JP2013164520A - 位相差層形成用の重合性液晶組成物、位相差フィルム及び位相差フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン位相差フィルムの形成に用いることで、配向方向をより厳密に制御し、また、帯電による外観不良を改善する重合性液晶組成物を提供する。
【解決手段】本発明の重合性液晶組成物は、一方の末端にシアノ基を有し、他方の末端に（メタ）アクリレートを有する第１の棒状化合物と、両末端に（メタ）アクリレートを有する第２の棒状化合物と、４級アンモニウム塩とを含有する。長尺状の基材１１上に配向層１２を形成し、この配向層１２上に上記重合性液晶組成物からなる位相差層１３を形成することが好ましく、こうすることで、長尺状の基材の長尺方向を０度とした場合の位相差層１３の光軸が４５度±２度及び／又は−４５度±２度以内である位相差フィルム１を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、位相差層形成用の重合性液晶組成物、位相差フィルム及び位相差フィルム-の製造方法に関する。

近年、三次元表示可能なフラットパネルディスプレイが注目を集め始めており、市販も始まっている。そして、今後のフラットパネルディスプレイにおいては三次元表示可能であることが、その性能として当然に求められることが予想され、三次元表示可能なフラットパネルディスプレイの検討が幅広い分野において進められている。

フラットパネルディスプレイにおいて三次元表示をするには、通常、視聴者に対して何らかの方式で右目用の映像と、左目用の映像とを別個に表示することが必要とされる。右目用の映像と左目用の映像とを別個に表示する方法としては、例えば、パッシブ方式というものが知られている。このようなパッシブ方式の三次元表示方式について図を参照しながら説明する。図５はパッシブ方式の三次元表示の一例を示す概略図である。図５に示すようにこの方式では、まず、フラットパネルディスプレイを構成する画素を、右目用映像表示画素と左目用映像表示画素の２種類の複数の画素にパターン状に分割し、一方のグループの画素では右目用の映像を表示させ、他方のグループの画素では左目用の映像を表示させる。また、直線偏光板と当該画素の分割パターンに対応したパターン状の位相差層が形成されたパターン位相差フィルムとを用い、右目用の映像と、左目用の映像とを互いに直交関係にある円偏光に変換する。さらに、視聴者には右目用レンズと左目用レンズとに互いに直交する円偏光レンズを採用した円偏光メガネを装着させ、右目用の映像が右目用レンズのみを通過し、かつ左目用の映像が左目用のレンズのみを通過するようにする。このようにして右目用の映像が右目のみに届き、左目用の映像が左目のみに届くようにすることによって三次元表示を可能とするものがパッシブ方式である。

このようなパッシブ方式では、上記パターン位相差フィルムと、対応する円偏光メガネとを用いることにより容易に三次元表示が可能なものにできるという利点がある。

ところで、上述したようにパッシブ方式においてはパターン位相差フィルムを用いることが必須になるところ、このようなパターン位相差フィルムについてはまだ広く研究・開発が行われておらず、標準的な技術としても確立されているものがないのが現状である。その一例として、棒状化合物を含有する重合性液晶組成物を重合させることによって、光学異方性を有する重合体フィルムを形成し、この重合体フィルムを位相差フィルムとして用いることが提案されている（特許文献１参照）。

特開２０００−９８１３３号公報

しかし、位相差層の形成に用いる重合性液晶組成物の研究・開発は発展途上であり、配向方向のより厳密な制御、帯電による外観不良の改善等、種々の特性の更なる改良が求められている。

本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねたところ、重合性棒状化合物と、４級アンモニウム塩とを含有する重合性液晶組成物を用いることで、配向方向をより厳密に制御できること、また、帯電による外観不良を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。

（１）本発明は、一方の末端にシアノ基を有し、他方の末端に（メタ）アクリレートを有する第１の棒状化合物と、両末端に（メタ）アクリレートを有する第２の棒状化合物と、４級アンモニウム塩とを含有する、位相差層形成用の重合性液晶組成物である。

（２）また、本発明は、前記第１の棒状化合物が下記式（１）で表される化合物を含有する、（１）に記載の重合性液晶組成物である。

（３）また、本発明は、前記第２の棒状化合物が下記式（２）で表される化合物を含有する、（１）又は（２）に記載の重合性液晶組成物である。

（４）また、本発明は、基材上に配向層が形成され、この配向層上に、（１）から（３）のいずれかに記載の重合性液晶組成物からなる位相差層が形成されている位相差フィルムである。

（５）また、本発明は、長尺状の基材上に配向層を形成する工程と、この配向層上に（１）から（３）のいずれかに記載の重合性液晶組成物からなる位相差層を形成する工程とを含む位相差フィルムの製造方法である。

（６）また、本発明は、前記位相差層の光軸が、前記長尺状の基材の長尺方向を０度とした場合、４５度±２度及び／又は−４５度±２度以内である（５）に記載の位相差フィルムの製造方法である。

本発明によれば、パターン位相差フィルムの形成に用いることで、配向方向をより厳密に制御し、また、帯電による外観不良を改善する重合性液晶組成物を提供できる。

本発明に係るパターン位相差フィルムの概略図である。 光配向方式によって配向パターンを形成する手法を模式的に示した図である。 図１のパターン位相差フィルムの製造方法の一例を示す概略図である。 パッシブ方式による三次元画像表示の説明に供する図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

＜位相差層形成用の重合性液晶組成物＞
本発明において、位相差層形成用の重合性液晶組成物は、一方の末端にシアノ基を有し、他方の末端に（メタ）アクリレートを有する第１の棒状化合物と、両末端に（メタ）アクリレートを有する第２の棒状化合物と、４級アンモニウム塩とを含有する。以下、このことについて詳しく説明する。

［棒状化合物］
棒状化合物は、屈折率異方性を有し、光配向材料に偏光紫外線を照射することによって発現される配向パターンに沿って規則的に配列することにより、所望の位相差性を付与する機能を有する。棒状化合物として、例えば、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を示す材料が挙げられるが、他の液晶相を示す棒状化合物と比較して規則的に配列させることが容易である点で、ネマチック相を示す棒状化合物を用いることがより好ましい。

棒状化合物は、分子内に重合性官能基を有する。重合性官能基を有することにより、棒状化合物を重合して固定することが可能になるため、配列安定性に優れ、位相差性の経時変化が生じにくくなる。また、複数種の棒状化合物のうち１種は、分子内に三次元架橋可能な重合性官能基を有することがより好ましい。三次元架橋可能な重合性官能基を有することにより、配列安定性をいっそう高めることができる。なお、「三次元架橋」とは、液晶性分子を互いに三次元に重合して、網目（ネットワーク）構造の状態にすることをいう。

上記重合性官能基としては、例えば、紫外線、電子線等の電離放射線、あるいは熱の作用によって重合する重合性官能基を挙げることができる。これら重合性官能基の代表例としては、ラジカル重合性官能基、あるいはカチオン重合性官能基等が挙げられる。さらにラジカル重合性官能基の代表例としては、少なくとも１つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられ、具体例としては、置換基を有するもしくは有さないビニル基、アクリレート基（アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基を包含する総称）等が挙げられる。また、上記カチオン重合性官能基の具体例としては、エポキシ基等が挙げられる。その他、重合性官能基としては、例えば、イソシアネート基、不飽和３重結合等が挙げられる。中でも、プロセス上の点から、エチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が好適に用いられる。

〔第１の棒状化合物〕
ところで、本発明の棒状化合物は、一方の末端にシアノ基を有し、他方の末端に（メタ）アクリレートを有する（以下、一方の末端にシアノ基を有し、他方の末端に（メタ）アクリレートを有する棒状化合物のことを「第１の棒状化合物」ともいう。）。第１の棒状化合物は、重合性官能基である（メタ）アクリレートを末端に有することから、架橋構造の状態にすることができるため、列安定性を備え、かつ、光学特性の発現性に優れた上記を形成できる。また、シアノ基を末端に有することから、棒状化合物に４級アンモニウム塩を加えることで帯電を防止でき、結果として、配向方向をより厳密に制御できる。第１の棒状化合物の例として、下記式（１）で表される化合物を例示できる。

〔第２の棒状化合物〕
棒状化合物は、２種以上を混合して用いることが好ましい。例えば、上記式（１）のような、片末端に重合性官能基を１つ以上有する棒状化合物に、両末端に重合性官能基を１つ以上有する棒状化合物を併用することで、両者の配合比の調整により重合密度（架橋密度）及び光学特性を任意に調整できる。また、信頼性確保の観点からは、両末端に重合性官能基を１つ以上有する棒状化合物が好ましいが、液晶配向の観点からは両末端の重合性官能基が１つであることが好ましい。

また、併用する棒状化合物として、メソゲン両端にスペーサを有する材料を用いることが好ましい。メソゲン両端にスペーサを有する棒状化合物は柔軟性に優れるため、このような棒状化合物を用いることにより、パターン位相差フィルムを透明性に優れたものにすることができる。

両末端に重合性官能基を１つ有し、かつ、メソゲン両端にスペーサを有する棒状化合物の例として、下記式（２）で表される化合物を例示できる。以下、下記式（２）に例示される、両末端に（メタ）アクリレートを有する棒状化合物を「第２の棒状化合物」ともいう。

上記式（２）の化合物の具体例として、下記式（２−１）〜（２−６）を例示できる。

第１の棒状化合物と、第２の棒状化合物との割合は、１０：９０〜９０：１０の範囲内であることが好ましい。この割合にすることで、液晶配向性を維持したまま、帯電を防止でき、結果として、配向方向をより厳密に制御できるとともに、パターン位相差フィルムの透明性を高めることができる。

［帯電防止剤］
本発明の重合性液晶組成物は、帯電防止剤として４級アンモニウム塩を含有する。

（４級アンモニウム塩）
４級アンモニウムイオンを含む化合物の例として、下記式（３）で表されるものが挙げられる。

４級アンモニウム塩含有重合体の例としては、ジメチルアミノエチルメタクリレート４級アンモニウム塩と（メタ）アクリレート化合物とが共重合されたものであることが好ましい。このような４級アンモニウム塩含有重合体を使用することにより、形成する液晶層がより高硬度となりうるだけでなく、その上層に設ける他の層との密着性を向上させることができるからである。

上記（メタ）アクリレート化合物としては、直鎖状炭化水素又は環状炭化水素を含有するものであることが好ましい。上記（メタ）アクリレート化合物の具体例としては、例えば、オクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、テトラデシル（メタ）アクリレート、ペンタデシル（メタ）アクリレート、ヘキサデシル（メタ）アクリレート、ヘプタデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、ノナデシル（メタ）アクリレート、エイコシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。上記（メタ）アクリレート化合物として、これらのうちの１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。またこれらの共重合体であってもよい。なかでも、良好な帯電防止性能を発現できる点で、ドデシル（メタ）クリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレートからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

上記４級アンモニウム塩含有重合体は、重量平均分子量が１０００〜５万であることが好ましい。上記重量平均分子量が１０００未満であると、溶剤として後述する浸透性溶剤を用いた場合、光学積層体の製造において、４級アンモニウム塩含有重合体が基材中へ浸透してしまい、製造した光学積層体の帯電防止性が満足できないことがある。また、充分な帯電防止性を有する光学積層体とするために４級アンモニウム塩含有重合体の含有量が多過ぎると、光学特性の低下や液晶層の硬度不足の原因となることがある。上記重量平均分子量が５万を超えると、上記樹脂組成物の粘度が高くなり、塗工性が悪化したりすることがある。上記重量平均分子量のより好ましい下限は１２００であり、より好ましい上限は３万であり、更に好ましい下限は５０００、更に好ましい上限は２万である。

なお、上記４級アンモニウム塩含有重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算により求めることができる。ＧＰＣ移動相の溶剤には、テトラヒドロフランやクロロホルムを使用することができる。測定用カラムは、テトラヒドロフラン用又はクロロホルム用のカラムの市販品カラムを適宜組み合わせて使用するとよい。上記市販品カラムとしては、例えば、Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＫＦ−８０１、ＧＰＣ ＫＦ−８０２、ＧＰＣ ＫＦ−８０３、ＧＰＣ ＫＦ−８０４、ＧＰＣ−ＫＦ８００Ｄ（いずれも、商品名、昭和電工社製）等を挙げることができる。検出器には、ＲＩ（示差屈折率）検出器及びＵＶ検出器を使用するとよい。このような溶剤、カラム、検出器を使用して、例えば、Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ−１０１（昭和電工社製）等のＧＰＣシステムにより、上記重量平均分子量を適宜測定することができる。

本発明において使用できる上記４級アンモニウム塩含有重合体の市販品としては、例えば、Ｈ６１００、Ｈ６１００Ｍ、Ｈ６５００（三菱化学社製）、コルコートＮＲ１２１Ｘ、コルコートＮＲ１２１Ｘ−９ＩＰＡ（コルコート社製）、１ＳＸ３０００、１ＳＸ３００４（大成ファインケミカル社製）、ユニレジンＡＳ−１０／Ｍ、ユニレジンＡＳ−１２／Ｍ、ユニレジンＡＳ−１５／Ｍ、ユニレジンＡＳＨ２６（新中村化学社製）、ＵＶ−ＡＳＨＣ−０１（日本化成社製）等を挙げることができる。なかでも、Ｈ６１００、Ｈ６
１００Ｍ、Ｈ６５００が好適に用いられる。

４級アンモニウム塩の他、ホウ酸化合物を添加しても良い。ホウ酸化合物の例として、下記式（４）で表されるものが挙げられる。

Ｘ^＋の具体例として、有機イオンとしてはテトラメチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム等のアンモニウムイオン、Ｎ−メチルビリジニウム、Ｎ−ベンジルピチジニウム等のピリジニウムイオン、テトラフェニルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム等のホスホニウムイオンが挙げられ、無機イオンとしてはリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオン等が挙げられる。

Ｘ^２＋の具体例として、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ニッケルイオン、銅イオン、二価の鉄イオン、亜鉛イオン等が挙げられる。

対カチオンＸ^＋がナトリウムイオンであるテトラキス（３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル）ホウ酸ナトリウムは、次の方法で合成できる。５−ヨード−１，３−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼンをエーテル溶液中、マグネシウムと反応させグリニャール試薬とした後に、三フッ化ホウ素エーテル付加体と反応させ、炭酸ナトリウム水溶液中に加えることで得られる。対カチオンＸ^＋が他のイオンである場合は、イオン交換樹脂カラムを用いてナトリウムイオンと交換することで得られる。

４級アンモニウム塩の他、電子受容性化合物を添加しても良い。電子受容性化合物の例として、テトラシアノキノジメタン、テトラニトロフルオレノン、直鎖ポリエーテル類が挙げられる。直鎖ポリエーテル類の中では、下記式（５）で表されるものが好適である。

上記式（５）で表されるものの具体例として、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。

帯電防止剤の量は、棒状化合物１００質量部に対して０．１質量部以上７．０質量部以下であることが好ましい。０．１質量部未満であると、棒状化合物の帯電を適切に防止できない可能性がある点で好ましくない。７．０質量部を超えると、パターン位相差フィルムの透明性や液晶の配向性に影響を生じ得るため、好ましくない。

［溶媒］
上記した棒状化合物は、通常溶媒に溶かされている。溶媒は、棒状化合物を均一に分散できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン（以下「ＣＨＮ」という。）等のケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＭＥ）等のエーテル系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、シクロヘキサン等のアノン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（以下「ＩＰＡ」という。）等のアルコール系溶媒を例示することができるが、これらに限られるものではない。また、溶媒は、１種類であってもよいし、２種類以上の溶媒の混合溶媒であってもよい。

溶媒の量は、棒状化合物１００質量部に対して６６質量部以上９００質量部以下であることが好ましい。６６質量部未満であると、棒状化合物を均一に塗工溶かすことができない可能性がある点で好ましくない。９００質量部を超えると、溶媒の一部が残存し、信頼性が低下する可能性、及び均一に塗工できない可能性がある点で好ましくない。

［他の化合物］
本発明の重合性液晶組成物は、必要に応じて他の化合物を含むものであっても良い。他の化合物は、上記した棒状化合物の配列秩序を害するものでなければ特に限定されるものではなく、例えば、重合開始剤、重合禁止剤、可塑剤、界面活性剤及びシランカップリング剤等を挙げることができる。

（重合開始剤）
重合開始剤として、例えば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ社製Ｎ１７１７、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性色素とアスコルビン酸やトリエタノールアミンのような還元剤との組み合わせ等を例示できる。本実施形態では、これらの光重合開始剤を１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

光重合開始剤は、液晶の配向を大きく損なわない範囲で添加することが必要であり、棒状化合物１００質量部に対し、０．０１〜１５質量部であることが好ましく、０．１〜１２質量部であることがより好ましく、０．１〜１０質量部であることがさらに好ましく、０．５〜１０質量部であることがよりさらに好ましい。

また、重合開始剤のほか、重合開始助剤を併用してもよい。重合開始助剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン等の３級アミン類や、２−ジメチルアミノエチル安息香酸、４−ジメチルアミド安息香酸エチル等の安息香酸誘導体を例示することができるが、これらに限られるものではない。

（重合禁止剤）
重合禁止剤は、棒状化合物の保存安定性を高めるために用いられる。重合禁止剤として、例えば、ジフェニルピクリルヒドラジド、トリ−ｐ−ニトロフェニルメチル，ｐ−ベンゾキノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、ピクリン酸、塩化銅、メチルハイドロキノン、メトキノン、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロキノン等の反応の重合禁止剤を用いることができるが、保存安定性の点から、ハイドロキノン系重合禁止剤が好ましく、メチルハイドロキノンを用いるのが特に好ましい。

（界面活性剤）
界面活性剤は、棒状化合物の動的表面張力を調整し、位相差層の横スジムラを抑制するために用いられる。

界面活性剤の例として、フッ素系界面活性剤が挙げられる。フッ素系界面活性剤としては、末端、主鎖及び側鎖の少なくともいずれかの部位にフルオロアルキル基あるいはフルオロアルキレン基を有する化合物が好ましく、その具体例としては、１，１，２，２−テトラフロロオクチル（１，１，２，２−テトラフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、１，１，２，２−テトラフルオロ−ｎ−オクチル（ｎ−ヘキシル）エーテル、オクタエチレングリコールジ（１，１，２，２−テトラフルオロ−ｎ−ブチル）エーテル、ヘキサエチレングリコール（１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロ−ｎ−ペンチル）エーテル、オクタプロピレングリコールジ（１，１，２，２−テトラフルオロ−ｎ−ブチル）エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ（１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロ−ｎ−ペンチル）エーテル、１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロ−ｎ−デカン、１，１，２，２，８，８，９，９，１０，１０−デカフルオロ−ｎ−ドデカン、パーフルオロ−ｎ−ドデシルスルホン酸ナトリウムや、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキルホスホン酸ナトリウム、フルオロアルキルカルボン酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、ジグリセリンテトラキス（フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル）、パーフルオロアルキルポリオキシエタノール、パーフルオロアルキルアルコキシレート、フッ素系アルキルエステル等のノニオン系界面活性剤、フルオロアルキルアンモニウムヨージド等のカチオン系界面活性剤、フルオロアルキルベタイン等の両性界面活性剤を挙げることができる。このうち、位相差層を液晶表示素子に用いた場合の電圧保持率を良好に維持できるという観点から、特にノニオン系界面活性剤が好適に用いられる。

フッ素系界面活性剤の市販品としては、商品名で、例えば、ＢＭ−１０００、同−１１００（以上、ＢＭ ＣＨＥＭＩＥ社製）、メガファックＦ１４２Ｄ、同Ｆ１７２、同Ｆ１７３、同Ｆ１８３、同Ｆ１７８、同Ｆ１９１、同Ｆ４７１、同Ｆ４７５、同Ｆ４７６（以上、ＤＩＣ社製）、フロラードＦＣ−１７０Ｃ、同ＦＣ−１７１、同ＦＣ−４３０、同ＦＣ−４３１（以上、住友スリーエム社製）、サーフロンＳ−１１２、同Ｓ−１１３、同Ｓ−１３１、同Ｓ−１４１、同Ｓ−１４５、同Ｓ−３８２、同ＳＣ−１０１、同ＳＣ−１０２、同ＳＣ−１０３、同ＳＣ−１０４、同ＳＣ−１０５、同ＳＣ−１０６（以上、旭硝子社製）、エフトップＥＦ３０１、同ＥＦ３０３、同ＥＦ３５２（以上、新秋田化成社製）、フタージェントＦＴ−１００、同ＦＴ−１１０、同ＦＴ−１４０Ａ、同ＦＴ−１５０、同ＦＴ−２５０、同ＦＴ−２５１、同ＦＴＸ−２５１、同ＦＴＸ−２１８、同ＦＴ−３００、同ＦＴ−３１０、同ＦＴ−４００Ｓ（以上、ネオス社製）等を挙げることができる。

フッ素系界面活性剤は、液晶の配向を大きく損なわない範囲で添加することが好ましく、棒状化合物１００質量部に対して０．０１〜１質量部となるように添加することが好ましい。０．０１質量部以上となる量を添加することにより棒状化合物に十分な塗工性を付与することができ、横スジムラの良好な防止効果が発揮される。また添加量を１質量部以下とすることによって、位相差層中の液晶に配向不良が生じることや、位相差層の電気信頼性が低下することを抑制できる。

＜パターン位相差フィルム１＞
図１は、本実施形態に係るパターン位相差フィルム１を示す図である。なお、以下では「パターン位相差」を「位相差」と略記するが、特に断りがない限り、「位相差」は、「パターン位相差」と同義である。位相差フィルム１は、基材１１上に、偏光照射により光配向性を発揮する光配向材料を含むパターン配向層１２が形成され、このパターン配向層１２上に、上記した位相差層形成用の重合性液晶組成物を含む位相差層１３が形成されることによって得られる。

［基材１１］
基材１１は、透明フィルム材であり、パターン配向層１２を支持する機能を有し、長尺に形成されている。

基材１１は、位相差が小さいことが好ましく、面内位相差（面内レターデーション値、以下「Ｒｅ値」ともいう。）が、０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましく、０ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることがより好ましく、０ｎｍ〜３ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。Ｒｅ値が１０ｎｍを超えると、パターン配向膜を用いたフラットパネルディスプレイの表示品質が悪くなる可能性がある点で好ましくない。

ここで、Ｒｅ値とは、屈折率異方体の面内方向における複屈折性の程度を示す指標をいい、面内方向において屈折率が最も大きい遅相軸方向の屈折率をＮｘ、遅相軸方向に直交する進相軸方向の屈折率をＮｙ、屈折率異方体の面内方向に垂直な方向の厚さをｄとした場合に、
Ｒｅ［ｎｍ］＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ［ｎｍ］
で表わされる値である。Ｒｅ値は、例えば、位相差測定装置ＫＯＢＲＡ−ＷＲ（王子計測機器社製）を用い、平行ニコル回転法により測定することができる。また、本明細書においては、特に別段の記載をしない限り、Ｒｅ値は波長５８９ｎｍにおける値を意味するものとする。

基材１１の可視光領域における透過率は、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。ここで、透明フィルム基材の透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（プラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。

基材１１は、ロール状に巻き取ることができる可撓性を有するフレキシブル材であることが好ましい。このようなフレキシブル材としては、セルロース誘導体、ノルボルネン系ポリマー、シクロオレフィン系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、アモルファスポリオレフィン、変性アクリル系ポリマー、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル類等を例示することができる。中でも、光学的等方性に優れ、光学的特性に優れたパターン配向膜を製造できる点でセルロース誘導体を用いることが好ましい。

上記セルロース誘導体の中でも、工業的に広く用いられ、入手が容易である点で、セルロースエステルを用いることが好ましく、セルロースアシレート類を用いることがより好ましい。

上記セルロースアシレート類としては、炭素数２〜４の低級脂肪酸エステルが好ましい。低級脂肪酸エステルとしては、例えばセルロースアセテートのように、単一の低級脂肪酸エステルのみを含むものでもよく、また、例えばセルロースアセテートブチレートやセルロースアセテートプロピオネートのような複数の脂肪酸エステルを含むものであってもよい。

低級脂肪酸エステルの中でも、セルロースアセテートを特に好適に用いることができる。セルロースアセテートとしては、平均酢化度が５７．５％〜６２．５％（置換度：２．６〜３．０）のＴＡＣを用いることが最も好ましい。ここで、酢化度とは、セルロース単位質量当りの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定及び計算により求めることができる。なお、ＴＡＣの酢化度は、フィルム中に含まれる可塑剤等の不純物を除去した後、上記の方法により求めることができる。

基材１１の厚さは、パターン配向膜を用いて製造される位相差フィルムの用途等に応じて、当該位相差フィルムに必要な自己支持性を付与できる範囲内であれば特に限定されないが、通常、２５μｍ〜１２５μｍの範囲内であることが好ましく、４０μｍ〜１００μｍの範囲内であることがより好ましく、６０μｍ〜８０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。２５μｍ未満であると、位相差フィルムに必要な自己支持性を付与できない場合があり、好ましくない。１２５μｍを超えると、位相差フィルムが長尺状である場合、長尺状の位相差フィルムを裁断加工し、枚葉の位相差フィルムとする際に、加工屑が増加したり、裁断刃の磨耗が早くなってしまう場合があり、好ましくない。

基材１１は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよい。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。

［パターン配向層１２］
パターン配向層１２は、２種類の配向パターンを交互に有する。この配向パターンは、凹凸形状を有するロールで圧延し、当該凹凸形状を転写するラビング処理によって形成されてもよいし、偏光照射により光配向性を発揮する光配向材料を用いて光照射によって配向させる光配向方式によって形成されてもよい。ラビング処理によってパターン配向層１２を形成する場合、パターン配向層１２は、広く一般に用いられるエネルギー線硬化性樹脂（紫外線硬化樹脂等）を含有するものであれば、どのようなものであってもよい。一方、光配向方式によってパターン配向層１２を形成する場合、パターン配向層１２は、以下に説明するパターン配向層用組成物を含有する必要がある。

〔パターン配向層用組成物〕
光配向方式によってパターン配向層１２を形成する場合、パターン配向層１２は、以下に説明するパターン配向層用組成物を含有する。このパターン配向層用組成物は、偏光照射により光配向性を発揮する光配向材料と、この光配向材料を溶かす溶媒とを含有する。

（光配向材料）
光配向材料とは、偏光紫外線の照射により配向規制力を発現できる材料をいう。配向規制力とは、光配向材料を含む配向層を形成し、この配向層上に棒状化合物（本発明における位相差層形成用の重合性液晶組成物）からなる層を形成したとき、棒状化合物を所定の方向に配列させる機能をいう。

光配向材料は、偏光を照射することにより上記配向規制力を発現するものであれば特に限定されるものではない。このような光配向材料はシス−トランス変化によって分子形状のみを変化させて配向規制力を可逆的に変化させる光異性化材料と、偏光を照射することにより分子そのものを変化させる光反応材料とに大別することができる。本発明においては上記光異性化材料及び上記光反応材料のいずれであっても好適に用いることができるが、光反応材料を用いることがより好ましい。光反応材料は、偏光が照射されることによって分子が反応して配向規制力を発現するものであるため、不可逆的に配向規制力を発現することが可能になる。したがって、光反応材料の方が配向規制力の経時安定性において優れるからである。

上記光反応材料は、偏光照射によって生じる反応の種類によってさらに分別することができる。具体的には、光二量化反応を生じることによって配向規制力を発現する光二量化型材料、光分解反応を生じることによって配向規制力を発現する光分解型材料、光結合反応を生じることによって配向規制力を発現する光結合型材料、及び光分解反応と光結合反応とを生じることによって配向規制力を発現する光分解−結合型材料等に分けることができる。本発明においては上記光反応材料のいずれであっても好適に用いることができるが、安定性及び反応性（感度）等の観点から光二量化型材料を用いることがより好ましい。

光二量化型材料は、光二量化反応を生じることにより配向規制力を発現できる材料であれば特に限定されないが、配向規制力が良好である点から、光二量化反応を生じる光の波長が２８０ｎｍ以上であることが好ましく、２８０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、３００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。

このような光二量化型材料として、シンナメート、クマリン、ベンジリデンフタルイミジン、ベンジリデンアセトフェノン、ジフェニルアセチレン、スチルバゾール、ウラシル、キノリノン、マレインイミド、又はシンナミリデン酢酸誘導体を有するポリマーが挙げられる。中でも、配向規制力が良好である点で、シンナメート、クマリンの一方又は両方を有するポリマーが好ましく用いられる。このような光二量化型材料の具体例としては、例えば特開平９−１１８７１７号公報、特表平１０−５０６４２０号公報、特表２００３−５０５５６１号公報及びＷＯ２０１０／１５０７４８号公報に記載された化合物を挙げることができる。

上記シンナメート及びクマリンは、下記式Ｉａ、Ｉｂで表されるものが好適に用いられる。

上記式中、Ａは、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、２，５−チオフェニレン、２，５−フラニレン、１，４−もしくは２，６−ナフチレンを表すか、非置換であるか、フッ素、塩素又は炭素原子１〜１８個の環式、直鎖状もしくは分岐鎖状アルキル残基（非置換であるか、フッ素、塩素によって一又は多置換されており、１個以上の隣接しない−ＣＨ_２−基が独立して基Ｃによって置換されていてもよい）によって一又は多置換されているフェニレンを表す。

上記式中、Ｂは、水素原子を表すか、第二の物質、例えばポリマー、オリゴマー、モノマー、光活性ポリマー、光活性オリゴマー及び／又は光活性モノマーもしくは表面と反応又は相互作用することができる基を表す。

上記式中、Ｃは、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＮＲ_１−、−ＮＲ_１−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＲ_１−、−ＮＲ_１−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ_１−、−ＮＲ_１−ＣＯ−ＮＲ_１−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−及びＳｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２−（Ｒ_１は水素原子又は低級アルキルを表す）から選択される基を表す。

上記式中、Ｄは、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＮＲ_１−、−ＮＲ_１−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＲ_１−、−ＮＲ_１−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ_１−、−ＮＲ_１−ＣＯ−ＮＲ_１−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−及びＳｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２−（Ｒ_１は水素原子又は低級アルキルを表す）から選択される基、芳香族基又は脂環式基を表す。

上記式中、Ｓ_１及びＳ_２は、互いに独立して、単結合又はスペーサー単位、例えば炭素原子１〜４０個の直鎖状もしくは分岐鎖状アルキレン基（非置換であるか、フッ素、塩素によって一又は多置換されており、１個以上の隣接しない−ＣＨ_２−基が独立して基Ｄによって置換されていてもよいが、酸素原子が互いに直接的には結合していない）を表す。

上記式中、Ｑは、酸素原子又はＮＲ_１−（Ｒ_１は水素原子又は低級アルキルを表す）を表す。

上記式中、Ｘ及びＹは、互いに独立して、水素、フッ素、塩素、シアノ、炭素原子１〜１２個のアルキル（場合によってはフッ素によって置換されており、場合によっては１個以上の隣接しないアルキル−ＣＨ_２−基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−及び／又はＣＨ＝ＣＨ−によって置換されている）を表す。

なお、本発明に用いられる光配向材料は、１種類のみであってもよく、２種類以上を用いてもよい。

（溶媒）
パターン配向層用組成物に用いる溶媒は、光配向材料等を所望の濃度に溶解できるものであれば特に限定されるものでなく、例えば、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン（以下「ＣＨＮ」という。）等のケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＭＥ）等のエーテル系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、シクロヘキサン等のアノン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（以下「ＩＰＡ」という。）等のアルコール系溶媒を例示することができるが、これらに限られるものではない。また、溶媒は、１種類であってもよいし、２種類以上の溶媒の混合溶媒であってもよい。

溶媒の量は、光配向材料１００質量部に対して６００質量部以上３９００質量部以下であることが好ましい。６００質量部未満であると、光配向材料を均一に溶かすことができない可能性がある点で好ましくない。３９００質量部を超えると、溶媒の一部が残存し、その残存した溶媒が基材上にパターン配向層用組成物を塗工したときに基材に含浸し、その結果、光配向性とＴＡＣ基材に対する密着性との両方が下がり得る点で好ましくない。

（密着向上剤）
また、必須の構成要素ではないが、本発明のパターン配向層用組成物は、密着向上剤を含有することが好ましい。密着向上剤は、基材上にパターン配向層用組成物を塗工したとき、基材と化学反応を起こして基材の表面を荒らし、基材と、パターン配向層用組成物の硬化物からなる配向層との密着性を高める機能を有する。

密着向上剤の例として、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（以下「ＰＥＴＡ」という。）等の多官能アクリレートが挙げられる。

ＰＥＴＡ等を密着向上剤として用いる場合、その量は、光配向材料の合計１００質量部に対して２５質量部以下であることが好ましい。ＰＥＴＡの蒸発速度はＰＧＭＥの蒸発速度よりも遅いため、密着向上剤の量が２５質量部を超えると、基材上にパターン配向層用組成物を塗工したときに溶媒の一部が基材に含浸し、その結果、光配向性が下がり得る点で好ましくない。

（その他）
その他、必要に応じて各種の添加剤を含有するものであってもよい。

〔パターン配向層の形成〕
上述したとおり、配向パターンは、ラビング処理によって形成されてもよいし、光配向方式によって形成されてもよい。図示は省略するが、ラビング処理によって形成される場合、基材１１にエネルギー線硬化性樹脂を塗布し、その後、周囲に凹凸形状が形成されたローラを用いて基材１１に凹凸形状を転写し、エネルギー線照射装置によるエネルギー線の照射によりエネルギー線硬化性樹脂を硬化させる。これにより製造装置１０は、ロール版１３に形成された凹凸形状を基材２に転写する。

図２は、光配向方式によって配向パターンを形成する手法を模式的に示した図である。まず、基材１１上に上記パターン配向層用組成物を塗工し、このパターン配向層用組成物を加熱乾燥させて薄膜状のパターン配向層形成用層１２’を形成した後、図２の（Ａ）に示すように、右目用の領域に対応する第１配向準備領域１２’Ａを遮光せず、左目用の領域に対応する第２配向準備領域１２’Ｂだけを遮光したマスク１１を介して、直線偏光による紫外線（偏光紫外線）をパターン配向層形成用層１２’に向けて照射することにより、遮光されていない第１配向準備領域１２’Ａを所望の方向に配向させた後、図２の（Ｂ）に示すように、１回目の照射とは偏光方向が９０度異なる直線偏光により紫外線をパターン配向層形成用層１２’の全面に照射し、１回目の照射では未露光の第２配向準備領域１２’Ｂを所望の方向に配向させる。これら２回の紫外線照射により、２種類の配向パターンを有するパターン配向層１２が形成される。

図２の例では、まず第１配向準備領域１２’Ａに偏光紫外線を照射し、その後、第２配向準備領域１２’Ｂに偏光紫外線を照射しているが、この順番に限るものではなく、まず第２配向準備領域１２’Ｂに偏光紫外線を照射し、その後、第１配向準備領域１２’Ａに偏光紫外線を照射してもよい。

パターン配向層１２の厚さは、棒状化合物に対して所望の配向規制力を発現できる範囲内であれば特に限定されるものではないが、１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。１００ｎｍ未満であると、棒状化合物に対して所望の配向規制力を発現できない可能性があるため、好ましくない。１０００ｎｍを超えると、密着力が低減する可能性があるため、好ましくない。

［位相差層１３］
図１に戻り、位相差層１３は、本発明の重合性液晶組成物を含有する。位相差層１３は、上記配向パターンに沿って形成されるため、右目用の領域に対応する第１位相差領域１３Ａと、左目用の領域に対応する第２位相差領域１３Ｂとを有する。

重合性液晶組成物の量は、パターン配向層１２上に塗布する塗布方法に応じて、位相差層形成用塗工液の粘度を所望の値にできるものであれば特に限定されないが、上記塗工液中、５質量部〜４０質量部の範囲内であることが好ましく、１０質量部〜３０質量部の範囲内であることがより好ましい。５質量部未満であると、重合性液晶組成物が少なすぎるために、位相差層１３への入射光を適切に配向できない可能性があるため、好ましくない。３０質量部を超えると、位相差層形成用塗工液の粘度が高くなりすぎるため、作業性が劣るため、好ましくない。

位相差層１３の厚さは、所定の位相差性を達成できる範囲内とするものであれば特に限定されるものではないが、位相差層１３の面内位相差がλ／４分に相当することが好ましい。ここで、λは波長５００ｎｍである。これにより、位相差層１３を通過する直線偏光を互いに直交関係にある円偏光にすることができるため、より精度良く３次元映像を表示できる。

偏光照射時の光軸（長尺方向に対して、＋４５度か−４５度）と、位相差層１３の配向軸との角度差の絶対値で定義される配向ズレ角度は、３度以内であることが好ましく、２度以内であることがより好ましい。３度を超えると、均一な配向を得られない可能性があるため、好ましくない。

＜フラットパネルディスプレイ＞
上記位相差フィルム１は、三次元表示用のフラットパネルディスプレイに用いることが好適であり、三次元表示用のフラットパネルディスプレイに用いることで、光配向性に優れるという格別の効果を奏する。

＜位相差フィルム１の製造方法＞
以下では、光配向方式によって形成する場合における位相差フィルム１の製造方法について説明するが、位相差フィルム１は、ラビング処理によって形成されたものであってもよい。

図３は、光配向方式による位相差フィルム１の製造方法を示す。まず、（Ａ）ロール３１に巻き取った長尺フィルムから基材１１を提供し、この基材１１上にパターン配向層用組成物３２を塗工する組成物塗工処理を行う。続いて、（Ｂ）この組成物を乾燥機３３で熱硬化させて薄膜状のパターン配向層形成用層１２’を形成するパターン配向層形成用層形成処理を行う。続いて、（Ｃ）パターン配向層形成用層１２’に対して紫外線照射装置３４，３５から紫外線を照射する紫外線照射処理を行う。これら（Ａ）〜（Ｃ）の処理によってパターン配向層１２が形成される。

続いて、（Ｄ）本発明に係る位相差層形成用の重合性液晶組成物を含有する位相差層形成用塗工液の供給装置３６から位相差層形成用塗工液を塗工し、位相差層形成用層を形成する位相差層形成用塗工液塗工処理を行う。その後、（Ｅ）レベリング装置３７を用いて、位相差層形成用層の層厚を均一にするレベリング処理を行う。その後、（Ｆ）乾燥機３８を用いて位相差層形成用塗工液の塗膜に含まれる棒状化合物を液晶相形成温度以上に加温することで、上記パターン配向層１２が有する、右目用の領域に対応する第１配向領域１２Ａと、左目用の領域に対応する第２配向領域１２Ｂとの異なる配向方向に沿って、棒状化合物を配列させる配向処理を行う。この配向処理によって位相差層形成用層は、位相差層１３となる。その後、（Ｇ）冷却機３９を用いて、基材１１／パターン配向層１２／位相差層１３からなる積層体を冷却する冷却処理を行い、（Ｈ）紫外線照射装置４０を用いて、重合性棒状化合物を重合し硬化させる硬化処理を行う。そして、（Ｉ）フィルムを巻き取りリール４１に巻き取った後、所望の大きさに切り出す切断処理を行う。上記の工程を経て位相差フィルム１が作製される。

［（Ａ）組成物塗工処理］
まず、基材１１の提供にあたっては、長尺フィルムを連続的に搬送できるものであれば、特に限定されるものではなく、一般的な搬送手段を用いる方法を用いることができる。具体的には、ロール状の長尺フィルムを供給する巻き出し機及び長尺フィルムを巻き取る巻き取り機等を用いる方法、ベルトコンベア、搬送用ロール等を用いる方法を挙げることができる。また、エアの吐出と吸引とを行うことにより、長尺配向膜形成用フィルムを浮上させた状態で搬送する浮上式搬送台を用いる方法であっても良い。

また、搬送時の長尺フィルムへのテンション付与の有無については、長尺フィルムを安定的に連続搬送できる方法であれば特に限定されるものではないが、所定のテンションを加えた状態で搬送されることが好ましい。より安定的に連続搬送することができるからである。

搬送手段の色としては、長尺フィルムに偏光紫外線が照射される部位に配置される場合には、長尺フィルムを透過した偏光紫外線を反射しない色であることが好ましい。具体的には、黒色であることが好ましい。このような黒色とする方法としては、例えば、表面をクロム処理する方法を挙げることができる。

ロール３１の形状としては、安定的に長尺フィルムを搬送することができるものであれば特に限定されるものではないが、長尺フィルムに偏光紫外線が照射される部位に配置される場合には、長尺フィルムの表面と、紫外線照射装置との距離を一定に保つことができるものであることが好ましく、通常、真円形状であることが好ましい。

本実施形態では、グラビアコートの手法を適用してパターン配向層用組成物を塗工しているが、これに限るものではない。具体的には、グラビアコート法のほか、リバースコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、ダイコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法、Ｅ型塗布方法等を用いることができる。

パターン配向層形成用層１２’の厚さは、所望の平面性を達成できる範囲内であれば特に限定されるものではないが、０．０３μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、０．０３μｍ〜５μｍの範囲内であることがより好ましく、０．０５μｍ〜３μｍの範囲内であることがさらに好ましい。

［（Ｂ）パターン配向層形成用層形成処理］
パターン配向層形成用層形成処理では、乾燥機３３を用いてパターン配向層用組成物を熱硬化させる。この処理では、図示しない反転ローラにより基材１１の上下を逆転させた後、乾燥機３３に導き、ここでパターン配向層用組成物を熱硬化させた後、半乾きの状態で次の工程に送出する。

パターン配向層用組成物の硬化温度は、１００℃以上１３０℃以下であることが好ましい。１００℃未満であると組成物を均一に熱硬化できず、薄膜が不均一になる可能性がある点で好ましくない。１３０℃を超えると、基材１１や薄膜が収縮する可能性があるため、好ましくない。

パターン配向層用組成物の硬化時間は、１分以上１０分未満であることが好ましい。１分未満であると、熱硬化できず、薄膜が不均一になる可能性がある点で好ましくない。１０分を超えると、ハジキや欠点が発生する可能性や、基材１１や薄膜が収縮する可能性があるため、好ましくない。

［（Ｃ）紫外線照射処理］
続いて、パターン配向層形成用層１２’に対して紫外線を照射する紫外線照射処理について、図２を参照しながら詳しく説明する。

まず、図２の（Ａ）に示すように、右目用の領域に対応する第１配向準備領域１２’Ａを遮光せず、左目用の領域に対応する第２配向準備領域１２’Ｂだけを遮光したマスク１１を介して、直線偏光による紫外線（偏光紫外線）をパターン配向層形成用層１２’に向けて照射することにより、遮光されていない第１配向準備領域１２’Ａを所望の方向に配向させる。続いて、図２の（Ｂ）に示すように、１回目の照射とは偏光方向が９０度異なる直線偏光により紫外線をパターン配向層形成用層１２’の全面に照射し、１回目の照射では未露光の第２配向準備領域１２’Ｂを所望の方向に配向させる。これら２回の紫外線照射により、２種類の配向パターンが形成される。

図２の例では、まず第１配向準備領域１２’Ａに偏光紫外線を照射し、その後、第２配向準備領域１２’Ｂに偏光紫外線を照射しているが、この順番に限るものではなく、まず第２配向準備領域１２’Ｂに偏光紫外線を照射し、その後、第１配向準備領域１２’Ａに偏光紫外線を照射してもよい。

マスクのパターン、すなわち、パターン照射のパターンは、右目用の領域に対応する第１配向領域１２Ａ（図１参照）と、左目用の領域に対応する第２配向領域１２Ｂ（同）とを安定的に形成できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば帯状パターン、モザイク状パターン、千鳥配置状パターン等を挙げることができる。中でも、帯状のパターンであることが好ましく、特に、長尺フィルムの長手方向に互いに平行な帯状のパターンであること、すなわち、パターン照射が、長尺フィルムの長手方向に互いに平行な帯状のパターンに偏光紫外線を照射するものであることが好ましい。偏光紫外線の照射位置を固定し、長尺フィルムを長手方向に搬送することで容易に形成できるからである。また、精度良くパターン状に照射できるからである。また、位相差層１３における、右目用の領域に対応する第１位相差領域１３Ａ及び左目用の領域に対応する第２位相差領域１３Ｂが形成されているパターンと、表示装置に用いられるカラーフィルタ等において画素が形成されているパターンとを対応関係にすることが容易になるからである。

マスクのパターン幅、すなわち、偏光紫外線の照射幅及び照射間隔（非照射幅）としては、同一であってもよく、あるいは異なっていてもよいが、右目用の領域に対応する領域の幅と左目用の領域に対応する領域との幅は同一であることが好ましい。位相差層１３における第１位相差領域１３Ａ及び第２位相差領域１３Ｂが形成されているパターンと、画素部が形成されているパターンとを対応関係にすることが容易になり、その結果、フラットパネルディスプレイを容易に製造できるからである。カラーフィルタのストライプラインと位置を合わせる場合は、右目用の領域に対応する領域及び左目用の領域に対応する領域が形成されたパターンと、上記カラーフィルタのストライプパターンとを対応関係となるような幅で照射されることが好ましい。

三次元表示用途の場合、パターン幅は、５０μｍ〜１０００μｍの範囲内であることが好ましく、１００μｍ〜６００μｍの範囲内であることがより好ましい。なお、ここでいうパターン幅は、位相差フィルム１に含まれる基材１１が安定収縮状態での、パターン配向層１２のパターン幅を指す。

マスクを構成する材料としては、所望の開口部を形成できるものであれば特に限定されるものではないが、紫外線による劣化がほとんどない金属や石英等を挙げることができる。具体的には、ＳＵＳ等の金属基板をエッチング加工、レーザー加工、又は電鋳加工によりパターンニングし、さらに必要に応じてニッケルメッキ等の表面処理を施したものを用いることができる。また、ソーダライムガラスや石英からなる基板上に、エマルジョン（銀塩）や、クロムからなる遮光膜を有するものとすることができる。

中でも、合成石英にＣｒをパターニングしたものであることが好ましい。温度・湿度変化等に対する寸法安定性と紫外線透過率とに優れ、パターン配向層用組成物の硬化物からなるパターン配向層形成用層１２’に精度良く紫外線を照射でき、結果として精度の高いパターン配向層１２を形成できるからである。

合成石英マスクの厚さとしては、寸法精度良くパターンを形成できるものであれば特に限定されるものではないが、１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内であることが好ましく、５ｍｍ〜１８ｍｍの範囲内であることがより好ましく、９ｍｍ〜１６ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。厚さが上述の範囲内であることにより、たわまないものとすることができ、寸法精度の高いものとすることができるとともに、フォトマスクとしてハンドリングする際に重過ぎることがないからである。

偏光紫外線の偏光方向は、右目用の領域に対応する領域に対する偏光方向と、左目用の領域に対応する領域に対する偏光方向とが異なるものであれば特に限定されるものではないが、両者の間で９０°異なるものであることが好ましい。第１位相差領域１３Ａと第２位相差領域１３Ｂとの間で屈折率が最も大きくなる方向（遅相軸方向）を互いに直交する関係とすることができることから、三次元表示が可能な表示装置をより好適に製造できるためである。

９０°異なる方向とは、位相差フィルム１を用いて三次元表示が可能な表示装置を形成した際に、精度良く三次元表示を行うことができるものであれば特に限定されるものではないが、通常、９０°±３°の範囲内であることが好ましく、９０°±２°程度の範囲内であることがより好ましく、９０°±１°程度の範囲内であることがさらに好ましい。高性能な三次元表示が可能な表示装置とすることができるからである。

偏光紫外線は、集光されていても良いし、集光されていないものであっても良いが、パターン照射が搬送用ロール上の長尺フィルムに対して行われるような場合、すなわち、偏光紫外線が照射される領域内で、偏光紫外線の光源からの距離の差が生じる場合には、搬送方向に対して集光されていることが好ましい。光源からの距離による影響を低減し、パターン精度良く配向領域を形成することができるからである。

集光方法としては、一般的に用いられる方法、例えば、所望の形状を有する集光リフレクターや集光レンズを用いる方法を挙げることができる。本発明においては、偏光紫外線が搬送方向と直交する方向（幅方向）に対して平行光となるものであることが好ましく、平行化方法としては一般的に用いられる方法、例えば、所望の形状を有する集光リフレクターや集光レンズを用いる方法を挙げることができる。

偏光紫外線の波長は、光配向材料等に応じて適宜設定されるものであり、一般的な光配向材料に配向規制力を発現させる際に用いられる波長とすることができ、具体的には、波長が２１０ｎｍ〜３８０ｎｍ、好ましくは２３０ｎｍ〜３８０ｎｍ、さらに好ましくは２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの照射光を用いることが好ましい。

紫外線の光源としては、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）、ショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）等が例示できる。中でも、メタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ灯等を好ましく用いることができる。

偏光紫外線の生成方法としては、偏光紫外線を安定的に照射できる方法であれば特に限定されるものではないが、一定方向の偏光のみが通過できる偏光子を介して紫外線照射する方法を用いることができる。

このような偏光子としては、偏光光の生成に一般的に用いられるものを使用することができ、例えば、スリット状の開口部を有するワイヤーグリッド型偏光子や、石英板を複数枚積層してブリュースター角を利用して偏光分離する方法や、屈折率の異なる蒸着多層膜のブリュースター角を利用して偏光分離する方法を用いるもの等を挙げることができる。

偏光紫外線の照射量は、所望の配向規制力を有する配向領域を形成できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、波長３１０ｎｍである場合には、３ｍＪ／ｃｍ^２〜５００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲内であることが好ましく、４ｍＪ／ｃｍ^２〜３００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲内であることがより好ましく、５ｍＪ／ｃｍ^２〜１００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲内であることがさらに好ましい。十分な配向規制力を有する配向領域を形成することができるからである。

偏光紫外線の照射距離、すなわち、偏光紫外線の照射を受ける長尺フィルムの搬送方向の距離としては、各露光処理で上述の照射量とすることができるものであれば特に限定されるものではなく、ライン速度等に応じて適宜設定することができる。照射距離が短い場合には、パターン精度の高いものとすることが容易となり、照射距離が長い場合には、ライン速度の速い場合でも十分な配向規制力を有する配向領域とすることができるといった利点がある。なお、照射距離を長くする方法としては、各露光処理での偏光紫外線の照射回数を複数回としたり、搬送方向に照射面積を広くする方法を挙げることができる。
薄膜に対して偏光紫外線を照射する際、薄膜の温度が一定となるように温度調節することが好ましい。配向領域を精度良く形成することができるからである。薄膜の温度は、１５℃〜９０℃であることが好ましく、１５℃〜６０℃であることがより好ましい。温度調節の方法としては、一般的な加熱・冷却装置等の温度調節装置を用いる方法を挙げることができる。具体的には所定の温度の空気を送風することができる送風装置を用いる方法や、上記搬送手段として、温度調節可能なものを用いる方法、より具体的には、温度調節可能な搬送用ロールやベルトコンベア等を用いる方法を挙げることができる。

［（Ｄ）位相差層形成用塗工液塗工処理］
図３に戻り、位相差層形成用塗工液塗工処理について説明する。本実施形態では、位相差層形成用塗工液の供給装置３６から位相差層形成用塗工液を塗工している。具体的な塗工の方法としては、パターン配向層１２上に位相差層形成用塗工液からなる塗膜を安定的に形成できる方法であれば特に限定されるものではなく、（Ａ）組成物塗工処理で説明したものと同じものを例示できる。

位相差層１３は棒状化合物が含有されることにより、位相差性を発現するものになっているところ、当該位相差性の程度は棒状化合物の種類及び位相差層１３の厚さに依存して決定されるものである。したがって、位相差層１３の厚さは、所定の位相差性を達成できる範囲内とするものであれば特に限定されるものではなく、位相差フィルム１の用途等に応じて適宜決定されるものである。

［（Ｅ）レベリング処理］
続いて、レベリング装置３７を用いて、位相差層形成用層の層厚を均一にするレベリング処理を行う。位相差層形成用塗工液からなる位相差層形成用層の厚さは、その後に形成される位相差層１３の面内位相差がλ／４分に相当するような範囲内となるように塗布することが好ましい。これにより、第１位相差領域１３Ａ及び第２位相差領域１３Ｂを通過する直線偏光を、互いに直交関係にある円偏光にすることができ、結果として、より精度良く三次元映像を表示できるためである。

位相差層１３の厚さを位相差層１３の面内位相差がλ／４分に相当するような範囲内の距離にする場合、具体的にどの程度の距離にするかは、棒状化合物の種類により適宜決定されることになる。一般的な棒状化合物を用いる場合、当該距離は０．５μｍ〜２μｍの範囲内となるが、これに限られるものではない。

［（Ｆ）配向処理］
続いて、位相差層形成用塗工液の塗膜に含まれる棒状化合物を、上記パターン配向層１２に含まれる第１配向領域１２Ａ及び第２配向領域１２Ｂの異なる配向方向に沿って、棒状化合物を配列させる。棒状化合物を配列させる方法としては、所望の方向に配列させることができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、乾燥機３８を用いて棒状化合物を液晶相形成温度以上に加温することが挙げられる。

本処理によって形成される位相差層１３のパターンは、パターン配向層１２のパターンと同一となり、右目用の領域に対応する第１配向領域１２Ａ上には、右目用の領域に対応する第１位相差領域１３Ａが形成され、左目用の領域に対応する第２配向領域１２Ｂ上には、左目用の領域に対応する第２位相差領域１３Ｂが形成される。

位相差層１３に第１位相差領域１３Ａ及び第２位相差領域１３Ｂが形成されているか否かは、例えば、偏光板クロスニコルの中にサンプルを入れて、サンプルを回転させた場合に明線と暗線が反転することを確認することにより評価することができる。このとき、右目用の領域Ａ及び左目用の領域Ｂからなるパターンが細かい場合は偏光顕微鏡で観察するとよい。また、ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社（米国）製のＡｘｏＳｃａｎを用いて各パターン内の遅相軸の方向（角度）を測定しても良い。

位相差層１３の面内位相差は、１００ｎｍ〜１６０ｎｍの範囲内であることが好ましく、１１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることがより好ましく、１２０ｎｍ〜１３０ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。なお、位相差層１３において第１位相差領域１３Ａ及び第２位相差領域１３Ｂが示す面内位相差は、遅相軸の方向が異なる以外はほぼ同一となる。

ところで、乾燥機３８を用いて棒状化合物を液晶相形成温度以上に加温する際、棒状化合物が所望の方向に配列されるだけでなく、位相差層形成用塗工液の塗膜が乾燥される。塗膜の乾燥は、残留する溶媒量に応じて適宜調整すればよいが、上記塗膜に当てる乾燥風の風速は、３ｍ／秒以下であることが好ましく、特に０．５ｍ／秒以下であることが好ましい。

また、温度条件としては、用いた液晶の液晶→等方相転移温度にもよるが、４０℃〜１５０℃の範囲内であることが好ましく、５０℃〜１２０℃の範囲内であることがより好ましく、特に、５５℃〜１１０℃の範囲内であることがさらに好ましい。また、乾燥時間としては、０．２〜３０分の範囲内であることが好ましく、０．５分〜２０分の範囲内であることがより好ましく、特に、１分〜１０分の範囲内であることがさらに好ましい。この条件であることにより、安定的に溶媒を除去できるからである。

［（Ｇ）冷却処理］
その後、冷却機３９を用いて、基材１１／パターン配向層１２／位相差層１３からなる積層体を冷却する冷却処理を行う。冷却処理は、積層体が室温になる程度まで行えばよい。

［（Ｈ）硬化処理］
続いて、重合性棒状化合物を重合し硬化させる硬化処理を行う。重合性棒状化合物を重合させる方法としては、重合性棒状化合物が有する重合性官能基の種類に応じて任意に決定すればよいが、適量の重合開始剤を加えて、活性放射線の照射により硬化させる方法が好ましい。活性放射線としては、重合性棒状化合物を重合することが可能な放射線であれば特に限定されるものではないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光又は可視光を使用することが好ましく、具体的には、パターン配向層１２を形成する際に用いた紫外線と同様とすることができる。このような硬化処理を経ることにより、互いに重合して、網目（ネットワーク）構造の状態にすることができるため、列安定性を備え、かつ、光学特性の発現性に優れた位相差層１３を形成できる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜実施例及び比較例＞

棒状化合物の化学式は次のとおりである。

＜実施例１＞
表２で表される第１の棒状化合物を１０質量部と、第２の棒状化合物Ａを９０質量部と、４級アンモニウムイオン含有化合物（商品名：１ＳＸ−３０００，大成ファインケミカル社製）３質量部と、光重合開始剤（商品名：ＩＲＧ９０７，ＢＡＳＦ社製）３質量部とをメチルイソブチルケトン（以下「ＭＩＢＫ」ともいう。）９００質量部に溶かし、実施例１の重合性液晶組成物を得た。

＜実施例２＞
上記第１の棒状化合物を９０質量部とし、第２の棒状化合物Ａを１０質量部としたこと以外は、実施例１と同様の方法にて実施例２の重合性液晶組成物を得た。

＜実施例３＞
棒状化合物の組成を表２で表される第１の棒状化合物３４質量部と、第２の棒状化合物Ａ３３質量部と、第２の棒状化合物Ｂ３３質量部とにしたこと以外は、実施例１と同様の方法にて実施例３の重合性液晶組成物を得た。

＜比較例１＞
上記４級アンモニウムイオン含有化合物を用いなかったこと以外は、実施例１と同様の方法にて比較例１の重合性液晶組成物を得た。

＜比較例２＞
上記４級アンモニウムイオン含有化合物を用いなかったこと以外は、実施例２と同様の方法にて比較例２の重合性液晶組成物を得た。

＜比較例３＞
上記４級アンモニウムイオン含有化合物を用いなかったこと以外は、実施例３と同様の方法にて比較例３の重合性液晶組成物を得た。

＜位相差フィルムの製造＞
図３で説明した製造工程を経て実施例及び比較例に係る位相差フィルムを得た。その際、基材は、表面に防眩処理が施されたＴＡＣ基材（商品名：ＴＤ６０ＵＬ−Ｐ，厚さ：６０μｍ，富士フィルム社製）を用い、搬送速度は１２ｍ／ｍｉｎとした。

まず、光二量化部位と熱架橋部位との両方を有する光配向材料（商品名：ＲＯＰ−１０３，ロリック社製）１００質量部をＭＥＫ（溶媒名）９００質量部に溶解させて、パターン配向層用組成物を得た。その後、上記ＴＡＣ基材の裏面に、上記パターン配向層用組成物を、硬化後の膜厚が２００ｎｍとなるようにダイコート法にて塗布した。そして、１００℃に調整した乾燥機内に２分間流し、溶媒を蒸発させるとともに組成物を熱硬化させた。これによって、厚さ２００ｎｍの薄膜が形成された。

この薄膜に対して、ワイヤーグリッドを通した偏光紫外線（偏光軸がフィルムの搬送方向に対して４５°の方向）を原反の搬送方向と平行な方向に幅５００μｍのストライプパターンをクロムで合成石英上に形成したマスクを介して照射した。続いて、マスクを通さないでワイヤーグリッドを通した偏光紫外線（偏光軸がフィルムの搬送方向に対して−４５°の方向）を照射した。このとき、紫外線照射装置は、「Ｈバルブ」（フュージョン社製）を用いた。また、偏光紫外線の波長は３１３ｎｍとし、積算光量は４０ｍＪ／ｃｍ^２とした。積算光量の測定は、紫外線光量計「ＵＶ−３５１」（オーク製作所社製）を用いて測定した。

続いて、パターン配向膜のパターン配向層上に、実施例又は比較例に係る重合性液晶組成物をダイコート法にて塗布し、最終的な層厚が１μｍとなるようにレベリングした。そして、６０℃に調整した第１乾燥機内に１分間、９５℃に調整した第２乾燥機内に０．５分間、１０５℃に調整した第３乾燥機内に０．５分間流し、室温近傍まで冷却した後、上記の紫外線照射装置と同型の紫外線照射装置を用いて波長２６０ｎｍの紫外線を積算光量が３００ｍＪ／ｃｍ^２となるまで照射した。上記の工程を経て、実施例及び比較例に係る位相差フィルムを得た。

＜棒状化合物の配向状態の評価＞
まず、棒状化合物の配向状態を評価した。配向状態は、位相差測定装置ＫＯＢＲＡ−ＷＲ（王子計測機器社製）を用い、平行ニコル回転法により配向角を測定することによって行った。結果を表３に示す。

＜外観の評価＞
また、実施例及び比較例に係る位相差フィルムの外観を評価した。外観の評価は、位相差フィルムの両面に偏光板（商品名：ＨＣＬ２−５６１８ＨＣＳ，サンリッツ社製）をクロスニコル配置となるように貼り合わせ、貼り合わせた部材を液晶用バックライトに設置し、部材正面の白濁の程度を暗室下にて目視で観察した。白濁の程度が少なく、配向不良が認められない場合を“○”とし、白濁の程度が高く、配向不良が認められる場合を“×”とした。結果を表３に示す。

＜ウェブ上の帯電の評価＞
また、実施例及び比較例に係る位相差フィルムについて、ウェブ上の帯電を評価した。図３に示す７箇所の位置、すなわち、ａ：位相差層形成用塗工液塗布後，ｂ：レベリング後，ｃ：第１乾燥後，ｄ：第２乾燥後，ｅ：第３乾燥後，ｆ：冷却後，ｇ：紫外線照射前について、ウェブ上の帯電量を測定した。帯電量は、デジタル静電電位測定器ＭＯＤＥＬ ＫＳＤ−２０００（春日電機社製）を用い、添付の取扱説明書の指示に従い、帯電量を測定した。結果を表３に示す。

一方の末端にシアノ基を有し、他方の末端に（メタ）アクリレートを有する第１の棒状化合物と、両末端に（メタ）アクリレートを有する第２の棒状化合物と、4級アンモニウム塩とを含有する重合性液晶組成物を用いたパターン位相差フィルムは、所望の配向状態にすることができ、外観も優れることが確認された（実施例１〜３）。これは、位相差フィルムの製造工程全体において、ウェブ上の帯電が低い値で推移しているためと思われる。

一方、４級アンモニウム塩を含有しない重合性液晶組成物を用いたパターン位相差フィルムは、偏光軸をフィルムの搬送方向に対して±４５°の方向に配向させたとしても、実際の配向状態にはズレが生じることが確認された。また、実施例のパターン位相差フィルムに比べ、外観も劣ることが確認された（比較例１〜３）。これは、基材１１／パターン配向層１２／位相差層１３からなる積層体の冷却後において、ウェブ上の帯電量が著しく増加することが一因であると考えられる。

１ パターン位相差フィルム
１１ 基材
１２ パターン配向層
１３ 位相差層

Claims (6)

1. 一方の末端にシアノ基を有し、他方の末端に（メタ）アクリレートを有する第１の棒状化合物と、両末端に（メタ）アクリレートを有する第２の棒状化合物と、４級アンモニウム塩とを含有する、位相差層形成用の重合性液晶組成物。
2. 前記第１の棒状化合物が下記式（１）で表される化合物を含有する、請求項１に記載の重合性液晶組成物。
   

   
3. 前記第２の棒状化合物が下記式（２）で表される化合物を含有する、請求項１又は２に記載の重合性液晶組成物。
   

   
4. 基材上に配向層が形成され、この配向層上に、請求項１から３のいずれかに記載の重合性液晶組成物からなる位相差層が形成されている位相差フィルム。
5. 長尺状の基材上に配向層を形成する工程と、この配向層上に請求項１から３のいずれかに記載の重合性液晶組成物からなる位相差層を形成する工程とを含む位相差フィルムの製造方法。
6. 前記位相差層の光軸が、前記長尺状の基材の長尺方向を０度とした場合、４５度±２度及び／又は−４５度±２度以内である請求項５に記載の位相差フィルムの製造方法。

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