JP2012212056A - 画像表示装置及び3d画像表示システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像表示部(10)、該画像表示部の視認側前方に第1の偏光膜(11)及び透光性保護基板(12)をこの順で有し、第1の偏光膜(11)と透光性保護基板(12)との間、又は前記透光性保護基板(12)のさらに視認側前方に反射防止層(16)が配置され;前記第1の偏光膜の視認側前方に配置されている全ての部材のRthの和の絶対値が20nm以下であり;且つ前記第1の偏光膜と前記保護用基板との間、又は前記保護用基板(12)のさらに視認側前方に、第1のλ/4層を有する場合は、前記第1の偏光膜の視認側前方に配置されている前記第1のλ/4層以外の全ての部材のReの和の絶対値が10nm以下;又は第1のλ/4層を有しない場合は、前記第1の偏光膜の視認側前方に配置されている全ての部材のReの和の絶対値が10nm以下である画像表示装置である。
【選択図】図3
Description
本発明は、この問題を解決することを課題とし、即ち、画像表示部の視認側前方に透光性保護基板を有する表示装置の、光反射防止性能と、3D画像表示した際のクロストーク又は輝度低下抑制効果との両立を可能にする技術を提供することを課題とする。具体的には、本発明は、良好な光反射防止性を示し、しかも3D画像表示の際のクロストークの発生、又は輝度低下の発生が軽減された画像表示装置及び3D画像表示システムを提供することを課題とする。
[1] 画像表示部、該画像表示部の視認側前方に少なくとも、第1の偏光膜及び透光性保護基板をこの順で有する画像表示装置であって、
前記第1の偏光膜と前記透光性保護基板との間、又は前記透光性保護基板のさらに視認側前方に、少なくとも一つの反射防止層が配置され;
前記第1の偏光膜の視認側前方に配置されている全ての部材の、波長550nmにおける厚み方向レターデーションRth(550)の和の絶対値が20nm以下であり;且つ
前記第1の偏光膜と前記保護用基板との間、又は前記保護用基板のさらに視認側前方に、第1のλ/4層を有する場合には、前記第1の偏光膜の視認側前方に配置されている前記第1のλ/4層以外の全ての部材の、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)の和の絶対値が10nm以下である;又は
前記第1の偏光膜と前記保護用基板との間、又は前記保護用基板のさらに視認側前方に、第1のλ/4層を有しない場合には、前記第1の偏光膜の視認側前方に配置されている全ての部材の、Re(550)の和の絶対値が10nm以下である、画像表示装置。
[2] 前記少なくとも一つの反射防止層又は前記第1のλ/4層を支持するポリマーフィルムを有し、該ポリマーフィルムのRth(550)の絶対値が10nm以下である[1]の画像表示装置。
[3] 前記少なくとも一つの反射防止層又は前記第1のλ/4層を支持するポリマーフィルムを有し、該ポリマーフィルムのRth(550)と正負が異なるRth(550)を示すポリマーフィルムをさらに有する[1]又は[2]の画像表示装置。
[4] 前記少なくとも一つの反射防止層の反射率の総和が、3%以下である[1]〜[3]のいずれかの画像表示装置。
[5] 前記ポリマーフィルムが、セルロースアシレート、アクリル系ポリマー、又は環状オレフィン系ポリマーを主成分として含むポリマーフィルムである[2]〜[4]のいずれかの画像表示装置。
[6] 前記λ/4層が、液晶化合物を含有する組成物からなる層である[1]〜[5]のいずれかの画像表示装置。
[7] 前記λ/4層が、円盤状液晶化合物を含有する組成物を垂直配向状態に固定してなる層である[5]の画像表示装置。
[8] 前記λ/4層が、棒状液晶化合物を含有する組成物を水平配向状態に固定してなる層である[5]の画像表示装置。
[9] 前記λ/4層が、光学的に1軸又は2軸の位相差フィルムからなる[1]〜[5]のいずれかの画像表示装置。
[10] 前記λ/4層が、セルロースアシレート、環状オレフィン系ポリマー、ポリプロピレン、又はポリカーボネートを主成分として含む位相差フィルムである[2]〜[4]のいずれかの画像表示装置。
[11] 前記第1の偏光膜の吸収軸と前記第1のλ/4層の遅相軸とのなす角度が、45°又は135°である[1]〜[10]のいずれかの画像表示装置。
[12] [1]〜[11]のいずれかの画像表示装置と、該画像表示装置に表示される映像を透過して、3D画像として視認させるための第2の偏光膜とを少なくとも有する3D画像表示システム。
[13] 前記画像表示装置の第1の偏光膜と透光性保護基板との間、又は透光性保護基板のさらに視認側前方に第1のλ/4層を、及び前記第1のλ/4層と前記第2の偏光膜との間に、第2のλ/4層を有し、前記第1のλ/4層と前記第2のλ/4層とがそれぞれの遅相軸を互いに直交にして配置されている[12]の3D画像表示システム。
なお、上記のRe(θ)は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値をあらわす。また、式(A)におけるnxは、面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは、面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzは、nx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d・・・・・・・・・・・式(III)
図1に本発明の画像表示装置の一例の断面模式図を示す。図1に示す画像表示装置1は、液晶パネル及び有機ELパネル等からなる画像表示部10と、その視認側前方に第1の偏光板11及びガラス板又はプラスチック基板等の透光性保護基板12とを有する。画像表示装置1は3D画像を表示可能であり、3D画像表示の際には、観察者は、偏光膜から構成される偏光メガネ2を使用して、透光性保護基板12側から画像を視認する。例えば、画像表示部10からの左目用及び右目用画像が、互いに直交する偏光軸を有する直線偏光画像である態様では、互いに直交する吸収軸を有する直線偏光膜からなる偏光メガネ2が用いられる。また、画像表示装置1は、通常の2次元画像(2D)を表示可能であってもよく、2D表示の際は、観察者は、偏光メガネ2なしで、画像を観察する。
なお、第1の偏光板11は、画像表示部10が画像を形成するために利用されていてもよいし、画像表示部10は、第1の偏光板と別に、偏光膜を有していてもよい。後者の態様、即ち画像表示部10が、第1の偏光膜とは別に表示面に直線偏光膜を有する態様では、該偏光膜の吸収軸と第1の偏光膜の吸収軸とを一致させて配置する。
なお、透光性保護基板12については、一般的には、ガラス板が用いられ、そのRth及びReは無視できる程度に小さい。従って、画像表示装置1では、第1の偏光板11の視認側保護フィルム、及び3つの反射防止板16のRthの和の絶対値が20nm以下であり、且つReの和の絶対値が10nm以下になっているのが好ましい。
図3に示す画像表示装置1’は、液晶パネル等からなる画像表示部10と、その視認側前方に、第1の偏光板11及びガラス板又はプラスチック基板等の透光性保護基板12とを有する。画像表示装置1’は3D画像を表示可能であり、3D画像表示の際には、観察者は、直線偏光膜2とλ/4層3とからなる、互いに逆向きの円偏光膜からなる円偏光メガネを使用して、透光性保護基板12側から画像を視認する。画像表示部10からの左目用及び右目用画像は、互いに逆方向の円偏光画像であり、円偏光メガネを介して観察することで立体画象として視認することができる。また、画像表示装置1’は、通常の2次元画像(2D)を表示可能であってもよく、2D表示の際は、観察者は、円偏光メガネ2なしで、画像を観察する。
なお、透光性保護基板12については、一般的には、ガラス板が用いられ、そのRth及びReは無視できる程度に小さい。従って、画像表示装置1’では、λ/4板20及び3つの反射防止板16のRthの和の絶対値が20nm以下であり、且つ3つの反射防止板16のReの和の絶対値が10nm以下になっているのが好ましい。
反射防止層:
本発明の画像表示装置は、少なくとも一つの反射防止層を有する。反射防止層は、透光性保護基板の表面及び/又は裏面において光反射し、外光が映り込んでしまうのを抑制する作用がある。
反射防止層は、塗布や真空蒸着法を利用して形成されるものであり、一般的にはそれを支持するための支持体が必要である。本発明では、反射防止層を支持するために用いられ、且つ反射防止層とともに表示装置に組み込まれる支持体については、そのRth及びReを調整する必要がある。
本発明の画像表示装置が、3D画像表示の際に、円偏光左右画像を表示する態様では、記第1の偏光板の偏光膜と前記保護用基板との間、又は前記保護用基板のさらに視認側前方に、λ/4層を配置する。本発明では、前記第1の偏光板の偏光膜の視認側前方に配置されている全ての部材のRthの和の絶対値が20nm以下であることが必要なので、λ/4層が配置された態様では、λ/4層のRthについては、他の部材のRthとの関係で調整する必要がある。一方、λ/4層のReは、円偏光左右画像を表示するために、λ/4、即ちReが120〜150nm程度であることが前提である。従って、λ/4層が配置された態様では、Reについては、前記第1の偏光板の偏光膜の視認側前方に配置されている全ての部材のReの和の絶対値ではなく、該λ/4層を除いたそれ以外の全ての部材のReの和の絶対値が、10nm以下になっている。
使用可能な添加剤、配向膜、及ぶ形成方法の詳細については、特開2006−76992号公報等に記載があり、参照することができる。
一方、λ/4層が、棒状液晶化合物の水平配向状態を固定してなる位相差層である例では、該位相差層は、Reがλ/4程度であり、且つRthが正である光学特性を示す傾向がある。具体的には、該位相差層は、Reが120〜150nm程度で、且つRthが60〜80nm程度になる。従って、支持体として、特開2010−66752号公報等に記載の、Rthが負であり、低Reのポリマーフィルムを用いると、λ/4層とその支持体とによって、互いのRthをある程度相殺することができる。
本発明に第1の偏光膜として利用可能な偏光膜については特に制限はない。一般的な吸収型偏光子を用いることができ、例えば、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を利用した染料系偏光膜、及びポリエン系偏光膜のいずれも用いることができる。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(PVA)にヨウ素又は二色性染料を吸着させ、延伸することで作製される。本発明の3D画像表示システムに用いられる第2の偏光膜についても同様である。
本発明の画像表示装置が有する画像表示部は、液晶表示装置(LCD)の液晶パネル、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)パネル、陰極管表示装置(CRT)、表面電界ディスプレイ(SED)パネル等の種々の画像表示パネルを用いることができる。特に好ましくは液晶表示装置(LCD)の液晶パネルである。液晶パネルのモードについては特に制限はなく、本発明の効果を得ることができる。ツイステットネマチック(TN)、スーパーツイステットネマチック(STN)、バーティカルアライメント(VA)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル(OCB)等の種々のモードの透過型、反射型、又は半透過型の液晶パネルを用いることができる。
本発明の画像表示装置が有する保護部は、透光性である。ここで、「透光性」とは、
可視光をほとんど吸収しないことを意味する。保護部としては、画像表示部と同程度の大きさの板状、シート状又はフィルム状の透光性部材から形成される。保護部として利用可能な透光性部材の例には、光学ガラス、プラスチック(ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂等)が含まれる。保護部の表面又は裏面には、反射防止膜、遮光膜、視野角制御膜等を配置してもよい。
形成される充填層の厚みについては特に制限はないが、形成される充填層の厚みは、50〜1000μm程度になるであろう。但し、この範囲に制限されるものではない。
本発明の画像表示装置は、テレビ表示装置、モニター、サイネージ、タッチパネル用表示装置、パーソナルコンピュータ用表示装置、携帯電話用表示装置等の種々の用途の画像表示装置として用いることができる。特に保護部を有することで美観に優れているので、映像鑑賞等の用途に適している。
(1)フィルム1
市販されているトリアセチルセルロースフィルム「Z−TAC」(富士フイルム社製)を準備して、フィルム1として用いた。このフィルムのReは0nm、Rthは−6nmであった。
(2)フィルム2
市販されているトリアセチルセルロースフィルム「フジタックTD80UL」(富士フイルム社製)を準備して、フィルム2として用いた。このフィルムのReは0nm、Rthは40nmであった。
(セルロースアシレートの調製)
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、添加剤を投入して撹拌、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。
5)ろ過
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を得た(膜厚41μm)。
このセルロースアシレートフィルムを、フィルム3として用いた。このフィルムのReは0nm、Rthは−40nmであった。
ここで、Re及びRthは自動複屈折計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。
フィルム3の製造において、膜厚を20μmした以外は同様にしてフィルムを得、フィルム4として用いた。このフィルムのReは0nm、Rthは−20nmであった。
フィルム3の製造において、膜厚を80μmした以外は同様にしてフィルムを得、フィルム5として用いた。このフィルムのReは0nm、Rthは−80nmであった。
ポリメタクリル酸メチル樹脂(三菱レーヨン社製、アクリペットVH、光弾性係数5×10-12m2/N)90重量部と、アクリロニトリル−スチレン共重合体(旭化成社製、スタイラックAS)10重量部とを溶解してTダイより押し出し、キャストロール上でフィルム状に形成した後、ゾーン延伸法及びテンター延伸法により延伸し、所定の光学特性とした。
この様にして作製したアクリル系フィルムを、フィルム6として用いた。このフィルムのReは0nm、Rthは0nmであった。
市販のノルボルネン系ポリマーフィルム「ZEONOR ZF14−060」((株)オプテス製)の表面に、ソリッドステートコロナ処理機6KVA(ピラー(株)製)によりコロナ放電処理を行った。このフィルムの厚みは、60μmであった。
この様にして作製したフィルムを、フィルム7として用いた。このフィルムのReは0nm、Rthは5nmであった。
下記に記載の割合で各成分を混合してセルロースアシレート溶液Aを調製した。
アセチル基置換度2.80のセルロースアシレート 100質量部
化合物 F−1 5質量部
トリフェニルホスフェート 7質量部
ジフェニルホスフェート 4質量部
メチレンクロライド 418質量部
メタノール 62質量部
このフィルムを、フィルム8として用いた。このフィルムのReは45nm、Rthは120nmであった。
反射防止層1の形成:
上記で準備したフィルム1〜8のいずれかを支持体として、その表面に、以下の方法で、反射防止層1を形成し、反射防止板をそれぞれ作製した。なお、形成した反射防止層1のRe及びRthは0nmであった。
攪拌機、還流冷却器を備えた反応器、メチルエチルケトン120部、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(KBM―5103、信越化学工業(株)製)100部、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート3部を加え混合したのち、イオン交換水30部を加え、60℃で4時間反応させたのち、室温まで冷却し、ゾル液aを得た。質量平均分子量は1600であり、オリゴマー成分以上の成分のうち、分子量が1000〜20000の成分は100%であった。また、ガスクロマトグラフィー分析から、原料のアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランは全く残存していなかった。固形分濃度が29%になるようにメチルエチルケトンで調製しゾル液aとした。
特開2002−79616号公報の調製例4から調製時の条件を変更して、内部に空洞を有するシリカ微粒子を作製した。最終ステップで水分散液状態からメタノールに溶媒置換し、20%シリカ分散液とし、平均粒子径45nm、シェル厚み約7nm、シリカ粒子の屈折率1.30の粒子が得られた。これを分散液(A−1)とする。
分散液(A−1)の500部に対してアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン15部、及びジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート1.5部加え混合した後に、イオン交換水を9部を加えた。60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン1.8部を添加した。総液量がほぼ一定になるようにMEKを添加しながら減圧蒸留により溶媒を置換した。最終的に固形分が20%になるように調節して分散液B−1を調製した。
低屈折率層用塗布液L22の組成
下記に示す含フッ素ポリマーP−23 46.0質量部
(フッ素含率42.7%)
DPHA 5.0質量部
光重合開始剤「IRG369」 3.0質量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
ゾル液a 5.0質量部
分散液B−1 35質量部
コロイダルシリカ「MEK−ST−L」 9質量部
(日産化学工業(株)製)
MEK90質量部に対して、シクロヘキサノン10質量部、部分カプロラクトン変性の多官能アクリレート(DPCA−20、日本化薬(株)製)85質量部、KBM−5103(シランカップリング剤:信越化学工業(株)製)10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)5質量部、を添加して攪拌した。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の塗布液(HCL−1)を調製した。
(1)乾燥:80℃−120秒
(2)UV硬化:60℃−1分、酸素濃度が0.01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120mW/cm2、照射量480mJ/cm2の照射量とした。
上記で準備したフィルム1〜8のいずれかを支持体として、その表面に、以下の方法で、反射防止層2を形成し、反射防止板をそれぞれ作製した。なお、形成した反射防止層2のRe及びRthは0nmであった。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌してハードコート層塗布液とした。
トリメチロールプロパントリアクリレート(ビスコート#295(大阪有機化学(株)製)750.0質量部に、質量平均分子量15000のポリ(グリシジルメタクリレート)270.0質量部、メチルエチルケトン730.0質量部、シクロヘキサノン500.0質量部及び光重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)50.0質量部を添加して攪拌した。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の塗布液を調製した。
二酸化チタン微粒子としては、コバルトを含有し、かつ水酸化アルミニウムと水酸化ジルコニウムを用いて表面処理を施した二酸化チタン微粒子(MPT−129C、石原産業(株)製、TiO2:Co3O4:Al2O3:ZrO2=90.5:3.0:4.0:0.5質量比)を使用した。
この粒子257.7質量部に、下記分散剤41.1質量部、及びシクロヘキサノン701.6質量部を添加してダイノミルにより分散し、質量平均径69nmの二酸化チタン分散液を調製した。
上記の二酸化チタン分散液99.0質量部に、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(DPHA)68.2質量部、光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)3.7質量部、光増感剤(カヤキュアDETX、日本化薬(株)製)1.2質量部、メチルエチルケトン279.7質量部及びシクロヘキサノン1049.1質量部を添加して攪拌した。十分に攪拌ののち、孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して中屈折率層用塗布液Aを調製した。
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(DPHA)95.8質量部、光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)5.2質量部、光増感剤(カヤキュアDETX、日本化薬(株)製)1.7質量部、メチルエチルケトン279.7質量部及びシクロヘキサノン1118.6質量部を添加して攪拌した。十分に攪拌ののち、孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して中屈折率層用塗布液Bを調製した。
上記の二酸化チタン分散液469.9質量部に、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(DPHA、日本化薬(株)製)40.1質量部、光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)3.4質量部、光増感剤(カヤキュアDETX、日本化薬(株)製)1.1質量部、メチルエチルケトン526.0質量部、及びシクロヘキサノン459.8質量部を添加して攪拌した。孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して高屈折率層用塗布液Aを調製した。
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(DPHA、日本化薬(株)製)166.2質量部、光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)14.1質量部、光増感剤(カヤキュアDETX、日本化薬(株)製)4.6質量部、メチルエチルケトン526.0質量部、及びシクロヘキサノン789.5質量部を添加して攪拌した。孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して高屈折率層用塗布液Bを調製した。
(パーフルオロオレフィン共重合体(1)の合成)
攪拌機、還流冷却器を備えた反応器、メチルエチルケトン120部、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103、信越化学工業(株)製)100部、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート(商品名:ケロープEP−12、ホープ製薬(株)製)3部を加え混合したのち、イオン交換水31部を加え、61℃で4時間反応させたのち、室温まで冷却し、ゾル液aを得た。質量平均分子量は1620であり、オリゴマー成分以上の成分のうち、分子量が1000〜20000の成分は100%であった。また、ガスクロマトグラフィー分析から、原料のアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランは全く残存していなかった。
中空シリカ微粒子ゾル(イソプロピルアルコールシリカゾル、触媒化成工業(株)製CS60−IPA、平均粒子径60nm、シェル厚み10nm、シリカ濃度20%、シリカ粒子の屈折率1.31)500部に、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン30.5部、及びジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート1.51部加え混合した後に、イオン交換水9部を加えた。60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン1.8部を添加し、分散液を得た。その後、シリカの含率がほぼ一定になるようにシクロヘキサノンを添加しながら、圧力30Torrで減圧蒸留による溶媒置換を行い、最後に濃度調整により固形分濃度18.2%の分散液を得た。得られた分散液のIPA残存量をガスクロマトグラフィーで分析したところ0.5%以下であった。
(低屈折率層用塗布液Aの組成)
DPHA 1.6g
P−1 6.3g
中空シリカ分散液(18.2%) 35.9g
RMS−033 0.5g
イルガキュア907 0.3g
ゾル液a 7.4g
MEK 288.0g
シクロヘキサノン 10.0g
上記記号は以下の意味である。
・P−1:パーフルオロオレフィン共重合体(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)
・中空シリカ分散液:前記アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランで表面修飾した中空シリカゾル、固形分濃度18.2%。
・MEK:メチルエチルケトン
・RMS−033:反応性シリコーン(Gelest(株)製)
・イルガキュア907:光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
上記で準備したフィルム1〜8のそれぞれの表面に、前記組成のハードコート層用塗布液を、グラビアコーターを用いて塗布した。100℃で乾燥した後、酸素濃度が1.0体積%以下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300mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、厚さ8μmのハードコート層を形成した。
硬化後の中屈折率層における屈折率は1.65程度及び層厚は65.5nm程度であった。
硬化後の高屈折率層における屈折率は1.85程度、層厚は110nm程度であった。
硬化後の低屈折率層における屈折率は1.42、層厚は86nm程度であった。
(1)円盤状液晶化合物を利用したλ/4層1の形成
フィルム2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、フィルムの片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
────────────────────────────────────
(配向膜の形成)
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。
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。
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記のディスコティック液晶性化合物 91質量部
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) 9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
上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 195質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記で作製したセルロースアシレートフィルム2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2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。
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記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
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
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907、チバガイギー社製) 0.06g
増感剤(カヤキュアDETX、日本化薬(株)製) 0.02g
メチルエチルケトン 3.9g
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
延伸フィルム11の準備:
アセチル置換度2.94のセルロースアセテートを溶液流延乾燥し 固定端一軸延伸後、結晶化処理(加熱処理)行い、所定の光学特性とした。一軸性フィルム11として用いた。このフィルムのReは138nm及びRthは75nmであった。
ゼオノアを溶融製膜後、自由端一軸延伸により所定の光学特性とした。延伸フィルム12として用いた。このフィルムのReは138nm及びRthは75nmであった。
ポリプロピレンを溶融製膜後、自由端一軸延伸により所定の光学特性とした。
延伸フィルム13として用いた。このフィルムのReは138nm及びRthは75nmであった。
ポリカーボネートフィルムを延伸条件により、所定の光学特性とした。
延伸フィルム14として用いた。このフィルムのReは138nm及びRthは75nmであった。
延伸フィルム21の準備:
アセチル置換度2.45のセルロースアセテートを溶液流延乾燥後、二軸延伸により所定の光学特性とした。延伸フィルム21として用いた。このフィルムのReは138nm及びRthは160nmであった。
ゼオノアを溶融製膜後、斜め延伸により所定の光学特性とした。延伸フィルム22として用いた。このフィルムのReは138nm及びRthは160nmであった。
ポリプロピレンを溶融製膜後固定端延伸により所定の光学特性とした。延伸フィルム23として用いた。このフィルムのReは138nm及びRthは160nmであった。
ポリカーボネートフィルムを延伸条件を工夫し、所定の光学特性とした。延伸フィルム24として用いた。このフィルムのReは138nm及びRthは160nmであった。
(1)透光性保護基板及び画像表示部の準備(空隙有りの場合)
VAモードの液晶パネルとして、SONY製KDL-40NX800を使用した。
図1の構成の画像表示装置の作製:
上記液晶パネルの一方の表面に配置されている偏光板から偏光膜および視認側保護フィルムを剥離し、画像表示部側の保護フィルムを得た。
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秒浸漬して染色した。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。
上記パネルから剥離した保護フィルム、作製した偏光膜、及び上記で準備した反射防止板のいずれかを、粘着剤(綜研化学株式会社製、SK2057)を介して貼合した。
上記透光性保護基板の双方の表面、又は視認側表面のみに、上記準備した反射防止板のいずれかを貼合した。また、比較例用としては、反射防止板をいずれの表面にも有しない上記透光性保護基板を用いた。
なお、凡そ2mmの隙間はそのまま空隙のままとした。
上記液晶パネルの一方の表面に配置されている偏光膜の表面に、上記準備したλ/4板のいずれかを貼合し、さらにその表面に上記で準備した反射防止板のいずれかを貼合した。
上記透光性保護基板の双方の表面、又は視認側表面のみに、上記準備した反射防止板のいずれかを貼合した。また、比較例用としては、反射防止板をいずれの表面にも有しない上記透光性保護基板を用いた。
これらを2mm隔てて積層し、図3と同様の構成の画像表示装置をそれぞれ作製した。なお、2mmの隙間はそのまま空隙のままとした。
外光写り込みの評価:
画像表示装置表面に蛍光灯の光を反射させ、映り込み程度を目視にて評価した。映り込みが弱く気にならないほどよいとし、以下の基準で評価した。
◎◎:極めてよい(Excellent)
◎:特によい(Very Good)
○:よい(Good)
△:良くも悪くもない(neither good nor bad)
×:悪い(Bad)
××:極めて悪い(Very Bad)
フロント偏光板をはがし、実施例及び比較例の偏光板を貼合した。また、液晶シャッター眼鏡に使われているTV側の偏光板を剥がした。次に、左目/右目側の偏光板と液晶層の間に、液晶の遅相軸と遅相軸が垂直になるよう、λ/4板を配置した。
眼鏡を通した位置に分光放射輝度計(SR−3 トプコン製)をおき、それぞれの偏光板を貼り合わされたときの白輝度を、正面からそれぞれ測定した。斜め方向からの輝度測定時、液晶シャッター眼鏡を画面中央部に向けた。
次に、右目画像を白、左目画像を黒とした合成画像を3D画像表示させ、右目用/左目用のメガネを通して輝度を測定し、以下の式でクロストークの評価(CRO)を行った。
なおCROは、このときの輝度をそれぞれY_RR、Y_RLとしたとき、
CRO= (Y_RR−Y_RL)/(Y_RR+Y_RL)
で定義される。
◎◎:極めてよい(Excellent)
◎:特によい(Very Good)
○:よい(Good)
△:良くも悪くもない(neither good nor bad)
×:悪い(Bad)
××:極めて悪い(Very Bad)
測定方向を正面から極角60度方位角45度方向(以下斜め方向)にした以外は、0091と同様に以下の基準で評価した。
◎◎:極めてよい(Excellent)
◎:特によい(Very Good)
○:よい(Good)
△:良くも悪くもない(neither good nor bad)
×:悪い(Bad)
××:極めて悪い(Very Bad)
なお、下記表中のReの合計は、λ/4層以外の部材の合計であり、Rthの合計は、全ての部材の合計である。
2 外側偏光膜(第2の偏光膜)
3 λ/4層(第2のλ/4層)
10 画像表示部
11 第1の偏光膜
12 透光性保護基板
14 空隙又は充填樹脂層
16 反射防止板
16a 反射防止層
16b 反射防止層の支持体
20 λ/4層(第1のλ/4層)
20a λ/4層
20b λ/4層の支持体
Claims (13)
- 画像表示部、該画像表示部の視認側前方に少なくとも、第1の偏光膜及び透光性保護基板をこの順で有する画像表示装置であって、
前記第1の偏光膜と前記透光性保護基板との間、又は前記透光性保護基板のさらに視認側前方に、少なくとも一つの反射防止層が配置され;
前記第1の偏光膜の視認側前方に配置されている全ての部材の、波長550nmにおける厚み方向レターデーションRth(550)の和の絶対値が20nm以下であり;且つ
前記第1の偏光膜と前記保護用基板との間、又は前記保護用基板のさらに視認側前方に、第1のλ/4層を有する場合には、前記第1の偏光膜の視認側前方に配置されている前記第1のλ/4層以外の全ての部材の、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)の和の絶対値が10nm以下である;又は
前記第1の偏光膜と前記保護用基板との間、又は前記保護用基板のさらに視認側前方に、第1のλ/4層を有しない場合には、前記第1の偏光膜の視認側前方に配置されている全ての部材の、Re(550)の和の絶対値が10nm以下である、画像表示装置。 - 前記少なくとも一つの反射防止層又は前記第1のλ/4層を支持するポリマーフィルムを有し、該ポリマーフィルムのRth(550)の絶対値が10nm以下である請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記少なくとも一つの反射防止層又は前記第1のλ/4層を支持するポリマーフィルムを有し、該ポリマーフィルムのRth(550)と正負が異なるRth(550)を示すポリマーフィルムをさらに有する請求項1又は2に記載の画像表示装置。
- 前記少なくとも一つの反射防止層の反射率の総和が、3%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記ポリマーフィルムが、セルロースアシレート、アクリル系ポリマー、又は環状オレフィン系ポリマーを主成分として含むポリマーフィルムである請求項2〜4のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記λ/4層が、液晶化合物を含有する組成物からなる層である請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記λ/4層が、円盤状液晶化合物を含有する組成物を垂直配向状態に固定してなる層である請求項5に記載の画像表示装置。
- 前記λ/4層が、棒状液晶化合物を含有する組成物を水平配向状態に固定してなる層である請求項5に記載の画像表示装置。
- 前記λ/4層が、光学的に1軸又は2軸の位相差フィルムからなる請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記λ/4層が、セルロースアシレート、環状オレフィン系ポリマー、ポリプロピレン、又はポリカーボネートを主成分として含む位相差フィルムである請求項2〜4のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記第1の偏光膜の吸収軸と前記第1のλ/4層の遅相軸とのなす角度が、45°又は135°である請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の画像表示装置と、該画像表示装置に表示される映像を透過して、3D画像として視認させるための第2の偏光膜とを少なくとも有する3D画像表示システム。
- 前記画像表示装置の第1の偏光膜と透光性保護基板との間、又は透光性保護基板のさらに視認側前方に第1のλ/4層を、及び前記第1のλ/4層と前記第2の偏光膜との間に、第2のλ/4層を有し、前記第1のλ/4層と前記第2のλ/4層とがそれぞれの遅相軸を互いに直交にして配置されている請求項12に記載の3D画像表示システム。
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