JP2014529093A - 光学フィルタ - Google Patents
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Abstract
本発明は、光学フィルタ及び表示装置に関する。本発明では、光学フィルタに形成されている第１及び第２領域などのパターンが安定的に維持されることができ、長期間優れた光分割特性が確保されることができる光学フィルタが提供されることができる。【選択図】図１
Description
本発明は、光学フィルタ及び表示装置に関する。
光を互いに偏光状態が異なる２種類以上の光に分割する技術は、多様な分野で有用に使用されることができる。
上記光分割技術は、例えば、立体映像の製作に適用されることができる。立体映像は、両眼視差を利用して具現することができる。例えば、２つの２次元映像を人間の左眼及び右眼にそれぞれ入力すれば、入力された情報が脳に伝達及び融合され、人間は、３次元的な遠近感と実際感を感じるようになり、このような過程で、上記光分割技術は使用されることができる。
立体映像の生成技術は、３次元計測、３Ｄテレビ、カメラまたはコンピュータグラフィックなどで有用に使用されることができる。
光分割技術を立体映像の生成に応用する例は、例えば、特許文献１や２に記載されている。
本発明は、光学フィルタ及び表示装置を提供する。
例示的な光学フィルタは、基材層；及び偏光調節層を含むことができる。上記偏光調節層は、例えば、基材層の一面に形成されてもよい。図１は、例示的な光学フィルタ１００を示す図であり、基材層１０１の一面に偏光調節層１０２が形成されている場合を示す。
基材層は、面上の第１方向での弾性率と上記第１方向に垂直な面上の第２方向での弾性率が互いに異なることができる。他の例示で、基材層は、面上の第１方向での熱膨脹係数（ＣＴＥ、Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）と上記第１方向に垂直な面上の第２方向での熱膨脹係数が互いに異なることができる。また、基材層は、面上の第１方向での弾性率及び熱膨脹係数が、それぞれ上記第１方向に垂直な面上の第２方向での弾性率及び熱膨脹係数と互いに異なることができる。本明細書で、用語「第１または第２方向での弾性率」は、第１または第２方向での貯蔵弾性率または引張弾性率を意味することができ、通常、引張弾性率を意味することができる。第１または第２方向での弾性率は、下記実施例で提示された方法で測定することができる。
上記で第１方向は、基材層の面上で任意に選択された方向であり、第２方向は、上記第１方向に垂直な方向である。例えば、基材層が正方形または矩形などのような方形である場合、第１方向は横方向であり、第２方向は、縦方向であるか、または第１方向が縦方向であり、第２方向が横方向であることができる。また、上記第１方向は、例えば、プラスチック基材層でのＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）及びＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向のうちいずれか一方の方向であり、第２方向は、ＭＤ及びＴＤ方向のうち他方の方向であることができる。例えば、プラスチック基材層などを製造する過程で延伸や押出条件などを調節し、第１及び第２方向での弾性率及び／または熱膨脹係数が異なる基材層の製造が可能である。
このように第１及び第２方向で弾性率及び／または熱膨脹係数などの物性が異なる基材層を使用し、該基材層上に適切なパターンで偏光調節層を形成すれば、偏光調節層の直進度などの物性が安定的に維持される光学フィルタを得ることができる。
第１方向及び第２方向で異なるように現われる弾性率は、例えば、２５℃または６０℃での弾性率であることができる。例えば、２５℃及び６０℃での弾性率がいずれも第１及び第２方向で異なる基材層を使用することもできる。
基材層の第１及び第２方向での弾性率が異なる場合に、上記第１方向及び第２方向での弾性率のうち弾性率が低い方向での弾性率が、２５℃で約１，５００ＭＰａ〜４，０００ＭＰａ、１、８００ＭＰａ〜３，５００ＭＰａまたは約２，０００ＭＰａ〜約３，０００ＭＰａ程度であることができる。上記で第１方向及び第２方向での弾性率のうち弾性率が高い方向での弾性率が、２５℃で約２，０００ＭＰａ〜４，５００ＭＰａ、２、３００ＭＰａ〜４，０００ＭＰａまたは約２，５００ＭＰａ〜約３，５００ＭＰａ程度であることができる。また、弾性率が高い方向での２５℃での弾性率（ＭＨ）と弾性率が低い方向での２５℃での弾性率（ＭＬ）の比率（ＭＨ／ＭＬ）は、例えば、１超過且つ５以下の範囲、１超過且つ４以下の範囲、１超過且つ３以下の範囲または１超過且つ２以下の範囲にあり得る。このような範囲で目的とする物性を適切に具現することができる。
他の例示で基材層の第１及び第２方向での弾性率が異なる場合に、上記第１方向と第２方向での弾性率のうち弾性率が低い方向での弾性率が６０℃で約１，４００ＭＰａ〜３，９００ＭＰａ、１，７００ＭＰａ〜３，４００ＭＰａまたは約１，９００ＭＰａ〜約２，９００ＭＰａ程度であることができる。上記で第１方向及び第２方向での弾性率のうち弾性率が高い方向での弾性率が、６０℃で約１，９００ＭＰａ〜４，４００ＭＰａ、２，２００ＭＰａ〜３，９００ＭＰａまたは約２，４００ＭＰａ〜約３，４００ＭＰａ程度であることができる。また、弾性率が高い方向での６０℃での弾性率（ＭＨ）と弾性率が低い方向での６０℃での弾性率（ＭＬ）の比率（ＭＨ／ＭＬ）は、例えば、１超過且つ５以下の範囲、１超過且つ４以下の範囲、１超過且つ３以下の範囲または１超過且つ２以下の範囲にあり得る。このような範囲で目的とする物性を適切に具現することができる。
基材層の第１方向及び第２方向で熱膨脹係数が異なるように現われる場合に、熱膨脹係数が低い方向での熱膨脹係数は、例えば、１０ｐｐｍ／Ｋ〜６５ｐｐｍ／Ｋ、１５ｐｐｍ／Ｋ〜６０ｐｐｍ／Ｋまたは２０ｐｐｍ／Ｋ〜５５ｐｐｍ／Ｋ程度であることができる。また、上記と垂直な方向、すなわち熱膨脹係数が高い方向での熱膨脹係数は、例えば、３５ｐｐｍ／Ｋ〜８０ｐｐｍ／Ｋ、４０ｐｐｍ／Ｋ〜７５ｐｐｍ／Ｋまたは４５ｐｐｍ／Ｋ〜６５ｐｐｍ／Ｋ程度であることができる。また、熱膨脹係数が高い方向での熱膨脹係数（ＣＨ）と熱膨脹係数が低い方向での熱膨脹係数（ＣＬ）の比率（ＣＨ／ＣＬ）は、例えば、１超過且つ５以下の範囲、１超過且つ４以下の範囲、１超過且つ３以下の範囲または１超過且つ２以下の範囲にあり得る。このような範囲で目的とする物性を適切に具現することができる。上記熱膨脹係数は、後述する実施例で記載した方式によって測定した数値である。
基材層は、第１方向及び第２方向で弾性率及び熱膨脹係数のうちいずれか１つが異なることができる。第１及び第２方向で弾性率及び熱膨脹係数がいずれも異なる場合には、例えば、弾性率が他の方向に比べて高い方向で熱膨脹係数は、他の方向に比べて低いことができる。
基材層としては、上記のような特性を示すものなら、どんな種類も使用されることができる。例えば、基材層としてプラスチック基材層を使用することができる。前述したように、例えば、プラスチック基材層の製造過程での延伸または押出条件などを調節すれば、第１及び第２方向で弾性率及び／または熱膨脹係数が異なる基材層を得ることができる。プラスチック基材層としては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）またはＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）などのようなセルロース樹脂；ノルボルネン誘導体などのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）などのアクリル樹脂；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）などのポリオレフィン；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）；ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）などのポリエステル；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）；またはフッ素樹脂などを含むシートまたはフィルムが例示されることができる。
基材層は、上記偏光調節層に比べて低い屈折率を有することができる。例示的な基材層の屈折率は、約１．３３〜約１．５３の範囲である。基材層が偏光調節層に比べて低い屈折率を有する場合、例えば、輝度向上、反射防止及びコントラスト特性向上などに有利である。
１つの例示で基材層は、紫外線遮断剤または紫外線吸収剤を含むことができる。紫外線遮断剤または吸収剤を基材層に含ませれば、紫外線による液晶層の劣化などを防止することができる。紫外線遮断剤または吸収剤としては、サリチル酸エステル（ｓａｌｉｃｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｅｓｔｅｒ）化合物、ベンゾフェノン（ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ）化合物、オキシベンゾフェノン（ｏｘｙｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ）化合物、ベンゾトリアゾール（ｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｏｌ）化合物、シアノアクリレート（ｃｙａｎｏａｃｒｙｌａｔｅ）化合物またはベンゾエート（ｂｅｎｚｏａｔｅ）化合物などのような有機物または酸化亜鉛（ｚｉｎｃｏｘｉｄｅ）またはニッケル錯塩（ｎｉｃｋｅｌ ｃｏｍｐｌｅｘ ｓａｌｔ）などのような無機物が例示されることができる。基材層内の紫外線遮断剤または吸収剤の含量は、特に制限されず、目的効果を考慮して適切に選択することができる。例えば、プラスチック基材層の製造過程で上記紫外線遮断剤または吸収剤を、基材層の主材料に対する重量の比率で約０．１重量％〜２５重量％程度に含ませることができる。
光学フィルタの基材層上には、偏光調節層が形成されている。偏光調節層には、入射光、例えば、直線偏光された入射光を互いに偏光状態が異なる２種以上の光に分割することができる第１及び第２領域が形成されていてもよい。上記光の分割のために、第１及び第２領域は、互いに位相遅延特性が異なることができる。
本明細書で「第１領域及び第２領域の位相遅延特性が互いに異なるということ」は、第１及び第２領域がいずれも位相遅延特性を有する領域である状態で、第１及び第２領域が互いに同一であるかまたは異なる方向に形成されている光軸を有し、且つ位相遅延数値が互いに異なる領域である場合及び互いに同一の位相遅延数値を有しながら異なる方向に形成されている光軸を有する場合が含まれることができる。他の例示では、「第１及び第２領域の位相遅延特性が異なるということ」は、第１及び第２領域のうちいずれか１つの領域は、位相遅延特性を有する領域であり、他の領域は、位相遅延特性がない光学的に等方性の領域である場合をも含まれることができる。
第１及び第２領域は、実質的に互いに同一の方向に延長するストライプ形状を有し、互いに隣接して交互に配置されていてもよい。図２は、上記のような第１領域（Ａ）と第２領域（Ｂ）の配置を例示的に示す図である。上記でストライプ形状の第１及び第２領域が延長する共通の方向、例えば、図２のＤ方向は、上記基材層の第１または第２方向と平行となることができる。例えば、基材層の第１及び第２方向が相互間の弾性率が異なる方向である場合に、上記共通の延長方向は、例えば、第１及び第２方向のうち低い弾性率を示す方向と平行となることができる。他の例示で、基材層の第１及び第２方向が相互間の熱膨脹係数が異なる方向である場合に、上記共通の延長方向は、例えば、第１及び第２方向のうち熱膨脹係数が高い方向と平行となることができる。また、他の例示で、基材層の第１及び第２方向が相互間の弾性率及び熱膨脹係数がいずれも異なる方向でありながら、いずれか１つの方向が低い弾性率と高い熱膨脹係数を示す方向である場合には、上記共通の延長方向は、例えば、第１及び第２方向のうち低い弾性率と高い熱膨脹係数を示す方向と平行となることができる。このような配置を通じて目的とする物性の光学フィルタの提供が可能である。
光学フィルタにおいて第１及び第２領域をそれぞれ透過した信号は、実質的に互いに垂直な方向に直線偏光されている信号であることができる。例えば、第１領域を透過した光が所定方向に直線偏光された光なら、第２領域を透過した信号は、上記第１領域を透過した信号とは実質的に垂直な方向に直線偏光された光であることができる。
本明細書で、角度を定義しながら、垂直、水平、直交または平行などの用語を使用する場合、上記それぞれは実質的な垂直、水平、直交、または平行を意味するものであって、誤差を含むものである。したがって、例えば、上記それぞれの場合、約±１５度以内の誤差、約±１０度以内の誤差または約±５度以内の誤差を含むことができる。
他の例示で、第１及び第２領域をそれぞれ透過した信号のうちいずれか一方の信号は、左円偏光された信号であり、他方の１つの信号は、右円偏光された信号であることができる。このために、第１及び第２領域のうち１つ以上は、位相差層で形成されることができる。
例えば、左円及び右円偏光された信号を生成することができる場合としては、第１及び第２領域がいずれも位相差層を含み、第１及び第２領域に含まれる位相差層がいずれも１／４波長層である場合が例示されることができる。互いに逆方向に回転する円偏光された光を生成するために、第１領域に配置された１／４波長層の光軸と第２領域に配置された１／４波長層の光軸は、互いに異なるように形成されていてもよい。１つの例示で、第１領域は、第１方向に光軸を有する１／４波長層を含み、第２領域は、上記第１方向とは異なる第２方向に光軸を有する１／４波長層を含むことができる。上記で第１方向に形成された光軸と第２方向に形成された光軸の成す角度は、例えば、９０度であることができる。本明細書で用語「ｎ波長層」は、入射する光を当該波長のｎ倍だけ位相遅延をさせることができる位相遅延素子を意味することができ、上記で、ｎは、例えば、１／２、１／４または３／４であることができる。また、用語「光軸」は、光が当該領域を透過する過程での遅相軸（ｓｌｏｗ ａｘｉｓ）または進相軸（ｆａｓｔ ａｘｉｓ）を意味することができ、例えば、遅相軸を意味することができる。
他の例示で、第１及び第２領域のうちいずれか一方の領域は、３／４波長層を含み、他方の領域は、１／４波長層を含む場合にも、左円及び右円偏光された光を生成することができる。
他の例示では、第１及び第２領域のうちいずれか一方の領域は、１／２波長層であり、他方の領域は、光学的に等方性である領域であることができる。このような場合には、第１及び第２領域をそれぞれ透過したＲ及びＬ信号は、実質的に互いに垂直な方向に偏光軸を有するように直線偏光された光の形態で光学フィルタから出射されることができる。
第１及び／または第２領域を形成する上記１／４、３／４または１／２波長層は、例えば液晶層であることができる。例えば、配向され、位相遅延特性を示す液晶化合物を配向させ、必要な場合に重合させて、上記第１及び／または第２領域を形成することができる。
液晶層は、例えば、重合性液晶化合物を含むことができる。１つの例示で、液晶層は、重合性液晶化合物を重合された形態で含むことができる。用語「重合性液晶化合物」は、液晶性を示すことができる部位、例えば、メソゲン（ｍｅｓｏｇｅｎ）骨格などを含み、また、重合性官能基を１つ以上含む化合物を意味することができる。また、「重合性液晶化合物が重合された形態で含まれているということ」は、上記液晶化合物が重合され、液晶層内で液晶高分子の主鎖または側鎖のような骨格を形成している状態を意味することができる。
また、液晶層は、重合性液晶化合物を非重合された状態で含むか、重合性非液晶化合物、安定剤、非重合性非液晶化合物または開始剤などの公知の添加剤をさらに含むことができる。
１つの例示で、液晶層に含まれる重合性液晶化合物は、多官能性重合性液晶化合物と単官能性重合性液晶化合物を含むことができる。
用語「多官能性重合性液晶化合物」は、上記液晶化合物のうち重合性官能基を２個以上含む化合物を意味することができる。１つの例示で、多官能性重合性液晶化合物は、重合性官能基を２個〜１０個、２個〜８個、２個〜６個、２個〜５個、２個〜４個、２個〜３個または２個含むことができる。また、用語「単官能性重合性液晶化合物」は、上記液晶化合物のうち１つの重合性官能基を含む化合物を意味することができる。多官能性及び単官能性重合性化合物を一緒に使用する場合、液晶層の位相遅延特性を効果的に調節することができ、また、具現された位相遅延特性、例えば、位相遅延層の光軸や、位相遅延値を安定的に維持することができる。本明細書で用語「光軸」は、光が当該領域を透過するときの遅相軸または進相軸を意味することができる。
液晶層は、単官能性重合性液晶化合物を多官能性重合性液晶化合物１００重量部に対して０重量部超過１００重量部以下、１重量部〜９０重量部、１重量部〜８０重量部、１重量部〜７０重量部、１重量部〜６０重量部、１重量部〜５０重量部、１重量部〜３０重量部または１重量部〜２０重量部で含むことができる。
上記範囲内で多官能性及び単官能性重合性液晶化合物の混合効果を極大化することができ、また、上記液晶層が上記接着剤層と優れた接着性を示すようにすることができる。本明細書で特に別途規定しない限り、単位「重量部」は、重量の比率を意味することができる。
液晶層は、例えば、下記一般式１の条件を満足することができる。
［一般式１］
Ｘ＜８％
Ｘ＜８％
一般式１で、Ｘは、上記液晶層の初期位相差値に対して上記光学フィルタを８０℃で１００時間または２５０時間放置した後の上記液晶層の位相差値の変化量の絶対値の百分率である。
上記百分率（Ｘ）は、例えば、「１００×（｜Ｒ０−Ｒ１｜）／Ｒ０」で計算されることができる（上記でＲ０は、上記光学素子の液晶層の初期位相差値であり、Ｒ１は、上記光学素子を８０℃で１００時間または２５０時間放置した後の上記液晶層の位相差値を意味する）。上記百分率（Ｘ）は、例えば、７％以下、６％以下または５％以下であることができる。上記位相差値の変化量は、下記実施例で提示された方法で測定することができる。
１つの例示で、上記多官能性または単官能性重合性液晶化合物は、下記化学式１で表示される化合物であることができる。
［化学式１］
化学式１で、Ａは、単一結合、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり、Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基、−Ｏ−Ｑ−Ｐまたは下記化学式２の置換基であるか、Ｒ１〜Ｒ５のうち隣接する２個の置換基の対またはＲ６〜Ｒ１０のうち隣接する２個の置換基の対は、互いに連結され、−Ｏ−Ｑ−Ｐで置換されたベンゼンを形成し、且つＲ１〜Ｒ１０のうち少なくとも１つは、−Ｏ−Ｑ−Ｐまたは下記化学式２の置換基であるか、Ｒ１〜Ｒ５のうち隣接する２個の置換基またはＲ６〜Ｒ１０のうち隣接する２個の置換基のうち少なくとも１つの対は、互いに連結され、−Ｏ−Ｑ−Ｐで置換されたベンゼンを形成し、上記でＱは、アルキレン基またはアルキリデン基であり、Ｐは、アルケニル基、エポキシ基、シアノ基、カルボキシル基、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またはメタクリロイルオキシ基などの重合性官能基である。
［化学式２］
化学式２で、Ｂは、単一結合、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり、Ｒ１１〜Ｒ１５は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基または−Ｏ−Ｑ−Ｐであるか、Ｒ１１〜Ｒ１５のうち隣接する２個の置換基の対は、互いに連結され、−Ｏ−Ｑ−Ｐで置換されたベンゼンを形成し、且つＲ１１〜Ｒ１５のうち少なくとも１つが−Ｏ−Ｑ−Ｐであるか、Ｒ１１〜Ｒ１５のうち隣接する２個の置換基の対は、互いに連結され、−Ｏ−Ｑ−Ｐで置換されたベンゼンを形成し、上記でＱは、アルキレン基またはアルキリデン基であり、Ｐは、アルケニル基、エポキシ基、シアノ基、カルボキシル基、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またはメタクリロイルオキシ基などの重合性官能基である。
化学式１及び２で、隣接する２個の置換基が互いに連結され、−Ｏ−Ｑ−Ｐで置換されたベンゼンを形成するということは、隣接する２個の置換基が互いに連結され、全体的に−Ｏ−Ｑ−Ｐで置換されたナフタレン骨格を形成することを意味することができる。
化学式２で、Ｂの左側の「−」は、Ｂが化学式１のベンゼンに直接連結されていることを意味することができる。
化学式１及び２で、用語「単一結合」は、ＡまたはＢで表示される部分に別途の原子が存在しない場合を意味する。例えば、化学式１で、Ａが単一結合の場合、Ａの両側のベンゼンが直接連結され、ビフェニル（ｂｉｐｈｅｎｙｌ）構造を形成することができる。
化学式１及び２で、ハロゲンとしては、例えば、塩素、ブロムまたはヨードなどが例示されることができる。
本明細書で、用語「アルキル基」は、特に別途規定しない限り、例えば、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖アルキル基を意味するか、または、例えば、炭素数３〜２０、炭素数３〜１６または炭素数４〜１２のシクロアルキル基を意味することができる。上記アルキル基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されることができる。
本明細書で用語「アルコキシ基」は、特に別途規定しない限り、例えば、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４のアルコキシ基を意味することができる。上記アルコキシ基は、直鎖、分岐鎖または環状であることができる。また、上記アルコキシ基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されることができる。
また、本明細書で用語「アルキレン基」または「アルキリデン基」は、特に別途規定しない限り、例えば、炭素数１〜１２、炭素数４〜１０または炭素数６〜９のアルキレン基またはアルキリデン基を意味することができる。上記アルキレン基またはアルキリデン基は、例えば、直鎖、分岐鎖または環状であることができる。また、上記アルキレン基またはアルキリデン基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されることができる。
本明細書で「アルケニル基」は、特に別途規定しない限り、例えば、炭素数２〜２０、炭素数２〜１６、炭素数２〜１２、炭素数２〜８または炭素数２〜４のアルケニル基を意味することができる。上記アルケニル基は、例えば、直鎖、分岐鎖または環状であることができる。また、上記アルケニル基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されることができる。
化学式１及び２で、Ｐは、例えば、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またはメタクリロイルオキシ基であるか、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基であることができ、他の例示では、アクリロイルオキシ基であることができる。
本明細書で特定官能基に置換されていてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、エポキシ基、オキソ基、オキセタニル基、チオール基、シアノ基、カルボキシル基、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またはアリール基などが例示されることができるが、これに制限されるものではない。
化学式１及び２で少なくとも１つ以上存在することができる−Ｏ−Ｑ−Ｐまたは化学式２の残基は、例えば、Ｒ３、Ｒ８またはＲ１３の位置に存在することができる。また、互いに連結され、−Ｏ−Ｑ−Ｐで置換されたベンゼンを構成する置換基は、例えば、Ｒ３及びＲ４であるか、またはＲ１２及びＲ１３であることができる。また、上記化学式１の化合物または化学式２の残基で、−Ｏ−Ｑ−Ｐまたは化学式２の残基以外の置換基、または互いに連結され、ベンゼンを形成している置換基以外の置換基は、例えば、水素、ハロゲン、炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖のアルキル基、炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖アルコキシ基を含むアルコキシカルボニル基、炭素数４〜１２のシクロアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基であることができ、他の例示では、塩素、炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖のアルキル基、炭素数４〜１２のシクロアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖アルコキシ基を含むアルコキシカルボニル基またはシアノ基であることができる。
重合性液晶化合物は、水平配向された状態で液晶層に含まれていてもよい。１つの例示で、上記化合物は、水平配向状態に重合され、液晶層に含まれていてもよい。本明細書で用語「水平配向」は、液晶化合物を含む液晶層の光軸が液晶層の平面に対して約０度〜約２５度、約０度〜約１５度、約０度〜約１０度、約０度〜約５度または約０度の傾斜角を有する場合を意味することができる。
１つの例示で、偏光調節層の液晶層は、面内遅相軸方向の屈折率と面内進相軸方向の屈折率の差が０．０５〜０．２、０．０７〜０．２、０．０９〜０．２または０．１〜０．２の範囲であることができる。上記で面内遅相軸方向の屈折率は、液晶層の平面で最も高い屈折率を示す方向の屈折率を意味し、進相軸方向の屈折率は、液晶層の平面上で最も低い屈折率を示す方向の屈折率を意味することができる。通常、光学異方性の液晶層で進相軸と遅相軸は、互いに垂直な方向に形成されている。上記それぞれの屈折率は、５５０ｎｍまたは５８９ｎｍの波長の光に対して測定した屈折率であることができる。上記屈折率の差は、例えば、Ａｘｏｍａｔｒｉｘ社のＡｘｏｓｃａｎを利用して製造社のマニュアルによって測定することができる。液晶層は、また、厚さが約０．５μｍ〜２．０μｍまたは約０．５μｍ〜１．５μｍであることができる。上記屈折率の関係と厚さを有する液晶層は、適用される用途に適した位相遅延特性を具現することができる。１つの例示で、上記屈折率の関係と厚さを有する液晶層は、光分割用光学素子に適している。
光学フィルタは、基材層と偏光調節層との間に配向層をさらに含むことができる。例えば、図１を参照すれば、光学フィルタ１００は、基材層１０１と偏光調節層１０２との間に追加的な層として配向層を含むことができる。配向層は、光学フィルタの形成過程で液晶化合物を配向させる役目をする層であることができる。配向層としては、この分野で公知されている通常の配向層、例えば、インプリンティング（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）方式で形成された配向層、光配向層またはラビング配向層などが使用されることができる。上記配向層は、任意的な構成であり、場合によって、基材層を直接ラビングするか、または延伸する方式で配向層なしに配向性を付与することもできる。
本発明は、また、光学フィルタの製造方法に関する。例示的な光学フィルタの素子の製造方法は、基材層上に偏光調節層を形成することを含むことができる。
上記方法では、例えば、面上の第１方向での弾性率及び／または熱膨脹係数と上記第１方向に垂直な面上の第２方向での弾性率及び／または熱膨脹係数が互いに異なる基材層上に、互いに位相遅延特性が異なり、共通方向に延長するストライプ形成を有しながら隣接して交互に配置されている第１及び第２領域を含む偏光調節層を形成することを含むことができる。
上記方法で、例えば、基材層の第１及び第２方向で弾性率が異なる場合に、偏光調節層は、上記共通する延長方向が上記第１及び第２方向のうち弾性率がさらに低い方向と平行となるように形成されることができる。他の例示で、基材層の第１及び第２方向で熱膨脹係数が異なる場合に、偏光調節層は、上記共通する延長方向が上記第１及び第２方向のうち熱膨脹係数がさらに高い方向と平行となるように形成されることができる。また、他の例示で、基材層の第１及び第２方向で弾性率及び熱膨脹係数がいずれも異なっていて、いずれか１つの方向で弾性率が低く、また熱膨脹係数が高い場合に、偏光調節層は、上記共通する延長方向が上記第１及び第２方向のうち弾性率がさらに低く、また、熱膨脹係数が高い方向と平行となるように形成されることができる。
上記のような方式で偏光調節層を形成する方式は、特に制限されない。例えば、偏光調節層が液晶層である場合に、偏光調節層は、例えば、基材層上に配向層を形成し、上記配向層上に上記重合性液晶化合物を含む液晶組成物の塗布層を形成し、上記液晶組成物を配向させた状態で重合させて液晶層を形成する方式で製造することができる。
配向層は、例えば、基材層にポリイミドなどの高分子膜を形成し、ラビング処理するか、または光配向性化合物をコーティングし、直線偏光の照射などを通じて配向処理する方式またはナノインプリンティング方式などのようなインプリンティング方式で形成することができる。この分野では、目的とする配向パターン、例えば、上記第１及び第２領域のパターンを考慮して、配向層を形成する多様な方式が公知されている。
液晶組成物の塗布層は、組成物を公知の方式で基材層の配向層上にコーティングして形成することができる。上記塗布層の下部に存在する配向層の配向パターンによって配向させた後に重合させて液晶層を形成することができる。
本発明は、また、表示装置に関する。上記表示装置は、例えば、立体映像表示装置であることができる。上記表示装置は、上記記述した光学フィルタを含むことができる。
１つの例示で、上記表示装置は、左眼用映像信号（以下、Ｌ信号）と右眼用映像信号（以下、Ｒ信号）を生成することができる表示素子をさらに含むことができる。このような場合に光学フィルタは、偏光調節層の第１及び第２領域のうちいずれか一方の領域は、Ｌ信号が透過することができ、他方の領域は、Ｒ信号が透過することができるように配置されていてもよい。
立体映像表示装置は、上記光学フィルタを光分割素子として含む限り、この分野で公知された多様な方式がすべて適用されて製造されることができる。
図３は、１つの例示的な上記表示装置として、観察者が偏光メガネを着用し、立体映像を観察することができる装置を例示的に表示する。
図３に示されたように、上記装置３は、例えば、光源３０１、第１偏光板３０２１、例えば、透過型液晶パネルなどのような表示素子３０３及び上記光学フィルタ３０４を含むことができる。
光源１０１としては、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などで一般的に使用される直下型またはエッジ型バックライトを使用することができる。
表示素子１０３は、Ｌ信号及びＲ信号を生成することができるものであって、１つの例示で上記表示素子１０３は、行及び／または列方向に配列されている複数の単位画素を含む透過型液晶表示パネルであることができる。上記画素は、１つまたは２個以上が組合され、Ｒ信号を生成する右眼用映像信号生成領域（以下、ＲＧ領域）とＬ信号を生成する左眼用映像信号生成領域（以下、ＬＧ領域）を形成することができる。
ＲＧ及びＬＧ領域は、例えば、光学フィルタの第１及び第２領域のように共通方向に延長するストライプ状を有しながら互いに隣接して交互に配置されていてもよい。
光学フィルタ３０４は、偏光調節層の第１及び第２領域Ａ、Ｂのうちいずれか一方の領域には、ＲＧ領域からのＲ信号が第２偏光板３０２２を通じて入射し、他方の領域には、ＬＧ領域からのＬ信号が第２偏光板３０２２を経て入射することができるように配置されていてもよい。
表示素子１０３は、例えば、光源１０１側から順に配置された第１透明基板、画素電極、第１配向膜、液晶層、第２配向膜、共通電極、カラーフィルタ及び第２透明基板などを含む液晶パネルであることができる。上記パネルの光入射側、すなわち光源３０１側には、第１偏光板３０２１が付着していて、その反対側には、第２偏光板３０２２が付着していてもよい。第１及び第２偏光板３０２１、３０２１は、例えば、両方の吸収軸が互いに所定の角度、例えば９０度を成すように配置されていてもよい。これにより、光源３０１からの光が表示素子３０３を経て透過するか、あるいは遮断されるようにすることができる。
駆動状態で表示装置３の光源３０１から無偏光された光が第１偏光板３０２１側に出射されることができる。偏光板３０２１に入射した光のうち、第１偏光板３０２１の光透過軸と平行な方向に偏光軸を有する光は、第１偏光板３０２１を透過し、表示素子３０３に入射することができる。表示素子３０３に入射し、ＲＧ領域を透過した光は、Ｒ信号になり、ＬＧ領域を透過した光は、Ｌ信号になり、第２偏光板３０２２に入射する。
第２偏光板３０２２を経て光学フィルタ３０４に入射した光のうち第１領域を透過した光と第２領域を透過した光は、互いに異なる偏光状態を有する状態でそれぞれ排出される。このように互いに異なる偏光状態を有するようになったＲ信号及びＬ信号は、偏光メガネを着用している観察者の右眼及び左眼にそれぞれ入射されることができ、これにより、観察者は、立体映像を観察することができる。
本発明では、光学フィルタに形成されている第１及び第２領域などのパターンが安定的に維持されることができ、長期間優れた光分割特性が確保されることができる光学フィルタが提供されることができる。
以下、実施例及び比較例を通じて上記光学素子をさらに詳しく説明するが、上記光学素子の範囲が下記提示された実施例によって制限されるものではない。
１．基材層の弾性率の測定
基材層の第１方向（ＭＤ方向）及び第２方向（ＴＤ方向）それぞれでの２５℃及び６０℃での弾性率は、下記に提示された引張弾性率の評価方法によって評価した。第１または第２方向での引張弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８で規定された方式に従って引張による応力−変形試験法を通じて測定することができる。具体的には、第１方向（ＭＤ方向）への長さが１６ｍｍであり、第２方向（ＴＤ方向）の長さが６ｍｍである基材層を、測定しようとする方向によってカットし、ｄｏｇ ｂｏｎｅ ｔｙｐｅの試験片にカットし、試験片の両末端を引張実験用Ｊｉｇで固定し、上記ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって引張弾性率を測定する。引張弾性率の測定条件は、下記の通りである。
基材層の第１方向（ＭＤ方向）及び第２方向（ＴＤ方向）それぞれでの２５℃及び６０℃での弾性率は、下記に提示された引張弾性率の評価方法によって評価した。第１または第２方向での引張弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８で規定された方式に従って引張による応力−変形試験法を通じて測定することができる。具体的には、第１方向（ＭＤ方向）への長さが１６ｍｍであり、第２方向（ＴＤ方向）の長さが６ｍｍである基材層を、測定しようとする方向によってカットし、ｄｏｇ ｂｏｎｅ ｔｙｐｅの試験片にカットし、試験片の両末端を引張実験用Ｊｉｇで固定し、上記ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって引張弾性率を測定する。引張弾性率の測定条件は、下記の通りである。
〈引張弾性率の測定条件〉
測定機器：ＵＴＭ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）
装備Ｍｏｄｅｌ：Ｚｗｉｃｋ Ｒｏｅｌｌ Ｚ０１０、Ｉｎｓｔｒｏｎ社製
測定条件：
Ｌｏａｄ ｃｅｌｌ：５００Ｎ
引張速度：３ｍｍ／ｓｅｃ
測定機器：ＵＴＭ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）
装備Ｍｏｄｅｌ：Ｚｗｉｃｋ Ｒｏｅｌｌ Ｚ０１０、Ｉｎｓｔｒｏｎ社製
測定条件：
Ｌｏａｄ ｃｅｌｌ：５００Ｎ
引張速度：３ｍｍ／ｓｅｃ
２．基材層の熱膨脹係数の測定
基材層の第１方向（ＭＤ方向）及び第２方向（ＴＤ方向）それぞれでの熱膨脹係数は、次の方式で評価する。入手した基材層を約２５℃の温度及び約５０％の相対湿度の条件で約１０日間保管する。保管後、第１方向（ＭＤ方向）の長さが約１６ｍｍであり、第２方向（ＴＤ方向）の長さが約６ｍｍである基材層を測定装備内に位置させ、温度を４０℃から８０℃まで１℃／分の速度で上昇させた後に取り出して、第１及び第２方向それぞれでの長さ変化量を測定し、これを通じて熱膨脹係数を測定する。上記工程を３回繰り返して第１及び第２方向それぞれでそれぞれ３個の熱膨脹係数を求める。また、上記第１方向（ＭＤ方向）の長さが約１６ｍｍであり、第２方向（ＴＤ方向）の長さが約６ｍｍである基材層を測定装備内に位置させ、温度を８０℃から１００℃まで１℃／分の速度で上昇させた後に取り出して、第１及び第２方向それぞれでの長さ変化量を測定し、これを通じて熱膨脹係数を測定する。上記工程を３回繰り返して第１及び第２方向それぞれでそれぞれ３個の熱膨脹係数を求める。上記過程を通じて最終的に第１方向に対して求められた全体６個の熱膨脹係数を平均し、第１方向に対する熱膨脹係数を求め、また、第２方向に対して求められた全体６個の熱膨脹係数を平均し、第２方向に対する熱膨脹係数を求める。
基材層の第１方向（ＭＤ方向）及び第２方向（ＴＤ方向）それぞれでの熱膨脹係数は、次の方式で評価する。入手した基材層を約２５℃の温度及び約５０％の相対湿度の条件で約１０日間保管する。保管後、第１方向（ＭＤ方向）の長さが約１６ｍｍであり、第２方向（ＴＤ方向）の長さが約６ｍｍである基材層を測定装備内に位置させ、温度を４０℃から８０℃まで１℃／分の速度で上昇させた後に取り出して、第１及び第２方向それぞれでの長さ変化量を測定し、これを通じて熱膨脹係数を測定する。上記工程を３回繰り返して第１及び第２方向それぞれでそれぞれ３個の熱膨脹係数を求める。また、上記第１方向（ＭＤ方向）の長さが約１６ｍｍであり、第２方向（ＴＤ方向）の長さが約６ｍｍである基材層を測定装備内に位置させ、温度を８０℃から１００℃まで１℃／分の速度で上昇させた後に取り出して、第１及び第２方向それぞれでの長さ変化量を測定し、これを通じて熱膨脹係数を測定する。上記工程を３回繰り返して第１及び第２方向それぞれでそれぞれ３個の熱膨脹係数を求める。上記過程を通じて最終的に第１方向に対して求められた全体６個の熱膨脹係数を平均し、第１方向に対する熱膨脹係数を求め、また、第２方向に対して求められた全体６個の熱膨脹係数を平均し、第２方向に対する熱膨脹係数を求める。
３．液晶層の耐久性評価
液晶層の耐久性は、実施例及び比較例により製造された光学フィルタに対して耐久テスト後に発生する位相差値の変化率を測定して評価した。具体的には、光学フィルタを横及び縦の長さが１０ｃｍになるように切断した後、粘着剤層を介してガラス基板に付着し、耐熱条件である８０℃で１００時間または２５０時間放置した後、上記耐熱条件に放置される前の液晶層の位相差値（初期Ｒｉｎ）に対して放置後の位相差値（耐熱後Ｒｉｎ）の変化量を百分率で換算し、下記表１に記載した。上記で位相差値は、Ａｘｏｍａｔｒｉｘ社のＡｘｏｓｃａｎを利用して製造社のマニュアルによって５５０ｎｍの波長で測定した。評価の基準は下記の通りである。
液晶層の耐久性は、実施例及び比較例により製造された光学フィルタに対して耐久テスト後に発生する位相差値の変化率を測定して評価した。具体的には、光学フィルタを横及び縦の長さが１０ｃｍになるように切断した後、粘着剤層を介してガラス基板に付着し、耐熱条件である８０℃で１００時間または２５０時間放置した後、上記耐熱条件に放置される前の液晶層の位相差値（初期Ｒｉｎ）に対して放置後の位相差値（耐熱後Ｒｉｎ）の変化量を百分率で換算し、下記表１に記載した。上記で位相差値は、Ａｘｏｍａｔｒｉｘ社のＡｘｏｓｃａｎを利用して製造社のマニュアルによって５５０ｎｍの波長で測定した。評価の基準は下記の通りである。
〈評価基準〉
Ｏ：耐熱条件で１００時間及び２５０時間放置後の位相差値の変化量がいずれも８％未満の場合
Ｘ：耐熱条件で１００時間及び２５０時間放置後の位相差値の変化量がいずれか１つの場合でも８％以上の場合
Ｏ：耐熱条件で１００時間及び２５０時間放置後の位相差値の変化量がいずれも８％未満の場合
Ｘ：耐熱条件で１００時間及び２５０時間放置後の位相差値の変化量がいずれか１つの場合でも８％以上の場合
４．寸法安定性の評価
寸法安定性は、製造された光学フィルタを約２５℃の温度及び約５０％の相対湿度の条件で約１０日間保管した後、ストライプ形状に形成されている第１または第２領域の直進度を測定して評価した。直進度は、ストライプ形状の第１及び第２領域が延長する方向での左右に対して上記ストライプ形状がずれた偏差であり、図４のように、基材層１０１上に形成されたストライプ形状の第１または第２領域（ＡまたはＢ）に対して図面でａ、ｂ及びｃで表示された長さを測定し、下記数式１で計算することができる。直進度が高いほどずれた程度が高く、したがって寸法安定性が低いことを意味する。直進度は、同一の光学フィルタ３０個に対して測定し、その結果の平均値、最大値、最小値及び標準偏差をそれぞれ計算した。
寸法安定性は、製造された光学フィルタを約２５℃の温度及び約５０％の相対湿度の条件で約１０日間保管した後、ストライプ形状に形成されている第１または第２領域の直進度を測定して評価した。直進度は、ストライプ形状の第１及び第２領域が延長する方向での左右に対して上記ストライプ形状がずれた偏差であり、図４のように、基材層１０１上に形成されたストライプ形状の第１または第２領域（ＡまたはＢ）に対して図面でａ、ｂ及びｃで表示された長さを測定し、下記数式１で計算することができる。直進度が高いほどずれた程度が高く、したがって寸法安定性が低いことを意味する。直進度は、同一の光学フィルタ３０個に対して測定し、その結果の平均値、最大値、最小値及び標準偏差をそれぞれ計算した。
［数式１］
直進度＝｛（ａ＋ｂ）／２｝−ｃ
直進度＝｛（ａ＋ｂ）／２｝−ｃ
実施例１
基材層として横方向（ＭＤ）での弾性率が２５℃で約２２９３ＭＰａであり、６０℃で約２１６５ＭＰａであり、熱膨脹係数が約６５ｐｐｍ／Ｋであり、縦長方向（ＴＤ）での弾性率が２５℃で約３０６１ＭＰａであり、６０℃で約２６７０ＭＰａであり、熱膨脹係数が約２５ｐｐｍ／ＫであるＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用して光学フィルタを製造した。上記基材層上に光配向層形成用組成物を乾燥後の厚さが約１，０００Åになるようにコーティングし、８０℃のオーブンで２分間乾燥させた。光配向層形成用組成物としては、下記化学式３のシンナメート基を有するポリノルボルネン（分子量（Ｍｗ）＝１５０，０００）及びアクリル単量体の混合物を光開始剤（Ｉｇａｃｕｒｅ ９０７）と混合し、さらにその混合物をトルエン溶媒にポリノルボルネンの固形分の濃度が２ｗｔ％になるように溶解させて製造した組成物を使用した（ポリノルボルネン：アクリル単量体：光開始剤＝２：１：０．２５（重量比））。次いで、上記乾燥した光配向層形成用組成物を韓国特許出願第２０１０−０００９７２３号に開示された方法によって配向処理し、互いに異なる方向に配向された第１及び第２配向領域を含む光配向層を形成した。上記第１及び第２配向領域は、図２のようにストライプ形状を有しながら互いに隣接して交互に配置されるようにし、上記ストライプ形状が延長する方向（図２のＤ）は、基材層の横方向（ＭＤ）と並んで形成されるようにした。具体的には、上記乾燥した光配向層形成用組成物の上部に幅が約４５０μｍのストライプ形状の光透過部及び光遮断部が上下及び左右に交互に形成されているパターンマスクを位置させ、また、上記パターンマスクの上部にはそれぞれ互いに異なる偏光を透過させる２つの領域が形成された偏光板を位置させた。その後、上記光配向層が形成されている基材層を約３ｍ／ｍｉｎの速度に移動させながら、上記偏光板及びパターンマスクを介して光配向層形成用組成物に紫外線（３００ｍＷ／ｃｍ２）を約３０秒間照射し、配向処理を行った。次いで、配向処理された配向層上に液晶層を形成した。液晶組成物として下記化学式Ａで表示される多官能性重合性液晶化合物７０重量部及び下記化学式Ｂで表示される単官能性重合性液晶化合物３０重量部を含み、適正量の光開始剤を含む液晶組成物を約１μｍの乾燥厚さになるように塗布し、下部の配向層に配向によって配向させた後、紫外線（３００ｍＷ／ｃｍ２）を約１０秒間照射し、架橋及び重合させて、下部光配向層の配向によって互いに直交する光軸を有する第１及び第２領域が形成されている液晶層を形成した。上記液晶層において遅相軸方向の屈折率と進相軸方向の屈折率の差は、約０．１２５であった。
基材層として横方向（ＭＤ）での弾性率が２５℃で約２２９３ＭＰａであり、６０℃で約２１６５ＭＰａであり、熱膨脹係数が約６５ｐｐｍ／Ｋであり、縦長方向（ＴＤ）での弾性率が２５℃で約３０６１ＭＰａであり、６０℃で約２６７０ＭＰａであり、熱膨脹係数が約２５ｐｐｍ／ＫであるＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用して光学フィルタを製造した。上記基材層上に光配向層形成用組成物を乾燥後の厚さが約１，０００Åになるようにコーティングし、８０℃のオーブンで２分間乾燥させた。光配向層形成用組成物としては、下記化学式３のシンナメート基を有するポリノルボルネン（分子量（Ｍｗ）＝１５０，０００）及びアクリル単量体の混合物を光開始剤（Ｉｇａｃｕｒｅ ９０７）と混合し、さらにその混合物をトルエン溶媒にポリノルボルネンの固形分の濃度が２ｗｔ％になるように溶解させて製造した組成物を使用した（ポリノルボルネン：アクリル単量体：光開始剤＝２：１：０．２５（重量比））。次いで、上記乾燥した光配向層形成用組成物を韓国特許出願第２０１０−０００９７２３号に開示された方法によって配向処理し、互いに異なる方向に配向された第１及び第２配向領域を含む光配向層を形成した。上記第１及び第２配向領域は、図２のようにストライプ形状を有しながら互いに隣接して交互に配置されるようにし、上記ストライプ形状が延長する方向（図２のＤ）は、基材層の横方向（ＭＤ）と並んで形成されるようにした。具体的には、上記乾燥した光配向層形成用組成物の上部に幅が約４５０μｍのストライプ形状の光透過部及び光遮断部が上下及び左右に交互に形成されているパターンマスクを位置させ、また、上記パターンマスクの上部にはそれぞれ互いに異なる偏光を透過させる２つの領域が形成された偏光板を位置させた。その後、上記光配向層が形成されている基材層を約３ｍ／ｍｉｎの速度に移動させながら、上記偏光板及びパターンマスクを介して光配向層形成用組成物に紫外線（３００ｍＷ／ｃｍ２）を約３０秒間照射し、配向処理を行った。次いで、配向処理された配向層上に液晶層を形成した。液晶組成物として下記化学式Ａで表示される多官能性重合性液晶化合物７０重量部及び下記化学式Ｂで表示される単官能性重合性液晶化合物３０重量部を含み、適正量の光開始剤を含む液晶組成物を約１μｍの乾燥厚さになるように塗布し、下部の配向層に配向によって配向させた後、紫外線（３００ｍＷ／ｃｍ２）を約１０秒間照射し、架橋及び重合させて、下部光配向層の配向によって互いに直交する光軸を有する第１及び第２領域が形成されている液晶層を形成した。上記液晶層において遅相軸方向の屈折率と進相軸方向の屈折率の差は、約０．１２５であった。
［化学式３］
［化学式Ａ］
［化学式Ｂ］
実施例２
液晶組成物として化学式Ａの液晶化合物５５重量部及び化学式Ｂの液晶化合物４５重量部を含む組成物を使用したことを除いて、実施例１と同一の方式で光学フィルタを製造した。
液晶組成物として化学式Ａの液晶化合物５５重量部及び化学式Ｂの液晶化合物４５重量部を含む組成物を使用したことを除いて、実施例１と同一の方式で光学フィルタを製造した。
実施例３
基材層として横方向（ＭＤ）での弾性率が２５℃で約２５９２ＭＰａであり、６０℃で約２１００ＭＰａであり、熱膨脹係数が約５３ｐｐｍ／Ｋであり、縦長方向（ＴＤ）での弾性率が２５℃で約２５５６ＭＰａであり、６０℃で約２１２４ＭＰａであり、熱膨脹係数が約４８ｐｐｍ／ＫであるＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用したことを除いて、実施例１と同一の方式で光学フィルタを製造した。
基材層として横方向（ＭＤ）での弾性率が２５℃で約２５９２ＭＰａであり、６０℃で約２１００ＭＰａであり、熱膨脹係数が約５３ｐｐｍ／Ｋであり、縦長方向（ＴＤ）での弾性率が２５℃で約２５５６ＭＰａであり、６０℃で約２１２４ＭＰａであり、熱膨脹係数が約４８ｐｐｍ／ＫであるＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用したことを除いて、実施例１と同一の方式で光学フィルタを製造した。
実施例４
液晶組成物として化学式Ａの液晶化合物５５重量部及び化学式Ｂの液晶化合物４５重量部を含む組成物を使用したことを除いて、実施例３と同一の方式で光学フィルタを製造した。
液晶組成物として化学式Ａの液晶化合物５５重量部及び化学式Ｂの液晶化合物４５重量部を含む組成物を使用したことを除いて、実施例３と同一の方式で光学フィルタを製造した。
比較例１
基材層として横方向（ＭＤ）での弾性率が２５℃で約２９４６ＭＰａであり、６０℃で約２５０６ＭＰａであり、熱膨脹係数が約６２ｐｐｍ／Ｋであり、縦長方向（ＴＤ）での弾性率が２５℃で約２２１９ＭＰａであり、６０℃で約１８６２ＭＰａであり、熱膨脹係数が約６３ｐｐｍ／ＫであるＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用したことを除いて、実施例１と同一の方式で光学フィルタを製造した。
基材層として横方向（ＭＤ）での弾性率が２５℃で約２９４６ＭＰａであり、６０℃で約２５０６ＭＰａであり、熱膨脹係数が約６２ｐｐｍ／Ｋであり、縦長方向（ＴＤ）での弾性率が２５℃で約２２１９ＭＰａであり、６０℃で約１８６２ＭＰａであり、熱膨脹係数が約６３ｐｐｍ／ＫであるＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用したことを除いて、実施例１と同一の方式で光学フィルタを製造した。
実施例及び比較例の光学素子について上記記述した方法で評価した物性を下記表１に示した。
１００、３０４ 光学フィルタ
１０１ 基材層
１０２ 偏光調節層
Ａ、Ｂ 第１及び第２領域
Ｄ ストライプ形状の第１及び第２領域の延長方向
３ 表示装置
３０１ 光源
３０２１、３０２２ 偏光板
３０３ 表示素子
ＲＧ、ＬＧ 左眼用及び右眼用映像信号生成領域
１０１ 基材層
１０２ 偏光調節層
Ａ、Ｂ 第１及び第２領域
Ｄ ストライプ形状の第１及び第２領域の延長方向
３ 表示装置
３０１ 光源
３０２１、３０２２ 偏光板
３０３ 表示素子
ＲＧ、ＬＧ 左眼用及び右眼用映像信号生成領域
Claims (19)
- 面上の第１方向での弾性率と上記第１方向に垂直な面上の第２方向での弾性率が互いに異なる基材層と；入射光を互いに偏光状態が異なる２種以上の光に分割することができる第１及び第２領域が形成されていて、上記第１及び第２領域は、上記第１及び第２方向のうち弾性率が小さい方向と平行な方向に延長するストライプ形状を有しながら互いに隣接して交互に配置されている偏光調節層と；を含む光学フィルタ。
- 上記基材層の第１方向での弾性率が、上記第２方向での弾性率に比べて小さく、上記第１方向での弾性率が、２５℃で１，５００ＭＰａ〜４，０００ＭＰａである、請求項１に記載の光学フィルタ。
- 上記基材層の上記第２方向での弾性率が、２５℃で２，０００ＭＰａ〜５，０００ＭＰａである、請求項２に記載の光学フィルタ。
- 上記第１方向での２５℃での弾性率（ＭＬ）と上記第２方向での２５℃での弾性率（ＭＨ）の比率（ＭＨ／ＭＬ）が１超過且つ５以下である、請求項２または３に記載の光学フィルタ。
- 上記基材層の上記第１方向での弾性率が、上記第２方向での弾性率に比べて小さく、上記第１方向での弾性率が、６０℃で１，４００ＭＰａ〜３，９００ＭＰａである、請求項１〜４の何れか１項に記載の光学フィルタ。
- 上記基材層の上記第２方向での弾性率が、６０℃で１，９００ＭＰａ〜４，４００ＭＰａである、請求項５に記載の光学フィルタ。
- 上記第１方向での６０℃での弾性率（ＭＬ）と上記第２方向での６０℃での弾性率（ＭＨ）の比率（ＭＨ／ＭＬ）が１超過且つ５以下である、請求項５または６に記載の光学フィルタ。
- 上記偏光調節層は、下記一般式１の条件を満足する液晶層である、請求項１〜７の何れか１項に記載の光学フィルタ：
［一般式１］
Ｘ＜８％
上記一般式１で、Ｘは、上記液晶層の初期位相差値に対して上記光学フィルタを８０℃で１００時間放置した後の上記液晶層の位相差値の変化量の絶対値の百分率である。 - 上記偏光調節層は、多官能性重合性液晶化合物と、上記多官能性重合性液晶化合物１００重量部に対して０重量部超過且つ１００重量部以下の単官能性重合性液晶化合物とを含む液晶層である、請求項１〜８の何れか１項に記載の光学フィルタ。
- 液晶化合物は、下記化学式１で表示される、請求項９に記載の光学フィルタ：
［化学式１］
［化学式２］
- 上記重合性液晶化合物は、水平配向された状態で液晶層に含まれている、請求項９または１０に記載の光学フィルタ。
- 上記偏光調節層は、面内遅相軸方向の屈折率と面内進相軸方向の屈折率の差が０．０５〜０．２であり、厚さが０．５μｍ〜２．０μｍの液晶層である、請求項１〜１１の何れか１項に記載の光学フィルタ。
- 面上の第１方向での熱膨脹係数と上記第１方向に垂直な面上の第２方向での熱膨脹係数が互いに異なる基材層と；入射光を互いに偏光状態が異なる２種以上の光に分割することができる第１及び第２領域が形成されていて、上記第１及び第２領域は、上記第１及び第２方向のうち熱膨脹係数が大きい方向と平行な方向に延長するストライプ形状を有しながら互いに隣接して交互に配置されている偏光調節層と；を含む光学フィルタ。
- 上記基材層の第１方向での熱膨脹係数が上記第２方向での熱膨脹係数に比べて大きく、上記第１方向での熱膨脹係数が３５ｐｐｍ／Ｋ〜８０ｐｐｍ／Ｋである、請求項１〜１３の何れか１項に記載の光学フィルタ。
- 上記基材層の上記第２方向での熱膨脹係数が１０ＭＰａ〜６５ＭＰａである、請求項１４に記載の光学フィルタ。
- 上記第１方向での上記基材層の熱膨脹係数（ＣＨ）及び上記第２方向での上記基材層の熱膨脹係数（ＣＬ）の比率（ＣＨ／ＣＬ）は、１超過且つ５以下である、請求項１４または１５に記載の光学フィルタ。
- 面上の第１方向での熱膨脹係数及び弾性率がそれぞれ上記第１方向に垂直な面上の第２方向での熱膨脹係数及び弾性率と異なり、上記第１方向が第２方向に比べて低い弾性率と第２方向に比べて高い熱膨脹係数を有する基材層と；入射光を互いに偏光状態が異なる２種以上の光に分割することができる第１及び第２領域が形成されていて、上記第１及び第２領域は、上記第１方向と平行な方向に延長するストライプ形状を有しながら互いに隣接して交互に配置されている偏光調節層と；を含む光学フィルタ。
- 請求項１〜１７の何れか１項に記載の光学フィルタを含む表示装置。
- 左眼用映像信号及び右眼用映像信号を生成することができる表示素子をさらに含み、光学フィルタは偏光調節層の第１及び第２領域のうちいずれか一方の領域は、上記左眼用映像が透過することができ、他方の領域は、上記右眼用映像が透過することができるように、上記表示素子上に配置されている、請求項１８に記載の表示装置。
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