TWI551893B - 3d顯示裝置及3d顯示系統 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種主動式偏光膜(Active Retarder)方式的3D顯示裝置及3D顯示系統。
先前以來對立體(3D)顯示方法提出有各種方式,具代表性的方式提出有使用眼鏡的方式與不需眼鏡的方式。
不需眼鏡的方式問題在觀察位置受限,若偏離最佳位置,則會產生左右圖像混雜的串擾,畫質顯著惡化。反之,使用眼鏡的方式無觀察位置限制,可提供高品質3D圖像。
3D顯示方法之一是積層2片扭轉向列(TN)型液晶顯示板,使左眼用圖像及右眼用圖像重疊顯示於後TN型液晶顯示板中,於前TN型液晶板上控制每個畫素各自的圖像的偏光狀態,使用偏光眼鏡將左右圖像分離來觀視。
專利文獻1中針對上述構成的立體顯示器,將前TN型液晶板及後TN型液晶板統一為O模式,而減輕因左眼用圖像或右眼用圖像成為E模式所產生的著色。但是,引用文獻1的前提是前後液晶板均為TN型,且須將前後液晶板統一為O模式,而對顯示器的設計造成限制。若可提供不限制圖像顯示用液晶單元及偏光轉換用液晶單元的模式,亦不存在對於各構件的配置的過度限制,3D顯示特性佳且視角特性佳的3D顯示裝置,則有利於實用化。
[專利文獻1]日本專利特開2010-134393號公報
[專利文獻2]日本專利特開2010-134394號公報
本發明是鑒於上述問題點而完成的發明,其課題在於提供一種3D顯示特性及視角特性佳,具體而言,串擾及白色顯示時於偏斜方向上產生的色彩偏移得到減輕的3D顯示裝置及3D顯示系統。
用以解決上述課題的方法如下所述。
[1]一種3D顯示裝置,依序包括圖像顯示用液晶單元以及其前方的第1偏光膜及偏光轉換用液晶單元,其中,在偏光轉換用液晶單元的後方即與第1偏光膜之間,以及偏光轉換用液晶單元的前方的至少一方具有相位差板,此相位差板由聚合物膜構成或具有聚合物膜,且此聚合物膜於波長550nm的面內延遲Re(550)為-30~100nm,波長550nm的厚度方向延遲Rth(550)為50~180nm。
[2]如[1]所述之3D顯示裝置,其中上述聚合物膜的慢軸與第1偏光膜的透射軸正交、平行或以45度相交。
[3]如[1]或[2]所述之3D顯示裝置,其包括分別配置在偏光轉換用液晶單元的後方即與第1偏光膜之間,以及偏光轉換用液晶單元的前方的相位差板。
[4]如[3]所述之3D顯示裝置,其中上述聚合物膜是使彼此的慢軸正交來配置。
[5]如[1]至[4]中任一項所述之3D顯示裝置,其中在圖像顯示用液晶單元與第1偏光膜之間更包括:透射軸與第
1偏光膜的透射軸平行的的偏光膜。
[6]如[1]至[5]中任一項所述之3D顯示裝置,其中於圖像顯示用液晶單元的後方包括:透射軸與第1偏光膜的透射軸正交的第2偏光膜。
[7]如[1]至[6]中任一項所述之3D顯示裝置,其中上述相位差板具有聚合物膜,且此聚合物膜上具有由含有液晶性化合物的組成物所形成的光學異向性層。
[8]如[1]至[7]中任一項所述之3D顯示裝置,其中上述聚合物膜為醯化纖維素膜。
[9]如[1]至[8]中任一項所述之3D顯示裝置,其中上述聚合物膜為光學雙軸性的聚合物膜。
[10]如[1]至[9]中任一項所述3D顯示裝置,其第1偏光膜與偏光轉換用液晶單元為E模式及O模式的任一種。
[11]如[1]至[10]中任一項所述之3D顯示裝置,其中圖像顯示用液晶單元為垂直配向(VA)模式,且第1偏光膜的透射軸與顯示面的左右方向或上下方向平行。
[12]如[1]至[11]中任一項所述之3D顯示裝置,其中偏光轉換用液晶單元為扭轉向列模式。
[13]如[1]至[11]中任一項所述之3D顯示裝置,其中偏光轉換用液晶單元為VA模式。
[14]一種3D顯示系統,其至少包括:如[1]至[13]中任一項所述之3D顯示裝置;以及用以使顯示於此3D顯示裝置中的影像透過,並使此影像作為3D圖像而被觀視的第3偏光膜。
本發明可提供一種3D顯示特性及視角特性佳,具體而言,串擾及白色顯示時於偏斜方向上產生的色彩偏移得到減輕的3D顯示裝置及3D顯示系統。
以下例舉實施形態以詳細說明本發明,其中以「~」表示的數值範圍包含其前後所述數值為下限值及上限值。
首先說明本說明書中所使用的術語。
Re(λ)、Rth(λ)分別表示波長λ下的面內延遲及厚度方向的延遲。Re(λ)是於KOBRA 21ADH或WR(王子計測機器公司製)中,使波長λnm的光朝膜的法線方向射入來測量。選擇測量波長λnm時,可手動更換波長選擇過濾器或藉程式等改變測量值後進行測量。當被測的膜是由單軸或雙軸的折射率橢圓體表示的膜時,用以下方法算出Rth(λ)。
Rth(λ)以如下方式算出:對於以面內慢軸(藉KOBRA 21ADH或WR判斷)為傾斜軸(旋轉軸)(無慢軸時則以膜面內任意方向為旋轉軸)的膜法線方向,自該方向至一側50°為止每10°分別自其傾斜方向射入波長λnm的光並測量全部6個點的Re(λ),然後KOBRA 21ADH或WR由測得的延遲值與平均折射率的假定值及輸入的膜厚值算出Rth(λ)。此過程中,在自法線方向起以面內慢軸為旋轉軸時具有某傾斜角上延遲值成為零的方向的情況下,將大於該傾斜角的傾斜角上的延遲值的符號變為負之後,KOBRA 21ADH或WR即算出Rth(λ)。再者,亦可以慢軸為傾斜軸
(旋轉軸)(無慢軸時則以膜面內任意方向為旋轉軸),自任意2個傾斜方向測量延遲值,基於該些值與平均折射率的假定值以及輸入的膜厚值,由下式(A)及(B)算出Rth。
再者,上述Re(θ)表示自法線方向傾斜了角度θ的方向上的延遲值。另外,式(A)中的nx表示面內的慢軸方向的折射率,ny表示在面內與nx正交的方向的折射率,nz表示與nx及ny正交的方向的折射率。d為膜厚。
Rth=((nx+ny)/2-nz)×d...........式(B)
當受測膜無法由單軸或雙軸的折射率橢圓體表現,即所謂無光學軸時,用以下方法算出Rth(λ):以面內慢軸(藉KOBRA 21ADH或WR判斷)為傾斜軸(旋轉軸),對膜法線方向自-50°至+50°為止每10°分別自其傾斜方向射入波長λnm的光並測量11點的Re(λ),然後KOBRA 21ADH或WR由測得延遲值與平均折射率假定值及輸入膜厚值算出Rth(λ)。另上述測量中平均折射率的假定值可用Polymer Handbook(John Wiley & Sons,Inc.)、各種光學膜的目錄中的值。平均折射率值未知者可用阿貝折射計測量。以下例示主要光學膜的平均折射率值:醯化纖維素(1.48)、環烯烴聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。輸入該些平均折射率的假
定值與膜厚,KOBRA 21ADH或WR即會算出nx、ny、nz,進而根據所算出的nx、ny、nz而算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
本說明書中所謂「平行」、「正交」是指嚴密的角度不到±10°的範圍內。該範圍與嚴密的角度的誤差較佳不到±5°,不到±2°更佳;「慢軸」則是指折射率成為最大的方向。
再者,只要事先無特別說明,則折射率的測量波長為可見光區域的λ=550nm。關於Re及Rth的測定波長,只要事先無特別說明,則設為550nm。
關於位於偏光轉換用液晶單元的後方即與第1偏光膜之間的相位差板,將相對於第1偏光膜的吸收軸正交的方向上存在相位差板的聚合物膜的慢軸的情況定為Re>0,相對於第1偏光膜的吸收軸平行的方向上存在慢軸的情況定為Re<0。另一方面,關於位於偏光轉換用液晶單元前方的相位差板,將相對於第1偏光膜的吸收軸平行的方向上存在相位差板的聚合物膜的慢軸的情況定為Re>0,相對於該吸收軸正交的方向上存在慢軸的情況定為Re<0。
另外,本說明書中,將「偏光膜」及「偏光板」加以區分來使用,「偏光板」是指於「偏光膜」的至少一面上具有保護該偏光膜的透明保護膜的積層體。
圖1為本發明的3D顯示裝置的一例的剖面示意圖。圖中各層厚度的相對關係未必與實際液晶顯示裝置一致。
圖1所示3D顯示裝置1具有圖像顯示用液晶單元10及偏光轉換用液晶單元12,背光源配置於圖像顯示用液晶單元10的更後方,且偏光轉換用液晶單元12配置於顯示
面側。觀視者用偏光眼鏡2自偏光轉換用液晶單元12側觀視圖像。例如,於來自偏光轉換用液晶單元12的左眼用圖像及右眼用圖像為具有彼此正交的偏光軸的直線偏光圖像的形態中,使用彼此正交的直線偏光眼鏡,或者於來自偏光轉換用液晶單元12的左眼用圖像及右眼用圖像為彼此反向的圓偏光圖像的形態中,使用彼此反向的圓偏光眼鏡。
圖像顯示用液晶單元10與偏光轉換用液晶單元12之間設有第1偏光膜14,其透射軸14a與設於背光側的第2偏光膜20的透射軸20a為正交關係,即成為正交偏光配置。
圖1中第1偏光膜14既用於圖像顯示用液晶單元10的圖像顯示功能,亦用於偏光轉換用液晶單元12的偏光轉換功能,但例如亦可如圖2所示般,配置異於第1偏光膜14的用於圖像顯示功能的偏光膜15,而將功能分離,但須使偏光膜15的透射軸15a與第1偏光膜14的透射軸14a平行。圖1的構成依薄型化、正面亮度的觀點較佳,另一方面,圖2的構成可將圖像顯示功能與偏光轉換功能分離,有時於製造步驟上亦有利。再者,亦可於第1偏光膜14與偏光膜15之間配置保護兩者的保護膜,但該保護膜較佳使用低Re及低Rth的光學各向同性的聚合物膜。
偏光轉換用液晶單元12與第1偏光膜14之間配置有由聚合物膜構成或具有聚合物膜的相位差板16,且以使聚合物膜的慢軸16a與透射軸14a正交的方式來配置。偏光轉換用液晶單元12的前表面配置有由聚合物膜構成或具有聚合物膜的相位差板18,且以使聚合物膜的慢軸18a與
透射軸14a平行的方式進行配置。相位差板16及18各自的聚合物膜的Re(550)為-30~100nm(較佳-10~80nm),且Rth(550)為50~180nm(較佳60~150nm)。使相位差板16及18具有的聚合物膜的慢軸16a及18a與第1偏光膜14的透射軸14a正交及平行來分別配置滿足該特性的相位差板16及18,藉此減輕串擾,改善3D顯示特性,並減輕白色顯示時於偏斜方向上產生的色彩偏移,亦改善視角特性。
相位差板16及18可為單層構造,亦可為2層以上的積層構造。一例為1片聚合物膜,或2片以上聚合物膜的積層體,其他例為具有1或2片以上聚合物膜,且於聚合物膜上具有包含含液晶化合物之組成物的光學異向性層的積層體。偏光轉換用液晶單元12為TN模式的形態中,若利用聚合物膜與含有固定成圓盤型配向狀態的圓盤狀液晶的光學異向性層的積層體作為相位差板16及18,則串擾的減輕效果提高,故較佳。尤其,若利用含有固定成與作支撐體之聚合物膜的界面側的傾斜角(圓盤型液晶的圓盤面與層面的傾斜角)大,反側界面(形成層時成為空氣側界面)的傾斜角小的混合配向(以下有時稱為「逆混合配向」)狀態的圓盤狀液晶的光學異向性層,則亦可得正面(相對於顯示面為法線方向)對比度的改善效果,故較佳。可用於本發明的相位差板的詳細情況將後述。
再者,圖1及2表示了使相位差板16及18所具有的聚合物膜的慢軸16a及18a與第1偏光膜14的透射軸14a正交及平行來分別配置相位差板16及18的構成,但即便
是使相位差板16及18所具有的聚合物膜的慢軸16a及18a與第1偏光膜14的透射軸14a平行及正交來分別配置相位差板16及18的構成,亦可得相同效果。另外,即便因偏光轉換用液晶單元12的驅動模式或其光學特性而未配置相位差板16及18的一者,有時亦可得相同效果。於僅利用1個相位差板的形態中,較佳是將相位差板配置於偏光轉換用液晶單元12與第1偏光膜14之間。
圖像顯示用液晶單元10及偏光轉換用液晶單元12的驅動模式無特別限制,可為相同者,亦可為不同者。可利用扭轉向列(TN)、超扭轉向列(STN)、垂直排列(VA)、共平面切換(IPS)、光學補償彎曲(OCB)等各種模式。
液晶單元10因用於顯示左眼用圖像及右眼用圖像,故驅動模式是以顯示特性的觀點選擇。例如,VA及IPS模式因視角特性佳,故適於圖像顯示用液晶單元1。液晶單元10的構成無特別限制,可採用一般的液晶單元構成,例如包括未圖示的相向配置的一對基板及夾持於該對基板間的液晶層,視需要亦可包括彩色濾光片層等。另外,於圖1及2中背光側的第2偏光膜20與液晶單元10之間,或圖1中第1偏光膜14與液晶單元10之間,或圖2中偏光膜15與液晶單元10之間,亦可配置視角補償用的光學膜。
另一方面,液晶單元12是用於從每個像素控制藉液晶單元10顯示的左眼用圖像及右眼用圖像的偏光狀態,使該左眼用圖像及右眼用圖像變成左眼用偏光圖像及右眼用偏光圖像。一例為施加電壓時延遲成為0,不加電壓時延遲
成為λ/2的液晶單元。該形態中,只要與液晶單元10顯示左眼用圖像及右眼用圖像同步地使對液晶單元12的施加電壓On-Off,便可使左眼用圖像及右眼用圖像分別變成偏光軸彼此正交的直線偏光圖像,並自液晶單元12出射。該些直線偏光圖像透過透射軸彼此正交的偏光眼鏡而分離,於左眼用透鏡中僅射入左眼用圖像,於右眼用透鏡中僅射入右眼用圖像,從而可作為立體圖像來觀視。
因對偏光轉換用液晶單元12要求響應速度快,故用於液晶單元12的驅動模式會以響應速度的觀點來選擇。TN模式因響應速度快,故適於液晶單元12。液晶單元12為TN模式的形態中,當不加電壓時,液晶單元12的液晶分子沿著對基板內表面實施的摩擦處理的方向作配向,其配向狀態依照與第1偏光膜14的透射軸14a的關係,可為O模式,亦可為E模式,亦可為45°模式,均可得相同效果。於該點上,本發明與須將2片TN型液晶板均以O模式積層而得效果的專利文獻1所記載的先前技術不同。亦即,本發明中液晶單元12與第1偏光膜14的關係可如圖3(a)所示,第1偏光膜14的透射軸14a與液晶單元12不加電壓時的液晶分子的配向方向,即對液晶單元12的基板12a內表面實施的摩擦處理的方向a正交,亦可如圖3(b)所示,第1偏光膜14的透射軸14a與液晶單元12不加電壓時的液晶分子的配向方向,即對液晶單元12的基板12a'內表面實施的摩擦處理的方向a'平行。另亦可如圖3(c)所示,第1偏光膜14的透射軸14a與液晶單元12不加電壓時的液
晶分子的配向方向,即對液晶單元12的基板12a"內表面實施的摩擦處理的方向a"相交成45度。再者,於TN模式中,在分別與a及a'、a"正交的方向b及b'、b"上,對液晶單元12的基板12a及12a'、12a"的相向基板12b及12b'、12b"的內表面作摩擦處理,且於不加電壓時進行扭轉配向。
偏光轉換用液晶單元12之構成亦無特別限制,具體而言只要具有如下功能即可:與液晶顯示裝置部10的左眼用及右眼用的圖像顯示的切換同步,藉由電壓施加而使液晶的配向狀態變化,從而轉換射入光的偏光狀態。其一例可舉:利用具有一對電極的基板夾持液晶層的構成。
第1偏光膜14的透射軸14a及第2偏光膜20的透射軸20a於常黑模式中彼此正交配置,只要彼此正交,則其方向無特別限制。於液晶單元10為VA或IPS模式的形態中,較佳使透射軸14a與透射軸20a的任一者與顯示面的左右方向平行,且使另一者與上下方向平行而作配置。
本發明亦關於一種3D顯示系統,其至少包括如圖1及2所示的本發明的3D顯示裝置,及使來自3D顯示裝置的偏光圖像透過並加以觀視的偏光眼鏡。關於偏光眼鏡,於3D顯示裝置顯示的左眼用偏光圖像及右眼用偏光圖像為具有彼此正交的偏光軸的直線偏光圖像的形態中,使用彼此正交的直線偏光眼鏡,或者於來自偏光轉換用液晶單元12的左眼用圖像及右眼用圖像為彼此反向的圓偏光圖像的形態中,使用彼此反向的圓偏光眼鏡。另外,偏光眼鏡亦可具備與3D顯示裝置的圖像顯示同步的快門功能。
以下詳細說明本發明的3D顯示裝置所用的各種構件。
本發明的3D顯示裝置在偏光轉換用液晶單元的後方即與第1偏光膜之間,以及偏光轉換用液晶單元的前方的至少一方具有相位差板,該相位差板由聚合物膜構成或具有聚合物膜。如圖1及2所示,較佳於偏光轉換用液晶單元的後方及前方配置相位差板,且較佳配置光學特性相同的相位差板。該相位差板是以使聚合物膜的慢軸與第1偏光膜的透射軸正交或平行的方式來配置。若上述相位差板由聚合物膜構成或含有聚合物膜,則亦可作為第1偏光膜的保護膜發揮功能,故較佳。
上述相位差板具有的聚合物膜於波長550nm的面內延遲Re(550)為-30~100nm,波長550nm的厚度方向延遲Rth(550)為50~180nm。此相位差板的一例為包含一片聚合物膜的形態。於相位差板包含一片聚合物膜,且如圖1及2所示配置在偏光轉換用液晶單元的後方及前方雙方的形態中,較佳為相位差板具有的聚合物膜的Re(550)為-10~80nm,更佳為Rth(550)為60~150nm。聚合物膜可為光學單軸性,亦可為光學雙軸性,更佳為光學雙軸性。
聚合物膜例如可用醯化纖維素、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樹脂)等苯乙烯系聚合物等。另外,可自聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴,如乙烯.丙烯共聚物般
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,芳基化物系聚合物,聚甲醛系聚合物,環氧系聚合物,或將上述聚合物混合而成的聚合物等中選擇一種或兩種以上的聚合物,將其用作主成分來製作聚合物膜,並將該聚合物膜用於滿足上述特性的相位差板的製作。
可用作相位差板者的一例為醯化纖維素膜,其中較佳為包含具乙醯基的乙酸纖維素為主成分的膜。特佳為由含有低取代度的醯化纖維素(較佳為低取代度的乙酸纖維素)即滿足下式(1)的醯化纖維素作為主成分的低取代度層構成,或者包含該低取代度層的聚合物膜。
(1)2.0<Z1<2.7(Z1表示醯化纖維素的總醯基(較佳為乙醯基)取代度)
關於將滿足上式(1)的醯化纖維素用作主成分的聚合物膜的製造方法,於日本專利特開2010-58331號公報中有詳細的記載,可加以參照。
用作聚合物膜的一部分或全部的醯化纖維素膜可以各種方法製造,例如溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠出法、壓延法、壓縮成形法等。該些方法中較佳為溶液澆鑄法(溶液流延法)或熔融擠出法,特佳為溶液澆鑄法。溶液澆鑄法中,可使用將醯化纖維素溶於有機溶劑中而成的溶液(摻
雜劑)來製膜。使用添加劑時,可於製備摻雜劑的任何時間點添加。可用於本發明的醯化纖維素膜的製造方法可參照日本專利特開2006-184640號公報[0219]~[0224]的記載。
本發明所用的醯化纖維素膜可藉延伸處理調整延遲。延伸處理可為單軸延伸處理亦可為雙軸延伸處理。雙軸延伸處理較佳藉由同時雙軸延伸法或逐次雙軸延伸法進行。逐次雙軸延伸方法適於連續製造。逐次雙軸延伸方法中,使摻雜劑於帶或滾筒上流延後,剝取膜,於寬度方向(或長度方向)上延伸後再於長度方向(或寬度方向)上延伸。
於寬度方向上延伸的方法在日本專利特開昭62-115035號、平4-152125號、平4-284211號、平4-298310號、平11-48271號各公報中有記載。膜的延伸是於常溫或加熱條件下實施。加熱溫度較佳為膜的玻璃轉移溫度以下。膜的延伸處理亦可於乾燥處理中實施。溶劑殘存的狀態下的膜的延伸有時可獲得特別的效果。
於長度方向延伸時,若調節膜的搬送輥的速度而使膜的捲取速度比膜的剝取速度更快,則可容易地使膜延伸。
於寬度方向延伸時,邊利用拉幅機保持膜的寬度邊進行搬送,並緩慢地增大拉幅機的寬度,藉此亦可使膜延伸。
滿足上述光學特性的醯化纖維素膜的製造方法的一例為以上述任一種製膜方法(溶液製膜方法較佳)製膜後,以0~60%(更佳0~50%)的延伸倍率(延伸產生的增加部分對於原來長度的比例)對所得的膜進行延伸處理的方法。
可用於本發明的相位差板的其他例為具有聚合物膜
(支撐體)且於聚合物膜上具有由含液晶性化合物的組成物形成的光學異向性層的積層體。於偏光轉換用液晶單元為TN模式的形態中,如圖1及2所示,較佳是將該積層體分別配置於偏光轉換用液晶單元的後方及前方,且較佳是使光學異向性層側變成液晶單元側,以液晶單元為中心而對稱地配置。以下對該形態作詳細說明。
用作支撐體之聚合物膜的Re及Rth較佳範圍亦與上同,尤其,Re為-10~70nm較佳,Rth為80~180nm更佳。
上述光學異向性層較佳由含液晶性化合物的聚合性組成物形成。用於形成光學異向性層的液晶性化合物可為棒狀液晶性化合物,亦可為圓盤型液晶性化合物。於偏光轉換用液晶單元為TN模式的形態中較佳為圓盤型(圓盤狀)液晶性化合物,其例子包括聯伸三苯化合物,及苯的1、3及5位經取代的三取代苯化合物等。
光學異向性層中液晶分子的配向狀態無特別限制,於偏光轉換用液晶單元為TN模式的形態,在光學異向性層中,液晶性化合物的分子較佳固定成混合配向狀態。所謂混合配向,於棒狀液晶性化合物中,是指分子長軸與層面所成的角度在層厚度方向上變化(增加或減少)的配向狀態;於圓盤型液晶性化合物中,是指分子的圓盤面與層面所成的角度(以下稱「傾斜角」)在層厚度方向上變化(增加或減少)的配向狀態。該光學異向性層通常是使含圓盤型液晶性化合物的組成物於配向膜表面上配向而形成,因此於該層中存在配向膜界面與空氣界面。於混合配向中,
存在如下2種形態:上述傾斜角於配向膜界面側大,於空氣界面側變小的形態(即傾斜角自配向膜界面向空氣界面減少的形態,以下稱「逆混合配向」);以及上述傾斜角於配向膜界面側小,於空氣界面側變大的形態(即傾斜角自配向膜界面向空氣界面增加的形態,以下稱「正混合配向」)。依串擾及白色顯示時的色彩偏移的減輕的觀點,可為任一形態,但依正面對比度的觀點,送混合配向更佳。
可用於本發明的圓盤型化合物的例子包括:苯衍生物(C.Destrade等人研究報告-Mol.Cryst.,Vol.71,pp.111(1981)有記載)、參茚并苯衍生物(C.Destrade等人研究報告-Mol.Cryst.,Vol.122,pp.141(1985)、Physics lett,A,Vol.78,pp.82(1990)有記載)、環己烷衍生物(B.Kohne等人研究報告-Angew.Chem.,Vol.96,pp.70(1984)有記載)及氮雜冠醚系或苯基乙炔系的大環(J.M.Lehn等人研究報告-J.Chem.Commun.,pp.1794(1985),J.Zhang等人研究報告-J.Am.Chem.Soc.,Vol.116,2655(1994)有記載)。
圓盤型液晶性化合物較佳具有聚合性基,而可藉由聚合固定。例如可考慮使聚合性基為取代基鍵結於圓盤型液晶性化合物的圓盤狀核上的結構,但若使聚合性基直接鍵結於圓盤狀核上,則於聚合反應中難以保持配向狀態。因此,較佳為圓盤狀核與聚合性基之間具有連結基的結構。即,具聚合性基的圓盤型液晶性化合物較佳為下式所示者。
D(-L-P)n
式中D為圓盤狀核,L為二價連結基,P為聚合性基,
n為1~12的整數。上式中圓盤狀核(D)、二價連結基(L)及聚合性基(P)的較佳具體例分別為日本專利特開2001-4837號公報記載的(D1)~(D15)、(L1)~(L25)、(P1)~(P18),可較佳使用該公報記載的內容。又,液晶性化合物的圓盤型向列液晶相-固相轉移溫度較佳為30~300℃,30~170℃更佳。
若使用利用下式(I)及(I')所表的三取代苯系圓盤型液晶性化合物所形成的光學異向性層,則可得更高效果,故較佳。另外,下式(I)及(I')所表的三取代苯系圓盤型液晶性化合物依所需選擇配向膜或添加劑,以穩定形成上述逆混合配向狀態,故較佳。進而,含該液晶性化合物的塗布液有黏度變得較低的傾向,依塗布性良好的觀點亦較佳。
式中,Y11、Y12及Y13各自獨立表示可被取代的次甲基或氮原子。
Y11、Y12及Y13為次甲基時,其氫原子可以取代基取代。次甲基可具有的取代基可例舉烷基、烷氧基、芳氧基、醯基、烷氧羰基、醯氧基、醯基胺基、烷氧羰基胺基、烷硫基、芳硫基、鹵素原子及氰基為較佳例。其中更佳者為烷基、烷氧基、烷氧羰基、醯氧基、鹵素原子及氰基,又
更佳者為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烷氧羰基、碳數2~12的醯氧基、鹵素原子及氰基。
依化合物的合成容易性肪及成本的觀點,更佳為Y11、Y12及Y13均為次甲基,又更佳是次甲基為無取代。
L1、L2及L3各自獨立表示單鍵或二價連結基。
當L1、L2及L3為二價連結基時,較佳各自獨立選自由-O-、-S-、-C(=O)-、-NR7-、-CH=CH-、-C≡C-、二價環狀基及該些的組合所組成的群組。上述R7為碳數1~7的烷基或氫原子,較佳為碳數1~4的烷基或氫原子,更佳為甲基、乙基或氫原子,最佳為氫原子。
L1、L2及L3中的二價環狀基是指具有至少一種環結構的二價連結基(以下有時稱為環狀基)。環狀基較佳為5、6或7員環,更佳為5或6員環,最佳為6員環。環狀基中所含的環亦可為縮合環,但單環比縮合環更佳。另外,環狀基所含的環可為芳香環、脂族環及雜環的任一種。芳香環可舉苯環及萘環為較佳例。脂族環可舉環己烷環為較佳例。雜環可舉吡啶環及嘧啶環為較佳例。環狀基更佳為芳香環及雜環。再者,本發明中的二價環狀基更佳為僅含環結構(但是,包含取代基)的二價連結基(以下,相同)。
L1、L2及L3表示的二價的環狀基之中,具有苯環的環狀基較佳為1,4-伸苯基,具有萘環的環狀基較佳為萘-1,5-二基及萘-2,6-二基,具有環己烷環的環狀基較佳為1,4-伸環己基,具有吡啶環的環狀基較佳為吡啶-2,5-二基,具有嘧啶環的環狀基較佳為嘧啶-2,5-二基。
L1、L2及L3表示的二價環狀基亦可有取代基。取代基包括鹵素原子(較佳為氟原子、氯原子)、氰基、硝基、碳數1~16的烷基、碳數2~16的烯基、碳數2~16的炔基、碳數1~16的鹵素取代烷基、碳數1~16的烷氧基、碳數2~16的醯基、碳數1~16的烷硫基、碳數2~16的醯氧基、碳數2~16的烷氧羰基、胺甲醯基、碳數2~16的由烷基取代的胺甲醯基及碳數2~16的醯基胺基。
L1、L2及L3較佳為單鍵、*-O-CO-、*-CO-O-、*-CH=CH-、*-C≡C-、*-二價環狀基-、*-O-CO-二價環狀基-、*-CO-O-二價環狀基-、*-CH=CH-二價的環狀基-、*-C≡C-二價環狀基-、*-二價環狀基-O-CO-、*-二價環狀基-CO-O-、*-二價環狀基-CH=CH-及*-二價環狀基-C≡C-。特佳為單鍵、*-CH=CH-、*-C≡C-、*-CH=CH-二價環狀基-及*-C≡C-二價環狀基-,最佳為單鍵。此處*表示通式(I)中鍵結於含Y11、Y12及Y13的6員環側的位置。
通式(I)中,H1、H2及H3各自獨立表示通式(I-A)或(I-B)的官能基。
式(I-A)中YA1及YA2各自獨立表示次甲基或氮原子;XA表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基;*表示上述通式(I)中與L1~L3側鍵結的位置;
**表示上述通式(I)中與R1~R3側鍵結的位置。
式(I-B)中YB1及YB2各自獨立表示次甲基或氮原子;XB表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基;*表示上述通式(I)中與L1~L3側鍵結的位置;**表示上述通式(I)中與R1~R3側鍵結的位置。
通式(I)中,R1、R2及R3各自獨立表示下述通式(I-R)。
*-(-L21-Q2)n1-L22-L23-Q1 通式(I-R)
通式(I-R)中,*表示通式(I)中與H1~H3側鍵結的位置。
L21表示單鍵或二價連結基。當L21為二價連結基時,較佳選自由-O-、-S-、-C(=O)-、-NR7-、-CH=CH-及-C≡C-及該些的組合所組成的群組。上述R7為碳數1~7的烷基或氫原子,較佳為碳數1~4的烷基或氫原子,更佳為甲基、乙基或氫原子,最佳為氫原子。
L21較佳為單鍵、***-O-CO-、***-CO-O-、***-CH=CH-及***-C≡C-(此處,***表示通式(DI-R)中的*側)的任一者,更佳為單鍵。
Q2表示具有至少一種環結構的二價基(環狀基)。此種環狀基較佳為具5、6或7員環者,更佳為具5或6員環者,最佳為具6員環者。上述環狀基中所含的環結構亦可為縮合環。但是,單環比縮合環更佳。另外,環狀基中所
含的環可為芳香環、脂族環及雜環的任一種。芳香環可例舉苯環、萘環、蒽環、菲環為較佳例。脂族環可例舉環己烷環為較佳例。雜環可例舉吡啶環及嘧啶環為較佳例。
上述Q2中具苯環的環狀基較佳為1,4-伸苯基,具萘環的環狀基較佳為萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-2,5-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基。具環己烷環的環狀基較佳為1,4-伸環己基。具吡啶環的環狀基較佳為吡啶-2,5-二基。具嘧啶環的環狀基較佳為嘧啶-2,5-二基。該些基中特佳者為1,4-伸苯基、萘-2,6-二基及1,4-伸環己基。
Q2亦可有取代基,其例包括鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、碳數1~16的烷基、碳數2~16的烯基、碳數2~16的炔基、碳數1~16的鹵素取代烷基、碳數1~16的烷氧基、碳數2~16的醯基、碳數1~16的烷硫基、碳數2~16的醯氧基、碳數2~16的烷氧羰基、胺甲醯基、碳數2~16的烷基取代胺甲醯基及碳數2~16的醯基胺基。該些基之中較佳者為鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的鹵素取代烷基,更佳者為鹵素原子、碳數1~4的烷基、碳數1~4的鹵素取代烷基,又更佳者為鹵素原子、碳數1~3的烷基、三氟甲基。
n1表0~4的整數,較佳為1~3的整數,更佳為1或2。
L22表示**-O-、**-O-CO-、**-CO-O-、**-O-CO-O-、**-S-、**-NH-、**-SO2-、**-CH2-、**-CH=CH-或**-C≡C-,**表示與Q2側鍵結的位置。
L22較佳為**-O-、**-O-CO-、**-CO-O-、**
-O-CO-O-、**-CH2-、**-CH=CH-、**-C≡C-,更佳為**-O-、**-O-CO-、**-O-CO-O-、**-CH2-。當L22含氫原子時,該氫原子可由取代基取代。此取代基可例舉鹵素原子,氰基,硝基,碳數1~6的烷基,碳數1~6的鹵素取代烷基,碳數1~6的烷氧基,碳數2~6的醯基,碳數1~6的烷硫基,碳數2~6的醯氧基,碳數2~6的烷氧羰基,胺甲醯基,碳數2~6的烷基取代的胺甲醯基及碳數2~6的醯基胺基為較佳例,更佳為鹵素原子、碳數1~6的烷基。
L23表示選自由-O-、-S-、-C(=O)-、-SO2-、-NH-、-CH2-、-CH=CH-及-C≡C-以及該些的組合所組成的群組的二價連結基。此處-NH-、-CH2-、-CH=CH-的氫原子可以取代基取代。此取代基可例舉鹵素原子、氰基、硝基、碳數1~6烷基、碳數1~6的鹵素取代烷基、碳數1~6烷氧基、碳數2~6的醯基、碳數1~6的烷硫基、碳數2~6的醯氧基、碳數2~6的烷氧羰基、胺甲醯基、碳數2~6的烷基取代的胺甲醯基及碳數2~6的醯基胺基為較佳例,更佳為鹵素原子、碳數1~6烷基。藉由該些取代基之取代,當從本發明的液晶性化合物製備液晶性組成物時,可提昇對所用溶劑的溶解性。
L23較佳選自由-O-、-C(=O)-、-CH2-、-CH=CH-及-C≡C-以及該些的組合所組成的群組。L23較佳含有1~20個碳原子,更佳含有2~14個碳原子。又,L23較佳含有1~16個-CH2-,更佳含有2~12個-CH2-。
Q1表聚合性基或氫原子。將本發明的液晶性化合物用於如光學補償膜般的較佳為相位差的大小不會因熱而生變
的光學膜等時,Q1較佳為聚合性基。聚合反應較佳為加成聚合(含開環聚合)或縮合聚合。即,聚合性基較佳為可行加成聚合或縮合聚合反應的官能基,其例表示如下。
進而,聚合性基特佳為可進行加成聚合反應的官能基,其較佳為聚合性乙烯性不飽和基或開環聚合性基。
聚合性乙烯性不飽和基之例可例舉下式(M-1)~(M-6)。
式(M-3)、(M-4)中,R表示氫原子或烷基,較佳為氫原子或甲基。
上式(M-1)~(M-6)之中,較佳者為(M-1)或(M-2),更佳者為(M-1)。
開環聚合性基較佳為環醚基,更佳為環氧基或氧雜環丁基。
上式(I)的化合物之中,更佳者為下通式(I')所表示者。
通式(I')中,Y11、Y12及Y13各自獨立表示次甲基或氮原子,較佳為次甲基,且次甲基較佳無取代。
R11、R12及R13各獨立表示下通式(I'-A)、(I'-B)或(I'-C)。欲使固有雙折射的波長分散性變小時,較佳為通式(I'-A)
或(I'-C),(I'-A)更佳。R11、R12、R13為R11=R12=R13較佳。
通式(I'-A)中,A11、A12、A13、A14、A15及A16各自獨立表示次甲基或氮原子。
A11及A12較佳至少一者為氮原子,皆為氮原子更佳。
A13、A14、A15及A16之中,較佳是至少三者為次甲基,更佳是均為次甲基。再者,次甲基較佳是無取代。
A11、A12、A13、A14、A15或A16為次甲基時取代基之例包括鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、碳數1~16的烷基、碳數2~16的烯基、碳數2~16的炔基、碳數1~16的鹵素取代烷基、碳數1~16的烷氧基、碳數2~16的醯基、碳數1~16的烷硫基、碳數2~16的醯氧基、碳數2~16的烷氧羰基、胺甲醯基、碳數2~16的烷基取代胺甲醯基及碳數2~16的醯基胺基。其中較佳為鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的鹵素取代烷基,更佳為鹵素原子、碳數1~4的烷基、碳數1~4的鹵素取代烷基,又更佳為鹵素原子、碳數1~3烷基、三氟甲基。
X1表示氧或硫原子、亞甲基或亞胺基,較佳為氧原子。
通式(I'-B)中,A21、A22、A23、A24、A25及A26各自獨立表示次甲基或氮原子。
A21及A22較佳至少一者為氮原子,皆為氮原子更佳。
A23、A24、A25及A26之中,較佳是至少三者為次甲基,更佳是均為次甲基。
A21、A22、A23、A24、A25或A26為次甲基時取代基之例包括鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、碳數1~16的烷基、碳數2~16的烯基、碳數2~16的炔基、碳數1~16的鹵素取代烷基、碳數1~16的烷氧基、碳數2~16的醯基、碳數1~16的烷硫基、碳數2~16的醯氧基、碳數2~16的烷氧羰基、胺甲醯基、碳數2~16的烷基取代胺甲醯基及碳數2~16的醯基胺基。其中較佳為鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的鹵素取代烷基,更佳為鹵素原子、碳數1~4的烷基、碳數1~4的鹵素取代烷基,又更佳為鹵素原子、碳數1~3烷基、三氟甲基。
X2表示氧或硫原子、亞甲基或亞胺基,較佳為氧原子。
通式(I'-C)中,A31、A32、A33、A34、A35及A36各自獨立表示次甲基或氮原子。
A31及A32較佳至少一者為氮原子,皆為氮原子更佳。
A33、A34、A35及A36較佳是至少三者為次甲基,更佳是均為次甲基。
當A31、A32、A33、A34、A35或A36為次甲基時,次甲基可具有取代基。此取代基的例子包括鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、碳數1~16的烷基、碳數2~16的烯基、碳數2~16的炔基、碳數1~16的鹵素取代的烷基、碳數1~16的烷氧基、碳數2~16的醯基、碳數1~16的烷硫基、碳數2~16的醯氧基、碳數2~16的烷氧羰基、胺甲醯基、碳數2~16的烷基取代胺甲醯基及碳數2~16的醯基胺基。其中較佳為鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的鹵素取代的烷基,更佳為鹵素原子、碳數1~4的烷基、碳數1~4的鹵素取代的烷基,又更佳為鹵素原子、碳數1~3的烷基、三氟甲基。
X3表示氧或硫原子、亞甲基或亞胺基,較佳為氧原子。
通式(I'-A)中的L11、(I'-B)中的L21、(I'-C)中的L31各自獨立表示-O-、-C(=O)-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-、-NH-、-SO2-、-CH2-、-CH=CH-或-C≡C-。較佳為-O-、-C(=O)-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CH2-、-CH=CH-、-C≡C-,更佳為-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-C≡C-。尤其,可望有較小的固有雙折射的波長分散性的通式(DI-A)中的L11特佳為-O-、-CO-O-、-C≡C-,其中-CO-O-因可於較高溫下顯現圓盤型向列相,故較佳。當上述基含有氫原
子時,該氫原子可以取代基取代。此種取代基可例舉鹵素原子、氰基、硝基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的鹵素取代烷基、碳數1~6的烷氧基、碳數2~6的醯基、碳數1~6的烷硫基、碳數2~6的醯氧基、碳數2~6的烷氧羰基、胺甲醯基、碳數2~6的由烷基取代胺甲醯基及碳數2~6的醯基胺基作為較佳例,更佳為鹵素原子、碳數1~6的烷基。
通式(I'-A)的L12、(I'-B)的L22、(I'-C)的L32各自獨立表示選自由-O-、-S-、-C(=O)-、-SO2-、-NH-、-CH2-、-CH=CH-及-C≡C-及該些的組合所組成的群組的二價連結基。此處-NH-、-CH2-、-CH=CH-的氫原子可以取代基取代。取代基可例舉鹵素原子、氰基、硝基、羥基、羧基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的鹵素取代烷基、碳數1~6的烷氧基、碳數2~6的醯基、碳數1~6的烷硫基、碳數2~6的醯氧基、碳數2~6的烷氧羰基、胺甲醯基、碳數2~6的烷基取代胺甲醯基及碳數2~6的醯基胺基作為較佳例,更佳為鹵素原子、羥基、碳數1~6烷基,特佳為鹵素原子、甲基、乙基。
L12、L22、L32較佳各自獨立選自由-O-、-C(=O)-、-CH2-、-CH=CH-及-C≡C-及該些的組合所組成的群組。
L12、L22、L32較佳為各自獨立,且碳數為1~20,碳數為2~14更佳。較佳是碳數為2~14,更佳是具有1~16個-CH2-,又更佳是具有2~12個-CH2-。
構成L12、L22、L32的碳數會影響液晶的相變溫度與化合物對溶劑的溶解性,通常有碳數愈多,自圓盤型向列相(ND相)至各向同性液體的相變溫度愈低的傾向。另外,通常有碳數愈多,對溶劑的溶解性愈高的傾向。
通式(I'-A)的Q11、(I'-B)的Q21、(I'-C)的Q31各自獨立
表示聚合性基或氫原子。又Q11、Q21、Q31較佳為聚合性基。聚合反應較佳為加成聚合(含開環聚合)或縮合聚合。即,聚合性基較佳為可進行加成聚合或縮合聚合反應者。以下聚合性基的例子與上述相同,較佳例亦與上述相同。
通式(I)表示的化合物的具體例可例舉日本專利特開2009-97002號公報[0038]~[0069]記載的化合物,或以下的化合物,但本發明並不限於該些化合物。
聯伸三苯化合物可例舉日本專利特開2007-108732號公報的段落[0062]~[0067]記載的化合物等,但本發明並不
限於該些化合物。
再者,可達成上述逆混合配向狀態的組成物的一例為含有上述三取代苯或聯伸三苯化合物,並含有以下通式(II)(通式(II')更佳)所表吡啶鎓化合物的至少一種及以下通式(III)所表含三嗪環基的化合物的至少一種的組成物。上述吡啶鎓化合物的添加量相對於圓盤型液晶性化合物100質量份較佳為0.5~3質量份。另外,上述含三嗪環基的化合物的添加量相對於圓盤型液晶性化合物100質量份較佳為0.2~0.4質量份。
式中L23及L24分別為二價連結基;R22為氫原子、無取代胺基、或碳數1~20的取代胺基;X為陰離子;Y22及Y23分別為具有可被取代的5或6員環為部分結構的2價連結基;Z21為選自由鹵素取代苯基、硝基取代苯基、氰基取代苯基、被碳數1~10烷基取代的苯基、被碳數2~10的烷氧基取代的苯基、碳數1~12的烷基、碳數2~20的炔基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~13的烷氧羰基、碳數7~26的芳氧羰基及碳數7~26的芳羰氧基所組成的群組的一價基;p為1~10的整數;且m為1或2。
式中R31、R32及R33表示末端有CF3基的烷基或烷氧基,其中烷基(含烷氧基中的)中不相鄰的2個以上碳原子可被氧或硫原子取代;X31、X32及X33表示伸烷基、-CO-、-NH-、-O-、-S-、-SO2-及將至少2個選自該些的組群的二價連結基組合成的基;m31、m32及m33分為1~5的整數。上式(III)中,較佳是R31、R32及R33分別為下式表示的基。
-O(CnH2n)n1O(CmH2m)m1-CkF2k+1
式中n及m分為1~3,n1及m1分為1~3,k為1~10。
式(II')中,與式(II)相同的符號為相同的含義;L25的含義與L24相同;R23、R24及R25分別表示碳數1~12的烷基,n23表示0~4,n24表示1~4,且n25表示0~4。
用於形成上述光學異向性層的聚合性液晶性組成物至少含有1種以上,另外,亦可與上述組成物一同含有1種以上的添加劑。以下說明可使用的添加劑的例子,即空氣界面配向控制劑、防凹陷劑、聚合起始劑、聚合性單體等。
上述組成物於空氣界面上以空氣界面的傾斜角進行配向。該傾斜角的程度因液晶性組成物中所含液晶性化合物的種類或添加劑的種類等而不同,因此必須依照目的而任意地控制空氣界面的傾斜角。
控制上述傾斜角時例如可使用如電場或磁場的外加場或添加劑,但較佳使用添加劑。此種添加劑較佳為分子內有1個以上碳數6~40之取代或無取代脂族基,或碳數6~40之取代或無取代脂族取代低聚矽氧烷氧基的化合物,更佳為分子內有2個以上碳數6~40之取代或無取代脂族基,或碳數6~40之取代或無取代脂族取代低聚矽氧烷氧基的化合物。例如,空氣界面配向控制劑可使用日本專利特開2002-20363號公報記載的疏水性排除體積效果化合物。
另外,日本專利特開2009-193046號公報等記載的含氟脂族基的聚合物亦具有相同作用,因此可作為空氣界面配向控制劑而添加。
空氣界面側的配向控制用添加劑的添加量相對於上述組成物(於塗布液的情況下為固體成分,以下相同),較佳為0.001~20wt%,0.01~10wt%更佳,0.1~5wt%又更佳。
作為用以添至上述組成物中以防止該組成物於塗布時凹陷的材料,通常可較佳使用高分子化合物。
所使用的聚合物只要不顯著阻礙上述組成物的傾斜角變化或配向即可,並無特別限制。
此聚合物的例子於日本專利特開平8-95030號公報有記載,其特佳的具體聚合物之例可舉纖維素酯類。纖維素酯的例子可舉:乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、羥丙基纖維素及乙酸丁酸纖維素。
不阻礙上述組成物的配向方式且可防止凹陷的聚合物的添加量相對於上述組成物,通常在0.1~10wt%範圍內,更佳在0.1~8wt%範圍內,又更佳在0.1~5wt%範圍內。
上述組成物較佳含有聚合起始劑。若使用含聚合起始劑的上述組成物,則可在加熱至液晶相形成溫度後,使其聚合並冷卻之,以使液晶狀態的配向狀態固定化,從而製作光學異向性層。聚合反應包括使用熱聚合起始劑的熱聚合反應、使用光聚合起始劑的光聚合反應,及利用電子束照射的聚合反應,但為了防止支撐體等因熱而變形、變質,較佳為光聚合反應或利用電子束照射的聚合反應。
光聚合起始劑的例子可舉:α-羰基化合物(美國專利2367661、2367670號說明書有記載)、醯偶姻醚(美國專利2448828號說明書有記載)、α-烴取代芳香族醯偶姻化合物(美國專利2722512號說明書有記載)、多核醯化合物(美國專利3046127、2951758號說明書有記載)、三芳基咪唑二聚物與對胺基苯基酮的組合(美國專利3549367號說明書有記載)、吖啶及吩嗪化合物(日本專利特開昭60-105667號公報、美國專利4239850號說明書有記載)及噁二唑化合物(美國專利4212970號說明書有記載)等。
光聚合起始劑的使用量較佳為上述組成物的0.01~20wt%,更佳為0.5~5wt%。
上述組成物中亦可添加聚合性單體。可用於本發明的聚合性單體只要與所併用的液晶化合物具有相容性且不顯著阻礙液晶性組成物的配向即可,並無特別限定。該些聚合性單體之中,可較佳使用具有聚合活性的乙烯性不飽和基,例如乙烯基、乙烯氧基、丙烯醯基及甲基丙烯醯基等的化合物。上述聚合性單體的添加量相對於所併用的液晶化合物通常在0.5~50wt%的範圍內,較佳在1~30wt%的範圍內。另外,若使用反應性官能基數為2以上的單體,則可期待提高與配向膜的密接性的效果,因此特佳。
上述組成物亦可製備為塗布液。用於製備塗布液的溶劑可較佳使用通用的有機溶劑,其例子包括:醯胺系溶劑(如N,N-二甲基甲醯胺)、亞碸系溶劑(如二甲亞碸)、雜環系溶劑(如吡啶)、烴系溶劑(如甲苯、己烷)、烷基鹵化物系溶劑(如氯仿、二氯甲烷)、酯系溶劑(如乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮系溶劑(如丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、環己酮)、醚系溶劑(如四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷)。較佳為酯系溶劑及酮系溶劑,特佳為酮系溶劑。亦可併用兩種以上的有機溶劑。
上述光學異向性層可藉由使上述組成物變成配向狀態,並將該配向狀態固定來製作。以下說明製造方法的一例,但本發明不限於該方法。
首先,將至少含有聚合性液晶性化合物的組成物塗布於支撐體表面上(於具有配向膜時為配向膜表面)。依所需進行加熱等,而使該組成物以所需配向狀態進行配向。接著使該組成物進行聚合反應等,並將其狀態固定,從而形成光學異向性層。可添加至該方法中所使用的上述組成物中的添加劑的例子,可例舉上述空氣界面配向控制劑、防凹陷劑、聚合起始劑、聚合性單體等。
塗布可利用周知方法(例如線棒塗布法、壓出塗布法、直接凹版塗布法、反向凹版塗布法、模塗法)來進行。
為實現均勻配向的狀態,較佳利用配向膜,其較佳為對聚合物膜(例如聚乙烯醇膜及醯亞胺膜等)表面作摩擦處理而形成者。較佳用於本發明的配向膜之例包括記載於日本專利特開2006-276203號公報[0130]~[0175]的丙烯酸共聚物或甲基丙烯酸共聚物的配向膜。若利用該配向膜,則可抑制液晶化合物的波動,並可達成高對比度,故較佳。
接著為固定配向狀態,較佳實施聚合。較佳是使上述組成物含有光聚合起始劑,並藉照光而聚合。照光時較佳為使用紫外線,照射能量較佳為10~50J/cm2,更佳50~800mJ/cm2。為促進光聚合反應,亦可於加熱條件下照光。另外,因環境的氧濃度關係到聚合度,所以當於空氣中達不到所需聚合度時,較佳以氮氣置換等方法使氧濃度下降。氧濃度較佳為10%以下,7%以下更佳,3%以下又更佳。
本發明中所謂配向狀態固定化的狀態,最典型且較佳的形態是其配向得以保持的狀態,但並不僅限於此,具體
是指如下狀態:於通常為0~50℃,更嚴苛條件下-30~70℃的溫度範圍內,該經固定化的組成物無流動性,另外,藉由外加場或外力不會使配向形態改變,可穩定地保持經固定化的配向形態。再者,當配向狀態最終被固定化而形成有光學異向性層時,上述組成物已無需顯示液晶性。例如,就結果而言,亦可藉由利用熱、光等的反應而使聚合或交聯反應進行,液晶性化合物高分子量化而失去液晶性。
上述光學異向性層的厚度無特別限制,一般較佳為0.1~10μm左右,更佳為0.5~5μm左右。
亦可將配向膜用於上述光學異向性層的形成。配向膜可使用:對以聚乙烯醇或改質聚乙烯醇為主成分的膜的表面作摩擦處理而成者等。
於本發明中,使用圖像顯示用與偏光轉換用的2種液晶單元。該些液晶單元的模式並無特別限制。可使用VA、IPS、OCB、TN、STN等各種模式的液晶單元。
圖像顯示用液晶單元會以顯示性能的觀點來選擇,另外,偏光轉換用液晶單元由於進行對應於右眼與左眼的影像的響應,因此以響應速度的觀點來選擇,較佳是使用快速的TN模式的液晶單元。
任一種液晶單元的構成均無特別限制,常為如下者:包括相向配置的一對基板及夾持於該對基板間的液晶層,且該對基板的至少一者上具有可施加電壓的電極。另外,依所需配置有控制液晶層配向的配向膜。另外,於圖像顯
示用液晶單元中為顯示彩色圖像,亦可配置彩色濾光片層。
構成上述液晶單元的基板只要能使構成液晶層的顯示液晶性的材料於特定配向方向上配向即可,無特別限制。具體而言,可使用本身具有使液晶配向的性質的基板,及雖然本身缺乏配向能力,但於其上設置有具有使液晶配向之性質的配向膜等的基板等的任一種。
關於上述圖像顯示用液晶單元,其△n.d(△n表示液晶層的雙折射,d表示液晶層厚度)的較佳範圍與通常2D顯示裝置所用的各驅動模式的液晶單元的△n.d相同。另一方面,關於偏光轉換用液晶單元,雖然其△n.d會影響透過率或明亮度,但會對應於所要求的串擾而決定較佳範圍。
本發明的3D顯示裝置所使用的偏光膜無特別限制,可使用常用者,例如可使用碘系偏光膜、利用二色性染料的染料系偏光膜,及多烯系偏光膜的任一種。碘系偏光膜及染料系偏光膜通常是藉由使聚乙烯醇吸附碘或二色性染料,並進行延伸來製作。
再者,偏光膜通常於其兩面貼合保護膜形成偏光板來使用。本發明亦可使用偏光板,但配置在圖像顯示用液晶單元或偏光轉換用液晶單元與各偏光膜之間的保護膜較佳使用低Re及低Rth的光學各向同性的聚合物膜。又,於上述相位差板由聚合物膜構成或具有聚合物膜的形態中,亦可使該聚合物膜發揮作為第1偏光膜的保護膜的功能。
以下舉實例更具體地說明本發明,其中所示的材料、試劑、物質量與其比例、操作等只要不脫離本發明的主旨,則可作適當變更。因此,本發明的範圍不限於以下具體例。
利用日本專利特開平10-45804號、平08-231761號公報記載的方法合成醯化纖維素,並測量其取代度。具體而言,添加硫酸(相對於纖維素100質量份為7.8質量份)作為觸媒,並添加作為醯基取代基的原料的羧酸,於40℃進行醯基化反應。此時,藉由調整羧酸的種類、量來調整醯基的種類、取代度。另外,醯基化後於40℃下熟化,接著利用丙酮清洗並去除該醯化纖維素的低分子量成分。
將下述組成物投入混合槽,攪拌使各成分溶解,以製備醯化纖維素溶液。以使各醯化纖維素溶液的固體成分濃度成為22wt%、黏度成為60Pa.s的方式適當調整溶劑(二氯甲烷及甲醇)的量。
如下表所示變更醯化纖維素的醯基的種類與取代度、添加劑的量或種類,此外以與「C01」相同的方式製備其他低取代度層用醯化纖維素溶液。以使各溶液之固形物濃度成22wt%的方式適當調整溶劑(二氯甲烷及甲醇)的量。
使用1種以上的醯化纖維素溶液,藉以下的單流延或共流延的任一種來製膜。延伸溫度及延伸倍率示於下表中。
以膜厚成為60μm的方式,利用帶延伸機使上表中任一種醯化纖維素溶液流延。接著將所得的網(膜)自帶上剝離,並夾在夾具中,然後用拉幅機作橫向延伸。延伸溫度及延伸倍率示於下表中。其後,將夾具自膜上卸除並於130℃下乾燥20分鐘,從而獲得膜。
以使上述醯化纖維素溶液C01變成膜厚56μm的核心層、醯化纖維素溶液C02變成膜厚2μm的外皮A層的方式,利用帶延伸機使該二溶液分別流延。其後,將夾具自
膜上卸除並於130℃下乾燥20分鐘,再將所得的網(膜)自帶上剝離,並夾在夾具中,然後用拉幅機作橫向延伸。延伸溫度及延伸倍率示於下表中。
下表中分別表示所得膜的構成、延伸條件及膜的特性。
環狀烯烴系樹脂使用日本Zeon公司製的Zeonor1420R的顆粒,其玻璃轉移點為138℃。使用該顆粒於100℃下乾燥2小時以上,並於260℃下熔融而製膜。為使所需的光學特性顯現而進行自由端單軸延伸。完成膜厚為25μm,Re(550)=80nm,Rth(550)=60nm。
圖像顯示用液晶單元是利用搭載於市售液晶顯示裝置(KDL-40J5000)中的垂直配向型(VA模式)液晶單元。具體而言,直接利用KDL-40J5000構成圖2中包含圖像顯示用液晶單元10、偏光膜15及偏光膜20的圖像顯示部。
於30℃下將厚80μm的聚乙烯醇(PVA)膜於碘濃度0.05wt%的碘水溶液中浸泡60秒來染色,再於在4wt%硼酸水溶液中浸泡60秒的期間內縱向延伸成原長的5倍後,於50℃下乾燥4分鐘,從而得到厚20μm的偏光膜。
對聚合物膜1進行鹼皂化處理後,利用聚乙烯醇系黏著劑將其貼合於偏光膜的一面,從而得到積層體1。
另外,另行對聚合物膜1進行鹼皂化處理後,利用聚乙烯醇系黏著劑將聚合物膜1貼合於偏光膜的另一面,且於該面上經由快速黏著劑而貼合低反射膜的Clear LR(富士軟片公司製造的CV膜CV-LC),從而製成積層體1'。
製作TN模式液晶單元作為偏光轉換用液晶單元。具體而言,以真空注入將具有正介電異向性層的液晶材料封入基板間以製作液晶層△n.d=400nm的液晶單元。液晶材料使用介電異向性為正、具折射率異向性、△n=0.0854(589nm,20℃)、△ε=+8.5左右的液晶。液晶單元的扭轉角=90°。
使聚合物膜1朝向液晶單元而將上述積層體1貼合於以上述方式製作的TN模式偏光轉換用液晶單元一側的基
板表面,且使聚合物膜1朝向液晶單元而將積層體1'貼合於另一側的基板表面。再者,當貼合積層體1時,如圖3(b)所示,依照與偏光轉換用液晶單元的關係而設為E模式的配置。貼合時各構件的軸的關係示於後表中。
於上述圖像顯示部中,將上述偏光轉換用液晶單元的貼有積層體1的面即偏光膜表面貼合於圖像顯示部的顯示面側偏光板上,製成圖2所示構成的3D顯示裝置。此時,使圖像顯示部的顯示面側偏光板的透射軸與積層體1的偏光膜的透射軸一致而進行貼合。
準備直線偏光眼鏡作為圖2中的偏光眼鏡。再者,該直線偏光眼鏡於將框架水平放置時,自正面觀察則一側框架的透射軸平行,另一側框架的透射軸為與其正交的方向。
除了在貼合積層體1時依照與偏光轉換用液晶單元的關係而設為O模式的配置之外,以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置2。
除了將膜1換成膜2之外,以與積層體1及1'相同的方式製作積層體2及2',並以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置3。
除了在貼合積層體2時依照與偏光轉換用液晶單元的
關係而設為O模式的配置(即圖3(a)所示的配置)之外,以與實例3相同的方式製作3D顯示裝置4。
除了將膜1換成膜3,且依照與偏光轉換用液晶單元的關係而將以與積層體1及1'相同的方式製作的積層體3及3'設為O模式配置之外,以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置5。
除了在貼合積層體3時依照與偏光轉換用液晶單元的關係而設為E模式的配置之外,以與實例5相同的方式製作3D顯示裝置6。
除了將膜1換成膜4之外,以與積層體1及1'相同的方式製作積層體4及4',並以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置7。
除了在貼合積層體4時依照與偏光轉換用液晶單元的關係而設為O模式的配置之外,以與實例7相同的方式製作3D顯示裝置8。
於實例2中,使用除了將膜1換成藉以下方法製作的光學補償膜5,並如後表所示般變更貼合時各構件的軸的配置,且如後述般添加光學異向性層之外而以與積層體1及1'相同的方式製作的積層體5及5',以與實例2相同的
方式製作3D顯示裝置9。再者,製作積層體5時使聚合物膜5的表面(未形成光學異向性層側的表面)與偏光膜貼合,製作積層體5'時則與貼有聚合物膜5的偏光膜的面相反側貼合聚合物膜5,並於該面上形成低反射膜。當使積層體5及5'與偏光轉換用液晶單元貼合時,分別使光學異向性層朝向液晶單元而進行貼合。
於製得的膜5上,用#16線棒塗布機以28mL/m2塗布下述組成的塗布液。以60℃暖風乾燥60秒,再以90℃暖風乾燥150秒。用摩擦輥在平行於搬送方向的方向上以500轉/分旋轉來對形成的膜表面作摩擦處理,而製成配向膜。
製備下述的組成的塗布液。
使下述組成物溶於98質量份的甲乙酮來製備塗布液。
以下所示的圓盤型液晶性化合物(1) 41.01質量份
(a/b/c=20wt%/20wt%/60wt%)
用#3.2的線棒將上述塗布液連續塗布於以30m/min搬送的上述滾動膜的配向膜面上。自室溫連續增溫至100℃使溶劑乾燥,續於135℃的乾燥區域中,以使接觸圓盤型液晶化合物層的膜面風速平行於膜搬送方向成為1.5m/sec的方式加熱約90秒,以使圓盤型液晶化合物配向。接著搬送至80℃的乾燥區域,於膜表面溫度約100℃的狀態下,利用紫外線照射裝置(紫外線燈輸出功率為160W/cm,發光長度為1.6m)照射4秒照度600mW的紫外線,使交聯反應進行,而將圓盤型液晶化合物固定成其配向。其後,放置冷卻至室溫為止,捲取成圓筒狀而成為輥狀形態。
如此即製成相位差板(光學補償膜)。
於實例9中,除將支撐體從膜5換成膜6,並藉以下方法於膜6上形成光學異向性層來製作光學補償膜6,且使用該光學補償膜6代替光學補償膜5之外以相同方式分別製作積層體6及6',並分別使用積層體6及6',除此以外,以與實例9相同的方式製作3D顯示裝置10。
於製得的膜6上用#16線棒塗布機以28mL/m2塗布下述組成的塗布液。以60℃暖風乾燥60秒,再以90℃暖風乾燥150秒。用摩擦輥在平行於搬送方向的方向上以500轉/分旋轉而對形成的膜表面作摩擦處理,而製成配向膜。
以下所示的改質聚乙烯醇 20質量份
用#2.7線棒將下述組成的含圓盤型液晶化合物的塗布液B連續塗布於如上製作的配向膜上。將膜搬送速度(V)設為36m/min。為了塗布液的溶劑乾燥及圓盤型液晶化合物的配向熟化,以120℃暖風加熱90秒。續於80℃下作紫外線照射,將液晶化合物的配向固定化而形成光學異向性層,從而製成相位差板(光學補償膜)。
除了將液晶層△n.d=400nm的液晶單元換成△n.d=460nm者之外,以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置11。
除了將液晶層△n.d=400nm的液晶單元換成△n.d=460nm者之外,以與實例2相同的方式製作3D顯示裝置12。
除了將作為支撐體的膜5換成膜7,並將液晶層△n.d=400nm的液晶單元換成△n.d=460nm者之外,以與實例9相同的方式製作3D顯示裝置13。
除了將作為支撐體的膜6換成膜8,並將液晶層△n.d=400nm的液晶單元換成△n.d=460nm者之外,以與實例10相同的方式製作3D顯示裝置14。
除了將原貼於VA模式液晶單元(圖像顯示用液晶單元)顯示面側的偏光板剝下後,與偏光轉換用液晶單元的貼有積層體1的面即偏光膜的表面貼附之外,以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置15。亦即,製作圖1所示之
構成的3D顯示裝置15。
除了將原貼於VA模式液晶單元(圖像顯示用液晶單元)顯示面側的偏光板剝下後,與偏光轉換用液晶單元的貼有積層體1的面即偏光膜的表面貼附,並將作為支撐體的膜5換成膜9之外,以與實例9相同的方式製作3D顯示裝置16。亦即,製作圖1所示構成的3D顯示裝置16。
除了將原貼於VA模式液晶單元(圖像顯示用液晶單元)顯示面側的偏光板剝下後,與偏光轉換用液晶單元的貼有積層體1的面即偏光膜的表面貼附,並將作為支撐體的膜6換成膜10之外,以與實例10相同的方式製作3D顯示裝置17。亦即,製作圖1所示構成的3D顯示裝置17。
除了將原貼於VA模式液晶單元(圖像顯示用液晶單元)的顯示面側偏光板剝下後,與偏光轉換用液晶單元的貼有積層體1的面即偏光膜的表面貼附之外,以與實例11相同的方式製作3D顯示裝置18。亦即,製作圖1所示構成的3D顯示裝置18。
除了將原貼於VA模式液晶單元(圖像顯示用液晶單元)顯示面側的偏光板剝下後,與偏光轉換用液晶單元的貼有積層體1的面即偏光膜的表面貼附之外,以與實例13相同的方式製作3D顯示裝置19。亦即,製作圖1所示構
成的3D顯示裝置19。
於實例14中,將原本貼合於VA模式的液晶單元(圖像顯示用液晶單元)的顯示面側偏光板剝下後,與偏光轉換用液晶單元的貼合有積層體1的面即偏光膜的表面進行貼附,除此以外,以與實例14相同的方式製作3D顯示裝置20。亦即,製作圖1所示構成的3D顯示裝置20。
除了不使用積層體1',且在貼合積層體1時依照與偏光轉換用液晶單元的關係而設為O模式的配置之外,以與實例15相同的方式製作3D顯示裝置21。
於實例9中,除將支撐體從膜5換成膜16,並以與實例9相同的方法於膜上形成光學異向性層來製作光學補償膜16,且使用該光學補償膜16代替光學補償膜5以外以相同方式分別製作積層體16及16'並分別使用之,除此以外,以與實例9相同的方式製作3D顯示裝置22。
於實例9中,當製作配向膜時,用摩擦輥在與搬送方向45°相交的方向上以500轉/分旋轉而對形成於製得的膜5上的塗布膜表面作摩擦處理,從而製成配向膜。其餘的步驟除以與實例9相同的方法形成光學異向性層來製作光學補償膜17,且使用該光學補償膜17代替光學補償膜5之外,以相同方式分別製作積層體17及17'。
使光學異向性層朝向液晶單元而將積層體17貼於TN模式偏光轉換用液晶單元一側的基板表面,並且使光學異向性層朝向液晶單元而將積層體17'貼於另一側的基板表面。再者,當貼合積層體17時設定為圖3(c)所示的配置,從而製成3D顯示裝置23。
於實例9中,將支撐體從膜5換成膜16,製作配向膜時則用摩擦輥在與搬送方向45°相交的方向上以500轉/分旋轉而對形成於製得的膜5上的塗布膜表面作摩擦處理,從而製成配向膜。其餘的步驟除了以與實例9相同的方法形成光學異向性層來製作光學補償膜18,且使用該光學補償膜18代替光學補償膜5之外,以相同方式分別製作積層體18及18'。使光學異向性層朝向液晶單元而將積層體18貼於TN模式偏光轉換用液晶單元一側的基板表面,且使光學異向性層朝向液晶單元而將積層體18'貼於另一側的基板表面。再者,當貼合積層體18時設定為圖3(c)所示的配置,從而製成3D顯示裝置24。
製作對積層有2片聚合物膜4者作鹼皂化處理後,用聚乙烯醇系接著劑將其貼於偏光膜一面而得的積層體19來代替積層體5'。於積層有2片聚合物膜4的未貼有偏光膜的面上,以與實例9相同方式形成光學異向性層。除了使聚合物膜朝向液晶單元而將未形成光學異向性層的積層體5貼於TN模式偏光轉換用液晶單元一側的基板表面,
且使光學異向性層朝向液晶單元而將積層體19貼於另一側的基板表面之外,以與實例9相同方式製作。又,貼合積層體5時設為圖3(b)所示配置,而製成3D顯示裝置25。
將未形成光學異向性層的積層體5貼於偏光膜一面而製作積層體20。如實例9般,使聚合物膜朝向液晶單元而將積層體20貼於TN模式偏光轉換用液晶單元一側的基板表面,且使光學異向性層朝向液晶單元而將積層體5'貼於另一側的基板表面。再者,在貼合積層體20時設定為O模式配置,從而製成3D顯示裝置26。
除以Pureace(帝人製造)為λ/4板貼於3D顯示裝置2的觀視側之外,以實例2相同方式製作3D顯示裝置27。
除了利用自搭載於市售液晶顯示裝置(KDL-40J5000)中的垂直配向型(VA模式)液晶單元中剝下偏光板而成者來代替用作偏光轉換用液晶單元的TN模式偏光轉換用液晶單元之外,以與實例2相同方式製作3D顯示裝置28。
於實例1中,使用除將膜1換成膜11以外以與積層體1及1'相同的方式製作的積層體21及21',且如後表所示般改變貼合時各構件的軸的配置,除此以外,以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置29。
除了如後表所示般改變貼合時的各構件的軸的配置之外,以與比較例1相同的方式製作3D顯示裝置30。
除了如後表所示般改變貼合時的各構件的軸的配置之外,以與比較例1相同的方式製作3D顯示裝置31。
除了如後表所示般改變貼合時的各構件的軸的配置之外,以與比較例1相同的方式製作3D顯示裝置32。
於實例1中,使用除將膜1換成膜12,且如後表所示般改變貼合時的各構件的軸的配置以外以與積層體1及1'相同的方式製作的積層體22及22',並以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置33。
於實例1中,使用除將膜1換成膜13以外以與積層體1及1'相同的方式製作的積層體23及23',並以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置34。
於實例1中,使用除將膜1換成膜14以外以與積層體1及1'相同的方式製作的積層體24及24',並以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置35。
除了如後表所示般改變貼合時的各構件的軸的配置之外,以與實例5相同的方式製作3D顯示裝置36。
於實例1中,使用除將膜1換成膜15以外以與積層體1及1'相同的方式製作的積層體25及25',以與實例1相同的方式製作3D顯示裝置37。
將偏光眼鏡設置於從製得的3D顯示裝置1的正面起方位角方向為45°、極角方向為60°處,並以使連結偏光眼鏡左右的透鏡部分的線與地面平行的方式作配置。於暗室中,將於右眼中顯示白色、左眼中顯示黑色的3D內容顯示於3D顯示裝置1中,僅以左眼作官能評價,按以下基準評價原本應呈黑色的圖像變成何種程度的黑色,或者是否有白色浮現。同樣地評價3D顯示裝置2~28。結果示於表中。再者,在評價3D顯示裝置27時使用圓偏光眼鏡,除此以外的顯示裝置皆使用直線偏光眼鏡來評價。
1.漆黑而完全未感覺白色浮現。
2.大體上未感覺白色浮現。
3.略微感覺白色浮現。
4.感覺白色浮現。
5.很感覺白色浮現。
使用亮度計(Topcon公司製BM-5A),測定將自3D顯示裝置1正面起的極角固定成60°,將方位角旋轉成0°~
360°時的各角度的色度u'v'的最大值(△u'v')。同樣地,亦對3D顯示裝置2~37進行評價。結果示於表中。
使用亮度計(Topcon公司製BM-5A),相對於顯示面測定法線方向(正面)的亮度,將實例1的正面亮度作為基準值即100來進行評價。結果示於表中。
由上表所示結果可知,如在偏光轉換用液晶單元的後方即與上述第1偏光膜之間,以及偏光轉換用液晶單元的前方的至少一方具有相位差板,且相位差板的聚合物膜的面內延遲Re(550)為-30~100nm、厚度方向延遲Rth(550)為50~180nm,則串擾、白色偏移及正面亮度特性提昇。
1‧‧‧3D顯示裝置
1'‧‧‧積層體
2‧‧‧偏光眼鏡
10‧‧‧圖像顯示用液晶單元
12、12'、12"‧‧‧偏光轉換用液晶單元
12a、12a'、12a"、12b、12b'、12b"‧‧‧基板
14‧‧‧第1偏光膜
14a‧‧‧第1偏光膜的透射軸
15‧‧‧偏光膜
15a‧‧‧偏光膜15的透射軸
16、18‧‧‧相位差板(聚合物膜)
16a、18a‧‧‧相位差板(聚合物膜)的慢軸
20‧‧‧第2偏光膜
20a‧‧‧第2偏光膜的透射軸
a、a'、a"、b、b'、b"‧‧‧方向
圖1是本發明的3D顯示裝置的一例的剖面示意圖。
圖2是本發明的3D顯示裝置的一例的剖面示意圖。
圖3是本發明的E模式、O模式及45°模式的形態的一例的圖。
1‧‧‧3D顯示裝置
10‧‧‧圖像顯示用液晶單元
12‧‧‧偏光轉換用液晶單元
14‧‧‧第1偏光膜
14a‧‧‧第1偏光膜的透射軸
16、18‧‧‧相位差板(聚合物膜)
16a、18a‧‧‧相位差板(聚合物膜)的慢軸
20‧‧‧第2偏光膜
20a‧‧‧第2偏光膜的透射軸
Claims (11)
- 一種3D顯示裝置,依序包括圖像顯示用液晶單元以及其前方的第1偏光膜及偏光轉換用液晶單元,其中該偏光轉換用液晶單元為扭轉向列(TN)模式或垂直配向(VA)模式,在該偏光轉換用液晶單元的後方即與該第1偏光膜之間,以及該偏光轉換用液晶單元的前方的至少一方具有相位差板,該相位差板由聚合物膜構成或具有聚合物膜,且該聚合物膜的慢軸與該第1偏光膜的透射軸正交或平行,且該聚合物膜於波長550nm的面內延遲Re(550)為-30~100nm,波長550nm的厚度方向延遲Rth(550)為60~180nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之3D顯示裝置,其包括分別配置在該偏光轉換用液晶單元的後方即與該第1偏光膜之間,以及該偏光轉換用液晶單元前方的相位差板。
- 如申請專利範圍第2項所述之3D顯示裝置,其中該些聚合物膜是使彼此的慢軸正交來配置。
- 如申請專利範圍第1項所述之3D顯示裝置,其中在該圖像顯示用液晶單元與該第1偏光膜之間更包括:透射軸與該第1偏光膜的透射軸平行的偏光膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之3D顯示裝置,其中於該圖像顯示用液晶單元的後方包括:透射軸與該第1偏光膜的透射軸正交的第2偏光膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之3D顯示裝置,其中該 相位差板具有聚合物膜,且該聚合物膜上具有由含有液晶性化合物的組成物形成的光學異向性層。
- 如申請專利範圍第1項所述之3D顯示裝置,其中該聚合物膜為醯化纖維素膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之3D顯示裝置,其中該聚合物膜為光學雙軸性的聚合物膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之3D顯示裝置,其中該第1偏光膜與該偏光轉換用液晶單元為E模式及O模式的任一種,E模式指該第1偏光膜的透射軸與該偏光轉換用液晶單元之朝向該第1偏光膜的基板的摩擦方向平行,O模式指該第1偏光膜的透射軸與該偏光轉換用液晶單元之朝向該第1偏光膜的基板的摩擦方向正交。
- 如申請專利範圍第1項所述之3D顯示裝置,其中該圖像顯示用液晶單元為垂直配向模式,且該第1偏光膜的透射軸與顯示面的左右方向或上下方向平行。
- 一種3D顯示系統,其至少包括:如申請專利範圍第1~10項中任一項所述之3D顯示裝置;以及用以使顯示於該3D顯示裝置中的影像透過,並使該影像作為3D圖像而被觀視的第3偏光膜。
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