JP2017198748A - 調光フィルム及び調光フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチドメイン化により視野角特性を向上するようにして、十分な透過光量を確保できる調光フィルムを提供する。【解決手段】液晶セル４を直線偏光板２、３により挟持してなる調光フィルム１において、液晶セル４は、透明フィルム材による基材６に透明電極１１、配向層１３を作製してなる第１の積層体５Ｄと、透明フィルム材による基材１５に透明電極１６、配向層１７を作製してなる第２の積層体５Ｕと、第１及び第２の積層体５Ｄ、５Ｕにより挟持された液晶層８とを備え、第１及び又は第２の積層体５Ｄ、５Ｕの配向層１３、１７が、光配向層であり、光配向層の配向規制力により複数のドメインが形成され、第１の積層体５Ｄには、ドメインのドメイン境界に、柱形状のスペーサー１２が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する電子ブラインド等に利用可能な調光フィルムに関する。

従来、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する調光フィルムに関する工夫が種々に提案されている（特許文献１、２）。このような調光フィルムの１つに、液晶を利用したものがある。この液晶を利用した調光フィルムは、透明電極、配向層を作製した透明フィルム材により液晶材料を挟持して液晶セルが作製され、この液晶セルを直線偏光板により挟持して作成される。これによりこの調光フィルムでは、液晶に印加する電界の可変により液晶の配向を可変して外来光を遮光したり透過したりし、さらには透過光量を可変したりし、これらにより外来光の透過を制御する。

このような調光フィルムは、窓に貼り付けたりして使用されることにより、入射光を遮光しない場合には、充分な透過率により外来光を透過することが望まれる。

画像表示パネルの１つのである液晶表示パネルは、透明電極、配向膜を作製してなる１対のガラス板材により液晶を挟持して液晶セルが構成され、この液晶セルを直線偏光板により挟持して構成される。液晶表示パネルは、この透明電極のパターンニングにより、画素単位で、液晶に印加する電界を可変して所望の画像を表示する。

このような液晶表示パネルは、マルチドメイン化により視野角特性を向上する工夫が種々に提案されており、特許文献３には、線状突起、点状突起等によるリブを設けて配向層を作製することにより、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式におけるマルチドメイン化方式（ＭＶＡ：Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）が提案されている。ここでＶＡ方式は、液晶の配向を垂直配向と水平配向とで変化させて透過光を制御する方式であり、一般的に、無電界時、液晶を垂直配向させることにより、液晶層を垂直配向層により挟持して液晶セルが構成され、電界の印加により液晶材料を水平配向させるように構成される。ここでマルチドメイン化とは、電界の可変に対して液晶分子の挙動が異なる領域を複数設けることであり、一般的に、複数領域における光学特性の平均値化（積分化）により視野角特性を向上するために適用される。

また液晶表示パネルでは、フォトレジストにより柱形状にスペーサーを作製し、このスペーサーにより液晶層の厚みを保持するように構成されえている。このような液晶表示パネルでは、画素間の遮光部であるブラックマトリックスの下に、この種のスペーサーを配置し、これによりスペーサーによる種々の影響を有効に回避して、画素単位で液晶層の厚みを保持するよう構成されている。

ところで調光フィルムは、液晶表示パネルと同様に偏光面の制御により透過光量を制御することにより、液晶表示パネルで利用されている種々の液晶駆動方式を適用できると考えられる。具体的に、ＭＶＡ方式を適用して調光フィルムを作製すれば、マルチドメイン化により視野角特性を向上して調光フィルムを作製することができると考えられる。

しかしながらＭＶＡ方式の画像表示パネルでは、透明電極のパターンニング、リブの形成等によりマルチドメイン化が図られており、透明電極のパターンニングにより透明電極上における液晶材料の配向性が局所的に劣化したり、リブにより電圧印加時における透過率が低下する傾向がある。これにより単純に液晶表示パネルに係るＭＶＡ方式を適用して調光フィルムを作製した場合には、十分に透過光量を確保できない問題がある。

特開平０３−４７３９２号公報 特開平０８−１８４２７３号公報 特開平１１−２４２２２５号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、マルチドメイン化により視野角特性を向上するようにして、十分な透過光量を確保できるようにすることを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、光配向層の配向規制力によりマルチドメイン化することにより、視野角特性を向上し、十分な透過光量を確保できるようにする。さらにこのマルチドメインに係るドメイン境界に、スペーサーを配置し、さらに透過光量を確保する、との着想に至り、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） 液晶セルを直線偏光板により挟持してなる調光フィルムにおいて、
前記液晶セルは、
透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製してなる第１の積層体と、
透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製してなる第２の積層体と、
前記第１及び第２の積層体により挟持された液晶層とを備え、
前記第１及び又は第２の積層体の配向層が、光配向層であり、
前記光配向層の配向規制力により複数のドメインが形成され、
前記第１の積層体には、前記ドメインのドメイン境界に、柱形状のスペーサーが設けられた調光フィルム。

（１）によれば、ドメイン境界に、柱形状のスペーサーが設けられていることにより、局所的に透過率が低下する部位を纏めて、調光フィルム全体における透過率の低下する部位の面積を低減することができる。これによりマルチドメイン化により視野角特性を向上するようにして、十分な透過光量を確保することができる。

（２） （１）において、
前記配向層は、
前記ドメイン境界の延長方向と直交する方向が、前記液晶層の液晶分子の長軸方向となるように前記液晶分子を配向させるように配向規制力が設定された調光フィルム。

（２）によれば、スペーサーにおいてディスクリネーションにより透過率が低下する部位を、ドメイン境界においてディスクリネーションにより透過率が低下する部位に効率良く配置することができ、これにより一段と透過率を向上することができる。

（３） （１）又は（２）において、
前記ドメインの繰り返し方向に任意に選択した少なくとも１００ｍｍの範囲において、前記ドメインの幅が、前記ドメインの連続する方向で、ランダムに変化する調光フィルム。

（３）によれば、ドメインの幅がランダムに変化することにより、調光フィルム越しに屋外の風景等を鮮明に見て取ることができるようにして、マルチドメイン化により視野角特性を向上するようにし、さらに十分な透過光量を確保することができる。

（４） （１）、（２）、（３）の何れかにおいて、
前記スペーサーのビッカース硬度値Ｘｓが１６．９以上４０．２以下であり、
前記スペーサーの先端が当接する前記第２の積層体の部位のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８以上３５．９以下である調光フィルム。

（４）によれば、スペーサーのビッカース硬度値Ｘｓが１６．９以上４０．２以下であり、スペーサーの先端が当接する第２の積層体の部位のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８以上３５．９以下であることにより、使用中の押圧力等により、スペーサーの先端が対向する面に貫入したりする状況を低減して、セルギャップの不均一化、局所的な配向不良の発生を低減し、さらは液晶材料の漏出を有効に回避することができる。またさらに基材の傷つきを低減し、また全体が屈曲した際のクラックの発生を低減することができる。これらによりスペーサーに関する信頼性を従来に比して一段と向上することができる。

（５） 透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製して第１の積層体を作製する第１の積層体作製工程と、
透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製して第２の積層体を作製する第２の積層体作製工程と、
前記第１及び第２の積層体により液晶層を挟持して液晶セルを作製する工程とを備え、
前記第１の積層体作製工程は、
前記透明電極の上に、又は前記配向層の上に、柱形状によるスペーサーを配置する工程を備え、
前記第１及び又は第２の積層工程は、
塗工液を前記基材に塗工して光配向層の材料層を作製する塗工工程と、
前記塗工工程により作製した前記光配向層の材料層に紫外線を繰り返し照射して配向規制力を設定することにより、前記液晶セルに複数のドメインが形成されるように前記配向層を作製する露光工程とを備え、
前記ドメインのドメイン境界に、前記スペーサーを配置する調光フィルムの製造方法。

（５）によれば、ドメイン境界に、柱形状のスペーサーが設けられていることにより、局所的に透過率が低下する部位を纏めて、調光フィルム全体における透過率の低下する部位の面積を低減することができる。これによりマルチドメイン化により視野角特性を向上するようにして、十分な透過光量を確保することができる。

本発明によれば、マルチドメイン化により視野角特性を向上するようにして、十分な透過光量を確保できる。

本発明の第１実施形態に係る調光フィルムを示す断面図である。 図１の調光フィルムにおける配向層の説明に供する図である。 図１の調光フィルムにおける配向層の他の例の説明に供する図である。 図１の調光フィルムにおけるスペーサーの配置の説明に供する図である。 スペーサーと配向規制力との関係の説明に供する図である。 図５の続きの説明に供する図である。 図１の調光フィルムの製造工程を示すフローチャートである。 図７の製造工程の詳細の説明に供する図である。 図８の製造工程における露光工程の説明に供する図である。 本発明の第２実施形態に係る調光フィルムの説明に供する図である。 本発明の第３実施形態に係る調光フィルムの説明に供する図である。

〔第１実施形態〕
〔調光フィルム〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る調光フィルムを示す断面図である。この調光フィルム１は、建築物の窓ガラス、ショーケース、屋内の透明パーテーション等の調光を図る部位に、粘着剤層等により貼り付けて使用され、印加電圧の可変により透過光の光量を制御する。

この調光フィルム１は、液晶を利用して透過光を制御するフィルム材あり、直線偏光板２、３により調光フィルム用の液晶セル４を挟持して構成される。ここで直線偏光板２、３は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素等を含浸させた後、延伸して直線偏光板としての光学的機能を果たす光学機能層が形成され、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の透明フィルム材による基材により光学機能層を挟持して作製される。直線偏光板２、３は、クロスニコル配置により、紫外線硬化性樹脂等による接着剤層により液晶セル４に配置される。なお直線偏光板２、３には、それぞれ液晶セル４側に光学補償に供する位相差フィルム２Ａ、３Ａが設けられるものの、位相差フィルム２Ａ、３Ａは、必要に応じて省略してもよい。

液晶セル４は、後述する透明電極への印加電圧により透過光の偏光面を制御する。これにより調光フィルム１は、透過光を制御して種々に調光を図ることができるように構成される。

〔液晶セル〕
液晶セル４は、フィルム形状による第１及び第２の積層体である下側積層体５Ｄ及び上側積層体５Ｕにより液晶層８を挟持して構成される。下側積層体５Ｄは、透明フィルム材による基材６に、透明電極１１、スペーサー１２、配向層１３を作製して形成される。上側積層体５Ｕは、透明フィルム材による基材１５に、透明電極１６、配向層１７を積層して形成される。液晶セル４は、この上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄに設けられた透明電極１１、１６の駆動により、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式におけるマルチドメイン化方式であるＭＶＡ方式により液晶層８に設けられた液晶材料の配向を制御し、これにより透過光の偏光面を制御する。

基材６、１５は、この種のフィルム材に適用可能な種々の透明フィルム材を適用することができるものの、光学異方性の小さなフィルム材を適用することが望ましい。この実施形態において、基材６、１５は、ポリカーボネートフィルムが適用されるものの、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）フィルム等を適用してもよい。

透明電極１１、１６は、この種のフィルム材に適用される各種の電極材料を適用することができ、この実施形態ではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）による透明電極材により形成される。

スペーサー１２は、液晶層８の厚みを規定するために設けられ、各種の樹脂材料を広く適用することができるものの、この実施形態ではフォトレジストにより作製され、透明電極１１を作製してなる基材６の上に、フォトレジストを塗工して露光、現像することにより円柱形状等の柱形状により作製される。なおスペーサー１２は、上側積層体５Ｕに設けるようにしてもよく、上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄの双方に設けるようにしてもよい。

より具体的にスペーサー１２は、直径２５μｍ以下９μｍ以上の断面円形形状による円柱形状により、より好ましくは直径１２μｍ以下９μｍ以上の断面円形形状による円柱形状により形成され、５０個／ｍｍ^２以上３００個／ｍｍ^２以下の密度により配置されるものの、好ましく５０個／ｍｍ^２以上１００個／ｍｍ^２以下の密度により配置してもよい。

配向層１３、１７は、光配向層により形成される。ここでこの光配向層に適用可能な材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を広く適用することができるものの、この実施形態では、例えば光２量化型の材料を使用する。この光２量化型の材料については、「Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ， Ｋ．Ｓｃｈｍｉｔｔ， Ｖ． Ｋｏｚｉｎｋｏｖ ａｎｄ Ｖ． Ｃｈｉｇｒｉｎｏｖ ： Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．， ３１， ２１５５ （１９９２）」、「Ｍ． Ｓｃｈａｄｔ， Ｈ． Ｓｅｉｂｅｒｌｅ ａｎｄ Ａ． Ｓｃｈｕｓｔｅｒ ： Ｎａｔｕｒｅ， ３８１， ２１２（１９９６）」等に開示されている。

液晶層８は、この種の調光フィルムに適用可能な各種の液晶材料を広く適用することができる。具体的に、液晶層８には、例えば、特開２００３−３６６４８４号に記載の液晶化合物を用いることができる。また、上市品としては、例えばメルク社製ＭＬＣ２１６６等の液晶材料を適用することができる。なお液晶セル４は、液晶層８を囲むように、シール材１９が配置され、このシール材１９により上側積層体５Ｕ、下側積層体５Ｄが一体に保持され、液晶材料の漏出が防止される。

〔マルチドメイン化〕
ここで調光フィルム１は、このように配向層１３、１７に光配向層を適用して、この光配向層の配向規制力の設定（パターンニング）によりマルチドメイン化が図られる。すなわち上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄは、平面視、矩形形状により形成され、上側積層体５Ｕに係る配向層１７は、図２（Ａ）により示すように、この矩形形状に係る短辺に沿って延長する第１及び第２の帯状の領域Ａ、Ｂが、この延長方向と直交する方向に密接して順次交互に設けられる。

この第１及び第２の領域Ａ、Ｂは、ＭＶＡ方式の各ドメインＤＡ、ＤＢに係る領域であり、液晶層８の液晶材料に対してプレチルト角が異なる向きとなる領域であり、これにより配向規制力の方向が異なるように作製される。より具体的に、この実施形態では、このプレチルト角に係るプレチルトの方向（矢印Ａ及びＢにより示す）が、第１及び第２の領域で、第１及び第２の領域の境界からほぼ垂直の方向である逆向きの方向となるように設定される。なおこのプレチルト角に係るプレチルトの方向は、光配向層の露光に供する光源の方向により設定される。なお第１及び第２の領域は、方位角方向については、同一方向に配向規制力を発現するように作製される。

下側積層体５Ｄに係る配向層１３は、この上側積層体５Ｕの配向層１７に対応するように、同様に帯状領域Ａ、Ｂが順次交互に設けられる。これにより液晶セル４において、この帯状領域Ａ、Ｂに対応する帯状領域による第１及び第２のドメインＤＡ、ＤＢが順次交互に設けられ、これにより視野角特性を充分に確保できるように構成される。

ここでこの図２（Ａ）の例では、領域Ａ及びＢでプレチルト角に係るプレチルトの方向を異ならせることを前提に、第１及び第２の領域の境界からほぼ垂直の方向である逆向きの方向となるようにプレチルトの方向を設定するものの、この向きにあっては、第１及び第２の領域で逆向きに設定して充分に視野角特性を向上することができ、例えば図２（Ｂ）により示すように、帯状領域Ａ及びＢに係る延長方向としてもよく、この延長方向に対して斜めに傾くようにしてもよい。

なお光配向層の配向規制力によるマルチドメイン化は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、配向層１３及び１７のうちの一方のみパターンニングして、他方の配向層については、全面に均一に配向規制力を設定するようにしてもよく、この場合、この他方の配向層は、一方の配向層の第１及び第２の領域Ａ及びＢにおけるプレチルトの方向を２分する中央の方向が、プレチルトの方向となるように設定することが望ましい。このように配向層１３及び１７のうちの一方のみパターンニングして、他方の配向層については、全面に均一に配向規制力を設定する場合には、上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄの積層時における位置合わせを簡略化することができる。

またこの他方の配向層にあっては、無電界時、近傍の液晶材料をチルト角９０度により配向させる構成を適用することができる。なおこのような配向層の構成は、例えば光配向層の材料層を無偏光の紫外線により硬化させて垂直配向層として機能させる構成、光配向層の材料層を硬化させることなく、単に塗工層を乾燥させただけの状態に保持することによりこの材料層を垂直配向層として機能させる構成等を適用することができる。このように構成しても、上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄの積層時における位置合わせを簡略化することができる。

なおこのような帯状の形状に代えて、長方形形状、正方形形状、菱形形状等により第１及び第２の領域Ａ及びＢを作製してもよく、これらの場合には市松模様状にこれら第１及び第２の領域Ａ、Ｂが配置される。

このように光配向層のパターンニングによりマルチドメイン化することにより、透明電極のパターンニング、リブの形成によりマルチドメイン化する場合のような透過率の低下を有効に回避することができ、これらによりマルチドメイン化により視野角特性を向上するようにして、十分な透過光量を確保することができる。

ここでこのようにして作製される第１及び第２のドメインＤＡ、ＤＢに係る第１及び第２の領域Ａ及びＢの幅ＷＡ、ＷＢは、３０μｍ以上３０００μｍ以下により、より好ましくは１００μｍ以上２０００μｍ以下により作製される。ここで幅ＷＡ及びＷＢが大きい場合には、第１及び第２のドメインが視認されて視野角特性の向上効果を確保することが困難になるものの、幅ＷＡ、ＷＢが小さい場合には、ドメイン境界の増大により透過率が低下することになる。これによりこの実施形態では、透過率の低下を有効に回避して、確実に視野角特性を向上できるように構成される。

〔スペーサーの配置〕
ところでこのようにして光配向層の配向規制力によりマルチドメイン化する場合、ドメイン境界ではディスクリネーションにより透過率が低下することになる。

具体的に、図４は、液晶セル４による調光フィルムを顕微鏡により観察した状態を示す模式図であり、電界の印加により入射光を透過する状態の図である。調光フィルムにおいては、ドメインＤＡ、ＤＢによるドメイン境界ＢＤに、線状に、輝度レベルの低い部位が形成され、図２による配向層１３、１７の構成では、この線状の輝度レベルの低い部位が各境界に２本形成されるのに対し、図３による配向層１３、１７の構成では、この線状の部位が各境界に１本形成される。

またスペーサー１２にあっては、その周囲で液晶分子の配向が乱れることにより、その周囲では透過率が低下することになる。

そこでこの実施形態では、図４に示すように、ドメイン境界ＢＤにスペーサー１２を配置することにより、ドメイン境界ＢＤによる透過率の低下する部位とスペーサー１２により透過率の低下する部位とを重ね合わせて、調光フィルム１全体における透過率の低下する部位の面積を低減し、これにより十分な透過光量を確保できるようにする。

ここで透過光量を充分に確保する観点からは、液晶セル４に配置するスペーサー１２の全てを、ドメイン境界ＢＤに配置することが望ましい。しかしながら全てを、ドメイン境界ＢＤに配置した場合には、ドメインＤＡ、ＤＢの連続する方向でスペーサー１２が規則的に配置されることにより、回折光が発生し、その結果、調光フィルム越しに見て取られる風景の解像度が低下する恐れがある。これによりこの実施形態では、調光フィルム１に配置したスペーサー１２の全部又は一部がドメイン境界ＢＤに配置される。またドメイン境界ＢＤに配置されていないスペーサー１２は、ランダムに配置される。またドメイン境界ＤＢに配置されるスペーサー１２にあっても、ドメイン境界ＢＤの延長方向については、ランダムに配置される。

ここでスペーサー１２の直径をＷとし、ドメイン境界ＢＤに現れる輝度レベルの小さい部位が１本であって直線状の部位であるものとし、ドメインの幅をＷＤとする。この場合、ランダムにスペーサー１２を配置して、ドメイン境界ＤＢに現れる輝度レベルの小さい直線状の部位に、スペーサー１２が一部でも重なり合う確率は、２Ｗ／ＷＤで表される。これによりこの実施形態では、透過光量を充分に確保する観点から、調光フィルム１に配置したスペーサー１２の２０％以上、好ましくは３５％以上、より好ましくは５０％以上がドメイン境界ＢＤに、より具体的には、ドメイン境界ＢＤに発生する線状の輝度レベルの低い部位に配置される。

〔スペーサーに対する配向規制力の設定〕
ここで図５（Ａ）に示すように、配向層１３の配向規制力により、液晶分子８Ａは、配向規制力の方向（矢印により示す）が長軸方向となるように配向することになる。これに対してスペーサー１２の周囲では、図５（Ｂ）に示すように、スペーサー１２の周側面に対して垂直に液晶分子８Ａが配向する。これにより図５（Ｃ）に示すように、スペーサー１２の周囲では、配向層の配向規制力の方向に対して、この配向規制力の方向を横切る方向に、ディスクリネーションにより透過率が低下する領域ＡＲが発生する。

これにより図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）について上述したように、ドメイン境界ＢＤに係る第１及び第２の領域Ａ及びＢの境界の延長方向に、第１及び第２の領域Ａ及びＢで交差する方向へのプレチルト方向を設定したでは、図６（Ａ）に示すように、ドメイン境界ＢＤ上に、スペーサー１２によるディスクリネーションにより透過率が低下する領域ＡＲを効率良く配置することができなくなる。しかしながら図２（Ａ）及び図３（Ａ）について上述したドメイン境界ＢＤに係る第１及び第２の領域Ａ及びＢの境界の延長方向に対して垂直方向がプレチルト方向（配向規制力の方向）となるように設定すると、図６（Ｂ）に示すように、ドメイン境界ＢＤ上に、スペーサー１２によるディスクリネーションにより透過率が低下する領域ＡＲを効率良く配置することができる。これによりこのように配向規制力の方向と直交する方向が、ドメイン境界ＢＤの延長方向となるように設定して、透過率を一段と向上することができる。

なおこれにより例えば図６（Ｃ）により示すように、例えばドメイン境界ＢＤを間に挟んで配向規制力の方向が直交するように設定した場合には、この直交する配向規制力に対して直交する方向を、透過率が低下する領域ＡＲの方向とすることができ、これにより例えば４ドメインによりマルチドメイン化する場合にも適用することができる。

〔スペーサーの詳細構成〕
ここでこの実施形態では、上述したようにフォトレジストを使用して円柱形状又は円錐台形状によりスペーサー１２が形成される。このようにしてスペーサー１２を作製して、この実施形態では、スペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９以上４０．２以下であり、スペーサー１２の先端が当接する第２の積層体５Ｕの部位のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８以上３５．９以下であるように設定され、これによりスペーサーに関する信頼性を従来に比して一段と向上する。なお、ビッカース硬度の値は、以下の実施例に記載の条件における測定値である。

すなわちスペーサー１２の先端が当接する第２の積層体５Ｕの部位のビッカース硬度値Ｘｆが１１．８未満の場合、使用中の押圧力により、スペーサー１２の先端が対向する面に貫入し、その結果、セルギャップが不均一化したり、局所的な配向不良が発生する。またこの場合、スペーサー１２の組み立て時の接触等により基材２１Ａにキズが発生したり、全体を屈曲した際にクラックが生じたりする。

またスペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９未満の場合には、外圧によりスペーサー１２が潰れてセルギャップが低減し、所望のセルギャップを得られなくなる。またスペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓが４０．２を超える場合、又はスペーサー１２の先端が当接する第２の積層体５Ｕの部位のビッカース硬度値Ｘｆが３５．９を超える場合にあっても、セルギャップが低減したり、キズ、クラックが発生したりする場合がある。

しかしながらスペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９以上４０．２以下であり、スペーサー１２の先端が当接する第２の積層体５Ｕの部位のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８以上３５．９以下であるように設定すれば、これらの問題を一挙に解決してスペーサーに関する信頼性を従来に比して一段と向上することができる。

〔試験結果〕
表１及び表２は、このスペーサーに関する構成の確認に供した試験結果を示す図表である。この表１及び表２における実施例、比較例は、スペーサー及びこのスペーサーが当接する配向層に関する構成が異なる点を除いて、同一に構成される。より具体的に、これら実施例、比較例の調光フィルムは、下側積層体５Ｄにのみスペーサー１２を設けるようにし、このスペーサー１２に係る熱処理の条件により、スペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓを変化させた。また配向層２３Ａを作製する際の条件により、スペーサー１２の先端が当接する第２の積層体５Ｕの部位のビッカース硬度値Ｘｆを変化させた。

すなわちスペーサー１２は、スペーサー１２に係る塗工液を塗工した後、乾燥させ、その後、露光装置を使用したマスク露光により、スペーサー１２を作製する部位を選択的に露光する。なおこれはポジ型のフォトレジストの場合であり、ネガ型のフォトレジストではこれとは逆にスペーサー１２を作製する部位を除く部位が選択的に露光処理される。その後、スペーサー１２は、現像処理により未露光の部位又は露光処理した部位が選択的に除去されてリンス等の処理が実行され、必要に応じて乾燥等の処理が実行される。

この露光処理では、事前に加熱していわゆるハーフキュアーの状態で露光処理したり、加熱した環境下で露光処理する場合があり、また現像処理において、リンス等の処理を実行した後、加熱処理して反応を促進する場合がある。スペーサー１２の硬度Ｘｓは、スペーサー１２に係るフォトレジストの材料の選定、露光工程、現像工程における加熱の温度、時間の設定、露光光量及び露光時間の設定により設定することができる。

この実施形態では、この露光工程、現像工程における加熱の温度、時間の設定により、スペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓがそれぞれ１４．８、１６．９、２２．２、４０．２、５１．４である下側積層体５Ｄを作製した。なおこの硬度は、スペーサー１２の作成条件をそれぞれ設定して下側積層体５Ｄを作製し、この下側積層体５Ｄにより調光フィルム１０を一旦作製した後、分解して計測した計測値である。またこの計測は、各調光フィルムで１２点を計測し、最大値及び最小値を除いて残る１０点の平均値による計測結果である。

なおスペーサー１２は、直径９μｍ、高さ６μｍの円柱形状により作製した。また基材２１Ｂの面内方向で直交する２方向に１１０μｍピッチにより規則的に配置した。従って基材２１Ｂ上においてスペーサー１２の占める割合（占有率）は、０．５％（＝（（９／２）^２×３）／（１１０）^２）である。

なお占有率を大きくすると、スペーサー１個当たりに印加される応力が小さくなることにより、スペーサー１２が潰れたり、先端が貫入したりする現象を軽減できるものの、占有率を大きくすると、透過率が劣化したり、遮光率が劣化したりする。しかしながら占有率が小さい場合には、透過率、遮光率等の光学特性を確保することができるものの、スペーサー１２が潰れたり、先端が貫入したりする現象を避け得なくなる。これにより占有率は、０．５％以上、１０％以下であることが望ましい。

これに対してこのスペーサーが当接する面である上側積層体１２の配向層２３Ａにあっては、塗工液を塗工して乾燥、熱硬化することにより製造し、この熱硬化の条件（加熱温度、加熱時間）等の設定によりビッカース硬度値Ｘｆを設定した。これにより実施例、比較例では、ビッカース硬度値Ｘｆが１０．２、１１．８、２４．８、３５．９、３８．５である上側積層体１２を製造した（表４）。なおこの硬度Ｘｆは、配向層２３Ａの作成条件をそれぞれ設定してスペーサーが当接する面である上側積層体１２の配向層２３Ａについて硬さの異なる上側積層体１２を製造し、この上側積層体１２により調光フィルム１０を一旦製造した後、分解して計測した計測値である。１２点で計測し、最大値及び最小値を除いて残る１０点の平均値による計測結果である。

なおビッカース硬度値Ｘｓ、Ｘｆは、ヘルムートフィッシャー社製ＰＩＣＯＤＥＮＴＯＲ ＨＭ５００を使用して計測した。計測は、押し込み速度３００ｍＮ／２０ｓｅｃ、リリース速度３００ｍＮ／２０ｓｅｃ、クリープ時間５秒により、最大荷重を１００ｍＮの測定条件とした。

表１、表示２の各実施例、比較例では、このようにして作製した上側積層体５Ｕ、下側積層体５Ｄにより調光フィルムを作製して試験した。表１、表２の試験では、定盤による硬度の高い平滑面に調光フィルムを載置した状態で、０．８ＭＰａに相当する加重を印加した後、セルギャップを計測してセルギャップの減少を判断した。なお加重の時間は２４時間である。またこのように加重した後、上側積層体及び下側積層体を剥離してスペーサーを顕微鏡により観察して、スペーサーの潰れを観察してセルギャップの減少を観察し、またスペーサーが当接する部位を顕微鏡により観察してスペーサー先端の貫入を観察した。

ここでこの顕微鏡による観察にはＳＥＭ等の手法を用いて正面視、斜視、及び断面観察し、目視でスペーサーの変形を確認し、スペーサーの変形が確認された場合にはその状況に応じ、「セルギャップ減少、スペーサー潰れ」の有無を○×判定した。従ってこの表１、表２において「○」は、対応する項目に係る異常が見られない場合であり、「×」は対応する項目に係る異常が見られる場合である。

また同様にスペーサーが当接する部位をＳＥＭ等の手法を用いて斜視した場合、窪み（凹部）が確認された場合、「フィルム貫入」を「×」判定とし、凹部が認められない場合、「フィルム貫入」を「○」判定とした。

また積層体５Ｕ及び１３を積層して０．１ＭＰａに相当する加重を印加した状態で、積層体５Ｕ及び１３の相対位置を０．１ｃｍ／ｓｅｃにより変位させ、目視により傷の発生を確認した。ここで複数サンプルの半数以上で、傷の発生が確認された場合、「キズ（フィルム）」を「×」により示し、これとは逆に、複数サンプルの半数以上で、傷の発生が確認されない場合、「キズ」を「○」により示す。

また調光フィルムの状態で、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−１の曲げ試験の規定に従って、直径２ｍｍの円柱マンドレルに巻き付けてクラックの発生を確認した。この試験で複数サンプルの半数以上で、基材にクラックの発生が確認された場合、「クラック（フィルム）」を「×」により示し、これとは逆に、複数サンプルの半数以上で、基材にクラックの発生が確認されない場合、「クラック」を「○」により示す。

この表１、表２の計測結果では、スペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９未満である場合（比較例５、７）、セルギャップの減少が観察され、また比較例５では、フィルムへのスペーサー先端の貫入、キズ、クラックが観察された。またスペーサー１２の先端が当接する第２の積層体５Ｕの部位のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８未満である場合（比較例１、比較例３）、キズ、クラックが観察され、また比較例３では、フィルムへのスペーサー先端の貫入が観察された。

またスペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓが４０．２を超える場合（比較例６、比較例８）、比較例６では、セルギャップの減少、フィルムへのスペーサー先端の貫入が観察され、比較例８ではキズが観察された。またスペーサー１２の先端が当接する第２の積層体５Ｕの部位のビッカース硬度値Ｘｆが３５．９を超える場合（比較例２、比較例４）、セルギャップの減少、キズが観察され、さらに比較例４では、クラックが観察された。

しかしながら実施例１〜１３では、これらの現象にあっては、観察されることが無く、これにより充分にスペーサーに関して信頼性を確保できることが確認された。

〔製造工程〕
図７は、調光フィルムの製造工程の説明に供するフローチャートである。調光フィルムの製造工程は、上側積層体作製工程ＳＰ２及び下側積層体作製工程ＳＰ３において、それぞれ上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄが作製される。また積層工程ＳＰ４において、液晶層８を間に挟んで、上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄを積層した後、シール材１９により一体化して液晶セルが作製される。調光フィルムの製造工程は、このようにして作製した液晶セルを直線偏光板と積層一体化して調光フィルムが作製される。

図８は、上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄの製造工程を示すフローチャートである。この製造工程は、電極作製工程ＳＰ１２において、フォトリソグラフィーの手法を適用して、透明基材６及び１５にそれぞれ透明電極１１及び１６をそれぞれ作成する。さらに続いて下側積層体５Ｄにあっては、スペーサー作製工程ＳＰ１３において、透明電極１１を作製した透明基材６にフォトレジスト膜を作製した後、露光、現像処理し、これによりスペーサー１２を作製する。続いて製造工程は、配向層作製工程ＳＰ４において、基材６、１５に配向層１３、１７を作製する。

ここで配向層作製工程ＳＰ４においては、塗工工程ＳＰ４−１において、基材６及び１５の上に、それぞれ光配向層に係る塗工液を塗工した後、続く乾燥工程ＳＰ４−２において、この塗工液の溶剤を飛散させて塗工層を乾燥させる。これによりこの製造工程は、基材６側に垂直配向層に係る配向層１３を作製する。

またこの製造工程は、続く１回目露光工程ＳＰ４−３において、基材１５側に形成された配向層の材料層に紫外線を照射し、全面に、第１又は第２の領域に係る配向規制力を設定し、続く２回目露光工程ＳＰ４−４において、マスクを使用した紫外線の照射により第２又は第１の領域について配向規制力を設定し直し、これにより配向層１７を作製する。

ここで図９（Ａ）に示すように、この実施形態では、第１及び第２の領域Ａ、Ｂの繰り返し方向（紙面の左右方向であり、領域Ａ、Ｂの境界に直交する方向である）の一方の側に光源を配置し、この光源から基材１５に直線偏光の紫外線ＬＡを所定の入射角θＡにより斜め入射して１回目の露光処理を実行し、これにより基材１５の全面に領域Ａ又はＢに係る配向規制力を発現させる。

また続いて図９（Ｂ）に示すように、領域Ａ又はＢを選択的に遮光するマスク２１を配置し、１回目の露光時とは逆側に配置した光源から入射角θＢにより無偏光の紫外線ＬＢを斜め入射して２回目の露光処理を実行し、これにより領域Ａ又はＢに係る配向規制力を設定し直す。なおこのように配向規制力を再設定する場合は、１回目の配向規制力の設定に係る紫外線ＬＡの照射（図３（Ａ）による１回目の紫外線の照射である）に対して、２回目の露光処理における紫外線ＬＢの照射光量を２倍以上に設定することが望ましい。

なお入射角θＡ及びθＢに係る光源は、方位角方向に係る角間隔が１８０度であることが望ましいものの、この方位角に係る角間隔は１８０度±１度の範囲以内であれば、実用上十分にプレチルト角を設定することができる。また領域Ａ及びＢの境界に対して、この境界に直交する方向への光源の配置に代えて、この直交する方向から斜めに傾いた方向に光源を配置して露光処理してもよい。また少ない光量で効率良く光配向層を作製する観点から、入射角θＡ、θＢは、４５度であることが望ましいものの、４０度以上５０度以下であってもよい。

このようにしてマスク２１を使用して露光処理する際に、この製造工程では、スペーサー１２がドメイン境界と重なり合うようにマスク２１を位置決めして露光処理し、これにより透過率を充分に確保する。

この実施形態によれば、ドメイン境界に、スペーサーを設けることにより、マルチドメイン化により視野角特性を向上するようにして、十分な透過光量を確保することができる。

〔実施例〕
両面にハードコート層が作製されてなる厚み１００μｍによるＣＯＰフィルム材を基材６、１５に適用し、上述の実施形態の構成により調光フィルムを作製した。１０ｍＪ／ｃｍ^２の光量により直線偏光の紫外線を照射して１回目の露光処理を実行すると共に、さらに３０ｍＪ／ｃｍ^２の光量による直線偏光の紫外線を使用したマスク露光により２回目の露光処理を実行し、これにより上側積層体５Ｕに係る配向層１７を作製した。下側積層体５Ｄに係る配向層１３は、光配向層材料層を露光処理することなく単に乾燥させるだけにして、垂直配向層により形成した。この実施例では、透過率が３２．４％であった。

〔比較例〕
この比較例では、ドメイン境界を無視してスペーサーを一定のピッチで配置した点を除いて、実施例１と同様にして調光フィルムを作製した。この比較例では、透過率は、３１．４％であった。

〔第２実施形態〕
図１０は、図４との対比により本発明の第２実施形態に係る調光フィルムの説明に供する図である。この実施形態に係る調光フィルムは、第１実施形態と同様にして、光配向層の配向規制力により第１及び第２のドメインＤＡ、ＤＢの順次交互の繰り返しによりマルチドメイン化が図られ、これにより視野角特性を向上する。

この調光フィルムでは、隣接する第１及び第２のドメインＤＡ、ＤＢで順次ドメイン対ＤＰを形成するようにして、各ドメイン対ＤＰでは、第１及び第２のドメインＤＡ及びＤＢの幅ＷＡ及びＷＢが等しくなるように設定され、これにより各ドメイン対内の第１及び第２のドメインＤＡ及びＤＢで視野角特性を相互に補って、全体として充分に視野角特性を向上できるように構成される。

このようにして対を成すようにして、調光フィルム１は、ドメイン対ＤＰによる幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が、ドメインＤＡ、ＤＢの連続でランダムに変化するように形成される。これにより調光フィルム１では、第１及び第２の領域Ａ及びＢの領域幅ＷＡ、ＷＢが、このドメイン対ＤＰの幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３に対応してランダムに変化するように形成される。これにより調光フィルム１ではマルチドメインに係るドメインＤＡ、ＤＢの規則性が緩和される。これにより調光フィルム１では、このドメインＤＡ、ＤＢの規則性による回折光を低減し、この回折光により解像度の低下を有効に回避する。これによりこの実施形態では、調光フィルム越しに、呆けたり霞んだりすることなく、屋外の風景等を鮮明に見て取ることができる。

ここでドメイン対ＤＰの幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を、ドメインＤＡ、ＤＢの連続でランダムに変化させる場合、第１及び第２の領域Ａ及びＢの幅ＷＡ、ＷＢは、ばらつくことになる。ここでこのばらつきにより規則性を充分に緩和できるように、幅ＷＡ、ＷＢのバラツキは、標準偏差（σ）が３０μｍ以上８０μｍ以下により、より好ましくは４０μｍ以上７０μｍ以下に設定される。

またこのようにバラツキを設定して、同一幅によるドメインＤＡ、ＤＢの連続により局所的に規則性が担保されることが無いように、ほぼ同一幅による第１及び第２の領域Ａ及びＢ（幅ＷＡ、ＷＢの差分絶対値が２０μｍ以下の場合である）が２本以上連続しないように設定される。

ここでこのような規則性の緩和にあっては、一定範囲の領域で確保することにより、充分に屋外の風景等を鮮明に見て取ることができるようにすることができる。種々に検討した結果、この一定範囲は、ドメインの連続する方向に１００ｍｍ以上の範囲であることが判った。これによりこの実施形態においては、１００ｍｍ以上の繰り返しピッチで同一のパターンが繰り返すようにドメイン対Ｄが作製され、これによりランダム配置に係る同一のマスクを繰り返し使用したパターンニングにより、又はランダム配置に係る部位が繰り返された大面積のマスクを使用したパターンニングにより、配向層を作製できるように構成される。

これらにより調光フィルム１では、第１及び第２の領域Ａ及びＢの繰り返し方向に任意に選択した少なくとも１００ｍｍの範囲において、第１及び第２の領域幅が、第１及び第２の領域の連続する方向で、ランダムに変化するように設定され、これにより充分にドメインＤＡ、ＤＢの規則性による回折光を低減し、呆けたり霞んだりすることなく、屋外の風景等を鮮明に見て取ることができる。

〔スペーサーの配置〕
この実施形態では、このようにドメインＤＡ、ＤＢの規則性を充分に緩和してなるドメイン境界に、スペーサー１２を配置する。ここでこの実施形態では、そもそもドメイン境界の規則性が充分に緩和されていることにより、第１実施形態に比して格段的に多量のスペーサー１２をドメイン境界に配置するようにしても、さらにはスペーサー１２の全てをドメイン境界に配置するようにしても、スペーサー１２の配置に係る規則性を充分に緩和することができる。これにより充分に透過光量を確保するようにして、この規則性による回折光を防止し、呆けたり霞んだりすることなく、屋外の風景等を鮮明に見て取ることができる。

この実施形態によれば、ドメインの繰り返し方向に任意に選択した少なくとも１００ｍｍの範囲において、ドメインの連続する方向で、ドメインの幅がランダムに変化することにより、充分に透過光量を確保するようにして、屋外の風景等を鮮明に見て取ることができる。

〔第３実施形態〕
図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、図２（Ａ）及び（Ｂ）及び図３（Ａ）及び（Ｂ）との対比により本発明の第２実施形態に係る調光フィルムの説明に供する図である。この実施形態では、上側積層体５Ｕの配向層１７及び下側積層体５Ｄの配向層１３に、光配向層が適用され、それぞれプレチルト角に係る向きが逆向きの第１及び第２の帯状領域ＡＡ及びＢＡ、ＢＢ及びＡＢが形成され、この第１及び第２の帯状領域ＡＡ及びＢＡ、ＢＢ及びＡＢが直交するように配置される。これによりこの実施形態では、４ドメインによりマルチドメイン化する。これによりこの実施形態では、一段と視野角特性を向上する。

この実施形態では、この４ドメインに係るドメイン境界に、スペーサー１２が配置される。なおこの場合、各ドメインを一定幅により作製するようにしてもよく、また第２実施形態について上述したと同様に、下側積層体５Ｄの配向層１３及び上側積層体５Ｕの配向層１７の双方、又は一方については、ドメインの繰り返し方向に任意に選択した少なくとも１００ｍｍの範囲において、ドメインの連続する方向で、ドメインの幅がランダムに変化するように設定してもよい。

この実施形態のように、４ドメインによりマルチドメイン化する場合にあっても、第一実施形態又は第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々に組み合わせし、さらには種々に変更することができる。

すなわち上述の実施形態では、全面を露光処理した後、マスクを使用した選択的な露光処理により第１及び第２の領域の密接配置による光配向層を作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、マスクを使用して第１又は第２の領域に係る部位を選択的に露光処理した後、紫外線の全面照射により第２又は第１の領域に係る未露光の部分を露光して、第１及び第２の領域の密接配置による光配向層を作製するようにしてもよい。なおこの場合、１回目及び２回目の露光処理に供する光量をほぼ等しい光量として、より具体的には、２回目の露光処理に係る光量を１回目の露光処理に係る光量の１．２５倍以下０．７５倍以上として、第１及び第２の領域の密接配置による光配向層を作製することができる。またこれに代えて、マスクを使用した露光処理の繰り返しにより、第１及び第２の領域の密接配置による光配向層を作製するようにしてもよい。

また上述の実施形態では、円柱形状によりスペーサーを作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、断面楕円形状等により柱形状にスペーサーを作製する場合に広く適用することができる。

１ 調光フィルム
２、３ 直線偏光板
２Ａ、３Ａ 位相差フィルム
４ 液晶セル
５Ｄ 下側積層体（第１の積層体）
５Ｕ 上側積層体（第２の積層体）
６、１５ 基材
８ 液晶層
８Ａ 液晶分子
１１、１６ 透明電極
１２ スペーサー
１３、１７ 配向層
１９ シール材
２１ マスク

Claims (5)

1. 液晶セルを直線偏光板により挟持してなる調光フィルムにおいて、
   前記液晶セルは、
   透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製してなる第１の積層体と、
   透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製してなる第２の積層体と、
   前記第１及び第２の積層体により挟持された液晶層とを備え、
   前記第１及び又は第２の積層体の配向層が、光配向層であり、
   前記光配向層の配向規制力により複数のドメインが形成され、
   前記第１の積層体には、前記ドメインのドメイン境界に、柱形状のスペーサーが設けられた
   調光フィルム。
2. 前記配向層は、
   前記ドメイン境界の延長方向と直交する方向が、前記液晶層の液晶分子の長軸方向となるように前記液晶分子を配向させるように配向規制力が設定された
   請求項１に記載の調光フィルム。
3. 前記ドメインの繰り返し方向に任意に選択した少なくとも１００ｍｍの範囲において、前記ドメインの幅が、前記ドメインの連続する方向で、ランダムに変化する
   請求項１又は請求項２に記載の調光フィルム。
4. 前記スペーサーのビッカース硬度値Ｘｓが１６．９以上４０．２以下であり、
   前記スペーサーの先端が当接する前記第２の積層体の部位のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８以上３５．９以下である
   請求項１、請求項２、請求項３の何れかに調光フィルム。
5. 透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製して第１の積層体を作製する第１の積層体作製工程と、
   透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製して第２の積層体を作製する第２の積層体作製工程と、
   前記第１及び第２の積層体により液晶層を挟持して液晶セルを作製する工程とを備え、
   前記第１の積層体作製工程は、
   前記透明電極の上に、又は前記配向層の上に、柱形状によるスペーサーを配置する工程を備え、
   前記第１及び又は第２の積層工程は、
   塗工液を前記基材に塗工して光配向層の材料層を作製する塗工工程と、
   前記塗工工程により作製した前記光配向層の材料層に紫外線を繰り返し照射して配向規制力を設定することにより、前記液晶セルに複数のドメインが形成されるように前記配向層を作製する露光工程とを備え、
   前記ドメインのドメイン境界に、前記スペーサーを配置する
   調光フィルムの製造方法。

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