JP4444612B2 - コレステリック液晶積層フィルム、およびその製造方法 - Google Patents
コレステリック液晶積層フィルム、およびその製造方法 Download PDFInfo
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Description
上記基材に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、親水性領域と疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する親疎水パターン形成工程と、
上記親疎水パターン上に上記偏光選択反射層を形成する偏光選択反射層形成工程と
を有することを特徴とするコレステリック液晶積層フィルムの製造方法を提供する。
以下、それぞれについて詳しく説明する。
まず、本発明のコレステリック液晶積層フィルムについて説明する。本発明のコレステリック液晶積層フィルムは、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に拡散して反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有するコレステリック液晶積層フィルムであって、上記基材が、上記偏光選択反射層のコレステリック液晶構造を、複数の異なる配向状態とする配向調整手段を有するものである。
λ0=nav・p … (1)
ここで、pは液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ長(液晶分子の分子螺旋の1ピッチ当たりの長さ)、navは螺旋軸に直交する平面内での平均屈折率である。
△λ=△n・p … (2)
すなわち、例えば図1に示すように、投影スクリーンの観察者側から入射する無偏光状態の光(選択反射波長域内の右円偏光11R及び左円偏光11L、選択反射波長域外の右円偏光12R及び左円偏光12L)は、上述したような偏光分離特性に従って、選択反射中心波長λ0を中心とした波長バンド幅△λの範囲(選択反射波長域)に属する一方の円偏光成分(例えば選択反射波長域内の右円偏光11R)が反射光13として反射され、その他の光(例えば選択反射波長域内の左円偏光11L、選択反射波長域外の右円偏光12R及び左円偏光12L)が透過される。
したがって、本発明によれば、偏光選択反射層を照射される光と同じ側の偏光の特定波長を反射させる層とすることにより、照射された光を効率よく反射することができる。
以下、本発明に用いられる各構成ごとに、詳しく説明する。
まず、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、後述する偏光選択反射層が上に形成されるものであり、偏光選択反射層のコレステリック液晶構造を、複数の異なる配向状態とする配向調整手段を有するものである。本発明においては、偏光選択反射層の配向調整手段を有していれば、その種類等は特に限定されるものではなく、例えば図3(a)に示すように、上記配向調整手段が、基材1の表面の凹凸であって、その表面の凹凸により、偏光選択反射層2中のコレステリック液晶分子5の螺旋軸Lの方向を調整するものであってもよい。また、配向調整手段が、基材のラビングの方向やラビングの有無等であって、これらにより偏光選択反射層中のコレステリック液晶構造の配向状態を調整するものであってもよい。
なお、ここでいう水との接触角は、水との接触角を接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて測定(マイクロシリンジから液滴を滴下して30秒後)し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。
本発明に用いられる基材として具体的には、基材自体の表面が、例えばプラズマ照射等の処理によって濡れ性が変化され、親水性領域または疎水性領域が形成された基材(以下、第1実施態様とする。)や、パターン状に形成された親水性または疎水性を有するパターン層を有する基材(以下、第2実施態様とする。)、または、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下する濡れ性変化型層を有する基材(以下、第3実施態様とする。)等とすることができる。
以下、本発明に用いられる基材を、上記の各実施態様ごとに、詳しく説明する。
まず、本発明に用いられる基材の第1実施態様について説明する。本発明に用いられる基材の第1実施態様は、例えば基材自体の表面が、例えばプラズマ照射等の処理によって濡れ性が変化し、親水性領域または疎水性領域が形成されたものである。
次に、本発明に用いられる基材の第2実施態様について説明する。本発明に用いられる基材の第2実施態様は、パターン状に形成された親水性または疎水性を有するパターン層を有するものである。
まず、本実施態様に用いることができる上記分解除去用層について説明する。上記分解除去用層は、少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層上に形成され、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解除去される層である。この場合、例えば図6(a)に示すように、支持体11上に、少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層13と、その光触媒処理層13上に分解除去用層14を形成する。次に、その分解除去用層14にフォトマスク15等を用いて、パターン状にエネルギー16を照射する。これにより、光触媒処理層13中の光触媒が励起され、この光触媒の作用によって分解除去用層14が分解除去されることから、目的とするパターン状に分解除去用層14を形成することができるのである(図6(b))。
まず、本実施態様にパターン層として用いることができる分解除去用層について説明する。上記分解除去用層は、後述する光触媒処理層上に形成され、エネルギー照射された際に、その光触媒処理層中の光触媒の作用によって分解除去される層であって、光触媒処理層と濡れ性が異なるものであれば、特に限定されるものではなく、光触媒処理層と比較して親水性であってもよく、また疎水性であってもよい。
次に、上記分解除去用層の分解除去に用いられる光触媒処理層について説明する。本実施態様に用いられる光触媒処理層は、少なくとも光触媒を含有する層であれば、特に限定されるものではなく、光触媒とバインダとから構成されているものであってもよく、光触媒単体で製膜されたものであってもよい。
なお、本実施態様に用いられる光触媒処理層の詳しい形成方法等については、特開2000−249821号公報と同様のものとすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
次に、上記分解除去用層へのエネルギーの照射について説明する。
本実施態様においては、上記分解除去用層表面に、所定の方向からエネルギーをパターン照射することにより、上記分解除去用層が上記光触媒処理層中の光触媒の作用により、分解除去される。
この際、光触媒処理層を加熱しながらエネルギー照射することにより、感度を上昇させることが可能となり、効率的な濡れ性の変化を行うことができる点で好ましい。具体的には30℃〜80℃の範囲内で加熱することが好ましい。
上述したようなエネルギー照射によって、分解除去用層を、光触媒処理層上にパターン状に形成されたパターン層とすることができる。
次に、本実施態様に用いられる分解除去層について説明する。本実施態様に用いられる分解除去層は、光触媒を含有する光触媒処理層および基体を有する光触媒処理層側基板の上記光触媒処理層と対向して配置された後、所定の方向からエネルギーが照射されることにより分解除去される層である。このような分解除去層を用いた場合のパターン層の形成方法の一例を図7を用いて説明する。まず、図7(a)に示すように、支持体11と、その支持体11上に分解除去層14を形成する。また、基体17と、その基体17上に形成された少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層13とを有する光触媒処理層側基板18を準備する(図7(a))。この光触媒処理層側基板18の光触媒処理層13と、上記分解除去層14とを、所定の間隙を置いて配置し、その後、例えばフォトマスク15等を用いてエネルギー16を照射する(図7(a))。これにより、光触媒処理層中13に含有される光触媒の作用により、分解除去層14が分解除去されることとなる。
まず、上記分解除去層について説明する。上記分解除去層は、後述する光触媒処理層側基板を用いてエネルギー照射されることにより、分解除去される層であり、分解除去されて露出する支持体等と濡れ性が異なるものであれば、特に限定されるものではない。
次に、上記分解除去層をパターン状に形成する際に用いられる光触媒処理層側基板について説明する。本実施態様に用いられる光触媒処理層側基板は、少なくとも光触媒処理層と基体とを有するものであり、通常は基体上に所定の方法で形成された薄膜状の光触媒処理層が形成されてなるものである。また、この光触媒処理層側基板には、パターン状に形成された光触媒処理層側遮光部やプライマー層が形成されたものも用いることができる。以下、この光触媒処理層側基板の各構成について説明する。
本実施態様に用いられる光触媒処理層は、光触媒処理層中の光触媒が、上述した分解除去層を分解することが可能な構成であれば、特に限定されるものではなく、光触媒とバインダとから構成されているものであってもよく、光触媒単体で製膜されたものであってもよい。また、その表面の特性は、特に親液性であっても撥液性であってもよい。また、分解除去層を分解除去するために照射されるエネルギーが、光触媒処理層側基板側から照射される場合には、上記光触媒処理層は、エネルギーを透過させることが可能な層であることが好ましい。
次に、光触媒処理層側基板に用いられる基体について説明する。図7に示すように、光触媒処理層側基板18は、少なくとも基体17とこの基体17上に形成された光触媒処理層13とを有するものである。
すなわち、例えば後述するように光触媒処理層側基板に光触媒処理層側遮光部を予め所定のパターンで形成しておき、この光触媒処理層側遮光部を用いて分解除去層を分解除去する場合や、上記支持体がエネルギーを透過させない材料である場合等には、光触媒処理層側基板側からエネルギーを照射する必要がある。このような場合、基体はエネルギーを透過させるものであることが必要となる。
このように、本実施態様に用いられる光触媒処理層側基板における基体は特にその材料を限定されるものではないが、本実施態様においては、この光触媒処理層側基板は、繰り返し用いられるものであることから、所定の強度を有し、かつその表面が光触媒処理層との密着性が良好である材料が好適に用いられる。
なお、基体表面と光触媒処理層との密着性を向上させるために、基体上にアンカー層を形成するようにしてもよい。このようなアンカー層としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。
本実施態様に用いられる光触媒処理層側基板には、パターン状に形成された光触媒処理層側遮光部が形成されたものを用いても良い。このように光触媒処理層側遮光部を有する光触媒処理層側基板を用いることにより、エネルギー照射に際して、フォトマスクを用いたり、レーザ光による描画照射を行う必要がない。したがって、光触媒処理層側基板とフォトマスクとの位置合わせが不要であることから、簡便な工程とすることが可能であり、また描画照射に必要な高価な装置も不必要であることから、コスト的に有利となるという利点を有する。
一つが、例えば図9に示すように、基体17上に光触媒処理層側遮光部19を形成し、この光触媒処理層側遮光部19上に光触媒処理層13を形成して、光触媒処理層側基板とする形体である。もう一つは、例えば図10に示すように、基体17上に光触媒処理層13を形成し、その上に光触媒処理層側遮光部19を形成して光触媒処理層側基板とする形体である。
例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み1000〜2000Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成されてもよい。このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。
次に、本実施態様の光触媒処理層側基板に用いられるプライマー層について説明する。本実施態様において、上述したように基体上に光触媒処理層側遮光部をパターン状に形成して、その上に光触媒処理層を形成して光触媒処理層側基板とする場合においては、上記光触媒処理層側遮光部と光触媒処理層との間にプライマー層を形成してもよい。
本実施態様におけるプライマー層は、光触媒処理層側基板の光触媒処理層側遮光部と光触媒処理層とが接触しないようにプライマー層が形成された構造であれば特に限定されるものではない。
次に、上記分解除去層にパターン状にエネルギー照射を行い、パターン状に形成されたパターン層を形成する際のエネルギー照射について説明する。上記分解除去層に光触媒処理層側基板を用いてエネルギー照射する際には、上記光触媒処理層と上記分解除去層とを光触媒の作用が及ぶように所定の間隔をおいて配置する必要があり、本実施態様においては、上述した光触媒処理層および分解除去層を200μm以下の間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することが好ましい。この際、光触媒処理層および分解除去層を密着させてもよい。
このような極めて狭い間隙を均一に形成して光触媒処理層と分解除去層とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。そして、このようにスペーサを用いることにより、均一な間隙を形成することができると共に、このスペーサが接触する部分は、光触媒の作用が分解除去層表面に及ばないことから、このスペーサを上述した親疎水パターンと同様のパターンを有するものとすることにより、分解除去層に所定の親疎水パターンを形成することが可能となる。
ここで、上記エネルギーの照射終了後、上記光触媒処理層側基板は取り外され、分解除去層がパターン状に形成されたパターン層が得られることとなる。
次に、本発明に用いられる基材の第3実施態様について説明する。本発明に用いられる基材の第3実施態様は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下する濡れ性変化型層を有するものである。
まず、本実施態様に用いることができる光触媒含有層について説明する。本実施態様に用いることができる光触媒含有層は、少なくとも光触媒およびバインダを含有する層であり、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する層である。このような光触媒含有層にエネルギーをパターン状に照射することにより、光触媒含有層自体に含まれる光触媒がバインダに作用し、表面の濡れ性を変化させることができる。
また、上記光触媒含有層に、親水性領域および疎水性領域からなる親疎水パターンを形成する際に照射されるエネルギーの種類や照射方法等については、上述した第1実施態様の分解除去用層で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
次に、本実施態様に用いることができる濡れ性変化用層について説明する。本実施態様に用いることができる濡れ性変化用層は、少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層上に形成され、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する層である。この場合、上記濡れ性変化用層が光触媒処理層上に形成されていることから、この光触媒処理層中に含有される光触媒の作用により濡れ性変化用層の表面の濡れ性を変化させることができる。
次に、本実施態様に用いることができる濡れ性変化層について説明する。本実施態様に用いることが可能な濡れ性変化層は、光触媒を含有する光触媒処理層および基体を有する光触媒処理層側基板の上記光触媒処理層と対向して配置された後、所定の方向からエネルギーが照射されることにより、水との接触角が低下するように濡れ性が変化する層である。この場合、光触媒処理層側基板を用いて濡れ性変化層にエネルギー照射することにより、光触媒処理層中の光触媒の作用によって、濡れ性変化層の濡れ性を変化させることができるのである。
次に、本発明のコレステリック液晶積層フィルムに用いられる偏光選択反射層について説明する。本発明のコレステリック液晶積層フィルムに用いられる偏光選択反射層は、上述した基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に拡散して反射するコレステリック液晶構造を有するものである。本発明に用いられる偏光選択反射層は、上述したように、上記基材の配向調整手段によって、コレステリック液晶分子の螺旋軸の方向にバラつきを有するものである。これにより、入射した光を鏡面反射することなく、拡散して反射することとなる。
このような重合性官能基を有する重合性液晶材料の一例としては、例えば下記の一般式(1)で表される化合物(I)を挙げることができる。化合物(I)としては、一般式(1)に包含される化合物の2種を混合して使用することも可能である。またさらに、上記化合物(I)と下記の一般式(2)〜(12)で表わされる化合物(II)とで構成されるものであってもよい。
本発明においては、ネマチック液晶にカイラル剤を加えた、コレステリック規則性を有するカイラルネマチック液晶を、好適に使用することもできる。
本発明に用いられるカイラル剤とは、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、分子量1500以下の化合物を意味する。カイラル剤は主として、例えば化合物(I)や、必要に応じて用いられる化合物(II)に示されるような重合性液晶材料が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋ピッチを誘起させる目的で用いられる。この目的が達成される限り、重合性液晶材料、例えば化合物(I)と、もしくは化合物(I)および化合物(II)の混合物と、溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、上記ネマチック規則性をとりうる重合性液晶材料の液晶性を損なうことなく、これに所望の螺旋ピッチを誘起できるものであれば、下記に示すカイラル剤としての低分子化合物の種類は特に限定されないが、分子の両末端に重合性官能基があることが耐熱性のよい光学素子を得る上で好ましい。液晶に螺旋ピッチを誘起させるために使用するカイラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを有していることが必須である。従って、本発明で使用可能なカイラル剤としては、例えば1つあるいは2つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミン、キラルなスルフォキシド等のようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、あるいはクムレン、ビナフトール等の軸不斉を持つ化合物が例示できる。さらに具体的には、市販のカイラルネマチック液晶、例えば、Merck社製S−811等が挙げられる。
また、本発明に用いられるコレステリック液晶層には、上記重合性液晶材料、カイラル剤の他に、必要に応じて、光重合開始剤、増感剤、レベリング剤等、一般的なコレステリック液晶層に用いられる材料を適宜用いてもよい。
本発明に用いられる光重合開始剤としては、例えばベンジル(ビベンゾイルともいう)や、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3′−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントンなどを挙げることができる。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。
ここで、本発明に用いられる光重合開始剤の添加量は、0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%、より好ましくは0.5〜5重量%の範囲であることが好ましい。
本発明においては、上記各材料を混合した組成物を、上述した基材上に塗布し、配向させて硬化することにより、上記コレステリック液晶層を得ることができる。
基材上に組成物を塗布する方法としては、上記各材料を混合した組成物をそのまま塗布してもよいが、粘性や配向性を調整する等の面から、有機溶媒に溶解させて用いることが好ましい。この際、用いられる溶媒は、上述した基材を侵食しないものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アセトン、酢酸−3−メトキシブチル、ジグライム、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、塩化メチレン、メチルエチルケトン等を用いることができる。この場合、上記組成物は通常、5重量%〜50重量%、中でも10重量%〜30重量%に希釈して用いられる。
次に、本発明のコレステリック液晶積層フィルムについて説明する。本発明のコレステリック液晶積層フィルムは、上述した配向調整手段を有する基材上に、上述した偏光選択反射層が形成されたものであれば、特に限定されるものではない。
次に、本発明の投影スクリーンについて説明する。本発明の投影スクリーンは、上述したコレステリック液晶積層フィルムを用いたものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜、傷つき防止層や、低反射層、紫外線防止層等を設けたものであってもよい。本発明の投影スクリーンは、例えば図12に示すように、例えばプロジェクタ等の投影機21から投影された光を反射するものである。
また、本発明においては上記投影スクリーンが使用される室内の照明や外光は、上記投影スクリーンが反射する円偏光と反対の円偏光とされることが好ましい。これにより、外光や照明等が投影スクリーンに入射した場合であっても、投影スクリーンがその光を反射することなく、吸収されることから、明るい環境でも明度が高いものとすることができるからである。この際、上記照明や外光を制御する方法としては、吸収型の円偏光板や、円偏光分離層、直線偏光分離層を用いる反射型の円偏光板等を用いることができる。
次に、本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法について説明する。本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法は、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に拡散して反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有するコレステリック液晶積層フィルムの製造方法であって、上記基材に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、親水性領域と疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する親疎水パターン形成工程と、上記親疎水パターン上に上記偏光選択反射層を形成する偏光選択反射層形成工程とを有することを特徴とするものである。
以下、それぞれの実施態様ごとにわけて説明する。
まず、本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法の第1実施態様について説明する。本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法の第1実施態様は、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に拡散して反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有するコレステリック液晶積層フィルムの製造方法であって、上記基材に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、親水性領域と疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する親疎水パターン形成工程と、上記親疎水パターン上に上記偏光選択反射層を形成する偏光選択反射層形成工程とを有することを特徴とするものであり、上記基材が、少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層と、上記光触媒処理層上に形成され、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解除去される分解除去用層とを有し、上記親疎水パターン形成工程が、上記分解除去用層にパターン状にエネルギーを照射することにより行われるものである。
以下、上記各工程について説明する。
本実施態様における親疎水パターン形成工程は、少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層と、上記光触媒処理層上に形成され、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解除去される分解除去用層とを有する基材に、エネルギー照射を行うことによって親水性領域と疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する工程であり、その親疎水パターンは、親疎水パターンは、分解除去用層が分解除去されて光触媒処理層が露出した領域と、分解除去用層が残存している領域との濡れ性の差により形成されるものである。
本実施態様においては、分解除去用層と光触媒処理層は、濡れ性が異なるものであれば、どちらが親水性であっても疎水性であってもよい。
次に、本実施態様における偏光選択反射層形成工程について説明する。本工程は、上記親疎水パターン形成工程により形成された親疎水パターン上に、コレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層を形成する工程である。本実施態様においては、偏光選択反射層が、特定の偏光成分の光を拡散して反射するように形成することが可能であれば、特にその方法は限定されるものではなく、上述した「A.コレステリック液晶積層フィルム」の偏光選択反射層の項で説明した材料や形成方法等を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法の第2実施態様について説明する。本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法の第2実施態様は、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に拡散して反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有するコレステリック液晶積層フィルムの製造方法であって、上記基材に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、親水性領域と疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する親疎水パターン形成工程と、上記親疎水パターン上に上記偏光選択反射層を形成する偏光選択反射層形成工程とを有することを特徴とするものであり、上記基材が、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解除去される分解除去層を有し、上記親疎水パターン形成工程が、光触媒を含有する光触媒処理層および基体を有する光触媒処理層側基板の上記光触媒処理層と、上記分解除去層とを対向して配置した後、所定の方向からエネルギーをパターン状に照射することにより行われるものである。
以下、上記各工程について説明する。
本実施態様における親疎水パターン形成工程は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解除去される分解除去層を有する基材に、基体と、その基体上に形成された少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層を有する光触媒処理層側基板を用いて、エネルギー照射を行うことによって、基材上に親水性領域と疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する工程であり、その親疎水パターンは、親疎水パターンは、分解除去層が分解除去されて支持体等が露出した領域と、分解除去層が残存している領域との濡れ性の差により形成されるものである。
なお、本工程により分解除去層が分解除去されて露出する部材は、分解除去層と濡れ性が異なるものであれば、上記支持体に限定されるものではなく、また、分解除去層が親水性とされてもよく、疎水性とされてもよい。
次に、本実施態様における偏光選択反射層形成工程について説明する。本工程は、上記親疎水パターン形成工程により形成された分解除去層の親疎水パターン上に、コレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層を形成する工程である。本実施態様においては、偏光選択反射層が、特定の偏光成分の光を拡散して反射するように形成することが可能であれば、特にその方法は限定されるものではなく、上述した「A.コレステリック液晶積層フィルム」の偏光選択反射層の項で説明した材料や形成方法等を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法の第3実施態様について説明する。本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法の第3実施態様は、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に拡散して反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有するコレステリック液晶積層フィルムの製造方法であって、上記基材に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、親水性領域と疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する親疎水パターン形成工程と、上記親疎水パターン上に上記偏光選択反射層を形成する偏光選択反射層形成工程とを有することを特徴とするものであり、上記基材が、少なくとも光触媒およびバインダを含有し、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下する光触媒含有層を有し、上記親疎水パターン形成工程が、上記光触媒含有層にパターン状にエネルギーを照射することにより行われるものである。
以下、上記各工程について説明する。
本実施態様における親疎水パターン形成工程は、少なくとも光触媒およびバインダを含有し、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下する光触媒含有層に、エネルギーを照射することにより、エネルギー照射領域である親水性領域とエネルギー未照射である疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する工程である。
次に、本実施態様における偏光選択反射層形成工程について説明する。本工程は、上記親疎水パターン形成工程により形成された親疎水パターン上に、コレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層を形成する工程である。本実施態様においては、偏光選択反射層が、特定の偏光成分の光を拡散して反射するように形成することが可能であれば、特にその方法は限定されるものではなく、上述した「A.コレステリック液晶積層フィルム」の偏光選択反射層の項で説明した材料や形成方法等を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法の第4実施態様について説明する。本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法の第4実施態様は、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に拡散して反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有するコレステリック液晶積層フィルムの製造方法であって、上記基材に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、親水性領域と疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する親疎水パターン形成工程と、上記親疎水パターン上に上記偏光選択反射層を形成する偏光選択反射層形成工程とを有することを特徴とするものであり、上記基材が、少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層と、上記光触媒処理層上に形成され、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下する濡れ性変化用層とを有し、上記親疎水パターン形成工程が、上記濡れ性変化用層にパターン状にエネルギーを照射することにより行われるものである。
以下、上記各工程について説明する。
本実施態様における親疎水パターン形成工程は、少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層と、その光触媒処理層上に形成され、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下する濡れ性変化用層とを有する基材に、エネルギーを照射することにより、エネルギー照射領域である親水性領域とエネルギー未照射である疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する工程である。
次に、本実施態様における偏光選択反射層形成工程について説明する。本工程は、上記親疎水パターン形成工程により形成された親疎水パターン上に、コレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層を形成する工程である。本実施態様においては、偏光選択反射層が、特定の偏光成分の光を拡散して反射するように形成することが可能であれば、特にその方法は限定されるものではなく、上述した「A.コレステリック液晶積層フィルム」の偏光選択反射層の項で説明した材料や形成方法等を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法の第5実施態様について説明する。本発明のコレステリック液晶積層フィルムの製造方法の第5実施態様は、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に拡散して反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有するコレステリック液晶積層フィルムの製造方法であって、上記基材に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、親水性領域と疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する親疎水パターン形成工程と、上記親疎水パターン上に上記偏光選択反射層を形成する偏光選択反射層形成工程とを有することを特徴とするものであり、上記基材が、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下する濡れ性変化層とを有し、上記親疎水パターン形成工程が、光触媒を含有する光触媒処理層および基体を有する光触媒処理層側基板の上記光触媒処理層と、上記濡れ性変化層とを対向して配置した後、所定の方向からエネルギーをパターン状に照射することにより行われるものである。
以下、上記各工程について説明する。
本実施態様における親疎水パターン形成工程は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下する濡れ性変化層とを有する基材に、基体と、その基体上に形成された少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層を有する光触媒処理層側基板を用いてエネルギーを照射することにより、エネルギー照射領域である親水性領域とエネルギー未照射である疎水性領域とからなる親疎水パターンを形成する工程である。
なお、本工程に用いられる濡れ性変化層や、エネルギー照射の方法等については、上述した「A.コレステリック液晶積層フィルム」の基材の項における濡れ性変化層で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
次に、本実施態様における偏光選択反射層形成工程について説明する。本工程は、上記親疎水パターン形成工程により形成された親疎水パターン上に、コレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層を形成する工程である。本実施態様においては、偏光選択反射層が、特定の偏光成分の光を拡散して反射するように形成することが可能であれば、特にその方法は限定されるものではなく、上述した「A.コレステリック液晶積層フィルム」の偏光選択反射層の項で説明した材料や形成方法等を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。
(基材の調製)
イソプロプルアルコール30gにフルオロアルキルシラン(商品名TSL−8233 GE東芝シリコーン(株))0.4gとテトラメトキシシラン(商品名TSL−8114 GE東芝シリコーン(株))3gと光触媒無機コーティング材(商品名ST−K01)20gとを混合し、100℃で60分間攪拌し、光触媒含有層組成物とした。
ガラス上に上記組成物をスピンコーターにより塗布し、120℃で10分間の加熱処理を行うことにより、厚さ0.1μmの光触媒含有層を形成した。次に、直径20μmの円が100μmで繰り返し配置されているパターンを有するフォトマスクを用いて露光(365nm 500mJ/cm2)し、光触媒含有層表面に親液性領域を形成した。このとき、未露光部及び親液性領域と純水との接触角を接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて測定(マイクロシリンジから液滴を滴下して30秒後)した結果、それぞれ、75°と7°であった。
紫外線硬化型のネマチック液晶からなる主剤(94.7重量%)にカイラル剤(5.3重量%)を添加したモノマー混合液晶をシクロヘキサノンに溶解し、440nmに選択反射中心波長を有する第1のコレステリック液晶溶液を調整した。
なお、ネマチック液晶としては、上記の化学式(12)で表される化合物を含む液晶を用いた。また、重合性カイラル剤としては、上記の化学式(15)で表される化合物を用いた。
さらに、第1のコレステリック液晶溶液には、光重合開始剤(Ciba Speciality Chemicals社製)を5重量%添加した。
次に、80℃のオーブンで90秒加熱し、配向処理(乾燥処理)を行い、溶媒が除去されたコレステリック液晶層を得た。
その後、コレステリック液晶層に対して365nmの紫外線を50mW/cm2で1分間照射し、コレステリック液晶層を硬化させることにより、440nmに選択反射中心波長を有する1層目の部分選択反射層を得た。
(基材の調製)
(1)光触媒処理層側基板の調整
直径20μmの円が100μmで繰り返し配置されているパターン状にクロム製ブラックマトリックスが形成された石英ガラス基板上に、テイカ(株)製の光触媒用酸化チタンコーティング剤TKC301をコーティングし、350℃で3時間乾燥させ、光触媒処理層側基板を調製した。
次に、フルオロアルキルシランが主成分であるMF-160E(商品名、トーケムプロダクツ(株)製)0.4gに0.1N塩酸水3gを添加し、1時間室温にて攪拌した溶液をガラス基板上にコーティングした後、150℃で10分間乾燥させ、濡れ性変化層を調製した。
上記濡れ性変化層と光触媒処理層側基板における光触媒処理層とを、100μmの間隙となるように配置し、光触媒処理層側基板から超高圧水銀ランプにて露光(365nm 1000mJ/cm)し、パターン形成体用基板表面に親疎水パターンを形成した。この際、撥液性領域におけるぬれ標準試薬(40mN/m)に対する接触角は78°であり、親液性領域における接触角は9°であった。
続いて、上記親疎水パターン上に、実施例1と同様に偏光選択反射層を形成した。
市販の投影スクリーンとして、布材の表面にビーズ入りの散乱層を形成した投影スクリーン(オーエス社製)を準備した。
上記実施例および比較例の投影スクリーンに、DLP方式の投影機を用いてコントラストを測定した。ここで、投影機の出射口には、出射された映像光が円偏光となるように円偏光板を配置した。また、投影機及び投影スクリーンが設置される室内の照明は、天井に設置された蛍光灯(無偏光状態の光を出射するもの)により行い、天井からおよそ50度の角度で投影スクリーン上に照明光が照射されるような関係で配置した。このとき、投影スクリーンの真下での明るさは、照度計(デジタル照度計510−02、横河M&C社製)により測定したところ、200ルクス(lx)であった。なお、投影スクリーンは、床に対して垂直に設置した。また、投影機を投影スクリーンから垂直な方向(床に平行な方向)に約2.5m離れたところに配置した。
2 … 偏光選択反射層
Claims (7)
- 基材と、前記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に拡散して反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有するコレステリック液晶積層フィルムであって、
前記基材が、前記偏光選択反射層のコレステリック液晶構造を、複数の異なる配向状態とする配向調整手段を有し、
前記配向調整手段が、親水性領域と疎水性領域とからなる親疎水パターンであり、前記親疎水パターンが、パターン状に形成された親水性または疎水性を有するパターン層の有無によって形成されたもの、またはエネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下する濡れ性変化型層の濡れ性が変化した領域および濡れ性が未変化の領域によって形成されたものであり、
前記偏光選択反射層が、コレステリック液晶構造を有する複数のコレステリック液晶層が積層されてなり、前記コレステリック液晶層間に、前記パターン層または前記濡れ性変化層が形成されていることを特徴とするコレステリック液晶積層フィルム。 - 前記パターン層が、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解除去される分解除去型層であることを特徴とする請求項1に記載のコレステリック液晶積層フィルム。
- 前記濡れ性変化型層が、少なくとも光触媒およびバインダを含有する光触媒含有層であることを特徴とする請求項1に記載のコレステリック液晶積層フィルム。
- 前記濡れ性変化型層が、少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層上に形成された濡れ性変化用層であることを特徴とする請求項1に記載のコレステリック液晶積層フィルム。
- 請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載のコレステリック液晶積層フィルムを用いることを特徴とする投影スクリーン。
- 前記偏光選択反射層は、前記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることを特徴とする請求項5に記載の投影スクリーン。
- 前記偏光選択反射層は、前記偏光選択反射層に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が430nm〜460nm、540nm〜570nm、および580nm〜620nmの範囲に存在する光を選択的に反射することを特徴とする請求項6に記載の投影スクリーン。
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