CN109891279A - 光学物品的制造方法及光学物品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在具有弯曲面的立体基体的包括至少一部分弯曲面的表面上具备液晶化合物的固化层,并且固化层中的光学特性均等的光学物品的制造方法及光学物品。将液晶组合物直接或经由其他层涂布于具有弯曲面的立体基体的包括至少一部分弯曲面的表面上,并对该液晶化合物进行固化,所述液晶组合物包含液晶化合物及粘度为4.0mPa·s以下且将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂,并且溶剂在总溶剂中占20质量%。涂布设为如下涂布工序:喷雾涂布工序,使喷雾喷嘴相对于表面沿法线方向保持一定距离的同时对液晶组合物进行喷雾涂布;旋转涂布工序,对液晶组合物进行旋转涂布;或浸渍涂布工序,对液晶组合物进行浸渍涂布。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学物品的制造方法及光学物品。
背景技术
以往,已知有包括由设置于平面上的液晶化合物固化而成的固化层的光学层,例如,可列举专利文献1中记载的具有λ/4或λ/2的相位差的相位差板、专利文献2的装饰用胆甾醇型液晶膜。
另一方面,作为包括设置于弯曲面上且由液晶化合物固化而成的固化层的光学层,例如可列举在专利文献3、专利文献4中记载的透镜等眼科用基材上涂布液晶化合物而成的光学元件。
并且,专利文献5中提出有在不仅包括平面还包括弯曲面的基体的表面制造膜厚为纳米级别的高分子超薄膜的方法及装置。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开2013/137464号公报
专利文献2:日本特开平6-186534号公报
专利文献3:日本特表2007-519013号公报
专利文献4:日本特开2012-032527号公报
专利文献5:日本特开2012-236125号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
近年来,如引用文献1、引用文献2,正在开发如下技术:当相对于平面形成包括液晶化合物的光学层时,能够形成厚度充分均匀的膜。另一方面,如专利文献3、专利文献4所记载,相对于基材的弯曲面很难均匀地形成包括液晶化合物的光学层,并且没有足够的知识。
在于高分子超薄膜的制造方法及装置相关的专利文献5的实施例中,记载有形成于立体表面上的纳米片的剖面的膜厚为90.02±23.68nm。即,该纳米片的膜厚的变动系数为膜厚的50%左右。
例如,将包括液晶化合物的光学层用作相位差板时,若改变膜厚,则无法赋予均匀的相位差,并且无法发挥作为均等的相位差板的功能。并且,就显示波长选择反射特性的胆甾醇型液晶而言,膜厚变化导致反射波长变化。即,在包括液晶化合物的固化层的光学层中,为了获得基于液晶化合物的均匀的光学特性,膜厚的均匀性极其重要。
包括液晶化合物的光学层具有约6000nm(=6μm)以下的厚度。至今未为还不了解均匀地形成相对于弯曲面厚度为6000nm以下的光学层的技术。
本发明的目的在于提供一种在具有弯曲面的立体基体的包括至少一部分弯曲面的表面上具备液晶化合物的固化层的固化层中的光学特性均等的光学物品的制造方法及光学物品。
用于解决技术课题的手段
本发明的光学物品的制造方法包括:
涂布工序,将液晶组合物直接或经由其他层涂布于具有弯曲面的立体基体的包括至少一部分弯曲面的表面上,所述液晶组合物包含液晶化合物及粘度为4.0mPa·s以下且将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂,且溶剂在总溶剂中占20质量%以上;
加热工序,对涂布有液晶组合物的立体基体进行加热;及
光固化工序,对液晶化合物进行光固化而形成固化层,
涂布工序为如下涂布工序:喷雾涂布工序,使喷雾喷嘴相对于表面沿法线方向保持一定距离的同时对液晶组合物进行喷雾涂布;旋转涂布工序,对液晶组合物进行旋转涂布;或浸渍涂布工序,对液晶组合物进行浸渍涂布。
在本发明的光学物品的制造方法中,优选的是,涂布工序为喷雾涂布工序,并且使立体基体旋转的同时进行喷雾涂布。
本发明的光学物品在具有弯曲面的立体基体的包括至少一部分弯曲面的表面上直接或经由其他层具备对液晶化合物进行固化而成的固化层,
在该固化层中,在任意20个位置进行测定的膜厚的变动值相对于在该20个位置进行测定的膜厚的平均膜厚在10%以内。
本发明的光学物品中,优选的是固化层的面内相位差Re(550)为90~320nm。
此外,此时优选的是固化层的平均膜厚为500~6000nm。
本发明的光学物品中,固化层可以为具有波长选择反射性的胆甾醇型液晶层。
此外,此时,固化层在其剖面具有用扫描型电子显微镜观察到的亮部和暗部的条纹图案,条纹图案具有波状结构,波状结构的峰值间距的平均值为0.5~50μm。
发明效果
根据本发明,可获得一种为具有弯曲面的立体物且出射使入射光的偏振状态均匀地变化的光的光学物品、或者通过光学作用具有高度的外观设计性的高质量的光学物品。
附图说明
图1是一般的胆甾醇型液晶层的剖面SEM图像。
图2是表示一般的胆甾醇型液晶层的剖面的示意图。
图3是表示具有波状结构的胆甾醇型液晶层的剖面的示意图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。以下所记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性实施方式而完成的,但本发明并不限定于这种实施方式。另外,本说明书中使用“~”所表示的数值范围是指包含“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。
并且,关于角度,“正交”及“平行”是指严格的角度±10度的范围内,并且关于角度,“相同”及“不同”能够以该差是否小于5度为基准来进行判断。
并且,在本说明书中,“可见光”是指380~780nm的光。并且,在本说明书中,在对测定波长没有特别附加记载的情况下,测定波长为550nm。
在本说明书中,“慢轴方向”是指在面内折射率成为最大的方向。另外,称为相位差膜的慢轴的情况是指相位差膜整体的慢轴。
“光学物品”
本发明的光学物品具备固化层,该固化层在具有弯曲面的立体基体的包括至少一部分弯曲面的表面上直接或经由其他层将液晶化合物进行固化而成。该固化层为如下光学层,涂布液晶组合物并且将其液晶组合物中的液晶化合物进行固化而成,所述液晶组合物包含液晶化合物及粘度为4.0mPa·s以下且将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂。另外,液晶组合物中的、粘度为4.0mPa·s以下且将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂在总溶剂中为20质量%以上。而且,该固化层中,在任意20个位置进行测定的膜厚的变动值相对于在其20个位置进行测定的膜厚的平均膜厚在10%以内。
由于膜厚均匀,因此固化层在整个区域起到均匀的光学功能。
以下,首先对光学物品中包括的各部件进行详细说明。
1.立体基体
在本说明书,立体基体为具有弯曲面的立体物,将由包括两个主面的膜状物、片状物的屈曲、弯曲获得的立体物除外。
立体基体所具有的弯曲面例如是指其任意剖面的曲线的曲率半径为1mm以上。
立体基体对其材质并无特别限制,可列举玻璃、金属、陶瓷、塑料等,作为塑料,可列举纤维素衍生物、聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醚砜、聚烯烃、聚苯硫醚、聚苯硫醚、聚苯醚、尼龙、聚苯乙烯等。
立体基体可以是透明、不透明、无色、有色中的任一种,优选为透明,进一步优选为无色透明。
2.固化层
固化层为将液晶化合物进行固化而成的层,还可以含有其他化合物。
(1)液晶化合物
固化层为液晶化合物保持规定的取向状态的同时通过交联(聚合)固定化的层。成为固化层之后无需显示液晶性。
通常,液晶性化合物能够根据其形状分类为棒状型(棒状液晶化合物)和圆盘状型(盘状液晶化合物、圆盘状液晶化合物)。还分别有低分子和高分子类。高分子通常是指聚合度为100以上的化合物(高分子物理·相转变动力学,土井正男著,2页,岩波书店,1992)。本发明中,还能够使用任一种液晶性化合物,但就本发明的效果更优异的观点而言,优选为盘状液晶性化合物。另外,还可以使用2种以上的棒状液晶化合物、2种以上的盘状液晶化合物或棒状液晶化合物与盘状液晶化合物的混合物。
另外,作为棒状液晶化合物,例如,能够优选地使用日本特表平11-513019号公报的技术方案1或日本特开2005-289980号公报的[0026]~[0098]段中记载的化合物,作为圆盘状液晶化合物,例如,能够优选地使用日本特开2007-108732号公报的[0020]~[0067]段或日本特开2010-244038号公报的[0013]~[0108]段中记载的化合物,但并不限定于这些。
由于能够降低光学特性的温度变化和湿度变化,因此固化层更优选使用具有聚合性基团的液晶化合物(棒状液晶化合物或圆盘状液晶化合物)而形成。液晶化合物可以为2种以上的混合物,在该情况下,优选至少一个具有2个以上的聚合性基团。
即,固化层优选为具有聚合性基团的棒状液晶化合物或具有聚合性基团的圆盘状液晶化合物通过聚合固定而形成的层。
棒状液晶化合物或圆盘状液晶化合物中所含有的聚合性基团的种类并无特别限制,优选为能够进行加成聚合反应的官能团,更优选聚合性烯属不饱和基团或环聚合性基团。更具体而言,优选列举(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等,更优选(甲基)丙烯酰基。另外,(甲基)丙烯酰基是包括甲基丙烯酰基及丙烯酰基这两者的概念。
(2)膜厚
固化层的平均膜厚优选为500~6000nm,更优选为500~5000nm。
另外,固化层的平均膜厚为测定固化层的任意20点的膜厚并对这些进行算数平均而得。
在本说明书中,膜厚的变动值为由下述式计算出的值。
[膜厚的变动值(%)]=([任意20点的厚度的最大值]-[任意20点的厚度的最小值])×0.5÷[平均膜厚]
在本发明的光学物品中,膜厚的变动值在10%以内,优选在5%以内。
在本发明中,固化层的面内相位差Re(550)优选为90~320nm。在此,面内相位差Re(550)为波长λ=550nm下的面内相位差。面内相位差Re(λ)例如能够通过AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制)来测定。
(3)含有液晶化合物的液晶组合物
固化层通过涂布液晶组合物并使溶剂挥发的同时使液晶化合物固化而形成,所述液晶组合物包含上述液晶化合物及粘度为4.0mPa·s以下且将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂。
<溶剂>
粘度为4.0mPa·s以下且将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂在液晶组合物中为总溶剂的20质量%以上。
在将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时,占液晶组合物中所含有的总溶剂的20质量%以上的、至少一种溶剂的相对蒸发速度优选为0.01以上且5.0以下,更优选为0.10以上且3.5以下。通过设为该范围,涂布液在基体上平整之后干燥固化,能够实现均匀的膜厚。此外,能够防止液体滴落而导致膜厚产生差异。
上述将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂在总溶剂中所占的比例优选为20~100质量%,更优选为30~100质量%。
通过使用上述优选的溶剂而能够提高固化层的膜厚的均匀性。
另外,在本说明书中,溶剂的相对蒸发速度采用通过以下方法测定的值。具体而言,使用2台能够供给氮气的带罩的化学天平,并在两者的天平盘中放置放入有滤纸No.5C(9cmφ)的10cmφ的培养皿。在一方取0.7mL的乙酸丁酯,在另一方取0.7mL的试样,在23℃、相对湿度50%、大气压下,将氮气以30NL/mL的流速同时供给到各培养皿中,每经过30秒同时测定乙酸丁酯及试样各自的重量,在60秒、90秒、120秒中,分别求出试样的减少重量相对于乙酸丁酯的减少重量的相对比。试样的溶剂的相对蒸发速度作为前述减少重量的相对比的平均值而算出。
并且,公知的有机溶剂的蒸发速度在“最新涂布技术”(1983年Sogo GijutsuCenter K.K.出版)17~19页的表5等中也有记载,也可以适当地采用这种公知的值。
并且,在本说明书中,溶剂的粘度设为利用B型粘度计对25℃的组合物(溶剂)进行测定而得的值。
作为粘度为4.0mPa·s以下且将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂的具体例,可列举甲乙酮、甲基异丁基酮、乙酸丁酯、丙二醇单乙醚、环己酮及丁基溶纤剂等。
粘度优选为3.5mPa·s以下,进一步优选为2.0mPa·s以下。并且,相对蒸发速度优选为4.0以下,进一步优选为2.0以下。
通过使用含有溶剂的粘度及相对蒸发速度在上述范围内的溶剂的组合物,组合后述喷雾涂布、旋转涂布或浸渍涂布时,即使相对于弯曲面,也能够形成膜厚的变动非常小的液晶化合物的固化层。
<其他添加剂>
含有液晶化合物的液晶组合物(以下,还简称为“组合物”。)中可以进一步含有其他成分。
例如,组合物可以含有聚合引发剂。所使用的聚合引发剂可根据聚合反应的形式来选择,例如,可列举热聚合引发剂及光聚合引发剂。例如,作为光聚合引发剂,可列举α-羰基化合物、偶姻醚、α-烃取代芳香族偶姻化合物、多核醌化合物及三芳基咪唑二聚体与p-对氨基苯基酮的组合等。
聚合引发剂的使用量相对于组合物的总固体成分优选为0.01~20质量%,更优选为0.5~5质量%。
并且,从涂布膜的均匀性及膜的强度的观点考虑,含有液晶化合物的组合物中可以含有聚合性单体。
作为聚合性单体,可列举自由基聚合性或阳离子聚合性的化合物,优选为多官能性自由基聚合性单体。另外,作为聚合性单体,优选为与上述含有聚合性基团的液晶化合物共聚合性的化合物。例如,可列举日本特开2002-296423号公报中的[0018]~[0020]段所记载的化合物。
聚合性单体的使用量相对于液晶化合物的总质量优选为1~50质量%,更优选为2~30质量%。
并且,从涂布膜的均匀性及膜的强度的观点考虑,含有液晶化合物的组合物中可以含有表面活性剂。
作为表面活性剂,可列举以往公知的化合物,尤其优选氟类化合物。具体而言,例如,可列举日本特开2001-330725号公报中的[0028]~[0056]段所记载的化合物及日本特愿2003-295212号公报中的[0069]~[0126]段所记载的化合物。
并且,含有液晶化合物的组合物中可以含有起偏器界面侧垂直取向剂及空气界面侧垂直取向剂等垂直取向促进剂、以及起偏器界面侧水平取向剂及空气界面侧水平取向剂等水平取向促进剂等各种取向剂。
此外,含有液晶化合物的组合物中除了上述成分以外还可以包含粘附改善剂、增塑剂或聚合物等。
3.其他层
本发明的光学物品可以直接在立体基体表面具备固化层,也可以经由其他层具备固化层。可以在立体基体与固化层之间具备用于形成取向膜或液晶组合物的涂布膜的底涂层等。此外,也可以在立体基体与固化层之间或固化层的表面侧具备光学各向同性层。
作为其他层,例如可列举取向膜。通过具备取向膜,易于控制液晶的取向状态。关于取向膜的详细内容将进行后述。
“光学物品的制造方法”
本发明的光学物品的制造方法具备涂布工序、加热工序及光固化工序,所述涂布工序中,将液晶组合物直接或经由其他层涂布于具有弯曲面的立体基体的包括至少一部分弯曲面的表面上。
在涂布工序中,涂布液晶组合物,所述液晶组合物包含液晶化合物及粘度为4.0mPa·s以下且将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂,并且该溶剂在总溶剂中占20质量%以上。
涂布工序优选为如下工序:喷雾涂布工序,使喷雾喷嘴相对于立体基体的表面沿法线方向保持一定的距离的同时对液晶组合物进行喷雾涂布;旋转涂布工序,对液晶组合物进行旋转涂布;或浸渍涂布工序,对液晶组合物进行浸渍涂布。然而,不限于上述列举的喷雾涂布、旋转涂布或浸渍涂布,还能够适用喷墨法等其他涂布法。
在加热工序中,使溶剂蒸发,在光固化工序中,通过对涂布膜照射光(例如UV光)来使液晶化合物固化。
通过以上的制造方法,能够制造具备固化层中在任意20个位置进行测定的膜厚的变动值相对于在该20个位置进行测定的膜厚的平均膜厚在10%以内的固化层的光学物品。
以下,对光学物品的制造方法的详细内容进行说明。
(1)立体基体的表面处理
立体基体的表面可以在形成取向膜、底涂层或固化层之前被施以表面处理。作为表面处理的方法,可列举在真空下或大气压下用电晕或等离子体处理立体基体的表面的方法、对立体基体表面进行激光处理的方法、对立体基体表面进行臭氧处理的方法、对立体基体表面进行皂化处理的方法或对立体基体表面进行火焰处理的方法、对立体基体表面涂布偶联剂的底漆处理方法、将反应性单体或具有反应性的聚合物附着到立体基体表面之后,照射放射线、等离子体或紫外线使其反应并进行接枝聚合而处理的方法等。其中,优选在真空下或大气压下对立体基体表面进行电晕或等离子体处理的方法。
作为用电晕或等离子体进行立体基体的表面处理的方法,可列举在接近大气压的压力下,在对置的电极之间设置立体基体,产生电晕或等离子体而进行立体基体的表面处理的方法、使气体在对置的电极之间流动,在电极之间使等离子体化,并将等离子体化的气体喷吹到立体基体的方法、在低压条件下,产生辉光放电等离子体而进行立体基体的表面处理的方法等。
其中,优选在接近大气压的压力下,在对置的电极之间设置立体基体,产生电晕或等离子体而进行立体基体的表面处理的方法、或使气体在对置的电极之间流动,并在电极之间使气体等离子体化,将等离子体化的气体喷吹到立体基体的方法。利用上述电晕或等离子体进行的表面处理通常能够通过市售的表面处理装置来进行。
并且,可以对未形成取向膜的立体基体的表面进行硬涂处理、抗静电处理等。并且,立体基体在不影响性能的范围内可以含有紫外线吸收剂等添加剂。
(2)含有液晶化合物的组合物的涂布工序
在涂布工序中,将含有液晶化合物的组合物直接或经由其他层涂布于基体的表面。作为含有液晶化合物的组合物的涂布方法,优选使用喷雾涂布、旋转涂布或浸渍涂布。涂布方法不限于这些,还可以使用喷墨法。
<喷雾涂布>
喷雾涂布为从喷雾喷嘴以微笑液滴状喷射、涂布涂布液的方法。例如,喷嘴的种类能够适用1流体喷嘴及2流体喷嘴中的任一个,喷嘴形状根据吐出量、喷雾图案(扇形状、柱状、淋浴状)存在各种,能够使用任一种。通常,能够根据涂布液浓度、吐出量、基体-喷嘴间距离进行涂布膜的膜厚控制。若液体的浓度相同,则吐出量大,若基体-喷嘴间距离短,则可获得更厚的膜。
另外,优选通过将立体基体载置于旋转台上或将立体基体真空吸附在旋转卡盘上,一边使立体基体旋转一边进行喷雾涂布。另外,有时将一边使立体基体旋转一边进行喷雾涂布的方法称为喷雾涂布和旋转涂布的组合。
<旋转涂布>
旋转涂布通过如下步骤来进行:使基体以真空吸附在旋转卡盘上的状态旋转,并从该旋转中心的正上方向基体表面滴加、供给涂布液,涂布液通过离心力从基体中心扩散到该整个周围区域。在这种涂布装置中,能够根据涂布液的浓度、旋转卡盘(基体)的转速进行涂布膜的膜厚控制。若溶液的浓度相同,通过降低转速,可获得更厚的膜。
<浸渍涂布>
浸渍涂布使用将基体浸渍于涂布槽内的溶液中,并将此从涂布槽拉伸到上部的方式和从涂布槽排出溶液的方式(排水方式)。在这种涂布装置中,为溶液的浓度、浸渍时间、拉伸速度(或溶液面的下降速度),浸渍涂布为浸渍时间、拉伸速度、参数。通常,溶液浓度、浸渍时间、拉伸速度(或溶液面的下降速度)的值越高,膜厚变得越厚。
(3)加热工序
是将涂布有组合物的立体基体加热成规定温度的工序。在加热工序中,可促进溶剂从组合物的涂布膜挥发,并且使液晶化合物以所期望的取向状态取向。
(4)光固化工序
是向组合物的涂布膜照射紫外线等光而使液晶化合物固化的工序。在光固化工序中,使用金属卤化物灯(EYE GRAPHICS CO.,LTD.制)等紫外线照射光源,向组合物的涂布膜照射紫外线,一边将该取向状态固定一边使其固化。
“第1方式的光学物品”
本发明的第1方式的光学物品为具有改变光线的偏振状态的光学作用的光学物品,固化层具有相位差板功能。这种光学物品能够用于光学装置、电光装置或安全物品。
为了使固化层作为相位差板发挥功能,优选面内相位差Re(550)为90~320nm。
以下,对固化层为λ/2板的情况,固化层为λ/4板的情况进行说明。
<λ/2板>
λ/2板是指特定的波长λnm下的面内相位差Re(λ)满足Re(λ)=λ/2的光学各向异性层。该式在可见光区域的任何波长(例如550nm)下实现即可。其中,波长550nm下的面内相位差Re(550)优选满足以下关系。
210nm≤Re(550)≤300nm
其中,更优选满足220nm≤Re(550)≤290nm。
<λ/4板>
λ/4板(具有λ/4功能的板)是具有将某一特定的波长的直线偏振光转换为圆偏振光或将圆偏振光转换为直线偏振光的功能的板。更具体而言,是规定的波长λnm下的面内相位差表示Re(λ)=λ/4(或该奇数倍)的板。该式在可见光区域的任何波长(例如550nm)下实现即可,波长550nm下的面内相位差Re(550)优选满足以下关系。
100nm≤Re(550)≤160nm
其中,更优选满足110nm≤Re(550)≤150nm。
圆偏振光用于检查半导体硅晶圆的缺陷、促进植物侧生长、检测大气中的气溶胶,光学物品的固化层具有前述λ/4板的功能时,能够运用弯曲面结构在广范围内照射、检测圆偏振光,因此能够有助于扩大缺陷检查范围、扩大植物生产面积、扩大气溶胶检测范围等。
<取向膜>
本发明的光学物品中可以包含具有限定液晶化合物的取向方向的功能的取向膜。
本发明中的取向膜具有使(聚合性)液晶化合物在所期望的方向上液晶取向的取向控制力。
取向膜通常将聚合物作为主成分。作为取向膜用聚合物材料,在多个文献中有记载,并且能够获得大量的市售品。所使用的聚合物材料可列举在分子内具有酰胺键的聚酰胺、在分子内具有酰亚胺键的聚酰亚胺及作为其水解物的聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯类等。可以组合2种以上的取向性聚合物而使用。
含有取向性聚合物的取向膜通常通过如下方法来获得:将使取向性聚合物溶解于溶剂中而得的取向膜形成用组合物涂布于立体基体,去除溶剂而形成涂布膜,或者将取向膜形成用组合物涂布于立体基体,去除溶剂而形成涂布膜,对该涂布膜进行摩擦(摩擦法)。
作为前述溶剂,可列举水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚等醇溶剂、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂、丙酮、甲乙酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮等酮溶剂、戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂、甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂、乙腈等腈溶剂、四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂、氯仿、氯苯等氯代烃溶剂等。这些溶剂可以单独使用,也可以组合两种以上而使用。
作为取向膜形成用组合物,可以直接使用市售的取向性材料。作为市售的取向性材料,可列举SUNEVER(注册商标,Nissan Chemical Corporation制)、Optomer(注册商标,JSR CORPORATION制)等。
取向膜形成用组合物中的取向性聚合物的浓度只要在取向性聚合物材料能够完全溶于溶剂的范围即可,相对于溶液,以固体成分换算优选为0.1%以上且20%以下,更优选为0.1%以上且10%以下。
取向膜的厚度并无特别限制,通常为20μm以下,其中,优选为0.01~10μm,更优选为0.01~5μm,进一步优选为0.01~1μm。
作为去除取向膜形成用组合物中所含有的溶剂的方法,可列举自然干燥法、通风干燥法、加热干燥及减压干燥法等。作为加热干燥时的温度,通常为60℃以上且160℃以下,优选为80℃以上且140℃以下。
为了向取向膜赋予取向控制力,根据需要能够进行摩擦(摩擦法)。作为利用摩擦法赋予取向控制力的方法,可列举如下方法:使取向性聚合物的膜与缠绕有摩擦布且正在旋转的摩擦辊接触,所述取向性聚合物是通过将取向膜形成用组合物涂布于立体基体并进行退火从而形成在立体基体表面上。
<<光取向膜>>
在本发明中,优选通过向立体基体照射偏振光而表现出限定液晶化合物的取向方向的功能的光取向膜,从无需对立体基体上的弯曲面进行摩擦的观点考虑,制造上的效率性高。光取向膜通常通过将含有具有光反应性基团的聚合物或单体及溶剂的取向膜形成用组合物涂布于立体基体并照射光(优选为偏振光UV)来获得。从能够通过选择照射的光的偏振方向任意地选择取向控制力的方向的观点考虑,更优选为光取向膜。
光反应性基团是指通过光照射产生液晶取向能的基团,可列举参与通过光照射而产生的分子的取向诱导或者异构化反应、二聚化反应、光交联反应或光分解反应等成为液晶取向能力起源的光反应的基团。其中,从取向性优异方面考虑,优选为参与二聚化反应或光交联反应的基团。作为光反应性基团,优选为具有不饱和键的基团,更优选为具有双键的基团。其中,优选为具有选自由碳-碳双键(C=C键)、碳-氮双键(C=N键)、氮-氮双键(N=N键)及碳-氧双键(C=O键)组成的组中的至少一个的基团。
作为具有C=C键的光反应性基团,可列举乙烯基、多烯基、芪基(stilbenegroup)、苯乙稀基吡啶基(stilbazole group)、苯乙稀基吡啶鎓基(stilbazolium group)、查尔酮基及肉桂酰基。作为具有C=N键的光反应性基团,可列举具有芳香族席夫碱、芳香族腙等结构的基团。作为具有N=N键的光反应性基团,可列举偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族杂环偶氮基、双偶氮基、甲臜基(formazan group)及具有氧化偶氮苯结构的基团。作为具有C=O键的光反应性基团,可列举二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基及马来酰亚胺基。这些基团也可具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙基氧基、氰基、烷氧基羰基、羟基、磺酸基、卤代烷基等取代基。
从光取向所需的偏振光照射量较少且易于得到热稳定性、经时稳定性优异的光取向膜的观点考虑,优选为肉桂酰基及查尔酮基。作为具有光反应性基团的单体或聚合物,尤其优选单体或聚合物侧链的末端部成为肉桂酸结构的具有肉桂酰基。
通过将取向膜形成用组合物涂布于立体基体上,能够在立体基体上形成光取向诱导层。作为该组合物中所含有的溶剂,可列举与形成含有上述取向性聚合物的取向膜的取向膜形成用组合物中所含有的溶剂相同的溶剂,能够根据具有光反应性基团的聚合物或单体的溶解性而适当地选择。
取向膜形成用组合物中的具有光反应性基团的聚合物或单体的含量能够根据聚合物或单体的种类、目标光取向膜的厚度适当地进行调节,优选至少设定为0.2质量%以上,更优选为0.3质量%以上且10质量%以下。在不显著损害光取向膜的特性的范围内,取向膜形成用组合物可包含聚乙烯醇、聚酰亚胺等高分子材料、光敏剂。
作为将取向膜形成用组合物涂布于立体基体的方法,可列举与将形成含有取向性聚合物的取向膜的取向膜形成用组合物涂布于立体基体的方法相同的方法。作为从涂布的取向膜形成用组合物中除去溶剂的方法,可列举与从形成含有取向性聚合物的取向膜的取向膜形成用组合物中除去溶剂的方法相同的方法。
为了照射偏振光,可以是向从涂布于基体上的取向膜形成用组合物中除去溶剂而得到的组合物直接照射偏振光的形式,也可以是从立体基体侧照射偏振光并使偏振光透过而进行照射的形式。并且,该偏振光优选为平行光。照射的偏振光的波长可以是具有光反应性基团的聚合物或单体的光反应性基团能够吸收光能的波长区域。具体而言,优选波长为250nm以上且400nm以下的范UV(紫外线)。作为UV的照射量,通常为1mJ/cm2以上且500mJ/cm2以下,优选为10mJ/cm2以上且200mJ/cm2以下,更优选为10mJ/cm2以上且100mJ/cm2以下。作为用于照射该偏振光的光源,可列举氙灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、KrF、ArF等紫外光激光等。就波长313nm的紫外线的发光强度大的方面而言,优选高压汞灯、超高压汞灯或金属卤化物灯。使来自上述光源的光从适当的偏光片通过而进行照射,由此能够照射偏振UV光。作为所述偏振滤光片,能够使用偏振滤光片、格兰-汤普森(Glan-Thompson)、格兰-泰勒(Glan-Taylor)等的偏振棱镜、线栅型的偏振滤光片。
另外,在进行摩擦或偏振光照射时,若进行掩蔽,则也能够形成液晶取向的方向不同的多个区域(图案)。
(光)取向膜的厚度通常为10nm以上且10000nm以下,优选为10nm以上且1000nm以下,更优选为10nm以上且700nm以下。
“第2方式的光学物品”
作为本发明的优选的一个方式的光学物品为如下装饰性的光学物品:在具有弯曲面的立体基体的至少一部分的表面上直接或经由其他层具有胆甾醇型液晶层作为固化层,所述胆甾醇型液晶层具有波长选择反射性。
装饰性的光学物品可以是在物品的面内混合存在满足本发明的必要条件的部分和不满足本发明的必要条件的部分的、具有图案形状的物品。例如,还优选以符合任意的文字信息和图像信息等的图案化的方式形成包括满足本发明的必要条件的固化层的装饰部(显示光亮性),并显示外观设计性。
作为部分装饰形成的方法,例如可列举掩蔽并涂布胆甾醇型液晶层(掩模部未涂布液晶层)的方法、通过温度等使同样涂布的胆甾醇型液晶层成为部分各向同性层的方法、通过喷墨描绘胆甾醇型液晶层的方法等,但并不限定于这些。
装饰性的光学物品可以在物品的面内具有选择反射的峰值波长分别不同的多个反射区域,并且,可以具有层叠选择反射的峰值波长分别不同的多个胆甾醇型液晶层的区域。例如,可列举转印层叠具有不同的反射波长的多个装饰性的光学物品、在物品面内通过喷墨手性试剂的量不同的胆甾醇型液晶层而多次描绘等,但并不限定于这些。
装饰性的光学物品可以在立体基体的表面以各种图案状设置有固化层。当固化层具有各种图案时,能够设为各种形状,对各种图形、文字等没有特别限定。各区域的形状没有特别限定,能够使用条纹状、点状、镶嵌状等各种形状。
各反射区域(固化层的形成区域)的大小没有特别限定。可以具有反射区域各自的反射光成为一体而能够进行观察这样的微细的结构。
各反射区域彼此可以相互接触或者相互分离。
装饰性的光学物品可以进一步具有光透射区域、光反射层、光吸收层、紫外线吸收层、防反射层等中的任一个或组合这些而具有。
<底涂层>
优选在作为本发明的优选的一个方式的装饰性的光学物品中经由底涂层形成具有波长选择反射性的胆甾醇型液晶层作为固化层,作为底涂层,可列举包含季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等固化多官能(甲基)丙烯酸单体而得的树脂、聚乙烯醇树脂、(甲基)丙烯酸聚合物树脂、聚烯烃树脂、环烯烃聚合物树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚醚树脂的底涂层。并且,可以层叠多个底涂层。
<胆甾醇型液晶层:固化层>
胆甾醇型液晶层显示波长选择反射性的光没有特别限定,例如可以为红外光、可见光、紫外光等中的任一种。
胆甾醇型液晶层优选以胆甾醇型取向状态固定液晶化合物。胆甾醇型取向状态可以是反射右圆偏振光的取向状态,可以是反射左圆偏振光的取向状态,也可包括这两者。液晶化合物没有特别限定,能够使用各种公知的化合物。
图1是表示一般的胆甾醇型液晶层的剖面的电子显微镜(SEM:Scanning ElectronMicroscope)图像。如图1所示,本发明中所使用的胆甾醇型液晶层1在使用SEM观察剖面时,优选具有亮部B与暗部D的条纹图案。
另外,图1的SEM图像最多只是将胆甾醇型液晶层的一例的剖面作为参考示出的图像,并不表示本发明的膜厚变得均匀的固化液晶层的实施方式。
图2是表示一般的胆甾醇型液晶层的剖面的示意图。
如图2所示,在一般的胆甾醇型液晶层20的剖面中,通常观察到亮部B与暗部D的条纹图案。即,在胆甾醇型液晶层20的剖面中,观察到交替层叠亮部B与暗部D而成的层状结构。
通常,如图2所示,亮部B(由亮部B所成的连续线)及暗部D(由亮部D所成的连续线)的条纹图案(层状结构)形成为与支撑体24的表面即胆甾醇型液晶层20的形成面平行。在这种方式的情况下,胆甾醇型液晶层20显示镜面反射性。即,当从胆甾醇型液晶层20的法线方向入射光时,光在法线方向上反射,但是光难以在倾斜方向上反射(参考图2中的箭头)。
相对于此,如图3中示意地表示剖面的胆甾醇型液晶层26那样,在亮部B及暗部D具有波状结构(还称为凹凸结构或波状结构。)的情况下,由于存在形成胆甾醇型液晶相的液晶化合物的螺旋轴倾斜的区域,因此若光从胆甾醇型液晶层26的法线方向入射,则入射光的一部分在倾斜方向上反射(参考图3的箭头)。
即,亮部B与暗部D具有波状结构,因此胆甾醇型液晶层26具有适当的扩散反射性。
区域M是指在条纹图案的亮部或暗部的连续线中倾斜角度相对于胆甾醇型液晶层的平面的绝对值为5°以上且90°以下,且位于最接近的位置的、夹在2点的倾斜角度0°的峰或谷的区域。在图3中,由虚线例示区域M。如由图3所示,由虚线包围的区域M为夹在谷v和峰t之间的区域。峰t和谷v是切线与支撑体24的胆甾醇型液晶层形成面平行(倾斜度0°)的部位。
波状结构具有至少一个区域M。
倾斜角度0°的峰或谷包括凸状、凹状,若倾斜角度为0°,则还包括阶梯状、搁板状的点。波状结构优选在条纹图案的亮部或暗部的连续线中倾斜角度的绝对值为5°以上的区域M和夹持该区域的峰或谷重复多个。
并且,波状结构的峰值间距是夹持区域M,且位于最接近的位置的、峰与峰或谷与谷之间的距离。该峰值间距是测量胆甾醇型液晶层的平面方向的距离,并且在胆甾醇型液晶层的剖面长轴方向的长度100μm、总膜厚中进行算数平均而得的值。
波状结构的峰值间距的平均值优选为0.5μm~50μm。更优选为1.5μm~10μm,进一步优选为2.5μm~5.0μm。
亮部与暗部的条纹图案具有波状结构,并且将波状结构的峰值间距的平均值设为上述范围,由此能够进一步提高装饰部的光輝性。
在此,各连续线与膜的两个界面的任一个接触并被中断时,该中断部位的两端不被视为峰或谷。并且,关于各连续线存在于图1的SEM图像中由虚线包围的区域30中这样的弯曲结构,连续线被视为中断,其两端不被视为峰或谷。
<胆甾醇型液晶层的制作方法>
优选用于作为本发明的优选的一方式的装饰性的光学物品的胆甾醇型液晶层例如能够通过在立体基体上形成包括聚乙烯醇等亲水性树脂的底涂层,并在其上涂布含有液晶化合物的组合物,以胆甾醇型取向状态进行固定而获得。如果对立体基体实施电晕处理等,使立体基体表面亲水化,则不一定需要底涂层。
优选对立体基体及底涂层不赋予取向控制力或赋予弱取向控制力。例如,优选设为不实施摩擦处理或进行弱摩擦处理的程度。通过赋予适当的取向控制力,能够获得上述优选的波状结构。
并且,立体基体的表面或底涂层优选为平滑,但为了获得上述波状结构,立体基体或底涂层可以预先具有凹凸结构,该凹凸结构可以是规则性,也可以是不规则性(随机)。
含有液晶化合物的组合物如上所述为在总溶剂中含有20质量%以上的粘度为4.0mPa·s以下且将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂。将该组合物涂布于底涂层上,进行干燥之后调整温度设为胆甾醇型取向状态,此时的降温速度优选为每秒钟0.4℃~60℃,尤其优选为每秒钟2℃~12℃。通过设为上述条件,能够提高光亮性。
〔表面活性剂〕
为了形成胆甾醇型液晶层作为固化层,优选上述组合物中含有表面活性剂。通过使用表面活性剂,能够有效地形成上述波状结构的胆甾醇型液晶层。
并且,为了获得上述优选的波状结构,更优选使用使位于胆甾醇型液晶层的空气界面附近的液晶性化合物与胆甾醇型液晶层表面平行地取向的性质的表面活性剂。表面活性剂可以是氟类、硅类中的任一种的表面活性剂,优选为氟类的表面活性剂。
并且,表面活性剂为了使位于胆甾醇型液晶层的空气界面附近的液晶性化合物与胆甾醇型液晶层表面平行地取向,优选在分子中具有介晶基元部,优选在表面活性剂分子的一方的末端或两方的末端具有有表面活性功能的基团。
优选用于作为本发明的优选的一个方式的装饰性的光学物品的胆甾醇型液晶层优选在空气界面侧的表面含有大量的表面活性剂。表面活性剂的表面偏在性例如能够通过针对胆甾醇型液晶层的两个表面测定氟原子的存在率来确认。
〔手性试剂〕
优选地用于作为本发明的优选的一方式的装饰性的光学物品的胆甾醇型液晶层可以含有手性试剂。作为手性试剂,能够使用各种公知的化合物。
实施例
以下根据实施例进一步详细说明本发明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当地进行变更。因此,本发明的范围不应该由以下所示的实施例限定地解释。
“出射改变了入射光的偏振状态的光的光学物品的实施例”
〔实施例1〕
<取向膜的形成>
作为取向层用的涂布液,将SUNEVER SE-130(Nissan Chemical Corporation制)溶解于N-甲基吡咯烷酮而制作了溶液。将立体基体1(玻璃非球面透镜,Edmund Optics公司制)固定于旋涂机的台上,使其旋转的同时,使用基于喷涂法的涂布装置,将制作的溶液涂布于前述基体1的表面而成膜。以干燥膜厚成为约0.5μm的方式调整涂布液浓度、喷雾吐出量、喷雾喷嘴与基体1之间的距离、涂布时间。将所获得的涂布膜在100℃下加热5分钟,进而在250℃下加热了1小时。
然后,作为取向处理实施了光取向。作为偏振滤光片使用波长254nm的偏振滤光片,将使紫外线偏振的光(直线偏振光)从法线方向照射到基体1的弯曲面(照射量:约1J/cm2)。
<将液晶化合物固化而成的固化层的形成>
制备了下述涂布液(组合物1)。将涂设前述取向膜的基体1固定于旋涂机的台上,使其旋转的额同时,使用基于喷涂法的涂布装置,将制作的组合物1的液涂布于取向膜表面而成膜。后述表4中的“喷雾涂布和旋转涂布併用”是指使基体1旋转的同时进行喷雾涂布。以干燥膜厚成为1000nm的方式调整涂布液浓度、喷雾吐出量、喷雾喷嘴与基体1之间的距离、涂布时间。接着,在膜面温度80℃下加热熟化40秒钟,在空气下进行20mW/cm2的空冷。使用金属卤化物灯(EYE GRAPHICS CO.,LTD.制)照射紫外线,将其取向状态固定的同时固化。所形成的固化层中,慢轴方向与偏振方向平行,即棒状液晶进行水平取向。
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涂布液(组合物1)的组成
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下述棒状液晶性化合物1(L1) 70质量份
下述棒状液晶性化合物2(L2) 30质量份
光聚合引发剂 3.0质量份
(IRGACURE 907、BASF公司制)
增感剂(KAYACURE DETX、Nippon Kayaku Co.,Ltd.制) 1.0质量份
下述氟化合物FP-1 1.0质量份
下述氟化合物FP-2 0.5质量份
甲乙酮(溶剂) 200质量份
环己酮(溶剂) 200质量份
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[化学式1]
<溶剂的相对蒸发速度>
通过以下方法测定了溶剂的相对蒸发速度。使用2台能够供给氮气的带罩的化学天平,并在两者的天平盘中放置放入有滤纸No.5C(9cmφ)的10cmφ的培养皿。在一方取0.7mL的乙酸丁酯,在另一方取0.7mL的试样,在23℃、相对湿度50%、大气压下,将氮气以30NL/mL的流速同时供给到各培养皿中,每经过30秒同时测定乙酸丁酯及试样各自的重量,在60秒、90秒、120秒中,分别求出试样的减少重量相对于乙酸丁酯的减少重量的相对比。试样的溶剂的相对蒸发速度作为前述减少重量的相对比的平均值而算出。
另外,当使用了占前述液晶组合物中所含有的总溶剂的20质量%以上的多种溶剂时,采用了相对蒸发速度的值小的溶剂的蒸发速度作为代表值。
如下评价了由所获得的涂布液(组合物1)形成的固化层。
<膜厚:评价1>
所形成的固化层的膜厚使用多通道光谱仪MCPD(Otsuka Electronics Co.,Ltd.制)进行测定。测定固化层的任意20点的厚度,将这些进行算数平均而得的值设为平均膜厚。
<膜厚的变动值:评价2>
由下述式计算膜厚的变动值。
[膜厚的变动值(%)]=([任意20点的厚度的最大值]-[任意20点的厚度的最小值])×0.5÷[平均膜厚]
<面内相位差:评价3>
关于固化层的任意20点,使用AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制)测定面内相位差Re(550),并计算其算数平均设为Re值。
所获得的固化层(光学各向异性层)中,慢轴方向与偏振方向平行,即棒状液晶是水平取向,波长550nm的Re值为125nm。
<缺陷评价法:评价4>
将制作的光学物品放置于配置在正交尼科耳的2张偏振片之间,在观察窗上,以目视评价了相对于弯曲面从法线方向观察的膜厚不均匀、一部分区域(2cm×2cm)中的点缺陷的数量。
评分5:未观察到膜厚不均匀,也完全没有发现点缺陷。
评分4:未观察到膜厚不均匀,发现的点缺陷也有一处。
评分3:未观察到膜厚不均匀,发现的点缺陷为1~3处。
评分2:未观察到膜厚不均匀,发现的点缺陷为4处以上。
评分1:观察到膜厚不均匀,发现的点缺陷为4处所以上。
<光学物品的评价>
关于在实施例1中制作的光学物品,相对于该物品的弯曲面从法线方向入射直线偏振光,并且分析了使光学物品的光学轴旋转时的透射光。
入射的直线偏振光在该物品的光学轴相对于其偏振方向所成的角度为0°及90°以外时,确认到通过固化层转换为椭圆偏振光,尤其该角度为45°时转换为圆偏振光。此外,针对相同弯曲面中的任意20处也进行相同的评价的结果,确认到入射的直线偏振光在任何部位都被转换为圆偏振光。并且,确认到本实施例1的光学物品还能够设为与出射直线偏振光的光源组合并以放射线状出射圆偏振光的光源。即,本实施例1的光学物品中的固化层作为λ/4板发挥作用。
将在后述实施例及比较例中使用的基体1~5示于表1中。
[表1]
将用于制作实施例1、后述实施例2~18及比较例1~3的光学物品的组合物1~9的组成示于表1。
将上述组合物1~9中所含有的溶剂的蒸发速度及粘度示于表3中。
[表3]
溶剂 | 相对蒸发速度 | 粘度(mPa·s) |
环己酮 | 0.32 | 2.0 |
甲乙酮 | 3.7 | 0.4 |
乙酸丁酯 | 1.0 | 0.7 |
甲基异丁基酮 | 1.6 | 0.6 |
丙二醇单乙醚乙酸酯 | 0.44 | 1.1 |
丁基溶纤剂 | 0.08 | 3.4 |
丙酮 | 5.6 | 0.3 |
将实施例1~18及比较例1~3的光学物品的结构、制造方法及评价结果汇总示于表4中。
〔实施例2~6、10~18、及比较例1~3〕
如表1~表4所述改变立体基体、组合物、涂布方法、膜厚,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了各实施例及比较例的光学物品。
〔实施例7~9〕
使用组合物2,成膜成为表4所记载的平均膜厚,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了各实施例的光学物品。
<组合物2的形成>
制作了下述组合物2。在以与实施例1相同的方式制作的取向膜表面上涂布组合物2的液体而形成了固化层。
接着,在膜面温度128℃下加热熟化40秒钟之后,冷却至90℃并在空气下使用20mW/cm2的气冷金属卤化物灯(EYE GRAPHICS CO.,LTD.制)以照射量成为300mJ/cm2的方式照射紫外线,一边使其取向状态固定一边形成了组合物2的固化层。
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涂布液(组合物2)的组成
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下述盘状液晶3(L3) 80质量份
下述盘状液晶4(L4) 20质量份
下述取向膜表面取向剂1(A1) 0.55质量份
下述取向膜表面取向剂2(A2) 0.05质量份
氟化合物FP-1 0.21质量份
下述改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 5质量份
(简称:TMPEOTA)
光聚合引发剂 3.0质量份
(IRGACURE 907,BASF公司制)
下述层间取向剂(A3) 1.2质量份
甲乙酮 100质量份
环己酮 100质量份
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[化学式2]
[化学式3]
如表4所示,关于本发明的光学物品的制造方法的实施例1~18,膜厚的变动值为10%以下,缺陷评价的结果也为3以上。并且,关于实施例2~18,在设置有固化层的区域中也可获得均匀的光学特性。
“通过立体光学作用具有高度的外观设计性的光学物品的实施例”
〔实施例19〕
<底涂层的形成>
制备了下述组成的底涂层涂布液1。将基体1设置在旋转涂布机的台上,使其旋转的同时,使用基于喷墨法的涂布装置,将制作的溶液涂布于前述基体1的表面而成膜。以干燥膜厚成为约2.0μm的方式调整了涂布液浓度、喷雾吐出量、喷雾喷嘴与基体1之间的距离、涂布时间。将所获得的涂布膜在95℃下干燥60秒钟,在25℃下通过紫外线照射装置照射500mJ/cm2的紫外线并将其固定。
(底涂层涂布液1)
KAYARAD PET30(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制) 100质量份
IRGACURE 907(BASF公司制) 3.0质量份
KAYACURE DETX(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制) 1.0质量份
甲乙酮 120质量份
<固化层的形成>
作为固化层形成了胆甾醇型液晶层。
制备了下述组成的胆甾醇型液晶层用涂布液(组合物10)。
加工涂设有前述底涂层的基体1固定于旋转涂布机的台上,使其旋转的同时,使用基于喷墨法的涂布装置,将制备的涂布液涂布于底涂层表面而成膜。以涂布液的干燥膜厚成为2000nm的方式调整了涂布液浓度、喷墨吐出量、喷雾喷嘴与基体1之间的距离及涂布时间。然后,在95℃下干燥60秒钟之后,降温至-7℃/s直至达到25℃。接着,在25℃下通过紫外线照射装置照射500mJ/cm2的紫外线而形成固化层,从而制作了实施例19的光学物品。
(胆甾醇型液晶层用涂布液:组合物10)
下述棒状液晶性化合物的混合物(L5) 100.0质量份
IRGACURE 907(BASF公司制) 3.0质量份
KAYACURE DETX(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制) 1.0质量份
下述结构的手性试剂A1 5.78质量份
下述结构的表面活性剂F1 0.08质量份
甲乙酮(溶剂) 145.0质量份
棒状液晶性化合物的混合物(L5)
[化学式4]
数值为质量%。并且,R为通过氧原子键合的基团。
手性试剂A1
[化学式5]
表面活性剂F1
[化学式6]
以与上述评价1、2相同的方法测定了胆甾醇型液晶层(固化层)的平均膜厚、膜厚的变动值。
<波状结构的峰值间距的测定:评价5>
在条纹图案的亮部或暗部的连续线中夹持倾斜角度相对于胆甾醇型液晶层的平面的绝对值为5°以上的区域M,针对位于最接近的位置的、2点的倾斜角度0°的峰或谷测量胆甾醇型液晶层的平面方向的距离,在胆甾醇型液晶层的剖面长轴方向的长度100μm、总膜厚中进行算数平均而测定了波状结构的峰值间距。
<目视:评价6>
目视光学物品评价了显示颜色的状态。
<光学物品的评价>
在实施例19中制作的光学物品在从任何方向观察时仅在照明光正反射的方向上选择性地显示绿色。显示颜色在弯曲面均匀。此外,在除此以外的周围部分显示蓝色。
在正反射的方向上显示的颜色均来源于胆甾醇型液晶的选择反射。并且,推断是因为,在除了正反射以外的部位观察到的颜色会从横向看到胆甾醇型液晶层,并且反射光进行了短波移动。若改变拿起光学物品的视角,则能够享受到外观的变化。
将用于制作实施例19、后述实施例20~23及比较例4的光学物品的组合物10、11的组成示于表5中。
将实施例19~23及比较例4的光学物品的结构、制造方法及评价结果汇总示于表6中。
[实施例20~23及比较例4]
如表5及表6所记载那样改变立体基体、组合物、涂布方法、膜厚,除此以外,以与实施例19相同的方式制作了各实施例及比较例的光学物品。
在比较例4中制作的光学物品在赵明光正反射的方向上看到的显示颜色的颜色中观察到不均匀。认为这是因为由于产生涂布不均匀,并且膜厚变得不均匀,因此导致反射强度产生差异。
符号说明
20、26-胆甾醇型液晶层,24-支撑体,30-区域。
Claims (7)
1.一种光学物品的制造方法,其依次包括:
涂布工序,将液晶组合物直接或经由其他层涂布于具有弯曲面的立体基体的包括至少一部分该弯曲面的表面上,所述液晶组合物包含液晶化合物及粘度为4.0mPa·s以下且将乙酸丁酯的蒸发速度设为1.0时的相对蒸发速度为5.0以下的溶剂,且该溶剂在总溶剂中占20质量%以上;
加热工序,对涂布有所述液晶组合物的所述立体基体进行加热;及
光固化工序,对所述液晶化合物进行光固化而形成固化层,
所述涂布工序为如下的涂布工序:喷雾涂布工序,在使喷雾喷嘴相对于所述表面沿法线方向保持一定距离的同时对所述液晶组合物进行喷雾涂布;旋转涂布工序,对所述液晶组合物进行旋转涂布;或浸渍涂布工序,对所述液晶组合物进行浸渍涂布。
2.根据权利要求1所述的光学物品的制造方法,其中,
所述涂布工序为所述喷雾涂布工序,
在使所述立体基体旋转的同时进行所述喷雾涂布。
3.一种光学物品,其在具有弯曲面的立体基体的包括至少一部分弯曲面的表面上直接或经由其他层具备对液晶化合物进行固化而成的固化层,
在该固化层中,在任意20个位置进行测定的膜厚的变动值相对于在该20个位置进行测定的膜厚的平均膜厚在10%以内。
4.根据权利要求3所述的光学物品,其中,
所述固化层的面内相位差Re(550)为90~320nm。
5.根据权利要求4所述的光学物品,其中,
所述固化层的平均膜厚为500~6000nm。
6.根据权利要求3所述的光学物品,其中,
所述固化层为具有波长选择反射性的胆甾醇型液晶层。
7.根据权利要求6所述的光学物品,其中,
所述固化层在剖面中具有用扫描型电子显微镜观察到的亮部和暗部的条纹图案,条纹图案具有波状结构,波状结构的峰值间距的平均值为0.5~50μm。
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