CN102778704A - 光学膜、偏振片、图像显示装置以及3d图像显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光学膜、偏振片、图像显示装置以及3D图像显示系统。具体地，本发明公开了一种其中微干涉不均得以减少的光学膜。所述光学膜包含具有10μm至150μm厚度的透明膜以及所述透明膜上的按如下顺序的第一层和第二层，其中面内平均折射率的值满足下式：第二层>第一层>透明膜；第一层和第二层之间的面内平均折射率差异以及第一层和透明膜之间的面内平均折射率差异各自为0.02或更大；第一层的光学厚度D满足下式：270×N-150-75nm≤D≤270×N-150+75nm(1≤N≤8，其中N是自然数)。

Description

光学膜、偏振片、图像显示装置以及3D图像显示系统

技术领域

本发明涉及用于减少设置在立体(3D)图像显示装置观察侧的光学膜的微干涉不均(minute interference unevenness)的技术，以及各自利用该技术的偏振片、图像显示装置和3D图像显示系统。 

背景技术

人们已经提出了在观察侧的显示面板之前具有λ/4片的3D图像显示。所述λ/4片与偏振膜一起被设置在显示面板观察侧的表面上，用于形成圆偏振图像。为了此目的，λ/4片的面内慢轴应当控制在与偏振膜吸收轴相关的特定方向上。此外，在被动(passive)玻璃类型中，需要使用具有交替设置的图案的图案化的λ/4片，所述图案具有彼此呈正交的面内慢轴。如果λ/4片可以用液晶组合物制造，则可以容易地控制所述面内慢轴。由液晶化合物形成的延迟层的面内慢轴通常由取向层控制。 

具有在由透明膜制成的载体上的取向层和液晶化合物构成的延迟膜的光学膜已经被广泛地用作液晶显示装置中的光学补偿膜。由于所述光学补偿膜设置在液晶元件和偏振膜之间，取向层和延迟层之间的界面上的任何干涉都不会影响它的显示性能。因此，在具有此结构的光学补偿膜中，关于取向层和延迟层之间的界面上的干涉情况已经很少被研究。然而，在使用如上所述的形式中，即在偏振膜观察侧的外部设置光学膜的构造，由于取向层和延迟层之间的界面上的折射率不同而产生的干涉可能会影响到显示性能。 

不均干涉(uneven interference)通常已知发生在由多个光学薄膜组成的层叠物中，并且它可以通过实现各个光学薄膜的均匀厚度或者降低界面处的折射率差异而被减少。然而，完全消除厚度不均在技术上是非常困难的，并且降低折射率差异也是困难的，因为它限制了可用材料的可选范围。虽然设置在层叠物上或层叠物中的光散射层可减少不均干涉，但是设置在图 像显示装置观察侧的光散射层具有例如图像显示表面上透明度损失以及图像对比度下降的缺陷。 

已知的是不均干涉可归因于单元间隙或液晶层厚度不均，这是因为许多光学薄层，例如像素电极层、取向层和滤色器，层叠在液晶显示装置的液态单元中的玻璃基材的内面上。人们提出了解决这一问题的措施(例如，JP-A-4-166915和JP-A-2000-231109)。 

发明概述 

发明人实际上发现了一种由多个光学薄层组成并且设置在显示面板外侧并且进一步设置在偏振膜外侧的光学膜，并且发现迄今未知的人眼可检测的微小闪烁出现在黑色显示或者关机期间。这种闪烁起因于不均干涉，其具有在形成光学膜的多个光学薄层之间的界面上的几个纳米的间距。这样的不均干涉不同于上述JP-A-4-166915和JP-A-2000-231109中所解决的那些。 

本发明的一个目的是针对上述问题减少由多个光学薄层组成的光学膜的微干涉不均。 

具体地，本发明提供了一种设置在3D图像显示装置观察侧的光学膜，其具有减少的微干涉不均，以及各自包括所述光学膜的偏振片、图像显示装置以及3D图像显示系统。 

解决上述问题的方式如下： 

<1>一种光学膜，其包括具有10μm至150μm厚度的透明膜以及按如下顺序的透明膜上的第一层和第二层， 

其中，面内平均折射率的值满足下式： 

第二层>第一层>透明膜 

所述第一层和所述第二层之间的面内平均折射率差异以及所述第一层和所述透明膜之间的面内平均折射率差异各自为0.02或更大； 

所述第一层的光学厚度D满足下式： 

270×N-150-75nm≤D≤270×N-150+75nm(1≤N≤8，其中N是自然数)。 

<2>根据<1>的光学膜，其中所述第一层是取向层并且所述第二层是包含液晶化合物的延迟层。

<3>根据<1>或<2>的光学膜，其包括至少一个位于所述透明膜另一 侧上的硬涂层。 

<4>一种光学膜，其包括具有10μm至150μm厚度的透明膜以及透明膜上的按如下顺序的取向层和延迟层，以及至少一个在所述透明膜另一侧上的硬涂层， 

其中，面内平均折射率的值满足下式： 

延迟层>取向层>透明膜 

所述延迟层和所述取向层之间的面内平均折射率差异以及所述取向层和所述透明膜之间的面内平均折射率差异各自为0.02或更大； 

所述取向层的光学厚度D满足下式： 

1200–75nm≤D≤1200+75nm。 

<5>根据<1>至<4>任意一项的光学膜，其中所述透明膜是纤维素酰化物膜或环状烯烃聚合物膜。 

<6>根据<3>至<5>任意一项的光学膜，其包括设置在所述硬涂层上的低折射率层，所述硬涂层沉积在所述透明膜的相对侧面上； 

所述低折射率层的折射率低于所述透明膜的折射率。 

<7>根据<6>的光学膜，其包括至少一个折射率高于所述透明膜的折射率的高折射率层。 

<8>根据<1>至<7>任意一项的光学膜，其具有550nm下80至200nm的面内延迟以及550nm下-100至200nm的厚度方向上的延迟。 

<9>根据<2>至<8>任意一项的光学膜，其中所述液晶化合物是盘状或棒状液晶化合物。 

<10>根据<2>至<9>任意一项的光学膜，其中所述包括液晶化合物的延迟层是图案化的延迟层，其包括第一和第二延迟区域的交替设置的图案，所述第一和第二延迟区域在面内慢轴和面内延迟中的至少一个方面彼此不同。 

<11>一种偏振片，其包括根据<1>至<10>任意一项的光学膜和偏振膜。 

<12>根据<11>的偏振片，其中所述光学膜中的第二层是延迟层，并且所述延迟层的面内慢轴以45°角与所述偏振膜的吸收轴相交。 

<13>一种图像显示装置，其包括显示面板和设置在所述显示面板观察侧的根据<11>或<12>的偏振片。 

<14>一种3D图像显示系统，其包括至少一个根据<13>的图像显示装置；和偏振膜，所述偏振膜允许显示在图像显示装置上的图像传输从而以3D图像被感知。 

本发明可以减少由多个光学薄层组成的光学膜中的微干涉不均。 

具体地，本发明提供了一种设置在3D图像显示装置观察侧的具有减少的微干涉不均的光学膜，以及各自包括所述光学膜的偏振片、图像显示装置和3D图像显示系统。 

附图说明

图1是根据本发明一个实施方式的光学膜的示意性剖视图。 

图2是根据本发明一个实施方式的图像显示装置的示意性剖视图。 

图3是根据本发明另一个实施方式的光学膜的示意性剖视图。 

图4是根据本发明再一个实施方式的光学膜的示意性剖视图。 

图5是一个示意性视图，其图解说明了根据本发明一个实施方式的偏振片的光学膜的轴与偏振膜的轴之间的关系。 

图6是一个示意性视图，其图解说明了根据本发明另一个实施方式的偏振片的光学膜的轴与偏振膜的轴之间的关系。 

图7是用来解释本发明机理的示意性视图。 

在上述图中，1、1’和1″代表光学膜，10代表透明膜，12代表取向层，14代表延迟层，16代表偏振膜，18代表显示面板，20代表硬涂层，并且22代表低折射率层。 

具体实施方式

下面，详细说明本发明。注意，在本专利说明书中，任何以“…至…”的方式表达的数值范围用于指分别包括由在“至”之前和之后给出的数值代表的下限值和上限值的范围。 

在本说明书中，Re(λ)和Rth(λ)分别是波长λ(nm)下的面内延迟(单位：nm)和厚度方向延迟(单位：nm)。使用KOBRA 21ADH或WR(得自Oji Scientific Instruments)，通过在膜法线方向入射波长λnm的光至膜测量Re(λ)。测量波长的选择可以根据波长选择过滤器手动变换或者根据测量值程序变换来进行。 

当可以通过单轴或双轴折射率椭圆体表示待分析的膜时，膜的Rth(λ)可以按以下方法计算。 

在六个Re(λ)值，假定平均折射率值和作为所述膜厚度值输入的值的基础上，通过KOBRA 21ADH或WR计算Rth(λ)，所述六个Re(λ)值是由六个方向上的波长λnm的入射光测量的，所述方向是使用面内慢轴(通过KOBRA 21ADH确定)作为倾斜轴(旋转轴；如果所述膜没有面内慢轴时则由任意面内方向限定)，相对于样品膜法线方向从0°到50°间隔10°旋转确定的。 

在上述内容中，当待分析的膜具有如下方向时，即在以面内慢轴作为旋转轴从法线方向倾斜一定角度的方向上的延迟值为0时，则在比上述给出0延迟的倾斜角更大的倾斜角上的延迟值会变化为负值，然后通过KOBRA 21ADH或WR计算膜的Rth(λ)。 

旋转慢轴作为膜的倾斜角(旋转角)(当膜没有慢轴时，以膜的面内任意方向作为膜的旋转轴)，从任意期望倾斜的2个方向测量延迟值，基于所述数据、平均折射率的估计值和膜厚度的输入值，可以根据以下公式(A)和(B)计算Rth。 

(A)： 

$\mathrm{Re}\left(\mathrm{\&theta;}\right)=[\mathrm{nx}-\frac{\mathrm{ny}\&times;\mathrm{nz}}{\sqrt{{\left\{\mathrm{ny}\sin \left({\sin }^{-1}\left(\frac{\sin (-\mathrm{\&theta;})}{\mathrm{nx}}\right)\right)\right\}}^2+{\left\{\mathrm{nz}\cos \left({\sin }^{-1}\left(\frac{\sin (-\mathrm{\&theta;})}{\mathrm{nx}}\right)\right)\right\}}^2}}]\&times;\frac{d}{\cos \left\{{\sin }^{-1}\left(\frac{\sin (-\mathrm{\&theta;})}{\mathrm{nx}}\right)\right\}}$

其中Re(θ)代表从法线方向倾斜角度θ的方向的延迟值；nx代表面内慢轴方向的折射率；ny代表与nx正交的面内方向的折射率；并且nz代表与nx和ny正交的方向的折射率。并且“d”代表膜的厚度。 

(B):Rth={(nx+ny)/2-nz}×d 

在公式中，nx代表面内慢轴方向的折射率；ny代表与nx正交的面内方向的折射率；并且nz代表与nx和ny正交的方向的折射率。并且“d”代表膜的厚度。 

当不能通过单轴或双轴折射率椭圆体表示待分析的膜时，或者即当膜不具有光学轴时，则膜的Rth(λ)可以按以下方法计算： 

慢轴(通过KOBRA 21ADH或WR判断)作为面内的倾斜轴(旋转轴)，相对于膜法线方向从倾斜-50°以10°为间隔转至+50°方向，在具有从膜倾斜方向施加的波长λnm的光的总共11个点上测量所述膜的Re(λ)；基于由此测量的延迟值、平均折射率的估计值和膜厚度的输入值，可以通过KOBRA 21ADH或WR计算膜的Rth(λ)。 

在上述测量中，平均折射率的假定值可以从聚合物手册(John Wiley&Sons,Inc.)中各种光学膜的目录所列值中获得。平均折射率未知的那些，可以使用Abbe折射计测量。一些主要光学膜的平均折射率如下： 

纤维素乙酸酯(1.48)、环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)和聚苯乙烯(1.59)。通过输入这些平均折射率的假定值和膜厚度，KOBRA 21ADH或WR可以计算nx、ny和nz。在由此计算出的nx、ny和nz数据的基础上，进一步算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。 

在本说明书中，术语“可见光”用于波长380nm至780nm的任何光。在本说明书中，除非特别注明，测量时的波长为550nm。 

在本说明书中，角度(例如“90°”)及其关系(例如，表述“正交”、“平行”或“45°相交”)应当被解释为包括在本发明所属技术领域通常可以接受的误差。例如，所述角度期望地落入一个精确角度±小于10°的角度的范围，更期望地落入一个精确角度±5°的范围，或者甚至更期望地落入一个精确角度±3°的范围。 

本发明涉及一种光学膜，其包括透明膜，以及按如下顺序在透明膜表面上的第一层和第二层，其中，其面内平均折射率的值满足下式：第二层>第一层>透明膜，并且第一层和第二层之间的面内平均折射率差异以及第一层和透明膜之间的面内平均折射率差异各自为0.02或更大。 

因此，在具有不同折射率的层叠的层结构的光学膜中，层之间的界面处会发生干涉。在光学膜被设置在图像显示装置观察侧的偏振膜外侧的情况下，在黑色显示或关机期间观察者会感知到作为微小闪烁的几个纳米间距的干涉不均。在本发明中，所述第一层的光学厚度被设置在270×N-150±75nm(1≤N≤8，其中N是自然数)的范围内，从而减少几个纳米间距上的干涉不均。 

包括透明膜上的取向层和由液晶化合物构成的延迟层的光学补偿膜已经被广泛用于常规液晶显示装置中。在具有此结构的光学补偿膜中，在 取向层和延迟层之间的界面处也会发生干涉。然而，由如上所述的干涉不均导致的闪烁则不会发生，这是因为所述光学补偿膜被设置在液晶单元和偏振膜之间。本发明人已经发现了如下事实：当具有前述结构的光学膜被设置在偏振膜的观察侧之外时，会发生微小闪烁，并且这种闪烁是由光学膜中界面处几个纳米间距的干涉不均所引起的。 

作为本发明人深入研究的结果，发现在特别用作载体的透明膜具有10至150μm厚度，第一层具有约0.05至约1.4μm厚度，并且第二层具有约0.5至约4μm厚度的情况下，这对于光学薄层来说是相对厚的情况中，反射光的强度会在几个纳米的间距上变化。如图7中示意性所示，进一步的研究已经发现这一现象是由于多重干涉重叠所引起的干涉波动强度差异所导致的，并且所述波动强度的差异在显示中被作为闪烁而观察到。进一步的研究显示，闪烁在含有发射线的光源例如用于照明中的三波长光源下是特别显著的。作为基于这些发现进一步研究的结果，本发明人已经发现将所述第一层的光学厚度调节到预定范围能够使得较弱干涉波动的位置与发射谱线相符，从而减少干涉波动的起伏，使得减少了人眼可检测的微小闪烁。本发明因而被实现。 

具体地，在本发明中，所述第一光学层的光学厚度被调整到在270×N-150±75nm(1≤N≤8，其中N是自然数)的范围内。如果所述第一层的光学厚度在270×N-150±75nm(1≤N≤8，其中N是自然数)的范围内，较弱波动位置与发射谱线相符，从而±75nm范围内的偏差不会导致人眼可检测的起伏。更小范围的误差是所期望的。所述范围优选在±50nm的范围内，更优选在±25nm的范围内。 

在所述第一层的光学厚度D在270×N-150±75nm(1≤N≤8，其中N是自然数)的范围内的描述中，术语“在270×N-150±75nm的范围内”是指满足下式：270×N-150-75nm≤D≤270×N-150+75nm”，即，270×N-225nm≤D≤270×N-75nm”。 

上述公式定义N为1至8的自然数，从而所述第一层的光学厚度D具有下表所示的范围。误差范围为±50nm和±25nm的情况也已显示。 

[表1] 

从制造稳定性和成本的角度，N优选为3至6，并且更优选为5。所述第一层的光学厚度D优选在1200±75nm的范围内，更优选为1200±50nm，并且进一步优选1200±25nm。 

在本发明的光学膜中，面内平均折射率的值满足下式：第二层>第一层>透明层，并且第一层和第二层之间以及第一层和透明膜之间的面内平均折射率的差异各自为0.02或更大。如果满足了这些公式，则没有特别的限制存在。优选地，第一层和第二层之间以及第一层和透明膜之间的面内平均折射率差异各自为0.03或更大。第一层的面内平均折射率优选为第二层和透明膜的面内平均折射率的中间值，从而进一步减少干涉不均(interference unevenness)。在第一层为取向层的实施方式中，面内平均折射率通常在约1.48至约1.6的范围内，虽然取决于主要成分聚合物的类型。因此，在第一层是取向层的实施方式中，所述第一层具有约30至约1400nm的厚度，从而获得在上述范围(其中N为1至8)内的光学厚度D，虽然这一厚度不是限制性的。 

折射率可以通过用阿贝折光仪直接测量确定或者通过光谱反射仪或椭圆偏振光谱确定。 

所述第二层可以具有满足前述关系范围内的任意面内平均折射率。通过固定盘状液晶化合物或棒状液晶化合物的取向而形成的延迟层的面内平均折射率通常为约1.5至约1.65，虽然取决于液晶化合物的类型。用作透明膜的聚合物膜的面内平均折射率通常为约1.47至约1.6。 

如上所述，本发明光学膜的透明膜具有优选为10至150μm的厚度， 更优选10至85μm。此范围内的厚度加强了本发明的有益效果。 

如上所述，从光学特征的角度来说，本发明的光学膜的第二层具有优选0.5至4μm的厚度，并且更优选0.9至1.8μm的厚度。 

图1图示了根据本发明一个实施方式的光学膜的示意性剖面图。注意所描绘的层之间的关系并未反应真实的关系。其他图形的情况也相同。 

图1中的光学膜1具有透明膜10表面上的取向层12和延迟层14，所述延迟层14包括固定在取向状态的液晶化合物。在图1图示的实施方式中，取向层12和延迟层14分别相当于所述第一层和所述第二层。 

如图2所示，光学膜1与线性偏振膜16一起被设置在显示面板18的观察侧。参照图2，为了将光学膜1结合到偏振膜16上，可以将延迟层14的表面结合到偏振膜16的表面上。在其观察侧上具有偏振膜的显示面板18例如液晶板的实施方式中，可以省略偏振膜16。在显示面板18例如液晶板在观察侧具有偏振膜并且与光学膜一起具有另一个偏振膜16的情况下，显示面板观察侧的偏振膜和另一个偏振膜16的吸收轴彼此平行设置。 

光学膜1的功能是作为λ/4片，其主要基于延迟层14的光学性质以及，根据需要，透明膜10的光学性质作为联合。光学膜1的面内慢轴与偏振膜16的吸收轴以45°的角度相交，并且因此透明膜1与偏振膜16一起起到圆偏振片的作用。显示面板18控制来自设置在所述面板后的光源(未示出)的入射光透光度，从而显示图像。此图像通过设置在所述面板观察侧的偏振膜16和光学膜1被转换成圆偏振图像。观察者可以通过一对被动或主动圆偏光镜以3D图像的形式观测到圆偏振图像。 

组件即光学膜1的透明膜10、取向层12和延迟层14的平均面内折射率满足下式：延迟层14<取向层12<透明膜10，从而干涉发生在延迟层14和取向层12之间的界面处，并且彼此结合以形成具有几个纳米间距的干涉波动。此波动被观测者在黑色显示或关机期间以微小闪烁的形式观测到。由于光学膜1中的取向层12具有270×N-150±75nm(1≤N≤8，其中N是自然数)的范围内的光学膜厚度，因此处于低水平干涉波动的位置几乎与用于照射的三波长光源的发射谱线相一致。这导致产生微小闪烁的干涉波动减少。 

图3和4显示了本发明其他光学膜的示意性剖面图。与图1中元件相 同的元件以相同的参照标号表示，而没有对它们进行详细描述。 

图3中图示的光学膜1’在透明膜10的背面(取向层12和延迟层14没有设置在其上的那面)具有硬涂层20。图4中图示的光学膜1”具有设置在硬涂层20外面的低折射率层22。如果将光学膜1’或1”与偏振膜一起设置在显示面板的观察侧，如图2所图示，则延迟层14的表面被结合并层叠到偏振膜的表面上。 

各自提供有硬涂层20的所述光学膜1’和1”对来自外界的物理侵害具有改善的耐受性。所述光学膜1”进一步具有低折射率层22，其可以减少外部光线的反射并且有助于进一步改善图像的显示质量。从获得抗反射表面膜的光学设计角度来说，光学膜1’和1”中的硬涂层20和透明膜10的面内平均折射率之间的关系优选满足：硬涂层20>透明膜10，并且硬涂层20和低折射率层22的面内平均折射率之间的关系优选满足公式：硬涂层20>低折射率层22。 

在光学膜1’和1”的优选实施方式中，透明膜10具有10μm至150μm的厚度，延迟膜14具有0.5μm至4μm的厚度，并且硬涂层和低折射率层各自具有0.4μm至35μm的厚度；面内平均折射率的关系满足下式：延迟层14>取向层12>透明膜10；并且延迟层14和取向层12之间的面内平均折射率差异，以及取向层12和透明膜之间的面内平均折射率差异各自为0.02或更大；并且取向层12的光学厚度在1200±75nm的范围内(更优选为1200nm±50nm，进一步优选为1200nm±25nm)。在此实施方式中，满足如下公式是优选的：硬涂层20>透明膜10。 

在图1至图4中，延迟层14单独或者与透明膜10一起优选显示出λ/4层的光学性质。在光学膜被用于主动圆偏光镜系统中的实施方式中，延迟层14是一个均匀延迟层，并且如图5(a)和5(b)所示，延迟层14的面内慢轴14a与偏振膜16的吸收轴16a正交。在图5中的水平方向相当于显示器的水平方向的情况下，如图5(a)所示，延迟层14的面内慢轴14a以45°(或135°)从显示器水平方向上倾斜，偏振膜16的吸收轴16a或者是显示器的水平方向或者是其垂直方向。代替地，如图5(b)所示，延迟层14的面内慢轴14a处于水平或垂直方向，偏振膜16的吸收轴16a处于显示器的45°(或135°)方向。 

在光学膜用于被动圆偏光镜系统中的实施方式中，延迟层14优选为 图案化的λ/4层。图6(a)和6(b)图示了具有交替设置的条纹图案的图案化的λ/4层，所述图案由第一和第二延迟区域14a和14b组成，其中各个慢轴与相邻的慢轴正交，并且各自的面内延迟是λ/4。如图6(a)所图示的，延迟区域14a和14b的面内慢轴(a)和(b)可以分别各自处于显示器水平方向的-45°和+45°的方向上，或者如图6(b)所图示的，各自处于显示器水平方向的0°和90°的方向上。类似于主动圆偏光镜系统，如图6(a)和6(b)所示，延迟层14的慢轴(a)和(b)与偏振膜16的吸收轴(p)正交。 

本发明还涉及具有本发明的光学膜和偏振膜的偏振片。如图2所图示的，所述偏振片被设置在显示面板观察侧上，从而使偏振膜面对显示面板。所述偏振片可以为圆偏振片、椭圆偏振片以及线性偏振片中的任意一种。在所述偏振片用于3D图像显示装置的实施方式中，优选圆偏振片，并且本发明的光学膜优选为λ/4片。 

本发明涉及具有至少一个本发明的光学膜和显示面板的图像显示装置。在本发明的光学膜是延迟片的实施方式中，如图2所图示的，所述光学膜与线性偏振膜一起被设置在显示面板的观察侧，并且将显示面板上显示的图像转换成圆偏振或椭圆偏振图像。观察者可以通过偏振片例如主动偏光镜(例如圆偏光镜)以立体图像的形式观测到所述圆偏振或椭圆偏振图像。代替地，在本发明的光学膜是图案化的延迟片的实施方式中，如图2所图示的，所述光学膜与线性偏振片一起被设置在显示面板的观察侧，并且将显示面板上显示的图像转换成圆偏振或椭圆偏振图像，对于右眼和左眼具有相反的旋转偏振方向。观察者可以通过偏振片例如一对被动偏光镜(例如圆偏光镜)以立体图像的形式观测到所产生的圆偏振或椭圆偏振图像。 

本发明可以被用于任何显示面板，没有限制，例如，包括液晶层的液晶面板，包括有机EL层的EL显示面板，以及等离子显示面板。在任意实施方式中，可以采用多种结构。由于液晶面板具有用于在观察侧上显示图像的偏振膜，因此本发明的光学膜可以单独层叠在设置于液晶面板观察侧的偏振膜上。 

显示面板的一个例子是传输模式的具有一对偏振膜并且液晶面板设置在其之间的液晶面板。用于观察角补偿的延迟膜通常设置在各个偏振膜和液晶单元之间。所述液晶单元可以具有任意结构并且可以使用具有通常 结构的液晶单元。例如，所述液晶单元包括一对彼此面对的基板，设置在此对基板之间的液晶层，如果需要其可以具有滤色器。所述液晶单元可以具有任何驱动方式，没有限制，例如扭曲向列(TN)模式，超级扭曲向列(STN)模式，垂直取向(VA)模式，面内转换(IPS)模式，以及光学补偿弯曲模式(OCB)。 

本发明还涉及一种三维图像显示系统，其至少包括三维图像显示装置和设置在三维图像显示装置观察侧上的偏振片，观察者能够通过偏振片从所述装置捕捉三维图像。设置在三维图像显示装置观察侧外部的偏振片的一个例子是观察者佩戴的一对偏光镜。观察者的右眼和左眼通过一对圆或线性偏光镜捕捉偏振图像，从而感知到三维图像。所述偏光镜可以是主动型或被动型的。 

用于制造光学膜的多种元件现在将被详细描述。 

本发明的光学膜具有在透明膜表面上的第一层和第二层，其中它们的面内平均折射率满足下式：第二层>第一层>透明膜，并且第一层和第二层之间的以及第一层和透明膜之间的面内平均折射率的差异各自为0.02或更大。如果满足了上述关于折射率的关系，则所述第一层和第二层不具有任何其他限制。本发明的有益效果在第一层具有约0.05至约1.4μm的厚度并且第二层具有约0.5至约4μm的厚度的实施方式中得以实现。具有上述厚度范围的层可以通过涂覆有机材料而稳定地制备，从而所述第一和第二层优选包括通过涂覆形成的有机材料。 

在一个实施方式中，本发明的光学膜包括在透明膜表面上作为第一层的取向层，作为第二层的延迟层，所述延迟层包括固定在取向状态的液晶化合物。本实施方式的光学膜显示出基于延迟层光学性质或者延迟层和透明膜光学性质的结合的光学性质。优选的光学性质取决于应用，并且优选Re(550)为80至200nm并且Rth(550)为-100至200nm，从而使光学膜与偏振膜一起被设置在显示面板的观察侧上，并且起圆偏振片或椭圆偏振片的作用。在此实施方式中，起圆偏振片作用的光学膜优选为λ/4片，更优选具有115至160nm的Re(550)和-50至100nm的Rth(550)。 

<透明膜> 

本发明光学膜的透明膜优选具有10至150μm的厚度，更优选10至 85μm的厚度，因为此范围内的厚度加强了本发明的有益效果。光学膜可以具有多种光学性质，这取决于应用。例如，可以使用具有低延迟值特别是50nm或更小Re绝对值的聚合物膜。当然，延迟膜可以被用作透明膜。 

用于形成本发明可以使用的透明膜的材料包括聚碳酸酯系列聚合物，聚酯系列聚合物例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯，丙烯酰系列聚合物例如聚甲基丙烯酸甲酯，以及苯乙烯系列聚合物例如聚苯乙烯和丙烯腈/苯乙烯共聚物(AS树脂)。其具体例子还包括聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯，聚烯烃系列聚合物例如乙烯/丙烯共聚物，氯乙烯系列聚合物，胺系列聚合物例如尼龙和芳族聚酰胺，酰亚胺系列聚合物，砜系列聚合物，聚醚砜系列聚合物，聚醚酮醚系列聚合物，聚苯硫醚系列聚合物，偏二氯乙烯系列聚合物，乙烯醇系列聚合物，乙烯丁缩醛系列聚合物，丙烯酸酯系列聚合物，聚甲醛系列聚合物，环氧系列聚合物及其任意混合物。可以使用任意UV固化或热固化树脂例如丙烯酰基，氨基甲酸酯，丙烯酰基氨基甲酸酯，环氧或硅树脂系列固化树脂的固化层。 

组成透明载体的所述材料的优选例子包括热塑性降冰片烯型树脂。所述热塑性降冰片烯型树脂的例子包括ZEONEX和ZEONOR(ZEON公司制造)和ARTON(JSR公司制造)。 

组成透明载体的所述材料的优选例子还包括纤维素系列聚合物(以下偶尔被称为是纤维素酰化物)例如三乙酸纤维素，其常规地用作偏振片的透明保护膜。 

透明膜可以通过任意工艺生产，例如，溶剂流延工艺或熔体挤出工艺。所述膜可以预先进行拉伸处理用于控制延迟。 

上述例举的聚合物膜的面内平均折射率通常为约1.47至约1.6。 

<第一层> 

在一个实施方式中，本发明的光学膜具有取向层作为第一层。所述取向层可以由任意材料制备，并且优选有机材料例如聚合物作为主要组分。用于取向层的材料的例子包括改性或未改性的聚乙烯醇，丙烯酸共聚物以及甲基丙烯酸共聚物。包括这样的材料作为主要组分并且具有约1.48至约1.62的平均面内折射率和约0.05μm至1.4μm厚度的层可以实现光学厚度在满足本发明第一层条件的范围内。具有此范围的层可以通过涂覆而 稳定地形成。 

<第二层> 

在一个实施方式中，本发明的光学膜具有包含液晶化合物的延迟层作为第二层。液晶化合物优选以取向状态固定。一个例子是如下的延迟层，其通过聚合反应将含有处于取向状态的可聚合液晶化合物的聚合物组合物固化形成。所述延迟层显示出来自于液晶化合物取向的延迟性质。 

所使用的液晶化合物可以具有任意结构。所述液晶化合物可以根据分子的形状被分为棒状液晶化合物和盘状液晶化合物。在本发明中，二者都可以使用。例如，具有期望Re范围的延迟层，例如λ/4片，可以通过将棒状液晶化合物的长轴取向于平行于它的层面或者将盘状液晶化合物的盘面取向于垂直于它的层面，然后固定它们的取向状态而形成。 

由液晶化合物组成的延迟层的面内慢轴可以通过施加到作为第一层形成的取向层的取向处理方向而控制。一个例子是施加到取向层表面的摩擦处理，并且通常液晶分子的长轴被取向于平行或垂直于摩擦处理的方向。另一个例子是施加于光取向层的光辐射处理。液晶化合物的取向可以使用具有取向能力的光取向层进行控制，所述取向能力由辐射光的偏振方向或者光的辐射方向所引发，从而使慢轴被控制在期望方向。液晶的取向可以使用取向控制剂与液晶化合物一起进行控制。为了此目的，也可以使用多种常规用于制备液晶单元中光学补偿膜和液晶层的技术。 

所述第二层可以是图案化的延迟层。在此实施方式中，所述第一层，即取向层优选为通过掩膜摩擦或掩膜暴露工艺处理的图案化取向层。图案化延迟层可以通过任意常规技术形成，例如图案印刷。 

通过固定液晶化合物的取向状态形成的层具有约1.5至约1.65的面内平均折射率，并且多个层满足透明膜和第一层在面内平均折射率方面的关系。 

从增强本发明有益效果的角度来说，所述第二层具有优选0.5至4μm的厚度，并且更优选0.9至1.8μm。满足此范围的层可以通过涂覆液晶组合物而稳定地形成。 

<表面层> 

本发明的光学膜在透明膜的另一面(其上没有设置第一层和第二层)上可以具有一个或多个硬涂层。从抗反射表面光学设计的角度来说，设置在透明膜另一面上的层的面内平均折射率优选满足：硬涂层>透明膜。硬涂层的平均折射率通常为约1.48至约2。 

从赋予充分的持久性和抗冲击性的角度来说，硬涂层的厚度优选为0.4至35μm，更优选为5至20μm。 

本发明的光学膜包括具有比硬涂层低的面内平均折射率的低折射率层，其位于硬涂层的外表面上。带有低折射率层的硬涂层的层叠物是优选的，因此它能够减少外界光的反射并由此改善显示性能。具有约1.3至约1.47的面内平均折射率的低折射率层可以提供此效果；然而，此范围不是限制性的。 

虽然仅包括低折射率层的结构可以减少反射，而具有高折射率的高折射率层与具有低折射率的低折射率层的组合能够加强抗反射能力。层结构的例子包括从硬涂层以此顺序的高折射率层和低折射率层的双层结构；和具有不同折射率的三层的三层结构，即从硬涂层以此顺序的中折射率层、高折射率层和低折射率层，所述中折射率层具有高于底层并且低于高折射率层的折射率。包括更多抗反射层的层叠结构也被提出。特别是，从持久性、光学性质、成本和生产率的角度来说，优选将中折射率层、高折射率层和低折射率层以此顺序设置在硬涂层上。这样的结构的例子公开在JP-A Nos.8-122504,8-110401,10-300902,2002-243906,2000-111706中。具有优异坚固性以对抗膜厚度变化的三层结构的抗反射膜公开在JP-A-2008-262187中。图像显示装置表面上的三层结构的抗反射膜实现了0.5%或更小的平均反射率。因此外界光线的反射可以明显地被减少，并且从而可以提供优异的三维图像。此外，可以向各个层提供任意其他功能，例如具有抗污染性的低折射率层，具有抗静电性质的高折射率层，以及具有抗静电性质的硬涂层(如JP-A Nos.10-206603,2002-243906,和2007-264113中所公开)。 

具有硬涂层或低折射率层的具体层结构的例子如下给出： 

硬涂层； 

低折射率层； 

(硬涂层)/(低折射率层)； 

(硬涂层)/(高折射率层)/(低折射率层)；和 

(硬涂层)/(中折射率层)/(高折射率层)/(低折射率层)。 

<偏振膜> 

本发明可用的偏振膜通常是线性偏振膜。偏振膜可以是拉伸膜或通过涂覆形成的层。前者的例子包括通过拉伸用碘或二色性染料着色的聚乙烯醇形成的拉伸膜。后者的例子包括通过涂覆含有二色性染料的组合物并且将所述染料固定在预定的取向状态而形成的层。 

这里的术语“偏振膜”是指线性偏振膜。 

<液晶单元> 

本发明的图像显示装置中可以使用任意模式的液晶单元。优选的模式包括VA模式，OCB模式，IPS模式和TN模式。 

在TN模式的液晶单元中，在没有电压施加期间，棒状液晶分子基本上水平地取向，并且在60°至120°的范围内扭曲。TN液晶单元最广泛地用于彩色TFT液晶显示器中，并且在许多出版物中被描述。 

在VA液晶单元中，在没有电压施加期间，棒状液晶分子基本上垂直地取向。所述VA液晶单元包括(1)狭义上的VA模式液晶单元，其中在没有电压施加期间棒状液晶分子基本上垂直地取向，并且在电压施加期间基本上水平地取向(描述于JP-A-2-176625中)；(2)用于扩展观察角度的多区域VA模式(MVA模式)的液晶单元(SID97,Digest of tech.论文(会议论文)28(1997),845)；(3)模式(n-ASM模式)的液晶单元，其中在没有电压施加期间棒状液晶分子基本上垂直地取向，并且在电压施加期间以扭曲多区域的形式取向(描述在会议论文Nippon Ekisho Toronkai(Japanese Liquid Crystal Society)(1998),58-59中)；以及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(报道于LCD International 98)。所述VA液晶显示装置可以以PVA(图案化垂直取向)、光取向(光学取向)以及PSA(聚合物支撑取向)中的任意模式驱动。这些模式的细节描述于JP-A-2006-215326和JP-T-2008-538819中。 

IPS液晶单元含有基本上平行于基板取向的棒状液晶分子。在施加平行于基板表面的电场期间，所述液晶分子在面内响应。在没有电场施加期间，IPS液晶单元显示黑色，一对上下偏振片的传输轴彼此正交。在具有 光学补偿片以扩展观察角度的黑色显示期间消除倾斜方向上的漏光的对策公开在专利文献例如JP-A Nos.10-54982,11-202323,9-292522,11-133408,11-305217和10-307291中。 

<用于三维图像显示系统的偏振片> 

在本发明的三维图像显示系统中，观察者通过偏振片观看被称为3D图像的立体图像。在一个实施方式中，所述偏振片是一对偏光镜。在光学膜是λ/4片的实施方式中，使用一对圆偏光镜，其中所述λ/4片与偏振片一起形成圆偏振图像。所述圆偏光镜可以是主动(百叶窗玻璃)或被动型。 

实施例

本发明被进一步解释。以下段落将参照实施例和对比例进一步具体描述本发明的特征。在不脱离本发明的精神的情况下，实施例中所显示的任何材料、用量、比率、处理细节、处理程序等等都可以适当地改变。因此，应当理解本发明的范围不应基于如下所示具体实施例以限制的方式进行解释。 

在实施例和对比例中，如果没有另外的说明，使用自动双折射分析仪“KOBRA-21ADH”(由Oji Scientific Instruments Co.,Ltd.制造)在550nm的波长下确定Re(550)和Rth(550)。折射率通过用阿贝折光仪直接测量确定或者通过光谱反射仪(spectroreflectometry)或椭圆偏振光谱确定。 

(实施例1至37和对比例1至26的光学膜的制备) 

<具有液晶化合物的光学各向异性层的形成> 

<<碱性皂化处理>> 

将纤维素酰化膜“TD80UL”（由Fuji Film Co.,LTD制造）运行通过在60℃加热的感应型辊，从而使膜的表面温度升高到40℃。然后将具有下述组成的碱性溶液通过刮棒涂布机以14ml/m²的涂覆量施加到膜的带状表面上。然后将所产生的膜在下方运行通过设置在110℃的蒸汽型远红外加热器（由Noritake Co.,LTD制造）10秒钟。同样地，然后将纯净水通过刮棒涂布机以3ml/m²的涂覆量施加到所述膜上。接着，用喷注式涂布机漂洗所述膜并且用空气刀干燥三次。然后，将所述膜转移到设定在70℃ 的干燥区域中10秒钟，以提供具有经过碱性皂化处理的纤维素酰化膜。 

<碱性溶液的组成> 

<取向层的形成> 

通过绕线棒(#14)将具有如下组成的用于取向层的涂覆溶液连续施加到长皂化纤维素乙酸酯膜上。使用60℃的热空气将涂层干燥60秒，然后用100℃的热空气干燥120秒，从而形成具有下表中厚度的各个取向层。平均折射率为1.53。 

下表所列取向层的厚度通过适当地确定绕线棒的类型以及涂覆溶液的浓度而实现。

改性的聚乙烯醇： 

<具有盘状液晶化合物的光学各向异性层的形成> 

对所产生的取向层连续地进行摩擦处理。在此过程期间，将纵向平行于长膜的传送方向，并且将摩擦辊的旋转轴设置在纵向顺时针45°上。 

将如下组成的含有盘状液晶化合物的涂覆溶液A连续地施加到如上所述用绕线棒涂布机制备的取向层上。膜的传输速率(V)被设置在36m/min。用120℃的热空气将所述膜加热90秒，用以蒸发涂覆溶液中的溶剂以及用于取向老化盘状液晶化合物。接着，通过用UV射线在80℃照射将液晶化合物的取向固定，从而形成具有1.6μm厚度的光学各向异性层。所述光学各向异性层的平均折射率是1.6。 

*1:环氧乙烷改性的三丙烯酸三羟甲基丙基酯(V#360,来自Osaka Organic Chemistry Co.,Ltd.) 

盘状液晶化合物： 

吡啶盐： 

氟聚合物(FP1)： 

氟聚合物(FP3)： 

所产生的光学膜在550nm处具有125nm的Re(550)和-3nm的Rth(550)。慢轴的方向垂直于摩擦辊的旋转轴，即处于基板纵向的逆时针45°上。盘状液晶分子盘面相对于膜面的平均倾斜角度是90°。结果证实盘状液晶分子以盘面垂直于膜面的方式取向。 

(用于硬涂层的涂覆组合物的制备) 

将如下所述组合物装入混合罐中并且将所产生的溶液搅拌，然后通过具有0.4μm孔径的聚丙烯过滤器过滤以制备用于硬涂层的涂覆溶液(固体含量：58质量%)

所使用的各个化合物如下所示。 

PETA：从Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.获得；其结构如下所示；重均分子量为325；并且官能团数为3.5(平均)。 

氨基甲酸酯单体：其结构如下所示；重均分子量为596；官能团数为4。 

流平剂SP-13： 

(用于低折射率层的涂层组合物的制备) 

以如下所述比例将各个组分混合，并且溶解于MEK/MMPG-AC(85/15:质量比)的混合物中以制备用于低折射率层的涂覆溶液(固体含量：5质量%)。 

所使用的各个化合物如下所示。 

全氟烯烃共聚物： 

在式中，50∶50是摩尔比 

含氟可聚合化合物： 

DPHA：二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(来自NIPPON KAYAKU Co.,Ltd.) 

DEFENSA MCF-323：含氟表面活性剂(来自Dainippon Ink and Chemicals,Inc.) 

IRGACURE 127：光聚合引发剂(来自Ciba Japan K.K.) 

中空硅石：中空硅石微粉分散体(平均粒径：45nm，折射率：1.25，用具有丙烯酰基的硅烷偶联剂表面处理过，20%MEK分散体) 

MEK：甲基乙基酮 

MMPG-Ac：丙二醇单甲基醚乙酸酯 

(硬涂层和低折射率层的形成) 

用模涂布机(涂覆量按固体计：12g/m²)将用于硬涂层的涂覆溶液施加到光学膜基板的没有涂覆光学各向异性层的一侧。在100℃下将涂层干燥60秒，然后通过紫外线照射固化，所述紫外线来自160W/cm的空气冷却金属卤化物灯(来自Eye Graphics Co.,Ltd.)，照度为400mW/cm²，照射剂 量为150mJ/cm²，气氛为用氮气将系统的氧气浓度冲扫至0.1vol%或更少，从而形成具有硬涂层的光学膜。将用于前述低折射率层的涂覆溶液施加到所述硬涂层上。低折射率层的干燥条件是70℃和60秒，紫外线固化条件如下：使用240W/cm的空气冷却金属卤化物灯(来自Eye Graphics Co.,Ltd.)，照度为600mW/cm²，照射剂量为300mJ/cm²，同时用氮气将系统的氧气浓度冲扫至0.1vol%或更少。所述低折射率层具有1.34的折射率和95nm的厚度。所使用的纤维素酰化膜“TD80UL”的透湿性(24小时透过的水气量)在40℃、90%RH下为430g/m²/天。 

因此，如下所示，分别制备了具有不同厚度的取向层的实施例1至37和对比例1至26的光学膜。 

(实施例38，对比例27和对比例30中的光学膜的制备) 

在实施例21，对比例11和对比例16的各自制备中，在形成硬涂层之后，施加用于中折射率层(Mn-1)的涂覆溶液。干燥条件是90℃和30秒，紫外线固化条件如下：使用180W/cm的空气冷却金属卤化物灯(来自Eye Graphics Co.,Ltd.)，照度为300mW/cm²，照射剂量为240mJ/cm²，同时用氮气将系统的氧气浓度冲扫至1.0vol%或更少。所述中折射率层具有1.62的折射率和60nm的厚度。 

接着将用于高折射率层(Hn-1)的涂覆溶液施加到所产生的中折射率层上。干燥条件是90℃和30秒，紫外线固化条件如下：使用240W/cm的空气冷却金属卤化物灯(来自Eye Graphics Co.,Ltd.)，照度为300mW/cm²，照射剂量为240mJ/cm²，同时用氮气将系统的氧气浓度冲扫至1.0vol%或更少。所述高折射率层具有1.72的折射率和110nm的厚度。 

然后将用于低折射率层的涂覆溶液以上述相同的方式施加到所产生的高折射率层上，以制备低折射率层。由此，通过以此顺序层叠硬涂层，中折射率层，高折射率层和低折射率层各自形成了实施例38，对比例27和对比例30中的光学膜。 

(实施例39，对比例28和对比例31中的光学膜的制备) 

制备在实施例39，对比例28和对比例31中提供有硬涂层的光学膜。这些光学膜被分别用于制备实施例21，对比例11和对比例16中的光学 膜。 

(实施例40，对比例29和对比例32中的光学膜的制备) 

制备在实施例40，对比例29和对比例32中提供有光学各向异性层的光学膜。这些光学膜被分别用于制备实施例21，对比例11和对比例16中的光学膜。 

(实施例41中的光学膜的制备) 

<透明基板(纤维素酰化膜T1)的制备> 

将如下组合物置于混合罐中，通过搅拌和加热使其溶解。制备纤维素酰化物溶液(浓液A：固体含量22%质量)。 

向浓液A中加入具有16nm平均粒径的硅石颗粒(来自Nippon Aerosil Co.,Ltd.的AEROSIL R972)以制备含有消光剂的浓液B，其具有相对于100质量份纤维素乙酸酯0.02质量份的硅石颗粒。用浓液A中使用的相同溶剂组合物将浓液B的固体含量调节到19%质量。 

使用带状拉伸机，将用于中间层作为主要料流的浓液A与用于顶层和底层的含有消光剂的浓液B一起流延。带上的膜表面温度达到40℃之后，在70℃的热空气中将所述膜干燥一分钟。然后从带上将所述膜剥离并且在140℃的干燥空气中干燥10分钟，以制备纤维素乙酸酯膜T1，其残留溶剂水平为0.3%质量。控制流速以使顶层和底层的厚度各自为3μm并且主要的中间层厚度为144μm。 

所产生的长纤维素乙酸酯膜T1具有2300mm的宽度和150μm的厚 度，面内延迟(Re)为6nm，并且厚度方向上的延迟(Rth)为88nm。 

实施例41的光学膜按照实施例21所述制备，除了使用纤维素酰化物膜“TD80UL”(由Fuji Film Co.,LTD制造)作为纤维素乙酸酯膜T1。 

(实施例42至46中的光学膜的制备) 

<透明膜(纤维素乙酸酯膜T2至T4)的制备> 

纤维素乙酸酯膜T2至T4按照与纤维素乙酸酯膜T1相同的方式制备，除了主要料流的厚度被控制在34μm至94μm。 

所产生的纤维素乙酸酯膜T2至T4具有40至100μm的厚度，面内延迟(Re)为125nm，并且厚度方向上的延迟(Rth)为21至57nm。 

<透明基板(纤维素乙酸酯膜T5和T6)的制备> 

纤维素乙酸酯膜T5和T6各自按照与纤维素乙酸酯膜T1相同的方式制备，除了使用模涂布机将纤维素乙酸酯溶液(浓液A)以10μm至20μm的厚度施加到玻璃基板上。 

实施例42至46中的光学膜按照实施例41所述制备，除了分别使用纤维素乙酸酯膜T2至T6替代纤维素乙酸酯膜T1。 

(对比例33至38的光学膜的制备) 

对比例33至38的光学膜分别按照实施例41至46制备，除了将取向层的厚度改变为695μm。 

(对比例39至44的光学膜的制备) 

对比例39至44的光学膜分别按照实施例41至46制备，除了将取向层的厚度改变为870μm。 

(实施例47中光学膜的制备) 

对商购获得的纤维素酰化物膜“TD80UL”(由Fuji Film Co.,LTD制造)进行碱性皂化处理，然后将如上所述用于取向层的涂覆溶液使用绕线棒涂布机以785nm的厚度施加到皂化膜上。用60℃的热空气将涂层干燥60秒并用100℃的热空气干燥120秒以形成膜。然后，在纵轴45°方向上摩 擦所产生的膜以形成取向层。皂化是以实施例1中制备光学膜所使用的处理类似的方式进行的。 

改性的聚乙烯醇： 

然后用绕线棒施加用于光学各向异性层的下述组成的涂覆溶液。 

棒状液晶化合物： 

在125℃下的自动调温器中将此涂覆膜加热3分钟，以取向棒状液晶化合物，然后用120W/cm高压汞灯发射的紫外线照射30秒，以交联棒状液晶化合物。UV固化的温度为80℃，由此制备了光学各向异性层。所述光学各向异性层具有1.81μm的厚度和1.55的平均折射率。将所述膜自然冷却至室温。由此制备了实施例47中的光学膜。对所产生的光学各 向异性层的检查证实没有发现涂覆不均(由取向层排斥涂覆溶液所导致的不均匀)并且在液晶的取向中也没有发现干扰。 

实施例47中的光学膜在550nm下具有125nm的Re(550)和95nm的Rth(550)。 

(对比例45和46中的光学膜的制备) 

对比例45和46中的光学膜按照实施例47制备，除了将取向层的厚度分别变换为695nm和875nm。 

(对比例47中的光学膜的制备) 

对比例47中的光学膜按照实施例1制备，除了根据P-A-2002-98828形成取向层从而使其具有1.49的折射率和800nm的厚度。 

(实施例48中的光学膜的制备) 

实施例48中的光学膜按照实施例1的光学膜制备，除了根据JP-A-2002-98828形成取向层从而使其具有1.5的折射率和800nm的厚度。 

(实施例49中的光学膜的制备) 

实施例49中的光学膜按照实施例1制备，除了根据JP-A-2002-98828形成取向层从而使其具有1.51的折射率和800nm的厚度。 

(实施例50中的光学膜的制备) 

实施例50中的光学膜按照实施例1制备，除了根据JP-A-2002-98828形成取向层从而使其具有1.54的折射率和780nm的厚度。 

(实施例51中的光学膜的制备) 

实施例51中的光学膜按照实施例1制备，除了根据JP-A-2002-98828形成取向层从而使其具有1.57的折射率和760nm的厚度。 

(实施例52中的光学膜的制备) 

实施例52中的光学膜按照实施例1制备，除了根据JP-A-2002-98828 形成取向层从而使其具有1.58的折射率和760nm的厚度。 

(对比例48中的光学膜的制备) 

对比例48中的光学膜按照实施例1制备，除了根据JP-A-2002-98828形成取向层从而使其具有1.59的折射率和760nm的厚度。 

(实施例53中的光学膜的制备) 

(粘附层A的制备) 

根据如下程序制备丙烯酸酯类聚合物。 

向装有冷凝管，氮气入口管，温度计和搅拌装置的反应容器中加入丙烯酸丁酯(100质量份)，丙烯酸(3质量份)，2,2’-偶氮双异丁腈(0.3质量份)，以及乙酸乙酯，其量使固体浓度为30%。然后在氮气流下在60℃将反应混合物反应4小时，以得到丙烯酸酯类聚合物溶液。 

然后用所产生的丙烯酸酯类聚合物溶液根据如下程序制备粘附层A。 

向100份(按照固体计)丙烯酸酯类聚合物中加入2份三羟甲基丙烷二异氰酸亚甲苯酯(来自Japan Polyurethane Corporation的CORONATE L)和0.1份3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(glycidoxypropyltrimethoxy silane)。然后使用模涂布机将混合物施加到单独的膜上，所述膜通过硅酮剥离剂进行过表面处理，然后在150℃下干燥3小时以制备粘附层A。粘附层的厚度为20μm。 

(硬涂层和低折射率层) 

将用于实施例1中的光学膜中的硬涂层的涂覆溶液施加到玻璃片(涂覆量按固体计：12g/m²)上。在100℃下将涂层干燥约60秒，然后用紫外线照射固化，所述紫外线来自160W/cm的空气冷却金属卤化物灯(来自Eye Graphics Co.,Ltd.)，照度为400mW/cm²，照射剂量为150mJ/cm²，同时用氮气将系统的氧气浓度冲扫至0.1vol%或更少，从而形成具有硬涂层(抗反射层)的玻璃片。将用于实施例1中的光学膜中的低折射率层的涂覆溶液施加到所述硬涂层上。低折射率层的干燥条件为70℃和60秒，紫外线固化条件如下：使用240W/cm的空气冷却金属卤化物灯(来自Eye Graphics Co.,Ltd.)，照度为600mW/cm²，照射剂量为300mJ/cm²，同时 用氮气将系统的氧气浓度冲扫至0.1vol%或更少。所述低折射率层具有1.34的折射率和95nm的厚度。以此方式，以该顺序层叠有硬涂层和低折射率层的玻璃片得以制备。 

(取向层和光学各向异性层的形成) 

根据JP-A-2002-98828，取向层在玻璃片上形成，以具有1.56的折射率和770nm的厚度。然后按照实施例1在取向层上形成光学各向异性层。 

从玻璃片上剥离由硬涂层和低折射率层组成的所产生的层。将该层层叠到带有粘合剂A的商购获得的降冰片烯聚合物膜“ZEONOR ZF14”(来自Optes Inc.)的表面上。然后从玻璃上剥离由玻璃上的取向层和光学各向异性层组成的层，并且通过粘合剂A层叠到降冰片烯聚合物膜的另一表面上。由此制备了实施例53中的光学膜。 

实施例53中的光学膜的光学结构包括低折射率层/硬涂层/粘附层/降冰片烯聚合物膜/粘附层/取向层/延迟层的结构。 

(对比例49中的光学膜的制备) 

对比例49中的光学膜按照实施例53制备，除了通过调节涂覆条件而将取向层的厚度改变为680nm。 

(对比例50中的光学膜的制备) 

对比例50中的光学膜按照实施例53制备，除了通过调节涂覆条件而将取向层的厚度改变为850nm。 

(图像显示装置的偏振片的制备) 

在30℃下，将80μm厚度的聚乙烯醇(PVA)膜浸泡在碘浓度为0.05质量%的碘的水溶液中60秒以染色，然后拉伸，在纵向上拉伸率为原始长度的五倍，同时浸泡到硼酸浓度为4质量%的硼酸水溶液中60秒，接着在50℃下干燥4分钟，从而得到具有20μm厚度的偏振膜。 

制备VA模式的碱性皂化延迟膜(Re(550)=50nm,Rth(550)=125nm,由Fuji Film Co.,Ltd制造)。通过压敏粘合剂和粘合剂将VA模式延迟膜结合到所产生的偏振膜的一侧，并且将实施例和对比例的每个光学膜都结合 到偏振片的另一侧，从而制备用于图像显示装置的各个偏振片。 

各个光学膜被结合到偏振片上，其中所述各向异性层面对所述偏振片。 

(图像显示装置的制备) 

将设置在液晶显示装置(由Samsung制造的UN40C7000WF)的正面偏振片剥下。将用于如上制备的图像显示装置的偏振片用压敏粘合剂和粘合剂贴附于所述装置上，从而使VA模式延迟膜面对液晶单元。 

(微干涉不均的评价) 

根据如下程序基于六个标准评价由此制备的各个显示装置的微干涉不均。 

使用三基带荧光灯(FL20SS EX-D/18:Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd.)从相应显示装置的正面照射各个测试样品，观察被照射的显示器以评价微干涉不均，然后基于如下标准进行评级： 

6：没有观察到微干涉不均。 

5：几乎没有观察到微干涉不均。 

4：部分地观察到轻微的微干涉不均。 

3：观察到轻微的微干涉不均(实践上的最小可接受水平) 

2：观察到微干涉不均(实践上不可接受的水平) 

1：强烈地观察到微干涉不均。 

结果示于下表中。下表中的术语“折射率”是指“面内平均折射率”。表中的术语“盘状”是指以上详细说明的盘状液晶化合物。术语“棒状”是指以上详细说明的棒状液晶化合物。“光学膜厚度”列括号中的数字表示满足前述关系式的N值。 

Claims (14)

1.光学膜，其包括具有10μm至150μm厚度的透明膜以及所述透明膜上的按如下顺序的第一层和第二层，

其中，面内平均折射率的值满足下式：

第二层>第一层>透明膜

所述第一层和所述第二层之间的面内平均折射率差异以及所述第一层和所述透明膜之间的面内平均折射率差异各自为0.02或更大；

所述第一层的光学厚度D满足下式：

270×N-150-75nm≤D≤270×N-150+75nm(1≤N≤8，其中N是自然数)。

2.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述第一层是取向层并且所述第二层是包含液晶化合物的延迟层。

3.根据权利要求1或2所述的光学膜，其包括至少一个位于所述透明膜另一侧上的硬涂层。

4.光学膜，其包括具有10μm至150μm厚度的透明膜以及所述透明膜上的按如下顺序的取向层和延迟层，以及至少一个在所述透明膜另一侧上的硬涂层，

其中，面内平均折射率的值满足下式：

延迟层>取向层>透明膜

所述延迟层和所述取向层之间的面内平均折射率差异以及所述取向层和所述透明膜之间的面内平均折射率差异各自为0.02或更大；并且

所述取向层的光学厚度D满足下式：

1200-75nm≤D≤1200+75nm。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的光学膜，其中所述透明膜是纤维素酰化物膜或环状烯烃聚合物膜。

6.根据权利要求3至5任意一项所述的光学膜，其包括设置在所述硬涂层上的低折射率层，所述硬涂层沉积在所述透明膜的相对侧面上；

所述低折射率层具有低于所述透明膜的折射率的折射率。

7.根据权利要求6所述的光学膜，其包括至少一个折射率高于所述透明膜的折射率的高折射率层。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的光学膜，其具有550nm下80至200nm的面内延迟以及550nm下-100至200nm的厚度方向上的延迟。

9.根据权利要求2至8任意一项所述的光学膜，其中所述液晶化合物是盘状或棒状液晶化合物。

10.根据权利要求2至9任意一项所述的光学膜，其中所述包括液晶化合物的延迟层是图案化的延迟层，其包括第一和第二延迟区域的交替设置的图案，所述第一和第二延迟区域在面内慢轴和面内延迟中的至少一个方面彼此不同。

11.偏振片，其包括根据权利要求1至10任意一项所述的光学膜、以及偏振膜。

12.根据权利要求11所述的偏振片，其中所述光学膜中的第二层是延迟层，并且所述延迟层的面内慢轴以45°角与所述偏振膜的吸收轴相交。

13.图像显示装置，其包括显示面板和设置在所述显示面板观察侧的根据权利要求11或12所述的偏振片。

14.3D图像显示系统，其包括至少一个根据权利要求13所述的图像显示装置；和偏振膜，所述偏振膜允许显示在图像显示装置上的图像传输从而以3D图像被感知。

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