JP2015191143A - 光学フィルム、光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学フィルムを構成する偏光子の収縮応力による層間ズレを抑制することができる光学フィルムを提供する。【解決手段】本発明に係る光学フィルムは、基材１１と、垂直配向膜１２と、その垂直配向膜１２の配向規制力により配向した状態で固化した液晶材料による光学機能層１３とがこの順に積層された積層体を備え、垂直配向膜１２が、バインダー樹脂と、アクリルモノマーとを含み、そのバインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上であることを特徴とするものである。【選択図】図１

Description

本発明は、光学フィルム及び光学フィルムの製造方法に関し、特に、正のＣプレートを備えた光学フィルム及びその製造方法に関する。

近年、フラットパネルディスプレイ等に適用される位相差フィルムは、位相差層により透過光に所望の位相差を付与して所望する光学特性を確保するものが提供されている（例えば、特許文献１参照）。この種の位相差フィルムは、透明フィルム等による基材の表面に配向膜が作製され、この配向膜の配向規制力により液晶材料を配向させた状態で硬化して位相差層が作製される。このような位相差層に適用される液晶材料は、通常、正の波長分散特性を備えているものの、近年、逆分散特性による液晶材料が提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。ここで、逆分散特性とは、短波長側ほど透過光における位相差が小さい波長分散特性であり、より具体的に、４５０ｎｍの波長におけるリタデーション（Ｒ４５０）と、５５０ｎｍの波長におけるリタデーション（Ｒ５５０）との関係が、Ｒ４５０＜Ｒ５５０である。

また、画像表示パネルにおいては、Ａプレート、Ｃプレート等を利用して視野角特性、色味等の種々の光学特性を改善する方法が提案されており、例えば特許文献４には、Ａプレート、Ｃプレートを使用したＩＰＳ液晶表示装置の光学補償に係る工夫が提案されている。ここで、光学補償とは、黒表示の際に直線偏光板からの斜め方向の光漏れを低減する構成である。また、Ｃプレートは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ又はｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚで表され、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚは正のＣプレートであり、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚは負のＣプレートである。また、Ａプレートは、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ又はｎｚ＝ｎｘ＞ｎｙで表され、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚは正のＡプレートであり、ｎｚ＝ｎｘ＞ｎｙは負のＡプレートである。なお、ｎｘ、ｎｙ（ｎｘ≧ｎｙ）は面内方向の屈折率であり、ｎｚは厚さ方向の屈折率である。

これらのうち、正のＡプレートは、位相差層に適用される正の波長分散特性による液晶材料、逆分散特性による液晶材料を使用して、それぞれ正の波長分散特性、逆分散特性により作製することができる。これに対して、正のＣプレートにおいては、いわゆるＣプレート用の液晶材料による塗工液を塗布して乾燥硬化させることにより作製することができる。また、バーチカル・アライメント（ＶＡ）液晶表示装置等では、垂直配向膜により液晶材料を垂直方向に配向させており、ＶＡ液晶に関する垂直配向膜の工夫が種々提案されている（例えば、特許文献５〜１０参照）。

さて、上述したようなＣプレートを使用した液晶表示装置用の光学補償偏光板（光学補償板）においては、近年、特にモバイル向け液晶パネルにおいて、薄型化の要望により、例えばトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）からなる保護フィルムを直線偏光板の片方のみに貼合させる（片ＴＡＣ）ことが主流となっている。ここで、図５に、Ｃプレートを使用した液晶表示装置用の光学補償板（光学フィルム）の構成例の断面図を示す。この図５に示すように、光学補償板５は、ガラス基板５１上に、接着層５２を介してＣプレート５３が積層されている。このＣプレート５３は、基材５３Ａと、垂直配向性を示す配向膜５３Ｂと、光学機能層（液晶層）５３Ｃとが順次積層されている。そして、光学補償板５は、そのＣプレート５３上に、接着層５４を介して延伸ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）フィルム等からなる偏光子５５が積層されてなり、その偏光子５５上に、ＴＡＣフィルム等からなる保護フィルム５６が貼合されている。

しかしながら、図５に示すような片ＴＡＣの構成とした場合、偏光子５５の収縮（図５中の矢印）により、偏光子５５よりも下の層、すなわち、接着層５２や、基材５３Ａ、配向膜５３Ｂ、光学機能層５３ＣからなるＣプレート５３に収縮応力が掛かることがある。このような収縮応力が掛かる状態においては、例えばそのＣプレート５３を構成する配向膜５３Ｂが縮んでしまい、その基材５３Ａと配向膜５３Ｂとの間で層間ズレが生じて、その界面において剥離してしまうことがあった。

特開平１０−６８８１６号公報 米国特許第８１１９０２６号明細書 特表２０１０−５２２８９２号公報 特表２００６−５２０００８号公報 特開２０１１−２２７４８４号公報 特開２０１２−１６３９４５号公報 特開２００４−８３８１０号公報 特開２００９−２５８６６５号公報 特開２００６−３３７９５８号公報 特開２００５−３０８９２４号公報

本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、光学フィルムを構成する偏光子の収縮応力による層間ズレを抑制することができる光学フィルムを提供することを目的とする。

本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、光学フィルムに備えられたＣプレートにおいて、その垂直配向膜を構成するバインダー成分を、ガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上の樹脂からなるものとすることで、光学フィルムの偏光子の収縮応力による層間ズレの発生を抑制することができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下のものを提供する。

（１）本発明は、基材と、垂直配向膜と、該垂直配向膜の配向規制力により配向した状態で固化した液晶材料による光学機能層とがこの順に積層された積層体を備え、前記垂直配向膜は、バインダー樹脂と、アクリルモノマーとを含み、該バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上であることを特徴とする光学フィルムである。

（２）また本発明は、（１）に係る発明において、前記バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が１２０℃以上であることを特徴とする光学フィルムである。

（３）また本発明は、（１）又は（２）に係る発明において、前記バインダー樹脂が、シクロへキシルマレイミドを共重合成分として含む共重合体であることを特徴とする光学フィルムである。

（４）また本発明は、（１）乃至（３）の何れかに係る発明において、前記バインダー樹脂が、スチレンと、メタクリル酸メチルと、シクロへキシルマレイミドとの共重合体であることを特徴とする光学フィルムである。

（５）また本発明は、（１）乃至（４）の何れかに係る発明において、前記アクリルモノマーが、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートであることを特徴とする光学フィルムである。

（６）また本発明は、（１）乃至（５）の何れかに係る発明において、前記基材が、シクロオレフィン系ポリマーからなることを特徴とする光学フィルムである。

（７）本発明は、基材上に垂直配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記垂直配向膜上に、液晶材料による塗工液を塗布して、該垂直配向膜の配向規制力により該液晶材料を配向させた状態で固化させることによりＣプレートとして機能する光学機能層を形成する光学機能層形成工程とを備え、前記配向膜作製工程では、バインダー樹脂と、垂直配向性を示すアクリルモノマーとを含み、該バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上である配向膜組成物を前記基材上に塗布することによって垂直配向膜を形成することを特徴とする光学フィルムの製造方法である。

本発明によれば、光学フィルムを構成する偏光子の収縮応力による層間ズレを効果的に抑制することができ、信頼性の高い光学フィルムを提供することができる。

Ｃプレートの構成の一例を示す断面図である。 Ｃプレートの製造工程を示すフローチャートである。 液晶表示装置の構成の一例を示す断面図である。 光学フィルムの構成の一例を示す断面図である。 従来の問題点を説明するための光学補償板の構成を示す断面図である。

以下、本発明の具体的な実施例形態（以下、「本実施の形態」という）について、図面を参照しながら以下の順で詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
１．Ｃプレート
２．Ｃプレートの製造方法
３．Ｃプレートを適用した光学フィルム

≪１．Ｃプレート≫
図１は、本実施の形態に係る、Ｃプレートの構成の一例を示す断面図である。本実施の形態では、例えば画像表示装置において、このＣプレート１を各種の光学フィルムと共に液晶表示パネルの視聴者側面に配置することによって、種々の光学特性を向上させることができる。なお、ここでの光学特性の向上とは、例えば視野角特性の向上、斜め方向に係る光漏れの低減に係る光学補償、色味の補正等である。

ここで、Ｃプレート１は、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの光学特性である正のＣプレートであり、逆分散特性の波長分散特性を備える。より具体的に、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長λにおける０度入射の位相差（Ｒｅ０（λ））が２０ｎｍ以下で、斜め入射角θ（θ＞０）の位相差（Ｒｅθ（λ））が０度入射の位相差（Ｒｅ０（λ））よりも大きく、これにより正のＣプレートとして機能する。また、さらに波長λが増加するに従い、斜め入射角θ（θ＞０）の位相差（Ｒｅθ（λ））が増加する光学特性を備え、これにより逆分散特性により機能する。このことから、このＣプレート１に係る画像表示装置では、広い波長帯域で所望の光学特性を確保できるように構成される。

具体的に、Ｃプレート１は、透明フィルム材による基材１１に、垂直配向膜１２と、光学機能層１３とを順次積層させることで作製される。

＜１−１．基材＞
基材１１としては、特に限定されないが、Ｃプレートとしての機能を損なわないようにする観点から、光学異方性の小さな材料を適用することが好ましい。例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ポリカーボネート、ＣＯＰ（環状オレフィンポリマー）等の透明フィルムを適用することができる。

ここで、従来の光学フィルムにおいては、特にＣＯＰからなる基材によりＣプレートを構成した場合、Ｃプレート上に積層させた偏光子において収縮が生じると、そのＣＯＰからなる基材と垂直配向膜との間において層間ズレが生じやすく、その基材と垂直配向膜との界面において剥離する問題が多かった。これに対して、詳しくは後述するが、本実施の形態においては、垂直配向膜を構成するバインダー成分として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が所定の温度以上の樹脂からなるものとすることで、たとえＣＯＰ等のような層間ズレが生じやすい基材によりＣプレートを構成した場合であっても、偏光子による収縮応力に起因する層間ズレを抑制して、基材と垂直配向膜との剥離を防ぐことができる。

＜１−２．垂直配向膜＞
［垂直配向膜の構成について］
垂直配向膜１２は、基材１１上に塗膜として設けることで、光学機能層１３に適用される液晶分子の分子軸をホメオトロピック配向させる機能を有する配向膜である。

そして、本実施の形態においては、この垂直配向膜１２が、バインダー樹脂と、アクリルモノマーとを含むものであって、そのバインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上である配向膜組成物の硬化物により構成されている。ここで、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えばＤＳＣ法（ＪＩＳ Ｋ ７１２１記載の方法）によって昇温速度１０℃／分の条件で測定することができる値とする。

このように、本実施の形態においては、Ｔｇが８０℃以上のバインダー樹脂を材料成分として用いて垂直配向膜１２を構成することによって、その垂直配向膜１２の軟化を抑制することができるようになる。このことにより、例えば、このＣプレート１に偏光子を貼り付けて光学フィルムを作製したとき、光学フィルムの偏光子の収縮による応力から、垂直配向膜１２が縮むことを防ぐことができ、基材１１と垂直配向膜１２との間における層間ズレを抑制することができる。このようなＣプレート１によれば、その層間ズレに起因する基材１１と垂直配向膜１２との界面における剥離を防止でき、信頼性の高い光学フィルムを製造することができる。

（バインダー樹脂）
バインダー樹脂は、上述したようにガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上である樹脂であって、垂直配向膜１２を構成するものである。このバインダー樹脂としては、Ｔｇが８０℃以上の樹脂により構成されるものであれば特に限定されず、例えば、スチレン系、オレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、１，２−ポリブタジエン系、塩化ビニル系、及びポリアミド系等の各種の樹脂を用いることができる。その中でも、バインダー樹脂としては、スチレン系樹脂であることが好ましい。

より具体的に、バインダー樹脂を構成するモノマー成分としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、メトキシスチレン、クロロスチレン等の芳香族ビニル類、塩化ビニル、酢酸ビニル、メタクリルアミド、メタクリロニトリル、メタクリル酸及びその塩、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル等のメタリル酸アルキル、メタリル酸メトキシエチル等のメタリル酸アルコキシアルキル、メタリル酸ヒドロキシエチル等のメタクリル酸ヒドロキシアルキル、メタクリル酸シクロヘキシル等のメタクリル酸シクロアルキル、メタクリル酸トリフロロエチル等のハロゲン化メタクリル酸アルキル、メタクリル酸フェニル等のメタクリル酸アリールなどを挙げることができる。

そして、特に、本実施の形態においては、バインダー樹脂として、シクロへキシルマレイミドを共重合成分として含む共重合体であることが好ましい。このように、シクロへキシルマレイミドを共重合成分として共重合させてバインダー樹脂を構成することで、そのガラス転移温度（Ｔｇ）をより効果的に且つ簡易に高めることができる。このことは、シクロへキシルマレイミドが、重合すると剛直なポリマーを形成して、耐熱性に優れた樹脂となることによるものと考えられる。具体的に、例えばスチレンやメタクリル酸メチルのホモポリマーのＴｇが１００℃程度であるのに対して、シクロヘキシルマレイミドのホモポリマーのＴｇが３００℃程度であり、シクロへキシルマレイミドが剛直なポリマーを形成して、耐熱性に優れたものになることが明確に分かる。

シクロへキシルマレイミドを共重合成分として含む共重合体の一例としては、スチレンと、メタクリル酸メチルと、そしてシクロへキシルマレイミドとの共重合体を例示すことができ、この共重合体によりバインダー樹脂を構成することができる。

なお、これらの成分の共重合体からなるバインダー樹脂において、そのガラス転移温度（Ｔｇ）は、それぞれの共重合体成分（単量体）の組成（種類、重合度）によって調整することができる。例えば、上述のようにシクロへキシルマレイミドを共重合体成分として含む場合、そのシクロヘキシルマレイミドの含有量や重合度を調整することによって、重合させて得られるバインダー樹脂のＴｇを容易に制御することができる。

バインダー樹脂の含有量としては、特に限定されないが、垂直配向膜１２における固形分中に重量比で５重量％〜８０重量％の範囲であることが好ましく。４０質量％〜６０質量％以下であることがより好ましい。バインダー樹脂の含有量が固形分中に５質量％未満であると、十分に垂直配向膜１２の軟化を抑制することができない上、基材１１への塗布時にハジキが発生するなどの欠陥が生じる可能性がある。一方で、バインダー樹脂の含有量が固形分中に８０質量％を超えると、垂直配向の配向規制力が弱くなり、光学機能層１３における液晶材料を厳密に垂直配向させることができない可能性がある。

（アクリルモノマー）
アクリルモノマーは、上述したバインダー樹脂と共に含有させることによって、垂直配向性を示すものである。アクリルモノマーとしては、上述したバインダー樹脂と架橋可能なモノマーであって相溶性が良好なものであれば特に限定されず、単官能アクリルモノマーであっても、多官能アクリルモノマーであってもよい。

具体的に、単官能アクリルモノマーとしては、例えば、イソボロニルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ベンジルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ラウリルアクリレート、イソオクチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベヘニルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等が挙げられる。

また、多官能アクリルモノマーとしては、例えば、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、グリセリントリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ヒドロキシピペリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート等が挙げられる。

その中でも、本実施の形態においては、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）を用いることが好ましい。アクリルモノマーとしてＨＤＤＡを用いることによって、より効果的に且つ厳密に、液晶材料を垂直配向させることができる。

アクリルモノマーの含有量としては、後述する液晶化合物を垂直に配向させることができれば特に限定されないが、例えば、上述のバインダー樹脂１００質量部に対して、１０質量部〜３００質量部の範囲であることが好ましく、７０質量部〜１５０質量部の範囲であることがより好ましい。アクリルモノマーの含有量が１０質量部未満であると、十分な配向規制力が働かずに光学機能層１３を構成する液晶化合物の分子を垂直に配向させることができない可能性がある。一方で、アクリルモノマーの含有量が３００質量部を超えると、垂直配向膜の軟化を十分に抑制することができない可能性があるうえ、基材１１への塗布時にハジキが発生するなどの欠陥が生じる可能性がある。

（溶媒）
上述したバインダー樹脂やアクリルモノマー等の配向材料は、一般的に溶媒に溶かして用いられる。これにより、配向膜組成物の基材１１に対する塗工性を向上させることができる。具体的に、溶媒としては、バインダー樹脂やアクリルモノマー等の配向材料を所望の濃度に溶解できるものであれば特に限定されるものでない。

例えば、溶媒としては、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、シクロヘキサン等のアノン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒を例示することができるが、これらに限られない。また、溶媒は、１種類単独であってもよいし、２種類以上の混合溶媒であってもよい。

溶媒の量としては、例えば、上述したバインダー樹脂とアクリルモノマーとからなる配向材料１００質量部に対して６００質量部〜３９００質量部であることが好ましい。溶媒の量が６００質量部未満であると、配向材料を均一に溶かすことができない可能性がある。一方で、溶媒の量が３９００質量部を超えると、配向性が低下してしまう可能性がある。

（重合開始剤）
また、垂直配向膜１２を構成する配向膜組成物としては、上述した成分と共に、重合開始剤を含有させることが好ましい。

具体的に、重合開始剤としては、公知の化合物の中から任意に選択することができるが、特にベンゾイン系、フェノン系、及びアントラキノン系が好ましい。具体的には、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾイン−ｎ−プロピルエーテル、α−メチルベンゾイン、α−エチルベンゾイン、α−フェニルベンゾイン、及びα−アリルベンゾイン等のベンゾイン系重合開始剤、ベンゾフェノン、ω−ブロモアセトフェノン、及びアセトフェノン等のフェノン系重合開始剤、アントラキノン、クロロアントラキノン、メチルアントラキノン、及びエチルアントラキノン等のアントラキノン系の重合開始剤などを挙げることができる。これらの重合開始剤は、１種単独であってもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

重合開始剤の含有量としては、特に限定されるものではなく、例えば、バインダー樹脂１００質量部に対して、０．１質量部〜５質量部程度の範囲であることが好ましく、０．５質量部〜２質量部程度の範囲であることがより好ましい。

（その他の添加剤）
なお、この垂直配向膜１２においては、その効果を損なわない範囲でその他の添加剤を含有させることができる。具体的には、例えば、レシチン、シラン系界面活性剤、チタネート系界面活性剤、ピリジニウム塩系高分子界面活性剤、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤等を含有させることができる。

［垂直配向膜の形成方法について］
垂直配向膜１２は、上述した垂直配向膜材料（配向膜組成物）による塗工液を基材１１上に塗布して乾燥させた後、紫外線等の照射あるいは加熱により硬化させることで形成することができる。

基材１１への配向膜組成物を塗工するにあたっての塗工方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ダイコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法、Ｅ型塗布方法等を用いることができる。

また、熱硬化させる場合における配向膜組成物の硬化温度としては、特に限定されないが、１００℃〜１３０℃程度であることが好ましい。硬化温度が１００℃未満であると、配向膜組成物を均一に熱硬化できず、薄膜が不均一になる可能性がある。一方で、硬化温度が１３０℃を超えると、基材１１や薄膜が収縮する可能性があるため好ましくない。

また、硬化時間としては、特に限定されないが、１分以上１０分未満であることが好ましい。硬化時間が１分未満であると、熱硬化できず、薄膜が不均一になる可能性がある。また、配向膜表面に配向成分が出現しなくなり、良好な垂直配向性を発揮させることができない可能性がある。一方で、硬化時間が１０分以上であると、ハジキや欠点が発生する可能性があり、また基材１１や薄膜が収縮する可能性がある。

＜１−３．光学機能層＞
［光学機能層の構成について］
光学機能層（液晶層）１３は、Ｃプレートとしての光学的機能を担う層であり、各種の光学フィルムの位相差層の作製に供する液晶材料であって、波長分散特性が例えば逆分散特性である液晶材料により形成される。

（液晶化合物）
具体的に、液晶材料としては、重合性液晶組成物を含有する。この重合性液晶組成物は、液晶性を示し分子内に重合性官能基を有する液晶化合物（棒状化合物）を含有する。

液晶化合物は、屈折率異方性を有し、規則的に配列することにより所望の位相差性を付与する機能を有する。液晶化合物として、例えば、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を示す材料が挙げられるが、他の液晶相を示す液晶化合物と比較して規則的に配列させることが容易である点で、ネマチック相を示す液晶化合物を用いることがより好ましい。ネマチック相を示す液晶化合物としては、メソゲン両端にスペーサを有する材料を用いることが好ましい。メソゲン両端にスペーサを有する液晶化合物は、柔軟性に優れる。

また、液晶化合物は、上述したように分子内に重合性官能基を有する重合性液晶化合物である。重合性官能基を有することにより、液晶化合物を重合して固定することが可能になるため、配列安定性に優れ、位相差性の経時変化が生じにくくなる。また、重合性液晶化合物は、分子内に三次元架橋可能な重合性官能基を有することがより好ましい。三次元架橋可能な重合性官能基を有することで、配列安定性をより一層に高めることができる。なお、「三次元架橋」とは、液晶性分子を互いに三次元に重合して、網目（ネットワーク）構造の状態にすることをいう。

重合性官能基としては、例えば、紫外線、電子線等の電離放射線、あるいは熱の作用によって重合するものを挙げることができる。これら重合性官能基としては、ラジカル重合性官能基が挙げられる。ラジカル重合性官能基の代表例としては、少なくとも１つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられ、具体例として、置換基を有する若しくは有さないビニル基、アクリレート基（アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基を包含する総称）等が挙げられる。

さらにまた、重合性液晶化合物は、末端に重合性官能基を有するものが特に好ましい。このような液晶化合物を用いることにより、例えば、互いに三次元に重合して、網目（ネットワーク）構造の状態にすることができるため、列安定性を備え、かつ、光学特性の発現性に優れたＣプレートを形成することができる。

重合性液晶化合物の量としては、垂直配向膜１２上に塗布する塗布方法に応じて、液晶組成物の粘度を所望の値に調整できれば特に限定されないが、液晶組成物中の量として５質量部〜４０質量部の範囲内であることが好ましく、１０質量部〜３０質量部の範囲内であることがより好ましい。重合性液晶化合物の量が５質量部未満であると、含有量が少なすぎるために光学機能層１３への入射光を適切に配向できない可能性がある。一方で、４０質量部を超えると、液晶組成物の粘度が高くなりすぎるために作業性が悪くなる。

なお、重合性液晶化合物は、１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

（溶媒）
上述した液晶化合物は、通常、溶媒に溶かされている。溶媒としては、液晶化合物等を均一に分散できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、シクロヘキサン等のアノン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒を例示することができるが、これらに限られない。また、溶媒は、１種類単独であってもよいし、２種類以上の混合溶媒であってもよい。

溶媒の量は、液晶化合物１００質量部に対して６６質量部〜９００質量部であることが好ましい。溶媒の量が６６質量部未満であると、液晶化合物を均一に溶かすことができない可能性がある。一方で、９００質量部を超えると、溶媒の一部が残存し、信頼性が低下する可能性があり、また均一に塗工できない可能性がある。

（その他の添加剤）
また、液晶組成物には、必要に応じて他の添加剤を含有させることができる。他の化合物としては、上述した液晶化合物の配列秩序を害するものでなければ特に限定されるものではなく、例えば、重合開始剤、重合禁止剤、可塑剤、界面活性剤及びシランカップリング剤等を挙げることができる。例えば、重合開始剤として、ラジカル重合開始剤を含有させることができる。

［光学機能層の形成方法について］
光学機能層１３は、垂直配向膜１２上に光学機能層１３を構成する液晶組成物からなる塗工液を塗布した後、乾燥させて紫外線や電子線等の照射を行うことで硬化させることによって作製することができる。

垂直配向膜１２上への液晶組成物からなる塗工液の塗工方法としては、特に限定されるものではなく、上述した配向膜組成物の基材１１への塗布方法と同様に、例えば、ダイコート法、グラビアコート法等を用いることができる。

液晶化合物を重合し硬化させる硬化処理としては、紫外線や電子線等の活性放射線を照射して行うことができる。活性放射線としては、液晶化合物を重合することが可能な放射線であれば特に限定されないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光を使用することが好ましい。このような硬化処理を施すことで、液晶化合物が互いに重合して、網目（ネットワーク）構造の状態にすることができ、列安定性を備え、かつ、光学特性の発現性に優れた光学機能層１３を形成することができる。

例えば、活性放射線として紫外線を用いる場合、その光源としては、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）、ショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）等を用いることができる。その中でも、メタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ等を好ましく用いることができる。

また、紫外線の波長としては、液晶材料等に応じて適宜設定されるものであり、具体的には、波長が２１０ｎｍ〜３８０ｎｍ、好ましくは２３０ｎｍ〜３８０ｎｍ、さらに好ましくは２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの照射光を用いることが好ましい。また、紫外線の照射量（積算光量）としては、特に限定されないが、例えば、１００Ｊ／ｃｍ^２〜１５００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲内であることが好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ^２〜８００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲内であることがより好ましい。

［光学機能層の厚さについて］
光学機能層１３の厚さとしては、特に限定されないが、適切な配向性能を得るためには、例えば５００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度であることが好ましい。

≪２．Ｃプレートの製造方法≫
次に、上述した構成のＣプレート１の製造方法について簡単に説明する。図２は、Ｃプレート１の製造工程を示すフローチャートである。

図２に示すように、Ｃプレート１の製造工程においては、先ず、基材１１が、ロールにより提供される（ステップＳＰ１）。

次に、基材１１を供給リールから引き出し、垂直配向膜形成工程（ステップＳＰ２）において、基材１１上にダイ等による垂直配向膜１２を構成する配向膜組成物の塗工液を塗布した後に乾燥して、紫外線等の照射処理あるいは加熱処理を施すことによって塗膜を硬化させて、これにより垂直配向膜１２を形成する。

ここで、本実施の形態においては、基材１１上に対して、バインダー樹脂と、垂直配向性を示すアクリルモノマーとを含み、そのバインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上である配向膜組成物を塗布することによって垂直配向膜１２を形成する。このようにして得られたＣプレート１によれば、そのＣプレート１上に接着層を介して偏光子を貼り付けて光学フィルムとしたときに、偏光子の収縮が生じた場合でも、垂直配向膜１２における縮みを抑制することができ、基材１１と垂直配向膜１２との間の層間ズレを効果的に防止することができる。

次に、光学機能層形成工程（ステップＳＰ３）において、垂直配向膜１２上に光学機能層１３の塗工液を塗布した後、乾燥させて紫外線の照射を行うことにより塗膜を硬化させて、これにより光学機能層１３を形成する。このような工程を経ることによって、Ｃプレート１を製造することができる。

≪３．Ｃプレートを適用した光学フィルム≫
次に、上述したＣプレートを適用した光学フィルムについて説明する。この光学フィルムにおいては、画像表示パネルに配置される各種の光学フィルムに一体にＣプレートを作製するようにして、このＣプレートとして上述したＣプレート１の構成を適用する。

＜３−１．光学フィルムを備えた液晶表示装置の例＞
ここで、Ｃプレートとの一体化に係る構成の光学フィルムにおいては、正のＣプレートを配置する箇所の部材表面に、上述したＣプレート１の垂直配向膜１２、光学機能層１３を順次積層させるようにする。このような光学フィルムとしては、液晶表示パネルの出射面に配置される直線偏光板による光学フィルム、この直線偏光板とカラーフィルタを一体化した光学フィルム等、種々の構成を広く適用することができる。なお、液晶表示パネルの出射面に配置される直線偏光板による光学フィルムや、この直線偏光板とカラーフィルタを一体化した光学フィルムにあっては、Ｃプレートを使用した光学補償が種々に提案されており、上述したＣプレート１を適用することができる。

図３は、例えば、光学フィルムの検討に供した液晶表示装置の構成を示す断面図である。この図３に示す液晶表示装置２において、光学フィルム２１は、上述した液晶表示パネルの出射面に配置される直線偏光板とカラーフィルタを一体化した光学フィルムにＣプレートを適用して光学補償に供する例である。

液晶表示装置２は、ＩＰＳ液晶表示装置（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ；ＩＰＳ−ＬＣＤ）であり、バックライト２２の前面に液晶表示パネル２３が配置される。

液晶表示パネル２３は、ＩＰＳ液晶による液晶セル２４が設けられ、この液晶セル２４のバックライト側に、例えば感圧性の粘着層（図示せず）により直線偏光板２５が設けられる。なお、直線偏光板２５は、透明フィルムからなる基材２５Ａ及び２５Ｃにより、直線偏光板として機能を担う光学機能層である偏光子２５Ｂを挟持して構成される。

液晶表示パネル２３は、液晶セル２４の出射面に光学フィルム２１が配置される。この光学フィルム２１は、光学補償のための光学補償層２６、偏光子２７、表面材である基材（保護フィルム）２８を備える。また、光学補償層２６が、正（＋）のＣプレート（以下、「＋Ｃプレート２６」ともいう）により構成される。基材２８は、ＴＡＣ等の透明フィルムが適用され、直線偏光板２５と同様に直線偏光板としての光学機能層が設けられる。また、光学フィルム２１は、この光学機能層により偏光子２７が形成され、基材２８及び偏光子２７により出射面側の直線偏光板が構成される。

このような積層体における＋Ｃプレート２６が、上述した基材１１／垂直配向膜１２／光学機能層１３が順に積層された積層体（Ｃプレート１）により構成される。

＜３−２．光学フィルム＞
次に、より具体的に、上述した液晶表示装置２における光学フィルム２１について説明する。図４は、上述した光学フィルム２１の構成例を示す断面図である。図４に示すように、光学フィルム２１は、基材１１と、垂直配向膜１２と、光学機能層（液晶層）１３とが順次積層されたＣプレート２６（上述した説明における「Ｃプレート１」を適用。したがって、以下では「Ｃプレート２６（１）」と表記する。）上に、ＵＶ接着剤等からなる接着層３０を介して偏光子２７が積層されてなり、その偏光子２７上に、ＴＡＣフィルム等からなる基材（保護フィルム）２８が貼合されている。

ここで、接着層３０は、上述したようにＣプレート２６（１）上に積層されるものであり、この接着層３０を介して偏光子２７をＣプレート２６（１）に貼り付ける。接着層３０は、主として、主剤と硬化剤とからなる２液タイプの接着剤組成物を硬化させることによって形成される。主剤としては、特に限定されないが、例えば紫外線硬化性樹脂を用いてＵＶ接着層とすることができる。より具体的に、紫外線硬化性樹脂としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられ、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、多官能ウレタンアクリレート等が好ましく用いられる。その中でも、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを用いることが特に好ましい。

また、偏光子２７は、上述した接着層３０上に接着されるものであって、その接着層３０を介してＣプレート２６（１）に貼り付けられて構成されるものである。偏光子２７としては、特に限定されず公知のものを用いることができ、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性材料を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。

一般的に、図４に一例を示す構成の光学フィルム２１においては、偏光子２７の収縮により、偏光子２７よりも下の層、すなわち、基材１１、垂直配向膜１２、光学機能層１３からなるＣプレート２６（１）に収縮応力が掛かることがある。このような偏光子の収縮による応力が掛かると、Ｃプレート２６（１）を構成する垂直配向膜１２が縮んでしまい、その基材１１と垂直配向膜１２との間で層間ズレが生じる。このような層間ズレは、その界面における剥離の原因となり、光学フィルムとして著しく信頼性を損ねてしまう。

この点において、本実施の形態に係るＣプレート２６（１）では、上述したように、その垂直配向膜１２を、バインダー樹脂とアクリルモノマーとを含み、そのバインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上である樹脂により構成するようにしている。このような垂直配向膜１２によれば、たとえ光学フィルム２１を構成する偏光子２７に収縮が生じたとしても、その収縮応力に起因する垂直配向膜１２の軟化を抑制することができ、基材１１と垂直配向膜１２との間における層間ズレを効果的に抑制することができる。そして、このことにより、基材１１と垂直配向膜１２との界面を剥離面とした剥離の発生を防ぐことができ、信頼性の高い光学フィルムを提供することができる。

以下、実施例を示すことによって本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

≪Ｃプレートを備えた光学フィルムの作製≫
以下に示すようにして、実施例、比較例において、正のＣプレートを備えた光学フィルムを作製した。

［実施例１］
＜Ｃプレートの作製＞
（垂直配向膜）
バインダー樹脂として、スチレンと、メタクリル酸メチルと、シクロへキシルマレイミドとを各１００質量部ずつ混合し、液状重合させて得られた共重合体を用いた。なお、このバインダー樹脂の重合度は８０，０００ｇ／ｍｏｌであり、ガラス転移温度（Ｔｇ）は１３０℃であった。

このように調製したバインダー樹脂５０質量部と、アクリルモノマーである１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）５０質量部とを、エタノール／ブチルセロソルブ系の溶媒に１０％の濃度となるように混合して配向膜組成物を調製した。

ＣＯＰフィルムからなる基材（ゼオノアフィルム、日本ゼオン（株）製）に、調製した配向膜組成物をダイヘッドコーティング方式にて塗工し（膜厚：１００ｎｍ）、乾燥温度１２０℃で５分間乾燥させて垂直配向膜を形成した。

（光学機能層）
次に、このようにして形成した垂直配向膜上に、重合性液晶組成物（ＲＭＭ２８Ｂ、メルク社製）をダイヘッドコーティング方式で塗工した。その後、乾燥温度６５℃で５分間乾燥させた後に、紫外線照射装置（Ｈバルブ、Ｆｕｓｉｏｎ社製）を用いて照射量が３８０ｍＪ／ｃｍ^２となるように紫外線を照射して硬化させる光学機能層を形成した。

＜光学フィルム＞
次に、偏光子として、親水性高分子フィルムであるポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素／ヨウ化カリウムの水溶液（濃度０．３％）に浸漬して一軸延伸させた後に乾燥させることで得られた偏光子を準備した。また、接着層を構成する材料として、カルボン酸含有ポリマーである無水マレイン酸−ビニルエチルエーテル共重合体を８０℃の熱水中で撹拌して固形分濃度１０重量％の光硬化接着剤溶液を調製した。

そして、上述のようにして作製したＣプレートに対して、その光学機能層の面上に、調製した光硬化接着剤を塗布し、その接着剤を介して偏光子を貼り付けた上で、紫外線照射装置（Ｈバルブ、Ｆｕｓｉｏｎ社製）を用いて露光処理を施し、接着層を硬化させた。これにより、Ｃプレートに偏光子を貼り付けた光学フィルムを作製した。

［実施例２］
そのガラス転移温度（Ｔｇ）が１２０℃となるように、スチレンと、メタクリル酸メチルと、シクロへキシルマレイミドとの共重合体を共重合させてバインダー樹脂を調整した。このように調製したバインダー樹脂を５０質量部と、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）を５０質量部とを、エタノール／ブチルセロソルブ系の溶媒に１０％の濃度となるように混合して配向膜組成物を調製した。

実施例２では、このようにして調製した配向膜組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＣプレートを作製し、そのＣプレート上に偏光子を貼り付けて光学フィルムを作製した。

［実施例３］
そのガラス転移温度（Ｔｇ）が１１０℃となるように、スチレンと、メタクリル酸メチルと、シクロへキシルマレイミドとの共重合体を共重合させてバインダー樹脂を調整した。このように調製したバインダー樹脂を５０質量部と、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）を５０質量部とを、エタノール／ブチルセロソルブ系の溶媒に１０％の濃度となるように混合して配向膜組成物を調製した。

実施例３では、このようにして調製した配向膜組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＣプレートを作製し、そのＣプレート上に偏光子を貼り付けて光学フィルムを作製した。

［実施例４］
そのガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃となるように、スチレンと、メタクリル酸メチルと、シクロへキシルマレイミドとの共重合体を共重合させてバインダー樹脂を調整した。このように調製したバインダー樹脂を５０質量部と、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）を５０質量部とを、エタノール／ブチルセロソルブ系の溶媒に１０％の濃度となるように混合して配向膜組成物を調製した。

実施例４では、このようにして調製した配向膜組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＣプレートを作製し、そのＣプレート上に偏光子を貼り付けて光学フィルムを作製した。

［比較例１］
そのガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下である、変性ポリオレフィン系のバインダー樹脂（ユニストールＰ９０１、三井化学（株）製）を用い、そのバインダー樹脂を５０質量部と、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）を５０質量部とを、エタノール／ブチルセロソルブ系の溶媒に１０％の濃度となるように混合して配向膜組成物を調製した。

比較例１では、このようにして調製した配向膜組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＣプレートを作製し、そのＣプレート上に偏光子を貼り付けて光学フィルムを作製した。

≪評価（Ｃプレートにおける基材と垂直配向膜との層間ズレの評価）≫
上述のようにして各実施例及び比較例にて作製した、正のＣプレートを備えた光学フィルムについて、偏光子の収縮によるＣプレートでの基材と垂直配向膜との間における層間ズレの有無（及び大きさ）を測定した。具体的に、層間ズレの評価は、作製した光学フィルムを１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさにカットして試験サンプルとし、その試験サンプルに対して、８５℃（ｄｒｙ）の温度条件下での耐久性試験を５００時間行うことによって評価した。この耐久性試験により、偏光子に収縮を生じさせ、その偏光子の収縮応力によるＣプレート中の基材と垂直配向膜との間の層間ズレの発生の有無を確認した。

このような耐久性試験に基づき、層間ズレの有無及び大きさについて以下の基準により評価した。下記表１に、各実施例及び比較例の評価結果を、バインダー樹脂のＴｇと共に示す。また、各光学フィルムの実用性の有無についての評価も示す。なお、実用性の評価は、層間ズレの評価が「○」以上のものを信頼性が高いものとして実用性有りとした。
『◎◎』：層間ズレが全く無かったもの
『◎』：層間ズレは確認されたもののズレの大きさが５０μｍ未満であったもの
『○』：層間ズレの大きさが５０μｍ以上１００μｍ未満であったもの
『×』：層間ズレの大きさが１００μｍ以上であったもの

表１の結果から明らかなように、そのＴｇが８０℃以上であるバインダー樹脂を含む配向膜組成物により垂直配向膜を構成してＣプレートとした実施例１〜４の光学フィルムでは、Ｃプレート中の基材と垂直配向膜との間での層間ズレは全く生じず、あるいは極小さい範囲となり、偏光子の収縮による影響がない実用性（信頼性）の高いものであった。このことは、Ｔｇが８０℃以上のバインダー樹脂を含む垂直配向膜としたことでその配向膜の剛性が高まり、偏光子の収縮応力による軟化を抑制できたためと考えられる。

これに対して、そのＴｇが０℃以下のバインダー樹脂を含む配向膜組成物により垂直配向膜を構成してＣプレートとした比較例１の光学フィルムでは、１００μｍ以上（具体的には約２５０μｍ）もの大きさの層間ズレが生じてしまい、実用性の低いものとなってしまった。この比較例１の光学フィルムでは、偏光子の収縮応力が下層を構成するＣプレートの垂直配向膜に与えられて軟化してしまい、その結果として基材との間で層間ズレが生じてしまったものと考えられる。なお、比較例１の光学フィルムでは、その層間ズレの結果、基材と垂直配向膜とがその界面で剥離してしまった。

１ Ｃプレート
２ 液晶表示装置
１１、２５Ａ、２５Ｃ、２８ 基材
１２ 垂直配向膜
１３ 光学機能層
２１ 光学フィルム
２２ バックライト
２３ 液晶表示パネル
２４ 液晶セル
２５ 直線偏光板
２５Ｂ 偏光子
２６ 光学補償層（＋Ｃプレート）
２７ 偏光子
３０ 接着層

Claims (7)

1. 基材と、垂直配向膜と、該垂直配向膜の配向規制力により配向した状態で固化した液晶材料による光学機能層とがこの順に積層された積層体を備え、
   前記垂直配向膜は、バインダー樹脂と、アクリルモノマーとを含み、該バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上であることを特徴とする光学フィルム。
2. 前記バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が１２０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。
3. 前記バインダー樹脂は、シクロへキシルマレイミドを共重合成分として含む共重合体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルム。
4. 前記バインダー樹脂は、スチレンと、メタクリル酸メチルと、シクロへキシルマレイミドとの共重合体であることを特徴とする請求項３に記載の光学フィルム。
5. 前記アクリルモノマーは、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光学フィルム。
6. 前記基材は、シクロオレフィン系ポリマーからなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光学フィルム。
7. 基材上に垂直配向膜を形成する配向膜形成工程と、
   前記垂直配向膜上に、液晶材料による塗工液を塗布して、該垂直配向膜の配向規制力により該液晶材料を配向させた状態で固化させることによりＣプレートとして機能する光学機能層を形成する光学機能層形成工程とを備え、
   前記配向膜作製工程では、バインダー樹脂と、垂直配向性を示すアクリルモノマーとを含み、該バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上である配向膜組成物を前記基材上に塗布することによって垂直配向膜を形成することを特徴とする光学フィルムの製造方法。

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