JP3463846B2 - Polarizing element, method of manufacturing the same, and image display device - Google Patents

Polarizing element, method of manufacturing the same, and image display device

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JP3463846B2
JP3463846B2 JP03097297A JP3097297A JP3463846B2 JP 3463846 B2 JP3463846 B2 JP 3463846B2 JP 03097297 A JP03097297 A JP 03097297A JP 3097297 A JP3097297 A JP 3097297A JP 3463846 B2 JP3463846 B2 JP 3463846B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば3次元映像
の観察が可能な映像表示装置に用いられる光学素子およ
び偏光素子に関する。より詳細には、入射する直線偏光
を互いに異なる楕円偏光に変換する複数の領域を有する
新規な光学素子、および入射する光を直線偏光とした後
に互いに異なる楕円偏光に変換する複数の領域を有する
新規な偏光素子、並びにそれらの製造方法に関する。ま
た、本発明は、これら光学素子および偏光素子の一方を
液晶パネルと組み合わせた構成となし、通常は2次元映
像を観察でき、観察者が偏光眼鏡を着用することで3次
元映像を観察できる映像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element and a polarizing element used in an image display device capable of observing a three-dimensional image, for example. More specifically, a novel optical element having a plurality of areas for converting incident linearly polarized light into different elliptically polarized light, and a new optical element having a plurality of areas for converting incident light into linearly polarized light and then converting into different elliptically polarized light. Polarizing element and manufacturing method thereof. Further, the present invention has a configuration in which one of the optical element and the polarizing element is combined with a liquid crystal panel, and can normally observe a two-dimensional image, and an image that an observer can observe a three-dimensional image by wearing polarized glasses. Regarding display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、直線偏光を楕円偏光または円偏
光に変換する光学素子は、光学的に異方性を有する材料
を用いることにより作製される。その材料としては、従
来、高分子樹脂からなる一軸延伸フィルムや、液晶ポリ
マー層を一軸配向させたものなどが用いられている。
2. Description of the Related Art Generally, an optical element for converting linearly polarized light into elliptically polarized light or circularly polarized light is manufactured by using a material having optical anisotropy. As the material thereof, conventionally, a uniaxially stretched film made of a polymer resin, a uniaxially oriented liquid crystal polymer layer, or the like has been used.

【0003】ところで、このような材料を用いる場合
は、光学的に異方性を有する領域を部分的に設けること
ができなかった。すなわち、前者の一軸延伸フィルム
は、高分子フィルムを均一に延伸して作製するため、フ
ィルム面内の任意の位置に光学的に異方性を有するよう
な領域を設けることができなかった。また、後者の液晶
ポリマー層は、一軸配向させるためにポリイミド膜等を
ラビング処理して作製した配向層を必要とし、通常のラ
ビング処理では任意の位置に光学的に異方性を有する領
域を設けることは不可能であった。
By the way, when such a material is used, an optically anisotropic region cannot be partially provided. That is, since the former uniaxially stretched film is produced by uniformly stretching a polymer film, it is not possible to provide a region having optical anisotropy at an arbitrary position within the film plane. Further, the latter liquid crystal polymer layer requires an alignment layer prepared by rubbing a polyimide film or the like for uniaxial alignment, and in a normal rubbing process, an optically anisotropic region is provided at an arbitrary position. It was impossible.

【0004】そこで、光学的に異方性を有する領域を部
分的に形成する、種々の方法が提案されている。例え
ば、特開平6−289374号公報には、光配向可能な
ポリマー層に偏光を照射して部分的に配向方向を異なら
せることにより、そのポリマー層に接する液晶層内に配
向方向が異なる部分を形成する方法が提案されている。
この方法によれば、位相差フィルムの面内に進相軸方向
が異なる複数の位相差領域を形成することができる。
Therefore, various methods have been proposed for partially forming a region having optical anisotropy. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-289374, by irradiating a polymer layer capable of photo-alignment with polarized light so that the alignment direction is partially different, a portion having a different alignment direction is formed in a liquid crystal layer in contact with the polymer layer. A method of forming is proposed.
According to this method, a plurality of retardation regions having different fast axis directions can be formed in the plane of the retardation film.

【0005】また、特開平7−72331号公報には、
光学的異方性を有する高分子フィルムを基板上に配置
し、これをエッチングプロセスにより短冊状にパターニ
ングした分割波長板が提案されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 7-72331 discloses that
There has been proposed a divided wave plate in which a polymer film having optical anisotropy is arranged on a substrate and is patterned in a strip shape by an etching process.

【0006】さらに、米国特許5537194、532
7285号公報には、1/2波長板のパターニングした
ものの上に偏光フィルムを積層することにより、面内で
偏光透過軸方向が異なる領域を設けた偏光素子が提案さ
れている。
Further, US Pat. No. 5,537,194, 532
In Japanese Patent No. 7285, there is proposed a polarizing element in which a polarizing film is laminated on a patterned half-wave plate to provide regions having different polarization transmission axis directions in the plane.

【0007】ところで、パターニングを行う方法として
は、サンドブラスト法やエキシマレーザーを用いる方法
など様々な方法が知られている。中でも、サンドブラス
ト法は、圧縮した空気や窒素ガスにより微粒子を試料表
面に吹き付けて試料表面を削る技術であり、近年におい
ては、電子部品やセラミック材の微細加工に用いられる
ようになっている。特に、プラズマディスプレイの各画
素の仕切りに設けられる隔壁を形成する技術として着目
されている。
By the way, various methods such as a sandblast method and a method using an excimer laser are known as a method for patterning. Among them, the sand blast method is a technique for blowing fine particles onto the sample surface by compressed air or nitrogen gas to scrape the sample surface, and in recent years, it has been used for fine processing of electronic parts and ceramic materials. In particular, attention has been paid to this as a technique for forming a partition wall provided in a partition of each pixel of a plasma display.

【0008】また、エキシマレーザーによる微細加工
は、エネルギーの高いエキシマレーザーを試料表面に照
射することで、試料の分子結合を切断して消失させる技
術である。近年においては、エンジニアリングプラステ
ィック材料等の高耐熱性や高耐溶剤性であるために化学
的に加工が困難な材料の微細加工に用いられ、電子部品
や精密機械部品等の材料の成形加工に用いられている。
Further, the fine processing by the excimer laser is a technique of irradiating the surface of the sample with an excimer laser having a high energy so that the molecular bond of the sample is broken and disappeared. In recent years, it has been used for microfabrication of materials that are chemically difficult to process due to their high heat resistance and high solvent resistance, such as engineering plastic materials, and used for the molding of materials such as electronic parts and precision machine parts. Has been.

【0009】さて、上述した映像表示装置については、
三次元画像や立体画像を再現しようという試みの歴史は
非常に古く、その方式は、レーザーホログラム等を含め
ると、極めて多種のものがある。但し、3原色フルカラ
ーで動画を表示することができる立体画像表示方式であ
って、しかも完成度の高い方式としては、以下の3方式
を挙げることができる。いずれの方式においても、右目
用画像と左目用画像とを個々に表示することにより、両
者のずれ、即ち両眼視差を利用して観察者に奥行き感を
想起させるという原理に基づいている。
Now, regarding the above-mentioned video display device,
The history of attempts to reproduce three-dimensional images and three-dimensional images is very old, and there are various types of methods including laser holograms. However, as a stereoscopic image display system capable of displaying a moving image in full color of three primary colors and a system having a high degree of completion, the following three systems can be mentioned. Both methods are based on the principle that the image for the right eye and the image for the left eye are individually displayed, and the shift between the images for the right eye and the image for the left eye, that is, the binocular parallax are used to remind the observer of a sense of depth.

【0010】第1の方式は、1台の表示装置を用いて左
目用画像と右目用画像とを交互に時分割で表示し、電気
的なシャッター機能を有する眼鏡を右目と左目とで交互
に開閉させることにより立体画像を表示するシャッター
眼鏡方式である。この方式は、投影表示にも直視表示に
も適用可能である。この第1の方式では、1台の表示装
置により立体画像表示が可能であることが利点である。
The first method uses a single display device to alternately display images for the left eye and images for the right eye in a time-division manner, and alternately wear glasses having an electric shutter function for the right eye and the left eye. It is a shutter glasses method that displays a stereoscopic image by opening and closing. This method can be applied to both projection display and direct-view display. This first method is advantageous in that a single display device can display a stereoscopic image.

【0011】第2の方式は、表示装置により左目用のス
トライプ画像と右目用のストライプ画像とを表示し、表
示装置の前面に設置したレンチキュラーレンズ板やスリ
ット板により各画像を左目と右目とに割り当てる眼鏡無
し方式である。この方式によれば、特別な眼鏡等を装着
しなくても立体画像を観察することができる。
In the second method, a display device displays a left-eye stripe image and a right-eye stripe image, and a lenticular lens plate or a slit plate installed on the front surface of the display device separates each image into a left-eye image and a right-eye image. It is a system without glasses to be assigned. According to this method, it is possible to observe a stereoscopic image without wearing special glasses or the like.

【0012】第3の方式は、左目用画像と右目用画像と
を偏光方向が互いに90゜の角度をなす直線偏光として
おき、観察者が偏光眼鏡を装着することにより立体画像
を観察する偏光眼鏡方式である。この方式は、投影表示
では2台の偏光プロジェクターを用いてスクリーン上で
両者の画像を重ね合わせ、直視表示では2台の表示装置
の画像をハーフミラーまたは偏光ミラーを用いて合成す
る。
In the third method, the left-eye image and the right-eye image are linearly polarized light whose polarization directions form an angle of 90 ° with each other, and the observer wears polarized glasses to observe stereoscopic images. It is a method. In this method, two polarization projectors are used to overlap the images on the screen in the projection display, and images of two display devices are combined using a half mirror or a polarization mirror in the direct view display.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光学素子として一軸延伸フィルムを用いたものは、高
分子フィルムを一様に一定方向に延伸することにより作
製されているので、その面内で部分的に光学軸方向を異
ならせることができなかった。
As described above, the conventional optical element using a uniaxially stretched film is produced by uniformly stretching a polymer film in a certain direction. It was not possible to partially change the optical axis directions within.

【0014】これに対して、上述の特開平6−2893
74号公報で提案されている位相差フィルムでは、面内
に光学軸方向が異なる複数の位相差領域が形成されてい
るので、1種類の偏光透過軸を有する直線偏光をこの位
相差フィルムに入射することにより、光学軸方向が異な
る各領域で互いに異なる楕円偏光に変換することができ
る。本明細書中において、「楕円偏光」は、その特別な
形態である円偏光も含むこととする。
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 6-2893 mentioned above.
In the retardation film proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 74, a plurality of retardation regions having different optical axis directions are formed in the plane, so that linearly polarized light having one polarization transmission axis is incident on this retardation film. By doing so, it is possible to convert into elliptically polarized light different from each other in respective regions having different optical axis directions. In the present specification, “elliptically polarized light” includes its special form, circularly polarized light.

【0015】しかし、特開平6−289374号公報に
提案されている位相差フィルムの製造においては、光学
軸方向が異なる複数の領域をパターニングするために、
必要な領域分だけ、例えば2種類の領域が必要であれば
2回分パターニングする必要がある。また、各領域を目
的とする場所に精度良く形成するためにはアライメント
工程が必要であり、作業が煩雑である。さらに、ポリマ
ー層の耐熱性が低く、熱により配向が乱れてしまうの
で、信頼性が充分確保できる位相差フィルムを作製する
ことができなかった。
However, in the production of the retardation film proposed in JP-A-6-289374, in order to pattern a plurality of regions having different optical axis directions,
It is necessary to perform patterning twice for the required area, for example, if two types of areas are required. In addition, an alignment process is required to accurately form each region at a desired place, and the work is complicated. Furthermore, the heat resistance of the polymer layer is low and the orientation is disturbed by heat, so that it is not possible to produce a retardation film that can ensure sufficient reliability.

【0016】さらに、特開平7−72331号公報で提
案されている分割波長板は、光通信システムにおいて光
信号を変換するための素子として用いられているもので
ある。この分割波長板は、単一波長の直線偏光の位相差
を90゜変換するためのものであり、後述する本発明の
光学素子のように、第1の位相差を有する第1位相差部
材の遅相軸方向と第2の位相差を有する第2位相差部材
の遅相軸方向とを異ならせて積層した構成、または第1
位相差部材の進相軸方向と第2位相差部材の進相軸方向
とを異ならせて積層した構成とは異なるものである。
Furthermore, the split wave plate proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-72331 is used as an element for converting an optical signal in an optical communication system. This split wave plate is for converting the phase difference of linearly polarized light of a single wavelength by 90 °, and is the same as that of the first phase difference member having the first phase difference like the optical element of the present invention described later. A structure in which the slow axis direction and the slow axis direction of the second phase difference member having the second phase difference are different from each other, or the first phase difference member is laminated.
This is different from the configuration in which the fast axis direction of the phase difference member and the fast axis direction of the second phase difference member are different from each other and stacked.

【0017】また、米国特許5537194、5327
285号公報で提案されている偏光素子は、パターニン
グした1/2波長板に対して、直線偏光板あるいは円偏
光板を積層したものであり、本発明の第1位相差部材と
第2位相差部材とを積層した光学素子に直線偏光板を積
層したものとは異なるものである。
US Pat. Nos. 5,537,194 and 5,327
The polarizing element proposed in Japanese Patent No. 285 is one in which a linear polarizing plate or a circular polarizing plate is laminated on a patterned half-wave plate, and the first phase difference member and the second phase difference of the present invention are provided. This is different from the one in which a linear polarizing plate is laminated on an optical element in which a member is laminated.

【0018】また、本発明の1形態である、偏光素子上
で、1/2波長板からなる第1位相差部材をパターニン
グし、1/4波長板からなる第2位相差部材を積層した
偏光素子に対し、前記米国特許5537194、532
7285号公報では、偏光素子の1形態である円偏光板
上で1/2波長板をパターニングした偏光素子が提案さ
れているが、1/4波長板と直線偏光板からなる円偏光
板の1/4波長板上で1/2波長板をパターニングする
には、次のような問題が生じる。
In addition, a polarized light obtained by patterning a first retardation member composed of a half-wave plate and laminating a second retardation member composed of a quarter-wave plate on a polarizing element, which is one embodiment of the present invention. For the device, the above-mentioned US Pat.
In Japanese Patent No. 7285, there is proposed a polarizing element in which a ½ wavelength plate is patterned on a circularly polarizing plate which is one form of the polarizing element. The following problems occur when patterning a half-wave plate on a quarter-wave plate.

【0019】一般に、1/2波長板や、1/4波長板な
どを構成する複屈折性材料(一軸延伸ポリマーフィルム
や一軸配向液晶ポリマーなど)は、その材質によって位
相差の波長分散性が異なる。3次元ディスプレイを実現
するためには、左右両画素から出射される光は同じ色調
を有していないと臨場感あふれる映像は望めない。通
常、1/2波長板と1/4波長板とが同じ材質からなる
ものであれば、観察者は、左右で色調のずれのない映像
を観察することができるが、米国特許5537194、
5327285号公報では、円偏光板の1/4波長板上
で1/2波長板をパターニングするため、1/4波長板
上にエッチングに対する保護層を設けない限り、1/4
波長板の光学特性を損ねることなく1/2波長板をパタ
ーニングすることは不可能であり、非効率的である。
Generally, a birefringent material (such as a uniaxially stretched polymer film or a uniaxially oriented liquid crystal polymer) constituting a ½ wavelength plate or a ¼ wavelength plate has a different wavelength dispersion of retardation depending on the material. . In order to realize a three-dimensional display, it is not possible to expect a realistic image unless the light emitted from both the left and right pixels has the same color tone. Normally, if the half-wave plate and the quarter-wave plate are made of the same material, an observer can observe an image without a color tone shift between the left and right sides. US Pat. No. 5,537,194,
In Japanese Patent No. 5327285, since the ½ wavelength plate is patterned on the ¼ wavelength plate of the circularly polarizing plate, the ¼ wavelength plate is formed on the ¼ wavelength plate unless a protective layer against etching is provided.
It is impossible and inefficient to pattern the half-wave plate without impairing the optical characteristics of the wave plate.

【0020】また、透明基板上で1/2波長板をパター
ニングし、その上に円偏光板を積層する構造のものも提
案されているが、この構造では必ず光出射側に透明基板
が存在する。この透明基板が光出射側に存在するために
以下のような問題が生じる。
Also, a structure has been proposed in which a half-wave plate is patterned on a transparent substrate, and a circularly polarizing plate is laminated thereon, but in this structure, the transparent substrate is always present on the light emitting side. . Since this transparent substrate exists on the light emitting side, the following problems occur.

【0021】一般に、3次元映像においては、迫力ある
表示により臨場感が高まるものであるが、迫力ある表示
を行うためにはディスプレイを大型化する必要がある。
しかし、大型ディスプレイにおいては、上記透明基板と
して存在するガラス基板も大型になるため、これによる
ディスプレイの重量増加が大きく、軽量であるという液
晶ディスプレイの特徴を大きく損ねることになる。ま
た、ディスプレイを大型化しても割れないようにするた
めにはガラス基板の厚みを厚くする必要があり、ガラス
基板といえども透過光量の低下は否めない。このため、
表示が暗くなってディスプレイとしての基本的な表示性
能が低下していた。
Generally, in a three-dimensional image, a powerful display enhances the sense of presence, but in order to perform a powerful display, it is necessary to upsize the display.
However, in a large-sized display, the glass substrate existing as the transparent substrate also becomes large, which greatly increases the weight of the display and greatly impairs the characteristic of the liquid crystal display that it is lightweight. Further, it is necessary to increase the thickness of the glass substrate in order to prevent the display from cracking even if the display is upsized, and even with a glass substrate, a reduction in the amount of transmitted light cannot be denied. For this reason,
The display was dark and the basic display performance as a display was poor.

【0022】これに対して、ディスプレイの軽量化のた
めに、上記透明基板としてプラスティック基板を用いた
場合には、プラスティック基板が基本的に有する複屈折
性のため、偏光素子で発生させた円偏光が目的に合わな
いような楕円偏光に変換されてしまう。このため、3次
元用の映像表示装置に適用した場合には、例えば右目用
信号が左目でも観察されるというようなクロストーク発
生の原因となる。
On the other hand, when a plastic substrate is used as the transparent substrate in order to reduce the weight of the display, the circular polarization generated by the polarizing element is caused by the birefringence that the plastic substrate basically has. Is converted into elliptically polarized light that does not meet the purpose. Therefore, when applied to a three-dimensional image display device, it causes crosstalk, for example, the right-eye signal is observed even with the left eye.

【0023】一方、上述した立体画像を得るための3つ
の方式のうちの第1の方式は、1台の表示装置により立
体画像表示が可能であるという利点がある。しかし、電
気的なシャッター機能を有する眼鏡、例えば液晶シャッ
ター眼鏡等を装着しなければならないため、次のような
問題がある。すなわち、このような眼鏡は重くて長時間
の使用による疲労は避けられない。また、このようなシ
ャッター機能を有する眼鏡は高価であり、一人に1台の
眼鏡が必要であるために、観察者が人数分だけ購入する
場合の費用は非常に高額になる。
On the other hand, the first method out of the three methods for obtaining a stereoscopic image described above has an advantage that a stereoscopic image can be displayed by a single display device. However, eyeglasses having an electric shutter function, such as liquid crystal shutter eyeglasses, have to be attached, which causes the following problems. That is, such spectacles are heavy and fatigue due to long-term use is inevitable. Further, since the spectacles having such a shutter function are expensive, and one spectacle is required for each person, the cost when the observer purchases only the number of persons is very high.

【0024】次に、上述した第2の方式は、観察者が特
別な眼鏡等を装着すること無しに立体映像が観察できる
という点が特徴である。しかし、この眼鏡無し方式は、
2次元映像を表示する際に、垂直方向の解像度が半分に
低下してしまうという問題がある。その理由をレンチキ
ュラーレンズを使用した場合について、図28を参照し
ながら説明する。
Next, the above-mentioned second method is characterized in that the observer can observe a stereoscopic image without wearing special glasses or the like. However, this method without glasses
There is a problem that the resolution in the vertical direction is reduced to half when displaying a two-dimensional image. The reason will be described with reference to FIG. 28 in the case of using a lenticular lens.

【0025】眼鏡無し方式では、図28に示すように、
左目用画素901(l)から出射される光が観察者90
7の左目で観察され、右目用画素901(r)から出射
される光が観察者907の右目で観察されるように、例
えばシリンドリカルレンズ906を備えたレンチキュラ
ーレンズ板905により光の伝播方向を制御している。
このように制御された光の伝播方向は2次元映像でも3
次元映像でも同様であるため、右目用映像と左目用映像
とを区別しないで観察する2次元映像の場合には、左目
用画素901(l)と右目用画素901(r)とで同じ
映像を表示しなければならない。つまり、2次元映像の
場合にも、左右2画素分で1画素分の機能しか果たさな
いため、解像度が1/2に低下してしまう。一般に、眼
鏡無し方式では、左右の目に光を振り分けるためにレン
チキュラーレンズを垂直方向に形成するため、垂直解像
度が1/2に低下することになる。なお、この図28に
おいて、902はブラックマトリクス、903は対向基
板、904は偏光フィルムを示している。
In the system without glasses, as shown in FIG.
The light emitted from the pixel 901 (l) for the left eye is observed by the observer 90.
7 is controlled by the lenticular lens plate 905 having the cylindrical lens 906 so that the light emitted from the right-eye pixel 901 (r) is observed by the observer 907's right eye. is doing.
The light propagating direction controlled in this way is 3
Since the same applies to a three-dimensional image, in the case of a two-dimensional image that is observed without distinguishing a right-eye image and a left-eye image, the same image is obtained by the left-eye pixel 901 (l) and the right-eye pixel 901 (r). Must be displayed. That is, even in the case of a two-dimensional image, the function of one pixel is fulfilled by the two left and right pixels, and the resolution is reduced to 1/2. Generally, in the method without glasses, the lenticular lens is formed in the vertical direction in order to distribute the light to the left and right eyes, so that the vertical resolution is reduced to 1/2. In FIG. 28, 902 is a black matrix, 903 is a counter substrate, and 904 is a polarizing film.

【0026】最後に、上述した第3の方式で得られる立
体画像は、フリッカーが無く、観察者が非常に軽量で安
価な偏光眼鏡を装着することで立体画像を観察できる。
しかしながら、左目用画像と右目用画像として偏光透過
軸の異なる画像2枚を常に同時に映し出すために2台の
表示装置や映写装置が必要となるので、装置が高価にな
って家庭用には不向きであるという問題がある。
Finally, the stereoscopic image obtained by the above-mentioned third method has no flicker, and an observer can observe the stereoscopic image by wearing very lightweight and inexpensive polarizing glasses.
However, since two images with different polarization transmission axes are always displayed at the same time as the left-eye image and the right-eye image, two display devices and a projection device are required, which makes the device expensive and unsuitable for home use. There is a problem.

【0027】この問題を解決するために、特開昭58−
184929号公報に開示された方式がある。この方式
は、隣接する画素間で偏光透過軸が互いに直交するモザ
イク状の偏光層を、1台の表示装置の前面に密着させ、
観察者が偏光眼鏡を装着することにより立体画像を観察
できるようにしたものである。図29に基づいて具体的
に説明すると、右目用画素3005と左目用画素300
7とが割り当てられたCRTの前面に、偏光透過軸の方
向が互いに直交する偏光層3002a、3002bがモ
ザイク状に設けられた偏光板を配置する。観察者は、偏
光透過軸の方向が互いに異なる偏光板3003a、30
03bを有する偏光眼鏡3003を装着して、CRTに
表示された画像を観察することで、立体画像を観察する
ことができる。この方式によれば、偏光眼鏡を装着する
ことで、多人数の観察者が立体画像を観察できる。な
お、この図29において、Wは上下方向の立体視可能ゾ
ーン、3004は透明基板、3006はブラックマトリ
クスを示す。
In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 58-58
There is a method disclosed in Japanese Patent No. 184929. In this method, a mosaic polarization layer whose polarization transmission axes are orthogonal to each other between adjacent pixels is brought into close contact with the front surface of one display device,
The viewer wears polarized glasses so that a stereoscopic image can be observed. This will be specifically described with reference to FIG. 29. The right-eye pixel 3005 and the left-eye pixel 300
A polarizing plate having mosaic layers of polarizing layers 3002a and 3002b whose polarization transmission axes are orthogonal to each other is arranged on the front surface of the CRT to which 7 and 7 are assigned. The observer can see that the polarization transmission axes of the polarizing plates 3003a and 303 are different from each other.
A stereoscopic image can be observed by wearing polarizing glasses 3003 having 03b and observing the image displayed on the CRT. According to this method, a large number of observers can observe a stereoscopic image by wearing polarized glasses. In FIG. 29, W is a vertical stereoscopic viewable zone, 3004 is a transparent substrate, and 3006 is a black matrix.

【0028】しかし、この方式で立体画像を観察するに
は、右目用画素3005に配置された右目用偏光板30
02bの偏光透過軸と観察者が装着する偏光眼鏡300
3の右目用偏光板3003bの偏光透過軸とを正確に一
致させ、かつ、左目用画素3007に配置された左目用
偏光板3002aの偏光透過軸と観察者が装着する偏光
眼鏡3003の左目用偏光板3003aの偏光透過軸と
を正確に一致させる必要がある。正確に一致しない場合
は、各々の目に右目用画像と左目用画像とが混在して観
察され、立体視が不可能になる。
However, in order to observe a stereoscopic image by this method, the right-eye polarization plate 30 arranged in the right-eye pixel 3005.
Polarization transmission axis of 02b and polarizing glasses 300 worn by an observer
3, the polarization transmission axis of the right-eye polarization plate 3003b exactly matches, and the polarization transmission axis of the left-eye polarization plate 3002a arranged in the left-eye pixel 3007 and the left-eye polarization of the polarization glasses 3003 worn by the observer. It is necessary to exactly match the polarization transmission axis of the plate 3003a. If they do not match exactly, the image for the right eye and the image for the left eye are mixedly observed in each eye, and stereoscopic vision becomes impossible.

【0029】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、入射した直線偏光を互い
に異なる楕円偏光に変換する2種類の領域を有する光学
素子、および、入射光を直線偏光とした後に互いに異な
る楕円偏光に変換する2種類の領域を有する偏光素子、
および、それらの製造方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and has an optical element having two types of regions for converting incident linearly polarized light into elliptically polarized light different from each other, and incident light. A polarizing element having two types of regions for converting linearly polarized light into elliptically polarized light different from each other,
And it aims at providing those manufacturing methods.

【0030】また、本発明は、偏光眼鏡を装着した多人
数の観察者が観察者の位置や顔の角度によらずに3次元
画像を観察できると共に、観察者が偏光眼鏡を装着しな
いときには、液晶パネル上の画素数より解像度が低下す
ることなく2次元画像を表示でき、2次元用および3次
元用の両方に使用可能な映像表示装置を提供することを
目的とする。
Further, according to the present invention, a large number of observers wearing polarized glasses can observe a three-dimensional image regardless of the positions of the observers and the angles of their faces, and when the observers do not wear polarized glasses, It is an object of the present invention to provide a video display device that can display a two-dimensional image without lowering the resolution than the number of pixels on a liquid crystal panel and can be used for both two-dimensional and three-dimensional images.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】本発明の偏光素子は、入
射した光を直線偏光とした後に、互いに極性の異なる楕
円偏光または円偏光に変換する2種類の領域を有する偏
光素子であって、該2種類の領域のうちの一方の領域に
設けられた第1の位相差を有する第1位相差部材と、該
一方の領域および該第1位相差部材の設けられていない
他方の領域にわたって積層された第2の位相差を有する
第2位相差部材とが設けられた光学素子を備え、該光学
素子の前記第1位相差部材側に、入射した光を直線偏光
とするための直線偏光部材が該2種類の領域の両方にわ
たって設けられており、そのことにより上記目的が達成
される。
The polarizing element according to the present invention is
After the emitted light is linearly polarized, the ellipses with different polarities are
Circularly polarized light or polarized light having two types of regions for conversion into circularly polarized light
In the optical element, a first retardation member having a first retardation provided in one of the two types of regions, and the one region and the first retardation member are provided. An optical element provided with a second retardation member having a second retardation laminated over the other region not present ,
The incident light is linearly polarized on the side of the first phase difference member of the element.
A linear polarization member for
It is provided for the purpose of achieving the above object.

【0032】前記光学素子の前記第1位相差部材が1/
2波長板である
If the first retardation member of the optical element is 1 /
2 is a wavelength plate.

【0033】前記光学素子の前記第2位相差部材が1/
4波長板である
The second retardation member of the optical element is 1 /
4 is the wavelength plate.

【0034】前記光学素子の前記第1位相差部材の進相
軸方向と前記第2位相差部材の進相軸方向とが異なって
おり、または該第1位相差部材の遅相軸方向と該第2位
相差部材の遅相軸方向とが異なっている
The fast axis direction of the first retardation member and the fast axis direction of the second retardation member of the optical element are different from each other, or the slow axis direction of the first retardation member is different from the fast axis direction. The direction of the slow axis of the second retardation member is different .

【0035】前記光学素子の前記第1位相差部材の進相
軸方向と前記第2位相差部材の進相軸方向とが直交し、
または該第1位相差部材の遅相軸方向と該第2位相差部
材の遅相軸方向とが直交している
The fast axis direction of the first retardation member and the fast axis direction of the second retardation member of the optical element are orthogonal to each other,
Alternatively, the slow axis direction of the first retardation member and the slow axis direction of the second retardation member are orthogonal to each other .

【0036】前記光学素子の前記第1位相差部材と前記
第2位相差部材とが、接着層または平坦化層を介して積
層されている
[0036] said first phase difference member and the second phase difference member of the optical element are laminated via an adhesive layer or a planarization layer.

【0037】前記光学素子の前記第1位相差部材および
前記第2位相差部材のうちの少なくとも一方が、単層も
しくは複数層からなる一軸延伸ポリマーフィルムまたは
単層もしくは複数層からなる一軸配向液晶ポリマー層
らなる
At least one of the first retardation member and the second retardation member of the optical element is a uniaxially stretched polymer film composed of a single layer or a plurality of layers or a uniaxially oriented liquid crystal polymer composed of a single layer or a plurality of layers. or layer
Consists of

【0038】[0038]

【0039】本発明の偏光素子において、前記直線偏光
部材と前記第1位相差部材とが接着層または平坦化層を
介して積層されている構成とすることができる。
In the polarizing element of the present invention, the linearly polarizing member and the first retardation member may be laminated via an adhesive layer or a flattening layer.

【0040】本発明の偏光素子の製造方法は、上述した
偏光素子を製造する方法であって、前記入射した光を直
線偏光とするための直線偏光部材の上に、前記2種類の
領域のうちの一方の領域に第1位相差部材を設ける工程
と、該第1位相差部材の該直線偏光部材とは反対側に、
該一方の領域および該第1位相差部材の設けられていな
い他方の領域にわたって第2位相差部材を積層する工程
とを含む。 前記第1位相差部材を形成するに際し、第1
位相差部材形成用膜を形成した後、該第1位相差部材形
成用膜をウェットエッチング法、ドライエッチング法、
エキシマレーザー照射またはサンドブラスト法によりパ
ターニングして該第1位相差部材を形成する
The manufacturing method of the polarizing element of the present invention is as described above.
A method of manufacturing a polarizing element , comprising:
On the linearly polarizing member for making the linearly polarized light,
Providing the first retardation member in one of the regions
And on the side of the first retardation member opposite to the linear polarization member,
The one region and the first retardation member are not provided.
Step of stacking the second retardation member over the other region
Including and When forming the first retardation member, the first
After forming the retardation member forming film, the first retardation member forming film is wet-etched, dry-etched,
It is patterned by excimer laser irradiation or sandblasting to form the first retardation member.

【0041】前記第1位相差部材を形成するに際し、
線偏光部材の一方の領域に配向規制力のある配向層を形
成した後、該配向規制力のある配向層の上に、単層また
は複数層からなる液晶ポリマー層を設けて該液晶ポリマ
ー層によって該第1位相差部材を形成する
[0041] When forming the first retardation member, straight
After forming an alignment layer having an alignment control force in one region of the linear polarization member, a liquid crystal polymer layer consisting of a single layer or a plurality of layers is provided on the alignment layer having the alignment control force to form the liquid crystal polymer.
Layer forms the first retardation member.

【0042】前記配向規制力のある配向層を形成するに
際し、配向層形成用膜を形成し、該配向層形成用膜の一
部を感光性樹脂で覆ってラビング処理を行い、該感光性
樹脂で覆われていない部分を、該配向規制力のある配向
層とする
[0042] When forming the orientation layer with the alignment regulating force, to form an alignment layer forming film, subjected to rubbing treatment over a portion of the alignment layer forming film with a photosensitive resin, photosensitive resin the uncovered part, some of the alignment regulating force orientation
Layer .

【0043】前記配向規制力のある配向層を形成するに
際し、配向層形成用膜を形成し、該配向層形成用膜の全
面にラビング処理を行った後、該配向層形成用膜の一部
に遠紫外線を照射して配向規制力を低下させることによ
り、遠紫外線非照射の膜部分を該配向規制力のある配向
層とする
[0043] When forming the orientation layer with the alignment regulating force, to form an alignment layer forming film, after the rubbing treatment on the entire surface of the alignment layer forming film, some of the alignment layer forming film By irradiating the film with far-ultraviolet rays to reduce the alignment regulating force, the film portion not irradiated with far-ultraviolet rays is aligned with the alignment regulating force.
Layer .

【0044】[0044]

【0045】[0045]

【0046】本発明の映像表示装置は、一対の基板間に
液晶材料を挟持した液晶パネルを備え、該一対の基板の
一方の基板における液晶材料側または液晶材料とは反対
側に、請求項1〜8のいずれかに記載の偏光素子が配置
されており、該偏光素子に設けられた光学素子の第1位
相差部材および第2位相差部材が、該表示パネルの画素
の幅に対応するストライプ状で交互に配置されることに
よって、2次元用または3次元用の映像表示を可能とす
る構成となっている
The image display device of the present invention, a liquid crystal panel which sandwiches liquid crystal material between a pair of substrates, the side opposite to the liquid crystal material side or the liquid crystal material in one substrate of the pair of substrates, according to claim 1 The polarizing element according to any one of 1 to 8 is disposed , and the first position of the optical element provided in the polarizing element.
The phase difference member and the second phase difference member are pixels of the display panel.
To be arranged in stripes corresponding to the width of
Therefore, it has a configuration that enables a video display for two-dimensional or for three-dimensional.

【0047】本発明の映像表示装置において、上記映像
表示装置に備わった、該当する光学素子または偏光素子
の液晶材料側または液晶材料とは反対側にマイクロレン
ズアレイが配置されている構成とすることができる。
In the image display device of the present invention, the microlens array is arranged on the liquid crystal material side of the corresponding optical element or polarizing element provided on the image display device or on the side opposite to the liquid crystal material. You can

【0048】以下に、本発明の作用について説明する。The operation of the present invention will be described below.

【0049】本発明の光学素子にあっては、第1位相差
部材の設けられている領域と設けられていない領域とに
わたって第2位相差部材を設けることで、第1位相差部
材を1回パターニングするだけで、2つの領域で異なる
位相差領域を形成することが可能となる。つまり、一方
がパターニングされ、他方がパターニングされていない
2種類の位相差部材を積層することで、2種類の異なる
位相差領域を形成することが可能となる。また、各領域
でアライメントが不要になり、第2位相差部材上にエッ
チングに対する保護膜を設ける必要がなくなる。
In the optical element of the present invention, the first retardation member is provided once by providing the second retardation member over the region where the first retardation member is provided and the region where it is not provided. Only by patterning, different retardation regions can be formed in the two regions. That is, it is possible to form two different types of retardation regions by laminating two types of retardation members, one of which is patterned and the other of which is not patterned. In addition, alignment becomes unnecessary in each region, and it becomes unnecessary to provide a protective film against etching on the second retardation member.

【0050】上記第1位相差部材が1/2波長板である
場合、1/2波長板が形成されている一方の領域と、形
成されていない他方の領域とにおいて、入射した直線偏
光を極性の異なる楕円偏光に変換できる。
When the first retardation member is a half-wave plate, the incident linearly polarized light is polarized in one region where the half-wave plate is formed and the other region where it is not formed. Different elliptically polarized light can be converted.

【0051】上記位相差部材が1/4波長板である場
合、入射した直線偏光を極性の異なる円偏光に変換でき
るので、円偏光素子が得られる。
When the phase difference member is a quarter-wave plate, incident linearly polarized light can be converted into circularly polarized light having different polarities, so that a circularly polarizing element can be obtained.

【0052】上記第1位相差部材と第2位相差部材と
は、必要に応じて接着層または平坦化層を介して積層し
てもよい。
The first retardation member and the second retardation member may be laminated via an adhesive layer or a flattening layer, if necessary.

【0053】上記第1位相差部材の進相軸方向と上記第
2位相差部材の進相軸方向とを異ならせ、または上記第
1位相差部材の遅相軸方向と上記第2位相差部材の遅相
軸方向とを異ならせると、入射する直線偏光を一方の領
域と他方の領域とで、任意の楕円率と楕円偏光の任意の
長短軸方向を有する、異なる2種類の楕円偏光に変換す
ることができる。
The fast axis direction of the first retardation member is different from the fast axis direction of the second retardation member, or the slow axis direction of the first retardation member and the second retardation member are different from each other. If the direction of the slow axis is different, the incident linearly polarized light is converted into two different types of elliptically polarized light having an arbitrary ellipticity and an arbitrary major / short axis direction of the elliptically polarized light in one region and the other region. can do.

【0054】また、上記第1位相差部材の進相軸方向と
上記第2位相差部材の進相軸方向とを直交させ、または
上記第1位相差部材の遅相軸方向と上記第2位相差部材
の遅相軸方向とを直交させると、入射した直線偏光を一
方の領域と他方の領域とで、任意の楕円率で楕円偏光の
長短軸方向が同じか直交する楕円偏光に変換することが
できる。
Further, the fast axis direction of the first retardation member and the fast axis direction of the second retardation member are made orthogonal to each other, or the slow axis direction of the first retardation member and the second position. When the slow axis direction of the phase difference member is made orthogonal to each other, the incident linearly polarized light can be converted into elliptically polarized light in which the major and minor axis directions of the elliptically polarized light are the same or orthogonal in one region and the other region at an arbitrary ellipticity. You can

【0055】上記第1位相差部材または第2位相差部材
として、単層の一軸延伸ポリマーフィルムを用いると、
均一な位相差領域または偏光領域を容易に形成できる。
また、液晶材料は一般的に一軸延伸ポリマーフィルムに
比べて屈折率異方性(Δn)が大きいため、上記第1位
相差部材または第2位相差部材として単層の一軸配向液
晶ポリマー層を用いると、光学素子や偏光素子の薄膜化
が可能である。また、上記第1位相差部材または第2位
相差部材として、複数の一軸延伸ポリマーフィルム層を
積層したものまたは複数層の一軸配向液晶ポリマー層を
積層したものを用いると、屈折率の波長分散性を減少さ
せることができるので、広帯域で1/2波長板や1/4
波長板として機能させることができる。
When a monolayer uniaxially stretched polymer film is used as the first retardation member or the second retardation member,
A uniform retardation region or polarization region can be easily formed.
In addition, since the liquid crystal material generally has a larger refractive index anisotropy (Δn) than that of the uniaxially stretched polymer film, a single uniaxially oriented liquid crystal polymer layer is used as the first retardation member or the second retardation member. By doing so, it is possible to make the optical element and the polarizing element thinner. Further, when a laminate of a plurality of uniaxially stretched polymer film layers or a laminate of a plurality of uniaxially oriented liquid crystal polymer layers is used as the first retardation member or the second retardation member, the wavelength dispersion property of the refractive index is used. Can be reduced, so it is possible to use a half-wave plate or a quarter wave in a wide band.
It can function as a wave plate.

【0056】本発明の偏光素子にあっては、本発明の光
学素子の第1位相差部材側に直線偏光部材が設けられて
いるので、入射した光がその直線偏光部材により直線偏
光にされ、その後で、光学素子により互いに極性の異な
る2種類の楕円偏光に変換される。この偏光素子は、直
線偏光部材上に第1位相差部材を配置してパターニング
し、その上に第1位相差部材の形成部および非形成部に
わたって第2位相差部材を積層することで作製されるの
で、入射した光を極性の異なる楕円偏光に変換する複数
の領域を形成するためのパターニングを、第1位相差部
材について1回行うだけでよく、各領域のアライメント
が不要になる。また、出射光側に透明基板を設ける必要
が無いので、ガラス基板を用いた場合のような映像表示
装置の重量増加が生じず、表示の明るさも低下しない。
また、プラスティック基板を用いた場合のような不所望
な楕円偏光も生じない。さらに、第2位相差部材上で第
1位相差部材をパターニングする必要が無いので、第2
位相差部材上にエッチングに対する保護層等を設けなく
てもよい。
In the polarizing element of the present invention, since the linear polarizing member is provided on the first phase difference member side of the optical element of the present invention, the incident light is linearly polarized by the linear polarizing member, After that, it is converted into two types of elliptically polarized light having different polarities by the optical element. This polarizing element is produced by arranging and patterning a first retardation member on a linear polarizing member, and laminating a second retardation member on the formation portion and the non-formation portion of the first retardation member thereon. Therefore, the patterning for forming the plurality of regions for converting the incident light into the elliptically polarized light having different polarities only needs to be performed once for the first retardation member, and the alignment of each region is not necessary. Further, since it is not necessary to provide a transparent substrate on the outgoing light side, the weight of the image display device does not increase unlike the case where a glass substrate is used, and the display brightness does not decrease.
In addition, undesired elliptically polarized light as in the case of using a plastic substrate does not occur. Furthermore, since it is not necessary to pattern the first retardation member on the second retardation member,
It is not necessary to provide a protective layer or the like for etching on the retardation member.

【0057】上記第1位相差部材と直線偏光部材とは、
必要に応じて接着層または平坦化層を介して積層しても
よい。
The first phase difference member and the linear polarization member are
You may laminate | stack via an adhesive layer or a planarization layer as needed.

【0058】上記第1位相差部材は、第1位相差部材形
成用膜をウェットエッチング法、ドライエッチング法、
エキシマレーザー照射またはサンドブラスト法を用いて
パターニングすることにより形成してもよい。また、配
向層形成用膜をパターニングし、その上に単層の液晶ポ
リマー層または複数層の液晶ポリマー層を積層したもの
を形成することにより、液晶ポリマー層を一軸配向させ
てもよい。配向層の形成は、配向層形成用膜の一部を感
光性樹脂で覆ってラビングして配向規制力を与えること
により行ってもよく、配向層形成用膜の全面にラビング
処理を行った後、その一部に遠紫外線を照射して配向規
制力を低下させることにより行ってもよい。
For the first retardation member, the first retardation member forming film is formed by a wet etching method, a dry etching method,
It may be formed by patterning using excimer laser irradiation or a sandblast method. Further, the liquid crystal polymer layer may be uniaxially aligned by patterning the alignment layer forming film and forming a single liquid crystal polymer layer or a plurality of liquid crystal polymer layers laminated thereon. The alignment layer may be formed by covering a part of the alignment layer forming film with a photosensitive resin and rubbing it to give an alignment regulating force, and after performing the rubbing treatment on the entire surface of the alignment layer forming film. Alternatively, it may be performed by irradiating a part thereof with deep ultraviolet rays to reduce the alignment regulating force.

【0059】本発明の映像表示装置は、本発明の光学素
子または本発明の偏光素子を液晶パネルと組み合わせる
ことにより、液晶パネルの画素から出射される光が、光
学素子の2種類の領域または偏光素子の2種類の領域に
応じて極性の異なる楕円偏光、例えば左目用円偏光およ
び右目用円偏光に変換される。
In the image display device of the present invention, by combining the optical element of the present invention or the polarizing element of the present invention with a liquid crystal panel, the light emitted from the pixels of the liquid crystal panel is divided into two types of regions or polarized light of the optical element. It is converted into elliptically polarized light having different polarities depending on the two types of regions of the element, for example, left-eye circularly polarized light and right-eye circularly polarized light.

【0060】特に、液晶パネルの内側(一対の基板の液
晶材料側面)に本発明の光学素子または本発明の偏光素
子を配置すると、光学素子の位相差領域と液晶層とが近
接し、または偏光素子の位相差領域と液晶層とが近接す
るため、表示の視差が低減する。また、マイクロレンズ
アレイを用いると、本発明の光学素子または偏光素子を
液晶パネルの外側(一対の基板の液晶材料と反対側)に
配置しても、表示の視差を低減することができる。
In particular, when the optical element of the present invention or the polarizing element of the present invention is arranged inside the liquid crystal panel (the side surfaces of the liquid crystal material of the pair of substrates), the retardation region of the optical element and the liquid crystal layer are close to each other or the polarized light is polarized. Since the retardation region of the element and the liquid crystal layer are close to each other, the display parallax is reduced. Further, by using the microlens array, the parallax of display can be reduced even when the optical element or the polarizing element of the present invention is arranged outside the liquid crystal panel (on the side opposite to the liquid crystal material of the pair of substrates).

【0061】[0061]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に
述べる実施形態に限るものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below.

【0062】図1は、本発明の光学素子の一実施形態を
示す斜視図である。この光学素子は、基板1上に第1の
位相差を有する第1位相差部材としての1/2波長板2
がストライプ状にパターニングされ、その上に1/2波
長板2の形成部および非形成部にわたって第2の位相差
を有する第2位相差部材としての1/4波長板3が積層
されている。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the optical element of the present invention. This optical element comprises a half-wave plate 2 as a first retardation member having a first retardation on a substrate 1.
Are patterned in a stripe shape, and a quarter-wave plate 3 as a second retardation member having a second retardation is laminated on the formation portion and the non-formation portion of the half-wave plate 2 thereon.

【0063】この構成の光学素子は、例えば図2に示す
ようにして作製することができる。
The optical element having this structure can be manufactured, for example, as shown in FIG.

【0064】まず、図2(a)に示すように、基板1上
に1/2波長板12を配置する。基板1は、ガラスやプ
ラスティック等のような透明な材料からなるものを用い
ることができる。また、基板1は、光学素子の作製後に
取り除いてもよく、その場合には、不透明な基板を用い
ることもできる。
First, as shown in FIG. 2A, the half-wave plate 12 is arranged on the substrate 1. The substrate 1 may be made of a transparent material such as glass or plastic. Further, the substrate 1 may be removed after the production of the optical element, and in that case, an opaque substrate can be used.

【0065】1/2波長板12は、一軸延伸ポリマーフ
ィルムまたは一軸配向液晶ポリマー層等を用いることが
できる。1/2波長板12が一軸延伸ポリマーフィルム
である場合には、基板1上に粘着剤により貼着してもよ
く、光硬化性樹脂等により接着してもよい。また、1/
2波長板12が一軸配向液晶ポリマー層である場合に
は、基板1上にポリイミド等からなる配向層(図示せ
ず)をスピンコート法やロールコート法、または印刷法
等を用いて形成し、必要に応じて加熱処理を行って、ナ
イロン布等を用いたラビング処理、または紫外線や遠紫
外線等の光の照射等を行うことにより一軸配向処理す
る。その配向規制力のある配向層の上に重合性液晶材料
を塗布し、必要に応じて加熱処理や光照射処理などを行
うことにより、液晶ポリマーが配向層の配向状態に従っ
て配向し、一軸配向液晶ポリマー層が得られる。
As the ½ wavelength plate 12, a uniaxially stretched polymer film, a uniaxially oriented liquid crystal polymer layer or the like can be used. When the half-wave plate 12 is a uniaxially stretched polymer film, it may be attached onto the substrate 1 with an adhesive or may be attached with a photocurable resin or the like. Also, 1 /
When the two-wave plate 12 is a uniaxially aligned liquid crystal polymer layer, an alignment layer (not shown) made of polyimide or the like is formed on the substrate 1 by a spin coating method, a roll coating method, a printing method, or the like, If necessary, heat treatment is carried out, and rubbing treatment using a nylon cloth or the like or irradiation with light such as ultraviolet rays or far ultraviolet rays is carried out to carry out uniaxial orientation treatment. By applying a polymerizable liquid crystal material on the alignment layer having the alignment controlling force and performing heat treatment or light irradiation treatment as necessary, the liquid crystal polymer is aligned according to the alignment state of the alignment layer, and the uniaxial alignment liquid crystal is formed. A polymer layer is obtained.

【0066】次に、図2(b)に示すように、1/2波
長板12をパターニングしてストライプ状の1/2波長
板2とする。このとき、1/2波長板12のうち1/2
波長板2として残したい部分の上をレジスト材料で覆っ
てウェットエッチング法やドライエッチング法でパター
ニングし、1/2波長板2を形成してもよい。また、一
軸延伸ポリマーフィルムに、特願平7−224153号
公報記載の複屈折性を有する感光性フィルムを用いても
よい。このとき、一軸延伸ポリマーフィルム自身が感光
性を有するので、1/2波長板2として残したい部分に
のみ、フォトマスクを介して光を照射すればよく、レジ
スト材料によるパターンを形成する工程が不要になり、
非常に高効率的である。また、1/2波長板12から削
り取った残りの部分で1/2波長板2を形成する場合に
は、1/2波長板12の削り取りたい領域にエキシマレ
ーザーを照射してパターニングしてもよい。さらに、1
/2波長板12のうち1/2波長板2として残したい部
分の上をレジスト材料で覆ってアルミナ微粉末等の研削
材を1/2波長板12表面に吹き付けるサンドブラスト
法によりパターニングしてもよい。また、液晶ポリマー
層を配向させるための配向層を用いることにより、1/
2波長板を形成するようにしてもよい。
Next, as shown in FIG. 2B, the half wave plate 12 is patterned to form the striped half wave plate 2. At this time, 1/2 of the half wave plate 12
The half-wave plate 2 may be formed by covering the portion to be left as the wave plate 2 with a resist material and patterning it by a wet etching method or a dry etching method. Further, as the uniaxially stretched polymer film, a photosensitive film having birefringence described in Japanese Patent Application No. 7-224153 may be used. At this time, since the uniaxially stretched polymer film itself has photosensitivity, it suffices to irradiate only the portion to be left as the half-wave plate 2 with light through the photomask, and the step of forming a pattern of a resist material is unnecessary. become,
It is very efficient. Further, when the half-wave plate 2 is formed by the remaining portion scraped off from the half-wave plate 12, the region of the half-wave plate 12 to be shaved may be irradiated with an excimer laser for patterning. . Furthermore, 1
A pattern may be patterned by a sand blast method in which a portion of the 1/2 wave plate 12 to be left as the 1/2 wave plate 2 is covered with a resist material and an abrasive such as alumina fine powder is sprayed on the surface of the 1/2 wave plate 12. . Further, by using an alignment layer for aligning the liquid crystal polymer layer, 1 /
You may make it form a two-wave plate.

【0067】配向層を用いて1/2波長板を形成する場
合には、配向層を所定の形状にパターニングしてその上
に液晶ポリマー層を積層すると、配向層上の液晶ポリマ
ー層部分が一軸配向し、それ以外の部分では一軸配向し
ないので、配向層上の液晶ポリマー層部分をパターニン
グされた1/2波長板として用いることができる。この
配向層のパターニングは、ウェットエッチング法やドラ
イエッチング法、エキシマレーザー照射やサンドブラス
ト法により行ってもよい。また、配向層の一部を感光性
樹脂で覆ってラビングすることによりパターニングして
もよく、配向層の全面にラビング処理を行った後、その
一部に遠紫外線を照射して配向規制力を低下させること
によりパターニングしてもよい。
When the half-wave plate is formed by using the alignment layer, the alignment layer is patterned into a predetermined shape and the liquid crystal polymer layer is laminated thereon, so that the liquid crystal polymer layer portion on the alignment layer is uniaxial. Since it is aligned and not uniaxially aligned in other portions, the liquid crystal polymer layer portion on the alignment layer can be used as a patterned half-wave plate. The patterning of the alignment layer may be performed by a wet etching method, a dry etching method, excimer laser irradiation, or a sandblast method. Further, patterning may be performed by covering a part of the alignment layer with a photosensitive resin and rubbing it. After rubbing the entire surface of the alignment layer, a part of the alignment layer is irradiated with deep ultraviolet rays to adjust the alignment control force. Patterning may be performed by lowering.

【0068】なお、1/2波長板2の形状はストライプ
状に限らず、任意の形状が可能である。その形状変更
は、例えば、レジスト材料をパターニングするフォトマ
スク形状やエキシマレーザーの走査方法を変更すること
などにより容易に行うことができる。
The shape of the half-wave plate 2 is not limited to the stripe shape, but may be any shape. The shape can be easily changed, for example, by changing the shape of the photomask for patterning the resist material or the scanning method of the excimer laser.

【0069】その後、図2(c)に示すように、パター
ニングされた1/2波長板2上に1/4波長板3を積層
する。1/4波長板3は、一軸延伸ポリマーフィルムま
たは一軸配向液晶ポリマー層等を用いることができる。
1/4波長板3が一軸延伸ポリマーフィルムである場合
には、粘着剤により貼着してもよく、光硬化性樹脂等に
より接着してもよい。また、1/4波長板3が一軸配向
液晶ポリマー層である場合には、基板1上にポリイミド
等からなる配向層(図示せず)をスピンコート法やロー
ルコート法、印刷法等を用いて形成し、必要に応じて加
熱処理を行って、ナイロン布等を用いたラビング処理、
または紫外線や遠紫外線等の光の照射等を行うことによ
り一軸配向処理する。その配向層の上に重合性液晶材料
を塗布し、必要に応じて加熱処理や光照射処理などを行
うことにより、液晶ポリマーが配向層の配向状態に従っ
て配向し、一軸配向液晶ポリマー層が得られる。以上に
より光学素子が完成する。
After that, as shown in FIG. 2C, the quarter-wave plate 3 is laminated on the patterned half-wave plate 2. For the quarter-wave plate 3, a uniaxially stretched polymer film, a uniaxially oriented liquid crystal polymer layer, or the like can be used.
When the quarter-wave plate 3 is a uniaxially stretched polymer film, it may be attached with an adhesive or may be attached with a photocurable resin or the like. When the quarter-wave plate 3 is a uniaxially oriented liquid crystal polymer layer, an orientation layer (not shown) made of polyimide or the like is formed on the substrate 1 by spin coating, roll coating, printing or the like. Formed, heat-treated as needed, rubbing treatment using nylon cloth,
Alternatively, the uniaxial orientation treatment is performed by irradiating light such as ultraviolet rays or far ultraviolet rays. By applying a polymerizable liquid crystal material on the alignment layer and performing heat treatment or light irradiation treatment as necessary, the liquid crystal polymer is aligned according to the alignment state of the alignment layer, and a uniaxially aligned liquid crystal polymer layer is obtained. . The optical element is completed by the above.

【0070】このようにして得られる光学素子において
は、1/2波長板2の設けられている領域と設けられて
いない領域とに入射した直線偏光が、各領域から極性の
異なる楕円偏光として出射される。
In the optical element thus obtained, the linearly polarized light that has entered the region where the half-wave plate 2 is provided and the region where the half-wave plate 2 is not provided is emitted from each region as elliptically polarized light having different polarities. To be done.

【0071】なお、第2位相差部材としては、任意の位
相差を有する位相差部材を用いることができるが、第2
位相差部材として1/4波長板を用いた場合には、入射
した直線偏光を円偏光に変換する光学素子が得られる。
As the second retardation member, a retardation member having an arbitrary retardation can be used.
When a quarter-wave plate is used as the retardation member, an optical element that converts incident linearly polarized light into circularly polarized light can be obtained.

【0072】また、1/2波長板2と1/4波長板3と
は、互いの遅相軸方向または進相軸方向が直交するよう
に配置すると、入射した直線偏光が極性の異なる2種類
の楕円偏光または極性の異なる2種類の円偏光に変換さ
れる。この場合、両者の遅相軸方向または進相軸方向は
厳密に直交していなくてもよく、1/2波長板2の遅相
軸方向に対して1/4波長板3の遅相軸方向が90゜±
10゜、または1/2波長板2の進相軸方向に対して1
/4波長板3の進相軸方向が90゜±10゜であればよ
い。
If the ½ wave plate 2 and the ¼ wave plate 3 are arranged so that their slow axis directions or fast axis directions are orthogonal to each other, two types of incident linearly polarized light having different polarities are provided. Elliptically polarized light or two types of circularly polarized light having different polarities. In this case, the slow axis direction or the fast axis direction of both does not have to be exactly orthogonal to each other, and the slow axis direction of the ¼ wavelength plate 3 is relative to the slow axis direction of the ½ wavelength plate 2. Is 90 ° ±
10 ° or 1 with respect to the fast axis direction of the half-wave plate 2
It suffices if the fast axis direction of the quarter wave plate 3 is 90 ° ± 10 °.

【0073】また、1/4波長板3を積層する前に、1
/2波長板2の表面を平坦化するために透明な平坦化膜
(図示せず)を形成してもよい。この平坦化膜を形成し
た場合でも、必要に応じて1/4波長板3を粘着剤によ
り貼着してもよく、光硬化性樹脂等により接着してもよ
い。
Before stacking the quarter-wave plate 3, 1
A transparent flattening film (not shown) may be formed to flatten the surface of the / 2 wave plate 2. Even when this flattening film is formed, the quarter-wave plate 3 may be adhered with an adhesive, if necessary, or with a photocurable resin or the like.

【0074】さらに、一般的に、一軸延伸ポリマーフィ
ルムや一軸配向液晶ポリマー層は、屈折率に波長分散性
があり、可視光の全領域では1/2波長板や1/4波長
板として機能しない場合がある。このような場合には、
一軸延伸ポリマーフィルムや一軸配向液晶ポリマー層の
複数層を、各層の遅相軸方向または進相軸方向をずらし
て積層すれば広帯域波長板が得られ、少なくとも可視光
領域で1/2波長板や1/4波長板として機能させるこ
とができる。このような広帯域波長板では、1/2波長
板2や1/4波長板3の遅相軸または進相軸の方向を一
義的に定めることができないので、1/2波長板2にお
ける直線偏光の出射方向と、1/4波長板3における右
楕円偏光を得るための偏光の入射方向または左楕円偏光
を得るための偏光の入射方向のうちのいずれか一方とが
一致するように配置すればよい。この場合、1/2波長
板2における直線偏光の出射方向と、1/4波長板3に
おける右楕円偏光を得るための偏光の入射方向または左
楕円偏光を得るための偏光の入射方向は、厳密に一致し
ていなくてもよく、±10゜ずれていてもよい。
Further, in general, the uniaxially stretched polymer film and the uniaxially oriented liquid crystal polymer layer have wavelength dispersibility in refractive index and do not function as a ½ wavelength plate or a ¼ wavelength plate in the entire visible light region. There are cases. In such cases,
A broadband wavelength plate can be obtained by laminating a plurality of uniaxially stretched polymer films or uniaxially oriented liquid crystal polymer layers by shifting the slow axis direction or the fast axis direction of each layer. It can function as a quarter-wave plate. In such a wide-band wave plate, the direction of the slow axis or the fast axis of the half-wave plate 2 or the quarter-wave plate 3 cannot be uniquely determined. And the incident direction of the polarized light for obtaining the right elliptically polarized light or the incident direction of the polarized light for obtaining the left elliptically polarized light in the quarter-wave plate 3 are arranged so as to coincide with each other. Good. In this case, the emission direction of the linearly polarized light in the half-wave plate 2 and the incident direction of the polarized light in the quarter-wave plate 3 for obtaining the right elliptical polarized light or the incident direction of the polarized light for obtaining the left elliptical polarized light are strictly Does not have to coincide with, and may deviate by ± 10 °.

【0075】次に、このように構成された本発明の光学
素子に入射した直線偏光が極性の異なる楕円偏光または
極性の異なる円偏光に変換される原理について説明す
る。
Next, the principle of converting the linearly polarized light incident on the thus constructed optical element of the present invention into elliptically polarized light having different polarities or circular polarized light having different polarities will be described.

【0076】本発明の光学素子を構成する第1位相差部
材および第2位相差部材は、有機高分子材料を一軸延伸
し、または配向層上に液晶ポリマー層を設けて一軸方向
に配向させることにより位相差を持たせた複屈折性フィ
ルムからなる。この複屈折性フィルムにおいて、有機高
分子材料が一軸延伸された方向、または液晶ポリマー層
が一軸配向している方向に平行な方向を遅相軸または進
相軸と称し、さらに、これらを総称して光学軸方向と称
する。
The first retardation member and the second retardation member constituting the optical element of the present invention are obtained by uniaxially stretching an organic polymer material or by providing a liquid crystal polymer layer on the alignment layer and uniaxially aligning the liquid crystal polymer layer. It consists of a birefringent film having a retardation. In this birefringent film, the direction in which the organic polymer material is uniaxially stretched, or the direction parallel to the direction in which the liquid crystal polymer layer is uniaxially oriented is referred to as a slow axis or a fast axis, and these are collectively referred to as Is referred to as the optical axis direction.

【0077】図3に、複屈折性フィルムの光学軸方向に
対して角度θ方向に偏光している直線偏光が複屈折性フ
ィルムに入射した場合の偏光状態の変化を示す。
FIG. 3 shows a change in polarization state when linearly polarized light polarized in the angle θ direction with respect to the optical axis direction of the birefringent film enters the birefringent film.

【0078】まず、入射した直線偏光の電界成分を複屈
折性フィルムの光学軸方向に平行な成分と垂直な成分と
に分けると、複屈折性フィルム内での各速度成分は、
First, when the electric field component of the incident linearly polarized light is divided into a component parallel to the optical axis direction of the birefringent film and a component perpendicular thereto, each velocity component in the birefringent film is

【0079】[0079]

【数1】 [Equation 1]

【0080】で表される。ここで、n‖は光学軸方向に
平行な方向の屈折率、
It is represented by Here, n ∥ is the refractive index in the direction parallel to the optical axis direction,

【0081】[0081]

【数2】 [Equation 2]

【0082】は光学軸方向に垂直な方向の屈折率Is the refractive index in the direction perpendicular to the optical axis direction.

【0083】[0083]

【数3】 [Equation 3]

【0084】である。また、It is Also,

【0085】[0085]

【数4】 [Equation 4]

【0086】である。It is

【0087】従って、図3に示すz方向の光の速さは、
複屈折性フィルムの遅相軸方向に平行な方向の電界成分
が、遅相軸方向に垂直な方向の電界成分に比べて遅くな
る。その結果、図3に示すx方向とy方向とで電界強度
の変化が同じように起こらず、入射してきた直線偏光が
楕円偏光または円偏光に変化していく。
Therefore, the speed of light in the z direction shown in FIG.
The electric field component in the direction parallel to the slow axis direction of the birefringent film becomes slower than the electric field component in the direction perpendicular to the slow axis direction. As a result, the electric field strength does not change in the same way in the x and y directions shown in FIG. 3, and the incident linearly polarized light changes to elliptically polarized light or circularly polarized light.

【0088】例えば、複屈折性フィルムが有する位相差
を1/4波長に設定し、光学軸方向に対してθ=45゜
の角度方向に偏光している直線偏光を入射させた場合、
偏光状態は左回り(反時計回り)の円偏光へと変化す
る。また、複屈折性フィルムが有する位相差を1/4波
長に設定し、光学軸方向に対してθ=−45゜の角度方
向に偏光している直線偏光を入射させた場合、偏光状態
は右回り(時計回り)の円偏光、つまりθ=45゜の場
合の左回りの円偏光とは極性が異なる円偏光へと変化す
る。
For example, when the phase difference of the birefringent film is set to ¼ wavelength and linearly polarized light polarized in the angle direction of θ = 45 ° with respect to the optical axis direction is incident,
The polarization state changes to left-handed (counterclockwise) circularly polarized light. When the phase difference of the birefringent film is set to 1/4 wavelength and linearly polarized light polarized in the angle direction of θ = -45 ° with respect to the optical axis direction is incident, the polarization state is right. Circular (clockwise) circularly polarized light, that is, counterclockwise circularly polarized light when θ = 45 °, changes to circularly polarized light having a different polarity.

【0089】また、複屈折性フィルムが有する位相差を
1/2波長に設定した場合には、入射した直線偏光から
角度2θだけずれた方向に偏光している直線偏光へと変
化する。例えばθ=45゜とした場合には、入射直線偏
光が2θ=90゜ずれた直線偏光に変化し、入射直線偏
光と直交する方向に偏光している直線偏光となる。
When the retardation of the birefringent film is set to ½ wavelength, the incident linearly polarized light is changed to linearly polarized light in a direction deviated by an angle 2θ. For example, when θ = 45 °, the incident linearly polarized light changes into linearly polarized light deviated by 2θ = 90 °, and becomes linearly polarized light which is polarized in a direction orthogonal to the incident linearly polarized light.

【0090】さらに、複屈折性フィルムが有する位相差
を1/4波長および1/2波長以外の波長に設定した場
合には、入射した直線偏光が楕円偏光に変換される。
Further, when the retardation of the birefringent film is set to a wavelength other than ¼ wavelength and ½ wavelength, the incident linearly polarized light is converted into elliptically polarized light.

【0091】つまり、本発明の光学素子のように、2種
類の領域のうちの一方の領域に1/2波長板を設ける
と、1/2波長板の光学軸方向に対してθの角度で入射
した直線偏光は、1/2波長板形成領域と非形成領域と
で2θだけ偏光方向が異なる直線偏光として出射され、
極性が異なる2種類の直線偏光が得られる。ここで、θ
=45゜とすれば、出射した2種類の直線偏光はその偏
光方向が90゜異なるものとなる。
That is, when the ½ wavelength plate is provided in one of the two types of regions as in the optical element of the present invention, the angle of θ is formed with respect to the optical axis direction of the ½ wavelength plate. The incident linearly polarized light is emitted as linearly polarized light whose polarization directions are different by 2θ between the ½ wavelength plate formation region and the non-waveform plate formation region,
Two types of linearly polarized light having different polarities can be obtained. Where θ
= 45 °, the two types of emitted linearly polarized light have different polarization directions by 90 °.

【0092】この1/2波長板が設けられた領域および
1/2波長板の設けられていない領域にわたって第2位
相差部材として1/4波長板を設け、1/2波長板と1
/4波長板との光学軸方向を直交させると、1/2波長
板の形成領域から出射した直線偏光は1/4波長の光学
軸方向と例えば45゜の角度をなして1/4波長板に入
射し、1/2波長板の非形成領域から出射した直線偏光
は1/4波長の光学軸方向と例えば−45゜の角度をな
して1/4波長板に入射することになる。従って、1方
向の偏光方向を有する直線偏光がこの光学素子に入射す
ると、1/2波長板の形成領域と非形成領域とで、極性
の異なる2種類の円偏光に変換される。また、位相差が
1/2波長および1/4波長以外である第2位相差部材
を用い、第2位相差部材と第1位相差部材との光学軸方
向を直交させた場合、1方向の偏光方向を有する直線偏
光が光学素子に入射すると、第1位相差部材の形成領域
と非形成領域とで、極性の異なる2種類の楕円偏光に変
換される。
A quarter-wave plate is provided as a second retardation member over the region where the half-wave plate is provided and the region where the half-wave plate is not provided.
When the optical axis direction of the quarter wavelength plate is made orthogonal to each other, the linearly polarized light emitted from the formation region of the half wavelength plate forms an angle of, for example, 45 ° with the optical axis direction of the quarter wavelength plate and the quarter wavelength plate. The linearly polarized light which is incident on the ½ wavelength plate and is emitted from the non-formed area of the ½ wavelength plate is incident on the ¼ wavelength plate at an angle of, for example, −45 ° with the optical axis direction of the ¼ wavelength. Therefore, when linearly polarized light having one polarization direction is incident on this optical element, it is converted into two types of circularly polarized light having different polarities in the formation region and the non-formation region of the ½ wavelength plate. Further, when a second retardation member having a retardation other than ½ wavelength and ¼ wavelength is used and the optical axis directions of the second retardation member and the first retardation member are orthogonal to each other, When linearly polarized light having a polarization direction is incident on the optical element, it is converted into two types of elliptically polarized light having different polarities in the formation region and the non-formation region of the first retardation member.

【0093】このように、本発明の光学素子に直線偏光
を入射すると、極性の異なる楕円偏光または極性の異な
る円偏光に変換される。
As described above, when linearly polarized light is incident on the optical element of the present invention, it is converted into elliptically polarized light having different polarities or circular polarized light having different polarities.

【0094】以下の実施形態1〜4では、第1位相差部
材および第2位相差部材として一軸延伸ポリマーフィル
ムを用いた光学素子について説明する。
In the following Embodiments 1 to 4, optical elements using a uniaxially stretched polymer film as the first retardation member and the second retardation member will be described.

【0095】(実施形態1)図4は、実施形態1の光学
素子を示す断面図である。
(First Embodiment) FIG. 4 is a sectional view showing an optical element of the first embodiment.

【0096】この光学素子は、基板1上に、第1位相差
部材としての1/2波長板2がストライプ状にパターニ
ングされている。1/2波長板2の表面は平坦化層4で
平坦化され、その上に1/2波長板2の形成部および非
形成部にわたって第2位相差部材としての1/4波長板
3が積層されている。
In this optical element, a half-wave plate 2 as a first retardation member is patterned in a stripe pattern on a substrate 1. The surface of the half-wave plate 2 is flattened by the flattening layer 4, and the quarter-wave plate 3 as the second retardation member is laminated on the formation portion and the non-formation portion of the half-wave plate 2 thereon. Has been done.

【0097】この光学素子の製造方法について、図5に
従って説明する。
A method of manufacturing this optical element will be described with reference to FIG.

【0098】まず、図5(a)に示すように、基板1上
に1/2波長板12を配置する。ここでは7059ガラ
ス(コーニング社製)基板1上に、1/2波長板12と
してSEH−460270(住友化学工業社製)を配置
した。この1/2波長板12には予め粘着層が設けられ
ているので、ガラス基板1上に貼着した。
First, as shown in FIG. 5A, the half-wave plate 12 is arranged on the substrate 1. Here, SEH-460270 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was arranged as a half-wave plate 12 on a 7059 glass (manufactured by Corning) substrate 1. Since the half-wave plate 12 is provided with an adhesive layer in advance, it was attached onto the glass substrate 1.

【0099】次に、図5(b)〜(e)に示すようにし
て1/2波長板2をパターニングする。
Then, the half-wave plate 2 is patterned as shown in FIGS.

【0100】まず、図5(b)に示すように、1/2波
長板12上にレジスト層15としてポジ型レジスト材料
であるTFR−B3(東京応化工業社製)をスピンコー
ト法により塗布した後、80℃の恒温槽内で30分間加
熱した。次に、フォトマスク(図示せず)を介して紫外
線を照射することによりレジスト層15を露光した。フ
ォトマスクは遮光部の幅300μm、透過部の幅300
μmのストライプパターンが形成されているものを用
い、紫外線は光源が高圧水銀ランプで平行光としたもの
を用い、照射量600mJ/cm2とした。続いて、現
像液DE−3(東京応化工業社製)を用いて現像するこ
とにより図5(c)に示すようなレジストパターン5を
形成した後、120℃の恒温槽内で30分間加熱した。
First, as shown in FIG. 5B, a positive type resist material TFR-B3 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied as a resist layer 15 on the half-wave plate 12 by spin coating. Then, it heated for 30 minutes in a 80 degreeC thermostat. Next, the resist layer 15 was exposed by irradiating ultraviolet rays through a photomask (not shown). The photomask has a light-shielding portion width of 300 μm and a transmission portion width of 300 μm.
A stripe pattern of μm was used, and the ultraviolet ray was used as a parallel light source using a high pressure mercury lamp, and the irradiation amount was 600 mJ / cm 2 . Subsequently, the resist pattern 5 as shown in FIG. 5 (c) was formed by developing with a developing solution DE-3 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), and then heated in a constant temperature bath at 120 ° C. for 30 minutes. .

【0101】次に、エッチング液としてジクロロエタン
とn−ヘキサンとを1:2の容量比で混合した溶剤を用
い、レジストパターン5をマスクとして1/2波長板1
2のエッチングを行った。このとき、エッチング液は5
0℃に保ち、エッチング液中で1/2波長板12を振と
うした。その後、2%NaOH液を用いてレジストパタ
ーン5を剥離することにより、図5(d)に示すような
ストライプ状にパターニングされた1/2波長板2を得
た。
Next, a solvent in which dichloroethane and n-hexane were mixed at a volume ratio of 1: 2 was used as an etching solution, and the half-wave plate 1 was used with the resist pattern 5 as a mask.
2 was etched. At this time, the etching solution is 5
The half-wave plate 12 was shaken in the etching solution while being kept at 0 ° C. After that, the resist pattern 5 was peeled off using a 2% NaOH solution to obtain a ½ wavelength plate 2 patterned in a stripe shape as shown in FIG. 5D.

【0102】続いて、図5(f)に示すように、パター
ニングされた1/2波長板2の表面を平坦化するための
平坦化層4を形成する。ここでは、紫外線硬化樹脂であ
るワールドロックX−8720(協立化学産業社製)を
スクリーン印刷法により塗布し、紫外線を照射した。紫
外線は光源が高圧水銀ランプのものを用い、照射量18
00mJ/cm2とした。その後、100℃の恒温槽内
で10分間加熱した。
Subsequently, as shown in FIG. 5F, a flattening layer 4 for flattening the surface of the patterned half-wave plate 2 is formed. Here, an ultraviolet curable resin, World Rock X-8720 (manufactured by Kyoritsu Chemical Industry Co., Ltd.) was applied by a screen printing method and was irradiated with ultraviolet rays. The ultraviolet light source used is a high-pressure mercury lamp, and the irradiation dose is 18
It was set to 00 mJ / cm 2 . Then, it heated for 10 minutes in a 100 degreeC thermostat.

【0103】その後、図5(g)に示すように、第2位
相差部材(1/4波長板)3であるSEH−46013
5(住友化学工業社製)を積層した。この1/4波長板
には予め粘着層が設けられてるたので、平坦化層4上に
貼着した。このとき、第1位相差部材としての1/2波
長板2の遅相軸方向と第2位相差部材としての位相差部
材3としての1/4波長板の遅相軸方向とが直交するよ
うに配置した。
Thereafter, as shown in FIG. 5G, SEH-46013 which is the second retardation member (1/4 wavelength plate) 3 is used.
5 (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was laminated. Since the quarter-wave plate was provided with an adhesive layer in advance, it was attached on the flattening layer 4. At this time, the slow axis direction of the half-wave plate 2 as the first retardation member and the slow axis direction of the quarter-wave plate as the retardation member 3 as the second retardation member are orthogonal to each other. Placed in.

【0104】このようにして作製された実施形態1の光
学素子は、1/2波長板2の設けられている領域と設け
られていない領域とに直線偏光を入射させると、各領域
から出射される円偏光の極性を異ならせることができ
た。
In the optical element of Embodiment 1 thus manufactured, when linearly polarized light is made incident on the area where the half-wave plate 2 is provided and the area where the half-wave plate 2 is not provided, it is emitted from each area. It was possible to change the polarity of circularly polarized light.

【0105】なお、基板1は光学素子の作製後に取り除
いてもよい。このことは以下の実施形態でも同様であ
る。
The substrate 1 may be removed after the optical element is manufactured. This also applies to the following embodiments.

【0106】(実施形態2)実施形態2では、第2位相
差部材としての1/4波長板3に2枚の一軸延伸ポリマ
ーフィルムを遅相軸方向を異ならせて積層した広帯域1
/4波長板(日東電工社製)を用い、第1位相差部材と
しての1/2波長板2に2枚の一軸延伸ポリマーフィル
ムを遅相軸方向を異ならせて積層した広帯域1/2波長
板(日東電工社製)を用いた以外は実施形態1と同様に
して光学素子を作製した。このとき、1/2波長板2に
おける直線偏光出射軸方向と、1/4波長板3における
左円偏光を得るための偏光入射方向とを一致させた。
(Embodiment 2) In Embodiment 2, a wide band 1 in which two uniaxially stretched polymer films are laminated on a quarter wave plate 3 as a second retardation member while making the slow axis direction different.
/ 4 wavelength plate (manufactured by Nitto Denko Corp.), a broadband ½ wavelength obtained by laminating two uniaxially stretched polymer films on the ½ wavelength plate 2 as the first retardation member with different slow axis directions. An optical element was produced in the same manner as in Embodiment 1 except that a plate (manufactured by Nitto Denko Corporation) was used. At this time, the emission direction of the linearly polarized light in the ½ wavelength plate 2 and the incident direction of the polarized light for obtaining the left circularly polarized light in the ¼ wavelength plate 3 were matched.

【0107】この実施形態2の光学素子は、1/2波長
板および1/4波長板における屈折率の波長分散性が少
なく、広い波長領域において1/4波長板として機能さ
せることができた。
The optical element of the second embodiment has little wavelength dispersion of the refractive index in the half-wave plate and the quarter-wave plate, and can function as a quarter-wave plate in a wide wavelength range.

【0108】(実施形態3)実施形態3では、エキシマ
レーザーを1/2波長板の表面に照射して、照射部の1
/2波長板を削り取ることによりパターニングを行っ
た。
(Third Embodiment) In the third embodiment, the surface of the half-wave plate is irradiated with an excimer laser so that the irradiation part 1 is irradiated.
Patterning was performed by scraping off the / 2 wavelength plate.

【0109】この光学素子の製造方法について、図6に
従って説明する。
A method of manufacturing this optical element will be described with reference to FIG.

【0110】まず、図6(a)に示すように、基板1上
に1/2波長板12を配置した。この工程は、実施形態
1と同様にして行った。
First, as shown in FIG. 6A, the half-wave plate 12 was placed on the substrate 1. This step was performed in the same manner as in the first embodiment.

【0111】次に、図6(b)に示すように、1/2波
長板12の表面にエキシマレーザーを照射することによ
り、図6(c)に示すような1/2波長板2をパターニ
ングした。このときのエキシマレーザーとしてはLPX
(ラムダフィジックス社製)を用い、照射ビームサイズ
はスリットとレンズとにより20mm×300μmとな
るように調節した。照射エネルギーは200mJ/cm
2とし、X−Yステージ上で1/2波長板12を600
μmずつずらしながらレーザー光を照射することにより
ストライプ状のパターンを形成した。
Next, as shown in FIG. 6B, the surface of the half-wave plate 12 is irradiated with an excimer laser to pattern the half-wave plate 2 as shown in FIG. 6C. did. LPX as the excimer laser at this time
(Manufactured by Lambda Physics Co., Ltd.), and the irradiation beam size was adjusted by a slit and a lens to be 20 mm × 300 μm. Irradiation energy is 200 mJ / cm
2 and the half-wave plate 12 is 600 on the XY stage.
A stripe-shaped pattern was formed by irradiating laser light while shifting by μm.

【0112】続いて、図6(d)に示すように平坦化層
4を形成し、図6(e)に示すように第2位相差部材と
しての1/4波長板3を積層した。この工程は実施形態
1と同様にして行った。以上により実施形態3の光学素
子を得た。
Subsequently, a flattening layer 4 was formed as shown in FIG. 6 (d), and a quarter wave plate 3 as a second retardation member was laminated as shown in FIG. 6 (e). This step was performed in the same manner as in the first embodiment. As described above, the optical element of Embodiment 3 was obtained.

【0113】(実施形態4)実施形態4では、アルミナ
微粒子からなる研削材を1/2波長板の表面に噴射し
て、微粒子が当たった部分の1/2波長板を削り取るこ
とによりパターニングを行った。
(Fourth Embodiment) In the fourth embodiment, patterning is performed by spraying an abrasive consisting of alumina fine particles onto the surface of the half-wave plate and scraping off the half-wave plate at the part where the fine particles hit. It was

【0114】この光学素子の製造方法について、図7に
従って説明する。
A method of manufacturing this optical element will be described with reference to FIG.

【0115】まず、図7(a)に示すように、基板1上
に1/2波長板12を配置した。この工程は、実施形態
1と同様にして行った。
First, as shown in FIG. 7A, the ½ wavelength plate 12 was placed on the substrate 1. This step was performed in the same manner as in the first embodiment.

【0116】次に、図7(b)〜(f)に示すようにし
て1/2波長板2をパターニングした。すなわち、図7
(b)に示すように、1/2波長板12上にレジスト層
15としてレジストフィルムOSBR(東京応化工業社
製)をラミネートし、フォトリソグラフィ工程により、
図7(c)に示すようなレジスト形成部の幅300μ
m、レジスト非形成部の幅300μmのレジストパター
ン5を形成した。
Next, the half-wave plate 2 was patterned as shown in FIGS. 7 (b) to 7 (f). That is, FIG.
As shown in (b), a resist film OSBR (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is laminated as a resist layer 15 on the half-wave plate 12, and a photolithography process is carried out.
The width of the resist forming portion as shown in FIG.
m, and a resist pattern 5 having a width of 300 μm in the non-resist portion was formed.

【0117】次に、図7(d)に示すように、サンドブ
ラスト装置によりアルミナ微粒子を噴射することにより
図7(e)に示すような1/2波長板2をパターニング
した。このときのサンドブラスト装置としては、図8に
示すようなものを用いた。このサンドブラスト装置は、
タンクA内に研削材Dが充填され、タンクAからチャン
バーB内まで1本の管Eでつながれている。その管Eに
空気が吹き込まれることにより、チャンバーB内に設け
られたノズルCから研削材Dが吹き出すようになってい
る。なお、図8中のGはダストタンクである。研削され
る試料は、チャンバーB内のX−YステージF上に配置
され、ノズルCの下を水平方向に移動するようになって
いる。このようなサンドブラスト装置を用い、研削材と
してFujirandomSB−4(不二製作所社製)
を用いて、1/2波長板12が設けられた基板を載せた
X−YステージFを水平方向に移動させながら、空気圧
0.5kg/cm2でノズルCから1/2波長板12表
面に研削材Dを吹き付けて、レジストパターン5の非形
成部の1/2波長板12を削り取った。その後、レジス
トパターン5を剥離することにより、図7(f)に示す
ようなストライプ状にパターニングされた1/2波長板
2を得た。
Next, as shown in FIG. 7D, a 1/2 wave plate 2 as shown in FIG. 7E was patterned by injecting alumina fine particles with a sandblasting device. As the sandblasting device at this time, a device as shown in FIG. 8 was used. This sandblasting device
The tank A is filled with the abrasive D, and the tank A and the chamber B are connected by a single pipe E. By blowing air into the pipe E, the abrasive D is blown out from the nozzle C provided in the chamber B. In addition, G in FIG. 8 is a dust tank. The sample to be ground is arranged on the XY stage F in the chamber B, and moves under the nozzle C in the horizontal direction. Using such a sandblasting device, Fujirando SB-4 (manufactured by Fuji Manufacturing Co., Ltd.) as an abrasive
While moving the XY stage F on which the substrate having the half-wave plate 12 is mounted is moved in the horizontal direction, the air pressure is 0.5 kg / cm 2 from the nozzle C to the surface of the half-wave plate 12. The abrasive D was sprayed to scrape off the half-wave plate 12 in the non-formed portion of the resist pattern 5. Then, the resist pattern 5 was peeled off to obtain a half-wave plate 2 patterned in a stripe shape as shown in FIG.

【0118】続いて、図7(g)に示すように平坦化層
4を形成し、図7(h)に示すように第2位相差部材と
しての1/4波長板3を積層した。この工程は実施形態
1と同様にして行った。以上により実施形態4の光学素
子を得た。
Subsequently, a flattening layer 4 was formed as shown in FIG. 7 (g), and a quarter wave plate 3 as a second retardation member was laminated as shown in FIG. 7 (h). This step was performed in the same manner as in the first embodiment. The optical element of Embodiment 4 was obtained as described above.

【0119】以下の実施形態5〜8では、第1位相差部
材および第2位相差部材として一軸配向液晶ポリマー層
を用いた光学素子について説明する。
In the following Embodiments 5 to 8, optical elements using uniaxially oriented liquid crystal polymer layers as the first retardation member and the second retardation member will be described.

【0120】(実施形態5)図9は、実施形態5の光学
素子を示す断面図である。
(Fifth Embodiment) FIG. 9 is a sectional view showing an optical element of the fifth embodiment.

【0121】この光学素子は、基板1上に、配向層2a
と液晶ポリマー層2bとがストライプ状にパターニング
され、液晶ポリマー層2b部分がパターニングされた1
/2波長板2となっている。1/2波長板2の表面は平
坦化層4で平坦化され、その上に1/2波長板2の形成
部および非形成部にわたって配向層3aと液晶ポリマー
層3bとが積層されて第2位相差部材としての1/4波
長板3となっている。
This optical element comprises an alignment layer 2a on a substrate 1.
And the liquid crystal polymer layer 2b were patterned in a stripe shape, and the liquid crystal polymer layer 2b portion was patterned 1
It is a half wave plate 2. The surface of the half-wave plate 2 is flattened by the flattening layer 4, and the alignment layer 3a and the liquid crystal polymer layer 3b are laminated on the formation portion and the non-formation portion of the half-wave plate 2 to form a second layer. The quarter-wave plate 3 serves as a phase difference member.

【0122】この光学素子の製造方法について、図10
に従って説明する。
FIG. 10 shows the manufacturing method of this optical element.
Follow the instructions below.

【0123】まず、図10(a)に示すように、基板1
上に配向層形成用膜12aを形成してラビング処理を行
った。ここでは7059ガラス(コーニング社製)基板
1上に、配向層形成用膜12aとしてAL4552(日
本合成ゴム社製)をスピンコート法で塗布し、180℃
の恒温槽内で2時間焼成した。次に、ナイロン布を用い
て配向層形成用膜12aを一軸方向にラビング処理して
配向層22aとした。
First, as shown in FIG. 10A, the substrate 1
A film 12a for forming an alignment layer was formed on the top and a rubbing treatment was performed. Here, AL4552 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is applied as a film 12a for forming an alignment layer on a 7059 glass (manufactured by Corning) substrate 1 by a spin coating method, and 180 ° C.
It was baked for 2 hours in the constant temperature bath. Next, the orientation layer forming film 12a was uniaxially rubbed with a nylon cloth to form an orientation layer 22a.

【0124】次に、配向層22a上に、下記化学式
(1)および下記化学式(2)に示す重合性液晶材料を
50重量%ずつ混合した混合物(Δn=0.142)に
光重合開始剤としてイルガキュア651(チバガイギー
社製)を0.5重量%加えたものをスピンコート法(1
200rpm、15秒間)で塗布し、紫外線(照射量:
120mJ/cm2、光源:高圧水銀ランプ)を照射し
て重合性液晶材料を重合させることにより、図10
(b)に示すような厚み2μmの液晶ポリマー層12b
を得た。
Next, on the alignment layer 22a, a mixture (Δn = 0.142) in which 50% by weight of the polymerizable liquid crystal materials represented by the following chemical formulas (1) and (2) were mixed was used as a photopolymerization initiator. Irgacure 651 (manufactured by Ciba Geigy) was added by 0.5 wt% by spin coating (1
It is applied at 200 rpm for 15 seconds and ultraviolet rays (irradiation amount:
120 mJ / cm 2 , light source: high-pressure mercury lamp) to polymerize the polymerizable liquid crystal material, and
A liquid crystal polymer layer 12b having a thickness of 2 μm as shown in (b)
Got

【0125】[0125]

【化1】 [Chemical 1]

【0126】[0126]

【化2】 [Chemical 2]

【0127】続いて、図10(c)に示すように、配向
層22aおよび液晶ポリマー層12bの表面にエキシマ
レーザーを照射することにより、図10(d)に示すよ
うなパターニングされた配向層2aおよび液晶ポリマー
層2bを得た。このときのエキシマレーザーとしてはL
PX200(ラムダフィジックス社製)を用い、照射ビ
ームサイズはスリットとレンズとにより20mm×30
0μmとなるように調節した。照射エネルギーは200
mJ/cm2とし、X−Yステージ上で配向層12aお
よび液晶ポリマー層12bを600μmずつずらしなが
らレーザー光を照射することによりストライプ状のパタ
ーンを形成した。以上によりパターニングされた1/2
波長板2が得られた。
Subsequently, as shown in FIG. 10C, the surfaces of the alignment layer 22a and the liquid crystal polymer layer 12b are irradiated with an excimer laser, so that the patterned alignment layer 2a as shown in FIG. And the liquid crystal polymer layer 2b was obtained. L as an excimer laser at this time
PX200 (manufactured by Lambda Physics) is used, and the irradiation beam size is 20 mm × 30 depending on the slit and the lens.
It was adjusted to be 0 μm. Irradiation energy is 200
A stripe pattern was formed by irradiating with laser light while shifting the alignment layer 12a and the liquid crystal polymer layer 12b by 600 μm on the XY stage at mJ / cm 2 . Patterned by the above 1/2
Wave plate 2 was obtained.

【0128】その後、図10(e)に示すように平坦化
層4を形成した。この工程は、実施形態1と同様にして
行った。
After that, as shown in FIG. 10E, the flattening layer 4 was formed. This step was performed in the same manner as in the first embodiment.

【0129】次に、図10(f)に示すように、配向層
3aを形成した。ここでは、配向層3aとしてAL45
52(日本合成ゴム社製)を塗布して焼成後、配向層2
aと直交する方向に一軸方向にラビング処理した。
Next, as shown in FIG. 10 (f), an alignment layer 3a was formed. Here, AL45 is used as the alignment layer 3a.
52 (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) is applied and baked, and then the alignment layer 2
A rubbing treatment was carried out in a uniaxial direction in a direction orthogonal to a.

【0130】その後、配向層3a上に、上記化学式
(1)および上記化学式(2)に示した重合性液晶材料
を50重量%ずつ混合した混合物(Δn=0.142)
に光重合開始剤としてイルガキュア651(チバガイギ
ー社製)を0.5重量%混合したものをスピンコート法
(2000rpm、10秒間)で塗布し、紫外線(照射
量:120mJ/cm2、光源:高圧水銀ランプ)を照
射して重合性液晶材料を重合させることにより、図10
(g)に示すような厚み1μmの液晶ポリマー層3bを
得た。
Then, on the alignment layer 3a, a mixture (Δn = 0.142) in which the polymerizable liquid crystal materials represented by the chemical formulas (1) and (2) are mixed by 50% by weight.
A mixture of 0.5% by weight of Irgacure 651 (manufactured by Ciba Geigy) as a photopolymerization initiator was applied by a spin coating method (2000 rpm, 10 seconds) to ultraviolet rays (irradiation amount: 120 mJ / cm 2 , light source: high pressure mercury). Lamp) to polymerize the polymerizable liquid crystal material.
A liquid crystal polymer layer 3b having a thickness of 1 μm as shown in (g) was obtained.

【0131】このようにして作製された実施形態5の光
学素子は、液晶ポリマー層2bの設けられている領域と
設けられていない領域とに直線偏光を入射させると、各
領域から出射される円偏光の極性を異ならせることがで
きた。
In the optical element of Embodiment 5 thus produced, when linearly polarized light is made incident on the region where the liquid crystal polymer layer 2b is provided and the region where the liquid crystal polymer layer 2b is not provided, the circle emitted from each region is emitted. It was possible to make the polarities of polarized light different.

【0132】(実施形態6)図11は、実施形態6の光
学素子を示す断面図である。
(Sixth Embodiment) FIG. 11 is a sectional view showing an optical element of the sixth embodiment.

【0133】この光学素子は、基板1上に配向層2aが
形成され、その上に液晶ポリマー層2bとレジストパタ
ーン2cとがストライプ状にパターニングされて、液晶
ポリマー層2b部分がパターニングされた1/2波長板
となっている。その上に1/2波長板2の形成部および
非形成部にわたって配向層3aと液晶ポリマー層3bと
が積層されて第2位相差部材としての1/4波長板3と
なっている。
In this optical element, an alignment layer 2a is formed on a substrate 1, a liquid crystal polymer layer 2b and a resist pattern 2c are patterned on the alignment layer 2a in a stripe pattern, and the liquid crystal polymer layer 2b portion is patterned 1 /. It is a two-wave plate. The alignment layer 3a and the liquid crystal polymer layer 3b are laminated on the formation portion and the non-formation portion of the half-wave plate 2 to form the quarter-wave plate 3 as the second retardation member.

【0134】この光学素子の製造方法について、図12
に従って説明する。
FIG. 12 shows the manufacturing method of this optical element.
Follow the instructions below.

【0135】まず、図12(a)および図12(b)に
示すように、基板1上に配向層形成用膜12aを形成し
てラビング処理を行うことにより配向層2aを形成し
た。この工程は、実施形態5の配向層22aの形成と同
様にして行った。
First, as shown in FIGS. 12A and 12B, an alignment layer forming film 12a was formed on the substrate 1 and subjected to a rubbing treatment to form an alignment layer 2a. This step was performed in the same manner as the formation of the alignment layer 22a of the fifth embodiment.

【0136】次に、配向層2a上に、レジスト材料とし
てTFR−B3(東京応化工業社製)をスピンコート法
(1200rpm、15秒間)で塗布し、80℃の恒温
槽内で30分間焼成した。次に、遮光部の幅300μ
m、透過部の幅300μmのストライプパターンが形成
されたフォトマスクを介して紫外線を照射した。続い
て、0.6%TMAH(Tetra Methyl A
mmonium Hydroxide)現像液を用いて
現像した後、120℃の恒温槽内で焼成することによ
り、図12(c)に示すような段差2μmのストライプ
状レジストパターン2cを形成した。
Next, TFR-B3 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied as a resist material on the alignment layer 2a by a spin coating method (1200 rpm, 15 seconds), and baked in a constant temperature bath at 80 ° C. for 30 minutes. . Next, the width of the light shielding part is 300μ
m, and ultraviolet rays were radiated through a photomask on which a stripe pattern having a transparent portion width of 300 μm was formed. Then, 0.6% TMAH (Tetra Methyl A
After development using a mmonium Hydroxide) developing solution, baking was performed in a constant temperature bath at 120 ° C. to form a striped resist pattern 2c having a step difference of 2 μm as shown in FIG. 12C.

【0137】続いて、上記化学式(1)および上記化学
式(2)に示した重合性液晶材料を50重量%ずつ混合
した混合物(Δn=0.142)に光重合開始剤として
イルガキュア651(チバガイギー社製)を0.5重量
%混合したものをスピンコート法(1200rpm、1
5秒間)で塗布し、紫外線(照射量:120mJ/cm
2、光源:高圧水銀ランプ)を照射して重合性液晶材料
を重合させることにより、図12(d)に示すような厚
み2μmの液晶ポリマー層2bを得た。以上によりパタ
ーニングされた1/2波長板2が得られた。
Then, a mixture (Δn = 0.142) in which 50% by weight of the polymerizable liquid crystal materials represented by the above chemical formulas (1) and (2) were mixed was used as Irgacure 651 (Ciba Geigy Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator. Made by mixing 0.5% by weight of spin coat method (1200 rpm, 1
Apply for 5 seconds, UV light (irradiation amount: 120 mJ / cm
2. Light source: high pressure mercury lamp) was irradiated to polymerize the polymerizable liquid crystal material to obtain a liquid crystal polymer layer 2b having a thickness of 2 μm as shown in FIG. 12 (d). Thus, the patterned half wave plate 2 was obtained.

【0138】その後、図12(e)および図12(f)
に示すように、配向層3aおよび液晶ポリマー層3bを
積層して1/4波長板3を形成した。この工程は、実施
形態5と同様にして行った。以上により実施形態6の光
学素子を得た。
Then, FIG. 12 (e) and FIG. 12 (f).
As shown in (1), the quarter-wave plate 3 was formed by laminating the alignment layer 3a and the liquid crystal polymer layer 3b. This step was performed in the same manner as in the fifth embodiment. The optical element of Embodiment 6 was obtained as described above.

【0139】なお、必要に応じて、1/2波長板の表面
を平坦化する平坦化層を設けてもよい。このことは以下
の実施形態でも同様である。
If necessary, a flattening layer for flattening the surface of the half-wave plate may be provided. This also applies to the following embodiments.

【0140】(実施形態7)図13は、実施形態7の光
学素子を示す断面図である。
(Embodiment 7) FIG. 13 is a sectional view showing an optical element of Embodiment 7.

【0141】この光学素子は、基板1上にラビング処理
された領域2eとラビング処理されていない領域2dと
がストライプ状にパターニングされた配向層2aが形成
されている。その上に形成された液晶ポリマー層2b
は、配向層2aのラビング処理された領域2e上が一軸
配向している領域2fとなり、配向層2aのラビング処
理されていない領域2d上が一軸配向していない領域2
gとなっており、一軸配向している領域2f部分がパタ
ーニングされた1/2波長板となっている。その上に1
/2波長板の形成部および非形成部にわたって配向層3
aと液晶ポリマー層3bとが積層されて第2位相差部材
としての1/4波長板3となっている。
In this optical element, an alignment layer 2a in which a region 2e which has been subjected to a rubbing treatment and a region 2d which has not been subjected to a rubbing treatment are patterned in a stripe shape is formed on a substrate 1. Liquid crystal polymer layer 2b formed thereon
Is a region 2f where the rubbed region 2e of the alignment layer 2a is uniaxially oriented, and a region 2d of the alignment layer 2a which is not rubbed is uniaxially oriented.
g, which is a half-wave plate in which the uniaxially oriented region 2f is patterned. On it 1
Alignment layer 3 over the formation part and the non-formation part of the half wave plate
a and the liquid crystal polymer layer 3b are laminated to form a quarter wave plate 3 as a second retardation member.

【0142】この光学素子の製造方法について、図14
に従って説明する。
FIG. 14 shows the manufacturing method of this optical element.
Follow the instructions below.

【0143】まず、図14(a)に示すように、基板1
上に配向層2aを形成した。ここでは7059ガラス
(コーニング社製)基板1上に、配向層形成用膜12a
としてAL4552(日本合成ゴム社製)をスピンコー
ト法で塗布し、180℃の恒温槽内で2時間焼成した。
First, as shown in FIG. 14A, the substrate 1
The alignment layer 2a was formed on top. Here, an alignment layer forming film 12a is formed on a 7059 glass (made by Corning) substrate 1.
As a sample, AL4552 (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied by a spin coating method, and baked in a thermostat at 180 ° C. for 2 hours.

【0144】次に、配向層形成用膜12a上に、レジス
ト材料としてTFR−B3(東京応化工業社製)を塗布
し、80℃の恒温槽内で30分間焼成した。次に、遮光
部の幅300μm、透過部の幅300μmのストライプ
パターンが形成されたフォトマスクを介して紫外線を照
射した。続いて、0.6%TMAH現像液を用いて現像
した後、120℃の恒温槽内で焼成することにより、図
14(b)に示すようなストライプ状レジストパターン
2cを形成した。
Next, TFR-B3 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied as a resist material on the alignment layer forming film 12a, and baked in a thermostat at 80 ° C. for 30 minutes. Next, ultraviolet rays were irradiated through a photomask on which a stripe pattern having a light-shielding portion width of 300 μm and a light-transmitting portion width of 300 μm was formed. Subsequently, after developing with a 0.6% TMAH developing solution, baking was performed in a constant temperature bath at 120 ° C. to form a striped resist pattern 2c as shown in FIG. 14 (b).

【0145】続いて、図14(c)に示すように、ナイ
ロン布を用いて配向層形成用膜12aを一軸方向にラビ
ング処理した。その後、基板全面に紫外線を照射し、
0.6%TMAH現像液を用いてレジストパターン2c
を剥離した。以上により、図14(d)に示すように、
ラビング処理された領域2eとラビング処理されていな
い領域2dとがストライプ状にパターニングされた配向
層2aが得られた。
Subsequently, as shown in FIG. 14C, the alignment layer forming film 12a was uniaxially rubbed with a nylon cloth. After that, the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet rays,
Resist pattern 2c using 0.6% TMAH developer
Was peeled off. From the above, as shown in FIG.
An alignment layer 2a was obtained in which a region 2e that was rubbed and a region 2d that was not rubbed were patterned in stripes.

【0146】次に、上記化学式(1)および上記化学式
(2)に示した重合性液晶材料を50重量%ずつ混合し
た混合物(Δn=0.142)に光重合開始剤としてイ
ルガキュア651(チバガイギー社製)を0.5重量%
加えたものをスピンコート法(1200rpm、15秒
間)で塗布し、紫外線(照射量:120mJ/cm2
光源:高圧水銀ランプ)を照射して重合性液晶材料を重
合させることにより、図14(e)に示すような厚み2
μmの液晶ポリマー層2bを得た。このとき、配向層2
aのラビング処理された領域2e上では液晶ポリマー層
2bが一軸配向して1/2波長板としての位相差を有す
る領域2fとなり、配向層2aのラビング処理されてい
ない領域2d上では液晶ポリマー層2bがランダムな方
向に配向して位相差を有しない領域2gとなるので、パ
ターニングされた1/2波長板2が得られた。
Next, a mixture (Δn = 0.142) in which 50% by weight of the polymerizable liquid crystal materials represented by the above chemical formulas (1) and (2) were mixed was used as an IGACURE 651 (Ciba Geigy Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator. 0.5% by weight
The added material was applied by a spin coating method (1200 rpm, 15 seconds), and ultraviolet rays (irradiation amount: 120 mJ / cm 2 ,
(Light source: high pressure mercury lamp) to polymerize the polymerizable liquid crystal material to obtain a thickness of 2 as shown in FIG.
A μm liquid crystal polymer layer 2b was obtained. At this time, the alignment layer 2
The liquid crystal polymer layer 2b is uniaxially aligned on the region 2e of a, which is a region 2f having a phase difference as a half-wave plate, and the liquid crystal polymer layer is on a region 2d of the alignment layer 2a which is not rubbed. Since 2b is oriented in a random direction to form a region 2g having no retardation, the patterned half-wave plate 2 was obtained.

【0147】その後、図14(f)および図14(g)
に示すように、配向層3aおよび液晶ポリマー層3bを
積層して1/4波長板3を形成した。この工程は、実施
形態5と同様にして行った。以上により実施形態7の光
学素子を得た。
Then, FIG. 14 (f) and FIG. 14 (g)
As shown in (1), the quarter-wave plate 3 was formed by laminating the alignment layer 3a and the liquid crystal polymer layer 3b. This step was performed in the same manner as in the fifth embodiment. As described above, the optical element of Embodiment 7 was obtained.

【0148】(実施形態8)図15は、実施形態8の光
学素子を示す断面図である。
(Embodiment 8) FIG. 15 is a sectional view showing an optical element of Embodiment 8.

【0149】この光学素子は、基板1上に配向規制力の
強い領域2hと配向規制力の弱い領域2iとがストライ
プ状にパターニングされた配向層2aが形成されてい
る。その上に液晶ポリマー層2bが積層されて、配向層
2aの配向規制力の強い領域2h上が一軸配向している
領域2fとなり、配向層2aの配向規制力の弱い領域2
i上が一軸配向していない領域2gとなって、一軸配向
している領域2f部分がパターニングされた1/2波長
板となっている。その上に1/2波長板の形成部および
非形成部にわたって配向層3aと液晶ポリマー層3bと
が積層されて第2位相差部材としての1/4波長板3と
なっている。
In this optical element, an alignment layer 2a in which a region 2h having a strong alignment regulating force and a region 2i having a weak alignment regulating force are patterned in a stripe shape is formed on a substrate 1. The liquid crystal polymer layer 2b is laminated thereon, and the region 2h having a strong alignment regulating force of the alignment layer 2a becomes a region 2f in which the alignment layer 2a is uniaxially aligned, and the region 2 having a weak alignment regulating force of the alignment layer 2a.
A region 2g that is not uniaxially oriented is on the i side, and a ½ wavelength plate in which a region 2f that is uniaxially oriented is patterned is formed. The alignment layer 3a and the liquid crystal polymer layer 3b are laminated on the formation portion and the non-formation portion of the half-wave plate to form the quarter-wave plate 3 as the second retardation member.

【0150】この光学素子の製造方法について、図16
に従って説明する。
FIG. 16 shows the manufacturing method of this optical element.
Follow the instructions below.

【0151】まず、図16(a)および図16(b)に
示すように、基板1上に配向層形成用膜12aを形成し
てラビング処理を行った。この工程は、実施形態5と同
様にして行った。
First, as shown in FIGS. 16A and 16B, an alignment layer forming film 12a was formed on the substrate 1 and subjected to a rubbing treatment. This step was performed in the same manner as in the fifth embodiment.

【0152】次に、図16(c)に示すように、遮光部
の幅300μm、透過部の幅300μmのストライプパ
ターンが形成されたフォトマスクを介して配向層形成用
膜12aに遠紫外線を照射した。この遠紫外線は光源と
して低圧水銀ランプを用い、照射光量は500mJ/c
2とした。このようにして遠紫外線を照射することに
より、照射部においてラビング処理による配向規制力を
低減させた。以上により図16(c)に示すように、配
向規制力の強い領域2hと配向規制力の弱い領域2iと
がストライプ状にパターニングされた配向層2aが得ら
れた。
Next, as shown in FIG. 16C, the alignment layer forming film 12a is irradiated with far ultraviolet rays through a photomask on which a stripe pattern having a light-shielding portion width of 300 μm and a transmission portion width of 300 μm is formed. did. This far ultraviolet ray uses a low-pressure mercury lamp as a light source, and the irradiation light amount is 500 mJ / c.
It was set to m 2 . By irradiating the far ultraviolet rays in this way, the alignment regulating force due to the rubbing treatment in the irradiation portion was reduced. As described above, as shown in FIG. 16C, an alignment layer 2a in which a region 2h having a strong alignment regulating force and a region 2i having a weak alignment regulating force were patterned in a stripe shape was obtained.

【0153】続いて、上記化学式(1)および上記化学
式(2)に示した重合性液晶材料を50重量%ずつ混合
した混合物(Δn=0.142)に光重合開始剤として
イルガキュア651(チバガイギー社製)を0.5重量
%混合したものをスピンコート法(1200rpm、1
5秒間)で塗布した。その後、35℃の恒温槽内で10
分間加熱した後、35℃の恒温槽中で紫外線(照射量:
120mJ/cm2、光源:高圧水銀ランプ)を照射し
て重合性液晶材料を重合させることにより、図16
(d)に示すような厚み2μmの液晶ポリマー層2bを
得た。このとき、配向層2aの光照射領域2iは遠紫外
線により配向規制力が弱くなっており、35℃で加熱さ
れたときにその熱エネルギーで光照射領域2i上の重合
性液晶材料の一軸配向が乱れるため、紫外線照射により
得られる液晶ポリマー層2bがランダムな方向に配向し
て位相差を有しない領域2gとなる。一方、配向層2a
の光非照射領域2hは配向規制力が強いので、35℃で
加熱されても光非照射領域2h上の重合性液晶材料は充
分に一軸配向しており、紫外線照射により得られる液晶
ポリマー層2bが一軸配向して1/2波長板としての位
相差を有する領域2fとなる。これによりパターニング
された1/2波長板2が得られる。
Subsequently, a mixture (Δn = 0.142) in which 50% by weight of the polymerizable liquid crystal materials represented by the above chemical formulas (1) and (2) were mixed was used as a photopolymerization initiator and IRGACURE 651 (Ciba Geigy Co., Ltd.). Made by mixing 0.5% by weight of spin coat method (1200 rpm, 1
It was applied for 5 seconds. Then, in a constant temperature bath at 35 ° C, 10
After heating for 30 minutes, ultraviolet rays (irradiation dose:
120 mJ / cm 2 , light source: high pressure mercury lamp) to polymerize the polymerizable liquid crystal material, and
A liquid crystal polymer layer 2b having a thickness of 2 μm as shown in (d) was obtained. At this time, the light irradiation region 2i of the alignment layer 2a has a weak alignment regulating force due to deep ultraviolet rays, and when heated at 35 ° C., its thermal energy causes uniaxial alignment of the polymerizable liquid crystal material on the light irradiation region 2i. Due to the disturbance, the liquid crystal polymer layer 2b obtained by irradiation with ultraviolet rays is oriented in a random direction and becomes a region 2g having no retardation. On the other hand, the alignment layer 2a
Since the non-light-irradiated region 2h has a strong alignment regulating force, the polymerizable liquid crystal material on the non-light-irradiated region 2h is sufficiently uniaxially aligned even when heated at 35 ° C., and the liquid crystal polymer layer 2b obtained by ultraviolet irradiation is obtained. Becomes a region 2f having a uniaxial orientation and having a phase difference as a half-wave plate. As a result, the patterned half-wave plate 2 is obtained.

【0154】その後、図16(e)および図16(f)
に示すように、配向層3aおよび液晶ポリマー層3bを
積層して1/4波長板3を形成した。この工程は、実施
形態5と同様にして行った。以上により実施形態8の光
学素子を得た。
After that, FIG. 16 (e) and FIG. 16 (f)
As shown in (1), the quarter-wave plate 3 was formed by laminating the alignment layer 3a and the liquid crystal polymer layer 3b. This step was performed in the same manner as in the fifth embodiment. As described above, the optical element of Embodiment 8 was obtained.

【0155】以下の実施形態9では、直線偏光部材上で
1/2波長板をパターニングし、その上に第2位相差部
材を積層した偏光素子について説明する。
In Embodiment 9 below, a polarizing element will be described in which a half-wave plate is patterned on a linear polarizing member and a second retardation member is laminated thereon.

【0156】(実施形態9)図17は、本発明の偏光素
子の一実施形態を示す断面図である。この偏光素子は、
直線偏光部材6上に、1/2波長板2がストライプ状に
パターニングされ、その上に1/2波長板2の形成部お
よび非形成部にわたって第2位相差部材としての1/4
波長板3が積層されている。
(Embodiment 9) FIG. 17 is a sectional view showing an embodiment of the polarizing element of the present invention. This polarizing element
The half-wave plate 2 is patterned in a stripe shape on the linear polarization member 6, and a quarter wave as a second retardation member is formed on the formation part and the non-formation part of the half-wave plate 2 thereon.
The wave plates 3 are laminated.

【0157】本実施形態においては、直線偏光部材6、
パターニングされた1/2波長板2および1/4波長板
3の順で積層しているが、その理由は次の通りである。
In this embodiment, the linear polarization member 6,
The patterned half wave plate 2 and the quarter wave plate 3 are laminated in this order for the following reason.

【0158】従来技術において説明した米国特許532
7285号公報等の偏光素子のように、透明基板上で1
/2波長板をパターニングし、その上に1/4波長板お
よび直線偏光板を積層した構造では、ガラスからなる透
明基板により重量増加が生じたり、表示の明るさが低下
したりする。または、プラスティックからなる透明基板
により不所望な楕円偏光が発生したりする。これを防ぐ
ために、透明基板を用いないで左目用と右目用との円偏
光を発生させるためには、直線偏光部材上に1/4波長
板を配置してその上で1/2波長板をパターニングする
ような構成と、本実施形態のように直線偏光部材上で1
/2波長板をパターニングして1/4波長板を配置する
ような構成とが考えられる。1/4波長板上で1/2波
長板をパターニングする場合、その材質が化学的または
物理的に同じであるか類似している1/4波長板と1/
2波長板とを選択的にパターニングする必要があるが、
1/4波長板と1/2波長板とは位相差を有する高分子
材料のみから構成され、保護層などが特に設けられてい
ないため、選択的にパターニングすることは実質的に不
可能である。これを実現するためには、1/4波長板上
にエッチングに対して物理的または化学的に異なる性質
を有する保護層を別途設ける必要があり、極めて生産効
率が低下することになる。これに対して、本実施形態の
ように直線偏光部材上で1/2波長板をパターニングす
る場合、現在、液晶パネル用として広く使用されている
直線偏光板にはトリアセチルセルロース等からなる厚さ
100μm程度の光学的に等方性の保護層が設けられて
いるため、この保護層がエッチングの際の保護層として
充分機能する。従って、本実施形態では、直線偏光部
材、パターニングされた1/2波長板および1/4波長
板の順で積層しているのである。
US Pat. No. 532 described in the prior art
1 on a transparent substrate, such as the polarizing element of Japanese Patent No. 7285
In the structure in which the / 2 wavelength plate is patterned, and the 1/4 wavelength plate and the linear polarizing plate are laminated on the pattern, the transparent substrate made of glass causes an increase in weight and a decrease in display brightness. Alternatively, undesired elliptically polarized light is generated by the transparent substrate made of plastic. In order to prevent this, in order to generate circularly polarized light for the left eye and the right eye without using a transparent substrate, a 1/4 wavelength plate is arranged on a linear polarization member, and a 1/2 wavelength plate is then placed thereon. The structure for patterning and the linear polarization member 1 as in the present embodiment
A configuration is conceivable in which a 1/2 wavelength plate is patterned and a 1/4 wavelength plate is arranged. When patterning a ½ wave plate on a ¼ wave plate, a 1/4 wave plate whose material is chemically or physically the same or similar to 1/4 wave plate is used.
It is necessary to selectively pattern the two wave plates,
Since the quarter-wave plate and the half-wave plate are composed only of a polymer material having a phase difference and are not provided with a protective layer or the like, selective patterning is substantially impossible. . In order to realize this, it is necessary to separately provide a protective layer having a physically or chemically different property with respect to etching on the quarter-wave plate, resulting in extremely low production efficiency. On the other hand, when patterning a half-wave plate on a linear polarization member as in the present embodiment, a linear polarizing plate that is currently widely used for liquid crystal panels has a thickness of triacetyl cellulose or the like. Since the optically isotropic protective layer having a thickness of about 100 μm is provided, this protective layer sufficiently functions as a protective layer during etching. Therefore, in this embodiment, the linear polarization member, the patterned half-wave plate and the quarter-wave plate are laminated in this order.

【0159】この偏光素子は、例えば図18に示すよう
にして作製することができる。
This polarizing element can be manufactured, for example, as shown in FIG.

【0160】まず、図18(a)に示すように、必要に
応じて基板1を用い、その上に直線偏光部材6を配置す
る。基板1は、ガラスやプラスティック等のような透明
な材料からなるものを用いることができる。また、基板
1は光学素子の作製後に取り除いてもよい。その場合に
は、不透明な基板であってもよい。また、この偏光素子
を液晶表示装置等に適用する場合には、液晶パネルを構
成する基板を用いてもよい。
First, as shown in FIG. 18A, the substrate 1 is used, if necessary, and the linear polarization member 6 is arranged thereon. The substrate 1 may be made of a transparent material such as glass or plastic. The substrate 1 may be removed after the optical element is manufactured. In that case, it may be an opaque substrate. When the polarizing element is applied to a liquid crystal display device or the like, a substrate that constitutes a liquid crystal panel may be used.

【0161】直線偏光部材6は、入射した光を直線偏光
に変換できるものであればどのようなものであってもよ
く、例えば特開平7−261024号公報に記載されて
いるような様々な方法で作製することができる。この直
線偏光部材6は、基板1上に粘着剤により貼着してもよ
く、光硬化性樹脂等により接着してもよい。
The linearly polarizing member 6 may be of any type as long as it can convert incident light into linearly polarized light. For example, various methods as described in JP-A-7-261024. Can be made with. The linearly polarizing member 6 may be attached to the substrate 1 with an adhesive, or may be attached with a photocurable resin or the like.

【0162】次に、図18(b)に示すように、直線偏
光部材6上に1/2波長板12を配置する。1/2波長
板12は、一軸延伸ポリマーフィルムまたは一軸配向液
晶ポリマー層等を用いることができる。1/2波長板1
2が一軸延伸ポリマーフィルムである場合には、直線偏
光部材6上に粘着剤により貼着してもよく、光硬化性樹
脂等により接着してもよい。また、1/2波長板12が
一軸配向液晶ポリマー層である場合には、直線偏光部材
6上にポリイミド等からなる配向層(図示せず)をスピ
ンコート法やロールコート法、印刷法等を用いて形成
し、必要に応じて加熱処理を行って、ナイロン布等を用
いたラビング処理、または紫外線や遠紫外線等の光の照
射等を行うことにより一軸配向処理する。その配向層の
上に重合性液晶材料を塗布し、必要に応じて加熱処理や
光照射処理などを行うことにより、液晶ポリマーが配向
層の配向状態に従って配向し、一軸配向液晶ポリマー層
が得られる。
Next, as shown in FIG. 18B, the half-wave plate 12 is placed on the linear polarization member 6. As the half-wave plate 12, a uniaxially stretched polymer film, a uniaxially oriented liquid crystal polymer layer, or the like can be used. 1/2 wave plate 1
When 2 is a uniaxially stretched polymer film, it may be attached to the linearly polarizing member 6 with an adhesive or may be attached with a photocurable resin or the like. When the ½ wavelength plate 12 is a uniaxially oriented liquid crystal polymer layer, an alignment layer (not shown) made of polyimide or the like is formed on the linear polarization member 6 by a spin coating method, a roll coating method, a printing method or the like. The uniaxial orientation treatment is carried out by forming the film using a heat treatment, rubbing treatment using a nylon cloth or the like, or irradiating light such as ultraviolet rays or far ultraviolet rays. By applying a polymerizable liquid crystal material on the alignment layer and performing heat treatment or light irradiation treatment as necessary, the liquid crystal polymer is aligned according to the alignment state of the alignment layer, and a uniaxially aligned liquid crystal polymer layer is obtained. .

【0163】この場合、直線偏光部材6上に配向層を塗
布しやすくするために、直線偏光部材6上にアクリル
系、エポキシ系またはシラン系等の有機膜や、SiO2
またはITO(Indium Tin Oxide)等
の無機膜を形成してもよい。
In this case, in order to facilitate the application of the alignment layer on the linear polarization member 6, an organic film of acrylic, epoxy, silane or the like, or SiO 2 is formed on the linear polarization member 6.
Alternatively, an inorganic film such as ITO (Indium Tin Oxide) may be formed.

【0164】直線偏光部材6の偏光透過軸方向と、1/
2波長板12の遅相軸方向(または進相軸方向)とは、
例えば45゜傾けて配置する。また、後述するように、
1/2波長板12として広帯域波長板を用いる場合に
は、直線偏光部材6の偏光透過軸方向と、1/2波長板
12の偏光入射軸方向とが一致するように1/2波長板
12を配置する。
The direction of the polarization transmission axis of the linear polarization member 6 and 1 /
The slow axis direction (or the fast axis direction) of the two-wave plate 12 is
For example, it is placed at an angle of 45 °. Also, as described below,
When a broadband wave plate is used as the ½ wave plate 12, the ½ wave plate 12 is arranged so that the polarization transmission axis direction of the linear polarization member 6 and the polarization incident axis direction of the ½ wave plate 12 coincide with each other. To place.

【0165】続いて、図18(c)に示すように、1/
2波長板12をパターニングしてストライプ状の1/2
波長板2とする。このとき、1/2波長板の残したい部
分上をレジスト材料で覆ってウェットエッチング法やド
ライエッチング法でパターニングしてもよい。また、1
/2波長板の削り取りたい領域にエキシマレーザーを照
射してパターニングしてもよい。さらに、1/2波長板
の残したい部分上をレジスト材料で覆ってアルミナ微粉
末等の研削粉を1/2波長板表面に吹き付けるサンドブ
ラスト法によりパターニングしてもよい。また、液晶ポ
リマー層を配向させるための配向層をパターニングし、
その上に液晶ポリマー層を積層させてもよい。この1/
2波長板のパターニング方法としては、実施形態1〜8
で述べたいずれの方法をも用いることができる。
Then, as shown in FIG. 18C, 1 /
Patterning the two-wave plate 12 to form a stripe-shaped half
The wave plate 2 is used. At this time, the portion of the half-wave plate to be left may be covered with a resist material and patterned by a wet etching method or a dry etching method. Also, 1
The area of the half-wave plate to be shaved may be irradiated with an excimer laser for patterning. Further, the portion of the half-wave plate to be left may be covered with a resist material, and patterning may be performed by a sand blast method in which grinding powder such as alumina fine powder is sprayed on the surface of the half-wave plate. Further, by patterning the alignment layer for aligning the liquid crystal polymer layer,
A liquid crystal polymer layer may be laminated on it. This 1 /
As a method of patterning the two-wave plate, the first to eighth embodiments are used.
Any of the methods described in 1. can be used.

【0166】また、1/2波長板2の形状はストライプ
状に限らず、任意の形状が可能である。その形状変更
は、例えば、レジスト材料をパターニングするフォトマ
スク形状やエキシマレーザーの走査方法を変更すること
などにより容易に行うことができる。
The shape of the half-wave plate 2 is not limited to the stripe shape, and any shape can be used. The shape can be easily changed, for example, by changing the shape of the photomask for patterning the resist material or the scanning method of the excimer laser.

【0167】その後、図18(d)に示すように、パタ
ーニングされた1/2波長板2上に第2位相差部材とし
ての1/4波長板3を積層する。1/4波長板3は、一
軸延伸ポリマーフィルムまたは一軸配向液晶ポリマー層
等を用いることができる。1/4波長板3が一軸延伸ポ
リマーフィルムである場合には、粘着剤により貼着して
もよく、光硬化性樹脂等により接着してもよい。また、
1/4波長板3が一軸配向液晶ポリマー層である場合に
は、基板1上にポリイミド等からなる配向層(図示せ
ず)をスピンコート法やロールコート法、印刷法等を用
いて形成し、必要に応じて加熱処理を行って、ナイロン
布等を用いたラビング処理や偏向光の照射等を行うこと
により一軸配向処理する。その配向層の上に重合性液晶
材料を塗布し、必要に応じて加熱処理や光照射処理など
を行うことにより、液晶ポリマーが配向層の配向状態に
従って配向し、一軸配向液晶ポリマー層が得られる。以
上により偏光素子が完成する。
Then, as shown in FIG. 18D, the quarter-wave plate 3 as the second retardation member is laminated on the patterned half-wave plate 2. For the quarter-wave plate 3, a uniaxially stretched polymer film, a uniaxially oriented liquid crystal polymer layer, or the like can be used. When the quarter-wave plate 3 is a uniaxially stretched polymer film, it may be attached with an adhesive or may be attached with a photocurable resin or the like. Also,
When the quarter-wave plate 3 is a uniaxially aligned liquid crystal polymer layer, an alignment layer (not shown) made of polyimide or the like is formed on the substrate 1 by a spin coating method, a roll coating method, a printing method or the like. A uniaxial orientation treatment is performed by performing a heat treatment as needed and performing a rubbing treatment using a nylon cloth or the like or irradiation with polarized light. By applying a polymerizable liquid crystal material on the alignment layer and performing heat treatment or light irradiation treatment as necessary, the liquid crystal polymer is aligned according to the alignment state of the alignment layer, and a uniaxially aligned liquid crystal polymer layer is obtained. . The polarizing element is completed by the above.

【0168】このようにして得られる偏光素子において
は、直線偏光部材6に入射した光が直線偏光に変換さ
れ、その直線偏光が1/2波長板2の設けられている領
域と設けられていない領域とに入射し、1/4波長板3
を通過することで各領域から極性の異なる楕円偏光とし
て出射される。
In the polarizing element thus obtained, the light incident on the linear polarizing member 6 is converted into linear polarized light, and the linear polarized light is not provided in the area where the half-wave plate 2 is provided. Incident on the area and the quarter wave plate 3
After passing through, the light is emitted from each region as elliptically polarized light having different polarities.

【0169】なお、第2位相差部材としての1/4波長
板3としては、任意の位相差を有する位相差部材を用い
ることができるが、1/4波長板を用いた場合には、入
射した直線偏光を円偏光に変換する光学素子が得られ
る。
As the 1/4 wavelength plate 3 as the second retardation member, a retardation member having an arbitrary retardation can be used, but when the 1/4 wavelength plate is used, the incident light is incident. An optical element for converting the linearly polarized light into the circularly polarized light is obtained.

【0170】また、1/2波長板2と1/4波長板3と
は、互いの遅相軸方向または進相軸方向が直交するよう
に配置すると、入射した直線偏光が極性の異なる2種類
の楕円偏光、または極性の異なる2種類の円偏光に変換
される。この場合、両者の遅相軸方向または進相軸方向
は、厳密に直交していなくてもよく、1/2波長板2の
遅相軸方向に対して1/4波長板3の遅相軸方向が90
゜±10゜、または1/2波長板2の進相軸方向に対し
て1/4波長板3の進相軸方向が90゜±10゜であれ
ばよい。
If the ½ wavelength plate 2 and the ¼ wavelength plate 3 are arranged so that the slow axis direction or the fast axis direction thereof are orthogonal to each other, two types of incident linearly polarized light having different polarities are provided. Elliptically polarized light or two types of circularly polarized light having different polarities. In this case, the slow axis direction or the fast axis direction of both does not have to be exactly orthogonal to each other, and the slow axis direction of the ¼ wave plate 3 is relative to the slow axis direction of the ½ wave plate 2. Direction 90
The angle may be ± 10 ° or 90 ° ± 10 ° in the fast axis direction of the quarter wave plate 3 with respect to the fast axis direction of the half wave plate 2.

【0171】また、1/4波長板3を積層する前に、1
/2波長板2の表面を平坦化するために透明な平坦化膜
(図示せず)を形成してもよい。この平坦化膜を形成し
た場合でも、必要に応じて1/4波長板3を粘着剤によ
り貼着してもよく、光硬化性樹脂等により接着してもよ
い。
Before stacking the quarter-wave plate 3, 1
A transparent flattening film (not shown) may be formed to flatten the surface of the / 2 wave plate 2. Even when this flattening film is formed, the quarter-wave plate 3 may be adhered with an adhesive, if necessary, or with a photocurable resin or the like.

【0172】さらに、一般的に、一軸延伸ポリマーフィ
ルムや一軸配向液晶ポリマー層は、屈折率に波長分散性
があり、可視光の全領域では1/2波長板や1/4波長
板として機能しない場合がある。このような場合には、
複数層の一軸延伸ポリマーフィルムや複数層の一軸配向
液晶ポリマー層を、各層の遅相軸方向または進相軸方向
をずらして積層すれば広帯域波長板が得られ、少なくと
も可視光領域で1/2波長板または1/4波長板として
機能させることができる。このような広帯域波長板で
は、1/2波長板2や1/4波長板3の遅相軸または進
相軸の方向を一義的に定めることができないので、1/
2波長板2における直線偏光出射方向と、1/4波長板
3における右楕円偏光を得るための偏光入射方向または
左楕円偏光を得るための偏光入射方向のうちのいずれか
一方とが一致するように配置すればよい。この場合、1
/2波長板2における直線偏光出射方向と、1/4波長
板3における右楕円偏光を得るための偏光入射方向また
は左楕円偏光を得るための偏光入射方向は、厳密に一致
していなくてもよく、±10゜ずれていてもよい。
Further, in general, the uniaxially stretched polymer film and the uniaxially oriented liquid crystal polymer layer have wavelength dispersibility in the refractive index and do not function as a ½ wavelength plate or a ¼ wavelength plate in the entire visible light region. There are cases. In such cases,
A broadband wave plate can be obtained by laminating a plurality of uniaxially stretched polymer films or a plurality of uniaxially oriented liquid crystal polymer layers with the slow axis direction or the fast axis direction of each layer being shifted, and at least in a visible light region. It can function as a wave plate or a quarter wave plate. In such a wideband wave plate, the direction of the slow axis or the fast axis of the half wave plate 2 or the quarter wave plate 3 cannot be uniquely determined, so
The direction of the linearly polarized light emitted from the two-wave plate 2 and the direction of incident polarized light for obtaining the right elliptically polarized light or the direction of incident polarized light for obtaining the left elliptically polarized light in the quarter-wave plate 3 should match. You can place it in. In this case, 1
Even if the linearly polarized light emission direction of the / 2 wave plate 2 and the polarized light incident direction for obtaining the right elliptically polarized light or the left elliptically polarized light for the ¼ wavelength plate 3 do not strictly coincide with each other. Well, it may deviate by ± 10 °.

【0173】また、必要に応じて任意の位相差を有する
他の位相差フィルムや、特開平6−75116号公報で
提案されているような位相差板を、基板1上、または基
板1と直線偏光部材6との間に配置しても良く、さら
に、基板1を取り除いた場合には、直線偏光部材6上に
おける1/2波長板2が配置されている面と反対側の面
に配置してもよい。
If necessary, another retardation film having an arbitrary retardation or a retardation film as proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-75116 may be used on the substrate 1 or on the substrate 1 in a straight line. It may be disposed between the polarizing member 6 and, when the substrate 1 is removed, the linear polarizing member 6 is disposed on the surface opposite to the surface on which the 1/2 wavelength plate 2 is disposed. May be.

【0174】以下の実施形態10〜12では、光学素子
または偏光素子と液晶パネルとを組み合わせた2次元用
および3次元用の両方の映像表示が可能な映像表示装置
について説明する。
In the following tenth to twelfth embodiments, an image display device capable of displaying both two-dimensional and three-dimensional images by combining an optical element or a polarizing element and a liquid crystal panel will be described.

【0175】(実施形態10)図19は実施形態10の
映像表示装置を示す斜視図である。
(Embodiment 10) FIG. 19 is a perspective view showing an image display device of Embodiment 10.

【0176】この映像表示装置は、液晶パネル111を
構成するガラス基板102bの外側(液晶層112とは
反対側)に光学素子106を備えている。光学素子10
6は、基板106aとパターニングされた1/2波長板
106bと第2位相差部材としての1/4波長板106
cとからなり、1/4波長板106c側を液晶パネル1
11側に配して設けられている。なお、この基板106
aは、映像表示装置の重量増加防止や表示の明るさ低下
防止の観点から、省略するのが好ましい。
This image display device is provided with an optical element 106 on the outside of the glass substrate 102b forming the liquid crystal panel 111 (on the side opposite to the liquid crystal layer 112). Optical element 10
Reference numeral 6 denotes a substrate 106a, a patterned half-wave plate 106b, and a quarter-wave plate 106 as a second retardation member.
and the liquid crystal panel 1 on the side of the quarter-wave plate 106c.
It is provided on the 11th side. Note that this substrate 106
It is preferable to omit a from the viewpoint of preventing an increase in weight of the image display device and a decrease in display brightness.

【0177】以下に、液晶パネル111の構成および製
造方法について説明する。
The structure and manufacturing method of the liquid crystal panel 111 will be described below.

【0178】ガラス基板102a上に走査線、信号線、
画素電極(いずれも図示せず)およびTFT素子104
を形成する。走査線は液晶パネル111の表示画面にお
ける水平方向に沿い、かつ、各走査線が1行分の画素1
03に対応するように形成し、信号線は走査線と直交す
るように、かつ、各信号線が1列分の画素103に対応
するように形成する。画素電極はマトリクス状に配置さ
れた画素103の各々に対して1つずつ形成し、TFT
素子104によって走査線および信号線と接続する。こ
の走査線、信号線、画素電極およびTFT素子104
は、どのような方法によって形成してもよい。なお、本
明細書においては、走査線に平行な方向を行方向、信号
線に平行な方向を列方向と称することとする。
Scanning lines, signal lines, and
Pixel electrode (neither shown) and TFT element 104
To form. The scanning lines are along the horizontal direction on the display screen of the liquid crystal panel 111, and each scanning line is one pixel of one row.
03, the signal lines are formed so as to be orthogonal to the scanning lines, and each signal line is formed so as to correspond to one column of pixels 103. One pixel electrode is formed for each of the pixels 103 arranged in a matrix, and
The element 104 connects to the scan line and the signal line. This scanning line, signal line, pixel electrode and TFT element 104
May be formed by any method. In this specification, the direction parallel to the scanning line is referred to as the row direction, and the direction parallel to the signal line is referred to as the column direction.

【0179】マトリクス状に配置された画素103は、
画素1行分を右目用画素グループ103aまたは左目用
画素グループ103bとして、右目用画素グループ10
3aと左目用画素グループ103bとを1走査線毎に交
互に配置するようにする。
The pixels 103 arranged in a matrix form
One row of pixels is defined as the right-eye pixel group 103a or the left-eye pixel group 103b, and the right-eye pixel group 10
3a and the left-eye pixel groups 103b are arranged alternately for each scanning line.

【0180】次に、TFT素子104が設けられたガラ
ス基板102a上に、全面にわたって配向膜105aを
形成する。配向膜105aは、例えばスピンコート法に
より基板102aの全面にポリイミド等の有機高分子材
料やその前駆体をγ−ブチロラクトン、N−メチルピロ
リドンまたはキシレンを初めとする有機溶剤に溶解した
ものを塗布し、それを焼成することにより形成する。以
上によりTFT側基板が作製される。
Next, an alignment film 105a is formed over the entire surface of the glass substrate 102a provided with the TFT element 104. The alignment film 105a is formed by applying an organic polymer material such as polyimide or its precursor dissolved in an organic solvent such as γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone or xylene on the entire surface of the substrate 102a by, for example, spin coating. , Is formed by firing it. As described above, the TFT side substrate is manufactured.

【0181】対向側のガラス基板102b上には、カラ
ーフィルター108aと、ガラス基板102a上に形成
されたTFT素子104を遮光するためのブラックマト
リクス108bとを形成する。カラーフィルター108
aおよびブラックマトリクス108bは、どのような方
法で形成してもよい。この実施形態10では、カラーフ
ィルター108aを構成するR(Red)、G(Gre
en)、B(Black)の各色のフィルター部分が信
号線方向(画面垂直方向)に平行なストライプ状となる
ように、かつ、走査線方向(画面垂直方向)に対して
R、G、Bの各フィルターが周期的に配列されるように
カラーフィルター108aを形成した。また、ブラック
マトリクス108bは、1画素を囲むように格子状に形
成した。
A color filter 108a and a black matrix 108b for shielding the TFT element 104 formed on the glass substrate 102a from light are formed on the glass substrate 102b on the opposite side. Color filter 108
The a and the black matrix 108b may be formed by any method. In the tenth embodiment, R (Red) and G (Gre) that form the color filter 108a are formed.
en) and B (Black) so that the filter portions of the respective colors are in a stripe shape parallel to the signal line direction (vertical direction of the screen) and the R, G, and B directions with respect to the scanning line direction (vertical direction of the screen). The color filter 108a was formed so that each filter was arranged periodically. Further, the black matrix 108b is formed in a lattice shape so as to surround one pixel.

【0182】次に、カラーフィルター108aおよびブ
ラックマトリクス108bが設けられた基板102bの
上に、全面にわたって透明電極103cを形成する。こ
の透明電極103cは、例えばITO等の透明導電膜を
スパッタリング法等により形成する。その上には、配向
膜105bを配向膜105aと同様にして形成する。以
上により対向側基板が作製される。
Next, the transparent electrode 103c is formed over the entire surface of the substrate 102b provided with the color filter 108a and the black matrix 108b. The transparent electrode 103c is formed by forming a transparent conductive film such as ITO by a sputtering method or the like. An alignment film 105b is formed thereon similarly to the alignment film 105a. The opposite side substrate is manufactured as described above.

【0183】このようにして得られたTFT側基板およ
び対向側基板の各々にラビング処理を施した後、両基板
の間隔を一定に保つためのスペーサー107を介して両
基板を貼り合わせる。
After rubbing each of the thus-obtained TFT-side substrate and counter-side substrate, the two substrates are bonded to each other via a spacer 107 for keeping a constant gap between both substrates.

【0184】次に、液晶を両基板間に真空注入等により
注入して液晶層112を形成する。以上により液晶パネ
ル111が完成する。なお、本実施形態10では、液晶
パネル111の表示モードをTN(Twisted N
ematic)モードとした。
Next, liquid crystal is injected between both substrates by vacuum injection or the like to form a liquid crystal layer 112. The liquid crystal panel 111 is completed by the above. In the tenth embodiment, the display mode of the liquid crystal panel 111 is set to TN (Twisted N).
The electronic mode was set.

【0185】このようにして得られた液晶パネル111
の対向側ガラス基板102bの外側面に隣接するよう
に、その偏光透過軸が全フィルム面内で同一である偏光
フィルム101bを配置する。
Liquid crystal panel 111 thus obtained
The polarizing film 101b having the same polarization transmission axis in all film planes is arranged so as to be adjacent to the outer surface of the opposite side glass substrate 102b.

【0186】次に、偏光フィルム101bの液晶パネル
111とは反対側面に、基板106a、パターニングさ
れた1/2波長板106bおよび位相差部材106cが
積層された光学素子106を配置する。本実施形態で
は、実施形態1〜8において作製した光学素子106
を、1/4波長板106c側を偏光フィルム101b側
に配して配置した。また、光学素子106を構成する1
/2波長板106bは、幅がほぼ画素の幅に一致するよ
うなストライプ状に、かつ、1走査線毎に1/2波長板
106bの形成部と非形成部106dとが交互に配置さ
れるように形成した。さらに、1/2波長板106bの
遅相軸方向または進相軸方向は、偏光フィルム101b
の偏光透過軸方向に対して45゜ずらして配置した。ま
た、1/2波長板106bが積層構造の広帯域波長板で
ある場合には、偏光フィルム101bの偏光透過軸と1
/2波長板106bの偏光入射軸が一致するように配置
した。このようにして配置した光学素子106は、粘着
剤または接着剤等を用いて偏光フィルム101b上に貼
り付ける。接着剤等は必要に応じて光を照射したり加熱
したりして硬化させてもよい。
Next, the optical element 106 in which the substrate 106a, the patterned half-wave plate 106b and the retardation member 106c are laminated is arranged on the side of the polarizing film 101b opposite to the liquid crystal panel 111. In this embodiment, the optical element 106 manufactured in Embodiments 1 to 8.
Was arranged by disposing the ¼ wavelength plate 106c side on the polarizing film 101b side. In addition, 1 which constitutes the optical element 106
The 1/2 wavelength plate 106b is arranged in a stripe shape such that the width of the 1/2 wavelength plate 106b substantially matches the width of a pixel, and the formation portions and the non-formation portions 106d of the 1/2 wavelength plate 106b are alternately arranged for each scanning line. So formed. Further, the direction of the slow axis or the direction of the fast axis of the half-wave plate 106b is set to
They were arranged so as to be displaced by 45 ° with respect to the polarization transmission axis direction of. When the ½ wavelength plate 106b is a broadband wavelength plate having a laminated structure, the polarization transmission axis of the polarizing film 101b is 1
The 1/2 wavelength plate 106b is arranged so that the polarization incident axes thereof coincide with each other. The optical element 106 thus arranged is attached on the polarizing film 101b by using an adhesive or an adhesive. The adhesive or the like may be cured by irradiation with light or heating, if necessary.

【0187】その後、液晶パネル111のTFT側ガラ
ス基板102aの外側面に隣接するように、その偏光透
過軸が全フィルム面内で同一である偏光フィルム101
aを、その偏光透過軸が偏光フィルム101bの偏光透
過軸と直交するように配置する。以上により本実施形態
10の映像表示装置が完成する。
Then, the polarization transmission axis of the polarization film 101 is the same in all film planes so as to be adjacent to the outer surface of the TFT side glass substrate 102a of the liquid crystal panel 111.
a is arranged so that its polarization transmission axis is orthogonal to the polarization transmission axis of the polarizing film 101b. With the above, the video display device of the tenth embodiment is completed.

【0188】このようにして作製された実施形態10の
映像表示装置は、液晶パネル111から出射されて偏光
フィルム101bおよび光学素子106を通過する光
が、画素1列毎に交互に極性の異なる円偏光となる。従
って、右目用画素グループ103aから出射した光と左
目用画素グループ103bから出射した光とは、極性の
異なる円偏光に変換される。観察者は、各々の極性に対
応した円偏光板110a、110bを右目と左目とに有
する偏光眼鏡110を装着することにより、多人数で3
次元の画像を観察することができる。また、観察者が顔
を傾けた場合でも3次元の画像を観察することができ
る。さらに、観察者が偏光眼鏡を装着しない場合には、
2次元の画像を観察することができる。
In the image display device according to the tenth embodiment thus manufactured, the light emitted from the liquid crystal panel 111 and passing through the polarizing film 101b and the optical element 106 is a circle having different polarities alternately for each pixel column. It becomes polarized light. Therefore, the light emitted from the right-eye pixel group 103a and the light emitted from the left-eye pixel group 103b are converted into circularly polarized light having different polarities. The observer wears the polarizing glasses 110 having the circularly polarizing plates 110a and 110b corresponding to the respective polarities on the right eye and the left eye, so that a large number of viewers can use 3 glasses.
You can observe the three-dimensional image. Moreover, a three-dimensional image can be observed even when the observer tilts his face. Furthermore, if the observer does not wear polarized glasses,
A two-dimensional image can be observed.

【0189】また、本実施形態10では、走査線に平行
な方向に並んだ画素1行分を右目用画像を提供する画素
グループ103aと左目用画像を提供する画素グループ
103bとして、右目用画素グループ103aと左目用
画素グループ103bとを信号線に平行な方向、つまり
列方向に対して1走査線毎に交互に配置すると共に、液
晶パネル111の全面に1走査線おきに1/2波長板1
06bのストライプが対応するように光学素子106を
配置して、右目用画像と左目用画像との分離を行ってい
る。このように右目用画素グループ103aと左目用画
素グループ103bとを配置しているので、右目用画像
信号と左目用画像信号とを1走査線毎に交互に切り替え
て供給することが可能であり、駆動回路を簡単な構成に
することができる。
Further, in the tenth embodiment, one row of pixels arranged in the direction parallel to the scanning line is defined as a right eye pixel group 103a which provides a right eye image and a pixel group 103b which provides a left eye image. The pixel groups 103a and the left-eye pixel groups 103b are alternately arranged every scanning line in the direction parallel to the signal line, that is, in the column direction, and the half-wave plate 1 is arranged on the entire surface of the liquid crystal panel 111 every other scanning line.
The optical element 106 is arranged so that the stripes of 06b correspond to each other, and the image for the right eye and the image for the left eye are separated. Since the right-eye pixel group 103a and the left-eye pixel group 103b are arranged in this way, it is possible to alternately switch and supply the right-eye image signal and the left-eye image signal for each scanning line. The drive circuit can have a simple structure.

【0190】なお、本実施形態10では、偏光フィルム
101bの偏光透過軸方向と光学素子106を構成する
1/2波長板106bの遅相軸方向または進相軸方向と
のずれを45゜としたが、厳密に45゜とする必要はな
く、45゜±10゜の角度であればよい。このことは以
下の実施形態でも同様である。
In the tenth embodiment, the deviation between the polarization transmission axis direction of the polarizing film 101b and the slow axis direction or the fast axis direction of the ½ wavelength plate 106b constituting the optical element 106 is 45 °. However, the angle does not have to be exactly 45 °, and may be an angle of 45 ° ± 10 °. This also applies to the following embodiments.

【0191】また、本実施形態10では、液晶パネル1
11としてアクティブマトリクス型の液晶パネルを用い
たが、左目用画像および右目用画像を得るための手段は
これに限定されず、単純マトリクス型液晶パネル、EL
(Electro Luminescence)、CR
T、プラズマディスプレイ等の自発光表示素子やプラズ
マアドレス液晶パネルを用いることもできる。また、液
晶パネル111としてTN液晶を用いたTNモードで表
示を行うものを用いたが、これに限定されるものではな
く、STN(Super Twisted Nemat
ic)モード、強誘電性液晶モード、反強誘電性液晶モ
ード、高分子分散型液晶モード、軸対称配向モード、電
界誘起複屈折モード、ハイブリッド電界効果モード、I
n−Plane Switchingモード、エレクト
ロクリニック効果を有するスメクティック液晶を用いた
相転移モード、動的散乱モード、ゲストホストモード、
液晶複合膜等、公知のいずれの表示モードをも用いるこ
とができる。このことは以下の実施形態でも同様であ
る。なお、これらの表示モードのうち、偏光モードでな
い表示モードを採用する場合には、偏光板101aは不
要となる。
In the tenth embodiment, the liquid crystal panel 1
Although an active matrix type liquid crystal panel is used as 11, a means for obtaining an image for the left eye and an image for the right eye is not limited to this, and a simple matrix type liquid crystal panel, EL
(Electro Luminescence), CR
A self-luminous display device such as a T or plasma display or a plasma addressed liquid crystal panel can also be used. Further, the liquid crystal panel 111 that uses TN liquid crystal to perform display in the TN mode is used, but the present invention is not limited to this, and STN (Super Twisted Nemat) is used.
ic) mode, ferroelectric liquid crystal mode, antiferroelectric liquid crystal mode, polymer dispersed liquid crystal mode, axisymmetric alignment mode, electric field induced birefringence mode, hybrid electric field effect mode, I
n-Plane Switching mode, phase transition mode using smectic liquid crystal having electroclinic effect, dynamic scattering mode, guest-host mode,
Any known display mode such as a liquid crystal composite film can be used. This also applies to the following embodiments. When a display mode other than the polarization mode is adopted among these display modes, the polarizing plate 101a is not necessary.

【0192】また、本実施形態10では、走査線に平行
な方向に並んだ画素1行分を右目用画素グループ103
aまたは左目用画素グループ103bとして信号線に平
行な方向、つまり列方向に交互に配置しているが、画素
の配列はどのようなものであってもよく、例えば、信号
線に平行な方向に並んだ画素1列分を右目用画素グルー
プ103aまたは左目用画素グループ103bとして走
査線に平行な方向、つまり行方向に交互に配置してもよ
い。この場合、光学素子106を構成する1/2波長板
106bは、信号線に平行な方向に1列おきに、ほぼ画
素の大きさに一致するように形成すればよい。このこと
は以下の実施形態でも同様である。
Further, in the tenth embodiment, one row of pixels arranged in the direction parallel to the scanning line corresponds to the pixel group 103 for the right eye.
a or the left-eye pixel groups 103b are arranged alternately in the direction parallel to the signal lines, that is, in the column direction, but the pixel arrangement may be any, for example, in the direction parallel to the signal lines. One row of pixels arranged side by side may be alternately arranged as the right-eye pixel group 103a or the left-eye pixel group 103b in the direction parallel to the scanning line, that is, in the row direction. In this case, the half-wave plate 106b forming the optical element 106 may be formed every other column in the direction parallel to the signal line so as to substantially match the size of the pixel. This also applies to the following embodiments.

【0193】また、本実施形態10では、カラーフィル
ター108aにおけるR、G、Bの各色のフィルター部
分をストライプ状に配置したが、他の形状、例えばデル
タ配列等に配置してもよい。このことは以下の実施形態
でも同様である。
In the tenth embodiment, the R, G, and B color filter portions of the color filter 108a are arranged in stripes, but they may be arranged in other shapes, for example, in a delta arrangement. This also applies to the following embodiments.

【0194】なお、光学素子106を構成する1/2波
長板106bの形状は、カラーフィルター108aのフ
ィルター部分の形状に応じた形状で、かつ、右目用画素
グループ103aを構成する画素および左目用画素グル
ープ103bを構成する画素のうちのいずれか一方にほ
ぼ一致するような形状であればよい。画素の形状は、ど
のような形状であってもよいが、右目用画素と左目用画
素とが均等に配置されるようにするのが好ましい。この
とき、1/2波長板106bが設けられた領域を一方の
目用、例えば右目用とすると、右目用領域と1/2波長
板が設けられていない左目用領域とが均等に配置される
ようにするのが好ましい。また、格子状の画素の周囲が
ブラックマトリクスで遮光されているような構成の場
合、1/2波長板106bが設けられていない領域10
6dを一方の目用、例えば右目用画素に対応させ、その
周囲を囲むように1/2波長板106bを設けて左目用
画素とブラックマトリクスとに対応させてもよい。また
は、1/2波長板106bが設けられた領域を一方の目
用、例えば右目用画素に対応させ、1/2波長板106
bが設けられていない領域106dを左目用画素とブラ
ックマトリクスとに対応させてもよい。このことは以下
の実施形態でも同様である。
The half-wave plate 106b forming the optical element 106 has a shape corresponding to the shape of the filter portion of the color filter 108a, and the pixels forming the right-eye pixel group 103a and the left-eye pixels. Any shape may be used as long as it substantially matches any one of the pixels forming the group 103b. The shape of the pixel may be any shape, but it is preferable that the pixels for the right eye and the pixels for the left eye are evenly arranged. At this time, assuming that the area where the half-wave plate 106b is provided is for one eye, for example, for the right eye, the right-eye area and the left-eye area where the half-wave plate is not provided are evenly arranged. Preferably. Further, in the case of a configuration in which the periphery of the grid-shaped pixels is shielded by the black matrix, the region 10 where the half-wave plate 106b is not provided is provided.
6d may be associated with a pixel for one eye, for example, a right eye pixel, and a half-wave plate 106b may be provided so as to surround the perimeter thereof to correspond to a left eye pixel and a black matrix. Alternatively, the area provided with the half-wave plate 106b is made to correspond to the pixel for one eye, for example, the pixel for the right eye, and the half-wave plate 106 is provided.
The region 106d where b is not provided may correspond to the left-eye pixel and the black matrix. This also applies to the following embodiments.

【0195】本実施形態10では、偏光フィルム101
bと光学素子106を構成する1/4波長板106cと
が接するように配置したが、光学素子を構成する基板1
06aとしてガラスやプラスティック等の透明な材料を
用いている場合には、基板106aと偏光フィルム10
1bとが接するように配置してもよい。また、基板10
6aが取り除かれている場合には、1/2波長板106
bと偏光フィルム101bとが接するように配置しても
よい。
In the tenth embodiment, the polarizing film 101
Although the b and the quarter-wave plate 106c forming the optical element 106 are arranged in contact with each other, the substrate 1 forming the optical element
When a transparent material such as glass or plastic is used as 06a, the substrate 106a and the polarizing film 10 are
You may arrange | position so that 1b may contact. Also, the substrate 10
If 6a is removed, the half-wave plate 106
You may arrange so that b and the polarizing film 101b may contact.

【0196】また、偏光フィルム101bとガラス基板
102bとの間に、第2位相差部材として特開平6−7
5116号公報で提案されているような位相差フィルム
を配置してもよく、任意の位相差を有する他の位相差フ
ィルムを配置してもよい。特に、液晶パネル111とし
てSTNモードのものを用いた場合には、ガラス基板1
02aと偏光フィルム101aとの間にも任意の位相差
を有する第2位相差部材を配置してもよい。このように
第2位相差部材を配置することにより、視角補償や色調
補償を行うことができる。
A second retardation member is provided between the polarizing film 101b and the glass substrate 102b as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-7.
The retardation film as proposed in Japanese Patent No. 5116 may be arranged, or another retardation film having an arbitrary retardation may be arranged. In particular, when the STN-mode liquid crystal panel 111 is used, the glass substrate 1
A second retardation member having an arbitrary retardation may be arranged between 02a and the polarizing film 101a. By arranging the second retardation member in this way, visual angle compensation and color tone compensation can be performed.

【0197】本実施形態10では、右目用画素から出射
される光と左目用画素から出射される光とを分離するた
めの手段として実施形態1〜8で作製した光学素子10
6を用いたが、図20に示すような円偏光素子201、
つまり、直線偏光部材201a、パターニングされた1
/2波長板201bおよび1/4波長板201cが積層
されたものを用いても良い。この円偏光素子201は、
実施形態9で説明したようにして作製することができ、
直線偏光部材201a側をガラス基板102b側に配し
て配置する。また、円偏光素子201を構成する直線偏
光部材201aの偏光透過軸は、液晶パネル111に貼
着した偏光フィルム101aの偏光透過軸方向と直交さ
せる。さらに、円偏光素子201を構成する1/2波長
板201bは、その形成部が右目用画素グループ103
aまたは左目用画素グループ103bのいずれか一方に
ほぼ一致し、1/2波長板201bの非形成部201d
が他方のほぼ一致するように形成する。このように光学
素子106の代わりに円偏光素子201を配置した場
合、液晶パネル111に予め偏光フィルム101bを貼
り付けておく必要は無い。この映像表示装置は、液晶パ
ネル111から出射されて円偏光素子201を通過する
光が、画素1列毎に交互に極性の異なる円偏光となる。
従って、右目用画素グループ103aから出射した光と
左目用画素グループ103bから出射した光とは、極性
の異なる円偏光に変換される。観察者は、各々の極性に
対応した円偏光板110a、110bを右目と左目とに
有する偏光眼鏡110を装着することにより、多人数で
3次元の画像を観察することができる。また、観察者が
顔を傾けた場合でも3次元の画像を観察することができ
る。さらに、観察者が偏光眼鏡を装着しない場合には、
2次元の画像を観察することができる。
In the tenth embodiment, the optical element 10 manufactured in the first to eighth embodiments is used as a means for separating the light emitted from the right-eye pixel and the light emitted from the left-eye pixel.
6 is used, the circular polarization element 201 as shown in FIG.
That is, the linear polarization member 201a, the patterned 1
You may use what laminated | stacked the 1/2 wavelength plate 201b and the 1/4 wavelength plate 201c. This circular polarization element 201 is
It can be manufactured as described in the ninth embodiment,
The linear polarization member 201a side is arranged and arranged on the glass substrate 102b side. Further, the polarization transmission axis of the linear polarization member 201a constituting the circular polarization element 201 is made to be orthogonal to the polarization transmission axis direction of the polarization film 101a attached to the liquid crystal panel 111. Further, in the half-wave plate 201b that constitutes the circularly polarizing element 201, the formation part thereof is the right-eye pixel group 103.
a or the left-eye pixel group 103b, and the non-formation portion 201d of the half-wave plate 201b that substantially matches either
Are formed so that they substantially match the other. When the circular polarization element 201 is arranged instead of the optical element 106 in this way, it is not necessary to attach the polarization film 101b to the liquid crystal panel 111 in advance. In this image display device, light emitted from the liquid crystal panel 111 and passing through the circularly polarizing element 201 is circularly polarized light having different polarities alternately for each column of pixels.
Therefore, the light emitted from the right-eye pixel group 103a and the light emitted from the left-eye pixel group 103b are converted into circularly polarized light having different polarities. An observer can observe a three-dimensional image by a large number of people by wearing the polarizing glasses 110 having the circularly polarizing plates 110a and 110b corresponding to the respective polarities on the right eye and the left eye. Moreover, a three-dimensional image can be observed even when the observer tilts his face. Furthermore, if the observer does not wear polarized glasses,
A two-dimensional image can be observed.

【0198】また、円偏光素子201を構成する偏光フ
ィルム201aとガラス基板102bとの間に、第2位
相差部材として特開平6−75116号公報で提案され
ているような位相差フィルムを配置してもよく、任意の
位相差を有する他の位相差フィルムを配置してもよい。
特に、液晶パネル111としてSTNモードのものを用
いた場合には、ガラス基板102aと偏光フィルム10
1aとの間にも任意の位相差を有する第2位相差部材を
配置してもよい。このように第2位相差部材を配置する
ことにより、視角補償や色調補償を行うことができる。
Further, a retardation film as proposed in JP-A-6-75116 is arranged as a second retardation member between the polarizing film 201a constituting the circularly polarizing element 201 and the glass substrate 102b. Alternatively, another retardation film having an arbitrary retardation may be arranged.
In particular, when the STN-mode liquid crystal panel 111 is used, the glass substrate 102a and the polarizing film 10 are used.
You may arrange | position the 2nd phase difference member which has arbitrary phase differences also with 1a. By arranging the second retardation member in this way, visual angle compensation and color tone compensation can be performed.

【0199】(実施形態11)図21は実施形態11の
映像表示装置を示す斜視図である。
(Embodiment 11) FIG. 21 is a perspective view showing an image display device of Embodiment 11.

【0200】この映像表示装置は、液晶パネル111を
構成するガラス基板102bの内側(液晶層112側)
に光学素子106を備えている。光学素子106は、パ
ターニングされた第1位相差部材としての1/2波長板
106bと第2位相差部材としての1/4波長板106
cとからなり、1/2波長板106b側を液晶パネル1
11を構成する透明基板102b側に配して設けられて
いる。
In this image display device, the inside of the glass substrate 102b forming the liquid crystal panel 111 (on the side of the liquid crystal layer 112).
And an optical element 106. The optical element 106 includes a patterned half-wave plate 106b as a first retardation member and a patterned quarter-wave plate 106 as a second retardation member.
and the liquid crystal panel 1 on the half-wave plate 106b side.
11 is provided so as to be arranged on the transparent substrate 102b side.

【0201】以下に、液晶パネル111の構成および製
造方法について説明する。
The structure and manufacturing method of the liquid crystal panel 111 will be described below.

【0202】TFT側基板は、実施形態10と同様な構
成であり、同様にして作製することができる。
The TFT side substrate has the same structure as in the tenth embodiment, and can be manufactured in the same manner.

【0203】対向側のガラス基板102b上には、パタ
ーニングされた1/2波長板106bおよび1/4波長
板106cが積層された光学素子106を配置する。本
実施形態では、実施形態1〜8において作製した光学素
子106を、1/4波長板106c側をガラス基板10
2bから遠い側に配して配置した。また、光学素子10
6を構成する1/2波長板は、幅がほぼ画素の幅に一致
するようなストライプ状に、かつ、1走査線毎に1/2
波長板106bの形成部と非形成部106dとが交互に
配置されるように形成した。
On the glass substrate 102b on the opposite side, the optical element 106 in which the patterned ½ wavelength plate 106b and the ¼ wavelength plate 106c are laminated is arranged. In the present embodiment, the optical element 106 manufactured in Embodiments 1 to 8 has the glass substrate 10 on the ¼ wavelength plate 106c side.
It was arranged on the side far from 2b. In addition, the optical element 10
The half-wave plate constituting 6 has a stripe shape whose width is substantially equal to the width of a pixel, and is 1/2 for each scanning line.
The wave plate 106b was formed so that the formation portion and the non-formation portion 106d were alternately arranged.

【0204】次に、光学素子106上に偏光フィルム1
01bを配置する。この実施形態では、その偏光透過軸
が全フィルム面内で同一である偏光フィルム101b
を、その偏光透過軸が1/2波長板106bの遅相軸方
向または進相軸方向と45゜ずらして配置した。また、
1/2波長板106bが積層構造の広帯域波長板である
場合には、偏光フィルム101bの偏光透過軸と1/2
波長板106bの偏光入射軸とが一致するように配置し
た。このように液晶パネル111内に配置される偏光フ
ィルム101bは、カラーフィルター108aの形成
時、透明電極103cの形成時または配向膜105bの
形成時に、通常、100℃を超える雰囲気に曝される。
よって、必要に応じて偏光フィルム101bを耐熱性偏
光フィルムであるST−1822AP(住友化学工業社
製)やポリビニレン分子を含む延伸ポリビニルアルコー
ルシートからなる偏光フィルム(K偏光子)を用いても
良い。
Next, the polarizing film 1 is placed on the optical element 106.
01b is arranged. In this embodiment, the polarization transmission axis of the polarization film 101b is the same in all film planes.
The polarization transmission axis thereof is arranged so as to be shifted by 45 ° from the slow axis direction or the fast axis direction of the ½ wavelength plate 106b. Also,
When the ½ wavelength plate 106b is a broadband wavelength plate having a laminated structure, the ½ wavelength plate 106b has a polarization transmission axis of the polarization film 101b and ½
It was arranged so that the polarization incident axis of the wave plate 106b coincided. The polarizing film 101b thus arranged in the liquid crystal panel 111 is normally exposed to an atmosphere of more than 100 ° C. when forming the color filter 108a, forming the transparent electrode 103c, or forming the alignment film 105b.
Therefore, if necessary, the polarizing film 101b may be a heat-resistant polarizing film ST-1822AP (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) or a polarizing film (K polarizer) made of a stretched polyvinyl alcohol sheet containing polyvinylene molecules.

【0205】続いて、偏光フィルム101b上に、カラ
ーフィルター108aと、ガラス基板102a上に形成
されたTFT素子104を遮光するためのブラックマト
リクス108bとを形成する。カラーフィルター108
aおよびブラックマトリクス108bは、どのような方
法で形成してもよい。この実施形態11では、カラーフ
ィルター108aを構成するR、G、Bの各色のフィル
ター部分が信号線方向(画面垂直方向)に平行なストラ
イプ状となるように、かつ、走査線方向(画面垂直方
向)に対してR、G、Bの各フィルターが周期的に配列
されるようにカラーフィルター108aを形成した。ま
た、ブラックマトリクス108bは、1画素を囲むよう
に格子状に形成した。
Subsequently, a color filter 108a and a black matrix 108b for shielding the TFT element 104 formed on the glass substrate 102a from light are formed on the polarizing film 101b. Color filter 108
The a and the black matrix 108b may be formed by any method. In the eleventh embodiment, the R, G, and B color filter portions constituting the color filter 108a are arranged in stripes parallel to the signal line direction (the screen vertical direction), and in the scanning line direction (the screen vertical direction). ), The color filter 108a is formed so that the R, G, and B filters are periodically arranged. Further, the black matrix 108b is formed in a lattice shape so as to surround one pixel.

【0206】その後、カラーフィルター108aおよび
ブラックマトリクス108bが設けられた基板102b
の上に、全面にわたって透明電極103cを形成する。
この透明電極103cは、例えばITO等の透明導電膜
をスパッタリング法等により形成する。その上には、配
向膜105bを配向膜105aと同様にして形成する。
以上により対向側基板が作製される。
After that, the substrate 102b provided with the color filter 108a and the black matrix 108b.
A transparent electrode 103c is formed on the entire surface of the above.
The transparent electrode 103c is formed by forming a transparent conductive film such as ITO by a sputtering method or the like. An alignment film 105b is formed thereon similarly to the alignment film 105a.
The opposite side substrate is manufactured as described above.

【0207】このようにして得られたTFT側基板およ
び対向側基板の各々にラビング処理を施した後、両基板
の間隔を一定に保つためのスペーサー107を介して両
基板を貼り合わせる。
After rubbing each of the thus-obtained TFT-side substrate and counter-side substrate, both substrates are bonded together via a spacer 107 for keeping a constant gap between both substrates.

【0208】次に、液晶を両基板間に真空注入法等によ
り注入して液晶層112を形成する。以上により液晶パ
ネル111が完成する。なお、本実施形態11では、液
晶パネル111の表示モードをTN(Twisted
Nematic)モードとした。
Next, liquid crystal is injected between both substrates by a vacuum injection method or the like to form a liquid crystal layer 112. The liquid crystal panel 111 is completed by the above. In the eleventh embodiment, the display mode of the liquid crystal panel 111 is set to TN (Twisted).
Nematic) mode.

【0209】その後、液晶パネル111のTFT側ガラ
ス基板102aの外側面に隣接するように、その偏光透
過軸が全フィルム面内で同一である偏光フィルム101
aを、その偏光透過軸が偏光フィルム101bの偏光透
過軸と直交するように配置する。以上により本実施形態
11の映像表示装置が完成する。
After that, the polarizing film 101 having the same polarization transmission axis in all film planes so as to be adjacent to the outer surface of the TFT side glass substrate 102a of the liquid crystal panel 111.
a is arranged so that its polarization transmission axis is orthogonal to the polarization transmission axis of the polarizing film 101b. With the above, the image display device of the eleventh embodiment is completed.

【0210】このようにして作製された実施形態11の
映像表示装置は、液晶パネル111から出射されて偏光
フィルム101bおよび光学素子106を通過する光
が、画素1列毎に交互に極性の異なる円偏光となる。従
って、右目用画素グループ103aから出射した光と左
目用画素グループ103bから出射した光とは、極性の
異なる円偏光に変換される。観察者は、各々の極性に対
応した円偏光板110a、110bを右目と左目とに有
する偏光眼鏡110を装着することにより、多人数で3
次元の画像を観察することができる。また、観察者が顔
を傾けた場合でも3次元の画像を観察することができ
る。さらに、観察者が偏光眼鏡を装着しない場合には、
2次元の画像を観察することができる。
In the image display device according to the eleventh embodiment thus manufactured, the light emitted from the liquid crystal panel 111 and passing through the polarizing film 101b and the optical element 106 has a circle having different polarities alternately for each pixel column. It becomes polarized light. Therefore, the light emitted from the right-eye pixel group 103a and the light emitted from the left-eye pixel group 103b are converted into circularly polarized light having different polarities. The observer wears the polarizing glasses 110 having the circularly polarizing plates 110a and 110b corresponding to the respective polarities on the right eye and the left eye, so that a large number of viewers can use 3 glasses.
You can observe the three-dimensional image. Moreover, a three-dimensional image can be observed even when the observer tilts his face. Furthermore, if the observer does not wear polarized glasses,
A two-dimensional image can be observed.

【0211】また、本実施形態11では、光学素子10
6を液晶パネル111の内側に配置しているので、立体
視可能ゾーンを広げることができる。以下に、その理由
について、図22を用いて説明する。
In the eleventh embodiment, the optical element 10
Since 6 is arranged inside the liquid crystal panel 111, the stereoscopic viewable zone can be expanded. The reason will be described below with reference to FIG.

【0212】図22は、光学素子を液晶パネルの外側に
配置した場合の映像表示装置を示す断面図である。この
映像表示装置において、左目用画素103bから出射し
た光が光学素子における1/2波長板106bの形成領
域を通過するように1/2波長板106bがパターニン
グされているものとする。図22において、Pは画素ピ
ッチ、Bはブラックマトリクス108の幅、P1は1/
2波長板106bの幅、d1は画素が形成されている平
面から1/2波長板106b形成部の上面までの空気換
算距離、即ち対向基板102bの空気換算距離、L1は
1/2波長板106b形成部の上面から観察者207ま
での距離、Wは上下方向の立体視可能ゾーンとする。な
お、この図22においては、簡単のために第2位相差部
材、偏光フィルム、配向膜等は図示していない。
FIG. 22 is a sectional view showing an image display device in which the optical element is arranged outside the liquid crystal panel. In this image display device, it is assumed that the half-wave plate 106b is patterned so that the light emitted from the left-eye pixel 103b passes through the formation region of the half-wave plate 106b in the optical element. In FIG. 22, P is the pixel pitch, B is the width of the black matrix 108, and P1 is 1 /
The width of the two-wave plate 106b, d1 is the air-equivalent distance from the plane where the pixels are formed to the upper surface of the half-wave plate 106b forming portion, that is, the air-equivalent distance of the counter substrate 102b, and L1 is the half-wave plate 106b. A distance W from the upper surface of the forming portion to the observer 207, W is a vertical stereoscopic viewable zone. Note that, in FIG. 22, the second retardation member, the polarizing film, the alignment film, and the like are not shown for simplicity.

【0213】この図22に示した映像表示装置におい
て、左目用画素103bから出射した光が、観察者20
7の装着した円偏光眼鏡を通して観察者207の左目で
観察されるためには、すなわちクロストークを起こさな
いで観察されるためには、出射した光が1/2波長板1
06bの形成領域を通過する必要がある。図22におい
て、左目用画素103bの端点をAおよびB、左目用画
素103bに対応する1/2波長板106b形成領域の
端点をCおよびD、直線ACと観察者207が位置する
平面との交点をE、直線BDと観察者207が位置する
平面との交点をFとすると、上下方向の立体視可能ゾー
ンWはE−Fの範囲となる。また、点Cから引いた垂線
と画素が形成されている平面との交点をG、点Cから引
いた垂線と観察者207が位置する平面との交点をHと
すると、三角形CAGと三角形CEHとの相似から、 CG:CH=AG:EH d1:L1=B/2:(W−P1)/2 となる。従って、 W=P1+(L1/d1)×B ・・・式(1) となる。例えば、P=0.33mm、B=0.03m
m、対向ガラス基板102bの厚みを1.1mm、ガラ
スの屈折率n=1.52、d1=0.72mm、P1=
0.33mm、L1=350mmとすれば、上記式
(1)より立体視可能ゾーンは、W=約14mmとな
る。
In the image display device shown in FIG. 22, the light emitted from the left-eye pixel 103b is emitted by the observer 20.
In order to be observed by the left eye of the observer 207 through the circularly polarized eyeglasses attached to the observer 207, that is, to be observed without causing crosstalk, the emitted light is the half-wave plate 1
It is necessary to pass through the formation area of 06b. In FIG. 22, the endpoints of the left-eye pixel 103b are A and B, the endpoints of the half-wave plate 106b forming region corresponding to the left-eye pixel 103b are C and D, and the intersection of the straight line AC and the plane where the observer 207 is located. Is E, and the intersection of the straight line BD and the plane on which the observer 207 is located is F, the stereoscopic viewable zone W in the vertical direction is in the range E-F. If the intersection of the perpendicular drawn from the point C and the plane on which the pixel is formed is G, and the intersection of the perpendicular drawn from the point C and the plane on which the observer 207 is located is H, a triangle CAG and a triangle CEH are obtained. From the similarity of CG: CH = AG: EH d1: L1 = B / 2: (W-P1) / 2. Therefore, W = P1 + (L1 / d1) × B (Equation 1) For example, P = 0.33 mm, B = 0.03 m
m, the thickness of the counter glass substrate 102b is 1.1 mm, the refractive index of the glass is n = 1.52, d1 = 0.72 mm, P1 =
If 0.33 mm and L1 = 350 mm, the stereoscopic viewable zone is W = about 14 mm from the above formula (1).

【0214】これに対して、本実施形態11のように偏
光フィルム101aと光学素子106とが液晶パネル1
11の内側に配置されている場合には、左目用画素10
3bと光学素子106の1/2波長板106bの形成領
域とが近接しているので、原理上、対向基板102bに
よる視差の影響を無くすことができ、上下方向の立体視
可能ゾーンを広げることができる。
On the other hand, as in the eleventh embodiment, the polarizing film 101a and the optical element 106 are arranged in the liquid crystal panel 1.
If it is arranged inside 11, the left-eye pixel 10
Since 3b and the formation region of the half-wave plate 106b of the optical element 106 are close to each other, in principle, the influence of parallax due to the counter substrate 102b can be eliminated, and the vertical stereoscopic viewable zone can be widened. it can.

【0215】さらに、本実施形態11では、走査線に平
行な方向に並んだ画素1行分を右目用画像を提供する画
素グループ103aと左目用画像を提供する画素グルー
プ103bとして、右目用画素グループ103aと左目
用画素グループ103bとを信号線に平行な方向、つま
り列方向に対して1走査線毎に交互に配置すると共に、
液晶パネル111の全面に1走査線おきに1/2波長板
106bのストライプが対応するように光学素子106
を配置して、右目用画像と左目用画像との分離を行って
いる。このように右目用画素グループ103aと左目用
画素グループ103bとを配置しているので、右目用画
像信号と左目用画像信号とを1走査線毎に交互に切り替
えて供給することが可能であり、駆動回路を簡単な構成
にすることができる。
Further, in the eleventh embodiment, one row of pixels arranged in the direction parallel to the scanning line is defined as a pixel group 103a for providing the image for the right eye and a pixel group 103b for providing the image for the left eye as the pixel group for the right eye. 103a and left-eye pixel groups 103b are arranged alternately every scanning line in a direction parallel to the signal line, that is, in the column direction, and
The optical element 106 is arranged so that the stripes of the half-wave plate 106b correspond to every other scanning line on the entire surface of the liquid crystal panel 111.
Are arranged to separate the image for the right eye and the image for the left eye. Since the right-eye pixel group 103a and the left-eye pixel group 103b are arranged in this way, it is possible to alternately switch and supply the right-eye image signal and the left-eye image signal for each scanning line. The drive circuit can have a simple structure.

【0216】本実施形態11では、液晶パネル111を
構成するガラス基板102b上に光学素子106を形成
したが、別の基板(図示せず)上で光学素子106を形
成して、ガラス基板102b側に1/4波長板106c
が接するように配置してもよい。この別の基板は必要に
応じて光学素子106から取り外してもよく、その場合
には、ガラス基板102bと1/2波長板106bが接
するように配置してもよい。
In the eleventh embodiment, the optical element 106 is formed on the glass substrate 102b forming the liquid crystal panel 111, but the optical element 106 is formed on another substrate (not shown) and the glass substrate 102b side is formed. 1/4 wave plate 106c
You may arrange so that it may contact. This other substrate may be removed from the optical element 106 if necessary, and in that case, the glass substrate 102b and the ½ wavelength plate 106b may be arranged to be in contact with each other.

【0217】また、本実施形態11では、偏光フィルム
101b上にカラーフィルター108aおよびブラック
マトリクス108bを形成したが、カラーフィルター1
08aおよびブラックマトリクス108bは光学素子1
06と偏光フィルム101bとの間に形成してもよい。
また、ガラス基板102b上にカラーフィルター108
aおよびブラックマトリクス108bを形成した後、そ
の上に光学素子106を形成してもよい。
In the eleventh embodiment, the color filter 108a and the black matrix 108b are formed on the polarizing film 101b.
08a and the black matrix 108b are optical elements 1
It may be formed between 06 and the polarizing film 101b.
In addition, the color filter 108 is provided on the glass substrate 102b.
After forming a and the black matrix 108b, the optical element 106 may be formed thereon.

【0218】さらに、偏光フィルム101b上に、第2
位相差部材として特開平6−75116号公報で提案さ
れているような位相差フィルムを配置してもよく、任意
の位相差を有する他の位相差フィルムを配置してもよ
い。特に、液晶パネル111としてSTNモードのもの
を用いた場合には、配向膜105bと偏光フィルム10
1aとの間にも任意の位相差を有する第2位相差部材を
配置してもよい。このように第2位相差部材を配置する
ことにより、視角補償や色調補償を行うことができる。
Further, the second film is formed on the polarizing film 101b.
As the retardation member, a retardation film as proposed in JP-A-6-75116 may be arranged, or another retardation film having an arbitrary retardation may be arranged. In particular, when the STN mode liquid crystal panel 111 is used, the alignment film 105b and the polarizing film 10 are
You may arrange | position the 2nd phase difference member which has arbitrary phase differences also with 1a. By arranging the second retardation member in this way, visual angle compensation and color tone compensation can be performed.

【0219】本実施形態11では、右目用画素から出射
される光と左目用画素から出射される光とを分離するた
めの手段として実施形態1〜8で作製した光学素子10
6を用いたが、図23に示すような円偏光素子201、
つまり、直線偏光部材201a、パターニングされた第
1位相差部材としての1/2波長板201bおよび第2
位相差部材としての1/4波長板201cが積層された
ものを用いても良い。この円偏光素子201は、実施形
態9で説明したようにして作製することができ、1/4
波長板201c側をガラス基板102b側に配して配置
する。また、円偏光素子201を構成する直線偏光部材
201aの偏光透過軸は、液晶パネル111に貼着した
偏光フィルム101aの偏光透過軸方向と直交させる。
さらに、円偏光素子201を構成する1/2波長板は、
その形成部201bが右目用画素グループ103aまた
は左目用画素グループ103bのいずれか一方にほぼ一
致し、1/2波長板201bの非形成部201dが他方
にほぼ一致するように形成する。このように光学素子1
06の代わりに円偏光素子201を配置した場合、液晶
パネル111に、光学素子106形成後、偏光フィルム
101bを貼り付ける必要は無い。この映像表示装置
は、液晶パネル111から出射されて円偏光素子201
を通過する光が、画素1列毎に交互に極性の異なる円偏
光となる。従って、右目用画素グループ103aから出
射した光と左目用画素グループ103bから出射した光
とは、極性の異なる円偏光に変換される。観察者は、各
々の極性に対応した円偏光板110a、110bを右目
と左目とに有する偏光眼鏡110を装着することによ
り、多人数で3次元の画像を観察することができる。ま
た、観察者が顔を傾けた場合でも3次元の画像を観察す
ることができる。さらに、観察者が偏光眼鏡を装着しな
い場合には、2次元の画像を観察することができる。
In the eleventh embodiment, the optical element 10 manufactured in the first to eighth embodiments is used as a means for separating the light emitted from the right-eye pixel and the light emitted from the left-eye pixel.
6 is used, the circular polarization element 201 as shown in FIG.
That is, the linear polarization member 201a, the patterned half-wave plate 201b as the first retardation member, and the second
You may use what laminated | stacked the quarter wavelength plate 201c as a phase difference member. This circularly polarizing element 201 can be manufactured as described in the ninth embodiment,
The wave plate 201c side is arranged on the glass substrate 102b side. Further, the polarization transmission axis of the linear polarization member 201a constituting the circular polarization element 201 is made to be orthogonal to the polarization transmission axis direction of the polarization film 101a attached to the liquid crystal panel 111.
Furthermore, the half-wave plate that constitutes the circularly polarizing element 201 is
The formation portion 201b is formed so as to substantially coincide with either the right-eye pixel group 103a or the left-eye pixel group 103b, and the non-formation portion 201d of the half-wave plate 201b substantially coincides with the other. In this way, the optical element 1
When the circular polarization element 201 is arranged instead of 06, it is not necessary to attach the polarization film 101b to the liquid crystal panel 111 after forming the optical element 106. In this image display device, the circularly polarizing element 201 is emitted from the liquid crystal panel 111.
The light passing through is circularly polarized light having different polarities alternately for each pixel column. Therefore, the light emitted from the right-eye pixel group 103a and the light emitted from the left-eye pixel group 103b are converted into circularly polarized light having different polarities. An observer can observe a three-dimensional image by a large number of people by wearing the polarizing glasses 110 having the circularly polarizing plates 110a and 110b corresponding to the respective polarities on the right eye and the left eye. Moreover, a three-dimensional image can be observed even when the observer tilts his face. Further, when the observer does not wear the polarized glasses, a two-dimensional image can be observed.

【0220】このように、偏光フィルム101aと円偏
光素子201とを液晶パネル111の内側に配置するこ
とにより、偏光フィルム101aと光学素子106とを
液晶パネル111の内側に配置した場合と同様に、対向
基板102bによる視差を低減することができ、立体視
可能ゾーンを広げることができる。
By thus disposing the polarizing film 101a and the circularly polarizing element 201 inside the liquid crystal panel 111, as in the case where the polarizing film 101a and the optical element 106 are disposed inside the liquid crystal panel 111, The parallax due to the counter substrate 102b can be reduced, and the stereoscopic viewable zone can be widened.

【0221】また、カラーフィルター108aおよびブ
ラックマトリクス108bは円偏光素子201上に形成
してもよい。また、予めガラス基板102b上にカラー
フィルター108aおよびブラックマトリクス108b
を形成した後、その上に円偏光素子201を配置しても
よい。
The color filter 108a and the black matrix 108b may be formed on the circular polarization element 201. In addition, the color filter 108a and the black matrix 108b are previously formed on the glass substrate 102b.
After forming the, the circularly polarizing element 201 may be arranged thereon.

【0222】さらに、円偏光素子201を構成する偏光
フィルム201a上に、第2位相差部材として特開平6
−75116号公報で提案されているような位相差フィ
ルムを配置してもよく、任意の位相差を有する他の位相
差フィルムを配置してもよい。特に、液晶パネル111
としてSTNモードのものを用いた場合には、配向膜1
05bと偏光フィルム101aとの間にも任意の位相差
を有する第2位相差部材を配置してもよい。このように
第2位相差部材を配置することにより、視角補償や色調
補償を行うことができる。
Further, as a second retardation member, a second retardation member was formed on the polarizing film 201a constituting the circularly polarizing element 201.
The retardation film as proposed in Japanese Patent No. 75116 may be arranged, or another retardation film having an arbitrary retardation may be arranged. In particular, the liquid crystal panel 111
If the STN mode is used as the alignment film, the alignment film 1
A second retardation member having an arbitrary retardation may be arranged between 05b and the polarizing film 101a. By arranging the second retardation member in this way, visual angle compensation and color tone compensation can be performed.

【0223】(実施形態12)図24は実施形態12の
映像表示装置を示す斜視図である。
(Twelfth Embodiment) FIG. 24 is a perspective view showing an image display device of a twelfth embodiment.

【0224】この映像表示装置は、液晶パネル111を
構成するガラス基板102bの外側(液晶層112とは
反対側)に光学素子106およびレンチキュラーレンズ
板109を備えている。光学素子106は、パターニン
グされた第1位相差部材としての1/2波長板106b
と第2位相差部材としての1/4波長板106cとから
なり、1/4波長板106c側を液晶パネル111側に
配して設けられている。
This image display device is provided with an optical element 106 and a lenticular lens plate 109 on the outer side (on the side opposite to the liquid crystal layer 112) of the glass substrate 102b constituting the liquid crystal panel 111. The optical element 106 is a half-wave plate 106b as a patterned first retardation member.
And a quarter-wave plate 106c as a second retardation member, and the quarter-wave plate 106c side is provided on the liquid crystal panel 111 side.

【0225】液晶パネル111の構成は実施形態10と
同様であり、実施形態10と同様にして作製することが
できる。
The structure of the liquid crystal panel 111 is the same as that of the tenth embodiment and can be manufactured in the same manner as the tenth embodiment.

【0226】この液晶パネル111の対向側ガラス基板
102bの外側面に隣接するように、その偏光透過軸が
全フィルム面内で同一である偏光フィルム101bを配
置する。
A polarizing film 101b having the same polarization transmission axis in all film planes is arranged so as to be adjacent to the outer surface of the opposite glass substrate 102b of the liquid crystal panel 111.

【0227】次に、偏光フィルム101bの液晶パネル
111とは反対側面に、パターニングされた1/2波長
板106bおよび1/4波長板106cが積層された光
学素子106を配置する。本実施形態では、実施形態1
〜8において作製した光学素子106を、1/4波長板
106c側を偏光フィルム101b側に配して配置し
た。また、光学素子106を構成する1/2波長板は、
幅がほぼ画素の幅に一致するようなストライプ状に、か
つ、1走査線毎に1/2波長板106bの形成部と非形
成部106dとが交互に配置されるように形成した。さ
らに、1/2波長板106bの遅相軸方向または進相軸
方向は、偏光フィルム101bの偏光透過軸方向に対し
て45゜ずらして配置した。また、1/2波長板106
bが積層構造の広帯域波長板である場合には、偏光フィ
ルム101bの偏光透過軸と1/2波長板106bの偏
光入射軸とが一致するように配置した。このようにして
配置した光学素子106は、粘着剤または接着剤等を用
いて偏光フィルム101b上に貼り付ける。接着剤等は
必要に応じて光を照射したり加熱したりして硬化させて
もよい。
Next, the optical element 106 in which the patterned ½ wavelength plate 106b and the patterned ¼ wavelength plate 106c are laminated is arranged on the side surface of the polarizing film 101b opposite to the liquid crystal panel 111. In the present embodiment, the first embodiment
The optical elements 106 manufactured in Examples 1 to 8 were arranged such that the ¼ wavelength plate 106c side was arranged on the polarizing film 101b side. In addition, the half-wave plate that constitutes the optical element 106 is
It was formed in a stripe shape having a width substantially equal to the width of a pixel, and the formation portion and the non-formation portion 106d of the half-wave plate 106b were alternately arranged for each scanning line. Furthermore, the slow axis direction or the fast axis direction of the ½ wavelength plate 106b is arranged so as to be shifted by 45 ° with respect to the polarization transmission axis direction of the polarizing film 101b. In addition, the half-wave plate 106
When b is a broadband wavelength plate having a laminated structure, the polarization transmission axis of the polarizing film 101b and the polarization incidence axis of the ½ wavelength plate 106b are arranged so as to coincide with each other. The optical element 106 thus arranged is attached on the polarizing film 101b by using an adhesive or an adhesive. The adhesive or the like may be cured by irradiation with light or heating, if necessary.

【0228】続いて、光学素子106の1/2波長板1
06b側に全面に、右目用画素グループ103aの各行
に対して1個のシリンドリカルレンズ109aが対応
し、左目用画素グループ103bの各行に対して1個の
シリンドリカルレンズ109aが対応するように、レン
チキュラーレンズ板109を設ける。つまり、シリンド
リカルレンズ109aは、走査線と平行な方向である画
面水平方向に延び、画素1行分に対応することになる。
Next, the half-wave plate 1 of the optical element 106
The lenticular lens so that one cylindrical lens 109a corresponds to each row of the right-eye pixel group 103a and one cylindrical lens 109a corresponds to each row of the left-eye pixel group 103b over the entire surface on the 06b side. A plate 109 is provided. That is, the cylindrical lens 109a extends in the horizontal direction of the screen, which is the direction parallel to the scanning line, and corresponds to one row of pixels.

【0229】なお、本実施形態12では、図25に示す
ように、レンチキュラーレンズ板109におけるシリン
ドリカルレンズ109aのピッチP1を、画素103と
シリンドリカルレンズ109aとの視差によるモアレ縞
の発生を防止するように設定した。より具体的には、液
晶パネル111の画素103のピッチP、画素103が
形成されている平面からシリンドリカルレンズ109a
が形成されている平面までの空気換算距離d、シリンド
リカルレンズ109aが形成されている平面から観察者
までの距離Lおよびシリンドリカルレンズ109aのピ
ッチP1が下記式(2)を満足するように、シリンドリ
カルレンズ109aのピッチP1を設定した。なお、こ
の図25では、簡単のために偏光フィルムおよび光学素
子を図示していない。
In the twelfth embodiment, as shown in FIG. 25, the pitch P1 of the cylindrical lenses 109a on the lenticular lens plate 109 is set so as to prevent the generation of moire fringes due to the parallax between the pixels 103 and the cylindrical lenses 109a. Set. More specifically, the pitch P of the pixels 103 of the liquid crystal panel 111, the cylindrical lens 109a from the plane where the pixels 103 are formed
The cylindrical lens so that the air-converted distance d to the plane where the cylindrical lens 109a is formed, the distance L from the plane where the cylindrical lens 109a is formed to the observer, and the pitch P1 of the cylindrical lens 109a satisfy the following expression (2). The pitch P1 of 109a was set. Note that, in FIG. 25, the polarizing film and the optical element are not shown for simplicity.

【0230】 P1=P×L/(d+L) ・・・式(2) 本実施形態12において、液晶パネル111の画素10
3のピッチPは0.33mm、シリンドリカルレンズ1
09aが形成されている平面から観察者までの距離Lは
350mmである。また、対向基板102bの厚みは
1.1mm、その屈折率はn=1.52であり、これに
よれば画素103が形成されている平面からシリンドリ
カルレンズ109aが形成されている平面までの空気換
算距離dは0.72mmである。これらの値と上記式
(2)から、シリンドリカルレンズのピッチP1を0.
329mmに設定した。
P1 = P × L / (d + L) Equation (2) In Embodiment 12, the pixel 10 of the liquid crystal panel 111 is used.
The pitch P of 3 is 0.33 mm, the cylindrical lens 1
The distance L from the plane on which 09a is formed to the observer is 350 mm. Further, the thickness of the counter substrate 102b is 1.1 mm, and its refractive index is n = 1.52. According to this, the air conversion from the plane where the pixel 103 is formed to the plane where the cylindrical lens 109a is formed. The distance d is 0.72 mm. From these values and the above equation (2), the pitch P1 of the cylindrical lens is set to 0.
It was set to 329 mm.

【0231】また、本実施形態12では、シリンドリカ
ルレンズ109aが対応する画素103の1点上に集光
するように、レンチキュラーレンズ板109を配置し
た。このように配置すると、レンチキュラーレンズ板1
09を用いる場合、立体視可能ゾーンを最も広くするこ
とができる。
In the twelfth embodiment, the lenticular lens plate 109 is arranged so that the cylindrical lens 109a collects light on one point of the corresponding pixel 103. With this arrangement, the lenticular lens plate 1
When 09 is used, the stereoscopic viewable zone can be widened.

【0232】その後、液晶パネル111のTFT側ガラ
ス基板102aの外側面に隣接するように、その偏光透
過軸が全フィルム面内で同一である偏光フィルム101
aを、その偏光透過軸が偏光フィルム101bの偏光透
過軸と直交するように配置する。
After that, the polarizing film 101 whose polarization transmission axis is the same in all the film planes so as to be adjacent to the outer surface of the TFT side glass substrate 102a of the liquid crystal panel 111.
a is arranged so that its polarization transmission axis is orthogonal to the polarization transmission axis of the polarizing film 101b.

【0233】以上により本実施形態12の映像表示装置
が完成する。
With the above, the image display device of the twelfth embodiment is completed.

【0234】このようにして作製された本実施形態12
の映像表示装置は、液晶パネル111から出射されて偏
光フィルム101bおよび光学素子106を通過する光
が、画素1列毎に交互に極性の異なる円偏光となる。従
って、右目用画素グループ103aから出射した光と左
目用画素グループ103bから出射した光とが、極性の
異なる円偏光に変換される。観察者は、各々の極性に対
応した円偏光板110a、110bを右目と左目とに有
する偏光眼鏡110を装着することにより、多人数で3
次元の画像を観察することができる。また、観察者が顔
を傾けた場合でも3次元の画像を観察することができ
る。さらに、観察者が偏光眼鏡を装着しない場合には、
2次元の画像を観察することができる。
The present embodiment 12 thus produced
In the image display device, the light emitted from the liquid crystal panel 111 and passing through the polarizing film 101b and the optical element 106 is circularly polarized light having different polarities alternately for each pixel column. Therefore, the light emitted from the right-eye pixel group 103a and the light emitted from the left-eye pixel group 103b are converted into circularly polarized light having different polarities. The observer wears the polarizing glasses 110 having the circularly polarizing plates 110a and 110b corresponding to the respective polarities on the right eye and the left eye, so that a large number of viewers can use 3 glasses.
You can observe the three-dimensional image. Moreover, a three-dimensional image can be observed even when the observer tilts his face. Furthermore, if the observer does not wear polarized glasses,
A two-dimensional image can be observed.

【0235】さらに、本実施形態12では、光学素子1
06に隣接し、かつ、各マイクロレンズが左目用画素お
よび右目用画素のいずれか一方からの出射光のみを集光
するようにマイクロレンズアレイを配置しているので、
光学素子106が液晶パネルの外側に配置されているに
も拘らず、従来の立体画像表示装置に比べて立体視可能
ゾーンをさらに広くすることができる。
Further, in the twelfth embodiment, the optical element 1
Since the microlens array is arranged so as to be adjacent to 06, and each microlens collects only the light emitted from either the left-eye pixel or the right-eye pixel,
Although the optical element 106 is arranged outside the liquid crystal panel, it is possible to further widen the stereoscopic viewable zone as compared with the conventional stereoscopic image display device.

【0236】以下に、本実施形態12の映像表示装置に
おける立体視可能ゾーンのサイズについて、図26を参
照しながら説明する。
The size of the stereoscopic viewable zone in the video display apparatus according to the twelfth embodiment will be described below with reference to FIG.

【0237】図26(a)は、光学素子を液晶パネルの
外側に配置した場合の映像表示装置を示す断面図であ
る。図26(a)において、Pは画素ピッチ、Bはブラ
ックマトリクス108の幅、Pはブラックマトリクス1
08の幅、dは画素が形成されている平面からシリンド
リカルレンズ109aが形成されている平面までの空気
換算距離、Lはシリンドリカルレンズ109aが形成さ
れている平面から観察者207までの距離、Wは上下方
向の立体視可能ゾーン、109はレンチキュラーレンズ
板、103bは左目用画素、102bは対向基板とす
る。なお、この図26においては、簡単のために第2位
相差部材、偏光フィルム、配向膜等は図示していない。
FIG. 26A is a sectional view showing an image display device in which the optical element is arranged outside the liquid crystal panel. In FIG. 26A, P is the pixel pitch, B is the width of the black matrix 108, and P is the black matrix 1.
The width of 08, d is the air-equivalent distance from the plane where the pixels are formed to the plane where the cylindrical lens 109a is formed, L is the distance from the plane where the cylindrical lens 109a is formed to the observer 207, and W is A vertical stereoscopic viewable zone, 109 is a lenticular lens plate, 103b is a left-eye pixel, and 102b is a counter substrate. Note that, in FIG. 26, the second retardation member, the polarizing film, the alignment film, and the like are not shown for simplicity.

【0238】図26(a)に示すように、シリンドリカ
ルレンズ109aにより画素上の一点からの光が拡大さ
れるので、立体視が可能となる範囲が拡大される。図2
6(a)において、着目する左目用画素103bの上下
に存在するブラックマトリクス108の中心部をQおよ
びR、シリンドリカルレンズ109aの中心部をS、上
下方向の立体視可能ゾーンWをT−Uの間とすると、三
角形SQRと三角形SUTとの相似から、 P:W=d:L となる。従って、 W=P×(L/d) ・・・式(3) となる。例えば、P=0.33mm、B=0.03m
m、対向ガラス基板102bの厚みを1.1mm、ガラ
スの屈折率n=1.52、d=0.72mm、P1=
0.33mm、L=350mmとすれば、上記式(3)
より立体視可能ゾーンは、W=約160mmとなる。
As shown in FIG. 26A, since the light from one point on the pixel is expanded by the cylindrical lens 109a, the range in which stereoscopic viewing is possible is expanded. Figure 2
In FIG. 6A, the central portions of the black matrix 108 existing above and below the target left-eye pixel 103b are Q and R, the central portion of the cylindrical lens 109a is S, and the vertical stereoscopic viewable zone W is T-U. If the interval is P, W = d: L due to the similarity between the triangle SQR and the triangle SUT. Therefore, W = P × (L / d) (3) For example, P = 0.33 mm, B = 0.03 m
m, the thickness of the counter glass substrate 102b is 1.1 mm, the refractive index of the glass is n = 1.52, d = 0.72 mm, P1 =
If 0.33 mm and L = 350 mm, the above formula (3)
The more stereoscopic viewable zone is W = about 160 mm.

【0239】ここで、シリンドリカルレンズ109a
が、画素上の一点以外で集光する場合について述べる。
図26(b)に示すように、画素上の一点で集光する光
線を三角形QCDと三角形RCDで表し、画素上の一点
で集光しない光線を三角形Q′CDと三角形R′CDで
表す。画素上の一点で集光する場合の立体視可能ゾーン
は、前述のように集光点S及びRからシリンドリカルレ
ンズ109aの中心点Sを通過した光線の観察者207
の距離Lで幅Wである。次に、画素上の一定で集光しな
い場合は、焦点Q′及びR′からシリンドリカルレンズ
109aの中心点Sを通過した光線の観察者207の距
離Lでの幅W′となる。図より明かなように、W>W′
で、このように画素上の一点に集光するように設定した
場合が立体視可能ゾーンWが最も広くなる。
Here, the cylindrical lens 109a
However, the case where light is condensed at a point other than one point on the pixel will be described.
As shown in FIG. 26B, the light rays that are condensed at one point on the pixel are represented by the triangle QCD and the triangle RCD, and the light rays that are not condensed at one point on the pixel are represented by the triangle Q′CD and the triangle R′CD. The stereoscopic viewable zone in the case of condensing at one point on the pixel is the observer 207 of the light beam that has passed from the condensing points S and R through the center point S of the cylindrical lens 109a as described above.
And the width is W at the distance L. Next, when the light is not focused on the pixel at a constant value, the width W ′ of the light beam passing through the center point S of the cylindrical lens 109a from the focal points Q ′ and R ′ at the distance L of the observer 207 is W ′. As is clear from the figure, W> W '
Thus, the stereoscopic viewable zone W becomes the widest when the light is focused on one point on the pixel.

【0240】これに対して、レンチキュラーレンズを設
けないで光学素子を液晶パネルの外側に配置した場合に
は、上下方向の立体視可能ゾーンはW=約14mmであ
るので、レンチキュラーレンズを設けることにより、偏
光フィルム101aと光学素子106とを液晶パネル1
11の外側に配置しても、立体視可能ゾーンを広げるこ
とができる。
On the other hand, when the optical element is arranged outside the liquid crystal panel without providing the lenticular lens, the vertical stereoscopic viewable zone is W = about 14 mm. Therefore, by providing the lenticular lens. The polarizing film 101a and the optical element 106 are attached to the liquid crystal panel 1.
Even if it is arranged outside 11, it is possible to widen the stereoscopic viewable zone.

【0241】また、このようにレンチキュラーレンズを
用いることにより、偏光フィルム101bと光学素子1
06とを液晶パネル111内に配置する必要がなくなる
ため、液晶パネル111内に配置する場合には必要とさ
れる偏光フィルム101bおよび光学素子106の耐熱
性等の制限が不要になる。
Further, by using the lenticular lens in this way, the polarizing film 101b and the optical element 1 are
Since it is not necessary to dispose 06 and 06 in the liquid crystal panel 111, there is no need to limit the heat resistance of the polarizing film 101b and the optical element 106 that are required when disposing in the liquid crystal panel 111.

【0242】次に、左右方向の立体視可能ゾーンについ
て説明する。
Next, the left and right stereoscopic viewable zones will be described.

【0243】本実施形態12では、走査線に平行な方向
に並んだ画素1行分を右目用画像を提供する画素グルー
プ103aと左目用画像を提供する画素グループ103
bとして、右目用画素グループ103aと左目用画素グ
ループ103bとを信号線に平行な方向、つまり列方向
に対して1走査線毎に交互に配置すると共に、液晶パネ
ル111の全面に1走査線おきに1/2波長板106b
のストライプが対応するように光学素子106を配置
し、さらに、1行分の画素103に1本のシリンドリカ
ルレンズ109aが対応して、右目用画像と左目用画像
との分離を行っている。このため、左右方向の立体視可
能ゾーンは制限を受けず、画面水平方向の解像度が低下
することはない。また、このように右目用画素グループ
103aと左目用画素グループ103bとを配置してい
るので、右目用画像信号と左目用画像信号とを1H期間
毎に交互に切り替えて供給することが可能であり、駆動
回路を簡単な構成にすることができる。
In the twelfth embodiment, one row of pixels arranged in a direction parallel to the scanning line is provided to the pixel group 103a for providing the image for the right eye and the pixel group 103 for providing the image for the left eye.
As b, the right-eye pixel groups 103a and the left-eye pixel groups 103b are arranged alternately every scanning line in the direction parallel to the signal line, that is, in the column direction, and every other scanning line is arranged on the entire surface of the liquid crystal panel 111. 1/2 wave plate 106b
The optical elements 106 are arranged so that the stripes in FIG. 2 correspond to each other, and one cylindrical lens 109a corresponds to the pixels 103 in one row to separate the right-eye image and the left-eye image. Therefore, the stereoscopic view zone in the left-right direction is not limited, and the resolution in the horizontal direction of the screen does not decrease. Further, since the right-eye pixel group 103a and the left-eye pixel group 103b are arranged in this way, it is possible to alternately switch and supply the right-eye image signal and the left-eye image signal every 1H period. , The drive circuit can have a simple structure.

【0244】さらに、本実施形態12では、シリンドリ
カルレンズ109aを、画素103のピッチと同一では
なく、これを補正して得られるピッチで配列しているた
め、マトリクス上に配置された画素とシリンドリカルレ
ンズとの視差によるモアレ縞の発生を防止することがで
きる。
Further, in the twelfth embodiment, the cylindrical lenses 109a are arranged not at the same pitch as the pixels 103 but at a pitch obtained by correcting this, so that the pixels arranged in the matrix and the cylindrical lenses are arranged. It is possible to prevent the generation of moire fringes due to the parallax with.

【0245】なお、本実施形態12では、走査線に平行
な方向に並んだ画素1行分を右目用画素グループ103
aまたは左目用画素グループ103bとして信号線に平
行な方向、つまり列方向に交互に配置しているが、信号
線に平行な方向に並んだ画素1列分を右目用画素グルー
プ103aまたは左目用画素グループ103bとして走
査線に平行な方向、つまり行方向に交互に配置してもよ
い。この場合、光学素子106を構成する1/2波長板
106bを、信号線に平行な方向に1列おきに、ほぼ画
素の大きさに一致するように形成すると共に、レンチキ
ュラーレンズ板109のシリンドリカルレンズ109a
を画面垂直方向(信号線と平行な方向)に配置すればよ
い。
In the twelfth embodiment, one row of pixels lined up in the direction parallel to the scanning line corresponds to the right-eye pixel group 103.
a or the left-eye pixel groups 103b are arranged alternately in the direction parallel to the signal line, that is, in the column direction, but one column of pixels arranged in the direction parallel to the signal line is used as the right-eye pixel group 103a or the left-eye pixel group. The groups 103b may be alternately arranged in the direction parallel to the scanning lines, that is, in the row direction. In this case, the half-wave plate 106b forming the optical element 106 is formed every other row in the direction parallel to the signal line so as to substantially match the size of the pixel, and the cylindrical lens of the lenticular lens plate 109 is formed. 109a
Should be arranged in the vertical direction of the screen (direction parallel to the signal line).

【0246】また、本実施形態12では、映像表示装置
208の縦方向(信号線に平行な方向)の長さHvに対
して上下方向の立体視可能ゾーンWが大きくなるように
観察距離Lを設定しているが、W<Hvとなるように設
定してもよい。但し、W≧Hvとした場合には、後ろ方
向への移動に対して立体視可能ゾーンの限界がないとい
う利点がある。
In addition, in the twelfth embodiment, the observation distance L is set so that the stereoscopic viewable zone W in the vertical direction becomes larger than the length Hv in the vertical direction (direction parallel to the signal line) of the video display device 208. Although it is set, it may be set so that W <Hv. However, when W ≧ Hv, there is an advantage that there is no limit of the stereoscopic viewable zone with respect to the backward movement.

【0247】また、本実施形態12では、液晶パネルに
偏光フィルムと光学素子とを配置し、その上にレンチキ
ュラーレンズ板を配置したが、液晶パネルにレンチキュ
ラーレンズ板を配置して、その上に偏光フィルムと光学
素子とを配置してもよい。また、光学素子106上にシ
リンドリカルレンズ109aを形成後、偏光フィルム1
01b上に配置してもよい。この場合、シリンドリカル
レンズ109aは、右目用画素グループ103a、左目
用画素グループ103bの各画素行または各画素列に1
つずつ対応するように形成すれば、光学素子106を構
成する1/2波長板106b(基板106aが存在する
場合には基板106a)に接するように形成されていて
も良く、または1/4波長板106cに接するように形
成されていてもよい。
In the twelfth embodiment, the polarizing film and the optical element are arranged on the liquid crystal panel, and the lenticular lens plate is arranged on the polarizing film. However, the lenticular lens plate is arranged on the liquid crystal panel and the polarizing film is arranged on the polarizing film. You may arrange | position a film and an optical element. After forming the cylindrical lens 109a on the optical element 106, the polarizing film 1
It may be arranged on 01b. In this case, one cylindrical lens 109a is provided for each pixel row or each pixel column of the right-eye pixel group 103a and the left-eye pixel group 103b.
If they are formed so as to correspond to each other, they may be formed so as to be in contact with the ½ wavelength plate 106b (the substrate 106a when the substrate 106a is present) that constitutes the optical element 106, or ¼ wavelength. It may be formed so as to contact the plate 106c.

【0248】また、本実施形態12では、偏光フィルム
101bと光学素子106を構成する1/4波長板10
6cとが接するように配置したが、1/2光学素子を構
成する基板106aとしてガラスやプラスティック等の
透明な材料を用いている場合には、基板106aと偏光
フィルム101bとが接するように配置してもよい。ま
た、基板106aが取り除かれている場合には、1/2
波長板106bと偏光フィルム101bとが接するよう
に配置してもよい。
In addition, in the twelfth embodiment, the quarter-wave plate 10 which constitutes the polarizing film 101b and the optical element 106.
6c is arranged so as to be in contact with each other, but when a transparent material such as glass or plastic is used as the substrate 106a constituting the 1/2 optical element, it is arranged so that the substrate 106a and the polarizing film 101b are in contact with each other. May be. If the substrate 106a is removed, 1/2
You may arrange | position so that the wave plate 106b and the polarizing film 101b may contact.

【0249】また、偏光フィルム101bとガラス基板
102bとの間に、第2位相差部材として特開平6−7
5116号公報で提案されているような位相差フィルム
を配置してもよく、任意の位相差を有する他の位相差フ
ィルムを配置してもよい。特に、液晶パネル111とし
てSTNモードのものを用いた場合には、ガラス基板1
02aと偏光フィルム101aとの間にも任意の位相差
を有する第2位相差部材を配置してもよい。このように
第2位相差部材を配置することにより、視角補償や色調
補償を行うことができる。
A second retardation member is provided between the polarizing film 101b and the glass substrate 102b as disclosed in JP-A-6-7.
The retardation film as proposed in Japanese Patent No. 5116 may be arranged, or another retardation film having an arbitrary retardation may be arranged. In particular, when the STN-mode liquid crystal panel 111 is used, the glass substrate 1
A second retardation member having an arbitrary retardation may be arranged between 02a and the polarizing film 101a. By arranging the second retardation member in this way, visual angle compensation and color tone compensation can be performed.

【0250】本実施形態12では、右目用画素から出射
される光と左目用画素から出射される光とを分離するた
めの手段として実施形態1〜8で作製した光学素子10
6を用いたが、図27に示すような円偏光素子201、
つまり、直線偏光部材201a、パターニングされた第
1位相差部材としての1/2波長板201bおよび第2
位相差部材としての1/4波長板201cが積層された
ものを用いても良い。この円偏光素子201は、実施形
態9で説明したようにして作製することができ、直線偏
光素子201a側をガラス基板102b側に配して配置
する。また、円偏光素子201を構成する直線偏光部材
201aの偏光透過軸は、液晶パネル111に貼着した
偏光フィルム101aの偏光透過軸方向と直交させる。
さらに、円偏光素子201を構成する1/2波長板は、
その形成部201bが右目用画素グループ103aまた
は左目用画素グループ103bのいずれか一方にほぼ一
致し、1/2波長板201bの非形成部201dが他方
のほぼ一致するように形成する。このように光学素子1
06の代わりに円偏光素子201を配置した場合、液晶
パネル111に予め偏光フィルム101bを貼り付けて
おく必要は無い。この映像表示装置は、液晶パネル11
1から出射されて円偏光素子201を通過する光が、画
素1列毎に交互に極性の異なるの円偏光となる。従っ
て、右目用画素グループ103aから出射した光と左目
用画素グループ103bから出射した光とは、極性の異
なる円偏光に変換される。観察者は、各々の極性に対応
した円偏光板110a、110bを右目と左目とに有す
る偏光眼鏡110を装着することにより、多人数で3次
元の画像を観察することができる。また、観察者が顔を
傾けた場合でも3次元の画像を観察することができる。
さらに、観察者が偏光眼鏡を装着しない場合には、2次
元の画像を観察することができる。
In the twelfth embodiment, the optical element 10 manufactured in the first to eighth embodiments is used as a means for separating the light emitted from the right-eye pixel and the light emitted from the left-eye pixel.
6 is used, a circular polarization element 201 as shown in FIG.
That is, the linear polarization member 201a, the patterned half-wave plate 201b as the first retardation member, and the second
You may use what laminated | stacked the quarter wavelength plate 201c as a phase difference member. This circular polarization element 201 can be manufactured as described in the ninth embodiment, and the linear polarization element 201a side is arranged on the glass substrate 102b side. Further, the polarization transmission axis of the linear polarization member 201a constituting the circular polarization element 201 is made to be orthogonal to the polarization transmission axis direction of the polarization film 101a attached to the liquid crystal panel 111.
Furthermore, the half-wave plate that constitutes the circularly polarizing element 201 is
The formation portion 201b is formed so as to substantially coincide with either the right-eye pixel group 103a or the left-eye pixel group 103b, and the non-formation portion 201d of the half-wave plate 201b is formed so as to substantially coincide with the other. In this way, the optical element 1
When the circular polarizing element 201 is arranged instead of 06, it is not necessary to attach the polarizing film 101b to the liquid crystal panel 111 in advance. This image display device has a liquid crystal panel 11
The light emitted from No. 1 and passing through the circularly polarizing element 201 becomes circularly polarized light having different polarities alternately for each pixel column. Therefore, the light emitted from the right-eye pixel group 103a and the light emitted from the left-eye pixel group 103b are converted into circularly polarized light having different polarities. An observer can observe a three-dimensional image by a large number of people by wearing the polarizing glasses 110 having the circularly polarizing plates 110a and 110b corresponding to the respective polarities on the right eye and the left eye. Moreover, a three-dimensional image can be observed even when the observer tilts his face.
Further, when the observer does not wear the polarized glasses, a two-dimensional image can be observed.

【0251】このようにレンチキュラーレンズを用いる
ことにより、偏光フィルム101bと円偏光素子201
とを液晶パネル111の外側に配置しても、立体視可能
ゾーンを広くすることができ、液晶パネル111内に配
置する場合には必要とされる偏光フィルム101bおよ
び円偏光素子201の耐熱性等の制限が不要になる。
By using the lenticular lens in this way, the polarizing film 101b and the circularly polarizing element 201 are formed.
Even if and are arranged outside the liquid crystal panel 111, the stereoscopic viewable zone can be widened, and when arranged inside the liquid crystal panel 111, the heat resistance of the polarizing film 101b and the circular polarization element 201, etc. required. The restriction of is unnecessary.

【0252】また、液晶パネルにレンチキュラーレンズ
板を配置して、その上に円偏光素子201を配置しても
よく、円偏光素子201上にシリンドリカルレンズ10
9aを形成後、液晶パネル111に配置してもよい。こ
の場合、シリンドリカルレンズ109aは、右目用画素
グループ103a、左目用画素グループ103bの各画
素行または各画素列に1つずつ対応するように形成すれ
ば、円偏光素子201を構成する直線偏光部材201a
側(基板が存在する場合には基板側)に形成されていて
もよく、または1/4波長板201c側に形成されてい
てもよい。
Further, a lenticular lens plate may be arranged on the liquid crystal panel and the circular polarization element 201 may be arranged thereon, and the cylindrical lens 10 may be arranged on the circular polarization element 201.
After forming 9a, it may be arranged on the liquid crystal panel 111. In this case, if the cylindrical lens 109a is formed so as to correspond to each pixel row or each pixel column of the right-eye pixel group 103a and the left-eye pixel group 103b, the linear polarization member 201a forming the circular polarization element 201 is formed.
It may be formed on the side (the substrate side when the substrate is present), or may be formed on the quarter wavelength plate 201c side.

【0253】また、円偏光素子201を構成する偏光フ
ィルム201aとガラス基板102bとの間に、第2位
相差部材として特開平6−75116号公報で提案され
ているような位相差フィルムを配置してもよく、任意の
位相差を有する他の位相差フィルムを配置してもよい。
特に、液晶パネル111としてSTNモードのものを用
いた場合には、ガラス基板102aと偏光フィルム10
1aとの間にも任意の位相差を有する第2位相差部材を
配置してもよい。このように第2位相差部材を配置する
ことにより、視角補償や色調補償を行うことができる。
Further, a retardation film as proposed in JP-A-6-75116 is arranged as a second retardation member between the polarizing film 201a constituting the circularly polarizing element 201 and the glass substrate 102b. Alternatively, another retardation film having an arbitrary retardation may be arranged.
In particular, when the STN-mode liquid crystal panel 111 is used, the glass substrate 102a and the polarizing film 10 are used.
You may arrange | position the 2nd phase difference member which has arbitrary phase differences also with 1a. By arranging the second retardation member in this way, visual angle compensation and color tone compensation can be performed.

【0254】[0254]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
パターニングされた第1位相差部材の形成部および非形
成部にわたって第2位相差部材を積層することで、第1
位相差部材を1回パターニングするだけで2つの領域で
異なる位相差領域を形成することができる。1回のパタ
ーニングで2種類の領域が形成できるので、パターニン
グの際のダメージ等も小さく、良好な特性の光学素子ま
たは偏光素子が得られる。また、各領域のアライメント
が不要であり、第2位相差部材上で第1位相差部材をパ
ターニングする場合のようにエッチングに対する保護層
等が不要であるので、製造工程を簡略化して低価格化を
図ることができる。また、本発明の偏光素子によれば、
出射光側に透明基板を設ける必要が無いので、その透明
基板の分の重量増加が生じず、表示の明るさ低下を防ぐ
ことができる。また、透明基板としてプラスティック基
板等を用いた場合のようにクロストーク等が生じること
もない。従って、映像表示装置の大画面化を図って、臨
場感にあふれた3次元画像が観察できる。
As described in detail above, according to the present invention,
By stacking the second retardation member over the patterned first retardation member forming portion and the patterned non-formation portion,
By patterning the retardation member once, different retardation regions can be formed in the two regions. Since two types of regions can be formed by patterning once, damage and the like at the time of patterning are small, and an optical element or polarizing element with good characteristics can be obtained. In addition, alignment of each region is not necessary, and a protective layer or the like against etching unlike the case of patterning the first retardation member on the second retardation member is not required, so the manufacturing process is simplified and the cost is reduced. Can be achieved. Further, according to the polarizing element of the present invention,
Since it is not necessary to provide a transparent substrate on the outgoing light side, the weight of the transparent substrate does not increase, and it is possible to prevent a decrease in display brightness. Also, crosstalk or the like does not occur unlike when a plastic substrate or the like is used as the transparent substrate. Therefore, it is possible to observe a three-dimensional image full of realism by enlarging the screen of the video display device.

【0255】上記第1位相差部材が1/2波長板である
場合、1/2波長板の形成されている領域とそうでない
領域とにおいて、入射した直線偏光を極性の異なる2種
類の楕円偏光に変換することができる。
When the first retardation member is a ½ wavelength plate, the incident linearly polarized light is divided into two types of elliptically polarized lights having different polarities in a region where the ½ wavelength plate is formed and a region where the ½ wavelength plate is not formed. Can be converted to.

【0256】上記第2位相差部材が1/4波長板である
場合、入射した直線偏光を極性の異なる円偏光に変換で
きるので、楕円偏光素子を円偏光素子とすることができ
る。
When the second retardation member is a quarter-wave plate, incident linearly polarized light can be converted into circularly polarized light having different polarities, so that the elliptically polarizing element can be used as a circularly polarizing element.

【0257】上記第1位相差部材または第2位相差部材
として、単層の一軸延伸ポリマーフィルムを用いると、
その領域内で均一な位相差領域または偏光領域を形成で
きるので、各領域内でムラの無い安定した光学特性が得
られる。また、上記第1位相差部材または第2位相差部
材として、単層の一軸配向液晶ポリマー層を用いると、
光学素子や楕円偏光素子の薄膜化が可能である。また、
上記第1位相差部材または第2位相差部材として、一軸
延伸ポリマーフィルムの複数層の積層構造または一軸配
向液晶ポリマー層の複数層の積層構造を用いると、広帯
域で1/2波長板や1/4波長板として機能させること
ができる。この光学素子や偏光素子を映像表示装置に用
いると、色ずれの少ない鮮やかな3次元映像を表示する
ことができる。
When a monolayer uniaxially stretched polymer film is used as the first retardation member or the second retardation member,
Since a uniform retardation region or polarization region can be formed in that region, stable optical characteristics without unevenness can be obtained in each region. Further, when a single layer uniaxially oriented liquid crystal polymer layer is used as the first retardation member or the second retardation member,
It is possible to reduce the thickness of optical elements and elliptical polarization elements. Also,
When a laminated structure of a plurality of uniaxially stretched polymer films or a laminated structure of a plurality of uniaxially oriented liquid crystal polymer layers is used as the first retardation member or the second retardation member, a 1/2 wavelength plate or 1 / It can function as a four-wave plate. By using this optical element or polarizing element in an image display device, it is possible to display a vivid three-dimensional image with little color shift.

【0258】本発明の映像表示装置によれば、円偏光眼
鏡を装着することにより多人数の観察者が観察者の位置
や顔の角度によらずに3次元画像を観察できる。従来の
立体画像表示装置のように高価な眼鏡を必要せず、立体
視可能ゾーンも広くすることができる。また、観察者が
円偏光眼鏡を装着しないときには、液晶パネルに構成さ
れている画素数より解像度が低下することなく2次元画
像を表示することができる。
According to the image display device of the present invention, a large number of observers can observe a three-dimensional image regardless of the positions of the observers or the angles of the faces by wearing the circularly polarized glasses. Unlike conventional stereoscopic image display devices, expensive glasses are not required, and the stereoscopic viewable zone can be widened. Further, when the observer does not wear the circularly polarized glasses, a two-dimensional image can be displayed without lowering the resolution due to the number of pixels configured on the liquid crystal panel.

【0259】この場合、液晶パネルの内側に本発明の光
学素子または本発明の楕円偏光素子を配置すると、光学
的に等方性であるガラス基板による視差を無くして良好
な表示状態を得ることができる。また、マイクロレンズ
を用いると、本発明の光学素子または楕円偏光素子を液
晶パネルの外側に配置しても、表示の視差を低減するこ
とができる。
In this case, by disposing the optical element of the present invention or the elliptically polarizing element of the present invention inside the liquid crystal panel, it is possible to eliminate parallax due to the optically isotropic glass substrate and obtain a good display state. it can. Further, by using a microlens, it is possible to reduce display parallax even if the optical element or the elliptical polarizing element of the present invention is arranged outside the liquid crystal panel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光学素子の一実施形態を示す斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an optical element of the present invention.

【図2】本発明の光学素子の製造方法の一実施形態を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a method for manufacturing an optical element of the present invention.

【図3】本発明の光学素子において、入射した直線偏光
が極性の異なる2種類の楕円偏光または2種類の円偏光
に変換される原理を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle by which an incident linearly polarized light is converted into two types of elliptically polarized light or two types of circularly polarized light having different polarities in the optical element of the present invention.

【図4】実施形態1の光学素子を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing the optical element of the first embodiment.

【図5】実施形態1の光学素子の製造工程を示す断面図
である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the optical element of the first embodiment.

【図6】実施形態3の光学素子の製造工程を示す断面図
である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the optical element of the third embodiment.

【図7】実施形態4の光学素子の製造工程を示す断面図
である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the optical element of the fourth embodiment.

【図8】実施形態4の光学素子の製造に用いられるサン
ドブラスト装置を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a sandblasting device used for manufacturing the optical element of the fourth embodiment.

【図9】実施形態5の光学素子を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing an optical element according to a fifth embodiment.

【図10】実施形態5の光学素子の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the optical element of the fifth embodiment.

【図11】実施形態6の光学素子を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing an optical element according to a sixth embodiment.

【図12】実施形態6の光学素子の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the optical element of the sixth embodiment.

【図13】実施形態7の光学素子を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an optical element of Embodiment 7.

【図14】実施形態7の光学素子の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the optical element of the seventh embodiment.

【図15】実施形態8の光学素子を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing an optical element of Embodiment 8.

【図16】実施形態8の光学素子の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the optical element of the eighth embodiment.

【図17】実施形態9の楕円偏光素子を示す断面図であ
る。
FIG. 17 is a sectional view showing an elliptically polarizing element according to a ninth embodiment.

【図18】実施形態9の楕円偏光素子の製造工程を示す
断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the elliptically polarizing element according to the ninth embodiment.

【図19】実施形態10の映像表示装置を示す断面図で
ある。
FIG. 19 is a sectional view showing an image display device of the tenth embodiment.

【図20】実施形態10の他の映像表示装置を示す断面
図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing another image display device of the tenth embodiment.

【図21】実施形態11の映像表示装置を示す断面図で
ある。
FIG. 21 is a sectional view showing an image display device of an eleventh embodiment.

【図22】実施形態11の映像表示装置における立体視
可能ゾーンを説明するための図であり、光学素子を液晶
パネルの外側に配置した場合の断面図である。
FIG. 22 is a diagram for explaining a stereoscopic viewable zone in the image display device of the eleventh embodiment, and is a cross-sectional view when an optical element is arranged outside a liquid crystal panel.

【図23】実施形態11の他の映像表示装置を示す断面
図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing another image display device of the eleventh embodiment.

【図24】実施形態12の映像表示装置を示す断面図で
ある。
FIG. 24 is a sectional view showing an image display device of a twelfth embodiment.

【図25】実施形態12の映像表示装置におけるシリン
ドリカルレンズのピッチについて説明するための図であ
る。
FIG. 25 is a diagram for explaining the pitch of the cylindrical lenses in the image display device of the twelfth embodiment.

【図26】(a)及び(b)は共に、実施形態12の映
像表示装置における立体視可能ゾーンを説明するための
断面図である。
26A and 26B are sectional views for explaining a stereoscopic viewable zone in the video display device of the twelfth embodiment.

【図27】実施形態12の他の映像表示装置を示す断面
図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing another image display device of the twelfth embodiment.

【図28】従来の立体画像装置を示す図である。FIG. 28 is a diagram showing a conventional stereoscopic image device.

【図29】従来の立体画像装置を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing a conventional stereoscopic image device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、106a 基板 2、106b、201b パターニングされた1/2波
長板 2a、3a 配向層 2b 一軸配向液晶ポリマー層(1/2波長板) 2c、5 レジストパターン 2d 配向層(ラビング処理されていない領域) 2e 配向層(ラビング処理された領域) 2f 液晶ポリマー層(一軸配向領域) 2g 液晶ポリマー層(ランダム配向領域) 2h 配向層(光非照射領域) 2i 配向層(光照射領域) 3、106c、201c 第2位相差部材(1/4波長
板) 3b 一軸配向液晶ポリマー層(1/4波長板) 4 平坦化層 6 直線偏光部材 101a、101b 偏光フィルム 102a、102b ガラス基板 103 画素 103a 右目用画素グループ 103b 左目用画素グループ 104 TFT素子 105a、105b 配向膜 106 光学素子 107 スペーサー 108a カラーフィルター 108b ブラックマトリクス 109 レンチキュラーレンズ板 109a シリンドリカルレンズ 110 偏光眼鏡 111 液晶パネル 112 液晶層 201 円偏光素子 201a 直線偏光部材 201d 1/2波長板の非形成部
1, 106a Substrates 2, 106b, 201b Patterned 1/2 wave plates 2a, 3a Alignment layer 2b Uniaxially aligned liquid crystal polymer layer (1/2 wave plate) 2c, 5 Resist pattern 2d Alignment layer (region not rubbed) ) 2e alignment layer (rubbed region) 2f liquid crystal polymer layer (uniaxial alignment region) 2g liquid crystal polymer layer (random alignment region) 2h alignment layer (light non-irradiation region) 2i alignment layer (light irradiation region) 3, 106c, 201c Second retardation member (1/4 wavelength plate) 3b Uniaxially oriented liquid crystal polymer layer (1/4 wavelength plate) 4 Flattening layer 6 Linearly polarizing members 101a, 101b Polarizing films 102a, 102b Glass substrate 103 Pixel 103a Right eye pixel Group 103b Left-eye pixel group 104 TFT elements 105a and 105b Alignment film 106 Optical element 1 7 spacer 108a color filter 108b black matrix 109 lenticular lens plate 109a the cylindrical lens 110 polarizing glasses 111 non-formation portion of the liquid crystal panel 112 crystal layer 201 circular polarization element 201a linearly polarized member 201d 1/2 wave plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−31803(JP,A) 特開 平2−165023(JP,A) 特開 平5−107412(JP,A) 特開 平7−333431(JP,A) 特開 平9−113862(JP,A) 特開 平10−123461(JP,A) 特開 平7−72445(JP,A) 特開 平9−90278(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/30 G02B 27/22 G02F 1/13363 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-31803 (JP, A) JP-A-2-165023 (JP, A) JP-A-5-107412 (JP, A) JP-A-7- 333431 (JP, A) JP-A-9-113862 (JP, A) JP-A-10-123461 (JP, A) JP-A-7-72445 (JP, A) JP-A-9-90278 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 5/30 G02B 27/22 G02F 1/13363

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入射した光を直線偏光とした後に、互い
に極性の異なる楕円偏光または円偏光に変換する2種類
の領域を有する偏光素子であって、該2種類の領域のうちの一方の領域に設けられた第1の
位相差を有する第1位相差部材と、該一方の領域および
該第1位相差部材の設けられていない他方の領域にわた
って積層された第2の位相差を有する第2位相差部材と
が設けられた光学素子を備え、 該光学素子の前記第1位相差部材側に、入射した光を直
線偏光とするための直線偏光部材が該2種類の領域の両
方にわたって設けられている偏光素子。
1. A polarizing element having two types of regions for converting incident light into linearly polarized light and then converting it into elliptically polarized light or circularly polarized light having different polarities, wherein one of the two types of regions is used. The first provided in
A first retardation member having a retardation, the one region and
Across the other region where the first retardation member is not provided
A second retardation member having a second retardation laminated by
A polarizing element comprising an optical element provided with, and a linear polarizing member for linearly polarizing incident light is provided on both sides of the two types of regions on the first phase difference member side of the optical element. .
【請求項2】 前記光学素子の前記第1位相差部材が1
/2波長板である請求項1に記載の偏光素子
2. The first retardation member of the optical element is 1
The polarizing element according to claim 1, which is a half-wave plate.
【請求項3】 前記光学素子の前記第2位相差部材が1
/4波長板である請求項1または2に記載の偏光素子
3. The first retardation member of the optical element is 1
The polarizing element according to claim 1, which is a / 4 wavelength plate.
【請求項4】 前記光学素子の前記第1位相差部材の進
相軸方向と前記第2位相差部材の進相軸方向とが異なっ
ており、または該第1位相差部材の遅相軸方向と該第2
位相差部材の遅相軸方向とが異なっている請求項1、2
または3に記載の偏光素子
4. The fast axis direction of the first retardation member and the fast axis direction of the second retardation member of the optical element are different from each other, or the slow axis direction of the first retardation member is different. And the second
3. The retardation member is different from the slow axis direction in the retardation axis direction.
Alternatively, the polarizing element according to item 3.
【請求項5】 前記光学素子の前記第1位相差部材の進
相軸方向と前記第2位相差部材の進相軸方向とが直交
し、または該第1位相差部材の遅相軸方向と該第2位相
差部材の遅相軸方向とが直交している請求項1、2また
は3に記載の偏光素子
5. The fast axis direction of the first retardation member and the fast axis direction of the second retardation member of the optical element are orthogonal to each other, or the slow axis direction of the first retardation member. The polarizing element according to claim 1, 2 or 3, wherein the direction of the slow axis of the second retardation member is orthogonal to the direction of the slow axis.
【請求項6】 前記光学素子の前記第1位相差部材と前
記第2位相差部材とが、接着層または平坦化層を介して
積層されている請求項1乃至5のいずれか一つに記載の
偏光素子
6. The optical retardation element according to claim 1 , wherein the first retardation member and the second retardation member of the optical element are laminated via an adhesive layer or a planarization layer. of
Polarizing element .
【請求項7】 前記光学素子の前記第1位相差部材およ
び前記第2位相差部材のうちの少なくとも一方が、単層
もしくは複数層からなる一軸延伸ポリマーフィルムまた
は単層もしくは複数層からなる一軸配向液晶ポリマー層
からなる請求項1乃至6のいずれか一つに記載の偏光素
7. A uniaxially stretched polymer film having a single layer or a plurality of layers, or a uniaxial orientation having a single layer or a plurality of layers, in at least one of the first retardation member and the second retardation member of the optical element. The polarizer according to claim 1, comprising a liquid crystal polymer layer.
Child .
【請求項8】 前記直線偏光部材と前記第1位相差部材
とが接着層または平坦化層を介して積層されている請求
項1に記載の偏光素子。
8. claims and the linear polarization member and the first retardation member are laminated via an adhesive layer or a planarizing layer
Item 2. The polarizing element according to item 1 .
【請求項9】 請求項1に記載の偏光素子を製造する方
法であって、 前記入射した光を直線偏光とするための直線偏光部材の
上に、前記2種類の領域のうちの一方の領域に第1位相
差部材を設ける工程と、 該第1位相差部材の該直線偏光部材とは反対側に、該一
方の領域および該第1位相差部材の設けられていない他
方の領域にわたって第2位相差部材を積層する工程とを
含む偏光素子の製造方法。
9. The method for manufacturing a polarizing element according to claim 1 , wherein one of the two types of regions is provided on a linear polarizing member for converting the incident light into linearly polarized light. A step of providing a first retardation member on the opposite side of the first retardation member from the linearly polarizing member, and a second step over the one region and the other region where the first retardation member is not provided. A method of manufacturing a polarizing element, which comprises a step of laminating retardation members.
【請求項10】 前記第1位相差部材を形成するに際
し、第1位相差部材形成用膜を形成した後、該第1位相
差部材形成用膜をウェットエッチング法、ドライエッチ
ング法、エキシマレーザー照射またはサンドブラスト法
によりパターニングして該第1位相差部材を形成する
求項9に記載の偏光素子の製造方法。
10. When forming the first retardation member, after forming the first retardation member forming film, the first retardation member forming film is subjected to a wet etching method, a dry etching method, and excimer laser irradiation. or it is patterned by sandblasting forming the first retardation member
The method for manufacturing a polarizing element according to claim 9 .
【請求項11】 前記第1位相差部材を形成するに際
し、直線偏光部材の一方の領域に配向規制力のある配向
層を形成した後、該配向規制力のある配向層の上に、単
層または複数層からなる液晶ポリマー層を設けて該液晶
ポリマー層によって該第1位相差部材を形成する請求項
9に記載の偏光素子の製造方法。
Upon 11. forming the first retardation member, after forming an orientation layer with one of the alignment regulating force in the area of the linearly polarized member on the alignment layer with the alignment regulating force, the single-layer Alternatively, by providing a liquid crystal polymer layer composed of a plurality of layers, the liquid crystal
Claim for forming a first retardation member by the polymer layer
9. The method for manufacturing a polarizing element according to item 9 .
【請求項12】 前記配向規制力のある配向層を形成す
るに際し、配向層形成用膜を形成し、該配向層形成用膜
の一部を感光性樹脂で覆ってラビング処理を行い、該感
光性樹脂で覆われていない部分を、該配向規制力のある
配向層とする請求項11に記載の偏光素子の製造方法。
12. When forming the alignment layer having the alignment regulating force, a film for forming the alignment layer is formed, a part of the film for forming the alignment layer is covered with a photosensitive resin, and a rubbing treatment is performed to form the film. The method of manufacturing a polarizing element according to claim 11, wherein a portion not covered with the functional resin is an alignment layer having the alignment regulating force.
【請求項13】 前記配向規制力のある配向層を形成す
るに際し、配向層形成用膜を形成し、該配向層形成用膜
の全面にラビング処理を行った後、該配向層形成用膜の
一部に遠紫外線を照射して配向規制力を低下させること
により、遠紫外線非照射の膜部分を該配向規制力のある
配向層とする請求項11に記載の偏光素子の製造方法。
13. When forming an alignment layer having an alignment regulating force, a film for forming an alignment layer is formed, a rubbing treatment is performed on the entire surface of the film for forming an alignment layer, and then the film for forming the alignment layer is formed. The method for producing a polarizing element according to claim 11, wherein a part of the film that is not irradiated with far ultraviolet rays is used as an alignment layer having the alignment controlling force by irradiating a part of the film with deep ultraviolet rays to reduce the alignment controlling force.
【請求項14】 一対の基板間に液晶材料を挟持した液
晶パネルを備え、該一対の基板の一方の基板における液
晶材料側または液晶材料とは反対側に、請求項1〜8の
いずれかに記載の偏光素子が配置されており、該偏光素
子に設けられた光学素子の第1位相差部材および第2位
相差部材が、該表示パネルの画素の幅 に対応するストラ
イプ状で交互に配置されることによって、2次元用また
は3次元用の映像表示を可能とする構成となっている映
像表示装置。
14. A liquid crystal panel in which a liquid crystal material is sandwiched between a pair of substrates, wherein one of the pair of substrates has a liquid crystal material side or a side opposite to the liquid crystal material .
The polarizing element according to any one of the above is disposed, and the polarizing element
First retardation member and second position of optical element provided in child
The phase difference member has a strut corresponding to the pixel width of the display panel.
An image display device configured to enable two-dimensional or three-dimensional image display by being alternately arranged in a Y-shape .
【請求項15】 前記偏光素子の液晶材料側または液晶
材料とは反対側にマイクロレンズアレイが配置されてい
請求項14に記載の映像表示装置。
15. The image display device of claim 14, the microlens array on the opposite side is disposed to the liquid crystal material side or the liquid crystal material of the polarizing element.
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