KR101951508B1

KR101951508B1 - 패턴 위상차 필름, 패턴 편광판, 화상 표시 장치, 및 입체 화상 표시 시스템

Info

Publication number: KR101951508B1
Application number: KR1020147010917A
Authority: KR
Inventors: 유야 하마구치; 유지로 야나이; 준이치 히라카타
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2019-02-22
Also published as: US20140198272A1; KR20140082727A; CN103827706A; WO2013047282A1; JP2013083940A; CN103827706B; US9671543B2; TW201319633A; JP5635571B2

Abstract

지지체 필름의 광학 특성에 의한 크로스토크 발생의 경감. 광학 이방성을 갖는 지지체 필름 (14), 및 그 지지체 필름 상에 면내 지상축의 방향 및 위상차의 적어도 일방이 서로 상이한 제 1 및 제 2 위상차 영역을 갖는 패턴 위상차 층 (12) 을 적어도 갖는 패턴 위상차 필름으로서, 상기 지지체 필름의 면내 지상축 방향의 편차가 3°이상인 패턴 위상차 필름이다.

Description

패턴 위상차 필름, 패턴 편광판, 화상 표시 장치, 및 입체 화상 표시 시스템{PATTERNED RETARDATION FILM, PATTERNED POLARIZING PLATE, IMAGE DISPLAYING DEVICE, AND STEREO PICTURE DISPLAYING SYSTEM}

본 발명은, 3D 화상 표시용 광학 필름 등으로서 유용한 패턴 위상차 필름, 그리고 그것을 갖는 패턴 편광판, 화상 표시 장치 및 입체 화상 표시 시스템에 관한 것이다.

입체 화상을 표시하는 3D 화상 표시 장치에는, 우안용 화상 및 좌안용 화상을, 예를 들어, 서로 반대 방향의 원 편광 화상으로 하기 위한 광학 부재가 필요하다. 예를 들어, 이러한 광학 부재에는, 지상축이나 리타데이션 등이 서로 상이한 영역이 규칙적으로 면내에 배치된 패턴 위상차 필름이 이용되고 있다. 과거에는 패턴 위상차 층의 지지체로서 등방성인 유리가 사용되어 왔지만 (예를 들어 특허문헌 1), 최근에는 생산성 관점에서, 지지체로서 수지로 이루어지는 투명 필름을 사용하는 요망이 높아지고 있다. 한편, 특허문헌 1 에도 기재되어 있는 바와 같이, 수지를 사용하여 지지체를 제조한 경우, 그 위상차에 따라 출사되는 원 편광을 변형시킨다는 문제가 있었다.

특허문헌 2 에는, 지지체의 지상축을 패턴 영역의 지상축의 2 등분선과 평행 또는 직교로 함으로써, 우안과 좌안에서 원 편광 상태의 차이를 없애는 것이 개시되어 있지만, 이는 근본적으로 크로스토크를 해결하는 것은 아니다.

일본 공개특허공보 평10-253824호 일본 특허공보 제4508280호

본 발명은, 크로스토크량의 경감에 기여하는 패턴 위상차 필름 및 패턴 편광판, 그리고 그것을 이용한 크로스토크의 발생이 경감된 화상 표시 장치 및 입체 화상 표시 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단은 이하와 같다.

[1] 광학 이방성을 갖는 지지체 필름, 및 그 지지체 필름 상에 면내 지상축의 방향 및 위상차의 적어도 일방이 서로 상이한 제 1 및 제 2 위상차 영역을 갖는 패턴 위상차 층을 적어도 갖는 패턴 위상차 필름으로서, 상기 지지체 필름의 면내 지상축 방향의 편차가 3°이상인 패턴 위상차 필름.

[2] 상기 지지체 필름의 면내 지상축 방향의 편차가 5°이상인 [1] 의 패턴 위상차 필름.

[3] 상기 지지체 필름의 면내 지상축 방향의 편차가 7°이상인 [1] 또는 [2] 의 패턴 위상차 필름.

[4] 상기 지지체 필름의 파장 550 ㎚ 에 있어서의 면내 리타데이션 (Re) (550) 이 20 ㎚ 이하인 [1] ∼ [3] 중 어느 하나의 패턴 위상차 필름.

[5] 상기 지지체 필름의 Re (550) 가 10 ㎚ 이하인 [1] ∼ [4] 중 어느 하나의 패턴 위상차 필름.

[6] 상기 지지체 필름의 Re (550) 가 5 ㎚ 이하인 [1] ∼ [5] 중 어느 하나의 패턴 위상차 필름.

[7] 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 Re (550) 가 110 ∼ 165 ㎚ 이며, 또한 제 1 및 제 2 위상차 영역의 면내 지상축이 서로 직교하고 있는 [1] ∼ [6] 중 어느 하나의 패턴 위상차 필름.

[8] [1] ∼ [7] 중 어느 하나의 패턴 위상차 필름, 및 직선 편광막을 적어도 갖는 패턴 편광판.

[9] 화상 표시 패널부, 및 그 화상 표시 패널부의 시인측 표면에 [1] ∼ [7] 중 어느 하나의 패턴 위상차 필름, 또는 [8] 의 패턴 편광판을 갖는 화상 표시 장치.

[10] [9] 의 화상 표시 장치, 및 그 화상 표시 장치와 관찰자 사이에 배치되는 편광판을 적어도 갖는 입체 화상 표시 시스템.

본 발명의 구성에 따르면, 지지체의 위상차를 0 으로 할 수 없는 경우에도, 지지체의 위상차에 의한 크로스토크량을 경감시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 패턴 위상차 필름의 일례의 단면 모식도 (a) 및 상면 모식도 (b) 이다.
도 2 는 본 발명의 패턴 위상차 필름의 일례의 면내 지상축과 직선 편광막의 흡수축의 관계의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3 은 본 발명의 입체 화상 표시 시스템의 일례의 단면 모식도이다.
도 4 는 노광 마스크의 일례를 나타낸 모식도이다.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본원 명세서 중, 「∼」 란 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.

[Re (λ)]

본 명세서에 있어서, Re (λ) 는 파장 λ 에 있어서의 면내의 리타데이션을 나타낸다. Re (λ) 는 KOBRA 21ADH 또는 WR (오지 계측 기기 (주) 제조) 에 있어서 파장 λ ㎚ 의 광을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정된다. 측정 파장 λ ㎚ 의 선택에 있어서는, 파장 선택 필터를 매뉴얼로 교환하거나, 또는 측정치를 프로그램 등으로 변환하여 측정할 수 있다.

또한, 본 명세서에서는, 특별히 부기가 없는 한은 굴절률의 측정 파장은 550 ㎚ 로 한다.

1. 패턴 위상차 필름

본 발명은, 광학 이방성을 갖는 지지체 필름, 및 그 지지체 필름 상에 면내 지상축의 방향 및 위상차의 적어도 일방이 서로 상이한 제 1 및 제 2 위상차 영역을 갖는 패턴 위상차 층을 적어도 갖는 패턴 위상차 필름으로서, 상기 지지체 필름의 면내 지상축 방향의 편차가 3°이상인 패턴 위상차 필름에 관한 것이다. 본 발명의 패턴 위상차 필름은, 예를 들어 입체 화상 표시 장치의 화상 표시 패널부의 시인측 표면에 배치되고, 좌우안용 편광 화상의 분리에 이용된다.

일례는, 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 Re (550) 가 λ／4 정도이며, 또한 제 1 및 제 2 위상차 영역의 면내 지상축이 서로 직교하고 있는 패턴 위상차 필름이다. 그 패턴 위상차 필름에 직선 편광 화상이 입사되면, 제 1 및 제 2 위상차 영역을 각각 통과한 편광 화상은 서로 반대 방향의 원 편광 화상으로 변환된다. 서로 반대 방향의 원 편광판이 좌우안용 렌즈로서 배치되는 원 편광 안경을 장착한 관찰자가 관찰하면, 그 관찰자의 우안에는 우안용 원 편광 화상만을, 좌안에는 좌안용 원 편광 화상만을 입사시킬 수 있다. 시차 (視差) 가 있는 화상을 좌우안 각각에 입사시키면, 관찰자는 입체 화상으로서 인식한다.

그러나, 패턴 위상차 층의 지지체가 필름인 패턴 위상차 필름에서는, 지지체로서 사용하는 필름의 광학 특성이 영향 미쳐, 좌우안용의 이상적인 편광 화상으로 변환하지 못하고, 패턴 위상차 필름으로부터 출사되는 원 편광이 변형되고, 입체 화상을 관찰했을 때에 크로스토크가 발생되어 버린다. 지지체로서 사용하는 필름의 리타데이션을 저하시킴으로써, 지지체 필름의 영향을 경감시킬 수 있지만, 필름의 리타데이션을 완전히 0 으로 하기는 곤란하고, 또한 실현할 수 있다 하더라도, 생산성 등의 관점에서 실용적이지 않다.

본 발명에서는, 지지체로서 사용하는 필름의 면내 지상축의 방향을 랜덤하게 하고 있으므로, 패턴 위상차 층의 제 1 및 제 2 위상차 영역에, 지지체 필름의 위상차가 랜덤하게 영향을 미치게 되어, 토탈로는 지지체 필름의 위상차의 영향이 평균화된다. 이로써, 크로스토크의 발생량을 경감시킬 수 있다. 종래, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 사용되는 위상차 필름에 대해서는, 표시 특성을 향상시키기 위해서, 필름의 면내 지상축 방향의 편차를 가능한 한 저감시키고, 면내 지상축이 정렬된 필름을 사용하는 것이 바람직한 것으로 알려지고, 개량 기술에 관한 연구 개발도 그 방향성에서 여러 검토가 이루어져 왔다. 이런 점을 감안하면, 본 발명에서는, 종래의 지견에 근거하는 개량 기술의 방향성과는 반대 방향인 기술 사상에 의해, 크로스토크라는 3D 표시 특유의 과제를 해결하기에 도달한 것이라고 말할 수 있다.

여기서, 면내 지상축이 랜덤한 상태란, 구체적으로는 후술하는 측정 방법에 의해 측정되는 면내 지상축 방향의 편차가 3°이상을 말하고, 5°이상이 바람직하고, 7°이상이 보다 바람직하고, 10°이상이 더욱 바람직하고, 15°이상이 더욱 바람직하다. 편차를 3°이상으로 함으로써, 설령 지지체로서 사용하는 필름이 등방성이 아니어도, 필름의 리타데이션에서 기인되어 발생되는 크로스토크의 발생량을 경감시킬 수 있다.

지지체 필름의 광학 특성에 의한 크로스토크 발생량의 경감 효과의 관점에서는, 면내 지상축 방향의 편차가 큰 것이 바람직하고, 상기 효과의 관점에서는 편차의 상한값은 없지만, 상한값은 90°가 된다.

또, 지지체 필름의 리타데이션이 높으면 본 발명의 효과가 저해되는 경우가 있다. 따라서, 지지체 필름의 Re (550) 는 작은 것이 좋고, 20 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 10 ㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 5 ㎚ 이하인 것이 특히 바람직하다. 한편, 지지체 필름이 완전한 등방성인 경우에는, 3D 표시 장치로서는 이상적이지만, 원래 지지체 필름을 광이 통과했을 때에 편광 상태가 변화하지 않기 때문에, 본 발명의 효과는 나오지 않는다. 지지체 필름이 이방성을 가지며, 또한 그 이방성이 작을 때에 본 발명의 효과가 크다. 한편, 완전한 등방성의 필름을 제조하기는 곤란하다. 본 발명에서는, 완전한 등방성은 아니어도, 그 면내 지상축을 랜덤한 방향으로 향하게 함으로써, 동일한 리타데이션에서도 면내 지상축이 한 방향으로 정렬되어 있는 경우에 비해 크로스토크를 보다 작게 할 수 있다.

본 발명의 패턴 위상차 필름이 갖는 패턴 위상차 층은, 면내 지상축 및 위상차의 적어도 일방이 서로 상이한 제 1 및 제 2 위상차 영역을 갖는다. 패턴의 형상 및 배치에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 좌우 화상이 불균일해지지 않도록 하기 위해서는, 제 1 및 제 2 위상차 영역은 서로 동등한 형상인 것이 바람직하고, 또 각각의 배치는 균등하며 또한 대칭적인 것이 바람직하다. 일례는, 동일한 폭의 스트라이프상의 제 1 및 제 2 위상차 영역이 교대로 배치된 패턴 위상차 층이다.

본 발명의 패턴 위상차 필름이 갖는 제 1 및 제 2 위상차 영역의 양태에 대해서는 특별히 제한은 없다. 직선 편광막과의 조합에 의해 우안용 및 좌안용의 편광 화상을 분리할 수 있는 패턴화의 양태 중 어느 것이어도 된다. 제 1 및 제 2 위상차 영역의 Re, 각각의 면내 지상축의 관계 및 직선 편광막의 흡수축과의 관계에 대해서 몇 가지 예를 정리하면, 이하와 같다.

본 발명의 패턴 위상차 필름의 일례의 단면 모식도를 도 1(a) 에, 상면 모식도를 도 1(b) 에 각각 나타낸다. 도 1 에 나타내는 패턴 위상차 필름은, 상기 표 중의 제 1 양태의 패턴 위상차 층을 갖는 예이다.

도 1 에 나타내는 패턴 위상차 필름 (10) 은, 도 1(a) 에 단면 모식도로서 나타내는 바와 같고, 지지체 필름 (14) 및 그 위에 패턴 위상차 층 (12) 을 갖는다. 패턴 위상차 층 (12) 과 지지체 필름 (14) 의 사이에는, 패턴 위상차 층 (12) 의 형성에 이용되는 배향막이 배치되어 있어도 된다. 배향막의 일례는, 동일한 액정 조성물을 서로 상이한 방향 (구체적으로는 액정의 장축을 서로 직교하는 방향) 으로 배향 제어할 수 있는 제 1 및 제 2 배향 제어 영역을 갖는다. 배향막은, 예를 들어 마스크 노광 또는 마스크 러빙 처리를 실시함으로써 형성할 수 있다. 임시 지지체 상에 배향막을 이용하여 패턴 위상차 층을 별도로 형성하고, 그 패턴 위상차 층을, 지지체 필름 (14) 상에 전사해도 되고, 그 경우에는 패턴 위상차 필름은 배향막을 포함하지 않아도 물론 된다.

패턴 위상차 층 (12) 은, 도 1(b) 에 상면 모식도를 나타내는 바와 같이, 제 1 및 제 2 위상차 영역 (12a 및 12b) 이, 균등하고 또한 대칭으로 배치된 패턴 위상차 층인 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 위상차 영역 (12a 및 12b) 은, 서로 직교하는 면내 지상축 (a 및 b) 을 각각 가짐과 함께, Re 가 λ／4 정도 (구체적으로는, 110 ∼ 165 ㎚ 이며, 120 ∼ 145 ㎚ 인 것이 바람직하다) 인 것이 바람직하다.

본 발명의 패턴 위상차 필름은 다른 기능층을 갖고 있어도 된다. 다른 기능층의 예에는 하드 코트층, 광 반사 방지층이 포함된다. 이들 층을, 지지체 필름 상에 형성된 적층 필름을 제조하고, 본 발명의 패턴 위상차 필름과 첩합 (貼合) 시켜도 된다. 또, 패턴 위상차 층을 형성한 후에, 또는 형성하기 전에 지지체로서 이용되는 필름의 이면 (패턴 위상차 층을 형성하는 면과 반대측의 면) 에, 상기 기능층을, 첩합 혹은 도포 등에 의해 형성해도 된다. 또, 패턴 위상차 층을 형성한 후에, 패턴 위상차 층의 표면에 직접, 첩합 혹은 도포 등에 의해 형성해도 된다.

본 발명의 패턴 위상차 필름의 제조 방법에 대해서는 특별히 제한은 없다. 일례는,

지지체가 되는 필름을 준비하는 것,

그 필름의 표면에 서로 상이한 배향 제어능을 갖는 배향막을 형성하는 것,

그 배향막의 표면에 액정 조성물로 이루어지는 도포층을 형성하고 배향시키는 것, 및

배향 상태를 고정시켜 제 1 및 제 2 위상차 영역을 형성하는 것을 포함하는 방법이다.

상기 필름의 면내 지상축을 랜덤하게 하는 처리는, 상기 1 이상의 공정의 실시와 동시에 실시되거나, 또는 상기 어느 한 공정 사이에 1 이상 실시할 수 있다. 통상적으로는, 배향막을 형성하기 전에 지지체가 되는 필름에 대해 실시되거나, 또는 지지체가 되는 필름의 제조 중에 실시된다.

지지체 필름：

지지체로서 사용하는 필름으로는, 광 투과성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성, 등방성 등이 우수한 중합체나 수지를 주성분으로 하는 필름이 바람직하다. 예를 들어, 폴리카보네이트계 폴리머, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술파이드계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머를 혼합한 폴리머도 예로 들 수 있다. 또한 본 발명의 고분자 필름은 아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 자외선 경화형, 열 경화형 수지의 경화층으로서 형성할 수도 있다.

또한, 상기 지지체로서 사용하는 필름의 주성분으로는, 열가소성 노르보르넨계 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 열가소성 노르보르넨계 수지로는, 닛폰 제온 (주) 제조의 제오넥스, 제오노아, JSR (주) 제조의 아톤 등을 들 수 있다.

또한, 상기 지지체로서 사용하는 필름의 주성분으로는, 종래 편광판의 투명 보호 필름으로서 사용되어 온, 트리아세틸셀룰로오스로 대표되는 셀룰로오스계 폴리머 (이하, 셀룰로오스아실레이트라고 한다) 를 바람직하게 사용할 수 있다.

상기한 바와 같이, 지지체로서 사용하는 필름은 저위상차인 것이 바람직하다. 필름의 Re 를 저하시키기 위해서, 필름에 1 종 이상의 첨가제를 첨가해도 된다. 필름의 광학 이방성을 저하시키는 첨가제에 대해서는, 특별히 제한은 없고 종래 공지된 첨가제를 모두 이용할 수 있다.

지지체로서 사용되는 상기 필름은, 면내 지상축을 랜덤하게 하는 처리가 실시되고 있는 것이 바람직하다. 상기 처리의 예에는, 제막 과정에서 소정의 방향으로 배향된 주성분 폴리머 등의 배향을 완화시키기 위한 처리를 들 수 있다. 일례는 필름을 가열하는 처리이다. 또 다른 예는, 필름의 표면 (바람직하게는 표면 및 이면) 에, 아세톤 등의 유기 용매를 도포하여 건조시키는 처리이다. 유기 용매의 도포에 의해 필름 중에 용매가 일부 침투되어, 필름 중의 주성분 폴리머 등의 배향의 완화가 촉진된다.

또, 필름의 면내 지상축의 랜덤화는, 적극적으로 실시되는 처리에 의해 달성되는 경우에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제막 과정에서 주성분 폴리머 등의 배향이 촉진되지 않도록 제막 조건을 조정함으로써도, 제조되는 필름의 면내 지상축을 랜덤하게 할 수 있다. 일례는, 제막 과정에서 필름에 부하되는 텐션을 경감시키는 방법이다. 필름에 텐션이 가해지기 쉬운 것은, 용액 제막법에서는 필름을 건조시켜 용매를 증발시키는 공정이므로, 당해 건조 공정에 있어서 필름에 과도한 텐션이 가해지지 않은 조건에서 건조를 실시함으로써, 면내 지상축의 랜덤화를 달성할 수 있다. 또한, 건조 종료할 때의 필름 중의 잔류 용매량이 많을수록, 면내 지상축이 랜덤화하는 경향이 있다. 또, 필름의 연신 배율을 저하시키는 것 및 연신 온도를 저하시키는 것도, 면내 지상축의 랜덤화에 기여한다.

배향막：

본 발명에 이용 가능한 배향막은, 마스크 노광 또는 마스크 러빙 등에 의해 서로 상이한 배향 제어능을 갖는 제 1 및 제 2 배향 제어 영역을 갖는 패턴 배향막을 들 수 있다. 또, 그 밖에 이용 가능한 배향막으로는, 액정 분자가, 배향막에 대한 자외선 조사 부분에서 러빙 방향에 대해 액정의 지상축이 평행해지도록 배향되고, 미조사 부분에서 액정 분자의 지상축이 러빙 방향에 대해 직교 배향되는 배향막을 들 수 있다. 또, 마스크 러빙에 의해 배향막을 형성해도 된다. 또는 광 배향막을 이용해도 된다.

패턴 위상차 층：

본 발명의 패턴 위상차 필름이 갖는 패턴 위상차 층은 액정 조성물로 형성할 수 있다. 사용하는 액정에 대해서는 특별히 제한은 없고, 원반상 액정 및 봉상 액정 모두를 사용할 수 있다. Re (550) 가 λ／4 정도인 위상차 영역은, 원반상 액정의 수직 배향 (원반면을 층면에 대해 수직으로 하여 배향된 상태) 을 고정시킴으로써, 또는 봉상 액정의 수평 배향 (봉상 액정의 장축을 층면에 대해 수평으로 하여 배향된 상태) 을 고정시킴으로써 형성할 수 있다.

패턴 위상차 층의 형성 방법으로서 이하의 양태를 들 수 있다.

제 1 양태는, 액정의 배향 제어에 영향을 미치는 복수의 작용을 이용하고, 그 후, 외부 자극 (열처리 등) 에 의해 어느 것의 작용을 소실시켜, 소정의 배향 제어 작용을 지배적으로 하는 방법이다. 예를 들어, 배향막에 의한 배향 제어능과 액정 조성물 중에 첨가되는 배향 제어제의 배향 제어능의 복합 작용에 의해 액정을 소정의 배향 상태로 하고, 그것을 고정시켜 일방의 위상차 영역을 형성한 후, 외부 자극 (열처리 등) 에 의해 어느 것의 작용 (예를 들어 배향 제어제에 의한 작용) 을 소실시켜, 다른 배향 제어 작용 (배향막에 의한 작용) 을 지배적으로 함으로써 다른 배향 상태를 실현시키고, 그것을 고정시켜 일방의 위상차 영역을 형성한다. 예를 들어, 후술하는 소정의 피리디늄 화합물 또는 이미다졸륨 화합물은, 피리디늄기 또는 이미다졸륨기가 친수적이기 때문에 상기 친수적인 폴리비닐알코올 배향막 표면에 편재된다. 특히, 피리디늄기가 추가로 수소 원자의 억셉터의 치환기인 아미노기가 치환되어 있으면, 폴리비닐알코올과의 사이에 분자간 수소 결합이 발생하여, 보다 고밀도로 배향막 표면에 편재됨과 함께, 수소 결합의 효과에 의해 피리디늄 유도체가 폴리비닐알코올의 주사슬과 직교하는 방향으로 배향되기 때문에, 러빙 방향에 대해 액정의 직교 배향을 촉진시킨다. 후술하는 소정의 피리디늄 유도체 등은 분자 내에 복수개의 방향 고리를 갖고 있기 때문에, 액정, 특히 디스코틱 액정과의 사이에 강한 분자간 π-π 상호 작용이 일어나, 디스코틱 액정의 배향막 계면 근방에 있어서의 직교 배향을 야기시킨다. 특히, 친수적인 피리디늄기에 소수적인 방향 고리가 연결되어 있으면, 그 소수성의 효과에 의해 수직 배향을 야기시키는 효과도 갖는다. 그러나, 그 효과는 일정 온도를 초과하여 가열하면, 수소 결합이 절단되고, 상기 피리디늄 화합물 등의 배향막 표면에 있어서의 편재성 및 밀도가 저하되어 그 작용을 소실시킨다. 그 결과, 러빙 배향막 그 자체의 규제력에 의해 액정이 배향되고, 액정은 평행 배향 상태가 된다. 이 방법의 상세함에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-008170호 명세서에 기재되어 있고, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 받아들여진다.

제 2 양태는 패턴 배향막을 이용하는 양태이다. 이 양태에서는, 서로 상이한 배향 제어능을 갖는 패턴 배향막을 형성하고, 그 위에 액정 조성물을 배치하고 액정을 배향시킨다. 액정은, 패턴 배향막 각각의 배향 제어능에 의해 배향 규제되고, 서로 상이한 배향 상태를 달성한다. 각각의 배향 상태를 고정시킴으로써, 배향막의 패턴에 따라 제 1 및 제 2 위상차 영역의 패턴이 형성된다. 패턴 배향막은, 인쇄법, 러빙 배향막에 대한 마스크 러빙, 광 배향막에 대한 마스크 노광 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또, 배향막을 균등하게 형성하고, 배향 제어능에 영향을 미치는 첨가제 (예를 들어, 상기 오늄염 등) 를 별도 소정의 패턴으로 인쇄함으로써, 패턴 배향막을 형성할 수도 있다. 대규모의 설비가 불필요한 점이나 제조 용이한 점에서, 인쇄법을 이용하는 방법이 바람직하다. 이 방법의 상세함에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-032661호 명세서에 기재되어 있고, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 받아들여진다.

본 태양에서는, 예를 들어 마스크를 사용한 마스크 노광 등의 처리는 배향막에 대해 실시된다.

제 3 양태는, 배향막 중에 광 산발생제를 첨가하는 양태이다. 이 예에서는, 배향막 중에 광 산발생제를 첨가하고, 패턴 노광에 의해 광 산발생제가 분해되어 산성 화합물이 발생된 영역과 발생되어 있지 않은 영역을 형성한다. 광 미조사 부분에서는 광 산발생제는 거의 미분해 상태이고, 배향막 재료, 액정 및 원하는 바에 따라 첨가되는 배향 제어제의 상호 작용이 배향 상태를 지배하고, 액정을 그 지상축이 러빙 방향과 직교하는 방향으로 배향시킨다. 배향막에 광 조사하고 산성 화합물이 발생하면, 그 상호 작용은 이미 지배적이지 않게 되고, 러빙 배향막의 러빙 방향이 배향 상태를 지배하고, 액정은 그 지상축을 러빙 방향과 평행하게 하여 평행 배향된다. 상기 배향막에 사용되는 광 산발생제로서는, 수용성의 화합물이 바람직하게 사용된다. 사용 가능한 광 산발생제의 예에는, Prog. Polym. Sci., 23 권, 1485 페이지 (1998 년) 에 기재된 화합물이 포함된다. 상기 광 산발생제로는, 피리디늄염, 요오드늄염 및 술포늄염이 특히 바람직하게 사용된다. 이 방법의 상세함에 대해서는, 일본 특허출원 2010-289360호 명세서에 기재되어 있고, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 받아들여진다.

상기 패턴 형성 방법의 양태는 예시이고, 상기 양태에 한정되는 것은 아니다.

2. 패턴 편광판

본 발명은, 본 발명의 패턴 위상차 필름과 직선 편광막을 적어도 갖는 패턴 편광판에도 관한 것이다. 직선 편광막은, 패턴 위상차 층의 표면과 첩합 (貼合) 시켜도 되고, 지지체 필름의 표면과 첩합시켜도 된다. 또, 직선 편광막과 본 발명의 패턴 위상차 필름 사이에 다른 필름 (예를 들어 직선 편광막의 보호 필름) 이 배치되어 있어도 되지만, 그 경우에는, 그 다른 필름도 면내 지상축이 랜덤하고 또한 저위상차의 필름인 것이 바람직하고, 바람직한 범위는 상기한 지지체로서 사용되는 필름의 이들 특성의 바람직한 범위와 동일하다. 직선 편광막과 본 발명의 패턴 위상차 필름 사이에는, 다른 필름이 배치되어 있지 않는 것이 바람직하다.

도 1 에 나타내는 패턴 위상차 필름 (10) 을 직선 편광막과 조합할 때에는, 도 2 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 직선 편광막 (16) 의 흡수축 (P) 을, 패턴 위상차 층 (12) 의 제 1 및 제 2 위상차 영역 (12a 및 12b) 각각의 면내 지상축과 ±45°로 교차시켜 첩합시키는 것이 바람직하다.

본 발명은, 본 발명의 패턴 위상차 필름 또는 패턴 편광판과, 화상 표시 패널부를 적어도 갖는 화상 표시 장치 및 입체 화상 표시 시스템에도 관한 것이다. 본 발명의 패턴 위상차 필름 또는 패턴 편광판은, 화상 표시 패널부의 시인측에 배치되고, 표시 패널부가 표시하는 화상을 우안용 및 좌안용의 원 편광 화상 또는 직선 편광 화상 등의 편광 화상으로 변환하는 기능을 갖는다. 관찰자는, 이들 화상을 원 편광 또는 직선 편광 안경 등의 편광판을 통해 관찰하여 입체 화상으로서 인식한다.

본 발명에서는, 화상 표시 패널부의 구성에 대해서는 전혀 제한은 없다. 예를 들어, 액정 층을 포함하는 액정 패널이어도 되고, 유기 EL 층을 포함하는 유기 EL 표시 패널이어도 되고, 플라즈마 디스플레이 패널이어도 된다. 어느 양태에 대해서도 여러 가능한 구성을 채용할 수 있다. 또, 투과 모드의 액정 패널 등, 시인측 표면에 화상 표시를 위한 직선 편광막을 갖는 양태에서는, 본 발명의 패턴 위상차 필름은, 당해 직선 편광막과의 조합에 의해 상기 기능을 달성시켜도 된다. 물론, 액정 표시 패널의 표면에, 직선 편광막을 갖는 본 발명의 패턴 편광판을 배치해도 되지만, 그 경우에는, 패턴 편광판의 직선 편광막의 흡수축과 액정 패널부의 직선 편광막의 흡수축을 일치시켜 배치한다.

본 발명의 입체 화상 표시 시스템은, 본 발명의 화상 표시 장치 및 그 화상 표시 장치와 관찰자 사이에 배치되는 편광판을 적어도 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 편광판의 일례는, 관찰자가 장착하는 편광 안경이다. 편광 안경의 좌우안용 렌즈로서 배치되는 편광판은, 원 편광판, 타원 편광판 및 직선 편광판 중 어느 것이어도 된다. 화상 표시 장치가 표시하는 편광 화상에 따라 선택된다. 구체적으로는, 본 발명의 화상 표시 장치가 서로 반대 방향의 원 편광 화상을 각각 표시하는 양태에서는, 좌우안용 렌즈로서 서로 반대 방향의 원 편광판을 갖는 원 편광 안경이 사용된다.

도 3 에, 본 발명의 입체 화상 표시 시스템의 일례의 단면 모식도를 나타낸다. 도 3 에 나타내는 예는, 화상 표시 장치의 화상 표시 패널부로서 액정 패널을 갖는 양태이다.

도 3 에 나타내는 입체 화상 표시 시스템은, 화상 표시 장치 (30) 와, 화상 표시 장치 (30) 를 관찰하는 관찰자와 화상 표시 장치 (30) 사이에 원 편광판 (40) 을 갖는다. 원 편광판 (40) 은 예를 들어 관찰자가 장착하는 원 편광 안경이다.

화상 표시 패널부 (20) 는, 액정 패널이고, 서로의 흡수축을 직교로 하여 배치된 1 쌍의 직선 편광막 (22a 및 22b) 과, 그 사이에 배치되는 액정 셀 (21) 을 갖는다. 직선 편광막 (22a 및 22b) 과 액정 셀 (21) 사이에는, 광학 보상 필름 (23a 및 23b) 이 각각 배치되어 있고, 액정 셀 (21) 의 시야각 보상에 기여하고 있다. 액정 셀 (21) 의 액정 구동 모드에 따라서는, 광학 보상 필름 (23a 및 23b) 은 불필요하고, 예를 들어 편광막 (22a 및 22b) 을 보호하기 위한 보호 필름으로 치환되어 있어도 된다. 또 광학 보상 필름 (23a 및 23b) 은, 액정 셀 (21) 의 액정 구동 모드에 따라서는 각각 2 장 이상 배치되어 있어도 된다.

직선 편광막 (22a) 의 시인측 표면, 즉 관찰자측 표면에는, 도 1 에 나타내는 본 발명의 패턴 위상차 필름의 일례 10 이 배치되어 있고, 화상 표시 패널부로부터 입사되는 직선 편광 화상은, 패턴 위상차 필름 (10) 을 통과함으로써, 좌우안용의 서로 반대 방향의 원 편광 화상으로서 출사된다. 좌우안용 렌즈로서 서로 반대 방향의 원 편광판 (40) 을 갖는 편광 안경을 장착한 관찰자가 관찰하면, 우안에는 우안용 화상만이, 좌안에는 좌안용 화상만이 입사된다. 시차가 있는 화상을 좌우안 각각에 입사하면, 관찰자는 입체 화상으로서 인식한다.

상기 화상 표시 장치가 갖는 액정 패널의 모드에 대해서는 특별히 제한은 없고, TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric Liquid Crystal), AFLC (Anti-ferroelectric Liquid Crystal), OCB (Optically Compensatory Bend), STN (Super Twisted Nematic), VA (Vertically Aligned) 및 HAN (Hybrid Aligned Nematic) 등 어느 표시 모드의 양태여도 된다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명의 특징을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의해 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.

《측정법》

먼저, 특성의 측정법 및 평가법을 이하에 나타낸다.

[면내 지상축 방향의 편차]

시료 70 ㎜ × 110 ㎜ 를 잘라내고, 상대 습도 60 ％ 에서 2 시간 습도 조절하고, 자동 복굴절계 「KOBRA AD200」(오지 계측 기기 (주) 제조) 으로 면내 지상축 방향을 측정하였다. 시료는 전체 폭을 균등하게 분할하여 13 군데로부터 잘라내고, 그 최대치, 최소치의 차이를 면내 지상축 방향의 편차로 하였다.

또한, 잘라내는 시료의 사이즈에 따라서는, 시료를 13 군데로부터 잘라낼 수 없는 경우도 있지만, 13 개보다 적은 시료에 있어서 최대치, 최소치의 차이가 본 발명에서 규정한 값 이상이 되는 경우에는, 그 시료 (지지체 필름) 를 사용한 패턴 위상차 필름은 본 발명의 범위인 것은 말할 필요도 없다.

[크로스토크]

W220S (Hyundai 제조) 에 부속되는 3D 안경을 입체 화상 표시 장치의 정면에 배치하고, 또한 3D 안경의 좌우 렌즈를 잇는 선과 지면이 평행해지도록 배치하였다. 입체 화상 표시 장치에 표시하는 3D 컨텐츠에는, 한쪽 눈에 백색을, 다른 한쪽 눈에 흑색을 표시하는 3D 컨텐츠를 사용하고, 암실에서 측정기 (BM5A, TOPCON 사 제조) 를 사용하여 3D 안경 너머로 백색 휘도, 흑색 휘도를 측정하고, 다음 식으로 정면 크로스토크를 산출하였다.

크로스토크 (％)＝2 × 흑색 휘도/(백색 휘도 ＋ 흑색 휘도) × 100

[참고예 1]

(패턴 위상차 층의 제조)

유리 기판 상에, 하기 구조의 광 배향 재료 E-1 1 ％ 수용액을 도포하고, 100 ℃ 에서 1 분간 건조시켰다. 얻어진 도포막에, 공기하에서 160 W/㎠ 의 공랭 메탈 할라이드 램프 (아이그라픽스 (주) 제조) 를 사용하여 자외선을 조사하여, 광 배향막이 부착된 유리 기판을 제조하였다. 이 때, 와이어 그리드 편광자 (Moxtek 사 제조, ProFlux PPL02) 를, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이 방향 1 로 세트하고, 또한 마스크 A (투과부의 횡스트라이프 폭 285 ㎛, 차폐부의 횡스트라이프폭 285 ㎛ 의 스트라이프 마스크) 를 통해 노광을 실시하였다. 그 후, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 와이어 그리드 편광자를 방향 2 로 세트하고, 또한 마스크 B (투과부의 횡스트라이프폭 285 ㎛, 차폐부의 횡스트라이프폭 285 ㎛ 의 스트라이프 마스크) 를 통해 노광을 실시하였다. 노광 마스크면과 광 배향막 사이의 거리를 200 ㎛ 로 설정하였다. 이 때 사용하는 자외선의 조도는 UV-A 영역 (파장 380 ㎚ ∼ 320 ㎚ 의 적산) 에 있어서 100 mW/㎠, 조사량은 UV-A 영역에 있어서 1000 mJ/㎠ 로 하였다.

[화학식 1]

하기의 광학 이방성층용 조성물을 조제 후, 구멍 직경 0.2 ㎛ 의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여 도포액으로서 사용하였다. 광 배향막이 부착된 유리 기판 상에 그 도포액을 도포하고, 막면 온도 105 ℃ 에서 2 분간 건조시켜 액정상 상태로 한 후, 75 ℃ 까지 냉각시키고, 공기하에서 160 W/㎠ 의 공랭 메탈 할라이드 램프 (아이그라픽스 (주) 제조) 를 사용하여 자외선을 조사하고, 그 배향 상태를 고정화시켜 유리 기판 상에 패턴 위상차 층을 제조하였다. 광학 이방성층의 막두께는 1.3 ㎛ 이며, 제 1 위상차 영역 및 제 2 위상차 영역 모두 Re (550) 가 130 ㎚ 이며, 각각의 면내 지상축은 직교하였다.

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광학 이방성층용 조성

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봉상 액정 (LC242, BASF (주) 제조) 100 질량부

수평 배향제 A 0.3 질량부

광중합 개시제 3.3 질량부

(이르가큐어 907, 치바·스페셜리티·케미컬즈 (주) 제조)

증감제 (카야큐어-DETX, 닛폰 화약 (주) 제조) 1.1 질량부

메틸에틸케톤 300 질량부

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[화학식 2]

[실시예 1]

(셀룰로오스아실레이트 용액의 조제)

하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해시켜, 셀룰로오스아실레이트 용액 A 를 조제하였다.

[셀룰로오스아실레이트 용액 A 조성]

·치환도 2.94 의 셀룰로오스아세테이트 100.0 질량부

·메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 402.0 질량부

·메탄올 (제 2 용매) 60.0 질량부

(매트제 용액 A 의 조제)

평균 입경 16 ㎚ 의 실리카 입자 (AEROSIL R972, 닛폰 아에로질 (주) 제조) 20 질량부와 메탄올 80 질량부를 30 분간 잘 교반 혼합하여 실리카 입자 분산액으로 하였다. 이 분산액을 하기의 조성물과 함께 분산기에 투입하고, 그리고 30 분 이상 교반하여 각 성분을 용해시켜, 매트제 용액 A 를 조제하였다.

[매트제 용액 A 의 조성]

·평균 입경 16 ㎚ 의 실리카 입자 분산액 10.0 질량부

·메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 76.3 질량부

·메탄올 (제 2 용매) 3.4 질량부

·셀룰로오스아실레이트 용액 A 10.3 질량부

(첨가제 용액의 조제)

하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 가열하면서 교반하여 각 성분을 용해시켜 셀룰로오스아세테이트 용액을 조제하였다. 광학적 이방성을 저하시키는 화합물 및 파장 분산 조정제는 하기의 화합물을 사용하였다.

[첨가제 용액 조성]

·하기 리타데이션 저하 화합물 49.3 질량부

·하기 파장 분산 조정제 7.6 질량부

·메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 58.4 질량부

·메탄올 (제 2 용매) 8.7 질량부

·셀룰로오스아실레이트 용액 A 12.8 질량부

[화학식 3]

(셀룰로오스아실레이트 필름 1 의 제조)

상기 셀룰로오스아실레이트 용액 A 를 94.6 질량부와 매트제 용액을 1.3 질량부와 첨가제 용액 4.1 질량부를 각각 여과 후에 혼합하고, 밴드 유연 (流延) 기를 사용하여 유연하였다. 상기 조성에서 리타데이션 저하 화합물 및 파장 분산 조정제의 셀룰로오스아실레이트에 대한 질량비는 각각 11.7 ％, 1.2 ％ 였다.

잔류 용제량 55 ％ 에서 필름을 밴드로부터 박리시키고, 필름 양단을 클립으로 유지한 텐터 존에서 18 kgf/m (176 N/m) 의 텐션을 부가하면서 95 ℃ 에서 건조시켰다. 이 때, 텐터 입구에 대한 최대 확장 수축률은 103 ％ 였다. 잔류 용제량이 20 ∼ 22 ％ 인 단계에서 텐터 클립으로부터 필름을 이탈시키고, 단부를 커터날로 잘라냈다. 이어서, 복수의 롤 군으로 이루어지는 건조 존에서 반송하면서 건조시켰다. 건조 온도는 100 ℃ ∼ 135 ℃ 에서 실시하여 셀룰로오스아실레이트 필름 1 을 제조하였다. 막두께는 80 ㎛ 였다.

얻어진 필름의 Re, 면내 지상축 방향의 편차를 상기 항에 기재된 방법으로 측정하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 2]

(셀룰로오스아실레이트 필름 2 의 제조)

실시예 1 에서 사용한 도프의 유량을 조정하여 얻어진 필름의 막두께를 40 ㎛ 가 되도록 하여 유연을 실시하였다. 잔류 용제량 55 ％ 에서 필름을 박리한 후, 필름 양단을 클립으로 유지한 텐터 존에서 15 kgf/m (147 N/m) 의 텐션을 부가하면서 90 ℃ 에서 건조시켰다. 잔류 용매량이 20 ％ 인 단계에서 텐터로부터 이탈시킨 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 2 를 제조하였다. 얻어진 필름에 대해서 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 3]

(셀룰로오스아실레이트 필름 3 의 제조)

텐터 이탈시의 잔류 용제량을 50 ％ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 3 을 제조하였다. 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 4]

(셀룰로오스아실레이트 필름 4 의 제조)

텐터의 폭방향 텐션을 2 kgf/m (19.6 N/m) 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 4 를 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 5]

(셀룰로오스아실레이트 용액의 조제)

하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해시켜, 셀룰로오스아실레이트 용액 B 를 조제하였다.

[셀룰로오스아실레이트 용액 B 조성]

·아세트화도 2.94 (6 위치의 아세틸기 치환도 0.94) 의

셀룰로오스아세테이트 100.0 질량부

·디클로로메탄 (제 1 용매) 415.0 질량부

·메탄올 (제 2 용매) 75.0 질량부

·부탄올 (제 3 용매) 10.0 질량부

·이산화규소 미립자 (입자 사이즈 20 ㎚, 모스 경도 약 7)

0.4 질량부

(셀룰로오스아실레이트 필름 5 의 제조)

상기 셀룰로오스아실레이트 용액 B 를 30 ℃ 로 가온시키고, 밴드 유연기를 사용하여 유연하였다. 잔류 용매 55 ％ 상태에서 필름을 밴드로부터 박리시키고, 45 ℃ 의 건조풍을 송풍하였다. 다음으로 110 ℃ 에서 5 분, 그리고 140 ℃ 에서 10 분 건조시켜 셀룰로오스아실레이트의 투명 필름을 얻었다.

(연신)

상기 제막된 셀룰로오스아실레이트 필름을, 롤 연신기를 사용하여 150 ℃ 에서 연신 배율 5 ％ 의 세로 1 축 연신 처리를 실시하였다. 연신 배율은, 닙 롤의 주속을 조정함으로써 제어하였다.

(열처리)

얻어진 필름의 양단을 텐터 클립으로 파지한 후, 240 ℃ 의 가열 존내를 통과시켜 셀룰로오스아실레이트 필름 5 를 제조하였다. 막두께는 80 ㎛ 였다.

얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 6]

(셀룰로오스아실레이트 필름 6 의 제조)

연신시의 온도를 130 ℃ 로 한 것 이외에는 실시예 5 와 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 6 을 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 7]

(셀룰로오스아실레이트 필름 7 의 제조)

연신시의 온도를 120 ℃ 로 한 것 이외에는 실시예 5 와 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 7 을 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 8]

(셀룰로오스아실레이트 필름 8 의 제조)

연신 배율을 0 ％ 로 한 것 이외에는 실시예 5 와 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 8 을 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 9]

(셀룰로오스아실레이트 필름 9 의 제조)

연신 배율을 0 ％ 로 한 것 이외에는 실시예 6 과 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 9 를 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 10]

(셀룰로오스아실레이트 필름 10 의 제조)

연신 배율을 0 ％ 로 한 것 이외에는 실시예 7 과 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 10 을 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 11]

(셀룰로오스아실레이트 필름 11 의 제조)

열처리 온도를 250 ℃ 로 한 것 이외에는 실시예 8 과 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 11 을 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 12]

(셀룰로오스아실레이트 필름 12 의 제조)

열처리 온도를 260 ℃ 로 한 것 이외에는 실시예 8 과 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 12 를 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 13]

(셀룰로오스아실레이트 필름 13 의 제조)

셀룰로오스아실레이트 필름 8 의 양면에 아세톤을 도포하여 셀룰로오스아실레이트 필름 13 을 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 14]

(셀룰로오스아실레이트 필름 14 의 제조)

셀룰로오스아실레이트 필름 10 의 양면에 아세톤을 도포하여 셀룰로오스아실레이트 필름 14 를 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[실시예 15]

(열가소성 노르보르넨계 수지 1 의 제조)

질소 분위기하, 탈수된 톨루엔 600 부와 1-헥센 30 부와 8-메틸카르복시메틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카-3-엔 200 부를 실온에서 반응기에 넣고 혼합한 후, 이 용액을 60 ℃ 로 가열하였다. 이어서, 반응기내의 용액에, 중합 촉매로서 트리에틸알루미늄 (1.5 몰/ℓ) 의 톨루엔 용액 0.5 부와, t-부탄올 및 메탄올로 변성한 6 염화텅스텐 (t-부탄올：메탄올：텅스텐＝0.35 몰：0.3 몰：1 몰) 의 톨루엔 용액 (농도 0.05 몰/ℓ) 3.0 부를 첨가하고, 이 계를 80 ℃ 에서 3 시간, 가열 교반하여 중합시켰다.

이어서, 얻어진 개환 중합체를 함유하는 반응 용액 400 부에 대해, 수소화 촉매로서 RuHCl(CO)[P(C₆H₅)₃] 3.0 부를 첨가하여 8-메틸-8-카르복시메틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센 개환 중합체 수소화 폴리머를 24 ％ 함유하는 반응 용액을 얻었다.

얻어진 용액에, 산화 방지제 (치바 스페셜리티·케미컬즈 화학사 제조, 이르가녹스 1010) 를, 중합체 100 부당 0.3 부 첨가하여 용해시켰다. 이어서, 원통형 농축 건조기 ((주) 히타치 제작소 제조) 를 사용하여, 온도 295 ℃, 압력 1 kPa 이하에서 용액으로부터 용매인 톨루엔 및 그 밖의 휘발 성분을 제거하면서, 상기 개환 중합체 수소화 폴리머를 용융 상태에서 압출기로부터 스트랜드상으로 압출하고, 냉각 후, 펠릿화하여 회수하였다.

(노르보르넨 필름 1 의 제조)

얻어진 열가소성 노르보르넨계 수지 1 의 펠릿을, 염화메틸렌에 용해시켜 고형분 농도가 30 ％ 인 수지 용액을 얻었다. 이 수지 용액을 스테인리스제의 무단 (無端) 벨트 상에 유연하였다. 당해 무단 벨트 상의 필름을 40 ℃ 에서 40 분 건조시켜, 당해 무단 벨트로부터 필름을 박리시키고, 계속해서 100 ℃ 에서 180 분, 그리고 120 ℃ 에서 120 분 건조시켜 노르보르넨의 투명 필름을 얻었다.

(연신)

상기 제막된 노르보르넨 필름을, 동축 2 축 연신기를 사용하여, 160 ℃, 종연신 배율 1.41 배, 횡연신 배율 1.41 배로 동시 2 축 연신을 실시하여 노르보르넨 필름 1 을 제조하였다. 막두께는 51 ㎛ 였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[비교예 1]

(셀룰로오스아실레이트 필름 15 의 제조)

하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해시켜, 셀룰로오스아세테이트 용액 B 를 조제하였다.

[셀룰로오스아실레이트 용액 B 조성]

·아세트화도 2.96 의 셀룰로오스아실레이트 100.0 질량부

·메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 402.0 질량부

·메탄올 (제 2 용매) 60.0 질량부

(매트제 용액 B 의 조제)

실시예 1 에 있어서의 매트제 용액 A 의 조제에 있어서, 셀룰로오스아실레이트 용액 A 를 셀룰로오스아실레이트 용액 B 로 변경한 것 이외에는 동일하게 하여 매트제 용액 B 를 조제하였다.

(첨가제 용액의 조제)

하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 가열하면서 교반하여 각 성분을 용해시켜, 셀룰로오스아실레이트 용액을 조제하였다. 리타데이션 저하 화합물 및 파장 분산 조정제는 실시예 1 과 동일한 화합물을 사용하였다.

[첨가제 용액 조성]

·상기 리타데이션 저하 화합물 54.0 질량부

·상기 파장 분산 조정제 7.6 질량부

·메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 58.4 질량부

·메탄올 (제 2 용매) 8.7 질량부

·셀룰로오스아세테이트 용액 B 12.8 질량부

상기 셀룰로오스아세테이트 용액 B 를 94.6 질량부와 매트제 용액을 1.3 질량부와 첨가제 용액 4.1 질량부를, 각각 여과 후에 혼합하고 밴드 유연기를 사용하여 유연하였다. 상기 조성에서 리타데이션 저하 화합물 및 파장 분산 조정제의 셀룰로오스아세테이트에 대한 질량비는 각각 16.0 ％, 1.2 ％ 였다.

제조된 도프를 사용하여 밴드 유연기로 유연하였다. 잔류 용제량 45 ％ 에서 필름을 박리한 후, 필름 양단을 클립으로 유지한 텐터 존에서 35 kgf/m (343 N/m) 의 텐션을 부가하면서 95 ℃ 에서 건조시켰다. 잔류 용매량이 27 ％ 인 단계에서 텐터로부터 이탈시키고, 반송 텐션을 10 kgf/m (10 N/m) 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 15 를 제조하였다. 얻어진 필름의 잔류 용제량을 조사한 결과, 0.3 ％ 였다. 또, 막두께는 80 ㎛ 였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[비교예 2]

(셀룰로오스아실레이트 필름 16 의 제조)

텐터의 폭 방향의 텐션을 60 kgf/m (588 N/m) 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 16 을 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[비교예 3]

(셀룰로오스아실레이트 필름 17 의 제조)

건조 후에 필름의 양단을 텐터 클립으로 파지한 후, 240 ℃ 의 가열 존내를 통과시킨 것 이외에는 실시예 5 와 동일하게 하여 셀룰로오스아실레이트 필름 17 을 제조하였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[비교예 4]

(열가소성 노르보르넨계 수지 2 의 제조)

질소 분위기하, 탈수된 시클로헥산 500 부에, 1-헥센 0.82 부, 디부틸에테르 0.15 부 및 트리이소부틸알루미늄 0.30 부를 실온에서 반응기에 넣고 혼합한 후, 45 ℃ 로 유지하면서, 트리시클로[4.3.0.1^2,5]데카-3,7-디엔 (이하, DCP 로 약기함) 40 부, 7,8-벤조트리시클로[4.3.0.1^2,5]데카-3-엔 (이하, MTF 로 약기함) 100 부 및 테트라시클로[4.4.0,1^2,5.1^7,10]도데카-3-엔 (이하, TCD 로 약기함) 60 부로 이루어지는 노르보르넨계 모노머 혼합물과, 6 염화텅스텐 (0.7 ％ 톨루엔 용액) 40 부를, 2 시간 걸려 연속적으로 첨가하여 중합시켰다. 이 중합 용액에, 부틸글리시딜에테르 1.06 부 및 이소프로필알코올 0.52 부를 첨가하고, 중합 촉매를 불활성화시켜 중합 반응을 정지시켰다.

이어서, 얻어진 개환 중합체를 함유하는 반응 용액 100 부에 대해 시클로헥산 270 부를 첨가하고, 그리고 수소화 촉매로서 니켈-알루미나 촉매 (닛키 화학사제조) 5 부를 첨가하고, 수소에 의해 5 MPa 로 가압하여 교반하면서, 220 ℃ 까지 승온시킨 후, 4 시간 반응시켜, DCP/MTF/TCD 개환 중합체 수소화 폴리머를 20 ％ 함유하는 반응 용액을 얻었다.

이 반응 용액을 여과하여 수소화 촉매를 제거한 후, 산화 방지제 (치바 스페셜리티·케미컬즈 화학사 제조, 이르가녹스 1010) 를, 얻어진 용액에 첨가하여 용해시켰다 (중합체 100 부당 0.1 부). 이어서, 원통형 농축 건조기 ((주) 히타치 제작소 제조) 를 사용하여, 온도 270 ℃, 압력 1 kPa 이하에서 용액으로부터 용매인 시클로헥산 및 그 밖의 휘발성 성분을 제거하면서, 상기 개환 중합체 수소화 폴리머를 용융 상태로 압출기로부터 스트랜드상으로 압출하고, 냉각 후 펠릿화시켜 회수하였다.

(노르보르넨 필름 2 의 제조)

얻어진 열가소성 노르보르넨계 수지 2 의 펠릿을, 공기를 유통시킨 열풍 건조기를 사용하여 70 ℃ 에서 2 시간 건조시켜 수분을 제거한 후, 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 설치한 65 ㎜φ 의 스크루를 구비한 수지 용융 혼련기를 갖는 T다이식 필름 용융 압출 성형기를 사용하여, 압출 성형기의 온도 260 ℃, 다이스 온도 260 ℃ 에서 압출하고, 압출된 시트상의 열가소성 노르보르넨계 수지를 3 개의 냉각 드럼 (직경 300 ㎜, 드럼 온도 100 ℃, 인취 속도 0.35 m/s) 에 통과시키며 냉각시켜 노르보르넨의 투명 필름을 얻었다.

(연신)

상기 제막된 노르보르넨 필름을, 동축 2 축 연신기를 사용하여, 136 ℃, 종연신 배율 1.41 배, 횡연신 배율 1.41 배로 동시 2 축 연신을 실시하여 노르보르넨 필름 2 를 제조하였다. 막두께는 99 ㎛ 였다. 얻어진 필름에 대해 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 성능을 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

(패턴 위상차 필름 1 ∼ 19 의 제조)

상기 제조된 셀룰로오스아실레이트 필름 1 ∼ 17 의 편면을 알칼리 비누화 처리하여, 참고예 1 과 동일하게 패턴 위상차 층을 형성하고, 패턴 위상차 필름 1 ∼ 14, 16 ∼ 18 을 각각 제조하였다.

또, 참고예 1 에서 제조된 패턴 위상차 층을 박리시키고, 상기 제조된 노르보르넨 필름 1 및 2 의 편면 각각에, 접착제를 사용하여 첩합시켜 패턴 위상차 필름 15 및 19 를 각각 제조하였다.

(패턴 위상차 필름이 부착된 편광판 1 ∼ 19 의 제조)

두께 80 ㎛ 의 롤상 폴리비닐알코올 필름을 요오드 수용액 중에서 연속하여 5 배로 연신하고 건조시켜 두께 20 ㎛ 의 편광막을 얻었다. 폴리비닐알코올 (쿠라레 제조 PVA-117H) 3 ％ 수용액을 접착제로 하여 알칼리 비누화 처리한 VA 용 위상차 필름 (후지 필름사 제조 550 ㎚ 에 있어서의 Re/Rth＝50/125) 을, 비누화된 면이 편광막측이 되도록 하여 편광막과 첩합시켜 편광막의 반대측 면에, 패턴 위상차 필름 1 ∼ 19 를 위상차 층이 편광막측이 되도록 접착제를 사용하여 첩합시켜, 패턴 위상차 필름이 부착된 편광판 1 ∼ 19 를 제조하였다. 이 때 VA 용 위상차 필름의 지상축과 편광막의 투과축이 이루는 각도가 직교되고, 패턴 위상차 층의 면내 지상축과 편광막의 흡수축이 이루는 각도가 ±45 도가 되도록 하였다.

(입체 화상 표시 장치 1 ∼ 19 의 제조)

NEC 사 제조 LCD22WMGX 의 시인측의 편광판을 박리시키고, 상기 제조된 패턴 위상차 필름이 부착된 편광판 1 ∼ 19 의 VA 용 위상차 필름과 LC 셀을 접착제를 개재하여 첩합시켜 입체 화상 표시 장치 1 ∼ 19 를 제조하였다.

(크로스토크의 평가)

상기 제조된 입체 화상 표시 장치 1 ∼ 19 에 대해 크로스토크를 상기 항에 기재된 방법으로 측정하였다. 비교예 2 의 크로스토크과 비교하여, 각 실시예, 비교예의 크로스토크가 얼마만큼 감소했는지를 이하의 기준으로 평가하였다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

A：5 ％ 이상 감소

B：3 ％ 이상 감소

C：1 ％ 이상 감소

D：1 ％ 이하 감소

상기 표에 나타내는 결과로부터, 지지체 필름의 면내 지상축 방향의 편차가 3°이상이면, 면내 지상축 방향의 편차가 3°미만인 필름을 지지체로서 사용한 패턴 위상차 필름과 비교하여, 현저하게 크로스토크 발생량을 경감시킬 수 있음을 이해할 수 있다.

예를 들어, 상기 표 중, 비교예 1 에서는, 지지체 필름의 Re 를 4 ㎚ 까지 저감시켜도, 면내 지상축 방향의 편차가 3°미만이므로, 크로스토크의 발생이 현저하고, 한편 실시예 3 에서는, 지지체 필름의 Re 가 6 ㎚ 이며, 비교예 1 보다 높음에도 불구하고, 면내 지상축 방향의 편차가 3°이상이므로, 크로스토크 발생량이 현격히 경감되어 있음을 이해할 수 있다.

또, 상기 표 중, 비교예 3 에서는, 지지체 필름의 Re 를 1 ㎚ 까지 저감시켜도, 면내 지상축 방향의 편차가 3°미만이기 때문에, 크로스토크의 발생량은 「C」 평가에 그쳐 있는 것에 비해, 면내 지상축 방향의 편차가 3°이상인 실시예에서는, 비교예 3 보다 Re 가 현저히 높은 지지체 필름을 사용해도, 크로스토크의 발생량은 비교예 3 과 동등하고, 또 비교예 3 과 동일하게 저 Re 이면, 크로스토크의 발생량이 현격히 경감됨을 이해할 수 있다.

실시예 15 와 비교예 4 의 비교에서도 동등한 Re 를 갖는 필름을 지지체로서 사용한 경우에, 면내 지상축을 3°이상으로 편차가 생기게 함으로써, 크로스토크량을 현저히 경감시킬 수 있는 것이 동일한 것을 이해할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 면내 지상축의 랜덤화를 위한 방법은 다양하고, 또 지지체 필름의 주성분이 상이해도 동일하게 효과가 얻어지기 때문에, 본 발명의 효과는, 면내 지상축 방향의 편차가 3°이상이면, 랜덤화를 위한 처리 방법이나 지지체의 주성분에 영향받지 않고 얻어지는 효과라고 말할 수 있다.

10 : 패턴 위상차 필름
12 : 패턴 위상차 층
12a, 12b : 제 1 및 제 2 위상차 영역
14 : 지지체 필름
16 : 직선 편광막
20 : 화상 표시 패널부
21 : 액정 셀
22a, 22b : 직선 편광막
23a, 23b : 광학 보상 필름
24 : 보호 필름
30 : 화상 표시 장치
40 : 편광판
42 : 직선 편광막
44 : λ／4 판

Claims

광학 이방성을 갖는 지지체 필름, 및 상기 지지체 필름 상에 면내 지상축의 방향 및 위상차의 적어도 일방이 서로 상이한 제 1 및 제 2 위상차 영역을 갖는 패턴 위상차 층을 적어도 갖는 패턴 위상차 필름으로서, 상기 지지체 필름의 면내 지상축 방향의 편차가 3.1°이상이고, 상기 지지체 필름의 파장 550 ㎚ 에 있어서의 면내 리타데이션 (Re) (550) 이 5 ㎚ 이하인, 패턴 위상차 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 지지체 필름의 면내 지상축 방향의 편차가 5°이상인, 패턴 위상차 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지체 필름의 면내 지상축 방향의 편차가 7°이상인, 패턴 위상차 필름.
삭제
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삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 Re (550) 가 110 ∼ 165 ㎚ 이며, 또한 제 1 및 제 2 위상차 영역의 면내 지상축이 서로 직교하고 있는, 패턴 위상차 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 패턴 위상차 필름, 및 직선 편광막을 적어도 갖는, 패턴 편광판.
화상 표시 패널부, 및 상기 화상 표시 패널부의 시인측 표면에 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 패턴 위상차 필름을 갖는, 화상 표시 장치.
화상 표시 패널부, 및 상기 화상 표시 패널부의 시인측 표면에 제 8 항에 기재된 패턴 편광판을 갖는, 화상 표시 장치.
제 9 항에 기재된 화상 표시 장치, 및 상기 화상 표시 장치와 관찰자 사이에 배치되는 편광판을 적어도 갖는, 입체 화상 표시 시스템.
제 10 항에 기재된 화상 표시 장치, 및 상기 화상 표시 장치와 관찰자 사이에 배치되는 편광판을 적어도 갖는, 입체 화상 표시 시스템.