(57)【要約】【課題】カブリ故障を抑えつつ、マスクの保護もでき、良好な露光パターンを得る。【解決手段】第一処理フィルムをバックアップロールで支持して搬送する。バックアップロールに近接してマスク２８が設けられており、第一処理フィルムには光源からの光がマスク２８を介して照射される。マスク２８には、幅方向に並ぶ複数のスリット２９が形成されている。マスク２８は、矩形状の基板２８Ａと、基板２８Ａの一方の面に形成されたマスク膜２８Ｂと、マスク膜２８Ｂ状に形成された高屈折率層２８Ｃとを有する。高屈折率層２８Ｃは、光源の光に対して透過性を有し、基板２８Ａの屈折率以上の屈折率を持つ材料により形成されている。【選択図】図５
2013228684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に光反応性膜が形成された可撓性ウェブの裏面を支持する周面を有し、前記支持された可撓性ウェブを搬送するバックアップロールと、
前記支持されている前記可撓性ウェブ上に形成された前記光反応性膜に向けて、前記光反応性膜に光反応を引き起こす光を照射する光源と、
前記バックアップロールに近接する状態で前記光源と前記バックアップロールとの間に配置され、前記可撓性ウェブの搬送方向に延び前記可撓性ウェブの幅方向に一定ピッチで複数本配列され前記光源からの光を通過させるスリットを有するマスクとを備え、
前記マスクは、
前記光に対して透明な基板と、
前記基板の前記バックアップロール側の面上に、前記光に対して不透明な材料により形成されたマスク膜と、
前記光に対して透過性を有し前記基板の屈折率以上の屈折率を持つ材料により、前記基板の前記マスク膜を形成した側に対して前記マスク膜を覆うように形成されている高屈折率層とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光源が照射する前記光は紫外線であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記基板がオゾンレス石英ガラス，合成石英ガラス，天然石英ガラスのうちいずれか一つの材料からなることを特徴とする請求項１または２記載の露光装置。
【請求項４】
前記マスク膜が金属により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項５】
前記金属がクロムであることを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記マスク膜が真空蒸着，電子ビーム蒸着，イオンビーム蒸着，プラズマ蒸着，スパッタリングのうちいずれか１つの方法で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項７】
前記高屈折率層が無機材料からなる薄膜により形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項８】
前記無機材料は、ＢａＦ２，ＤｙＦ３，ＧｄＦ３，ＬａＦ３，ＮｄＦ２，ＴｄＦ３，ＹｂＦ３，ＹＦ３といったフッ化物、ＳｉＯ２，ＳｉＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２，ＺｒＯ２，Ｔａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＴｉＯ２，Ｉｎ２Ｏ３，ＷＯ３といった酸化物、ＳｉＯＮ，Ｓｉ３Ｎ４といった窒化物、ＳｉＣ，Ｂ４Ｃといった炭化物、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３／Ｐｒ６Ｏ１１，Ａｌ２Ｏ３／Ｌａ２Ｏ３，ＺｒＯ２／Ｔａ２Ｏ５，ＺｒＯ２／ＭｇＯ，ＺｒＯ２／Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２／Ｐｒ６Ｏ１１，ＴｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２／Ｌａ２Ｏ３といった酸化物の混合物のうち少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記高屈折率層が真空蒸着，電子ビーム蒸着，イオンビーム蒸着，プラズマ蒸着，スパッタリングのうちいずれか１つの方法で形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項１０】
表面に光反応性膜が形成された可撓性ウェブの裏面をバックアップロールにより支持しながら搬送する搬送経路中で、
前記バックアップロールに近接した状態で前記光源と前記バックアップロールとの間に配置され、前記可撓性ウェブの搬送方向に延び前記可撓性ウェブの幅方向に一定ピッチで複数本配列されたスリットを有するマスクを介して、前記光反応性膜に向けて、前記光反応性膜に光反応を引き起こす光を光源から照射する照射工程を有し、
前記マスクは、
前記光に対して透明な基板と、
前記基板の前記バックアップロール側の面上に、前記光に対して不透明な材料により形成されたマスク膜と、
前記光に対して透過性を有し前記基板の屈折率以上の屈折率を持つ材料により、前記基板の前記マスク膜を形成した側に対して前記マスク膜を覆うように形成されている高屈折率層とを有することを特徴とする露光方法。
【請求項１１】
前記光は紫外線であり、前記光反応性膜は紫外線に対して反応する性質を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１０記載の露光方法。
【請求項１２】
前記基板はオゾンレス石英ガラス，合成石英ガラス，天然石英ガラスのうちいずれか一つの材料からなることを特徴とする請求項１０または１１記載の露光方法。
【請求項１３】
前記マスク膜が金属により形成されていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項記載の露光方法。
【請求項１４】
前記金属がクロムであることを特徴とする請求項１３記載の露光方法。
【請求項１５】
前記マスク膜が真空蒸着，電子ビーム蒸着，イオンビーム蒸着，プラズマ蒸着，スパッタリングのうちいずれか１つの方法で形成されていることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項記載の露光方法。
【請求項１６】
前記高屈折率層が無機材料からなる薄膜により形成されることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項記載の露光方法。
【請求項１７】
前記無機材料は、ＢａＦ２，ＤｙＦ３，ＧｄＦ３，ＬａＦ３，ＮｄＦ２，ＴｄＦ３，ＹｂＦ３，ＹＦ３といったフッ化物、ＳｉＯ２，ＳｉＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２，ＺｒＯ２，Ｔａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＴｉＯ２，Ｉｎ２Ｏ３，ＷＯ３といった酸化物、ＳｉＯＮ，Ｓｉ３Ｎ４といった窒化物、ＳｉＣ，Ｂ４Ｃといった炭化物、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３／Ｐｒ６Ｏ１１，Ａｌ２Ｏ３／Ｌａ２Ｏ３，ＺｒＯ２／Ｔａ２Ｏ５，ＺｒＯ２／ＭｇＯ，ＺｒＯ２／Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２／Ｐｒ６Ｏ１１，ＴｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２／Ｌａ２Ｏ３といった酸化物の混合物のうち少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１６記載の露光方法。
【請求項１８】
前記高屈折率層が真空蒸着，電子ビーム蒸着，イオンビーム蒸着，プラズマ蒸着，スパッタリングのうちいずれか１つの方法で形成されていることを特徴とする、請求項１０〜１７のいずれか１項記載の露光方法。
【請求項１９】
前記可撓性ウェブの表面に前記光反応性膜を形成する光反応性膜形成工程と、
請求項１０〜１８のいずれか１項記載の露光方法による露光工程とを有することを特徴とするパターンフィルムの製造方法。
【請求項２０】
前記光反応性膜形成工程は、
光反応性膜塗布液を塗布する光反応性膜塗布工程と、
前記光反応性塗布液を乾燥する光反応性膜乾燥工程とを有することを特徴とする請求項１９に記載のパターンフィルムの製造方法。
【請求項２１】
前記露光工程の前後どちらか一方に、前記光反応性膜に対してラビング処理を施すラビング工程を有することを特徴とする請求項１９又は２０に記載のパターンフィルムの製造方法。
【請求項２２】
前記露光工程と前記ラビング工程とが行われた後に、液晶膜塗布液を塗布する液晶膜塗布工程と、前記液晶膜塗布液を硬化させる液晶膜硬化工程とを有することを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか一つに記載のパターンフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及び方法、パターンフィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微細パターンを設けたフィルムやガラス板は、３Ｄディスプレイ等に用いられる位相差板等に用いられる。また、微細パターンを設けたフィルムの製造効率を向上させるためには、可撓性ウェブに対して長尺のまま微細パターンを形成することが望ましい。３Ｄディスプレイ等に要求される低コスト及び高品質を満足するために、可撓性ウェブにおける微細パターンの精度をより向上させること及びパターン間の境界領域の欠陥をより減少させることが求められている。
【０００３】
可撓性ウェブに塗布された光反応性化合物を含む光反応性膜に対して光を照射して、光反応性膜を反応させる露光装置が知られている。光反応には、光による液晶分子の配向や硬化などが知られている。例えば、特許文献１の露光装置では、光反応による光反応性膜のシワを防止するため、光が照射されるエリアを、バックアップロールで支持された部分に設定している。
【０００４】
光源と光反応性膜との間に配されたマスクを用いて、光反応性膜の一部のみに光を照射する露光装置も知られている（例えば、特許文献２）。特許文献２に記載のマスクには、複数のスリットが設けられている。複数のスリットは、ウェブの長手方向（搬送方向）にそれぞれ延びており、ウェブの幅方向に並ぶ。この露光装置によれば、ウェブを連続搬送しながら、光反応性膜に、いわゆるストライプ状の露光パターンを効率的に形成することができる。すなわち、この露光パターンは、露光により光反応が進んだ線状の露光部分と、未露光のため光反応が起きていない線状の未露光部分とが交互に並ぶパターンである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１９４７７９号公報
【特許文献２】特開平０９−２７４３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２記載の露光装置のように、光源からの光をレンズやミラーなどの光学系で整えた上でマスクを通して露光を行うにしても、ランプやＬＥＤなどからなる光源自体が広がりを有している。このため、光学系やマスクにいかに高精度のものを用いたとしても、マスクを露光対象であるフィルムの表面に密着させない限り、原理的に未露光エリアとして設定した領域にも露光が及ぶカブリ故障を避けることができない。この露光工程におけるカブリ故障が、フィルムにおけるストライプ状のパターン間の境界領域の欠陥となって現れてしまう。フィルムに要求される高い品質への要求を満足するためには、露光工程においてカブリ故障を可能な限り低減することが必要である。このためには、例えば、マスクとバックアップロールとの隙間（ギャップ）を小さくしなければならない。
【０００７】
また、一般にマスクの基板には石英ガラスが用いられる。その表面に一定ピッチのスリットをフィルムの幅方向に配列したパターンをもつ遮光性の金属膜が形成され、そのスリットを通してフィルム表面への露光が行われる。この場合、フィルム表裏に微小な付着物があったり、フィルムにしわがあったりすると、フィルムあるいは微小な付着物がマスクの金属膜に接触し、表面に汚れや傷が付くなどの問題が生じる。この問題は、マスクをフィルム表面からある程度離して設置することで改善は可能である。しかし、これでは前述したカブリ故障が助長され、微細な露光パターンを得る上では大きな弊害となる。
【０００８】
発明者は、鋭意検討の結果、生産性を落とすことなく、コストを特に増大させることない露光装置及び露光工程を見出した。本発明は、カブリ故障を抑えつつ、マスクの保護もできる良好な露光パターンが得られる露光装置及び方法、パターンフィルムの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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、表面に光反応性膜が形成された可撓性ウェブの裏面を支持する周面を有し、支持された可撓性ウェブを搬送するバックアップロールと、支持されている可撓性ウェブ上に形成された光反応性膜に向けて、光反応性膜に光反応を引き起こす光を照射する光源と、バックアップロールに近接する状態で光源とバックアップロールとの間に配置され、可撓性ウェブの搬送方向に延び可撓性ウェブの幅方向に一定ピッチで複数本配列され光源からの光を通過させるスリットを有するマスクとを備え、マスクは、光に対して透明な基板と、基板のバックアップロール側の面上に、光に対して不透明な材料により形成されたマスク膜と、光に対して透過性を有し基板の屈折率以上の屈折率を持つ材料により、基板のマスク膜を形成した側に対してマスク膜を覆うように形成されている高屈折率層とを有することを特徴とする。
【００１０】
光源が照射する光は紫外線であることが好ましい。また、基板がオゾンレス石英ガラス，合成石英ガラス，天然石英ガラスのうちいずれか一つの材料からなることが好ましい。また、マスク膜が金属により形成されていることが好ましい。また、金属がクロムであることが好ましい。また、マスク膜が真空蒸着，電子ビーム蒸着，イオンビーム蒸着，プラズマ蒸着，スパッタリングのうちいずれか１つの方法で形成されていることが好ましい。
【００１１】
高屈折率層が無機材料からなる薄膜により形成されることが好ましい。また、無機材料は、ＢａＦ２，ＤｙＦ３，ＧｄＦ３，ＬａＦ３，ＮｄＦ２，ＴｄＦ３，ＹｂＦ３，ＹＦ３といったフッ化物、ＳｉＯ２，ＳｉＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２，ＺｒＯ２，Ｔａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＴｉＯ２，Ｉｎ２Ｏ３，ＷＯ３といった酸化物、ＳｉＯＮ，Ｓｉ３Ｎ４といった窒化物、ＳｉＣ，Ｂ４Ｃといった炭化物、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３／Ｐｒ６Ｏ１１，Ａｌ２Ｏ３／Ｌａ２Ｏ３，ＺｒＯ２／Ｔａ２Ｏ５，ＺｒＯ２／ＭｇＯ，ＺｒＯ２／Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２／Ｐｒ６Ｏ１１，ＴｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２／Ｌａ２Ｏ３といった酸化物の混合物のうち少なくともいずれか１つであることが好ましい。また、高屈折率層が真空蒸着，電子ビーム蒸着，イオンビーム蒸着，プラズマ蒸着，スパッタリングのうちいずれか１つの方法で形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の露光方法は、表面に光反応性膜が形成された可撓性ウェブの裏面をバックアップロールにより支持しながら搬送する搬送経路中で、バックアップロールに近接した状態で光源とバックアップロールとの間に配置され、可撓性ウェブの搬送方向に延び可撓性ウェブの幅方向に一定ピッチで複数本配列されたスリットを有するマスクを介して、光反応性膜に向けて、光反応性膜に光反応を引き起こす光を光源から照射する照射工程を有し、マスクは、光に対して透明な基板と、基板のバックアップロール側の面上に、光に対して不透明な材料により形成されたマスク膜と、光に対して透過性を有し基板の屈折率以上の屈折率を持つ材料により、基板のマスク膜を形成した側に対してマスク膜を覆うように形成されている高屈折率層とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の露光方法についても、露光装置と同様に、光は紫外線であり、光反応性膜は紫外線に対して反応する性質を有する化合物を含有することが好ましい。また、基板はオゾンレス石英ガラス，合成石英ガラス，天然石英ガラスのうちいずれか一つの材料からなることが好ましい。また、マスク膜が金属により形成されていることが好ましい。また、金属がクロムであることが好ましい。また、マスク膜が真空蒸着，電子ビーム蒸着，イオンビーム蒸着，プラズマ蒸着，スパッタリングのうちいずれか１つの方法で形成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の露光方法についても、露光装置と同様に、高屈折率層が無機材料からなる薄膜により形成されることが好ましい。また、無機材料には、露光装置に好ましく用いられる材料と同様の材料が用いられることが好ましい。また、高屈折率層の形成には、露光装置と同様の形成方法が用いられることが好ましい。
【００１５】
本発明のパターンフィルムの製造方法は、可撓性ウェブの表面に光反応性膜を形成する光反応性膜形成工程と、請求項１０〜１８のいずれか１項記載の露光方法による露光工程とを有することを特徴とするパターンフィルムの製造方法。
【００１６】
光反応性膜形成工程は、光反応性膜塗布液を塗布する光反応性膜塗布工程と、光反応性塗布液を乾燥する光反応性膜乾燥工程とを有することが好ましい。また、露光工程の前後どちらか一方に、光反応性膜に対してラビング処理を施すラビング工程を有することが好ましい。また、露光工程とラビング工程とが行われた後に、液晶膜塗布液を塗布する液晶膜塗布工程と、液晶膜塗布液を硬化させる液晶膜硬化工程とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、カブリ故障を抑えつつ、マスクの保護もできる良好な露光パターンが、コストを特に増大させることなく生産性を落とさずに得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係る可撓性ウェブに微細パターンを設けたフィルム（以下、パターンフィルム、と称する）の製造工程のフローチャートである。
【図１Ｂ】パターンフィルムの別の製造工程のフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係る塗布及び乾燥工程を行う製膜装置の概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る露光装置の概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係る露光装置の概略を示す一部断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る露光装置に用いられるマスクの断面図である。
【図６Ａ】マスクに対して光源の光が照射される様子を説明する説明図である。
【図６Ｂ】マスクに対して光源の光が照射される様子を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（パターンフィルムの製造工程）
図１Ａに示すように、パターンフィルム１３の製造工程は、光反応性膜塗布工程Ｓ１と光反応性膜乾燥工程Ｓ２とを有する。光反応性膜塗布工程Ｓ１は、図１Ａ及び図２に示すように、基材フィルム１０の片側の表面に少なくとも一つの光酸発生剤を含むラビング配向膜液を塗布しラビング配向膜１２を形成する工程である。塗布によって形成されたラビング配向膜１２は液状膜である。そこで、光反応性膜乾燥工程Ｓ２は、図１Ａ及び図２に示すように、ラビング配向膜１２を乾燥させて第一処理フィルム１０Ａを得る工程である。この第一処理フィルム１０Ａは、基材フィルム１０とラビング配向膜１２とを備える。ただし、第一処理フィルム１０Ａにおけるラビング配向膜１２は、液晶を配向させる配向作用はまだ発現しておらず、ラビング工程Ｓ５でのラビング処理により配向作用を発現する。また、第一処理フィルム１０Ａにおけるラビング配向膜１２は、後工程の照射工程Ｓ４で照射される光に反応する光反応性膜であり、光反応性膜形成工程は光反応性膜塗布工程Ｓ１と光反応性膜乾燥工程Ｓ２とを有する。
【００２０】
また、図１Ａに示すように、パターンフィルム１３の製造工程は、搬送工程Ｓ３と、照射工程Ｓ４とを有する。搬送工程Ｓ３は、図１Ａ及び図３に示すように、バックアップロール２５により第一処理フィルム１０Ａの基材フィルム１０側を支持しながら搬送する工程である。照射工程Ｓ４は、ラビング配向膜液の塗布側の面に対し、ＵＶ光源３４により紫外線を照射することにより第二処理フィルム１０Ｂを得る工程である。照射工程Ｓ４では、マスク２８を介して第一処理フィルム１０Ａに向けてＵＶ光源３４により紫外線を照射する。マスク２８のマスク膜２８Ｂには、幅方向に並ぶ複数のスリット２９が形成されており、これにより、マスク２８は、露光部４に紫外線を照射し非露光部５には紫外線が照射されないようなパターンを有する。このマスク２８による紫外線照射により、露光部４における光酸発生剤から酸を発生させ第二処理フィルム１０Ｂを得る。
【００２１】
また、パターンフィルム１３の製造工程は、図１Ａに示すように、ラビング工程Ｓ５と、液晶膜塗布工程Ｓ６と、熟成工程Ｓ７と、ＵＶ硬化工程Ｓ８とを有する。ラビング工程Ｓ５は、ラビング配向膜液の塗布側の面に対し、特定のラビング配向の方向にラビングする工程である。液晶膜塗布工程Ｓ６は、ラビング配向膜液の塗布側の面に対しディスコティック液晶を含有し液晶膜である光学異方性層１４を形成する液を塗布する工程である。熟成工程Ｓ７は、ディスコティック液晶を配向させる工程である。ＵＶ硬化工程Ｓ８は、全面に紫外線を照射して露光部４及び非露光部５によってそれぞれの方向に配向されたディスコティック液晶を、その配向方向が変化しないように硬化させる工程である。光学異方性層１４の第１位相差領域１４ａは露光部４上に形成され、第２位相差領域１４ｂは非露光部５上に形成される。第１位相差領域１４ａと第２位相差領域１４ｂとは、図１Ａの紙面奥行き方向に延びている。なお、図１Ｂに示すように、ラビング工程Ｓ５は光反応性膜乾燥工程Ｓ２と搬送工程Ｓ３との間にあっても良い。
【００２２】
［光酸発生剤］
光酸発生剤には、紫外線等の光照射により分解し酸性化合物を発生させる化合物、例えば化１又は化２に示す化合物が用いられる。光酸発生剤が、光照射により分解して酸性化合物を発生すると、ラビング配向膜１２の配向制御能に変化が生じる。ここでいう配向制御能の変化は、ラビング配向膜１２単独の配向制御能の変化として特定されるものであっても、ラビング配向膜１２とその上に配置される光学異方性層形成用組成物中に含まれる添加剤等とによって達成される配向制御能の変化として特定されるものであってもよいし、またこれらの組み合わせとして特定されるものであってもよい。
【００２３】
【化１】
2013228684.tif 000003
【００２４】
【化２】
2013228684.tif 000004
【００２５】
［重合性基を有するディスコティック液晶化合物］
光学異方性層の主原料として使用可能なディスコティック液晶としては、重合性基を有する化合物が好ましい。前記ディスコティック液晶としては、下記一般式（Ｉ）で表される化合物が好ましい。
一般式（Ｉ）：  Ｄ（−Ｌ−Ｈ−Ｑ）ｎ
一般式（Ｉ）中のＤは円盤状コアであり、Ｌは二価の連結基であり、Ｈは二価の芳香族環又は複素環であり、Ｑは重合性基であり、ｎは３〜１２の整数を表す。
【００２６】
円盤状コア（Ｄ）は、ベンゼン環、ナフタレン環、トリフェニレン環、アントラキノン環、トルキセン環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環が好ましく、ベンゼン環、トリフェニレン環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環が特に好ましい。
【００２７】
Ｌは、＊−Ｏ−ＣＯ−、＊−ＣＯ−Ｏ−、＊−ＣＨ＝ＣＨ−、＊−Ｃ≡Ｃ−及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基が好ましく、＊−ＣＨ＝ＣＨ−又は＊−Ｃ≡Ｃ−のいずれか一方を少なくとも一つ以上含む二価の連結基であることが特に好ましい。ここで、＊は一般式（Ｉ）中のＤに結合する位置を表す。
【００２８】
Ｈは、芳香族環としては、ベンゼン環及びナフタレン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。複素環としては、ピリジン環及びピリミジン環が好ましく、ピリジン環が特に好ましい。Ｈは、芳香族環が特に好ましい。
【００２９】
重合性基Ｑの重合反応は、付加重合（開環重合を含む）又は縮合重合であることが好ましい。言い換えると、重合性基は、付加重合反応又は縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。中でも、（メタ）アクリレート基、エポキシ基が好ましい。
【００３０】
一般式（Ｉ）で表されるディスコティック液晶は、下記一般式（II）又は（III）で表されるディスコティック液晶であることが特に好ましい。
【００３１】
【化３】
2013228684.tif 000005
【００３２】
式中、Ｌ、Ｈ、Ｑは、一般式（Ｉ）におけるＬ、Ｈ、Ｑとそれぞれ同義であり、好ましい範囲も同様である。
【００３３】
【化４】
2013228684.tif 000006
【００３４】
式中、Ｙ１、Ｙ２、及びＹ３は、後述する一般式（IV）におけるＹ１１、Ｙ１２、及びＹ１３と同義であり、その好ましい範囲も同一である。また、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３も、後述する一般式（IV）におけるＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
【００３５】
後述するように、一般式（Ｉ）、（II）、（III）及び（IV）で表されるように、分子内に複数個の芳香環を有しているディスコティック液晶は、配向制御剤として用いられるピリジニウム化合物又はイミダゾリウム化合物等のオニウム塩との間に分子間π−π相互作用が起こるため、垂直配向を実現することができる。特に、例えば、一般式（II）において、Ｌが、＊−ＣＨ＝ＣＨ−又は＊−Ｃ≡Ｃ−のいずれか一方を少なくとも一つ以上含む二価の連結基である場合、及び、一般式（III）において、複数個の芳香環及び複素環が単結合で連結される場合は、該連結基により結合の自由回転が強く束縛されることにより分子の直線性が保持される。このため、液晶性が向上すると共に、より強い分子間π−π相互作用が起こり安定な垂直配向が実現する。
【００３６】
ディスコティック液晶としては、下記一般式（IV）で表される化合物が好ましい。
【００３７】
【化５】
2013228684.tif 000007
【００３８】
式中、Ｙ１１、Ｙ１２及びＹ１３はそれぞれ独立に置換されていてもよいメチン又は窒素原子を表し、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３はそれぞれ独立に単結合又は二価の連結基を表し、Ｈ１、Ｈ２及びＨ３はそれぞれ独立に一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）の基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に下記一般式（Ｉ−Ｒ）を表す。
【００３９】
【化６】
2013228684.tif 000008
【００４０】
一般式（Ｉ−Ａ）中、ＹＡ１及びＹＡ２はそれぞれ独立にメチン又は窒素原子を表し、ＸＡは酸素原子，硫黄原子，メチレン又はイミノを表し、＊は上記一般式（IV）におけるＬ１〜Ｌ３側と結合する位置を表し、＊＊は上記一般式（IV）におけるＲ１〜Ｒ３側と結合する位置を表す。
【００４１】
【化７】
2013228684.tif 000009
【００４２】
一般式（Ｉ−Ｂ）中、ＹＢ１及びＹＢ２はそれぞれ独立にメチン又は窒素原子を表し、ＸＢは酸素原子，硫黄原子，メチレン又はイミノを表し、＊は上記一般式（IV）におけるＬ１〜Ｌ３側と結合する位置を表し、＊＊は上記一般式（IV）におけるＲ１〜Ｒ３側と結合する位置を表す。
【００４３】
一般式（Ｉ−Ｒ）：  ＊−（−Ｌ２１−Ｑ２）ｎ１−Ｌ２２−Ｌ２３−Ｑ１
一般式（Ｉ−Ｒ）中、＊は、一般式（IV）におけるＨ１〜Ｈ３側と結合する位置を表し、Ｌ２１は単結合又は二価の連結基を表し、Ｑ２は少なくとも１種類の環状構造を有する二価の基（環状基）を表す。ｎ１は、０〜４の整数を表す。Ｌ２２は、＊＊−Ｏ−、＊＊−Ｏ−ＣＯ−、＊＊−ＣＯ−Ｏ−、＊＊−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、＊＊−Ｓ−、＊＊−ＮＨ−、＊＊−ＳＯ２−、＊＊−ＣＨ２−、＊＊−ＣＨ＝ＣＨ−又は＊＊−Ｃ≡Ｃ−を表す。Ｌ２３は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＳＯ２−、−ＮＨ−、−ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−及び−Ｃ≡Ｃ−並びにこれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基を表す。Ｑ１は重合性基又は水素原子を表す。
【００４４】
式（IV）で表される３置換ベンゼン系ディスコティック液晶性化合物の各符号の好ましい範囲、及び式（IV）の化合物の具体例については、特開２０１０−２４４０３８号公報の段落［００１３］〜［００７７］記載を参照することができる。但し、本発明に使用可能なディスコティック液晶性化合物は、式（IV）の３置換ベンゼン系ディスコティック液晶性化合物に限定されるものではない。
【００４５】
トリフェニレン化合物としては、特開２００７−１０８７３２号公報の段落［００６２］〜［００６７］記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４６】
一般式（IV）で表されるディスコティック液晶は、分子内に複数個の芳香環を有している。このため、後述する、ピリジニウム化合物又はイミダゾリウム化合物との間に強い分子間π−π相互作用が起こり、ディスコティック液晶のラビング配向膜１２の界面近傍におけるチルト角を増加させる。特に、一般式（IV）で表されるディスコティック液晶は、複数個の芳香環が単結合で連結されているため、分子の回転自由度が束縛された直線性の高い分子構造を有している。この結果、ピリジニウム化合物又はイミダゾリウム化合物との間により強い分子間π−π相互作用が起こり、ディスコティック液晶のラビング配向膜１２の界面近傍におけるチルト角を増加させ垂直配向状態が実現する。
【００４７】
本発明においては、ディスコティック液晶を垂直配向させることが好ましい。尚、本明細書において「垂直配向」とは、ディスコティック液晶の円盤面と層面が垂直であることをいう。ただし、厳密に垂直であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面（層面）とのなす傾斜角が７０度以上の配向を意味するものとする。傾斜角は８５〜９０度が好ましく、８７〜９０度がより好ましく、８８〜９０度がさらに好ましく、８９〜９０度が最も好ましい。なお、前述の組成物中には、液晶の垂直配向を促進する添加剤を添加していることが好ましく、該添加剤の例には、特開２００９−２２３００１号公報の［００５５］〜［００６３］に記載される化合物が含まれる。
【００４８】
ディスコティック液晶は、オニウム塩を添加することで、直交垂直配向状態になる場合がある。さらに、光照射により発生した酸とそのオニウム塩とがアニオン交換すると、そのオニウム塩のラビング配向膜１２の界面における偏在性が低下し、直交垂直配向効果を低下させ、平行垂直配向状態を形成される場合がある。本実施例においては、光学異方性層１４に対し、このような特徴を備えるオニウム塩を含有させ、ラビング配向膜１２にこのような特徴を備える光酸発生剤を含有させるように、材料となる化合物が選択され用いられる。また、ラビング配向膜１２にポリビニルアルコール系の化合物を採用し、光照射により発生した酸によりそのエステル部分を分解させてオニウム塩のラビング配向膜１２の界面偏在性を変化させるように、各種化合物が選択されて用いられてもよい。もちろんこれらに限ることはなく、同様の技術的思想を有する化合物の組み合わせによる実施であれば本発明の範囲内とする。このような技術的思想を用いて、露光部４におけるディスコティック液晶の配向方向と非露光部５におけるそれとをそれぞれ別の方向にしたパターンフィルム１３が得られる。
【００４９】
［オニウム塩化合物（配向膜側配向制御剤）］
本発明では、前述のように、重合性基を有するディスコティック液晶の垂直配向を実現するために、オニウム塩を添加することが好ましい。オニウム塩はラビング配向膜１２界面に偏在し、液晶分子のラビング配向膜１２界面近傍におけるチルト角を増加させる作用をする。
【００５０】
オニウム塩としては、下記一般式（１）で表される化合物が好ましい。
一般式（１）    Ｚ−（Ｙ−Ｌ−）ｎＣｙ＋・Ｘ‐
式中、Ｃｙは５又は６員環のオニウム基であり、Ｌ、Ｙ、Ｚ、Ｘは、後述する一般式（２ａ）及び（２ｂ）におけるＬ２３、Ｌ２４、Ｙ２２、Ｙ２３、Ｚ２１、Ｘに同義であり、その好ましい範囲も同一であり、ｎは２以上の整数を表す。
【００５１】
５又は６員環のオニウム基（Ｃｙ）は、ピラゾリウム環、イミダゾリウム環、トリアゾリウム環、テトラゾリウム環、ピリジニウム環、ピリジニウム環、ピリミジニウム環、トリアジニウム環が好ましく、イミダゾリウム環、ピリジニウム環が特に好ましい。
【００５２】
５又は６員環のオニウム基（Ｃｙ）は、ラビング配向膜１２の材料と親和性のある基を有することが好ましい。さらに、オニウム塩化合物は、温度Ｔ１℃ではラビング配向膜１２の材料との親和性が高く、一方、温度Ｔ２℃では、親和性が低下していることが好ましい。水素結合は、液晶を配向させる実際の温度範囲内（室温〜１５０℃程度）において、結合状態にも、その結合が消失した状態にもなり得るので、水素結合による親和性を利用することが好ましい。但し、この例に限定されるものではない。
【００５３】
例えば、ラビング配向膜１２材料としてポリビニルアルコールを利用する態様では、ポリビニルアルコールの水酸基と水素結合を形成するために、水素結合性基を有していることが好ましい。水素結合の理論的な解釈としては、例えば、Ｈ．Ｕｎｅｙａｍａ  ａｎｄ  Ｋ．Ｍｏｒｏｋｕｍａ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、第９９巻、第１３１６〜１３３２頁、１９７７年に報告がある。具体的な水素結合の様式としては、例えば、Ｊ．Ｎ．イスラエルアチヴィリ著、近藤保、大島広行訳、分子間力と表面力、マグロウヒル社、１９９１年の第９８頁、図１７に記載の様式が挙げられる。具体的な水素結合の例としては、例えば、Ｇ．Ｒ．Ｄｅｓｉｒａｊｕ、Ａｎｇｅｗａｎｔｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  Ｅｎｇｌｉｓｈ、第３４巻、第２３１１頁、１９９５年に記載のものが挙げられる。
【００５４】
水素結合性基を有する５又は６員環のオニウム基は、オニウム基の親水性の効果に加え、ポリビニルアルコールと水素結合することによって、ラビング配向膜１２界面の表面偏在性を高めるとともに、ポリビニルアルコール主鎖に対する直交配向性を付与する機能を促進する。好ましい水素結合性基としては、アミノ基、カルボンアミド基、スルホンアミド基、酸アミド基、ウレイド基、カルバモイル基、カルボキシル基、スルホ基、含窒素複素環基（例えば、イミダゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、１，３，５−トリアジル基、ピリミジル基、ピリダジル基、キノリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基、コハクイミド基、フタルイミド基、マレイミド基、ウラシル基、チオウラシル基、バルビツール酸基、ヒダントイン基、マレイン酸ヒドラジド基、イサチン基、ウラミル基などが挙げられる）を挙げることができる。更に好ましい水素結合性基としては、アミノ基、ピリジル基を挙げることができる。
【００５５】
また、イミダゾリウム環の窒素原子ように、５又は６員環のオニウム環に、水素結合性基を有する原子を含有していることも好ましい。
【００５６】
ｎは、２〜５の整数が好ましく、３又は４であることがより好ましく、３であることが特に好ましい。複数のＬ及びＹは、互いに同一であっても異なっていてもよい。ｎが３以上である場合、一般式（１）で表されるオニウム塩は、３つ以上の５又は６員環を有しているため、ディスコティック液晶と強い分子間π−π相互作用が働くため、ディスコティック液晶の垂直配向、特に、ポリビニルアルコールのラビング配向膜１２上では、ポリビニルアルコール主鎖に対する直交垂直配向を実現することができる。
【００５７】
一般式（１）で表されるオニウム塩は、下記一般式（２ａ）で表されるピリジニウム化合物又は下記一般式（２ｂ）で表されるイミダゾリウム化合物であることが特に好ましい。一般式（２ａ）及び（２ｂ）で表される化合物は、主に、一般式（Ｉ）〜（IV）で表されるディスコティック液晶のラビング配向膜１２界面における配向を制御することを目的として添加され、ディスコティック液晶の分子のラビング配向膜１２界面近傍におけるチルト角を増加させる作用がある。なお、一般式（２）とは、一般式（２ａ）及び（２ｂ）のことを指す。
【００５８】
【化８】
2013228684.tif 000010
【００５９】
式中、Ｌ２３及びＬ２４はそれぞれ二価の連結基を表す。Ｌ２３は、単結合、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−又は−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−であることが好ましく、ＡＬは、炭素原子数が１〜１０のアルキレン基である。Ｌ２３は、単結合、−Ｏ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−が好ましく、単結合または−Ｏ−がさらに好ましく、−Ｏ−が最も好ましい。
【００６０】
Ｌ２４は、単結合、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−または−Ｎ＝Ｎ−であることが好ましく、−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−がより好ましい。ｍが２以上のとき、複数のＬ２４が交互に、−Ｏ−ＣＯ−及び−ＣＯ−Ｏ−であることがさらに好ましい。
【００６１】
Ｒ２２は水素原子、無置換アミノ基、又は炭素原子数が１〜２０の置換アミノ基である。Ｒ２２が、ジアルキル置換アミノ基である場合、２つのアルキル基が互いに結合して含窒素複素環を形成してもよい。このとき形成される含窒素複素環は、５員環または６員環が好ましい。Ｒ２３は水素原子、無置換アミノ基、または炭素原子数が２〜１２のジアルキル置換アミノ基であることがさらに好ましく、水素原子、無置換アミノ基、または炭素原子数が２〜８のジアルキル置換アミノ基であることがよりさらに好ましい。Ｒ２３が無置換アミノ基及び置換アミノ基である場合、ピリジニウム環の４位が置換されていることが好ましい。
【００６２】
Ｘはアニオンである。Ｘは、一価のアニオンであることが好ましい。アニオンの例には、ハライドイオン（フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン）およびスルホン酸イオン（例；メタンスルホネートイオン、ｐ−トルエンスルホネートイオン、ベンゼンスルホネートイオン）が含まれる。
【００６３】
Ｙ２２及びＹ２３はそれぞれ、５又は６員環を部分構造として有する２価の連結基である。前述の５又は６員環が置換基を有していてもよい。好ましくは、Ｙ２２及びＹ２３のうち少なくとも１つは、置換基を有する５又は６員環を部分構造として有する２価の連結基である。Ｙ２２およびＹ２３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい６員環を部分構造として有する２価の連結基であることが好ましい。６員環は、脂肪族環、芳香族環（ベンゼン環）および複素環を含む。６員脂肪族環の例は、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環およびシクロヘキサジエン環を含む。６員複素環の例は、ピラン環、ジオキサン環、ジチアン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環およびトリアジン環を含む。６員環に、他の６員環または５員環が縮合していてもよい。
【００６４】
５又は６員環が有する置換基の例は、ハロゲン原子、シアノ、炭素原子数が１〜１２のアルキル基および炭素原子数が１〜１２のアルコキシ基を含む。アルキル基およびアルコキシ基は、炭素原子数が２〜１２のアシル基または炭素原子数が２〜１２のアシルオキシ基で置換されていてもよい。置換基は、炭素原子数が１〜１２（より好ましくは１〜６、さらに好ましくは１〜３）のアルキル基であることが好ましい。置換基は２以上であってもよく、例えば、Ｙ２２及びＹ２３がフェニレン基である場合は、１〜４の炭素原子数が１〜１２（より好ましくは１〜６、さらに好ましくは１〜３）のアルキル基で置換されていてもよい。
【００６５】
なお、ｍは１又は２であり、２であることが好ましい。ｍが２のとき、複数のＹ２３及びＬ２４は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
【００６６】
Ｚ２１は、ハロゲン置換フェニル、ニトロ置換フェニル、シアノ置換フェニル、炭素原子数が１〜１０のアルキル基で置換されたフェニル、炭素原子数が２〜１０のアルコキシ基で置換されたフェニル、炭素原子数が１〜１２のアルキル基、炭素原子数が２〜２０のアルキニル基、炭素原子数が１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数が２〜１３のアルコキシカルボニル基、炭素原子数が７〜２６のアリールオキシカルボニル基および炭素原子数が７〜２６のアリールカルボニルオキシ基からなる群より選ばれる一価の基である。
【００６７】
ｍが２の場合、Ｚ２１は、シアノ、炭素原子数が１〜１０のアルキル基または炭素原子数が１〜１０のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数４〜１０のアルコキシ基であることがさらに好ましい。ｍが１の場合、Ｚ２１は、炭素原子数が７〜１２のアルキル基、炭素原子数が７〜１２のアルコキシ基、炭素原子数が７〜１２のアシル置換アルキル基、炭素原子数が７〜１２のアシル置換アルコキシ基、炭素原子数が７〜１２のアシルオキシ置換アルキル基または炭素原子数が７〜１２のアシルオキシ置換アルコキシ基であることが好ましい。
【００６８】
アシル基は−ＣＯ−Ｒ、アシルオキシ基は−Ｏ−ＣＯ−Ｒで表され、Ｒは脂肪族基（アルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基）または芳香族基（アリール基、置換アリール基）である。Ｒは、脂肪族基であることが好ましく、アルキル基またはアルケニル基であることがさらに好ましい。
【００６９】
ｐは、１〜１０の整数である。ｐは、１または２であることが特に好ましい。ＣｐＨ２ｐは、分岐構造を有していてもよい鎖状アルキレン基を意味する。ＣｐＨ２ｐは、直鎖状アルキレン基（−（ＣＨ２）ｐ−）であることが好ましい。
【００７０】
式（２ｂ）中、Ｒ３０は、水素原子又は炭素原子数が１〜１２（より好ましくは１〜６、さらに好ましくは１〜３）のアルキル基である。
【００７１】
前記式（２ａ）又は（２ｂ）で表される化合物の中でも、下記式（２ａ’）又は（２ｂ’）で表される化合物が好ましい。なお、一般式（２’）とは、一般式（２ａ’）及び（２ｂ’）のことを指す。
【００７２】
【化９】
2013228684.tif 000011
【００７３】
式（２ａ’）及び（２ｂ’）中、式（２）と同一の符号は同一の意義であり、好ましい範囲も同様である。Ｌ２５はＬ２４と同義であり、好ましい範囲も同様である。Ｌ２４及びＬ２５は、−Ｏ−ＣＯ−又は−ＣＯ−Ｏ−であることが好ましく、Ｌ２４が−Ｏ−ＣＯ−で、且つＬ２５が−ＣＯ−Ｏ−であることが好ましい。
【００７４】
Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２５はそれぞれ、炭素原子数が１〜１２（より好ましくは１〜６、さらに好ましくは１〜３）のアルキル基である。ｎ２３は０〜４、ｎ２４は１〜４、及びｎ２５は０〜４を表す。ｎ２３及びｎ２５が０で、ｎ２４が１〜４（より好ましくは１〜３）であることが好ましい。Ｒ３０は、炭素原子数が１〜１２（より好ましくは１〜６、さらに好ましくは１〜３）のアルキル基であることが好ましい。
【００７５】
一般式（２）で表される化合物の具体例としては、特開２００６−１１３５００号公報の明細書中［００５８］〜［００６１］に記載の化合物が挙げられる。
【００７６】
以下に、一般式（２’）で表される化合物の具体例を示す。但し、下記式中、アニオン（Ｘ−）は省略した。
【００７７】
【化１０】
2013228684.tif 000012
【００７８】
【化１１】
2013228684.tif 000013
【００７９】
式（２ａ）及び（２ｂ）の化合物は、一般的な方法で製造することができる。例えば、式（２ａ）のピリジニウム誘導体は、一般にピリジン環をアルキル化（メンシュトキン反応）して得られる。また、オニウム塩は、その添加量が、液晶化合物に対して５質量％を超えることはなく、０．１〜２質量％程度であることが好ましい。
【００８０】
一般式（２ａ）及び（２ｂ）で表されるオニウム塩は、ピリジニウム基又はイミダリウム基が親水的であるため前述の親水的なポリビニルアルコールのラビング配向膜１２の表面に偏在する。特に、ピリジニウム基に、さらに、水素原子のアクセプターの置換基であるアミノ基（一般式（２ａ）及び（２ａ’）において、Ｒ２２が無置換のアミノ基又は炭素原子数が１〜２０の置換アミノ基）が置換されていると、ポリビニルアルコールとの間に分子間水素結合が発生し、より高密度にラビング配向膜１２の表面に偏在すると共に、水素結合の効果により、ピリジニウム誘導体がポリビニルアルコールの主鎖と直交する方向に配向するため、ラビング方向に対して液晶の直交配向を促進する。前述のピリジニウム誘導体は、分子内に複数個の芳香環を有しているため、前述した、液晶、特にディスコティック液晶との間に強い分子間π−π相互作用が起こり、ディスコティック液晶のラビング配向膜１２の界面近傍における直交配向を誘起する。特に、一般式（２ａ’）で表されるように、親水的なピリジニウム基に疎水的な芳香環が連結されていると、その疎水性の効果により垂直配向を誘起する効果も有する。
【００８１】
さらに、一般式（２ａ）及び（２ｂ）で表されるオニウム塩を併用すると、ある温度を超えて加熱することで、液晶が、その遅相軸を、ラビング方向に対して平行にして配向する、平行配向を促進することができる。これは、加熱による熱エネルギーでポリビニルアルコールとの水素結合が切断され、オニウム塩がラビング配向膜１２に均一に分散され、ラビング配向膜１２の表面における密度が低下し、ラビング配向膜１２そのものの規制力により液晶が配向するためである。
【００８２】
光反応性膜塗布工程Ｓ１及び光反応性膜乾燥工程Ｓ２に係る製膜装置１１について説明する。図２に示すように、この製膜装置１１は、ダイ２０と、乾燥装置２２とを備える。ダイ２０は、光反応性膜塗布工程Ｓ１においてラビング配向膜液を基材フィルム１０に塗布する。乾燥装置２２は、光反応性膜乾燥工程Ｓ２においてラビング配向膜１２を乾燥させるために熱風を当てて第一処理フィルム１０Ａを得る。この製膜装置１１には、基材フィルム１０，第一処理フィルム１０Ａなどを搬送する搬送ローラ２３がところどころに設けられている。搬送ローラ２３は、後述の第二処理フィルム１０Ｂなどを搬送するために露光装置２４等にも設けられている。
【００８３】
ダイ２０は、図示しない供給口より、ラビング配向膜液を含有する液が常に供給される。乾燥装置２２には排気装置（図示省略）が設けられており、ラビング配向膜１２から蒸発した有機溶剤を排気する。
【００８４】
搬送工程Ｓ３及び照射工程Ｓ４に係る露光装置２４について説明する。図３及び図４に示すように、この露光装置２４は、バックアップロール２５と、駆動軸２６と、マスク２８と、マスク２８に設けられたスリット２９と、マスクフォルダ３０と、ＵＶ光源３４とを備える。駆動軸２６は、駆動源（図示省略）が接続されバックアップロールを回転運動させる。マスク２８は、露光部４が露光され非露光部５が露光されないようにパターンされている。マスクフォルダ３０は、マスク２８を支持する。ＵＶ光源３４は、マスク２８を介して、バックアップロール２５に支持された第一処理フィルム１０Ａに対して紫外線を照射する。
【００８５】
図５に示すように、マスク２８は、例えば、矩形状の基板２８Ａの一方の面にマスク膜２８Ｂを形成し、その上に高屈折率層２８Ｃを形成し、高屈折率層２８Ｃのバックアップロール２５側の面を研磨することで得られる。基板２８Ａは、紫外線に対して透明で反応性を有しない。マスク膜２８Ｂは、基板２８Ａのバックアップロール２５側の面に対し、紫外線に対して不透明で反応性を有しない材料の蒸着あるいはスパッタにより形成される。このマスク膜２８Ｂの上に高屈折率の材料を成膜することにより、高屈折率層２８Ｃは形成され、そのバックアップロール２５側の面を研磨することでマスク２８は得られる。
【００８６】
基板２８Ａは、紫外線の透過率に優れ、紫外線光源からの熱に安定なものが好ましく、例えばオゾンレス石英ガラス，合成石英ガラス，天然石英ガラスが好ましい。マスク膜２８Ｂには、成膜しやすい材料であって紫外線に対して反応性を有しないものが使用されることが望ましく、例えば金属が望ましい。マスク膜２８Ｂの成膜の方法は、真空蒸着，電子ビーム蒸着，イオンビーム蒸着，プラズマ蒸着，スパッタリングのいずれか１つであることが望ましい。また、マスク膜２８Ｂは露光工程中において、ラビング配向膜１２から発生するガスなどにより劣化しないものが望ましく、例えば強酸に対して緻密な表面酸化皮膜を形成するクロムが望ましい。
【００８７】
高屈折率層２８Ｃは基板２８Ａよりも屈折率が高い。高屈折率層２８Ｃは、無機材料からなる薄膜により形成されることが望ましい。高屈折率層２８Ｃの成膜の方法は、真空蒸着，電子ビーム蒸着，イオンビーム蒸着，プラズマ蒸着，スパッタリングのいずれか１つであることが望ましい。なお、高屈折率層２８Ｃの代わりに単純に高屈折率の材料の板を設けてもかまわない。
【００８８】
高屈折率層２８Ｃを形成する無機材料は、ＢａＦ２，ＤｙＦ３，ＧｄＦ３，ＬａＦ３，ＮｄＦ２，ＴｄＦ３，ＹｂＦ３，ＹＦ３といったフッ化物、ＳｉＯ２，ＳｉＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＨｆＯ２，ＺｒＯ２，Ｔａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＴｉＯ２，Ｉｎ２Ｏ３，ＷＯ３といった酸化物、ＳｉＯＮ，Ｓｉ３Ｎ４といった窒化物、ＳｉＣ，Ｂ４Ｃといった炭化物、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３／Ｐｒ６Ｏ１１，Ａｌ２Ｏ３／Ｌａ２Ｏ３，ＺｒＯ２／Ｔａ２Ｏ５，ＺｒＯ２／ＭｇＯ，ＺｒＯ２／Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２／Ｐｒ６Ｏ１１，ＴｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２／Ｌａ２Ｏ３といった酸化物の混合物のうち少なくともいずれか１つであることが望ましい。
【００８９】
ＵＶ光源３４として、例えば、少なくとも一つの紫外線ランプを用いることができる。紫外線ランプとしては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等がある。ＵＶ光源３４の照度は、例えば、５００ｍＷ／ｃｍ２以上１０００ｍＷ／ｃｍ２以下である。ＵＶ光源３４はパターンに対してカブリ防止の観点から平行光が好ましい。その平行度（図６Ｂ中のθ）は基板２８Ａに対して幅方向に１０°以下、このましくは５°以下が好ましい。光の平行化の手段に特に限定はないが、ミラーやレンズなど種々の光学機器をもちいることができる。また、光の照射範囲はマスク２８のうちマスクパターンが形成されている部分のみであることが好ましい。これにより、マスクの表面温度が高くなることによる熱膨張収縮に起因するカブリ故障の頻度も低減する。露光の手段に特に限定はないが、ミラーやレンズを用いた集光や遮光板をもちいることができる。
【００９０】
以下、本発明の作用について説明する。光反応性膜塗布工程Ｓ１において塗布するダイ２０により基材フィルム１０上にラビング配向膜液が１４ｃｃ／ｍ２で塗布されラビング配向膜１２が液膜として形成される。そして光反応性膜乾燥工程Ｓ２において乾燥装置２２によりラビング配向膜１２に１１０度の熱風が１分程度当てられて乾燥されることで、第一処理フィルム１０Ａが得られる。
【００９１】
さらに、搬送工程Ｓ３においてバックアップロール２５により第一処理フィルム１０Ａの基材フィルム１０側が支持された状態において、第一処理フィルム１０Ａは照射工程Ｓ４に供される。すなわち、照射工程Ｓ４は、搬送工程Ｓ３中にある。照射工程Ｓ４は、バックアップロール２５上に支持された第一処理フィルム１０Ａのラビング配向膜液の塗布側の面に対し、マスク２８を介して、ＵＶ光源３４により紫外線を照射して第二処理フィルム１０Ｂを得る。マスク２８は、露光部４に紫外線を照射し非露光部５には紫外線が照射されないようなパターンのスリット２９を有する。ＵＶ光源３４により１０ｍＪ／ｃｍ２程度のエネルギーの紫外線を照射して、露光部４における光酸発生剤のみから酸を発生させることで、第二処理フィルム１０Ｂが得られる。なお、本実施形態では、露光部４及び非露光部５のウェブの幅方向におけるパターン幅は、２８０μｍ程度とする。
【００９２】
マスク２８はラビング配向膜１２から発生するガスなどに晒されるが、高屈折率層２８Ｃがマスク膜２８Ｂを保護する保護膜として作用し、これによりマスク膜２８Ｂがラビング配向膜１２から発生するガスなどから保護される。そのため、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、図６Ａのマスク３５よりも第一処理フィルム１０Ａからの距離Ｄを小さい状態に、図６Ｂのマスク２８を配することができる。
【００９３】
また、ＵＶ光源３４から照射される光は、図６Ａ，図６Ｂに示すように、マスク２８の表面に対して完全に垂直でない成分がある。このため、従来の露光装置及び方法では、未露光部分に設定された領域において露光されてしまう領域ＲＦが図６Ａに示すように大きく形成されてしまう。しかし、マスク２８においては、マスク３５よりも距離Ｄを小さくした状態で配されることに加えて、高屈折率層２８Ｃの高い屈折率によって、図６Ｂに示すように、未露光部分に設定された領域において露光されてしまう領域ＲＦが大幅に低減する。
【００９４】
具体的には、図６Ａに示すように、高屈折率層２８Ｃを有しないマスク３５に対しては、ＵＶ光源３４から照射されたマスク３５に対して完全に垂直でない光がマスク膜２８Ｂを通過した後に広がる。しかし、図６Ｂに示すように、高屈折率層２８Ｃを有するマスク２８は、ＵＶ光源３４から照射されたマスク２８に対して完全に垂直でない光がマスク膜２８Ｂを通過した後に高屈折率層２８Ｃによってその広がりを大幅に抑えられる。なお、高屈折率層２８Ｃの屈折率は、マスク２８と第一処理フィルム１０Ａとの間の雰囲気の屈折率よりも高ければ領域ＲＦを狭める一定の効果はある。しかし、高屈折率層２８Ｃを基板２８よりも高い屈折率にすることによって、領域ＲＦがより狭められる。
【００９５】
第二処理フィルム１０Ｂに対し、ラビング工程Ｓ５は、ラビング配向膜液の塗布側の面に対し所望の方向にラビングする。また、液晶膜塗布工程Ｓ６においては、ラビング配向膜液の塗布側の面に対しディスコティック液晶を含有し光学異方性層１４を形成する液を５ｃｃ／ｍ２で塗布する。さらに、２段階の熟成工程Ｓ７が行われる。第１段階では、７５℃の環境下に置くことで、ディスコティック液晶をラビング配向方向に垂直な方向に配向させ、露光部４において垂直配向剤と酸とを反応させる。第２段階では、さらに１１０℃の環境下に置き、露光部４においてディスコティック液晶をラビング配向方向に配向させる。最後に、ＵＶ硬化工程Ｓ８において、光学異方性層１４を形成する液からなる塗膜の全面に５００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーの紫外線を照射して露光部４及び非露光部５においてそれぞれの方向に配向されたディスコティック液晶を配向方向が変化しないように硬化させる。これにより、所望のパターンフィルム１３（図１Ａ参照）が得られる。
【００９６】
このため、光源から照射されたマスクに対して完全に垂直でない光が可撓性ウェブあるいはバックアップロールにより反射され、その反射光がさらにマスクによって反射され、未露光部分に設定された領域に光が照射されてしまうことに起因するカブリ故障の頻度が、大幅に低減する。
【００９７】
また、上記実施形態では、３Ｄディスプレイ等に用いられる位相差板等に用いられる微細パターンを設けた可撓性ウェブの製造装置及び製造工程の一部である露光装置２４及び露光工程について記載している。しかし、これに限ることなく、カラーフィルタ等のカラーパターンや遮光パターンの製造についても同様に用いることができる。
【００９８】
本発明の効果を確認するために、実施例と、本発明に対する比較例とを行った。
【実施例】
【００９９】
（実験１）
＜基材フィルム１０の作製＞
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液Ａを調製した。
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セルロースアシレート溶液Ａの組成
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置換度２．８６のセルロースアセテート                        １００    質量部
トリフェニルホスフェート（可塑剤）                              ７．８質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート（可塑剤）                      ３．９質量部
メチレンクロライド（第１溶媒）                              ３００    質量部
メタノール（第２溶媒）                                        ５４    質量部
１−ブタノール                                                １１    質量部
───────────────────────────────────────
【０１００】
別のミキシングタンクに、下記の組成物を投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、添加剤溶液Ｂを調製した。
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添加剤溶液Ｂの組成
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下記化合物Ｂ１（Ｒｅ低下剤）                                  ４０    質量部
下記化合物Ｂ２（波長分散制御剤）                                ４    質量部
メチレンクロライド（第１溶媒）                                ８０    質量部
メタノール（第２溶媒）                                        ２０    質量部
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【０１０１】
【化１２】
2013228684.tif 000014
【０１０２】
＜＜セルロースアセテート製の基材フィルム１０の作製＞＞
４７７質量部のセルロースアシレート溶液Ａに、添加剤溶液Ｂの４０質量部を添加し、充分に攪拌して、ドープを調製した。ドープを流延ダイ（図示なし）の流延口から０℃に冷却したドラム上に流延した。溶媒含有率７０質量％の状態で剥ぎ取り、フィルムの巾方向の両端をピンテンター（特開平４−１００９号の図３に記載のピンテンター）で固定し、溶媒含有率が３乃至５質量％の状態で、横方向（搬送方向に垂直な方向）の延伸率が３％となる間隔を保ちつつ乾燥した。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６０μｍのセルロースアセテート製の基材フィルム１０を作製した。このセルロースアセテート製の基材フィルム１０は紫外線吸収剤を含有しておらず、Ｒｅ（５５０）は０ｎｍであり、Ｒｔｈ（５５０）は１２．３ｎｍであった。
【０１０３】
＜＜アルカリ鹸化処理＞＞
セルロースアセテート製の基材フィルム１０を、温度６０℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を４０℃に昇温した。この後に、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量１４ｍｌ／ｍ２で塗布し、１１０℃に加熱し、（株）ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、１０秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を３ｍｌ／ｍ２で塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを３回繰り返した。この後に、７０℃の乾燥ゾーンに１０秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したセルロースアセテート製の基材フィルム１０を作製した。
【０１０４】
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アルカリ溶液の組成（質量部）
───────────────────────────────────────
水酸化カリウム                                                  ４．７質量部
水                                                            １５．８質量部
イソプロパノール                                              ６３．７質量部
界面活性剤
ＳＦ−１：Ｃ１４Ｈ２９Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）２０Ｈ                       １．０質量部
プロピレングリコール                                          １４．８質量部
───────────────────────────────────────
【０１０５】
＜マスク２８の作製＞
オゾンレス石英ガラスの一方の表面に、可撓性ウェブ（基材フィルム１０）の搬送方向に延び可撓性ウェブの幅方向に一定ピッチで複数本スリットが配列されるようなパターンとなるようクロムをスパッタリングにより形成した。そして、その面にさらにプラズマ蒸着によりＢａＦ２を蒸着させ、本発明に係る実施例の露光装置２４に用いるマスク２８を作製した。
【０１０６】
＜ラビング配向膜の形成＞
上記作製した基材フィルム１０の、鹸化処理を施した面に、下記の組成のラビング配向膜液を＃８のワイヤーバーで連続的に塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥し、ラビング配向膜１２を形成した。次に、透過部（スリット２９）の横ストライプ幅２８５μｍ、遮蔽部（スリット２９とスリット２９との間）の横ストライプ幅２８５μｍのマスク２８をラビング配向膜１２上に配置した。室温空気下にて、ＵＶ−Ｃ領域における照度２．５ｍＷ／ｃｍ２の空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて紫外線を４秒間照射して、光酸発生剤を分解し酸性化合物を発生させた。これにより第１位相差領域１４ａ（図１Ａ参照）用のラビング配向膜１２を形成した。その後に、ストライプマスクのストライプに対して４５°の角度を保持して５００ｒｐｍで一方向に１往復、ラビング処理を行い、ラビング配向膜１２付きの透明支持体（基材フィルム１０）を作製した。なお、ラビング配向膜１２の膜厚は、０．５μｍであった。
【０１０７】
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ラビング配向膜液の組成
───────────────────────────────────────
配向膜用ポリマー材料                                            ３．９質量部
（ＰＶＡ１０３、クラレ（株）製ポリビニルアルコール）
光酸発生剤（Ｓ−２）                                            ０．１質量部
メタノール                                                    ３６    質量部
水                                                            ６０    質量部
───────────────────────────────────────
なお、光酸発生剤（Ｓ−２）は、下記化合物である。
【０１０８】
【化１３】
2013228684.tif 000015
【０１０９】
＜パターン化された光学異方性層１４の形成＞
下記の光学異方性層用塗布液を、バーコーターを用いて塗布量４ｍｌ／ｍ２で塗布した。次いで、膜面温度１１０℃で２分間加熱熟成した後、８０℃まで冷却し空気下にて２０ｍＷ／ｃｍ２の空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて紫外線を２０秒間照射して、その配向状態を固定化することによりパターン光学異方性層Ａを形成した。マスク露光部４上の第１位相差領域１４ａ（図１Ａ参照）では、ラビング方向に対し遅相軸方向が平行にディスコティック液晶が垂直配向しており、非露光部５上の第２位相差領域１４ｂ（図１Ａ参照）では直交に垂直配向していた。なお、光学異方性層１４の膜厚は、０．９μｍであった。
【０１１０】
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光学異方性層用塗布液の組成
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ディスコティック液晶Ｅ−１                                  １００    質量部
配向膜界面配向剤（ＩＩ−１）                                    ３．０質量部
空気界面配向剤（Ｐ−１）                                        ０．４質量部
光重合開始剤                                                    ３．０質量部
（イルガキュア９０７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）
増感剤（カヤキュア−ＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）                １．０質量部
メチルエチルケトン                                          ４００    質量部
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【比較例】
【０１１１】
（実験２）
実験２では、オゾンレス石英ガラスの一方の表面に、可撓性ウェブ（基材フィルム１０）の搬送方向に延び可撓性ウェブの幅方向に一定ピッチで複数本スリットが配列されるようなパターンとなるよう、クロムをスパッタリングにより形成することで作製したマスクを作製した。このマスクに実験１のマスク２８を置き換える以外は、実験１と同じ条件で行った。
【０１１２】
実験１及び実験２において、カブリ故障の大きさを、パターンフィルムにおいて隣接したパターン間の境界領域の幅として、この幅の大小で評価した。実験１では、実験初期において実用上問題がないレベルまでこのカブリ故障が低く抑えられ、パターンフィルム１３を３０００ｍ製造した後においてもこのレベルを保持した。一方、実験２では、実験初期においても実用上問題が生じてしまうレベルのカブリ故障が発生し、パターンフィルムを３０００ｍ製造した後においては初期よりさらに大きなカブリ故障が発生した。さらに、実験１では用いたマスクのマスク膜には劣化は見られなかったが、実験２では用いたマスクのマスク膜に劣化が見られた。
【符号の説明】
【０１１３】
４  露光部
５  非露光部
１０  基材フィルム
１０Ａ  第一処理フィルム
１０Ｂ  第二処理フィルム
１２  ラビング配向膜
１３  パターンフィルム
１４ａ  第１位相差領域
１４ｂ  第２位相差領域
２０  ダイ
２２  乾燥装置
２３  搬送ローラ
２５  バックアップロール
２６  駆動軸
２８  マスク
２８Ａ  基板
２８Ｂ  マスク膜
２８Ｃ  高屈折率層
２９  スリット
３０  マスクフォルダ
３４  ＵＶ光源
４０  ＵＶ光路
【図１Ａ】
2013228684.tif 000016
【図１Ｂ】
2013228684.tif 000017
【図２】
2013228684.tif 000018
【図３】
2013228684.tif 000019
【図４】
2013228684.tif 000020
【図５】
2013228684.tif 000021
【図６Ａ】
2013228684.tif 000022
【図６Ｂ】
2013228684.tif 000023