JP4687909B2 - 光学フィルムの製造方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は光学フィルム及びその製造方法並びに装置に係り、特に、大型の液晶表示装置において好適に適用できる光学フィルム及びその製造方法並びに装置に関する。

近年、液晶セルに位相差板として使用される光学フィルムの需要が増加しつつある。液晶表示装置は、液晶セル、偏光素子および光学補償シート（位相差板）で構成されており、光学補償シートは、画像着色を解消したり、視野角を拡大したりするために用いられている。光学補償シートとしては、従来から延伸ポリマーフィルムが使用されていたが、近年では、延伸ポリマーフィルムに代えて、透明支持体上に液晶性分子から形成された光学異方性層を有する光学補償シート（光学フィルム）を使用することが提案されている。

このような光学フィルムは、長尺状の高分子シートを連続的に搬送しながら表面に配向膜層を塗布・乾燥させた後、配向膜層表面にラビング処理を施し、その上に液晶化合物溶液を塗布することによって製造される。塗布された液晶化合物溶液は乾燥工程で乾燥され、紫外線照射工程で液晶化合物を紫外線照射によって重合させることで光学異方性層となる（特許文献１参照）。
特開２００４−１９８５１１号公報

しかしながら、特許文献１の光学異方性層を有する光学フィルムにおいて、高温・高湿度において長期保存した場合に、塗膜にクラック（ひび割れ）が発現してしまうことがあるという問題がある。

また、液晶化合物により形成された光学異方性層の光学特性が、光学フィルムとしての好ましい光学特性として得られない場合があるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光学異方性層を有する光学フィルムにおいて、塗膜のクラック発生を顕著に抑制でき、更には好ましい光学特性を得ることができる光学フィルムの製造方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明者は、光学異方性層を有する光学フィルムの製造において、光学異方性層の塗膜に見られるクラックの発生原因や、光学フィルムとして好ましい光学特性を得るための研究を鋭意実施した。その結果、塗布した光学異方性層の塗膜を乾燥工程で乾燥した後、塗膜を冷却工程で一旦冷却してから、紫外線照射工程において紫外線を照射する際に塗膜を再び加熱することで、塗膜にクラックを発生させないようにでき、更には好ましい光学特性を得ることができることが分かった。特に、紫外線照射において塗膜を加熱することがクラック発生抑制や好ましい光学特性を得るために寄与しているものと考察される。ちなみに、従来の紫外線照射工程では、塗膜の温度管理を行わないか、行ったとしても冷却する方向であり、塗膜を加熱手段で積極的に加熱することは実施していない。

本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、透明支持体の表面に形成した配向膜層上に液晶化合物からなる光学異方性層を塗布した後、塗布した塗膜を乾燥する乾燥工程と、前記乾燥した塗膜を冷却する冷却工程と、前記冷却した塗膜を加熱した状態で紫外線を照射する紫外線照射工程と、を備え、前記乾燥部では前記塗膜の最高温度Ｔ１を１２０〜１４０℃の範囲とし、前記冷却工程では紫外線照射する直前における前記塗膜の温度Ｔ２を４０〜１００℃の範囲に冷却し、前記紫外線照射工程では前記塗膜の最高温度Ｔ３が１００〜１３５℃の範囲になるように加熱すると共に、前記Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３の関係において、Δ１＝Ｔ１−Ｔ２が３０℃以上、及びΔ２＝Ｔ３−Ｔ２が１５℃以上であることを特徴とする光学フィルムの製造方法を提供する。

請求項１によれば、乾燥工程で塗膜を乾燥した後、冷却工程で塗膜を冷却し、紫外線照射工程で紫外線を照射する際に塗膜を再び加熱して、塗膜に経時的な温度変化を付与することにより、塗膜のクラック発生を顕著に抑制し、且つ好ましい光学特性の光学フィルムを得ることができる。尚、冷却工程は、塗膜を冷却手段で積極的に冷却する場合、及び塗膜を自然冷却する場合の何れを含む。

また、請求項１は、乾燥工程、冷却工程、紫外線照射工程における塗膜の好ましい絶対温度範囲を規定すると共に、乾燥工程と冷却工程とにおける塗膜の相対的な好ましい温度差（Δ１）及び冷却工程と紫外線照射工程とにおける塗膜の相対的な好ましい温度差（Δ２）を規定したものである。

乾燥工程における塗膜の最高温度Ｔ１を１２０〜１４０℃の範囲としたのは、かかる乾燥工程では塗膜の溶剤除去と同時に、塗膜を加熱することで液晶化合物を配向・熟成させており、１２０〜１４０℃の範囲が配向・熟成温度として好ましいからである。また、冷却工程では、塗膜温度を１００℃以下にすることが望ましく、４０〜１００℃の範囲が好ましい。また、紫外線照射工程では、１００〜１３５℃の範囲が好ましく、１３５℃を超えると、塗膜から溶剤以外の揮発物が揮発し易くなり、紫外線照射工程が汚れる。また、１００℃を下回ると、クラック発生防止効果が顕著に小さくなる。尚、塗膜の温度は、市販の非接触赤外温度計で測定することができる。

本発明の請求項２は請求項１において、前記紫外線照射工程では、紫外線照射時間を０．２秒以上１０秒以下にすることを特徴とする。

請求項２によれば、紫外線照射工程において紫外線照射時間を１０秒以下にすることで、塗膜のクラック発生を一層抑制できる。これは、紫外線照射の際に塗膜を積極的に加熱することで、従来の紫外線照射時間よりも短時間（１０秒以下）で液晶化合物の重合を完了させることができることがクラック抑制に寄与しているものと考察される。また、紫外線照射時間の下限は、液晶化合物の重合が完了する時間である。

本発明の請求項３は請求項１又は２において、前記紫外線照射工程では、前記紫外線の種類の中で波長が２００［ｎｍ］以下のエキシマ紫外線を照射するか、又は前記紫外線の代わりに電子線を照射することを特徴とする。

請求項３によれば、紫外線照射工程では、紫外線の種類の中で波長が２００［ｎｍ］以下のエキシマ紫外線を照射するか、又は紫外線の代わりに電子線を照射するようにしたので、クラック抑制に一層の効果を発揮する。

本発明の請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記配向膜層に、紫外線、波長が２００［ｎｍ］以下のエキシマ紫外線、又は電子線を照射し、その後に前記光学異方性層を塗布することを特徴とする。

請求項４によれば、配向膜層を塗布後に紫外線、波長が２００［ｎｍ］以下のエキシマ紫外線、又は電子線を照射してから、光学異方性層を塗布することで、クラック発生抑制効果を更に高めることができる。

本発明の請求項５は、前記目的を達成するために、透明支持体の表面に形成した配向膜層上に液晶化合物からなる光学異方性層を塗布した後、塗布した塗膜を乾燥する乾燥部と、前記乾燥した塗膜を冷却する冷却部と、前記冷却した塗膜を加熱した状態で紫外線を照射する紫外線照射部と、を備え、前記乾燥部では前記塗膜の最高温度Ｔ１を１２０〜１４０℃の範囲とし、前記冷却部では紫外線照射する直前における前記塗膜の温度Ｔ２を４０〜１００℃の範囲に冷却し、前記紫外線照射部では前記塗膜の最高温度Ｔ３が１００〜１３５℃の範囲になるように加熱すると共に、前記Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３の関係において、Δ１＝Ｔ１−Ｔ２が３０℃以上、及びΔ２＝Ｔ３−Ｔ２が１５℃以上になるように前記各部の温度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴とする光学フィルムの製造装置を提供する。

本発明の請求項５は、本発明を装置として構成したものであり、塗膜のクラック発生を抑制し、且つ好ましい光学特性の光学フィルムを得ることができる。

以上説明したように、本発明の光学フィルムの製造方法及び装置によれば、光学異方性層を有する光学フィルムにおいて、塗膜のクラック発生を顕著に抑制でき、更には好ましい光学特性を得ることができる。また、本発明の光学フィルムの製造方法によって製造された光学フィルムは、クラックや光学特性の点で高い品質を得ることができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る光学フィルム（光学補償フィルムとも云う）及びその製造方法並びに装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１に示すように、送り出し機６６から送り出された長尺状の透明支持体であるウエブ１６表面には予め配向膜形成用樹脂を含む塗布液が塗布、乾燥された透明樹脂層が形成される。ウエブ１６はガイドローラ６８によってガイドされてラビング処理装置７０に送りこまれ、ラビングローラ７２によって透明樹脂層がラビング処理される。これにより、透明樹脂層に配向膜を形成させる。ラビング処理装置７０では、ラビングロール７２ａ、７２ｂをウエブ１６の連続搬送工程内にある２つの搬送用ロール間に配置し、回転する該ラビングロール７２ａ、７２ｂにウエブ１６をラップさせながら該ウエブ１６を搬送することによって、連続してウエブ１６表面にラビング処理を施すことが好ましい。この場合、ウエブ１６の搬送方向に対し、回転軸を傾けてラビングロール７２ａ、７２ｂを配置することも可能である。ラビングロール７２自身の真円度、円筒度、振れがいずれも３０μｍ以下であることが好ましい。上記記載のラビング方法を用いた装置において、装置内に１セット以上の予備のラビングロールを備えていることが好ましい。

次に、除塵機７４により、ウエブ１６の表面に付着した塵が取り除かれる。そして、グラビア塗布装置７６によりディスコティック化合物を含む塗布液を、ウエブ１６の配向膜層上に塗布する。ディスコティック化合物として架橋性官能基を有するディスコティック化合物を用いられる。

グラビア塗布装置７６は、グラビアローラ１２の下方に、液受けパン１４が設けられており、この液受けパン１４には塗布液が満たされている。そして、グラビアローラ１２の約下半分は塗布液に浸漬されている。この構成により、グラビアローラ１２表面のセルに塗布液が供給されることとなる。上流ガイドローラ１７及び下流ガイドローラ１８は、グラビアローラ１２と平行な状態で支持されている。そして、上流ガイドローラ１７及び下流ガイドローラ１８は、両端部分を軸受部材（ボール軸受等）により回動自在に支持され、駆動機構を付されない構成のものが好ましい。グラビア塗布装置７６は、クリーンルーム等の清浄な雰囲気に設置するとよい。その際、清浄度はクラス１０００以下が好ましく、クラス１００以下がより好ましく、クラス１０以下が更に好ましい。

尚、図１では、塗布装置として、グラビア塗布装置７６の例で示したが、これに限定されない。例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、マイクログラビア法やエクストルージョンコート法等の方法を適宜使用することができる。

次に、本発明においては、塗布液の塗布により塗膜１６Ａが形成されたウエブ１６は、図１の乾燥部（乾燥工程）７７、冷却部（冷却工程）７８、及び紫外線照射部（紫外線照射工程）７９を通過させる。そして、温度制御手段８０が、乾燥部７７、冷却部７８、及び紫外線照射部７９における塗膜１６Ａの温度を次のように制御する。すなわち、乾燥部７７では塗膜１６Ａの最高温度Ｔ１を１２０〜１４０℃の範囲とし、冷却部７８では紫外線照射する直前における塗膜１６Ａの温度Ｔ２を４０〜１００℃の範囲に冷却し、紫外線照射部７９では塗膜１６Ａの最高温度Ｔ３が１００〜１３５℃の範囲になるように加熱すると共に、Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３の関係において、Δ１＝Ｔ１−Ｔ２が３０℃以上、及びΔ２＝Ｔ３−Ｔ２が１５℃以上なるように制御する。尚、各工程におけるＴ１、Ｔ２、Ｔ３は最高温度であり、各々の工程内で加温、降温等の温度パターンを変えることもできる。特に紫外線照射部においては、照射時に順次温度を上げ最高温度に到達するようにすることが好ましい。

このように、乾燥部７７で塗膜１６Ａを乾燥した後、冷却部７８で塗膜１６Ａを一旦冷却し、紫外線照射部７９で紫外線を照射する際に塗膜を再び加熱して、塗膜１６Ａに経時的な温度変化を付与すると共に、Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３の間の温度差を適切に制御することにより、塗膜１６Ａのクラック発生を顕著に抑制し、且つ好ましい光学特性の光学フィルムを得ることができる。この場合、紫外線照射部７９において塗膜１６Ａに紫外線を照射する紫外線照射時間ｔは０．２〜１０．０［ｓｅｃ］の範囲であることが好ましい。紫外線照射時間ｔを１０．０［ｓｅｃ］以下にすることで、更に、光学フィルムの光学特性を維持しつつ、クラックの発現を抑制することができる。また、照射時間の下限は液晶化合物の塗膜１６Ａが重合を完了する時間である。

乾燥部７７及び紫外線照射部７９での加熱は、乾燥ゾーン及び紫外線照射ゾーンを通過するウエブ１６の塗膜１６Ａとは反対側の面に、熱風または遠赤外線を付与することにより、あるいは加熱ローラを接触させることにより行なうことができる。この場合、ウエブ１６の両面に、熱風または遠赤外線を付与してもよい。また、冷却部７８では、冷却ゾーン内に冷風を吹き出して、塗膜１６Ａを積極的に冷却してもよく、あるいは冷却ゾーンを長く確保して自然冷却するようにしてもよい。

そして、配向膜及び光学異方性層が形成されたウエブ１６は、巻取り機８２に巻き取られる。これにより、光学フィルムが製造される。

尚、紫外線照射部７９では、一般に市販されている紫外線照射装置を用いることができる。その際、硬化組成物の種類や開始剤等により必要に応じて光源の種類や、照射装置の構造を選択することができる。また、波長が２００［ｎｍ］以下のエキシマ紫外線、又は電子線を照射することも好ましい。２００［ｎｍ］以下のエキシマ紫外線、又は電子線を照射することで、光学異方性層のクラックの発現を一層抑制することができる。更には、配向膜層に、紫外線、２００［ｎｍ］以下のエキシマ紫外線、又は電子線を照射し、その後に光学異方性層を塗布することで、クラックの発現を一層抑制することができる。

以下にウエブ１６上にディスコティック化合物からなる光学異方性層を塗設した光学フィルム（光学補償シート）を直接偏光板の保護フィルムとして用いる液晶表示装置について記載するが、これに限定されるものではない。

これらに用いられるディスコティック化合物については特開平７−２６７９０２号、特開平７−２８１０２８号、特開平７−３０６３１７号の各公報に詳細に記載されている。それらによると、光学異方性層はディスコティック構造単位を有する化合物から形成される層である。即ち、光学異方性層は、モノマー等の低分子量の液晶性ディスコティック化合物層、または重合性の液晶性ディスコティック化合物の重合（硬化）により得られるポリマー層である。それらのディスコティック（円盤状）化合物の例としては、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．７１巻、１１１頁（１９８１年）に記載されているベンゼン誘導体、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．１２２巻、１４１頁（１９８５年）、Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔ，Ａ，７８巻、８２頁（１９９０）に記載されているトルキセン誘導体、Ｂ．Ｋｏｈｎｅらの研究報告、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．９６巻、７０頁（１９８４年）に記載されたシクロヘキサン誘導体及びＪ．Ｍ．Ｌｅｈｎらの研究報告、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１７９４頁（１９８５年）、Ｊ．Ｚｈａｎｇらの研究報告、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６巻、２６５５頁（１９９４年）に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルなどを挙げることができる。上記ディスコティック（円盤状）化合物は、一般的にこれらを分子中心の母核とし、直鎖のアルキル基やアルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等がその直鎖として放射線状に置換された構造であり、液晶性を示し、一般的にディスコティック液晶とよばれるものが含まれる。ただし、分子自身が負の一軸性を有し、一定の配向を付与できるものであれば上記記載に限定されるものではない。また、前記公報において円盤状化合物から形成したとは、最終的にできた物が前記化合物である必要はなく、例えば前記低分子ディスコティック液晶が熱、光等で反応する基を有しており、結果的に熱、光等で反応により重合または架橋し、高分子量化し液晶性を失ったものも含まれる。さらに、ディスコティックネマティック相または一軸性の柱状相を形成し得る、円盤状化合物の少なくとも一種を含有し、かつ光学異方性を有することを特徴とする化合物を用いることが好ましい。また円盤状化合物がトリフェニレン誘導体であることが好ましい。ここで、トリフェニレン誘導体が、特開平７−３０６３１７号公報に記載の（化２）で表される化合物であることが好ましい。

また、セルロースアシレートフィルムは、配向膜の支持体（ウエブ）として好ましく用いられる。それらは特開平９−１５２５０９号公報に詳細に記載されているものを適用できる。すなわち、配向膜はセルロースアシレートフィルム上又はそのセルロースアシレートフィルム上に塗設された下塗層上に設けられる。配向膜は、その上に設けられる液晶性ディスコティック化合物の配向方向を規定するように機能する。ここで配向膜は、光学異方性層に配向性を付与できるものであれば、どのような層でも良い。

配向膜の好ましい例としては、有機化合物（好ましくはポリマー）のラビング処理された層、無機化合物の斜方蒸着層、及びマイクログルーブを有する層、さらにω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド及びステアリル酸メチル等のラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）により形成される累積膜、あるいは電場あるいは磁場の付与により誘電体を配向させた層を挙げることができる。

配向膜用の有機化合物の例としては、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸／メタクリル酸共重合体、スチレン／マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、スチレン／ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル／塩化ビニル共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリカーボネート等のポリマー及びシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、ポリイミド、ポリスチレン、スチレン誘導体のポリマー、ゼラチン、ポリビニルアルコール及びアルキル基（炭素原子数６以上が好ましい）を有するアルキル変性ポリビルアルコールを挙げることができる。

中でもポリビニルアルコール及びアルキル変性のポリビニルアルコールは特に好ましく、液晶性ディスコティック化合物を均一に配向させる能力に優れている。これは配向膜表面のヒドロキシル基やアルキル鎖とディスコティック液晶との強い相互作用のためと推察される。また、アルキル基は、炭素原子数６〜１４が好ましく、更に、−Ｓ−、−（ＣＨ₃）Ｃ（ＣＮ）−または−（Ｃ₂Ｈ₅ ）Ｎ−ＣＳ−Ｓ−を介してポリビニルアルコールに結合していることが好ましい。上記ポリビニルアルコール及びアルキル変性ポリビニルアルコールは、ケン化度８０％以上、重合度２００以上が好ましい。このような、ポリビニルアルコールとしては、クラレ（株）製のＰＶＡ１０３、２０３、側鎖にアルキル基を有するポリビニルアルコールは、クラレ（株）製のＭＰ１０３、ＭＰ２０３、Ｒ１１３０などの市販品を利用することができる。

また、液晶表示装置（ＬＣＤ）の配向膜として広く用いられているポリイミド膜（好ましくはフッ素原子含有ポリイミド）も有機配向膜として好ましい。これはポリアミック酸（例えば、日立化成（株）製のＬＱ／ＬＸシリーズ、日産化学（株）製のＳＥシリーズ等）を支持体面に塗布し、１００〜３００℃で０．５〜１時間焼成した後、ラビングすることにより得られる。

更に、セルロースアシレートフィルムに適用される配向膜は、上記ポリマーに反応性基を導入することにより、あるいは上記ポリマーをイソシアネート化合物及びエポキシ化合物やアルデヒド化合物などの架橋剤と共に使用して、これらのポリマーを硬化させることにより得られる硬化膜であることが好ましい。

配向膜に用いられるポリマーと、光学異方性層の液晶性化合物とが、これらの層の界面を介して化学的に結合していることが好ましい。配向膜のポリマーが、ビニル部分、オキシラニル部分またはアジリジニル部分を有する基で、少なくとも一個のヒドロキシル基が置換されたポリビニルアルコールから形成されていることが好ましい。ビニル部分、オキシラニル部分またはアジリジニル部分を有する基が、エーテル結合、ウレタン結合、アセタール結合またはエステル結合を介してポリビニルアルコール誘導体のポリマー鎖に結合していることが好ましい。ビニル部分、オキシラニル部分またはアジリジニル部分を有する基が、芳香族環を持たないことが好ましい。上記ポリビニルアルコールが、特開平９−１５２５０９号公報に記載の（Ｖ−１）〜（Ｖ−１１）等に示されるような化合物であることが好ましい。

また、前記ラビング処理は、ＬＣＤの液晶配向処理工程として広く採用されている処理方法を利用することができる。即ち、配向膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維などを用いて一定方向に擦ることにより配向を得る方法を用いることができる。一般的には、長さ及び太さが均一な繊維を平均的に植毛した布などを用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。

また、無機斜方蒸着膜の蒸着物質としては、ＳｉＯを代表とし、ＴｉＯ₂ 、ＺｎＯ₂ 等の金属酸化物、あるいやＭｇＦ₂等のフッ化物、さらにＡｕ、Ａｌなどの金属が挙げられ
る。尚、金属酸化物は、高誘電率のものであれば斜方蒸着物質として用いることができ、上記に限定されるものではない。無機斜方蒸着膜は、蒸着装置を用いて形成することができる。ウエブ（支持体）を固定して蒸着するか、あるいは長尺ウエブを移動させて連続的に蒸着することにより無機斜方蒸着膜を形成することができる。光学異方性層を配向膜を使用せずに配向させる方法として、支持体上の光学異方性層をディスコティック光学異方性層を形成し得る温度に加熱しながら、電場あるいは磁場を付与する方法を挙げることができる。

セルロースアシレートフィルムは、特開平８−５８３７号、特開平７−１９１２１７号、特開平８−５０２０６号、特開平７−２８１０２８号の各公報に詳細に記載されている下記の基本構成を有する光学補償シートに用いることができる。セルロースアシレートフィルム及びその上に設けられた光学異方性層からなる光学補償シートが適用例であり、該光学異方性層がディスコティック構造単位を有する化合物から形成される層である。ＬＣＤへの適用例としては、偏光板の片側に上記光学補償シートを粘着剤を介して貼り合わせる、もしくは、偏光素子の片側に保護フィルムとして、上記光学補償シートを接着剤を介して貼り合わせることが好ましい。光学異方素子は少なくともディスコティック構造単位（ディスコティック液晶が好ましい）を有することが好ましい。

該ディスコティック構造単位の円盤面（以下、単に「面」とも言う）が、セルロースアシレートフィルム面に対して傾いており、且つ該ディスコティック構造単位の円盤面とセルロースアシレートフィルムとのなす角度が、光学異方性層の深さ方向において変化していることが好ましい。

セルロースアシレートフィルムと一緒に用いられる上記光学補償シートの好ましい態様は下記のとおりである。
（ａ１）角度の平均値が、光学異方性層の深さ方向において光学異方性層の底面からの距離の増加と共に増加している。
（ａ２）該角度が、５〜８５°の範囲で変化する。
（ａ３）該角度の最小値が、０〜８５°の範囲（好ましくは０〜４０°）にあり、その最大値が５〜９０°の範囲（好ましくは５０〜８５°）にある。
（ａ４）該角度の最小値と最大値との差が、５〜７０度の範囲（好ましくは１０〜６０°）にある。
（ａ５）該角度が、光学異方性層の深さ方向でかつ光学異方性層の底面からの距離の増加と共に連続的に変化（好ましくは増加）している。
（ａ６）光学異方性層が、さらにセルロースアシレートを含んでいる。
（ａ７）光学異方性層が、さらにセルロースアセテートブチレートを含んでいる。
（ａ８）光学異方性層と透明支持体との間に、配向膜（好ましくはポリマーの硬化膜）が形成されている。
（ａ９）光学異方性層と配向膜との間に、下塗層（２００[ｎｍ]以下の紫外線、又は電子線の照射した場合を含む）が形成されている。
（ａ１０）光学異方性層が、光学補償シートの法線方向から傾いた方向に、０以外のレターデーションの絶対値の最小値を有する。
（ａ１１）該配向膜が、ラビング処理されたポリマー層である上記（ａ８）記載の光学補償シート。

該光学異方性層へ添加することで、該光学異方性層の配向温度を変えることのできる有機化合物を含むことが好ましい。該有機化合物が、重合性基を有するモノマーであることが好ましい。

以上のような光学異方性層の光学特性は、レターデーション値によって示される。このレターデーション値はフィルム面内のレターデーション（Ｒｅ）と、厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）等がある。Ｒｅは、下記式（Ｉ）で定義される値であり、Ｒｔｈは、下記式（ＩＩ）で定義される値である。

（Ｉ） Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
（ＩＩ） Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
［式（Ｉ）、（ＩＩ）において、ｎｘは、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率であり、ｎｙは、フィルム面内の進相軸方向の屈折率であり、またｎｚは、フィルムの厚み方向の屈折率である。そして、ｄは、フィルムの厚さである］。このようなレターデーション値は、エリプソメトリー等の方法により求められる。

また、製造された光学補償フィルムは、液晶表示装置、特に透過型液晶表示装置に有利に用いられる。透過型液晶表示装置は、液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板からなる。液晶セルは、二枚の電極基板の間に液晶を担持している。光学補償シートは、液晶セルと一方の偏光板との間に、一枚配置するか、あるいは液晶セルと双方の偏光板との間に二枚配置する。液晶セルのモードは、ＶＡモード、ＴＮモード、またはＯＣＢモードであることが好ましい。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実験１）
透明支持体としてセルローストリアセテート（商品名；フジタック、富士写真フイルム社製）を用い、配向膜形成用樹脂を主成分とする塗布液を塗布した。この塗布液は、主成分を下記化学式に示されるアクリル変性ポリビニルアルコールとし、溶媒には水を用いて調製した。配向膜形成用樹脂層を付設した透明支持体を、一旦バルクロールとして巻き取った。そして、本発明に係る製造装置でバルクロール（ウエブ１６）をラビング処理装置７０でラビング処理した。なお、ラビング処理におけるラビングローラの回転周速を８ｍ／秒とし、の張力を幅あたり３００Ｎとした。

ラビング処理を施したウエブ１６に対し、塗布装置７６にて塗布を行った。この塗布液には、下記化学式に示したディスコティック化合物４１．０１ｋｇ、エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ＃３６０、大阪有機化学（株）製）４．０６ｋｇ、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）０．３５ｋｇ、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）１．３５ｋｇ、増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）０．４５ｋｇを、１０２ｋｇのメチルエチルケトンに溶解し、この溶液にさらにフルオロ脂肪族基含有共重合体（メガファックＦ７８０、大日本インキ（株）製）を０．１ｋｇ加えた混合物である、液晶性化合物を含む溶液を用い、湿潤膜厚６μｍとなるように、２５ｍ／分で搬送させたウエブ１６に対して塗布した。

塗布後のウエブ１６を、下記の表１に示す温度に設定した乾燥部７７、冷却部７８、及び紫外線照射部７９を通過させ、紫外線照射部７９において、その表面の光学異方性層に紫外線ランプ（６００Ｗ／ｃｍ² メタルハライドランプ、アイグラフィクス（株）製）を用いて紫外線を照射して架橋させた。このとき光学異方性層の厚みは約１．７μｍであった。配向膜及び光学異方性層を形成されたウエブ１６の表面を検査した。

尚、表１において、液晶化合物から形成された光学異方性層を塗布した後の乾燥部７７における塗膜の最高温度をＴ１、紫外線照射する直前の冷却部７８における塗膜の温度をＴ２、紫外線照射部７９における塗膜の最高温度をＴ３、Δ1＝Ｔ１−Ｔ２、Δ2＝Ｔ３−Ｔ２、及び紫外線照射部７９における紫外線照射時間をｔ[ｓｅｃ]としている。紫外線照射時間ｔは、表１に示すように、５．０[ｓｅｃ]、０．５ [ｓｅｃ]の場合について調べている。

ここで、表１中の評価において、光学特性として光学異方性層のレターデーション値Ｒｅ（ｎｍ）を示した。レターデーション値はエリプソメーター（日本分光(株)製）で測定した。レターデーション値が大きいほど光学異方性層の特性がより発現できており良い方向である。このＲｅ値は光学フィルムの特性上、３５以上が必要で、大きい方が光学特性として良い方向である。

また、耐久性クラック評価とは、「特開２００４−１９８５１１に示す光学補償フィルム（ＷＶフィルム）を特開２００４−１９８５１１に示す条件で偏光板加工し、ガラスに貼り付けたものを試料とし、温度４０[℃]、湿度９５[%]や、６０[℃]、湿度９０[%]等の高温多湿な条件下に２４時間放置した後、室温に戻した時に試料に生じるひび割れの状態の評価」である。今回は、ひび割れ度合いを４段階で評価した。

表１から分かるように、Ｔ２で温度を下げ、ＵＶ照射するＴ３の温度が高く、乾燥工程の最高温度Ｔ１は１２０〜１４０［℃］の範囲であり、冷却工程の温度Ｔ２は４０〜１００［℃］の範囲であり、紫外線照射工程での最高温度Ｔ３は１００〜１３５［℃］の範囲である製造条件で製造したものは、その範囲にない比較例１−１と比較して、光学特性及び耐久性クラックにおいて、良い結果が得られている。さらに、Δ2＝Ｔ３−Ｔ２が１５［℃］以上であることで、その範囲にない本発明１−１と比較して、耐久性クラックの評価が良いことが分かる。そして、Δ1＝Ｔ１−Ｔ２が３０［℃］以上であることで、その範囲にない本発明１−３と比較して、光学特性の評価が良いことが分かる。尚、表１上のｔ＝５．０[ｓｅｃ]の場合と、表１下のｔ＝０．５[ｓｅｃ]の場合との比較から、紫外線照射工程が長いｔ＝５．０[ｓｅｃ]のほうが耐久性クラックの評価が良いが、０．５[ｓｅｃ]でも十分で、短時間の照射であるため生産性が良い。

（実験２）
表２に示す素材に対し、通常の紫外線もしくはエキシマ紫外線（２００[ｎｍ]以下の短波長の紫外線光）を照射した。配向膜層と光学異方性層は実験１の本発明２−９に示したものと同じであり、本発明３−１、３−２は、配向膜層に通常の紫外線、エキシマ紫外線を照射してから光学異方性層を設けている。尚、通常の紫外線は上記実験１で用いた紫外線（６００Ｗ／ｃｍ² メタルハライドランプ、アイグラフィクス（株）製）、エキシマ紫外線は、信越エンジニアリング株式会社製のエキシマ装置（キセノンエキシマランプ ６灯 照度３０〜３９[ｍＷ／ｃｍ^２] バッチ式）を使用し５．０[ｓｅｃ]間照射した。

表２から分かるように、配向膜層に通常の紫外線もしくは２００［ｎｍ］以下の紫外線を照射し、その後光学異方性層を設けた本発明３−１、３−２、及び、光学異方性層形成後に２００［ｎｍ］以下の紫外線を照射した本発明３−２において、本発明２−９に比べ、光学異方性層の耐久性クラックの評価が◎であることが分かる。

（実験３）
実験２と同様の素材に対して、通常の紫外線もしくはエキシマ紫外線の代わりに、電子線を照射した。尚、電子線は、岩崎電気株式会社製のラボ機ＣＢ１７５／１５／１８０Ｌ（電子線加速電圧１７５[ｋＶ]、電子線照射幅１５[ｃｍ]、最大照射電流１０[ｍＡ]、試料移動速度３〜６０[ｍ／ｍｉｎ]、最大照射量６０[Ｍｒａｄ]）を使用し、１．０[ｓｅｃ]間照射した。

表３から分かるように、実験２と同様に、電子線を照射することで耐久性クラックの評価結果が良いことが分かる。

本発明に係る光学補償フィルムの製造ラインを説明する説明図

符号の説明

１０…製造ライン、１２…グラビアローラ、１３…バックアップローラ、１４…液受けパン、１６…ウエブ、１６Ａ…塗膜、１７…上流ガイドローラ、１８…下流ガイドローラ、６６…送り出し機、６８…ガイドローラ、７０…ラビング処理装置、７２ａ，７２ｂ…ラビングローラ、７４…除塵機、７６…塗布装置（塗布工程）、７７…乾燥部（乾燥工程）、７８…冷却部（冷却工程）、７９…紫外線照射部（紫外線照射工程）、８０…温度制御手段、８２…巻取り機

Claims (5)

1. 透明支持体の表面に形成した配向膜層上に液晶化合物からなる光学異方性層を塗布した後、塗布した塗膜を乾燥する乾燥工程と、
   前記乾燥した塗膜を冷却する冷却工程と、
   前記冷却した塗膜を加熱した状態で紫外線を照射する紫外線照射工程と、を備え、
   前記乾燥工程では前記塗膜の最高温度Ｔ１を１２０〜１４０℃の範囲とし、前記冷却工程では紫外線照射する直前における前記塗膜の温度Ｔ２を４０〜１００℃の範囲に冷却し、前記紫外線照射工程では前記塗膜の最高温度Ｔ３が１００〜１３５℃の範囲になるように加熱すると共に、前記Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３の関係において、Δ１＝Ｔ１−Ｔ２が３０℃以上、及びΔ２＝Ｔ３−Ｔ２が１５℃以上であることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
2. 前記紫外線照射工程では、紫外線照射時間を０．２秒以上１０秒以下にすることを特徴とする請求項１の光学フィルムの製造方法。
3. 前記紫外線照射工程では、前記紫外線の種類の中で波長が２００［ｎｍ］以下のエキシマ紫外線を照射するか、又は前記紫外線の代わりに電子線を照射することを特徴とする請求項１又は２の光学フィルムの製造方法。
4. 前記配向膜層に、紫外線、波長２００［ｎｍ］以下のエキシマ紫外線、又は電子線を照射し、その後に前記光学異方性層を塗布することを特徴とする請求項１〜３の何れか１の光学フィルムの製造方法。
5. 透明支持体の表面に形成した配向膜層上に液晶化合物からなる光学異方性層を塗布した後、塗布した塗膜を乾燥する乾燥部と、
   前記乾燥した塗膜を冷却する冷却部と、
   前記冷却した塗膜を加熱した状態で紫外線を照射する紫外線照射部と、を備え、
   前記乾燥部では前記塗膜の最高温度Ｔ１を１２０〜１４０℃の範囲とし、前記冷却部では紫外線照射する直前における前記塗膜の温度Ｔ２を４０〜１００℃の範囲に冷却し、前記紫外線照射部では前記塗膜の最高温度Ｔ３が１００〜１３５℃の範囲になるように加熱すると共に、前記Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３の関係において、Δ１＝Ｔ１−Ｔ２が３０℃以上、及びΔ２＝Ｔ３−Ｔ２が１５℃以上になるように前記各部の温度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴とする光学フィルムの製造装置。

Images