相位差薄膜及其制造方法、采用其的偏振片及圖像顯示裝置、使用該裝置的3d圖像顯示系統的制作方法

相位差薄膜及其制造方法、采用其的偏振片及圖像顯示裝置、使用該裝置的3d圖像顯示系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種具備基材、取向層以及具有液晶化合物的相位差層的相位差薄膜 及其制造方法、采用其的圖像顯示裝置等。
【背景技術】
[0002] 近年來，提出有可進行三維顯示的平板顯示器。其中，要在平板顯示器上進行三維 顯示，通常需要以某種方式將右眼用圖像和左眼用圖像分別選擇性地提供給觀看者的右眼 以及左眼。作為選擇性地提供右眼用圖像和左眼用圖像的方法，例如公知有被動方式。下 面參照【附圖說明】該被動方式的三維顯示方式。圖13是示出使用液晶顯示面板的被動方式 三維顯示一例的簡要圖。在該圖13的例子中，將在液晶顯示面板的垂直方向上連續的像素 依次交替地分為顯示右眼用圖像的右眼用像素和顯示左眼用圖像的左眼用像素，分別用右 眼用以及左眼用圖像數據來驅動，從而，同時顯示右眼用圖像和左眼用圖像。此外，由此，液 晶顯示面板的畫面例如通過短邊為垂直方向且長邊為水平方向的帶狀區域交替地劃分為 顯示右眼用圖像的區域和顯示左眼用圖像的區域。
[0003] 并且，在被動方式中，液晶顯示面板的面板表面配置有具有圖案狀的相位差層的 相位差薄膜即圖案相位差薄膜，將來自右眼用像素及左眼用像素的線偏振光的發射光轉換 為旋轉方向不同的右眼用以及左眼用的圓偏振光。由此，與液晶顯示面板中的區域設定對 應地，圖案相位差薄膜上依次交替地形成滯相軸方向（折射率最大的方向）正交的兩種帶 狀區域。由此，在被動方式中，配戴具有對應的偏光濾光片的眼鏡，向觀看者的右眼及左眼 分別選擇性地提供右眼用圖像和左眼用圖像。此外，其中其相鄰的帶狀區域的滯相軸方向 通常采用相對于水平方向成+45°和-45°、或者0°和+90°的組合。此外，在該圖13的 例子中，習慣于通常的圖像顯示裝置中的命名，以畫面的長邊方向作為水平方向表示。
[0004] 該被動方式還可以適用于響應速度較慢的液晶顯示裝置中，而且，還可以通過采 用圖案相位差薄膜和圓偏振光眼鏡的簡單構成來實現三維顯示。
[0005] 在該被動方式的圖案相位差薄膜中，需要對應于像素分配而向透過光賦予相位差 的圖案狀的相位差層。關于該圖案相位差薄膜，專利文獻1公開了如下制作方法：在玻璃基 板上形成控制了取向約束力的光取向層，通過該光取向層對液晶的排列進行圖案化，從而 制作相位差層。另外，專利文獻2公開了如下制作方法：在對整個表面進行曝光處理之后， 使用掩膜進行曝光處理，從而制作光取向層，通過該光取向層的取向約束力使液晶層取向 并固化，從而制作圖案相位差薄膜。
[0006] 另外，在用于各種顯示器的表面上的所謂的偏振片用表面材料中采用各種光反射 防止方法，作為該反射防止方法的一種采用在透明基材的一表面上形成低折射率的薄膜 (所謂的透明類反射防止表面材料），從而形成0.5%以下的低霧度（朦朧度）的透明類反 射防止層，確保透明感而降低反射率的方法。有關通過該透明類反射防止表面材料來實現 反射防止的方法，專利文獻3等中公開了各種方法。利用該透明類的表面材料的反射防止 是在反射防止對象的表面制作低折射率的材料的表面膜，從而通過在該表面層的外側表面 反射的反射光與在該表面層的下層側表面反射的反射光之間的干擾來降低反射光的光量， 實現反射防止。
[0007] 但是，在圖案相位差薄膜（下面稱為"相位差薄膜"。）等光學薄膜中，由于其相位 差層與取向層的折射率差較大的特征，存在其折射率之差導致的薄膜干涉而產生斑紋，產 生干涉條紋的問題。由此，希望研發出能夠有效地抑制相位差層與基材或取向層之間的折 射率差導致的干涉條紋的相位差薄膜。
[0008] 關于干涉條紋的產生，例如，專利文獻4公開了一種光學薄膜，針對折射率差或膜 厚度度不均導致的干涉斑紋，通過在透明基材的另一表面上設置硬膜層和低折射率層，從 而減輕其干涉斑紋。另外，還進行有通過添加添加材料來調整折射率的研究，但是，存在導 致降低其薄膜的取向性的問題。因此，希望研究出在維持取向性的情況下抑制干涉條紋的 產生的相位差薄膜。
[0009] 另外，在圖案相位差薄膜等光學薄膜中，如果在透明基材上的一側表面上形成透 明類反射防止層來實現反射防止，則可以配置在圖像顯示面板上來顯示高品位的圖像。但 是，在圖案相位差薄膜等光學薄膜上適用透明類反射防止層來實現反射防止時，與形成反 射防止層的其他例即防眩層（antiglare，還稱為AG。一般情況下霧度在1.0%以上）時相 比，存在容易見到相位差層和透明基材的薄膜干涉導致的干涉條紋的問題。從而，即使在形 成透明類反射防止層來實現反射防止時，也要求能夠有效地抑制這樣的干涉條紋產生的相 位差薄膜。
[0010] 現有技術文獻
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻1 :日本特開2005-049865號公報
[0013] 專利文獻2 :日本特開2012-042530號公報
[0014] 專利文獻3 :日本特開2007-272132號公報
[0015] 專利文獻4 :日本特開2012-237928號公報

【發明內容】

[0016] 發明要解決的問題
[0017] 本發明是鑒于如上述那樣的狀況而完成的，其目的在于在相位差薄膜中，在維持 取向性的情況下有效地抑制由于相位差層與取向層的折射率差而產生的干涉條紋。
[0018] 另外，本發明的目的在于在相位差薄膜中，有效地抑制相位差層與基材或圖案取 向層之間的膜的折射率差產生的干涉條紋。
[0019] 另外，進一步地，本發明的目的在于關于圖案相位差薄膜等光學薄膜，即使形成透 明類反射防止層來實現反射防止時，也能夠有效地抑制干涉條紋的產生。
[0020] 用于解決問題的手段
[0021] 本發明人為了解決上述問題而反復專心研究的結果發現，通過在取向層中以預定 比率包含高折射率的環氧單體，能夠在維持其取向性的情況下有效地抑制干涉條紋的產 生，從而完成了本發明。
[0022] 另外，本發明人還發現通過在相位差層中以預定比率包含作為低折射率材料的烷 氧基硅烷，即使在形成透明類反射防止層來實現反射防止時，也能夠有效地抑制干涉條紋， 從而完成了本發明。
[0023] 另外，進一步地，本發明人發現通過在相位差層中包含低折射率的預定的微粒子， 即使在形成透明類反射防止層來實現反射防止時，也能夠有效地抑制干涉條紋，從而完成 了本發明。即，在本發明中提供以下技術方案。
[0024] (1)本發明提供一種相位差薄膜，包括：基材、含有光取向材料的取向層；以及含 有液晶化合物的相位差層，其中，所述取向層相對于所述光取向材料的100質量份而以3. 0 質量份以上8. 0質量份以下的比率含有折射率為1. 60以上的環氧單體。
[0025] (2)另外，本發明的相位差薄膜是在上述（1)的發明中，所述環氧單體的折射率為 1. 70以上。
[0026] (3)另外，本發明的相位差薄膜是在上述⑴或⑵的發明中，測量光軸時的、以標 準偏差（σ )定義的光軸的面內色散低于1. 5。
[0027] (4)另外，本發明的相位差薄膜是在上述⑴至⑶中任一的發明中，所述取向層 具有取向圖案。
[0028] (5)另外，本發明提供一種偏振片，具有上述（1)至（4)中任一的發明中所述的相 位差薄膜。
[0029] (6)另外，本發明提供一種圖像顯示裝置，具有上述⑴至（4)中任一的發明中所 述的相位差薄膜。
[0030] (7)另外，本發明提供一種3D圖像顯示系統，具有（6)所述的圖像顯示裝置。
[0031] (8)另外，本發明提供一種相位差薄膜的制造方法，所述相位差薄膜包括：基材、 含有光取向材料的取向層；以及含有液晶化合物的相位差層，其中，使用取向層組成物，在 所述基材上涂敷該取向層組成物并進行固化，從而形成所述取向層，所述取向層組成物相 對于所述光取向材料的100質量份而以3. 0質量份以上8. 0質量份以下的比率含有折射率 為1. 60以上的環氧單體。
[0032] (9)本發明提供一種相位差薄膜，包括基材、取向層以及含有液晶化合物的相位差 層，其中，所述相位差層相對于所述液晶化合物的100質量份而以2. 0質量份以上14. 0質 量份以下的比率含有烷氧基硅烷。
[0033] (10)另外，本發明的相位差薄膜是在上述（9)的發明中，所述烷氧基硅烷的折射 率為1. 50以下。
[0034] (11)另外，本發明的相位差薄膜是在上述（9)或（10)的發明中，測量光軸時的、以 標準偏差（σ )定義的光軸的面內色散低于1. 5。
[0035] (12)另外，本發明的相位差薄膜是在上述（9)至（11)中任一發明中，所述取向層 具有取向圖案。
[0036] (13)另外，本發明提供一種偏振片，其具有（9)至（12)中任一所述的相位差薄膜。
[0037] (14)另外，本發明提供一種圖像顯示裝置，其具有（9)至（12)中任一所述的相位 差薄膜。
[0038] (15)另外，本發明提供一種3D圖像顯示系統，其具有（14)所述的圖像顯示裝置。
[0039] (16)另外，本發明提供一種相位差薄膜的制造方法，所述相位差薄膜包括基材、取 向層以及含有液晶化合物的相位差層，使用液晶組成物，在所述取向層上涂敷該液晶組成 物并進行固化，從而形成所述相位差層，所述液晶組成物相對于所述液晶化合物的100質 量份而以2. 0質量份以上14. 0質量份以下的比率含有烷氧基硅烷。
[0040] (17)另外，本發明提供一種相位差薄膜，依次層疊有反射防止層、透明基材、取向 層以及含有聚合液晶的相位差層，通過所述相位差層對透過光賦予相位差，其特征在于，
[0041] 所述反射防止層是基于JISK7105的霧度值為0.5%以下的透明類反射防止層，
[0042] 所述相位差層含有微粒子，所述微粒子的折射率低于所述聚合液晶的折射率。
[0043] 根據（17)，通過微粒子降低相位差層的折射率，使得接近透明基材的折射率，從而 能夠抑制干涉條紋的產生。
[0044] (18)另外，本發明的相位差薄膜是在（17)的發明中，所述微粒子的折射率為1. 3 以上1.7以下。
[0045] 根據（18)，能夠更加有效地抑制干涉條紋的產生。
[0046] (19)另外，本發明的相位差薄膜是在（17)或（18)的發明中，所述微粒子的平均粒 徑大于所述相位差層的膜厚度。
[0047] 根據（19)，能夠在相位差層的表面形成凹凸，能夠散射反射光，因此，能夠更加有 效地抑制干涉條紋的產生。
[0048] (20)另外，本發明的相位差薄膜是在（17)至（19)中任一發明中，所述微粒子是硅 石，所述相位差層中的微粒子的含量為0.01質量％以上10質量％以下。
[0049] 根據（20)，能夠形成期望的折射率及表面凹凸，因此，能夠更加有效地抑制干涉條 紋的產生。
[0050] (21)另外，本發明的相位差薄膜是在（17)至（20)中任一發明中，所述相位差層的 表面粗糙度Ra為3nm以上200nm以下。
[0051] 根據（21)，能夠形成期望的表面凹凸，因此，能夠更加有效地抑制干涉條紋的產 生。
[0052] (22)另外，本發明的相位差薄膜是在（17)至（21)中任一發明中，所述透明基材是 丙烯酸類樹脂，厚度為80 μπι以下。
[0053] 根據（22)，厚度為80 μπι以下，比較薄，從而液晶顯示裝置靠近圖案相位差薄膜的 相位差層，能夠擴大3D顯示的視角。
[0054] (23)另外，本發明的相位差薄膜是在（17)至（22)中任一發明中，所述取向層具有 取向圖案。
[0055] (24)另外，本發明提供一種偏振片，其具有（17)至（23)中任一所述的相位差薄 膜。
[0056] 根據（24)，當適用于將相位差薄膜直接貼在偏振片的構成時，通過調整相位差層 的折射率，降低偏振片的粘貼層與相位差層的界面反射，實現降低干涉條紋的效果。
[0057] (25)另外，本發明提供一種圖像顯示裝置，其具有（17)至（23)中任一所述的相位 差薄膜。
[0058] (26)另外，本發明提供一種3D圖像顯示系統，其具有（25)所述的圖像顯示裝置。
[0059] 如上所述，當透明基材的厚度較薄時，尤其容易見到相位差層與薄膜界面的干涉 條紋，但是，根據（25)、（26)，通過添加微粒子，降低相位差層的折射率，使得接近透明基材 的折射率，從而能夠提供可抑制干涉條紋的產生的圖像顯示裝置、3D圖像顯示系統。
[0060] (27)另外，本發明提供一種相位差薄膜，依次層疊有反射防止層、含有聚合液晶的 相位差層、取向層以及透明基材，通過所述相位差層對透過光賦予相位差，特征在于，
[0061] 所述反射防止層是基于JISK7105的霧度值為0.5%以下的透明類反射防止層，
[0062] 所述相位差層含有微粒子，所述微粒子的折射率低于所述聚合液晶的折射率。
[0063] 根據（10)，通過微粒子降低相位差層的折射率，使得接近透明基材的折射率，從而 能夠抑制干涉條紋的產生。
[0064] (28)進一步地，本發明提供一種相位差薄膜，依次層疊有反射防止層、透明基材、 取向層以及含有聚合液晶的相位差層，通過所述相位差層對透過光賦予相位差，特征在于， [0065] 所述反射防止層是基于JISK7105的霧度值為0.5%以下的透明類反射防止層，
[0066] 當將所述透明基材的折射率設為Ii1、將所述取向層的折射率設為n2、將所述相位 差層的折射率設為n3時，
[0067] Ii1C η 2< η 3，
[0068] 對于叫和 η 3的平均值、BP n AVE= (n Jn3)/2，
[0069] 滿足 ηΑνΕ+0· 01〉η2〉η AVE - 0. 01 〇
[0070] 根據（28)，將取向層的折射率設為透明基材的折射率與相位差層的折射率的大致 中間值，從而能夠抑制干涉條紋的產生。
[0071] (29)另外，本發明的相位差薄膜是在（28)的發明中，所述透明基材是厚度為 80 μm以下的丙烯酸類樹脂。
[0072] 根據（29)，厚度為80 μ m以下，比較薄，從而液晶顯示裝置更靠近圖案相位差薄膜 的相位差層，能夠擴大3D顯示的視角。
[0073] (30)另外，本發明的相位差薄膜是在（28)或（29)的發明中，所述取向層的折射率 叱為L 53以上L 56以下。
[0074] 根據（30)，透明基材是丙烯酸類樹脂，其折射率為1. 50左右時尤其能夠有效地抑 制干涉條紋的產生。
[0075] (31)另外，本發明的相位差薄膜是在（28)至（30)中任一發明中，所述取向層由光 二聚型高分子材料構成。
[0076] 根據（31)，通過選擇光二聚型高分子材料的折射率，能夠抑制干涉條紋的產生。
[0077] (32)另外，本發明的相位差薄膜是在（28)至（31)中任一發明中，所述取向層含有 光二聚型高分子材料以及用于調整折射率的添加劑。
[0078] 根據（32)，除了光二聚型高分子材料的折射率之外，還可以通過添加劑來調整至 期望的折射率。
[0079] (33)進一步地，本發明的相位差薄膜是在（28)至（32)中任一發明中，所述取向層 具有取向圖案。
[0080] (34)進一步地，本發明提供一種偏振片，其具有（28)至（33)中任一所述的相位差 薄膜。
[0081] (35)進一步地，本發明提供一種圖像顯示裝置，其具有（28)至（33)中任一所述的 相位差薄膜。
[0082] 根據（35)，調整取向層的折射率，設為透明基材的折射率與相位差層的折射率的 大致中間值，從而能夠抑制干涉條紋的產生。
[0083] (35)進一步地，本發明提供一種3D圖像顯示系統，其具有（35)所述的圖像顯示裝 置。
[0084] (37)進一步地，本發明提供一種相位差薄膜，依次層疊有反射防止層、含有聚合 液晶的相位差層、取向層以及透明基材，通過所述相位差層對透過光賦予相位差，其特征在 于，
[0085] 所述反射防止層是基于JISK7105的霧度值為0.5%以下的透明類反射防止層，
[0086] 當將所述透明基材的折射率設為Ii1、將所述取向層的折射率設為n2、將所述相位 差層的折射率設為n 3時，
[0087] Ii1C η 2< η 3，
[0088] 對于叫和 η 3的平均值、BP n AVE= (n Jn3)/2，
[0089] 滿足 ηΑνΕ+0· 01〉η2〉η AVE - 0. 01 〇
[0090] 根據（37)，將取向層的折射率設為透明基材的折射率與相位差層的折射率的大致 中間值，從而能夠抑制干涉條紋的產生。
[0091] 發明效果
[0092] 根據本發明，在取向層中以預定比率包含環氧單體，從而在維持良好的取向性的 狀態下，能夠有效地抑制由于膜的折射率差產生的干涉條紋。
[0093] 另外，根據本發明，在相位差層中以預定比率包含烷氧基硅烷，從而能夠抑制由于 膜的折射率差產生的干涉條紋。而且，即使在如此相位差層中添加添加物時，也能夠在維持 良好的取向性的狀態下有效地抑制干涉條紋。
[0094] 另外，根據本發明，即使在形成透明類反射防止層來實現反射防止時，也能夠抑制 干涉條紋的產生。
【附圖說明】
[0095] 圖1是示出圖案相位差薄膜的一例的簡要圖。
[0096] 圖2是示出圖案取向層的一例的簡要圖。
[0097] 圖3是示出圖案相位差薄膜的制造工序的一例的簡要圖。
[0098] 圖4是示出通過光取向方式形成取向圖案的方法的模擬圖。
[0099]圖5是示出第二實施方式的圖案相位差薄膜的一例的簡要圖。
[0100] 圖6是示出第三實施方式的圖案相位差薄膜的一例的簡要圖。
[0101] 圖7是示出圖案相位差薄膜的制造工序的一例的簡要圖。
[0102] 圖8是圖6的放大截面圖。
[0103] 圖9是示出其他例子的圖案相位差薄膜的放大截面圖。
[0104] 圖10是示出第四實施方式的圖案相位差薄膜的一例的簡要圖。
[0105] 圖11是圖10的放大截面圖。
[0106] 圖12是示出其他例子的圖案相位差薄