WO2023199988A1 - 光学機能性フィルム、光学積層体、成形体、光学部品の製造方法、光学部品、仮想現実表示装置、光学フィルムおよび成形方法 - Google Patents

光学機能性フィルム、光学積層体、成形体、光学部品の製造方法、光学部品、仮想現実表示装置、光学フィルムおよび成形方法 Download PDF

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layer
optical
liquid crystal
retardation
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直良 山田
竜二 実藤
洋平 ▲濱▼地
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富士フイルム株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/34Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C41/36Feeding the material on to the mould, core or other substrate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/023Optical properties
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02Viewing or reading apparatus
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements

Definitions

  • the present invention relates to an optical functional film, an optical laminate, a molded body, a method for producing an optical component, an optical component, a virtual reality display device, an optical film, and a molding method.
  • a virtual reality display device is a display device that allows you to feel as if you are in a virtual world by wearing a dedicated headset on your head and viewing images displayed through a compound lens.
  • Virtual reality display devices generally have an image display panel and a Fresnel lens, but the distance from the image display panel to the Fresnel lens is long, which makes the headset thick and has poor wearability. Therefore, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, an image display panel, a reflective polarizer, and a half mirror are provided, and the light rays emitted from the image display panel are transferred to the reflective polarizer and the half mirror.
  • a lens configuration of a compound lens called a pancake lens has been proposed, which reduces the thickness of the entire headset by reciprocating between the lenses.
  • the reflective polarizer is a polarizer that has the function of reflecting one polarized light of the incident light and transmitting the other polarized light.
  • the light reflected by the reflective polarizer and the transmitted light have polarization states orthogonal to each other.
  • mutually orthogonal polarization states are polarization states that are located at antipodal points to each other on the Poincaré sphere.
  • mutually orthogonal linearly polarized light, right-handed circularly polarized light, and left-handed circularly polarized light are Applies to.
  • reflective linear polarizers in which transmitted light and reflected light become linearly polarized light
  • films made of stretched dielectric multilayer films and wire grid polarizers are known.
  • a reflective circular polarizer in which transmitted light and reflected light become circularly polarized light for example, a cholesteric liquid crystal layer having a light reflecting layer in which a cholesteric liquid crystal phase is fixed is known.
  • Patent Document 1 describes a method of laminating an optical laminate onto a spherical or aspheric curved surface of an optical lens in order to obtain a wide field of view, low chromatic aberration, low distortion, and excellent MTF (modulation transfer function). Disclosed. However, in order to bond an optical laminate including an optically anisotropic layer onto a curved surface, it is necessary to mold the optical laminate into a three-dimensional shape including a curved surface, and at this time, the optically anisotropic layer is stretched. As a result, a problem arises in that a retardation occurs in the optically anisotropic layer or that the retardation possessed by the optically anisotropic layer changes.
  • the optical laminate when molding into a three-dimensional shape including a curved surface, the optical laminate is stretched at different stretching ratios depending on the location, and there is also the problem that the amount of expression and amount of change in phase difference differs depending on the location.
  • the optically anisotropic layer is a retardation layer such as a ⁇ /4 retardation layer, the retardation of the optically anisotropic layer may become unintended due to the development of an undesirable retardation. Furthermore, the optical axis of the optically anisotropic layer may change to an unintended orientation.
  • the optically anisotropic layer is a layer that normally does not have a retardation, such as a cholesteric liquid crystal layer
  • a new retardation may be developed by stretching the optically anisotropic layer.
  • problems may occur, such as the reflected polarized light becoming elliptically polarized light instead of the intended circularly polarized light.
  • the occurrence of such an unfavorable phase difference and changes in the phase difference disturb the polarization of the light beam emitted from the image display device in the pancake lens, thereby causing the change in the light beam. It was found that some of the light leaked, leading to double images and a decrease in contrast.
  • Patent Document 1 discloses a composite lens having a pancake lens configuration that uses a reflective linear polarizer as a reflective polarizer and includes an image display panel, a reflective linear polarizer, and a half mirror in this order. Disclosed. When an image display panel, a reflective polarizer, and a half mirror are included in this order, the reflective polarizer needs to have the effect of a concave mirror with respect to the light rays incident from the half mirror side. In order to give a reflective linear polarizer the function of a concave mirror, a configuration has been proposed in which the reflective linear polarizer is formed into a curved shape.
  • Patent Document 2 discloses a composite lens having a pancake lens configuration that uses a reflective linear polarizer as a reflective polarizer and includes an image display panel, a half mirror, and a reflective linear polarizer in this order. Disclosed. Patent Document 2 proposes a configuration in which both a half mirror and a reflective polarizer are curved in order to improve field curvature. At this time, the reflective polarizer needs to have the function of a convex mirror. According to the studies of the present inventors, when a reflective linear polarizer is molded into a curved shape, the retardation film that is placed between the reflective polarizer and the half mirror to convert circularly polarized light and linearly polarized light has a phase difference. It was found that the incident light could not be properly reflected or transmitted, leading to an increase in leakage light. When leakage light increases, ghosts become visible.
  • the first embodiment of the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and the problems to be solved by the first embodiment of the present invention are the expression of phase difference and the problem when forming into a three-dimensional shape including a curved surface.
  • An object of the present invention is to provide an optically functional film that suppresses changes in phase difference and can reduce leakage light when applied to, for example, a pancake lens type virtual reality display device.
  • the problem to be solved by the first embodiment of the present invention is to provide an optical laminate, a molded body, a method for manufacturing an optical component, an optical component, and a virtual reality display device.
  • the second embodiment of the present invention has been made in view of the above problems, and the problem to be solved by the second embodiment of the present invention is to reduce leakage light when applied to a pancake-shaped virtual reality display device.
  • An object of the present invention is to provide an optical film that suppresses the occurrence of.
  • Another object of the second embodiment of the present invention is to provide a method for molding the optical film.
  • the present inventors have conducted extensive studies regarding the above-mentioned problems, and have found that the above-mentioned problems can be solved by the following configuration.
  • An optical laminate comprising the optically functional film according to any one of [1] to [3] and a base film made of a resin having a tan ⁇ peak temperature of 170° C. or less.
  • the method for producing an optical component according to [6] further comprising an orientation step of heating the molded body and orienting the liquid crystal compound before the curing step.
  • a virtual reality display device comprising an image display device that emits polarized light and the optical component according to [8].
  • leakage light can be reduced by using an optical film that has a non-planar shape, a radius of curvature of 30 to 1000 mm, and an in-plane variation in retardation of less than 5%. It has been found that it is possible to realize a thin virtual reality display device with a possible pancake lens configuration.
  • the optical film according to [10] which has a radius of curvature of 30 mm to 100 mm.
  • the method for molding an optical film according to [17] wherein the first mold shape includes a convex curved surface portion, and the second mold shape includes a concave curved surface portion.
  • the heating process is a process of heating the optical film by irradiating it with infrared rays, A method for forming an optical film, in which the amount of infrared rays irradiated is distributed within the plane of the optical film.
  • the expression of phase difference and the change in phase difference when molded into a three-dimensional shape including a curved surface are suppressed, and, for example, when applied to a pancake lens type virtual reality display device, An optically functional film capable of reducing leakage light can be provided. Further, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to provide an optical laminate, a molded body, a method for manufacturing an optical component, an optical component, and a virtual reality display device.
  • the second embodiment of the present invention it is possible to provide an optical film that suppresses the occurrence of leakage light when applied to a pancake-type virtual reality display device. Further, according to the second embodiment of the present invention, a method for molding the optical film described above can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a virtual reality display device according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of the virtual reality display device according to the first embodiment.
  • This is an example of a virtual reality display device using the laminated optical body according to the second embodiment of the present invention, and represents an example of light rays of a main image.
  • It is an example of a virtual reality display device using the laminated optical body of the second embodiment of the present invention, and represents an example of a ghost light ray.
  • It is a schematic diagram showing an example of a laminated optical body of a 2nd embodiment of the present invention.
  • It is a schematic diagram showing an example of a reflective circular polarizer of a 2nd embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a procedure for molding a film using a mold having a concave molding surface.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a procedure for molding a film using a mold having a concave molding surface.
  • FIG. 2 is a top view of a film used for molding.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a procedure for molding a film using a mold having a convex molding surface.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a procedure for molding a film using a mold having a convex molding surface.
  • 2 is a diagram for explaining molding method 1.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining molding method 1.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining molding method 1.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining molding method 2.
  • FIG. 3 is a top view of a planar optical film used in molding method 2.
  • liquid crystal composition or “liquid crystal compound” includes those that no longer exhibit liquid crystallinity due to curing or the like.
  • orthogonal does not strictly represent 90°, but 90° ⁇ 10°, preferably 90° ⁇ 5°.
  • parallel does not strictly represent 0°, but represents 0° ⁇ 10°, preferably 0° ⁇ 5°.
  • 45° does not strictly represent 45°, but represents 45° ⁇ 10°, preferably 45° ⁇ 5°.
  • the term “absorption axis” refers to the polarization direction in which the absorbance is maximum within the plane when linearly polarized light is incident.
  • the term “reflection axis” means the polarization direction in which the reflectance is maximum within the plane when linearly polarized light is incident.
  • the “transmission axis” means a direction perpendicular to the absorption axis or the reflection axis in the plane.
  • slow axis means the direction in which the refractive index is maximum within the plane.
  • phase difference means in-plane retardation, and is expressed as Re( ⁇ ).
  • Re( ⁇ ) represents in-plane retardation at wavelength ⁇
  • wavelength ⁇ is 550 nm.
  • the retardation in the thickness direction at the wavelength ⁇ is described as Rth( ⁇ ) in this specification.
  • values measured at wavelength ⁇ using AxoScan OPMF-1 can be used.
  • the polymerization rate of a liquid crystal compound having a polymerizable group can be determined by measuring the ratio of the absorbance of the infrared absorption peak due to the polymerizable group before and after the polymerization reaction.
  • the polymerizable group is a methacrylate monomer or a methacrylate monomer
  • the absorption based on the polymerizable group is near 810 cm -1 in the infrared absorption spectrum of a film containing the polymerizable compound. It is preferable that a peak can be observed and that the polymerization rate is determined based on the absorbance of the observed absorption peak.
  • an absorption peak based on the polymerizable group (oxetanyl group) can be observed near 986 cm -1 in the infrared absorption spectrum of a film containing the polymerizable compound, and the observed absorption It is preferable to determine the polymerization rate based on the peak absorbance.
  • an absorption peak based on the polymerizable group epoxy group
  • the polymerizable compound is an epoxy compound
  • an absorption peak based on the polymerizable group epoxy group
  • the polymerization rate based on absorbance.
  • the infrared absorption spectrum of the optically functional film As a means for measuring the infrared absorption spectrum of the optically functional film, a commercially available infrared spectrophotometer can be used, and either a transmission type or a reflection type may be used, and the method can be selected as appropriate depending on the form of the sample. preferable.
  • the infrared absorption spectrum of the optically functional film can be measured using, for example, an infrared spectrophotometer "FTS-6000" manufactured by BIO-RAD.
  • a more specific method for measuring the polymerization rate of the liquid crystal compound in the optically functional film is as follows. For example, when forming an optically functional film using a composition containing a liquid crystal compound having a polymerizable group, the coating film formed using the composition is irradiated with active energy rays and/or heated. First, the infrared absorption spectrum A of the coating film was measured by the ATR method (Attenuated Total Reflection measurement method), and then the formed film was irradiated with active energy rays and/or heated. Infrared absorption spectrum B is similarly measured by the ATR method.
  • the optically functional film of the first embodiment is formed by forming a composition containing a liquid crystal compound having a polymerizable group. Since liquid crystalline compounds can be easily aligned in any direction by photoalignment or the like, they can be provided with various optical functions. Further, in the optically functional film of the first embodiment, the polymerization rate of the liquid crystal compound having a polymerizable group is 40% or less.
  • a liquid crystal compound having a polymerizable group may be simply referred to as a "liquid crystal compound".
  • the concept of liquid crystalline compounds includes compounds that no longer exhibit liquid crystallinity due to curing or the like.
  • the liquid crystal compound may be oriented in one direction, for example.
  • An optically functional film in which such a liquid crystalline compound is oriented in one direction can be used as a retardation film.
  • an optically functional film containing a liquid crystal compound oriented in one direction and further adding a dichroic substance can be used as an absorption type linear polarizer.
  • the liquid crystal compound may be helically oriented.
  • a helically oriented liquid crystal compound is also called a cholesteric liquid crystal, and an optically functional film containing a helically oriented liquid crystal compound can be used as a reflective circular polarizer. Any of the above optically functional films is useful in pancake lens type virtual reality display devices and the like.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a virtual reality display device according to the first embodiment.
  • the virtual reality display device 10 shown in FIG. 1 includes, from the right side in the figure, an image display panel 70, a ⁇ /4 retardation layer 11, an absorption type linear polarizer 21, a ⁇ /4 retardation layer 12, and an antireflection layer 50.
  • the film may be obtained by forming a flexible film into a three-dimensional shape including a curved surface (hereinafter also referred to as "curved shape") and then subjecting it to a predetermined curing treatment.
  • curved shape a three-dimensional shape including a curved surface
  • the usage of the optical functional film of the first embodiment is not limited to the above-mentioned optical member included in the virtual reality display device 10 shown in FIG. It is also useful as an optical member bonded to a biconvex lens.
  • the lens base material 34 is a biconvex lens
  • a half mirror 30 is molded into a curved shape and bonded to one surface of the lens base material 34, and an antireflection layer 51 is formed on the other surface. are formed into a curved shape and bonded together.
  • the bonding at this time may be performed by a known method such as a method using OCA (Optical Clear Adhesive) or the like. Regarding this point, the bonding shown below is also the same.
  • the lens base material 36 is a plano-convex lens, and an absorption linear polarizer 22, a ⁇ /4 retardation plate 13, and a reflective circular polarizer 40 are each formed into a curved shape on the convex surface of the lens base material 36. They are pasted in this order.
  • the lens base material 34 and the lens base material 36 are formed of a material that is transparent to visible light and has a small retardation, preferably a material that has no retardation, such as glass or an acrylic plate.
  • the image display panel 70 is, for example, a known image display panel (display panel) such as an organic electroluminescence display panel.
  • the image display panel 70 emits a non-polarized image (image light).
  • the unpolarized image emitted by the image display panel 70 passes through the ⁇ /4 retardation layer 11, passes through the absorption linear polarizer 21, becomes linearly polarized light, and is converted into circularly polarized light by the ⁇ /4 retardation layer 12. is converted and transmitted through the antireflection layer 50.
  • left-handed circularly polarized light is emitted from the image display device 72.
  • the absorption type linear polarizer 21 is, for example, an absorption type linear polarizer that transmits linearly polarized light in a direction perpendicular to the paper surface.
  • the ⁇ /4 retardation layer 12 is provided with its slow axis aligned, for example, so as to convert linearly polarized light in a direction perpendicular to the plane of the paper into left-handed circularly polarized light.
  • the antireflection layer 50 and the antireflection layer 51 are known antireflection layers (AR coats) such as a magnesium fluoride layer and a silicon oxide layer. Additionally, a known antireflection film may be laminated.
  • the left-handed circularly polarized light that has passed through the antireflection layer 50 then enters the half mirror 30, where half of it is transmitted.
  • the left-handed circularly polarized light that has passed through the half mirror 30 passes through the lens base material 34 and the antireflection layer 51 .
  • Note that the left-handed circularly polarized light reflected by the half mirror 30 is converted into right-handed circularly polarized light by reflection, passes through the antireflection layer 50, and enters the ⁇ /4 retardation layer 12.
  • the ⁇ /4 retardation layer 12 converts linearly polarized light in a direction perpendicular to the plane of the paper into left-handed circularly polarized light.
  • the right-handed circularly polarized light that has entered the ⁇ /4 retardation layer 12 is converted into linearly polarized light in the vertical direction of the plane of the paper, and then enters the absorption linear polarizer 21 .
  • the absorption type linear polarizer 21 is an absorption type linear polarizer that transmits linearly polarized light in a direction perpendicular to the paper surface. Therefore, this linearly polarized light in the vertical direction of the plane of the paper is absorbed by the absorption type linear polarizer 21. Regarding this point, the same applies to the virtual reality display device 20 shown in FIG. 2, which will be described later.
  • the reflective circular polarizer 40 is, for example, a reflective circular polarizer having a cholesteric liquid crystal layer, and is a reflective circular polarizer that reflects left-handed circularly polarized light and transmits other light. Therefore, the left-handed circularly polarized light incident on the reflective circular polarizer 40 is reflected by the reflective circular polarizer 40, passes through the antireflection layer 51 and the lens base material 34, and enters the half mirror 30.
  • the reflective circular polarizer 40 is a reflective circular polarizer obtained by molding the optically functional film of the first embodiment containing a helically oriented liquid crystal compound into a curved shape and then subjecting it to a predetermined curing treatment. It's fine.
  • the reflective circular polarizer 40 is a reflective circular polarizer (cholesteric liquid crystal layer) that reflects left-handed circularly polarized light and transmits the rest. Therefore, the right-handed circularly polarized light incident on the reflective circular polarizer 40 is transmitted through the reflective circular polarizer 40 and is incident on the ⁇ /4 retardation layer 13 .
  • the ⁇ /4 retardation layer 13 is a ⁇ /4 retardation layer arranged with its slow axis aligned so as to convert right-handed circularly polarized light into linearly polarized light in the vertical direction of the plane of the paper.
  • the absorption type linear polarizer 22 is a linear polarizer arranged with its transmission axis aligned so as to transmit linearly polarized light in the vertical direction of the plane of the paper. Therefore, the right-handed circularly polarized light incident on the ⁇ /4 retardation layer 13 is converted by the ⁇ /4 retardation layer 13 into linearly polarized light in the vertical direction of the plane of the paper, then transmitted through the absorption linear polarizer 22, and further transmitted through the lens.
  • the light passes through the base material 36 and is observed by the user of the virtual reality display device 10 as a virtual reality image.
  • the ⁇ /4 retardation layer 13 is a reflective circularly polarized light film obtained by molding the optically functional film of the first embodiment containing a liquid crystal compound oriented in one direction into a curved shape and then subjecting it to a predetermined curing treatment. It can be a child.
  • the absorption type linear polarizer 22 is formed by molding the optically functional film of the first embodiment containing a liquid crystal compound oriented in one direction and a dichroic substance into a curved shape, and then subjecting it to a predetermined curing treatment. It may be a reflective circular polarizer obtained by.
  • the absorptive linear polarizer 22 blocks light that has unnecessarily passed through the reflective circular polarizer 40 to prevent it from becoming leaked light (ghost) and being observed by the user of the virtual reality display device 10. It is. That is, when left-handed circularly polarized light first enters the reflective circular polarizer 40, there is also left-handed circularly polarized light that is not reflected by the reflective circular polarizer 40 and is unnecessarily transmitted through the reflective circular polarizer 40. .
  • this left-handed circularly polarized light is converted into linearly polarized light in the direction perpendicular to the page by the ⁇ /4 phase difference layer 13, which converts the right-handed circularly polarized light into linearly polarized light in the vertical direction of the page. Therefore, this linearly polarized light is absorbed by the absorbing linear polarizer 22, which is a linear polarizer arranged with its transmission axis aligned so as to transmit linearly polarized light in the vertical direction of the page, and is used as leakage light. This can prevent people from observing you.
  • the reflective circular polarizer 40, the ⁇ /4 retardation layer 13, and the absorption linear polarizer 22 are formed into curved shapes, and are plano-convex lenses. It is bonded to the convex surface of the base material 36.
  • an optically functional film is molded into a curved shape, residual stress is generated in the optically functional film after the molding due to stretching, and a retardation occurs or changes due to the photoelastic effect.
  • the stretching ratio differs depending on the region, so the amount of expression and amount of change in phase difference may vary locally.
  • the reflection type circular polarizer 40 is unnecessarily transmitted.
  • the left-handed circularly polarized light is converted into light that includes not only a component perpendicular to the page but also a component in the vertical direction of the page. Since such light is not completely absorbed by the absorption linear polarizer 22, it becomes leaked light (ghost) and is observed by the user of the virtual reality display device 10.
  • cholesteric liquid crystal layers usually have no retardation.
  • a locally different amount of retardation may occur due to residual stress generated during stretching during shaping into a curved surface.
  • the reflected circularly polarized light may be unintended, such as elliptically polarized light.
  • the light will contain circularly polarized light.
  • the amount of light that passes through the reflective circular polarizer 40 increases unnecessarily, and the amount of light that becomes leakage light (ghost) and is observed by the user of the virtual reality display device 10 increases. .
  • the optically functional film of the first embodiment is a film formed by forming a composition containing a liquid crystalline compound having a polymerizable group, as described above. It is characterized by a polymerization rate of 40% or less.
  • a liquid crystal compound having a polymerizable group can be polymerized by irradiation with active energy rays and heating to fix the alignment direction of the liquid crystal compound, but by controlling the polymerization rate to 40% or less, the optical functionality can be improved.
  • the film can be made flexible.
  • the optically functional film of the first embodiment when applied to, for example, a pancake lens type virtual reality display device, leakage light can be reduced and a high quality virtual reality image can be displayed.
  • FIG. 2 schematically shows another example of the virtual reality display device of the first embodiment.
  • the virtual reality display device 20 shown in FIG. 2 uses many of the same members as the virtual reality display device 10 shown in FIG. 1 described above. Therefore, in the following description, the same members are given the same reference numerals, and differences from the virtual reality display device 10 shown in FIG. 1 will be mainly explained.
  • the virtual reality display device 20 shown in FIG. 2 includes, from the right side in the figure, an image display panel 70, a ⁇ /4 retardation layer 11, an absorption type linear polarizer 21, a ⁇ /4 retardation layer 12, and an antireflection layer 50.
  • a plano-convex lens 82 with an optical function layer formed of a lens base material 36.
  • the ⁇ /4 retardation layer 14 and the absorption linear polarizer 22 are formed by forming the optical functional film of the first embodiment into a curved shape, and then forming the optically functional film of the first embodiment into a curved shape. It may be a film obtained by performing a curing treatment.
  • a half mirror 30 is molded into a curved shape and bonded to one surface of the lens base material 34, and a ⁇ /4 retardation layer 14 is molded into a curved shape on the other surface. It has been pasted.
  • an absorption type linear polarizer 22, a reflection type circular polarizer 42, and an antireflection layer 52 are each formed into a curved shape on the convex surface of the lens base material 36, and are laminated in this order. has been done.
  • the antireflection layer 52 may be a known antireflection layer (AR coat) or a known antireflection film, like the antireflection layer 51 described above.
  • the ⁇ /4 retardation layer 14 is, for example, a ⁇ /4 retardation layer arranged with its slow axis aligned so as to convert left-handed circularly polarized light into linearly polarized light in a direction perpendicular to the paper surface. It is.
  • the ⁇ /4 retardation layer 14 is a reflective circularly polarized light film obtained by molding the optically functional film of the first embodiment containing a liquid crystal compound oriented in one direction into a curved shape and then subjecting it to a predetermined curing treatment. It can be a child.
  • the linearly polarized light in the direction perpendicular to the paper surface converted by the ⁇ /4 retardation layer 14 passes through the antireflection layer 52 and enters the reflective linear polarizer 42 .
  • the reflective linear polarizer 42 reflects linearly polarized light in a direction perpendicular to the plane of the paper and transmits linearly polarized light in the vertical direction of the plane of the paper. Therefore, the linearly polarized light in the direction perpendicular to the plane of the paper that is incident on the reflective linear polarizer 42 is reflected by the reflective linear polarizer 42 and enters the ⁇ /4 retardation layer 14 again.
  • the ⁇ /4 retardation layer 14 is a ⁇ /4 retardation layer that converts left-handed circularly polarized light into linearly polarized light in a direction perpendicular to the plane of the paper. Therefore, the linearly polarized light in the direction perpendicular to the plane of the paper that is incident on the ⁇ /4 retardation layer 14 is converted by the ⁇ /4 retardation layer 14 into left-handed circularly polarized light.
  • the left-handed circularly polarized light converted by the ⁇ /4 retardation layer 14 passes through the lens base material 34 and enters the half mirror 30, and half of the light is reflected by the half mirror 30. This reflection converts left-handed circularly polarized light into right-handed circularly polarized light.
  • the right-handed circularly polarized light reflected by the half mirror 30 passes through the lens base material 34 and enters the ⁇ /4 retardation layer 14 .
  • the ⁇ /4 retardation layer 14 is a ⁇ /4 retardation layer that converts left-handed circularly polarized light into linearly polarized light perpendicular to the plane of the paper.
  • the right-handed circularly polarized light is converted by the ⁇ /4 retardation layer 14 into linearly polarized light in the vertical direction of the paper, passes through the antireflection layer 52, and enters the reflective linear polarizer 42.
  • the reflective linear polarizer 42 reflects linearly polarized light in a direction perpendicular to the plane of the paper and transmits linearly polarized light in the vertical direction of the plane of the paper. Therefore, the linearly polarized light incident on the reflective linear polarizer 42 in the vertical direction of the plane of the paper is transmitted through the reflective linear polarizer 42 .
  • the linearly polarized light in the vertical direction of the paper that has passed through the reflective linear polarizer 42 is then transmitted through the absorption linear polarizer 22 that transmits the linearly polarized light in the vertical direction of the paper, and is displayed as a virtual reality image in the virtual reality display device 100. observed by users.
  • the absorption type linear polarizer 22 blocks the light that has unnecessarily passed through the reflection type linear polarizer 42 to prevent it from becoming leaked light (ghost) and being observed by the user of the virtual reality display device 100. It is for the purpose of In other words, when linearly polarized light in a direction perpendicular to the paper surface first enters the reflective linear polarizer 42, it is not reflected by the reflective linear polarizer 42 and is unnecessarily transmitted through the reflective linear polarizer 42. There is also linear polarization in the direction perpendicular to .
  • this linearly polarized light in the direction perpendicular to the paper surface is absorbed by the absorption type linear polarizer 22 that transmits linearly polarized light in the vertical direction of the paper surface, so it can be prevented from becoming leaked light and being observed by the user. .
  • the ⁇ /4 retardation layer 14 bonded to the convex surface of the lens base material 34 which is a biconvex lens, is formed into a curved shape as described above. Stretching causes residual stress, and a retardation occurs or changes due to the photoelastic effect. Furthermore, since the stretching ratio differs depending on the region in curved molding, the amount of expression and amount of change in retardation in the ⁇ /4 retardation layer 14 may vary locally. In this case, in the ⁇ /4 retardation layer 14, the initially incident left-handed circularly polarized light cannot be converted into proper linearly polarized light, but instead is converted into light containing, for example, elliptically polarized light. A portion of such light is not reflected by the reflective linear polarizer 42 and passes through the reflective linear polarizer 42 and the absorbing linear polarizer 22, resulting in leakage light (ghost) and virtual reality display. This will be observed by the user of the device 20.
  • the ⁇ /4 retardation layer 14 a film obtained by molding the optically functional film of the first embodiment in which the polymerization rate of the liquid crystal compound is 40% or less into a curved shape, the above-mentioned As a result, it is possible to reduce the expression and change of (local) phase difference caused by the curved shape of the optical member, reduce leakage light, and display high-quality virtual reality images.
  • optical functional film optical laminate
  • molded body method for manufacturing an optical component, optical component, and virtual reality display device of the first embodiment
  • the optically functional film of the first embodiment is an optically functional film formed by forming a composition containing a liquid crystalline compound having a polymerizable group, wherein the polymerization rate of the liquid crystalline compound having a polymerizable group is 40%. It is as follows. As mentioned above, by controlling the polymerization rate of the liquid crystal compound to 40% or less, the optically functional film can be made flexible, reduce the residual stress that occurs when molded into a curved shape, and improve the appearance and change of retardation. can be suppressed.
  • the polymerization rate of the liquid crystal compound in the optically functional film is preferably 20% or less, more preferably 10% or less.
  • the unpolymerized liquid crystal compound when the unpolymerized liquid crystal compound is in a solid state at room temperature, it is preferable that all the liquid crystal compounds are unpolymerized (that is, the polymerization rate is 0%). That is, the above polymerization rate may be 0%.
  • the polymerization rate is 20% or less (more preferably 10% or less, still more preferably 0%)
  • the liquid crystal compound can be formed by heating the optically functional film after forming the optically functional film into a curved shape. Orientation treatment for orientation can be performed. Thereby, it is possible to further suppress the development of a phase difference and the change in the phase difference due to curved molding.
  • the optically functional film made of a polymer when used as the optically anisotropic layer, depending on the type of polymer, it may break if molded into a curved surface with a small radius of curvature. Therefore, the radius of curvature has to be increased, which becomes a constraint on lens design, making it impossible to obtain a lens with an optically functional layer that has a wide field of view, low chromatic aberration, low distortion, and excellent MTF. There are cases.
  • the optically functional film of the first embodiment in which the polymerization rate of the liquid crystal compound is 40% or less (preferably 20% or less, more preferably 10% or less, even more preferably 0%), has flexibility.
  • the reflection wavelength band may be shifted to the shorter wavelength side. Due to this short wavelength shift, the pancake lens may not be able to appropriately reflect or transmit a part of the wavelength range of the light beam emitted from the image display device. In this case, a portion of the light beam becomes leaked light, leading to double images and a decrease in contrast, and the color tone of the image changes.
  • the optically functional film of the first embodiment in which the polymerization rate of the liquid crystal compound is 40% or less (preferably 20% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 0%), has optical functionality.
  • the optically functional film can be heated to perform an alignment treatment to orient the liquid crystal compound.
  • the helical pitch of the cholesteric liquid crystal layer changes to a helical pitch determined by the amount of chiral agent, so that it is possible to suppress the occurrence of short wavelength shift due to curved surface molding.
  • inappropriate reflection and transmission of light rays in some wavelength ranges can be suppressed, and leakage light and changes in image color can be suppressed.
  • the composition used to form the optically functional film of the first embodiment includes at least a liquid crystal compound having a polymerizable group.
  • a liquid crystal compound having a polymerizable group both a rod-like liquid crystal compound having a polymerizable group and a discotic liquid crystal compound having a polymerizable group can be used.
  • an optically functional film in which a liquid crystal compound is oriented in one direction can be used as a retardation film (retardation layer).
  • a retardation film for example, with reference to JP 2020-084070A, etc.
  • a rod-like liquid crystal compound having reverse dispersion property is uniformly aligned and immobilized to achieve reverse dispersion.
  • a retardation film having dispersibility can also be produced.
  • having inverse dispersion property means that as the wavelength increases, the value of the phase difference at that wavelength increases.
  • the optically functional film is a ⁇ /4 plate ( ⁇ /4 retardation layer), it preferably has a retardation of approximately 1/4 wavelength in any wavelength in the visible range.
  • optically functional film may be an absorption type linear polarizer, as described above.
  • An optically functional film that is an absorption type linear polarizer is produced by forming a coating film using a composition containing a liquid crystal compound and a dichroic substance, and aligning the liquid crystal compound and the dichroic substance in one direction. It can be manufactured by
  • the optically functional film may be a reflective circular polarizer comprising a cholesteric liquid crystal layer containing a helically oriented liquid crystal compound.
  • the cholesteric liquid crystal layer can be produced, for example, by forming a coating film using a composition containing a liquid crystal compound and a chiral agent, and heating the coating film for helical alignment.
  • the heat treatment for helical orientation is preferably performed after forming into a curved shape.
  • a cholesteric liquid crystal layer has a helical structure in which liquid crystal compounds are spirally rotated and stacked, and a cholesteric liquid crystal layer has a structure in which liquid crystal compounds are spirally stacked in one rotation (360° rotation).
  • the liquid crystal compound has a structure in which a plurality of periods of liquid crystalline compounds that spiral in a helical manner are stacked in one spiral period (helical period).
  • a cholesteric liquid crystal layer reflects right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light in a specific wavelength range and rejects other light, depending on the length of the helical period and the direction of spiral rotation (sense) caused by the liquid crystal compound.
  • the cholesteric liquid crystal layer has a center wavelength of selective reflection for red light
  • the cholesteric liquid crystal layer has a center wavelength of selective reflection for yellow light, for example.
  • composition used for forming the optically functional film of the first embodiment will be explained in more detail.
  • the liquid crystalline compound having a polymerizable group contained in the present composition may be a rod-like liquid crystalline compound or a discotic liquid crystalline compound.
  • the liquid crystal compound having a polymerizable group may be of a low molecular type or a high molecular type.
  • polymer means a polymer having a degree of polymerization of 100 or more (Polymer Physics/Phase Transition Dynamics, Masao Doi, p. 2, Iwanami Shoten, 1992).
  • the liquid crystal compound it is preferable to use a rod-like liquid crystal compound.
  • the present composition may contain two or more types of liquid crystalline compounds.
  • the combination of two or more liquid crystal compounds include a combination of two or more rod-like liquid crystal compounds, a combination of two or more discotic liquid crystal compounds, and a combination of one or more rod-like liquid crystal compounds and one or more rod-like liquid crystal compounds. Any combination with a discotic liquid crystal compound may be used.
  • the liquid crystal compound preferably has two or more polymerizable groups in one molecule.
  • the present composition contains two or more types of liquid crystalline compounds, it is preferable that at least one type of liquid crystalline compound has two or more polymerizable groups in one molecule.
  • a liquid crystalline compound in an optically functional film, even if a liquid crystalline compound is fixed by polymerization and becomes a compound that does not exhibit liquid crystallinity, it is referred to as a liquid crystalline compound for convenience.
  • the type of polymerizable group that the liquid crystal compound has is not particularly limited, and examples thereof include radically polymerizable groups and cationic polymerizable groups.
  • the radically polymerizable group include a (meth)acryloyl group, a (meth)acryloyloxy group, a vinyl group, a styryl group, and an allyl group.
  • the (meth)acryloyl group is a notation that means a methacryloyl group or an acryloyl group
  • the (meth)acryloyloxy group is a notation that means a methacryloyloxy group or an acryloyloxy group.
  • Examples of the cationically polymerizable group include an epoxy group and an oxetane group.
  • the polymerizable group included in the liquid crystal compound is preferably a radically polymerizable group, and more preferably a (meth)acryloyl group.
  • Examples of the rod-like liquid crystalline compound having a polymerizable group include liquid crystalline compounds described in Japanese Patent Publication No. 11-513019 and paragraphs [0026] to [0098] of JP-A No. 2005-289980. .
  • examples of discotic liquid crystalline compounds having a polymerizable group include paragraphs [0020] to [0067] of JP-A No. 2007-108732 and paragraphs [0013] to [0108] of JP-A No. 2010-244038.
  • Examples include liquid crystalline compounds described in . These descriptions are incorporated herein.
  • the composition may include a dichroic substance.
  • Dichroic substances are not particularly limited, and include known dichroic substances such as visible light absorbing substances (dichroic dyes), ultraviolet absorbing substances, infrared absorbing substances, nonlinear optical substances, carbon nanotubes, and inorganic substances (e.g. quantum rods). It is possible to use chemical substances (dichroic dyes).
  • the dichroic substance preferably has a crosslinkable group in terms of suppressing a decrease in the degree of polarization during stretching and molding. Examples of the crosslinkable group include a (meth)acryloyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, and a styryl group.
  • the composition may also include a chiral agent.
  • a reflective circular polarizer including a cholesteric liquid crystal layer can be formed as the optically functional film of the first embodiment.
  • a chiral agent is a compound for adjusting the helical period of a cholesteric liquid crystal compound, and is a known chiral agent (for example, Liquid Crystal Device Handbook, Chapter 3, Section 4-3, chiral agent for TN, STN, p. 199, edited by the 142nd Committee of the Japan Society for the Promotion of Science, 1989) can be used.
  • the chiral agent may have a polymerizable group.
  • the polymerizable group of the chiral agent is preferably the same type of group as the polymerizable group of the liquid crystal compound.
  • the chiral agent may be a liquid crystal compound.
  • the composition includes a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator is not particularly limited, but a photopolymerization initiator is preferred.
  • known compounds can be used. Examples of the photopolymerization initiator include ⁇ -carbonyl compounds (U.S. Pat. No. 2,367,661 and U.S. Pat. No. 2,367,670), asiloin ether (U.S. Pat. No. 2,448,828), and ⁇ -hydrocarbon-substituted aromatic acyloin. compound (US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compound (US Pat. No. 3,046,127 and US Pat. No.
  • the present composition preferably contains a solvent from the viewpoint of workability and the like.
  • a solvent known solvents used for forming optically functional films can be used, such as ketones, ethers, and amides.
  • the content of the solvent is preferably 80 to 99% by mass based on the total mass of the composition.
  • the method for forming the optically functional film of the first embodiment is not particularly limited as long as the polymerization rate of the liquid crystal compound in the film to be formed does not exceed 40%.
  • the method for forming the optically functional film of the first embodiment includes a coating film forming step of coating the present composition on an alignment layer to form a coating film, and aligning the liquid crystal compound in the coating film. Examples include a method that includes an alignment step and optionally performs a curing step of curing a part of the liquid crystal compound, if necessary.
  • the coating film forming step is a step of forming a coating film on the alignment layer using the present composition.
  • the present composition containing the above-mentioned solvent or by using a melt obtained by heating the present composition to become liquid, it becomes easy to apply the present composition onto the alignment layer.
  • Specific methods for applying the present composition include, for example, roll coating, gravure printing, spin coating, wire bar coating, extrusion coating, direct gravure coating, reverse gravure coating, and die coating. , a spray method, and an inkjet method.
  • As the alignment layer a known alignment layer (alignment film) having a function of aligning a liquid crystal compound on the alignment layer can be used.
  • the alignment layer examples include a rubbed alignment layer formed by rubbing the surface of a resin base material, and a photoalignment layer formed by irradiating a film made of a composition containing a radically polymerizable compound with light.
  • Examples include layers.
  • the above-mentioned alignment layer may be in a state where it is laminated on the optically functional film, or may be peeled off from the optically functional film at any stage.
  • the alignment step is a step of aligning the liquid crystal compound contained in the coating film.
  • the orientation process may include a drying process. Components such as the solvent can be removed from the coating film by the drying treatment.
  • the drying treatment may be performed by leaving the coating film at room temperature for a predetermined period of time (for example, natural drying), or by heating and/or blowing air.
  • the liquid crystalline compound contained in the present composition may be oriented by the above-mentioned coating film forming step or drying treatment.
  • an optically functional film can be obtained by drying the coating film and removing the solvent from the coating film.
  • the drying treatment is performed at a temperature equal to or higher than the transition temperature of the liquid crystal component contained in the coating film to the liquid crystal phase, the heat treatment described below may not be performed.
  • the transition temperature of the liquid crystal compound contained in the coating film to the liquid crystal phase is preferably 10 to 250°C, more preferably 25 to 190°C, from the viewpoint of manufacturing suitability.
  • the transition temperature is 10° C. or higher, there is no need for cooling treatment or the like to lower the temperature to a temperature range in which a liquid crystal phase is exhibited, which is preferable.
  • the above transition temperature is 250°C or lower, high temperatures are not required even when the temperature range is higher than the temperature range in which the liquid crystal phase is exhibited, and the temperature is higher than that of the isotropic liquid state, which results in wasted thermal energy and damage to the substrate. This is preferable because deformation, alteration, etc. can be reduced.
  • the orientation step includes heat treatment.
  • the liquid crystalline compound contained in the coating film can be oriented, so that the coating film after the heat treatment can be suitably used as an optically functional film.
  • the heat treatment is preferably performed at 10 to 250°C, more preferably from 25 to 190°C, from the viewpoint of manufacturing suitability.
  • the heating time is preferably 1 to 300 seconds, more preferably 1 to 60 seconds.
  • drying treatment, heating treatment, and the like are mentioned as methods for aligning the liquid crystal component contained in the coating film, but the method is not limited thereto, and any known alignment treatment can be used.
  • a curing step may be performed to harden the optically functional film within a range where the polymerization rate of the liquid crystal compound does not exceed 40%.
  • the curing step is performed, for example, by heating and/or light irradiation (exposure).
  • the curing step is preferably carried out by light irradiation.
  • Examples of light that can be used for curing include various types of light such as infrared light, visible light, and ultraviolet light, with ultraviolet light being preferred.
  • ultraviolet rays may be irradiated while heating during curing, or ultraviolet rays may be irradiated through a filter that transmits only a specific wavelength.
  • the heating temperature during light irradiation is preferably 25 to 140° C., although it depends on the transition temperature of the liquid crystal compound to the liquid crystal phase.
  • the optical laminate of the first embodiment includes the above-described optical functional film and a base film.
  • a base film made of a resin having a peak temperature of tan ⁇ (loss tangent (loss coefficient)) of 170° C. or less is preferable.
  • the optically functional film may have a plurality of laminated layers. Examples of resins having a tan ⁇ peak temperature of 170° C. or lower include polyacrylates, polymethacrylates, cyclic polyolefins, and polyolefins.
  • the peak temperature of tan ⁇ of the resin constituting the base film is preferably 150°C or lower, more preferably 130°C or lower, and even more preferably 120°C or lower, from the viewpoint of facilitating molding of the optical laminate into a curved shape.
  • the resin having a tan ⁇ peak temperature of 120° C. or lower include polyacrylate and polymethacrylate.
  • the lower limit is not particularly limited, but may be 60°C or higher.
  • Sample 5mm, length 50mm (gap 20mm) Measurement conditions: Tensile mode Measurement temperature: -150°C to 220°C Temperature increase condition: 5°C/min Frequency: 1Hz
  • a resin base material that has been subjected to a stretching process is often used, and the peak temperature of tan ⁇ is often increased due to the stretching process.
  • a triacetyl cellulose (TAC) base material for example, TG40 manufactured by Fuji Film Corporation
  • TAC triacetyl cellulose
  • the thickness of the base film is not particularly limited, but is preferably 5 to 300 ⁇ m, more preferably 5 to 100 ⁇ m, and even more preferably 5 to 30 ⁇ m.
  • the optical laminate of the first embodiment may have layers other than the optically functional film and the base film. Other layers include alignment layers and adhesive layers. Examples of the alignment layer include the above-mentioned alignment layers.
  • the optical laminate may have an adhesive layer at a position adjacent to the optically functional film or the base film, such as between the optically functional film and the base film.
  • the adhesive contained in the adhesive layer is not particularly limited as long as it exhibits adhesive properties through drying and reaction after bonding.
  • the adhesive include polyvinyl alcohol adhesives (PVA adhesives) that exhibit adhesive properties upon drying, and curable adhesives that exhibit adhesive properties upon reaction.
  • the curable adhesive include active energy ray curable adhesives such as (meth)acrylate adhesives, and cationic polymerization curable adhesives having an epoxy group or an oxetanyl group.
  • the molded article of the first embodiment is a member formed by molding the above-mentioned optically functional film or the optical laminate having the above-mentioned optically functional film and a base film into a three-dimensional shape including a curved surface.
  • an optically functional film or an optical laminate preferably an optical laminate having a base film made of a resin having a tan ⁇ peak temperature of 170°C or less
  • the optically functional film or optical laminate of the molded article has at least a curved surface portion.
  • Examples of methods for forming an optically functional film or optical laminate into a curved shape include thermoforming and vacuum forming. More specifically, insert molding as described in JP 2004-322501, vacuum forming and injection molding as described in WO 2010/001867 and JP 2012-116094. , pressure molding, vacuum coating molding, in-mold transfer, mold pressing, and the like.
  • the temperature of the heat treatment is preferably 80 to 170°C, more preferably 100 to 150°C, even more preferably 110 to 140°C.
  • the molding base material used for molding the molded body is not particularly limited, but when the molded body having the molded base material is used as an optical component, it is preferably made of a transparent member.
  • the transparent member include glass, acrylic resin, and polyolefin resin.
  • the molded base material does not have a retardation.
  • the optical component of the first embodiment is obtained by performing a curing treatment on the molded article of the first embodiment.
  • the curing treatment is performed, for example, by heating and/or light irradiation (exposure).
  • Examples of light that can be used for curing include various types of light such as infrared light, visible light, and ultraviolet light, with ultraviolet light being preferred.
  • ultraviolet rays may be irradiated while heating during curing, or ultraviolet rays may be irradiated through a filter that transmits only a specific wavelength.
  • the molded article of the first embodiment is subjected to at least one curing treatment selected from the group consisting of heat treatment and ultraviolet irradiation, and the liquid crystal of the optically functional film is It is preferable to include a curing step in which the polymerization rate of the compound is 50% or more.
  • the polymerization rate of the liquid crystal compound in the optically functional film of the optical component after the curing treatment is preferably 60% or more, more preferably 70% or more.
  • the upper limit is not particularly limited and may be 100%.
  • the heating temperature during light irradiation is preferably 25 to 140°C, although it depends on the transition temperature of the liquid crystal compound to the liquid crystal phase, and the heating time is 0.1 ⁇ 60 seconds is preferred. Further, when curing treatment is performed only by heating, the heating temperature is preferably 100 to 140°C, and the heating time is preferably more than 5 minutes and 30 minutes or less.
  • the method for manufacturing an optical component of the first embodiment may further include an orientation step of heating the molded body and orienting the liquid crystal compound contained in the optically functional film before the above-mentioned curing step, It is preferable to include the above-mentioned orientation step.
  • the polymerization rate of the liquid crystal compound is sufficiently small, it is possible to align the liquid crystal compound by an alignment step of heating the optically functional film.
  • the heating temperature in the orientation step is, for example, 10 to 250°C, preferably 25 to 190°C. Further, the heating time is, for example, 1 to 300 seconds, preferably 1 to 60 seconds.
  • the molded article in order to bring the liquid crystal compound into a desired alignment state, the molded article preferably has an alignment layer adjacent to the optically functional film.
  • the alignment layer include the above-mentioned alignment layers, and among them, a photo-alignment layer can be preferably used.
  • the optically functional film is a cholesteric liquid crystal layer, it is preferable to add a chiral agent to the composition containing a liquid crystal compound having a polymerizable group.
  • the optical component of the first embodiment is obtained by the method for manufacturing the optical component of the first embodiment described above. That is, the optical component of the first embodiment is a member obtained by performing the above-mentioned curing treatment on the molded article of the first embodiment.
  • the optical component of the first embodiment is used in a pancake lens type virtual reality display device, the optical component has an appropriately shaped curved surface to obtain a wide field of view, low chromatic aberration, low distortion, and excellent MTF. can be designed and manufactured.
  • the virtual reality display device of the first embodiment includes at least an image display device that emits polarized light and the optical component of the first embodiment.
  • the virtual reality display device may include additional optical components such as a half mirror and a diopter adjustment lens.
  • a known image display device can be used, such as an organic electroluminescent display device (OLED: Organic Light Emitting Diode), an LED (Light Emitting Diode) display device, and a micro LED display device. Examples include display devices in which self-luminous fine light emitters such as the following are arranged on a transparent substrate.
  • These self-luminous display devices usually have a (circular) polarizing plate bonded to the display surface to prevent reflection on the display surface. Therefore, the emitted light is polarized.
  • a liquid crystal display device is exemplified as another image display device. Since the liquid crystal display device also has a polarizing plate on its surface, the emitted light is polarized.
  • the optical film of the second embodiment of the present invention has a non-planar shape.
  • a non-planar shape means a shape other than a planar shape, and includes, for example, a curved shape.
  • the above-mentioned curved surface shape means a shape having a curvature exceeding 0, and includes a curved surface shape that is a developable surface and a three-dimensional curved surface shape.
  • a developable surface is a surface that can be developed into a flat surface without expanding or contracting each part of the surface. Examples of curved surfaces that are developable surfaces include surfaces corresponding to a cylindrical circumferential surface, an elliptical cylindrical circumferential surface, a conical circumferential surface, an elliptical conical circumferential surface, etc.
  • a three-dimensional curved surface refers to a curved surface that cannot be formed by deforming a plane, that is, a curved surface that is not a developable surface.
  • Three-dimensional curved surfaces include surfaces equivalent to spherical surfaces and spheroidal surfaces, and surfaces whose cross sections are parabolic, hyperbolic, etc. Examples include a surface corresponding to a curved surface (for example, a paraboloid of revolution), which may be a convex curved surface or a concave curved surface.
  • the curved surface shape is preferably lenticular.
  • the lenticular curved shape include a spherical shape and a spheroidal shape, and may be a convex lens shape or a concave lens shape.
  • the non-planar shape of the optical film is preferably a spherical shape, a spheroid shape, or a paraboloid of revolution shape.
  • the optical film has a non-planar shape and exhibits a predetermined radius of curvature. That is, a portion of the optical film having a non-planar shape (a non-planar shape portion, preferably a curved shape portion) exhibits a predetermined radius of curvature.
  • the radius of curvature is 30 to 1000 mm, which means that when the optical film of the second embodiment of the present invention is applied to a pancake-shaped virtual reality display device, the occurrence of leakage light is further suppressed (hereinafter simply referred to as "real"). 30 to 100 mm is preferable.
  • the radius of curvature may be constant or different at any position on the optical film.
  • the in-plane variation in retardation of the optical film is less than 5%. Among these, it is preferably less than 3%, and more preferably less than 1%, since the effects of the present invention are more excellent.
  • the lower limit is not particularly limited, but may be 0%.
  • the in-plane variation in retardation of the optical film is calculated by the following method. In this specification, the following method is also referred to as "identification method 1.” ) Note that the in-plane variation in retardation is calculated using the measured value of in-plane retardation at a wavelength of 550 nm at each position of the optical film.
  • the optical film when the optical film is applied to a virtual reality display device, the optical film is viewed in plan from the normal direction of the output surface of the image display panel, and the optical film is viewed in plan from the axis passing through the center of the output surface and extending in the normal direction. The intersection with the optical film is set as the center of the optical film.
  • a straight line passing through the center and extending in one direction in the plane is defined as a first straight line, and passing through the center, the first straight line is rotated clockwise by 45 degrees.
  • the rotated straight line is the second straight line, passing through the center, the second straight line rotated 45 degrees clockwise is the third straight line, passing through the center, and the third straight line is 45 degrees clockwise.
  • Let the rotated straight line be the fourth straight line.
  • the inscribed circle that can be drawn with the largest radius is defined as the first circle, and the circle half the radius of the first circle is defined as the second circle.
  • in-plane retardation at a position of the optical film corresponding to the center of the optical film in planar view in-plane retardation at a position of the optical film corresponding to the two intersections of the first straight line and the first circle, In-plane retardation at the position of the optical film corresponding to the two intersections of the first straight line and the second circle, in-plane retardation at the position of the optical film corresponding to the two intersections of the second straight line and the first circle, In-plane retardation at the position of the optical film corresponding to the two intersections of the second straight line and the second circle, in-plane retardation at the position of the optical film corresponding to the two intersections of the third straight line and the first circle, In-plane retardation at the position of the optical film corresponding to the two intersections of the third straight line and the second circle, in-plane retardation at the position of the optical film corresponding to the two intersections of the fourth straight line and the first circle, Then, the in-plane retardation at the positions of the optical
  • the position of the optical film that corresponds to the center of the optical film viewed in plan is an axis that passes through the center position of the projected image obtained by viewing the optical film in plan and extends in the normal direction of the projected image. , corresponds to the intersection with the optical film. That is, the in-plane retardation at the position of the optical film is calculated by reflecting the position of the center in the projected image on the position of the optical film. Furthermore, the position of the optical film corresponding to the above intersection point refers to the axis extending in the normal direction of the projected image through the position of the selected intersection point in the projected image obtained by viewing the optical film in plan, and the optical film.
  • the shape of the outer peripheral edge of the optical film of the second embodiment of the present invention is not particularly limited, and for example, a perfect circle, an ellipse, and an irregular shape are used.
  • the shape of the outer peripheral edge mentioned above means the shape of the outer peripheral edge of the optical film when the optical film is observed from the normal direction of the output surface of the image display panel when the optical film is applied to a virtual reality display device.
  • the in-plane variation in film thickness of the optical film of the second embodiment of the present invention is not particularly limited, it is preferably less than 5%, and more preferably less than 3%, since the effects of the present invention are more excellent.
  • the lower limit is not particularly limited, but may be 0%.
  • the method for measuring the above-mentioned in-plane variation in film thickness is to measure the film thickness at 17 locations where in-plane retardation was measured when calculating the above-mentioned in-plane variation in phase difference. Of these, the maximum value, minimum value, and average value are determined, respectively, and the in-plane variation (%) of the phase difference is calculated using the following formula.
  • In-plane variation (%) ⁇ (maximum value - minimum value)/average value ⁇ x 100
  • SEM scanning electron microscope
  • the measurement sample may be subjected to appropriate treatments such as carbon deposition and etching so that the cross section can be easily observed. It is preferable to optimize the acceleration voltage under conditions of 1 to 10 kV.
  • the method of measuring the above-mentioned in-plane variation in film thickness is also referred to as "specification method 2.”
  • the optical film of the second embodiment of the present invention includes, for example, a retardation film, a cholesteric liquid crystal layer, a polarizer, a reflective polarizer, an antireflection film, a transparent film, and a combination of some of these.
  • a laminated optical body is used. That is, the optical film of the second embodiment of the present invention may be a film with a single layer structure or a film with a multilayer structure.
  • the optical film of the second embodiment of the present invention may be composed of only a retardation film, or the optical film of the second embodiment of the present invention may be composed of a retardation film and a reflective polarizer. It may also be a laminated optical body.
  • the optical film of the second embodiment of the present invention includes at least a retardation film. That is, the optical film of the second embodiment of the present invention is preferably composed of a single layer of retardation film, or is preferably a laminated optical body containing a retardation film. Below, first, the retardation film will be explained in detail.
  • the retardation layer has a function of converting the emitted light into approximately linearly polarized light when circularly polarized light is incident thereon.
  • a retardation layer in which Re is approximately 1/4 wavelength at any wavelength in the visible range can be used, and in this case, it is preferable that the in-plane retardation Re (550) at a wavelength of 550 nm is 120 nm to 150 nm. , more preferably 125 nm to 145 nm, and even more preferably 135 nm to 140 nm.
  • a retardation layer in which Re is about 3/4 wavelength or about 5/4 wavelength is also preferable because it can convert linearly polarized light into circularly polarized light.
  • the retardation layer has reverse dispersion with respect to wavelength. It is preferable to have inverse dispersion because circularly polarized light can be converted into linearly polarized light over a wide wavelength range in the visible region.
  • having an inverse dispersion property with respect to a wavelength means that as the wavelength becomes larger, the value of the phase difference at the wavelength becomes larger.
  • a retardation layer having reverse dispersibility can be produced by uniaxially stretching a polymer film such as a modified polycarbonate resin film having reverse dispersion, for example, with reference to JP 2017-049574 A and the like. Further, the retardation layer having reverse dispersion property only needs to have substantially reverse dispersion property, and for example, as disclosed in Japanese Patent No.
  • Re is approximately 1/4 wavelength. It can also be produced by laminating a retardation layer and a retardation layer with Re of about 1/2 wavelength so that their slow axes make an angle of about 60°. At this time, even if the 1/4 wavelength retardation layer and the 1/2 wavelength retardation layer each have normal dispersion (as the wavelength increases, the value of the retardation at that wavelength decreases), the visible range It is known that circularly polarized light can be converted into linearly polarized light over a wide wavelength range and can be considered to have substantially inverse dispersion.
  • the retardation layer has a layer formed by fixing a uniformly oriented liquid crystal compound.
  • a layer in which a rod-shaped liquid crystal compound is uniformly aligned horizontally to the in-plane direction, or a layer in which a disc-shaped liquid crystal compound is uniformly aligned perpendicular to the in-plane direction can be used.
  • a retardation layer having reverse dispersion property can be produced by uniformly orienting and fixing a rod-like liquid crystal compound having reverse dispersion property, with reference to JP-A No. 2020-084070. can.
  • the retardation layer has a layer formed by immobilizing a liquid crystal compound twisted and oriented with the thickness direction as a helical axis.
  • a layer having a layer formed by fixing a rod-like liquid crystal compound or a disk-like liquid crystal compound twisted and oriented with the thickness direction as the helical axis is disclosed.
  • a retardation layer can also be used, and in this case it is preferable because the retardation layer can be considered to have substantially reverse dispersion properties.
  • the thickness of the retardation layer is not particularly limited, but from the viewpoint of thinning, it is preferably 0.1 to 8 ⁇ m, more preferably 0.3 to 5 ⁇ m.
  • the retardation layer is transparent to near-infrared light.
  • One embodiment of the laminated optical body includes at least a cholesteric liquid crystal layer and a retardation layer that mutually converts circularly polarized light and linearly polarized light.
  • One embodiment of the laminated optical body includes at least a cholesteric liquid crystal layer, a retardation layer that mutually converts circularly polarized light and linearly polarized light, and a linear polarizer in this order.
  • One embodiment of the laminated optical body includes at least a linearly polarized reflective polarizer and a retardation layer that mutually converts circularly polarized light and linearly polarized light.
  • the laminated optical body includes at least a retardation layer that mutually converts circularly polarized light and linearly polarized light, a linearly polarized reflective polarizer, and a linear polarizer in this order.
  • the retardation layer included in the laminated optical body is as described above. Below, other members that can be included in the laminated optical body will be explained in detail.
  • the cholesteric liquid crystal layer is an optical member that separates incident light into right-handed circularly polarized light and left-handed circularly polarized light, specularly reflects one circularly polarized light, and transmits the other circularly polarized light.
  • a cholesteric liquid crystal layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase can be used.
  • a film formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase is preferable because the transmitted light has a high degree of polarization even though it is a thin film.
  • a cholesteric liquid crystal layer is preferable as a film used for curved surface molding from the viewpoint of suppressing a decrease in the degree of polarization and/or distortion of the polarization axis when it is stretched or molded into a three-dimensional shape. Further, the degree of polarization is less likely to decrease due to distortion of the polarization axis.
  • the cholesteric liquid crystal layer includes a blue light reflecting layer with a reflectance of 40% or more at a wavelength of 460 nm, a green light reflecting layer with a reflectance of 40% or more at a wavelength of 550 nm, and a reflectance of 40% or more at a wavelength of 600 nm. It is preferable to have a yellow light reflective layer and a red light reflective layer having a reflectance of 40% or more at a wavelength of 650 nm. Such a configuration is preferable because it can exhibit high reflection characteristics over a wide wavelength range in the visible region. Note that the above-mentioned reflectance is the reflectance when non-polarized light is incident on the cholesteric liquid crystal layer at each wavelength.
  • the blue light reflective layer, green light reflective layer, yellow light reflective layer, and red light reflective layer each having a fixed cholesteric liquid crystal phase have a pitch in which the helical pitch of the cholesteric liquid crystal phase is continuously changed in the thickness direction. It may have a gradient layer.
  • a green light reflective layer and a yellow light reflective layer can be continuously produced.
  • the cholesteric liquid crystal layer has a light reflecting layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase containing a rod-like liquid crystal compound, and a light reflecting layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase containing a discotic liquid crystal compound.
  • the cholesteric liquid crystal phase containing the rod-like liquid crystal compound has a positive Rth
  • the cholesteric liquid crystal phase containing the discotic liquid crystal compound has a negative Rth, so their Rths cancel each other out, This is preferable because it is possible to suppress the occurrence of ghosts even with respect to incident light from an oblique direction.
  • Rth is canceled out
  • L1, L2, L3, ..., Ln in order from the light source side
  • SRthn Rth1+Rth2...+Rthi...+Rthn
  • the absolute value of all these SRthi is preferably 0.3 ⁇ m or less, more preferably 0.2 ⁇ m or less, and even more preferably 0.1 ⁇ m or less.
  • Rthi of each layer in the above formula is determined by the formula for calculating Rth described above.
  • the thickness of the cholesteric liquid crystal layer is not particularly limited, but from the viewpoint of thinning, it is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or less.
  • the reflection wavelength range of the cholesteric liquid crystal layer may shift, so the reflection wavelength range should be selected in advance assuming the wavelength shift.
  • the film may be stretched by stretching or molding, and the helical pitch of the cholesteric liquid crystal phase may become small. It is better to set the helical pitch large in advance.
  • the cholesteric liquid crystal layer preferably has an infrared light reflective layer having a reflectance of 40% or more at a wavelength of 800 nm.
  • an appropriate reflection wavelength range may be selected at each location within the plane according to the wavelength shift due to stretching. That is, within the plane, there may be regions with different reflection wavelength ranges. It is also preferable to set the reflection wavelength range wider than the necessary wavelength range in advance, assuming that the stretching ratio is different at each location within the plane.
  • the cholesteric liquid crystal layer is formed by dissolving a liquid crystal compound, a chiral agent, a polymerization initiator, and a surfactant added as necessary in a solvent on or on a support. It can be formed by coating the liquid crystal composition on a base layer, drying it to obtain a coating film, orienting the liquid crystal compound in the coating film, and curing the liquid crystal composition by irradiating the coating film with actinic rays. Thereby, a cholesteric liquid crystal layer having a cholesteric liquid crystal structure with fixed cholesteric regularity can be formed.
  • Examples of methods for applying the liquid crystal composition include roll coating method, gravure printing method, spin coating method, wire bar coating method, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method, spray method, Also, known methods such as an inkjet method may be mentioned.
  • Method of giving in-plane distribution to helical pitch As a method for imparting in-plane distribution to the helical pitch of a cholesteric liquid crystal layer, there is a method using, for example, a chiral agent whose HTP changes through photoisomerization.
  • a liquid crystal composition containing a chiral agent whose HTP changes due to photoisomerization is coated (in some cases, followed by heat treatment) and oriented, and the cholesteric liquid crystal layer is irradiated with light corresponding to photoisomerization to change chiral properties. It is possible to change the HTP of the agent and, as a result, change the helical pitch of the cholesteric liquid crystal layer, thereby changing the reflection wavelength.
  • a pattern can be created in which the reflected wavelength changes only in the irradiated area. can get.
  • the entire cholesteric liquid crystal layer is exposed to light for curing the liquid crystal composition, and the liquid crystal composition is polymerized to finally form a cholesteric liquid crystal layer (patterned) having an in-plane helical pitch distribution.
  • cholesteric liquid crystal layer can be obtained.
  • the patterned cholesteric liquid crystal layer no longer undergoes photoisomerization and has stable properties.
  • Measures for separating the two include, for example, separation based on oxygen concentration and separation based on exposure wavelength.
  • photoisomerization is less affected by oxygen concentration, but curing becomes less likely to occur as the oxygen concentration increases (depending on the initiator used). Therefore, photoisomerization is carried out under conditions with high oxygen concentration, such as in the atmosphere, and curing is carried out under conditions with low oxygen concentration, for example, using a nitrogen atmosphere at an oxygen concentration of 300 ppm or less, thereby separating photoisomerization and curing. It becomes easier to remove.
  • photoisomerization of the chiral agent tends to proceed at the absorption wavelength of the chiral agent, and curing tends to proceed at the absorption wavelength of the photopolymerization initiator. Therefore, if the chiral agent and the photopolymerization initiator are selected so that their absorption wavelengths are different, it becomes possible to distinguish between photoisomerization and curing based on the exposure wavelength.
  • photoisomerization and curing may be performed under heating.
  • the heating temperature is preferably 25 to 140°C, more preferably 30 to 100°C.
  • Another method of using a chiral agent whose HTP changes due to photoisomerization is a method of first curing in a pattern and then isomerizing the uncured areas. That is, the oriented cholesteric liquid crystal phase is first irradiated with light for curing in a pattern using an exposure mask or the like. After that, by irradiating the entire surface with light for photoisomerization (because the pitch change due to photoisomerization can no longer occur in the previously cured area), the light is applied only to the area that has not been previously cured. A pitch change occurs due to isomerization, resulting in a change in the reflected wavelength. In this case as well, after obtaining the pattern, the entire cholesteric liquid crystal layer is exposed to light for curing the liquid crystal composition, and the liquid crystal composition is polymerized to obtain a final patterned cholesteric liquid crystal layer.
  • directly adjacent layers are formed between each light-reflecting layer of the cholesteric liquid crystal layer without an adhesive layer.
  • the adhesive layer can be eliminated by applying it directly onto an adjacent layer that has already been formed.
  • a coating liquid containing the rod-like liquid crystal compound is directly applied, and the disk-like liquid crystal Due to the alignment regulating force of the discotic liquid crystal compound of the light reflecting layer containing the compound, it is also possible to align the slow axis direction so that it is continuous at the interface.
  • the cholesteric liquid crystal layer is a laminate consisting of multiple light-reflecting layers.
  • Each layer can also be adhered by any adhesive method, for example, a pressure-sensitive adhesive or an adhesive can be used.
  • the adhesive any commercially available adhesive can be used.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 25 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or less, and 6 ⁇ m or less. It is most preferable that there be.
  • the adhesive is one that does not easily generate outgas.
  • the adhesive any commercially available adhesive can be used.
  • an epoxy resin adhesive or an acrylic resin adhesive can be used.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 25 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or less, and preferably 1 ⁇ m or less. most preferred.
  • the viscosity of the adhesive is preferably 300 cP or less, more preferably 100 cP or less. .
  • the adhesive and the adhesive should be used in such a way that they can embed the surface irregularities of the layer to be adhered, from the viewpoint of reducing the surface roughness Ra of the cholesteric liquid crystal layer.
  • Appropriate viscoelasticity or thickness can also be selected. From the viewpoint of embedding surface irregularities, it is preferable that the adhesive and the adhesive have a viscosity of 50 cP or more. Further, the thickness is preferably thicker than the height of the surface irregularities. Examples of methods for adjusting the viscosity of the adhesive include a method using an adhesive containing a solvent. In this case, the viscosity of the adhesive can be adjusted by adjusting the proportion of the solvent. Furthermore, by drying the solvent after applying the adhesive to the adherend, the thickness of the adhesive can be further reduced.
  • the adhesive or adhesive used to bond each layer should have a small refractive index difference with the adjacent layer. preferable. Since the liquid crystal layer has birefringence, the refractive index in the fast axis direction and the refractive index in the slow axis direction are different, so the refractive index in the fast axis direction and the refractive index in the slow axis direction are added and divided by 2.
  • the difference between the refractive index of the adjacent adhesive layer or adhesive layer from nave is preferably 0.075 or less, more preferably 0.05 or less, and 0.025.
  • the refractive index of the pressure-sensitive adhesive or adhesive can be adjusted by, for example, mixing fine particles of titanium oxide or fine particles of zirconia.
  • the cholesteric liquid crystal layer, retardation layer, and linear polarizer have in-plane refractive index anisotropy, but the refractive index difference between adjacent layers is 0.10 or less in all in-plane directions.
  • the adhesive and the adhesive may have in-plane refractive index anisotropy.
  • a refractive index adjustment layer is provided between the cholesteric liquid crystal layer and the adhesive, or between the cholesteric liquid crystal layer and the adhesive, and the difference between the refractive index in the fast axis direction and the refractive index in the slow axis direction is smaller than that of the cholesteric liquid crystal layer.
  • the refractive index adjusting layer preferably contains cholesteric liquid crystal.
  • the average refractive index of the refractive index adjusting layer is smaller than the average refractive index of the cholesteric liquid crystal layer.
  • the center wavelength of the reflected light of the refractive index adjusting layer may be smaller than 430 nm or larger than 670 nm, and is more preferably smaller than 430 nm.
  • the adhesive layer between each layer has a thickness of 100 nm or less.
  • the thickness of the adhesive layer is 100 nm or less, the difference in refractive index of light in the visible range becomes less perceivable, and unnecessary reflection can be suppressed.
  • the thickness of the adhesive layer is more preferably 50 nm or less, and even more preferably 30 nm or less.
  • a method for forming an adhesive layer having a thickness of 100 nm or less includes, for example, a method of vapor-depositing a ceramic adhesive such as silicon oxide (SiOx layer) on the bonding surface.
  • the bonding surface of the bonding member may be subjected to surface modification treatment such as plasma treatment, corona treatment, saponification treatment, etc., or a primer layer may be applied to the bonding surface of the bonding member before bonding.
  • surface modification treatment such as plasma treatment, corona treatment, saponification treatment, etc.
  • a primer layer may be applied to the bonding surface of the bonding member before bonding.
  • the type and thickness of the adhesive layer can be adjusted for each bonding surface.
  • an adhesive layer having a thickness of 100 nm or less can be provided by following the steps (1) to (3) below.
  • (1) Layers to be laminated are bonded to a temporary support made of a glass base material.
  • the vapor deposition can be performed using SiOx powder as a vapor deposition source, for example, using a vapor deposition apparatus manufactured by ULVAC (model number ULEYES). Further, it is preferable to perform plasma treatment on the surface of the formed SiOx layer. (3) After bonding the formed SiOx layers together, the temporary support is peeled off. It is preferable that the lamination is carried out at a temperature of, for example, 120°C.
  • each layer may be performed in a roll-to-roll manner, or may be performed in sheets.
  • the roll-to-roll method is preferable from the viewpoint of improving productivity and reducing axis misalignment of each layer.
  • the single-wafer method is preferable because it is suitable for small-volume, high-mix production and allows selection of a special adhesive method such as the above-mentioned adhesive layer having a thickness of 100 nm or less.
  • methods for applying the adhesive to the adherend include, for example, a roll coating method, a gravure printing method, a spin coating method, a wire bar coating method, an extrusion coating method, a direct gravure coating method, a reverse gravure coating method, and a die coating method.
  • a roll coating method a gravure printing method
  • a spin coating method a wire bar coating method
  • an extrusion coating method a direct gravure coating method
  • a reverse gravure coating method a die coating method.
  • die coating method examples include known methods such as a method, a spray method, and an inkjet method.
  • the cholesteric liquid crystal layer is transparent to near-infrared light.
  • a linear polarizer is an absorption type polarizer, which absorbs linearly polarized light in the absorption axis direction of incident light and transmits linearly polarized light in the transmission axis direction.
  • a general polarizer can be used.
  • a polarizer made by dyeing polyvinyl alcohol or other polymeric resin with a dichroic substance and oriented by stretching it may be used, or a polarizer made by dyeing a dichroic substance on polyvinyl alcohol or other polymeric resin and oriented it by stretching it. It may also be a polarizer in which a dichroic substance is oriented using the orientation of a compound.
  • a polarizer made of polyvinyl alcohol dyed with iodine and stretched is preferable.
  • the thickness of the linear polarizer is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 7 ⁇ m or less, and even more preferably 5 ⁇ m or less.
  • the linear polarizer is thin, it is possible to prevent the film from cracking or breaking when the laminated optical body is stretched or molded.
  • the single plate transmittance of the linear polarizer is preferably 40% or more, more preferably 42% or more.
  • the degree of polarization is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 99% or more.
  • the single-plate transmittance and polarization degree of a linear polarizer are measured using an automatic polarizing film measuring device: VAP-7070 (manufactured by JASCO Corporation). Further, it is preferable that the direction of the transmission axis of the linear polarizer corresponds to the direction of the polarization axis of the light converted into linearly polarized light by the retardation layer. For example, when the retardation layer is a layer having a retardation of 1/4 wavelength, the angle between the transmission axis of the linear polarizer and the slow axis of the retardation layer is preferably about 45°.
  • the linear polarizer is a light absorption anisotropic layer containing a liquid crystal compound and a dichroic substance.
  • a linear polarizer containing a liquid crystal compound and a dichroic substance is preferable because it can be made thinner and is less likely to crack or break even when stretched or molded.
  • the thickness of the light absorption anisotropic layer is not particularly limited, but from the viewpoint of thinning, it is preferably 0.1 to 8 ⁇ m, more preferably 0.3 to 5 ⁇ m.
  • a linear polarizer containing a liquid crystal compound and a dichroic substance can be produced, for example, with reference to JP-A-2020-023153. From the viewpoint of improving the degree of polarization of the linear polarizer, the degree of orientation of the dichroic substance in the light absorption anisotropic layer is preferably 0.95 or more, more preferably 0.97 or more.
  • the linear polarizer is transparent to near-infrared light.
  • the laminated optical body may have other functional layers in addition to the cholesteric liquid crystal layer, retardation layer, and linear polarizer described above.
  • near-infrared light as a light source
  • various sensors that use near-infrared light as a light source such as eye tracking, facial expression recognition, and iris authentication
  • optical systems such as virtual reality display devices and electronic viewfinders.
  • the other functional layers are preferably transparent to near-infrared light.
  • the laminated optical body further includes a positive C plate.
  • the positive C plate is a retardation layer in which Re is substantially zero and Rth is a negative value.
  • a positive C plate can be obtained, for example, by vertically aligning rod-shaped liquid crystal compounds.
  • the positive C plate functions as an optical compensation layer for increasing the degree of polarization of transmitted light with respect to obliquely incident light.
  • the positive C plate can be installed at any location of the laminated optical body, and a plurality of positive C plates may be installed.
  • the positive C plate may be installed adjacent to the cholesteric liquid crystal layer or inside the cholesteric liquid crystal layer.
  • the light reflecting layer has a positive Rth.
  • the polarization state of the reflected light and the transmitted light changes due to the action of Rth, and the degree of polarization of the transmitted light may decrease.
  • the positive C plate is preferably placed on the opposite side of the blue light reflecting layer from the green reflecting layer, but may be placed elsewhere.
  • the Re of the positive C plate is preferably about 10 nm or less, and the Rth is preferably -600 to -100 nm, more preferably -400 to -200 nm.
  • the positive C plate may be installed adjacent to the retardation layer or inside the retardation layer.
  • the retardation layer has a positive Rth.
  • the polarization state of the transmitted light changes due to the effect of Rth, and the degree of polarization of the transmitted light may decrease.
  • the positive C plate is preferably installed on the opposite side of the linear polarizer to the retardation layer, but may be installed at other locations.
  • the Re of the positive C plate is preferably about 10 nm or less, and the Rth is preferably -90 to -40 nm.
  • the laminated optical body has an antireflection layer on its surface.
  • a laminated optical body has the function of reflecting a specific circularly polarized light and transmitting a circularly polarized light perpendicular to the circularly polarized light, but the reflection at the surface of the laminated optical body generally includes reflection of unintended polarized light, thereby causing the transmitted light to decreases the degree of polarization. Therefore, it is preferable that the laminated optical body has an antireflection layer on the surface.
  • the antireflection layer may be installed only on one surface of the laminated optical body, or may be installed on both surfaces.
  • the type of antireflection layer is not particularly limited, but moth-eye films and AR films are preferred from the viewpoint of further reducing reflectance. Moreover, when stretching or molding a laminated optical body, a moth-eye film is preferable because high antireflection performance can be maintained even if the film thickness changes due to stretching. Furthermore, when the antireflection layer includes a support and is stretched or molded, the support should have a peak Tg temperature of 170°C or less in order to facilitate the stretching or molding. The temperature is preferably 130°C or lower, and more preferably 130°C or lower. Specifically, for example, a PMMA film or the like is preferable.
  • the laminated optical body further includes a second retardation layer in addition to the above-mentioned retardation layer.
  • the laminated optical body may include a cholesteric liquid crystal layer, a retardation layer, a linear polarizer, and a second retardation layer in this order.
  • the second retardation layer converts linearly polarized light into circularly polarized light, and for example, a retardation layer having Re of 1/4 wavelength is preferable. The reason for this will be explained below.
  • the light that enters the laminated optical body from the side of the cholesteric liquid crystal layer and passes through the cholesteric liquid crystal layer, retardation layer, and linear polarizer becomes linearly polarized light, and a part of it enters the outermost part of the layer on the side of the linear polarizer. It is reflected by the surface and exits again from the surface on the side of the cholesteric liquid crystal layer. Such light is unnecessary reflected light and can be a factor in reducing the degree of polarization of reflected light, so it is preferable to reduce it.
  • the second retardation layer has substantially reverse dispersion.
  • the laminated optical body may further have a support.
  • the support can be installed at any location; for example, if the cholesteric liquid crystal layer, retardation layer, or linear polarizer is a film that is transferred from a temporary support, the support is used as the transfer destination. be able to.
  • the type of support is not particularly limited, but it is preferably transparent, such as cellulose acylate, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylate and polymethacrylate, cyclic polyolefin, polyolefin, polyamide, polystyrene, polyester, etc. can be used.
  • the support preferably has a small retardation from the viewpoint of suppressing an adverse effect on the degree of polarization of transmitted light and from the viewpoint of facilitating optical inspection of the laminated optical body.
  • the magnitude of Re is preferably 10 nm or less
  • the absolute value of Rth is preferably 50 nm or less.
  • the support When the laminated optical body is to be stretched or molded, the support preferably has a tan ⁇ peak temperature of 170° C. or lower. From the viewpoint of enabling molding at low temperatures, the peak temperature of tan ⁇ is preferably 150°C or lower, more preferably 130°C or lower.
  • Equipment DVA-200 manufactured by IT Measurement Control Co., Ltd.
  • Sample 5mm, length 50mm (gap 20mm)
  • Measurement conditions Tensile mode Measurement temperature: -150°C to 220°C
  • Temperature increase condition 5°C/min
  • Frequency 1Hz
  • a resin base material that has been subjected to a stretching process is often used, and the peak temperature of tan ⁇ is often increased due to the stretching process.
  • the TAC (triacetyl cellulose) base material TG40, manufactured by Fuji Film Corporation
  • various resin base materials can be used without particular limitation.
  • polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and norbornene polymers; cyclic olefin resins; polyvinyl alcohol; polyethylene terephthalate; acrylic resins such as polymethacrylic esters and polyacrylic esters; polyethylene naphthalate; polycarbonate; polysulfone; polyether sulfone ; polyetherketone; polyphenylene sulfide and polyphenylene oxide.
  • cyclic olefin resins polyethylene terephthalate, or acrylic resins are preferred, and cyclic olefin resins or polymethacrylic acid esters are particularly preferred because they are easily available on the market and have excellent transparency. It is.
  • resin base materials include Technoloy S001G, Technoloy S014G, Technoloy S000, Technoloy C001, Technoloy C000 (Sumika Acrylic Sales Co., Ltd.), Lumirror U type, Lumirror FX10, Lumirror SF20 (Toray Industries, Ltd.), HK-53A ( Higashiyama Film Co., Ltd.), Teflex FT3 (Teijin DuPont Films Co., Ltd.), Escina'' and SCA40 (Sekisui Chemical Co., Ltd.), Zeonor Film (Optes Co., Ltd.), Arton Film (JSR Co., Ltd.), etc. It will be done.
  • the thickness of the support is not particularly limited, but is preferably 5 to 300 ⁇ m, more preferably 5 to 100 ⁇ m, and even more preferably 5 to 30 ⁇ m.
  • a laminated optical body is a laminated body consisting of many layers.
  • Each layer can be adhered by any adhesive method, for example, a pressure-sensitive adhesive or an adhesive can be used.
  • the adhesive any commercially available adhesive can be used.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 25 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or less, and preferably 6 ⁇ m or less. More preferred.
  • the adhesive is one that does not easily generate outgas. In particular, when stretching or molding is performed, a vacuum process or a heating process may be performed, and it is preferable that no outgas be generated even under these conditions.
  • the adhesive any commercially available adhesive can be used.
  • an epoxy resin adhesive or an acrylic resin adhesive can be used.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 25 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or less, and preferably 1 ⁇ m or less. More preferred.
  • the viscosity of the adhesive is preferably 300 cP or less, more preferably 100 cP or less. , more preferably 10 cP or less.
  • the adhesive and the adhesive should be used in such a way that they can embed the surface irregularities of the layer to be adhered, from the viewpoint of reducing the surface roughness Ra of the laminated optical body.
  • Appropriate viscoelasticity or thickness can also be selected. From the viewpoint of embedding surface irregularities, it is preferable that the adhesive and the adhesive have a viscosity of 50 cP or more. Further, the thickness is preferably thicker than the height of the surface irregularities.
  • methods for adjusting the viscosity of the adhesive include a method using an adhesive containing a solvent. In this case, the viscosity of the adhesive can be adjusted by adjusting the proportion of the solvent. Furthermore, by drying the solvent after applying the adhesive to the adherend, the thickness of the adhesive can be further reduced.
  • the adhesive or adhesive used to bond each layer should have a refractive index difference between adjacent layers.
  • the refractive index difference between adjacent layers is preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less, and even more preferably 0.01 or less.
  • the refractive index of the pressure-sensitive adhesive or adhesive can be adjusted by, for example, mixing titanium oxide fine particles, zirconia fine particles, or the like.
  • the cholesteric liquid crystal layer, retardation layer, and linear polarizer have in-plane refractive index anisotropy, but the refractive index difference between adjacent layers is 0.05 or less in all in-plane directions. It is preferable that Therefore, the pressure-sensitive adhesive or adhesive may have in-plane refractive index anisotropy.
  • the adhesive layer between each layer has a thickness of 100 nm or less.
  • the thickness of the adhesive layer is more preferably 50 nm or less.
  • An example of a method for forming an adhesive layer having a thickness of 100 nm or less is a method of vapor depositing a ceramic adhesive such as silicon oxide (SiOx layer) on the bonding surface.
  • the bonding surface of the bonding member can be subjected to surface modification treatments such as plasma treatment, corona treatment, and saponification treatment, and can be provided with a primer layer before bonding.
  • an adhesive layer having a thickness of 100 nm or less can be provided by following the steps (1) to (3) below.
  • (1) Layers to be laminated are bonded to a temporary support made of a glass base material.
  • the vapor deposition can be performed using SiOx powder as a vapor deposition source, for example, using a vapor deposition apparatus manufactured by ULVAC (model number ULEYES).
  • the temporary support is peeled off. It is preferable to carry out the lamination at a temperature of, for example, 120°C.
  • the coating, adhesion, or lamination of each layer may be performed in a roll-to-roll manner, or may be performed in sheets.
  • the roll-to-roll method is preferable from the viewpoint of improving productivity and reducing axis misalignment of each layer.
  • the single-wafer method is preferable because it is suitable for small-volume, high-mix production and allows selection of a special adhesive method such as the above-mentioned adhesive layer having a thickness of 100 nm or less.
  • methods for applying the adhesive to the adherend include, for example, roll coating method, gravure printing method, spin coating method, wire bar coating method, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method, etc. Examples include known methods such as a method, a spray method, and an inkjet method.
  • each layer It is also preferable not to have an adhesive layer between each layer of the laminated optical body.
  • the adhesive layer can be eliminated by applying it directly onto an adjacent layer that has already been formed.
  • the alignment direction of the liquid crystal compound changes continuously at the interface in order to reduce the difference in refractive index in all directions within the plane.
  • a retardation layer containing a liquid crystal compound is directly applied to a linear polarizer containing a liquid crystal compound and a dichroic substance, and the liquid crystal compound of the retardation layer is applied at the interface by the alignment regulating force of the liquid crystal compound of the linear polarizer. It can also be oriented in a continuous manner.
  • the laminated optical body consists of a large number of layers
  • the order of the steps for laminating them is not particularly limited and can be arbitrarily selected.
  • adjusting the stacking order so that the thickness of the transfer destination film is 10 ⁇ m or more will prevent wrinkles and cracks during transfer. can be prevented.
  • the surface irregularities may be further amplified. It is preferable to stack the layers in order from the smallest layer.
  • the order of lamination can be selected from the viewpoint of quality evaluation in the process of manufacturing the laminated optical body. For example, after layers other than the cholesteric liquid crystal layer are laminated and quality evaluation is performed using a transmission optical system, a cholesteric liquid crystal layer can be laminated and quality evaluation is performed using a reflective optical system. Furthermore, the order of lamination can be selected from the viewpoint of improving the manufacturing yield of the laminated optical body or reducing costs.
  • the laminated optical body containing the same, and the compound lens containing the same a virtual reality display device using the laminated optical body is taken up.
  • a virtual reality display device using the laminated optical body is taken up.
  • FIG. 3 shows a virtual reality display device using a laminated optical body.
  • a light ray 1000 emitted from the image display panel 500 passes through the circularly polarizing plate 400, becomes circularly polarized light, and passes through the half mirror 300.
  • the lens 200 passes through the lens 200, enters the laminated optical body 100, is reflected, passes through the lens 200 again, is reflected again by the half mirror 300, passes through the lens 200 again, and enters the laminated optical body 100. do.
  • the circularly polarized state of the light ray 1000 does not change when reflected by the laminated optical body 100, and when reflected by the half mirror, it becomes circularly polarized light that is orthogonal to the circularly polarized light when it is incident on the laminated optical body 100. Change. Therefore, the light ray 1000 passes through the laminated optical body 100 and is visible to the user. Further, when the light ray 1000 is reflected by the half mirror 300, the image is enlarged because the half mirror has a concave mirror shape, and the user can visually recognize the enlarged virtual image.
  • the above-mentioned mechanism is called a reciprocating optical system, a folding optical system, or the like.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a case where, when the light ray 2000 first enters the laminated optical body 100, it is transmitted without being reflected and becomes leaked light. As can be seen from the figure, at this time the user sees an unenlarged image. This image is called a ghost or the like, and needs to be reduced. Since the laminated optical body 100 satisfies the requirements of the second embodiment of the present invention, it is possible to reduce leakage of transmitted light (i.e., ghost) when a light beam enters the laminated optical body 100 for the first time.
  • transmitted light i.e., ghost
  • the laminated optical body 100 satisfies the requirements of the second embodiment of the present invention, it is possible to increase the transmittance when a light ray enters the laminated optical body 100 for the second time, improve the brightness of the virtual image, Furthermore, tinting of the virtual image can be suppressed.
  • the laminated optical body 100 may be molded onto a curved surface such as a lens. This makes it possible to suppress field curvature and improve pupil swim. Further, effects such as aberration reduction and viewing angle expansion can be obtained.
  • the degree of polarization may decrease due to stretching or molding because the cholesteric liquid crystal layer does not have an optical axis. Hateful.
  • FIG. 5 shows a layer structure of one embodiment of the laminated optical body (100).
  • the non-planar shape of the laminated optical body which is an optical film is not shown, but it is simplified and shown as a planar shape.
  • a cholesteric liquid crystal layer (101), a positive C plate (102), a retardation layer (103), a linear polarizer (104), a retardation layer (105), and an antireflection film (106) are arranged in this order.
  • the slow axis of the retardation layer and the absorption axis of the linear polarizer may be distorted when the laminated optical body is stretched or molded, but as mentioned above, the cholesteric liquid crystal layer maintains high polarization even after stretching or molding.
  • FIG. 6 An example of the layer structure of the cholesteric liquid crystal layer (101) used in the second embodiment of the present invention is shown in FIG. A first light reflective layer (131), a second light reflective layer (132), a third light reflective layer (133), and a fourth light reflective layer (134) are arranged in this order. Note that in FIG. 6, the non-planar shape of the cholesteric liquid crystal layer that may be included in the optical film is not shown, but is simply shown as a planar shape.
  • FIG. 7 shows a layer structure of another different form of the laminated optical body (100B).
  • the non-planar shape of the laminated optical body which is an optical film is not shown, but is simplified and shown as a planar shape.
  • the laminated optical body (100B) includes a positive C plate (111), a retardation layer (112), a linearly polarized reflective polarizer (113), a linear polarizer (114), a retardation layer (115), and an antireflection layer. Films (116) are placed in this order.
  • the laminated optical body has a surface roughness Ra of 100 nm or less.
  • Ra surface roughness
  • the laminated optical body is preferably 50 nm or less, more preferably 30 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • a laminated optical body is produced by laminating a large number of layers.
  • the unevenness may be amplified. Therefore, in the laminated optical body, it is preferable that Ra is small for all layers.
  • the Ra of each layer of the laminated optical body is preferably 50 nm or less, more preferably 30 nm or less, and even more preferably 10 nm or less. Further, from the viewpoint of improving the image sharpness of the reflected image, it is particularly preferable that the cholesteric liquid crystal layer has a small Ra.
  • the surface roughness Ra can be measured using, for example, a non-contact surface/layer cross-sectional shape measurement system VertScan (manufactured by Ryoka System Co., Ltd.).
  • Vertscan is a surface shape measurement method that uses the phase of reflected light from a sample, so when measuring a cholesteric liquid crystal layer that is a light reflective layer made of a fixed cholesteric liquid crystal phase, the reflected light from inside the film is superimposed. In some cases, the surface shape cannot be measured accurately. In this case, a metal layer may be formed on the surface of the sample in order to increase the reflectance of the surface and further suppress reflection from inside. Sputtering is the main method used to form a metal layer on the surface of a sample. Au, Al, Pt, etc. are used as the material to be sputtered.
  • the laminated optical body has a small number of point defects per unit area. Since the laminated optical body is manufactured by laminating a large number of layers, in order to reduce the number of point defects in the laminated optical body as a whole, it is preferable that the number of point defects in each layer is also small. Specifically, the number of point defects in each layer is preferably 20 or less, more preferably 10 or less, and even more preferably 1 or less per square meter. As for the laminated optical body as a whole, the number of point defects is preferably 100 or less, more preferably 50 or less, and even more preferably 5 or less per square meter.
  • the number of point defects be small.
  • the point defects include foreign matter, scratches, dirt, film thickness fluctuations, poor orientation of liquid crystal compounds, and the like.
  • the number of point defects mentioned above is preferably determined by counting the number of point defects having a size of 100 ⁇ m or more, more preferably 30 ⁇ m or more, and most preferably 10 ⁇ m or more.
  • the laminated optical body is transparent to near-infrared light.
  • One form of a compound lens includes a lens and the optical film of the second embodiment of the present invention.
  • a half mirror may be formed on one side of the lens.
  • a convex lens and a concave lens can be used.
  • a biconvex lens, a plano-convex lens, and a convex meniscus lens can be used.
  • a concave lens a biconcave lens, a plano-concave lens, and a concave meniscus lens can be used.
  • a convex meniscus lens or a concave meniscus lens is preferable in order to expand the viewing angle, and a concave meniscus lens is more preferable in that it can suppress chromatic aberration.
  • materials transparent to visible light such as glass, crystal, and plastic can be used. Since the birefringence of the lens causes rainbow unevenness or light leakage, it is preferable to have a small birefringence, and a material with zero birefringence is more preferable.
  • One form of the virtual reality display device includes an image display device that emits at least polarized light, and a compound lens that includes the optical film of the second embodiment of the present invention.
  • additional optical members such as a half mirror and a diopter adjustment lens may be included.
  • ⁇ Image display device> As the image display device used in the second embodiment of the present invention, a known image display device can be used. Examples include organic electroluminescence display devices, LED (Light Emitting Diode) display devices, and display devices in which self-luminous fine light emitters such as micro LED display devices are arranged on a transparent substrate. These self-luminous display devices usually have a (circular) polarizing plate bonded to the display surface to prevent reflection on the display surface. Therefore, the emitted light is polarized. Moreover, a liquid crystal display device is exemplified as another image display device. Since the liquid crystal display device also has a polarizing plate on its surface, the emitted light is polarized. In the following description, organic electroluminescent display devices are also referred to as OLEDs. OLED is an abbreviation for "Organic Light Emitting Diode.”
  • the optical film forming method according to the second embodiment of the present invention includes a step of heating an optical film having a planar shape, and a step of pressing the heated optical film against a mold and deforming it along the shape of the mold. , it is preferable to include a step of cutting the optical film. Each step will be explained in detail below.
  • the optical film used in this step has a planar shape.
  • a predetermined shape is transferred to this optical film having a planar shape, thereby obtaining an optical film having the above-mentioned non-planar shape.
  • the optical film having a planar shape includes various members (for example, retardation film, etc.) that the above-mentioned optical film having a non-planar shape may have.
  • various members included in the optical film having a planar shape have a planar shape.
  • Methods for heating an optical film having a planar shape include heating by contacting a heated solid, heating by contacting a heated liquid, heating by contacting a heated gas, and heating by irradiating infrared rays. , heating by irradiation with microwaves, etc., and heating by irradiation with infrared rays, which can be heated remotely immediately before molding, is preferred.
  • the wavelength of infrared rays used for heating is preferably 1.0 ⁇ m to 30.0 ⁇ m, more preferably 1.5 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the IR light source it is possible to use a near-infrared lamp heater in which a tungsten filament is sealed in a quartz tube, a wavelength control heater in which quartz tubes are multiplexed and a part between the quartz tubes is cooled with air, or the like.
  • the intensity distribution can be achieved by varying the density of the IR light sources, or by arranging a filter with a patterned transmittance for infrared light between the IR light source and the optical film.
  • Filters with patterned transmittance include those with metal vapor-deposited on glass, those with a cholesteric liquid crystal layer that has an infrared reflection band, those with a dielectric multilayer film that has an infrared reflection band, and those that absorb infrared rays. Ink or the like is used.
  • the temperature of the optical film is controlled by the intensity of infrared irradiation, the duration of infrared irradiation, and the illuminance of infrared irradiation.
  • the temperature of the optical film can be monitored using a non-contact radiation thermometer, thermocouple, etc., and molding can be performed at the desired temperature.
  • One form of the molding apparatus used in this process consists of a box 1 having an opening on the top and a box 2 having an opening on the bottom. By aligning the opening of the box 2 and the opening of the box 2 directly or through another jig, a sealed molding space is formed.
  • a mold having a shape to be molded (also referred to as an adherend) and a film to be molded are arranged in the molding space.
  • the film to be formed acts as a partition and divides the forming space consisting of box 1 and box 2 into two spaces.
  • the mold is placed on the box 1 side below the film to be formed.
  • the vacuum forming apparatus is equipped with a plurality of dispersed heating elements for heating the film to be formed.
  • the heating element may be disposed within the molding space, or may be disposed outside the molding space to heat and irradiate the film to be molded through a transparent window.
  • a cutter, scissors, a cutting plotter, a laser cutter, or the like can be used to cut out the formed optical film into an arbitrary shape.
  • the film thickness d after molding differs depending on the location, and as a result, the retardation Re, which is the product of birefringence ⁇ n and film thickness d, has an in-plane distribution. has.
  • the reason why the film thickness d has an in-plane distribution is that the stretching ratio (the product of the stretching ratios in two orthogonal directions) during molding differs depending on the location.
  • Two orthogonal directions include, for example, when the center of gravity of the mold shape during curved surface molding is assumed to be point O, and a circular coordinate system centered on point O is assumed, the diametrical direction of each point (the position of each point and the point) is constant.
  • being constant means that when the in-plane variation (%) is expressed as ⁇ (maximum value - minimum value)/average value ⁇ x 100, it is preferably less than 5%, and preferably less than 3%. More preferably, it is less than 1%.
  • the lower limit is not particularly limited, but may be 0%. Note that how to calculate the stretching ratio in the diametrical direction and the stretching ratio in the circumferential direction will be described in detail later.
  • the variation in the product of the diametrical stretch ratio and the circumferential stretch ratio By setting the variation in the product of the diametrical stretch ratio and the circumferential stretch ratio to less than 5%, it is possible to suppress the variation in film thickness to less than 5%, and thereby the variation in phase difference to less than 5%. can be suppressed to Furthermore, by setting the variation in the product of the diametrical stretch ratio and the circumferential stretch ratio to less than 3%, the film thickness variation can be suppressed to less than 3%, thereby reducing the phase difference variation by 3%. It can be suppressed to less than %. Furthermore, by setting the variation in the product of the diametrical stretch ratio and the circumferential stretch ratio to less than 1%, the film thickness variation can be suppressed to less than 1%, thereby reducing the phase difference variation to 1%.
  • the method of installing the mold in the molding device is not particularly limited.
  • a movable stage with a horizontal top plate can be installed in the box 1 on the lower side of the above-mentioned molding apparatus, and the mold can be installed on the stage.
  • the mold can be pressed against the film to be formed by elevating the movable stage after evacuating the inside of the forming apparatus.
  • the number of molds installed on the stage may be one or more. From the viewpoint of improving productivity, it is also possible to use a film to be formed having an area larger than the area of the mold, install a plurality of molds, and simultaneously produce a plurality of molded bodies.
  • ⁇ Jig for gripping the mold It is also preferable to grip the mold using a jig having a recess into which the mold can be fitted so that the mold does not move on the stage. By doing this, the mold can be fixed so that it does not move on the stage. Moreover, it is preferable that the jig for gripping the mold covers a surface other than the molding surface of the mold (the surface to which the film to be molded is bonded). If the film to be formed attempts to cover not only the forming surface of the mold but also the end face of the mold, the film to be formed will be stretched significantly, which may result in significant non-uniformity in film thickness and optical properties.
  • a jig that covers surfaces other than the molding surface of the mold to prevent the film to be molded from coming into contact with surfaces other than the molding surface.
  • the jig has a horizontal surface that is approximately the same height as the molding surface of the mold in a portion where the mold is not present. By doing so, it is possible to prevent the film to be formed from being stretched in areas other than the molding surface of the mold, and it is possible to improve the uniformity of the film thickness and optical properties of the film.
  • the movable stage with the jig and mold installed is raised so that the molding surface of the mold is approximately at the same height as the position of the film to be formed.
  • the above-mentioned jig may be integrated with the above-mentioned stage.
  • the method of bonding the optical film to the adherend is not particularly limited.
  • the optical film may be formed into a curved shape using any of the methods described above, and then adhered to an adherend such as a lens using an adhesive or the like.
  • An example of this pattern is circles drawn at equal intervals of 1/4 of the radius of the inscribed circle (the circle with the largest radius) drawn on the film before molding (for example, in Fig. 8, solid lines
  • the radius of the inscribed circle shown is 20 mm, and the circles shown by broken lines are drawn at intervals of 5 mm in radius), and the straight lines are drawn at equal intervals in 45 degree increments in the azimuth direction (straight broken lines in Figure 8).
  • the center of the circle corresponds to the center of gravity of the film.
  • all of the above straight lines are straight lines that pass through the center of the circle.
  • the stretching ratio in the diametrical direction can be evaluated. More specifically, if the distance between two points located in the diametrical direction before molding is L0, and the distance between the two points after molding is L1, then the stretching ratio is calculated as L1/L0. It can be obtained with According to the above procedure, 32 L1/L0 are calculated and used as the stretching ratio in the diametrical direction at each point. Furthermore, by using the coordinates of each intersection with respect to the center of the circle, the stretching magnification in the circumferential direction can be evaluated.
  • the stretching ratio in the circumferential direction can be determined as r1/r0.
  • r0 is changed as appropriate to calculate r1/r0 at each of the 32 points where the stretching ratio in the diametrical direction is determined, and this is used as the stretching ratio in the circumferential direction at each point.
  • An example of a molding method that does not generate a retardation distribution includes a step of heating an optical film having a planar shape, and a step of pressing the heated optical film against a first mold and deforming it along the shape of the first mold.
  • a method for molding an optical film includes a first molding step and a second molding step in which the optical film molded in the first molding step is pressed against a second mold and deformed along the shape of the second mold.
  • the shape of the first mold includes a convex curved surface portion
  • the shape of the second mold includes a concave curved surface portion.
  • the radius of curvature of the first mold is larger than the radius of curvature of the second mold. This makes it possible to provide a molding characteristic in which the stretching ratio in the diametrical direction increases as the distance from the center increases. As a result, variations in the product of the stretching ratio in the diametrical direction and the magnification in the circumferential direction can be suppressed, and variations in film thickness and phase difference can be suppressed.
  • FIGS. 9 to 11 show the procedure for molding a film using a mold having a concave molding surface
  • FIG. 11 shows the film used for molding.
  • a circular film 222 is placed on a mold 220 having a concave molding surface, and as shown in FIG. 10, the film 222 is deformed along the molding surface of the mold 220. By doing so, a film 224 having the concave shape transferred thereto is obtained.
  • FIGS. 11 to 13 show the procedure for molding a film using a mold having a convex molding surface
  • FIG. 11 shows the film used for molding.
  • a circular film 222 is placed on a mold 226 having a convex molding surface, and as shown in FIG. 13, the film 222 is deformed along the molding surface of the mold 226. By doing so, a film 228 having the convex shape transferred thereto is obtained.
  • a difference in stretching ratio occurs between the center portion 222C and the peripheral portion 222R of the film 222, as shown in FIGS. 11 and 12.
  • the peripheral portion 222R of the film 222 is more easily stretched than the central portion 222C of the film 222.
  • the thickness of the peripheral portion 228R is thinner than the thickness of the central portion 228C.
  • a manufacturing method comprising step 2A of deforming the optical film onto which the convex shape has been transferred along the concave molding surface with the surface opposite to the surface that was in contact with the molding surface facing the molding die. It will be done.
  • a step 1A is performed in which a planar optical film is deformed along the molding surface of the mold.
  • a step 1A is performed in which a planar optical film is deformed along the molding surface of the mold.
  • an optical film 232 having a convex shape transferred onto a mold 230 having a convex molding surface is obtained.
  • the thickness of the peripheral portion 232R of the optical film 232 is thinner than the thickness of the central portion 232C.
  • step 1A using a mold having a concave molding surface with a radius of curvature smaller than the radius of curvature of the convex molding surface, an optical film to which the convex shape obtained in step 1A has been transferred is prepared in step 1A.
  • Step 2A is carried out in which the optical film to which the convex shape has been transferred is deformed along the concave molding surface, with the surface opposite to the surface that was in contact with the mold facing the molding surface of the mold.
  • the radius of curvature of the molding surface of mold 234 having a concave molding surface used in step 2A is smaller than the radius of curvature of the molding surface of mold 230 having a convex molding surface used in step 1A.
  • the optical film 232 obtained in step 1A is placed on a mold 234 having a molding surface with a smaller radius of curvature than the mold 230 used in step 1A. Deploy. Note that when the optical film 232 is placed on the mold 234, the surface of the optical film 232 opposite to the surface that was in contact with the mold 230 is placed on the molding surface side of the mold 234. Next, as shown in FIG. 16, the optical film 232 is deformed along the molding surface of the mold 234 to obtain an optical film 236 having a curved portion. As explained using FIGS. 9 and 10 above, when concave molding is performed, the thickness of the central portion of the film is usually thinner than the thickness of the peripheral portion.
  • step 2A when step 2A is performed, the decrease in the thickness of the central portion 232C of the optical film 232 is greater than the decrease in the thickness of the peripheral portion 232R.
  • step 1A the decrease in thickness at the periphery of the optical film is greater than the decrease in thickness at the center
  • step 2A the decrease in thickness at the center of the optical film is greater than at the periphery. Therefore, when Step 1A and Step 2A are carried out, the decrease in the thickness of the central portion and the peripheral portion will be approximately the same, and as a result, in the optical film 236 obtained, the in-plane thickness of The occurrence of variations is suppressed.
  • the radius of curvature of the molding surface of the mold used in step 2A is smaller than the radius of curvature of the molding surface of the mold used in step 1A.
  • the ratio (CA2/CA1) of the radius of curvature (CA2) of the molding surface of the mold used in step 2A to the radius of curvature (CA1) of the molding surface of the mold used in step 1A is determined according to the optical film to be manufactured. The optimum value is selected based on the above, but 0.6 to 0.9 is preferable, and 0.7 to 0.85 is more preferable.
  • the minimum radius of curvature is defined as the above-mentioned "radius of curvature of the molding surface of the mold used in step 1A". Further, when the radius of curvature differs depending on the position of the molding surface of the mold used in step 2A, the minimum radius of curvature is defined as the above-mentioned "radius of curvature of the molding surface of the mold used in step 2A".
  • FIG. 1 Another example of a molding method that does not generate a retardation distribution includes a step of heating an optical film having a planar shape, a step of pressing the heated optical film against a mold and deforming it along the shape of the mold, and a step of A method for forming an optical film, including a step of cutting an optical film, the heating step being a step of heating the optical film by irradiating it with infrared rays, and the amount of infrared rays being applied in the plane of the optical film. Examples include a method for forming an optical film having a distribution.
  • the mold has a substantially concave spherical shape, and when the in-plane position of the optical film is projected onto the mold from the normal direction of the surface of the optical film, the optical fiber located at the apex of the concave spherical shape It is preferable that the amount of infrared rays irradiated to the film is smaller than the amount of infrared rays irradiated to the optical film located at the end of the concave spherical shape.
  • the mold is substantially concave spherical, and when the in-plane position of the optical film is projected onto the mold from the normal direction of the surface of the optical film, the optical film is located at the apex of the concave spherical shape. It is preferred that the temperature of the optical film is lower than the temperature of the optical film located at the end of the concave spherical shape.
  • the film thickness at the center part of the film tends to be thinner than the film thickness at the peripheral part. Therefore, in a preferred embodiment of the above molding method 2, as shown in FIGS. 17 and 18, the central portion 242C of the planar optical film 242 placed on the mold 240 having a concave molding surface is irradiated with infrared rays.
  • the peripheral edge part 242R By setting the heating temperature of the peripheral edge part 242R by infrared irradiation higher than the heating temperature of the peripheral edge part 242R, the peripheral edge part 242R can be easily stretched when deforming the optical film 242 along the molding surface.
  • the reduction in film thickness at the center is greater than the reduction in film thickness at the periphery;
  • the central part is made more difficult to extend and the peripheral part is made easier to extend, suppressing the decrease in film thickness in the central part and reducing the film thickness in the peripheral part. This increases the amount of decrease.
  • in-plane variations in film thickness are suppressed in the deformed optical film.
  • the first embodiment to the second embodiment can be used in combination.
  • the optically functional film according to the first embodiment and the optical film forming method according to the second embodiment may be used in combination.
  • the optically functional film according to the first embodiment may be molded by molding method 1 or molding method 2 according to the second embodiment to produce an optical film having a non-planar shape.
  • the above is an example of a combination of the first embodiment to the second embodiment, and the present invention is not limited to the above combination.
  • a temporary layer made of cellulose acylate film is prepared using coating liquid A1 for forming a retardation layer containing a liquid crystalline compound having a polymerizable group.
  • a reverse dispersion retardation layer 1 was produced on a support.
  • the amount of ultraviolet ray irradiation when irradiating the coating film of coating liquid A1 with ultraviolet rays was changed from 300 mJ/cm 2 to 50 mJ/cm 2 .
  • the retardation of each optically functional film or each layer was measured by the method described above using AxoScan OPMF-1 (manufactured by Optoscience).
  • the polymerization rate of the liquid crystal compound in each optically functional film or each layer can be determined by observing the absorption peak based on the polymerizable group using an infrared spectrophotometer ("FTS-6000" manufactured by BIO-RAD). It was measured by the method.
  • the retardation layer 1 thus produced was used as an optically functional film when producing the virtual reality display devices of Examples 1 and 2.
  • Retardation layer 2 was prepared in the same manner as retardation layer 1, except that the amount of ultraviolet rays irradiated onto the coating film of coating liquid A1 to polymerize the liquid crystalline compound was changed to 300 mJ/cm 2 . was created.
  • the thus produced retardation layer 2 was used as an optically functional film when producing the virtual reality display device of Comparative Example 1.
  • Coating liquid R-1 for cholesteric liquid crystal layer Coating liquid R-1 for cholesteric liquid crystal layer
  • the composition shown below was stirred and dissolved in a container kept at 70° C. to prepare a coating liquid R-1 for cholesteric liquid crystal layer.
  • R represents a coating liquid containing a rod-like liquid crystal compound.
  • Coating liquid R-2 for cholesteric liquid crystal layer was prepared in the same manner as coating liquid R-1 for cholesteric liquid crystal layer, except that the amount of chiral agent A added was changed as shown in the table below.
  • the numerical values are mass %.
  • R is a group bonded through an oxygen atom.
  • the average molar extinction coefficient of the rod-like liquid crystal compound at a wavelength of 300 to 400 nm was 140/mol ⁇ cm.
  • Chiral agent A is a chiral agent whose helical twisting power (HTP) is reduced by light.
  • Coating liquid D-1 for cholesteric liquid crystal layer The composition shown below was stirred and dissolved in a container kept at 50° C. to prepare a coating liquid D-1 for cholesteric liquid crystal layer.
  • D represents a coating liquid containing a discotic liquid crystal compound.
  • Coating liquid D-2 for cholesteric liquid crystal layer was prepared in the same manner as coating liquid D-1 for cholesteric liquid crystal layer, except that the amount of chiral agent A added was changed as shown in Table 2 below.
  • cholesteric liquid crystal layer 1 As a temporary support, a 50 ⁇ m thick PET (polyethylene terephthalate) film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., A4100) was prepared. This PET film has an easily adhesive layer on one side.
  • the surface of the PET film shown above without the easy-adhesion layer was subjected to a rubbing treatment, and the cholesteric liquid crystal layer coating liquid R-1 prepared above was applied using a wire bar coater, followed by drying at 110° C. for 120 seconds. Thereafter, the cholesteric liquid crystal layer is cured by irradiation with light from a metal halide lamp at 100°C in a low oxygen atmosphere (100 ppm or less) with an illuminance of 40 mW/cm 2 and an irradiance of 50 mJ/cm 2 . A reflective cholesteric liquid crystal layer was formed. Light irradiation was performed from the cholesteric liquid crystal layer side in all cases.
  • the coating thickness was adjusted so that the thickness of the red light-reflecting cholesteric liquid crystal layer after curing was 4.5 ⁇ m.
  • the polymerization rate of the liquid crystal compound in the obtained red light-reflecting cholesteric liquid crystal layer was 17%.
  • the surface of the red light-reflecting cholesteric liquid crystal layer was subjected to corona treatment at a discharge amount of 150 W min/m 2 , and then coating liquid D-1 for cholesteric liquid crystal layer was applied to the corona-treated surface using a wire. It was applied with a bar coater. Subsequently, the coating film was dried at 70° C. for 2 minutes to vaporize the solvent, and then heated and aged at 115° C. for 3 minutes to obtain a uniform orientation state.
  • the coating film is cured by irradiating ultraviolet rays (irradiation amount: 50 mJ/cm 2 ) using a metal halide lamp in a nitrogen atmosphere, resulting in a red light-reflecting cholesteric liquid crystal.
  • a yellow light reflective cholesteric liquid crystal layer was formed on the layer.
  • Light irradiation was performed from the cholesteric liquid crystal layer side in all cases.
  • the coating thickness was adjusted so that the thickness of the yellow light-reflecting cholesteric liquid crystal layer after curing was 3.3 ⁇ m.
  • the polymerization rate of the liquid crystal compound in the obtained yellow light-reflecting cholesteric liquid crystal layer was 21%.
  • coating liquid R-2 for cholesteric liquid crystal layer was applied onto the yellow light-reflecting cholesteric liquid crystal layer using a wire bar coater, and then dried at 110° C. for 120 seconds. Thereafter, by irradiating and curing light from a metal halide lamp with an illumination intensity of 40 mW and an irradiation amount of 50 mJ/ cm2 at 100°C in a low oxygen atmosphere (100 ppm or less), green light is applied to the yellow light-reflecting cholesteric liquid crystal layer. A reflective cholesteric liquid crystal layer was formed. Light irradiation was performed from the cholesteric liquid crystal layer side in all cases.
  • the coating thickness was adjusted so that the thickness of the green light-reflecting cholesteric liquid crystal layer after curing was 2.7 ⁇ m.
  • the polymerization rate of the liquid crystal compound in the obtained green light-reflecting cholesteric liquid crystal layer was 19%.
  • the surface of the green light-reflecting cholesteric liquid crystal layer was subjected to corona treatment at a discharge amount of 150 W min/m 2 , and then coating liquid D-2 for cholesteric liquid crystal layer was applied to the corona-treated surface using a wire. It was applied with a bar coater. Subsequently, the coating film was dried at 70° C. for 2 minutes to vaporize the solvent, and then heated and aged at 115° C. for 3 minutes to obtain a uniform orientation state.
  • the coating film is cured by irradiating ultraviolet rays (irradiation amount: 50 mJ/cm 2 ) using a metal halide lamp in a nitrogen atmosphere, resulting in a green light-reflecting cholesteric liquid crystal.
  • a blue light reflective cholesteric liquid crystal layer was formed on the layer.
  • Light irradiation was performed from the cholesteric liquid crystal layer side in all cases.
  • the coating thickness was adjusted so that the film thickness of the blue light-reflecting cholesteric liquid crystal layer after curing was 2.5 ⁇ m.
  • the polymerization rate of the liquid crystal compound in the obtained blue light-reflecting cholesteric liquid crystal layer was 24%.
  • a cholesteric liquid crystal layer 1 (optical functional film) is formed in which a red light reflective cholesteric liquid crystal layer, a yellow light reflective cholesteric liquid crystal layer, a green light reflective cholesteric liquid crystal layer and a blue light reflective cholesteric liquid crystal layer are laminated in this order. Obtained.
  • optical laminate 1 As a base material, a PMMA film "Technoloy S001 (thickness 75 ⁇ m)" manufactured by Sumika Acrylic Sales Co., Ltd. was prepared, and the above-mentioned retardation layer 1 with a temporary support was attached to the base material using an ultraviolet curable adhesive. Pasted. Subsequently, the cellulose acylate film used as a temporary support was peeled off from the retardation layer 1 and removed. In this way, an optical laminate 1 having the retardation layer 1 and the base material was obtained. In addition, as a result of measurement using the above-mentioned method for measuring tan ⁇ , the peak temperature of tan ⁇ of the resin constituting the base material was 100°C.
  • Optical laminate 2 was obtained in the same manner as the method for producing optical laminate 1, except that retardation layer 1 was replaced with retardation layer 2.
  • optical laminate 3 An optical laminate 3 was obtained in the same manner as the method for producing the optical laminate 1, except that the retardation layer 1 was replaced with a cholesteric liquid crystal layer 1.
  • Example 1 The virtual reality display device "VIVE FLOW” manufactured by HTC was disassembled and the optical lens was taken out from the lens barrel.
  • VIVE FLOW is a virtual reality display device that employs a pancake lens, and as an image display device, a liquid crystal display device that emits circularly polarized light through a polarizing plate bonded to the surface was used.
  • the optical lenses taken out were two types: a biconvex lens with a half-mirror coating on one side, and a plano-convex lens with an optical laminate bonded to its flat surface.
  • the above-mentioned optical laminate 1 is attached to the surface opposite to the half mirror coated surface of the biconvex lens while being molded using a vacuum forming method to form a curved surface.
  • a molded article molded into a three-dimensional shape was obtained.
  • an adhesive for pasting the optical laminate 1 on the biconvex lens an adhesive "NCF-D695" manufactured by Lintec Corporation was used to form an adhesive layer with a thickness of 5 ⁇ m.
  • the optical film was similarly attached to the curved surface using the adhesive "NCF-D695" manufactured by Lintec Corporation.
  • the thus obtained molded body is irradiated with ultraviolet rays at an intensity of 300 mJ/cm 2 to obtain an optical component 1 having a retardation layer 1 ( ⁇ /4 retardation layer), a biconvex lens, and a half mirror coat in this order.
  • Ta the polymerization rate of the liquid crystal compound in the retardation layer 1 was 78%.
  • the optical laminate was peeled off from the plane of the taken out plano-convex lens, and in its place, an absorption polarizer, a reflective linear polarizer "APF” manufactured by 3M, and an antireflection film "AR100" manufactured by Dexerials were attached. By laminating in this order, a plano-convex lens A with an optical laminate was obtained.
  • optical component 1 and plano-convex lens A with optical laminate were assembled into the lens barrel of "VIVE FLOW" in place of the biconvex lens and plano-convex lens taken out above, and the virtual reality display of Example 1 was performed.
  • the device was created.
  • Example 2 The virtual reality display device "VIVE FLOW" manufactured by HTC was disassembled and the two optical lenses mentioned above were taken out. Of the two optical lenses taken out, a plano-convex lens 1 having a radius of curvature of 65 mm on the convex side, a diameter of 50 mm, and a focal length of 125 mm was prepared as an optical lens to replace the plano-convex lens to which the optical laminate was bonded. An absorptive polarizer, the optical laminate 1 described above, and the optical laminate 3 described above are attached in this order to the convex side of the plano-convex lens 1 while molding using a vacuum forming method to form a three-dimensional object including a curved surface. A molded article was obtained.
  • the obtained molded body is heated at 110° C. for 30 seconds to perform an alignment treatment to orient the liquid crystal compounds contained in each of the retardation layer 1 and the cholesteric liquid crystal layer, and then the retardation layer 1 and the cholesteric liquid crystal layer are
  • the liquid crystal layer was irradiated with ultraviolet light at an intensity of 300 mJ/cm 2 to obtain an optical component 2.
  • the obtained optical component 2 had a plano-convex lens, an absorption type polarizer, a retardation layer 1 ( ⁇ /4 retardation layer), and a cholesteric liquid crystal layer 1 (reflection type circular polarizer) in this order.
  • the polymerization rate of the liquid crystal compound of the retardation layer 1 in the optical component 2 was measured by peeling off a part of the optical laminate 1 from the optical component 2, and was found to be 73%. Similarly, the polymerization rate of the liquid crystal compound in the cholesteric liquid crystal layer 1 was 65%.
  • the obtained optical component 2 was assembled into the lens barrel of "VIVE FLOW" in place of the plano-convex lens taken out above, and the biconvex lens taken out above was assembled into the lens barrel of "VIVE FLOW" again to obtain Example 2.
  • a virtual reality display device was created.
  • the optical laminate was peeled off from the plane of the taken out plano-convex lens, and in its place, an absorption polarizer, a reflective linear polarizer “APF” manufactured by 3M, and an antireflection film “AR100” manufactured by Dexerials were attached.
  • an absorption polarizer a reflective linear polarizer
  • AR100 an antireflection film manufactured by Dexerials
  • a plano-convex lens A with an optical laminate was obtained.
  • the obtained optical component 3 and plano-convex lens A with optical laminate were assembled into the lens barrel of "VIVE FLOW" in place of the biconvex lens and plano-convex lens taken out above, and the virtual reality display of Comparative Example 1 was performed.
  • the device was created.
  • the retardation was measured at a wavelength of 500 nm, at which the cholesteric liquid crystal layer 1 used in the optical laminate 3 has no reflectance.
  • the retardation of other optical laminates was measured at a wavelength of 550 nm. Table 1 shows the measurement results of the phase difference of each optical component.
  • the virtual reality display device of the first embodiment As can be seen from Table 3, in the optical components of Examples 1 and 2, the deviation of Re within the plane of the retardation layer 1 is suppressed to a small value, and as a result, the virtual reality display device of the first embodiment It was confirmed that, compared to the comparative example, leakage light was effectively reduced, and the occurrence of double images and deterioration of contrast were suppressed. In addition, the virtual reality display device using the optical components of Examples 1 and 2 displayed a uniform image over the entire surface, but the virtual reality display device using the optical component of Comparative Example 1 did not use optical components. Most of the image was distorted because the retardation layer 1 was broken.
  • the present invention is not limited to the above-mentioned example, and various improvements and changes can be made without departing from the gist of the present invention. Of course you can go.
  • a reverse dispersion retardation film 11 is formed using a retardation layer forming coating liquid containing a liquid crystal compound having a polymerizable group. Created.
  • AxoScan OPMF-1 manufactured by Optoscience was used to evaluate the phase difference. Further, the in-plane variation in Re was 0.7%.
  • the thickness of the coating film of the retardation film 11 was 2.5 ⁇ m. Further, the in-plane variation in the film thickness of the coating film was 0.7%.
  • the in-plane variations in Re and the in-plane variations in film thickness were measured as follows. First, a circle centered on the center of the retardation film 11 (corresponding to the center of gravity) is drawn. At this time, the inscribed circle that can be drawn with the largest radius is defined as the first circle, and the circle half the radius of the first circle is defined as the second circle.
  • a straight line passing through the center of the retardation film 11 and extending in one direction in the in-plane direction is defined as a first straight line
  • a straight line passing through the center and formed by rotating the first straight line clockwise by 45 degrees is defined as a second straight line.
  • a straight line passing through the above center and formed by rotating the second straight line 45° clockwise is the third straight line
  • a straight line passing through the above center and formed by rotating the third straight line 45° clockwise is the fourth straight line. shall be.
  • the film thickness and in-plane retardation at the center of the retardation film 11 the film thickness and in-plane retardation at the two intersections of the first straight line and the first circle, and the two intersecting points of the first straight line and the second circle.
  • the film thickness and in-plane retardation at the two intersections with the 1st circle, and the film thickness and in-plane retardation at the 2 intersections between the 4th straight line and the 2nd circle are measured.
  • In-plane variations in-plane variations in Re and in-plane variations in film thickness
  • the maximum value, minimum value, and average value are respectively calculated, and the in-plane variation (%) of Re and the in-plane variation (%) of film thickness are calculated from the following formula. %) were calculated for each.
  • Formula In-plane variation (%) ⁇ (maximum value - minimum value)/average value ⁇ x 100
  • the average, maximum, and minimum values of the film thickness measurements at 17 points are calculated, and each value is substituted into the above equation.
  • the in-plane variation in the film thickness of the coating film was 0.7%.
  • SEM was used to evaluate the film thickness of the coating film.
  • the polymerization rate of the liquid crystal compound was 26%.
  • the in-plane variation (%) in Re and the in-plane variation (%) in film thickness were calculated by the same procedure as in the above [Production of retardation film 1]. The polymerization rate was measured by the method described in the first embodiment described above.
  • a reflective layer coating liquid R-1 for reflective layer was prepared by stirring and dissolving the composition shown below in a container kept at 70°C.
  • R represents a coating liquid using a rod-like liquid crystal compound.
  • the numerical values are mass %.
  • R is a group bonded through an oxygen atom.
  • the average molar extinction coefficient of the rod-shaped liquid crystal at a wavelength of 300 to 400 nm was 140/mol ⁇ cm.
  • Chiral agent A is a chiral agent whose helical twisting power (HTP) is reduced by light.
  • Coating liquid R-2 for reflective layer It was prepared in the same manner as reflective layer coating liquid R-1, except that the amount of chiral agent A added was changed as shown in Table 4 below.
  • a reflective layer coating liquid D-1 for reflective layer was prepared by stirring and dissolving the composition shown below in a container kept at 50°C.
  • D represents a coating liquid using a disk-shaped liquid crystal.
  • Coating liquid D-2 for reflective layer It was prepared in the same manner as reflective layer coating liquid D-1, except that the amount of chiral agent A added was changed as shown in Table 5 below.
  • the surface of the PET film shown above without the easy-adhesion layer was subjected to a rubbing treatment, and the reflective layer coating liquid R-1 prepared above was applied using a wire bar coater, followed by drying at 110° C. for 120 seconds. Thereafter, the cholesteric liquid crystal layer is cured by irradiation with light from a metal halide lamp at 100° C. with an illuminance of 80 mW/cm 2 and an irradiance of 500 mJ/cm 2 in a low oxygen atmosphere (100 ppm or less). A reflective layer (first light reflective layer) was formed. Light irradiation was performed from the cholesteric liquid crystal layer side in all cases. At this time, the coating thickness was adjusted so that the thickness of the yellow light reflective layer after curing was 2.5 ⁇ m.
  • the surface of the yellow light reflective layer was subjected to corona treatment at a discharge amount of 150 W ⁇ min/m 2 , and then reflective layer coating liquid D-1 was applied to the corona-treated surface using a wire bar coater. Subsequently, the coating film was dried at 70° C. for 2 minutes to vaporize the solvent, and then heated and aged at 115° C. for 3 minutes to obtain a uniform orientation state. Thereafter, this coating film was maintained at 45°C and cured by irradiating it with ultraviolet light (300 mJ/cm 2 ) using a metal halide lamp in a nitrogen atmosphere. A second light-reflecting layer) was formed. Light irradiation was performed from the cholesteric liquid crystal layer side in all cases. At this time, the coating thickness was adjusted so that the thickness of the green light reflective layer after curing was 2.4 ⁇ m.
  • reflective layer coating liquid R-2 was applied onto the green light reflective layer using a wire bar coater, and then dried at 110° C. for 120 seconds. Thereafter, in a low oxygen atmosphere (100 ppm or less), at 100°C, by irradiating and curing with light from a metal halide lamp with an illuminance of 80 mW and an irradiation amount of 500 mJ/ cm2 , a red light reflective layer is formed on the green light reflective layer. (third light reflective layer) was formed. Light irradiation was performed from the cholesteric liquid crystal layer side in all cases. At this time, the coating thickness was adjusted so that the thickness of the red light reflective layer after curing was 2.4 ⁇ m.
  • the surface of the red light reflective layer was subjected to corona treatment at a discharge amount of 150 W ⁇ min/m 2 , and then reflective layer coating liquid D-2 was applied to the corona-treated surface using a wire bar coater. Subsequently, the coating film was dried at 70° C. for 2 minutes to vaporize the solvent, and then heated and aged at 115° C. for 3 minutes to obtain a uniform orientation state. Thereafter, this coating film was maintained at 45°C and cured by irradiating it with ultraviolet light (300 mJ/cm 2 ) using a metal halide lamp in a nitrogen atmosphere. 4) was formed. Light irradiation was performed from the cholesteric liquid crystal layer side in all cases.
  • the coating thickness was adjusted so that the thickness of the blue light reflective layer after curing was 2.6 ⁇ m. In this way, a reflective circular polarizer 11 was manufactured.
  • Table 6 shows the coating liquid for the reflective layer, the reflection center wavelength, and the film thickness used to produce the reflective circular polarizer 11.
  • a reverse dispersion retardation layer 11 is formed using a retardation layer forming coating liquid containing a liquid crystal compound having a polymerizable group. Created.
  • AxoScan OPMF-1 manufactured by Optoscience was used to evaluate the phase difference. Further, the in-plane variation in Re was 0.7%.
  • the thickness of the retardation layer 11 was 2.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal compound was oriented in one direction. Further, the in-plane variation in film thickness was 0.7%. Here, SEM was used to evaluate the film thickness. The in-plane variation (%) in Re and the in-plane variation (%) in film thickness were calculated by the same procedure as in the above [Production of retardation film 11].
  • the film thickness of the coating film of the retardation layer 12 was 2.5 ⁇ m. Further, the in-plane variation in the film thickness of the coating film was 0.7%. Here, SEM was used to evaluate the film thickness of the coating film. Moreover, the polymerization rate of the liquid crystal compound was 26%. The in-plane variation (%) in Re and the in-plane variation (%) in film thickness were calculated by the same procedure as in the above [Production of retardation film 11]. The polymerization rate was measured by the method described in the first embodiment described above.
  • Matting agent solution - 2 parts by mass of silica particles with an average particle size of 20 nm (AEROSIL R972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) - 76 parts by mass of methylene chloride (first solvent) - 11 parts by mass of methanol (second solvent) -
  • the above core layer cellulose ash Rate dope 1 part by mass ⁇
  • the core layer cellulose acylate dope and the outer layer cellulose acylate dope are placed on both sides.
  • Three layers of the above were simultaneously cast from a casting port onto a drum at 20°C (band casting machine).
  • the film was peeled off with a solvent content of approximately 20% by mass, and both ends of the film in the width direction were fixed with tenter clips, and the film was dried while being stretched in the transverse direction at a stretching ratio of 1.1 times.
  • the film was further dried by being conveyed between rolls of a heat treatment device to produce an optical film having a thickness of 40 ⁇ m, which was used as cellulose acylate film 11.
  • the in-plane retardation of the obtained cellulose acylate film 11 was 0 nm.
  • Coating liquid S-PA-1 for forming an alignment layer which will be described later, was continuously applied onto the cellulose acylate film 11 using a wire bar.
  • the support on which the coating film was formed was dried with hot air at 140°C for 120 seconds, and then the coating film was irradiated with polarized ultraviolet light (10 mJ/cm 2 , using an ultra-high pressure mercury lamp) to form a photo-alignment layer.
  • PA1 was formed.
  • the film thickness was 0.3 ⁇ m.
  • the following coating liquid SP-1 for forming a light-absorbing anisotropic layer was continuously applied using a wire bar.
  • the coating layer P1 was heated at 140° C. for 30 seconds, and the coating layer P1 was cooled to room temperature (23° C.). Then, it was heated at 90° C. for 60 seconds and cooled to room temperature again. Thereafter, a light-absorbing anisotropic layer P1 was formed on the alignment layer PA1 by irradiating for 2 seconds using an LED lamp (center wavelength: 365 nm) at an illuminance of 200 mW/cm 2 .
  • the film thickness was 1.6 ⁇ m.
  • composition of coating liquid SP-1 for forming light-absorbing anisotropic layer
  • the following dichroic substance D-1 0.25 parts by mass
  • the following dichroic substance D-2 0.36 parts by mass
  • the following dichroic substance D-3 0.59 parts by mass
  • the following polymeric liquid crystal compound M- P-1 2.21 parts by mass ⁇ The following low molecular liquid crystal compound M-1 1.36 parts by mass ⁇ Polymerization initiator IRGACURE OXE-02 (manufactured by BASF) 0.200 parts by mass ⁇ The following surfactant F-1 0. 026 parts by mass ⁇ Cyclopentanone 46.00 parts by mass ⁇ Tetrahydrofuran 46.00 parts by mass ⁇ Benzyl alcohol 3.00 parts by mass ⁇ ⁇
  • Transfer of the reflective circular polarizer 11 was performed by the following procedure.
  • the obtained reflective circular polarizer 11 was transferred to the support side of the obtained positive C plate 11.
  • the reflective circular polarizer 11 is transferred to a temporary support having an adhesive layer so that the layer on the temporary support side (first light reflection layer) is on the positive C plate 11 side. After exposing the layer, it was bonded to the positive C plate 11.
  • the temporary support of the reflective circular polarizer 11 was peeled off and removed after bonding.
  • the obtained retardation layer 11 was bonded to the opposite side of the support of the obtained positive C plate 11.
  • the light absorption anisotropic layer P1 was transferred.
  • the light-absorbing anisotropic layer P1 was bonded thereon using a laminator so that the opposite side of the temporary support was in contact with the UV adhesive.
  • the light-absorbing anisotropic layer P1 was cured by irradiating ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp from the temporary support side.
  • the illumination intensity was 25 mW/cm 2 and the irradiation amount was 1000 mJ/cm 2 .
  • the temporary support of the light absorption anisotropic layer P1 was peeled off.
  • the layers were stacked so that the slow axis of the retardation layer 11 and the absorption axis of the light absorption anisotropic layer P1 made an angle of 45°. Finally, the support of the positive C plate 11 was peeled off. Next, the retardation layer 11 and the antireflection film were bonded to the light-absorbing anisotropic layer P1 in this order. In this way, a laminated optical body 1 using a reflective circular polarizer 11, which is a circularly polarized light reflective polarizer, was obtained.
  • a broadband dielectric multilayer film (trade name: APF, manufactured by 3M) was used as a linearly polarized reflective polarizer.
  • the retardation layer 11 and the positive C plate 11 were bonded to one side of the APF in this order.
  • the light-absorbing anisotropic layer P1 was transferred to the opposite surface in the same manner as the laminated optical body 11 described above.
  • the retardation layer 11 and the antireflection film were bonded to the light absorption anisotropic layer P1. In this way, a laminated optical body 2 using a linearly polarizing reflective polarizer was produced.
  • a broadband dielectric multilayer film (trade name: APF, manufactured by 3M) was used as a linearly polarized reflective polarizer.
  • the light-absorbing anisotropic layer P1 was transferred onto one surface of the APF in the same manner as the laminated optical body 11 described above.
  • the retardation layer 11 and the antireflection film were bonded to the light absorption anisotropic layer P1.
  • a laminated optical body 13 using a linearly polarizing reflective polarizer was produced.
  • the retardation layer 12 and the positive C plate 11 were laminated in this order on the opposite surface through adhesive sheets "NCF-D692 (5)" manufactured by Lintec.
  • Examples 11 and 12> (Molding method 1)
  • the retardation film 11 was laminated to a PMMA film via an adhesive sheet "NCF-D692 (5)" manufactured by Lintec Corporation, and set in a molding device. At this time, the PMMA film side was placed on the bottom side.
  • the molding space in the molding device consists of box 1 and box 2, which are separated by a retardation film 11. Box 1 below the retardation film 11 is equipped with a #32-974 (2 inch diameter) manufactured by Edmund Optics as a mold. , a convex lens with a radius of curvature of 78 mm) was placed with its convex surface facing upward.
  • a transparent window was installed at the top of the box 2 above the retardation film 11, and an IR light source for heating the retardation film 11 was installed outside of the window.
  • the inside of box 1 and box 2 were evacuated to 0.1 atmosphere or less using a vacuum pump.
  • infrared rays were irradiated to heat the retardation film 11 until the temperature of the retardation film 11 reached 108°C. Since the glass transition temperature Tg of the PMMA film used as a support is 105° C., the aim was to make the film easily stretchable during molding.
  • a convex meniscus lens LE1076-A made by Thorlab (diameter 2 inches, focal length 100 mm, concave side (curvature radius of 65 mm) were arranged with the concave surface facing upward.
  • the inside of box 1 and box 2 were evacuated to 0.1 atmosphere or less using a vacuum pump.
  • infrared rays were irradiated to heat the retardation film 11 until the temperature of the retardation film 11 reached 108°C.
  • gas was flowed into the box 2 from a gas cylinder and pressurized to 300 kPa to press the retardation film 11 to the mold.
  • the retardation film 11 was removed from the lens mold.
  • a retardation film 11 molded into a curved surface by molding method 1 was obtained as Example 11.
  • the retardation film 11 was laminated to a PMMA film via an adhesive sheet "NCF-D692 (5)" manufactured by Lintec Corporation, and set in a molding device.
  • the molding space in the molding device consists of a box 1 and a box 2 separated by a retardation film 11.
  • Box 1 below the retardation film 11 has a convex mold manufactured by Thorlab whose convex side is aluminum vapor-deposited.
  • a meniscus lens LE1076-A (diameter 2 inches, focal length 100 mm, concave side radius of curvature 65 mm) was arranged with the concave side facing upward.
  • a transparent window was installed at the top of the box 2 above the retardation film 11, and an IR light source for heating the retardation film 11 was installed outside of the window.
  • a circular cholesteric liquid crystal layer that reflects infrared rays with a wavelength of 2.2 ⁇ m to 3.0 ⁇ m with a reflectance of about 50% is placed between the IR light source and the retardation film 11 by cutting out a circular shape with a diameter of 1 inch.
  • a patterned infrared reflective filter was placed. At this time, the patterned infrared reflective filter was placed so that the center of the filter was located at the center of the mold when viewed from directly above.
  • the inside of box 1 and box 2 were evacuated to 0.1 atmosphere or less using a vacuum pump.
  • Example 15, 16> (Molding method 3)
  • the retardation film 12 was laminated to a PMMA film via an adhesive sheet "NCF-D692 (5)" manufactured by Lintec Corporation, and set in a molding device. At this time, the PMMA film side was placed on the bottom side.
  • the molding space in the molding device consists of box 1 and box 2, which are partitioned by a retardation film 12. Box 1 below the retardation film 12 is filled with a #32-974 mold (2 inch in diameter) manufactured by Edmund Optics. , a convex lens with a radius of curvature of 78 mm) was placed with its convex surface facing upward.
  • a transparent window was installed on the top of the box 2 above the retardation film 12, and an IR light source for heating the retardation film 12 was installed outside of the window.
  • the inside of box 1 and box 2 were evacuated to 0.1 atmosphere or less using a vacuum pump.
  • infrared rays were irradiated to heat the retardation film 12 until the temperature of the retardation film 12 reached 108°C. Since the glass transition temperature Tg of the PMMA film used as a support is 105° C., the aim was to make the film easily stretchable during molding.
  • a convex meniscus lens LE1076-A made by Thorlab (diameter 2 inches, focal length 100 mm, concave side (curvature radius of 65 mm) were arranged with the concave surface facing upward.
  • the inside of box 1 and box 2 were evacuated to 0.1 atmosphere or less using a vacuum pump.
  • infrared rays were irradiated to heat the retardation film 12 until the temperature of the retardation film 12 reached 108°C.
  • gas was flowed into the box 2 from a gas cylinder and pressurized to 300 kPa to press the retardation film 12 to the mold.
  • Example 15 a retardation film 12 molded into a curved surface by molding method 3 was obtained as Example 15.
  • the retardation film 12 was laminated to a PMMA film via an adhesive sheet "NCF-D692 (5)" manufactured by Lintec Corporation, and set in a molding device.
  • the molding space in the molding device consists of a box 1 and a box 2 separated by a retardation film 12.
  • Box 1 below the retardation film 12 has a convex mold made by Thorlab whose convex side is aluminum vapor-deposited.
  • a meniscus lens LE1076-A (diameter 2 inches, focal length 100 mm, concave side radius of curvature 65 mm) was arranged with the concave side facing upward.
  • a transparent window was installed on the top of the box 2 above the retardation film 12, and an IR light source for heating the retardation film 12 was installed outside of the window.
  • a circular cholesteric liquid crystal layer that reflects infrared rays with a wavelength of 2.2 ⁇ m to 3.0 ⁇ m with a reflectance of approximately 50% is placed between the IR light source and the retardation film 12 by cutting out a circular shape with a diameter of 1 inch.
  • a patterned infrared reflective filter was placed. At this time, the patterned infrared reflective filter was placed so that the center of the filter was located at the center of the mold when viewed from directly above.
  • the inside of box 1 and box 2 were evacuated to 0.1 atmosphere or less using a vacuum pump.
  • Example 16 a retardation film 12 molded into a curved surface by molding method 4 was obtained as Example 16.
  • the in-plane variation in the product of the stretching ratio in the diametrical direction and the stretching ratio in the circumferential direction (direction perpendicular to the diametrical direction) of the retardation film 11 formed into the curved surface of Example 11 was 2.1%.
  • the in-plane variation in Re and the in-plane variation in film thickness were measured by the methods described above (the above-mentioned identification method 1 and the above-mentioned identification method 2).
  • the thickness of the retardation film 11 formed into a curved surface in Example 12 was 2.4 ⁇ m. Further, the in-plane variation in film thickness was 3.2%. As a result, it was confirmed that in the retardation film 11 molded into a curved surface using molding method 2, in-plane variations in both retardation and film thickness increased by about 2.5%.
  • the in-plane variation in the product of the stretching ratio in the diametrical direction and the stretching ratio in the circumferential direction (direction perpendicular to the diametrical direction) of the retardation film 11 formed into the curved surface of Example 12 was 2.5%.
  • the in-plane variation in Re and the in-plane variation in film thickness were measured by the methods described above (the above-mentioned identification method 1 and the above-mentioned identification method 2).
  • the thickness of the retardation film 12 formed into a curved surface in Example 15 was 2.4 ⁇ m. Further, the in-plane variation in film thickness was 3.2%. As a result, it was confirmed that in the retardation film 12 molded into a curved surface by molding method 3, the in-plane variation in retardation increased by approximately 1.8%. It was also confirmed that the in-plane variation in film thickness increased by about 2.5%.
  • the in-plane variation in the product of the stretching ratio in the diametrical direction and the stretching ratio in the circumferential direction (direction perpendicular to the diametrical direction) of the retardation film 12 formed into the curved surface of Example 15 was 2.5%.
  • the thickness of the retardation film 12 formed into a curved surface in Example 16 was 2.4 ⁇ m. Further, the in-plane variation in film thickness was 3.2%. As a result, it was confirmed that in the retardation film 12 molded into a curved surface by molding method 4, the in-plane variation in retardation increased by approximately 1.8%. It was also confirmed that the in-plane variation in film thickness increased by about 2.5%.
  • the in-plane variation in the product of the stretching ratio in the diametrical direction and the stretching ratio in the circumferential direction (direction orthogonal to the diametrical direction) of the retardation film 12 formed into the curved surface of Example 16 was 2.5%.
  • Laminated optical body 11 was molded using the same procedure as molding method 1. Note that the laminated optical body 11 is pasted on a mold via an adhesive sheet, and finally the laminated optical body 11 is cut out by cutting out the portion of the laminated optical body 11 that protrudes from the lens, which is the mold, to form the laminated optical body 11 into a curved surface. A composite lens 11 was obtained in which the compound lens was bonded to the lens. Laminated optical body 12 was molded using the same procedure as molding method 1.
  • the laminated optical body 12 is attached to a mold via an adhesive sheet, and the laminated optical body 12 is finally cut out by cutting out the portion of the laminated optical body 12 that protrudes from the lens, which is the mold, to form the laminated optical body 12 into a curved surface.
  • a composite lens 12 was obtained in which the compound lens was bonded to the lens.
  • Laminated optical body 13 was molded using the same procedure as molding method 3.
  • the laminated optical body 13 is pasted on a mold via an adhesive sheet, and finally the laminated optical body 13 is cut out by cutting out the portion of the laminated optical body 13 that protrudes from the lens, which is the mold, to form the laminated optical body 13 into a curved surface.
  • a composite lens 13 was obtained in which the compound lens was bonded to the lens.
  • Laminated optical body 13 was molded using the same procedure as molding method 4.
  • the laminated optical body 13 is pasted on a mold via an adhesive sheet, and finally the laminated optical body 13 is cut out by cutting out the portion of the laminated optical body 13 that protrudes from the lens, which is the mold, to form the laminated optical body 13 into a curved surface.
  • a composite lens 14 was obtained in which the compound lens was bonded to the lens.
  • a virtual reality display device "Huawei VR Glass” manufactured by Huawei, which uses a reciprocating optical system, was disassembled and all the compound lenses were taken out. Instead, the composite lens 11 laminated with the laminated optical body 11 is incorporated into the main body, and further installed between the composite lens 11 and the eye so that the light absorption anisotropic layer P1 side of the laminated optical body faces the eye.
  • a virtual reality display device according to Example 13 was manufactured. In the produced virtual reality display device, a black and white checker pattern was displayed on the image display panel, and ghost visibility was visually evaluated on the following four scales.

Abstract

本発明の課題は、曲面を含む立体形状に成形する際の位相差の発現および位相差の変化が抑制され、例えば、パンケーキレンズ型の仮想現実表示装置に適用した場合に漏れ光を低減することが可能な光学機能性フィルムを提供することにある。また、本発明の課題は、上記光学機能性フィルムを有する光学積層体、成形体、光学部品の製造方法、光学部品、および、仮想現実表示装置を提供することにある。 本発明の光学機能性フィルムは、少なくとも重合性基を有する液晶性化合物を含む組成物を形成してなる、光学機能性フィルムであって、上記液晶性化合物の重合率が40%以下である。また、本発明の光学積層体、成形体、光学部品の製造方法、光学部品、および、仮想現実表示装置は、上記光学機能性フィルムを有する。

Description

光学機能性フィルム、光学積層体、成形体、光学部品の製造方法、光学部品、仮想現実表示装置、光学フィルムおよび成形方法
 本発明は、光学機能性フィルム、光学積層体、成形体、光学部品の製造方法、光学部品、仮想現実表示装置、光学フィルムおよび成形方法に関する。
 仮想現実表示装置は、専用のヘッドセットを頭部に装着し、複合レンズを通して表示される映像を視認することによって、仮想世界に入り込んだような臨場感を得ることができる表示装置である。
 仮想現実表示装置は、一般に画像表示パネルとフレネルレンズを有するが、画像表示パネルからフレネルレンズまでの距離が大きく、そのためヘッドセットが厚くなり、装着性が悪いことが課題であった。
 そこで、特許文献1、特許文献2に記載されるように、画像表示パネルと、反射型偏光子と、ハーフミラーとを有し、画像表示パネルから出射された光線を反射型偏光子とハーフミラーの間で往復させることによってヘッドセット全体の厚みを薄くする、パンケーキレンズと呼ばれる複合レンズのレンズ構成が提案されている。
 ここで反射偏光子は、入射光のうち一方の偏光を反射し、もう一方の偏光を透過する機能を有する偏光子である。反射偏光子による反射光、および透過光は、互いに直交する偏光状態となる。ここで、互いに直交する偏光状態とは、ポアンカレ球上において互いに対蹠点に位置する偏光状態のことであり、例えば、互いに直交する直線偏光や、右回り円偏光と左回り円偏光が、これに該当する。
 透過光、および反射光が直線偏光となる反射直線偏光子は、例えば、誘電体多層膜を延伸したフィルムや、ワイヤグリッド偏光子が知られている。また、透過光、および反射光が円偏光となる反射円偏光子としては、例えば、コレステリック液晶相を固定化した光反射層を有するコレステリック液晶層が知られている。
特表2020-519964号公報 US10394040B2
 特許文献1には、広い視野や、低い色収差、低い歪み、および優れたMTF(変調伝達関数)を得るために、光学レンズの球面または非球面の曲面上に光学積層体を貼合する方法が開示されている。
 しかしながら、光学異方性層を含む光学積層体を曲面上に貼合するためには、光学積層体を曲面を含む立体形状に成形する必要があり、このとき、光学異方性層が延伸されることにより、光学異方性層に位相差が発現したり、光学異方性層が有している位相差が変化したりする課題があった。また、曲面を含む立体形状への成形では、光学積層体は場所により異なる延伸倍率で延伸されることになり、場所によって位相差の発現量や変化量が異なってしまうことも課題であった。
 光学異方性層がλ/4位相差層等の位相差層である場合は、好ましくない位相差の発現によって、光学異方性層の位相差が意図しないものになってしまう場合がある。さらに、光学異方性層が有する光学軸が、意図しない方位に変化してしまう場合もある。
 また、光学異方性層がコレステリック液晶層等、通常は位相差を有さない層であっても、光学異方性層が延伸されることにより新たに位相差を発現する場合がある。コレステリック液晶層が位相差を発現した場合には、反射される偏光が意図した円偏光ではなく、楕円偏光になる等の支障をきたす場合がある。
 本発明者らの検討によれば、このような好ましくない位相差の発現および位相差の変化は、パンケーキレンズにおいて、画像表示装置から出射した光線の偏光を乱すことになり、それにより光線の一部が漏れ光となって、二重像およびコントラストの低下に繋がることがわかった。
 また、特許文献1には、反射型偏光子として、反射型直線偏光子を用い、画像表示パネルと、反射型直線偏光子と、ハーフミラーとをこの順で含むパンケーキレンズ構成の複合レンズが開示されている。画像表示パネルと、反射型偏光子と、ハーフミラーとをこの順で含む場合、反射型偏光子は、ハーフミラーの側から入射する光線に対して凹面鏡の作用を有する必要がある。反射型直線偏光子に凹面鏡の作用をもたせるために、反射型直線偏光子を曲面形状に成形する構成が提案されている。
 また、特許文献2には、反射型偏光子として、反射型直線偏光子を用い、画像表示パネルと、ハーフミラーと、反射型直線偏光子とをこの順で含むパンケーキレンズ構成の複合レンズが開示されている。特許文献2では、像面湾曲を改善するためにハーフミラーと反射型偏光子をともに曲面化する構成が提案されている。この時、反射型偏光子は凸面鏡の作用を有する必要がある。
 本発明者らの検討によれば、反射型直線偏光子を曲面形状に成形した場合、反射型偏光子とハーフミラーの間に配置して円偏光と直線偏光を変換する位相差フィルムの位相差が変化してしまい、入射光を適切に反射、透過させることができなくなり、漏れ光を増加させてしまうことがわかった。漏れ光が増加すると、ゴーストが視認されてしまう。
 本発明の第1実施形態は上記の実情に鑑みてなされたものであり、本発明の第1実施形態が解決しようとする課題は、曲面を含む立体形状に成形する際の位相差の発現および位相差の変化が抑制され、例えば、パンケーキレンズ型の仮想現実表示装置に適用した場合に漏れ光を低減することが可能な光学機能性フィルムを提供することである。また、本発明の第1実施形態が解決しようとする課題は、光学積層体、成形体、光学部品の製造方法、光学部品、および、仮想現実表示装置を提供することである。
 本発明の第2実施形態は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の第2実施形態が解決しようとする課題は、パンケーキ型の仮想現実表示装置に適用した際に、漏れ光の発生が抑制される、光学フィルムを提供することである。
 また、本発明の第2実施形態は、上記光学フィルムの成形方法を提供することも課題とする。
 本発明者らは、上述の課題に関し鋭意検討を重ね、以下の構成により上記課題を解決することができることを見出した。
〔1〕少なくとも重合性基を有する液晶性化合物を含む組成物を形成してなる、光学機能性フィルムであって、上記液晶性化合物の重合率が、40%以下である、光学機能性フィルム。
〔2〕上記液晶性化合物が、一方向に配向している、〔1〕に記載の光学機能性フィルム。
〔3〕上記液晶性化合物が、螺旋配向している、〔1〕に記載の光学機能性フィルム。
〔4〕〔1〕~〔3〕のいずれか一項に記載の光学機能性フィルムと、tanδのピーク温度が170℃以下である樹脂からなる基材フィルムとを有する、光学積層体。
〔5〕〔1〕~〔3〕のいずれか一項に記載の光学機能性フィルム、または、〔1〕~〔3〕のいずれか一項に記載の光学機能性フィルムおよび基材フィルムを有する光学積層体が、曲面を含む立体形状に成形されてなる成形体。
〔6〕〔5〕に記載の成形体に対して、加熱処理および紫外線照射からなる群より選択される少なくとも1つの硬化処理を行う硬化工程を有し、上記硬化処理により、上記光学機能性フィルムの上記液晶性化合物の重合率が50%以上となる、光学部品の製造方法。
〔7〕上記硬化工程の前に、上記成形体を加熱し、上記液晶性化合物を配向させる配向工程をさらに有する、〔6〕に記載の光学部品の製造方法。
〔8〕〔6〕又は〔7〕に記載の光学部品の製造方法によって製造される、光学部品。
〔9〕偏光を出射する画像表示装置と、〔8〕に記載の光学部品とを有する、仮想現実表示装置。
 本発明者らが鋭意検討の結果、非平面の形状を有し、曲率半径が30~1000mmであり、位相差の面内ばらつきが5%未満である光学フィルムによって、漏れ光を低減することが可能なパンケーキレンズ構成の薄型の仮想現実表示装置を実現できることを見出した。
 すなわち、以下の構成により上記課題を解決することができることを見出した。
〔10〕 非平面の形状を有し、曲率半径が30mm~1000mmであり、位相差の面内ばらつきが5%未満である光学フィルム。
〔11〕 曲率半径が30mm~100mmである、〔10〕に記載の光学フィルム。
〔12〕 位相差の面内ばらつきが3%未満である、〔10〕または〔11〕に記載の光学フィルム。
〔13〕 膜厚の面内ばらつきが5%未満である、〔10〕~〔12〕のいずれかに記載の光学フィルム。
〔14〕 光学フィルムが位相差フィルムである、〔10〕~〔13〕のいずれかに記載の光学フィルム。
〔15〕 光学フィルムが、波長550nmにおける面内レタデーションが120nmから160nmの範囲にある位相差フィルムである、〔10〕~〔14〕のいずれかに記載の光学フィルム。
〔16〕 光学フィルムが位相差フィルムと反射型偏光子とを含む積層光学体である、〔10〕~[13]のいずれかに記載の光学フィルム。
〔17〕 平面形状を有する光学フィルムを加熱する工程と、
 光学フィルムを第一のモールドに押し付け、第一のモールドの形状に沿って変形させる第一の成形工程と、
 第一の成形工程で得られた光学フィルムを第二のモールドに押し付け、第二のモールドの形状に沿って変形させる第二の成形工程を含む、光学フィルムの成形方法。
〔18〕 第一のモールドの形状が凸状の曲面部分を含み、第二のモールドの形状が凹状の曲面部分を含む、〔17〕に記載の光学フィルムの成形方法。
〔19〕 第一のモールドの曲率半径が、第二のモールドの曲率半径よりも大きい、〔17〕または〔18〕に記載の光学フィルムの成形方法。
〔20〕 平面形状を有する光学フィルムを加熱する工程と、
 光学フィルムをモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程と、
 変形された光学フィルムを裁断する工程を含む、光学フィルムの成形方法であって、
 加熱工程が、光学フィルムに赤外線を照射することで加熱する工程であり、
 赤外線の照射量が、光学フィルムの面内に分布を有する、光学フィルムの成形方法。
〔21〕 モールドが実質的に凹面球状であり、光学フィルムの面の法線方向から光学フィルムの面内の位置をモールドに射影したときに、
 凹面球状の頂点に位置する、光学フィルムに照射される赤外線照射量が、凹面球状の端部に位置する、光学フィルムに照射される赤外線照射量より少ない、〔20〕に記載の光学フィルムの成形方法。
〔22〕 モールドが実質的に凹面球状であり、光学フィルムの面の法線方向から光学フィルムの面内の位置をモールドに射影したときに、
 凹面球状の頂点に位置する、光学フィルムの温度が、凹面球状の端部に位置する、光学フィルムの温度よりも小さい、〔20〕または〔21〕に記載の光学フィルムの成形方法。
〔23〕 平面形状を有する光学フィルムを非平面形状に変形する成形方法であって、
 直径方向の延伸倍率と、円周方向の延伸倍率との積の面内ばらつきが5%未満である、光学フィルムの成形方法。
〔24〕 直径方向の延伸倍率と、円周方向の延伸倍率との積の面内ばらつきが3%未満である、〔23〕に記載の光学フィルムの成形方法。
〔25〕 直径方向の延伸倍率が、中心から遠ざかるに従って大きくなる、〔23〕または〔24〕に記載の光学フィルムの成形方法。
 本発明の第1実施形態によれば、曲面を含む立体形状に成形する際の位相差の発現および位相差の変化が抑制され、例えば、パンケーキレンズ型の仮想現実表示装置に適用した場合に漏れ光を低減することを可能な光学機能性フィルムを提供することができる。また、本発明の第1実施形態によれば、光学積層体、成形体、光学部品の製造方法、光学部品、および、仮想現実表示装置を提供することができる。
 本発明の第2実施形態によれば、パンケーキ型の仮想現実表示装置に適用した際に、漏れ光の発生が抑制される、光学フィルムを提供できる。
 また、本発明の第2実施形態によれば、上記光学フィルムの成形方法を提供できる。
第1実施形態の仮想現実表示装置の一例を示す概略図である。 第1実施形態の仮想現実表示装置の他の例を示す概略図である。 本発明の第2実施形態の積層光学体を用いた仮想現実表示装置の一例であり、主像の光線の一例を表す。 本発明の第2実施形態の積層光学体を用いた仮想現実表示装置の一例であり、ゴーストの光線の一例を表す。 本発明の第2実施形態の積層光学体の一例を示す概略図である。 本発明の第2実施形態の反射円偏光子の一例を示す概略図である。 本発明の第2実施形態の積層光学体の一例を示す概略図である。 本発明の第2実施形態の成形方法において、直径方向および円周方向の延伸倍率を調査するために光学フィルムに描画するパターンの一例である。 凹面形状の成形面を有する成形型を用いてフィルムを成形する際の手順を説明するための図である。 凹面形状の成形面を有する成形型を用いてフィルムを成形する際の手順を説明するための図である。 成形に使用されるフィルムの上面図である。 凸面形状の成形面を有する成形型を用いてフィルムを成形する際の手順を説明するための図である。 凸面形状の成形面を有する成形型を用いてフィルムを成形する際の手順を説明するための図である。 成形方法1を説明するための図である。 成形方法1を説明するための図である。 成形方法1を説明するための図である。 成形方法2を説明するための図である。 成形方法2で使用される平面形状の光学フィルムの上面図である。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
 なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 また、本明細書において、液晶組成物、液晶化合物とは、硬化等により、もはや液晶性を示さなくなったものも概念として含まれる。
 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は「~」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書において、「直交」とは、厳密に90°を表すのではなく、90°±10°、好ましくは、90°±5°を表すものとする。また、「平行」とは、厳密に0°を表すのではなく、0°±10°、好ましくは、0°±5°を表すものとする。さらに、「45°」とは、厳密に45°を表すのではなく、45°±10°、好ましくは、45°±5°を表すものとする。
 本明細書において「吸収軸」とは、直線偏光を入射したとき、面内において吸光度が最大となる偏光方向を意味する。また、「反射軸」とは、直線偏光を入射したとき、面内において反射率が最大となる偏光方向を意味する。また、「透過軸」とは、面内において吸収軸または反射軸と直交する方向を意味する。さらに、「遅相軸」とは、面内において屈折率が最大となる方向を意味する。
 本明細書において、位相差とは、特にことわらない場合、面内レタデーションを意味し、Re(λ)と記載する。ここで、Re(λ)は波長λにおける面内のレタデーションを表し、特に記載がないとき、波長λは550nmとする。
 また、波長λにおける厚み方向のレタデーションは、本明細書においてRth(λ)と記載する。
 Re(λ)およびRth(λ)は、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用い、波長λで測定した値を用いることができる。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
 遅相軸方向(°)
 Re(λ)=R0(λ)
 Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×dが算出される。
 本明細書において、重合性基を有する液晶性化合物の重合率とは、重合性基を有する液晶性化合物を活性エネルギー線の照射および/または加熱によって重合させる重合反応において、重合反応に寄与した重合性基の数の割合を表す。即ち、(重合率(%)={重合反応によって消失した重合性基の数/重合反応前の重合性基の数}×100)である。
 重合性基を有する液晶性化合物の重合率は、具体的には重合反応前後の重合性基による赤外吸収ピークの吸光度の比を測定することによって求めることができる。例えば、重合性基がメタアクリレートモノマーまたはメタクリレートモノマーである場合は、重合性化合物を含むフィルム等の赤外吸収スペクトルの810cm-1付近に重合性基(アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基)に基づく吸収ピークが観測でき、観測される吸収ピークの吸光度に基づいて、上記重合率を求めることが好ましい。また、重合性化合物がオキセタン化合物である場合は、重合性化合物を含むフィルム等の赤外吸収スペクトルの986cm-1付近に重合性基(オキセタニル基)に基づく吸収ピークが観測でき、観測される吸収ピークの吸光度で、上記重合率を求めることが好ましい。重合性化合物がエポキシ化合物である場合は、重合性化合物を含むフィルム等の赤外吸収スペクトルの750cm-1付近に重合性基(エポキシ基)に基づく吸収ピークが観測でき、観測される吸収ピークの吸光度で、上記重合率を求めることが好ましい。
 光学機能性フィルムの赤外吸収スペクトルを測定する手段としては、市販の赤外分光光度計を用いることができ、透過型および反射型のいずれでもよく、サンプルの形態に応じて適宜選択することが好ましい。光学機能性フィルムの赤外吸収スペクトルは、例えば、BIO-RAD社製赤外分光光度計「FTS-6000」を用いて測定することができる。
 光学機能性フィルムの上記液晶性化合物の重合率のより具体的な測定方法は、以下の通りである。例えば、重合性基を有する液晶性化合物を含む組成物を用いて光学機能性フィルムを形成する場合、組成物を用いて形成される塗布膜に対して活性エネルギー線の照射および/または加熱を行う前に、上記塗布膜の赤外吸収スペクトルAをATR法(Attenuated Total Reflection、全反射測定法)で測定し、次いで、活性エネルギー線の照射および/または加熱を行った後、形成されたフィルムの赤外吸収スペクトルBを同様にATR法で測定する。これら赤外吸収スペクトルAおよびBのそれぞれには、液晶性化合物が有する重合性基に基づく吸収ピークが出現する。赤外吸収スペクトルAに出現した吸収ピークの吸光度Aと、赤外吸収スペクトルBに出現した吸収ピークの吸光度Bから、下記式(1)に基づいて、光学機能性フィルムの重合性基を有する液晶性化合物の重合率を求めることができる。
  重合率(%)={(吸光度A-吸光度B)/(吸光度A)}×100   (1)
<光学機能性フィルム>
 第1実施形態の光学機能性フィルムは、重合性基を有する液晶性化合物を含む組成物を形成してなる。液晶性化合物は、光配向等によって任意の方位に配向させることが容易であるため、種々の光学機能をもたせることが可能である。
 また、第1実施形態の光学機能性フィルムは、重合性基を有する液晶性化合物の重合率が40%以下である。
 以下、重合性基を有する液晶性化合物を、単に「液晶性化合物」と記載する場合がある。
 液晶性化合物とは、硬化等により、もはや液晶性を示さなくなったものも概念として含まれる。
 光学機能性フィルムにおいて液晶性化合物は、例えば、一方向に配向していてもよい。このような液晶性化合物が一方向に配向している光学機能性フィルムは、位相差フィルムとして用いることができる。
 また、一方向に配向した液晶性化合物を含み、さらに二色性物質を添加してなる光学機能性フィルムは、吸収型直線偏光子として用いることができる。
 さらに、光学機能性フィルムにおいて、液晶性化合物は螺旋配向していてもよい。螺旋配向した液晶性化合物はコレステリック液晶とも呼ばれ、螺旋配向した液晶性化合物を含む光学機能性フィルムは反射型円偏光子として用いることができる。
 上記のいずれの光学機能性フィルムも、パンケーキレンズ型の仮想現実表示装置等において有用である。
 ここで、図面を参照しながら、第1実施形態の光学機能性フィルムを用いて製造される仮想現実表示装置について、説明する。
 図1は、第1実施形態の仮想現実表示装置の一例を示す概略図である。
 図1に示す仮想現実表示装置10は、図中右側から、画像表示パネル70、λ/4位相差層11、吸収型直線偏光子21、λ/4位相差層12および反射防止層50からなる画像表示装置72と、ハーフミラー30、レンズ基材34および反射防止層51からなる光学機能層付き両凸レンズ90と、反射型円偏光子40、λ/4位相差層13、吸収型直線偏光子22およびレンズ基材36からなる光学機能層付き平凸レンズ80と、を有する。
 後述するように、図1に示す仮想現実表示装置10において、λ/4位相差層13、吸収型直線偏光子22、および、反射型円偏光子40は、それぞれ、第1実施形態の光学機能性フィルムを曲面を含む立体形状(以下、「曲面状」ともいう。)に成形した後、所定の硬化処理を施すことにより得られるフィルムであってよい。
 後述する仮想現実表示装置の変形例に示すように、第1実施形態の光学機能性フィルムの使用態様は、図1に示す仮想現実表示装置10が有する上記の光学部材に制限されず、例えば、両凸レンズに貼合される光学部材としても有用である。
 仮想現実表示装置10において、レンズ基材34は両凸レンズであり、レンズ基材34の一方の面にはハーフミラー30が曲面状に成形されて貼合され、他方の面には反射防止層51が曲面状に成形されて貼合されている。なお、この際における貼合は、OCA(Optical Clear Adhesive、光学透明貼着剤)等を用いる方法等、公知の方法で行えばよい。この点に関しては、以下に示す貼合も同様である。
 また、レンズ基材36は平凸レンズであり、レンズ基材36の凸面には吸収型直線偏光子22、λ/4位相差板13および反射型円偏光子40のそれぞれが曲面状に成形されてこの順に貼合されている。
 レンズ基材34およびレンズ基材36は、ガラスおよびアクリル板等の、可視光に対して透明で、かつ、位相差が小さい材料、好ましくは位相差が無い材料で形成される。
 画像表示パネル70は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル等の公知の画像表示パネル(ディスプレイパネル)である。
 図示例において、画像表示パネル70は無偏光の画像(画像光)を出射する。画像表示パネル70が出射した無偏光の画像は、λ/4位相差層11を通過して、吸収型直線偏光子21を透過して直線偏光となり、λ/4位相差層12によって円偏光に変換され、反射防止層50を透過する。これにより、画像表示装置72から左円偏光が出射される。
 吸収型直線偏光子21は、例えば、紙面に垂直な方向の直線偏光を透過する吸収型直線偏光子である。λ/4位相差層12は、例えば、紙面に垂直な方向の直線偏光を左円偏光に変換するように、遅相軸の方向を合わせて設けられる。
 反射防止層50および反射防止層51は、フッ化マグネシウム層および酸化ケイ素層等の公知の反射防止層(ARコート)である。また、公知の反射防止フィルムを貼合してもよい。
 反射防止層50を透過した左円偏光は、次いで、ハーフミラー30に入射して、半分が透過する。ハーフミラー30を透過した左円偏光は、レンズ基材34および反射防止層51を透過する。
 なお、ハーフミラー30によって反射された左円偏光は、反射によって右円偏光に変換されて、反射防止層50を透過してλ/4位相差層12に入射する。
 λ/4位相差層12は、紙面に垂直な方向の直線偏光を左円偏光に変換するものである。従って、λ/4位相差層12に入射した右円偏光は、紙面の上下方向の直線偏光に変換されて、吸収型直線偏光子21に入射する。
 吸収型直線偏光子21は、紙面に垂直な方向の直線偏光を透過する吸収型直線偏光子である。従って、この紙面の上下方向の直線偏光は、吸収型直線偏光子21によって吸収される。
 この点に関しては、後述する図2に示す仮想現実表示装置20も同様である。
 反射型円偏光子40は、例えば、コレステリック液晶層を有する反射型円偏光子であって、左円偏光を反射し、それ以外を透過する反射型円偏光子である。従って、反射型円偏光子40に入射した左円偏光は、反射型円偏光子40によって反射され、反射防止層51およびレンズ基材34を透過して、ハーフミラー30に入射する。
 反射型円偏光子40は、螺旋配向した液晶性化合物を含む第1実施形態の光学機能性フィルムを曲面状に成形した後、所定の硬化処理を施すことにより得られる反射型円偏光子であってよい。
 ハーフミラー30に入射した左円偏光は、半分がハーフミラー30によって反射される。この反射によって、左円偏光は右円偏光に変換される。
 ハーフミラー30によって反射された右円偏光は、レンズ基材34および反射防止層51を透過して、反射円偏光子40に入射する。
 上述のように、反射円偏光子40は、左円偏光を反射して、それ以外を透過する反射型円偏光子(コレステリック液晶層)である。従って、反射円偏光子40に入射した右円偏光は、反射円偏光子40を透過して、λ/4位相差層13に入射する。
 λ/4位相差層13は、右円偏光を紙面の上下方向の直線偏光に変換するように遅相軸の方向を合わせて配置されるλ/4位相差層である。また、吸収型直線偏光子22は、紙面の上下方向の直線偏光を透過するように透過軸を合わせて配置された直線偏光子である。従って、λ/4位相差層13に入射した右円偏光は、λ/4位相差層13によって紙面の上下方向の直線偏光に変換され、次いで、吸収型直線偏光子22を透過し、さらにレンズ基材36を透過して、仮想現実画像として仮想現実表示装置10の使用者に観察される。
 λ/4位相差層13は、一方向に配向した液晶性化合物を含む第1実施形態の光学機能性フィルムを曲面状に成形した後、所定の硬化処理を施すことにより得られる反射型円偏光子であってよい。また、吸収型直線偏光子22は、一方向に配向した液晶性化合物と二色性物質とを含む第1実施形態の光学機能性フィルムを曲面状に成形した後、所定の硬化処理を施すことにより得られる反射型円偏光子であってよい。
 吸収型直線偏光子22は、不要に反射型円偏光子40を透過した光を遮光して、漏れ光(ゴースト)となって仮想現実表示装置10の使用者に観察されることを防止するものである。
 即ち、最初に左円偏光が反射型円偏光子40に入射した際に、反射型円偏光子40によって反射されず、不要に反射型円偏光子40を透過してしまう左円偏光も存在する。
 しかしながら、この左円偏光は、右円偏光を紙面の上下方向の直線偏光に変換するλ/4位相差層13によって、紙面に垂直な方向の直線偏光に変換される。従って、この直線偏光は、紙面の上下方向の直線偏光を透過するように透過軸を合わせて配置された直線偏光子である吸収型直線偏光子22に吸収されるので、漏れ光となって使用者に観察されることを防止できる。
 ここで、図1に示す仮想現実表示装置10においては、反射型円偏光子40、λ/4位相差層13および吸収型直線偏光子22が、曲面状に成形されて、平凸レンズであるレンズ基材36の凸面に貼合されている。
 光学機能性フィルムを曲面状に成形すると、成形後の光学機能性フィルムにおいて、延伸によって残留応力が生じ、光弾性効果によって位相差が発現し、または、位相差が変化してしまう。また、曲面状の成形では、部位によって延伸倍率が異なるため、位相差の発現量および変化量等が局所的に異なってしまうことがある。
 例えば、仮想現実表示装置10の曲面状に成形されたλ/4位相差層13において、実際の位相差が意図した位相差と少なくとも局所的に異なる場合、不要に反射型円偏光子40を透過した左円偏光が、λ/4位相差層13の部位によっては、紙面の垂直な方向の成分のみならず、紙面の上下方向の成分も含む光に変換されてしまう。このような光は、吸収型直線偏光子22に完全に吸収されないため、漏れ光(ゴースト)となって仮想現実表示装置10の使用者に観察されてしまう。
 他方、コレステリック液晶層は、通常は位相差を有さない。しかしながら、コレステリック液晶層においても、曲面状に成形する際の延伸に伴って生じる残留応力によって、局所的に異なる量の位相差が発現することがある。
 例えば、図1に示す仮想現実表示装置10において、コレステリック液晶層を有し、曲面状に成形されている反射型円偏光子40の部位によっては、反射する円偏光が、楕円偏光等の意図しない円偏光を含む光になってしまう。これにより、不要に反射型円偏光子40を透過してしまう光の透過量が増加し、漏れ光(ゴースト)となって仮想現実表示装置10の使用者に観察される光が増加してしまう。
 それに対して、第1実施形態の光学機能性フィルムは、上述の通り、重合性基を有する液晶性化合物を含む組成物を形成してなるフィルムであって、重合性基を有する液晶性化合物の重合率が40%以下であることを特徴とする。
 重合性基を有する液晶性化合物は、活性エネルギー線の照射および加熱によって重合させ、液晶性化合物の配向方向を固定化させることができるが、重合率を40%以下にすることにより、光学機能性フィルムに柔軟性をもたせることができる。従って、第1実施形態の光学機能性フィルムを曲面状に成形しても、延伸によって生じる残留応力が低減されるため、第1実施形態の光学機能性フィルムを曲面状に成形して得られる成形体を、仮想現実表示装置が有する光学部材に用いることにより、その光学部材における曲面状の成形に伴う(局所的な)位相差の発現および変化を低減することができる。
 そのため、第1実施形態の光学機能性フィルムによれば、例えばパンケーキレンズ型の仮想現実表示装置に適用した場合に、漏れ光を低減して、高画質な仮想現実画像を表示できる。
 第1実施形態の光学機能性フィルムを用いて製造される仮想現実表示装置の構成は、図1に示す仮想現実表示装置10に制限されない。
 図2に、第1実施形態の仮想現実表示装置の他の例を概略的に示す。
 図2に示す仮想現実表示装置20は、上述した図1に示す仮想現実表示装置10と同じ部材を多用する。従って、以下の説明では、同じ部材には同じ符号を付し、図1に示す仮想現実表示装置10と異なる点について主に説明する。
 図2に示す仮想現実表示装置20は、図中右側から、画像表示パネル70、λ/4位相差層11、吸収型直線偏光子21、λ/4位相差層12および反射防止層50からなる画像表示装置72と、ハーフミラー30、レンズ基材34およびλ/4位相差層14からなる光学機能層付き両凸レンズ92と、反射防止層52、反射型直線偏光子42、吸収型直線偏光子22およびレンズ基材36からなる光学機能層付き平凸レンズ82と、を有する。
 図2に示す仮想現実表示装置20において、λ/4位相差層14、および、吸収型直線偏光子22は、それぞれ、第1実施形態の光学機能性フィルムを曲面状に成形した後、所定の硬化処理を施すことにより得られるフィルムであってよい。
 光学機能層付き両凸レンズ92において、レンズ基材34の一方の面にはハーフミラー30が曲面状に成形されて貼合され、他方の面にはλ/4位相差層14が曲面状に成形されて貼合されている。
 また、光学機能層付き平凸レンズ92において、レンズ基材36の凸面には吸収型直線偏光子22、反射型円偏光子42および反射防止層52のそれぞれが曲面状に成形されてこの順に貼合されている。
 反射防止層52は、上述の反射防止層51と同様に、公知の反射防止層(ARコート)、または、公知の反射防止フィルムであってよい。
 図2に示す仮想現実表示装置20においても、図1に示す仮想現実表示装置10と同様、画像表示パネル70が出射した画像はλ/4位相差層11によって左円偏光に変換され、画像表示装置72から出射される。
 反射防止層50を透過した左円偏光は、次いで、ハーフミラー30に入射して、半分が透過する。ハーフミラー30を透過した左円偏光は、レンズ基材34を透過して、λ/4位相差層14に入射する。
 ここで、λ/4位相差層14は、一例として、左円偏光を紙面に垂直な方向の直線偏光に変換するように、遅相軸の方向を合わせて配置されるλ/4位相差層である。従って、λ/4位相差層14に入射した左円偏光は、紙面に垂直な方向の直線偏光に変換される。
 λ/4位相差層14は、一方向に配向した液晶性化合物を含む第1実施形態の光学機能性フィルムを曲面状に成形した後、所定の硬化処理を施すことにより得られる反射型円偏光子であってよい。
 λ/4位相差層14によって変換された紙面に垂直な方向の直線偏光は、反射防止層52を透過し、反射型直線偏光子42に入射する。
 反射型直線偏光子42は、一例として、紙面に垂直な方向の直線偏光を反射して、紙面の上下方向の直線偏光を透過するものである。従って、反射型直線偏光子42に入射した紙面に垂直な方向の直線偏光は、反射型直線偏光子42によって反射されて、再度、λ/4位相差層14に入射する。
 λ/4位相差層14は、左円偏光を紙面に垂直な方向の直線偏光に変換するλ/4位相差層である。従って、λ/4位相差層14に入射した紙面に垂直な方向の直線偏光は、λ/4位相差層14によって左円偏光に変換される。
 λ/4位相差層14によって変換された左円偏光は、レンズ基材34を透過してハーフミラー30に入射して、半分がハーフミラー30によって反射される。この反射によって、左円偏光は右円偏光に変換される。
 ハーフミラー30によって反射された右円偏光は、レンズ基材34を透過して、λ/4位相差層14に入射する。λ/4位相差層14は、左円偏光を紙面に垂直方向の直線偏光に変換するλ/4位相差層である。従って、右円偏光は、λ/4位相差層14によって紙面の上下方向の直線偏光に変換されて、反射防止層52を透過し、反射型直線偏光子42に入射する。
 反射型直線偏光子42は、紙面に垂直方向の直線偏光を反射して、紙面の上下方向の直線偏光を透過するものである。従って、反射型直線偏光子42に入射した紙面の上下方向の直線偏光は、反射型直線偏光子42を透過する。
 反射型直線偏光子42を透過した紙面の上下方向の直線偏光は、次いで、紙面の上下方向の直線偏光を透過する吸収型直線偏光子22を透過して、仮想現実画像として仮想現実表示装置100の使用者に観察される。
 なお、吸収型直線偏光子22は、不要に反射型直線偏光子42を透過した光を遮光して、漏れ光(ゴースト)となって仮想現実表示装置100の使用者に観察されることを防止するためのものである。
 即ち、紙面に垂直な方向の直線偏光が最初に反射型直線偏光子42に入射した際に、反射型直線偏光子42によって反射されず、不要に反射型直線偏光子42を透過してしまう紙面に垂直な方向の直線偏光も存在する。
 しかしながら、この紙面に垂直な方向の直線偏光は、紙面の上下方向の直線偏光を透過する吸収型直線偏光子22によって吸収されるので、漏れ光となって使用者に観察されることを防止できる。
 ここで、図2に示す仮想現実表示装置20において、両凸レンズであるレンズ基材34の凸面に貼合されているλ/4位相差層14は、上述の通り、曲面状に成形された際の延伸によって残留応力が生じ、光弾性効果によって位相差が発現し、または、位相差が変化してしまう。また、曲面状の成形では部位によって延伸倍率が異なるため、λ/4位相差層14において、位相差の発現量および変化量等が局所的に異なってしまう場合がある。
 この場合、λ/4位相差層14において、最初に入射した左円偏光を適正な直線偏光に変換することができず、例えば楕円偏光等を含む光に変換してしまう。このような光は、一部が反射型直線偏光子42によって反射されず、反射型直線偏光子42および吸収型直線偏光子22を透過してしまい、漏れ光(ゴースト)となって仮想現実表示装置20の使用者に観察されてしまう。
 それに対して、λ/4位相差層14として、液晶性化合物の重合率が40%以下である第1実施形態の光学機能性フィルムを曲面状に成形してなるフィルムを用いることにより、上述の通り、その光学部材における曲面状の成形に伴う(局所的な)位相差の発現および変化を低減し、漏れ光を低減して、高画質な仮想現実画像を表示できる。
 以下、第1実施形態の光学機能性フィルム、光学積層体、成形体、光学部品の製造方法、光学部品、および、仮想現実表示装置について、詳細に説明する。
 第1実施形態の光学機能性フィルムは、重合性基を有する液晶性化合物を含む組成物を形成してなる光学機能性フィルムであって、重合性基を有する液晶性化合物の重合率が40%以下である。上述の通り、上記液晶性化合物の重合率を40%以下にすることにより、光学機能性フィルムに柔軟性をもたせ、曲面状に成形した際に生じる残留応力を低減し、位相差の発現および変化を抑制することができる。
 光学機能性フィルムの液晶性化合物の重合率は、20%以下が好ましく、10%以下がより好ましい。さらに、未重合の液晶性化合物が、常温において固形状態となる場合は、全ての液晶性化合物が未重合(即ち、重合率が0%)であることが好ましい。即ち、上記の重合率は0%であってもよい。重合率が20%以下(より好ましくは10%以下、さらに好ましくは0%)である場合、光学機能性フィルムを曲面状に成形した後、光学機能性フィルムを加熱することによって、液晶性化合物を配向させる配向処理を行うことができる。これにより、曲面状の成形に起因する位相差の発現および位相差の変化をさらに抑制することができる。
 また、光学異方性層としてポリマーからなる光学機能性フィルムを用いた場合、ポリマーの種類によっては小さな曲率半径で曲面状に成形すると破断を起こす場合がある。そのため、曲率半径を大きくせざるを得ず、それがレンズの設計上の制約となり、広い視野、低い色収差、低い歪み、および、優れたMTFを有する光学機能層付きレンズを十分に得ることができない場合がある。
 それに対して、液晶性化合物の重合率が40%以下(好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは0%)である第1実施形態の光学機能性フィルムは、柔軟性を有するため、曲率半径が比較的小さい曲面を含む立体形状に成形する場合においても、光学機能性フィルムの破断を抑制することができる。これにより、レンズの設計上の自由度を向上し、広い視野、低い色収差、低い歪み、および、優れたMTFを有する光学機能層付きレンズを製造することができる。
 さらに、コレステリック液晶層および反射型直線偏光子等の反射型偏光子は、延伸されることによって反射波長の帯域が短波長側にシフトすることがある。この短波長シフトにより、パンケーキレンズにおいて、画像表示装置から出射した光線の一部の波長域を適切に反射または透過することができなくなる場合がある。この場合、光線の一部が漏れ光となって、二重像およびコントラストの低下に繋がり、また、画像の色味が変化してしまう。
 それに対して、液晶性化合物の重合率が40%以下(好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは0%)である第1実施形態の光学機能性フィルムは、光学機能性フィルムを曲面状に成形した後、光学機能性フィルムを加熱することによって、液晶性化合物を配向させる配向処理を行うことができる。この配向処理によって、コレステリック液晶層の螺旋ピッチがカイラル剤の量によって決まる螺旋ピッチに変化するため、曲面状の成形に起因する短波長シフトの発生を抑制することができる。これにより、一部の波長域における光線の不適切な反射および透過を抑制し、漏れ光および画像の色味の変化を抑制することができる。
 第1実施形態の光学機能性フィルムの形成に用いられる組成物は、重合性基を有する液晶性化合物を少なくとも含む。
 重合性基を有する液晶性化合物としては、重合性基を有する棒状液晶性化合物、および、重合性基を有する円盤状液晶性化合物のいずれも用いることができる。
 上述の通り、液晶性化合物が一方向に配向している光学機能性フィルムは、位相差フィルム(位相差層)として用いることができる。光学機能性フィルムが位相差フィルムである場合は、例えば、特開2020-084070号公報等を参照して、逆分散性を有する棒状液晶性化合物を一様配向させ、固定化することによって、逆分散性を有する位相差フィルムを作製することもできる。ここで、逆分散性を有するとは、波長が大きくなるに伴い、その波長における位相差の値が大きくなることをいう。光学機能性フィルムがλ/4板(λ/4位相差層)である場合、可視域の波長のいずれかにおいて、およそ1/4波長となる位相差を有していることが好ましい。
 また、光学機能性フィルムは、上述の通り、吸収型直線偏光子であってよい。吸収型直線偏光子である光学機能性フィルムは、例えば、液晶性化合物と二色性物質とを含む組成物を用いて塗布膜を形成し、液晶性化合物および二色性物質を一方向に配向させることで、作製できる。
 また、光学機能性フィルムは、上述の通り、螺旋配向した液晶性化合物を含むコレステリック液晶層からなる反射円偏光子であってもよい。コレステリック液晶層は、例えば、液晶性化合物とカイラル剤とを含む組成物を用いて塗布膜を形成し、加熱処理を行って螺旋配向させることにより、作製できる。
 螺旋配向のための加熱処理は、曲面状に成形した後に行うことが好ましい。これにより、曲面状の成形に起因する面内での螺旋ピッチの変化を抑制し、面内で一律の螺旋ピッチとすることができる。
 周知のように、コレステリック液晶層は、液晶性化合物が螺旋状に旋回して積み重ねられた螺旋構造を有し、液晶性化合物が螺旋状に1回転(360°回転)して積み重ねられた構成を螺旋1周期(螺旋周期)として、螺旋状に旋回する液晶性化合物が、複数周期、積層された構造を有する。
 コレステリック液晶層は、螺旋周期の長さ、および、液晶性化合物による螺旋の旋回方向(センス)に応じて、特定の波長域の右円偏光または左円偏光を反射して、それ以外の光を透過する。
 従って、仮想現実表示装置がカラー画像を表示する場合には、コレステリック液晶層は、例えば、赤色光に選択的な反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、黄色光に選択的な反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、緑色光に選択的な反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および、青色光に選択的な反射の中心波長を有するコレステリック液晶層など、複数層のコレステリック液晶層を有するものであってもよい。
(組成物)
 以下、第1実施形態の光学機能性フィルムの形成に用いられる組成物(以下、「本組成物」ともいう。)について、より詳しく説明する。
 本組成物に含まれる重合性基を有する液晶性化合物は、棒状液晶性化合物であっても、円盤状液晶性化合物であってもよい。
 重合性基を有する液晶性化合物は、低分子タイプであっても、高分子タイプであってもよい。ここで、高分子とは重合度が100以上のものを意味する(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。
 液晶性化合物としては、棒状液晶性化合物を用いることが好ましい。また、本組成物は、2種以上の液晶性化合物を含んでいてもよい。2種以上の液晶性化合物の組み合わせとしては、2種以上の棒状液晶性化合物の組み合わせ、2種以上の円盤状液晶性化合物の組み合わせ、および、1種以上の棒状液晶性化合物と1種以上の円盤状液晶性化合物との組み合わせのいずれであってもよい。
 上記液晶性化合物は、1分子中に重合性基を2以上有することが好ましい。本組成物が2種以上の液晶性化合物を含む場合、少なくとも1種の液晶性化合物が1分子中に2以上の重合性基を有することが好ましい。
 なお、本明細書においては、光学機能性フィルムにおいて、液晶性化合物が重合によって固定され、液晶性を示さない化合物となっても、便宜上、液晶性化合物と称する。
 液晶性化合物が有する重合性基の種類は特に制限されず、例えば、ラジカル重合性基およびカチオン重合性基が挙げられる。
 ラジカル重合性基としては、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニル基、スチリル基およびアリル基が挙げられる。ここで、(メタ)アクリロイル基とは、メタアクリロイル基またはアクリロイル基を意味する表記であり、(メタ)アクリロイルオキシ基とは、メタアクリロイルオキシ基またはアクリロイルオキシ基を意味する表記である。カチオン重合性基としては、エポキシ基およびオキセタン基等が挙げられる。
 液晶性化合物が有する重合性基としては、ラジカル重合性基が好ましく、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。
 重合性基を有する棒状液晶性化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報、および、特開2005-289980号公報の段落[0026]~[0098]に記載の液晶性化合物が挙げられる。また、重合性基を有する円盤状液晶性化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落[0020]~[0067]および特開2010-244038号公報の段落[0013]~[0108]に記載の液晶性化合物が挙げられる。これらの記載は、本明細書に組み込まれる。
 本組成物は、二色性物質を含んでいてもよい。液晶性化合物と二色性物質とを含む本組成物を用いることにより、第1実施形態の光学機能性フィルムとして、吸収型直線偏光子を形成することができる。
 二色性物質は、特に制限されず、可視光吸収物質(二色性色素)、紫外線吸収物質、赤外線吸収物質、非線形光学物質、カーボンナノチューブ、無機物質(例えば量子ロッド)等の公知の二色性物質(二色性色素)を使用できる。
 延伸時および成形時の偏光度低下が抑制される点で、二色性物質は架橋性基を有することが好ましい。架橋性基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキセタニル基、および、スチリル基が挙げられる。
 本組成物は、カイラル剤を含んでいてもよい。
 液晶性化合物とカイラル剤とを含む本組成物を用いることにより、第1実施形態の光学機能性フィルムとして、コレステリック液晶層からなる反射円偏光子を形成することができる。
 カイラル剤(キラル剤)は、コレステリック液晶性化合物の螺旋周期を調整するための化合物であり、公知のカイラル剤(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4-3項、TN、STN用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第一42委員会編、1989に記載)を用いることができる。
 カイラル剤は、重合性基を有していてもよい。カイラル剤が有する重合性基は、液晶性化合物が有する重合性基と同種の基であることが好ましい。また、カイラル剤剤は、液晶性化合物であってもよい。
 本組成物は、重合開始剤を含むことが好ましい。
 重合開始剤は特に制限されないが、光重合開始剤が好ましい。
 光重合開始剤としては、公知の化合物を使用できる。光重合開始剤としては、例えば、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号および同2951758号の各明細書)、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60-105667号公報および米国特許第4239850号明細書)、オキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書)、o-アシルオキシム化合物(特開2016-27384号公報の[0065])、ならびに、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63-40799号公報、特公平5-29234号公報、特開平10-95788号公報および特開平10-29997号公報)等が挙げられる。
 本組成物が重合開始剤を含有する場合、重合開始剤の含有量は、本組成物中の上記液晶性化合物および上記二色性物質の合計100質量部に対し、0.01~30質量部が好ましい。
 本組成物は、作業性等の観点から、溶媒を含有することが好ましい。
 溶媒としては、光学機能性フィルムの形成に用いられる公知の溶媒が使用でき、例えば、ケトン類、エーテル類、および、アミド類が挙げられる。
 本組成物が溶媒を含む場合、溶媒の含有量は、本組成物の全質量に対して、80~99質量%が好ましい。
(光学機能性フィルムの形成方法)
 第1実施形態の光学機能性フィルムの形成方法は、形成されるフィルムにおける液晶性化合物の重合率が40%を超えない限り、特に制限されない。例えば、第1実施形態の光学機能性フィルムの形成方法としては、本組成物を配向層上に塗布して塗布膜を形成する塗布膜形成工程、および、塗布膜中の液晶性化合物を配向する配向工程を有し、必要に応じて、液晶性化合物の一部を硬化させる硬化工程を任意に行う方法が挙げられる。
 塗布膜形成工程は、本組成物を用いて配向層上に塗布膜を形成する工程である。
 上述した溶媒を含有する本組成物を用いること、または、本組成物を加熱して液状となった溶融物を用いることにより、配向層上に本組成物を塗布することが容易になる。
 本組成物の塗布方法としては、具体的には、例えば、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。
 配向層は、配向層上において液晶性化合物を配向させる機能を有する公知の配向層(配向膜)を用いることができる。配向層としては、例えば、樹脂基材の表面にラビング処理を施すことにより形成されるラビング処理配向層、および、ラジカル重合性化合物を含む組成物からなる膜を光照射して形成される光配向層が挙げられる。
 上記の配向層は、光学機能性フィルムに積層された状態であってもよく、いずれかの段階で光学機能性フィルムから剥離されてもよい。
 配向工程は、塗布膜に含まれる液晶性化合物を配向させる工程である。これにより、光学機能性フィルムが得られる。
 配向工程は、乾燥処理を有していてもよい。乾燥処理によって、溶媒等の成分を塗布膜から除去することができる。乾燥処理は、塗布膜を室温下において所定時間放置する方法(例えば、自然乾燥)によって行われてもよいし、加熱および/または送風する方法によって行われてもよい。
 本組成物に含まれる液晶性化合物は、上述した塗布膜形成工程または乾燥処理によって配向する場合がある。例えば、本組成物が溶媒を含む塗布液として調製されている態様では、塗布膜を乾燥して、塗布膜から溶媒を除去することで、光学機能性フィルムが得られる。
 乾燥処理が、塗布膜に含まれる液晶成分の液晶相への転移温度以上の温度で行われる場合には、後述する加熱処理は実施しなくてもよい。
 塗布膜に含まれる液晶性化合物の液晶相への転移温度は、製造適性等の面から10~250℃が好ましく、25~190℃がより好ましい。上記転移温度が10℃以上であると、液晶相を呈する温度範囲にまで温度を下げるための冷却処理等が必要とならず、好ましい。また、上記転移温度が250℃以下であると、一旦液晶相を呈する温度範囲よりもさらに高温の等方性液体状態にする場合にも高温を要さず、熱エネルギーの浪費、ならびに、基板の変形および変質等を低減できるため、好ましい。
 配向工程は、加熱処理を有することが好ましい。これにより、塗布膜に含まれる液晶性化合物を配向させることができるため、加熱処理後の塗布膜を光学機能性フィルムとして好適に使用できる。
 加熱処理は、製造適性等の面から10~250℃が好ましく、25~190℃がより好ましい。また、加熱時間は、1~300秒間が好ましく、1~60秒間がより好ましい。
 なお、本態様では、塗布膜に含まれる液晶成分を配向する方法として、乾燥処理および加熱処理などを挙げているが、これに制限されず、公知の配向処理によって実施できる。
 上記配向工程後に、液晶性化合物の重合率が40%を超えない範囲で光学機能性フィルムを硬化させる硬化工程を行ってもよい。
 硬化工程は、例えば、加熱および/または光照射(露光)によって実施される。中でも、硬化工程は光照射によって実施されることが好ましい。
 硬化に使用可能な光としては、赤外線、可視光、および、紫外線等の種々の光が挙げられ、紫外線が好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルタを介して紫外線を照射してもよい。
 光照射を加熱しながら行う場合、光照射時の加熱温度は、液晶性化合物の液晶相への転移温度にもよるが、25~140℃が好ましい。
<光学積層体>
 第1実施形態の光学積層体は、上述の光学機能性フィルムと、基材フィルムとを有する。
 基材フィルムとしては、tanδ(損失正接(損失係数))のピーク温度が170℃以下である樹脂からなる基材フィルムが好ましい。また、光学機能性フィルムは、複数の層が積層されていてもよい。
 tanδのピーク温度が170℃以下である樹脂としては、例えば、ポリアクリレートおよびポリメタクリレート、環状ポリオレフィンおよびポリオレフィン等が挙げられる。
 基材フィルムを構成する樹脂のtanδのピーク温度は、光学積層体の曲面状への成形を容易にする観点から、150℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましく、120℃以下がさらに好ましい。tanδのピーク温度が120℃以下である樹脂としては、例えば、ポリアクリレートおよびポリメタクリレート等が挙げられる。下限値は特に制限されないが、60℃以上であってよい。
 ここで、tanδの測定方法について記載する。
 動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御(株)製、DVA-200)を用いて、あらかじめ温度25℃湿度60%Rh雰囲気下で2時間以上調湿したフィルム試料について、下記条件において、E”(損失弾性率)とE’(貯蔵弾性率)を測定し、tanδ(=E”/E’)を求める値とする。
 装置:アイティー計測制御株式会社製 DVA-200
 試料:5mm、長さ50mm(ギャップ20mm)
 測定条件:引張りモード
 測定温度:-150℃~220℃
 昇温条件:5℃/min
 周波数:1Hz
 なお、一般的に光学用途においては、延伸処理がなされた樹脂基材を使用することが多く、延伸処理によって、tanδのピーク温度は高温になることが多い。例えば、トリアセチルセルロース(TAC)基材(例えば、富士フイルム株式会社製、TG40)は、tanδのピーク温度は180℃以上となる。
 基材フィルムの厚みは特に制限されないが、5~300μmが好ましく、5~100μmがより好ましく、5~30μmがさらに好ましい。
 第1実施形態の光学積層体は、光学機能性フィルムおよび基材フィルム以外の他の層を有していてもよい。他の層としては、配向層および接着剤層が挙げられる。
 配向層としては、上述の配向層が挙げられる。
 光学積層体は、光学機能性フィルムと基材フィルムとの間等の光学機能性フィルムまたは基材フィルムに隣接する位置に、接着剤層を有していてもよい。接着剤層に含まれる接着剤は、貼り合わせた後の乾燥および反応により接着性を発現するものであれば特に制限されない。接着剤としては、例えば、乾燥により接着性が発現するポリビニルアルコール系接着剤(PVA系接着剤)、並びに、反応により接着性を発現する硬化型接着剤が挙げられる。硬化型接着剤としては、例えば、(メタ)アクリレート系接着剤等の活性エネルギー線硬化型接着剤、および、エポキシ基またはオキセタニル基を有するカチオン重合硬化型接着剤が挙げられる。
<成形体>
 第1実施形態の成形体は、上述の光学機能性フィルム、または、上述の光学機能性フィルムおよび基材フィルムを有する光学積層体が、曲面を含む立体形状に成形されてなる部材である。
 第1実施形態の成形体は、例えば、光学機能性フィルムまたは光学積層体(好ましくはtanδのピーク温度が170℃以下である樹脂からなる基材フィルムを有する光学積層体)が、成形基材の表面に積層成形された成形体である。成形体の光学機能性フィルムまたは光学積層体は、少なくとも曲面部を有する。
 光学機能性フィルムまたは光学積層体を曲面状に成形する方法としては、例えば、熱成形および真空成形が挙げられる。より具体的には、特開2004-322501号公報に記載されているようなインサート成形、国際公開第2010/001867号および特開2012-116094号公報に記載されているような真空成形、射出成形、圧空成形、減圧被覆成形、インモールド転写、並びに、金型プレス等が挙げられる。
 光学機能性フィルムまたは光学積層体を曲面状に成形する際、加熱処理を行うことも好ましい。加熱処理の温度は、80~170℃が好ましく、100~150℃がより好ましく、110~140℃がさらに好ましい。
 成形体の成形に用いられる成形基材は、特に制限されないが、成形基材を有する成形体を光学部品として用いる場合には、透明な部材からなることが好ましい。透明な部材としては、例えば、ガラス、アクリル系樹脂、および、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。また、パンケーキレンズ用の光学部材として用いる場合は、成形基材は位相差を有さないことが好ましい。
<光学部品の製造方法>
 第1実施形態の成形体に対して、硬化処理を行うことにより、第1実施形態の光学部品が得られる。
 硬化処理は、例えば、加熱および/または光照射(露光)によって実施される。硬化に使用可能な光としては、赤外線、可視光、および、紫外線等の種々の光が挙げられ、紫外線が好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルタを介して紫外線を照射してもよい。
 第1実施形態の光学部品の製造方法としては、第1実施形態の成形体に対して、加熱処理および紫外線照射からなる群より選択される少なくとも1つの硬化処理を行い、光学機能性フィルムの液晶性化合物の重合率が50%以上となるようにする硬化工程を有することが好ましい。曲面状に積層した後に硬化処理を行うことで、液晶性化合物の配向方向を固定化することができる。
 耐久性の観点からは、硬化処理後の光学部品が有する光学機能性フィルムの液晶性化合物の重合率は、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。上限は特に制限されず、100%であってもよい。
 加熱しながら光照射することにより硬化処理を行う場合、光照射時の加熱温度は、液晶性化合物の液晶相への転移温度にもよるが、25~140℃が好ましく、加熱時間は0.1~60秒間が好ましい。また、加熱のみで硬化処理を行う場合、加熱温度は100~140℃が好ましく、加熱時間は5分間超30分間以下が好ましい。
 第1実施形態の光学部品の製造方法は、上述の硬化工程の前に、成形体を加熱し、光学機能性フィルムに含まれる液晶性化合物を配向させる配向工程をさらに有していてもよく、上記の配向工程を有することが好ましい。液晶性化合物の重合率が十分に小さい場合、光学機能性フィルムを加熱する配向工程によって、液晶性化合物を配向させることが可能である。成形体に対して配向工程を行い、その後に上述の硬化工程(好ましくは紫外線の照射による硬化工程)を行うことによって、曲面状に成形された後であっても、液晶性化合物を任意の配向状態で固定化することができる。
 配向工程における加熱温度は、例えば10~250℃であり、25~190℃が好ましい。また、加熱時間は、例えば1~300秒間であり、1~60秒間が好ましい。
 配向工程において、液晶性化合物を任意の配向状態とするには、成形体は光学機能性フィルムに隣接している配向層を有することが好ましい。配向層としては、上述の配向層が挙げられ、中でも光配向層を好適に用いることができる。
 また、光学機能性フィルムをコレステリック液晶層とする場合は、重合性基を有する液晶性化合物を含む本組成物にカイラル剤を添加しておくことが好ましい。
(光学部品)
 第1実施形態の光学部品は、上記の第1実施形態の光学部品の製造方法により得られる。即ち、第1実施形態の光学部品は、第1実施形態の成形体に対して上記の硬化処理を行うことにより得られる部材である。
 第1実施形態の光学部品をパンケーキレンズ型の仮想現実表示装置に用いる場合には、広い視野、低い色収差、低い歪みおよび優れたMTFが得られるよう、曲面を有する適切な形状の光学部品を設計し、製造することができる。
<仮想現実表示装置>
 第1実施形態の仮想現実表示装置は、少なくとも偏光を出射する画像表示装置と、第1実施形態の光学部品とを含む。仮想現実表示装置は、上記画像表示装置および光学部品の他に、ハーフミラーおよび視度調整レンズ等の付加的な光学部材を有していてもよい。
 偏光を出射する画像表示装置としては、公知の画像表示装置を用いることができ、例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置(OLED:Organic Light Emitting Diode)、LED(Light Emitting Diode)表示装置およびマイクロLED表示装置等の自発光型の微細な発光体を透明基板上に配列した表示装置が挙げられる。これら自発光型の表示装置には、通常、表示面の反射防止のため表示面に(円)偏光板が貼合されている。そのため、出射光は偏光している。また、その他の画像表示装置としては液晶表示装置が例示される。液晶表示装置もまた、表面に偏光板を有するため、出射光は偏光している。
<光学フィルム>
 本発明の第2実施形態の光学フィルムは、非平面の形状を有する。
 非平面の形状とは、平面形状以外の他の形状を意味し、例えば、曲面形状が挙げられる。
 上記の曲面形状とは、0を超える曲率を有する形状を意味し、可展面である曲面形状および三次元曲面形状が含まれる。可展面とは、面の各部を伸縮することなしに平面に展開することができる面である。
 可展面である曲面形状としては、例えば、円筒周面、楕円筒周面、円錐周面および楕円錐周面等に相当する面が挙げられ、凸状の曲面であっても凹状の曲面であってもよい。三次元曲面とは、平面の変形では成立しない曲面、すなわち可展面ではない曲面を意味し、三次元曲面としては、球面および回転楕円体面等に相当する面、および、断面が放物線や双曲線等をなす曲面(例えば、回転放物面)に相当する面等が挙げられ、凸状の曲面であっても凹状の曲面であってもよい。
 曲面形状は、レンズ状であることが好ましい。レンズ状の曲面形状としては、例えば、球面形状、および、回転楕円体面形状等が挙げられ、凸状のレンズ状であっても、凹状のレンズ状であってもよい。
 光学フィルムが有する非平面の形状は、球面形状、回転楕円体形状、または、回転放物面形状が好ましい。
 光学フィルムは、上述したように非平面の形状を有し、所定の曲率半径を示す。つまり、光学フィルムの非平面の形状を有する部分(非平面形状部。好ましくは、曲面形状部)が、所定の曲率半径を示す。
 曲率半径は、30~1000mmであり、本発明の第2実施形態の光学フィルムをパンケーキ型の仮想現実表示装置に適用した際に漏れ光の発生がより抑制される点(以下、単に「本発明の効果がより優れる点」ともいう。)で、30~100mmが好ましい。
 曲率半径は、光学フィルムのいずれの位置で一定であってもよいし、異なっていてもよい。
 光学フィルムの位相差の面内ばらつきは、5%未満である。なかでも、本発明の効果がより優れる点で、3%未満が好ましく、1%未満がより好ましい。下限は特に制限されないが、0%が挙げられる。
 上記光学フィルムの位相差の面内ばらつきは、以下の方法により算出する。本明細書では、以下の方法を「特定方法1」ともいう。)なお、位相差の面内ばらつきは、光学フィルムの各位置における波長550nmにおける面内レタデーションの測定値を用いて算出する。
 まず、光学フィルムを仮想現実表示装置に適用した際における画像表示パネルの出射面の法線方向から光学フィルムを平面視し、出射面の中心をとおって上記法線方向に延びる軸と平面視された光学フィルムとの交点を、光学フィルムの中心とする。
 次に、光学フィルムを平面視して得られる投影像において、上記中心を通り、面内方向の一方向に延びる直線を第1直線とし、上記中心を通り、第1直線を時計回りに45°回転してなる直線を第2直線とし、上記中心を通り、第2直線を時計回りに45°回転してなる直線を第3直線とし、上記中心を通り、第3直線を時計回りに45°回転してなる直線を第4直線とする。
 次に、光学フィルムを平面して得られる投映像内に位置し、上記光学フィルムの中心を中心とした円を描く。その際、最も半径が大きく描ける内接円を第1円として、第1円の半径の半分の大きさの円を第2円とする。
 次に、上記平面視された光学フィルムの中心に対応する光学フィルムの位置での面内レタデーション、第1直線と第1円との2つの交点に対応する光学フィルムの位置での面内レタデーション、第1直線と第2円との2つの交点に対応する光学フィルムの位置での面内レタデーション、第2直線と第1円との2つの交点に対応する光学フィルムの位置での面内レタデーション、第2直線と第2円との2つの交点に対応する光学フィルムの位置での面内レタデーション、第3直線と第1円との2つの交点に対応する光学フィルムの位置での面内レタデーション、第3直線と第2円との2つの交点に対応する光学フィルムの位置での面内レタデーション、第4直線と第1円との2つの交点に対応する光学フィルムの位置での面内レタデーション、および、第4直線と第2円との2つの交点に対応する光学フィルムの位置での面内レタデーションをそれぞれ測定する。なお、平面視された光学フィルムの中心に対応する光学フィルムの位置とは、光学フィルムを平面視して得られる投映像中の中心の位置を通って、投映像の法線方向に延びる軸と、光学フィルムとの交点に該当する。つまり、投映像中の中心の位置を、光学フィルムの位置に反映させて、その光学フィルムの位置での面内レタデーションを算出する。また、上記交点に対応する光学フィルムの位置とは、光学フィルムを平面視して得られる投映像中の選択された交点の位置を通って、投映像の法線方向に延びる軸と、光学フィルムとの交点に該当する。つまり、投映像中の交点の位置を、光学フィルムの位置に反映させて、その光学フィルムの位置での面内レタデーションを算出する。上記手順に従って、17カ所の光学フィルムの面内レタデーションを測定する。
 次に、得られた測定値のうち、最大値、最小値、および、平均値をそれぞれ求め、以下の式より算出される位相差の面内ばらつき(%)を算出する。
 式  面内ばらつき(%)={(最大値-最小値)/平均値}×100
 本発明の第2実施形態の光学フィルムの外周端の形状は特に制限されず、例えば、真円形、楕円形、および、不規則な形状が用いられる。
 上記外周端の形状は、光学フィルムを仮想現実表示装置に適用した際における画像表示パネルの出射面の法線方向から光学フィルムを観察した際の光学フィルムの外周端の形状を意味する。
 本発明の第2実施形態の光学フィルムの膜厚の面内ばらつきは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、5%未満が好ましく、3%未満がより好ましい。下限は特に制限されないが、0%が挙げられる。
 上記膜厚の面内ばらつきを測定する方法としては、上述した位相差の面内ばらつきを算出する際に面内レタデーションを測定した17カ所での膜厚を測定して、得られた測定値のうち、最大値、最小値、および、平均値をそれぞれ求め、以下の式より算出される位相差の面内ばらつき(%)を算出する。
 式  面内ばらつき(%)={(最大値-最小値)/平均値}×100
 なお、各箇所における膜厚の測定は、光学フィルムをミクロトームで切削して断面を出し、走査型電子顕微鏡(SEM)により適切な倍率(2~5万倍)で断面観察を行って、光学フィルムの膜厚を求める。
 なお、断面が観察し易いように、測定試料にはカーボン蒸着、および、エッチング等の適切な処理を施してもよい。加速電圧は、1~10kVの条件で最適化することが好ましい。
 本明細書では、上記膜厚の面内ばらつきを測定する方法を「特定方法2」ともいう。
 本発明の第2実施形態の光学フィルムとしては、例えば、位相差フィルム、コレステリック液晶層、偏光子、反射型偏光子、反射防止フィルム、透明フィルム、および、これらの一部を組み合わせて構成された積層光学体が用いられる。
 つまり、本発明の第2実施形態の光学フィルムは、単層構造のフィルムであってもよいし、複層構造のフィルムであってもよい。例えば、本発明の第2実施形態の光学フィルムは、位相差フィルムのみが構成されていてもよいし、本発明の第2実施形態の光学フィルムは、位相差フィルムと反射型偏光子とから構成される積層光学体であってもよい。
 本発明の第2実施形態の光学フィルムは、少なくとも、位相差フィルムを含むことが好ましい。つまり、本発明の第2実施形態の光学フィルムは、位相差フィルム単層から構成されていること、または、位相差フィルムを含む積層光学体であることが好ましい。
 以下では、まず、位相差フィルムについて詳述する。
<位相差フィルム(以下、「位相差層」ともいう。)>
 位相差層は、円偏光を入射したとき、出射光をおよそ直線偏光に変換する機能を有する。例えば、可視域の波長のいずれかにおいてReがおよそ1/4波長となる位相差層を用いることができ、このとき、波長550nmにおいて面内レタデーションRe(550)が120nm~150nmであることが好ましく、125nm~145nmであることがより好ましく、135nm~140nmであることがさらに好ましい。
 また、Reがおよそ3/4波長や、およそ5/4波長となる位相差層も、直線偏光を円偏光に変換することができるため、好ましい。
 また、位相差層は、波長に対して逆分散性を有していることが好ましい。逆分散性を有していると、可視域の広い波長範囲に亘って円偏光を直線偏光に変換することが可能になるため、好ましい。ここで、波長に対して逆分散性を有するとは、波長が大きくなるに伴い、該波長における位相差の値が大きくなることをいう。
 逆分散性を有する位相差層は、例えば、特開2017-049574号公報等を参照して、逆分散性を有する変性ポリカーボネート樹脂フィルム等のポリマーフィルムを一軸延伸することによって作製することができる。
 また、逆分散性を有する位相差層は、実質的に逆分散性を有していればよく、例えば、特許第06259925号公報に開示されているように、Reがおよそ1/4波長となる位相差層と、Reがおよそ1/2波長となる位相差層を、互いの遅相軸がおよそ60°の角をなすように積層することによっても作製することができる。このとき、1/4波長位相差層と1/2波長位相差層がそれぞれ順分散性(波長が大きくなるに伴い、該波長における位相差の値が小さくなる)であっても、可視域の広い波長範囲に亘って円偏光を直線偏光に変換でき、実質的に逆分散性を有するとみなせることが知られている。
 また、位相差層は、一様配向した液晶化合物を固定化してなる層を有することも好ましい。例えば、棒状液晶化合物を面内方向に対し水平に一様配向させた層や、円盤状液晶化合物を面内方向に対し垂直に一様配向させた層を用いることができる。さらに、例えば、特開2020-084070号公報等を参照して、逆分散性を有する棒状液晶化合物を一様配向させ、固定化することによって、逆分散性を有する位相差層を作製することもできる。
 また、位相差層は、厚み方向を螺旋軸として捩れ配向した液晶化合物を固定化してなる層を有することも好ましい。例えば、特許第5753922号公報、および、特許第5960743号公報等に開示されているように、厚み方向を螺旋軸として捩れ配向した棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物を固定化してなる層を有する位相差層を用いることもでき、この場合、位相差層は実質的に逆分散性を有するとみなすことができるため、好ましい。
 位相差層の厚さは、特に限定されないが、薄型化する観点から、0.1~8μmが好ましく、0.3~5μmがより好ましい。
 また、仮想現実表示装置および電子ファインダー等の光学系内に組み込まれる、アイトラッキング、表情認識、および、虹彩認証といった近赤外光を光源に使用した各種センサーへの影響を最小限に抑えるためには、位相差層は近赤外光に対して透過性であることが好ましい。
<積層光学体>
 積層光学体の一つの態様は、少なくとも、コレステリック液晶層と、円偏光と直線偏光を互いに変換する位相差層とを有する。
 積層光学体の一つの態様は、少なくとも、コレステリック液晶層と、円偏光と直線偏光を互いに変換する位相差層と、直線偏光子とをこの順で有する。
 積層光学体の一つの態様は、少なくとも、直線偏光型の反射偏光子と、円偏光と直線偏光を互いに変換する位相差層とを有する。
 積層光学体の一つの態様は、少なくとも、円偏光と直線偏光を互いに変換する位相差層と、直線偏光型の反射偏光子と、直線偏光子とをこの順で有する。
 積層光学体に含まれる位相差層は、上述した通りである。
 以下では、積層光学体に含まれ得る他の部材について詳述する。
〔コレステリック液晶層〕
 コレステリック液晶層は、入射光を右回り円偏光と左回り円偏光とに分離し、一方の円偏光を正反射し、もう一方の円偏光を透過する光学部材である。例えば、特開2020-060627号公報等を参照して、コレステリック液晶相を固定化してなるコレステリック液晶層を用いることができる。コレステリック液晶相を固定化してなるフィルムは、薄膜でありながら透過光が高い偏光度を有するため好ましい。コレステリック液晶層は、延伸したり、立体形状等に成形したりした場合に、偏光度の低下および/または偏光軸の歪みが抑制されるという観点で、曲面成形に用いられるフィルムとして好ましい。また、偏光軸の歪みに起因する偏光度の低下も生じにくい。
 コレステリック液晶層は、波長460nmの反射率が40%以上である青色光反射層と、波長550nmの反射率が40%以上である緑色光反射層と、波長600nmの反射率が40%以上である黄色光反射層と、波長650nmの反射率が40%以上である赤色光反射層とを有することが好ましい。このような構成であると、可視域の広い波長範囲に亘って高い反射特性を発現できるため、好ましい。尚、上述の反射率は、コレステリック液晶層に対し、それぞれの波長で非偏光を入射した場合の反射率である。
 また、コレステリック液晶相を固定化してなる青色光反射層、緑色光反射層、黄色光反射層、および、赤色光反射層は、コレステリック液晶相の螺旋ピッチを厚み方向で連続的に変化させたピッチグラジエント層を有していてもよい。例えば、特開2020-060627号公報等を参照して、緑色光反射層と黄色光反射層を連続的に作製することができる。
 また、コレステリック液晶層は、棒状液晶化合物を含むコレステリック液晶相を固定化してなる光反射層と、円盤状液晶化合物を含むコレステリック液晶相を固定化してなる光反射層とを有することも好ましい。このような構成であると、棒状液晶化合物を含むコレステリック液晶相が正のRthを有するのに対し、円盤状液晶化合物を含むコレステリック液晶相は負のRthを有するため、互いのRthが相殺され、斜め方向からの入射光に対してもゴーストの発生を抑えることができるため、好ましい。
 Rthが相殺される様子を数式で表すと下記のようになる。光反射層をn層有する光学積層フィルムにおいて、光源側から光反射層を順にL1、L2、L3、・・・、Lnと名付けたときに、光反射層L1から光反射層Liまでの各層のRthの和をSRthiする。具体的には次式のようになる。
SRth1=Rth1
SRth2=Rth1+Rth2
・・・
SRthi=Rth1+Rth2・・・・+Rthi
・・・
SRthn=Rth1+Rth2・・・・+Rthi・・・・+Rthn
これら全てのSRthi(SRth1~SRthn)の絶対値が0.3μm以下であることが好ましく、0.2μm以下であることがより好ましく、0.1μm以下であることがさらに好ましい。上記の式中の各層のRthiは、上述したRth算出の数式により求められる。
 コレステリック液晶層の厚さは、特に限定されないが、薄型化する観点から、30μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましい。
 また、コレステリック液晶層を延伸したり、成形したりする場合には、コレステリック液晶層としての反射波長域がシフトすることがあるため、反射波長域は、あらかじめ波長のシフトを想定して選択されていることが好ましい。例えば、コレステリック液晶層としてコレステリック液晶相を固定化してなる光学フィルムを用いる場合、延伸または成形によってフィルムが引き延ばされ、コレステリック液晶相の螺旋ピッチが小さくなってしまう場合があるため、コレステリック液晶相の螺旋ピッチをあらかじめ大きく設定しておくとよい。また、延伸または成形による反射波長域の短波シフトを想定して、コレステリック液晶層は、波長800nmの反射率が40%以上である赤外光反射層を有することも好ましい。
 さらに、延伸や成形における延伸倍率が面内で均一でない場合は、面内のそれぞれの場所で、延伸による波長シフトに応じて適切な反射波長域が選択されてもよい。すなわち、面内において、反射波長域が異なる領域があってもよい。また、面内におけるそれぞれの場所で延伸倍率が異なることを想定して、あらかじめ反射波長域を必要な波長域よりも広くとっておくことも好ましい。
(コレステリック液晶層の製法)
 コレステリック液晶層は、液晶化合物、カイラル剤および重合開始剤、さらに必要に応じて添加される界面活性剤等を溶媒に溶解させた液晶組成物を、支持体上に、あるいは支持体上に形成された下地層に塗布し、乾燥させて塗膜を得て、塗膜中の液晶化合物を配向させて、この塗膜に活性光線を照射して液晶組成物を硬化することで、形成できる。これにより、コレステリック規則性が固定化されたコレステリック液晶構造を有するコレステリック液晶層を形成できる。
〔塗布方法〕
 液晶組成物を塗布する方法としては、例えば、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法等の公知の方法が挙げられる。
〔螺旋ピッチに面内分布を付与する方法〕
 コレステリック液晶層の螺旋ピッチに面内分布を付与する方法においては、例えば、光異性化によってHTPが変化するカイラル剤を用いる方法がある。
 詳細を説明する。光異性化によってHTPが変化するカイラル剤を含んだ液晶組成物を塗布(場合によってはその後に加熱処理)して配向させたコレステリック液晶層に、光異性化に対応した光照射を行うことでカイラル剤のHTPが変化し、その結果としてコレステリック液晶層の螺旋ピッチを変えて、反射波長を変えることが可能となる。この性質を利用し、配向させたコレステリック液晶層に対して露光マスク等を使用してパターン状の光照射を行い光異性化させることで、光照射された領域のみ反射波長を変化させたパターンが得られる。パターンを得たのちに、コレステリック液晶層全体に液晶組成物の硬化のための露光を行い、液晶組成物を重合させることで、最終的に螺旋ピッチが面内分布を有するコレステリック液晶層(パターン状コレステリック液晶層)を得ることができる。硬化させた後のパターン状コレステリック液晶層ではもはや光異性化は起こらず、安定した性質を持つ。
 このパターン形成を効果的に行うには、光異性化のための光照射と硬化のための光照射の切り分けができていること、言い換えると、光異性化および硬化の一方が進んでいる際に他方がなるべく進まないようになっていることが好ましい。両者の切り分けのための策としては、例えば、酸素濃度による切り分け、および、露光波長による切り分け等が挙げられる。
 まず、酸素濃度について、光異性化は酸素濃度の影響を受けにくいが、硬化は(使用する開始剤にもよるが)酸素濃度が高いほど起きにくくなる。従って光異性化は酸素濃度が高い条件、例えば大気下、で行い、硬化は酸素濃度が低い条件、例えば窒素雰囲気を用いて酸素濃度300体積ppm以下で行う、ことで光異性化と硬化を切り分けがしやすくなる。
 また、露光波長について、カイラル剤の光異性化はカイラル剤の吸収波長で、硬化は光重合開始剤の吸収波長で進みやすくなる。従って、カイラル剤と光重合開始剤とで吸収波長が異なるようにカイラル剤と光重合開始剤を選択しておけば、露光波長による光異性化と硬化の切り分けが可能となる。
 なお、必要に応じて光異性化および硬化の一方、または、両方を加熱下で行ってもよい。加熱する際の温度としては25~140℃が好ましく、30~100℃がより好ましい。
 光異性化によってHTPが変化するカイラル剤を用いる方法の別の方法として、先にパターン状に硬化を行い、その後に未硬化の領域の異性化を行う方法もある。すなわち、配向させたコレステリック液晶相に対して、まず硬化のための光照射を露光マスク等を使用してパターン状に行う。その後に全面に光異性化のための光照射を行うことで、(先に硬化がなされた領域はもはや光異性化によるピッチ変化が起こりえないため)先に硬化がなされていない領域のみで光異性化によるピッチ変化が起き、反射波長の変化が起きる。この場合もパターンを得た後にコレステリック液晶層全体に液晶組成物の硬化のための露光を行い、液晶組成物を重合させることで、最終的なパターン状コレステリック液晶層を得ることができる。
〔各層の直接塗布〕
 コレステリック液晶層の各光反射層の間には、接着層を有さずに、直接隣の層が形成されることが好ましい。層を形成する際、すでに形成されている隣接層の上に直接塗布を行うことで、接着層をなくすことができる。さらに、面内の全ての方向で屈折率差を小さくするために、液晶化合物の配向方向(遅相軸方向)が界面で連続的に変化するように配置することが好ましい。例えば、円盤状液晶化合物を用いて形成された光反射層上に、棒状液晶化合物を用いて形成された光反射層を形成する場合、棒状液晶化合物を含む塗布液を直接塗布し、円盤状液晶化合物を含む光反射層の円盤状液晶化合物による配向規制力によって、遅相軸方向が界面で連続をなすように配向させることもできる。
〔各層の接着方法〕
 コレステリック液晶層は、多数の光反射層からなる積層体であることが好ましい。各層は任意の接着方法で接着することもでき、例えば、粘着剤、または、接着剤を用いることができる。
 粘着剤としては、市販の粘着剤を任意に用いることができる。なかでも、薄型化の観点、および、積層光学体の表面粗さRaを低減する観点から、粘着層の厚みは、25μm以下であることが好ましく、15μm以下であることがより好ましく、6μm以下であることがもっとも好ましい。また、粘着剤は、アウトガスが生じにくいものであることが好ましい。特に、延伸または成形を行う場合、真空プロセスまたは加熱プロセスを経る場合があるが、それらの条件においてもアウトガスが出ないことが好ましい。
 接着剤としては、市販の接着剤等を任意に用いることができ、例えば、エポキシ樹脂系の接着剤、または、アクリル樹脂系の接着剤を用いることができる。
 薄型化の観点、および、コレステリック液晶層の表面粗さRaを低減する観点から、接着層の厚みは、25μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましく、1μm以下であることがもっとも好ましい。また、接着層を薄くする観点、および、被着体に対し接着剤を均一な厚みで塗布する観点から、接着剤の粘度は、300cP以下であることが好ましく、100cP以下であることがより好ましい。
 また、被着体が表面凹凸を有している場合には、粘着剤および接着剤は、コレステリック液晶層の表面粗さRaを低減する観点から、接着する層の表面凹凸を包埋できるよう、適切な粘弾性または厚みを選択することもできる。表面凹凸を包埋する観点からは、粘着剤および接着剤は、粘度が50cP以上であることが好ましい。また、厚みは、表面凹凸の高さよりも厚いことが好ましい。
 接着剤の粘度を調整する方法としては、例えば、溶剤を含む接着剤を用いる方法が挙げられる。この場合、溶剤の比率によって接着剤の粘度を調整することができる。また、接着剤を被着体に塗布した後、溶剤を乾燥させることで、接着剤の厚みをより低減することができる。
 コレステリック液晶層において、余計な反射を低減し、透過光の偏光度の低下を抑制する観点からは、各層の接着に用いる粘着剤または接着剤は、隣接する層との屈折率差が小さいことが好ましい。液晶層は複屈折を持つことにより進相軸方向の屈折率と遅相軸方向の屈折率が異なるため、進相軸方向の屈折率と遅相軸方向の屈折率とを足して2で割った値をその液晶層の平均屈折率naveとした時に、隣接する粘着層または接着層の屈折率はnaveとの差が、0.075以下が好ましく、0.05以下がより好ましく、0.025以下がさらに好ましい。粘着剤または接着剤の屈折率は、例えば、酸化チタンの微粒子またはジルコニアの微粒子等を混合し、調整することができる。
 また、コレステリック液晶層、位相差層、および直線偏光子は、面内において屈折率の異方性を有するが、面内における全ての方向において、隣接する層との屈折率差が0.10以下であることが好ましい。そのため、粘着剤および接着剤は、面内に屈折率異方性を有するものであってもよい。
 また、コレステリック液晶層と粘着剤、もしくはコレステリック液晶層と接着剤の間に、進相軸方向の屈折率と遅相軸方向の屈折率との差がコレステリック液晶層よりも小さい屈折率調整層を有してよい。この場合、屈折率調整層はコレステリック液晶を有することが好ましい。屈折率調整層を有することで、界面反射をより抑制でき、ゴーストの発生をより抑制することができる。また、屈折率調整層の平均屈折率はコレステリック液晶層の平均屈折率よりも小さいことがより好ましい。また、屈折率調整層の反射光の中心波長は430nmより小さいか670nmより大きくてもよく、430nmより小さいことがより好ましい。
 また、各層の間の接着層は、接着層の厚みが100nm以下であることも好ましい。接着層の厚みが100nm以下であると、可視域の光は屈折率差を感じにくくなり、余計な反射を抑制することができる。接着層の厚みは、50nm以下がより好ましく、30nm以下がさらに好ましい。厚みが100nm以下の接着層を形成する方法としては、例えば、酸化ケイ素(SiOx層)等のセラミック接着剤を貼合面に蒸着する方法が挙げられる。貼合部材の貼合面は、貼合前にプラズマ処理、コロナ処理、および、鹸化処理等の表面改質処理を施すこと、または、プライマー層を付与することができる。また、貼合面が複数ある場合は、貼合面毎に接着層の種類や厚みを調整することができる。具体的には、例えば、以下(1)~(3)に示す手順で、厚みが100nm以下である接着層を設けることができる。
(1)積層する層を、ガラス基材からなる仮支持体に貼合する。
(2)積層する層の表面と、積層される層の表面の両方に対し、蒸着等により、厚さ100nm以下のSiOx層を形成する。蒸着は、SiOx粉体を蒸着源とし、例えばアルバック社製の蒸着装置(型番ULEYES)等を用いて行うことができる。また、形成したSiOx層の表面にプラズマ処理を施しておくことが好ましい。
(3)形成されたSiOx層同士を貼合した後、仮支持体を剥離する。貼合は、例えば、120℃の温度で実施することが好ましい。
 各層の塗布、接着、または貼合は、ロール・トウ・ロールで行ってもよいし、枚葉で行ってもよい。
 ロール・トウ・ロール方式は、生産性を向上したり、各層の軸ずれを低減したりする観点で好ましい。
 一方、枚葉方式は、少量、多品種生産に適していることや、上述した、接着層の厚みが100nm以下であるような、特殊な接着方法を選択できる点で、好ましい。
 また、接着剤を被着体に塗布する方法としては、例えば、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法等の公知の方法が挙げられる。
 また、仮想現実表示装置および電子ファインダー等の光学系内に組み込まれる、アイトラッキング、表情認識、および、虹彩認証といった近赤外光を光源に使用した各種センサーへの影響を最小限に抑えるためには、コレステリック液晶層は近赤外光に対して透過性であることが好ましい。
<直線偏光子>
 直線偏光子は、吸収型の偏光子であり、入射光のうち吸収軸方向の直線偏光を吸収し、透過軸方向の直線偏光を透過する。直線偏光子としては一般的な偏光子を用いることができ、例えば、ポリビニルアルコールまたはその他の高分子樹脂に二色性物質を染着し、延伸することで配向させた偏光子でもよいし、液晶化合物の配向を利用して二色性物質を配向させた偏光子でもよい。入手性の観点や、偏光度を高める観点では、ポリビニルアルコールをヨウ素で染色し、延伸した偏光子が好ましい。
 直線偏光子の厚みは、10μm以下が好ましく、7μm以下がより好ましく、5μm以下がさらに好ましい。直線偏光子が薄いと、積層光学体を延伸したり、成形したりした場合に、フィルムのクラックや破断を防止することができる。
 また、直線偏光子の単板透過率は、40%以上が好ましく、42%以上がより好ましい。また、偏光度は、90%以上が好ましく、95%以上がより好ましく、99%以上がさらに好ましい。尚、本明細書において、直線偏光子の単板透過率および偏光度は、自動偏光フィルム測定装置:VAP-7070(日本分光社製)を用いて測定する。
 また、直線偏光子の透過軸の方向は、位相差層によって直線偏光に変換された光の偏光軸の方向に一致していることが好ましい。例えば、位相差層が1/4波長の位相差を有する層である場合、直線偏光子の透過軸と位相差層の遅相軸とのなす角は、およそ45°であることが好ましい。
 直線偏光子は、液晶化合物と二色性物質とを含む光吸収異方性層であることも好ましい。液晶化合物と二色性物質を含む直線偏光子は、厚みを薄くすることができ、かつ、延伸または成形を行ってもクラックや破断を生じにくいため、好ましい。光吸収異方性層の厚さは、特に限定されないが、薄型化する観点から、0.1~8μmであることが好ましく、0.3~5μmであることがより好ましい。
 液晶化合物と二色性物質とを含む直線偏光子は、例えば、特開2020-023153号公報等を参照して作製することができる。
 直線偏光子の偏光度を向上する観点からは、光吸収異方性層は、二色性物質の配向度が0.95以上であることが好ましく、0.97以上であることがより好ましい。
 また、仮想現実表示装置および電子ファインダー等の光学系内に組み込まれる、アイトラッキング、表情認識、および、虹彩認証といった近赤外光を光源に使用した各種センサーへの影響を最小限に抑えるためには、直線偏光子は近赤外光に対して透過性であることが好ましい。
<その他の機能層>
 積層光学体は、上述した、コレステリック液晶層、位相差層、および直線偏光子に加え、その他の機能層を有していてもよい。
 また、仮想現実表示装置および電子ファインダー等の光学系内に組み込まれる、アイトラッキング、表情認識、および、虹彩認証といった近赤外光を光源に使用した各種センサーへの影響を最小限に抑えるためには、その他機能性層は近赤外光に対して透過性であることが好ましい。
<ポジティブCプレート>
 積層光学体は、さらにポジティブCプレートを有することも好ましい。ここで、ポジティブCプレートとは、Reが実質的にゼロであり、Rthが負の値を有する位相差層である。ポジティブCプレートは、例えば、棒状液晶化合物を垂直配向させることにより得ることができる。ポジティブCプレートの製造方法の詳細は、例えば、特開2017-187732号公報、特開2016-053709号公報、および、特開2015-200861号公報の記載を参酌できる。
 ポジティブCプレートは、斜めから入射した光に対して、透過光の偏光度を高めるための、光学補償層として機能する。ポジティブCプレートは、積層光学体の任意の場所に設置することができ、複数が設置されていてもよい。
 ポジティブCプレートは、コレステリック液晶層に隣接して、または、コレステリック液晶層の内部に、設置してもよい。コレステリック液晶層として、例えば、棒状液晶化合物を含むコレステリック液晶相を固定化してなる光反射層を用いた場合、光反射層は正のRthを有する。このとき、コレステリック液晶層に対して斜め方向から光が入射した場合、Rthの作用により反射光および透過光の偏光状態が変化し、透過光の偏光度が低下することがある。コレステリック液晶層の内部、または近傍にポジティブCプレートを有していると、斜め入射光の偏光状態の変化を抑制し、透過光の偏光度の低下を抑制できるため、好ましい。ポジティブCプレートは、青色光反射層に対して緑色反射層とは反対の面に設置されていることが好ましいが、その他の場所に設置されていてもよい。この場合のポジティブCプレートのReは、およそ10nm以下であることが好ましく、Rthは、-600~-100nmであることが好ましく、-400~-200nmであることがより好ましい。
 また、ポジティブCプレートは、位相差層に隣接して、または、位相差層の内部に、設置してもよい。位相差層として、例えば、棒状液晶化合物を固定化してなる層を用いた場合、位相差層は正のRthを有する。このとき、位相差層に対して斜め方向から光が入射した場合、Rthの作用により透過光の偏光状態が変化し、透過光の偏光度が低下することがある。位相差層の内部、または近傍にポジティブCプレートを有していると、斜め入射光の偏光状態の変化を抑制し、透過光の偏光度の低下を抑制できるため、好ましい。ポジティブCプレートは位相差層に対して直線偏光子とは反対の面に設置されていることが好ましいが、その他の場所に設置されていてもよい。この場合のポジティブCプレートのReは、およそ10nm以下であることが好ましく、Rthは、-90~-40nmであることが好ましい。
<反射防止層>
 積層光学体は、表面に反射防止層を有することも好ましい。積層光学体は、特定の円偏光を反射し、それと直交する円偏光を透過する機能を有するが、積層光学体の表面における反射は、一般的に意図しない偏光の反射を含み、それにより透過光の偏光度を低下させる。そのため、積層光学体は表面に反射防止層を有することが好ましい。反射防止層は、積層光学体の一方の表面にのみ設置されてもよいし、両面に設置されてもよい。
 反射防止層の種類は特に制限されないが、より反射率を低下させる観点から、モスアイフィルムや、ARフィルムが好ましい。また、積層光学体を延伸したり、成形したりする場合には、延伸により膜厚が変動しても高い反射防止性能を維持できることから、モスアイフィルムが好ましい。さらに、反射防止層が支持体を含むものであって、延伸または成形を行う場合には、延伸や成形を容易にする観点から、該支持体はTgのピーク温度が170℃以下であることが好ましく、130℃以下であることがより好ましい。具体的には、例えば、PMMAフィルム等が好ましい。
<第2の位相差層>
 積層光学体は、上述した位相差層とは別に、さらに第2の位相差層を有することも好ましい。例えば、積層光学体は、コレステリック液晶層、位相差層、直線偏光子、および、第2の位相差層を、この順で含んでいてもよい。
 第2の位相差層は、直線偏光を円偏光に変換するものであることが好ましく、例えば、1/4波長のReを有する位相差層が好ましい。その理由を、以下で説明する。
 積層光学体に対しコレステリック液晶層の側から入射し、コレステリック液晶層、位相差層、および直線偏光子を透過した光は、直線偏光となっており、その一部は直線偏光子の側の最表面で反射されて、再びコレステリック液晶層の側の表面から出射する。このような光は余計な反射光であり、反射光の偏光度を低下させる要因になり得るため、低減することが好ましい。そこで、直線偏光子の側の最表面での反射を抑制するため、反射防止層を積層する方法もあるが、積層光学体がガラスおよびプラスチック等の媒体に貼合されて用いられる場合、積層光学体の貼合面に反射防止層を有していても、媒体の表面における反射を抑止することはできないため、反射防止効果が得られない。
 一方、直線偏光を円偏光に変換する第2の位相差層を設置した場合には、直線偏光子の側の最表面に到達した光は円偏光となり、媒体の最表面で反射した際に直交する円偏光に変換される。その後、再び第2の位相差層を透過し、直線偏光子に到達したとき、光は直線偏光子の吸収軸方位の直線偏光となっており、直線偏光子で吸収される。従って、余計な反射を防止することができる。
 余計な反射をより効果的に抑制する観点から、第2の位相差層は、実質的に逆分散性を有していることが好ましい。
<支持体>
 積層光学体は、さらに支持体を有していてもよい。支持体は任意の場所に設置することができ、例えば、コレステリック液晶層、位相差層、または直線偏光子が、仮支持体から転写して用いるフィルムである場合、その転写先として支持体を用いることができる。
 支持体の種類は特に制限されないが、透明であることが好ましく、例えば、セルロースアシレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレートおよびポリメタクリレート、環状ポリオレフィン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリスチレン、並びに、ポリエステル等のフィルムを用いることができる。なかでも、セルロースアシレートフィルム、環状ポリオレフィンフィルム、ポリアクリレートフィルム、および、ポリメタクリレートフィルムが好ましい。また、市販品のセルロースアセテートフィルム(例えば、富士フイルム株式会社製の「TD80U」や「Z-TAC」等)を利用することもできる。
 また、支持体は、透過光の偏光度に与える悪影響を抑制する観点、および、積層光学体の光学検査を容易にする観点から、位相差が小さいことが好ましい。具体的には、Reの大きさが10nm以下であることが好ましく、Rthの大きさの絶対値が50nm以下であることが好ましい。
 積層光学体が、延伸または成形を行うものである場合、支持体は、tanδのピーク温度が170℃以下であることが好ましい。低温で成形が可能となる観点では、tanδのピーク温度が150℃以下であることが好ましく、130℃以下であることがより好ましい。
 ここで、tanδの測定方法について記載する。動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御株式会社製DVA-200)を用いて、あらかじめ温度25℃湿度60%Rh雰囲気下で2時間以上調湿したフィルム試料について、下記条件において、E”(損失弾性率)とE’(貯蔵弾性率)を測定し、tanδ(=E”/E’)を求める値とする。
 装置:アイティー計測制御株式会社製 DVA-200
 試料:5mm、長さ50mm(ギャップ20mm)
 測定条件:引張りモード
 測定温度:-150℃~220℃
 昇温条件:5℃/min
 周波数:1Hz
 なお、一般的に光学用途においては、延伸処理がなされた樹脂基材を使用することが多く、延伸処理によって、tanδのピーク温度は高温になることが多い。例えば、TAC(トリアセチルセルロース)基材(TG40、富士フイルム社製)は、tanδのピーク温度は180℃以上となる。
 tanδのピーク温度が170℃以下である支持体は、特に制限なく様々な樹脂基材が使用可能である。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー等のポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステルおよびポリアクリル酸エステル等のアクリル系樹脂;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィドおよびポリフェニレンオキシドが挙げられる。中でも、市場から容易に入手できたり、透明性に優れていたりする点から、好ましくは、環状オレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートまたはアクリル系樹脂であり、特に好ましくは、環状オレフィン系樹脂またはポリメタクリル酸エステルである。
 市販の樹脂基材としては、テクノロイS001G、テクノロイS014G、テクノロイS000、テクノロイC001、テクノロイC000(住化アクリル販売株式会社)、ルミラーUタイプ、ルミラーFX10、ルミラーSF20(東レ株式会社)、HK-53A(東山フィルム株式会社)、テフレックスFT3(帝人デュポンフィルム株式会社)、エスシーナ”およびSCA40(積水化学工業(株))、ゼオノアフィルム(オプテス(株))、アートンフィルム(JSR(株))等が挙げられる。
 支持体の厚みは特に制限されないが、5~300μmが好ましく、5~100μmがより好ましく、5~30μmがさらに好ましい。
<各層の接着方法>
 積層光学体は、多数の層からなる積層体である。各層は任意の接着方法で接着することができ、例えば、粘着剤や、接着剤を用いることができる。
 粘着剤としては、市販の粘着剤を任意に用いることができる。薄型化の観点、および、積層光学体の表面粗さRaを低減する観点から、粘着層の厚みは、25μm以下であることが好ましく、15μm以下であることがより好ましく、6μm以下であることがさらに好ましい。また、粘着剤は、アウトガスが生じにくいものであることが好ましい。特に、延伸や成形を行う場合、真空プロセスや加熱プロセスを経る場合があるが、それらの条件においてもアウトガスが出ないことが好ましい。
 接着剤としては、市販の接着剤等を任意に用いることができ、例えば、エポキシ樹脂系の接着剤、および、アクリル樹脂系の接着剤を用いることができる。
 薄型化の観点、および、積層光学体の表面粗さRaを低減する観点から、接着層の厚みは、25μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましく、1μm以下であることがさらに好ましい。また、接着層を薄くする観点、および、被着体に対し接着剤を均一な厚みで塗布する観点から、接着剤の粘度は、300cP以下であることが好ましく、100cP以下であることがより好ましく、10cP以下であることがさらに好ましい。
 また、被着体が表面凹凸を有している場合には、粘着剤および接着剤は、積層光学体の表面粗さRaを低減する観点から、接着する層の表面凹凸を包埋できるよう、適切な粘弾性または厚みを選択することもできる。表面凹凸を包埋する観点からは、粘着剤および接着剤は、粘度が50cP以上であることが好ましい。また、厚みは、表面凹凸の高さよりも厚いことが好ましい。
 接着剤の粘度を調整する方法としては、例えば、溶剤を含む接着剤を用いる方法が挙げられる。この場合、溶剤の比率によって接着剤の粘度を調整することができる。また、接着剤を被着体に塗布した後、溶剤を乾燥させることで、接着剤の厚みをより低減することができる。
 積層光学体において、余計な反射を低減し、透過光および反射光の偏光度の低下を抑制する観点からは、各層の接着に用いる粘着剤または接着剤は、隣接する層との屈折率差が小さいことが好ましい。具体的には、隣接する層の屈折率差は、0.1以下が好ましく、0.05以下がより好ましく、0.01以下がさらに好ましい。粘着剤または接着剤の屈折率は、例えば、酸化チタンの微粒子やジルコニアの微粒子等を混合し、調整することができる。
 また、コレステリック液晶層、位相差層、および直線偏光子は、面内において屈折率の異方性を有するが、面内における全ての方向において、隣接する層との屈折率差が0.05以下であることが好ましい。そのため、粘着剤や接着剤は、面内に屈折率異方性を有するものであってもよい。
 また、各層の間の接着層は、接着層の厚みが100nm以下であることも好ましい。接着層の厚みが100nm以下であると、可視域の光は屈折率差を感じにくくなり、余計な反射を抑制することができる。接着層の厚みは、50nm以下がより好ましい。厚みが100nm以下の接着層を形成する方法としては、例えば、酸化ケイ素(SiOx層)等のセラミック接着剤を貼合面に蒸着する方法があげられる。貼合部材の貼合面は、貼合前にプラズマ処理、コロナ処理、および、鹸化処理等の表面改質処理を施すこと、および、プライマー層を付与することができる。また、貼合面が複数ある場合は、貼合面毎に接着層の種類または厚みを調整することができる。具体的には、例えば、以下(1)~(3)に示す手順で、厚みが100nm以下である接着層を設けることができる。
(1)積層する層を、ガラス基材からなる仮支持体に貼合する。
(2)積層する層の表面と、積層される層の表面の両方に対し、蒸着等により、厚さ100nm以下のSiOx層を形成する。蒸着は、SiOx粉体を蒸着源とし、例えばアルバック社製の蒸着装置(型番ULEYES)等を用いて行うことができる。また、形成したSiOx層の表面にプラズマ処理を施しておく事が好ましい。
(3)形成されたSiOx層同士を貼合した後、仮支持体を剥離する。貼合は、例えば、120℃の温度で実施する事が好ましい。
 各層の塗布、接着、または貼合は、ロール・トウ・ロールで行ってもよいし、枚葉で行ってもよい。ロール・トウ・ロール方式は、生産性を向上したり、各層の軸ずれを低減したりする観点で好ましい。
 一方、枚葉方式は、少量、多品種生産に適していることや、上述した、接着層の厚みが100nm以下であるような、特殊な接着方法を選択できる点で、好ましい。
 また、接着剤を被着体に塗布する方法としては、例えば、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法等の公知の方法が挙げられる。
<各層の直接塗布>
 積層光学体の各層の間には、接着層を有さないことも好ましい。層を形成する際、すでに形成されている隣接層の上に直接塗布を行うことで、接着層をなくすことができる。さらに、隣接する層の一方、または両方が液晶化合物を含む層である場合、面内の全ての方向で屈折率差を小さくするために、液晶化合物の配向方向が界面で連続的に変化するようにすることが好ましい。例えば、液晶化合物と二色性物質を含む直線偏光子に対して、液晶化合物を含む位相差層を直接塗布し、直線偏光子の液晶化合物による配向規制力によって、位相差層の液晶化合物が界面で連続をなすように配向させることもできる。
<各層の積層の順序>
 積層光学体は多数の層からなるが、それらを積層する工程の順序には特に制限がなく、任意に選択することができる。
 例えば、仮支持体と機能層とからなるフィルムから、機能層を転写する場合には、転写先のフィルムの厚みが10μm以上になるように積層順序を調整することで、転写時のシワやクラックを防止することができる。
 また、積層光学体の表面粗さRaを低減する観点からは、表面凹凸が大きい層の上に別の層を積層した場合、表面凹凸がさらに増幅される場合があるため、表面粗さRaが小さい層から順に積層していくことが好ましい。
 また、積層光学体の作製工程における品質評価の観点から、積層の順序を選択することもできる。例えば、コレステリック液晶層を除く層を積層し、透過光学系による品質評価を実施した後に、コレステリック液晶層を積層し、反射光学系での品質評価を実施することができる。
 また、積層光学体の製造歩留まりを向上させたり、コストを低減したりする観点から、積層の順序を選択することもできる。
 本発明の第2実施形態の用いられる位相差フィルム、それを含む積層光学体、および、それを含む複合レンズの好適な使用例として、積層光学体を用いた仮想現実表示装置を取り上げ、積層光学体の作用を詳細に説明する。
 図3は、積層光学体を用いた仮想現実表示装置である。図3に示すように、画像表示パネル500から出射した光線1000は、円偏光板400を透過して円偏光となり、ハーフミラー300を透過する。次いで、レンズ200を透過して、積層光学体100に入射して反射され、レンズ200を再び透過した後、ハーフミラー300で再び反射され、再度、レンズ200を透過して積層光学体100に入射する。このとき、光線1000の円偏光状態は、積層光学体100で反射されたときには変化せず、ハーフミラーで反射されたときに、積層光学体100に入射したときの円偏光と直交する円偏光に変化する。従って、光線1000は積層光学体100を透過し、ユーザーに視認される。さらに、光線1000は、ハーフミラー300で反射される際、ハーフミラーが凹面鏡の形状になっていることにより、像は拡大され、ユーザーは拡大された虚像を視認することができる。上述の仕組みは、往復光学系、または折り返し光学系等と呼ばれている。
 一方、図4は、光線2000が一度目に積層光学体100に入射したとき、反射されずに透過し、漏れ光となった場合を表す模式図である。図から分かるように、このとき、ユーザーは拡大されていない像を視認することになる。この像はゴースト等と呼ばれ、低減することが求められる。
 積層光学体100は、本発明の第2実施形態の要件を満たすため、光線が一度目に積層光学体100に入射したときの透過光の漏れ(すなわちゴースト)を低減することができる。
 また、積層光学体100は、本発明の第2実施形態の要件を満たすため、光線が二度目に積層光学体100に入射したときの透過率を高めることができ、虚像の輝度を向上させ、さらに、虚像の色味付きを抑制することができる。
 積層光学体100は、図3、および図4に示したように、レンズ等の曲面上に成形される場合がある。これによって、像面湾曲を抑制し、瞳孔泳ぎ(Pupil Swim)を、改善することができる。また収差低減、視野角拡大等の効果が得られる。
 例えば、反射円偏光子と1/4波長の位相差を有する位相差層とを積層した積層光学体は、コレステリック液晶層が光学軸を有さないため、延伸や成形による偏光度の低下が生じにくい。
 積層光学体(100)の一形態の層構成を図5に示す。なお、図5においては、光学フィルムである積層光学体の非平面の形状は示しておらず、簡略化して、平面形状として示している。
 コレステリック液晶層(101)、ポジティブCプレート(102)、位相差層(103)、直線偏光子(104)、位相差層(105)、反射防止フィルム(106)がこの順で配置される。尚、積層光学体を延伸または成形した際、位相差層の遅相軸や直線偏光子の吸収軸が歪む懸念があるが、上述の通り、コレステリック液晶層は延伸や成形を行っても高い偏光度を有したままであり、コレステリック液晶層からの漏れ光の光量は小さいため、漏れ光の増加はわずかな量に抑えられる。
 また、本発明の第2実施形態に用いられるコレステリック液晶層(101)の層構成の一例を図6に示す。第一の光反射層(131)、第二の光反射層(132)、第三の光反射層(133)、第四の光反射層(134)がこの順で配置される。なお、図6においては、光学フィルムに含まれ得るコレステリック液晶層の非平面の形状は示しておらず、簡略化して、平面形状として示している。
 積層光学体(100B)の異なるもう一つの一形態の層構成を図7に示す。なお、図7においては、光学フィルムである積層光学体の非平面の形状は示しておらず、簡略化して、平面形状として示している。
 積層光学体(100B)では、ポジティブCプレート(111)、位相差層(112)、直線偏光型反射偏光子(113)、直線偏光子(114)、位相差層(115)、および、反射防止フィルム(116)がこの順で配置される。
 また、積層光学体は、表面粗さRaが100nm以下であることが好ましい。Raが小さいと、例えば、積層光学体を仮想現実表示装置等に使用した場合、画像の鮮鋭性を向上させることができるため、好ましい。本発明者らは、積層光学体において光が反射される際、凹凸があると、反射光の角度が歪み、像の歪みやボケに繋がると推定している。積層光学体のRaは、50nm以下が好ましく、30nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。
 また、積層光学体は、多数の層を積層して作製される。凹凸のある層に別の層を積層した場合、凹凸が増幅される場合がある。従って、積層光学体においては、全ての層について、Raが小さいことが好ましい。積層光学体の各層は、それぞれ、Raが50nm以下であることが好ましく、30nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。
 また、反射像の画像鮮鋭性を高める観点では、特に、コレステリック液晶層のRaが小さいことが好ましい。
 表面粗さRaは、例えば、非接触表面・層断面形状計測システムVertScan(株式会社 菱化システム社製)を用いて測定することができる。Vertscanは試料からの反射光の位相を利用した表面形状計測法であるため、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層からなるコレステリック液晶層を測定する場合はフィルム内部からの反射光が重畳してしまって表面形状を正確に測れない場合がある。この場合、表面の反射率を高めて、さらに内部からの反射を抑制するために試料の表面に金属層を形成しても良い。試料の表面に金属層を形成する主な方法としてはスパッタ法が用いられる。スパッタする材料としては、Au、Al、および、Pt等が用いられる。
 積層光学体は、単位面積当たりの点欠陥数が小さいことが好ましい。積層光学体は多数の層を積層して作製されるため、積層光学体全体として点欠陥数を小さくするためには、各層における点欠陥数も小さいことが好ましい。具体的には、各層の点欠陥数は、1平方メートルあたり、20個以下が好ましく、10個以下がより好ましく、1個以下がさらに好ましい。積層光学体全体としては、点欠陥数は、1平方メートルあたり、100個以下が好ましく、50個以下がより好ましく、5個以下がさらに好ましい。
 点欠陥は、透過光の偏光度の低下や、画像鮮鋭度の低下につながるため、少ないことが好ましい。
 ここで、点欠陥とは、異物、キズ、汚れ、膜厚変動、および、液晶化合物の配向不良等を含む。
 また、上述した点欠陥の個数は、好ましくは、サイズが100μm以上、より好ましくは30μm以上、もっとも好ましくは10μm以上の点欠陥の個数を数えることが好ましい。
 また、仮想現実表示装置および電子ファインダー等の光学系内に組み込まれる、アイトラッキング、表情認識、および、虹彩認証といった近赤外光を光源に使用した各種センサーへの影響を最小限に抑えるためには、積層光学体は近赤外光に対して透過性であることが好ましい。
<複合レンズ>
 複合レンズの一形態は、レンズと本発明の第2実施形態の光学フィルムとを含む。レンズの片面にはハーフミラーが形成されていてもよい。レンズとしては、凸レンズ、および、凹レンズを使用することができる。凸レンズとしては、両凸レンズ、平凸レンズ、および、凸メニスカスレンズを使用することができる。凹レンズとしては、両凹レンズ、平凹レンズ、および、凹メニスカスレンズを使用することができる。
 仮想現実表示装置に使用するレンズとしては、視野角拡大のために、凸メニスカスレンズ、または、凹メニスカスレンズが好ましく、さらに色収差を少なく抑えられる点で、凹メニスカスレンズがより好ましい。
 レンズの材料としては、ガラス、結晶、および、プラスチック等の可視光に対して透明なものを用いることができる。レンズの複屈折は虹ムラまたは漏れ光の原因となるため、小さい方が好ましく、複屈折ゼロ材料がより好ましい。
<仮想現実表示装置>
 仮想現実表示装置の一形態は、少なくとも偏光を出射する画像表示装置と、本発明の第2実施形態の光学フィルムを含む複合レンズとを含む。また、その他にハーフミラーや視度調整レンズ等、付加的な光学部材を有していてもよい。
<画像表示装置>
 本発明の第2実施形態に用いる画像表示装置としては、公知の画像表示装置を用いることができる。例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、LED(Light Emitting Diode)表示装置、および、マイクロLED表示装置等の自発光型の微細な発光体を透明基板上に配列した表示装置が例示される。これら自発光型の表示装置は、通常、表示面の反射防止のため表示面に(円)偏光板が貼合されている。そのため、出射光は偏光している。また、その他の画像表示装置としては液晶表示装置が例示される。液晶表示装置もまた、表面に偏光板を有するため、出射光は偏光している。以下の説明では、有機エレクトロルミネッセンス表示装置をOLEDともいう。OLEDとは『Organic Light Emitting Diode』の略である。
<成形方法>
 上述した非平面の形状を有する光学フィルムの製造方法は特に制限されない。
 なかでも、本発明の第2実施形態の光学フィルムの成形方法は、平面形状を有する光学フィルムを加熱する工程と、加熱された光学フィルムをモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程と、光学フィルムを裁断する工程を含むことが好ましい。
 以下、各工程について詳述する。
(平面形状を有する光学フィルムを加熱する工程)
 本工程で使用される光学フィルムは、平面形状を有する。後述するように、この平面形状を有する光学フィルムに所定の形状が転写され、上述した非平面の形状を有する光学フィルムが得られる。
 平面形状を有する光学フィルムは、上述した非平面の形状を有する光学フィルムが有し得る各種部材(例えば、位相差フィルム等)を含む。ただし、平面形状を有する光学フィルムに含まれる各種部材は、平面形状を有する。
 平面形状を有する光学フィルムを加熱する方法としては、加熱した固体へ接触させることによる加熱、加熱した液体へ接触させることによる加熱、加熱した気体へ接触させることによる加熱、赤外線を照射することによる加熱、および、マイクロ波を照射することによる加熱等が挙げられ、成形直前に遠隔で加熱ができる、赤外線を照射することによる加熱が好ましい。
 加熱に用いる赤外線の波長は1.0μmから30.0μmが好ましく、1.5μmから5μmがより好ましい。
 IR光源としては、石英管にタングステンフィラメントを封入した近赤外ランプヒータや、石英管を多重化して石英管間の一部をエアで冷却する機構とした波長制御ヒータ等を用いることができる。また、光学フィルム上に赤外線照射量分布をつけることで、成形中の物性値を目的に応じて制御することができる。強度分布を付ける方法としては、IR光源の配置の密度に粗密を付ける方法、および、IR光源と光学フィルムとの間に赤外光に対する透過率をパターン化したフィルターを配置する方法が用いられる。透過率をパターン化したフィルターとしては、ガラスに金属を蒸着したものや、コレステリック液晶層の反射帯域を赤外化したもの、誘電体多層膜で反射帯域を赤外化したもの、赤外線を吸収するインク等が用いられる。光学フィルムの温度制御は赤外線照射の強さで制御し、赤外線照射時間や赤外線照射の照度で制御する。光学フィルムの温度は非接触放射温度計や熱電対等を用いてモニターし、狙いの温度で成形することが可能である。
(光学フィルムをモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程)
 加熱された光学フィルムをモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる方法としては、成形空間の減圧、および/または、加圧が用いられる。また、モールドを押し込む方法を用いることも可能である。
 本工程で使用される成形装置の一つの形態は、上方向に開口部を有するボックス1と、下方向に開口部を有するボックス2からなり、成形空間を形成するために、ボックス1の開口部とボックス2の開口部を直接またはその他の治具を介して合わせることで、密閉された成形空間を形成する。成形空間内には成形される形状のモールド(被着体ともいう)と成形される被成形フィルムが配置される。被成形フィルムは仕切りとして、ボックス1とボックス2からなる成形空間を2つの空間に分ける。モールドは被成形フィルムよりも下側のボックス1側に配置される。さらに真空成形装置は被成形フィルムを加熱するための加熱素子が複数個分散して配置される。加熱素子は成形空間内に配置してもよいし、成形空間外に配置して透明な窓を介して被成形フィルムを加熱照射してもよい。
(光学フィルムを裁断する工程)
 成形した光学フィルムを任意の形状に切り出す方法としては、カッター、ハサミ、カッティングプロッター、および、レーザー裁断機等を用いることができる。
<位相差分布を発生させない成形方法のコンセプト>
 平面形状を有する光学フィルムを成形して、上述した非平面の形状を有し、位相差の面内ばらつきが5%未満の光学フィルムを得るためには、成形の際に位相差の面内分布が発生しないことが好ましい。以下では、光学フィルムに含まれる位相差フィルムを一例として、位相差分布を発生させない成形方法のコンセプトについて詳述する。
 上述したように、位相差フィルムを曲面に成形する際に、位相差の面内分布が発生しないことが好ましい。これによって仮想現実表示装置の中のパンケーキレンズに曲面成形した位相差フィルムを用いた場合でもゴーストの発生を抑制することができる。
 位相差フィルムの位相差に面内分布が発生する理由は、場所によって成形後の膜厚dが異なるためであり、これによって複屈折Δnと膜厚dの積である位相差Reが面内分布を有する。膜厚dが面内分布を有する理由は、成形時の延伸倍率(直交する2方位の延伸倍率の積)が場所によって異なることに起因する。そのためこの発生を抑制するためには、モールドの曲面に沿った形状となるように変形させながら、直交する2方位の延伸倍率の積が一定となることが必要である。直交する2方位としては、例えば、曲面成形時のモールドの形状の重心位置を点Oとし、点Oを中心とする円座標系を想定した時に、各点の直径方向(各点の位置と点Oとを結ぶ直線が延びる方向)の延伸倍率と円周方向(直径方向と直交する方向)との延伸倍率の積が一定であることが好ましい。ここで一定であるとは、面内ばらつき(%)を{(最大値-最小値)/平均値}×100で表した時に、5%未満であることが好ましく、3%未満であることがより好ましく、1%未満であることがさらに好ましい。下限は特に制限されないが、0%が挙げられる。
 なお、上記直径方向の延伸倍率、および、上記円周方向の延伸倍率の算出の仕方は、後段で詳述する。
 直径方向の延伸倍率と円周方向の延伸倍率との積のばらつきを5%未満とすることで、膜厚のばらつきを5%未満に抑えることができ、これによって位相差のばらつきを5%未満に抑えることができる。
 さらに、直径方向の延伸倍率と円周方向の延伸倍率との積のばらつきを3%未満とすることで、膜厚のばらつきを3%未満に抑えることができ、これによって位相差のばらつきを3%未満に抑えることができる。
 さらに、直径方向の延伸倍率と円周方向の延伸倍率との積のばらつきを1%未満とすることで、膜厚のばらつきを1%未満に抑えることができ、これによって位相差のばらつきを1%未満に抑えることができる。
 これを実現するための具体的な延伸特性としては、点Oから距離が離れるに従って、直径方向の延伸倍率が増加することが好ましい。より好ましくは、点Oからの距離をxとしたときに、直径方向の延伸倍率が下記式に従うことが好ましい。
 直径方向の延伸倍率=p*x/R/sqrt(1-(1-p*x/2/R
 ここで、*は積、sqrtは平方根を表す。また、pは直径方向の延伸倍率と円周方向の延伸倍率との積、Rはモールドの曲率半径を表す。
<モールドの設置方法>
 モールドを成形装置に設置する方法は特に制限されない。例えば、上述の成形装置の下側のボックス1内に、天板が水平な可動式のステージを設置し、該ステージ上にモールドを設置することができる。この場合、成形装置の内部を真空にした後、可動式ステージを上昇させることによって、被成形フィルムにモールドを押し当てることができる。
 また、ステージ上に設置するモールドは1個であってもよいし、複数個であってもよい。生産性を向上させる観点からは、モールドの面積よりも大きな面積を有する被成形フィルムを用い、複数のモールドを設置して、同時に複数個の成形体を作製することもできる。
<モールドを把持するための治具>
 また、ステージ上でモールドが動かないよう、モールドをはめ込むことが可能な窪みを有する治具を用いて、モールドを把持することも好ましい。このようにすることで、ステージ上でモールドが動かないよう、固定することができる。
 また、モールドを把持する治具は、モールドの成形面(被成形フィルムを貼合する面)以外の面を被覆することが好ましい。被成形フィルムがモールドの成形面に加えてモールドの端面をも被覆しようとすると、被成形フィルムが大きく引き伸ばされることになり、フィルムの膜厚や光学特性に著しい不均一をもたらすことがある。そのため、モールドの成形面以外の面を被覆する治具を用いて、成形面以外の面に被成形フィルムが接触することを防止することが好ましい。
 また、治具は、モールドが存在しない部分において、モールドの成形面と同程度の高さ、かつ、水平な面を有するものであることが好ましい。このようにすることで、モールドの成形面以外の部分において被成形フィルムが延伸されることを抑制でき、フィルムの膜厚や光学特性の均一性を向上させることができる。
 また、被成形フィルムをモールドに成形する際、治具およびモールドを設置した可動式のステージを、モールドの成形面の位置が被成形フィルムの位置とおよそ等しい高さになるように、ステージを上昇させ、成形することが好ましい。このようにすることで、治具の端面に被成形フィルムが接触し、フィルムが大きく引き伸ばされることを防止できる。
 上述の治具は、上述のステージと一体となっているものであってもよい。
<光学フィルムの被着体への貼合方法>
 光学フィルムを被着体に貼合する方法は特に制限されない。例えば、光学フィルムを上述のいずれかの方法で曲面形状に成形した後、接着剤等を用いてレンズ等の被着体に接着してもよい。
 また、工程を簡略化する観点からは、光学フィルムのモールドに接触する面にあらかじめ粘着シートを貼合しておき、曲面形状に成形すると同時に、モールドの曲面部に貼り合わせることが好ましい。
<延伸倍率の評価方法>
 成形方法の場所ごとの延伸倍率を評価するために、例えば、図8に示すようなパターンを成形前のフィルムに描画する。このパターンの1例としては、成形前のフィルムに描かれる内接円(最も半径が大きく描ける円)の半径の1/4間隔で描かれる等間隔の円(例えば、図8においては、実線で示す内接円の半径が20mmの場合であり、半径5mm間隔の破線で示す円を描く)と、方位角方向に45度刻みで等間隔の直線(図8中の直線状の破線)を描く。なお、円の中心が、フィルムの重心に該当する。また、上記直線は、いずれも円の中心をとおる直線である。このパターンの交点の座標を、成形前後で測定し、隣接する交点間の変化率を求めることで、直径方向の延伸倍率を評価することができる。より具体的には、直径方向に位置する2点間の、成形前の2点間の距離をL0、成形後の2点間の距離をL1とすると、延伸倍率はL1/L0を計算することで得られる。上記手順に従って、32個のL1/L0を算出し、各点の直径方向の延伸倍率とする。
 また、円の中心に対する各交点の座標を用いることで、円周方向の延伸倍率を評価することができる。より具体的には、成形前の中心からの距離をr0、成形後に中心の接平面に平行な平面に射影した時の中心と交点の距離をr1とすると、その距離で描いた円の円周長さが2πr0から2πr1に変化するため、円周方向の延伸倍率はr1/r0で求めることができる。r0、r1は、各点のxyz座標(中心は原点0,0,0)から、r0=sqrt(x0+y0)、r1=sqrt(x1+y1)、で求めることができる。上記手順に従って、r0を適宜変更して、上記直径方向の延伸倍率を求めた32個の各点でのr1/r0を算出し、各点の円周方向の延伸倍率とする。
 上記により算出した32個の各点での直径方向の延伸倍率と円周方向(直径方向と直交する方向)との延伸倍率との積を算出して、最大値、最小値、および、平均値を求めて、上述した面内ばらつき(%)を算出する。
<位相差分布を発生させない成形方法1>
 位相差分布を発生させない成形方法の一例としては、平面形状を有する光学フィルムを加熱する工程と、加熱された光学フィルムを第一のモールドに押し付け、第一のモールドの形状に沿って変形させる第一の成形工程と、第一の成形工程で成形された光学フィルムを第二のモールドに押し付け、第二のモールドの形状に沿って変形させる第二の成形工程を含む、光学フィルムの成形方法が挙げられる。
 なかでも、上記成形方法において、第一のモールドの形状が凸状の曲面部分を含み、第二のモールドの形状が凹状の曲面部分を含むことが好ましい。
 また、上記成形方法において、第一のモールドの曲率半径が、第二のモールドの曲率半径よりも大きいことが好ましい。
 これによって中心から距離が離れるに従って、直径方向の延伸倍率が増加する成形特性を付与することができる。その結果、直径方向の延伸倍率と円周方向の倍率の積のばらつきを抑えることができ、膜厚ばらつき、位相差ばらつきを抑えることができる。
 以下では、上記方法の好適態様について、より詳細に説明する。
 まず、凹面形状の成形面を有する成形型を用いてフィルムを成形する場合において生じる現象について、図9~11を用いて説明する。図9および10は、凹面形状の成形面を有する成形型を用いてフィルムを成形する際の手順を示し、図11は成形に使用されるフィルムを示す。
 図9に示すように、凹面形状の成形面を有する成形型220上に円形状のフィルム222を配置して、図10に示すように、成形型220の成形面に沿うようにフィルム222を変形させることにより、凹面形状が転写されたフィルム224が得られる。
 通常、このような凹面成形の場合、図9および11に示す、フィルム222の中央部222Cおよび中央部222Cを取り囲む周縁部222Rにおいて延伸倍率の違いが生じる。より具体的には、フィルム222の中央部222Cの方が、フィルム222の周縁部222Rよりも延伸されやすい。結果として、凹面形状が転写されたフィルム224において、中央部224Cの膜厚が周縁部224Rの膜厚よりも薄くなる。
 次に、凸面形状の成形面を有する成形型を用いてフィルムを成形する場合において生じる現象について、図11~13を用いて説明する。図12および13は、凸面形状の成形面を有する成形型を用いてフィルムを成形する際の手順を示し、図11は成形に使用されるフィルムを示す。
 図12に示すように、凸面形状の成形面を有する成形型226上に円形状のフィルム222を配置して、図13に示すように、成形型226の成形面に沿うようにフィルム222を変形させることにより、凸面形状が転写されたフィルム228が得られる。
 通常、このような凸面成形の場合、図11および12に示す、フィルム222の中央部222Cおよび周縁部222Rにおいて延伸倍率の違いが生じる。より具体的には、フィルム222の周縁部222Rの方が、フィルム222の中央部222Cよりも延伸されやすい。結果として、凸面形状が転写されたフィルム228において、周縁部228Rの膜厚が中央部228Cの膜厚よりも薄くなる。
 上記のように、凹面成形の場合、得られるフィルムの中央部の膜厚が周縁部の膜厚よりも薄くなり、凸面成形の場合、得られるフィルムの周縁部の膜厚が中央部の膜厚よりも薄くなる。
 そこで、上述したように、上記成形方法1の好適態様として、凸面形状の成形面を有する成形型を用いて、この成形型の成形面に沿って平面形状の光学フィルムを変形させる工程1Aと、上記凸面形状の成形面の曲率半径よりも小さい曲率半径の凹面形状の成形面を有する成形型を用いて、工程1Aによって得られた凸面形状が転写された光学フィルムの上記工程1Aの成形型と接していた表面とは反対側の表面を上記成形型の成形面側にして、凸面形状が転写された光学フィルムを上記凹面形状の成形面に沿って変形させる工程2Aとを有する製造方法が挙げられる。
 以下、上記成形方法1の好適態様について図面を用いて説明する。
 成形方法1の好適態様においては、まず、凸面形状の成形面を有する成形型を用いて、この成形型の成形面に沿って平面形状の光学フィルムを変形させる工程1Aを実施する。本工程を実施することにより、図14に示すように、凸面形状の成形面を有する成形型230上に、凸面形状が転写された光学フィルム232が得られる。この光学フィルム232においては、上述した図12および13を用いて説明したように、光学フィルム232の周縁部232Rの膜厚が中央部232Cの膜厚よりも薄くなる。
 次に、上記凸面形状の成形面の曲率半径よりも小さい曲率半径の凹面形状の成形面を有する成形型を用いて、工程1Aによって得られた凸面形状が転写された光学フィルムの上記工程1Aの成形型と接していた表面とは反対側の表面を上記成形型の成形面側にして、凸面形状が転写された光学フィルムを上記凹面形状の成形面に沿って変形させる工程2Aを実施する。工程2Aで使用される凹面形状の成形面を有する成形型234の成形面の曲率半径は、工程1Aで使用される凸面形状の成形面を有する成形型230の成形面の曲率半径よりも小さい。工程2Aにおいては、まず、図15に示すように、工程1Aで使用された成形型230よりもより曲率半径が小さい成形面を有する成形型234上に、工程1Aで得られた光学フィルム232を配置する。なお、光学フィルム232を成形型234上に配置する際には、光学フィルム232の成形型230と接していた表面とは反対側の表面が成形型234の成形面側になるように配置する。次に、図16に示すように、光学フィルム232を成形型234の成形面に沿うように変形させ、曲面形状部を有する光学フィルム236が得られる。
 上述した図9および10を用いて説明したように、凹面成形をする場合、通常、フィルムの中央部の膜厚が周縁部の膜厚よりも薄くなる。そのため、工程2Aを実施した際には、光学フィルム232の中央部232Cの膜厚の減少分が周縁部232Rの膜厚の減少分よりも大きい。
 つまり、工程1Aにおいては、光学フィルムの周縁部の膜厚の減少分が中央部の膜厚の減少分よりも大きく、工程2Aにおいては、光学フィルムの中央部の膜厚の減少分が周縁部の膜厚の減少分よりも大きいため、工程1Aおよび工程2Aを実施すると、中央部および周縁部の膜厚の減少分が同程度となり、結果として、得られる光学フィルム236において膜厚の面内のバラツキの発生が抑制される。
 上述したように、工程2Aで使用される成形型の成形面の曲率半径は、工程1Aで使用される成形型の成形面の曲率半径よりも小さい。
 工程1Aで使用される成形型の成形面の曲率半径(CA1)に対する工程2Aで使用される成形型の成形面の曲率半径(CA2)の比(CA2/CA1)は、製造したい光学フィルムに合わせて最適な値が選択されるが、0.6~0.9が好ましく、0.7~0.85がより好ましい。
 なお、工程1Aで使用される成形型の成形面の位置によって曲率半径が異なる場合には、最小の曲率半径を上記「工程1Aで使用される成形型の成形面の曲率半径」とする。
 また、工程2Aで使用される成形型の成形面の位置によって曲率半径が異なる場合には、最小の曲率半径を上記「工程2Aで使用される成形型の成形面の曲率半径」とする。
[位相差分布を発生させない成形方法2]
 位相差分布を発生させない成形方法の別の一例としては、平面形状を有する光学フィルムを加熱する工程と、加熱された光学フィルムをモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程と、変形された光学フィルムを裁断する工程を含む、光学フィルムの成形方法であって、加熱工程が、光学フィルムに赤外線を照射することで加熱する工程であり、赤外線の照射量が、光学フィルムの面内に分布を有する、光学フィルムの成形方法が挙げられる。
 なかでも、上記成形方法において、モールドが実質的に凹面球状であり、光学フィルムの面の法線方向から光学フィルムの面内の位置をモールドに射影したときに、凹面球状の頂点に位置する光学フィルムに照射される赤外線照射量が、凹面球状の端部に位置する光学フィルムに照射される赤外線照射量より少ないことが好ましい。
 また、上記成形方法において、モールドが実質的に凹面球状であり、光学フィルムの面の法線方向から光学フィルムの面内の位置をモールドに射影したときに、凹面球状の頂点に位置する光学フィルムの温度が、凹面球状の端部に位置する光学フィルムの温度よりも小さいことが好ましい。
 これによって中心から距離が離れるに従って、直径方向の延伸倍率が増加する成形特性を付与することができる。その結果、直径方向の延伸倍率と円周方向の倍率の積のばらつきを抑えることができ、膜厚ばらつき、位相差ばらつきを抑えることができる。
 以下では、上記方法の好適態様について、より詳細に説明する。
 上述したように、凹面形状の成形面を有する成形型を用いる場合、フィルムの中央部の膜厚が周縁部の膜厚よりも薄くなりやすい。
 そこで、上記成形方法2の好適態様においては、図17および18に示すように、凹面形状の成形面を有する成形型240上に配置された、平面形状の光学フィルム242の中央部242Cの赤外線照射による加熱温度よりも、周縁部242Rの赤外線照射による加熱温度を高くすることにより、光学フィルム242を成形面に沿って変形させる際に、周縁部242Rが延伸しやすくしている。つまり、上述したように、通常、凹面形状の成形面を有する成形型を用いた成形では中央部の膜厚の減少分が周縁部の膜厚の減少分よりも大きくなるのに対して、中央部と周縁部との加熱条件を変更することにより、中央部をより延びづらく、周縁部をより延びやすくして、中央部での膜厚減少分を抑制しつつ、周縁部での膜厚の減少分を大きくしている。その結果、変形された光学フィルムにおいては膜厚の面内バラツキが抑制される。
 本発明において、第1実施形態~第2実施形態は組み合わせて用いることができる。
 例えば、第1実施形態に係る光学機能性フィルムと、第2実施形態に係る光学フィルムの成形方法とを組み合わせて用いてもよい。一例として、第1実施形態に係る光学機能性フィルムを、第2実施形態に係る成形方法1または成形方法2にて成形して、非平面の形状を有する光学フィルムを製造してもよい。
 上記は、第1実施形態~第2実施形態の組み合わせの一例であり、本発明においては、上記組み合わせには限定されない。
 以下に実施例を挙げて、本発明の特徴をさらに具体的に説明する。なお、以下に示す材料、使用量、割合、処理内容、および、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。また、本発明の趣旨を逸脱しない限り、以下に示す構成以外の構成とすることもできる。
<<第1実施形態>>
〔位相差層1の作製〕
 特開2020-084070号公報の段落0151~0163に記載の方法を参照して、重合性基を有する液晶性化合物を含む位相差層形成用塗布液A1を用いて、セルロースアシレートフィルムからなる仮支持体上に逆分散性の位相差層1を作製した。ただし、液晶性化合物を重合するために塗布液A1の塗膜に対して紫外線を照射する際の紫外線の照射量を300mJ/cm2から50mJ/cm2に変更した。
 得られた位相差層1の位相差は、Re=146nm、Rth=73nmであった。また、位相差層1の液晶性化合物の重合率は、26%であった。また、位相差層1において、上記液晶性化合物は、一方向に配向していた。
 なお、本実施例において、各光学機能性フィルムまたは各層の位相差は、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用いる上述の方法により測定した。また、各光学機能性フィルムまたは各層の液晶性化合物の重合率は、赤外分光光度計(BIO-RAD社製「FTS-6000」)を用いて重合性基に基づく吸収ピークを観測する上述の方法により測定した。
 このようにして作製した位相差層1を、実施例1および2の仮想現実表示装置を製造する際、光学機能性フィルムとして用いた。
〔位相差層2の作製〕
 液晶性化合物を重合するために塗布液A1の塗膜に対して照射する紫外線の照射量を、300mJ/cm2に変更した以外は、位相差層1の作製と同様にして、位相差層2を作製した。
 得られた位相差層2の位相差は、Re=145nm、Rth=72nmであった。また、位相差層2に含まれる液晶性化合物の重合率は、73%であり、位相差層2において液晶性化合物は、一方向に配向していた。
 このようにして作製した位相差層2を、比較例1の仮想現実表示装置を製造する際、光学機能性フィルムとして用いた。
〔コレステリック液晶層用塗布液の調製〕
(コレステリック液晶層用塗布液R-1)
 下記に示す組成物を、70℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、コレステリック液晶層用塗布液R-1を調製した。ここでRは棒状液晶性化合物を含む塗布液を表す。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 コレステリック液晶層用塗布液R-1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・メチルエチルケトン               120.9質量部
・シクロヘキサノン                 21.3質量部
・下記の棒状液晶性化合物の混合物         100.0質量部
・光重合開始剤B                  1.00質量部
・下記のカイラル剤A                3.00質量部
・下記の界面活性剤F1              0.027質量部
・下記の界面活性剤F2              0.067質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
(コレステリック液晶層用塗布液R-2)
 カイラル剤Aの添加量を下記表のように変更した以外は、コレステリック液晶層用塗布液R-1と同様に、コレステリック液晶層用塗布液R-2を調製した。
 表1.棒状液晶性化合物を含有する塗布液のカイラル剤量
 棒状液晶性化合物の混合物
 上記混合物において、数値は質量%である。また、Rは酸素原子で結合する基である。さらに、上記の棒状液晶性化合物の波長300~400nmにおける平均モル吸光係数は、140/mol・cmであった。
 カイラル剤A
 界面活性剤F1
 界面活性剤F2
 光重合開始剤B
 カイラル剤Aは、光によって螺旋誘起力(HTP:Helical Twisting Power)が減少するカイラル剤である。
(コレステリック液晶層用塗布液D-1)
 下記に示す組成物を、50℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、コレステリック液晶層用塗布液D-1を調製した。ここでDは円盤状液晶性化合物を含む塗布液を表す。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 コレステリック液晶層用塗布液D-1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記の円盤状液晶性化合物(A)            80質量部
・下記の円盤状液晶性化合物(B)            20質量部
・重合性モノマーE1                  10質量部
・界面活性剤F4                   0.3質量部
・光重合開始剤(BASF社製、イルガキュアー907)   3質量部
・カイラル剤A                   4.00質量部
・メチルエチルケトン                 290質量部
・シクロヘキサノン                   50質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
(コレステリック液晶層用塗布液D-2)
 カイラル剤Aの添加量を下記表2のように変更した以外は、コレステリック液晶層用塗布液D-1と同様に、コレステリック液晶層用塗布液D-2を調製した。
 表2.円盤状液晶性化合物を含有する塗布液のカイラル剤量
 円盤状液晶性化合物(A)
円盤状液晶性化合物(B)
重合性モノマーE1
界面活性剤F4
〔コレステリック液晶層1の作製〕
 仮支持体として、厚さ50μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(東洋紡株式会社製、A4100)を用意した。このPETフィルムは、一方の面に易接着層を有する。
 先に示したPETフィルムの易接着層が無い面をラビング処理し、上記で調製したコレステリック液晶層用塗布液R-1をワイヤーバーコーターで塗布した後、110℃で120秒乾燥した。その後、低酸素雰囲気下(100ppm以下)にて、100℃で、照度40mW/cm2、照射量50mJ/cm2のメタルハライドランプの光を照射して硬化することで、コレステリック液晶層からなる赤色光反射コレステリック液晶層を形成した。光の照射は、いずれも、コレステリック液晶層側から行った。このとき、硬化後の赤色光反射コレステリック液晶層の膜厚が4.5μmとなるように塗布厚みを調整した。
 得られた赤色光反射コレステリック液晶層の液晶性化合物の重合率は、17%であった。
 次に、赤色光反射コレステリック液晶層の表面に対して、放電量150W・min/m2でコロナ処理を行った後、コロナ処理を行った表面上にコレステリック液晶層用塗布液D-1をワイヤーバーコーターで塗布した。続いて、塗布膜を70℃、2分間乾燥し、溶媒を気化させた後に、115℃で3分間の加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を45℃に保持しながら、塗布膜に対して窒素雰囲気下でメタルハライドランプを用いて紫外線照射(照射量:50mJ/cm2)して硬化することで、赤色光反射コレステリック液晶層上に黄色光反射コレステリック液晶層を形成した。光の照射は、いずれも、コレステリック液晶層側から行った。このとき、硬化後の黄色光反射コレステリック液晶層の膜厚が3.3μmとなるように塗布厚みを調整した。
 得られた黄色光反射コレステリック液晶層の液晶性化合物の重合率は、21%であった。
 次に、黄色光反射コレステリック液晶層上に、コレステリック液晶層用塗布液R-2をワイヤーバーコーターで塗布した後、110℃で120秒乾燥した。その後、低酸素雰囲気下(100ppm以下)にて、100℃で、照度40mW、照射量50mJ/cm2のメタルハライドランプの光を照射して硬化することで、黄色光反射コレステリック液晶層上に緑色光反射コレステリック液晶層を形成した。光の照射は、いずれも、コレステリック液晶層側から行った。このとき、硬化後の緑色光反射コレステリック液晶層の膜厚が2.7μmとなるように塗布厚みを調整した。
 得られた緑色光反射コレステリック液晶層の液晶性化合物の重合率は、19%であった。
 次に、緑色光反射コレステリック液晶層の表面に対して、放電量150W・min/m2でコロナ処理を行った後、コロナ処理を行った表面上にコレステリック液晶層用塗布液D-2をワイヤーバーコーターで塗布した。続いて、塗布膜を70℃、2分間乾燥し、溶媒を気化させた後に115℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を45℃に保持しながら、塗布膜に対して窒素雰囲気下でメタルハライドランプを用いて紫外線照射(照射量:50mJ/cm2)して硬化することで、緑色光反射コレステリック液晶層上に青色光反射コレステリック液晶層を形成した。光の照射は、いずれも、コレステリック液晶層側から行った。このとき、硬化後の青色光反射コレステリック液晶層の膜厚が2.5μmとなるように塗布厚みを調整した。
 得られた青色光反射コレステリック液晶層の液晶性化合物の重合率は、24%であった。
 このようにして、赤色光反射コレステリック液晶層、黄色光反射コレステリック液晶層、緑色光反射コレステリック液晶層および青色光反射コレステリック液晶層がこの順に積層されてなるコレステリック液晶層1(光学機能性フィルム)を得た。
〔光学積層体1の作製〕
 基材として、住化アクリル販売株式会社製のPMMAフィルム「テクノロイS001(厚さ75μm)」を準備し、上述の仮支持体付き位相差層1を、紫外線硬化型接着剤を用いて基材に貼合した。続いて、仮支持体として用いていたセルロースアシレートフィルムを位相差層1から剥離して除去した。このようにして、位相差層1と基材とを有する光学積層体1を得た。
 なお、上述のtanδの測定方法で測定した結果、上記基材を構成する樹脂のtanδのピーク温度は、100℃であった。
〔光学積層体2の作製〕
 位相差層1を位相差層2に変えた以外は、光学積層体1の作製方法と同様にして、光学積層体2を得た。
〔光学積層体3の作製〕
 位相差層1をコレステリック液晶層1に変えた以外は、光学積層体1の作製方法と同様にして、光学積層体3を得た。
[実施例1]
 HTC社製の仮想現実表示装置「VIVE FLOW」を分解し、鏡筒から光学レンズを取り出した。なお、「VIVE FLOW」はパンケーキレンズを採用した仮想現実表示装置であり、画像表示装置として、表面に貼合されている偏光板により円偏光を出射する液晶表示装置が用いられていた。
 また、取り出した光学レンズは、片面にハーフミラーコートがなされた両凸レンズ、および、平面に光学積層体が貼合された平凸レンズの2つであった。
 取り出した2つの光学レンズのうち、両凸レンズのハーフミラーコートがなされた面とは反対の面に、上述の光学積層体1を、真空成形法を用いて成形しながら貼り付けて、曲面を含む立体形状に成形した成形体を得た。なお、光学積層体1を両凸レンズに貼り付けるための粘着剤として、リンテック株式会社製の粘着剤「NCF-D695」を用いて、厚み5μmの粘着剤層を形成した。以下、真空成形法を用いる場合には、同様にリンテック株式会社製の粘着剤「NCF-D695」を用いて、光学フィルムを曲面上に貼り付けた。
 このようにして得た成形体に、紫外線を300mJ/cm2の強度で照射し、位相差層1(λ/4位相差層)、両凸レンズおよびハーフミラーコートをこの順に有する光学部品1を得た。光学部品1において、位相差層1の液晶性化合物の液晶性化合物の重合率は、78%であった。
 次に、取り出した平凸レンズの平面から、光学積層体を剥離し、代わりに、吸収型偏光子、3M社製反射型直線偏光子「APF」、および、デクセリアルズ社製反射防止フィルム「AR100」をこの順で貼合して、光学積層体付き平凸レンズAを得た。
 得られた光学部品1、および、光学積層体付き平凸レンズAを、上記の取り出した両凸レンズおよび平凸レンズに代えて、「VIVE FLOW」の鏡筒にそれぞれ組み付けて、実施例1の仮想現実表示装置を作製した。
[実施例2]
 HTC社製の仮想現実表示装置「VIVE FLOW」を分解し、上記の2つの光学レンズを取り出した。
 取り出した2つの光学レンズのうち、光学積層体が貼合されている平凸レンズに代わる光学レンズとして、凸面側の曲率半径65mm、直径50mm、焦点距離125mmの平凸レンズ1を準備した。平凸レンズ1の凸面側に、吸収型偏光子、上述の光学積層体1、および、上述の光学積層体3を、この順序で、真空成形法を用い成形しながら貼り付けて、曲面を含む立体形状に成形した成形体を得た。
 次に、得られた成形体を110℃で30秒間加熱し、位相差層1およびコレステリック液晶層のそれぞれに含まれる液晶性化合物を配向させる配向処理を行った後、さらに位相差層1およびコレステリック液晶層に対して紫外線を300mJ/cm2の強度で照射し、光学部品2を得た。得られた光学部品2は、平凸レンズ、吸収型偏光子、位相差層1(λ/4位相差層)、および、コレステリック液晶層1(反射型円偏光子)をこの順に有していた。光学部品2における位相差層1の液晶性化合物の重合率は、光学部品2から光学積層体1の一部を剥離して測定した結果、73%であった。同様に、コレステリック液晶層1の液晶性化合物の重合率は、65%であった。
 得られた光学部品2を、上記の取り出した平凸レンズに代えて「VIVE FLOW」の鏡筒に組み付けるとともに、上記の取り出した両凸レンズを再び「VIVE FLOW」の鏡筒に組み付けて、実施例2の仮想現実表示装置を作製した。
[比較例1]
 HTC社製の仮想現実表示装置「VIVE FLOW」を分解し、上記の2つの光学レンズを取り出した。
 取り出した2つの光学レンズのうち、両凸レンズのハーフミラーコートがなされた面とは反対の面に、上述の光学積層体2を、真空成形法を用いて成形しながら貼り付けて、曲面を含む立体形状に成形した成形体を得た。このようにして得た成形体を、光学部品3とした。光学部品3においては、位相差層2の一部が破断していた。
 次に、取り出した平凸レンズの平面から、光学積層体を剥離し、代わりに、吸収型偏光子、3M社製反射型直線偏光子「APF」、および、デクセリアルズ社製反射防止フィルム「AR100」をこの順で貼合して、光学積層体付き平凸レンズAを得た。
 得られた光学部品3、および、光学積層体付き平凸レンズAを、上記の取り出した両凸レンズおよび平凸レンズに代えて、「VIVE FLOW」の鏡筒にそれぞれ組み付けて、比較例1の仮想現実表示装置を作製した。
[評価]
<光学積層体の位相差の評価>
 作製した実施例1~2および比較例1における光学部品の位相差を、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用いて測定した。位相差は、各光学部品が有する光学レンズ(両凸レンズまたは平凸レンズ)の中央から半径15mmの位置で、方位角45°ごとに測定し、上述の位相差層1または位相差層2の位相差からの、Reのずれ量が最大となる値を記録した。なお、実施例2の光学部品2に関しては、光学積層体3に用いたコレステリック液晶層1が反射率をもたない波長500nmで位相差を測定した。その他の光学積層体は、波長550nmで位相差を測定した。
 各光学部品の位相差の測定結果を、表1に示す。
<漏れ光の評価>
 作製した実施例1~2および比較例1の仮想現実表示装置において、画像表示装置に白黒のチェッカーパターンを表示させ、目視にて、漏れ光の程度を下記三段階で評価した。なお、漏れ光があると、二重像が視認され、該当部分のコントラストが低下する。
A;二重像がほとんど見えない。
B;二重像が僅かに見えるが気にならない。
C;二重像がはっきり見える。
 漏れ光の評価結果を、表1に示す。
<表示の均一性の評価>
 作製した実施例1~2および比較例1の仮想現実表示装置において、画像表示装置に白黒のチェッカーパターンを表示させ、目視にて、表示の均一性を下記三段階で評価した。
A;全面にわたり均一な表示である。
B;画像の一部が不均一に歪んでいる。
C;画像の大部分が歪んでいる。
 表示の均一性の評価結果を、表3に示す。
 表3.実施例、比較例の仮想現実表示装置の評価結果
 表3からわかるように、実施例1および2の光学部品は、位相差層1の面内でのReのずれが小さく抑えられており、それにより、第1実施形態の仮想現実表示装置は、比較例に比べて、漏れ光が効果的に低減され、二重像の発生およびコントラストの低下が抑制されていることが確認された。
 また、実施例1および2の光学部品を用いた仮想現実表示装置は、画像の表示が全面で均一であったが、比較例1の光学部品を用いた仮想現実表示装置は、光学部品に用いた位相差層1が破断したことにより、画像の大部分が歪んでいた。
 以上、本発明の第1実施形態の仮想現実表示装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に制限はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのは、もちろんである。
<<第2実施形態>>
<位相差フィルム11の作製>
 特開2020-084070号公報の段落0151~0163に記載の方法を参照して、重合性基を有する液晶化合物を含む位相差層形成用塗布液を用いて、逆分散性の位相差フィルム11を作製した。位相差フィルム11の位相差は、Re=146nm、Rth=73nmであった。なお、位相差の評価には、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用いた。また、Reの面内ばらつきは0.7%だった。位相差フィルム11の塗膜の膜厚は2.5μmであった。また、塗膜の膜厚の面内ばらつきは0.7%だった。ここで、塗膜の膜厚の評価にはSEMを用いた。また、位相差フィルム11において、上記液晶化合物は、一方向に配向していた。
 なお、Reの面内ばらつき、および、膜厚の面内ばらつきは、以下のように測定した。
 まず、位相差フィルム11の中心(重心に該当)を中心とした円を描く。その際、最も半径が大きく描ける内接円を第1円として、第1円の半径の半分の大きさの円を第2円とする。また、上記位相差フィルム11の中心を通り、面内方向の一方向に延びる直線を第1直線とし、上記中心を通り、第1直線を時計回りに45°回転してなる直線を第2直線とし、上記中心を通り、第2直線を時計回りに45°回転してなる直線を第3直線とし、上記中心を通り、第3直線を時計回りに45°回転してなる直線を第4直線とする。
 次に、上記位相差フィルム11の中心での膜厚および面内レタデーション、第1直線と第1円との2つの交点での膜厚および面内レタデーション、第1直線と第2円との2つの交点での膜厚および面内レタデーション、第2直線と第1円との2つの交点での膜厚および面内レタデーション、第2直線と第2円との2つの交点での膜厚および面内レタデーション、第3直線と第1円との2つの交点での膜厚および面内レタデーション、第3直線と第2円との2つの交点での膜厚および面内レタデーション、第4直線と第1円との2つの交点での膜厚および面内レタデーション、および、第4直線と第2円との2つの交点での膜厚および面内レタデーションをそれぞれ測定する。これら17点の測定値の平均値、最大値、および、最小値から、面内ばらつき(Reの面内ばらつき、および、膜厚の面内ばらつき)を算出した。具体的には、得られた測定値のうち、最大値、最小値、および、平均値をそれぞれ求め、以下の式より算出されるReの面内ばらつき(%)および膜厚の面内ばらつき(%)をそれぞれ算出した。
 式  面内ばらつき(%)={(最大値-最小値)/平均値}×100
 例えば、膜厚の面内ばらつきを算出する際には、17点の膜厚の測定値の平均値、最大、および、最小値をそれぞれ算出し、上記式に各値を代入する。
<位相差フィルム12の作製>
 特開2020-084070号公報の段落0151~0163に記載の方法を参照して、重合性基を有する液晶化合物を含む位相差層形成用塗布液を用いて、逆分散性の位相差フィルム12を作製した。ただし、液晶化合物を硬化する際、紫外線の照射量は、300mJ/cmから50mJ/cmに変更した。また、位相差フィルム12において、上記液晶化合物は、一方向に配向していた。
 得られた位相差フィルム12は、Re=146nm、Rth=73nmであった。またReの面内ばらつきは0.7%だった。位相差フィルム12の塗膜の膜厚は2.5μmであった。また塗膜の膜厚の面内ばらつきは0.7%だった。ここで、塗膜の膜厚の評価にはSEMを用いた。また、液晶化合物の重合率は、26%であった。
 Reの面内ばらつき(%)および膜厚の面内ばらつき(%)は、上記〔位相差フィルム1の作製〕で実施した手順と同様の手順によって算出した。
 重合率は、上述した第1実施形態に記載される方法で測定した。
<反射円偏光子11の作製>
〔反射層用塗布液R-1〕
 下記に示す組成物を、70℃に保温された容器中にて、攪拌および溶解させ、反射層用塗布液R-1を調製した。ここでRは棒状液晶化合物を用いた塗布液を表す。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 反射層用塗布液R-1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・メチルエチルケトン               120.9質量部
・シクロヘキサノン                 21.3質量部
・下記の棒状液晶化合物の混合物          100.0質量部
・光重合開始剤B                  1.00質量部
・下記のカイラル剤A                3.45質量部
・下記の界面活性剤 F1             0.027質量部
・下記の界面活性剤 F2             0.067質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 棒状液晶化合物の混合物
 上記混合物において、数値は質量%である。また、Rは酸素原子で結合する基である。さらに、上記の棒状液晶の波長300~400nmにおける平均モル吸光係数は、140/mol・cmであった。
 カイラル剤A
 界面活性剤F1
 界面活性剤F2
 光重合開始剤B
 カイラル剤Aは、光によって螺旋誘起力(HTP:Helical Twisting Power)が減少するカイラル剤である。
〔反射層用塗布液R-2〕
 カイラル剤Aの添加量を後段に示す表4のように変更した以外は、反射層用塗布液R-1と同様に調製した。
 表4. 棒状液晶化合物を含有する塗布液のカイラル剤量
〔反射層用塗布液D-1〕
 下記に示す組成物を、50℃に保温された容器中にて、攪拌および溶解させ、反射層用塗布液D-1を調製した。ここでDは円盤状液晶を用いた塗布液を表す。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 反射層用塗布液D-1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記の円盤状液晶化合物(A)             80質量部
・下記の円盤状液晶化合物(B)             20質量部
・重合性モノマーE1                  10質量部
・界面活性剤F4                   0.3質量部
・光重合開始剤(BASF社製、イルガキュアー907)   3質量部
・上記カイラル剤A                 4.48質量部
・メチルエチルケトン                 290質量部
・シクロヘキサノン                   50質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 円盤状液晶化合物(A)
 円盤状液晶化合物(B)
 重合性モノマーE1
 界面活性剤F4
〔反射層用塗布液D-2〕
 カイラル剤Aの添加量を下記表5のように変更した以外は、反射層用塗布液D-1と同様に調製した。
 表5. 円盤状液晶化合物を含有する塗布液のカイラル剤量
〔反射円偏光子11の作製〕
 仮支持体として、厚さ50μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(東洋紡(株)製、A4100)を用意した。このPETフィルムは、一方の面に易接着層を有する。
 先に示したPETフィルムの易接着層が無い面をラビング処理し、上記で調製した反射層用塗布液R-1をワイヤーバーコーターで塗布した後、110℃で120秒乾燥した。その後、低酸素雰囲気下(100ppm以下)にて、100℃で、照度80mW/cm、照射量500mJ/cmのメタルハライドランプの光を照射して硬化することで、コレステリック液晶層からなる黄色光反射層(第一の光反射層)を形成した。光の照射は、いずれも、コレステリック液晶層側から行った。このとき、硬化後の黄色光反射層の膜厚が2.5μmとなるように塗布厚みを調整した。
 次に、黄色光反射層面を、放電量150W・min/mでコロナ処理を行った後、コロナ処理を行った面上に、反射層用塗布液D-1をワイヤーバーコーターで塗布した。続いて、塗布膜を70℃、2分間乾燥し、溶媒を気化させた後に115℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を45℃に保持し、これに窒素雰囲気下でメタルハライドランプを用いて紫外線照射(300mJ/cm)して硬化することで、黄色光反射層上に緑色光反射層(第二の光反射層)を形成した。光の照射は、いずれも、コレステリック液晶層側から行った。この時、硬化後の緑色光反射層の膜厚が2.4μmとなるように塗布厚みを調整した。
 次に、緑色光反射層上に、反射層用塗布液R-2をワイヤーバーコーターで塗布した後、110℃で120秒乾燥した。その後、低酸素雰囲気下(100ppm以下)にて、100℃で、照度80mW、照射量500mJ/cmのメタルハライドランプの光を照射して硬化することで、緑色光反射層上に赤色光反射層(第三の光反射層)を形成した。光の照射は、いずれも、コレステリック液晶層側から行った。この時、硬化後の赤色光反射層の膜厚が2.4μmとなるように塗布厚みを調整した。
 次に、赤色光反射層面を、放電量150W・min/mでコロナ処理を行った後、コロナ処理を行った面上に反射層用塗布液D-2をワイヤーバーコーターで塗布した。続いて、塗布膜を70℃、2分間乾燥し、溶媒を気化させた後に115℃で3分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を45℃に保持し、これに窒素雰囲気下でメタルハライドランプを用いて紫外線照射(300mJ/cm)して硬化することで、赤色光反射層上に青色光反射層(第四の光反射層)を形成した。光の照射は、いずれも、コレステリック液晶層側から行った。この時、硬化後の青色光反射層の膜厚が2.6μmとなるように塗布厚みを調整した。
 これにより反射円偏光子11を作製した。反射円偏光子11の作製に用いた反射層用塗布液、反射中心波長および膜厚を表6に示す。
<ポジティブCプレート11の作製>
 特開2016-053709号公報の段落0132~0134に記載の方法を参照し、膜厚を調整して、ポジティブCプレート11を作製した。ポジティブCプレート11は、Re=0.2nm、Rth=-310nmであった。
<位相差層11の作製>
 特開2020-084070号公報の段落0151~0163に記載の方法を参照して、重合性基を有する液晶化合物を含む位相差層形成用塗布液を用いて、逆分散性の位相差層11を作製した。位相差層11は、Re=146nm、Rth=73nmであった。位相差層11の位相差は、Re=146nm、Rth=73nmであった。なお、位相差の評価には、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用いた。またReの面内ばらつきは0.7%だった。位相差層11の膜厚は2.5μmであった。また、位相差層1において、上記液晶化合物は、一方向に配向していた。また膜厚の面内ばらつきは0.7%だった。ここで、膜厚の評価にはSEMを用いた。
 Reの面内ばらつき(%)および膜厚の面内ばらつき(%)は、上記〔位相差フィルム11の作製〕で実施した手順と同様の手順によって算出した。
<位相差層12の作製>
 特開2020-084070号公報の段落0151~0163に記載の方法を参照して、重合性基を有する液晶化合物を含む位相差層形成用塗布液を用いて、逆分散性の位相差層12を作製した。ただし、液晶化合物を硬化する際、紫外線の照射量は、300mJ/cmから50mJ/cmに変更した。また、位相差層12において、上記液晶化合物は、一方向に配向していた。
 得られた位相差層12は、Re=146nm、Rth=73nmであった。また、Reの面内ばらつきは0.7%だった。位相差層12の塗膜の膜厚は2.5μmであった。また、塗膜の膜厚の面内ばらつきは0.7%だった。ここで、塗膜の膜厚の評価にはSEMを用いた。また、液晶化合物の重合率は、26%であった。
 Reの面内ばらつき(%)および膜厚の面内ばらつき(%)は、上記〔位相差フィルム11の作製〕で実施した手順と同様の手順によって算出した。
 重合率は、上述した第1実施形態に記載される方法で測定した。
<直線偏光子の作製>
(セルロースアシレートフィルム11の作製)
 下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、コア層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
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コア層セルロースアシレートドープ
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・アセチル置換度2.88のセルロースアセテート    100質量部
・特開2015-227955号公報の実施例に
記載されたポリエステル化合物B             12質量部
・下記化合物F                      2質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒)           430質量部
・メタノール(第2溶剤)                64質量部
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 化合物F
 上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
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マット剤溶液
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・平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)    2質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒)            76質量部
・メタノール(第2溶剤)                11質量部
・上記のコア層セルロースアシレートドープ         1質量部
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 上記コア層セルロースアシレートドープと上記外層セルロースアシレートドープを平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した(バンド流延機)。
 次いで、溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。
 その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmの光学フィルムを作製し、これをセルロースアシレートフィルム11とした。得られたセルロースアシレートフィルム11の面内レタデーションは0nmであった。
(光配向層PA1の形成)
 後述する配向層形成用塗布液S-PA-1を、ワイヤーバーで連続的に上記セルロースアシレートフィルム11上に塗布した。塗膜が形成された支持体を140℃の温風で120秒間乾燥し、続いて、塗膜に対して偏光紫外線照射(10mJ/cm、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向層PA1を形成した。膜厚は0.3μmであった。
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(配向層形成用塗布液S-PA-1)
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下記記重合体M-PA-1            100.00質量部
下記酸発生剤PAG-1                5.00質量部
下記酸発生剤CPI-110TF          0.005質量部
キシレン                   1220.00質量部
メチルイソブチルケトン             122.00質量部
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 重合体M-PA-1
 酸発生剤PAG-1
 酸発生剤CPI-110F
(光吸収異方性層P1の形成)
 得られた配向層PA1上に、下記の光吸収異方性層形成用塗布液S-P-1をワイヤーバーで連続的に塗布した。次いで、塗布層P1を140℃で30秒間加熱し、塗布層P1を室温(23℃)になるまで冷却した。次いで、90℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。その後、LED灯(中心波長365nm)を用いて照度200mW/cmの照射条件で2秒間照射することにより、配向層PA1上に光吸収異方性層P1を形成した。膜厚は1.6μmであった。
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光吸収異方性層形成用塗布液S-P-1の組成
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・下記二色性物質D-1               0.25質量部
・下記二色性物質D-2               0.36質量部
・下記二色性物質D-3               0.59質量部
・下記高分子液晶化合物M-P-1         2.21質量部
・下記低分子液晶化合物M-1           1.36質量部
・重合開始剤
 IRGACURE OXE-02(BASF社製)  0.200質量部
・下記界面活性剤F-1              0.026質量部
・シクロペンタノン                46.00質量部
・テトラヒドロフラン               46.00質量部
・ベンジルアルコール                3.00質量部
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 二色性物質D-1
 二色性物質D-2
 二色性物質D-3
 高分子液晶化合物M-P-1
 低分子液晶化合物M-1
 界面活性剤F-1
<積層光学体11の作製>
 反射円偏光子11の転写は、以下の手順により行った。得られたポジティブCプレート11の支持体側に、得られた反射円偏光子11を転写した。この際、反射円偏光子11の仮支持体側の層(第一の光反射層)がポジティブCプレート11側になるように、一度、粘着性層を有する仮支持体に転写して仮支持体側の層を露出させた後、ポジティブCプレート11に貼合した。反射円偏光子11の仮支持体は、貼合後に剥離して取り除いた。得られたポジティブCプレート11の支持体の反対側に、得られた位相差層11を貼合した。次に、光吸収異方性層P1を転写した。この際、光吸収異方性層P1の仮支持体とは反対側の層が位相差層11側になるように転写した。光吸収異方性層P1の仮支持体は、転写後に剥離して取り除いた。光吸収異方性層P1の転写は、以下の手順により行った。
(1)ポジティブCプレート11の支持体側に、UV接着剤ケミシールU2084B(ケミテック株式会社製、硬化後屈折率n:1.60)をワイヤーバーコーターで厚み2μmとなるように塗布した。その上に光吸収異方性層P1の仮支持体の反対側がUV接着剤と接するように、ラミネーターで貼り合わせた。
(2)パージボックスのなかで酸素濃度が100ppm以下になるまで窒素パージした後、光吸収異方性層P1の仮支持体側から高圧水銀ランプの紫外線を照射して硬化した。照度は25mW/cm、照射量は1000mJ/cmだった。
(3)最後に光吸収異方性層P1の仮支持体を剥離した。
 ただし、位相差層11の遅相軸と、光吸収異方性層P1の吸収軸とが45°をなすように積層した。最後にポジティブCプレート11の支持体を剥離した。次に、光吸収異方性層P1に位相差層11、反射防止フィルムをこの順で貼合した。このようにして、円偏光反射偏光子である反射円偏光子11を用いた積層光学体1を得た。
<積層光学体12の作製>
 直線偏光型反射偏光子として広帯域誘電体多層膜(3M社商標名APF)を用いた。APFの一方の面に、位相差層11、および、ポジティブCプレート11をこの順で貼合した。また、反対側の面に、光吸収異方性層P1を上記積層光学体11と同じ手順で転写した。次に光吸収異方性層P1に、位相差層11、および、反射防止フィルムを貼合した。このようにして、直線偏光型反射偏光子を用いた積層光学体2を作製した。
<積層光学体13の作製>
 直線偏光型反射偏光子として広帯域誘電体多層膜(3M社商標名APF)を用いた。APFの一方の面に、光吸収異方性層P1を上記積層光学体11と同じ手順で転写した。次に光吸収異方性層P1に、位相差層11、および、反射防止フィルムを貼合した。このようにして、直線偏光型反射偏光子を用いた積層光学体13を作製した。また、反対側の面に、位相差層12、ポジティブCプレート11をこの順で、それぞれリンテック社製粘着シート「NCF-D692(5)」を介して貼合した。
<レンズへのハーフミラーの形成>
 レンズ(Thorlab社製凸メニスカスレンズLE1076-A(直径2インチ、焦点距離100mm))の凸面側に、反射率が40%となるようにアルミ蒸着を施し、ハーフミラーを形成した。
<実施例11、12>
(成形方法1)
 位相差フィルム11を、リンテック社製粘着シート「NCF-D692(5)」を介してPMMAフィルムに貼合し、成形装置にセットした。この時、PMMAフィルム側が下側に来るように配置した。成形装置内の成形空間は位相差フィルム11で仕切られたボックス1とボックス2からなり、位相差フィルム11の下側にあるボックス1に、モールドとしてEdmund Optics社製#32―974(直径2インチ、曲率半径78mmの凸レンズ)を凸面が上になるように配置した。また、位相差フィルム11の上側にあるボックス2には、上部に透明な窓を設置し、この外側に位相差フィルム11を加熱するためのIR光源を設置した。次に、真空ポンプでボックス1内、ボックス2内をそれぞれ0.1気圧以下となるように真空引きした。次に、位相差フィルム11を加熱する工程として、赤外線を照射し、位相差フィルム11の温度が108℃となるまで加熱した。支持体として用いたPMMAフィルムのガラス転位温度Tgは105℃であるため、成形中、フィルムが伸びやすい状態になることを狙った。次に、位相差フィルム11をモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程として、ボックス2にガスボンベからガスを流入させて300kPaに加圧し、位相差フィルム11をモールドに圧着させた。最後に位相差フィルム11を、モールドであるレンズから取り外した。これにより非平面状に成形された位相差フィルム11を得た。
 次に、非平面状に成形された位相差フィルム11を、最初の成形とは上下を逆向きにして、PMMAフィルム側が上側に来るように成形装置にセットした。この時、最初の成形による位相差フィルム11内の非平面状に成形された領域は下側に出っ張っていた。位相差フィルム11内の非平面状に成形された領域の丁度真下に、モールドとして凸面側にアルミ蒸着を施したThorlab社製凸メニスカスレンズLE1076-A(直径2インチ、焦点距離100mm、凹面側の曲率半径65mm)を凹面が上になるように配置した。次に、真空ポンプでボックス1内、ボックス2内をそれぞれ0.1気圧以下となるように真空引きした。次に、位相差フィルム11を加熱する工程として、赤外線を照射し、位相差フィルム11の温度が108℃となるまで加熱した。次に、位相差フィルム11をモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程として、ボックス2にガスボンベからガスを流入させて300kPaに加圧し、位相差フィルム11をモールドに圧着させた。最後に位相差フィルム11を、モールドであるレンズから取り外した。これにより、成形方法1によって曲面に成形された位相差フィルム11を実施例11として得た。
(成形方法2)
 位相差フィルム11を、リンテック社製粘着シート「NCF-D692(5)」を介してPMMAフィルムに貼合し、成形装置にセットした。成形装置内の成形空間は位相差フィルム11で仕切られたボックス1とボックス2からなり、位相差フィルム11の下側にあるボックス1に、モールドとして凸面側にアルミ蒸着を施したThorlab社製凸メニスカスレンズLE1076-A(直径2インチ、焦点距離100mm、凹面側の曲率半径65mm)を凹面が上になるように配置した。また位相差フィルム11の上側にあるボックス2には、上部に透明な窓を設置し、この外側に位相差フィルム11を加熱するためのIR光源を設置した。IR光源と位相差フィルム11の間に、波長2.2μmから波長3.0μmの赤外線を反射率約50%で反射するコレステリック液晶層を、直径1インチの円形状に切り抜くことで得た円形のパターン赤外線反射フィルターを配置した。この際、真上から見たときに、パターン赤外線反射フィルターの中心部が、モールドの中心部に来るように配置した。次に、真空ポンプでボックス1内、ボックス2内をそれぞれ0.1気圧以下となるように真空引きした。次に、位相差フィルム11を加熱する工程として、赤外線を照射し、位相差フィルム11の中心部が99℃、端部が108℃となるまで加熱した。支持体として用いたPMMAフィルムのガラス転位温度Tgは105℃であるため、成形中、中心部が伸びにくく、端部が伸びやすい状態になることを狙った。次に、位相差フィルム11をモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程として、ボックス2にガスボンベからガスを流入させて300kPaに加圧し、位相差フィルム11をモールドに圧着させた。最後に位相差フィルム11を、モールドであるレンズから取り外した。これにより、成形方法2によって曲面に成形された位相差フィルム11を実施例12として得た。
 なお、上記成形方法2においては、直径方向の延伸倍率が、中心から遠ざかるに従って大きくなった。
<実施例15、16>
(成形方法3)
 位相差フィルム12を、リンテック社製粘着シート「NCF-D692(5)」を介してPMMAフィルムに貼合し、成形装置にセットした。この時、PMMAフィルム側が下側に来るように配置した。成形装置内の成形空間は位相差フィルム12で仕切られたボックス1とボックス2からなり、位相差フィルム12の下側にあるボックス1に、モールドとしてEdmund Optics社製#32―974(直径2インチ、曲率半径78mmの凸レンズ)を凸面が上になるように配置した。また位相差フィルム12の上側にあるボックス2には、上部に透明な窓を設置し、この外側に位相差フィルム12を加熱するためのIR光源を設置した。次に、真空ポンプでボックス1内、ボックス2内をそれぞれ0.1気圧以下となるように真空引きした。次に、位相差フィルム12を加熱する工程として、赤外線を照射し、位相差フィルム12の温度が108℃となるまで加熱した。支持体として用いたPMMAフィルムのガラス転位温度Tgは105℃であるため、成形中、フィルムが伸びやすい状態になることを狙った。次に、位相差フィルム12をモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程として、ボックス2にガスボンベからガスを流入させて300kPaに加圧し、位相差フィルム12をモールドに圧着させた。最後に位相差フィルム12を、モールドであるレンズから取り外した。これにより非平面状に成形された位相差フィルム12を得た。
 次に、非平面状に成形された位相差フィルム12を、最初の成形とは上下を逆向きにして、PMMAフィルム側が上側に来るように成形装置にセットした。この時、最初の成形による位相差フィルム12内の非平面状に成形された領域は下側に出っ張っていた。位相差フィルム12内の非平面状に成形された領域の丁度真下に、モールドとして凸面側にアルミ蒸着を施したThorlab社製凸メニスカスレンズLE1076-A(直径2インチ、焦点距離100mm、凹面側の曲率半径65mm)を凹面が上になるように配置した。次に、真空ポンプでボックス1内、ボックス2内をそれぞれ0.1気圧以下となるように真空引きした。次に、位相差フィルム12を加熱する工程として、赤外線を照射し、位相差フィルム12の温度が108℃となるまで加熱した。次に、位相差フィルム12をモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程として、ボックス2にガスボンベからガスを流入させて300kPaに加圧し、位相差フィルム12をモールドに圧着させた。次に、位相差フィルム12を圧着させたモールドを110℃で30秒間加熱し、配向処理を行い、さらに紫外線を300mJ/cmの強度で照射し、硬化を行った。位相差フィルム12の液晶層の重合率をATR法で測定した結果、重合率は78%だった。最後に位相差フィルム12を、モールドであるレンズから取り外した。これにより、成形方法3によって曲面に成形された位相差フィルム12を実施例15として得た。
(成形方法4)
 位相差フィルム12を、リンテック社製粘着シート「NCF-D692(5)」を介してPMMAフィルムに貼合し、成形装置にセットした。成形装置内の成形空間は位相差フィルム12で仕切られたボックス1とボックス2からなり、位相差フィルム12の下側にあるボックス1に、モールドとして凸面側にアルミ蒸着を施したThorlab社製凸メニスカスレンズLE1076-A(直径2インチ、焦点距離100mm、凹面側の曲率半径65mm)を凹面が上になるように配置した。また位相差フィルム12の上側にあるボックス2には、上部に透明な窓を設置し、この外側に位相差フィルム12を加熱するためのIR光源を設置した。IR光源と位相差フィルム12の間に、波長2.2μmから波長3.0μmの赤外線を反射率約50%で反射するコレステリック液晶層を、直径1インチの円形状に切り抜くことで得た円形のパターン赤外線反射フィルターを配置した。この際、真上から見たときに、パターン赤外線反射フィルターの中心部が、モールドの中心部に来るように配置した。次に、真空ポンプでボックス1内、ボックス2内をそれぞれ0.1気圧以下となるように真空引きした。次に、位相差フィルム12を加熱する工程として、赤外線を照射し、位相差フィルム12の中心部が99℃、端部が108℃となるまで加熱した。支持体として用いたPMMAフィルムのガラス転位温度Tgは105℃であるため、成形中、中心部が伸びにくく、端部が伸びやすい状態になることを狙った。次に、位相差フィルム12をモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程として、ボックス2にガスボンベからガスを流入させて300kPaに加圧し、位相差フィルム12をモールドに圧着させた。次に、位相差フィルム12を圧着させたモールドを110℃で30秒間加熱し、配向処理を行い、さらに紫外線を300mJ/cmの強度で照射し、硬化を行った。位相差フィルム12の液晶層の重合率をATR法で測定した結果、重合率は78%だった。最後に位相差フィルム12を、モールドであるレンズから取り外した。これにより、成形方法4によって曲面に成形された位相差フィルム12を実施例16として得た。
<成形した位相差フィルムの評価>
 実施例11の曲面に成形した位相差フィルム11の位相差は、Re=140nm、Rth=70nmであった。またReの面内ばらつきは2.7%だった。実施例11の曲面に成形した位相差フィルム11の膜厚は、2.4μmであった。また膜厚の面内ばらつきは3.0%だった。これにより、成形方法11によって曲面に成形した位相差フィルム11は、位相差、膜厚ともに、面内ばらつきが約2%増加したことを確認した。
 実施例11の曲面に成形した位相差フィルム11の直径方向の延伸倍率と円周方向(直径方向と直交する方向)の延伸倍率の積の面内ばらつきは2.1%だった。
 上記Reの面内ばらつき、および、上記膜厚の面内ばらつきは、上述した方法(上記特定方法1、および、上記特定方法2)にて測定した。
 実施例12の曲面に成形した位相差フィルム11の位相差は、Re=140nm、Rth=70nmであった。またReの面内ばらつきは3.3%だった。実施例12の曲面に成形した位相差フィルム11の膜厚は、2.4μmであった。また、膜厚の面内ばらつきは3.2%だった。これにより、成形方法2によって曲面に成形した位相差フィルム11は、位相差および膜厚ともに、面内ばらつきが約2.5%増加したことを確認した。
 実施例12の曲面に成形した位相差フィルム11の直径方向の延伸倍率と円周方向(直径方向と直交する方向)の延伸倍率の積の面内ばらつきは2.5%だった。
 上記Reの面内ばらつき、および、上記膜厚の面内ばらつきは、上述した方法(上記特定方法1、および、上記特定方法2)にて測定した。
 実施例15の曲面に成形した位相差フィルム12の位相差は、Re=140nm、Rth=70nmであった。また、Reの面内ばらつきは2.5%だった。実施例15の曲面に成形した位相差フィルム12の膜厚は、2.4μmであった。また、膜厚の面内ばらつきは3.2%だった。これにより、成形方法3によって曲面に成形した位相差フィルム12は、位相差の面内ばらつきが約1.8%増加したことを確認した。また、膜厚の面内ばらつきが約2.5%増加したことを確認した。
 実施例15の曲面に成形した位相差フィルム12の直径方向の延伸倍率と円周方向(直径方向と直交する方向)の延伸倍率の積の面内ばらつきは2.5%だった。
 実施例16の曲面に成形した位相差フィルム12の位相差は、Re=140nm、Rth=70nmであった。またReの面内ばらつきは2.5%だった。実施例16の曲面に成形した位相差フィルム12の膜厚は、2.4μmであった。また、膜厚の面内ばらつきは3.2%だった。これにより、成形方法4によって曲面に成形した位相差フィルム12は、位相差の面内ばらつきが約1.8%増加したことを確認した。また、膜厚の面内ばらつきが約2.5%増加したことを確認した。
 実施例16の曲面に成形した位相差フィルム12の直径方向の延伸倍率と円周方向(直径方向と直交する方向)の延伸倍率の積の面内ばらつきは2.5%だった。
<実施例13、14>
 積層光学体11は成形方法1と同様の手順で成形した。なお、積層光学体11は粘着シートを介してモールドに貼られ、最後に積層光学体11を、モールドであるレンズからはみ出した部分を裁断して切り出すことで、曲面に成形された積層光学体11がレンズに貼合された複合レンズ11を得た。
 積層光学体12は成形方法1と同様の手順で成形した。なお、積層光学体12は粘着シートを介してモールドに貼られ、最後に積層光学体12を、モールドであるレンズからはみ出した部分を裁断して切り出すことで、曲面に成形された積層光学体12がレンズに貼合された複合レンズ12を得た。
<実施例17、18>
 積層光学体13を成形方法3と同様の手順で成形した。なお、積層光学体13は粘着シートを介してモールドに貼られ、最後に積層光学体13を、モールドであるレンズからはみ出した部分を裁断して切り出すことで、曲面に成形された積層光学体13がレンズに貼合された複合レンズ13を得た。
 積層光学体13を成形方法4と同様の手順で成形した。なお、積層光学体13は粘着シートを介してモールドに貼られ、最後に積層光学体13を、モールドであるレンズからはみ出した部分を裁断して切り出すことで、曲面に成形された積層光学体13がレンズに貼合された複合レンズ14を得た。
<仮想現実表示装置の作製>
 往復光学系を採用した仮想現実表示装置である、Huawei社製の仮想現実表示装置「Huawei VR Glass」を分解し、複合レンズを全て取り出した。代わりに積層光学体11を貼合した複合レンズ11を本体に組み込み、さらに複合レンズ11と目の間に積層光学体の光吸収異方性層P1側が目側に来るように設置することで、実施例13の仮想現実表示装置を作製した。作製した仮想現実表示装置において、画像表示パネルに白黒のチェッカーパターンを表示させ、ゴースト視認性を目視にて、下記四段階で評価した。
(ゴーストの評価)
AA;ほぼ見えない
A;僅かに見えるが気にならない。
B;弱いゴーストが見える。
C;やや強いゴーストが見える。
D;強いゴーストが見える。
 さらに、実施例14、17、18の仮想現実表示装置を同様の手順で作製し、ゴースト視認性の評価を行った。各実施例で用いた成形方法および光学フィルムの種類を表7に示す。またその評価結果を表8に示す。
 その結果、実施例13、14、17、18の仮想現実表示装置においては全視野領域にわたって、ゴーストが良好だった。また白黒のチェッカーパターンの白部の色の変化が気にならなかった。
表7. 実施例に用いた成形方法および光学フィルムの種類
表8. 実施例の評価結果
 10,20 仮想現実表示装置
 11,12,13,14 λ/4位相差層
 21,22 吸収型直線偏光子
 30 ハーフミラー
 34,36 レンズ基材
 40 反射型円偏光子
 42 反射型直線偏光子
 50,51,52 反射防止層
 70 画像表示パネル
 72 画像表示装置
 80,82 光学機能層付き平凸レンズ
 90,92 光学機能層付き両凸レンズ
 100,100B 積層光学体
 101 コレステリック液晶層
 102 ポジティブCプレート
 103 位相差層
 104 直線偏光子
 105 位相差層
 106 反射防止フィルム
 111 ポジティブCプレート
 112 位相差層
 113 直線偏光型反射偏光子
 114 直線偏光子
 115 位相差層
 116 反射防止フィルム
 131 第一の光反射層
 132 第二の光反射層
 133 第三の光反射層
 134 第四の光反射層
 200 レンズ
 220,234,240  凹面形状の成形面を有する成形型
 222  フィルム
 224  凹面形状が転写されたフィルム
 226,230  凸面形状の成形面を有する成形型
 228  凸面形状が転写されたフィルム
 232  凸面形状が転写された光学フィルム
 236  曲面形状部を有する光学フィルム
 242  平面形状の光学フィルム
 300 ハーフミラー
 400 反射円偏光子
 500 画像表示パネル
 1000 虚像を形成する光線
 2000 ゴーストを形成する光線

Claims (25)

  1.  少なくとも重合性基を有する液晶性化合物を含む組成物を形成してなる、光学機能性フィルムであって、前記液晶性化合物の重合率が、40%以下である、光学機能性フィルム。
  2.  前記液晶性化合物が、一方向に配向している、請求項1に記載の光学機能性フィルム。
  3.  前記液晶性化合物が、螺旋配向している、請求項1に記載の光学機能性フィルム。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の光学機能性フィルムと、
     tanδのピーク温度が170℃以下である樹脂からなる基材フィルムとを有する、光学積層体。
  5.  請求項1~3のいずれか一項に記載の光学機能性フィルム、または、請求項1~3のいずれか一項に記載の光学機能性フィルムおよび基材フィルムを有する光学積層体が、曲面を含む立体形状に成形されてなる成形体。
  6.  請求項5に記載の成形体に対して、加熱処理および紫外線照射からなる群より選択される少なくとも1つの硬化処理を行う硬化工程を有し、
     前記硬化処理により、前記光学機能性フィルムの前記液晶性化合物の重合率が50%以上となる、光学部品の製造方法。
  7.  前記硬化工程の前に、前記成形体を加熱し、前記液晶性化合物を配向させる配向工程をさらに有する、請求項6に記載の光学部品の製造方法。
  8.  請求項6に記載の光学部品の製造方法によって製造される、光学部品。
  9.  偏光を出射する画像表示装置と、
     請求項8に記載の光学部品とを有する、仮想現実表示装置。
  10.  非平面の形状を有し、曲率半径が30mm~1000mmであり、位相差の面内ばらつきが5%未満である光学フィルム。
  11.  曲率半径が30mm~100mmである、請求項10に記載の光学フィルム。
  12.  前記位相差の面内ばらつきが3%未満である、請求項10または11に記載の光学フィルム。
  13.  膜厚の面内ばらつきが5%未満である、請求項10または11に記載の光学フィルム。
  14.  前記光学フィルムが位相差フィルムである、請求項10または11に記載の光学フィルム。
  15.  前記光学フィルムが、波長550nmにおける面内レタデーションが120nmから160nmの範囲にある位相差フィルムである、請求項10または11に記載の光学フィルム。
  16.  前記光学フィルムが位相差フィルムと反射型偏光子とを含む積層光学体である、請求項10または11に記載の光学フィルム。
  17.  平面形状を有する光学フィルムを加熱する工程と、
     前記光学フィルムを第一のモールドに押し付け、第一のモールドの形状に沿って変形させる第一の成形工程と、
     前記第一の成形工程で得られた前記光学フィルムを第二のモールドに押し付け、第二のモールドの形状に沿って変形させる第二の成形工程を含む、光学フィルムの成形方法。
  18.  前記第一のモールドの形状が凸状の曲面部分を含み、前記第二のモールドの形状が凹状の曲面部分を含む、請求項17に記載の光学フィルムの成形方法。
  19.  前記第一のモールドの曲率半径が、前記第二のモールドの曲率半径よりも大きい、請求項17または18に記載の光学フィルムの成形方法。
  20.  平面形状を有する光学フィルムを加熱する工程と、
     前記光学フィルムをモールドに押し付け、モールドの形状に沿って変形させる工程と、
     変形された前記光学フィルムを裁断する工程を含む、光学フィルムの成形方法であって、
     前記加熱工程が、前記光学フィルムに赤外線を照射することで加熱する工程であり、
     前記赤外線の照射量が、前記光学フィルムの面内に分布を有する、光学フィルムの成形方法。
  21.  前記モールドが実質的に凹面球状であり、前記光学フィルムの面の法線方向から前記光学フィルムの面内の位置を前記モールドに射影したときに、
     前記凹面球状の頂点に位置する、前記光学フィルムに照射される赤外線照射量が、前記凹面球状の端部に位置する、前記光学フィルムに照射される赤外線照射量より少ない、請求項20に記載の光学フィルムの成形方法。
  22.  前記モールドが実質的に凹面球状であり、前記光学フィルムの面の法線方向から前記光学フィルムの面内の位置を前記モールドに射影したときに、
     前記凹面球状の頂点に位置する、前記光学フィルムの温度が、前記凹面球状の端部に位置する、前記光学フィルムの温度よりも小さい、請求項20または21に記載の光学フィルムの成形方法。
  23.  平面形状を有する光学フィルムを非平面形状に変形する成形方法であって、
     直径方向の延伸倍率と、円周方向の延伸倍率との積の面内ばらつきが5%未満である、光学フィルムの成形方法。
  24.  前記直径方向の延伸倍率と、前記円周方向の延伸倍率との積の面内ばらつきが3%未満である、請求項23に記載の光学フィルムの成形方法。
  25.  前記直径方向の延伸倍率が、中心から遠ざかるに従って大きくなる、請求項23または24に記載の光学フィルムの成形方法。
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