JP2000347031A - 偏光回折性コレステリック液晶フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回折光自体が円偏光や直線偏光のような特定
の偏光を生じる偏光回折性コレステリック液晶フィルム
の製造方法を提供する。 【解決手段】 配向支持基板上にコレステリック液晶フ
ィルムを形成する第１工程、コレステリック液晶フィル
ム面に回折素子基板の回折パターンを転写し、フィルム
の一部に回折能を示す領域を形成する第２工程、及びコ
レステリック液晶フィルムから配向支持基板を剥離する
第３工程、を含む偏光回折性コレステリック液晶フィル
ムの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光性を有する回
折光を生じることができる偏光回折性コレステリック液
晶フィルムの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回折素子は、分光光学などの分野で光の
分光や光束の分割を行う目的で広く用いられている汎用
光学素子である。回折素子は、その形状からいくつかの
種類に分類され、光が透過する部分と透過しない部分を
周期的に配置した振幅型回折素子、透過性の高い材料に
周期的な溝を形成した位相型回折素子などに通常分類さ
れる。また、回折光の生じる方向に応じて透過型回折素
子、反射型回折素子と分類される場合もある。

【０００３】上記の如き従来の回折素子では、自然光
（非偏光）を入射した際に得られる回折光は非偏光しか
得ることができない。分光光学などの分野で頻繁に用い
られるエリプソメーターのような偏光光学機器では、回
折光として非偏光しか得ることができないため、光源よ
り発した自然光を回折素子により分光し、さらにこれに
含まれる特定の偏光成分だけを利用するために、回折光
を偏光子を通して用いる方法が一般的に行われている。
この方法では、得られた回折光のうちの約５０％以上が
偏光子に吸収されるために光量が半減するという問題が
あった。またそのために感度の高い検出器や光量の大き
な光源を用意する必要もあり、回折光自体が円偏光や直
線偏光のような特定の偏光となる回折素子の開発が求め
られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決するものであり、液晶層構造を制御することで、コ
レステリック液晶フィルムの一部の領域に回折能を付与
することに成功した。さらに詳しくは、コレステリック
液晶に特有な選択反射特性および円偏光特性に併せて回
折能という新たな特性をコレステリック液晶フィルムに
付与する方法を見出し、遂に本発明に到達した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、配向
支持基板上にコレステリック液晶フィルムを形成する第
１工程、コレステリック液晶フィルム面に回折素子基板
の回折パターンを転写し、フィルムの一部に回折能を示
す領域を形成する第２工程、及びコレステリック液晶フ
ィルムから配向支持基板を剥離する第３工程、を含む偏
光回折性コレステリック液晶フィルムの製造方法に関す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。

【０００７】本発明の第１工程は、配向支持基板上にコ
レステリック液晶フィルムを形成する工程であり、コレ
ステリック配向を形成、固定化したコレステリック液晶
フィルムを得ることができるのであれば製法条件等につ
いて特に制限されるものではない。

【０００８】コレステリック液晶フィルムを形成するフ
ィルム材料としては、高分子液晶、低分子液晶またはこ
れら混合物を用いることができる。高分子液晶として
は、コレステリック配向が固定化できるものであれば特
に制限はなく、主鎖型、側鎖型高分子液晶等いずれでも
使用することができる。具体的にはポリエステル、ポリ
アミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミドなどの
主鎖型液晶ポリマー、あるいはポリアクリレート、ポリ
メタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキサンなど
の側鎖型液晶ポリマーなどが挙げられる。なかでもコレ
ステリック配向を形成する上で配向性が良く、合成も比
較的容易である液晶性ポリエステルが望ましい。ポリマ
ーの構成単位としては、例えば芳香族あるいは脂肪族ジ
オール単位、芳香族あるいは脂肪族ジカルボン酸単位、
芳香族あるいは脂肪族ヒドロキシカルボン酸単位を好適
な例として挙げられる。

【０００９】またコレステリック液晶フィルムのフィル
ム材料となる低分子液晶としては、例えばアクリロイル
基、ビニル基やエポキシ基等の官能基を導入したビフェ
ニル誘導体、フェニルベンゾエート誘導体、スチルベン
誘導体などを基本骨格としたものが挙げられる。また低
分子液晶としては、ライオトロピック性、サーモトロピ
ック性のどちらも用いることができるが、サーモトロピ
ック性を示すものが作業性、プロセス等の観点からより
好適である。

【００１０】コレステリック配向を固定化する方法は公
知の方法、例えば高分子液晶を用いる場合には、配向支
持基板上に高分子液晶を配した後、熱処理等によってコ
レステリック液晶相を発現させ、その状態から急冷して
コレステリック配向を固定化する方法を用いることがで
きる。また低分子液晶を用いる場合には、配向支持基板
上に低分子液晶を配した後、熱処理等によってコレステ
リック液晶相を発現させ、その状態を維持したまま光、
熱または電子線等により架橋させてコレステリック配向
を固定化する方法等を適宜採用することができる。

【００１１】またコレステリック液晶フィルムの耐熱性
等を向上させるために、フィルム材料中にコレステリッ
ク液晶相の発現を妨げない範囲において、例えばビスア
ジド化合物やグリシジルメタクリレート等の架橋剤を添
加することもでき、これら架橋剤を添加することにより
コレステリック液晶相を発現させた状態で架橋させるこ
ともできる。さらにフィルム材料には、コレステリック
液晶相の発現を妨げない範囲において二色性色素、染料
や顔料等を適宜添加することもできる。

【００１２】本発明の第１工程において用いることがで
きる配向支持基板としては、例えばガラス基板またはプ
ラスチックフィルム、プラスチックシート等のプラスチ
ック基板を例示することができる。ガラス基板としては
例えばソーダガラス、シリカコートソーダガラス、ホウ
ケイ酸ガラス基板等を用いることができる。またプラス
チック基板としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、
ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリエーテルケトン、ポリケトンサルファイ
ド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポ
リプロピレン、アモルファスポリオレフィン、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、
ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリアセタ
ール、ポリアリレート、トリアセチルセルロース等のセ
ルロース系プラスチックス、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂等のシート、フィルムあるいは基板等を用いること
ができる。これらの配向支持基板に必要に応じて一軸ま
たは二軸延伸操作を適宜加えることもできる。さらに上
記基板に、親水化処理や疎水化処理や易剥離性処理など
の表面処理を施すこともできる。また配向支持基板とし
ては１種単独、または２種以上の基板を積層したものを
配向支持基板として用いることもできる。

【００１３】また上記各配向支持基板上に配向膜を形成
したものも本発明では配向支持基板に包含するものであ
る。配向膜としては、ラビング処理したポリイミドフィ
ルムが好適に用いられるが、その他当該分野で公知の配
向膜も適宜使用することができる。またポリイミド等を
塗布することなく、直接ラビング処理によって配向能を
付与して得られるプラスチック基板等もコレステリック
液晶フィルムを得る際の配向支持基板として使用するこ
とができる。なお配向処理の方法は特に制限されるもの
ではないが、液晶分子を配向処理界面と一様に平行に配
向させるものであればよい。

【００１４】次いで配向支持基板上にフィルム材料を塗
布する手段としては、溶融塗布、溶液塗布が挙げられる
が、プロセス上溶液塗布が望ましい。

【００１５】溶液塗布は、フィルム材料を所定の割合で
溶媒に溶解し、所定濃度の溶液を調製する。溶媒として
は、用いるフィルム材料の種類により異なるが、通常ト
ルエン、キシレン、ブチルベンゼン、テトラヒドロナフ
タレン、デカヒドロナフタレン等の炭化水素系、エチレ
ングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエー
テル、テトラヒドロフラン等のエーテル系、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン
等のケトン系、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、γ
−ブチロラクトン等のエステル系、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド等のアミド系、ジクロロメタン、四塩化炭素、テトラ
クロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素
系、ブチルアルコール、トリエチレングリコール、ジア
セトンアルコール、ヘキシレングリコール等のアルコー
ル系等を用いることができる。これらの溶媒は必要によ
り２種以上を適宜混合して使用することもできる。また
溶液の濃度は用いられる高分子液晶の分子量や溶解性、
さらに最終的に目的とするフィルムの膜厚等により異な
るため一概には言えないが、通常１〜６０重量％、好ま
しくは３〜４０重量％である。

【００１６】また溶液中には、塗布を容易にするために
界面活性剤等を加えても良い。界面活性剤としては、例
えばイミダゾリン、第四級アンモニウム塩、アルキルア
ミンオキサイド、ポリアミン誘導体等の陽イオン系界面
活性剤、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮
合物、第一級あるいは第二級アルコールエトキシレー
ト、アルキルフェノールエトキシレート、ポリエチレン
グリコール及びそのエステル、ラウリル硫酸ナトリウ
ム、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸アミン
類、アルキル置換芳香族スルホン酸塩、アルキルリン酸
塩、脂肪族あるいは芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物
等の陰イオン系界面活性剤、ラウリルアミドプロピルベ
タイン、ラウリルアミノ酢酸ベタイン等の両性系界面活
性剤、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ポリ
オキシエチレンアルキルアミン等の非イオン系界面活性
剤、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロ
アルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルエチレン
オキシド付加物、パーフルオロアルキルトリメチルアン
モニウム塩、パーフルオロアルキル基・親水性基含有オ
リゴマー、パーフルオロアルキル・親油基含有オリゴマ
ーパーフルオロアルキル基含有ウレタン等のフッ素系界
面活性剤などが挙げられる。界面活性剤の添加量は、界
面活性剤の種類や溶剤、あるいは塗布する支持基板にも
よるが、通常、高分子液晶の重量に対する比率にして１
０ｐｐｍ〜１０％、好ましくは５０ｐｐｍ〜５％、さら
に好ましくは０．０１％〜１％の範囲である。

【００１７】上記の如くして調製したフィルム材料溶液
を配向支持基板上に塗布する。塗布方法としては、例え
ばロールコート法、ダイコート法、バーコート法、グラ
ビアロールコート法、スプレーコート法、ディップコー
ト法、スピンコート法等を採用することができる。

【００１８】塗布後溶媒を乾燥により除去し、コレステ
リック液晶相を呈する所定温度、所定時間熱処理してコ
レステリック配向を完成させる。次いで液晶状態におい
て形成したコレステリック配向を、高分子液晶を主とす
るフィルム材料を用いた場合にはガラス転移点以下の温
度に急冷することによってコレステリック配向が固定化
されたコレステリック液晶フィルムを得ることができ
る。また低分子液晶を主とするフィルム材料を用いた場
合には、液晶状態においてコレステリック配向を形成し
た後、電子線、紫外線、可視光線または赤外線（熱線）
を照射して低分子液晶を架橋させることによってコレス
テリック配向が固定化されたコレステリック液晶フィル
ムを得ることができる。

【００１９】配向支持基板上に形成されたコレステリッ
ク液晶フィルムの実膜厚としては、特に制限されるもの
ではないが、量産性、製造プロセスの面から、通常０．
３〜２０μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍ、さらに好
ましくは０．６〜６μｍであることが望ましい。またコ
レステリック配向の螺旋巻き数としては、通常２巻き以
上１０巻き以下、好ましくは２巻き以上６巻き以下であ
ることが望ましい。螺旋巻き数が２巻きより少ない場
合、また１０巻きより多い場合には、偏光回折という本
発明のコレステリック液晶フィルムが有する特異な光学
効果を発現できない恐れがある。

【００２０】本発明の第２工程は、第１工程で得られた
コレステリック液晶フィルム表面に回折素子基板の回折
パターンを転写し、回折パターンが接したコレステリッ
ク液晶フィルムに回折能を示す領域を形成する工程であ
る。コレステリック液晶フィルムに回折パターンを転写
する際に用いられる回折素子基板の材質としては、金属
や樹脂のような材料であっても良く、あるいはフィルム
表面に回折機能を付与したもの、あるいはフィルムに回
折機能を有する薄膜を転写したもの等、およそ回折機能
を有するものであれば如何なる材質であっても良い。な
かでも取り扱いの容易さや量産性を考えた場合、回折機
能を有するフィルムまたはフィルム積層体がより望まし
い。

【００２１】またここでいう回折素子とは、平面型ホロ
グラムの原版等の回折光を生じる回折素子全てをその定
義として含む。またその種類については、表面形状に由
来する回折素子、いわゆる膜厚変調ホログラムのタイプ
であってもよいし、表面形状に因らない、または表面形
状を屈折率分布に変換した位相素子、いわゆる屈折率変
調ホログラムのタイプであっても良い。本発明において
は、回折素子の回折パターン情報をより容易に液晶に付
与することができる点から、膜厚変調ホログラムのタイ
プがより好適に用いられる。また屈折率変調のタイプで
あっても、表面形状に回折を生じる起伏を有したもので
あれば本発明に好適に用いることができる。

【００２２】回折パターンをコレステリック液晶フィル
ムに転写する際の諸条件は、コレステリック液晶フィル
ムの諸物性、回折素子基板の材質等によって異なるため
一概には言えないが、通常、温度４０〜３００℃、好ま
しくは７０〜１８０℃、圧力０．０５〜８０ＭＰａ、好
ましくは０．１〜２０ＭＰａの加温および／または加圧
条件下で行うことができる。温度が４０℃未満の場合、
室温で十分安定な配向状態を有するコレステリック液晶
フィルムにおいては回折パターンの転写が不十分となる
恐れがある。また３００℃を越えるとコレステリック液
晶フィルムの分解や劣化が起こる恐れがある。また圧力
が０．０５ＭＰａより低い場合、回折パターンの転写が
不十分となる恐れがある。さらに８０ＭＰａより高い場
合には、コレステリック液晶フィルムや他の基材の破壊
等が起こる恐れがあり望ましくない。

【００２３】また転写に要する時間は、コレステリック
液晶フィルムを形成しているフィルム材料の種類、フィ
ルム形態、回折パターン型や回折素子基板の材質等によ
り異なるため一概には言えないが、通常０．０１秒以
上、好ましくは０．０５秒〜１分である。処理時間が
０．０１秒より短い場合、回折パターンの転写が不十分
となる恐れがある。また１分を越えるような処理時間は
生産性の観点から望ましいとは言えない。

【００２４】回折パターンをコレステリック液晶フィル
ムに転写する具体的な方法としては、例えば上記諸条件
を満足する一般の圧縮成型機、圧延機、カレンダーロー
ラー、ヒートローラー、ラミネーター、ホットスタン
プ、電熱板、サーマルヘッド等を用い、コレステリック
液晶フィルムの液晶面と回折パターン面が接するように
した状態で成型機等に供することにより、回折素子基板
の回折パターンをコレステリック液晶フィルムに転写す
ることができる。また回折パターンの転写は、コレステ
リック液晶フィルムの片面のみに限られるものではな
く、例えば配向支持基板をコレステリック液晶フィルム
から除去し、当該基板を除去したコレステリック液晶フ
ィルムに対して上記と同様の方法によって、フィルム両
面に回折パターンを転写することもできる。

【００２５】上記の如き方法および条件にてコレステリ
ック液晶フィルムに回折素子基板の回折パターンを転写
した後、当該回折素子基板はコレステリック液晶フィル
ムから除去される。

【００２６】回折パターンが転写されたコレステリック
液晶フィルムは、その回折パターンが転写された当該フ
ィルム面に回折能を示す領域が形成される。ここで回折
能を示す領域とは、その領域を透過した光またはその領
域で反射された光が、幾何学的には影になる部分に回り
込むような効果を生じる領域を意味する。また回折能を
有する領域の有無は、例えばレーザー光等を前記領域に
入射し、直線的に透過または反射する光（０次光）以外
に、ある角度をもって出射する光（高次光）の有無によ
り確認することができる。また別法としては、原子間力
顕微鏡や透過型電子顕微鏡などで液晶層の表面形状や断
面形状を観察することにより回折能を示す領域が形成さ
れているか否か確認することができる。また回折能を示
す領域は、コレステリック液晶フィルムの複数領域、例
えばフィルム表裏面にそれぞれ形成することもできる。
また回折能を示す領域は、例えばフィルム面に均一な厚
さを持った層状態として形成されていることは必ずしも
必要とせず、フィルム面の少なくとも一部に回折能を示
す領域が形成されていれば偏光回折フィルムとしての効
果を発現することができる。また回折能を示す領域を、
所望の図形、絵文字、数字等の型を象るように形成する
こともできる。さらに回折能を示す領域を複数有する場
合、全ての当該領域が同じ回折能を示す必要性はなく、
それぞれの領域において異なった回折能を示すものであ
ってもよい。

【００２７】また回折能を示す領域が層状態として形成
されている場合、回折能を示す層（領域）の厚みとして
は、コレステリック液晶フィルムの膜厚に対して通常５
０％以下、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは１
０％以下の厚みを有する層状態で形成されていることが
望ましい。回折能を示す層（領域）の厚さが５０％を超
えると、コレステリック液晶相に起因する選択反射特
性、円偏光特性等の効果が低下し、本発明の効果を得る
ことができない恐れがある。

【００２８】さらに本発明の第２工程において、回折素
子基板の回折パターンを転写されたコレステリック液晶
フィルムは、その回折パターンを転写されたフィルム面
における配向状態、すなわち回折能を示す領域の配向状
態は、コレステリック液晶相における螺旋軸方位が膜厚
方向に一様に平行ではないコレステリック配向、好まし
くは螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行でなく、かつ螺
旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリ
ック配向を形成していることが望ましい。またそれ以外
の領域においては、通常のコレステリック配向と同様の
配向状態、すなわち螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行
で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔な螺旋構
造を形成していることが望ましい。

【００２９】また本発明の製造方法によって得られる偏
光回折性コレステリック液晶フィルムにおいて、回折能
を示す領域が一方のフィルム面領域に有する際、そのフ
ィルムの表裏、すなわち回折能を示す領域を有するフィ
ルム面とその面とは反対のフィルム面とは多少異なった
光学効果、呈色効果等を示すものである。したがって本
発明の製造方法で得られる偏光回折性コレステリック液
晶フィルムを各種光学用途等に用いる場合には、その目
的とする機能、効果等に応じ、フィルム面の配置位置等
を選択することが望ましい。

【００３０】本発明の第３工程では、第２工程において
回折パターンを転写したコレステリック液晶フィルムか
ら第１工程で用いた配向支持基板を剥離する工程であ
り、当該工程により偏光回折性コレステリック液晶フィ
ルムを製造することができる。

【００３１】配向支持基板を剥離する方法としては、例
えば配向支持基板のコーナー端部に粘着テープを貼り付
けて人為的に剥離する方法、ロール等を用いて機械的に
剥離する方法、構造材料全てに対する貧溶媒に浸漬した
後に機械的に剥離する方法、貧溶媒中で超音波をあてて
剥離する方法、配向支持基板とコレステリック液晶フィ
ルムとの熱膨張係数の差を利用して温度変化を与えて剥
離する方法、配向支持基板そのもの、または配向支持基
板上の配向膜を溶解除去する方法等を例示することがで
きる。剥離性については、コレステリック液晶フィルム
を形成しているフィルム材料の諸物性や配向支持基板と
の密着性によって異なるため、その系にもっとも適した
方法を採用すべきである。また得られたコレステリック
液晶フィルムが自己支持性に乏しい場合には、適度な自
己支持性を有するシート状、フィルム状、板状等の形状
を有する第２の支持基板と回折パターンを転写したコレ
ステリック液晶フィルム面とを接着剤層を介して接着せ
しめた後に配向支持基板を上記の方法で剥離することも
できる。

【００３２】上記の如き第２の支持基板としては、例え
ばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエ
ーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエー
テルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルス
ルフォン、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリフェニレンオキサイド、ポリ塩化ビニル、ポリ
スチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネー
ト、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリアリ
レート、セルロース系プラスチックス、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂等のシート、フィルムあるいは基板、ま
たは紙、合成紙等の紙類、金属箔、ガラス板等から適宜
選択して用いることができる。さらに支持基板として
は、その表面に凹凸が施されているものであってもよ
い。また、上記支持基板表面にシリコーン系離型剤等の
処理を行ったものも用いることができる。

【００３３】またコレステリック液晶フィルムと第２の
支持基板との間に介される接着剤としては、特に制限さ
れるものではなく、従来公知の様々な粘・接着剤、例え
ば光または電子線硬化型の反応性接着剤、ホットメルト
型接着剤等を適宜用いることができる。

【００３４】反応性接着剤としては、光または電子線重
合性を有するプレポリマーおよび／またはモノマーに必
要に応じて他の単官能、多官能性モノマー、各種ポリマ
ー、安定剤、光重合開始剤、増感剤等を配合したものを
用いることができる。

【００３５】光または電子線重合性を有するプレポリマ
ーとしては、具体的にはポリエステルアクリレート、ポ
リエステルメタクリレート、ポリウレタンアクリレー
ト、ポリウレタンメタクリレート、エポキシアクリレー
ト、エポキシメタクリレート、ポリオールアクリレー
ト、ポリオールメタクリレート等を例示することができ
る。また光または電子線重合性を有するモノマーとして
は、単官能アクリレート、単官能メタクリレート、２官
能アクリレート、２官能メタクリレート、３官能以上の
多官能アクリレート、多官能メタクリレート等が例示で
きる。またこれらは市販品を用いることもでき、例えば
アロニックス（アクリル系特殊モノマー、オリゴマー；
東亞合成社製）、ライトエステル（共栄社化学社製）、
ビスコート（大阪有機化学工業社製）等を用いることが
できる。

【００３６】また光重合開始剤としては、例えばベンゾ
フェノン誘導体類、アセトフェノン誘導体類、ベンゾイ
ン誘導体類、チオキサントン類、ミヒラーケトン、ベン
ジル誘導体類、トリアジン誘導体類、アシルホスフィン
オキシド類、アゾ化合物等を用いることができる。

【００３７】光または電子線硬化型の反応性接着剤の粘
度は、接着剤の加工温度等により適宜選択するものであ
り一概にはいえないが、通常２５℃で１０〜２０００ｍ
Ｐａ・ｓ、好ましくは５０〜１０００ｍＰａ・ｓ、さらに
好ましくは１００〜５００ｍＰａ・ｓである。粘度が１
０ｍＰａ・ｓより低い場合、所望の厚さが得られ難くく
なる。また２０００ｍＰａ・ｓより高い場合には、作業
性が低下する恐れがあり望ましくない。粘度が上記範囲
から外れている場合には、適宜、溶剤やモノマー割合を
調整し所望の粘度にすることが好ましい。

【００３８】また光硬化型の反応性接着剤を用いた場
合、その接着剤の硬化方法としては公知の硬化手段、例
えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハ
ライドランプ、キセノンランプ等を使用することができ
る。また露光量は、用いる反応性接着剤の種類により異
なるため一概にはいえないが、通常５０〜２０００ｍＪ
／ｃｍ²、好ましくは１００〜１０００ｍＪ／ｃｍ²であ
る。

【００３９】また電子線硬化型の反応性接着剤を用いた
場合、その接着剤の硬化方法としては、電子線の透過力
や硬化力により適宜選定されるものであり一概にはいえ
ないが、通常、加速電圧が５０〜１０００ｋＶ、好まし
くは１００〜５００ｋＶの条件で照射して硬化すること
ができる。

【００４０】また接着剤としてホットメルト型接着剤を
用いる場合、当該接着剤も特に制限はないが、ホットメ
ルトの作業温度が８０〜２００℃、好ましくは１００〜
１６０℃程度のものが作業性等の観点から望ましく用い
られる。具体的には、例えばエチレン・酢酸ビニル共重
合体系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹
脂、ポリアミド系樹脂、熱可塑性ゴム系、ポリアクリル
系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルブチ
ラール等のポリビニルアセタール系樹脂、石油系樹脂、
テルペン系樹脂、ロジン系樹脂等をベース樹脂として製
造されているものが挙げられる。

【００４１】さらに接着剤として粘着剤を用いる場合も
特に制限されるものではなく、例えばゴム系、アクリル
系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系粘着剤などを
用いることができる。接着剤の厚さは、用いられる用途
やその作業性等により異なるため一概にはいえないが、
通常０．５〜５０μｍ、好ましくは１〜１０μｍであ
る。

【００４２】また接着剤の形成方法としては、特に限定
されるものではないが、例えばロールコート法、ダイコ
ート法、バーコート法、カーテンコート法、エクストル
ージョンコート法、グラビアロールコート法、スプレー
コート法、スピンコート法等の公知の方法を用いて第２
の支持基板またはコレステリック液晶フィルムの回折パ
ターンが転写されたフィルム面若しくは第２の支持基板
およびコレステリック液晶フィルムの両方に形成するこ
とができる。

【００４３】コレステリック液晶フィルムの回折パター
ンが転写されたフィルム面と支持基板とを接着剤層を介
して積層する方法としては特に制限されるものではない
が、例えば前述の回折パターンの転写方法として具体的
にに例示した各種機器類から適宜選定する等の方法によ
って積層することができる。

【００４４】さらに上記の方法、すなわち第２の支持基
板を用い、配向支持基板を剥離してコレステリック液晶
フィルムを製造した際には、コレステリック液晶フィル
ムの表面保護、強度増加、環境信頼性向上等の目的のた
めに紫外線吸収層やハードコート層等の保護層を前記コ
レステリック液晶フィルム上等に設けることもできる。

【００４５】本発明の製造方法によって得られる偏光回
折性コレステリック液晶フィルムは、回折光が円偏光性
を有するという、従来の光学フィルムには無い特異な効
果を有する。この効果により、例えばエリプソメーター
のような偏光を必要とする分光光学機器に用いることに
より、光の利用効率を極めて高くすることが可能とな
る。従来の偏光を必要とする分光光学機器では、光源よ
り発した光を回折格子やプリズム等の分光素子を用いて
波長ごとに分光した後に偏光子を透過させる、または偏
光子を透過させた後に分光する必要があり偏光子が必須
であった。この偏光子は、入射した光の約５０％を吸収
してしまい、また界面での反射が生じるために光の利用
効率が極めて悪いといった問題があったが、本発明の製
造方法によって得られる偏光回折性コレステリック液晶
フィルムを用いることにより光の利用効率を極めて高
く、理論的には約１００％利用することが可能となる。
また本発明の製造方法によって得られる当該フィルム
は、通常の偏光板を用いることによって容易に回折光の
透過および遮断をコントロールすることが可能である。
通常、偏光性を有していない回折光では、どのような偏
光板と組み合わせても完全に遮断することはできない。
すなわち本発明の製造方法によって得られる偏光回折性
コレステリック液晶フィルムでは、例えば右偏光性を有
する回折光は、左円偏光板を用いた時にのみ完全に遮断
することができ、それ以外の偏光板を用いても完全な遮
断を実現することができないものである。このような効
果を有することから、例えば観察者が偏光板越しに回折
像を観察する環境において、偏光板の状態を変化させる
ことによって、回折像を暗視野から突然浮かび上がらせ
たり、また突然消失させたりすることが可能となる。

【００４６】以上のように本発明の製造方法によって得
られる偏光回折性コレステリック液晶フィルムは、新た
な回折機能素子として応用範囲は極めて広く、種々の光
学用素子や光エレクトロニクス素子、装飾用部材、偽造
防止用素子等として使用することができる。

【００４７】具体的に光学用素子や光エレクトロニクス
素子としては、例えば透明かつ等方なフィルム、例えば
フジタック（富士写真フィルム社製）、コニカタック
（コニカ社製）などのトリアセチルセルロースフィル
ム、ＴＰＸフィルム（三井化学社製）、アートンフィル
ム（日本合成ゴム社製）、ゼオネックスフィルム（日本
ゼオン社製）、アクリプレンフィルム（三菱レーヨン社
製）等に当該フィルムを積層して偏光回折素子とするこ
とにより様々な光学用途への展開を図ることが可能であ
る。例えば当該偏光回折性コレステリック液晶フィルム
をＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）−ＬＣＤ
（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、
ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉ
ｃ）−ＬＣＤ、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）−
ＬＣＤ、ＯＭＩ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｅ Ｉｎｔｅ
ｒｆｅｒｅｎｃｅ）−ＬＣＤ、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ
ｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅ
ｎｃｅ）−ＬＣＤ、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉｇｎ
ｅｄＮｅｍａｔｉｃ）−ＬＣＤ、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａ
ｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）−ＬＣＤ等の液晶ディスプ
レーに備えることによって色補償および／または視野角
改良された各種ＬＣＤを得ることができる。また当該偏
光回折性コレステリック液晶フィルムを上記したように
分光された偏光を必要とする分光光学機器、回折現象に
より特定の波長を得る偏光光学素子、光学フィルター、
円偏光板、光拡散板等として用いることも可能であり、
さらに１／４波長板と組み合わせることによって直線偏
光板を得ることもできる等、光学用素子や光エレクトロ
ニクス素子として従来にない光学効果を発現しうる様々
な光学部材を提供することができる。

【００４８】装飾用部材としては、回折能による虹色呈
色効果とコレステリック液晶による色鮮やかな呈色効果
等を併せ持った新たな意匠性フィルムをはじめ様々な意
匠性成形材料を得ることができる。また薄膜化できるこ
とから既存製品等に添付する、一体化する等の方法によ
って、他の類似製品との差別化にも大きく貢献すること
が期待できる。例えば、意匠性のある回折パターンを組
み込んだ偏光回折性コレステリック液晶フィルムをガラ
ス窓等に張り付けることにより、外部からはその視角に
よって前記回折パターンを伴ったコレステリック液晶特
有の選択反射が異なった色に見え、ファッション性に優
れたものとなる。また明るい外部からは内部が見え難
く、それにもかかわらず内部からは外部の視認性がよい
窓とすることができる。

【００４９】偽造防止用素子としては、回折素子および
コレステリック液晶のそれぞれの偽造防止効果を併せ持
った新たな偽造防止フィルム、シール、ラベル等として
用いることができる。例えば自動車運転免許証、身分証
明証、パスポート、クレジットカード、プリペイドカー
ド、各種金券、ギフトカード、有価証券等のカード基
板、台紙等と本発明の製造方法によって得られる偏光回
折性コレステリック液晶フィルムとを一体化するまたは
一部に設ける、具体的には貼り付ける、埋め込む、紙類
に織り込むことにより偽造防止フィルムとしての効果を
発現することができる。また本発明の製造方法によって
得られる偏光回折性コレステリック液晶フィルムは、回
折能を示す領域がコレステリック液晶フィルムに一体化
されたものであり、さらにコレステリック液晶の波長選
択反射性、円偏光選択反射性、色の視角依存性、コレス
テリックカラーの美しい色を呈する効果を併せ持ったも
のである。したがって本発明の製造方法によって得られ
る偏光回折性コレステリック液晶フィルムを偽造防止フ
ィルムとして用いた場合には、当該偏光回折性コレステ
リック液晶フィルムの偽造は極めて困難であるといえ
る。また偽造防止効果とあわせて、回折素子の虹色呈色
効果、コレステリック液晶の色鮮やかな呈色効果を有す
ることから意匠性にも優れたものである。これらのこと
から本発明の製造方法によって得られる偏光回折性コレ
ステリック液晶フィルムは、偽造防止用素子としても好
適に用いることができる。

【００５０】これらの用途はほんの一例であり、本発明
の製造方法によって得られる偏光回折性コレステリック
液晶フィルムは、従来、回折素子単体、通常のコレステ
リック配向を固定化したコレステリック配向フィルム単
体が使用されている各種用途や、新たな光学的効果を発
現することが可能であること等から前記用途以外の様々
な用途にも応用展開が可能である。

【００５１】

【実施例】以下に実施例について述べるが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。

【００５２】（参考例１）フェノール／テトラクロロエ
タン（重量比６０／４０）混合溶媒、濃度０．５ｇ／ｄ
ｌ、温度３０℃での対数粘度が０．１４４ｄｌ／ｇ、ガ
ラス転移温度（Ｔｇ）８５℃の液晶性ポリエステルのＮ
−メチル−２−ピロリドン溶液を調製した（溶液濃度２
０重量％）。この溶液をラビング処理したポリフェニレ
ンスルフィド上にスピンコート法で製膜し、２００℃で
５分間熱処理したところ、金色の鏡面反射を呈するフィ
ルムが得られた。得られたフィルムを日本分光（株）製
紫外可視近赤外分光光度計Ｖ−５７０にて透過スペクト
ルを測定したところ、中心波長約６００ｎｍ、選択反射
波長帯域幅約１００ｎｍの選択反射を示すコレステリッ
ク液晶フィルムが形成されていることが確認された。

【００５３】（実施例１）エドモンド・サイエンティフ
ィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００
本／ｍｍ）の回折面と参考例１で得たコレステリック液
晶フィルムの液晶面が向き合うように重ね、伸栄産業社
製２６トンプレスのプレート上に乗せ、９０℃、５ＭＰ
ａの条件で加熱加圧し１分間保持した。保持した後、プ
レスから取り出し、刻線式回折格子フィルムを取り除い
た。

【００５４】回折格子フィルムが重ねられていたコレス
テリック液晶フィルム面を観察したところ、回折パター
ンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反
射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り
除いたコレステリック液晶フィルム面の配向状態を偏光
顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察を
したところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜
厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方
向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層
の表面領域に形成されていることが確認された。またそ
れ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様
に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔な
コレステリック配向が形成していることが確認された。
この領域のコレステリック配向の螺旋巻き数は４であっ
た。

【００５５】またコレステリック液晶フィルム面内に垂
直にＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射
したところ、０゜および約±３５゜の出射角にレーザー
光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通
常の室内照明下に得られたフィルムをおき、右円偏光板
（右円偏光のみ透過）を介して観察したところ、虹色の
反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明
るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板（左円
偏光のみ透過）を介して観察したところ、暗視野とな
り、虹色の反射回折光は観察されなかった。これらのこ
とよりコレステリック液晶フィルムには、回折能を示す
領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が
右円偏光であることが確認された。

【００５６】次いで回折能が付与されたコレステリック
液晶フィルムの液晶面に市販の光硬化型接着剤をバーコ
ーターで厚さが５μｍとなるように塗布し、トリアセチ
ルセルロースフィルムを積層後紫外線照射して硬化させ
た。その後、配向支持基板として使用したポリフェニレ
ンスルフィドフィルムを端部から１８０°方向に、コレ
ステリック液晶層から剥離除去して、偏光回折性コレス
テリック液晶フィルムを得た。

【００５７】得られた偏光回折性コレステリック液晶フ
ィルムの液晶層の配向状態を観察したが、上述の観察結
果と差は見られなかった。また、肉眼観察では、回折パ
ターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選
択反射とが明瞭に認められた。

【００５８】（実施例２）エドモンド・サイエンティフ
ィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００
本／ｍｍ）を東京ラミネックス社製ラミネーターＤＸ−
３５０のラミネートロールに巻き付け固定し、１２０
℃、０．１ＭＰａ、ロール接触時間０．５秒の条件下、
回折格子フィルムの回折面と参考例１で得たコレステリ
ック液晶フィルムの液晶面が接する向きで加熱加圧し
た。

【００５９】回折格子フィルムが重ねられていたコレス
テリック液晶フィルム面を観察したところ、回折パター
ンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反
射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り
除いたコレステリック液晶フィルム面の配向状態を偏光
顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察を
したところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜
厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方
向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層
の表面領域に形成されていることが確認された。またそ
れ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様
に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔な
コレステリック配向が形成していることが確認された。
またコレステリック液晶フィルム面内に垂直にＨｅ−Ｎ
ｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射したところ、
０゜および約±３５゜の出射角にレーザー光が観察され
た。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明
下に得られたフィルムをおき、右円偏光板（右円偏光の
み透過）を介して観察したところ、虹色の反射回折光が
観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同
じであった。これに対し左円偏光板（左円偏光のみ透
過）を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反
射回折光は観察されなかった。これらのことよりコレス
テリック液晶フィルムには、回折能を示す領域がフィル
ム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であ
ることが確認された。

【００６０】次いで得られたコレステリック液晶フィル
ムのコレステリック液晶面に、バーコーターを使用して
市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を
厚さ５μｍとなるように塗布し、トリアセチルセルロー
スフィルムをラミネーターを用いて貼り合わせ、紫外線
照射により接着剤を硬化させた。その後、コレステリッ
ク配向フィルムを得る際に配向支持基板として用いたポ
リフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、１
８０°方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを当該
フィルムとコレステリック液晶層との界面で剥離させ
た。以上の工程により、コレステリック液晶フィルムに
回折パターンを転写された面が、接着剤層を介して支持
基板であるトリアセチルセルロース側に向かい合う形で
積層された偏光回折性コレステリック液晶フィルムを得
た。

【００６１】得られた偏光回折性コレステリック液晶フ
ィルムの液晶層の配向状態を観察したが、上述の観察結
果と差は見られなかった。また、肉眼観察では、回折パ
ターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選
択反射とが明瞭に認められた。

【００６２】（実施例３）エドモンド・サイエンティフ
ィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００
本／ｍｍ）を東京ラミネックス社製ラミネーターＤＸ−
３５０のラミネートロールに巻き付け固定し、１２０
℃、０．１ＭＰａ、ロール接触時間０．５秒の条件下、
回折格子フィルムの回折面と参考例１で得たコレステリ
ック液晶フィルムの液晶面が接する向きで加熱加圧し
た。

【００６３】回折格子フィルムが重ねられていたコレス
テリック液晶フィルム面を観察したところ、回折パター
ンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反
射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り
除いたコレステリック液晶フィルム面の配向状態を偏光
顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察を
したところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜
厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方
向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層
の表面領域に形成されていることが確認された。またそ
れ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様
に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔な
コレステリック配向が形成していることが確認された。
またコレステリック液晶フィルム面内に垂直にＨｅ−Ｎ
ｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射したところ、
０゜および約±３５゜の出射角にレーザー光が観察され
た。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明
下に得られたフィルムをおき、右円偏光板（右円偏光の
み透過）を介して観察したところ、虹色の反射回折光が
観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同
じであった。これに対し左円偏光板（左円偏光のみ透
過）を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反
射回折光は観察されなかった。

【００６４】これらのことよりコレステリック液晶フィ
ルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成
され、またその回折光が右円偏光であることが確認され
た。

【００６５】ついで回折能が付与されたコレステリック
液晶フィルムの液晶面に市販のホットメルト型接着剤を
公知の方法で塗布した。片面にアルミニウム蒸着したポ
リ塩化ビニルシート（厚さ１ｍｍ）の蒸着面と前記ホッ
トメルト型接着剤面が接するようにしてホットスタンプ
を行ったところ、ホットスタンプの加熱部分のみが配向
支持基板であるポリフェニレンスルフィドフィルムから
剥離転写された。

【００６６】転写されたコレステリック液晶フィルムの
反射光は、正面からは回折パターンに起因する虹色が、
また斜め方向からはコレステリック液晶に特有の選択反
射とが明瞭に認められた。

【００６７】

【発明の効果】本発明では、複雑な工程や処理等を行う
ことなく、回折光が円偏光性を有するという特異な光学
特性を有するコレステリック液晶フィルムを製造するこ
とができる。さらに支持用基板が無い形態での偏光回折
性コレステリック液晶フィルムの製造が可能であり、回
折能を示す領域を支持基板側に接するように配置される
液晶ディスプレー等の光学素子、光エレクトロニクス素
子、装飾用材料、偽造防止用素子等の光学部材として軽
量化、薄膜化を達成することができ、しかも低コスト化
等の優れた効果を奏するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13363 Ｇ０２Ｆ 1/13363 // Ｃ０８Ｊ 5/18 Ｃ０８Ｊ 5/18 Ｆターム(参考） 2H049 AA07 AA25 AA40 AA43 AA45 AA58 AA59 AA60 BA05 BA43 BA45 BA47 BB51 BB54 BC02 BC22 BC23 BC25 CA05 CA15 CA28 2H088 EA45 EA47 GA03 JA14 MA20 2H091 FA07Y FA14Y FA19Y FA50Y FB02 GA01 HA11 HA14 JA01 LA30 MA10 4F071 AA33 AA43 AA50 AA54 AA60 AA67 AF35 AH12 BB02 4F209 AA24 PA08 PB01 PC01 PC05 PG02 PH02 PH06 PH16 PN03 PN06 PQ09 PW37 PW43

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配向支持基板上にコレステリック液晶
   フィルムを形成する第１工程、コレステリック液晶フィ
   ルム面に回折素子基板の回折パターンを転写し、フィル
   ムの一部に回折能を示す領域を形成する第２工程、及び
   コレステリック液晶フィルムから配向支持基板を剥離す
   る第３工程、を含む偏光回折性コレステリック液晶フィ
   ルムの製造方法。