相位差薄膜及其制造方法、采用其的偏振片及图像显示装置、使用该装置的3d图像显示系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具备基材、取向层以及具有液晶化合物的相位差层的相位差薄膜 及其制造方法、采用其的图像显示装置等。
【背景技术】
[0002] 近年来，提出有可进行三维显示的平板显示器。其中，要在平板显示器上进行三维 显示，通常需要以某种方式将右眼用图像和左眼用图像分别选择性地提供给观看者的右眼 以及左眼。作为选择性地提供右眼用图像和左眼用图像的方法，例如公知有被动方式。下 面参照【附图说明】该被动方式的三维显示方式。图13是示出使用液晶显示面板的被动方式 三维显示一例的简要图。在该图13的例子中，将在液晶显示面板的垂直方向上连续的像素 依次交替地分为显示右眼用图像的右眼用像素和显示左眼用图像的左眼用像素，分别用右 眼用以及左眼用图像数据来驱动，从而，同时显示右眼用图像和左眼用图像。此外，由此，液 晶显示面板的画面例如通过短边为垂直方向且长边为水平方向的带状区域交替地划分为 显示右眼用图像的区域和显示左眼用图像的区域。
[0003] 并且，在被动方式中，液晶显示面板的面板表面配置有具有图案状的相位差层的 相位差薄膜即图案相位差薄膜，将来自右眼用像素及左眼用像素的线偏振光的发射光转换 为旋转方向不同的右眼用以及左眼用的圆偏振光。由此，与液晶显示面板中的区域设定对 应地，图案相位差薄膜上依次交替地形成滞相轴方向（折射率最大的方向）正交的两种带 状区域。由此，在被动方式中，配戴具有对应的偏光滤光片的眼镜，向观看者的右眼及左眼 分别选择性地提供右眼用图像和左眼用图像。此外，其中其相邻的带状区域的滞相轴方向 通常采用相对于水平方向成+45°和-45°、或者0°和+90°的组合。此外，在该图13的 例子中，习惯于通常的图像显示装置中的命名，以画面的长边方向作为水平方向表示。
[0004] 该被动方式还可以适用于响应速度较慢的液晶显示装置中，而且，还可以通过采 用图案相位差薄膜和圆偏振光眼镜的简单构成来实现三维显示。
[0005] 在该被动方式的图案相位差薄膜中，需要对应于像素分配而向透过光赋予相位差 的图案状的相位差层。关于该图案相位差薄膜，专利文献1公开了如下制作方法：在玻璃基 板上形成控制了取向约束力的光取向层，通过该光取向层对液晶的排列进行图案化，从而 制作相位差层。另外，专利文献2公开了如下制作方法：在对整个表面进行曝光处理之后， 使用掩膜进行曝光处理，从而制作光取向层，通过该光取向层的取向约束力使液晶层取向 并固化，从而制作图案相位差薄膜。
[0006] 另外，在用于各种显示器的表面上的所谓的偏振片用表面材料中采用各种光反射 防止方法，作为该反射防止方法的一种采用在透明基材的一表面上形成低折射率的薄膜 (所谓的透明类反射防止表面材料），从而形成0.5%以下的低雾度（朦胧度）的透明类反 射防止层，确保透明感而降低反射率的方法。有关通过该透明类反射防止表面材料来实现 反射防止的方法，专利文献3等中公开了各种方法。利用该透明类的表面材料的反射防止 是在反射防止对象的表面制作低折射率的材料的表面膜，从而通过在该表面层的外侧表面 反射的反射光与在该表面层的下层侧表面反射的反射光之间的干扰来降低反射光的光量， 实现反射防止。
[0007] 但是，在图案相位差薄膜（下面称为"相位差薄膜"。）等光学薄膜中，由于其相位 差层与取向层的折射率差较大的特征，存在其折射率之差导致的薄膜干涉而产生斑纹，产 生干涉条纹的问题。由此，希望研发出能够有效地抑制相位差层与基材或取向层之间的折 射率差导致的干涉条纹的相位差薄膜。
[0008] 关于干涉条纹的产生，例如，专利文献4公开了一种光学薄膜，针对折射率差或膜 厚度度不均导致的干涉斑纹，通过在透明基材的另一表面上设置硬膜层和低折射率层，从 而减轻其干涉斑纹。另外，还进行有通过添加添加材料来调整折射率的研究，但是，存在导 致降低其薄膜的取向性的问题。因此，希望研究出在维持取向性的情况下抑制干涉条纹的 产生的相位差薄膜。
[0009] 另外，在图案相位差薄膜等光学薄膜中，如果在透明基材上的一侧表面上形成透 明类反射防止层来实现反射防止，则可以配置在图像显示面板上来显示高品位的图像。但 是，在图案相位差薄膜等光学薄膜上适用透明类反射防止层来实现反射防止时，与形成反 射防止层的其他例即防眩层（antiglare，还称为AG。一般情况下雾度在1.0%以上）时相 比，存在容易见到相位差层和透明基材的薄膜干涉导致的干涉条纹的问题。从而，即使在形 成透明类反射防止层来实现反射防止时，也要求能够有效地抑制这样的干涉条纹产生的相 位差薄膜。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1 :日本特开2005-049865号公报
[0013] 专利文献2 :日本特开2012-042530号公报
[0014] 专利文献3 :日本特开2007-272132号公报
[0015] 专利文献4 :日本特开2012-237928号公报
【发明内容】
[0016] 发明要解决的问题
[0017] 本发明是鉴于如上述那样的状况而完成的，其目的在于在相位差薄膜中，在维持 取向性的情况下有效地抑制由于相位差层与取向层的折射率差而产生的干涉条纹。
[0018] 另外，本发明的目的在于在相位差薄膜中，有效地抑制相位差层与基材或图案取 向层之间的膜的折射率差产生的干涉条纹。
[0019] 另外，进一步地，本发明的目的在于关于图案相位差薄膜等光学薄膜，即使形成透 明类反射防止层来实现反射防止时，也能够有效地抑制干涉条纹的产生。
[0020] 用于解决问题的手段
[0021] 本发明人为了解决上述问题而反复专心研究的结果发现，通过在取向层中以预定 比率包含高折射率的环氧单体，能够在维持其取向性的情况下有效地抑制干涉条纹的产 生，从而完成了本发明。
[0022] 另外，本发明人还发现通过在相位差层中以预定比率包含作为低折射率材料的烷 氧基硅烷，即使在形成透明类反射防止层来实现反射防止时，也能够有效地抑制干涉条纹， 从而完成了本发明。
[0023] 另外，进一步地，本发明人发现通过在相位差层中包含低折射率的预定的微粒子， 即使在形成透明类反射防止层来实现反射防止时，也能够有效地抑制干涉条纹，从而完成 了本发明。即，在本发明中提供以下技术方案。
[0024] (1)本发明提供一种相位差薄膜，包括：基材、含有光取向材料的取向层；以及含 有液晶化合物的相位差层，其中，所述取向层相对于所述光取向材料的100质量份而以3. 0 质量份以上8. 0质量份以下的比率含有折射率为1. 60以上的环氧单体。
[0025] (2)另外，本发明的相位差薄膜是在上述（1)的发明中，所述环氧单体的折射率为 1. 70以上。
[0026] (3)另外，本发明的相位差薄膜是在上述⑴或⑵的发明中，测量光轴时的、以标 准偏差（σ )定义的光轴的面内色散低于1. 5。
[0027] (4)另外，本发明的相位差薄膜是在上述⑴至⑶中任一的发明中，所述取向层 具有取向图案。
[0028] (5)另外，本发明提供一种偏振片，具有上述（1)至（4)中任一的发明中所述的相 位差薄膜。
[0029] (6)另外，本发明提供一种图像显示装置，具有上述⑴至（4)中任一的发明中所 述的相位差薄膜。
[0030] (7)另外，本发明提供一种3D图像显示系统，具有（6)所述的图像显示装置。
[0031] (8)另外，本发明提供一种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层；以及含有液晶化合物的相位差层，其中，使用取向层组成物，在 所述基材上涂敷该取向层组成物并进行固化，从而形成所述取向层，所述取向层组成物相 对于所述光取向材料的100质量份而以3. 0质量份以上8. 0质量份以下的比率含有折射率 为1. 60以上的环氧单体。
[0032] (9)本发明提供一种相位差薄膜，包括基材、取向层以及含有液晶化合物的相位差 层，其中，所述相位差层相对于所述液晶化合物的100质量份而以2. 0质量份以上14. 0质 量份以下的比率含有烷氧基硅烷。
[0033] (10)另外，本发明的相位差薄膜是在上述（9)的发明中，所述烷氧基硅烷的折射 率为1. 50以下。
[0034] (11)另外，本发明的相位差薄膜是在上述（9)或（10)的发明中，测量光轴时的、以 标准偏差（σ )定义的光轴的面内色散低于1. 5。
[0035] (12)另外，本发明的相位差薄膜是在上述（9)至（11)中任一发明中，所述取向层 具有取向图案。
[0036] (13)另外，本发明提供一种偏振片，其具有（9)至（12)中任一所述的相位差薄膜。
[0037] (14)另外，本发明提供一种图像显示装置，其具有（9)至（12)中任一所述的相位 差薄膜。
[0038] (15)另外，本发明提供一种3D图像显示系统，其具有（14)所述的图像显示装置。
[0039] (16)另外，本发明提供一种相位差薄膜的制造方法，所述相位差薄膜包括基材、取 向层以及含有液晶化合物的相位差层，使用液晶组成物，在所述取向层上涂敷该液晶组成 物并进行固化，从而形成所述相位差层，所述液晶组成物相对于所述液晶化合物的100质 量份而以2. 0质量份以上14. 0质量份以下的比率含有烷氧基硅烷。
[0040] (17)另外，本发明提供一种相位差薄膜，依次层叠有反射防止层、透明基材、取向 层以及含有聚合液晶的相位差层，通过所述相位差层对透过光赋予相位差，其特征在于，
[0041] 所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层，
[0042] 所述相位差层含有微粒子，所述微粒子的折射率低于所述聚合液晶的折射率。
[0043] 根据（17)，通过微粒子降低相位差层的折射率，使得接近透明基材的折射率，从而 能够抑制干涉条纹的产生。
[0044] (18)另外，本发明的相位差薄膜是在（17)的发明中，所述微粒子的折射率为1. 3 以上1.7以下。
[0045] 根据（18)，能够更加有效地抑制干涉条纹的产生。
[0046] (19)另外，本发明的相位差薄膜是在（17)或（18)的发明中，所述微粒子的平均粒 径大于所述相位差层的膜厚度。
[0047] 根据（19)，能够在相位差层的表面形成凹凸，能够散射反射光，因此，能够更加有 效地抑制干涉条纹的产生。
[0048] (20)另外，本发明的相位差薄膜是在（17)至（19)中任一发明中，所述微粒子是硅 石，所述相位差层中的微粒子的含量为0.01质量％以上10质量％以下。
[0049] 根据（20)，能够形成期望的折射率及表面凹凸，因此，能够更加有效地抑制干涉条 纹的产生。
[0050] (21)另外，本发明的相位差薄膜是在（17)至（20)中任一发明中，所述相位差层的 表面粗糙度Ra为3nm以上200nm以下。
[0051] 根据（21)，能够形成期望的表面凹凸，因此，能够更加有效地抑制干涉条纹的产 生。
[0052] (22)另外，本发明的相位差薄膜是在（17)至（21)中任一发明中，所述透明基材是 丙烯酸类树脂，厚度为80 μπι以下。
[0053] 根据（22)，厚度为80 μπι以下，比较薄，从而液晶显示装置靠近图案相位差薄膜的 相位差层，能够扩大3D显示的视角。
[0054] (23)另外，本发明的相位差薄膜是在（17)至（22)中任一发明中，所述取向层具有 取向图案。
[0055] (24)另外，本发明提供一种偏振片，其具有（17)至（23)中任一所述的相位差薄 膜。
[0056] 根据（24)，当适用于将相位差薄膜直接贴在偏振片的构成时，通过调整相位差层 的折射率，降低偏振片的粘贴层与相位差层的界面反射，实现降低干涉条纹的效果。
[0057] (25)另外，本发明提供一种图像显示装置，其具有（17)至（23)中任一所述的相位 差薄膜。
[0058] (26)另外，本发明提供一种3D图像显示系统，其具有（25)所述的图像显示装置。
[0059] 如上所述，当透明基材的厚度较薄时，尤其容易见到相位差层与薄膜界面的干涉 条纹，但是，根据（25)、（26)，通过添加微粒子，降低相位差层的折射率，使得接近透明基材 的折射率，从而能够提供可抑制干涉条纹的产生的图像显示装置、3D图像显示系统。
[0060] (27)另外，本发明提供一种相位差薄膜，依次层叠有反射防止层、含有聚合液晶的 相位差层、取向层以及透明基材，通过所述相位差层对透过光赋予相位差，特征在于，
[0061] 所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层，
[0062] 所述相位差层含有微粒子，所述微粒子的折射率低于所述聚合液晶的折射率。
[0063] 根据（10)，通过微粒子降低相位差层的折射率，使得接近透明基材的折射率，从而 能够抑制干涉条纹的产生。
[0064] (28)进一步地，本发明提供一种相位差薄膜，依次层叠有反射防止层、透明基材、 取向层以及含有聚合液晶的相位差层，通过所述相位差层对透过光赋予相位差，特征在于， [0065] 所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层，
[0066] 当将所述透明基材的折射率设为Ii1、将所述取向层的折射率设为n2、将所述相位 差层的折射率设为n3时，
[0067] Ii1C η 2< η 3，
[0068] 对于叫和 η 3的平均值、BP n AVE= (n Jn3)/2，
[0069] 满足 ηΑνΕ+0· 01〉η2〉η AVE - 0. 01 〇
[0070] 根据（28)，将取向层的折射率设为透明基材的折射率与相位差层的折射率的大致 中间值，从而能够抑制干涉条纹的产生。
[0071] (29)另外，本发明的相位差薄膜是在（28)的发明中，所述透明基材是厚度为 80 μm以下的丙烯酸类树脂。
[0072] 根据（29)，厚度为80 μ m以下，比较薄，从而液晶显示装置更靠近图案相位差薄膜 的相位差层，能够扩大3D显示的视角。
[0073] (30)另外，本发明的相位差薄膜是在（28)或（29)的发明中，所述取向层的折射率 叱为L 53以上L 56以下。
[0074] 根据（30)，透明基材是丙烯酸类树脂，其折射率为1. 50左右时尤其能够有效地抑 制干涉条纹的产生。
[0075] (31)另外，本发明的相位差薄膜是在（28)至（30)中任一发明中，所述取向层由光 二聚型高分子材料构成。
[0076] 根据（31)，通过选择光二聚型高分子材料的折射率，能够抑制干涉条纹的产生。
[0077] (32)另外，本发明的相位差薄膜是在（28)至（31)中任一发明中，所述取向层含有 光二聚型高分子材料以及用于调整折射率的添加剂。
[0078] 根据（32)，除了光二聚型高分子材料的折射率之外，还可以通过添加剂来调整至 期望的折射率。
[0079] (33)进一步地，本发明的相位差薄膜是在（28)至（32)中任一发明中，所述取向层 具有取向图案。
[0080] (34)进一步地，本发明提供一种偏振片，其具有（28)至（33)中任一所述的相位差 薄膜。
[0081] (35)进一步地，本发明提供一种图像显示装置，其具有（28)至（33)中任一所述的 相位差薄膜。
[0082] 根据（35)，调整取向层的折射率，设为透明基材的折射率与相位差层的折射率的 大致中间值，从而能够抑制干涉条纹的产生。
[0083] (35)进一步地，本发明提供一种3D图像显示系统，其具有（35)所述的图像显示装 置。
[0084] (37)进一步地，本发明提供一种相位差薄膜，依次层叠有反射防止层、含有聚合 液晶的相位差层、取向层以及透明基材，通过所述相位差层对透过光赋予相位差，其特征在 于，
[0085] 所述反射防止层是基于JISK7105的雾度值为0.5%以下的透明类反射防止层，
[0086] 当将所述透明基材的折射率设为Ii1、将所述取向层的折射率设为n2、将所述相位 差层的折射率设为n 3时，
[0087] Ii1C η 2< η 3，
[0088] 对于叫和 η 3的平均值、BP n AVE= (n Jn3)/2，
[0089] 满足 ηΑνΕ+0· 01〉η2〉η AVE - 0. 01 〇
[0090] 根据（37)，将取向层的折射率设为透明基材的折射率与相位差层的折射率的大致 中间值，从而能够抑制干涉条纹的产生。
[0091] 发明效果
[0092] 根据本发明，在取向层中以预定比率包含环氧单体，从而在维持良好的取向性的 状态下，能够有效地抑制由于膜的折射率差产生的干涉条纹。
[0093] 另外，根据本发明，在相位差层中以预定比率包含烷氧基硅烷，从而能够抑制由于 膜的折射率差产生的干涉条纹。而且，即使在如此相位差层中添加添加物时，也能够在维持 良好的取向性的状态下有效地抑制干涉条纹。
[0094] 另外，根据本发明，即使在形成透明类反射防止层来实现反射防止时，也能够抑制 干涉条纹的产生。
【附图说明】
[0095] 图1是示出图案相位差薄膜的一例的简要图。
[0096] 图2是示出图案取向层的一例的简要图。
[0097] 图3是示出图案相位差薄膜的制造工序的一例的简要图。
[0098] 图4是示出通过光取向方式形成取向图案的方法的模拟图。
[0099]图5是示出第二实施方式的图案相位差薄膜的一例的简要图。
[0100] 图6是示出第三实施方式的图案相位差薄膜的一例的简要图。
[0101] 图7是示出图案相位差薄膜的制造工序的一例的简要图。
[0102] 图8是图6的放大截面图。
[0103] 图9是示出其他例子的图案相位差薄膜的放大截面图。
[0104] 图10是示出第四实施方式的图案相位差薄膜的一例的简要图。
[0105] 图11是图10的放大截面图。
[0106] 图12是示出其他例子的图案相位差薄