KR100485341B1 - 액정성 전사체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

액정성 전사체(10)는 지지체(14)의 표면에 형성된 액정층(12)을 갖추고, 이 액정층(12)의 지지체(14)측에 위치하는 박리면(12A)의 근방에서의 표면경도가 액정층(12)의 피전사체(16)측의 접착면(12B)의 근방에서의 표면경도보다도 높게 되어 있다. 이에 따라, 액정층(12)의 접착면(12B)에서의 피전사체(16)로의 접착력이 박리면(12A)에서의 지지체(14)로의 밀착력보다도 커져, 액정층(12)을 그 일부가 지지체(14)에 남거나 하는 일없이 피전사체(16)에 확실히 전사할 수 있다.

Description

액정성 전사체 및 그 제조방법 {LIQUID CRYSTAL TRANSFER BODY AND METHOD OF TRANSFERRING THE LIQUID CRYSTAL TRANSFER BODY}
본 발명은 편광작용 등의 광학적 기능을 갖는 액정층을 피전사체에 전사하기 위한 액정성 전사체에 관한 것으로, 특히 지지체의 표면에 형성된 액정층을 당해 지지체로부터 박리하여 피전사체에 전사하기 위한 액정성 전사체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래부터 상술한 바와 같은 액정성 전사체에 있어서는, 액정층과 지지체 사이에 박리층 또는 이접착층(易接着層: 쉽게 분리할 수 있는 접착층)을 형성하고, 액정층을 지지체로부터 용이하게 박리할 수 있도록 하여, 이를 피전사체에 전사할 수 있도록 하고 있다.
여기에서, 액정층을 피전사체에 전사하기 위해서는 액정층을 피전사체에 접착시킬 필요가 있지만, 이를 위한 종래의 방법으로서는 액정층과 당해 액정층이 전사되는 피전사체 사이에 접착층을 개재시키는 수법이 일반적으로 이용되고 있다. 또, 접착층은 액정층의 전사면(피전사체에 접착되는 측의 면)측 또는 피전사체에 접착층을 형성하도록 하고 있다.
또, 액정층을 피전사체에 접착시키기 위한 다른 방법으로서는 열압착에 의해 액정층을 피전사체에 접착시키는 방법이 있다.
그렇지만, 상술한 바와 같은 액정층과 지지체 사이에 박리층 또는 이접착층을 형성하는 액정성 전사체에서는 층이 많아 복잡한 구성으로 되고, 또 박리층 또는 이접착층을 구성하고 있는 물질이 액정층내에 혼입하거나 박리시에 액정층에 일부 부착되어, 피전사체에 전사된 후의 액정층의 광학적 특성을 저하시키는 경우가 있다는 문제점이 있다.
또, 상술한 바와 같은 액정성 전사체중 접착층을 개재시켜 액정층을 피전사체에 접착시키는 것에서는, 접착층에 의해 피전사체에 전사된 후의 액정층의 광학적 특성이 저하해 버린다는 문제점이 있다. 또, 이 경우의 광학적 특성의 저하의 원인으로서는 접착층과 액정층 및 전사체 사이에 있는 계면에 있어서 계면 반사가 발생하는 것을 들 수 있다. 또, 접착층의 유동성 때문에, 예컨대 평탄성이 높은 피전사체에 전사된 경우에는 접착층이 유동함으로써 그 두께가 불균일하게 되어, 접착되어 있는 액정층의 평탄성이 저하되는 것 등을 들 수 있다.
또, 접착층은 박층(薄層; 1㎛ 이하)으로 하는 것이 곤란하여 어느 정도의 두께를 갖기 때문에 색을 띠거나 벗겨지거나 하고, 또 일본 특개평 8-313729호 공보, 일본 특개평 11-29325호 공보, 일본 특개평 8-75924호 공보, 일본 특개평 11-151877호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이, 가열에 의해 황변(黃變)하는 것이 많다. 특히, 일본 특허공개 2000-28827호 공보에 개시된 바와 같은 아크릴수지로 이루어진 접착층의 경우에는, 200℃를 넘는 고온에서 황변하는 것이 알려져 있다.
더욱이, 상술한 바와 같은 액정성 전사체중 열압착에 의해 액정층을 피전사체에 접착시키는 것에도, 상술한 바와 같은 박리층이나 이접착층, 접착층이 없는 경우에는, 지지체와 더불어 액정층을 피전사체에 열압착하여 밀착시킨 후, 액정층으로부터 지지체를 박리할 때에 지지체가 용이하게 박리되지 않은 경우가 있다는 문제점이 있다.
이것은 지지체 및 피전사체의 재료에 의한 것이지만, 전사되는 액정층의 지지체로의 밀착력이 당해 액정층의 피전사체로의 밀착력보다도 큰 경우에 발생한다. 이러한 경우에는, 피전사체에 액정층이 전사된 후에 액정층으로부터 지지체를 박리하고자 해도 지지체가 용이하게 박리되지 않는다. 특히, 액정층이 매우 얇은 경우에는, 이것이 파손되어 버리는 경우가 있다는 문제점이 있다. 더욱이, 예컨대 일본 특개평 11-311710호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 콜레스테릭 액정층상에 다른 콜레스테릭 액정층을 열압착하는 경우가 있지만, 이 경우에도 콜레스테릭 액정층이 얇거나, 콜레스테릭 액정층 상호의 밀착력보다도 콜레스테릭 액정층의 지지체로의 밀착력이 큰 경우에는 콜레스테릭 액정층의 피전사체로의 전사가 곤란하게 되어, 콜레스테릭 액정층이 파손(파괴)되거나 하는 경우도 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 액정성 전사체를 확대하여 나타낸 개략단면도이고,
도 2는 도 1에 나타낸 액정성 전사체의 제조방법을 설명하기 위한 개략단면도,
도 3은 본 발명의 제2실시형태에 따른 액정성 전사체를 확대하여 나타낸 개략단면도,
도 4는 도 3에 나타낸 액정성 전사체의 제조방법을 설명하기 위한 개략단면도,
도 5는 도 3에 나타낸 액정성 전사체의 다른 제조방법을 설명하기 위한 개략단면도,
도 6은 본 발명의 1실시예에 따른 액정성 전사체에서의 피전사체로의 접착면에서의 대수 감쇠율과 온도의 관계를 나타낸 그래프,
도 7은 비교예의 액정성 전사체에서의 피전사체로의 접착면에서의 대수 감쇠율과 온도의 관계를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 박리층이나 이접착층, 접착층 등을 이용하지 않고도 액정층을 파손하거나 하는 일없이 확실하고 용이하게 액정층을 피전사체에 전사할 수 있는 액정성 전사체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 제1특징으로서, 지지체와, 상기 지지체의 표면에 형성된 액정층에 있어서, 상기 지지체의 반대측에 위치하는 접착면에서 피전사체에 대해 접착가능하게 되고, 또 상기 지지체측에 위치하는 박리면으로부터 박리가능하게 된 액정층을 갖추고, 상기 액정층에서의 표면경도가 상기 박리면의 근방보다도 상기 접착면의 근방에서 작은 것을 특징으로 하는 액정성 전사체를 제공한다.
또, 본 발명의 제1특징에 따른 액정성 전사체에 있어서, 상기 액정층은 중합가능한 액정분자로 이루어지고, 상기 액정층에서의 액정분자의 잔존 이중결합률이 상기 박리면의 근방보다도 상기 접착면의 근방에서 높은 것이 바람직하다. 또, 상기 액정층에서의 액정분자의 잔존 이중결합률이 상기 박리면의 근방에서는 상기 접착면의 근방의 60% 이하인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 제1특징에 따른 액정성 전사체에 있어서, 상기 액정층은 순차적층된 복수의 얇은 액정층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 각 얇은 액정층은 중합가능한 액정분자로 이루어지고, 상기 복수의 얇은 액정층에서의 액정분자의 잔존 이중결합률이 상기 박리면의 근방의 얇은 액정층보다도 상기 접착면의 근방의 얇은 액정층에서 높은 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 박리면을 형성하는 얇은 액정층에서의 액정분자의 잔존 이중결합률이 상기 접착면을 형성하는 얇은 액정층에서의 액정분자의 잔존 이중결합률의 60% 이하인 것이 바람직하다.
더욱이, 본 발명의 제1특징에 따른 액정성 전사체에 있어서는, 상기 액정층에서의 액정분자가 콜레스테릭상인 것이 바람직하다. 또, 상기 지지체는 연신(延伸) 필름인 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 지지체에는 상기 액정층의 상기 박리면과 접촉하는 면에 배향막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 제2특징으로서, 지지체와, 상기 지지체의 표면에 형성된 액정층에 있어서, 상기 지지체의 반대측에 위치하는 접착면에서 피전사체에 대해 접착가능하게 되고, 또 상기 지지체측에 위치하는 박리면으로부터 박리가능하게 된 액정층을 갖춘 액정성 전사체를 제조하는 방법에 있어서, 지지체의 표면에 방사선의 조사에 의해 중합되는 액정분자로 이루어진 액정층을 형성하는 공정과, 상기 액정층에 대해 공기분위기하에서 방사선을 조사하여, 상기 액정층에서의 표면경도가 상기 박리면의 근방보다도 상기 접착면의 근방에서 작아지도록 상기 액정층을 경화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정성 전사체의 제조방법을 제공한다.
또, 본 발명의 제2특징에 따른 액정성 전사체의 제조방법에 있어서, 상기 공기분위기는 산소농도 0.5% 이상의 분위기인 것이 바람직하다.
본 발명은 제3특징으로서, 지지체와, 상기 지지체의 표면에 형성된 복수의 얇은 액정층으로 이루어진 액정층에 있어서, 상기 지지체의 반대측에 위치하는 접착면에서 피전사체에 대해 접착가능하게 되고, 또 상기 지지체측에 위치하는 박리면으로부터 박리가능하게 된 액정층을 갖춘 액정성 전사체를 제조하는 방법에 있어서, 지지체의 표면에 방사선의 조사에 의해 중합되는 액정분자로 이루어진 얇은 액정층을 형성하는 공정과, 상기 얇은 액정층에 대해 방사선을 조사하여 상기 얇은 액정층을 경화시키는 공정, 경화된 상기 얇은 액정층의 표면에 방사선의 조사에 의해 중합되는 액정분자로 이루어진 추가의 얇은 액정층을 형성하는 공정 및, 상기 추가의 얇은 액정층에 대해 방사선을 조사하여 상기 추가의 얇은 액정층을 경화시키는 공정을 포함하며, 소망하는 적층수만큼의 얇은 액정층을 순차적층하도록 상기 추가의 얇은 액정층을 형성하는 공정 및 경화시키는 공정을 1회 이상 반복하고, 복수의 얇은 액정층으로 이루어진 액정층에 포함되는 각 얇은 액정층의 경도가 상기 박리면의 근방보다도 상기 접착면의 근방에서 작아지도록 상기 각 얇은 액정층의 경화상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정성 전사체의 제조방법을 제공한다.
또, 본 발명의 제3특징에 따른 액정성 전사체의 제조방법에 있어서는, 상기 각 얇은 액정층에 대해 방사선을 조사할 때의 분위기내의 산소농도에 의해 상기 각 얇은 액정층의 경화상태를 제어하는 것이 바람직하다. 또, 상기 각 얇은 액정층에 대해 조사되는 방사선의 조사량에 의해 상기 각 얇은 액정층의 경화상태를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명은 제4특징으로서, 지지체와, 상기 지지체의 표면에 형성된 복수의 얇은 액정층으로 이루어진 액정층에 있어서, 상기 지지체의 반대측에 위치하는 접착면에서 피전사체에 대해 접착가능하게 되고, 또 상기 지지체측에 위치하는 박리면으로부터 박리가능하게 된 액정층을 갖춘 액정성 전사체를 제조하는 방법에 있어서, 지지체의 표면에 자외선의 조사에 의해 중합되는 액정분자로 이루어진 얇은 액정층을 소망하는 적층분만큼 순차적층하는 공정과, 적층된 상기 복수의 얇은 액정층에 대해 자외선을 조사하여 상기 각 얇은 액정층을 경화시키는 공정을 포함하며, 복수의 얇은 액정층으로 이루어진 액정층에 포함되는 각 얇은 액정층의 경도가, 상기 박리면의 근방보다도 상기 접착면의 근방에서 작아지도록 상기 각 얇은 액정층에 첨가되는 광중합 개시제의 첨가량에 의해 상기 각 얇은 액정층의 경화상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정성 전사체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 액정층중 지지체측의 박리면의 근방 및 피전사체측의 접착면의 근방에서의 표면경도를 조정하여, 액정층의 접착면에서의 피전사체로의 접착력을 박리면에서의 지지체로의 접착력보다도 크게 하고 있기 때문에, 액정층을 확실히 피전사체에 밀착시킴과 더불어, 액정층으로부터 지지체를 용이하게 박리할 수 있다. 이 때문에, 박리층이나 이접착층, 접착층 등을 이용하지 않고도 액정층을 파손시키거나 액정층의 액정성분의 일부를 지지체에 남기는 일없이 확실하고 용이하게 액정층을 피전사체에 전사할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 액정성 전사체의 액정층과 지지체 사이에 박리층 또는 이접착층을 형성할 필요가 없기 때문에 층구성이 단순하고, 또 박리층 또는 이접착층을 구성하고 있는 물질이 액정층내에 혼입하거나, 박리시에 액정층에 일부 부착하거나 하는 일이 없다.
더욱이, 본 발명에 의하면, 액정성 전사체의 액정층과 피전사체 사이에 접착층을 개재시킬 필요가 없기 때문에 계면의 수가 적게 되어 계면 반사에 의한 액정층의 광학적 특성의 저하가 없고, 피전사체에 직접 액정층이 밀착되어 있기 때문에 피전사체의 평탄성이 높은 경우에도 이 평탄성을 유지할 수 있어, 광학적 특성이 저하되는 일이 없다. 더욱이, 접착층에 기인하는 색의 변화나, 벗겨짐, 가열에 의한 황변 등이 발생하는 일이 없다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.
제1실시형태
먼저, 도 1 및 도 2에 의해 본 발명의 제1실시형태에 대해 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시형태에 따른 액정성 전사체(10)는 액정층(12)을, 예컨대 연신 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)필름으로 이루어진 지지체(14)의 표면에 형성한 것이다. 여기에서, 액정층(12)은 지지체(14)의 반대측에 위치하는 접착면(12B)에서 피전사체(16)에 대해 접착가능하게 되고, 지지체 (14)측에 위치하는 박리면(12A)으로부터 박리가능하게 되어 있다. 또, 액정층(12)중 지지체(14)로부터 박리하는 측의 박리면(12A)의 근방에서의 표면경도는 피전사체(16)에 접착되는 측의 접착면(12B)의 근방에서의 표면경도보다도 커져 있다.
액정층(12)은 연신 PET필름으로 이루어진 지지체(14)에 접촉함으로써 배향되는 광중합형의 액정(예컨대, 콜레스테릭 액정)으로 형성되고, 후술하는 바와 같이 박리면(12A)측과 접착면(12B)측에서는 경화의 조건을 조정함으로써, 상술한 바와 같이 표면경도가 다르도록 되어 있다. 또, 액정층(12)은 자외선 등의 조사에 의해 중합되는 액정분자(액정성 모노머(monomer)나 액정성 올리고머(oligomer))를 이용할 수 있는 것 외에 후술하는 바와 같이 고분자 액정을 이용하는 것도 가능하다.
한편, 여기에서 말하는「액정층」이란 액정의 성질(특히, 광학적 특성)을 어느 부분에서 보유하고 있는 막이라는 의미로 사용하고, 물리적인 의미에서의 액정상이라는 상태를 가리키는 것은 아니다. 예컨대, 유동성이 없는 것이어도 액정상(예컨대, 콜레스테릭상)의 분자배열을 유지하여 고화된 막이면, 그것은 여기에서 말하는 액정층으로 된다.
다음으로, 도 2를 참조하여 도 1에 나타낸 액정성 전사체(10)의 제조방법(액정층(12)에서의 박리면(12A)의 근방 부분 및 접착면(12B)의 근방부분에서 표면경도를 다르게 하기 위한 방법)에 대해 설명한다. 한편, 여기에서는 자외선의 조사에 의해 중합되는 콜레스테릭 액정 모노머를 이용하여 액정층(12)을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다.
먼저, 광중합 개시제가 첨가된 콜레스테릭 액정 모노머의 용액을 준비하고, 이것을 도 2의 (a)에 부호 11로 나타낸 바와 같이 연신 PET필름으로 이루어진 지지체(14)의 표면에 도포한 후, 건조함으로써 용매를 제거하여 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같은 미경화 액정층(11A)을 형성한다.
다음으로, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이 이 미경화 액정층(11A) 및 지지체 (14)에 대해, 액정층(11A)측으로부터 공기분위기하(산소농도 약 20%)에서 자외선을 조사하여 액정층(11A)을 경화시킨다. 이에 따라, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이 경화된 액정층(12)을 갖춘 액정성 전사체(10)를 제작할 수 있다.
여기에서, 액정층(12)은 접착면(12B)측이 공기중에 폭로되어 있고, 자외선의 조사에 의한 액정분자의 C=C 결합(예컨대, 콜레스테릭 액정분자가 갖는 아크릴기내의 탄소원자간의 이중결합 등)의 개열(開裂)이 억제되는 것에 대해 박리면(12A)측에서는 산소에 접촉하지 않기 때문에, 경화가 보다 진행된다. 따라서, 액정층(12)에서는 접착면(12B)의 근방에서의 표면경도가 박리면(12A)의 근방에서의 표면경도보다도 작아진다.
이 때문에, 도 1에 나타낸 바와 같이 액정층(12)을 피전사체(16)에 전사시킬 때에 액정층(12)의 접착면(12B)과 피전사체(16)의 밀착력이 박리면(12A)과 지지체 (14)의 밀착력보다도 커지기 때문에, 액정층(12)을 피전사체(16)에 접착시킨 상태에서 지지체(14)가 액정층(12)으로부터 용이하게 박리된다.
여기에서, 액정층(12)에서의 표면경도(표면경화도)는 박리면(12A) 및 접착면(12B)의 근방에서의 액정분자(여기에서 말하는「액정분자」는 단분자, 올리고머, 고분자 및 반응성의 C=C결합을 갖는 액정성 화합물 전부를 가리킨다.)의 잔존 이중결합률로부터 확인할 수 있다.
또,「잔존 이중결합률」은,
〔액정분자내의 C=C결합에 기초한 흡수(810㎝-1 부근)의 스펙트럼 강도〕÷〔액정분자내의 방향환(芳香環)에 기초한 흡수(1500㎝-1 부근)의 스펙트럼 강도〕로서 정의되는 것이다.
이와 같이 하여 정의되는 잔존 이중결합률은, 중합반응에 있어서 어느 정도의 비율로 미반응의 이중결합(C=C결합)이 존재하고 있는지를 직접적으로 나타내는 것으로,〔1-(잔존 이중결합률)〕은 반응률(중합률)을 나타낸다.
또, 액정층(12)에서의 표면경도는 상술한 바와 같이, 박리면(12A)의 근방보다도 접착면(12B)의 근방에서 작게 되어 있지만, 이것은 액정층(12)에서의 액정분자의 잔존 이중결합률을 박리면(12A)의 근방보다도 접착면(12B)의 근방에서 높게 하는 것에 대응하고 있다. 또, 액정층(12)의 박리면(12A)의 근방 및 접착면(12B)의 근방에서의 표면경도의 비는 액정분자의 잔존 이중결합률로 나타내면, 접착면 (12B)측의 잔존 이중결합률에 대해 박리면(12A)측의 잔존 이중결합률을 60% 이하로 하면 좋다.
또, 자외선의 조사에 의해 액정층(11A)을 경화시키는 경우에는 산소농도가 지나치게 낮으면, 액정층(12)의 박리면(12A)측과 접착면(12B)측에서의 반응률의 차가 생기지 않기 때문에, 공기분위기의 산소농도는 0.5% 이상인 것이 바람직하다.
또, 자외선으로 바꾸어 전자선 등의 방사선을 조사해도 좋지만, 이 경우에는 지지체(14)의 표면에 도포되는 콜레스테릭 액정 모노머의 용액에는 광중합 개시제는 첨가하지 않아도 좋다.
본 발명의 제1실시형태에 따른 액정성 전사체(10)에 의하면, 액정층(12)중 지지체(14)측의 박리면(12A)의 근방 및 피전사체(16)측의 접착면(12B)의 근방에서의 표면경도를 조정하여, 액정층(12)의 접착면(12B)에서의 피전사체(16)로의 접착력을 박리면(12A)에서의 지지체(14)로의 접착력보다도 크게 하고 있기 때문에, 액정층(12)을 확실히 피전사체(16)에 밀착시킴과 더불어, 액정층(12)으로부터 지지체(14)를 용이하게 박리할 수 있다. 이 때문에, 박리층이나 이접착층, 접착층 등을 이용하지 않고도 액정층(12)을 파손하거나 액정층(12)의 액정성분의 일부를 지지체(14)에 남기거나 하는 일없이 확실하고 용이하게 액정층(12)을 피전사체(16)에 전사할 수 있다.
제2실시형태
다음으로, 도 3 및 도 4에 의해 본 발명의 제2실시형태에 따른 액정성 전사체에 대해 설명한다. 또, 본 발명의 제2실시형태는 액정층이 복수의 얇은 액정층으로 이루어진 점을 제외한 그 외의 것은 상술한 제1실시형태와 거의 동일하다.
본 발명의 제2실시형태에 있어서, 상술한 제1실시형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제2실시형태에 따른 액정성 전사체(20)는 2층(또는 3층 이상)의 얇은 액정층(24A, 24B)이 순차적층되어 구성되는 액정층 (22)을 예컨대 연신 PET필름으로 이루어진 지지체(14)의 표면에 형성한 것이다. 여기에서, 액정층(22)은 지지체(14)의 반대측에 위치하는 접착면(22B)에서 피전사체(16)에 대해 접착가능하게 되고, 또 지지체(14)측에 위치하는 박리면(22A)으로부터 박리가능하게 되어 있다. 또, 액정층(22)중 지지체(14)로부터 박리하는 측의 박리면(22A)을 형성하는 얇은 액정층(24A)의 경도는 피전사체(16)에 접착되는 측의 접착면(22B)을 형성하는 얇은 액정층(24B)의 경도보다도 커져 있다. 또, 양자의 경도의 비는 상술한 제1실시형태에 따른 액정성 전사체(10)의 액정층(12)에서의 것과 마찬가지로 얇은 액정층(24A, 24B)이 중합가능한 액정분자로 이루어진 경우에는 각 얇은 액정층(24A, 24B)에서의 액정분자의 잔존 이중결합률의 비에 의해 결정되고, 예컨대 박리면(22A)측의 얇은 액정층(24A)에서의 액정분자의 잔존 이중결합률이 접착면(22B)측의 얇은 액정층(24B)에서의 액정분자의 잔존 이중결합률이 접착면(22B)측의 얇은 액정층(24B)에서의 액정분자의 잔존 이중결합률의 60% 이하로 되도록 하면 좋다.
다음으로, 도 4를 참조하여 도 3에 나타낸 액정성 전사체(20)의 제조방법에 대해 설명한다. 한편, 여기에서는 자외선의 조사에 의해 중합되는 콜레스테릭 액정 모노머를 이용하여 액정층(22)을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다.
먼저, 광중합 개시제가 첨가된 콜레스테릭 액정 모노머의 용액을 준비하고, 이것을 도 4의 (a)의 부호 21A로 나타낸 바와 같이 상술한 제1실시형태와 마찬가지의 연신 PET필름으로 이루어진 지지체(14)의 표면에 도포한 후, 건조함으로써 용매를 제거하여, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같은 미경화의 얇은 액정층(23A)을 형성한다.
다음으로, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 이 미경화의 얇은 액정층(23A)에 대해 질소분위기하(산소농도 0.5% 이하)에서 자외선을 조사하여 얇은 액정층(23A)을 경화시킨다. 이에 따라, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 경화된 얇은 액정층 (24A)이 형성된다.
그 후, 도 4의 (d)에 나타낸 바와 같이 경화된 얇은 액정층(24A)의 표면에 상기와 마찬가지의 콜레스테릭 액정 모노머의 용액을 부호 21B로 나타낸 바와 같이 도포하고, 마찬가지의 수순에 따라 도 4의 (e)에 나타낸 바와 같은 미경화의 얇은 액정층(23B)을 형성한다.
그리고, 도 4의 (e)에 나타낸 바와 같이, 이 미경화의 얇은 액정층(23B)에 대해 공기분위기하(산소농도 0.5% 이상)에서 자외선을 조사하여 얇은 액정층(23B)을 경화시킨다. 이에 따라, 도 4의 (f)에 나타낸 바와 같이 경화된 얇은 액정층 (24B)을 형성하고, 최종적으로 경화된 얇은 액정층(24A, 24B)이 적층되어 이루어진 액정층(22)을 갖춘 액정성 전사체(20)를 제작할 수 있다.
한편, 3층 이상의 다층구성으로 하는 경우에는, 상술한 것과 마찬가지의 공정(도 4의 (d)∼(f))을 반복하고, 소망하는 적층수만큼의 얇은 액정층을 순차적층해 간다.
여기에서, 얇은 액정층(24A)은 연신 PET필름으로 이루어진 지지체(14)의 배향력에 의해 배향되는 한편, 얇은 액정층(24B)은 배향상태에서 경화된 얇은 액정층 (24A)에 직접접촉함으로써 배향되어 있다.
또, 얇은 액정층(24A)은 질소분위기하에서 경화되는 것에 대해, 얇은 액정층 (24B)은 공기분위기하에서 경화되기 때문에, 얇은 액정층(24B)은 경화도가 낮다. 즉, 액정층(22)중 지지체(14)로부터 박리하는 측의 박리면(22A)을 형성하는 얇은 액정층(24A)의 경도는 피전사체(16)에 접착되는 측의 접착면(22B)을 형성하는 얇은 액정층(24B)의 경도보다도 커지고, 따라서 얇은 액정층(24B)에서의 피전사체(16)로의 접착력은 얇은 액정층(24A)에서의 지지체(14)로의 접착력보다도 크다.
한편, 얇은 액정층(24A, 24B)의 경화상태는, 상술한 바와 같이 각 얇은 액정층(24A, 24B)에 대해 자외선을 조사할 때의 분위기내의 산소농도의 고저에 의해 제어할 수 있는 것 이외에, 광중합 개시제의 첨가량이나 자외선의 조사량 또는 이들 조합에 의해 제어할 수 있다.
여기에서, 광중합 개시제의 첨가량에 의해 얇은 액정층(24A, 24B)의 경화상태를 제어하는 경우에는, 도 5에 나타낸 바와 같이 미리 미경화의 복수의 얇은 액정층(23A, 23B)을 순차적층한 후(도 5의 (a), (b)), 이 적층된 복수의 얇은 액정층(23A, 23B)에 대해 1회만 자외선을 조사함으로써, 경화된 얇은 액정층(24A, 24B)이 적층되어 이루어진 액정층(22)을 갖춘 액정성 전사체(20)를 제작할 수 있다.
또, 얇은 액정층(24A, 24B)의 경화상태를 분위기내의 산소농도의 고저나 자외선 등의 조사량 등에 의해 제어하는 경우에는, 자외선으로 바꾸어 전자선 등의 방사선을 이용하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 지지체(14)의 표면에 도포되는 콜레스테릭 액정 모노머의 용액에는 광중합 개시제는 첨가하지 않아도 좋다.
본 발명의 제2실시형태에 따른 액정성 전사체(20)에 의하면, 액정층(22)중 지지체(14)측의 박리면(22A)을 형성하는 얇은 액정층(24A)의 경도 및, 피전사체(16)측의 접착면(22B)을 형성하는 얇은 액정층(24B)의 경도를 조정하여, 액정층(22)의 접착면(22B)에서의 피전사체(16)로의 접착력을 박리면(22A)에서의 지지체(14)로의 접착력보다도 크게 하고 있기 때문에, 복수의 얇은 액정층(24A, 24B)으로 이루어진 액정층(22)을 확실히 피전사체(16)에 밀착시킴과 더불어, 액정층(22)으로부터 지지체(14)를 용이하게 박리할 수 있다. 이 때문에, 박리층이나 이접착층, 접착층 등을 이용하지 않고도 액정층(22)을 파손시키거나 하는 일없이 확실하고 용이하게 액정층(22)을 피전사체(16)에 전사할 수 있다.
또, 상술한 제1 및 제2실시형태에서는, 지지체(14)의 표면에 형성된 액정층에 대해 당해 액정층측으로부터 자외선을 조사하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 지지체(14)가 자외선을 투과하고, 또는 자외선에 대한 흡수가 적은 경우에는 지지체(14)를 매개로 조사해도 좋다. 이 경우에는, 액정층의 두께, 광중합 개시제, 액정 자체의 자외선 흡수, 필요하면 자외선 흡수재의 첨가 등을 조정함으로써, 액정층의 박리면측 및 접착면측에서의 자외선의 조사량을 10:6 정도로 다르게 하도록 해도 좋다.
더욱이, 상술한 제1 및 제2실시형태에서는, 액정층(12, 22)을 형성하기 위한 액정으로서, 콜레스테릭상을 갖는 액정분자로 이루어진 콜레스테릭 액정을 이용하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 카이랄 네마틱 액정이나 네마틱 액정 등의 다른 임의의 액정을 이용할 수 있다. 또, 지지체(14)에 대해서도 연신 PET필름 등의 연신 필름에 한정되는 것은 아니고, 다른 필름모양의 기재(基材)를 이용할 수 있다. 이 경우, 연신 PET필름과 같은 배향력이 기재의 표면에 없는 경우에는, 별도로 액정층(12, 22)의 박리면(12A, 22A)과 접촉하는 면에 배향막을 형성할 필요가 있다.
또, 상술한 제1 및 제2실시형태에서는, 자외선의 조사에 의해 중합되는 액정분자(액정성 모노머나 액정성 올리고머)로 이루어진 액정층을 예로 들어 설명해 왔지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 고분자 액정으로 이루어진 액정층에 대해서도 마찬가지로 하여 적용할 수 있다. 여기에서, 고분자 액정으로 이루어진 액정층을 갖춘 액정성 전사체를 제조하는 경우에는, 먼저 배향력이 있는 지지체의 표면에 고분자 액정을 도포한 후, 건조시켜 액정층을 형성한다. 다음으로, 이와 같이 하여 형성된 액정층중 접착면측에 용제를 뿌리고, 접착면측의 표면의 용제 농도를 높여 유연하게 한다. 이에 따라, 액정층에서의 표면경도가 박리면의 근방보다도 접착면의 근방에서 작은 액정성 전사체를 제작할 수 있다.
실시예
(실시예 1)
먼저, 네마틱 액정과 카이랄제를 혼합하여 이루어진 분자 나선구조(콜레스테릭상)를 나타내는 콜레스테릭 액정 모노머의 33% 톨루엔 용액(콜레스테릭 액정용액)을 조정했다.
또, 이 콜레스테릭 액정용액에는 광중합 개시제, 예컨대 Irg184, Irg369 또는 Irg651(모두 시바 스페셜러티 케미컬사제)을 5% 첨가했다.
그리고, 이러한 콜레스테릭 액정용액을 지지체로 되는 두께 50㎛의 연신 PET필름의 표면에 스피너(spinner)를 이용하여 도포하고, 상온(21℃)∼80℃ 사이에서 건조하여 용매를 제거하고, 두께 10㎛의 미경화 콜레스테릭 액정층을 형성했다.
이 콜레스테릭 액정층 및 지지체에 대해, 콜레스테릭 액정층측으로부터 공기분위기하(산소농도 약 20%), 온도 21℃에서 자외선을 20mJ/㎠ 조사하여 콜레스테릭 액정층을 경화시켰다. 이에 따라, 도 1에 나타낸 바와 같은 액정성 전사체를 제작했다. 한편, 조사하는 자외선의 광원으로서는 초고압 수은등을 사용하고, 자외선의 강도로서는 365nm의 수광기(受光器)로 측정한 값을 기재했다.
이렇게 하여 제작된 액정성 전사체를, 지지체인 연신 PET필름과 반대측의 접착면이 피전사체인 유리에 접촉하도록 마주보게 하고, 롤(roll)온도 150℃, 속도 0.5m/min, 롤압 0.3MPa의 라미네이트(laminate) 조건에서 라미네이터(laminator)에 의해 열압착했다.
그 후, 상온(21℃)까지 방열시켜 냉각한 후 지지체인 연신 PET필름을 박리했을 때, 지지체인 연신 PET필름이 콜레스테릭 액정층으로부터 용이하게 박리되고, 콜레스테릭 액정층을 유리에 확실히 전사할 수 있었다. 또, 콜레스테릭 액정층의 일부가 연신 PET필름측에 남거나, 콜레스테릭 액정층이 파손되거나 하는 일은 없었다.
(실시예 2, 3)
실시예 2, 3에서는 실시예 1과 동일한 조건에서 콜레스테릭 액정층의 두께만을 변화시켰다. 실시예 2로서는 두께 1㎛의 콜레스테릭 액정층을 갖춘 액정성 전사체, 실시예 3으로서는 두께 5㎛의 콜레스테릭 액정층을 갖춘 액정성 전사체를 각각 제작했다.
이렇게 하여 제작된 액정성 전사체를 실시예 1과 마찬가지인 수순으로 피전사체인 유리에 열압착했을 때, 콜레스테릭 액정층의 유리로의 전사를 양호하게 행할 수 있었다.
(실시예 4)
실시예 1과 마찬가지인 콜레스테릭 액정용액을, 실시예 1과 마찬가지인 연신 PET필름의 표면에 도포하여 미경화의 콜레스테릭 액정층측으로부터 질소분위기하(산소농도 0.5% 이하), 온도 21℃에서 자외선을 10mJ/㎠ 조사하여 콜레스테릭 액정층을 경화시켰다. 이에 따라, 제1의 얇은 액정층을 형성했다.
다음으로, 이 경화된 제1의 얇은 액정층의 표면에 마찬가지의 콜레스테릭 액정층을 상기와 마찬가지의 수순에 따라 직접 성막하고, 미경화의 콜레스테릭 액정층측으로부터 질소분위기하(산소농도 0.5% 이하), 온도 21℃에서 자외선 0.4mJ/㎠ 조사하여 콜레스테릭 액정층을 경화시켰다. 이에 따라, 경화된 제2의 얇은 액정층을 형성하고, 최종적으로 경화된 제1 및 제2의 얇은 액정층이 적층되어 이루어진 콜레스테릭 액정층을 갖춘 액정성 전사체를 제작했다.
한편, 여기에서는 제1 및 제2의 얇은 액정층에 대해 자외선을 조사할 때의 분위기는 동일하지만, 제1의 얇은 액정층에 대한 자외선의 조사량이 제2의 얇은 액정층에 대한 자외선의 조사량의 20배 이상으로서 크게 다르다.
이렇게 하여 제작된 액정성 전사체를, 상술한 것과 마찬가지인 라미네이트 조건에서 유리에 열압착하고, 냉각후에 연신 PET필름을 박리했을 때 콜레스테릭 액정층은 유리에 양호하게 전사되며, 제1의 얇은 액정층의 일부가 연신 PET필름측에 남거나, 제1 또는 제2의 얇은 액정층이 파손되거나 하는 일은 없었다.
(실시예 5)
피전사체로서의 유리상에 콜레스테릭 액정용액을 도포 및 경화시켜 콜레스테릭 액정막을 형성해 둔다. 그리고, 실시예 1∼4에서 제작된 액정성 전사체 각각을 상술한 바와 같이 하여 형성된 콜레스테릭 액정막 부착의 유리상에 액정성 전사체의 콜레스테릭 액정층이 피전사체로서의 유리상의 콜레스테릭 액정막에 접촉하도록 롤온도 150℃, 속도 0.5m/min, 롤압 0.3MPa의 라미네이트 조건에서 라미네이터에 의해 열압착했다.
그 후, 상온(21℃)까지 방열시켜 냉각한 후, 지지체인 연신 PET필름을 박리했을 때 어느 쪽 액정성 전사체에 있어서도 지지체인 연신 PET필름이 콜레스테릭 액정층으로부터 용이하게 박리되고, 콜레스테릭 액정층 자체도 피전사체인 콜레스테릭 액정막 부착의 유리측에 확실히 전사할 수 있었다.
(비교예)
실시예 1에서 제작된 액정성 전사체와 비교하기 위해, 실시예 1에서 이용한 것과 동일한 콜레스테릭 액정용액을 실시예 1과 마찬가지의 연신 PET필름의 표면에 도포하여 미경화의 콜레스테릭 액정층을 형성하고, 이에 대해 질소분위기하(산소농도 0.5% 이하), 온도 21℃에서 자외선을 10mJ/㎠ 조사하여 콜레스테릭 액정층을 경화시켰다. 이에 따라, 비교예로서의 액정성 전사체를 제작했다.
이렇게 하여 제작된 액정성 전사체를, 실시예 1과 마찬가지인 라미네이트 조건에서 유리에 전사하고자 했을 때, 완전히 전사할 수 없었다.
한편, 이 때의 지지체(연신 PET필름)-콜레스테릭 액정층 사이 및 콜레스테릭 액정층-유리 사이의 박리강도를 실시예 1 및 비교예 양쪽에 대해 측정한 결과를 표 1에 나타낸다.
콜레스테릭 액정성 전사체 박리강도 10-3N/mm
지지체-콜레스테릭 액정층 사이 콜레스테릭 액정층-유리 사이
실시예 1 2 12
비교예 2 2
상기 표 1로부터도 명백한 바와 같이, 비교예의 액정성 전사체의 박리강도는 지지체-콜레스테릭 액정층 사이 및 콜레스테릭 액정층-유리 사이에서는 같지만, 실시예의 액정성 전사체에서는 큰 상위점이 있고, 콜레스테릭 액정층-유리 사이에서의 박리강도가 강하며, 즉 벗겨지기 어려워 유리측에 용이하게 전사할 수 있었다는 것을 나타내고 있다.
더욱이, 실시예 1 및 비교예 각각의 액정성 전사체에서의 박리면의 근방 및 접착면의 근방에서의 액정분자의 반응률(중합률)을 측정한 결과를 표 2에 나타낸다 (한편, 이 반응률은 콜레스테릭 액정층의 박리면 및 접착면의 근방에서의 액정분자의 경화도와 비례하고 있다).
콜레스테릭 액정성 전사체 실시예 1 비교예
전사되는 측 지지체측 전사되는 측 지지체측
콜레스테릭 액정분자의 반응률 1.6 2.7 2.6 2.6
이 측정에서는, IR(적외선) 스펙트럼을 이용하여 콜레스테릭 액정층의 측정면으로부터 두께방향으로 2∼3㎛ 범위에서의 C=C결합의 반응률을 확인했다.
콜레스테릭 액정분자는 아크릴기를 가지고 자외선을 조사하면 C=C결합이 개열하며, 반응이 진행되어 경화해 간다.
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예의 액정성 전사체의 박리면측 및 접착면측에서의 액정분자의 반응률(즉, 경화도)에는 거의 차가 없는 것에 대해, 실시예 1의 액정성 전사체의 경우에는 접착면측에서의 액정분자의 반응률이 박리면측에서의 액정분자의 반응률의 59%였다.
또, 강체 진자형 시험기(A&D사제)에 의해 실시예 1 및 비교예 각각의 액정성전사체의 피전사체에 밀착하는 면(접착면)의 표면상태를 해석한 결과를 도 6 및 도 7에 각각 나타낸다.
도 6 및 도 7은 측정한 표면의 경도를 나타내는 하나의 지표인 대수 감쇠율과 온도변화의 관계를 측정한 것으로, 대수 감쇠율이 클수록 유연하여 점착성이 높은 것을 나타낸다.
도 6 및 도 7로부터 실시예 1의 액정성 전사체는 비교예 1의 액정성 전사체에 비해 피전사체에 대한 밀착력이 높고, 액정분자에서의 잔존 이중결합률도 비교예의 액정성 전사체에 비해 큰 것을 알 수 있다.
더욱이, 도 6 및 도 7을 비교하면 실시예 1의 액정성 전사체에서의 저온측의 대수 감쇠율이 현저하게 큰 것을 알 수 있다. 이것은 저온에서도 유동성이 있는 성분이 콜레스테릭 액정층의 표면에 존재하는 것을 나타내고 있고, 넓은 온도범위에서 유동성을 가짐으로써, 피전사체로의 전사시에 막의 왜곡이 해소되기 쉽고, 밀착성이 향상되는 효과를 이끌어낸다. 여기에서, 유동성이 있는 성분은 미경화의 콜레스테릭 액정분자의 것이고, 모노머 또는 분자량이 비교적 작은 올리고머를 말한다.

Claims (15)

  1. 지지체와,
    상기 지지체의 표면에 형성된 액정층으로, 상기 지지체의 반대측에 위치하는 접착면에서 피전사체에 대해 접착가능하게 되고, 또 상기 지지체측에 위치하는 박리면으로부터 박리가능하게 된 액정층을 갖추고,
    상기 액정층에서의 표면경도가 상기 박리면의 근방보다도 상기 접착면의 근방에서 작은 것을 특징으로 하는 액정성 전사체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 중합가능한 액정분자로 이루어지고, 상기 액정층에서의 액정분자의 잔존 이중결합률이 상기 박리면의 근방보다도 상기 접착면의 근방에서 높은 것을 특징으로 하는 액정성 전사체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 액정층에서의 액정분자의 잔존 이중결합률이 상기 박리면의 근방에서는 상기 접착면의 근방의 60% 이하인 것을 특징으로 하는 액정성 전사체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 순차적층된 복수의 얇은 액정층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정성 전사체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 각 얇은 액정층은 중합가능한 액정분자로 이루어지고, 상기 복수의 얇은 액정층에서의 액정분자의 잔존 이중결합률이 상기 박리면의 근방의 얇은 액정층보다도 상기 접착면의 근방의 얇은 액정층에서 높은 것을 특징으로 하는 액정성 전사체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 박리면을 형성하는 얇은 액정층에서의 액정분자의 잔존 이중결합률이 상기 접착면을 형성하는 얇은 액정층에서의 액정분자의 잔존 이중결합률의 60% 이하인 것을 특징으로 하는 액정성 전사체.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정층에서의 액정분자가 콜레스테릭상인 것을 특징으로 하는 액정성 전사체.
  8. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지체는 연신 필름인 것을 특징으로 하는 액정성 전사체.
  9. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지체에는 상기 액정층의 상기 박리면과 접촉하는 면에 배향막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정성 전사체.
  10. 지지체와,
    상기 지지체의 표면에 형성된 액정층으로, 상기 지지체의 반대측에 위치하는 접착면에서 피전사체에 대해 접착가능하게 되고, 또 상기 지지체측에 위치하는 박리면으로부터 박리가능하게 된 액정층을 갖춘 액정성 전사체를 제조하는 방법에 있어서,
    지지체의 표면에 방사선의 조사에 의해 중합되는 액정분자로 이루어진 액정층을 형성하는 공정과,
    상기 액정층에 대해 공기분위기하에서 방사선을 조사하여, 상기 액정층에서의 표면경도가 상기 박리면의 근방보다도 상기 접착면의 근방에서 작아지도록 상기 액정층을 경화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정성 전사체의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 공기분위기는 산소농도 0.5% 이상의 분위기인 것을 특징으로 하는 액정성 전사체의 제조방법.
  12. 지지체와,
    상기 지지체의 표면에 형성된 복수의 얇은 액정층으로 이루어진 액정층으로, 상기 지지체의 반대측에 위치하는 접착면에서 피전사체에 대해 접착가능하게 되고, 또 상기 지지체측에 위치하는 박리면으로부터 박리가능하게 된 액정층을 갖춘 액정성 전사체를 제조하는 방법에 있어서,
    지지체의 표면에 방사선의 조사에 의해 중합되는 액정분자로 이루어진 얇은 액정층을 형성하는 공정과,
    상기 얇은 액정층에 대해 방사선을 조사하여 상기 얇은 액정층을 경화시키는 공정,
    경화된 상기 얇은 액정층의 표면에 방사선의 조사에 의해 중합되는 액정분자로 이루어진 추가의 얇은 액정층을 형성하는 공정 및,
    상기 추가의 얇은 액정층에 대해 방사선을 조사하여 상기 추가의 얇은 액정층을 경화시키는 공정을 포함하며,
    소망하는 적층수만큼의 얇은 액정층을 순차적층하도록 상기 추가의 얇은 액정층을 형성하는 공정 및 경화시키는 공정을 1회 이상 반복하고, 복수의 얇은 액정층으로 이루어진 액정층에 포함되는 각 얇은 액정층의 경도가 상기 박리면의 근방보다도 상기 접착면의 근방에서 작아지도록 상기 각 얇은 액정층의 경화상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정성 전사체의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 각 얇은 액정층에 대해 방사선을 조사할 때의 분위기내의 산소농도에 의해 상기 각 얇은 액정층의 경화상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정성 전사체의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 각 얇은 액정층에 대해 조사되는 방사선의 조사량에 의해 상기 각 얇은 액정층의 경화상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정성 전사체의 제조방법.
  15. 지지체와,
    상기 지지체의 표면에 형성된 복수의 얇은 액정층으로 이루어진 액정층으로, 상기 지지체의 반대측에 위치하는 접착면에서 피전사체에 대해 접착가능하게 되고, 또 상기 지지체측에 위치하는 박리면으로부터 박리가능하게 된 액정층을 갖춘 액정성 전사체를 제조하는 방법에 있어서,
    지지체의 표면에 자외선의 조사에 의해 중합되는 액정분자로 이루어진 얇은 액정층을 소망하는 적층분만큼 순차적층하는 공정과,
    적층된 상기 복수의 얇은 액정층에 대해 자외선을 조사하여 상기 각 얇은 액정층을 경화시키는 공정을 포함하며,
    복수의 얇은 액정층으로 이루어진 액정층에 포함되는 각 얇은 액정층의 경도가, 상기 박리면의 근방보다도 상기 접착면의 근방에서 작아지도록 상기 각 얇은 액정층에 첨가되는 광중합 개시제의 첨가량에 의해 상기 각 얇은 액정층의 경화상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정성 전사체의 제조방법.
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