(57)【要約】  光学特性が互いに異なる第１の領域および第２の領域からなる偏光解消層を含む偏光解消フィルムの偏光解消層において、第１の領域の面積と第２の領域の面積の比が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５であり、第１の領域は、偏光解消層の一方の面から入射した光を他方の面から出射するまでに９０°旋光させる光学異方性領域とし、第２の領域は光学的に等方性を有する光学等方性領域とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学特性が互いに異なる第１の領域および第２の領域からなる偏光解消層を含む偏光解消フィルムであり、
前記偏光解消層において、前記第１の領域の面積と前記第２の領域の面積の比が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５であり、
前記第１の領域は、前記偏光解消層の一方の面から入射し、他方の面から出射する光を９０°旋光させる光学異方性領域であり、
前記第２の領域は光学的に等方性を有する光学等方性領域である偏光解消フィルム。
【請求項２】
前記第１の領域が、前記偏光解消層の前記一方の面から前記他方の面の間で９０°捻じれて配向した液晶相が固定化されてなる請求項１記載の偏光解消フィルム。
【請求項３】
前記第２の領域が、前記第１の領域を構成する液晶材料と同じ液晶材料による等方相からなる請求項２記載の偏光解消フィルム。
【請求項４】
前記偏光解消層の前記一方の面もしくは前記他方の面にλ／４板が積層されてなる請求項１から３いずれか１項記載の偏光解消フィルム。
【請求項５】
請求項１記載の偏光解消フィルムと、請求項４記載の偏光解消フィルムとが、前記λ／４板を介してそれぞれの偏光解消層が対向して配置されてなる偏光解消部材。
【請求項６】
請求項１から４いずれか１項に記載の偏光解消フィルムの製造方法であって、
カチオン重合基および光ラジカル重合基を備えた重合性液晶化合物、キラル剤およびカチオン重合開始剤を含む重合性液晶組成物を、支持体上に一様に塗布して塗布膜を形成する塗布工程と、
前記塗布膜中においてツイスト液晶相に配向させる熟成工程と、
該熟成工程後の前記塗布膜の全面に紫外線を照射して、光カチオン重合反応を生じさせ、前記塗布膜を一部硬化させて液晶半固定膜とする全面露光工程、光ラジカル重合開始剤を含む開始剤供給液を前記液晶半固定膜の表面に塗布する開始剤塗布工程、および、面積の比が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５である非開口部と開口部を有するマスクを前記液晶半固定膜上に位置させた状態で該マスクを介して前記液晶半固定膜に紫外線を照射するマスク露光工程を含む紫外線硬化工程と、
該紫外線硬化工程後に得られた前記液晶半固定膜を等方相への相転移温度以上の温度で熱処理する熱処理工程とを有し、
前記マスクの前記開口部に対応する第１の領域と、前記非開口部に対応する第２の領域とを備えた前記偏光解消層を形成する偏光解消フィルムの製造方法。
【請求項７】
前記重合性液晶組成物が、下記式（１）で表される重合性液晶化合物を含有する請求項６記載の偏光解消フィルムの製造方法。
Ｑ−Ｓｐ1−Ｌ1−Ｍ1−Ｌ2−Ｓｐ2−Ｏｘ      （１）
式（１）中、Ｑは重合性基を表し；Ｓｐ1およびＳｐ2のうちいずれか一方は、分岐アルキレン、または−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−および−Ｓ−からなる群から選択される２価の連結基を少なくとも一つ鎖中に含むアルキレン、もう一方が直鎖アルキレンを表し；Ｌ1およびＬ2は、それぞれ独立に２価の連結基を表し；Ｍ1は下記式（２−１）〜（２−１２）からな
る群から選択される２価の基を少なくとも一つ有するメソゲン基を表し；Ｏｘは下記式（３）で表される基を表す。
【化１】
2018154991.tif 000012
【化２】
2018154991.tif 000013
式（３）中、Ｒ2は水素原子、メチル基、またはエチル基を表し、Ｘ１は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−を表し、Ｘ２は単結合または炭素数１〜４のアルキレンを表す。なお、＊はＳｐ2との結合部位である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光の偏光性を解消する偏光解消フィルム、偏光解消部材および偏光解消フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ表面偏光板の偏光を等方的にする色づき抑止、センサの偏光依存性解消、または、レーザ光を用いてスクリーン上に画像を投射する画像投射装置におけるスペックルノイズの低減等のために、偏光解消素子が用いられている。従来の偏光解消素子においては、その偏光解消方法として複数の複屈折材料を遅相軸が複数方向に配向するように面内配置させる方法が一般的に用いられている。【０００３】
例えば、特開２００６−４７４２１号公報においては、スペックルノイズ低減を目的とし、光入射面において、１／２波長板（λ／２板）が設けられた領域と位相差を与えない単なる透過部材を設けた領域とを交互に配置したストライプ状または市松模様状の平面パターンを有する偏光解消素子が開示されている。【０００４】
しかしながら、上記の第１の領域と第２の領域を備えた構成の場合、λ／２板の光学軸（遅相軸）と入射する直線偏光の偏光軸との傾きが４５°（あるいは−４５°）である場合には、偏光解消の効果を得ることができるが、入射光の偏光軸が４５°（あるいは−４５°）でない場合には、偏光解消の効果が生じないという問題がある。
また、特開２００６−４７４２１号公報の偏光解消素子によれば、λ／２板の特性上、特定の波長に対してしか高い偏光解消性を得ることができないという問題もある。【０００５】
この問題を解決し、広い波長域の光に対して、あるいは入射する直線偏光の偏光軸の方向に拘わらず偏光解消を実現可能とする構成として、特開２０１３−１３０８１０号公報では、第１の複屈折性材質層と第２の複屈折性媒質層を積層し、かつ、両複屈折性媒質層が、それぞれ進相軸方向が異なる２つ以上の領域を含む構成の偏光解消素子が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２０１３−１３０８１０号公報の偏光解消素子のように、１つの層中において進相軸方向が異なる領域を形成するには複雑な配向制御が必要であるために、生産性が低いとういう問題がある。また、進行軸方向が異なる領域の境界領域では配向方向が不安定になるために、高精細化が難しいという問題がある。【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みて、入射光の波長や偏光軸の向きに依存することなく良好な偏光解消が可能であり、簡単な構成で生産性の高い偏光解消フィルムおよび偏光解消部材を提供することを目的とする。また、本発明は入射光の波長に依存することなく偏光解消が可能な偏光解消フィルムを容易に作製することができる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の偏光解消フィルムは、光学特性が互いに異なる第１の領域および第２の領域からなる偏光解消層を含む偏光解消フィルムであり、
偏光解消層において、第１の領域の面積と第２の領域の面積の比が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５であり、
第１の領域は、偏光解消層の一方の面から入射した光を他方の面から出射するまでに９０°旋光させる光学異方性領域であり、
第２の領域は光学的に等方性を有する光学等方性領域であることを特徴とする。【０００９】
本発明の偏光解消フィルムは、第１の領域が、偏光解消層の一方の面から他方の面までの間で９０°捻じれて配向した液晶相が固定化されてなることが好ましい。【００１０】
本発明の偏光解消フィルムは、第１の領域が液晶相から構成されてなる場合において、第２の領域が、第１の領域を構成する液晶材料と同じ液晶材料による等方相からなることが好ましい。【００１１】
本発明の偏光解消フィルムは、偏光解消層の一方の面もしくは他方の面にλ／４板が積層されてなることが好ましい。【００１２】
本発明の偏光解消部材は、偏光解消層を備えた偏光解消フィルムと、偏光解消層にλ／４板をさらに備えた偏光解消フィルムとがλ／４板を介して２つの偏光解消層が対向して配置されてなることを特徴とする。【００１３】
本発明の偏光解消フィルムの製造方法は、カチオン重合基および光ラジカル重合基を備えた重合性液晶化合物、キラル剤およびカチオン重合開始剤を含む重合性液晶組成物を、支持体上に一様に塗布して塗布膜を形成する塗布工程と、
塗布膜中においてツイスト液晶相に配向させる熟成工程と、
熟成工程後の塗布膜の全面に紫外線を照射して、光カチオン重合反応を生じさせ、塗布膜を一部硬化させて液晶半固定膜とする全面露光工程、光ラジカル重合開始剤を含む開始剤供給液を液晶半固定膜の表面に塗布する開始剤塗布工程、および、面積の比が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５である非開口部と開口部を有するマスクを液晶半固定膜上に位置させた状態でマスクを介して液晶半固定膜に紫外線を照射するマスク露光工程を含む紫外線硬化工程と、
紫外線硬化工程後に得られた液晶半固定膜を等方相への相転移温度以上の温度で熱処理する熱処理工程とを有し、
マスクの開口部に対応する第１の領域と、非開口部に対応する第２の領域とを備えた偏光解消層を形成することを特徴とする。【００１４】
本発明の偏光解消フィルムの製造方法は、重合性液晶組成物が、下記式（１）で表される重合性液晶化合物を含有することが好ましい。
Ｑ−Ｓｐ1−Ｌ1−Ｍ1−Ｌ2−Ｓｐ2−Ｏｘ      （１）
式（１）中、Ｑは重合性基を表し；Ｓｐ1およびＳｐ2のうちいずれか一方は、分岐アルキレン、または−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−および−Ｓ−からなる群から選択される２価の連結基を少なくとも一つ鎖中に含むアルキレン、もう一方が直鎖アルキレンを表し；Ｌ1およびＬ2は、それぞれ独立に２価の連結基を表し；Ｍ1は下記式（２−１）〜（２−１２）からな
る群から選択される２価の基を少なくとも一つ有するメソゲン基を表し；Ｏｘは下記式（３）で表される基を表す。
【化１】
2018154991.tif 000003
【化２】
2018154991.tif 000004
式（３）中、Ｒ2は水素原子、メチル基、またはエチル基を表し、Ｘ１は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−を表し、Ｘ２は単結合または炭素数１〜４のアルキレンを表す。なお、＊はＳｐ2との結合部位である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の偏光解消フィルムは、光学特性が互いに異なる第１の領域および第２の領域からなる偏光解消層を含む偏光解消フィルムであり、偏光解消層において、第１の領域の面積と第２の領域の面積の比が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５であり、第１の領域は、偏光解消層の一方の面から入射した光を他方の面から出射するまでに９０°旋光させる光学異方性領域であり、第２の領域は光学的に等方性を有する光学等方性領域であるので、偏光解消フィルムに入射されて第１の領域、第２の領域を通過した光が混合されて偏光解消された出射光を得ることができる。本光学異方性領域では、偏光軸の向きに拘わらず９０°回転させることができるので、偏光軸の向きに依存することなく良好な偏光解消が可能である。また、従来の構成のようにλ／２板を用いた場合には、波長分散が生じる可能性があるが、本構成では波長に拘わらず、良好な偏光解消を実現できる。また、１つの層中において進相軸方向が異なる領域を形成するような複雑な構造でないために、生産性も高く、高精細化も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態の偏光解消フィルムを模式的に示す断面図および平面図である。
【図２】偏光解消層の第１および第２の領域の配置パターンの他の例を示す平面図である（その１）。
【図３】偏光解消層の第１および第２の領域の配置パターンの他の例を示す平面図である（その２）。
【図４】偏光解消層の第１および第２の領域の配置パターンの他の例を示す平面図である（その３）。
【図５】偏光解消層の第１および第２の領域の配置パターンの他の例を示す平面図である（その４）。
【図６】第１の実施形態の偏光解消フィルムにおける偏光解消の原理を説明するための模式図である。
【図７】第２の実施形態の偏光解消フィルムを模式的に示す断面図である。
【図８】第２実施形態の偏光解消フィルムにおける偏光解消の原理を説明するための模式図である。
【図９】実施形態の偏光解消部材を模式的に示す断面図である。
【図１０】偏光解消部材における偏光解消の原理を説明するための模式図である。
【図１１】偏光解消層の形成工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の第１の偏光解消フィルムの実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面においては、視認しやすくするため、構成要素の縮尺は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００１８】
＜偏光解消フィルム＞
図１は、本発明の第１の実施形態の偏光解消フィルム１の断面および平面を示す模式図である。
本実施形態の偏光解消フィルム１は、支持体１０上に偏光解消層２０を備えている。なお、本発明の偏光解消フィルムは偏光解消層のみから構成されていてもよい。
【００１９】
偏光解消層２０は、光学特性が互いに異なる第１の領域２１と第２の領域２２とを有している。図１の平面図においては、第１の領域２１と第２の領域２２とを区別するために第１の領域２１をグレーで示している（後出の図２〜図５）おいても同様である。）。第１の領域２１の面積Ｓ１と第２の領域２２の面積Ｓ２の面積比Ｓ１：Ｓ２は０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５である。ここで、第１の領域２１の面積Ｓ１、第２の領域２２の面積Ｓ２は、それぞれの領域が複数ある場合には、総面積で定義する。本実施形態においては、第１の領域２１と第２の領域２２とは同一のストライプ形状を有し、その幅方向に、例えば、０．５μｍ〜２．０μｍの周期Ｐで交互に配置されてなる。図１において、第１の領域２１の並び方向の幅ｗ１と第２の領域２２の並び方向の幅ｗ２は同一であり、配置周期Ｐの半分である（ｗ１＝ｗ２＝Ｐ／２）。
【００２０】
面積比Ｓ１：Ｓ２が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５の範囲である、とは、面積Ｓ１と面積Ｓ２がほぼ同等であることを意味する。面積比Ｓ１：Ｓ２が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５であれば、図１に示す交互に配置されたパターンに限らず、第１の領域２１と第２の領域２２とはどのようなパターンで配置されていても構わない。
第１の領域の面積と第２の領域の面積は、電子顕微鏡を用いた測長により領域の縦横長さを測定し、面積を算出することで求めることができる。
【００２１】
第１の領域２１は、偏光解消層２０の一方の面２０ａから入射した光が他方の面２０ｂから出射するまでに、その光を９０°旋光させる機能を有する光学異方性領域である。第１の領域２１に入射した光は、その電場ベクトルが９０°回転された状態で出力される。したがって、入射光が直線偏光である場合、その偏光軸の向きに拘わらず、出射光は、入射時の偏光軸に対して９０°の傾きをなす偏光軸を有するものとなる。一方、入射光が円偏光あるいは非偏光である場合には、電場ベクトルが９０°回転しても見かけ上の偏光状態は変化せず、出射光は入射光と同等の偏光状態を有するものとなる。
【００２２】
本発明において「光を９０°旋光させる機能を有する」とは、入射光の偏光状態にかかわらず、入射光の電場ベクトルを９０°回転させる効果を奏するものであり、λ／２板のように、その光学軸に対して４５°（あるいは−４５°）など、特定の角度で傾いた偏光軸を有する偏光に対してのみ偏光軸を９０°回転させる効果を奏するものは、本発明における、「光を９０°旋光させる機能を有する」ものに相当しない。
【００２３】
第１の領域２１は、入射光を９０°旋光させて出射させる機能を有していれば、その構成材料に制限はないが、例えば、液晶材料（重合性液晶組成物）を用いて形成することができる。具体的には、液晶層において、一方の面から他方の面までの間で９０°捻じれて配向した液晶相（９０°ツイスト液晶相）が固定化されてなる領域から構成することができる。一般には９０°捩れる為には、Gooch-Tarry条件が知られており、この条件の液晶材料を用いることが出来る。具体的には、John Wiley & Sons社の書籍：Fundamentals of Liquid Crystal Devices、著者: Shin-Tson Wu、Deng-Ke Yang（以下において参照文献 １）の２０１頁に詳しく記載がある。また、波長に対して十分に捩れのピッチが大きい、Mauguin条件も知られており、この条件の液晶材料を用いることができる。具体的には、上記参照文献１の６４頁に詳しく記載がある。
【００２４】
第２の領域２２は光学的に等方性を有する光学等方性領域である。したがって第２の領域２２は通過する光の偏光状態に対して影響を与えず、入射光の特性を変化させることなく出射させる。第２の領域２２は光学的に等方性であれば構成材料は限定されず、空気層であってもよい。また、第１の領域２１が上述の９０°ツイスト液晶相からなるものであるとき、その構成材料と同じ液晶材料による等方相から第２の領域２２が構成されていることが好ましい。
【００２５】
なお、偏光解消層における第１の領域が９０°旋光機能を有し、第２の領域が等方性を有するかどうかは、例えば、Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のＡｘｏＳｔｅｐ高精度ミュラー行列イメージングポラリメータ等を用いて測定するなどの公知の方法で確認することができる。
【００２６】
既述の通り、本発明の偏光解消フィルムの偏光解消層における第１の領域２１と第２の領域２２は、両者の面積が略同等であれば、配置パターンに制限はない。図２〜図５は、偏光解消層における第１の領域２１と第２の領域２２との配置パターンの例を示す平面模式図である。
【００２７】
図２に示すように、第１の領域２１と第２の領域２２とが同一の矩形状を有し、縦横（図中矢印ｘ、ｙ方向）に交互に配置されてなる配置パターンとすることができる。矩形状の各領域２１、２２は、長方形（ｗ１ｘ≠ｗ１ｙ，ｗ２ｘ≠ｗ２ｙ）であっても、正方形（ｗ１ｘ＝ｗ１ｙ，ｗ２ｘ＝ｗ２ｙ）であってもよい。
【００２８】
また、図３に示すように、第２の領域２２中に第１の領域２１が二次元周期的に配置されている配置パターンであってもよい。このとき、第１の領域２２は連続した１つの領域から形成されている。そして、第１の領域２２の面積Ｓ１と複数の第２の領域２２の総面積Ｓ２とがほぼ同等である。
【００２９】
また、第１の領域２１と第２の領域２２とは図１〜図３に示すように同一の形状で周期的に配置されているパターンに限らず図４に示すように、大きさの異なる第１の領域２１が第２の領域２２中にランダムに設けられていてもよい。
【００３０】
光の入射領域における第１の領域２１と第２の領域２２の面積Ｓ１とＳ２がほぼ同等であれば、各領域の形状、配置に制限はない。図１〜図４の配置パターンは第１の領域２１および第２の領域２２の両方もしくは一方が複数の領域から構成されているものであるが、図５に示すように、いずれも１つの領域のみから構成されていてもよい。
【００３１】
本偏光解消フィルム１において、偏光解消層２０の第１の領域２１に入射した光は９０°旋光されて出射し、第２の領域２２に入射した光は、入射時の偏光特性を維持したまま出射される。既述の通り、偏光解消フィルム１における第１の領域２１と第２の領域２２の面積が同等であれば、偏光解消フィルム１に入射した光のうちの略半分が第１の領域２１を通過して９０°旋光されて出射され、残りの略半分が第２の領域２２を通過して入射時の偏光特性のまま出射される。両者が同等であり、両領域を追加した光が混合（合成）されることにより出射光は偏光解消された光となる。すなわち、偏光解消フィルム１に、一方の面１ａから入射した直線偏光は、偏光解消された光として他方の面１ｂから出射される。なお、偏光解消フィルム１は、直線偏光を他方の面１ｂから入射し、一方の面１ａから出射させても、同様に偏光解消の効果を得ることができる。第１の領域２１における光の旋光方向が逆向きになるだけで、原理は同様だからである。
【００３２】
本偏光解消フィルム１による偏光解消の原理について図６を参照してより詳細に説明する。図６は直線偏光に対する偏光解消の原理を説明するための模式図である。図６には、入射光が直線偏光であって、偏光解消フィルム１の面（ｘｙ面）内における＋ｘ軸に対する偏光軸の傾きが０°（Ｐ0）、９０°（Ｐ90）、４５°（Ｐ45）および１３５°（Ｐ135）である場合、および、入射光が円偏光であって左回り円偏光（ＰＬ）である場合について、偏光解消層２０への入射前および偏光解消層２０からの出射後の偏光状態を示す。なお、図６においては、偏光解消フィルム１のｚ方向に光が通過する際（図１）の、通過前後の入射光の偏光状態を示すものであり、偏光解消層２０はｘｚ断面、偏光状態はｘｙ面内における偏光を示している。後出の図８および図１０についても同様である。
【００３３】
入射光が直線偏光であって、ｘ軸に沿った（＋ｘ軸に対して傾きが０°である）偏光軸Ｐ0を有する場合、入射光のうち第１の領域２１を通過する光は、偏光軸が９０°旋回されて＋ｘ軸に対して９０°傾いた偏光軸Ｐ90を有する直線偏光として出射される。一方、第２の領域２２を通過する光は、偏光軸が変化することなく傾き０°のまま出射される。したがって、第１の領域２１から出射された光と第２の領域から出射された光は、互いに直交する偏光軸Ｐ90、Ｐ0を有するものとなる。偏光解消層２０における第１および第２の領域の面積は略同等であるので、第１および第２領域を通過した光が混合（合成）されることにより直線偏光が解消された出射光を得ることができる。
【００３４】
入射光が直線偏光であって、＋ｘ軸に対して９０°傾いた偏光軸Ｐ90を有する場合、入射光のうち第１の領域２１を通過した光は、偏光軸が９０°旋回されて＋ｘ軸に対し１８０°傾いた（ｘ軸に沿った）偏光軸Ｐ180（＝Ｐ0）を有する直線偏光として出射される。一方、第２の領域２２を通過した光は、偏光軸が変化することなく傾き９０°のまま出射される。したがって、第１の領域２１から出射された光と第２の領域から出射された光は、互いに直交する偏光軸Ｐ180、Ｐ90を有するものとなる。このとき、上記と同様に、第１および第２の領域を通過した光が合成され、結果として直線偏光が解消された出射光を得ることができる。
【００３５】
また、入射光が直線偏光であって、＋ｘ軸に対して４５°傾いた偏光軸Ｐ45を有する場合、入射光のうち第１の領域２１を通過した光は、偏光軸が９０°旋回されて＋ｘ軸に対し１３５°傾いた偏光軸Ｐ135を有する直線偏光として出射される。一方、第２の領域２２を通過した光は、偏光軸が変化することなく傾き４５°のまま出射される。したがって、第１の領域２１から出射された光と第２の領域から出射された光は、互いに直交する偏光軸Ｐ135、Ｐ45を有するものとなる。このとき、上記と同様に、第１および第２の領域を通過した光が合成され、結果として直線偏光が解消された出射光を得ることができる。
【００３６】
同様に、入射光が直線偏光であって、＋ｘ軸に対して１３５°傾いた偏光軸Ｐ135，を有する場合、入射光のうち第１の領域２１を通過した光は、偏光軸が９０°旋回されて＋ｘ軸に対し２２５°傾いた偏光軸Ｐ225（＝Ｐ45）を有する直線偏光として出射される。
一方、第２の領域２２を通過した光は、偏光軸が変化することなく傾き１３５°のまま出射される。したがって、第１の領域２１から出射された光と第２の領域から出射された光は、互いに直交する偏光軸Ｐ225、Ｐ135を有するものとなる。このとき、上記と同様に、第１および第２の領域を通過した光が合成され、結果として直線偏光が解消された出射光を得ることができる。
【００３７】
入射光が直線偏光であるとき、偏光軸のｘ軸に対する傾きαに制限はなく、第１の領域２１を通過した後の偏光軸の傾きはα＋π/２であり、第２の領域２２を通過した光の偏光軸の傾きαはそのまま維持される。したがって、第１の領域２１を通過した光と第２の領域２２を通過した光の偏光軸は必ず直交するものとなるため、入射光の偏光軸の傾きαにかかわらず、偏光解消された出射光を得ることができる。
【００３８】
また、本構成の偏光解消フィルムは、入射光の波長に拘わらず、いかなる入射波長に対しても同様の偏光解消効果を得ることができる。
【００３９】
他方、入射光が円偏光であって、左回り円偏光ＰLである場合、第１の領域２１および第２の領域２２を通過した光はいずれも左回り円偏光ＰLのまま出射されるため、出射光は左回り円偏光ＰLの偏光状態が維持されたものとなる。なお、図示していないが、入射光が右回りの円偏光である場合も同様に、出射光は右回り円偏光のままである。
【００４０】
図７は第２の実施形態の偏光解消フィルム２の断面模式図である。
第２の実施形態の偏光解消フィルム２は、偏光解消層２０とλ／４板３０とが積層されてなる。
偏光解消層２０の構成は第１の実施形態の偏光解消フィルムにおける偏光解消層２０と同じである。λ／４板３０、どのような波長にも一定の位相差（λ／４）を与えることができる広帯域λ／４板であることが、波長分散抑制の観点から好ましい。
【００４１】
偏光解消フィルム２は、そのλ／４板３０側の面２ａから入射させた円偏光に対し、偏光解消効果を奏するものである。偏光解消フィルム２のλ／４板３０側から入射された光はλ／４板３０および偏光解消層２０を順に経て他方の面２ｂから出射される。偏光解消の原理について図８を参照して説明する。図８は、偏光解消フィルムによる円偏光に対する偏光解消の原理を説明するための模式図である。図８には、入射光が円偏光であって、左回りの円偏光（ＰL）、右周り円偏光（ＰR）である場合、および、入射光が直線偏光であって、偏光解消フィルム２の面（ｘｙ面）内における＋ｘ軸に対する偏光軸の傾きが０°（偏光軸Ｐ0）である場合について、λ／４板３０への入射前（フィルム２への入射前
）およびλ／４板３０を経た後の偏光状態、および、さらに偏光解消層２０を経た後（フィルム２からの出射後）の偏光状態をそれぞれ示す。
【００４２】
入射光が円偏光であって、左回り円偏光ＰＬである場合、λ／４板３０を経た光は、直線偏光に変換される。この直線偏光の偏光軸を＋ｘ軸方向としている。λ／４板を経て直線偏光となった光のうち、偏光解消層２０において第１の領域２１を通過する光は、偏光軸が９０°旋回されて、第２の領域２２を通過する光は、偏光軸が回転されることなくそのまま出射される。したがって、偏光解消層２０の第１の領域２１から出射された光と第２の領域２２から出射された光の偏光軸は直交するものとなる。以上の作用により、偏光解消フィルム２のλ／４板３０側の面２ａから入射した円偏光は偏光解消層２０側の面２ｂから偏光解消された光として出射される。
【００４３】
同様に、入射光が円偏光であった、右回り円偏光ＰRである場合、λ／４板３０を経た光は、直線偏光に変換される。このとき、左回り円偏光ＰLをｘ軸方向の偏光軸を有する直線偏光に変換する作用を有するλ／４板３０において、右回り円偏光ＰRは、ｘ軸に対して９０°傾いたｙ軸方向の偏光軸を有する直線偏光に変換される。λ／４板を経て直線偏光となった光のうち、偏光解消層２０において第１の領域２１を通過する光は偏光軸が９０°旋回されて、第２の領域２２を通過する光はそのまま出射される。これにより、第１の領域２１から出射された光と第２の領域２２から出射された光の偏光軸は直交するものとなる。偏光解消フィルム２のλ／４板３０側の面２ａから入射した円偏光は偏光解消層２０側の面２ｂから偏光解消された光として出射される。
【００４４】
他方、入射光がｘ軸方向の偏光軸Ｐ0を有する直線偏光である場合、λ／４板３０を経た光は、所定の向き（ここでは左回り）の円偏光に変換される。既述の通り、円偏光は偏光解消層２０を通過してもそのままの偏光状態が維持される。したがって、本偏光解消フィルム２に対して直線偏光を入射させた場合、直線偏光自体は解消されるが、出射光において所定の向きの円偏光が残留する。
【００４５】
第２の実施形態の偏光解消フィルム２においては、λ／４板３０と偏光解消層２０との間、あるいは偏光解消層２０の、λ／４板３０とは反対の面側に支持体を備えていてもよい。
【００４６】
以上の通り、第１の実施形態の偏光解消フィルム１は直線偏光に対して偏光解消の効果を奏し、第２の実施形態の偏光解消フィルム２は円偏光に対して偏光解消の効果を奏するものである。そこで、両者を組み合わせることにより、直線偏光および円偏光のいずれに対しても偏光解消の効果を得ることができる偏光解消部材を構成することができる。
【００４７】
図９は、本発明の偏光解消部材の実施形態の断面模式図である。本実施形態の偏光解消部材５は、λ／４板３０を挟んで２層の偏光解消層１２０、２２０が対向配置された構成である。
第１および第２の偏光解消層１２０、２２０はいずれも第１の実施形態における偏光解消層２０の構成と同様である。図９において、第１の偏光解消層１２０と第２の偏光解消層１２０は互いの第１の領域１２１と２２１および第２の領域１２２と２２２が一致するように配置されているが、互いの領域はずれていてもよい。また、第１の偏光解消層１２０における第１の領域１２１と第２の領域１２２の配置パターンと、第２の偏光解消層２２０における第１の領域２２１と第２の領域２２２の配置パターンとが異なるものであってもよい。例えば、第１の偏光解消層１２０が図２に示す市松模様のパターンを有するものであって、第２の偏光解消層２２０が図４に示す種々の大きさの第１の領域がランダムに配置されたパターンを有するものであってもよい。また、λ／４板３０は、第２の実施形態の偏光解消フィルム２の場合と同様に、広帯域λ／４板であることが好ましい。
【００４８】
本実施形態の偏光解消部材５は、入射光が直線偏光であっても円偏光であっても、偏光解消効果を得ることができる。偏光解消部材５の一方の面５ａから入射された光は、第１の偏光解消層１２０、λ／４板３０および第２の偏光解消層２２０を経て他方の面５ｂから出射される。なお、入射光はいずれの面５ａ、５ｂから入射させても同様の効果を得ることができる。
【００４９】
偏光解消部材５の偏光解消の原理について図１０を参照して説明する。図１０は、偏光解消部材５による直線偏光および円偏光に対する偏光解消の原理を説明するための模式図である。図１０には、入射光が直線偏光であって、偏光解消部材５の面（ｘｙ面）内における＋ｘ軸に対する偏光軸の傾きが０°（偏光軸Ｐ0）、９０°（偏光軸Ｐ90）、４５°
（偏光軸Ｐ45）および１３５°（偏光軸Ｐ135）である場合、および、入射光が円偏光で
あって左回り円偏光ＰＬ、右回り円偏光ＰRである場合について、第１の偏光解消層１２
０への入射前（偏光解消部材５への入射前）、第１の偏光解消層１２０を経た後、λ／４板３０を経た後、さらには第２の偏光解消層２２０を経た後（偏光解消部材５への出射後）の偏光状態をそれぞれ示す。
【００５０】
入射光が直線偏光であって、ｘ軸に沿った（＋ｘ軸に対して傾きが０°である）偏光軸Ｐ0を有する場合、第１の偏光解消層１２０の第１の領域１２１を通過する光は、偏光軸
が９０°旋回されて＋ｘ軸に対して９０°傾いた偏光軸Ｐ90を有する直線偏光として出射される。一方、第１の偏光解消層１２０の第２の領域１２２を通過する光は、偏光軸が変化することなく傾き０°のまま出射される。第１の偏光解消層１２０の第１の領域１２１を通過した光と、第２の領域１２２を通過した光は、その後、λ／４板３０を経ることにより、互いに逆向きの円偏光に変換される。円偏光は第２の偏光解消層２２０において、偏光状態は変化しないため、互いに逆向きの円偏光のまま、第１の領域２２１および第２の領域２２２から出射される。第１の領域と第２の領域の面積は略同等であるので、互いに逆向きの円偏光は混合（合成）されることにより相殺されて円偏光が解消され、最終的に偏光が解消された出射光を得ることができる。
【００５１】
入射光が直線偏光である場合には、その偏光軸のｘ軸に対する傾きにかかわらず、同様の原理により、第１の偏光解消層１２０、λ／４板３０および第２の偏光解消層２２０を経て偏光解消された光を得ることができる。
【００５２】
入射光が円偏光であって、左回り円偏光ＰLである場合、第１の偏光解消層１２０において、第１の領域１２１および第２の領域１２２を通過した光はいずれも左回り円偏光ＰLのまま出射される。その後、λ／４板３０を通過して直線偏光に変換される。さらに、第２の偏光解消層２２０において、第１の領域２２１を通過する光は偏光軸が９０°旋回されて、第２の領域２２２を通過する光はそのまま出射される。第１の領域２２１から出射された光と第２の領域２２２から出射された光の偏光軸は直交するものとなり、結果として偏光解消された出射光を得ることができる。
入射光が右回りの円偏光ＰRである場合も同様にも、同様の原理により、第１の偏光解消層１２０、λ／４板３０および第２の偏光解消層２２０を経て偏光解消された光を得ることができる。
【００５３】
なお、偏光解消部材５は、図９において、第１の偏光解消層１２０、λ／４板３０、第２の偏光解消層２２０が積層された構成としたが、各層間もしくは光入出射面に支持体を備えていてもよいし、また、各層間に空隙があってもよい。
【００５４】
次に、偏光解消層２０の第１の領域２１および第２の領域２２が同一の液晶材料から構成されている場合について、その材料および製造方法を説明する。
【００５５】
（液晶材料）
偏光解消層２０を形成するための液晶材料としては、カチオン重合性基とラジカル重合性基を備えた重合性液晶化合物、キラル剤およびカチオン系重合開始剤を含む組成物が好ましい。また、重合性液晶化合物の波長特性は順分散性であっても逆分散性であってもよい。さらに配向制御剤および配向助剤などのその他の成分を含有してもよい。特に特開２００８−１２７３３６号公報に記載の重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物を好適に利用することができる。
【００５６】
−重合性液晶化合物−
カチオン重合性基とラジカル重合性基を備えた重合性液晶化合物としてしては、下記式（１）で表される重合性液晶化合物が好適である。
【００５７】
Ｑ−Ｓｐ1−Ｌ1−Ｍ1−Ｌ2−Ｓｐ2−Ｏｘ      （１）
式（１）中において、Ｑは重合性基を表す。なお、本明細書において、重合性基Ｑには、重合性の二重結合等に−ＣＯ−、−ＯＣＯ−および−ＣＯＯ−等が結合している場合には、当該−ＣＯ−、−ＯＣＯ−および−ＣＯＯ−等も含めて重合性基とする。ここで重合性基Ｑは、ラジカル重合性基である。後に詳述するＯｘはカチオン重合性基であるため、ラジカル重合性基とすることにより、異なる条件により、重合反応を進めることができる。ラジカル重合性基としては、（メタ）アクリロイルオキシ基または（メタ）アクリロイルが好ましく、（メタ）アクリロイルオキシ基がより好ましい。
【００５８】
式（１）中において、Ｓｐ1およびＳｐ2のうちいずれか一方は、分岐アルキレン、または−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−および−Ｓ−からなる群から選択される２価の連結基を少なくとも一つ鎖中に含むアルキレン、もう一方が直鎖アルキレンを表す。このように、Ｓｐ1およびＳｐ2を異なる構造、即ち、非対称な構造とすることにより、有機溶媒、特にＭＥＫ等に対する溶解性が向上する。分岐アルキレン、または−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−および−Ｓ−からなる群から選択される２価の連結基を少なくとも一つ鎖中に含むアルキレンのうち、好ましくは、−Ｏ−または−Ｃ≡Ｃ−を鎖中に含むアルキレンであり、より好ましくは、−（ＣＨ2）n1−Ｘ−（ＣＨ2）n2−である。ここで、ｎ１およびｎ２はそれぞれ独立に１〜４の整数であり、好ましくは１または２である。−Ｘ−は、−Ｏ−または−Ｃ≡Ｃ−であり、好ましくは、−Ｏ−である。−Ｘ−が、−Ｏ−である場合、ｎ１およびｎ２はともに２であることが好ましく、−Ｘ−が−Ｃ≡Ｃ−である場合、ｎ１およびｎ２はともに１であることが好ましい。分岐アルキレンの炭素数（分岐鎖の炭素数を含む）は、好ましくは４〜１２、より好ましくは４〜８、更に好ましくは４〜６である。分岐鎖としては、メチル基またはエチル基が好ましく、より好ましくはメチル基である。
【００５９】
もう一方の直鎖アルキレンの炭素数は、好ましくは２〜１２、より好ましくは４〜８、更に好ましくは４〜６である。分岐アルキレン、または−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−および−Ｓ−からなる群から選択される２価の連結基を少なくとも一つ鎖中に含むアルキレンと、直鎖アルキレンとを、Ｓｐ1およびＳｐ2のどちらにするかの選択は特に制限されるものではなく、使用の用途、方法により適宜、選択することができる。本発明においては、重合性基Ｑおよび−Ｏｘのうち、−Ｏｘを先に重合させるため、Ｓｐ2が直鎖アルキレンであり、Ｓｐ1が分岐アルキレン、または−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−および−Ｓ−からなる群から選択される２価の連結基を少なくとも一つ鎖中に含むアルキレンであることが好ましい。なお、このように、重合を段階的に行う場合、一回目の重合に比べて、二回目の重合の方が流動性は低くなっているため、重合率が低くなる傾向にある。このことから、一回目に重合させる重合性基側のスペーサーが分岐アルキレン、または−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−および−Ｓ−からなる群から選択される２価の連結基を少なくとも一つ鎖中に含むアルキレンであると、メソゲン部位が熱的に揺らぎやすくなり、結果として、耐熱性が悪くなる。そこで、一回目に重合させる重合性基側のスペーサーを直鎖アルキレンにすることにより、メソゲン部位の熱的な揺らぎが抑制され、結果として、耐熱性が良くなる。
【００６０】
式（１）において、Ｌ1およびＬ2は、それぞれ独立に２価の連結基を表す。Ｌ1およびＬ2は、それぞれ、Ｓｐ1およびＭ1、Ｓｐ２およびＭ1、を連結する基であれば特に制限されるものではないが、好ましくは、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、−ＣＨ2−、−ＣＯＮＨ−、または−ＮＨＣＯ−である。より好ましくは、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣＯ−、または−ＣＯＯ−であり、さらに好ましくは、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ2−であり、最も好ましくは−Ｏ−である。Ｌ1およびＬ2が同じ２価の連結基であることが好ましく、ともに−Ｏ−であることがより好ましい。なお、本明細書において、Ｍ1に直接−Ｏ−が結合している場合には、当該−Ｏ−は、Ｌ1またはＬ2として扱い、Ｓｐ1またはＳｐ２を構成するものではない。
【００６１】
式（１）において、Ｍ1は下記式（２−１）〜（２−１２）からなる群から選択される２価の基を少なくとも一つ好ましくは３個以上の基、より好ましくは３個の基を有するメソゲン基を表す。
【化３】
2018154991.tif 000005
【００６２】
なお、例えば式（２−１）で表される２価の基は無置換の１，４−シクロへキシレン基、式（２−２）で表される２価の基は無置換の１，４−フェニレン基を表すものである。
【００６３】
Ｍ1で表されるメソゲン基が前述の基の２個以上から構成されている場合は、前述の基は、それぞれ、単結合、アセチレン基（−Ｃ≡Ｃ−）、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＮ）＝ＣＨ−、−ＣＯＮＨＣＯＮＨＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＯ−、−ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＮＨ−からなる群から選択される連結基によって結合していればよく、好ましくは単結合、アセチレン基（−Ｃ≡Ｃ−）、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＮ）＝ＣＨ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、および−ＣＯＮＨＣＯＮＨＣＯ−からなる群から選択される連結基によって結合していればよく、さらに好ましくは、単結合、アセチレン基（−Ｃ≡Ｃ−）、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、および−ＮＨＣＯ−からなる群から選択される連結基によって結合していればよい。
【００６４】
上記式（１）において、Ｏｘは下記式（３）で表される基を表す。
【化４】
2018154991.tif 000006
【００６５】
上記式（３）中、Ｒ2は水素原子、メチル基、またはエチル基であり、好ましくはメチル基またはエチル基であり、より好ましくは、メチル基である。Ｘ１は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−であり、好ましくは−Ｏ−または−ＯＣＯ−（Ｏｘ側がＯでＳｐ側がＣＯ）であり、より好ましくは−Ｏ−である。Ｘ２は単結合または炭素数１〜４のアルキレンであり、好ましくは炭素数１〜２のアルキレン、より好ましくは炭素数１のアルキレン（メチレン）である。なお、＊はＳｐ2との結合部位である。
【００６６】
なお、式（１）で表される重合性液晶化合物の具体例は特開２００８−１２７３３６号公報に挙げられており、それらを適宜用いることができる。重合性液晶組成物中における重合性液晶化合物の濃度は、組成物の総質量に対して好ましくは３０質量％〜９９．９質量％、より好ましくは５０質量％〜９９．９質量％、さらに好ましくは７０質量％〜９９．９質量％であればよい。
【００６７】
−キラル剤（光学活性化合物）−
キラル剤はツイスト液晶相を誘起する機能を有する。キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（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１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶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。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
【００６８】
キラル剤が光異性化基を有していてもよい。光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ、アゾキシ、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２００２−８０４７８号公報、特開２００２−８０８５１号公報、特開２００２−１７９６６８号公報、特開２００２−１７９６６９号公報、特開２００２−１７９６７０号公報、特開２００２−１７９６８１号公報、特開２００２−１７９６８２号公報、特開２００２−３３８５７５号公報、特開２００２−３３８６６８号公報、特開２００３−３１３１８９号公報、特開２００３−３１３２９２号公報に記載の化合物を用いることができる。
重合性液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶性化合物量の０．０１モル％〜２００モル％が好ましく、１モル％〜３０モル％がより好ましい。
【００６９】
−カチオン系開始剤（光カチオン発生剤）−
光カチオン発生剤としては、光照射により酸を発生し、オキセタニル基のカチオン重合を開始させる作用を有するものであれば何でもよいが、オニウム塩が好ましい。この場合、対アニオンは有機アニオンおよび無機アニオンのいずれでもよい。オニウム塩としては、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩、スルホニウム塩などが挙げられるが、スルホニウム塩およびヨードニウム塩が好ましく、熱安定性を考慮するとスルホニウム塩がより好ましい。光カチオン発生剤としては、特開２００８−１２７３３６号公報の段落[００５３]に記載のものを適宜利用することができる。
【００７０】
光カチオン発生剤の添加量は重合性液晶化合物におけるメソゲン基やスペーサーの構造や、オキセタニル基当量、液晶の配向条件などにより異なるが、通常、液晶性組成物におけるモノマー総質量に対し、通常１００質量ｐｐｍ〜２０質量％、好ましくは１０００質量ｐｐｍ〜１０質量％、より好ましくは０．２質量％〜７質量％、最も好ましくは０．５質量％〜５質量％の範囲である。
【００７１】
−その他の成分−
ツイスト液晶相を形成するために用いられる組成物には、上記液晶化合物およびキラル剤およびカチオン系開始剤の他、配向制御剤および配向助剤などのその他の成分を含有していてもよい。いずれも公知の材料を利用することができる。
【００７２】
−溶媒−
ツイスト液晶相および等方相を実現するための組成物の溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド（例、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例、ジメチルスルホキシド）、ヘテロ環化合物（例、ピリジン）、炭化水素（例、ベンゼン、ヘキサン）、アルキルハライド（例、クロロホルム、ジクロロメタン）、エステル（例、酢酸メチル、酢酸ブチル）、ケトン（例、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン）、エーテル（例、テトラヒドロフラン、１、２−ジメトキシエタン）が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【００７３】
＜偏光解消層の形成＞
偏光解消層の形成方法について、図１１に示す作製工程を参照して説明する。
【００７４】
＜＜塗布工程＞＞
支持体１０の表面（もしくは支持体上に設けられた配向膜上）に重合性液晶組成物を一様に塗布して塗布膜２０Ａを形成する（Ｓ１）。
【００７５】
重合性液晶組成物の塗布は、重合性液晶組成物を溶媒により溶液状態としたり、加熱による溶融液等の液状物としたりしたものを、ロールコーティング方式やグラビア印刷方式、スピンコート方式などの適宜な方式で展開する方法などにより行うことができる。さらに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、等の種々の方法によって行うことができる。また、インクジェット装置を用いて、液晶組成物をノズルから吐出して、塗布膜を形成することもできる。
【００７６】
＜＜熟成工程＞＞
塗布膜２０Ａを液晶のツイスト相形成温度で一定時間保持して（熟成して）、液晶をツイスト相に配向させる（Ｓ２）。熟成温度および熟成時間は、液晶化合物に応じて定めればよい。
【００７７】
＜＜紫外線（ＵＶ）硬化工程＞＞
熟成工程後、液晶化合物の分子の配向状態を固定するために紫外線硬化を行う。紫外線硬化工程では、光カチオン重合基による重合反応（光カチオン重合反応）と光ラジカル重合基による重合反応（光ラジカル重合反応）を別々に進行させる。本明細書においては、紫外線硬化工程における二段階の重合のうちの最初の重合工程後の塗布膜を液晶半固定膜と称する。硬化工程の手順を説明する。
【００７８】
１）全面露光工程
上記ツイスト液晶相に配向した状態の塗布膜２０Ｂの全面に露光量１００〜２０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を大気下にて照射して、塗布膜２０Ｂの全面にほぼ均一な露光を行う（Ｓ３）。このとき、塗布膜２０Ｂに含まれるカチオン重合開始剤の作用により主にはカチオン重合が進行する。なお、一部ラジカル重合が生じていてもよい。この全面露光により、全面に亘って一部が架橋（一部硬化）して液晶の配向状態が半固定された液晶半固定膜２０Ｃを得る。「半固定」とは、本発明において液晶組成物が流動性を失っている状態を指し、熱処理工程前の状態を指す。例えば、二官能性液晶の片側官能基のみが架橋し、高分子液晶状態になっている事を指す。カチオン重合基および光ラジカル重合基を備えた重合性液晶化合物の場合は、カチオン重合基あるいは光ラジカル重合基のうちの一方が選択的に架橋された状態を指す。本全面露光工程においては、カチオン重合基が選択的に架橋された状態を指すが、一部に光ラジカル重合基による架橋が生じていてもよい。
【００７９】
２）開始剤塗布工程
上記の液晶半固定膜２０Ｃの表面に、光ラジカル重合開始剤を含む開始剤供給液を塗布し、乾燥させる。
【００８０】
３）マスク露光工程
その後、液晶半固定膜２０Ｃ上に所定のマスク４０を配置した状態で、室温大気下にて露光量３０〜１００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を所定のマスク４０を介して液晶半固定膜２０Ｃに照射する（Ｓ４）。所定のマスク４０は所望のパターンの第１の領域および第２の領域を得るために、第１の領域に応じた開口部４２と、第２の領域に応じた非開口部４４が形成されたものである。これにより、液晶半固定膜２０Ｃの、マスク開口部４２に露出する領域は露光され、マスク非開口部４４で覆われた部分は露光されないパターン露光がなされる。このとき、露光された領域では、光ラジカル重合開始剤の作用による光ラジカル重合が進行する。
【００８１】
＜＜熱処理工程＞＞
上記露光工程を得た液晶半固定膜２０Ｄ、支持体を含む基板全体を液晶化合物の等方相形成温度（等方相への相転移温度以上の温度）で所定時間加熱する（Ｓ５）。
この熱処理により、マスク露光されていない領域において液晶が等方相を形成することとなる。なお、熱処理後にポスト露光をして等方相をより安定化させてもよい。
【００８２】
以上の工程によりツイスト液晶相からなる第１の領域２１と等方相からなる第２の領域２２とがパターン状に形成されてなる偏光解消層２０を得ることができる（Ｓ６）。
【００８３】
なお、上記においては、カチオン重合基と光ラジカル重合基とを有する重合性液晶化合物のカチオン重合基を先に重合させ、その後光ラジカル重合基を重合させる場合について説明したが、光ラジカル重合基を先に重合させ、その後カチオン重合基を重合させる手順でも同様のツイスト相と等方相とを有する偏光解消層を形成することができる。この場合には、上記の重合性液晶組成物は、カチオン重合開始剤に代えて、光ラジカル重合開始剤を含むものを用いればよい。そして、光ラジカル重合開始剤塗布工程は不要となり、別途カチオン重合させる前に、カチオン開始剤塗布工程を設ければよい。
【００８４】
次に、偏光解消フィルムを構成する、偏光解消層以外の要素について説明する。
【００８５】
[支持体]
偏光解消フィルムには支持体が備えられていてもよく、支持体としては、透明支持体が好ましく、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂フィルム、セルローストリアセテート等のセルロース系樹脂フィルム、およびシクロオレフィンポリマー系フィルム［例えば、商品名「アートン」、ＪＳＲ社製、商品名「ゼオノア」、日本ゼオン社製］等を挙げることができる。支持体は、可撓性のフィルムに限らず、ガラス基板等の非可撓性の基板であってもよい。
【００８６】
なお、本発明の偏光解消フィルムは、製膜する際の支持体に支持されたまま使用されるものであってもよいし、製膜する際の支持体は仮支持体とし、他の支持体に転写され、仮支持体を剥離して用いられるものであってもよい。
【００８７】
[配向膜]
液晶層を形成するための支持体上には配向膜が備えられていてもよい。配向膜は有機化合物（好ましくはポリマー）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成等の手段で設けることができる。さらには、電場の付与、磁場の付与、或いは光照射により配向機能が生じる配向膜も知られている。配向膜は、ポリマーの膜の表面を、ラビング処理することにより形成することが好ましい。偏光解消フィルムを製膜時に用いた支持体から剥離して用いる場合には、配向膜を支持体と共に剥離することが好ましい。
【００８８】
樹脂製の支持体を用いる場合、そのポリマー種によっては、配向膜を設けなくても、支持体を直接配向処理（例えば、ラビング処理）することで、配向膜として機能させることもできる。そのような支持体の一例としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を挙げることができる。
【００８９】
[λ／４板]
既述の通り、広帯域λ／４板が好ましく、市販のλ／４板を適宜使用することができる。
【００９０】
[接着層（粘着剤層）]
本明細書において、「接着」は「粘着」も含む概念で用いられる。
【００９１】
偏光解消層２０とλ／４板３０とは、接着層を介して積層されていてもよい。
接着層に用いられる粘着剤の例としては、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂をあげることができる。これらは単独もしくは２種以上混合して使用してもよい。特に、アクリル系樹脂は、耐水性、耐熱性、耐光性等の信頼性に優れ、接着力、透明性が良く、更に、屈折率を液晶ディスプレイに適合するように調整し易い等から好ましい。
【実施例】
【００９２】
以下、本発明の偏光解消フィルムの実施例および比較例について説明する。
まず、実施例および比較例の偏光解消フィルムの作製に用いた各種組成物の調製について説明する。【００９３】
(配向膜組成物Ｂの調製)
＜配向膜組成物用重合体の合成＞
撹拌機、温度計、滴下漏斗および還流冷却管を備えた反応容器に、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン１００質量部、メチルイソブチルケトン５００質量部、および、トリエチルアミン１０質量部を仕込み、室温で混合した。【００９４】
次いで、脱イオン水１００質量部を滴下漏斗より３０分かけて反応容器内の溶液に滴下した後、得られた溶液を還流下で混合しつつ、８０℃で６時間反応させた。反応終了後、溶液から有機相を取り出し、０．２質量％硝酸アンモニウム水溶液により有機相を洗浄後の水が中性になるまで、有機相を洗浄した。その後、減圧下で溶媒および水を留去することにより、エポキシ基含有ポリオルガノシロキサンを粘調な透明液体として得た。【００９５】
このエポキシ基含有ポリオルガノシロキサンについて、1Ｈ−ＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）分析を行ったところ、化学シフト（δ）＝３．２ｐｐｍ付近にオキシラニル基に基づくピークが理論強度どおりに得られ、反応中にエポキシ基の副反応が起こっていないことが確認された。このエポキシ基含有ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量Ｍｗは２，２００、エポキシ当量は１８６ｇ／モルであった。【００９６】
次に、１００ｍＬの三口フラスコに、上記で得たエポキシ基含有ポリオルガノシロキサン１０．１質量部、アクリル基含有カルボン酸（東亜合成株式会社、商品名「アロニックスＭ−５３００」、アクリル酸ω−カルボキシポリカプロラクトン（重合度ｎ≒２））０．５質量部、酢酸ブチル２０質量部、特開２０１５−２６０５０号公報の合成例１の方法で得られた桂皮酸誘導体１．５質量部、および、テトラブチルアンモニウムブロミド０．３質量部を仕込み、得られ反応溶液を９０℃で１２時間撹拌した。
反応終了後、反応溶液と等量（質量）の酢酸ブチルで希釈し、３回水洗した。【００９７】
得られた溶液を濃縮し、酢酸ブチルで希釈する操作を２回繰り返し、最終的に、光配向性基を有するポリオルガノシロキサン（重合体）を含む溶液を得た。この重合体の重量平均分子量Ｍｗは９，０００であった。また、1Ｈ−ＮＭＲ分析の結果、重合体中のシンナメート基を有する成分は２３．７質量％であった。【００９８】
＜配向膜組成物Ｂの調製＞
酢酸ブチルを溶媒として、先に作製した重合体、ならびに、下記の化合物Ｄ１および化合物Ｄ２を、以下の量で添加し、配向膜組成物Ｂを調製した。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
配向膜組成物Ｂ（質量部）
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酢酸ブチル                                  １００
配向膜組成物用重合体                        ４．３５
化合物Ｄ１                                  ０．４８
化合物Ｄ２                                  １．１５
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【化５】
2018154991.tif 000007
【化６】
2018154991.tif 000008
【００９９】
（重合性液晶組成物ＬＣ−２の調製）
下記の組成物を調製後、孔径０．２μｍのポリプロピレン製フィルタでろ過して、重合性液晶組成物ＬＣ−２として用いた。
棒状液晶（ＬＣ−１−１）は特開２００４−１２３８２号公報に記載の方法を元に合成した。棒状液晶（ＬＣ−１−１）は２つの反応性基を有する液晶化合物であり、２つの反応性基の片方はラジカル性の反応性基であるアクリル基、他方はカチオン性の反応性基であるオキセタン基である。水平配向剤（ＬＣ−１−２）はＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．誌、第４３巻、６７９３頁（２０２）に記載の方法に準じて合成した。
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重合性液晶組成物ＬＣ−２（質量部）
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棒状液晶（ＬＣ−１−１）                              １９．５７
水平配向剤（ＬＣ−１−２)                              ０．０１
下記構造のキラル剤                                     ０．０３５
カチオン系モノマー（ＯＸＴ−１２１、東亞合成（株）製）  ０．９８
カチオン重合開始剤
（Ｃｕｒａｃｕｒｅ ＵＶＩ６９７４、ダウ・ケミカル製）   ０．４
重合制御剤（ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６、ＢＡＳＦ製）        ０．０２
メチルエチルケトン                                    ８０．０
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【化７】
2018154991.tif 000009
【化８】
2018154991.tif 000010
【０１００】
（開始剤供給液ＡＤ−１の調製）
下記の組成物を調製後、孔径０．２μｍのポリプロピレン製フィルタでろ過して、開始剤供給液ＡＤ−１として用いた。
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開始剤供給液ＡＤ−１（質量部）
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光ラジカル重合開始剤（２−トリクロロメチル−５−（ｐ−スチリルスチリル）１，３，４−オキサジアゾール）                          ０．１２
ハイドロキノンモノメチルエーテル                          ０．００２
メガファックＦ−１７６ＰＦ（大日本インキ化学工業（株）製）  ０．０５
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート          ３４．８０
メチルエチルケトン                                      ５０．５３８
メタノール                                                  １．６１
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−【０１０１】
[実施例１]
実施例１の偏光解消フィルムの作製は以下の手順で行った。【０１０２】
＜配向膜の形成＞
上記で調製した配向膜組成物Ｂを、ガラス基板上にスリットコーターを用いて均一塗布した後、１００℃のオーブン内で２分乾燥し、膜厚０．５μｍの配向膜付きガラス基板を得た。この配向膜に塗布方向と平行方向にラビング処理を施した。【０１０３】
＜偏光解消層の形成＞
配向膜のラビング処理面上に上記重合性液晶組成物ＬＣ−２を塗布して塗布膜を形成した（塗布工程）。【０１０４】
次いで、塗布膜を膜面温度８０℃で６０秒間加熱熟成してツイスト液晶相に配向させた（熟成工程）。【０１０５】
その後ただちに、膜面温度７０℃空気下にて空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて、塗布膜の全面に５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し全面露光を行い（ＵＶ硬化工程：全面露光工程）、光カチオン重合を進行させてその配向状態を半固定化することにより、液晶半固定膜を形成した。【０１０６】
こうして得られた液晶半固定膜上に、上記で調製した開始剤供給液ＡＤ−１を塗布し、８０℃、６０秒間乾燥した（ＵＶ硬化工程：開始剤塗布工程）。【０１０７】
その後、２５℃空気下にて、キヤノン（株）製ＰＬＡ−５０１Ｆ露光機（超高圧水銀ランプ）を用い、５０ｍＪ／ｃｍ２の露光量で所定のマスクを介し紫外線を照射して露光し（ＵＶ硬化工程：マスク露光工程）、露光領域（マスク開口領域）における光ラジカル重合を進行させた。所定のマスクは開口部と非開口部が交互に１０μｍ周期で、すなわち５μｍ幅の開口部と５μｍ幅の非開口部が交互にストライプ状に形成されたものである。【０１０８】
その後、上記マスク露光された液晶半固定膜を含む基板全体を２００℃のオーブン内で３０分焼成し（熱処理工程）、第１の領域と第２の領域を有する偏光解消層を得た。【０１０９】
以上のようにして、実施例１の偏光解消フィルムを作製した。【０１１０】
マスクの開口領域に当たるＵＶ照射した第１の領域は液晶層が９０°捩れており９０°旋光する機能を有する領域であるのに対し、マスクの非開口領域に当たるＵＶ照射しなかった第２の領域は液晶層の複屈折が失われ、光学的に等方な領域になっていることを確認した。【０１１１】
出来上がった偏光解消層を断面切削し、ＳＥＭ画像から膜厚を測定した。３点以上の複数箇所について測定を行い、その平均値を偏光解消層の膜厚とした。得られた偏光解消層の膜厚は３μｍであった。【０１１２】
[実施例２]
実施例１の偏光解消フィルムを、別途に用意したλ／４板と貼りあわせて実施例２の偏光解消フィルムとした。
λ／４板として、ルケオ社  広帯域波長板  B-RETAX-1/4λ-30を用いた。広帯域波長板のフィルムの波長λにおける面内レターデーションＲｅ（λ）および厚さ方向レターデーションＲｔｈ（λ）は、それぞれＲｅ（５５０）＝１２５ｎｍ、Ｒｔｈ（５５０）＝１ｎｍであった。実施例１の偏光解消フィルムとλ／４板とを粘着剤（SK-2057、綜研化学株式会社製）を用いて貼りあわせた。【０１１３】
[比較例１]
特開２００６−０４７４２１号公報を参照して、λ/２板からなる第１の領域と、光学等方部材からなる第２の領域とが交互に配置されてなる偏光解消フィルムを作製した。【０１１４】
[評価]
各偏光解消フィルムについて、直線偏光もしくは円偏光を入射させて偏光解消度を測定した。【０１１５】
（偏光解消度の測定方法）
王子計測機器株式会社の楕円偏光測定装置ＫＯＢＲＡ−ＷＰＲを用い、同社の楕円偏光測定用ＰＲソフト、透過率測定用ＴＲソフトを用いて、偏光解消度を測定した。
各例の偏光解消フィルムについて２０ｍｍ角の測定用サンプルを作製して測定に供した。実施例１および比較例１のサンプルに入射光を直線偏光として５ｍｍφ（直径）の円形領域に照射して偏光解消度を測定した。その後、装置において、入射光の偏光軸を４５°ずつずらし、最初の測定を０°（Ｐ0）として、入射光の偏光軸の角度を４５°（Ｐ45）、９０°（Ｐ90）、１３５°（Ｐ135）と変化させ、それぞれについて同様に偏光解消度を測定した。また、実施例２のサンプルに対しては、入射光を円偏光として偏光解消度を測定した。このとき、左回り円偏光、右回り円偏光について、それぞれ測定を行った。
入射光の波長は５５０ｎｍとした。なお、５５０ｎｍ以外の波長（４５０ｎｍ、６３０ｎｍ）についても同じ測定を行い、結果は５５０ｎｍと略同様であった。ここでは代表して５５０ｎｍでの結果を示す。【０１１６】
（評価基準）
測定された偏光解消度について、以下の基準にて評価した。
Ａ：９５％超
Ｂ：９０％超９５％以下
Ｃ：５０％超９０％以下
Ｄ：５０％以下【０１１７】
表１に各例の構成および評価結果を纏めて示す。
【表１】
2018154991.tif 000011
【０１１８】
表１に示す通り、実施例１の偏光解消フィルムは、入射光が直線偏光であるとき、偏光軸の角度に拘わらず良好な偏光解消が実現できた。また、実施例２の偏光解消フィルムは、入射光が円偏光であるとき良好な偏光解消が実現できた。比較例１はλ／２板を用いているために、λ／２板の遅相軸に対して４５°もしくは１３５°傾いた偏光軸を有する直線偏光については、良好な偏光解消が実現できたが、他の傾きの偏光軸ではほとんど偏光解消の効果を得ることができなかった。なお、実施例１、２の結果から、この実施例１、２の偏光解消フィルムを重ねて偏光解消部材を構成すれば、直線偏光、円偏光のいずれに対しても良好な偏光解消を実現可能であると推察される。
【符号の説明】
【０１１９】
１、２  偏光解消フィルム
１ａ、２ａ  偏光解消フィルムの一方の面
１ｂ、２ｂ  偏光解消フィルムの他方の面
５  偏光解消部材
５ａ  偏光解消部材の一方の面
５ｂ  偏光解消部材の他方の面
１０  支持体
２０、１２０、２２０  偏光解消層
２０Ａ  塗布膜
２０Ｂ  ツイスト液晶相に配向した塗布膜
２０Ｃ  液晶半固定膜
２１、１２１、２２１  第１の領域
２２、１２２、２２２  第２の領域
３０  λ／４板
４０  マスク
４２  開口部
４４  非開口部
【図１】
2018154991.tif 000014
【図２】
2018154991.tif 000015
【図３】
2018154991.tif 000016
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月21日(2019.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの偏光解消フィルム、及びλ／４板を積層して構成され、前記λ／４板を介して前記２つの偏光解消フィルムそれぞれの偏光解消層が対向して配置された偏光解消部材であって、
前記偏光解消フィルムは、光学特性が互いに異なる第１の領域および第２の領域からなる前記偏光解消層を含む偏光解消フィルムであり、前記偏光解消層において、前記第１の領域の面積と前記第２の領域の面積の比が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５であり、前記第１の領域は、前記偏光解消層の一方の面から入射し、他方の面から出射する光を９０°旋光させる光学異方性領域であり、前記第２の領域は光学的に等方性を有する光学等方性領域である、偏光解消部材。
【請求項２】
前記第１の領域が、前記偏光解消層の前記一方の面から前記他方の面の間で９０°捻じれて配向した液晶相が固定化されてなる請求項１記載の偏光解消部材。
【請求項３】
前記第２の領域が、前記第１の領域を構成する液晶材料と同じ液晶材料による等方相からなる請求項２記載の偏光解消部材。
【請求項４】
光学特性が互いに異なる第１の領域および第２の領域からなる偏光解消層を含む偏光解消フィルムであり、前記偏光解消層において、前記第１の領域の面積と前記第２の領域の面積の比が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５であり、前記第１の領域は、前記偏光解消層の一方の面から入射し、他方の面から出射する光を９０°旋光させる光学異方性領域であり、前記第２の領域は光学的に等方性を有する光学等方性領域である偏光解消フィルムの製造方法であって、
カチオン重合基および光ラジカル重合基を備えた重合性液晶化合物、キラル剤およびカチオン重合開始剤を含む重合性液晶組成物を、支持体上に一様に塗布して塗布膜を形成する塗布工程と、
前記塗布膜中においてツイスト液晶相に配向させる熟成工程と、
該熟成工程後の前記塗布膜の全面に紫外線を照射して、光カチオン重合反応を生じさせ、前記塗布膜を一部硬化させて液晶半固定膜とする全面露光工程、光ラジカル重合開始剤を含む開始剤供給液を前記液晶半固定膜の表面に塗布する開始剤塗布工程、および、面積の比が０．４５：０．５５〜０．５５：０．４５である非開口部と開口部を有するマスクを前記液晶半固定膜上に位置させた状態で該マスクを介して前記液晶半固定膜に紫外線を照射するマスク露光工程を含む紫外線硬化工程と、
該紫外線硬化工程後に得られた前記液晶半固定膜を等方相への相転移温度以上の温度で熱処理する熱処理工程とを有し、
前記マスクの前記開口部に対応する第１の領域と、前記非開口部に対応する第２の領域とを備えた前記偏光解消層を形成する偏光解消フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記重合性液晶組成物が、下記式（１）で表される重合性液晶化合物を含有する請求項４記載の偏光解消フィルムの製造方法。
Ｑ−Ｓｐ1−Ｌ1−Ｍ1−Ｌ2−Ｓｐ2−Ｏｘ      （１）
式（１）中、Ｑは重合性基を表し；Ｓｐ1およびＳｐ2のうちいずれか一方は、分岐アルキレン、または−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−および−Ｓ−からなる群から選択される２価の連結基を少なくとも一つ鎖中に含むアルキレン、もう一方が直鎖アルキレンを表し；Ｌ1およびＬ2は、それぞれ独立に２価の連結基を表し；Ｍ1は下記式（２−１）〜（２−１２）からな
る群から選択される２価の基を少なくとも一つ有するメソゲン基を表し；Ｏｘは下記式（３）で表される基を表す。
【化１】
2018154991.tif 000025
【化２】
2018154991.tif 000026
式（３）中、Ｒ2は水素原子、メチル基、またはエチル基を表し、Ｘ１は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−を表し、Ｘ２は単結合または炭素数１〜４のアルキレンを表す。なお、＊はＳｐ2との結合部位である。
【国際調査報告】
2018154991.tif 000027
2018154991.tif 000028
2018154991.tif 000029
2018154991.tif 000030