JP5905035B2 - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は光学フィルムの製造方法に関する。

液晶ディスプレイの視野角や色味変化を改良するため、光学フィルムが液晶ディスプレイに取り付けられている。光学フィルムを製造する方法として、液晶性化合物を有機溶剤に溶解させた塗布液を調製し、連続する透明支持体を搬送し、透明支持体に塗布液を塗布、乾燥、硬化する方法が用いられている。光学フィルムに対して、液晶層の均一な配向性が求められている。そのため、配向層を塗布した透明支持体上に液晶性化合物を塗布し、その後乾燥し、塗膜を光や熱により重合、硬化させることにより塗膜を硬化させて液晶層を形成している。

紫外線照射などによる硬膜は、光学フィルムの生産性、及び性能の観点から効率の良い方法である。特許文献１、及び２は、光学フィルムの製造方法において、加熱しながら、紫外線を照射することで、塗膜を硬膜する方法を記述している。

光学フィルムを製造する場合、製造工程の間において透明支持体には平面性が求められる。そのため、製造工程の間、透明支持体にシワが発生するのを抑制する必要がある。特許文献３は、ヒートローラの加熱によりプラスチックフィルムにシワが発生し始めてしまう位置において、エアノズルから噴射されるエアによってシワが無くなる強さ以上の圧力でエアプレスすることを記述する。

特開２００６−２６７６２８号公報 特開２００７−１０１６５８号公報 特開２０１１−１１５７２５号公報

ところで、液晶ディスプレイを含む画像表示装置の小型化、薄型化の要求に伴い、光学フィルムの厚さを薄くすることが求められている。この要求に対応するため、透明支持体の厚さを６０μｍ未満にすることが望まれるようになった。しかしながら、透明支持体の厚さを薄くすると、紫外線を照射して塗膜を硬膜する硬膜工程において、光学フィルムにシワが発生するという問題が発生した。

シワの発生を抑制するため、硬膜工程で塗膜の温度を低くしたり、エアプレス等により透明支持体とバックアップローラとの間の面圧を高くしたりすることが考えられる。しかしながら、硬膜工程で塗膜の温度を低くすると、光学フィルムに必要な配向性が得られないという問題があり、また、面圧を高くしても、６０μｍ未満の透明支持体では、シワの発生に対して十分な効果は得られなかった。

本発明の目的は、上記問題に鑑みて、必要な配向性を満たし、かつシワの発生を抑制できる光学フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

本実施の第一の態様の光学フィルムの製造方法は、第一の面に配向層を有する、厚さ６０μｍ未満である連続する透明支持体を搬送する工程と、配向層の上に架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布し、乾燥し、塗膜を形成する工程と、透明支持体の第二の面をバックアップローラにより加熱しながら支持し、塗膜に紫外線を照射することで、塗膜を硬化させて液晶層を形成する硬膜工程と、を有する、光学フィルムの製造方法であって、硬膜工程において、塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度を８０℃以上とし、かつ、Ｐ［Ｎ／ｍ^２］は面圧、Ｔ［Ｎ］は透明支持体にかかる張力、Ｒ［ｍ］はバックアップローラの半径、Ｌ［ｍ］は透明支持体の幅、Ｇ［ＧＰａ］は塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度における透明支持体の幅方向の弾性率とした場合に、以下の式を満たす。

式（１） Ｐ＝Ｔ／ＲＬ
式（２） Ｐ＞６９／（Ｇ−１．５）＋４００
好ましくは、透明支持体は３５μｍ以上４５μｍ以下の厚さを有する。

好ましくは、硬膜工程において、１０ｍＪ／ｃｍ^２以上１０００ｍＪ／ｃｍ^２以下の合計照射量で紫外線を塗膜に照射する。

好ましくは、硬膜工程において、弾性率が１．５ＧＰａより大きく１０ＧＰａより小さい。

好ましくは、透明支持体に含まれる紫外線吸収剤の濃度が０ＰＨＲ以上１．２ＰＨＲ以下である。

好ましくは、硬膜工程において、透明支持体の到達温度が８０℃以上１４０℃以下である。

好ましくは、硬膜工程において、面圧が４００Ｎ／ｍ^２より大きく３０００Ｎ／ｍ^２以下である。

本実施の第二の態様の光学フィルムの製造方法は、第一の面に配向層を有する、厚さ６０μｍ未満である連続する透明支持体を搬送する工程と、配向層の上に架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布し、乾燥し、塗膜を形成する工程と、透明支持体の第二の面をバックアップローラで加熱しながら支持し、塗膜に紫外線を照射することで、塗膜を硬化させて液晶層を形成する硬膜工程と、を有する、光学フィルムの製造方法であって、硬膜工程において、塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度を８０℃以上とし、かつ、塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度における透明支持体の幅方向の弾性率Ｇ［ＧＰａ］と、式（１）で求められる面圧Ｐ［Ｎ／ｍ^２］とを、透明支持体にシワが発生しない範囲とするため、紫外線の照射量と、透明支持体中の紫外線吸収剤の濃度とバックアップローラの温度とにより塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度を決定し、透明支持体にかかる張力Ｔ［Ｎ］とバックアップローラの半径Ｒ［ｍ］と透明支持体の幅Ｌ［ｍ］とにより面圧Ｐ［Ｎ／ｍ^２］を決定する光学フィルムの製造方法。

式（１） Ｐ＝Ｔ／ＲＬ

本発明の製造方法によれば、必要な配向性を満たし、かつシワの発生を抑制できる光学フィルムを得ることができる。

塗布設備の示す概略構成図 弾性率と面圧とシワ発生との関係を示すグラフ ＴＤ弾性率温度依存性のグラフ 昇温量とＵＶ剤量との関係を示すグラフ

以下、添付図面にしたがって本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明される。本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。

ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。また、本明細書中で、数値範囲を“ 〜 ”を用いて表す場合は、“ 〜 ”で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。

第一の態様の光学フィルムの製造方法は、第一の面に配向層を有する、厚さ６０μｍ未満である連続する透明支持体を送り出す工程と、配向層の上に架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布し、乾燥し、塗膜を形成する工程と、透明支持体の第二の面をバックアップローラにより加熱しながら支持し、塗膜に紫外線を照射することで、塗膜を硬化させて液晶層を形成する硬膜工程と、を有する、光学フィルムの製造方法であって、硬膜工程において、塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度を、塗膜が液晶層に要求される配向性を満たす温度とし、かつ、Ｐ［Ｎ／ｍ^２］は面圧、Ｔ［Ｎ］は透明支持体にかかる張力、Ｒ［ｍ］はバックアップローラの半径、Ｌ［ｍ］は透明支持体の幅、Ｇ［ＧＰａ］は塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度における透明支持体の幅方向の弾性率とした場合に、以下の式を満たす。
式（１） Ｐ＝Ｔ／ＲＬ
式（２） Ｐ＞６９／（Ｇ−１．５）＋４００
第二の態様の光学フィルムの製造方法は、第一の面に配向層を有する、厚さ６０μｍ未満である連続する透明支持体を送り出す工程と、配向層の上に架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布し、乾燥し、塗膜を形成する工程と、透明支持体の第二の面をバックアップローラで加熱しながら支持し、塗膜に紫外線を照射することで、塗膜を硬化させて液晶層を形成する硬膜工程と、を有する、光学フィルムの製造方法であって、硬膜工程において、塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度を、塗膜が液晶層に要求される配向性を満たす温度とし、かつ、塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度における透明支持体の幅方向の弾性率Ｇ［ＧＰａ］と、式（１）で求められる面圧Ｐ［Ｎ／ｍ^２］とを、透明支持体にシワが発生しない範囲とするため、紫外線の照射量と、透明支持体中の紫外線吸収剤の濃度とバックアップローラの温度とにより塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度を決定し、透明支持体にかかる張力Ｔ［Ｎ］とバックアップローラの半径Ｒ［ｍ］と透明支持体の幅Ｌ［ｍ］とにより面圧Ｐ［Ｎ／ｍ^２］を決定する。
式（１） Ｐ＝Ｔ／ＲＬ
本発明者等は、光学フィルムの製造方法の紫外線を照射する硬膜工程について、６０μｍ未満の透明支持体に発生するシワの抑制について鋭意検討した。６０μｍ未満の透明支持体を使用する場合、硬膜工程において、単に透明支持体とバックアップローラとの間の面圧を大きくするだけでなく、透明支持体の幅方向の弾性率と面圧とを所定の範囲とすることで、シワを抑制することを見出した。特に、透明支持体の幅方向の弾性率、及び／又は面圧を大きくすることがシワの抑制に効果的であった。硬膜工程で合成樹脂や熱可塑性樹脂を含む透明支持体の温度が高くなると、透明支持体の幅方向の弾性率は小さくなる。したがって、硬膜工程において透明支持体の温度の上昇を抑制することが、透明支持体の弾性率が低下することを抑制するのに効果的であった。上記知見に基づいて、本発明に至り、必要な配向性を満たし、かつシワの発生を抑制できる光学フィルムを得ることを可能にしている。

図１を参照して本実施の形態を説明する。図１は、光学フィルムの製造設備１の概略図を示す。透明支持体ロールＷＲが送出機２にセットされる。送出機２から透明支持体Ｗが下流の各工程に、例えば１０ｍ／分以上１００ｍ／分以下の速度で搬送される。但し、搬送速度について特に制限はない。「上流」、「下流」とは、透明支持体Ｗの移動（搬送）方向に対して用いられる。ある基準に対して移動（搬送）方向側に位置する場合を「下流」、移動搬送方向と反対側に位置する場合を「上流」と定義される。

送出機２により送り出された透明支持体Ｗは、駆動ローラにより除塵機４に向けて搬送される。除塵機４により透明支持体Ｗに付着した塵埃が取り除かれる。送出機２と除塵機４との間に透明支持体Ｗを鹸化処理する工程（不図示）を設けることができる。

透明支持体Ｗは除塵機４から塗布装置６に向けて搬送される。塗布装置６により透明支持体Ｗの第一の面に配向層形成用樹脂を含む塗布液（配向層形成用塗布液）が塗布される。なお、塗布装置６に適用される塗布方法について特に制限はなく、スピンコーティング法、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法又はロールコーティング法等、種々の塗布方法を採用することができる。塗布液が塗布された透明支持体Ｗが、塗布装置６から乾燥装置８に搬送される。乾燥装置８により透明支持体Ｗの上の塗布液を乾燥させて、透明支持体Ｗの第一の面に配向層を形成する。なお、乾燥装置８に適用される乾燥方式について特に制限はなく、熱風による対流乾燥方式、赤外線などの輻射熱による輻射乾燥方式等、種々の乾燥方式を採用することができる。

配向層が形成された透明支持体Ｗは、ラビング装置１０に向けて搬送される。ラビング装置１０は、ラビングローラ１２と、スプリングでローラステージ１６に固定されたガイドローラ１４と、ラビングローラ１２に備え付けられた除塵機１８とで構成される。ラビングローラ１２の表面にはラビング布が貼り付けられている。ラビング布を配向層に接触させながら、ラビングローラ１２を回転させることで、配向層にラビング処理が施される。配向層にラビング処理が施されている間、配向層の表面が除塵機１８により除塵される。

ラビング処理された配向層を有する透明支持体Ｗが除塵機２０に向けて搬送される。除塵機２０により透明支持体Ｗに付着した塵埃が除去される。第一の面に配向層を有する透明支持体Ｗが塗布装置２２に向けて搬送される。塗布装置２２により透明支持体Ｗの配向層の上に架橋性液晶性化合物を含む塗布液（液晶層塗布液）を塗布する。塗布液の塗布された透明支持体Ｗが、塗布装置２２から乾燥装置２４に搬送される。乾燥装置２４により透明支持体Ｗの配向層の上の液晶層塗布液を乾燥させて、配向層の上に塗膜を形成する。この工程では、塗布装置２２により配向層の上に架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布し、乾燥装置２４により塗布液を乾燥し、塗膜を形成する。なお、塗布装置２２に適用される塗布方法について特に制限はなく、スピンコーティング法、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法又はロールコーティング法等、種々の塗布方法を採用することができる。乾燥装置２４に適用される乾燥方式について特に制限はなく、熱風による対流乾燥方式、赤外線などの輻射熱による輻射乾燥方式等、種々の乾燥方式を採用することができる。

塗膜の形成された透明支持体Ｗが紫外線照射装置２６に搬送される。紫外線照射装置２６は、紫外線光源２８と、透明支持体Ｗの搬送路を覆うケーシング部材３０とを備えている。紫外線光源２８と対向する位置にバックアップローラ３２が配置されている。塗膜の形成された透明支持体Ｗの第二の面（塗膜が形成される面と反対の面）をバックアップローラ３２により加熱しながら支持する。バックアップローラ３２で支持された透明支持体Ｗの塗膜に紫外線光源２８から紫外線を照射する。紫外線を照射することで塗膜を硬化させて液晶層を形成する。この硬膜工程では、透明支持体Ｗの第二の面をバックアップローラ３２により加熱しながら支持し、塗膜に紫外線光源２８から紫外線を照射することで、塗膜を硬化させて液晶層を形成する。

次に、液晶層の形成された透明支持体Ｗが巻取機３４により透明支持体ロールＷＲに巻き取られる。

本実施の形態の硬膜工程について、より詳しく説明する。

本実施の形態の硬膜工程におけるバックアップローラ３２は、円柱状の形状の本体と、本体の両端部に配置された回転軸とを備えている。バックアップローラ３２の本体は、例えば、幅方向に１０００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下の長さを有し、１５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の半径Ｒを有している。バックアップローラ３２の本体の幅方向の長さ、半径Ｒについて制限はない。バックアップローラ３２の本体には、温度調節器が取り付けられている。温度調節器により透明支持体Ｗを加熱又は冷却することができる。

本実施の形態の硬膜工程における、紫外線の照射は、紫外線照射装置２６により行われる。紫外線照射装置２６は、紫外線を発生する紫外線光源２８を有する。紫外線光源２８として、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用いられる。紫外線照射装置２６からの紫外線が、透明支持体Ｗの上に形成された架橋性液晶性化合物を含む塗膜に照射される。紫外線の照射は、一つの紫外線光源２８により行うことができる。また、搬送方向に沿って配置された複数の紫外線光源２８により行うこともできる。複数の紫外線光源２８により紫外線照射を行う場合、搬送方向の上流側から下流側に向かって、紫外線光源２８の照射量を漸次高くすることが好ましい。硬膜工程において、照射される紫外線の合計照射量は、１０ｍＪ／ｃｍ^２以上１０００ｍＪ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。合計照射量が１０ｍＪ／ｃｍ^２以上であれば、架橋性液晶性化合物を含む塗膜を硬化させることができる。また、１０００ｍＪ／ｃｍ^２以下であれば、透明支持体Ｗの平面性が損なわれないようにすることが可能となる。透明支持体Ｗが後述する紫外線吸収剤を含有する場合、その含有量に基づいて紫外線の合計照射量を決定するのが好ましい。

硬膜工程において、塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度を、塗膜が液晶層に要求される配向性を満たす温度とする必要がある。製造された光学フィルムの液晶層の配向性と、硬膜工程での透明支持体Ｗの到達温度との関係を表１に基づいて説明する。硬膜工程での、紫外線の合計照射量を２９０ｍＪ／ｃｍ^２とした。

光学フィルムの配向性、つまり液晶層に要求される配向性は、光学フィルムを偏光顕微鏡で観察することで確認することできる。光学フィルムに要求される配向性については、以下の基準で判定される。
Ａ：シュリーレンが全く発生せず、均一に配向している。
Ｂ：僅かに極微小なシュリーレンが発生しているが、製品としては問題にならない。
Ｃ：僅かに極微小なシュリーレンが発生しており、消光度が上昇しているが、製品としては問題にならない。消光度が０．０１％以下である。
Ｄ：シュリーレンが発生していて、又は配向せず製品として使用できない。消光度は０．０１%より大きい。なお、消光度測定は、Ｗｉｎ６ＯＤ（大塚電子（株）製）を用いて計測することができる。シュリーレンとは、透明な媒質の中で場所により屈折率が違うとき、その部分にしま模様やもや状の影が見える現象のことをいう。

硬膜工程において、透明支持体Ｗの到達温度を、６０℃〜１６０℃の範囲で、２０℃間隔で透明支持体の到達温度を変化させた。硬膜工程での透明支持体Ｗの到達温度が低い場合には、配向性の評価が低い傾向にある。また、透明支持体Ｗの到達温度が中程度の場合、配向性の評価が高い傾向にある。透明支持体Ｗの到達温度が高い場合、透明支持体Ｗの到達温度が中間の場合に比較して、配向性の評価が若干低くなる。配向性について高い評価を得ようとした場合の透明支持体Ｗの到達温度の範囲は、使用する材料により異なる。但し、上述した硬膜工程における透明支持体Ｗの温度と配向性との定性的な関係は、他の材料においても同様である。要求される配向性を得るのに必要な透明支持体Ｗの到達温度が決定される。一般的には、塗膜を硬化させる際の透明支持体Ｗの到達温度は、８０℃以上１８０℃以下が好ましい。透明支持体Ｗの到達温度を８０℃以上とすることで、光学フィルムに要求される配向性を確保することができる。透明支持体Ｗの到達温度を１８０℃以下より好ましくは１４０℃以下とすることでシワの発生を効果的に抑制することが可能となる。

本実施の形態における塗膜を硬化させる際の透明支持体Ｗの到達温度とは、硬膜工程において、紫外線照射の際の透明支持体Ｗの最高到達温度を意味する。赤外線放射温度計により透明支持体Ｗの到達温度を測定することができる。

発明者等は、液晶層の配向性を満たす透明支持体Ｗにおいて、硬膜工程におけるシワの発生について鋭意検討した。透明支持体Ｗの厚さを６０μｍ未満にすると、硬膜工程において、光学フィルムにシワが発生しやすくなる。発生するシワとしては、配向ムラで評価される光学的なシワと、表面の変形で評価される物理的なシワがある。透明支持体Ｗの厚さを６０μｍ未満にすると、透明支持体Ｗの剛性が低下する。透明支持体Ｗの剛性の低下に伴い、上記２つのシワが発生する。剛性は透明支持体Ｗの幅方向の弾性率と関係する。透明支持体Ｗの幅方向の弾性率が下がると、弾性変形しやすくなる。ここで言う幅方向とは、帯状に長い透明支持体が、搬送される方向とは垂直な方向を指す。架橋性液晶性化合物を含む塗膜が十分に硬化するまでは、透明支持体Ｗの弾性変形の影響を受けて光学的なシワが生じやすくなる。また、透明支持体Ｗの幅方向の弾性率が下がると、塑性変形しやすくなる。塗膜が硬化した後でも、透明支持体Ｗの塑性変形の影響を受けて物理的なシワが生じやすくなる。なお、透明支持体Ｗの弾性変形、及び塑性変形は、バックアップローラ３２と透明支持体Ｗとの摩擦力を避けて透明支持体が伸びようとするときに発生する。

そこで、発明者等は、硬膜工程での、バックアップローラ３２と透明支持体Ｗとの間での面圧と、透明支持体Ｗの幅方向の弾性率と、シワの発生の有無とについて着目した。

本実施の形態において、光学フィルムのシワ、つまり、透明支持体Ｗのシワは、硬膜工程で生じたピッチ１０ｍｍ以下のシワのことを指す。透明支持体Ｗのシワは、光学フィルムのロールを長手方向に１ｍ切り出し、切り出した光学フィルムに対して（１）光学的なムラは透過検査、（２）物理的なムラは反射検査により確認することができる。透過検査は液晶パネルを模擬して、偏光フィルム２枚に製造した光学フィルムを挟み、ムラが一番見える状態に光学フィルムを回転させて裏面から光を当てることで行われる。反射検査は、平らな台に平置きして上から光を当て、反射検査で表面形状を目視観察することで行われる。光学フィルムのシワの発生ついては、以下の基準で判断される。
Ａ：フィルムの透過検査で、ピッチ１０ｍｍ以下で配向ムラ（光学ムラ）が確認できず、また、反射検査で表面が変形したシワがない。
Ｂ：フィルムの透過検査で、ピッチ１０ｍｍ以下で配向ムラが確認できず、また、反射検査で表面が変形したシワが見えるが、経時で殆ど消える。
Ｃ：フィルムの透過検査で、ピッチ１０ｍｍ以下で配向ムラが確認できず、また、反射検査で表面が変形したシワがあり、経時でも消えず、若干残る。
Ｄ：フィルムの透過検査で、ピッチ１０ｍｍ以下で配向ムラが確認でき、また、反射検査で表面が変形したシワがあり、経時でも消えず残る。

シワの判断基準における「表面が変形したシワ」は官能評価であり、製品として許容できるか、許容できないかで判断される。したがって、実際にシワが表面に形成されるか否かとは異なる基準で、本実施の形態における「表面が変形したシワ」についての評価が判断される。

本実施の形態における透明支持体Ｗの幅方向の弾性率とは、幅方向の変形し難さを意味する。透明支持体Ｗの幅方向の弾性率は、粘弾性試験機により測定できる。

本実施の形態におけるバックアップローラ３２の上で透明支持体Ｗにかかる面圧Ｐ［Ｎ／ｍ^２］は、透明支持体Ｗにかかる張力Ｔ［Ｎ］とバックアップローラ３２の半径Ｒ［ｍ］、透明支持体の幅Ｌ［ｍ］としたときに、Ｐ＝Ｔ／ＲＬで算出される値を意味する。透明支持体Ｗに加えられる張力Ｔは、バックアップローラ３２の上流側、及び／又は下流側に設置されたテンションローラ、フィードローラ等により決定される。

発明者等は、図２に示すように、厚さ３５μｍ以上６０μｍ未満の透明支持体Ｗを用いて、透明支持体Ｗの到達温度での弾性率と面圧とシワの発生の有無とについて、縦軸を面圧、横軸を弾性率とするグラフにプロットした。グラフ中において、○はシワが発生しなかった点であり、×はシワが発生した点である。上述のシワ評価Ａ〜Ｃである場合、○と表現し、上述のシワ評価Ｄである場合、×と表現した。発明者等は、グラフ中にシワの発生が抑制される領域があることを見出した。このグラフから、４００（Ｎ／ｍ^２）の面圧Ｐを通る横軸に平行な直線と、１．５（ＧＰａ）の弾性率Ｇを通る縦軸に平行な直線と、２つの×を結ぶ直線とを漸近線とする曲線を求めた。その結果、Ｐ＞６９／（Ｇ−１．５）＋４００を満たす領域でシワの発生が抑制されることが確認された。

硬膜工程において、透明支持体Ｗの幅方向の弾性率は、塗膜を硬化させる際の透明支持体Ｗの到達温度において、１．５ＧＰａより大きく１０ＧＰａより小さいことが好ましい。透明支持体Ｗの幅方向の弾性率を１．５ＧＰａより大きくすることで、シワの抑制が可能となる。透明支持体Ｗの幅方向の弾性率を１０ＧＰａより小さくするのは、透明支持体Ｗに使用される素材に基づく値である。

硬膜工程において、面圧Ｐが４００Ｎ／ｍ^２より大きく３０００Ｎ／ｍ^２以下であることが好ましい。面圧Ｐを４００Ｎ／ｍ^２より大きくすることで、透明支持体Ｗにシワの発生を抑制することが可能となる。面圧Ｐを３０００Ｎ／ｍ^２以下とすることで、透明支持体Ｗの塑性変形を抑制することができる。

次に、塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度を、塗膜が液晶層に要求される配向性を満たす温度とし、かつ、透明支持体Ｗの幅方向の弾性率Ｇ［ＧＰａ］と、面圧Ｐ［Ｎ／ｍ^２］とを、透明支持体Ｗにシワが発生しない範囲とするための方法を説明する。

図３は、ＴＤ（（トランスバースダイレクション）：透明支持体Ｗの幅方向）弾性率を縦軸に、温度を横軸にする、ＴＤ弾性率温度依存性のグラフである。図３に示されるように、硬膜工程において透明支持体Ｗの温度が高くなると、透明支持体Ｗの幅方向の弾性率は小さくなる。弾性率が小さくなるとシワが発生しやすくなる。したがって、硬膜工程において、透明支持体Ｗの温度の上昇を抑制することが、透明支持体Ｗの弾性率Ｇの低下を抑制するのに効果的である。以下に、弾性率Ｇの低下を抑制する方法を説明する。

バックアップローラ３２の温度を調整することにより、透明支持体Ｗの到達温度を、塗膜が液晶層に要求される配向性を満たす温度の範囲内で調整することができる。バックアップローラ３２の温度を低くすることで透明支持体Ｗの到達温度の上昇を抑制できる。その結果、透明支持体Ｗの弾性率Ｇが低下することを抑制できる。バックアップローラ３２の温度は、オンライン調整でもオフライン調整でも行うことができる。オンライン調整とは、光学フィルムを製造する硬膜工程中で温度を決定することを意味する。オフライン調整とは、光学フィルムを製造する硬膜工程とは別に温度を決定することを意味する。

紫外線光源２８からの紫外線照射量を調整することで透明支持体Ｗの到達温度を調整することができる。紫外線照射量を低減することで、透明支持体Ｗの到達温度が上昇することを抑制できる。その結果、透明支持体Ｗの弾性率Ｇが低下することを抑制できる。紫外線光源２８からの紫外線照射量は、オンライン調整によっても、オフライン調整によっても決定できる。

透明支持体Ｗに含まれる紫外線吸収剤の濃度を調整することにより透明支持体の到達温度を調整することができる。透明支持体Ｗ中の紫外線吸収剤の濃度を減らすことにより、紫外線が照射された場合でも、透明支持体Ｗの到達温度の上昇を抑制できる。その結果、透明支持体Ｗの弾性率Ｇが低下することを抑制できる。紫外線吸収剤の濃度はオフライン調整により決定される。

バックアップローラ３２の上で透明支持体Ｗにかかる面圧Ｐを調整することによりシワの発生を抑制できる。面圧Ｐを大きくすることにより、透明支持体Ｗとバックアップローラ３２との密着を大きくすることができる。その結果、透明支持体Ｗが弾性変形及び塑性変形を生じにくい状況にすることができるので、透明支持体Ｗにシワが発生することを抑制できる。面圧Ｐは、オンライン調整によっても、オフライン調整によっても決定できる。

透明支持体Ｗの材料や製造条件等を選択することにより、透明支持体Ｗの弾性率を調整できる。透明支持体Ｗの弾性率を上昇させることで、硬膜工程における透明支持体Ｗの弾性率Ｇが低下することを抑制できる。透明支持体Ｗの弾性率はオフライン調整で決定される。

なお、硬膜工程において、バックアップローラ３２から透明支持体Ｗが浮上している量を小さくし面圧Ｐを上げることで、シワの発生を抑制することができる。

上述したように、紫外線の照射量と、透明支持体Ｗ中の紫外線吸収剤の濃度と、バックアップローラ３２の温度とにより、塗膜を硬化させる際の透明支持体Ｗの到達温度が決定される。

本実施の形態において、光学フィルムとは、透明支持体Ｗと、透明支持体の上に形成された配向層と、配向層の上に形成された液晶層とを、少なくとも含んでいるフィルムを意味する。

本実施の形態における透明支持体Ｗは、対向する第一の面と第二の面とを有し、第一の面と第二の面との距離、即ち厚さが６０μｍ未満で、かつ長尺の形状を有している。

透明支持体Ｗは３５μｍ以上４５μｍ以下の厚さを有することが好ましい。透明支持体Ｗの製膜の容易性から、透明支持体Ｗの厚さは３５μｍ以上が好ましい。また、光学フィルムの薄型化の要求から、透明支持体Ｗの厚さは４５μｍ以下が好ましい。

透明支持体Ｗは、例えば１０００ｍｍ以上２５００以下ｍｍの幅Ｌを有する。また、透明支持体は、例えば、１０００ｍ以上の長さを有する。ただし、この幅、長さに限定されない。

透明支持体Ｗとしては、ポリマーフィルムが好ましい。ポリマーフィルムの例には、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート、及びポリメタクリレートが含まれる。セルロースエステルが好ましく、アセチルセルロースがさらに好ましく、トリアセチルセルロースが最も好ましい。透明支持体Ｗは、上記の樹脂に加えて他の組成物、例えば、可塑剤、紫外線吸収剤を含む場合がある。

本実施の形態において、紫外線吸収剤としては、波長３７０ｎｍ以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の観点から、波長４００ｎｍ以上の可視光の吸収が少ないものが好ましく用いられる。紫外線吸収剤の具体例としては、例えばヒンダードフェノール系化合物、ヒドロキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物などが挙げられる。ヒンダードフェノール系化合物の例としては、２、６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、Ｎ、Ｎ'−ヘキサメチレンビス（３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド）、１、３、５−トリメチル−２、４、６−トリス（３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリス−（３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−イソシアヌレイトなどが挙げられる。ベンゾトリアゾール系化合物の例としては、２−（２′−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２、２−メチレンビス（４−（１、１、３、３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール）、（２、４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアニリノ）−１、３、５−トリアジン、トリエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、Ｎ、Ｎ'−ヘキサメチレンビス（３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド）、１、３、５−トリメチル−２、４、６−トリス（３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、２（２'−ヒドロキシ−３'、５'−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−クロルベンゾトリアゾール、（２（２'−ヒドロキシ−３'、５'−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）−５−クロルベンゾトリアゾール、２、６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕などが挙げられる。

図４は、昇温量を縦軸に、紫外線吸収剤の濃度（ＵＶ剤量）を横軸にする、昇温量とＵＶ剤量との関係を示すグラフである。このグラフによれば、紫外線吸収剤の濃度が１．２ＰＨＲより大きくなると、紫外線吸収剤の濃度０ＰＨＲと比較して、透明支持体Ｗの昇温量が２０℃を超える値となる。この昇温量を図３に示すＴＤ弾性率温度依存性のグラフに適用すると、弾性率Ｇが低下することが理解できる。したがって、紫外線吸収剤の濃度は、透明支持体Ｗの全体中に１．２ＰＨＲ以下であることが好ましく、０ＰＨＲに近づくほど好ましく、０ＰＨＲであることがより好ましい。ＰＨＲは、透明支持体Ｗを構成する樹脂重量１００に対する紫外線吸収剤の重量部を意味する。硬膜工程での紫外線の照射に伴い、透明支持体Ｗ中の紫外線吸収剤が熱を発する。この熱により透明支持体Ｗの温度を上昇させる場合がある。紫外線吸収剤の濃度を上述の範囲とすることにより、透明支持体Ｗの温度上昇を抑制することができ、その結果、透明支持体Ｗの弾性率の低下を抑制することができる。なお、透明支持体Ｗ中の紫外線吸収剤の濃度は、分光光度計により測定することができる。なお、紫外線吸収剤種により、素材の吸収波長領域と吸収量が異なる場合があり、予め検量線を取り、対象物の紫外線吸収量で測定する方法でも測定することができる。

本実施の形態において、配向層とは、架橋性液晶性化合物を含む液晶層を配向させる層を意味し、液晶層中の液晶分子の配向の方向を規定する機能を有する。配向層は、有機化合物（好ましくはポリマー）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログループを有する層の形成、又はラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物（例えば、ω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチルなど）の累積のような手段で設けることができる。

有機化合物として、メタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、変性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）、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が挙げられる。ポリビニルアルコール、及び変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。

本実施の形態において、液晶層は、架橋性液晶性化合物を含む層であって、光学的な異方性を付与する機能を有する。架橋性液晶性化合物として、光硬化型液晶性化合物が用いられる。光硬化型液晶性化合物は、例えば、重合性基を有する光硬化型棒状液晶性化合物、又は光硬化型円盤状液晶性化合物である。棒状液晶性化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、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、及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。高分子液晶としては、特に高分子鎖にペンダント状に棒状液晶が結合されたものが好ましい。

以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
透明支持体Ｗとして厚さ４０μｍのトリアセチルセルロース（フジタック、富士フイルム（株）製、１２５℃での幅方向の弾性率：１．８ＧＰａ、紫外線吸収剤：０ＰＨＲ）を２．０Ｎの水酸化カリウム溶液（２５℃）に２分間浸漬した後、硫酸で中和し、純水で水洗、乾燥した。次に下記の組成の塗布液を、ワイヤーバーコータで塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに９０℃の温風で１５０秒乾燥し膜を形成した。次に、フィルムの長手方向と平行な方向に、形成した膜にラビング処理を実施し、配向層を透明支持体Ｗの上に形成した。

［配向層形成用塗布液］
下記の変性ポリビニルアルコール １０質量部
水 ３７１質量部
メタノール １１９質量部
グルタルアルデヒド ０．５質量部

次に、架橋性液晶性化合物を含む塗布液として、以下に示す液晶層塗布液を調整した。透明支持体Ｗの上に形成された配向層の上に、液晶層塗布液を塗布した。塗布液の溶剤であるメチルエチルケトンを室温で揮発させた後、乾燥ゾーン内で、塗膜の温度が１３０℃の状態で、２分間乾燥工程に滞在させた。塗膜が１１０℃に加熱された状態で、紫外線を照射した。２９０ｍＪ／ｃｍ^２の合計照射量で紫外線を照射させて塗膜を硬化させ、液晶層を形成した。紫外線照射量時の面圧Ｐを７５０Ｎ／ｍ^２とした。最後に、巻取機により透明支持体Ｗを巻き取り実施例１の光学フィルムを得た。硬膜工程では透明支持体Ｗの到達温度は１１５℃程度であり、弾性率は２．３ＧＰａ程度であった。

［液晶層塗布液］
下記の組成物を、１０７質量部のメチルエチルケトンに溶解して塗布液を調整した。塗布液の粘度はメチルエチルケトンの添加量を加減して所望の値に調整した。
下記のディスコティック液晶性化合物 ４１．０１質量部

エチレンオキサイド変性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）製）
０．１４質量部
光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製） １．３５質量部
増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製） ０．４５質量部
＜実施例２＞
透明支持体Ｗとして厚さ４５μｍのトリアセチルセルロースとした以外は、実施例１と同様の方法により光学フィルムを製造した。

＜実施例３＞
透明支持体Ｗとして厚さ３５μｍのトリアセチルセルロースとした以外は、実施例１と同様の方法により光学フィルムを製造した。

＜比較例１＞
透明支持体Ｗとして厚さ４０μｍのトリアセチルセルロース（フジタック、富士フイルム（株）製、１２５℃での幅方向の弾性率：０．９ＧＰａ、紫外線吸収剤：０ＰＨＲ）を用い、それ以外は、実施例１と同様の方法により光学フィルムを製造した。硬膜工程において透明支持体Ｗの到達温度は１１５℃程度であり、弾性率は１．４ＧＰａ程度であった。

＜比較例２＞
透明支持体Ｗとして厚さ４０μｍのトリアセチルセルロース（フジタック、富士フイルム（株）製、１２５℃での幅方向の弾性率１．５ＧＰａ、紫外線吸収剤量：２．５ＰＨＲ）を用い、それ以外は、実施例１と同様の方法により光学フィルムを製造した。硬膜工程において、紫外線吸収剤量の発熱により、硬膜工程では透明支持体Ｗの到達温度は１２５℃程度であり、弾性率は１．５ＧＰａ程度であった。

＜比較例３＞
塗膜が１４５℃の状態で紫外線を照射し、紫外線の合計照射量を９０ｍＪ／ｃｍ^２で照射させて配向層を硬化させた。それ以外は、実施例１と同様の方法により光学フィルムを製造した。紫外線吸収剤量の発熱により、硬膜工程では透明支持体Ｗの到達温度は１５０℃程度であり、弾性率は０．５ＧＰａ程度であった。

＜比較例４＞
紫外線の合計照射量を１０００ｍＪ／ｃｍ^２照射させて配向層を硬化させた。それ以外は、実施例１と同様の方法により光学フィルムを製造した。紫外線の照射により、硬膜工程では透明支持体Ｗの到達温度は１３０℃程度であり、弾性率は１．３ＧＰａ程度であった。

＜比較例５＞
塗膜が６０℃の状態で紫外線を照射し、配向層を硬化させた。それ以外は、実施例１と同様の方法により光学フィルムを製造した。

＜比較例６＞
紫外線照射量時の面圧Ｐを４００Ｎ／ｍ^２として、配向層を硬化させた。それ以外は、実施例１と同様の方法により光学フィルムを製造した。

＜総合評価＞
シワ、及び配向性の評価が両方ともＤを含まない場合をＧ、シワ、及び配向性の評価が少なくも一つにＤを含む場合をＮＧとした。

実施例１〜３、及び比較例１〜６の評価結果を表２に示す。表２によれば、実施例１−３は、シワ、及び配向性に関してＣ以上の評価を得た。

比較例１では透明支持体Ｗの弾性率Ｇと面圧Ｐとの関係は式（２）を満たさず、シワの評価がＤであった。比較例２では、透明支持体Ｗが紫外線吸収剤を２．５ＰＨＲを含んでいた。紫外線に照射により紫外線吸収剤が発熱したので、透明支持体Ｗの温度は１２５℃となった。この温度での透明支持体Ｗの弾性率は１．５ＧＰａであった。したがって、比較例２では、透明支持体Ｗの弾性率Ｇと面圧Ｐとの関係は式（２）を満たさず、シワの評価がＤであった。比較例３では、弾性率Ｇと面圧Ｐとの関係は式（２）を満たさず、シワの評価がＤであった。比較例４では、弾性率Ｇと面圧Ｐとの関係は式（２）を満たさず、シワの評価がＤであった。比較例５では、塗膜が液晶層に要求される配向性を満たす温度に達していないので、配向性の評価がＤであった。比較例６では、面圧Ｐが４００Ｎ／ｍ^２であったので、シワの評価がＤであった。

１…製造設備、４、１８、２０…除塵機、６、２２…塗布装置、８、２４…乾燥装置、２６…紫外線照射装置、２８…紫外線光源、３２…バックアップローラ

Claims (8)

1. 第一の面に配向層を有する、厚さ６０μｍ未満である連続する透明支持体を搬送する工程と、
   前記配向層の上に架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布し、乾燥し、塗膜を形成する工程と、
   前記透明支持体の第二の面をバックアップローラにより加熱しながら支持し、前記塗膜に紫外線を照射することで、前記塗膜を硬化させて液晶層を形成する硬膜工程と、を有する、光学フィルムの製造方法であって、
   前記硬膜工程において、
   前記塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度を８０℃以上とし、かつ、
   Ｐ［Ｎ／ｍ^２］は面圧、Ｔ［Ｎ］は透明支持体にかかる張力、Ｒ［ｍ］はバックアップローラの半径、Ｌ［ｍ］は透明支持体の幅、Ｇ［ＧＰａ］は塗膜を硬化させる際の透明支持体の到達温度における透明支持体の幅方向の弾性率とした場合に、Ｇ［ＧＰａ］は１．５より大きく、かつ以下の式を満たす光学フィルムの製造方法。
   式（１） Ｐ＝Ｔ／ＲＬ
   式（２） Ｐ＞６９／（Ｇ−１．５）＋４００
2. 前記透明支持体は３５μｍ以上４５μｍ以下の厚さを有する請求項１記載の光学フィルムの製造方法。
3. 前記硬膜工程において、１０ｍＪ／ｃｍ^２以上１０００ｍＪ／ｃｍ^２以下の合計照射量で前記紫外線を前記塗膜に照射する請求項１又は２記載の光学フィルムの製造方法。
4. 前記硬膜工程において、前記弾性率が１０ＧＰａより小さい請求項１〜３のいずれか１記載の光学フィルムの製造方法。
5. 前記透明支持体に含まれる紫外線吸収剤の濃度が０ＰＨＲ以上１．２ＰＨＲ以下である請求項１〜４のいずれか１記載の光学フィルムの製造方法。
6. 前記硬膜工程において、前記透明支持体の前記到達温度が８０℃以上１４０℃以下である請求項１〜５のいずれか１記載の光学フィルムの製造方法。
7. 前記硬膜工程において、前記面圧が４００Ｎ／ｍ^２より大きく３０００Ｎ／ｍ^２以下である請求項１〜６のいずれか１記載の光学フィルムの製造方法。
8. 前記紫外線の照射量と、前記透明支持体中の紫外線吸収剤の濃度と、前記バックアップローラの温度とにより、前記塗膜を硬化させる際の前記透明支持体の前記到達温度が決定される請求項１〜７のいずれか１記載の光学フィルムの製造方法。

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