TW201319633A - 圖案相位差膜、圖案偏光板、影像顯示裝置及立體影像顯示系統 - Google Patents

圖案相位差膜、圖案偏光板、影像顯示裝置及立體影像顯示系統 Download PDF

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Abstract

本發明減輕因支撐體膜的光學特性產生的串擾。圖案相位差膜至少包含：具有光學各向異性的支撐體膜（14）、及圖案相位差層（12），該圖案相位差層（12）在該支撐體膜上且具有面內慢軸的方向及相位差的至少一者相互不同的第1相位差區域及第2相位差區域，且上述支撐體膜的面內慢軸方向的偏角為3°以上。

Description

圖案相位差膜、圖案偏光板、影像顯示裝置及立體影 像顯示系統
本發明是有關於一種用作3D影像顯示用光學膜等的圖案相位差膜、以及具有上述圖案相位差膜的圖案偏光板、影像顯示裝置及立體影像顯示系統。
顯示立體影像的3D影像顯示裝置，需要用以使右眼用影像及左眼用影像形成例如相互相反方向的圓偏光影像的光學構件。例如該光學構件利用圖案相位差膜，該圖案相位差膜是慢軸(slow axis)或延遲等相互不同的區域有規則地配置於面內而成。以前，圖案相位差層的支撐體是使用各向同性的玻璃(例如日本專利特開平10-253824號公報)，但近年來就生產性的觀點而言，使用包含樹脂的透明膜作為支撐體的要求提高。另一方面，如於日本專利第4508280號公報中亦有記載般，在使用樹脂製作支撐體時，由於其相位差，而存在導致出射的圓偏光變形的問題。
日本專利第4508280號公報中揭示，藉由使支撐體的慢軸與圖案區域的慢軸的二等分線平行或正交，而使在右眼與左眼中圓偏光的狀態的差消除，但其未根本上解決串擾(cross talk)。
本發明的課題是提供一種有助於減輕串擾量的圖案相位差膜及圖案偏光板、以及利用其的減輕了串擾的產生的影像顯示裝置及立體影像顯示系統。
用以解決上述課題的方法如以下所述。
[1]一種圖案相位差膜，其至少包含：具有光學各向異性的支撐體膜、及圖案相位差層，該圖案相位差層在該支撐體膜上且具有面內慢軸的方向及相位差的至少一者相互不同的第1相位差區域及第2相位差區域，且上述支撐體膜的面內慢軸方向的偏角(variation)為3°以上。
[2]如[1]所述之圖案相位差膜，其中上述支撐體膜的面內慢軸方向的偏角為5°以上。
[3]如[1]或[2]所述之圖案相位差膜，其中上述支撐體膜的面內慢軸方向的偏角為7°以上。
[4]如[1]至[3]中任一項所述之圖案相位差膜，其中上述支撐體膜在波長550 nm時的面內延遲Re(550)為20 nm以下。
[5]如[1]至[4]中任一項所述之圖案相位差膜，其中上述支撐體膜的Re(550)為10 nm以下。
[6]如[1]至[5]中任一項所述之圖案相位差膜，其中上述支撐體膜的Re(550)為5 nm以下。
[7]如[1]至[6]中任一項所述之圖案相位差膜，其中上述第1相位差區域及第2相位差區域的Re(550)為110 nm~165 nm，且第1相位差區域及第2相位差區域的面內慢軸相互正交。
[8]一種圖案偏光板，其至少包含：如[1]至[7]中任一項所述之圖案相位差膜、及直線偏光膜。
[9]一種影像顯示裝置，其包含：影像顯示面板部、 及在該影像顯示面板部的視認側表面的如[1]至[7]中任一項所述之圖案相位差膜、或如[8]所述之圖案偏光板。
[10]一種立體影像顯示系統，其至少包含：如[9]所述之影像顯示裝置、及配置於該影像顯示裝置與觀察者之間的偏光板。
根據本發明的構成，即便在無法使支撐體的相位差為0的情況下，亦可減輕因支撐體的相位差引起的串擾量。
以下，對本發明進行詳細地說明。另外，本案說明書中，「~」是以包含其前後所記載的數值作為下限值及上限值的含義而使用。
[Re(λ)]
本說明書中，Re(λ)表示波長λ時的面內的延遲。Re(λ)是在KOBRA 21ADH或WR(王子計測機器(股)製造)中，使波長λ nm的光入射至膜法線方向而測定。在測定波長λ nm的選擇時，能以手動交換波長選擇濾波器、或以程式等變換測定值進行測定。
另外，本說明書中，只要無特別附註，折射率的測定波長設為550 nm。
1.圖案相位差膜
本發明是有關於一種圖案相位差膜，其至少包含：具有光學各向異性的支撐體膜、及圖案相位差層，該圖案相位差層在該支撐體膜上且具有面內慢軸的方向及相位差的至少一者相互不同的第1相位差區域及第2相位差區域， 且上述支撐體膜的面內慢軸方向的偏角為3°以上。本發明的圖案相位差膜例如配置於立體影像顯示裝置的影像顯示面板部的視認側表面，用於分離左右眼用偏光影像。
一例是上述第1相位差區域及第2相位差區域的Re(550)為λ/4左右，且第1相位差區域及第2相位差區域的面內慢軸相互正交的圖案相位差膜。若直線偏光影像入射至該圖案相位差膜，則分別通過第1相位差區域及第2相位差區域的偏光影像相互轉變成反向的圓偏光影像。若戴有配置相互反向的圓偏光板作為左右眼用鏡片的圓偏光眼鏡的觀察者進行觀察，則可僅使右眼用圓偏光影像入射至該觀察者的右眼中，可僅使左眼用圓偏光影像入射至左眼中。若使具有視差的影像分別入射至左右眼中，則觀察者會認為是立體影像。
但在圖案相位差層的支撐體為膜的圖案相位差膜中，用作支撐體的膜的光學特性會產生影響，無法轉變成左右眼用理想的偏光影像，自圖案相位差膜出射的圓偏光發生變形，導致在觀察立體影像時產生串擾。藉由降低用作支撐體的膜的延遲，而可減輕支撐體膜的影響，但難以使膜的延遲完全為0，並且，即便可實現，但就生產性等的觀點而言，亦無法實用。
本發明中，由於使用作支撐體的膜的面內慢軸的方向隨機化，而在圖案相位差層的第1相位差區域及第2相位差區域，支撐體膜的相位差隨機地造成影響，而總體上將支撐體膜的相位差的影響平均化。藉此，可減輕串擾的產 生量。先前，關於用於液晶顯示裝置等影像顯示裝置的相位差膜，為了提高顯示特性，較佳為儘量降低膜的面內慢軸方向的偏角，而使用面內慢軸一致的膜，在其方向性上亦進行了各種與改良技術有關的研究開發。鑒於此種情況，可以說本發明中，根據與基於先前的發現的改良技術的方向性反向的技術思想，而解決稱為串擾的3D顯示特有的課題。
此處，所謂面內慢軸隨機的狀態，具體而言是指藉由後述的測定方法測定的面內慢軸方向的偏角為3°以上，較佳為5°以上，更佳為7°以上，尤佳為10°以上，特佳為15°以上。藉由使偏角為3°以上，即便用作支撐體的膜並非各向同性，亦可減輕因膜的延遲而產生的串擾的產生量。
就因支撐體膜的光學特性引起的串擾產生量的減輕效果的觀點而言，較佳為面內慢軸方向的偏角大，就上述效果的觀點而言，雖然不存在偏角的上限值，但上限值為90°。
另外，若支撐體膜的延遲高，則有時會損及本發明的效果。因此，支撐體膜的Re(550)小為佳，較佳為20 nm以下，更佳為10 nm以下，尤佳為5 nm以下。另一方面，在支撐體膜為完全的各向同性時，作為3D顯示裝置雖然理想，但畢竟光通過支撐體膜時偏光狀態不會發生變化，因此無法實現本發明的效果。支撐體膜具有各向異性、且該各向異性小時，本發明的效果大。另一方面，難以製作完全的各向同性的膜。本發明中，由於並非完全的各向同 性，並且使其面內慢軸朝向隨機的方向，因此與即便以相同的延遲而面內慢軸一致的情形相比，可進一步減小串擾。
本發明的圖案相位差膜所具有的圖案相位差層，具有面內慢軸及相位差的至少一者相互不同的第1相位差區域及第2相位差區域。圖案的形狀及配置並無特別限制，為了使左右影像變得均勻，較佳為第1相位差區域及第2相位差區域為相互相等的形狀，並且較佳為各自的配置為均等且對稱。一例是相同寬度的條紋狀第1相位差區域及第2相位差區域交替配置的圖案相位差層。
本發明的圖案相位差膜所具有的第1相位差區域及第2相位差區域的形態，並無特別限制。藉由與直線偏光膜的組合，而可為可分離右眼用及左眼用偏光影像的圖案化的形態的任一種。關於第1相位差區域及第2相位差區域的Re、各自的面內慢軸的關係、及與直線偏光膜的吸收軸的關係，若匯總幾個例子，則如以下所述。
圖1(a)表示本發明的圖案相位差膜的一例的剖面示意圖，圖1(b)表示俯視示意圖。圖1(a)及圖1(b)所示的圖案相位差膜是具有上述表中的第1形態的圖案相位差層的例子。
圖1(a)及圖1(b)所示的圖案相位差膜10如圖1(a)中以剖面示意圖表示般，具有支撐體膜14、及其上的圖案相位差層12。在圖案相位差層12與支撐體膜14之間，可配置用於形成圖案相位差層12的配向膜。配向膜的一例是具有可將相同的液晶組成物配向控制為相互不同的方向(具體而言為使液晶的長軸相互正交的方向)的第1配向控制區域及第2配向控制區域。配向膜例如可藉由進行遮罩曝光或遮罩摩擦處理而形成。在臨時支撐體上利用配向膜另外形成圖案相位差層，可將該圖案相位差層轉印至支撐體膜14上，此時圖案相位差膜當然亦可不含配向膜。
圖案相位差層12如圖1(b)中所表示的俯視示意圖般，較佳為第1相位差區域12a及第2相位差區域12b為均等且對稱配置的圖案相位差層。較佳為第1相位差區域12a及第2相位差區域12b分別具有相互正交的面內慢軸a及面內慢軸b，並且Re為λ/4左右(具體為110 nm~165 nm，較佳為120 nm~145 nm)。
本發明的圖案相位差膜可具有其他功能層。其他功能層的例子包括硬塗層、抗反光層。可將這些層形成於支撐體膜上而製作積層膜，並與本發明的圖案相位差膜貼合。另外，在形成圖案相位差層後，或形成之前，可藉由貼合或塗佈等，在用作支撐體的膜的背面(與形成圖案相位差層的面相反側的面)上，形成上述功能層。另外，在形成圖案相位差層後，可在圖案相位差層的表面直接形成或藉 由貼合或塗佈等而形成。
本發明的圖案相位差膜的製造方法並無特別限制。一例是包括下述步驟的方法：準備成為支撐體的膜；在該膜的表面形成具有相互不同的配向控制能力的配向膜；在該配向膜的表面形成包含液晶組成物的塗佈層並使其配向；及將配向狀態固定而形成第1相位差區域及第2相位差區域。
使上述膜的面內慢軸隨機化的處理，可在與實施上述1個以上的步驟的同時而實施，或在上述任一步驟間實施1個以上步驟。通常在形成配向膜之前對成為支撐體的膜加以實施，或在成為支撐體的膜的製造中實施。
支撐體膜：作為用作支撐體的膜，較佳為以透光性、機械強度、熱穩定性、防水性、各向同性等優異的聚合物或樹脂為主成分的膜。例如可列舉：聚碳酸酯系聚合物、聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS(acrylonitrile-styrene)樹脂)等苯乙烯系聚合物等。另外，作為例子，亦可列舉：聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴，如乙烯-丙烯共聚物的聚烯烴系聚合物，氯乙烯系聚合物，尼龍或芳香族聚醯胺等醯胺系聚合物，醯亞胺系聚合 物，碸系聚合物，聚醚碸系聚合物，聚醚醚酮系聚合物，聚苯硫醚系聚合物，偏二氯乙烯系聚合物，乙烯醇系聚合物，乙烯丁醛系聚合物，芳酯系聚合物，聚甲醛系聚合物，環氧系聚合物，或將上述聚合物加以混合的聚合物。另外，本發明的高分子膜亦可形成為丙烯酸系、胺基甲酸酯系、丙烯酸胺基甲酸酯系、環氧系、矽酮系等紫外線硬化型、熱硬化型樹脂的硬化層。
另外，用作上述支撐體的膜的主成分可較佳地使用熱塑性降冰片烯系樹脂。熱塑性降冰片烯系樹脂可列舉：日本瑞翁(Japan ZEON)(股)製造的ZEONEX、ZEONOR，JSR(股)製造的ARTON等。
另外，用作上述支撐體的膜的主成分可較佳地使用纖維素系聚合物(以下稱為醯化纖維素)，其在先前用作偏光板的透明保護膜，以三乙醯基纖維素為代表。
如上所述，較佳為用作支撐體的膜為低相位差。為了降低膜的Re，可在膜中添加1種以上添加劑。使膜的光學各向異性降低的添加劑並無特別限制，亦可利用先前公知的添加劑的任一種。
用作支撐體的上述膜較佳為實施使面內慢軸隨機化的處理。上述處理的例子可列舉：在製膜的過程中用以緩和朝特定方向配向的主成分聚合物等的配向的處理。一例是對膜進行加熱的處理。另外，其他例子是在膜的表面(較佳為表面及背面)塗佈丙酮等有機溶劑，並進行乾燥的處理。藉由塗佈有機溶劑，而一部分溶劑滲透至膜中，促進 膜中的主成分聚合物等的配向的緩和。
另外，膜的面內慢軸的隨機化並不限定於藉由積極實施的處理而達成的情形。例如在製膜過程中，以不促進主成分聚合物等的配向的方式，調整製膜條件，藉此亦可使所製造的膜的面內慢軸隨機化。一例是在製膜過程中減輕膜所負載的張力的方法。容易對膜施加張力由於是溶液製膜法中對膜進行乾燥而使溶劑蒸發的步驟，因此在該乾燥步驟中，在不對膜施加過度的張力的條件下實施乾燥，藉此可達成面內慢軸的隨機化。而且，乾燥結束時的膜中的殘留溶劑量越多，則越有面內慢軸隨機化的傾向。另外，降低膜的延伸倍率、及降低延伸溫度，亦有助於面內慢軸的隨機化。
配向膜：本發明可利用的配向膜可列舉：具有藉由遮罩曝光或遮罩摩擦等，而有相互不同的配向控制能力的第1配向控制區域及第2配向控制區域的圖案配向膜。另外，其他可利用的配向膜可列舉：液晶分子是以在配向膜上的紫外線照射部分液晶的慢軸與摩擦方向平行的方式配向，在未照射部分液晶分子的慢軸與摩擦方向正交配向的配向膜。另外，可藉由遮罩摩擦形成配向膜。或可利用光配向膜。
圖案相位差層：本發明的圖案相位差膜所具有的圖案相位差層可由液晶組成物形成。所使用的液晶並無特別限制，亦可使用圓盤狀液晶及棒狀液晶的任一種。Re(550)為λ/4左右的相 位差區域，可藉由將圓盤狀液晶的垂直配向(使圓盤面相對於層面而垂直配向的狀態)固定，或藉由將棒狀液晶的水平配向(使棒狀液晶的長軸相對於層面而水平配向的狀態)固定而形成。
圖案相位差層的形成方法可列舉以下形態。
第1形態是如下的方法：利用對液晶的配向控制造成影響的多種作用，然後藉由外部刺激(熱處理等)，使任一種作用消失，而使特定的配向控制作用為支配性。例如藉由配向膜的配向控制能力、與添加於液晶組成物中的配向控制劑的配向控制能力的複合作用，使液晶成為特定的配向狀態，並將該配向狀態固定而形成一個相位差區域，然後藉由外部刺激(熱處理等)，使任一種作用(例如配向控制劑的作用)消失，使其他配向控制作用(配向膜的作用)為支配性，藉此實現其他的配向狀態，將該配向狀態固定，而形成另一個相位差區域。例如後述特定的吡啶鎓化合物或咪唑鎓化合物由於吡啶鎓基或咪唑鎓基為親水性，因此偏靠在上述親水性聚乙烯醇配向膜表面。特別是若吡啶鎓基進一步取代作為氫原子的受體的取代基的胺基，則在與聚乙烯醇之間產生分子間氫鍵，而更高密度地偏靠在配向膜表面，並且藉由氫鍵的效果，而吡啶鎓衍生物朝與聚乙烯醇的主鏈正交的方向配向，因此促進液晶與摩擦方向的正交配向。後述特定的吡啶鎓衍生物等由於在分子內具有多個芳香環，因此在與液晶、特別是圓盤狀液晶之間引起強的分子間π-π相互作用，並引起圓盤狀液晶在配向膜界 面附近的正交配向。特別是若在親水性吡啶鎓基上連結疏水性芳香環，則亦有因其疏水性效果而引起垂直配向的效果。但是該效果，若加熱超過某溫度，則氫鍵斷裂，而上述吡啶鎓化合物等在配向膜表面的偏靠性及密度降低，並失去其作用。其結果是藉由摩擦配向膜本身限制力而使液晶配向，並且液晶成為平行配向狀態。關於該方法的詳細內容，在日本專利特開2012-008170號說明書中有記載，其內容以參照的形式併入本說明書中。
第2形態是利用圖案配向膜的形態。在該形態中，形成具有相互不同的配向控制能力的圖案配向膜，在其上配置液晶組成物，並使液晶配向。液晶因圖案配向膜各自的配向控制能力而受到配向限制，並達成相互不同的配向狀態。藉由將各配向狀態固定，而根據配向膜的圖案而形成第1相位差區域及第2相位差區域的圖案。圖案配向膜可利用印刷法、對摩擦配向膜的遮罩摩擦、對光配向膜的遮罩曝光等而形成。另外，以相同的方式形成配向膜，以另外特定的圖案印刷對配向控制能力造成影響的添加劑(例如上述鎓鹽等)，而亦可形成圖案配向膜。就無需大規模的設備的方面或容易製造的方面而言，較佳為利用印刷法的方法。關於該方法的詳細內容，在日本專利特開2012-032661號說明書中有記載，其內容以參照的形式併入本說明書中。
本形態中，例如使用遮罩的遮罩曝光等的處理是對配向膜而實施。
第3形態是在配向膜中添加光生酸劑的形態。該例中，在配向膜中添加光生酸劑，藉由圖案曝光，形成光生酸劑分解而產生酸性化合物的區域、與未產生酸性化合物的區域。在光未照射部分，光生酸劑大體上為未分解的狀態，配向膜材料、液晶、及根據期望而添加的配向控制劑的相互作用會支配配向狀態，而使液晶朝其慢軸與摩擦方向正交的方向配向。若對配向膜照射光，而產生酸性化合物，則其相互作用已經不再支配，摩擦配向膜的摩擦方向支配配向狀態，液晶是使其慢軸與摩擦方向平行而平行配向。上述配向膜所用的光生酸劑較佳為使用水溶性化合物。可使用的光生酸劑的例子包括：高分子科學(Prog.Polym.Sci.),23卷、1485頁(1998年)所記載的化合物。上述光生酸劑特佳為使用吡啶鎓鹽、錪鎓鹽及鋶鹽。關於該方法的詳細內容，在日本專利特願2010-289360號說明書中有記載，其內容以參照的形式併入本說明書中。
上述圖案形成方法的形態為例示，且並不限定於上述形態。
2.圖案偏光板
本發明亦是有關於一種至少包含本發明的圖案相位差膜、以及直線偏光膜的圖案偏光板。直線偏光膜可與圖案相位差層的表面貼合，亦可與支撐體膜的表面貼合。另外，可在直線偏光膜與本發明的圖案相位差膜之間配置其他的膜(例如直線偏光膜的保護膜)，但此種情況下，該其他的膜亦較佳為面內慢軸為隨機且為低相位差的膜，較佳的範 圍與上述用作支撐體的膜的這些特性的較佳的範圍相同。在直線偏光膜與本發明的圖案相位差膜之間，較佳為不配置其他的膜。
將圖1(a)及圖1(b)所示的圖案相位差膜10與直線偏光膜組合時，如圖2中示意性表示般，較佳為使直線偏光膜16的吸收軸P與圖案相位差層12的第1相位差區域12a及第2相位差區域12b各自的面內慢軸以±45°交叉而貼合。
本發明亦是有關於一種至少包含本發明的圖案相位差膜或圖案偏光板、以及影像顯示面板部的影像顯示裝置及立體影像顯示系統。本發明的圖案相位差膜或圖案偏光板配置於影像顯示面板部的視認側，具有將顯示面板部所顯示的影像轉變成右眼用及左眼用圓偏光影像或直線偏光影像等偏光影像的功能。觀察者經由圓偏光或直線偏光眼鏡等的偏光板觀察這些影像，而會認為是立體影像。
本發明中，影像顯示面板部的構成並無任何限制。例如可為包含液晶層的液晶面板，可為包含有機電致發光(electroluminescence，EL)層的有機EL顯示面板，亦可為電漿顯示器面板。任一種形態均可採用各種可能的構成。另外，在透射模式的液晶面板等在視認側表面具有用以顯示影像的直線偏光膜的形態中，本發明的圖案相位差膜藉由與該直線偏光膜的組合，而可達成上述功能。當然，可在液晶顯示面板的表面配置具有直線偏光膜的本發明的圖案偏光板，但此種情況下，使圖案偏光板的直線偏光膜 的吸收軸、與液晶面板部的直線偏光膜的吸收軸一致而配置。
本發明的立體影像顯示系統的特徵在於：至少包含本發明的影像表裝置、及配置於該影像顯示裝置與觀察者之間的偏光板。上述偏光板的一例是觀察者戴著的偏光眼鏡。作為偏光眼鏡的左右眼用鏡片而配置的偏光板，可為圓偏光板、橢圓偏光板、及直線偏光板的任一種。根據影像顯示裝置所顯示的偏光影像進行選擇。具體而言，在本發明的影像顯示裝置分別顯示相互反向的圓偏光影像的形態下，使用具有相互反向的圓偏光板作為左右眼用鏡片的圓偏光眼鏡。
圖3表示本發明的立體影像顯示系統的一例的剖面示意圖。圖3所示的例子是具有液晶面板作為影像顯示裝置的影像顯示面板部的形態。
圖3所示的立體影像顯示系統具有：影像顯示裝置30、以及在觀察影像顯示裝置30的觀察者與影像顯示裝置30之間所具有的圓偏光板40。圓偏光板40例如為觀察者戴著的圓偏光眼鏡。
影像顯示面板部20為液晶面板，且具有：相互的吸收軸正交配置的一對直線偏光膜22a及直線偏光膜22b、以及配置於其間的液晶胞21。在直線偏光膜22a及直線偏光膜22b與液晶胞21之間，分別配置有光學補償膜23a及光學補償膜23b，而有助於液晶胞21的視角補償。根據液晶胞21的液晶驅動模式，可不需要光學補償膜23a及光學補 償膜23b，而換成例如用以保護偏光膜22a及偏光膜22b的保護膜。另外，光學補償膜23a及光學補償膜23b根據液晶胞21的液晶驅動模式，而可分別配置2片以上。
在直線偏光膜22a的視認側表面、即觀察者側表面，配置圖1(a)及圖1(b)所示的本發明的圖案相位差膜的一例10，自影像顯示面板部入射的直線偏光影像通過圖案相位差膜10，而以左右眼用相互反向的圓偏光影像出射。若戴著具有相互反向的圓偏光板40作為左右眼用鏡片的偏光眼鏡的觀察者進行觀察，則右眼中僅入射進右眼用影像，左眼中僅入射進左眼用影像。若將具有視差的影像分別入射進左右眼，則觀察者會認為是立體影像。
上述影像顯示裝置所具有的液晶面板的模式並無特別限制，可為以下的任一種顯示模式的形態：扭轉向列(Twisted Nematic，TN)、共平面切換(In-Plane Switching，IPS)、鐵電液晶(Ferroelectric Liquid Crystal，FLC)、反鐵電液晶(Anti-ferroelectric Liquid Crystal，AFLC)、光學補償彎曲(Optically Compensatory Bend，OCB)、超扭轉向列(Supper Twisted Nematic，STN)、垂直配向(Vertically Aligned，VA)、及混合排列向列(Hybrid Aligned Nematic，HAN)等。
實例
以下列舉實例對本發明的特徵進行更具體地說明。以下的實例所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理順序等，只要不脫離本發明的主旨，則可進行適當變更。因 此，本發明的範圍不應由以下所示的具體例進行限定性解釋。
《測定法》
首先，以下表示特性的測定法及評價法。
[面內慢軸方向的偏角]
切出70 mm×110 mm的試樣，以相對濕度60%調節濕度2小時，藉由自動雙折射計「KOBRA AD200」(王子計測機器(股)製造)，測定面內慢軸方向。試樣是將總寬度進行均等地分割而自13個部位切出，將其最大值、最小值的差作為面內慢軸方向的偏角。
另外，根據所切出的試樣的尺寸，亦有不自13個部位切出試樣的情況，但在比13個少的試樣中，在最大值、最小值的差為本發明中所規定的值以上時，毋庸置疑使用該試樣(支撐體膜)的圖案相位差膜為本發明的範圍。
[串擾]
將W220S(現代(Hyundai)製造)附屬的3D眼鏡配置於立體影像顯示裝置的正面，接著以將3D眼鏡的左右鏡片連結的線與地面平行的方式進行配置。在立體影像顯示裝置所顯示的3D內容(content)中，使用對一眼顯示白、對另一眼顯示黑的3D內容，在暗室中使用測定器(BM5A、拓普康(TOPCON)公司製造)，穿過3D眼鏡測定白亮度、黑亮度，藉由下式算出正面串擾。
串擾(%)=2×黑亮度/(白亮度+黑亮度)×100
[參考例1]
(圖案相位差層的製作)
在玻璃基板上塗佈下述結構的光配向材料E-1的1%水溶液，以100℃乾燥1分鐘。對所得的塗佈膜，在空氣下使用160 W/cm2的空冷金屬鹵化物燈(愛古拉飛克斯(EYE GRAPHICS)(股)製造)照射紫外線，而製作附光配向膜的玻璃基板。此時，將線柵偏光元件(莫克思泰克(Moxtek)公司製造、ProFlux PPL02)如圖4(a)所示般設置於方向1，接著通過遮罩A(透射部的橫條紋寬度285 μm、遮蔽部的橫條紋寬度285 μm的條紋遮罩)進行曝光。然後，如圖4(b)所示般，將線柵偏光元件設置於方向2，接著通過遮罩B(透射部的橫條紋寬度285 μm、遮蔽部的橫條紋寬度285 μm的條紋遮罩)進行曝光。將曝光遮罩面與光配向膜間的距離設定為200 μm。此時所用的紫外線的照度在UV-A區域(波長380 nm~320 nm的累計)設為100 mW/cm2，照射量在UV-A區域設為1000 mJ/cm2。
製備下述光學各向異性層用組成物後，藉由孔徑0.2 μm的聚丙烯製過濾器進行過濾，而製成塗佈液使用。在附光配向膜的玻璃基板上塗佈該塗佈液，以膜面溫度105℃乾燥2分鐘製成液晶相狀態後，冷卻至75℃，在空氣下使用160 W/cm2的空冷金屬鹵化物燈(愛古拉飛克斯(EYE GRAPHICS)(股)製造)照射紫外線，將其配向狀態固定化，而在玻璃基板上製作圖案相位差層。光學各向異性層的膜厚為1.3 μm，第1相位差區域、及第2相位差區域的Re(550)均為130 nm，各自的面內慢軸正交。
棒狀液晶LC242：WO2010/090429號A2公報所記載的棒狀液晶
水平配向劑A
[實例1]
(醯化纖維素溶液的製備)
將下述組成物投入至混合槽中，進行攪拌將各成分溶解，而製備醯化纖維素溶液A。
[醯化纖維素溶液A組成]
(消光劑溶液A的製備)
將平均粒徑16 nm的二氧化矽粒子(AEROSIL R972、日本AEROSIL(股)製造)20質量份、甲醇80質量份充分攪拌混合30分鐘，而製成二氧化矽粒子分散液。將該分散液與下述組成物一起投入至分散機中，接著攪拌30分鐘以上將各成分溶解，而製備消光劑溶液A。
[消光劑溶液A的組成]
(添加劑溶液的製備)
將下述組成物投入至混合槽中，一邊加熱一邊攪拌，將各成分溶解，而製備纖維素乙酸酯溶液。降低光學各向異性的化合物及波長分散調整劑是使用下述化合物。
(添加劑溶液組成)
延遲降低化合物
波長分散調整劑
(醯化纖維素膜1的製作)
將上述醯化纖維素溶液A 94.6質量份、消光劑溶液1.3質量份、添加劑溶液4.1質量份分別過濾後進行混合，使用帶流延機進行流延。上述組成中延遲降低化合物及波長分散調整劑相對於醯化纖維素的質量比分別為11.7%、 1.2%。
在殘留溶劑量為55%時自帶剝離膜，一邊在以夾具保持膜兩端的拉幅區域施加18 kgf/m(176 N/m)的張力，一邊以95℃進行乾燥。此時，相對於拉幅入口的最大擴縮率為103%。在殘留溶劑量為20%~22%的階段自拉幅夾具將膜脫離，藉由裁刀切落端部。接著，一邊在包含多個輥群的乾燥區域搬送一邊乾燥。以100℃~135℃溫度進行乾燥，而製作醯化纖維素膜1。膜厚為80 μm。
藉由上述的項所記載的方法測定所得的膜的Re、面內慢軸方向的偏角。將結果表示於下述表中。
[實例2]
(醯化纖維素膜2的製作)
調整實例1中所使用的摻雜劑的流量，以使所得的膜的膜厚為40 μm的方式進行流延。在殘留溶劑量為55%時將膜剝下後，一邊在藉由夾具保持膜兩端的拉幅區域施加15 kgf/m(147 N/m)的張力，一邊以90℃進行乾燥。在殘留溶劑量為20%的階段自拉幅脫離，除此以外，以與製造例1相同的方式，製作醯化纖維素膜2。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例3]
(醯化纖維素膜3的製作)
將拉幅脫離時的殘留溶劑量設為50%，除此以外，以與實例1相同的方式，製作醯化纖維素膜3。以與實例1 相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例4]
(醯化纖維素膜4的製作)
將拉幅的寬度方向張力設為2 kgf/m(19.6 N/m)，除此以外，以與實例1相同的方式，製作醯化纖維素膜4。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例5]
(醯化纖維素溶液的製備)
將下述組成物投入至混合槽中，進行攪拌將各成分溶解，而製備醯化纖維素溶液B。
[醯化纖維素溶液B組成]
(醯化纖維素膜5的製作)
將上述醯化纖維素溶液B加溫至30℃，使用帶流延機進行流延。在殘留溶劑為55%的狀態下將膜自帶剝下，並輸送45℃的乾燥風。接著以110℃乾燥5分鐘、接著以140℃乾燥10分鐘，而獲得醯化纖維素的透明膜。
(延伸)
使用輥延伸機以150℃對上述製膜的醯化纖維素膜實施延伸倍率5%的縱單軸延伸處理。延伸倍率藉由調整夾輥的周速進行控制。
(熱處理)
藉由拉幅夾具把持所得的膜的兩端後，通過240℃的加熱區域內而製作醯化纖維素膜5。膜厚為80 μm。
以與實例1相同的方式對所得的膜進行光學性能評價。將結果表示於下述表中。
[實例6]
(醯化纖維素膜6的製作)
將延伸時的溫度設為130℃，除此以外，以與實例5相同的方式，製作醯化纖維素膜6。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例7]
(醯化纖維素膜7的製作)
將延伸時的溫度設為120℃，除此以外，以與實例5相同的方式，製作醯化纖維素膜7。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例8]
(醯化纖維素膜8的製作)
將延伸倍率設為0%，除此以外，以與實例5相同的 方式，製作醯化纖維素膜8。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例9]
(醯化纖維素膜9的製作)
將延伸倍率設為0%，除此以外，以與實例6相同的方式，製作醯化纖維素膜9。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例10]
(醯化纖維素膜10的製作)
將延伸倍率設為0%，除此以外，以與實例7相同的方式，製作醯化纖維素膜10。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例11]
(醯化纖維素膜11的製作)
將熱處理溫度設為250℃，除此以外，以與實例8相同的方式，製作醯化纖維素膜11。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例12]
(醯化纖維素膜12的製作)
將熱處理溫度設為260℃，除此以外，以與實例8相同的方式，製作醯化纖維素膜12。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學牲能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例13]
(醯化纖維素膜13的製作)
在醯化纖維素膜8的兩面塗佈丙酮，製作醯化纖維素膜13。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例14]
(醯化纖維素膜14的製作)
在醯化纖維素膜10的兩面塗佈丙酮，製作醯化纖維素膜14。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[實例15]
(熱塑性降冰片烯系樹脂1的製造)
在氮氣環境下、在室溫下將經脫水的甲苯600份、1-己烯30份、8-甲基羧基甲基四環[4.4.0.12,5.17,10]十二碳-3-烯200份加入至反應器中進行混合後，將該溶液加熱至60℃。接著在反應器內的溶液中，添加作為聚合觸媒的三乙基鋁(1.5莫耳/1)的甲苯溶液0.5份、經第三丁醇及甲醇改質的六氯化鎢(第三丁醇：甲醇：鎢=0.35莫耳：0.3莫耳：1莫耳)的甲苯溶液(濃度0.05莫耳/L)3.0份，將該體系以80℃加熱攪拌3小時進行聚合。
接著，對所得的含有開環聚合物的反應溶液400份，添加作為氫化觸媒的RuHCl(CO)[P(C6H5)3]3.0份，而獲得含有24%的8-甲基-8-羧基甲基四環[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二碳烯開環聚合物氫化聚合物的反應溶液。
在所得的溶液中，相對於聚合物100份添加0.3份抗氧化劑(汽巴精化化學公司製造、Irganox 1010)使其溶解。接著，使用圓筒型濃縮乾燥器(日立製作所(股)製造)，在溫度295℃、壓力1 kPa以下，自溶液除去作為溶劑的甲苯及其他揮發成分，且將上述開環聚合物氫化聚合物在熔融狀態下自擠出機成股線狀擠出，冷卻後，進行顆粒化而回收。
(降冰片烯膜1的製作)
將所得的熱塑性降冰片烯系樹脂1的顆粒溶解於二氯甲烷中，而獲得固體成分濃度為30%的樹脂溶液。將該樹脂溶液流延於不鏽鋼製無端帶上。將該無端帶上的膜以40℃乾燥40分鐘，自該無端帶將膜剝離，接著以100℃乾燥180分鐘，接著以120℃乾燥120分鐘，而獲得降冰片烯的透明膜。
(延伸)
使用同軸雙軸延伸機，以160℃、縱延伸倍率1.41倍、橫延伸倍率1.41倍，將上述製膜的降冰片烯膜進行同時雙軸延伸，而製作降冰片烯膜1。膜厚為51 μm。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[比較例1]
(醯化纖維素膜15的製作)
將下述組成物投入至混合槽中，進行攪拌將各成分溶解，而製備纖維素乙酸酯溶液B。
[醯化纖維素溶液B組成]
(消光劑溶液B的製備)
在實例1的消光劑溶液A的製備中，將醯化纖維素溶液A變更為醯化纖維素溶液B，除此以外，以相同的方式製備消光劑溶液B。
(添加劑溶液的製備)
將下述組成物投入至混合槽中，一邊加熱一邊攪拌，將各成分溶解，而製備醯化纖維素溶液。延遲降低化合物及波長分散調整劑使用與實例1相同的化合物。
[添加劑溶液組成]
將上述纖維素乙酸酯溶液B 94.6質量份、消光劑溶液1.3質量份、添加劑溶液4.1質量份分別過濾後進行混合，使用帶流延機進行流延。在上述組成中，延遲降低化合物及波長分散調整劑相對於纖維素乙酸酯的質量比分別為16.0%、1.2%。
使用所製作的摻雜劑，藉由帶流延機進行流延。在殘 留溶劑量為45%時將膜剝下後，一邊在藉由夾具保持膜兩端的拉幅區域施加35 kgf/m(343 N/m)的張力，一邊以95℃進行乾燥。在殘留溶劑量為27%的階段自拉幅脫離，將搬送張力設為10 kgf/m(10 N/m)，除此以外，以與實例1相同的方式，製作醯化纖維素膜15。調查所得的膜的殘留溶劑量，結果為0.3%。另外，膜厚為80 μm。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[比較例2]
(醯化纖維素膜16的製作)
將拉幅的寬度方向的張力設為60 kgf/m(588 N/m)，除此以外，以與實例1相同的方式，製作醯化纖維素膜16。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[比較例3]
(醯化纖維素膜17的製作)
乾燥後藉由拉幅夾具把持膜的兩端後，通過240℃的加熱區域內，除此以外，以與實例5相同的方式，製作醯化纖維素膜17。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中。
[比較例4]
(熱塑性降冰片烯系樹脂2的製造)
在氮氣環境下，在室溫下，將經脫水的環己烷500份、1-己烯0.82份、二丁醚0.15份及三異丁基鋁0.30份加入 至反應器中進行混合後，一邊保持於45℃，一邊歷時2小時連續添加包含三環[4.3.0.12,5]癸-3,7-二烯(以下記為DCP)40份、7,8-苯并三環[4.3.0.12,5]癸-3-烯(以下記為MTF)100份及四環[4.4.0.12,5.17,10]十二碳-3-烯(以下記為TCD)60份的降冰片烯系單體混合物、以及六氯化鎢(0.7%甲苯溶液)40份進行聚合。在該聚合溶液中，添加丁基縮水甘油醚1.06份及異丙醇0.52份，使聚合觸媒失活，並停止聚合反應。
接著，相對於所得的含有開環聚合物的反應溶液100份，而添加環己烷270份，接著添加作為氫化觸媒的鎳-氧化鋁觸媒(日揮化學公司製造)5份，藉由氫氣加壓至5 MPa，一邊攪拌，一邊升溫至220℃後，反應4小時，而獲得含有20%的DCP/MTF/TCD開環聚合物氫化聚合物的反應溶液。
將該反應溶液過濾而除去氫化觸媒後，將抗氧化劑(汽巴精化化學公司製造、Irganox 1010)添加於所得的溶液中使其溶解(相對於聚合100份體為0.1份)。接著，使用圓筒型濃縮乾燥器(日立製作所(股)製造)，在溫度270℃、壓力1 kPa以下，自溶液將作為溶劑的環己烷及其他揮發性成分除去，且將上述開環聚合物氫化聚合物在熔融狀態下自擠出機成股線狀擠出，冷卻後進行顆粒化而回收。
(降冰片烯膜2的製作)
使用使空氣流通的熱風乾燥器，以70℃將所得的熱塑性降冰片烯系樹脂2的顆粒乾燥2小時，而將水分除去後， 使用具有樹脂熔融混練機的T模具式膜熔融擠出成形機，該樹脂熔融混練機設置有葉片(leaf disc)形狀的聚合物過濾器，並具有65 mmφ的螺桿，在擠出成形機的溫度260℃、模具溫度260℃下擠出，將經擠出的片狀熱塑性降冰片烯系樹脂通過3根冷卻圓筒(drum)(直徑300 mm、圓筒溫度100℃、抽取速度0.35 m/s)進行冷卻，而獲得降冰片烯的透明膜。
(延伸)
使用同軸雙軸延伸機，以136℃、縱延伸倍率1.41倍、橫延伸倍率1.41倍，將上述製膜的降冰片烯膜進行同時雙軸延伸，而製作降冰片烯膜2。膜厚為99 μm。對於所得的膜，以與實例1相同的方式對光學性能進行評價。將結果表示於下述表中
(圖案相位差膜1~圖案相位差膜19的製作)
對上述製作的醯化纖維素膜1~醯化纖維素膜17的單面進行鹼皂化處理，以與參考例1相同的方式，形成圖案相位差層，而分別製作圖案相位差膜1~圖案相位差膜14、圖案相位差膜16~圖案相位差膜18。
另外，將參考例1中所製作的圖案相位差層剝離，在上述製作的降冰片烯膜1及降冰片烯膜2的單面分別使用黏接劑進行貼合，而分別製作圖案相位差膜15及圖案相位差膜19。
(附圖案相位差膜的偏光板1~附圖案相位差膜的偏光板19的製作)
將厚度80 μm的輥狀聚乙烯醇膜在碘水溶液中連續延伸至5倍，進行乾燥而獲得厚度20 μm的偏光膜。將聚乙烯醇(可樂麗(Kuraray)製造的PVA-117H)3%水溶液作為黏接劑，將經鹼皂化處理的VA用相位差膜(富士膜(Fuji Film)公司製造、550 nm時Re/Rth=50/125)，以經鹼皂化的面成為偏光膜側的方式與偏光膜貼合，在偏光膜的相反側的面，將圖案相位差膜1~圖案相位差膜19以相位差層成為偏光膜側的方式使用黏接劑進行貼合，而製作附圖案相位差膜的偏光板1~附圖案相位差膜的偏光板19。此時，VA用相位差膜的慢軸與偏光膜的透射軸所成的角度為正交，圖案相位差層的面內慢軸與偏光膜的吸收軸所成的角度為±45度。
(立體影像顯示裝置1~立體影像顯示裝置19的製作)
將NEC公司製造的LCD22WMGX的視認側的偏光板剝離，經由黏接劑貼合上述製作的附圖案相位差膜的偏光板1~附圖案相位差膜的偏光板19的VA用相位差膜與液晶(liquid crystal，LC)胞，而製作立體影像顯示裝置1~立體影像顯示裝置19。
(串擾的評價)
對於上述製作的立體影像顯示裝置1~立體影像顯示裝置19，藉由上述的項所記載的方法測定串擾。與比較例2的串擾進行比較，藉由以下基準評價各實例、比較例的串擾減少多少。將結果表示於下述表中。
A：減少5%以上
B：減少3%以上
C：減少1%以上
D：減少1%以下
根據上述表所示的結果可理解，若支撐體膜的面內慢軸方向的偏角為3°以上，則將面內慢軸方向的偏角小於3° 的膜與用作支撐體的圖案相位差膜相比，可明顯減輕串擾產生量。
例如可理解，上述表中，比較例1中，即便將支撐體膜的Re降低至4 nm，面內慢軸方向的偏角亦小於3°，因此串擾的產生明顯，另一方面，實例3中，支撐體膜的Re為6 nm，儘管高於比較例1，但面內慢軸方向的偏角為3°以上，因此顯著減輕串擾產生量。
另外可理解，上述表中，比較例3中，即便將支撐體膜的Re降低至1 nm，面內慢軸方向的偏角亦小於3°，因此串擾的產生量停留在「C」的評價，相對於此，面內慢軸方向的偏角為3°以上的實例中，即便使用Re明顯高於比較例3的支撐體膜，串擾的產生量亦與比較例3同等，並且若與比較例3同樣為低Re，則可顯著減輕串擾的產生量。
根據實例15與比較例4的比較亦同樣可理解，使用具有同等的Re的膜作為支撐體時，藉由使面內慢軸偏角為3°以上，而可明顯減輕串擾量。
而且，上述實例中，用以使面內慢軸隨機化的方法有多種，且即便支撐體膜的主成分不同亦同樣可獲得效果，因此本發明的效果可以說是，若面內慢軸方向的偏角為3°以上，則不會對用以隨機化的處理方法或支撐體的主成分造成影響便可獲得的效果。
10‧‧‧圖案相位差膜
12‧‧‧圖案相位差層
12a‧‧‧第1相位差區域
12b‧‧‧第2相位差區域
14‧‧‧支撐體膜
16、22a、22b、42‧‧‧直線偏光膜
20‧‧‧影像顯示面板部
21‧‧‧液晶胞
23a、23b‧‧‧光學補償膜
24‧‧‧保護膜
30‧‧‧影像顯示裝置
40‧‧‧圓偏光板
44‧‧‧λ/4板
a、b‧‧‧面內慢軸
BL‧‧‧背光
P‧‧‧吸收軸
圖1(a)及圖1(b)分別是本發明的圖案相位差膜的 一例的剖面示意圖及俯視示意圖。
圖2是表示本發明的圖案相位差膜的一例的面內慢軸與直線偏光膜的吸收軸的關係的一例的示意圖。
圖3是本發明的立體影像顯示系統的一例的剖面示意圖。
圖4(a)及圖4(b)是表示曝光遮罩的一例的示意圖。
10‧‧‧圖案相位差膜
12‧‧‧圖案相位差層
12a‧‧‧第1相位差區域
12b‧‧‧第2相位差區域
14‧‧‧支撐體膜
a、b‧‧‧面內慢軸

Claims (10)

  1. 一種圖案相位差膜，其至少包含：具有光學各向異性的支撐體膜、及圖案相位差層，上述圖案相位差層在該上述支撐體膜上且具有面內慢軸的方向及相位差的至少一者相互不同的第1相位差區域及第2相位差區域，且上述支撐體膜的面內慢軸方向的偏角為3°以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之圖案相位差膜，其中上述支撐體膜的上述面內慢軸方向的上述偏角為5°以上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之圖案相位差膜，其中上述支撐體膜的上述面內慢軸方向的上述偏角為7°以上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之圖案相位差膜，其中上述支撐體膜在波長550 nm時的面內延遲Re(550)為20 nm以下。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之圖案相位差膜，其中上述支撐體膜的Re(550)為10 nm以下。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之圖案相位差膜，其中上述支撐體膜的Re(550)為5 nm以下。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之圖案相位差膜，其中上述第1相位差區域及上述第2相位差區域的Re(550)為110 nm~165 nm，且上述第1相位差區域及上述第2相位差區域的上述面內慢軸相互正交。
  8. 一種圖案偏光板，其至少包含：如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之圖案相位差膜、及直線偏光膜。
  9. 一種影像顯示裝置，其包含：影像顯示面板部、及在上述影像顯示面板部的視認側表面的如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之圖案相位差膜、或如申請專利範圍第8項所述之圖案偏光板。
  10. 一種立體影像顯示系統，其至少包含：如申請專利範圍第9項所述之影像顯示裝置、及配置於上述影像顯示裝置與觀察者之間的偏光板。
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