JPH08160380A - Production of optical element - Google Patents

Production of optical element

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JPH08160380A
JPH08160380A JP6324028A JP32402894A JPH08160380A JP H08160380 A JPH08160380 A JP H08160380A JP 6324028 A JP6324028 A JP 6324028A JP 32402894 A JP32402894 A JP 32402894A JP H08160380 A JPH08160380 A JP H08160380A
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polymer liquid
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optical element
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Abstract

PURPOSE: To provide a process for efficiently producing an optical element which consists of high-polymer liquid crystals as a thermosensitive recording layer and is improved in optical characteristics, durability, recording/erasing characteristics, etc., by executing a heat treatment for crosslinking the high- polymer liquid crystals under specific conditions. CONSTITUTION: After a surface protective layer is formed on the high-polymer liquid crystal layer formed on a sheet-like base material, the heat treatment for crosslinking the liquid crystal layer is executed or the heat treatment to crosslink the liquid crystal layer is executed in the state of taking up the sheet- like base material in a roll form in the process for crosslinking the high-polymer liquid crystals under a specific structure. The high-polymer liquid crystal layer is otherwise formed on the sheet-like base material and is subjected to the first heat treatment to control the multidomain structure of the high-polymer liquid crystals and thereafter, the surface protective film is formed on the liquid crystal layer and further, the second heat treatment for crosslinking the high- polymer liquid crystal compsn. is executed or thereafter, the second surface protective film is formed on the first surface protective layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、外的作用によって可逆
的に光散乱性を制御することが可能な高分子液晶層を有
する光学素子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an optical element having a polymer liquid crystal layer capable of reversibly controlling the light scattering property by an external action.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、画像の記録及び消去が可逆的に行
なうことのできる可逆性表示記録素子が注目されてお
り、可逆性表示記録素子にサーマルヘッド等の発熱体を
用いて記録および消去する感熱可逆性表示記録材料が開
発されている。これらの感熱記録材料としては、高分子
液晶を記録層とするもの(特開平4−218024号公
報)、樹脂母材中に有機低分子化合物を分散させた複合
膜を記録層とするもの(特開昭54−119377号公
報)、ロイコ色素を記録層とするもの(特開昭61−2
37684号公報)および2種類の高分子をブレンドし
た高分子膜を記録層とするもの(特開昭60−1808
87号公報)等がそれぞれ提案されている。これらの技
術の中で、高分子液晶を用いた感熱可逆性表示記録材料
は、光学特性および耐久性に優れていることから特に好
ましいものである。
2. Description of the Related Art In recent years, a reversible display recording element capable of reversibly recording and erasing an image has attracted attention, and a reversible display recording element is recorded and erased by using a heating element such as a thermal head. Thermosensitive reversible display recording materials have been developed. As these heat-sensitive recording materials, those using a polymer liquid crystal as a recording layer (JP-A-4-218024) and those using a composite film in which an organic low molecular weight compound is dispersed in a resin base material (special feature) Japanese Laid-Open Patent Publication No. 54-119377), using a leuco dye as a recording layer (JP-A-61-2).
37684) and a polymer film obtained by blending two kinds of polymers as a recording layer (Japanese Patent Laid-Open No. 60-1808).
No. 87) is proposed. Among these techniques, a thermoreversible display recording material using a polymer liquid crystal is particularly preferable because it has excellent optical characteristics and durability.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、光学
素子は、フイルム等のシート状基材上に高分子液晶を塗
布・乾燥させて記録層を形成させる作製方法において
は、その生産効率の観点からロール状に巻き取ったフイ
ルムに連続塗布装置を用いて記録材料を塗布し、乾燥さ
せて後、記録層を形成したフイルムを再びロール状に巻
き取るという生産方法が採用されており、また、架橋の
ための熱処理は、該記録層を形成したフイルムをロール
状に巻き取った状態で行われている。しかしながら、高
分子液晶層は、ロール状に巻き取った形で熱処理を行な
う場合、効率的な熱処理温度に設定すると接着性が向上
して、ロール状に巻き取られている高分子液晶層と接し
たフイルムと接着してしまうこととなり、次工程におい
てロールから記録層を形成したフイルムを引き出す際
に、高分子液晶層が剥離したり、フイルム基材が折れた
り切断されてしまうという問題点があった。そこで、本
発明は、従来の技術における上記のような問題点に鑑み
てなされたものである。すなわち、本発明の目的は、高
分子液晶を感熱記録層とする光学素子において、高分子
液晶を架橋させるための熱処理を特定の条件のもとで行
なうことにより、光学特性、耐久性および記録/消去特
性等の向上した光学素子の効率的な製造方法を提供す
る。
By the way, conventionally, in the production method of forming the recording layer by coating and drying a polymer liquid crystal on a sheet-like substrate such as a film, the optical element has a viewpoint of production efficiency. A production method of applying a recording material to a film wound in a roll from a continuous coating device using a continuous coating device, drying the film, and then rewinding the film in which the recording layer is formed into a roll is adopted. The heat treatment for cross-linking is performed in a state where the film having the recording layer is wound into a roll. However, when the polymer liquid crystal layer is heat-treated in the form of a roll, the adhesiveness is improved by setting the heat treatment temperature at an efficient level, and the polymer liquid crystal layer is brought into contact with the roll of the polymer liquid crystal layer. There is a problem that the polymer liquid crystal layer may be peeled off or the film substrate may be broken or cut when the film having the recording layer formed is pulled out from the roll in the next step. It was Therefore, the present invention has been made in view of the above problems in the conventional technique. That is, an object of the present invention is to provide an optical element having a polymer liquid crystal as a heat-sensitive recording layer, by performing a heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal under specific conditions to obtain optical characteristics, durability and recording / recording properties. Provided is an efficient manufacturing method of an optical element having improved erasing characteristics and the like.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子の製造
方法は、高分子液晶を特定の構造のもとに架橋するもの
であって、シート状基材上に形成した高分子液晶層の上
に表面保護層を形成した後、該高分子液晶層を架橋させ
るための熱処理を行なうか、または、該シート状基材を
ロール状に巻き取った状態で、該高分子液晶を架橋させ
るための熱処理を行なうことを特徴とする。また、本発
明の他の光学素子の製造方法は、シート状基材上に高分
子液晶層を形成し、高分子液晶のマルチドメイン構造を
制御する第1の熱処理の後、該高分子液晶層上に表面保
護層を形成し、さらに高分子液晶組成物を架橋させるた
めの第2の熱処理を行なうか、または、その後第1の表
面保護層上に第2の表面保護層を形成することを特徴と
する。上記高分子液晶を架橋させるための熱処理を、該
高分子液晶の液晶相−等方相相転移温度以下で行なうこ
とが好ましい。
The method for producing an optical element according to the present invention comprises cross-linking a polymer liquid crystal under a specific structure, which comprises forming a polymer liquid crystal layer formed on a sheet-like substrate. In order to crosslink the polymer liquid crystal after forming a surface protective layer thereon, heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal layer, or in a state where the sheet-shaped substrate is wound into a roll. Is characterized by performing the heat treatment of. Another method of manufacturing an optical element according to the present invention is to form a polymer liquid crystal layer on a sheet-shaped substrate, and perform the first heat treatment for controlling a multi-domain structure of the polymer liquid crystal, and then perform the polymer liquid crystal layer. Forming a surface protective layer thereon and then performing a second heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal composition, or thereafter forming a second surface protective layer on the first surface protective layer. Characterize. The heat treatment for cross-linking the polymer liquid crystal is preferably performed at a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the polymer liquid crystal or lower.

【0005】本発明の光学素子は、シート状基材、高分
子液晶からなる記録層および表面保護層の少なくとも3
つの層からなるものである。先ず、本発明に使用する高
分子液晶からなる記録層を構成する高分子液晶材料につ
いて説明する。一般に、高分子液晶としては、主鎖にメ
ソゲン基(液晶性を示す分子)を有する主鎖型高分子液
晶および側鎖にメソゲン基を結合した側鎖型高分子液晶
等が知られているが、本発明においては、側鎖型高分子
液晶を使用することが好ましい。また、本発明におい
て、架橋に使用される高分子液晶としては、主鎖または
側鎖の1成分として反応性基を含有する化合物が好まし
く使用される。これらの化合物においては、反応性基を
利用して、所望により、触媒および多官能反応性化合物
を添加して架橋を行なうことができる。その反応性基と
しては、ビニル基、アクリレート基、メタクリレート
基、エポキシ基等の複素環基およびやイソシアネート基
等の付加や重合可能な基、水酸基、アミノ基、酸アミド
基、チオール基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン
酸基、金属アルコラート基、マグネシウムハライド基
(グリニヤール試薬)等が好ましい。
The optical element of the present invention comprises at least three of a sheet-shaped substrate, a recording layer made of a polymer liquid crystal and a surface protective layer.
It consists of two layers. First, the polymer liquid crystal material constituting the recording layer made of the polymer liquid crystal used in the present invention will be described. Generally, as the polymer liquid crystal, a main chain type polymer liquid crystal having a mesogenic group (a molecule exhibiting liquid crystallinity) in the main chain and a side chain type polymer liquid crystal having a mesogenic group bonded to a side chain are known. In the present invention, it is preferable to use a side chain type polymer liquid crystal. Further, in the present invention, as the polymer liquid crystal used for crosslinking, a compound containing a reactive group as one component of the main chain or the side chain is preferably used. In these compounds, the crosslinking can be carried out by utilizing a reactive group and adding a catalyst and a polyfunctional reactive compound, if desired. As the reactive group, a vinyl group, an acrylate group, a methacrylate group, a heterocyclic group such as an epoxy group and an addition or polymerizable group such as an isocyanate group, a hydroxyl group, an amino group, an acid amide group, a thiol group, a carboxyl group , Sulfonic acid group, phosphoric acid group, metal alcoholate group, magnesium halide group (Grignard reagent) and the like are preferable.

【0006】次に、高分子液晶の作製方法について説明
する。上記した側鎖型高分子液晶は、通常、重合可能な
メソゲンモノマーを重合させるか、または水素化ポリシ
リコーン等の反応性ポリマーに付加反応可能なメソゲン
化合物を付加させて製造することができる。このような
技術は、Makromol.Chem.,179,p2
73(1978)、Eur,Polym.J.,18,
p651(1982)およびMol.Cryst.Li
q.Cryst.,169,p167(1989)等に
開示されている。本発明に使用される高分子液晶は、上
記方法と同様にして製造することができる。上記した重
合可能なメソゲンモノマーおよび付加反応可能なメソゲ
ン化合物としては、ビフェニル系、フェニルベンゾエー
ト系、シクロヘキシルベンゼン系、アゾキシベンゼン
系、アゾベンゼン系、アゾメチン系、フェニルピリミジ
ン系、ジフェニルアセチレン系、ビフェニルベンゾエー
ト系、シクロヘキシルビフェニル系、ターフェニル系等
の剛直な分子(メソゲン)に、好ましくは所定の長さの
アルキルスペーサーを介して、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステル基やビニル基が結合した種々化合物
等が代表的なものとして挙げることができる。
Next, a method for producing a polymer liquid crystal will be described. The above-mentioned side chain type polymer liquid crystal can be usually produced by polymerizing a polymerizable mesogenic monomer or by adding a mesogenic compound capable of addition reaction to a reactive polymer such as hydrogenated polysilicone. Such techniques are described in Makromol. Chem. , 179, p2
73 (1978), Eur, Polym. J. , 18,
p651 (1982) and Mol. Cryst. Li
q. Cryst. , 169, p167 (1989) and the like. The polymer liquid crystal used in the present invention can be produced in the same manner as the above method. Examples of the polymerizable mesogenic monomer and mesogenic compound capable of addition reaction include biphenyl-based, phenylbenzoate-based, cyclohexylbenzene-based, azoxybenzene-based, azobenzene-based, azomethine-based, phenylpyrimidine-based, diphenylacetylene-based, biphenylbenzoate-based Typical examples include various compounds in which acrylic acid ester, methacrylic acid ester group and vinyl group are bonded to a rigid molecule (mesogen) such as cyclohexylbiphenyl type and terphenyl type, preferably through an alkyl spacer of a predetermined length. It can be listed as an example.

【0007】これらの化合物の代表的な構造例を下記に
示す。これらは代表的な構造例であって本発明はこれに
限定されるものではない。 CH2 =C(R)−COO−(CH2 l −O−A CH2 =C(R)−COO−A CH2 =CH−(CH2 l −O−A (式中、Ra は水素またはメチル基、lは1〜30の中
から選ばれる整数を表わし、Aは下記構造のメソゲン基
を表わす。)
Representative structural examples of these compounds are shown below. These are typical structural examples, and the present invention is not limited to these. CH 2 = C (R a) -COO- (CH 2) l -O-A CH 2 = C (R a) -COO-A CH 2 = CH- (CH 2) in l -O-A (wherein, ( Ra represents hydrogen or a methyl group, l represents an integer selected from 1 to 30, and A represents a mesogenic group having the following structure.)

【0008】[0008]

【化1】 (式中、XおよびYは、それぞれ単結合、−N=N−、
−N(→O)=N−、−CH=N−、−N=CH−、−
COO−、−C(C=O)−、エチニレン基から選択さ
れる基を表わし、R1 はアルコキシ基、ハロゲン原子、
シアノ基、カルボキシル基、アルキル基から選択される
基を表わし、pは1〜5の中から選択される整数を示
し、pが2以上の場合、それぞれR1 は異なるものであ
ってもよい。)
Embedded image (In the formula, X and Y are each a single bond, -N = N-,
-N (→ O) = N-, -CH = N-, -N = CH-,-
COO-, -C (C = O)-, represents a group selected from an ethynylene group, R 1 is an alkoxy group, a halogen atom,
It represents a group selected from a cyano group, a carboxyl group, and an alkyl group, p represents an integer selected from 1 to 5, and when p is 2 or more, each R 1 may be different. )

【0009】本発明の高分子液晶としては、上記のメソ
ゲン化合物に加えて上記した反応性基を有する化合物を
共重合または共付加させることにより製造することがで
きる。使用される反応性基を有する化合物としては、
(メタ)アクリル酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラク
トン−モノ(メタ)アクリレート、スルホン酸ビニル、
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプ
ロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロキ
シエチルアシッドフォスフェート、2−ヒドロキシ−3
−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メ
タ)アクリロキシエチルサクシネート、フタル酸モノ
(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロキシエチ
ル(2−ヒドロキシエチル)フタレート、4−(メタ)
アクリロキシアルキルオキシ−ベンゾイックアシッド、
グリセリル(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基置換ス
チレン、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルア
ミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルア
ミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)
アクリレート、2−プロペン−1−オール、5−ヘキセ
ン−1−オール等を挙げることができる。
The polymer liquid crystal of the present invention can be produced by copolymerizing or co-adding the above-mentioned compound having a reactive group in addition to the above mesogenic compound. As the compound having a reactive group used,
(Meth) acrylic acid, ω-carboxy-polycaprolactone-mono (meth) acrylate, vinyl sulfonate,
Hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloxyethyl acid phosphate, 2-hydroxy-3
-Phenoxypropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloxyethyl succinate, mono (meth) acrylate phthalate, 2- (meth) acryloxyethyl (2-hydroxyethyl) phthalate, 4- (meth)
Acryloxyalkyloxy-benzoic acid,
Glyceryl (meth) acrylate, hydroxy group-substituted styrene, (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth)
Acrylate, 2-propen-1-ol, 5-hexen-1-ol and the like can be mentioned.

【0010】また、上記のメソゲン化合物にこれらの化
合物を共重合または共付加させて後、他の反応性基を導
入して反応性基を変換してもよい。例えば、ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレートを共重合させることによっ
て導入された水酸基を、(メタ)アクリル酸等と反応さ
せて高分子側鎖に重合可能な基を導入することができ
る。さらに、酢酸ビニルを重合した後に加水分解して水
酸基に変換することもできる。ここで例示したものは1
例であって、何等限定されるものではない。上記した化
合物をメソゲンモノマーと共重合または高分子液晶に共
付加させるには、単量体単位として0.1〜70モル%
の範囲で使用することが好ましい。本発明に使用する高
分子液晶の重量平均分子量は、1000〜100万の範
囲であり、特に1万〜50万の範囲が好ましい。また、
本発明の高分子液晶の製造においては、上記したメソゲ
ン化合物と反応性基を持つ化合物の2種類以外にも、種
々の非メソゲン化合物を第3成分として共重合または共
付加することも好ましく実施できる。この第3成分とし
て使用できる化合物としては、例えば、(メタ)アクリ
ル酸アルキルおよびその誘導体、スチレンおよびその誘
導体、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビ
ニリデン、ビニルピロリドン、1−ヘキセンおよび1−
オクテン等が挙げられ、各化合物はそれぞれ複数種類用
いることもできる。これらの化合物を使用することは、
マルチドメイン構造および熱特性の制御に有益である。
上記第3成分を用いる場合の共重合比は、目的とする特
性によって種々変更可能であるが、メソゲンモノマーの
含有量は40〜99重量%の範囲が好ましく、さらに好
ましくは60〜99重量%の範囲である。また、これら
の共重合反応は、ランダム共重合、グラフト共重合、交
互共重合等公知の種々の形態を取り得ることができ、特
に限定されるものではない。以上のようにして反応性基
を有する高分子液晶が作製され、本発明においては、こ
れらの高分子液晶を用いて架橋反応させる。
Alternatively, the reactive group may be converted by introducing another reactive group after copolymerizing or co-adding these compounds to the above mesogenic compound. For example, a hydroxyl group introduced by copolymerizing hydroxyethyl (meth) acrylate can be reacted with (meth) acrylic acid or the like to introduce a polymerizable group into a polymer side chain. Further, vinyl acetate can be polymerized and then hydrolyzed to be converted into a hydroxyl group. The example illustrated here is 1
It is an example and is not limited in any way. In order to copolymerize the above compounds with mesogenic monomers or to co-add them to polymer liquid crystals, 0.1 to 70 mol% as a monomer unit is used.
It is preferable to use the above range. The weight average molecular weight of the polymer liquid crystal used in the present invention is in the range of 1,000 to 1,000,000, and particularly preferably 10,000 to 500,000. Also,
In the production of the polymer liquid crystal of the present invention, in addition to the above-mentioned two kinds of mesogenic compounds and compounds having a reactive group, various non-mesogenic compounds can be preferably copolymerized or co-added as the third component. . Examples of the compound that can be used as the third component include alkyl (meth) acrylate and its derivatives, styrene and its derivatives, (meth) acrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinylpyrrolidone, 1-hexene and 1-
Octene and the like can be mentioned, and a plurality of types of each compound can be used. Using these compounds
Useful for controlling multi-domain structure and thermal properties.
The copolymerization ratio in the case of using the third component can be variously changed according to the desired characteristics, but the content of the mesogenic monomer is preferably in the range of 40 to 99% by weight, more preferably 60 to 99% by weight. It is a range. Further, these copolymerization reactions can take various known forms such as random copolymerization, graft copolymerization, alternating copolymerization, and are not particularly limited. A polymer liquid crystal having a reactive group is produced as described above, and in the present invention, a crosslinking reaction is performed using these polymer liquid crystals.

【0011】次に、高分子液晶の架橋反応を促進させる
ために添加する反応性化合物としては、触媒および多官
能反応性化合物を使用することが好ましい。触媒として
は、各種紫外線重合開始剤、熱重合開始剤等を用いるこ
とが好ましい。また、多官能反応性化合物としては、多
官能イソシアネート化合物、多官能エポキシ化合物、多
官能メラミン化合物、多官能アルデヒド化合物、多官能
アミン化合物および多官能カルボキシル化合物等を用い
ることが好ましい。架橋反応触媒および多官能反応性化
合物は、高分子液晶に対して0.01〜20重量%の範
囲で添加することが好ましい。この架橋反応は、上記し
た種々の化合物を添加した高分子液晶組成物に、熱を付
与することにより行なうが、熱とともに光や電子線を付
与してもよい。
Next, it is preferable to use a catalyst and a polyfunctional reactive compound as the reactive compound added to accelerate the crosslinking reaction of the polymer liquid crystal. As the catalyst, it is preferable to use various ultraviolet polymerization initiators, thermal polymerization initiators and the like. As the polyfunctional reactive compound, it is preferable to use a polyfunctional isocyanate compound, a polyfunctional epoxy compound, a polyfunctional melamine compound, a polyfunctional aldehyde compound, a polyfunctional amine compound, a polyfunctional carboxyl compound, or the like. The crosslinking reaction catalyst and the polyfunctional reactive compound are preferably added in the range of 0.01 to 20% by weight with respect to the polymer liquid crystal. This cross-linking reaction is performed by applying heat to the polymer liquid crystal composition to which the various compounds described above are added, but light or electron beam may be applied together with heat.

【0012】さらに、上記高分子液晶組成物には、高分
子液晶に各種の特性を向上させることを目的として、種
々の成分を加えることができる。例えば、耐候性の向上
を目的として、ヒンダードアミンやヒンダードフェノー
ル等の各種酸化防止剤を添加してもよく、また、記録の
コントラストを向上させる目的で、アントラキノン系、
スチリル系、アゾメチン系およびアゾ系等の各種二色性
色素を添加してもよい。また、光散乱性の向上を目的と
して、各種蛍光色素を添加してもよい。さらにまた、レ
ーザー光を用いて記録させる場合には、各種レーザー光
吸収色素(780〜830nmの一般的な半導体レーザ
ーを用いる場合は、フタロシアニン、スクアリリウムや
アズレニウム等の近赤外吸収色素が使用可能)を添加す
ることが好ましい。以上に挙げた各種成分は、高分子液
晶を含む組成物中に0.01〜5重量%の範囲で添加す
ることが好ましい。さらに、低分子液晶化合物を1〜2
0重量%の範囲内で添加することもできる。
Further, various components may be added to the above-mentioned polymer liquid crystal composition for the purpose of improving various properties of the polymer liquid crystal. For example, for the purpose of improving weather resistance, various antioxidants such as hindered amine and hindered phenol may be added, and for the purpose of improving the contrast of recording, anthraquinone-based,
Various dichroic dyes such as styryl type, azomethine type and azo type may be added. Further, various fluorescent dyes may be added for the purpose of improving the light scattering property. Furthermore, in the case of recording using laser light, various laser light absorbing dyes (in the case of using a general semiconductor laser of 780 to 830 nm, near infrared absorbing dyes such as phthalocyanine, squarylium and azurenium can be used) Is preferably added. The various components listed above are preferably added in the range of 0.01 to 5% by weight to the composition containing the polymer liquid crystal. Furthermore, 1 to 2 low molecular weight liquid crystal compounds
It can also be added within the range of 0% by weight.

【0013】本発明の高分子液晶組成物は、該組成物が
液晶相を示す温度領域においてはマルチドメイン構造を
形成している。“マルチドメイン構造”とは、光学的性
質の異なる複数の微小領域から構成される構造を言う。
このマルチドメインを構成するそれぞれのドメインは、
主としてそのドメイン内部の側鎖液晶分子の配向性の違
いによって形成されている。すなわち、1つのドメイン
内部は、液晶分子がほぼ同一方向に配向した状態であ
り、配向の結果、1つのドメインに光学的な異方性が生
じ、他のドメインとは光学的に区別することができる。
マルチドメイン構造は、このような光学的異方性を示す
ドメインの集合体であり、高分子液晶の光散乱性の向上
には、個々のドメインの配向方向がランダムであること
が望ましい。 このマルチドメイン構造は、光散乱層と
して用いるために、個々のドメインの大きさが可視光の
波長程度の大きさの集合体であることが望ましい。ドメ
イン径の好ましい大きさは、具体的にはドメインの数分
布の極大値が3μm以下、好ましくは1μm以下、さら
に好ましくは100〜600nmの範囲である。また、
ドメイン径分布範囲も、最小ドメイン径と最大ドメイン
径との差が3μm以下、好ましくは1μm以下、さらに
好ましくは500nm以下程度にほぼ均一であることが
望ましい。この範囲の大きさおよび分布範囲を有するマ
ルチドメイン構造は、可視光の波長を強く散乱して白濁
度が増大することから好ましいものである。
The polymer liquid crystal composition of the present invention has a multi-domain structure in the temperature range where the composition exhibits a liquid crystal phase. “Multi-domain structure” refers to a structure composed of a plurality of minute regions having different optical properties.
The domains that make up this multi-domain are
It is mainly formed by the difference in the orientation of the side chain liquid crystal molecules inside the domain. That is, inside one domain, liquid crystal molecules are aligned in substantially the same direction, and as a result of the alignment, one domain has optical anisotropy, and it can be optically distinguished from other domains. it can.
The multi-domain structure is an aggregate of domains exhibiting such optical anisotropy, and it is desirable that the orientation direction of each domain is random in order to improve the light scattering property of the polymer liquid crystal. Since this multi-domain structure is used as a light-scattering layer, it is desirable that the size of each domain is an aggregate having a size of about the wavelength of visible light. Specifically, the preferable size of the domain diameter is such that the maximum value of the number distribution of domains is 3 μm or less, preferably 1 μm or less, and more preferably 100 to 600 nm. Also,
Also in the domain diameter distribution range, it is desirable that the difference between the minimum domain diameter and the maximum domain diameter is approximately 3 μm or less, preferably 1 μm or less, and more preferably approximately 500 nm or less. A multi-domain structure having a size and a distribution range in this range is preferable because it strongly scatters the wavelength of visible light and increases the turbidity.

【0014】次に、本発明の高分子液晶組成物のマルチ
ドメイン構造を制御するための熱処理方法について説明
する。高分子液晶組成物のマルチドメイン構造は、外部
温度によってそのドメインの大きさおよび密度を変化さ
せることができる。すなわち、そのマルチドメイン構造
は、熱処理によって制御することができ、より光散乱性
等の光学特性の高い状態に変えることができる。このマ
ルチドメイン構造を制御する熱処理方法は、単一の温度
で一定の時間熱処理させるのみでなく、連続的に温度を
変化させたり、時間とともに段階的に温度を変化させた
りすること等の操作を実施することが好ましい。具体的
には、高分子液晶組成物を恒温炉中に所定温度に一定時
間保持したり、恒温炉を制御して時間的に温度を変化さ
せたりすることにより熱処理を行なうことができる。ま
た、高分子液晶層を連続塗布方法によって作製する場合
には、異なる温度に設定した複数のドライヤー(送風乾
燥器)により所定温度の熱風を吹きつけたり、ラインの
途中に設けられた恒温炉を通過させることにより熱処理
を行なうこともできる。
Next, a heat treatment method for controlling the multi-domain structure of the polymer liquid crystal composition of the present invention will be described. The multi-domain structure of the polymer liquid crystal composition can change the size and density of the domain according to the external temperature. That is, the multi-domain structure can be controlled by heat treatment and can be changed to a state having higher optical properties such as light scattering property. This heat treatment method for controlling the multi-domain structure is not limited to heat treatment at a single temperature for a certain period of time, but it is also possible to change the temperature continuously or change the temperature stepwise with time. It is preferably carried out. Specifically, heat treatment can be performed by holding the polymer liquid crystal composition in a constant temperature oven at a predetermined temperature for a predetermined time or controlling the constant temperature oven to change the temperature with time. Further, when the polymer liquid crystal layer is produced by the continuous coating method, hot air of a predetermined temperature is blown by a plurality of dryers (blast dryers) set at different temperatures, or a constant temperature oven provided in the middle of the line is passed. By doing so, heat treatment can also be performed.

【0015】高分子液晶組成物の架橋が進行すると、マ
ルチドメイン構造は架橋前の構造でほぼ固定されてしま
うから、ドメインの大きさは変化しなくなり、マルチド
メイン構造の制御が困難になる。そこで、高分子液晶組
成物の光学特性を向上させるためには、架橋反応の開始
前、すなわち、高分子液晶組成物を架橋させる熱処理の
前に、マルチドメイン構造を制御するための熱処理を行
なうことが好ましい。マルチドメイン構造を制御する熱
処理は、該高分子液晶組成物中の高分子化合物の主鎖の
運動が活発になる温度、すなわち、該高分子液晶組成物
が液晶相を示す温度範囲で行うことが最も有効である。
高分子液晶組成物が液晶相を示す温度範囲は、ガラス転
移点以上で、かつ液晶相−等方相相転移点未満の温度領
域であり、使用する高分子液晶組成物の種類により差異
があるが、通常0〜200℃、好ましくは20〜150
℃の温度範囲であることが望ましい。また、より等方相
相転移点に近い温度で熱処理すると、粘度が下がり、高
速にマルチドメイン構造の制御をすることが可能であ
り、好ましい。上記の熱処理で得られたマルチドメイン
構造は、その後高分子液晶組成物を架橋させる熱処理を
行うことにより、その構造を保持させることができる。
このようにして得た高分子液晶組成物は、架橋してマル
チドメイン構造を保持させることにより、繰り返し使用
しても光学特性が安定し、再現性が大幅に向上するもの
である。
As the cross-linking of the polymer liquid crystal composition progresses, the multi-domain structure is almost fixed by the structure before cross-linking, the domain size does not change, and it becomes difficult to control the multi-domain structure. Therefore, in order to improve the optical properties of the polymer liquid crystal composition, a heat treatment for controlling the multi-domain structure is performed before the initiation of the crosslinking reaction, that is, before the heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal composition. Is preferred. The heat treatment for controlling the multi-domain structure may be performed at a temperature at which the movement of the main chain of the polymer compound in the polymer liquid crystal composition becomes active, that is, a temperature range in which the polymer liquid crystal composition exhibits a liquid crystal phase. Most effective.
The temperature range in which the polymer liquid crystal composition exhibits a liquid crystal phase is a temperature range that is equal to or higher than the glass transition point and lower than the liquid crystal phase-isotropic phase transition point, and varies depending on the type of polymer liquid crystal composition used. Is usually 0 to 200 ° C., preferably 20 to 150
It is desirable that the temperature range is ° C. Further, it is preferable to perform the heat treatment at a temperature closer to the isotropic phase transition point because the viscosity is lowered and the multi-domain structure can be controlled at high speed. The multi-domain structure obtained by the above heat treatment can be retained by subjecting it to a heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal composition.
The polymer liquid crystal composition thus obtained is crosslinked to retain the multi-domain structure, whereby the optical properties are stable and the reproducibility is significantly improved even when it is repeatedly used.

【0016】次に、本発明の高分子液晶組成物を架橋さ
せるための熱処理について説明する。高分子液晶組成物
を架橋させる熱処理方法は、単一の温度で一定の時間熱
処理させるのみでなく、連続的に温度を変化させたり、
時間とともに段階的に温度を変化させたりする方法も採
用することができる。この熱処理の初期における熱処理
温度は、高分子液晶組成物の液晶相−等方相相転移温度
未満で架橋反応を行なうことが望ましい。なぜなら、高
分子液晶組成物は、その液晶相−等方相相転移温度以上
の温度で熱処理されると、光学的に等方的で均一な状態
に相転移してしまい、制御していたマルチドメイン構造
が壊されてしまうからである。該組成物の液晶相−等方
相相転移温度は、使用する高分子液晶の組成等によって
異なるが、高分子液晶組成物を架橋させる熱処理は、通
常200℃以下、好ましくは150℃以下、さらに好ま
しくは80℃以下の温度ですることが望ましい。また、
熱処理の後期、すなわち、架橋がほぼ終了した時点にお
いては、高分子液晶組成物の液晶相−等方相相転移温度
以上の温度で熱処理することにより、架橋を完了させる
ことが好ましい。この熱処理に要する時間は、熱処理温
度および高分子液晶組成物の種類によって差異がある
が、1分〜300時間の範囲であり、好ましくは1時間
〜48時間の範囲で選択される。
Next, the heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal composition of the present invention will be described. The heat treatment method for crosslinking the polymer liquid crystal composition is not only heat treatment at a single temperature for a certain time, but also continuously changing the temperature,
A method of gradually changing the temperature with time can also be adopted. It is desirable that the heat treatment temperature in the initial stage of this heat treatment is less than the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the polymer liquid crystal composition to carry out the crosslinking reaction. This is because when the polymer liquid crystal composition is heat-treated at a temperature higher than the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature, the polymer liquid crystal composition undergoes a phase transition to an optically isotropic and uniform state, which is a controlled multi-phase. This is because the domain structure will be destroyed. The liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the composition varies depending on the composition of the polymer liquid crystal used and the like, but the heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal composition is usually 200 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower, and further The temperature is preferably 80 ° C. or lower. Also,
At the latter stage of the heat treatment, that is, at the time when the crosslinking is almost completed, it is preferable to complete the crosslinking by performing heat treatment at a temperature of the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the polymer liquid crystal composition or higher. The time required for this heat treatment varies depending on the heat treatment temperature and the kind of the polymer liquid crystal composition, but is selected in the range of 1 minute to 300 hours, preferably 1 hour to 48 hours.

【0017】上記したマルチドメイン構造を制御するた
めの熱処理温度は、高分子液晶組成物を架橋させるため
の熱処理温度より高いことが望ましい。この2段階の熱
処理を行なう場合には、マルチドメイン構造を制御する
ための熱処理時間は、高分子液晶組成物を架橋させるた
めの熱処理時間よりも短い場合が多い。また、一般に、
ドメインの大きさは、低い温度よりも高い温度の方が大
きく変化するものである。 以上のことから、架橋のた
めの熱処理温度がドメイン構造の制御のための熱処理温
度より低い場合には、熱処理して所望のサイズに設定し
たドメイン構造は、架橋のための熱処理を長時間行なっ
ても変化することがなく、所望の光学特性を有するもの
を得ることができる。このように、光学素子の光学特性
を向上させるためには、マルチドメイン構造を制御する
ための熱処理温度は、高分子液晶組成物を架橋させるた
めの熱処理温度より高いことが必要である。本発明にお
いては、上記した熱処理方法を採用することによって、
光散乱性の高いマルチドメイン構造を有する高分子液晶
組成物を形成させて後、該高分子液晶組成物を架橋させ
ることによって、マルチドメイン構造を安定化させ、常
に安定な高い光散乱性を示す光学素子を得ることができ
る。
The heat treatment temperature for controlling the above multi-domain structure is preferably higher than the heat treatment temperature for crosslinking the polymer liquid crystal composition. When this two-step heat treatment is performed, the heat treatment time for controlling the multi-domain structure is often shorter than the heat treatment time for crosslinking the polymer liquid crystal composition. Also, in general,
The size of the domain changes more at higher temperatures than at lower temperatures. From the above, when the heat treatment temperature for cross-linking is lower than the heat treatment temperature for controlling the domain structure, the domain structure heat-treated and set to a desired size is subjected to heat treatment for cross-linking for a long time. It does not change, and it is possible to obtain one having desired optical characteristics. Thus, in order to improve the optical characteristics of the optical element, the heat treatment temperature for controlling the multi-domain structure needs to be higher than the heat treatment temperature for crosslinking the polymer liquid crystal composition. In the present invention, by adopting the heat treatment method described above,
After forming a polymer liquid crystal composition having a multi-domain structure having a high light-scattering property, the polymer liquid crystal composition is cross-linked to stabilize the multi-domain structure and always show a stable high light-scattering property. An optical element can be obtained.

【0018】次に、本発明において、光学素子の支持基
材とするシート状基材について説明する。シート状基材
としては、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエス
テル(PETなど)およびポリイミド等の各種高分子フ
ィルム、金属フイルム、紙等が使用できる。また、PE
Tフィルム等に色素を分散した着色フィルムおよびPE
Tフィルム等に着色層を設けたフイルム、反射率の高い
金属層を基材表面に蒸着した蒸着フィルム等を用いるこ
とも好ましく、これらの層は光吸収層、着色層および光
反射層としても利用することができる。さらに、基材と
して電極付基材を用いることも可能である。光吸収層、
着色層および光反射層の厚みは、0.001〜100μ
mの範囲から選択される。また、高分子液晶層は、シー
ト状基材の上に溶剤を用いる塗布法および熱溶融塗布法
等の一般的な方法によって形成することができる。この
高分子液晶層の厚みは、特に限定されないが、好ましく
は1〜100μmの範囲から選択され、特に好ましくは
2〜50μmの範囲から選択される。
Next, in the present invention, a sheet-like base material as a support base material for an optical element will be described. As the sheet-shaped substrate, various polymer films such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester (PET, etc.) and polyimide, metal film, paper and the like can be used. Also PE
Colored film and PE in which pigment is dispersed in T film, etc.
It is also preferable to use a film in which a colored layer is provided on a T film or the like, or a vapor-deposited film in which a metal layer having a high reflectance is deposited on the surface of a substrate, and these layers are also used as a light absorbing layer, a colored layer and a light reflecting layer. can do. Furthermore, it is also possible to use a substrate with an electrode as the substrate. Light absorption layer,
The thickness of the coloring layer and the light reflecting layer is 0.001 to 100 μm.
It is selected from the range of m. The polymer liquid crystal layer can be formed on the sheet-shaped substrate by a general method such as a coating method using a solvent and a hot melt coating method. The thickness of the polymer liquid crystal layer is not particularly limited, but is preferably selected from the range of 1 to 100 μm, particularly preferably 2 to 50 μm.

【0019】次に、本発明の表面保護層について説明す
る。表面保護層に求められる特性としては、耐磨耗性、
耐熱性、耐圧性、表面摩擦性および表面潤滑性等の諸性
質を有することに加えて、高分子液晶を架橋するための
熱処理温度において接着性が低いことである。これらの
条件に適合する材料としては、機械的強度である耐圧
性、耐磨耗性及び耐熱性に優れた紫外線硬化樹脂及び電
子線硬化樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。紫外線硬
化樹脂及び電子線硬化樹脂は、多官能モノマーおよび多
官能オリゴマーの重合反応によって膜を形成するから、
機械的強度の強い強靭な表面保護層とすることができ
る。
Next, the surface protective layer of the present invention will be described. The properties required for the surface protective layer are abrasion resistance,
In addition to having various properties such as heat resistance, pressure resistance, surface friction and surface lubricity, the adhesiveness is low at the heat treatment temperature for crosslinking the polymer liquid crystal. Materials that meet these conditions include thermosetting resins such as ultraviolet curable resins and electron beam curable resins that have excellent mechanical strength such as pressure resistance, abrasion resistance and heat resistance. UV curable resin and electron beam curable resin form a film by the polymerization reaction of polyfunctional monomers and polyfunctional oligomers,
It is possible to form a tough surface protective layer having high mechanical strength.

【0020】本発明の表面保護層に使用される材料とし
ては、ポリエステルアクリレート、ポリエステルメタク
リレート、ポリエーテルアクリレート、ポリスチリルメ
タクリレート、ポリエーテルメタクリレート、ウレタン
アクリレート、エポキシアクリレート(特に、ビスフェ
ノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型
の骨格をそれぞれ有するエポキシアクリレート及びフェ
ノールノボラック型エポキシアクリレート)、ポリカー
ボネート、ポリブタジエンアクリレート、シリコーンア
クリレート、メラミンアクリレート等の多官能オリゴマ
ーであって、官能基を1〜10個有するものが挙げられ
る。また、2−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘ
キシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、
1,6ーヘキサジオールアクリレート、テトラエチレン
グリコールジアクリレート等の単官能モノマー及び多官
能モノマーも好ましいものとして挙げられる。これらの
材料は、各種の組合せで混合して使用することも好まし
い。
Materials used for the surface protective layer of the present invention include polyester acrylate, polyester methacrylate, polyether acrylate, polystyryl methacrylate, polyether methacrylate, urethane acrylate, epoxy acrylate (particularly bisphenol A type, bisphenol F type). , An epoxy acrylate and a phenol novolac type epoxy acrylate each having a bisphenol S type skeleton), a polycarbonate, a polybutadiene acrylate, a silicone acrylate, a melamine acrylate, and the like, which have 1 to 10 functional groups. . In addition, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenoxyethyl acrylate,
Monofunctional monomers and polyfunctional monomers such as 1,6-hexadiol acrylate and tetraethylene glycol diacrylate are also preferred. It is also preferable to mix and use these materials in various combinations.

【0021】表面保護層は、組成の異なる層を複数層積
層して形成することもできる。特に、単一層の表面保護
層では、高分子液晶層との界面において密着性及び光学
素子表面の潤滑性を同時に充足させることは困難である
ため、高分子液晶層との密着性の向上を目的とする第1
の表面保護層を形成させ、次いでその表面に光学素子表
面の潤滑性の向上を目的とする第2の表面保護層を形成
させる等のように、複数の表面保護層に異なる機能を持
たせることも好ましい。また、上記樹脂材料は、高分子
液晶を架橋するための熱処理温度において接着性が低い
という特性を有することから、ガラス転移温度(Tg)
が熱処理温度よりも高いことが好ましく、Tgが80℃
以上であることが好ましい。表面保護層の厚さは、使用
する材料によって差異があるが、0.1〜10μm、好
ましくは0.2〜5μm、より好ましくは1〜2μmの
範囲である。
The surface protective layer can also be formed by laminating a plurality of layers having different compositions. In particular, in the case of a single-layer surface protective layer, it is difficult to simultaneously satisfy the adhesiveness and the lubricity of the surface of the optical element at the interface with the polymer liquid crystal layer. And the first
A plurality of surface protective layers having different functions, such as forming a surface protective layer for the optical element and then forming a second surface protective layer on the surface for the purpose of improving the lubricity of the optical element surface. Is also preferable. Further, since the above resin material has a property of low adhesiveness at the heat treatment temperature for crosslinking the polymer liquid crystal, the glass transition temperature (Tg)
Is preferably higher than the heat treatment temperature, and Tg is 80 ° C.
It is preferable that it is above. The thickness of the surface protective layer varies depending on the material used, but is in the range of 0.1 to 10 μm, preferably 0.2 to 5 μm, and more preferably 1 to 2 μm.

【0022】本発明の表面保護層の形成方法としては、
紫外線硬化樹脂の場合、高分子液晶組成物からなる記録
層の上に、上記のオリゴマー又はモノマーに光重合開始
剤を好ましくは2〜5重量%の割合で混合したものを溶
剤等に溶解させて粘度を調整し、得られた溶液を塗布
し、必要に応じて加熱し、紫外線を照射することにより
硬化させる方法が適用できる。また、表面保護層は、そ
の上に、必要に応じて第2、第3の表面保護層を形成さ
せて、複数の表面保護層とすることも好ましい。
The method for forming the surface protective layer of the present invention includes:
In the case of an ultraviolet curable resin, a mixture of the above oligomer or monomer with a photopolymerization initiator in a proportion of preferably 2 to 5% by weight is dissolved in a solvent or the like on a recording layer made of a polymer liquid crystal composition. A method in which the viscosity is adjusted, the resulting solution is applied, heated if necessary, and cured by irradiating with ultraviolet rays can be applied. In addition, it is also preferable that the surface protective layer is formed into a plurality of surface protective layers by forming second and third surface protective layers on the surface protective layer if necessary.

【0023】本発明の光学素子の製造は、まず、支持基
材であるシート状基材上に、連続塗布機等を用いて上記
の高分子液晶層を形成させた後、マルチドメイン構造を
制御するための第一段階の熱処理工程を行なう。次に、
この高分子液晶層の上に表面保護層を形成した後、高分
子液晶層を架橋させるための第二段階の熱処理工程を行
なう。これらの工程を終了した後、必要ならば、その表
面保護層の上に、さらに第2、第3の表面保護層を形成
させることも可能である。高分子液晶層を架橋させるた
めの熱処理は、高分子液晶層を形成させたシート状基材
の形状をロール状の形態で行なうことにより、光学素子
の生産効率を向上させることができる。その場合、高分
子液晶層上に表面保護層を形成させているから、光学素
子の表面接着性を低下させることができる。したがっ
て、この光学素子はロール状に巻かれても、光学素子の
重ねられた面が、その上部に接したシート状基材の裏面
と強く接着し、高分子液晶層が塗布された基材表面から
剥離するような現象は発生しなくなるのである。これら
の工程が終了した後、必要ならば、表面保護層の上に、
さらに第2、第3の表面保護層を形成させることも可能
である。例えば、第1の表面保護層は、第二段階の高分
子液晶層を架橋させて熱処理時の表面離型性を向上させ
るために、また、第2の表面保護層は、光学素子の耐熱
性を向上させるために、さらに、第3の表面保護層は光
学素子の耐磨耗性の向上させるためにそれぞれ形成させ
ることにより、光学素子の諸特性を向上させることが可
能である。
In the production of the optical element of the present invention, first, the above-mentioned polymer liquid crystal layer is formed on a sheet-like base material which is a supporting base material by using a continuous coating machine or the like, and then a multi-domain structure is controlled. The first-step heat treatment step for next,
After forming a surface protective layer on the polymer liquid crystal layer, a second heat treatment step for crosslinking the polymer liquid crystal layer is performed. After finishing these steps, if necessary, it is possible to further form second and third surface protective layers on the surface protective layer. The heat treatment for cross-linking the polymer liquid crystal layer can improve the production efficiency of the optical element by performing the sheet-shaped substrate on which the polymer liquid crystal layer is formed in a roll shape. In this case, since the surface protective layer is formed on the polymer liquid crystal layer, the surface adhesiveness of the optical element can be reduced. Therefore, even if this optical element is wound in a roll, the surface on which the optical element is superposed adheres strongly to the back surface of the sheet-shaped base material in contact with the upper surface of the base material, and the surface of the base material coated with the polymer liquid crystal layer. The phenomenon of peeling from the surface does not occur. After finishing these steps, if necessary, on the surface protective layer,
Further, it is possible to form second and third surface protective layers. For example, the first surface protective layer is for cross-linking the polymer liquid crystal layer of the second stage to improve the surface releasability during heat treatment, and the second surface protective layer is for the heat resistance of the optical element. Further, by forming the third surface protective layer for improving the abrasion resistance of the optical element, it is possible to improve various characteristics of the optical element.

【0024】[0024]

【実施例】以下には、本発明を実施例により説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 メソゲンモノマーとして、4−アクリロキシヘキシルオ
キシ−4′−シアノ−ビフェニルを190gおよび反応
性基をもつ非メソゲンモノマーとして、2−ヒドロキシ
エチルアクリレート10gを、重合開始剤としてアゾビ
スイソブチロニトリル(AIBN)、溶媒としてテトラ
ヒドロフランを用いて重合を行った。得られた重合体溶
液を、エチルアルコールを沈殿溶媒として3回繰り返し
沈殿させて精製し、下記構造式(1)で示される高分子
液晶190gを得た。得られた高分子液晶のTi(液晶
相−等方相相転移温度)は約110℃であった。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 190 g of 4-acryloxyhexyloxy-4'-cyano-biphenyl as a mesogenic monomer and 10 g of 2-hydroxyethyl acrylate as a non-mesogenic monomer having a reactive group, and azobisisobutyro as a polymerization initiator. Polymerization was performed using nitrile (AIBN) and tetrahydrofuran as a solvent. The obtained polymer solution was purified by repeating precipitation three times using ethyl alcohol as a precipitation solvent to obtain 190 g of a polymer liquid crystal represented by the following structural formula (1). The Ti (liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature) of the obtained polymer liquid crystal was about 110 ° C.

【化2】 上記高分子液晶20gに、架橋剤として多官能イソシア
ネート化合物であるコロネートHX(日本ポリウレタン
社製)1.0g、溶媒としてメチルエチルケトン60g
を加えた溶液を、膜厚100μmのアルミニウム蒸着P
ETフィルムのアルミニウム蒸着面上に、ダイコーター
ヘッドを有する連続塗布装置によって塗布し、該塗布装
置中に設置されているドライヤーを用いて溶媒を乾燥除
去して後、85℃で2分間の条件下でマルチドメイン構
造を制御するための第一段階の熱処理を行ない、膜厚約
6μmの高分子液晶層を幅250mm、長さ10m程形
成させ、これをロール状に巻き取った。この高分子液晶
層は白濁していた。 次に、上記連続塗布装置を用いて
表面保護層として紫外線硬化組成物(商品名:アロニッ
クスUV、東亜合成社製)を塗布し、メタルハライドラ
ンプによる照射で硬化させることにより、膜厚約1μm
の表面保護層を高分子液晶層上に形成し、これを再びロ
ール状に巻き取った。その後、高分子液晶組成物を架橋
させる第二段階の熱処理として、50℃のオーブン中で
24時間反応させて架橋を行ない光学素子を作製した。
第二段階の熱処理後、ロール状の形態からフイルムを引
き出したが、フイルム同士の接着及びフイルム裏面への
オフセット等は発生しなかった。
Embedded image To 20 g of the above-mentioned polymer liquid crystal, 1.0 g of Coronate HX (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) which is a polyfunctional isocyanate compound as a crosslinking agent, and 60 g of methyl ethyl ketone as a solvent.
The solution added with is vapor-deposited with aluminum P having a thickness of 100 μm
The aluminum coating surface of the ET film is coated with a continuous coating device having a die coater head, and the solvent is dried and removed by using a dryer installed in the coating device, and then the condition is maintained at 85 ° C. for 2 minutes. The first-stage heat treatment for controlling the multi-domain structure was performed to form a polymer liquid crystal layer having a film thickness of about 6 μm with a width of 250 mm and a length of 10 m, and this was wound into a roll. This polymer liquid crystal layer was cloudy. Next, an ultraviolet curable composition (trade name: Aronix UV, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was applied as a surface protective layer using the above continuous coating device, and cured by irradiation with a metal halide lamp to give a film thickness of about 1 μm.
The surface protective layer of was formed on the polymer liquid crystal layer, and this was wound again into a roll shape. Then, as a second-stage heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal composition, reaction was carried out in an oven at 50 ° C. for 24 hours to perform crosslinking to produce an optical element.
After the heat treatment in the second stage, the film was pulled out from the roll form, but neither adhesion between the films nor offset to the back surface of the film occurred.

【0025】実施例2 第一段階の熱処理後に、表面保護層の材料として可溶性
ナイロン(商品名:CM4000、東レ社製)を用いて
膜厚約1μmの表面保護層を高分子液晶層上に形成し、
第二段階の熱処理後、可溶性ナイロン表面保護層表面
に、第2の表面保護層として紫外線硬化組成物(商品
名:アロニックスUV、東亜合成社製)を塗布し、メタ
ルハライドランプによる照射で硬化させることにより、
膜厚約1μmの第2表面保護層を形成した以外は、実施
例1と同様にして光学素子を作製した。この場合、実施
例1の場合と同様にオフセットは発生しなかった。
Example 2 After the first-stage heat treatment, a surface protective layer having a thickness of about 1 μm was formed on the polymer liquid crystal layer by using soluble nylon (trade name: CM4000, manufactured by Toray) as a material for the surface protective layer. Then
After the second stage heat treatment, an ultraviolet curable composition (trade name: Aronix UV, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is applied as a second surface protective layer on the surface of the soluble nylon surface protective layer and cured by irradiation with a metal halide lamp. Due to
An optical element was produced in the same manner as in Example 1 except that the second surface protective layer having a film thickness of about 1 μm was formed. In this case, the offset did not occur as in the case of Example 1.

【0026】比較例1 実施例1と同様に高分子液晶層を形成し、第一段階のマ
ルチドメイン構造を制御するための熱処理を行ない、こ
れをロール状に巻き取って、表面保護層を形成させるこ
となく、第二段階の熱処理を行なった。高分子液晶組成
物を架橋させる第二段階の熱処理をした後、ロール状の
形態からシートを引き出そうとしたところ、フイルム同
士の接着が起こり、高分子液晶層の脱離及びフイルムし
わが発生した。
Comparative Example 1 A polymer liquid crystal layer was formed in the same manner as in Example 1, heat treatment for controlling the multi-domain structure in the first step was performed, and this was wound into a roll to form a surface protective layer. The second stage heat treatment was performed without performing the above. After the second stage heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal composition, when the sheet was tried to be pulled out from the roll form, the films adhered to each other, and the polymer liquid crystal layer was detached and the film wrinkles occurred.

【0027】実施例3 実施例1と同様に高分子液晶層を形成し、第一段階のマ
ルチドメイン構造を制御するための熱処理を行なうこと
なく、ロール状に巻き取って、表面保護層を形成させて
高分子液晶組成物を架橋させる第二段階の熱処理のみを
行なった。ロール状の形態からシートを引き出したとこ
ろ、フイルム同士の接着及びフイルム裏面へのオフセッ
ト等は発生しなかった。
Example 3 A polymer liquid crystal layer was formed in the same manner as in Example 1, and the surface protective layer was formed by winding the polymer liquid crystal layer into a roll without heat treatment for controlling the multi-domain structure in the first step. Then, only the second stage heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal composition was performed. When the sheet was pulled out from the roll form, adhesion between the films and offset to the back surface of the film did not occur.

【0028】実施例4 第一段階のマルチドメイン構造を制御するための熱処理
を30℃の温度で行ない、第一段階の熱処理を第二段階
の熱処理より低くした以外は実施例1と同様にして光学
素子を作製した。ロール状の形態からシートを引き出し
たところ、フイルム同士の接着及びフイルム裏面へのオ
フセット等は発生しなかった。
Example 4 The same as Example 1 except that the heat treatment for controlling the multi-domain structure of the first step was performed at a temperature of 30 ° C. and the heat treatment of the first step was lower than that of the second step. An optical element was produced. When the sheet was pulled out from the roll form, adhesion between the films and offset to the back surface of the film did not occur.

【0029】実施例5 マルチドメイン構造を制御する第一段階の熱処理温度を
130℃の高分子液晶の液晶相−等方相相転移温度以上
で行なった以外は、実施例1と同様にして光学素子を作
製した。ロール状の形態からシートを引き出したが、フ
イルム同士の接着及びフイルム裏面へのオフセット等は
発生しなかった。
Example 5 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the first step of heat treatment for controlling the multi-domain structure was carried out at a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the polymer liquid crystal of 130 ° C. or higher. A device was produced. The sheet was pulled out from the roll form, but neither adhesion between the films nor offset to the back surface of the film occurred.

【0030】以上の各実施例及び比較例において作製し
た光学素子を評価した。 (オフセット性能)オフセットの発生状態は、得られた
ロール状の光学素子を引き出したときにフイルム裏面に
付着する液晶層の面積を測定し、付着面積が零の場合を
オフセットの発生なしと判定した。実施例1及び実施例
2と比較例1との比較結果から、本発明の製造方法で得
られた光学素子はオフセットが発生しないため、光学素
子の生産効率が非常に高く、高分子液晶の剥離のない均
一な膜厚を有する光学素子が作製できることが分かっ
た。 (光散乱性制御の再現性)光学素子に情報を記録するに
は、サーマルプリンターを用いて、光散乱性を小さくし
た領域(透明状態)を設けることによった。また、その
情報の消去は、130℃に設定したヒートローラーを用
いて、光散乱性が大きい状態(光散乱状態)に戻すこと
によった。光学素子について、作製直後の光学濃度及び
記録/消去を100回繰り返した後の白濁状態の反射光
学濃度は、それぞれX−rite404(X−rite
社製)を用いて測定した。その結果を表1に示す。
The optical elements produced in the above examples and comparative examples were evaluated. (Offset performance) The state of the offset was measured by measuring the area of the liquid crystal layer attached to the back surface of the film when the obtained roll-shaped optical element was pulled out, and when the attached area was zero, it was determined that the offset did not occur. . From the results of comparison between Example 1 and Example 2 and Comparative Example 1, the optical element obtained by the manufacturing method of the present invention does not cause an offset, so that the production efficiency of the optical element is very high and the separation of the polymer liquid crystal is high. It was found that an optical element having a uniform film thickness with no defect can be manufactured. (Reproducibility of Light Scattering Control) In order to record information on an optical element, a thermal printer was used to provide a region (transparent state) with a small light scattering property. Further, the information was erased by returning to a state with a large light scattering property (light scattering state) using a heat roller set at 130 ° C. Regarding the optical element, the optical density immediately after fabrication and the reflection optical density in the cloudy state after recording / erasing 100 times are respectively X-rite 404 (X-rite).
(Manufactured by the company). Table 1 shows the results.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】上記各実施例、比較例及び表1の結果から
次のことが分かる。すなわち、実施例1および2で得ら
れた光学素子は、比較例1で得られたものに比べて、高
分子液晶層上に表面保護層を形成させているから、高分
子液晶組成物を架橋させる熱処理をロール状態で行なっ
ても接着等の問題が発生することなく効率的に生産でき
るという利点がある。また、実施例の中では、熱処理は
一段階で行なうよりも二段階で行なう方が、光学濃度が
低くなり、より白濁性に優れたものとなるから好ましい
(実施例1と3との対比より)。また、第一段階の熱処
理温度を第二段階の熱処理温度より高くした方が、より
白濁性に優れたものとなるから好ましい(実施例1と4
との対比より)。さらに、マルチドメイン構造を制御す
るための第一段階の熱処理温度を高分子液晶組成物が液
晶層を示す温度範囲で行った方が、より白濁度が優れた
ものとなるから好ましい(実施例1と5との対比よ
り)。また、記録/消去を100回繰り返した後の実施
例1および実施例2の試料について表面保護層表面を顕
微鏡観察したところ、実施例1には幅約5μm、長さ約
50μmのクラックが数本観察されたのに対し、実施例
2には表面傷が観察されなかった。その結果から、表面
層を複数積層することによって表面保護層の強度が増す
ことが分かる。
The following can be understood from the results of each of the above Examples, Comparative Examples and Table 1. That is, in the optical elements obtained in Examples 1 and 2, the surface protective layer was formed on the polymer liquid crystal layer as compared with the optical elements obtained in Comparative Example 1, and therefore the polymer liquid crystal compositions were cross-linked. Even if the heat treatment is performed in a roll state, there is an advantage that production can be efficiently performed without causing problems such as adhesion. In addition, in the examples, it is preferable to perform the heat treatment in two stages rather than in one stage because the optical density is lower and the white turbidity is more excellent (from the comparison between Examples 1 and 3). ). Further, it is preferable to set the heat treatment temperature of the first step higher than the heat treatment temperature of the second step because the white turbidity becomes more excellent (Examples 1 and 4).
From the comparison with). Further, it is preferable that the heat treatment temperature of the first step for controlling the multi-domain structure is performed within the temperature range in which the polymer liquid crystal composition shows the liquid crystal layer, because the white turbidity is more excellent (Example 1). (From the comparison with 5). Further, when the surface protective layer surface of the samples of Examples 1 and 2 after recording / erasing was repeated 100 times was observed under a microscope, Example 1 showed several cracks having a width of about 5 μm and a length of about 50 μm. In contrast to Example 2, no surface scratch was observed in Example 2. From the result, it can be seen that the strength of the surface protective layer is increased by stacking a plurality of surface layers.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明は、高分子液晶層の表面上に表面
保護層を形成した状態で高分子液晶を架橋させるための
熱処理を行なうことにより、得られる光学素子の表面
は、接着性が抑制されるから、ロール状に巻き取った形
態で熱処理を行なっても、接しているフイルム等のシー
ト状基材と接着する現象等を防止することができるか
ら、光学素子の生産効率を向上させることができる。ま
た、高分子液晶層を架橋させるに先立って、結晶構造を
制御させる熱処理を行うことにより、安定な高い光安定
性を示し、耐久性および記録/消去特性等の向上した光
学素子を作製することができ、得られた光学素子は、調
光素子、光記録媒体、光変調素子および可逆性表示記録
素子として応用可能である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the surface of an optical element obtained by heat treatment for cross-linking the polymer liquid crystal in a state where a surface protective layer is formed on the surface of the polymer liquid crystal layer has no adhesiveness. Since it is suppressed, it is possible to prevent the phenomenon of adhering to the sheet-like base material such as the film in contact even if the heat treatment is performed in the form of being wound into a roll, thus improving the production efficiency of the optical element. be able to. Further, prior to cross-linking the polymer liquid crystal layer, a heat treatment for controlling the crystal structure is performed to produce an optical element exhibiting stable and high light stability and having improved durability and recording / erasing characteristics. The obtained optical element can be applied as a light control element, an optical recording medium, an optical modulation element and a reversible display recording element.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/1333 G11B 7/26 7215−5D (72)発明者 植松 高志 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G02F 1/1333 G11B 7/26 7215-5D (72) Inventor Takashi Uematsu 1600 Takematsu, Minamiashigara City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シート状基材上に形成した高分子液晶層
上に表面保護層を形成した後、該高分子液晶層を架橋さ
せるための熱処理を行なうことを特徴とする光学素子の
製造方法。
1. A method for producing an optical element, which comprises forming a surface protective layer on a polymer liquid crystal layer formed on a sheet-shaped substrate and then performing heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal layer. .
【請求項2】 シート状基材上に形成した高分子液晶層
上に表面保護層を形成した後、該シート状基材をロール
状に巻き取った状態で、該高分子液晶を架橋させるため
の熱処理を行なうことを特徴とする光学素子の製造方
法。
2. A polymer liquid crystal layer formed on a sheet-shaped substrate, a surface protective layer formed on the sheet-shaped substrate, and then crosslinked the polymer liquid crystal in a state where the sheet-shaped substrate is wound into a roll. A method for manufacturing an optical element, characterized in that the heat treatment is performed.
【請求項3】 シート状基材上に高分子液晶層を形成
し、高分子液晶のマルチドメイン構造を制御する第1の
熱処理の後、該高分子液晶層上に表面保護層を形成し、
さらに高分子液晶組成物を架橋させるための第2の熱処
理を行なうことを特徴とする光学素子の製造方法。
3. A polymer liquid crystal layer is formed on a sheet-shaped substrate, and after a first heat treatment for controlling the multi-domain structure of the polymer liquid crystal, a surface protective layer is formed on the polymer liquid crystal layer.
A method of manufacturing an optical element, which further comprises performing a second heat treatment for crosslinking the polymer liquid crystal composition.
【請求項4】 マルチドメイン構造を制御するための熱
処理温度が、高分子液晶組成物を架橋させるための熱処
理温度よりも高いことを特徴とする請求項3記載の光学
素子の製造方法。
4. The method for manufacturing an optical element according to claim 3, wherein the heat treatment temperature for controlling the multi-domain structure is higher than the heat treatment temperature for crosslinking the polymer liquid crystal composition.
【請求項5】 高分子液晶層を架橋させるための熱処理
を、該高分子液晶の液晶相−等方相相転移温度以下で行
なうことを特徴とする請求項1、2又は3記載の光学素
子の製造方法。
5. The optical element according to claim 1, 2 or 3, wherein the heat treatment for cross-linking the polymer liquid crystal layer is performed at a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the polymer liquid crystal or lower. Manufacturing method.
【請求項6】 高分子液晶層が、メソゲン単量体単位お
よび非メソゲン単量体単位を含有する高分子液晶を含む
組成物からなることを特徴とする請求項1又は2記載の
光学素子の製造方法。
6. The optical element according to claim 1, wherein the polymer liquid crystal layer comprises a composition containing a polymer liquid crystal containing a mesogenic monomer unit and a non-mesogenic monomer unit. Production method.
【請求項7】 シート状基材上に高分子液晶層を形成
し、高分子液晶のマルチドメイン構造を制御する第1の
熱処理を行ない、該高分子液晶層上に第1の表面保護層
を形成した後、高分子液晶層を架橋させるための第2の
熱処理を行ない、その後に、該第1の表面保護層上に第
2の表面保護層を形成させることを特徴とする光学素子
の製造方法。
7. A polymer liquid crystal layer is formed on a sheet-shaped substrate, a first heat treatment for controlling a multi-domain structure of the polymer liquid crystal is performed, and a first surface protective layer is formed on the polymer liquid crystal layer. After the formation, a second heat treatment for cross-linking the polymer liquid crystal layer is performed, and then a second surface protection layer is formed on the first surface protection layer, which is a process for producing an optical element. Method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011118517A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 東レエンジニアリング株式会社 Method and device for producing liquid crystal elements
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