JP4674829B2 - Optical laminate - Google Patents

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Description

【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新規コレステリック液晶性フィルムから構成された光学積層体に関する。
【0002】
【従来の技術】
回折素子は、分光光学などの分野で光の分光や光束の分割を行う目的で広く用いられている汎用光学素子である。回折素子は、その形状からいくつかの種類に分類され、光が透過する部分と透過しない部分を周期的に配置した振幅型回折素子、透過性の高い材料に周期的な溝を形成した位相型回折素子などに通常分類される。また、回折光の生じる方向に応じて透過型回折素子、反射型回折素子と分類される場合もある。
【0003】
上記の如き従来の回折素子では、自然光(非偏光)を入射した際に得られる回折光は非偏光しか得ることができない。分光光学などの分野で頻繁に用いられるエリプソメーターのような偏光光学機器では、回折光として非偏光しか得ることができないため、光源より発した自然光を回折素子により分光し、さらにこれに含まれる特定の偏光成分だけを利用するために、回折光を偏光子を通して用いる方法が一般的に行われている。この方法では、得られた回折光のうちの約50%以上が偏光子に吸収されるために光量が半減するという問題があった。またそのために感度の高い検出器や光量の大きな光源を用意する必要もあり、回折光自体が円偏光や直線偏光のような特定の偏光となる回折素子の開発が求められていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するものであり、液晶層構造を制御することで、コレステリック液晶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に特有な選択反射特性および円偏光特性に併せて回折能という新たな特性を付与したコレステリック液晶層を利用することにより、偏光回折素子として好適に機能する光学積層体を発明するに至った。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、支持基板/接着剤層/コレステリック液晶層/紫外線吸収層から少なくとも構成される積層体であって、コレステリック液晶層が接着剤層に接する面の一部に偏光性を有する回折光を生じる領域を有したコレステリック液晶性フィルムからなり、該偏光性を有する回折光を生じる領域は、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行でなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成し、それ以外の領域は、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を形成しており、コレステリック液晶層と接着剤層が直接積層されていることを特徴とする光学積層体に関する。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
【0007】
本発明の光学積層体は、支持基板/接着剤層/コレステリック液晶層/紫外線吸収層から少なくとも構成されるものである。ここで支持基板/接着剤層/コレステリック液晶層/紫外線吸収層とは、支持基板、接着剤層、コレステリック液晶層、紫外線吸収層の順に積層された構成を意味する。
【0008】
本発明の構成要素である支持基板とは、シート状物、フィルム状物、板状物等の形状を有するものであれば特に限定されるものではなく、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。また支持基板としては、その表面に凹凸が施されているものであってもよい。
【0009】
本発明の構成要素である接着剤層としては、特に限定されるものではなく、従来公知の様々な粘・接着剤、ホットメルト型接着剤、熱、光または電子線硬化型の反応性接着剤等を適宜用いることができる。中でも光または電子線硬化型の反応性接着剤が好ましく用いられる。
【0010】
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。
【0011】
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(株)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。
【0012】
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。
【0013】
本発明に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なる。また2000mPa・sより高い場合には、作業性が低下する恐れがあり望ましくない。粘度が上記範囲から外れている場合には、適宜、溶剤やモノマー割合を調整し所望の粘度にすることが好ましい。
【0014】
また光硬化型の反応性接着剤を用いた場合、その接着剤の硬化方法としては公知の硬化手段、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を使用することができる。また露光量は、用いる反応性接着剤の種類により異なるため一概にはいえないが、通常50〜2000mJ/cm2、好ましくは100〜1000mJ/cm2である。
【0015】
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。
【0016】
また本発明における接着剤層としてホットメルト型接着剤を用いる場合、当該接着剤も特に制限はないが、ホットメルトの作業温度が80〜200℃、好ましくは100〜160℃程度のものが作業性等の観点から望ましく用いられる。具体的には、例えばエチレン・酢酸ビニル共重合体系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、熱可塑性ゴム系、ポリアクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール系樹脂、石油系樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂等をベース樹脂として製造されているものが挙げられる。
【0017】
さらに本発明における接着剤層として粘着剤を用いる場合も特に制限されるものではなく、例えばゴム系、アクリル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系粘着剤などを用いることができる。
【0018】
接着剤層の厚さは、用いられる用途やその作業性等により異なるため一概にはいえないが、通常0.5〜50μm、好ましくは1〜10μmである。
【0019】
また接着剤層の形成方法としては、後述する本発明の光学積層体の製造方法により異なるが、例えばロールコート法、ダイコート法、バーコート法、、カーテンコート法、エクストルージョンコート法、グラビアロールコート法、スプレーコート法、スピンコート法等の公知の方法を用いて支持基板上等に形成することができる。
【0020】
次いで本発明の構成要素であるコレステリック液晶層とは、フィルムの一部に回折能を示す領域を有したコレステリック液晶性フィルム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。また回折能を有する領域の有無は、例えばレーザー光等を前記領域に入射し、直線的に透過または反射する光(0次光)以外に、ある角度をもって出射する光(高次光)の有無により確認することができる。また別法としては、原子間力顕微鏡や透過型電子顕微鏡などで液晶層の表面形状や断面形状を観察することにより前記領域が形成されているか否か確認することができる。
【0021】
このコレステリック液晶性フィルムとしては、コレステリック配向が固定化され、かつフィルムの少なくとも一部に回折能を示す領域を有するものであれば特に制限されるものではなく、高分子液晶、低分子液晶またはこれら混合物等から形成することができる。回折能を示す領域は、フィルム表面および/またはフィルム内部のいずれの領域であってもよく、例えばフィルム表面の一部(フィルム表面領域)、フィルム内部の一部(フィルム内部領域)に有するものでもよい。また当該領域は、コレステリック液晶性フィルムの複数領域、例えばフィルム表裏面領域、複数のフィルム内部領域にそれぞれに有するものであってもよい。また回折能を示す領域は、例えばフィルム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、フィルム表面やフィルム内部の少なくとも一部に前記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、全ての前記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、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではないコレステリック配向、好ましくは螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行でなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成していることが望ましい。またそれ以外の領域においては、通常のコレステリック配向と同様の配向状態、すなわち螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔な螺旋構造を形成していることが望ましい。なお本発明で言うフィルム表面とは、コレステリック液晶性フィルム単体において外部に接する部分を、またフィルム内部とは、外部に接する以外の部分をそれぞれ意味する。
【0022】
本発明においては、上記いずれのコレステリック液晶性フィルムを用いることもできるが、フィルムの製法や回折能の付与方法等の観点から、フィルム表面領域の少なくとも一部、好ましくはフィルム表面領域の全面に回折能を示す領域を有するコレステリック液晶性フィルムが好適に用いられる。また回折能を示す領域を一方のフィルム表面領域に有する際、そのフィルムの表裏、すなわち回折能を示す領域を有するフィルム面とその面とは反対のフィルム面とは多少異なった光学効果、呈色効果等を示すことから、用途や目的とする機能等に応じてどちらのフィルム面を本発明の光学積層体を構成する紫外線吸収層側にするのか選択することができる。さらに回折能を示す領域が層状態として形成されている場合、回折能を示す層(領域)の厚みとしては、コレステリック液晶性フィルムの膜厚に対して通常50%以下、好ましくは30%以下、さらに好ましくは10%以下の厚みを有する層状態で形成されていることが望ましい。回折能を示す層(領域)の厚さが50%を超えると、コレステリック液晶相に起因する選択反射特性、円偏光特性等の効果が低下し、本発明の効果を得ることができない恐れがある。
【0023】
コレステリック液晶性フィルムは、高分子液晶や低分子液晶またはその混合物を用いてコレステリック配向を固定化したコレステリック配向フィルムを予め用意し、コレステリック配向フィルム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前記配向フィルム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や低分子液晶またはその混合物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方法等の方法により、フィルムの一部に回折能を示す領域を有したコレステリック液晶性フィルムを得ることができる。
【0024】
回折パターンの転写に用いられる回折素子基板の材質としては、金属や樹脂のような材料であっても良く、あるいはフィルム表面に回折機能を付与したもの、あるいはフィルムに回折機能を有する薄膜を転写したもの等、およそ回折機能を有するものであれば如何なる材質であっても良い。なかでも取り扱いの容易さや量産性を考えた場合、回折機能を有するフィルムまたはフィルム積層体がより望ましい。
【0025】
またここでいう回折素子とは、平面型ホログラムの原版等の回折光を生じる回折素子全てをその定義として含む。またその種類については、表面形状に由来する回折素子、いわゆる膜厚変調ホログラムのタイプであってもよいし、表面形状に因らない、または表面形状を屈折率分布に変換した位相素子、いわゆる屈折率変調ホログラムのタイプであっても良い。本発明においては、回折素子の回折パターン情報をより容易に液晶に付与することができる点から、膜厚変調ホログラムのタイプがより好適に用いられる。また屈折率変調のタイプであっても、表面形状に回折を生じる起伏を有したものであれば本発明に好適に用いることができる。
【0026】
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・加温条件下にて行うことができる。加圧・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0.01〜100MPa、好ましくは0.05〜80MPa、温度30〜400℃、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。
【0027】
コレステリック液晶性フィルムのフィルム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などの主鎖型液晶ポリマー、あるいはポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキサンなどの側鎖型液晶ポリマーなどが挙げられる。なかでもコレステリック配向を形成する上で配向性が良く、合成も比較的容易である液晶性ポリエステルが望ましい。ポリマーの構成単位としては、例えば芳香族あるいは脂肪族ジオール単位、芳香族あるいは脂肪族ジカルボン酸単位、芳香族あるいは脂肪族ヒドロキシカルボン酸単位を好適な例として挙げられる。
【0028】
またコレステリック液晶性フィルムのフィルム材料となる低分子液晶としては、例えばアクリロイル基、ビニル基やエポキシ基等の官能基を導入したビフェニル誘導体、フェニルベンゾエート誘導体、スチルベン誘導体などを基本骨格としたものが挙げられる。また低分子液晶としては、ライオトロピック性、サーモトロピック性のどちらも用いることができるが、サーモトロピック性を示すものが作業性、プロセス等の観点からより好適である。
【0029】
また回折能を示す領域を有しないコレステリック配向を固定化したコレステリック配向フィルムを形成するには、公知の方法、例えば高分子液晶を用いる場合には、配向基板上に高分子液晶を配した後、熱処理等によってコレステリック液晶相を発現させ、その状態から急冷してコレステリック配向を固定化する方法を用いることができる。また低分子液晶を用いる場合には、配向基板上に低分子液晶を配した後、熱処理等によってコレステリック液晶相を発現させ、その状態を維持したまま光、熱または電子線等により架橋させてコレステリック配向を固定化する方法等を適宜採用することができる。また先に説明したように、配向基板として回折素子基板等を用いることによって、配向段階において回折能を示す領域が形成されたコレステリック液晶性フィルムを得ることができる。
【0030】
また最終的に得られるコレステリック液晶性フィルムの耐熱性等を向上させるために、フィルム材料となる高分子液晶や低分子液晶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相を発現させた状態で架橋させることもできる。さらに高分子液晶や低分子液晶には、二色性色素、染料、顔料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してもよい。
【0031】
本発明の構成要素であるコレステリック液晶層の構成は、通常コレステリック液晶性フィルム1層からなる。また用途や要求される光学特性等に応じてコレステリック液晶性フィルムを複数層積層してなる構成、またコレステリック液晶性フィルム1層または複数層と回折能を示す領域を有しないコレステリック配向フィルム等を1層または複数層とを積層した構成等であってもよい。さらにコレステリック液晶性フィルムおよび回折能を示す領域を有しないコレステリック配向フィルムをそれぞれ2層以上積層する場合、コレステリック液晶性フィルムとコレステリック配向フィルムを交互に積層した構成とすることもできる。
【0032】
コレステリック液晶層の厚さは、通常0.3〜20μm、好ましくは0.5〜10μm、さらに好ましくは0.7〜3μmである。この範囲を外れた場合には本発明の効果を有効に発現できない恐れがある。なお複数層のフィルムから構成される場合には、その全フィルムの膜厚の合計が上記範囲に入ることが望ましい。
【0033】
本発明の構成要素である紫外線吸収層とは、紫外線吸収剤を含有した紫外線吸収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が挙げられる。また市販されている各種紫外線カットフィルム等も本発明の紫外線吸収層として用いることができる。紫外線吸収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を添加したものを用いることができる。また紫外線吸収層形成材料としては上述において説明した熱、光または電子線硬化型の反応性接着剤に紫外線吸収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紫外線吸収層とすることもできる。
【0034】
紫外線吸収剤としては、紫外線吸収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が挙げられる。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。
【0035】
紫外線吸収層中の紫外線吸収剤の配合割合は、使用する紫外線吸収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。
【0036】
また紫外線吸収層形成材料には、紫外線吸収剤以外に光安定剤等の各種添加剤を配合することもできる。光安定剤としては、例えばヒンダードアミン系、消光剤等を使用することができる。これらの配合割合は、本発明の効果を妨げ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。
【0037】
また紫外線吸収層として一般に市販されている紫外線カットフィルム等を用いる場合には、接着剤等を介してコレステリック液晶性フィルムに積層することができる。接着剤としては先に説明した例えばホットメルト型接着剤、熱、光または電子線硬化型の反応性接着剤等を適宜用いることができる。
【0038】
光学積層体を構成する紫外線吸収層の膜厚は、用いられる用途やその作業性等により異なるため一概にはいえないが、通常0.1〜100μm、好ましくは0.5〜50μmである。また紫外線カットフィルム等を接着剤層を介して設けた場合においては、そのフィルムと接着剤層の膜厚の合計が上記範囲であることが望ましい。
【0039】
本発明の光学積層体の製造方法としては、(1)支持基板上に他の構成要素を順次本発明の構成となるように積層する、(2)表面にあらかじめ接着剤層を形成した支持基板に、別途作製した残りの積層体を、加圧、加熱、硬化等の手段を単独または組み合わせて貼合するか、残りの積層体を剥離性基板上に用意しておき、支持基板側へ上記手段により転写して剥離性基板を取り除く、(3)支持基板に、別途作製した残りの積層体を、加圧、加熱、硬化等の手段を単独または組み合わせて貼合するか、残りの積層体を剥離性基板上に用意しておき、支持基板側へ上記手段により転写して剥離性基板を取り除く、といった方法等が挙げられる。
【0040】
より具体的な製法例としては、(1)配向基板上に形成したコレステリック液晶性フィルム層を、表面にあらかじめ接着剤層を形成した支持基板またはコレステリック液晶性フィルムに接着剤層を形成して支持基板に転写し、配向基板を剥離除去する。次いでコレステリック液晶性フィルム層に紫外線吸収層を形成する方法、(2)配向基板上に形成したコレステリック液晶性フィルムを配向基板とは異なる別の第2の基板上に紫外線吸収剤を含有した接着剤層を介して転写し、配向基板を剥離除去する。次いであらかじめ接着剤層を形成した支持基板またはコレステリック液晶性フィルムに接着剤層を形成して、支持基板にコレステリック液晶性フィルムを転写し、コレステリック液晶性フィルムから第2の基板のみ剥離除去する方法、(3)配向基板上に形成したコレステリック液晶性フィルムを配向基板とは異なる第2の基板に接着剤層を介して転写し、配向基板を剥離除去する。次いで第3の基板上に紫外線吸収剤を含有した接着剤層を介してコレステリック液晶性フィルムを転写し、第2の基板を剥離除去する。次いであらかじめ接着剤層が形成された支持基板にコレステリック液晶性フィルムを転写し、第2の基板を剥離除去する方法、等が挙げられる。
【0041】
ここで上記第2および第3の基板(以下、再剥離性基板という。)とは、再剥離性を有し、自己支持性を具備する基板であれば特に限定されず、該基板としては、通常剥離性を有するプラスチックフィルムが望ましく用いられる。またここでいう再剥離性とは、接着剤を介しコレステリック液晶性フィルム層と再剥離性基板を接着した状態において、接着剤と再剥離性基板との界面で剥離できることを意味する。このような再剥離性基板の材料としては、具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、4−メチルペンテン−1樹脂等のオレフィン系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリケトンサルファイド、ポリスルフォン、ポリスチレン、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、ポリアリレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース系プラスチック等が挙げられる。これら材料から形成されるプラスチックフィルムはプラスチックフィルム自身を再剥離性基板として用いてもよいし、適度な再剥離性を持たせるためにプラスチックフィルム表面に、シリコーンやフッ素系樹脂をコートしたもの、有機薄膜または無機薄膜を形成したもの、化学的処理を施したもの、蒸着や表面研磨等の物理的処理を施したものも用いることができる。
【0042】
またコレステリック液晶性フィルム層を再剥離性基板に転写する際に用いられる接着剤としては、特に限定されるものではないが、望ましくは上述にて説明した熱、光または電子線硬化型の反応性接着剤等を適宜用いることができる。
【0043】
さらに上記製法例における剥離除去方法としては、例えば配向基板や再剥離性基板のコーナー端部に粘着テープを貼り付けて人為的に剥離する方法、ロール等を用いて機械的に剥離する方法、構造材料全てに対する貧溶媒に浸積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、配向基板、再剥離性基板とコレステリック液晶性フィルムとの熱膨張係数の差を利用し、温度変化を与えて剥離する方法等を適宜採用することができる。
【0044】
なお上記製造方法は、あくまでも例示であり本発明の光学積層体はこれらに限定されるものではない。
【0045】
このようにして得られる本発明の光学積層体は、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、本発明の光学積層体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。また本発明の光学積層体は、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。すなわち本発明の光学積層体では、例えば右偏光性を有する回折光は、左円偏光板を用いた時にのみ完全に遮断することができ、それ以外の偏光板を用いても完全な遮断を実現することができないものである。このような効果を有することから、例えば観察者が偏光板越しに回折像を観察する環境において、偏光板の状態を変化させることによって、回折像を暗視野から突然浮かび上がらせたり、また突然消失させたりすることが可能となる。
【0046】
以上のように本発明の光学積層体は、新たな回折機能素子として応用範囲は極めて広く、種々の光学用素子や光エレクトロニクス素子、装飾用部材、偽造防止用素子等として使用することができる。
【0047】
具体的に光学用素子や光エレクトロニクス素子としては、例えば支持基板として透明かつ等方なフィルム、例えばフジタック(富士写真フィルム製)、コニカタック(コニカ製)などのトリアセチルセルロースフィルム、TPXフィルム(三井化学製)、アートンフィルム(日本合成ゴム製)、ゼオネックスフィルム(日本ゼオン製)、アクリプレンフィルム(三菱レーヨン製)等を用いて本発明の光学積層体を得ることによって様々な光学用途への展開を図ることが可能である。例えば前記光学積層体をTN(twisted nematic)−LCD(Liquid Crystal Display)、STN(Super Twisted Nematic)−LCD、ECB(Electrically Controlled Birefringence)−LCD、OMI(Optical Mode Interference)−LCD、OCB(Optically Compensated Birefringence)−LCD、HAN(Hybrid Aligned Nematic)−LCD、IPS(In Plane Switching)−LCD等の液晶ディスプレーに備えることによって色補償および/または視野角改良された各種LCDを得ることができる。また前記光学積層体を上記したように分光された偏光を必要とする分光光学機器、回折現象により特定の波長を得る偏光光学素子、光学フィルター、円偏光板、光拡散板等として用いることも可能であり、さらに1/4波長板と組み合わせることによって直線偏光板を得ることもできる等、光学用素子や光エレクトロニクス素子として従来にない光学効果を発現しうる様々な光学部材を提供することができる。
【0048】
装飾用部材としては、回折能による虹色呈色効果とコレステリック液晶による色鮮やかな呈色効果等を併せ持った新たな意匠性フィルムをはじめ様々な意匠性成形材料を得ることができる。また薄膜化できることから既存製品等に添付する、一体化する等の方法によって、他の類似製品との差別化にも大きく貢献することが期待できる。例えば、意匠性のある回折パターンを組み込んだ本発明の光学積層体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、ファッション性に優れるものとなる。また明るい外部からは内部が見え難く、それにもかかわらず内部からは外部の視認性がよい窓とすることができる。
【0049】
偽造防止用素子としては、回折素子およびコレステリック液晶のそれぞれの偽造防止効果を併せ持った新たな偽造防止フィルム、シール、ラベル等として用いることができる。具体的には本発明の光学積層体を構成する支持基板として、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、本発明の光学積層体をカード基板、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。また本発明の光学積層体は、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共に紫外線吸収層で覆われており、また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光学積層体は、偽造防止用素子として用いた場合には、該積層体の偽造は困難であり、より具体的には本発明の光学積層体を構成する回折能を一部に有したコレステリック液晶層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光学積層体は偽造防止用素子として非常に有用である。
【0050】
これらの用途はほんの一例であり、本発明の光学積層体は、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。
【0051】
【実施例】
以下に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(参考例1:液晶性ポリエステルの合成)
テレフタル酸50mmol、ヒドロキシ安息香酸20mmol、カテコール20mmol、(R)−2−メチル−1,4−ブタンジオール10mmol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、250℃で1時間と段階状に昇温しながら重縮合反応を行った。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
次いで該液晶性フィルムの塗布膜を200℃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。
【0055】
同フィルムを日本分光(株)製紫外可視近赤外分光光度計V−570にて透過スペクトルを測定したところ、中心波長が約600nm、選択反射波長帯域幅が約100nm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フィルムであることが確認された。またコレステリック配向フィルム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。
【0056】
なお得られたポリエステルの各分析方法は以下の通りである。
(1)ポリマーの対数粘度
ウベローデ型粘度計を用い、フェノール/テトラクロロエタン=60/40(重量比)溶媒中、濃度0.5g/100ml,30℃で測定した。
(2)ガラス転移点(Tg)
Du Pont 990 Thermal Analizer を使用して測定した。
(3)液晶相の同定
オリンパス光学(株)製BH2偏光顕微鏡を用いて観察した。
(参考例2〜10)
参考例1と同様な方法によって各種組成の液晶性ポリエステルを合成した。結果を表1に示す。
【0057】
また参考例1と同様に各種液晶性ポリエステルをN−メチル−2−ピロリドン溶液を調製し、熱処理を行うことによって配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルム上にコレステリック配向フィルムを得た。得られたフィルムの選択反射色を表1に示した。
【0058】
得られた各フィルムについてそれぞれ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。
【0059】
【表1】

Figure 0004674829
【0060】
表1中、各記号は次の化合物を意味する。
TPA:テレフタル酸, MHQ:メチルヒドロキノン, CT:カテコール,MBD:(R)-2-メチル-1,4-ブタンジオール, BPDA:4,4'-ビフェニルジカルボン酸,CHQ:クロロヒドロキノン, MHD:(R)-3-メチル-1,6-ヘキサンジオール,HBA:ヒドロキシ安息香酸, NDCA:2,6-ナフタレンジカルボン酸,HQ:ヒドロキノン, CCT:3-クロロカテコール, DMBD:(R) (R)-2,3-ジメチル-1.4-ブタンジオール, t-BHQ:t-ブチルヒドロキノン, PA:フタル酸
【0061】
(実施例1)
参考例1で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ5μmとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面にトリアセチルセルロース(TAC)フィルムを卓上ラミネーターを用いて貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【0062】
接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、180゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム/接着剤層/TACフィルムの順に積層された積層体を得た。
【0063】
次いでエドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム(900本/mm)の回折面と積層体のコレステリック配向フィルム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、120℃、0.3MPa、ロール接触時間1秒の条件で加熱加圧を行った(回折格子フィルム/コレステリック配向フィルム/接着剤層/TACフィルム)。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。回折格子フィルムが重ねられていたコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にHe−Neレーザー(波長632.8nm)を入射したところ、0゜および約±35゜の出射角にレーザー光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた積層体をおき、右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。
【0064】
これらのことより該積層体を構成するコレステリック配向フィルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であることが確認された。またこのことより、該積層体を構成するコレステリック配向フィルムが、本発明の構成要素であるコレステリック液晶層となることが判明した。
【0065】
積層体(コレステリック液晶層/接着剤層/TACフィルム)のコレステリック液晶層面に、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤CyasorbUV−24(サイテック社製)を5.0重量%添加した紫外線硬化型接着剤(東亞合成(株)製アロニックスUVー3630(商品名)を同社製M−111(商品名)で希釈し、粘度を250mPa・sに調製したもの)をバーコーターで厚さ5μmとなるように塗布し、紫外線を照射、硬化させ本発明の光学積層体を得た。
【0066】
得られた光学積層体の促進耐光性試験を島津製作所製キセノンアークランプ式耐光性試験機サンテスタCPSを用い、試料面放射照度100W/m2(波長範囲300〜700nm)、試験時間100時間という条件で行った。
【0067】
試験の結果、光学積層体の反射色と試験前の反射色とを目視にて比較観察したところ、反射色に差異が見られず、促進耐光性試験後でも回折パターンに起因する虹色呈色特性とコレステリック液晶に特有の選択反射特性が保たれていた。さらに光学積層体を構成するコレステリック液晶層の配向状態および回折偏光効果を観察したところ、いずれも試験前の状態と変化は見られなかった。
(実施例2)
参考例2で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ5μmとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面にトリアセチルセルロース(TAC)フィルムを卓上ラミネーターを用いて貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【0068】
接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、180゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム/接着剤層/TACフィルムの順に積層された積層体を得た。
【0069】
次いでエドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム(900本/mm)の回折面と積層体のコレステリック配向フィルム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、120℃、0.3MPa、ロール接触時間1秒の条件で加熱加圧を行った(回折格子フィルム/コレステリック配向フィルム/接着剤層/TACフィルム)。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。回折格子フィルムが重ねられていたコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にHe−Neレーザー(波長632.8nm)を入射したところ、0゜および約±35゜の出射角にレーザー光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた積層体をおき、右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。
【0070】
これらのことより該積層体を構成するコレステリック配向フィルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であることが確認された。またこのことより、該積層体を構成するコレステリック配向フィルムが、本発明の構成要素であるコレステリック液晶層となることが判明した。
【0071】
積層体(コレステリック液晶層/接着剤層/TACフィルム)のコレステリック液晶層面に、トリアゾール系紫外線吸収剤SEESORB702(シプロ化成(株)製)を5.0重量%添加した紫外線硬化型接着剤(東亞合成(株)製アロニックスUVー3630(商品名)を同社製M−111(商品名)で希釈し、粘度を250mPa・sに調製したもの)をバーコーターで厚さ5μmとなるように塗布し、紫外線を照射、硬化させ本発明の光学積層体を得た。
【0072】
得られた光学積層体は、紫外線吸収層を積層しても、該吸収層を積層する前と同様に回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。
(実施例3)
参考例3で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にエドモンド・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(900本/mm)の回折面と積層体のコレステリック配向フィルム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、120℃、0.3MPa、ロール接触時間1秒の条件で加熱加圧を行った(回折格子フィルム/コレステリック配向フィルム/ポリフェニレンスルフィドフィルム)。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。
【0073】
次いで回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ5μmとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面にトリアセチルセルロース(TAC)フィルムを卓上ラミネーターを用いて貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【0074】
接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、180゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム/接着剤層/TACフィルムの順に積層された積層体を得た。
【0075】
得られた積層体を構成するコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にHe−Neレーザー(波長632.8nm)を入射したところ、0゜および約±35゜の出射角にレーザー光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた積層体をおき、右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。
【0076】
これらのことより該積層体を構成するコレステリック配向フィルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であることが確認された。またこのことより、該積層体を構成するコレステリック配向フィルムが、本発明の構成要素であるコレステリック液晶層となることが判明した。
【0077】
積層体(コレステリック液晶層/接着剤層/TACフィルム)のコレステリック液晶層面に、紫外線吸収剤CyasorbUV−24(サイテック社製)を5.0重量%添加した紫外線硬化型接着剤(東亞合成(株)製アロニックスUVー3630(商品名)を同社製M−111(商品名)で希釈し、粘度を250mPa・sに調製したもの)をバーコーターで厚さ5μmとなるように塗布し、紫外線を照射、硬化させ本発明の光学積層体を得た。
【0078】
得られた光学積層体は、紫外線吸収層を積層しても、該吸収層を積層する前と同様に回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。
(実施例4)
参考例4で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ5μmとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面にポリ塩化ビニルシートを卓上ラミネーターを用いて貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【0079】
接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、180゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム/接着剤層/ポリ塩化ビニルシートの順に積層された積層体を得た。
【0080】
次いでエドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム(900本/mm)の回折面と積層体のコレステリック配向フィルム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、120℃、0.3MPa、ロール接触時間1秒の条件で加熱加圧を行った(回折格子フィルム/コレステリック配向フィルム/接着剤層/ポリ塩化ビニルシート)。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。回折格子フィルムが重ねられていたコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にHe−Neレーザー(波長632.8nm)を入射したところ、0゜および約±35゜の出射角にレーザー光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた積層体をおき、右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。
【0081】
これらのことより該積層体を構成するコレステリック配向フィルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であることが確認された。またこのことより、該積層体を構成するコレステリック配向フィルムが、本発明の構成要素であるコレステリック液晶層となることが判明した。
【0082】
積層体(コレステリック液晶層/接着剤層/ポリ塩化ビニルシート)のコレステリック液晶層面に、紫外線吸収剤CyasorbUV−24(サイテック社製)を5.0重量%添加した紫外線硬化型接着剤(東亞合成(株)製アロニックスUVー3630(商品名)を同社製M−111(商品名)で希釈し、粘度を250mPa・sに調製したもの)をバーコーターで厚さ5μmとなるように塗布し、紫外線を照射、硬化させ本発明の光学積層体を得た。
【0083】
得られた光学積層体の促進耐光性試験を島津製作所製キセノンアークランプ式耐光性試験機サンテスタCPSを用い、試料面放射照度100W/m2(波長範囲300〜700nm)、試験時間100時間という条件で行った。
【0084】
試験の結果、光学積層体の反射色と試験前の反射色とを目視にて比較観察したところ、反射色に差異が見られず、促進耐光性試験後でも回折パターンに起因する虹色呈色特性とコレステリック液晶に特有の選択反射特性が保たれていた。さらに光学積層体を構成するコレステリック液晶層の配向状態および回折偏光効果を観察したところ、いずれも試験前の状態と変化は見られなかった。
(実施例5)
参考例5で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にエドモンド・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(900本/mm)の回折面と積層体のコレステリック配向フィルム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、120℃、0.3MPa、ロール接触時間1秒の条件で加熱加圧を行った(回折格子フィルム/コレステリック配向フィルム/ポリフェニレンスルフィドフィルム)。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。
【0085】
次いで回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ5μmとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面に合成紙を卓上ラミネーターを用いて貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【0086】
接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、180゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム/接着剤層/合成紙の順に積層された積層体を得た。
【0087】
得られた積層体を構成するコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にHe−Neレーザー(波長632.8nm)を入射したところ、0゜および約±35゜の出射角にレーザー光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた積層体をおき、右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。
【0088】
これらのことより該積層体を構成するコレステリック配向フィルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であることが確認された。またこのことより、該積層体を構成するコレステリック配向フィルムが、本発明の構成要素であるコレステリック液晶層となることが判明した。
【0089】
積層体(コレステリック液晶層/接着剤層/合成紙)のコレステリック液晶層面に、紫外線吸収剤CyasorbUV−24(サイテック社製)を5.0重量%添加した紫外線硬化型接着剤(東亞合成(株)製アロニックスUVー3630(商品名)を同社製M−111(商品名)で希釈し、粘度を250mPa・sに調製したもの)をバーコーターで厚さ5μmとなるように塗布し、紫外線を照射、硬化させ本発明の光学積層体を得た。
【0090】
得られた光学積層体は、紫外線吸収層を積層しても、該吸収層を積層する前と同様に回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。
(実施例6)
参考例6で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ5μmとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面にポリ塩化ビニルシートを卓上ラミネーターを用いて貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【0091】
接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、180゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム/接着剤層/ポリ塩化ビニルシートの順に積層された積層体を得た。
【0092】
次いでエドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム(900本/mm)の回折面と積層体のコレステリック配向フィルム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、120℃、0.3MPa、ロール接触時間1秒の条件で加熱加圧を行った(回折格子フィルム/コレステリック配向フィルム/接着剤層/ポリ塩化ビニルシート)。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。回折格子フィルムが重ねられていたコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にHe−Neレーザー(波長632.8nm)を入射したところ、0゜および約±35゜の出射角にレーザー光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた積層体をおき、右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。
【0093】
これらのことより該積層体を構成するコレステリック配向フィルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であることが確認された。またこのことより、該積層体を構成するコレステリック配向フィルムが、本発明の構成要素であるコレステリック液晶層となることが判明した。
【0094】
積層体(コレステリック液晶層/接着剤層/ポリ塩化ビニルシート)のコレステリック液晶層面に、光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤(5μm)を介してPET系紫外線カットフィルム(25μm)を積層し本発明の光学積層体を得た。
【0095】
得られた光学積層体の促進耐光性試験を島津製作所製キセノンアークランプ式耐光性試験機サンテスタCPSを用い、試料面放射照度100W/m2(波長範囲300〜700nm)、試験時間100時間という条件で行った。
【0096】
試験の結果、光学積層体の反射色と試験前の反射色とを目視にて比較観察したところ、反射色に差異が見られず、促進耐光性試験後でも回折パターンに起因する虹色呈色特性とコレステリック液晶に特有の選択反射特性が保たれていた。さらに光学積層体を構成するコレステリック液晶層の配向状態および回折偏光効果を観察したところ、いずれも試験前の状態と変化は見られなかった。
(実施例7)
参考例7で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ5μmとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面にガラス基板を貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【0097】
接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、180゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム/接着剤層/ガラス基板の順に積層された積層体を得た。
【0098】
次いでエドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム(900本/mm)の回折面と積層体のコレステリック配向フィルム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、120℃、0.3MPa、ロール接触時間1秒の条件で加熱加圧を行った(回折格子フィルム/コレステリック配向フィルム/接着剤層/ガラス基板)。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。回折格子フィルムが重ねられていたコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にHe−Neレーザー(波長632.8nm)を入射したところ、0゜および約±35゜の出射角にレーザー光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた積層体をおき、右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。
【0099】
これらのことより該積層体を構成するコレステリック配向フィルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であることが確認された。またこのことより、該積層体を構成するコレステリック配向フィルムが、本発明の構成要素であるコレステリック液晶層となることが判明した。
【0100】
積層体(コレステリック液晶層/接着剤層/ガラス基板)のコレステリック液晶層面に、紫外線吸収剤CyasorbUV−24(サイテック社製)を5.0重量%添加した紫外線硬化型接着剤(東亞合成(株)製アロニックスUVー3630(商品名)を同社製M−111(商品名)で希釈し、粘度を250mPa・sに調製したもの)をバーコーターで厚さ5μmとなるように塗布し、紫外線を照射、硬化させ本発明の光学積層体を得た。
【0101】
得られた光学積層体の促進耐光性試験を島津製作所製キセノンアークランプ式耐光性試験機サンテスタCPSを用い、試料面放射照度100W/m2(波長範囲300〜700nm)、試験時間100時間という条件で行った。
【0102】
試験の結果、光学積層体の反射色と試験前の反射色とを目視にて比較観察したところ、反射色に差異が見られず、促進耐光性試験後でも回折パターンに起因する虹色呈色特性とコレステリック液晶に特有の選択反射特性が保たれていた。さらに光学積層体を構成するコレステリック液晶層の配向状態および回折偏光効果を観察したところ、いずれも試験前の状態と変化は見られなかった。
(実施例8)
参考例8で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にエドモンド・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(900本/mm)の回折面と積層体のコレステリック配向フィルム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、120℃、0.3MPa、ロール接触時間1秒の条件で加熱加圧を行った(回折格子フィルム/コレステリック配向フィルム/ポリフェニレンスルフィドフィルム)。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。
【0103】
次いで回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ5μmとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面にガラス基板を卓上ラミネーターを用いて貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【0104】
接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、180゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム/接着剤層/ガラス基板の順に積層された積層体を得た。
【0105】
得られた積層体を構成するコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にHe−Neレーザー(波長632.8nm)を入射したところ、0゜および約±35゜の出射角にレーザー光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた積層体をおき、右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。
【0106】
これらのことより該積層体を構成するコレステリック配向フィルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であることが確認された。またこのことより、該積層体を構成するコレステリック配向フィルムが、本発明の構成要素であるコレステリック液晶層となることが判明した。
【0107】
積層体(コレステリック液晶層/接着剤層/ガラス基板)のコレステリック液晶層面に、紫外線吸収剤CyasorbUV−24(サイテック社製)を5.0重量%添加した紫外線硬化型接着剤(東亞合成(株)製アロニックスUVー3630(商品名)を同社製M−111(商品名)で希釈し、粘度を250mPa・sに調製したもの)をバーコーターで厚さ5μmとなるように塗布し、紫外線を照射、硬化させ本発明の光学積層体を得た。
【0108】
得られた光学積層体は、紫外線吸収層を積層しても、該吸収層を積層する前と同様に回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。
(実施例9)
参考例9で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ5μmとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面にアルミニウム薄膜で表面を覆われたプラスチック基板を貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【0109】
接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、180゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム/接着剤層/アルミニウム薄膜の順に積層された積層体を得た。
【0110】
次いでエドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム(900本/mm)の回折面と積層体のコレステリック配向フィルム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、120℃、0.3MPa、ロール接触時間1秒の条件で加熱加圧を行った(回折格子フィルム/コレステリック配向フィルム/接着剤層/アルミニウム薄膜)。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。回折格子フィルムが重ねられていたコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にHe−Neレーザー(波長632.8nm)を入射したところ、0゜および約±35゜の出射角にレーザー光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた積層体をおき、右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。
【0111】
これらのことより該積層体を構成するコレステリック配向フィルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であることが確認された。またこのことより、該積層体を構成するコレステリック配向フィルムが、本発明の構成要素であるコレステリック液晶層となることが判明した。
【0112】
積層体(コレステリック液晶層/接着剤層/アルミニウム薄膜)のコレステリック液晶層面に、紫外線吸収剤CyasorbUV−24(サイテック社製)を5.0重量%添加した紫外線硬化型接着剤(東亞合成(株)製アロニックスUVー3630(商品名)を同社製M−111(商品名)で希釈し、粘度を250mPa・sに調製したもの)をバーコーターで厚さ5μmとなるように塗布し、紫外線を照射、硬化させ本発明の光学積層体を得た。
【0113】
得られた光学積層体の促進耐光性試験を島津製作所製キセノンアークランプ式耐光性試験機サンテスタCPSを用い、試料面放射照度100W/m2(波長範囲300〜700nm)、試験時間100時間という条件で行った。
【0114】
試験の結果、光学積層体の反射色と試験前の反射色とを目視にて比較観察したところ、反射色に差異が見られず、促進耐光性試験後でも回折パターンに起因する虹色呈色特性とコレステリック液晶に特有の選択反射特性が保たれていた。さらに光学積層体を構成するコレステリック液晶層の配向状態および回折偏光効果を観察したところ、いずれも試験前の状態と変化は見られなかった。
(実施例10)
参考例10で得られたコレステリック配向フィルムのコレステリック配向面にエドモンド・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(900本/mm)の回折面と積層体のコレステリック配向フィルム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、120℃、0.3MPa、ロール接触時間1秒の条件で加熱加圧を行った(回折格子フィルム/コレステリック配向フィルム/ポリフェニレンスルフィドフィルム)。室温まで冷却後、回折格子フィルムを取り除いた。
【0115】
次いで回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面にバーコーターを使用して市販の光硬化型アクリル系オリゴマーからなる接着剤を厚さ5μmとなるように塗布した。次いでフィルムの接着剤塗布面にアルミニウム薄膜で覆われたプラスチック基板を卓上ラミネーターを用いて貼り合わせ、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。
【0116】
接着剤を硬化させた後、配向基板として用いたポリフェニレンスルフィドフィルムの端部を手で持ち、180゜方向にポリフェニレンスルフィドフィルムを該フィルムとコレステリック配向フィルムとを界面で剥離除去し、コレステリック配向フィルム/接着剤層/アルミニウム薄膜の順に積層された積層体を得た。
【0117】
得られた積層体を構成するコレステリック配向フィルム面を観察したところ、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。また回折格子フィルムを取り除いたコレステリック配向フィルム面の配向状態を偏光顕微鏡観察および液晶層断面の透過型電子顕微鏡観察をしたところ、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が液晶層の表面領域に形成されていることが確認された。またそれ以外の領域においては、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向が形成していることが確認された。またコレステリック配向フィルム面内に垂直にHe−Neレーザー(波長632.8nm)を入射したところ、0゜および約±35゜の出射角にレーザー光が観察された。さらに偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた積層体をおき、右円偏光板(右円偏光のみ透過)を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し左円偏光板(左円偏光のみ透過)を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。
【0118】
これらのことより該積層体を構成するコレステリック配向フィルムには、回折能を示す領域がフィルム表面領域に形成され、またその回折光が右円偏光であることが確認された。またこのことより、該積層体を構成するコレステリック配向フィルムが、本発明の構成要素であるコレステリック液晶層となることが判明した。
【0119】
積層体(コレステリック液晶層/接着剤層/アルミニウム薄膜)のコレステリック液晶層面に、紫外線吸収剤CyasorbUV−24(サイテック社製)を5.0重量%添加した紫外線硬化型接着剤(東亞合成(株)製アロニックスUVー3630(商品名)を同社製M−111(商品名)で希釈し、粘度を250mPa・sに調製したもの)をバーコーターで厚さ5μmとなるように塗布し、紫外線を照射、硬化させ本発明の光学積層体を得た。
【0120】
得られた光学積層体は、紫外線吸収層を積層しても、該吸収層を積層する前と同様に回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。
(比較例1)
紫外線吸収剤CyasorbUV−24(サイテック社製)を添加しないことを除いては、実施例1と同様に積層体を得た。
【0121】
得られた光学積層体には、回折パターンに起因する虹色とコレステリック液晶に特有の選択反射とが明瞭に認められた。
【0122】
実施例1と同様に促進耐光性試験を行ったところ、試験後は反射色も虹色もほとんど認められない程度まで消失していた。
【0123】
【発明の効果】
本発明の光学積層体は、回折光が円偏光性を有するといった従来の光学素子にはない特異な光学特性を有するものであり、回折機能素子としてその応用範囲は極めて広く、例えば光学用素子、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。
【0124】
また本発明の光学積層体は、特異な光学特性を損なうことなく、耐光性をはじめとする各種耐性にも優れたものであることから、様々な用途に応用展開できる等、工業的価値が極めて高い。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical laminate composed of a novel cholesteric liquid crystal film capable of producing diffracted light having polarization.
[0002]
[Prior art]
A diffractive element is a general-purpose optical element that is widely used in the field of spectroscopic optics and the like for the purpose of spectrally dividing light or splitting a light beam. Diffraction elements are classified into several types according to their shapes. Amplitude-type diffractive elements in which light transmitting parts and non-transmitting parts are arranged periodically, phase type in which periodic grooves are formed in highly transmissive materials Usually classified as a diffraction element. In some cases, the diffractive light is classified as a transmissive diffractive element or a reflective diffractive element depending on the direction in which the diffracted light is generated.
[0003]
In the conventional diffractive element as described above, the diffracted light obtained when natural light (unpolarized light) is incident can only obtain non-polarized light. Polarized optical instruments such as ellipsometers frequently used in the field of spectroscopic optics, etc. can only obtain unpolarized light as diffracted light. In order to use only the polarized light component, a method of using diffracted light through a polarizer is generally performed. This method has a problem that the amount of light is reduced by half because about 50% or more of the obtained diffracted light is absorbed by the polarizer. For this reason, it is necessary to prepare a highly sensitive detector and a light source with a large amount of light, and the development of a diffractive element in which the diffracted light itself becomes a specific polarization such as circularly polarized light or linearly polarized light has been demanded.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned problems, and succeeded in imparting diffractive power to a partial region of the cholesteric liquid crystal layer by controlling the liquid crystal layer structure. More specifically, an optical laminate that suitably functions as a polarization diffraction element is invented by utilizing a cholesteric liquid crystal layer that has been given a new characteristic called diffraction power in addition to selective reflection characteristics and circular polarization characteristics peculiar to cholesteric liquid crystals. It came to do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is a laminate composed of at least a support substrate / adhesive layer / cholesteric liquid crystal layer / ultraviolet absorption layer, wherein the cholesteric liquid crystal layer is Of the surface in contact with the adhesive layer It consists of a cholesteric liquid crystal film that has a region that generates diffracted light having polarization. The region that produces the diffracted light having the polarizing property forms a cholesteric orientation in which the helical axis direction is not uniformly parallel to the film thickness direction and the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction, In other regions, the cholesteric liquid crystal layer and the adhesive layer have a cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the helical pitch is uniformly spaced in the film thickness direction. It is characterized by being directly laminated The present invention relates to an optical laminate.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
[0007]
The optical layered body of the present invention comprises at least a support substrate / adhesive layer / cholesteric liquid crystal layer / ultraviolet absorption layer. Here, the support substrate / adhesive layer / cholesteric liquid crystal layer / ultraviolet absorption layer means a structure in which a support substrate, an adhesive layer, a cholesteric liquid crystal layer, and an ultraviolet absorption layer are laminated in this order.
[0008]
The supporting substrate which is a constituent element of the present invention is not particularly limited as long as it has a shape such as a sheet-like material, a film-like material, a plate-like material, for example, polyimide, polyamideimide, polyamide, polyether. Imide, polyether ether ketone, polyether ketone, polyketone sulfide, polyether sulfone, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyvinyl chloride, polystyrene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, Sheets, films, etc. of polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyacetal, polyarylate, cellulosic plastics, epoxy resin, phenol resin, etc. Substrate or paper, paper of synthetic paper, metal foil, can be appropriately selected from a glass plate or the like. Moreover, as a support substrate, the unevenness | corrugation may be given to the surface.
[0009]
The adhesive layer which is a constituent element of the present invention is not particularly limited, and various conventionally known adhesives, hot melt adhesives, heat, light or electron beam curable reactive adhesives. Etc. can be used as appropriate. Of these, a light or electron beam curable reactive adhesive is preferably used.
[0010]
Examples of reactive adhesives include prepolymers and / or monomers having light or electron beam polymerizability, and other monofunctional, polyfunctional monomers, various polymers, stabilizers, photopolymerization initiators, and sensitizers as necessary. Etc. can be used.
[0011]
Specific examples of the prepolymer having light 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 light or electron beam polymerizability include monofunctional acrylate, monofunctional methacrylate, bifunctional acrylate, bifunctional methacrylate, trifunctional or higher polyfunctional acrylate, and polyfunctional methacrylate. Moreover, these can also use a commercial item, for example, Aronix (acrylic special monomer, oligomer; manufactured by Toagosei Co., Ltd.), light ester (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), biscort (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), etc. Can be used.
[0012]
Examples of photopolymerization initiators that can be used include benzophenone derivatives, acetophenone derivatives, benzoin derivatives, thioxanthones, Michler ketone, benzyl derivatives, triazine derivatives, acylphosphine oxides, and azo compounds.
[0013]
The viscosity of the light or electron beam curable reactive adhesive that can be used in the present invention is appropriately selected depending on the processing temperature of the adhesive, etc., and cannot be generally specified, but is usually 10 to 2000 mPa · s at 25 ° C. s, preferably 50 to 1000 mPa · s, more preferably 100 to 500 mPa · s. When the viscosity is lower than 10 mPa · s, it is difficult to obtain a desired thickness. Moreover, when higher than 2000 mPa * s, workability | operativity may fall and it is not desirable. When the viscosity is out of the above range, it is preferable to adjust the solvent and monomer ratio to a desired viscosity as appropriate.
[0014]
When a photo-curable reactive adhesive is used, a known curing means such as a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or a xenon lamp can be used as a method for curing the adhesive. . The exposure amount varies depending on the type of the reactive adhesive to be used, so it cannot be generally stated, but usually 50 to 2000 mJ / cm. 2 , Preferably 100 to 1000 mJ / cm 2 It is.
[0015]
In addition, when an electron beam curable reactive adhesive is used, the method of curing the adhesive is appropriately selected according to the transmission power and curing power of the electron beam and cannot be generally specified. It can be cured by irradiation under a condition of a voltage of 50 to 1000 kV, preferably 100 to 500 kV.
[0016]
When a hot melt type adhesive is used as the adhesive layer in the present invention, the adhesive is not particularly limited, but the hot melt operating temperature is 80 to 200 ° C, preferably about 100 to 160 ° C. It is desirable to use from the viewpoint of the above. Specifically, polyvinyl acetal resins such as ethylene / vinyl acetate copolymer resins, polyester resins, polyurethane resins, polyamide resins, thermoplastic rubber resins, polyacrylic resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl butyral, etc. , Petroleum resins, terpene resins, rosin resins and the like are used as base resins.
[0017]
Further, the pressure-sensitive adhesive is not particularly limited as the adhesive layer in the present invention, and for example, rubber-based, acrylic-based, silicone-based, polyvinyl ether-based pressure-sensitive adhesives and the like can be used.
[0018]
The thickness of the adhesive layer varies depending on the intended use and its workability, but cannot be generally specified, but is usually 0.5 to 50 μm, preferably 1 to 10 μm.
[0019]
The method for forming the adhesive layer varies depending on the method for producing the optical laminate of the present invention, which will be described later. For example, a roll coating method, a die coating method, a bar coating method, a curtain coating method, an extrusion coating method, a gravure roll coating. It can be formed on a supporting substrate using a known method such as a method, a spray coating method, or a spin coating method.
[0020]
Next, the cholesteric liquid crystal layer, which is a constituent element of the present invention, is composed of at least a cholesteric liquid crystal film having a region exhibiting diffraction ability in a part of the film. Here, the region exhibiting diffractive power means a region that produces an effect such that light transmitted through the region or light reflected by the region wraps around a geometrically shadowed portion. The presence or absence of a diffractive area is confirmed by, for example, the presence or absence of light (high-order light) that is emitted at a certain angle in addition to light that is incident on the area and that is transmitted or reflected linearly (zero-order light). can do. As another method, it is possible to confirm whether or not the region is formed by observing the surface shape or cross-sectional shape of the liquid crystal layer with an atomic force microscope or a transmission electron microscope.
[0021]
The cholesteric liquid crystalline film is not particularly limited as long as the cholesteric alignment is fixed and at least a part of the film has a region exhibiting diffractive power. It can be formed from a mixture or the like. The region showing the diffractive power may be any region on the film surface and / or inside the film. For example, it may be a part of the film surface (film surface region) or a part inside the film (film inner region). Good. Moreover, the said area | region may have in each of the several area | region of a cholesteric liquid crystalline film, for example, a film front and back area | region, and a some film internal area | region, respectively. Further, it is not always necessary that the region showing the diffractive power is formed in a layered state having a uniform thickness on the film surface or inside, and the region is formed on at least a part of the film surface or inside the film. It only has to be. For example, the region showing diffraction power may have a shape such as a desired figure, pictograph, number, or the like. Furthermore, when it has two or more area | regions which show a diffractive power, all the said area | regions do not need to show the same diffractive power, and may show a different diffractive power in each area | region. The orientation state of the region exhibiting diffractive power is such that the spiral axis orientation is not uniformly parallel to the film thickness direction, preferably the spiral axis orientation is not uniformly parallel to the film thickness direction and the helical pitch is film It is desirable to form cholesteric orientations that are not uniformly spaced in the thickness direction. In other regions, the same orientation state as the normal cholesteric orientation, that is, a spiral structure in which the spiral axis orientation is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction. It is desirable to form. In addition, the film surface said by this invention means the part which touches the exterior in a cholesteric liquid crystalline film single-piece | unit, and the inside of a film means the part other than touching the exterior, respectively.
[0022]
In the present invention, any of the above cholesteric liquid crystalline films can be used, but from the viewpoint of the film production method and the method of imparting diffractive power, it is diffracted over at least a part of the film surface region, preferably over the entire film surface region. A cholesteric liquid crystalline film having a region exhibiting a function is preferably used. In addition, when one film surface region has a region exhibiting diffractive power, the front and back of the film, that is, the film surface having the region exhibiting diffractive power and the film surface opposite to the surface have slightly different optical effects and coloration. Since the effects and the like are shown, it is possible to select which film surface is on the side of the ultraviolet absorbing layer constituting the optical layered body of the present invention according to the purpose of use or the intended function. Further, when the region exhibiting diffractive power is formed in a layered state, the thickness of the layer (region) exhibiting diffractive power is usually 50% or less, preferably 30% or less, with respect to the film thickness of the cholesteric liquid crystalline film. More preferably, it is formed in a layer state having a thickness of 10% or less. When the thickness of the layer (region) exhibiting diffractive power exceeds 50%, effects such as selective reflection characteristics and circular polarization characteristics due to the cholesteric liquid crystal phase are lowered, and the effects of the present invention may not be obtained. .
[0023]
A cholesteric liquid crystalline film is prepared in advance by a cholesteric alignment film in which a cholesteric alignment is fixed using a polymer liquid crystal, a low molecular liquid crystal, or a mixture thereof, and a diffraction element substrate is bonded to the cholesteric alignment film, and heat and / or pressure is applied. A method of transferring a diffraction pattern of a diffraction element substrate to the alignment film by adding, or a cholesteric alignment of a polymer liquid crystal, a low molecular liquid crystal or a mixture thereof using the diffraction element substrate as an alignment substrate, and then maintaining the alignment state By a method such as immobilization, a cholesteric liquid crystalline film having a region exhibiting diffraction ability in a part of the film can be obtained.
[0024]
The material of the diffractive element substrate used for transferring the diffraction pattern may be a material such as metal or resin, or a film having a diffractive function on the film surface, or a thin film having a diffractive function transferred to the film. Any material may be used as long as it has a diffraction function. Among these, when considering ease of handling and mass productivity, a film or a film laminate having a diffraction function is more desirable.
[0025]
In addition, the term “diffraction element” as used herein includes, as its definition, all diffraction elements that generate diffracted light such as a flat hologram master. Also, the type may be a diffractive element derived from the surface shape, a so-called film thickness modulation hologram type, or a phase element that does not depend on the surface shape or the surface shape is converted into a refractive index distribution, so-called refraction. It may be a rate modulation hologram type. In the present invention, the type of film thickness modulation hologram is more preferably used because the diffraction pattern information of the diffraction element can be more easily imparted to the liquid crystal. Moreover, even if it is a type of refractive index modulation, if it has the undulation which produces diffraction on a surface shape, it can be used suitably for this invention.
[0026]
As a method for transferring the diffraction pattern, for example, a commonly used heat roller, laminator, hot stamp, electric heating plate, thermal head or the like can be used under pressure and heating conditions. The pressure and heating conditions vary depending on various physical properties such as the polymer liquid crystal and the low molecular liquid crystal used, the type of the diffraction element substrate, etc., but cannot be generally specified. Usually, the pressure is 0.01 to 100 MPa, preferably 0. It is appropriately selected depending on the type of liquid crystal or substrate used in the range of 05 to 80 MPa, temperature of 30 to 400 ° C., preferably 40 to 300 ° C.
[0027]
The polymer liquid crystal used as the film material of the cholesteric liquid crystalline film is not particularly limited as long as the cholesteric alignment can be fixed, and any of main chain type and side chain type polymer liquid crystals can be used. Specific examples include main chain type liquid crystal polymers such as polyester, polyamide, polycarbonate, and polyesterimide, and side chain type liquid crystal polymers such as polyacrylate, polymethacrylate, polymalonate, and polysiloxane. Among these, a liquid crystalline polyester is desirable because it has good orientation in forming cholesteric orientation and is relatively easy to synthesize. Suitable examples of the structural unit of the polymer include aromatic or aliphatic diol units, aromatic or aliphatic dicarboxylic acid units, and aromatic or aliphatic hydroxycarboxylic acid units.
[0028]
Examples of low-molecular liquid crystals used as film materials for cholesteric liquid crystalline films include those having a basic skeleton such as biphenyl derivatives, phenylbenzoate derivatives, and stilbene derivatives introduced with functional groups such as acryloyl groups, vinyl groups, and epoxy groups. It is done. As the low-molecular liquid crystal, both lyotropic properties and thermotropic properties can be used, but those exhibiting thermotropic properties are more suitable from the viewpoints of workability, process, and the like.
[0029]
Moreover, in order to form a cholesteric alignment film in which a cholesteric alignment having no region exhibiting diffractive power is fixed, a known method, for example, when using a polymer liquid crystal, after arranging the polymer liquid crystal on an alignment substrate, A method can be used in which a cholesteric liquid crystal phase is expressed by heat treatment or the like, and then rapidly cooled from that state to fix the cholesteric alignment. When using low-molecular liquid crystals, after arranging the low-molecular liquid crystals on the alignment substrate, a cholesteric liquid crystal phase is developed by heat treatment or the like, and the cholesteric liquid crystal is crosslinked by light, heat or electron beam while maintaining the state. A method for fixing the orientation or the like can be appropriately employed. Further, as described above, by using a diffraction element substrate or the like as the alignment substrate, a cholesteric liquid crystalline film in which a region exhibiting diffractive power is formed in the alignment stage can be obtained.
[0030]
Further, in order to improve the heat resistance of the finally obtained cholesteric liquid crystal film, the polymer liquid crystal or low molecular liquid crystal used as the film material does not interfere with the expression of the cholesteric phase, such as a bisazide compound or glycidyl methacrylate. A crosslinking agent can also be added, and by adding these crosslinking agents, crosslinking can be performed in a state where a cholesteric phase is expressed. Furthermore, various additives such as dichroic dyes, dyes and pigments may be appropriately added to the polymer liquid crystal and the low molecular liquid crystal as long as the effects of the present invention are not impaired.
[0031]
The constitution of the cholesteric liquid crystal layer which is a constituent element of the present invention is usually composed of one layer of cholesteric liquid crystalline film. In addition, a structure in which a plurality of cholesteric liquid crystalline films are laminated according to the application and required optical characteristics, or a cholesteric alignment film having one or more cholesteric liquid crystalline films and a region exhibiting diffractive power, etc. The structure etc. which laminated | stacked the layer or multiple layers may be sufficient. Further, when two or more cholesteric liquid crystalline films and a cholesteric alignment film having no diffractive region are laminated, the cholesteric liquid crystalline film and the cholesteric alignment film can be alternately laminated.
[0032]
The thickness of the cholesteric liquid crystal layer is usually 0.3 to 20 μm, preferably 0.5 to 10 μm, and more preferably 0.7 to 3 μm. If it is out of this range, the effects of the present invention may not be effectively exhibited. In addition, when comprised from a film of several layers, it is desirable for the sum total of the film thickness of the all films to enter into the said range.
[0033]
Examples of the ultraviolet absorbing layer that is a constituent element of the present invention include a material obtained by forming an ultraviolet absorbing layer-containing material containing an ultraviolet absorber into a film, sheet, thin film, or plate. Various commercially available ultraviolet cut films can also be used as the ultraviolet absorbing layer of the present invention. As the ultraviolet absorbing layer forming material, a material having high light transmittance is desirable. For example, polyethylene, polypropylene, poly (4-methyl-pentene-1), polystyrene, ionomer, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polyamide, What added the ultraviolet absorber to polysulfone, a cellulose resin, etc. can be used. Further, as the ultraviolet absorbing layer forming material, an adhesive composition obtained by adding an ultraviolet absorber to the heat, light or electron beam curable reactive adhesive described above can be used, and a cured product of the adhesive composition. Can also be used as an ultraviolet absorbing layer.
[0034]
The ultraviolet absorber is not particularly limited as long as it is compatible or dispersible in the ultraviolet absorbing layer forming material. For example, a benzophenone compound, a salicylate compound, a benzotriazole compound, an oxalic acid anilide compound, a cyanoacrylate compound. Inorganic ultraviolet absorbers such as organic ultraviolet absorbers such as cesium oxide, titanium oxide, and zinc oxide. Of these, benzophenone compounds having high ultraviolet absorption efficiency are preferably used. Moreover, the ultraviolet absorber can be added individually by 1 type or in multiple types.
[0035]
The blending ratio of the ultraviolet absorber in the ultraviolet absorbing layer varies depending on the ultraviolet absorbing layer forming material to be used, but is usually 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight.
[0036]
Moreover, various additives, such as a light stabilizer, can also be mix | blended with a ultraviolet absorber layer forming material other than a ultraviolet absorber. As the light stabilizer, for example, hindered amines, quenchers and the like can be used. These blending ratios are not particularly limited as long as the effects of the present invention are not hindered, but are usually 0.01 to 10% by weight, preferably 0.05 to 5% by weight.
[0037]
Moreover, when using the ultraviolet cut film generally marketed as an ultraviolet absorption layer, it can laminate | stack on a cholesteric liquid crystalline film through an adhesive agent etc. As the adhesive, for example, the above-described hot melt adhesive, heat, light or electron beam curable reactive adhesive or the like can be used as appropriate.
[0038]
The film thickness of the ultraviolet absorbing layer constituting the optical layered body varies depending on the intended use and its workability, but cannot be generally specified, but is usually 0.1 to 100 μm, preferably 0.5 to 50 μm. In the case where an ultraviolet cut film or the like is provided via an adhesive layer, the total film thickness of the film and the adhesive layer is preferably within the above range.
[0039]
The manufacturing method of the optical laminate of the present invention includes (1) stacking other components on the support substrate sequentially so as to have the configuration of the present invention, and (2) a support substrate in which an adhesive layer is previously formed on the surface. In addition, the remaining laminate produced separately is pasted by combining pressure, heating, curing, and the like alone or in combination, or the remaining laminate is prepared on a peelable substrate, and the above-mentioned is applied to the support substrate side. (3) The remaining laminate produced separately is bonded to the supporting substrate by means of pressing, heating, curing or the like alone or in combination, or the remaining laminate is removed. May be prepared on a peelable substrate, and transferred to the support substrate side by the above means to remove the peelable substrate.
[0040]
As a more specific manufacturing method example, (1) a cholesteric liquid crystalline film layer formed on an alignment substrate is supported by forming an adhesive layer on a support substrate or a cholesteric liquid crystalline film having an adhesive layer formed on the surface in advance. Transfer to the substrate and peel off the alignment substrate. Next, a method of forming an ultraviolet absorbing layer on the cholesteric liquid crystalline film layer, and (2) an adhesive containing an ultraviolet absorbent on a second substrate different from the oriented substrate by using the cholesteric liquid crystalline film formed on the oriented substrate. The alignment substrate is peeled and removed by transferring through the layer. Next, a method of forming an adhesive layer on a support substrate or a cholesteric liquid crystalline film in which an adhesive layer has been formed in advance, transferring the cholesteric liquid crystalline film to the supporting substrate, and peeling and removing only the second substrate from the cholesteric liquid crystalline film, (3) The cholesteric liquid crystalline film formed on the alignment substrate is transferred to a second substrate different from the alignment substrate via an adhesive layer, and the alignment substrate is peeled and removed. Next, the cholesteric liquid crystal film is transferred onto the third substrate through an adhesive layer containing an ultraviolet absorber, and the second substrate is peeled off. Next, a method of transferring a cholesteric liquid crystalline film to a support substrate on which an adhesive layer has been formed in advance and peeling and removing the second substrate can be used.
[0041]
Here, the second and third substrates (hereinafter referred to as “removable substrates”) are not particularly limited as long as they have removability and have self-supporting properties. Usually, a plastic film having peelability is desirably used. The term “removability” as used herein means that the film can be peeled at the interface between the adhesive and the releasable substrate in a state where the cholesteric liquid crystalline film layer and the removable substrate are bonded via an adhesive. Specific examples of such a removable substrate material include olefinic resins such as polyethylene, polypropylene, and 4-methylpentene-1 resin, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polyetherimide, and polyether. Examples include ketone, polyether ether ketone, polyether sulfone, polyketone sulfide, polysulfone, polystyrene, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyarylate, polyacetal, polycarbonate, polyvinyl alcohol, and cellulose-based plastic. The plastic film formed from these materials may be used as a releasable substrate, or the surface of the plastic film coated with silicone or fluororesin in order to have appropriate removability, organic Those formed with a thin film or inorganic thin film, those subjected to chemical treatment, and those subjected to physical treatment such as vapor deposition or surface polishing can also be used.
[0042]
The adhesive used for transferring the cholesteric liquid crystal film layer to the removable substrate is not particularly limited, but preferably the heat, light or electron beam curable reactivity described above. An adhesive or the like can be used as appropriate.
[0043]
Further, as the peeling and removal method in the above production method, for example, a method of artificially peeling by attaching an adhesive tape to the corner end of an orientation substrate or a removable substrate, a method of peeling mechanically using a roll, etc., structure Method of mechanical peeling after immersion in poor solvent for all materials, method of peeling by applying ultrasonic waves in poor solvent, difference in thermal expansion coefficient between alignment substrate, re-peelable substrate and cholesteric liquid crystal film A method of peeling by applying a temperature change can be appropriately employed.
[0044]
In addition, the said manufacturing method is an illustration to the last, and the optical laminated body of this invention is not limited to these.
[0045]
The optical layered body of the present invention thus obtained has a unique effect that diffracted light has circular polarization, which is not found in conventional optical members. Due to this effect, the use efficiency of light can be made extremely high by using it in a spectroscopic instrument that requires polarized light such as an ellipsometer. In a conventional spectroscopic instrument that requires polarized light, the light emitted from the light source is dispersed for each wavelength by using a spectral element such as a diffraction grating or a prism, and then transmitted through the polarizer, or after being transmitted through the polarizer. A polarizer was essential. Although this polarizer absorbs about 50% of incident light and reflection at the interface occurs, there is a problem that the light use efficiency is extremely poor. However, the optical laminate of the present invention is used. Therefore, the light utilization efficiency is extremely high, and it is theoretically possible to use about 100%. The optical layered body of the present invention can easily control transmission and blocking of diffracted light by using a normal polarizing plate. Usually, diffracted light having no polarization cannot be completely blocked by any polarizing plate. In other words, in the optical layered body of the present invention, for example, diffracted light having right polarization can be completely blocked only when the left circularly polarizing plate is used, and complete blocking is achieved even when other polarizing plates are used. It is something that cannot be done. Because of this effect, for example, in an environment where the observer observes the diffraction image through the polarizing plate, the diffraction image suddenly emerges from the dark field or disappears suddenly by changing the state of the polarizing plate. It becomes possible to do.
[0046]
As described above, the optical laminate of the present invention has a very wide application range as a new diffractive functional element, and can be used as various optical elements, optoelectronic elements, decorative members, anti-counterfeiting elements, and the like.
[0047]
Specifically, as an optical element or an optoelectronic element, for example, a transparent and isotropic film as a support substrate, for example, a triacetyl cellulose film such as Fujitac (manufactured by Fuji Photo Film) or Konicatac (manufactured by Konica), a TPX film (Mitsui) Chemical), Arton film (made by Nippon Synthetic Rubber), Zeonex film (made by Nippon Zeon), Acryprene film (made by Mitsubishi Rayon), etc. Development is possible. For example, the optical layered body may be a TN (twisted nematic) -LCD (Liquid Crystal Display), an STN (Super Twisted Nematic) -LCD, an ECB (Electrically Controlled Birefringence), an LCDB (Electrically Controlled Birefringence). Various LCDs with improved color compensation and / or improved viewing angle can be obtained by providing for liquid crystal displays such as Birefringence (LCD), HAN (Hybrid Aligned Nematic) -LCD, and IPS (In Plane Switching) -LCD. In addition, the optical layered body can be used as a spectroscopic optical device that requires polarized light separated as described above, a polarizing optical element that obtains a specific wavelength by a diffraction phenomenon, an optical filter, a circularly polarizing plate, a light diffusing plate, and the like. In addition, it is possible to provide a variety of optical members that can exhibit an optical effect that is unprecedented as an optical element or an optoelectronic element, such as being able to obtain a linearly polarizing plate by combining with a quarter wavelength plate. .
[0048]
As a decorative member, various designable molding materials such as a new designable film having both a rainbow-colored coloring effect by diffractive power and a colorful coloring effect by cholesteric liquid crystal can be obtained. In addition, since it can be made thin, it can be expected to greatly contribute to differentiation from other similar products by attaching or integrating with existing products. For example, when the optical laminate of the present invention incorporating a design diffraction pattern is attached to a glass window or the like, the selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal accompanied by the diffraction pattern looks different from the outside depending on the viewing angle. , It will be excellent in fashion. Moreover, it is difficult to see the inside from a bright outside, and it is nevertheless possible to make a window with good external visibility from the inside.
[0049]
As an anti-counterfeiting element, it can be used as a new anti-counterfeiting film, a seal, a label, etc. having both anti-counterfeiting effects of the diffraction element and the cholesteric liquid crystal. Specifically, as a support substrate constituting the optical layered body of the present invention, for example, an automobile driver's license, an identification card, a passport, a credit card, a prepaid card, various cash vouchers, a gift card, a card substrate for securities, a mount, etc. By using the optical laminated body of the present invention, the optical laminate of the present invention can be integrated with a card substrate, a mount or the like, or provided on a part, specifically, pasted, embedded, or woven into paper. In addition, the optical layered body of the present invention has a region exhibiting diffractive power in a part of the cholesteric liquid crystal layer and is covered with an ultraviolet absorbing layer, and the wavelength selective reflectivity, circular polarization selective reflectivity, It has both the effect of viewing angle dependency and the beautiful color of cholesteric color. Therefore, when the optical laminate of the present invention is used as an anti-counterfeiting element, it is difficult to counterfeit the laminate, and more specifically, the diffraction ability constituting the optical laminate of the present invention is partly included. It can be said that it is extremely difficult to counterfeit the cholesteric liquid crystal layer. In addition to the anti-counterfeiting effect, the rainbow-colored coloring effect of the diffractive element and the colorful coloring effect of the cholesteric liquid crystal have excellent design properties. For these reasons, the optical laminate of the present invention is very useful as an anti-counterfeiting element.
[0050]
These uses are only examples, and the optical layered body of the present invention can exhibit various optical uses in which a diffractive element alone or a cholesteric liquid crystalline film has been used conventionally, or a new optical effect. For this reason, application development is possible for various uses other than the above-mentioned use.
[0051]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
(Reference Example 1: Synthesis of liquid crystalline polyester)
Terephthalic acid 50 mmol, hydroxybenzoic acid 20 mmol, catechol 20 mmol, (R) -2-methyl-1,4-butanediol 10 mmol and sodium acetate 100 mg under nitrogen atmosphere at 180 ° C. for 1 hour, 200 ° C. for 1 hour, The polycondensation reaction was carried out while raising the temperature stepwise at 250 ° C. for 1 hour.
[0052]
Subsequently, the polycondensation reaction was continued for 2 hours at 250 ° C. while flowing nitrogen, and further polycondensation was performed for 1 hour at the same temperature under reduced pressure. The obtained polymer was dissolved in tetrachloroethane and then reprecipitated with methanol to obtain a liquid crystalline polyester.
[0053]
An N-methyl-2-pyrrolidone solution (20% by weight) of the obtained liquid crystalline polyester was prepared, and the solution was applied onto a rubbed polyphenylene sulfide film by a spin coating method. After coating, 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.
[0054]
Next, the coating film of the liquid crystalline film was heat-treated in a heating atmosphere at 200 ° C. for 5 minutes and cooled to room temperature, thereby obtaining a liquid crystalline polyester film exhibiting golden mirror reflection on the polyphenylene sulfide film.
[0055]
When the transmission spectrum of the film was measured with an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer V-570 manufactured by JASCO Corporation, a cholesteric alignment showing selective reflection with a center wavelength of about 600 nm and a selective reflection wavelength bandwidth of about 100 nm. Was confirmed to be a fixed cholesteric alignment film. In addition, when the orientation state of the cholesteric alignment film was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope of the film cross section, the spiral axis direction 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 cholesteric alignments with equal intervals were formed.
[0056]
In addition, each analysis method of the obtained polyester is as follows.
(1) Logarithmic viscosity of polymer
Using an Ubbelohde viscometer, measurement was performed in a phenol / tetrachloroethane = 60/40 (weight ratio) solvent at a concentration of 0.5 g / 100 ml at 30 ° C.
(2) Glass transition point (Tg)
Measurements were made using a Du Pont 990 Thermal Analyzer.
(3) Identification of liquid crystal phase
Observation was performed using a BH2 polarizing microscope manufactured by Olympus Optical Co., Ltd.
(Reference Examples 2 to 10)
Liquid crystalline polyesters having various compositions were synthesized by the same method as in Reference Example 1. The results are shown in Table 1.
[0057]
Further, as in Reference Example 1, N-methyl-2-pyrrolidone solutions of various liquid crystalline polyesters were prepared and subjected to heat treatment to obtain a cholesteric alignment film on the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate. The selective reflection colors of the obtained film are shown in Table 1.
[0058]
For each of the obtained films, the orientation state of each film was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope of the cross section of the film. The spiral axis direction in the cholesteric phase was uniformly parallel to the film thickness direction, and the helical pitch was the film thickness direction. It was confirmed that uniform cholesteric alignments were formed uniformly.
[0059]
[Table 1]
Figure 0004674829
[0060]
In Table 1, each symbol means the following compound.
TPA: terephthalic acid, MHQ: methylhydroquinone, CT: catechol, MBD: (R) -2-methyl-1,4-butanediol, BPDA: 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, CHQ: chlorohydroquinone, MHD: ( R) -3-Methyl-1,6-hexanediol, HBA: hydroxybenzoic acid, NDCA: 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, HQ: hydroquinone, CCT: 3-chlorocatechol, DMBD: (R) (R)- 2,3-dimethyl-1.4-butanediol, t-BHQ: t-butylhydroquinone, PA: phthalic acid
[0061]
Example 1
The adhesive which consists of a commercially available photocurable acrylic oligomer was apply | coated to the cholesteric orientation surface of the cholesteric orientation film obtained in Reference Example 1 using a bar coater so that it might become 5 micrometers in thickness. Next, a triacetyl cellulose (TAC) film was bonded to the adhesive-coated surface of the film using a table laminator, and ultraviolet rays were irradiated to cure the adhesive.
[0062]
After the adhesive is cured, the end of the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate is held by hand, and the polyphenylene sulfide film is peeled and removed at the interface in the direction of 180 ° to obtain a cholesteric alignment film / The laminated body laminated | stacked in order of the adhesive bond layer / TAC film was obtained.
[0063]
Next, the diffracting surface of the engraved diffraction grating film (900 pieces / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan and the cholesteric alignment film surface of the laminate face each other, and a laminator DX-350 manufactured by Tokyo Laminex is used. Heating and pressing were performed under the conditions of 120 ° C., 0.3 MPa, and roll contact time of 1 second (diffraction grating film / cholesteric alignment film / adhesive layer / TAC film). After cooling to room temperature, the diffraction grating film was removed. When the surface of the cholesteric alignment film on which the diffraction grating film was overlaid was observed, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection specific to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized. In addition, when the orientation state of the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film was removed was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope with a cross section of the liquid crystal layer, the spiral axis direction in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction. In addition, it was confirmed that cholesteric alignment in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction is formed in the surface region of the liquid crystal layer. In other regions, it was confirmed that the cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction is formed. Further, when a He—Ne laser (wavelength 632.8 nm) was incident perpendicularly into the plane of the cholesteric alignment film, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °. In order to confirm the polarization characteristics, the laminate obtained under normal indoor lighting was placed and observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only the right circularly polarized light), and iridescent reflected diffracted light was observed. The brightness was the same as that observed without a polarizing plate. On the other hand, when observed through the left circularly polarizing plate (only the left circularly polarized light was transmitted), it became a dark field and no iridescent reflected diffracted light was observed.
[0064]
From these facts, it was confirmed that the cholesteric alignment film constituting the laminate was formed with a region exhibiting diffractive power in the film surface region, and the diffracted light was right circularly polarized light. Moreover, it became clear from this that the cholesteric alignment film which comprises this laminated body turns into a cholesteric liquid crystal layer which is a component of this invention.
[0065]
An ultraviolet curable adhesive (Toagosei Co., Ltd.) in which 5.0% by weight of a benzophenone ultraviolet absorber CyasorbUV-24 (manufactured by Cytec) is added to the cholesteric liquid crystal layer surface of the laminate (cholesteric liquid crystal layer / adhesive layer / TAC film). Aronix UV-3630 (trade name) manufactured by Co., Ltd. was diluted with M-111 (trade name) manufactured by the same company, and the viscosity was adjusted to 250 mPa · s) with a bar coater so that the thickness was 5 μm. Were irradiated and cured to obtain an optical laminate of the present invention.
[0066]
For the accelerated light resistance test of the obtained optical laminate, a sample surface irradiance of 100 W / m was used using a xenon arc lamp type light resistance tester SUNTESTER CPS manufactured by Shimadzu Corporation. 2 (Wavelength range 300 to 700 nm) and test time 100 hours.
[0067]
As a result of the test, when the reflected color of the optical laminate was visually compared with the reflected color before the test, there was no difference in the reflected color, and the rainbow color due to the diffraction pattern even after the accelerated light resistance test The characteristic and selective reflection characteristic peculiar to the cholesteric liquid crystal were maintained. Furthermore, when the orientation state and diffraction polarization effect of the cholesteric liquid crystal layer constituting the optical layered body were observed, no change from the state before the test was observed.
(Example 2)
A bar coater was used on the cholesteric alignment surface of the cholesteric alignment film obtained in Reference Example 2 to apply an adhesive made of a commercially available photocurable acrylic oligomer to a thickness of 5 μm. Next, a triacetyl cellulose (TAC) film was bonded to the adhesive-coated surface of the film using a table laminator, and ultraviolet rays were irradiated to cure the adhesive.
[0068]
After the adhesive is cured, the end of the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate is held by hand, and the polyphenylene sulfide film is peeled and removed at the interface in the direction of 180 ° to obtain a cholesteric alignment film / The laminated body laminated | stacked in order of the adhesive bond layer / TAC film was obtained.
[0069]
Next, the diffracting surface of the engraved diffraction grating film (900 pieces / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan and the cholesteric alignment film surface of the laminate face each other, and a laminator DX-350 manufactured by Tokyo Laminex is used. Heating and pressing were performed under the conditions of 120 ° C., 0.3 MPa, and roll contact time of 1 second (diffraction grating film / cholesteric alignment film / adhesive layer / TAC film). After cooling to room temperature, the diffraction grating film was removed. When the surface of the cholesteric alignment film on which the diffraction grating film was overlaid was observed, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection specific to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized. In addition, when the orientation state of the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film was removed was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope with a cross section of the liquid crystal layer, the spiral axis direction in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction. In addition, it was confirmed that cholesteric alignment in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction is formed in the surface region of the liquid crystal layer. In other regions, it was confirmed that the cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction is formed. Further, when a He—Ne laser (wavelength 632.8 nm) was incident perpendicularly into the plane of the cholesteric alignment film, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °. In order to confirm the polarization characteristics, the laminate obtained under normal indoor lighting was placed and observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only the right circularly polarized light), and iridescent reflected diffracted light was observed. The brightness was the same as that observed without a polarizing plate. On the other hand, when observed through the left circularly polarizing plate (only the left circularly polarized light was transmitted), it became a dark field and no iridescent reflected diffracted light was observed.
[0070]
From these facts, it was confirmed that the cholesteric alignment film constituting the laminate was formed with a region exhibiting diffractive power in the film surface region, and the diffracted light was right circularly polarized light. Moreover, it became clear from this that the cholesteric alignment film which comprises this laminated body turns into a cholesteric liquid crystal layer which is a component of this invention.
[0071]
UV curable adhesive (Toagosei Co., Ltd.) with 5.0% by weight of triazole-based UV absorber SEESORB702 (manufactured by Cypro Kasei Co., Ltd.) added to the cholesteric liquid crystal layer surface of the laminate (cholesteric liquid crystal layer / adhesive layer / TAC film) Aronix UV-3630 (trade name) manufactured by Co., Ltd. was diluted with M-111 (trade name) manufactured by the same company, and the viscosity was adjusted to 250 mPa · s) with a bar coater so that the thickness was 5 μm. The optical laminate of the present invention was obtained by irradiating and curing ultraviolet rays.
[0072]
In the obtained optical laminated body, even when the ultraviolet absorbing layer was laminated, the iridescent color resulting from the diffraction pattern and selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized as before the absorbing layer was laminated.
(Example 3)
The cholesteric alignment surface of the cholesteric alignment film obtained in Reference Example 3 faces the diffraction surface of the engraved diffraction grating film (900 pieces / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan and the cholesteric alignment film surface of the laminate. Then, using a laminator DX-350 manufactured by Tokyo Laminex, heating and pressing were performed under the conditions of 120 ° C., 0.3 MPa, and roll contact time of 1 second (diffraction grating film / cholesteric alignment film / polyphenylene sulfide film). After cooling to room temperature, the diffraction grating film was removed.
[0073]
Next, an adhesive made of a commercially available photocurable acrylic oligomer was applied to the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film had been removed using a bar coater so as to have a thickness of 5 μm. Next, a triacetyl cellulose (TAC) film was bonded to the adhesive-coated surface of the film using a table laminator, and ultraviolet rays were irradiated to cure the adhesive.
[0074]
After the adhesive is cured, the end of the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate is held by hand, and the polyphenylene sulfide film is peeled and removed at the interface in the direction of 180 ° to obtain a cholesteric alignment film / The laminated body laminated | stacked in order of the adhesive bond layer / TAC film was obtained.
[0075]
When the cholesteric alignment film surface constituting the obtained laminate was observed, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized. In addition, when the orientation state of the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film was removed was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope with a cross section of the liquid crystal layer, the spiral axis direction in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction. In addition, it was confirmed that cholesteric alignment in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction is formed in the surface region of the liquid crystal layer. In other regions, it was confirmed that the cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction is formed. Further, when a He—Ne laser (wavelength 632.8 nm) was incident perpendicularly into the plane of the cholesteric alignment film, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °. In order to confirm the polarization characteristics, the laminate obtained under normal indoor lighting was placed and observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only the right circularly polarized light), and iridescent reflected diffracted light was observed. The brightness was the same as that observed without a polarizing plate. On the other hand, when observed through the left circularly polarizing plate (only the left circularly polarized light was transmitted), it became a dark field and no iridescent reflected diffracted light was observed.
[0076]
From these facts, it was confirmed that the cholesteric alignment film constituting the laminate was formed with a region exhibiting diffractive power in the film surface region, and the diffracted light was right circularly polarized light. Moreover, it became clear from this that the cholesteric alignment film which comprises this laminated body turns into a cholesteric liquid crystal layer which is a component of this invention.
[0077]
UV curable adhesive (Toagosei Co., Ltd.) in which 5.0% by weight of UV absorber CyasorbUV-24 (manufactured by Cytec) was added to the cholesteric liquid crystal layer surface of the laminate (cholesteric liquid crystal layer / adhesive layer / TAC film). Aronix UV-3630 (trade name) manufactured by the company was diluted with M-111 (trade name) manufactured by the company, and the viscosity was adjusted to 250 mPa · s) with a bar coater so that the thickness was 5 μm and irradiated with ultraviolet rays. And cured to obtain an optical laminate of the present invention.
[0078]
In the obtained optical laminated body, even when the ultraviolet absorbing layer was laminated, the iridescent color resulting from the diffraction pattern and selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized as before the absorbing layer was laminated.
Example 4
The adhesive which consists of a commercially available photocurable acrylic oligomer was apply | coated to the cholesteric orientation surface of the cholesteric orientation film obtained in Reference Example 4 using a bar coater so that it might become 5 micrometers in thickness. Next, a polyvinyl chloride sheet was bonded to the adhesive-coated surface of the film using a desktop laminator, and ultraviolet rays were irradiated to cure the adhesive.
[0079]
After the adhesive is cured, the end of the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate is held by hand, and the polyphenylene sulfide film is peeled and removed at the interface in the direction of 180 ° to obtain a cholesteric alignment film / The laminated body laminated | stacked in order of the adhesive bond layer / polyvinyl chloride sheet was obtained.
[0080]
Next, the diffracting surface of the engraved diffraction grating film (900 pieces / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan and the cholesteric alignment film surface of the laminate face each other, and a laminator DX-350 manufactured by Tokyo Laminex is used. Heating and pressing were performed under the conditions of 120 ° C., 0.3 MPa, and roll contact time of 1 second (diffraction grating film / cholesteric alignment film / adhesive layer / polyvinyl chloride sheet). After cooling to room temperature, the diffraction grating film was removed. When the surface of the cholesteric alignment film on which the diffraction grating film was overlaid was observed, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection specific to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized. In addition, when the orientation state of the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film was removed was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope with a cross section of the liquid crystal layer, the spiral axis direction in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction. In addition, it was confirmed that cholesteric alignment in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction is formed in the surface region of the liquid crystal layer. In other regions, it was confirmed that the cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction is formed. Further, when a He—Ne laser (wavelength 632.8 nm) was incident perpendicularly into the plane of the cholesteric alignment film, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °. In order to confirm the polarization characteristics, the laminate obtained under normal indoor lighting was placed and observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only the right circularly polarized light), and iridescent reflected diffracted light was observed. The brightness was the same as that observed without a polarizing plate. On the other hand, when observed through the left circularly polarizing plate (only the left circularly polarized light was transmitted), it became a dark field and no iridescent reflected diffracted light was observed.
[0081]
From these facts, it was confirmed that the cholesteric alignment film constituting the laminate was formed with a region exhibiting diffractive power in the film surface region, and the diffracted light was right circularly polarized light. Moreover, it became clear from this that the cholesteric alignment film which comprises this laminated body turns into a cholesteric liquid crystal layer which is a component of this invention.
[0082]
An ultraviolet curable adhesive (Toagosei Co., Ltd.) in which 5.0% by weight of an ultraviolet absorber CyasorbUV-24 (manufactured by Cytec) is added to the cholesteric liquid crystal layer surface of the laminate (cholesteric liquid crystal layer / adhesive layer / polyvinyl chloride sheet). Aronix UV-3630 (trade name) manufactured by Co., Ltd. was diluted with M-111 (trade name) manufactured by the same company, and the viscosity was adjusted to 250 mPa · s) with a bar coater so that the thickness was 5 μm. Were irradiated and cured to obtain an optical laminate of the present invention.
[0083]
For the accelerated light resistance test of the obtained optical laminate, a sample surface irradiance of 100 W / m was used using a xenon arc lamp type light resistance tester SUNTESTER CPS manufactured by Shimadzu Corporation. 2 (Wavelength range 300 to 700 nm) and test time 100 hours.
[0084]
As a result of the test, when the reflected color of the optical laminate was visually compared with the reflected color before the test, there was no difference in the reflected color, and the rainbow color due to the diffraction pattern even after the accelerated light resistance test The characteristic and selective reflection characteristic peculiar to the cholesteric liquid crystal were maintained. Furthermore, when the orientation state and diffraction polarization effect of the cholesteric liquid crystal layer constituting the optical layered body were observed, no change from the state before the test was observed.
(Example 5)
The cholesteric alignment surface of the cholesteric alignment film obtained in Reference Example 5 faces the diffraction surface of the engraved diffraction grating film (900 pieces / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan and the cholesteric alignment film surface of the laminate. Then, using a laminator DX-350 manufactured by Tokyo Laminex, heating and pressing were performed under the conditions of 120 ° C., 0.3 MPa, and roll contact time of 1 second (diffraction grating film / cholesteric alignment film / polyphenylene sulfide film). After cooling to room temperature, the diffraction grating film was removed.
[0085]
Next, an adhesive made of a commercially available photocurable acrylic oligomer was applied to the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film had been removed using a bar coater so as to have a thickness of 5 μm. Next, synthetic paper was bonded to the adhesive-coated surface of the film using a table laminator, and ultraviolet rays were irradiated to cure the adhesive.
[0086]
After the adhesive is cured, the end of the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate is held by hand, and the polyphenylene sulfide film is peeled and removed at the interface in the direction of 180 ° to obtain a cholesteric alignment film / The laminated body laminated | stacked in order of the adhesive bond layer / synthetic paper was obtained.
[0087]
When the cholesteric alignment film surface constituting the obtained laminate was observed, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized. In addition, when the orientation state of the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film was removed was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope with a cross section of the liquid crystal layer, the spiral axis direction in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction. In addition, it was confirmed that cholesteric alignment in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction is formed in the surface region of the liquid crystal layer. In other regions, it was confirmed that the cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction is formed. Further, when a He—Ne laser (wavelength 632.8 nm) was incident perpendicularly into the plane of the cholesteric alignment film, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °. In order to confirm the polarization characteristics, the laminate obtained under normal indoor lighting was placed and observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only the right circularly polarized light), and iridescent reflected diffracted light was observed. The brightness was the same as that observed without a polarizing plate. On the other hand, when observed through the left circularly polarizing plate (only the left circularly polarized light was transmitted), it became a dark field and no iridescent reflected diffracted light was observed.
[0088]
From these facts, it was confirmed that the cholesteric alignment film constituting the laminate was formed with a region exhibiting diffractive power in the film surface region, and the diffracted light was right circularly polarized light. Moreover, it became clear from this that the cholesteric alignment film which comprises this laminated body turns into a cholesteric liquid crystal layer which is a component of this invention.
[0089]
UV curable adhesive (Toagosei Co., Ltd.) in which 5.0% by weight of UV absorber CyasorbUV-24 (made by Cytec Co., Ltd.) is added to the cholesteric liquid crystal layer surface of the laminate (cholesteric liquid crystal layer / adhesive layer / synthetic paper). Aronix UV-3630 (trade name) manufactured by the company was diluted with M-111 (trade name) manufactured by the company, and the viscosity was adjusted to 250 mPa · s) with a bar coater so that the thickness was 5 μm and irradiated with ultraviolet rays. And cured to obtain an optical laminate of the present invention.
[0090]
In the obtained optical laminated body, even when the ultraviolet absorbing layer was laminated, the iridescent color resulting from the diffraction pattern and selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized as before the absorbing layer was laminated.
(Example 6)
An adhesive made of a commercially available photocurable acrylic oligomer was applied to the cholesteric alignment surface of the cholesteric alignment film obtained in Reference Example 6 to a thickness of 5 μm using a bar coater. Next, a polyvinyl chloride sheet was bonded to the adhesive-coated surface of the film using a desktop laminator, and ultraviolet rays were irradiated to cure the adhesive.
[0091]
After the adhesive is cured, the end of the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate is held by hand, and the polyphenylene sulfide film is peeled and removed at the interface in the direction of 180 ° to obtain a cholesteric alignment film / The laminated body laminated | stacked in order of the adhesive bond layer / polyvinyl chloride sheet was obtained.
[0092]
Next, the diffracting surface of the engraved diffraction grating film (900 pieces / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan, and the cholesteric alignment film surface of the laminate face each other, and a laminator DX-350 manufactured by Tokyo Laminex, Heating and pressing were performed under the conditions of 120 ° C., 0.3 MPa, and roll contact time of 1 second (diffraction grating film / cholesteric alignment film / adhesive layer / polyvinyl chloride sheet). After cooling to room temperature, the diffraction grating film was removed. When the surface of the cholesteric alignment film on which the diffraction grating film was overlaid was observed, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection specific to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized. Also, when the orientation state of the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film was removed was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope under the liquid crystal layer cross section, the helical axis direction in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction, In addition, it was confirmed that cholesteric alignment in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction is formed in the surface region of the liquid crystal layer. In other regions, it was confirmed that the cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction is formed. Further, when a He—Ne laser (wavelength 632.8 nm) was incident perpendicularly into the plane of the cholesteric alignment film, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °. In order to confirm the polarization characteristics, the laminate obtained under normal indoor lighting was placed and observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only the right circularly polarized light), and iridescent reflected diffracted light was observed. The brightness was the same as that observed without a polarizing plate. On the other hand, when observed through the left circularly polarizing plate (only the left circularly polarized light was transmitted), it became a dark field and no iridescent reflected diffracted light was observed.
[0093]
From these facts, it was confirmed that the cholesteric alignment film constituting the laminate was formed with a region exhibiting diffractive power in the film surface region, and the diffracted light was right circularly polarized light. Moreover, it became clear from this that the cholesteric alignment film which comprises this laminated body turns into a cholesteric liquid crystal layer which is a component of this invention.
[0094]
A PET UV cut film (25 μm) is laminated on the cholesteric liquid crystal layer surface of the laminate (cholesteric liquid crystal layer / adhesive layer / polyvinyl chloride sheet) via an adhesive (5 μm) made of a photocurable acrylic oligomer. An optical laminate of the invention was obtained.
[0095]
For the accelerated light resistance test of the obtained optical laminate, a sample surface irradiance of 100 W / m was used using a xenon arc lamp type light resistance tester SUNTESTER CPS manufactured by Shimadzu Corporation. 2 (Wavelength range 300 to 700 nm) and test time 100 hours.
[0096]
As a result of the test, when the reflected color of the optical laminate was visually compared with the reflected color before the test, there was no difference in the reflected color, and the rainbow color due to the diffraction pattern even after the accelerated light resistance test The characteristic and selective reflection characteristic peculiar to the cholesteric liquid crystal were maintained. Furthermore, when the orientation state and diffraction polarization effect of the cholesteric liquid crystal layer constituting the optical layered body were observed, no change from the state before the test was observed.
(Example 7)
An adhesive made of a commercially available photocurable acrylic oligomer was applied to the cholesteric alignment surface of the cholesteric alignment film obtained in Reference Example 7 to a thickness of 5 μm using a bar coater. Next, a glass substrate was bonded to the adhesive-coated surface of the film and irradiated with ultraviolet rays to cure the adhesive.
[0097]
After the adhesive is cured, the end of the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate is held by hand, and the polyphenylene sulfide film is peeled and removed at the interface in the direction of 180 ° to obtain a cholesteric alignment film / The laminated body laminated | stacked in order of the adhesive bond layer / glass substrate was obtained.
[0098]
Next, the diffracting surface of the engraved diffraction grating film (900 pieces / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan and the cholesteric alignment film surface of the laminate face each other, and a laminator DX-350 manufactured by Tokyo Laminex is used. Heating and pressing were performed under the conditions of 120 ° C., 0.3 MPa, and roll contact time of 1 second (diffraction grating film / cholesteric alignment film / adhesive layer / glass substrate). After cooling to room temperature, the diffraction grating film was removed. When the surface of the cholesteric alignment film on which the diffraction grating film was overlaid was observed, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection specific to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized. In addition, when the orientation state of the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film was removed was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope with a cross section of the liquid crystal layer, the spiral axis direction in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction. In addition, it was confirmed that cholesteric alignment in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction is formed in the surface region of the liquid crystal layer. In other regions, it was confirmed that the cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction is formed. Further, when a He—Ne laser (wavelength 632.8 nm) was incident perpendicularly into the plane of the cholesteric alignment film, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °. In order to confirm the polarization characteristics, the laminate obtained under normal indoor lighting was placed and observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only the right circularly polarized light), and iridescent reflected diffracted light was observed. The brightness was the same as that observed without a polarizing plate. On the other hand, when observed through the left circularly polarizing plate (only the left circularly polarized light was transmitted), it became a dark field and no iridescent reflected diffracted light was observed.
[0099]
From these facts, it was confirmed that the cholesteric alignment film constituting the laminate was formed with a region exhibiting diffractive power in the film surface region, and the diffracted light was right circularly polarized light. Moreover, it became clear from this that the cholesteric alignment film which comprises this laminated body turns into a cholesteric liquid crystal layer which is a component of this invention.
[0100]
UV curable adhesive (Toagosei Co., Ltd.) in which 5.0% by weight of UV absorber CyasorbUV-24 (manufactured by Cytec) is added to the cholesteric liquid crystal layer surface of the laminate (cholesteric liquid crystal layer / adhesive layer / glass substrate). Aronix UV-3630 (trade name) manufactured by the company was diluted with M-111 (trade name) manufactured by the company, and the viscosity was adjusted to 250 mPa · s) with a bar coater so that the thickness was 5 μm and irradiated with ultraviolet rays. And cured to obtain an optical laminate of the present invention.
[0101]
For the accelerated light resistance test of the obtained optical laminate, a sample surface irradiance of 100 W / m was used using a xenon arc lamp type light resistance tester SUNTESTER CPS manufactured by Shimadzu Corporation. 2 (Wavelength range 300 to 700 nm) and test time 100 hours.
[0102]
As a result of the test, when the reflected color of the optical laminate was visually compared with the reflected color before the test, there was no difference in the reflected color, and the rainbow color due to the diffraction pattern even after the accelerated light resistance test The characteristic and selective reflection characteristic peculiar to the cholesteric liquid crystal were maintained. Furthermore, when the orientation state and diffraction polarization effect of the cholesteric liquid crystal layer constituting the optical layered body were observed, no change from the state before the test was observed.
(Example 8)
The cholesteric alignment surface of the cholesteric alignment film obtained in Reference Example 8 faces the diffraction surface of the engraved diffraction grating film (900 pieces / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan and the cholesteric alignment film surface of the laminate. Then, using a laminator DX-350 manufactured by Tokyo Laminex, heating and pressing were performed under the conditions of 120 ° C., 0.3 MPa, and roll contact time of 1 second (diffraction grating film / cholesteric alignment film / polyphenylene sulfide film). After cooling to room temperature, the diffraction grating film was removed.
[0103]
Next, an adhesive made of a commercially available photocurable acrylic oligomer was applied to the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film had been removed using a bar coater so as to have a thickness of 5 μm. Next, a glass substrate was bonded to the adhesive-coated surface of the film using a table laminator, and ultraviolet rays were irradiated to cure the adhesive.
[0104]
After the adhesive is cured, the end of the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate is held by hand, and the polyphenylene sulfide film is peeled and removed at the interface in the direction of 180 ° to obtain a cholesteric alignment film / The laminated body laminated | stacked in order of the adhesive bond layer / glass substrate was obtained.
[0105]
When the cholesteric alignment film surface constituting the obtained laminate was observed, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized. In addition, when the orientation state of the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film was removed was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope with a cross section of the liquid crystal layer, the spiral axis direction in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction. In addition, it was confirmed that cholesteric alignment in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction is formed in the surface region of the liquid crystal layer. In other regions, it was confirmed that the cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction is formed. Further, when a He—Ne laser (wavelength 632.8 nm) was incident perpendicularly into the plane of the cholesteric alignment film, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °. In order to confirm the polarization characteristics, the laminate obtained under normal indoor lighting was placed and observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only the right circularly polarized light), and iridescent reflected diffracted light was observed. The brightness was the same as that observed without a polarizing plate. On the other hand, when observed through the left circularly polarizing plate (only the left circularly polarized light was transmitted), it became a dark field and no iridescent reflected diffracted light was observed.
[0106]
From these facts, it was confirmed that the cholesteric alignment film constituting the laminate was formed with a region exhibiting diffractive power in the film surface region, and the diffracted light was right circularly polarized light. Moreover, it became clear from this that the cholesteric alignment film which comprises this laminated body turns into a cholesteric liquid crystal layer which is a component of this invention.
[0107]
UV curable adhesive (Toagosei Co., Ltd.) in which 5.0% by weight of UV absorber CyasorbUV-24 (manufactured by Cytec) is added to the cholesteric liquid crystal layer surface of the laminate (cholesteric liquid crystal layer / adhesive layer / glass substrate). Aronix UV-3630 (trade name) manufactured by the company was diluted with M-111 (trade name) manufactured by the company, and the viscosity was adjusted to 250 mPa · s) with a bar coater so that the thickness was 5 μm and irradiated with ultraviolet rays. And cured to obtain an optical laminate of the present invention.
[0108]
In the obtained optical laminated body, even when the ultraviolet absorbing layer was laminated, the iridescent color resulting from the diffraction pattern and selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized as before the absorbing layer was laminated.
Example 9
An adhesive made of a commercially available photocurable acrylic oligomer was applied to the cholesteric alignment surface of the cholesteric alignment film obtained in Reference Example 9 to a thickness of 5 μm using a bar coater. Next, a plastic substrate whose surface was covered with an aluminum thin film was bonded to the adhesive application surface of the film, and ultraviolet rays were irradiated to cure the adhesive.
[0109]
After the adhesive is cured, the end of the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate is held by hand, and the polyphenylene sulfide film is peeled and removed at the interface in the 180 ° direction, and the cholesteric alignment film / The laminated body laminated | stacked in order of the adhesive bond layer / aluminum thin film was obtained.
[0110]
Next, the diffracting surface of the engraved diffraction grating film (900 pieces / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan, and the cholesteric alignment film surface of the laminate face each other, and a laminator DX-350 manufactured by Tokyo Laminex, Heating and pressing were performed under the conditions of 120 ° C., 0.3 MPa, and roll contact time of 1 second (diffraction grating film / cholesteric alignment film / adhesive layer / aluminum thin film). After cooling to room temperature, the diffraction grating film was removed. When the surface of the cholesteric alignment film on which the diffraction grating film was overlaid was observed, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection specific to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized. In addition, when the orientation state of the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film was removed was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope with a cross section of the liquid crystal layer, the spiral axis direction in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction. In addition, it was confirmed that cholesteric alignment in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction is formed in the surface region of the liquid crystal layer. In other regions, it was confirmed that the cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction is formed. Further, when a He—Ne laser (wavelength 632.8 nm) was incident perpendicularly into the plane of the cholesteric alignment film, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °. In order to confirm the polarization characteristics, the laminate obtained under normal indoor lighting was placed and observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only the right circularly polarized light), and iridescent reflected diffracted light was observed. The brightness was the same as that observed without a polarizing plate. On the other hand, when observed through the left circularly polarizing plate (only the left circularly polarized light was transmitted), it became a dark field and no iridescent reflected diffracted light was observed.
[0111]
From these facts, it was confirmed that the cholesteric alignment film constituting the laminate was formed with a region exhibiting diffractive power in the film surface region, and the diffracted light was right circularly polarized light. Moreover, it became clear from this that the cholesteric alignment film which comprises this laminated body turns into a cholesteric liquid crystal layer which is a component of this invention.
[0112]
UV curable adhesive (Toagosei Co., Ltd.) in which 5.0% by weight of UV absorber CyasorbUV-24 (manufactured by Cytec Co., Ltd.) is added to the cholesteric liquid crystal layer surface of the laminate (cholesteric liquid crystal layer / adhesive layer / aluminum thin film). Aronix UV-3630 (trade name) manufactured by the company was diluted with M-111 (trade name) manufactured by the company, and the viscosity was adjusted to 250 mPa · s) with a bar coater so that the thickness was 5 μm and irradiated with ultraviolet rays. And cured to obtain an optical laminate of the present invention.
[0113]
For the accelerated light resistance test of the obtained optical laminate, a sample surface irradiance of 100 W / m was used using a xenon arc lamp type light resistance tester SUNTESTER CPS manufactured by Shimadzu Corporation. 2 (Wavelength range 300 to 700 nm) and test time 100 hours.
[0114]
As a result of the test, when the reflected color of the optical laminate was visually compared with the reflected color before the test, there was no difference in the reflected color, and the rainbow color due to the diffraction pattern even after the accelerated light resistance test The characteristic and selective reflection characteristic peculiar to the cholesteric liquid crystal were maintained. Furthermore, when the orientation state and diffraction polarization effect of the cholesteric liquid crystal layer constituting the optical layered body were observed, no change from the state before the test was observed.
(Example 10)
The cholesteric alignment surface of the cholesteric alignment film obtained in Reference Example 10 faces the diffraction surface of the engraved diffraction grating film (900 pieces / mm) manufactured by Edmund Scientific Japan and the cholesteric alignment film surface of the laminate. Then, using a laminator DX-350 manufactured by Tokyo Laminex, heating and pressing were performed under the conditions of 120 ° C., 0.3 MPa, and roll contact time of 1 second (diffraction grating film / cholesteric alignment film / polyphenylene sulfide film). After cooling to room temperature, the diffraction grating film was removed.
[0115]
Next, an adhesive made of a commercially available photocurable acrylic oligomer was applied to the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film had been removed using a bar coater so as to have a thickness of 5 μm. Next, a plastic substrate covered with an aluminum thin film was bonded to the adhesive-coated surface of the film using a table laminator, and the adhesive was cured by irradiating with ultraviolet rays.
[0116]
After the adhesive is cured, the end of the polyphenylene sulfide film used as the alignment substrate is held by hand, and the polyphenylene sulfide film is peeled and removed at the interface in the 180 ° direction, and the cholesteric alignment film / The laminated body laminated | stacked in order of the adhesive bond layer / aluminum thin film was obtained.
[0117]
When the cholesteric alignment film surface constituting the obtained laminate was observed, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized. In addition, when the orientation state of the cholesteric alignment film surface from which the diffraction grating film was removed was observed with a polarizing microscope and a transmission electron microscope with a cross section of the liquid crystal layer, the spiral axis direction in the cholesteric phase was not uniformly parallel to the film thickness direction. In addition, it was confirmed that cholesteric alignment in which the helical pitch is not uniformly spaced in the film thickness direction is formed in the surface region of the liquid crystal layer. In other regions, it was confirmed that the cholesteric orientation in which the spiral axis direction is uniformly parallel to the film thickness direction and the spiral pitch is uniformly spaced in the film thickness direction is formed. Further, when a He—Ne laser (wavelength 632.8 nm) was incident perpendicularly into the plane of the cholesteric alignment film, laser light was observed at an emission angle of 0 ° and about ± 35 °. In order to confirm the polarization characteristics, the laminate obtained under normal indoor lighting was placed and observed through a right circularly polarizing plate (transmitting only the right circularly polarized light), and iridescent reflected diffracted light was observed. The brightness was the same as that observed without a polarizing plate. On the other hand, when observed through the left circularly polarizing plate (only the left circularly polarized light was transmitted), it became a dark field and no iridescent reflected diffracted light was observed.
[0118]
From these facts, it was confirmed that the cholesteric alignment film constituting the laminate was formed with a region exhibiting diffractive power in the film surface region, and the diffracted light was right circularly polarized light. Moreover, it became clear from this that the cholesteric alignment film which comprises this laminated body turns into a cholesteric liquid crystal layer which is a component of this invention.
[0119]
UV curable adhesive (Toagosei Co., Ltd.) in which 5.0% by weight of UV absorber CyasorbUV-24 (manufactured by Cytec Co., Ltd.) is added to the cholesteric liquid crystal layer surface of the laminate (cholesteric liquid crystal layer / adhesive layer / aluminum thin film). Aronix UV-3630 (trade name) manufactured by the company was diluted with M-111 (trade name) manufactured by the company, and the viscosity was adjusted to 250 mPa · s) with a bar coater so that the thickness was 5 μm and irradiated with ultraviolet rays. And cured to obtain an optical laminate of the present invention.
[0120]
In the obtained optical laminated body, even when the ultraviolet absorbing layer was laminated, the iridescent color resulting from the diffraction pattern and selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized as before the absorbing layer was laminated.
(Comparative Example 1)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ultraviolet absorber CyasorbUV-24 (made by Cytec) was not added.
[0121]
In the obtained optical layered body, iridescent colors resulting from the diffraction pattern and selective reflection peculiar to the cholesteric liquid crystal were clearly recognized.
[0122]
When an accelerated light resistance test was performed in the same manner as in Example 1, the reflection color and the rainbow color disappeared to the extent that they were hardly recognized after the test.
[0123]
【The invention's effect】
The optical layered body of the present invention has unique optical characteristics that diffracted light has circular polarization, which is not found in conventional optical elements, and has a very wide range of applications as a diffraction function element. It can be suitably used as an optical member such as an optoelectronic element, a decorative material, and an anti-counterfeiting element.
[0124]
The optical layered body of the present invention is excellent in various resistances including light resistance without impairing unique optical characteristics, and thus has an industrial value such as being applicable to various uses. high.

Claims (1)

支持基板/接着剤層/コレステリック液晶層/紫外線吸収層から少なくとも構成される積層体であって、コレステリック液晶層が接着剤層に接する面の一部に偏光性を有する回折光を生じる領域を有したコレステリック液晶性フィルムからなり、該偏光性を有する回折光を生じる領域は、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行でなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成し、それ以外の領域は、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を形成しており、コレステリック液晶層と接着剤層が直接積層されていることを特徴とする光学積層体。A laminate composed of at least a support substrate / adhesive layer / cholesteric liquid crystal layer / ultraviolet absorption layer, and has a region that generates diffracted light having polarizing properties on a part of a surface where the cholesteric liquid crystal layer is in contact with the adhesive layer. Ri was Do the cholesteric liquid crystalline film, region generated diffracted light having a polarization property, the helical axis orientation is not uniform parallel in the film thickness direction and the helix pitch in uniformly equal intervals in the thickness direction In other regions, the cholesteric orientation is formed in which the spiral axis orientation is uniformly parallel to the film thickness direction and the helical pitch is uniformly spaced in the film thickness direction. An optical laminate comprising a liquid crystal layer and an adhesive layer directly laminated .
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