JP2001133627A - 偏光回折素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 選択反射特性と円偏光特性と回折能を兼備し
た偏光回折素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 側鎖型高分子液晶を含む液晶材料にて膜
を形成させ、その液晶材料が形成するコレステリック配
向を固定化させてコレステリック液晶フィルムを調製
し、このフィルムに回折能を示す領域を付与する偏光回
折素子の製造方法。

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素子の製造方法に関
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。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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、側鎖
型高分子液晶を含む液晶材料から、選択反射特性および
円偏光特性を備え、さらに回折能を備えた新規な偏光回
折素子の製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る偏光回折素
子の製造方法は、側鎖型高分子液晶を含む液晶材料を成
膜させ、その液晶材料が形成するコレステリック配向を
固定化してコレステリック液晶フィルムを調製し、次い
でその液晶フィルムの表面に回折能を示す領域を付与す
ることを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の液晶材料に含まれる側鎖型高分子液晶には、ネ
マチック液晶相またはコレステリック液晶相を呈するも
のが使用される。ネマチック液晶相を呈する側鎖型高分
子液晶の一例は、ポリシロキサン、ポリアクリレート、
ポリメタクリレート、ポリマロネート等を主鎖骨格と
し、これら主鎖骨格に、メソゲンとなるパラ置換環状化
合物等からなる低分子液晶化合物が、必要に応じて共役
性の原子団からなるスペーサーを介して、結合した構造
を有する高分子液晶である。ネマチック液晶相の発現に
寄与する上記のパラ置換環状化合物としては、例えばア
ゾメチン型、アゾ型、アゾキシ型、エステル型、置換あ
るいは無置換のフェニレン型、置換あるいは無置換のビ
フェニル型、ターフェニル型、フェニルシクロヘキサン
型、置換あるいは無置換のナフタレン型、アントラセン
型等の如きパラ置換芳香族単位を有するか、あるいは
１，４−置換シクロヘキサン型、ビシクロヘキサン型の
如き置換シクロヘキサン環単位を有する化合物が例示で
きる。本発明においては、フェニレン型、ビフェニル
型、ナフタレン型のパラ置換芳香族単位を有する化合物
が、ネマチック液晶を形成し易い点で、また入手し易い
点で好ましい。パラ置換環状化合物におけるパラ位（主
鎖あるいはスペーサーとの結合炭素から遠い方の炭素
位、複数の環状化合物を用いる場合にはその最も主鎖か
ら遠い炭素位）における末端置換基は、例えば、ニトロ
基、シアノ基、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１
〜１８のアルコキシ基、炭素数１〜１８のアルキルチオ
基、炭素数２〜１９のアルコキシカルボニル基、炭素数
１〜１８の脂肪族カルボン酸エステルなどの適宜なもの
であって良い。また、ネマチック液晶相を呈する側鎖型
高分子液晶がスペーサーを有している場合、そのスペー
サーは、例えば、ポリメチレン鎖−（ＣＨ₂）_m−、ポリ
オキシエチレン鎖−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_n−等である。こ
れらのポリメチレン鎖又はポリオキシエチレン鎖は、メ
チレン水素の一部がアルキル基やアルコキシ基などで置
換されていても良い。スペーサー部分の繰り返し単位数
ｍ、ｎは、主鎖の種類やメソゲン部の構造などに応じて
適宜選択されるべきものであるので、一概には言えない
が、ポリメチレン鎖の場合には繰り返し単位（上記式中
ｍ）は、通常１〜２０、好ましくは２〜１２、ポリオキ
シエチレン鎖の場合（上記式中ｎ）は、通常１〜１０、
好ましくは１〜３であることが望ましい。スペーサーと
主鎖との結合形態及びスペーサーとメソゲンとの結合形
態は、主鎖の構造、スペーサーの種類、メソゲンの構造
などにより変化するため、一概には規定できないが、通
常はエーテル結合、エステル結合、アミド基、イミノ基
等を介する結合、直接結合（炭素−炭素結合）などであ
ることが多い。スペーサーと主鎖との結合形態やスペー
サーとメソゲンとの結合形態は、１種単独でも良く、２
種以上の結合形態が併存していても良い。ネマチック液
晶相を呈する側鎖型高分子液晶の中で、特に好ましく用
いられるポリ（メタ）アクリレートを、構造式で以下に
示すが、本発明の側鎖型高分子液晶は、これらに限定さ
れるものではない。

【化１】 ここで、Ｒは、Ｈまたはメチル基、ｌは２〜１００００
の整数、ｍは０〜２０の整数、ｎは０〜１０の整数を意
味する。ＡおよびＢは、それぞれ下記の２置換官能基群
より選ばれる環状部位である。また、末端官能基Ｘはニ
トロ基、シアノ基、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素
数１〜１８のアルコキシ基、炭素数１〜１８のアルキル
チオ基、炭素数２〜１９のアルコキシカルボニル基、ま
たは炭素数１〜１８の脂肪族カルボン酸エステルを表
す。

【化２】 上記の２置換官能基群におけるＹは、メチル基、エチル
基、（イソ）プロピル基、（イソ）ブチル基、tert−ブ
チル基、フェニル基、メトキシ基、エトキシ基、フルオ
ロ基、クロル基、ブロモ基、ヨード基、アセトキシ基、
メトキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基のいずれか
を表す。環状部位ＡおよびＢの環の数については特に制
限はないが、（環状部位Ａの環数）＋（環状部位Ｂの環
数）＝３である場合が、液晶性や配向性、コストや取り
扱い性などの観点から特に望ましい。上記の条件に当て
はまる側鎖型高分子液晶の１例を下記の式（１）で示
す。

【化３】 式（１）において、繰り返し単位数を示すｌは、後述す
る分子量とのかね合いで規定されることになるが、通常
２〜１００００、好ましくは３〜５０００、より好まし
くは５〜１０００、最も好ましくは１０〜５００の範囲
である。ネマチック液晶相を呈する側鎖型高分子液晶の
合成方法は、特に限定されるものではないが、その代表
例としては、１）主鎖にスペーサーを反応させた後にメ
ソゲンを結合する方法、２）主鎖ポリマーに付与した官
能基を介して相間移動触媒を用いたエステル化反応によ
りメソゲンを導入する、ポリオキシメチルシリレンのＳ
ｉ−Ｈ結合を介し白金触媒の存在下にビニル基を有する
メソゲンを導入する等、スペーサーを結合させたメソゲ
ンを主鎖に対して結合させる方法、３）メソゲンに対し
てスペーサーを介してビニル基、アリル基、ビニルエー
テル基、アクリル基やメタクリル基などの重合性基を１
種または２種以上導入したモノマーを、ラジカル重合等
の方法を用いてポリマー化するモノマー付加重合法等を
例示することができる。これらの中でも、主鎖に対して
確実にメソゲンが結合した構造のポリマーが得られる
点、また反応や精製の容易さの観点からモノマー付加重
合法が推奨できる。

【０００６】本発明では、高分子主鎖骨格、スペーサー
またはメソゲンに重合性官能基を有する側鎖型高分子液
晶も、液晶材料の成分として用いることができる。この
種の側鎖型高分子液晶を用いることにより、加熱による
流動性を利用した操作、例えば、配向、熱変形、ポリマ
ー表面の刻印（エンボス加工）などの操作を行った後
に、重合性官能基を架橋させることによって、熱的およ
び機械的安定性を付与した液晶フィルムを得ることがで
きる。重合性官能基としては、例えば、ビニル基、アリ
ル基、ビニルエーテル基、アクリル基、メタクリル基、
マレイン酸エステル等のビニル系重合基、アジド基、イ
ソシアネート基、エポキシ基、メチロール基あるいはメ
チロール基のアルキルエーテルなどが挙げられる。また
高分子主鎖骨格中にヒドロキシ基やカルボキシル基、メ
ルカプト基などの活性水素を有する官能基を導入して、
イソシアナト基などの反応性基を有する物質を別途添加
することにより、加熱による流動性を利用した操作を行
った後に、これを架橋させることもできる。このような
活性水素を有する官能基も、本発明では重合性官能基と
して含むものである。重合性官能基を有する側鎖型高分
子液晶の合成方法も、特に制限されるものではなく、当
該分野において公知の手法を採用することができる。

【０００７】一方、コレステリック液晶相を呈する側鎖
型高分子液晶としては、上述したネマチック液晶相を呈
する各種側鎖型高分子の主鎖骨格、スペーサーまたはメ
ソゲンに、光学活性な基を導入したものを例示として挙
げることができる。また、それ自身はコレステリック液
晶相を形成しないが、例えば、ネマチック液晶相を呈す
る側鎖型高分子液晶および光学活性な基を有する化合物
と併用することによって、コレステリック液晶相を形成
する側鎖型高分子液晶も、ここで言うコレステリック液
晶相を呈する側鎖型高分子液晶に含まれる。光学活性な
基を有する化合物としては、本発明の効果を損なうこと
がなく、液晶材料に所望のコレステリック配向を形成さ
せることができるものであれば、低分子、高分子を問わ
ず、また液晶性、非液晶性を問わず使用可能である。光
学活性な基としては、例えば、以下のような一官能性基
又は二官能性基を挙げることができる。

【化４】

【化５】

【化６】 （上記式中、★は光学活性な炭素原子を表す。） 念のため付言すれば、側鎖型高分子液晶を合成する際の
原料モノマーとして、上記の如き光学活性基を有する化
合物を使用すれば、光学活性な基が繰返し単位として主
鎖骨格や側鎖に導入された側鎖型高分子液晶を得ること
ができる。

【０００８】光学活性な基の導入割合は、光学活性な基
の種類、導入部位、高分子液晶の種類（組成比等）や構
造などによって異なるため一概には言えないが、液晶材
料を構成する側鎖型高分子液晶の単位重量当たりに含ま
れる光学活性基のモル数として、通常０．０００１〜
０．０５ｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．０００２〜０．０
２ｍｏｌ／ｇ、さらに好ましくは０．０００５〜０．０
１ｍｏｌ／ｇの範囲である。０．０００１ｍｏｌ／ｇよ
りも少ない場合には、所望とするコレステリック配向を
得ることができない虞がある。また０．０５ｍｏｌ／ｇ
を越える場合には光学活性な化合物を原料として多量に
用いる必要があり、原料入手やコストの点で望ましくな
い。側鎖型液晶性高分子の分子量は、用いるモノマーの
種類や合成方法、あるいは最終製品の光学特性や信頼
性、強度、あるいはプロセス条件等によりその要求値は
様々であるが、通常３００以上、好ましくは５００以
上、より好ましくは１０００以上の範囲である。分子量
が３００以下の場合には、得られるコレステリック液晶
フィルム自体や、当該フィルムが形成した配向構造が熱
的あるいは機械的に弱くなる虞がある。また液晶相の安
定性（結晶や高次液晶相の発現）の点からも望ましくな
い影響を与える虞がある。このような比較的低い分子量
の側鎖型高分子液晶を用いる場合においては、コレステ
リック配向を形成した後に上述したような重合性官能基
による架橋等の手法を用いることにより、上記の如き問
題を回避することも可能である。本発明の液晶材料は、
当該液晶材料が形成するコレステリック配向の配向阻害
や配向破壊を誘起する心配がなく、また本発明の効果を
損なう虞がない範囲において、上述の如き側鎖型高分子
液晶以外に、例えば、（メタ）アクリル系化合物、エポ
キシ系化合物、尿素樹脂、メラミン系化合物、ベンゾグ
アナミン系化合物等の架橋性物質や、二色性色素、染
料、顔料、紫外線吸収剤、ハードコート剤、酸化防止剤
等の各種添加剤を含有することができる。

【０００９】本発明の液晶材料を成膜するに際しては、
溶融状態又は溶液状態にある液晶材料を支持フィルム上
でキャスト成形する方法が採用可能である。なかでも、
液晶材料を溶剤に溶解し、この溶液を支持フィルム又は
基板上に塗布して塗膜層を形成させた後、塗膜層を乾燥
して溶剤を揮散させ、次いで乾燥膜を必要に応じて熱処
理する方法である。以下にこの膜の製造方法を詳述す
る。溶液調製用溶剤 液晶材料の溶解又は分散に使用する溶剤には、例えば、
ベンゼン、トルエン、キシレン、ｎ−ブチルベンゼン、
ジエチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素類、メトキ
シベンゼン、1,2-ジメトキシベンゼン、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、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、２、４−ペンタンジオン等のケトン類、酢酸
エチル、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、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテ
ート、γ−ブチロラクトン等のエステル類、2-ピロリド
ン，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溶剤、クロロホル
ム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テ
トラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロ
エチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等
のハロゲン系溶剤、tert-ブチルアルコール、ジアセト
ンアルコール、グリセリン、モノアセチン、エチレング
リコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチル
セルソルブ、ブチルセルソルブ等のアルコール類、フェ
ノール、パラクロロフェノール等のフェノール類等の１
種又は２種以上が使用可能である。単一種の溶剤を使用
しただけでは、液晶材料の溶解性が不充分であったり、
あるいは後述する支持フィルムが侵食される虞がある場
合でも、２種以上の溶剤を混合使用することにより、こ
の不都合を回避することができる。上記した溶剤のなか
にあって、単独溶剤として好ましいものは、炭化水素系
溶剤とグリコールモノエーテルアセテート系溶剤であ
り、混合溶剤媒として好ましいのは、エーテル類又はケ
トン類と、グリコール類との混合系である。溶液の濃度
は、液晶材料の溶解性や製造せんとする膜の膜厚等に依
存するため一概には規定できないが、通常は１〜６０重
量％、好ましくは３〜４０重量％の範囲で調整される。
液晶材料の溶液には、塗布を容易にするために界面活性
剤等を加えることができる。添加可能な界面活性剤を例
示すると、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、液晶材料の種類、溶剤の種類、さら
には溶液を塗布する支持フィルムの種類にもよるが、通
常は溶液に含まれる液晶材料の１０重量ｐｐｍ〜１０重
量％、好ましくは１００重量ｐｐｍ〜５重量％、さらに
好ましくは０．１〜１重量％の範囲にある。

【００１０】支持フィルム、支持基板及びそれらへの配
向能付与 液晶材料の溶液は、支持フィルム上又は基板上に塗布さ
れる。支持フィルムとしては、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
アセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、アク
リル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、セ
ルロース、トリアセチルセルロースおよびその部分鹸化
物、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などのプラスチック
フィルムが使用できる。これらのプラスチックフィルム
は、２種以上のフィルムを積層させたラミネートフィル
ムであって差し支えなく、また、一軸延伸又は二軸延伸
されたフィルムであって差し支えない。さらに、支持フ
ィルムには親水化処理や疎水化処理などの表面処理を予
め施しておくことができる。溶液に含まれる液晶材料の
組成によっては、支持フィルムに配向能を別途付与させ
る必要がないが、本発明においては溶液の塗布に先立っ
て支持フィルムに配向能を付与しておくことが望まし
い。配向能の付与は、支持フィルムに配向膜を積層させ
るか、支持フィルムもしくはこれに積層された配向膜を
ラビングする方法で行うことができる。また、支持フィ
ルム上に酸化ケイ素を斜め蒸着させて配向能を付与する
こともできる。配向膜としては、ポリイミド、ポリアミ
ド、ポリビニルアルコール等から形成される膜が通常使
用され、ラビング処理は、レーヨン、綿、ポリアミド等
の素材から選ばれるラビング布を金属ロールに捲き付
け、これをフィルムに接した状態で回転させるか、ロー
ルを固定したままフィルムを搬送することより、フィル
ム面または配向膜面をラビング布で摩擦する方法が通常
採用される。上記した支持フィルムに代えて、表面にス
リット状の溝を設けたアルミニウム、鉄、銅などの金属
基板や、表面をスリット状にエッチング加工したアルカ
リガラス、ホウ珪酸ガラス、フリントガラスなどのガラ
ス基板を用いることもできる。また、必要によっては後
述する回折素子基板を支持フィルム又は支持基板とする
こともできる。

【００１１】溶液の塗布と乾燥 支持フィルム又は支持基板への溶液の塗布には、スピン
コート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ
法、カーテンコート法(ダイコート法)などが任意に採用
可能である。塗膜層は次いで乾燥され、塗膜層中の溶剤
が揮散される。塗膜層の乾燥には、室温での風乾、ホッ
トプレート上での乾燥、乾燥炉での乾燥、温風や熱風の
吹き付けなどが利用され、乾燥の程度は、塗膜層が流動
したり、流れ落ちたりしない程度で良い。塗膜層に含ま
れる液晶材料の組成の如何によっては、溶剤が除去され
る乾燥の過程でサーモトロピック的に又はライオトロピ
ック的に塗膜層中の液晶分子がコレステリック配向を完
了し、これ以上の配向処理を必要としない場合もある。
しかしながら、液晶の配向をより完全ならしめるには、
乾燥工程後に乾燥塗膜層に熱処理を施すことが望まし
い。熱処理方法には、塗膜層を液晶材料の液晶転移点以
上に加熱して液晶状態とし、この状態を所定の時間維持
する方法、液晶転移点よりさらに高温に加熱して液晶分
子を等方性液体状態にした後、降温して液晶状態とし、
この状態を所定の時間維持する方法等が採用できる。乾
燥塗膜層の熱処理は、通常、３０℃〜２２０℃の温度範
囲で行われ、５０℃〜１８０℃の範囲が好ましく、さら
に６０℃〜１６０℃の範囲が好適である。処理時間は塗
膜層に含まれる液晶材料の組成の如何によるが、通常は
５秒〜２時間、好ましくは１０秒〜４０分、特に好まし
くは２０秒〜２０分の範囲が選ばれる。熱処理時間が５
秒未満では、分子を充分に配向させ得ない虞があり、２
時間を越える熱処理は生産性の低下を招く虞があり望ま
しくない。熱処理後は、塗膜を冷却することによってコ
レステリック配向を固定化する。固定化の為の冷却操作
には特に制限はなく、例えば、熱処理雰囲気から室温下
に移し放冷すれば良い。また必要によっては、水冷や他
の強制冷却手段を用いて冷却操作を行っても良い。この
冷却操作によって、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。得ら
れるコレステリック液晶フィルムの実膜厚（液晶材料か
らなる層）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。コレステリック液晶フィ
ルムの実膜厚が０．３μｍ未満の場合、コレステリック
配向による選択反射効果が低減する虞がある。またコレ
ステリック選択反射の波長帯域幅は、用途により適宜調
節されるものではあるが、通常１５〜１５０ｎｍ、好ま
しくは３０〜１２０ｎｍが望ましく、またコレステリッ
ク選択反射の中心波長としては、通常３８０〜７８０ｎ
ｍ、好ましくは４２０〜７００ｎｍの可視域、または８
００〜２０００ｎｍ、好ましくは８５０〜１１００ｎｍ
の近赤外域の範囲であることが望ましい。ここで選択反
射の波長帯域幅とは、コレステリック配向を形成する液
晶分子のねじれ方向と同一方向の円偏光をコレステリッ
ク液晶フィルムに入射した際に、選択反射による反射率
が７０％以上となる波長範囲のことを意味する。波長帯
域幅が前記範囲からはずれた場合、コレステリック液晶
フィルム自体は色鮮やかであるが反射光が暗いとか、あ
るいはその逆のケースとなることがあり、用途によって
は視認性に劣化する虞がある。さらにコレステリック配
向におけるねじれ巻き数は、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。２巻き未満の場合、コレステリック配向による選
択反射効果を十分に得ることができない虞がある。また
１０巻きを越える場合には、後述する回折能を付与する
ことができない、若しくは付与したとしても回折能の効
果を得ることができない虞がある。

【００１２】コレステック液晶フィルムへの回折能の付
与 本発明の偏光回折素子は、上記のようにして調製された
コレステリック液晶フィルムに回折能を示す領域を付与
して製造される。回折能を示す領域の付与には、別途用
意されている回折素子の回折パターン（回折格子）を、
コレステリック液晶フィルム面に転写する方法が採用さ
れる。ここで使用される回折素子は、表面に所望の回折
パターンを持った基板又はフィルムを意味し、その材質
は金属又はプラスチックの何れであっても差し支えな
い。一般に回折素子と言えば、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包含し、膜厚変調ホ
ログラムのタイプの回折素子のみならず、屈折率変調ホ
ログラムのタイプの回折素子を包含する。本発明で使用
する回折素子としては、回折素子の回折パターン情報を
より容易に液晶フィルムに付与するできる点で、膜厚変
調ホログラムのタイプが好ましい。しかし、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、本発明で用いることができる。回折
パターン転写の実際は、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、サーマルヘッド等の適宜の装置を利用
して、支持フィルム又は支持基板上のコレステリック液
晶フィルム表面に、回折素子の回折パターン面を圧接す
る方法で行うことができ、転写後は、回折素子が液晶フ
ィルム面から外される。回折パターンの圧接転写条件
は、コレステリック液晶フィルムの諸物性、回折素子の
材質等によって異なるため一概には言えないが、通常、
温度条件には４０〜３００℃、好ましくは７０〜１８０
℃の範囲が、圧力条件には０．０５〜８０ＭＰａ、好ま
しくは０．１〜２０ＭＰａの範囲が選ばれる。ちなみ
に、室温で十分安定な配向状態を有するコレステリック
液晶フィルムへの回折パターンの転写に際し、転写温度
が４０℃未満であると回折パターンの転写が不十分とな
る虞があり、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虞がある。また転写圧力が
０．０５ＭＰａより低い場合は、回折パターンの転写が
不十分となる虞があり、８０ＭＰａより高い場合には、
コレステリック液晶フィルムその他に破壊等が起こる虞
がある。回折パターンの転写に要する時間は、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秒より短い場合は、回折パターンの転写
が不十分となる虞があり、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くない。

【００１３】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、両面に
回折パターンを転写することもできる。また、回折パタ
ーンの転写は、コレステック液晶フィルムの片面又は両
面の選択された領域だけに施すこともできる。何れにし
ても回折パターンの転写によって、コレステック液晶フ
ィルムには回折能を示す領域を付与することができる。
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
部分に回り込む現象が認められる領域を意味する。回折
能を示す領域の有無は、例えば、レーザー光等を検定領
域に入射させ、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、原子間力顕微
鏡や透過型電子顕微鏡などで液晶フィルムの表面形状や
断面形状を観察することでも、回折能を示す領域の有無
を確認することができる。なお、回折能を示す領域は、
所望の図形、絵文字、数字等を象る任意のパターンとす
ることができる。また、回折能を示す領域を液晶フィル
ムに複数個付与する場合、全ての領域が同一の回折能を
有する必要はなく、個々の領域に独自の回折能を具備さ
せることができる。コレステック液晶フィルム面に付与
された回折能を示す領域の厚み、すなわち、回折層の厚
さは、液晶フィルムの膜厚の通常５０％以下、好ましく
は３０％以下、さらに好ましくは１０％以下とすること
が望ましい。回折層の厚さが膜厚の５０％を超えると、
コレステリック液晶相の選択反射特性、円偏光特性等が
損なわれるからである。一般のコレステック液晶フィル
ムでは、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螺旋構造を形成し
ているが、回折能を付与した領域の液晶フィルムは、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
ク配向を形成していることが好ましい。そして、螺旋軸
方位が膜厚方向に一様に平行ではないことに加えて、螺
旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないことがさら
に好ましい。

【００１４】上記した如く、支持フィルム又は支持基板
（以下、これらを便宜上、配向支持基板と呼ぶ）上に形
成されたコレステック液晶フィルム面に、回折能を示す
領域を付与することで、本発明に係る偏光回折素子を得
ることができ、このままの状態で、すなわち、配向支持
基板付きの状態で偏光回折素子として使用することがで
きる。しかし、配向支持基板が偏光回折素子としての機
能を損なう場合、例えば、使用波長領域に吸収を有する
場合には、回折能を有するコレステック液晶フィルム
を、支持フィルム又は支持基板から別の基板（以下、
「第２の基板」という）に転写することができる。第２
の基板への転写の実際は、回折能が付与されたコレステ
ック液晶フィルム面に、適当な接着剤を塗布して第２の
基板と貼り合わせ、接着剤の硬化後、液晶フィルムの調
製時に使用した配向支持基板を、液晶フィルムから剥離
する方法で行われる。転写に使用される第２の基板は、
シート状、フィルム状、板状等の形状を有するものであ
れば、その材質に特に制限はなく、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。また第２の基板は表面に凹凸
が施されているものであっても良い。転写に使用される
接着剤としては、通常、光硬化型又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。反応性接着剤は、光重合性又は電子線重合性
の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であって、
プレポリマーとしては、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。また光重合性又は電子線重合性のモノマーとして
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。市販の反応性接着剤としては、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）等が例示できる。光硬化型接着剤
は、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、アゾ化合物等の光重合開始剤
を含むことができる。反応性接着剤の粘度は、使用温度
等により適宜選択するので一概には規定できないが、通
常２５℃で１０〜２０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５０
〜１０００ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは１００〜５０
０ｍＰａ・ｓの範囲にある。粘度が１０ｍＰａ・ｓより
低い場合は、所望の厚さの接着剤層を形成させることが
難しく、２０００ｍＰａ・ｓより高い場合は、作業性が
低下する虞がある。なお、接着剤の粘度は、これに溶剤
を加えて適宜調節することができる。接着剤には、作業
温度が８０〜２００℃、好ましくは１００〜１６０℃程
度のホットメルト型接着剤を反応性接着剤に代えて使用
することができ、同様にして、ゴム系、アクリル系、シ
リコーン系又はポリビニルエーテル系の粘着剤を用いる
こともできる。ホットメルト型接着剤としては、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たものが例示できる。回折
能が付与されたコレステック液晶フィルムの表面及び／
又は第２の基板の表面に接着剤を塗布するに際しては、
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
を採用することができる。接着剤の厚さは、通常０．５
〜５０μｍ、好ましくは１〜１０μｍの範囲で選ばれ
る。光硬化型接着剤層の硬化には、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
ランプ等が利用され、露光量は通常５０〜２０００ｍＪ
／ｃｍ²、好ましくは１００〜１０００ｍＪ／ｃｍ²であ
る。電子線硬化型接着剤層を硬化させるに場合には、通
常、加速電圧が５０〜１０００ｋＶ、好ましくは１００
〜５００ｋＶの電子線を照射するのが一般的である。何
れの場合でも、接着剤を硬化させることにより、配向支
持基板／回折能が付与されたコレステック液晶フィルム
／接着剤層／第２の基板からなる積層体を得ることがで
きる。

【００１５】前記した積層体から配向支持基板を剥離す
るに当っては、任意の方法を採用することができる。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
付けて機械的に剥離する方法、積層体を構成している構
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
解除去する方法等が何れも採用可能である。配向支持基
板を取り除いて得られる偏光回折素子は、その表面保
護、強度増加、環境信頼性向上等の目的で、その表面に
保護層を設けることができる。保護層は、通常、紫外線
吸収層及び／又はハードコート層である。紫外線吸収層
及びハードコート層は、それぞれ２層以上としても差し
支えない。市販されている紫外線カットフィルムとハー
ドコートフィルムを保護層に利用することもできる。保
護層形成材料は、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
ース系樹脂等の樹脂成分に、紫外線吸収剤及び／又はハ
ードコート剤を添加したものを用いることができる。ハ
ードコート用の樹脂成分としては、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、その具体例と
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。これらのグラビアインキ用ビヒクル樹脂に
は、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良
い。また、保護層形成材料として、熱硬化型、光硬化型
または電子線硬化型の反応性接着剤に紫外線吸収剤及び
／又はハードコート剤を添加した接着剤組成物を用いる
こともできる。紫外線吸収剤としては、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が使用で
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、通常０．１〜２０重量％、好
ましくは０．５〜１０重量％である。ハードコート剤と
しては、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が使用できる。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差し支えない。保護層形
成材料には、紫外線吸収剤及び／又はハードコート剤以
外に、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。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、本発明でいう保護層
とすることができる。接着剤としては、熱、光または電
子線硬化型の反応性接着剤等を用いることができる。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偏光回折素子に積層するこ
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
ても良い。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。さらにハードコート性の度合い、す
なわち、硬度としては偏光回折素子を構成する材質によ
り一概に決定できないが、ＪＩＳ Ｌ ０８４９記載の
試験法に準じて評価を行った場合、変色の判定基準とし
て少なくとも３以上、好ましくは４以上であることが望
ましい。保護層である紫外線吸収層やハードコート層の
形成には、成膜法として慣用のロールコート法、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、プリント法等が適用可能で
ある。紫外線吸収層とハードコート層との複合層からな
る保護層の形成する場合には、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のほか、接着剤
を介して紫外線吸収層とハードコート層を積層する方法
等が挙げられる。保護層の膜厚は、紫外線吸収性および
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０．１〜１００μ
ｍ、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。

【００１６】このようにして得られる本発明の偏光回折
素子は、回折光が円偏光性を有するという、従来の光学
部材には無い特性を有している。このため、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、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か、あるいは偏光子を透過
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。然るに、本発明の製造方法によって得
られる偏光回折素子は、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
できる。このような特性を有することから、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。本発明の製造方法によって得られ
る偏光回折素子は、回折機能付き光学素子として応用範
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。例えば、前記した第２の基板として、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、Ｔ
ＰＸ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
で例示される透明でかつ等方なフィルムを選択すること
により、本発明の偏光回折素子は、様々な光学用途への
展開を図ることできる。例えば、当該偏光回折素子を種
々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する。また、本発
明の偏光回折素子は装飾用部材として利用可能であっ
て、この場合には、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として使用することができる。ま
た本発明の偏光回折素子は薄膜化できることから、意匠
性のある回折パターンを転写した本発明の偏光回折素子
をガラス窓等に張り付ける、または転写時の第２の基板
としてガラス窓等を用いることにより、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
良い窓とすることができる。さらにまた本発明の偏光回
折素子は、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、ラベル等の形態で、偽造防止用素子として
用いることもできる。具体的には、転写時の第２の基板
として、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、台紙等を
用いることによって、偏光回折素子をカード基板、台紙
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ができる。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素子
は、偽造防止用素子として用いた場合には、当該偏光回
折素子の偽造が困難であり、より具体的には回折能を示
す領域をフィルム表面に有する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素子は偽造防止用素子と
して非常に好適である。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素子
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液晶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。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、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示すという特異な光
学特性を有する偏光回折素子を製造することができる。
このような光学特性を有することから、本発明の製造方
法で得られる偏光回折素子は、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。

【００１８】

【実施例】以下に発明を具体的に示す実施例を記すが、
本発明はこれに限定されるものではない。実施例１ 以下の３種のアクリレートモノマーＭ１〜Ｍ３を合成し
た。

【化７】 これらのＭ１、Ｍ２、Ｍ３をそれぞれモル比で５０：２
０：３０で混合し、クロルベンゼン溶液とし、窒素ガス
をバブリングして酸素脱気をおこなった。しかる後に、
アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）をモノマー重
量の２ｗｔ％量り取り、クロルベンゼン溶液としたのち
にモノマー溶液に加えた。その後反応器を８０℃に加温
し３時間反応させた後に、さらに１ｗｔ％のＡＩＢＮを
再度溶液にして添加し、８０℃で６時間反応させた。得
られた反応液を９倍量のジエチルエーテル中に投入し、
再沈操作を行い、得られた沈殿を再度クロロホルムに溶
解した後ジエチルエーテル中で再び沈殿させた。得られ
た沈殿をジエチルエーテルでよく洗浄したのち、真空乾
燥機で２４時間乾燥を行った。得られたポリマーのＧＰ
Ｃ分析を行った。ＧＰＣ分析は、溶出溶媒としてテトラ
ヒドロフランを用い、高速ＧＰＣ用充填カラムＴＳＫｇ
ｅｌ Ｇ−１０００ＨＸＬを装着した東ソー製ＧＰＣ分
析装置ＣＣＰ＆８０００（ＣＰ−８０００、ＣＯ−８０
００、ＵＶ−８０００）により行った。得られたポリマ
ーは重量平均分子量（ポリスチレン換算）にして約７０
００のポリマーであることがわかった。また、ＤＳＣ分
析（パーキンエルマー社製ＤＳＣ７）したところ、ガラ
ス転移点温度Ｔｇは７２℃であった。得られたポリマー
をメトラー社製ホットステージとオリンパス社製偏光顕
微鏡を用いて液晶相挙動を調べたところ、１００℃付近
で流動するネマチック相を取り、部分的にコレステリッ
ク液晶相に特有なオイリーストリークが観察された。ま
たこのポリマーのアイソトロピック転移温度は２４０〜
２５０℃付近であった。市販のトリアセチルセルロース
フィルム（富士写真フィルム社製 ＵＶＤ−８０）上に
ポリビニルアルコール（クラレ社製 ＭＰ−２０３）の
水溶液を塗布、乾燥させ薄膜を形成したフィルムのポリ
ビニルアルコール面をレーヨン布によりラビング処理し
た配向基板を用意した。この配向基板上に、上記で合成
した液晶ポリマーの１２ｗｔ％テトラクロロエタン溶液
をスピンコート法により塗布し、６５℃のホットプレー
ト上にて３０分乾燥させることにより２．２μｍの液晶
層を形成した。液晶層の膜厚は触針式膜厚計により測定
した。このフィルムを、１４０℃に設定したオーブン中
で６分熱処理を行うことにより、液晶フィルムサンプル
１を得た。サンプル１を偏光顕微鏡で観察するときれい
なモノドメインのコレステリック配向しており、肉眼で
も可視光線領域の緑色付近にコレステリック配向に由来
する選択反射が観察された。サンプル１を分光器（日本
分光社製Ｖ−５７０）により透過率スペクトル測定した
ところ、５１０ｎｍ〜５８０ｎｍ付近に選択反射に由来
する井戸型の透過率低下領域が確認された。サンプル１
をラビング方向が長手になるような１０ｃｍ ｘ ３ｃ
ｍの長方形に切り出し、市販のエンボス版フィルムＪ５
２，９８９（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 ｘ ５ｃｍの長方形に切り出し、サンプル１
の液晶層側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９５℃で行い、サンプルの移動速度は毎秒３
０ｍｍであった。熱ラミネート後、サンプル１とエンボ
ス版フィルムは一体となって密着していた。このフィル
ム積層体を室温まで冷却した後、ラビング方向（フィル
ム長手方向）に沿ってゆっくりとエンボス版フィルムを
剥離した（サンプル２）。サンプル２はサンプル１と同
様にコレステリック配向特有の選択反射光を有してお
り、分光器Ｖ−５７０（日本分光製）により透過スペク
トルを評価したところ、５１０〜５８０ｎｍ近辺に選択
反射に由来する透過光の低下領域が見られた。また、サ
ンプル２はコレステリック構造に由来する選択反射とは
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。サンプル２のトリアセチル
セルロースフィルム側からフィルム面に垂直にＨｅ／Ｎ
ｅレーザーのコリメート光を入射したところ、３時、９
時方位に回折光が観測され、一次回折光の回折角度は約
３０度であった。実施例２ 実施例１で用いたＭ１〜Ｍ３のモノマーと以下に示すモ
ノマーＭ４を用いて実施例１と同様に側鎖型液晶ポリマ
ーを合成した。

【化８】 Ｍ１：Ｍ２：Ｍ３：Ｍ４の比はモル比で５０：２０：２
０：１０にした。これらを用いて合成されたポリマーを
得た。このポリマーは、ＧＰＣ測定による重量平均分子
量にして約５０００、ＤＳＣを用いた測定ではＴｇは７
４℃であった。このポリマーの薄層を、実施例１と同様
の操作によりポリビニルアルコール配向膜付きトリアセ
チルセルロースフィルム上に形成した。液晶層の膜厚は
触針式膜厚計により２．１μｍと測定された。このフィ
ルムを、１３０℃に設定したオーブン中で５分間熱処理
を行うことにより、液晶フィルムサンプル３を得た。サ
ンプル３を偏光顕微鏡で観察するときれいなモノドメイ
ンのコレステリック配向しており、肉眼でも可視光線領
域の緑色付近にコレステリック配向に由来する選択反射
が観察された。サンプル３を分光器（日本分光社製Ｖ−
５７０）により透過率スペクトル測定したところ、５１
５ｎｍ〜５８５ｎｍ付近に選択反射に由来する井戸型の
透過率低下領域が確認された。サンプル３をラビング方
向が長手になるような１０ｃｍ ｘ ３ｃｍの長方形に
切り出し、実施例１と同様にエンボス版フィルムと熱ラ
ミネートすることにより回折格子転写を行った。転写さ
れた液晶層からエンボス版フィルムを剥離する前に、フ
ィルム積層体の状態でＵＶ照射を行った。ＵＶ光源とし
てはメタルハライドランプを用い、窒素雰囲気下、サン
プルを６５℃のホットプレート上で加熱しながら、積算
光量にして１２００ｍＪのＵＶ光を照射した。得られた
フィルム積層体を室温まで冷却後、エンボス版フィルム
をゆっくりと剥離除去した（サンプル４）。サンプル４
はサンプル３と同様にコレステリック配向特有の選択反
射光を有しており、分光器により透過スペクトルを評価
したところ、５１５〜５８５ｎｍ近辺に選択反射に由来
する透過光の低下領域が見られた。また、サンプル４は
コレステリック構造に由来する選択反射とは別に、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。サンプル４のトリアセチルセルロースフ
ィルム側からフィルム面に垂直にＨｅ／Ｎｅレーザーの
コリメート光を入射したところ、３時、９時方位に回折
光が観測され、一次回折光の回折角度は約３０度であっ
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側鎖型高分子液晶を含む液晶材料にて膜
   を形成させ、その液晶材料が形成するコレステリック配
   向を固定化させてコレステリック液晶フィルムを調製
   し、このフィルムに回折能を示す領域を付与する偏光回
   折素子の製造方法。