KR100612904B1 - 액정성 필름, 그의 제조방법, 빛확산성 필름, 원편광판 및 직선편광판 - Google Patents

Abstract

나선축 방위가 막후방향에 똑같이 평행하지 않은 콜레스테릭 또는 카이랄 스멕틱C 배향을 고정화하여 빛확산성의 액정 필름 및 나선축 방위가 막후방향에 똑같이 평행이 아니고, 또한 나선 피치가 막후방향에 똑같이 등간격이 아닌 콜레스테릭 배향 또는 카이랄 스멕틱C 배향을 고정화한 액정성 필름을 제공한다.

Description

액정성 필름, 그의 제조방법, 빛확산성 필름, 원편광판 및 직선편광판{LIQUID CRYSTALLINE FILM AND PREPARATION THEREOF, LIGHT DIFFUSING FILM, CIRCULAR POLARIZING PLATE AND LINEARLY POLARIZING PLATE}

도1은, 실시예1의 필름단면의 TEM 관찰상을 나타낸다.

도2는, 비교예1의 필름단면의 TEM 관찰상을 나타낸다.

도3은, 실시예4에 적은 광학측정계 (測定系)의 구성을 나타내는 개략도이다.

도4는, 실시예4에 적은 반사율측정결과를 나타내는 선도 (線圖)이다.

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 신규 액정성 필름 및 그 이용에 관하여, 특히 경면반사를 억제한 콜레스테릭 액정성 필름 및 카이랄 스멕틱C 액정성 필름, 편광성을 갖는 회절광(回折光)을 생기게 할 수 있는 신규 액정성 필름, 또한 그것들의 이용에 관한다.

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

콜레스테릭 액정은, 그 내부의 액정분자가 막후방향 (膜厚方向)에 나선을 그리듯이 규칙적으로 꼬여서 배향하고 있고, 나선축이 막후방향과 평행하여 지는 것에 유래되는 특이한 광학적 성질을 갖는다. 이 특이한 광학적 성질은, 특정한 파장대역 (파장帶域)에 있어서의 원편광(圓偏光) 선택반사성이다. 이 성질을 이용하여, 비편광 (非偏光)의 속에서 좌우 어느쪽인가의 원편광만을 집어내는 광학용도나, 이 작용이 특정한 파장대역에 한정되기위해서 반사 / 투과광이 착색하는 것을 이용한 장식용도로의 응용이 생각 되어지고 있다. 공업적인 응용에 있어서는, 콜레스테릭 액정을 얇은 막장에 가공한 콜레스테릭 액정성 필름이 취급이 쉽고, 가공성에 우수하기때문에 응용범위가 넓다고 하고 있다.

콜레스테릭 액정성 필름의 제법으로서는, 예컨대 특개평 6-186534호 공보등에 기재된 방법이 알려져 있다. 이것들이 종래에 알려져 있는콜레스테릭 액정성 필름은, 나선축이 기판에 수직하고, 나선의 피치에 대응하는 층구조가 기판상에 평면조직를 형성하고 있는 것이다. 이것들의 종래의 콜레스테릭 액정 필름에서는, 입사광은 경면반사되어, 반사광의 휘도 (輝度) 는 시야각 의존성이 크고, 경면반사 영역외에서는 휘도가 급격히 저하하는 것이었다.

또한, 특개평 1-133003호 공보에 기재되어 있는 것 같이, 콜레스테릭 액정 층의 나선축이 λ/4판에 대하여 수직이 되듯이 콜레스테릭 액정층과 λ/4판을 적층하는 것으로 직선편광판을 실현한 예도 있다. 그러나 콜레스테릭 액정층의 경면 반사에 의해 외광이 외편강판에 비쳐 넣어져서, 편광판으로서는 시인성 (視認性)에 뒤떨어진다고 하는 결점이 있었다.

상기의 같은 종래의 콜레스테릭 액정성 필름은, 그 표면이 금속광택을 띠고 있고, 경면을 이루고 있다. 그 필름을 그것에 의하는 반사광을 이용하는 용도에 사용하는 경우, 이 경면반사때문에 반사광은 특정한 방향에 한정되어져 버리고, 다른 방향에서는 충분한 휘도가 얻어지지 않는다고 하는 과제가 있었다. 또한, 해당 필름이 선택반사하는 파장대역은, 블루 쉬프트 (blue shift)현상에 의해 시야각 의존 성이 크기 때문에, 반사광의 색조가 시야각에 의해 크게 변화하여 버린다고 하는 과제가 생기고 있었다.

통상, 경면반사를 억제하기위해서는 입사광·반사광을 확산하는 방법이 널리 알려져 있지만, 실현에는 대상물 표면에 확산판을 배치할 필요가 있었다. 그러나, 확산판을 배치하기 위해서는, 새로이 코스트의 증가, 제조공정의 증가등의 문제가 발생되기 때분에, 확산판을 필요로 하지않고서 경면반사를 억제할 수 있고, 시인성에 뛰어나, 시각 의존성이 적은 콜레스테릭 액정성 필름이 요망되어 지고 있다.

이것들은 카이랄 스멕틱C 액정성 필름에 있어서도 마찬가지여서, 카이랄 스멕틱C 액정성 필름에 있어서도, 확산판을 필요로 하지 않고서 경면반사를 억제할 수 있고, 시인성에 뛰어나, 시각 의존성이 적은 필름이 요망되어 지고 있다.

다음으로 회절격자 (回折格子)는, 분광광학 (分光光學) 등의 분야에서 빛의 분광이나 광속의 분할을 행하는 목적으로 널리 쓰이고 있는 범용광학소자 (汎用光學素子) 이다. 회절격자는, 그 형상으로부터 몇개의 종류로 분류되어, 빛이 투과하는 부분과 투과하지않은 부분을 주기적으로 배치한 진폭형 회절격자, 투과성이 높은 재료에 주기적인 홈을 형성한 위상형(位相型) 회절격자 등으로 통상 분류된다. 또한, 회절광이 생기는 방향에 따라서 투과형 회절격자, 반사형 회절격자로 분류 되는 경우도 있다 (스에다 테쯔오 저 (著), 광학부품의 사용방법과 유의점, 옵트론 닉스사, ISBN 4- 900474- 03- 7).

상기와 같은 종래의 회절격자에서는, 자연광 (비편광)을 입사하였을 때에 얻어지는 회절광으로서 비편광밖에 얻을 수 없다. 분광광학 등의 분야에서 빈번하게 이용되는 엘립소미터같은 편광광학 기기에서는, 회절광으로서 비편광밖에 얻을 수 없기 때문에, 광원보다 발한 자연광을 회절격자에 의해 분광하여, 더욱 이것에 포함되는 특정한 편광 성분만을 이용하기 위해서, 회절광을 편광자에 통하게 해서 이용하는 방법이 일반적으로 행하여지고 있다. 이 방법에서, 얻어진 회절광 중의 약50% 이상이 편광자에 흡수되기 위해서 빛의 양이 반감된다고 하는 문제가 있었다. 또한 그 때문에 감도가 높은 검출기나 빛의 양의 큰 광원을 준비할 필요도 있어, 회절광 자체가 원편광이나 직선편광 같은 특정한 편광으로 되는 회절격자의 개발이 요구되어 지고 있다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하는 것에 있다.

본 발명자들은, 액정분자의 배향 상태를 정밀히 제어하는 것으로 콜레스테릭 액정층 및 카이랄 스멕틱C 액정층 중에 확산효과가 높은 영역을 형성하는 것에 성공하였다. 더욱 상세하게는, 액정상에 있어서의 나선축 방위가, 막후방향에 똑같이 평행하지 않은 콜레스테릭배향 및 카이랄 스멕틱C 배향을 형성하는 것에 의해, 경면반사를 억제하여, 시인성에 뛰어 난 빛확산성 콜레스테릭액정성필름 및 카이랄 스멕틱C 액정성 필름을 얻는 것에 성공하였다.

또한 본 발명자들은, 액정분자의 배향상태를 정밀히 제어 하는 것으로, 콜레스테릭 액정층 중 또는 카이랄 스멕틱C 액정층 중에 회절효율이 높은 영역을 형성하는 것에 성공하였다. 더욱 상세하게는, 콜레스테릭상 또는 카이랄 스멕틱C 상에 있어서의 나선축 방위가, 막후방향에 똑같이 평행이 아니고, 또한 나선 피치가 막 후방향에 똑같이 등간격이 아닌 콜레스테릭배향 또는 카이랄 스멕틱C 배향을 배양제어·고정화하는 것에 의해, 편광회절격자로서 알맞게 기능하는 액정성 필름을 얻는 것에 성공하였다.

[발명의 구성]

본 발명은 제1에, 나선축 방위가 막후방향에 똑같이 평행하지 않은 콜레스테릭배향 또는 카이랄 스멕틱C 배향을 고정화한 것을 특징으로 하는 빛확산성콜레스테릭 또는 카이랄 스멕틱C 액정 필름에 관한다.

또한 본 발명은 제2에, 상기의 액정성 필름으로 이루어지는 원편광판에 관한다.

본 발명은 제3에, 상기의 액정성 필름과 λ/4판을 적층하여 되는 직선편광판에 관한다.

본 발명은 제4에, 나선축 방위가 막후방향에 똑같이 평행이 아니고, 또한 나선 피치가 막후방향에 똑같이 등간격이 아닌 콜레스테릭배향 또는 카이랄 스멕틱C 배향을 고정화한 것을 특징으로 하는 액정성 필름이다.

발명의 실시의 형태

이하, 본 발명에 관해서 상세히 설명한다.

우선 본 발명의 콜레스테릭 및 카이랄 스멕틱C 액정성 필름에 관해서 콜레스테릭 액정성 필름을 예로 설명한다.

본 발명의 콜레스테릭 액정성 필름은, 콜레스테릭배향에 있어서의 나선축방위가 막후방향에 똑같이 평행하지 않다. 이러한 콜레스테릭배향의 일례로서는, 통 상의 콜레스테릭배향에 있어서의 나선축구조를 유사층구조라고 보았을 때, 해당 층구조가 불규칙적으로 만곡, 굴곡하였던것 같은 상태로 콜레스테릭배향된 것을 들 수가 있다. 이러한 상태를 일반적으로 지문상조직 (指紋狀組織)이라고 부르지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다.

또한 지문상조직을 형성하였을 때, 그 콜레스테릭 액정층 표면에서는 오일리 스트릭 (Oily Streak)이 관찰된다.

본 발명의 콜레스테릭 액정 필름의 1태양으로서는, 상기와 같은 지문상조직을 갖고, 또한 오일리 스트릭을 형성한 층을 갖는 필름을 들 수가 있다.해당 필름에 관해서 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 콜레스테릭 액정성 필름의 제조방법으로서는, 배향기판상에 균일한 모노도메인인 네마틱 배향성을 나타내고, 또한 그 배향상태를 용이하게 고정화 할 수 있는 액정성 고분자에 소정량의 광학활성화합물을 첨첨가한콜레스테릭 액정성 고분자, 또는 균일한 모노도메인인 콜레스테릭 배향성을 나타내고, 또한 그 배향상태를 용이하게 고정화할 수 있는 콜레스테릭 액정성 고분자를, 도포, 건조, 열처리하여, 지문상조직을 갖고, 또한 오일리 스트릭형성층을 갖는 것같이 콜레스테릭배향을 형성시켜, 그 후 냉각함으로사용해서, 해당 콜레스테릭배향을 손상하는 일없이 고정화하여 제조하는 방법이 있다.

여기서 지문상조직을 갖고, 또한 오일리 스트릭형성층을 갖는 콜레스테릭배향은, 액정상계열로 본 경우, 평판조직을 형성하는 통상의 콜레스테릭상과 그 저온부인 액정전이점의 사이에 통상 존재한다. 또한 오일리 스트릭형성층은, 본 발명의 필름에 있어서는 배향기판측에는 통상 적고, 공기계면측에는 많다고 하는, 콜레스테릭 액정 필름의 막후방향에 분포가 있는 것이다. 이러한 특성을 이용하는 것에 의해, 구체적으로는 해당 필름의 공기계면측을 광입사면으로 하는 것에 의해, 반사광의 확산효율이 커지게 되고, 빛확산성, 비경면성 (非鏡面性), 광시인성 (光視認性)이라는 효과를 얻을 수가 있다.

이어서 콜레스테릭 액정성 고분자에 관해서 설명한다. 해당 액정성 고분자 로서는 네마틱 액정성 또는 콜레스테릭 액정성을 나타낸다. 예컨대 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르이미드 등의 주쇄형 액정성 고분자, 폴리아크릴레이트, 폴리메타아크릴레이트, 폴리마로네이트, 폴리실록산 등의 측쇄형 액정성 고분자를 예시할 수가 있다. 그 중에서도 합성의 용이성, 투명성, 배향·고정화의 용이성, 유리 전이점 등으로부터 폴리에스테르계 액정성 고분자가 바람직하다.

이어서 네마틱 액정성 고분자에 꼬임을 주기 위해서 혼합되는 광학활성화합물에 관해서 설명한다. 대표적인 예로서 우선 광학활성인 저분자 화합물을 들 수가 있다. 광학활성을 갖는 화합물이면 어느 것이나 본 발명에 사용할 수가 있지만, 상기 액정성 고분자와의 상용성의 관점에서 광학활성인 액정성 화합물인 것이 바람직하다. 또한 광학활성화합물로서는, 다음으로 광학활성인 고분자화합물을 들 수가 있다. 분자내에 광학활성인 기를 갖는 고분자 화합물이면 사용할 수가 있지만, 액정성 고분자와의 상용성의 관점에서 액정성을 나타내는 광학활성인 고분자화합물인 것이 바람직하다. 예로서 광학활성인 기를 갖는 액정성의 폴리아크릴레이트, 폴리 메타아크릴레이트, 폴리마로네이트, 폴리실록산, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에스테르아미드, 폴리카보네이트, 혹은 폴리펩티드, 셀룰로스등을 들 수가 있다. 그 중에서도 베이스가 되는 네마틱 액정성 고분자와의 상용성에서, 방향족 주체 (芳香族 主體)의 광학활성인 폴리에스테르가 바람직하다.

이상과 같이 본 발명의 콜레스테릭 액정성 필름을 형성하는 콜레스테릭 액정성 고분자로서는, 네마틱 액정성 폴리에스테르와 광학활성인 저분자액정화합물과의 조성물, 네마틱 액정성 폴리에스테르와 광학활성인 액정성 폴리에스테르와의 조성물이 바람직하게 사용된다. 또한, 상기 기재의 네마틱 액정성 폴리에스테르와 광학활성화합물로 이루어진 조성물이외에도, 주쇄중에 광학활성인 기를 갖는 콜레스테릭 액정성 폴리에스테르도 바람직한 예로서 들 수가 있다.

본 발명의 콜레스테릭 액정성 필름은, 상기와 같은 콜레스테릭 액정성 고분자를 투광성 기판성에 형성된 배향막상에 배향·고정화하여 형성되고, 그 상태에서 통상 사용된다.

상기 투광성 기판성으로서는, 예컨대 유리, 투광성 플라스틱 필름, 플라스틱 시트, 편광 필름 등을 예시할 수가 있다. 유리로서는, 소다 유리 (soda glass), 실리카 코트 소다 유리 (silica-coated soda glass), 붕규소산 유리(borosilicate glass)등이 사용된다.

또한, 플라스틱기판으로서는, 폴리메탈크릴레이트, 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌설파이드, 아모르퍼어스폴리올레핀, 트리아세틸셀룰로스 , 폴리에틸렌테레프타레이트, 폴리에틸렌나프타레이트등을 사용할 수가 있다.

또한 배향막으로서는, 러빙처리한 폴리이미드 필름이 알맞게 사용되지만, 기타 해당 분야에서 공지의 배향막도 사용할 수가 있다. 또한 본 발명에 있어서는, 폴리아미드등을 도포 하는 일없이 직접에 러빙처리에 의해 배향능을 부여하여 얻어진 플라스틱 필름·시트등도 투광성기판으로서 사용할 수 있다. 또 배향처리의 방법은 특히 제한되는 것은 아니지만, 콜레스테릭 액정성분자를 배향처리계면과 똑같이 평행하게 배향 시키는 것이면 좋다.

이어서 투명성기판상에 형성된 배향막상에 지문상조직을 갖고, 오일리 스트릭형성층을 갖도록 적당한 피치길이의 콜레스테릭 액정성 고분자막을 형성한다.

배향막상에 콜레스테릭 액정성 고분자를 도포 하는 수단으로서는 용융도포, 용액도포를 들 수 있지만, 프로세스상 용액도포가 바람직하다.

용액도포는, 콜레스테릭 액정성 고분자를 소정의 비율로 용매로 용해하고, 소정 농도의 용액을 조제한다. 이 때의 용매는 사용하는 콜레스테릭 액정성 고분자의 종류에 의해 다르지만, 통상 클로로폼, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, O-디클로로벤젠등의 할로겐화탄화수소, 이들과 페놀와의 혼합용매, 케톤류, 에테르류, 디메틸포르말린, 디메틸아세트이미드, 디메틸설폭시드, N-메틸필롤리돈, 설폴란, 시클로헥산 등의 극성용매를 사용 할 수가 있다. 또한 용액의 농도는, 사용하는 콜레스테릭 액정성 고분자에 의해 다르기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 통상 5∼50중량%의 범위, 바람직하게는 7∼30중량 %가 범위이다. 이 용액을 배향막상 또는 러빙처리등의 배향처리를 베푼 투광 성기판 위에 도포 한다.

도포의 방법으로서는, 스핀 코트 (spin coat)법, 롤 코트법 (roll coat), 다이코트 (die coat)법, 커튼 코트 (curtain coat)법 등을 채용할 수 있다.

도포후 용매를 건조에 의해 제거하고, 소정 온도로, 소정 시간열처리하여 지문상조직을 갖고, 또한 오일리 스트릭형성층을 갖는 콜레스테릭배향을 완성시킨다. 이렇게 해서 얻어진 콜레스테릭배향을 콜레스테릭 액정성 고분자의 유리 전이점 이하의 온도로 냉각하는 것에 의해 당해 배향을 손상되는 일없이 고정화 할 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 콜레스테릭 액정성 필름은, 적외, 가시, 자외영역의 빛에 대하여 피치길이에게 응한 선택반사현상을 나타내는 것과 동시에, 콜레스테릭 액정층내부에 형성된 지문상조직 및 오일리 스트릭에 의해, 경면반사를 막아, 시각의존성이 적고, 시인성이 좋다고 하는 특징을 가진다.

상기특징을 갖는 본 발명의 콜레스테릭액정성 필름및 카이랄 스멕틱C 액정성 필름의 응용범위는 극히 넓고, 예컨대 편광판을 비롯하는 여러가지의 광학용소자, 빛 엘렉트로닉소자, 장식용재료로서 사용할 수가 있다. 대표적인 구체적용도로서는, 선택반사현상에 의해 특정한 파장을 얻는 광학소자 또는 특정한 파장의 빛을 커트하는 광학 필터, 원편광판, 1/4파장판과 조합시키는 것에 의한 직선편광판등을 들 수가 있지만, 이것들은 그저 일례이다.

본 발명의 콜레스테릭 액정성 필름및 카이랄 스멕틱C 액정성 필름은, 특히 경면반사가 바람직하지 않은 용도, 넓은 시인성을 필요로 하는 용도에는, 종래의 콜레스테릭 액정성 필름및 카이랄 스멕틱C 액정성 필름에 비교하여, 극히 큰 개선 효과가 얻어지는 것이다.

이어서 본 발명의 편광성을 갖는 회절광을 생기게 할 수 있는 신규 액정성 필름에 관해서 설명한다.

본 발명의 이 액정성 필름은, 나선축쪽이 막후방향에 똑같이 평행이 아니고, 또한 나선 피치가 막후방향에 똑같이 등간격이 아니다. 이러한 액정성 필름의 일례로서는, 통상의 콜레스테릭배향 또는 카이랄 스멕틱C 배향에 있어서의 나선축 구조를 유사층구조로 보았을 때, 당해 층구조가 규칙적으로 만곡, 굴곡하였던것 같은 상태로 배향 한 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 또한 이러한 구조를 형성하기 위한 수단도 특히 제한되지 않는다.

본 발명의 이 특이한 액정상구조를 갖는 액정성 필름의 제조방법으로서는, 예컨대 막후방향에 똑같이 평행한 나선축을 갖고, 또한 막후방향에 똑같이 등간격인 나선 피치를 갖는 전기한 본 발명의 콜레스테릭배향 또는 카이랄 스멕틱C 배향을 고정화한 고분자액정성 필름을 형성한 후, 그 필름에 소망의 회절 패턴을 전사하는 방법을 들수있다. 전사하는 방법으로서는, 예는 회절 패턴이 있는 형을 준비하여, 그 형을 필름에 기계적수법에 의해서 전사하는 방법이 있다. 이 때, 필름의 표면만에 회절 패턴의 요철을 전사하는 것은 아니고, 필름내부의 액정구조를 나선축이 막후방향에 똑같이 평행이 아니고, 또한 나선 피치가 막후방향에 똑같이 등간격이 되지 않도록 변형시키는 것이 중요하다. 이 소망의 필름내부변형은, 필름을 가온조건하 (力溫條件下)에서 회절 패턴을 전사하는 것에 의해 행할 수가 있다.

회절 패턴의 전사는, 통상 당해 패턴이 있는 형을 사용하고, 당해 형의 회절 패턴면과 콜레스테릭 액정층면 또는 카이랄 스멕틱C 액정층면을 밀착시켜, 특정한 가열가압조건하, 기계적수법에 의해서 행할 수가 있다.

회절 패턴이 있는 형으로서는, 전사때에 있어서의 가온가압조건하에 있어서 당해 회절 패턴이 손상될 우려가 없는 것이면 특히 제한되는 것은 아니고, 예컨대, 유리, 금속, 고분자 필름등의 기판상에 코트한 Al이나 폴리머층에 격자형상을 형성한 회절격자 등을 본 발명에 사용할 수가 있다. 또한 해당 패턴이 있는 형으로서는, 일반적으로 시판되어 있고, 예컨대 에드먼드 사이언티픽 (Edmund Scientific)사제, 커머셜 그래이드 (Commercial Grade) 각선식 회절격자, 투과형 회절격자 필름, JOBIN YVON사제, Ruled Grating 등을 본 발명에 사용할 수도 있다. 또 본 발명은, 이들에 특히 한정되는 것은 아니다.

또한 상기 기계적수법이란, 온도·압력을 동시에 가할 수 있는 성형가공장치, 구체적으로는 프레스기, 압연기, 카렌다 롤 (calendar roll), 라미네이터(laminator), 스탬퍼 (stmper)등을 사용하는 것을 들 수 있다.

상기 장치에 회절 패턴이 있는 면과 콜레스테릭 액정층면 또는 카이랄 스멕틱C 액정층면을 밀착시킨 형태로 사용하고, 소정의 가열가압조건하에서 일정시간 보지한다. 그 후, 사용하는 액정성 고분자의 유리 전이점 이하까지 냉각하고, 이어서 콜레스테릭 액정층 또는 카이랄 스멕틱C 액정층으로부터 회절 패턴이 있는 형을 박리함으로사용해서, 특이한 액정구조를 갖는 본 발명의 액정성 필름을 제조할 수가 있다.

상기 가열조건은, 통상 사용하는 액정성 고분자의 유리 전이점 이상, 등방상 (等方相)이 출현하는 온도이하의 온도범위에서 설정된다. 구체적으로 가열온도 범위에서 해서 사용되는 장치, 액정의 종류, 필름의 형태, 회절 패턴의 형의 재질 등에 의해 다르기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 통상50∼300℃, 바람직하게는 60∼250℃, 더욱 바람직하게는 70∼200℃, 가장 바람직하게는 90∼180℃의 범위이다.

또한 상기 가압조건으로서는, 액정층, 회절 패턴이 있는 형의 형태를 손상 하지 않는 압력범위에서 행한다. 구체적으로 가압압력범위로서는, 쓰이는 장치, 액정의 종류, 필름의 형태, 회절 패턴의 형의 재질등에 의해 다르기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 통상 0.3∼500 kgf / ㎠, 바람직하게는 0.5∼400 kgf / ㎠, 더욱 바람직하게는 1∼300 kgf / ㎠, 가장 바람직하게는 2∼200 kgf / ㎠ 의 범위이다.

더욱 상기 가열가압조건하에서 콜레스테릭 액정층 또는 카이랄 스멕틱C 액정층 및 회절 패턴을 보지하는 시간은, 쓰이는 장치, 콜레스테릭 액정의 종류, 필름의 형태, 회절 패턴의 형의 재질등에 의해 다르기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 통상 0.01초 이상, 바람직하게는 0.05초∼30분, 더욱 바람직하게는 0.1초∼15분의 범위이다.

여기서 고분자 액정으로서는, 전기한 바와 같이, 배향기판상에 균일하고 모노 도메인인 네마틱 배향성 또는 스멕틱C 배향성을 나타내고, 또한 그 배향상태를 용이하게 고정화할 수 있는 액정성 고분자에 소정량의 광학활성화합물을 첨가한 콜레스테릭 액정성 고분자, 카이랄 스멕틱C 액정성 고분자, 또는 균일하고 모노 도메 인인 콜레스테릭 배향성, 카이랄 스멕틱C 배향성을 나타내고, 또한 그 배향상태를 용이하게 고정화할 수 있는 콜레스테릭 액정성 고분자, 카이랄 스멕틱C 액정성 고분자가 있다.

전기한 바와 같은 방법으로 나선축이 막후방향에 똑같이 평행하고, 또한 나선 피치가 막후방향에 똑같이 등간격인 콜레스테릭배향 또는 카이랄 스멕틱C 배향을 손상하는 일없이 고정화한 후, 얻어진 고분자액정 필름을 먼저 설명한 제어방법으로서 회절 패턴을 전사하는 것에 의해, 본 발명의 액정성 필름을 얻을 수가 있다.

또한 본 발명의 액정성 필름을 제조하는 방법으로서는, 상술과 같은 배향기판상에 소망의 회절 패턴을 전사하여 놓고, 또는 회절 패턴이 있는 형자체를 배향기판로서 사용해서, 당해 기판상에 고분자액정을 도포하고, 소정 온도에서, 소정시간 열처리하여, 그 후 냉각하는 방법을 들수있다.

상기 제조방법은, 어디까지나 예시이고 본 발명의 액정성 필름은 제조방법에 의해서 한정되어지는 것은 아니다.

이와 같이 해서 얻어진 액정성 필름의 액정고분자면에는, 액정면을 보호하기 위한 오버 코트층을 형성할 수도 있다. 오버 코트층은, 특히 제한되는 것은 아니지만, 예컨대 경화후 광학적으로 등방성을 나타내는 접착제등을 사용 할 수가 있다. 오버 코트층에 접착제를 사용하는 경우, 액정성 필름의 액정면을 재박리성기판에 접착제를 개재해서 접착하고, 접착제 경화후, 재박리성기판을 박리하는 것에 의해 오보 코트층을 형성할 수가 있다.

상기 재박리성기판이란, 재박리성을 갖고, 자기지지성을 구비하는 기판이라면 특별히 제한되는 것은 아니고, 그 기판으로서는, 통상 박리성을 갖는 플라스틱 필름이 바람직하다. 여기서 말하는 재박리성이란, 접착제를 개재해서 액정 필름과 재박리성기판을 접착한 상태에서 놓고, 접착제와 재박리성기판과의 계면에서 박리할 수 있는 것을 의미한다.

또한 상기 접착제는, 액정성 고분자면과 재박리성기판을 접착할 수가 있고, 또한 재박리성기판을 박리 할 수가 있으면 특별히 한정되지 않는다. 경화수단에 의해서 예컨대 광경화형, 전자선경화형, 열경화형 등의 접착제를 들 수 있다. 그 중에서도 아크릴계 올리고머를 주성분으로 하는 광경화형, 전자선경화형접착제, 에폭시수지계의 광경화형, 전자선경화형 접착제가 알맞게 사용된다. 액정성 필름과 재박리성기판과의 접착의 형태로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 그 액정필름과 그 기판과의 사이에 층상의 접착제층을 배치하는 것이 일반적이다. 이러한 접착제층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상 1㎛∼30㎛ 정도이다. 또한 그 접착제에는, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 산화방지제, 자외선흡수제등의 각종 첨가제를 배합하더라도 좋다.

또한, 해당 액정성 필름은, 필름내부의 액정분자의 층구조에 의해서 회절특성 및 편광특성을 발현하는 것에서, 굴절율 차가 없는 접착제를 사이에 세우는 것에 의해, 회절특성 및 편광특성을 손상하는 일없이 다른 광학소자와 적층할 수도 있다.

이와 같이 하여 얻어진 본 발명의 액정성 필름은, 적외, 가시, 자외영역의 빛에 대하여 나선 피치길이에게 응한 선택반사현상을 나타냄과 동시에, 액정층 내부에 형성된 회절 패턴에 의해 회절 현상을 생기게 하고, 또한 회절광이 원 편광성을 갖는다고 하는, 종래의 고분자액정 필름에는 없는 특이한 특징을 갖는다. 또한, 해당 액정성 필름으로서는, 필름내부의 액정분자의 층구조에 의해서 회절 특성 및 편광특성을 발현하는 것에서, 예컨대 굴절율 차가 없는 접착제를 개재해서 다른 광학소자와 적층하더라도, 해당 필름의 회절 특성 및 편광특성을 손상하는 일도 없다.

이상과 같이 특이한 광학특성을 갖는 본 발명의 액정성 필름의 응용범위는 극히 넓고, 예컨대 편광판을 비롯하는 여러가지의 광학용소자, 광엘렉트로닉 소자, 장식용 재료로서 사용할 수가 있다. 대표적인 구체적용도로서는, 분광된 편광을 필요로 하는 광학기기, 회절 현상에 의해 특정한 파장을 얻는 편광광학소자 또는 광학 필터,원편광판, 1/4 파장판과 조합시키는 것에 의한 직선편광판 등을 들수가 있지만, 이들은 그저 일례이다.

본 발명의 액정성 필름은, 특히 분광된 편광을 필요로 하는 용도에는, 종래의 회절격자와 편광자의 조합과 비교하여, 극히 큰 개선효과가 얻어지는 것이다.

실시예

이하로 실시예를 서술하지만, 본 발명의 액정성 필름은 이들에 한정되는 것이 아니다.

실시예1

유리 전이온도가 80℃의 R체 광학활성이 있는 하기의 조성식이 있는 액정성 폴리에스테르 조성물을 러빙폴리이미드층이 있는 트리아세틸셀룰로스 필름상에 스핀 코트법으로 성막 (成膜)하여, 135℃에서 5분간 열처리한 바, 녹색의 비경면반사를 나타내는 필름이 얻어졌다. 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰 (도1) 에서, 콜레스테릭상 (相)에 있어서의 나선축 방위가, 막후방향에 똑같이 평행이 아니고, 지문상조직 및 오일리 스트릭을 형성하는 배향 인 것을 확인할 수 있었다. 동 필름을 일본분광(주)제 자외가시근적외 분광광도계 V-570에서 투과 스펙트럼 측정한 바, 중심 파장λs가 약 550 nm, 선택반사파장대역폭 △ λ가 약 90 nm의 선택반사를 나타내는 콜레스테릭액정층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

실시예2

유리 전이온도가 77℃의 R체 광학활성이 있는 하기의 조성식을 갖는 액정성폴리에스테르조성물을 러빙폴리이미드층이 있는 트리아세틸셀룰로스 필름상에 스핀코트법으로 성막하여, 130℃에서 5분간 열처리한 바, 청색의 비경면반사를 나타내는 필름이 얻어졌다. 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭상에 있어서의 나선축 방위가, 막후방향에 똑같이 평행이 아니고, 지문상조직 및 오일리 스트릭을 형성하는 배향인 것을 확인할 수 있었다. 동 필름을 일본분광(주)제 자외가시근적외 분광광도계 V∼570에서 투과 스펙트럼 측정한 바, 중심파장 λs가 약500 nm, 선택반사파장대역폭 △ λ가 표적 90 nm의 선택반사를 나타내는 콜레스테릭 액정층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

실시예3

유리 전이온도가 77℃의 R체 광학활성이 있는 하기의 조성식을 갖는 액정성폴리에스테르조성물을 러빙폴리이미드층이 있는 트리아세틸셀룰로스 필름상에 스핀코트법으로 성막하여, 130℃에서 5분간 열처리한 바, 적색의 비경면반사를 나타내는 필름이 얻어졌다. 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭 상에 있어서의 나선축 방위가, 막후방향에 똑같이 평행이 아니고, 지문상조직 및 오일리 스트릭을 형성하는 배향인 것을 확인할 수 있었다. 동 필름을 일본분광(주)제 자외가시근적외 분광광도계 V-570에서 투과 스펙트럼 측정한 바, 중심파장 λs가 약620 nm, 선택반사파장대역폭 △ λ가 약110 nm의 선택반사를 나타내는 콜레스테릭 액정층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

비교예1

유리 전이온도가 80℃의 R체 광학활성이 있는 하기의 조성식을 갖는 액정성폴리에스테르조성물을 러빙폴리이미드층이 있는 트리아세틸셀룰로스 필름상에 스핀 코트법으로 성막하여, 150℃에서 10분간 열처리한 바, 녹색의 경면반사를 나타내는 모노 도메인인 필름이 얻어졌다. 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM관찰 (도2)에서, 콜레스테릭 액정층이 균일한 나선 피치를 확인할 수 있었다. 동 필름을 일본분광(주)제 자외가시근적외 분광광도계 V-570에서 투과 스펙트럼측정한 바, 중심파장 λs가 약 550 nm, 선택반사파장대역폭 △ λ가 약90 nm의 선택반사를 나타내는 콜레스테릭 액정층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

비교예2

유리 전이온도가 77℃의 R체 광학활성이 있는 하기의 조성식을 갖는 액정성 폴리에스테르조성물을 트리아세틸셀룰로스 필름상에 스핀 코트법으로 성막하여, 145℃에서 10분간 열처리한 바, 노란 색의 경면반사를 나타내는 모노 도메인인 필름이 얻어졌다. 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭 액정층이 균일한 나선 피치가 확인할 수 있었다. 동 필름을 일본분광(주)제 자외가시근적외 분광광도계 V-570에서 투과 스펙트럼을 측정한 바, 중심파장 λs가 약 590 nm, 선택반사파장대역폭 △ λ가 약 110 nm의 선택반사를 나타내는 콜레스테릭 액정층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

실시예4

경면반사의 억제, 확산효과를 확인하기 위해서, 도 3과 같은 광학계를 암실내에서 구축하여 광학측정을 하였다. 공식 샘플면의 법선방향을 0도로 하고, -45도의 위치에 고정한 광원에 의해 공식 샘플을 조명하였다. 이 때, 할로겐광원을 광화이버에 의해 유도하여, 광화이버의 선단에 코리메이트 렌즈 (collimating lens)를 붙이는 것으로 평행광속에 의한 조명으로 하였다. 휘도계로서 톱콘 (주)사제 색채휘도계 BM-7를 사용하고, 0도에서 80도까지의 범위를 5도 즈음에서 반사휘도를 측정하였다. 공식 샘플로서, 비교예 1에서 얻은 경면반사를 나타내는 콜레스테릭액정성 필름 및 실시예 1의 콜레스테릭액정성 필름을 사용하였다. 각 필름에 있어서의 반사휘도의 반사각의존성을 측정한 결과를 도4에 나타낸다.

비교예1에서 얻은 경면반사를 보이는 필름으로서는, 경면반사가 되는 + 45 도에서는 광원상이 샘플표면에 비쳐 져 있고, 또한, + 45도 이외의 각도에서는 급격히 휘도가 저하되어 있고 시인성이 나뻤다. 이것에 대하여, 실시예1에서 얻은 콜레스테릭 액정성 필름은, 반사휘도의 각도의존성이 작고, 경면반사각 이외의 각도 라도 충분한 반사광을 관측할 수 있고, 경면반사각으로서는 광원의 비쳐짐도 적고 시인성에 우수한 것을 알았다.

실시예5

실시예 2에서 얻은 콜레스테릭 액정성 필름의 원편광도를, 미조지리광학공업소제 자동 엘립소미터DVA-36 VW 형을 사용해서 측정하였다. 파장 500 nm에 있어서의 좌우원편광의 투과율 차가 1 : 22.3과 오른쪽 원편광의 경우 쪽이 고투과율이었다.

따라서, 당해 콜레스테릭 액정성 필름은, 편광도 약 91%의 오른쪽 원편광을 투과하고, 왼쪽 원편광을 반사하는 원편광판으로서 사용할 수 있는 것을 알았다. 또한, 해당 콜레스테릭 필름 통상의 것을 실내조명하에서, 비교예 1의 경면반사를 보이는 콜레스테릭 액정성 필름과 목시에 의해 비교한 바, 실시예 2에서 얻어진 콜레스테릭 액정성 필름쪽이 외광의 비쳐짐이 적은 것을 확인할 수 있었다. 이것에 의해, 실시예2로 얻어진 콜레스테릭 액정성 필름은, 외광의 비쳐짐이 적은 원편광판으로서 사용할 수 있는 것을 알았다.

실시예6

실시예1에서 얻어진 콜레스테릭 액정성 필름상에, (주)폴라테크노사제 일축 연신 필름 ( 폴리비닐알콜제, 리타데이션 (retardation) : 140 nm) 를 λ/ 4판으로서 접착제를 개재해서 첩합하는 것으로, 직선편광판을 얻었다. 해당 직선편광판의 편광도를 측정하기위해서, 그랜 톰슨 (Glan - Thompson) ·프리즘으로서 알려져 있는 편광자의 흡수축과, 해당 직선편광판의 λ/4판의 지상축이 ± 45도를 이루도록 하여, 550 nm 에서의 투과율을 하마마쯔 포토닉스(주)사제 분광기 PMA-11에 의해 각각 측정하였다. + 45도를 하고 있는 경우의 투과율과 -45도를 한 경우의 투과율의 비가 1:31.5이기때문에, 해당 직선편광판의 편광도가 약93.8% 인 것을 알았다. 또한, 해당 콜레스테릭필름과, 비교예2로 얻어진 콜레스테릭 액정성 필름에(주)폴라테크노사제 일축연신 필름 (폴리비닐알콜제, 리타데이션 : 140 nm)를 접착제를 개재해서 첩합한 직선편광판을 옥외의 태양광하에서 목시에 의해 비교한 바, 해당 실시예1로 얻어진 콜레스테릭 액정성 필름쪽이 외광의 비쳐짐이 적은 것이 확인할 수 있었다. 이것에 의해, 실시예1로 얻어진 콜레스테릭 액정성 필름은 외광의 비쳐짐이 적은 직선편광판으로서 사용할 수 있는 것을 알았다.

실시예7

유리 전이온도가 80 ℃의 R체 광학활성이 있는 하기의 조성식을 갖는 액정성 폴리에스테르조성물을 러빙폴리이미드층이 있는 트리아세틸셀룰로스필름상에 스핀 코트법으로 성막하여, 160℃ 3분간 열처리한 바, 적색의 비경면반사를 나타내는 필름이 얻어졌다. 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭상에 있어서의 나선축 방위가, 막후방향에 똑같이 평행이 아니고, 지문상조직 및 오일리 스트릭을 형성하는 배향인 것을 확인 할 수 있었다. 동 필름을, 일본분광(주)제 자외가시근적외 분광광도계 V-570에서 투과 스펙트럼측정한 바, 중심파장이 λs가 약660 nm, 선택반사대역폭 △ λ가 약110 nm의 선택반사를 나타내는 콜레스테릭 액정층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

실시예8

유리 전이온도가 90℃의 S체 광학활성이 있는 하기의 조성식을 갖는 액정성 폴리에스테르 (폴리머 A와 B)의 조성물을 러빙폴리이미드층이 있는 트리아세틸셀룰로스 필름상에 스핀 코트법으로 성막하여, 180℃ 5분간 열처리한 바, 녹색의 비경면반사를 나타내는 필름이 얻어졌다. 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭상에 있어서의 나선축 방위가 막후방향에 똑같이 평행이 아니고, 지문상조직 및 오일리 스트릭을 형성하는 배향인 것을 확인할 수 있었다. 동 필름을, 일본분광(주)제 자외가시근적외 분광광도계V-570에서 투과 스펙트럼측정한 바, 중심파장이 λs가 약 540 nm, 선택반사대역폭△ λ가 약 90 nm의 선택반사를 나타내는 콜레스테릭 액정층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

폴리머 A

폴리머B

를 중량비 75 : 25로 혼합해서 얻어진 조성물.

참고예1

유리 전이온도가 77℃의 R체 광학활성을 갖는 하기의조성식이 있는 액정성 폴리에스테르조성물을 러빙폴리이미드층이 있는 트리아세틸셀룰로스필름상에 스핀 코트법으로 성막하여, 130℃ 5분간 열처리한 바, 청색의 경면반사를 나타내는 필름이 얻어졌다. 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 카이랄 스멕틱C 상에 있어서 나선축 방위가, 막후방향에 똑같이 평행하고, 나선 피치도 막후방향에 똑같이 등간격인 것을 확인할 수 있었다. 동 필름을 일본분광(주)제 자외가시근적외 분 광광도계 V-570에서 투과 스펙트럼측정한 바, 중심파장이 λs가 약 500 nm, 선택 반사파장대역폭 △ λ가 약 90 nm의 선택반사가 확인되었다. 더욱, 샘플을 30°경사 시킨 경우의 투과 스펙트럼을 측정한 바, 중심파장 λs가 약 920 nm의 곳에 풀피치 밴드 (full pitch band)에 상당하는 선택반사가 확인되었기 때문에, 카이랄 스멕틱C 액정상이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

실시예9

에드먼드·사이언티픽·재팬사제 각선식회절격자 필름(900개/mm)의 회절면과 실시예1에서 얻은 콜레스테릭 액정성 필름의 액정 폴리머면이 마주 향하도록 겹쳐서, 약100℃에서 가열한 핫 플레이트 (hot plate)상에서, 고무 롤러를 사용해서 약 15 kg/㎠ 의 압력으로 가압하였다. 다음에, 각선식회절격자 필름을 제거하고, 액정 폴리머면에 아크릴성 오버 코트제 (굴절율1.53)에 의해 오버 코트층 (막후: 약5ㅗ∠ m)을 형성하여, 액정폴리머표면에 형성된 요철면을 묻었다. 각선식회절격자 필름을 제거한 후의 액정성 필름은, 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭상에 있어서 나선축 방위가 똑같이 평행이 아니고, 또한 나선 피치가 막후방향에 똑같이 등간격이 아닌 콜레스테릭배향을 형성하고 있는 것이 확인되었다.

이렇게 해서 얻어진 액정성 필름에, 필름면내에 수직으로 He-Ne 레이저 (파장632.8 nm)을 입사한 바, 0°및 약 ±35°의 출사각 (出射角)에 레이저광이 관찰되었다. 이것에 의해, 액정성 필름내부에 회절격자로서 기능하는 영역이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

다음에, 편광특성을 확인하기 위해서, 통상의 실내조명하에서으로 얻어진 액정성 필름을 놓고, 오른쪽 원편광판 (오른쪽 원편광만 투과)을 개재해서 관찰한 바, 무지개 빛의 반사회절광이 관찰되어, 편광판없이 관찰한 경우의 밝기와 거의 같았다.

이것에 대하여, 왼쪽 원편광판 (왼쪽 원편광만 투과)를 개재해서 관찰한 바, 암시야 (暗視野)로 되고, 무지개 빛의 반사회절광은 관찰되지 않았다. 이것에 의해, 액정성 필름의 회절광이 오른쪽 원편광인 것이 확인되었다.

이상의 것에 의해 당해 액정성 필름에 의해서, 오른쪽 원편광의 회절광이 얻어지는 것이 판명되었다.

실시예10

에드먼드·사이언틱픽·재팬사제 각선식회절격자 필름(900개/mm)의 회절 면과 참고예1에서 얻은 카이랄 스멕틱C 액정성 필름의 액정 폴리머면이 마주 향하도록 겹쳐서, 약90°로 가열한 핫 플레이트상에서, 고무 롤러를 사용해서 약20 kg/㎠의 압력에서 가압하였다. 다음에, 각선식회절격자 필름을 제거하고, 액정 폴리머 면에 아크릴성 오버 코트제 (굴절율1.53)에 의해 오버 코트층 (막후: 약5㎛)을 형성하여, 액정 폴리머표면에 형성된 요철면을 묻었다. 각선식회절격자 필름을 제거 한 후의 액정성 필름은, 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 카이랄 스멕틱C 액정상에 있어서 나선축 방위가 똑같이 평행이 아니고, 또한 나선 피치가 막후방향에 똑같이 등간격이 아닌 카이랄 스멕틱C 배향을 형성하고 있는 것이 확인되었다.

이렇게 하여 얻어진 액정성 필름에, 필름면내에 수직으로 He-Ne 레이저 (파장632.8 nm)을 입사한 바, 0°및 약 ±35°의 출사각에 레이저광이 관찰되었다. 이것에 의해, 회절격자로서 기능하고 있는 것이 확인되었다. 이것에 의해 해당 액정성 필름 내부에 회절격자로서 기능하는 영역이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

다음에, 편광특성을 확인하기 위해서, 통상의 실내조명하에서 당해 액정성 필름을 놓고, 오른쪽 원편광판 (오른쪽 원편광만 투과)를 개재해서 관찰한 바, 무지개 빛의 반사회절광이 관찰되고, 편광판없이 관찰한 경우의 밝기와 거의 같았다. 이것에 대하여, 왼쪽 원편광판 (왼쪽 원편광만 통과)를 개재해서 관찰한 바, 암시야로 되고, 무지개 빛의 반사회절광은 관찰되지 않았다. 이것에 의해, 액정성 필름의 회절광이 오른쪽 원편광인 것이 확인되었다.

이상의 것에서, 상기와 같이 얻어진 액정성 필름으로부터 오른쪽 원편광의 회절광이 얻어지는 것이 판명하였다.

실시예11

실시예10에서 얻어진 액정성 필름상에, 폴라테크노사제 일축연신 필름 (폴리비닐알콜제, 리타데이션 : 140 nm)를 λ/4 파장판으로서, 아크릴성 접착제를 개재해서 첩합하여, 적층체를 얻었다.

얻어진 적층체의 λ/4 파장판측에, 산릿쯔사제 편광판 HLC2 - 5518을 거듭 관찰한 바, λ/4 파장판의 지상축과 편광판 흡수축이 45°를 이룰 때에 암시야가 얻어졌다. 또한, λ/4 파장판의 지상축과 편광판흡수축이 45°를 이룰 때에 암시야가 얻어지고, 액정성 필름의 녹색 선택반사광이 관찰되었다. 또한, 할로겐광을 조사 (照射) 한 경우, 무지개 빛의 회절광이 관찰되었다.

이것에 의해, 실시예1에서 얻어진 액정성 필름과 λ/4 파장판의 적층체에 의한 회절광이 직선편광인 것이 확인되어, 해당 적층체가 직선편광회절격자로서 기능하는 것이 확인되었다.

참고예2

유리 전이온도가 120℃의 R체 광학활성화합물을 함유하는 액정성 폴리에스테르조성물을 러빙폴리이미드층이 있는 트리아세테이트 필름상에 스핀 코트법으로 성막하여, 150℃ 5분간 열처리한 바, 금색의 경면반사를. 나타내는 필름이 얻어졌다. 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭상에 있어서의 나선축 방위가, 막후방향에 똑같이 평행하고, 나선 피치도 막후방향에 똑같이 등간격인 것이 확인할 수 있었다. 동 필름을 일본분광(주)제 자외가시근적외 분광광도계 V-570에서 투과 스펙트럼측정한 바, 중심파장 λs가 약600 nm, 선택반사파장대역폭 △ λ가 약100 nm의 선택반사를 나타내는 콜레스테릭 액정층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

참고예3

R체 광학활성인 기 (基)를 갖는 아크릴계콜레스테릭 액정성화합물을 러빙폴 리이미드층이 있는 포리에틸렌나프타레이트 필름상에 스핀 코트법으로 성막하여, 140℃ 5분간열처리한 바, 금색의 경면반사를 나타내는 필름이 얻어졌다. 이 필름을 질소 분위기하에서 자외선 조사하는 것에 의해 가교한 바, 유리 전이온도 150℃의 콜레스테릭배향을 보지한 필름이 얻어졌다. 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭상에 있어서 나선축 방위가, 막후방향에 똑같이 평행하고, 나선 피치도 막후방향에 똑같이 등간격인 것을 확인할 수 있었다. 동 필름을 일본분광(주)제 자외가시근적외 분광광도계 V-570에서 투과 스펙트럼측정한 바, 중심파장λs가 약610 nm, 선택반사파장대역폭 △ λ가 약100 nm의 선택반사를 나타내는 콜레스테릭 액정층이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

비교예3

에드먼드·사이언틱픽·재팬사제 각선식회절격자 필름 (900개 / mm)의 회절면과 비교예2에서 얻은 콜레스테릭 액정성 필름의 액정 폴리머면이 마주 향하도록 겹쳐서, 신에이산업사제 26 톤 프레스의 플레이트위에 놓고, 참고예1에서 사용한 액정성 고분자의 유리 전이점 이하의 온도로 100 kg / ㎠ 의 조건으로 가열가압하여, 5분간 보지하였다. 다음에, 프레스에서 꺼내서 실온까지 냉각후, 각선식회절격자 필름을 제거한 바 콜레스테릭액정 고분자층에 회절 패턴은 전사하지않았다. 각선식회절격자 필름을 제거한 후의 액정성 필름은, 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭상에 있어서 나선축 방위가 똑같이 평행하고, 또한 나선 피치가 막후방향에 똑같이 등간격인 콜레스테릭배향에 변화가 없는 것이 확인되었다.

비교예4

에드먼드·사이언티픽·재팬사제 각선식회절격자 필름(900개/mm)의 회절 면과 비교예2에서 얻은 콜레스테릭 액정성 필름의 액정폴리머면이 마주 향하도록 겹쳐서, 신에이산업사제 26 톤 프레스의 플레이트위에 놓고, 참고예1에서 사용한 액정성 고분자의 등방상 전이온도 이상의 온도, 100 k g/㎠ 의 조건으로 가열가압하여, 5분간보지하였다. 다음에, 프레스로부터 꺼내서, 실온까지 냉각후, 각선식회절격자 필름을 제거한 바 콜레스테릭배향은 콜레스테릭 액정상보다 고온부에 있는 등방상에 변화하고, 콜레스테릭배향은 보지되어 있지 않았다.

실시예13

에드먼드·사이언티픽·재팬사제 각선식회절격자 필름(900개/mm)의 회절 면과 참고예2에서 얻은 콜레스테릭 액정성 필름의 액정 폴리머면이 마주 향하도록 겹쳐서, 동경라미넥스사제 라미네이터 DX-350을 사용하여, 135℃, 3kg / ㎠, 롤접촉시간 0.5초의 조건에서 가열가압을 하였다. 다음에, 실온까지 냉각후, 각선식회절격자 필름을 제거하자 콜레스테릭 액정고분자층에 회절 패턴이 전사한 액정성 필름이 얻어졌다. 이 액정고분자면에 아크릴성 오버 코트제 (굴절율1.53)에 의해 오버코트층 (막후: 약5㎛)을 형성하여, 액정 폴리머표면에 형성된 요철면을 묻었다.

이렇게 해서 얻어진 액정성 필름은, 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭상에 있어서 나선축 방위가 똑같이 평행이 아니고, 또한 나선피치가 막후방향에 똑같이 등간격이 아닌 콜레스테릭배향을 형성하고 있는 것이 확인 되었다.

당해 액정성 필름에, 필름면내에 수직으로 He-Ne 레이저(파장632.8 nm)을 입사한 바, 0°및 약 ±35°의 출사각에서 레이저광이 관찰되었다. 이것에 의해, 콜레스테릭 액정성 필름내부에 회절격자로서 기능하는 영역이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

이어서 편광특성을 확인하기 위해서, 통상의 실내조명하에서 해당 액정성 필름을 놓고, 오른쪽 원편광판 (오른쪽 원편광만 투과)를 개재해서 관찰한 바, 무지개 빛의 반사회절광이 관찰되고, 편광판없이 관찰한 경우의 밝기와 거의 같았다. 이것에 대하여, 왼쪽 원편광판 (왼쪽 원편광만 투과)를 개재해서 관찰한 바, 암시야로 되고, 무지개 빛의 반사회절광은 관찰되지 않았다. 이것에 의해, 해당 액정성 필름의 회절광이 오른쪽 원편광인 것이 확인되었다.

비교예5

에드먼드·사이언티픽·재팬사제 각선식회절격자 필름(900개/mm)의 회절 면과 참고예2에서 얻은 콜레스테릭 액정성 필름의 액정 폴리머면이 마주 향하도록 겹쳐서, 동경라미넥스사제 래미네이터 DX-350을 사용하여, 135℃, 0.2 kg /㎠, 롤접촉시간 0.5초의 조건으로 가열가압을 하였다. 다음에, 실온까지 냉각후, 각선식회절격자 필름을 제거하자 콜레스테릭 액정고분자층에 회절 패턴이 간신히 전사한 액정성 필름이 얻어졌다. 이 액정고분자면에 아크릴성 오버 코트제 (굴절율1.53)에 의해 오버 코트층 (막후: 약5㎛)을 형성하여, 액정 폴리머표면에 형성된 요철면을 묻은 바 회절 패턴은 보이지 않게 되었다. 각선식회절격자 필름을 제거한 후의 액정성 필름은, 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭상에 있어 서 나선축 방위가 똑같이 평행하고, 또한 나선 피치가 막후방향에 똑같이 등간격인 콜레스테릭배향에 변화가 없는 것이 확인 되었다.

실시예14

에드먼드·사이언틱픽·재팬사제 각선식회절격자 필름(900개/mm)의 회절 면과 참고예3에서 얻은 콜레스테릭 액정성 필름의 액정 폴리머면이 마주 향하도록 겹쳐서,히타찌기계 엔지니어링사 제압연기를 사용해서, 170℃, 20 Kg / ㎠, 롤접촉시간 1초의 조건으로 가열가압을 하였다. 다음에, 실온까지 냉각후, 각선식회절격자 필름을 제거하자 콜레스테릭 액정고분자층에 회절 패턴이 전사한 액정성 필름이 얻어졌다. 이 액정고분자면에 아크릴성 오버 코트제 (굴절율1.53)에 의해 오버 고트층 (막후: 약㎛)을 형성하여, 액정 폴리머표면에 형성된 요철면을 묻었다.

이렇게 해서 얻어진 액정성 필름은, 편광현미경관찰 및 필름단면의 TEM 관찰로부터, 콜레스테릭상에 있어서 나선축 방위가 똑같이 평행이 아니고, 또한 나선 피치가 막후방향에 똑같이 등간격이 아닌 콜레스테릭배향을 형성하고 있는 것이 확인되었다.

이 액정성 필름에, 필름면내에 수직으로 He-Ne 레이저 (파장632.8 nm)을 입사한 바, 0°및 약 ±35°의 출사각에서 레이저광이 관찰되었다. 이것에 의해 당해 액정성 필름내부에 회절격자로서 기능하는 영역이 형성되어 있는 것이 확인되었다.

이어서 편광특성을 확인하기 위해서, 통상의 실내조명하에서 당해 액정성 필름을 놓고, 오른쪽 원편광판 (오른쪽 원편광만 투과)을 개재해서 무지개 빛의 반사회절광이가 관찰되고, 편광판없이 관찰한 경우의 밝기와 거의 같았다. 이것에 대하 여, 왼쪽 원편광판 (왼쪽 원편광만 투과)를 개재해서 관찰한 바, 암시야로 되고, 무지개 빛의 반사회절광은 관찰되지 않았다. 이것에 의해 해당 액정성 필름의 회절광이 오른쪽 원편광인 것이 확인되었다.

Claims (9)

1. 콜레스테릭배향 또는 카이랄 스멕틱C 배향을 갖는 액정성 필름이고, 상기 배향의 나선축 방위 및 나선축 피치가 다른 영역을 액정구조 내에 내부적으로 갖는 것을 특징으로 하는 회절능(回折能)을 갖는 액정성 필름.
2. 제 1항에 있어서, 콜레스테릭배향 또는 카이랄 스멕틱C 배향이 불규칙적으로 만곡 또는 굴곡 되어 있는 것을 특징으로 하는 액정성 필름.
3. 기판 또는 그 위에 형성한 배향막 위에서 콜레스테릭 배향 또는 카이랄 스멕틱 배향을 갖는 액정성 고분자 필름을 형성하고, 그 필름에 필름 내부의 액정층 구조까지 충분하게 회절 패턴을 전사함에 의해 상기 배향의 나선축 방위 및 피치가 다른 영역을 액정구조 내의 전체가 아니고 부분적으로 갖는 액정성 필름임을 특징으로 하는 액정성 필름의 제조방법.
4. 제 3항에 있어서, 콜레스테릭 액정층 또는 카이랄 스멕틱C 액정층이, 액정성 고분자로부터 형성되는 것을 특징로 하는 액정성 필름의 제조방법.
5. 제 3항 또는 제4항에 있어서, 회절 패턴의 전사를 액정성고분자의 유리 전이점 이상, 등방상 전이온도 이하의 온도범위, 0.3∼500 kgf / ㎠ 의 압력범위에서 회절 패턴을 전사하는 것을 특징으로 하는 액정성 필름의 제조방법.
6. 제 1항 또는 2항 기재의, 액정성 필름으로 이루어진 빛확산성 필름.
7. 제 1항 또는 2항 기재의, 액정성 필름으로 이루어진 원편광판.
8. 제 1항 또는 2항 기재의, 액정성 필름과 λ/4 판을 적층해서 된 직선편광판.
9. 제 1항에 있어서, 콜레스테릭 배향 또는 카이랄 스멕틱 배향이 지문상 조직임을 특징으로 하는 액정성 필름.

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