JPH09138308A - パターン偏光回転光学素子およびパターン偏光回転光学素子の製造方法、ならびに３ｄディスプレイ - Google Patents
パターン偏光回転光学素子およびパターン偏光回転光学素子の製造方法、ならびに３ｄディスプレイInfo
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- JPH09138308A JPH09138308A JP8268921A JP26892196A JPH09138308A JP H09138308 A JPH09138308 A JP H09138308A JP 8268921 A JP8268921 A JP 8268921A JP 26892196 A JP26892196 A JP 26892196A JP H09138308 A JPH09138308 A JP H09138308A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
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- H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性を有し、空間的に均一な偏光を有する
光学素子およびその製造方法、ならびに該光学素子を有
する３Ｄディスプレイを提供する。 【解決手段】 光学素子は光の偏光をマイクロ操作する
ためのものである。この素子は、液晶ポリマーおよび適
当な配向層を用いて具現化され、これにより、第１の領
域(A)および第２の領域(B)の配列が得られる。第１の領
域(A)は、通過光の偏光ベクターを第１の角度(θ)だけ
回転させ、第２の領域(B)は、偏光ベクターを異なる角
度(Ψ)だけ回転させる。
光学素子およびその製造方法、ならびに該光学素子を有
する３Ｄディスプレイを提供する。 【解決手段】 光学素子は光の偏光をマイクロ操作する
ためのものである。この素子は、液晶ポリマーおよび適
当な配向層を用いて具現化され、これにより、第１の領
域(A)および第２の領域(B)の配列が得られる。第１の領
域(A)は、通過光の偏光ベクターを第１の角度(θ)だけ
回転させ、第２の領域(B)は、偏光ベクターを異なる角
度(Ψ)だけ回転させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子、そのよ
うな光学素子の製造方法、そのような製造方法によって
製造された光学素子および３Ｄディスプレイに関する。
このような素子は、液晶表示装置等において偏光マイク
ロマニピュレータとして用いられる。
うな光学素子の製造方法、そのような製造方法によって
製造された光学素子および３Ｄディスプレイに関する。
このような素子は、液晶表示装置等において偏光マイク
ロマニピュレータとして用いられる。
【０００２】
【従来の技術】空間的に均一、即ち不変の光を偏光する
均一偏光装置は、よく知られている。可視光の波長にお
いて使用されるこのような偏光装置の従来の製造方法で
は、ポリビニルアルコール(以下、ＰＶＡ)のシートを延
伸し、そのシートをヨウ素あるいは染料に浸して、偏光
性を有するシートを形成する。光を吸収するヨウ素ある
いは染料の分子と、ＰＶＡの延伸方向との整合によって
この偏光性が得られる。このような偏光装置は非常に高
い消光率を有し、多くの用途に適する反面、特定の用途
においてその使用が困難あるいは不可能となる制限を抱
える。例えば、ＰＶＡは水に可溶な上、脆い材料であ
り、その使用の前により丈夫な層の間に積層する必要が
ある。結果的に、ＰＶＡフィルム自体は非常に薄く、例
えば20μmであるにもかかわらず、実質的には保護層の
厚さが全体の厚さに加算されるので、一般的に約100μm
となる。さらにヨウ素の沸点は183℃であり、液晶表示
装置(以下、ＬＣＤ)製造工程中の温度を考えると、ＬＣ
Ｄ内に使用するのは難しい。
均一偏光装置は、よく知られている。可視光の波長にお
いて使用されるこのような偏光装置の従来の製造方法で
は、ポリビニルアルコール(以下、ＰＶＡ)のシートを延
伸し、そのシートをヨウ素あるいは染料に浸して、偏光
性を有するシートを形成する。光を吸収するヨウ素ある
いは染料の分子と、ＰＶＡの延伸方向との整合によって
この偏光性が得られる。このような偏光装置は非常に高
い消光率を有し、多くの用途に適する反面、特定の用途
においてその使用が困難あるいは不可能となる制限を抱
える。例えば、ＰＶＡは水に可溶な上、脆い材料であ
り、その使用の前により丈夫な層の間に積層する必要が
ある。結果的に、ＰＶＡフィルム自体は非常に薄く、例
えば20μmであるにもかかわらず、実質的には保護層の
厚さが全体の厚さに加算されるので、一般的に約100μm
となる。さらにヨウ素の沸点は183℃であり、液晶表示
装置(以下、ＬＣＤ)製造工程中の温度を考えると、ＬＣ
Ｄ内に使用するのは難しい。
【０００３】EP-397263に開示されるより新しい偏光装
置の製造技術では、液晶ジアクリレートモノマーあるい
はジメタクリレートモノマーおよびラビング面との接触
により配向された二色性着色剤を、紫外線照射により重
合する。この技術により製造された偏光装置は350℃ま
での温度下で、その配向特性を保ち、液晶表示装置への
組み込みにも耐え得る。
置の製造技術では、液晶ジアクリレートモノマーあるい
はジメタクリレートモノマーおよびラビング面との接触
により配向された二色性着色剤を、紫外線照射により重
合する。この技術により製造された偏光装置は350℃ま
での温度下で、その配向特性を保ち、液晶表示装置への
組み込みにも耐え得る。
【０００４】異なる領域で偏光方向が異なるパターン偏
光装置が、E. H. Lnad, J. Opt. Moc. Am. 30, 230, 19
40、JP63-158525、US5,327,285およびUS5,235,449に開
示される。これらのパターン偏光装置の製造には、従来
のＰＶＡ-ヨウ素技術あるいはより新しい技術が用いら
れる。例えば、US5,235,449に開示されるように、ポリ
ジアセチレン誘導体を用いる。これらの偏光装置は多く
の用途に適するものの、３次元(以下、３Ｄ)立体ディス
プレイ等においては理想的とは言えない。なぜなら、透
過光の偏光が空間的に変位するからである。例えば、こ
のような偏光装置からの光が異方性装置に入射し、かつ
空間的な変化を伴わないで機能しなければならない場
合、このようなパターン偏光装置はそれ自体では使用で
きない。
光装置が、E. H. Lnad, J. Opt. Moc. Am. 30, 230, 19
40、JP63-158525、US5,327,285およびUS5,235,449に開
示される。これらのパターン偏光装置の製造には、従来
のＰＶＡ-ヨウ素技術あるいはより新しい技術が用いら
れる。例えば、US5,235,449に開示されるように、ポリ
ジアセチレン誘導体を用いる。これらの偏光装置は多く
の用途に適するものの、３次元(以下、３Ｄ)立体ディス
プレイ等においては理想的とは言えない。なぜなら、透
過光の偏光が空間的に変位するからである。例えば、こ
のような偏光装置からの光が異方性装置に入射し、かつ
空間的な変化を伴わないで機能しなければならない場
合、このようなパターン偏光装置はそれ自体では使用で
きない。
【０００５】EP0,457,607に開示される均一光学偏光回
転装置においては、光の偏光方向は固定角度だけ回転す
る。この角度は空間的に不変である。可視光のスペクト
ラムにおけるモーガン効果によって、偏光状態がガイド
されるような厚さおよび複屈折率を有する均一ツイステ
ィッドネマティック液晶ポリマーフィルムを使用するこ
とによって、偏光方向が回転する。このような回転装置
は、広いバンド幅にわたって効果的であり、典型的な半
波長リターダよりも有効である。しかしながら、EP0,45
7,607に開示される偏光回転装置は、パターニングされ
ておらず、偏光選択ができない。
転装置においては、光の偏光方向は固定角度だけ回転す
る。この角度は空間的に不変である。可視光のスペクト
ラムにおけるモーガン効果によって、偏光状態がガイド
されるような厚さおよび複屈折率を有する均一ツイステ
ィッドネマティック液晶ポリマーフィルムを使用するこ
とによって、偏光方向が回転する。このような回転装置
は、広いバンド幅にわたって効果的であり、典型的な半
波長リターダよりも有効である。しかしながら、EP0,45
7,607に開示される偏光回転装置は、パターニングされ
ておらず、偏光選択ができない。
【０００６】パターン偏光装置およびパターンリターダ
は、GB2,286,058、GB1,002,999、GB7,710,784、GB570,9
83、GB489,888、US5,389,698、JP63-0158525およびEP0,
445,629に開示される。
は、GB2,286,058、GB1,002,999、GB7,710,784、GB570,9
83、GB489,888、US5,389,698、JP63-0158525およびEP0,
445,629に開示される。
【０００７】GB936,788は、紫外線照射によって配向さ
れた二色性染料によって製造される偏光装置を開示す
る。
れた二色性染料によって製造される偏光装置を開示す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の均一偏光装置で
は、ＬＣＤの製造工程中の温度を考えると、ＬＣＤ内に
均一偏光装置を使用するのは難しい。
は、ＬＣＤの製造工程中の温度を考えると、ＬＣＤ内に
均一偏光装置を使用するのは難しい。
【０００９】透過光の偏光が空間的に変位する偏光装置
は、３Ｄ立体ディスプレイ等においては理想的とは言え
ない。このようなパターン偏光装置は、そのままでは３
Ｄ立体ディスプレイ等において使用できないからであ
る。
は、３Ｄ立体ディスプレイ等においては理想的とは言え
ない。このようなパターン偏光装置は、そのままでは３
Ｄ立体ディスプレイ等において使用できないからであ
る。
【００１０】またパターニングされていない偏光回転装
置は、偏光選択ができない。
置は、偏光選択ができない。
【００１１】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、耐熱性を有しパターン化されており、かつ空
間的に均一な偏光を有する光学素子、およびその製造方
法、ならびに該光学素子を有する３Ｄディスプレイを提
供することを目的とする。
のであり、耐熱性を有しパターン化されており、かつ空
間的に均一な偏光を有する光学素子、およびその製造方
法、ならびに該光学素子を有する３Ｄディスプレイを提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のパターン偏光回
転光学素子は、厚さｄおよび複屈折率Δｎを有する複屈
折材料を含む層を備え、該層は少なくとも１つの第１の
領域および少なくとも１つの第２の領域を備え、光学ラ
ジエーションの真空内波長をλとすると、該少なくとも
１つの第１の領域および該少なくとも１つの第２の領域
の少なくとも一方がΔｎ×ｄ＞＞φλ/πを満たす固定
ツイスト角φを有するツイスト複屈折材料を備え、該少
なくとも１つの第１の領域は光の偏光を第１の固定角度
だけ回転させ、該少なくとも１つの第２の領域は光の偏
光を該第１の固定角度とは異なる第２の固定角度だけ回
転させ、そのことにより上記目的が達成される。
転光学素子は、厚さｄおよび複屈折率Δｎを有する複屈
折材料を含む層を備え、該層は少なくとも１つの第１の
領域および少なくとも１つの第２の領域を備え、光学ラ
ジエーションの真空内波長をλとすると、該少なくとも
１つの第１の領域および該少なくとも１つの第２の領域
の少なくとも一方がΔｎ×ｄ＞＞φλ/πを満たす固定
ツイスト角φを有するツイスト複屈折材料を備え、該少
なくとも１つの第１の領域は光の偏光を第１の固定角度
だけ回転させ、該少なくとも１つの第２の領域は光の偏
光を該第１の固定角度とは異なる第２の固定角度だけ回
転させ、そのことにより上記目的が達成される。
【００１３】ある実施形態では、前記第２の固定角度は
実質的に零に等しい。
実質的に零に等しい。
【００１４】他の実施形態では、前記第１の固定角度は
実質的に90°に等しい。
実質的に90°に等しい。
【００１５】さらに他の実施形態では、前記第１の固定
角度は＋θ°に等しく、前記第２の固定角度は−θ°に
等しい。
角度は＋θ°に等しく、前記第２の固定角度は−θ°に
等しい。
【００１６】好ましくは、前記複屈折材料は液晶ポリマ
ーである。
ーである。
【００１７】さらに好ましくは、前記液晶ポリマーは異
方性染料を含む。
方性染料を含む。
【００１８】本発明のパターン偏光回転光学素子の製造
方法は、少なくとも１つの第１の領域および少なくとも
１つの第２の領域を有し、厚さｄおよび複屈折率Δｎを
有する複屈折材料を含む層を設ける工程と、光学ラジエ
ーションの真空内波長をλとすると、該少なくとも１つ
の第１の領域および該少なくとも１つの第２の領域の少
なくとも一方の該複屈折材料にΔｎ×ｄ＞＞φλ/πを
満たす固定ツイスト角φを設ける工程とを包含し、該少
なくとも１つの第１の領域は光の偏光を第１の固定角度
だけ回転させ、該少なくとも１つの第２の領域は光の偏
光を該第１の固定角度とは異なる第２の固定角度だけ回
転させ、そのことにより上記目的が達成される。
方法は、少なくとも１つの第１の領域および少なくとも
１つの第２の領域を有し、厚さｄおよび複屈折率Δｎを
有する複屈折材料を含む層を設ける工程と、光学ラジエ
ーションの真空内波長をλとすると、該少なくとも１つ
の第１の領域および該少なくとも１つの第２の領域の少
なくとも一方の該複屈折材料にΔｎ×ｄ＞＞φλ/πを
満たす固定ツイスト角φを設ける工程とを包含し、該少
なくとも１つの第１の領域は光の偏光を第１の固定角度
だけ回転させ、該少なくとも１つの第２の領域は光の偏
光を該第１の固定角度とは異なる第２の固定角度だけ回
転させ、そのことにより上記目的が達成される。
【００１９】ある実施形態では、第１および第２の配向
層の間に前記層を設ける工程をさらに包含し、該層は液
晶を含む。
層の間に前記層を設ける工程をさらに包含し、該層は液
晶を含む。
【００２０】好ましくは、前記第１の配向層は均一の配
向方向を有し、かつ前記第２の配向層は該配向方向とは
空間的に異なる配向方向を有する。
向方向を有し、かつ前記第２の配向層は該配向方向とは
空間的に異なる配向方向を有する。
【００２１】さらに好ましくは、前記液晶の配向を固定
する工程をさらに包含する。
する工程をさらに包含する。
【００２２】他の実施形態では、前記液晶の配向を固定
する前記工程の後に、前記第１および第２の配向層の少
なくとも一方を除去する工程を包含する。
する前記工程の後に、前記第１および第２の配向層の少
なくとも一方を除去する工程を包含する。
【００２３】さらに他の実施形態では、前記第１および
第２の配向層の少なくとも一方は、直線光重合可能な層
である。
第２の配向層の少なくとも一方は、直線光重合可能な層
である。
【００２４】さらに他の実施形態では、前記第１および
第２の配向層の間に前記液晶を配する前記工程の前に、
該第１および第２の配向層の少なくとも一方を直線偏光
された光に露光する。
第２の配向層の間に前記液晶を配する前記工程の前に、
該第１および第２の配向層の少なくとも一方を直線偏光
された光に露光する。
【００２５】さらに他の実施形態では、前記直線偏光さ
れた光は、直線偏光された紫外線である。
れた光は、直線偏光された紫外線である。
【００２６】好ましくは、前記第１および第２の配向層
の少なくとも一方は、直線光重合可能な層であり、前記
液晶の配向を固定する前記工程は露光工程を包含する。
の少なくとも一方は、直線光重合可能な層であり、前記
液晶の配向を固定する前記工程は露光工程を包含する。
【００２７】さらに好ましくは、前記露光工程は、紫外
線に露光する工程を包含する。
線に露光する工程を包含する。
【００２８】さらに他の実施形態では、前記液晶の配向
を固定する前記工程の前に、該液晶を冷却し、該液晶の
配向を凍結する。
を固定する前記工程の前に、該液晶を冷却し、該液晶の
配向を凍結する。
【００２９】さらに他の実施形態では、前記液晶は異方
性染料を含む。
性染料を含む。
【００３０】さらに他の実施形態では、前記液晶は異方
性染料を含み、該液晶の配向を固定する前記工程は、前
記異方性染料の染料分子の方向に実質的に垂直に偏光さ
れた光に露光する工程を包含する。
性染料を含み、該液晶の配向を固定する前記工程は、前
記異方性染料の染料分子の方向に実質的に垂直に偏光さ
れた光に露光する工程を包含する。
【００３１】本発明の他の実施形態では、上記のいずれ
かに記載の方法によって製造されるパターン偏光回転光
学素子が提供される。
かに記載の方法によって製造されるパターン偏光回転光
学素子が提供される。
【００３２】さらに他の実施形態では、上記のいずれか
に記載の光学素子を備えた、３Ｄディスプレイが提供さ
れる。
に記載の光学素子を備えた、３Ｄディスプレイが提供さ
れる。
【００３３】したがって、本発明によれば異なる領域に
おいて偏光の回転角度が異なる偏光マイクロマニピュレ
ータとして使用可能な光学素子が得られる。このような
素子は、ＬＣＤ内に使用可能である。具体的には、ＬＣ
Ｄ製造の際の温度に耐え得る。さらに、このような素子
は充分に薄く、ディスプレイ内に使用することができ
る。これにより、画素(ピクセル)間のクロストーク効果
を低減でき、視誤差も低減できる。このような素子は、
比較的広いバンド幅、例えば可視光のバンド幅全体にわ
たって機能する。さらに、均一、即ち空間的に不変の光
を一方から発し、空間的に変化する偏光を他方から発す
る光学素子を得ることができる。これにより、例えば、
この素子は、異方性光学装置と共にあるいはその装置内
に使用することができる。
おいて偏光の回転角度が異なる偏光マイクロマニピュレ
ータとして使用可能な光学素子が得られる。このような
素子は、ＬＣＤ内に使用可能である。具体的には、ＬＣ
Ｄ製造の際の温度に耐え得る。さらに、このような素子
は充分に薄く、ディスプレイ内に使用することができ
る。これにより、画素(ピクセル)間のクロストーク効果
を低減でき、視誤差も低減できる。このような素子は、
比較的広いバンド幅、例えば可視光のバンド幅全体にわ
たって機能する。さらに、均一、即ち空間的に不変の光
を一方から発し、空間的に変化する偏光を他方から発す
る光学素子を得ることができる。これにより、例えば、
この素子は、異方性光学装置と共にあるいはその装置内
に使用することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００３５】図１に示す光学素子は、液晶ポリマーパタ
ーン偏光回転装置薄膜素子を備える。この素子は、垂直
および水平方向に交互になるように、規則的な交互配列
に配された複数の領域ＡおよびＢ(それぞれ１つのみ図
示)を備える。入射面２および射出面３を有する回転装
置１は、直線偏光された光４の偏光方向、即ちベクター
を回転させる液晶ポリマーから成る。各領域Ａは偏光ベ
クターを角度θだけ回転させ、各領域Ｂは偏光ベクター
を角度Ψだけ回転させる。
ーン偏光回転装置薄膜素子を備える。この素子は、垂直
および水平方向に交互になるように、規則的な交互配列
に配された複数の領域ＡおよびＢ(それぞれ１つのみ図
示)を備える。入射面２および射出面３を有する回転装
置１は、直線偏光された光４の偏光方向、即ちベクター
を回転させる液晶ポリマーから成る。各領域Ａは偏光ベ
クターを角度θだけ回転させ、各領域Ｂは偏光ベクター
を角度Ψだけ回転させる。
【００３６】この素子は、厚さｄ、複屈折率Δｎを有す
る複屈折材料フィルムから成る。偏光ベクターを回転さ
せるこれらの領域はツイスト複屈折構造を有する。ここ
で、合計ツイスト角をφ、入射光学ラジエーションの真
空内波長(即ち最大波長)をλとすると、Δｎ×ｄ＞＞φ
λ/πである。これは、モーガン条件として知られてい
る。このように、モーガン効果によって偏光ベクターが
回転する。この回転は、入射した直線偏光ラジエーショ
ンに対して、比較的広いバンド幅において行わる。ラジ
エーションが材料に侵入する面においては、偏光ベクタ
ーは複屈折材料の光学軸に平行あるいは垂直となる。高
い複屈折率を有する液晶材料等の材料の場合、モーガン
条件を満たすのは非常に容易である。また、液晶は適切
な配向面処理を施すだけでツイスト構造に配向されるた
め、パターン回転装置の製造は下記のように比較的容易
である。
る複屈折材料フィルムから成る。偏光ベクターを回転さ
せるこれらの領域はツイスト複屈折構造を有する。ここ
で、合計ツイスト角をφ、入射光学ラジエーションの真
空内波長(即ち最大波長)をλとすると、Δｎ×ｄ＞＞φ
λ/πである。これは、モーガン条件として知られてい
る。このように、モーガン効果によって偏光ベクターが
回転する。この回転は、入射した直線偏光ラジエーショ
ンに対して、比較的広いバンド幅において行わる。ラジ
エーションが材料に侵入する面においては、偏光ベクタ
ーは複屈折材料の光学軸に平行あるいは垂直となる。高
い複屈折率を有する液晶材料等の材料の場合、モーガン
条件を満たすのは非常に容易である。また、液晶は適切
な配向面処理を施すだけでツイスト構造に配向されるた
め、パターン回転装置の製造は下記のように比較的容易
である。
【００３７】図２に示すパターン回転装置１は図１のも
のとは異なり、各領域Ａは偏光ベクターを角度＋θだけ
回転させ、各Ｂ領域は偏光ベクターを角度−θだけ回転
させる。領域ＡおよびＢの動作が実質的に同じであり、
視角の変化等の好ましくない光学的差異が低減あるいは
回避できる点でこのような構成は有効である。
のとは異なり、各領域Ａは偏光ベクターを角度＋θだけ
回転させ、各Ｂ領域は偏光ベクターを角度−θだけ回転
させる。領域ＡおよびＢの動作が実質的に同じであり、
視角の変化等の好ましくない光学的差異が低減あるいは
回避できる点でこのような構成は有効である。
【００３８】図３に示すパターン回転装置１は図１およ
び図２のものとは異なり、各領域Ａは偏光ベクターを角
度＋90°だけ回転させ、各Ｂ領域は偏光ベクターを角零
回転させる、つまり回転を与えない。このように、本実
施形態における領域Ｂの複屈折材料はツイストされな
い。
び図２のものとは異なり、各領域Ａは偏光ベクターを角
度＋90°だけ回転させ、各Ｂ領域は偏光ベクターを角零
回転させる、つまり回転を与えない。このように、本実
施形態における領域Ｂの複屈折材料はツイストされな
い。
【００３９】図４に示すパターン回転装置の製造方法
は、図１〜図３に示すいずれの回転装置１にも適用され
得るが、ここでは、図３の回転装置を例にとって説明す
る。パターン配向層10は、ガラス基板11上に形成され、
領域12の配向方向は図４平面に垂直であり、領域13の配
向方向は図面平面方向である。回転装置の領域Ａおよび
Ｂとなる領域12および13は、図４の平面に対して垂直お
よび平行方向に領域12および13が交互に配列されるよう
な繰り返しパターン状に配置されている。このパターン
配向層10は、ポリアミドの薄膜層をガラス基板11上でス
ピンし、マスクを介して層10の表面にラビング処理を施
すことにより形成され、これにより、所望の配向方向が
パターニングされる。あるいは、適当なマスクを介して
直線偏光された光を照射したポリマーフィルムとして層
10を形成することも可能である。このような直線光重合
可能な(以下、ＬＰＰ)層は、200nm以下の厚さに形成で
きる上、リソグラフィー技術および直線偏光紫外線を用
いることにより、容易にパターニングできる。例えば、
M. Schadtらの"Surface-induced parallel alignmentof
liquid crystals by linearly polymerised photopoly
mers", Jpn. J. Appl. Phys. 31, 2155, 1992およびJ.
L. Westらの"Polarised UV-exposed polyamide films f
or liquid crystal alignment", SID international sy
mposium digest of technical papers, XXVI, 703, 199
5に開示される技術を用いる。
は、図１〜図３に示すいずれの回転装置１にも適用され
得るが、ここでは、図３の回転装置を例にとって説明す
る。パターン配向層10は、ガラス基板11上に形成され、
領域12の配向方向は図４平面に垂直であり、領域13の配
向方向は図面平面方向である。回転装置の領域Ａおよび
Ｂとなる領域12および13は、図４の平面に対して垂直お
よび平行方向に領域12および13が交互に配列されるよう
な繰り返しパターン状に配置されている。このパターン
配向層10は、ポリアミドの薄膜層をガラス基板11上でス
ピンし、マスクを介して層10の表面にラビング処理を施
すことにより形成され、これにより、所望の配向方向が
パターニングされる。あるいは、適当なマスクを介して
直線偏光された光を照射したポリマーフィルムとして層
10を形成することも可能である。このような直線光重合
可能な(以下、ＬＰＰ)層は、200nm以下の厚さに形成で
きる上、リソグラフィー技術および直線偏光紫外線を用
いることにより、容易にパターニングできる。例えば、
M. Schadtらの"Surface-induced parallel alignmentof
liquid crystals by linearly polymerised photopoly
mers", Jpn. J. Appl. Phys. 31, 2155, 1992およびJ.
L. Westらの"Polarised UV-exposed polyamide films f
or liquid crystal alignment", SID international sy
mposium digest of technical papers, XXVI, 703, 199
5に開示される技術を用いる。
【００４０】他方の基板であるポリマーフィルム14に
は、均一、即ち空間的に不変な配向方向を有し、ラビン
グ処理を施したポリアミド配向層15が設けられる。液晶
ポリマー(以下、ＬＣＰ)16は、所望の相対的な配向方向
となるようにそれぞれ配向された配向層10および15の間
に狭持される。図４に示す構成では、層15の配向方向は
領域13の配向方向と平行である。このようにして、配向
層10および15の間に、必要な液晶ツイスト角が得られ
る。
は、均一、即ち空間的に不変な配向方向を有し、ラビン
グ処理を施したポリアミド配向層15が設けられる。液晶
ポリマー(以下、ＬＣＰ)16は、所望の相対的な配向方向
となるようにそれぞれ配向された配向層10および15の間
に狭持される。図４に示す構成では、層15の配向方向は
領域13の配向方向と平行である。このようにして、配向
層10および15の間に、必要な液晶ツイスト角が得られ
る。
【００４１】１つの均一配向層15が図示されているが、
無論、配向が空間的に変化する第２のパターン配向層を
設けてもよい。
無論、配向が空間的に変化する第２のパターン配向層を
設けてもよい。
【００４２】一度得られたＬＣＰ16の配向は、恒久的に
固定される。例えば、紫外線重合、即ち紫外線クロスリ
ンクによって固定されるＬＣＰの場合、紫外線にさらす
ことによって、この固定が達成される。配向層の一方ま
たは両方にＬＰＰフィルムを用いた場合、液晶配向をガ
ラス状態まで冷却して一時的に凍結する必要がある。こ
れは、液晶配向の固定のために紫外線にさらす際のＬＰ
Ｐの変化が、その配向に影響を与えないようにするため
である。ただし、ＬＰＰの対紫外線感度が、紫外線重合
可能、即ちクロスリンク可能なＬＣＰに比べて充分低い
場合、これは必要ではない。
固定される。例えば、紫外線重合、即ち紫外線クロスリ
ンクによって固定されるＬＣＰの場合、紫外線にさらす
ことによって、この固定が達成される。配向層の一方ま
たは両方にＬＰＰフィルムを用いた場合、液晶配向をガ
ラス状態まで冷却して一時的に凍結する必要がある。こ
れは、液晶配向の固定のために紫外線にさらす際のＬＰ
Ｐの変化が、その配向に影響を与えないようにするため
である。ただし、ＬＰＰの対紫外線感度が、紫外線重合
可能、即ちクロスリンク可能なＬＣＰに比べて充分低い
場合、これは必要ではない。
【００４３】例えば、回転装置をＬＣＤに用いた際の、
隣接ピクセル間のクロストーク等を避けるために、回転
装置の厚さを最小限にするには、ポリマーフィルムおよ
び配向層15を、ＬＣＰ16の配向固定後、除去する。その
結果自由面となったＬＣＰ16の面は、その後の実質的に
通常のＬＣＤ製造工程に適し、ガラス基板11はディスプ
レイの一方の基板となり得る。
隣接ピクセル間のクロストーク等を避けるために、回転
装置の厚さを最小限にするには、ポリマーフィルムおよ
び配向層15を、ＬＣＰ16の配向固定後、除去する。その
結果自由面となったＬＣＰ16の面は、その後の実質的に
通常のＬＣＤ製造工程に適し、ガラス基板11はディスプ
レイの一方の基板となり得る。
【００４４】異方性染料分子を上記偏光回転装置に添加
することにより、複合偏光マイクロマニピュレータが得
られる。このような装置を図５に示す。具体的には、図
５のマイクロマニピュレータ20は、無偏光入射光をパタ
ーン回転およびパターン偏光する点で、図３のものとは
異なる。図５のマイクロマニピュレータ20は、図４に示
す方法において、配向層10および15に狭持される前のＬ
ＣＰ16に異方性染料分子を添加するだけで製造すること
ができる。
することにより、複合偏光マイクロマニピュレータが得
られる。このような装置を図５に示す。具体的には、図
５のマイクロマニピュレータ20は、無偏光入射光をパタ
ーン回転およびパターン偏光する点で、図３のものとは
異なる。図５のマイクロマニピュレータ20は、図４に示
す方法において、配向層10および15に狭持される前のＬ
ＣＰ16に異方性染料分子を添加するだけで製造すること
ができる。
【００４５】各領域ＡおよびＢへ入射する垂直（図面平
面に対して平行）に偏光された光21は吸収される。各領
域Ａへ入射する平行に偏光された光22（図面平面に対し
て垂直）はこの領域を通過し、ＬＣＰのツイストによっ
て決まる角度だけ、例えば図５に示すようにその偏光ベ
クターが90°回転する。各領域Ｂへ入射する平行に偏光
された光23は、偏光ベクターの回転を伴わずに透過す
る。このように、領域ＡおよびＢは、互いに直交する偏
光の光を透過するが、透過した入射光の偏光状態はいず
れの領域においても水平方向である。
面に対して平行）に偏光された光21は吸収される。各領
域Ａへ入射する平行に偏光された光22（図面平面に対し
て垂直）はこの領域を通過し、ＬＣＰのツイストによっ
て決まる角度だけ、例えば図５に示すようにその偏光ベ
クターが90°回転する。各領域Ｂへ入射する平行に偏光
された光23は、偏光ベクターの回転を伴わずに透過す
る。このように、領域ＡおよびＢは、互いに直交する偏
光の光を透過するが、透過した入射光の偏光状態はいず
れの領域においても水平方向である。
【００４６】図６は、図５に示したものと反対の方向か
らマイクロマニピュレータ20を照射した結果を示す。こ
の場合、垂直に偏光された入射光24は各領域Ａを通過す
るが、90°回転した回転ベクターを有する。一方、水平
に偏光された光25は、吸収される。各領域Ｂにおいて
は、垂直に偏光された光26は吸収され、水平に偏光され
た光27は偏光ベクターの回転を伴わずにこの領域を通過
する。したがって、図６に示す方向に光が通過する場
合、互いに直交する方向に偏光された入射光にそれぞれ
対応するマイクロマニピュレータ20からの射出光は、均
一に偏光される。
らマイクロマニピュレータ20を照射した結果を示す。こ
の場合、垂直に偏光された入射光24は各領域Ａを通過す
るが、90°回転した回転ベクターを有する。一方、水平
に偏光された光25は、吸収される。各領域Ｂにおいて
は、垂直に偏光された光26は吸収され、水平に偏光され
た光27は偏光ベクターの回転を伴わずにこの領域を通過
する。したがって、図６に示す方向に光が通過する場
合、互いに直交する方向に偏光された入射光にそれぞれ
対応するマイクロマニピュレータ20からの射出光は、均
一に偏光される。
【００４７】可視光のスペクトラム全体にわたって使用
できるマイクロマニピュレータ20を製造することが可能
である。例えば、黒色染料濃度２％のゲストホスト着色
を施した液晶ジアクリレートモノマーを用いれば、許容
範囲内の偏光消光率が得られる。具体的には、波長550n
m、複屈折率0.2、層の厚さ24.7μmおよびオーダーパラ
メータ0.7の場合、図６に示すマイクロマニピュレータ2
0の領域ＡおよびＢを通過する水平に偏光された光の比
率は、1:959であり、垂直に偏光された光の比率は、56
9:1である。互いに直交する偏光から一致した透過光を
得るために、図２に示すパターン構造に染料が添加され
る。具体的には、上記例において回転角度θが±45°の
場合、入射偏光の垂直・水平を問わず、互いに直交する
偏光の出現比率は872:1である。
できるマイクロマニピュレータ20を製造することが可能
である。例えば、黒色染料濃度２％のゲストホスト着色
を施した液晶ジアクリレートモノマーを用いれば、許容
範囲内の偏光消光率が得られる。具体的には、波長550n
m、複屈折率0.2、層の厚さ24.7μmおよびオーダーパラ
メータ0.7の場合、図６に示すマイクロマニピュレータ2
0の領域ＡおよびＢを通過する水平に偏光された光の比
率は、1:959であり、垂直に偏光された光の比率は、56
9:1である。互いに直交する偏光から一致した透過光を
得るために、図２に示すパターン構造に染料が添加され
る。具体的には、上記例において回転角度θが±45°の
場合、入射偏光の垂直・水平を問わず、互いに直交する
偏光の出現比率は872:1である。
【００４８】マイクロマニピュレータ20は、本質的に、
図４に示すパターン回転装置１と同じ方法で製造され得
る。但し、ＬＣＰを硬化するための紫外線が染料分子に
よって吸収されるのを防ぐために、紫外線を染料分子の
吸収方向と直交する方向に直線偏光する。例えば、図４
においては、水平方向に偏光する(偏光ベクターは図面
平面に垂直)。これは、均一配向層15(存在する場合)を
介して照射を行うことにより非常に容易に達成される。
モーガン効果による紫外線の誘導により、ＬＣＰ全体が
確実に固定される。
図４に示すパターン回転装置１と同じ方法で製造され得
る。但し、ＬＣＰを硬化するための紫外線が染料分子に
よって吸収されるのを防ぐために、紫外線を染料分子の
吸収方向と直交する方向に直線偏光する。例えば、図４
においては、水平方向に偏光する(偏光ベクターは図面
平面に垂直)。これは、均一配向層15(存在する場合)を
介して照射を行うことにより非常に容易に達成される。
モーガン効果による紫外線の誘導により、ＬＣＰ全体が
確実に固定される。
【００４９】マイクロマニピュレータ20をＬＣＤ内に用
いる場合、染料分子は、本来、紫外線固定によりＬＣＰ
マトリクスに固定されるものの、ＬＣＤ染色カラーフィ
ルターに用いられるものと同様の拡散バリアが必要とな
る。
いる場合、染料分子は、本来、紫外線固定によりＬＣＰ
マトリクスに固定されるものの、ＬＣＤ染色カラーフィ
ルターに用いられるものと同様の拡散バリアが必要とな
る。
【００５０】異方性装置を伴って透過型３Ｄ立体ディス
プレイを形成している、図５のマイクロマニピュレータ
20の動作を図７に示す。マイクロマニピュレータ20は、
ガラス基板11を含んで、ディスプレイの片面を形成す
る。さらに、このディスプレイは、入射直線偏光装置3
0、他方のガラス基板31および液晶層32を備える。液晶
層32は適切な配向層および電極配線(図示せず)を有す
る。この電極配線は、層32がマイクロマニピュレータ20
の領域に整合されたピクセルとなるように配列される。
マイクロマニピュレータ20の領域Ａに整合された液晶層
32のピクセルは、立体映像対の内、左目用イメージを表
示し、領域Ｂに整合されたピクセルは右目用イメージを
表示する。
プレイを形成している、図５のマイクロマニピュレータ
20の動作を図７に示す。マイクロマニピュレータ20は、
ガラス基板11を含んで、ディスプレイの片面を形成す
る。さらに、このディスプレイは、入射直線偏光装置3
0、他方のガラス基板31および液晶層32を備える。液晶
層32は適切な配向層および電極配線(図示せず)を有す
る。この電極配線は、層32がマイクロマニピュレータ20
の領域に整合されたピクセルとなるように配列される。
マイクロマニピュレータ20の領域Ａに整合された液晶層
32のピクセルは、立体映像対の内、左目用イメージを表
示し、領域Ｂに整合されたピクセルは右目用イメージを
表示する。
【００５１】使用の際、無偏光バックライト光源は、直
線偏光装置30を介してディスプレイを照射する。液晶層
32のピクセルにより、透過光が変調される。マイクロマ
ニピュレータ20の領域Ａにおいては、層32からの射出光
の偏光は回転し、図７平面方向に偏光される。一方、領
域Ｂでは回転が起こらず、通過光の偏光ベクターは、図
７平面に垂直となる。
線偏光装置30を介してディスプレイを照射する。液晶層
32のピクセルにより、透過光が変調される。マイクロマ
ニピュレータ20の領域Ａにおいては、層32からの射出光
の偏光は回転し、図７平面方向に偏光される。一方、領
域Ｂでは回転が起こらず、通過光の偏光ベクターは、図
７平面に垂直となる。
【００５２】観察者は、左目34の前に直線偏光装置33、
右目36の前に直線偏光装置35を備えた検光眼鏡をかけ
る。直線偏光装置33および35は、互いに直交する偏光方
向を有する。これにより、偏光装置33は図７平面方向に
偏光された領域Ａからの光を透過し、その直交方向に偏
光された領域Ｂからの光を遮断する。一方、偏光装置35
は図７平面に垂直に偏光された領域Ｂからの光は透過す
るが、領域Ａからの光は実質的に遮断する。したがっ
て、観察者の左右の目34および36には、それぞれ左目用
および右目用イメージが見えるが、右目用および左目用
イメージからの光は、それぞれ、偏光装置33および35に
よって減衰し、感知不可能となる。
右目36の前に直線偏光装置35を備えた検光眼鏡をかけ
る。直線偏光装置33および35は、互いに直交する偏光方
向を有する。これにより、偏光装置33は図７平面方向に
偏光された領域Ａからの光を透過し、その直交方向に偏
光された領域Ｂからの光を遮断する。一方、偏光装置35
は図７平面に垂直に偏光された領域Ｂからの光は透過す
るが、領域Ａからの光は実質的に遮断する。したがっ
て、観察者の左右の目34および36には、それぞれ左目用
および右目用イメージが見えるが、右目用および左目用
イメージからの光は、それぞれ、偏光装置33および35に
よって減衰し、感知不可能となる。
【００５３】図８に示す３Ｄ立体ディスプレイは図７に
示すものとは異なり、無偏光の周囲光を利用する反射モ
ードで作動する。鏡38は直線偏光装置30の後方に配置さ
れ、マイクロマニピュレータ20は図６に示す方向に配置
される。
示すものとは異なり、無偏光の周囲光を利用する反射モ
ードで作動する。鏡38は直線偏光装置30の後方に配置さ
れ、マイクロマニピュレータ20は図６に示す方向に配置
される。
【００５４】領域Ａにおいては、図面平面に垂直に偏光
された光は遮断され、図面平面に平行に偏光された光は
回転する。領域Ｂにおいては、図面平面方向に偏光され
た光が遮断され、図面平面に垂直に偏光された光は透過
する。したがって、マイクロマニピュレータ20から液晶
層32に侵入する光は均一に図面平面に垂直に偏光され
る。
された光は遮断され、図面平面に平行に偏光された光は
回転する。領域Ｂにおいては、図面平面方向に偏光され
た光が遮断され、図面平面に垂直に偏光された光は透過
する。したがって、マイクロマニピュレータ20から液晶
層32に侵入する光は均一に図面平面に垂直に偏光され
る。
【００５５】層32の隣接ピクセルが第１の状態にある場
合、層32を通過する光は90°回転し、直線偏光装置30を
通過し、鏡38で反射した後、偏光装置30および層32を、
偏光ベクターの回転を伴って再度通過する。したがっ
て、これらのピクセルは明るく見える。ピクセルがもう
一方の状態にある場合、光は偏光ベクターの回転を伴わ
ずに透過する。このような光は、直線偏光装置30により
吸収される。領域Ａにおいては、偏光ベクターは90°回
転し、領域Ｂにおいては、偏光ベクターの回転を伴わず
に光が透過する。したがって、領域Ａからの光は偏光さ
れ、直線偏光装置35を通過して観察者の右目36に届く
が、その直交方向に偏光された領域Ｂからの光は、偏光
装置35により遮断される。同様に、領域Ｂからの光は偏
光装置33を通過して観察者の左目34に届くが、直交方向
に偏光された領域Ａからの光は、偏光装置33により遮断
される。
合、層32を通過する光は90°回転し、直線偏光装置30を
通過し、鏡38で反射した後、偏光装置30および層32を、
偏光ベクターの回転を伴って再度通過する。したがっ
て、これらのピクセルは明るく見える。ピクセルがもう
一方の状態にある場合、光は偏光ベクターの回転を伴わ
ずに透過する。このような光は、直線偏光装置30により
吸収される。領域Ａにおいては、偏光ベクターは90°回
転し、領域Ｂにおいては、偏光ベクターの回転を伴わず
に光が透過する。したがって、領域Ａからの光は偏光さ
れ、直線偏光装置35を通過して観察者の右目36に届く
が、その直交方向に偏光された領域Ｂからの光は、偏光
装置35により遮断される。同様に、領域Ｂからの光は偏
光装置33を通過して観察者の左目34に届くが、直交方向
に偏光された領域Ａからの光は、偏光装置33により遮断
される。
【００５６】図９は、EP0721132に開示されたタイプの
透過型３Ｄ自動立体ディスプレイを示す。図９のディス
プレイは、ガラス基板11、マイクロマニピュレータ20、
液晶層32、ガラス基板31および、直線偏光装置30を備
え、図７と同様の構成であるが、光がこの構成を通過す
る方向は反対である。光源40および41はそれぞれ直線偏
光装置42および43の後方に配置され、互いに直交する偏
光方向を有する。レンズ44は、光源40および41からの光
を、ディスプレイ構造を介して、それぞれ左目34および
右目36用のビュー窓に写す。マイクロマニピュレータ20
の領域Ａは光源40および直線偏光装置42からの光を透過
するが、光源41および直線偏光装置43からの光を実質的
に遮断する。逆に、マイクロマニピュレータ20の領域Ｂ
は光源41および直線偏光装置43からの光を透過するが、
光源40および直線偏光装置42からの光を遮断する。領域
Ａにおいては、光源40および直線偏光装置42からの光の
偏光ベクターは回転するので、液晶層32に侵入する光は
一定の偏光ベクターを有する。マイクロマニピュレータ
20の領域Ａに隣接するピクセルは左目用イメージを表示
する。一方、領域Ｂは右目用イメージを表示する。観察
者の目34および36が、それぞれ左・右のビュー窓に位置
する場合、観察者は、図７および図８に示した、直線偏
光装置33および35を備えた偏光眼鏡等の視覚補助器具を
装着せずとも３Ｄイメージを見ることができる。
透過型３Ｄ自動立体ディスプレイを示す。図９のディス
プレイは、ガラス基板11、マイクロマニピュレータ20、
液晶層32、ガラス基板31および、直線偏光装置30を備
え、図７と同様の構成であるが、光がこの構成を通過す
る方向は反対である。光源40および41はそれぞれ直線偏
光装置42および43の後方に配置され、互いに直交する偏
光方向を有する。レンズ44は、光源40および41からの光
を、ディスプレイ構造を介して、それぞれ左目34および
右目36用のビュー窓に写す。マイクロマニピュレータ20
の領域Ａは光源40および直線偏光装置42からの光を透過
するが、光源41および直線偏光装置43からの光を実質的
に遮断する。逆に、マイクロマニピュレータ20の領域Ｂ
は光源41および直線偏光装置43からの光を透過するが、
光源40および直線偏光装置42からの光を遮断する。領域
Ａにおいては、光源40および直線偏光装置42からの光の
偏光ベクターは回転するので、液晶層32に侵入する光は
一定の偏光ベクターを有する。マイクロマニピュレータ
20の領域Ａに隣接するピクセルは左目用イメージを表示
する。一方、領域Ｂは右目用イメージを表示する。観察
者の目34および36が、それぞれ左・右のビュー窓に位置
する場合、観察者は、図７および図８に示した、直線偏
光装置33および35を備えた偏光眼鏡等の視覚補助器具を
装着せずとも３Ｄイメージを見ることができる。
【００５７】添付の図面に示した素子の領域ＡおよびＢ
は、同じ大きさおよび形状で規則正しいパターンに配列
されるが、他のいかなる所望の配列とすることも可能で
ある。このように、用途に応じて、領域ＡおよびＢは異
なる形状および大きさであってもよく、いかなる所望の
パターンとしてもよい。
は、同じ大きさおよび形状で規則正しいパターンに配列
されるが、他のいかなる所望の配列とすることも可能で
ある。このように、用途に応じて、領域ＡおよびＢは異
なる形状および大きさであってもよく、いかなる所望の
パターンとしてもよい。
【００５８】偏光機能を備えていない、図１および図３
に示したタイプの光学素子の場合、ＬＣＰディレクタに
対して平行もしくは垂直の偏光ベクターで入射光を偏光
する必要がある。このような場合、素子は純粋な広バン
ド幅用回転装置として機能する。ＬＣＰディレクタに対
して、偏光ベクターを他の方向に配向した場合、素子は
遅延効果を表示し、広光学バンド幅回転の利点を完全に
得ることができない。
に示したタイプの光学素子の場合、ＬＣＰディレクタに
対して平行もしくは垂直の偏光ベクターで入射光を偏光
する必要がある。このような場合、素子は純粋な広バン
ド幅用回転装置として機能する。ＬＣＰディレクタに対
して、偏光ベクターを他の方向に配向した場合、素子は
遅延効果を表示し、広光学バンド幅回転の利点を完全に
得ることができない。
【００５９】
【発明の効果】このように本発明によれば、照射光の偏
光状態に依る機能性を有する異方性光学装置と共に使用
できる光学素子が得られる。さらに光の偏光状態をマイ
クロ操作できる薄膜光学素子の使用により、異方性装置
の用途を改善もしくは拡大することができ、特に３Ｄデ
ィスプレイの設計の自由度を増大する。
光状態に依る機能性を有する異方性光学装置と共に使用
できる光学素子が得られる。さらに光の偏光状態をマイ
クロ操作できる薄膜光学素子の使用により、異方性装置
の用途を改善もしくは拡大することができ、特に３Ｄデ
ィスプレイの設計の自由度を増大する。
【図１】本発明の第１の実施形態による光学素子を示す
概略図。
概略図。
【図２】本発明の第２の実施形態による光学素子を示す
概略図。
概略図。
【図３】本発明の第３の実施形態による光学素子を示す
概略図。
概略図。
【図４】図３に示すタイプの光学素子の製造方法を示す
概略断面図。
概略断面図。
【図５】本発明の第４の実施形態による光学素子を示す
概略図。
概略図。
【図６】図５の光学素子の代替動作モードを示す概略
図。
図。
【図７】図５に示すタイプの光学素子を用いた透過型３
Ｄ立体ディスプレイを示す図。
Ｄ立体ディスプレイを示す図。
【図８】図６に示す動作モードの、図５に示すタイプの
光学素子を用いた反射型３Ｄ立体ディスプレイを示す
図。
光学素子を用いた反射型３Ｄ立体ディスプレイを示す
図。
【図９】図６に示すモードの光学素子を用いた３Ｄ自動
立体ディスプレイを示す図。
立体ディスプレイを示す図。
１ パターン回転装置 ２ 入射面 ３ 射出面 １０ パターン配向層 １１ ガラス基板 １４ ポリマーフィルム １５ ポリアミド配向層 １６ 液晶ポリマー ２０ マイクロマニピュレータ ３０ 直線偏光装置 ３１ ガラス基板 ３２ 液晶層 ３３ 直線偏光装置 ３５ 直線偏光装置 ３８ 鏡 ４０ 光源 ４１ 光源 ４２ 直線偏光装置 ４３ 直線偏光装置 ４４ レンズ
Claims (21)
- 【請求項１】 厚さｄおよび複屈折率Δｎを有する複屈
折材料を含む層を備えたパターン偏光回転光学素子であ
って、 該層は少なくとも１つの第１の領域および少なくとも１
つの第２の領域を備え、 光学ラジエーションの真空内波長をλとすると、該少な
くとも１つの第１の領域および該少なくとも１つの第２
の領域の少なくとも一方がΔｎ×ｄ＞＞φλ/πを満た
す固定ツイスト角φを有するツイスト複屈折材料を備
え、 該少なくとも１つの第１の領域は光の偏光を第１の固定
角度だけ回転させ、 該少なくとも１つの第２の領域は光の偏光を該第１の固
定角度とは異なる第２の固定角度だけ回転させる、パタ
ーン偏光回転光学素子。 - 【請求項２】 前記第２の固定角度は実質的に零に等し
い、請求項１に記載のパターン偏光回転光学素子。 - 【請求項３】 前記第１の固定角度は実質的に90°に等
しい、請求項１および２のいずれかに記載のパターン偏
光回転光学素子。 - 【請求項４】 前記第１の固定角度は＋θ°に等しく、
前記第２の固定角度は−θ°に等しい、請求項１に記載
のパターン偏光回転光学素子。 - 【請求項５】 前記複屈折材料は液晶ポリマーである、
請求項１から４のいずれかに記載のパターン偏光回転光
学素子。 - 【請求項６】 前記液晶ポリマーは異方性染料を含む、
請求項５に記載のパターン偏光回転光学素子。 - 【請求項７】 少なくとも１つの第１の領域および少な
くとも１つの第２の領域を有する層であって、厚さｄお
よび複屈折率Δｎを有する複屈折材料を含む層を設ける
工程と、 光学ラジエーションの真空内波長をλとすると、該少な
くとも１つの第１の領域および該少なくとも１つの第２
の領域の少なくとも一方の該複屈折材料にΔｎ×ｄ＞＞
φλ/πを満たす固定ツイスト角φを設ける工程と、を
包含するパターン偏光回転光学素子の製造方法であっ
て、 該少なくとも１つの第１の領域は光の偏光を第１の固定
角度だけ回転させ、 該少なくとも１つの第２の領域は光の偏光を該第１の固
定角度とは異なる第２の固定角度だけ回転させる、パタ
ーン偏光回転光学素子の製造方法。 - 【請求項８】 第１および第２の配向層の間に前記層を
設ける工程をさらに包含し、該層は液晶を含む、請求項
７に記載のパターン偏光回転光学素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記第１の配向層は均一の配向方向を有
し、かつ前記第２の配向層は該配向方向とは空間的に異
なる配向方向を有する、請求項８に記載のパターン偏光
回転光学素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記液晶の配向を固定する工程をさら
に包含する、請求項８および９のいずれかに記載のパタ
ーン偏光回転光学素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記液晶の配向を固定する前記工程の
後に、前記第１および第２の配向層の少なくとも一方を
除去する工程を包含する、請求項１０に記載のパターン
偏光回転光学素子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記第１および第２の配向層の少なく
とも一方は、直線光重合可能な層である、請求項８から
９および１１のいずれかに記載のパターン偏光回転光学
素子の製造方法。 - 【請求項１３】 前記第１および第２の配向層の間に前
記液晶を配する前記工程の前に、該第１および第２の配
向層の少なくとも一方を直線偏光された光に露光する、
請求項１２に記載のパターン偏光回転光学素子の製造方
法。 - 【請求項１４】 前記直線偏光された光は、直線偏光さ
れた紫外線である、請求項１３に記載のパターン偏光回
転光学素子の製造方法。 - 【請求項１５】 前記第１および第２の配向層の少なく
とも一方は、直線光重合可能な層であり、前記液晶の配
向を固定する前記工程は露光工程を包含する、請求項１
０に記載のパターン偏光回転光学素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記露光工程は、紫外線に露光する工
程を包含する、請求項１５に記載のパターン偏光回転光
学素子の製造方法。 - 【請求項１７】 前記液晶の配向を固定する前記工程の
前に、該液晶を冷却し、該液晶の配向を凍結する、請求
項１４または１５に記載のパターン偏光回転光学素子の
製造方法。 - 【請求項１８】 前記液晶は異方性染料を含む、請求項
８から１７のいずれかに記載のパターン偏光回転光学素
子の製造方法。 - 【請求項１９】 前記液晶は異方性染料を含み、該液晶
の配向を固定する前記工程は、前記異方性染料の染料分
子の方向に実質的に垂直に偏光された光に露光する工程
を包含する、請求項１５または１６に記載のパターン偏
光回転光学素子の製造方法。 - 【請求項２０】 請求項７から１９のいずれかに記載の
方法によって製造されるパターン偏光回転光学素子。 - 【請求項２１】 請求項１から６および２０のいずれか
に記載の光学素子を備えた、３Ｄディスプレイ。
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