CN109791241B

CN109791241B - 光学层叠体

Info

Publication number: CN109791241B
Application number: CN201780058293.0A
Authority: CN
Inventors: 齐藤之人; 渥美匡广; 山田直良; 柏木大助; 二村惠朗; 市桥光芳; 高砂理惠
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2037-09-22
Also published as: CN109791241A; US11169389B2; JP6671494B2; WO2018062026A1; US20190204614A1; JPWO2018062026A1

Abstract

本发明提供一种胆甾醇型液晶层中的短波长位移得到抑制的光学层叠体。设为如下光学层叠体，即具备胆甾醇型液晶层以及层叠于胆甾醇型液晶层而成的双凸透镜，胆甾醇型液晶层具备在双凸透镜的透镜的排列方向上以图案状排列而成的、相对于正面入射光的反射中心波长不同的多个区域，在多个区域中具有最短波长的反射中心波长的区域配置于相对于正面入射光的双凸透镜的焦点位置，在多个区域中越是具有更长波长的反射中心波长的区域，越配置于远离上述焦点位置的位置。

Description

光学层叠体

技术领域

本发明涉及一种具备胆甾醇型液晶层的光学层叠体。

背景技术

胆甾醇型液晶具有选择性地反射特定波长的特定的圆偏振光、且透射其他波长和其他圆偏振光的性质，使用于显示装置中的滤色器或增亮膜等。

胆甾醇型液晶层选择性地反射与液晶的螺旋结构的周期对应的波长的光，该选择反射波长根据从胆甾醇型液晶层的表面入射的光的入射角度而不同，入射光的入射角度越大则选择反射波长越短。将该现象称作胆甾醇型液晶层中的短波长位移。

为了解决由该倾斜入射光引起的短波长位移问题，在日本特开2000-305074号公报中提出有在胆甾醇型液晶层的光入射面侧配置微透镜而成的层叠结构体。在日本特开2000-305074号公报中，公开有通过微透镜(双凸透镜，lenticular lens)使入射光轴在入射面上向法线侧位移，从而降低反射光向短波长侧的位移的结构。

发明内容

发明要解决的技术课题

根据日本特开2000-305074号公报的结构，使入射到层叠结构体的入射光通过透镜的作用折射并入射到胆甾醇型液晶层，从而能够使入射到胆甾醇型液晶层时的入射角度小于入射到层叠结构体时的入射角度，因此结论上能够抑制短波长位移。然而，利用折射角的该结构的效果有限，在具备胆甾醇型液晶层的光学层叠体中，要求进一步提高反射光向短波长侧的位移的降低效果。

本发明的目的在于提供一种胆甾醇型液晶层中的反射光的短波长位移得到抑制的光学层叠体。

用于解决技术课题的手段

本发明的光学层叠体具备胆甾醇型液晶层、层叠于胆甾醇型液晶层而成的双凸透镜，

胆甾醇型液晶层具备在双凸透镜的透镜的排列方向上以图案状排列而成的、相对于正面入射光的反射中心波长不同的多个区域，

在多个区域中具有最短波长的反射中心波长的区域配置于相对于正面入射光的双凸透镜的焦点位置，在多个区域中越是具有更长波长的反射中心波长的区域，越配置于远离焦点位置的位置。

在此，正面入射光是从胆甾醇型液晶层表面的法线方向入射的入射光，胆甾醇型液晶层中的反射中心波长是指，在正面入射光中选择性地被反射的正面反射光(沿法线方向被反射的反射光)的中心波长。

本发明的光学层叠体中，优选在胆甾醇型液晶层与双凸透镜的层叠方向上，具有最短波长的反射中心波长的区域配置于与双凸透镜的透镜中心重叠的位置，具有最长波长的反射中心波长的区域配置于与双凸透镜的透镜彼此的边界重叠的位置。

并且，在本发明的光学层叠体中，优选多个区域的透镜的排列方向的宽度相同。

本发明的光学层叠体能够设为如下：上述多个区域由反射中心波长为相对短波的短波长反射区域以及反射中心波长为相对长波的长波长反射区域这2个区域构成，长波长反射区域与短波长反射区域沿着双凸透镜的透镜排列方向交替配置而成。

在此，相对短波、相对长波表示当比较短波长反射区域与长波长反射区域的反射中心波长时，短波长反射区域的反射中心波长与长波长反射区域的反射中心波长相比为短波，长波长反射区域的反射中心波长与短波长反射区域的反射中心波长相比为长波。

另外，多个区域由上述2个区域构成时，短波长反射区域相当于上述具有最短波长的反射中心波长的区域，长波长反射区域相当于上述具有最长波长的反射中心波长的区域，优选在胆甾醇型液晶层与双凸透镜的层叠方向上，短波长反射区域配置于与双凸透镜的透镜中心重叠的位置，长波长反射区域配置于与双凸透镜的透镜彼此的边界重叠的位置。

另外，多个区域由上述2个区域构成时，优选长波长反射区域的反射中心波长与短波长反射区域的反射中心波长之差为10nm～110nm。

本发明的光学层叠体中，优选双凸透镜的透镜间距为0.2mm～2mm。

发明效果

本发明的光学层叠体具备胆甾醇型液晶层、以及层叠于该胆甾醇型液晶层上而成的双凸透镜，胆甾醇型液晶层具备在双凸透镜的透镜的排列方向上以图案状排列而成的、相对于正面入射光的反射中心波长不同的多个区域，在多个区域中具有最短波长的反射中心波长的区域配置于相对于正面入射光的双凸透镜的焦点位置，在多个区域中越是具有更长波长的反射中心波长的区域，越配置于远离上述焦点位置的位置。通过所述结构，能够有效地抑制入射到光学层叠体且选择性地被反射的光中的短波长位移。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的光学层叠体的概略结构的立体图。

图2是表示第1实施方式的光学层叠体的一部分的放大剖视图。

图3是表示第1实施方式的光学层叠体的一部分的放大剖视图，是用于说明入射光的入射角度与反射区域之间的关系的图。

图4是用于关于第1实施方式的光学层叠体说明入射光的入射角度与反射区域之间的关系的截面示意图。

图5是表示本发明的第2实施方式的光学层叠体的概略结构的截面示意图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的光学层叠体的实施方式进行说明。另外，在各附图中，为了容易视觉辨认，适当使构成要件的比例尺与实际不同。

＜第1实施方式的光学层叠体＞

图1是表示本发明的第1实施方式的光学层叠体10的概略结构的立体图，图2以及图3是表示图1的光学层叠体10的与透镜的长度方向垂直相交的截面的一部分的放大图。

双凸透镜14是平凸状的柱面透镜15(以下也简单称作透镜15。)以阵列状排列多个而成的透镜片。

双凸透镜14的优选的透镜形状没有特别的限定，但优选设为透镜高度h为50μm～100μm、间距p为0.2mm～2mm、透镜半径r为10μm～1mm左右。优选双凸透镜14的镜片厚度t为10μm～2mm。与以往用于显示3D图像的透镜相比，使用间距更大的双凸透镜。

如图2所示，透镜高度h是双凸透镜14的柱面透镜15的垂直截面的圆弧的高度，包含该圆弧的圆的半径为透镜半径r。

如图2所示，本实施方式的光学层叠体10的胆甾醇型液晶层12以图案状排列而成。即沿双凸透镜14的透镜15的排列方向x，具有相互不同的反射中心波长的2个区域12A、12B交替配置而成。区域12A为反射中心波长为相对短波的短波长反射区域(以下称作短波长反射区域12A。)，区域12B为反射中心波长为相对长波的长波长反射区域(以下称作长波长反射区域12B。)。区域12A以及区域12B均为沿透镜15的长度方向y延伸的条纹状的区域(参考图1)。

胆甾醇型液晶层12的膜厚优选为1μm～10μm。

在本实施方式的光学层叠体10中，短波长反射区域12A的宽度与长波长反射区域12B的宽度相同，为透镜间距p的一半的长度。在胆甾醇型液晶层12与双凸透镜14的层叠方向z上，短波长反射区域12A配置于与双凸透镜14的透镜15的中心重叠的位置，长波长反射区域12B配置于与双凸透镜14的相邻透镜15之间的边界重叠的位置。更具体而言，以短波长反射区域12A的宽度方向的中心与透镜15的中心一致且长波长反射区域12B的宽度方向的中心与透镜15之间的边界一致的方式层叠有胆甾醇型液晶层12与双凸透镜14。

在本结构的光学层叠体10中，如图3所示，短波长反射区域12A配置于双凸透镜14的相对于正面入射光I₀的焦点位置，长波长反射区域12B配置于从该焦点位置远离的、短波长反射区域12A的两侧，相对于向双凸透镜14以规定的入射角度θ倾斜入射的入射光I_θ的焦点位于长波长反射区域12B。此时的规定的入射角度θ相对于所希望的视场角φ适当设定即可，例如优选相对于视场角φ在φ/2≤θ≤φ/3的范围内设定。

在本例子中，构成为焦点位于胆甾醇型液晶层12的双凸透镜14侧的表面。然而，以相同的入射角度入射的光入射到相同的区域即可，焦点也可以位于胆甾醇型液晶层12的内部。

如图3所示，当光(正面入射光I₀)从正面向光学层叠体10入射时，与对其短波长反射区域12A的入射角度对应的反射波长区域的反射光r₀选择性地被反射。并且，当入射角度为θ的光(倾斜入射光I_θ)向光学层叠体10入射时，与对其长波长反射区域12B的入射角度对应的反射波长区域的反射光r_θ选择性地被反射。

当正面入射光I₀经由透镜15入射到短波长反射区域12A时，通过透镜15的作用，如图3所示那样也有以并非0°的入射角度入射的光，因此，在反射光r₀中包含比短波长反射区域12A的反射中心波长更向短波侧位移的光。但是，此时的短波长位移与由通常的倾斜入射光引起的短波长位移相比，能够抑制在充分小的范围内。

并且，倾斜入射光I_θ经由透镜15以某一入射角度入射到长波长反射区域12B时的反射光r_θ具有比该长波长反射区域12B的相对于正面入射光的反射中心波长进行更短波长位移的反射中心波长。若以此时的进行短波长位移的反射中心波长与短波长反射区域12A的相对于正面入射光的反射中心波长大致相同的方式设定长波长反射区域12B，则作为光学层叠体整体的短波长位移与以往的同样的胆甾醇型液晶层中的短波长位移相比，能够设为格外小的位移。

短波长反射区域12A与长波长反射区域12B的反射中心波长之差Δλ与根据所期望的视场角而确定的规定的倾斜入射角度θ的设定值对应地适当设定即可。例如，将θ设为45°时，Δλ优选设为10nm～110nm左右，更优选40nm～80nm，进一步优选50nm～70nm。

另外，如图4所示，在胆甾醇型液晶层12中以透镜中心与短波长反射区域12A的中心一致且透镜边界与长波长反射区域12B的中心一致的方式交替配置，因此，若入射角度的大小为θ，则即使方位不同，即不论是θ还是-θ，均可观察到来自于区域12B的反射光。

在上述实施方式中，将区域12A与区域12B的宽度设定为相同，但即使区域12A与区域12B的宽度不同，只要区域12A与区域12B的宽度之和与透镜间距p一致，且双凸透镜14的透镜15中心与区域12A一致并且透镜15彼此的边界与区域12B一致即可。

并且，在上述实施方式中，胆甾醇型液晶层由短波长反射区域12A和长波长反射区域12B这2个构成，但在本发明的光学层叠体中，胆甾醇型液晶层也可以具备在双凸透镜的透镜的排列方向上以图案状排列而成的、相对于正面入射光的反射中心波长不同的3个以上的区域。

＜第2实施方式的光学层叠体＞

图5是本发明的第2实施方式的光学层叠体20的截面示意图。

本实施方式的光学层叠体20具有胆甾醇型液晶层22、配置于胆甾醇型液晶层22的光入射面侧的双凸透镜14。双凸透镜14与第1实施方式的光学层叠体10的双凸透镜相同。

另一方面，本光学层叠体20的胆甾醇型液晶层22具备在双凸透镜14的透镜15的排列方向x上以图案状排列而成的、相对于正面入射光的反射中心波长不同的3个区域12C～12E。第1至第3区域12C～12E均为沿透镜15的长度方向延伸的条纹状的区域。第1区域12C的反射中心波长λc最短，第3区域12E的反射中心波长λe最长，第2区域12D的反射中心波长λd与λc、λe处于λc＜λd＜λe的关系。相邻区域的反射中心波长之差λe-λd以及λd-λc与所期望的视场角对应地适当设定即可，例如设为10nm～60nm等。

而且，在第1～第3区域12C～12E中具有最短波长的反射中心波长的区域12C配置于相对于正面入射光的双凸透镜14的焦点位置，在第1～第3区域12C～12E中越是具有更长波长的反射中心波长的区域，越配置于远离焦点位置的位置。如此，在本发明中，当胆甾醇型液晶层具备相对于正面入射光的反射中心波长不同的多个区域时，在多个区域中具有最短波长的反射中心波长的区域配置于相对于正面入射光的双凸透镜的焦点位置，在多个区域中越是具有更长波长的反射中心波长的区域，越配置于远离焦点位置的位置。

在本例子中，各区域12C～12E的宽度相同，各区域12C～12E的宽度为透镜间距的1/4的长度。以具有最短波长的中心波长的第1区域12C的宽度方向中心与透镜15的中心一致，且3个区域中具有最长波长的反射中心波长的第3区域12E的宽度方向中心与相邻透镜15之间的边界一致，并且第2区域12D位于该第1区域12C与第3区域12E之间的方式层叠有胆甾醇型液晶层22与双凸透镜14。

如图5所示，正面入射光入射到第1区域12C，入射角度为α的倾斜入射光入射到第2区域12D，比入射角度α更大的入射角度为β的倾斜入射光入射到第3区域12E。对各个区域12C～12E的入射光的入射角度与对光学层叠体20的入射角度对应。其原理与在第1实施方式中已进行说明的原理相同。在第2区域12D、第3区域12E中，比相对于其正面入射光的反射中心波长更向短波长侧进行位移的反射中心波长选择性地被反射。通过以相对于以入射角度α、入射角度β入射到第2区域12D、第3区域12E的光的进行短波长位移的反射中心波长成为与相对于第1区域12C的正面入射光的反射中心波长相同的方式进行调整，能够大幅抑制作为光学层叠体整体的短波长位移。

另外，与具备2个区域的图案化胆甾醇型液晶层的第1实施方式的光学层叠体10相比，具备3个区域的图案化胆甾醇型液晶层的第2实施方式的光学层叠体20更能够精细地进行与相对于各区域的入射角度对应的反射中心波长的调整，因此短波长位移抑制效果高。

以下，对构成光学层叠体10、光学层叠体20的各层的材料进行说明。

[双凸透镜]

作为构成双凸透镜14的树脂，可举出例如聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚树脂(MS树脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚树脂(AS树脂)、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂、乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚氯乙烯树脂(PVC)、热塑性弹性体或它们的共聚体、环烯烃聚合物等。若考虑熔融挤出的容易度，优选使用例如如聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚树脂(MS树脂)、聚乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂、乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯树脂那样的熔融粘度低的树脂，若考虑转印容易度和抗裂片性、图案的耐久性等，更优选使用乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯树脂。

双凸透镜14的形成方法能够采用例如在日本特开2012-091501号公报的[0017]段中记载的方法，也能够适当地应用公知的其他方法。

[胆甾醇型液晶层]

胆甾醇型液晶层为将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层，该胆甾醇型液晶相为棒状液晶化合物或圆盘状液晶化合物在以螺旋状取向的胆甾醇型相状态下固定而成的胆甾醇型液晶相。胆甾醇型液晶相为棒状液晶化合物或圆盘状液晶化合物以螺旋状取向的液晶相。胆甾醇型液晶相具有在正面入射的光中选择性地反射特定波长区域以及特定偏振光的性质。通过改变该胆甾醇型液晶相中的螺旋结构的间距或折射率，能够调整反射中心波长。该螺旋结构的间距能够通过改变手性剂的添加量来轻松地调整。具体内容在FUJIFILMCorporation研究报告No.50(2005年)p.60-63中有详细的记载。并且，也能够通过固定胆甾醇型液晶相时的温度或照度、照射时间等条件等来进行调整。

来自于胆甾醇型液晶层的反射偏光器在选择反射波长区域中选择性地反射右圆偏振光以及左圆偏振光中的任一个圆偏振光，且透射另一圆偏振光。

在胆甾醇型液晶层中，在以图案状形成具有不同的反射中心波长的多个区域时，只要使用能够通过固化时的紫外线的曝光量来改变反射中心波长的胆甾醇型液晶材料即可。将这种胆甾醇型液晶材料在支撑体上均匀地进行涂布，利用具有规定的开口的掩模改变每一区域的紫外线曝光量，从而能够制作具有反射中心波长不同的多个区域的图案状胆甾醇型液晶层。并且，也能够准备手性剂的添加量不同的聚合性组合物，对每一区域反复进行涂布和固化来制作图案状胆甾醇型液晶层。

(聚合性液晶组合物(胆甾醇型液晶材料))

用于形成胆甾醇型液晶层的聚合性液晶组合物含有棒状液晶化合物或圆盘状液晶化合物且至少含有手性剂，进而，可以含有取向控制剂、聚合引发剂以及取向助剂等其他成分。

-棒状液晶化合物-

作为棒状液晶化合物，优选使用甲亚胺类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二噁烷类、二苯乙炔类以及环己烯基苯甲腈类。不仅是如上述那样的低分子液晶化合物，也能够使用高分子液晶化合物。

更优选将棒状液晶化合物通过聚合来固定取向，作为聚合性棒状液晶化合物，能够使用在Makromol.Chem.，190卷、2255页(1989年)、Advanced Materials 5卷、107页(1993年)、美国专利4683327号公报、美国专利5622648号公报、美国专利5770107号公报、WO95/022586号公报、WO95/024455号公报、WO97/000600号公报、WO98/023580号公报、WO98/052905号公报、日本特开平1-272551号公报、日本特开平6-016616号公报、日本特开平7-110469号公报、日本特开平11-080081号公报、以及日本专利申请2001-064627号公报等中记载的化合物。进而，作为棒状液晶化合物，也能够优选地使用例如在日本特表平11-513019号公报或日本特开2007-279688号公报中记载的化合物。

-圆盘状液晶化合物-

作为圆盘状液晶化合物，能够优选地使用例如在日本特开2007-108732号公报或日本特开2010-244038号公报中记载的化合物。

以下示出圆盘状液晶化合物的优选例，但本发明并不限定于这些。

[化学式1]

化合物1

化合物2

化合物101

化合物102

-其他成分-

为了形成胆甾醇型液晶层而使用的的组合物中除了上述圆盘状液晶化合物以外，也可以含有手性剂、取向控制剂、聚合引发剂以及取向助剂等其他成分。均能够利用公知的材料。

--手性剂--

手性剂的种类没有特别的限定。手性剂可为液晶性，也可为非液晶性。手性剂能够从公知的各种手性剂(例如记载于液晶器件手册、第3章4-3项、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)用手性剂、199页、Japan Society for the Promotion ofScience第142委员会编、1989)中选择。手性剂通常包含不对称碳原子。其中，也能够将不包含不对称碳原子的轴性不对称化合物或表面不对称化合物用作手性剂。在轴性不对称化合物或表面不对称化合物的例子中，包含联萘、螺烯、对二甲苯二聚体以及它们的衍生物。手性剂可以具有聚合性基团。

手性剂可以单独使用1种，也可以同时使用2种以上。

在制造胆甾醇型液晶层时，通过光照射来控制胆甾醇型液晶相的螺旋间距的大小时，优选使用能够感应光且改变胆甾醇型液晶相的螺旋间距的手性剂(以下也称作感光性手性剂)。

感光性手性剂是通过吸收光而结构发生变化，从而能够改变胆甾醇型液晶相的螺旋间距的化合物。作为这种化合物，优选引起光异构化反应、光二聚化反应以及光分解反应中的至少1种的化合物。

引起光异构化反应的化合物是指，通过光的作用来引起立体异构化或结构异构化的化合物。作为光异构化化合物，可举出例如偶氮苯化合物以及螺吡喃化合物等。

并且，引起光二聚化反应的化合物是指，通过光的照射在2个基团之间引起加成反应并环化的化合物。作为光二聚化化合物，可举出例如肉桂酸衍生物、香豆素衍生物、查耳酮衍生物、二苯甲酮衍生物等。

作为上述感光性手性剂，可优选地举出由以下通式(I)表示的手性剂。该手性剂能够通过照射的光量来改变胆甾醇型液晶相的螺旋间距(扭力、螺旋的扭转角)等取向结构。

[化学式2]

通式(I)

在通式(I)中，Ar¹与Ar²表示芳基或杂芳香环基。

由Ar¹和Ar²表示的芳基可以具有取代基，且优选总碳原子数为6～40，更优选为6～30。作为取代基，优选例如卤原子、烷基、烯基、炔基、烷氧基、氢氧基、酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基、羧基、氰基或杂环基，更优选卤原子、烷基、烯基、烷氧基、氢氧基、酰氧基、烷氧基羰基或芳氧基羰基。

在这种芳基中，优选由下述通式(III)或(IV)式表示的芳基。

[化学式3]

通式(III)中的R¹以及通式(IV)中的R²分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂环基、烷氧基、氢氧基、酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基、羧基或氰基。其中，优选氢原子、卤原子、烷基、烯基、芳基、烷氧基、氢氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基或酰氧基，更优选烷氧基、氢氧基或酰氧基。

通式(III)中的L¹以及通式(IV)中的L²分别独立地表示卤原子、烷基、烷氧基或氢氧基，优选碳原子数1～10的烷氧基或氢氧基。

l表示0、1～4的整数，优选0、1。m表示0、1～6的整数，优选0、1。当l、m为2以上时，L¹与L²可以表示相互不同的基团。

作为由Ar¹和Ar²表示的杂芳香环基，可以具有取代基，优选总碳原子数为4～40，更优选为4～30。作为取代基，优选例如卤原子、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、氢氧基、酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基或氰基，更优选卤原子、烷基、烯基、芳基、烷氧基或酰氧基。作为这种杂芳香环基，可举出吡啶基、嘧啶基、呋喃基、苯并呋喃基等，其中，优选吡啶基、嘧啶基。

-溶剂-

作为用于形成胆甾醇型液晶层的组合物的溶剂，优选使用有机溶剂。有机溶剂的例子包括酰胺(例如N,N-二甲基甲酰胺)、亚砜(例如二甲基亚砜)、杂环化合物(例如吡啶)、烃(例如苯、己烷)、卤代烷(例如氯仿、二氯仿)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮、环己酮)、醚(例如四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷)。优选卤代烷以及酮。也可以同时使用2种以上的有机溶剂。

(聚合性液晶组合物的涂布以及固化)

聚合性液晶组合物的涂布能够通过将聚合性液晶组合物利用溶剂来制成溶液状态或制成基于加热的熔融液等液状物的物质以辊涂方式或凹版印刷方式、旋涂方式等适当的方式进行展开的方法等来进行。进而，能够通过线棒涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、模涂法等各种方法来进行。并且，也能够利用喷墨装置从喷嘴喷出液晶组合物来形成涂布膜。

之后通过聚合性液晶组合物的固化，维持液晶化合物的分子的取向状态而固定。固化优选通过导入到液晶性分子中的聚合性基团的聚合反应来实施。

在聚合性液晶组合物的涂布之后且用于固化的聚合反应前，涂布膜可以通过公知的方法来干燥。例如可以通过存放来干燥，也可以通过加热来干燥。

在聚合性液晶组合物的涂布以及干燥工序中，聚合性液晶组合物中的液晶化合物分子取向即可。

接着，对光学层叠体能够具备的其他层进行说明。

[支撑体]

作为支撑体，优选透明支撑体，能够举出聚甲基丙烯酸甲酯等聚丙烯系树脂薄膜、三醋酸纤维素等纤维素系树脂薄膜、以及环烯烃聚合物系薄膜[例如、商品名“ARTON”、JSRCorporation制、商品名“ZEONOR”、Zeon Corporation制]等。支撑体并不限定于挠性的薄膜，也可为玻璃基板等非挠性的基板。

另外，本发明的光学层叠体可以是在支撑于制膜时的支撑体的状态下使用的光学层叠体，也可以是将制膜时的支撑体作为临时支撑体，转印到其他支撑体并剥离临时支撑体来使用的光学层叠体。

[取向层]

可以在胆甾醇型液晶层的制膜面上具备取向层。取向层能够通过有机化合物(优选聚合物)的摩擦处理、无机化合物的倾斜蒸镀、具有微槽的层的形成等方法来设置。进而，还已知有通过赋予电场、赋予磁场或光照射而生成取向功能的取向层。取向层优选通过对聚合物的膜的表面进行摩擦处理来形成。取向层可以与支撑体一起剥离。

根据使用于支撑体的聚合物种类，即使不设置取向层，也能够通过对支撑体进行直接取向处理(例如摩擦处理)来发挥取向层的功能。作为这种支撑体的一例，能够举出PET(聚对苯二甲酸乙二酯)。

[粘接层(粘合剂层)]

在本说明书中，“粘接”还以包含“粘合”的概念来使用。

在层叠胆甾醇型液晶层与双凸透镜时，可以经由粘接层来层叠。

作为使用于粘接层的粘合剂的例子，能够举出聚酯系树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂、硅酮系树脂、丙烯酸系树脂等树脂。这些可以单独或混合2种以上来使用。尤其从耐水性、耐热性、耐光性等可靠性优异，粘接力、透明性良好，进而容易将折射率调整成适合于液晶显示器等方面考虑，优选丙烯酸系树脂。

也能够将片状光固化型粘合剂/粘接剂(记载于Toagosei Group研究年报11TREND2011第14号)用于粘接层。其如粘合剂那样，光学薄膜彼此的贴合简单，通过紫外线(UV)进行交联/固化，储能模量、粘接力以及耐热性提高，是适合于本发明的粘接法。

光学层叠体能够如上述那样分别制作双凸透镜与图案状胆甾醇型液晶层之后进行贴合来制作。

并且，也能够在双凸透镜的平面侧涂布胆甾醇型液晶材料(聚合性组合物)之后，使紫外线从双凸透镜的透镜面侧正面入射并调整照射量，由此在其焦点区域形成规定的反射中心波长的区域，使紫外线以某一入射角度从透镜面侧入射并调整照射量，由此形成其焦点区域的反射中心波长比先前制作的区域的波长更长波长的反射中心波长的区域，以图案状制作胆甾醇型液晶层。并且，若从正面或倾斜地向透镜面侧的面照射紫外线之后，从其他面对整个面照射紫外线，则紫外线照射量总计根据每一区域而产生不同，因此也能够通过该方法来制作图案状胆甾醇型液晶层。

实施例

以下，对本发明的光学层叠体的实施例以及比较例进行说明。

制作双凸透镜(双凸透镜片，lenticular sheet)，并在设置于玻璃基板上的取向层上形成胆甾醇型液晶层，使两者贴合，从而制作了实施例以及比较例的光学层叠体。以下对详细内容进行说明。

[实施例1]

对实施例1的光学层叠体的制作方法进行说明。

“双凸透镜的制作”

(1)将作为透明支撑体的厚度188μm的双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜(FUJIFILM Corporation制)以10m/分钟嵌入到镜面辊(φ350mm、表面温度15℃)与夹持辊之间，将作为底涂层的乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯树脂PETG(SK chemicals制)与粘接性树脂(ADMER、Mitsui Chemicals,Inc.制)从设定为温度280℃的T型模具(喷出幅度350mm)以实测树脂温度260～280℃进行共挤并供给至PET薄膜与镜面辊之间，从而卷取了在PET薄膜上形成有依次具备粘接性树脂层以及PETG层的底涂层(厚度220μm)的树脂片。

(2)将在PET薄膜上设置有底涂层的树脂片以10m/分钟卷出，嵌入到附带有双凸透镜形状(半径150μm、透镜高度70μm、间距254μm)的压花辊(φ350mm、40℃)与夹持辊之间，将乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二酯树脂PETG(SK chemicals制)与粘接性树脂(ADMER、MitsuiChemicals,Inc.制)从设定为温度280℃的T型模具(喷出幅度330mm)以实测树脂温度260～280℃进行共挤并供给至树脂片与压花辊之间而层叠，从而获得了具备双凸透镜的双凸透镜片(厚度340μm)。

按照上述步骤制作的双凸透镜片为在PET薄膜上依次具备粘接性树脂层以及PETG层的底涂层和依次具备粘接性树脂层以及PETG层的双凸透镜层层叠而成的结构。

“图案状胆甾醇型液晶层的形成”

使用能够以紫外线光的强度改变反射中心波长的胆甾醇型液晶材料，制作了具有波长相对短的反射中心波长的区域12A以及具有波长相对长的反射中心波长的区域12B交替配置而成的图案状的胆甾醇型液晶层。

首先，制备了用于胆甾醇型液晶层的聚合性液晶组合物(聚合性液晶涂布液)。将聚合性液晶涂布液的成分设为如下。

(聚合性液晶涂布液的成分)

棒状液晶化合物(M-1) 85质量份

棒状液晶化合物(M-2) 15质量份

棒状液晶化合物(M-3) 1质量份

手性剂LC-756(BASF公司制) 3.5质量份

手性剂(A-1) 1.5质量份

空气界面取向剂(A-2) 0.01质量份

聚合引发剂Irg819(BASF公司制) 5质量份

[化学式4]

棒状液晶化合物(M-1)

[化学式5]

棒状液晶化合物(M-2)

[化学式6]

棒状液晶化合物(M-3)

[化学式7]

手性剂(A-1)

[化学式8]

空气界面取向剂(A-2)

对作为支撑体的PET薄膜(FUJIFILM Corporation制、厚度75μm)的一侧的表面实施了摩擦处理(人造纤维布、压力：0.1kgf(0.98N)、转速：1000rpm、输送速度：10m/min、次数：往返1次)。

接着，在室温下将上述中制备的聚合性液晶涂布液利用线棒以干燥之后的膜的厚度成为4.0μm的方式在PET薄膜的已进行摩擦处理的表面上进行了涂布。

使所获得的涂膜在室温下干燥30秒之后，在85℃的气氛下加热1分钟来使液晶化合物取向。

接着，利用127μm的间距(条纹状开口的宽度以及开口之间的宽度均为127μm)的条纹状掩模(不锈钢加工品)，以光照射到区域12B的方式进行调整，以Fusion Co.,Ltd.制D灯泡(灯90mW/cm²)的输出的60％，并利用365nm的带通滤光片以曝光量成为5mJ/cm²的方式进行了UV(紫外线)曝光。

接着，对于实施了上述曝光处理的涂布膜，以Fusion Co.,Ltd.制D灯泡(灯90mW/cm²)的输出的190％且以5秒钟，以不使用掩模而使光到达涂布面的整个面的方式在40℃下与上述同样地利用365nm的带通滤光片进一步进行UV曝光而形成了胆甾醇型液晶层。该胆甾醇型液晶层为与掩模的间距对应的宽度的条纹状的区域12A、B交替配置而成的图案状胆甾醇型液晶层。该图案状胆甾醇型液晶层的具有波长相对短的反射中心波长的区域12A、具有波长相对长的反射中心波长的区域12B的反射中心波长分别为550nm、560nm。在此，反射中心波长是相对于从胆甾醇型液晶层的法线方向入射的光(正面入射光)的波长。

将如上述那样制作的双凸透镜片与图案状胆甾醇型液晶层层叠贴合来制作了实施例1的光学层叠体。此时，使双凸透镜片的柱面透镜的长度方向与胆甾醇型液晶层的条纹图案的长度方向一致，且使柱面透镜的顶点位置与区域12A的宽度方向中心位置一致。

具体而言，一边观察光学显微镜一边使柱面透镜的顶点位置与区域12A的宽度方向中心位置对齐，并以粘合剂(SK Dyne2057、Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制)进行了贴合。

[实施例2]

在实施例1的图案状胆甾醇型液晶层的制作方法中，使用条纹状掩模并以向区域12B照射光时的曝光量成为30mJ/cm²的方式进行了调整，除此以外，以相同的方法制作了实施例2的光学层叠体。在实施例2的图案状胆甾醇型液晶层中，具有波长相对短的反射中心波长的区域12A、具有波长相对长的反射中心波长的区域12B的反射中心波长分别为550nm、610nm。

[实施例3]

在实施例1的图案状胆甾醇型液晶层的制作方法中，使用条纹状掩模并以向区域12B照射光时的曝光量成为50mJ/cm²的方式进行了调整，除此以外，以相同的方法制作了实施例3的光学层叠体。在实施例3的图案状胆甾醇型液晶层中，具有波长相对短的反射中心波长的区域12A、具有波长相对长的反射中心波长的区域12B的反射中心波长分别为550nm、660nm。

[比较例1]

在实施例1的图案状胆甾醇型液晶层的制作方法中，不进行使用了条纹状掩模的对区域12B的光照射，而是对于涂布膜的整个面以Fusion Co.,Ltd.制D灯泡(灯90mW/cm²)的输出的100％且以5秒钟，以不使用掩模而使光到达涂布面的整个面的方式在40℃下进行UV照射来形成了均匀的胆甾醇型液晶层，除此以外，以相同的方法制作了比较例1的光学层叠体。此时的反射中心波长为550nm。

[实施例4]

代替实施例1的图案状胆甾醇型液晶层，作为实施例4制作了具备具有第1反射中心波长的第1区域12C、具有第2反射中心波长的第2区域12D以及具有第3反射中心波长的第3区域12E周期性地配置而成的图案状胆甾醇型液晶层的光学层叠体。

制作步骤与实施例1的步骤大致相同，作为条纹状掩模，使用条纹状开口宽度为64μm、条纹状开口彼此的间隔为190μm的掩模，以各区域12C～12E的反射中心波长分别成为550nm、580nm以及610nm的方式调整各区域12C～12E的曝光量而形成了图案状胆甾醇型液晶层。

并且，层叠贴合双凸透镜片与图案状胆甾醇型液晶层时，使双凸透镜片的柱面透镜的长度方向与胆甾醇型液晶层的条纹图案的长度方向一致，使柱面透镜的顶点位置与区域12C的宽度方向中心位置一致。

[评价]

测定相对于入射角度0°的入射光的反射光的色度与相对于入射角度45°的入射光的反射光的色度，计算色度差(Δu'v')来进行了评价。将利用准直镜使卤素灯光成为平行光的入射光从双凸透镜侧向光学层叠体照射，利用TOPCON CORPORATION的BM-5A，分别在入射角度0°时测定反射角度0°的反射光的色度，在入射角度45°时测定反射角度-45°的反射光的色度。

按照以下基准对入射光角0°与45°的反射光色度差(Δu'v')进行了评价。

A：小于0.08

B：0.08以上且小于0.12

C：0.12以上且小于0.15

D：0.15以上

在实际使用中，A～C为容许范围，D为位移量大而无法容许的范围。

在表1中汇总示出实施例1～3以及比较例1的结构以及评价结果。

[表1]

如表1所示，与具备未图案化的胆甾醇型液晶层的比较例1相比，在具备图案状胆甾醇型液晶层的实施例1～3中能够将色度差抑制为较小，证明了基于本结构的短波长位移抑制的效果。

另外，了解到若长波长反射区域与短波长反射区域的反射中心波长之差为10nm～110nm的范围，则能够使反射光中的色度差小。尤其，如实施例2那样波长差为60nm左右时，色度差最小，短波长位移抑制效果高。

在表2中示出实施例4的结构以及评价结果。

[表2]

如实施例4那样以3个区域的图案形成胆甾醇型液晶层时，也能够获得同样优异的短波长位移抑制效果。

并且，关于实施例2及实施例4，对入射角度0°以及23°的反射光的色度差(Δu’v’)也进行了评价，实施例2为效果B，实施例4为效果A。认为这是显示出根据区域数量的增加而短波长位移抑制效果增加的情况。

符号说明

10、20-光学层叠体，12-胆甾醇型液晶层，12A～12E-区域，14-双凸透镜，15-柱面透镜。

Claims

1.一种光学层叠体，其具备胆甾醇型液晶层以及层叠于该胆甾醇型液晶层上而成的双凸透镜，

所述胆甾醇型液晶层具备在所述双凸透镜的透镜的排列方向上以图案状排列而成的、相对于正面入射光的反射中心波长不同的多个区域，

在所述多个区域中具有最短波长的反射中心波长的区域配置于相对于所述正面入射光的所述双凸透镜的焦点位置，在所述多个区域中越是具有更长波长的反射中心波长的区域，越配置于远离所述焦点位置的位置，

所述双凸透镜是平凸状的柱面透镜以阵列状排列多个而成的透镜片。

2.根据权利要求1所述的光学层叠体，其中，

在所述胆甾醇型液晶层与所述双凸透镜的层叠方向上，所述具有最短波长的反射中心波长的区域配置于与所述双凸透镜的透镜的中心重叠的位置，在所述多个区域中具有最长波长的反射中心波长的区域配置于与所述双凸透镜的透镜彼此的边界重叠的位置。

3.根据权利要求1所述的光学层叠体，其中，

所述多个区域的所述透镜的排列方向的宽度相同。

4.根据权利要求2所述的光学层叠体，其中，

所述多个区域的所述透镜的排列方向的宽度相同。

5.根据权利要求1所述的光学层叠体，其中，

所述多个区域由所述反射中心波长为相对短波的短波长反射区域以及所述反射中心波长为相对长波的长波长反射区域这2个区域构成，所述长波长反射区域与所述短波长反射区域沿着所述双凸透镜的透镜的排列方向交替配置而成。

6.根据权利要求2所述的光学层叠体，其中，

7.根据权利要求5所述的光学层叠体，其中，

所述长波长反射区域的所述反射中心波长与所述短波长反射区域的所述反射中心波长之差为10nm～110nm。

8.根据权利要求6所述的光学层叠体，其中，

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学层叠体，其中，

所述双凸透镜的透镜间距为0.2mm～2mm。