JP5391692B2 - 円偏光分離シートの製造方法および塗膜形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、円偏光分離シートの製造方法、および塗膜形成装置に関し、特に各種光学フィルム等に使用される円偏光分離シートの製造方法、およびその製造に使用される塗膜形成装置に関する。

近年の液晶表示装置の大画面化に伴い、より高輝度化、高視野角化が要求されてきている。液晶表示装置の表示特性を向上させるために、該液晶表示装置には、種々のフィルムが組み込まれている。かかるフィルムとして、これまで様々なフィルムが製造されており、それらの中でも、特に表示時の輝度を増大させるための輝度向上フィルムは、液晶表示装置の消費電力を抑えるために重要な要素となっており、その品質・コストに対する要求は高い。

前記輝度向上フィルムの構成要素として、入射光を偏光状態に応じて透過光と反射光に分離するための偏光分離層を有するものが知られている。この偏光分離層に用いる要素としては、例えば、コレステリック液晶重合層を有する円偏光分離シート（例えば、特開平６−２３５９００号公報（対応出願公報：米国特許明細書第６，３０７，６０４号）、特開平８−２７１７３１号公報参照）が知られている。かかる円偏光分離シートの従来の製造方法は、塗膜形成装置を用いて、該装置の塗工ヘッドから光重合性組成物を基材表面に塗布し、塗膜をドライヤーにて加熱し、乾燥塗膜に硬化紫外線を１回照射して硬化させるのが主であった。この方法で円偏光分離シートを作製した場合、可視域の選択反射の波長帯域は数十ｎｍ程度であり、このままでは可視光全域をカバーする必要がある輝度向上フィルムの部材として使用するのは困難であった。加えて、可視光全域に亘る選択反射を実現するためには、塗膜を８〜１０層積層する必要があり、そのため、工程が多くなる問題がある。
また、本出願人は、基材上に、光重合可能なコレステリック液晶化合物を塗布し、得られた塗膜に特定の活性光を低い照射量で照射して光重合し、光重合したコレステリック液晶層のピッチを変化させて、その後に特定の活性光を高い照射量で照射してコレステリック液晶層をさらに光重合させる方法を提案している（例えば、特開２００６−３８８３号公報参照）。しかしながら、この場合の可視域の選択反射の波長域は百数十ｎｍであり、可視光全域に亘る選択反射を実現するためには、コレステリック層を３層以上積層する必要があった。そこで、可視光全域で選択反射する円偏光分離シートをより簡易に得ることのできる製造方法および装置が求められていた。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたもので、その課題は、可視光全域で選択反射する円偏光分離シートを簡易に得ることのできる円偏光分離シートの製造方法と、該製造方法に好適に用いることができる塗膜形成装置を提供することにある。

前記課題を達成するために、本発明にかかる円偏光分離シートの製造方法は、光重合開始剤と重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材上に塗布して塗膜を得る塗膜形成工程と、前記塗膜をコレステリック規則性を有する樹脂層とする樹脂層形成工程とを有する円偏光分離シートの製造方法であって、前記樹脂層形成工程が、前記光重合性組成物の塗膜に、２０〜４０℃の温度下で、０．１ｍＷ／ｃｍ^２以上１０ｍＷ／ｃｍ^２未満の照度の選択紫外線を、０．１〜６秒間、照射する選択紫外線照射工程（１）と、前記塗膜のコレステリック規則性の周期を変化させるコレステリック規則性調整工程（２）と、前記塗膜を硬化させる塗膜硬化工程（３）とを有し、該樹脂層形成工程において、前記選択紫外線照射工程（１）およびコレステリック規則性調整工程（２）を複数回繰り返すことを特徴とする。

なお、本明細書において、選択紫外線とは、前記光重合性組成物を構成する重合性液晶化合物の塗膜の厚さ方向に異なった架橋度で液晶の重合を可能にする、波長範囲および／または照度を選択的に限定した紫外線を、意味する。この選択紫外線（広帯域化用紫外線ともいう）の照射により、光重合性組成物の塗膜の厚さ方向の液晶の架橋度を変えることができ、広帯域化を可能とすることができる。なお、この選択紫外線の照射によって、塗膜が完全に硬化（１００％重合）することはない。

また、本発明にかかる塗膜形成装置は、前記本発明の円偏光分離シートの製造方法に使用可能な塗膜形成装置であって、前記基材を連続的に送り出す繰り出し装置と、この繰り出し装置から送り出された基材上に前記光重合性組成物を塗布し前記塗膜を形成する塗工ヘッドとを備えるとともに、前記塗膜形成された基材を冷却する手段、波長範囲および／または照度が選択された選択紫外線を前記塗膜に照射する選択紫外線照射装置、および前記塗膜が設けられた基材を加熱する手段を、２系統以上備えることを特徴とする。

本発明にかかる円偏光分離シートの製造方法または/および塗膜形成装置によれば、基材上に形成した光重合性組成物の塗膜に、波長および/または照度を選択した選択紫外線を照射して加熱することを繰り返し、その後、この塗膜を硬化させて、基材上にコレステリック規則性を有する樹脂層を形成することにより、前記樹脂層１〜２層で可視域全域で反射する円偏光分離シートを簡易に作製することが可能となる。

図１は、本発明にかかる塗膜形成装置の一例を示す概略構成図である。 図２は、本発明にかかる塗膜形成装置の別の一例を示す概略構成図である。

本発明の製法は、光重合開始剤と重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材上に塗布して塗膜を得る塗膜形成工程と、前記塗膜をコレステリック規則性を有する樹脂層とする樹脂層形成工程とを有する円偏光分離シートの製造方法であって、前記樹脂層形成工程が、前記塗膜に、２０〜４０℃の温度下で、０．１ｍＷ／ｃｍ^２以上１０ｍＷ／ｃｍ^２未満の照度の選択紫外線を、０．１〜６秒間、照射する選択紫外線照射工程（１）と、前記塗膜のコレステリック規則性の周期を変化させるコレステリック規則性調整工程（２）と、前記塗膜を硬化させる塗膜硬化工程（３）とを有し、該樹脂層形成工程において、前記選択紫外線照射工程（１）およびコレステリック規則性調整工程（２）を複数回繰り返すことを特徴とする。

本発明では、光重合開始剤と重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材上に塗布して塗膜を得る（以下、「塗膜形成工程」と略記することがある。）。

本発明で用いる基材としては、光学的に透明な基材であれば特に限定する必要はないが、円偏光分離シートを効率よく製造するためには長尺のフィルム状であることが好ましい。また、偏光状態の不要な変化を避けるために、複屈折による位相差の小さい光学的に等方性のフィルムであることがより好ましい。また、材料コストや薄型・軽量化の観点からは、厚みが５〜３００μｍであることが好ましく、３０〜２００μｍであることがより好ましい。このような透明基材としては、１ｍｍ厚で全光線透過率が８０％以上のものであればよく特に制限されず、例えば、脂環式オレフィンポリマー、ポリエチレンやポリプロピレンなどの鎖状オレフィンポリマー、トリアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、変性アクリル系ポリマー、エポキシ系樹脂などの合成樹脂からなる単層又は積層のフィルム、ガラス板などが挙げられる。

本発明においては、前記基材には液晶化合物を配向させるための配向膜を設けることが好ましい。配向膜は、有機化合物のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログループの形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物の累積のような手段で設けることができる。さらに電場や磁場の付与あるいは光照射により配向機能が生じる配向膜を用いることも可能である。さらに、基材と配向膜との密着性を付与するために、あらかじめ基材を表面処理することが好ましく、このための手段としては、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線（ＵＶ）処理、火炎処理等が知られている。また、基材の上に、接着層（下塗り層）を設けることも効果的である。

本発明においては、前記配向膜は、さらに連続処理を可能ならしめるという観点においては、塗布可能なポリマーのラビング処理により形成される配向膜が好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を布で一定方向に摩擦することにより達成される。このような配向膜として用いられるポリマーの種類は特に限定されるものではないが、液晶化合物の種類と目的の配向に応じたものを選択し得る。また、これらの配向膜は、液晶化合物と基材との密着性を付与する目的で、重合性基を有することが好ましい。配向膜の厚みは、好ましくは０.００１〜５μｍ、さらに好ましくは０.０１〜２μｍである。

本発明に用いる光重合性組成物は、光重合開始剤と重合性液晶化合物とを含有する。
光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、アルキルアミノベンゾフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルアセタール類、ベンゾイルベンソエート類、α−アシロキシムエステル類などのアリールケトン系光重合開始剤、スルフィド類、チオキサントン類などの含硫黄系光重合開始剤、アシルジアリールホスフィンオキシドなどのアシルホスフィンオキシド類、アントラキノン類などが挙げられる。またこれらの光重合開始剤は、１種又は２種以上適宜選択して用いてもよい。この光重合開始剤の含有量については特に制限はないが、後述の重合性液晶化合物とカイラル剤などからなるモノマー成分１００重量部に対し、通常０.００１〜５０重量部、好ましくは０.０１〜２０重量部、より好ましくは０.５〜５重量部の範囲で選定される。

前記重合性液晶化合物としては、例えば、下記式（１）で表される化合物を挙げることができる。
Ｒ³−Ｃ³−Ｄ³−Ｃ⁵−Ｍ−Ｃ⁶−Ｄ⁴−Ｃ⁴−Ｒ⁴ （１）
式（１）中、Ｒ³及びＲ⁴は反応性基であり、それぞれ独立してアクリル基、メタアクリル基、エポキシ基、チオエポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。Ｄ³及びＤ⁴は単結合、炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、及び炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基からなる群より選択される基を表す。Ｃ³〜Ｃ⁶は単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂−、−ＯＣＨ₂−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ₂ＣＯＯ−、及び−ＣＨ₂ＯＣＯ−からなる群より選択される基を表す。Ｍはメソゲン基を表し、具体的には、非置換又は置換基を有していてもよい、アゾメチン類、アゾキシ類、フェニル類、ビフェニル類、ターフェニル類、ナフタレン類、アントラセン類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類の群から選択された２〜４個の骨格を、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂−、−ＯＣＨ₂−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ₂ＣＯＯ−、及び−ＣＨ₂ＯＣＯ−等の結合基によって結合されて形成される。）
前記、メソゲン基Ｍが有しうる置換基としては、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜１０のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、−Ｏ−Ｒ⁵、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ⁵、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ⁵、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ⁵、−ＮＲ⁵−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ⁵、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ⁵、または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ⁵を表す。ここで、Ｒ⁵は、水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基を表し、アルキル基である場合、当該アルキル基には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ⁶−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ⁶−、−ＮＲ⁶−、または−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい（ただし、−Ｏ−および−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。）。ここで、Ｒ⁶は、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。前記「置換基を有してもよい炭素数１〜１０個のアルキル基」における置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、炭素原子数１〜６個のアルコキシ基、炭素原子数２〜８個のアルコキシアルコキシ基、炭素原子数３〜１５個のアルコキシアルコキシアルコキシ基、炭素原子数２〜７個のアルコキシカルボニル基、炭素原子数２〜７個のアルキルカルボニルオキシ基、炭素原子数２〜７個のアルコキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。

本発明に用いる光重合性組成物には、前記光重合開始剤及び重合性液晶化合物の他に、他の配合剤を含んでいても良い。他の配合剤としては、溶媒、架橋剤、界面活性剤、カイラル剤、ポットライフ向上のための重合禁止剤、耐久性向上のための酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤等が挙げられる。

前記光重合性組成物の塗布は、リバースグラビアコーティング、ダイレクトグラビアコーティング、ダイコーティング、バーコーティング等の公知の方法により行うことができる。

本発明においては、重合開始剤と重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材上に塗布した後に、光重合性組成物の塗膜を加熱する乾燥工程を有することが好ましい。乾燥温度は、４０〜１５０℃の範囲である。

本発明では、基材上の光重合性組成物の塗膜（以下、光重合性塗膜と記す。）をコレステリック規則性を有する樹脂層とする（以下、「樹脂層形成工程」と略記することがある。）。

まず、前記光重合性塗膜に、２０〜４０℃の温度下で、０．１ｍＷ／ｃｍ^２以上１０ｍＷ／ｃｍ^２未満の照度の選択紫外線を、０．１〜６秒間、照射する（選択紫外線照射）。照度は、基材面において、選択紫外線の波長にピーク感度を持つ（具体的には、例えば３６０ｎｍにピーク感度を持つ）照度計を使用して測定する。

本発明において、選択紫外線（広帯域化用紫外線ともいう）とは、先に説明した光重合性塗膜の中の液晶の架橋度を膜の厚さ方向に異ならせることが可能な波長範囲もしくは照度を選択的に制御した紫外線を意味している。なお、先に説明したようにこの選択紫外線の照射によって、光重合性塗膜が完全に硬化（１００％重合）することはない。

本発明においては、前記選択紫外線照射工程に用いる選択紫外線としては、波長範囲の幅を１００ｎｍ以内とした紫外線を用いることが好ましい。具体的には、３００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の波長に最大の照度を有する紫外線が、好ましい。光源としては、例えば水銀ランプ光源、メタルハライドランプ光源等を用いることができる。このように、紫外線を、照度０．１ｍＷ／ｃｍ^２以上１０ｍＷ／ｃｍ^２未満、照射時間０．１〜６秒間の照射条件にて、バンドパスフィルターを用いる等により波長範囲の幅を１００ｎｍ以内とし、選択紫外線照射工程において用いることが好ましい。また、条件によっては波長範囲の幅を制御をせずに用いることも可能である。なお、前記波長範囲の幅は、半値幅（透過率のピーク値の半分の値の幅）とする。

なお、前記波長範囲の制御は、具体的には、例えば中心波長３６５ｎｍのバンドパスフィルターを用いる方法、塗膜に含まれる重合開始剤が最大の吸収を示す波長を中心とした、波長範囲の幅を１００ｎｍ以内とする方法等が挙げられる。また、選択紫外線は、塗膜側から照射しても、基材側から照射しても、あるいは塗膜側、基材側の両側から照射して良いが、酸素による重合阻害を小さくする点で、基材側から照射することが好ましい。
また、塗膜側から照射する場合は、照度・照射時間安定度をよりシビアに制御する必要がある（具体的には±３％以下）ので生産性の面からも、基材側から照射するのが好ましい。

本発明においては、前記選択紫外線照射工程の前に、基材上の光重合性塗膜を冷却する工程を有することが好ましい。２０℃〜４０℃に維持された光重合性塗膜に上述の選択紫外線を照射することにより、塗膜の厚さ方向に光の強度分布が生じ、その結果、膜の厚さ方向に架橋度が異なるコレステリック液晶層を形成することができる。冷却する方法としては、冷風給気による冷却、冷却ロールによる冷却等を挙げることができる。

次に、前記塗膜のコレステリック規則性の周期を変化させる（コレステリック規則性調整工程）。
塗膜のコレステリック規則性の周期を変化させるとは、コレステリック規則性を有する樹脂層のピッチを厚さ方向に変化させるということである。

コレステリック規則性の周期を変化させる方法としては、（Ｉ）液晶相を示す温度以上で加熱処理を行う工程、（ＩＩ）前記塗膜にさらに液晶化合物を塗布する工程、（ＩＩＩ）前記塗膜に、さらに非液晶化合物を塗布する工程などを挙げることができる。この工程では１種類であってもよいし、その繰り返し操作、又は２種以上の工程の組み合わせであってもよい。これらの中で、操作が簡単で、かつ効果の点から、前記（Ｉ）の液晶相を示す温度以上にて加熱処理することが好ましい。

加熱処理条件としては、広帯域化の効果と共に生産性を考慮すると、通常５０〜１１５℃の温度で０.００１〜２０分間程度、好ましくは６５〜１１５℃の温度で０.００１〜１０分間、より好ましくは６５〜１１５℃の温度で０.０１〜５分間である。ただし、光重合性塗膜を形成する液晶性化合物の種類により、液晶相を発現する温度領域が変わるので、それに伴い処理温度・処理時間も異なる。

本発明では、上記選択紫外線照射工程（１）及びコレステリック規則性調整工程（２）を複数回繰り返す。複数回繰り返すことにより、コレステリック規則性を有する樹脂層のピッチをより大きく変化させることが可能である。選択紫外線照射、コレステリック規則性調整の条件は反射帯域を調整するために、回数毎にそれぞれ適宜調整される。繰り返しの回数に制限はないが、生産性、設備上の観点から２回であることが好ましい。また、１回で長時間照射する方法では重合度が大きくなり分子が動きにくくなるため、コレステリック規則性を有する樹脂層のピッチが変化しにくくなる。
ここで、工程（１）及び（２）を「繰り返す」とは、工程（１）の実施とそれに続く工程（２）の実施を含むシーケンスを繰り返すことをいう。例えば、「工程（１）及び（２）を２回繰り返す」とは、当該シーケンスを２回行うことをいう。即ち、工程（１）及び（２）を２回繰り返すと、これら工程（１）及び（２）は、工程（１）−（２）−（１）−（２）の順で行われる。これらの工程の間には、前記冷却等の他の工程を行ってもよい。

本発明では、前記塗膜を硬化させる（塗膜硬化工程）。
硬化方法としては、前記塗膜が硬化してコレステリック規則性を有するような方法であれば特に制限されないが、本硬化紫外線を積算光量が１０ｍＪ／ｃｍ^２以上となるように照射する方法であることが好ましい。ここで、本硬化紫外線とは、塗膜を完全に硬化させることのできる波長範囲もしくは照度に設定した紫外線を意味する。なお、本硬化紫外線では、塗膜の中の液晶の架橋度を膜の厚さ方向に異ならせることは難しい。

本紫外線の積算光量は、好ましくは１０〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２、より好ましくは５０〜８００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲で選定される。積算光量は基材面において、紫外線光量計を使用して測定、または照度計を使用して照度を測定し、積算光量＝照度×時間で算出することにより選定する。本硬化紫外線の照射方向は、塗膜側と基材側のどちらからでも良いが、紫外線の照射効率が良い点から、塗膜側から照射することが好ましい。

また、本発明においては、上記本硬化紫外線照射を、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。窒素雰囲気下で行うことにより、酸素による重合阻害の影響を低減することが可能である。本硬化紫外線照射時の酸素濃度は、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下、特に好ましくは５００ｐｐｍ以下である。

本発明においては、前記塗膜硬化工程の前に、基材上の光重合性塗膜を冷却する工程を有することが好ましい。２０℃〜４０℃に維持された光重合性塗膜に上述の本紫外線を照射することにより、コレステリック規則性調整工程後のコレステリック規則性を有する樹脂層のピッチの状態を維持することができる。

この塗膜硬化工程により、コレステリック規則性を有する樹脂層の機械的特性を、その広帯域化を維持しつつ、向上させることができる。

コレステリック規則性を有する樹脂層の厚みは、配向の乱れや透過率低下の防止、選択反射の波長範囲（反射波長域）の広さなどの観点から、通常、１〜１００μｍ、好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは１〜２０μｍである。また、基材を含めた合計厚み、すなわち円偏光分離シートの厚みは、通常２０〜３００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍ、より好ましくは３０〜１００μｍである。

本発明の円偏光分離シートの製造に好適な塗膜形成装置は、前記基材を連続的に送り出す繰り出し装置と、この繰り出し装置から送り出された基材上に光重合性組成物を塗布し塗膜を形成する塗工ヘッドとを備えるとともに、前記塗膜が形成された基材を冷却する手段、波長範囲および／または照度が選択された選択紫外線を前記塗膜に照射する選択紫外線照射装置、および前記基材を加熱する手段を、２系統以上備えていることを特徴とする。

本発明の塗膜形成装置において、前記繰り出し装置や塗工ヘッドとしては、特に制限されず、公知のもの等を用いることができる。
本発明の塗膜形成装置において、塗工ヘッドにより塗布される光重合性組成物、基材としては、本発明の円偏光分離シートの項で説明したものと同じものが挙げられる。

本発明の塗膜形成装置に用いられる塗膜が形成された基材を冷却する手段は、冷却ゾーン装置、冷却ロール等により構成することができ、冷却ゾーン装置から構成することが特に好ましい。当該冷却手段は、基材の搬送経路の一部分を囲み、その中の温度を、光重合性組成物の硬化に適した一定の温度に保つ装置とすることができる。また、本発明においては、前記冷却手段すべてを、後述する選択紫外線照射装置および本硬化紫外線照射装置よりも前に備えることが好ましく、選択紫外線照射装置および本硬化紫外線照射装置それぞれの直前に備えるのがより好ましい。
なお、本発明の塗膜形成装置において、「前」は基材の処理の流れから見て前であることを意味し、「後」は基材の処理の流れから見て後であることを意味する。

本発明に用いられる選択紫外線照射装置とは、前記塗膜への選択紫外線照射に際して、波長範囲および／または出力が選択された紫外線の照射を行い得る装置である。前記選択紫外線は、具体的には、特定の狭い波長範囲で照射される紫外線、もしくは適正な弱い出力で照射される紫外線とすることができる。特定の狭い波長範囲の紫外線は、具体的には、波長の幅を１００ｎｍ以内とすることができる。より具体的には、前記波長の幅を実現する波長範囲としては、一例として、波長範囲を３００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の範囲とすることができ、このような選択紫外線の照射により、塗膜の厚さ方向において紫外線の照射の度合いに勾配を生じせしめうる。

また、前記選択紫外線の波長範囲は、光重合性組成物の紫外線吸収特性に応じて設定することができる。例えば、光重合性組成物に含まれる重合開始剤が最大の吸収を示す波長を中心とした、波長の幅１００ｎｍ以内の紫外線を選択的に照射するよう設定することができる。前記選択紫外線照射装置の出力は、選択紫外線照射に最適な出力とするよう可変とすることができ、それにより、塗膜の表面に近い部分と遠い部分において重合度の勾配を伴った重合を行うことができる。

このような選択的紫外線を照射する装置は、具体的には、例えば、特定の狭い波長範囲の紫外線を発光する光源を備えるか、又は光源から被照射物までの光路中に、特定の波長の紫外線を透過させるバンドパスフィルターを設けることにより構成することができる。また、光源の電圧を可変としたり、光源から被照射物までの光路中に細孔を有するフィルターを設けたりすることにより、紫外線の照射量を調節することができる。前記選択紫外線照射装置の光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ等を用いることができる。

本発明の塗膜形成装置において、前記選択紫外線照射装置は、基材の、塗膜が形成された面側から紫外線を照射するよう構成されてもよく、塗膜が形成された面の反対側から紫外線を照射するよう構成されてもよく、さらには基材の、塗膜が形成された面側及びその反対側のいずれからも紫外線を照射するよう構成されてもよい。基材の、塗膜が形成された面側から又はその反対側のいずれか一方から紫外線を照射することにより、それぞれ、塗膜の表面に近い部分から遠い部分にかけて重合度が低くなる勾配、又は塗膜の表面に近い部分から遠い部分にかけて重合度が高くなる勾配を形成することができる。

本発明の塗膜形成装置に用いられる加熱手段は、加熱ゾーン装置、加熱ロール等により構成することができ、加熱ゾーン装置とすることが特に好ましい。当該加熱ゾーン装置は、基材の搬送経路の一部分を囲み、その中の温度を、光重合性組成物の硬化に適した一定の温度に保つ装置とすることができる。

本発明の塗膜形成装置は、好ましくは上記構成に加えて、選択紫外線照射装置により処理された後の塗膜に対して、本硬化紫外線を照射して該塗膜を硬化させる本硬化紫外線照射装置を、選択紫外線照射装置よりも後に備える。

本硬化紫外線照射装置としては、特に制限されず公知のものを用いることができる。本硬化紫外線照射装置により照射される本紫外線は、選択紫外線よりも広い範囲及び／又は高い出力により、塗膜をより均一に硬化する通常の紫外線とすることができる。

本発明の塗膜形成装置において、前記本硬化紫外線照射装置は、基材の、塗膜が形成された面側から紫外線を照射するよう構成されてもよく、塗膜が形成された面の反対側から紫外線を照射するよう構成されてもよく、さらには基材の、塗膜が形成された面側及びその反対側のいずれからも紫外線を照射するよう構成されてもよい。

本発明の塗膜形成装置は、好ましくは上記構成に加えて、窒素置換手段を、前記本硬化紫外線照射装置によって前記基材上の塗膜に本硬化用紫外線の照射が行われる部分に備える。具体的には、窒素雰囲気下で紫外線照射が可能となるように、本硬化紫外線装置の直前に備えることが好ましい。窒素置換手段を設けることにより、酸素による重合阻害の影響を低減することができる。本硬化紫外線照射時の酸素濃度は、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下、特に好ましくは５００ｐｐｍ以下である。当該窒素置換手段は、窒素パージボックス等により構成することができる。

本発明の塗膜形成装置は、好ましくは上記構成に加えて、前記塗工ヘッドから前記光重合性組成物を前記基材上に塗布する前に、前記繰り出し装置から送り出された基材の表面に光重合性組成物中の分子を配向させる性質を与える手段を備える。光重合性組成物中の分子とは、具体的には、例えば、上に述べた、コレステリック液晶相などの液晶性を示し得る単量体をいう。このような性質を前記基材に与える手段としては、具体的には、例えば、ラビングロールなどのラビングを行う手段を用いることができる。さらにラビング手段は、前記基材に配向膜をインラインで塗布・乾燥して設け、その配向膜をラビング処理するよう構成してもよい。また、基材に既に配向膜が設けられている場合において、その配向膜をラビング処理するよう構成してもよい。

本発明の塗膜形成装置は、好ましくは上記構成に加えて、前記選択紫外線照射装置で塗膜に選択紫外線を照射する前に、前記塗工ヘッドから前記基材上に塗布された塗膜を加熱せしめるドライヤーを備える。ドライヤーは、基材の搬送経路の一部分を囲み、その中の温度を、光重合性組成物に溶媒が含まれる場合は溶媒の乾燥に適した一定の温度に保つ装置とすることができる。当該ドライヤーによる溶媒の乾燥により、前記単量体等の分子の配向をより良好に達成することができる。

以下、図面を参照して本発明の塗膜形成装置を具体的に説明する。
図１は、本発明にかかる塗膜形成装置の構成及びその動作の一例を示す概略図である。図１に示す装置は、基材２上に塗膜を形成する装置であって、繰り出し装置１、ラビングロール３、塗工ヘッド４、ドライヤー５、第１の冷却ゾーン６、第１の選択紫外線照射装置７、第１の加熱ゾーン８、第２の冷却ゾーン９、第２の選択紫外線照射装置１０、第２の加熱ゾーン１１、本硬化紫外線照射装置１２、及び基材格納手段としての巻き取り装置１３をこの順に備える。図１に示す装置の例においては、第１の選択紫外線照射装置７及び第２の選択紫外線照射装置１０は、塗膜の裏面側（基材側）から紫外線を照射するよう構成されており、本硬化紫外線照射装置１２は、塗膜の表面側から紫外線を照射するよう構成されている。

本発明の塗膜形成装置による塗膜の形成に先立ち、基材２は、基材となる樹脂フィルムに予め配向膜を設けた後、本発明の装置による塗膜形成に供される。配向膜の形成は、そのための別の装置を用いて行ってもよいし、本発明の装置を利用してもよい。即ち、基材を繰り出し装置１から送り出し、塗工ヘッド４又は別の塗工ヘッドを用いて配向膜形成用の液体を塗布し、必要に応じてドライヤー５及び本硬化紫外線照射装置１２などを用いて乾燥・硬化させ、巻き取り装置１３で巻き取ることにより、予め配向膜を形成した基材のロールを調製し、これを、以下に述べる本発明の塗膜形成装置による塗膜の形成にさらに供することができる。

続いて、本発明の塗膜形成装置による塗膜の形成の操作について説明する。
繰り出し装置１より送り出され、配向膜を有する基材２の表面は、ラビングロール３にてラビング処理がなされる。図１に示す装置において、ラビング処理は、好ましい態様として、基材２の進行方向と逆方向に接して回転する（即ち、図１中の矢印Ａ２の方向に回転する）ようにラビングロール３を回転させて行っている。ただし、ラビング処理の態様はこれに限定されず、必要に応じて基材２の進行方向に対して任意の方向へのラビング処理を行うこととしてもよい。

続いて、ラビング処理がなされた配向膜を有する基材２の面上に、塗工ヘッド４より光重合性組成物が吐出され塗布され、塗膜が形成される。光重合性組成物は、ラビング処理が施された配向膜の面上に塗布されることが好ましい。それにより、光重合性組成物中の分子を所望の方向に配向させることができる。本実施形態の例において、光重合性組成物としては、本発明の円偏光分離シートの項で説明したものと同様のものを用いることができる。

基材２上に塗布された塗膜は、ドライヤー５により乾燥され、続いて第１の冷却ゾーン６により２０〜４０℃に冷却され、第１の選択紫外線照射装置７による選択紫外線の照射に供される。

また、第１の冷却ゾーン６における冷却時間は、基材の温度が２０〜４０℃になるように、基材の搬送経路に沿った第１の冷却ゾーンの長さ及びラインスピード等により調節することが可能であり、それらの調節により２０℃〜４０℃に維持された光重合性塗膜に、上述の選択紫外線を照射することにより、塗膜の厚さ方向に光の強度分布が生じ、その結果、膜の厚さ方向に架橋度が異なるコレステリック樹脂層を形成することができる。

第１の選択紫外線照射装置７による照射は、光重合性組成物や、製品に所望される特性等に応じて適宜調節できるが、上記の通り、好ましくは３００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の波長に最大の照度を持つ及び／又は波長の幅が１００ｎｍ以内である。また、第１の選択紫外線照射装置７の出力は、光重合性組成物や、製品に所望される特性等に応じて適宜調節できる。本実施形態の例においては、選択紫外線照射装置７は、塗膜の裏面側（基材側）から紫外線を照射しているが、塗膜の表面側もしくは塗膜の表面側及び裏面側の両側から照射することもできる。このように選択紫外線を塗膜に照射することにより、塗膜の厚さ方向に対して光重合性組成物中の重合性液晶化合物の重合度に変化をつけることができる。具体的には、塗膜の表面側では酸素による重合阻害の影響が大きく重合があまり進行しないが、塗膜の厚さ方向に行くに従って酸素による重合阻害の影響が小さく重合が進行しやすく、塗膜の厚さ方向に対して重合に勾配が生じる。また、塗膜の裏面側から紫外線を照射することで、重合度の勾配を大きくすることができる。

第１の選択紫外線照射装置７の照射波長範囲及び出力等の特性は、製造される製品の光学特性等が最適となるよう調整することができる。具体的には、例えば、本硬化紫外線照射装置１２と巻き取り装置１３との間に、製造される積層フィルムの透過率のスペクトラムを測定する手段（図示せず）を設け、それにより円偏光分離シートの選択反射帯域幅が最大となるよう、第１の選択紫外線照射装置７の出力を調節したり、照射波長範囲を変更したりすることができる。照射波長範囲の変更は、第１の選択紫外線照射装置７の光源から被照射物までの光路中に設けられたフィルターを交換すること等により行うことができる。

第１の選択紫外線照射装置７による選択的な紫外線照射を受けた塗膜を有する基材２は、続いて第１の加熱ゾーン８を通過し加熱される。光重合性組成物中の、配向して部分的に重合した重合性液晶化合物は、当該加熱を受けることにより、重合度が低い部分ほど膨潤するなどして変化しやすいため、コレステリックな配向の勾配が生じることになる。第１の加熱ゾーン８における加熱温度は、可変とすることができる。また、第１の加熱ゾーン８における加熱時間は、基材の搬送経路に沿った第１の加熱ゾーン８の長さ及びラインスピード等により調節することが可能であり、それらの調節により所望の配向の勾配を得ることができる。

第１の加熱手段８による加熱を受けた基材は、続いて第２の冷却手段９により２０〜４０℃に冷却され、第２の選択紫外線照射装置１０による選択紫外線の照射に供され、第２の加熱手段１１を通過し加熱される。

第２の冷却手段９における冷却時間は、基材の温度が２０〜４０℃になるように、基材の搬送経路に沿った第２の冷却手段の長さ及びラインスピード等により調節することが可能であり、それらの調節により２０℃〜４０℃に維持された光重合性塗膜に、上述の選択紫外線を照射することにより、塗膜の厚さ方向に光の強度分布が生じ、その結果、膜の厚さ方向に架橋度が異なるコレステリック樹脂層を形成することができる。

第２の選択紫外線照射装置１０による照射、出力は、第１の選択紫外線照射装置７と同様に行う。

本実施形態の例においては、第２の選択紫外線照射装置１０は、塗膜の裏面側から紫外線を照射しているが、塗膜の表面側もしくは塗膜の表面側及び裏面側の両側から照射することもできる。このように選択紫外線を塗膜に照射することにより、塗膜の厚さ方向に対して光重合性組成物中の重合性液晶化合物の重合度にさらに変化をつけることができる。具体的には、塗膜の表面側では酸素による重合阻害の影響が大きく重合があまり進行しないが、塗膜の厚さ方向に行くに従って酸素による重合阻害の影響が小さく重合が進行しやすいため、塗膜の厚さ方向に対して重合度に勾配が生じる。また、塗膜の裏面側から紫外線を照射することで、重合度の勾配を大きくすることができる。光重合性組成物中の、配向して部分的に重合した重合性液晶化合物は、第２の加熱手段１１による加熱を受けることにより、重合度が低い部分ほど膨潤するなどしてさらに変化しやすいため、コレステリックな配向の勾配がさらに生じることになる。第２の加熱手段１１における加熱温度は、可変とすることができる。また、第２の加熱手段における加熱時間は、基材の搬送経路に沿った第２の加熱手段１１の長さ及びラインスピード等により調節することが可能であり、それらの調節により所望の配向の勾配を得ることができる。

図１に示す塗膜形成装置では、冷却ゾーンを６と９の２箇所、選択紫外線照射装置を７と１０の２基、コレステリック規則性の調整を行う加熱ゾーンを８と１１の２箇所としたが、それぞれ３箇所以上、３基以上、３箇所以上としても良い。

第２の加熱ゾーン１１による加熱を受けた基材は、本硬化紫外線照射装置１２による本硬化紫外線の照射を受ける。本硬化紫外線照射装置１２による紫外線の照射は、塗膜全体が硬化するのに十分な波長範囲及び出力により行うことができる。

本発明の塗膜形成装置において、図示していないが、本硬化紫外線の照射が行われる部分に、窒素雰囲気下で紫外線照射が可能となるように窒素置換手段を設けることが好ましい。窒素置換手段を設けることにより、酸素による重合阻害の影響を低減することができる。本硬化紫外線照射時の酸素濃度は、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下、特に好ましくは５００ｐｐｍ以下である。窒素置換手段は、窒素パージボックス等により構成することができる。

本実施形態の例においては、本硬化紫外線照射装置１２は塗膜の表面側から紫外線を照射しているが、塗膜の裏面側もしくは塗膜の表面側及び裏面側の両側から照射することもできる。本硬化紫外線照射装置１２により塗膜を硬化し得られた積層フィルムは、巻き取り装置１３により巻き取ることができる。

本発明の塗膜形成装置には、上記に具体的に説明したもののみならず、本願の特許請求の範囲内及びその均等の範囲に属するものも含まれる。例えば、上記に具体的に説明した装置においては、光重合性組成物の塗膜を１層のみ設ける装置について説明したが、製造ライン上において、例えば塗工ヘッドから本硬化紫外線照射装置までの構成をもう一組以上設け、基材の片面もしくは両面に２層以上の光重合性組成物等の塗膜を設ける装置とすることもできる。２層以上の光重合性組成物の塗膜を設ける場合、必要に応じて非接触式の反転装置等の構成を設けることもできる。塗工ヘッドは、通常のダイ式のものに加えて、ワイヤーバー、刷毛等、液体を基材表面に塗布することができる任意の構成とすることができる。２層以上の光重合性組成物等の塗膜を設ける場合、同一種類の材質の塗膜を設けることもでき、異なる材質の塗膜を設けることもできる。複数層の塗膜を設けることにより装置は複雑化するが、そのうちの少なくとも１層以上を、選択紫外線照射装置による紫外線照射を含む工程で形成することにより、従来技術のものに比べてより少ない層数でより有効な反射帯域幅の拡張がされた円偏光分離シートを得ることができる。

また、本発明の塗膜形成装置は、上記の各構成要素に加え、必要に応じて任意の構成要素を含むことができる。具体的には、例えば、光重合性組成物の塗布性を向上させるために基材にコロナ放電処理を施す装置を塗工ヘッド４の前に設けることができる。また、例えば、ラビング処理によって生じる静電気や粉塵を基材から取り除くための除電装置や除塵装置を、ラビング手段３と塗工ヘッド４との間に設けることができる。また、繰り出し装置１とラビングロール３との間に、基材から保護フィルムをはがすラミ巻き取り装置を設けることができる。また、本硬化紫外線装置１２と巻き取り装置１３との間に、塗膜の表面側に保護フィルムを装着するためのラミ繰り出し装置を設けることができる。

以下、実施例、比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、部及び％は、特に断りのない限り重量基準である。

以下の実施例では、塗工ヘッドとしてＥ型ダイを備えたものを用い、基材として厚さ１００μｍの脂環式オレフィンポリマーのフィルム（株式会社オプテス製、商品名：ゼオノアフィルム）を用い、配向膜形成用塗布液としてポバール（ＰＶＡ）を用い、重合性液晶化合物を含む塗布液（光重合性組成物）としてコレステリック性化合物を含む組成物（以下、「光重合性組成物」と略記することがある。）を使用した。

（実施例１）
本実施例は、先に説明した図１の装置を用いて行ったものであるので、以下の説明では、図１を参照しつつ行う。

まず、配向膜形成用塗布液の塗布を行った。
繰り出し装置１から基材２を走行速度１０ｍ／ｍｉｎで走行させながら、塗工ヘッド４から配向膜形成用塗布液を吐出し塗布した。その後ドライヤー５にて乾燥し、巻き取り装置１３により巻き取った。

次に、光重合性組成物の塗布を行った。
光重合性組成物としては、複屈折Δｎが０．１８である重合性液晶化合物９０．３部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製、ＬＣ７５６）６．７部、重合開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）３．１部、及び界面活性剤（セイミケミカル社製、サーフロンＫＨ−４０）０．１部をメチルエチルケトンに、固形分濃度が４０重量％になるように溶解し、次いで孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製シリンジフィルターにて濾過したものを使用した。前記重合性液晶化合物及びカイラル剤を、「コレステリック液晶性化合物」と記すことがある。

前記配向膜を塗布した基材２を繰り出し装置１に装着した。そして、走行速度１０ｍ／ｍｉｎで繰り出し装置１から基材２を送り出し、基材２上の配向膜にラビング装置３によりラビング処理を施し、そこに塗工ヘッド４より上記の光重合性組成物を積層塗布し、ドライヤー５により乾燥・配向させた。

さらに、乾燥・配向させた前記のコレステリック液晶性化合物を含む塗膜（光重合性塗膜）を第１の冷却手段６により２５℃まで冷却し、第１の選択紫外線照射装置７により、照度４ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を基材側から１秒間照射し、第１の加熱ゾーン８により１００℃で６０秒間加温・乾燥処理を行った。さらに、第２の冷却手段９により２５℃まで冷却し、第２の選択紫外線照射装置１０により、照度４ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を基材側から１秒間照射し、第２の加熱ゾーン１１により１００℃で６０秒間加温・乾燥処理を行った。上記の第１および第２の選択紫外線照射の際には、３６５ｎｍのバンドパスフィルターを使用した。なお、３６５ｎｍバンドパスフィルターにおける光線透過領域は３４６〜４０３ｎｍであり、帯域幅（波長範囲の幅）は５７ｎｍである。照度は株式会社オーク製作所製の紫外線光量計付照度計ＵＶ−Ｍ０３（センサは３６０ｎｍにピーク感度を持つＵＶ−ＳＮ３５を使用）を使用して測定した。

その後、本硬化紫外線照射装置１２を用いて前記のコレステリック液晶性化合物を含む塗膜（光重合性塗膜）に塗布面側から２５℃の窒素雰囲気下で紫外線を照度１００ｍＷ／ｃｍ^２で５秒間照射することにより硬化させ、巻き取り装置１３により巻き取った。照度は株式会社オーク製作所製の紫外線光量計付照度計ＵＶ−Ｍ０３（センサは３６０ｎｍにピーク感度を持つＵＶ−ＳＮ３５を使用）を使用して測定した。

前記一連の工程により、基材に配向膜および光重合性組成物の硬化塗膜（コレステリック規則性を有する樹脂層）が形成された積層フィルム（円偏光分離シート）を得た。この円偏光分離シートの選択反射帯域幅（透過率が７０％以下である波長の帯域幅（ｎｍ））を、平行化された白色光を、円偏光分離シートに入射角０度で入射させ、分光器（株式会社相馬光学製、Ｓ−２６００）を用いて測定した。選択反射帯域の幅は、最大反射率の半値幅（最大反射率の１／２となる最大波長と最小波長の差）とした。その測定結果と、積層フィルム作製条件とを表１に示した。

前記実施例において、冷却、選択紫外線照射、加熱処理を繰り返すことにより、積層フィルム（円偏光分離シート）の可視域における反射帯域の拡張が実現されている。なお、紫外線の照射方向は必ずしも前記の方法に限らず、条件によっては、塗布面、塗布面の反対側からと使い分けて照射することも可能である。

（比較例１）
実施例１と同様にして、コレステリック液晶性化合物を含む光重合性組成物の塗布・乾燥・配向後、第１・第２の選択紫外線照射を行わずに、本硬化紫外線照射装置１２を用いて前記光重合性組成物の塗膜（光重合性塗膜）に塗布面側から２５℃の窒素雰囲気下で紫外線を１００ｍＷ／ｃｍ^２で５秒間照射することにより硬化させ、巻き取り装置１３により巻き取った。

この比較例１の積層フィルムの選択反射帯域幅（透過率が７０％以下である波長の帯域幅（ｎｍ））を前述と同じ方法で測定した。その測定結果と、積層フィルム作製条件とを表１に併記した。

（比較例２〜５）
実施例１と比較して、比較例２は第２の選択紫外線照射を行わなかった点が異なり、比較例３は第２の加熱を行わなかった点が異なり、比較例４は冷却手段により冷却せずに、８０℃の状態で第２の選択紫外線照射を行った点が異なり、比較例５は第１および第２の選択紫外線照射を２０ｍＷ／ｃｍ^２の照度で行った点が異なり、その他の構成は、実施例１と同様にして、積層フィルムを作製した。

これらの比較例２〜５の積層フィルムの選択反射帯域幅（透過率７０％以下である波長の帯域幅（ｎｍ））を前述と同じ方法で測定した。その測定結果と、各積層フィルム作製条件とを表１に併記した。

表１に示されているように、選択反射帯域幅は、比較例１では８０ｎｍ、比較例２では２００ｎｍ、比較例３では２００ｎｍ、比較例４では８０ｎｍ、比較例５では８０ｎｍであったのに対して、実施例１の選択反射帯域幅は３５０ｎｍであり、比較例１〜５より、広帯域化していることが確認できる。

（実施例２）
本実施例は、図２の装置を用いて行ったものであるので、以下の説明では、図２を参照しつつ行う。
実施例１とは、別の液晶性化合物を含む光重合性組成物を使用した点、冷却ゾーンを３箇所、選択紫外線照射装置が３基、コレステリック規則性の調整を行う加熱ゾーンを３箇所とした点、選択紫外線照射を塗布面側から行った点が異なる。

まず、配向膜形成用液体の塗布を行った。
繰り出し装置１から基材２を走行速度１０ｍ／ｍｉｎで走行させながら、塗工ヘッド４から配向膜形成用塗布液を吐出し塗布した。その後ドライヤー５にて乾燥し、巻き取り装置１３により巻き取った。

次に、光重合性組成物の塗布を行った。
光重合性組成物として、複屈折Δｎが０．１４である重合性液晶化合物９２．３部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製、ＬＣ７５６）４．７部、重合開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）３．１部、及び界面活性剤（セイミケミカル社製、サーフロンＫＨ-４０）０．１部をメチルエチルケトンに固形分４０％になるように溶解し、次いで孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製シリンジフィルターにて濾過したものを使用した。前記重合性液晶化合物及びカイラル剤を、「コレステリック液晶性化合物」と記すことがある。

前記配向膜を塗布した基材２を繰り出し装置１に装着した。そして、走行速度１０ｍ／ｍｉｎで繰り出し装置１から基材２を送り出し、基材２上の配向膜にラビング装置３によりラビング処理を施し、そこに塗工ヘッド４より上記の光重合性組成物を積層塗布し、ドライヤー５により乾燥・配向させた。

さらに、乾燥・配向させた前記のコレステリック液晶性化合物を含む塗膜（光重合性塗膜）を第１の冷却手段６により２５℃まで冷却し、第１の選択紫外線照射装置７により、０．４ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を塗布面側から１秒間照射し、第１の加熱ゾーン８により１００℃で６０秒間加温・乾燥処理を行った。さらに、第２の冷却手段９により２５℃まで冷却し、第２の選択紫外線照射装置１０により、０．４ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を塗布面側から１秒間照射し、第２の加熱ゾーン１１により１００℃で６０秒間加温・乾燥処理を行った。さらに、第３の冷却手段１４により２５℃まで冷却し、第３の選択紫外線照射装置１５により、０．４ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を塗布面側から１秒間照射し、第３の加熱ゾーン１６により１００℃で６０秒間加温・乾燥処理を行った。上記の第１〜第３の選択紫外線照射の際には、３１３ｎｍのバンドパスフィルターを使用した。なお、３１３ｎｍのバンドパスフィルターにおける光線透過領域は２９９〜３４５ｎｍであり、帯域幅（波長範囲の幅）は４６ｎｍである。照度は株式会社オーク製作所製の紫外線光量計付照度計ＵＶ−Ｍ０３（センサは３１０ｎｍにピーク感度を持つＵＶ−ＳＮ３１を使用。）を使用して測定した。

その後、本硬化紫外線照射装置１２を用いて前記のコレステリック液晶性化合物を含む塗膜（光重合性塗膜）に塗布面側から２５℃の窒素雰囲気下で紫外線を照度１００ｍＷ／ｃｍ^２で５秒間照射することにより硬化させ、巻き取り装置１３により巻き取った。照度は株式会社オーク製作所製の紫外線光量計付照度計ＵＶ−Ｍ０３（センサは３１０ｎｍにピーク感度を持つＵＶ−ＳＮ３１を使用。）を使用して測定した。

前記一連の工程により、基材に配向膜およびコレステリック液晶性化合物を含む組成物の硬化塗膜（コレステリック規則性を有する樹脂層）が形成された積層フィルム（円偏光分離シート）を得た。この円偏光分離シートの選択反射帯域幅（透過率が７０％以下である波長の帯域幅（ｎｍ））を、平行化された白色光を、円偏光分離シートに入射角０度で入射させ、分光器：（株式会社相馬光学製、Ｓ−２６００）を用いて測定した。選択反射帯域の幅は、最大反射率の半値幅（すなわち、最大反射率の１／２となる最大波長と最小波長の差）とした。その測定結果と、積層フィルム作製条件とを表２に示した。

前記実施例において、冷却、選択紫外線照射、加熱処理を繰り返すことにより、積層フィルム（円偏光分離シート）の可視域における反射帯域の拡張が実現されている。なお、紫外線の照射方向は必ずしも前記の方法に限らず、条件によっては、塗布面側、基材側からと使い分けて照射することも可能である。

（比較例６）
第２〜第３の、選択紫外線照射、加熱ゾーンによる加熱、及び冷却手段による冷却、を行わない以外は、実施例２と同様にして、コレステリック液晶性化合物を含む光重合性組成物の塗布・乾燥・配向後、本硬化紫外線照射装置１２を用いて前記光重合性組成物の塗膜（光重合性塗膜）に塗布面側から２５℃の窒素雰囲気下で紫外線を１００ｍＷ／ｃｍ^２で５秒間照射することにより硬化させ、巻き取り装置１３により巻き取った。

この比較例６の積層フィルムの選択反射帯域幅（透過率が７０％以下である波長の帯域幅（ｎｍ））を前述と同じ方法で測定した。その測定結果と、積層フィルム作製条件とを表２に併記した。

表２に示されているように、選択反射帯域幅は、比較例６では６０ｎｍであったのに対して、実施例２の選択反射帯域幅は２００ｎｍであり、比較例６より、広帯域化していることが確認できる。

本発明によれば、基材上のコレステリック液晶化合物を含む光重合性塗膜を適温（２０℃〜４０℃）まで冷却した後、波長選択した紫外線（３００ｎｍ〜４００ｎｍ）を適正出力で照射、加熱を繰り返してから、適正出力で紫外線硬化することにより、基材に影響を及ぼさず光重合性塗膜（液晶塗膜）の可視域における選択反射帯域幅を拡げることが可能である。

また、液晶化合物によっては、基材上の塗膜を適温（２０℃〜４０℃）まで冷却後、波長選択せずに適正出力で紫外線を照射、加熱を繰り返してから、適正出力で紫外線硬化することでも同様に液晶塗膜の可視域の選択反射帯域幅を拡げることが可能である。

本発明の円偏光分離シートの製造方法および塗膜形成装置を使用して、液晶性化合物を含む光重合性組成物の塗膜を形成、光重合、および硬化を行うことにより、可視域の波長全域で反射する積層フィルムを作製することが可能である。この積層フィルムは、円偏光分離シートとして好適な機能を有しており、この円偏光分離シートを組み込むことにより、輝度向上フィルム等の各種光学フィルムとして有用なフィルムの製造が可能である。また、本発明により作製された円偏光分離シートを使用することにより、液晶表示装置の高輝度化が可能である。

Claims (10)

1. 光重合開始剤と重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材上に塗布して塗膜を得る塗膜形成工程と、前記塗膜をコレステリック規則性を有する樹脂層とする樹脂層形成工程とを有する円偏光分離シートの製造方法であって、
   前記樹脂層形成工程が、
   前記塗膜を２０℃〜４０℃まで冷却した後、前記塗膜に、２０〜４０℃の温度下で、０．１ｍＷ／ｃｍ^２以上１０ｍＷ／ｃｍ^２未満の照度の選択紫外線を、０．１〜６秒間、照射する選択紫外線照射工程（１）と、
   ５０℃〜１１５℃で加熱処理して前記塗膜のコレステリック規則性の周期を変化させるコレステリック規則性調整工程（２）と、
   前記塗膜を硬化させる塗膜硬化工程（３）とを有し、
   該樹脂層形成工程において、前記選択紫外線照射工程（１）およびコレステリック規則性調整工程（２）を複数回繰り返すことを特徴とする円偏光分離シートの製造方法。
2. 請求項１に記載の円偏光分離シートの製造方法において、
   前記選択紫外線照射工程（１）に用いる選択紫外線の波長範囲の幅が１００ｎｍ以内であることを特徴とする円偏光分離シートの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の円偏光分離シートの製造方法において、
   前記選択紫外線照射工程（１）に用いる選択紫外線が３００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の波長に最大の照度を持つことを特徴とする円偏光分離シートの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の円偏光分離シートの製造方法において、
   前記塗膜硬化工程（３）が、塗膜に本硬化紫外線を積算光量が１０ｍＪ／ｃｍ^２以上となるように照射して硬化させる工程であることを特徴とする円偏光分離シートの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の円偏光分離シートの製造方法に使用するための塗膜形成装置であって、
   前記基材を連続的に送り出す繰り出し装置と、
   この繰り出し装置から送り出された基材上に前記光重合性組成物を塗布し前記塗膜を形成する塗工ヘッドとを備えるとともに、
   前記塗膜が形成された基材を冷却する手段、波長範囲および／または照度が選択された選択紫外線を前記塗膜に照射する選択紫外線照射装置、および前記塗膜が形成された基材を加熱する手段を、２系統以上備えることを特徴とする塗膜形成装置。
6. 請求項５に記載の塗膜形成装置において、
   前記選択紫外線照射装置により処理された後の前記塗膜に対して、本硬化紫外線を照射して該塗膜を硬化させる本硬化紫外線照射装置を、前記選択紫外線照射装置の後に備えることを特徴とする塗膜形成装置。
7. 請求項６に記載の塗膜形成装置において、
   前記冷却手段すべてを、前記本硬化紫外線照射装置の前に備えることを特徴とする塗膜形成装置。
8. 請求項６又は７に記載の塗膜形成装置において、
   前記本硬化紫外線照射装置によって前記基材上の塗膜に本硬化紫外線の照射が行われる部分に、窒素置換手段を備えることを特徴とする塗膜形成装置。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、
   前記塗工ヘッドから前記光重合性組成物を前記基材上に塗布する前に、前記繰り出し装置から送り出された基材の表面に前記光重合性組成物中の分子を配向させる性質を与える手段をさらに備えることを特徴とする塗膜形成装置。
10. 請求項６〜９のいずれか一項に記載の塗膜形成装置において、
    前記選択紫外線照射装置で塗膜に選択紫外線を照射する前に、前記塗工ヘッドから前記基材上に塗布されてなる塗膜を加熱させるドライヤーをさらに備えることを特徴とする塗膜形成装置。

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