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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2021-12-24
(45)【発行日】2022-01-19
(54)【発明の名称】光学フィルムおよび光学フィルムの製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 5/30 20060101AFI20220112BHJP
G02F 1/1337 20060101ALI20220112BHJP
【ＦＩ】
G02B5/30
G02F1/1337 525
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020510486
(86)(22)【出願日】2019-02-28
(86)【国際出願番号】 JP2019007789
(87)【国際公開番号】W WO2019187951
(87)【国際公開日】2019-10-03
【審査請求日】2020-08-28
(31)【優先権主張番号】P 2018062557
(32)【優先日】2018-03-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100148080
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 史生
(72)【発明者】
【氏名】二村 恵朗
(72)【発明者】
【氏名】森嶌 慎一
【審査官】酒井 康博
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－２１９８１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２７１８０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０１２０８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２１５６３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００８－５０５３６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１９６１１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００５／０２６８３０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００６－１４５９５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ５／３０
Ｇ０２Ｆ １／１３３７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
液晶化合物、および、キラル剤を用いて形成された光学フィルムであって、前記液晶化合物は、重合性液晶化合物であり、
前記液晶化合物由来の分子軸は、螺旋軸に沿って捩れ配向しており、
前記螺旋軸は、前記光学フィルムの厚み方向と直交しており、
フィルム面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、前記フィルム面内の進相軸方向の屈折率ｎｙと、前記光学フィルムの厚み方向の屈折率ｎｚとが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満し、
前記螺旋軸に沿って捩れ配向した前記液晶化合物由来の前記分子軸の角度が９０°変化する長さを１／４ピッチとした際に、
前記１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が異なる領域を有する光学フィルム。
【請求項2】
前記液晶化合物由来の前記分子軸が前記光学フィルムの厚み方向と平行な位置から、前記液晶化合物由来の前記分子軸が前記光学フィルムの厚み方向に対して９０°回転した位置までの前記１／４ピッチの中で、前記単位長さ当たりの回転角が小さくなる請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項3】
前記キラル剤が、光照射によって螺旋誘起力が変化するキラル剤である請求項１または２に記載の光学フィルム。
【請求項4】
二色性の重合開始剤を用いて形成された請求項１～３のいずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項5】
波長５５０ｎｍのＲｔｈは±２０ｎｍの範囲である請求項１～４のいずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項6】
波長５５０ｎｍのＲｔｈは±５ｎｍの範囲である請求項１～５のいずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項7】
位相差フィルムである請求項１～６のいずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項8】
重合性の液晶化合物、少なくとも一種の二色性の重合開始剤、および、キラル剤を含有する塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜中の前記液晶化合物を前記塗膜の厚み方向と直交する螺旋軸に沿って捩れ配向させてコレステリック液晶相を形成するＣＬ液晶相形成工程と、
前記コレステリック液晶相に、前記螺旋軸と直交する方向の偏光を照射する偏光照射工程とを有する光学フィルムの製造方法。
【請求項9】
前記偏光照射工程の後に、液晶相を固定する硬化工程を有する請求項８に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項10】
前記ＣＬ液晶相形成工程は、前記塗膜を冷却するものである請求項８または９に記載の光学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、光学フィルムおよび光学フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置等において、視野角およびコントラスト比等の光学特性を改善するために光学異方性膜が補償板として用いられている。特に二軸性光学異方性膜は、光学補償に有用である。
【0003】
二軸性光学異方性膜として、コレステリック液晶相のねじれ構造に異方性を持たせることで二軸性を付与した光学異方性膜が知られている。
【0004】
例えば、特許文献１には、重合性液晶化合物とオキシムエステル化合物を含む重合開始剤とを含む液晶組成物に偏光を照射することで作製される、変形したねじれらせん構造の二軸性光学異方性膜が記載されている。
【0005】
また、特許文献２には、コレステリック構造および楕円状の屈折率楕円体を有する変形螺旋を有する二軸性フィルムであって、３８０ｎｍ未満の波長を有する光を反射する二軸性フィルムが記載されている。
【0006】
また、特許文献３には、変形したらせん、およびらせん軸の方向で周期的に変化する局所複屈折を有する、らせんねじれ構造の異方性材料を含むことを特徴とする、光学的二軸性フィルムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１１－００８２０７号公報
【文献】特表２００５－５１３２４１号公報
【文献】特表２００８－５０５３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明者らの検討によれば、特許文献１～３に記載される二軸性光学異方性膜では、位相差の視野角依存性が大きくなるという問題があることがわかった。
【0009】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、位相差の視野角依存性が小さい光学フィルム、および、光学フィルムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
［１］ 液晶化合物、および、キラル剤を用いて形成された光学フィルムであって、
液晶化合物は、重合性液晶化合物であり、
液晶化合物由来の分子軸は、螺旋軸に沿って捩れ配向しており、
螺旋軸は、光学フィルムの厚み方向と直交しており、
フィルム面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、フィルム面内の進相軸方向の屈折率ｎｙと、光学フィルムの厚み方向の屈折率ｎｚとが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たす光学フィルム。
［２］ 螺旋軸に沿って捩れ配向した液晶化合物由来の分子軸の角度が９０°変化する長さを１／４ピッチとした際に、
１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が異なる領域を有する［１］に記載の光学フィルム。
［３］ 液晶化合物由来の分子軸が光学フィルムの厚み方向と平行な位置から、液晶化合物由来の分子軸が光学フィルムの厚み方向に対して９０°回転した位置までの１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が小さくなる［２］に記載の光学フィルム。
［４］ キラル剤が、光照射によって螺旋誘起力が変化するキラル剤である［１］～［３］のいずれかに記載の光学フィルム。
［５］ 二色性の重合開始剤を用いて形成された［１］～［４］のいずれかに記載の光学フィルム。
［６］ 波長５５０ｎｍのＲｔｈは±２０ｎｍである［１］～［５］のいずれかに記載の光学フィルム。
［７］ 波長５５０ｎｍのＲｔｈは±５ｎｍである［１］～［６］のいずれかに記載の光学フィルム。
［８］ 位相差フィルムである［１］～［７］のいずれかに記載の光学フィルム。
［９］ 重合性の液晶化合物、少なくとも一種の二色性の重合開始剤、および、キラル剤を含有する塗膜を形成する塗膜形成工程と、
塗膜中の液晶化合物を塗膜の厚み方向と直交する螺旋軸に沿って捩れ配向させてコレステリック液晶相を形成するＣＬ液晶相形成工程と、
コレステリック液晶相に、螺旋軸と直交する方向の偏光を照射する偏光照射工程とを有する光学フィルムの製造方法。
［１０］ 偏光照射工程の後に、液晶相を固定する硬化工程を有する［９］に記載の光学フィルムの製造方法。
［１１］ ＣＬ液晶相形成工程は、塗膜を冷却するものである［９］または［１０］に記載の光学フィルムの製造方法。
［１］ 液晶化合物、および、キラル剤を用いて形成された光学フィルムであって、
液晶化合物は、重合性液晶化合物であり、
液晶化合物由来の分子軸は、螺旋軸に沿って捩れ配向しており、
螺旋軸は、光学フィルムの厚み方向と直交しており、
フィルム面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、フィルム面内の進相軸方向の屈折率ｎｙと、光学フィルムの厚み方向の屈折率ｎｚとが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たす光学フィルム。
［２］ 螺旋軸に沿って捩れ配向した液晶化合物由来の分子軸の角度が９０°変化する長さを１／４ピッチとした際に、
１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が異なる領域を有する［１］に記載の光学フィルム。
［３］ 液晶化合物由来の分子軸が光学フィルムの厚み方向と平行な位置から、液晶化合物由来の分子軸が光学フィルムの厚み方向に対して９０°回転した位置までの１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が小さくなる［２］に記載の光学フィルム。
［４］ キラル剤が、光照射によって螺旋誘起力が変化するキラル剤である［１］～［３］のいずれかに記載の光学フィルム。
［５］ 二色性の重合開始剤を用いて形成された［１］～［４］のいずれかに記載の光学フィルム。
［６］ 波長５５０ｎｍのＲｔｈは±２０ｎｍである［１］～［５］のいずれかに記載の光学フィルム。
［７］ 波長５５０ｎｍのＲｔｈは±５ｎｍである［１］～［６］のいずれかに記載の光学フィルム。
［８］ 位相差フィルムである［１］～［７］のいずれかに記載の光学フィルム。
［９］ 重合性の液晶化合物、少なくとも一種の二色性の重合開始剤、および、キラル剤を含有する塗膜を形成する塗膜形成工程と、
塗膜中の液晶化合物を塗膜の厚み方向と直交する螺旋軸に沿って捩れ配向させてコレステリック液晶相を形成するＣＬ液晶相形成工程と、
コレステリック液晶相に、螺旋軸と直交する方向の偏光を照射する偏光照射工程とを有する光学フィルムの製造方法。
［１０］ 偏光照射工程の後に、液晶相を固定する硬化工程を有する［９］に記載の光学フィルムの製造方法。
［１１］ ＣＬ液晶相形成工程は、塗膜を冷却するものである［９］または［１０］に記載の光学フィルムの製造方法。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、位相差の視野角依存性が小さい光学フィルム、および、光学フィルムの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の光学フィルムの一例を概念的に示す断面図である。
【図3】螺旋軸Ｓに沿って捩れ配向された複数の液晶化合物の一部を螺旋軸方向から見た図である。
【図4】本発明の光学フィルムにおいて、螺旋軸方向から見た液晶化合物の存在確率を概念的に示す図である。
【図5】偏光を照射する前のコレステリック液晶相において、螺旋軸方向から見た液晶化合物の存在確率を概念的に示す図である。
【図6】光学フィルムの製造方法を説明するための概念的な断面図である。
【図7】光学フィルムの製造方法を説明するための概念的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の光学フィルムおよび光学フィルムの製造方法について、添付の図面に示される好適実施形態を基に詳細に説明する。
【0014】
本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
【0015】
本明細書において、「直交」および「平行」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「直交」および「平行」とは、厳密な直交あるいは平行に対して±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な直交あるいは平行に対しての誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
また、「直交」および「平行」以外で表される角度、例えば、１５°や４５°等の具体的な角度についても、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、本発明においては、角度は、具体的に示された厳密な角度に対して、±５°未満であることなどを意味し、示された厳密な角度に対する誤差は、±３°以下であるのが好ましく、±１°以下であるのが好ましい。
また、「直交」および「平行」以外で表される角度、例えば、１５°や４５°等の具体的な角度についても、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、本発明においては、角度は、具体的に示された厳密な角度に対して、±５°未満であることなどを意味し、示された厳密な角度に対する誤差は、±３°以下であるのが好ましく、±１°以下であるのが好ましい。
【0016】
可視光は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、３８０ｎｍ～７８０ｎｍの波長域の光を示す。非可視光は、３８０ｎｍ未満の波長域または７８０ｎｍを超える波長域の光である。
またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、４２０ｎｍ～４９０ｎｍの波長域の光は、青色光であり、４９５ｎｍ～５７０ｎｍの波長域の光は、緑色光であり、６２０ｎｍ～７５０ｎｍの波長域の光は、赤色光である。
赤外光のうち、近赤外光は７８０ｎｍ～２５００ｎｍの波長域の電磁波である。紫外光は波長１０ｎｍ～３８０ｎｍの範囲の光である。
またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、４２０ｎｍ～４９０ｎｍの波長域の光は、青色光であり、４９５ｎｍ～５７０ｎｍの波長域の光は、緑色光であり、６２０ｎｍ～７５０ｎｍの波長域の光は、赤色光である。
赤外光のうち、近赤外光は７８０ｎｍ～２５００ｎｍの波長域の電磁波である。紫外光は波長１０ｎｍ～３８０ｎｍの範囲の光である。
【0017】
本明細書において、屈折率は、波長５８９．３ｎｍの光に対する屈折率である。
【0018】
本明細書において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は、各々、波長λにおける面内のレターデーション、および、厚さ方向のレターデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、５５０ｎｍとする。
本明細書において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は、ＡｘｏＳｃａｎ ＯＰＭＦ－１（オプトサイエンス社製）において、波長λで測定した値である。ＡｘｏＳｃａｎにて平均屈折率（（ｎｘ＋ｎｙ＋ｎｚ）／３）と膜厚（ｄ（μｍ））を入力することにより、
遅相軸方向（°）
Ｒｅ（λ）＝Ｒ０（λ）
Ｒｔｈ（λ）＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２－ｎｚ）×ｄが算出される。
なお、Ｒ０（λ）は、ＡｘｏＳｃａｎで算出される数値として表示されるものであるが、Ｒｅ（λ）を意味している。
また、本明細書において、Ｒｅ（θ）は、ＡｘｏＳｃａｎ ＯＰＭＦ－１（オプトサイエンス社製）において、入射角θとなる方向から波長５５０ｎｍで測定した値である。
また、本明細書において、Ｒｅ（θ，λ）は、ＡｘｏＳｃａｎ ＯＰＭＦ－１（オプトサイエンス社製）において、入射角θとなる方向から波長λで測定した値である。
本明細書において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は、ＡｘｏＳｃａｎ ＯＰＭＦ－１（オプトサイエンス社製）において、波長λで測定した値である。ＡｘｏＳｃａｎにて平均屈折率（（ｎｘ＋ｎｙ＋ｎｚ）／３）と膜厚（ｄ（μｍ））を入力することにより、
遅相軸方向（°）
Ｒｅ（λ）＝Ｒ０（λ）
Ｒｔｈ（λ）＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２－ｎｚ）×ｄが算出される。
なお、Ｒ０（λ）は、ＡｘｏＳｃａｎで算出される数値として表示されるものであるが、Ｒｅ（λ）を意味している。
また、本明細書において、Ｒｅ（θ）は、ＡｘｏＳｃａｎ ＯＰＭＦ－１（オプトサイエンス社製）において、入射角θとなる方向から波長５５０ｎｍで測定した値である。
また、本明細書において、Ｒｅ（θ，λ）は、ＡｘｏＳｃａｎ ＯＰＭＦ－１（オプトサイエンス社製）において、入射角θとなる方向から波長λで測定した値である。
【0019】
本明細書において、屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、アッベ屈折計（ＮＡＲ－４Ｔ、アタゴ（株）製）を使用し、光源にナトリウムランプ（λ＝５８９ｎｍ）を用いて測定する。また波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計ＤＲ－Ｍ２（アタゴ（株）製）にて、干渉フィルタとの組み合わせで測定できる。
また、ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することもできる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）である。
また、ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することもできる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）である。
【0020】
［光学フィルム］
本発明の光学フィルムは、
液晶化合物、および、キラル剤を用いて形成された光学フィルムであって、
前記液晶化合物は、重合性液晶化合物であり、
液晶化合物由来の分子軸は、螺旋軸に沿って捩れ配向しており、
螺旋軸は、光学フィルムの厚み方向と直交しており、
フィルム面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、フィルム面内の進相軸方向の屈折率ｎｙと、光学フィルムの厚み方向の屈折率ｎｚとが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たす光学フィルムである。
本発明の光学フィルムは、
液晶化合物、および、キラル剤を用いて形成された光学フィルムであって、
前記液晶化合物は、重合性液晶化合物であり、
液晶化合物由来の分子軸は、螺旋軸に沿って捩れ配向しており、
螺旋軸は、光学フィルムの厚み方向と直交しており、
フィルム面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、フィルム面内の進相軸方向の屈折率ｎｙと、光学フィルムの厚み方向の屈折率ｎｚとが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たす光学フィルムである。
【0021】
図１は、本発明の光学フィルムの一例を概念的に表す断面図であり、図２は、図１の平面図である。
図１および図２に示す光学フィルム１０は、液晶化合物１２を用いて形成された光学フィルムである。光学フィルム１０において、液晶化合物１２由来の分子軸は、螺旋軸Ｓに沿ってねじれ配向している。図１に示す例においては、液晶化合物１２は、棒状液晶化合物であって、液晶化合物由来の分子軸の方向は液晶化合物１２の長手方向に一致する。螺旋軸Ｓは、光学フィルムの厚み方向（図１中上下方向）と直交している。
図１および図２に示す光学フィルム１０は、液晶化合物１２を用いて形成された光学フィルムである。光学フィルム１０において、液晶化合物１２由来の分子軸は、螺旋軸Ｓに沿ってねじれ配向している。図１に示す例においては、液晶化合物１２は、棒状液晶化合物であって、液晶化合物由来の分子軸の方向は液晶化合物１２の長手方向に一致する。螺旋軸Ｓは、光学フィルムの厚み方向（図１中上下方向）と直交している。
【0022】
以下の説明では、光学フィルム１０の厚み方向（図１中上下方向、図２の紙面に垂直な方向）をｚ方向とし、厚み方向に直交する面方向のうち、螺旋軸Ｓに平行な方向（図１中左右方向、図２中左右方向）をｙ方向とし、螺旋軸Ｓに直交する方向（図１の紙面に垂直な方向、図２中上下方向）をｘ方向とする。また、光学フィルム１０の図１上面側の表面を上面１１ａといい、図１下面側の表面を下面１１ｂともいう。
すなわち、図１は、ｚ方向およびｙ方向に平行な断面で見た図であり、図２は、ｚ方向から見た平面図である。
すなわち、図１は、ｚ方向およびｙ方向に平行な断面で見た図であり、図２は、ｚ方向から見た平面図である。
【0023】
本発明の光学フィルム１０は、フィルム面内のｘ方向の屈折率ｎｘと、フィルム面内のｙ方向の屈折率ｎｙと、光学フィルム１０の厚み方向（ｚ方向）の屈折率ｎｚとが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たす。屈折率ｎｘは、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率であり、屈折率ｎｙは、フィルム面内の進相軸方向の屈折率である。
【0024】
本発明の光学フィルム１０は、厚み方向と直交する螺旋軸に沿って捩れ配向した液晶化合物を有し、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、フィルム面内の進相軸方向の屈折率ｎｙと、光学フィルムの厚み方向の屈折率ｎｚとが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たすことによって、位相差の視野角依存性を小さくすることができる。
具体的には、厚み方向の屈折率ｎｚを遅相軸方向の屈折率ｎｘと進相軸方向の屈折率ｎｙとの間の値とすることによって、Ｎｚ係数＝（ｎｘ－ｎｚ）／（ｎｘ－ｎｙ）で表されるＮｚ係数を０．５程度に調整することが可能となる。Ｎｚ係数は、Ｒｔｈ／Ｒｅ＋０．５とも表されるため、Ｎｚ係数を０．５と調整可能とは、いいかえれば、厚さ方向のレターデーションＲｔｈを０近傍に調整可能であることを意味する。厚さ方向のレターデーションＲｔｈが０に近い位相差膜は位相差の視野角依存性を小さくすることができる。位相差の視野角依存性とは、光学フィルムを鉛直方向に対して種々の角度から見た際に、透過光の輝度および色味が変化することをいう。すなわち、位相差の視野角依存性が小さいとは、光学フィルムを鉛直方向に対して種々の角度から見た際に、透過光の輝度および色味が変化が少ないことを意味する。
位相差の視野角依存性を小さくすることができる点から、Ｒｔｈは、±２０ｎｍの範囲（－２０ｎｍ～２０ｎｍ）であるのが好ましく、±５ｎｍの範囲（－５ｎｍ～５ｎｍ）であるのが好ましい。
具体的には、厚み方向の屈折率ｎｚを遅相軸方向の屈折率ｎｘと進相軸方向の屈折率ｎｙとの間の値とすることによって、Ｎｚ係数＝（ｎｘ－ｎｚ）／（ｎｘ－ｎｙ）で表されるＮｚ係数を０．５程度に調整することが可能となる。Ｎｚ係数は、Ｒｔｈ／Ｒｅ＋０．５とも表されるため、Ｎｚ係数を０．５と調整可能とは、いいかえれば、厚さ方向のレターデーションＲｔｈを０近傍に調整可能であることを意味する。厚さ方向のレターデーションＲｔｈが０に近い位相差膜は位相差の視野角依存性を小さくすることができる。位相差の視野角依存性とは、光学フィルムを鉛直方向に対して種々の角度から見た際に、透過光の輝度および色味が変化することをいう。すなわち、位相差の視野角依存性が小さいとは、光学フィルムを鉛直方向に対して種々の角度から見た際に、透過光の輝度および色味が変化が少ないことを意味する。
位相差の視野角依存性を小さくすることができる点から、Ｒｔｈは、±２０ｎｍの範囲（－２０ｎｍ～２０ｎｍ）であるのが好ましく、±５ｎｍの範囲（－５ｎｍ～５ｎｍ）であるのが好ましい。
【0025】
図１および図２に示す光学フィルム１０において、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、フィルム面内の進相軸方向の屈折率ｎｙと、光学フィルムの厚み方向の屈折率ｎｚとの関係をｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙとするために、螺旋軸Ｓに沿って捩れ配向した液晶化合物１２由来の分子軸の角度が９０°変化する長さを１／４ピッチ（図１中「Ｐ／４」で表す）とした際に、１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が異なる領域を有する構成を有する。
さらに、図１および図２に示す光学フィルム１０は、液晶化合物１２由来の分子軸が光学フィルム１０の厚み方向と平行な位置から、液晶化合物１２由来の分子軸が光学フィルム１０の厚み方向に対して９０°回転した位置までの１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が減少している構成を有する。
さらに、図１および図２に示す光学フィルム１０は、液晶化合物１２由来の分子軸が光学フィルム１０の厚み方向と平行な位置から、液晶化合物１２由来の分子軸が光学フィルム１０の厚み方向に対して９０°回転した位置までの１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が減少している構成を有する。
【0026】
より具体的に、図１～図４を用いて説明する。
図３は、螺旋軸Ｓに沿って捩れ配向された複数の液晶化合物の一部（１／４ピッチ分）を螺旋軸方向（ｙ方向）から見た図であり、図４は、螺旋軸方向から見た液晶化合物の存在確率を概念的に示す図である。
図３は、螺旋軸Ｓに沿って捩れ配向された複数の液晶化合物の一部（１／４ピッチ分）を螺旋軸方向（ｙ方向）から見た図であり、図４は、螺旋軸方向から見た液晶化合物の存在確率を概念的に示す図である。
【0027】
図１～図３に示すように、分子軸が厚み方向（ｚ方向）と平行な液晶化合物をｃ１とし、分子軸が厚み方向に対して直交する、すなわち、ｘ方向と平行な液晶化合物をｃ７とし、ｃ１とｃ７との間の液晶化合物を液晶化合物ｃ１側から液晶化合物ｃ７側に向かってｃ２～ｃ６とする。液晶化合物ｃ１～ｃ７は、螺旋軸Ｓに沿って捩れ配向されており、液晶化合物ｃ１から液晶化合物ｃ７の間で９０°回転している。捩れ配向された液晶化合物の角度が３６０°変化する液晶化合物間の長さを１ピッチ（図１中「Ｐ」で表す）とすると、液晶化合物ｃ１から液晶化合物ｃ７までの長さは１／４ピッチである。
【0028】
図３に示すように、液晶化合物ｃ１から液晶化合物ｃ７までの１／４ピッチの中で、ｙ方向（螺旋軸方向）から見た、隣接する液晶化合物の分子軸がなす角度が異なっている。図３に示す例では、液晶化合物ｃ１と液晶化合物ｃ２とのなす角度θ1は、液晶化合物ｃ２と液晶化合物ｃ３とのなす角度θ2よりも大きく、液晶化合物ｃ２と液晶化合物ｃ３とのなす角度θ2は、液晶化合物ｃ３と液晶化合物ｃ４とのなす角度θ3よりも大きく、液晶化合物ｃ３と液晶化合物ｃ４とのなす角度θ3は、液晶化合物ｃ４と液晶化合物ｃ５とのなす角度θ4よりも大きく、液晶化合物ｃ４と液晶化合物ｃ５とのなす角度θ4は、液晶化合物ｃ５と液晶化合物ｃ６とのなす角度θ5よりも大きく、液晶化合物ｃ５と液晶化合物ｃ６とのなす角度θ5は、液晶化合物ｃ６と液晶化合物ｃ７とのなす角度θ6よりも大きく、液晶化合物ｃ６と液晶化合物ｃ７とのなす角度θ6は最も小さい。
【0029】
すなわち、液晶化合物ｃ１～ｃ７は、液晶化合物ｃ１側から液晶化合物ｃ７側に向かうに従って、隣接する液晶化合物の分子軸がなす角度が小さくなるように捩れ配向されている。
図１～図３に示す例においては、液晶化合物１２間の間隔は一定であるため、液晶化合物ｃ１から液晶化合物ｃ７までの１／４ピッチの中で、液晶化合物ｃ１側から液晶化合物ｃ７側に向かうに従って、単位長さ当たりの回転角が減少する構成となる。
本発明の光学フィルムにおいては、このように、１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が変化する構成が繰り返されて、液晶化合物が捩れ配向されている。
図１～図３に示す例においては、液晶化合物１２間の間隔は一定であるため、液晶化合物ｃ１から液晶化合物ｃ７までの１／４ピッチの中で、液晶化合物ｃ１側から液晶化合物ｃ７側に向かうに従って、単位長さ当たりの回転角が減少する構成となる。
本発明の光学フィルムにおいては、このように、１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が変化する構成が繰り返されて、液晶化合物が捩れ配向されている。
【0030】
ここで、単位長さ当たりの回転角が一定の場合には、隣接する液晶化合物の分子軸がなす角度が一定であるため、図５に概念的に示すように、螺旋軸方向から見た液晶化合物の存在確率はどの方向でも同じになる。
これに対して、上述のように、液晶化合物ｃ１から液晶化合物ｃ７までの１／４ピッチの中で、液晶化合物ｃ１側から液晶化合物ｃ７側に向かうに従って、単位長さ当たりの回転角が減少する構成とすることで、螺旋軸Ｓ方向から見た液晶化合物の存在確率は、図４に概念的に示すように、ｚ方向（厚み方向）に比べてｘ方向（螺旋軸Ｓと直交する面方向）が高くなる。ｘ方向とｚ方向とで液晶化合物の存在確率が異なるものとなることで、ｘ方向とｚ方向とで屈折率が異なるものとなり、屈折率異方性が生じる。言い換えると、螺旋軸Ｓに垂直な面内において屈折率異方性が生じる。
これに対して、上述のように、液晶化合物ｃ１から液晶化合物ｃ７までの１／４ピッチの中で、液晶化合物ｃ１側から液晶化合物ｃ７側に向かうに従って、単位長さ当たりの回転角が減少する構成とすることで、螺旋軸Ｓ方向から見た液晶化合物の存在確率は、図４に概念的に示すように、ｚ方向（厚み方向）に比べてｘ方向（螺旋軸Ｓと直交する面方向）が高くなる。ｘ方向とｚ方向とで液晶化合物の存在確率が異なるものとなることで、ｘ方向とｚ方向とで屈折率が異なるものとなり、屈折率異方性が生じる。言い換えると、螺旋軸Ｓに垂直な面内において屈折率異方性が生じる。
【0031】
液晶化合物の存在確率が高くなるｘ方向の屈折率ｎｘは、液晶化合物の存在確率が低くなるｚ方向の屈折率ｎｚよりも高くなる。また、螺旋軸Ｓと直交する方向の屈折率ｎｘおよび屈折率ｎｚは、螺旋軸Ｓ方向の屈折率ｎｙよりも高くなる。従って、屈折率ｎｘ、屈折率ｎｙ、および、屈折率ｎｚは、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たすことができる。
【0032】
このように、液晶化合物の捩れ配向において、１／４ピッチの中で単位長さ当たりの回転角が変化する構成は、コレステリック液晶相を固定する前に、コレステリック液晶相に、螺旋軸と直交する方向の偏光を照射することで形成することができる。
この点については後に詳述する。
この点については後に詳述する。
【0033】
前述のとおり、特許文献１～３では、光学異方性膜において、液晶組成物に偏光を照射することで液晶化合粒の捩れ構造に異方性を持たせた構造として二軸性を付与することが記載されている。
しかしながら、特許文献１～３に記載された光学異方性膜は、螺旋軸が厚み方向と平行である。そのため、厚み方向の屈折率ｎｚが、面内方向の屈折率ｎｘおよびｎｙよりも小さくなるため、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たすものとすることができない。そのため、Ｎｚ係数を０．５程度にすることができず、厚さ方向のレターデーションＲｔｈ＝０とすることができない。従って、位相差の視野角依存性を小さくすることができない。
しかしながら、特許文献１～３に記載された光学異方性膜は、螺旋軸が厚み方向と平行である。そのため、厚み方向の屈折率ｎｚが、面内方向の屈折率ｎｘおよびｎｙよりも小さくなるため、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たすものとすることができない。そのため、Ｎｚ係数を０．５程度にすることができず、厚さ方向のレターデーションＲｔｈ＝０とすることができない。従って、位相差の視野角依存性を小さくすることができない。
【0034】
これに対して、本発明の光学フィルムは、前述のとおり、螺旋軸は、光学フィルムの厚み方向と直交しており、屈折率ｎｘ、屈折率ｎｙ、および、屈折率ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たす構成とすることができるため、Ｎｚ係数を０．５程度、いいかえれば、波長５５０ｎｍにおける厚さ方向のレターデーションＲｔｈ＝０とすることができ、位相差の視野角依存性を小さくすることができる。
【0035】
屈折率ｎｘ、屈折率ｎｙ、および、屈折率ｎｚは、アッベ屈折計（ＮＡＲ－４Ｔ、アタゴ（株）製）を使用し、光源にナトリウムランプ（λ＝５８９ｎｍ）を用いて測定する。また波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計ＤＲ－Ｍ２（アタゴ（株）製）にて、干渉フィルタとの組み合わせで測定できる。
【0036】
螺旋軸の方向は、光学測定時の進相軸方位（と一致する）によって決定できる。
【0037】
このような本発明の光学フィルムは、視野角依存性の小さい位相差フィルムとして利用可能である。また、ピッチを調整することによって直線偏光板としても利用可能である。
【0038】
ここで、図１に示す例においては、光学フィルム１０は、液晶化合物１２が捩れ配向された層を厚み方向に３層有する構成としたが、これに限定はされず、液晶化合物が捩れ配向された層を厚み方向に１層有する構成であってもよいし、２層有する構成であってもよいし、４層以上有する構成であってもよい。
【0039】
また、図１に示す例では、液晶化合物は棒状液晶化合物としたが、これに限定はされず、円盤状液晶化合物であってもよい。液晶化合物は棒状液晶化合物であるのが好ましい。
円盤状液晶化合物の場合は、分子短軸が分子軸となる。
円盤状液晶化合物の場合は、分子短軸が分子軸となる。
【0040】
また、図１に示す例においては、６つ離間した位置の液晶化合物までの長さを１／４ピッチ（２４個離間した位置の液晶化合物までの長さを１ピッチ）としたが、これに限定はされず、少なくとも２つ離間した位置の液晶化合物までの長さを１／４ピッチとすればよい。
【0041】
また、捩れ配向された複数の液晶化合物由来の分子軸が３６０°変化する１ピッチの長さは、２６０ｎｍ以下であるのが好ましく、１００ｎｍ以上２６０ｎｍ以下であるのがより好ましく、１５０ｎｍ以上２６０ｎｍ以下であるのが更に好ましい。
１ピッチの長さを２６０ｎｍ以下とすることで、可視光に反射が無く可視光に対する位相差フィルムとすることができる。
なお、１ピッチの長さは、キラル剤の種類、添加量等によって調整することができる。
１ピッチの長さを２６０ｎｍ以下とすることで、可視光に反射が無く可視光に対する位相差フィルムとすることができる。
なお、１ピッチの長さは、キラル剤の種類、添加量等によって調整することができる。
【0042】
また、図１に示す例では、隣接する液晶化合物の間隔は略一定としたがこれに限定はされず互いに異なっていてもよい。
【0043】
また、図３に示す例では、液晶化合物ｃ１側から液晶化合物ｃ７側に向かうに従って、単位長さ当たりの回転角が小さくなる（漸減する）構成としたが、液晶化合物の存在確率（屈折率）に異方性を持たせることができれば、これに限定はされず、単位長さ当たりの回転角は不規則に変化していてもよい。
【0044】
光学フィルム１０の厚さにも、特に制限はなく、１～１００μｍが好ましく、１～５０μｍがより好ましい。光学フィルム１０の厚さは、Ｒｔｈが所望の範囲となるように選択するのが好ましい。
【0045】
また、図１に示す例では、光学フィルム１０は、液晶化合物を用いて形成されたフィルム単体としたが、これに限定はされず、支持体上に積層された構成としてもよい。また、他の光学機能層を積層されてもよい。
【0046】
なお、光学フィルム１０において、捩れ配向を固定した構造においては、捩れ配向の光学的性質が保持されていれば十分であり、光学フィルム１０において、液晶化合物１２は液晶性を示さなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、液晶性を失っていてもよい。
【0047】
光学フィルム１０を形成する液晶組成物は、液晶化合物、キラル剤、および、重合開始剤を含む。
液晶化合物は、重合性液晶化合物である。
キラル剤は光照射によって螺旋誘起力が変化するキラル剤であるのが好ましい。
重合開始剤は、二色性の重合開始剤である。
また、液晶組成物は界面活性剤（水平配向剤）を含んでいてもよい。
以下、光学フィルム１０を形成する液晶組成物に含まれる材料について詳細に説明する。
液晶化合物は、重合性液晶化合物である。
キラル剤は光照射によって螺旋誘起力が変化するキラル剤であるのが好ましい。
重合開始剤は、二色性の重合開始剤である。
また、液晶組成物は界面活性剤（水平配向剤）を含んでいてもよい。
以下、光学フィルム１０を形成する液晶組成物に含まれる材料について詳細に説明する。
【0048】
－－重合性液晶化合物－－
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であるのが好ましい。
光学フィルム１０を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、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、および、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類等が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であるのが好ましい。
光学フィルム１０を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、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、および、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類等が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
【0049】
重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基がより好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは１～６個、より好ましくは１～３個である。
重合性液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、米国特許第５６２２６４８号明細書、米国特許第５７７０１０７号明細書、国際公開第９５／２２５８６号、国際公開第９５／２４４５５号、国際公開第９７／００６００号、国際公開第９８／２３５８０号、国際公開第９８／５２９０５号、特開平１－２７２５５１号公報、特開平６－１６６１６号公報、特開平７－１１０４６９号公報、特開平１１－８００８１号公報、および、特開２００１－３２８９７３号公報等に記載の化合物が含まれる。２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
重合性液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、米国特許第５６２２６４８号明細書、米国特許第５７７０１０７号明細書、国際公開第９５／２２５８６号、国際公開第９５／２４４５５号、国際公開第９７／００６００号、国際公開第９８／２３５８０号、国際公開第９８／５２９０５号、特開平１－２７２５５１号公報、特開平６－１６６１６号公報、特開平７－１１０４６９号公報、特開平１１－８００８１号公報、および、特開２００１－３２８９７３号公報等に記載の化合物が含まれる。２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
【0050】
また、上記以外の重合性液晶化合物としては、特開昭５７－１６５４８０号公報に開示されているようなコレステリック相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物等を用いることができる。さらに、前述の高分子液晶化合物としては、液晶を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖および側鎖の両方の位置に導入した高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレステリック液晶、特開平９－１３３８１０号公報に開示されているような液晶性高分子、および、特開平１１－２９３２５２号公報に開示されているような液晶性高分子等を用いることができる。
【0051】
また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、７５～９９．９質量％であるのが好ましく、８０～９９質量％であるのがより好ましく、８５～９０質量％であるのがさらに好ましい。
【0052】
－－キラル剤（光学活性化合物）－－
キラル剤（カイラル剤）は光学フィルム１０の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４－３項、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、および、イソマンニド誘導体等を用いることができる。
キラル剤（カイラル剤）は光学フィルム１０の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４－３項、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、および、イソマンニド誘導体等を用いることができる。
【0053】
中でも、光の照射によって、螺旋誘起力（ＨＴＰ（（Helical Twisting Power）））が変化するキラル剤は、好ましく利用される。
光の照射によってＨＴＰが変化するキラル剤を用いることにより、例えば、マスクを介して液晶組成物を露光することによって、部分的にキラル剤のＨＴＰを変化させることができる。これにより、光学フィルム１０の面内に、捩れ配向された液晶化合物１２の捩れ角が異なる、複数の領域を形成できる。
なお、光照射によってＨＴＰが変化するキラル剤は、光照射によってＨＴＰが低下するキラル剤でも、光照射によってＨＴＰが増加するキラル剤でもよい。
光の照射によってＨＴＰが変化するキラル剤を用いることにより、例えば、マスクを介して液晶組成物を露光することによって、部分的にキラル剤のＨＴＰを変化させることができる。これにより、光学フィルム１０の面内に、捩れ配向された液晶化合物１２の捩れ角が異なる、複数の領域を形成できる。
なお、光照射によってＨＴＰが変化するキラル剤は、光照射によってＨＴＰが低下するキラル剤でも、光照射によってＨＴＰが増加するキラル剤でもよい。
【0054】
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン、および、これらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であるのが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であるのが好ましく、不飽和重合性基であるのがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であるのがさらに好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
【0055】
キラル剤は、光異性化基を有してもよい。キラル剤が光異性化基を有する場合には、光の照射によってキラル剤のＨＴＰを変更することができるので、好ましい。
光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ基、アゾキシ基、または、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２００２－８０４７８号公報、特開２００２－８０８５１号公報、特開２００２－１７９６６８号公報、特開２００２－１７９６６９号公報、特開２００２－１７９６７０号公報、特開２００２－１７９６８１号公報、特開２００２－１７９６８２号公報、特開２００２－３３８５７５号公報、特開２００２－３３８６６８号公報、特開２００３－３１３１８９号公報、および、特開２００３－３１３２９２号公報等に記載の化合物を用いることができる。
光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ基、アゾキシ基、または、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２００２－８０４７８号公報、特開２００２－８０８５１号公報、特開２００２－１７９６６８号公報、特開２００２－１７９６６９号公報、特開２００２－１７９６７０号公報、特開２００２－１７９６８１号公報、特開２００２－１７９６８２号公報、特開２００２－３３８５７５号公報、特開２００２－３３８６６８号公報、特開２００３－３１３１８９号公報、および、特開２００３－３１３２９２号公報等に記載の化合物を用いることができる。
【0056】
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、捩れ配向される液晶化合物１２の最大の捩れ角を実現できる量を、キラル剤の種類等に応じて、適宜、設定すればよい。
キラル剤の含有量は、液晶化合物の含有モル量に対して０．０１～１０モル％が好ましく、０．０１～５モル％がより好ましい。
キラル剤の含有量は、液晶化合物の含有モル量に対して０．０１～１０モル％が好ましく、０．０１～５モル％がより好ましい。
【0057】
－－重合開始剤－－
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。
光重合開始剤の例には、α－カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、米国特許第２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α－炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、米国特許第２９５１７５８号の各明細書記載）、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（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０－１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）、ならびに、オキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。
光重合開始剤の例には、α－カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、米国特許第２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α－炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、米国特許第２９５１７５８号の各明細書記載）、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（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０－１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）、ならびに、オキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。
【0058】
中でも、重合開始剤は、二色性の重合開始剤であることが好ましい。
二色性の重合開始剤とは、光重合開始剤のうち、特定の偏光方向の光に対して吸収選択性を有し、その偏光により励起されてフリーラジカルを発生させるものをいう。つまり、二色性の重合開始剤とは、特定の偏光方向の光と、上記特定の偏光方向の光と直交する偏光方向の光とで、異なる吸収選択性を有する重合開始剤である。
その詳細及び具体例については、ＷＯ２００３／０５４１１１号パンフレットに記載がある
二色性の重合開始剤の具体例としては、下記化学式の重合開始剤が挙げられる。また、二色性の重合開始剤としては、特表２０１６－５３５８６３号公報の段落［００４６］～［００９７］に記載の重合開始剤を用いることができる。
二色性の重合開始剤とは、光重合開始剤のうち、特定の偏光方向の光に対して吸収選択性を有し、その偏光により励起されてフリーラジカルを発生させるものをいう。つまり、二色性の重合開始剤とは、特定の偏光方向の光と、上記特定の偏光方向の光と直交する偏光方向の光とで、異なる吸収選択性を有する重合開始剤である。
その詳細及び具体例については、ＷＯ２００３／０５４１１１号パンフレットに記載がある
二色性の重合開始剤の具体例としては、下記化学式の重合開始剤が挙げられる。また、二色性の重合開始剤としては、特表２０１６－５３５８６３号公報の段落［００４６］～［００９７］に記載の重合開始剤を用いることができる。
【0059】
【化1】
【0060】
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、液晶化合物の含有量に対して０．１～２０質量％であるのが好ましく、０．５～１２質量％であるのがより好ましい。
【0061】
－－架橋剤－－
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、および、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートおよびペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレートおよびエチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２－ビスヒドロキシメチルブタノール－トリス［３－（１－アジリジニル）プロピオネート］および４，４－ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネートおよびビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ならびに、ビニルトリメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）３－アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、液晶組成物の固形分質量に対して、１～２０質量％が好ましく、３～１０質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、光学フィルム１０の安定性がより向上する。
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、および、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートおよびペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレートおよびエチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２－ビスヒドロキシメチルブタノール－トリス［３－（１－アジリジニル）プロピオネート］および４，４－ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネートおよびビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ならびに、ビニルトリメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）３－アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、液晶組成物の固形分質量に対して、１～２０質量％が好ましく、３～１０質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、光学フィルム１０の安定性がより向上する。
【0062】
－－界面活性剤－－
光学フィルム１０を形成する際に用いる液晶組成物は、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤は、液晶化合物を安定的にまたは迅速にプレーナー配向とする効果を寄与する、配向制御剤（水平配向剤）として機能できる化合物が好ましい。
界面活性剤としては、例えば、シリコ－ン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤が挙げられ、フッ素系界面活性剤が好ましく例示される。
光学フィルム１０を形成する際に用いる液晶組成物は、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤は、液晶化合物を安定的にまたは迅速にプレーナー配向とする効果を寄与する、配向制御剤（水平配向剤）として機能できる化合物が好ましい。
界面活性剤としては、例えば、シリコ－ン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤が挙げられ、フッ素系界面活性剤が好ましく例示される。
【0063】
界面活性剤の具体例としては、特開２０１４－１１９６０５号公報の段落［００８２］～［００９０］に記載の化合物、特開２０１２－２０３２３７号公報の段落［００３１］～［００３４］に記載の化合物、特開２００５－９９２４８号公報の段落［００９２］および［００９３］中に例示されている化合物、特開２００２－１２９１６２号公報の段落［００７６］～［００７８］および段落［００８２］～［００８５］中に例示されている化合物、ならびに、特開２００７－２７２１８５号公報の段落［００１８］～［００４３］等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、などが挙げられる。
なお、界面活性剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
フッ素系界面活性剤として、特開２０１４－１１９６０５号公報の段落［００８２］～［００９０］に記載の化合物が好ましい。
なお、界面活性剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
フッ素系界面活性剤として、特開２０１４－１１９６０５号公報の段落［００８２］～［００９０］に記載の化合物が好ましい。
【0064】
液晶組成物中における、界面活性剤の添加量は、液晶化合物の全質量に対して０．０１～１０質量％が好ましく、０．０１～５質量％がより好ましく、０．０２～１質量％がさらに好ましい。
【0065】
－－その他の添加剤－－
液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、および、金属酸化物微粒子等を、光学的性能等を低下させない範囲で添加することができる。
液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、および、金属酸化物微粒子等を、光学的性能等を低下させない範囲で添加することができる。
【0066】
液晶組成物は、光学フィルム１０を形成する際には、液体として用いられるのが好ましい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましい。
有機溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、および、エーテル類などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましい。
有機溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、および、エーテル類などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。
【0067】
［光学フィルムの製造方法］
本発明の光学フィルムの製造方法は、
液晶化合物、二色性の重合開始剤、および、キラル剤を含有する塗膜を形成する塗膜形成工程と、
塗膜中の液晶化合物を塗膜の厚み方向と直交する螺旋軸に沿って捩れ配向させてコレステリック液晶相を形成するＣＬ液晶相形成工程と、
コレステリック液晶相に、螺旋軸と直交する方向の偏光を照射する偏光照射工程とを有する光学フィルムの製造方法である。
以下、図６～図７を用いて光学フィルムの製造方法について説明する。
本発明の光学フィルムの製造方法は、
液晶化合物、二色性の重合開始剤、および、キラル剤を含有する塗膜を形成する塗膜形成工程と、
塗膜中の液晶化合物を塗膜の厚み方向と直交する螺旋軸に沿って捩れ配向させてコレステリック液晶相を形成するＣＬ液晶相形成工程と、
コレステリック液晶相に、螺旋軸と直交する方向の偏光を照射する偏光照射工程とを有する光学フィルムの製造方法である。
以下、図６～図７を用いて光学フィルムの製造方法について説明する。
【0068】
＜塗膜形成工程＞
塗膜形成工程は、液晶化合物、二色性の重合開始剤、および、キラル剤を含有する塗膜を形成する工程である。
具体的には、液晶化合物、二色性の重合開始剤、および、キラル剤等を含有する液晶組成物を支持体（仮支持体）上に塗布して、支持体１４上に液晶化合物１２を含む液晶組成物の塗膜１６を形成する。
塗膜形成工程は、液晶化合物、二色性の重合開始剤、および、キラル剤を含有する塗膜を形成する工程である。
具体的には、液晶化合物、二色性の重合開始剤、および、キラル剤等を含有する液晶組成物を支持体（仮支持体）上に塗布して、支持体１４上に液晶化合物１２を含む液晶組成物の塗膜１６を形成する。
【0069】
液晶組成物の塗布方法は、バーコート、グラビアコート、および、スプレー塗布等の液体の塗布に用いられている公知の各種の方法が利用可能である。また、液晶組成物の塗布厚（塗膜厚）は、液晶組成物の組成等に応じて、目的とする厚さの光学フィルムが得られる塗布厚を、適宜、設定すればよい。
【0070】
また、塗布した液晶化合物１２に配向性を付与してもよい。
液晶化合物１２の配向性の付与方法としては特に限定はなく、公知の方法で行なえばよい。一例として、支持体１４の塗膜１６形成面にラビング等によって配向制御力を付与すればよい。
液晶化合物１２の配向性の付与方法としては特に限定はなく、公知の方法で行なえばよい。一例として、支持体１４の塗膜１６形成面にラビング等によって配向制御力を付与すればよい。
【0071】
なお、配向性の付与方法は、ラビングに制限はされず、公知の方法が利用可能である。一例として、光配向性の材料に偏光または非偏光を照射して配向膜とした、いわゆる光配向膜による配向性の付与も用いることができる。すなわち、本発明の光学フィルムの製造方法では、光学フィルムを形成する支持体１６の表面に、光配向膜を有してもよい。
光配向膜に用いられる光配向材料としては、例えば、特開２００６－２８５１９７号公報、特開２００７－７６８３９号公報、特開２００７－１３８１３８号公報、特開２００７－９４０７１号公報、特開２００７－１２１７２１号公報、特開２００７－１４０４６５号公報、特開２００７－１５６４３９号公報、特開２００７－１３３１８４号公報、特開２００９－１０９８３１号公報、特許第３８８３８４８号、特許第４１５１７４６号に記載のアゾ化合物、特開２００２－２２９０３９号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開２００２－２６５５４１号公報、特開２００２－３１７０１３号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミドおよび／またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第４２０５１９５号、特許第４２０５１９８号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表２００３－５２０８７８号公報、特表２００４－５２９２２０号公報、特許第４１６２８５０号に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミド、またはエステル、特開平９－１１８７１７号公報、特表平１０－５０６４２０号公報、特表２００３－５０５５６１号公報、ＷＯ２０１０／１５０７４８号公報、特開２０１３－１７７５６１号公報、特開２０１４－１２８２３号公報に記載の光二量化可能な化合物、特にシンナメート化合物、カルコン化合物、クマリン化合物が好ましい例として挙げられる。
光配向膜に用いられる光配向材料としては、例えば、特開２００６－２８５１９７号公報、特開２００７－７６８３９号公報、特開２００７－１３８１３８号公報、特開２００７－９４０７１号公報、特開２００７－１２１７２１号公報、特開２００７－１４０４６５号公報、特開２００７－１５６４３９号公報、特開２００７－１３３１８４号公報、特開２００９－１０９８３１号公報、特許第３８８３８４８号、特許第４１５１７４６号に記載のアゾ化合物、特開２００２－２２９０３９号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開２００２－２６５５４１号公報、特開２００２－３１７０１３号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミドおよび／またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第４２０５１９５号、特許第４２０５１９８号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表２００３－５２０８７８号公報、特表２００４－５２９２２０号公報、特許第４１６２８５０号に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミド、またはエステル、特開平９－１１８７１７号公報、特表平１０－５０６４２０号公報、特表２００３－５０５５６１号公報、ＷＯ２０１０／１５０７４８号公報、特開２０１３－１７７５６１号公報、特開２０１４－１２８２３号公報に記載の光二量化可能な化合物、特にシンナメート化合物、カルコン化合物、クマリン化合物が好ましい例として挙げられる。
【0072】
利用可能な支持体１４としては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、および、ポリオレフィン等の樹脂フィルムが例示される。また、光学フィルム１０を、支持体１４に積層した状態で使用する場合には、支持体１４は、ヘイズが低く、十分な透明性を有するものを用いるのが好ましい。
【0073】
＜ＣＬ液晶相形成工程＞
ＣＬ液晶相形成工程は、図６に示すように、塗膜１６中の液晶化合物１２を塗膜１６の厚み方向と直交する螺旋軸Ｓに沿って捩れ配向させてコレステリック液晶相を形成する工程である。
コレステリック液晶相の形成は、塗膜の冷却、加熱等（熟成ともいう）により行なうことができる。
ＣＬ液晶相形成工程は、図６に示すように、塗膜１６中の液晶化合物１２を塗膜１６の厚み方向と直交する螺旋軸Ｓに沿って捩れ配向させてコレステリック液晶相を形成する工程である。
コレステリック液晶相の形成は、塗膜の冷却、加熱等（熟成ともいう）により行なうことができる。
【0074】
ＣＬ液晶相形成工程によって、液晶化合物１２は、塗膜の厚み方向と直交する螺旋軸に沿って捩れ配向する。このとき、隣接する液晶化合物１２の分子軸が成す角度は略一定となるように捩れ配向されている。
【0075】
＜偏光照射工程＞
偏光照射工程は、ＣＬ液晶相形成工程で形成したコレステリック液晶相を有する塗膜１６に、螺旋軸Ｓと直交する方向の偏光を照射する工程である。
具体的には、塗膜１６の表面（図６中塗膜の上側）側から、螺旋軸Ｓと直交する方向、すなわち、ｘ方向の偏光を塗膜１６に照射することで、偏光方向と合致するｘ方向に分子軸を有する液晶化合物１２の重合が進行する。すなわち、図１～図３においてｃ７に相当する液晶化合物、および、これに近い位置に存在する液晶化合物の重合が進行する。このとき、一部の液晶化合物のみが重合するため、この位置に存在したキラル剤が排除されて他の位置（ｃ１側）に移動する。
偏光照射工程は、ＣＬ液晶相形成工程で形成したコレステリック液晶相を有する塗膜１６に、螺旋軸Ｓと直交する方向の偏光を照射する工程である。
具体的には、塗膜１６の表面（図６中塗膜の上側）側から、螺旋軸Ｓと直交する方向、すなわち、ｘ方向の偏光を塗膜１６に照射することで、偏光方向と合致するｘ方向に分子軸を有する液晶化合物１２の重合が進行する。すなわち、図１～図３においてｃ７に相当する液晶化合物、および、これに近い位置に存在する液晶化合物の重合が進行する。このとき、一部の液晶化合物のみが重合するため、この位置に存在したキラル剤が排除されて他の位置（ｃ１側）に移動する。
【0076】
従って、液晶化合物の分子軸の方向がｘ方向に近い位置（ｃ７近傍）では、キラル剤の量が少なくなり、捩れ配向の回転角が小さくなる。一方、液晶化合物の分子軸の方向がｚ方向に近い位置（ｃ１近傍）では、キラル剤の量が多くなり、捩れ配向の回転角が大きくなる。
これによって、図７に示すように、螺旋軸Ｓに沿って捩れ配向された液晶化合物において、分子軸がｚ方向（厚み方向）と平行な液晶化合物から、ｘ方向と平行な液晶化合物までの１／４ピッチの中で、ｚ方向に平行な液晶化合物ｃ１側からｘ方向に平行な液晶化合物ｃ７側に向かうに従って、隣接する液晶化合物の分子軸がなす角度が小さくなる構成を有する光学フィルムを得ることができる。すなわち、作製した光学フィルムは、１／４ピッチの中で、液晶化合物ｃ１側から液晶化合物ｃ７側に向かうに従って、単位長さ当たりの回転角が減少する構成を有する光学フィルムとなる。
これによって、図７に示すように、螺旋軸Ｓに沿って捩れ配向された液晶化合物において、分子軸がｚ方向（厚み方向）と平行な液晶化合物から、ｘ方向と平行な液晶化合物までの１／４ピッチの中で、ｚ方向に平行な液晶化合物ｃ１側からｘ方向に平行な液晶化合物ｃ７側に向かうに従って、隣接する液晶化合物の分子軸がなす角度が小さくなる構成を有する光学フィルムを得ることができる。すなわち、作製した光学フィルムは、１／４ピッチの中で、液晶化合物ｃ１側から液晶化合物ｃ７側に向かうに従って、単位長さ当たりの回転角が減少する構成を有する光学フィルムとなる。
【0077】
以上のとおり、偏光照射工程において、コレステリック液晶相に偏光を照射することで、ｘ方向とｚ方向とで液晶化合物の存在確率が異なるものとなり、ｘ方向とｚ方向とで屈折率が異なる、屈折率異方性が生じる。これによって、光学フィルム１０の屈折率ｎｘ、屈折率ｎｙ、および、屈折率ｎｚは、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たすものとすることができる。
【0078】
偏光照射工程において照射する光は、紫外線でも、可視光でも、赤外線でもよい。すなわち、塗膜１６が含有する液晶化合物および重合開始剤等に応じて、液晶化合物が重合できる光を、適宜、選択すればよい。
【0079】
また、重合開始剤として二色性の重合開始剤を用いることによって、塗膜に偏光を照射した際に、偏光方向と合致する方向に分子軸を有する液晶化合物の重合をより好適に進行させることができる。
【0080】
＜硬化工程＞
本発明の光学フィルムの製造方法は、偏光照射工程の後に、液晶相を固定する硬化工程を有していてもよい。
液晶相を固定化する方法としては限定はなく、紫外光照射、加熱等の公知の方法を用いることができる。液晶組成物の硬化は、光照射が好ましく、中でも、紫外線照射による硬化が好ましい。また、照射する光は非偏光の光である。
本発明の光学フィルムの製造方法は、偏光照射工程の後に、液晶相を固定する硬化工程を有していてもよい。
液晶相を固定化する方法としては限定はなく、紫外光照射、加熱等の公知の方法を用いることができる。液晶組成物の硬化は、光照射が好ましく、中でも、紫外線照射による硬化が好ましい。また、照射する光は非偏光の光である。
【0081】
作製した光学フィルム１０は、一例として、支持体１４から剥離される。あるいは、支持体１６と積層された状態で使用されてもよい。
【0082】
また、本発明の光学フィルムの製造方法は、長尺な支持体を長手方向に搬送しつつ各種の処理を行う、いわゆるロール・トゥ・ロール（以下、「ＲｔｏＲ」ともいう）によって製造するものであってもよいし、いわゆる枚葉式で製造するものであってもよい。生産性等を考慮するとロール・トゥ・ロールによって製造するのが好ましい。
周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺な被処理材料を巻回してなるロールから、被処理材料を送り出して、長手方向に搬送しつつ、各種の処理を行い、処理済の被処理材料を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。ＲｔｏＲを利用することにより、高い生産性で、効率よく光学フィルム１０を作製できる。
周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺な被処理材料を巻回してなるロールから、被処理材料を送り出して、長手方向に搬送しつつ、各種の処理を行い、処理済の被処理材料を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。ＲｔｏＲを利用することにより、高い生産性で、効率よく光学フィルム１０を作製できる。
【0083】
以上、本発明の光学フィルムおよび光学フィルムの製造方法について詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【0084】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、使用量、物質量、割合、処理内容、および、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、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。
【0085】
［実施例１］
＜液晶組成物の調製＞
以下に示す各成分を混合し、液晶組成物を調製した。
・重合性液晶化合物１ ０．７ｇ
・重合性液晶化合物２ ０．３ｇ
・キラル剤 ０．３ｇ
・二色性重合開始剤Ａ（光重合開始剤） ４０ｍｇ
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ） １．６ｇ
＜液晶組成物の調製＞
以下に示す各成分を混合し、液晶組成物を調製した。
・重合性液晶化合物１ ０．７ｇ
・重合性液晶化合物２ ０．３ｇ
・キラル剤 ０．３ｇ
・二色性重合開始剤Ａ（光重合開始剤） ４０ｍｇ
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ） １．６ｇ
【0086】
重合性液晶化合物１
【化2】
【0087】
重合性液晶化合物２
【化3】
【0088】
キラル剤
【化4】
【0089】
二色性重合開始剤Ａ
【化5】
【0090】
（塗膜形成工程）
ガラス上配向膜（SE-7511L（日産化学工業））を形成し、レーヨン布によってラビング処理を施した。ラビング処理の条件は、圧力：０．１ｋｇｆ（０．９８Ｎ）、回転数：１０００ｒｐｍ、搬送速度：１０ｍ／ｍｉｎ、回数：１往復、とした。
ガラス上配向膜（SE-7511L（日産化学工業））を形成し、レーヨン布によってラビング処理を施した。ラビング処理の条件は、圧力：０．１ｋｇｆ（０．９８Ｎ）、回転数：１０００ｒｐｍ、搬送速度：１０ｍ／ｍｉｎ、回数：１往復、とした。
【0091】
ラビング処理面に、ワイヤーバーを用いて、液晶組成物を室温にて塗布し、塗膜を形成した。
なお、塗膜の厚さは乾燥膜厚が１μｍとなるように調節した。
なお、塗膜の厚さは乾燥膜厚が１μｍとなるように調節した。
【0092】
（ＣＬ液晶相形成工程）
次いで、形成した塗膜を昇温後９０度で熟成しコレステリック液晶相を形成した。
次いで、形成した塗膜を昇温後９０度で熟成しコレステリック液晶相を形成した。
【0093】
（偏光照射工程）
次いで、コレステリック液晶相を有する塗膜に、螺旋軸Ｓと直交する方向の偏光を照射した。
光源は、ＵＶ照射装置（Ｌｉｇｈｔ Ｈａｍｍｅｒ １０、２４０Ｗ／ｃｍ、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を用い、波長は３５０～４００ｎｍとし、露光量は１００ｍＪ／ｃｍ2とした。また、ワイヤグリッド偏光フィルタ（ProFlux PPL04C,Moxtek社）を用いることで偏光を照射した。
次いで、コレステリック液晶相を有する塗膜に、螺旋軸Ｓと直交する方向の偏光を照射した。
光源は、ＵＶ照射装置（Ｌｉｇｈｔ Ｈａｍｍｅｒ １０、２４０Ｗ／ｃｍ、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を用い、波長は３５０～４００ｎｍとし、露光量は１００ｍＪ／ｃｍ2とした。また、ワイヤグリッド偏光フィルタ（ProFlux PPL04C,Moxtek社）を用いることで偏光を照射した。
【0094】
（硬化工程）
その後、偏光照射を行った塗膜に対し、窒素雰囲気下（酸素濃度５００ｐｐｍ以下）、８０℃で、５００ｍＪ／ｃｍ2、紫外線を照射して液晶組成物の塗膜を硬化することにより、光学フィルムを作製した。なお、紫外線の光源は、ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製の『ＥＸＥＣＵＲＥ３０００－Ｗ』を用いた。なお、照射した光は非偏光である。
その後、支持体を剥離して、光学フィルムとした。
その後、偏光照射を行った塗膜に対し、窒素雰囲気下（酸素濃度５００ｐｐｍ以下）、８０℃で、５００ｍＪ／ｃｍ2、紫外線を照射して液晶組成物の塗膜を硬化することにより、光学フィルムを作製した。なお、紫外線の光源は、ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製の『ＥＸＥＣＵＲＥ３０００－Ｗ』を用いた。なお、照射した光は非偏光である。
その後、支持体を剥離して、光学フィルムとした。
【0095】
（屈折率の測定）
作製した光学フィルムの屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを、アッベ屈折計（ＮＡＲ－４Ｔ、アタゴ（株）製）を使用し、光源にナトリウムランプ（λ＝５８９ｎｍ）を用いて測定した。また、Ｒｔｈの値をＲｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２－ｎｚ）×ｄから算出した。
測定した結果を表１に表す。
作製した光学フィルムの屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを、アッベ屈折計（ＮＡＲ－４Ｔ、アタゴ（株）製）を使用し、光源にナトリウムランプ（λ＝５８９ｎｍ）を用いて測定した。また、Ｒｔｈの値をＲｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２－ｎｚ）×ｄから算出した。
測定した結果を表１に表す。
【0096】
［実施例２］
塗膜形成工程において、１μｍの層を２回塗布して積層し全体で２μの積層体とした以外は実施例１と同様に光学フィルムを作製した。
塗膜形成工程において、１μｍの層を２回塗布して積層し全体で２μの積層体とした以外は実施例１と同様に光学フィルムを作製した。
【0097】
［実施例３］
液晶組成物の調製において、重合性液晶化合物２を重合性液晶化合物３に変更し、さらに、塗膜形成工程において、塗膜の厚みを１．５μｍとした以外は実施例１と同様に光学フィルムを作製した。
液晶組成物の調製において、重合性液晶化合物２を重合性液晶化合物３に変更し、さらに、塗膜形成工程において、塗膜の厚みを１．５μｍとした以外は実施例１と同様に光学フィルムを作製した。
【0098】
重合性液晶化合物３
【化6】
【0099】
［実施例４］
重合開始剤として上記二色性重合開始剤Ａと下記重合開始剤１（光ラジカル開始剤 ＢＡＳＦ社製 ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）とを８：２の割合で用いた以外は実施例３と同様に光学フィルムを作製した。
下記重合開始剤１は、二色性の重合開始剤ではない。
重合開始剤として上記二色性重合開始剤Ａと下記重合開始剤１（光ラジカル開始剤 ＢＡＳＦ社製 ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）とを８：２の割合で用いた以外は実施例３と同様に光学フィルムを作製した。
下記重合開始剤１は、二色性の重合開始剤ではない。
【0100】
重合開始剤１
【化7】
【0101】
［比較例１］
重合開始剤を上記構造の重合開始剤１に変更した以外は実施例１と同様に光学フィルムを作製した。
重合開始剤を上記構造の重合開始剤１に変更した以外は実施例１と同様に光学フィルムを作製した。
【0102】
［評価］
＜位相差の視野角依存性＞
作製した光学フィルムについて、位相差の視野角依存性を以下の方法で測定し評価した。
光学フィルムをクロスニコルの偏光板の間に遅相軸が４５°になるように挿入した構成としたとき、光学フィルムの鉛直方向から見た場合と、鉛直方向から斜め６０°方向から見た場合とでの透過光の輝度および色味の変化を目視で観察し以下の基準で評価した。
Ａ：輝度および色味の変化が感じられない。
Ｂ：輝度および／または色味の変化が若干あるが気にならない。
Ｃ：輝度および／または色味の変化が大きい。
結果を下記の表１に示す。
＜位相差の視野角依存性＞
作製した光学フィルムについて、位相差の視野角依存性を以下の方法で測定し評価した。
光学フィルムをクロスニコルの偏光板の間に遅相軸が４５°になるように挿入した構成としたとき、光学フィルムの鉛直方向から見た場合と、鉛直方向から斜め６０°方向から見た場合とでの透過光の輝度および色味の変化を目視で観察し以下の基準で評価した。
Ａ：輝度および色味の変化が感じられない。
Ｂ：輝度および／または色味の変化が若干あるが気にならない。
Ｃ：輝度および／または色味の変化が大きい。
結果を下記の表１に示す。
【0103】
【表1】
【0104】
表１に示されるように、本発明の光学フィルムは、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たさない比較例１に比べて位相差の視野角依存性が少ないことがわかる。
また、実施例１～４の対比から、Ｒｔｈが±５ｎｍ以下の場合に位相差の視野角依存性がより少なくなり好ましいことがわかる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
また、実施例１～４の対比から、Ｒｔｈが±５ｎｍ以下の場合に位相差の視野角依存性がより少なくなり好ましいことがわかる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【0105】
１０ 光学フィルム
１１ａ、１１ｂ 表面
１２ 液晶化合物
１４ 支持体
１６ 塗膜
ｃ１～ｃ７ 液晶化合物
Ｐ ピッチ
Ｓ 螺旋軸
１１ａ、１１ｂ 表面
１２ 液晶化合物
１４ 支持体
１６ 塗膜
ｃ１～ｃ７ 液晶化合物
Ｐ ピッチ
Ｓ 螺旋軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
