CN105264408A - 相位差薄膜及其制造方法、采用其的偏振片及图像显示装置、使用该装置的3d图像显示系统 - Google Patents
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Abstract
一种相位差薄膜,能够在维持取向性的情况下有效地抑制由于相位差层与图案取向层的折射率差而产生的干涉条纹。相位差薄膜(1)包括:基材(11);含有光取向材料的取向层(12);以及含有液晶化合物的相位差层(13),其中,取向层(12)相对于光取向材料的100质量份而以3.0质量份以上8.0质量份以下的比率含有环氧单体。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备基材、取向层以及具有液晶化合物的相位差层的相位差薄膜及其制造方法、采用其的图像显示装置等。
背景技术
近年来,提出有可进行三维显示的平板显示器。其中,要在平板显示器上进行三维显示,通常需要以某种方式将右眼用图像和左眼用图像分别选择性地提供给观看者的右眼以及左眼。作为选择性地提供右眼用图像和左眼用图像的方法,例如公知有被动方式。下面参照附图说明该被动方式的三维显示方式。图13是示出使用液晶显示面板的被动方式三维显示一例的简要图。在该图13的例子中,将在液晶显示面板的垂直方向上连续的像素依次交替地分为显示右眼用图像的右眼用像素和显示左眼用图像的左眼用像素,分别用右眼用以及左眼用图像数据来驱动,从而,同时显示右眼用图像和左眼用图像。此外,由此,液晶显示面板的画面例如通过短边为垂直方向且长边为水平方向的带状区域交替地划分为显示右眼用图像的区域和显示左眼用图像的区域。
并且,在被动方式中,液晶显示面板的面板表面配置有具有图案状的相位差层的相位差薄膜即图案相位差薄膜,将来自右眼用像素及左眼用像素的线偏振光的发射光转换为旋转方向不同的右眼用以及左眼用的圆偏振光。由此,与液晶显示面板中的区域设定对应地,图案相位差薄膜上依次交替地形成滞相轴方向(折射率最大的方向)正交的两种带状区域。由此,在被动方式中,配戴具有对应的偏光滤光片的眼镜,向观看者的右眼及左眼分别选择性地提供右眼用图像和左眼用图像。此外,其中其相邻的带状区域的滞相轴方向通常采用相对于水平方向成+45°和-45°、或者0°和+90°的组合。此外,在该图13的例子中,习惯于通常的图像显示装置中的命名,以画面的长边方向作为水平方向表示。
该被动方式还可以适用于响应速度较慢的液晶显示装置中,而且,还可以通过采用图案相位差薄膜和圆偏振光眼镜的简单构成来实现三维显示。
在该被动方式的图案相位差薄膜中,需要对应于像素分配而向透过光赋予相位差的图案状的相位差层。关于该图案相位差薄膜,专利文献1公开了如下制作方法:在玻璃基板上形成控制了取向约束力的光取向层,通过该光取向层对液晶的排列进行图案化,从而制作相位差层。另外,专利文献2公开了如下制作方法:在对整个表面进行曝光处理之后,使用掩膜进行曝光处理,从而制作光取向层,通过该光取向层的取向约束力使液晶层取向并固化,从而制作图案相位差薄膜。
另外,在用于各种显示器的表面上的所谓的偏振片用表面材料中采用各种光反射防止方法,作为该反射防止方法的一种采用在透明基材的一表面上形成低折射率的薄膜(所谓的透明类反射防止表面材料),从而形成0.5%以下的低雾度(朦胧度)的透明类反射防止层,确保透明感而降低反射率的方法。有关通过该透明类反射防止表面材料来实现反射防止的方法,专利文献3等中公开了各种方法。利用该透明类的表面材料的反射防止是在反射防止对象的表面制作低折射率的材料的表面膜,从而通过在该表面层的外侧表面反射的反射光与在该表面层的下层侧表面反射的反射光之间的干扰来降低反射光的光量,实现反射防止。
但是,在图案相位差薄膜(下面称为“相位差薄膜”。)等光学薄膜中,由于其相位差层与取向层的折射率差较大的特征,存在其折射率之差导致的薄膜干涉而产生斑纹,产生干涉条纹的问题。由此,希望研发出能够有效地抑制相位差层与基材或取向层之间的折射率差导致的干涉条纹的相位差薄膜。
关于干涉条纹的产生,例如,专利文献4公开了一种光学薄膜,针对折射率差或膜厚度度不均导致的干涉斑纹,通过在透明基材的另一表面上设置硬膜层和低折射率层,从而减轻其干涉斑纹。另外,还进行有通过添加添加材料来调整折射率的研究,但是,存在导致降低其薄膜的取向性的问题。因此,希望研究出在维持取向性的情况下抑制干涉条纹的产生的相位差薄膜。
另外,在图案相位差薄膜等光学薄膜中,如果在透明基材上的一侧表面上形成透明类反射防止层来实现反射防止,则可以配置在图像显示面板上来显示高品位的图像。但是,在图案相位差薄膜等光学薄膜上适用透明类反射防止层来实现反射防止时,与形成反射防止层的其他例即防眩层(antiglare,还称为AG。一般情况下雾度在1.0%以上)时相比,存在容易见到相位差层和透明基材的薄膜干涉导致的干涉条纹的问题。从而,即使在形成透明类反射防止层来实现反射防止时,也要求能够有效地抑制这样的干涉条纹产生的相位差薄膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-049865号公报
专利文献2:日本特开2012-042530号公报
专利文献3:日本特开2007-272132号公报
专利文献4:日本特开2012-237928号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于如上述那样的状况而完成的,其目的在于在相位差薄膜中,在维持取向性的情况下有效地抑制由于相位差层与取向层的折射率差而产生的干涉条纹。
另外,本发明的目的在于在相位差薄膜中,有效地抑制相位差层与基材或图案取向层之间的膜的折射率差产生的干涉条纹。
另外,进一步地,本发明的目的在于关于图案相位差薄膜等光学薄膜,即使形成透明类反射防止层来实现反射防止时,也能够有效地抑制干涉条纹的产生。
用于解决问题的手段
本发明人为了解决上述问题而反复专心研究的结果发现,通过在取向层中以预定比率包含高折射率的环氧单体,能够在维持其取向性的情况下有效地抑制干涉条纹的产生,从而完成了本发明。
另外,本发明人还发现通过在相位差层中以预定比率包含作为低折射率材料的烷氧基硅烷,即使在形成透明类反射防止层来实现反射防止时,也能够有效地抑制干涉条纹,从而完成了本发明。
另外,进一步地,本发明人发现通过在相位差层中包含低折射率的预定的微粒子,即使在形成透明类反射防止层来实现反射防止时,也能够有效地抑制干涉条纹,从而完成了本发明。即,在本发明中提供以下技术方案。
(1)本发明提供一种相位差薄膜,包括:基材、含有光取向材料的取向层;以及含有液晶化合物的相位差层,其中,所述取向层相对于所述光取向材料的100质量份而以3.0质量份以上8.0质量份以下的比率含有折射率为1.60以上的环氧单体。
(2)另外,本发明的相位差薄膜是在上述(1)的发明中,所述环氧单体的折射率为1.70以上。
(3)另外,本发明的相位差薄膜是在上述(1)或(2)的发明中,测量光轴时的、以标准偏差(σ)定义的光轴的面内色散低于1.5。
(4)另外,本发明的相位差薄膜是在上述(1)至(3)中任一的发明中,所述取向层具有取向图案。
(5)另外,本发明提供一种偏振片,具有上述(1)至(4)中任一的发明中所述的相位差薄膜。
(6)另外,本发明提供一种图像显示装置,具有上述(1)至(4)中任一的发明中所述的相位差薄膜。
(7)另外,本发明提供一种3D图像显示系统,具有(6)所述的图像显示装置。
(8)另外,本发明提供一种相位差薄膜的制造方法,所述相位差薄膜包括:基材、含有光取向材料的取向层;以及含有液晶化合物的相位差层,其中,使用取向层组成物,在所述基材上涂敷该取向层组成物并进行固化,从而形成所述取向层,所述取向层组成物相对于所述光取向材料的100质量份而以3.0质量份以上8.0质量份以下的比率含有折射率为1.60以上的环氧单体。
(9)本发明提供一种相位差薄膜,包括基材、取向层以及含有液晶化合物的相位差层,其中,所述相位差层相对于所述液晶化合物的100质量份而以2.0质量份以上14.0质量份以下的比率含有烷氧基硅烷。
(10)另外,本发明的相位差薄膜是在上述(9)的发明中,所述烷氧基硅烷的折射率为1.50以下。
(11)另外,本发明的相位差薄膜是在上述(9)或(10)的发明中,测量光轴时的、以标准偏差(σ)定义的光轴的面内色散低于1.5。
(12)另外,本发明的相位差薄膜是在上述(9)至(11)中任一发明中,所述取向层具有取向图案。
(13)另外,本发明提供一种偏振片,其具有(9)至(12)中任一所述的相位差薄膜。
(14)另外,本发明提供一种图像显示装置,其具有(9)至(12)中任一所述的相位差薄膜。
(15)另外,本发明提供一种3D图像显示系统,其具有(14)所述的图像显示装置。
(16)另外,本发明提供一种相位差薄膜的制造方法,所述相位差薄膜包括基材、取向层以及含有液晶化合物的相位差层,使用液晶组成物,在所述取向层上涂敷该液晶组成物并进行固化,从而形成所述相位差层,所述液晶组成物相对于所述液晶化合物的100质量份而以2.0质量份以上14.0质量份以下的比率含有烷氧基硅烷。
(17)另外,本发明提供一种相位差薄膜,依次层叠有反射防止层、透明基材、取向层以及含有聚合液晶的相位差层,通过所述相位差层对透过光赋予相位差,其特征在于,
所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层,
所述相位差层含有微粒子,所述微粒子的折射率低于所述聚合液晶的折射率。
根据(17),通过微粒子降低相位差层的折射率,使得接近透明基材的折射率,从而能够抑制干涉条纹的产生。
(18)另外,本发明的相位差薄膜是在(17)的发明中,所述微粒子的折射率为1.3以上1.7以下。
根据(18),能够更加有效地抑制干涉条纹的产生。
(19)另外,本发明的相位差薄膜是在(17)或(18)的发明中,所述微粒子的平均粒径大于所述相位差层的膜厚度。
根据(19),能够在相位差层的表面形成凹凸,能够散射反射光,因此,能够更加有效地抑制干涉条纹的产生。
(20)另外,本发明的相位差薄膜是在(17)至(19)中任一发明中,所述微粒子是硅石,所述相位差层中的微粒子的含量为0.01质量%以上10质量%以下。
根据(20),能够形成期望的折射率及表面凹凸,因此,能够更加有效地抑制干涉条纹的产生。
(21)另外,本发明的相位差薄膜是在(17)至(20)中任一发明中,所述相位差层的表面粗糙度Ra为3nm以上200nm以下。
根据(21),能够形成期望的表面凹凸,因此,能够更加有效地抑制干涉条纹的产生。
(22)另外,本发明的相位差薄膜是在(17)至(21)中任一发明中,所述透明基材是丙烯酸类树脂,厚度为80μm以下。
根据(22),厚度为80μm以下,比较薄,从而液晶显示装置靠近图案相位差薄膜的相位差层,能够扩大3D显示的视角。
(23)另外,本发明的相位差薄膜是在(17)至(22)中任一发明中,所述取向层具有取向图案。
(24)另外,本发明提供一种偏振片,其具有(17)至(23)中任一所述的相位差薄膜。
根据(24),当适用于将相位差薄膜直接贴在偏振片的构成时,通过调整相位差层的折射率,降低偏振片的粘贴层与相位差层的界面反射,实现降低干涉条纹的效果。
(25)另外,本发明提供一种图像显示装置,其具有(17)至(23)中任一所述的相位差薄膜。
(26)另外,本发明提供一种3D图像显示系统,其具有(25)所述的图像显示装置。
如上所述,当透明基材的厚度较薄时,尤其容易见到相位差层与薄膜界面的干涉条纹,但是,根据(25)、(26),通过添加微粒子,降低相位差层的折射率,使得接近透明基材的折射率,从而能够提供可抑制干涉条纹的产生的图像显示装置、3D图像显示系统。
(27)另外,本发明提供一种相位差薄膜,依次层叠有反射防止层、含有聚合液晶的相位差层、取向层以及透明基材,通过所述相位差层对透过光赋予相位差,特征在于,
所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层,
所述相位差层含有微粒子,所述微粒子的折射率低于所述聚合液晶的折射率。
根据(10),通过微粒子降低相位差层的折射率,使得接近透明基材的折射率,从而能够抑制干涉条纹的产生。
(28)进一步地,本发明提供一种相位差薄膜,依次层叠有反射防止层、透明基材、取向层以及含有聚合液晶的相位差层,通过所述相位差层对透过光赋予相位差,特征在于,
所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层,
当将所述透明基材的折射率设为n1、将所述取向层的折射率设为n2、将所述相位差层的折射率设为n3时,
n1<n2<n3,
对于n1和n3的平均值、即nAVE=(n1+n3)/2,
满足nAVE+0.01>n2>nAVE-0.01。
根据(28),将取向层的折射率设为透明基材的折射率与相位差层的折射率的大致中间值,从而能够抑制干涉条纹的产生。
(29)另外,本发明的相位差薄膜是在(28)的发明中,所述透明基材是厚度为80μm以下的丙烯酸类树脂。
根据(29),厚度为80μm以下,比较薄,从而液晶显示装置更靠近图案相位差薄膜的相位差层,能够扩大3D显示的视角。
(30)另外,本发明的相位差薄膜是在(28)或(29)的发明中,所述取向层的折射率n2为1.53以上1.56以下。
根据(30),透明基材是丙烯酸类树脂,其折射率为1.50左右时尤其能够有效地抑制干涉条纹的产生。
(31)另外,本发明的相位差薄膜是在(28)至(30)中任一发明中,所述取向层由光二聚型高分子材料构成。
根据(31),通过选择光二聚型高分子材料的折射率,能够抑制干涉条纹的产生。
(32)另外,本发明的相位差薄膜是在(28)至(31)中任一发明中,所述取向层含有光二聚型高分子材料以及用于调整折射率的添加剂。
根据(32),除了光二聚型高分子材料的折射率之外,还可以通过添加剂来调整至期望的折射率。
(33)进一步地,本发明的相位差薄膜是在(28)至(32)中任一发明中,所述取向层具有取向图案。
(34)进一步地,本发明提供一种偏振片,其具有(28)至(33)中任一所述的相位差薄膜。
(35)进一步地,本发明提供一种图像显示装置,其具有(28)至(33)中任一所述的相位差薄膜。
根据(35),调整取向层的折射率,设为透明基材的折射率与相位差层的折射率的大致中间值,从而能够抑制干涉条纹的产生。
(35)进一步地,本发明提供一种3D图像显示系统,其具有(35)所述的图像显示装置。
(37)进一步地,本发明提供一种相位差薄膜,依次层叠有反射防止层、含有聚合液晶的相位差层、取向层以及透明基材,通过所述相位差层对透过光赋予相位差,其特征在于,
所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层,
当将所述透明基材的折射率设为n1、将所述取向层的折射率设为n2、将所述相位差层的折射率设为n3时,
n1<n2<n3,
对于n1和n3的平均值、即nAVE=(n1+n3)/2,
满足nAVE+0.01>n2>nAVE-0.01。
根据(37),将取向层的折射率设为透明基材的折射率与相位差层的折射率的大致中间值,从而能够抑制干涉条纹的产生。
发明效果
根据本发明,在取向层中以预定比率包含环氧单体,从而在维持良好的取向性的状态下,能够有效地抑制由于膜的折射率差产生的干涉条纹。
另外,根据本发明,在相位差层中以预定比率包含烷氧基硅烷,从而能够抑制由于膜的折射率差产生的干涉条纹。而且,即使在如此相位差层中添加添加物时,也能够在维持良好的取向性的状态下有效地抑制干涉条纹。
另外,根据本发明,即使在形成透明类反射防止层来实现反射防止时,也能够抑制干涉条纹的产生。
附图说明
图1是示出图案相位差薄膜的一例的简要图。
图2是示出图案取向层的一例的简要图。
图3是示出图案相位差薄膜的制造工序的一例的简要图。
图4是示出通过光取向方式形成取向图案的方法的模拟图。
图5是示出第二实施方式的图案相位差薄膜的一例的简要图。
图6是示出第三实施方式的图案相位差薄膜的一例的简要图。
图7是示出图案相位差薄膜的制造工序的一例的简要图。
图8是图6的放大截面图。
图9是示出其他例子的图案相位差薄膜的放大截面图。
图10是示出第四实施方式的图案相位差薄膜的一例的简要图。
图11是图10的放大截面图。
图12是示出其他例子的图案相位差薄膜的放大截面图。
图13是用于说明被动方式的三维图像显示的图。
具体实施方式
下面,参照附图详细说明本发明的具体实施方式(下面,称为“本实施方式”。)。此外,本发明并不限定于下面的实施方式,在不脱离本发明的宗旨的范围内可进行各种变更。
<第一实施方式>
<图像显示装置以及图像显示系统>
图1是示出适用于本发明的第一实施方式的图像显示装置的图案相位差薄膜的图。在该第一实施方式的图像显示装置中,在垂直方向(图1中是左右方向为对应的方向)上连续的液晶显示面板的像素依次交替地分为显示右眼用图像的右眼用像素和显示左眼用图像的左眼用像素,分别通过右眼用图像数据以及左眼用图像数据驱动。由此,图像显示装置的显示画面交替地划分为显示右眼用图像的带状区域和显示左眼用图像的带状区域,同时显示右眼用图像和左眼用图像。该图像显示装置在该液晶显示面板的面板表面(观看者侧表面)配置图案相位差薄膜1,通过该图案相位差薄膜1对来自右眼用像素以及左眼用像素的发射光分别赋予对应的相位差。由此,该图像显示装置通过被动方式显示期望的立体图像。另外,由此,在该实施方式的3D实施方式中,由期望的信号源提供涉及3D图像显示的映像内容,并通过图像显示装置进行显示,配戴对应的圆偏振光眼镜观看3D映像内容。另外,由此,图像显示装置也可以以适用液晶显示面板为前提,与设在该液晶显示面板的发射面侧的线偏振片贴合,包含图案相位差薄膜,从而提供偏振片。
<1-1.相位差薄膜的构成>
图案相位差薄膜1是具有图案状的相位差层的相位差薄膜,包括基材11、具有取向图案的取向层即图案取向层12、以及含有液晶化合物的相位差层13。另外,该图案相位差薄膜1的特征在于图案取向层12中以预定比率含有高折射率的环氧单体。
[基材]
基材11是透明薄膜材料,具有支承图案取向层12的功能,形成为纵长状。
优选地,基材11的相位差较小,面内相位差(面内延迟值,下面也称为“Re值”。)优选在0nm以上10nm以下的范围内,更加优选在0nm以上5nm以下的范围内,进一步优选在0nm以上3nm以下的范围内。如果Re值超过10nm,则有可能恶化采用图案取向层的平板显示器的显示质量,因此不理想。
Re值是指表示折射率各向异性体的面内方向的多折射性程度的程度的指标,是将面内方向中折射率最大的滞相轴方向的折射率设为Nx、将与滞相轴方向垂直的进相轴方向的折射率设为Ny、将与折射率各向异性体的面内方向垂直的方向的厚度设为d时,用下式表示的值。
Re[nm]=(Nx-Ny)×d[nm]
Re值可利用例如相位差测量装置KOBRA-WR(日本王子计测机器(日文:王子計測機器)公司制造),通过平行尼科耳(parallelnicol)旋转法测量。另外,在本说明书中,在没有特殊说明的情况下,Re值表示589nm波长下的值。
基材11在可视光区域下的透光率优选在80%以上,更加优选在90%以上。其中,透明薄膜基材的透光率可通过JISK7361-1(塑料-透明材料的全光线透光率的试验方法)测量。作为这样的柔性材料,可以列举丙烯酸类聚合物、纤维素衍生物、降冰片烯类聚合物、环烯烃类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚芳酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚醚砜、非晶聚烯烃、聚苯乙烯、环氧树脂、聚碳酸酯、聚酯类等。
在上述的薄膜中,纤维素衍生物具有出色的光学各向同性,能够制造具有出色的光学特性的图案取向层。具体地,对于纤维素衍生物并不加以特别限定,但是,考虑到广泛应用于产业从而容易得到这一点,优选采用纤维素酯,更加优选采用纤维素酰化类。
作为纤维素酰化类,优选使用碳数量为2~4的低级脂肪酸酯。作为低级脂肪酸酯,可以例如如醋酸纤维素那样只包含单一的低级脂肪酸酯,另外,还可以包含例如醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素等多个脂肪酸酯。
在低级脂肪酸酯中,可以优选采用醋酸纤维素。作为醋酸纤维素,最优选的是采用平均乙酰化度在57.5%以上62.5%以下(置换度:2.6以上3.0以下)的TAC。其中,乙酰化度表示纤维素每单位质量的结合醋酸量。乙酰化度可通过ASTM:D-817-91(醋酸纤维素等的试验方法)中的乙酰化度的测量及计算求出。此外,TAC的乙酰化度可通过去除薄膜中所包含的增塑剂等杂质之后,按照上述方法求出。
另外,PMMA等丙烯酸类聚合物(丙烯酸类基材)的折射率在1.40~1.60左右,在基材的厚度方向不存在折射率差,尺寸收缩性对于湿度的依赖性较低。因此,例如与TAC相比,能够缩小薄膜厚度,有利于扩大3D面板的视角。
对于基材11的厚度,根据利用图案取向层制造的相位差薄膜的用途等,只要在能够对该相位差薄膜赋予必要的自支承性的范围内即可,不加以特殊限定,但是,通常优选在25μm以上125μm以下的范围内,更加优选地在40μm以上100μm以下的范围内,进一步优选在40μm以上80μm以下的范围内。如果厚度低于25μm,则有时无法向相位差薄膜赋予必要的自支承性,因此,不理想。另一方面,如果厚度超过125μm,则在相位差薄膜为长条状的情况下,在将长条状的相位差薄膜剪断加工成单片的相位差薄膜时,增加加工屑,或者加快剪断刀具的磨损,因此不理想。
基材11并不限定于由单一的层构成的结构,还可以具有层叠多个层的构成。当具有层叠多个层的构成时,可以层叠相同组分的层,还可以层叠不同组分的多个层。
[图案取向层]
图2是图案取向层2的简要图。图案取向层2由在基材11上涂敷(涂膜)图案取向层用组成物(取向层组成物)并进行固化获得的固化物构成,由该图案取向层2形成图案取向层12。
图案取向层2交替地具有两种取向图案(第一取向区域12A、第二取向区域12B)。该图案取向层2中的取向图案可以利用如下光取向方式形成来形成并成为图案取向层12,其中,所述光取向方式是使用通过照射偏振光发挥光取向性的光取向材料并通过光照射使其取向。此外,还可以是在基材11上涂敷紫外线固化树脂,利用带有呈微细的凹凸形状构成的取向图案的成形用模具向该紫外线固化树脂的表面转印取向图案,之后,通过固化紫外线固化树脂的成型UV方式来形成。
当通过光取向方式形成图案取向层12时,图案取向层12含有图案取向层用组成物(取向层组成物),该取向层组成物包括通过照射偏振光发挥光取向性的光取向材料。
(光取向材料)
在此,光取向材料是指通过照射偏振光紫外线来能够显现取向约束力的材料。取向约束力是指形成含有光取向材料的取向层,并当在该取向层上形成有由聚合性液晶化合物(还称为“棒状化合物”。)构成的层(相位差层13)时,使该液晶化合物在预定的方向排列的功能。
作为光取向材料,只要是通过照射偏振光而产生取向约束力的材料即可,不加以限定。这种光取向材料可大体分为通过顺-反变化仅改变分子形状从而可逆性改变取向约束力的光异构化材料和通过照射偏振光改变分子本身的光反应材料。在图案相位差薄膜1中,可以良好地使用上述的光异构化材料以及光反应材料中的任意一种,但是,优选使用光反应材料。光反应材料是通过照射偏振光而分子进行反应并显现取向约束力的材料,因此,能够不可逆地显现取向约束力,在取向约束力的经时稳定性方面较为优秀。
另外,光反应材料可分为通过发生光二聚反应来显现取向约束力的光二聚型材料、通过发生光分解反应来显现取向约束力的光分解型材料、通过光结合反应来显现取向约束力的光结合型材料、以及通过发生光分解反应和光结合反应来显现取向约束力的光分解-结合型材料等。在图案相位差薄膜1中,可以良好地使用上述的光反应材料中的任意一种,但是,优选使用光二聚型材料。
对于光二聚型材料,只要是通过发生光二聚反应而能够显现取向约束力的材料即可,并不特别限定,但是,考虑到出色的取向约束力,优选使用发生光二聚反应的光波长为280nm以上的,更加优选使用280nm以上400nm以下范围内的,进一步优选使用300nm以上380nm以下范围内的。
作为这样的光二聚型材料,可以列举含有肉桂酸、香豆素、苯乙烯基苯并吡咯酮、苯基苯乙烯基酮、二苯基乙炔、芪唑、尿嘧啶、喹啉、马来酰亚胺或者苯亚烯丙基醋酸衍生物的聚合物。其中,考虑到出色的取向约束力,优选使用包含肉桂酸、香豆素中的一个或者两个的聚合物。作为这样的光二聚型材料的具体例子,可列举例如日本特开平9-118717号公报、日本特表平10-506420号公报、日本特表2003-505561号公报以及WO2010/150748号公报中公开的化合物。
此外,在本实施方式中使用的光取向材料可以是仅使用一种,也可以使用两种以上。
(高折射率材料)
在此,通常,构成一般的图案取向层的取向层的折射率为1.54左右。另一方面,聚合性液晶的折射率为1.55~1.75左右,高于图案取向层的折射率。因此,由于图案取向层与相位差层的折射率差,产生相位差层与基材的薄膜干涉带来的斑纹,会产生干涉条纹。
为此,本实施方式的图案相位差薄膜1的特征在于,图案取向层12是高折射率材料,具体地是即使偏振光曝光也不会对液晶化合物的取向产生作用的材料,并以预定的比率含有高折射率的环氧单体。能够在取向层组成物中包含光取向材料的同时以预定的比率含有环氧单体,使用其取向层组成物在基材11上进行涂敷而获得这样的图案取向层12。
在图案相位差薄膜1中,如上所述,图案取向层12中以预定的比率含有高折射率的环氧单体,从而有效地提高图案取向层12的折射率,能够抑制上述的由图案取向层12与相位差层13的折射率差导致的干涉条纹的产生。由此,无需缩小构成图案取向层12或相位差层13的材料的选择范围,就能够有效地抑制干涉条纹。
而且,该环氧单体即使添加在图案取向层12中,也不会对相位差层13中的液晶化合物的取向性带来影响。从而,能够在没有扰乱取向并维持良好的取向性的状态下,有效地抑制干涉条纹。具体地,在该图案相位差薄膜1中,成为测量光轴时的微小区域内的光轴的面内色散(与光轴垂直的面内的色散)以标准偏差(σ)定义低于1.5的、维持良好的取向性的相位差薄膜。此外,光轴的色散可以以光轴的标准偏差(σ)(单位:°)定义。
对于环氧单体不加以特别限定,可以列举例如日本特开2012-102228号公报中公开的化合物(该公报中记载的式(1)表示的化合物)、即具有芴类骨架的双官能团环氧单体。
具体地,该高折射率的环氧单体的折射率为1.60以上。另外,该环氧单体的折射率优选为1.70以上。如果折射率低于1.60,则可能会难以调整折射率并且无法充分地抑制干涉条纹的产生。
另外,该图案取向层12中的高折射率环氧单体的含量也重要,相对于图案取向层12中所含有的光取向材料100质量份,在3.0质量份以上8.0质量份以下的范围内。另外,优选地,该含量为相对于光取向材料100质量份来说3.0质量份以上7.0质量份以下的范围,更加优选为5.0质量份左右。如果含量低于3.0质量份,则无法充分地提高图案取向层12的折射率,无法有效地抑制干涉条纹的产生。另一方面,如果含量超过8.0质量份,则不仅无法有效地抑制干涉条纹,还有可能降低其取向性,因此,不理想。
(溶剂)
用于取向层组成物中的溶剂只要是能够将光取向材料或上述的高折射率环氧单体溶解为期望浓度的溶剂即可,不加以特别限定,例如可以列举苯、己烷等碳化氢类溶剂、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮(CHN)等酮类溶剂、四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、丙二醇甲醚(PGME)等乙醚类溶剂、氯仿、二氯甲烷等烷基卤类溶剂、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)等酯类溶剂、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类溶剂、二甲基亚砜等亚砜类溶剂、环己烷等环己酮类溶剂、甲醇、乙醇、异丙醇(下面称为“IPA”。)等醇类溶剂,但是,并不限定于这些。另外,溶剂可以是一种,还可以是两种以上溶剂的混合溶剂。
另外,例如相对于光取向材料100质量份,溶剂的量优选为600质量份以上3900质量份以下。如果少于600质量份,则有可能无法使得光取向材料均匀溶解,因此不理想。如果溶剂的量超过3900质量份,则该溶剂的一部分残留,在基材11上涂敷取向层组成物时,所残留的溶剂浸渍基材11,降低光取向性以及对于基材11的紧贴性这两个,不理想。
[相位差层]
相位差层13含有聚合性液晶组成物。该聚合性液晶组成物含有液晶化合物(棒状化合物),该液晶化合物具有液晶性,并且在分子内具有聚合性官能团。
(液晶化合物)
液晶化合物具有折射率各向异性,具有沿着取向图案规则排列,从而赋予期望的相位差性的功能。作为液晶化合物,例如可以列举示出向列相、层列相等液晶相的材料,考虑到与示出其他液晶相的液晶化合物相比更加容易规则排列这一点,优选使用示出向列相的液晶化合物。
作为示出向列相的液晶化合物,优选使用在介晶两端具有间隔的材料。在介晶两端具有间隔的液晶化合物具有出色的柔软性,因此,通过使用这样的液晶化合物,能够使得图案相位差薄膜1的透明性优越。
如上所述,液晶化合物在分子内具有聚合性官能团。通过具有聚合性官能团,能够聚合并固定液晶化合物,因此,具有优秀的排列稳定性,难以发生相位差性的经时变化。另外,优选地,液晶化合物在分子内具有能够三维交联的聚合性官能团。通过具有能够三维交联的聚合性官能团,能够进一步提高排列稳定性。此外,“三维交联”是指使液晶性分子彼此三维聚合,形成网眼(网络)结构的状态。
作为聚合性官能团,例如可以列举紫外线、电子线等电离辐射、或者通过热作用聚合的聚合性官能团。作为这些聚合性官能团的代表例,可列举出自由基聚合性官能团、或者正离子聚合性官能团等。作为自由基聚合性官能团的代表例,可列举出至少具有一个能够加成聚合的乙烯性不饱和双键的官能团,作为具体例,可列举出具有或不具有取代基的乙烯基、丙烯酸基(包括丙烯酰基、异丁烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰基氧基在内的总称)等。另外,作为正离子聚合性官能团的具体例,可列举出环氧基等。另外,作为聚合性官能团,例如可以列举异氰酸酯基、不饱和三重键等。其中,考虑到流程,优选使用具有乙烯性不饱和双键的官能团。
另外,进一步地,液晶化合物尤其优选为末端具有聚合性官能团的化合物。通过使用这样的液晶化合物,例如能够彼此三维聚合,形成网眼(网络)结构的状态,因此,能够形成具有排列稳定性并且具有优异的光学特性的显现性的图案相位差薄膜1。
对于液晶化合物的量,只要是按照涂敷在图案取向层12上的涂敷方法,能够将用于形成相位差层的涂敷液(液晶组成物)的粘度调整至期望的值即可,并不特别限定,作为液晶组成物中的量,优选为5质量份以上40质量份以下的范围内,更加优选为10质量份以上30质量份以下的范围内。如果低于5质量份,则由于液晶化合物过少,有可能无法使入射相位差层13的入射光恰当地取向,不理想。另一方面,如果超过30质量份,则由于用于形成相位差层的涂敷液的粘度过高,降低操作性,不理想。
另外,关于液晶化合物,既可以仅使用一种,也可以混合两种以上使用。例如,作为液晶化合物,如果混合使用在两个末端具有一个以上聚合性官能团的液晶化合物和在一个末端具有一个以上聚合性官能团的液晶化合物,则可以通过调整两者的配合比率来任意调整聚合密度(交联密度)以及光学特性。另外,考虑到确保可靠性,优选使用在两个末端具有一个以上聚合性官能团的液晶化合物,但是,考虑到液晶取向,优选使用两个末端的聚合性官能团为一个的液晶化合物。
(溶剂)
通常,上述的液晶化合物溶解在溶剂中。对于溶剂,只要能够均匀地分散液晶化合物的溶剂即可,并不特别限定,可以例示例如苯、己烷等碳化氢类溶剂、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮(CHN)等酮类溶剂、四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、丙二醇甲醚(PGME)等醚类溶剂、氯仿、二氯甲烷等烷基卤类溶剂、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)等酯类溶剂、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类溶剂、二甲基亚砜等亚砜类溶剂、环己烷等环己酮类溶剂、甲醇、乙醇、异丙醇(下面称为“IPA”。)等醇类溶剂,但是并不限定于这些。并且,溶剂可以是一种,还可以是两种以上的溶剂的混合溶剂。
溶剂的量优选相对于液晶化合物100质量份为66质量份以上900质量份以下。如果溶剂的量低于66质量份,则有可能无法均匀地溶解液晶化合物,不理想。另一方面,如果超过900质量份,则残留溶剂的一部分,有可能降低可靠性,可能无法均匀地涂敷,因此不理想。
(其他化合物)
另外,根据需要,液晶组成物还可以包括其他化合物。对于其他化合物,只要不破坏上述的液晶化合物的排列秩序即可,并不特别限定,例如可以列举聚合引发剂、阻聚剂、增塑剂、界面活性剂以及硅烷偶联剂等。此外,例如,作为流平剂,添加硅类高分子量流平剂时的添加量为0.1%以上低于1%左右。
(相位差层的厚度)
对于相位差层13的厚度,并不特别限定,但是,为了获得恰当的取向性能,优选为500nm以上2000nm以下。
<1-2.相位差薄膜的制造方法>
接着,说明图案相位差薄膜1的制造方法。此外,在下面,对通过光取向方式来形成图案相位差薄膜1时的制造方法进行说明,但是,图案相位差薄膜1还可以通过成型UV方式形成。
图3是示出图案相位差薄膜1的制造工序的流程的示意图。首先,(A)进行取向层组成物涂敷处理,从卷绕在辊轮31上的长条薄膜提供基材11,在该基材11上涂敷图案取向层用组成物(取向层组成物)32。接着,(B)进行图案取向层形成用层形成处理,将该取向层组成物通过烘干机33进行热固化,形成薄膜状的图案取向层形成用层12’。接着,(C)进行紫外线照射处理,从紫外线照射装置34、35向图案取向层形成用层12’照射紫外线。通过这些(A)~(C)的处理,形成图案取向层12。
接着,(D)进行相位差层形成用涂敷液涂敷处理,从包含用于形成相位差层的聚合性液晶组成物的相位差层形成用涂敷液的供给装置36涂敷相位差层形成用涂敷液13’,形成相位差层形成用层。之后,(E)进行平整处理,使用平整装置37,使得相位差层形成用层的层厚均匀。之后,(F)进行取向处理,使用烘干机38,将包含在相位差层形成用涂敷液13’的涂层中的液晶化合物加热至液晶相形成温度以上,从而使得液晶化合物沿着上述的图案取向层12所具有的、与右眼用区域对应的第一取向区域12A和与左眼用区域对应的第二取向区域12B的不同的取向方向排列。通过该取向处理,相位差层形成用层成为相位差层13。
之后,(G)进行冷却处理,使用冷却机39,对由基材11/图案取向层12/相位差层13构成的层叠体进行冷却,(H)使用紫外线照射装置40向聚合性液晶化合物照射紫外线。之后,(I)进行切割处理,将薄膜卷绕在卷轴41之后,切割出期望的尺寸。经过上述的工序,制作图案相位差薄膜1。
[(A)取向层组成物涂敷处理]
首先,进行取向层组成物涂敷处理,从卷绕在辊轮31上的长条薄膜提供基材11,在该基材11上涂敷图案取向层用组成物32。
〔基材的提供〕
在提供基材11时,只要能够连续地提供长条薄膜即可,并不特别限定,可以采用利用一般的输送工具的方法。具体地,可以列举利用辊状的供给长条薄膜的导出机以及卷曲长条薄膜的卷绕机等的方法、利用带式输送机、输送用辊等的方法。另外,还可以采用通过喷出和抽吸空气来以悬浮状态输送长条的取向层形成用薄膜的悬浮式输送台的方法。另外,在输送时,优选地,在施加预定的张力的状态下进行输送,由此,能够更加稳定地连续输送。
对于输送工具的颜色,当配置在向长条薄膜照射紫外线的部位时,优选为对于透过长条薄膜的紫外线不发生反射的颜色。具体地,优选为黑色。作为这样设为黑色的方法,可列举出例如对表面进行铬处理的方法。
对于辊轮31的形状,只要能够稳定地输送长条薄膜即可,并不特别限定,但是,配置在向长条薄膜照射紫外线的部位时,优选采用能够将长条薄膜的表面与紫外线照射装置的距离保持恒定的辊轮,通常优选为圆形形状。
其中,对于基材11,从辊轮31拉出后,依次进行防眩处理(AG处理)、反射防止处理(AR处理)等,从而可在基材11的表面形成防眩层和反射防止层。
〔取向层组成物32的涂敷〕
在涂敷取向层组成物32时,作为涂敷方法,可以采用狭缝涂敷法、凹版涂敷法、反向涂敷法、刮刀涂敷法、浸渍涂敷法、喷雾涂敷法、气刀涂敷法、旋涂法、辊式涂敷法、印刷法、浸渍提拉法、幕式涂敷法、流延涂敷法、棒式涂敷法、挤压涂敷法、E型涂敷方法等。通过这些涂敷方法将取向层组成物32涂敷在基材11上,从而形成图案取向层形成用层12’。
对于图案取向层形成用层12’的厚度,只要在能够实现期望的平面性的范围内即可,不特别限定,但是,优选在0.1μm以上10μm以下的范围内,更加优选在0.1μm以上5μm以下的范围内,进一步优选在0.1μm以上3μm以下的范围内。
在此,在本实施方式中,作为取向层组成物32,采用一种包含光取向材料、同时相对于光取向材料100质量份以3.0质量份以上8.0质量份以下的范围包含折射率在1.60以上的环氧单体的组成物。通过将这样的取向层组成物32涂敷在基材11上来形成图案取向层12,从而,通过添加在该图案取向层12的环氧单体,可提高图案取向层12的折射率,能够有效地抑制由与形成在图案取向层12上的相位差层13的折射率差导致的干涉条纹的产生。
[(B)图案取向层形成用层形成处理]
在图案取向层形成用层形成处理中,利用烘干机33,对涂敷在基材11上的取向层组成物32进行热固化。在该处理中,将涂敷有取向层组成物32的基材11向烘干机33引导,对该取向层组成物32进行热固化,之后,以半干状态送入下一个工序。
对于取向层组成物32的固化温度,优选在100℃以上130℃以下。如果固化温度低于100℃,则无法使取向层组成物32均匀热固化,有可能薄膜不均匀,因此,不理想。另一方面,如果固化温度超过130℃,则基材11或薄膜有可能收缩,因此,不理想。
另外,对于取向层组成物32的固化时间,优选在1分钟以上且少于10分钟。如果固化时间少于1分钟,则无法实现热固化,薄膜有可能不均匀,因此,不理想。另一方面,如果固化时间在10分钟以上,则有可能产生龟裂或缺点,或者基材11或薄膜有可能收缩,因此,不理想。
[(C)紫外线照射处理]
接着,进行向图案取向层形成用层12’照射紫外线的紫外线照射处理。在该紫外线照射处理中,首先,如图4的(A)所示,经由不遮挡对应于右眼用区域的第一取向准备区域12’A而只遮挡对应于左眼用区域的第二取向准备区域12’B的掩膜21,将线偏振光的紫外线(偏振光紫外线)向图案取向层形成用层12’照射,从而,使未被遮挡的第一取向准备区域12’A向期望的方向取向。接着,如图4的(B)所示,经由只遮挡第一取向准备区域12’A而未遮挡第二取向准备区域12’B的掩膜22,将偏振方向与第一次的照射相差90°的线偏振光的紫外线向图案取向层形成用层12’照射,从而使未被遮挡的第二取向准备区域12’B在期望的方向上取向。通过这样的两次的紫外线照射,形成两种取向图案。
在图4的例子中,首先向第一取向准备区域12’A照射偏振光紫外线,之后,向第二取向准备区域12’B照射了偏振光紫外线,但是,并不限定于这个顺序,可以首先向第二取向准备区域12’B照射偏振光紫外线,之后,向第一取向准备区域12’A照射偏振光紫外线。另外,在图4中,在第一次照射和第二次照射的两次照射中使用了掩膜21、22,但是还可以采用只有在第一次照射中使用掩膜21,在第二次照射中不使用掩膜22的方法进行。
对于掩膜的图案、即图案照射的图案,只要能够稳定地形成对应于右眼用区域的第一取向区域12A(参照图2)和对应于左眼用区域的第二取向区域12B(参照图2)的图案即可,并不特别限定。例如可以是带状图案、镶嵌图案、交错配置图案等图案形状。其中,优选采用带状的图案,尤其是,优选为在长条薄膜的较长方向上彼此平行的带状的图案、即图案照射是向在长条薄膜的较长方向上彼此平行的带状的图案照射偏振光紫外线。
另外,对于掩膜的图案宽度、即偏振光紫外线的照射宽度以及照射间隔(非照射宽度),可以相同,或者也可以不同,但是,优选地,与右眼用区域对应的区域的宽度和与左眼用区域对应的区域的宽度相同。另外,优选地,以在与滤色器的条纹线对准位置时,对应于右眼用区域的区域以及对应于左眼用区域的区域所形成的图案与该滤色器的条纹图案成为对应关系的宽度照射。
例如,在用于三维显示时,该图案宽度优选在50μm以上1000μm以下的范围内,更加优选在100μm以上800μm以下的范围内。此外,这里所说的图案宽度是指基材11处于稳定收缩状态时的图案取向层12的图案宽度。
对于构成掩膜的材料,只要是能够形成期望的开口部的材料即可,并不特别限定,可以列举几乎不会因紫外线外线老化的金属、石英等。具体地,可以使用通过蚀刻加工、激光加工或者电铸加工对SUS等金属基板进行图案化,进一步地,根据需要,进行镀镍等表面处理的掩膜。另外,还可以是在钠钙玻璃或石英构成的基板上具有由乳剂(卤化银)或铬构成的遮光膜的掩膜。
其中,优选为在合成石英上形成Cr图案的掩膜。对温度变化、湿度变化等的尺寸稳定性以及紫外线透光率优异,能够精确地向由图案取向层用组成物的固化物构成的图案取向层形成用层12’照射紫外线,其结果,能够形成高精度的图案取向层12。
对于合成石英掩膜的厚度,只要能够以精确的尺寸形成图案即可,并不特别限定,但是,优选在1mm以上20mm以下的范围内,更加优选在5mm以上18mm以下的范围内,进一步优选在9mm以上16mm以下的范围内。通过使厚度在上述的范围内,能够形成不挠曲的掩膜,能够形成高精度尺寸的图案。另外,考虑到光掩膜的操作性,也是比较优选。
对于偏振光紫外线的偏振方向,只要是针对与右眼用区域对应的区域的偏振方向和针对与左眼用区域对应的区域的偏振方向不同即可,并不特别限定,但是,优选地,两者之间相差90°。这样能够使第一相位差区域13A和第二相位差区域13B之间的折射率最大的方向(滞相轴方向)成为彼此正交的关系,能够更加恰当地制作可进行三维显示的显示装置。
对于相差90°的方向,只要是利用切割长条状的图案相位差薄膜1形成的相位差薄膜来形成可三维显示的显示装置时,能够精确地进行三维显示即可,并不特别限定。通常,优选在90°±3°的范围内,更加优选在90°±2°左右的范围内,进一步优选在90°±1°左右的范围内。
偏振光紫外线可以是集中的,也可以是分散的,但是,在对输送用辊上的长条薄膜进行图案照射时、即在照射偏振光紫外线的区域内,与偏振光紫外线的光源之间产生距离差时,优选地,集中于输送方向。由此,降低与光源之间的距离带来的影响,能够形成图案精度较高的取向区域。
偏振光紫外线的波长是根据光取向材料等适当设定,可以设为使一般的光取向材料显现取向约束力时使用的波长,具体地,利用波长在210nm以上380nm以下,优选在230nm以上380nm以下,进一步优选在250nm以上380nm以下的照射光。
对于偏振光紫外线的生成方法,只要能够稳定地照射偏振光紫外线的方法即可,并不特别限定,可以采用通过只有一定方向的偏振光才能通过的偏振片来照射紫外线的方法。作为这样的偏振片,可以使用通常用于生成偏振光的偏振片,可以列举例如具有缝隙状开口部的线栅型偏振片、或者层叠多个石英板并利用布儒斯特角进行偏振光分离的方法、或者利用不同折射率的蒸镀多层膜的布儒斯特角进行偏振光分离的方法等。
对于偏振光紫外线的照射量(累计光量),只要能够形成具有期望的取向约束力的取向区域即可,并不特别限定,例如波长为310nm时,照射量优选在5mJ/cm2以上500mJ/cm2以下的范围内,更加优选在7mJ/cm2以上300mJ/cm2以下的范围内,进一步优选在10mJ/cm2以上100mJ/cm2以下的范围内。通过设定这样的照射量,能够形成具有充分的取向约束力的取向区域。
优选地,在对薄膜照射偏振光紫外线时,调节温度使得薄膜的温度恒定。这是因为,能够形成高精度的取向区域。薄膜的温度优选地在15℃以上90℃以下,更加优选地在15℃以上60℃以下。作为调节温度的方法,可以列举使用一般的加热·冷却装置等温度调节装置的方法。
[(D)相位差层形成用涂敷液涂敷处理]
接着,在相位差层形成用涂敷液涂敷处理中,从相位差层形成用涂敷液的供给装置36向所形成的图案取向层12上涂敷相位差层形成用涂敷液。对于涂敷方法,只要是能够向图案取向层12上稳定地涂敷由相位差层形成用涂敷液构成的涂层的方法即可,并不特别限定,可以例示与在(A)取向层组成物涂敷处理中说明的方法相同的方法。
相位差层13由于含有液晶化合物,所以显现相位差性,因此,根据液晶化合物的种类以及该相位差层13的厚度来确定其相位差性的程度。因此,对于相位差层形成用层的厚度,只要能够达到预定的相位差性的范围内即可,并不特别限定,可以根据图案相位差薄膜1的用途等适当地确定。
[(E)平整处理]
接着,利用平整装置37,进行使得相位差层形成用层的层厚均匀的平整处理。优选地,涂敷能够使得相位差层形成用层成为之后形成的相位差层13的面内相位差相当于λ/4量的范围内的厚度的量的相位差层形成用涂敷液。由此,能够使通过第一相位差区域13A以及第二相位差区域13B的线偏振光变成彼此正交关系的圆偏振光,其结果,能够更加高精确地显示三维映像。
在相位差层13的面内相位差相当于λ/4量的范围内的距离时,根据液晶化合物的种类,适当地确定具体设为哪种程度的距离。当使用一般的液晶化合物时,该距离为0.5μm以上2μm以下的范围内,但是,并不限定于该距离。
[(F)取向处理]
接着,使得包含在相位差层形成用涂敷液的涂层中的液晶化合物沿着包含于图案取向层12的第一取向区域12A以及第二取向区域12B的不同的取向方向排列。对于使液晶化合物排列的方法,只要是能够在期望的方向上排列的方法即可,并不特别限定,可以列举例如利用烘干机38将液晶化合物加热至液晶相形成温度以上的方法等。
通过该取向处理形成的相位差层13的图案与图案取向层12的图案相同,在对应于右眼用区域的第一取向区域12A上形成对应于右眼用区域的第一相位差区域13A,在对应于左眼用区域的第二取向区域12B上形成对应于左眼用区域的第二相位差区域13B。
[(G)冷却处理]
之后,利用冷却机39,进行对由基材11/图案取向层12/相位差层13构成的层叠体进行冷却的冷却处理。该冷却处理进行至例如层叠体变成室温程度即可。
[(H)固化处理]
接着,进行使聚合性液晶化合物聚合并固化的固化处理。作为聚合性液晶化合物的聚合方法,根据聚合性液晶化合物所具有的聚合性官能团的种类任意确定即可,但是,优选采用添加适量的聚合引发剂并照射活化放射线来进行固化的方法。对于该活化放射线,只要是能够聚合聚合性液晶化合物的放射线即可,并不特别限定,通常,出于装置的便利性等观点,优选使用紫外光或可视光,具体地,可以使用与形成图案取向层12时使用的紫外线相同的紫外线。通过进行这样的固化处理,液晶化合物彼此聚合,能够成为网眼(网络)结构的状态,能够形成具有排列稳定性且具有优异的光学特性的显现性的相位差层13。
[(I)图案相位差薄膜1的制作]
接着,将薄膜卷绕在卷轴41。之后,按照期望的大小切出薄膜。通过上述的工序,制作了图案相位差薄膜1。
〔实施例〕
下面,通过实施例进行进一步的具体说明,但是,本发明并不限定于下面的实施例。
[实施例1-1]
作为基材,使用对表面进行了防眩处理的丙烯酸薄膜40μm(折射率1.48),在其背面侧通过模具涂敷法涂敷光取向层组成物,使得固化后的膜厚度达到200nm,其中,该光取向层组成物是将具有聚乙烯醇肉桂酸酯(PVCi)基的光取向材料100质量份和折射率为1.70的环氧单体(具有芴类骨架的双官能团的环氧单体、商品名:OGSOLCG-500,日本大阪燃气化学(日文:大阪ガスケミカル))3.0质量份溶解于包含乙酸异丁酯的混合溶剂中而固形物占比为5%。之后,在调整为100℃的烘干机内干燥2分钟,蒸发掉溶剂并且使组成物热固化,从而形成了光取向层(折射率1.57)。
接着,对于该光取向层,在与原料的输送方向平行的方向上以隔开约500μm的间隔的图案状照射累计光量为40mJ/cm2的偏振光紫外线,形成了厚度200nm的图案取向层。此外,偏振光紫外线的偏振光轴相对于薄膜的输送方向保持±45度的角度。
接着,在所形成的图案取向层上,通过模具涂敷法涂敷光聚合性向列液晶的液晶组成物(固形物30%,溶剂使用MIBK),并干燥,之后,通过照射紫外线使其聚合,形成了厚度为1μm的相位差层(折射率1.60),获得了相位差薄膜。
[实施例1-2]
除了相对于光取向材料100质量份以5.0质量份的比率包含与实施例1-1相同的环氧单体之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[实施例1-3]
除了相对于光取向材料100质量份以7.0质量份的比率包含与实施例1-1相同的环氧单体之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-1]
除了相对于光取向材料100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.61的高折射率树脂(商品名:HIC-GL,日本共荣社化学株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-2]
除了相对于光取向材料100质量份以7.0质量份的比率包含折射率为1.61的高折射率树脂(商品名:HIC-GL,日本共荣社化学株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-3]
除了相对于光取向材料100质量份以3.0质量份的比率包含折射率为1.79的含无机粒子树脂(商品名:ASR-179S50,日本共荣社化学株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-4]
除了相对于光取向材料100质量份以3.0质量份的比率包含折射率为1.53的环氧酯(商品名:M-600A,日本共荣社化学株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-5]
除了相对于光取向材料100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.53的环氧酯(商品名:M-600A,日本共荣社化学株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-6]
除了相对于光取向材料100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.62的丙烯酸酯(商品名:EA-0200,日本大阪燃气化学株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-7]
除了相对于光取向材料100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.48的PETA(商品名:PET-30,日本化药株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-8]
除了相对于光取向材料100质量份以5.0质量份的比率包含折射率1.49的DPHA(商品名:A-DPH,日本新中村化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-9]
除了相对于光取向材料100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.49的丙烯酸类聚合物(商品名:BanarejinGH-1203,日本新中村化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-10]
除了相对于光取向材料100质量份以2.0质量份的比率包含与实施例1-1相同的环氧单体之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例1-11]
除了相对于光取向材料100质量份以9.0质量份的比率包含与实施例1-1相同的环氧单体之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
《评价》
对于在实施例以及比较例中获得的相位差薄膜,评价了干涉条纹的产生程度以及取向性。
关于干涉条纹,在黑亚克力板上粘贴相位差层表面侧,在荧光灯下进行了来自基材侧的干涉条纹的目测评价(外观评价),干涉条纹的产生被大幅改善的标记为“◎”,干涉条纹的产生被少许改善的标记为“○”,干涉条纹的产生的改善效果小的标记为“△”,干涉条纹的产生的改善效果完全没有的标记为“×”,并将“◎”和“○”评价为良好,将“△”和“×”评价为不良。此外,“-”表示对于干涉条纹的产生未能作出评价。
关于取向性,基于使用相位差测量装置AxoStep(日本AXOMETRICS(日文:アクソメトリクス)公司制造)对九个测量样品进行光轴测量时的、其微小区域内的光轴的面内色散进行了评价。光轴的色散通过所测量的样品的光轴的标准偏差(σ)来定义,将σ值(单位:°)低于1.0的标记为“◎”,将1.0以上低于1.5的标记为“○”,将1.5以上低于2.0的标记为“△”,将2.0以上的标记为“×”,将“◎”和“○”评价为取向性良好,将“△”和“×”评价为取向性不良。
在下表1中总结示出了向图案取向层中添加的化合物及其添加量(相对于光取向材料100质量份的比率)和相位差薄膜的干涉条纹的产生以及取向性的评价结果。
【表1】
如表1的实施例的结果所示那样,在图案取向层中包含环氧单体的实施例1-1~1-3的相位差薄膜中,有效地抑制了干涉条纹的产生,并且具有良好的取向性。
另一方面,在相位差层中包含高折射率树脂(折射率1.61)、含无机粒子树脂(折射率1.79)、环氧酯(折射率1.53)、丙烯酸酯(折射率1.62)以此来代替环氧单体的比较例1-1~1-6中,例如,在将高折射率树脂包含7.0质量份的比较例1-2、将丙烯酸酯包含5.0质量份的比较例1-6时,虽获得降低干涉条纹的产生的效果,但是降低了取向性,在其他例子中未能有效地抑制干涉条纹的产生。
另外,可知即使在图案取向层中包含高折射率的环氧单体时,如果其含量为2.0质量份(比较例1-10),则抑制干涉条纹的产生的效果较小。另外,可知如果其含量为9.0质量份(比较例1-11),则虽抑制干涉条纹的产生的效果充分高,但是显示出取向性下降的趋势。
<第二实施方式>
图5是示出本发明的第二实施方式的图案相位差薄膜101的一例的图。在该实施方式中,由该图案相位差薄膜101构成图像显示装置、3D图像显示系统。图案相位差薄膜101包括基材111、具有取向图案的取向层、即图案取向层12、以及包含液晶化合物的相位差层113。而且,该图案相位差薄膜101的特征在于,在相位差层113中以预定比率包含烷氧基硅烷。
[基材]
基材111构成为与在第一实施方式中说明的图案相位差薄膜的基材11相同。
[图案取向层]
图案取向层112构成为除了不包含在第一实施方式中说明的高折射率的环氧单体之外,其他与在第一实施方式中说明的图案取向层12相同。此外,还可以构成为包含高折射率的环氧单体。
[相位差层]
相位差层113构成为除了以预定比率包含烷氧基硅烷之外,其他与在第一实施方式中说明的相位差层13相同。
(低折射率材料)
在此,探讨各层的折射率,一般情况下,基材的折射率例如当使用TAC基材作为基材时为1.48左右,另外,构成图案取向层的取向膜的折射率为1.54左右。另一方面,聚合性液晶的折射率一般为1.55至1.75左右,高于基材、图案取向层的折射率。因此,由于基材、图案取向膜与相位差层的折射率差,产生相位差层与基材的薄膜干涉导致的斑纹,从而产生干涉条纹。
为此,本实施方式的图案相位差薄膜101的特征在于,在相位差层113中以预定的比率包含低折射率材料,具体地,分子量在300以下的烷氧基硅烷。在聚合性液晶组成物中包含液晶化合物的同时以预定的比率包含烷氧基硅烷,可以利用该液晶组成物涂敷在图案取向层12上来获得上述的相位差层113。
在图案相位差薄膜101中,如上所述,在相位差层113中以预定的比率包含烷氧基硅烷,从而,有效地降低相位差层113的折射率,能够抑制上述的膜的折射率差带来的干涉条纹的产生。可认为该烷氧基硅烷在相位差层113内形成一定的分布,由此可以有效地降低相位差层113的折射率。根据这样的图案相位差薄膜101,无需缩小构成基材111、图案取向层12、相位差层113的材料的选择范围,能够有效地抑制干涉条纹。
而且,根据这样的烷氧基硅烷,即使添加在相位差层113中,也不会对液晶化合物的取向性带来影响,能够在维持良好的取向性的状态下有效地抑制干涉条纹。具体地,在该图案相位差薄膜101中,成为光轴测量时的微小区域内的光轴的面内色散(与光轴垂直的面内的色散)以标准偏差(σ)计算低于1.5且维持良好的取向性的相位差薄膜。此外,光轴色散可以以光轴的标准偏差(σ)(单位:°)定义。
在此,烷氧基硅烷是具有烷氧基的同时具有烷基、苯基等芳基作为官能团的化合物,另外,包含将这些官能团的末端以氟等进行了卤素取代的物质。具体地,对于该烷氧基硅烷并不特别限定,可以列举例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅、苯基三乙氧基硅等。
根据所使用的基材、图案取向层的种类,烷氧基硅烷的折射率的恰当范围有所不同,优选1.50以下,更加优选1.48以下。如果折射率超过1.50,则难以调整折射率,并且,有可能无法充分地抑制干涉条纹的产生。例如,在使用TAC基材作为基材111时,其TAC基材的折射率在1.48左右,因此,优选采用折射率在1.48以下的烷氧基硅烷。此外,对于烷氧基硅烷的折射率的下限值,不特别限定。但是,难以获得折射率较低的烷氧基硅烷,因此,使用大致1.30左右以上的即可。
另外,该相位差层113中的烷氧基硅烷的含量也很重要,相对于包含在相位差层113中的液晶化合物100质量份,设为2.0质量份以上14.0质量份以下的范围。另外,相对于液晶化合物100质量份,该含量优选在3.0质量份以上7.0质量份以下的范围,更加优选在5.0质量份左右。如果含量低于2.0质量份,则无法充分地降低相位差层113的折射率,无法有效地抑制干涉条纹的产生。另一方面,如果含量超过14.0质量份,则不仅无法有效地抑制干涉条纹,而且,有可能恶化其取向性,因此,不理想。
(溶剂)
作为低折射率材料的烷氧基硅烷通常溶解于溶剂中。对于溶剂,只要能够均匀地分散液晶化合物等即可,不特别限定,可以适用第一实施方式中所说明的各种溶剂。
相对于液晶化合物100质量份,溶剂的量优选在66质量份以上900质量份以下。如果溶剂的量少于66质量份,则有可能无法均匀地溶解液晶化合物,因此,不理想。另一方面,如果超过900质量份,则一部分溶剂残留下来,有可能降低可靠性,并存在无法均匀涂敷的可能性,因此,不理想。
<2.相位差薄膜的制造方法>
图案相位差薄膜101可以制作成与第一实施方式中说明的图案相位差薄膜1相同。
此外,在本实施方式中,作为相位差层形成用涂敷液、即液晶组成物,使用包含液晶化合物的同时,相对于液晶化合物100质量份包含2.0质量份以上14.0质量份以下范围的烷氧基硅烷的组成物。将这样的液晶组成物涂敷在图案取向层12上而形成相位差层113,由此,通过添加于该相位差层113中的烷氧基硅烷来降低相位差层113的折射率,能够抑制膜的折射率差带来的干涉条纹的产生。
[实施例2-1]
作为基材,使用对表面进行了防眩处理的TAC薄膜60μm(折射率1.48),在其背面侧通过模具涂敷法涂敷含有光取向材料的光取向膜组成物(溶剂使用了乙酸异丁酯),使得固化后的膜厚度达到200nm,其中,该光取向膜组成物具有聚乙烯醇肉桂酸酯(PVCi)基。之后,在调整为100℃的烘干机内干燥2分钟,蒸发掉溶剂的同时使得组成物热固化,从而形成了光取向膜(折射率1.56)。
接着,对于该光取向膜,在与原料的输送方向平行的方向以隔开约500μm间隔的图案状照射累计光量为40mJ/cm2的偏振光紫外线,形成了厚度200nm的图案取向层。此外,偏振光紫外线的偏振光轴相对于薄膜的输送方向保持±45度的角度。
接着,在所形成的图案取向层上,通过模具涂敷法涂敷相对于液晶化合物100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.37且分子量为136.9的烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷)(商品名:KBM13,日本信越化学工业株式会社制造)的光聚合性向列液晶(聚合液晶单独的折射率为1.62,商品名:Iicrivue(注册商标)RMS03-013C,默克公司(MerckKGaA)制造)的液晶组成物(稀释溶剂使用了MIBK),并进行干燥。之后,通过照射紫外线使其聚合,形成了厚度为1μm的相位差层,获得了相位差薄膜。
[实施例2-2]
除了相对于液晶化合物100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.42且分子量为262.5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:KBM3103,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[实施例2-3]
除了相对于液晶化合物100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.35且分子量为218.2的烷氧基硅烷(三氟丙基三甲氧基硅)(商品名:KBM7103,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[实施例2-4]
除了相对于液晶化合物100质量份以3.0质量份的比率包含折射率为1.42且分子量为262.5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:KBM3103,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[实施例2-5]
除了相对于液晶化合物100质量份以7.0质量份的比率包含折射率为1.42且分子量为262.5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:KBM3103,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[实施例2-6]
除了相对于液晶化合物100质量份以10.0质量份的比率包含折射率为1.42且分子量为262.5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:KBM3103,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例2-1]
除了相对于液晶化合物100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.39且分子量为570.3的丙烯酸单体(商品名:LINC-162A,日本共荣社化学株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例2-2]
除了相对于液晶化合物100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.45且分子量为114.1的丙烯酸单体(商品名:LIGHTESTERM-3F,日本共荣社化学株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例2-3]
除了相对于液晶化合物100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.43且分子量为236.3的硅烷偶联剂(商品名:KBM403,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例2-4]
除了相对于液晶化合物100质量份以5.0质量份的比率包含折射率为1.42且分子量为221.4的硅烷偶联剂(商品名:KBE903,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例2-5]
除了相对于液晶化合物100质量份以0.15质量份的比率包含Si类流平剂(商品名:BYK323,BYK公司制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例2-6]
除了相对于液晶化合物100质量份以5.0质量份的比率包含Si类流平剂(商品名:BYK323,BYK公司制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例2-7]
除了相对于液晶化合物100质量份以0.15质量份的比率包含Si类流平剂(商品名:KP341,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例2-8]
除了相对于液晶化合物100质量份以5.0质量份的比率包含Si类流平剂(商品名:KP341,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例2-9]
除了相对于液晶化合物100质量份以1.0质量份的比率包含折射率为1.42且分子量为262.5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:KBM3103,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[比较例2-10]
除了相对于液晶化合物100质量份以15.0质量份的比率包含折射率为1.42且分子量为262.5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:KBM3103,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
《评价》
对于在实施例以及比较例中获得的相位差薄膜,评价了干涉条纹的产生程度以及取向性。
关于干涉条纹,在黑亚克力板上粘贴相位差层表面侧,在荧光灯下进行了来自基材侧的干涉条纹的目测评价(外观评价),干涉条纹的产生被大幅改善的标记为“◎”,干涉条纹的产生被少许改善的标记为“○”,干涉条纹的产生的改善效果小的标记为“△”,干涉条纹的产生的改善效果完全没有的标记为“×”,并将“◎”和“○”评价为良好,将“△”和“×”评价为不良。
关于取向性,基于使用相位差测量装置AxoStep(AXOMETRICS公司制造)对九个测量样品进行光轴测量时的、其微小区域内的光轴的面内色散进行了评价。光轴的色散通过所测量的样品的光轴的标准偏差(σ)来定义,将σ值(单位:°)低于1.0的标记为“◎”,将1.0以上低于1.5的标记为“○”,将1.5以上低于2.0的标记为“△”,将2.0以上的标记为“×”,并且,将“◎”和“○”评价为取向性良好,将“△”和“×”评价为取向性不良。
在下表1中总结示出了向相位差层中添加的化合物及其添加量(相对于液晶化合物100质量份的比率)和相位差薄膜的干涉条纹的产生以及取向性的评价结果。
【表2】
如表1的实施例的结果所示那样,在相位差层中包含烷氧基硅烷(折射率1.35~1.42)的实施例2-1~2-6的相位差薄膜中,有效地抑制了干涉条纹的产生,并且具有良好的取向性。
另一方面,可知在相位差层中包含丙烯酸单体以此来代替烷氧基硅烷的比较例2-1、2-2中,即使其绝对折射率为1.4左右,与烷氧基硅烷相同,但也无法抑制干涉条纹的产生。另外,相同地,可知在相位差层中包含具有相同的绝对折射率的硅烷偶联剂、Si类流平剂时(比较例2-3~2-8),也无法有效地抑制干涉条纹的产生。另外,还可知如果添加与实施例中的烷氧基硅烷相同的添加量(5.0质量份左右)的流平剂等,则无法实现取向。
另外,还可知即使在相位差层中包含烷氧基硅烷(折射率1.42)时,如果其含量为1.0质量份、15.0质量份(比较例2-9、比较例2-10),则降低抑制干涉条纹的产生的效果,进一步地,如果含量过多,则存在降低取向性的趋势。
<第三实施方式>
<1.图案相位差薄膜的构成>
图6是示出本发明的第三实施方式的图案相位差薄膜201的一例的图。在该实施方式中,由该图案相位差薄膜201构成图像显示装置、3D图像显示系统。
在此,图案相位差薄膜1在基材212的一表面上依次设有取向层213、相位差层214。虽未图示,还可以根据需要,进一步层叠压敏粘合剂层、隔离膜。这时,剥离隔离膜后露出压敏粘合剂层,图案相位差薄膜1通过压敏粘合剂层粘贴并保持在图像显示面板的面板表面。
作为基材212,在本发明中,优选采用PMMA等丙烯酸类透明基材。丙烯酸类透明基材的折射率为1.40至1.60左右。丙烯酸类透明基材在基材的厚度方向上不存在折射率差,是尺寸收缩性对于湿度的依赖性较低的材料,因此,与TAC相比,能够缩小薄膜厚度,有利于扩大3D面板的视角。丙烯酸类透明基材的薄膜厚度优选为120m以下,更加优选为100μm以下,进一步优选为80μm以下。但是,随着薄膜厚度变薄,容易出现易产生相位差层与透明基材的干涉条纹的问题。
图案相位差薄膜1通过以保持折射率各向异性的状态被硬化(固化)的液晶材料来形成相位差层214,将该液晶材料的取向借助取向层213的取向约束力实现图案化。此外,在图6中,以细长的椭圆夸张示出该液晶分子的取向。通过该图案化,与液晶显示面板中的像素的分配相对应地,图案相位差薄膜1中以一定的宽度依次交替地呈带状形成右眼用区域(第一区域:第一相位差区域)13A和左眼用区域(第二区域:第二相位差区域)13B,分别向来自右眼用像素和左眼用像素的发射光赋予对应的相位差。
在图案相位差薄膜1,例如,以光取向材料制作光取向材料层之后,通过所谓的光取向的方法,向该光取向材料层照射线偏振光的紫外线,由此,形成适用了光取向方法的取向层213。在此,向该光取向材料层照射的紫外线的偏振方向设为右眼用区域13A与左眼用区域13B相差90度,由此,关于设在相位差层214的液晶材料,使得液晶分子在右眼用区域13A以及左眼用区域13B朝向对应的方向取向,对于透过光赋予对应的相位差。此外,作为光取向材料,可以适用能够适用光取向方法的各种材料,在该实施方式中适用一旦取向之后,不会因为紫外线的照射而改变取向的、例如光二聚型材料。此外,对于该光二聚型材料,已经公开在“M.Schadt,K.Schmitt,V.KozinkovandV.Chigrinov:Jpn.J.Appl.Phys.,31,2155(1992)”、“M.Schadt,H.SeiberleandA.Schuster:Nature,381,212(1996)”等中,例如,以“ROP-103”(RolictechnologiesLtd.公司制造)的商品名已开始销售。
另外,作为用于相位差层的聚合性液晶,可以列举例如紫外线、电子线等电离辐射、或者通过热作用聚合的聚合性官能团。作为这些聚合性官能团的代表例子,可以列举自由基聚合性官能团、或者正离子聚合性官能团等。进一步地,作为自由基聚合性官能团的代表例子,可以列举至少具有一个可加成聚合的乙烯性不饱和双键的官能团,具体例子可以列举具有或者不具有取代基的乙烯基、丙烯酸基(包括丙烯酰基、异丁烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰基氧基在内的总称)等。另外,作为上述正离子聚合性官能团的具体例子,可以列举环氧基等。其他,作为聚合性官能团,可以列举例如异氰酸酯基、不饱和三重键等。其中,考虑到工艺流程,优选使用具有乙烯性不饱和双键的官能团。
另外,进一步地,特别优选地,液晶材料是在末端具有上述聚合性官能团的材料。通过使用这样的液晶材料,能够形成为例如彼此三维聚合形成网眼(网络)结构的状态,因此,能够形成具有排列稳定性,并且具有优异的光学特性的显现性的上述相位差层。此外,在本发明中,即使使用在一个末端具有聚合性官能团的液晶材料时,也能够与其他分子进行交联并实现排列稳定性。
进一步地,在该实施方式中,图案相位差薄膜1在基材212的另一表面依次设有反射防止层215。此外,虽未图示,还可以根据需要,在反射防止层215上形成保护膜。为了防止在生产过程中该反射防止层215粘贴到其他部位,并且防止在生产过程及运输过程中图案相位差薄膜1受损,配置保护膜。作为保护膜,适用透明且取向性较小的薄膜,以便不会妨碍后续的工序、即光学特性(缺陷)的检查。更加具体地,可以适用聚乙烯薄膜、PET(Polyethyleneterephthalate)薄膜等。
本发明中的反射防止层215是基于JISK7105的雾度值在0.5%以下的透明类反射防止层。优选为反射率(Y值)在2%以下。此外,基材与低反射率层之间还可以层叠固化层等。如上所述,透明类反射防止层与反射防止层的其他例子、即防眩层(antiglare;还称为AG。一般情况下雾度在1%以上)不同,透明类反射防止层的雾度较低,因此容易看到干涉条纹。此外,本发明中的雾度值时以在透明基材上层叠反射防止层的状态测量的值,在此,一般情况下,透明基材本身的雾度在0.5%以下左右。此外,在本发明中,优选地,图案相位差薄膜1的雾度也在0.5%以下。
对于透明类反射防止层,只要选择上述的专利文献3、4中所公开并雾度值在0.5%以下的即可,不特别限定。对于市场上销售的产品,可以使用以TAC基材为基础的透明类LRCV-LC(富士胶片股份有限公司制造)、ReaLook(日本油脂株式会社制造)等。
图7是示出该图案相位差薄膜1的制造工序的流程图。在图案相位差薄膜1的制造工序中,由卷绕在辊轮上的长条薄膜提供基材212,将该基材212自辊轮拉出,依次进行透明类反射防止处理,从而制作透明类反射防止层215(步骤1~步骤2)。接着,在该制造工序中,首先将基材212卷绕在辊轮上,将基材212输送至光取向层的成层工序,或者将基材212直接输送至光取向层的成层工序,依次制作光取向材料层(步骤3)。在此,可以适用各种制造方法制作光取向材料层,在该实施方式中,之后,利用模具等涂敷将光取向材料分散在苯等溶剂中而成的涂敷液,之后,进行干燥,从而制作光取向材料层。
接着,该制造工序是通过曝光工序照射紫外线,制作光取向层213(步骤4)。在此,在曝光工序中,使用掩膜,照射线偏振光的紫外线,从而对与右眼用区域或者左眼用区域对应的区域选择性地进行曝光处理,之后,向整个面照射偏振方向正交的线偏振光的紫外线,从而执行制造工序。
接着,该制造工序是在相位差层制作工序中,利用模具等,涂敷液晶材料的涂敷液,之后,通过照射紫外线,固化该液晶材料,从而制作相位差层214(步骤5)。接着,在卷绕工序(步骤6)中,将形成透明类反射防止层215、取向层213、相位差层214而成的基材212卷绕在辊轮上。由此,完成作为光学薄膜的图案相位差薄膜的半成品。
该制造工序将该半成品即辊轮输送至切割工序,切出期望的大小,从而制作图案相位差薄膜1(步骤7)。此外,图案相位差薄膜1还有时与配置在液晶显示面板的发射面一侧的线偏振片一体化,供给至液晶显示面板的制造工序,这时,在从辊轮拉出的基材212上设置线偏振片的光学功能层之后,通过切割工序切割成期望的大小。另外,还有时设置用于配置在液晶显示面板的面板表面的粘结层、通过UV粘合剂粘贴偏振片等,这时,在从辊轮拉出的基材212上设置粘结层、隔离膜等之后,通过切割工序切割成期望的大小。该制造工序是将按照上述那样生产的图案相位差薄膜1通过产品检查工序进行检查,从而出货(步骤8-步骤9)。
<相位差层的构成>
在本发明中,相位差层214包含将聚合性液晶材料进行聚合而成的聚合液晶以及具有预定的折射率的微粒子。在此,如上所述,透明基材212的折射率是丙烯酸类透明基材为1.50左右,TAC基材为1.48左右,大致为1.45至1.55左右。另一方面,聚合液晶的折射率为1.55至1.75左右,高一些。由于该折射率差,产生相位差层与透明基材的薄膜干涉导致的干涉条纹。
为此,如作为图6的放大截面图的图8所示,在本发明中,相位差层214中包含具有比聚合液晶的折射率更低的折射率的微粒子214a,从而降低相位差层的折射率,抑制干涉条纹。该微粒子的折射率优选在1.3以上1.7以下。如果低于1.3,则由于与相位差层的折射率的差值较大,因此由于内部散射容易产生混浊,因此不理想,如果超过1.7,则难以调整折射率,因此不理想。此外,从抑制干涉条纹的角度,与透明基材的折射率差、即透明基材的折射率-相位差层的平均折射率优选在0.01以上0.1以下。
另外,通过将微粒子214a的平均粒径形成为大于所述相位差层的膜厚,在相位差层214的表面形成凹凸,能够抑制干涉条纹。具体地,优选地,将相位差层214的除了微粒子之外的部分的平均厚度形成为0.7μm至1.3μm,将微粒子214a的平均粒径形成为1.0μm至2.0μm,从而形成凹凸。相位差层214的除了微粒子之外的部分的平均厚度-微粒子214a的平均粒径优选在0.3μm至1.3μm。
对于微粒子,并不特别限定,可以使用硅石、氧化铝、氧化锆、金、氧化锌等,出于成本、耐久性、折射率的观点,优选使用硅石、空心硅石。
优选地,出于干涉条纹、阻塞性的观点,相位差层214中的微粒子的含量在0.01质量%以上,出于雾度、液晶取向性的观点,优选在10质量%以下。
对于通过包含微粒子而实现的相位差层214的表面凹凸,表面粗糙度Ra优选在3nm以上200nm以下,进一步地优选在5nm以上150nm以下。
〔第三实施方式的其他例子〕
此外,在上述的第三实施方式中,说明了反射防止层215、透明基材212、取向膜3、包含聚合液晶的相位差层214按照该顺序层叠而成的图案相位差薄膜1的方式,但是,本发明不限定于此,作为其他实施方式,如图9中示出放大截面图那样,还可以是反射防止层215、包含聚合液晶的相位差层214、取向膜3、透明基材212按照该顺序层叠而成的图案相位差薄膜201A。
在这样的图案相位差薄膜1A中,各层形成为与第一实施方式相同的构成。即,反射防止层215是基于JISK7105的雾度值在0.5%以下的透明类反射防止层,反射率(Y值)优选在2%以下。另外,相位差层214包括将聚合性液晶材料进行聚合而成的聚合液晶以及具有比聚合液晶的折射率更低的折射率的微粒子214a。根据这样构成的图案相位差薄膜1A,能够降低相位差层的折射率,有效地抑制干涉条纹。
作为该图案相位差薄膜1A的制造方法,首先,在从卷绕在辊轮上的长条薄膜提供的基材212上制作光取向材料层,通过曝光工序,照射紫外线,制作光取向层213。接着,在该光取向层上涂敷液晶材料的涂敷液,之后,通过照射紫外线,固化该液晶材料,从而制作相位差层214。而且,对于这样制作的、依次层叠有基材212、取向层213、相位差层214的图案相位差薄膜,在其相位差层214上(与取向层213相反侧的面)进行透明类反射防止处理,从而制作透明类反射防止层215。通过上述方法,能够制作反射防止层215、包含聚合液晶的相位差层214、取向膜3、透明基材212按照该顺序层叠而成的图案相位差薄膜1A。
〔实施例〕
下面,通过实施例进一步详细说明本发明,但是,本发明不受下面记载的内容的任何限制。
<实施例3-1>
制作了具有图6、图8的构成的图案相位差薄膜。在此,基材212以及反射防止层215是形成在丙烯酸薄膜40μm(折射率1.50)上的透明类HC(固化层)和低反射防止层的层叠体(10μm)(雾度0.3%)。通过模具涂敷法向该反射防止层和相反侧的表面的透明基材上涂敷取向层213(日本日产化学工业WO2011/126022(A)中记载的具有光取向性基以及羟基的化合物(低分子)、(B)聚合物、交联剤(C)的混合物)的涂敷液,并进行干燥,之后,以20mJ/cm2光量的线偏振光的紫外线进行图案照射,从而制作了厚度为0.1μm左右的取向层213。这时的线偏振光是相对于输送方向MD保持±45度的角度的光。
接着,作为相位差层214,通过模具涂敷法向取向膜3上涂敷包含以固形物质量比计1%的、折射率为1.50且平均粒径为1.5μm的硅石微粒子的光聚合性向列液晶(聚合液晶单独的折射率为1.62:商品名:Iicrivue(注册商标)RMS03-013C,默克公司制造)的液晶层组成物(稀释溶剂使用了MIBK),并进行干燥,之后照射UV,使其聚合,从而获得了图案相位差薄膜。
实施例3-1的相位差层214的整体折射率为1.59,相位差层214的除了微粒子之外的部分的平均厚度为1μm。
<实施例3-2>
除了在实施例3-1中包含以固形物质量比计0.5%的、折射率为1.45且平均粒径为2.0μm的硅石微粒子之外,其他与实施例3-1相同地获得了图案相位差薄膜。
实施例3-2的相位差层214的整体折射率为1.55,相位差层214的除了微粒子之外的部分的平均厚度为1μm。
<实施例3-3>
除了在实施例3-1中包含以固形物质量比计0.1%的、折射率为1.40且平均粒径为0.07μm的空心硅石微粒子之外,其他与实施例3-1相同地获得了图案相位差薄膜。
实施例3-3的相位差层214的整体折射率为1.53,相位差层214的除了微粒子之外的部分的平均厚度为1μm。
<实施例3-4>
制作了具有图9的放大截面图示出的构成的图案相位差薄膜。即,除了制作反射防止层215、相位差层214、取向膜3、透明基材212按照该顺序层叠而成的图案相位差薄膜之外,其他与实施例3-1相同地制作。
具体地,在由丙烯酸薄膜40μm(折射率1.50)构成的透明基材上,通过模具涂敷法涂敷取向层213的涂敷液,并进行干燥,之后,以20mJ/cm2的光量的线偏振光的紫外线进行图案照射,从而制作了厚度为0.1μm左右的取向层213。接着,作为相位差层214,通过模具涂敷法向取向膜3上涂敷包含以固形物质量比计1%的、折射率为1.50且平均粒径为1.5μm的硅石微粒子的光聚合性向列液晶(聚合液晶单独的折射率1.62)的液晶层组成物,并进行干燥,之后,通过照射UV使其聚合,从而获得了图案相位差薄膜。而且,之后,在所获得的图案相位差薄膜的相位差层214上实施透明类反射防止处理,制作了低反射防止层,进一步地,层叠透明类HC(固化层)(表面材料),从而制作了图案相位差薄膜。此外,构成各层的涂敷液等的材料使用了与实施例3-1相同的材料。
实施例3-4的相位差层214的整体折射率为1.59,相位差层214的除了微粒子之外的部分的平均厚度为1μm。
<比较例3-1>
除了在实施例3-1中不包含微粒子之外,其他与实施例3-1相同地获得了图案相位差薄膜。
比较例3-1的相位差层214的整体折射率为1.62,相位差层214的平均厚度为1μm。
<试验例>
除了在实施例3-1中包含15%的微粒子之外,其他与实施例3-1相同地获得了图案相位差薄膜。
试验例3-1的相位差层214的整体折射率为1.57,相位差层214的平均厚度为1μm。
[评价]
针对实施例和比较例、以及试验例的图案相位差薄膜,CIE表色系的目视反射率即反射Y值(%):利用日本的株式会社岛津制作所制造的分光光度计(UV-3100PC),测量了入射角和反射角分别为5度时的反射Y值(%)。另外,通过测量相位差层的表面凹凸评价了表面粗糙度Ra值(表面粗糙度测量仪SE-3400(日本小坂研究所制造)),还在黑亚克力板上粘贴相位差层表面侧,在荧光灯下目测评价了来自反射防止层侧的干涉条纹。另外,利用雾度计(HM-150:日本村上色彩制造)测量了形成相位差层后的薄膜的雾度(%)。其结果如表1所示。
【表3】
※实施例3-4中的Ra值是层叠在相位差层上的表面材料的Ra值。
从表1的结果可知,在相位差层214的折射率接近透明基材212的折射率、即1.50的本发明的图案相位差薄膜中,能够抑制干涉条纹的产生。此外,Y值的值也较低,因此在实施例中还抑制了内部反射。
<第四实施方式>
图10是示出本发明的第三实施方式的相位差薄膜301的一例的图。在该实施方式中,由该相位差薄膜301构成图像显示装置、3D图像显示系统。
在此,图案相位差薄膜301在基材312的一表面上依次设有取向层313、相位差层314。虽未图示,还可以根据需要,进一步层叠压敏粘合剂层、隔离膜。这时,剥离隔离膜而露出压敏粘合剂层,图案相位差薄膜1通过压敏粘合剂层粘贴保持在图像显示面板的面板表面。另外,在基材312的另一表面上依次设有反射防止层5。
图案相位差薄膜301的基材312、取向层313、反射防止层315构成为与第三实施方式中说明的图案相位差薄膜201的基材212、取向层213、反射防止层215相同。另外,除了不包含烷氧基硅烷之外,相位差层314构成为与第三实施方式中说明的图案相位差薄膜201的相位差层214相同。
由此,在该实施方式中,图案相位差薄膜301的反射防止层315由雾度值在0.5%以下的透明类反射防止层构成。进一步地,图案相位差薄膜301的各层的折射率设为满足下面的条件。
<各层的折射率>
本发明的特征在于,当透明基材的折射率设为n1、取向层的折射率设为n2、相位差层的折射率设为n3时,所述取向层形成为,
n1<n2<n3,
对于n1和n3的平均值、即nAVE=(n1+n3)/2,
满足nAVE+0.01>n2>nAVE-0.01。
即,将取向层的折射率设为透明基材的折射率与相位差层的折射率的大致中间值,从而能够抑制干涉条纹的产生。
透明基材的折射率n1是当丙烯酸类透明基材时为1.50左右,当TAC时为1.48左右,一般情况下在1.45至1.55左右。另一方面,聚合液晶的折射率为1.55至1.75左右,高一些。由于该折射率差,产生相位差层的薄膜干涉带来的干涉条纹。为此,在本发明中,调整中间的取向层的折射率,调整至两者的大致中间值,具体地调整为中间±0.01的范围内。
在作为图10的放大截面图的图11的(a)、(b)中示出更加具体的实施方式。图11的(a)是第一实施方式,图11的(b)是第二实施方式。
图11的(a)是选择构成取向层的光二聚型液晶材料本身的固化后折射率的例子,例如,当丙烯酸类透明基材的折射率为1.50、相位差层的折射率为1.60时,选择了具有中间值1.55±0.01的折射率的液晶材料的例子。关于构成取向层的高分子材料,公知存在具有各种折射率的材料,如由折射率为1.72的(记载在日本专利第4689201号中的实施例1中)偶氮苯衍生物形成的光取向层、由折射率为1.56的(「ROP-103」(RolictechnologiesLtd.公司制造)末端基为氢或光反应性基的光反应性树状聚合物等,因此,可以从中适当地选择本申请所需的折射率。
另一方面,图11的(b)是取向层330除了上述的高分子材料之外还包含用于调整折射率的添加剂330a的例子,通过该方式也能够调整取向层整体的折射率。能够适当地选择添加剂330a的折射率,当上述的高分子材料本身的固化后的折射率高于目标折射率n2时,选择比其低的低折射材料即可,当上述的高分子材料本身的固化后的折射率低于目标折射率n2时,选择比其高的低折射材料即可。
对于添加剂,不特别限定,可以使用硅石、氧化铝、氧化锆、金、氧化锌等,但是,出于成本、耐久性、折射率的观点,优选使用硅石、空心硅石。
出于调整相位差层的折射率的观点,添加剂的平均粒径优选在0.5μm以上,出于取向性、抑制雾度的观点,优选在2.5μm以下。
出于调整折射率(干涉条纹)的观点,微粒子的含量优选在0.01质量%以上,出于雾度、液晶取向性的观点,优选在10质量%以下。
〔第四实施方式的其他例子〕
此外,在上述的第四实施方式中,说明了反射防止层315、透明基材312、取向层313、包含聚合液晶的相位差层314按照该顺序层叠而成的图案相位差薄膜301的方式,但是,本发明并不限定于此,作为其他实施方式,如图12的放大截面图所示,还可以是反射防止层315、包含聚合液晶的相位差层314、取向层313、透明基材312按照该顺序层叠而成的图案相位差薄膜301A。
在这样的图案相位差薄膜301A中,各层可以构成为与第一实施方式相同。即,反射防止层315是基于JISK7105的雾度值在0.5%以下的透明类反射防止层,反射率(Y值)优选在2%以下。而且,特征在于,对于各层的折射率,当透明基材的折射率设为n1、取向层的折射率设为n2、相位差层的折射率设为n3时,取向层形成为,
n1<n2<n3,
对于n1和n3的平均值、即nAVE=(n1+n3)/2,
满足nAVE+0.01>n2>nAVE-0.01。
根据这样构成的图案相位差薄膜301A,通过使得取向层的折射率为透明基材的折射率与相位差层的折射率的大致中间值,能够有效地抑制干涉条纹的产生。
作为该图案相位差薄膜301A的制造方法,首先,在从卷绕在辊轮上的长条薄膜提供的基材312上制作光取向材料层,通过曝光工序照射紫外线,制作光取向层313。接着,在该光取向层上涂敷液晶材料的涂敷液,之后,通过照射紫外线,固化该液晶材料,制作相位差层314。而且,在这样制作的、依次层叠有基材312、取向层313、相位差层314的图案相位差薄膜的相位差层314上(与取向层313相反侧的表面)进行透明类反射防止处理,从而制作透明类反射防止层315。通过上述方法,能够制造反射防止层315、包含聚合液晶的相位差层314、取向层313、透明基材312按照该顺序层叠而成的图案相位差薄膜301A。
〔实施例〕
<实施例4-1>
制作了具有图11的(a)的构成的图案相位差薄膜。在此,基材312以及反射防止层315是形成在丙烯酸薄膜40μm(折射率1.50)上的透明类HC(固化层)和低反射防止层的层叠体10μm(商品名:ReaLook,反射率1.0%;日本油脂株式会社制造)。通过模具涂敷法向该反射防止层和相反侧表面的透明基材上涂敷取向层313(折射率1.56的(「ROP-103」(RolictechnologiesLtd.公司制造)的涂敷液,并进行干燥,之后,以20mJ/cm2的光量的线偏振光的紫外线进行图案照射,制作了厚度0.1μm的取向层313。这时的线偏振光是相对于输送方向MD保持±45度的角度的光。
接着,作为相位差层314,通过模具涂敷法向取向层313上涂敷光聚合性向列液晶(聚合液晶单独的折射率1.60)的液晶层组成物(稀释溶剂使用了MIBK),并进行干燥,之后,照射UV,使其聚合,从而形成厚度为1μm的相位差层,获得了图案相位差薄膜。
<实施例4-2>
除了在实施例4-1中使用折射率为1.52的光二聚化高分子材料,并且包含以质量比计1%的折射率为1.57且平均粒径为1.5μm的氧化铝微粒子作为折射率调整微粒子,从而将取向层整体的折射率调整为1.54之外,其他与实施例4-1相同地获得了图案相位差薄膜。
<实施例4-3>
制作了图12的放大截面图示出的构成的图案相位差薄膜。即,除了制作反射防止层315、相位差层314、取向层313、透明基材312按照该顺序层叠而成的图案相位差薄膜之外,其他与实施例4-1相同地制作。
具体地,通过模具涂敷法向由丙烯酸薄膜40μm(折射率1.50)构成的透明基材上涂敷取向层313(折射率1.56)的涂敷液,并进行干燥,之后,以20mJ/cm2的光量的线偏振光的紫外线进行图案照射,制作了厚度为0.1μm左右的取向层313。接着,作为相位差层314,通过模具涂敷法向取向层313上涂敷光聚合性向列液晶(聚合液晶单独的折射率1.60)的液晶层组成物,并进行干燥,之后,通过照射UV,使其聚合,形成厚度为1μm的相位差层,获得了图案相位差薄膜。而且,之后,在所获得的图案相位差薄膜的相位差层314上进行透明类反射防止处理,制作了低反射防止层,进一步地,层叠透明类HC(固化层)(表面材料),从而制作了图案相位差薄膜。此外,构成各层的涂敷液等材料使用了与实施例4-1相同的材料。
<比较例4-1>
除了在实施例4-1中单独使用光聚合性向列液晶(聚合液晶单独的折射率1.58)的液晶层组成物(溶剂使用了MIBK)作为相位差层314之外,其他与实施例4-1相同地获得了图案相位差薄膜。
<比较例4-2>
除了在实施例4-2中取向层包含15%的微粒子之外,其他与实施例4-1相同地获得了图案相位差薄膜。
比较例4-2的取向层整体的折射率为1.52。
[评价]
针对实施例4以及比较例的图案相位差薄膜,CIE表色系的目视反射率即反射Y值(%):利用日本的株式会社岛津制作所制造的分光光度计(UV-3100PC),测量了入射角和反射角分别为5度时的反射Y值(%)。在黑亚克力板上粘贴相位差层表面侧,在荧光灯下目测评价了来自反射防止层侧的干涉条纹。其结果如表1所示。
【表4】
从表4的结果可得知,在使得取向层313的折射率接近透明基材312的折射率1.50与相位差层314的1.60的中间值1.55的本发明的图案相位差薄膜中,能够抑制干涉条纹的产生。此外可得知,Y值的值也较低,因此,在实施例中还能够抑制内部反射。
〔其他实施方式〕
以上,详细说明了适合实施本发明的具体构成,但是,在不脱离本发明宗旨的范围内,本发明能够对上述的实施方式的构成进行各种变更。
即,在上述的实施方式中说明了在垂直方向上依次设定右眼用像素以及左眼用像素,第一以及第二区域制作成带状的例子,但是,本发明并不限定于此,还可以适用于沿垂直方向以及水平方向分配右眼用像素以及左眼用像素,通过像素单位的方格配置来设定第一区域以及第二区域的情况。
另外,在上述的实施方式中说明了通过光取向的方法来制作取向层的情况,但是,本发明并不限定于此,还可以适用于通过成形处理来制作微小的凹凸形状而制作取向层的情况。
另外,在上述的实施方式中说明了配置于由液晶显示面板构成的图像显示面板的情况,但是,本发明并不限定于此,还可以适用于配置在由有机EL元件构成的图像显示面板、由等离子显示器构成的图像显示面板的情况等。这时,来自这些图像显示面板的发射光首先被线偏振片转换成线偏振光之后,穿过图案相位差薄膜,可以将该线偏振片和图案相位差薄膜粘贴,提供包含线偏振片的图案相位差薄膜。
另外,在上述的实施方式中说明了将本发明适用于具有图案状的相位差层的相位差薄膜、即图案相位差薄膜的情况,但是,本发明并不限定于此,还可以广泛适用于未进行有任何相位差层的图案化的、例如1/4波长板、1/2波长板等各种A板等。另外,这样的A板有时例如如圆偏振片那样与线偏振片组合而适用于图像显示装置,从而,粘贴该线偏振片和构成A板等的相位差薄膜,提供包含相位差薄膜的偏振片。
附图标记说明
1、101、201、301图案相位差薄膜
11、111、212、312基材
12、112、213、313、330取向层
13、113、214、314相位差层
214a微粒子
215、315反射防止层
330a添加剂
Claims (37)
1.一种相位差薄膜,包括:基材;含有光取向材料的取向层;以及含有液晶化合物的相位差层,其中,
所述取向层相对于所述光取向材料的100质量份而以3.0质量份以上8.0质量份以下的比率含有折射率为1.60以上的环氧单体。
2.根据权利要求1所述的相位差薄膜,其中,
所述环氧单体的折射率为1.70以上。
3.根据权利要求1或2所述的相位差薄膜,其中,
测量光轴时的、以标准偏差(σ)定义的光轴的面内色散低于1.5。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的相位差薄膜,其中,
所述取向层具有取向图案。
5.一种偏振片,具有权利要求1至4中任一项所述的相位差薄膜。
6.一种图像显示装置,具有权利要求1至4中任一项所述的相位差薄膜。
7.一种3D图像显示系统,具有权利要求6所述的图像显示装置。
8.一种相位差薄膜的制造方法,所述相位差薄膜包括:基材;含有光取向材料的取向层;以及含有液晶化合物的相位差层,其中,
使用取向层组成物,在所述基材上涂敷该取向层组成物并进行固化,从而形成所述取向层,所述取向层组成物相对于所述光取向材料的100质量份而以3.0质量份以上8.0质量份以下的比率含有折射率为1.60以上的环氧单体。
9.一种相位差薄膜,包括基材、取向层以及含有液晶化合物的相位差层,其中,
所述相位差层相对于所述液晶化合物的100质量份而以2.0质量份以上14.0质量份以下的比率含有烷氧基硅烷。
10.根据权利要求9所述的相位差薄膜,其中,
所述烷氧基硅烷的折射率为1.50以下。
11.根据权利要求9或10所述的相位差薄膜,其中,
测量光轴时的、以标准偏差(σ)定义的光轴的面内色散低于1.5。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的相位差薄膜,其中,
所述取向层具有取向图案。
13.一种偏振片,具有权利要求9至12中任一项所述的相位差薄膜。
14.一种图像显示装置,具有权利要求9至12中任一项所述的相位差薄膜。
15.一种3D图像显示系统,具有权利要求14所述的图像显示装置。
16.一种相位差薄膜的制造方法,所述相位差薄膜包括基材、取向层以及含有液晶化合物的相位差层,其中,
使用液晶组成物,在所述取向层上涂敷该液晶组成物并进行固化,从而形成所述相位差层,所述液晶组成物相对于所述液晶化合物的100质量份而以2.0质量份以上14.0质量份以下的比率含有烷氧基硅烷。
17.一种相位差薄膜,依次层叠有反射防止层、透明基材、取向层以及含有聚合液晶的相位差层,通过所述相位差层对透过光赋予相位差,其特征在于,
所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层,
所述相位差层含有微粒子,所述微粒子的折射率低于所述聚合液晶的折射率。
18.根据权利要求17所述的相位差薄膜,其中,
所述微粒子的折射率为1.3以上1.7以下。
19.根据权利要求17或18所述的相位差薄膜,其中,
所述微粒子的平均粒径大于所述相位差层的膜厚度。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的相位差薄膜,其中,
所述微粒子是硅石,所述相位差层中的微粒子的含量为0.01质量%以上10质量%以下。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的相位差薄膜,其中,
所述相位差层的表面粗糙度Ra为3nm以上200nm以下。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的相位差薄膜,其中,
所述透明基材是丙烯酸类树脂,厚度为80μm以下。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的相位差薄膜,其中,
所述取向层具有取向图案。
24.一种偏振片,具有权利要求17至23中任一项所述的相位差薄膜。
25.一种图像显示装置,具有权利要求17至23中任一项所述的相位差薄膜。
26.一种3D图像显示系统,具有权利要求25所述的图像显示装置。
27.一种相位差薄膜,依次层叠有反射防止层、含有聚合液晶的相位差层、取向层以及透明基材,通过所述相位差层对透过光赋予相位差,其特征在于,
所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层,
所述相位差层含有微粒子,所述微粒子的折射率低于所述聚合液晶的折射率。
28.一种相位差薄膜,依次层叠有反射防止层、透明基材、取向层以及含有聚合液晶的相位差层,通过所述相位差层对透过光赋予相位差,其特征在于,
所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层,
当将所述透明基材的折射率设为n1、将所述取向层的折射率设为n2、将所述相位差层的折射率设为n3时,
n1<n2<n3,
对于n1和n3的平均值、即nAVE=(n1+n3)/2,
满足nAVE+0.01>n2>nAVE-0.01。
29.根据权利要求28所述的相位差薄膜,其中,
所述透明基材是厚度为80μm以下的丙烯酸类树脂。
30.根据权利要求28或29所述的相位差薄膜,其中,
所述取向层的折射率n2为1.53以上1.56以下。
31.根据权利要求28至30中任一项所述的相位差薄膜,其中,
所述取向层由光二聚型高分子材料构成。
32.根据权利要求28至31中任一项所述的相位差薄膜,其中,
所述取向层含有光二聚型高分子材料以及用于调整折射率的添加剂。
33.根据权利要求28至32中任一项所述的相位差薄膜,其中,
所述取向层具有取向图案。
34.一种偏振片,具有权利要求28至33中任一项所述的相位差薄膜。
35.一种图像显示装置,具有权利要求28至33中任一项所述的相位差薄膜。
36.一种3D图像显示系统,具有权利要求35所述的图像显示装置。
37.一种相位差薄膜,依次层叠有反射防止层、含有聚合液晶的相位差层、取向层以及透明基材,通过所述相位差层对透过光赋予相位差,其特征在于,
所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层,
当将所述透明基材的折射率设为n1、将所述取向层的折射率设为n2、将所述相位差层的折射率设为n3时,
n1<n2<n3,
对于n1和n3的平均值、即nAVE=(n1+n3)/2,
满足nAVE+0.01>n2>nAVE-0.01。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106918863A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-07-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 相位膜基板及其制造方法和显示装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103885229B (zh) * | 2014-03-07 | 2017-01-11 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种液晶面板及其制作方法、3d显示装置 |
JP2016170315A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 日本電信電話株式会社 | 領域分割波長板およびその製造方法 |
CN105116625B (zh) * | 2015-09-23 | 2018-01-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种液晶光取向的控制方法 |
JP6748920B2 (ja) * | 2017-03-13 | 2020-09-02 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスフィルムの製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005049865A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-24 | Arisawa Mfg Co Ltd | 光学位相差素子の製造方法 |
JP2009300698A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Sony Chemical & Information Device Corp | 液晶性位相差フィルムの製造方法、及び液晶表示装置 |
JP2010286597A (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-24 | Dainippon Printing Co Ltd | 位相差板 |
JP2012237928A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Fujifilm Corp | 光学フィルム、偏光板、画像表示装置及び3d画像表示システム |
JP2013057803A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Dic Corp | 光配向性基板、光学異方体及び液晶表示素子 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI383191B (zh) * | 2004-05-07 | 2013-01-21 | Fujifilm Corp | 液晶顯示裝置 |
JP2010026097A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Sekisui Chem Co Ltd | 位相差フィルム、複合偏光板、偏光板および液晶表示装置 |
JP5581180B2 (ja) * | 2010-11-10 | 2014-08-27 | 大阪ガスケミカル株式会社 | フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂組成物およびその硬化物 |
TWI465483B (zh) * | 2010-12-28 | 2014-12-21 | Chi Mei Corp | 液晶配向劑,液晶配向膜,及含有該液晶配向膜的液晶顯示元件 |
US9151869B2 (en) * | 2011-01-25 | 2015-10-06 | Lg Chem, Ltd. | Liquid crystal film |
-
2014
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005049865A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-24 | Arisawa Mfg Co Ltd | 光学位相差素子の製造方法 |
JP2009300698A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Sony Chemical & Information Device Corp | 液晶性位相差フィルムの製造方法、及び液晶表示装置 |
JP2010286597A (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-24 | Dainippon Printing Co Ltd | 位相差板 |
JP2012237928A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Fujifilm Corp | 光学フィルム、偏光板、画像表示装置及び3d画像表示システム |
JP2013057803A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Dic Corp | 光配向性基板、光学異方体及び液晶表示素子 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106918863A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-07-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 相位膜基板及其制造方法和显示装置 |
CN106918863B (zh) * | 2017-05-12 | 2019-09-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 相位膜基板及其制造方法和显示装置 |
US10983397B2 (en) | 2017-05-12 | 2021-04-20 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Phase film substrate, manufacturing method thereof, display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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