特開 2025-27495 画像表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025027495

(43)【公開日】2025-02-28

(54)【発明の名称】画像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20250220BHJP

   G02B 27/02 20060101ALI20250220BHJP

   G02B 27/28 20060101ALI20250220BHJP

   H10K 50/86 20230101ALI20250220BHJP

   H10K 59/10 20230101ALI20250220BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20250220BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20250220BHJP

   G02B 17/00 20060101ALN20250220BHJP

【ＦＩ】

G09F9/00 313

G02B27/02 Z

G02B27/28 Z

H10K50/86

H10K59/10

G02B5/30

G09F9/30 365

G02B17/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023132250

(22)【出願日】2023-08-15

(71)【出願人】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100152984

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 秀明

(74)【代理人】

【識別番号】100148080

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 史生

(72)【発明者】

【氏名】加茂 誠

【テーマコード（参考）】

2H087

2H149

2H199

3K107

5C094

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H087KA00

2H087LA12

2H087TA04

2H149AA13

2H149AA17

2H149AA18

2H149AB03

2H149BA02

2H149BA04

2H149BA05

2H149BA12

2H149BA23

2H149BA24

2H149DA04

2H149DA12

2H149EA02

2H149FA24W

2H149FA27W

2H149FA34W

2H149FA40W

2H149FA51W

2H149FA52W

2H149FA56W

2H149FA58W

2H199AB12

2H199AB42

2H199AB43

2H199AB47

2H199AB52

2H199CA23

2H199CA24

2H199CA25

2H199CA26

2H199CA27

2H199CA46

2H199CA63

2H199CA65

3K107AA01

3K107BB01

3K107CC03

3K107CC32

3K107EE26

5C094AA10

5C094BA23

5C094BA27

5C094BA31

5C094BA34

5C094ED11

5C094ED14

5C094FA01

5C094FA02

5G435AA03

5G435BB02

5G435BB04

5G435BB05

5G435BB06

5G435BB12

5G435FF03

5G435FF05

(57)【要約】

【課題】光利用効率が高い画像表示装置を提供する。
【解決手段】ディスプレイと第１反射偏光子と第２反射偏光子とを有し、第１および第２反射偏光子は、第１偏光を透過し第２偏光を反射する第１領域と、第２偏光を透過し第１偏光を反射する第２領域とを有し、光軸を通る線で第１領域と第２領域とに分割されており、第１領域と第２領域の形状は光軸に対して点対称であり、ディスプレイは、光軸を通る線で第１偏光を出射する第１表示領域と第２偏光を出射する第２表示領域とに分割されており、第１表示領域と第２表示領域の形状は光軸に対して点対称であり、第１反射偏光子の焦点は、第２反射偏光子に対して第１反射偏光子の逆側に位置し、第２反射偏光子の焦点は、第１反射偏光子と第２反射偏光子との間に位置し、光軸方向から見た際に、ディスプレイの第１表示領域と第１反射偏光子の第１領域と第２反射偏光子の第２領域とが重複している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスプレイと、第１反射偏光子と、第２反射偏光子と、をこの順に有し、
前記第１反射偏光子と、前記第２反射偏光子とは、前記第１反射偏光子の光軸と、前記第２反射偏光子の光軸とが一致するように配置され、
前記第１反射偏光子は、第１偏光を透過し、前記第１偏光と直交する第２偏光を反射する第１領域と、前記第２偏光を透過し、前記第１偏光を反射する第２領域と、を有し、
前記第１反射偏光子は、前記第１反射偏光子の光軸を通る線で、前記第１領域と、前記第２領域とに分割されており、前記第１領域の形状と、前記第２領域の形状とは、前記第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
前記第２反射偏光子は、前記第１偏光を透過し、前記第２偏光を反射する第１領域と、前記第２偏光を透過し、前記第１偏光を反射する第２領域と、を有し、
前記第２反射偏光子は、前記第１反射偏光子の光軸を通る線で、前記第１領域と、前記第２領域とに分割されており、前記第１領域の形状と前記第２領域の形状とは前記第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
前記ディスプレイは、前記第１反射偏光子の光軸を通る線で、前記第１偏光を出射する第１表示領域と、前記第２偏光を出射する第２表示領域とに分割されており、前記第１表示領域の形状と前記第２表示領域の形状とは前記第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
前記第１反射偏光子の焦点は、前記第２反射偏光子に対して前記第１反射偏光子の逆側に位置し、
前記第２反射偏光子の焦点は、前記第１反射偏光子と前記第２反射偏光子との間に位置し、
前記第１反射偏光子の光軸方向から見た際に、前記ディスプレイの前記第１表示領域と前記第１反射偏光子の前記第１領域と前記第２反射偏光子の前記第２領域とが重複している、画像表示装置。

【請求項2】

前記第１反射偏光子、および、前記第２反射偏光子が、反射型円偏光子である、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項3】

前記ディスプレイは、画像表示素子と、直線偏光子と、パターン位相差層とをこの順に有し、
前記パターン位相差層が、λ／４板であり、
前記パターン位相差層のパターンが、前記第１表示領域および前記第２表示領域に対応している、請求項２に記載の画像表示装置。

【請求項4】

前記画像表示素子が自発光型表示素子であり、
前記直線偏光子が、反射型直線偏光子である、請求項３に記載の画像表示装置。

【請求項5】

前記ディスプレイは、画像表示素子と、パターン円偏光板とをこの順に有し、
前記パターン円偏光板のパターンが、前記第１表示領域および前記第２表示領域に対応している、請求項２に記載の画像表示装置。

【請求項6】

前記画像表示素子が自発光型表示素子であり、
前記パターン円偏光板が、反射型円偏光子である、請求項５に記載の画像表示装置。

【請求項7】

前記第１反射偏光子および前記第２反射偏光子が、反射型直線偏光子である、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項8】

前記ディスプレイは、画像表示素子と、パターン直線偏光板とをこの順に有し、
前記パターン直線偏光板のパターンが、前記第１表示領域および前記第２表示領域に対応している、請求項７に記載の画像表示装置。

【請求項9】

前記画像表示素子が自発光型表示素子であり、
前記パターン直線偏光板が、反射型直線偏光子である、請求項８に記載の画像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

実際に見ている光景に、仮想の映像および各種の情報等を重ねて表示する、ＡＲ（Augmented Reality（拡張現実））グラス、ＶＲ（Virtual reality（仮想現実））グラス、ＭＲ（Mixed reality（複合現実））グラスなどのヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ（Head Mounted Display））等の仮想現実表示装置は、専用のヘッドセットを頭部に装着し、レンズを通して表示される映像を視認することによって、仮想世界に入り込んだような臨場感を得ることができる画像表示装置である。

【0003】

仮想現実表示装置として、ディスプレイと、２つの部分反射素子と、を有し、ディスプレイから出射された光線を２つの部分反射素子の間で往復させることによってヘッドセット全体の厚みを薄くする、パンケーキレンズ、あるいは、折り返し光学系などと呼ばれる光学ユニットを有する画像表示装置が提案されている。

【0004】

例えば、特許文献１には、入射光を偏光させて第１の円偏光状態の光にするように構成された第１の偏光子と、第２の偏光子であって、第２の円偏光状態の光を透過させ、第１の円偏光状態の光を反射させるように構成された、第２の偏光子であって、第２の偏光子によって反射された光は、第１の円偏光状態にある、第２の偏光子と、第１の偏光子と第２の偏光子との間に配置された部分反射器であって、第１の偏光子からの光を透過させ、第２の偏光子からの光を反射させるように構成され、部分反射器によって反射された光と第２の偏光子からの光とは異なる偏光状態を有する、部分反射器と、を備える、光学装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－５３２３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のような従来の折り返し光学系を有する画像表示装置では、部分反射器（ハーフミラー）は、ディスプレイから出射された光の一部を透過し、透過した光が反射型偏光子によって反射されて、部分反射器（ハーフミラー）で再度反射されるとともに、偏光方向が反射型偏光子を透過する偏光に変換されて、反射型偏光子を透過し、画像表示装置から出射される。

【0007】

このように、従来の画像表示装置では、光の偏光状態を反射型偏光子で反射される偏光から透過する偏光に変換するために、いわゆるハーフミラーを用いる必要があるが、光はハーフミラーを２回通過（透過および反射）する必要があり、その際、それぞれ光量が約半分になってしまうため、ディスプレイが出射した画像光の光量に対する光の利用効率が約２５％と低くなってしまうという問題があった。

【0008】

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、光利用効率が高い画像表示装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
［１］ ディスプレイと、第１反射偏光子と、第２反射偏光子と、をこの順に有し、
第１反射偏光子と、第２反射偏光子とは、第１反射偏光子の光軸と、第２反射偏光子の光軸とが一致するように配置され、
第１反射偏光子は、第１偏光を透過し、第１偏光と直交する第２偏光を反射する第１領域と、第２偏光を透過し、第１偏光を反射する第２領域と、を有し、
第１反射偏光子は、第１反射偏光子の光軸を通る線で、第１領域と、第２領域とに分割されており、第１領域の形状と、第２領域の形状とは、第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
第２反射偏光子は、第１偏光を透過し、第２偏光を反射する第１領域と、第２偏光を透過し、第１偏光を反射する第２領域と、を有し、
第２反射偏光子は、第１反射偏光子の光軸を通る線で、第１領域と、第２領域とに分割されており、第１領域の形状と第２領域の形状とは第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
ディスプレイは、第１反射偏光子の光軸を通る線で、第１偏光を出射する第１表示領域と、第２偏光を出射する第２表示領域とに分割されており、第１表示領域の形状と第２表示領域の形状とは第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
第１反射偏光子の焦点は、第２反射偏光子に対して第１反射偏光子の逆側に位置し、
第２反射偏光子の焦点は、第１反射偏光子と第２反射偏光子との間に位置し、
第１反射偏光子の光軸方向から見た際に、ディスプレイの第１表示領域と第１反射偏光子の第１領域と第２反射偏光子の第２領域とが重複している、画像表示装置。
［２］ 第１反射偏光子、および、第２反射偏光子が、反射型円偏光子である、［１］に記載の画像表示装置。
［３］ ディスプレイは、画像表示素子と、直線偏光子と、パターン位相差層とをこの順に有し、
パターン位相差層が、λ／４板であり、
パターン位相差層のパターンが、第１表示領域および第２表示領域に対応している、［２］に記載の画像表示装置。
［４］ 画像表示素子が自発光型表示素子であり、
直線偏光子が、反射型直線偏光子である、［３］に記載の画像表示装置。
［５］ ディスプレイは、画像表示素子と、パターン円偏光板とをこの順に有し、
パターン円偏光板のパターンが、第１表示領域および第２表示領域に対応している、［２］に記載の画像表示装置。
［６］ 画像表示素子が自発光型表示素子であり、
パターン円偏光板が、反射型円偏光子である、［５］に記載の画像表示装置。
［７］ 第１反射偏光子および第２反射偏光子が、反射型直線偏光子である、［１］に記載の画像表示装置。
［８］ ディスプレイは、画像表示素子と、パターン直線偏光板とをこの順に有し、
パターン直線偏光板のパターンが、第１表示領域および第２表示領域に対応している、［７］に記載の画像表示装置。
［９］ 画像表示素子が自発光型表示素子であり、
パターン直線偏光板が、反射型直線偏光子である、［８］に記載の画像表示装置。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、光利用効率が高い画像表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の画像表示装置の一例を概念的に示す図である。

【図2】図１に示す画像表示装置が有するパターン位相差層を概念的に示す図である。

【図3】図１に示す画像表示装置が有する第１反射偏光子を概念的に示す図である。

【図4】図１に示す画像表示装置が有する第２反射偏光子を概念的に示す図である。

【図5】本発明の画像表示装置の他の一例を概念的に示す図である。

【図6】図５に示す画像表示装置が有するパターン円偏光板を概念的に示す図である。

【図7】本発明の画像表示装置の他の一例を概念的に示す図である。

【図8】図７に示す画像表示装置が有するパターン直線偏光子を概念的に示す図である。

【図9】図７に示す画像表示装置が有する第１反射偏光子を概念的に示す図である。

【図10】図７に示す画像表示装置が有する第２反射偏光子を概念的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の画像表示装置について、添付の図面に示される好適実施形態を基に詳細に説明する。

【0013】

以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。

【0014】

また、以下に示す図は、いずれも、本発明を説明するための概念的な図である。従って、各図において、各部材の形状、大きさ、厚さ、および、間隔などの位置関係等は、必ずしも現実の物とは一致しない。

【0015】

本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。

【0016】

本明細書において、例えば、「４５°」、「平行」、「垂直」あるいは「直交」等の角度は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が５度未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との差異は、３度未満であることが好ましく、１度未満であることがより好ましい。

【0017】

本明細書において、「同じ」、「一致」等の用語は、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。

【0018】

本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。

【0019】

本明細書において、可視光は、電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、３８０～７８０ｎｍの波長域の光を示す。非可視光は、３８０ｎｍ未満の波長域および７８０ｎｍを超える波長域の光である。

【0020】

［画像表示装置］
本発明の画像表示装置は、
ディスプレイと、第１反射偏光子と、第２反射偏光子と、をこの順に有し、
第１反射偏光子と、第２反射偏光子とは、第１反射偏光子の光軸と、第２反射偏光子の光軸とが一致するように配置され、
第１反射偏光子は、第１偏光を透過し、第１偏光と直交する第２偏光を反射する第１領域と、第２偏光を透過し、第１偏光を反射する第２領域と、を有し、
第１反射偏光子は、第１反射偏光子の光軸を通る線で、第１領域と、第２領域とに分割されており、第１領域の形状と、第２領域の形状とは、第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
第２反射偏光子は、第１偏光を透過し、第２偏光を反射する第１領域と、第２偏光を透過し、第１偏光を反射する第２領域と、を有し、
第２反射偏光子は、第１反射偏光子の光軸を通る線で、第１領域と、第２領域とに分割されており、第１領域の形状と第２領域の形状とは第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
ディスプレイは、第１反射偏光子の光軸を通る線で、第１偏光を出射する第１表示領域と、第２偏光を出射する第２表示領域とに分割されており、第１表示領域の形状と第２表示領域の形状とは第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
第１反射偏光子の焦点は、第２反射偏光子に対して第１反射偏光子の逆側に位置し、
第２反射偏光子の焦点は、第１反射偏光子と第２反射偏光子との間に位置し、
第１反射偏光子の光軸方向から見た際に、ディスプレイの第１表示領域と第１反射偏光子の第１領域と第２反射偏光子の第２領域とが重複している、画像表示装置である。

【0021】

図１に、本発明の画像表示装置の一例を概念的に示す。

【0022】

図１に示す画像表示装置（仮想現実表示装置）２００ａは、ディスプレイ２０１ａと、第１反射偏光子２１１と、第２反射偏光子２１３と、をこの順に有する。

【0023】

＜ディスプレイ＞
ディスプレイは、第１反射偏光子の光軸を通る線で、第１偏光を出射する第１表示領域と、第２偏光を出射する第２表示領域とに分割されており、第１表示領域の形状と第２表示領域の形状とは第１反射偏光子の光軸に対して点対称である。

【0024】

図１に示す例では、ディスプレイ２０１ａは、画像表示素子２０２と、直線偏光子２０６と、パターン位相差層２０８と、をこの順に有する。ディスプレイ２０１ａのパターン位相差層２０８側が画像光を出射する出射面であり、パターン位相差層２０８側に第１反射偏光子２１１および第２反射偏光子２１３が配置される。

【0025】

画像表示素子２０２は、公知の表示素子を利用可能である。画像表示素子２０２としては、一例として、液晶表示素子（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display））、有機エレクトロルミネッセンス表示素子（ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode））、ＣＲＴ（cathode-ray tube）、ブラズマ表示素子、電子ペーパー、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示素子、マイクロＬＥＤ表示素子、ＤＬＰ（Digital Light Processing）、および、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）型表示素子等が例示される。なお、本発明において、液晶表示素子には、ＬＣＯＳ：Liquid Crystal On Silicon等を含む。また、画像表示素子２０２は、光を透過可能な透明ディスプレイであってもよい。

【0026】

なお、画像表示素子２０２は、モノクロ画像を表示するものでも、二色画像を表示するものでも、カラー画像を表示するものでもよい。

【0027】

また、画像表示素子２０２が照射する光は、無偏光であってもよく、直線偏光であってもよく、円偏光であってもよい。

【0028】

画像表示素子２０２の表示面側には、直線偏光子２０６およびパターン位相差層２０８がこの順に配置されている。

【0029】

直線偏光子２０６には制限はない。従って、直線偏光子２０６は、反射型直線偏光子でも吸収型直線偏光子でもよく、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、ポリエン系偏光子、ワイヤーグリッド偏光子、および、特開２０１１－０５３７０５号公報等に記載されるような誘電体多層膜を延伸したフィルムなど、公知の各種の直線偏光子が利用可能である。

【0030】

パターン位相差層２０８は、λ／４板であり、遅相軸の方向が異なる領域が所定のパターンで形成されている。図２にパターン位相差層２０８を概念的に示す図を示す。図２はパターン位相差層２０８を光軸方向（図１の左右方向）から見た図である。なお、光軸とは第１反射偏光子２１１の光軸である。第１反射偏光子２１１の光軸については後に詳述する。

【0031】

図２に示すように、パターン位相差層２０８は、面内に第１遅相軸領域２０８ａと第２遅相軸領域２０８ｂとを有している。第１遅相軸領域２０８ａにおいて遅相軸は、直線偏光子２０６の透過軸とのなす角度が４５°となるように配置されている。また、第２遅相軸領域２０８ｂにおいて遅相軸は、直線偏光子２０６の透過軸とのなす角度が－４５°となるように配置されている。すなわち、第１遅相軸領域２０８ａにおける遅相軸の向きと、第２遅相軸領域２０８ｂにおける遅相軸の向きとは直交している。

【0032】

また、第１遅相軸領域２０８ａの形状と第２遅相軸領域２０８ｂの形状とは、光軸Ｏ方向から見た際に、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏに対して点対称である。図２に示す例では、パターン位相差層２０８は、その上側半分の矩形状の領域が第１遅相軸領域２０８ａであり、下側半分の矩形状の領域が第２遅相軸領域２０８ｂである。

【0033】

このようなディスプレイ２０１ａにおいて、画像表示素子２０２が画像光を出射すると、画像光は直線偏光子２０６で直線偏光に変換され、直線偏光がパターン位相差層２０８で円偏光に変換される。その際、パターン位相差層２０８は、第１遅相軸領域２０８ａと第２遅相軸領域２０８ｂとで、互いに直交する偏光に変換する。例えば、第１遅相軸領域２０８ａは、直線偏光を右円偏光に変換し、第２遅相軸領域２０８ｂは、直線偏光を左円偏光に変換する。なお、第１遅相軸領域２０８ａが、直線偏光を左円偏光に変換し、第２遅相軸領域２０８ｂが、直線偏光を右円偏光に変換する構成であってもよい。

【0034】

ここで、互いに直交する偏光とは、ポアンカレ球上において互いに対蹠点に位置する偏光状態の偏光の事であり、例えば、互いに直交する直線偏光、および、右回り円偏光（右円偏光）と左回り円偏光（左円偏光）などが、これに該当する。

【0035】

したがって、ディスプレイ２０１ａは、第１遅相軸領域２０８ａに対応する第１表示領域から第１偏光（例えば、右円偏光）を出射し、第２遅相軸領域２０８ｂに対応する第２表示領域から第１偏光と直交する第２偏光（例えば、左円偏光）を出射する。

【0036】

パターン位相差層２０８の第１遅相軸領域２０８ａがディスプレイ２０１ａの第１表示領域に対応し、第２遅相軸領域２０８ｂが第２表示領域に対応するため、ディスプレイ２０１ａは、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏを通る線で、第１偏光を出射する第１表示領域と、第２偏光を出射する第２表示領域とに分割されており、光軸Ｏ方向から見た際に、第１表示領域の形状と第２表示領域の形状とは第１反射偏光子２１１の光軸に対して点対称である。

【0037】

＜第１反射偏光子＞
第１反射偏光子２１１は、第１偏光を透過し、第１偏光と直交する第２偏光を反射する第１領域２１１ａと、第２偏光を透過し、第１偏光を反射する第２領域２１１ｂと、を有し、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏを通る線で、第１領域２１１ａと、第２領域２１１ｂとに分割されており、光軸Ｏ方向から見た際に、第１領域２１１ａの形状と、第２領域２１１ｂの形状とは、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏに対して点対称である。

【0038】

図３に第１反射偏光子２１１を概念的に示す図を示す。図３は第１反射偏光子２１１を光軸方向（図１の左右方向）から見た図である。

【0039】

図３に示すように、第１反射偏光子２１１は、面内に第１領域２１１ａと第２領域２１１ｂとを有している。第１領域２１１ａと第２領域２１１ｂとは、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏを通る線で分割されている。

【0040】

図１および図３に示す例においては、第１反射偏光子２１１は、右円偏光または左円偏光を透過して、透過する円偏光とは旋回方向が逆の円偏光を反射する反射型円偏光子である。図示例においては、右円偏光を第１偏光とし、左円偏光を第２偏光としている。この場合、第１領域２１１ａは、第１偏光である右円偏光を透過して第２偏光である左円偏光を反射し、第２領域２１１ｂは、左円偏光（第２偏光）を透過して右円偏光（第１偏光）を反射する。なお、図３では、右円偏光を透過する領域に「Ｒ」を付し、左円偏光を透過する領域に「Ｌ」を付している。この点は、図４、図６も同様である。

【0041】

また、第１反射偏光子２１１は、光軸Ｏ方向から見た際に、第１領域２１１ａの形状と、第２領域２１１ｂの形状とが、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏに対して点対称である。図３に示す例では、第１反射偏光子２１１は、光軸Ｏ方向から見た平面視において円形状であり、その上側半分の半円状の領域が第１領域２１１ａであり、下側半分の半円状の領域が第２領域２１１ｂである。

【0042】

第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａ、および、第２領域２１１ｂはそれぞれ、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏ方向から見た際に、ディスプレイ２０１ａの第１表示領域、および、第２表示領域と重複するように配置されている。すなわち、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏ方向から見た際に、第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａは、ディスプレイ２０１ａの第１表示領域と重複し、第２表示領域とは重複しないように配置される。また、第２領域２１１ｂは、ディスプレイ２０１ａの第２表示領域と重複し、第１表示領域とは重複しないように配置される。

【0043】

望ましくは、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏ方向から見た際に、第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａは、ディスプレイ２０１ａの第１表示領域の全面を覆い、第２領域２１１ｂは、ディスプレイ２０１ａの第２表示領域の全面を覆う。

【0044】

また、図１に示すように、第１反射偏光子２１１は、反射する偏光を所定の焦点Ｐ₁に集光するように湾曲された形状を有する。すなわち、第１反射偏光子２１１は、凹面鏡として作用する。第１反射偏光子２１１は、凹面側をディスプレイ２０１ａとは反対側に向けて、すなわち、第２反射偏光子２１３側に向けて配置されている。従って、第１反射偏光子２１１は、第２反射偏光子２１３側から入射した偏光を反射して集光する。

【0045】

本発明において、第１反射偏光子２１１の光軸とは、凹面鏡としての第１反射偏光子の光軸である。

【0046】

また、凹面鏡としての第１反射偏光子２１１の焦点Ｐ₁は、第２反射偏光子２１３に対して第１反射偏光子２１１の逆側に位置するように配置される。すなわち、第１反射偏光子２１１の焦点Ｐ₁は、第１反射偏光子２１１からみて第２反射偏光子２１３よりも遠い位置にある。これにより、第１反射偏光子２１１で反射された偏光が第２反射偏光子２１３を透過して、画像表示装置２００ａから画像光として出射されて使用者に視認可能となる。この点は後に詳述する。

【0047】

＜第２反射偏光子＞
第２反射偏光子２１３は、第１偏光を透過し、第２偏光を反射する第１領域２１３ａと、第２偏光を透過し、第１偏光を反射する第２領域２１３ｂと、を有し、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏを通る線で、第１領域２１３ａと、第２領域２１３ｂとに分割されており、光軸Ｏ方向から見た際に、第１領域２１３ａの形状と、第２領域２１３ｂの形状とは、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏに対して点対称である。

【0048】

図４に第２反射偏光子２１３を概念的に示す図を示す。図４は第２反射偏光子２１３を光軸方向（図１の左右方向）から見た図である。

【0049】

図４に示すように、第２反射偏光子２１３は、面内に第１領域２１３ａと第２領域２１３ｂとを有している。第１領域２１３ａと第２領域２１３ｂとは、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏを通る線で分割されている。

【0050】

図１および図４に示す例においては、第２反射偏光子２１３は反射型円偏光子であり、右円偏光を第１偏光とし、左円偏光を第２偏光としている。この場合、第１領域２１３ａは、第１偏光である右円偏光を透過して第２偏光である左円偏光を反射し、第２領域２１３ｂは、左円偏光（第２偏光）を透過して右円偏光（第１偏光）を反射する。

【0051】

また、第２反射偏光子２１３は、第１領域２１３ａの形状と、第２領域２１３ｂの形状とが、光軸Ｏ方向から見た際に、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏに対して点対称である。図４に示す例では、第２反射偏光子２１３は、光軸Ｏ方向から見た平面視において円形状であり、その上側半分の半円状の領域が第２領域２１３ｂであり、下側半分の半円状の領域が第１領域２１３ａである。

【0052】

第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａ、および、第２領域２１３ｂはそれぞれ、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏ方向から見た際に、ディスプレイ２０１ａの第２表示領域、および、第１表示領域と重複するように配置されている。すなわち、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏ方向から見た際に、第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａは、ディスプレイ２０１ａの第２表示領域と重複し、第１表示領域とは重複しないように配置される。また、第２領域２１３ｂは、ディスプレイ２０１ａの第１表示領域と重複し、第２表示領域とは重複しないように配置される。

【0053】

望ましくは、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏ方向から見た際に、第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａは、ディスプレイ２０１ａの第２表示領域の全面を覆い、第２領域２１３ｂは、ディスプレイ２０１ａの第１表示領域の全面を覆う。

【0054】

すなわち、画像表示装置２００ａにおいて、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏ方向から見た際に、ディスプレイ２０１ａの第１表示領域と第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａと第２反射偏光子２１３の第２領域２１３ｂとが重複し、ディスプレイ２０１ａの第２表示領域と第１反射偏光子２１１の第２領域２１１ｂと第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａとが重複する。

【0055】

また、図１に示すように、第２反射偏光子２１３は、反射する偏光を所定の焦点Ｐ₂に集光するように湾曲された形状を有する。すなわち、第２反射偏光子２１３は、凹面鏡として作用する。第２反射偏光子２１３は、凹面側をディスプレイ２０１ａ側に向けて、すなわち、第１反射偏光子２１１側に向けて配置されている。従って、第２反射偏光子２１３は、第１反射偏光子２１１側から入射した偏光を反射して集光する。

【0056】

第２反射偏光子２１３は、第２反射偏光子２１３の凹面鏡としての光軸が、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏと一致するように配置される。

【0057】

また、凹面鏡としての第２反射偏光子２１３の焦点Ｐ₂は、第１反射偏光子２１１と第２反射偏光子２１３との間に位置するように配置される。すなわち、第２反射偏光子２１３の焦点Ｐ₂は、第２反射偏光子２１３からみて第１反射偏光子２１１よりも近い位置にある。これにより、第２反射偏光子２１３で反射された偏光が第１反射偏光子２１１で反射される。この点は後に詳述する。

【0058】

＜画像表示装置の作用＞
以下、図１に示す画像表示装置２００ａについて説明する。
ディスプレイ２０１ａが画像光を出射する。その際、パターン位相差層２０８の第１遅相軸領域２０８ａに対応する第１表示領域からは右円偏光（図１中、太実線で示す）を出射し、第２遅相軸領域２０８ｂに対応する第２表示領域からは左円偏光（図１中、太破線で示す）を出射する。

【0059】

ディスプレイ２０１ａの第１表示領域から出射した右円偏光は、第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａに入射する。第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａは右円偏光を透過する領域であるため、入射した右円偏光はほぼ全て第１反射偏光子２１１を透過して、第２反射偏光子２１３の第２領域２１３ｂに入射する。第２反射偏光子２１３の第２領域２１３ｂは左円偏光を透過し右円偏光を反射する領域であるため、入射した右円偏光はほぼ全て第１反射偏光子２１１に向けて反射される。

【0060】

第２反射偏光子２１３は湾曲形状を有し、凹面鏡として作用するものであり、また、その焦点Ｐ₂が第１反射偏光子２１１よりも近い位置にあるため、第２反射偏光子２１３の第２領域２１３ｂで反射された右円偏光は、焦点Ｐ₂を通過して、第１反射偏光子２１１の第２領域２１１ｂに入射する。

【0061】

第１反射偏光子２１１の第２領域２１１ｂは、左円偏光を透過し右円偏光を反射する領域であるため、第１反射偏光子２１１の第２領域２１１ｂに入射した右円偏光はほぼ全て、第２反射偏光子２１３に向けて反射される。

【0062】

第１反射偏光子２１１は湾曲形状を有し、凹面鏡として作用するものであるが、その焦点Ｐ₁が第２反射偏光子２１３よりも遠い位置にあるため、第１反射偏光子２１１の第２領域２１１ｂで反射された右円偏光はほぼ全て、焦点Ｐ₁を通過する前に、第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａに入射する。

【0063】

第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａは、右円偏光を透過する領域であるため、第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａに入射した右円偏光はほぼ全て、第２反射偏光子２１３を透過する。

【0064】

また、ディスプレイ２０１ａの第２表示領域から出射した左円偏光は、第１反射偏光子２１１の第２領域２１１ｂに入射する。第１反射偏光子２１１の第２領域２１１ｂは左円偏光を透過する領域であるため、入射した左円偏光はほぼ全て第１反射偏光子２１１を透過して、第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａに入射する。第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａは右円偏光を透過し左円偏光を反射する領域であるため、入射した左円偏光はほぼ全て第１反射偏光子２１１に向けて反射される。

【0065】

第２反射偏光子２１３は湾曲形状を有し、凹面鏡として作用するものであり、また、その焦点Ｐ₂が第１反射偏光子２１１よりも近い位置にあるため、第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａで反射された左円偏光はほぼ全て、焦点Ｐ₂を通過して、第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａに入射する。

【0066】

第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａは、右円偏光を透過し左円偏光を反射する領域であるため、第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａに入射した左円偏光はほぼ全て、第２反射偏光子２１３に向けて反射される。

【0067】

第１反射偏光子２１１は湾曲形状を有し、凹面鏡として作用するものであるが、その焦点Ｐ₁が第２反射偏光子２１３よりも遠い位置にあるため、第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａで反射された左円偏光はほぼ全て、焦点Ｐ₁を通過する前に、第２反射偏光子２１３の第２領域２１３ｂに入射する。

【0068】

第２反射偏光子２１３の第２領域２１３ｂは、左円偏光を透過する領域であるため、第２反射偏光子２１３の第２領域２１３ｂに入射した左円偏光はほぼ全て、第２反射偏光子２１３を透過する。

【0069】

以上により、ディスプレイ２０１ａから出射された右円偏光および左円偏光は、第２反射偏光子２１３および第１反射偏光子２１１でそれぞれ１回反射されて画像表示装置２００ａから画像光として出射される。その際、ディスプレイ２０１ａから出射された光を２つの反射偏光子の間で往復させているため画像表示装置２００ａ全体の厚みを薄くすることができる。

【0070】

ここで、前述のとおり、従来の、反射偏光子とハーフミラーとを有する折り返し光学系を備える画像表示装置においては、ハーフミラーを２回通過（透過および反射）する必要があり、その際に、それぞれ光量が約半分になってしまうため、ディスプレイが出射した画像光の光量に対する光の利用効率が約２５％と低くなってしまうという問題があった。

【0071】

これに対して本発明の画像表示装置２００ａは、上述した構成により、ディスプレイ２０１ａの第１表示領域から出射された第１偏光（右円偏光）、および、第２表示領域から出射された第２偏光（左円偏光）をそれぞれ、第１反射偏光子２１１および第２反射偏光子２１３で透過または反射する際に、光量の損失なく、透過または反射することができるため、ディスプレイ２０１ａから出射された偏光をほぼ１００％、画像表示装置２００ａから出射させることができる。すなわち、光利用効率をほぼ１００％にすることができる。

【0072】

ここで、上述した例では、第１偏光を右円偏光とし、第２偏光を左円偏光としたがこれに限定はされず、第１偏光を左円偏光とし、第２偏光を右円偏光としてもよい。この場合、ディスプレイ２０１ａの第１表示領域は、左円偏光を出射し、第２表示領域は右円偏光を出射し、第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａは、左円偏光を透過して右円偏光を反射し、第２領域２１１ｂは、右円偏光を透過して左円偏光を反射し、第２反射偏光子２１３の第１領域２１１ａは、左円偏光を透過して右円偏光を反射し、第２領域２１１ｂは、右円偏光を透過して左円偏光を反射する構成とすればよい。

【0073】

また、ディスプレイ２０１ａと第１反射偏光子２１１との距離、および、第１反射偏光子２１１と第２反射偏光子２１３との距離には特に限定はなく、画像表示装置に求められる性能、サイズ等に応じて適宜設定すればよい。

【0074】

また、第１反射偏光子２１１の凹面鏡としての焦点距離、および、第２反射偏光子２１３の凹面鏡としての焦点距離には特に限定はなく、画像表示装置に求められる性能、サイズ等に応じて適宜設定すればよい。

【0075】

また、図１に示す例のように、ディスプレイ２０１ａが画像表示素子２０２と直線偏光子２０６とパターン位相差層２０８とを有する構成の場合には、画像表示素子２０２は、ＯＬＥＤ、プラズマ表示素子、マイクロＬＥＤ表示素子等の自発光型表示素子であるのが好ましく、また、直線偏光子２０６は、反射型直線偏光子であるのが好ましい。

【0076】

自発光型表示素子は、無偏光の光を出射するため、直線偏光子２０６が吸収型直線偏光子の場合には、直線偏光子２０６を透過しない偏光成分（光量の約半分）が直線偏光子２０６によって吸収される。これに対して、直線偏光子２０６として反射型直線偏光子を用いることにより、直線偏光子２０６を透過しない偏光成分が反射されて画像表示素子２０２に戻り、画像表示素子２０２の表面等で再度、反射される。この反射の際に、偏光状態が崩れて、再度、直線偏光子２０６に入射した光の一部が直線偏光子２０６を透過するため、ディスプレイ２０１ａから出射される光の輝度を向上できる。

【0077】

ここで、図１に示す例では、画像表示装置２００ａが有するディスプレイ２０１ａは、画像表示素子２０２と直線偏光子２０６とパターン位相差層２０８とを有する構成としたがこれに限定はされない。

【0078】

図５に本発明の画像表示装置の他の一例の概念図を示す。
図５に示す画像表示装置２００ｂは、ディスプレイ２０１ｂと、第１反射偏光子２１１と、第２反射偏光子２１３と、をこの順に有する。なお、図５に示す画像表示装置２００ｂは、図１に示す画像表示装置２００ａにおいてディスプレイ２０１ａをディスプレイ２０１ｂに代えた以外は同様の構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、異なる点を主に説明する。また、図５に示す画像表示装置２００ｂについて、第１偏光を右円偏光とし、第２偏光を左円偏光として説明するが、第１偏光が左円偏光で第２偏光が右円偏光であってもよい。

【0079】

図５に示す画像表示装置２００ｂが有するディスプレイ２０１ｂは、画像表示素子２０２と、パターン円偏光板２０４と、を有する。

【0080】

画像表示素子２０２は、ディスプレイ２０１ａが有する画像表示素子２０２と同様の構成を有するのでその説明は省略する。

【0081】

パターン円偏光板２０４は、右円偏光または左円偏光を透過して、透過する円偏光とは旋回方向が逆の円偏光を遮蔽する円偏光板であり、透過する円偏光の旋回方向が異なる領域が所定のパターンで形成されている。図６にパターン円偏光板２０４を概念的に示す図を示す。図６はパターン円偏光板２０４を光軸Ｏ方向（図５の左右方向）から見た図である。

【0082】

図６に示すように、パターン円偏光板２０４は、面内に右円偏光透過領域２０４ａと左円偏光透過領域２０４ｂとを有している。右円偏光透過領域２０４ａは、右円偏光（第１偏光）を透過し、左円偏光（第２偏光）を遮蔽する領域であり、左円偏光透過領域２０４ｂは、左円偏光（第２偏光）を透過し、右円偏光（第１偏光）を遮蔽する領域である。すなわち、右円偏光透過領域２０４ａが透過する偏光と、左円偏光透過領域２０４ｂが透過する偏光とは直交関係にある。

【0083】

また、右円偏光透過領域２０４ａの形状と左円偏光透過領域２０４ｂの形状とは、光軸Ｏ方向から見た際に、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏに対して点対称である。図６に示す例では、パターン円偏光板２０４は、その上側半分の矩形状の領域が右円偏光透過領域２０４ａであり、下側半分の矩形状の領域が左円偏光透過領域２０４ｂである。

【0084】

このようなディスプレイ２０１ｂにおいて、画像表示素子２０２が画像光を出射すると、画像光がパターン円偏光板２０４で円偏光に変換される。その際、パターン円偏光板２０４は、右円偏光透過領域２０４ａと左円偏光透過領域２０４ｂとで、互いに直交する偏光に変換する。右円偏光透過領域２０４ａは、画像表示素子２０２が出射した光を右円偏光に変換し、左円偏光透過領域２０４ｂは、画像表示素子２０２が出射した光を左円偏光に変換する。

【0085】

したがって、ディスプレイ２０１ｂは、右円偏光透過領域２０４ａに対応する第１表示領域から第１偏光（右円偏光）を出射し、左円偏光透過領域２０４ｂに対応する第２表示領域から第１偏光と直交する第２偏光（左円偏光）を出射する。

【0086】

パターン円偏光板２０４の右円偏光透過領域２０４ａがディスプレイ２０１ｂの第１表示領域に対応し、左円偏光透過領域２０４ｂが第２表示領域に対応するため、ディスプレイ２０１ｂは、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏを通る線で、第１偏光を出射する第１表示領域と、第２偏光を出射する第２表示領域とに分割されており、光軸Ｏ方向から見た際に、第１表示領域の形状と第２表示領域の形状とは第１反射偏光子２１１の光軸に対して点対称である。

【0087】

また、画像表示装置２００ｂにおいて、第１反射偏光子２１１の光軸Ｏ方向から見た際に、ディスプレイ２０１ｂの第１表示領域と第１反射偏光子２１１の第１領域２１１ａと第２反射偏光子２１３の第２領域２１３ｂとが重複し、ディスプレイ２０１ｂの第２表示領域と第１反射偏光子２１１の第２領域２１１ｂと第２反射偏光子２１３の第１領域２１３ａとが重複する。

【0088】

このようなディスプレイ２０１ｂを有する画像表示装置２００ｂは、ディスプレイ２０１ｂがディスプレイ２０１ａと同様に、第１表示領域から第１偏光（右円偏光）を出射し、第２表示領域から第２偏光（左円偏光）を出射する。画像表示装置２００ｂにおいて、第１反射偏光子２１１および第２反射素子２１３は、ディスプレイ２０１ｂから出射された第１偏光および第２偏光に対して、画像表示装置２００ａの第１反射偏光子２１１および第２反射素子２１３と同様の作用を発揮する。従って、画像表示装置２００ｂにおいても、ディスプレイ２０１ｂの第１表示領域から出射された第１偏光（右円偏光）、および、第２表示領域から出射された第２偏光（左円偏光）をそれぞれ、第１反射偏光子２１１および第２反射偏光子２１３で透過または反射する際に、光量の損失なく、透過または反射することができるため、ディスプレイ２０１ｂから出射された偏光をほぼ１００％、画像表示装置２００ｂから出射させることができる。すなわち、光利用効率をほぼ１００％にすることができる。

【0089】

また、図５に示す例のように、ディスプレイ２０１ｂが画像表示素子２０２とパターン円偏光板２０４とを有する構成の場合には、画像表示素子２０２は、ＯＬＥＤ、プラズマ表示素子、マイクロＬＥＤ表示素子等の自発光型表示素子であるのが好ましく、また、パターン円偏光板２０４は、反射型円偏光板であるのが好ましい。

【0090】

パターン円偏光板２０４として反射型円偏光板を用いることにより、パターン円偏光板２０４を透過しない偏光成分が反射されて画像表示素子２０２に戻り、画像表示素子２０２の表面等で再度、反射される。この反射の際に、偏光状態が崩れて、再度、パターン円偏光板２０４に入射した光の一部がパターン円偏光板２０４を透過するため、ディスプレイ２０１ｂから出射される光の輝度を向上できる。

【0091】

また、図１および図５に示す例では、第１反射偏光子２１１および第２反射偏光子２１３が反射型円偏光子であり、ディスプレイが円偏光を出射する構成としたがこれに限定はされない。

【0092】

図７に本発明の画像表示装置の他の一例の概念図を示す。

【0093】

図７に示す画像表示装置（仮想現実表示装置）２００ｃは、ディスプレイ２０１ｃと、第１反射偏光子２１２と、第２反射偏光子２１４と、をこの順に有する。

【0094】

図７に示す例では、ディスプレイ２０１ｃは、画像表示素子２０２と、パターン直線偏光子２０７と、をこの順に有する。ディスプレイ２０１ｃのパターン直線偏光子２０７側が画像光を出射する出射面であり、パターン直線偏光子２０７側に第１反射偏光子２１２および第２反射偏光子２１４が配置される。

【0095】

画像表示素子２０２は、ディスプレイ２０１ａが有する画像表示素子２０２と同様の構成を有するのでその説明は省略する。

【0096】

画像表示素子２０２の表示面側には、パターン直線偏光子２０７が配置されている。

【0097】

パターン直線偏光子２０７は、直交する直線偏光の一方を透過し、他方を遮蔽する直線偏光子であり、透過軸の方向が互いに直交する領域が所定のパターンで形成されている。図８にパターン直線偏光子２０７を概念的に示す図を示す。図８はパターン直線偏光子２０７を光軸方向（図７の左右方向）から見た図である。

【0098】

図８に示すように、パターン直線偏光子２０７は、面内に第１偏光透過領域２０７ａと第２偏光透過領域２０７ｂとを有している。一例として、第１偏光透過領域２０７ａは、図中矢印で示すように左右方向の透過軸を有する。また、第２偏光透過領域２０７ｂは、図中矢印で示すように、上下方向の透過軸を有する。すなわち、第１偏光透過領域２０７ａにおける透過軸の向きと、第２偏光透過領域２０７ｂにおける透過軸の向きとは直交している。

【0099】

また、第１偏光透過領域２０７ａの形状と第２偏光透過領域２０７ｂの形状とは、光軸Ｏ方向から見た際に、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏに対して点対称である。図８に示す例では、パターン直線偏光子２０７は、その上側半分の矩形状の領域が第１偏光透過領域２０７ａであり、下側半分の矩形状の領域が第２偏光透過領域２０７ｂである。

【0100】

このようなディスプレイ２０１ｃにおいて、画像表示素子２０２が画像光を出射すると、画像光がパターン直線偏光子２０７で直線偏光に変換される。その際、パターン直線偏光子２０７は、第１偏光透過領域２０７ａと第２偏光透過領域２０７ｂとで、互いに直交する偏光に変換する。第１偏光透過領域２０７ａは、画像表示素子２０２が出射した光を図８中左右方向（図７中、紙面に垂直な方向）の直線偏光に変換し、第２偏光透過領域２０７ｂは、画像表示素子２０２が出射した光を図８中上下方向の直線偏光に変換する。なお、上記例では、第１偏光透過領域２０７ａが、図８中左右方向の透過軸を有し、第２偏光透過領域２０７ｂが、図８中上下方向の透過軸を有する構成としたが、これに限定はされず、第１偏光透過領域２０７ａの透過軸と、第２偏光透過領域２０７ｂの透過軸とが直交していれば、第１偏光透過領域２０７ａの透過軸、および、第２偏光透過領域２０７ｂの透過軸の方向は任意の方向とすることができる。

【0101】

したがって、ディスプレイ２０１ｃは、第１偏光透過領域２０７ａに対応する第１表示領域から第１偏光（例えば、図７中紙面に垂直な方向の直線偏光）を出射し、第２偏光透過領域２０７ｂに対応する第２表示領域から第１偏光と直交する第２偏光（例えば、図７中上下方向の直線偏光）を出射する。なお、以下の説明においては、第１表示領域から出射される、図７中紙面に垂直な方向の直線偏光を「左右方向の直線偏光」ともいい、第２表示領域から出射される、図７中上下方向の直線偏光を「上下方向の直線偏光」ともいう。

【0102】

パターン直線偏光子２０７の第１偏光透過領域２０７ａがディスプレイ２０１ｃの第１表示領域に対応し、第２偏光透過領域２０７ｂが第２表示領域に対応するため、ディスプレイ２０１ｃは、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏを通る線で、第１偏光を出射する第１表示領域と、第２偏光を出射する第２表示領域とに分割されており、光軸Ｏ方向から見た際に、第１表示領域の形状と第２表示領域の形状とは第１反射偏光子２１２の光軸に対して点対称である。

【0103】

第１反射偏光子２１２は、第１偏光を透過し、第１偏光と直交する第２偏光を反射する第１領域２１２ａと、第２偏光を透過し、第１偏光を反射する第２領域２１２ｂと、を有し、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏを通る線で、第１領域２１２ａと、第２領域２１２ｂとに分割されており、光軸Ｏ方向から見た際に、第１領域２１２ａの形状と、第２領域２１２ｂの形状とは、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏに対して点対称である。

【0104】

図９に第１反射偏光子２１２を概念的に示す図を示す。図９は第１反射偏光子２１２を光軸方向（図１の左右方向）から見た図である。

【0105】

図９に示すように、第１反射偏光子２１２は、面内に第１領域２１２ａと第２領域２１２ｂとを有している。第１領域２１２ａと第２領域２１２ｂとは、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏを通る線で分割されている。

【0106】

図７および図９に示す例においては、第１反射偏光子２１２は、左右方向の直線偏光または上下方向の直線偏光を透過して、透過する直線偏光と直交する方向の直線偏光を反射する反射型直線偏光子である。図示例においては、左右方向の直線偏光を第１偏光とし、上下方向の直線偏光を第２偏光としている。この場合、第１領域２１２ａは、第１偏光である左右方向の直線偏光を透過して第２偏光である上下方向の直線偏光を反射し、第２領域２１２ｂは、上下方向の直線偏光（第２偏光）を透過して左右方向の直線偏光（第１偏光）を反射する。

【0107】

また、第１反射偏光子２１２は、光軸Ｏ方向から見た際に、第１領域２１２ａの形状と、第２領域２１２ｂの形状とが、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏに対して点対称である。図９に示す例では、第１反射偏光子２１２は、光軸Ｏ方向から見た平面視において円形状であり、その上側半分の半円状の領域が第１領域２１２ａであり、下側半分の半円状の領域が第２領域２１２ｂである。

【0108】

第１反射偏光子２１２の第１領域２１２ａ、および、第２領域２１２ｂはそれぞれ、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏ方向から見た際に、ディスプレイ２０１ｃの第１表示領域、および、第２表示領域と重複するように配置されている。すなわち、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏ方向から見た際に、第１反射偏光子２１２の第１領域２１２ａは、ディスプレイ２０１ｃの第１表示領域と重複し、第２表示領域とは重複しないように配置される。また、第２領域２１２ｂは、ディスプレイ２０１ｃの第２表示領域と重複し、第１表示領域とは重複しないように配置される。

【0109】

望ましくは、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏ方向から見た際に、第１反射偏光子２１２の第１領域２１２ａは、ディスプレイ２０１ｃの第１表示領域の全面を覆い、第２領域２１２ｂは、ディスプレイ２０１ｃの第２表示領域の全面を覆う。

【0110】

また、図７に示すように、第１反射偏光子２１２は、反射する偏光を所定の焦点Ｐ₁に集光するように湾曲された形状を有する。すなわち、第１反射偏光子２１２は、凹面鏡として作用する。第１反射偏光子２１２は、凹面側をディスプレイ２０１ｃとは反対側に向けて、すなわち、第２反射偏光子２１４側に向けて配置されている。従って、第１反射偏光子２１２は、第２反射偏光子２１４側から入射した偏光を反射して集光する。

【0111】

また、凹面鏡としての第１反射偏光子２１２の焦点Ｐ₁は、第２反射偏光子２１４に対して第１反射偏光子２１２の逆側に位置するように配置される。すなわち、第１反射偏光子２１２の焦点Ｐ₁は、第２反射偏光子２１４よりも遠い位置にある。これにより、第１反射偏光子２１２で反射された偏光が第２反射偏光子２１４を透過して、画像表示装置２００ｃから画像光として出射されて使用者に視認可能となる。

【0112】

第２反射偏光子２１４は、第１偏光を透過し、第２偏光を反射する第１領域２１４ａと、第２偏光を透過し、第１偏光を反射する第２領域２１４ｂと、を有し、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏを通る線で、第１領域２１４ａと、第２領域２１４ｂとに分割されており、光軸Ｏ方向から見た際に、第１領域２１４ａの形状と、第２領域２１４ｂの形状とは、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏに対して点対称である。

【0113】

図１０に第２反射偏光子２１４を概念的に示す図を示す。図４は第２反射偏光子２１４を光軸方向（図７の左右方向）から見た図である。

【0114】

図１０に示すように、第２反射偏光子２１４は、面内に第１領域２１４ａと第２領域２１４ｂとを有している。第１領域２１４ａと第２領域２１４ｂとは、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏを通る線で分割されている。

【0115】

図７および図１０に示す例においては、第２反射偏光子２１４は反射型直線偏光子であり、左右方向の直線偏光を第１偏光とし、上下方向の直線偏光を第２偏光としている。この場合、第１領域２１４ａは、第１偏光である左右方向の直線偏光を透過して第２偏光である上下方向の直線偏光を反射し、第２領域２１４ｂは、上下方向の直線偏光（第２偏光）を透過して左右方向の直線偏光（第１偏光）を反射する。

【0116】

また、第２反射偏光子２１４は、光軸Ｏ方向から見た際に、第１領域２１４ａの形状と、第２領域２１４ｂの形状とが、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏに対して点対称である。図１０に示す例では、第２反射偏光子２１４は、光軸Ｏ方向から見た平面視において円形状であり、その上側半分の半円状の領域が第２領域２１４ｂであり、下側半分の半円状の領域が第１領域２１４ａである。

【0117】

第２反射偏光子２１４の第１領域２１４ａ、および、第２領域２１４ｂはそれぞれ、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏ方向から見た際に、ディスプレイ２０１ｃの第２表示領域、および、第１表示領域と重複するように配置されている。すなわち、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏ方向から見た際に、第２反射偏光子２１４の第１領域２１４ａは、ディスプレイ２０１ｃの第２表示領域と重複し、第１表示領域とは重複しないように配置される。また、第２領域２１４ｂは、ディスプレイ２０１ｃの第１表示領域と重複し、第２表示領域とは重複しないように配置される。

【0118】

望ましくは、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏ方向から見た際に、第２反射偏光子２１４の第１領域２１４ａは、ディスプレイ２０１ｃの第２表示領域の全面を覆い、第２領域２１４ｂは、ディスプレイ２０１ｃの第１表示領域の全面を覆う。

【0119】

すなわち、画像表示装置２００ｃにおいて、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏ方向から見た際に、ディスプレイ２０１ｃの第１表示領域と第１反射偏光子２１２の第１領域２１２ａと第２反射偏光子２１４の第２領域２１４ｂとが重複し、ディスプレイ２０１ｃの第２表示領域と第１反射偏光子２１２の第２領域２１２ｂと第２反射偏光子２１４の第１領域２１４ａとが重複する。

【0120】

また、図７に示すように、第２反射偏光子２１４は、反射する偏光を所定の焦点Ｐ₂に集光するように湾曲された形状を有する。すなわち、第２反射偏光子２１４は、凹面鏡として作用する。第２反射偏光子２１４は、凹面側をディスプレイ２０１ｃ側に向けて、すなわち、第１反射偏光子２１２側に向けて配置されている。従って、第２反射偏光子２１４は、第１反射偏光子２１２側から入射した偏光を反射して集光する。

【0121】

第２反射偏光子２１４は、第２反射偏光子２１４の凹面鏡としての光軸が、第１反射偏光子２１２の光軸Ｏと一致するように配置される。

【0122】

また、凹面鏡としての第２反射偏光子２１４の焦点Ｐ₂は、第１反射偏光子２１２と第２反射偏光子２１４との間に位置するように配置される。すなわち、第２反射偏光子２１４の焦点Ｐ₂は、第１反射偏光子２１２よりも近い位置にある。これにより、第２反射偏光子２１４で反射された偏光が第１反射偏光子２１２で反射される。

【0123】

以下、図７に示す画像表示装置２００ｃについて説明する。
ディスプレイ２０１ｃが画像光を出射する。その際、パターン直線偏光子２０７の第１偏光透過領域２０７ａに対応する第１表示領域からは左右方向の直線偏光（図７中、太実線で示す）を出射し、第２偏光透過領域２０７ｂに対応する第２表示領域からは上下方向の直線偏光（図１中、太破線で示す）を出射する。

【0124】

ディスプレイ２０１ｃの第１表示領域から出射した左右方向の直線偏光は、第１反射偏光子２１２の第１領域２１２ａに入射する。第１反射偏光子２１２の第１領域２１２ａは左右方向の直線偏光を透過する領域であるため、入射した左右方向の直線偏光はほぼ全て第１反射偏光子２１２を透過して、第２反射偏光子２１４の第２領域２１４ｂに入射する。第２反射偏光子２１４の第２領域２１４ｂは上下方向の直線偏光を透過し左右方向の直線偏光を反射する領域であるため、入射した左右方向の直線偏光はほぼ全て第１反射偏光子２１２に向けて反射される。

【0125】

第２反射偏光子２１４は湾曲形状を有し、凹面鏡として作用するものであり、また、その焦点Ｐ₂が第１反射偏光子２１２よりも近い位置にあるため、第２反射偏光子２１４の第２領域２１４ｂで反射された左右方向の直線偏光は、焦点Ｐ₂を通過して、第１反射偏光子２１２の第２領域２１２ｂに入射する。

【0126】

第１反射偏光子２１２の第２領域２１２ｂは、上下方向の直線偏光を透過し左右方向の直線偏光を反射する領域であるため、第１反射偏光子２１２の第２領域２１２ｂに入射した左右方向の直線偏光はほぼ全て、第２反射偏光子２１４に向けて反射される。

【0127】

第１反射偏光子２１２は湾曲形状を有し、凹面鏡として作用するものであるが、その焦点Ｐ₁が第２反射偏光子２１４よりも遠い位置にあるため、第１反射偏光子２１２の第２領域２１２ｂで反射された左右方向の直線偏光はほぼ全て、焦点Ｐ₁を通過する前に、第２反射偏光子２１４の第１領域２１４ａに入射する。

【0128】

第２反射偏光子２１４の第１領域２１４ａは、左右方向の直線偏光を透過する領域であるため、第２反射偏光子２１４の第１領域２１４ａに入射した左右方向の直線偏光はほぼ全て、第２反射偏光子２１４を透過する。

【0129】

また、ディスプレイ２０１ｃの第２表示領域から出射した上下方向の直線偏光は、第１反射偏光子２１２の第２領域２１２ｂに入射する。第１反射偏光子２１２の第２領域２１２ｂは上下方向の直線偏光を透過する領域であるため、入射した上下方向の直線偏光はほぼ全て第１反射偏光子２１２を透過して、第２反射偏光子２１４の第１領域２１４ａに入射する。第２反射偏光子２１４の第１領域２１４ａは左右方向の直線偏光を透過し上下方向の直線偏光を反射する領域であるため、入射した上下方向の直線偏光はほぼ全て第１反射偏光子２１２に向けて反射される。

【0130】

第２反射偏光子２１４は湾曲形状を有し、凹面鏡として作用するものであり、また、その焦点Ｐ₂が第１反射偏光子２１２よりも近い位置にあるため、第２反射偏光子２１４の第１領域２１４ａで反射された上下方向の直線偏光はほぼ全て、焦点Ｐ₂を通過して、第１反射偏光子２１２の第１領域２１２ａに入射する。

【0131】

第１反射偏光子２１２の第１領域２１２ａは、左右方向の直線偏光を透過し上下方向の直線偏光を反射する領域であるため、第１反射偏光子２１２の第１領域２１２ａに入射した上下方向の直線偏光はほぼ全て、第２反射偏光子２１４に向けて反射される。

【0132】

第１反射偏光子２１２は湾曲形状を有し、凹面鏡として作用するものであるが、その焦点Ｐ₁が第２反射偏光子２１４よりも遠い位置にあるため、第１反射偏光子２１２の第１領域２１２ａで反射された上下方向の直線偏光はほぼ全て、焦点Ｐ₁を通過する前に、第２反射偏光子２１４の第２領域２１４ｂに入射する。

【0133】

第２反射偏光子２１４の第２領域２１４ｂは、上下方向の直線偏光を透過する領域であるため、第２反射偏光子２１４の第２領域２１４ｂに入射した上下方向の直線偏光はほぼ全て、第２反射偏光子２１４を透過する。

【0134】

以上により、ディスプレイ２０１ｃから出射された左右方向の直線偏光および上下方向の直線偏光は、第２反射偏光子２１４および第１反射偏光子２１２でそれぞれ１回反射されて画像表示装置２００ｃから画像光として出射される。その際、ディスプレイ２０１ｃから出射された光を２つの反射偏光子の間で往復させているため画像表示装置２００ｃ全体の厚みを薄くすることができる。

【0135】

また、画像表示装置２００ｃは、上述した構成により、ディスプレイ２０１ｃの第１表示領域から出射された第１偏光（左右方向の直線偏光）、および、第２表示領域から出射された第２偏光（上下方向の直線偏光）をそれぞれ、第１反射偏光子２１２および第２反射偏光子２１４で透過または反射する際に、光量の損失なく、透過または反射することができるため、ディスプレイ２０１ｃから出射された偏光をほぼ１００％、画像表示装置２００ｃから出射させることができる。すなわち、光利用効率をほぼ１００％にすることができる。

【0136】

ここで、図７に示す例のように、ディスプレイ２０１ｃが画像表示素子２０２とパターン直線偏光子２０７とを有する構成の場合には、画像表示素子２０２は、ＯＬＥＤ、プラズマ表示素子、マイクロＬＥＤ表示素子等の自発光型表示素子であるのが好ましく、また、パターン直線偏光子２０７は、反射型直線偏光子であるのが好ましい。

【0137】

パターン直線偏光子２０７として反射型直線偏光子を用いることにより、パターン直線偏光子２０７を透過しない偏光成分が反射されて画像表示素子２０２に戻り、画像表示素子２０２の表面等で再度、反射される。この反射の際に、偏光状態が崩れて、再度、パターン直線偏光子２０７に入射した光の一部がパターン直線偏光子２０７を透過するため、ディスプレイ２０１ｃから出射される光の輝度を向上できる。

【0138】

以下、本発明の画像表示装置の構成要素について説明する。

【0139】

＜＜反射偏光子＞＞
（反射型円偏光子）
反射型円偏光子は、右円偏光または左円偏光を透過して、透過する円偏光とは旋回方向が逆の円偏光を反射するものである。

【0140】

反射型円偏光子としては、一例として、コレステリック液晶層を有する反射型円偏光子が例示される。コレステリック液晶層とは、コレステリック配向された液晶相（コレステリック液晶相）を固定してなる液晶相である。

【0141】

周知のように、コレステリック液晶層は、液晶化合物が螺旋状に旋回して積み重ねられた螺旋構造を有し、液晶化合物が螺旋状に１回転（３６０°回転）して積み重ねられた構成を螺旋１周期（螺旋周期）として、螺旋状に旋回する液晶化合物が、複数周期、積層された構造を有する。

【0142】

コレステリック液晶層は、螺旋周期の長さ、および、液晶化合物による螺旋の旋回方向（センス）に応じて、特定の波長域の右円偏光または左円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。

【0143】

従って、画像表示装置がカラー画像を表示する場合には、反射型円偏光子は、例えば、赤色光に選択的な反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、緑色光に選択的な反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および、青色光に選択的な反射の中心波長を有するコレステリック液晶層など、複数層のコレステリック液晶層を有するものであってもよい。

【0144】

また、反射型円偏光子がコレステリック液晶層を有する場合は、支持体と、コレステリック液晶層中の液晶化合物を配向させるための配向膜を有していてもよい。

【0145】

反射型円偏光子の厚さは、反射型円偏光子の種類等に応じて、反射すべき偏光を十分に反射することができ、かつ、透過すべき偏光を十分に透過することができる厚さに適宜調整すればよい。

【0146】

ここで、第１反射偏光子２１１および第２反射偏光子２１３、ならびに、パターン円偏光板２０４としての反射円偏光子は、右円偏光を透過し左円偏光を反射する領域と、左円偏光を透過し右円偏光を反射する領域と、を有する。上記のとおり、反射円偏光子が右円偏光および左円偏光のどちらを反射するかは、液晶化合物による螺旋の旋回方向（センス）に応じて定まる。したがって、第１反射偏光子２１１および第２反射偏光子２１３、ならびに、パターン円偏光板２０４としての反射円偏光子は、液晶化合物による螺旋の旋回方向が互いに異なる領域を有している。

【0147】

（コレステリック液晶層の形成方法）
コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相を層状に固定して形成できる。

【0148】

コレステリック液晶相を固定した構造は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている構造であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、外場または外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した構造が好ましい。

【0149】

なお、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、コレステリック液晶層において、液晶化合物は液晶性を示さなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、液晶性を失っていてもよい。

【0150】

コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、一例として、液晶化合物を含む液晶組成物が挙げられる。液晶化合物は重合性液晶化合物であるのが好ましい。

【0151】

また、コレステリック液晶層の形成に用いる液晶組成物は、さらに界面活性剤およびキラル剤を含んでいてもよい。

【0152】

－－重合性液晶化合物－－
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよい。

【0153】

コレステリック液晶相を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、および、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類等が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。

【0154】

重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基がより好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは１～６個、より好ましくは１～３個である。

【0155】

重合性液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、米国特許第５６２２６４８号明細書、米国特許第５７７０１０７号明細書、国際公開第９５／２２５８６号、国際公開第９５／２４４５５号、国際公開第９７／００６００号、国際公開第９８／２３５８０号、国際公開第９８／５２９０５号、特開平１－２７２５５１号公報、特開平６－０１６６１６号公報、特開平７－１１０４６９号公報、特開平１１－０８００８１号公報、および、特開２００１－３２８９７３号公報等に記載の化合物が含まれる。２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。

【0156】

また、上記以外の重合性液晶化合物としては、特開昭５７－１６５４８０号公報に開示されているようなコレステリック相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物等を用いることができる。さらに、前述の高分子液晶化合物としては、液晶を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖および側鎖の両方の位置に導入した高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレステリック液晶、特開平９－１３３８１０号公報に開示されているような液晶性高分子、および、特開平１１－２９３２５２号公報に開示されているような液晶性高分子等を用いることができる。

【0157】

－－円盤状液晶化合物－－
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開２００７－１０８７３２号公報や特開２０１０－２４４０３８号公報に記載のものを好ましく用いることができる。

【0158】

また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、７５～９９．９質量％であるのが好ましく、８０～９９質量％であるのがより好ましく、８５～９０質量％であるのがさらに好ましい。

【0159】

－－界面活性剤－－
コレステリック液晶層を形成する際に用いる液晶組成物は、界面活性剤を含有してもよい。

【0160】

界面活性剤は、安定的に、または迅速に、コレステリック液晶相の配向に寄与する配向制御剤として機能できる化合物が好ましい。界面活性剤としては、例えば、シリコ－ン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤が挙げられ、フッ素系界面活性剤が好ましく例示される。

【0161】

界面活性剤の具体例としては、特開２０１４－１１９６０５号公報の段落［００８２］～［００９０］に記載の化合物、特開２０１２－２０３２３７号公報の段落［００３１］～［００３４］に記載の化合物、特開２００５－０９９２４８号公報の段落［００９２］および［００９３］中に例示されている化合物、特開２００２－１２９１６２号公報の段落［００７６］～［００７８］および段落［００８２］～［００８５］中に例示されている化合物、ならびに、特開２００７－２７２１８５号公報の段落［００１８］～［００４３］等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、などが挙げられる。

【0162】

なお、界面活性剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

【0163】

フッ素系界面活性剤として、特開２０１４－１１９６０５号公報の段落［００８２］～［００９０］に記載の化合物が好ましい。

【0164】

液晶組成物中における、界面活性剤の添加量は、液晶化合物の全質量に対して０．０１～１０質量％が好ましく、０．０１～５質量％がより好ましく、０．０２～１質量％がさらに好ましい。

【0165】

－－キラル剤（光学活性化合物）－－
キラル剤（カイラル剤）はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋周期が異なるため、目的に応じて選択すればよい。

【0166】

キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４－３項、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）用キラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、および、イソマンニド誘導体等を用いることができる。

【0167】

キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン、および、これらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であるのが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であるのが好ましく、不飽和重合性基であるのがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であるのがさらに好ましい。

【0168】

また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。

【0169】

キラル剤が光異性化基を有する場合には、塗布、配向後に活性光線などのフォトマスク照射によって、発光波長に対応した所望の反射波長のパターンを形成することができるので好ましい。光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ基、アゾキシ基、または、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２００２－０８０４７８号公報、特開２００２－０８０８５１号公報、特開２００２－１７９６６８号公報、特開２００２－１７９６６９号公報、特開２００２－１７９６７０号公報、特開２００２－１７９６８１号公報、特開２００２－１７９６８２号公報、特開２００２－３３８５７５号公報、特開２００２－３３８６６８号公報、特開２００３－３１３１８９号公報、および、特開２００３－３１３２９２号公報等に記載の化合物を用いることができる。

【0170】

液晶組成物における、キラル剤の含有量は、液晶化合物の含有モル量に対して０．０１～２００モル％が好ましく、１～３０モル％がより好ましい。

【0171】

－－重合開始剤－－
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。

【0172】

光重合開始剤の例には、α－カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、米国特許第２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α－炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、米国特許第２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ－アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０－１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）、ならびに、オキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。

【0173】

液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、液晶化合物の含有量に対して０．１～２０質量％であるのが好ましく、０．５～１２質量％であるのがさらに好ましい。

【0174】

－－架橋剤－－
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、および、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。

【0175】

架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートおよびペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレートおよびエチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２－ビスヒドロキシメチルブタノール－トリス［３－（１－アジリジニル）プロピオネート］および４，４－ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネートおよびビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ならびに、ビニルトリメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）３－アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

【0176】

架橋剤の含有量は、液晶組成物の固形分質量に対して、３～２０質量％が好ましく、５～１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、コレステリック液晶相の安定性がより向上する。

【0177】

－－その他の添加剤－－
液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、および、金属酸化物微粒子等を、光学的性能等を低下させない範囲で添加することができる。

【0178】

液晶組成物は、コレステリック液晶層を形成する際には、液体として用いられるのが好ましい。

【0179】

液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましい。

【0180】

有機溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、および、エーテル類などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。

【0181】

コレステリック液晶層を形成する際には、コレステリック液晶層の形成面に液晶組成物を塗布して、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向した後、液晶化合物を硬化して、コレステリック液晶層とするのが好ましい。

【0182】

すなわち、配向膜上にコレステリック液晶層を形成する場合には、配向膜に液晶組成物を塗布して、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向した後、液晶化合物を硬化して、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層を形成するのが好ましい。

【0183】

液晶組成物の塗布は、インクジェットおよびスクロール印刷等の印刷法、ならびに、スピンコート、バーコートおよびスプレー塗布等のシート状物に液体を一様に塗布できる公知の方法が全て利用可能である。

【0184】

塗布された液晶組成物は、必要に応じて乾燥および／または加熱され、その後、硬化され、コレステリック液晶層を形成する。この乾燥および／または加熱の工程で、液晶組成物中の液晶化合物がコレステリック液晶相に配向すればよい。加熱を行う場合、加熱温度は、２００℃以下が好ましく、１３０℃以下がより好ましい。

【0185】

配向させた液晶化合物は、必要に応じて、さらに重合される。重合は、熱重合、および、光照射による光重合のいずれでもよいが、光重合が好ましい。光照射は、紫外線を用いるのが好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ^２～５０Ｊ／ｃｍ^２が好ましく、５０～１５００ｍＪ／ｃｍ^２がより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射する紫外線の波長は２５０～４３０ｎｍが好ましい。

【0186】

ここで、第１反射偏光子２１１および第２反射偏光子２１３、ならびに、パターン円偏光板２０４としての反射型円偏光子のように、右円偏光を透過し左円偏光を反射する領域と、左円偏光を透過し右円偏光を反射する領域と、を有する構成の場合には、右円偏光を透過し左円偏光を反射する領域となるコレステリック液晶層と、左円偏光を透過し右円偏光を反射する領域とをそれぞれ形成して、支持体上に各領域を並べて貼着することで作製することができる。

【0187】

あるいは、右円偏光を透過し左円偏光を反射するコレステリック液晶層となる液晶組成物と、左円偏光を透過し右円偏光を反射するコレステリック液晶層となる液晶組成物とをそれぞれ調製し、支持体上の一部の領域に、右円偏光を透過し左円偏光を反射するコレステリック液晶層となる液晶組成物を塗布、硬化して、右円偏光を透過し左円偏光を反射するコレステリック液晶層を形成し、支持体上の他の一部の領域に、左円偏光を透過し右円偏光を反射するコレステリック液晶層となる液晶組成物を塗布、硬化して、左円偏光を透過し右円偏光を反射するコレステリック液晶層を形成することで、互いに直交する偏光を透過する領域を有する反射円偏光子を作製してもよい。

【0188】

あるいは、液晶組成物として、互いに逆方向の螺旋誘起力（ＨＴＰ：Helical Twisting Power）を持つ２種のキラル剤を含有し、かつ、一方のキラル剤が光照射によって螺旋誘起力が変化するキラル剤を用いて、液晶組成物の塗布後、硬化前、または、液晶組成物の硬化時に、キラル剤のＨＴＰを変化させる波長の光を、領域ごとに照射量を変えて照射することで、互いに直交する偏光を透過する領域を有するコレステリック液晶層を形成することができる。

【0189】

領域ごとに光の照射量を変える方法には特に限定はなく、マスクを介して光を照射する方法、領域ごとに照射時間を変える方法、あるいは、領域ごとに照射強度を変える方法等が利用可能である。

【0190】

また、第１反射偏光子２１１および第２反射偏光子２１３としての反射型円偏光子は、凹面鏡の作用を有する。反射型円偏光子に凹面鏡の作用をもたせるためには、反射型円偏光子自体を凹状の形状にすればよい。

【0191】

反射型円偏光子を凹状に形成する方法には特に制限はない。例えば、上記のようにして作製した反射型円偏光子を真空成形等で曲面に成形すればよい。あるいは、上記のようにして作製した反射型円偏光子をレンズ形状の支持体上に貼着して凹状に形成してもよい。

【0192】

（反射型直線偏光子）
反射型直線偏光子は、互いに直交する直線偏光の一方を透過して、他方を反射するものである。

【0193】

反射型直線偏光子としては、一例として、特開２０１１－０５３７０５号公報等に記載されるような、誘電体多層膜を延伸したフィルム、特開２０１５－０２８６５６号公報等に記載されるような、ワイヤグリッド型偏光子等が例示される。また、反射型直線偏光子は、市販品も好適に利用可能である。市販品の反射型直線偏光子としては、３Ｍ社製の反射型偏光子（商品名ＡＰＦ）およびＡＧＣ社製のワイヤグリッド偏光子（商品名ＷＧＦ）等が例示される。

【0194】

ここで、第１反射偏光子２１２および第２反射偏光子２１４、ならびに、パターン直線偏光子２０７としての反射型直線偏光子のように、互いに直交する直線偏光を透過する２種の領域を有する構成の場合には、支持体上に、上述した反射型直線偏光子を、その透過軸が互いに直交するように並べて貼着することで作製することができる。

【0195】

また、第１反射偏光子２１２および第２反射偏光子２１４としての反射型直線偏光子は、凹面鏡の作用を有する。反射型直線偏光子に凹面鏡の作用をもたせるためには、反射型直線偏光子自体を凹状の形状にすればよい。反射型直線偏光子を凹状に形成する方法は、上記反射型円偏光子の場合と同様である。

【0196】

＜＜パターン位相差層＞＞
パターン位相差層２０８は、λ／４板であり、遅相軸の方向が異なる領域が所定のパターンで形成されているものである。

【0197】

また、位相差層には制限はない。位相差層は、延伸されたポリカーボネートフィルム、延伸されたノルボルネン系ポリマーフィルム、炭酸ストロンチウムのような複屈折を有する無機粒子を含有して配向させた透明フィルム、支持体上に無機誘電体を斜め蒸着した薄膜、重合性液晶化合物を一軸配向させて配向固定したフィルム、および、液晶化合物を一軸配向させて配向固定したフィルムなど、公知の各種の位相差層が利用可能である。

【0198】

ここで、パターン位相差層２０８は、遅相軸の方向が互いに直交する領域を有している。このようなパターン位相差層２０８は、支持体上に、上述した位相差層を、その遅相軸が互いに直交するように並べて貼着することで作製することができる。

【0199】

あるいは、パターン位相差層２０８は、例えば、特開２０１２－００８１７０号公報に記載される方法、および、特開２０１２－０３２６６１号公報に記載される方法等、公知の方法で作製してもよい。また、パターン位相差層は、市販品も利用可能である。

【0200】

なお、上述した例においては、第１反射偏光子および第２反射偏光子は、２分割されて、第１偏光を透過する第１領域と、第２偏光を透過する第２領域とをそれぞれ１領域有する構成としたがこれに限定はされない。第１反射偏光子および第２反射偏光子は、第１領域の形状と第２領域の形状とが光軸に対して点対称であれば、第１反射偏光子および第２反射偏光子をそれぞれ複数領域有していてもよい。その際、各領域のサイズは異なっていてもよい。

【0201】

この場合、ディスプレイは、第１反射偏光子および第２反射偏光子の第１領域および第２領域に合わせて、第１偏光を出射する第１表示領域と、第２偏光を出射する第２表示領域とを、それぞれ複数領域有する構成とすればよい。

【0202】

以上、本発明の画像表示装置について詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。

【符号の説明】

【0203】

２００ａ、２００ｂ、２００ｃ 画像表示装置
２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ ディスプレイ
２０２ 画像表示素子
２０４ パターン円偏光板
２０４ａ 右円偏光透過領域
２０４ｂ 左円偏光透過領域
２０６ 直線偏光子
２０７ パターン直線偏光子
２０７ａ 第１偏光透過領域
２０７ｂ 第２偏光透過領域
２０８ パターン位相差層
２０８ａ 第１遅相軸領域
２０８ｂ 第２遅相軸領域
２１１、２１２ 第１反射偏光子
２１１ａ、２１２ａ 第１領域
２１１ｂ、２１２ｂ 第２領域
２１３、２１４ 第２反射偏光子
２１３ａ、２１４ａ 第１領域
２１３ｂ、２１４ｂ 第２領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】