JP6048606B1 - 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ようにし、さらに屋外の風景等を鮮明に見て取れるようにする。【解決手段】液晶セル４を直線偏光板２、３により挟持された調光フィルム１において、前記液晶セル４は、透明フィルム材による基材１５に透明電極１６、配向層１７が配置された第１の積層体と、透明フィルム材による基材６に透明電極１１、配向層１３が配置された第２の積層体と、これらの積層体により挟持された液晶層８とを備える。第１及び又は第２の積層体の配向層１７、１３が、配向規制力の方向が異なる第１及び第２の領域Ａ、Ｂが順次交互に設けられた光配向層であり、前記第１及び第２の領域Ａ、Ｂの繰り返し方向に任意に選択した少なくとも１ｍｍの範囲で、前記第１及び第２の領域幅ＷＡ、ＷＢが、前記第１及び第２の領域Ａ、Ｂの連続する方向で、ランダムに変化するように設定された。【選択図】図４

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、配向層を配置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を得て、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。またさらに、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れることが望まれる。

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、配向膜を配置してなる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得ることにより、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。

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し、屋外の風景等を鮮明に見て取れ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、光配向層のパターニングによりマルチドメイン化して、視野角特性を向上すると共に、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規則性の緩和により、入射光の回折を防止し、屋外の風景等を鮮明に見て取れるようにする、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、配向層が配置された第１の積層体と、
透明フィルム材による基材に透明電極、配向層が配置された第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、
配向規制力の方向が異なる第１及び第２の領域が順次交互に設けられた光配向層であり、
前記第１及び第２の領域の繰り返し方向に任意に選択した少なくとも１ｍｍの範囲において、前記第１及び第２の領域幅が、前記第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調光フィルム。

（１）によれば、光配向層のパターンニングによる第１及び第２の領域を交互に配置してマルチドメイン化することにより、視野角特性を向上し、さらに十分な透過光量を確保することができる。またマルチドメインに係る規則性を緩和できることにより、入射光の回折を防止し、屋外の風景等を鮮明に見て取れるようにすることができる。

（２） （１）において、
前記第１及び第２の領域の幅が、１４０μｍ以上１６０μｍ以下であるである調光フィルム。

（２）によれば、第１及び第２の領域が視認されないようにして、充分に視野角特性を向上することができる。

（３） （１）又は（２）において、
前記第１及び第２の領域の幅は、
標準偏差（σ）が３０μｍ以上８０μｍ以下である調光フィルム。

（３）によれば、より具体的構成によりマルチドメインに係る規則性を緩和できることにより、入射光の回折を防止し、屋外の風景等を鮮明に見て取れるようにすることができる。

（４） 透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を配置して第１の積層体を得る第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、配向層を配置して第２の積層体を得る第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得る工程とを備え、
前記第１及び又は第２の積層体作製工程は、
塗工液を前記基材に塗工して光配向層の材料層を得る塗工工程と、
前記塗工工程により得た前記光配向層の材料層に紫外線を照射して、配向規制力の方向が異なる第１及び第２の領域の順次交互の配置により前記配向層を得る露光工程とを備え、
前記露光工程は、
前記第１及び第２の領域の繰り返し方向に任意に選択した少なくとも１ｍｍの範囲において、前記第１及び第２の領域幅が、前記第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前記配向層を配置する調光フィルムの製造方法。

（４）によれば、光配向層のパターンニングにより第１及び第２の領域を交互に配置してマルチドメイン化し、視野角特性を向上すると共に、十分な透過光量を確保することができる。またマルチドメインに係る規則性を緩和できることにより、入射光の回折を防止し、屋外の風景等を鮮明に見て取れるようにすることができる。

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することができ、また屋外の風景等を鮮明に見て取ることができる。

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２の配向層における領域設定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５の製造工程の詳細説明に供する図である。 図６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。

〔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の積層体である上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄ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を配置して形成される。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。またスペーサー１２は、配向層１３の上に設けるようにしてもよい。またスペーサーは、いわゆるビーズスペーサーを適用してもよい。

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。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。

なお光配向層のパターンニング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。

このようにして第１及び第２の領域Ａ及びＢに対応する第１及び第２のドメインＤＡ、ＤＢの２ドメインによりマルチドメイン化して、調光フィルム１は、図４に示すように、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。ここでランダムとは、Ｗ_ｎ−１とＷ_ｎとＷ_ｎ＋１とが、少なくとも異なる領域幅であることを意味するものである。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することができ、その結果、この回折光により解像度の低下を有効に回避することができ、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。

ここでこの第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、平均値が１４０μｍ以上１６０μｍ以下により、好ましくは１４５μｍ以上１５５μｍ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。なおこの幅ＷＡ及びＷＢは、この実施形態では、第１及び第２の領域Ａ及びＢの延長方向で一定値に保持される。

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、隣接する幅ＷＡ（ＷＢ）間のバラツキは、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１ｍｍ以上の範囲であれば、好ましくは１０ｍｍ以上の範囲であれば、より好ましくは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、１ｍｍ以上の繰り返しピッチで、好ましくは１０ｍｍ以上の繰り返しピッチで、より好ましくは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ニングにより、配向層が配置され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１ｍｍ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〕
ところでこのように光配向層のパターンニングによるマルチドメインし、さらにドメインの規則性の緩和により回折光を低減するようにしても、スペーサーの規則性による回折により屋外の風景等を鮮明に見て取ることが困難になる場合がある。

そこでこの実施形態では、スペーサーをランダムに配置する。ここでビーズスペーサを使用する場合には、ビーズスペーサーを散布して配置することにより、ランダムにスペーサーを配置することができる。これに対してフォトレジストによりスペーサーを作製する場合、フォトレジストの露光に供するマスクによって決まる位置にスペーサーが配置される。

そこでこの実施例において、フォトレジストによるスペーサーの作製に供するマスクにおいて、スペーサーを配置する部位を、この部位に配置するスペーサーの数に応じて小領域に分割し、各小領域にそれぞれスペーサーを割り振るようにする。またこのように各小領域にスペーサーを割り振るようにして、各小領域内で、ランダムな位置にスペーサーを配置する。これにより調光フィルムでは、ランダムにスペーサーを配置するようにして、スペーサーを充分に均一に各部に配置するように構成される。

〔スペーサーの詳細構成〕
ここでこの実施形態では、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。さらにこの実施形態では、スペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓ、スペーサー１２の先端が当接する部位のビッカース硬度値Ｘｆが、ビッカース硬度値２以上、ビッカース硬度値６以下であって、かつＸｓ＜Ｘｆ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。

すなわちＸｆ＜Ｘｓである場合、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たりし、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。また甚だしい場合には、スペーサー１２の先端が対向する積層体を突き破り、液晶材料が漏出することになる。しかしながらＸｓ＜Ｘｆ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することができ、これにより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することができ、さらには液晶材料の漏出を有効に回避することができる。

またビッカース硬度値２より小さい場合には、外圧によりスペーサーが潰れてセルギャップが低減したりして、所望のセルギャップを得られなくなるものの、この実施形態ではビッカース硬度値２以上であることにより、このような状況を低減することができる。またビッカース硬度値６超である場合は、基材が傷つき易く、また全体を屈曲した際にクラックが生じるのに対し、この実施形態ではビッカース硬度値が６以下であることにより、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。

表１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における試験例１〜６の調光フィルムは、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、これら試験例１〜６の調光フィルムは、下側積層体２２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を設定した。

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、試験例１、５、６におけるスペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓをそれぞれ１．８、４．２、４．２に設定し、また試験例２、３、４におけるスペーサー１２のビッカース硬度値Ｘｓをそれぞれ２．２、３．７、４．２に設定した。なおスペーサー１２は、直径１５μｍ、高さ５μｍの円柱形状により作製した。

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５Ｕの配向層１７にあっては、光配向層に代えてラビング処理により作製した。すなわち塗工液を塗工して乾燥、硬化することによりポリイミド膜を作製し、このポリイミド膜をラビング処理して作製した。またこのポリイミド膜を作製する際の硬化時の加熱温度、及び加熱時間の設定により、ビッカース硬度値Ｘｆを設定した。なおラビング処理した後に改めて加熱処理してビッカース硬度値Ｘｆを調整してもよい。これにより試験例１、５、６ではビッカース硬度値Ｘｆを４．９、６．７、３．６に設定し、また試験例２、３、４ではビッカース硬度値Ｘｆを４．９に設定した。

この実験では、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（スペーサー潰れ）を確認し、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（フィルム貫入）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５Ｄ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５Ｄ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（フィルム）」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（フィルム）」を「○」により示す。

この表１の計測結果では、試験例１では、スペーサーの硬度が不足することにより、セルギャップ減少、スペーサー潰れが観察され、また試験例５ではスペーサー対向面のビッカース硬度値Ｘｆが６を超えることにより、クラックの発生が観察され、さらにはセルギャップ減少、スペーサー潰れが観察された。また試験例６ではスペーサーのビッカース硬度値Ｘｓが対向面のビッカース硬度値Ｘｆより大きいことにより、基材の傷つきが観察され、さらにスペーサー先端の貫入も確認された。しかしながら試験例２、３、４では、これらの現象は観察されず、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できる。

なお、上側積層体５Ｕの配向層１７のビッカース硬度値Ｘｆの調整は、ラビング処理の場合に限らず、光配向層の場合においても調整することができる。

〔製造工程〕
図５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が得られる。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得られる。調光フィルムの製造工程は、このようにして得られ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６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を配置する。

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を配置する。

ここで図７（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７（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。

〔実施例１〕
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を配置した。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。なお領域Ａ及びＢの幅ＷＡ及びＷＢは、平均値を３００μｍとした。２回目の露光時におけるマスクの設定により、第１及び第２の領域幅をランダムに可変した。この実施例では、作製した調光フィルムを通して１０ｍ先の文字を目視により確認したところ、鮮明に見て取れることが確認された。

〔比較例〕
この比較例では、第１及び第２の領域幅を一定幅に設定した点を除いて、実施例１と同様にして調光フィルムを作製した。実施例と同様にして作製した調光フィルムを通して１０ｍ先の文字を目視により確認したところ、文字がぼやけて見られ、これにより鮮明に見て取れることが困難であることが判った。

〔第２実施形態〕
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、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。

この実施形態では、この４ドメインに係る上側積層体５Ｕの配向層１７における第１及び第２の帯状領域ＡＡ及びＢＡが、第１の実施形態について上述した帯状領域Ａ及びＢと同様に、第１及び第２の帯状領域ＡＡ及びＢＡの繰り返し方向に、ランダムに幅ＷＡＡ、ＷＢＡが変化するように作製される。また下側積層体５Ｄの配向層１３に係る第１及び第２の帯状領域ＢＢ及びＡＢにあっても、第１及び第２の帯状領域ＢＢ及びＡＢの繰り返し方向に、ランダムに幅ＷＢＢ、ＷＡＢが変化するように作製される。

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して一段と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し、さらに屋外の風景等を鮮明に見て取れるようにする。

なおこのような帯状領域の重ね合わせによりマルチドメイン化する構成に代えて、上側積層体５Ｕの配向層１７及び下側積層体５Ｄの配向層１３を、それぞれプレチルト角の向きが異なる４つの矩形の領域より形成して重ね合わせるようにしてもよい。

〔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、上述の実施形態を組み合わせ、さらには上述の実施形態を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、光配向層における第１及び第２の領域幅を、第１及び第２の領域の延長方向で一定値に保持する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、延長方向で幅を変化させるようにして、一段と規則性を緩和してもよい。

また上述の実施形態においては、ドメイン対内では、第１及び第２のドメイン幅を等しく設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上十分な特性を確保できる場合には、ドメイン対内でも、第１及び第２のドメイン幅を異ならせるようにしてもよい。

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
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 (4)

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、配向層が配置された第１の積層体と、
   透明フィルム材による基材に透明電極、配向層が配置された第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、
   配向規制力の方向が異なる第１及び第２の領域が順次交互に設けられた光配向層であり、
   前記第１及び第２の領域の繰り返し方向に任意に選択した少なくとも１ｍｍの範囲において、前記第１及び第２の領域幅が、前記第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
   調光フィルム。
2. 前記第１及び第２の領域の幅が、１４０μｍ以上１６０μｍ以下である
   請求項１に記載の調光フィルム。
3. 前記第１及び第２の領域の幅は、
   標準偏差（σ）が３０μｍ以上８０μｍ以下である
   請求項１、又は請求項２に記載の調光フィルム。
4. 透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を配置して第１の積層体を得る第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、配向層を配置して第２の積層体を得る第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得る工程とを備え、
   前記第１及び又は第２の積層体作製工程は、
   塗工液を前記基材に塗工して光配向層の材料層を得る塗工工程と、
   前記塗工工程により得た前記光配向層の材料層に紫外線を照射して、配向規制力の方向が異なる第１及び第２の領域の順次交互の配置により前記配向層を得る露光工程とを備え、
   前記露光工程は、
   前記第１及び第２の領域の繰り返し方向に任意に選択した少なくとも１ｍｍの範囲において、前記第１及び第２の領域幅が、前記第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前記配向層を配置する
   調光フィルムの製造方法。

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