JP2012189687A - 3d表示装置及び時分割方式3d表示システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】視認側に配置される第1の偏光膜と、第1の偏光膜の視認側表面に配置される、λ/4機能を有する保護部材と、を少なくとも有する3D表示装置であって、第1の偏光膜が、その吸収軸を表示面の水平方向に対して45°又は135°にして配置され、保護部材が、その遅相軸を前記表示面の水平方向に対して0°又は90°にして配置され、保護部材の波長550nmの厚み方向レターデーションRth(550)の絶対値が、下記式(I)の関係を満たす。
(I): 25≦|Rth(550)|≦160nm
【選択図】図2
Description
本発明は、上記諸問題に鑑みなされたものであって、理想的なλ/4フィルムを用いずとも、顔傾斜時の色味変化が軽減された3D表示装置を提供することを課題とする。
[1] 視認側に配置される第1の偏光膜と、前記第1の偏光膜の視認側表面に配置される、λ/4機能を有する保護部材と、を少なくとも有する3D表示装置であって、前記第1の偏光膜が、その吸収軸を表示面の水平方向に対して45°又は135°にして配置され、前記保護部材が、その遅相軸を前記表示面の水平方向に対して0°又は90°にして配置され、前記保護部材の波長550nmの厚み方向レターデーションRth(550)の絶対値が、下記式(I)の関係を満たすことを特徴とする3D表示装置:
(I): 25≦|Rth(550)|≦160nm 。
[2] 前記保護部材が、その遅相軸を前記表示面の水平方向に対して0°にして配置され、かつ、前記保護部材のRth(550)が下記式(Ia)を満足する[1]の3D表示装置:
(Ia): 25nm≦Rth(550)≦160nm 。
[3]前記保護部材が、その遅相軸を前記表示面の水平方向に対して90°にして配置され、かつ、前記保護部材のRth(550)が下記式(Ib)を満足する[1]の3D表示装置:
(Ib): −160nm≦Rth(550)≦−25nm 。
[4] 前記保護部材が、液晶化合物を含有する組成物からなる位相差層を含む[1]〜[3]のいずれかの3D表示装置。
[5] 前記液晶化合物が、円盤状液晶化合物であり、前記位相差層において前記円盤状液晶化合物が垂直に配向している[4]の3D表示装置。
[6] 前記液晶化合物が、棒状液晶化合物であり、前記位相差層において更に前記棒状液晶化合物が水平に配向している[4]の3D表示装置。
[7] 前記保護部材全体の面内レターデーションReが、可視光域において、波長によらず一定又は順波長分散性を示す[1]〜[6]のいずれかの3D表示装置。
[8] 前記保護部材が、視認側表面に反射防止層を有する[1]〜[7]のいずれかの3D表示装置。
[9] 前記保護部材が、紫外線吸収剤を含む[1]〜[8]のいずれかの3D表示装置。
[10] TNモード、OCBモード、又はECBモードの液晶セルを有する[1]〜[9]のいずれかの3D表示装置。
[11] [1]〜[10]のいずれかの時分割式3D表示装置と、該3D表示装置と同期して作動する時分割画像表示遮断機器と、を少なくとも有する時分割方式3D表示システム。
[12] 前記時分割画像表示遮断機器が、前記3D表示装置に対向する側より、λ/4板、液晶セル、及び偏光膜を少なくとも有する[11]の時分割方式3D表示システム。
[13] 前記時分割画像表示遮断機器が、前記λ/4板と前記液晶セルとの間に、偏光膜をさらに有する[12]の時分割方式3D表示システム。
まず、本明細書で用いられる用語について説明する。
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)
なお、屈折率の測定波長は、特に断らない限り、可視光域のλ=550nmでの値であり、Re及びRthの測定波長については、特に断らない限り、550nmとする。
(I): 25≦|Rth(550)|≦160nm
従来、理想のλ/4フィルムを用いることで、即ち、Rthが0に近づくほど、色味変化が軽減されるものと考えられていたことに鑑みれば、Rthが0nmの理想のλ/4フィルムを用いるのと同等以上に、色味変化を軽減できるという本発明の効果は、予測し得ない効果であると言える。
図2に、画像表示装置1として液晶パネルを、メガネ2として、液晶シャッターメガネをそれぞれ利用した構成例を、断面模式図として示す。なお、図中、各層の厚みの相対的関係は、実際の画像表示装置等の各層の厚みの相対的関係と必ずしも一致しているものではない。
(I): 25≦|Rth(550)|≦160nm
(II): 30≦|Rth(550)|≦140nm
(III): 40≦|Rth(550)|≦120nm
なお、保護部材11の波長550nmの厚み方向レターデーションRth(550)は、保護部材11に有するフィルム全ての波長550nmの厚み方向レターデーションの合計値である。
(Ia): 25nm≦Rth(550)≦160nm
(IIa): 30nm≦Rth(550)≦140nm
(IIIa): 40nm≦Rth(550)≦120nm
一方、保護部材11が、上記式(Ia)(より好ましくは(IIa)、さらに好ましくは(IIIa))を満足し、その遅相軸を前記表示面の水平方向に対して90°にして配置されている態様では、縦方向の色味変化をより軽減できる。
(Ib): −160nm≦Rth(550)≦−25nm
(IIb): −140nm≦Rth(550)≦−30nm
(IIIb): −120nm≦Rth(550)≦−40nm
一方、保護部材11が、上記式(Ib)(より好ましくは(IIb)、さらに好ましくは(IIIb))を満足し、その遅相軸を前記表示面の水平方向に対して0°にして配置されている態様では、縦方向の色味変化をより軽減できる。
なお、保護部材11及びλ/4板21が複数の位相差層及び/又は位相差フィルムを含む態様では、遅相軸は、保護部材11及びλ/4板21全体で測定したときの遅相軸として特定される。
本発明では、画像表示装置の視認側に配置される第1の偏光膜の、視認側表面に配置される保護部材として、及び時分割画像表示遮断器が有するλ/4板として、λ/4機能を有する部材が用いられる。なお、λ/4板は、図2及び図3(a)に示す態様では、液晶セルよりも画像表示装置1側にある層すべての総称であり、図3(b)に示す態様では、偏光膜と液晶セルの間にある層すべての総称である。
(I): 25≦|Rth(550)|≦160nm
好ましくは、下記式(II)の関係を満たし、
(II): 30≦|Rth(550)|≦140nm
より好ましくは、下記式(III)の関係を満たす。
(III): 40≦|Rth(550)|≦120nm
保護部材が、その遅相軸を前記表示面の水平方向に対して0°にして配置されている態様では、保護部材全体の波長550nmの厚み方向レターデーションRth(550)は、好ましくは下記式(Ia)の関係を満たし、
(Ia): 25nm≦Rth(550)≦160nm
より好ましくは下記式(IIa)を満たし、
(IIa): 30nm≦Rth(550)≦140nm
さらに好ましくは下記式(IIIa)を満たす。
(IIIa): 40nm≦Rth(550)≦120nm
この態様によれば、顔傾斜時の画面横方向の色味変化を顕著に軽減することができる。
(Ib): −160nm≦Rth(550)≦−25nm
より好ましくは下記式(IIb)を満たし、
(IIb): −140nm≦Rth(550)≦−30nm
さらに好ましくは下記式(IIIb)を満たす。
(IIIb): −120nm≦Rth(550)≦−40nm
この態様によれば、顔傾斜時の画面横方向の色味変化を顕著に軽減することができる。
光学異方性支持体(図4(i))
光学異方性支持体/ハードコート層(図4(ii))
光学異方性支持体/低屈折率層(図4(iii))
光学異方性支持体/ハードコート層/低屈折率層(図4(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4(v))
光学異方性支持体/支持体/ハードコート層(図4(vi))
光学異方性支持体/支持体/低屈折率層(図4(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4(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4(ix))
支持体/光学異方性層(図4(x))
支持体/光学異方性層/支持体/ハードコート層(図4(xi))
支持体/光学異方性層/支持体/低屈折率層(図4(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4(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4(xiv))
光学異方性層/支持体(図4(xv))
光学異方性層/支持体/支持体/ハードコート層(図4(xvi))
光学異方性層/支持体/支持体/低屈折率層(図4(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4(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4(xix))
光学異方性層/支持体/ハードコート層(図4(xx))
光学異方性層/支持体/低屈折率層(図4(xxi))
光学異方性層/支持体/ハードコート層/低屈折率層(図4(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4(xxiii))
支持体/光学異方性層/ハードコート層(図4(xxiv))
支持体/光学異方性層/低屈折率層(図4(xxv))
支持体/光学異方性層/ハードコート層/低屈折率層(図4(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4(xxvii))
前記位相差ポリマーフィルム、又は前記光学異方性層の支持体として用いられるポリマーフィルムの材料については、特に制限はない。種々のポリマーフィルム、例えば、セルロースアシレート(例えば、セルローストリアセテートフィルム、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム)、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ノルボルネン等の環状オレフィン系ポリマー、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、又は前記ポリマーを混合したポリマー等が挙げられる。1種又は2種以上のポリマーを、主成分として用いることができる。市販品を用いてもよく、環状オレフィン系ポリマーであるアートン(JSR社製)、非晶質ポリオレフィンであるゼオネックス(日本ゼオン社製))などを用いてもよい。このうちトリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、環状オレフィン系ポリマーが好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
前記保護部材又はλ/4板は、液晶化合物を含有する組成物からなる光学異方性層を1以上有していてもよい。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。
光学異方性層の形成に利用可能な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。
前記光学異方性層の形成に利用可能なディスコティック液晶性化合物については、特に制限はない。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。
*−(−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;Q2は少なくとも1種類の環状構造を有する二価の基(環状基)を表す;n1は、0〜4の整数を表す;L22は、**−O−、**−O−CO−、**−CO−O−、**−O−CO−O−、**−S−、**−NH−、**−SO2−、**−CH2−、**−CH=CH−又は**−C≡C−を表す;L23は、−O−、−S−、−C(=O)−、−SO2−、−NH−、−CH2−、−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を表す;Q1は重合性基又は水素原子を表す。
−O(CnH2n)n1O(CmH2m)m1−CkF2k+1
式中、n及びmはそれぞれ1〜3であり、n1及びm1はそれぞれ1〜3であり、kは1〜10である。
る。
前記光学異方性層の形成に用いられる液晶性組成物は、他の添加剤の1種以上を含有していてもよい。使用可能な添加剤の例として、空気界面配向制御剤、ハジキ防止剤、重合開始剤、重合性モノマー等について説明する。
前記組成物は、空気界面においては空気界面のチルト角で配向する。このチルト角は、液晶性組成物に含まれる液晶性化合物の種類や添加剤の種類等で、その程度が異なるため、目的に応じて空気界面のチルト角を任意に制御する必要がある。
また、特開2009−193046号公報等に記載のフルオロ脂肪族基含有ポリマーも同様な作用があるので空気界面配向制御剤として添加することができる。
前記組成物に添加し、該組成物の塗布時のハジキを防止するための材料としては、一般に高分子化合物を好適に用いることができる。
使用するポリマーとしては、前記組成物の傾斜角変化や配向を著しく阻害しない限り、特に制限はない。
ポリマーの例としては、特開平8−95030号公報に記載があり、特に好ましい具体的ポリマー例としてはセルロースエステル類を挙げることができる。セルロースエステルの例としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロース及びセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。
前記組成物の配向を阻害しないように、ハジキ防止目的で使用されるポリマーの添加量は、前記組成物に対して一般に0.1〜10質量%の範囲にあり、0.1〜8質量%の範囲にあることがより好ましく、0.1〜5質量%の範囲にあることがさらに好ましい。
前記組成物は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。重合開始剤を含有する前記組成物を用いると、液晶相形成温度まで加熱した後、重合させ冷却することによって液晶状態の配向状態を固定化して、光学異方性層を作製することもできる。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電子線照射による重合反応が含まれるが、熱により支持体等が変形、変質するのを防ぐためにも、光重合反応又は電子線照射による重合反応が好ましい。
光重合開始剤の使用量は、前記組成物の0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがさらに好ましい。
前記組成物には、重合性のモノマーを添加してもよい。本発明で使用できる重合性モノマーとしては、併用される液晶化合物と相溶性を有し、液晶性組成物の配向阻害を著しく引き起こさない限り、特に限定はない。これらの中では重合活性なエチレン性不飽和基、例えばビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基及びメタクリロイル基などを有する化合物が好ましく用いられる。上記重合性モノマーの添加量は、併用される液晶化合物に対して一般に0.5〜50質量%の範囲にあり、1〜30質量%の範囲にあることが好ましい。また反応性官能基数が2以上のモノマーを用いると、配向膜との密着性を高める効果が期待できるため、特に好ましい。
まず、重合性液晶性化合物を少なくとも含有する組成物を支持体の表面上(配向膜を有する場合は配向膜表面)に塗布する。所望により加熱等して、所望の配向状態で配向させる。次に、重合反応等を進行させて、その状態を固定して、光学異方性層を形成する。この方法に用いられる前記組成物に添加可能な添加剤の例としては、前記した空気界面配向制御剤、ハジキ防止剤、重合開始剤、重合性モノマー等が挙げられる。
液晶組成物から形成される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。延伸フィルムの遅相軸は、延伸方向によって遅相軸の角度が調整できる。
前記保護部材及びλ/4板の表面には、目的に応じて必要な表面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。
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号公報に記載されている。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、反射防止層等の表面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。
保護部材A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。
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。
本発明では、保護部材及びλ/4板は、紫外線吸収剤を含有しているのが好ましい。紫外線吸収剤は、保護部材及びλ/4板が積層構造体である態様では、少なくとも1つの層が紫外線吸収剤を含有しているのが好ましい。例えば、透明支持体、光学異方性層、反射防止層、又はそれらを接着する接着剤を有する態様では、これらのいずれかに紫外線吸収剤を含有させることが好ましい。また、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させることができる。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。
本発明の時分割式3D表示システムに利用される画像表示装置は、その視認側に少なくとも1つの偏光膜(第1の偏光膜)を有する。画像表示装置が、透過モードの液晶パネルである態様では、液晶セルのバックライト側にも偏光膜を有する。また、本発明のシステムに利用される、時分割画像表示遮断器が液晶セルのシャッター機能を利用した態様では、偏光膜を1枚、又は液晶セルを挟んで2枚配置する。
本発明の時分割方式3D表示装置に用いられる液晶セルのモードについては、特に制限はないが、TNモード、OCBモード、及びECBモードは、通常、偏光膜を、その吸収軸を表示面の水平方向に対して45°又は135°にして配置するのが一般的であるので、これらのモードの液晶セルを利用すると、元々の構造を改変することなく、そのまま利用することができる。
時分割画像表示遮断器の構成については特に制限はない。一例は、液晶セルを利用した態様である。利用可能な液晶セルの構成については特に制限はない。液晶セルは、一対の基板及び液晶層の他に、各種の方式の液晶セルとするのに必要な各種の構成要素を備えていてもよい。液晶セルの方式としては、TN(Twisted Nematic)方式、STN(SuperTwisted Nematic)方式、ECB(Electrically Controlled Birefringence)方式、IPS(In−Plane Switching)方式、VA(Vertical Alignment)方式、MVA(Multidomain Vertical Alignment)方式、PVA(Patterned Vertical Alignment)方式、OCB(Optically Compensated Birefringence)方式、HAN(Hybrid Aligned Nematic)方式、ASM(Axially Symmetric Aligned 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。
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60〜120゜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。
ECB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ており、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。例えば「EL、PDP、LCDディスプレイ」東レリサーチセンター発行(2001)などに記載されている。
なお、実施例および比較例において、Re(550)、Rth(550)及びRe波長分散は、特に断りがない限り、自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測器(株)製)を用いて波長550nmにおいて測定した値を用いた。
全置換度2.97(内訳:アセチル置換度0.45、プロピオニル置換度2.52)のセルロースアシレートを調製した。触媒としての硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)とカルボン酸無水物との混合物を−20℃に冷却してからパルプ由来のセルロースに添加し、40℃でアシル化を行った。この時、カルボン酸無水物の種類及びその量を調整することで、アシル基の種類及びその置換比を調整した。またアシル化後に40℃で熟成を行って全置換度を調整した。
1)セルロースアシレート
調製したセルロースアシレートを120℃に加熱して乾燥し、含水率を0.5質量%以下とした後、30質量部を溶媒と混合させた。
2)溶媒
ジクロロメタン/メタノール/ブタノール(81/15/4質量部)を溶媒として用いた。なお、これらの溶媒の含水率は、いずれも0.2質量%以下であった。
3)添加剤
全ての溶液調製に際し、トリメチロールプロパントリアセテート0.9質量部を添加した。また、全ての溶液調製に際し、二酸化ケイ素微粒子(粒径20nm、モース硬度 約7)0.25質量部を添加した。
4)膨潤、溶解
攪拌羽根を有し外周を冷却水が循環する400リットルのステンレス製溶解タンクに、上記溶媒、添加剤に加え、下記UV吸収剤Aを3.0%投入して撹拌、分散させながら、上記セルロースアシレートを徐々に添加した。投入完了後、室温にて2時間撹拌し、3時間膨潤させた後に再度撹拌を実施し、セルロースアシレート溶液を得た。
なお、攪拌には、15m/sec(剪断応力5×104kgf/m/sec2)の周速で攪拌するディゾルバータイプの偏芯攪拌軸及び中心軸にアンカー翼を有して周速1m/sec(剪断応力1×104kgf/m/sec2)で攪拌する攪拌軸を用いた。膨潤は、高速攪拌軸を停止し、アンカー翼を有する攪拌軸の周速を0.5m/secとして実施した。
上記で得られたセルロースアシレート溶液を、絶対濾過精度0.01mmの濾紙(#63、東洋濾紙(株)製)で濾過し、更に絶対濾過精度2.5μmの濾紙(FH025、ポール社製)にて濾過してセルロースアシレート溶液を得た。
上記セルロースアシレート溶液を30℃に加温し、流延ギーサー(特開平11−314233号公報に記載)を通して15℃に設定したバンド長60mの鏡面ステンレス支持体上に流延した。流延スピードは15m/分、塗布幅は200cmとした。流延部全体の空間温度は、15℃に設定した。そして、流延部から50cm手前で、流延して回転してきたセルロースアシレートフィルムをバンドから剥ぎ取り、45℃の乾燥風を送風した。次に110℃で5分、更に140℃で10分乾燥して、セルロースアシレートフィルムT1を得た。
得られたセルロースアシレートフィルムT1のRe(550)は−1nm、Rth(550)は−20nmであった。
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A)を調製した。
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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) 1.8質量部
紫外線吸収剤(チヌビン326 チバ・ジャパン製) 0.4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
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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。
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
紫外線吸収剤(チヌビン328 チバ・ジャパン製)
2.7 0
紫外線吸収剤(チヌビン326 チバ・ジャパン製)
0.6 0
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
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セルロースアシレートフィルムT4の作製において、紫外線吸収剤(チヌビン328 チバ・ジャパン製)の添加量を1.8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0.4質量部にし、内層が71μmになるように流量を調節した以外は、セルロースアシレートフィルムT4の作製と同様にして厚さ77μmのセルロースアシレートフィルムT5を作製した。面内レターデーションRe(550)は2nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は95nmであった。
セルロースアシレートフィルムT1の作製において、流量を調節して厚みを調整した以外は、セルロースアシレートフィルムT1の作製と同様にしてセルロースアシレートフィルムT6を作製した。
面内レターデーションRe(550)は0nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は−25nmであった。
セルロースアシレートフィルムT1の作製において、流量を調節して厚みを調整した以外は、セルロースアシレートフィルムT1の作製と同様にしてセルロースアシレートフィルムT7を作製した。
面内レターデーションRe(550)は1nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は−45nmであった。
セルロースアシレートフィルムT2の作製において、流量を調節して厚みを調整した以外は、セルロースアシレートフィルムT2の作製と同様にしてセルロースアシレートフィルムT8を作製した。面内レターデーションRe(550)は1nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は25nmであった。
セルロースアシレートフィルムT1の作製において、UV吸収剤Aの添加量を3.0%から1.2%に変え、さらに下記のRth低減剤Bを11%入れた以外はセルロースアシレートフィルムT1の作製と同様にしてセルロースアシレートフィルムT9を作製した。面内レターデーションRe(550)は1nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は−1nmであった。
(保護部材1の作製)
<λ/4フィルム1の作製>
上記で作製したセルロースアシレートフィルムT7の表面をアルカリ溶液でケン化後、このフィルム上に下記の組成の配向膜塗布液をワイヤーバーコーターで20ml/m2塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥し、膜を形成した。次に、形成した膜にセルロースアシレートフィルムT7の長手方向に対して、45°方向にラビング処理を施して配向膜を形成した。
配向膜塗布液の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
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
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性層塗布液
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下記の棒状液晶性化合物 1.8g
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) 0.2g
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 0.06g
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 0.02g
メチルエチルケトン 3.9g
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――
<<ハードコート層用塗布液の調製>>
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。
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。
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ハードコート層用塗布液の組成
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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:下記構造のPETA(新中村化学工業(株)製) 77.0質量部
(b)下記構造のウレタンモノマー 20.0質量部
光重合開始剤 *1 3.0質量部
下記構造のレベリング剤(SP-13) 0.02質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
*1:イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製
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(MEKは、メチルエチルケトンを意味し、MMPG−Acは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを意味する。)。
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低屈折率層塗布液の組成
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下記のパーフルオロオレフィン共重合体 15質量部
DPHA *1 7質量部
ディフェンサMCF−323 *2 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 *3 50質量部
イルガキュア127 *4 3質量部
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*1:DPHA:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物、日本化薬(株)製
*2: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
*3: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%)
*4:イルガキュア127:光重合開始剤、チバ・ジャパン(株)製
λ/4フィルム1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(セルロースアシレートフィルムT7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λ/4フィルム1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することで保護部材1を作製した。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。保護部材1のRe(550)は138nm、Rth(550)は25nmであった。また、保護部材1のRe波長分散は順分散であった。
<λ/4フィルム2の作製>
λ/4フィルム1の作製において、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T9に変えた以外はλ/4フィルム1の作製と同様にしてλ/4フィルム2を作製した。λ/4フィルム2のRe(550)は138nm、Rth(550)は66nmであった。また、λ/4フィルム2のRe波長分散は順分散であった。
保護部材1の作製において、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T9に変えた以外は保護部材1の作製と同様にして保護部材2を作製した。保護部材2のRe(550)は138nm、Rth(550)は66nmであった。また、保護部材2のRe波長分散は順分散であった。
セルロースアシレートフィルムT3上に保護部材1と同様の手順でハードコート層及び低屈折率層を積層させた。このフィルムを45度回転させて裁断し、保護部材3として使用した。延伸倍率は42%であった。得られたフィルムの厚さは97μm、Re(550)は138nm、Rth(550)は85nmであった。また、保護部材3のRe波長分散は逆分散であった。
なお、延伸方向を斜め方向にすることで搬送方向に対して45度に遅相軸を有するλ/4フィルムを作製することも可能であった。
<λ/4フィルム4の作製>
市販のノルボルネン系ポリマーフィルム「ZEONOR ZF14」((株)オプテス製)を、温度156℃にて、延伸倍率45%で自由端一軸延伸を行いうことで、ノルボルネン系λ/4フィルム4を作製した。λ/4フィルム4のRe(550)は138nm、Rth(550)は85nmであった。また、λ/4フィルム4のRe波長分散はフラット分散であった。
セルロースアシレートフィルムT9上に保護部材1と同様の手順でハードコート層及び低屈折率層を積層させ、λ/4フィルム4とセルロースアシレートフィルムT9とを易接着剤を介して貼合したことで保護部材4を作製した。保護部材4のRe(550)は138nm、Rth(550)は85nmであった。また、保護部材4のRe波長分散はフラット分散であった。
λ/4フィルム4とセルロースアシレートフィルムT9とを易接着剤を介して貼合することでλ/4フィルム4Aを作製した。λ/4フィルム4AのRe(550)は138nm、Rth(550)は85nmであった。また、λ/4フィルム4AのRe波長分散はフラット分散であった。
<λ/4フィルム5の作製>
λ/4フィルム1の作製において、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T4に変えた以外はλ/4フィルム1の作製と同様にしてλ/4フィルム5を作製した。
セルロースアシレートフィルムT9上に保護部材1と同様の手順でハードコート層及び低屈折率層を積層させ、λ/4フィルム5の棒状液晶化合物側とセルロースアシレートフィルムT9とを易接着剤を介して貼合したことで保護部材5を作製した。保護部材5のRe(550)は138nm、Rth(550)は132nmであった。また、保護部材5のRe波長分散は順分散であった。
保護部材5の作製において、セルロースアシレートフィルムT4をセルロースアシレートフィルムT5に変えた以外は保護部材5の作製と同様にして保護部材6を作製した。保護部材6のRe(550)は138nm、Rth(550)は160nmであった。また、保護部材6のRe波長分散は順分散であった。
<λ/4フィルム7の作製>
λ/4フィルム1の作製において、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T6を2枚積層したものに変えた以外はλ/4フィルム1の作製と同様にしてλ/4フィルム7を作製した。
作製したλ/4フィルム7のセルロースアシレートフィルムT6上に保護部材1と同様の手順でハードコート層及び低屈折率層を積層させた。保護部材7のRe(550)は138nm、Rth(550)は21nmであった。また、保護部材7のRe波長分散は順分散であった。
<λ/4フィルム8の作製>
セルロースアシレートフィルムT7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。
アルカリ溶液組成(質量部)
────────────────────────────────────
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シレートフィルムに、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。
配向膜塗布液の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
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
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
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。
光学異方性層塗布液(A)の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――───
下記のディスコティック液晶化合物 91質量部
アクリレートモノマー *1 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
―――――――――――――――――――――――――――――――――───
*1:アクリレートモノマーは、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)を使用した。
λ/4フィルム8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(セルロースアシレートフィルムT7上)に、保護部材1と同様の手順で表面層(反射防止層)を形成することで保護部材8を作製した。保護部材8のRe(550)は138nm、Rth(550)は−91nmであった。また、保護部材8のRe波長分散は順分散であった。
<λ/4フィルム9の作製>
λ/4フィルム8の作製において、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T2に変えた以外はλ/4フィルム8の作製と同様にしてλ/4フィルム9を作製した。λ/4フィルム9のRe(550)は138nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は−25nmであった。また、λ/4フィルム9のRe波長分散は順分散であった。
保護部材8の作製において、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T2に変えた以外は、保護部材8の作製と同様にして保護部材9を作製した。保護部材9の面内レターデーションRe(550)は138nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は−25nmであった。また、保護部材9のRe波長分散は順分散であった。
保護部材8の作製において、セルロースアシレートフィルムT7を「TD80UL」(富士フイルム(株)製)に変えた以外は、保護部材8の作製と同様にして保護部材10を作製した。保護部材10の面内レターデーションRe(550)は138nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は−5nmであった。また、保護部材10のRe波長分散は順分散であった。
<λ/4フィルム11の作製>
λ/4フィルム8の作製において、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に変えた以外はλ/4フィルム8の作製と同様にしてλ/4フィルム11を作製した。λ/4フィルム11のRe(550)は138nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は−64nmであった。また、λ/4フィルム11のRe波長分散は順分散であった。
保護部材8の作製において、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に変えた以外は、保護部材8の作製と同様にして保護部材11を作製した。保護部材11の面内レターデーションRe(550)は138nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は−64nmであった。また、保護部材11のRe波長分散は順分散であった。
保護部材8の作製において、セルロースアシレートフィルムT7を2枚のセルロースアシレートフィルムT7とセルロースアシレートフィルムT6の計3枚を粘着剤で貼合して作製したフィルムに変更した以外は、保護部材8の製造方法と同様にして保護部材12を作製した。保護部材12の面内レターデーションRe(550)は138nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は−160nmであった。また、保護部材12のRe波長分散は順分散であった。
保護部材8の作製において、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T8に変えた以外は、保護部材8の作製と同様にして保護部材13を作製した。保護部材13の面内レターデーションRe(550)は138nm、厚み方向のレターデーションRth(550)は−22nmであった。また、保護部材13のRe波長分散は順分散であった。
<λ/4フィルム14の作製>
λ/4フィルム11の作製において、光学異方性層の厚さを1.54μmに変えた以外はλ/4フィルム11の作製と同様にしてλ/4フィルム14を作製した。λ/4フィルム14のRe(550)は120nm、Rth(550)は−53nmであった。また、λ/4フィルム14のRe波長分散は順分散であった。
保護部材1と同様の手順で、λ/4フィルム14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(セルロースアシレートフィルムT1上)にハードコート層及び低屈折率層を形成し、保護部材14を作製した。保護部材14のRe(550)は120nm、Rth(550)は−53nmであった。また、保護部材14のRe波長分散は順分散であった。
<λ/4フィルム15の作製>
λ/4フィルム8の作製において、光学異方性層の厚さを1.92μmに変えた以外はλ/4フィルム8の作製と同様にしてλ/4フィルム15を作製した。λ/4フィルム15のRe(550)は150nm、Rth(550)は−97nmであった。また、λ/4フィルム15のRe波長分散は順分散であった。
保護部材1と同様の手順で、λ/4フィルム15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(セルロースアシレートフィルムT7上)にハードコート層及び低屈折率層を形成し、保護部材15を作製した。保護部材15のRe(550)は150nm、Rth(550)は−97nmであった。また、保護部材15のRe波長分散は順分散であった。
<λ/4フィルム16の作製>
λ/4フィルム8の作製において、光学異方性層の厚さを1.54μmに変えた以外はλ/4フィルム8の作製と同様にしてλ/4フィルム16を作製した。λ/4フィルム16のRe(550)は120nm、Rth(550)は−82nmであった。また、λ/4フィルム16のRe波長分散は順分散であった。
保護部材1と同様の手順で、λ/4フィルム16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(セルロースアシレートフィルムT7上)にハードコート層及び低屈折率層を形成し、保護部材16を作製した。保護部材16のRe(550)は120nm、Rth(550)は−82nmであった。また、保護部材16のRe波長分散は順分散であった。
<λ/4フィルム17の作製>
λ/4フィルム4の作製において、延伸温度と延伸倍率を変更した以外は、λ/4フィルム4の作製と同様にしてλ/4フィルム17を作製した。λ/4フィルム17のRe(550)は150nm、Rth(550)は95nmであった。また、λ/4フィルム17のRe波長分散はフラット分散であった。
セルロースアシレートフィルムT9上に保護部材1と同様の手順でハードコート層及び低屈折率層を積層させ、λ/4フィルム17とセルロースアシレートフィルムT9とを易接着剤を介して貼合したことで保護部材17を作製した。保護部材17のRe(550)は150nm、Rth(550)は95nmであった。また、保護部材17のRe波長分散はフラット分散であった。
λ/4フィルム17とセルロースアシレートフィルムT9とを易接着剤を介して貼合することでλ/4フィルム17Aを作製した。λ/4フィルム17AのRe(550)は150nm、Rth(550)は95nmであった。また、λ/4フィルム17AのRe波長分散はフラット分散であった。
<λ/4フィルム18の作製>
λ/4フィルム4の作製において、延伸温度と延伸倍率を変更した以外は、λ/4フィルム4の作製と同様にしてλ/4フィルム18を作製した。λ/4フィルム18のRe(550)は120nm、Rth(550)は71nmであった。また、λ/4フィルム18のRe波長分散はフラット分散であった。
セルロースアシレートフィルムT9上に保護部材1と同様の手順でハードコート層及び低屈折率層を積層させ、λ/4フィルム18とセルロースアシレートフィルムT9とを易接着剤を介して貼合したことで保護部材18を作製した。保護部材18のRe(550)は120nm、Rth(550)は71nmであった。また、保護部材18のRe波長分散はフラット分散であった。
λ/4フィルム18とセルロースアシレートフィルムT9とを易接着剤を介して貼合することでλ/4フィルム18Aを作製した。λ/4フィルム18AのRe(550)は120nm、Rth(550)は71nmであった。また、λ/4フィルム18AのRe波長分散はフラット分散であった。
<λ/4フィルム19の作製>
λ/4フィルム2の作製において、光学異方性層の厚さを1.81μmに変えた以外はλ/4フィルム2の作製と同様にしてλ/4フィルム19を作製した。λ/4フィルム19のRe(550)は125nm、Rth(550)は57nmであった。また、λ/4フィルム19のRe波長分散は順分散であった。
保護部材1と同様の手順で、λ/4フィルム19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(セルロースアシレートフィルムT9上)にハードコート層及び低屈折率層を形成し、保護部材19を作製した。保護部材19のRe(550)は125nm、Rth(550)は57nmであった。また、保護部材19のRe波長分散は順分散であった。
<λ/4フィルム20の作製>
λ/4フィルム8の製造と同様に、セルロースアシレートフィルムT7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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λ/4フィルム20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(セルロースアシレートフィルムT7上)に、保護部材1と同様の手順で表面層(反射防止層)を形成することで保護部材20を作製した。保護部材20のRe(550)は120nm、Rth(550)は−86nmであった。また、保護部材20のRe波長分散は順分散であった。
ノルボルネン系λ/4フィルム4を45度回転させて裁断し、λ/4板1を作製した。得られたλ/4板1のRe(550)は138nm、Rth(550)は85nmであった。また、λ/4板1全体のRe波長分散はフラット分散であった。
表中、T1〜T9は、セルロースアシレートフィルムT1〜T9を表す。
表中、RLCは、棒状液晶化合物を表し、DLCは、ディスコティック液晶化合物を表す。
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。
アルカリ鹸化処理した「WV-EA」(富士フイルム社製))を用意し、片面を「WV-EA」で、もう片面を保護部材1〜20のいずれか1枚、またはλ/4フィルム1〜20および4Aで偏光膜を挟んで、粘着剤を用いて貼り合せ、下表に示す偏光板を作製した。
同様に、アルカリ鹸化処理した「TD80UL」(富士フイルム社製))を用意し、片面を「TD80UL」で、もう片面をλ/4板1で偏光膜を挟んで、粘着剤を用いて貼り合せ、液晶シャッターメガネ用偏光板Aを作製した。
(液晶表示装置の作製)
TNモードの液晶モニターE2420HD(BenQ(株)製)のフロント偏光板をはがし、下記表のように吸収軸、遅相軸の角度を調整し、保護部材が表示面側になるようにして下表のように偏光板を貼合し、各液晶表示装置を作製した。
3D立体視聴キット(オリンパスビジュアルコミュニケーション(株)製)の液晶シャッターメガネを2つ用意して、液晶表示装置側の偏光板を剥がし、一方には偏光板Aをλ/4板1が液晶表示装置側になるように貼合して図2に示したような偏光板2枚型メガネを作製した。もう一方にはλ/4板1を貼合して図3(a)に示したような偏光板1枚型メガネを作製した。なお、偏光板Aとλ/4板1をメガネに貼合する際は、メガネを液晶表示装置の正面に配置したときに、液晶表示装置の保護部材とメガネのλ/4板1のReの遅相軸が直交するように調整した。
以下のように、参考例1〜12の液晶表示装置を作製した。
(偏光板の作製)
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。
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、もう片面を作製した保護部材1,4,6,8,9,10のいずれか1枚で偏光膜を挟んで、粘着剤及び接着剤を用いて貼り合せて偏光板を作製した。
SHARP製の3D液晶テレビLC−46LV3を用意し、フロント偏光板をはがし、作製した偏光板のいずれか一枚を下記表のように吸収軸、遅相軸の角度を調整し、保護部材が表示面側になるようにして偏光板を貼合し、液晶表示装置を作製した。
続いて、SHARP製の液晶シャッターメガネ「AN−3DG10」を2つ用意し、液晶表示装置側の偏光板を剥がし、一方には偏光板Aを、λ/4板1が液晶表示装置側になるように貼合して偏光板2枚型メガネを作製した。もう一方にはλ/4板1を貼合して偏光板1枚型メガネを作製した。なお、偏光板Aとλ/4板1をメガネに貼合する際は、メガネを液晶表示装置の正面に配置したときに、液晶表示装置とメガネのλ/4板1のReの遅相軸が直交するように調整した。
液晶表示装置を3D表示にし、片目を白表示に、もう片目を黒表示とした状態で、白表示側のメガネを通した位置に測定器(BM−5A トプコン製)をおいて白表示におけるメガネ回転時の色味変化を以下のように測定した。結果を下記表に示す。
横方向の視野角白色味変化の評価は、極角60度における方位角0度、20度、40度、140度、160度、180度、200度、220度、320度、340度の10方位について、白表示の色味v'の最小値と最大値からv’変化量を算出し、10方位のv'変化量の合計をもとに、以下の基準で評価した。
◎:白表示のv'変化量の合計が0.05未満(個々の方位では色味付が全く視認されず、許容できる。)
○:白表示のv'変化量の合計が0.05以上0.10未満(いずれかの方位でわずかな色味付が視認される程度であり、許容できる。)
△:白表示のv'変化量の合計が0.10以上0.15未満(いずれかの方位で色味付が視認されるが、許容できる。)
×:白表示のv'変化量の合計が0.15以上(いずれかの方位で色味つきが激しく、許容できない。)
縦方向の視野角白色味変化の評価は、極角60度における方位角50度、70度、90度、110度、130度の5方位について、白表示の色味v'の最小値と最大値からv’変化量を算出し、5方位のv'変化量の合計をもとに、以下の基準で評価した。
◎:白表示のv'変化量の合計が0.025未満(個々の方位では色味付が全く視認されず、許容できる。)
○:白表示のv'変化量の合計が0.025以上0.05未満(いずれかの方位でわずかな色味付が視認される程度であり、許容できる。)
△:白表示のv'変化量の合計が0.05以上0.075未満(いずれかの方位で色味付が視認されるが、許容できる。)
×:白表示のv'変化量の合計が0.075以上(いずれかの方位で色味付が激しく、許容できない。)
斜め方向の視野角白色味変化の評価は、極角60度における方位角45度または135度の2方位について、白表示の色味v'の最小値と最大値からv’の変化量を算出し、v'の変化量の大きい方の値をもとに、以下の基準で評価した。
◎:白表示のv'変化が0.010未満(色味付が全く視認されず、許容できる。)
○: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(色味付が激しく、許容できない。)
また、上記実施例及び比較例はTNモードの液晶セルを使用したが、OCBモード及びECBモードの液晶セルに代えた以外は上記実施例及び比較例と同様にして3D表示装置を作製し、同様の試験をしたところ、同様の結果を得た。
また、光学フィルム1Bの代わりに低反射フィルムのクリアAR(SONYケミカル製)、写りこみ抑制フィルムのAGA1(サンリッツ製)を使用した以外は上記実施例及び比較例と同様にして3D表示装置を作製し、同様の試験をしたところ、同様の結果を得た。
11 第1の偏光膜
12 保護部材
13 液晶セル
14 偏光板
15 光学補償/保護フィルム
2 時分割画像表示遮断機器(液晶シャッターメガネ)
2a 左目シャッター
2b 右目シャッター
21 λ/4板
22 偏光膜
23 液晶セル
24 偏光膜
3 同期回路
4 バックライト
Claims (13)
- 視認側に配置される第1の偏光膜と、
前記第1の偏光膜の視認側表面に配置される、λ/4機能を有する保護部材と、
を少なくとも有する3D表示装置であって、
前記第1の偏光膜が、その吸収軸を表示面の水平方向に対して45°又は135°にして配置され、
前記保護部材が、その遅相軸を前記表示面の水平方向に対して0°又は90°にして配置され、
前記保護部材の波長550nmの厚み方向レターデーションRth(550)の絶対値が、下記式(I)の関係を満たすことを特徴とする3D表示装置:
(I): 25≦|Rth(550)|≦160nm 。 - 前記保護部材が、その遅相軸を前記表示面の水平方向に対して0°にして配置され、かつ、前記保護部材のRth(550)が下記式(Ia)を満足する請求項1に記載の3D表示装置:
(Ia): 25nm≦Rth(550)≦160nm 。 - 前記保護部材が、その遅相軸を前記表示面の水平方向に対して90°にして配置され、かつ、前記保護部材のRth(550)が下記式(Ib)を満足する請求項1に記載の3D表示装置:
(Ib): −160nm≦Rth(550)≦−25nm 。 - 前記保護部材が、液晶化合物を含有する組成物からなる位相差層を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の3D表示装置。
- 前記液晶化合物が、円盤状液晶化合物であり、前記位相差層において前記円盤状液晶化合物が垂直に配向している請求項4に記載の3D表示装置。
- 前記液晶化合物が、棒状液晶化合物であり、前記位相差層において更に前記棒状液晶化合物が水平に配向している請求項4に記載の3D表示装置。
- 前記保護部材全体の面内レターデーションReが、可視光域において、波長によらず一定又は順波長分散性を示す請求項1〜6のいずれか1項に記載の3D表示装置。
- 前記保護部材が、視認側表面に反射防止層を有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の3D表示装置。
- 前記保護部材が、紫外線吸収剤を含む請求項1〜8のいずれか1項に記載の3D表示装置。
- TNモード、OCBモード、又はECBモードの液晶セルを有する請求項1〜9のいずれか1項に記載の3D表示装置。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の時分割式3D表示装置と、
該3D表示装置と同期して作動する時分割画像表示遮断機器と、
を少なくとも有する時分割方式3D表示システム。 - 前記時分割画像表示遮断機器が、前記3D表示装置に対向する側より、λ/4板、液晶セル、及び偏光膜を少なくとも有する請求項11に記載の時分割方式3D表示システム。
- 前記時分割画像表示遮断機器が、前記λ/4板と前記液晶セルとの間に、偏光膜をさらに有する請求項12に記載の時分割方式3D表示システム。
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