JP2012108471A - 立体画像認識装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1対の偏光板を備えた液晶表示装置Iと、液晶表示装置Iの表示面と観察者の間に配設された時分割画像表示遮断機器IIとを有する立体画像認識装置において、液晶表示装置Iは、表示側偏光板の偏光膜より表示側の領域にλ/4板を有し、更にその領域の厚み方向のレターデーションRthが|Rth(550)|≦160nmを満たす。時分割画像表示遮断機器IIとしては、液晶表示装置I側から、λ/4板、偏光板、液晶セル及び偏光板をこの順に有する偏光板2枚方式のものと、液晶表示装置I側から、λ/4板、偏光板、液晶セル及び偏光板をこの順に有する偏光板2枚方式と、λ/4板、液晶セル及び偏光板をこの順に有する、又は液晶セル、λ/4板及び偏光板をこの順に有する偏光板1枚方式がある。
【選択図】図1
Description
この立体画像認識装置の1つの構成として、液晶表示装置の表示側偏光板の視認側にλ/4板を有し、時分割画像表示遮断機器の観察者側に配置された偏光板よりも外側(観察者側と反対側)に液晶セル等の液晶封入体とλ/4板を有する形態がある。(以後、時分割画像表示遮断機器が偏光膜を2枚有する形態を偏光板2枚型方式時分割画像表示遮断機器といい、偏光膜を1枚有する形態を偏光板1枚方式時分割画像表示遮断機器という。)
ところで、上記したような立体画像認識装置の場合、時分割画像表示遮断機器に偏光板を少なくとも1枚使用するため、原理的に表示画面の輝度が低下することが知られている。表示品位の高い3D表示を得るためには表示画面の輝度低下をなるべく抑えることが重要となる。
従来の立体画像認識装置ではλ/4板を使用しないため、正面から液晶表示装置を眺めた場合に顔を傾斜すると表示画面が暗くなくなるという問題があったが、上記したλ/4板を2枚使用する立体画像認識装置では、正面から液晶表示装置を眺めた際に顔を傾斜しても、表示画面が暗くなるのを防ぐことが可能となる。
また、偏光板1枚方式時分割画像表示遮断機器の場合、フリッカーという、立体画像認識装置に特有のちらつき現象を抑えることができるものの、斜めから液晶表示装置を眺めた場合に、立体画像を認識させるためのメカニズムである、右目用の映像と左目用の映像の区別が完全に認識できず、画像を眺める視聴者においては、像が2重に見える、いわゆるクロストーク現象が発生する問題点があった。
特許文献2に記載の立体画像認識装置において、特許文献3に記載の負のAプレートを適用すると、クロストーク現象は大幅に低減できることが判明している。
加えて、λ/4板を2枚使用した立体画像認識装置は、λ/4板を使用しない形態に比べ、表示画面の色味変化が大きく、顔を傾斜(時分割画像表示遮断機器を回転)させた際の輝度変化を低減させても、立体表示(3D表示)の品位は著しく劣るものであった。
更に、偏光板1枚方式時分割画像表示遮断機器のクロストークの問題は、眺める視聴者の方位角によっても変化する。特許文献2及び3に記載された技術を組み合わせて立体画像認識装置を構成しても、クロストークの方位角依存性の問題は解決できなかった。
また、高い生産性で作製可能であり、かつ、表示装置の最前面に使用することのできる物理性能を有した光学フィルムを提供することを課題とする。更に、視角依存性が小さく、耐久性に優れた立体画像認識装置(3D表示装置)を生産性よく提供することを課題とする。
即ち、上記課題は以下の手段により解決することができる。
液晶セル、その前後に1対の偏光板を備えた液晶表示装置Iと、
前記液晶表示装置Iの表示面と観察者の間に配設された、液晶セルを備えた時分割画像表示遮断機器IIと、
を有する立体画像認識装置において、
前記液晶表示装置Iは、表示側偏光板の偏光膜より表示側の領域を表示側偏光板保護領域としたときに、該表示側偏光板保護領域にλ/4板Aを有し、かつ、前記表示側偏光板保護領域が下記式(I)を満足し、
前記液晶表示装置Iの表示側偏光板の吸収軸とλ/4板Aの遅相軸のなす角度は35〜55°又は125〜145°であり、
前記時分割画像表示遮断機器IIは、液晶セルと観察者の間に少なくとも1つの偏光板Cを有し、かつ、該偏光板Cと該液晶表示装置Iの間にλ/4板Bを有しており、
前記液晶表示装置Iの表示側偏光板の吸収軸と前記時分割画像表示遮断機器IIの偏光板Cの吸収軸を直交又は平行に配置したときに、λ/4板Aとλ/4板Bの遅相軸は直交又は平行であることを特徴とする立体画像認識装置。
(I): |Rth(550)|≦160nm
ここで、Rth(λ)は、波長λnmにおける厚み方向のレターデーション(nm)である。
[2]
λ/4板A及びλ/4板Bの少なくともいずれか一方が、透明支持体、配向膜、液晶化合物を含む光学異方性層を有することを特徴とする[1]に記載の立体画像認識装置。
[3]
前記光学異方性層に含まれる液晶化合物が、円盤状液晶化合物であり、更に前記円盤状液晶化合物が略垂直に配向していることを特徴とする[2]に記載の立体画像認識装置。[4]
前記表示側偏光板保護領域が下記式(II)
を満足することを特徴とする[1]〜[3]のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
(II): |Rth(550)|≦120nm
[5]
前記表示側偏光板保護領域が下記式(IV)及び(V)
を満足することを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
(IV):1.00≦Re(450)/Re(550)≦1.18
(V):0.92≦Re(630)/Re(550)≦1.00
ここで、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)である。
[6]
前記λ/4板Bが下記式(XII)及び(XIII)を満足することを特徴とする[1]〜[5]のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
(XII):Re(450)/Re(550)≦0.89
(XIII):Re(630)/Re(550)≧1.04
ここで、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)である。
[7]
前記表示側偏光板保護領域が最表面に反射防止層を有していることを特徴とする[1]〜[6]のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
[8]
前記表示側偏光板保護領域の380nmにおける吸光度が0.06以上であることを特徴とする[1]〜[7]のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
[9]
前記時分割画像表示遮断機器IIが、前記液晶表示装置Iに対向する側より、少なくともλ/4板B、液晶セル、偏光板Cの順に構成されていることを特徴とする[1]〜[8]のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
[10]
前記時分割画像表示遮断機器IIが、前記液晶表示装置Iに対向する側より、少なくともλ/4板B、偏光板、液晶セル、偏光板Cの順に構成されていることを特徴とする[1]〜[9]のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
なお、本実施形態の説明において、「平行」あるいは「直交」とは、厳密な角度±5°未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との誤差は、4°未満であることが好ましく、3°未満であることがより好ましい。ただし、λ/4板Aの遅相軸とλ/4板Bの遅相軸の関係において、「平行」とは2枚のλ/4板のなす角度が角度±10°以下の範囲内であることを意味し、好ましくは角度±5°以下の範囲内、より好ましくは角度±3°以下の範囲内であることを意味する。λ/4板Aの遅相軸とλ/4板Bの遅相軸の関係において、「直交」とは2枚のλ/4板のなす角度が角度80°〜100°以下の範囲内であることを意味し、好ましくは角度85〜95°以下の範囲内、より好ましくは角度87〜93°以下の範囲内であることを意味する。
また、角度について、「+」は時計周り方向を意味し、「−」は反時計周り方向を意味するものとする。
また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味し、更に屈折率の測定波長は、特別な記述がない限り、可視光域(λ=550nm)での値である。
Rth(λ)は、前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50°まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、又はWRが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、及び入力された膜厚値を基に、以下の式(A)、及び式(B)よりRthを算出することもできる。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d 式(B)
ディスコティック液晶性化合物や棒状液晶性化合物を配向させた光学異方性層において、光学異方性層の一方の面におけるチルト角(ディスコティック液晶性化合物又は棒状液晶性化合物における物理的な対象軸が光学異方性層の界面となす角度をチルト角とする)θ1及び他方の面のチルト角θ2を、直接的にかつ正確に測定することは困難である。そこで本明細書においては、θ1及びθ2は、以下の手法で算出する。本手法は本発明の実際の配向状態を正確に表現していないが、光学フィルムのもつ一部の光学特性の相対関係を表す手段として有効である。
本手法では算出を容易にすべく、下記の2点を仮定し、光学異方性層の2つの界面におけるチルト角とする。
1.光学異方性層はディスコティック液晶性化合物や棒状液晶性化合物を含む層で構成された多層体と仮定する。更に、それを構成する最小単位の層(ディスコティック液晶性化合物又は棒状液晶性化合物のチルト角は該層内において一様と仮定)は光学的に一軸と仮定する。
2.各層のチルト角は光学異方性層の厚み方向に沿って一次関数で単調に変化すると仮定する。
具体的な算出法は下記のとおりである。
(1)各層のチルト角が光学異方性層の厚み方向に沿って一次関数で単調に変化する面内で、光学異方性層への測定光の入射角を変化させ、3つ以上の測定角でレターデーション値を測定する。測定及び計算を簡便にするためには、光学異方性層に対する法線方向を0°とし、−40°、0°、+40°の3つの測定角でレターデーション値を測定することが好ましい。このような測定は、KOBRA−21ADH及びKOBRA−WR(王子計測器(株)製)、透過型のエリプソメーターAEP−100((株)島津製作所製)、M150及びM520(日本分光(株)製)、ABR10A(ユニオプト(株)製)で行うことができる。
(2)上記のモデルにおいて、各層の常光の屈折率をno、異常光の屈折率をne(neは各々すべての層において同じ値、noも同様とする)、及び多層体全体の厚みをdとする。更に各層におけるチルト方向とその層の一軸の光軸方向とは一致するとの仮定の元に、光学異方性層のレターデーション値の角度依存性の計算が測定値に一致するように、光学異方性層の一方の面におけるチルト角θ1及び他方の面のチルト角θ2を変数としてフィッティングを行い、θ1及びθ2を算出する。
ここで、no及びneは文献値、カタログ値等の既知の値を用いることができる。値が未知の場合はアッベ屈折計を用いて測定することもできる。光学異方性層の厚みは、光学干渉膜厚計、走査型電子顕微鏡の断面写真等により測定数することができる。
本発明の立体画像認識装置は、液晶セル、その前後に1対の偏光板を備えた液晶表示装置Iと、該液晶表示装置Iの表示面と観察者の間に配設された、液晶セルを備えた時分割画像表示遮断機器IIとを有する。液晶表示装置Iは、表示側偏光板の偏光膜より表示側の領域を表示側偏光板保護領域としたときに、該表示側偏光板保護領域にλ/4板Aを有し、前記液晶表示装置Iの表示側偏光板の吸収軸とλ/4板Aの遅相軸のなす角度は35〜55°又は125〜145°であり、かつ、前記表示側偏光板保護領域が式(I)を満足する。
(I): |Rth(550)|≦160nm
ここで、Rth(λ)は、波長λnmにおける厚み方向のレターデーション(nm)である。
時分割画像表示遮断機器IIは、液晶セルと観察者の間に少なくとも1つの偏光板Cを有し、かつ、該偏光板Cと液晶表示装置Iの間にλ/4板Bを有している。
ここで、液晶表示装置Iの表示側偏光板の吸収軸と時分割画像表示遮断機器IIの偏光板Cの吸収軸を直交又は平行に配置したときに、λ/4板Aとλ/4板Bの遅相軸は直交又は平行である。
図1及び図2に示す態様では、表示側偏光板の偏光膜に対して表示側偏光板保護領域と反対側の領域には光学補償フィルムを有する。また、液晶表示装置Iはバックライトユニットを有し、該ユニットからの光を利用して液晶表示装置Iを通じて画像表示を行うことができる。
表示側偏光板保護領域は、表示側偏光板の偏光膜より表示側の液晶表示装置Iの領域を指し、該表示側偏光板保護領域には、λ/4板Aを有する。λ/4板Aは、支持体と光学異方性層から構成されてλ/4機能を有するものでもよいし、支持体自身が所望の光学異方性を有しλ/4機能を有する支持体(以下、光学異方性支持体ともいう)のみで構成してもよい。
表示側偏光板保護領域には、λ/4板A以外に各種表面フィルムを有していてもよい。表面フィルムとしては、支持体上にハードコート層を設けたハードコートフィルムや、支持体上に反射防止層(低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層など)を設けた反射防止フィルムなどが挙げられる。表面フィルムは、支持体上にハードコート層と反射防止層の両層を設け、ハードコート機能と反射防止機能を兼ね備えたフィルムであってもよい。表面フィルムの支持体は、λ/4板A自体が兼ねてもよい。
時分割画像表示遮断機器としては、図1に示すように、液晶セルの偏光板Cとは反対側に別の偏光板とλ/4板Bを有する態様(偏光板2枚方式)と、図2に示すように、液晶セルの偏光板Cとは反対側には偏光板なしでλ/4板Bを有する態様(偏光板1枚方式)が挙げられる。偏光板1枚方式の時分割表示遮断装置においては、偏光板C、液晶セル、λ/4板Bがこの順に積層されていてもよいし(図2(a))、偏光板C、λ/4板B、液晶セルの順に積層されていてもよい(図2(b))。
ここで、λ/4板Bは、図1に示す態様では、液晶セルを挟んで偏光板Cと反対側に配置された偏光板の偏光膜より液晶表示装置I側にある層すべての総称であり、図2(a)に示す態様では、液晶セルよりも液晶表示装置I側にある層すべての総称である。図2(b)に示す態様では、λ/4板Bは、偏光板Cの偏光膜と液晶セルの間にある層すべての総称であり、偏光板Cの液晶セル側に配置された透明保護膜もλ/4板Bに含まれる。
時分割画像表示遮断機器IIが有するλ/4板Bは、λ/4板Aと同様、支持体と光学異方性層から構成されてλ/4機能を有するものでもよいし、支持体自身が所望の光学異方性を有しλ/4機能を有する支持体(以下、光学異方性支持体ともいう)のみで構成してもよい。また、図1又は図2に示す態様では、λ/4板Bの最表面に前述した各種表面フィルムを有していてもよい。
光学異方性支持体(図3(i))
光学異方性支持体/ハードコート層(図3(ii))
光学異方性支持体/低屈折率層(図3(iii))
光学異方性支持体/ハードコート層/低屈折率層(図3(iv))
光学異方性支持体/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層(図3(v))
光学異方性支持体/支持体/ハードコート層(図3(vi))
光学異方性支持体/支持体/低屈折率層(図3(vii))
光学異方性支持体/支持体/ハードコート層/低屈折率層(図3(viii))
光学異方性支持体/支持体/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層(図3(ix))
支持体/光学異方性層(図3(x))
支持体/光学異方性層/支持体/ハードコート層(図3(xi))
支持体/光学異方性層/支持体/低屈折率層(図3(xii))
支持体/光学異方性層/支持体/ハードコート層/低屈折率層(図3(xiii))
支持体/光学異方性層/支持体/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層(図3(xiv))
光学異方性層/支持体(図3(xv))
光学異方性層/支持体/支持体/ハードコート層(図3(xvi))
光学異方性層/支持体/支持体/低屈折率層(図3(xvii))
光学異方性層/支持体/支持体/ハードコート層/低屈折率層(図3(xviii))
光学異方性層/支持体/支持体/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層(図3(xix))
光学異方性層/支持体/ハードコート層(図3(xx))
光学異方性層/支持体/低屈折率層(図3(xxi))
光学異方性層/支持体/ハードコート層/低屈折率層(図3(xxii))
光学異方性層/支持体/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層(図3(xxiii))
支持体/光学異方性層/ハードコート層(図3(xxiv))
支持体/光学異方性層/低屈折率層(図3(xxv))
支持体/光学異方性層/ハードコート層/低屈折率層(図3(xxvi))
支持体/光学異方性層/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層(図3(xxvii))
以下、λ/4板A及びλ/4板Bを含め、本発明で用いることのできるλ/4板について説明する。
本発明に使用されるλ/4板は、支持体自身で目的のλ/4機能を有する光学異方性支持体からなってもよいし、ポリマーフィルムからなる支持体上に光学異方性層等を有していてもよい。すなわち、後者の場合、支持体上に他の層を積層させることで所望のλ/4機能を持たせる。光学異方性層の構成材料については特に制限されず、液晶性化合物を含有する組成物から形成され、該液晶性化合物の分子の配向によって発現された光学異方性を示す層であっても、ポリマーフィルムを延伸してフィルム中の高分子を配向させて発現させた光学異方性を有する層であっても、双方の層を有していてもよい。すなわち、1枚又は2枚以上の二軸性フィルムによって構成することができるし、またCプレートとAプレートとの組合せ等、一軸性フィルムを2枚以上組合せることでも構成することができる。勿論、1枚以上の二軸性フィルムと、1枚以上の一軸性フィルムとを組み合わせることによっても構成することもできる。
本発明に使用される光学異方性支持体の面内レターデーションRe(550)は100〜175nmである。110〜165nmであることがより好ましく、115〜155nmであることが更に好ましい。厚み方向のレターデーションRth(550)は−400〜260nmであることが好ましく、−200〜160nmがより好ましく、−90〜90nmが更に好ましい。以上のような範囲にすることで、光の波長依存性や入射角度依存性が小さい、λ/4板として機能する光学異方性支持体を得ることができる。また、理想的には450nm、550nm、630nmのいずれにおいてもReがλ/4となる波長分散となることが好ましい。すなわち、理想的なλ/4板は、Re(450)=112.5nm、Re(550)=137.5nm、Re(630)=157.5nmを満足する。理想的にはRthはどの波長においても0nmとなるのが好ましい。すなわち、理想的なλ/4板は、Rth(450)=0nm、Rth(550)=0nm、Rth(630)=0nmを満足する。
本発明に使用されるλ/4板が、支持体上に光学異方性層等を有する態様には、支持体と光学異方性層等を合わせた全体のRe及びRthが上記範囲を満たすことが好ましい。
(I)|Rth(550)|≦160nm であることが好ましく、
(II)|Rth(550)|≦120nm であることがより好ましく、
(III)|Rth(550)|≦80nm であることが更に好ましい。
表示側偏光板保護領域全体のReにおける波長分散は、0.80≦Re(450)/Re(550)≦1.21で、0.82≦Re(630)/Re(550)≦1.11が好ましく、(IV)1.00≦Re(450)/Re(550)≦1.18で、(V)0.92≦Re(630)/Re(550)≦1.00がより好ましい。この範囲であると、視野角輝度及び視野角クロストークは表示側偏光板保護領域全体のRthに主に依存し、表示側偏光板保護領域全体のReの波長分散によらない立体表示認識装置となる。
液晶表示装置Iの表示側偏光板の吸収軸とλ/4板Aの遅相軸のなす角度は、
30〜60°又は120〜150°が好ましく、
35〜55°又は125〜145°がより好ましく、
40〜50°又は130〜140°が更に好ましい。
(VI)|Rth(550)|≦100nm であることが好ましく、
(VII)|Rth(550)|≦40nm であることがより好ましい。
時分割画像表示遮断機器IIに搭載されるλ/4板BのRth(550)が上記式(VI)を満たすと、液晶表示装置の画面輝度ムラを気づかない程度にまで軽減でき、上記式(VII)を満たすと、液晶表示装置の画面輝度ムラが全く視認されない程度にまで軽減できる。λ/4板Bの最表面に各種表面フィルムを有している態様では、表面フィルムを含めて上記のRth範囲を満足することが好ましい。
時分割画像表示遮断機器IIに搭載されるλ/4板Bの面内レターデーションReにおける波長分散は、可視光域において、波長が長波長になる程大きくなるという、いわゆる逆分散性を示すか、波長によらず一定である、いわゆるフラット分散性を示すのが好ましい。即ち、Re(450)≦Re(550)≦Re(630)を満足するのが好ましい。その理由は、時分割画像表示遮断機器IIは液晶表示装置Iと別個体であるため、時分割画像表示遮断機器IIを回転する場合も含めて様々な角度から液晶表示装置Iを視認することで立体表示が得られるが、λ/4板BのReが逆波長分散性又はフラット分散性であると、時分割画像表示遮断機器IIを回転させた際の液晶表示装置Iの表示画面の色味付きを小さくできるためである。時分割画像表示遮断機器IIを回転させた場合でも色味付きの小さい立体表示を得るためには、λ/4板Bの波長分散は、
(VIII)Re(450)/Re(550)≦1、及び、(IX)1≦Re(630)/Re(550)
を満足することが好ましく、
(X)Re(450)/Re(550)≦0.94、及び、(XI)1.02≦Re(630)/Re(550)
を満足することがより好ましく、
(XII)Re(450)/Re(550)≦0.89、及び、(XIII)1.04≦(630)/Re(550)
を満足することが更に好ましい。なお、λ/4フィルムBの波長分散が上記式(X)及び(XI)を満たすと、色味変化がほとんど視認されない程度まで軽減でき、上記式(XII)及び(XIII)を満たすと、色味変化を全く視認できない程度にまで色味を改善することができる。
従来、λ/4板(λ/4フィルム)を2枚使用する立体画像認識装置においては、正面における輝度及び色味視認性の観点から、同じ種類・特性のλ/4板が2枚使用されている。その理由は、正面での推奨形態における立体画像視聴時において、2枚のλ/4板が直交配置となるため、Re波長分散性が打ち消される結果、正面輝度が高く、かつ、色味付きがない立体画像を得ることができるためである。
ところで、前述の通り、理想的なλ/4板は、Re(550)=137.5nm、Rth(550)=0nm、Nz=Rth/Re+0.5=0.5である。すなわち、Reの理想波長分散は逆分散、Rthの理想波長分散はフラット分散である。この理想的なλ/4板を液晶表示装置Iと時分割画像遮断機器IIに使用することで、正面特性だけでなく視野角特性にも優れた立体画像認識装置となる。しかし、このようなλ/4フィルムは製造困難なことが多い。なぜなら、理想に近づけるため、Reが逆分散性を示す光学異方性支持体でλ/4板を製造すると、Nzファクターを0.5に近づけることが困難で、通常Nzは1以上になる。(すなわち、Rthが大きくなる。)一方で、例えば、透明支持体と液晶性化合物を含有する組成物から形成された光学異方性層との積層体でλ/4板を製造すると、Nzファクターは0.5が実現できるものの、Re波長分散性が順分散となってしまい、表示画像の色味変化が大きくなることがある。
本発明者が鋭意検討した結果、液晶表示装置Iの表示側偏光板保護領域に含まれるλ/4板Aと時分割画像遮断機器IIのλ/4板Bとでは、求められる特性が異なることがわかった。具体的には、液晶表示装置Iの表示側偏光板保護領域に含まれるλ/4板Aが低Rth化することが好ましく、時分割画像遮断機器IIのλ/4板BがRe逆分散性を有することが好ましい。液晶表示装置Iの表示側偏光板保護領域に含まれるλ/4板が低Rth化されていれば、視野角輝度及び視野角クロストーク性能を向上させることができる。時分割画像遮断機器IIのλ/4板BのReが逆分散性を有していれば、液晶表示装置Iの表示側偏光板保護領域に含まれるλ/4板Aの波長分散性に関わらず、時分割画像遮断機器IIを回転させたときの色味変化を視認されない程度にまで軽減できる。
なお、時分割画像遮断機器IIのλ/4板Bと、液晶表示装置Iの表示側偏光板保護領域のλ/4板Aが異なる場合でも、Re(550)が115〜155nmの範囲内であれば正面輝度は実質変化なかった。
すなわち、時分割画像遮断機器IIにRe逆分散性のλ/4板を使用することで、液晶表示装置Iの表示側偏光板保護領域に低Rthのλ/4板を使用することのメリットである視野角輝度及び視野角クロストークを享受しつつ、Re波長分散性(フラット分散及び順分散)による色味変化のデメリットをなくすことができる。この場合、理想的なλ/4板を使用しなくとも、理想的なλ/4板を使用した場合と同様の立体画像を得ることが可能となる。
前記λ/4板が有してもよい光学異方性層の形成に用いられる液晶性化合物の種類については特に制限されない。例えば、低分子液晶性化合物を液晶状態においてネマチック配向に形成後、光架橋や熱架橋によって固定化して得られる光学異方性層や、高分子液晶性化合物を液晶状態においてネマチック配向に形成後、冷却することによって当該配向を固定化して得られる光学異方性層を用いることもできる。なお本発明では、光学異方性層に液晶性化合物が用いられる場合であっても、光学異方性層は、該液晶性化合物が重合等によって固定されて形成された層であり、層となった後はもはや液晶性を示す必要はない。重合性液晶性化合物は、多官能性重合性液晶でもよいし、単官能性重合性液晶性化合物でもよい。また、液晶性化合物は、ディスコティック液晶性化合物でもよいし、棒状液晶性化合物でもよい。
液晶化合物の分子をハイブリッド配向させて視野角依存性が非対称である光学補償フィルムを作製する場合、液晶化合物のダイレクターの平均傾斜角は5〜85°であることが好ましく、10〜80°であることがより好ましく、15〜75°であることが更に好ましい。
本発明では、前記光学フィルムが有する光学異方性層の形成に、ディスコティック液晶性化合物を用いるのが好ましい。ディスコティック液晶性化合物は、様々な文献(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,vol.71,page 111(1981);日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、第10章第2節(1994);B.Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,page 1794(1985);J.Zhang et al.,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,page 2655(1994))に記載されている。ディスコティック液晶性化合物の重合については、特開平8−27284号公報に記載がある。
D(−L−P)n
式中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Pは重合性基であり、nは1〜12の整数である。前記式中の円盤状コア(D)、二価の連結基(L)及び重合性基(P)の好ましい具体例は、それぞれ、特開2001−4837号公報に記載の(D1)〜(D15)、(L1)〜(L25)、(P1)〜(P18)であり、同公報に記載の内容を好ましく用いることができる。なお、液晶性化合物のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、30〜300℃が好ましく、30〜170℃が更に好ましい。
Y11、Y12及びY13は、化合物の合成の容易さ及びコストの点において、いずれもメチンであることがより好ましく、メチンは無置換であることが更に好ましい。
L1、L2及びL3が二価の連結基の場合、それぞれ独立に、−O−,−S−、−C(=O)−、−NR7−、−CH=CH−、−C≡C−、二価の環状基及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記R7は炭素原子数1〜7のアルキル基又は水素原子であり、炭素原子数1〜4のアルキル基又は水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基又は水素原子であることが更に好ましく、水素原子であることが最も好ましい。
XAは、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し;
*は上記一般式(I)におけるL1〜L3側と結合する位置を表し;
**は上記一般式(I)におけるR1〜R3側と結合する位置を表す。
XBは、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し;
*は上記一般式(I)におけるL1〜L3側と結合する位置を表し;
**は上記一般式(I)におけるR1〜R3側と結合する位置を表す。
*−(−L21−Q2)n1−L22−L23−Q1
一般式(I−R)中、*は、一般式(I)におけるH1〜H3側と結合する位置を表す。
L21は単結合又は二価の連結基を表す。L21が二価の連結基の場合、−O−、−S−、−C(=O)−、−NR7−、−CH=CH−及び−C≡C−並びにこれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記R7は炭素原子数1〜7のアルキル基又は水素原子であり、炭素原子数1〜4のアルキル基又は水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基又は水素原子であることが更に好ましく、水素原子であることが最も好ましい。
L22は、好ましくは、**−O−、**−O−CO−、**−CO−O−、**−O−CO−O−、**−CH2−、**−CH=CH−、**−C≡C−であり、より好ましくは、**−O−、**−O−CO−、**−O−CO−O−、**−CH2−である。L22が水素原子を含む基であるときは、該水素原子は置換基で置換されていてもよい。このような置換基として、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲンで置換されたアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数2〜6のアシル基、炭素原子数1〜6のアルキルチオ基、炭素原子数2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数2〜6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜6のアルキルで置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜6のアシルアミノ基が好ましい例として挙げられ、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルキル基がより好ましい。
上記式(M−1)〜(M−6)の中、(M−1)又は(M−2)が好ましく、(M−1)がより好ましい。
A11及びA12は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、両方が窒素原子であることがより好ましい。
A13、A14、A15及びA16は、それらのうち、少なくとも3つがメチンであることが好ましく、すべてメチンであることがより好ましい。更に、メチンは無置換であることが好ましい。
A11、A12、A13、A14、A15又はA16がメチンの場合の置換基の例には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲンで置換されたアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル置換カルバモイル基及び炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。これらの中でも、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲンで置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のハロゲンで置換されたアルキル基がより好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数が1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基が更に好ましい。
X1は、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し、酸素原子が好ましい。
A21及びA22は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、両方が窒素原子であることがより好ましい。
A23、A24、A25及びA26は、それらのうち、少なくとも3つがメチンであることが好ましく、すべてメチンであることがより好ましい。
A21、A22、A23、A24、A25又はA26がメチンの場合の置換基の例には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲンで置換されたアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル置換カルバモイル基及び炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。これらの中でも、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲンで置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のハロゲンで置換されたアルキル基がより好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数が1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基が更に好ましい。
X2は、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し、酸素原子が好ましい。
A31及びA32は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、両方が窒素原子であることがより好ましい。
A33、A34、A35及びA36は、少なくとも3つがメチンであることが好ましく、すべてメチンであることがより好ましい。
A31、A32、A33、A34、A35又はA36がメチンの場合、メチンは置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲンで置換されたアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル置換カルバモイル基及び炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。これらの中でも、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲンで置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のハロゲンで置換されたアルキル基がより好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数が1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基が更に好ましい。
X3は、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し、酸素原子が好ましい。
本発明では、前記λ/4板が有する光学異方性層の形成に、棒状液晶性化合物を用いてもよい。棒状液晶性化合物としては、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、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。棒状液晶性化合物を重合によって配向を固定することがより好ましい。液晶性化合物には活性光線や電子線、熱などによって重合や架橋反応を起こしうる部分構造を有するものが好適に用いられる。その部分構造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。重合性棒状液晶性化合物としては、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、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、及び特開2001−328973号公報などに記載の化合物を用いることができる。
前記光学異方性層を形成する際に、液晶性化合物の分子を均一に垂直配向させるためには、配向膜界面側及び空気界面側において液晶性化合物を垂直に配向制御可能な配向制御剤を用いるのが好ましい。この目的のために、配向膜に、排除体積効果、静電気的効果又は表面エネルギー効果によって液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物を、液晶性化合物とともに含有する組成物を用いて光学異方性層を形成するのが好ましい。また、空気界面側の配向制御に関しては液晶性化合物の配向時に空気界面に偏在し、その排除体積効果、静電気的効果、又は表面エネルギー効果によって液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物を、液晶性化合物とともに含有する組成物を用いて光学異方性層を形成するのが好ましい。このような配向膜界面側で液晶性化合物の分子を垂直に配向させるのを促進する化合物(配向膜界面側垂直配向剤)としては、ピリジニウム誘導体が好適に用いられる。空気界面側で液晶性化合物の分子を垂直に配向させるのを促進する化合物(空気界面側垂直配向剤)としては、該化合物が空気界面側に偏在するのを促進する、フルオロ脂肪族基と、カルボキシル基(−COOH)、スルホ基(−SO3H)、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}及びそれらの塩からなる群より選ばれる1種以上の親水性基とを含む化合物が好適に用いられる。また、これらの化合物を配合することによって、例えば、液晶性組成物を塗布液として調製した場合に、該塗布液の塗布性が改善され、ムラ、ハジキの発生が抑制される。以下に垂直配向剤に関して詳細に説明する。
本発明に使用可能な配向膜界面側垂直配向剤としては、下記一般式(II)で表されるピリジニウム誘導体(ピリジニウム塩)が好適に用いられる。該ピリジニウム誘導体の少なくとも1種を前記液晶性組成物に添加することによって、ディスコティック液晶性化合物の分子を配向膜近傍で実質的に垂直に配向させることができる。
L23は、単結合、−O−、−O−CO−、−CO−O−、−C≡C−、−CH=CH−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−O−AL−O−、−O−AL−O−CO−、−O−AL−CO−O−、−CO−O−AL−O−、−CO−O−AL−O−CO−、−CO−O−AL−CO−O−、−O−CO−AL−O−、−O−CO−AL−O−CO−又は−O−CO−AL−CO−O−であるのが好ましく、ALは、炭素原子数が1〜10のアルキレン基である。L23は、単結合、−O−、−O−AL−O−、−O−AL−O−CO−、−O−AL−CO−O−、−CO−O−AL−O−、−CO−O−AL−O−CO−、−CO−O−AL−CO−O−、−O−CO−AL−O−、−O−CO−AL−O−CO−又は−O−CO−AL−CO−O−が好ましく、単結合又は−O−が更に好ましく、−O−が最も好ましい。
R22が、ジアルキル置換アミノ基である場合、2つのアルキル基が互いに結合して含窒素複素環を形成してもよい。このとき形成される含窒素複素環は、5員環又は6員環が好ましい。R22は水素原子、無置換アミノ基、又は炭素原子数が2〜12のジアルキル置換アミノ基であるのが更に好ましく、水素原子、無置換アミノ基、又は炭素原子数が2〜8のジアルキル置換アミノ基であるのがより更に好ましい。R22が無置換アミノ基及び置換アミノ基である場合、ピリジニウム環の4位が置換されていることが好ましい。
Xは、一価のアニオンであることが好ましい。アニオンの例には、アニオンの例には、ハロゲン陰イオン(例え、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンなど)、スルホネートイオン(例えば、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、メチル硫酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、p−クロロベンゼンスルホン酸イオン、1,3−ベンゼンジスルホン酸イオン、1,5−ナフタレンジスルホン酸イオン、2,6−ナフタレンジスルホン酸イオンなど)、硫酸イオン、炭酸イオン、硝酸イオン、チオシアン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロほう酸イオン、ピクリン酸イオン、酢酸イオン、ギ酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、リン酸イオン(例えば、ヘキサフルオロリン酸イオン)、水酸イオンなどが挙げられる。Xは、好ましくは、ハロゲン陰イオン、スルホネートイオン、水酸イオンである。
前記5又は6員環が置換基を有していてもよい。好ましくは、Y22及びY23のうち少なくとも1つは、置換基を有する5又は6員環を部分構造として有する2価の連結基である。Y22及びY23は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい6員環を部分構造として有する2価の連結基であるのが好ましい。6員環は、脂肪族環、芳香族環(ベンゼン環)及び複素環を含む。6員脂肪族環の例は、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環及びシクロヘキサジエン環を含む。6員複素環の例は、ピラン環、ジオキサン環、ジチアン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環及びトリアジン環を含む。6員環に、他の6員環又は5員環が縮合していてもよい。
置換基の例は、ハロゲン原子、シアノ、炭素原子数が1〜12のアルキル基及び炭素原子数が1〜12のアルコキシ基を含む。アルキル基及びアルコキシ基は、炭素原子数が2〜12のアシル基又は炭素原子数が2〜12のアシルオキシ基で置換されていてもよい。置換基は、炭素原子数が1〜12(より好ましくは1〜6、更に好ましくは1〜3)のアルキル基であるのが好ましい。置換基は2以上であってもよく、例えば、Y22及びY23がフェニレン基である場合は、1〜4の炭素原子数が1〜12(より好ましくは1〜6、更に好ましくは1〜3)のアルキル基で置換されていてもよい。
mが2の場合、Z21は、シアノ、炭素原子数が1〜25のアルキル基又は炭素原子数が1〜25のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数4〜20のアルコキシ基であるのが更に好ましい。
mが1の場合、Z21は、炭素原子数が7〜25のアルキル基、炭素原子数が7〜25のアルコキシ基、炭素原子数が7〜25のアシル置換アルキル基、炭素原子数が7〜25のアシル置換アルコキシ基、炭素原子数が7〜12のアシルオキシ置換アルキル基又は炭素原子数が7〜25のアシルオキシ置換アルコキシ基であることが好ましい。
本発明における空気界面側垂直配向剤としては、下記フッ素系ポリマー(II)又は一般式(III)で表される含フッ素化合物が好適に用いられる。
(連結基群)
単結合、−O−、−CO−、−NR4−(R4は水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す)、−S−、−SO2−、−P(=O)(OR5)−(R5はアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す)、アルキレン基及びアリーレン基;
Qはカルボキシル基(−COOH)若しくはその塩、スルホ基(−SO3H)若しくはその塩、又はホスホノキシ{−OP(=O)(OH)2}若しくはその塩を表す。
(III)
(R0)m−L0−(W)n
式中、R0はアルキル基、末端にCF3基を有するアルキル基、又は末端にCF2H基を有するアルキル基を表し、mは1以上の整数を表す。複数個のR0は同一でも異なっていてもよいが、少なくとも一つは末端にCF3基又はCF2H基を有するアルキル基を表す。L0は(m+n)価の連結基を表し、Wはカルボキシル基(−COOH)若しくはその塩、スルホ基(−SO3H)若しくはその塩、又はホスホノキシ{−OP(=O)(OH)2}若しくはその塩を表し、nは1以上の整数を表す。
本発明に使用可能なフッ素系ポリマーは、フルオロ脂肪族基と、カルボキシル基(−COOH)、スルホ基(−SO3H)、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}及びそれらの塩からなる群より選ばれる1種以上の親水性基とを含有することを特徴とする。ポリマーの種類としては、「改訂 高分子合成の化学」(大津隆行著、発行:株式会社化学同人、1968)1〜4ページに記載があり、例えば、ポリオレフィン類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリウレタン類、ポリカーボネート類、ポリスルホン類、ポリカーボナート類、ポリエーテル類、ポリアセタール類、ポリケトン類、ポリフェニレンオキシド類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリアリレート類、PTFE類、ポリビニリデンフロライド類、セルロース誘導体などが挙げられる。前記フッ素系ポリマーは、ポリオレフィン類であることが好ましい。
(連結基群)
単結合、−O−、−CO−、−NRb−(Rbは水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す)、−S−、−SO2−、−P(=O)(ORc)−(Rcはアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す)、アルキレン基及びアリーレン基。
(置換基群)
アルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリール基、2−ブテニル基、3−ペンテニル基などが挙げられる)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル基、3−ペンチニル基などが挙げられる)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12のアリール基であり、例えば、フェニル基、p−メチルフェニル基、ナフチル基などが挙げられる)、アラルキル基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12のアラルキル基であり、例えば、ベンジル基、フェネチル基、3−フェニルプロピル基などが挙げられる)、置換若しくは無置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6のアミノ基であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アニリノ基などが挙げられる)、
以下にLの具体的構造としては、特開2006−113500公報の段落[0090]〜[0091]に記載の構造等が挙げられるが、本発明はそれら具体例によってなんら制限されるものではない。
(1)アルケン類
エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ヘキセン、1−ドデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、ヘキサフルオロプロペン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、3,3,3−トリフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデンなど;
(2)ジエン類
1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2−エチル−1,3−ブタジエン、2−n−プロピル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1−フェニル−1,3−ブタジエン、1−α−ナフチル−1,3−ブタジエン、1−β−ナフチル−1,3−ブタジエン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、1−ブロモ−1,3−ブタジエン、1−クロロブタジエン、2−フルオロ−1,3−ブタジエン、2,3−ジクロロ−1,3−ブタジエン、1,1,2−トリクロロ−1,3−ブタジエン及び2−シアノ−1,3−ブタジエン、1,4−ジビニルシクロヘキサンなど;
(3a)アルキルアクリレート類
メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、sec−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、tert−オクチルアクリレート、ドデシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、2−クロロエチルアクリレート、2−ブロモエチルアクリレート、4−クロロブチルアクリレート、2−シアノエチルアクリレート、2−アセトキシエチルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、2−クロロシクロヘキシルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、ω−メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ポリオキシエチレンの付加モル数:n=2ないし100のもの)、3−メトキシブチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、2−ブトキシエチルアクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルアクリレート、1−ブロモ−2−メトキシエチルアクリレート、1,1−ジクロロ−2−エトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレートなど);
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート、アリルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、3−メトキシブチルメタクリレート、ω−メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(ポリオキシエチレンの付加モル数:n=2ないし100のもの)、2−アセトキシエチルメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、2−ブトキシエチルメタクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、アリルメタクリレート、2−イソシアナトエチルメタクリレートなど;
マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、イタコン酸ジメチル、タコン酸ジブチル、クロトン酸ジブチル、クロトン酸ジヘキシル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジメチルなど;
N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−tertブチルアクリルアミド、N−tertオクチルメタクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−(2−アセトアセトキシエチル)アクリルアミド、N−ベンジルアクリルアミド、N−アクリロイルモルフォリン、ジアセトンアクリルアミド、N−メチルマレイミドなど;
アクリロニトリル、メタクリロニトリルなど;
(5)スチレン及びその誘導体
スチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、p−tertブチルスチレン、p−ビニル安息香酸メチル、α−メチルスチレン、p−クロロメチルスチレン、ビニルナフタレン、p−メトキシスチレン、p−ヒドロキシメチルスチレン、p−アセトキシスチレンなど;
(6)ビニルエステル類
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、クロロ酢酸ビニル、メトキシ酢酸ビニル、フェニル酢酸ビニルなど;
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、n−ペンチルビニルエーテル、n−ヘキシルビニルエーテル、n−オクチルビニルエーテル、n−ドデシルビニルエーテル、n−エイコシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、フルオロブチルビニルエーテル、フルオロブトキシエチルビニルエーテルなど;及び
(8)その他の重合性単量体
N−ビニルピロリドン、メチルビニルケトン、フェニルビニルケトン、メトキシエチルビニルケトン、2−ビニルオキサゾリン、2−イソプロペニルオキサゾリンなど。
式(III)中、R0は含フッ素化合物の疎水性基として機能する。R0で表されるアルキル基は置換若しくは無置換のアルキル基であり、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、好ましくは炭素数1〜20のアルキル基であり、更に好ましくは4〜16のアルキル基であり、特に好ましくは6〜16のアルキル基である。該置換基としては後述の置換基群Dとして例示した置換基のいずれかを適用できる。R0で表される末端にCF3基を有するアルキル基は、好ましくは炭素数1〜20であり、更に好ましくは4〜16であり、特に好ましくは4〜8である。前記末端にCF3基を有するアルキル基は、アルキル基に含まれる水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されたアルキル基である。アルキル基中の水素原子の50%以上がフッ素原子で置換されているのが好ましく、60%以上が置換されているのがより好ましく、70%以上を置換されているのが特に好ましい。残りの水素原子は、更に後述の置換基群Dとして例示された置換基によって置換されていてもよい。R0で表される末端にCF2H基を有するアルキル基は、好ましくは炭素数1〜20であり、更に好ましくは4〜16であり、特に好ましくは4〜8である。前記末端にCF2H基を有するアルキル基は、アルキル基に含まれる水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されたアルキル基である。アルキル基中の水素原子の50%以上がフッ素原子で置換されているのが好ましく、60%以上が置換されているのがより好ましく、70%以上を置換されているのが特に好ましい。残りの水素原子は、更に後述の置換基群Dとして例示された置換基によって置換されていてもよい。R0で表される末端にCF3基を有するアルキル基、又は末端にCF2H基を有するアルキル基の例を以下に示す。
R2:n−C6F13−
R3:n−C4F9−
R4:n−C8F17−(CH2)2−
R5:n−C6F13−(CH2)2−
R6:n−C4F9−(CH2)2−
R7:H−(CF2)8−
R8:H−(CF2)6−
R9:H−(CF2)4−
R10:H−(CF2)8−(CH2)−
R11:H−(CF2)6−(CH2)−
R12:H−(CF2)4−(CH2)−
(R6−L2−)m2(Ar1)−W3
R4及びR5は前記式(III)におけるR0と同義であり,その好ましい範囲も同一である。W1及びW2で表されるカルボキシル基(−COOH)若しくはその塩、スルホ基(−SO3H)若しくはその塩、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}若しくはその塩は前記式(III)におけるWと同義でありその好ましい範囲も同一である。W1及びW2で表される置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、好ましくは炭素数1〜20のアルキル基であり、更に好ましくは1〜8のアルキル基であり、特に好ましくは1〜3のアルキル基である。前記置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキル基は、少なくとも一つのカルボキシル基、スルホ基、又はホスホノキシ基を有していればよく、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基としては、前記式(III)中のWが表すカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基と同義であり好ましい範囲も同一である。前記置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキル基は、これ以外の置換基によって置換されていてもよく、該置換基としては後述の置換基群Dとして例示した置換基のいずれかを適用できる。W1及びW2で表される置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルコキシ基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、好ましくは炭素数1〜20のアルコキシ基であり、更に好ましくは1〜8のアルコキシ基であり、特に好ましくは1〜4のアルコキシ基である。前記置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルコキシ基は、少なくとも一つのカルボキシル基、スルホ基、又はホスホノキシ基を有していればよく、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基としては、前記式(III)中のWが表す親カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基と同義であり好ましい範囲も同一である。前記カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルコキシ基は、これ以外の置換基によって置換されていてもよく、該置換基としては後述の置換基群Dとして例示した置換基のいずれかを適用できる。W1及びW2で表される置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキルアミノ基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、好ましくは炭素数1〜20のアルキルアミノ基であり、更に好ましくは1〜8のアルキルアミノ基であり、特に好ましくは1〜4のアルキルアミノ基である。前記カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキルアミノ基は、少なくとも一つのカルボキシル基、スルホ基、又はホスホノキシ基を有していればよく、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基としては、前記式(III)中のWが表すカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基と同義であり好ましい範囲も同一である。前記カルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキルアミノ基は、これ以外の置換基によって置換されていてもよく、該置換基としては後述の置換基群Dとして例示した置換基のいずれかを適用できる。
R6は前記式(III)におけるR0と同義であり,その好ましい範囲も同一である。L2は、好ましくは炭素数1〜12のアルキレン基、炭素数6〜12の芳香族基、−CO−、−NR−、−O−、−S−、−SO−、−SO2−及びそれらの組み合わせからなる総炭素数0〜40の連結基を表し、特に好ましくは炭素数1〜8のアルキレン基、フェニル基、−CO−、−NR−、−O−、−S−、−SO2−及びそれらの組み合わせからなる総炭素数0〜20の連結基を表す。Ar1は、好ましくは炭素数6〜12の芳香族炭化水素環を表し、特に好ましくはベンゼン環又はナフタレン環を表す。W3で表されるカルボキシル基(−COOH)若しくはその塩、スルホ基(−SO3H)若しくはその塩、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}若しくはその塩、又は置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキル基、アルコキシ基、又はアルキルアミノ基は、前記式(III)−aにおけるW1及びW2で表されるカルボキシル基(−COOH)若しくはその塩、スルホ基(−SO3H)若しくはその塩、ホスホノキシ{−OP(=O)(OH)2}若しくはその塩、又は置換基としてカルボキシル基、スルホ基、ホスホノキシ基を有するアルキル基、アルコキシ基、又はアルキルアミノ基と同義でありその好ましい範囲も同一である。
配向(好ましくは垂直配向)させた液晶性化合物は、配向状態を維持して固定する。固定化は、液晶性化合物に導入した重合性基(P)の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許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2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同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3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)が含まれる。
上記の液晶性化合物と共に、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー等を併用して、塗工膜の均一性、膜の強度、液晶性化合物の配向性等を向上させることができる。これらの素材は液晶性化合物と相溶性を有し、配向を阻害しないことが好ましい。
液晶性化合物のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、70〜300℃が好ましく、70〜170℃が更に好ましい。
塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライド及びケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
塗布液の塗布は、公知の方法(例、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。中でも、前記光学異方性層を形成する際は、ワイヤーバーコーティング法を利用して塗布するのが好ましく、ワイヤーバーの回転数は下記式を満たすことが好ましい。
0.6<(W×(R+2r)×π)/V<1.4
[W:ワイヤーバーの回転数(rpm)、R:バーの芯の直径(m)、r:ワイヤーの直径(m)、V:支持体の搬送速度(m/min)]
(W×(R+2r)×π)/Vの範囲は、0.7〜1.3であることがより好ましく、0.8〜1.2であることが更に好ましい。
本発明では、配向膜の表面に前記組成物を塗布して、液晶性化合物の分子を配向させるのが好ましい。配向膜は液晶性化合物の配向方向を規定する機能を有するため、本発明の好ましい態様を実現する上で利用するのが好ましい。しかし、液晶性化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向膜はその役割を果たしているために、本発明の構成要素としては必ずしも必須のものではない。即ち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを偏光層や支持体上に転写して本発明の偏光板を作製することも可能である。
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。
架橋性官能基を有する側鎖を配向膜ポリマーの主鎖に結合させるか、あるいは、液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を導入すると、配向膜のポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを共重合させることができる。その結果、多官能モノマーと多官能モノマーとの間だけではなく、配向膜ポリマーと配向膜ポリマーとの間、そして多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間も共有結合で強固に結合される。従って、架橋性官能基を配向膜ポリマーに導入することで、光学補償シートの強度を著しく改善することができる。
配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基を含むことが好ましい。具体的には、例えば特開2000−155216号公報明細書中段落番号[0080]〜[0100]記載のもの等が挙げられる。
配向膜の膜厚は、0.1〜10μmの範囲にあることが好ましい。
前記光学異方性層を支持する透明支持体(ポリマーフィルム)の面内のレターデーション(Re)は0〜50nmであることが好ましく、0〜30nmであることが更に好ましく、0〜10nmであることが最も好ましい。また、該支持体の厚さ方向のレターデーション(Rth)は−300nm〜300nmであることが好ましく、−100nm〜200nmであることが好ましく、−60nm〜60nmであることが最も好ましい。支持体の光学異方性は、その上に設けられる光学異方性層との組み合わせによって選択することが好ましく、その組み合わせによってλ/4板のNz値を制御することができる。
逐次流延法は、流延用支持体の上に先ず第1層用の流延用ドープを流延用ギーサから押出して、流延し、乾燥あるいは乾燥することなく、その上に第2層用の流延用ドープを流延用ギーサから押出して流延する要領で、必要なら第3層以上まで逐次ドープを流延・積層して、適当な時期に支持体から剥ぎ取って、乾燥しフィルムを成形する流延法である。
塗布法は、一般的には、コア層のフィルムを溶液製膜法によりフィルムに成形し、表層に塗布する塗布液を調製し、適当な塗布機を用いて、片面ずつ又は両面同時にフィルムに塗布液を塗布・乾燥して積層構造のフィルムを成形する方法である。
光学異方性層が液晶性化合物から形成される場合には、光学異方性層の遅相軸の角度はラビングの角度で調整できる。λ/4板が延伸処理したポリマーフィルム(光学異方性支持体)から形成される場合は、延伸方向によって遅相軸の角度が調整できる。長尺状フィルムの長手方向に対して光学異方性層の遅相軸を平行でも直交でもない角度にすることで、後述する円偏光板又は楕円偏光板の製造において、長尺状の偏光膜とロールトゥロールによる貼り合せが可能になり、貼り合せの軸角度の精度が高く、生産性の高い円偏光板や楕円偏光板の製造が可能になる。
表示側偏光板保護領域には、図3に示すように、表面フィルムとして目的に応じて必要な機能層を単独又は複数層設けてもよい。好ましい態様としては、光学異方性層の上にハードコート層が積層された態様、光学異方性層の上に反射防止層が積層された態様、光学異方性層の上にハードコート層が積層され、その上に更に反射防止層が積層された態様、等が挙げられる。該反射防止層は、光学干渉によって反射率が減少するように屈折率、膜厚、層の数、層順等を考慮して設計された,少なくとも一層以上の層からなる層である。
反射防止層は、最も単純な構成では、フィルムの最表面に低屈折率層のみを塗設した構成である。更に反射率を低下させるには、屈折率の高い高屈折率層と、屈折率の低い低屈折率層を組み合わせて反射防止層を構成することが好ましい。構成例としては、下側から順に、高屈折率層/低屈折率層の2層のものや、屈折率の異なる3層を、中屈折率層(下層よりも屈折率が高く、高屈折率層よりも屈折率の低い層)/高屈折率層/低屈折率層の順に積層されているもの等があり、更に多くの反射防止層を積層するものも提案されている。中でも、耐久性、光学特性、コストや生産性等から、ハードコート層上に、中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層の順に有することが好ましく、例えば、特開平8−122504号公報、特開平8−110401号公報、特開平10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等に記載の構成が挙げられる。また、膜厚変動に対するロバスト性に優れる3層構成の反射防止フィルムは特開2008−262187号公報記載されている。上記3層構成の反射防止フィルムは、画像表示装置の表面に設置した場合、反射率の平均値を0.5%以下とすることができ、映り込みを著しく低減することができ、立体感に優れる画像を得ることができる。また、各層に他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層、帯電防止性のハードコート層、防眩性のハードコート層としたもの(例、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報、特開2007−264113号公報等)等が挙げられる。
・−*/ハードコート層、
・−*/低屈折率層、
・−*/防眩層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/低屈折率層、
・−*/ハードコート層/防眩層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/防眩層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/防眩層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
上記の各構成のなかでも、光学異方性層の上にハードコート層、防眩層、反射防止層等の機能層を直接形成することが好ましい。また、光学異方性層を含む光学フィルムと、別途、支持体上にハードコート層、防眩層、反射防止層等の層を設けた光学フィルムとを貼合積層して製造してもよい。
本発明の立体画像認識装置の表示側偏光板保護領域に設ける表面フィルムには、フィルムの物理的強度を付与するために、ハードコート層を設けることができる。本発明においては、ハードコート層を設けなくてもよいが、ハードコート層を設けた方が鉛筆引掻き試験などの耐擦傷性面が強くなり、好ましい。
好ましくは、ハードコート層上に低屈折率層が設けられ、更に好ましくはハードコート層と低屈折率層の間に中屈折率層、高屈折率層が設けられ、反射防止フィルムを構成する。
ハードコート層は、二層以上の積層から構成されてもよい。
ハードコート層の強度は、鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることが更に好ましく、3H以上であることが最も好ましい。更に、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
防眩層は、表面散乱による防眩性と、好ましくは表面フィルムの硬度、耐擦傷性を向上するためのハードコート性をフィルムに寄与する目的で形成される。
防眩層については特開2009−98658号公報の段落[0178]〜[0189]に記載されており、本発明においても同様である。
高屈折率層の屈折率は、1.70〜1.74であることが好ましく、1.71〜1.73であることがより好ましい。中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整される。中屈折率層の屈折率は、1.60〜1.64であることが好ましく、1.61〜1.63であることが更に好ましい。
高屈折率層及び中屈折率層の形成方法は化学蒸着(CVD)法や物理蒸着(PVD)法、特に物理蒸着法の一種である真空蒸着法やスパッタ法により、無機物酸化物の透明薄膜を用いることもできるが、オールウェット塗布による方法が好ましい。
上記高屈折率層は、無機微粒子、3官能以上の重合性基を有する硬化性化合物(以下、「バインダー」と称する場合もある)、溶媒及び重合開始剤を含有する塗布組成物を塗布し、溶媒を乾燥させた後、加熱、電離放射線照射あるいは両手段の併用により硬化して形成されたものであるのが好ましい。硬化性化合物や開始剤を用いる場合は、塗布後に熱及び/又は電離放射線による重合反応により硬化性化合物を硬化させることで、耐傷性や密着性に優れる中屈折率層や高屈折率層が形成できる。
上記無機微粒子としては、金属の酸化物を含有する無機微粒子が好ましく、Ti、Zr、In、Zn、Sn、Al及びSbから選ばれた少なくとも1種の金属の酸化物を含有する無機微粒子がより好ましい。
無機微粒子としては、屈折率の観点から、酸化ジルコニウムの微粒子が好ましい。また、導電性の観点からは、Sb、In、Snのうちの少なくとも1種類の金属の酸化物を主成分とする無機微粒子を用いることが好ましい。導電性の無機微粒子としては、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、リンドープ酸化錫(PTO)、アンチモン酸亜鉛(AZO)、インジウムドープ酸化亜鉛(IZO)、酸化亜鉛、酸化ルテニウム、酸化レニウム、酸化銀、酸化ニッケル及び酸化銅からなる群から少なくとも一つ選択される金属酸化物が更に好ましい。
無機微粒子の量を変化させることで所定の屈折率に調整することができる。層中の無機微粒子の平均粒径は、酸化ジルコニウムを主成分として用いた場合、1〜120nmであることが好ましく、更に好ましくは1〜60nm、2〜40nmが更に好ましい。この範囲内で、ヘイズを抑え、分散安定性、表面の適度の凹凸による上層との密着性が良好となり、好ましい。
硬化性化合物としては、重合性化合物が好ましく、重合性化合物としては電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーが好ましく用いられる。これらの化合物中の官能基としては、光、電子線、放射線重合性のものが好ましく、中でも光重合性官能基が好ましい。光重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
本発明における低屈折率層は、屈折率が1.30〜1.47であることが好ましい。表面フィルムが多層薄膜干渉型の反射防止フィルム(中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層)の場合の低屈折率層の屈折率は1.33〜1.38であることが望ましく、更に望ましくは1.35〜1.37が望ましい。上記範囲内とすることで反射率を抑え、膜強度を維持することができ、好ましい。低屈折率層の形成方法も化学蒸着(CVD)法や物理蒸着(PVD)法、特に物理蒸着法の一種である真空蒸着法やスパッタ法により、無機物酸化物の透明薄膜を用いることもできるが、低屈折率層用組成物を用いてオールウェット塗布による方法を用いることが好ましい。
低屈折率層は、含フッ素硬化性ポリマー、含フッ素硬化性モノマー、非含フッ素硬化性モノマー、低屈折率粒子などを構成成分として形成することができる。これら化合物は、特開2010−152311号公報[0018]〜[0168]段落に記載のものを用いることができる。
低屈折率層まで形成した反射防止フィルムの強度は、500g荷重の鉛筆硬度試験でH以上であることが好ましく、2H以上であることが更に好ましく、3H以上であることが最も好ましい。
また、反射防止フィルムの防汚性能を改良するために、表面の水に対する接触角が95゜以上であることが好ましい。更に好ましくは102゜以上である。特に、接触角が105°以上であると、指紋に対する防汚性能が著しく良化するため、特に好ましい。また、水の接触角が102°以上で、かつ、表面自由エネルギーが25dyne/cm以下であることがより好ましく、23dyne/cm以下であることが特に好ましく、20dyne/cm以下であることが更に好ましい。最も好ましくは、水の接触角が105°以上で、かつ、表面自由エネルギーが20dyne/cm以下である。
低屈折率層は、重合性不飽和基を有する含フッ素防汚剤、重合性不飽和基を有する含フッ素共重合体、無機微粒子、その他所望により含有される任意成分を溶解あるいは分散させた塗布組成物を塗布と同時、又は塗布・乾燥後に電離放射線照射(例えば光照射、電子線ビーム照射等が挙げられる。)や加熱することによる架橋反応、又は、重合反応により硬化して、形成することが好ましい。
ハードコート層及び/又は反射防止層が電離放射線硬化性の化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成される場合、架橋反応、又は、重合反応は酸素濃度が10体積%以下の雰囲気で実施することが好ましい。酸素濃度が1体積%以下の雰囲気で形成することにより、物理強度、耐薬品性に優れた硬化層を得ることができる。
好ましくは酸素濃度が1.0体積%以下であり、更に好ましくは酸素濃度が0.1体積%以下、特に好ましくは酸素濃度が0.05体積%以下、最も好ましくは0.02体積%以下である。
本発明に係る表面フィルムのハードコート層及び/又は反射防止層には、紫外線吸収剤を含有することができる。紫外線吸収剤としては、紫外線吸収性を発現できるもので、公知のものがいずれも使用できる。そのような紫外線吸収剤のうち、紫外線吸収性が高く、電子画像表示装置で用いられる紫外線吸収能(紫外線カット能)を得るためにベンゾトリアゾール系又はヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤が好ましい。また、紫外線の吸収幅を広くするために、最大吸収波長の異なる紫外線吸収剤を2種以上併用することができる。
本発明に使用される偏光板(液晶表示装置Iの偏光板や時分割画像表示遮断機器IIの偏光板C及びその他偏光板)は、保護膜と偏光膜とを有する。偏光膜としては、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜のいずれを用いてもよい。ヨウ素系偏光膜及び染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造する。偏光膜の吸収軸は、フィルムの延伸方向に相当する。従って、縦方向(搬送方向)に延伸された偏光膜は長手方向に対して平行に吸収軸を有し、横方向(搬送方向と垂直方向)に延伸された偏光膜は長手方向に対して垂直に吸収軸を有す。
本発明の液晶表示装置Iは、前記λ/4板Aを表示側偏光板保護領域に有する限り、その構成については特に制限はない。反射型、半透過型、透過型液晶表示装置等いずれであってもよい。液晶表示装置は一般的に、偏光板、液晶セル、及び必要に応じて位相差板、反射層、光拡散層、バックライト、フロントライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシート、カラーフィルター等の部材から構成される。λ/4板を有する偏光板以外の偏光板の使用位置については特に制限はなく、また、1カ所でも複数カ所でもよい。液晶セルとしては特に制限されず、電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭持したもの等の一般的な液晶セルが使用できる。液晶セルを構成する前記透明基板としては、液晶層を構成する液晶性を示す材料を特定の配向方向に配向させるものであれば特に制限はない。具体的には、基板自体が液晶を配向させる性質を有していている透明基板、基板自体は配向能に欠けるが、液晶を配向させる性質を有する配向膜等をこれに設けた透明基板等がいずれも使用できる。また、液晶セルの電極は、公知のものが使用できる。通常、液晶層が接する透明基板の面上に設けることができ、配向膜を有する基板を使用する場合は、基板と配向膜との間に設けることができる。前記液晶層を形成する液晶性を示す材料としては、特に制限されず、各種の液晶セルを構成し得る通常の各種低分子液晶性化合物、高分子液晶性化合物及びこれらの混合物が挙げられる。また、これらに液晶性を損なわない範囲で色素やカイラル剤、非液晶性化合物等を添加することもできる。
Microcell)方式、ハーフトーングレイスケール方式、ドメイン分割方式、あるいは強誘電性液晶、反強誘電性液晶を利用した表示方式等の各種の方式が挙げられる。また、液晶セルの駆動方式も特に制限はなく、STN−LCD等に用いられるパッシブマトリクス方式、並びにTFT(Thin Film Transistor)電極、TFD(Thin Film Diode)電極等の能動電極を用いるアクティブマトリクス方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であってもよい。カラーフィルターを使用しないフィールドシーケンシャル方式であってもよい。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2−176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n−ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58〜59(1998)記載)及び(4)SURVAIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、及びPSA(Polymer-Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006−215326号公報、及び特表2008−538819号公報に詳細な記載がある。
OCBモードの液晶セルは、棒状液晶性分子を液晶セルの上部と下部とで実質的に逆の方向に(対称的に)配向させるベンド配向モードの液晶セルである。ベンド配向モードの液晶セルを用いた液晶表示装置は、米国特許4583825号、同5410422号の各明細書に開示されている。棒状液晶性分子が液晶セルの上部と下部とで対称的に配向しているため、ベンド配向モードの液晶セルは、自己光学補償機能を有する。そのため、この液晶モードは、OCB(Optically Compensatory Bend)液晶モードとも呼ばれる。ベンド配向モードの液晶表示装置は、応答速度が速いとの利点がある。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の透過軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10−54982号公報、特開平11−202323号公報、特開平9−292522号公報、特開平11−133408号公報、特開平11−305217号公報、特開平10−307291号公報などに開示されている。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、更に60乃至120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
(1)フィルム1の準備
<透明支持体(セルロースアセテートフィルムT1)の作製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、30℃に加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液(内層用ドープA及び外層用ドープB)を調製した。
セルロースアセテート溶液組成(質量部) 内層 外層
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酢化度60.9%のセルロースアセテート 100 100
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8 7.8
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9 3.9
メチレンクロライド(第1溶媒) 293 314
メタノール(第2溶媒) 71 76
1−ブタノール(第3溶媒) 1.5 1.6
シリカ微粒子(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)
0 0.8
下記レターデーション上昇剤(A) 1.7 0
────────────────────────────────────
(アルカリ鹸化処理)
セルロースアシレートフィルムT1を、温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムのバンド面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃に加熱した(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを作製した。
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アルカリ溶液組成(質量部)
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水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤
SF−1:C14H29O(CH2CH2O)20H 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
────────────────────────────────────
上記のように鹸化処理した長尺状のセルロースアセテートフィルムに、下記の組成の配向膜塗布液を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥した。
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下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド 0.5質量部
光重合開始剤(イルガキュアー2959、チバ・ジャパン製) 0.3質量部
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上記作製した配向膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向に対して、ラビングローラーの回転軸は反時計回りに45°の方向とした。
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下記のディスコティック液晶化合物 91質量部
下記アクリレートモノマー 5質量部
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
下記のピリジニウム塩 0.5質量部
下記のフッ素系ポリマー(FP1) 0.2質量部
下記のフッ素系ポリマー(FP3) 0.1質量部
メチルエチルケトン 189質量部
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エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製)
市販のセルロースアシレート系フィルムを支持体とする低反射フィルムのクリアLR「CV−LC」(富士フイルム社製)を準備した。続いて、フィルム1の光学異方性層側に易接着層を介して前記「CV-LC」の支持体面を貼合し、フィルム2として使用した。
フィルム2の製造において、フィルム2の光学異方性層の支持体として使用したセルロースアシレートフィルムT1を市販のセルロースアシレートフィルム「TD80UL」(富士フイルム社製)に変更した以外は、フィルム2の製造方法と同様にしてフィルム3を作製した。フィルム3の光学異方性層についても、ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
<透明支持体(セルロースアセテートフィルムT2)の作製>
上記のセルロースアセテートフィルムT1の作製おいて、ドープAの流量を調節してフィルムの膜厚を変える以外は同様にして、セルロースアセテートフィルムT2を作製した。セルロースアセテートフィルムT2の全層の厚さは110μmであり、Re(550)は7nm、Rth(550)は117nmであった。
<透明支持体(セルロースアセテートフィルムT3)の作製>
上記のセルロースアセテートフィルムT1の作製おいて、ドープAの流量を調節してフィルムの膜厚を変える以外は同様にして、セルロースアセテートフィルムT3を作製した。セルロースアセテートフィルムT3の全層の厚さは87μmであり、Re(550)は5nm、Rth(550)は97nmであった。
上記のセルロースアセテートフィルムT1の作製おいて、ドープAの流量を調節してフィルムの膜厚を変える以外は同様にして、セルロースアセテートフィルムT4を作製した。セルロースアセテートフィルムT4の全層の厚さは55μmであり、Re(550)は3nm、Rth(550)は60nmであった。
フィルム2の製造において、フィルム2の光学異方性層の支持体として使用したセルロースアシレートフィルムT1を、上記したT3とT4の貼合フィルムに変更した以外はフィルム2の製造方法と同様にしてフィルム5を作製した。フィルム5の光学異方性層についても、ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
上記のセルロースアセテートフィルムT1を2枚用意し、それぞれの片面をアルカリ鹸化処理した後、ポリビニル系粘着剤を用いて貼り合せた。
フィルム2の製造において、フィルム2の光学異方性層の支持体として使用したセルロースアシレートフィルムT1を、上記したT1を2枚貼合したフィルムに変更した以外はフィルム2の製造方法と同様にしてフィルム6を作製した。フィルム6の光学異方性層についても、ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
フィルム1の製造において、光学異方性層形成時のワイヤーバー種及び塗布液のメチルエチルケトンの量を適宜調整した以外はフィルム1の製造方法と同様にしてフィルム7を作製した。光学異方性層の厚さは1.60μmであった。作製したフィルム7は、550nmにおけるRe(550)が125nm、Rth(550)が61nmであった。遅相軸の方向はラビングローラーの回転軸と直交していた。すなわち、支持体の長手方向に対して、遅相軸は時計回りに45°の方向であった。ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
市販のセルロースアシレート系フィルムを支持体とする低反射フィルムのクリアLR「CV−LC」(富士フイルム社製)を準備した。続いて、フィルム7の光学異方性層側に易接着層を介して前記「CV-LC」の支持体面を貼合し、フィルム8として使用した。
フィルム7の製造において、配向膜のラビング処理工程のラビングローラー回転軸を時計回りに45°の方向に変更した以外はフィルム7の製造方法と同様にして作製したフィルムの支持体面セルロースアセテートフィルムT1側に、易接着層を介して前記低反射フィルムの「CV-LC」の支持体面を貼合し、フィルム9として使用した。
なお、フィルム9の遅相軸の方向はラビングローラーの回転軸と直交していた。すなわち、支持体の長手方向に対して、塗布面を上(「CV-LC」面を下)に向けたときに遅
相軸は反時計回りに45°の方向であった。ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
上記のセルロースアセテートフィルムT1とT4の片面をアルカリ鹸化処理し、ポリビニル系粘着剤を用いて貼り合せた。
フィルム8の製造において、フィルム8の光学異方性層の支持体として使用したセルロースアシレートフィルムT1を、上記したT1とT4の貼合フィルムに変更した以外はフィルム8の製造方法と同様にしてフィルム10を作製した。フィルム10の光学異方性層についても、ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
フィルム2の製造において、光学異方性層形成時のワイヤーバー種及び塗布液のメチルエチルケトンの量を適宜調整した以外はフィルム2の製造方法と同様にしてフィルム11を作製した。光学異方性層の厚さは1.50μmであった。作製したフィルム11は、「CV-LC」込みで、550nmにおけるRe(550)が117nm、Rth(550
)が104nmであった。遅相軸の方向はラビングローラーの回転軸と直交していた。すなわち、支持体の長手方向に対して、遅相軸は時計回りに45°の方向であった。ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
<透明支持体(セルロースアセテートフィルムT5)の作製>
上記のセルロースアセテートフィルムT1の作製おいて、ドープAの流量を調節してフィルムの膜厚を変える以外は同様にして、セルロースアセテートフィルムT5を作製した。セルロースアセテートフィルムT5の全層の厚さは77μmであり、Re(550)は5nm、Rth(550)は86nmであった。
フィルム11の製造において、フィルム11の光学異方性層の支持体として使用したセルロースアシレートフィルムT1を、上記したT4とT5の貼合フィルムに変更した以外はフィルム11の製造方法と同様にしてフィルム12を作製した。フィルム12の光学異方性層についても、ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
<液晶性化合物を含む光学異方性層の形成>
(アルカリ鹸化処理及び配向膜の形成)
市販のセルロースアシレート系フィルムを支持体とする低反射フィルムのクリアLR「CV−LC」(富士フイルム社製)を準備した。「CV−LC」を用い、フィルム1の製造方法と同様にして、「CV−LC」の支持体面にアルカリ鹸化処理を行い、続いて配向膜形成を行った。
上記作製した配向膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向に対して、ラビングローラーの回転軸は時計回りに45°の方向とした。
きに遅相軸は反時計回りに45°の方向であった。ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
フィルム13の製造において、光学異方性層形成時のワイヤーバー種及び塗布液のメチルエチルケトンの量を適宜調整した以外はフィルム13の製造方法と同様にしてフィルム14を作製した。光学異方性層の厚さは1.60μmであった。フィルム14の光学異方性層についても、ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
フィルム13の製造において、光学異方性層形成時のワイヤーバー種及び塗布液のメチルエチルケトンの量を適宜調整した以外はフィルム13の製造方法と同様にしてフィルム15を作製した。光学異方性層の厚さは1.50μmであった。フィルム15の光学異方性層についても、ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
フィルム13の製造と同様に、「CV−LC」の支持体の表面をアルカリ鹸化処理し、更に配向膜を設けた。作製した配向膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向に対して、ラビングローラーの回転軸は時計回りに45°の方向とした。
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下記のディスコティック液晶化合物 100質量部
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
下記のピリジニウム塩 1質量部
下記のフッ素系ポリマー(FP2) 0.4質量部
メチルエチルケトン 252質量部
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きに遅相軸は反時計回りに45°の方向であった。ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
市販のセルロースアシレート系フィルムを支持体とする低反射フィルムのクリアLR「CV−LC」(富士フイルム社製)を準備した。フィルム17の表面にコロナ放電処理を
行った後、易接着層を介して前記「CV-LC」の支持体面を貼合し、フィルム18とし
て使用した。
市販のポリカーボネート系フィルム「ピュアエースWR W−142」(帝人化成(株)製)をフィルム19として使用した。フィルム17のRe(550)は138nm、Rth(550)は72nmであった。
市販のセルロースアシレート系フィルムを支持体とする低反射フィルムのクリアLR「CV−LC」(富士フイルム社製)を準備した。フィルム19の表面にコロナ放電処理を行った後、易接着層を介して前記「CV-LC」の支持体面を貼合し、フィルム20とし
て使用した。
市販のポリカーボネート系フィルム「ピュアエースWR W−142」(帝人化成(株)製)を延伸し、フィルム21を作製した。フィルム21のRe(550)は125nm、Rth(550)は72nmであった。
室温において、平均酢化度59.7%のセルロースアセテート120質量部、トリフェニルホスフェート9.36質量部、ビフェニルジフェニルホスフェート4.68質量部、レターデーション上昇剤(A)1.00質量部、メチレンクロリド543.14質量部、メタノール99.35質量部及びn−ブタノール19.87質量部を混合して、溶液(ドープ)を調製した。
フィルム22の製造において、膜厚を調整した以外は同様にしてフィルム23を得た。得られたフィルム23の厚さは83μm、Re(550)は120nm、Rth(550)は64nmであった。
フィルム22の製造において、膜厚を調整した以外は同様にしてフィルム24を得た。得られたフィルム23の厚さは105μm、Re(550)は150nm、Rth(550)は80nmであった。
フィルム1の製造において、光学異方性層形成時のワイヤーバー種及び塗布液のメチルエチルケトンの量を適宜調整した以外はフィルム1の製造方法と同様にしてフィルム25を作製した。光学異方性層の厚さは1.54μmであった。作製したフィルム25は、550nmにおけるRe(550)が120nm、Rth(550)が60nmであった。遅相軸の方向はラビングローラーの回転軸と直交していた。すなわち、支持体の長手方向に対して、遅相軸は時計回りに45°の方向であった。ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
フィルム1の製造において、フィルム1の光学異方性層の支持体として使用したセルロースアシレートフィルムT1を市販のセルロースアシレートフィルム「TD80UL」(富士フイルム社製)に変更した以外は、フィルム1の製造方法と同様にしてフィルム26を作製した。フィルム26の光学異方性層についても、ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
フィルム1の製造において、光学異方性層形成時のワイヤーバー種及び塗布液のメチルエチルケトンの量を適宜調整した以外はフィルム1の製造方法と同様にしてフィルム27を作製した。光学異方性層の厚さは1.92μmであった。フィルム27のRe(550)は150nm、Rth(550)は49nmであった。遅相軸の方向はラビングローラーの回転軸と直交していた。すなわち、支持体の長手方向に対して、遅相軸は時計回りに45°の方向であった。ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。
フィルム4の製造において、フィルム4の光学異方性層側に易接着層を介して貼合した「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「AGA1」(サンリッツ社製)を使用した以外は同様にしてフィルム28を作製した。
フィルム5の製造において、フィルム5の光学異方性層側に易接着層を介して貼合した「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「AGA1」(サンリッツ社製)を使用した以外は同様にしてフィルム29を作製した。
フィルム10の製造において、フィルム10の光学異方性層側に易接着層を介して貼合した「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「AGA1」(サンリッツ社製)を使用した以外は同様にしてフィルム30を作製した。
フィルム13の製造において、「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「AGA1」(サンリッツ社製)を使用した以外は同様にしてフィルム31を作製した。
フィルム14の製造において、「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「AGA1」(サンリッツ社製)を使用した以外は同様にしてフィルム32を作製した。
フィルム4の製造において、フィルム4の光学異方性層側に易接着層を介して貼合した「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「CV−LU」(富士フイルム社製)を使用した以外は同様にしてフィルム33を作製した。
フィルム5の製造において、フィルム5の光学異方性層側に易接着層を介して貼合した「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「CV−LU」(富士フイルム社製)を使用した以外は同様にしてフィルム34を作製した。
フィルム10の製造において、フィルム10の光学異方性層側に易接着層を介して貼合した「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「CV−LU」(富士フイルム社製)を使用した以外は同様にしてフィルム35を作製した。
フィルム13の製造において、「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「CV−LU」(富士フイルム社製)を使用した以外は同様にしてフィルム36を作製した。
フィルム14の製造において、「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「CV−LU」(富士フイルム社製)を使用した以外は同様にしてフィルム37を作製した。
フィルム4の製造において、フィルム4の光学異方性層側に易接着層を介して貼合した「CV−LC」の代わりに、低反射フィルムのクリアAR(SONYケミカル製)を使用した以外は同様にしてフィルム38を作製した。
フィルム5の製造において、フィルム5の光学異方性層側に易接着層を介して貼合した「CV−LC」の代わりに、低反射フィルムのクリアAR(SONYケミカル製)を使用した以外は同様にしてフィルム39を作製した。
フィルム10の製造において、フィルム10の光学異方性層側に易接着層を介して貼合した「CV−LC」の代わりに、低反射フィルムのクリアAR(SONYケミカル製)を使用した以外は同様にしてフィルム40を作製した。
フィルム13の製造において、「CV−LC」の代わりに、低反射フィルムのクリアAR(SONYケミカル製)を使用した以外は同様にしてフィルム41を作製した。
フィルム14の製造において、「CV−LC」の代わりに、低反射フィルムのクリアAR(SONYケミカル製)を使用した以外は同様にしてフィルム42を作製した。
フィルム18の製造において、「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「AGA1」(サンリッツ社製)を使用した以外は同様にしてフィルム43を作製した。
フィルム18の製造において、「CV−LC」の代わりに、写り込み抑制フィルムの「CV−LU」(富士フイルム社製)を使用した以外は同様にしてフィルム44を作製した。
フィルム18の製造において、「CV−LC」の代わりに、低反射フィルムのクリアAR(SONYケミカル製)を使用した以外は同様にしてフィルム45を作製した。
<透明支持体(セルロースアセテートフィルムT6)の作製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、固形分濃度22質量%のセルロースアセテート溶液(ドープC)を調製した。
酢化度60.7〜61.1%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
紫外線吸収剤(チヌビン328 チバ・ジャパン製) 0.9質量部
紫外線吸収剤(チヌビン326 チバ・ジャパン製) 0.2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 336質量部
メタノール(第2溶媒) 29質量部
1−ブタノール(第3溶媒) 11質量部
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して、孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過してハードコート層用塗布液(固形分濃度58質量%)とした。
溶剤
酢酸メチル 36.2質量部
メチルエチルケトン 36.2質量部
(a)モノマー:PETA 77.0質量部
(b)モノマー:ウレタンモノマー 20.0質量部
光重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
3.0質量部
レベリング剤(SP-13) 0.02質量部
PETA:新中村化学工業(株)製、下記構造の化合物。質量平均分子量は325で、1分子中の官能基の数は3.5(平均値)。
各成分を下記のように混合し、MEK/MMPG−ACの85/15混合物(質量比)
に溶解して固形分5質量%の低屈折率層塗布液を調製した。
下記のパーフルオロオレフィン共重合体 15質量部
DPHA 7質量部
ディフェンサMCF−323 5質量部
下記の含フッ素重合性化合物 20質量部
中空シリカ粒子固形分として 50質量部
イルガキュア127 3質量部
ディフェンサMCF−323:フッ素系界面活性剤、大日本インキ化学工業(株)製
イルガキュア127:光重合開始剤、チバ・ジャパン(株)製
中空シリカ:中空シリカ粒子分散液(平均粒子サイズ45nm、屈折率1.25、表面をアクリロイル基を有するシランカップリング剤で表面処理、MEK分散液濃度20%)
MEK:メチルエチルケトン
MMPG−Ac:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
上記製造例で製造した光学異方性支持体F1の液晶性化合物を含む層を塗設していない側の支持体表面上に、前記ハードコート層用塗布液をダイコーターを用いて塗布した(固形分塗布量:12g/m2)。100℃で60秒乾燥した後、酸素濃度が0.1体積%の雰囲気になるように窒素パージしながら160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量150mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、ハードコート層付き光学フィルムを作製した。このハードコート層の上に、上記低屈折率層用塗布液を塗布した。低屈折率層の乾燥条件は70℃、60秒とし、紫外線硬化条件は酸素濃度が0.1体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度600mW/cm2、照射量300mJ/cm2の照射量とした。低屈折率層の屈折率は1.34、膜厚は95nmであった。
以上のように、ハードコート層、低屈折率層がこの順で積層されたフィルム46を作製した。フィルム46は、380〜780nmにおける反射率が約1.0%と低く優れた反射防止性能の光学フィルムであった。フィルム46のRe(550)は125nm、Rth(550)は8nmであった。
フィルム46の製造時に形成したハードコート層及び低屈折率層をガラス板上に形成した後、ハードコート層及び低屈折率層をガラスから剥離した。この層を粘着剤を用いて、前記光学異方性支持体F1の液晶性化合物を含む層の塗設側に貼合し、フィルム47を作製した。フィルム47のRe(550)は125nm、Rth(550)は8nmであった。
<透明支持体(セルロースアセテートフィルムT7)の作製>
上記のセルロースアセテートフィルムT6の作製おいて、紫外線吸収剤(チヌビン328 チバ・ジャパン製)の添加量を0.45質量部に、紫外線吸収剤(チヌビン326 チバ・ジャパン製)の添加量を0.1質量部に変える以外は同様にして、セルロースアセテートフィルムT7を作製した。セルロースアセテートフィルムT7の全層の厚さは82μmであり、Re(550)は2nm、Rth(550)は41nmであった。
フィルム48の製造において、フィルム48の光学異方性層の支持体として使用したセルロースアシレートフィルムT7をセルロースアシレートフィルムT1に変更した以外は、フィルム48の製造方法と同様にしてフィルム49を作製した。フィルム49の光学異方性層についても、ディスコティック液晶性分子の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることを確認した。フィルム49のRe(550)は125nm、Rth(550)は8nmであった。
市販のセルロースアシレート系フィルムを支持体とする低反射フィルムのクリアLR「CV−LC」(富士フイルム社製)を準備し、フィルム50として使用した。
作製したフィルム1〜50の特性を、下記表1にまとめる。なお、各フィルムのRe(550)及びRth(550)は、試料30mm×40mmを、25℃、60%RHで2時間調湿し、KOBRA 21ADH、又はWR(王子計測機器(株)製)において波長450nm、550nm、630nmで測定した。
・液晶表示装置用偏光板2〜6、8〜16、18、20、28〜50の作製
厚さ80μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムを、ヨウ素濃度0.05質量%のヨウ素水溶液中に30℃で60秒浸漬して染色し、次いでホウ酸濃度4質量%濃度のホウ酸水溶液中に60秒浸漬している間に元の長さの5倍に縦延伸した後、50℃で4分間乾燥させて、厚さ20μmの偏光膜を得た。
上記表1に記載のフィルム2〜6、8、10〜12、28〜30、33〜35、38〜40、47、50の支持体表面(CV−LC側と反対の面)をアルカリ鹸化処理した。前記のアルカリ鹸化処理した各フィルムと同様のアルカリ鹸化処理したVA用位相差フィルム(富士フイルム社製 Re(550)=50nm、Rth(550)=125nm)を用意し、片面を前記VA用位相差フィルムで、もう片面をフィルム2〜6、8〜16、18、20、28〜50のいずれか1枚で偏光膜を挟んで、粘着剤を用いて貼り合せ、上記表のフィルムとVA用位相差フィルムが偏光膜の保護フィルムとなっている偏光板2〜6、8〜16、18、20、28〜50を作製した。なお、貼合面がセルロースアシレート系フィルムのものについてはポリビニル系粘着剤を用い、それ以外のフィルムについてはアクリル系粘着剤を用いて偏光膜と貼合した。このとき、フィルム2〜6、8〜16、18、20、28〜49から構成される偏光板2〜6、8〜16、18、20、28〜49については偏光膜の吸収軸とフィルム2〜6、8〜16、18、20、28〜49の遅相軸とのなす角度が135度になるようにした。フィルム50から構成される偏光板50については偏光膜の吸収軸と上記表1のフィルム50の遅相軸とのなす角度が0度になるようにした。また、偏光膜の吸収軸とVA用位相差フィルムの遅相軸とのなす角度が90度になるようにした。
厚さ80μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムを、ヨウ素濃度0.05質量%のヨウ素水溶液中に30℃で60秒浸漬して染色し、次いでホウ酸濃度4質量%濃度のホウ酸水溶液中に60秒浸漬している間に元の長さの5倍に縦延伸した後、50℃で4分間乾燥させて、厚さ20μmの偏光膜を得た。
上記表1に記載のフィルム1、7、22〜27の支持体表面をアルカリ鹸化処理した。前記のアルカリ鹸化処理した各フィルムと同様のアルカリ鹸化処理したセルロースアシレートフィルム「TD80UL」(富士フイルム社製)を用意し、片面をTD80ULで、もう片面をフィルム1、7、17、19、21〜27のいずれか1枚で偏光膜を挟んで、粘着剤を用いて貼り合せ、上記表のフィルムとTD80ULが偏光膜の保護フィルムとなっている偏光板1、7、17、19、21〜27を作製した。なお、塗布された光学異方性層を有するフィルム1、7、25〜27については、支持体側を貼合面とした。貼合面がセルロースアシレート系フィルムのものについてはポリビニル系粘着剤を用い、それ以外のフィルムについてはアクリル系粘着剤を用いて偏光膜と貼合した。このとき、フィルム1、7、17、19、21〜27から構成される偏光板1、7、17、19、21〜27については偏光膜の吸収軸と1、7、17、19、21〜27の遅相軸とのなす角度が135度になるようにした。また、偏光膜の吸収軸とTD80ULの遅相軸とのなす角度が0度になるようにした。
(1) 液晶表示装置2〜6、8〜16、18、20、28〜50の作製
SHARP製液晶テレビ「LC−46LV3」を用意し、視認側の偏光板をはがし、上記作製した液晶表示装置用偏光板2〜6、8〜16、18、20、28〜50のVA用位相差フィルムとLCセルを易接着層を介して貼合し、液晶表示装置2〜6、8〜16、18、20、28〜50を作製した。
なお、製品の視認側偏光板と偏光板50は同じフィルム構成であり、視認側偏光板を剥がす前の液晶表示装置(製品)と液晶表示装置50とでは表示性能が変らないことを確認した。
SHARP製のLCシャッターメガネ「AN−3DG10」を用意した。この「AN−3DG10」は、λ/4フィルムを有さない偏光板2枚方式のLCシャッターメガネである。「AN−3DG10」の目と反対側(液晶表示装置と対峙する側)の偏光板をはがし、そこに上記作製したLCシャッターメガネ用偏光板1のTD80UL側を易接着層を介して貼合し、LCシャッターメガネA−2を作製した。ここでA−2の偏光板1の吸収軸は、「AN−3DG10」の目側の偏光板(剥がさずに残した偏光板)の吸収軸と直交するように貼合した。また、A−2を装着して液晶表示装置と対峙したときに、A−2の偏光板1の吸収軸は、顔を傾斜しない状態で液晶表示装置の視認側偏光板の吸収軸と平行となるようにし、A−2のフィルム1の遅相軸は、液晶表示装置の視認側偏光板のλ/4フィルムの遅相軸と直交するようにした。
また、偏光板1を偏光板7にした以外は同様にしてLCシャッターメガネB−2を、偏光板1を偏光板17にした以外は同様にしてLCシャッターメガネC−2を、偏光板1を偏光板19にした以外は同様にしてLCシャッターメガネD−2を、偏光板1を偏光板21にした以外は同様にしてLCシャッターメガネE−2を、偏光板1を偏光板22にした以外は同様にしてLCシャッターメガネF−2を、偏光板1を偏光板23にした以外は同様にしてLCシャッターメガネG−2を、偏光板1を偏光板24にした以外は同様にしてLCシャッターメガネH−2を、偏光板1を偏光板25にした以外は同様にしてLCシャッターメガネI−2を、偏光板1を偏光板26にした以外は同様にしてLCシャッターメガネJ-2を、偏光板1を偏光板27にした以外は同様にしてLCシャッターメガネK-2を作製した。
また、「AN−3DG10」の製品形態をLCシャッターメガネWとして実験に用いた。
SHARP製のLCシャッターメガネ「AN−3DG10」の目と反対側(液晶表示装置と対峙する側)の偏光板をはがし、そこに上記作製したフィルム1の支持体側を易接着層を介して貼合し、LCシャッターメガネA−1を作製した。ここでA−1のフィルム1の遅相軸は、A−1を装着して液晶表示装置と対峙したときに、顔を傾斜しない状態で液晶表示装置の視認側偏光板保護領域のλ/4フィルムの遅相軸と直交するようにした。
また、フィルム1をフィルム7にした以外は同様にしてLCシャッターメガネB−1(
メガネの液晶セルとフィルム7の支持体面を貼合)を、フィルム1をフィルム17にした以外は同様にしてLCシャッターメガネC−1を、フィルム1をフィルム19にした以外は同様にしてLCシャッターメガネD−1を、フィルム1をフィルム21にした以外は同様にしてLCシャッターメガネE−1を、フィルム1をフィルム22にした以外は同様にしてLCシャッターメガネF−1を、フィルム1をフィルム23にした以外は同様にしてLCシャッターメガネG−1を、フィルム1をフィルム24にした以外は同様にしてLCシャッターメガネH−1を、フィルム1をフィルム25にした以外は同様にしてLCシャッターメガネI−1(メガネの液晶セルとフィルム25の支持体面を貼合)を、フィルム1をフィルム26にした以外は同様にしてLCシャッターメガネJ−1(メガネの液晶セルとフィルム26の支持体面を貼合)を、フィルム1をフィルム27にした以外は同様にしてLCシャッターメガネK−1(メガネの液晶セルとフィルム27の支持体面を貼合)を作製した。
また、「AN−3DG10」の目と反対側(液晶表示装置と対峙する側)の偏光板をはがした形態をLCシャッターメガネSとして実験に用いた。LCシャッターメガネSはフィルムを有さない偏光板1枚方式のLCシャッターメガネである。
以上のように作製した液晶表示装置2〜6、8〜16、18、20、28〜50とLCシャッターメガネA−1、A−2、B−1、B−2、C−1、C−2、D−1、D−2、E−1、E−2、F−1、F−3、G−1、G−2、H−1、H−2、I−1、I−2.J−1、J−2、K−1、K−2、S及びWとを表3〜8に示す組み合わせで組み合わせて、実施例1〜91及び比較例1〜2(偏光板2枚方式LCシャッターメガネ使用)と実施例92〜182及び比較例3〜4(偏光板2枚方式LCシャッターメガネ使用)の立体画像認識装置を作製した。
作製した各立体画像認識装置について、以下の評価を行った。なお、評価する際、液晶表示装置は地面と垂直になるように配置した(通常使用形態と同様)。
LCシャッターメガネを液晶表示装置の正面に配置し、更にLCシャッターメガネの左右のメガネを結ぶ線と地面が平行になるように配置した。液晶表示装置に表示する3Dコンテンツには、片目に白を、もう片方の目に黒を表示する3Dコンテンツを用い、暗室において、測定器(BM5A、TOPCON社製)を用いて、白表示側のLCシャッターメガネ越しに、輝度値を測定した。
暗室において、LCシャッターメガネを液晶表示装置の正面に保持したまま、LCシャッターメガネを回転したときの、白表示側のLCシャッターメガネ越しの輝度値を測定器(BM5A、TOPCON社製)を用いて測定した。なお、液晶表示装置に表示する3Dコンテンツには、片目に白を、もう片方の目に黒を表示する3Dコンテンツを用いた。
白輝度測定値の最小値と最大値をもとに、次の式で白輝度変化率を算出した。
白輝度変化率(%)=(白輝度最大値−白輝度最小値)/白輝度最大値×100
算出した白輝度変化率をもとに、以下の基準で評価した。
◎:3%未満(変化が全く視認されない。)
○:3%以上10%未満(ごくわずかな変化が視認される程度で許容できる。)
△:10%以上20%未満(変化が視認されるが、許容できる。)
×:20%以上(変化がはっきり視認され、許容できない。)
測定器(BM5A、TOPCON社製)とLCシャッターメガネを液晶表示装置正面から方位角方向45度、極角方向60度および方位角方向135度、極角方向60度に配置し、更にLCシャッターメガネの左右のメガネを結ぶ線と地面が平行になるように配置した。液晶表示装置に表示する3Dコンテンツには、片目に白を、もう片方の目に黒を表示する3Dコンテンツを用い、暗室において、測定器を用いて、白表示側のLCシャッターメガネ越しに、輝度値を測定した。方位角方向45度と方位角方向135度の2方向の輝度値の平均値をもとに、視野角白輝度を評価した。
LCシャッターメガネを液晶表示装置の正面に配置し、更にLCシャッターメガネの左右のメガネを結ぶ線と地面が平行になるように配置した。液晶表示装置に表示する3Dコンテンツには、片目に白を、もう片方の目に黒を表示する3Dコンテンツを用い、暗室において、測定器(BM5A、TOPCON社製)を用いて、白表示側のLCシャッターメガネ越しに白輝度を、黒表示のLCシャッターメガネ越しに黒輝度を測定し、次の式で正面クロストークを算出した。
正面クロストーク(%)=2×黒輝度/(白輝度+黒輝度)×100
なお、上記したSHARP社製LC-46LV3の製品状態の正面クロストークは10
%であった。現製品の場合、片目に黒画像が、もう片目には白画像が表示されるような3Dコンテンツの場合、TV回路要因によって黒画像に白画像が混ざりこむことがわかった。
測定器(BM5A、TOPCON社製)とLCシャッターメガネを液晶表示装置正面から方位角方向45度、極角方向60度および方位角方向135度、極角方向60度に配置し、更にLCシャッターメガネの左右のメガネを結ぶ線と地面が平行になるように配置した。液晶表示装置に表示する3Dコンテンツには、片目に白を、もう片方の目に黒を表示する3Dコンテンツを用い、暗室において、測定器を用いて、白表示側のLCシャッターメガネ越しに白輝度を、黒表示のLCシャッターメガネ越しに黒輝度を測定し、次の式で2方向の視野角クロストークを算出した。
視野角クロストーク(%)=2×黒輝度/(白輝度+黒輝度)×100
算出した2方向の視野角クロストークの平均値をもとに、視野角クロストークを評価した。
測定器(BM5A、TOPCON社製)とLCシャッターメガネを液晶表示装置正面から方位角方向45度、極角方向60度および方位角方向135度、極角方向60度に配置し、更にLCシャッターメガネを回転させたときの、白表示側及び黒表示側のLCシャッターメガネ越しの輝度値を測定器(BM5A、TOPCON社製)を用いて測定した。なお、液晶表示装置に表示する3Dコンテンツには、片目に白を、もう片方の目に黒を表示する3Dコンテンツを用いた。(3)−5に示した式で算出した視野角クロストークの最小値と最大値をもとに、次の式で2方向の視野角クロストーク差を算出した。
視野角クロストーク差(%)=視野角クロストーク最大値−視野角クロストーク最小値
算出した視野角クロストーク差の平均値をもとに、以下の基準で評価した。
◎:3%未満(変化が全く視認されない。)
○:3%以上10%未満(ごくわずかな変化が視認される程度で許容できる。)
△:10%以上20%未満(変化が視認されるが、許容できる。)
×:20%以上(変化がはっきり視認され、許容できない。)
−:輝度変化が大きく、色味測定不可
暗室において、LCシャッターメガネを液晶表示装置の正面に対して平行を保持したまま、LCシャッターメガネを回転したときの、白表示側のLCシャッターメガネ越しの白色味v’を測定器(BM5A、TOPCON社製)を用いて測定した。なお、液晶表示装置に表示する3Dコンテンツには、片目に白を、もう片方の目に黒を表示する3Dコンテンツを用いた。
白色味v’の最小値と最大値を差をもとに、以下の基準で評価した。
◎◎:白表示のv'変化が0.005未満(色味付が全く視認されず、許容)
◎:白表示のv'変化が0.005以上0.010未満(色味付が全く視認されず、許容)
○:白表示のv'変化が0.010以上0.025未満(わずかな色味付が視認される程度で許容できる。)
△:白表示のv'変化が0.025以上0.040未満(色味が視認されるが、許容できる。)
×:白表示のv'変化が0.040以上(色味つきが激しく、許容できない。)
−:輝度変化が大きく、色味測定不可
測定器(BM5A、TOPCON社製)とLCシャッターメガネを液晶表示装置正面から方位角方向45度、極角方向60度および方位角方向135度、極角方向60度に配置し、更にLCシャッターメガネを回転させたときの、白表示側のLCシャッターメガネ越しの白色味v’を測定器(BM5A、TOPCON社製)を用いて測定した。なお、液晶表示装置に表示する3Dコンテンツには、片目に白を、もう片方の目に黒を表示する3Dコンテンツを用いた。
白色味v’の最小値と最大値の差の平均値をもとに、以下の基準で評価した。
◎◎:白表示のv'変化が0.005未満(色味付が全く視認されず、許容)
◎:白表示のv'変化が0.005以上0.010未満(色味付が全く視認されず、許容)
○:白表示のv'変化が0.010以上0.025未満(わずかな色味付が視認される程度で許容できる。)
△:白表示のv'変化が0.025以上0.040未満(色味が視認されるが、許容できる。)
×:白表示のv'変化が0.040以上(色味つきが激しく、許容できない。)
−:輝度変化が大きく、色味測定不可
液晶表示装置に、スーパーキセノンウェザーメーター SX75(スガ試験機株式会社製)
を用いて180W/m2の出力で200時間光を照射した。なお、200時間の光照射は
、1日につき12時間蛍光灯に曝されると仮定したときの20年分の耐光性の加速試験である。その後、以下のように2D及び3Dの耐光性を評価した。
(i)2Dの評価(LCシャッターメガネなしでの評価)
測定器(BM5A、TOPCON社製)にて正面白輝度及び正面黒輝度を測定し、以下の基準で耐光性を評価した。
◎:光照射前後の変化が3%以内。(変化を視認できず許容)
○:光照射前後の変化が3%以上5%未満。(変化を視認できず許容)
×:光照射前後の変化が5%以上であり、変化が視認されるため許容できない。
(ii)3Dの評価(LCシャッターメガネありでの評価)
LCシャッターメガネを液晶表示装置の正面に配置し、更にLCシャッターメガネの左右のメガネを結ぶ線と地面が平行になるように配置し、測定器(BM5A、TOPCON社製)にてLCシャッターメガネ越しの白輝度測定を行い、以下の基準で耐光性を評価した。
◎:光照射前後の変化が3%以内。(変化を視認できず許容)
○:光照射前後の変化が3%以上5%未満。(変化を視認できず許容)
×:光照射前後の変化が5%以上であり、変化が視認されるため許容できない。
なお、本評価は正面から3D視聴する際に最も推奨される形態における白輝度を評価しており、(3)−2のようなLCシャッターメガネ回転時の輝度変化よりも許容される輝度変化は小さくなる。
LCシャッターメガネを装着した状態で、白表示にした液晶表示装置を正面から観察した際、画面の輝度ムラを観察し、以下の基準で評価した。ここで、観察距離は、液晶表示装置の高さを1.5倍に設定した。
◎:画面全体が均一で輝度ムラが視認されない。(許容)
○:画面の隅がわずかに暗くなるものの、気づかない程度の輝度ムラであり許容できる。×:画面の隅の輝度ムラがはっきり視認され、許容できない。
具体的には、実施例1〜91の立体画像認識装置の正面白輝度、正面クロストーク、視野角クロストーク、正面白輝度変化率の4項目と、表示側偏光板保護領域及びLCシャッターメガネの両方にλ/4板を有さない比較例1の立体画像認識装置の正面白輝度、正面クロストーク、視野角クロストーク、正面白輝度変化率の4項目とを比較することによって、本発明の立体画像認識装置が、正面白輝度同等、正面クロストーク同等、視野角クロストーク同等を維持しつつ、正面白輝度変化率の観点で格段に優れていることが理解できる。
更に、比較例2を参照すると、これらは表示側偏光板保護領域のRthが異なる以外は、実施例1〜5と同一の立体画像認識装置であるが、比較例2では、表示側偏光板保護領域のRthが上記式(I)を満足していないため、視野角白輝度が比較例1と比較してむしろ低下している。このことから、本発明の効果は、液晶表示装置の表示側偏光板保護領域及びLCシャッターメガネの両方にλ/4板を採用するとともに、表示側偏光板保護領域が、上記式(I)を満足することによってはじめて得られることは明らかである。
また、上記した実施例の比較から、LCシャッターメガネのλ/4板と、表示側偏光板保護領域のλ/4板が異なる材料で作られた方が好ましい場合があると理解できる。すなわち、従来は、LCシャッターメガネのλ/4板と、表示側偏光板保護領域のλ/4板は、同じ材料で作られた方がReやRthの波長分散性が同じとなるため、円偏光補償の観点で好ましいと考えられていたが、LCシャッターメガネのλ/4板のReは逆分散性(Reの波長分散が可視光域において、波長が長波長になる程大きくなるような、波長分散性のことを示す)を示す態様の方が好ましいと理解できる。
表示側偏光板保護領域のλ/4板のReが順分散を示す立体画像認識装置について、λ/4板のRe(550)と正面白色味v’の関係について比較した結果、表示側偏光板保護領域のλ/4板のRe(550)の低下に伴い、正面白色味v’も低下した。例えば、実施例20〜23の正面白色味v’を比較したところ、表示側偏光板保護領域のλ/4板のRe(550)が低いほど、LCシャッターメガネを回転させたときの白表示のv’変化が低下した。実施例21〜23の正面白色味Δv’評価はわずかに○評価ではあるものの、色味つきはほとんど視認されず◎に近い結果であった。
一方、フィルム46及びフィルム48を表示側偏光板保護領域に採用した実施例65及び67では、表示側偏光板保護領域の光学異方性層及び表示側偏光膜の外側に必要なUV吸収能を満足する支持体が配置されているため、2D及び3D表示ともに耐光性試験後でも性能低下が見られなかった。これより、耐光性の観点から、表示側偏光板保護領域に含まれる光学異方性層及び表示側偏光膜の外側に、必要なUV吸収能を有する支持体及び機能層を有することが必要であると理解できる。
実施例3において、液晶表示装置2の代わりに、液晶表示装置50を用いた以外は、実施例3と同様にして作製した立体画像認識装置についても同様に評価した。その結果、正面白輝度及び視野角白輝度が低下し、正面クロストークと視野角クロストークは増加(悪化)した。また、実施例3において、LCシャッターメガネとしてLCシャッターメガネA−2の代わりに、LCシャッターメガネWを用いた以外は、実施例3と同様にして作製した立体画像認識装置についても同様に評価したが、先ほどと同様、正面白輝度及び視野角白輝度が低下し、正面クロストークと視野角クロストークは増加(悪化)した。これより、本発明の効果は液晶表示装置とLCシャッターメガネの両方にλ/4板を使用し、かつ、上記式(I)を満足することで得ることができると理解できる。
6LV3」を、LCシャッターメガネとしてSHARP製「AN−3DG10」を用いて評価したが、液晶表示装置としてSAMSUNG社製「UN46C7000」を、LCシャッターメガネとしてSAMSUNG社製「SSG−2200AR」を用いた場合についても同様に評価した。その結果、SAMSUNG社製「UN46C7000」の方が、得られたクロストークの絶対値が小さくなったものの、表示側偏光板保護領域のRth及びLCシャッターメガネの光学特性と、3D表示特性の関係は同様の傾向を示した。なお、SAMSUNG社製「UN46C7000」のクロストークが低くなった原因は、TV回路要因によるものと推定している。すなわち、前記したようにSHARP社製「LC-46LV3」においては、片目に黒画像が、もう片目には白画像が表示されるような3Dコンテンツの場合、TV回路要因によって黒画像に白画像が混ざりこむことが確認できたが、SAMSUNG社製「UN46C7000」では、TV回路要因(3D信号処理)による黒画像への白画像の混ざりこみはわずかであり、製品構成でのクロストークは2%にまで大きく低下していた。しかしながら、SAMSUNG社製「UN46C7000」でも表示側偏光板保護領域のRth及びLCシャッターメガネの光学特性と、3D表示特性の関係は上記結果と同様の傾向を示したことから、本発明の効果は、液晶表示装置のクロストークに関係なく、表示側偏光板保護領域及びLCシャッターメガネのλ/4板が、上記式(I)〜(XIII)を満足することで得られる効果であることは明らかである。
具体的には、実施例92〜182の立体画像認識装置の正面白輝度、正面クロストーク、正面白輝度変化率、視野角クロストーク差の4項目と、表示側偏光板保護領域及びLCシャッターメガネの両方にλ/4板を有さない比較例3の立体画像認識装置の正面白輝度、正面クロストーク、正面白輝度変化率、視野角クロストーク差の4項目とを比較することによって、本発明の立体画像認識装置が、正面白輝度同等、正面クロストーク同等を維持しつつ、正面白輝度変化率と視野角クロストーク差の観点で格段に優れていることが理解できる。
更に、比較例4を参照すると、これらは表示側偏光板保護領域のRthが異なる以外は、実施例92〜96と同一の立体画像認識装置であるが、比較例4では、表示側偏光板保護領域のRthが上記式(I)を満足していないため、視野角白輝度が比較例3と比較してむしろ低下している。このことから、従来のλ/4板を含まない立体画像表示装置に比べ、視野角白輝度をも向上した明るい3D表示は、液晶表示装置の表示側偏光板保護領域及びLCシャッターメガネの両方にλ/4板を採用するとともに、表示側偏光板保護領域が、上記式(I)を満足することによってはじめて得られることは明らかである。
また、実施例96は、表示側偏光板保護領域のRthが上記式(II)を満足していないため、視野角クロストークが比較例3と比較してむしろ低下している。これより、従来のλ/4板を含まない立体画像表示装置に比べ、正面白輝度同等、正面クロストーク、正面白輝度変化率、視野角クロストーク差、視野角白輝度に加え、視野角クロストークをも優れた立体画像表示装置は、表示側偏光板保護領域のRthが上記式(II)を満足することによって得ることができると理解できる。
また、上記した実施例の比較から、LCシャッターメガネのλ/4板と、表示側偏光板保護領域のλ/4板が異なる材料で作られた方が好ましい場合があると理解できる。すなわち、従来は、LCシャッターメガネのλ/4板と、表示側偏光板保護領域のλ/4板は、同じ材料で作られた方がReやRthの波長分散性が同じとなるため、円偏光補償の観点で好ましいと考えられていたが、LCシャッターメガネのλ/4板のReは逆分散性(Reの波長分散が可視光域において、波長が長波長になる程大きくなるような、波長分散性のことを示す)を示す態様の方が好ましいと理解できる。
表示側偏光板保護領域のλ/4板のReが順分散を示す立体画像認識装置について、λ/4板のRe(550)と正面白色味v’の関係について比較した結果、表示側偏光板保護領域のλ/4板のRe(550)の低下に伴い、正面白色味v’も低下した。例えば、実施例111〜114の正面白色味v’を比較したところ、表示側偏光板保護領域のλ/4板のRe(550)が低いほど、LCシャッターメガネを回転させたときの白表示のv’変化が低下した。特に、表示側偏光板保護領域のλ/4板のRe(550)が138nmから125nmに低下すると、LCシャッターメガネを回転させたときの白表示のv’変化は劇的に改善した。
実施例94において、液晶表示装置2の代わりに、液晶表示装置50を用いた以外は、実施例94と同様にして作製した立体画像認識装置についても同様に評価した。その結果、正面白輝度及び視野角白輝度が低下し、正面クロストークと視野角クロストークは増加(悪化)した。また、実施例94において、LCシャッターメガネとしてLCシャッターメガネA-1の代わりに、LCシャッターメガネSを用いた以外は、実施例94と同様にして作製した立体画像認識装置についても同様に評価したが、先ほどと同様、正面白輝度及び視野角白輝度が低下し、正面クロストークと視野角クロストークは増加(悪化)した。これより、本発明の効果は液晶表示装置とLCシャッターメガネの両方にλ/4フィルムを使用し、かつ、上記式(I)を満足することで得ることができると理解できる。
Claims (10)
- 液晶セル、その前後に1対の偏光板を備えた液晶表示装置Iと、
前記液晶表示装置Iの表示面と観察者の間に配設された、液晶セルを備えた時分割画像表示遮断機器IIと、
を有する立体画像認識装置において、
前記液晶表示装置Iは、表示側偏光板の偏光膜より表示側の領域を表示側偏光板保護領域としたときに、該表示側偏光板保護領域にλ/4板Aを有し、前記液晶表示装置Iの表示側偏光板の吸収軸とλ/4板Aの遅相軸のなす角度は35〜55°又は125〜145°であり、かつ、前記表示側偏光板保護領域が下記式(I)を満足し、
前記時分割画像表示遮断機器IIは、液晶セルと観察者の間に少なくとも1つの偏光板Cを有し、かつ、該偏光板Cと該液晶表示装置Iの間にλ/4板Bを有しており、
前記液晶表示装置Iの表示側偏光板の吸収軸と前記時分割画像表示遮断機器IIの偏光板Cの吸収軸を直交又は平行に配置したときに、λ/4板Aとλ/4板Bの遅相軸は直交又は平行であることを特徴とする立体画像認識装置。
(I): |Rth(550)|≦160nm
ここで、Rth(λ)は、波長λnmにおける厚み方向のレターデーション(nm)である。 - λ/4板A及びλ/4板Bの少なくともいずれか一方が、透明支持体、配向膜、液晶化合物を含む光学異方性層を有することを特徴とする請求項1に記載の立体画像認識装置。
- 前記光学異方性層に含まれる液晶化合物が、円盤状液晶化合物であり、更に前記円盤状液晶化合物が略垂直に配向していることを特徴とする請求項2に記載の立体画像認識装置。
- 前記表示側偏光板保護領域が下記式(II)
を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
(II): |Rth(550)|≦120nm - 前記表示側偏光板保護領域が下記式(IV)及び(V)
を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
(IV):1.00≦Re(450)/Re(550)≦1.18
(V):0.92≦Re(630)/Re(550)≦1.00
ここで、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)である。 - 前記λ/4板Bが下記式(XII)及び(XIII)を満足することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
(XII):Re(450)/Re(550)≦0.89
(XIII):Re(630)/Re(550)≧1.04
ここで、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)である。 - 前記表示側偏光板保護領域が最表面に反射防止層を有していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
- 前記表示側偏光板保護領域の380nmにおける吸光度が0.06以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
- 前記時分割画像表示遮断機器IIが、前記液晶表示装置Iに対向する側より、少なくともλ/4板B、液晶セル、偏光板Cの順に構成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
- 前記時分割画像表示遮断機器IIが、前記液晶表示装置Iに対向する側より、少なくともλ/4板B、偏光板、液晶セル、偏光板Cの順に構成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の立体画像認識装置。
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