JP3670963B2

JP3670963B2 - 液晶性フィルム

Info

Publication number: JP3670963B2
Application number: JP2000544726A
Authority: JP
Inventors: 涼西村
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2019-04-23
Also published as: EP1088846A4; EP1088846B1; KR20010042850A; CN1109061C; KR100649133B1; EP1088846A1; WO1999054388A1; DE69940548D1; US6627270B1; CN1298422A; KR20060093801A; KR100659392B1

Description

発明の属する技術分野
本発明は、偏光性を有する回折光を生じることができる新たな液晶性フィルムに関する。
従来の技術
回折格子は、分光光学などの分野で光の分光や光束の分割を行う目的で広く用いられている汎用光学素子である。回折格子は、その形状からいくつかの種類に分類され、光が透過する部分と透過しない部分を周期的に配置した振幅型回折格子、透過性の高い材料に周期的な溝を形成した位相型回折格子などに通常分類される。また、回折光の生じる方向に応じて透過型回折格子、反射型回折格子と分類される場合もある（末田哲夫著、光学部品の使い方と留意点、オプトロニクス社、ＩＳＢＮ４−９００４７４−０３−７）。
上記の如き従来の回折格子では、自然光（非偏光）を入射した際に得られる回折光として非偏光しか得ることができない。分光光学などの分野で頻繁に用いられるエリプソメーターのような偏光光学機器では、回折光として非偏光しか得ることができないため、光源より発した自然光を回折格子により分光し、さらにこれに含まれる特定の偏光成分だけを利用するために、回折光を偏光子を通して用いる方法が一般的に行われている。この方法では、得られた回折光のうちの約５０％以上が偏光子に吸収されるために光量が半減するという問題があった。またそのために感度の高い検出器や光量の大きな光源を用意する必要もあり、回折光自体が円偏光や直線偏光のような特定の偏光となる回折格子の開発が求められていた。
発明の目的
本発明の目的は上記課題を解決することにあり、特に偏光回折格子として好適に機能する液晶性フィルム及びそれを用いてなる光学素子を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するものであり、液晶分子の配向状態を精密に制御することで、コレステリック液晶層中またはカイラルスメクチックＣ液晶層中に回折効率の高い領域を形成することに成功した。さらに詳しくは、コレステリック相またはカイラルスメクチックＣ相における螺旋軸方位が、膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔でないコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を配向制御・固定化することにより、偏光回折格子として好適に機能する液晶性フィルムを発明するに至った。
発明の要約
本発明は第１に、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔でないコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向をフィルムの一部の領域に形成していることを特徴とする液晶性フィルムにある。
本発明は第２に、フィルム表面領域および／またはフィルム内部領域における配向状態が螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行でなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔でないコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を形成していることを特徴とする上記の液晶性フィルムにある。
本発明は第３に、液晶層に回折パターンを転写することによって上記の液晶性フィルムを得ることを特徴とする上記の液晶性フィルムの製造方法にある。
本発明は第４に、液晶層が高分子液晶フィルム層であることを特徴とする上記第３記載の液晶性フィルムの製造方法にある。
本発明は第５に、液晶のガラス転移点以上、等方相転移温度以下の温度範囲、０．３〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力範囲で液晶性高分子層に回折パターンを転写することを特徴とする上記第４記載の液晶性フィルムの製造方法にある。
本発明は第６に、上記第１記載の液晶性フィルムを屈折率差のない接着剤を介して光学部材と積層したことを特徴とする光学素子にある。
本発明は第７に、上記第１記載の液晶性フィルムにおいて、回折パターンを転写して液晶層表面に前記パターンに基づく凹凸を形成した後、屈折率差のない接着剤で前記凹凸面を埋めたことを特徴とする光学素子にある。
発明の実施の形態
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の液晶性フィルムは、特異な液晶層構造、具体的にはフィルムの少なくとも一部の領域において螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔でない配向状態を形成している。このような液晶性フィルムの一例としては、通常のコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向における螺旋軸構造を疑似層構造と見なしたとき、当該層構造の一部が規則的に湾曲、屈曲したような状態に配向したものが挙げられるが、本発明はこれに限られるものではなく、またこのような構造を形成するための手段も特に制限されない。
特異な液晶層構造を形成している領域は、フィルムのいずれの領域であってもよく、例えばフィルム表面の一部（フィルム表面領域）、フイルム内部の一部（フィルム内部領域）に有するものでもよい。また当該領域は、液晶性フィルムの複数領域、例えばフィルム表裏面領域、複数のフィルム内部領域にそれぞれに有するものであってもよい。またその領域は、例えばフィルム表面や内部に均一な厚さを持った層状態として形成されていることは必ずしも必要とせず、フィルム表面やフィルム内部の少なくとも一部に前記領域が形成されていればよい。例えば前記領域が、所望の形状をとるように有したものであってもよい。また螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行でなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を形成した領域が層状態として本発明の液晶性フィルムに有している場合、液晶性フィルムの膜厚に対して通常５０％以下、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは１０％以下の厚みを有する層状態で形成されていることが望ましい。該領域の厚さが５０％を超えると、コレステリック液晶相、カイラルスメクチックＣ液晶相に起因する選択反射特性、円偏光特性等の効果が低下し、本発明の効果を得ることができない恐れがある。
螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行でなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を形成した領域を複数有する場合、全ての領域が同じ液晶相構造を形成している必要性はなく、それぞれの領域において異なった構造を形成しているものであってもよい。なお本発明の液晶性フィルムは、螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行でなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を形成した領域以外においては、通常のコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向と同様の配向状態、すなわち螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔な配向状態を形成していることが望ましい。
本発明の特異な液晶層構造を有する液晶性フィルムは、例えば膜厚方向に一様に平行な螺旋軸を有し、かつ膜厚方向に一様に等間隔な螺旋ピッチを有するコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を固定化した高分子液晶フィルムを形成した後、当該フィルムに所望の回折パターンを転写することにより得ることができる。
上記回折パターンを転写する前の高分子液晶フィルム層は、例えば基板上に形成された配向膜上に液晶を塗布し、熱処理することによって得ることができる。
液晶としては、配向基板上に均一でモノドメインなネマチック配向性もしくはスメクチック配向性を示し、かつその配向状態を容易に固定化できる液晶性高分子に所定量の光学活性化合物を加えたコレステリック液晶性高分子、カイラルスメクチックＣ液晶性高分子、または均一でモノドメインなコレステリック配向性、カイラルスメクチックＣ配向性を示し、かつその配向状態を容易に固定化できるコレステリック液晶性高分子、カイラルスメクチックＣ液晶性高分子がある。
ネマチック液晶性高分子およびスメクチックＣ液晶性高分子としては、例えばポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミド等の主鎖型液晶性高分子、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキサン等の側鎖型液晶性高分子を例示することができる。なかでも配向性が良く、合成も比較的容易である液晶性ポリエステルが望ましい。ポリマーの構成単位としては、例えば芳香族あるいは脂肪族ジオール単位、芳香族あるいは脂肪族ジカルボン酸単位、芳香族あるいは脂肪族ヒドロキシカルボン酸単位を好適な例として挙げられる。
またネマチック液晶性高分子、スメクチックＣ液晶性高分子にねじれを与え、コレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を形成させるために配合される光学活性な成分としては、代表的な例として光学活性な低分子化合物または低分子組成物を挙げることができる。光学活性な基を有するものであればいずれも本発明に使用することができるが、液晶性高分子との相溶性の観点から光学活性な液晶性低分子化合物または液晶性低分子組成物であることが望ましい。
また光学活性な成分として、光学活性な高分子化合物または高分子組成物も例示として挙げることができる。分子内に光学活性な基を有するものであればいずれも使用することができるが、上記液晶性高分子との相溶性の観点から光学活性な液晶性高分子化合物または液晶性高分子組成物であることが望ましい。当該液晶性高分子としては、例えばポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキサン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリカーボネート、ポリペプチド、セルロースまたはこれら液晶性高分子を主成分とする組成物等を挙げることができる。なかでも芳香族主体の光学活性な液晶性ポリエステルが好ましい例として挙げられる。
また分子内に光学活性な基を有する液晶性高分子としては、高分子主鎖中に光学活性な基を有する例えばポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミド等、または高分子の側鎖に光学活性な基を有するポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキサン等を例示として挙げることができる。なかでも配向性が良く、合成も比較的容易である液晶性ポリエステルが望ましい。ポリマーの構成単位としては、例えば芳香族あるいは脂肪族ジオール単位、芳香族あるいは脂肪族ジカルボン酸単位、芳香族あるいは脂肪族ヒドロキシカルボン酸単位を好適な例として挙げられる。
さらに本発明では、分子内に架橋構造を有する液晶であって、当該液晶をコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を形成された後、架橋することによって高分子量化できるものも高分子液晶層に包含するものである。このような液晶としては、例えばアクリロイル基、ビニル基やエポキシ基等の官能基を導入した低分子液晶、例えばビフェニル誘導体、フェニルベンゾエート誘導体、スチルベン誘導体などを基本骨格としたものが挙げられる。また当該液晶としては、ライオトロピック性、サーモトロピック性のどちらも用いることができるが、サーモトロピック性を示すものが作業性、プロセス等の観点からより好適である。
以上のような液晶を用いて回折パターンを転写する前の高分子液晶フィルム層を基板上に形成することができる。基板としては、例えばガラス、プラスチックフィルム基板、プラスチックシート、偏光フィルムなどを例示することができる。ガラスとしては、ソーダガラス、シリカコートソーダガラス、ホウケイ酸ガラスなどが用いられる。また、プラスチックフィルム基板としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、アモルファスポリオレフィン、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどを用いることができる。
また配向膜としては、ラビング処理したポリイミドフィルムが好適に用いられるが、その他当該分野で公知の配向膜も使用することができる。また本発明においては、ポリイミド等を塗布することなく直接にラビング処理によって配向能を付与して得られるプラスチックフィルム・シートなども基板として使用できる。なお配向処理の方法は特に制限されるものではないが、コレステリック液晶分子、カイラルスメクチックＣ液晶分子を配向処理界面と一様に平行に配向させるものであればよい。
次いで基板上または基板上に形成された配向膜上に、適当なピッチ長のコレステリック液晶層またはカイラルスメクチックＣ液晶層を形成する。
基板上または配向膜上に液晶を展開する手段としては、溶融塗布、溶液塗布が挙げられるが、プロセス上溶液塗布が望ましい。
溶液塗布は、液晶を所定の割合で溶媒に溶解し、所定濃度の溶液を調製する。この際の溶媒は、用いるの種類により異なるが、通常クロロホルム、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、オルソジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素、これらとフェノール類との混合溶媒、ケトン類、エーテル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、スルホラン、シクロヘキサン等の極性溶媒を用いることができる。また溶液の濃度は、用いる液晶により異なるため一概には言えないが、通常５〜５０重量％の範囲、好ましくは７〜３０重量％の範囲である。この溶液を配向膜上またはラビング処理などの配向処理を施した基板上に塗布する。
塗布の方法としては、スピンコート法、ロールコート法、ダイコート法、カーテンコート法等を採用できる。
塗布後溶媒を乾燥により除去し、所定温度で、所定時間熱処理してコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を完成させる。こうして得られた配向を、液晶のガラス転移点以下の温度に冷却する、または光、熱、電子線等を照射し架橋することにより螺旋軸が膜厚方向に一様に平行で、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔なコレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を損なうことなく固定化することができる。
本発明に供される高分子液晶フィルム層の選択反射の波長帯域幅、膜厚、ねじれ巻き数等の各種光学パラメーターは最終的に得られる液晶性フィルムの用途等によって異なるため一概にはいえないが、選択反射の波長帯域幅は通常３０〜１５０ｎｍ、液晶層の実膜厚は通常０．６〜６μｍであることが望ましい。ここで選択反射の波長帯域幅とは、コレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向を形成する液晶分子のねじれ方向と同一方向の円偏光を入射した際に、選択反射による反射率が７０％以上となる波長範囲のことを意味する。波長帯域幅が前記範囲から外れた場合、液晶層自体は色鮮やかであるが反射光が暗い、またはその逆のケースとなることがあり、用途によっては視認性に劣ることが予測される。また液晶層の実膜厚が０．６μｍ未満の場合、コレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向による選択反射効果が低減する恐れがある。また６μｍより厚い場合、前記配向による選択反射効果が強く現れ過ぎ、本発明の液晶性フィルムの特徴である回折効果が容易に確認できなくなる恐れがある。さらに高分子液晶フィルム層における液晶層のねじれ巻き数は、通常２〜２０巻きであることが望ましい。２巻き未満の場合、コレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向による選択反射効果が十分に得ることができない恐れがある。また２０巻き以上の場合、前記配向による選択反射効果が強く現れ過ぎ、本発明の液晶性フィルムの特徴である回折効果が容易に確認できなくなる恐れがある。
本発明では、上記のような高分子液晶フィルム層に回折パターンを転写することにより、本発明の液晶性フィルムを得ることができる。
回折パターンを転写する方法としては、例えば回折パターンを有する型を用意し、その型をフィルムに転写する方法が挙げられる。ここで回折パターンを有する型としては、転写時における加温加圧条件下において当該回折パターンが損なわれる恐れがないものであれば特に制限されるものではなく、例えばガラス、金属、高分子フィルム等の基板上にコートしたＡｌやポリマー層に格子形状を形成した回折格子等が挙げられる。また当該パターンを有する型としては、一般に市販されており、例えばエドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム、透過型回折格子フィルム、ＪＯＢＩＮＹＶＯＮ社製ＲｕｌｅｄＧｒａｔｉｎｇ等も例示として挙げられる。なお本発明は、これらに特に限定されるものではない。
この回折パターンを転写する際、例えばフィルム表面のみに回折パターンの凹凸を転写するのではなく、フィルム内部の液晶層構造（配向状態）を螺旋軸が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないように変形することが重要であり、表面のみに凹凸を付けた場合には本発明の効果、すなわち回折効率の高い領域をフィルム内に形成することが困難となる。この転写による所望の内部変形は、フィルムを加温加圧条件下において機械的手法を用いることにより行うことができる。
機械的手法とは、温度および圧力を同時に加えることができる成形加工装置、具体的にはプレス機、圧延機、カレンダーロール、ラミネーター、スタンパー等を用いることが挙げられる。
上記装置に回折パターンを有する面と高分子液晶フィルム層の液晶面とを密着させた形態で供し、所定の加熱加圧条件下で一定時間保持した後、液晶のガラス転移点以下まで冷却する、または光、熱、電子線等を照射し架橋させた後、高分子液晶フィルム層から回折パターンを有する型を剥離除去することによって、本発明の特異な液晶層構造を有する液晶性フィルムを得ることができる。
上記加熱条件は、通常、液晶のガラス転移点以上、等方相が出現する温度以下の温度範囲に設定される。具体的には、用いられる装置、液晶の種類、フィルムの形態、回折パターン型の材料等により異なるため一概には言えないが、通常５０〜３００℃、好ましくは６０〜３００℃、さらに好ましくは７０〜２００℃、最も好ましくは９０〜１８０℃の範囲である。
また上記加熱条件としては、フィルムの液晶面、回折パターン型の形態を損なわない圧力範囲に設定される。具体的に加圧圧力範囲としては、０．３〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²、好ましくは０．５〜４００ｋｇｆ／ｃｍ²、さらに好ましくは１〜３００ｋｇｆ／ｃｍ²、最も好ましくは２〜２００ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲である。
さらに上記加熱加圧条件下にて高分子液晶フィルム層の液晶面と回折パターンを密着保持する時間は、用いられる装置、液晶の種類、フィルムの形態、回折パターン型の材質等により異なるため一概には言えないが、通常０．０１秒以上、好ましくは０．０５秒〜３０分、さらに好ましくは０．１秒〜１５分の範囲である。
以上の方法によって本発明の液晶性フィルムを得ることができる。また別法としては、上述の如き配向基板上に所望の回折パターンを転写しておく、または回折パターンを有する型自体を配向基板として用い、当該基板上に液晶を塗布し、所定温度で、所定時間熱処理し、その後冷却するまたは光、熱、電子線等を照射し架橋させる方法が挙げられる。
上記製造方法は、あくまでも例示であり本発明の液晶性フィルムは製造方法によって限定されるものではない。
このようにして得られた液晶性フィルムの液晶面および／または回折パターンが転写された液晶面には、当該面を保護するためのオーバーコート層を形成することもできる。オーバーコート層は、特に制限されるものではないが、例えば硬化後、光学的に等方性を示す接着剤等の塗膜成型物等を利用することができる。オーバーコート層に接着剤を用いる場合、液晶性フィルムの液晶面または回折パターンが転写された液晶面と再剥離性基板を接着剤を介して接着し、接着剤硬化後、再剥離性基板を剥離することによりオーバーコート層を形成することができる。
再剥離性基板とは、再剥離性を有し、自己支持性を具備する基板であれば特に制限されるものではなく、例えば剥離性を有するプラスチックフィルム基板等が用いられる。ここでいう再剥離性とは、接着剤を介して液晶性フィルムと再剥離性基板とを接着した状態において、接着剤と再剥離性基板との界面で剥離できることを意味する。
また前記接着剤は、液晶性フィルムと再剥離性基板とを接着することができ、かつ再剥離性基板を剥離することができれば特に限定されない。接着剤は、硬化手段によって例えば光硬化型、電子線硬化型、熱硬化型等に分類できるがいずれも好適に用いることができる。なかでもアクリル系オリゴマーを主成分とする光硬化型、電子線硬化型接着剤、エポキシ樹脂系の光硬化型、電子線硬化型接着剤がより好適に用いられる。
液晶性フィルムと再剥離性基板との接着の形態としては特に限定されるものではないが、該フィルムと該基板との間に層状の接着剤層を配するのが一般的である。かかる接着剤層の厚さは特に限定されないが、通常１μｍ〜３０μｍ程度である。また接着剤には、本発明の効果を損なわない範囲で酸化防止剤、紫外線吸収剤、ハードコート剤等の各種添加剤を配合してもよい。
本発明の液晶性フィルムは、赤外、可視、紫外領域の光に対し螺旋ピッチ長に応じた選択反射現象を示すと同時に、液晶層内部に形成された回折パターンにより回折現象を生じ、かつ回折光が円偏光性を有するという、従来の高分子液晶フィルムには無い特異な特徴を有する。また、当該液晶性フィルムでは、フィルム内部の液晶分子の配向構造によって回折特性および偏光特性を発現することから、例えば屈折率差のない接着剤を介して他の光学素子と積層しても、当該フィルムの回折特性および偏光特性を損なうこともない。また回折パターンに基づく凹凸を前記接着剤等を用いて埋めた場合においても、本発明の液晶性フィルムは回折特性および偏光特性を発現することができる。なお前記接着剤としては硬化後の接着剤層に屈折率差がなく、また光学的い透明であれば特に制限されるものではなく、従来公知の様々な粘・接着剤、ホットメルト型接着剤、熱、光または電子線硬化反応性接着剤等を適宜用いることができ、なかでもアクリル系接着剤を好適に用いることができる。
このようにして得られる本発明の液晶性フィルムは、回折光が円偏光性を有するという、従来の光学部材には無い特異な効果を有する。この効果により、例えばエリプソメーターのような偏光を必要とする分光光学機器に用いることにより、光の利用効率を極めて高くすることが可能となる。従来の偏光を必要とする分光光学機器では、光源より発した光を回折格子やプリズム等の分光素子を用いて波長ごとに分光した後に偏光子を透過させる、または偏光子を透過させた後に分光する必要があり偏光子が必須であった。この偏光子は、入射した光の約５０％を吸収していしまい、また界面での反射が生じるために光の利用効率が極めて悪いといった問題があったが、本発明の液晶性フィルムを用いることにより光の利用効率を極めて高く、理論的には約１００％利用することが可能となる。また本発明の液晶性フィルムは、通常の偏光板を用いることによって容易に回折光の透過および遮断をコントロールすることが可能である。通常、偏光性を有していない回折光では、どのような偏光板と組み合わせても完全に遮断することはできない。すなわち本発明の液晶性フィルムでは、例えば右偏光性を有する回折光は、左円偏光板を用いた時にのみ完全に遮断することができ、それ以外の偏光板を用いても完全な遮断を実現することができないものである。このような効果を有することから、例えば観察者が偏光板越しに回折像を観察する環境において、偏光板の状態を変化させることによって、回折像を暗視野から突然浮かび上がらせたり、また突然消失させたりすることが可能となる。
以上のように本発明の液晶性フィルムは、新たな回折機能素子として応用範囲は極めて広く、種々の光学用素子や光エレクトロニクス素子、装飾用部材、偽造防止用素子等として使用することができる。
具体的に光学用素子や光エレクトロニクス素子としては、本発明の液晶性フィルム１層で用いることは無論のこと、例えば支持基板として透明かつ等方なフィルム、例えばフジタック（富士写真フィルム製）、コニカタック（コニカ製）などのトリアセチルセルロースフィルム、ＴＰＸフィルム（三井化学製）、アートンフィルム（日本合成ゴム製）、ゼオネックスフィルム（日本ゼオン製）、アクリプレンフィルム（三菱レーヨン製）等に本発明の液晶性フィルムを積層することによって様々な光学用途への展開を図ること可能である。例えば本発明の液晶性フィルム単独または上記支持基板に該フィルムを積層した積層体をＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄｎｅｍａｔｉｃ）−ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、ＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）−ＬＣＤ、ＥＣＢ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）−ＬＣＤ、ＯＭＩ（ＯｐｔｉｃａｌＭｏｄｅＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）−ＬＣＤ、ＯＣＢ（ＯｐｔｉｃａｌｌｙＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）−ＬＣＤ、ＨＡＮ（ＨｙｂｒｉｄＡｌｉｇｎｅｄＮｅｍａｔｉｃ）−ＬＣＤ、ＩＰＳ（ＩｎＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）−ＬＣＤ等の液晶ディスプレーに備えることによって色補償および／または視野角改良された各種ＬＣＤを得ることができる。また本発明の液晶性フィルムを上記したように分光された偏光を必要とする分光光学機器、回折現象により特定の波長を得る偏光光学素子、光学フィルター、円偏光板、光拡散板等として用いることも可能であり、さらに１／４波長板と組み合わせることによって直線偏光板を得ることもできる等、光学用素子や光エレクトロニクス素子として従来にない光学効果を発現しうる様々な光学部材を提供することができる。
装飾用部材としては、回折能による虹色呈色効果とコレステリック液晶またはカイラルスメクチックＣ液晶による色鮮やかな呈色効果等を併せ持った新たな意匠性フィルムをはじめ様々な意匠性成形材料を得ることができる。また薄膜化できることから既存製品等に添付する、一体化する等の方法によって、他の類似製品との差別化にも大きく貢献することが期待できる。例えば、意匠性のある回折パターンを組み込んだ本発明の液晶性フィルムをガラス窓等に張り付けると、外部からはその視角によって前記回折パターンを伴ったコレステリック液晶またはカイラルスメクチックＣ液晶特有の選択反射が異なった色に見え、ファッション性に優れるものとなる。また明るい外部からは内部が見えにくく、それにもかからわず内部からは外部の視認性がよい窓とすることができる。
偽造防止用素子としては、回折素子および液晶のそれぞれの偽造防止効果を併せ持った新たな偽造防止フィルム、シール、ラベル等として用いることができる。具体的には本発明の液晶性フィルムを、例えば自動車運転免許証、身分証明証、パスポート、クレジットカード、プリペイドカード、各種金券、ギフトカード、有価証券等のカード基板、台紙等に貼り付ける、埋め込む、紙類に織り込むこと等ができる。また本発明の液晶性フィルムは、回折能を示す領域、すなわち回折パターンを液晶層の一部に有しており、またコレステリック液晶またはカイラルスメクチックＣ液晶の波長選択反射性、円偏光選択反射性、色の視角依存性、液晶カラーの美しい色を呈する効果を併せ持ったものである。しがたって本発明の液晶性フィルムを偽造防止用素子として用いた場合には、該液晶性フィルムの偽造は極めて困難である。またこのような偽造防止効果とあわせて、螺旋軸が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではない領域の特性、すなわち回折能に起因する虹色呈色効果、コレステリック液晶またはカイラルスメクチックＣ液晶の色鮮やかな呈色効果を有することから意匠性にも優れたものであり、このようなことから本発明の液晶性フィルムは偽造防止用素子として非常に有用である。
これらの用途はほんの一例であり、本発明の液晶性フィルムは、従来、回折素子単体、各種液晶性フィルム単体が使用されている各種用途や、新たな光学的効果を発現することが可能であること等から前記用途以外の様々な用途にも応用展開が可能である。
実施例
以下に実施例を述べるが、本発明の液晶性フィルムはこれらに限定されるものではない。
（参考例１）
ガラス転移温度が８０℃のＲ体光学活性化合物を含有する液晶性ポリエステル組成物をラビングポリイミド層を有するトリアセテートフィルム上にスピンコード法で成膜し、１３５℃５分間熱処理したところ、緑色の鏡面反射を呈するフィルムが得られた。偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察から、コレステリック相における螺旋軸方位が、膜厚方向に一様に平行で、螺旋ピッチも膜厚方向に一様に等間隔であることが確認できた。また液晶層の実膜厚は４．８μｍ、液晶分子のねじれ巻き数は約１５巻きであることが確認できた。
得られたフィルムを日本分光（株）製紫外可視近赤外分光光度計Ｖ−５７０にて透過スペクトル測定したところ、中心波長λｓが約５５０ｎｍ、選択反射波長帯域幅Δλが約９０ｎｍの選択反射を示すコレステリック液晶層が形成されていることが確認された。
（参考例２）
ガラス転移温度が８０℃のＳ体光学活性化合物を含有する液晶性ポリエステル組成物をラビングポリイミド層を有するトリアセチルセルローストフィルム上にスピンコート法で成膜し、１４０℃５分間熱処理したところ、緑色の鏡面反射を呈するフィルムが得られた。偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察から、コレステリック相における螺旋軸方位が、膜厚方向に一様に平行で、螺旋ピッチも膜厚方向に一様に等間隔であることが確認できた。また液晶層の実膜厚は５．５μｍ、液晶分子のねじれ巻き数は約１７巻きであることが確認できた。
得られたフィルムを日本分光（株）製紫外線可視近赤外分光光度計Ｖ−５７０にて透過スペクトル測定したところ、中心波長λｓが約５５０ｎｍ、選択反射波長帯域幅Δλが約９０ｎｍの選択反射を示すコレステリック液晶層が形成されていることが確認された。
（参考例３）
ガラス転移温度が７７℃のＲ体光学活性化合物を含有する液晶性ポリエステル組成物をラビングポリイミド層を有するトリアセチルセルロースフィルム上にスピンコート法で製膜し、１３０℃５分間熱処理したところ、青色の鏡面反射を呈するフィルムが得られた。偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察から、カイラルメクチックＣ相における螺旋軸方位が、膜厚方向に一様に平行で、螺旋ピッチも膜厚方向に一様に等間隔であることが確認できた。また液晶層の実膜厚は１．２μｍ、液晶分子のねじれ巻き数は約３．５巻きであることが確認できた。
得られたフィルムを日本分光（株）製紫外線可視近赤外分光光度計Ｖ−５７０にて透過スペクトル測定したところ、中心波長λｓが約５００ｎｍ、選択反射波長帯域幅Δλが約５０ｎｍの選択反射が確認された。さらに得られたフィルムを３０°傾斜させた場合の透過スペクトルを測定したところ、中心波長λｓが約９２０ｎｍのところにフルピッチバンドに相当する選択反射が確認されたことから、カイラルメクチックＣ液晶相が形成されていることが確認された。
（参考例４）
ガラス転移温度が７７℃のＳ体光学活性化合物を含有する液晶性ポリエステル組成物をラビングポリイミド層を有するトリアセチルセルロースフィルム上にスピンコート法で製膜し、１３０℃１０分間熱処理したところ、青色の鏡面反射を呈するフィルムが得られた。偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察から、カイラルメクチックＣ相における螺旋軸方位が、膜厚方向に一様に平行で、螺旋ピッチも膜厚方向に一様に等間隔であることが確認できた。また液晶層の実膜厚は２．５μｍ、液晶分子のねじれ巻き数は約７巻きであることが確認できた。
得られたフィルムを日本分光（株）製紫外線可視近赤外分光光度計Ｖ−５７０にて透過スペクトル測定したところ、中心波長λｓが約５００ｎｍ、選択反射波長帯域幅Δλが約５０ｎｍの選択反射が確認された。さらに得られたフィルムを３０°傾斜させた場合の透過スペクトルを測定したところ、中心波長λｓが約９２０ｎｍのところにフルピッチバンドに相当する選択反射が確認されたことから、カイラルメクチックＣ液晶相が形成されていることが確認された。
（参考例５）
ガラス転移温度が１２０℃のＲ体光学活性化合物を含有する液晶性ポリエステル組成物をラビングポリイミド層を有するトリアセテートフィルム上にスピンコート法で製膜し、１５０℃５分間熱処理したところ、金色の鏡面反射を呈するフィルムが得られた。偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察から、コレステリック液晶相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、螺旋ピッチも膜厚方向に一様に等間隔であることが確認できた。
さらに得られたフィルムを日本分光（株）製紫外線可視近赤外分光光度計Ｖ−５７０にて透過スペクトル測定したところ、中心波長λｓが約６００ｎｍ、選択反射波長帯域幅Δλが約１００ｎｍの選択反射を示すコレステリック液晶層が形成されていることが確認できた。また液晶層の実膜厚は４．８μｍ、液晶分子のねじれ巻き数は約１５巻きであることが確認できた。
（参考例６）
Ｒ体光学活性な基を有するアクリル系コレステリック液晶性化合物をラビングポリイミド層を有するポリエチレンナフタレートフィルム上にスピンコート法で製膜し、１４０℃５分間熱処理したところ、金色の鏡面反射を呈するフィルムが得られた。このフィルムを窒素雰囲気下で紫外線照射し架橋したところ、ガラス転移温度１５０℃のコレステリック配向を保持したフィルムが得られた。偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察から、コレステリック液晶相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、螺旋ピッチも膜厚方向に一様に等間隔な配向を形成していることが確認できた。
得られたフィルムを日本分光（株）製紫外可視近赤外分光光度計Ｖ−５７０にて透過スペクトル測定したところ、中心波長λｓが約６１０ｎｍ、選択反射波長帯域Δλが約１００ｎｍの選択反射を示すコレステリック液晶層が形成されていることが確認できた。また液晶層の実膜厚は４．８μｍ、液晶分子のねじれ巻き数は約１５巻きであることが確認できた。
（実施例１）
エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００本／ｍｍ）の回折面と参考例１で得られた高分子液晶フィルムの液晶層面が向き合うように重ね、約１００℃に加熱したホットプレート上で、ゴムローラーを用いて約１５ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧した。次に、刻線式回折格子フィルムを取り除き、前記回折格子フィルムが接していた液晶層面にアクリル性オーバーコート剤（屈折率１．５３）によりオーバーコート層（膜厚：約５μｍ）を形成し、液晶層表面に形成された凹凸面を埋めた。
こうして得られた液晶性フィルムについて偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察を行ったところ、フィルム表面領域における配向状態が、コレステリック相における螺旋軸方位が一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチ膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成していることが確認された。
次いで得られた液晶性フィルムに、フィルム面内に垂直にＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射したところ、０°および約±３５°の出射角にレーザー光が観察された。これより、液晶性フィルム内部に回折格子として機能する領域（フィルムの表面領域部分）が形成されていることが確認された。
次に、偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた液晶性フィルムを置き、右円偏光板（右円偏光のみ透過）を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し、左円偏光板（左円偏光のみ透過）を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。これより、液晶性フィルムの回折光が右円偏光であることが確認された。
以上のことより当該液晶性フィルムによって、右円偏光の回折光が得られることが判明した。
（実施例２）
エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００本／ｍｍ）の回折面と参考例２で得られた高分子液晶フィルムの液晶層面が向き合うように重ね、約１００℃に加熱したホットプレート上で、ゴムローラーを用いて約１５ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧した。次に、刻線式回折格子フィルムを取り除き、前記回折格子フィルムが接していた液晶層面にアクリル性オーバーコート剤（屈折率１．５３）によりオーバーコート層（膜厚：約５μｍ）を形成し、液晶層表面に形成された凹凸面を埋めた。
こうして得られた液晶性フィルムについて偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察を行ったところ、フィルム表面領域における配向状態が、コレステリック相における螺旋軸方位が一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチ膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成していることが確認された。
次いで得られた液晶性フィルムに、フィルム面内に垂直にＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射したところ、０°および約±３５°の出射角にレーザー光が観察された。これより、液晶性フィルム内部に回折格子として機能する領域（フィルムの表面領域部分）が形成されていることが確認された。
次に、偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた液晶性フィルムを置き、左円偏光板（左円偏光のみ透過）を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し、右円偏光板（右円偏光のみ透過）を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。これより、液晶性フィルムの回折光が左円偏光であることが確認された。
以上のことより前記液晶性フィルムによって、左円偏光の回折光が得られることが判明した。
（実施例３）
実施例１で得られた液晶性フィルム上に、ポラテクノ社製一軸延伸フィルム（ポリビニルアルコール製、リターデーション：１４０ｎｍ）をλ／４波長板として、アクリル性接着剤を介して貼合し積層体を得た。
得られた積層体のλ／４波長板側に、サンリッツ社製偏光板ＨＬＣ２−５５１８を重ねて観察したところ、λ／４波長板の遅相軸と偏光板吸収軸が４５°をなす時に暗視野が得られた。また、λ／４波長板の遅相軸と偏光板透過軸が４５°をなす時に明視野が得られ、液晶性フィルムの緑色選択反射光が観察された。また、ハロゲン光を照射した場合、虹色の回折光が観察された。
これより実施例１で得られた液晶性フィルムとλ／４波長板の積層体による回折光が直線偏光であることが確認され、当該積層体が直線偏光回折格子として機能することが確認された。
（実施例４）
エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００本／ｍｍ）の回折面と参考例３で得られた高分子液晶フィルムの液晶層面が向き合うように重ね、約９０℃に加熱したホットプレート上で、ゴムローラーを用いて約２０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧した。次に、刻線式回折格子フィルムを取り除き、前記回折格子フィルムが接していた液晶層面にアクリル性オーバーコート剤（屈折率１．５３）によりオーバーコート層（膜厚：約５μｍ）を形成し、液晶層表面に形成された凹凸面を埋めた。
こうして得られた液晶性フィルムについて偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察を行ったところ、フィルム表面領域における配向状態が、コレステリック相における螺旋軸方位が一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチ膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成していることが確認された。
次いで得られた液晶性フィルムに、フィルム面内に垂直にＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射したところ、０°および約±３５°の出射角にレーザー光が観察された。これより前記フィルム内部に回折格子として機能する領域（フィルムの表面領域部分）が形成されていることが確認された。
次に、偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた液晶性フィルムを置き、左円偏光板（左円偏光のみ透過）を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し、左円偏光板（右円偏光のみ透過）を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。これより、液晶性フィルムの回折光が左円偏光であることが確認された。
以上のことより前記液晶性フィルムによって、左円偏光の回折光が得られることが判明した。
（実施例５）
エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００本／ｍｍ）の回折面と参考例４で得られた高分子液晶フィルムの液晶層面が向き合うように重ね、約９０℃に加熱したホットプレート上で、ゴムローラーを用いて約２０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧した。次に、刻線式回折格子フィルムを取り除き、前記回折格子フィルムが接していた液晶層面にアクリル性オーバーコート剤（屈折率１．５３）によりオーバーコート層（膜厚：約５μｍ）を形成し、液晶層表面に形成された凹凸面を埋めた。
こうして得られた液晶性フィルムについて偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察を行ったところ、フィルム表面領域における配向状態が、コレステリック相における螺旋軸方位が一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチ膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成していることが確認された。
次いで得られた液晶性フィルムに、フィルム面内に垂直にＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射したところ、０°および約±３５°の出射角にレーザー光が観察された。これより前記フィルム内部に回折格子として機能する領域（フィルムの表面領域部分）が形成されていることが確認された。
次に、偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に得られた液晶性フィルムを置き、左円偏光板（左円偏光のみ透過）を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し、左円偏光板（右円偏光のみ透過）を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。これより、液晶性フィルムの回折光が左円偏光であることが確認された。
以上のことより前記液晶性フィルムによって、左円偏光の回折光が得られることが判明した。
（実施例６）
エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００本／ｍｍ）の回折面と参考例１で得られた高分子液晶フィルムの液晶層面が向き合うように重ね、伸栄産業社製２６トンプレスのプレート上に乗せ、１００℃、１００ｋｇ／ｃｍ²の条件で加熱加圧し、５分間保持した。次に、プレスから取り出し、室温まで冷却した。冷却後、刻線式回折格子フィルムを取り除き、前記回折格子フィルムが接していた高分子液晶フィルム層の液晶層面にアクリル性オーバーコート剤（屈折率１．５３）によりオーバーコート層（膜厚：約５μｍ）を形成し、液晶層表面に形成された凹凸面を埋めた。
こうして得られた液晶性フィルムについて偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察を行ったところ、フィルム表面領域における配向状態が、コレステリック相における螺旋軸方位が一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチ膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成していることが確認された。
次いで得られた液晶性フィルムに、フィルム面内に垂直にＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射したところ、０°および約±３５°の出射角にレーザー光が観察された。これより当該液晶フィルム内部に回折格子として機能する領域が形成されていることが確認された。
次に、偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に当該液晶性フィルムを置き、右円偏光板（右円偏光のみ透過）を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し、左円偏光板（左円偏光のみ透過）を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。このことより当該液晶性フィルムの回折光が右円偏光であることが確認された。
（比較例１）
エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００本／ｍｍ）の回折面と参考例１で得られた高分子液晶フィルムの液晶層面が向き合うように重ね、伸栄産業社製２６トンプレスのプレート上に乗せ、参考例１で用いた液晶のガラス転移点以下の温度で１００ｋｇ／ｃｍ²の条件で加熱加圧し、５分間保持した。次に、プレスから取り出し、室温まで冷却後、刻線式回折格子フィルムを取り除いた。
刻線式回折格子フィルムを取り除いた後に高分子液晶フィルムについて偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察を行ったところ、コレステリック相における螺旋軸方位が一様に平行であり、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔であるコレステリック配向に変化がないことが確認された。
（比較例２）
エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００本／ｍｍ）の回折面と参考例１で得られた高分子液晶フィルムの液晶層面が向き合うように重ね、伸栄産業社製２６トンプレスのプレート上に乗せ、参考例１で用いた液晶性高分子の等方相転移温度以上の温度、１００ｋｇ／ｃｍ²の条件で加熱加圧し、５分間保持した。次に、プレスから取り出し、室温まで冷却後、刻線式回折格子フィルムを取り除いた。得られたフィルムは、コレステリック相より高温部にある等方相に変化していた。
（実施例７）
エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００本／ｍｍ）の回折面と参考例５で得られた高分子液晶フィルムの液晶層面が向き合うように重ね、東京ラミネックス社製ラミネーターＤＸ−３５０を用い、１３５℃、３ｋｇ／ｃｍ²、ロール接触時間０．５秒の条件で加熱加圧を行った。次に、室温まで冷却後、刻線式回折格子フィルムを取り除いた。
前記回折格子フィルムを取り除いたフィルムについて偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察を行ったところ、フィルム表面領域における配向状態が、コレステリック相における螺旋軸方位が一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成していることが確認できた。また表面領域以外においては、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、螺旋ピッチ膜厚方向に一様に等間隔であるコレステリック配向を形成していることが確認できた。
次いで回折格子フィルムが接していた液晶層面にアクリル性オーバーコート剤（屈折率１．５３）によりオーバーコート層（膜厚：約５μｍ）を形成し、液晶層表面に形成された凹凸面を埋めた。
こうして得られた液晶性フィルムについても同様に、偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察を行ったところ、フィルム表面領域における配向状態が、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が保持されていることを確認された。
当該液晶性フィルムに、フィルム面内に垂直にＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射したところ、０°および約±３５°の出射角にレーザー光が観察された。これより、液晶性フィルム内部に回折格子として機能する領域（フィルム表面領域）が形成されていることが確認された。
次いで偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に当該液晶性フィルムを置き、右円偏光板（右円偏光のみ透過）を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し、左円偏光板（左円偏光のみ透過）を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。これより、当該液晶性フィルムの回折光が右円偏光であることが確認された。
（実施例８）
エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社製刻線式回折格子フィルム（９００本／ｍｍ）の回折面と参考例６で得られた高分子液晶フィルムの液晶層面が向き合うように重ね、日立機械エンジニアリング社製圧延機を用い、１７０℃、２０ｋｇ／ｃｍ²、ロール接触時間１秒の条件で加熱加圧を行った。次に、室温まで冷却後、刻線式回折格子フィルムを取り除いた。
前記回折格子フィルムを取り除いたフィルムについて偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察を行ったところ、フィルム表面領域における配向状態が、コレステリック相における螺旋軸方位が一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向を形成していることが確認できた。また表面領域以外においては、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行で、螺旋ピッチ膜厚方向に一様に等間隔であるコレステリック配向を形成していることが確認できた。
次いで回折格子フィルムが接していた液晶層面にアクリル性オーバーコート剤（屈折率１．５３）によりオーバーコート層（膜厚：約５μｍ）を形成し、液晶層表面に形成された凹凸面を埋めた。
こうして得られた液晶性フィルムについても同様に、偏光顕微鏡観察およびフィルム断面のＴＥＭ観察を行ったところ、フィルム表面領域における配向状態が、コレステリック相における螺旋軸方位が膜厚方向に一様に平行ではなく、かつ螺旋ピッチが膜厚方向に一様に等間隔ではないコレステリック配向が保持されていることが確認された。
この液晶性フィルムに、フィルム面内に垂直にＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を入射したところ、０°および約±３５°の出射角にレーザー光が観察された。これより当該液晶性フィルム内部に回折格子として機能する領域（フィルム表面領域）が形成されていることが確認された。
次いで偏光特性を確認するために、通常の室内照明下に当該液晶性フィルムを置き、右円偏光板（右円偏光のみ透過）を介して観察したところ、虹色の反射回折光が観察され、偏光板なしで観察した場合の明るさとほぼ同じであった。これに対し、左円偏光板（左円偏光のみ透過）を介して観察したところ、暗視野となり、虹色の反射回折光は観察されなかった。これより、当該液晶性フィルムの回折光が右円偏光であることが確認された。

Claims

コレステリック配向またはカイラルスメクチックＣ配向をもつ液晶性フィルムであって、上記配向の螺旋軸方位および螺旋ピッチが異なる領域を液晶構造内の全体にではなく部分的に有する回折能をもつ液晶性フィルムを、屈折率差のない接着剤を介して光学部材と積層したことを特徴とする光学素子。
基板上またはその上に形成した配向膜上でコレステリック配向またはカイラルスメクチック配向をもつ液晶性高分子フィルムを形成し、該フィルムにフィルム内部の液晶層構造まで十分に回折パターンを転写することによって上記配向の螺旋軸方位および螺旋ピッチが異なる領域を液晶構造内の全体にではなく部分的に有する液晶性フィルムをつくり、次いで得られた液晶性フィルムを屈折率差のない接着剤を介して光学部材と積層することを特徴とする光学素子の製造方法。
回折パターンの転写を液晶のガラス転移点以上、等方相転移温度以下の温度範囲、０．３〜５００ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力範囲で行うことを特徴とする請求項２記載の光学素子の製造方法。