专利名称：光学膜、偏振片、图像显示设备和3d图像显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及降低设置在三维(3D)图像显示设备的观看侧表面上的光学膜的微细干涉不匀性的技术，并涉及分别采用该技术的偏振片、图像显示设备和3D图像显示系统。
背景技术：
常规地，已提出在显示面板的观看侧前方具有λ/4片的3D图像显示设备。λ/4片与偏振膜一起设置在该显示面板的观看侧表面上，并用于形成圆形偏振的图像。需要入/4片来将面内慢轴调节至相对于偏振膜的吸收轴的特定方向上。被动式眼镜系统需要图案化的λ/4片，其中彼此正交的面内慢轴交替排列。如果λ/4片可用液晶组合物制备，则面内慢轴的控制有利且容易。由液晶化合物形成的相位差层的面内慢轴通常用取向膜控制。在作为支持体的透明膜上具有取向膜和由液晶化合物形成的相位差层的光学膜已被广泛地主要用作液晶显示设备的光学补偿膜。该光学补偿膜设置在液晶单元和偏振膜之间。由此，在作为光学补偿膜的使用中，即使在取向膜和相位差层之间的界面处出现干涉，它也不影响显示性能。因此，在具有该构造的光学补偿膜中，对取向膜和相位差层之间的界面处的干涉问题几乎没有研究。但是，在上述构造中，即在光学补偿膜设置在显示面板的观看侧上的偏振膜的更外侧的构造中，担忧的是在取向膜和相位差层之间的界面处的折射率差异导致的干涉影响显示性能。通常已知多个光学薄膜的层合物造成干涉不匀性。可通过使各光学薄膜的厚度一致以消除不匀性或降低界面处的折射率差异而降低干涉不匀性。不幸地是，技术上难以完全消除厚度上的不匀性，并且折射率差异的降低使可使用材料的选择更窄，并因此也是困难的。尽管干涉不匀性可通过将光散射层设置在表面或其内部而降低，但是光散射层在图像显示设备的观看侧上的设置降低图像显示表面的清洁度，并造成图像对比度降低的问题。在液晶显示设备的液晶单元中，多个光学薄膜，例如像素电极层、取向膜、液晶层和彩色膜层层叠在玻璃基材的内表面上，并且已知干涉不匀性因单元间隙或液晶层的厚度不匀性造成。已提出用于解决该问题的方法(例如日本专利未审公开平4-166915和日本专利未审公开2000-231109)。
发明内容
本发明人已实际上观察了包括多个光学薄膜的光学膜，所述光学薄膜设置在比显示面板的外侧上的偏振膜更靠外侧，并已发现可被人的肉眼识别的微细闪烁在显示黑色显示或在关闭电源时出现。这不是通常已知的。该闪烁由在光学膜的光学薄膜的界面处出现的数纳米周期的干涉不匀性造成。该干涉不匀性不同于日本专利未审公开平4-166915和日本专利未审公开2000-231109中解决的干涉不匀性。鉴于上述问题完成了本发明，并且本发明的目的是降低在包括多个光学薄膜的光学膜中的微细干涉不匀性。
具体地，本发明的目的是提供设置在3D图像显示设备的观看侧表面上的光学膜，其减少微细干涉不匀性的出现，并提供各具有所述光学膜的偏振片、图像显示设备和3D图像显示系统。用于解决上述问题的方法如下。[I]光学膜，其包括:厚度为10-150 μ m的透明膜；和在所述透明膜的一个表面(第一表面)上的至少第一层，1.光学膜,其包括:厚度为10-150 μ m的透明膜；和在所述透明膜的一个表面(第一表面)上的至少第一层，其中所述第一层的平均面内折射率为所述透明膜和设置在所述透明膜的所述第一表面上的层的平均折射率中最大的，并且所述第一层的平均面内折射率比所述透明膜和在所述透明膜的第一表面上的所述第一层以外的层的平均折射率高0.02或更大，其中所述第一层的平均面内折射率比所述透明膜的平均折射率高0.02或更大，条件是设置在所述第一表面上的层是单独的第一层，并且所述第一层的光学厚度D满足:260 X N-190-65nm 彡 D 彡 260 X N_190+65nm (N 是 6-12 的整数)。[2]根据[I]的光学膜，其还包括:在所述透明膜的另一表面(第二表面)上的功能层。[3]根据[2]的光学膜，其中所述透明膜的第二表面上的所述功能层是高折射率层，其平均面内折射率高于所述透明膜的平均面内折射率。[4]根据[1]_[3]中任一项的光学膜，其还包括:在所述透明膜的第二表面上的平均面内折射率高于所述透明膜的平均面内折射率的高折射率层、以及平均面内折射率低于所述透明膜的平均面内折射率的低折射率层。[5]根据[1]_[4]中任一项的光学膜，其中所述第一层是相位差层，在该相位差层中液晶化合物的取向是固定的。[6]根据[1]_[5]中任一项的光学膜，其还包括:在所述第一层和所述透明膜之间的第二层，其中所述透明膜、所述第二层和所述第一层的平均折射率满足以下关系:透明膜彡第二层〈第一层。[7]根据[6]的光学膜，其中所述第二层是取向膜或贴合层(pasting layer)。[8]根据[I]_[7]中任一项的光学膜，其中55011111波长下的面内延迟1^(550)为80-200nm,并且550nm波长下的厚度方向上的延迟Re (550)为-100至200nm。[9]根据[1]_[ 8]中任一项的光学膜，其中所述第一层是具有第一和第二相位差区域的图案化相位差层，其中所述第一相位差区域的面内慢轴不同于第二相位差区域的面内慢轴，和/或第一相位差区域的面内延迟不同于第二相位差区域的面内延迟。[10]根据[1]_[9]中任一项的光学膜，其中所述透明膜是纤维素酰化物膜或环烯烃聚合物膜。[11]偏振片，其包括根据[1]_[10]中任一项的光学膜和偏振膜。
[12]根据[11]的偏振片，其中所述光学膜的第一层是相位差层，所述相位差层的面内慢轴与所述偏振膜的吸收轴呈45°角交叉。[13]图像显示设备，其包括:显示面板；和在所述显示面板的观看侧表面上的根据[11]或[12]的偏振片。[14] 3D图像显示设备，其包括:根据[13]的图像显示设备；和偏振膜，其发送出在所述图像显示设备上显示的图像，以使得能够以3D图像观看所述图像。根据本发明可降低包括多个光学薄膜的光学膜的微细干涉不匀性。特别地，本发明可提供光学膜，其设置在3D图像显示设备的观看侧表面上，其降低干涉不匀性的出现，并可提供分别具有所述光学膜的偏振片、图像显示设备和3D图像显示系统。
图1是本发明的光学膜实例的横截面示意图。图2是本发明的图像显示设备实例的横截面示意图。图3是本发明的光学膜另一个实例的横截面示意图。图4是本发明的光学膜又一个实例的横截面示意图。图5是本发明的光学膜又一个实例的横截面示意图。图6A和6B是显示本发明偏振片实例的光学膜和偏振膜的轴之间关系的示意图。图7A和7B是显示本发明偏振片另一个实例的光学膜和偏振膜的轴之间关系的示意图。图8是解释本发明效果的示意图。*1: Ln层表示低折射率层；*2:HC层表示硬涂层；*3: CA表示纤维素酰化物；*4:显示平均面内折射率；和*5: RLC表示棒状液晶。
具体实施例方式以下详述本发明。在本说明书中，以“某数-另一数”表示的数值范围是指在分别由之前与之后的数值表示的下限和上限之间的范围。首先描述本文中所用的术语。在本说明书中，Re(A)和Rth( λ )分别是在波长λ下的面内延迟(nm)和沿着厚度方向上的延迟(nm)。利用 KOBRA-2IADH 或 WR(Oji Scientificlnstruments),通过在膜的法线方向上向膜施加波长为λ nm的光，测定Re ( λ )。可根据波长选择性滤光器的手动转换或者通过程序转换测定值来选择测定波长。当以单轴或双轴折射率椭圆体表述要分析的膜时，如下计算该膜的RthU)。根据对波长λ nm的入射光在由相对于样品膜的法线方向以由K0BRA21ADH确定的面内慢轴为倾斜轴(旋转轴；若该膜没有面内慢轴则确定为任意面内方向)以10°为间隔从O。旋转至50°确定的6个方向上测得的6个Re(A)值、假定平均折射率值和输入的膜厚度值，通过KOBRA 21ADH或WR计算RthU)。在上文中，当要分析的膜具有在从作为旋转轴的法线方向起围绕面内慢轴的特定倾角延迟值为零的方向时，则在大于得出零延迟的该倾角的倾角的延迟值变为负数据，然后通过KOBRA 2IADH或WR计算膜的Rth ( λ )。围绕视为膜的倾角(旋转角)的慢轴(当膜没有慢轴时，则它的旋转轴可以在膜的任意面内方向)，在任何期望的两个倾斜方向上测定延迟值，并且根据该数据，以及平均折射率的估计值和输入的膜厚度值，可按照式(A)和(B)计算Rth:
权利要求
1.学膜，其包括: 厚度为10-150 μ m的透明膜；和 在所述透明膜的一个表面(第一表面)上的至少第一层， 其中所述第一层的平均面内折射率为所述透明膜和设置在所述透明膜的所述第一表面上的层的平均折射率中最大的，并且所述第一层的平均面内折射率比所述透明膜和设置在所述透明膜的第一表面上的所述第一层以外的层的平均折射率高0.02或更大，其中所述第一层的平均面内折射率比所述透明膜的平均折射率高0.02或更大，条件是设置在所述第一表面上的层是单独的第一层，并且 所述第一层的光学厚度D满足: 260XN-190-65nm 彡 D 彡 260XN_190+65nm(N 是 6-12 的整数)。
2.利要求1的光学膜，其还包括: 在所述透明膜的另一表面(第二表面)上的功能层。
3.利要求2的光学膜，其中所述功能层是高折射率层，其平均面内折射率高于所述透明膜的平均面内折射率。
4.利要求2的光学膜，其中所述透明膜的第二表面上的所述功能层是低折射率层，其平均面内折射率低于所述透明膜的平均面内折射率。
5.利要求1的光学膜，其中所述第一层是相位差层，在该相位差层中液晶化合物的取向是固定的。
6.利要求1的光学膜，其还包括: 在所述第一层和所述透明膜之间的第二层，其中所述透明膜、所述第二层和所述第一层的平均折射率满足以下关系: 透明膜<第二层〈第一层。
7.利要求6的光学膜，其中所述第二层是取向膜或贴合层。
8.利要求1的光学膜，其中550nm波长下的面内延迟Re(550)为80_200nm，并且550nm波长下的厚度方向上的延迟Re (550)为-100至200nm。
9.利要求1的光学膜，其中所述第一相位差区域的面内慢轴不同于第二相位差区域的面内慢轴，和/或第一相位差区域的面内延迟不同于第二相位差区域的面内延迟。
10.利要求1的光学膜，其中所述透明膜是纤维素酰化物膜或环烯烃聚合物膜。
11.利要求1的光学膜，其还包括在所述透明膜的另一表面(第二表面)上的功能层，并且其中所述第一层是相位差层，在该相位差层中液晶化合物的取向是固定的。
12.利要求1的光学膜，其还包括在所述透明膜的另一表面(第二表面)上的功能层和在所述第一层和所述透明膜之间的第二层，并且其中所述透明膜、所述第二层和所述第一层的平均折射率满足以下关系: 透明膜<第二层〈第一层。
13.利要求1的光学膜，其还包括在所述透明膜的第二表面上的低折射率层，所述低折射率层的平均面内折射率低于所述透明膜的平均面内折射率，并且其中所述第一层是相位差层，在该相位差层中液晶化合物的取向是固定的。
14.利要求1的光学膜，其还包括在所述透明膜的第二表面上的低折射率层和所述第一层和所述透明膜之 间的第二层，所述低折射率层的平均面内折射率低于所述透明膜的平均面内折射率，并且其中所述透明膜、所述第二层和所述第一层的平均折射率满足以下关系: 透明膜<第二层〈第一层。
15.利要求1的光学膜，其还包括在所述透明膜的第二表面上的高折射率层和低折射率层，所述高折射率层的平均面内折射率高于所述透明膜的平均面内折射率，所述低折射率层的平均面内折射率低于所述透明膜的平均面内折射率，并且其中所述第一层是相位差层，在该相位差层中液晶化合物的取向是固定的。
16.利要求2的光学膜，其中所述功能层是高折射率层和低折射率层，所述高折射率层的平均面内折射率高于所述透明膜的平均面内折射率，所述低折射率层的平均面内折射率低于所述透明膜的平均面内折射率。
17.振片，其包括权利要求1的的光学膜和偏振膜。
18.利要求17的偏振片，其中 所述光学膜的第一层是相位差层，所述相位差层的面内慢轴与所述偏振膜的吸收轴呈45°角交叉。
19.像显示设备，其包括: 显示面板；和 在所述显示面板的观看侧表面上的权利要求17的偏振片。
20.3D图像显示设备，其包括:权利要求19的图像显示设备；和 偏振膜，其发送出在所述图像显示设备上显示的图像，以使得能够以3D图像观看所述图像。
全文摘要
本发明提供了降低干涉不匀性的光学膜。所述光学膜包括厚度为10-150μm的透明膜和在所述透明膜的一个表面(第一表面)上的至少第一层，其中所述第一层的平均面内折射率为所述透明膜和设置在所述透明膜的所述第一表面上的层的平均折射率中最大的，并且所述第一层的平均面内折射率比所述透明膜和在所述透明膜的第一表面上的所述第一层以外的层的平均折射率高0.02或更大，其中所述第一层的平均面内折射率比所述透明膜的平均折射率高0.02或更大，条件是设置在所述第一表面上的层是单独的第一层，并且所述第一层的光学厚度D满足260×N-190-65nm≤D≤260×N-190+65nm(N是6-12的整数)。
文档编号G02B27/26GK103091732SQ20121042107
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月29日 优先权日2011年11月1日
发明者三户部史岳, 森岛慎一 申请人:富士胶片株式会社