JP2015031717A - 光学フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】基材に光配向層と液晶樹脂層を塗布し３Ｄ表示用の光学フィルムを形成する場合、基材の塗工面Ａの凹凸により光配向層の配向規制力がバラツキ、配向不良が発生する問題があった。
【解決手段】ストライプ状に形成された配向領域の中で同一の配向方向を有する液晶樹脂層４０の配向領域が、そのストライプの短辺方向に交互に異なる配向方向を有するように形成されている光学フィルム１０であって、前記光学フィルムの基材２０の上に光配向層３０と液晶樹脂層４０がこの順に積層されてなり、前記配向領域の配向方向の一方は前記ストライプの長辺方向に平行であり、隣接する配向領域の配向方向は前記ストライプの短辺方向に平行であり、前記光配向層の厚さはこの光配向層が積層される面の表面粗さに対応させて設定することを特徴とする光学フィルム。
【選択図】図１

Description

本発明は、３Ｄディスプレイ、印刷物を含めた立体表示物、位相差を利用した液晶表示装置、潜像表示体などに用いる３Ｄ表示用の光学フィルムに関する。

従来、長尺状のフィルムの塗工される面（以降、塗工面Ａと称する。）に光配向樹脂を塗工し、複数のローラでフィルムを支持しながらフォトマスクを介して露光した後、液晶樹脂を光配向層の上に塗工してパターンを形成する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

しかし、特許文献１の方法によれば、フィルムの塗工面Ａにフィルムの製造工程で生じたナノオーダーの表面凹凸が存在し、光配向樹脂をある条件で塗工した場合、塗工面Ａの表面凹凸に追従できず、広い面積で配向不良が発生する問題があった。

また、フィルムとして一方の面に反射防止膜やハードコート膜などを形成したものを使用し、その裏面（塗工面Ａ）に光配向樹脂を塗工する構成もある。この構成では、反射防止膜やハードコート膜を形成する際、フィルム搬送で複数のローラが塗工面Ａに接触することで、塗工面Ａの表面凹凸が大きくなり、光配向樹脂をある条件で塗工した場合、広い面積で配向不良が発生する問題があった。ここで塗工面Ａの裏面を塗工面Ｂと称すことにする。

更に、反射防止膜やハードコート膜を塗工形成して巻き取る際の塗工面Ｂとフィルム裏面の塗工面Ａが接触することで、塗工面Ｂの凹凸が塗工面Ａに転写し、塗工面Ａの表面凹凸が大きくなり、光配向樹脂をある条件で塗工した場合、広い面積で配向不良が発生する問題があった。

一方、長尺状のフィルムを連続搬送しながら露光する為、光配向層の反応に必要な光量を、露光機の光源の照度と搬送速度の関係の中で得る為に、光配向層の膜厚に上限が存在するという問題もあった。

特開平４−９７１５５号公報

上記の問題点に鑑み、本発明は、光配向層の厚さと使用するフィルムの表面凹凸の範囲を規定した材料を使用することにより配向不良を生じない光配向層からなる光学フィルムを提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、ストライプ状に形成された配向領域の中で同一の配向方向を有する液晶樹脂層の配向領域が、そのストライプの短辺方向に交互に異なる配向方向を有するように形成されている光学フィルムであって、前記光学フィルムの基材の上に光配向層と液晶樹脂層がこの順に積層されてなり、前記配向領域の配向方向の一方は前記ストライプの長辺方向に平行であり、隣接する配向領域の配向方向は前記ストライプの短辺方向に平行であり、前記光配向層の厚さはこの光配向層が
積層される面の表面粗さに対応させて設定することを特徴とする光学フィルムである。

請求項２に記載の発明は、前記光配向層の厚さが２０ｎｍ以上、１３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルムである。

請求項３に記載の発明は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１によって求められる前記基材の十点平均粗さＲｚｊｉｓが、前記光配向層の厚さの２倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルムである。

請求項４に記載の発明は、基材と光配向層との間に平滑化層を備えており、ＪＩＳ Ｂ
０６０１：２００１によって求められる前記基材の上に形成した平滑化層の十点平均粗さＲｚｊｉｓが、前記光配向層の厚さの２倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルムである。

請求項５に記載の発明は、ＪＩＳ Ｋ ７１３６によって求められる前記基材の表面凹凸による光散乱によるヘイズが１．５％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルムである。

請求項６に記載の発明は、ＪＩＳ Ｋ ７１３６によって求められる、前記基材の上に平滑化層と光配向層をこの順に形成した材料の光散乱によるヘイズが１％以下であることを特徴とする請求項４に記載の光学フィルムである。

請求項７に記載の発明は、前記基材と前記平滑化層の内部位相差の合成が１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４または６に記載の光学フィルムである。

本発明になる光配向層の厚さと使用するフィルムの表面凹凸の範囲を規定した材料を使用することにより、配向不良を生じない光配向層からなる光学フィルムを提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態における光学フィルム１０の構成を示す概略断面図。 本発明の第２の平滑化層を設けた実施形態における光学フィルム１０の構成を示す概略断面図。 本発明の光学フィルム１０を備える立体表示装置１５０の一例を示す分解斜視図を示す。 本発明の光学フィルム製造装置１０１の全体構成の一例を示す概略断面図。 本発明の光学フィルム１０の製造工程の一例を説明するための概略断面図であり、（ａ）は基材２０の断面図であり、（ｂ）は基材２０の表面に光配向層塗工部１１２が光配向樹脂２８を塗布している状況を示す断面図であり、（ｃ）は光配向樹脂２８の一部にパターン露光している状況を示す断面図であり、（ｄ）は光配向樹脂２８の（ｃ）で露光していない部位にパターン露光している状況を示す断面図であり、（ｅ）は光配向層３０の上に液晶樹脂３８を塗布している状況を示す断面図であり、（ｆ）は液晶樹脂層３８の下地の光配向層の各光配向層の配向領域３２、３４に対応する領域が下地と同じ方向に配向した状況を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、第１の実施形態における光学フィルム１０の構成を示す。光学フィルム１０は、例えば、立体表示装置の画像光の出射側に設けられる。光学フィルム１０の一例は位相差フィルムであって、入射した画像光を左目用偏光画像および右目用偏光画像に変換して出力する。

光学フィルム１０は、基材２０と、光配向層３０と、液晶樹脂層４０とをこの順に備える。基材２０は、光配向層３０を支持する長尺状のフィルムである。基材２０は少なくとも可視光に対して透明であって、光学的に等方であることが好ましい。基材２０としては、例えば、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルムまたはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムまたはアクリルフィルムを使用することができる。

光配向層３０は、基材２０の塗布層を形成する面である塗工面Ａに塗工され硬化した光配向樹脂である。光配向層３０は、例えば、光分解型、光二量型、または光異性型等の光配向樹脂の分子が直線偏光の紫外線により所定の方向に配向されて硬化したものであって、塗布層を構成する高分子の配向方向が互いに異なる光配向層の配向領域３２および３４を有する。図１に示す例において、光配向層３０は、Ｙ方向に伸びるストライプ状の光配向層の配向領域３２および３４がＸ方向に交互に繰り返し配されたパターンを有する。ここで、Ｙ方向とはストライプ状の配向領域の長辺方向に平行な方向を、またＸ方向とは短辺方向に平行な方向を指す。

液晶樹脂層４０は、光配向層３０の上に積層された液晶樹脂からなる層であり、例えばネマティック液晶樹脂からなる。液晶樹脂層４０に含まれる液晶樹脂の高分子は、光配向層の配向領域３２および３４の配向方向に沿って配向する。これにより、液晶樹脂層４０は、高分子の配向方向が互いに異なる液晶樹脂層の配向領域４２および４４を有する。図１に示す例において、液晶樹脂層４０は、Ｙ方向に伸びるストライプ状の液晶樹脂層の配向領域４２および４４がＸ方向に交互に繰り返し配されたパターンを有する。液晶樹脂層の配向領域４２の配向方向５０および配向領域４４の配向方向６０は、ＸＹ平面内で互いに直交している。この様な構成からなる光学フィルム１０は、例えば、１／４波長板として機能する。

図２は、第２の実施形態における光学フィルム１０の構成を示す。光学フィルム１０は、例えば、立体表示装置の画像光の出射側に設けられる。光学フィルム１０の一例は位相差フィルムであって、入射した画像光を左目用偏光画像および右目用偏光画像に変換して出力する。

光学フィルム１０は、基材２０と、平滑化層７０、光配向層３０と、液晶樹脂層４０とを備える。また基材２０の平滑化層７０の形成面の裏面に反射防止層８０を備える。
基材２０は、光配向層３０を支持する長尺状のフィルムである。基材２０は少なくとも可視光に対して透明であって、光学的に等方であることが好ましい。基材２０としては、例えば、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルムまたはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムまたはアクリルフィルムを使用することができる。

平滑化層７０は、少なくとも可視光に対して透明であって、光学的に等方であることが好ましい。

光配向層３０は、基材２０の面上に積層されて硬化した光配向樹脂である。光配向層３０は、例えば、光分解型、光二量型、または光異性型等の光配向樹脂の分子が直線偏光の紫外線により所定の方向に配向されて硬化したものであって、高分子の配向方向が互いに異なる光配向層の配向領域３２および３４を有する。図２に示す例において、光配向層３０は、Ｙ方向に伸びるストライプ状の光配向層の配向領域３２および３４がＸ方向に繰り返し配されたパターンを有する。

液晶樹脂層４０は、光配向層３０の上に積層された液晶樹脂からなる層である。液晶樹脂層４０は、例えばネマティック液晶樹脂からなる。液晶樹脂層４０に含まれる液晶樹脂の高分子は、光配向層の配向領域３２および３４の配向方向に沿って配向する。これにより、液晶樹脂層４０は、高分子の配向方向が互いに異なる液晶樹脂層の配向領域４２および４４を有する。図２に示す例において、液晶樹脂層４０は、Ｙ方向に伸びるストライプ状の液晶樹脂層の配向領域４２および４４がＸ方向に繰り返し配されたパターンを有する。液晶樹脂層の配向領域４２の配向方向５０および液晶樹脂層の配向領域４４の配向方向６０は、ＸＹ平面内で互いに直交している。この様な構成からなる光学フィルム１０は、例えば、１／４波長板として機能する。

図３は、光学フィルム１００を備える立体画像表示装置１５０の分解斜視図の一例を示す。立体画像表示装置１５０は、光源１５２と、画像出力部１５４と、光学フィルム１００とをこの順に備えている。画像出力部１５４は、光源側偏光板１６４、画像生成部１６８および出射側偏光板１７４を備えている。観察者がこの立体画像表示装置１５０が表示する立体画像を観察する場合、図３における光学フィルム１００よりも右側から観察する。

光源１５２は、観察者から見て立体画像表示装置１５０の最も奥側に配され、立体画像表示装置１５０を使用している状態（以下、「立体画像表示装置１５０の使用状態」と略称する。）において、白色の無偏光光を光源側偏光板１６４の一面に向けて出射する。

光源側偏光板１６４は、画像生成部１６８の光源１５２側に配される。光源側偏光板１６４は、光源１５２から出射した無偏光光が入射すると、その無偏光光のうち透過軸方向と平行な偏光方向の直線偏光光を透過すると共に、吸収軸方向と平行な偏光方向の直線偏光光を遮断する。光源側偏光板１６４の透過軸の方向は、図３に矢印で示すように、観察者が立体画像表示装置１５０を見たときの水平方向の右手から鉛直方向に４５度立ち上がった方向である。

画像生成部１６８は、右目画像生成領域１７８および左目画像生成領域１８０を有する。これら右目画像生成領域１７８および左目画像生成領域１８０は、図３に示すように、画像生成部１６８を立体画像表示装置１５０の画面の水平方向にストライプ状に区切った領域であり、それらの右目画像生成領域１７８および左目画像生成領域１８０が立体画像表示装置１５０の画面の鉛直方向に交互に繰り返し配されている。

立体画像表示装置１５０の使用状態において、画像生成部１６８の右目画像生成領域１７８および左目画像生成領域１８０には、それぞれ右目用画像および左目用画像が生成される。このときに光源側偏光板１６４を透過した光が画像生成部１６８の右目画像生成領域１７８に入射すると、右目画像生成領域１７８の透過光は右目用画像の画像光（以下、「右目用画像光」と略称する）となる。同様に、光源側偏光板１６４を透過した光が画像生成部１６８の左目画像生成領域１８０に入射すると、左目画像生成領域１８０の透過光は左目用画像の画像光（以下、「左目用画像光」と略称する）となる。

なお、右目画像生成領域１７８を透過した右目用画像光および左目画像生成領域１８０を透過した左目用画像光は、例えば、後述する出射側偏光板１７４における透過軸と同じ方向の偏光方向を有する直線偏光光になる。このような画像生成部１６８としては、例えば立体画像表示装置１５０の画面の水平方向および鉛直方向に、二次元的に複数の小さなセルが配され、各セルにおいて配向膜間に液晶を封止したＬＣＤ（液晶ディスプレイ）が
用いられる。

出射側偏光板１７４は、画像生成部１６８より観察者側に配される。この出射側偏光板１７４は、上記右目画像生成領域１７８を透過した右目用画像光、および、上記左目画像生成領域１８０を透過した左目用画像光が入射すると、これらのうち偏光方向が透過軸と平行な直線偏光を透過すると共に、偏光方向が吸収軸と平行な直線偏光を遮断する。ここで、出射側偏光板１７４における透過軸の方向は、図３に矢印で示すように、観察者が立体画像表示装置１５０を見たときの水平方向の左手から鉛直方向に４５度立ち上がった方向である。

光学フィルム１００は、出射側偏光板１７４に対して観察者側に配される。光学フィルム１００は、第１偏光変調部１０４および第２偏光変調部１０６を有し、１／４波長板として機能する。この光学フィルム１００における第１偏光変調部１０４および第２偏光変調部１０６の位置および大きさは、図３に示すように、画像生成部１６８の右目画像生成領域１７８および左目画像生成領域１８０の位置および大きさに対応している。したがって、立体画像表示装置１５０の使用状態において、右目用の第１偏光変調部１０４には、上記右目画像生成領域１７８を透過した右目用画像光が入射するとともに、左目用の第２偏光変調部１０６には、上記左目画像生成領域１８０を透過した左目用画像光が入射する。

第１偏光変調部１０４は、入射した右目用画像光を右回り円偏光に変換して透過する。また、第２偏光変調部１０６は、入射した左目用画像光を左回り円偏光に変換して透過する。したがって、第１偏光変調部１０４を透過した右目用画像光の円偏光の回転方向と、第２偏光変調部１０６を透過した左目用画像光の円偏光の回転方向は逆になる。

観察者のかける偏光眼鏡１９０の左目用レンズ１９４および右目用レンズ１９２は、この回転方向の異なる円偏光をそれぞれ選択的に透過させる。そして、観察者は、それぞれのレンズを通過した画像を左目および右目で観察することにより、立体画像を視認することができる。

図４は、本発明の３Ｄ表示用光学フィルムを製造するための光学フィルム製造装置１０１の全体構成の一例を示す。光学フィルム製造装置１０１は、長尺状の基材２０をロールトゥロール方式で連続的に搬送しながら、塗布、乾燥、および露光等の工程を経て、複数の配向領域を有する光学フィルム１０を製造する。以下の説明において、上流側とはフィルムの搬送方向の逆方向にあることを意味し、下流側とはフィルムの搬送方向と同じ方向にあることを意味する。図４の光学フィルム製造装置１０１は、供給部１０８、光配向層塗工部１１２、光配向層乾燥部１１４、配向処理部１１６、液晶樹脂層塗工部１２０、液晶樹脂層乾燥部１２２、液晶樹脂層硬化部１２４および巻取部１１０を備えている。

供給部１０８は、基材２０の搬送方向における最も上流側に配され、光学フィルム１０の支持体となる基材２０を供給する。供給部１０８の一例は、送出ロールである。この場合、送出ロールの外周には基材２０が予め巻かれていて、送出ロールが回転することにより基材２０が巻き出される。

光配向層塗工部１１２は、供給部１０８の下流側に配され、基材２０の塗工面Ａに光配向樹脂２８を塗布する。光配向層塗工部１１２は、搬送中の基材２０に対して塗工が可能な塗工装置であればよく、例えば、ダイコータ、マイクログラビアコータまたはロールコータ等を使用することが可能である。

光配向層乾燥部１１４は、光配向層塗工部１１２の下流側に配され、基材２０に塗布さ
れた光配向樹脂２８を乾燥する。光配向層乾燥部１１４は、例えば、搬送中のフィルムを乾燥可能なオーブンまたは送風装置等の乾燥装置を使用することが可能である。

光配向処理部１１６は、光配向層乾燥部１１４の下流側に配され、基材２０を長手方向に連続的に搬送しながら、乾燥された光配向樹脂２８を直線偏光の紫外線で露光する。これにより、光配向処理部１１６は、所定の配向パターンを有する光配向層３０を形成する（図１参照）。

液晶樹脂層塗工部１２０は、光配向処理部１１６の下流側に配され、光配向層３０の上に液晶樹脂３８を塗布する。液晶樹脂層塗工部１２０は、搬送中の基材２０に対して塗工が可能な塗工装置であればよく、例えば、ダイコータ、マイクログラビアコータまたはロールコータ等が使用可能である。

液晶樹脂層乾燥部１２２は、液晶樹脂層塗工部１２０の下流側に配され、光配向層３０の上に塗布された液晶樹脂３８を乾燥する。液晶樹脂層乾燥部１２２は、例えば、搬送中の基材２０上の塗布物を乾燥可能なオーブンまたは送風装置等の乾燥装置を使用可能である。

液晶樹脂層硬化部１２４は、液晶樹脂層乾燥部１２２の下流側に配され、乾燥された液晶樹脂３８に紫外線を照射することにより硬化する。これにより液晶樹脂層硬化部１２４は、光配向層３０に沿って配向した液晶樹脂層４０を形成する（図１参照）。液晶樹脂３８が熱硬化性である場合は、液晶樹脂層硬化部１２４は、オーブン等の加熱装置を使用すれば良い。

巻取部１１０は、光学フィルム製造装置１０１の最も下流側に配され、上流の各段階を経て製造された光学フィルム１０を巻き取る。巻取部１１０は、例えば巻取ロールを使用することができる。巻取部１１０が回転することにより、巻取部１１０の外周に光学フィルム１０が巻き取られる。

供給部１０８と巻取部１１０が同期して回転する手段を備えている場合は、少なくともいずれかがモータ等の回転駆動装置を備えていれば良く、いずれか一方のロールに回転駆動装置を有する場合、回転駆動装置を有するロールがフィルムの搬送を主動し、回転駆動装置がないロールは回転駆動装置を有するロールに従動して回転する。また両方のロールに回転駆動装置を有する場合は、供給部１０８と巻取部１１０は、送出速度および巻取速度を同期させて、フィルムの搬送を安定させることができる。また、供給部１０８と巻取部１１０は、同期させずに独立した回転速度で回転してもよい。また、光学フィルム製造装置１０１は、フィルム搬送経路中に別のモータ付ロール等のフィルム駆動装置を有してもよい。

図５は、本発明の光学フィルム１０の製造工程の一例を説明するための概略断面図である。光学フィルム１０は、基材２０と、光配向樹脂からなる光配向層３０と、液晶樹脂からなる液晶樹脂層４０の積層構造物である。
まず、光配向層３０の形成について説明する。
基材２０の塗工面Ａに、光配向層塗工部１１２にて光配向樹脂２８を塗布し（図５（ｂ）参照）、次いで光配向層乾燥部１１４にて光配向樹脂２８に含まれる溶剤分を揮発させ、固化した光配向層３０（図１参照）を得る。次いで光配向処理部１１６にて直線偏光の紫外線で所望のパターンで露光することにより、異なる配向方向を持った光配向層の配向領域３２、３４を得ることができる（図５（ｃ）〜（ｄ）参照）。具体的には、例えば図４にあるように、光配向層の配向領域３２を露光するための第一露光部１３４および光配向層の配向領域３４を露光するための第二露光部１３６により直線偏光の紫外線をそれぞれの所望の角度を持たせて露光することでこの工程を実施することが可能である。
光配向層３０の膜厚は２０ｎｍ以上であることが必要であり、更には２５ｎｍ以上が好ましい。２０ｎｍ以下では液晶樹脂層４０の配向規制力が不足する為、光配向膜として機能しない。一方、前記光配向層３０の膜厚の上限は、１５０ｎｍ以下である必要があり、更には１３０ｎｍ以下が好ましい。１５０ｎｍ以上の膜厚では、露光不足による配向不良が発生する。

光配向層３０の膜厚の範囲が１３０ｎｍ以下と規定された場合、光配向層３０が基材２０の塗工面Ａの表面凹凸に追従できる為には、塗工面ＡのＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１で規定されている十点平均粗さＲｚｊｉｓは、光配向層３０の最低膜厚の２倍以下の２６０ｎｍ以下が好ましい。基材２０に光配向層３０を塗工する際、塗膜のレベリングにより、表面凹凸の凸部で若干薄く、凹部で若干厚くなる。十点平均粗さＲｚｊｉｓが光配向層３０の膜厚の２倍より大きくなると、塗工面Ａの凸部と凹部との光配向層３０の膜厚差で配向規制力に差が現れ、配向ムラの原因となる。
同様に、光配向層３０の膜厚の範囲が２０ｎｍ以上と規定された場合、十点平均粗さＲｚｊｉｓは光配向層３０の最低膜厚の２倍の４０ｎｍ以下が好ましい。十点平均粗さＲｚｊｉｓが光配向層３０の膜厚の２倍より大きくなると、塗工面Ａの凸部と凹部との光配向層３０の膜厚差で、配向規制力に差が現れ、配向ムラの原因となる。
この為、基材２０の塗工面Ａの表面凹凸は、十点平均粗さＲｚｊｉｓで２６０ｎｍ以下が好ましい。

光配向層３０にはアゾベンゼン、桂皮酸エステル、カルコン、クマリン、ベンゾフェノン、ポリイミド等、あるいはその誘導体、もしくはこれらの官能基を測鎖に有する高分子等を使用することができる。

アゾベンゼン等の光異性化反応により異方性を付与するものであり、比較的高感度で、繰り返しの偏光露光で異方性を変化させることができる。すなわち可逆的あることが特徴である。桂皮酸エステル、カルコン、クマリン、ベンゾフェノン等の光二量化、架橋反応によるものは、配向規制力は小さいが、配向の安定性が高いことが特徴である。ポリイミド等の光分解反応によるものは、比較的低感度であるが、熱安定性が高いことが特徴である。

次に液晶樹脂層４０の形成について説明する。
異なる配向方向を持った複数の光配向層の配向領域３２、３４が形成された光配向層３０の上に、光重合性または光架橋性のサーモトロピック液晶樹脂を含んだコーティング液である液晶樹脂３８を液晶樹脂塗工部１２０により塗布し、固化していない乾燥前の液晶樹脂層を形成する。固化していない乾燥前の液晶樹脂は光配向層３０の異方性に従って、領域毎に一方向に配向する。そして、この固化していない乾燥前の液晶樹脂層を、液晶樹脂層乾燥部１２２及び液晶樹脂層硬化部１２４に通すことで、領域毎で異なる光学異方性を持った固化した液晶樹脂層４０が得られる。必要に応じて、追加熱乾燥工程や露光工程および検査工程などを行うことができる。

サーモトロピック液晶樹脂としては、例えば、アルキルシアノビフェニル、アルコキシビフェニル、アルキルターフェニル、フェニルシクロヘキサン、ビフェニルシクロヘキサン、フェニルビシクロヘキサン、ピリミジン、シクロヘキサンカルボン酸エステル、ハロゲン化シアノフェノールエステル、アルキル安息香酸エステル、アルキルシアノトラン、ジアルコキシトラン、アルキルアルコキシトラン、アルキルシクロヘキシルトラン、アルキルビシクロヘキサン、シクロヘキシルフェニルエチレン、アルキルシクロヘキシルシクロヘキセン、アルキルベンズアルデヒドアジン、アルケニルベンズアルデヒドアジン、フェニルナフタレン、フェニルテトラヒドロナフタレン、フェニルデカヒドロナフタレン、これらの誘導体、またはそれら化合物のアクリレートなどを使用することができる。

図２に示す如く、基材２０の光配向層３０を形成する面に平滑化層７０を形成し、十点平均粗さＲｚｊｉｓを低減した表面に、光配向層３０を形成する事も可能である。平滑化層７０を１層形成することで基材２０の表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓは半分程度に低減することが可能である。基材２０の表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓが低減することより、基材２０の表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓが２６０μｍを超える材料を使用しても、光配向層３０を本発明の膜厚の範囲で形成することが可能になる。
この場合、平滑化層７０の十点平均粗さＲｚｊｉｓは光配向層３０の２倍以下が好ましい。十点平均粗さＲｚｊｉｓが光配向層３０の膜厚の２倍より大きくなると、凸部と凹部との光配向層３０の膜厚差で、配向規制力に差が現れ配向ムラの原因となる。
平滑化層７０の膜厚は、特に規定するものでは無いが、１μｍから４μｍの厚さで形成することで平滑化効果が得られる。
平滑化層７０の材料としてはＰＶＡ樹脂、変性エポキシアクリレート樹脂、アクリルアクリレート樹脂、クレタンアクリレート樹脂などのアクリル樹脂、（メタ）アクリロイルオキシ基を含有する多官能モノマーを主成分とする重合物などの熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが使用可能である。

光配向膜３０と液晶樹脂層４０とを合わせた材料のヘイズが約１．５％である為、基材２０のヘイズは１．５％以下であることが好ましい。基材２０のヘイズの原因として、基材２０の内部散乱と表面散乱とが有り、内部散乱と表面散乱の合成によるヘイズが１．５以下であることが必要である。
本発明で規定した基材２０の表面凹凸を表す指標として、十点平均粗さＲｚｊｉｓが２６０ｎｍより大きくなると表面散乱が１％より大きくなってくる。このため、基材２０に塗布する光配向層３０の表面凹凸による光散乱によるヘイズは、光学特性の観点と基材２０の平滑性の観点より1．５％以下であること好ましく、更には１％以下であることがより好ましい。

また図２に示した平滑化層７０を形成した場合の光学フィルム１０のヘイズも、光学特性の観点より３％以下が求められる。光配向膜３０と液晶樹脂層４０とを合わせた材料のヘイズが約１．５％である為、基材２０と平滑化層７０とを合わせたヘイズは１．５％以下であることが好ましい。ヘイズの原因として、基材２０の内部散乱と表面散乱、平滑化層７０の内部散乱と表面散乱が挙げられる。但し、基材２０の表面散乱は、基材２０と平滑化層７０との屈折率差が０．１％から０．２％と小さい為、無視できるレベルに低減される。
平滑化層７０を形成した場合、本発明で規定した平滑化層７０の表面凹凸が十点平均粗さＲｚｊｉｓで２６０ｎｍより大きくなると表面散乱が１％より大きくなってくる。このため、平滑化層７０の表面凹凸による光散乱によるヘイズは、光学特性の観点と基材の平滑性の観点より1．５％以下であること好ましく、１％以下であることがより好ましい。

本発明の光学フィルム１０は、図１に示すように、Ｙ方向に伸びるストライプ状の光配向層の配向領域３２および３４が、Ｘ方向に交互に繰り返し配された構成を成している。光配向層の配向領域３２および３４の配向角は、液晶パネルの設計により、例えば４５°／１３５°あるいは、０°／９０°のように使い分けている。
また、光配向層の配向領域３２および３４の位相差は、３Ｄ視において右目画像と左目画像のシャッター効果を得る為に、例えば位相差（波長５５０ｎｍ）Ｒｅは１３５±１０ｎｍの範囲で制御が求められている。ここでＲｅは、面内方向のリタデーションを指す。設計上は±１５ｎｍ迄のバラツキは３Ｄ視への影響は少ない。
基材２０としては、ＴＡＣフィルムやＣＯＰフィルムやアクリルフィルムが使用可能であり、基材２０自体に内部位相差がある場合、基材２０の製造時の搬送方向に対して何れか
の方向に遅相軸が現れる為、光配向層の配向領域３２および３４の配向角と基材２０の遅相軸が合成され、相差のバラツキの原因となる。
例えば内部位相差が８ｎｍ、遅相軸が０°方向に有る基材の上に、配向角０°／９０°位相差（波長５５０ｎｍ）Ｒｅが１３５ｎｍの基材を形成する場合、光配向層の配向領域３２と３４で位相差（波長５５０ｎｍ）Ｒｅ＝１４３ｎｍ、１２７ｎｍと位相差のバラツキが発生し、規格±１０ｎｍに対して製造時の工程マージンが狭く、製造するのが困難となる。
この為、基材２０の内部位相差は、光学フィルム１０にて３Ｄ視を阻害しない範囲１５ｎｍ以下であることが必要であり、一般的な製品規格の１０ｎｍ以下であることがより好ましい。

同様に、平滑化層７０を形成した場合も、基材２０と平滑化層７０を合わせた内部位相差は、光学フィルム１０にて３Ｄ視を阻害しない範囲１５ｎｍ以下であることが必要であり、一般的な製品規格の１０ｎｍ以下であることがより好ましい。なお、内部位相差は位相差測定装置ＫＯＢＲＡ（王子計測機器株式会社製）を用いて測定した。

＜実施例１＞
基材２０として市販の光学用のＴＡＣフィルムを使用し、基材２０の上に光配向膜３０を形成し、更に重ねて液晶樹脂層４０を形成した。
光配向膜３０は２量化型光配向樹脂、液晶樹脂層４０は複屈折率△ｎ＝０．１１のＡプレート型の重合性液晶をＲｅ＝１３５ｎｍ（波長５５０ｎｍ）を狙ってダイコータで塗工して形成した。
光配向膜３０の偏光露光は配向ムラを視認しやすい様に、配向角を１方向に固定したベタ露光で実施した。このようにして、表１〜表３で評価結果を示した各サンプルを作製した。

液晶樹脂層４０の塗工液組成を下記に示す。
水平配向重合性液晶 １９．５質量部
（ＢＡＳＦジャパン製「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ−２４２」）
光重合開始剤 ０．５質量部
（ＢＡＳＦジャパン製「イルガキュアーＯＸＥ０１」）
界面活性剤 ０．７質量部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ３３０」３％酢酸ブチル溶液）
酢酸ブチル ７９．３質量部

表１は、基材の十点平均粗さＲｚｊｉｓが６５ｎｍの時の光配向層の膜厚と配向性の評価結果を示している。表２は、基材の十点平均粗さＲｚｊｉｓが２４３ｎｍの時の光配向層の膜厚と配向性の評価結果を示している。表３は、基材の十点平均粗さＲｚｊｉｓが２３ｎｍの時の光配向層の膜厚と配向性の評価結果を示している。

表１〜表３の配向性（目視検査）の評価結果は、白色の面光源の上に直線偏光フィルム、本発明の光学フィルム１０、更に直線偏光フィルムをクロスニコルで重ね、広い面積で配向不良による透過光のムラの発生の有無を官能評価で実施し、○は良好、△はムラが見える、×はムラが顕著に見える、という形で評価した。

表１、表２から、光配向層３０の膜厚が、十点平均粗さＲｚｊｉｓの１／２以上の領域で配向不良が抑えられることが確認された。
表３から、光配向層３０の膜厚が十点平均粗さＲｚｊｉｓの１／２付近では、配向規制力が得られない領域である為、配向不良が発生することが分かった。また光配向層３０の膜厚の配向規制力が得られる２５ｎｍ以上の領域で、配向不良が抑えられることが確認された。

＜実施例２＞
基材２０として、実施例１の表１の十点平均粗さＲｚｊｉｓが６５ｎｍであるＴＡＣフィルムを使用した。基材２０のヘイズは０．２％、内部位相差は８ｎｍで遅相軸は０°である。
基材２０の上に光配向層３０が形成され、重ねて液晶樹脂層４０が形成された構成である。基材２０の光配向層３０が形成される反対の塗工面には反射防止層としてＡＧ層ないしＬＲが設けられている。つまり、（光配向層）／ＴＡＣ／反射防止層の層構成で評価した。
光配向層３０は２量化型光配向樹脂を乾燥膜厚３３ｎｍで形成し、液晶樹脂層４０は複屈折率△ｎ＝０．１１のＡプレート型の重合性液晶をＲｅ＝１３５ｎｍ（波長５５０ｎｍ）を狙いダイコータで塗工して形成した。
光配向層３０の偏光露光は、基材２０の内部位相差の影響を受けにくい配向角４５°／１３５°にてパターン露光した。このようにして、評価するサンプルを作製した。

液晶樹脂層４０の塗工液組成を下記に示す。
水平配向重合性液晶 １９．５質量部
（ＢＡＳＦジャパン製「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ−２４２」）
光重合開始剤 ０．５質量部
（ＢＡＳＦジャパン製「イルガキュアーＯＸＥ０１」）
界面活性剤 ０．７質量部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ３３０」３％酢酸ブチル溶液）
酢酸ブチル ７９．３質量部

実施例２にて作製された光学フィルムは、白色の面光源の上に直線偏光フィルム、本発明の光学フィルム１０、更に直線偏光フィルムをクロスニコルで重ねての観察にて、広い面積で配向不良による透過光のムラの発生もないことを確認した。
また、光配向層の配向領域３２および３４ともに位相差がＲｅ＝１３２ｎｍで面内バラツキも３σで５ｎｍであり、Ｒｅ＝１３５±１０ｎｍの目標規格をクリアした。
ヘイズも、光学フィルムとして２％以下を実現することができた。

以上、本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載した範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の３Ｄ表示用光学フィルムは、液晶、有機ＥＬ、プラズマ方式からなるテレビ、モニター、携帯タブレットなどに展開でき、これらの画像表示装置で容易に３Ｄ表示が可能になると共に、表示ムラの抑制された３Ｄ画像表示が可能になる。また、位相差を利用した液晶表示装置、印刷物を含めた立体表示物、偏光板をかざすと絵柄が表示される潜像表示体などへの利用も可能である。

１０、１００ 光学フィルム
２０ 基材
２８ 光配向樹脂
３０ 光配向層
３２、３４ 光配向層の配向領域
３８ 液晶樹脂
４０ 液晶樹脂層
４２、４４ 液晶樹脂層の配向領域
５０、６０ 配向方向
７０ 平滑化層
８０ 反射防止層
１０１ 光学フィルム製造装置
１０２ 基材
１０４ 第１偏光変調部
１０６ 第２偏光変調部
１０８ 供給部
１１０ 巻取部
１１２ 光配向層塗工部
１１４ 光配向層乾燥部
１１６ 光配向処理部
１２０ 液晶樹脂層塗工部
１２２ 液晶樹脂層乾燥部
１２４ 液晶樹脂層硬化部
１３０ 遮光部
１３４ 第一露光部
１３６ 第二露光部
１４０ ガラスマスク
１５０ 立体画像表示装置
１５２ 光源
１５４ 画像出力部
１５８ 光学機能膜
１６４ 光源側偏光板
１６６ 保持基板
１６８ 画像生成部
１７０ 保持基板
１７４ 出射側偏光板
１７８ 右目用画像生成部
１８０ 左目用画像生成部
１９０ 偏光眼鏡
１９２ 右目用レンズ
１９４ 左目用レンズ

Claims (7)

1. ストライプ状に形成された配向領域の中で同一の配向方向を有する液晶樹脂層の配向領域が、そのストライプの短辺方向に交互に異なる配向方向を有するように形成されている光学フィルムであって、前記光学フィルムの基材の上に光配向層と液晶樹脂層がこの順に積層されてなり、前記配向領域の配向方向の一方は前記ストライプの長辺方向に平行であり、隣接する配向領域の配向方向は前記ストライプの短辺方向に平行であり、前記光配向層の厚さはこの光配向層が積層される面の表面粗さに対応させて設定することを特徴とする光学フィルム。
2. 前記光配向層の厚さが２０ｎｍ以上、１３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。
3. ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１によって求められる前記基材の十点平均粗さＲｚｊｉｓが、前記光配向層の厚さの２倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルム。
4. 基材と光配向層との間に平滑化層を備えており、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１によって求められる前記基材の上に形成した平滑化層の十点平均粗さＲｚｊｉｓが、前記光配向層の厚さの２倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルム。
5. ＪＩＳ Ｋ ７１３６によって求められる前記基材の表面凹凸による光散乱によるヘイズが１．５％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルム。
6. ＪＩＳ Ｋ ７１３６によって求められる、前記基材の上に平滑化層と光配向層をこの順に形成した材料の光散乱によるヘイズが１％以下であることを特徴とする請求項４に記載の光学フィルム。
7. 前記基材と前記平滑化層の内部位相差の合成が１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４または６に記載の光学フィルム。

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