０の右眼用位相差フィルム２２１は、遅相軸Ａ２２１の方向以外は左眼用位相差フィルム２１１と同様とした。遅相軸Ａ２２１が基準方向Ａ０に対してなす角度θ２２１は４５°とした。
また、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２が視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直になるように、透過軸Ａ２２２は水平方向に平行とした。
【０１６１】
このようなモデルにおいて、実施例及び比較例ごとに表１〜表７に示すように条件を変更して、以下に説明する方法でクロストーク及び色味ずれを評価した。
【０１６２】
〔クロストークの評価方法〕
前記のシミュレーションにより、偏光メガネ２００の左右のレンズ２１０及び２２０を透過する光のスペクトルが計算される。ここで、透過光スペクトルと比視感度曲線の積算により輝度が計算される。具体的には、
（ａ）左眼用レンズ２１０を透過する、左眼用画像を表示する光Ｌｌ、
（ｂ）左眼用レンズ２１０を透過する、右眼用画像を表示する光Ｌｒ、
（ｃ）右眼用レンズ２２０を透過する、右眼用画像を表示する光Ｌｒ、
（ｄ）右眼用レンズ２２０を透過する、左眼用画像を表示する光Ｌｌ
の輝度が計算される。前記の（ａ）及び（ｃ）の光は、立体画像を適切に視認する観点からレンズ２１０及び２２０を積極的に透過させたい光である。また、前記の（ｂ）及び（ｄ）の光は、漏れ光と呼ばれ、クロストークを抑制する観点から遮断したい光である。
【０１６３】
算出した輝度を用いて、下記の式（Ａ）及び式（Ｂ）により、左眼用レンズのクロストーク率ＣＬ、並びに、右眼用レンズのクロストーク率ＣＲを求める。そして、これらのクロストーク率ＣＬ及びＣＲを用いて、式（Ｃ）により、平均クロストーク率を求める。
式（Ａ）： ＣＬ＝ＲＷＬ輝度／ＬＷＬ輝度 ［％］
式（Ｂ）： ＣＲ＝ＬＷＲ輝度／ＲＷＲ輝度 ［％］
式（Ｃ）： 平均クロストーク率＝（ＣＬ＋ＣＲ）／２
ここで、ＬＷＬ輝度とは、左眼用画像を白表示した時の左眼用レンズを透過する光の輝度を表す。また、ＲＷＬ輝度とは、右眼用画像を白表示した時の左眼用レンズを透過する光の輝度を表す。また、ＬＷＲ輝度とは、左眼用画像を白表示した時の右眼用レンズを透過する光の輝度を表す。さらに、ＲＷＲ輝度とは、右眼用画像を白表示した時の右眼用レンズを透過する光の輝度を表す。
【０１６４】
〔色味ずれの評価方法〕
前記のシミュレーションにより、偏光メガネ２００の左右のレンズ２１０及び２２０を透過する光の色度を求め、左右の色度差ΔＥを算出する。
ここで、色度は、以下のようにして求める。すなわち、シミュレーションにより計算された透過光スペクトルに、人間の目に対応する分光感度（等色関数）を乗じて三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺを求める。求めた三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺの割合から、色度座標の座標値ｘ、ｙを算出する。
【０１６５】
［比較例１３］
シミュレーションにおいて設定したモデルにおいて、１／２波長板１３１を設けなかったこと、並びに、角度θｂを＋４５°にしたこと以外は実施例１と同様にして、クロストーク及び色味ずれを評価した。
【０１６６】
［実施例及び比較例の結果］
実施例及び比較例の結果を、下記の表１〜表７に示す。
【０１６７】
【表１】
【０１６８】
【表２】
【０１６９】
【表３】
【０１７０】
【表４】
【０１７１】
【表５】
【０１７２】
【表６】
【０１７３】
【表７】
【０１７４】
［検討］
比較例１３では、左眼及び右眼の一方でクロストーク率が高く、また、色味ずれを表す色度差ΔＥが大きい。このことから、１／２波長板と１／４波長板とを組み合わせた積層位相差フィルムを用いない場合には、立体画像の視認性が大きく損なわれることが分かる。
【０１７５】
また、比較例１〜４、６及び９では、左眼及び右眼の一方でクロストーク率が高い。さらに、比較例１、２及び４〜１２では、色度差ΔＥが大きい。このことから、１／２波長板と１／４波長板とを組み合わせた積層位相差フィルムを用いた場合でも、クロストーク及び色味ずれを抑制することは容易でないことが分かる。
【０１７６】
これに対し、実施例１〜１８では、いずれも、左眼及び右眼の両方でクロストーク率が小さく、このため左眼と右眼とでクロストーク率の差が小さい。さらに、実施例１〜１８では、いずれも、ΔＥが小さい。このことから、本発明の構成により、クロストークと色味ずれの両方をバランスよく抑制できることが確認された。
【０１７７】
〔実装評価〕
シミュレーションであった実施例２及び比較例１３について、以下の要領で実装評価を行った。
【０１７８】
［実施例１９＝実施例２の実装評価］
画像表示パネル１２０の液晶セル１２２としては、ＶＡモードのディスプレイ装置（ＢｅｎＱ社製Ｖ２４２０Ｈ、パネルはＡＵＯ社製Ｍ２４０ＨＷ０２、２４”Ｆｕｌｌ ＨＤ、画素２７６．８μｍピッチ）を用意し、図２に示すように、画像表示パネル１２０の光源側偏光板１２１の透過軸は水平方向に平行とし、視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３は水平方向に垂直とした。
【０１７９】
［積層位相差フィルム］
積層位相差フィルム１３０の１／２波長板１３１としては、日本ゼオン社製の延伸フィルム「ゼオノア」を用いた。この１／２波長板１３１の位相差は２５０ｎｍであった。また、遅相軸Ａ１３１が基準方向Ａ０に対してなす角度θａを、＋１０２．５°にした。
積層位相差フィルム１３０の１／４波長板１３２としても、日本ゼオン社製の斜め延伸フィルム「ゼオノア」を用いた。この１／４波長板１３２の位相差は１２５ｎｍであった。また、遅相軸Ａ１３２が基準方向Ａ０に対してなす角度θｂを、＋７０°にした。
【０１８０】
［パターン位相差フィルム］
さらに、パターン位相差フィルム１４０としては、液晶化合物としてＢＡＳＦ社製「ＬＣ２４２」を用いてパターンを形成した。このパターン位相差フィルム１４０では、第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂはいずれも水平方向に平行に延在する帯状の領域であり、その幅（鉛直方向の寸法）はそれぞれ２７６．６μｍで、また、第一領域１４０Ａの位相差は２５０ｎｍ、第二領域１４０Ｂの位相差は０ｎｍであった。さらに、遅相軸Ａ１４０Ａが水平方向に対してなす角度を０°とし、遅相軸Ａ１４０Ａを水平方向に平行とした。
【０１８１】
［偏光メガネ］
偏光メガネ２００は、市販のＲｅａｌ．Ｄ社製の偏光メガネを使用した。
左眼用レンズ２１０の左眼用位相差フィルム２１１および右眼用レンズ２２０の右眼用位相差フィルム２２１はポリカーボネート製で、それぞれの位相差は１２５ｎｍであった。また、左眼用位相差フィルムの遅相軸Ａ２１１が基準方向Ａ０に対してなす角度θ２１１は＋１３５°、右眼用位相差フィルムの遅相軸Ａ２２１が基準方向Ａ０に対してなす角度θ２２１は＋４５°であった。さらに、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２および右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２が、視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直になるように、透過軸Ａ２１２及びＡ２２２を水平方向に平行とした。
【０１８２】
［比較例１４＝比較例１３の実装評価］
積層位相差フィルムの代わりに、１／４波長板３３０として日本ゼオン社製の斜め延伸フィルム「ゼオノア」を用いた。この１／４波長板３３０の位相差は１２５ｎｍであった。また、遅相軸Ａ３３０が基準方向Ａ０に対してなす角度θｃを＋４５°にした（図１１参照）。これらの事項以外は、実施例１９の実装評価と同様に配置した。
【０１８３】
［評価結果］
偏光メガネを通して目視評価したところ、実施例１９は、左右の色味ずれが少なく、クロストークが少ない立体画像が観察されたのに対して、比較例１４の場合は、左右の色味ずれが大きく、立体画像もぼんやり観察された。
【符号の説明】
【０１８４】
１０、２０及び３０ 立体画像表示システム
１００ ディスプレイ装置
１１０ 光源
１２０ 画像表示パネル
１２１ 光源側偏光板
１２２ 液晶セル
１２３ 視認側偏光板
１３０ 積層位相差フィルム
１３１ １／２波長板
１３２ １／４波長板
１４０ パターン位相差フィルム
１４０Ａ 第一領域
１４０Ｂ 第二領域
２００ 偏光メガネ
２１０ 左眼用レンズ
２１１ 左眼用位相差フィルム
２１２ 左眼用偏光板
２２０ 右眼用レンズ
２２１ 右眼用位相差フィルム
２２２ 右眼用偏光板
３００ ディスプレイ装置
３３０ １／４波長板
４００ ディスプレイ装置
４５０ 光学フィルム
５００ 偏光メガネ
５１０ 左眼用レンズ
５１３ 光学フィルム
５２０ 右眼用レンズ
５２３ 光学フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層位相差フィルム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（３次元画像）を表示しうる立体画像表示システムにおける表示方式のうち、代表的な方式の一つに、パッシブ方式と呼ばれる方式がある。パッシブ方式の立体画像表示システムでは、通常、ディスプレイ装置の同一画面内に左眼用画像と右眼用画像とを表示させ、これらの画像を専用の偏光メガネを用いて左右の目それぞれに振り分けるようにしている（特許文献１、２等参照）。
【０００３】
また、特許文献３及び４のような技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７０５５７号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６２８１号公報
【特許文献３】特開平１０−６８８１６号公報
【特許文献４】特開２０１０−７２６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パッシブ方式の立体画像表示システムでは、左眼用の画像及び右眼用の画像のそれぞれを、異なる偏光状態で表示させることが求められる。そのような表示を達成するため、パッシブ方式の立体画像表示システムでは、ディスプレイ装置に、２種類以上の異なる位相差（レターデーション）を有する複数種類の領域からなるパターンを有する位相差フィルムが設けられることがある。
【０００６】
ところが、一般に位相差フィルムは波長分散性を有するので、当該位相差フィルムを透過する光に発現する位相差Ｒｅの大きさは波長により異なる。そのため、立体画像表示システムにおいては、クロストークが生じたり、左眼用画像と右眼用画像とで色味が異なったりすることがあった。ここでクロストークとは、左眼用画像が右眼で視認されたり、右眼用画像が左眼で視認されたりする現象を意味する。また、以下の説明において、左眼用画像と右眼用画像とで色味が異なる現象を「色味ずれ」ということがある。
【０００７】
クロストークは、位相差フィルムの波長分散性のために、画像を表示する偏光の偏光状態が波長によって異なることによって、偏光メガネによって遮断されるべき偏光の一部が偏光メガネを透過することにより生じるものと考えられる。また、色味ずれは、同様に位相差フィルムの波長分散性のために、画像を表示する偏光の偏光状態が波長によって異なることにより、偏光メガネを透過するべき偏光の一部が偏光メガネで遮断されることにより生じるものと考えられる。したがって、クロストーク及び色味ずれを抑制するためには、偏光メガネの構成に応じて光学系を制御することが求められる。
【０００８】
図１１は、参考形態に係る立体画像表示システム２０を分解した様子を模式的に示す図である。図１１の図中右側に示すように、この参考形態の偏光メガネ２００は、左眼用位相差フィルム２１１及び左眼用偏光板２１２を備える左眼用レンズ２１０と、右眼用位相差フィルム２２１及び右眼用偏光板２２２を備える右眼用レンズ２２０とを備える。左眼用偏光板２１２及び右眼用偏光板２２２はいずれも直線偏光板である。使用時には、通常、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２及び右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２は、水平方向に平行となるようになっている。また、左眼用位相差フィルム２１１及び右眼用位相差フィルム２２１は、いずれも１／４波長板である。使用時には、左眼用位相差フィルム２１１の遅相軸Ａ２１１は、水平方向に対して＋１３５°の角度をなすようになっている。また、右眼用位相差フィルム２２１の遅相軸Ａ２２１は、水平方向に対して＋４５°の角度をなすようになっている。
【０００９】
前記参考形態で示したタイプの偏光メガネは、近年、広く流通している。そこで、このタイプの偏光メガネを使用した場合に、クロストーク及び色味ずれを改善できる技術の開発が強く求められている。
【００１０】
本発明は上述した課題に鑑みて創案されたもので、クロストーク及び色味ずれを抑制しうる積層位相差フィルム及び立体画像表示システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上述した課題を解決するべく鋭意検討した結果、左眼用レンズを透過する光と右眼用レンズを透過する光の一方が、他方に比べて大きく位相差フィルムの波長分散性の影響を受けることを見出した。このように波長分散性の影響が一方に偏ることが、クロストーク及び色味ずれの原因の一つと考えられる。そこで、本発明者は、位相差フィルムの波長分散性を制御して、左眼用レンズを透過する光と右眼用レンズを透過する光の両方が、位相差フィルムの波長分散性の影響を同じ程度に受けるようにすることにより、クロストーク及び色味ずれを抑制できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の〔１〕〜〔１１〕の通りである。
【００１２】
〔１〕 第一の偏光板を備えて前記第一の偏光板を透過した光により画像を表示しうるディスプレイ装置に設けられる積層位相差フィルムであって、
前記積層位相差フィルムが１／２波長板と１／４波長板とを備え、
前記ディスプレイ装置に前記積層位相差フィルムを設けた場合に、面内方向であって前記第一の偏光板の透過軸に垂直な基準方向に対して前記１／２波長板の遅相軸がなす角度θａ、並びに、前記基準方向に対して前記１／４波長板の遅相軸がなす角度θｂが、式１）及び式２）の関係を満たす、積層位相差フィルム。
式１） ２θａ−１４０°≦θｂ≦２θａ−１３０°
式２） １００°≦θａ≦１０５°
〔２〕 前記１／２波長板及び前記１／４波長板が延伸フィルムである、前記の積層位相差フィルム。
〔３〕 前記積層位相差フィルムの１／２波長板および１／４波長板が同じ材質からなる、前記の積層位相差フィルム。
〔４〕 前記１／２波長板及び前記１／４波長板がシクロオレフィンポリマーを含んでなる、前記の積層位相差フィルム。
〔５〕 ディスプレイ装置と、偏光メガネとを備える立体画像表示システムであって、
前記ディスプレイ装置は、第一の偏光板を備えて前記第一の偏光板を透過した光により左眼用画像及び右眼用画像を表示しうる画像表示パネルと、前記の積層位相差フィルムと、第二の位相差フィルムとをこの順に備え、
前記第二の位相差フィルムは、位相差を有し前記左眼用画像及び右眼用画像の一方を表示する光を透過させうる第一領域と、位相差を有さず前記左眼用画像及び右眼用画像の他方を表示する光を透過させうる第二領域とを有し、
前記偏光メガネは、前記左眼用画像を表示する光を透過させ前記右眼用画像を表示する光を遮断しうる左眼用部材と、前記左眼用画像を表示する光を遮断し前記右眼用画像を表示する光を透過させうる右眼用部材とを備え、
前記左眼用部材は、左眼用位相差フィルムと左眼用偏光板とを備え、
前記右眼用部材は、右眼用位相差フィルムと右眼用偏光板とを備える、立体画像表示システム。
〔６〕 前記第一領域が、略１／２波長の位相差を有する、前記の立体画像表示システム。
〔７〕 前記積層位相差フィルムの１／２波長板及び第二の位相差フィルムの第一領域の位相差が２４０ｎｍ〜２８０ｎｍであり、
前記積層位相差フィルムの１／４波長板、前記左眼用部材の左眼用位相差フィルム、及び、前記右眼用部材の右眼用位相差フィルムの位相差が１２０ｎｍ〜１４０ｎｍである、前記の立体画像表示システム。
〔８〕 前記第二の位相差フィルムの第一領域の遅相軸が前記基準方向と平行である、前記の立体画像表示システム。
〔９〕 前記第一の偏光板の透過軸と、前記左眼用偏光板の透過軸及び右眼用偏光板の透過軸とが垂直である、前記の立体画像表示システム。
〔１０〕 前記第二の位相差フィルムの前記積層位相差フィルムとは反対側、前記左眼用位相差フィルムの前記左眼用偏光板とは反対側、及び、前記右眼用位相差フィルムの前記右眼用偏光板とは反対側に、光学部材を備える、前記の立体画像表示システム。
〔１１〕 前記左眼用位相差フィルムの遅相軸と前記右眼用位相差フィルムの遅相軸とが垂直である、前記の立体画像表示システム。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る積層位相差フィルム及び立体画像表示システムによれば、クロストーク及び色味ずれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムを模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムを分解した様子を模式的に示す図である。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムを分解した様子を模式的に示す図である。
【図４】図４は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、１／２波長板を透過するときの、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図５】図５は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、１／４波長板を透過するときの、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、パターン位相差フィルムの第一領域を透過するときの、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、左眼用位相差フィルムを透過するときの、左眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、左眼用位相差フィルムを透過するときの、右眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、右眼用位相差フィルムを透過するときの、右眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムにおいて、右眼用位相差フィルムを透過するときの、左眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１１】図１１は、参考形態に係る立体画像表示システムを分解した様子を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、１／４波長板を透過するときの、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１３】図１３は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、パターン位相差フィルムの第一領域を透過するときの、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１４】図１４は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、左眼用位相差フィルムを透過するときの、左眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１５】図１５は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、左眼用位相差フィルムを透過するときの、右眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１６】図１６は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、右眼用位相差フィルムを透過するときの、右眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１７】図１７は、参考形態に係る立体画像表示システムにおいて、右眼用位相差フィルムを透過するときの、左眼用画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【図１８】図１８は、本発明の第二実施形態に係る立体画像表示システムを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態及び例示物等を示して本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。
【００１６】
以下の説明において「１／２波長板」、「１／４波長板」及び「偏光板」とは、剛直な部材だけでなく、例えば樹脂フィルムのように可撓性を有する部材も含む。
また、偏光メガネのレンズは、別に断らない限り、必ずしも光を集束又は拡散させうるものでなくてもよい。例えば、平らなフィルムのみからなる光学部材も、ここではレンズと呼ぶ。
【００１７】
また、「位相差」とは、別に断らない限り、面内位相差（面内レターデーション）のことを意味する。フィルムの面内位相差は、（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで表される値である。ここで、ｎｘはフィルムの面内方向であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは前記面内方向であってｎｘの方向に直交する方向の屈折率を表し、ｄはフィルムの膜厚を表す。また、フィルムの面内方向とは、厚み方向に垂直な方向を意味する。
また、「遅相軸」とは、別に断らない限り、面内の遅相軸を意味する。
【００１８】
また、以下の説明において、偏光板の透過軸、位相差フィルムの遅相軸等のような、光学素子の光学軸の角度は、別に断らない限り、厚み方向から見た角度のことを意味する。さらに、光学軸の角度のプラス及びマイナスの向きは、偏光メガネをかけて光源に向かって画像を見る向きにおいて、反時計回りの角度をプラスの角度、時計回りの角度をマイナスの角度として表記する。
【００１９】
また、構成要素の方向が「平行」、「垂直」又は「直交」とは、本発明の効果を損ねない範囲内、例えば±５°の範囲内での誤差を含んでいてもよい。
さらに、以下の実施形態の説明に用いる図面では、粘着層及び接着層は図示していない。
【００２０】
〔１．第一実施形態〕
〔１−１．概要〕
図１は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムを模式的に示す図である。また、図２は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システムを分解した様子を模式的に示す図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システム１０は、液晶表示装置であるディスプレイ装置１００と、偏光メガネ２００とを備える。この立体画像表示システム１０では、ディスプレイ装置１００が左眼用画像及び右眼用画像を表示することによって立体画像を表示しうるようになっている。そして、観察者は偏光メガネ２００を装着してディスプレイ装置１００を見ることにより、表示された立体画像を視認できるようになっている。
【００２２】
ディスプレイ装置１００は、光源１１０と、画像表示パネル１２０と、積層位相差フィルム１３０と、第二の位相差フィルムとしてのパターン位相差フィルム１４０とを、この順に備える。画像表示パネル１２０は、光源１１０に近い順に、光源側偏光板１２１と、液晶セル１２２と、第一の偏光板としての視認側偏光板１２３とを備える。また、積層位相差フィルム１３０は、画像表示パネル１２０に近い順に、１／２波長板１３１と１／４波長板１３２とを備える。
【００２３】
偏光メガネ２００は、左眼用部材である左眼用レンズ２１０と、右眼用部材である右眼用レンズ２２０とを備える。左眼用レンズ２１０は、ディスプレイ装置１００に近い順に、左眼用位相差フィルム２１１及び左眼用偏光板２１２を備える。また、右眼用レンズ２２０は、ディスプレイ装置１００に近い順に、右眼用位相差フィルム２２１及び右眼用偏光板２２２を備える。
【００２４】
以下に説明する実施形態において、ディスプレイ装置１００は、その画面が水平方向に垂直となるように設置されている。したがって、本実施形態では、光源側偏光板１２１、液晶セル１２２、視認側偏光板１２３、１／２波長板１３１、１／４波長板１３２及びパターン位相差フィルム１４０の主面は、いずれも水平方向に垂直となっている。また、偏光メガネ２００は、左眼用位相差フィルム２１１、左眼用偏光板２１２、右眼用位相差フィルム２２１及び右眼用偏光板２２２の主面がいずれも水平方向に垂直となっている。
【００２５】
また、ディスプレイ装置１００の光源側偏光板１２１、液晶セル１２２、視認側偏光板１２３、１／２波長板１３１、１／４波長板１３２及びパターン位相差フィルム１４０、並びに、偏光メガネ２００の左眼用位相差フィルム２１１、左眼用偏光板２１２、右眼用位相差フィルム２２１及び右眼用偏光板２２２の厚み方向は、一致している。そこで、以下、別に断らない限り、「厚み方向」とはこれらの厚み方向のことを意味するものとする。
【００２６】
〔１−２．ディスプレイ装置１００〕
（光源１１０）
光源１１０は、画像表示に使用される光を発する装置である。本実施形態では、面発光可能な光源装置を光源１１０として用いている。このような光源１１０は、例えば、冷陰極管又はＬＥＤ等の発光素子と導光板とを組み合わせることにより構成してもよい。
【００２７】
（画像表示パネル１２０）
画像表示パネル１２０は、直線偏光板である光源側偏光板１２１と、液晶セル１２２と、直線偏光板である視認側偏光板１２３とを備える。光源側偏光板１２１の透過軸と視認側偏光板１２３の透過軸とは垂直となるように設定されている。具体的には、光源側偏光板１２１の透過軸（図示せず。）は水平方向に平行となっていて、視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３は水平方向に垂直（即ち、鉛直方向に平行）となっている（図２参照）。また、液晶セル１２２には液晶材料が封入されていて、画像表示パネル１２０を透過する光の制御を行えるようになっている。本実施形態では、光源１１０から発せられ、光源側偏光板１２１、液晶セル１２２及び視認側偏光板１２３を透過した光によって、左眼用画像及び右眼用画像が表示されうるようになっている。よって、視認側偏光板１２３を透過した直後の時点では、画像を表示する光は直線偏光となっている。
【００２８】
画像表示パネル１２０には、厚み方向から見てそれぞれ異なる位置に、左眼用画像を表示する領域１２０Ｌと右眼用画像を表示する領域１２０Ｒとが設定されている。したがって、この画像表示パネル１２０では、領域１２０Ｌを透過した光によって左眼用画像が表示されうるようになっており、また、領域１２０Ｒを透過した光によって右眼用画像が表示されうるようになっている。本実施形態では、これらの領域１２０Ｌ及び領域１２０Ｒはいずれも水平方向に延在する帯状の領域となっている。また、領域１２０Ｌ及び領域１２０Ｒは幅が一定の領域となっていて、それらの配置は、領域１２０Ｌと領域１２０Ｒとが鉛直方向において交互となるように並んだストライプ状の配置となっている。
【００２９】
（積層位相差フィルム１３０）
積層位相差フィルム１３０は、１／２波長板１３１と１／４波長板１３２とを備える。
【００３０】
１／２波長板１３１は、透過光の略１／２波長の位相差を有するフィルムである。具体的には、１／２波長板１３１の位相差Ｒｅは、通常２４０ｎｍ以上、好ましくは２４５ｎｍ以上、より好ましくは２５０ｎｍ以上であり、通常２８０ｎｍ以下、好ましくは２７５ｎｍ以下、より好ましくは２７０ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。この５４６ｎｍとの波長は、画像表示に用いられる光である可視光の波長範囲の中心値である。また、位相差Ｒｅは、例えば、２次元複屈折評価システム「フォトニックラティス社製；ＷＰＡ−ｍｉｃｒｏ」などで測定することができる。
【００３１】
１／２波長板１３１の遅相軸Ａ１３１は、下記式２）の要件を満たす。
式２） １００°≦θａ≦１０５°
前記の式２）をより詳細に説明すると、角度θａは、通常１００°以上、好ましくは１００．５°以上、より好ましくは１０１．５°以上であり、通常１０５°以下、好ましくは１０４．５°以下、より好ましくは１０３．５°以下である。ここで、θａは、基準方向Ａ０に対して１／２波長板１３１の遅相軸Ａ１３１がなす角度を表す。また、基準方向Ａ０とは、面内方向であって、且つ、画像表示パネル１２０の視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３に垂直な方向を表す。本実施形態では、透過軸Ａ１２３は水平方向に垂直であるので、面内方向であって且つ水平方向に平行な方向が、基準方向Ａ０となる。このような構成により、視認側偏光板１２３を透過した直線偏光の電場の振動方向（以下、適宜「直線偏光の方向」という。）は、１／２波長板１３１を透過することで変化させられるようになっている。
【００３２】
１／２波長板１３１は、通常、その表示領域においては面内で一様な位相差Ｒｅを有する。ここで表示領域とは、画像を表示する光が透過しうる領域のことを意味する。一般に、ディスプレイ装置の画面は外周をフレームに囲まれている。このフレームに囲まれた画面を厚み方向において１／２波長板１３１に投影した領域が、通常は１／２波長板１３１の表示領域である。また、１／２波長板１３１において、少なくとも画像を表示する光が透過する領域で前記の式２）が満たされていれば、その他の領域の遅相軸については任意である。本実施形態では、１／２波長板１３１の全体が一様な位相差Ｒｅを有している。したがって、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｒを透過した光及び領域１２０Ｌを透過した光のいずれも、１／２波長板１３１を透過すれば一様な位相差Ｒｅが与えられるようになっている。
【００３３】
位相差Ｒｅが一様であるとは、画質を低下させない程度に位相差Ｒｅのバラツキが小さいことを意味する。位相差Ｒｅのバラツキは、面内方向において位相差Ｒｅを測定したときの、その測定値の最大値と最小値との差である。具体的には、測定波長５５０ｎｍにおける位相差Ｒｅのバラツキが、通常１０ｎｍ以内、好ましくは５ｎｍ以内、さらに好ましくは２ｎｍ以内であれば、位相差Ｒｅが一様である。
【００３４】
１／４波長板１３２は、透過光の略１／４波長の位相差を有するフィルムである。具体的には、１／４波長板１３２の位相差Ｒｅは、通常１２０ｎｍ以上、好ましくは１２２ｎｍ以上、より好ましくは１２３ｎｍ以上であり、通常１４０ｎｍ以下、好ましくは１３８ｎｍ以下、より好ましくは１３７ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。
【００３５】
１／４波長板１３２の遅相軸Ａ１３２は、下記式１）の要件を満たす。
式１） ２θａ−１４０°≦θｂ≦２θａ−１３０°
ここで、θｂは、基準方向Ａ０に対して１／４波長板１３２の遅相軸Ａ１３２がなす角度を表す。前記式２）をより詳細に説明すると、角度θｂは、通常２θａ−１４０°以上、好ましくは２θａ−１３８°以上であり、通常２θａ−１３０°以下、好ましくは２θａ−１３２°以下である。中でも、２θａ−１３５°＝θｂとなることが特に好ましい。本実施形態でも２θａ−１３５°＝θｂが成立しているものとして説明する。
【００３６】
このような構成により、１／２波長板１３１を透過した直線偏光は、１／４波長板１３２を透過することにより円偏光に変換されるようになっている。また、ディスプレイ装置１００に積層位相差フィルム１３０を設けた場合に、角度θａ及び角度θｂが式１）及び式２）の関係を満たすことにより、立体画像表示システム１０においてクロストーク及び色味ずれを抑制することができるようになっている。
【００３７】
１／４波長板１３２は、通常、１／２波長板１３１と同様に、その表示領域においては面内で一様な位相差Ｒｅを有する。１／４波長板１３２の表示領域とは、１／２波長板１３１の表示領域と同様に定義される領域であり、通常、ディスプレイ装置１００のフレームに囲まれた画面を厚み方向において１／４波長板１３２に投影した領域が該当する。また、１／４波長板１３２において、少なくとも画像を表示する光が透過する領域で前記の式１）が満たされていれば、その他の領域の遅相軸については任意である。本実施形態では、１／４波長板１３２の全体が一様な位相差Ｒｅを有している。したがって、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｒを透過した光及び領域１２０Ｌを透過した光のいずれも、１／４波長板１３２を透過すれば一様な位相差Ｒｅが与えられるようになっている。
【００３８】
（パターン位相差フィルム１４０）
パターン位相差フィルム１４０は、その表示領域に、第一領域（異方性領域）１４０Ａと第二領域（等方性領域）１４０Ｂとを有する。第一領域１４０Ａは、位相差Ｒｅを有し、左眼用画像及び右眼用画像の一方を表示する光を透過させうる領域である。また、第二領域１４０Ｂは、位相差Ｒｅを有さず、左眼用画像及び右眼用画像の他方を表示する光を透過させうる領域である。本実施形態では、第一領域１４０Ａは左眼用画像を表示する光を透過させうる領域となっており、第二領域１４０Ｂは右眼用画像を表示する光を透過させうる領域となっている。ここで、パターン位相差フィルム１４０の表示領域とは、１／２波長板１３１の表示領域と同様に定義される領域であり、通常、ディスプレイ装置のフレームに囲まれた画面を厚み方向においてパターン位相差フィルム１４０に投影した領域が該当する。
【００３９】
パターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａが有する位相差Ｒｅの大きさは、透過光の略１／２波長である。すなわち、第一領域１４０Ａは、１／２波長板として機能しうる領域となっている。具体的には、第一領域１４０Ａの位相差Ｒｅは、通常２４０ｎｍ以上、好ましくは２４５ｎｍ以上、より好ましくは２５０ｎｍ以上であり、通常２８０ｎｍ以下、好ましくは２７５ｎｍ以下、より好ましくは２７０ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。
【００４０】
また、第一領域１４０Ａの遅相軸Ａ１４０Ａは、通常は基準方向Ａ０である水平方向に平行であり、したがって視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直になる。このような構成においては、第一領域１４０Ａに厚み方向から入射する円偏光は、第一領域１４０Ａを透過する際に円偏光の向きが実質的に逆向きに変換されるようになっている。
【００４１】
他方、パターン位相差フィルム１４０の第二領域１４０Ｂは位相差Ｒｅを有さない。ここで位相差Ｒｅを有さないとは、位相差がゼロである場合だけでなく、実質的に画質を低下させない程度に小さい位相差Ｒｅを有することも含む。具体的な位相差Ｒｅの範囲を挙げると、測定波長５４６ｎｍにおいて、位相差Ｒｅが、通常０〜６５ｎｍ、好ましくは０〜３０ｎｍ、より好ましくは０〜１０ｎｍの範囲である場合に、第二領域１４０Ｂは位相差Ｒｅを有さない。
【００４２】
このような構成においては、第二領域１４０Ｂに厚み方向から入射する円偏光は、第二領域１４０Ｂを透過する際に円偏光の向きを実質的に維持しうるようになっている。ここで円偏光の向きを実質的に維持する、とは、クロストーク及び色味ずれを抑制できる範囲で円偏光の向きが変化しないことを意味する。
【００４３】
パターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂは、パターン位相差フィルム１４０の、厚み方向から見てそれぞれ異なる位置に設けられている。これらの第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂは、いずれも帯状の領域となっていて、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｒ及び領域１２０Ｌに合わせてパターン化されている。ここでパターン化とは、ある一定の周期で繰り返される態様を意味する。
【００４４】
本実施形態では、第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂは、それぞれ水平方向に延在する幅が一定の領域であり、それらの配置は、第一領域１４０Ａと第二領域１４０Ｂとが鉛直方向において交互となるように並んだストライプ状の配置となっている。また、厚み方向から見ると、第一領域１４０Ａは画像表示パネル１２０の領域１２０Ｌに重なり、第二領域１４０Ｂは画像表示パネル１２０の領域１２０Ｒに重なる位置に設けられていて、液晶表示パネル１２０の領域１２０Ｌ及び領域１２０Ｒが、それぞれパターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂに対応している。
【００４５】
したがって、ディスプレイ装置１００においては、光源１１０から発せられ、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｌ、積層位相差フィルム１３０、及び、パターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａを透過した光によって、左眼用画像を表示しうるようになっている。また、光源１１０から発せられ、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｒ、積層位相差フィルム１３０、及び、パターン位相差フィルム１４０の第二領域１４０Ｂを透過した光によって、右眼用画像を表示しうるようになっている。さらに、左眼用画像を表示する光及び右眼用画像を表示する光は、ディスプレイ装置１００から出ると、いずれも円偏光となっている点では同様であるが、その円偏光の向きは逆向きとなっている。円偏光なので、偏光メガネをかけている観察者が頭を傾けた場合や、画面中心よりずれた方向から見た場合にも、良好な立体映像を見ることができる。
【００４６】
〔１−３．偏光メガネ２００〕
（左眼用レンズ２１０）
左眼用レンズ２１０は、左眼用画像を表示する光を透過させうる部材であり、また、右眼用画像を表示する光を遮断しうる部材である。この左眼用レンズ２１０は、左眼用位相差フィルム２１１と、直線偏光板である左眼用偏光板２１２を備える。
【００４７】
左眼用レンズ２１０の左眼用位相差フィルム２１１が有する位相差Ｒｅの大きさは、透過光の略１／４波長である。すなわち、左眼用位相差フィルム２１１は、１／４波長板として機能しうるようになっている。具体的には、左眼用位相差フィルム２１１の位相差Ｒｅは、通常１２０ｎｍ以上、好ましくは１２２ｎｍ以上、より好ましくは１２３ｎｍ以上であり、通常１４０ｎｍ以下、好ましくは１３８ｎｍ以下、より好ましくは１３７ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。
【００４８】
また、通常、左眼用位相差フィルム２１１の遅相軸Ａ２１１は、基準方向Ａ０に対して略１３５°の角度θ２１１をなす。ここで略１３５°とは、通常は１３５°±５°のことを意味する。このような構成により、ディスプレイ装置１００から発せられた画像を表示する光の偏光状態は、左眼用位相差フィルム２１１を透過することにより、円偏光から直線偏光へと変換されうるようになっている。
【００４９】
左眼用レンズ２１０の左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２は、通常、左眼用位相差フィルム２１１の遅相軸Ａ２１１と、略４５°の角度をなす。また、使用時においては、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２は、通常、ディスプレイ装置１００の視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直である。本実施形態では、左眼用位相差フィルム２１１の遅相軸Ａ２１１は水平方向に対して＋１３５°の角度をなし、また、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２は水平方向に平行である。このような構成により、左眼用画像を表示する光が左眼用位相差フィルム２１１を透過することによって変換される直線偏光の方向と、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２の方向とが平行となって、左眼用画像が観察者の左眼に到達するようになっている。
【００５０】
（右眼用レンズ２２０）
右眼用レンズ２２０は、右眼用画像を表示する光を透過させうるレンズであり、また、左眼用画像を表示する光を遮断しうるレンズである。この右眼用レンズ２２０は、右眼用位相差フィルム２２１と、直線偏光板である右眼用偏光板２２２を備える。
【００５１】
右眼用レンズ２２０の右眼用位相差フィルム２２１が有する位相差Ｒｅの大きさは、透過光の略１／４波長である。すなわち、右眼用位相差フィルム２２１は、１／４波長板として機能しうるようになっている。具体的には、右眼用位相差フィルム２２１の位相差Ｒｅは、通常１２０ｎｍ以上、好ましくは１２２ｎｍ以上、より好ましくは１２３ｎｍ以上であり、通常１４０ｎｍ以下、好ましくは１３８ｎｍ以下、より好ましくは１３７ｎｍ以下である。ここで、位相差Ｒｅの測定波長は５４６ｎｍとする。また、左眼用位相差フィルム２１１と右眼用位相差フィルム２２１の位相差Ｒｅは、同じになっていることが好ましい。
【００５２】
また、通常、右眼用位相差フィルム２２１の遅相軸Ａ２２１は、基準方向Ａ０に対して略４５°の角度θ２２１をなす。ここで略４５°とは、通常は４５°±５°のことを意味する。このような構成により、ディスプレイ装置１００から発せられた画像を表示する光の偏光状態は、右眼用位相差フィルム２２１を透過することにより、円偏光から直線偏光へと変換されうるようになっている。さらに、このような構成では、左眼用位相差フィルム２１１の遅相軸Ａ２１１と右眼用位相差フィルム２２１の遅相軸Ａ２２１とは垂直となる。このため、ある円偏光が左眼用位相差フィルム２１１を透過した場合と右眼用位相差フィルム２２１を透過した場合とでは、透過後の直線偏光の方向が略９０°異なるようになっている。
【００５３】
右眼用レンズ２２０の右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２は、通常、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２と平行である。したがって、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２は、右眼用位相差フィルム２２１の遅相軸Ａ２２１と略１３５°の角度をなす。また、使用時においては、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２は、通常、ディスプレイ装置１００の視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直である。本実施形態では、右眼用位相差フィルム２２１の遅相軸Ａ２２１は水平方向に対して＋４５°の角度をなし、また、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２は水平方向に平行である。このような構成により、右眼用画像を表示する光が右眼用位相差フィルム２２１を透過することによって変換される直線偏光の方向と、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２の方向とが平行となって、右眼用画像が観察者の右眼に到達するようになっている。
【００５４】
〔１−４．使用方法〕
本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システム１０は上述したように構成されているので、使用時には、ディスプレイ装置１００の光源１１０を発光させ、画像表示パネル１２０に画像を表示させる。本実施形態では、液晶セル１２２による制御に応じて、画像表示パネル１２０の領域１２０Ｌを透過した光によって左眼用画像が表示され、領域１２０Ｒを透過した光によって右眼用画像が表示される。
【００５５】
図３は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システム１０を分解した様子を模式的に示す図である。図３に示すように、光源１１０が発した光Ｌｌ及び光Ｌｒは画像表示パネル１２０を透過する際に、直線偏光板である視認側偏光板１２３を透過する。このため、左眼用画像を表示する光Ｌｌ及び右眼用画像を表示する光Ｌｒは、直線偏光となって積層位相差フィルム１３０に入射する。
【００５６】
積層位相差フィルム１３０に入射した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、１／２波長板１３１及び１／４波長板１３２をこの順に透過する。光Ｌｌ及び光Ｌｒは、１／２波長板１３１を透過する際に直線偏光の方向が変化し、１／４波長板１３２を透過する際に円偏光に変換される。その後、光Ｌｌ及び光Ｌｒは、パターン位相差フィルム１４０へ入射する。
【００５７】
パターン位相差フィルム１４０においては、左眼用画像を表示する光Ｌｌは第一領域１４０Ａを透過し、右眼用画像を表示する光Ｌｒは第二領域１４０Ｂを透過する。第一領域１４０Ａを透過する際、光Ｌｌは円偏光の向きが反転する。他方、第二領域１４０Ｂを透過する際、光Ｌｒは円偏光の向きを維持する。したがって、ディスプレイ装置１００においては、右眼用画像と左眼用画像とは、互いに向きが逆の円偏光によって表示される。
【００５８】
このようにして表示された画像を、観察者は偏光メガネ２００を装着して視る。
左眼用画像を表示する光Ｌｌ及び右眼用画像を表示する光Ｌｒは、偏光メガネ２００の左眼用レンズ２１０に入射すると、左眼用位相差フィルム２１１を透過する。左眼用位相差フィルム２１１を透過することにより、光Ｌｌ及び光Ｌｒは、偏光状態が円偏光から直線偏光に変化する。ただし、光Ｌｌと光Ｌｒとは、左眼用位相差フィルム２１１に入射する以前の円偏光の向きが逆であるので、左眼用位相差フィルム２１１を透過した後の直線偏光の方向は略９０°異なる。
【００５９】
こうして直線偏光に変化した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、左眼用偏光板２１２に入射する。本実施形態の構成においては、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２の方向は、左眼用画像を表示する光Ｌｌが左眼用位相差フィルム２１１を透過することによって変換される直線偏光の方向と平行である。このため、左眼用画像を表示する光Ｌｌは左眼用偏光板２１２を透過して観察者の左眼で視認されるが、右眼用画像を表示する光Ｌｒは左眼用偏光板２１２で遮断されるので観察者の左眼では視認されない。
【００６０】
他方、左眼用画像を表示する光Ｌｌ及び右眼用画像を表示する光Ｌｒが、偏光メガネ２００の右眼用レンズ２２０に入射すると、右眼用位相差フィルム２２１を透過する。右眼用位相差フィルム２２１を透過することにより、光Ｌｌ及び光Ｌｒは、偏光状態が円偏光から直線偏光に変化する。光Ｌｌと光Ｌｒとは、右眼用位相差フィルム２２１を透過した後の直線偏光の方向が略９０°異なる点では、左眼用レンズ２１０と同様である。ただし、光Ｌｌ及び光Ｌｒはそれぞれ、右眼用位相差フィルム２２１を透過した後の直線偏光の方向と、左眼用位相差フィルム２１１を透過した後の直線偏光の方向とが、略９０°異なる。
【００６１】
こうして直線偏光に変化した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、右眼用偏光板２２２に入射する。本実施形態の構成においては、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２の方向は、右眼用画像を表示する光Ｌｒが右眼用位相差フィルム２２１を透過することによって変換される直線偏光の方向と平行である。このため、右眼用画像を表示する光Ｌｒは右眼用偏光板２２２を透過して観察者の右眼で視認されるが、左眼用画像を表示する光Ｌｌは右眼用偏光板２２２で遮断されるので観察者の右眼では視認されない。
【００６２】
このようにして、左眼用画像を表示する光Ｌｌが左眼のみで視認され、右眼用画像を表示する光Ｌｒが右眼のみで視認される。観察者は、こうして視認された左眼用画像及び右眼用画像を脳内で合成し、立体画像を認識する。
【００６３】
さらに、本実施形態の立体画像表示システム１０によれば、クロストーク及び色味ずれを抑制することが可能である。以下、その仕組みについて、ポアンカレ球を示して説明する。
図４〜図１０は、本発明の第一実施形態に係る立体画像表示システム１０において、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。図４〜図１０に示すようなポアンカレ球においては、北極に相当する位置が円偏光を表し、南極に相当する位置がその逆回りの円偏光を表し、赤道に相当する位置が直線偏光を表し、これら以外の位置が楕円偏光を表す。
【００６４】
光源１１０が発した光Ｌｌ及び光Ｌｒが画像表示パネル１２０を透過すると、その光Ｌｌ及び光Ｌｒは図４の点Ｐ１２３で示すように直線偏光となる。視認側偏光板１２３が水平方向に垂直な透過軸Ａ１２３を有するので、この直線偏光の方向も水平方向に垂直である。
【００６５】
この光Ｌｌ及び光Ｌｒは、次に１／２波長板１３１を透過する。１／２波長板１３１を透過する際、光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態は、図４に示す軌跡を描くように変換される。即ち、ポアンカレ球の赤道面（Ｓ１−Ｓ２面）内で経度（軸Ｓ１に対する角度）２θａの軸Ｘａを回転軸として、（Ｒｅ／λ）×３６０°の回転角度で偏光状態が変換される。ここで、Ｒｅは光学素子（ここでは、１／２波長板１３１）の位相差を表し、λは光の波長を表す。これにより、設計波長（例えば、５４６ｎｍ）においては、経度２θａ＋（２θａ−１８０°）の赤道上に偏光状態が移る。このため、光Ｌｌ及び光Ｌｒの直線偏光の方向が変化し、視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３に対して傾斜した方向となる。
【００６６】
ただし、１／２波長板１３１は通常は波長分散性を有するので、設計波長以外の波長においては、１／２波長板１３１を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態が設計どおりの直線偏光とならない場合がありえる。例として、設計波長の光として緑色光、設計波長よりも長波長の光として赤色光、設計波長よりも短波長の光として青色光を挙げて説明する。緑色光は、設計どおりに変換されて、点Ｐ１３１Ｇで示すように直線偏光となる。しかし、赤色光及び青色光は、１／２波長板１３１が波長分散性を有するために、偏光状態において波長分散性が発現し、点Ｐ１３１Ｒ及び点Ｐ１３１Ｂで示すような直線偏光に近い楕円偏光となる。
【００６７】
１／２波長板１３１を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、次に１／４波長板１３２を透過する。１／４波長板１３２を透過する際、光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態は、図５に示す軌跡を描くように変換される。即ち、ポアンカレ球の赤道面内で経度２θｂの軸Ｘｂを回転軸として、（Ｒｅ／λ）×３６０°の回転角度で偏光状態が変換される。本実施形態では、２θａ＋（２θａ−１８０°）＝２θｂ＋９０°を成立させるために、上述したように角度θａと角度θｂとの間に２θａ−１３５°＝θｂが成立するようにしている（図４及び図５参照）。このため、設計波長においては、北極に相当する位置に偏光状態が移る。したがって、光Ｌｌ及び光Ｌｒに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐ１３２Ｇで示すように円偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐ１３２Ｒ及び点Ｐ１３２Ｂで示すように円偏光に近い楕円偏光へと変換される。
【００６８】
１／４波長板１３２を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、次にパターン位相差フィルム１４０を透過する。
このとき、左眼用画像を表示する光Ｌｌは、パターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａを透過する。第一領域１４０Ａは基準方向Ａ０と平行な遅相軸Ａ１４０Ａを有し、略１／２波長の位相差を有するので、光Ｌｌの偏光状態は、図６に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐ１４０Ｇで示すように逆回りの円偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐ１４０Ｒ及び点Ｐ１４０Ｂで示すように逆回りの円偏光に近い楕円偏光へと変換される。
他方、右眼用画像を表示する光Ｌｒは、パターン位相差フィルム１４０の第二領域１４０Ｂを透過する。第二領域１４０Ｂは位相差を有さないので、光Ｌｒの偏光状態は、点Ｐ１３２Ｇ、点Ｐ１３２Ｒ及び点Ｐ１３２Ｂで示した状態から変化しない。
【００６９】
パターン位相差フィルム１４０を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、偏光メガネ２００へ入射する。
光Ｌｌは、偏光メガネ２００の左眼用レンズ２１０へ入射すると、左眼用位相差フィルム２１１を透過する。ここで、左眼用位相差フィルム２１１は基準方向Ａ０に対して略＋１３５°の角度をなす遅相軸Ａ２１１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｌの偏光状態は、図７に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｌ２１１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｌ２１１Ｒ及び点Ｐｌ２１１Ｂで示すように楕円偏光へと変換される。点Ｐｌ２１１Ｇ、点Ｐｌ２１１Ｒ及び点Ｐｌ２１１Ｂで表される光Ｌｌの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向が左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２と平行である。したがって、光Ｌｌは左眼用偏光板２１２を透過し、視認される。
【００７０】
他方、光Ｌｒは、偏光メガネ２００の左眼用レンズ２１０へ入射すると、左眼用位相差フィルム２１１を透過する。ここで、左眼用位相差フィルム２１１は基準方向Ａ０に対して略＋１３５°の角度をなす遅相軸Ａ２１１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｒの偏光状態は、図８に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｒに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｒ２１１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｒ２１１Ｒ及び点Ｐｒ２１１Ｂで示すように直線偏光または直線偏光に近い楕円偏光へと変換される。点Ｐｒ２１１Ｇ、点Ｐｒ２１１Ｒ及び点Ｐｒ２１１Ｂで表される光Ｌｒの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向は左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２と垂直である。したがって、光Ｌｒは左眼用偏光板２１２で吸収されるので、光Ｌｒは左眼用レンズ２１０で遮断される。
【００７１】
同様に、光Ｌｒは、偏光メガネ２００の右眼用レンズ２２０へ入射すると、右眼用位相差フィルム２２１を透過する。ここで、右眼用位相差フィルム２２１は基準方向Ａ０に対して略＋４５°の角度をなす遅相軸Ａ２２１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｒの偏光状態は、図９に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｒに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｒ２２１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｒ２２１Ｒ及び点Ｐｒ２２１Ｂで示すように楕円偏光へと変換される。点Ｐｒ２２１Ｇ、点Ｐｒ２２１Ｒ及び点Ｐｒ２２１Ｂで表される光Ｌｒの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向が右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２と平行である。したがって、光Ｌｒは右眼用偏光板２２２を透過し、視認される。
【００７２】
他方、光Ｌｌは、偏光メガネ２００の右眼用レンズ２２０へ入射すると、右眼用位相差フィルム２２１を透過する。ここで、右眼用位相差フィルム２２１は基準方向Ａ０に対して略＋４５°の角度をなす遅相軸Ａ２２１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｌの偏光状態は、図１０に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｌ２２１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｌ２２１Ｒ及び点Ｐｌ２２１Ｂで示すように直線偏光または直線偏光に近い楕円偏光へと変換される。点Ｐｌ２２１Ｇ、点Ｐｌ２２１Ｒ及び点Ｐｌ２２１Ｂで表される光Ｌｌの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向は右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２と垂直である。したがって、光Ｌｌは右眼用偏光板２２２で吸収されるので、光Ｌｌは右眼用レンズ２２０で遮断される。
【００７３】
本実施形態では、左眼で視認される光Ｌｌは、点Ｐｌ２１１Ｇ、点Ｐｌ２１１Ｒ及び点Ｐｌ２１１Ｂで示すように、波長に応じて偏光状態が分散している（図７参照）。また、右眼で視認される光Ｌｒも、点Ｐｒ２２１Ｇ、点Ｐｒ２２１Ｒ及び点Ｐｒ２２１Ｂで示すように、波長に応じて偏光状態が分散している（図９参照）。しかし、左眼で視認される光Ｌｌの赤色光及び青色光の分散の程度と、右眼で視認される光Ｌｒの赤色光及び青色光の分散の程度は、比較的大きいものの、左右の眼では同程度でありバランスがとれている。したがって、クロストーク及び色味ずれを認識し難くして、クロストーク及び色味ずれを小さくすることができる。さらに、左眼用偏光板２１２で吸収される光Ｌｒの分散の程度と、右眼用偏光板２２２で吸収される光Ｌｌの分散の程度とは、同程度でいずれも小さい（図８及び図１０参照）。したがって、左眼用偏光板２１２及び右眼用偏光板２２２の一方において、左眼用偏光板２１２及び右眼用偏光板２２２の他方で吸収される画像の光漏れを防止できるので、クロストーク及び色味ずれが認識されることを抑制することができる。
【００７４】
次に、上述した第一実施形態との対比のため、参考形態を説明する。図１１は、参考形態に係る立体画像表示システムを分解した様子を模式的に示す図である。
図１１に示すように、参考形態に係る立体画像表示システム２０は、ディスプレイ装置３００と偏光メガネ２００とを備える。偏光メガネ２００は、上述した第一実施形態と同様である。
【００７５】
ディスプレイ装置３００は、積層位相差フィルム１３０の代わりに１／４波長板３３０を備えること以外は、上述した第一実施形態に係るディスプレイ装置１００と同様である。
１／４波長板３３０は、透過光の略１／４波長の位相差を有する。また、１／４波長板３３０の遅相軸Ａ３３０は、基準方向Ａ０に対して＋４５°の角度θｃをなしている。
【００７６】
参考形態に係る立体画像表示システム２０は上述したように構成されているので、使用時には、上述した第一実施形態と同様にディスプレイ装置３００の光源１１０を発光させ、画像表示パネル１２０に画像を表示させる。光源１１０が発した光は画像表示パネル１２０を透過し、直線偏光となって１／４波長板３３０に入射する。１／４波長板３３０に入射した光は、１／４波長板３３０を透過する際に円偏光に変換される。１／４波長板３３０を透過した光は、その後、上述した第一実施形態と同様の要領で、パターン位相差フィルム１４０を透過する。これにより、ディスプレイ装置３００においても、右眼用画像と左眼用画像とは、互いに向きが逆の円偏光によって表示される。このようにして表示された画像を、上述した第一実施形態と同様にして偏光メガネ２００で見ることにより、観察者は、立体画像を認識する。
【００７７】
この参考形態に係る立体画像表示システム２０では、画像を表示する光の偏光状態は、以下のように変化していく。
図１２〜図１７は、参考形態に係る立体画像表示システム２０において、画像を表示する光の偏光状態の変化を説明する図である。
【００７８】
光源１１０が発した光Ｌｌ及び光Ｌｒが画像表示パネル１２０を透過すると、その光Ｌｌ及び光Ｌｒは、上述した第一実施形態と同様に、図１２の点Ｐ１２３で示すように直線偏光となる。
この光Ｌｌ及び光Ｌｒは、次に１／４波長板３３０を透過する。１／４波長板３３０を透過する際、光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態は、図１２に示す軌跡を描くように変換される。これにより、設計波長においては、北極に相当する位置に偏光状態が移る。このため、１／４波長板３３０を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、円偏光となる。
【００７９】
ただし、１／４波長板３３０は波長分散性を有するので、設計波長以外の波長においては、１／４波長板３３０を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態は設計どおりにならない。上述した第一実施形態と同様に緑色光、赤色光及び青色光を例に挙げて説明する。緑色光は、設計どおりに変換されて、点Ｐ３３０Ｇで示すように円偏光となる。しかし、赤色光及び青色光は、１／４波長板３３０が波長分散性を有するために、点Ｐ３３０Ｒ及び点Ｐ３３０Ｂで示すような円偏光に近い楕円偏光となる。
【００８０】
１／４波長板３３０を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、次にパターン位相差フィルム１４０を透過する。
このとき、左眼用画像を表示する光Ｌｌは、パターン位相差フィルム１４０の第一領域１４０Ａを透過する。第一領域１４０Ａは基準方向Ａ０と平行な遅相軸Ａ１４０Ａを有し、略１／２波長の位相差を有するので、光Ｌｌの偏光状態は、図１３に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐ３４０Ｇで示すように逆回りの円偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐ３４０Ｒ及び点Ｐ３４０Ｂで示すように逆回りの円偏光に近い楕円偏光へと変換される。
他方、右眼用画像を表示する光Ｌｒは、パターン位相差フィルム１４０の第二領域１４０Ｂを透過する。第二領域１４０Ｂは位相差を有さないので、光Ｌｒの偏光状態は、点Ｐ３３０Ｇ、点Ｐ３３０Ｒ及び点Ｐ３３０Ｂで示した状態から変化しない。
【００８１】
パターン位相差フィルム１４０を透過した光Ｌｌ及び光Ｌｒは、偏光メガネ２００へ入射する。
光Ｌｌは、偏光メガネ２００の左眼用レンズ２１０へ入射すると、左眼用位相差フィルム２１１を透過する。ここで、左眼用位相差フィルム２１１は基準方向Ａ０に対して略＋１３５°の角度をなす遅相軸Ａ２１１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｌの偏光状態は、図１４に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｌ４１１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｌ４１１Ｒ及び点Ｐｌ４１１Ｂで示すように楕円偏光へと変換される。点Ｐｌ４１１Ｇ、点Ｐｌ４１１Ｒ及び点Ｐｌ４１１Ｂで表される光Ｌｌの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向は左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２と平行である。したがって、光Ｌｌは左眼用偏光板２１２を透過し、視認される。
【００８２】
他方、光Ｌｒは、偏光メガネ２００の左眼用レンズ２１０へ入射すると、左眼用位相差フィルム２１１を透過する。ここで、左眼用位相差フィルム２１１は基準方向Ａ０に対して略＋１３５°の角度をなす遅相軸Ａ２１１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｒの偏光状態は、図１５に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｒに含まれる波長成分は、いずれも点Ｐｒ４１１で示すように、直線偏光へと変換される。この直線偏光の方向は左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２と垂直である。したがって、光Ｌｒは左眼用偏光板２１２で吸収されるので、光Ｌｒは左眼用レンズ２１０で遮断される。
【００８３】
同様に、光Ｌｒは、偏光メガネ２００の右眼用レンズ２２０へ入射すると、右眼用位相差フィルム２２１を透過する。ここで、右眼用位相差フィルム２２１は基準方向Ａ０に対して略＋４５°の角度をなす遅相軸Ａ２２１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｒの偏光状態は、図１６に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｒに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｒ４２１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｒ４２１Ｒ及び点Ｐｒ４２１Ｂで示すように楕円偏光へと変換される。点Ｐｒ４２１Ｇ、点Ｐｒ４２１Ｒ及び点Ｐｒ４２１Ｂで表される光Ｌｒの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向が右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２と平行である。したがって、光Ｌｒは右眼用偏光板２２２を透過し、視認される。
【００８４】
他方、光Ｌｌは、偏光メガネ２００の右眼用レンズ２２０へ入射すると、右眼用位相差フィルム２２１を透過する。ここで、右眼用位相差フィルム２２１は基準方向Ａ０に対して略＋４５°の角度をなす遅相軸Ａ２２１を有し、且つ、略１／４波長の位相差を有する。このため、光Ｌｌの偏光状態は、図１７に示す軌跡を描くように変換される。これにより、光Ｌｌに含まれる波長成分のうち、緑色光は点Ｐｌ４２１Ｇで示すように、直線偏光へと変換される。また、赤色光及び青色光は、それぞれ点Ｐｌ４２１Ｒ及び点Ｐｌ４２１Ｂで示すように直線偏光または直線偏光に近い楕円偏光へと変換される。点Ｐｌ４２１Ｇ、点Ｐｌ４２１Ｒ及び点Ｐｌ４２１Ｂで表される光Ｌｌの各成分は、直線偏光の方向又は楕円偏光の長軸方向は右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２と垂直である。したがって、光Ｌｌは右眼用偏光板２２２で吸収されるので、光Ｌｌは右眼用レンズ２２０で遮断される。
【００８５】
ここで、本発明の第一実施形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒが左眼用偏光板２１２又は右眼用偏光板２２２に入射する時の偏光状態の分散の程度と、参考形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒがそれぞれ左眼用偏光板２１２又は右眼用偏光板２２２に入射する時の偏光状態の分散の程度とを比べる。
【００８６】
（Ｉ）透過するべき光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散について：
まず、光Ｌｌ及び光Ｌｒが、透過するべき左眼用偏光板２１２又は右眼用偏光板２２２にそれぞれ入射するときの偏光状態の分散について検討する。すなわち、光Ｌｌが左眼用偏光板２１２に入射するとき、並びに、光Ｌｒが右眼用偏光板２２２に入射するときの偏光状態の分散について検討する。
本発明の第一実施形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散の程度は、図７に示す点Ｐｌ２１１Ｒと点Ｐｌ２１１Ｂとの距離及び図９に示す点Ｐｒ２２１Ｒと点Ｐｒ２２１Ｂとの距離により表される。また、参考形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒの視認される時の偏光状態の分散の程度は、図１４に示す点Ｐｌ４１１Ｒと点Ｐｌ４１１Ｂとの距離及び図１６に示す点Ｐｒ４２１Ｒと点Ｐｒ４２１Ｂとの距離により表される。
図７、図９、図１４、及び図１６から分かるように、参考形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒがそれぞれ左眼用偏光板２１２及び右眼用偏光板２２２に入射する時には、本発明の第一実施形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒに比べて、偏光状態の分散の程度が大きくなっており、さらに左右の光Ｌｌ及び光Ｌｒの分散状態もアンバランスである。したがって、参考形態では、左眼用偏光板２１２及び右眼用偏光板２２２において透過するべき光Ｌｌ及び光Ｌｒが一部の波長で減衰され、左眼あるいは右眼で視認される光の一部の波長の光が弱く視認されて色味ずれが生じる傾向がある。ところが、本発明の第一実施形態においては、左右の光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散のバランスが良好であり、また分散の程度も大きすぎないので、色味ずれを小さくできる。
【００８７】
（II）遮断されるべき光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散について：
次に、光Ｌｌ及び光Ｌｒが、遮断されるべき右眼用偏光板２２２又は左眼用偏光板２１２にそれぞれ入射するときの偏光状態の分散について検討する。すなわち、光Ｌｌが右眼用偏光板２２２に入射するとき、並びに、光Ｌｒが左眼用偏光板２１２に入射するときの偏光状態の分散について検討する。
本発明の第一実施形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散の程度は、図１０に示す点Ｐｌ２２１Ｒと点Ｐｌ２２１Ｂとの距離及び図８に示す点Ｐｒ２１１Ｒと点Ｐｒ２１１Ｂとの距離により表される。図８及び図１０から分かるように、光Ｌｌ及び光Ｌｒがそれぞれ右眼用偏光板２２２及び左眼用偏光板２１２に入射する時の偏光状態の分散の程度は同程度である。
他方、参考形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散の程度は、図１７に示す点Ｐｌ４２１Ｒと点Ｐｌ４２１Ｂとの距離及び図１５に示す点Ｐｒ４１１により表される。図１５から分かるように、参考形態に係る光Ｌｒが左眼用偏光板２１２に入射するとき、その偏光状態の分散は無いか非常に小さい。これに対して、図１７から分かるように、参考形態に係る光Ｌｌが右眼用偏光板２２２に入射するとき、その偏光状態の分散の程度は大幅に大きい。
したがって、図８、図１０、図１５、及び図１７から分かるように、参考形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒが右眼用偏光板２２２又は左眼用偏光板２１２に入射する時には、本発明の第一実施形態に係る光Ｌｌ及び光Ｌｒに比べて、一方の光Ｌｌの偏光状態の分散の程度が大きくなっており、さらに左右の光Ｌｌ及び光Ｌｒの分散状態もアンバランスである。したがって、参考状態では、左眼用偏光板２１２あるいは右眼用偏光板２２２で遮断されるはずの映像が一方の眼で視認されてクロストークが生じたり、左眼用偏光板２１２あるいは右眼用偏光板２２２で遮断される光の一部の波長の光が視認されて色味ずれが生じたりする傾向がある。ところが、本発明の第一実施形態においては、左右の光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散のバランスが良好であり、また分散の程度も大きすぎないので、クロストーク及び色味ずれを抑制できる。
【００８８】
ここで、前記の式１）及び式２）の意義について説明する。
式１）は、１／４波長板１３２において直線偏光を円偏光に変換するために満たすべき要件を規定した式である。設計波長において、直線偏光が１／４波長板１３２を透過することにより円偏光に変換されるためには、角度θａ及び角度θｂが２θa＋（２θa−１８０°）＝２θb＋９０°を満たすことが求められる（図４及び図５参照）。この式を整理すると、２θａ−１３５°＝θｂになる。すなわち、２θａ−１３５°＝θｂが成立している場合に、１／４波長板１３２は直線偏光を円偏光に変換できる。この際、現実の製品を製造する上では、前記の角度θａ及び角度θｂにはある程度の誤差が許容される。この誤差の範囲を含めて、クロストーク及び色味ずれを抑制する観点から角度θａ及び角度θｂの関係を規定したものが、式１）である。
【００８９】
また、式２）は、１／２波長板１３１を透過することによる直線偏光の方向の変化を規定した式である。１／２波長板１３１を透過した直線偏光の方向は、視認又は遮断されるべき光Ｌｌ及び光Ｌｒの偏光状態の分散の大きさ（図７〜図１０を参照）に影響する。そこで、前記の偏光状態の分散の大きさを小さくするべく、１／２波長板１３１を透過した直線偏光の方向を適切な範囲に設定できる条件を規定したものが、式２）である。
【００９０】
〔２．第二実施形態〕
本発明に係るディスプレイ装置及び偏光メガネは、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述した以外の構成要素を備えていてもよい。例えば、ディスプレイ装置のパターン位相差フィルムの積層位相差フィルムとは反対側、偏光メガネの左眼用位相差フィルムの左眼用偏光板とは反対側、又は、右眼用位相差フィルムの右眼用偏光板とは反対側に、光学部材を設けてもよい。これらの光学部材は、他の層を介さず直接に設けてもよく、接着層等の他の層を介して間接的に設けてもよい。このような光学部材としては好ましい例を挙げると、ハードコートフィルム、反射防止フィルムなどが挙げられる。以下、図面を用いてその立体画像表示システムの例を示す。
【００９１】
図１８は、本発明の第二実施形態に係る立体画像表示システムを模式的に示す図である。図１８に示すように、本発明の第二実施形態に係る立体画像表示システム３０は、液晶表示装置であるディスプレイ装置４００と、偏光メガネ５００とを備える。
【００９２】
ディスプレイ装置４００は、パターン位相差フィルム１４０の積層位相差フィルム１３０とは反対側に光学部材として光学フィルム４５０を備えること以外は、第一実施形態に係るディスプレイ装置１００と同様である。
また、偏光メガネ５００は、左眼用レンズ５１０の左眼用位相差フィルム２１１の左眼用偏光板２１２とは反対側に光学部材として光学フィルム５１３を備えること、及び、右眼用レンズ５２０の右眼用位相差フィルム２２１の右眼用偏光板２２２とは反対側に光学部材として光学フィルム５２３を備えること以外は、第一実施形態に係る偏光メガネ２００と同様である。
【００９３】
光学フィルム４５０、５１３及び５２３としてハードコートフィルムを用いた場合、パターン位相差フィルム１４０、左眼用レンズ５１０及び右眼用レンズ５２０の傷付きを防止することができる。
また、光学フィルム４５０、５１３及び５２３として反射防止フィルムを用いた場合、当該光学フィルム４５０、５１３及び５２３が設けられた面において外光の反射を防止することができる。
また、光学フィルムは紫外線吸収剤を含んでいてもよいし、紫外線吸収シートを組み合わせた多層フィルムでもよい。
さらに、立体画像表示システム３０においては、第一実施形態と同様の利点が得られる。
【００９４】
〔３．変形例〕
本発明は上述した実施形態に限定されず、更に変更して実施してもよい。
例えば、上述した実施形態において、右眼用レンズと左眼用レンズとを入れ替えて用いてもよい。
例えば、第一実施形態とは逆に、第一領域１４０Ａを透過した光が右眼用画像を表示し、第二領域１４０Ｂを透過した光が左眼用画像を表示するようにしてもよい。このように、第一領域１４０Ａが位相差Ｒｅを有し右眼用画像及び左眼用画像の一方を表示する光を透過させうる領域となり、また、第二領域１４０Ｂが位相差Ｒｅを有さず右眼用画像及び左眼用画像の他方を表示する光を透過させうる領域であれば、第一実施形態と同様に効果を得ることができる。ただし、この際には、偏光メガネの右眼用レンズと左眼用レンズを入れ替えて用いる。
【００９５】
また、例えば、右眼用偏光板及び左眼用偏光板として、一枚の共通した位相差フィルムを用いるようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては各光学素子が別々に設けられた様子を示したが、これらの光学素子は、必要に応じて例えば接着層又は粘着層を用いて、貼り合せるようにしてもよい。
【００９６】
〔４．各構成要素の説明〕
本発明において用いられる各構成要素の例について、以下に説明する。
【００９７】
〔４−１．偏光板〕
光源側偏光板、視認側偏光板、左眼用偏光板及び右眼用偏光板等の偏光板は、例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素若しくは二色性染料を吸着させた後、ホウ酸浴中で一軸延伸することによって製造してもよい。また、例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素もしくは二色性染料を吸着させ延伸し、さらに分子鎖中のポリビニルアルコール単位の一部をポリビニレン単位に変性することによって製造してもよい。さらに、偏光板として、例えば、グリッド偏光板、多層偏光板、コレステリック液晶偏光板などの、偏光を反射光と透過光とに分離する機能を有する偏光板を用いてもよい。これらの中でも、ポリビニルアルコールを含んでなる偏光板が好ましい。
【００９８】
偏光板の偏光度は、好ましくは９８％以上、より好ましくは９９％以上である。
また、偏光板の厚さ（平均厚さ）は、好ましくは５μｍ〜８０μｍである。
【００９９】
〔４−２．積層位相差フィルム〕
本発明の積層位相差フィルムは、１／２波長板と１／４波長板とを備える。これらの１／２波長板及び１／４波長板は、例えば、樹脂により形成された延伸フィルムを用いてもよい。
【０１００】
通常、樹脂はポリマー（重合体）を含む。これらの樹脂が含むポリマーの例を挙げると、鎖状オレフィンポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース系ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、鎖状オレフィンポリマー及びシクロオレフィンポリマーが好ましく、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、シクロオレフィンポリマーが特に好ましい。
【０１０１】
なお、樹脂は、１種類のポリマーを単独で含むものを用いてもよく、２種類以上のポリマーを任意の比率で組み合わせて含むものを用いてもよい。また、樹脂には、本発明の効果を著しく損なわない限り、任意の配合剤を含ませてもよい。好適な樹脂の具体例を挙げると、日本ゼオン社製「ゼオノア１４２０」を挙げることができる。
【０１０２】
さらに、１／２波長板及び１／４波長板としては、単層構造のフィルムを用いてもよく、複層構造のフィルムを用いてもよい。
【０１０３】
ここで、積層位相差フィルムの１／２波長板と１／４波長板とは、同じ材質からなるものを用いることが好ましい。これにより、１／２波長板及び１／４波長板を透過する際に透過光に発現する位相差の波長分散性を適切に制御して、クロストーク及び色味ずれを効果的に抑制することができる。
【０１０４】
好適な位相差フィルムの例を挙げると、市販の長尺の斜め延伸フィルム、長尺の横延伸フィルム、例えば、日本ゼオン社製、製品名「斜め延伸ゼオノアフィルム」や「横延伸ゼオノアフィルム」などを挙げることができる。ここで「長尺」のフィルムとは、フィルムの幅に対して、少なくとも５倍以上の長さを有するものをいい、好ましくは１０倍若しくはそれ以上の長さを有するものをいい、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するものをいう。
【０１０５】
また、積層位相差フィルムは、本発明の効果を著しく損なわない限り、１／２波長板及び１／４波長板以外に任意の層を備えていてもよい。
【０１０６】
〔４−３．位相差フィルム〕
偏光メガネの左眼用位相差フィルム及び右眼用位相差フィルム等の位相差フィルムは、例えば、前記の１／２波長板及び１／４波長板と同様に、樹脂により形成された延伸フィルムを用いてもよい。
【０１０７】
ただし、偏光メガネの左眼用位相差フィルム及び右眼用位相差フィルムは、同じ材質からなるものを用いることが好ましい。これにより、左眼用位相差フィルム及び右眼用位相差フィルムを透過する際に透過光に発現する位相差の波長分散性を同じにして、クロストーク及び色味ずれを効果的に抑制することができる。また、クロストーク及び色味ずれを更に効果的に抑制する観点からは、積層位相差フィルムの１／２波長板、１／４波長板、並びに偏光メガネの左眼用位相差フィルム及び右眼用位相差フィルムとして、同じ材質からなるものを用いることが好ましい。
【０１０８】
〔４−４．第二の位相差フィルム〕
第二の位相差フィルムは、例えば、液晶相を呈することができ且つ紫外線（ＵＶ）等のエネルギー線の照射を受けて硬化しうる材料を用いて基材上に製造したものを用いてもよい。かかる材料を、以下において「液晶層形成用組成物」ということがある。また、かかる材料の、未硬化状態の層又は硬化後の層を、以下において「液晶樹脂層」ということがある。
【０１０９】
第二の位相差フィルムは、例えば、液晶層形成用組成物を基材に塗布して未硬化状態の液晶樹脂層を得て、その液晶樹脂層の一部をある配向状態で硬化させ、他の一部を等方相の配向状態（すなわち、配向していない状態）で硬化させることにより製造してもよい。このような製造方法は、基材として長尺の基材フィルムを用いて行うことが可能であり、基材フィルムを搬送方向にラビングすることで、そのラビング方向と平行（遅相軸が搬送方向と平行）に液晶層形成用組成物が配向し、そのため第二の位相差フィルムを長尺のフィルムとして製造できるので、生産効率の点で優れている。
【０１１０】
具体的には、
ｉ．基材フィルムの一方の表面に、エネルギー線を遮光する遮光部と前記エネルギー線を透光する透光部とを有するマスク層を作製する工程と、
ii．前記基材フィルムの前記マスク層とは反対側の表面に、未硬化状態の液晶樹脂層を設ける工程と、
iii．前記基材フィルムの前記マスク層側から、前記遮光部で遮光されるが前記透光部を透光する波長のエネルギー線を照射して、前記液晶樹脂層の一部の領域を硬化させる第一の硬化工程と、
iv．前記液晶樹脂層の未硬化状態の領域における配向状態を変化させる工程と、
ｖ．前記基材フィルムの前記マスク層とは反対側からエネルギー線を照射して前記液晶樹脂層の未硬化状態の領域を硬化させる第二の硬化工程と
を有する製造方法により製造してもよい。
【０１１１】
これらのようにして製造された第二の位相差フィルムは、通常は基材フィルム及びマスク層を剥がした後で使用される。ただし、適宜、基材フィルム及びマスク層は、剥がさずに使用してもよい。
【０１１２】
上記の第二の位相差フィルムの製造方法において、基材フィルムの材料としては、未硬化状態の液晶樹脂層を硬化させる工程において液晶樹脂層が硬化できる程度に紫外線等のエネルギー線を透過させられる材料を用いうる。通常は、１ｍｍ厚で全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１９９７に準拠して、濁度計（日本電色工業社製、ＮＤＨ−３００Ａ）を用いて測定）が８０％以上である材料が好適である。
【０１１３】
基材フィルムの材料の例を挙げると、１／２波長板及び１／４波長板の材料として挙げた樹脂などが挙げられる。これらの材料は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１１４】
基材フィルムの厚みは、製造時のハンドリング性、材料のコスト、薄型化及び軽量化の観点から、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは６０μｍ以上であり、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。
【０１１５】
基材フィルムは、延伸されていない未延伸フィルムであってもよく、延伸された延伸フィルムであってもよい。また、等方なフィルムであっても、異方性を有するフィルムであってもよい。
【０１１６】
基材フィルムは、一層のみからなる単層構造のフィルムであってもよく、二層以上の層からなる複層構造のフィルムであってもよい。通常は、生産性及びコストの観点から、単層構造のフィルムを用いる。
【０１１７】
基材フィルムは、その片面又は両面に表面処理が施されたものであってもよい。表面処理を施すことにより、基材フィルムの表面に直接形成される他の層との密着性を向上させることができる。表面処理としては、例えば、エネルギー線照射処理や薬品処理などが挙げられる。また、基材フィルムの液晶層形成用組成物を塗布する面に配向膜を有していてもよい。
【０１１８】
マスク層の材料としては、エネルギー線、特に紫外線を遮光することができ、且つパターンの形成が容易なマスク用組成物を適宜選択して用いてもよい。
【０１１９】
通常、マスク用組成物としては、樹脂を用いる。前記の樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロースエステル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ウレタンアクリレート硬化樹脂、エポキシアクリレート硬化樹脂およびポリエステルアクリレート硬化樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種類の樹脂が好ましい。これらの樹脂を含むことにより、紫外線を遮光する材料を高温環境下においても保持し、安定した遮光部を作製することができる。前記の樹脂は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１２０】
マスク用組成物に含まれる樹脂のガラス転移温度は、通常８０℃以上、好ましくは１００℃以上であり、通常４００℃以下、好ましくは３５０℃以下である。ガラス転移温度を８０℃以上にすることによりマスク層の耐熱性を高めることができ、例えば液晶樹脂層の加熱時にマスク層が変形することを防止できる。また、ガラス転移温度を４００℃以下にすることにより、樹脂の溶解性を高めてマスク用組成物の印刷を簡単にできる。印刷前の状態とマスク層を形成した後の状態とで樹脂のガラス転移温度が変化する場合には、マスク層を形成した後の状態においてガラス転移温度が前記の範囲に収まることが好ましい。
【０１２１】
マスク用組成物は、紫外線吸収剤を含むことが好ましい。これによりマスク層の遮光部が紫外線吸収剤を含むことになり、遮光部において紫外線を安定して遮光することができるようになる。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤およびトリアジン系紫外線吸収剤からなる群より選ばれる少なくとも１種類の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。紫外線吸収剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。紫外線吸収剤の使用量は、マスク層中のモノマー、オリゴマー及びポリマー１００重量部に対して、通常５重量部以上、好ましくは８重量部以上、より好ましくは１０重量部以上であり、通常２０重量部以下、好ましくは１８重量部以下、より好ましくは１５重量部以下である。
【０１２２】
マスク用組成物は、さらに、着色剤、金属粒子、溶媒、光重合開始剤、架橋剤、その他の成分を含んでいてもよい。
【０１２３】
マスク用組成物を用いてマスク層を形成する方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ロータリースクリーン印刷法、グラビアオフセット印刷法、インクジェット印刷法、又はこれらの組み合わせである印刷法を好ましく挙げることができる。透光部と遮光部は、例えば、マスク層の厚さが薄い層と厚い層とを形成することにより設けてもよい。
【０１２４】
液晶層形成用組成物としては、液晶化合物を含む組成物を用いうる。前記の液晶化合物としては、例えば、重合性基を有する液晶化合物、側鎖型液晶ポリマー化合物などが挙げられる。重合性基を有する液晶化合物としては、例えば、特開２００２−０３００４２号公報、特開２００４−２０４１９０号公報、特開２００５−２６３７８９号公報、特開２００７−１１９４１５号公報、特開２００７−１８６４３０号公報などに記載された重合性基を有する棒状液晶化合物などが挙げられる。また、側鎖型液晶ポリマー化合物としては、例えば、特開２００３−１７７２４２号公報などに記載の側鎖型液晶ポリマー化合物などが挙げられる。また、好ましい液晶化合物の例を製品名で挙げると、ＢＡＳＦ社製「ＬＣ２４２」等が挙げられる。液晶化合物は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１２５】
液晶層形成用組成物における液晶化合物の屈折率異方性Δｎは、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１０以上であり、好ましくは０．３０以下、より好ましくは０．２５以下である。屈折率異方性Δｎが０．０５未満では所望の光学的機能を得るために液晶樹脂層の厚さが厚くなって配向均一性が低下する可能性があり、また経済コスト的にも不利である。屈折率異方性Δｎが０．３０より大きいと所望の光学的機能を得るために液晶樹脂層の厚さが薄くなり、厚さ精度に対して不利である。また、Δｎが０．３０より大きい場合、液晶樹脂層の紫外線吸収スペクトルの長波長側の吸収端が可視域に及ぶ場合がありえるが、該スペクトルの吸収端が可視域に及んでも所望する光学的性能に悪影響を及ぼさない限り、使用可能である。液晶層形成用組成物が液晶化合物を１種類だけ含む場合には、当該液晶化合物の屈折率異方性を、そのまま液晶層形成用組成物における液晶化合物の屈折率異方性とする。また、液晶層形成用組成物が液晶化合物を２種類以上含む場合には、各液晶化合物それぞれの屈折率異方性Δｎの値と各液晶化合物の含有比率とから求めた屈折率異方性Δｎの値を、液晶層形成用組成物における液晶化合物の屈折率異方性とする。屈折率異方性Δｎの値は、セナルモン法により測定しうる。
【０１２６】
さらに、液晶層形成用組成物は、製造方法や最終的な性能に対して適正な物性を付与するために、液晶化合物以外にその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分の例を挙げると、有機溶媒、界面活性剤、キラル剤、重合開始剤、紫外線吸収剤、架橋剤、酸化防止剤などが挙げられる。これらの成分は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１２７】
有機溶媒のうち好適な例を挙げると、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、およびエーテル類等が挙げられる。これらの中でも、環状ケトン類、環状エーテル類が、液晶化合物を溶解させやすいために好ましい。環状ケトン溶媒としては、例えば、シクロプロパノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等が挙げられ、中でもシクロペンタノンが好ましい。環状エーテル溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン等が挙げられ、中でも１，３−ジオキソランが好ましい。溶媒は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよく、液晶層形成用組成物としての相溶性や粘性、表面張力の観点などから最適化されることが好ましい。
有機溶媒の含有割合は、有機溶媒以外の固形分全量に対する割合として、通常は３０重量％以上９５重量％以下である。
【０１２８】
界面活性剤としては、配向を阻害しないものを適宜選択して使用することが好ましい。好ましい界面活性剤の例を挙げると、疎水基部分にシロキサン及びフッ化アルキル基等を含有するノニオン系界面活性剤などが挙げられる。中でも、１分子中に２個以上の疎水基部分を持つオリゴマーが特に好適である。これらの界面活性剤の例を製品名で挙げると、ＯＭＮＯＶＡ社ＰｏｌｙＦｏｘのＰＦ−１５１Ｎ、ＰＦ−６３６、ＰＦ−６３２０、ＰＦ−６５６、ＰＦ−６５２０、ＰＦ−３３２０、ＰＦ−６５１、ＰＦ−６５２；ネオス社フタージェントのＦＴＸ−２０９Ｆ、ＦＴＸ−２０８Ｇ、ＦＴＸ−２０４Ｄ；セイミケミカル社サーフロンのＫＨ−４０等が挙げられる。界面活性剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１２９】
界面活性剤の配合割合は、液晶層形成用組成物を硬化して得られる液晶樹脂層中における界面活性剤の濃度が０．０５重量％以上３重量％以下となるようにすることが好ましい。界面活性剤の配合割合が０．０５重量％より少ないと空気界面における配向規制力が低下して配向欠陥が生じる可能性がある。逆に３重量％より多い場合には、過剰の界面活性剤が液晶性化合物分子間に入り込み、配向均一性を低下させる可能性がある。
【０１３０】
キラル剤は、重合性化合物であってもよく、非重合性化合物であってもよい。キラル剤としては、通常、分子内にキラルな炭素原子を有し、液晶化合物の配向を乱さない化合物を使用する。キラル剤の例を挙げると、重合性のキラル剤としてはＢＡＳＦ社製「ＬＣ７５６」等が挙げられる。また、例えば、特開平１１−１９３２８７号公報、特開２００３−１３７８８７号公報などに記載されているものも挙げられる。キラル剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。キラル剤は、通常、ツイステッドネマチック相を有する領域を形成する場合に、重合性を有する液晶化合物と併用して用いられる。
【０１３１】
重合開始剤は、例えば熱重合開始剤を用いてもよいが、通常は光重合開始剤を用いる。光重合開始剤としては、例えば、紫外線又は可視光線によってラジカル又は酸を発生させる化合物を使用しうる。光重合開始剤の例を挙げると、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾフェノン、ビアセチル、アセトフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンジルイソブチルエーテル、テトラメチルチウラムモノ（ジ）スルフィド、２，２−アゾビスイソブチロニトリル、２，２−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、メチルベンゾイルフォーメート、２，２−ジエトキシアセトフェノン、β−アイオノン、β−ブロモスチレン、ジアゾアミノベンゼン、α−アミルシンナックアルデヒド、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ジクロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−プロピルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、ジフェニルスルフィド、ビス（２，６−メトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、アントラセンベンゾフェノン、α−クロロアントラキノン、ジフェニルジスルフィド、ヘキサクロルブタジエン、ペンタクロルブタジエン、オクタクロロブテン、１−クロルメチルナフタリン、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］や１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］エタノン１−（ｏ−アセチルオキシム）などのカルバゾールオキシム化合物、（４−メチルフェニル）［４−（２−メチルプロピル）フェニル］ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、３−メチル−２−ブチニルテトラメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニル−（ｐ−フェニルチオフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。重合開始剤は、１種類を用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。さらに、必要に応じて液晶層形成用組成物に、例えば三級アミン化合物等の光増感剤又は重合促進剤を含ませて、液晶層形成用組成物の硬化性を調整してもよい。光重合効率を向上させるためには、液晶化合物及び光重合開始剤などの平均モル吸光係数を適切に選定することが好ましい。
【０１３２】
紫外線吸収剤としては、例えば、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルベンゾエート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロネート、４−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）−１−（２−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）エチル）−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンなどのヒンダードアミン系紫外線吸収剤；２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなどのベンゾエート系紫外線吸収剤；ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、アクリロニトリル系；などが挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、所望する耐光性を付与するために、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１３３】
紫外線吸収剤の配合割合は、液晶化合物１００重量部に対して、通常０．００１重量部以上、好ましくは０．０１重量部以上であり、通常５重量部以下、好ましくは１重量部以下である。紫外線吸収剤の配合割合が、０．００１重量部未満の場合には紫外線吸収能が不十分となり所望する耐光性を得られない可能性があり、５重量部より多い場合には液晶層形成用組成物を紫外線等の活性エネルギー線で硬化させる際に硬化が不十分となり、液晶樹脂層の機械的強度が低くなったり耐熱性が低くなったりする可能性がある。
【０１３４】
液晶層形成用組成物には、所望する機械的強度に応じて架橋剤を含ませてもよい。架橋剤の例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、２−（２−ビニロキシエトキシ）エチルアクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるイソシアヌレート型イソシアネート、ビウレット型イソシアネート、アダクト型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン等のアルコキシシラン化合物；などが挙げられる。架橋剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、液晶層形成用組成物には架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を含ませ、膜強度や耐久性向上に加えて生産性を向上させるようにしてもよい。
【０１３５】
前記架橋剤の配合割合は、硬化後の液晶樹脂層中における架橋剤の濃度が０．１重量％以上２０重量％以下となるようにすることが好ましい。架橋剤の配合割合が０．１重量％より少ないと架橋密度向上の効果が得られない可能性があり、逆に２０重量％より多いと硬化後の液晶樹脂層の安定性を低下させる可能性がある。
【０１３６】
酸化防止剤としては、例えば、テトラキス（メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）メタン等のフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤などが挙げられる。酸化防止剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。酸化防止剤の配合量は、粘着層の透明性や粘着力が低下しない範囲としうる。
【０１３７】
未硬化状態の液晶樹脂層を設ける場合、通常は、塗布法を用いる。液晶層形成用組成物の塗布方法としては、例えば、リバースグラビアコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法等の方法が挙げられる。液晶層形成用組成物を基材フィルムの表面に塗布することにより、未硬化状態の液晶樹脂層が形成される。
【０１３８】
液晶層形成用組成物は、基材フィルムの表面に直接に塗布してもよいが、基材フィルムの表面に例えば配向膜等を介して間接的に塗布してもよい。配向膜を用いれば、液晶樹脂層において液晶化合物を容易に配向させることができる。
【０１３９】
配向膜は、例えば、セルロース、シランカップリング剤、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、エポキシアクリレート、シラノールオリゴマー、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、ポリオキサゾール、環化ポリイソプレンなどを用いて形成してもよい。これらは１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１４０】
配向膜の厚みは、所望する液晶樹脂層の配向均一性が得られる厚みであればよく、好ましくは０．００１μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上であり、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下である。さらに、例えば、特開平６−２８９３７４号公報、特表２００２−５０７７８２号公報、特許４０２２９８５号公報、特許４２６７０８０号公報、特許４６４７７８２号公報、米国特許５３８９６９８号明細書などに示されるような光配向膜と偏光ＵＶを用いる方法によって、液晶化合物を配向させるようにしてもよい。
【０１４１】
また、上述した配向膜以外の手段によって、液晶化合物を配向させるようにしてもよい。例えば、配向膜を使用せずに基材フィルムの表面を直接ラビングするような配向処理を施してもよい。通常、基材フィルムの搬送方向とラビング方向は平行になる。
前記の配向膜の形成、基材フィルムの表面のラビング等の処理工程は、マスク層形成工程の工程前、工程中及び工程後のいずれの時点で行ってもよいが、未硬化状態の液晶樹脂層を設ける工程の前に行うことが好ましい。
【０１４２】
第二の位相差フィルムの製造方法においては、第一の硬化工程に先立ち、必要に応じて、未硬化状態の液晶樹脂層を設ける工程を行った後で、液晶樹脂層の液晶化合物を配向させる配向工程を行ってもよい。配向工程における具体的な操作としては、例えば、オーブン内で未硬化状態の液晶樹脂層を所定の温度に加熱する操作を挙げることができる。
【０１４３】
配向工程において液晶樹脂層を加熱する温度は、通常４０℃以上、好ましくは５０℃以上であり、通常２００℃以下、好ましくは１４０℃以下である。また、加熱処理における処理時間は、通常１秒以上、好ましくは５秒以上であり、通常３分以下、好ましくは１２０秒以下である。これにより、液晶樹脂層中の液晶化合物が配向しうる。また、液晶層形成用組成物に溶媒が含まれていた場合、前記の加熱によって通常は溶媒が乾燥するので、液晶樹脂層から溶媒が除去される。したがって、配向工程を行うと、通常は液晶樹脂層を乾燥させる乾燥工程も同時に進行する。通常、液晶樹脂層の配向軸はラビング方向と平行となり、配向軸が遅相軸となる。
【０１４４】
必要に応じて配向工程を行った後で、液晶樹脂層の一部の領域を硬化させる第一の硬化工程を行う。第一の硬化工程は、通常、紫外線の照射により行う。紫外線の照射時間、照射量、及びその他の条件は、液晶層形成用組成物の組成及び液晶樹脂層の厚みなどに応じて適切に設定しうる。照射時間は通常０．０１秒から３分の範囲であり、照射量は通常０．０１ｍＪ／ｃｍ２から５０ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。また、紫外線の照射は、例えば窒素及びアルゴン等の不活性ガス中において行ってもよく、空気中で行ってもよい。
【０１４５】
第一の硬化工程の後で、液晶樹脂層の未硬化状態の領域における配向状態を変化させる工程を行う。この工程において、配向状態を変化させる方法としては、例えば、ヒーターにより、液晶樹脂層を、液晶層形成用組成物の透明点（ＮＩ点）以上に加熱してもよい。これにより、液晶化合物分子の配向はランダムになるので、液晶樹脂層の未硬化状態の領域は等方相となる。
【０１４６】
液晶樹脂層の未硬化状態の領域における配向状態を変化させた後で、第二の硬化工程を行う。第二の硬化工程は、紫外線の照射により行ってもよい。紫外線の照射時間、照射量などは、液晶層形成用組成物の組成及び液晶樹脂層の厚みなどに応じて適切に設定しうるが、照射量は通常５０ｍＪ／ｃｍ２から１０，０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。また、紫外線の照射は、例えば窒素及びアルゴン等の不活性ガス中において行ってもよく、空気中で行ってもよい。照射に際して、必要に応じてヒーターによる加熱を継続して、未硬化状態の液晶樹脂層の等方相を維持した状態で照射を行ってもよい。
【０１４７】
さらに、別の製造方法として、第二の位相差フィルムは、
ｉ．基材フィルムの一方の表面に、未硬化状態の液晶樹脂層を設ける工程と、
ii．前記基材フィルムの液晶樹脂層を設けた面と反対側の表面に、ストライプパターンの透光部および遮光部をガラス上に設けたガラスマスクを介して、エネルギー線を照射して、前記液晶樹脂層の一部の領域を硬化させる第一の硬化工程と、
iii．前記液晶樹脂層の未硬化状態の領域における配向状態を変化させる工程と、
iv．前記基材フィルムの液晶樹脂層を設けた面にエネルギー線を照射して前記液晶樹脂層の未硬化状態の領域を硬化させる第２の硬化工程と
を有する製造方法により製造してよい。この製造方法においては、先に説明した製造方法と同様の操作は、先に説明した製造方法と同様の条件で行ってもよい。
【０１４８】
また、第一の硬化工程としては、特開平４−２９９３３２号公報に示した方法を使用してもよい。また、ガラスマスクは、例えば、ガラス表面にクロムスパッタを施し、さらにフォトレジストを塗布し、ストライプ状に露光してフォトレジストを感光させて、洗浄し、クロムをエッチングしたものを用いてもよい。あるいは、例えば感光性乳剤を塗布したＰＥＴフィルムをストライプ状にレーザー描画し、洗浄し、該ＰＥＴフィルムをガラス上に接着層を介して貼り合わせたものを用いてもよい。
さらに、上述した各製造方法では、第二の位相差フィルムが得られる限り、各工程の順番は任意である。
【０１４９】
上述した製造方法によれば、いずれも、遮光部及び透光部により形成されるマスク層又はガラスマスクのマスクパターンを精度よく写し取ったパターンを有する第二の位相差フィルムが製造できる。さらに、当該方法により得られた第二の位相差フィルムにおいては、位相差Ｒｅを有する第一領域と位相差Ｒｅを有さない第二領域との間には、物質的な連続性がある。したがって、領域間の空隙による反射及び散乱等を生じない点で光学的に有利であり、また、領域間の空隙を起点とした破損等を生じない点で機械的強度の点でも有利である。
【０１５０】
第二の位相差フィルムとしての液晶樹脂層の厚みは、液晶層形成用組成物における液晶化合物の屈折率異方性Δｎの値に応じて、第一領域及び第二領域それぞれで所望の位相差Ｒｅが得られるように適切な厚みに設定しうる。通常は、液晶樹脂層の厚みは、０．５μｍ以上５０μｍ以下の範囲である。
【０１５１】
〔４−５．液晶セル〕
液晶セルとしては、任意の表示モードの液晶セルを用いてもよい。例えばＶＡモード、ＴＮモード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モード、ハイブリッドアラインメントネマチック（ＨＡＮ）モード、マルチドメインバーティカルアラインメント（ＭＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、オプティカリーコンペンセイテッドバイリフジエンス（ＯＣＢ）モードなどの表示モードによるものとしてもよい。中でも、ＩＰＳモード、ＶＡモード及びＭＶＡモードのように、通常の使用形態において視認側偏光板の透過軸が水平方向に対して垂直となるものに用いることが好ましい。
【実施例】
【０１５２】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。また、以下の説明において、位相差の測定波長は別に断らない限り５４６ｎｍとした。
【０１５３】
［実施例１〜１８及び比較例１〜１２］
〔シミュレーションの説明〕
市販のシミュレーター（シンテック社製「ＬＣＤマスター」）を用いて、第一実施形態と同様の立体画像表示システムのモデルについてシミュレーションを行った。このモデルにおいては、図１に示すように、ディスプレイ装置１００と偏光メガネ２００とを備える立体画像表示システムを想定した。
【０１５４】
このモデルにおいて、ディスプレイ装置１００は、面状光源１１０、画像表示パネル１２０、積層位相差フィルム１３０及び第二の位相差フィルムとしてのパターン位相差フィルム１４０を備えるようにした。また、これらの画像表示パネル１２０、積層位相差フィルム１３０及びパターン位相差フィルム１４０は、間に空気層を介することなく、互いに接触した状態であるとした。
【０１５５】
画像表示パネル１２０の液晶セル１２２としては、インプレーンスイッチングモードのセルを設定した。
また、図２に示すように、画像表示パネル１２０の光源側偏光板１２１の透過軸は水平方向に平行とし、視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３は水平方向に垂直とした。したがって、想定したモデルにおいては基準方向Ａ０は水平方向に平行となる。
【０１５６】
積層位相差フィルム１３０の１／２波長板１３１としては、日本ゼオン社製の樹脂「ゼオノア」により形成した延伸フィルムを想定した。このゼオノアは、シクロオレフィンポリマーを含む樹脂である。１／２波長板１３１の位相差、並びに遅相軸Ａ１３１が基準方向Ａ０に対してなす角度θａは、表１〜表７の通りにした。
【０１５７】
積層位相差フィルム１３０の１／４波長板１３２としても、日本ゼオン社製の樹脂「ゼオノア」により形成した延伸フィルムを想定した。１／４波長板１３２の位相差、並びに遅相軸Ａ１３２が基準方向Ａ０に対してなす角度θｂは、表１〜表７の通りにした。
【０１５８】
さらに、パターン位相差フィルム１４０としては、液晶化合物としてＢＡＳＦ社製「ＬＣ２４２」を用いて形成したフィルムを想定した。このパターン位相差フィルム１４０では、第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂはいずれも水平方向に平行に延在する帯状の領域であり、その幅（鉛直方向の寸法）はそれぞれ３１１．１μｍとした。また、第一領域１４０Ａの位相差は表１〜表７の通りにした。さらに、遅相軸Ａ１４０Ａが水平方向に対してなす角度θ１４０Ａ（図示せず）は０とし、遅相軸Ａ１４０Ａを水平方向に平行とした。
【０１５９】
偏光メガネ２００は、左眼用レンズ２１０及び右眼用レンズ２２０を備えるようにした。
左眼用レンズ２１０の左眼用位相差フィルム２１１としては、膜厚７９．７２μｍのポリカーボネート製の延伸フィルムを想定した。左眼用位相差フィルム２１１の位相差は１２５ｎｍ、遅相軸Ａ２１１が基準方向Ａ０に対してなす角度θ２１１は１３５°にした。
また、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２が視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直になるように、透過軸Ａ２１２は水平方向に平行とした。
【０１６０】
他方、右眼用レンズ２２０の右眼用位相差フィルム２２１は、遅相軸Ａ２２１の方向以外は左眼用位相差フィルム２１１と同様とした。遅相軸Ａ２２１が基準方向Ａ０に対してなす角度θ２２１は４５°とした。
また、右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２が視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直になるように、透過軸Ａ２２２は水平方向に平行とした。
【０１６１】
このようなモデルにおいて、実施例及び比較例ごとに表１〜表７に示すように条件を変更して、以下に説明する方法でクロストーク及び色味ずれを評価した。
【０１６２】
〔クロストークの評価方法〕
前記のシミュレーションにより、偏光メガネ２００の左右のレンズ２１０及び２２０を透過する光のスペクトルが計算される。ここで、透過光スペクトルと比視感度曲線の積算により輝度が計算される。具体的には、
（ａ）左眼用レンズ２１０を透過する、左眼用画像を表示する光Ｌｌ、
（ｂ）左眼用レンズ２１０を透過する、右眼用画像を表示する光Ｌｒ、
（ｃ）右眼用レンズ２２０を透過する、右眼用画像を表示する光Ｌｒ、
（ｄ）右眼用レンズ２２０を透過する、左眼用画像を表示する光Ｌｌ
の輝度が計算される。前記の（ａ）及び（ｃ）の光は、立体画像を適切に視認する観点からレンズ２１０及び２２０を積極的に透過させたい光である。また、前記の（ｂ）及び（ｄ）の光は、漏れ光と呼ばれ、クロストークを抑制する観点から遮断したい光である。
【０１６３】
算出した輝度を用いて、下記の式（Ａ）及び式（Ｂ）により、左眼用レンズのクロストーク率ＣＬ、並びに、右眼用レンズのクロストーク率ＣＲを求める。そして、これらのクロストーク率ＣＬ及びＣＲを用いて、式（Ｃ）により、平均クロストーク率を求める。
式（Ａ）： ＣＬ＝ＲＷＬ輝度／ＬＷＬ輝度 ［％］
式（Ｂ）： ＣＲ＝ＬＷＲ輝度／ＲＷＲ輝度 ［％］
式（Ｃ）： 平均クロストーク率＝（ＣＬ＋ＣＲ）／２
ここで、ＬＷＬ輝度とは、左眼用画像を白表示した時の左眼用レンズを透過する光の輝度を表す。また、ＲＷＬ輝度とは、右眼用画像を白表示した時の左眼用レンズを透過する光の輝度を表す。また、ＬＷＲ輝度とは、左眼用画像を白表示した時の右眼用レンズを透過する光の輝度を表す。さらに、ＲＷＲ輝度とは、右眼用画像を白表示した時の右眼用レンズを透過する光の輝度を表す。
【０１６４】
〔色味ずれの評価方法〕
前記のシミュレーションにより、偏光メガネ２００の左右のレンズ２１０及び２２０を透過する光の色度を求め、左右の色度差ΔＥを算出する。
ここで、色度は、以下のようにして求める。すなわち、シミュレーションにより計算された透過光スペクトルに、人間の目に対応する分光感度（等色関数）を乗じて三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺを求める。求めた三刺激値Ｘ、Ｙ及びＺの割合から、色度座標の座標値ｘ、ｙを算出する。
【０１６５】
［比較例１３］
シミュレーションにおいて設定したモデルにおいて、１／２波長板１３１を設けなかったこと、並びに、角度θｂを＋４５°にしたこと以外は実施例１と同様にして、クロストーク及び色味ずれを評価した。
【０１６６】
［実施例及び比較例の結果］
実施例及び比較例の結果を、下記の表１〜表７に示す。
【０１６７】
【表１】
【０１６８】
【表２】
【０１６９】
【表３】
【０１７０】
【表４】
【０１７１】
【表５】
【０１７２】
【表６】
【０１７３】
【表７】
【０１７４】
［検討］
比較例１３では、左眼及び右眼の一方でクロストーク率が高く、また、色味ずれを表す色度差ΔＥが大きい。このことから、１／２波長板と１／４波長板とを組み合わせた積層位相差フィルムを用いない場合には、立体画像の視認性が大きく損なわれることが分かる。
【０１７５】
また、比較例１〜４、６及び９では、左眼及び右眼の一方でクロストーク率が高い。さらに、比較例１、２及び４〜１２では、色度差ΔＥが大きい。このことから、１／２波長板と１／４波長板とを組み合わせた積層位相差フィルムを用いた場合でも、クロストーク及び色味ずれを抑制することは容易でないことが分かる。
【０１７６】
これに対し、実施例１〜１８では、いずれも、左眼及び右眼の両方でクロストーク率が小さく、このため左眼と右眼とでクロストーク率の差が小さい。さらに、実施例１〜１８では、いずれも、ΔＥが小さい。このことから、本発明の構成により、クロストークと色味ずれの両方をバランスよく抑制できることが確認された。
【０１７７】
〔実装評価〕
シミュレーションであった実施例２及び比較例１３について、以下の要領で実装評価を行った。
【０１７８】
［実施例１９＝実施例２の実装評価］
画像表示パネル１２０の液晶セル１２２としては、ＶＡモードのディスプレイ装置（ＢｅｎＱ社製Ｖ２４２０Ｈ、パネルはＡＵＯ社製Ｍ２４０ＨＷ０２、２４”Ｆｕｌｌ ＨＤ、画素２７６．８μｍピッチ）を用意し、図２に示すように、画像表示パネル１２０の光源側偏光板１２１の透過軸は水平方向に平行とし、視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３は水平方向に垂直とした。
【０１７９】
［積層位相差フィルム］
積層位相差フィルム１３０の１／２波長板１３１としては、日本ゼオン社製の延伸フィルム「ゼオノア」を用いた。この１／２波長板１３１の位相差は２５０ｎｍであった。また、遅相軸Ａ１３１が基準方向Ａ０に対してなす角度θａを、＋１０２．５°にした。
積層位相差フィルム１３０の１／４波長板１３２としても、日本ゼオン社製の斜め延伸フィルム「ゼオノア」を用いた。この１／４波長板１３２の位相差は１２５ｎｍであった。また、遅相軸Ａ１３２が基準方向Ａ０に対してなす角度θｂを、＋７０°にした。
【０１８０】
［パターン位相差フィルム］
さらに、パターン位相差フィルム１４０としては、液晶化合物としてＢＡＳＦ社製「ＬＣ２４２」を用いてパターンを形成した。このパターン位相差フィルム１４０では、第一領域１４０Ａ及び第二領域１４０Ｂはいずれも水平方向に平行に延在する帯状の領域であり、その幅（鉛直方向の寸法）はそれぞれ２７６．６μｍで、また、第一領域１４０Ａの位相差は２５０ｎｍ、第二領域１４０Ｂの位相差は０ｎｍであった。さらに、遅相軸Ａ１４０Ａが水平方向に対してなす角度を０°とし、遅相軸Ａ１４０Ａを水平方向に平行とした。
【０１８１】
［偏光メガネ］
偏光メガネ２００は、市販のＲｅａｌ．Ｄ社製の偏光メガネを使用した。
左眼用レンズ２１０の左眼用位相差フィルム２１１および右眼用レンズ２２０の右眼用位相差フィルム２２１はポリカーボネート製で、それぞれの位相差は１２５ｎｍであった。また、左眼用位相差フィルムの遅相軸Ａ２１１が基準方向Ａ０に対してなす角度θ２１１は＋１３５°、右眼用位相差フィルムの遅相軸Ａ２２１が基準方向Ａ０に対してなす角度θ２２１は＋４５°であった。さらに、左眼用偏光板２１２の透過軸Ａ２１２および右眼用偏光板２２２の透過軸Ａ２２２が、視認側偏光板１２３の透過軸Ａ１２３と垂直になるように、透過軸Ａ２１２及びＡ２２２を水平方向に平行とした。
【０１８２】
［比較例１４＝比較例１３の実装評価］
積層位相差フィルムの代わりに、１／４波長板３３０として日本ゼオン社製の斜め延伸フィルム「ゼオノア」を用いた。この１／４波長板３３０の位相差は１２５ｎｍであった。また、遅相軸Ａ３３０が基準方向Ａ０に対してなす角度θｃを＋４５°にした（図１１参照）。これらの事項以外は、実施例１９の実装評価と同様に配置した。
【０１８３】
［評価結果］
偏光メガネを通して目視評価したところ、実施例１９は、左右の色味ずれが少なく、クロストークが少ない立体画像が観察されたのに対して、比較例１４の場合は、左右の色味ずれが大きく、立体画像もぼんやり観察された。
【符号の説明】
【０１８４】
１０、２０及び３０ 立体画像表示システム
１００ ディスプレイ装置
１１０ 光源
１２０ 画像表示パネル
１２１ 光源側偏光板
１２２ 液晶セル
１２３ 視認側偏光板
１３０ 積層位相差フィルム
１３１ １／２波長板
１３２ １／４波長板
１４０ パターン位相差フィルム
１４０Ａ 第一領域
１４０Ｂ 第二領域
２００ 偏光メガネ
２１０ 左眼用レンズ
２１１ 左眼用位相差フィルム
２１２ 左眼用偏光板
２２０ 右眼用レンズ
２２１ 右眼用位相差フィルム
２２２ 右眼用偏光板
３００ ディスプレイ装置
３３０ １／４波長板
４００ ディスプレイ装置
４５０ 光学フィルム
５００ 偏光メガネ
５１０ 左眼用レンズ
５１３ 光学フィルム
５２０ 右眼用レンズ
５２３ 光学フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の偏光板を備えて前記第一の偏光板を透過した光により画像を表示しうるディスプレイ装置に設けられる積層位相差フィルムであって、
前記積層位相差フィルムが１／２波長板と１／４波長板とを備え、
前記ディスプレイ装置に前記積層位相差フィルムを設けた場合に、面内方向であって前記第一の偏光板の透過軸に垂直な基準方向に対して前記１／２波長板の遅相軸がなす角度θａ、並びに、前記基準方向に対して前記１／４波長板の遅相軸がなす角度θｂが、式１）及び式２）の関係を満たす、積層位相差フィルム。
式１） ２θａ−１４０°≦θｂ≦２θａ−１３０°
式２） １００°≦θａ≦１０５°
【請求項２】
前記１／２波長板及び前記１／４波長板が延伸フィルムである、請求項１記載の積層位相差フィルム。
【請求項３】
前記積層位相差フィルムの１／２波長板および１／４波長板が同じ材質からなる、請求項１又は請求項２記載の積層位相差フィルム。
【請求項４】
前記１／２波長板及び前記１／４波長板がシクロオレフィンポリマーを含んでなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層位相差フィルム。
【請求項５】
ディスプレイ装置と、偏光メガネとを備える立体画像表示システムであって、
前記ディスプレイ装置は、第一の偏光板を備えて前記第一の偏光板を透過した光により左眼用画像及び右眼用画像を表示しうる画像表示パネルと、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層位相差フィルムと、第二の位相差フィルムとをこの順に備え、
前記第二の位相差フィルムは、位相差を有し前記左眼用画像及び右眼用画像の一方を表示する光を透過させうる第一領域と、位相差を有さず前記左眼用画像及び右眼用画像の他方を表示する光を透過させうる第二領域とを有し、
前記偏光メガネは、前記左眼用画像を表示する光を透過させ前記右眼用画像を表示する光を遮断しうる左眼用部材と、前記左眼用画像を表示する光を遮断し前記右眼用画像を表示する光を透過させうる右眼用部材とを備え、
前記左眼用部材は、左眼用位相差フィルムと左眼用偏光板とを備え、
前記右眼用部材は、右眼用位相差フィルムと右眼用偏光板とを備える、立体画像表示システム。
【請求項６】
前記第一領域が、略１／２波長の位相差を有する、請求項５記載の立体画像表示システム。
【請求項７】
前記積層位相差フィルムの１／２波長板及び第二の位相差フィルムの第一領域の位相差が２４０ｎｍ〜２８０ｎｍであり、
前記積層位相差フィルムの１／４波長板、前記左眼用部材の左眼用位相差フィルム、及び、前記右眼用部材の右眼用位相差フィルムの位相差が１２０ｎｍ〜１４０ｎｍである、請求項５又は請求項６記載の立体画像表示システム。
【請求項８】
前記第二の位相差フィルムの第一領域の遅相軸が前記基準方向と平行である、請求項５〜７のいずれか一項に記載の立体画像表示システム。
【請求項９】
前記第一の偏光板の透過軸と、前記左眼用偏光板の透過軸及び右眼用偏光板の透過軸とが垂直である、請求項５〜８のいずれか一項に記載の立体画像表示システム。
【請求項１０】
前記第二の位相差フィルムの前記積層位相差フィルムとは反対側、前記左眼用位相差フィルムの前記左眼用偏光板とは反対側、及び、前記右眼用位相差フィルムの前記右眼用偏光板とは反対側に、光学部材を備える、請求項５〜９のいずれか一項に記載の立体画像表示システム。
【請求項１１】
前記左眼用位相差フィルムの遅相軸と前記右眼用位相差フィルムの遅相軸とが垂直である、請求項５〜１０のいずれか一項に記載の立体画像表示システム。
【請求項１】
第一の偏光板を備えて前記第一の偏光板を透過した光により画像を表示しうるディスプレイ装置に設けられる積層位相差フィルムであって、
前記積層位相差フィルムが１／２波長板と１／４波長板とを備え、
前記ディスプレイ装置に前記積層位相差フィルムを設けた場合に、面内方向であって前記第一の偏光板の透過軸に垂直な基準方向に対して前記１／２波長板の遅相軸がなす角度θａ、並びに、前記基準方向に対して前記１／４波長板の遅相軸がなす角度θｂが、式１）及び式２）の関係を満たす、積層位相差フィルム。
式１） ２θａ−１４０°≦θｂ≦２θａ−１３０°
式２） １００°≦θａ≦１０５°
【請求項２】
前記１／２波長板及び前記１／４波長板が延伸フィルムである、請求項１記載の積層位相差フィルム。
【請求項３】
前記積層位相差フィルムの１／２波長板および１／４波長板が同じ材質からなる、請求項１又は請求項２記載の積層位相差フィルム。
【請求項４】
前記１／２波長板及び前記１／４波長板がシクロオレフィンポリマーを含んでなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層位相差フィルム。
【請求項５】
ディスプレイ装置と、偏光メガネとを備える立体画像表示システムであって、
前記ディスプレイ装置は、第一の偏光板を備えて前記第一の偏光板を透過した光により左眼用画像及び右眼用画像を表示しうる画像表示パネルと、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層位相差フィルムと、第二の位相差フィルムとをこの順に備え、
前記第二の位相差フィルムは、位相差を有し前記左眼用画像及び右眼用画像の一方を表示する光を透過させうる第一領域と、位相差を有さず前記左眼用画像及び右眼用画像の他方を表示する光を透過させうる第二領域とを有し、
前記偏光メガネは、前記左眼用画像を表示する光を透過させ前記右眼用画像を表示する光を遮断しうる左眼用部材と、前記左眼用画像を表示する光を遮断し前記右眼用画像を表示する光を透過させうる右眼用部材とを備え、
前記左眼用部材は、左眼用位相差フィルムと左眼用偏光板とを備え、
前記右眼用部材は、右眼用位相差フィルムと右眼用偏光板とを備える、立体画像表示システム。
【請求項６】
前記第一領域が、略１／２波長の位相差を有する、請求項５記載の立体画像表示システム。
【請求項７】
前記積層位相差フィルムの１／２波長板及び第二の位相差フィルムの第一領域の位相差が２４０ｎｍ〜２８０ｎｍであり、
前記積層位相差フィルムの１／４波長板、前記左眼用部材の左眼用位相差フィルム、及び、前記右眼用部材の右眼用位相差フィルムの位相差が１２０ｎｍ〜１４０ｎｍである、請求項５又は請求項６記載の立体画像表示システム。
【請求項８】
前記第二の位相差フィルムの第一領域の遅相軸が前記基準方向と平行である、請求項５〜７のいずれか一項に記載の立体画像表示システム。
【請求項９】
前記第一の偏光板の透過軸と、前記左眼用偏光板の透過軸及び右眼用偏光板の透過軸とが垂直である、請求項５〜８のいずれか一項に記載の立体画像表示システム。
【請求項１０】
前記第二の位相差フィルムの前記積層位相差フィルムとは反対側、前記左眼用位相差フィルムの前記左眼用偏光板とは反対側、及び、前記右眼用位相差フィルムの前記右眼用偏光板とは反対側に、光学部材を備える、請求項５〜９のいずれか一項に記載の立体画像表示システム。
【請求項１１】
前記左眼用位相差フィルムの遅相軸と前記右眼用位相差フィルムの遅相軸とが垂直である、請求項５〜１０のいずれか一項に記載の立体画像表示システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−６４８３３（Ｐ２０１３−６４８３３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２９７０（Ｐ２０１１−２０２９７０）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
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