(57)【要約】【課題】製品の大面積化、大量生産化にも対応でき、生産性を損なうことなくネマチック液晶性化合物の配向性を向上させる。【解決手段】  走行する透明フィルム１６の表面に予め形成された配向膜上に、ネマティック液晶性化合物を含む塗布液を塗布する工程と、該塗布層を乾燥した後、液晶形成温度Ｔ１（℃）で加熱することによりネマティック液晶性化合物を配向させる工程と、該配向させた塗布層を重合及び硬化させる工程とを備えた光学補償シートの製造方法において、液晶形成温度Ｔ１（℃）は、ネマティック液晶性化合物の液体−液晶相転移温度をＴ２（℃）としたとき、Ｔ２−１０≦Ｔ１＜Ｔ２の範囲とし、且つ加熱時間を少なくとも２５秒とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する長尺状フィルムの表面に予め形成された配向膜上に、ネマティック液晶性化合物を含む塗布液を塗布する工程と、該塗布層を乾燥した後、液晶形成温度Ｔ１（℃）で加熱することにより前記ネマティック液晶性化合物を配向させる工程と、該配向させた塗布層を重合及び硬化させる工程とを備えた光学補償シートの製造方法において、
前記液晶形成温度Ｔ１（℃）は、前記ネマティック液晶性化合物の液体−液晶相転移温度をＴ２（℃）としたとき、Ｔ２−１０≦Ｔ１＜Ｔ２の範囲とし、且つ前記加熱時間を少なくとも２５秒とすることを特徴とする光学補償シートの製造方法。
【請求項２】
前記液晶形成温度Ｔ１（℃）は、Ｔ２−５≦Ｔ１＜Ｔ２の範囲とし、且つ前記加熱時間を少なくとも３０秒とすることを特徴とする請求項１に記載の光学補償シートの製造方法。
【請求項３】
前記塗布層の湿潤厚みは５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学補償シートの製造方法。
【請求項４】
前記ネマティック液晶性化合物は、ディスコティック液晶性化合物であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光学補償シートの製造方法。
【請求項５】
前記配向させる工程は、
前記長尺状フィルムの前記塗布層の表面に熱風を吹き付け、該吹き付けた同じ面の上流側又は下流側の少なくとも一方側で熱風を排出することにより、前記長尺状フィルムの走行方向に沿った気流を発生させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光学補償シートの製造方法。
【請求項６】
前記塗布層近傍の雰囲気温度を測定する工程と、
前記測定した結果に基づき、前記雰囲気温度を前記液晶形成温度となるように前記塗布層に吹き付ける熱風温度を制御する工程と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の光学補償シートの製造方法。
【請求項７】
前記長尺状フィルムの走行方向に沿った気流は、風速が２０ｍ／秒以下であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光学補償シートの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の光学補償シートの製造方法により製造したことを特徴とする光学補償シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ等に使用される光学補償シートの製造方法及び光学補償シートに係り、特にネマチック液晶性化合物を含む光学異方性層を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学補償シート（位相差板）は、液晶ディスプレイの視野角特性を改善するため、一対の偏光板と液晶セルとの間に設けられている。光学補償シートの一般的な製造方法としては、例えば、配向膜を形成した透明フィルム上にネマチック液晶性化合物を含む塗布液を塗布した後、加熱配向させ、冷却又は架橋反応により固定化する方法が用いられている。
【０００３】
このネマチック液晶性化合物を加熱配向させる方法として、例えば特許文献１では、光学補償シートの製造方法において、配向膜上にディスコティック液晶を塗布した後、ディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度以上で加熱し、液晶が配向するまで加熱することが提案されている。
【０００４】
特許文献２には、液晶素子の製造方法において、液晶ポリマーのガラス転移温度よりも５０℃以上高く且つ液晶相を呈する温度に加熱することが提案されている。これにより、低温で加熱し続けるよりも短時間でドメイン状の配向欠陥（シュリーレン欠陥ともいう）を消滅できるとされている。一方で、液晶ポリマーに限られており、ガラス転移温度が定義できないような液晶性化合物には適用できないという側面がある。
【０００５】
特許文献３には、光学補償シートの製造方法において、ネマチック液晶に液晶性化合物を一般化させ、２５〜３００℃で少なくとも３０秒間加熱することが開示されている。
【０００６】
特許文献４には、光学補償シートの製造方法において、ディスコティック液晶を含む塗布層を５０℃以上２００℃以下の温度で１０秒以上２４０秒以下の時間加熱することにより、ディスコティック液晶を配向させることが提案されている。
【０００７】
このように、上記特許文献１〜４において、ネマチック液晶性化合物を安定に配向させるには、比較的高温である一定時間以上加熱する必要があった。
【特許文献１】特開平８−５８３７号公報
【特許文献２】特開平１１−２７１５３２号公報
【特許文献３】特開２００４−４６１９４号公報
【特許文献４】特開２００４−２９７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、実際の製造工程においては、上記特許文献１〜４のように高温で長時間加熱すると生産性が低下するばかりでなく、製品コストが上昇するという問題がある。また、これらの熱履歴によってベースフィルムや塗布層が熱劣化し易く、光学特性を低下させる原因ともなる。
【０００９】
一方、光学補償シートにおいて、一定の高い配向性が得られる加熱条件については、未だ定量的な検討はなされていなかった。
【００１０】
このため、高い光学特性を安定に維持しながらも、光学補償シートの大面積化、大量生産化に対応できる方策が求められている。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、製品の大面積化、大量生産化にも対応でき、生産性を損なうことなくネマチック液晶性化合物の配向性を向上させることができる光学補償シート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】
【００１２】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、走行する長尺状フィルムの表面に予め形成された配向膜上に、ネマティック液晶性化合物を含む塗布液を塗布する工程と、該塗布層を乾燥した後、液晶形成温度Ｔ１（℃）で加熱することにより前記ネマティック液晶性化合物を配向させる工程と、該配向させた塗布層を重合及び硬化させる工程とを備えた光学補償シートの製造方法において、前記液晶形成温度Ｔ１（℃）は、前記ネマティック液晶性化合物の液体−液晶相転移温度をＴ２（℃）としたとき、Ｔ２−１０≦Ｔ１＜Ｔ２の範囲とし、且つ前記加熱時間を少なくとも２５秒とすることを特徴とする光学補償シートの製造方法を提供する。
【００１３】
本発明者らが、ネマティック液晶性化合物を加熱配向させる工程において、一定の配向性を得るための加熱条件（液晶形成温度、加熱時間）について定量的に鋭意検討した結果、配向性が温度勾配に対して飛躍的に向上する温度領域があることを見いだした。
【００１４】
本発明はこのような知見に基づいてなされたもので、請求項１によれば、液晶形成温度をＴ１（℃）をＴ２−１０≦Ｔ１＜Ｔ２の温度範囲を少なくとも２５秒とすることにより、短い加熱時間で一定の高い配向性を安定して得ることができる。なお、加熱時間を少なくとも２５秒としたのは、加熱時間が２５秒以上であれば、加熱時間によらずほぼ一定の高い配向性が得られるためである。加熱時間は、安全率をみても２５〜９０秒、好ましくは２５〜３５秒とすることができる。
【００１５】
ここで、ネマティック液晶性化合物の液体−液晶相転移温度とは、ネマティック液晶性化合物が液晶相から液体相に相転移するときの温度をいう。
【００１６】
請求項２は請求項１において、前記液晶形成温度Ｔ１（℃）は、Ｔ２−５≦Ｔ１＜Ｔ２の範囲とし、且つ前記加熱時間を少なくとも３０秒とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項２によれば、より短い加熱時間で一定の高い配向性を得ることができる。
【００１８】
請求項３は請求項１又は２において、前記塗布層の湿潤厚みは５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１９】
請求項３によれば、塗布層の湿潤厚みを５０μｍ以下とするので、配向膜の配向規制力を効果的に機能させることができる。
【００２０】
請求項４は請求項１〜３の何れか１項において、前記ネマティック液晶性化合物は、ディスコティック液晶性化合物であることを特徴とする。
【００２１】
請求項４によれば、ネマチック液晶性化合物としてディスコティック液晶性化合物を使用した光学補償シートは、液晶ディスプレイに好適である。
【００２２】
請求項５は請求項１〜４の何れか１項において、前記配向させる工程は、前記長尺状フィルムの前記塗布された層の表面に熱風を吹き付け、該吹き付けた同じ面の上流側又は下流側の少なくとも一方側で熱風を排出することにより、前記長尺状フィルムの走行方向に沿った気流を発生させることを特徴とする。
【００２３】
請求項５によれば、長尺状フィルムの走行方向に沿って熱風加熱を行うので、加熱温度を不均一な分布を生じることなく上記温度範囲に維持することができる。
【００２４】
請求項６は請求項５において、前記塗布層近傍の雰囲気温度を測定する工程と、前記測定した結果に基づき、前記雰囲気温度を前記液晶形成温度となるように前記塗布層に吹き付ける熱風温度を制御する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
請求項６によれば、塗布層近傍における雰囲気温度をセンシングしながら、該雰囲気温度が上記温度範囲にするように熱風温度を制御することができる。これにより、塗布層が上記温度範囲となるように精度よく設定することができる。
【００２６】
請求項７は請求項５又は６において、前記長尺状フィルムの走行方向に沿った気流は風速２０ｍ／秒以下であることを特徴とする。
【００２７】
請求項７によれば、塗布層を不均一な温度分布を生じることなく加熱することができる。
【００２８】
本発明の請求項８は前記目的を達成するために、請求項１〜７の何れか１項に記載の光学補償シートの製造方法により製造したことを特徴とする光学補償シートを提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、製品の大面積化、大量生産化にも対応でき、生産性を損なうことなくネマチック液晶性化合物の配向性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付図面に従って本発明に係る光学補償シートの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００３１】
図１は、本実施形態における光学補償シートの製造工程１０の一例を示した概略図である。
【００３２】
フィルムロール１２から送出機１４により送り出される長尺状の透明フィルム１６の表面には、予め配向膜形成用樹脂層が形成されている。透明フィルム１６の走行速度は、例えば、０．１〜１．５ｍ／秒とすることができる。
【００３３】
この透明フィルム１６は、ラビング装置１８に搬送され、ラビング処理が施される。ラビング装置１８は、ラビングローラ２０、スプリングでローラステージに固定されたガイドローラ２２及びラビングローラに備え付けられた除塵機２３より構成されている。このようにして形成された配向膜の表面は、ラビング装置１８の下流側に設けられた表面除塵機２４により除塵される。
【００３４】
配向膜が形成された透明フィルム１６は、駆動ローラにより塗布機２６に搬送され、該配向膜上にディスコティックネマチック化合物を含む塗布液が塗布される。塗布層は、例えば、湿潤厚みが５０μｍ以下とすることができる。塗布機２６としては、特に制限はないが、公知の塗布装置、例えば各種バーコータ、グラビアコータ、ダイコータ等が使用できる。
【００３５】
上記塗布層が形成された透明フィルム１６は、乾燥装置２８において例えば、室温〜１００℃で乾燥される。ここでは、例えば、残留溶剤が５０％以上蒸発し、好ましくは７５％以上まで蒸発し、乾燥されることが好ましい。溶剤がある程度蒸発した上記塗布層は、加熱装置３０においてディスコティックネマティック相形成温度（液晶形成温度）で所定時間加熱される。これにより、ディスコティックネマティック相を配向させる。
【００３６】
上記塗布層は、紫外線（ＵＶ）ランプ３２により紫外線が照射されることにより架橋する。架橋させるためには、液晶性ディスコティック化合物として架橋性官能基を有する液晶性ディスコティック化合物を使用する必要がある。架橋性官能基を持たない液晶性ディスコティック化合物を用いた場合は、この紫外線照射工程は省略され、直ちに冷却される。この場合、ディスコティックネマティック相が冷却中に破壊されないように、冷却は急速に行なう必要がある。
【００３７】
このようにして塗布層（光学異方性層）が形成された透明フィルム１６は、検査装置３４により透明フィルム表面の光学特性が測定され、異状がないかどうか検査が行なわれる。次いで、光学異方性層の表面に保護フィルム３６がラミネート機３８によりラミネートされ、巻き取り装置４０に巻き取られる。
【００３８】
本実施形態では、一旦巻き取られた配向膜形成用樹脂層を有する巻取フィルムを用いて光学異方性層を形成する例について説明したが、配向膜形成用樹脂層を形成する工程から上記光学補償シートを作成して巻き取るまでの工程を連続的に、一貫生産で行なってもよい。
【００３９】
ところで、加熱配向させる工程では、光学異方性層用塗布液の塗布層を配向させるために所定の液晶形成温度で加熱する。本発明者らは、この加熱条件を検討する過程において、液体−液晶相転移温度未満のある一定の温度以上において配向性が著しく向上すること、及びこの温度領域では短い加熱時間で所望の配向性が得られることを見出した。
【００４０】
一方、ディスコティックネマティック化合物は、液体−液晶相転移温度以上では等方相となるため配向性を示さなくなる。このため、塗布液を上記液体−液晶相転移温度未満且つ該液体−液晶相転移温度に極めて近い温度に維持することが好ましい。しかしながら、実際の製造工程では温度のばらつきが生じ易いため、液体−液晶相転移温度未満で限りなく液体−液晶相転移温度に近い高温に維持することは極めて困難である。
【００４１】
そこで、本発明では、実際の製造工程における温度ばらつきを考慮した上で、一定の高い配向性が安定して得られる温度範囲を規定する。具体的には、液体−液晶相転移温度をＴ２（℃）としたとき、液晶形成温度Ｔ１（℃）をＴ２−１０≦Ｔ１＜Ｔ２の範囲とし、好ましくはＴ２−５≦Ｔ１＜Ｔ２の範囲とする。液晶形成温度が（Ｔ２−１０）℃よりも低いと、一定の高い配向性を得るのに加熱時間が約２倍以上要することとなり、生産性が低下するため好ましくない。
【００４２】
液体−液晶相転移温度は、主に、光学異方性層用塗布液に含まれるネマチック液晶性化合物の種類によって決まるが、該光学異方性層用塗布液の組成にもよる。このため、使用する光学異方性層用塗布液で予め試験することにより液体−液晶相転移温度を求めておく必要がある。
【００４３】
液体-液晶相転移温度の測定方法としては、例えば、透明なガラス基板上にディスコティック液晶性化合物を含む光学異方性層用塗布液を所望の膜厚（例えば、５μｍ）となるようにスピンコートしたサンプル板を、昇温しながら偏光顕微鏡で観察する方法がある。即ち、偏光顕微鏡の観察において、液晶性を示す温度ではサンプル板からの光漏れが生じるのに対し、液体-液晶相転移温度以上ではサンプル板からの光漏れがなくなり、完全に暗い画像となる。この光漏れを生じるか否かの境界となる温度を、液体-液晶相転移温度とすることができる。なお、液体-液晶相転移温度の測定方法は、上記態様に限定されるものではない。
【００４４】
ネマチック液晶の配向性は液晶分子の流動性と関係があり、液体-液晶相転移温度に近づけるほど液晶分子の流動性は高くなる。液晶分子が配向した状態は平衡状態であるため、固体-液晶相転移温度より高く、且つ液体-液晶相転移温度より低い温度に維持することで、いずれは配向性の高い状態にすることができる。
【００４５】
しかし、液晶分子の流動性が低いと配向性が上がるまでに時間を要する。このため、液体-液晶相転移温度に近づけて液晶分子の流動性を高くすることで、配向性が上がるまでに要する時間を短縮することができる。したがって、本願の加熱温度条件は、どのようなネマチック液晶に対しても適用可能である。
【００４６】
次に、本実施形態において上記温度領域の制御を行う加熱装置３０について説明する。図２は、加熱装置３０の構成の一例を示す概略図である。
【００４７】
加熱装置３０は、上下が開放された四角なケーシング４２で形成されており、主に、複数のパスローラ４４にガイドされて走行する透明フィルム１６上の光学異方性層用塗布液の塗布層１６Ａに熱風を吹き付ける吹出部４６と、該熱風を排出する排出部４８と、が塗布層が形成される側に配置されることにより構成される。加熱装置３０の本体は、ケーシング４２内が、仕切板４９により吹出部４６と排出部４８とが透明フィルム１６の走行方向の上流側と下流側に位置するように区画される。
【００４８】
吹出部４６の下方には複数の吹出口５０が設けられ、図示しない熱風発生器に接続される熱風供給口５２には、回転数が変更可能な吹出ファン５４が設けられる。一方、排出部４８の下方には排出口５６が設けられ、上部には回転数が変更可能な排出ファン５８が設けられる。吹出ファン５４、排出ファン５８及び熱風発生器は、加熱装置３０を制御するコントローラ６０により制御される。なお、熱風供給口５２には、エア中の不純物を除去するためのフィルタ５３を設けることが好ましい。
【００４９】
これにより、図示しない熱風発生器から吹出部４６内に取り込まれた熱風は、吹出口５０から走行する透明フィルム１６の塗布層１６Ａに吹き付けられ、排出口５６から排出部４８内に取り込まれた後、装置外に排出される。これにより、塗布層１６Ａに吹き付けられた熱風は、塗布層１６Ａの表面上を吹出口５０側から排出口５６側へと透明フィルム１６の走行方向に沿った気流を形成する。
【００５０】
この気流において、加熱ムラを抑制する観点から、透明フィルム１６の幅方向に生じる風速は１ｍ／秒以下、更には０．８ｍ／秒以下であることが好ましい。走行方向の風速は、２０ｍ／秒以下が好ましい。
【００５１】
吹出口５０としては、スリットノズルやスリット板、或いはパンチングメタルのような多孔開口部を有する部材を使用することができる。図３は、吹出口５０を示す概略図であり、透明フィルム１６の幅方向に長いスリットノズル５０Ａが透明フィルム１６の走行方向に複数配列された例である。吹出口５０の幅（Ｌ1)が透明フィルム１６の幅の１．０５倍〜２倍の範囲になるようにすることが好ましい。これにより、透明フィルム１６の走行方向の気流の風速を、透明フィルム１６の幅方向に渡ってほぼ均等にすることができる。
【００５２】
また、吹出部４６のケーシング４２内には温度センサ６４が設けられ、塗布層１６Ａのすぐ上には３次元風速センサ６６が配置されている。
【００５３】
これにより、塗布層１６Ａに吹き付けられる熱風温度や吹出し風速は、温度センサ６４と、３次元風速センサ６６によりモニタリングされ、コントローラ６０に入力される。コントローラ６０は、モニタリングの結果に基づいて、塗布層１６Ａ近傍における熱風の風速及び熱風温度が上記した条件になるように、吹出ファン５４及び排出ファン５８の回転数、及び熱風発生器の熱風温度をフィードバック制御する。例えば、塗布層１６Ａの近傍における雰囲気温度が上述した液晶形成温度の範囲内となるように、熱風温度をフィードバック制御する。
【００５４】
風速測定器としては、例えば、（株）カイジョー製三次元超音波風速計（ＷＡ−３９０型）を用いることができる。
【００５５】
液晶形成温度での加熱時間は、透明フィルム１６の走行速度を変えることにより調整してもよいし、加熱ゾーンのフィルム走行方向長さを可変にすることにより調整してもよい。このように、加熱ゾーンのフィルム走行方向長さを可変にする加熱装置としては、例えば、図２のような加熱装置３０を複数並設し、必要な分だけ稼動させるようにすればよい。或いは、加熱時間を短縮したい場合は、例えば図２において、ケーシング４２内の上流側に可動式の仕切板を設置し、該仕切板で吹出部４６の吹出口５０を所望の領域だけ塞ぐようにすればよい。
【００５６】
なお、本実施形態では、加熱装置３０としては上記態様に限定されることはなく、その他の構成の熱風加熱装置でもよいし、ヒータ加熱装置等でもよい。
【００５７】
以上に説明したように、本発明に係る光学補償シートの製造方法によれば、短い加熱時間で一定の高い配向性を安定して得ることができる。このため、生産性を損なうこともなく、製品の品質を維持することができる。また、液晶性化合物の種類や光学異方性層用塗布液の組成が異なる場合でも、本発明を適用することで、高い配向性を安定して得ることができる。
【００５８】
以下、本実施形態で使用される各素材について説明する。
【００５９】
本実施形態において使用する透明フィルム（配向膜を形成する前のベースとなる透明フィルム）としては、透明な材料であれば特に制限はないが、光透過率が８０％以上の透明フィルムを用いることが好ましい。透明フィルムとしては、外力により複屈折が発現しにくいものが好ましい。透明フィルムは、エステル結合あるいはアミド結合のような加水分解できる結合（鹸化処理の対象となる結合）を含む。エステル結合が好ましく、エステル結合がポリマーの側鎖に存在していることがさらに好ましい。エステル結合が側鎖に存在しているポリマーとしては、セルロースエステルが代表的である。セルロースの低級脂肪酸エステルがより好ましく、セルロースアセテートがさらに好ましく、酢化度が５９．０〜６１．５％であるセルロースアセテートが最も好ましい。酢化度とは、セルロース単位質量当たりの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験法）におけるアセチル化度の測定および計算に従う。
【００６０】
透明フィルムを光学補償シートに用いる場合、透明フィルムは、高いレターデーション値を有することが好ましい。フィルムのＲｅレターデーション値およびＲthレターデーション値は、それぞれ、下記式（Ｉ）および（II）で定義される。
【００６１】
Ｒｅ、Ｒｔｈは下式（Ｒ−１）および（Ｒ−２）を満足することが好ましい。
【００６２】
式（Ｒ−１）：０ｎｍ≦Ｒｅ≦３００ｎｍ
式（Ｒ−２）：１０ｎｍ≦Ｒｔｈ≦３００ｎｍ
より好ましくは下式（Ｒ−３）および（Ｒ−４）を満足することが好ましい。
【００６３】
式（Ｒ−３）：２０ｎｍ≦Ｒｅ≦２００ｎｍ
式（Ｒ−４）：２０ｎｍ≦Ｒｔｈ≦２００ｎｍ
なお、ここでいうＲｅ、Ｒｔｈとは各々面内のレターデーション、厚み方向のレターデーションであり、下記式（Ｒ−５）、（Ｒ−６）で示される。
【００６４】
式（Ｒ−６）：Ｒｅ＝｜ｎｘ―ｎｙ｜×ｄ
式（Ｒ−７）：Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
（ｎｘ、ｎｙ，ｎｚはそれぞれ遅相軸、進相軸方向、厚み方向の屈折率、ｄはフィルム厚み）
本実施形態における光学異方性層は、透明フィルム１６上に直接液晶性化合物から形成するか、もしくは配向膜を介して液晶性化合物から形成する。配向膜は、１０μｍ以下の膜厚を有することが好ましい。配向膜として好ましい例は、特開平８−３３８９１３号公報に記載されている。
【００６５】
光学異方性層は、後述する液晶性化合物の少なくとも一種と、所望により重合性開始剤、フッ素系ポリマー等の添加剤を含有する塗布液（光学異方性層用塗布液）を調製し、該塗布液を配向膜表面に塗布・乾燥することで形成することができる。
【００６６】
フッ素系化合物としては、従来公知の化合物が挙げられるが、具体的には、例えば特開２００１−３３０７２５号公報明細書中の段落番号［００２８］〜［００５６］に記載のフッ素系化合物等が挙げられる。
【００６７】
塗布液の調製に使用する溶媒としては、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、テトラクロロエタン）、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）、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。２種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【００６８】
均一性の高い光学補償シートを作製する場合には、前記塗布液の表面張力が２５ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、２２ｍＮ／ｍ以下であることが更に好ましい。
【００６９】
ネマチック液晶性化合物としては、例えば、ディスコティック液晶性化合物を使用できる。本実施形態に使用する液晶性化合物としては、ディスコティック液晶性化合物が含まれる。ディスコティック液晶性化合物は、高分子液晶でも低分子液晶でもよい。
【００７０】
ディスコティック液晶性化合物には、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およびＪ．Ｍ．Ｌｅｈｎらの研究報告（Ｊ．Ｃ．Ｓ．，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が含まれる。
【００７１】
ディスコティック液晶性化合物としては、例えば、ディスコティック液晶性化合物を使用できる。ディスコティック液晶性化合物としては、分子中心の母核に対して、直鎖のアルキル基、アルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基が母核の側鎖として放射線状に置換した構造の化合物も含まれる。分子または分子の集合体が、回転対称性を有し、一定の配向を付与できる化合物であることが好ましい。ディスコティック液晶性化合物から形成する光学異方性層は、最終的に光学異方性層に含まれる化合物がディスコティック液晶性化合物である必要はなく、例えば、低分子のディスコティック液晶性分子が熱や光で反応する基を有しており、結果的に熱、光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化合物も含まれる。ディスコティック液晶性化合物の好ましい例は、特開平８−５０２０６号公報に記載されている。また、ディスコティック液晶性化合物の重合については、特開平８−２７２８４号公報に記載がある。
【００７２】
ディスコティック液晶性化合物を重合により固定するためには、ディスコティック液晶性化合物の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。ただし、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入する。従って、重合性基を有するディスコティック液晶性化合物は、下記式（５）で表わされる化合物であることが好ましい。
【００７３】
一般式（５）
Ｄ（−ＬＱ）r
（一般式（５）中、Ｄは円盤状コアであり、Ｌは二価の連結基であり、Ｑは重合性基であり、ｒは４〜１２の整数である。）
円盤状コア（Ｄ）の例を以下に示す。以下の各例において、ＬＱ（またはＱＬ）は、二価の連結基（Ｌ）と重合性基（Ｑ）との組み合わせを意味する。
【００７４】
【化１】
2009198989.tif 000003
【００７５】
【化２】
2009198989.tif 000004
【００７６】
【化３】
2009198989.tif 000005
【００７７】
【化４】
2009198989.tif 000006
【００７８】
【化５】
2009198989.tif 000007
【００７９】
【化６】
2009198989.tif 000008
【００８０】
【化７】
2009198989.tif 000009
【００８１】
【化８】
2009198989.tif 000010
【００８２】
【化９】
2009198989.tif 000011
【００８３】
一般式（５）において、二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−およびそ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であることが好ましい。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−および−Ｓ−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることがさらに好ましい。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アリーレン基、−ＣＯ−および−Ｏ−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることが最も好ましい。アルキレン基の炭素原子数は、１〜１２であることが好ましい。アルケニレン基の炭素原子数は、２〜１２であることが好ましい。アリーレン基の炭素原子数は、６〜１０であることが好ましい。
【００８４】
二価の連結基（Ｌ）の例を以下に示す。左側が円盤状コア（Ｄ）に結合し、右側が重合性基（Ｑ）に結合する。ＡＬはアルキレン基またはアルケニレン基、ＡＲはアリーレン基を意味する。なお、アルキレン基、アルケニレン基およびアリーレン基は、置換基（例、アルキル基）を有していてもよい。
【００８５】
Ｌ１：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−、
Ｌ２：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、
Ｌ３：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−、
Ｌ４：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、
Ｌ５：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−、
Ｌ６：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、
Ｌ７：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、
Ｌ８：−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−、
Ｌ９：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−、
Ｌ１０：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、
Ｌ１１：−Ｏ−ＡＬ−、
Ｌ１２：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、
Ｌ１３：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、
Ｌ１４：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−、
Ｌ１５：−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−、
Ｌ１６：−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、
Ｌ１７：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−、
Ｌ１８：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、
Ｌ１９：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、
Ｌ２０：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、
Ｌ２１：−Ｓ−ＡＬ−、
Ｌ２２：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−、
Ｌ２３：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、
Ｌ２４：−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−、
Ｌ２５：−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−。
【００８６】
一般式（５）の重合性基（Ｑ）は、重合反応の種類に応じて決定する。重合性基（Ｑ）の例を以下に示す。
2009198989.tif 000012
【００８７】
重合性基（Ｑ）は、不飽和重合性基（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ７、Ｑ８、Ｑ１５、Ｑ１６、Ｑ１７）またはエポキシ基（Ｑ６、Ｑ１８）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（Ｑ１、Ｑ７、Ｑ８、Ｑ１５、Ｑ１６、Ｑ１７）であることが最も好ましい。具体的なｒの値は、円盤状コア（Ｄ）の種類に応じて決定される。なお、複数のＬとＱの組み合わせは、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
【００８８】
ハイブリッド配向では、ディスコティック液晶性化合物の長軸（円盤面）と支持体の面との角度、すなわち傾斜角が、光学異方性層の深さ（すなわち、透明支持体に垂直な）方向でかつ偏光膜の面からの距離の増加と共に増加または減少している。角度は、距離の増加と共に増加することが好ましい。さらに、傾斜角の変化としては、連続的増加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減少、連続的増加と連続的減少を含む変化、あるいは、増加および減少を含む間欠的変化が可能である。間欠的変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。角度が変化しない領域を含んでいても、全体として増加または減少していればよい。しかしながら、傾斜角は連続的に変化することが好ましい。
【００８９】
ディスコティック液晶性化合物の長軸（円盤面）の平均方向（各分子の長軸方向の平均）は、一般にディスコティック液晶性化合物あるいは配向膜の材料を選択することにより、またはラビング処理方法を選択することにより、調整することができる。また、表面側（空気側）のディスコティック液晶性化合物の長軸（円盤面）方向は、一般にディスコティック液晶性化合物あるいはディスコティック液晶性化合物と共に使用する添加剤の種類を選択することにより調整することができる。
【００９０】
ディスコティック液晶性化合物と共に使用する添加剤の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマーおよびポリマーなどを挙げることができる。長軸の配向方向の変化の程度も、上記と同様に、液晶性分子と添加剤との選択により調整できる。
【００９１】
ディスコティック液晶性化合物と共に使用する可塑剤、界面活性剤および重合性モノマーは、ディスコティック液晶性化合物と相溶性を有し、ディスコティック液晶性化合物の傾斜角の変化を与えられるか、あるいは配向を阻害しないことが好ましい。添加成分の中でも重合性モノマー（例、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基およびメタクリロイル基を有する化合物）の添加が好ましい。上記化合物の添加量は、ディスコティック液晶性化合物に対して一般に１〜５０質量％の範囲にあり、５〜３０質量％の範囲にあることが好ましい。なお、重合性の反応性官能基数が４以上のモノマーを混合して用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高めることができる。
【００９２】
前記光学異方性層は、ディスコティック液晶性化合物とともにポリマーを含有していてもよい。該ポリマーは、ディスコティック液晶性化合物とある程度の相溶性を有し、ディスコティック液晶性化合物に傾斜角の変化を与えられることが好ましい。ポリマーの例としては、セルロースエステルを挙げることができる。セルロースエステルの好ましい例としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロースおよびセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。ディスコティック液晶性化合物の配向を阻害しないように、上記ポリマーの添加量は、ディスコティック液晶性化合物に対して０．１〜１０質量％の範囲にあることが好ましく、０．１〜８質量％の範囲にあることがより好ましく、０．１〜５質量％の範囲にあることがさらに好ましい。
【００９３】
配向させた液晶性分子を、配向状態を維持して固定することができる。固定化は、重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。
【００９４】
光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各公報記載）、アシロインエーテル（米国特許２４４８８２８号公報記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許２７２２５１２号公報記載）、多核キノン化合物（米国特許３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各公報記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許３５４９３６７号公報記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号、米国特許４２３９８５０号の各公報記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許４２１２９７０号公報記載）が含まれる。
【００９５】
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の０．０１〜２０質量％の範囲にあることが好ましく、０．５〜５質量％の範囲にあることがさらに好ましい。
【００９６】
液晶性分子の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ2〜５０Ｊ／ｃｍ2の範囲にあることが好ましく、２０ｍＪ／ｃｍ2〜５０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲にあることがより好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ2〜８００ｍＪ／ｃｍ2の範囲にあることがさらに好ましい。また、光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。
【実施例】
【００９７】
以下、実施例を挙げて本発明の特徴を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００９８】
〔実施例Ａ〕
透明フィルム１６としては、幅１０００ｍｍ、厚さ８０μｍのトリアセチルセルロース〔フジタック、富士フィルム（株）製〕上に、長鎖アルキル変性ボパール〔ＭＰ−２０３、クラレ（株）製〕の２重量パーセント溶液を所定量塗布した後、乾燥させて配向膜樹脂層を形成したものを使用した。
【００９９】
配向膜樹脂が形成された透明フィルム１６を、３０ｍ／分で走行させながら、配向膜樹脂層の表面にラビング処理を行い配向膜を形成した。得られた配向膜上に、下記光学異方性層用塗布液を、＃３．２のワイヤーバーを透明フィルム１６の走行方向と同じ方向に回転させて、上記ロールフィルムの配向膜面に連続的に塗布した。そして、室温から１００℃に連続的に加温して溶媒を乾燥させた後、加熱装置３０において、ディスコティック液晶性化合物層にあたる膜面風速がフィルム走行方向に平行に１．５ｍ／秒となるようにし、以下の表１に示す液晶形成温度Ｔ１（℃）、所定時間ｔ（秒間）加熱した。これにより、ディスコティック液晶性化合物を配向させた。
【０１００】
次に、透明フィルム１６上の塗布層に、紫外線照射装置（紫外線ランプ３２：出力１６０Ｗ／ｃｍ、発光長１．６ｍ）により照度６００ｍＷの紫外線を４秒間照射し、架橋反応を進行させ、ディスコティック液晶性化合物をその配向に固定した。その後、室温まで放冷し、光学異方性層を形成した光学補償シートを得た。光学異方性層の厚みは１．３μｍであった。
【０１０１】
＜光学異方性層用塗布液の組成＞
１０７質量部のメチルエチルケトンに下記組成物を溶解させて塗布液を調製した。
【０１０２】
ディスコティック液晶性化合物ＴＥ−８：４１．０１質量部
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）：４．０６質量部
セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５５１−０．２、イーストマンケミカル社製）：０．９質量部
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）：０．２１質量部
フルオロ脂肪族基含有ポリマー（メガファックＦ７８０、大日本インキ（株）社製）：０．１４質量部
光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）：１．３５質量部
増感剤（カヤキュア−ＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）：０．４５質量部
本実施例では、上記光学異方性層用塗布液の液体−液晶相転移温度は予め以下の方法で求めた。
【０１０３】
＜液体−液晶相転移温度の測定方法＞
透明なガラス基板上に上記光学異方性層用塗布液を膜厚５μｍとなるようにスピンコートし、サンプル板を用意した。このサンプル板を、昇温しながら偏光顕微鏡で観察し、サンプル板からの光漏れを生じるか否かの境界となる温度を、液体-液晶相転移温度とした。本実施例における光学異方性層用塗布液の液晶−液体相転移温度（Ｔ２）を測定したところ、１４０℃であった。
【０１０４】
このようにして得られた光学補償シートを所定サイズにサンプリングし、（・・・装置名）を用いて配向性を評価した。即ち、光学補償シートの１ｍｍ角内におけるシュリーレン欠陥の数により、以下の３段階で評価した。
【０１０５】
○…１ｍｍ角内におけるシュリーレン欠陥の数が１５個以下
△…１ｍｍ角内におけるシュリーレン欠陥の数が１６個以上
×…１ｍｍ角内におけるシュリーレン欠陥の数が２６個以上
この結果を表１に示す。
【０１０６】
【表１】
2009198989.tif 000013
【０１０７】
表１の試験１〜４に示すように、液晶形成温度を140℃（液晶−液体相転移温度）に設定すると、上記加熱時間の範囲では配向性を示さないのに対し、試験５〜１９に示すように、液晶形成温度を140℃未満に設定すると、一定時間以上加熱を行うことで高い配向性を示すことがわかった。
【０１０８】
特に、液晶形成温度が本発明の温度範囲である130℃、135℃においては、加熱時間を２５秒以上としたときに高い配向性が得られ、それ以上加熱時間を増やしてもほとんど変わらないことがわかった。さらに、液晶形成温度が135℃であると、より短時間で良好な配向性が得られることがわかった。これに対し、液晶形成温度が125℃では、一定の配向性を示すのに４５秒以上の加熱時間を要するため、生産性が低下することがわかった。
【０１０９】
以上より、加熱配向工程において、液晶形成温度Ｔ１（℃）を、液晶−液体相転移温度未満且つそれに近い温度領域、即ちＴ２−１０≦Ｔ１＜Ｔ２、好ましくはＴ２−５≦Ｔ１＜Ｔ２の範囲とすることで、３０秒未満の短時間で一定の高い配向性が安定して得られることを確認できた。
【０１１０】
〔実施例Ｂ〕
光学異方性層用塗布液の組成において、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）を３．２５質量部とした以外は実施例Ａと同様に光学補償シートを作製した。この場合の光学異方性層用塗布液の液晶−液体相転移温度（Ｔ２）は１５０℃であった。
【０１１１】
また、液晶形成温度（Ｔ１）、加熱時間（ｔ）を以下の表２のように変えて、光学補償シートの配向性について同様に評価した。この結果を表２に示す。
【０１１２】
【表２】
2009198989.tif 000014
【０１１３】
液晶形成温度を150℃（液晶−液体相転移温度）に設定すると、上記加熱時間の範囲では配向性を示さないのに対し、表２の試験１〜１５に示すように、液晶形成温度を150℃未満に設定すると、一定時間以上加熱を行うことで高い配向性を示すことがわかった。
【０１１４】
特に、液晶形成温度が本発明の温度範囲である145℃、140℃においては、加熱時間を２５秒以上としたときに配向性が得られ、３５秒以上でほぼ一定の高い配向性が得られることがわかった。一方、液晶形成温度が130℃では、一定の配向性を示すのに６５秒以上の加熱時間を要し、生産性が低下することがわかった。
【０１１５】
以上より、加熱配向工程において、液晶形成温度Ｔ１（℃）を、液晶−液体相転移温度未満且つそれに近い温度領域、即ちＴ２−１０≦Ｔ１＜Ｔ２、好ましくはＴ２−５≦Ｔ１＜Ｔ２の範囲とすることで、３０秒未満の短時間で一定の高い配向性が安定して得られることを確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本実施形態における光学補償シートの製造工程の一例を示した概略図である。
【図２】本実施形態における加熱装置の構成の一例を示す概略図である。
【図３】本実施形態における加熱装置の吹出口を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…光学補償シートの製造装置、１６…透明フィルム、１６Ａ…塗布層、１８…ラビング装置、２６…塗布機、２８…乾燥装置、３０…加熱装置、６４…温度センサ、６６…３次元風速センサ、４６…コントローラ、４４…吹出ファン、４６…排出ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009198989.tif 000017