JP4133833B2 - ドナー・プレートからの転移によりレセプタ・プレート上に異方性クリスタルフィルムを形成する方法、ドナー・プレートおよびドナー・プレートの製造方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本願は、２００２年２月６日付ロシア国特許出願第２００２−１０２９４３号の優先権を主張する。

本発明は、異方性クリスタルフィルムすなわち偏光子、リターダ等を使用する種々の目的のデバイスを製造する技術分野に関する。このようなデバイスとして、例えば液晶ディスプレイ、種々のディスプレイおよび表示要素がある。また本発明は、自動車工業、建築および応用技術分野の材料および製品の製造にも使用できる。更に本発明は、異方性伝導率、磁気特性、熱伝導性および他の物理的特性を備えたコーティングを得るのに使用できる。
より詳しくは、本発明は、異方性フィルムまたは該フィルムの一部をドナー・プレートからレセプタ・プレート（これらはデバイスの一構造要素を表すものである）に転移（transferring）する技術、並びに上記転移の目的のためのドナー・プレートの製造技術に関する。

有機染料から特殊製造加工により得られる光学的に異方性のクリスタルフィルム、従って高度の異方性、熱および光抵抗性に特徴を有するクリスタルフィルムは知られている（Gvon等の米国特許第５，７３９，２９６号明細書参照）。上記フィルムは、例えば液晶ディスプレイの製造時に偏光コーティングとして広く使用されている（Khan等の米国特許第６，３９９，１６６号明細書参照）。上記フィルムの製造技術は比較的簡単であるが、フィルムパラメータの再現性を得るには、特殊な設備および製造条件との正確なコンプライアンスを必要とする。発光デバイス、表示デバイスおよび他のデバイス（これらは主として、予め製造された部品の組立体を示す）の製造時には、付加製造工程を取り入れて、上記フィルムに基いたフィルムおよび部品を作るのが困難である。複合形状または小パターン特徴を備えた異方性コーティングを製造するとき、別の挑戦が必要になる。通常、この場合には、既知の技術を用いて連続異方性コーティングを形成し、次に、該コーティングの或る部分を除去する。例えば、スコッチテープを用いてコーティングの一部を除去する方法は知られている。スコッチテープは、コーティングの剥離を望むフィルム領域に接着され、テープを剥ぎ取った後、基板上の残留コーティングは所望の形状を有している（Bobrov, Yu. A.著「Dependence of the anisotropic absorption coefficient on the thickness of molecularly oriented organic dye film」（１９９９年、J. Opt. Technol. 66(6),５４７〜５４９頁）参照）。この既知の技術は特殊な設備を必要としないが、コーティングの充分に鋭い縁部が得られずかつ残留領域の縁部の異方性の度合いが不充分であり、小サイズの要素を得るのに充分な再現性は得られない。

所望形状をもつ偏光コーティングを製造するため、フレキソ・ストレッチング凸版印刷またはグラビア印刷を用いて、水溶性ラッカーのパターン層をもつ偏光コーティングを付着できる。ラッカーを固化した後、適当な溶剤（水または水と有機溶剤との混合物）を用いて、露出した偏光コーティングが洗浄される。しかしながら、この方法はまた、幾つかの付加製造作業（付加製造ステーションの設置）を遂行する必要があり、かつこの方法の実施は適当な薬剤（偏光コーティングのラッカー、保護層を除去する溶剤等の適当な組成）の選択に困難性がある。

３Ｍ（スリーエム）社は、有機染料から得られかつ種々の形状をもつ偏光フィルムを製造するための、特殊な製造工程を回避できる技術を開発した（Staral等の米国特許第５，６９３，４４６号明細書参照）。この技術は、予め製造された偏光フィルムを、ドナーと呼ばれるベース上に使用することに基いている。この技術は、転移すべきコーティング領域の局部加熱の結果としての既知の物質移動方法を含んでいる（Chou等の米国特許第５，５０６，１８９号明細書参照）。加熱は、加熱要素、レーザ放射等により実施される。この方法は、パターンの高解像度をもつ任意の形状の偏光コーティングを得ることができる。

この方法の実施時に生じる困難性は、第一に、偏光コーティングを転移する構造および該コーティングが転移を行うのに必要な温度まで局部的に加熱されるときのコーティングの光学的特性の生じ得る低下に関係している。偏光コーティングは、分子が超分子錯体に凝結するリオトロピック液晶（lyotropic liquid crystal：ＬＬＣ）染料から得られる。基板上にＬＬＣを付着しかつ外的剪断力を加えた後に、超分子錯体は影響（influence）の方向に整列される。フィルムの乾燥後（溶剤の除去後）は、分子のアライメント（整列）が維持され、このため、このようなコーティングの偏光クオリティが構成される。熱から生じる分子の方向ずれにより、コーティングの光学的特性が低下される。

実験により、多数の製造仕様に従ってＬＬＣから異方性コーティングを製造すると、異方性クリスタルフィルムを形成できることが証明されている（Fennell, L., Lazarev, P., Ohmura, S., Paukshto, M.著「Thin Crystal Film Polarizers^TM」（Asia Display/IDW’01, Proceedings of The 21 st International Display Reserch Conference in conjunction with The 8^th International Display Workshops, 日本、名古屋、２００１年１０月１６〜１９日、６０１〜６０３頁）、及びNazarov, V., Ignatov, L., Kienskaya, K.「Electronic spectra of aqueous solutions and film made of liquid crystal ink for thin film polarizers」（２００１年、Molecular Materials, 14(2), １５３〜１６３頁）参照）。クリスタルフィルムは、優れた光学的特性および耐外的衝撃性を有するという特徴を有している。上記フィルムの結晶化は整列された液晶溶液の層を乾燥する工程で生じる。従って、転移されたフィルムに再現可能な度合いの異方性を得るためには、ドナー・プレート上に形成されるフィルム乾燥作業は、溶剤の除去工程が、フィルムの結晶構造を形成できる条件下で行われるように設計すべきである。その上、この発明の実現の他の必要条件は、ＬＬＣから得られる異方性クリスタルフィルムの転移は、加熱ではなく、ドナー・プレートに加えられる全体的または局部的な直接圧力（可能ならば衝撃）を加えることにより行うべきであるという事実である。この転移法での活性化処理方法と一緒に行う加熱は、容易化の役割を演じるに過ぎない。これとは異なり、米国特許第５，６９３，４４６号明細書に開示されているように、局部加熱は、その時間が短いとはいえ異方性フィルムの転移の主要推進手段であることを示し、また、フィルム構造の侵食を引起こし、従って加熱領域の縁部での大きい温度差により光学的パラメータを低下させてしまう。

構造体の分子錯体または超分子錯体同士の結合を弱化させるようにフィルムの転移領域に予備活性化すなわち予備影響を与えると、非常に低い圧力でドナー・プレートからレセプタ・プレートへのフィルム領域の転移が行われる。これは、転移領域の縁部で異方性の低下を引起こすものではなく、逆にいえば、これは境界構造に「治癒」効果を及ぼすといえる。

フィルムの転移領域の活性化処理の他の様相は、処理の種類すなわち、転移領域とドナー・プレートまたは下に横たわる層との結合を弱化させる熱的、電磁的、イオン的、放射線的処理にある。この場合、フィルムの転移領域の異方性も維持されると同時に、境界領域は「治癒」効果を呈する。

本発明の技術的結果は、転移後のフィルムの高度の異方性および光学的パラメータを維持して、任意の形状（曲面を含む）の表面上に異方性コーティングおよび種々の度合いの表面粗さを形成でき、種々のサイズおよび形状のフィルムを転移でき、異方性フィルムおよび多色パターンを含む多層コーティングを転移できるようにしたことにある。

本発明に最も近い発明から区別されかつ上記技術的結果を達成できる本発明の特徴は、分子的に整列した有機材料、より詳しくは液晶相を形成する染料から得られる異方性クリスタルフィルムを使用すること、並びに圧力を加えた結果としてフィルムまたはその一部の転移を達成することである。他の処理方法と一緒に本発明の方法でフィルムを加熱することは、前述のように、フィルム転移の活性化の目的にのみ使用される。

本発明の技術的結果は、ドナー・プレートからの転移によりレセプタ・プレート上に任意の形状の異方性クリスタルフィルムを製造する方法が次の段階、すなわち、
・異方性クリスタルフィルム及びベースを備えたドナー・プレートの全体のうちの、転移すべき少なくとも一部を、ドナー・プレートの製造中に、ドナー・プレートの少なくとも２つの層間の結合エネルギを弱化、若しくは接着力を低下させ、またはレセプタ・プレートへの上方層の接着力を増大させるように活性化する段階と、
・レセプタ・プレートを、少なくとも１つの異方性クリスタルフィルムを備えたドナー・プレートに接触させる段階と、
・活性化の後に、レセプタ・プレート上に転移すべきクリスタルフィルムを備えたドナー・レセプタ・プレート上に転移すべき異方性フィルムが存在する少なくともフィルムの部分を活性化した後に圧力を付与することによりレセプタ・プレート上に異方性フィルムの選択領域を転移する段階とをこの順に有し、
該活性化の度合いは、フィルムを転移させるのに充分であるが、転移するフィルムの異方性の度合いを低下させるには不充分な大きさであり、
該圧力の大きさは、フィルムの少なくとも一部をドナー・プレートからレセプタ・プレートに転移させるのに充分であるが、転移するクリスタルフィルムの結晶構造、従って光学的パラメータを破壊するには不充分な大きさであることを特徴とする方法により達成される。

ドナー・プレートの要素を表す異方性クリスタルフィルムは、直接ベース上に置くことができる。ベースは、可撓性ポリマーフィルム、またはガラス、シリコーン、金属その他の材料で作られた剛性プレートで形成できる。異方性クリスタルフィルムは、ベース上に形成される層内に置くことができる。このような層の材料の選択は、一方では、異方性フィルムの製造技術（表面の均質性および親水性等）により、他方では、このフィルムを活性化しかつ転移する圧力を加える方法を選択することにより決定される。
剛性プレートがベース（例えばガラス）として使用される場合には、活性化工程は、転移すべき異方性フィルムの領域のみに行ない、一方、圧力は、ドナー・プレートおよび／またはレセプタ・プレートの全領域に亘って加えるのが好ましい。ベースが可撓性材料、例えばポリマーで作られている場合には、活性化工程は、転移すべき領域の局部的に行なうことも、構造体の全表面に亘って全体的に行なうこともできる。第一の場合の圧力の付与は局部的または全体的のいずれでもよく、これに対し、第二の場合には局部的にのみ行なう。ベースの材料、厚さおよび他のパラメータ、並びに構造体の全ての使用層の材料、厚さおよび他の特性は、活性化および圧力の付与条件を選択するときの決定ファクタである。

ベースは透明でも不透明でもよいが、滑らかな表面を有することが好ましい。通常、ベースは、ポリエーテル、特にポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、酢酸セルロ−スおよびセルロースブチレート等のセルロースの錯体エーテル、ポリ塩化ビニルおよびこれらの誘導体または１以上の上記材料からなるコポリマーで作られる。ベースの厚さは、通常は１〜２００μｍ、最も一般的には１０〜５０μｍである。
異方性クリスタルフィルムの選択領域をレセプタ・プレート上に転移する最適条件を与えるため、通常、付加層がドナー・プレートの構造体内に組込まれる。かくして、いわゆる反応層が、通常、直接ベース上および／または直接異方性クリスタルフィルムの下に形成される。この反応層は、活性化工程で殆どの変化を受け、かくしてフィルムの転移工程で重要な役割を演じる。この層は、構造体の他の全ての層または幾つかの層と比較して活性化影響（activation influence）のエネルギに最も感応する材料で作ることができる。これは、例えば、活性化中に構造体の他の層よりも光を吸収でき、従って転移すべき異方性フィルムの領域内により高温の領域を形成する光活性化材料で形成できる。このような材料の例として、活性化光の波長に等しい紫外、赤外または可視範囲を吸収する染料、金属フィルム、金属酸化物または他の適当な吸収材料がある。

赤外線を吸収する材料の例が、例えば、Matsuoka, M.,著「Infrared Absorbing Materials」（Plenum Press, New York,１９９０年）、及びMatsuoka, M.,著「Absorption Spectra of Dyes for Diode Lasers」（Bunshin Publishing Co.,東京、１９９０年）、並びに米国特許第５，６９３，４４６号明細書および米国特許第４，７７２，５８３号、第４，８３３，１２４号、第４，９１２，０８３号、第４，９４２，１４１号、第４，９４８，７７６号、第４，９４８，７７７号、第４，９４８，７７８号、第４，９５０，６３９号、第４，９４０，６４０号、第４，９５２，５５２号、第５，０２３，２２９号、第５，０２４，９９０号、第５，２８６，６０４号、第５，３４０，６９９号、第５，４０１，６０７号、第５，３６０，６９４号、第５，１５６，９３８号、第５，３５１，６１７号、欧州特許出願ＥＰ ３２１，９２３号、ＥＰ ５６８，９９３号明細書に開示されている。
吸光材料の他の例として、煤、金属、金属酸化物、金属硫化物のような有機材料および無機材料がある。適当な化学元素は、周期律表のＩｂ、ＩＩｂ、ＩＩＩａ、ＩＶａ、ＩＶｂ、Ｖａ、Ｖｂ、ＶＩａ、ＶＩｂおよびＶＩＩＩ群、並びにこれらの元素とＩａ、ＩＩａおよびＩＩＩ群の元素との合金またはこれらの混合物から選択される。吸光材料の他の例として、更に、金属Ａｌ、Ｂｉ、Ｓｎ、ＢまたはＺｎおよびこれらの合金、またはこれらの金属と周期律表のＩａ、ＩＩａおよびＩＩＩｂ群の元素との合金がある。更には、金属Ａｌ、Ｂｉ、Ｂ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、ＺｒおよびＴｅの酸化物および硫化物およびこれらの混合物がある。
少なくとも１つのこれらの材料は、ドナー・プレートの１以上の層（例えば、ベース、反応層、接着剤層、異方性クリスタルフィルム、保護フィルム等）またはレセプタ・プレートの材料に付加できる。
反応層の厚さは、通常、材料および活性化方法に基いて０．０１〜１０μｍの範囲内で選択される。

前掲の材料（例えば煤）の粒子は、マトリックス内に分散できる。マトリックスは、フェノール樹脂例えばＮＯＶＯＬＡＫ（熱可塑性フェノール−ホルムアルデヒド樹脂）、酢酸ポリビニル、塩化ポリビニル、ポリアクリレート、セルロースエーテル、錯体エーテル、ニトロセルロース、ポリカーボネート、およびこれらの材料の混合物のような、フィルムを形成できる任意の既知のポリマーで形成できる。通常、添加剤を含むマトリックス層の厚さは０．０５〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。
マトリックスの材料はまた、熱活性化材料すなわち、温度に関して構造体の他の材料と比較して例えば低融点のような或る特徴をもつ材料（すなわち、活性化工程の温度範囲内で軟化または溶融を受ける材料）で形成できる。このような材料で作られた反応層は、加熱されると軟化して、ベースに対する接着性の小さいクリスタルフィルムの領域が創成される。

ドナー・プレートの１つの層は、ポリマー樹脂、ワックス、またはワックス様材料で形成できる。適当なポリマー樹脂は、通常、２０〜１８０℃の範囲内で溶融または軟化する。このような樹脂として、ポリエチレングリコール、芳香族スルホアミド樹脂、アクリレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリクロロビニル、ポリクロロビニルの塩素化樹脂、塩化ビニル−ビニルアルコールの酢酸エーテルのコポリマー、尿素樹脂、ポリオレフィン、または上記材料のコポリマーがある。ワックスまたはワックス様材料は、紙のようなレセプタ・プレートの表面上への構造体の転移を容易にする。適当なワックス様材料は３５〜１４０℃の範囲内の融点または軟化点を有し、かつ（飽和脂肪酸（supreme fatty acid））、ステアリン酸モノエタノールアミドのようなエタノールアミン、ラウリン酸モノエタノールアミン、ヤシ油、錯体エーテルの飽和脂肪酸、錯体エーテルのグリセリンモノステアリン酸のようなグリセリン錯体エーテルの飽和脂肪酸、蜜蝋のようなワックス、パラフィン、結晶質ワックス、合成ワックス等、およびこれらの混合物がある。上記材料は疎水性であるので、均質な異方性クリスタルフィルムを創成するには、ドナー・プレートの表面上に中間親水性層を形成しなければならない。この親水性層は、転移工程で、異方性フィルムと一緒にレセプタ・プレート上に転移される。

転移工程中および／または転移の後に異方性フィルムとレセプタ・プレートとを接合する接着剤層は、直接ドナー・プレートの異方性クリスタルフィルム上に、および／またはレセプタ・プレート上（フィルムが転移される表面上）に形成できる。このような接着剤層は、いわゆる「粘着テープ」が代表的である。
接着剤として感圧フィルムを使用でき、或いは、上記フィルムはドナー・プレート並びにレセプタ・プレートにおけるように、構造体の分離要素とすることができる。感圧フィルムは、例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）またはポリビニルフルフラール（ＰＶＦ）で作ることができる。

反応層はレセプタ・プレート上に形成できるが、これは、目的製品の構造により制限される。この場合、活性化により、レセプタ・プレートへのドナー・プレート（または異方性クリスタルフィルム）の上方層の接着力が増大される。このような材料の層が目的製品の構造体内に含まれない場合には、活性化層はレセプタ・プレート上に形成されない。
レセプタ・プレートの材料および設計は、ドナー・プレートおよび転移方法に基いて広範囲に変えることができる。異方性クリスタルフィルムはまた、非常に粗い（１００μｍまでの表面粗さの）レセプタ・プレート上にも転移できる。

保護層は、通常、ドナー・プレートの表面上に形成される。この層は適当な材料、例えばポリエチレンまたはポリテレフタレートで作られる。上記層は、通常、輸送および保管時に構造体全体（表面層）を保護するのに使用される。上記保護層は、レセプタ・プレート上に異方性クリスタルフィルムの領域を形成する直前に除去できる。しかしながら、保護層が、転移の結果として形成される構造体の必要構成要素である場合には、保護層は維持され、従って製造工程が短縮される。
従って、ドナー・プレートの最適構造は幾つかの層の「サンドイッチ」すなわち、ベース、反応層、異方性クリスタルフィルム、接着剤層および／または感圧層、および最後にフィルムの保護層である。ドナー・プレートの構造は、層の上記順序および数に限定されず、付加層を設けるか、幾つかの機能層を構造体から除くこともできる。これは、第一に、コーティングを形成する目的（構造体）、活性化および転移方法および使用される材料により決定される。

活性化は、考察した上記構造体の全体、構造体の１つの層の少なくとも一部、または構造体の少なくとも１つの層例えば異方性クリスタルフィルムの少なくとも一部および／または反応フィルムの少なくとも一部に形成できる。
通常、活性化は、熱および／または電磁気および／または他の影響により行なわれ、フィルムおよび／または他の層の材料の結合エネルギの弱化および／または転移領域とベースおよび下に横たわる領域との接着力の低下をもたらす。

活性化は、必要波長のレーザ放射を用いて、転移すべき領域またはフィルム全体、および／または下に横たわる領域またはドナー・プレートのフィルム（単一または複数）、および／または上に横たわる層を加熱することにより行なうことができる。
活性化工程の条件は、通常、クリスタルフィルムの転移領域の異方性の度合いを維持し、かつ圧力の付与の結果としてフィルムの少なくとも一部をドナー・プレートからレセプタ・プレートに転移することを確保する条件に従って選択される。

レセプタ・プレートがクリスタルフィルムまたはドナー・プレートに接触された後、および活性化の後、ドナー・プレートの側方および／またはレセプタ・プレートの側方から、少なくとも転移すべきフィルム領域に圧力の付与が行なわれる。
ドナー・プレートは、少なくとも１つの有機材料（その分子または分子の一部は平構造を有している）から作られた少なくとも１つの異方性クリスタルフィルムでコーティングされたベースを有している。フィルムは任意の形状にすることができる。かくして、フィルムは、ドナー・プレートの全サイズまで、任意のサイズおよび形状の連続フィルムで形成できる。しかしながら、次の転送に丁度必要な形成まで、任意のサイズの異方性クリスタルフィルムを形成または適用することができる。

異方性クリスタルフィルムは、通常、芳香環を有する材料からなるクリスタルフィルムで代表され、かつ１つの結晶化軸線に沿う３．４±０．２Ａにブラッグピークを有している。
上記フィルムは、通常、外的整列影響（external aligning influence）およびその後の乾燥を用いてベースに液晶を付着することにより、リオトロピック液晶相を形成する少なくとも１つの有機材料の液晶から得られる。
後で異方性コーティングが形成される液晶を得る有機材料に最も一般的に使用される材料は少なくとも１つの有機染料である。この有機染料の構造は、液晶相を形成すべく極性溶剤中の可溶性を付与する少なくとも１つの無機群、および／または液晶相を形成すべく極性および非極性溶剤中の可溶性を与える少なくとも１つの非無機、および／またはアンチイオンを有しており、これらの全ては、光学的な異方性フィルムの形成工程で、分子構造内に留まることも、そうでないこともある。

有機染料の場合には、次の配合の少なくとも１つの有機染料を使用する。すなわち、配合は｛Ｋ｝（Ｍ）_nであり、ここでＫは染料、該染料の化学式は同一または異なる単一または複数のイオノゲン群を含有し、該イオノゲン群は極性溶剤中で溶解して液晶相を形成し、Ｍはアンチイオン、ｎは染料分子中のアンチイオン数で、単一アンチイオンが幾つかの分子に属するときは分数、およびｎ＞１であるときはアンチイオンは異なるものである。
フィルムは、主として１つまたは幾つかの有機材料の多数の超分子錯体で形成される。ここで、超分子錯体は、フィルムの特性、より詳しくは偏光を得るため特定態様で整列される。

フィルムは単一平面内にある少なくとも２つの領域（部分）からなり、（表面相内の）フィルム表面での前記領域の偏光軸は、互いに０〜９０°の角度で配向されている。
フィルムは、偏光フィルム、および／またはリターダフィルム、および／またはアライメントフィルム、および／または保護フィルム、および／またはフィルムの厚さの少なくとも一部および／または少なくとも１つのスペクトル領域においておよび／またはフィルム表面の少なくとも一部で、少なくとも２つの上記フィルムとして同時的に機能するフィルムで形成できる。
ドナー・プレートには、更に、ベースとフィルムとの間に配置される反応層、および／またはフィルムの頂面に配置される接着性および粘着性を有する感圧層、および／または構造体の表面上に配置される保護層を設けることができる。上記層の材料は詳細に上述した通りである。上記層の使用により、フィルムとドナー・プレートのベースとの間の接合力の弱化により、およびフィルムとレセプタ・プレートとの間の接着力の増大により、フィルムの転移領域の加工が容易になる。

ベースおよび／または反応層、および／またはフィルムおよび／または接着剤層の材料の含有物には、光／熱吸収材料を添加できる。
ドナー・プレートのベースは、ポリマー材料またはガラス、または半導体、または金属で作ることができる。
ドナー・プレートには、更に、異方性クリスタルフィルムの保護のために該フィルム上に形成される少なくとも１つの層、および／または転移工程でのレセプタ・プレートへの接着を促進する少なくとも１つの層、および／または転移中に異方性の必要度合いを維持し、および／または層とドナー・プレートのベースとの間の接合強度差によりおよび／または活性化中の層の下に横たわる領域の改質により転移中のフィルムの局部領域の分離を容易にするための、異方性クリスタルフィルムの下に形成される少なくとも１つの層を設けることができる。

フィルムの所望領域の転移を補助するため、異方性クリスタルフィルムの含有物に少なくとも１つの改質剤を添加できる。
このような添加剤としてグリセリンがあり、その量は、フィルムの含有物の０．１重量％を超えてはならない。
レセプタ・プレートに接触される前に、レセプタ・プレート上に転移すべきフィルムの領域またはフィルム全体は、該フィルムを水溶性にするため、２価および３価の金属イオンで処理できる。このような処理により、フィルムの異方性の高い度合いを維持しつつ、転移工程を強化できる。

光学的異方性を備えたフィルムを得ることができる特定の有機材料は知られている。このような材料として、例えば次のような染料、すなわち、
・例えば「プソイドイソシアニン」、「ピナシアノール」のようなポリメチン染料；例えばC.I.Basic Dye, 42035（Turquoise Blue BB (By),《acidic bright-blue 3》のようなトリアリルメタン；（C.I. Acid Blue 1, 4204）
・例えばスルホロダミンＣのようなジアミドキサンテン染料；C.I. Acid Red 52, 45100 (Sulforhodamine B)
・例えばC.I. Basic Dye, 46025 (Acridine Yellow g and T(L))のようなアクリジン染料；例えば「トランス−キナクリドン」のようなアクリジン染料のスルホン化製品；C.I. Pigment Violet 19, 46500 (trans-Quinacridone)
・例えば「リアクティブブルーＫＸ」のようなアントラキノン染料の水溶性誘導体；C.I. Reactive Blue 4, 61205
・例えば「flavathrone」,(C.I. Vat Yellow 1, 70600 (Flavanthrone)), (C.I. Vat Yellow 28, 69000), (C.I. Vat Orange 11, 70805), (C.I. Vat Green 3, 69500), (C.I. Vat violet 13, 68700),「Indanthrone」,(C.I. Vat Blue 4, 69800 (Indanthrone)),(CAS: 55034-81-6), (C.I. Vat Red 14, 71110)
・例えば(C.I. Direct Red 2, 23500), (C.I. Direct Yellow 28, 19555)のようなアゾ染料；例えば(C.I. Acid Blue 102, 50320)のような水溶性ジアジン染料
・例えば（C.I. Pigment Vioret 23, 51319）のようなスルホン化ジオキサジン染料製品
・例えばC.I. Basic Blue 9, 52015 (Methylene Blue)のような水溶性チアジン染料
・例えばCu-octacarboxyphthalocyanine塩のようなフタロシアニンの水溶性誘導体
・蛍光ブリーチ、並びに
・液晶相を形成できる例えばクロモグリケート二ナトリウム等の他の有機材料
がある。

フィルムが上記技術による材料で形成されるとき（例えば米国特許第５，７３９，２９６号、第６，１７４，３９４号および第６，０４９，４２８号明細書参照）、得られるフィルムは光学的特性の異方性を処理する材料のフィルムである。光学的特性は、一般に複素屈折率Ｎ_j＝ｎ_j−ｉ*ｋ_jにより特徴付けられる。ここで、ｎ_jおよびｋ_jは、それぞれ、屈折率および吸収係数のテンソルの主成分である。大部分の材料の屈折率の値は１．３〜２．５の範囲内で変化し、吸収係数は０．０〜１．５の範囲内で変化する。パラメータｎ_jの異方性は、フィルムの相シフト特性（リターディング特性）を決定すると同時に、ｋ_jの異方性−偏光特性を決定する。かくして、一般的な場合には、光学的な異方性フィルムは、同時に、リターダおよび偏光子でもある。或る場合には、吸収係数は可視範囲において０に近い場合には、このスペクトル範囲内のフィルムは正しくリターダに相当し、同時に、スペクトルのＵＶ範囲内の光を吸収する（偏光子に相当）。

分子構造に基いて、すなわち使用される有機材料に基いて、吸収帯域は異なるスペクトル範囲すなわち、ＵＶ、可視光または同時的に幾つかのスペクトル範囲にすることができる。かくして、このフィルムは、スペクトルの一領域内の偏光特性およびリターディング特性に特徴を有する一方で、他の領域ではリターディング特性のみに特徴を有する。

本発明は、添付図面を参照して述べる以下の説明からより明瞭に理解されよう。
図１は、ドナー・プレート１の最適構造を示す断面図である。異方性クリスタルフィルム４は反応層３上に形成され、該反応層３はベース２上に形成されている。クリスタルフィルム４には感圧層５がコーティングされている。この構造体には保護フィルム６がコーティングされている。必要ならば、保護フィルム６は、構造体の側面および対向面にも設けることができる。後述のレセプタ・プレート９は、保護層６を除去した後に、異方性クリスタルフィルム５上の感圧層５に接触される。

図２には、レセプタ・プレート９上に任意の形状の異方性クリスタルフィルムを形成する方法の一実施形態が概略的に示されている。レセプタ・プレート９は、加熱要素８上に配置される熱伝導性ベース７上に置かれる。ドナー・プレート１は、クリスタルフィルム４がレセプタ・プレート９に向かって下を向き、同時にベースが上を向くようにして、レセプタ・プレート９の頂面上に置かれる。例えば、ドナー・プレート１は図１に示す構造を有するが、保護層６は備えていないことを考慮されたい。ドナー・プレート１のベース２の上にはローラ１０が配置される。このローラ１０は、該ローラに必要な駆動力が加えられると、レセプタ・プレート１上で任意の方向に移動できる。この方法を実施するため、加熱要素８によりレセプタ・プレート９およびドナー・プレート１の構造体を加熱することにより活性化工程が遂行される。この後、ドナー・プレート１のベース２の表面上でローラ１０を転動させることにより、異方性クリスタルフィルム４の所望領域の転移が行われる。ローラのサイズは異方性クリスタルフィルムの転移領域のサイズにより決定される。加熱温度および付与圧力は、本発明により特定される条件を確立するため、個々の各構造体について実験的に選択される。前述のように、本発明の実施に必要な条件の選択は、構造体の特定層の組、厚さおよび材料に基いて定められる。

図３および図４はカラーディスプレイ用の或る形状の偏光クリスタルフィルムを形成する実施形態を概略的に示すものであり、図３は側面図、図４は底面図である。レセプタ・プレート９の下には、対応するベース２上に形成されかつスプール１４上に巻取られる異方性クリスタルカラー偏光フィルム（赤１１、青１２、緑１３）が配置される。レセプタ・プレート９の下には加熱源が設けられており、該加熱源はフィラメントランプまたは他の任意の要素で構成できる。ドナー・プレートのベースの下には印刷ヘッド１５が設けられており、該印刷ヘッド１５は、ドナー・プレートのベースの表面上で、制御された圧力が付与された状態で所望方向に移動できるように取付けられている。印刷領域のサイズは、フィルムの構造体の対応要素の要求サイズに等しい。必要ならば、幾つかの印刷ヘッドを使用でき、および／または異なるサイズのアタッチメントを使用できる。フィルムを備えたスプールおよびレセプタ・プレートは、これらが互いに平行に移動できるように配置されており、これにより、カラーディスプレイ用の偏光フィルムを飛行状態（on the fly）で形成できる。活性化および圧力の条件は、各特定のケースで個々に選択される。

好ましい実施形態の説明
以下に、本発明の特定実施形態の例を示すが、これらの例は、開示する発明の全ての
可能な用途を示すものではない。
例１
ガラスベース上にドナー・プレートを形成するとき、最初に適当サイズのガラスプレートが製造される。次に、このガラスプレートの表面は、後で付着されるポリマーフィルムの接着性を変えるべく改質される。ガラスプレートの表面を疎水性にするには、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラニザン、ステアリン酸および他の薬剤を使用できる。疎水化剤の選択は、主として、後で付着される薄いポリマーフィルムにより決定され、ポリマーフィルムは次の条件すなわち、光学的に透明であること、親水性を有すること、機械的に強いこと、滑らかなこと、および１０００Ａより厚くないことを満たすべきである。これらの条件は、例えば、セルロイドの溶液（例えば酢酸アミルの１％溶液）を水の表面上に注ぐ方法により得られるセルロイドのフィルム、または水溶液の吸着または遠心処理により得られるポリビニルアルコール（ＰＶＡ、例えば５％濃度）のフィルムにより満たされる。

次に、２色性染料（dichroic dye）のコロイド溶液（液晶）が作られ、異方性クリスタルフィルムを形成する既知の方法によりポリマーフィルムの表面上に付着される。
ドナー・プレートを得るため、米国特許第５，７３９，２９６号および第６，１７４，３９４号明細書において詳細に開示された既知の方法（これらの方法は、ロッド法、ドロープレート法およびロール・トゥ・ロール法に基いている）により、ベースまたは反応層上への液晶フィルムの付着が行われる。これらの方法では、液晶溶液層の付着工程は、液体層が延伸されるとき、または１つの層が他の層に対してシフトされるときに、付着中の粘性力立上りの影響を受けて、既存の超分子錯体の同時アライメントと組合される。偏光子の表面上に偏光軸の空間的に変化する方向を創出するため、コーティング工具は、レセプタ・プレートの表面上での移動方向を変化できる。移動速度および移動方向の変化法則は、液晶中の超錯体の方向を決定する。

液晶を形成する分子配向型有機材料では、これらの例は、分子が超錯体を形成するリオトロピック液晶相（lyotropic liquid crystal ohase）を形成する既知の有機材料を使用する（米国特許第５，７３９，２９６号明細書参照）。液晶は、超分子錯体のアライメント工程および次の溶剤除去工程および所要技術状態において、異方性クリスタルフィルム（クリスタルフィルム）が形成されるシステムのプレオーダ状態である。
層の厚さ制御は、付着された溶液中の固相の含有物およびレセプタ・プレート上のウェット層の厚さに従って行われる。このような層の形成時の製造パラメータは、この工程で都合よく制御される溶液の濃度である。層の結晶度はレントゲン写真法または光学的方法により制御できる。フィルムの結晶構造は、付着、アライニング影響（aligning influence）および乾燥の製造条件の組合せにより確保される。結晶度の最適状態は、得られるフィルムの結晶軸の１つに沿う３．４±０．２Åでのブラッグピーク（Bragg peak）である。これらのパラメータをもつ結晶フィルムは、レセプタ・プレート上へのその後の付着のために得られる。

異方性フィルムの接着特性を高めかつその機械的強度を増大させるため、ラッカーでコーティングすることができる。必要な全ての補助層の材料は、加工に必要なスペクトル領域内で透明でなくてはならない。
或る場合には、酸素プラズマプロセスを用いて活性化が行われ、その接着特性が高められる。
上記方法により得られたドナー・プレートから異方性フィルムの必要形状を転移するため、例えばポリエーテル、シリコン−有機（silicon-organic）、エポキシ等の光学的に透明な接着剤および印刷ローラを用いて、ドナー・プレートの得られた多層構造体に接着される可撓性レセプタを使用する。

次に、分離圧力を付与することにより、多層構造体の全体がガラスから分離され、これにより、異方性フィルムが可撓性キャリヤ上に転移される。
上記方法およびガラス上のドナー・プレートの使用により、ドナー・プレートとレセプタとを接触させた後だけでなく、ドナー・プレートの製造中に直接行うことができる。換言すれば、この作業は、このドナー・プレートの製造手順に含められる。活性化は、ガラスベースの表面を改質して疎水性を付与することにより、並びに例えばポリマーフィルムを酸素プラズマで処理するようなポリマーフィルム表面の改質を行ってその接着性を高めることにより行われる。

例２
その後のカラー偏光子マトリックス（color polarizer matrixes：ＣＰＭ）の創成に使用されるドナー・プレートの製造方法の次の例を考察されたい。異方性フィルムの各カラー層の創成は２段階で行われる。第一段階は、技術的プレート（technological plate）の滑らかな平坦面上に連続的な異方性フィルムを形成することである。これは、可撓性ポリマーフィルムであるか、最初はガラスレセプタ（これから、異方性フィルムが後で可撓性ポリマーフィルム上に転移される）で形成できる（この製造方法は、製造される異方性フィルムの品質を向上させるのに使用される）。
第二段階は、異方性クリスタルフィルムを、可撓性ポリマーフィルムから、写真製版によりパターンが付されたポジティブ・フォトレジストから作られかつＣＰＭの１つのカラーのネガティブパターンを表す、予め形成されているレリーフに特徴を有するドナー・プレートのベースの加工面または任意の種類の層上に転移される。「爆発（explosive）」写真製版によりフォトレジストを除去した後は、レセプタ・プレート上には、第一層の偏光子フィルムの所望パターンが残され、レセプタは、他の色の多数の偏光子要素を形成する準備が整ったことになる。

フラットＬＣＤスクリーンを備えたテレビジョンセット用ＣＰＭを製造する場合には、ガラスレセプタの表面は、該レセプタを、最初に酸Ｋａｒｏで洗浄し、次にイソプロパノール中に１％のクロモラン（chromolane）溶液を添加することにより疎水性にされる。得られた疎水性層を乾燥させた後、レセプタ・プレートの表面が、１％ポリビニルアルコールで、１１０℃で１時間に亘ってコーティングされ、次に１４０℃で１時間に亘って乾燥される。また、例えば米国特許第６，１７４，３９４号明細書に開示の方法により、表面は、フタロシアニンのＬＬＣ相からの異方性クリスタルフィルムでコーティングされる。次に、表面は、ポリアクリル樹脂をベースとするラッカーでコーティングされ、その後、可撓性ＰＥＴ、ポリエチレンテレフタレート、ドナー・フィルムが、ゴムローラを用いてポリイソブチレンで、創成された構造体に接着される。得られた構造体が後で技術的プレートから分離されると、偏光子フィルムが可撓性ドナー・フィルム上に転移される。このようにして得られた２色性染料の偏光子フィルムを備えた可撓性ＰＥＴドナー・フィルムは、５秒間酸素プラズマ処理を受け、８５％の相対湿度をもつ湿潤媒体中に置かれる。

ベースの加工面すなわち後でＣＰＭを製造するためのドナー・プレートを形成することを意図した構造体は、遠心処理によりポジティブフォトレジストでコーティングされ、乾燥され、露出され、標準現像液中で現像され、蒸留水中でリンスされ、かつアルゴンのジェットで乾燥される。これらの作業により、レセプタ・プレートの表面上には、フィルム上の所望パターンの逆を表すレリーフが形成される。レセプタは酸素プラズマ中で５秒間焼かれ、遠心処理によりＰＶＡの１％水溶液でコーティングされる。次に、前に作られておりかつフタロシアニン染料の偏光子フィルムでコーティングされた可撓性ドナー・フィルムが、ゴムローラを用いてレセプタ・プレートにロールプレスされる。得られた「サンドイッチ」は１００〜１５０ｌｇ／ｃｍ²で１５分間圧縮される。次に、接着剤層が溶融され、ＰＥＴドナー・フィルムが１２０℃でオーブン内で除去される。この後、接着剤およびラッカーの残留物を除去するため、ワーキングプレートが、トルオールおよび他の溶剤（通常、トルオール、アセトンおよび酢酸エチルをベースとする）中で連続的に洗浄される。第一カラー層のパターンを現像するため、ワーキングプレート（将来のドナー・プレート）が、ジオキサンの超音波浴中に２〜３分間置かれる。次に、ワーキングプレートが、ＰＶＣを接合するためオーブン内に１２０℃で３０分間保持され、次に、ＢａＣｌ₂（σ≒３０ｍＳｍ）溶液中に２０〜３０分間置かれる。アルゴンを吹込んだ後、偏光子マトリックスは、１％水溶液から遠心処理により付着されかつ１２０℃で３０分間乾燥されたＰＶＡの層で保護される。フォトレジストのコーティングから保護層の乾燥に至る全ての作業を行うことにより、第二カラー層のパターンが形成される。また、偏光子フィルムとして、ベンゾパープリン染料が選択される。
例における条件は異ならせることができる。しかしながら、上記製造作業の条件は、ドナー・プレートの製造工程のみに使用されるものではなく、転移により異方性クリスタルフィルムを形成する工程にも直接使用できる。

例３
形成されたフィルムの少なくとも一部を、ドナー・プレートから、加工波長範囲内で透明なポリマーレセプタ上に転移するため（フィルムはベース上には形成されず、既に完成されているベース上に転移されることに留意されたい）、上記フィルムはレセプタに接触され、転移すべき領域は４５〜５５℃（最も一般的には３０〜５０℃または４０〜６５℃）に局部加熱することにより活性化される。ドナー・プレートの下に配置される金属プレートは局部加熱を行うことができ、かつ引続き圧力を加えるための土台を形成することができる。加熱は温度上昇速度（温度勾配）に基いて０．５分間続けることができ、種々の条件下で、加熱時間は０．２〜１分間、１〜５分間、０．５〜１０分間、その他にすることができる。活性化および付与できる圧力の条件は、転移後の異方性クリスタルフィルムの一定透過係数および／または複屈折係数でのコントラストの変化が僅かに１０％となるように選択される。接触は圧縮デバイスである。また、これはスライディングカートリッジおよびレセプタの選択領域内に局部的影響を与えるマトリックス印刷ヘッドで構成できる。スキャニングはコンピュータにより作動される。印刷は所定の場所で行われる。この結果、透明レセプタには、高解像度をもつ光学的に異方性のフィルムの形状をもつイメージが形成される。転移領域内の異方性の度合いは、オリジナルフィルムの異方性の度合いと同程度である。

例４
マトリックス法では、画素サイズは標準ドットに一致する。ドットマトリックスプリンタの印刷ヘッドの標準技術を使用できる。また、前記形状の領域が大きくおよび小さく打抜かれるスタンプを使用できる。
本願に開示した発明の一例示実施形態では、フィルムに或る形状を転移するとき、イメージの一部のみが適用され、この場合には、レセプタが或る角度回転され、他のイメージが適用される。この結果は、光学的異方性の方向が変化する多層コーティングである。この技術は円形偏光子等に使用できる。
転移工程を強化するため、透明ベースを使用できる。この場合、ＵＶ源による照明を使用でき、これによりドナー・プレートの中間変換層の材料の活性化がもたらされる。その上、これにより、レセプタへの異方性フィルムの増強接着およびその部品の正確な分離が促進される。
また、フォト−ケミカル活性化（高感度化）を使用することもできる。
フィルムを一方の側からレーザにより加熱するとフィルムが加熱され、フィルムを他方の側からＵＶランプで照明すると、反応層のフォトケミカル活性化（高感度化）が引起こされる。

ドナー・プレートの最適構造を示す断面図である。 レセプタ・プレート上に任意の形状の異方性クリスタルフィルムを形成する方法を示す概略図である。 一形態のカラーディスプレイ用偏光クリスタルフィルムを形成する一変更形態を示す概略側面図である。 一形態のカラーディスプレイ用偏光クリスタルフィルムを形成する一変更形態を示す概略底面図である。

Claims (24)

1. 異方性クリスタルフィルムをドナー・プレートから転移することによりレセプタ・プレート上に異方性クリスタルフィルムを形成する方法において、
   異方性クリスタルフィルム及びベースを備えたドナー・プレートの全体のうちの、転移すべき少なくとも一部を、ドナー・プレートの製造中に、ドナー・プレートの少なくとも２つの層間の結合エネルギを弱化、若しくは接着力を低下させ、またはレセプタ・プレートへの上方層の接着力を増大させるように活性化する段階と、
   レセプタ・プレートを、少なくとも１つの異方性クリスタルフィルムを備えたドナー・プレートに接触させる段階と、
   活性化の後に、レセプタ・プレート上に転移すべきクリスタルフィルムを備えたドナー・プレートの全体のうちの少なくとも一部に圧力を付与する段階とを、この順に有し、
   該活性化の度合いは、圧力を付与したときにフィルムを転移させるのに充分であるが、転移するクリスタルフィルムの結晶構造を破壊するには不充分な大きさであり、
   該圧力のレベルは、フィルムの少なくとも一部をドナー・プレートからレセプタ・プレートに転移させるのに充分であるが、転移するクリスタルフィルムの結晶構造を破壊するには不充分な大きさであることを特徴とする方法。
2. 前記活性化および付与可能な圧力の条件は、転移後の異方性クリスタルフィルムの一定透過係数および／または複屈折係数でのコントラストの変化が僅かに１０％となるように選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記異方性クリスタルフィルムは、外的アライニング影響（external aligning influence）を用いてベース上に液晶を付着することにより、リオトロピック液晶相を形成する少なくとも１つの有機材料からなる液晶から得られることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記活性化は、ドナー・プレートに与える熱的、電磁的または他の影響により行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
5. 前記活性化および圧力は、転移すべきクリスタルフィルムを含む、ドナー・プレート全体のうちの一部に適用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
6. 前記活性化は、転移すべきクリスタルフィルムを含む、ドナー・プレート全体のうちの一部に適用され、圧力はドナー・プレート全体に適用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
7. 前記活性化はドナー・プレート全体に適用され、圧力は、転移すべきクリスタルフィルムを含む、ドナー・プレート全体のうちの一部に適用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
8. 前記転移のために予め定められた異方性クリスタルフィルムの形状は、ドナー・プレートの製造中に予め形成されるか、ドナー・プレートがレセプタ・プレートに接触される前に既に完成されているドナー・プレートに形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。
9. 前記異方性クリスタルフィルムは、液晶を形成できる少なくとも１つの有機材料から形成され、液晶の分子または分子の一部は平構造を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
10. 前記異方性クリスタルフィルムの材料は芳香環を有し、かつ一光軸に沿う３．４±０．２Ａにブラッグピークを有することを特徴とする請求項９記載の方法。
11. 前記有機材料は少なくとも１つの有機染料からなり、該有機染料の構造式は少なくとも１つのイオノゲン群を有することを特徴とする請求項９または１０記載の方法。
12. 前記有機染料は、｛Ｋ｝（Ｍ）_nで表される配合を有することを特徴とする請求項１１記載の方法。
    ここで、Ｋは染料、該染料の化学式は同一または異なる単一または複数のイオノゲン群を含有し、該イオノゲン群は極性溶剤中で溶解して液晶相を形成し、
    Ｍはアンチイオン、
    ｎは染料分子中のアンチイオン数で、単一アンチイオンが幾つかの分子に属するときはｎは分数であり、ｎ＞１であるときはアンチイオンは異なるものである。
13. 前記異方性クリスタルフィルムは、偏光子フィルム、リターダフィルム、保護フィルム、またはこれらのフィルムのうちの少なくとも２つの任意の組合せとして同時に機能するフィルムからなる群の１つとして機能することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。
14. 前記異方性クリスタルフィルムは少なくとも２つの部分からなり、これらの部分の光軸は互いに０〜９０°の角度で回転されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項記載の方法。
15. 前記ドナー・プレートを形成するベースおよび／または接着剤層および／または異方性クリスタルフィルムの材料の含有物に吸光剤が添加されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項記載の方法。
16. 前記吸光剤が、接着剤増粘を形成する材料の含有物に添加されていることを特徴とする請求項１５記載の方法。
17. 前記ベースは、ポリマー材料、ガラス、半導体材料または金属で作られていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項記載の方法。
18. 前記ベースは、平坦、凸状または凹状の表面形状を有していることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項記載の方法。
19. 前記異方性クリスタルフィルムの含有物には、別々の領域の転移を促進する少なくとも１つの改質添加剤が含まれていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項記載の方法。
20. 前記改質添加剤は、０．１重量％より少量でクリスタルフィルムの材料に添加されるグリセリンであることを特徴とする請求項１９記載の方法。
21. 前記異方性クリスタルフィルムは、その後の転移に必要な少なくとも１つのイメージ領域の形態で適用されることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項記載の方法。
22. 前記ベースの表面は改質を受けて疎水性になっており、
    このベースの頂面には疎水性表面を備えた光学的に透明な材料からなるサブレーヤが付着され、
    該サブレーヤ上には、後で転移する必要がある少なくとも１つのイメージ領域の形態で、異方性クリスタルフィルムが付着され、異方性クリスタルフィルムの頂面には少なくとも１つの接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項記載の方法。
23. 前記異方性クリスタルフィルムの少なくとも一部が、色だけ異なる領域の形態で付着されていることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項記載の方法。
24. 前記異方性クリスタルフィルムが、原子価２または３の金属のイオンで処理され、非水溶性の相に変換されていることを特徴とする請求項１０〜２３のいずれか１項記載の方法。

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