KR20190138692A - 액정 필름의 제조 방법 및 기능성 필름의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

정세하며 원하는 색계조의 화상을 표시할 수 있는 콜레스테릭 액정층을 얻을 수 있고, 높은 생산성을 갖는 액정 필름의 제조 방법 및 기능성 필름의 제조 방법을 제공한다. 지지체를 길이 방향으로 반송하면서, 콜레스테릭 액정 화합물과 감광성의 카이랄제를 포함하는 액정 조성물을 지지체 표면에 도포하는 도포 공정과, 미건조 상태인 액정 조성물의 도포막에 카이랄제가 감광하는 파장의 광을 조사하는 조사 공정과, 도포막을 가열하여 액정을 배향하는 배향 공정과 배향한 도포막을 경화하는 경화 공정을 이 순서로 갖고, 조사 공정에 있어서, 지지체 측에 배치된 패턴 마스크를 통하여 도포막에 광을 조사하며, 패턴 마스크는, 카이랄제가 감광하는 파장의 광에 대한 투과율이 다른 3 이상의 영역을 갖는 다계조의 패턴 마스크이고, 조사 공정에 있어서, 다계조의 패턴 마스크를 통하여 도포막에 광을 조사함으로써, 도포막의 각 영역에 대하여 다른 조사량의 광을 조사한다.

Description

액정 필름의 제조 방법 및 기능성 필름의 제조 방법

본 발명은, 액정 필름의 제조 방법 및 기능성 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

콜레스테릭 액정상(液晶相)을 포함하는 층(콜레스테릭 액정층)은, 특정 파장역(선택 반사 파장 대역)에 있어서 우원편광 및 좌원편광 중 어느 한쪽을 선택적으로 반사시키는 성질을 갖는 층으로서 알려져 있다. 이로 인하여, 콜레스테릭 액정층은 선택 반사 파장의 광을 반사함으로써, 이에 따른 색의 화상을 표시할 수 있어, 다양한 용도로 전개되어 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 단일층의 콜레스테릭 액정층에 있어서, 적어도 1개소에 선택 반사 파장 대역이 다른 영역과는 다른 영역이 마련된 구성이 기재되어 있고, 콜레스테릭 액정의 특성을 이용하여 인증 정보를 기록하는 것이 기재되어 있다.

이 특허문헌 1에는, 선택 반사 파장 대역이 다른 영역을 갖는 콜레스테릭 액정층의 형성 방법으로서, 패턴을 형성한 마스크를 통하여 자외선 노광함으로써, 패턴화된 선택 반사 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층을 형성하는 방법이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2006-142699호

그러나, 특허문헌 1에 기재되는 콜레스테릭 액정층의 형성 방법으로는, 콜레스테릭 액정의 도포액을 기판에 도포하여 건조한 후에, 도포막에 자외선을 조사하여 경화시킬 때에, 패턴 마스크를 이용하여 노광을 행하고 있다. 또, 패턴 마스크로서는, 차광부와 투과부를 갖는 2치의 패턴 마스크가 기재될 뿐이다.

본 발명자들의 검토에 의하면, 이와 같은 방법으로 형성된 콜레스테릭 액정층은, 원하는 선택 반사 파장으로 하는 것, 즉 원하는 색조를 낼 수 없거나, 선택 반사 파장 대역이 다른 영역 간의 경계가 흐려져 정세(精細)함이 충분히 얻어지지 않는 것을 알 수 있었다. 또, 2치의 패턴 마스크를 이용하는 경우에는, 콜레스테릭 액정층에 선택 반사 파장이 다른 3종 이상의 영역을 형성할 때에, 패턴 마스크를 바꾸어 복수 회 노광을 행할 필요가 있다. 이로 인하여, 보다 다색의 콜레스테릭 액정층을 형성하기 위해서는, 많은 공정이 필요해져 제조 효율이 나쁘다는 문제가 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명은, 상기 실정을 감안하여, 정세하며 원하는 색계조(色階調)의 화상을 표시할 수 있는 콜레스테릭 액정층을 얻을 수 있고, 높은 생산성을 갖는 액정 필름의 제조 방법 및 기능성 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 종래 기술의 문제점에 대하여 예의 검토한 결과, 장척(長尺)인 지지체를 길이 방향으로 송출하는 송출 공정과, 송출한 지지체를 길이 방향으로 반송하면서, 콜레스테릭 액정 화합물과 감광성의 카이랄제를 포함하는 액정 조성물을 지지체 표면에 도포하는 도포 공정과, 미건조 상태인 액정 조성물의 도포막에 카이랄제가 감광하는 파장의 광을 조사하는 조사 공정과, 도포막을 가열하여 액정을 배향하는 배향 공정과, 배향한 도포막을 경화하는 경화 공정을 이 순서로 갖고, 조사 공정에 있어서, 지지체 측에 배치된 패턴 마스크를 통하여 도포막에 광을 조사하며, 패턴 마스크는, 카이랄제가 감광하는 파장의 광에 대한 투과율이 다른 3 이상의 영역을 갖는 다계조의 패턴 마스크이고, 조사 공정에 있어서, 다계조의 패턴 마스크를 통하여 도포막에 광을 조사함으로써, 도포막의 각 영역에 대하여 다른 조사량의 광을 조사하는 것에 의하여, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견했다.

즉, 이하의 구성에 의하여 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견했다.

(1) 장척인 지지체를 길이 방향으로 송출하는 송출 공정과,

송출한 지지체를 길이 방향으로 반송하면서, 콜레스테릭 액정 화합물과 감광성의 카이랄제를 포함하는 액정 조성물을 지지체 표면에 도포하는 도포 공정과,

미건조 상태인 액정 조성물의 도포막에 카이랄제가 감광하는 파장의 광을 조사하는 조사 공정과,

도포막을 가열하여 액정을 배향하는 배향 공정과,

배향한 도포막을 경화하는 경화 공정을 이 순서로 갖고,

조사 공정에 있어서, 지지체 측에 배치된 패턴 마스크를 통하여 도포막에 광을 조사하고,

패턴 마스크는, 카이랄제가 감광하는 파장의 광에 대한 투과율이 다른 3 이상의 영역을 갖는 다계조의 패턴 마스크이며,

조사 공정에 있어서, 다계조의 패턴 마스크를 통하여 도포막에 광을 조사함으로써, 도포막의 각 영역에 대하여 다른 조사량의 광을 조사하는 액정 필름의 제조 방법.

(2) 패턴 마스크는, 지지체의 이면에 형성되어 있는 (1)에 기재된 액정 필름의 제조 방법.

(3) 패턴 마스크는, 장척인 기재 필름의 표면에 형성되어 있고,

조사 공정에 있어서, 패턴 마스크가 형성된 기재 필름이 지지체의 이면에 첩착된 상태에서, 광의 조사를 행하는 (1)에 기재된 액정 필름의 제조 방법.

(4) 패턴 마스크는, 그레이 스케일 인쇄에 의하여 형성된 것인 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 액정 필름의 제조 방법.

(5) 조사 공정은, 제1 조사 스텝과 제2 조사 스텝을 갖고,

제1 조사 스텝에 있어서의 광의 조사량이, 제2 조사 스텝에 있어서의 광의 조사량보다 적은 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 액정 필름의 제조 방법.

(6) 제1 조사 스텝 및 제2 조사 스텝의 조사량의 합계가 200mJ/cm² 이하인 (5)에 기재된 액정 필름의 제조 방법.

(7) 조사 공정은, 제1 조사 스텝과 제2 조사 스텝을 갖고,

제1 조사 스텝에 있어서 조사하는 광의 피크 파장과 제2 조사 스텝에 있어서 조사하는 광의 피크 파장이 서로 다른 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 액정 필름의 제조 방법.

(8) 경화 공정은, 도포막을 광경화시키는 공정이며,

경화 공정에 있어서 조사하는 광의 파장이, 조사 공정에 있어서 조사하는 광의 파장과는 다른 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 액정 필름의 제조 방법.

(9) 경화 공정에 있어서, 패턴 마스크는 지지체의 이면 측에 배치된 상태에서 일체적으로 반송되고 있고,

패턴 마스크와는 반대 측의 면측에 광을 조사하는 (8)에 기재된 액정 필름의 제조 방법.

(10) 도포 공정에 있어서의 액정 조성물의 도포 방법이 바 도포인 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 액정 필름의 제조 방법.

(11) 도포 공정, 조사 공정, 배향 공정 및 경화 공정의 조합을 2회 이상 반복하여 2층 이상의 콜레스테릭 액정층을 형성하는 액정 필름의 제조 방법으로서,

2회 이상의 조사 공정에 있어서, 동일 패턴의 패턴 마스크를 통하여 광을 조사하고, 또한 각 조사 공정에 있어서의 광의 조사량을 서로 다르게 하는 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 액정 필름의 제조 방법.

(12) (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 액정 필름의 제조 방법의 경화 공정의 후에, 경화한 도포막의 표면 또는 상기 지지체의 이면에 원편광판을 첩착하는 공정을 갖는 기능성 필름의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 정세하며 원하는 색계조의 화상을 표시할 수 있는 콜레스테릭 액정층을 얻을 수 있고, 높은 생산성을 갖는 액정 필름의 제조 방법 및 기능성 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 액정 필름의 제조 방법의 일례를 실시하는 제조 장치를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 2는 도 1의 제조 장치에 의하여 실시되는 액정 필름의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 액정 필름의 제조 방법의 다른 일례를 실시하는 제조 장치를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 4는 도 3의 제조 장치에 의하여 실시되는 액정 필름의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 5는 도 3의 제조 장치에 의하여 실시되는 액정 필름의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 6은 실시예에서 이용한 패턴 마스크를 나타내는 도이다.
도 7은 실시예에서 제작된 액정 필름을 나타내는 도이다.
도 8은 본 발명에서 이용되는 패턴 마스크의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 비교예에서 이용한 2치의 패턴 마스크를 나타내는 도이다.
도 10은 본 발명의 제조 방법으로 이용되는 패턴 마스크의 일례를 나타내는 도이다.
도 11은 도 10에 나타내는 패턴 마스크를 이용하여 제작된 액정 필름을 나타내는 도이다.

이하, 본 발명의 액정 필름의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.

또, 본 명세서에 있어서, "직교" 및 "평행"이란, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 허용되는 오차의 범위를 포함하는 것으로 한다. 예를 들면, "직교" 및 "평행"이란, 엄밀한 직교 혹은 평행에 대하여 ±10°미만의 범위 내인 것 등을 의미하고, 엄밀한 직교 혹은 평행에 대해서의 오차는, 5° 이하인 것이 바람직하며, 3° 이하인 것이 보다 바람직하다.

또, "직교" 및 "평행" 이외로 나타나는 각도, 예를 들면 15°나 45° 등의 구체적인 각도에 대해서도, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 허용되는 오차의 범위를 포함하는 것으로 한다. 예를 들면, 본 발명에 있어서는, 각도는, 구체적으로 나타난 엄밀한 각도에 대하여, ±5°미만인 것 등을 의미하고, 나타난 엄밀한 각도에 대한 오차는, ±3° 이하인 것이 바람직하며, ±1° 이하인 것이 바람직하다.

본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"는, "아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 어느 한쪽 또는 쌍방"의 의미로 사용된다.

본 명세서에 있어서, "동일"은, 기술분야에서 일반적으로 허용되는 오차 범위를 포함하는 것으로 한다. 또, 본 명세서에 있어서, "전부", "모두" 또는 "전체면" 등이라고 할 때, 100%인 경우 외에, 기술분야에서 일반적으로 허용되는 오차 범위를 포함하고, 예를 들면 99% 이상, 95% 이상, 또는 90% 이상인 경우를 포함하는 것으로 한다.

가시광은 전자파 중, 인간의 눈으로 보이는 파장의 광이며, 380nm~780nm의 파장역의 광을 나타낸다. 비가시광은, 380nm 미만의 파장역 또는 780nm을 초과하는 파장역의 광이다.

또 이에 한정되는 것은 아니지만, 가시광 중, 420nm~490nm의 파장역의 광은 청색광이고, 495nm~570nm의 파장역의 광은 녹색광이며, 620nm~750nm의 파장역의 광은 적색광이다.

적외광 중, 근적외광은 780nm~2500nm의 파장역의 전자파이다. 자외광은 파장 10~380nm의 범위의 광이다.

본 명세서에 있어서, 선택 반사 파장이란, 대상이 되는 것(부재)에 있어서의 투과율의 극소값을 Tmin(%)로 한 경우, 하기의 식에서 나타나는 반값 투과율: T1/2(%)를 나타내는 2개의 파장의 평균값을 말한다.

반값 투과율을 구하는 식: T1/2=100-(100-Tmin)÷2

본 명세서에 있어서, "헤이즈"는, 닛폰 덴쇼쿠 고교 주식회사제의 헤이즈 미터 NDH-2000을 이용하여 측정되는 값을 의미한다.

이론상은, 헤이즈는, 이하 식에서 나타나는 값을 의미한다.

(380~780nm의 자연광의 산란 투과율)/(380~780nm의 자연광의 산란 투과율+자연광의 직투과율)×100%

산란 투과율은 분광 광도계와 적분구 유닛을 이용하여, 얻어지는 전방위 투과율로부터 직투과율을 공제하여 산출할 수 있는 값이다. 직투과율은, 적분구 유닛을 이용하여 측정한 값에 근거하는 경우, 0°에서의 투과율이다. 즉, 헤이즈가 낮다는 것은, 전체 투과광량 중, 직투과광량이 많은 것을 의미한다.

굴절률은, 파장 589.3nm의 광에 대한 굴절률이다.

본 명세서에 있어서, Re(λ), Rth(λ)는, 각각 파장 λ에 있어서의 면내의 리타데이션, 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. 특별히 기재가 없을 때는, 파장 λ는, 550nm로 한다.

본 명세서에 있어서, Re(λ), Rth(λ)는, AxoScan OPMF-1(옵토 사이언스사제)에 있어서, 파장 λ로 측정한 값이다. AxoScan으로 평균 굴절률((Nx+Ny+Nz)/3)과 막두께(d(μm))를 입력함으로써,

지상축 방향(°)

Re(λ)=R0(λ)

Rth(λ)=((Nx+Ny)/2-Nz)×d가 산출된다.

또한, R0(λ)는, AxoScan으로 산출되는 수치로서 표시되는 것이지만, Re(λ)를 의미하고 있다.

본 명세서에 있어서, 굴절률 Nx, Ny, Nz는, 아베 굴절계(NAR-4T, 아타고(주)제)를 사용하고, 광원에 나트륨 램프(λ=589nm)를 이용하여 측정한다. 또 파장 의존성을 측정하는 경우는, 다파장 아베 굴절계 DR-M2(아타고(주)제)로, 간섭 필터와의 조합으로 측정할 수 있다.

또, 폴리머 핸드북(JOHN WILEY & SONS, INC), 각종 광학 필름의 카탈로그의 값을 사용할 수도 있다. 주된 광학 필름의 평균 굴절률의 값을 이하에 예시한다: 셀룰로스아실레이트(1.48), 사이클로올레핀 폴리머(1.52), 폴리카보네이트(1.59), 폴리메틸메타크릴레이트(1.49), 폴리스타이렌(1.59)이다.

본 발명의 액정 필름의 제조 방법은,

장척인 지지체를 길이 방향으로 송출하는 송출 공정과,

송출한 지지체를 길이 방향으로 반송하면서, 콜레스테릭 액정 화합물과 감광성의 카이랄제를 포함하는 액정 조성물을 지지체 표면에 도포하는 도포 공정과,

미건조 상태인 액정 조성물의 도포막에 카이랄제가 감광하는 파장의 광을 조사하는 조사 공정과,

도포막을 가열하여 액정을 배향하는 배향 공정과,

배향한 도포막을 경화하는 경화 공정을 이 순서로 갖고,

조사 공정에 있어서, 지지체 측에 배치된 패턴 마스크를 통하여 도포막에 광을 조사하며,

패턴 마스크는, 카이랄제가 감광하는 파장의 광에 대한 투과율이 다른 3 이상의 영역을 갖는 다계조의 패턴 마스크이고,

조사 공정에 있어서, 다계조의 패턴 마스크를 통하여 도포막에 광을 조사함으로써, 도포막의 영역에 따라 광의 조사량을 다르게 하는 액정 필름의 제조 방법이다.

또, 본 발명의 기능성 필름의 제조 방법은,

상기 액정 필름의 제조 방법의 경화 공정의 후에, 경화한 도포막의 표면 또는 지지체의 이면에 원편광판을 첩착하는 공정을 갖는 기능성 필름의 제조 방법이다.

<액정 필름의 제조 방법>

이하에, 본 발명의 액정 필름의 제조 방법의 적합한 실시형태의 일례에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에, 본 발명의 액정 필름의 제조 방법(이하, "본 발명의 제조 방법"이라고도 함)을 실시하는 액정 필름의 제조 장치(이하, "제조 장치"라고도 함)의 일례의 모식적인 도를 나타낸다. 또, 도 2에, 도 1에 나타내는 제조 장치에 의하여 실시되는 액정 필름의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식도를 나타낸다.

또한, 본 발명에 있어서의 도는 모식도이며, 각 부의 크기, 각 층의 두께의 관계, 및 위치 관계 등은 반드시 실제의 것과 일치하지는 않는다. 이하의 도면도 동일하다.

도 1에 나타내는 제조 장치(100a)는, 장척인 지지체(12a)를 이용하여, 롤 투 롤(이하, "R to R"라고도 함)에 따라 액정 필름의 제조를 실시하는 것이다. 주지하는 바와 같이, R to R이란, 장척인 피처리물을 권회하여 이루어지는 롤로부터 피처리물을 송출하여, 길이 방향으로 반송하면서 성막 등의 처리를 행하고, 처리가 완료된 피처리물을, 재차 롤상으로 권회하는 제조 방법이다.

제조 장치(100a)는, 일례로서 송출 롤러(102)와, 제1 반송부(120)와, 도포부(150)와, 제2 반송부(122)와, 노광부(152)와, 가열부(154)와, 경화부(156)와, 제3 반송부(124)와, 권취 롤러(116)를 갖는다. 제1 반송부(120), 제2 반송부(122) 및 제3 반송부(124)는, 반송용 롤러 등을 갖고, 장척인 피처리물을 소정의 경로로 반송하는 것이다.

또한, 제조 장치(100a)는, 도시한 부재 이외에도, 반송 롤러쌍, 지지체의 가이드 부재, 각종 센서 등, 장척인 피처리물을 반송하면서 도포에 의한 성막을 행하는 공지의 장치에 마련되는 각종 부재를 가져도 된다.

제조 장치(100a)에 있어서, 장척인 지지체(12a)를 권회하여 이루어지는 롤(130)을, 송출 롤러(102)에 장전한다.

롤(130)에서 지지체(12a)를 취출하고, 제1 반송부(120), 도포부(150), 제2 반송부(122), 노광부(152), 가열부(154), 경화부(156) 및 제3 반송부(124)를 통과하여 권취 롤러(116)에 이르는 소정의 경로에 삽통(揷通)시킨다.

또, 조제한 콜레스테릭 액정층이 되는 액정 조성물을 도포부(150)의 도포 노즐(104)에 공급하고, 도포를 행한다.

R to R을 이용하는 제조 장치(100a)에서는, 롤(130)로부터의 지지체(12a)의 송출과, 콜레스테릭 액정층(18)을 형성한 지지체(12a)(적층 필름(23d))의 권취를 동기하여 행한다. 이로써, 장척인 지지체(12a)를 소정의 반송 경로로 길이 방향으로 반송하면서, 도포부(150)에 있어서 조제한 액정 조성물을 지지체(12a)에 도포하고, 노광부(152)에 있어서 도포막을 노광하며, 이어서, 가열부(154)에 있어서 도포막을 가열하여 액정을 배향하고, 또한 경화부(156)에 있어서 자외선 조사 및/또는 가열 등을 행하여 도포막을 경화시켜 콜레스테릭 액정층(18)을 형성한다. 또한, 권취 롤러(116)에 있어서 지지체(12a) 상에 콜레스테릭 액정층(18)이 형성된 장척인 적층 필름(23d)을 롤상으로 권회하여, 롤(132)로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 액정 필름이란, 콜레스테릭 액정층을 갖는 필름상물(狀物)이며, 도 1 및 도 2에 나타내는 예에 있어서는, 콜레스테릭 액정층(18)이 지지체(12a)의 표면에 적층된 적층 필름(23d)이 본 발명의 액정 필름이다. 콜레스테릭 액정층(18)은, 지지체(12a)에 적층된 상태에서 이용되어도 되고, 지지체(12a)로부터 박리되어 이용되어도 된다.

도 2에 S1로 나타내는 송출 공정에 있어서, 롤(130)로부터 송출되는 지지체(12a)는, PET 필름 등의 수지 필름에 패턴 마스크가 형성된 것이다.

지지체(12a)를 형성하는 수지 필름으로서는, 기판(지지체)으로서 이용되고 있는, 투명성을 갖는 공지의 시트상물이, 각종 이용 가능하다.

구체적으로는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아마이드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화 바이닐(PVC), 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리아크릴로나이트릴(PAN), 폴리이미드(PI), 투명 폴리이미드, 폴리메타크릴산 메틸 수지(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌(PS), ABS, 사이클로올레핀·코폴리머(COC), 사이클로올레핀 폴리머(COP), 및 트라이아세틸셀룰로스(TAC) 등의, 각종 수지 재료로 이루어지는 필름(수지 필름)이, 적합하게 예시된다.

본 발명에 있어서는, 이와 같은 필름의 표면에, 보호층, 접착층, 광반사층, 반사 방지층, 차광층, 평탄화층, 완충층, 응력 완화층, 이형층 등의, 필요한 기능을 발현하는 층(막)이 형성되어 있는 것을, 지지체(12a)로서 이용해도 된다.

지지체(12a)가 갖는 패턴 마스크는, 후술하는 노광부(152)로 조사하는 광(카이랄제가 감광하는 파장의 광)에 대한 투과율이 다른 3 이상의 영역을 갖는 다계조의 패턴 마스크이다.

이와 같은 패턴 마스크는, 예를 들면 인쇄에 의하여 형성할 수 있고, 수지 필름의 표면에 형성되는 잉크층의 광투과율이, 영역에 의하여 달라지도록 인쇄함으로써, 원하는 패턴의 마스크로 할 수 있다. 구체적으로는, 그레이 스케일 인쇄(도 6 참조), 혹은 컬러 인쇄(도 8 참조)에 의하여 형성할 수 있다.

지지체(12a)의 두께는, 과도하게 얇으면 지지성이 저하되고, 반송중에 절곡 등이 발생할 우려가 있다. 한편, 과도하게 두꺼우면 가요성이 저하되고, 반송하기 어려워지거나, 롤에 권취했을 때에 대형화하거나, 혹은 형성한 콜레스테릭 액정층을 지지체(12a)로부터 박리하는 것이 어려워질 우려가 있다.

이상의 관점에서, 지지체(12a)의 두께는, 20μm~100μm가 바람직하고, 60μm~100μm가 보다 바람직하다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 롤(130)로부터 송출된 지지체(12a)는, 제1 반송부(120)를 통과하여, 도포부(150)에 도달한다. 도포부(150)에 있어서 지지체(12a)에 도포 처리가 이루어진다. 또한, 도 1에 나타내는 예에서는, 도포부(150)에서의 도포 시에, 지지체(12a)는 백업 롤러(106)에 감겨 걸쳐진 상태에서, 도포 노즐(104)에 의하여 액정 조성물이 도포된다. 바 도포 등, 백업 롤러(106)없이 도포 가능한 방법으로 도포를 행하는 경우에는, 백업 롤러(106)는 없어도 된다.

도 2에 S2로 나타내는 바와 같이, 도포 공정에 있어서, 도포부(104)가 콜레스테릭 액정 화합물과 감광성 카이랄제를 포함하는 액정 조성물을 지지체(12a)의 표면에 도포하여 도포막(21a)을 형성한다. 지지체(12a)와 도포막(21a)과의 적층체를 적층 필름(23a)으로 한다.

액정 조성물에 대해서는 후에 상세하게 설명한다.

도포 공정에 있어서의 도포 방법으로서는, 익스트루젼 도포, 그라비어 도포, 다이 도포, 바 도포, 애플리케이터 도포 등의 도포법, 혹은 플렉소 인쇄 등의 인쇄법의 공지의 방법을 적용할 수 있다.

그 중에서도, 지지체(12a) 표면에 요철(패턴 마스크가 되는 잉크층에 의한 요철 등)이 있어도 도포 불균일을 억제할 수 있는 등의 관점에서 바 도포가 바람직하다.

또, 도포막(21a)은, 지지체(12a)의 패턴 마스크 측에 형성되어도 되지만, 패턴 마스크와는 반대 측의 면에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 패턴 마스크는, 지지체(12a)의 도포막(21a)이 형성되는 면과는 반대 측의 면(이면)에 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 적층 필름(23a)은 제2 반송부(122)를 통과하여 노광부(152)에 도달한다. 노광부(152)에 있어서 적층 필름(23a)은 조사 공정을 실시한다.

도 2에 S3으로 나타내는 바와 같이, 조사 공정에 있어서, 노광 장치(108)가 지지체(12a) 측으로부터, 즉 패턴 마스크를 통하여 미건조 상태의 도포막(21a)에 광을 조사한다. 노광 장치(108)가 조사하는 광은, 도포막(21a)(액정 조성물) 중의 카이랄제가 감광하는 파장의 광이다. 따라서, 노광 처리에 의하여 노광한 도포막(21b)이 형성된다. 노광한 도포막(21b) 중에서는, 감광성 카이랄제가 감광하고, 그 구조가 변화한다.

지지체(12a)와 노광한 도포막(21b)과의 적층체를 적층 필름(23b)으로 한다.

여기에서, 패턴 마스크는, 카이랄제가 감광하는 파장의 광에 대한 투과율이 다른 3 이상의 영역을 갖는 다계조의 패턴 마스크이다. 따라서, 노광한 도포막(21b)은, 패턴 마스크의 패턴에 대응하여, 영역별로 다른 조사량의 광이 조사된다.

여기에서, 감광성 카이랄제의 감광에 의한 구조 변화의 변화량은, 조사량에 따라 다르다. 이로 인하여, 노광한 도포막(21b)은, 패턴 마스크의 패턴에 따라 영역별로 카이랄제의 구조 변화의 변화량이 다른 것이 된다.

노광에 이용하는 광의 파장은, 감광성 카이랄제의 종류 등에 따라 설정하면 된다.

또, 광의 조사량도, 감광성 카이랄제의 종류, 패턴 마스크의 광투과율 등에 따라 설정하면 된다.

다음으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 적층 필름(23b)은 반송되어 가열부(154)에 도달한다. 가열 장치(110)에 있어서 적층 필름(23b)은, 도포막이 건조되어 배향 처리가 실시된다.

도 2에 S4로 나타내는 바와 같이, 배향 공정에 있어서, 노광한 도포막(21b)을 가열 장치(110)가 가열함으로써, 도포막(21b) 중의 액정 화합물을 배향한다. 가열 처리에 의하여, 카이랄제의 구조에 따라 액정 화합물을 배향한 도포막(21c)이 형성된다.

여기에서, 상술한 바와 같이 도포막(21c) 중에 있어서는, 노광량이 다른 3 이상의 영역이 있다. 이로 인하여, 각각의 영역에서는 노광량에 따라 콜레스테릭 액정상의 나선 피치의 길이가 다른 구조가 된다. 후에 상세하게 설명하지만, 콜레스테릭 액정상에 있어서의 선택 반사 파장은, 콜레스테릭 액정상에 있어서의 나선 구조의 피치에 의존한다. 따라서, 콜레스테릭 액정상의 나선 피치의 길이가 다른 3 이상의 영역을 형성함으로써, 선택 반사 파장이 다른 3 이상의 영역이 형성된다.

지지체(12a)와 배향한 도포막(21c)과의 적층체를 적층 필름(23c)으로 한다.

다음으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 적층 필름(23c)은 반송되어 경화부(156)에 도달한다. 경화부(156)에 있어서 적층 필름(23c)은 경화 처리가 실시된다.

도 2에 S5로 나타내는 바와 같이, 경화 공정에 있어서, 배향한 도포막(21c)을 경화부(112)가 경화시켜 콜레스테릭 액정층(18)을 형성한다. 이로써, 콜레스테릭 액정층(18)을 갖는 액정 필름이 제작된다. 지지체(12a)와 콜레스테릭 액정층(18)과의 적층체를 적층 필름(23d)으로 한다.

도포막(21c)의 경화 방법으로서는, 자외선 등의 광조사에 의한 광경화, 및 가열에 의한 열경화 등의 공지의 경화 방법이 이용 가능하다.

광조사에 의하여 경화를 행하는 경우에는, 패턴 마스크와는 반대 측의 면측으로부터 도포막(21c)에 광을 조사하는 것이 바람직하다.

다음으로, 제작한 액정 필름(적층 필름(23d))은, 제3 반송부(124)를 통과하고 권취 롤러(116)에서 롤상으로 권회하여 롤(132)로 한다.

제작한 액정 필름의 콜레스테릭 액정층은, 선택 반사 파장의 다른 3 이상의 영역이 마스크 패턴에 따른 패턴으로 형성된 구성을 갖기 때문에, 각 영역이 선택 반사 파장의 광을 반사함으로써, 이에 따른 색 및 패턴의 화상을 표시할 수 있다.

종래와 같이, 콜레스테릭 액정의 도포액을 기판에 도포하여 건조한 후에, 도포막에 자외선을 조사하여 경화시킬 때에, 패턴 마스크를 이용하여 노광을 행하는 구성에서는, 건조에 의하여 도포막 중의 액정 화합물이 움직이기 어려워지고 있기 때문에, 노광을 행해도 액정 화합물의 나선 구조의 피치의 변화량이 원하는 변화량보다 적어진다. 이로 인하여, 원하는 선택 반사 파장으로 하는 것, 즉 원하는 색조를 재현할 수 없다는 문제가 있었다.

이와 같은 경우이더라도 노광량을 많게 하면 원하는 선택 반사 파장으로 할 수 있지만, 노광량이 많으면 미노광부에 광이 누출되고 미노광부도 노광되어, 노광부와 미노광부와의(선택 반사 파장이 다른 영역 간의) 경계가 흐려져 정세함이 충분히 얻어지지 않는다는 문제가 있는 것을 알 수 있었다.

또, 패턴 마스크로서, 차광부와 투과부를 갖는 2치의 패턴 마스크를 이용하는 구성에서는, 2치의 패턴 마스크를 이용하는 경우에는, 콜레스테릭 액정층에 선택 반사 파장이 다른 3종 이상의 영역을 형성할 때에, 패턴 마스크를 바꾸어 복수 회 노광을 행할 필요가 있다. 이로 인하여, 보다 다색의 콜레스테릭 액정층을 형성하기 위해서는, 많은 공정이 필요해져 제조 효율이 나쁘다는 문제가 있는 것을 알 수 있었다.

이에 대하여, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 액정 조성물의 도포막을 가열 건조하기 전에, 미건조 상태의 도포막에 대하여 노광을 행하므로, 도포막 중의 액정 화합물이 움직이기 쉽고, 적은 노광량에서도 액정 화합물의 나선 구조의 피치의 변화량을 원하는 변화량으로 할 수 있다. 이로 인하여, 용이하게 원하는 선택 반사 파장으로 하는 것, 즉 원하는 색조를 재현할 수 있다. 또, 노광량이 적기 때문에, 인접하는 영역(노광량이 다른 영역)에 광이 누출되는 것을 억제할 수 있어, 선택 반사 파장이 다른 영역 간의 경계가 흐려지지 않고, 정세한 화상을 얻을 수 있다.

또, 패턴 마스크로서, 카이랄제가 감광하는 파장의 광에 대한 투과율이 다른 3 이상의 영역을 갖는 다계조의 패턴 마스크를 이용하기 때문에, 한 번의 노광으로, 콜레스테릭 액정층에 선택 반사 파장이 다른 3 이상의 영역을 형성할 수 있다. 이로 인하여, 다색의 콜레스테릭 액정층을 적은 공정으로 효율적으로 제조할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제조 방법은, 정세하며 원하는 색계조의 화상을 표시할 수 있는 콜레스테릭 액정층을 얻을 수 있어, 높은 생산성을 갖는다.

여기에서, 패턴 마스크는, 카이랄제가 감광하는 파장의 광에 대한 투과율이 다른 3 이상의 영역을 갖는 것이면 되지만, 보다 많은 색을 재현하여 계조를 높일 수 있는 등의 관점에서, 패턴 마스크는, 투과율이 다른 영역을 8 이상 갖는 것이 바람직하고, 256 이상 갖는 것이 보다 바람직하다.

또, 도 1에 나타내는 예에 있어서는, 제작한 액정 필름을 롤상으로 권취하는 구성으로 했지만, 이에 한정은 되지 않고, 제작한 액정 필름을 소정의 크기로 재단하는 재단부를 갖는 구성으로 해도 된다.

또, 경화 공정에 있어서의 도포막의 경화 방법이 광경화인 경우에는, 경화 공정에 있어서 조사하는 광의 파장은, 조사 공정에 있어서 조사하는 광의 파장과는 다른 파장인 것이 바람직하고, 조사 공정에 있어서 조사하는 광의 파장이 경화 공정에 있어서 조사하는 광의 파장보다 장파장인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 조사 공정에 있어서 조사하는 광의 파장은, 카이랄제가 감광하는 파장이며, 중합 개시제가 개열(開裂)하지 않는 파장인 것이 바람직하다.

경화 공정과 조사 공정으로, 조사하는 광의 파장을 다르게 함으로써 조사 공정에 있어서의 광조사로 도포막이 경화하는 것을 억제할 수 있어, 액정 화합물의 나선 구조의 피치의 변화량을 원하는 변화량으로 할 수 있다.

조사 공정에 있어서 조사하는 광의 파장은, 카이랄제의 종류에 따라 카이랄제가 감광하는 파장을 선택하면 된다. 구체적으로는, 조사 공정에 있어서 조사하는 광의 파장은, 350nm~400nm가 바람직하다. 즉, 이 파장 범위에서 감광하는 카이랄제를 이용하는 것이 바람직하다.

또, 조사 공정에 있어서 조사하는 광의 조사량은, 카이랄제의 종류 등에 따라 원하는 선택 반사 파장이 되는 조사량을 설정하면 된다.

경화 공정에 있어서 조사하는 광의 파장은, 중합 개시제 등의 종류에 따라, 선택하면 된다. 구체적으로는, 경화 공정에 있어서 조사하는 광의 파장은, 300nm~350nm가 바람직하다. 즉, 이 파장 범위에서 중합 반응을 개시 가능한 중합 개시제를 이용하는 것이 바람직하다.

또, 경화 공정에 있어서 조사하는 광의 조사량은, 중합 개시제 등의 종류 등에 따라 설정하면 된다.

또, 도 1에 나타내는 예에서는, 조사 공정에 있어서 광조사를 한 번 행하는 구성으로 했지만, 광조사를 두 번 이상으로 나누어 행하는 구성으로 해도 된다. 예를 들면, 조사 공정이 제1 조사 스텝과 제2 조사 스텝을 갖는 구성으로 해도 된다.

조사 공정에 있어서의 광조사를 두 번 이상으로 나누어 행하는 구성으로 함으로써, 노광에 의한 카이랄제의 구조 변화를 보다 적합하게 조정할 수 있어, 원하는 선택 반사 파장으로 할 수 있다.

그때, 제1 조사 스텝에 있어서의 광의 조사량이 제2 조사 스텝에 있어서의 광의 조사량보다 적은 것이 바람직하다.

카이랄제의 구조 변화는, 광의 조사량의 합계가 적을 때에는, 광의 조사량에 대한 변화량이 크고, 광의 조사량의 합계가 많아질수록, 광의 조사량에 대한 변화량이 작아진다. 따라서, 제1 조사 스텝에 있어서의 광의 조사량을 제2 조사 스텝에 있어서의 광의 조사량보다 줄임으로써, 노광에 의한 카이랄제의 구조 변화를 보다 적합하게 조정할 수 있다.

또, 조사 공정이 제1 조사 스텝과 제2 조사 스텝과의 조사량의 합계는, 200mJ/cm² 이하인 것이 바람직하다.

조사량의 합계를 200mJ/cm² 이하로 함으로써, 미노광부의 노광을 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.

또, 제1 조사 스텝 및 제2 조사 스텝에 있어서, 조사하는 광의 피크 파장을 다르게 하는 구성으로 해도 된다.

제1 조사 스텝에 있어서의 광의 피크 파장을 카이랄제가 감광하는 광의 피크 파장으로부터 어긋나게 한 파장으로 하고, 제2 조사 스텝에 있어서의 광의 피크 파장을 카이랄제가 감광하는 광의 피크 파장과 일치시킴으로써, 실질적으로, 광의 조사량을 조정할 수 있다.

구체적으로는, 예를 들면 카이랄제의 광흡 피크가 365nm이고, 250nm~450nm의 범위에서 베이스를 갖는 스펙트럼이면, 제1 조사 스텝에서는, 베이스 부근의 265nm의 광을 조사하며, 제2 조사 스텝에서는, 피크의 365nm의 광을 조사함으로써, 실질적으로, 광의 조사량을 조정할 수 있다.

또, 도 1에 나타내는 예에서는, 콜레스테릭 액정층(18)을 형성한 직후에, 롤(132)에 권취하는 구성으로 했지만, 롤(132)에 권취하기 전에, 콜레스테릭 액정층(18)의 표면에 보호 필름 등을 첩착하는 공정을 갖고 있어도 된다.

또한, 도 2에 S6으로 나타내는 바와 같이, 액정 필름을 제작한 후, 콜레스테릭 액정층(18)을 원편광판(16)에 전사하는 공정을 갖고, 콜레스테릭 액정층(18)과 원편광판(16)을 갖는 기능성 필름을 제작하는 구성으로 해도 된다.

구체적으로는, 콜레스테릭 액정층(18)을 형성한 후, 롤(132)에 권취하기 전에, 콜레스테릭 액정층(18)의 표면에 원편광판(16)을 첩착하는 구성이어도 되고, 콜레스테릭 액정층(18)을 형성한 후, 롤(132)에 권취한 후에, 롤(132)을 일반적인 첩합 장치에 장전하여, 콜레스테릭 액정층(18)의 표면에 원편광판(16)을 첩착하는 구성으로 해도 된다.

또, 원편광판(16)을 첩착한 후에는, 지지체(12a)를 박리하는 공정을 갖고 있어도 된다.

원편광판(16)으로서는 한정은 없고, 직선 편광판과 λ/4판을 적층한 구성의 원편광판 등을 이용할 수 있다. 또, 원편광판(16)은, 콜레스테릭 액정층(18)에 의하여 반사되는 원편광의 선회 방향과는 역방향의 원편광을 투과하는 것으로 한다.

콜레스테릭 액정층(18)과 원편광판(16)을 적층한 구성으로 함으로써, 콜레스테릭 액정층(18) 측(이하, 표면 측이라고도 함)으로부터 입사한 광 중, 콜레스테릭 액정층(18)에서는, 선택 반사 파장의 한쪽의 원편광이 반사되고, 그 이외의 광은 콜레스테릭 액정층(18)을 투과하여, 원편광판(16)에 입사한다. 원편광판(16)에 입사한 광 중, 다른 쪽의 원편광은 원편광판(16)을 투과한다.

한편, 원편광판(16) 측(이하, 이면 측이라고도 함)으로부터 입사한 광은, 원편광판(16)에 의하여 다른 쪽의 원편광에 변환되어, 원편광판(16)을 투과하고, 콜레스테릭 액정층(18)에 입사한다.

원편광판(16)을 투과한 다른 쪽의 원편광은, 콜레스테릭 액정층(18)의 콜레스테릭 액정상의 나선의 선회 방향과 역(逆)의 선회 방향이기 때문에, 콜레스테릭 액정층(18)으로 반사되지 않고 콜레스테릭 액정층(18)을 투과한다.

따라서, 콜레스테릭 액정층(18)과 원편광판(16)을 적층한 기능성 필름을 표면 측에서 관찰했을 때에는, 이면 측으로부터 입사하여 투과하는 다른 쪽의 원편광에 의하여, 기능성 필름의 맞은편의 광경(光景)이 시인됨과 함께, 콜레스테릭 액정층(18)의 반사 영역의 선택 반사 파장의 광이 시인된다. 즉, 표면 측에서 보았을 때에는, 기능성 필름의 맞은편의 광경과 함께, 콜레스테릭 액정층(18)의 패턴 형상에 따른 모양의 화상이 시인된다.

한편, 기능성 필름을 이면 측에서 관찰했을 때에는, 표면 측으로부터 입사하여 투과하는 좌원편광에 의하여, 기능성 필름의 맞은편의 광경이 시인되지만, 표면 측으로부터는 관찰할 수 있는 콜레스테릭 액정층(18)에 의하여 표시되는 화상은 시인되지 않는다.

이와 같이 콜레스테릭 액정층(18)과 원편광판(16)을 적층한 기능성 필름은, 투명성을 갖고 있으면서, 한쪽의 면측(콜레스테릭 액정층 측)에서 본 화상과 다른 쪽의 면측(원편광판 측)에서 본 화상이 다른 필름으로 할 수 있다.

또한, 콜레스테릭 액정층(18)과 원편광판(16)의 사이에는, 점착층을 갖고 있어도 된다.

또, 원편광판을 콜레스테릭 액정층의 표면에 첩착하는 구성에 한정은 되지 않고, 원편광판을 지지체의 이면에 첩착하는 구성이어도 된다. 즉, 콜레스테릭 액정층과 지지체와 원편광판을 갖는 기능성 필름으로 해도 된다.

여기에서, 도 1 및 도 2에 나타내는 예에 있어서는, 지지체(12a)가 패턴 마스크를 갖는 구성으로 했지만, 이에 한정은 되지 않고, 패턴 마스크를 갖는 필름을 지지체에 첩착하는 구성으로 해도 된다.

도 3에, 본 발명의 액정 필름의 제조 방법의 다른 일례를 실시하는 제조 장치를 모식적으로 나타낸다.

도 3에 나타내는 제조 장치(100b)는, R to R에 의하여 액정 필름의 제조를 행하는 것이다. 제조 장치(100b)는, 송출 롤러(102)와, 공급 롤러(140)와, 제1 반송부(120)와, 도포부(150)와, 제2 반송부(122)와, 노광부(152)와, 가열부(154)와, 경화부(156)와, 제3 반송부(124)와, 회수 롤러(144)와, 권취 롤러(116)를 갖는다.

또한, 도 3에 나타내는 제조 장치(100b)는, 공급 롤러(140) 및 회수 롤러(144)를 갖는 이외에는, 도 1에 나타내는 제조 장치(100a)에 의한 제조 방법과 동일하므로 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙여 이하의 설명은 다른 부위를 주로 행한다. 또, 도 3에 나타내는 제조 장치(100b)에 의한 제조 방법은, 지지체(12b)에 마스크 필름(14)을 첩착하는 공정 및 박리하는 공정을 갖는 이외에는, 도 1에 나타내는 제조 장치(100a)에 의한 제조 방법과 동일하므로, 이하의 설명은 다른 공정을 주로 행한다.

제조 장치(100b)에 있어서, 장척인 지지체(12b)를 권회하여 이루어지는 롤(130)을, 송출 롤러(102)에 장전한다. 또한, 지지체(12b)에는, 패턴 마스크가 형성되어 있지 않다.

롤(130)로부터 지지체(12b)를 취출하여, 제1 반송부(120), 도포부(150), 제2 반송부(122), 노광부(152), 가열부(110), 경화부(154) 및 제3 반송부(124)를 통과하고 권취 롤러(116)에 이르는 소정의 경로에 삽통시킨다.

또, 조제한 콜레스테릭 액정층이 되는 액정 조성물을 도포부(104)의 소정 위치에 충전한다.

또, 공급 롤러(140)에는, 기재 필름(20)과 기재 필름(20)의 표면에 패턴 마스크로서 형성된 잉크층(22)을 갖는 마스크 필름(14)(도 4 참조)을 권회하여 이루어지는 롤(142)을 장전하고, 롤(142)로부터 마스크 필름(14)을 취출하여, 제1 반송부(120)로부터 제3 반송부(124)에 이르는 소정의 반송 경로에 삽통시킨다. 공급 롤러(140)는, 지지체(12b)의 반송 방향에 있어서, 송출 롤러와 제1 반송부(120)의 사이에 배치되어 있다.

또, 제3 반송부(124)의 반송 롤러의 위치에 있어서, 지지체(12b)로부터 마스크 필름(14)을 박리하고, 지지체(12b)로부터 박리한 마스크 필름(14)을 회수 롤러(144)에 삽통시킨다. 회수 롤러(144)는, 지지체(12b)의 반송 방향에 있어서, 제3 반송부(124)와 권취 롤러(116)의 사이에 배치되어, 마스크 필름(14)을 롤(146)에 회수하는 것이다.

제조 장치(100b)에서는, 롤(130)로부터의 지지체(12b)의 송출과, 콜레스테릭 액정층(18)을 형성한 지지체(12b)(적층 필름(23d))의 권취를 동기하여 행한다.

먼저, 장척인 지지체(12b)를 소정의 반송 경로에서 길이 방향으로 반송하면서, 마스크 필름(14)을 지지체(12b)의 이면에 첩착하여 적층 필름(25a)으로 한다(도 4 참조).

다음으로, 도포부(104)에 있어서 조제한 액정 조성물을 지지체(12b)의 표면에 도포하여 적층 필름(25b)으로 한다(도 5 참조).

다음으로, 노광부(152)에 있어서 도포막을 노광한다. 그때, 지지체(12b)에 첩착한 마스크 필름(14) 측으로부터 도포막(21a)에 광을 조사한다.

여기에서, 마스크 필름(14)이 갖는 패턴 마스크는, 잉크층(22)에 의하여 카이랄제가 감광하는 파장의 광에 대한 투과율이 다른 3 이상의 영역이 형성되어 있는, 다계조의 패턴 마스크이다. 따라서, 패턴 마스크를 통하여 도포막(21a)에 광을 조사함으로써, 패턴 마스크의 패턴에 대응하여, 영역마다 다른 조사량의 광이 조사되어, 선택 반사 파장이 다른 3 이상의 영역을 형성할 수 있다.

그때, 패턴 마스크(잉크층(22)) 측을 지지체(12b)에 첩착하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법은, R to R로 지지체(12b)를 반송하면서 광의 조사를 행하기 때문에, 도포막에 대하여, 다양한 방향에서 광이 입사하게 되기 때문에, 광이 누출되어, 영역의 경계가 흐려질 우려가 있다. 따라서, 패턴 마스크를 지지체(12b)에 첩착하여 패턴 마스크와 도포막과의 거리를 짧게 함으로써, 광의 누출을 억제할 수 있어, 보다 정세한 화상을 형성할 수 있다.

이어서, 가열부(110)에 있어서 도포막을 가열하여 액정을 배향하고, 또한 경화부(112)에 있어서 자외선 조사 및/또는 가열 등을 행하여 도포막을 경화시켜 콜레스테릭 액정층(18)을 형성하며, 마스크 필름(14), 지지체(12b) 및 콜레스테릭 액정층(18)을 갖는 적층 필름(25e)으로 한다.

그 후, 지지체(12b)로부터 마스크 필름(14)을 박리한다. 박리한 마스크 필름(14)은, 회수 롤러(144)에 있어서 롤상으로 권회하여 롤(146)로 한다.

또한, 권취 롤러(116)에 있어서 지지체(12b) 상에 콜레스테릭 액정층(18)이 형성된 장척인 적층 필름(23d)을 롤상으로 권회하여, 롤(132)로 한다.

이와 같이, 패턴 마스크가 형성된 기재 필름(마스크 필름(14))을 지지체의 이면에 첩착하여 조사 공정(노광)을 행하는 구성으로 해도 된다.

또한, 도 3에 나타내는 예에서는, 마스크 필름(14)을 지지체(12b)에 첩착한 상태에서, 도포 공정, 조사 공정, 배향 공정, 및 경화 공정을 행하는 구성으로 했지만, 적어도, 조사 공정을 마스크 필름(14)을 지지체(12b)에 첩착한 상태에서 행하면 되고, 다른 공정은, 마스크 필름(14)을 첩착하지 않은 상태에서 행해도 된다.

예를 들면, 도포 공정의 후에 지지체(12b)에 마스크 필름(14)을 첩착하는 구성이어도 된다. 혹은, 지지체(12b)에 마스크 필름(14)이 첩착된 적층체를 롤상으로 권회한 롤(130)을 송출 롤러(102)에 장전하고, 지지체(12b)에 마스크 필름(14)이 첩착된 적층체를 피처리물로 하여 송출하는 구성으로 해도 된다.

또, 예를 들면 조사 공정과 배향 공정의 사이에 마스크 필름(14)을 박리하는 구성이어도 되고, 배향 공정과 경화 공정의 사이에 마스크 필름(14)을 박리하는 구성이어도 된다. 혹은, 마스크 필름(14)을 박리하지 않고, 권취 롤러(116)에 있어서 마스크 필름(14)이 적층된 상태에서 롤상으로 권회하여 롤(132)로 하는 구성이어도 된다.

또한, 경화 공정에 있어서, 마스크 필름(14)이 지지체(12b)에 첩착된 상태인 경우에는, 마스크 필름(14)과는 반대 측의 면측에 광을 조사하는 것이 바람직하다.

여기에서, 도 1 및 도 2에 나타내는 예에 있어서는, 지지체(12a) 상에 1층의 콜레스테릭 액정층(18)을 형성하는 구성으로 했지만, 이에 한정은 되지 않고, 도포 공정, 조사 공정, 배향 공정 및 경화 공정의 조합을 2회 이상 행하여, 2층 이상의 콜레스테릭 액정층을 형성하는 구성으로 해도 된다.

예를 들면, 콜레스테릭 액정층을 형성한 지지체를 피처리물로서, 재차 제조 장치에 공급함으로써, 콜레스테릭 액정층의 상에 콜레스테릭 액정층을 형성하는 구성으로 해도 된다. 혹은, 제조 장치가, 지지체의 반송 방향에 있어서, 송출 롤러와 권취 롤러의 사이에, 도포부, 노광부, 가열부 및 경화부의 조합을 2 이상 갖는 구성으로 해도 된다.

2회 이상의 조사 공정을 행하는 경우에는, 동일 패턴의 패턴 마스크를 통하여 광을 조사하고, 또한 각 조사 공정에 있어서의 광의 조사량을 서로 다른 것으로 하는 것이 바람직하다.

이로써, 콜레스테릭 액정층의 표면에 수직인 방향에서 보았을 때에, 동일한 위치에서의 선택 반사 파장이, 각 콜레스테릭 액정층으로 다른 것이 된다. 이 구성에 의하여, 복수의 콜레스테릭 액정층의 선택 반사 파장의 광이 섞인 색이 시인된다. 즉, 다양한 색을 재현할 수 있다. 예를 들면, 콜레스테릭 액정층을 3층 구성으로 하고, 각 콜레스테릭 액정층이 각각 적색, 녹색 및 청색을 반사하는 것으로 함으로써 백색을 재현할 수 있다.

(콜레스테릭 액정층)

다음으로, 콜레스테릭 액정층에 대하여 설명한다.

콜레스테릭 액정층이란, 콜레스테릭 액정상을 포함하는 층을 말한다. 콜레스테릭 액정층은 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 층이다.

콜레스테릭 액정층은, 선택 반사 파장의 광의 우원편광 혹은 좌원편광을 반사하고, 선택 반사 파장의 다른 쪽의 원편광 및 다른 파장역의 광을 투과한다.

콜레스테릭 액정상을 고정한 구조는, 콜레스테릭 액정상이 되어 있는 액정 화합물의 배향이 유지되어 있는 구조이면 되고, 전형적으로는, 중합성 액정 화합물을 콜레스테릭 액정상의 배향 상태에서 한 데다가, 자외선 조사, 가열 등에 의하여 중합, 경화하며, 유동성이 없는 층을 형성하고, 동시에, 또 외장이나 외력에 의하여 배향 형태에 변화를 발생하게 하지 않는 상태로 변화한 구조이면 된다. 또한, 콜레스테릭 액정상을 고정한 구조에 있어서는, 콜레스테릭 액정상의 광학적 성질이 유지되어 있으면 충분하고, 액정 화합물은 이미 액정성을 나타내지 않아도 된다. 예를 들면, 중합성 액정 화합물은, 경화 반응에 의하여 고분자량화하여, 이미 액정성을 잃고 있어도 된다.

콜레스테릭 액정상의 선택 반사 파장 λ는, 콜레스테릭 액정상에 있어서의 나선 구조의 피치 P(=나선의 주기)에 의존하고, 콜레스테릭 액정상의 평균 굴절률 n과 λ=n×P의 관계에 따른다. 이로 인하여, 이 나선 구조의 피치를 조절함으로써, 선택 반사 파장을 조절할 수 있다. 콜레스테릭 액정상의 피치는, 중합성 액정 화합물과 함께 이용하는 카이랄제의 종류, 또는 그 첨가 농도에 의존하기 때문에, 이들을 조절함으로써 원하는 피치를 얻을 수 있다.

또, 선택 반사를 나타내는 선택 반사 대역(원편광 반사 대역)의 반값폭 Δλ(nm)는, 콜레스테릭 액정상의 굴절률 이방성 Δn과 나선의 피치 P에 의존하고, Δλ= Δn×P의 관계에 따른다. 이로 인하여, 선택 반사 대역의 폭의 제어는, Δn을 조절하여 행할 수 있다. Δn은, 콜레스테릭 액정층을 형성하는 액정 화합물의 종류 및 그 혼합 비율과, 배향 시의 온도에 따라 조절할 수 있다. 또한, 콜레스테릭 액정상에 있어서의 반사율은 Δn에 의존하는 것도 알려져 있어, 동일한 정도의 반사율을 얻는 경우에, Δn이 클수록, 나선 피치의 수를 적게, 즉 막두께를 얇게 할 수 있다.

나선의 센스 및 피치의 측정법에 대해서는 "액정 화학 실험 입문" 일본 액정 학회편 시그마 출판 2007년 출판, 46페이지, 및 "액정 편람" 액정 편람 편집 위원회 마루젠 196페이지에 기재된 방법을 이용할 수 있다.

콜레스테릭 액정상의 반사광은 원편광이다. 반사광이 우원편광인지 좌원편광인지는, 콜레스테릭 액정상은 나선의 비틀림 방향에 따른다. 콜레스테릭 액정상에 의한 원편광의 선택 반사는, 콜레스테릭 액정상의 나선의 비틀림 방향이 오른쪽인 경우는 우원편광을 반사하고, 나선의 비틀림 방향이 왼쪽인 경우는 좌원편광을 반사한다.

또한, 콜레스테릭 액정상의 선회의 방향은, 콜레스테릭 액정층을 형성하는 액정 화합물의 종류 또는 첨가되는 카이랄제의 종류에 따라 조절할 수 있다.

반사하는 광의 파장 영역을 넓게 하려면, 선택 반사 파장 λ를 어긋나게 한 층을 순차적으로 적층함으로써 실현될 수 있다. 또, 피치 그래디언트법으로 불리는 층내의 나선 피치를 단계적으로 변화시키는 방법으로, 파장 범위를 넓히는 기술도 알려져 있어, 구체적으로는 Nature 378, 467-469(1995), 일본 공개특허공보 평6-281814호, 및 일본 특허공보 4990426호에 기재된 방법 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 콜레스테릭 액정층의 영역에 있어서의 선택 반사 파장은, 가시광(380~780nm 정도) 및 근적외광(780~2000nm 정도) 중 어느 범위에도 설정하는 것이 가능하고, 그 설정 방법은 상술한 바와 같다.

여기에서, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법으로 제작하는 액정 필름에 있어서는, 콜레스테릭 액정층은, 선택 반사 파장이 다른 3 이상의 영역을 갖는다.

예를 들면, 콜레스테릭 액정층은, 적색광(620nm~750nm의 파장역의 광)을 선택 반사 파장으로 하는 영역, 녹색광(495nm~570nm의 파장역의 광)을 선택 반사 파장으로 하는 영역, 및 청색광(420nm~490nm의 파장역의 광)을 선택 반사 파장으로 하는 영역을 갖는 구성으로 할 수 있다.

또, 적외선을 선택 반사 파장으로 하는 반사 영역을 갖고 있어도 된다. 또한, 적외선이란, 780nm 초과 1mm 이하의 파장 영역의 광이며, 그 중에서도, 근적외 영역이란, 780nm 초과 2000nm 이하의 파장 영역의 광이다.

(액정 조성물)

콜레스테릭 액정층의 형성에 이용하는 재료로서는, 액정 화합물 및 감광성 카이랄제를 포함하는 액정 조성물을 들 수 있다. 액정 화합물은 중합성 액정 화합물인 것이 바람직하다.

중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물은 계면 활성제, 중합 개시제 등을 더 포함하고 있어도 된다.

--중합성 액정 화합물--

중합성 액정 화합물은, 봉상 액정 화합물이어도 되고, 원반상 액정 화합물이어도 되지만, 봉상 액정 화합물인 것이 바람직하다.

콜레스테릭 액정층을 형성하는 봉상의 중합성 액정 화합물의 예로서는, 봉상 네마틱 액정 화합물을 들 수 있다. 봉상 네마틱 액정 화합물로서는, 아조메타인류, 아족시류, 사이아노바이페닐류, 사이아노페닐에스터류, 벤조산 에스터류, 사이클로헥세인카복실산 페닐에스터류, 사이아노페닐사이클로헥세인류, 사이아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐다이옥세인류, 톨란류 및 알켄일사이클로헥실벤조나이트릴류가 바람직하게 이용된다. 저분자 액정 화합물 만이 아니고, 고분자 액정 화합물도 이용할 수 있다.

중합성 액정 화합물은, 중합성기를 액정 화합물에 도입함으로써 얻어진다. 중합성기의 예로는, 불포화 중합성기, 에폭시기, 및 아지리딘일기가 포함되고, 불포화 중합성기가 바람직하며, 에틸렌성 불포화 중합성기가 특히 바람직하다. 중합성기는 다양한 방법으로, 액정 화합물의 분자 중에 도입할 수 있다. 중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기의 개수는, 바람직하게는 1~6개, 보다 바람직하게는 1~3개이다. 중합성 액정 화합물의 예는, Makromol. Chem., 190권, 2255페이지(1989년), Advanced Materials 5권, 107페이지(1993년), 미국 특허공보 제4683327호, 동 5622648호, 동 5770107호, 국제 공개공보 WO95/022586호, 동 95/024455호, 동97/000600호, 동 98/023580호, 동 98/052905호, 일본 공개특허공보 평1-272551호, 동6-016616호, 동 7-110469호, 동 11-080081호, 및 일본 공개특허공보 2001-328973호 등에 기재된 화합물이 포함된다. 2종류 이상의 중합성 액정 화합물을 병용해도 된다. 2종류 이상의 중합성 액정 화합물을 병용하면, 배향 온도를 저하시킬 수 있다.

중합성 액정 화합물의 구체예로서는, 하기 식 (1)~(11)에 나타내는 화합물을 들 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화합물 (11)에 있어서, X¹은 2~5(정수)임]

또, 상기 이외의 중합성 액정 화합물로서는, 일본 공개특허공보 소57-165480호에 개시되어 있는 콜레스테릭상을 갖는 환식 오가노폴리실록세인 화합물 등을 이용할 수 있다. 또한, 상술한 고분자 액정 화합물로서는, 액정을 나타내는 메소젠기를 주쇄, 측쇄, 혹은 주쇄 및 측쇄의 양쪽 모두의 위치에 도입한 고분자, 콜레스테릴기를 측쇄에 도입한 고분자 콜레스테릭 액정, 일본 공개특허공보 평9-133810호에 개시되어 있는 액정성 고분자, 일본 공개특허공보 평11-293252호에 개시되어 있는 액정성 고분자 등을 이용할 수 있다.

또, 액정 조성물 중의 중합성 액정 화합물의 첨가량은, 액정 조성물의 고형분 질량(용매를 제외한 질량)에 대하여, 75~99.9질량%인 것이 바람직하고, 80~99질량%인 것이 보다 바람직하며, 85~90질량%인 것이 특히 바람직하다.

--카이랄제(광학 활성화합물)--

카이랄제는 콜레스테릭 액정상의 나선 구조를 유기(誘起)하는 기능을 갖는다. 카이랄 화합물은, 화합물에 의하여 유기하는 나선의 비틀림 방향 또는 나선 피치가 다르기 때문에, 목적에 따라 선택하면 된다.

카이랄제로서는, 특별히 제한은 없고, 공지의 화합물(예를 들면, 액정 디바이스 핸드북, 제3장 4-3항, TN(twisted nematic), STN(Super-twisted nematic)용 카이랄제, 199페이지, 일본 학술 진흥회 제142위원회편, 1989에 기재), 아이소소바이드, 아이소만나이드 유도체를 이용할 수 있다.

카이랄제는, 일반적으로 부제 탄소 원자를 포함하지만, 부제 탄소 원자를 포함하지 않는 축성 부제 화합물 혹은 면성 부제 화합물도 카이랄제로서 이용할 수 있다. 축성 부제 화합물 또는 면성 부제 화합물의 예에는, 바이나프틸, 헬리센, 파라사이클로페인 및 이들 유도체가 포함된다. 카이랄제는, 중합성기를 갖고 있어도 된다. 카이랄제와 액정 화합물이 모두 중합성기를 갖는 경우는, 중합성 카이랄제와 중합성 액정 화합물과의 중합 반응에 의하여, 중합성 액정 화합물로부터 유도되는 반복 단위와, 카이랄제로부터 유도되는 반복 단위를 갖는 폴리머를 형성할 수 있다. 이 양태에서는, 중합성 카이랄제가 갖는 중합성기는, 중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기와 동종의 기인 것이 바람직하다. 따라서, 카이랄제의 중합성기도, 불포화 중합성기, 에폭시기 또는 아지리딘일기인 것이 바람직하고, 불포화 중합성기인 것이 더 바람직하며, 에틸렌성 불포화 중합성기인 것이 특히 바람직하다.

또, 카이랄제는, 액정 화합물이어도 된다.

또한, 상술한 바와 같이, 콜레스테릭 액정층을 제조할 때에, 광조사에 의하여 콜레스테릭 액정상의 나선 피치의 크기를 제어하는 것이다. 따라서, 광에 감응하여 콜레스테릭 액정상의 나선 피치를 변화시킬 수 있는 카이랄제(감광성 카이랄제라고도 칭함)를 이용한다.

감광성 카이랄제란, 광을 흡수함으로써 구조가 변화하고, 콜레스테릭 액정상의 나선 피치를 변화시킬 수 있는 화합물이다. 이와 같은 화합물로서는, 광이성화 반응, 광이량화 반응, 및 광분해 반응 중 적어도 하나를 발생하는 화합물이 바람직하다.

광이성화 반응을 발생하는 화합물이란, 광의 작용으로 입체 이성화 또는 구조 이성화를 발생하는 화합물을 말한다. 광이성화 화합물로서는, 예를 들면 아조벤젠 화합물, 및 스파이로피란 화합물 등을 들 수 있다.

또, 광이량화 반응을 발생하는 화합물이란, 광의 조사에 의하여, 2개의 기의 사이에 부가 반응을 일으켜, 환화하는 화합물을 말한다. 광이량화 화합물로서는, 예를 들면 신남산 유도체, 쿠마린 유도체, 칼콘 유도체, 및 벤조페논 유도체 등을 들 수 있다.

상기 감광성 카이랄제로서는, 이하의 일반식 (I)로 나타나는 카이랄제가 바람직하게 들 수 있다. 이 카이랄제는, 광조사 시의 광량에 따라 콜레스테릭 액정상의 나선 피치(비틀림력, 나선의 비틀림각) 등의 배향 구조를 변화시킬 수 있다.

[화학식 3]

일반식 (I) 중, Ar¹과 Ar²는, 아릴기 또는 복소 방향환기를 나타낸다.

Ar¹과 Ar²로 나타나는 아릴기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 총 탄소수 6~40이 바람직하며, 총 탄소수 6~30이 보다 바람직하다. 치환기로서는, 예를 들면 할로젠 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기, 알콕시기, 하이드록실기, 아실기, 알콕시카보닐기, 아릴옥시카보닐기, 아실옥시기, 카복실기, 사이아노기, 또는 복소환기가 바람직하고, 할로젠 원자, 알킬기, 알켄일기, 알콕시기, 하이드록실기, 아실옥시기, 알콕시카보닐기, 또는 아릴옥시카보닐기가 보다 바람직하다.

이와 같은 아릴기 중, 하기 일반식 (III) 또는 (IV) 식에서 나타나는 아릴기가 바람직하다.

[화학식 4]

일반식 (III) 중의 R¹ 및 일반식 (IV) 중의 R²는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기, 아릴기, 복소환기, 알콕시기, 하이드록실기, 아실기, 알콕시카보닐기, 아릴옥시카보닐기, 아실옥시기, 카복실기, 또는 사이아노기를 나타낸다. 그 중에서도, 수소 원자, 할로젠 원자, 알킬기, 알켄일기, 아릴기, 알콕시기, 하이드록실기, 알콕시카보닐기, 아릴옥시카보닐기, 또는 아실옥시기가 바람직하고, 알콕시기, 하이드록실기, 또는 아실옥시기가 보다 바람직하다.

일반식 (III) 중의 L¹ 및 일반식 (IV) 중의 L²는, 각각 독립적으로, 할로젠 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 하이드록실기를 나타내고, 탄소수 1~10의 알콕시기, 또는 하이드록실기가 바람직하다.

l은 0, 1~4의 정수를 나타내고, 0, 1이 바람직하다. m은 0, 1~6의 정수를 나타내고, 0, 1이 바람직하다. l, m이 2 이상일 때는, L¹과 L²는 서로 다른 기를 나타내도 된다.

Ar¹과 Ar²로 나타나는 복소 방향환기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 총 탄소수 4~40이 바람직하며, 총 탄소수 4~30이 보다 바람직하다. 치환기로서는, 예를 들면 할로젠 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기, 아릴기, 알콕시기, 하이드록실기, 아실기, 알콕시카보닐기, 아릴옥시카보닐기, 아실옥시기, 또는 사이아노기가 바람직하고, 할로젠 원자, 알킬기, 알켄일기, 아릴기, 알콕시기, 또는 아실옥시기가 보다 바람직하다.

복소 방향환기로서는, 피리딜기, 피리미딘일기, 퓨릴기, 및 벤조퓨란일기 등을 들 수 있고, 이 중에서도, 피리딜기, 또는 피리미딘일기가 바람직하다.

액정 조성물에 있어서의, 카이랄제의 함유량은, 중합성 액정성 화합물량의 0.01몰%~200몰%가 바람직하고, 1몰%~30몰%가 보다 바람직하다.

--중합 개시제--

액정 조성물이 중합성 화합물을 포함하는 경우는, 중합 개시제를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 자외선 조사에 의하여 중합 반응을 진행시키는 양태에서는, 사용하는 중합 개시제는, 자외선 조사에 의하여 중합 반응을 개시 가능한 광중합 개시제인 것이 바람직하다. 광중합 개시제의 예로는, α-카보닐 화합물(미국 특허공보 제2367661호, 동 2367670호의 각 명세서 기재), 아실로인에터(미국 특허공보 제2448828호 기재), α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국 특허공보 제2722512호 기재), 다핵 퀴논 화합물(미국 특허공보 제3046127호, 동 2951758호의 각 명세서 기재), 트라이아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤과의 조합(미국 특허공보 제3549367호 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 공개특허공보 소60-105667호, 미국 특허공보 제4239850호 기재) 및 옥사다이아졸 화합물(미국 특허공보 제4212970호 기재) 등을 들 수 있다.

액정 조성물 중의 광중합 개시제의 함유량은, 중합성 액정 화합물의 함유량에 대하여 0.1~20질량%인 것이 바람직하고, 0.5질량%~12질량%인 것이 더 바람직하다.

--가교제--

액정 조성물은, 경화 후의 막강도 향상, 내구성 향상을 위하여, 임의로 가교제를 함유하고 있어도 된다. 가교제로서는, 자외선, 열, 습기 등으로 경화하는 것이 적합하게 사용할 수 있다.

가교제로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트 등의 다관능 아크릴레이트 화합물; 글리시딜(메트)아크릴레이트, 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 등의 에폭시 화합물; 2,2-비스하이드록시메틸뷰탄올트리스[3-(1-아지리딘일)프로피오네이트], 4,4-비스(에틸렌이미노카보닐아미노) 다이페닐메테인 등의 아지리딘 화합물; 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트, 뷰렛형 아이소사이아네이트 등의 아이소사이아네이트 화합물; 옥사졸린기를 측쇄에 갖는 폴리옥사졸린 화합물; 바이닐트라이메톡시실레인, N-(2-아미노에틸)3-아미노프로필트라이메톡시실레인 등의 알콕시실레인 화합물 등을 들 수 있다. 또, 가교제의 반응성에 따라 공지의 촉매를 이용할 수 있고, 막강도 및 내구성 향상에 더하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

가교제의 함유량은, 3질량%~20질량%가 바람직하고, 5질량%~15질량%가 보다 바람직하다. 가교제의 함유량이, 3질량% 미만이면, 가교 밀도 향상의 효과가 얻어지지 않는 경우가 있고, 20질량%를 초과하면, 콜레스테릭 액정층의 안정성을 저하시키는 경우가 있다.

--그 외의 첨가제--

액정 조성물 중에는, 필요에 따라, 계면 활성제, 중합 금지제, 산화 방지제, 수평 배향제, 자외선 흡수제, 광안정화제, 색재, 금속 산화물 미립자 등을, 광학적 성능 등을 저하시키지 않는 범위에서 더 첨가할 수 있다.

액정 조성물은 용매를 포함하고 있어도 된다. 용매로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 유기 용매가 바람직하게 이용된다.

유기 용매로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤 등의 케톤류, 알킬할라이드류, 아마이드류, 설폭사이드류, 헤테로환 화합물, 탄화 수소류, 에스터류, 에터류 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 환경에 대한 부하를 고려한 경우에는 케톤류가 특히 바람직하다. 상술한 단관능 중합성 모노머 등의 상술한 성분이 용매로서 기능하고 있어도 된다.

(λ/4판)

원편광판을 구성하는 λ/4판은, 종래 공지의 λ/4판이며, λ/4판에 입사하는 광이 직선 편광인 경우에는 원편광으로서 출사하고, λ/4판에 입사하는 광이 원편광인 경우에는 직선 편광으로서 출사한다.

λ/4판이란, 어느 특정 파장의 직선 편광을 원편광으로, 또는 원편광을 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는 판이다. 보다 구체적으로는, 소정의 파장 λnm에 있어서의 면내 리타데이션 값이 Re(λ)=λ/4(또는, 이 홀수배)를 나타내는 판이다. 이 식은, 가시광역 중 어느 하나의 파장(예를 들면, 550nm)에 있어서 달성되어 있으면 된다.

또한, λ/4판은, 광학 이방성층만으로 이루어지는 구성이어도 되고, 지지체에 광학 이방성층을 형성한 구성이어도 되지만, λ/4판이 지지체를 갖는 경우에는, 지지체와 광학 이방성층과의 조합이, λ/4판인 것을 의도한다.

λ/4판은, 공지의 λ/4판이 이용 가능하다.

또, 본 발명의 액정 필름에 있어서는, λ/4판은, 두께 방향의 리타데이션인 Rth(550)이 적은 것이 바람직하다.

구체적으로는, Rth(550)이 -50nm~50nm인 것이 바람직하고, -30nm~30nm인 것이 보다 바람직하며, Rth(λ)가 0인 것이 더 바람직하다. 이로써, λ/4판에 대하여 경사로 입사하는 원편광을 직선 편광으로 변환할 수 있는 점에서 바람직한 결과를 얻는다.

여기에서, λ/4판은 콜레스테릭 액정층(18)을 투과하여 입사하는 다른 쪽의 원편광(콜레스테릭 액정층을 투과하는 선회 방향의 원편광)이 직선 편광이 되도록 지상축을 맞추어 배치된다.

(직선 편광판)

원편광판을 구성하는 직선 편광판은, 일 방향의 편광축을 갖고, 특정 직선 편광을 투과하는 기능을 갖는다.

직선 편광판으로서는, 아이오딘 화합물을 포함하는 흡수형 편광판이나 와이어 그리드 등의 반사형 편광판 등의 일반적인 직선 편광판이 이용 가능하다. 또한, 편광축이란, 투과축과 동의이다.

흡수형 편광판으로서는, 예를 들면 아이오딘계 편광판, 이색성 염료를 이용한 염료계 편광판, 및 폴리엔계 편광판의 모두를 이용할 수 있다. 아이오딘계 편광판, 및 염료계 편광판은, 일반적으로, 폴리바이닐알코올에 아이오딘 또는 이색성 염료를 흡착시켜, 연신함으로써 제작된다.

여기에서, 직선 편광판은, λ/4판을 투과하여 입사하는 직선 편광이 투과하도록, 편광축을 맞추어 배치된다. 이로써, 직선 편광판과 λ/4판과의 조합은, λ/4판 측에서 입사한 광 중, 다른 쪽의 원편광을 직선 편광으로서 투과하는 원편광판으로서 기능한다. 즉, λ/4판과 직선 편광판과의 조합은, 콜레스테릭 액정층(18)이 반사하는 원편광과는 선회 방향이 역방향의 원편광을 투과하는 것이다.

(점착층)

점착층은, 콜레스테릭 액정층(18)과 λ/4판(원편광판)을 첩합하는 것이다.

점착층은, 대상이 되는 층(시트상물)을 첩합할 수 있는 것이면, 공지의 각종 재료로 이루어지는 것이 이용 가능하고, 첩합할 때에는 유동성을 가지며, 그 후 고체가 되는, 접착제로 이루어지는 층이어도 되고, 첩합할 때에 젤상(고무상)의 부드러운 고체에서, 그 후도 젤상인 상태가 변화하지 않는, 점착제로 이루어지는 층이어도 되며, 접착제와 점착제와의 양쪽 모두의 특징을 갖는 재료로 이루어지는 층이어도 된다. 따라서, 점착층은, 광학 투명 접착제(OCA(Optical Clear Adhesive)), 광학 투명 양면 테이프, 자외선 경화형 수지 등, 시트상물의 첩합에 이용되는 공지의 것을 이용하면 된다.

〔용도〕

본 발명의 액정 필름의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 빌딩의 창문 광고로서 유리창에 첩부되는 광고 매체, 차, 택시, 버스, 전철 등의 유리창에 첩부되는 광고 매체나 라이트 부분이나 디자인성의 가식(加飾), 도로 표지, 주택이나 점포, 수족관, 동물원, 식물관, 미술관 등의 유리창, 놀이기구, 놀이용 카드, 책받침 등의 완구나 문구, 무대, 극장용 기재, 엘리베이터, 에스컬레이터, 계단 등의 투명 부재, 가방이나 옷, 고글이나 선글라스 등의 패션 부재, 벽, 커튼이나 바닥 등의 인테리어 패브릭스용 재료, POP 광고(Point of purchase advertising), 명함, 스티커, 엽서, 사진, 코스터, 티켓, 부채, 쥘부채, 텐트, 블라인드, 셔터, 방호용 방패, 칸막이 등의 세퍼레이션, 가전제품(카메라, 인스턴트 카메라, PC(personal computer), 스마트폰, 텔레비전, 레코더, 레인지, 오디오 플레이어, 게임기, VR(virtual reality) 헤드셋, 청소기, 세탁기), 스마트폰 커버, 봉제 인형, 컵, 접시, 플레이트, 항아리나 화병, 책상, 의자, CD(compact disc), DVD 케이스, 책, 캘린더, 패트병, 식품 포장 용기, 기타나 피아노 등의 악기, 라켓, 배트, 클럽, 볼 등의 스포츠 용품, 미로, 관람차, 제트 코스터, 귀신의 집 등의 어트랙션, 조화, 교육용 완구, 보드게임, 우산, 지팡이, 시계, 오르골, 목걸이 등의 복식(服飾) 재료, 화장품 등의 용기, 태양광 패널, 전등이나 램프 커버로서 이용할 수 있다.

이상, 본 발명의 액정 필름에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상술한 예에 한정은 되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 각종 개량이나 변경을 실시해도 되는 것은 물론이다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명의 특징을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 사용량, 물질량, 비율, 처리 내용, 처리 절차 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 할 것은 아니다.

[실시예 1]

실시예 1로서 도 1에 나타내는 구성의 제조 장치(100a)를 이용하여 액정 필름을 제작했다.

(액정 조성물의 조제)

하기에 나타내는 조성물을, 25℃로 보온된 용기 중에서, 교반, 용해시켜, 콜레스테릭 액정 잉크액 A(액정 조성물)를 조제했다.

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콜레스테릭 액정 잉크액 A

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하기의 액정 화합물 1 1g

하기 구조의 카이랄제 1 107mg

하기 구조의 수평 배향제 1 1mg

개시제: IRGACURE 907 (BASF사제) 40mg

IRGANOX1010 10mg

MEK(메틸에틸케톤) 1.6g

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[화학식 5]

[화학식 6]

[화학식 7]

(콜레스테릭 액정층의 형성)

지지체(12a)로서, 두께 50μm의 후지필름(주)사제 PET 필름을 이용했다. 지지체(12a)의 이면에는, 소정의 패턴을 컬러로 인쇄하여 패턴 마스크를 형성했다.

도포 공정으로서, 상기에서 조제한 콜레스테릭 액정 잉크액 A를 지지체의 표면에 다이 코터를 이용하여 도포했다. 도포는 건조 후의 도포 층의 두께가 2~5μm 정도가 되도록 조정하고, 실온에서 행하여, 도포막을 형성했다.

다음으로, 조사 공정으로서, 실온에서 패턴 마스크를 통하여, 도포막에 UV(자외선, 파장 365nm) 조사를 50mJ/cm² 행했다. 또한, UV 조사의 광원으로서, LEDUVHLDL-200X180-U6PSC(CCS(주)사제)를 이용했다.

다음으로, 가열 공정으로서, 조사 공정 후의 도포막이 적층된 지지체를, 90℃의 열풍 건조 존에서 1분간 가열했다.

다음으로, 경화 공정으로서, 질소 분위기하(산소 농도 500ppm 이하), 실온에서, 가열 처리 후의 도포막에 표면으로부터 UV 조사(파장 300~350nm, 200mJ/cm²)를 행하여, 도포막을 경화시켜 콜레스테릭 액정층을 형성했다.

또한, UV 조사의 광원으로서, UE0961-426-05CQT(이와사키 덴키(주)사제)를 이용했다.

그 후, 권취 롤러로 권취했다.

[실시예 2]

실시예 2로서, 도 3에 나타내는 구성의 제조 장치(100b)를 이용하여 액정 필름을 제작했다.

구체적으로는, 지지체(12b)로서, 두께 50μm의 후지필름(주)사제 PET 필름을 이용하여, 마스크 필름(14)으로서, 기재 필름(20)(두께 100μm 도요보(주)사제 PET 필름)에 소정의 패턴을 컬러로 인쇄하여 패턴 마스크(잉크층(22))를 형성하고, 도포 공정의 전에, 마스크 필름(14)을 지지체(12b)에 첩착하며, 경화 공정의 후에, 마스크 필름(14)을 박리하는 구성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 액정 필름을 제작했다.

또한, 마스크 필름(14)은, 패턴 마스크 측을 지지체(12b)에 첩착했다.

[실시예 3]

마스크 필름(14)의 기재 필름(20) 측을 지지체(12b)에 첩착한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 액정 필름을 제작했다.

[실시예 4]

조사 공정에 있어서, 2회 조사를 행하는 구성으로 하고, 제1 조사 스텝의 조사량을 20mJ/cm²로 하며, 제2 조사 스텝의 조사량을 40mJ/cm²로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 액정 필름을 제작했다.

[실시예 5]

제1 조사 스텝의 조사량을 50mJ/cm²로 하고, 제2 조사 스텝의 조사량을 100mJ/cm²로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여, 액정 필름을 제작했다.

[실시예 6]

제1 조사 스텝의 광의 파장을 385nm, 조사량을 50mJ/cm²로 하고, 제2 조사 스텝의 파장을 365nm, 조사량을 50mJ/cm²로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여, 액정 필름을 제작했다.

[실시예 7]

제1 조사 스텝의 조사량을 125mJ/cm²로 하고, 제2 조사 스텝의 조사량을 125mJ/cm²로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여, 액정 필름을 제작했다.

[실시예 8]

액정 조성물(콜레스테릭 액정 잉크액 A)에 포함되는 개시제로서, IRGACURE 369(BASF사제), 40mg을 이용하여 경화 공정에 있어서의 광의 파장을 365nm로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 액정 필름을 제작했다.

[비교예 1]

배향 공정의 후에 조사 공정을 행하는 구성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 액정 필름을 제작했다.

[비교예 2]

패턴 마스크로서 흑백 2치의 패턴 마스크를 인쇄에 의하여 지지체에 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 액정 필름을 제작했다.

[비교예 3]

패턴 마스크로서 흑백 2치의 패턴 마스크를 인쇄에 의하여 지지체에 형성한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 액정 필름을 제작했다.

<평가>

각 실시예에서 제작한 액정 필름에 대하여, 콜레스테릭 액정층 측으로부터 육안으로 관찰하여 패턴의 정세도, 및 색 표시의 계조성을 평가하여 이하의 기준으로 평가했다.

패턴 정세도의 평가

AA: 상당히 양호

A: 양호

B: 약간 양호

C: 패턴이 흐림

색 표시의 계조성의 평가

A: 계조성이 높음

B: 계조성이 약간 높음

C: 2치, 또는 색이 흐려짐

결과를 표 1에 나타낸다.

또, 실시예 1의 패턴 마스크를 촬영한 화상을 도 8에 나타내고, 실시예 1에서 제작한 액정 필름을 촬영한 화상을 도 7에 나타낸다. 또한, 본 발명에 있어서는, 도 6에 나타내는 그레이 스케일의 패턴 마스크여도 동일한 효과가 얻어진다. 또, 도 7에 나타내는 액정 필름은, 일부를 평가를 위하여 절취했다.

또, 비교예 2 및 3에서 이용한 2치 마스크의 화상을 도 9에 나타낸다.

[표 1]

표 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법으로 제작한 실시예 1~8의 액정 필름은, 비교예와 비교하여, 정세도 및 계조성이 양호하다는 것을 알 수 있다.

또, 실시예 2와 실시예 3과의 대비로부터, 패턴 마스크를 지지체와는 다른 필름에 형성하고, 지지체에 첩착하여 조사 공정을 행하는 구성으로 하는 경우에는, 패턴 마스크측을 지지체에 첩착하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

또, 실시예 1과 실시예 5 및 6의 대비로부터, 조사 공정에 있어서 광의 조사를 2회로 나누어 조사함으로써, 정세도가 보다 향상되는 것을 알 수 있다.

또, 실시예 5 및 6과 실시예 7의 대비로부터, 조사량의 합계는 200mJ/cm² 이하로 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

또, 실시예 1과 실시예 8의 대비로부터, 조사 공정의 광의 파장과 경화 공정의 광의 파장을 다르게 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

[실시예 9]

실시예 9로서, 도 10에 나타내는 패턴 마스크를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 액정 필름을 제작했다. 제작한 액정 필름을 촬영한 화상을 도 11에 나타낸다.

도 10 및 도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 패턴 마스크의 패턴 및 농담(濃淡)에 따라, 콜레스테릭 액정층의 색, 즉 선택 반사 파장이 다른 영역이 형성되는 것이 알 수 있다.

이상의 결과에서 본 발명의 효과는 명확하다.

12a, 12b 지지체
14 마스크 필름
16 원편광판
18 콜레스테릭 액정층
20 기재 필름
21a 도포막
21b 노광한 도포막
21c 배향한 도포막
22 잉크층
23a~23d, 25a~25b 적층 필름
100a, 100b 액정 필름 제조 장치
102 송출 롤러
104 도포 노즐
106, 114 백업 롤러
108 노광 장치
110 가열 장치
112 UV 조사 장치
116 권취 롤러
120 제1 반송부
122 제2 반송부
124 제3 반송부
130, 132, 142, 146 롤
140 공급 롤러
144 회수 롤러
150 도포부
152 노광부
154 가열부
156 경화부

Claims (12)

1. 장척인 지지체를 길이 방향으로 송출하는 송출 공정과,
   송출한 지지체를 길이 방향으로 반송하면서, 콜레스테릭 액정 화합물과 감광성의 카이랄제를 포함하는 액정 조성물을 지지체 표면에 도포하는 도포 공정과,
   미건조 상태인 상기 액정 조성물의 도포막에 상기 카이랄제가 감광하는 파장의 광을 조사하는 조사 공정과,
   상기 도포막을 가열하여 액정을 배향하는 배향 공정과,
   배향한 상기 도포막을 경화하는 경화 공정을 이 순서로 갖고,
   상기 조사 공정에 있어서, 상기 지지체 측에 배치된 패턴 마스크를 통하여 상기 도포막에 광을 조사하며,
   상기 패턴 마스크는, 상기 카이랄제가 감광하는 파장의 광에 대한 투과율이 다른 3 이상의 영역을 갖는 다계조의 패턴 마스크이고,
   상기 조사 공정에 있어서, 다계조의 상기 패턴 마스크를 통하여 상기 도포막에 광을 조사함으로써, 상기 도포막의 각 영역에 대하여 다른 조사량의 광을 조사하는 액정 필름의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 패턴 마스크는, 상기 지지체의 이면에 형성되어 있는 액정 필름의 제조 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 패턴 마스크는, 장척인 기재 필름의 표면에 형성되어 있고,
   상기 조사 공정에 있어서, 상기 패턴 마스크가 형성된 상기 기재 필름이 상기 지지체의 이면에 첩착된 상태에서, 광의 조사를 행하는 액정 필름의 제조 방법.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 패턴 마스크는, 그레이 스케일 인쇄에 의하여 형성된 것인 액정 필름의 제조 방법.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조사 공정은, 제1 조사 스텝과 제2 조사 스텝을 갖고,
   상기 제1 조사 스텝에 있어서의 광의 조사량이, 상기 제2 조사 스텝에 있어서의 광의 조사량보다 적은 액정 필름의 제조 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제1 조사 스텝 및 상기 제2 조사 스텝의 조사량의 합계가 200mJ/cm² 이하인 액정 필름의 제조 방법.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조사 공정은, 제1 조사 스텝과 제2 조사 스텝을 갖고,
   상기 제1 조사 스텝에 있어서 조사하는 광의 피크 파장과, 상기 제2 조사 스텝에 있어서 조사하는 광의 피크 파장이 서로 다른 액정 필름의 제조 방법.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 경화 공정은, 상기 도포막을 광경화시키는 공정이며,
   상기 경화 공정에 있어서 조사하는 광의 파장이, 상기 조사 공정에 있어서 조사하는 광의 파장과는 다른 액정 필름의 제조 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 경화 공정에 있어서, 상기 패턴 마스크는 상기 지지체의 이면 측에 배치된 상태에서 일체적으로 반송되고 있고,
   상기 패턴 마스크와는 반대 측의 면측에 광을 조사하는 액정 필름의 제조 방법.
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포 공정에 있어서의 상기 액정 조성물의 도포 방법이 바 도포인 액정 필름의 제조 방법.
11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포 공정, 상기 조사 공정, 상기 배향 공정 및 상기 경화 공정의 조합을 2회 이상 반복하여 2층 이상의 콜레스테릭 액정층을 형성하는 액정 필름의 제조 방법으로서,
    2회 이상의 상기 조사 공정에 있어서, 동일 패턴의 상기 패턴 마스크를 통하여 광을 조사하고, 또한 각 상기 조사 공정에 있어서의 광의 조사량을 서로 다르게 하는 액정 필름의 제조 방법.
12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 액정 필름의 제조 방법의 상기 경화 공정의 후에, 경화한 상기 도포막의 표면 또는 상기 지지체의 이면에 원편광판을 첩착하는 공정을 갖는 기능성 필름의 제조 방법.

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