JP2001004834A - Polarizing diffraction element - Google Patents

Polarizing diffraction element

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JP2001004834A
JP2001004834A JP11175436A JP17543699A JP2001004834A JP 2001004834 A JP2001004834 A JP 2001004834A JP 11175436 A JP11175436 A JP 11175436A JP 17543699 A JP17543699 A JP 17543699A JP 2001004834 A JP2001004834 A JP 2001004834A
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JP
Japan
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liquid crystal
cholesteric
crystal layer
layer
diffraction element
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JP11175436A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryo Nishimura
涼 西村
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mitsubishi Oil Corp
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Publication date
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide both selectively reflecting characteristic and circularly polarizing characteristic to reveal an optical effect having both the characteristics in a good balance regardless of the surface or reverse side of a polarizing diffraction element by constituting the polarizing diffraction element from a cholesteric liquid crystal layer partially having an area showing diffractivity, and setting the number of spiral turns in the cholesteric alignment of this liquid crystal layer in a specified range. SOLUTION: This polarizing diffraction element is formed of at least a cholesteric liquid crystal layer partially having an area showing diffractivity. The area showing diffractivity means the area causing the effect such that the light transmitted or reflected by this area creeps into a part geometrically forming a shadow. In this cholesteric liquid crystal, the number of spiral turns in the cholesteric alignment is within the range of 2-20. When the winding is less than two, the selective reflectivity or circular polarizability by cholesteric alignment might be deteriorated. When the number of turns exceeds 20, the selective reflectivity or circularly polarizability might appear too conspicuously.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization diffraction element that can generate a polarized diffracted light.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art A diffractive element is a general-purpose optical element that is widely used in the field of spectral optics and the like for the purpose of splitting light and splitting a light beam. Diffraction elements are classified into several types based on their shape.Amplitude type diffraction elements, in which light-transmitting and non-light-transmitting parts are periodically arranged, are phase-type, in which periodic grooves are formed in a highly transparent material. It is usually classified as a diffraction element. Further, they may be classified as a transmission type diffraction element or a reflection type diffraction element according to the direction in which diffracted light is generated.

【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。
In the above-described conventional diffraction element, only non-polarized light can be obtained as diffracted light obtained when natural light (non-polarized light) is incident. Polarizing optical instruments such as ellipsometers, which are frequently used in the field of spectroscopy, can only obtain non-polarized light as diffracted light. In general, a method of using diffracted light through a polarizer in order to use only the polarized light component is used.
In this method, there is a problem that about 50% or more of the obtained diffracted light is absorbed by the polarizer, so that the amount of light is reduced by half. For that purpose, it is necessary to prepare a detector having a high sensitivity and a light source having a large amount of light, and the development of a diffraction element in which the diffracted light itself becomes a specific polarized light such as a circularly polarized light or a linearly polarized light has been required.

【0004】[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
レステリック液晶層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相に
おける螺旋巻き数を制御することにより、選択反射特性
および円偏光特性のコレステリック液晶に特有な効果
と、回折能を示す領域に起因する回折効果とを両立した
液晶層を開発することによって視認性、意匠性に優れた
偏光回折素子を発明するに至った。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has succeeded in imparting diffractive power to a partial region of a cholesteric liquid crystal layer by controlling the structure of the liquid crystal layer. More specifically, by controlling the number of helical turns in the cholesteric liquid crystal phase, we have developed a liquid crystal layer that achieves both the selective reflection characteristic and circular polarization characteristic characteristic of cholesteric liquid crystal and the diffraction effect caused by the region showing diffractive power. As a result, the inventors have invented a polarization diffraction element having excellent visibility and design.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、一部
に回折能を示す領域を有したコレステリック液晶層から
少なくとも構成され、当該液晶層のコレステリック配向
における螺旋巻き数が2〜20巻きの範囲である偏光回
折素子である。
That is, the present invention comprises at least a cholesteric liquid crystal layer partially having a region exhibiting a diffractive power, wherein the number of helical turns in the cholesteric orientation of the liquid crystal layer is in the range of 2 to 20 turns. Is a polarization diffraction element.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明の偏光回折素子は、一部に回折能を示す領域
を有するコレステリック液晶層から少なくとも構成され
るものである。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。また回折能を示す領域の有無は、例えばレ
ーザー光等をフィルムに入射し、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、
回折能を示す領域の有無を確認することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. The polarization diffraction element of the present invention comprises at least a cholesteric liquid crystal layer partially having a region exhibiting diffractive power. Here, the region exhibiting the diffractive power means a region which produces an effect such that the light transmitted through the region or the light reflected by the region wraps around a portion which is geometrically shadow. The presence or absence of a region exhibiting a diffractive power is confirmed by, for example, the presence or absence of light (higher-order light) emitted at a certain angle other than light (0th-order light) that is incident on a film and transmitted or reflected linearly. be able to. As another method, by observing the surface shape and cross-sectional shape of the liquid crystal layer with an atomic force microscope, transmission electron microscope, etc.,
The presence or absence of a region exhibiting a diffraction ability can be confirmed.

【0007】また本発明の偏光回折素子を構成するコレ
ステリック液晶層における回折能を示す領域は、液晶層
表面および/または液晶層内部のいずれの領域であって
もよく、例えば液晶層表面の一部(液晶層表面領域)、
液晶層内部の一部(液晶層内部領域)に有するものであ
ってもよい。また回折能を示す領域は、単層のコレステ
リック液晶層の複数領域、例えばコレステリック液晶層
の表裏面領域、複数の液晶層内部領域にそれぞれ有する
ものであってもよい。また回折能を示す領域は、例えば
コレステリック液晶層表面や内部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、液晶層表面や液晶層内部の少なくとも一部に該領域
が形成されていればよい。例えば回折能を示す領域が、
所望の図形、絵文字、数字、記号等の型を象るように有
したものであってもよい。さらに回折能を示す領域を複
数有する場合、全ての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。また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。また回折能を示す領域以外においては、
通常のコレステリック配向と同様の配向状態、すなわち
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、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。なお本発
明でいうコレステリック液晶層表面とは、コレステリッ
ク液晶層単体において外部に接する部分を、また液晶層
内部とは、外部に接する以外の部分をそれぞれ意味す
る。
The region exhibiting diffractive power in the cholesteric liquid crystal layer constituting the polarization diffraction element of the present invention may be any region inside the liquid crystal layer and / or inside the liquid crystal layer. (Liquid crystal layer surface area),
It may be provided in a part inside the liquid crystal layer (in the liquid crystal layer inner region). Further, the region exhibiting the diffractive power may be provided in a plurality of regions of the single cholesteric liquid crystal layer, for example, in the front and back regions of the cholesteric liquid crystal layer and in the plurality of liquid crystal layer internal regions. In addition, the region exhibiting the diffractive power does not necessarily need to be formed as a layer having a uniform thickness on the surface or inside the cholesteric liquid crystal layer, for example, and is formed at least partially on the surface of the liquid crystal layer or inside the liquid crystal layer. It is only necessary that a region is formed. For example, the region showing diffraction power,
It may have a shape of a desired figure, pictogram, number, symbol, or the like. Further, when a plurality of regions exhibiting diffractive power are provided, it is not necessary that all the regions exhibit the same diffractive power, and each region may exhibit a different diffractive power. In addition, the alignment state of the region exhibiting the diffractive power is such that the helical axis direction in the cholesteric liquid crystal phase is not uniformly parallel to the film thickness direction, preferably the helical axis direction in the cholesteric liquid crystal phase is uniformly parallel to the film thickness direction. In addition, it is desirable to form a cholesteric orientation in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction. Except for the region exhibiting diffraction power,
An alignment state similar to the normal cholesteric alignment, that is, a helical structure in which the helical axis orientation in the cholesteric liquid crystal phase is uniformly parallel to the film thickness direction and the helical pitch is uniformly spaced in the film thickness direction. It is desirable. In the present invention, the surface of the cholesteric liquid crystal layer means a portion of the cholesteric liquid crystal layer which is in contact with the outside, and the inside of the liquid crystal layer means a portion other than in contact with the outside.

【0008】本発明の偏光回折素子を構成するコレステ
リック液晶層は、コレステリック配向における螺旋巻き
数が2〜20巻き、好ましくは2.2〜16巻き、さら
に好ましくは2.5〜13巻きの範囲である。コレステ
リック液晶層の螺旋巻き数が2巻き未満の場合、コレス
テリック配向による選択反射特性、円偏光特性が低減す
る恐れがある。また20巻きより多い場合には、コレス
テリック配向による選択反射特性や円偏光特性が顕著に
現れすぎる恐れがある。本発明の偏光回折素子は、上記
の螺旋巻き数を有するコレステリック液晶層から少なく
とも構成されるものであることから、当該素子の表裏に
関係なくコレステリック配向に起因する選択反射特性、
円偏光特性、また回折能を示す領域に起因する回折特性
をバランス良く両立させた当該素子を得ることができる
ものであり、さらにその両方の光学特性を容易に確認で
きるものである。
The cholesteric liquid crystal layer constituting the polarization diffraction element of the present invention has a cholesteric orientation in the range of 2 to 20, preferably 2.2 to 16, more preferably 2.5 to 13 spiral turns. is there. When the number of helical turns of the cholesteric liquid crystal layer is less than two, there is a possibility that the selective reflection characteristics and the circular polarization characteristics due to the cholesteric alignment are reduced. When the number of windings is more than 20, there is a possibility that the selective reflection characteristic and the circular polarization characteristic due to the cholesteric orientation may appear too much. Since the polarization diffraction element of the present invention is at least composed of a cholesteric liquid crystal layer having the above-mentioned helical winding number, selective reflection characteristics caused by cholesteric alignment regardless of the front and back of the element,
It is possible to obtain the element in which the circular polarization characteristic and the diffraction characteristic caused by the region exhibiting the diffractive ability are compatible with a good balance, and it is also possible to easily confirm both optical characteristics.

【0009】上記の如き回折能を示す領域および所望の
螺旋巻き数を有するコレステリック液晶層は、例えば高
分子液晶、低分子液晶またはその混合物等を液晶材料と
してコレステリック配向層を形成した後、コレステリッ
ク配向層に回折素子基板を貼り合わせ、熱および/また
は圧力を加えることによってコレステリック配向層に回
折素子基板の回折パターンを転写する方法、または回折
素子基板を配向基板として高分子液晶、低分子液晶また
はその混合物からなる液晶材料をコレステリック配向さ
せた後、その配向状態を維持したまま固定化する等の方
法により得ることができる。
The cholesteric liquid crystal layer having the above-mentioned region exhibiting diffractive power and a desired number of helical windings is formed by forming a cholesteric alignment layer using, for example, a polymer liquid crystal, a low molecular weight liquid crystal or a mixture thereof as a liquid crystal material. A method of transferring a diffraction pattern of a diffraction element substrate to a cholesteric alignment layer by applying a heat and / or a pressure to the diffraction element substrate, or a polymer liquid crystal, a low molecular weight liquid crystal or a liquid crystal thereof using the diffraction element substrate as an alignment substrate. After the liquid crystal material made of the mixture is cholesterically aligned, it can be obtained by, for example, fixing the liquid crystal material while maintaining the alignment state.

【0010】コレステリック液晶層およびコレステリッ
ク配向層の液晶材料とな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等の主鎖型液晶ポ
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、ポリシロキサン等の側鎖型液晶ポ
リマーが挙げられる。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。液晶性ポリエステルの構成
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等を好適な例と
して挙げることができる。
The polymer liquid crystal used as the liquid crystal material of the cholesteric liquid crystal layer and the cholesteric alignment layer is not particularly limited as long as the cholesteric alignment can be fixed, and any of a main chain type and a side chain type polymer liquid crystal can be used. can do. Specific examples include main-chain liquid crystal polymers such as polyester, polyamide, polycarbonate, and polyesterimide, and side-chain liquid crystal polymers such as polyacrylate, polymethacrylate, polymalonate, and polysiloxane. Among them, a liquid crystalline polyester which has good orientation in forming cholesteric orientation and is relatively easy to synthesize is desirable. Preferable examples of the structural unit of the liquid crystalline polyester include an aromatic or aliphatic diol unit, an aromatic or aliphatic dicarboxylic acid unit, and an aromatic or aliphatic hydroxycarboxylic acid unit.

【0011】また液晶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、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、スチルベン誘導体等を基本骨格とした液晶が挙
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。
[0011] Further, low-molecular liquid crystal as a liquid crystal material includes:
For example, a liquid crystal having a basic skeleton of a biphenyl derivative, a phenylbenzoate derivative, a stilbene derivative, or the like into which a functional group such as an acryloyl group, a vinyl group, or an epoxy group is introduced can be given. As the low-molecular liquid crystal, both lyotropic properties and thermotropic properties can be used, but those exhibiting thermotropic properties are more preferable from the viewpoint of workability, process and the like.

【0012】また最終的に得られるコレステリック液晶
層の耐熱性を向上させるために、液晶材料中に高分子液
晶や低分子液晶等の他にコレステリック相の発現を妨げ
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。さらに液
晶材料中には、二色性色素、染料、顔料、酸化防止剤、
紫外線吸収剤、ハードコート剤等の各種添加剤を本発明
の効果を損なわない範囲において適宜添加することもで
きる。
In order to improve the heat resistance of the finally obtained cholesteric liquid crystal layer, for example, a bis azide compound or a bis azide compound may be used as long as the cholesteric phase is not impaired in the liquid crystal material in addition to the polymer liquid crystal and the low molecular liquid crystal. A cross-linking agent such as glycidyl methacrylate can be added, and by adding these cross-linking agents, cross-linking can be performed with a cholesteric liquid crystal phase developed. Furthermore, in the liquid crystal material, dichroic dyes, dyes, pigments, antioxidants,
Various additives such as an ultraviolet absorber and a hard coat agent can be appropriately added as long as the effects of the present invention are not impaired.

【0013】また螺旋巻き数は、ピッチ(螺旋が1回転
するのに必要な螺旋軸方向の長さ)と膜厚によって適宜
調整することができる。ピッチは上記液晶材料に占める
光学活性部位の含有量によって適宜所望の値に調整する
ことができる。光学活性部位の含有量は、高分子液晶や
低分子液晶の種類(組成比等)や諸物性、また回折パタ
ーンを転写する前のコレステリック配向層の製法条件等
に異なるため一概には言えないが、液晶材料に対して通
常3%以上、好ましくは5〜70%、さらに好ましくは
10〜50%の範囲である。また光学活性部位は、液晶
材料の主成分となる高分子液晶や低分子液晶の構造中に
含まれていてもよく、また当該材料の副成分として適宜
添加することができる液晶性を示さない化合物等の構造
中に含まれていてもよい。なお当該含有量はあくまでも
例示に過ぎず、本発明はこれに何ら制限されるものでは
ない。また膜厚の調整は、液晶材料の塗布方法等により
異なるため一概には言えないが、例えば溶液塗布する際
には、液晶材料の溶液濃度を通常3〜70重量%、好ま
しくは5〜50重量%、さらに好ましくは7〜30重量
%の範囲において適宜調節することにより所望の膜厚に
調整することができる。なお当該溶液濃度はあくまでも
例示に過ぎず、本発明はこれに何ら制限されるものでは
ない。ここでコレステリック液晶層および回折パターン
を転写する前のコレステリック配向層の実膜厚として
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0.1〜30μm、好ましくは0.
3〜20μm、さらに好ましくは0.5〜10μmであ
ることが望ましい。
The number of spiral windings can be appropriately adjusted by the pitch (the length in the direction of the spiral axis required for one rotation of the spiral) and the film thickness. The pitch can be appropriately adjusted to a desired value depending on the content of the optically active site in the liquid crystal material. Although the content of the optically active site differs depending on the type (composition ratio, etc.) and various physical properties of the polymer liquid crystal or the low molecular liquid crystal, and the manufacturing conditions of the cholesteric alignment layer before transferring the diffraction pattern, it cannot be unconditionally determined. The content is usually at least 3%, preferably 5 to 70%, more preferably 10 to 50% based on the liquid crystal material. The optically active site may be contained in the structure of a high-molecular liquid crystal or a low-molecular liquid crystal which is a main component of the liquid crystal material, or a compound which does not exhibit liquid crystallinity and which can be appropriately added as a sub-component of the material. Etc. may be included in the structure. In addition, the said content is only an illustration to the last, and this invention is not limited to this at all. The adjustment of the film thickness is different depending on the method of applying the liquid crystal material and the like, and cannot be unconditionally described. For example, when applying a solution, the solution concentration of the liquid crystal material is usually 3 to 70% by weight, preferably 5 to 50% by weight. %, More preferably in the range of 7 to 30% by weight. Note that the solution concentration is merely an example, and the present invention is not limited to this. Here, the actual thickness of the cholesteric liquid crystal layer and the actual thickness of the cholesteric alignment layer before the transfer of the diffraction pattern is not particularly limited, but is generally 0.1 to 30 μm, preferably from the viewpoint of mass productivity and a manufacturing process. 0.
It is desirable that the thickness be 3 to 20 μm, more preferably 0.5 to 10 μm.

【0014】回折パターンを転写する前のコレステリッ
ク配向層の製法としては公知の方法、例えば高分子液晶
を用いる場合には、例えば支持基板または基板上に形成
された配向膜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等を採用す
ることができる。また低分子液晶を用いる場合には、例
えば支持基板または基板上に形成された配向膜上に低分
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。
As a method for producing a cholesteric alignment layer before transferring a diffraction pattern, for example, when a polymer liquid crystal is used, for example, the polymer liquid crystal is arranged on a support substrate or an alignment film formed on the substrate. After that, a method of developing a cholesteric liquid crystal phase by a heat treatment or the like, and rapidly cooling the state to fix the cholesteric orientation can be adopted. When using a low-molecular liquid crystal, for example, after arranging the low-molecular liquid crystal on a support substrate or an alignment film formed on the substrate, a cholesteric liquid crystal phase is developed by heat treatment or the like, and light, A method of fixing the cholesteric orientation by crosslinking with heat or an electron beam or the like can be appropriately employed.

【0015】回折パターンの転写に用いる、または上記
の如き液晶材料を配向させる際の支持基板となる回折素
子基板としては、金属や樹脂のような材料から形成され
た回折素子基板、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、構成からなる回折素子基板であっても良い。な
かでも取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を回折素子基板
として用いることが本発明では望ましい。
The diffraction element substrate used for transferring a diffraction pattern or as a support substrate when the liquid crystal material is oriented as described above is a diffraction element substrate formed of a material such as a metal or a resin, or a diffraction element formed on a film surface. A diffraction element substrate made of any material and configuration may be used as long as it has a diffraction function, such as a substrate having a function or a thin film having a diffraction function transferred to a film. Above all, in view of ease of handling and mass productivity, it is desirable in the present invention to use a film or a film laminate having a diffraction function as the diffraction element substrate.

【0016】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タイプ
の回折素子基板がより好適に用いられる。また屈折率変
調タイプの回折素子基板であっても、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。
The term "diffraction element" as used herein includes, as its definition, all diffraction elements which generate diffracted light, such as an original flat hologram. The type may be a diffraction element derived from the surface shape, a so-called film thickness modulation hologram type, or a phase element independent of the surface shape or a surface shape converted into a refractive index distribution, a so-called refraction. A rate modulation hologram type may be used. In the present invention, a diffraction element substrate of a film thickness modulation hologram type is more preferably used in that the diffraction pattern information of the diffraction element can be more easily given to the liquid crystal. In addition, even a refractive index modulation type diffraction element substrate can be suitably used in the present invention as long as it has undulations that cause diffraction in the surface shape.

【0017】また回折パターンの転写方法としては、例
えば一般に用いられるヒートローラー、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、加
圧および/または加温条件下にて行うことができる。加
圧条件、加温条件は、用いられる高分子液晶や低分子液
晶等の諸物性、回折素子基板の種類等によって異なり、
一概には言えないが、通常、圧力0.01〜100MP
a、好ましくは0.05〜80MPa、温度30〜40
0℃、好ましくは40〜300℃の範囲において用いら
れる液晶や基板等の種類によって適宜選択される。また
回折パターンを転写する際には、加圧および加温を同時
に加えられる条件下において転写することが本発明では
望ましい。上記の如き加温および/または加圧条件下に
て回折素子基板の回折パターンをコレステリック配向層
に転写することによって、一部に回折能を示す領域を有
したコレステリック液晶層を得ることができる。
As a method of transferring a diffraction pattern, for example, generally used heat rollers, laminators,
Using a hot stamp, an electric heating plate, a thermal head, or the like, it can be performed under pressurized and / or heated conditions. Pressing conditions and heating conditions vary depending on the physical properties of the polymer liquid crystal and low molecular liquid crystal used, the type of diffraction element substrate, etc.
Although it cannot be said unconditionally, usually, the pressure is 0.01 to 100MPa.
a, preferably 0.05 to 80 MPa, temperature 30 to 40
It is appropriately selected according to the type of liquid crystal, substrate, etc. used in the range of 0 ° C., preferably 40 to 300 ° C. Further, when transferring the diffraction pattern, it is desirable in the present invention that the transfer is performed under conditions where pressure and heating can be applied simultaneously. By transferring the diffraction pattern of the diffraction element substrate to the cholesteric alignment layer under the above-mentioned heating and / or pressurizing conditions, a cholesteric liquid crystal layer partially having a region exhibiting a diffractive ability can be obtained.

【0018】また回折素子基板を配向基板として用いる
場合には、液晶材料を例えば溶液塗布、溶融塗布などの
方法によって当該基板上に展開した後、熱処理し冷却す
る方法、または液晶材料によっては熱処理を行った後、
光または電子線を照射する方法等によって、一部に回折
能を示す領域を有したコレステリック液晶層を得ること
ができる。また液晶材料が接する回折素子基板表面には
ラビング処理等の配向処理を適宜行うこともできる。
When a diffraction element substrate is used as an alignment substrate, a liquid crystal material is spread on the substrate by a method such as solution coating or melt coating, and then heat-treated and cooled. After going,
A cholesteric liquid crystal layer partially having a region exhibiting diffractive ability can be obtained by a method of irradiating light or an electron beam. Further, an alignment treatment such as a rubbing treatment can be appropriately performed on the surface of the diffraction element substrate in contact with the liquid crystal material.

【0019】以上の方法で得られるコレステリック液晶
層を本発明の偏光回折素子は構成要素として有するもの
である。具体的な実施態様としては、例えばコレステリ
ック液晶層が十分な自己支持性を有するものであれば、
当該液晶層単体を偏光回折素子として各種用途に用いる
ことができる。また自己支持性を有しない場合には、各
種プラスチックフィルム・シート、ガラス基板、上質紙
や合成紙等の紙類を支持基板として当該基板上に積層す
る、また配向基板上に形成したままの状態、さらには回
折素子基板に積層・形成したままの状態のものを偏光回
折素子として用いることができる。またコレステリック
液晶層には、当該液晶層の表面に保護層を設けることも
できる。保護層を設けることによって十分な自己支持性
を有する場合には、保護層/コレステリック液晶層から
なる積層体を偏光回折素子として各種用途に用いること
ができる。保護層としては、紫外線吸収性および/また
はハードコート性を有するものであることが特に望まし
い。例えば紫外線吸収剤およびハードコート剤を含有し
た保護層形成材料をフィルム状物、シート状物、薄膜状
物、板状物に形成したものを保護層として用いることが
できる。また紫外線吸収剤を含有した保護層形成材料か
らなる紫外線吸収性を有した保護層(以下、紫外線吸収
層)と、ハードコート剤を含有した保護層形成材料から
なるハードコート性を有した保護層(以下、ハードコー
ト層)との積層物を保護層として用いることもできる。
また一般に市販されている紫外線カットフィルムやハー
ドコートフィルム、また当該フィルムの積層物を保護層
として用いることができる。また紫外線吸収層に各種ハ
ードコート剤を塗布して成膜した積層物も保護層として
用いることができる。ここで紫外線吸収層およびハード
コート層は、それぞれ2層以上から形成されてもよく、
各層はそれぞれ接着剤層等を介して積層することができ
る。
The polarization diffraction element of the present invention has the cholesteric liquid crystal layer obtained by the above method as a component. As a specific embodiment, for example, if the cholesteric liquid crystal layer has sufficient self-supporting properties,
The liquid crystal layer alone can be used for various applications as a polarization diffraction element. If it does not have a self-supporting property, various plastic films / sheets, glass substrates, paper such as high-quality paper or synthetic paper are laminated on the substrate as a supporting substrate, or as they are formed on an oriented substrate. Further, a device in a state of being laminated and formed on a diffraction element substrate can be used as a polarization diffraction element. In the cholesteric liquid crystal layer, a protective layer can be provided on the surface of the liquid crystal layer. In the case where the protective layer has sufficient self-supporting property, a laminate composed of the protective layer / cholesteric liquid crystal layer can be used as a polarization diffraction element for various applications. It is particularly desirable that the protective layer has an ultraviolet absorbing property and / or a hard coat property. For example, a material formed of a protective layer containing a UV absorber and a hard coat agent into a film, sheet, thin film, or plate can be used as the protective layer. Further, a protective layer having an ultraviolet absorbing property made of a protective layer forming material containing an ultraviolet absorbent (hereinafter, referred to as an ultraviolet absorbing layer) and a protective layer having a hard coating property made of a protective layer forming material containing a hard coat agent (Hereinafter, a hard coat layer) may be used as a protective layer.
In addition, a commercially available ultraviolet cut film or hard coat film, or a laminate of the film can be used as the protective layer. A laminate formed by applying various hard coat agents to the ultraviolet absorbing layer to form a film can also be used as the protective layer. Here, the ultraviolet absorbing layer and the hard coat layer may each be formed from two or more layers,
Each layer can be laminated via an adhesive layer or the like.

【0020】保護層形成材料としては、光透過性が高い
ものが望ましく、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ(4−メチル−ペンテン−1)、ポリスチレ
ン、アイオノマー、ポリ塩化ビニル、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、ポリアミド、
ポリスルフォン、セルロース系樹脂等に紫外線吸収剤お
よび/またはハードコート剤を添加したものを用いるこ
とができる。また保護層としては、光または電子線硬化
型の反応性接着剤に紫外線吸収剤および/またはハード
コート剤を添加した接着剤組成物を用いることもでき、
その接着剤組成物の硬化物を保護層とすることもでき
る。
As the material for forming the protective layer, those having high light transmittance are desirable. For example, polyethylene, polypropylene, poly (4-methyl-pentene-1), polystyrene, ionomer, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polyamide,
A material obtained by adding an ultraviolet absorber and / or a hard coat agent to polysulfone, a cellulose resin, or the like can be used. Further, as the protective layer, an adhesive composition obtained by adding an ultraviolet absorber and / or a hard coat agent to a light or electron beam curing type reactive adhesive can be used,
A cured product of the adhesive composition can be used as a protective layer.

【0021】紫外線吸収剤としては、保護層形成材料に
相溶または分散できるものであれば特に制限はなく、例
えばベンゾフェノン系化合物、サルシレート系化合物、
ベンゾトリアゾール系化合物、シュウ酸アニリド系化合
物、シアノアクリレート系化合物等の有機系紫外線吸収
剤、酸化セシウム、酸化チタン、酸化亜鉛等の無機系紫
外線吸収剤を用いることができる。なかでも紫外線吸収
効率が高いベンゾフェノン系化合物が好適に用いられ
る。また紫外線吸収剤は、1種単独または複数種添加す
ることができる。保護層中の紫外線吸収剤の配合割合
は、使用する保護層形成材料により異なるが、通常0.
1〜20重量%、好ましくは0.5〜10重量%であ
る。
The ultraviolet absorber is not particularly limited as long as it is compatible or dispersible in the protective layer forming material. For example, a benzophenone compound, a salsylate compound,
Organic ultraviolet absorbers such as benzotriazole-based compounds, oxalic anilide-based compounds, and cyanoacrylate-based compounds, and inorganic ultraviolet absorbers such as cesium oxide, titanium oxide, and zinc oxide can be used. Among them, a benzophenone-based compound having high ultraviolet absorption efficiency is preferably used. In addition, one or more ultraviolet absorbers can be added. The blending ratio of the ultraviolet absorber in the protective layer varies depending on the material for forming the protective layer to be used.
It is 1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight.

【0022】ハードコート剤としては、保護層形成材料
に相溶または分散できるものであれば特に制限はなく、
例えばオルガノポリシロキサン系、光硬化型樹脂系のア
クリルオリゴマー系、ウレタンアクリレート系、エポキ
シアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、熱硬
化型樹脂系のアクリル−シリコン系、またはセラミック
ス等の無機系化合物等を用いることができる。なかでも
成膜性等の観点からオルガノポリシロキサン系、光硬化
型樹脂系であるアクリルオリゴマー系のハードコート剤
が好適に用いられる。なおこれらのハードコート剤は、
無溶媒型、溶媒型のいずれであっても使用することがで
きる。
The hard coat agent is not particularly limited as long as it is compatible or dispersible in the protective layer forming material.
For example, use of an inorganic compound such as an organopolysiloxane-based, photo-curable resin-based acrylic oligomer-based, urethane acrylate-based, epoxy acrylate-based, polyester acrylate-based, thermosetting resin-based acryl-silicone-based, or ceramics. Can be. Above all, an organopolysiloxane-based or photo-curable resin-based acrylic oligomer-based hard coat agent is preferably used from the viewpoint of film-forming properties and the like. These hard coat agents are
Either a solventless type or a solvent type can be used.

【0023】光または電子線硬化型の反応性接着剤とし
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。
As the light or electron beam curing type reactive adhesive, a photopolymer or electron beam polymerizable prepolymer and / or a monomer may be used, if necessary, with another monofunctional or polyfunctional monomer, various polymers, or a stable polymer. It is possible to use a mixture of an agent, a photopolymerization initiator, a sensitizer and the like.

【0024】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。
Examples of the prepolymer having photo- or electron beam polymerizability include polyester acrylate, polyester methacrylate, polyurethane acrylate, polyurethane methacrylate, epoxy acrylate, epoxy methacrylate, polyol acrylate, and polyol methacrylate. . Examples of the monomer having photo- or electron beam polymerizability include monofunctional acrylate, monofunctional methacrylate, difunctional acrylate, difunctional methacrylate, trifunctional or higher polyfunctional acrylate, and polyfunctional methacrylate. These can also use a commercial item, for example, Aronix (acrylic special monomer, oligomer;
Toagosei Co., Ltd.), Light Ester (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.),
Viscote (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry) or the like can be used.

【0025】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。
As the photopolymerization initiator, for example, benzophenone derivatives, acetophenone derivatives, benzoin derivatives, thioxanthones, Michler's ketone, benzyl derivatives, triazine derivatives, acylphosphine oxides, azo compounds and the like can be used. .

【0026】保護層として用いることができる光または
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10〜2000mPa・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10mPa・sより
低い場合、所望の厚さが得られ難くくなる。また200
0mPa・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。
The viscosity of the light- or electron-beam-curable reactive adhesive which can be used as the protective layer is appropriately selected depending on the processing temperature of the adhesive, and cannot be unconditionally determined. To 2000 mPa · s, preferably 50 to 1000 mPa · s, more preferably 100
500500 mPa · s. When the viscosity is lower than 10 mPa · s, it becomes difficult to obtain a desired thickness. Also 200
If it is higher than 0 mPa · s, the workability may decrease, which is not desirable. When the viscosity is out of the above range, it is preferable to appropriately adjust the solvent and the monomer ratio to obtain a desired viscosity.

【0027】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/cm
2、好ましくは100〜1000mJ/cm2である。
When a photocurable reactive adhesive is used, a known curing method such as a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or a xenon lamp may be used as a method for curing the adhesive. Can be. Further, the exposure amount cannot be determined unconditionally because it varies depending on the type of the reactive adhesive used, but it is usually 50 to 2000 mJ / cm.
2 , preferably 100 to 1000 mJ / cm 2 .

【0028】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。
When an electron beam-curable reactive adhesive is used, the method of curing the adhesive is appropriately selected depending on the penetrating power and curing power of the electron beam, and cannot be unconditionally determined. Usually, curing can be carried out by irradiating under an acceleration voltage of 50 to 1000 kV, preferably 100 to 500 kV.

【0029】また上記の如き保護層形成材料には、紫外
線吸収剤およびハードコート剤の他に必要に応じてヒン
ダードアミンや消光剤等の光安定剤、帯電防止剤、スベ
リ性改良剤、染料、顔料、界面活性剤、微細なシリカや
ジルコニア等の充填剤等の各種添加剤を配合することも
できる。これら各種添加剤の配合割合は、本発明の効果
を損なわない範囲であれば特に制限はないが、通常0.
01〜10重量%、好ましくは0.05〜5重量%であ
る。
In addition to the ultraviolet absorber and the hard coat agent, if necessary, a light stabilizer such as a hindered amine or a quencher, an antistatic agent, a slipperiness improver, a dye, a pigment, etc. Also, various additives such as a surfactant and a filler such as fine silica and zirconia can be blended. The mixing ratio of these various additives is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired.
It is from 0.01 to 10% by weight, preferably from 0.05 to 5% by weight.

【0030】また保護層を構成する紫外線吸収層は、先
に説明した保護層形成材料に紫外線吸収剤、必要に応じ
て光安定剤等を適宜配合したものを用いて形成すること
ができる。さらに一般に市販されている紫外線カットフ
ィルム等を紫外線吸収層として本発明に用いることもで
きる。
Further, the ultraviolet absorbing layer constituting the protective layer can be formed by using a material obtained by appropriately blending the above-described protective layer forming material with an ultraviolet absorbing agent and, if necessary, a light stabilizer. Further, a commercially available ultraviolet cut film or the like can be used as the ultraviolet absorbing layer in the present invention.

【0031】また保護層を構成するハードコート層は、
先に説明した保護層形成材料にハードコート剤、場合に
より各種添加剤を配合したものを用いて形成することが
できる。またハードコート層としては、上記ハードコー
ト剤を透明な支持フィルム上に塗布して形成したもので
あってもよい。透明な支持フィルムとしては、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、
ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイ
ド、アモルファスポリオレフィン、トリアセチルセルロ
ース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレート等から形成されるフィルムを挙げることができ
る。
The hard coat layer constituting the protective layer is
The protective layer can be formed by using a material in which a hard coat agent and various additives are added to the protective layer forming material described above. The hard coat layer may be formed by applying the above hard coat agent on a transparent support film. As a transparent support film, polymethyl methacrylate, polystyrene, polycarbonate,
Examples include films formed from polyether sulfone, polyphenylene sulfide, amorphous polyolefin, triacetyl cellulose, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and the like.

【0032】紫外線吸収層とハードコート層とは接着剤
等を介して積層したものを保護層とすることができる
が、その際に用いられる接着剤としては、先に説明した
光または電子線硬化型の反応性接着剤等を好適な例とし
て挙げられる。また接着剤として紫外線吸収剤を含有し
たものを用い、別に用意したハードコート層を本発明の
コレステリック液晶層に積層することにより保護層を形
成することもできる。また接着剤には必要に応じて染
料、顔料、界面活性剤等を適宜添加してもよい。
The protective layer can be formed by laminating the ultraviolet absorbing layer and the hard coat layer via an adhesive or the like. The adhesive used in this case may be the light or electron beam curing described above. Preferred examples include reactive adhesives of the type. The protective layer can also be formed by using an adhesive containing an ultraviolet absorber and laminating a separately prepared hard coat layer on the cholesteric liquid crystal layer of the present invention. Further, a dye, a pigment, a surfactant and the like may be appropriately added to the adhesive as needed.

【0033】さらにハードコート層としては、グラビア
インキ用ビヒクル樹脂等も好適に用いることができる。
グラビアインキ用ビヒクル樹脂としては、例えばニトロ
セルロース、エチルセルロース、ポリアミド樹脂、塩化
ビニル、塩素化ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリウ
レタン、ポリエステル等が挙げられる。またグラビアイ
ンキ用ビヒクル樹脂中に接着性向上や皮膜強度向上の為
に、例えばエステルガム、ダンマルガム、マレイン酸樹
脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ケトン樹脂、キ
シレン樹脂、テルペン樹脂、石油樹脂等のハードレジン
を配合してもよい。
Further, as the hard coat layer, a vehicle resin for gravure ink or the like can be suitably used.
Examples of the gravure ink vehicle resin include nitrocellulose, ethyl cellulose, polyamide resin, vinyl chloride, chlorinated polyolefin, acrylic resin, polyurethane, polyester, and the like. In addition, hard resins such as ester gum, dammar gum, maleic resin, alkyd resin, phenol resin, ketone resin, xylene resin, terpene resin, petroleum resin, etc. are used in the gravure ink vehicle resin in order to improve adhesion and film strength. May be blended.

【0034】またハードコート層の構成は、要求される
耐候性等に応じてハードコート層1層または複合層にす
ることができる。複合層としては、例えばオルガノポリ
シロキサンを含むハードコート層、光硬化型樹脂を含む
ハードコート層、熱硬化型樹脂を含むハードコート層、
無機化合物を含むハードコート層等、それぞれを組み合
わせて2層以上からなる複合層をハードコート層として
用いることもできる。
The structure of the hard coat layer can be a single hard coat layer or a composite layer according to the required weather resistance and the like. As the composite layer, for example, a hard coat layer containing an organopolysiloxane, a hard coat layer containing a photocurable resin, a hard coat layer containing a thermosetting resin,
A composite layer composed of two or more layers, such as a hard coat layer containing an inorganic compound, may be used as the hard coat layer.

【0035】本発明の偏光回折素子を構成するコレステ
リック液晶層に保護層となる紫外線吸収層および/また
はハードコート層を成膜する方法としては、通常ロール
コート法、ディッピング法、グラビアコート法、バーコ
ード法、スピンコート法、スプレーコート法、プリント
法等の公知の方法を採用することができる。これら方法
によりコレステリック液晶層上に成膜した後、使用した
保護層形成材料に応じた後処理を施すことにより保護層
を形成することができる。また紫外線吸収層とハードコ
ート層との複合層からなる保護層の形成方法としては、
例えば紫外線吸収層に直接ハードコート剤を塗布形成す
る方法、接着剤等を介して積層する方法等が挙げられ
る。
As a method for forming an ultraviolet absorbing layer and / or a hard coat layer serving as a protective layer on the cholesteric liquid crystal layer constituting the polarization diffraction element of the present invention, usually, a roll coating method, a dipping method, a gravure coating method, a bar coating method, or the like is used. Known methods such as a code method, a spin coating method, a spray coating method, and a printing method can be employed. After forming a film on the cholesteric liquid crystal layer by any of these methods, a protective layer can be formed by performing post-processing according to the protective layer forming material used. As a method for forming a protective layer composed of a composite layer of an ultraviolet absorbing layer and a hard coat layer,
For example, a method of directly applying and forming a hard coat agent on the ultraviolet absorbing layer, a method of laminating via an adhesive or the like, and the like can be mentioned.

【0036】保護層の膜厚は、紫外線吸収性および/ま
たはハードコート性のそれぞれが求められる性能に応じ
て異なるため一概には言えないが、通常0.1〜100
μm、好ましくは1〜50μmである。また保護層が紫
外線吸収層およびハードコート層との複合層から形成さ
れる場合も、各層の全膜厚が上記範囲に入ることが望ま
しい。
The thickness of the protective layer cannot be determined unconditionally because it differs depending on the performance required for the ultraviolet absorbing property and / or the hard coating property, but it is usually 0.1 to 100.
μm, preferably 1 to 50 μm. Also, when the protective layer is formed of a composite layer with an ultraviolet absorbing layer and a hard coat layer, the total thickness of each layer is preferably within the above range.

【0037】本発明の偏光回折素子は、当該素子を構成
するコレステリック液晶層の一部に回折能を示す領域を
有していることから、回折光が円偏光性を有するとい
う、従来の光学部材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、本発明の偏光回折素子を用いる
ことにより光の利用効率を極めて高く、理論的には約1
00%利用することが可能となる。また本発明の偏光回
折素子は、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。すなわち本発明の偏光回折素子では、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。
In the polarization diffraction element of the present invention, since a part of the cholesteric liquid crystal layer constituting the element has a region exhibiting a diffractive ability, a conventional optical member in which the diffracted light has a circular polarization property. It has a unique effect that is not found in. Due to this effect, it is possible to extremely increase the light use efficiency by using, for example, a spectroscopic optical device that requires polarized light, such as an ellipsometer. Conventional spectroscopic optical devices that require polarized light use a diffraction element such as a diffraction grating or prism to separate the light emitted from the light source for each wavelength and then transmit the light through the polarizer, or transmit the light through the polarizer and then separate the light. It was necessary to have a polarizer. This polarizer has a problem that it absorbs about 50% of the incident light and has a problem of extremely low light utilization efficiency due to reflection at the interface. However, the use of the polarization diffraction element of the present invention Makes the light use efficiency extremely high, theoretically about 1
00% can be used. Further, the polarization diffraction element of the present invention can easily control transmission and blocking of diffracted light by using a normal polarizing plate. Normally, diffracted light having no polarization cannot be completely blocked by any combination of polarizing plates. That is, in the polarization diffraction element of the present invention, for example, the diffracted light having the right polarization property can be completely blocked only when the left circularly polarizing plate is used, and complete blocking can be achieved even with other polarizing plates. It is something that cannot be done. Because of such an effect, for example, in an environment in which an observer observes a diffraction image through a polarizing plate, by changing the state of the polarizing plate, the diffraction image suddenly emerges from the dark field, or suddenly disappears. It becomes possible.

【0038】以上のように本発明の偏光回折素子は、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。
As described above, the polarization diffraction element of the present invention has a very wide range of application as a new diffraction function element, and can be used as various optical elements, optoelectronic elements, decorative members, and forgery prevention elements. Can be.

【0039】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、具体的
にはフジタック(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)等にコレステリック液晶層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素子をTN(twis
ted nematic)−LCD(Liquid C
rystal Display)、STN(Super
Twisted Nematic)−LCD、ECB
(Electrically Controlled
Birefringence)−LCD、OMI(Op
tical Mode Interference)−
LCD、OCB(Optically Compens
ated Birefringence)−LCD、H
AN(Hybrid Aligned Nemati
c)−LCD、IPS(In Plane Switc
hing)−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L
CDを得ることができる。また本発明の偏光回折素子を
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。
Specific examples of the optical element and the optoelectronic element include transparent and isotropic films, specifically, triacetyl cellulose films such as Fujitac (manufactured by Fuji Photo Film) and Konikatac (manufactured by Konica). , TPX film (Mitsui Chemicals), Arton film (Nippon Synthetic Rubber), Zeonex film (Nippon Zeon), acrylene film (Mitsubishi Rayon), etc. By using the element, development to various optical applications can be achieved. For example, the polarization diffraction element is set to TN (twis
ted nematic) -LCD (Liquid C)
crystal Display), STN (Super
Twisted Nematic) -LCD, ECB
(Electrically Controlled
Birefringence) -LCD, OMI (Op
Tical Mode Interference)-
LCD, OCB (Optically Compensation)
attached Birefringence)-LCD, H
AN (Hybrid Aligned Nemati)
c) -LCD, IPS (In Plane Switchc)
hing)-Various types of Ls having improved color compensation and / or improved viewing angle by being provided in a liquid crystal display such as an LCD.
You can get a CD. Further, the polarization diffraction element of the present invention is used as a spectroscopic optical device that requires polarized light separated as described above, a polarization optical element that obtains a specific wavelength by a diffraction phenomenon, an optical filter, a circularly polarizing plate, a light diffusion plate, and the like. It is also possible to provide various optical members that can exhibit an optical effect that has not existed as an optical element or an optoelectronic element, for example, a linear polarizing plate can be obtained by combining with a quarter-wave plate. Can be.

【0040】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
匠性成形材料等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
よって意匠性を付与し、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本発明の偏光回折素子をガラ
ス窓等に張り付けると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るなど、ファッション性に非常に
優れたものとすることができる。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もできる。
As the decorative member, there can be obtained various designable molding materials including a new designable film having both a rainbow coloration effect by diffractive power and a colorful coloration effect by cholesteric liquid crystal. . In addition, since it can be made into a thin film, it can be expected that it is given a design property by attaching it to an existing product or the like, or integrating it, and greatly contributes to differentiation from other similar products. For example, when the polarizing diffraction element of the present invention incorporating a designable diffraction pattern is attached to a glass window or the like, the selective reflection specific to the cholesteric liquid crystal accompanied by the diffraction pattern looks different from the outside depending on the viewing angle. , And can be very excellent in fashionability. In addition, it is possible to provide a window in which the inside is hard to be seen from the bright outside, and the outside is good in visibility from the inside.

【0041】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。具体的には本発明の偏光回折素子
を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、有価証券等と一体化する、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
ことによりその効果を発現できる。また本発明の偏光回
折素子は、回折能を示す領域がコレステリック液晶層の
一部に有するとともに、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偏光回折素子を偽造防止用
素子として用いた場合、当該素子を構成するコレステリ
ック液晶層の偽造は極めて困難であると言える。また偽
造防止効果あわせて、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となる。
As the forgery preventing element, it can be used as a new forgery preventing film, a seal, a label or the like having both the forgery preventing effects of the diffraction element and the cholesteric liquid crystal. Specifically, for example, the polarizing diffraction element of the present invention, for example, a car driver's license, an identification card, a passport,
The effect can be exhibited by integrating with a credit card, a prepaid card, various cash vouchers, gift cards, securities, or the like, or by providing a part thereof, specifically, attaching, embedding, or weaving into paper. Further, the polarization diffraction element of the present invention has a region exhibiting diffractive ability in a part of the cholesteric liquid crystal layer, and also has a wavelength-selective reflectivity of the cholesteric liquid crystal, a circularly-polarized light selective reflectivity, a viewing angle dependency of color, and a beautiful color of cholesteric color. Is also exhibited. Therefore, when the polarization diffraction element of the present invention is used as a forgery prevention element, it can be said that forgery of the cholesteric liquid crystal layer constituting the element is extremely difficult. In addition to the anti-counterfeiting effect, it has an iridescent color effect of the diffractive element and a vivid color effect of the cholesteric liquid crystal, so that the design is excellent.

【0042】これらの用途はほんの一例であり、本発明
の偏光回折素子は、従来、回折素子単体、コレステリッ
ク液晶性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。
These applications are only examples, and the polarizing diffraction element of the present invention can be used for various applications in which a single diffraction element or a single cholesteric liquid crystal film is conventionally used, or can exhibit a new optical effect. Because it is possible, it can be applied to various applications other than the above-mentioned applications.

【0043】[0043]

【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。
EXAMPLES Examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

【0044】(実施例1)テレフタル酸50mmol、
ヒドロキシ安息香酸20mmol、カテコール20mm
ol、(R)−2−メチル−1,4−ブタンジオール1
0mmolおよび酢酸ナトリウム100mgを用いて窒
素雰囲気下、180℃で1時間、200℃で1時間、2
50℃で1時間と段階状に昇温しながら重縮合反応を行
った。
Example 1 50 mmol of terephthalic acid,
Hydroxybenzoic acid 20 mmol, catechol 20 mm
ol, (R) -2-methyl-1,4-butanediol 1
0 mmol and 100 mg of sodium acetate in a nitrogen atmosphere at 180 ° C. for 1 hour, 200 ° C. for 1 hour,
The polycondensation reaction was performed while the temperature was raised stepwise at 50 ° C. for 1 hour.

【0045】次いで窒素を流しながら250℃で2時間
重縮合反応を続け、さらに減圧下同温度で1時間重縮合
を行った。得られたポリマーをテトラクロロエタンに溶
解後、メタノールで再沈澱を行い、液晶性ポリエステル
を得た。
Next, the polycondensation reaction was continued at 250 ° C. for 2 hours while flowing nitrogen, and the polycondensation was further performed at the same temperature under reduced pressure for 1 hour. After dissolving the obtained polymer in tetrachloroethane, reprecipitation was performed with methanol to obtain a liquid crystalline polyester.

【0046】次いで得られた液晶性ポリエステルのN−
メチル−2−ピロリドン溶液(20重量%)を調製し、
該溶液をラビング処理したポリフェニレンスルフィドフ
ィルム上にスピンコート法で塗布した。塗布した後、乾
燥処理を行いN−メチル−2−ピロリドンを除去し、ポ
リフェニレンスルフィドフィルム上に液晶性ポリエステ
ルの塗布膜を形成した。
Next, the N-
Preparing a methyl-2-pyrrolidone solution (20% by weight);
The solution was applied on a rubbed polyphenylene sulfide film by a spin coating method. After the application, a drying treatment was performed to remove N-methyl-2-pyrrolidone, and a liquid crystalline polyester coating film was formed on the polyphenylene sulfide film.

【0047】次いで該液晶性ポリエステルの塗布膜を2
00℃の加熱雰囲気において5分間熱処理を行い、室温
下に冷却することによって、ポリフェニレンスルフィド
フィルム上に金色の鏡面反射を呈する液晶性ポリエステ
ルフィルムを得た。
Next, the liquid crystalline polyester coating film was
A heat treatment was performed for 5 minutes in a heating atmosphere of 00 ° C., and the mixture was cooled to room temperature to obtain a liquid crystalline polyester film exhibiting a golden specular reflection on a polyphenylene sulfide film.

【0048】同フィルムを日本分光社製紫外可視近赤外
分光光度計V−570にて透過スペクトルを測定したと
ころ、中心波長が約600nm、選択反射波長帯域幅が
約110nmの選択反射を示すコレステリック配向が固
定化されたコレステリック配向層が得られていることが
確認された。このコレステリック配向層の配向状態を偏
光顕微鏡観察およびフィルム断面の透過型電子顕微鏡観
察したところ、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、また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を形成していること
が確認できた。また螺旋巻き数は、透過型電子顕微鏡観
察から約3巻きであることが判明した。
The transmission spectrum of the film was measured with an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer V-570 manufactured by JASCO Corporation. A cholesteric film exhibiting selective reflection having a center wavelength of about 600 nm and a selective reflection wavelength bandwidth of about 110 nm was obtained. It was confirmed that a cholesteric alignment layer in which the alignment was fixed was obtained. Observation of the orientation state of the cholesteric alignment layer by a polarizing microscope and transmission electron microscopy of the cross section of the film showed that the helical axis orientation in the cholesteric phase was uniformly parallel to the film thickness direction, and the helical pitch was uniform in the film thickness direction. It was confirmed that the cholesteric orientation was formed at regular intervals. The number of spiral windings was found to be about 3 by transmission electron microscope observation.

【0049】得られたコレステリック配向層の上に、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(刻線900本/mm)を、液晶面と
回折面が向き合うように重ね、東京ラミネックス社製ラ
ミネーターDX−350を用い、150℃、0.3MP
a、ロール接触時間0.5秒の条件で加熱加圧を行っ
た。次いで室温まで冷却後、刻線式回折格子フィルムを
取り除いた。
On the obtained cholesteric alignment layer, an engraved diffraction grating film (900 engraved lines / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan Co., Ltd. was superposed so that the liquid crystal surface and the diffraction surface faced each other. Using a laminator DX-350 manufactured by Laminex, 150 ° C, 0.3MP
a, Heating and pressurization was performed under the condition of a roll contact time of 0.5 seconds. Then, after cooling to room temperature, the ruled line diffraction grating film was removed.

【0050】回折格子フィルムが重ねられていた液晶面
を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレ
ステリック液晶に起因する金色の選択反射とが認められ
た。また回折格子フィルムが重ねられていた面を下にし
て同様に観察したところ、コレステリック液晶に起因す
る選択反射の輝度と回折パターンに起因する虹色の輝度
がバランス良く観察された。
When the liquid crystal surface on which the diffraction grating film was superimposed was observed, rainbow colors caused by the diffraction pattern and gold selective reflection caused by the cholesteric liquid crystal were recognized. When the same observation was performed with the surface on which the diffraction grating film was superimposed facing down, the luminance of the selective reflection caused by the cholesteric liquid crystal and the luminance of the iridescent color caused by the diffraction pattern were observed in a well-balanced manner.

【0051】この液晶層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。ま多液晶層面
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。
The alignment state of the liquid crystal layer was observed with a polarizing microscope and the cross section of the liquid crystal layer was observed with a transmission electron microscope.
It was confirmed that a cholesteric orientation in which the helical axis orientation in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction and the helical pitch was not evenly spaced in the film thickness direction was formed in the surface region of the liquid crystal layer. Was. In other regions, it was confirmed that a cholesteric orientation in which the helical axis orientation was uniformly parallel to the film thickness direction and the helical pitch was uniformly uniform in the film thickness direction was formed. He-Ne laser (wavelength 632.8 nm) perpendicular to the plane of the liquid crystal layer
Was incident, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °.

【0052】さらに偏光特性を確認するために、通常の
室内照明下おいて右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介
して液晶層を観察したところ、虹色の反射回折光とコレ
ステリック液晶に起因する金色の反射色が同時に観察さ
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
して当該液晶層を観察したところ、暗視野となり、虹色
の反射回折光もコレステリック液晶に起因する金色の反
射色も観察されなかった。
In order to further confirm the polarization characteristics, the liquid crystal layer was observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only right circularly polarized light) under ordinary room illumination. The resulting gold reflected color was observed at the same time, and was almost the same as the brightness when observed without the polarizing plate. On the other hand, when the liquid crystal layer was observed through the left circularly polarizing plate (transmitting only left circularly polarized light), a dark field was observed, and neither rainbow-colored reflected diffracted light nor gold-colored reflected color caused by the cholesteric liquid crystal was observed. .

【0053】以上のことより螺旋巻き数が約3巻きのコ
レステリック配向層に回折格子フィルムの回折パターン
を転写することにより、表面領域に回折能を示す領域を
有したコレステリック液晶層が得られたことを確認し、
また当該液晶層が偏光回折素子として機能することを確
認した。
As described above, by transferring the diffraction pattern of the diffraction grating film to the cholesteric alignment layer having about 3 helical turns, a cholesteric liquid crystal layer having a diffractive region in the surface region was obtained. Check
In addition, it was confirmed that the liquid crystal layer functioned as a polarization diffraction element.

【0054】(実施例2)正の一軸ネマチック液晶性化
合物であるメチルヒドロキノン ビス(4−(6−アク
リロイロキシオヘキシルオキシ)安息香酸)エステルを
6.42g、4−シアノフェノール 4−(6−アクリ
ロイロキシオヘキシルオキシ)安息香酸エステルを0.
98g、市販のキラルドーパント液晶S−811(ロデ
ィック社製)2.60gを量り取り、蒸留精製したN−
メチル−2−ピロリドン90gに溶解した。該溶液にフ
ッ素系界面活性剤S−383(旭硝子社製)を0.5m
g、光反応開始剤イルガキュアー907(チバガイギー
製)0.3g、増感剤ジエチルチオキサントン0.1g
を添加し、表面をレーヨン布によりラビング処理したポ
リエチレンナフタレート(PEN)フィルム(三菱ダイ
ヤホイル社製)上にバーコーターを用いて塗布した。塗
布後、該フィルムごと60℃に設定したクリーンオーブ
ンに投入し15分乾燥を行った後、さらに80℃に設定
したオーブン中で5分熱処理し、その温度から約1℃/
分で50℃まで冷却することにより液晶層のコレステリ
ック配向を完了させた。次いで、PENフィルム上に形
成した液晶層を50℃に設定したオーブンに投入し、酸
素濃度250ppm以下の窒素雰囲気下においてオーブ
ン設定温度まで放冷した後、その温度にてUV照射を行
った。UV光源としては高圧水銀灯を使用し、照射強度
は最大120W/cm2で、照射時間5秒間の積算照射
量は135mJであった。照射後の液晶層はある程度硬
化しており、硬化前に見られた流動性はなかったが、そ
の表面硬度は鉛筆硬度にして6Bよりも低く、正確な硬
度は測ることが出来なかった。UV照射後の液晶層をP
ENフィルムごとラビング方向が長手になるような10
cm×3cmの長方形に切り出し、また市販のエンボス
版フィルムJ52,989(エドモンド・サイエンティ
フィック・ジャパン社製)を、回折格子の格子方位が長
手になるような12cm×5cmの長方形に切り出し
た。切り出したPENフィルム上の液晶層の液晶面とエ
ンボス版フィルムの回折格子面が接するように重ね合わ
せ、一方の短辺をセロテープで固定し、該短辺を先頭に
して熱ラミネート装置DX−350(東ラミ社製)に通
した。熱ラミネートは、ラミネートロールの温度が72
℃で行い、サンプルの移動速度は毎秒30mmであっ
た。熱ラミネート後、液晶層とエンボス版フィルムは一
体となって密着し積層体を成していた。該積層体を室温
まで冷却し、室温にて液晶層側にエレクトロンビーム
(EB)照射を行った。EB照射は、アイエレクトロン
ビーム社製のEB照射装置を用い、室温下、酸素濃度
0.20%の雰囲気において、加速電圧30kVにて照
射を行った。EB照射後、積層体からフィルム長手方向
に沿ってエンボス版フィルムを剥離除去した。PENフ
ィルム上に残されたEB照射後の液晶層は硬化してお
り、その表面硬度は鉛筆硬度にして2H程度であった。
当該液晶層を日本分光社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
長が約580nm、選択反射波長帯域幅が約40nmの
選択反射を示すコレステリック配向が固定化されている
ことが確認された。また液晶層を目視観察したところ、
コレステリック配向に起因する反射光とは別に、フィル
ム長手方向を12時方位に見たときに3時、9時の方位
から斜めに見た場合に、回折格子に特徴的な虹色の光が
観察された。またエンボス版フィルムが重ねられていた
面を下にして液晶層を同様に観察したところ、コレステ
リック液晶に起因する選択反射の輝度と回折パターンに
起因する虹色の輝度がバランス良く観察された。
(Example 2) 6.42 g of methylhydroquinone bis (4- (6-acryloyloxyoxyhexyloxy) benzoic acid) ester which is a positive uniaxial nematic liquid crystal compound, and 4-cyanophenol 4- (6- (Acryloyloxyhexyloxy) benzoic acid ester to 0.
98 g, 2.60 g of a commercially available chiral dopant liquid crystal S-811 (manufactured by Roddick Co., Ltd.) were weighed and distilled and purified.
Dissolved in 90 g of methyl-2-pyrrolidone. To this solution was added 0.5 m of a fluorine surfactant S-383 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.).
g, photoinitiator Irgacure 907 (Ciba-Geigy) 0.3 g, sensitizer diethylthioxanthone 0.1 g
Was coated on a polyethylene naphthalate (PEN) film (manufactured by Mitsubishi Diafoil Co., Ltd.) whose surface was rubbed with rayon cloth using a bar coater. After coating, the film was put into a clean oven set at 60 ° C., dried for 15 minutes, and then heat-treated in an oven set at 80 ° C. for 5 minutes.
Cholesteric alignment of the liquid crystal layer was completed by cooling to 50 ° C. in minutes. Next, the liquid crystal layer formed on the PEN film was put into an oven set at 50 ° C., allowed to cool to the oven set temperature in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 250 ppm or less, and then subjected to UV irradiation at that temperature. A high-pressure mercury lamp was used as a UV light source, the irradiation intensity was 120 W / cm2 at the maximum, and the integrated irradiation amount for 5 seconds of irradiation time was 135 mJ. The liquid crystal layer after irradiation was hardened to some extent and did not have the fluidity observed before hardening, but its surface hardness was lower than 6B in pencil hardness, and it was not possible to measure the exact hardness. The liquid crystal layer after UV irradiation
10 so that the rubbing direction is long along with the EN film
A cm × 3 cm rectangle was cut out, and a commercially available embossed film J52,989 (manufactured by Edmund Scientific Japan) was cut into a 12 cm × 5 cm rectangle in which the grating direction of the diffraction grating was long. The cut liquid crystal layer of the liquid crystal layer on the PEN film and the diffraction grating surface of the embossed plate film are overlapped so that they are in contact with each other, one short side is fixed with cellophane tape, and the heat laminating apparatus DX-350 ( (Made by Higashi Rami). In the case of thermal lamination, the temperature of the laminating roll is 72
C. and the moving speed of the sample was 30 mm per second. After the heat lamination, the liquid crystal layer and the embossed plate film were integrally adhered to each other to form a laminate. The laminate was cooled to room temperature, and the liquid crystal layer was irradiated with an electron beam (EB) at room temperature. The EB irradiation was performed using an EB irradiator manufactured by Eye Electron Beam Co., Ltd. at room temperature and in an atmosphere with an oxygen concentration of 0.20% at an acceleration voltage of 30 kV. After the EB irradiation, the embossed plate film was peeled off from the laminate along the film longitudinal direction. The liquid crystal layer remaining on the PEN film after EB irradiation was hardened, and its surface hardness was about 2H in pencil hardness.
The liquid crystal layer was measured with an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer V manufactured by JASCO Corporation.
When the transmission spectrum was measured at -570, it was confirmed that the cholesteric orientation exhibiting selective reflection with a center wavelength of about 580 nm and a selective reflection wavelength bandwidth of about 40 nm was fixed. When the liquid crystal layer was visually observed,
Apart from the reflected light caused by the cholesteric orientation, when the film longitudinal direction is viewed at 12 o'clock, the rainbow-colored light characteristic of the diffraction grating is observed when viewed obliquely from 3 o'clock and 9 o'clock. Was done. When the liquid crystal layer was similarly observed with the surface on which the embossed plate film was superimposed facing downward, the luminance of the selective reflection caused by the cholesteric liquid crystal and the luminance of the iridescent color caused by the diffraction pattern were observed in a well-balanced manner.

【0055】この液晶層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。また螺旋巻き
数は、透過型電子顕微鏡観察から12〜13巻きである
ことが判明した。さらに該液晶面にPENフィルム側か
ら垂直にHe/Neレーザーを入射したところ、0゜お
よび約±9゜の出射角に0次および±1次の回折光が観
察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室
内照明下において左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介
して当該液晶層を観察したところ、虹色の反射回折光と
コレステリック液晶に起因する非常に鮮やかな黄色の反
射色が同時に観察され、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。これに対し右円偏光板(右円
偏光のみ透過)を介して液晶層を観察したところ、暗視
野となり、虹色の反射回折光もコレステリック液晶に起
因する黄色の反射色も観察されなかった。
The alignment state of the liquid crystal layer was observed by a polarizing microscope and a cross section of the liquid crystal layer was observed by a transmission electron microscope.
It was confirmed that a cholesteric orientation in which the helical axis orientation in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction and the helical pitch was not evenly spaced in the film thickness direction was formed in the surface region of the liquid crystal layer. Was. In other regions, it was confirmed that a cholesteric orientation in which the helical axis orientation was uniformly parallel to the film thickness direction and the helical pitch was uniformly uniform in the film thickness direction was formed. The number of spiral windings was found to be 12 to 13 by transmission electron microscope observation. Further, when a He / Ne laser was vertically incident on the liquid crystal surface from the PEN film side, 0th-order and ± 1st-order diffracted lights were observed at an emission angle of 0 ° and about ± 9 °. In order to further confirm the polarization characteristics, the liquid crystal layer was observed through a left circularly polarizing plate (transmitting only left circularly polarized light) under normal room illumination. A bright yellow reflected color was observed at the same time, which was almost the same as the brightness when observed without a polarizing plate. On the other hand, when the liquid crystal layer was observed through the right circularly polarizing plate (transmitting only right circularly polarized light), a dark field was observed, and neither rainbow-colored reflected diffracted light nor yellow reflected color due to the cholesteric liquid crystal was observed.

【0056】以上のことより表面領域に回折能を示す領
域が形成された螺旋巻き数が12〜13巻きのコレステ
リック液晶層であることが確認され、また当該液晶層が
偏光回折素子として機能することを確認した。
From the above, it was confirmed that the surface region was a cholesteric liquid crystal layer having 12 to 13 helical windings in which a region having diffractive ability was formed, and that the liquid crystal layer functioned as a polarization diffraction element. It was confirmed.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明の偏光回折素子は、コレステリッ
ク配向による選択反射特性および円偏光特性、また回折
能を示す領域に起因する回折特性を併せ持ったものであ
り、偏光回折素子の表裏関係なく当該特性をバランス良
く両立した光学効果を発現しうるものである。またこの
ような光学効果を有することから、回折機能素子として
その応用範囲は極めて広く、例えば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好適に用いることがで
きる等、工業的価値が極めて高い。
The polarization diffraction element of the present invention has both selective reflection characteristics and circular polarization characteristics due to cholesteric orientation, and diffraction characteristics due to a region exhibiting diffractive ability. An optical effect that achieves a good balance of characteristics can be obtained. In addition, since it has such an optical effect, its application range is extremely wide as a diffraction function element, and it is suitably used as an optical element such as an optical element such as a liquid crystal display, an optoelectronic element, a decoration material, and a forgery prevention element. The industrial value is extremely high.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一部に回折能を示す領域を有したコレ
ステリック液晶層から少なくとも構成され、当該液晶層
のコレステリック配向における螺旋巻き数が2〜20巻
きの範囲である偏光回折素子。
1. A polarizing diffraction element comprising at least a cholesteric liquid crystal layer partially having a region exhibiting diffractive power, wherein the number of spiral turns in the cholesteric orientation of the liquid crystal layer is in the range of 2 to 20 turns.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8134660B2 (en) 2006-03-13 2012-03-13 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Optical diffusion device, projection screen, design member and security medium
CN110268290A (en) * 2017-02-07 2019-09-20 富士胶片株式会社 Organic electroluminescence display device and method of manufacturing same
JPWO2021045192A1 (en) * 2019-09-05 2021-03-11

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8134660B2 (en) 2006-03-13 2012-03-13 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Optical diffusion device, projection screen, design member and security medium
JP4985643B2 (en) * 2006-03-13 2012-07-25 大日本印刷株式会社 Optical diffusing element, projection screen, designable member, and security medium
CN110268290A (en) * 2017-02-07 2019-09-20 富士胶片株式会社 Organic electroluminescence display device and method of manufacturing same
US11163191B2 (en) 2017-02-07 2021-11-02 Fujifilm Corporation Organic electroluminescence display device
JPWO2021045192A1 (en) * 2019-09-05 2021-03-11
JP7367036B2 (en) 2019-09-05 2023-10-23 富士フイルム株式会社 Composition, polarizer layer, laminate, and image display device

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