JP5699095B2 - 3d表示装置、及び3d表示システム - Google Patents
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Description
メガネが不要の方式は、観察位置が制限され、最適位置からずれると左右の画像が混ざるクロストークが発生してしまい著しく画質が悪化する問題がある。これに対して、メガネを使用する方式は、観察位置の制限が無く、高品質な3D画像を提供可能である。
[1] 画像表示用液晶セル、並びにその前方に、第1の偏光膜及び偏光変換用液晶セルをこの順序で含む3D表示装置であって、
前記偏光変換用液晶セルの後方であって前記第1の偏光膜との間、及び前記偏光変換用液晶セルの前方の少なくとも一方に、ポリマーフィルムからなる、又はポリマーフィルムを有する位相差板を有し、
前記ポリマーフィルムの波長550nmの面内レターデーションRe(550)が−30〜100nmであり、波長550nmの厚み方向レターデーションRth(550)が50〜180nmであることを特徴とする3D表示装置。
[2] 前記ポリマーフィルムの遅相軸が、前記第1の偏光膜の透過軸と直交、平行又は45度で交わる[1]の3D表示装置。
[3] 前記偏光変換用液晶セルの後方であって前記第1の偏光膜との間、及び前記偏光変換用液晶セルの前方に、それぞれ配置された前記位相差板を有する[1]又は[2]の3D表示装置。
[4] 前記ポリマーフィルムが、互いの遅相軸を直交にして配置されている[3]の3D表示装置。
[5] 前記画像表示用液晶セルと前記第1の偏光膜との間に、前記第1の偏光膜の透過軸と平行な透過軸を有する偏光膜をさらに有する[1]〜[4]のいずれかの3D表示装置。
[6] 前記画像表示用液晶セルの後方に、前記第1の偏光膜の透過軸と直交する透過軸を有する第2の偏光膜を有する[1]〜[5]のいずれかの3D表示装置。
[7] 前記位相差板が、ポリマーフィルムと、その上に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を有する[1]〜[6]のいずれかの3D表示装置。
[8] 前記ポリマーフィルムが、セルロースアシレートフィルムである[1]〜[7]のいずれかの3D表示装置。
[9] 前記ポリマーフィルムが、光学的に二軸性のポリマーフィルムである[1]〜[8]のいずれかの3D表示装置。
[10] 前記第1の偏光膜と前記偏光変換用液晶セルとが、Eモード及びOモードのいずれかである[1]〜[9]のいずれかの3D表示装置。
[11] 前記画像表示用液晶セルがVAモードであり、且つ前記第1の偏光膜の透過軸が、表示面の左右方向又は上下方向と平行である[1]〜[10]のいずれかの3D表示装置。
[12] 前記偏光変換用液晶セルがTNモードである[1]〜[11]のいずれかの3D表示装置。
[13] 前記偏光変換用液晶セルがVAモードである[1]〜[11]のいずれかの3D表示装置。
[14] [1]〜[13]のいずれかの3D表示装置と、
該3D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3の偏光膜と、
を少なくとも有する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。
図1では、第1の偏光膜14は、画像表示用液晶セル10の画像表示機能のためにも利用され、且つ偏光変換用液晶セル12の偏光変換機能のためにも利用されているが、例えば、図2に示す様に、第1の偏光膜14とは別に、画像表示機能のために利用される偏光膜15を配置して、機能分離してもよい。但し、偏光膜15の透過軸15aは、第1の偏光膜14の透過軸14aと平行にする必要がある。図1の構成は、薄型化、正面輝度の観点で好ましいが、一方で図2の構成のほうが、画像表示機能と偏光変換機能とを分離でき、製造工程上有利な場合もある。なお、第1の偏光膜14と偏光膜15との間には、それぞれを保護する保護フィルムが配置されていてもよいが、当該保護フィルムは、低Re及び低Rthであり、光学的に等方性のポリマーフィルムを用いるのが好ましい。
本発明の3D表示装置は、偏光変換用液晶セルの後方であって第1の偏光膜との間、及び偏光変換用液晶セルの前方の少なくとも一方に、ポリマーフィルムからなる、又はポリマーフィルムを有する位相差板を有する。図1及び図2に示す様に、双方に位相差板が配置されているのが好ましく、等しい光学特性の位相差板が配置されているのが好ましい。該位相差板は、ポリマーフィルムの遅相軸を、第1の偏光膜の透過軸に対して直交又は平行になるようにして配置される。前記位相差板がポリマーフィルムからなる、又はポリマーフィルムを含んでいると、第1の偏光膜の保護フィルムとしても機能させることができるので好ましい。
(1) 2.0<Z1<2.7
(式(1)中、Z1はセルロースアシレートの総アシル(好ましくはアセチル)置換度を表す。)
上記式(1)を満たすセルロースアシレートを主成分として利用したポリマーフィルムの製造方法については特開2010−58331号公報に詳細な記載があり、参照することができる。
ポリマーフィルムの一部又は全部として使用されるセルロースアシレートフィルムは、種々の方法で製造することができる。溶液キャスト法(溶液流延法)、溶融押出法、カレンダー法、圧縮成形法などが挙げられる。これらのフィルム成形方法のうち、溶液キャスト法(溶液流延法)、又は溶融押出法が好ましく、溶液キャスト法が特に好ましい。溶液キャスト法では、セルロースアシレートを有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)を用いてフィルムを製造することができる。添加剤を使用する場合は、添加剤はドープ調製のいずれのタイミングで添加してもよい。本発明に利用可能なセルロースアシレートフィルムの製造方法については、特開2006−184640号公報の[0219]〜[0224]の記載を参照することができる。
長手方向の延伸の場合、フィルムの搬送ローラーの速度を調節して、フィルムの剥ぎ取り速度よりもフィルムの巻き取り速度の方を速くすると、フィルムを容易に延伸できる。
幅方向の延伸の場合、フィルムの巾をテンターで保持しながら搬送して、テンターの巾を徐々に広げることによってもフィルムを延伸できる。
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。
一般式(I−R)
*−(−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。
−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。
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。
本発明では、画像表示用と偏光変換用の2つの液晶セルを使用する。これらの液晶セルのモードについては特に制限はない。VAモード、IPSモード、OCBモード、TNモード、STNモードなど各種のモードの液晶セルを用いることが可能である。
画像表示用液晶セルは、表示性能の観点で選択されるであろうし、また偏光変換用液晶セルは、右目と左目の映像に対応した応答を行うので、応答速度の観点で選択され、速いTNモードの液晶セルを用いることが好ましい。
本発明の3D表示装置に用いられる偏光膜については特に制限はなく、通常用いられている偏光膜を利用することができ、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。
特開平10−45804号公報、同08−231761号公報に記載の方法で、セルロースアシレートを合成し、その置換度を測定した。具体的には、触媒として硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)を添加し、アシル置換基の原料となるカルボン酸を添加し40℃でアシル化反応を行った。この時、カルボン酸の種類、量を調整することでアシル基の種類、置換度を調整した。またアシル化後に40℃で熟成を行った。さらにこのセルロースアシレートの低分子量成分をアセトンで洗浄し除去した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液を調製した。各セルロースアシレート溶液の固形分濃度は22質量%、粘度は60Pa・sとなるように溶剤(メチレンクロライドおよびメタノール)の量は適宜調整した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――
・セルロースアセテート(置換度は下記表に示す) 100.0質量部
・下記表に記載の添加剤 下記表に記載の量
・メチレンクロライド 365.5質量部
・メタノール 54.6質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の表に示したようにセルロースアシレートのアシル基の種類と置換度、添加剤量や添加剤種を変更した以外は「C01」と同様にしてその他の低置換度層用セルロースアシレート溶液を調製した。各セルロースアシレート溶液の固形分濃度が22質量%となるように溶剤(メチレンクロライドおよびメタノール)の量は適宜調整した。
セルロースアシレート溶液の1種以上を用いて、以下の単流延又は共流延のいずれかにより、フィルムを作製した。延伸温度及び延伸倍率は、下記表に示す。
単流延(フィルム5〜11、14の作製):
上記表中のいずれかのセルロースアシレート溶液を60μmの膜厚になるようにバンド延伸機を用いて流延した。引き続き、得られたウェブ(フィルム)をバンドから剥離し、クリップに挟み、テンターを用いて横延伸した。延伸温度及び延伸倍率は下記の表に示す。その後、フィルムからクリップを外して130℃で20分間乾燥させ、フィルムを得た。
共流延(フィルム1〜4、12、13、15の作製):
上記セルロースアシレート溶液C01を、56μmの膜厚のコア層になるように、セルロースアシレート溶液C02を2μmの膜厚のスキンA層になるように、それぞれバンド延伸機を用いて流延した。その後、フィルムからクリップを外して130℃で20分間乾燥させ、引き続き、得られたウェブ(フィルム)をバンドから剥離し、クリップに挟み、テンターを用いて横延伸した。延伸温度及び延伸倍率は下記の表に示す。
以下の表に、得られたフィルムの構成、延伸条件、及びフィルムの特性をそれぞれ示す。
環状オレフィン系樹脂として、日本ゼオン(株)社製の「ゼオノア1420R」のペレットを用いた。また、当該樹脂のガラス転移点は138℃であった。環状オレフィン系樹脂ゼオノア1420Rのペレットを用いて、100℃において2時間以上乾燥した。260℃で溶融し、製膜した。所望の光学特性を出す為に、自由端一軸延伸を行った。完成膜厚は25μm、Re(550)=80nm、Rth(550)=60nmだった。
1.3D表示装置の作製
(1)画像表示用液晶セル
画像表示用液晶セルとして、市販の液晶表示装置(KDL−40J5000)に搭載されている垂直配向型(VAモード)液晶セルを利用した。具体的には、KDL−40J5000をそのまま利用して、図2中の、画像表示用液晶セル10、偏光膜15及び20を含む、画像表示部を構成した。
ポリマーフィルム1をアルカリ鹸化処理した後、偏光膜の片面にポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合わせ、積層体1を得た。
偏光変換用液晶セルとして、TNモード液晶セルを作製した。具体的には、正の誘電率異方層を持つ液晶材料を基板間に真空注入で封入し、液晶層のΔn・dが400nmである液晶セルを準備した。液晶材料は誘電異方性が正で、屈折率異方性、Δn=0.0854(589nm、20°C)、Δε=+8.5程度の液晶を使用した。液晶セルのツイスト角は90°であった。
この様にして作製したTNモード偏光変換用液晶セルの一方の基板表面に、上記積層体1を、ポリマーフィルム1を液晶セル側にして貼合し、他方の基板表面に、積層体1’を、ポリマーフィルム1を液晶セル側にして貼合した。なお、積層体1を貼合する際は、図3(b)に示す通り、偏光変換用液晶セルとの関係でEモードの配置とした。貼合時の各部材の軸の関係は、後述の表中に示した。
上記の画像表示部に、上記偏光変換用液晶セルの積層体1が貼合された面であって、偏光膜表面を、画像表示部の表示面側偏光板に貼合し、図2に示す構成の3D表示装置を作製した。この時、画像表示部の表示面側偏光板の透過軸と、積層体1の偏光膜の透過軸とを一致させて貼合した。
直線偏光メガネを準備して、図2中の偏光メガネとした。なお、この直線偏光メガネは、フレームを水平に置いたときに、一方のフレームの透過軸は、正面から見ると平行であり、他方のフレームの透過軸は、それに直交する方向であった。
実施例1において、積層体1の貼り合わせ時に、偏光変換用液晶セルとの関係でOモードの配置とした以外は、実施例1と同様にして3D表示装置2を作製した。
実施例1において、フィルム1をフィルム2に代えた以外は積層体1及び1’と同様にして作製した積層体2及び2’を用い、実施例1と同様にして3D表示装置3を作製した。
実施例3において、積層体2の貼り合わせ時に、偏光変換用液晶セルとの関係でOモードの配置、即ち図3(a)に示す配置にした以外は、実施例3と同様にして3D表示装置4を作製した。
実施例1において、フィルム1をフィルム3に代えた以外は積層体1及び1’と同様にして作製した積層体3及び3’を、偏光変換用液晶セルとの関係でOモード配置とした以外は、実施例1と同様にして3D表示装置5を作製した。
実施例5において、積層体3の貼り合わせ時に、偏光変換用液晶セルとの関係でEモードの配置とした以外は、実施例5と同様にして3D表示装置6を作製した。
実施例1において、フィルム1をフィルム4に代えた以外は積層体1及び1’と同様にして作製した積層体4及び4’を用い、実施例1と同様にして3D表示装置7を作製した。
実施例7において、積層体4の貼り合わせ時に、偏光変換用液晶セルとの関係でOモードの配置とした以外は、実施例7と同様にして3D表示装置8を作製した。
実施例2において、フィルム1を、以下の方法で作製した光学補償フィルム5に代え、貼り合わせ時の各部材の軸の配置を後述の表中に示す通りに変更し、後述のように光学異方性層を加えた以外は、積層体1及び1’と同様にして作製した積層体5及び5’を用い、実施例2と同様にして3D表示装置9を作製した。なお、積層体5の作製では、ポリマーフィルム5の表面(光学異方性層が形成されていない側の表面)を偏光膜と貼り合わせ、積層体5’の作製では、ポリマーフィルム5の貼られている偏光膜の面と反対側にポリマーフィルム5を貼合し、その面に低反射フィルムを形成した。積層体5及び5’を偏光変換用液晶セルと貼り合わせる際は、それぞれ光学異方性層を液晶セル側にして貼り合わせた。
作製したフィルム5上に、下記の組成の塗布液を#16のワイヤーバーコーターで28mL/m2塗布した。60℃の温風で60秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥した。形成された膜表面に、ラビングロールで搬送方向に平行な方向に500回転/分で回転させてラビング処理を行い、配向膜を作製した。
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(配向膜塗布液組成)
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下記の変性ポリビニルアルコール 20質量部
水 360質量部
メタノール 120質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 1.0質量部
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下記の組成の塗布液を調製した。
下記の組成物を98質量部のメチルエチルケトンに溶解して塗布液を調製した。
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下記のディスコティック液晶性化合物(1) 41.01質量部
エチレンオキサイド変成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 4.06質量部
セルロースアセテートブチレート
(CAB551−0.2、イーストマンケミカル社製) 0.34質量部
セルロースアセテートブチレート
(CAB531−1、イーストマンケミカル社製) 0.11質量部
下記フルオロ脂肪族基含有ポリマー1 0.13質量部
下記フルオロ脂肪族基含有ポリマー2 0.03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) 1.35質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 0.45質量部
────────────────────────────────────
この様にして、位相差板(光学補償フィルム)を作製した。
実施例9において、支持体をフィルム5からフィルム6に代え、フィルム6上に、以下の方法で光学異方性層を形成して光学補償フィルム6を作製し、これを光学補償フィルム5の代わりに用いてた以外は同様にして積層体6及び6’をそれぞれ作製し、積層体6及び6’をそれぞれ用いた以外は、実施例9と同様にして3D表示装置10を作製した。
作製したフィルム6上に、下記の組成の塗布液を#16のワイヤーバーコーターで28mL/m2塗布した。60℃の温風で60秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥した。形成された膜表面に、ラビングロールで搬送方向に平行な方向に500回転/分で回転させてラビング処理を行い、配向膜を作製した。
────────────────────────────────────
(配向膜塗布液組成)
────────────────────────────────────
下記の変性ポリビニルアルコール 20質量部
水 360質量部
メタノール 120質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 1.0質量部
────────────────────────────────────
下記の組成のディスコティック液晶化合物を含む塗布液Bを上記作製した配向膜上に#2.7のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は36m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥及びディスコティック液晶化合物の配向熟成のために、120℃の温風で90秒間加熱した。続いて、80℃にてUV照射を行い、液晶化合物の配向を固定化し光学異方性層を形成し、位相差板(光学補償フィルム)を作製した。
光学異方性層塗布液(B)の組成
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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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実施例1において、液晶層のΔn・dが400nmである液晶セルをΔn・dが460nmである液晶セルとした以外は、実施例1と同様にして3D表示装置11を作製した。
実施例2において、液晶層のΔn・dが400nmである液晶セルをΔn・dが460nmである液晶セルとした以外は、実施例2と同様にして3D表示装置12を作製した。
実施例9において、支持体であるフィルム5をフィルム7とし、液晶層のΔn・dが400nmである液晶セルをΔn・dが460nmである液晶セルとした以外は、実施例9と同様にして3D表示装置13を作製した。
実施例10において、支持体であるフィルム6をフィルム8とし、液晶層のΔn・dが400nmである液晶セルをΔn・dが460nmである液晶セルとした以外は、実施例10と同様にして3D表示装置14を作製した。
実施例1において、VAモードの液晶セル(画像表示用液晶セル)に元々貼合されていた表示面側偏光板を剥がした後に、偏光変換用液晶セルの積層体1が貼合された面であって、偏光膜の表面と貼り付けた以外は、実施例1と同様にして3D表示装置15を作製した。即ち図1の構成の3D表示装置15を作製した。
実施例9において、VAモードの液晶セル(画像表示用液晶セル)に元々貼合されていた表示面側偏光板を剥がした後に、偏光変換用液晶セルの積層体1が貼合された面であって、偏光膜の表面と貼り付け、支持体であるフィルム5をフィルム9とした以外は、実施例9と同様にして3D表示装置16を作製した。即ち図1の構成の3D表示装置16を作製した。
実施例10において、VAモードの液晶セル(画像表示用液晶セル)に元々貼合されていた表示面側偏光板を剥がした後に、偏光変換用液晶セルの積層体1が貼合された面であって、偏光膜の表面と貼り付け、支持体であるフィルム6をフィルム10とした以外は、実施例10と同様にして3D表示装置17を作製した。即ち図1の構成の3D表示装置17を作製した。
実施例11において、VAモードの液晶セル(画像表示用液晶セル)に元々貼合されていた表示面側偏光板を剥がした後に、偏光変換用液晶セルの積層体1が貼合された面であって、偏光膜の表面と貼り付けた以外は、実施例11と同様にして3D表示装置18を作製した。即ち図1の構成の3D表示装置18を作製した。
実施例13において、VAモードの液晶セル(画像表示用液晶セル)に元々貼合されていた表示面側偏光板を剥がした後に、偏光変換用液晶セルの積層体1が貼合された面であって、偏光膜の表面と貼り付けた以外は、実施例13と同様にして3D表示装置19を作製した。即ち図1の構成の3D表示装置19を作製した。
実施例14において、VAモードの液晶セル(画像表示用液晶セル)に元々貼合されていた表示面側偏光板を剥がした後に、偏光変換用液晶セルの積層体1が貼合された面であって、偏光膜の表面と貼り付けた以外は、実施例14と同様にして3D表示装置20を作製した。即ち図1の構成の3D表示装置20を作製した。
実施例15において、積層体1’を使用せず、積層体1の貼り合わせ時に、偏光変換用液晶セルとの関係でOモードの配置とした以外は、実施例15と同様にして3D表示装置21を作製した。
実施例9において、支持体をフィルム5からフィルム16に代え、フィルム上に、実施例9と同様の方法で光学異方性層を形成して光学補償フィルム16を作製し、これを光学補償フィルム5の代わりに用いた以外は同様にして積層体16及び16’をそれぞれ作製し、積層体16及び16’をそれぞれ用いた以外は、実施例9と同様にして3D表示装置22を作製した。
実施例9において、配向膜を作製するときに、作製したフィルム5上に形成された塗布膜表面に、ラビングロールで搬送方向と45°交わる方向に500回転/分で回転させてラビング処理を行い、配向膜を作製した。残りの工程は、実施例9と同様の方法で光学異方性層を形成して光学補償フィルム17を作製し、これを光学補償フィルム5の代わりに用いた以外は同様にして積層体17及び17’をそれぞれ作製した。
TNモード偏光変換用液晶セルの一方の基板表面に、上記積層体17を、光学異方性層を液晶セル側にして貼合し、他方の基板表面に、積層体17’を、光学異方性層を液晶セル側にして貼合した。なお、積層体17を貼合する際は、図3(c)に示す配置とし、3D表示装置23を作製した。
実施例9において、支持体をフィルム5からフィルム16に代え、配向膜を作製するときに、作製したフィルム5上に形成された塗布膜表面に、ラビングロールで搬送方向と45°交わる方向に500回転/分で回転させてラビング処理を行い、配向膜を作製した。残りの工程は、実施例9と同様の方法で光学異方性層を形成して光学補償フィルム18を作製し、これを光学補償フィルム5の代わりに用いた以外は同様にして積層体18及び18’をそれぞれ作製した。TNモード偏光変換用液晶セルの一方の基板表面に、上記積層体18を、光学異方性層を液晶セル側にして貼合し、他方の基板表面に、積層体18’を、光学異方性層を液晶セル側にして貼合した。なお、積層体18を貼合する際は、図3(c)に示す配置とし、3D表示装置24を作製した。
積層体5’の代わりに、ポリマーフィルム4を2枚積層したものをアルカリ鹸化処理した後、偏光膜の片面にポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合わせて得た積層体19を作製した。2枚積層したポリマーフィルム4の偏光膜の貼られていない面に実施例9と同様に光学異方性層を形成した。実施例9において、TNモード偏光変換用液晶セルの一方の基板表面に、光学異方性層を形成していない積層体5を、ポリマーフィルム側を液晶セル側にして貼合し、他方の基板表面に、積層体19を、光学異方性層側を液晶セル側にして貼合した以外は実施例9と同様にして作製した。なお、積層体5を貼合する際は、図3(b)に示す配置とし、3D表示装置25を作製した。
光学異方性層を形成していない積層体5を偏光膜の片面に貼り合わせて得た積層体20を作製した。実施例9において、TNモード偏光変換用液晶セルの一方の基板表面に、積層体20を、ポリマーフィルム側を液晶セル側にして貼合し、他方の基板表面に、積層体5’を、光学異方性層を液晶セル側にして貼合した。なお、積層体20を貼合する際は、Oモード配置とし、3D表示装置26を作製した。
実施例2において、3D表示装置2の視認側にλ/4板としてピュアエース(帝人製)を貼合した以外は同様にして3D表示装置27を作製した。
実施例2において、偏光変換用液晶セルとして使用したTNモード偏光変換用液晶セルの代わりに、市販の液晶表示装置(KDL−40J5000)に搭載されている垂直配向型(VAモード)液晶セルから、偏光板を剥してものを利用した以外は実施例2と同様にして3D表示装置28を作製した。
実施例1において、フィルム1をフィルム11に代えた以外は積層体1及び1’と同様にして作製した積層体21及び21’を用い、貼り合わせ時の各部材の軸の配置を後述の表中に示す通りに変更した以外は実施例1と同様にして3D表示装置29を作製した。
比較例1において、貼り合わせ時の各部材の軸の配置を後述の表中に示す通りに変更した以外は、比較例1と同様にして3D表示装置30を作製した。
比較例1において、貼り合わせ時の各部材の軸の配置を後述の表中に示す通りに変更した以外は、比較例1と同様にして3D表示装置31を作製した。
比較例1において、貼り合わせ時の各部材の軸の配置を後述の表中に示す通りに変更した以外は、比較例1と同様にして3D表示装置32を作製した。
実施例1において、フィルム1をフィルム12に代え、貼り合わせ時の各部材の軸の配置を後述の表中に示す通りに変更した以外は、積層体1及び1’と同様にして作製した積層体22及び22’を用い、実施例1と同様にして3D表示装置33を作製した。
実施例1において、フィルム1をフィルム13に代えた以外は積層体1及び1’と同様にして作製した積層体23及び23’を用い、実施例1と同様にして3D表示装置34を作製した。
実施例1において、フィルム1をフィルム14に代えた以外は積層体1及び1’と同様にして作製した積層体24及び24’を用い、実施例1と同様にして3D表示装置35を作製した。
実施例5において、貼り合わせ時の各部材の軸の配置を後述の表中に示す通りに変更した以外は、実施例5と同様にして3D表示装置36を作製した。
実施例1において、フィルム1をフィルム15に代えた以外は積層体1及び1’と同様にして作製した積層体25及び25’を用い、実施例1と同様にして3D表示装置37を作製した。
(1)クロストーク
偏光メガネを作製した3D表示装置1の正面から方位角方向45°、極角方向60°にし、さらに偏光メガネの左右のレンズ部分を結ぶ線と地面とが平行となるように配置した。暗室において、右目で白を、左目で黒を表示する3Dコンテンツを3D表示装置1で表示し、左目のみで官能評価を行い、本来黒色になるべき画像がどの程度の黒色になるのか、白浮きしないかを以下の基準で評価した。同様に、3D表示装置2〜28も評価した。結果を表に示す。なお、偏光メガネとして、3D表示装置27の評価時は円偏光メガネを、それ以外の表示装置は直線偏光メガネを使用して評価した。
[評価基準]
1.真っ黒で白浮きが全く気にならない。
2.白浮きがほとんど気にならない。
3.白浮きがやや気になる。
4.白浮きが大分気になる。
5.白浮きが非常に気になる。
輝度計(BM−5A、トプコン社製)を用いて3D表示装置1の正面からの極角を60°に固定し、方位角を0〜360°に回転したときの各角度の色度u’v’の最大値(Δu’v’)を測定した。同様に、3D表示装置2〜37も評価した。結果を表に示す。
輝度計(BM−5A、トプコン社製)を用いて、表示面に対して法線方向(正面)の輝度を測定し、実施例1の正面輝度を基準値である100として評価した。結果を表に示す。
2 偏光メガネ
10 画像表示用液晶セル
12 偏光変換用液晶セル
12a 基板
12a’ 基板
14 第1の偏光膜
14a 第1の偏光膜の透過軸
15 偏光膜
15a 偏光膜15の透過軸
16 位相差板(ポリマーフィルム)
16a 位相差板(ポリマーフィルム)の遅相軸
18 位相差板(ポリマーフィルム)
18a 位相差板(ポリマーフィルム)の遅相軸
20 第2の偏光膜
20a 第2の偏光膜の透過軸
Claims (11)
- 画像表示用液晶セル、並びにその前方に、第1の偏光膜及び偏光変換用液晶セルをこの順序で含む3D表示装置であって、
前記偏光変換用液晶セルがTNモード又はVAモードであり、
前記偏光変換用液晶セルの後方であって前記第1の偏光膜との間、及び前記偏光変換用液晶セルの前方の少なくとも一方に、ポリマーフィルムからなる、又はポリマーフィルムを有する位相差板を有し、
前記ポリマーフィルムの遅相軸が、前記第1の偏光膜の透過軸と直交又は平行であり、
前記ポリマーフィルムの波長550nmの面内レターデーションRe(550)が−30〜100nmであり、波長550nmの厚み方向レターデーションRth(550)が50〜180nmであることを特徴とする3D表示装置。 - 前記偏光変換用液晶セルの後方であって前記第1の偏光膜との間、及び前記偏光変換用液晶セルの前方に、それぞれ配置された前記位相差板を有する請求項1に記載の3D表示装置。
- 前記ポリマーフィルムが、互いの遅相軸を直交にして配置されている請求項2に記載の3D表示装置。
- 前記画像表示用液晶セルと前記第1の偏光膜との間に、前記第1の偏光膜の透過軸と平行な透過軸を有する偏光膜をさらに有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の3D表示装置。
- 前記画像表示用液晶セルの後方に、前記第1の偏光膜の透過軸と直交する透過軸を有する第2の偏光膜を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の3D表示装置。
- 前記位相差板が、ポリマーフィルムと、その上に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を有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の3D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フィルムである請求項1〜6のいずれか1項に記載の3D表示装置。
- 前記ポリマーフィルムが、光学的に二軸性のポリマーフィルムである請求項1〜7のいずれか1項に記載の3D表示装置。
- 前記第1の偏光膜と前記偏光変換用液晶セルとが、Eモード及びOモードのいずれかである請求項1〜8のいずれか1項に記載の3D表示装置。
- 前記画像表示用液晶セルがVAモードであり、且つ前記第1の偏光膜の透過軸が、表示面の左右方向又は上下方向と平行である請求項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3D表示装置と、
該3D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3の偏光膜と、
を少なくとも有する3D表示システム。
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