JP2015230386A - 反射防止フィルム及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】見る方向の変化による表示画面の色味の変化を実用上十分に知覚できないようにすることを目的とする。
【解決手段】直線偏光板５と１／４波長板６と正Ｃプレート７とを順次積層した反射防止フィルムにおいて、１／４波長板６が、少なくとも直線偏光板５の透過光に対して逆分散の波長特性であり、正Ｃプレート７の厚み方向のリタデーション値Ｒｔｈが−５０ｎｍ以下、−１５０ｎｍ以上であり、極角６０度において方位角０度から３６０度の範囲で方位角を順次変化させて計測した計測結果における色座標の平均値からのバラツキ３σが０．０２以下であるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、直線偏光板、１／４波長板の積層による反射防止フィルム及びこの反射防止フィルムを使用した画像表示装置に関する。

従来、画像表示パネルの出射面に、直線偏光板、１／４波長板の積層による反射防止フィルムを配置し、この反射防止フィルムにより外来光の反射を低減する方法が提案されている。この反射防止フィルムは、画像表示パネルのパネル面に向かう外来光を直線偏光板により直線偏光に変換し、続く１／４波長板により円偏光に変換する。ここで、この円偏光による外来光は、画像表示パネルの表面等で反射するものの、この反射の際に偏光面の回転方向が逆転する。その結果、この反射光は、到来時とは逆に、１／４波長板により、直線偏光板により遮光される方向の直線偏光に変換された後、続く直線偏光板により遮光され、その結果、外部への出射が著しく抑制される。

この反射防止フィルムに関して、特許文献１等には、１／２波長板、１／４波長板を積層して１／４波長板を構成することにより、直線偏光板の透過光に対して、この積層による１／４波長板を逆分散特性により機能させる構成が開示されている。

しかしながらこの種の反射防止フィルムは、視野角特性が悪く、その結果、この反射防止フィルムを使用した画像表示装置では、表示画面を斜めから見た状態で、表示画面が黒色以外の緑色、紫色の色味を帯びて観察される方向が発生する。その結果、表示画面の法線を回転中心軸にして表示画面を回転させると、表示画面の色味が変化し、表示画面の色ばらつきが大きくなる。これにより従来の反射防止フィルムを使用した画像表示装置では、見る方向の変化により表示画面の色味が種々に変化して知覚される問題があった。

特開平１０−６８８１６号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、直線偏光板、１／４波長板の積層による反射防止物品フィルムに関して、見る方向の変化による表示画面の色味の変化を実用上十分に知覚できないようにすることを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、厚み方向のリタデーション値が一定範囲の正Ｃプレートを積層するようにし、色座標のバラツキを一定値以下とする、との着想に至り、本発明を完成するに至った。

（１） 直線偏光板と１／４波長板と正Ｃプレートとを順次積層した反射防止フィルムにおいて、
前記１／４波長板が、少なくとも前記直線偏光板の透過光に対して逆分散の波長特性であり、
前記正Ｃプレートの厚み方向のリタデーション値Ｒｔｈが−５０ｎｍ以下、−１５０ｎｍ以上あり、
極角６０度において方位角０度から３６０度の範囲で方位角を順次変化させて計測した計測結果における色座標の平均値からのバラツキ３σが０．０２以下である。

（１）によれば、逆分散波長特性により機能する１／４波長板により、波長分散による表示画面の色味を低減するができる。また正Ｃプレートを積層することにより視野角特性を向上することができる。またこの正Ｃプレートの厚み方向のリタデーション値Ｒｔｈが−５０ｎｍ以下、−１５０ｎｍ以上であることにより、見る方向の変化による表示画面の色味の変化を充分に低減し、極角６０度において方位角０度から３６０度の範囲で方位角を順次変化させて計測した計測結果における色座標の平均値からのバラツキ３σが０．０２以下であるように設定することができ、これにより見る方向の変化による表示画面の色味の変化を実用上十分に知覚できないようにすることができる。

（２） （１）において、前記１／４波長板が、透過光に１／２波長分の位相差を付与する１／２波長位相差層と、透過光に１／４波長分の位相差を付与する１／４波長位相差層との積層体である。

（２）によれば、より具体的構成により１／４波長板を、直線偏光板の透過光に対して逆分散の波長特性により機能させることができる。

（３） （１）において、前記１／４波長板が、
逆分散の波長特性による液晶材料による１／４波長位相差層である。

（３）によれば、より具体的、かつ簡易な構成により、１／４波長板を、直線偏光板の透過光に対して逆分散の波長特性により機能させることができる。

（４） （１）、（２）、（３）の何れかに記載の反射防止フィルムを画像表示パネルのパネル面に配置した画像表示装置。

（４）によれば、見る方向の変化による表示画面の色味の変化を実用上十分に知覚できないようにして画像表示装置を提供することができる。

本発明は、直線偏光板、１／４波長板との積層による反射防止物品フィルムに関して、見る方向の変化による表示画面の色味の変化を実用上十分に知覚できないようにすることができる。

本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す図である。 図１の画像表示装置に係る１／４波長板の説明に供する図である。 図１の画像表示装置に係る反射防止フィルムに適用される光学フィルム用転写体を示す図である。 色座標の計測の説明に供する図である。 色座標の計測結果を示す図である。 図５とは異なる例についての、色座標の計測結果を示す図である。 図５及び図６とは異なる例についての、色座標の計測結果を示す図である。 図５、図６及び図７とは異なる例についての、色座標の計測結果を示す図である。 第１実施形態に係る反射防止フィルムの色座標の計測結果を示す図である。 第１実施形態の反射防止フィルムにおいて正Ｃプレートを配置しない場合の色座標の計測結果を示す図である。 正Ｃプレートのリタデーション値を−７０ｎｍに設定した場合の色座標の計測結果を示す図である。 正Ｃプレートのリタデーション値を−１１５ｎｍに設定した場合の色座標の計測結果を示す図である。 正Ｃプレートのリタデーション値を−１８０ｎｍに設定した場合の色座標の計測結果を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る画像表示装置を示す図である。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す図である。この画像表示装置１は、画像表示パネル２のパネル面（視聴者側面）に、粘着剤層３を介して反射防止フィルム４が配置される。ここでこの実施形態において画像表示パネル２は、自発光素子による画像表示パネルである有機ＥＬによる画像表示パネルが適用されるものの、液晶表示パネル等を適用してもよい。

反射防止フィルム４は、直線偏光板５、１／４波長板６、正Ｃプレート７を順次積層して構成され、正Ｃプレート７が画像表示パネル２のパネル面側となるように画像表示パネル２に配置される。また反射防止フィルム４は、１／４波長板６が、透過光に１／２波長の位相差を付与する１／２波長位相差層８、透過光に１／４波長の位相差を付与する１／４波長位相差層９の積層により作製される。また図２に示すように、矢印により示す直線偏光板５の透過軸に対して、１／２波長位相差層８及び１／４波長位相差層９の遅相軸（それぞれ矢印により示す）が、それぞれ反時計回りに１５度、７５度の角度を成すように配置される。これにより１／４波長板６は、直線偏光板５の透過光に対して逆分散の波長特性により機能するように構成される。

反射防止フィルム４は、この１／２波長位相差層８及び１／４波長位相差層９が、対応する配向膜１０及び１１と一体に、接着層１２及び１３を介して、転写法により、順次、直線偏光板５に積層して作製される。より具体的に反射防止フィルム４は、１／２波長位相差層８、配向膜１０の積層体を転写法により直線偏光板５に積層した後、さらに１／４波長位相差層９、配向膜１１の積層体を転写法により、１／２波長位相差層８、配向膜１０、直線偏光板５の積層体に積層して作製される。このように転写法により積層することにより反射防止フィルム４は、全体の厚みを薄くできるように構成される。なおこのように１／２波長位相差層８及び１／４波長位相差層９を対応する配向膜１０及び１１と一体に直線偏光板５に積層する代わりに、１／２波長位相差層８、１／４波長位相差層９のみを転写するようにしてもよい。また１／２波長位相差層８、１／４波長位相差層９の作製に供した基材と一体に積層するようにしてもよい。

またさらに反射防止フィルム４は、同様にして、正Ｃプレート７が対応する配向膜１４と一体に、接着層１５を介して、直線偏光板５、１／４波長板６の積層体に積層される。なおこのように対応する配向膜１４と積層する代わりに、正Ｃプレート７のみを転写するようにしてもよく、また正Ｃプレート７の作製に供した基材と一体に積層するようにしてもよい。

なお直線偏光板５は、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）によるフィルム材に、ヨウ素化合物分子を吸着配向させて直線偏光板として光学的機能を担う光学機能層が作製され、この光学機能層を例えばＴＡＣ（Triacetylcellulose）等による透明フィルムからなる基材により挟持するように構成される。接着層１２、１３、１５は、例えば紫外線硬化性樹脂が適用される。

図３は、１／２波長位相差層８、配向膜１０の転写に使用する光学フィルム用転写体２１を示す断面図である。なお１／４波長位相差層９、配向膜１１の転写に使用する光学フィルム用転写体２１は、配向膜１１の配向方向、位相差層９の膜厚及び配向方向が異なる点を除いて、光学フィルム用転写体２１と同一に構成されることにより、光学フィルム用転写体２１については、この図３において括弧書により対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。また正Ｃプレート７の転写に供する光学フィルム用転写体２３は、配向膜１４の構成、位相差層の構成が異なる点を除いて、光学フィルム用転写体２１と同一に構成されることにより、この図３において括弧書により対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。

ここで光学フィルム用転写体２１は、基材である支持体２５に、配向膜１０、位相差層８が順次作製される。ここで支持体２５は、各種の透明フィルム材を適用することができるものの、この実施形態ではＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）フィルムが適用される。光学フィルム用転写体２１は、この支持体２５に上に作製された配向膜１０の配向規制力により位相差層８に係る液晶材料を配向させた状態で硬化させることにより、位相差層８が作製され、これにより透過光に所望の位相差を付与する。

この実施形態において、配向膜１０には、光配向膜が適用される。この光配向膜には、偏光紫外線の照射により配向規制力を設定することが可能な各種光配向膜材料を適用することができる。より具体的にこの実施形態において、配向膜１０は、例えば光２量化型の材料が適用される。なおこの光２量化型の材料については、「M.Schadt, K.Schmitt, V. Kozinkov and V. Chigrinov : Jpn. J. Appl.Phys., 31, 2155 (1992)」、「M. Schadt, H. Seiberle and A. Schuster : Nature, 381, 212 (1996)」等に開示されているものを用いることができる。配向膜１０は、膜厚５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下により作製され、この実施形態では膜厚１００ｎｍにより作製される。

なお配向膜１０は、基材２５の表面のラビング処理により作製しても良く、また基材２５の表面にポリイミド等の薄膜を作製し、この薄膜をラビング処理して作製しても良く、さらには紫外線硬化性樹脂等の賦型可能な樹脂を使用したライン状微細凹凸形状の賦型処理により作製しても良い。また光配向機能を有する光配向性液晶ポリマーにより光配向の手法を適用して位相差層８を構成するようにして、配向膜１０を省略するようにしてもよい。

位相差層８は、この種の光学フィルムに適用される種々の液晶材料を広く適用することができる。より具体的に位相差層８は、重合性液晶組成物を含有する。この重合性液晶組成物は、液晶性を示し分子内に重合性官能基を有する液晶化合物（以下、「棒状化合物」ともいう。）のほか、アンチブロッキング剤等を含有させることができる。

棒状化合物は、屈折率異方性を有し、配向膜１０の配向規制力により規則的に配列することにより、所望の位相差性を付与する機能を有する。棒状化合物として、例えば、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を示す材料が挙げられるが、他の液晶相を示す液晶化合物と比較して規則的に配列させることが容易である点で、ネマチック相を示す棒状化合物を用いることがより好ましい。

本実施形態において用いられる棒状化合物の具体例としては、例えば、下記式（１）〜（１６）で表される化合物を例示できる。
ことができる。

正Ｃプレート７に係る光学フィルム用転写体２３は、配向膜１４に、垂直方向の配向規制力を備えた配向膜が適用される。配向膜１４には、Ｃプレートの作製に供する各種垂直配向膜、ＶＡ液晶表示装置等に適用される各種の垂直配向膜を適用することができ、例えばポリイミド配向膜、ＬＢ膜による配向膜等を適用することができる。具体的に、配向膜１４の構成材料としては、例えば、レシチン、シラン系界面活性剤、チタネート系界面活性剤、ピリジニウム塩系高分子界面活性剤、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン等のシランカップリング系垂直配向膜用組成物、長鎖アルキル基や脂環式構造を側鎖に有する可溶性ポリイミドや長鎖アルキル基や脂環式構造を側鎖に有するポリアミック酸等のポリイミド系垂直配向膜用組成物を適用することができる。

正Ｃプレート７は、正Ｃプレートに適用可能な各種の液晶材料を広く適用することができ、より具体的には、（１）〜（１６）で代表される液晶化合物を広く適用することができる。

〔反射防止フィルムの光学特性〕
反射防止フィルム４は、このように直線偏光板５と１／４波長板６と正Ｃプレート７とを順次積層して構成して、この１／４波長板６を１／２波長位相差層８と１／４波長位相差層９との積層により構成して逆分散の波長特性により機能するようにして、正Ｃプレート７の厚み方向のリタデーション値Ｒｔｈが−５０ｎｍ以下、−１５０ｎｍ以上であるように設定され、これにより極角６０度において方位角０度から３６０度の範囲で方位角を順次変化させて計測した計測結果における色座標の平均値からのバラツキ３σが０．０２以下であるように設定される。なおバラツキ３σにあっては、０．１５以下であることがより好ましく、さらには０．０１以下であることがより好ましい。またこれに対応してリタデーション値Ｒｔｈは、−６０ｎｍ以下、−１４０ｎｍ以上であることがより好ましく、さらには−８０ｎｍ以下、−１２０ｎｍ以上であることがより好ましい。

すなわち図４に示すように、画像表示装置１の画像表示面に係る法線の付け根部分が計測対象の部位となるように、またこの法線からの傾きである極角が６０度になるように、色座標の計測に供するプローブ３０を保持し、矢印により示すように、この法線を回転中心軸に設定してプローブ３０の向きを回転させて色座標を計測した。なおこの計測は、当然に、色座標の計測に適した照明条件下により実行し、ＥＬＤＩＭ社製ＥＺｃｏｎｔｒａｓｔを使用して実行した。また色座標は、ＣＩＥ表色系により計測した。

計測では、一定の方位角毎に色座標を計測し、計測結果を統計処理することにより、色座標値ｘ，ｙの平均値を算出し、さらにこの平均値に対する計測結果のバラツキを３σにより計測した。バラツキ３σは、ｘ座標値ｘ_ｎの平均値ｘ_ＡＶからの偏差Δｘ（＝ｘ_ｎ−ｘ_ＡＶ）と、ｙ座標値ｙ_ｎの平均値ｙ_ＡＶからの偏差Δｙ（＝ｙ_ｎ−ｙ_ＡＶ）とから求めた標準偏差σによるものであり、σ＝（（１／２Ｎ）・（Σ（Δｘ）^２＋Σ（Δｙ）^２））^１／２で求めた。なおここでＮはサンプル数である。

このようにしてバラツキを３σによりを計測したところ、バラツキ３σを０．０２以下に保持すれば、極角６０度において方位角が変化した場合はもとより、法線方向から極角６０度の方向に見る方向が変化した場合でも、見る方向の変化による表示画面の色味の変化を実用上十分に知覚できないようにすることが判った。なおバラツキ３σが０．１５以下であるように設定すれば、一般ユーザではほとんど色味の変化を知覚できないようにすることができ、さらにバラツキ３σが０．１以下であるように設定すれば、注意して観察しても色味の変化を充分に知覚できないようすることができる。

種々に検討した結果によれば、バラツキ３σを０．０２以下に保持するためには、正Ｃプレート７における厚み方向のリタデーション値Ｒｔｈを−５０ｎｍ以下、−１５０ｎｍ以上に保持することが必要であることが判った。

図５〜図９は、この計測結果の一例を示す図である。この図５〜図９は、図４について上述した設定により、１度ずつ方位角を変化させて計測した色座標の計測結果を示す図であり、ｘ軸及びｙ軸がそれぞれｙ座標値及びｘ座標値である。図５は、画像表示パネル２のパネル面に、反射防止フィルム４に代えて、逆分散波長特性による位相差フィルムであるいわゆる逆分散延伸フィルムを直線偏光板に積層して反射防止フィルムを作成し、この反射防止フィルムを配置した場合の計測結果であり、ばらつき３σは０．０３１であり、見る方向による色味の変化が知覚された。

図６は、波長分散特性が平坦な特性である位相差フィルムにより１／２波長位相差層、１／４波長位相差層を構成すると共に、この位相差層の積層により１／４波長板を構成した例であり、この１／４波長板を直線偏光板と積層し、反射防止フィルム４に代えて配置した例である。なおこの位相差フィルムは、ＣＯＰフィルムである。この図６の例の場合、ばらつき３σは０．０３２であり、見る方向による色味の変化が知覚された。この図５及び図６の計測結果によれば、計測結果の座標値が、斜め方向が長軸である楕円形状の分布を示すことにより、見る方向により色味の変化が大きいことが確認され、また視野角特性も不十分なことが判った。

図７は、図６について上述した位相差フィルムの積層体と直線偏光板との積層体に、リタデーション値Ｒｔｈが−７０ｎｍである正Ｃプレートを積層した構成を、反射防止フィルム４に代えて配置した例である。この図７の例では、図５、図６の例に比して、計測結果の座標値がより小さな範囲のほぼ円形形状の範囲に分布していることにより、図５及び図６の例に比して視野角特性が向上されていることを見て取ることができ、また見る方向による色味の変化を実用上充分に抑圧できることが確認された。バラツキ３σは、０．０２０あった。これによりバラツキ３σが０．０２以下である場合には、実用上十分に色味の変化を防止できることが確認された。

図８は、逆分散特性による液晶材料を使用した単層による位相差層により１／４波長板を作製し、この１／４波長板を直線偏光板及び正Ｃプレートと積層して反射防止フィルムを作製し、反射防止フィルム４に代えて配置した例である。なおこの正Ｃプレートのリタデーション値Ｒｔｈは−７０ｎｍである。この図８の例では、計測結果の座標値が、図７の例に比してより小さな範囲に分布していることにより、一段と視野角特性が向上されていることを見て取ることができ、見る方向による色味の変化を実用上充分に抑圧できることが確認された。バラツキ３σは、０．０１７あった。

図９は、この実施形態による反射防止フィルムの計測結果を示す図であり、リタデーション値Ｒｔｈが−６０ｎｍである正Ｃプレートを適用した例である。この図９の例では、計測結果の座標値が、図８の例と同様に小さな範囲に分布していることにより、一段と視野角特性が向上されていることを見て取ることができ、見る方向による色味の変化を一段と抑圧できることが確認された。バラツキ３σは、０．０１４あった。

図１０〜図１３は、図５〜図９と同様にして、Ｃプレートのリタデーション値の検証に供した計測結果を示す図であり。図１０は、比較のための計測結果であり、図９の計測に供した反射防止フィルムと同様の構成により直線偏光板、１／４波長板の積層体を作製し、正Ｃプレートを設けることなく画像表示パネル２のパネル面に配置した例である。この図１０の例では、図５、図６の例と同様に、計測結果の座標値が、斜め方向が長軸である楕円形状の分布を示すことにより、見る方向により色味の変化が大きいことが確認され、また視野角特性も不十分なことが判った。なおバラツキ３σは、０．０２７であった。

図１１は、この図１０の構成に、リタデーション値Ｒｔｈが−７０ｎｍの正Ｃプレートを配置した構成であり、バラツキ３σは、０．０１５であった。また図１２及び図１３は、図１０の構成に、それぞれリタデーション値Ｒｔｈが−１１５ｎｍ、−１８０ｎｍの正Ｃプレートを配置した構成の計測結果であり、バラツキ３σは、それぞれ０．０１６、０．００２１であった。これら図１１〜図１３の計測結果において、図１１及び図１２の構成では、十分な視野角特性を確保することができ、見る方向による色味の変化を実用上十分に抑圧できることが確認された。しかしながら図１３の例では、分布に広がりが大きく、見る方向による色味の変化が視認された。この図１０〜図１３の計測結果、他の計測結果により、正Ｃプレートの厚み方向のリタデーション値Ｒｔｈが−５０ｎｍ以下、−１５０ｎｍ以上である場合に、バラツキ３σを０．０２以下に設定できることを確認することができた。

この実施形態によれば、直線偏光板、１／４波長板、正Ｃプレートを順次積層するようにして、この１／４波長板を逆分散の波長特性により機能するように構成し、正Ｃプレートの厚み方向のリタデーション値Ｒｔｈを−５０ｎｍ以下、−１５０ｎｍ以上とし、色座標バラツキ３σが０．０２以下とすることにより、見る方向の変化による表示画面の色味の変化を実用上十分に知覚できないようにすることができる。

また１／４波長板を、１／２波長位相差層と１／４波長位相差層との積層体により構成することにより、より具体的構成により１／４波長板を、直線偏光板の透過光に対して逆分散の波長特性により機能させることができる。

〔第２実施形態〕
図１４は、本発明の第２実施形態に係る画像表示装置を示す図である。この画像表示装置３１は、反射防止フィルム４に代えて反射防止フィルム３４が配置される点を除いて、第１実施形態の画像表示装置１と同一に構成される。また反射防止フィルム３４は、１／４波長板６に代えて１／４波長板３６が配置される点を除いて、第１実施形態に係る反射防止フィルム４と同一に構成される。

ここで１／４波長板３６は、単層の１／４波長位相差層３８により構成され、この１／４波長位相差層３８が、逆分散の波長特性による液晶材料に作製され、これにより１／４波長板３６は、逆分散波長特性により機能するように構成される。また１／４波長板３６は、この１／４波長位相差層３８に対応して配向膜３９が設けられる。

この実施形態のように、１／４波長板を、逆分散の波長特性による液晶材料による１／４波長位相差層により構成するようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。

１ 画像表示装置
２ 画像表示パネル
３ 粘着層
４、３４ 反射防止フィルム
５ 直線偏光板
６、３６ １／４波長板
７ 正Ｃプレート
８ １／２波長位相差層
９、３８ １／４波長位相差層
１０、１１、１４ 配向膜
１２、１３、１５ 接着層
２１，２２，２３ 光学フィルム用転写体
２５ 支持体

Claims (4)

1. 直線偏光板と１／４波長板と正Ｃプレートとを順次積層した反射防止フィルムにおいて、
   前記１／４波長板が、少なくとも前記直線偏光板の透過光に対して逆分散の波長特性であり、
   前記正Ｃプレートの厚み方向のリタデーション値Ｒｔｈが−５０ｎｍ以下、−１５０ｎｍ以上であり、
   極角６０度において方位角０度から３６０度の範囲で方位角を順次変化させて計測した計測結果における色座標の平均値からのバラツキ３σが０．０２以下である
   反射防止フィルム。
2. 前記１／４波長板が、透過光に１／２波長分の位相差を付与する１／２波長位相差層と、透過光に１／４波長分の位相差を付与する１／４波長位相差層との積層体である
   請求項１に記載の反射防止フィルム。
3. 前記１／４波長板が、
   逆分散の波長特性による液晶材料による１／４波長位相差層である
   請求項１に記載の反射防止フィルム。
4. 請求項１、請求項２、請求項３の何れかに記載の反射防止フィルムを画像表示パネルのパネル面に配置した
   画像表示装置。

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