JP6820421B2 - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、コレステリック構造を有する液晶材料からなるドットを有する透明スクリーンが開示されている。
また、透明スクリーン自体の視認性の点から、ヘイズが低いことも求められている。
従来のフィルムでは、上記要件を全て満たす透明スクリーンを提供することが難しかった。
下地層にラビング処理を施すことなく、下地層上に、液晶化合物を含む組成物を用いて、互いに異なる可視光領域の光を反射する、コレステリック液晶相を固定してなるドットを2種以上形成する工程と、
第1多官能モノマーを含む組成物を用いて、ドットを覆うように配置され、かつ、ドットとの屈折率の差が0.10以下である第1オーバーコート層を形成する工程と、
第2多官能モノマーを含む組成物を用いて、第1オーバーコート層上に第2オーバーコート層を形成する工程と、を有する光学フィルムの製造方法。
(2) 単官能モノマーが、環構造を有する、(1)に記載の光学フィルムの製造方法。
(3) 単官能モノマーが、後述する式(1)で表される化合物である、(1)または(2)に記載の光学フィルムの製造方法。
(4) 単官能モノマーの含有量が、下地層形成用組成物中の全固形分に対して、80質量%以上である、(1)〜(3)のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
(5) 下地層形成用組成物が、多官能モノマーを実質的に含まない、(1)〜(4)のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
(6) 第1多官能モノマーおよび第2多官能モノマーが、いずれも3〜8個の重合性基を有する、(1)〜(5)のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
(7) 第1オーバーコート層の平均膜厚と第2オーバーコート層の平均膜厚との合計が、ドットの平均高さの1.2倍以上である、(1)〜(6)のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
(8) 第1オーバーコート層の平均膜厚に対する、第2オーバーコート層の平均膜厚の比が、0.05〜1である、(1)〜(7)のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
(9) ドットが、断面において、明部と暗部との縞模様を与え、かつ、
ドットの表面から1本目の暗部が成す線の法線と、ドットの表面とが成す角度が70〜90°である、(1)〜(8)のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
(10) ドットが、赤色光を反射するコレステリック液晶相を固定してなるドット、緑色光を反射するコレステリック液晶相を固定してなるドット、および、青色光を反射するコレステリック液晶相を固定してなるドットからなる群から選択される少なくとも2種以上である、(1)〜(9)のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
本明細書において、例えば、「平行」または「垂直」などの角度は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が5°未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との差異は、4°未満であることが好ましく、3°未満であることがより好ましい。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
また、可視光のうち、420〜495nmの波長域の光は青色光であり、495〜570nmの波長域の光は緑色光であり、620〜750nmの波長域の光は赤色光である。
上記効果が得られる理由としては、以下が推測される。
まず、単官能モノマーを用いて下地層を形成することにより、下地層と一部が接触する第1オーバーコート層と下地層との密着性が向上し、層剥離が抑制され、色味差の発生も低減される。また、ラビング処理が施されていない下地層上に可視光を反射するドットを形成することにより、各ドット中のコレステリック液晶相の形成状態が近似し、視認角度により色味差が低減する。さらに、ドットと第1オーバーコート層との屈折率が所定範囲であり、かつ、オーバーコート層を2層形成することにより、ヘイズの低減が達成される。
工程1:単官能モノマーを含む下地層形成用組成物を用いて、基板上に下地層を形成する工程
工程2:下地層にラビング処理を施すことなく、下地層上に、液晶化合物を含む組成物を用いて、互いに異なる可視光領域の光を反射する、コレステリック液晶相を固定してなるドットを2種以上形成する工程
工程3:第1多官能モノマーを含む組成物を用いて、ドットを覆うように配置され、かつ、ドットとの屈折率の差が0.10以下である第1オーバーコート層を形成する工程
工程4:第2多官能モノマーを含む組成物を用いて、第1オーバーコート層上に第2オーバーコート層を形成する工程
以下、各工程の手順について詳述する。
工程1は、単官能モノマーを含む下地層形成用組成物を用いて、基板上に下地層を形成する工程である。本工程を実施することにより、図1に示すように、基板10上に下地層12が形成される。
以下では、まず、使用される下地層形成用組成物について詳述し、その後、工程の手順について詳述する。
下地層形成用組成物は、単官能モノマーを含む。単官能モノマーとは、重合性基を1個有する化合物である。
単官能モノマーが有する重合性基の種類は特に制限されず、ラジカル重合性基およびカチオン重合性基が挙げられ、反応性の点より、ラジカル重合性基が好ましい。
ラジカル重合性基としては、例えば、アクリロイル基(CH2=CH−CO−)、メタアクリロイル基(CH2=C(CH3)−CO−)、スチリル基、および、アリル基などが挙げられる。カチオン重合性基としては、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、および、ビニルオキシ基などが挙げられる。
式(1) R1−L−R2
R1は、重合性基を表す。重合性基の定義は、上述の通りである。
Lは、単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、例えば、2価の脂肪族炭化水素基(直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれであってもよく、炭素数1〜20であることが好ましい。具体的には、アルキレン基、アルケニレン基、および、アルキニレン基が挙げられる。)、2価の芳香族炭化水素基、−O−、−S−、−SO2−、−NRa−、−CO−、−N=N−、−CH=N−、および、これらを2種以上組み合わせた基が挙げられる。ここで、Raは、水素原子またはアルキル基を表す。
脂肪族炭化水素環基とは、脂肪族炭化水素環から水素原子を1つ取り除いて形成される1価の基である。脂肪族炭化水素環基の炭素数は特に制限されないが、3〜20が好ましく、3〜10がより好ましい。脂肪族炭化水素環としては、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、フルオロシクロヘキサン、アダマンタン、および、ノルボルナンなどが挙げられる。
芳香族炭化水素環基とは、芳香族炭化水素環から水素原子を1つ取り除いて形成される1価の基である。芳香族炭化水素環基の炭素数は特に制限されないが、5〜20が好ましく、5〜10がより好ましい。芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、および、フルオレン環などが挙げられる。
複素環基とは、複素環から水素原子を1つ取り除いて形成される1価の基である。複素環としては、脂肪族複素環基および芳香族複素環基が挙げられる。複素環基に含まれるヘテロ原子の種類は特に制限されず、例えば、酸素原子、硫黄原子、および、窒素原子などが挙げられる。脂肪族複素環としては、例えば、テトラヒドロフラン、ピロリジン、および、ピペリジンなどが挙げられる。芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、および、キノリン環などが挙げられる。
下地層形成用組成物は、重合開始剤を含んでいてもよい。重合開始剤としては重合形式によって最適な重合開始剤が選択され、光重合開始剤および熱重合開始剤が挙げられる。
また、下地層形成用組成物は、溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、水および有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、アミド系溶媒、スルホン系溶媒、および、スルホキシド系溶媒などが挙げられる。
さらに、下地層形成用組成物は、界面活性剤を含んでいてもよい。
上記固形分とは下地層を構成し得る成分を意図し、溶媒は含まれない。なお、下地層を形成し得る成分が液状であっても、固形分として取り扱い、上記含有量の計算に用いる。
なお、下地層形成用組成物は、本発明の効果がより優れる点で、多官能モノマーを実質的に含まないことが好ましい。多官能モノマーとは、重合性基を2個以上含む化合物を意図する。なお、多官能モノマーを実質的に含まないとは、多官能モノマーの含有量が、下地層形成用組成物中の全固形分に対して、1質量%以下であることを意図し、0.5質量%以下であることが好ましく、0質量%であることがより好ましい。
下地層形成用組成物を用いて基板上に下地層を形成する方法は特に制限されないが、例えば、下地層形成用組成物と基板とを接触させて塗膜を形成し、塗膜に対して硬化処理を施して、下地層を形成する方法が挙げられる。
また、基板は可視光領域において、透明であることが好ましい。また、基板は、着色していてもよいが、着色していないか、着色が少ないことが好ましい。さらに、基板は屈折率(波長550mにおける屈折率)が1.2〜2.0程度であることが好ましく、1.4〜1.8程度であることがより好ましい。
なお、本明細書において透明というとき、具体的には波長380〜780nmの非偏光透過率(全方位透過率)が50%以上であればよく、70%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。
基板を構成する材料としては、例えば、ガラス、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、および、ポリオレフィンなどが挙げられる。
下地層形成用組成物と基板とを接触させて、基板上に塗膜を形成した後、必要に応じて、塗膜に乾燥処理を施してもよい。乾燥処理の方法としては、加熱処理が挙げられる。
光照射処理の条件は特に制限されず、使用される材料に応じて最適な条件が選択される。
工程2は、下地層にラビング処理を施すことなく、下地層上に、液晶化合物を含む組成物を用いて、互いに異なる可視光領域の光を反射する、コレステリック液晶相を固定してなるドットを2種以上形成する工程である。
本工程を実施することにより、例えば、図2に示すように、基板10上に赤色光を反射するドット20R(以下、「赤色ドット20R」ともいう。)、緑色光を反射するドット20G(以下、「緑色ドット20G」ともいう。)、および、青色光を反射するドット20B(以下、「青色ドット20B」ともいう。)が複数配置される。なお、赤色ドット20R、緑色ドット20G、および、青色ドット20Bはいずれもコレステリック液晶相を固定してなるドットである。
赤色ドット20R、緑色ドット20G、および、青色ドット20Bを基板上に形成することで、光学フィルムの前面に入射される映像光の赤色光、緑色光、および、青色光を反射でき、光学フィルムに投影される映像をカラー表示できる。
例えば、赤色光を反射するドットと、青色光を反射するドットとの2種を含む構成としてもよく、または、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ反射するドットに加えて、他の波長域の光を反射するドットとの4種以上を含む構成としてもよい。
なお、ドットが互いに異なる可視光領域の光を反射するとは、ドットの選択反射の中心波長λが異なることを意図し、光学フィルムを透明スクリーンとして応用する際の色調を広く調整できる点から、ドット間の選択反射の中心波長λの差が50nm以上であることが好ましい。
選択反射の中心波長λの求め方は後段で詳述する。
上記平均高さは、下地層上の10個のドットの高さを測定し、それらを算術平均して求める。なお、ドットの高さは、下地層の法線方向に沿って、下地層表面から、下地層から最も離れたドットの位置までの距離を意図する。
例えば、光学フィルムの正面図の一例である図3Aに示すように、図3A中上下方向および左右方向にそれぞれ、赤色ドット20R、緑色ドット20Gおよび青色ドット20Bを順に配列してもよい。
あるいは、図3Bに示すように、赤色ドット20R、緑色ドット20Gおよび青色ドット20Bを1つずつ、互いの間隔が同じになるように配置したものを1組として、この組を多数、図中上下方向および左右方向に配列して構成してもよい。
ドットの形状としては、半球状(略半球状)、球欠状(略球欠状)、球台形状、円錐状、および、円錐台状などが挙げられる。
ドットが選択反射性を示す光の波長は、ドットを形成するコレステリック液晶相の螺旋ピッチを調節することにより調節(選択)できる。
なお、通常、コレステリック液晶相は、右円偏光および左円偏光の一方を選択的に反射し、他方を透過する。したがって、複数形成されるドットは、全てが同じ円偏光を反射する構成であってもよいし、または、右円偏光を反射する右偏光ドットと、左円偏光を反射する左偏光ドットとを含む構成としてもよい。なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、ドットを形成する液晶化合物の種類または添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
また、ドットが右円偏光および左円偏光の一方を選択的に反射し、他方を透過する場合には、プロジェクターなどの映像装置から出射される映像光を右円偏光および左円偏光のいずれか一方とし、その映像光に対応した円偏光を反射させるドットを用いた透明スクリーンと組み合わせることで、映像光のみを効率良く反射し、映像光に含まれない円偏光を透過させることができ、より透明性を高めることができる。
なお、ピッチの調節については富士フイルム研究報告No.50(2005年)p.60−63に詳細な記載がある。螺旋のセンスおよびピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版2007年出版、46頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 196頁に記載の方法を用いることができる。
なお、本明細書において、選択反射中心波長とは、ドットの透過率の極小値をTmin(%)とした場合、下記の式で表される半値透過率:T1/2(%)を示す2つの波長の平均値のことを言う。
半値透過率を求める式: T1/2=100−(100−Tmin)÷2
以下の説明では、『基板と反対側のドットの表面』を、単に『ドットの表面』とも言う。
図4にドット20の断面の概略図を示す。図4では、暗部が成す線を太線で示す。図4に示すように、1本目の暗部が成す線Ld1の法線(破線)と、ドット20の表面とが成す角度θ1が、70〜90°であるのが好ましい。
すなわち、ドット20は、ドット20の表面の一部において上記角度を満たすもの、例えば、ドット20の表面の一部において断続的に上記角度を満たすものではなく、連続的に上記角度を満たすものであるのが好ましい。なお、断面図において、ドット20の表面が曲線であるときは、暗部が成す線の法線とドット20の表面とが成す角度は、ドット20の表面の接線と法線とが成す角度を意味する。また、上記角度は鋭角で示されており、法線とドット20の表面とが成す角度を0〜180°の角度で表すときの、70〜110°の範囲を意味する。
上記下地層上にドットを形成する際、下地層にはラビング処理を施さない。上述したようにラビング処理を施していない下地層上のドットを形成することにより、各ドット中のコレステリック液晶相の形成状態が近似し、視認角度による色味差が低減する。
ラビング処理としては、公知の方法が挙げられる。
コレステリック液晶相を固定した構造は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている構造であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射または加熱によって硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、外場または外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した構造であればよい。
なお、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、液晶化合物は、液晶性を示さなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、液晶性を失っていてもよい。
ドットの形成に用いる液晶化合物を含む液晶組成物は、さらに界面活性剤を含むのが好ましい。また、ドットの形成に用いる液晶組成物は、さらに、キラル剤および重合開始剤を含んでいてもよい。
コレステリック液晶相を形成する棒状の重合性液晶化合物としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、例えば、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、および、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が挙げられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
界面活性剤の具体例としては、特開2014−119605号公報の段落[0082]〜[0090]に記載の化合物、特開2012−203237号公報の段落[0031]〜[0034]に記載の化合物、特開2005−99248号公報の段落[0092]および[0093]中に例示されている化合物、特開2002−129162号公報の段落[0076]〜[0078]および段落[0082]〜[0085]中に例示されている化合物、特開2007−272185号公報の段落[0018]〜[0043]に記載のフッ素(メタ)アクリレート系ポリマー、などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤として、特開2014−119605号公報の段落[0082]〜[0090]に記載の化合物が好ましい。
液晶組成物中における、界面活性剤の含有量は、重合性液晶化合物の全質量に対して、0.01〜10質量%が好ましく、0.01〜5質量%がより好ましい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4−3項、TN(twisted nematic)、STN(Super Twisted Nematic)用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)が挙げられる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物としては、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が挙げられる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶化合物の全質量に対して、0.01〜200モル%が好ましく、1〜30モル%がより好ましい。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の全質量に対して、0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜12質量%がより好ましい。
架橋剤の含有量は、液晶組成物の全固形分質量に対して、3〜20質量%が好ましく、5〜15質量%がより好ましい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては特に制限はなく、有機溶媒が好ましい。
有機溶媒としては特に制限はなく、例えば、メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、アルキルハライド系溶媒、アミド系溶媒、スルホキシド系溶媒、ヘテロ環化合物、炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、並びに、エーテル系溶媒などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン系溶媒が好ましい。
ドットを形成する際、下地層上への液晶組成物の塗布は、公知の方法で行えばよく、インクジェット法(液晶組成物の打滴)および印刷法が挙げられる。印刷法としては、例えば、グラビア印刷法、フレキソ印刷法およびスクリーン印刷法が挙げられる。
工程3は、第1多官能モノマーを含む組成物(以下、「第1OC層形成用組成物」ともいう)を用いて、ドットを覆うように配置され、かつ、ドットとの屈折率の差が0.10以下である第1オーバーコート層(以後、「第1OC層」ともいう)を形成する工程である。本工程を実施することにより、図6に示すように、各種ドット(赤色ドット20R、緑色ドット20G、青色ドット20B)を覆うように、第1OC層22が配置される。
なお、ドットが複数種ある場合は、いずれのドットも第1OC層との間で上記屈折率差の関係を満たす。
なお、上記屈折率は、波長589nmにおける屈折率を意図する。
具体的には、平均膜厚T2は5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、20μm以下の場合が多い。
第1OC層の平均膜厚とは、下地層表面から第1OC層の表面(下地層側とは反対側の表面)までの膜厚の平均値であり、少なくとも10点での膜厚を算術平均して求める。
第1多官能モノマーは、複数の重合性基を有する化合物であれば、その種類は特に制限されない。第1多官能モノマーが有する重合性基の種類は、上述した単官能モノマーが有する重合性基で説明した基が挙げられる。
第1多官能モノマーとしては、式(2)で表される化合物が好ましい。
式(2) A−(L−R1)n
Aは、n価の有機基を表す。後述するように、nは2〜10の整数を表し、Aは2〜10価の有機基を表す。n価の有機基の種類は特に制限されないが、例えば、以下が挙げられる。
nは2〜10の整数を表し、3〜8が好ましい。
上記屈折率は、波長589nmでの屈折率を意図する。
第1多官能モノマーは、1種のみを用いても、2種以上を用いてもよい。
なお、上記全固形分とは、第1OC層を構成し得る成分を意図し、溶媒は含まれない。第1OC層を構成し得る成分が液状であっても、固形分として取り扱い、上記含有量の計算に用いる。
第1OC層形成用組成物は、重合開始剤を含んでいてもよい。重合開始剤としては重合形式によって最適な重合開始剤が選択され、光重合開始剤および熱重合開始剤が挙げられる。
また、第1OC層形成用組成物は、溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、水および有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、アミド系溶媒、スルホン系溶媒、および、スルホキシド系溶媒などが挙げられる。
第1OC層形成用組成物を用いて第1OC層を形成する方法は特に制限されないが、例えば、第1OC層形成用組成物とドットが配置された基板とを接触させて、ドットを覆う塗膜を形成し、塗膜に対して硬化処理を施して、第1OC層を形成する方法が挙げられる。
第1OC層形成用組成物とドットが配置された基板とを接触させて、下地層上およびドット上に塗膜を形成した後、必要に応じて、塗膜に乾燥処理を施してもよい。乾燥処理の方法としては、加熱処理が挙げられる。
光照射処理の条件は特に制限されず、使用される材料に応じて最適な条件が選択される。
工程3は、第2多官能モノマーを含む組成物(以下、「第2OC層形成用組成物」ともいう)を用いて、第1OC層上に第2オーバーコート層(以下、「第2OC層」ともいう)を形成する工程である。本工程を実施することにより、図7に示すように、第1OC層22上に、第2OC層24が配置される。第2OC層24を設けることにより、光学フィルムの平坦性が向上し、ヘイズが低減される。
第2OC層の平均膜厚とは、第1OC層表面から第2OC層の表面(下地層側とは反対側の表面)までの膜厚の平均値であり、少なくとも10点での膜厚を算術平均して求める。
また、第1OC層の平均膜厚に対する、第2OC層の平均膜厚の比は、0.05〜1が好ましく、0.1〜0.5がより好ましい。
第2多官能モノマーは、複数の重合性基を有する化合物であり、その定義および好適態様は第1多官能モノマーで説明した通りである。なお、第1多官能モノマーと第2多官能モノマーとは同じ種類のモノマーであっても、異なる種類のモノマーであってもよい。
第2多官能モノマーは、1種のみを用いても、2種以上を用いてもよい。
なお、上記全固形分とは、第2OC層を構成し得る成分を意図し、溶媒は含まれない。第2OC層を構成し得る成分が液状であっても、固形分として取り扱い、上記含有量の計算に用いる。
第2OC層形成用組成物を用いて第2OC層を形成する方法は特に制限されないが、例えば、第2OC層形成用組成物と第1OC層が配置された基板とを接触させて、第1OC層上に塗膜を形成し、塗膜に対して硬化処理を施して、第2OC層を形成する方法が挙げられる。
第2OC層形成用組成物と第1OC層が配置された基板とを接触させて、第1OC層上に塗膜を形成した後、必要に応じて、塗膜に乾燥処理を施してもよい。乾燥処理の方法としては、加熱処理が挙げられる。
光照射処理の条件は特に制限されず、使用される材料に応じて最適な条件が選択される。
上記工程を経ることにより、光学フィルムが製造される。
光学フィルムは、基板と、基板上に配置された下地層と、下地層上に配置された、互いに異なる可視光領域の光を反射する、コレステリック液晶相を固定してなるドットを2種以上と、ドットを覆うように配置された第1OC層と、第1OC層上に配置された第2OC層とを有する。なお、ドットとの屈折率と第1OC層の屈折率との差は0.10以下である。また、下地層のドットが形成される側の表面にはラビング処理が施されていない。
なお、プロジェクターは、DLP(Digital Light Processing)プロジェクター、LCOS(Liquid crystal on silicon)プロジェクターおよびレーザープロジェクターなどの各種のプロジェクターが利用可能である。
(下地層の形成)
25℃に保温された容器中にて、下記に示す成分を混合して、下地層形成用組成物を調製した。
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下地層形成用組成物
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ビスコート#160(大阪有機化学工業株式会社製) 100.0質量部
下記の界面活性剤A 0.6質量部
IRGACURE 907 (BASF社製) 3.0質量部
メチルエチルケトン 900.0質量部
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25℃に保温された容器にて、下記に示す成分を混合して、インク液G(液晶組成物)を調製した。
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インク液G
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γ−ブチロラクトン 139.6質量部
下記の棒状液晶化合物の混合物 100.0質量部
IRGACURE 907(BASF社製) 3.0質量部
カヤキュアーDETX(日本化薬株式会社製) 1.0質量部
下記構造のキラル剤 5.63質量部
下記構造の界面活性剤 0.08質量部
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
インク液Rは、選択反射中心波長650nmを示し、右円偏光を反射する右偏光赤色ドットを形成するための材料であり、インク液Bは、選択反射中心波長450nmを示し、右円偏光を反射する右偏光青色ドットを形成するための材料である。
25℃に保温された容器中にて、下記に示す成分を混合して、第1OC層形成用組成物を調製した。
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第1OC層形成用組成物
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メチルエチルケトン 103.6質量部
KAYARAD DPCA−30(日本化薬株式会社製) 30.0質量部
EA−200(大阪ガスケミカル株式会社製) 25.0質量部
下記の化合物L 45.0質量部
上記の界面活性剤A 0.6質量部
IRGACURE 127(BASF社製) 3.0質量部
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
25℃に保温された容器中にて、下記に示す成分を混合して、第2OC層形成用組成物を調製した。
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第2OC層形成用組成物
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メチルエチルケトン 103.6質量部
KAYARAD DPHA(日本化薬株式会社製) 30.0質量部
上記の界面活性剤A 0.6質量部
IRGACURE 127(BASF社製) 3.0質量部
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下地層形成用組成物中のビスコート#160をビスコート#150(大阪有機化学工業株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム2を作製した。
下地層形成用組成物中のビスコート#160をビスコート#155(大阪有機化学工業株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム3を作製した。
下地層形成用組成物中のビスコート#160をIBXA(イソボルニルアクリレート)(大阪有機化学工業株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム4を作製した。
下地層形成用組成物中のビスコート#160をA−TMMT(新中村化学工業株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム11を作製した。
下地層形成用組成物中のビスコート#160をKAYARAD PET−30(日本化薬株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム12を作製した。
PET基板にラビング処理を施し、下地層形成用組成物中のビスコート#160をインク液Gに含まれる棒状液晶化合物の混合物に変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム13を作製した。
第1OC層および第2OC層を設けなかった以外は、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム14を作製した。
第2OC層を設けなかった以外は、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム15を作製した。
第1OC層形成用組成物中のKAYARAD DPCA−30(30質量部)、EA−200(25質量部)および化合物L(45質量部)をビスコート#160(大阪有機化学工業株式会社製)(50質量部)および化合物L(50質量部)に変更し、第2OC層形成用組成物中のKAYARAD DPHA(日本化薬株式会社製)をビスコート#160(大阪有機化学工業株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム16を作製した。
第1OC層形成用組成物においてEA−200および化合物Lを使用しなかった以外は、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム17を作製した。
さらに、断面図から、図4に示すように、ドットの中心を通る基板の表面の垂線(一点鎖線)に対する角度α1が30°の位置および60°の位置において、ドットの暗部が成す線の法線方向と、ドットの表面とが成す角度を測定した。測定は、ドットの最も外側の暗部が成す線(図4における1本目の暗部が成す線Ld1(ドット端部))、ドットの最も内側の暗部が成す線(ドット中央)、および、ドット端部とドット中央との中間の暗部が成す線(ドット端部とドット中央の間)の、3本の暗部が成す線に対して行った。
その結果、角度α1が30°の位置において、ドット端部、ドット端部とドット中央の間、ドット中央の順に、90°、89°および90°であった。また、角度α1が60°の位置においても、ドットの暗部が成す線の法線方向と、ドットの表面とが成す角度は、略同じであった。
すなわち、このドットは、ドットの暗部が成す線の法線方向と、ドットの表面とが成す角度が、ドットの表面近傍でも、ドットの中央(最内部)でも、ドットの中間部でも、ほぼ同じであった。
また、青色光を反射するドットおよび赤色光を反射するドットに関しても、上記緑色光を反射するドットと同様の結果を示した。
上記では光学フィルム1について述べたが、光学フィルム2〜4内のドットに関しても、光学フィルム1内のドットと同様の結果を示した。
光学フィルムを90°折り曲げて、元に戻した際に、光学フィルムの折り曲げ部を正面方向から視認した場合と斜め方向から視認した場合とで色味差があるかどうか、および、剥がれが生じていないかどうかを観察し、以下の基準に従って評価した。
「A」:剥がれの発生がなく、色味差もない。
「B」:剥がれ、および、色味差の少なくとも一方が発生する。
日本電色工業株式会社製のヘイズメーターNDH−2000を用いて、光学フィルムのヘイズ(%)を測定し、以下の基準に従って評価した。
「A」:5%未満
「B」:5%以上
また、「EA−200」は、多官能モノマーに該当する。
表1中、「官能数」欄は、モノマーが単官能であるか、多官能であるかを示す。
「ドットとの屈折率差」は、第1OC層の屈折率と、ドットの屈折率との差を表す。なお、上記青色光を反射するドット、上記緑色光を反射するドット、および、赤色光を反射するドットは略同じ屈折率を示し、いずれのドットにおいてもの第1OC層の屈折率との差は表1に示す値であった。
なお、表1中の「折り曲げ評価」が「−」は、評価を実施していないことを意図する。
一方、下地層形成用組成物中に単官能モノマーが含まれない比較例1〜4、第1OC層または第2OC層を設けていない比較例4および5、多官能モノマーを含まない組成物を用いて形成された第1OC層を有する比較例6、第1OC層とドットとの屈折率差が大きい比較例7においては、所望の効果が得られなかった。
12 下地層
20 ドット
20R 赤色光を反射するドット
20G 緑色光を反射するドット
20B 青色光を反射するドット
22 第1オーバーコート層
24 第2オーバーコート層
Claims (11)
- 単官能モノマーを含む下地層形成用組成物を用いて、基板上に下地層を形成する工程と、
前記下地層にラビング処理を施すことなく、前記下地層上に、液晶化合物を含む組成物を用いて、互いに異なる可視光領域の光を反射する、コレステリック液晶相を固定してなるドットを2種以上形成する工程と、
第1多官能モノマーを含む組成物を用いて、前記ドットを覆うように配置され、かつ、前記ドットとの屈折率の差が0.10以下である第1オーバーコート層を形成する工程と、
第2多官能モノマーを含む組成物を用いて、前記第1オーバーコート層上に第2オーバーコート層を形成する工程と、を有する光学フィルムの製造方法。 - 前記単官能モノマーが、環構造を有する、請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記単官能モノマーが、式(1)で表される化合物である、請求項1または2に記載の光学フィルムの製造方法。
式(1) R1−L−R2
R1は、重合性基を表す。Lは、単結合または2価の連結基を表す。R2は、脂肪族炭化水素環基、芳香族炭化水素環基、または、複素環基を表す。 - 前記単官能モノマーの含有量が、下地層形成用組成物中の全固形分に対して、80質量%以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記下地層形成用組成物が、多官能モノマーを実質的に含まない、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記第1多官能モノマーおよび前記第2多官能モノマーが、いずれも3〜8個の重合性基を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記第1オーバーコート層の平均膜厚と前記第2オーバーコート層の平均膜厚との合計が、前記ドットの平均高さの1.2倍以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記第1オーバーコート層の平均膜厚に対する、前記第2オーバーコート層の平均膜厚の比が、0.05〜1である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記ドットが、断面において、明部と暗部との縞模様を与え、かつ、
前記ドットの表面から1本目の暗部が成す線の法線と、前記ドットの表面とが成す角度が70〜90°である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。 - 前記ドットが、赤色光を反射するコレステリック液晶相を固定してなるドット、緑色光を反射するコレステリック液晶相を固定してなるドット、および、青色光を反射するコレステリック液晶相を固定してなるドットからなる群から選択される少なくとも2種以上である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記第1多官能モノマーと前記第2多官能モノマーとは異なる種類のモノマーである、請求項1〜10のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
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