(57)【要約】【課題】簡易な工程で製造することができると共に、立体映像視聴時の視認性の良い位相差フィルムその製造方法及び画像表示装置を提供する。【解決手段】立体画像表示装置用の位相差フィルムであって、該位相差フィルムは、少なくとも、面内位相差が異なる交互に形成されたストライプ形状の領域Ａと領域Ｂを有し、かつ、該領域Ａの位相差が、１３８ｎｍ±３０ｎｍであり、該領域Ｂの位相差は４１３ｎｍ±３０ｎｍであり、更に、該領域Ａと該領域Ｂの遅相軸が同一方向であることを特徴とする位相差フィルムその製造方法及び画像表示装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体画像表示装置用の位相差フィルムであって、該位相差フィルムは、少なくとも、面内位相差が異なる交互に形成されたストライプ形状の領域Ａと領域Ｂを有し、かつ、該領域Ａの位相差が、１３８ｎｍ±３０ｎｍであり、該領域Ｂの位相差は４１３ｎｍ±３０ｎｍであり、更に、該領域Ａと該領域Ｂの遅相軸が同一方向であることを特徴とする位相差フィルム。
【請求項２】
前記ストライプ形状の短軸巾が同一であることを特徴とする請求項１に記載の位相差フィルム。
【請求項３】
前記位相差フィルムが一層からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の位相差フィルム。
【請求項４】
前記位相差フィルムが凹凸形状であることを特徴とする請求項３に記載の位相差フィルム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の位相差フィルムを、局所的に加熱された状態で延伸して製造することを特徴とする位相差フィルムの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の位相差フィルムを用いたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差フィルムその製造方法及び画像表示装置に関し、更に詳しくは、立体画像表示装置用の位相差フィルムその製造方法及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３次元表示が可能なディスプレイの開発が進んでいる。３次元表示方式としては、例えば、右目用の画像と左目用の画像とをそれぞれディスプレイの画面に表示し、これを偏光めがねをかけた状態で観察する方式がある。この方式は、２次元表示が可能なディスプレイ、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイの前面に、パターニングされた位相差板を配置することで実現される。このような位相差板では、左右の目にそれぞれ入射する光の偏光状態を制御するために、位相差値や光学軸をディスプレイの画素レベルでパターニングすることが必要となる。
【０００３】
液晶の配向方向を制御することで位相差部をパターニングする手法（例えば、特許文献１参照）は知られている。この方法は、パターニングされた隣り合う位相差部の光学軸が９０度異なる。したがって、液晶の配向方向が９０度異なるため、境界部近傍で液晶配向の乱れが生じる。ディスプレイ画素の開口数が低い場合、ブラックマトリクス上で液晶配向の乱れた領域が十分隠される場合は、クロストークの影響は小さいので使用できる。しかし、最近は、消費電力低下や製造コスト低下のため、光ロスを少なくすることが求められており、光量を上げるため開口数を上げる場合、ブラックマトリクスの占める領域が狭くなり、液晶配向の乱れた領域が画素部にかかることでクロストークが発生し、視認性が悪くなるという問題がある。
【０００４】
また、右眼用、左目用のパターンをそれぞれの基材上に作製した後、貼合する手法は（例えば、特許文献２参照）、貼合時の位置合わせが困難であるとともに、製造工程が多く、また必要となるフィルム数も多いためコスト高である。更に、パターン間に空隙が生じるため、上記同様の問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６６８８７号公報
【特許文献２】特開平１０−１６１１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、簡易な工程で製造することができると共に、立体映像視聴時の視認性の良い位相差フィルム、その製造方法及び画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。
【０００８】
１．立体画像表示装置用の位相差フィルムであって、該位相差フィルムは、少なくとも、面内位相差が異なる交互に形成されたストライプ形状の領域Ａと領域Ｂを有し、かつ、該領域Ａの位相差が、１３８ｎｍ±３０ｎｍであり、該領域Ｂの位相差は４１３ｎｍ±３０ｎｍであり、更に、該領域Ａと該領域Ｂの遅相軸が同一方向であることを特徴とする位相差フィルム。
【０００９】
２．前記ストライプ形状の短軸巾が同一であることを特徴とする前記１に記載の位相差フィルム。
【００１０】
３．前記位相差フィルムが一層からなることを特徴とする前記１又は２に記載の位相差フィルム。
【００１１】
４．前記位相差フィルムが凹凸形状であることを特徴とする前記３に記載の位相差フィルム。
【００１２】
５．前記１〜４のいずれか１項に記載の位相差フィルムを、局所的に加熱された状態で延伸して製造することを特徴とする位相差フィルムの製造方法。
【００１３】
６．前記１〜４のいずれか１項に記載の位相差フィルムを用いたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡易な工程で製造することができると共に、立体映像視聴時の視認性の良い位相差フィルムその製造方法及び画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１６】
本発明では、光学軸を同一方向とし、立体画像の主波長に対する位相差を１／４λ及び３／４λを交互に配置したパターン構造をとっており、１／４λ領域での円偏光の回転方向と、３／４λ領域での円偏光の回転方向が反対方向を向いていることにより、従来の光学軸が直交関係にある１／４λのパターン構造と同様な効果が得られる。
【００１７】
異なる光学軸で位相差値を発現させるためには、部分加熱や、凹凸形状のフィルム等が挙げられるが、製造方法が複雑でコスト高を招く。
【００１８】
本発明は、位相差フィルムの光学軸を同一方向とすることで、従来困難であったフィルムの延伸でパターン化された位相差フィルムを製造することが出来る。また、重合性液晶により位相差フィルムを得る場合、配向軸方向が異なる領域近傍での液晶配向乱れに起因する散乱や位相差値のズレがない。
【００１９】
（位相差フィルムの素材）
本発明に係る位相差フィルムの素材は熱可塑性樹脂が好ましく用いられ、熱可塑性樹脂としては、一般的汎用樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン、ＰＴＦＥ）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、セルロースアシレート等を用いることができる。
【００２０】
また、強度や壊れにくさを特に要求される場合、ポリアミド（ＰＡ）、ナイロン、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ、変性ＰＰＥ、ＰＰＯ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）等を用いることができる。
【００２１】
さらに、高い熱変形温度と長期使用できる特性を要求される場合は、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等を用いることができる。
【００２２】
配向膜によって位相差遅相軸を制御可能な液晶、例えばネマチック液晶やスメクチック液晶等を用いることが出来る。
【００２３】
なお、本発明の用途にそって樹脂の種類、分子量の組み合わせを行うことが可能である。
【００２４】
（位相差フィルムの製造方法）
本発明に係る位相差フィルムの製造方法は、特に限定されるものではなく、溶融製膜法であっても、溶液製膜法であってもよいが、本発明に係る位相差フィルムの製造方法としては、溶液製膜法が好ましい。以下溶液製膜法について説明する。
【００２５】
（表面が凹凸形状の場合）
フィルムにライン状の凹凸形状が付与できるものであれば、どのような方法であっても良く、例えば、凹凸形状のついたローラー、又は金型を押し当てる、光露光による部分分解、または部分硬化後、不要部除去による凹凸形成等が挙げられる。特に好ましくはローラーによる凹凸形状付与である。ラインの幅は表示装置設置時に画素ピッチに適合するものであれば、どのような幅であっても良い。
【００２６】
（表面が平坦構造の場合）
フィルムにパターン状に位相差の異なる領域を付与出来るものであれば、どのような方法であっても良く、例えば、位相差フィルムに部分的に外部刺激を与えることで、外部刺激を与えた部位の位相差を変化させる方法、延伸時に部分的に外部刺激を与えることで延伸による位相差発現性を変化させる方法、位相差フィルムを部分的に除去した後、位相差の異なる材料を除去部に同膜厚となるよう配置する方法、位相差発現性の異なる材料を同膜厚でパターン状に形成する方法等が挙げられる。特に好ましくは、位相差フィルムに部分的に光・または熱を与えることで、位相差を変化させる方法である。
【００２７】
（延伸）
延伸は、ＭＤ方向の延伸でもＴＤ方向の延伸でもそれ以外の方向の延伸であっても良い。位相差を大きくしたい場合は、パターン形状と同方向に延伸する手法が好ましく、小さくしたい場合は、パターン形状と垂直方向に延伸する手法が好ましい。その際、延伸によりパターンのピッチが変化するため、適宜調整する必要がある。調整方法としては、部分的に光や熱などの外部刺激を与える方法が簡便である。
【００２８】
凹凸フィルムの延伸では、凹凸起因のフィルム破断や、部分的に必要位相差に到達しない場合がある。この場合、フィルム中の水分や有機溶剤量で調整する、凹部と凸部で温度を変える等調整することで所望の位相差フィルムとすることが出来る。
【００２９】
（立体画像表示装置）
立体画像表示装置には、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等が用いられる。例えば、液晶ディスプレイの液晶セルから視認側方向の構成は、光学補償フィルム、偏光子、偏光子保護フィルム、立体表示用の位相差フィルム、反射抑止層及び、またはハードコート層の順で構成され、有機ＥＬディスプレイは、λ／４フィルム、偏光子、偏光子保護フィルム、立体表示用の位相差フィルム、反射防止層及び、またはハードコート層の順で構成される。本発明の位相差フィルムをセルロースエステルフィルムで作製した場合、偏光子保護フィルムを兼ねることが出来るため、薄膜化、低コスト化が可能となる。また、シクロオレフィンポリマーを使用した場合も偏光子保護フィルムを兼ねることは可能だが、耐油性や耐光性が低いため、反射防止層及び、またはハードコート層の支持体としてセルロース系フィルムを使用することが好ましい。
【実施例】
【００３０】
以下実施例により本発明を説明するが本発明はこれにより限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
フィルム１の作製
フィルム膜厚が３００μｍのシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルムを、１８０℃に加熱した４００μｍ間隔の凹凸のライン形状のあるローラーと平坦なローラーの間を通すことにより凹凸形状のフィルムを作製した。凹凸フィルムの凹部の膜厚は１００μｍで、凸部の膜厚は３００μｍであった。作製した凹凸形状のフィルムをライン方向に１３５℃で１．３倍に延伸した。得られたフィルム１のＲ０値は凸部で４２０ｎｍ、凹部は１４０ｎｍ、凹凸部の間隔は２７５μｍであった。
【００３２】
セルロースアセテートプロピオネートフィルムの作製
（ポリエステルＡの作製）
窒素雰囲気下、テレフタル酸ジメチル４．８５ｇ、１，２−プロピレングリコール４．４ｇ、ｐ−トルイル酸６．８ｇ、テトライソプロピルチタネート１０ｍｇを混合し、１４０℃で２時間攪拌を行った後、更に２１０℃で１６時間攪拌を行った。次に、１７０℃まで降温し、未反応物の１，２−プロピレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルＡを得た。
【００３３】
酸価        ：０．１
数平均分子量：４９０
分散度      ：１．４
分子量３００〜１８００の成分含有率：９０％
ヒドロキシル（水酸基）価：０．１
ヒドロキシル基（水酸基）含有量：０．０４％
ポリエステルＡはジカルボン酸に対してモノカルボン酸が２倍モル使用されているので末端がトルイル酸エステルになっている。
【００３４】
〈微粒子分散液１〉
微粒子（アエロジル  Ｒ８１２    日本アエロジル（株）製）          １１質量部
エタノール                                                        ８９質量部
以上をディゾルバーで５０分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。
【００３５】
〈微粒子添加液１〉
メチレンクロライドを入れた溶解タンクに十分攪拌しながら、微粒子分散液１をゆっくりと添加した。更に、二次粒子の粒径が所定の大きさとなるようにアトライターにて分散を行った。これを日本精線（株）製のファインメットＮＦで濾過し、微粒子添加液１を調製した。
【００３６】
メチレンクロライド                                                ９９質量部
微粒子分散液１                                                      ５質量部
下記組成の主ドープ液を調製した。まず加圧溶解タンクにメチレンクロライドとエタノールを添加した。溶剤の入った加圧溶解タンクにセルロースエステルを攪拌しながら投入した。これを加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し。これを安積濾紙（株）製の安積濾紙Ｎｏ．２４４を使用して濾過し、主ドープ液を調製した。
【００３７】
〈主ドープ液の組成〉
メチレンクロライド                                              ３４０質量部
エタノール                                                        ６４質量部
セルロースアセテートプロピオネート（アセチル基置換度１．５、プロピオニル基置換度０．９、総置換度２．４）                                        １００質量部
下記糖エステル化合物Ａ                                          ７．０質量部
ポリエステルＡ                                                  ２．５質量部
ＴＩＮＵＶＩＮ９２８（ＢＡＳＦジャパン社製）                    １．５質量部
微粒子添加液１                                                      １質量部
【００３８】
【化１】
2012198281.tif 000002
【００３９】
以上を密閉容器に投入し、攪拌しながら溶解してドープ液を調製した。
【００４０】
次いで、無端ベルト流延装置を用い、ドープ液を温度３３℃、１５００ｍｍ幅でステンレスベルト支持体上に、中央部が端部より厚くなるようにリップを調整し流延した。ステンレスベルトの温度は３０℃に制御した。
【００４１】
ステンレスベルト支持体上で、流延（キャスト）したフィルム中の残留溶媒量が７５％になるまで溶媒を蒸発させ、次いで剥離張力１１０Ｎ／ｍで、ステンレスベルト支持体上から剥離した。
【００４２】
剥離したセルロースエステルフィルムを、１６０℃の熱をかけながらテンターを用いて幅方向に５％延伸した。延伸開始時の残留溶媒は１５％であった。
【００４３】
次いで、乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、テンタークリップで挟んだ端部をレーザーカッターでスリットし、その後巻き取った。乾燥温度は１３０℃で、搬送張力は１００Ｎ／ｍとした。
【００４４】
以上のようにして、セルロースアセテートプロピオネートフィルムを得た。
【００４５】
フィルム２〜１７の作製
上記セルロースアセテートプロピオネートフィルムを、２３０℃に加熱したライン状の凹凸を有するローラーと平坦なローラーの間を通すことにより凹凸形状のフィルムを作製した。得られた凹凸形状のフィルムを表１記載の延伸温度で１．６倍に延伸しフィルム２〜１７を得た。フィルムの凹凸間隔及び膜厚は表１記載のように作製した。
【００４６】
フィルム１８の作製
上記セルロースアセテートプロピオネートフィルムを１４０μｍとし、１７０℃で１．６倍に延伸した。その際、直径５５０μｍのレーザー光を、レーザー光の中心間距離が９９０μｍ間隔でライン状に照射し、照射部の平均温度を１９５℃となるよう調整した。フィルム１８のＲ０値は、レーザー光照射部は１２０ｎｍ、非照射部は４２０ｎｍであった。
【００４７】
得られた各フィルムの形状、製造方法及び材料を表１に示す。
【００４８】
実施例２
偏光板の作製
得られたフィルム１〜１８を用い、下記方法により偏光板を作製した。
【００４９】
ＰＣ−ＶＮ７９０ＣＳ（ＮＥＣ社製）の液晶セルから視認側に設置されている偏光板の視認側保護フィルム、及びパターン位相差付きガラスを取り除いた。偏光板上には得られたフィルム１〜１８を、接着剤を介して積層した。
【００５０】
実施例３
実施例２で作製した偏光板を、付属の眼鏡を通して目視で視認性を評価した。評価の際はグリーン及び黒で形成された立体画像を用いた。
【００５１】
比較として、隣り合う遅相軸が直交関係となるλ／４液晶フィルムを作製した。
【００５２】
比較例
位相差を持たない支持体の表面に、シンナメート基を有する配向剤を含む組成物（ＨＵＮＴＳＭＡＮ社製、商品名「Ｓｔａｒａｌｉｇｎ２１００」、全固形分濃度：２質量％）を、グラビアコーターを用いて塗工し、９０℃±１℃の空気循環式恒温オーブン内で２分間乾燥して、厚み０．３μｍの光配向膜を形成した。次いで、高圧水銀ランプを光源とし、ワイヤーグリッド偏光子（波長２１０〜３８０ｎｍで偏光分離機能を有するもの）を備える紫外線照射装置を用いて、３０℃の空気雰囲気下で、上記光配向膜の表面に１００ｍＪ／ｃｍ２（波長３１０ｎｍの値を測定）の照射量で偏光紫外光を照射した。その際、マスクを用いて、２７５μｍ間隔で長尺方向に対し、交互に４５°と−４５°の方向に偏光紫外光を照射した。その後、この光配向膜上に、水平配向液晶化合物を含有する塗工液を塗工し、温風を当てて乾燥させた後、紫外光を照射することで厚み１μｍの水平配向液晶層とした。得られたフィルムの照射部と非照射部のＲ０値はそれぞれ１４０ｎｍ、１４０ｎｍであった。
【００５３】
塗布層
水平配向液晶化合物：ＢＡＳＦ社製ＰａｌｉｏｃｏｌｏｒＲＬＣ２４２  １６質量部
光重合開始剤：ＢＡＳＦ・ジャパン社製ＩＲＧＡＣＵＲＥ−１８４  ０．２４質量部
メチルエチルケトン                                            １６．８質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル                        ６７．２質量部
比較例は、液晶配向軸が異なる境界部が画素から十分離れている場合、視認性は良かったが、境界部が画素付近に近付けた場合、視認性が低下した。
【００５４】
実施例はいずれも、境界部の位置がブラックマトリクス上であれば、比較例のような視認性の低下は見られなかった。
【００５５】
フィルムの位相差境界部がブラックマトリクスで隠れており、かつ画素との境界から１μｍ内のときの視認性を目視評価。比較例を基準（×）とし、比較例より視認性が良いものを○とした。
【００５６】
【表１】
2012198281.tif 000003
【００５７】
比較例は、液晶配向軸が異なる境界部が画素から十分離れている場合は、視認性は良かったが、境界部が画素付近に近付けた場合、視認性が低下した。
【００５８】
本発明はいずれも、境界部の位置がブラックマトリクス上であれば、比較例のような視認性の低下は見られなかった。