JPS61213803A - 光学フイルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラーディスプレイなどに用いる光学フィル
タの製造法に関するものである。

従来の技術 従来、カラーディスプレイなどに赤色Ｒフィルタ（赤色
の光のみを透過させるフィルタ）、緑色Ｇフィルタ、お
よび青色Ｂフィルタが一般に用いられている。例えばフ
ルカラー画像表示にはＲｌＧ、Ｂの各微細フィルタを一
画素として、それらを多数配列した構成のフィルタが用
いられる。この場合、ＲＳＧ、Ｂの各フィルタの分光学
的波長領域が互いに重畳しないことが、ＣＩＥ色度図に
おいて色再現範囲をよシ広くする上で望ましい。

しかしながら、実際には第３図に一例を示すよ−うにＲ
ＳＧ、Ｈの各フィルタの分光学的波長領域は互いに重畳
する部分を有している。したがって、ＲとＧとの間の重
畳する波長領域、ＧとＢとの間の重畳する波長領域、あ
るいは光源からのノイズ波長の光をカットする（透過さ
せない）フィルタ、すなわちノツチフィルタが必要とな
る。

従来、この様なノツチフィルタとして、Ｎｄ元素を分散
させたアクリル系樹脂などが知られているが、Ｎｄによ
る吸収波長領域がカットしたい波長領域とは完全に一致
しない、吸収度合いが小さ°　　いため薄板に出来ない
などの欠点があり、ノツチフィルタの性能としては不充
分であった。

一方、コレステリック液晶の円偏光２色性を利用したノ
ツチフィルタもいくつか提案されている（例えば、Ｆｒ
ａｄｅｒ　ｉａ　Ｔ、　Ｋａｈｎ　、　Ａｐｐｌ、　Ｐ
ｈｙｓｓ。

ＬｅｔｔｅｒＩ！１８．２３１　（１９７１）、Ｔ、Ａ
ｄａｍｇ　。

Ｗ、Ｈａａｓ　ａｎｄ　Ｊ、　Ｄａｉｌｅｙ　、　１．
Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　４２゜４０９６（１９７１）
など）が、温度依存性がある、選択反射がシャープでな
い、粘着性があシ保護膜が必要であるなどの解決すべき
問題点があった。

これに対して最近、コレステリック液晶と重合性モノマ
ーとのりオトロピック液晶を室温で紫外線重合によシ固
定化し、温度依存性のない安定なフィルムを得る技術が
開発された（　Ｔ、Ｔｓｕｔｓｕｉａｎｄ　Ｒ，Ｔａｎ
ａｋａ、　ＰＯＬＹＭＥＲ２１、１３５１（１９８０）
）。

この技術は、まず液晶原料と溶媒（ただし光重合性不飽
和基をもつモノマーを必ず含む）とを混合し、コレステ
リック液晶溶液（リオトロピック液晶状態）になるよう
濃度、温度を調節した後、基板に挾持した状態でプレー
ナー配向させ、光重合を行なうものであシ、使用する液
晶原料および溶媒の種類はもちろんのこと、コレステリ
ック液晶溶液を調製する場合の濃度および重合温度を変
えることにより、出来上がったポリマーフィルム中に固
定されているコレステリック液晶のピッチを容易に制御
することが出来る特徴を有している（特開昭５６−１３
９５０６　）。

発明が解決しようとする問題点 例えば、可視領域の任意の波長の光を選択的に反射する
ノツチフィルタは、上述の方法によシ得られる右廻シ円
偏光を選択的に反射する光学フィルタ（選択反射される
光の中心波長はλｍａｘ　）と左廻り円偏光を選択的に
反射する光学フィルタ（λｍａｗは前者の光学フィルタ
と同一）とを積層することにより作成出来る。すなわち
、第３図のカラーフィルタの色純度向上のためには、λ
ｍａｗ：４８０ｎｍのノツチフィルタとλｍａＩ＝　５
８０ｎｍのノツチフィルタ、即ち、４枚の光学フィルタ
を積層したマルチノツチフィルタが必要となる。

このように複数の光学フィルタを積層する場合には、λ
ｗａｘから離れた領域での光透過率を下げない工夫が必
要であり、光学フィルタの屈折率と同程度の屈折率を有
する接着剤で各光学フィルタを貼シ合わせる手段が考え
られる。

しかしながら、ポリマーフィルム中のコレステリック液
晶配向を乱さない接着剤あるいは接着方法については、
これまで知られていなかった。

問題点を解決するための手段 可視領域の特定波長の光を選択反射するら族ピッチを持
つ、ら旋構造のコレステリック液晶を配向させて含有す
るポリマーフィルムと、同様のフィルムもしくは他の光
学部品とを接着するに際して、アルキル−α−シアノア
クリレートを少なくとも５０重量％含有するシアノ系接
着剤を両者の間に挾持し、前記両者を一体化する。

作　　用 一般にポリマーフィルムどうしを接着剤で接着する場合
には、被着体と接着剤とのそれぞれの溶解度パラメター
が近似した時に溶解しやすく、高い接着強さを示す。し
かしながら、コレステリック液晶を配向させて含有する
ポリマーフィルムの接着においては、溶解による液晶組
織の配列部れを最小限に抑える必要があるため、短時間
で接着を終了しなければいけない。

アルキル−ｄ−シアノアクリレートを少なくとも５０重
量％含有してなるシアノ系接着剤でもってポリマーフィ
ルムどうし、あるいはポリマーフィルムと他の光学部品
とを接着する操作は、１分以内で終えることが可能であ
り、コレステリック液晶の組織を殆ど乱すことがない。

実施例 第１図に本発明の一実施例におけるノツチフィルタを示
す。この例は単一の波長領域をカットするための構成で
ある。１は右巻ら旋液晶フィルムであり、右巻きら旋構
造のコレステリック液晶をポリマーフィルム中に固定し
たものである。コレステリック液晶のら旋軸は、フィル
ム面に垂直な方向に配向されている。右巻きら旋液晶フ
ィルム１には、接着層２を介して左巻きら旋液晶フィル
ム３が積層されている。左巻きら旋液晶フィルム３は、
左巻きら旋構造のコレステリック液晶をポリマーフィル
ム中に固定したものであり、液晶のら旋軸はフィルム面
に垂直な方向に配向されている。上記積層フィルムに、
右巻きら旋液晶フィルム１の側から、フィルム面にほぼ
垂直に白色光を照射した場合、白色光のうち特定波長λ
。の入射光４の右円偏光成分６のみが右巻きら旋液晶フ
ィＹム１によってまず反射され、次に右巻きら旋液晶フ
ィルム１を透過してきた光のうち特定波長λ。

の左円偏光成分６のみが左巻きら旋液晶フィルム３によ
って反射され、その左円偏光の反射光６はそのまま右巻
きら旋液晶フィルム１を透過していく。すなわち、第１
図のノツチフィルタでは白色光のうち特定波長λ。の光
５及び６のみが反射され、λ。以外の光７は透過する。

次に、本発明の光学フィルタの製造方法について詳述す
る。まず液晶原料と溶媒（光重合性不飽和基をもつモノ
マーを必ず含む）とを混合し、コレステリック液晶溶液
（リオトロピック液晶状態）になるよう濃度、温度を調
節した後、フィルム状に成形し光重合によシ右巻きら旋
構造のコレステリック液晶をポリマー中に固定したフィ
ルム、あるいは左巻きら旋構造のコレステリック液晶を
ポリマー中に固定したフィルムを作成する。使用した液
晶原料および溶媒の種類はもちろんのこと、コレステリ
ック液晶溶液を調製する場合の濃度および重合温度を変
えることによって、得られるポリマーフィルム中に固定
されているコレステリック液晶のピッチを容易に制御す
ることが出来るとともに、右巻き、左巻きの方向をも変
えることが出来る。

次に、この様にして得られたポリマーフィルムの上に、
その屈折率がポリマーフィルムの屈折率とほぼ同程度の
接着剤であって、アルキル−α−シアノアクリレートを
少なくとも５０重量％含有してなるシアン系接着剤を展
開し、その上に他のポリマーフィルムを置き、接着剤中
のシアノアクリレートモノマーのアニオン重合により２
枚のポリマーフィルムを接着する。

接着層の屈折率がポリマーフィルムの屈折率と大きく異
なる場合には、屈折率差に基づく表面反射が増加するた
め好ましくない。また、ポリマーフィルムの接着に当た
っては、ポリマーフィルム中に固定されている各コレス
テリック液晶部分のら旋軸を互に平行にする必要がある
。

本発明光学フィルタの製造方法は、第１図のノツチフィ
ルタのみならず、他の光学部品との接着、即ち、透明膜
、透明板、カラーフィルタ、多色カラーフィルタ、カラ
ー偏光板、偏光板、％波長板あるいはに波長板などとの
積層・一体化にも応用が可能であり、その実用的価値は
非常に大きい。

本発明の光学フィルタの製造方法において用いる液晶原
料は、基本的にはりオトロピックコレステリック液晶（
但し、溶媒の中には光重合性不飽和基をもつモノマーを
必ず含む）となシうる液晶物質であれば良い。有機溶媒
中でリオトロピック液晶となシ得る液晶原料には高分子
液晶が知られており、その中でもポリペプチド結合をも
つ液晶物質（ヘリカル構造を持つ棒状分子）がコレステ
リック液晶になり易い。更にペプチド結合をもつ高分子
液晶物質の中でも、酸性アミノ酸およびそのエステル誘
導体の高分子液晶物質は、溶媒の１つであるモノマーを
光重合してポリマーフィルム中に固定した後も極めて安
定なコレステリック液晶構造を保持することが出来る。

酸性アミノ酸としてはアスパラギン酸、グルタミン酸お
よびオキシグルタミン酸の３種類がある。またそれらの
エステル誘導体としては、酸性アミノ酸のメチルエステ
ル、エチルエステル、フロビルエステル、−プチルエス
テル、ペンチルエステル、ヘキシルエステル、シクロヘ
キシルエステル、ベンジルエステル、クロロベンジルエ
ステルなどの多くの物質がある。これらの酸性アミノ酸
およびその誘導体を重合させて得た高分子アミノ酸およ
び高分子アミノ酸誘導体を液晶原料として用いる。更に
特性向上のために、低分子コレステリック液晶やその他
の添加剤を加えても良いことは言うまでもない。

接着剤としてはポリマーフィルムと同程度の屈折率を有
し、接着を終えるまでに溶解によりポリマーフィルムの
組織を乱さない接着剤であり、アルキル−α−シアノア
クリレートを少なくともめ重量％含有してなるシアン系
接着剤であれば良い。

アルキル−α−シアノアクリレートとしては、メチル−
α−シアノアクリレート、エチル−α−シアノアクリレ
ート、プロピル−ｄ−シアノアクリレート＋”−ブチル
−α−シアノアクリレート。

などがあるが、ポリマーフィルムの組織を殆ど乱さない
ことよりメチル−α−シアノアクリレートが特に優れて
いる。更に特性向上のために安定剤。

重合抑制剤、増粘剤、可塑剤を加えても良いことは言う
までもない。

アルキル−α−シアノアクリレートの含有割合が５０重
量％未満の場合には、接着強度が弱く実用的でない。

以下に実施の態様を図面を用いて詳述する。

実施例１ 液晶原料としてポリ−Ｌ−グルタミン酸ｎ−ブチルエス
テルを５０重量％、溶媒かつ光重合性モノマーとしてト
リエチレングリコールジメタクリレートを５０重量％秤
量し、３５〜４０’Ｃの温度に保持しながら、両者を充
分に攪拌混合した。この様にして得た均一な液晶溶液を
２００μｍ厚のスペーサを介して２枚の透明ガラス板の
間に挾持し、かつそれらの温度を３５，８℃の一定温度
に保持しながら、超高圧水銀ランプ（東芝製Ｈ１ｏｏｏ
Ｌ）を用いて紫外線を３時間照射してモノマーを重合＃
儂コレステリック液晶を含有、固定した厚み８ｏ　μｍ
のポリマーフィルムＡを得た。

第２図はポリマーフィルムＡの透過側から見た可視吸収
スペクトルであシ、光学フィルタの特性として選択反射
の中心波長λｍａ！における選択反射の大きさｌＡ１選
択反射のシャープさを表わす半値巾Δλ、フィルムの光
透過率’ｒｂ［％’）　（但し、Ｔｍ２Ｏ３−Ａｂ）を
図示の如く定義する。

次に液晶原料としてポリ−Ｄ−グルタミン酸ｎ−ブチル
エステルを４７重量％、溶媒かつ光重合性モノマーとし
てトリエチレングリコールジメタクリレートを５３重量
％秤量し、３５〜４０℃の温度に保持しながら、両者を
充分に攪拌混合した。

この様にして得た均一な液晶溶液を１００μｍ厚のスペ
ーサを介して２板の透明ガラス板の間に挾持し、かつそ
れらの温度を２９．７℃の一定温度に保持しながら超高
圧水銀ランプ（東芝製Ｈ１０００Ｌ　）を用いて紫外線
を３時間照射してモノマーを重合させ、コレステリック
液晶を含有、固定した厚み１００μｍのポリマーフィル
ムＢを得た。

このようにして得られたポリマーフィルムＢの和の表面
にアロンアルファ（東亜合成化学工業情式会社製７アノ
アクリレート系接着剤の商品名）を０．１−滴下し、更
にその上にポリマーフィルムＡを密着して置き、１０分
間靜装することにより、第１図と同一の構成を有するポ
リマーフィルムＣ（ノツチフィルタ）を得た。接着層は
１分以内にポリマー化し、ポリマーフィルムＡとポリマ
ーフィルムＢは強固に接着される。

それぞれのポリマーフィルムの光学特性を第１表に示す
。また屈折率は、ポリマーフィルムＡ。

Ｂがいづれも１．５０であり、接着層［は１．４８であ
った。

第１表 第１表より明らかなように、本発明光学フィルタの製造
方法は、複数の光学フィルタを積層しても光透過率の減
少が少なく、ポリマーフィルム中に固定されたコレステ
リック液晶組織の乱れを−殆ど起こさないなど、その実
用的価値は極めて大きい０ 実施例２ 実施例１で調製したポリ−Ｌ−グルタミン酸ｎ−ブチル
エステル溶液を用い、紫外線重合の時の保持温度を３３
，０℃とする以外は実施例１と全く同一の方法にて厚み
１００μｍのポリマーフィルムを４枚得た（ポリマーフ
ィルムＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）。

次に実施例１と同様の方法にて、ポリマーフィルムｐと
ポリマーフィルムＥとを、接着剤としてメチル−α−７
アノアクリレートを主成分とするＴＢ−１７０２（スリ
ーボンド社製シアノアクリレート系接着剤の商品名）を
用いて接着し、ポリマーフィルムＨを得た。また、同様
の方法にてポリマーフィルムＦとポリマーフィルムＧと
を、接着剤としてエチル−α−シアノアクリレートを主
成分とするＴＢ−１７４１（スリーボンド社製シアノア
クリレート系接着剤の商品名）を用いて接着し、ポマー
フイルム１を得た。

それぞれのポリマーフィルムの光学特性を第２表に示す
。

第２表 ポリマーフィルムＨおよびポリマーフィルムＩのいづれ
もフィルムの接着による光透過率の大幅な減少や、フィ
ルム中のコレステリック液晶組織の大きな乱れなどは認
められなかった。また、接着剤の種類については、第２
表よシ、メチル−α−シアノアクリレートを主成分とす
る接着剤を用いたほうが、エチル−α−シアノアクリレ
ートを主成分とする接着剤を用いるよシ、ポリマーフィ
、奔ム中のコレステリック液晶組織の配向を乱す度’？
が少ないことが分かる。これは、エチル−α−シアノア
クリレートのほうが、メチル−ｄ−シアノアクリレート
よりもポリ−Ｌ−グルタミン酸ｎ−７’チルニステルト
トリエチレンクリコールジメタクリレートとからなるポ
リマーフィルムを溶解しやすいためであると考えられる
。

実施例３ 液晶原料としてポＩＪ−Ｉ、−グルタミン酸ｎ−ブチル
エステルを５０重量％、溶媒かつ光重合性モノマーとし
てエチルアクリレートを５０重量％秤量し、３５〜４０
℃の温度に保持しながら両者を充分に攪拌混合した。こ
の様にして得た均一な液晶溶液を２００μｍ厚のスペー
サを介して２枚の透明ガラス板の間に挾持し、かつそれ
らの温度を３５．８℃の一定温度に保持しながら、超高
圧水銀ランプ（東芝製Ｈ１ｏｏｏＬ）を用いて紫外線を
３時間照射してモノマーを重合させ、コレステリック液
晶を含有、固定した厚み２００μｍのポリマー号は、λ
ｍａｘ＝６２０ｎｍ、Ｔｂ＝８８％、ΔＡ＝０．２１．
　　Δλ＝３６ｎｍであった。次に接着剤としてシアン
ボンドＳＳ（住友化学工業株式会社製シアノアクリレー
ト系接着剤の商品名）を用い、実施例１と同様の手法に
て石英ガラスとポリマーフィルムエとを接着した。石英
ガラスと一体化されたポリマーフィルムＩの光学特性は
、λｍａｘ＝６２２　ｎｍ　、　　Ｔｂ＝　８３％、Δ
Ａ　＝　０．２０　、Δλ＝３６　ｎｍであり、接着に
よる光学特性の劣化は認められなかった。

発明の効果 本発明は、可視領域の特定波長の光を選択反射するら旋
ピッチを持つ、ら旋構造のコレステリック液晶を配向さ
せて含有するポリマーフィルムと、同様のフィルムまた
は他の光学部品とを接着するに際して、アルキル−α−
シアノアクリレートを少なくとも５０重量％含有してな
るシアン系接着剤を両者の間に挾持し、前記両者を一体
化することを特徴とする光学フィルタの製造方法であり
、λｍａｘより離れた領域での光透過率の接着による減
少を最小限に抑え、また、ポリマーフィルム中：→定さ
れているコレステリック液晶組織を乱すことなく接着を
行なうことができ、その実用的価値は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明光学フィルタの製造方法により作成した
光学フィルタの構成およびその機能を説明する断面図、
第２図は光学フィルタの分光特性を説明するためのグラ
フ、第３図は一般にフルカラー画像表示に用いられる３
原色のモザイクカラーフイ、ルタの分光特性例を示すグ
ラフである。 １・・・・・・右巻きら旋液晶フィルム、２・・・・・
・接着層、３・・・・・・左巻きら旋液晶フィルム、４
・・・・・・特定波長もの入射光、６・・・・・・特定
波長もの右円偏光成分、６・・・・・・特定波長λ。の
左円偏光成分、７・・・・・・特定波長λ０以外の光。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 特定液長大０１）右円偏光Ａ分 第２図 ：ｉＬ÷〔九汎〕

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）可視領域の特定波長の光を選択反射するら旋ピッ
   チを持つ、ら旋構造のコレステリック液晶を配向させて
   含有するポリマーフィルムと、同様のフィルムもしくは
   他の光学部品とを接着するに際して、アルキル−α−シ
   アノアクリレートを少なくとも５０重量％含有するシア
   ノ系接着剤を両者の間に挾持し、前記両者を一体化する
   ことを特徴とする光学フィルタの製造方法。
2. （２）前記アルキル−α−シアノアクリレートがメチル
   −α−シアノアクリレートである特許請求の範囲第１項
   記載の光学フィルタの製造方法。
3. （３）前記コレステリック液晶が高分子液晶である特許
   請求の範囲第１項記載の光学フィルタの製造方法。
4. （４）前記高分子液晶がポリペプチド液晶である特許請
   求の範囲第３項記載の光学フィルタの製造方法。
5. （５）前記ポリペプチド液晶がポリグルタミン酸エステ
   ルあるいはポリグルタミン酸エステル誘導体である特許
   請求の範囲第４項記載の光学フィルタの製造方法。