(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024063727
(43)【公開日】2024-05-13
(54)【発明の名称】窓用フィルム、窓、車載窓、モビリティ
(51)【国際特許分類】
G02B 5/22 20060101AFI20240502BHJP
G02B 5/28 20060101ALI20240502BHJP
E06B 9/24 20060101ALI20240502BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20240502BHJP
【FI】
G02B5/22
G02B5/28
E06B9/24 E
G02B5/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023072183
(22)【出願日】2023-04-26
(31)【優先権主張番号】P 2022171361
(32)【優先日】2022-10-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100148080
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 史生
(72)【発明者】
【氏名】早田 佑一
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 洋士
【テーマコード(参考)】
2H148
2H149
【Fターム(参考)】
2H148FA01
2H148FA09
2H148FA15
2H148FA22
2H148GA01
2H148GA12
2H148GA24
2H148GA61
2H149AA00
2H149AB01
2H149BA02
2H149BA03
2H149DA04
2H149EA03
2H149FA12Z
2H149FA27W
2H149FA33W
2H149FD14
2H149FD47
(57)【要約】
【課題】 片側から視認した場合に、対面側の景色が自然な色味で視認できる着色窓用フィルムを提供する。
【解決手段】 着色層を有し、一方の面から測定される彩度と、他方の面から測定される彩度とが異なる窓用フィルム。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
着色層を有し、一方の面から測定される彩度と、他方の面から測定される彩度とが異なる窓用フィルム。
【請求項2】
前記一方の面から測定される彩度と、前記他方の面から測定される彩度との差であるΔC*が、3以上である、請求項1に記載の窓用フィルム。
【請求項3】
前記一方の面から測定される彩度と、前記他方の面から測定される彩度との少なくとも一方が10以下である、請求項1又は2に記載の窓用フィルム。
【請求項4】
前記着色層が、コレステリック液晶層、及び、誘電体多層膜よりなる群から選択される少なくとも1種の層である、請求項1又は2に記載の窓用フィルム。
【請求項5】
前記コレステリック液晶層、λ/4位相差板、及び、直線偏光板がこの順で配置される、請求項4に記載の窓用フィルム。
【請求項6】
少なくとも一方の面に、更に、偏光板が積層された、請求項1又は2に記載の窓用フィルム。
【請求項7】
総厚みが、50μm以下である、請求項1又は2に記載の窓用フィルム。
【請求項8】
請求項1又は2に記載の窓用フィルムと、窓用ガラスとを含む窓。
【請求項9】
請求項1又は2に記載の窓用フィルムと、窓用ガラスとを含む車載窓。
【請求項10】
請求項9に記載の車載窓を搭載したモビリティ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、窓用フィルムに関する。
また、本発明は、上記窓用フィルムを含む、窓及び車載窓に関する。更に、上記車載窓を有するモビリティにも関する。
【背景技術】
【0002】
従来の車用の窓用フィルムとしては、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。
特許文献1には、光制御フィルムであって、第1の主表面及び反対側の第2の主表面と、第1の主表面と第2の主表面との間に延在する光吸収材料と、第1の主表面と第2の主表面との間に少なくとも部分的に延在する複数の光学的に絶縁された光透過性空洞と、を備え、複数の空洞のそれぞれが、第1の主表面と一致する第1の開口と、第2の主表面に隣接する第2の開口と、第1の開口及び第2の開口の間に延在する少なくとも1つの側壁と、を備え、更に、第2の開口及び第2の主表面が、0.1マイクロメートルを超えるランド厚さを有する光吸収材料によって分離される、光制御フィルムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者らが上記特許文献1に記載の光制御フィルム(窓用フィルム)について検討したところ、着色した色味が観察されるようにした場合、両側の面から着色した色味が観察され、いずれの面からも対面側の景色が自然な色味で視認できず、改善が望まれていた。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、一方の面の側から視認した際に着色した色味が視認され、他方の面の側から視認した場合に、対面側の景色が自然な色味で視認できる着色窓用フィルムを提供することである。
また、本発明は、上記着色窓用フィルムを含む、窓及び車載窓の提供も課題とする。更に、上記車載窓を有するモビリティの提供も課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。すなわち、以下の構成により上記課題が解決されることを見出した。
〔1〕 着色層を有し、一方の面から測定される彩度と、他方の面から測定される彩度とが異なる窓用フィルム。
〔2〕 上記一方の面から測定される彩度と、上記他方の面から測定される彩度との差であるΔC*が、3以上である、〔1〕に記載の窓用フィルム。
〔3〕 上記一方の面から測定される彩度と、上記他方の面から測定される彩度との少なくとも一方が10以下である、〔1〕又は〔2〕に記載の窓用フィルム。
〔4〕 上記着色層が、コレステリック液晶層、及び、誘電体多層膜よりなる群から選択される少なくとも1種の層である、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載の窓用フィルム。
〔5〕 上記コレステリック液晶層、λ/4位相差板、及び、直線偏光板がこの順で配置される、〔4〕に記載の窓用フィルム。
〔6〕 少なくとも一方の面に、更に、偏光板が積層された、〔1〕~〔5〕のいずれか1つに記載の窓用フィルム。
〔7〕 総厚みが、50μm以下である、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載の窓用フィルム。
〔8〕 〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載の窓用フィルムと、窓用ガラスとを含む窓。
〔9〕 〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載の窓用フィルムと、窓用ガラスとを含む車載窓。
〔10〕 〔9〕に記載の車載窓を搭載したモビリティ。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、一方の面の側から視認した際に着色した色味が視認され、他方の面の側から視認した場合に、対面側の景色が自然な色味で視認できる着色窓用フィルムを提供することである。
また、本発明によれば、上記窓用フィルムを含む、窓及び車載窓も提供できる。更に、本発明によれば、上記車載窓を有するモビリティも提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】本発明に係る窓用フィルムが施工された窓の一例を示す模式図である。
【
図4】本発明の窓用フィルムを適用した窓用フィルムつき窓の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明について説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。本発明の実施形態について図面を参照して説明する場合、重複する構成要素及び符号については、説明を省略することがある。図面において同一の符号を用いて示す構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。図面における寸法の比率は、必ずしも実際の寸法の比率を表すものではない。
【0009】
本明細書における基(原子団)の表記について、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
本明細書における「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。
本明細書における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光:Extreme Ultraviolet)、X線、及び電子線(EB:Electron Beam)等を意味する。
本明細書における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、及びEUV光等による露光のみならず、電子線、及びイオンビーム等の粒子線による露光も含む。
本明細書において、「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
【0010】
本明細書において、(メタ)アクリレートはアクリレート及びメタクリレートを表し、(メタ)アクリルはアクリル及びメタクリルを表す。
本明細書において、樹脂成分の重量平均分子量(Mw)、樹脂成分の数平均分子量(Mn)、及び樹脂成分の分散度(分子量分布ともいう)(Mw/Mn)は、GPC(Gel Permeation Chromatography)装置(東ソー(株)製HLC-8120GPC)によるGPC測定(溶媒:テトラヒドロフラン、流量(サンプル注入量):10μL、カラム:東ソー(株)製TSK gel Multipore HXL-M、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/分、検出器:示差屈折率検出器(Refractive Index Detector))によるポリスチレン換算値として定義される。
【0011】
本明細書において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する該当する複数の物質の合計量を意味する。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において「全固形分」とは、組成物の全組成から溶媒を除いた成分の総質量をいう。また、「固形分」とは、組成物の全組成から溶媒を除いた成分であり、例えば、25℃において固体であっても、液体であってもよい。
本明細書において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
また、本明細書において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
【0012】
[窓用フィルム]
本発明に係る窓用フィルムは、着色層が積層された窓用フィルムであり、一方の面から測定される彩度と、一方の面とは反対側の面(以下裏面ともいう)である他方の面から測定される彩度が異なる。
上記測定される彩度とは、分光放射計で測定される彩度をいい、明室環境下で測定を行う。具体的には、分光放射計(SR-3、トプコンテクノハウス社製)を用いて、観察視野2°で測定を行い、明度L*、色度a*及びb*の値を得て、彩度C*を算出する。なお、彩度C*の値は、C*=(a*2+b*2)1/2で求められる。より詳細な測定条件については、実施例に記載の方法に従う。
なお、以下では、上記一方の面から測定される彩度および上記他方の面から測定される彩度のうち、彩度がより大きくなる側の面を面A、彩度がより小さくなる側の面を面Bと呼ぶ。また、上記「彩度が異なる」とは、(面Aから測定したC*値)-(面Bから測定したC*値で計算される値)(すなわち、後述するΔC*)が、1超であることを意味する。
すなわち、本発明の窓用フィルムは、上記面Aから視認した際には、着色した状態となり、上記面Bから視認した際には、面Aから視認した際よりも着色が抑えられた状態となる。
【0013】
本発明の窓用フィルムは、上記特性を充足することにより、片側(上記面B)から視認した場合に、対面側の景色が自然な色味で視認でき、かつ、もう一方の側(上記面A)から視認した場合、着色して見えるため、着色窓用フィルムとなる。
本発明の窓用フィルムを、例えば、上記面B側が室内側となるように配置すれば、室内からは自然な色味の景色が観察できる。一方で、室外からは着色して見えるため、室内の様子が視認しづらくなり、プライバシー性を付与できる。
また、着色層の色味を調整することで、窓用フィルムを適用した窓に意匠性を付与できる。
【0014】
C*値は、上記面Aから測定した場合、5~80の範囲内が好ましく、10~70の範囲内が更に好ましく、20~60の範囲内が特に好ましい。上記好ましい範囲にC*値を調整することにより、より優れた着色性が得られる。
【0015】
C*値は、上記面Bから測定した場合、C*値は、0~30が好ましく、0~20が更に好ましく、0~10の範囲内が特に好ましい。上記好ましい範囲にC*値を調整することにより、例えば、窓に適用した際に、窓を介した対面側の景色をより自然な色味で視認することができる。
なお、面Bから測定したC*値は、面Aから測定したC*値よりも小さい値となる。
【0016】
上記面Aから測定したC*値と、上記面Bから測定したC*値の差(ΔC*)は、3以上が好ましく、10~80がより好ましく、15~70が更に好ましく、20~60が特に好ましい。上記範囲の場合、例えば、C*値の高い面が車外側になるように、車窓に施工した場合、車外からは、窓が着色された状態が視認され、一方、車内からは、車外の景色が自然な色味で視認できる状況となる。
なお、ΔC*は、ΔC*=(面Aから測定したC*値)-(面Bから測定したC*値)で求められる値である。
【0017】
<着色層>
本発明の窓用フィルムは、着色層を有する。
着色層としては、後述する反射層が好適に挙げられる。
反射層としては、液晶層、及び、誘電体多層膜等が挙げられる。
液晶層としては、コレステリック液晶層が好ましく挙げられる。
誘電体多層膜としては、有機多層膜層、及び、無機多層膜層が挙げられる。
中でも、着色層は、意匠性の観点から、コレステリック液晶層、及び、誘電体多層膜よりなる群から選択される少なくとも1種の層が好ましく、コレステリック液晶層がより好ましい。
着色層は、窓用フィルムの全面にわたって形成されていてもよく、一部に形成されていてもよい。着色層が窓用フィルムの一部に形成される場合、パターン状に着色層が形成されていてもよい。また、着色層は、その厚み又は色味が連続的に変化するように形成されていてもよい。
【0018】
(反射層)
反射層は、波長380~780nmの範囲の少なくとも一部の光を選択的に反射する層であることが好ましい。また、反射層は、所定の偏光状態の偏光のみを選択的に反射する層が好ましい。例えば、反射層は、直線偏光成分のうち、一方の方向の直線偏光を反射し、その方向とは直交する方向の直線偏光を透過する層が好ましい。また、例えば、反射層は、円偏光成分のうち、一方の旋回方向の円偏光を反射し、他方の旋回方向の円偏光を透過する層が好ましい。
反射層の例としては、特に制限はないが、有機多層膜層、無機多層膜層、及び、コレステリック液晶層等が好適に挙げられる。中でも、反射層は、有機多層膜層、又は、コレステリック液晶層がより好ましく、コレステリック液晶層が更に好ましい。
【0019】
反射層が反射する光の色味(色相、彩度および明度)は、公知の手段で調整可能である。反射層が反射する光の色味を調整する手段としては、例えば、反射層における反射ピーク波長を調整する方法、反射層における最大積分反射率を示すピークの半値幅を調整する方法、および、反射層の厚みを調整する方法等が挙げられる。
反射層における反射ピーク波長の調整、および、ピークの半値幅の調整は、例えば、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチを調整する方法、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチの異なる反射膜を複数積層する方法、反射層の層厚方向においてコレステリック液晶構造の螺旋ピッチを変化させる方法(好ましくは、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチをグラデーション状に変化させる方法)等が挙げられる。
コレステリック液晶構造の螺旋ピッチの変化、好ましくはグラデーション変化を起こす手段としては、カイラル剤の種類および添加量を調整する方法、低温での露光を行い感光性カイラル剤の拡散を防ぐ手段、光重合開始剤の活性化を制御し、コレステリック液晶化合物がグラデーション状に配向する時間を適切に保つ手段等が好ましく挙げられる。詳細は後段で詳述する。
【0020】
<<有機多層膜層>>
有機多層膜層としては、屈折率の高い樹脂層(層A)と屈折率の低い樹脂層(層B)とを積層した構造を有する層が好適に挙げられる。
上記層Aおよび層Bの少なくとも一方は、面内方向において、屈折率異方性を有する(すなわち、面内遅相軸を有する)ことが好ましい。例えば、層Aが面内遅相軸を有する場合、層Aと、別の層Aとにおける面内遅相軸方向は、平行であることが好ましい。層Aが面内遅相軸を有し、層Aの面内遅相軸が平行となるように層Aと層Bとを積層すると、特定の波長域において、直線偏光のうち、面内遅相軸に平行または直交する方向の直線偏光を選択的に反射し、かつ、他方の方向の直線偏光を透過することができる。
また、層Aおよび層Bが面内遅相軸を有する場合、層Aと、別の層Aとにおける面内遅相軸方向、および、層Bと、別の層Bとにおける面内遅相軸方向は、それぞれ平行であり、かつ、層Aと層Bとの面内遅相軸方向が直交していることが好ましい。
淡い色調の視認性、及び、視認角度による色味変化抑制の観点から、上記層Bは、層Aが面内遅相軸を有する場合、上記層Aよりも、面内方向の一方向の屈折率が0.01以上低い層であることが好ましく、屈折率が0.015以上低い層であることがより好ましく、屈折率が0.02以上低い層であることが更に好ましく、屈折率が0.025以上低い層であることが特に好ましい。
層Aが面内遅相軸を有する場合、淡い色調の視認性、及び、視認角度による色味変化抑制の観点から、面内遅相軸方向の屈折率は、1.50以上が好ましく、1.55以上がより好ましく、1.60以上が更に好まい。また、上限は、2.3以下が好ましく、1.9以下がより好ましい。
上記層Bの屈折率は、淡い色調の視認性、及び、視認角度による色味変化抑制の観点から、上記層Aの屈折率をもとに上記層Aとの屈折率差を満たすように適宜調整することが好ましい。なお、層Aが面内遅相軸を有する場合、層Aの面内遅相軸と直交する方向の屈折率に対する層Bの屈折率の差は、0.01以下であってもよい。
【0021】
上記層A及び層B等の各層に用いられる樹脂としては、特に制限はないが、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
有機多層膜層における積層数は、2層以上であれば特に制限はないが、好ましくは2層~1000層、より好ましくは10層~500層、更に好ましくは10層~200層である。
上記層A及び上記層Bの厚さは、それぞれ独立に、淡い色調の視認性、及び、視認角度による色味変化抑制の観点から、50~1,000nmが好ましく、80~800nmがより好ましく、100~500nmが更に好ましく、100~300nmが特に好ましい。
【0022】
面内遅相軸を有する層は、公知の方法で作製できる。例えば、一方方向に樹脂フィルムを延伸すると、面内遅相軸を有する層を作製できる。有機多層膜層は、延伸した樹脂フィルムと、未延伸の樹脂フィルムとを積層して得てもよい。また、延伸によって屈折率異方性が発現しやすい層と、延伸によって屈折率異方性が発現しにくい層とを積層したフィルムを、一方方向に延伸して得てもよい。また、延伸した際に、延伸方向に面内遅相軸が発現する層と、延伸方向とは直交する方向に面内遅相軸が発現する層とを積層したフィルムを、一方方向に延伸して得てもよい。
【0023】
<<コレステリック液晶層>>
反射層は、コレステリック液晶層であることが好ましい。コレステリック液晶層は、液晶化合物を含み、液晶化合物がコレステリック液晶相の配向状態となっている層である。コレステリック液晶相の配向状態は、公知の手段(例えば、偏光顕微鏡及び走査型電子顕微鏡)によって確認される。
【0024】
コレステリック液晶相は、複数の液晶化合物が螺旋軸に沿って螺旋状に並ぶことによって形成されることが知られている。コレステリック液晶相における液晶化合物の配向状態は、右円偏光を反射する配向状態であってもよく、左円偏光を反射する配向状態であってもよい。コレステリック液晶層における液晶化合物の配向状態は、固定化されていてもよい。液晶化合物の配向状態は、例えば、液晶化合物の重合又は架橋によって固定化される。コレステリック液晶層における液晶化合物の配向状態が固定化される場合、コレステリック液晶層の一部又は全部において、液晶化合物の液晶性は失われてもよい。
【0025】
コレステリック液晶層は、着色層の意匠を調整できる。例えば、着色層の色及び観察角度に応じた着色層の色の変化の度合いは、コレステリック液晶相における螺旋ピッチ、コレステリック液晶層の屈折率及びコレステリック液晶層の厚さによって調整できる。螺旋ピッチは、カイラル剤の添加量によって調整されてもよい。螺旋構造とカイラル剤との関係は、例えば、「富士フイルム研究報告、No.50(2005年)、p.60-63」に記載されている。また、螺旋ピッチは、コレステリック液晶相を固定する際の温度、照度及び照射時間といった条件によって調整されてもよい。
【0026】
本発明の窓用フィルムは、2つ以上のコレステリック液晶層を含んでもよい、2つ以上のコレステリック液晶層の組成は、同じであっても互いに異なっていてもよい。また、2つ以上のコレステリック液晶層の反射する波長域は、同様であってもよく、互いに異なっていてもよい。
【0027】
反射率の観点から、コレステリック液晶層の厚さは、0.3~15μmが好ましく、0.5~9μmがより好ましく、0.6~7μmが更に好ましい。本発明の窓用フィルムが2つ以上のコレステリック液晶層を含む場合、2つ以上のコレステリック液晶層の厚さは、それぞれ独立に、既述した範囲内であることが好ましい。
【0028】
コレステリック液晶層の成分は、例えば、目的とするコレステリック液晶層の特性に応じて、公知のコレステリック液晶層の成分から選択される。コレステリック液晶層の成分としては、例えば、後述する液晶組成物の成分が挙げられる。ただし、コレステリック液晶層が液晶組成物の硬化を経て形成される場合、液晶組成物における重合性化合物の一部又は全部は、コレステリック液晶層において重合体(オリゴマーを含む。)を形成してもよい。重合性化合物としては、例えば、重合性基を有する化合物が挙げられる。
【0029】
コレステリック液晶層は、液晶化合物を含む組成物(以下、「液晶組成物」という場合がある。)を硬化してなる層であることが好ましい。以下、液晶組成物の態様を具体的に説明する。
【0030】
-液晶化合物-
液晶組成物は、液晶化合物を含む。液晶化合物の種類は、例えば、目的とするコレステリック液晶層の特性に応じて、コレステリック液晶性を有する公知の化合物(すなわち、コレステリック液晶化合物)から選択されてもよい。液晶化合物としては、例えば、エチレン性不飽和基及び環状エーテル基からなる群より選択される少なくとも1種を有する液晶化合物が挙げられる。成型性の向上の観点から、液晶化合物は、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物(以下、「特定液晶化合物」という場合がある。)を含むことも好ましい。
【0031】
特定液晶化合物におけるエチレン性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニル基、ビニルエステル基及びビニルエーテル基が挙げられる。反応性の観点から、エチレン性不飽和基は、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基又はビニル基であることが好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基又は(メタ)アクリルアミド基であることがより好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基であることが更に好ましく、アクリロイルオキシ基であることが特に好ましい。
【0032】
特定液晶化合物における環状エーテル基としては、例えば、エポキシ基及びオキセタニル基が挙げられる。反応性の観点から、環状エーテル基は、エポキシ基又はオキセタニル基であることが好ましく、オキセタニル基であることがより好ましい。
【0033】
反応性の向上の観点から、液晶化合物は、1つのエチレン性不飽和基を有する液晶化合物を含むことが好ましい。更に、液晶組成物の固形分の総量に対する1つのエチレン性不飽和基を有する液晶化合物の総量の割合は、25質量%以上であることが好ましい。
【0034】
分子内に含まれるエチレン性不飽和基の数が1つである場合、特定液晶化合物は、エチレン性不飽和基以外の官能基(例えば、重合性基)を有してもよい。例えば、1つのエチレン性不飽和基を有する液晶化合物は、1つ以上の環状エーテル基を有してもよい。
【0035】
分子内に含まれる環状エーテル基の数が1つである場合、特定液晶化合物は、環状エーテル基以外の官能基(例えば、重合性基)を有してもよい。例えば、1つの環状エーテル基を有する液晶化合物は、1つ以上のエチレン性不飽和基を有してもよい。
【0036】
液晶化合物は、1つのエチレン性不飽和基を有し、かつ、環状エーテル基を有しない液晶化合物、1つの環状エーテル基を有し、かつ、エチレン性不飽和基を有しない液晶化合物又は1つのエチレン性不飽和基と1つの環状エーテル基とを有する液晶化合物を含むことが好ましい。更に、液晶化合物は、1つのエチレン性不飽和基を有し、かつ、環状エーテル基を有しない液晶化合物を含むことが好ましい。
【0037】
特定液晶化合物は、棒状液晶化合物又は円盤状液晶化合物であってもよい。コレステリック液晶相における螺旋ピッチの調整容易性の観点から、棒状液晶化合物が好ましい。
【0038】
好ましい棒状液晶化合物としては、例えば、アゾメチン系化合物、アゾキシ系化合物、シアノビフェニル系化合物、シアノフェニルエステル、安息香酸エステル、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、シアノフェニルシクロヘキサン系化合物、シアノ置換フェニルピリミジン系化合物、アルコキシ置換フェニルピリミジン系化合物、フェニルジオキサン系化合物、トラン系化合物及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル系化合物が挙げられる。棒状液晶化合物は、低分子化合物に限られず、高分子化合物であってもよい。
【0039】
棒状液晶化合物は、例えば、「Makromol. Chem., 190巻、2255頁(1989年)」、「Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)」、米国特許第4683327号明細書、米国特許第5622648号明細書、米国特許第5770107号明細書、国際公開第95/22586号、国際公開第95/24455号、国際公開第97/00600号、国際公開第98/23580号、国際公開第98/52905号、特開平1-272551号公報、特開平6-16616号公報、特開平7-110469号公報、特開平11-80081号公報及び特開2001-328973号公報に記載された、1つのエチレン性不飽和基を有する化合物及び1つの環状エーテル基を有する化合物から選択されてもよい。好ましい棒状液晶化合物は、例えば、特表平11-513019号公報及び特開2007-279688号公報に記載された、1つのエチレン性不飽和基を有する化合物及び1つの環状エーテル基を有する化合物から選択されてもよい。
【0040】
好ましい円盤状液晶化合物は、例えば、特開2007-108732号公報及び特開2010-244038号公報に記載された、1つのエチレン性不飽和基を有する化合物及び1つの環状エーテル基を有する化合物から選択されてもよい。
【0041】
液晶組成物は、1種又は2種以上のコレステリック液晶化合物(好ましくは特定液晶化合物)を含んでもよい。
【0042】
熱耐久性の向上の観点から、液晶組成物の固形分の総量に対する特定液晶化合物の総量の割合は、25質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、40質量%以上が更に好ましい。更に、液晶組成物の固形分の総量に対する特定液晶化合物の総量の割合は、60質量%~99質量%が好ましく、80質量%~98質量%がより好ましい。
【0043】
液晶組成物は、他の液晶化合物を含んでもよい。他の液晶化合物とは、特定液晶化合物以外の液晶化合物を意味する。他の液晶化合物としては、例えば、エチレン性不飽和基及び環状エーテル基を有しない液晶化合物、2つ以上のエチレン性不飽和基を有し、かつ、環状エーテル基を有しない液晶化合物、2つ以上の環状エーテル基を有し、かつ、エチレン性不飽和基を有しない液晶化合物及び2つ以上のエチレン性不飽和基及び2つ以上の環状エーテル基を有する液晶化合物が挙げられる。
なお、液晶組成物は、液晶化合物として、上記特定液晶化合物を含まず、他の液晶化合物のみを含んでいてもよい。
【0044】
他の液晶化合物は、エチレン性不飽和基及び環状エーテル基を有しない液晶化合物、2つ以上のエチレン性不飽和基を有し、かつ、環状エーテル基を有しない液晶化合物及び2つ以上の環状エーテル基を有し、かつ、エチレン性不飽和基を有しない液晶化合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。他の液晶化合物は、エチレン性不飽和基及び環状エーテル基を有しない液晶化合物、2つのエチレン性不飽和基を有し、かつ、環状エーテル基を有しない液晶化合物、及び、2つの環状エーテル基を有し、かつ、エチレン性不飽和基を有しない液晶化合物からなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましい。他の液晶化合物は、エチレン性不飽和基及び環状エーテル基を有しない液晶化合物及び2つのエチレン性不飽和基を有し、かつ、環状エーテル基を有しない液晶化合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが更に好ましい。
他の液晶化合物は、棒状液晶化合物であってもよく、円盤状液晶化合物であってもよい。
【0045】
他の液晶化合物における棒状液晶化合物は、例えば、「Makromol. Chem.,190巻、2255頁(1989年)」、「Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)」、米国特許第4683327号明細書、米国特許第5622648号明細書、米国特許第5770107号明細書、国際公開第95/22586号、国際公開第95/24455号、国際公開第97/00600号、国際公開第98/23580号、国際公開第98/52905号、特開平1-272551号公報、特開平6-16616号公報、特開平7-110469号公報、特開平11-80081号公報及び特開2001-328973号公報に記載された化合物から選択されてもよい。他の液晶化合物における好ましい棒状液晶化合物は、例えば、特表平11-513019号公報及び特開2007-279688号公報に記載された化合物から選択されてもよい。
【0046】
他の液晶化合物における好ましい円盤状液晶化合物は、例えば、特開2007-108732号公報又は特開2010-244038号公報に記載された化合物から選択されてもよい。
【0047】
他の液晶化合物の具体例を以下に示す。ただし、他の液晶化合物の種類は、以下の具体例に制限されるものではない。
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
液晶組成物は、1種又は2種以上の他の液晶化合物を含んでもよい。
【0054】
液晶組成物の固形分の総量に対する他の液晶化合物の総量の割合は、70質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましく、20質量%以下が特に好ましい。なお、上記した割合の下限は、0質量%である。
なお、液晶組成物が特定液晶化合物を含まない場合、液晶組成物の固形分の総量に対する他の液晶化合物の総量の割合は、60~99質量%が好ましく、80~98質量%がより好ましい。
【0055】
液晶組成物は、1種又は2種以上の液晶化合物を含んでもよい。液晶組成物は、特定液用化合物と、他の液晶化合物と、を含んでもよい。
【0056】
液晶組成物の固形分の総量に対する液晶化合物の総量の割合は、25質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、40質量%以上が更に好ましい。更に、液晶組成物の固形分の総量に対する液晶化合物の総量の割合は、60~99質量%が好ましく、80~98質量%がより好ましい。
【0057】
-カイラル剤-
コレステリック液晶層形成の容易性及び螺旋ピッチの調整容易性の観点から、液晶組成物は、カイラル剤(すなわち、光学活性化合物)を含むことが好ましい。
【0058】
カイラル剤の種類は、例えば、液晶化合物の種類及び目的の螺旋構造(例えば、螺旋のよじれ方法及び螺旋ピッチ)に応じて決定されてもよい。カイラル剤としては、例えば、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に記載された化合物)、イソソルビド誘導体及びイソマンニド誘導体が挙げられる。
【0059】
カイラル剤は、一般に不斉炭素原子を含む。なお、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物及び面性不斉化合物をカイラル剤として用いてもよい。軸性不斉化合物又は面性不斉化合物の例には、ビナフチル化合物、ヘリセン化合物又はパラシクロファン化合物が好ましく挙げられる。
【0060】
熱耐久性の向上の観点から、液晶組成物は、重合性基を有するカイラル剤を含んでもよい。
カイラル剤は、液晶化合物であってもよい。
【0061】
--感光性カイラル剤--
コレステリック液晶層又は反射層は、感光性カイラル剤を含むことが好ましい。
光照射により螺旋誘起力が変化する感光性カイラル剤について詳述する。
なお、カイラル剤の螺旋誘起力(HTP)は、下記式(A)で表される螺旋配向能力を示すファクターである。
式(A) HTP=1/(螺旋ピッチの長さ(単位:μm)×液晶化合物に対するカイラル剤の濃度(質量%))[μm-1]
螺旋ピッチの長さとは、コレステリック液晶相の螺旋構造のピッチP(=螺旋の周期)の長さをいい、液晶便覧(丸善株式会社出版)の196ページに記載の方法で測定できる。
【0062】
光照射により螺旋誘起力が変化する感光性カイラル剤は、液晶性であっても、非液晶性であってもよい。感光性カイラル剤は、一般に不斉炭素原子を含む場合が多い。なお、感光性カイラル剤は、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物又は面性不斉化合物であってもよい。
【0063】
感光性カイラル剤は、光照射によって螺旋誘起力が増加するカイラル剤であってもよいし、減少するカイラル剤であってもよい。中でも、光照射により螺旋誘起力が減少するカイラル剤であることが好ましい。
なお、本明細書において「螺旋誘起力の増加及び減少」とは、感光性カイラル剤の初期(光照射前)の螺旋方向を「正」としたときの増減を表す。従って、光照射により螺旋誘起力が減少し続け、0を超えて螺旋方向が「負」となった場合(つまり、初期(光照射前)の螺旋方向とは逆の螺旋方向の螺旋を誘起する場合)にも、「螺旋誘起力が減少するカイラル剤」に該当する。
【0064】
感光性カイラル剤としては、いわゆる光反応型カイラル剤が挙げられる。光反応型カイラル剤とは、カイラル部位と光照射によって構造変化する光反応部位を有し、例えば、照射量に応じて液晶化合物の捩れ力を大きく変化させる化合物である。
光照射によって構造変化する光反応部位の例としては、フォトクロミック化合物(内田欣吾、入江正浩、化学工業、vol.64、640p,1999、内田欣吾、入江正浩、ファインケミカル、vol.28(9)、15p,1999)などが挙げられる。また、上記構造変化とは、光反応部位への光照射により生ずる、分解、付加反応、異性化、ラセミ化、[2+2]光環化及び2量化反応などを意味し、上記構造変化は不可逆的であってもよい。また、カイラル部位としては、例えば、野平博之、化学総説、No.22液晶の化学、73p:1994に記載の不斉炭素などが相当する。
【0065】
感光性カイラル剤としては、例えば、特開2001-159709号公報の段落0044~0047に記載の光反応型カイラル剤、特開2002-179669号公報の段落0019~0043に記載の光学活性化合物、特開2002-179633号公報の段落0020~0044に記載の光学活性化合物、特開2002-179670号公報の段落0016~0040に記載の光学活性化合物、特開2002-179668号公報の段落0017~0050に記載の光学活性化合物、特開2002-180051号公報の段落0018~0044に記載の光学活性化合物、特開2002-338575号公報の段落0016~0055に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2002-080478号公報の段落0023~0032に記載の光反応型光学活性化合物、特開2002-080851号公報の段落0019~0029に記載の光反応型カイラル剤、特開2002-179681号公報の段落0022~0049に記載の光学活性化合物、特開2002-302487号公報の段落0015~0044に記載の光学活性化合物、特開2002-338668号公報の段落0015~0050に記載の光学活性ポリエステル、特開2003-055315号公報の段落0019~0041に記載のビナフトール誘導体、特開2003-073381号公報の段落0008~0043に記載の光学活性フルギド化合物、特開2003-306490号公報の段落0015~0057に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-306491号公報の段落0015~0041に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-313187号公報の段落0015~0049に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-313188号公報の段落0015~0057に記載の光学活性イソマンニド誘導体、特開2003-313189号公報の段落0015~0049に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-313292号公報の段落0015~0052に記載の光学活性ポリエステル/アミド、国際公開第2018/194157号の段落0012~0053に記載の光学活性化合物、及び、特開2002-179682号公報の段落0020~0049に記載の光学活性化合物などが挙げられる。
【0066】
感光性カイラル剤としては、中でも、光異性化部位を少なくとも有する化合物が好ましく、光異性化部位は光異性化可能な二重結合を有することがより好ましい。上記光異性化可能な二重結合を有する光異性化部位としては、光異性化が起こりやすく、かつ、光照射前後の螺旋誘起力差が大きいという点で、シンナモイル部位、カルコン部位、アゾベンゼン部位又はスチルベン部位が好ましく、更に可視光の吸収が小さいという点で、シンナモイル部位、カルコン部位又はスチルベン部位がより好ましい。なお、光異性化部位は、上述した光照射によって構造変化する光反応部位に該当する。
【0067】
また、感光性カイラル剤は、初期(光照射前)の螺旋誘起力が高く、かつ、光照射による螺旋誘起力の変化量がより優れる点で、トランス型の光異性化可能な二重結合を有していることが好ましい。
また、感光性カイラル剤は、初期(光照射前)の螺旋誘起力が低く、かつ、光照射による螺旋誘起力の変化量がより優れる点で、シス型の光異性化可能な二重結合を有していることが好ましい。
【0068】
感光性カイラル剤は、ビナフチル部分構造、イソソルビド部分構造(イソソルビドに由来する部分構造)、及び、イソマンニド部分構造(イソマンニドに由来する部分構造)よりなる群から選ばれるいずれかの部分構造を有していることが好ましい。なお、ビナフチル部分構造、イソソルビド部分構造、及び、イソマンニド部分構造とは、各々以下の構造を意図する。
ビナフチル部分構造中の実線と破線が平行している部分は、一重結合又は二重結合を表す。なお、以下に示す構造において、*は、結合位置を表す。
【0069】
【0070】
感光性カイラル剤は、重合性基を有していてもよい。重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基又は環重合性基がより好ましく、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、又は、アリル基が更に好ましい。
【0071】
感光性カイラル剤としては、式(C)で表される化合物が好ましい。
式(C) R-L-R
Rは、それぞれ独立に、シンナモイル部位、カルコン部位、アゾベンゼン部位、及び、スチルベン部位からなる群から選択される少なくとも1つの部位を有する基を表す。
Lは、式(D)で表される構造から2個の水素原子を除いた形成される2価の連結基(上記ビナフチル部分構造から2個の水素原子を除いて形成される2価の連結基)、式(E)で表される2価の連結基(上記イソソルビド部分構造からなる2価の連結基)、又は、式(F)で表される2価の連結基(上記イソマンニド部分構造からなる2価の連結基)を表す。
式(E)及び式(F)中、*は結合位置を表す。
【0072】
【0073】
反射層の形成には、感光性カイラル剤を1種単独で用いる態様であっても、2種以上用いる態様であってもよい。
【0074】
感光性カイラル剤のモル吸光係数は、特に制限されないが、後述する捩れ変化工程で照射される光の波長(例えば、365nm)におけるモル吸光係数は100L/(mol・cm)~100,000L/(mol・cm)が好ましく、500L/(mol・cm)~50,000L/(mol・cm)がより好ましい。
【0075】
--重合性カイラル剤--
コレステリック液晶層は、コレステリック液晶化合物の螺旋構造をより容易に固定する観点から、カイラル剤として、重合性カイラル剤を含んでよい。重合性カイラル剤は、重合性基を有するカイラル剤を意味する。ここでいう重合性カイラル剤は、光照射により螺旋誘起力が変化しないものとし、感光性カイラル剤とは区別される。
【0076】
重合性カイラル剤が有する重合性基としては、例えば、ラジカル重合性基及びカチオン重合性基が挙げられる。重合性基は、エチレン性不飽和基、エポキシ基又はアジリジニル基であることが好ましく、エチレン性不飽和基であることがより好ましい。
【0077】
重合性カイラル剤は、不斉炭素原子を含む化合物であることが好ましいが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物又は面性不斉化合物であってもよい。軸性不斉化合物又は面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン及びこれらの誘導体が含まれる。
【0078】
コレステリック液晶層が重合性基を有するコレステリック液晶化合物を含む場合、重合性カイラル剤は、コレステリック液晶化合物が有する重合性基と同種の重合性基を含むことが好ましい。例えば、コレステリック液晶化合物がラジカル重合性基を有する場合、重合性カイラル剤もラジカル重合性基を含むことが好ましい。これにより、重合性基を有するコレステリック液晶化合物と重合性カイラル剤とが重合したポリマーが形成され、コレステリック液晶化合物の螺旋構造をより容易に固定することができる。
【0079】
重合性カイラル剤は、イソソルビド誘導体、イソマンニド誘導体、又はビナフチル誘導体であることが好ましい。イソソルビド誘導体の市販品としては、例えば、BASF社製の「パリオカラー LC756」が挙げられる。
【0080】
重合性カイラル剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
【0081】
液晶組成物は、1種又は2種以上のカイラル剤を含んでもよい。
【0082】
カイラル剤の含有量は、例えば、液晶化合物の構造及び目的とする螺旋ピッチに応じて決定されてもよい。コレステリック液晶層形成の容易性及び螺旋ピッチの調整容易性の観点から、液晶組成物の固形分の総量に対するカイラル剤の総量の割合は、1質量%~20質量%が好ましく、2質量%~15質量%がより好ましく、3質量%~10質量%が更に好ましい。
【0083】
コレステリック液晶相における螺旋ピッチ及び反射層の選択反射波長は、液晶化合物の種類だけでなく、カイラル剤の含有量によっても容易に調整される。例えば、液晶組成物におけるカイラル剤の含有量が2倍になると、螺旋ピッチは1/2となり、選択反射波長の中心値も1/2となる場合がある。
【0084】
-重合開始剤-
液晶組成物は、重合開始剤を含むことが好ましい。重合開始剤は、液晶組成物の硬化反応を促進する。
【0085】
液晶組成物が露光により硬化される場合、液晶組成物は、光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤としては、例えば、光ラジカル重合開始剤及び光カチオン重合開始剤が挙げられる。
【0086】
光重合開始剤としては、例えば、α-カルボニル化合物(例えば、米国特許第2367661号明細書及び米国特許第2367670号明細書)、アシロインエーテル化合物(例えば、米国特許第2448828号明細書)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(例えば、米国特許第2722512号明細書)、多核キノン化合物(例えば、米国特許第3046127号明細書及び米国特許第2951758号明細書)、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせ(例えば、米国特許第3549367号明細書)、オキサジアゾール化合物(例えば、米国特許第4212970号明細書)、アクリジン化合物及びフェナジン化合物(例えば、特開昭60-105667号公報及び米国特許第4239850号明細書)が挙げられる。
【0087】
好ましい光ラジカル重合開始剤としては、例えば、α-ヒドロキシアルキルフェノン化合物、α-アミノアルキルフェノン化合物及びアシルホスフィンオキサイド化合物が挙げられる。
【0088】
好ましい光カチオン重合開始剤としては、例えば、ヨードニウム塩化合物及びスルホニウム塩化合物が挙げられる。
【0089】
液晶組成物は、ラジカル重合開始剤又はカチオン重合開始剤を含むことが好ましく、光ラジカル重合開始剤又は光カチオン重合開始剤を含むことがより好ましい。
【0090】
熱耐久性の向上の観点から、1つのエチレン性不飽和基を有する液晶化合物を含む液晶組成物は、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましく、光ラジカル重合開始剤を含むことがより好ましい。
【0091】
熱耐久性の向上の観点から、1つの環状エーテル基を有する液晶化合物を含む液晶組成物は、カチオン重合開始剤を含むことが好ましく、光カチオン重合開始剤を含むことがより好ましい。
【0092】
液晶組成物は、1種又は2種以上の重合開始剤を含んでもよい。
【0093】
重合開始剤の含有量は、例えば、特定液晶化合物の構造及び目的とする螺旋ピッチに応じて決定されてもよい。コレステリック液晶層形成の容易性、螺旋ピッチの調整容易性、重合速度及びコレステリック液晶層の強度の観点から、液晶組成物の固形分の総量に対する重合開始剤の総量の割合は、0.05~10質量%が好ましく、0.05~5質量%以下がより好ましく、0.1~2質量%が更に好ましく、0.2~1質量%が特に好ましい。
【0094】
-架橋剤-
硬化後のコレステリック液晶層の強度向上及び耐久性向上の観点から、液晶組成物は、架橋剤を含んでもよい。好ましい架橋剤としては、例えば、紫外線、熱及び湿気といった外的要因により硬化する化合物が挙げられる。
【0095】
架橋剤としては、例えば、以下に示される化合物が挙げられる。
(1)多官能アクリレート化合物(例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート及びペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート)
(2)エポキシ化合物(例えば、グリシジル(メタ)アクリレート及びエチレングリコールジグリシジルエーテル)
(3)アジリジン化合物(例えば、2,2-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]及び4,4-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン)
(4)イソシアネート化合物(例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート及びビウレット型イソシアネート)
(5)オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物
(6)アルコキシシラン化合物(例えば、ビニルトリメトキシシラン及びN-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン)
【0096】
液晶組成物は、1種又は2種以上の架橋剤を含んでもよい。
【0097】
コレステリック液晶層の強度及び耐久性の観点から、液晶組成物の固形分の総量に対する架橋剤の総量の割合は、1~20質量%が好ましく、3~15質量%がより好ましい。
【0098】
液晶組成物は、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を含んでもよい。架橋剤及び触媒の併用は、コレステリック液晶層の強度及び耐久性の向上に加えて、生産性を向上できる。
【0099】
液晶組成物は、多官能重合性化合物を含んでもよい。多官能重合性化合物とは、2つ以上の重合性基を有する化合物を意味する。多官能重合性化合物に含まれる2つ以上の重合性基の種類は、同じであることが好ましい。
【0100】
多官能重合性化合物としては、例えば、2つ以上のエチレン性不飽和基を有し、かつ、環状エーテル基を有しない液晶化合物、2つ以上の環状エーテル基を有し、かつ、エチレン性不飽和基を有しない液晶化合物、2つ以上のエチレン性不飽和基と2つ以上の環状エーテル基とを有する液晶化合物及び2つ以上の重合性基を有するカイラル剤及び2つ以上の重合性基を有する架橋剤が挙げられる。多官能重合性化合物は、2つ以上のエチレン性不飽和基を有し、かつ、環状エーテル基を有しない液晶化合物、2つ以上の環状エーテル基を有し、かつ、エチレン性不飽和基を有しない液晶化合物及び2つ以上の重合性基を有するカイラル剤からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、2つ以上の重合性基を有するカイラル剤を含むことがより好ましい。
【0101】
液晶組成物は、1種又は2種以上の多官能重合性化合物を含んでもよい。
【0102】
重合後の配向構造変化の抑制の観点から、液晶組成物の固形分の総量に対する多官能重合性化合物の総量の割合は、0.5~50質量%が好ましく、1~40質量%がより好ましく、1.5~30質量%が更に好ましく、2~20質量%が特に好ましい。多官能重合性化合物の中でも、2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、2つ以上の環状エーテル基を有する化合物及び1つ以上のエチレン性不飽和基と1つ以上の環状エーテル基とを有する化合物の含有量が規制されることが好ましい。すなわち、液晶組成物の固形分の総量に対する「2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、2つ以上の環状エーテル基を有する化合物及び1つ以上のエチレン性不飽和基と1つ以上の環状エーテル基とを有する化合物の総量」の割合は、0.5~50質量%が好ましく、1~40質量%がより好ましく、1.5~30質量%が更に好ましく、2~20質量%が特に好ましい。
【0103】
液晶組成物は、必要に応じて、他の添加剤を含んでもよい。他の添加剤としては、例えば、界面活性剤、重合禁止剤、酸化防止剤、水平配向剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、着色剤及び金属酸化物粒子が挙げられる。液晶組成物は、1種又は2種以上の他の添加剤を含んでもよい。
【0104】
液晶組成物は、溶剤を含んでもよい。溶剤は、有機溶剤であることが好ましい。有機溶剤としては、例えば、ケトン類(例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノン)、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類及びエーテル類が挙げられる。環境への負荷を考慮した場合、ケトン類が好ましい。
【0105】
液晶組成物は、1種又は2種以上の溶剤を含んでもよい。
【0106】
溶剤の含有量は、例えば、液晶組成物の塗布性に応じて決定されてもよい。
【0107】
液晶組成物の総量に対する液晶組成物の固形分の総量の割合は、1~90質量%が好ましく、5~80質量%がより好ましく、10~80質量%が更に好ましい。
【0108】
コレステリック液晶層の形成過程で液晶組成物が硬化される場合、液晶組成物の硬化時における液晶組成物の固形分の総量に対する溶剤の総量の割合は、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましく、1質量%以下が特に好ましい。
【0109】
コレステリック液晶層の総量に対するコレステリック液晶層における溶剤の総量の割合は、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましく、1質量%以下が特に好ましい。
【0110】
液晶組成物の製造方法は、制限されない。液晶組成物は、例えば、液晶化合物と、液晶化合物以外の成分との混合によって製造される。混合方法は、公知の混合方法から選択されてもよい。
【0111】
液晶組成物の硬化は、例えば、露光により実施される。露光は、例えば、液晶組成物に光を照射することによって実施される。好ましい光源としては、例えば、365nm及び405nmからなる群より選択される少なくとも1種を含む光を照射できる光源が挙げられる。具体的な光源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等の放電ランプが挙げられる。露光量は、5~2,000mJ/cm2が好ましく、10~1,000mJ/cm2がより好ましい。露光方法として、例えば、特開2006-023696号公報の段落0035~段落0051に記載された方法が適用されてもよい。
【0112】
液晶化合物の配列を容易にするため、液晶組成物を加熱しながら露光することが好ましい。加熱温度は、例えば、液晶組成物の組成に応じて決定される。加熱温度は、例えば、60℃~120℃である。加熱手段としては、例えば、ヒーター、オーブン、ホットプレート、赤外線ランプ及び赤外線レーザーが挙げられる。
【0113】
液晶組成物の硬化は、例えば、加熱により実施されてもよい。加熱温度は、60~200℃が好ましい。加熱時間は、5分間~2時間が好ましい。加熱手段としては、例えば、既述した加熱手段が挙げられる。
【0114】
液晶組成物は、硬化前に、公知の方法によって乾燥されてもよい。液晶組成物は、放置又は風乾によって乾燥されてもよい。液晶組成物は、加熱によって乾燥されてもよい。
【0115】
また、反射層の厚さは、特に限定されないが、より適切な反射率を得る観点から、0.1~10μmが好ましく、0.3~8μmがより好ましく、0.5~6μmが更に好ましい。
【0116】
反射層の形成方法は、特に制限はなく、公知の方法を用いてもよいし、公知の方法を応用して作製してもよい。例えば、反射層がコレステリック液晶層である場合には、基材と、コレステリック螺旋状に配向した液晶化合物、及び、感光性カイラル剤を含む液晶層とを有する液晶材料を準備する工程(以下、「液晶材料準備工程」ともいう。)、上記液晶層に、第1光を照射して、上記液晶層の表面から厚さ方向の内部に向けて上記感光性カイラル剤の一部を失活させる工程(以下、「第1露光工程」ともいう。)、及び、第2光を照射して上記未硬化部を硬化させる工程(以下、「第2露光工程」ともいう。)を含む方法が好ましい例として挙げられる。上記方法であると、厚さ方向において、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチが徐々に(グラデーション状に)変化している部分を有する反射層を容易に作製することができる。
【0117】
また、上記した反射層の形成方法の例においては、上記液晶層を加熱してコレステリック液晶相とする工程(以下、「第1加熱工程」ともいう。)を含むことが好ましい。
以下、上記の例について、詳細に説明する。
【0118】
<<液晶材料準備工程>>
液晶材料準備工程は、基材と、コレステリック配向した液晶化合物(例えば、コレステリック液晶化合物、又は、他の液晶化合物)、及び、感光性カイラル剤を含む液晶層とを有する液晶材料を準備する工程である。
【0119】
-基材-
基材は特に制限されず、公知の基材を用いることができる。基材としては、各種のシート状物(フィルム、板状物)が利用可能である。
基材は、透明基材が好ましい。透明基材としては、ガラス等の無機透明基材、樹脂フィルム等の有機透明基材を用いてもよい。
また、基材は、基材の表面に下地層を設け、下地層上に後述する液晶層を形成してもよい。基材は、後述する基材を用いてもよい。
【0120】
-液晶層-
液晶層は、コレステリック配向可能な液晶化合物、及び、感光性カイラル剤を含むことが好ましく、必要に応じて、他の成分を含んでよい。
【0121】
液晶組成物の調製方法は、特に限定されず、例えば、液晶化合物、カイラル剤等の各成分を混合する方法により液晶組成物を調製してよい。
各成分としては、上述したものを好適に用いることができる。
【0122】
液晶組成物の塗膜を基材に形成する方法は、特に限定されず、例えば、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、ミスト法、インクジェット法、ディスペンサー法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、及び凹版印刷法が挙げられる。
液晶組成物の塗膜を基板に形成する際は、基板の全面にわたって形成してもよく、基板の一部に形成してもよい。基板の一部に液晶組成物の塗膜を形成する場合、液晶組成物の塗膜は、パターン状に形成されていてもよい。
【0123】
液晶組成物が溶剤を含む場合、液晶組成物の塗膜を基材に形成した後に乾燥してもよい。乾燥方法としては、例えば、加熱乾燥、及び減圧乾燥が挙げられる。加熱乾燥する場合、加熱温度及び加熱時間は、溶剤の種類に応じて適宜調節してよい。また、加熱乾燥は、下記の第1加熱工程の一部として行ってもよい。
【0124】
<<第1加熱工程>>
第1加熱工程は、上記液晶層を加熱してコレステリック液晶相とする工程である。液晶化合物を加熱すると、加熱温度が高くなるにつれて、液晶化合物は、結晶状態から配向状態(液晶状態)となり、更に、配向状態(液晶状態)から等方状態となる。第1加熱工程では、液晶化合物を含む液晶層を加熱することにより、液晶化合物を配向状態(液晶状態)として、液晶層を液晶化合物が配向したコレステリック液晶相とする。
【0125】
液晶化合物の上記状態の変化との加熱温度との関係は、液晶化合物の種類により異なる。そのため、第1加熱工程における加熱温度は、液晶化合物が配向状態となるように、液晶化合物の種類に応じて、適宜調節してよい。第1加熱工程における加熱時間は、加熱温度等に応じて適宜調節してよい。また、加熱手段は、特に限定されず、オーブン、ホットプレート等を用いてよい。
【0126】
<<第1露光工程>>
第1露光工程は、上記液晶層に、第1光を照射して、上記液晶層の表面から厚さ方向の内部に向けて上記感光性カイラル剤の一部を失活させる工程である。
第1露光工程では、例えば、第1光を基材側、若しくは、表層側のいずれかから照射し、液晶層に含まれる感光性カイラル剤によって光を吸収させることで、光源に近い側での上記感光性カイラル剤の失活量を、光源に遠い側での上記感光性カイラル剤の失活量より大きくする、好ましくは層厚方向において、第1光の照射側の液晶層表面からグラデーション状に活性な上記感光性カイラル剤の量が多くなる態様とすることができる。
第1光の照射側の液晶層表面からグラデーション状に活性な上記感光性カイラル剤の量が多くなる態様であると、第2露光工程での液晶層の硬化までに、上記感光性カイラル剤の量に応じたコレステリック液晶構造の螺旋の巻き直しが生じ、螺旋ピッチがグラデーション状に変化した液晶層が得られる。
また、第1露光工程において、第1光の照射を1回のみ行ってもよいし、2回以上行ってもよい。2回以上露光を行う場合、各露光において、露光条件(例えば、露光手段、露光波長、露光量、露光雰囲気等)を適宜調整してもよい。
【0127】
第1光の種類は、特に限定されないが、液晶層に含まれる成分の反応性を考慮すると、紫外線を用いることが好ましい。紫外線の光源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等の放電ランプ;発光ダイオード(LED;Light Emission Diode)等の半導体光源が挙げられる。
【0128】
第1光の波長範囲は、特に限定されないが、第1光が紫外線である場合、400nm以下が好ましく、360nm以下がより好ましく、300nm以下が更に好ましい。300nm以下の光を用いる場合、液晶化合物の光吸収により、厚み方向における光硬化の制御がより容易となる。波長範囲は、例えば、光学フィルタを用いる方法、2種以上の光学フィルタを用いる方法、又は特定波長の光源を用いる方法により調整することができる。
【0129】
第1光の露光量は、特に限定されず、第1光が紫外線である場合、例えば、0.1~2,000mJ/cm2が好ましい。面内方向における光硬化の制御の観点から、紫外線の平行度は20°以下が好ましく、10°以下がより好ましい。
【0130】
第1露光工程は、基材の液晶層を有する側と反対側から露光する場合には、低酸素雰囲気(酸素濃度1,000ppm以下、すなわち、酸素を含まないか、0ppm超1,000ppm以下の酸素を含む雰囲気)で行ってもよく、酸素を含む雰囲気下(大気又は1000ppm以上21%未満の酸素を含む雰囲気下)で行われることがより好ましい。酸素を含む雰囲気下で露光を行うと、酸素によってラジカル重合が阻害されるため、厚み方向における光硬化の制御がより容易となる。
【0131】
第1露光工程は、液晶層の硬化を促進させる観点から、低酸素雰囲気下(好ましくは、酸素濃度1,000ppm以下、すなわち、酸素を含まないか、0ppm超1,000ppm以下の酸素を含む雰囲気)で行われることが好ましく、窒素雰囲気下で行われることがより好ましい。
【0132】
第1露光工程は、液晶層の螺旋ピッチの変化を維持させる観点から、50℃以下で行うことが好ましく、40℃以下で行うことがより好ましく、0℃以上35℃以下で行うことが特に好ましい。
【0133】
第1露光工程において、第1光の透過率が互いに異なる複数の領域を有する第1パターニングマスクを介して第1光を照射してよい。これにより、液晶層の複数の領域を異なる露光量で露光することができるため、上記領域の厚さが互いに異なる複数の領域を単一層内に面内方向に形成し、面内方向の反射率を一括して制御することができる。
また、第1露光工程において、波長に応じ透過率が異なるフィルタを介して第1光を照射してよい。更に、上記フィルタとしては、第1光の露光量を調整するフィルタであってもよい。
例えば、使用する光重合開始剤から重合開始種を生じさせないように、光重合開始剤が吸収する波長の透過率を下げた、例えば、0%としたマスクが挙げられる。
【0134】
第1パターニングマスクとしては、例えば、金属膜をエッチングすることによりパターン形成されたフォトマスク、及び各種印刷方法(例えば、レーザープリンタ又はインクジェットプリンターによる印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷)を用いてパターン印刷されたフォトマスクが挙げられる。金属膜をエッチングすることによりパターン形成されたフォトマスクは、例えば、石英基板上に金属クロム膜をスパッタで形成した後、フォトレジストを用いてパターニングすることにより得られる。
上記フィルタとしては、ガラス等の透明基板上に、誘電体多層膜を蒸着したもの等が好適に挙げられる。また、上記フィルタとしては、例えば、公知のバンドパスフィルタを用いることができる。
【0135】
第1パターニングマスク又はフィルタを用いて第1光を照射する場合、第1パターニングマスク又はフィルタは、基材の液晶層を有する側とは反対側に配置してよく、基材の液晶層を有する側に配置してよい。
【0136】
第1パターニングマスク又はフィルタを基材の液晶層を有する側に配置する場合、液晶層に第1パターニングマスク又はフィルタを接触させて第1光を照射してよく、液晶層と第1パターニングマスクとの間に間隙を設けて第1光を照射してもよい。
【0137】
第1パターニングマスク又はフィルタを基材の液晶層を有する側とは反対側に配置する場合、基材を介して第1光で液晶層を露光するため、透光性の基材を用いることが好ましい。
基材の透光性について、第1光の透過率は、特に限定されないが、液晶層をより容易に硬化させる観点から、高い程好ましい。
【0138】
第1パターニングマスク又はフィルタを用いて第1光を照射する場合、第1パターニングマスク又はフィルタは、1種のみ用いてよく、2種以上用いてもよい。
また、第1パターニングマスクとフィルタとを併用してもよい。
【0139】
<<第2露光工程>>
第2露光工程は、第2光を照射して上記液晶層を硬化させる工程である。
第1露光工程において変化した液晶層の螺旋ピッチを、第2光の照射により硬化し、固定することができる。
【0140】
第2露光工程において、未硬化部だけでなく、液晶層全体を露光してよい。例えば、基材の液晶層を有する側から、第2光を照射してよい。
【0141】
第2光の種類は、特に限定されないが、液晶化合物に含まれ得る成分の反応性を考慮すると、紫外線を用いることが好ましい。紫外線の光源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等の放電ランプ;発光ダイオード(LED)等の半導体光源が挙げられる。
【0142】
第2光の波長範囲は、特に限定されず、例えば、250nm~400nmの波長範囲の光を用いることができる。波長範囲は、例えば、光学フィルタを用いる方法、2種以上の光学フィルタを用いる方法、又は特定波長の光源を用いる方法により調整することができる。
【0143】
第2光の露光量は、特に限定されず、第2光が紫外線である場合、例えば、5~2,000mJ/cm2が好ましい。
【0144】
第2露光工程は、硬化を促進させる観点から、低酸素雰囲気下(好ましくは、酸素濃度1,000ppm以下、すなわち、酸素を含まないか、0ppm超1,000ppm以下の酸素を含む雰囲気)で行われることが好ましく、窒素雰囲気下で行われることがより好ましい。
【0145】
第2露光工程は、液晶層の螺旋ピッチの変化を硬化まで維持させる観点から、50℃以下で行うことが好ましく、40℃以下で行うことがより好ましく、0℃以上35℃以下で行うことが特に好ましい。
【0146】
<<その他の工程>>
反射層の形成方法は、必要に応じて、上記工程以外の他工程を含んでいてもよい。その他の工程としては、例えば、基材を含む態様で製造した積層体から基材を剥離する工程が挙げられ、基材を含まない態様の積層体を製造することができる。
また、その他の工程としては、配向層形成工程等が挙げられる。配向層の詳細及び形成方法は後述する。
【0147】
<配向層>
本発明の窓用フィルムは、配向層を有してよい。配向層は、反射層中のコレステリック液晶化合物の分子をより容易に配向させるために用いられる。
【0148】
配向層は、例えば、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成等によって設けられる。配向層としては、電場の付与、磁場の付与、又は光照射により配向機能が生じる配向層も知られている。
【0149】
配向層の厚さは、特に限定されないが、0.01μm~10μmであることが好ましい。
【0150】
基材、又は、下地の種類によっては、配向層を別途設けることなく、下地を配向層とすることができる。
例えば、基材を直接配向処理(例えば、ラビング処理)することで、配向層として機能させることができる。直接配向処理可能な基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなる層が挙げられ、後述の要領でラビング処理を施してもよい。
【0151】
以下、好ましい例として、ラビング処理配向層及び光配向層について説明する。
【0152】
(ラビング処理配向層)
ラビング処理配向層は、例えば、液晶組成物が塗布される下地の表面に対して、ラビング処理を行うことにより形成される。ラビング処理は、例えば、ポリマーを主成分とする膜の表面を、紙又は布で一定方向に擦ることにより行うことができる。ラビング処理の一般的な方法については、例えば、「液晶便覧」(丸善社発行、平成12年10月30日)に記載されている。
【0153】
上記のようなポリマーを主成分とする膜を形成する配向層用ポリマーとしては、例えば、特開平8-338913号公報の段落0022に記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリ(N-メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、及びポリカーボネートが挙げられる。また、配向層用ポリマーは、シランカップリング剤であってもよい。配向層用ポリマーは、水溶性ポリマー(例えば、ポリ(N-メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、又は変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールがより好ましく、ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールが特に好ましい。
【0154】
ラビング密度を変える方法としては、「液晶便覧」(丸善社発行)に記載されている方法を用いることができる。ラビング密度(L)は、下記式(A)で定量化されている。
式(A) L=Nl(1+2πrn/60v)
式(A)中、Nはラビング回数、lはラビングローラーの接触長、rはローラーの半径、nはローラーの回転数(rpm;revolutions per minute)、vはステージ移動速度(秒速)である。
【0155】
ラビング密度を高くする方法としては、ラビング回数を増やす方法、ラビングローラーの接触長を長くする方法、ローラーの半径を大きくする方法、ローラーの回転数を大きくする方法、及びステージ移動速度を遅くする方法が挙げられる。一方、ラビング密度を低くする方法としては、ラビング回数を減らす方法、ラビングローラーの接触長を短くする方法、ローラーの半径を小さくする方法、ローラーの回転数を小さくする方法、及びステージ移動速度を速くする方法が挙げられる。また、ラビング処理の際の条件としては、特許第4052558号公報の記載を参照することもできる。
【0156】
(光配向層)
光照射により形成される光配向層に用いられる光配向材料としては、例えば、特開2006-285197号公報、特開2007-76839号公報、特開2007-138138号公報、特開2007-94071号公報、特開2007-121721号公報、特開2007-140465号公報、特開2007-156439号公報、特開2007-133184号公報、特開2009-109831号公報、特許第3883848号公報、及び特許第4151746号公報に記載のアゾ化合物;特開2002-229039号公報に記載の芳香族エステル化合物;特開2002-265541号公報、及び特開2002-317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミド及び/又はアルケニル置換ナジイミド化合物;特許第4205195号及び特許第4205198号公報に記載の光架橋性シラン誘導体;並びに、特表2003-520878号公報、特表2004-529220号公報、及び特許第4162850号公報に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミド、又は、エステルが挙げられる。中でも、光配向材料は、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、又はエステルであることが好ましい。
【0157】
光配向材料から形成した層に、直線偏光照射又は非偏光照射を施し、光配向層を製造する。
【0158】
本明細書において、「直線偏光照射」とは、光配向材料に光反応を生じさせるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。光照射に用いる光は、ピーク波長が200~700nmの光が好ましく、ピーク波長が400nm以下の紫外線がより好ましい。
【0159】
光照射に用いる光源としては、公知の光源、例えば、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、カーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー(例えば、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、又はYAGレーザー)、発光ダイオード、及び陰極線管が挙げられる。
【0160】
直線偏光を得る方法としては、偏光板(例えば、ヨウ素偏光板、二色色素偏光板、又はワイヤーグリッド偏光板)を用いる方法、プリズム系素子(例えば、グラントムソンプリズム)又はブリュースター角を利用した反射型偏光子を用いる方法、及び偏光を有するレーザー光源から出射される光を用いる方法が挙げられる。また、フィルター又は波長変換素子等を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。
【0161】
照射する光が直線偏光の場合、配向層の上面若しくは裏面から、配向層表面に対して垂直方向、又は斜め方向に光を照射する方法が挙げられる。光の入射角度は、光配向材料によって異なるが、配向層に対して、0~90°(垂直)であることが好ましく、40~90°であることがより好ましい。
【0162】
非偏光を利用する場合には、配向層の上面若しくは裏面から、斜め方向に非偏光を照射する。入射角度は、10~80°が好ましく、20~60°がより好ましく、30~50°が更に好ましい。照射時間は、1~60分が好ましく、1~10分がより好ましい。
【0163】
<λ/4位相差板>
本発明の窓用フィルムは、λ/4位相差板を有することが好ましい。
λ/4位相差板を有することで、窓用フィルムを応用性の高い着色部材として用いることができる。「λ/4位相差板」とは、λ/4機能を有する板であり、具体的には、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(又は円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する位相差板である。
【0164】
本発明の窓用フィルムがλ/4位相差層を有する場合、λ/4位相差板は、窓用フィルムの面Aに積層されることが好ましく、例えば、着色層に対して彩度が小さく視認させたい側(上記面B側)に積層されることが好ましい。すなわち、着色層よりも面B側にλ/4位相差層が配置されることが好ましい。
λ/4位相差板を更に積層することで、特にコレステリック液晶層と、直線偏光板と組み合わせる構成において、コレステリック液晶層を透過した旋回方向の円偏光を吸収し、コレステリック液晶で反射されていない旋回方向の円偏向を透過することができ、透過する光の色をより自然な色味にできる。
【0165】
λ/4位相差板の具体例としては、例えば米国特許出願公開2015/0277006号等が挙げられる。
例えば、λ/4位相差板が単層構造である態様としては、具体的には、延伸ポリマーフィルムや、支持体上にλ/4機能を有する光学異方性層を設けた位相差フィルム等が挙げられ、また、λ/4位相差板が多層構造である態様としては、具体的には、λ/4位相差板とλ/2位相差板とを積層してなる広帯域λ/4位相差板が挙げられる。λ/4位相差板は、例えば、液晶化合物を含む液晶組成物を塗布することにより形成できる。λ/4位相差板は、ネマチック液晶層又はスメクチック液晶層を発現する液晶モノマーを重合して形成した液晶化合物(円盤状液晶、棒状液晶化合物等)の少なくともひとつを含む1層以上の位相差フィルムであることがより好ましい。
また、光学性能に優れたλ/4位相差板として、逆波長分散性の液晶化合物を用いることも更に好ましい。具体的には、国際公開第2017/043438号に記載の一般式(II)の液晶化合物が好ましく用いられる。逆波長分散性の液晶化合物を用いたλ/4位相差板の作製方法についても、国際公開第2017/043438号の実施例1~10や特開2016-091022号公報の実施例1の記載を参考にできる。
【0166】
λ/4位相差板の厚さは、特に制限はないが、0.1~100μmが好ましく、0.5~5μmがより好ましい。
【0167】
<直線偏光板>
本発明の窓用フィルムは、直線偏光板を有していてもよい。
直線偏光板は、一方向の偏光軸を有し、特定の直線偏光を透過する機能を有する。
直線偏光板としては、ヨウ素化合物を含む吸収型偏光板やワイヤーグリッドなどの反射型偏光板等の一般的な直線偏光板が利用可能である。なお、偏光軸とは、透過軸と同義である。
吸収型偏光板としては、例えば、ヨウ素系偏光板、二色性染料を利用した染料系偏光板、及び、ポリエン系偏光板の、いずれも用いることができる。ヨウ素系偏光板、及び染料系偏光板は、一般に、ポリビニルアルコールにヨウ素又は二色性染料を吸着させ、延伸することで作製される。
【0168】
直線偏光板は、着色層よりも上記面B側に配置されることが好ましい。
【0169】
<円偏光板>
本発明の窓用フィルムが円偏光板を有する場合、ハーフミラーのように窓用フィルムを介して視認側が明るい場合は着色材料として視認されて裏側が透けて見えず、裏側が明るい場合は透明なフィルムとして視認される特長があり、独特な意匠性を持たせることが可能である。
円偏光板としては、直線偏光板と、λ/4位相差板とを積層したものが挙げられる。本発明の窓用フィルムが円偏光板を有する場合、円偏光板は、着色層(好ましくはコレステリック液晶層のような円偏光反射層)側から、λ/4位相差板及び直線偏光板がこの順に配置されることが好ましい。直線偏光板とλ/4位相差板は、例えば、直線偏光板側から入射した光がλ/4位相差板で左円偏光又は右円偏光に変換されるように、λ/4位相差板の遅相軸及び直線偏光板の透過軸を合わせて配置される。より具体的には、通常、λ/4位相差板の遅相軸と直線偏光板の透過軸とのなす角が45°となるように、直線偏光板とλ/4位相差板とは配置されることが好ましい。
本発明の窓用フィルムが円偏光板を有する場合、円偏光板と円偏光反射層との間には、後述する接着剤層が配置されていてもよい。
【0170】
円偏光板の厚さは、特に制限はないが、1~150μmが好ましく、2~100μmがより好ましく、5~60μmが更に好ましい。
【0171】
<接着層>
上記偏光板(直線偏光板又は円偏光板)と上記着色層との間に、接着層を更に有することも好ましい。
接着層は、接着剤を含むことが好ましく、また、接着剤以外の成分を更に含んでいてもよい。
【0172】
接着剤の種類は、特に制限されない。接着剤は、永久的な接着に用いられる公知の接着剤であってもよい。接着剤は、一時的な接着に用いられる公知の接着剤であってもよい。
【0173】
接着剤としては、例えば、ウレタン樹脂接着剤、ポリエステル接着剤、アクリル樹脂接着剤、エチレン酢酸ビニル樹脂接着剤、ポリビニルアルコール接着剤、ポリアミド接着剤及びシリコーン接着剤が挙げられる。接着強度が高いという観点から、ウレタン樹脂接着剤又はシリコーン接着剤が好ましい。接着剤は、熱硬化性の接着剤であってもよい。接着剤は、紫外線硬化性の接着剤であってもよい。
【0174】
接着剤としては、例えば、粘着剤が挙げられる。つまり、接着層は、接着剤として粘着剤を含んでいてもよい。粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤及びシリコーン系粘着剤が挙げられる。粘着剤としては、例えば、「剥離紙・剥離フィルム及び粘着テープの特性評価とその制御技術、情報機構、2004年、第2章」に記載されたアクリル系粘着剤、紫外線(UV)硬化型粘着剤及びシリコーン粘着剤が挙げられる。アクリル系粘着剤とは、(メタ)アクリルモノマーの重合体を含む粘着剤をいう。接着剤含有層は、粘着剤に加えて粘着付与剤を含んでいてもよい。接着剤としては、例えば、UVX-6282(東亞合成株式会社製)、NCF-D692(リンテック株式会社製)、UF-3007(共栄社化学株式会社製)が挙げられる。
【0175】
接着層の厚さは、接着層は、広視野角で視認性を向上させる観点で、接着性、及び、ハンドリング性の観点から、3μm~150μmであることが好ましく、4μm~120μmであることがより好ましく、5μm~100μmであることが特に好ましい。
【0176】
接着層の形成方法は、制限されない。接着層の形成方法としては、例えば、接着層を有するフィルムと貼り合わせる方法、単独の接着層と貼り合わせる方法及び接着剤を含む組成物を塗布する方法が挙げられる。
【0177】
本発明の窓用フィルムの好ましい態様について、図を参照して説明する。
図1は、本発明の窓用フィルムを適用した窓用フィルムつき窓10の断面模式図である。窓用フィルムつき窓10は、窓用ガラス12と、第1粘着層14と、第2着色層16と、第2粘着層18と、λ/4位相差板20と、第3粘着剤層22と、直線偏光板24とをこの順に有する。
すなわち、
図1に適用された本発明の窓用フィルムは、第2着色層16と、λ/4位相差板20と、直線偏光板24とをこの順に有している。
上述したように、窓用フィルムつき窓10を、窓用ガラス12側(上記面A側)から視認すると、第2着色層16に由来して着色した状態が観察される。また、窓用ガラス12の直線偏光板24側(上記面B側)から視認すると、面Aから視認した際よりも着色が抑えられた状態が観察される。
上記それぞれの構成の好ましい態様は、上述した通りである。
【0178】
図1に示す窓用フィルムつき窓10において、第2着色層16が右円偏光を反射するコレステリック液晶層である場合について、本発明の効果が得られる機序について説明する。なお、λ/4位相差板20の遅相軸と、直線偏光板24の透過軸とのなす角は45°であるものとする。更に、直線偏光板24の窓用ガラス12側とは反対側から無偏光の光が入射した際には、直線偏光板24及びλ/4位相差板20によって構成される円偏光板からは、左円偏光が出射する態様であるとする。
【0179】
上記態様の場合において、まず、窓用フィルムつき窓10を、窓用ガラス12側(上記面A側)から視認した場合について考える。
直線偏光板24の窓用ガラス12側とは反対側(視認側とは反対側)から入射する光は、左円偏光となって直線偏光板24及びλ/4位相差板20によって構成される円偏光板から出射する。第2着色層16は、右円偏光を反射するコレステリック液晶層であるため、左円偏光はそのまま透過する。なお、この左円偏光は、白色光である。
一方、窓用ガラス12側の直線偏光板24側とは反対側(視認側)から入射する光は、無偏光の光であり、一部の光は右円偏光となっている。第2着色層16は、右円偏光を反射するコレステリック液晶層であるため、無偏光の光のうち、第2着色層16が反射する波長域であって、右円偏光の成分を選択的に反射する。右円偏光以外の光については、直線偏光板24及びλ/4位相差板20によって構成される円偏光板に入射し、偏光変換を受けるものの、ほぼすべての成分がそのまま直線偏光板24側に出射する。これらの成分は、第2着色層16で反射された偏光成分を含まないため、白色光である。他方、第2着色層16で反射されなかった右円偏光の成分は、一部の波長域が反射されているため着色するが、λ/4位相差板20に入射した際に、直線偏光板24の透過軸と直交する方向の直線偏光に変換されるため、上記円偏光板の直線偏光板24に吸収される。
そうすると、視認側においては、第2着色層16が反射する波長域であって、右円偏光の成分と、上記円偏光板で生成された左円偏光(白色光)とが観察される。従って、視認側においては、第2着色層16が反射する波長域に対応した色が観察される。
【0180】
次に、上記態様の場合において、まず、窓用フィルムつき窓10を、直線偏光板24の窓用ガラス12側のとは反対側(上記面B側)から視認した場合について考える。すなわち、上記視認側とは反対側から視認した場合について考える。
上述したように、上記視認側とは反対側には、右円偏光以外の光が、白色光として出射する。そうすると、上記視認側とは反対側から視認した場合には、白色光が観察されるため、第2着色層16が反射する波長域に対応した色は観察されず、上記視認側から視認した際よりも着色が抑えられた状態の色が観察される。
【0181】
本発明の窓用フィルムの別の好ましい態様について、図を参照して説明する。
図4は、本発明の窓用フィルムを適用した窓用フィルムつき窓10aの断面模式図である。窓用フィルムつき窓10aは、窓用ガラス12aと、窓用ガラス12a側から、第1粘着層14a、第2着色層16a、第2粘着層18a、および、直線偏光板24aとをこの順に有する窓用フィルム26aとを有する。
すなわち、
図4に適用された本発明の窓用フィルム26aは、窓用ガラス12a側から、第2着色層16aと、直線偏光板24aとをこの順に有している。
上述したように、窓用フィルムつき窓10aを、窓用ガラス12a側(上記面A側)から視認すると、第2着色層16aに由来して着色した状態が観察される。また、窓用フィルムつき窓10aを、直線偏光板24a側(上記面B側)から視認すると、面Aから視認した際よりも着色が抑えられた状態が観察される。
上記それぞれの構成の好ましい態様は、上述した通りである。
【0182】
図4に示す窓用フィルムつき窓10aにおいて、第2着色層16aが所定の方向の直線偏光を反射する反射層である場合について、本発明の効果が得られる機序について説明する。なお、直線偏光板24aの透過軸と、第2着色層16aが反射する直線偏光の偏光方向とは、直交するものとする。すなわち、第2着色層16aが反射する直線偏光の偏光方向と、直線偏光板24aの吸収軸とは、平行である。
【0183】
上記態様の場合において、まず、窓用フィルムつき窓10aを、窓用ガラス12a側(上記面A側)から視認した場合について考える。
窓用フィルムつき窓10aに直線偏光板24a側(視認側とは反対側)から入射する光は、直線偏光となって直線偏光板24aから出射する。第2着色層16aは、直線偏光板24aの透過軸方向の直線偏光をそのまま透過する。なお、この透過した直線偏光は、白色光である。
一方、窓用フィルムつき窓10aに窓用ガラス12a側の(視認側)から入射する光は、無偏光の光である。第2着色層16aは、所定の方向(直線偏光板24aの吸収軸と平行な方向)の直線偏光を反射する反射層であるため、無偏光の光のうち、第2着色層16aが反射する波長域であって、上記方向の直線偏光の偏光成分を選択的に反射する。
上記方向の直線偏光以外の光については、直線偏光板24aに入射し、ほぼすべての成分がそのまま直線偏光板24a側から出射する。これらの上記方向の直線偏光以外の光の成分は、第2着色層16aで反射されていないため、白色光である。
他方、第2着色層16aが反射する方向の直線偏光に関しては、第2着色層16aで所定の波長域の光が反射され、反射されなかった直線偏光の偏光成分は第2着色層16aを透過するが、透過した偏光成分は、直線偏光板24aに吸収される。
そうすると、視認側においては、第2着色層16aが反射する波長域であって、直線偏光板24aの吸収軸と平行な直線偏光の成分と、直線偏光板24aを透過した成分(白色光)とが観察される。従って、視認側においては、第2着色層16aが反射する波長域に対応した色が観察される。
【0184】
次に、上記態様の場合において、窓用フィルムつき窓10aを、直線偏光板24a側(上記面B側)から視認した場合について考える。すなわち、上記視認側とは反対側から視認した場合について考える。
上述したように、上記視認側とは反対側には、直線偏光板24aの透過軸と平行な方向の直線偏光が、白色光として出射する。そうすると、上記視認側とは反対側から視認した場合には、白色光が観察されるため、第2着色層16aが反射する波長域に対応した色は観察されず、上記視認側から視認した際よりも着色が抑えられた状態の色が観察される。
【0185】
<基材>
本発明の窓用フィルムは、基材を含んでよい。基材を含むことにより、窓用フィルムの強度を高めることができるため取り扱いがより容易となる。また、上記窓用フィルムが基材を含む場合、上記窓用フィルムを成型してなる成型体を構成する部材として基材を用いることもできる。
【0186】
窓用フィルムが基材を含む態様において、着色層は、基材上に直接設けられていてよく、他の層を介して設けられていてもよい。
【0187】
基材の形状及び材質は、特に限定されず、所望に応じ適宜選択すればよい。なかでも、基材は、樹脂基材が好ましい。
【0188】
樹脂基材の材質として、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアクリルニトリル(PAN)、ポリイミド(PI)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、アクリル-ポリカーボネート樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)、環状オレフィン-コポリマー(COC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、トリアセチルセルロース(TAC)、ウレタン樹脂、及びウレタン-アクリル樹脂が挙げられる。本発明の窓用フィルムの強度の観点、また、本発明の窓用フィルムを成型する場合の成型加工性の観点から、基材の材質は、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン-アクリル樹脂、ポリカーボネート、アクリル-ポリカーボネート樹脂及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。基材は、材質が異なる複数の樹脂層の積層体であってよい。
【0189】
樹脂基材は、必要に応じ、添加剤を含有していてよい。添加剤としては、例えば、鉱油、炭化水素、脂肪酸、アルコール、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、金属石けん、天然ワックス、シリコーン等の潤滑剤;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機難燃剤;ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤等の有機難燃剤;金属粉、タルク、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、ガラス繊維、カーボン繊維、木粉等の有機又は無機の充填剤;酸化防止剤、紫外線防止剤、滑剤、分散剤、カップリング剤、発泡剤、着色剤、及び主成分の樹脂以外の樹脂が挙げられる。
【0190】
樹脂基材は、市販品であってよい。市販品としては、例えば、テクノロイ(登録商標)シリーズ(アクリル樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂フィルム、又はアクリル樹脂/ポリカーボネート樹脂積層フィルム、住友化学社製)、ABSフィルム(オカモト社製)、ABSシート(積水成型工業社製)、テフレックス(登録商標)シリーズ(PETフィルム、帝人フィルムソリューション社製)、ルミラー(登録商標)易成型タイプ(PETフィルム、東レ社製)、及びピュアサーモ(ポリプロピレンフィルム、出光ユニテック社製)が挙げられる。
【0191】
基材の厚さは、特に限定されないが、窓用フィルムの強度の観点から、1μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、20μm以上が更に好ましい。また、取り扱い性及び屈曲性の観点から、基材の厚さは、300μm以下が好ましく、200μm以下がより好ましく、150μm以下が更に好ましい。
【0192】
<その他の着色層>
本発明の窓用フィルムは、上述した着色層とは別に、更にその他の着色層を含んでよい。これにより、所望の意匠を窓用フィルムに付与することがより容易となる。その他の着色層は、着色剤を含む層である。その他の着色層は、1層であってよく、2層以上であってもよい。
ただし、その他の着色層は、上記面Aから測定される彩度と、上記面Bから測定される彩度が異なるように配置される。
【0193】
窓用フィルムにおいて、その他の着色層の位置は、特に限定されず、所望の位置に設けてよい。例えば、その他の着色層は、上記着色層上(例えば反射層上)に設けられてもよい。また、窓用フィルムが基材を含む場合、基材の上記着色層(例えば反射層)が形成されている側とは反対側に設けられてよい。
【0194】
その他の着色層の色は、特に限定されず、用途等に応じて適宜選択することができる。その他の着色層の色としては、例えば、黒、灰、白、赤、橙、黄、緑、青、紫、及び、茶等が挙げられる。また、その他の着色層の色は、金属調の色であってもよい。
【0195】
(着色剤)
その他の着色層に用いられる着色剤は、顔料であってよく、染料であってもよい。耐久性の観点から、着色剤は、顔料であることが好ましい。その他の着色層を金属調とするために、着色剤として、金属粒子、パール顔料等を用いてもよい。
顔料は、無機顔料であってもよく、有機顔料であってもよい。
無機顔料としては、特開2005-7765号公報の段落0015及び段落0114に記載の無機顔料も挙げられる。
有機顔料としては、特開2009-256572号公報の段落0093に記載の有機顔料も挙げられる。
【0196】
着色剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。2種以上の着色剤を用いる場合、無機顔料と有機顔料と組み合わせてもよい。
【0197】
着色剤の含有量は、目的とする色発現の観点から、その他の着色層の全量に対して、1質量%~50質量%であることが好ましく、5質量%~50質量%であることがより好ましく、10質量%~40質量%であることが特に好ましい。
【0198】
(バインダー樹脂)
その他の着色層は、強度、耐傷性、及び成型加工適正の観点から、バインダー樹脂を含むことが好ましい。バインダー樹脂の種類は、特に制限されない。バインダー樹脂は、所望の色を得る観点から、透明な樹脂であることが好ましく、具体的には、全光透過率が80%以上の樹脂であることが好ましい。全光透過率は、分光光度計(例えば、島津製作所社製の分光光度計「UV-2100」)により測定することができる。
【0199】
バインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、及びポリオレフィンが挙げられる。バインダー樹脂は、単独重合体であってよく、共重合体であってもよい。
【0200】
バインダー樹脂は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
【0201】
バインダー樹脂の含有量は、その他の着色層の全量に対して、5質量%~70質量%であることが好ましく、10質量%~60質量%であることがより好ましく、20質量%~60質量%であることが特に好ましい。
【0202】
(分散剤)
その他の着色層に含まれる着色剤、特に顔料の分散性を向上する観点から、その他の着色層は、分散剤を含有してよい。分散剤が含まれると、その他の着色層における着色剤の分散性が向上する。そのため、得られる窓用フィルムの色をより容易に均一にすることができる。
【0203】
分散剤は、着色剤の種類、形状等に応じて適宜選択することができ、高分子分散剤であることが好ましい。
【0204】
分散剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
【0205】
分散剤の含有量は、着色剤100質量部に対して、1質量部~30質量部であることが好ましい。
【0206】
(添加剤)
その他の着色層は、上記の成分以外に、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。添加剤は、特に限定されず、例えば、特許第4502784号公報の段落0017、及び特開2009-237362号公報の段落0060~0071に記載の界面活性剤;特許第4502784号公報の段落0018に記載の熱重合防止剤(重合禁止剤ともいう。フェノチアジンが好ましく挙げられる。);並びに、特開2000-310706号公報の段落0058~0071に記載の添加剤が挙げられる。
【0207】
(厚さ)
その他の着色層の厚さは、特に限定されないが、視認性の観点から、0.5μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、3μm~50μmであることが更に好ましく、3μm~20μmであることが特に好ましい。
その他の着色層が2層以上である場合、各その他の着色層がそれぞれ独立に、上記厚さの範囲であることが好ましい。
【0208】
(その他の着色層の形成方法)
その他の着色層の形成方法としては、例えば、その他の着色層形成用組成物を用いる方法、着色されたフィルムを貼り合せる方法等が挙げられる。中でも、その他の着色層の形成方法は、着色層形成用組成物を用いる方法が好ましい。
【0209】
その他の着色層形成用組成物を用いてその他の着色層を形成する方法としては、その他の着色層形成用組成物を塗布してその他の着色層を形成する方法、例えば、その他の着色層形成用組成物を印刷してその他の着色層を形成する方法が挙げられる。印刷方法としては、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、及びオフセット印刷が挙げられる。
【0210】
その他の着色層形成用組成物としては、その他の着色層に含まれる成分と、溶媒(例えば有機溶媒)を含む組成物が挙げられる。
その他の着色層形成用組成物は、着色剤と、必要に応じて、バインダー樹脂、分散剤及び添加剤の少なくとも1つとを含むものであってよい。各成分の種類は、その他の着色層について上述したものであってよい。
【0211】
その他の着色層は、その他の着色層形成用組成物を硬化してなる層であってもよく、例えば、重合性化合物及び重合開始剤を含むその他の着色層形成用組成物を用いてよい。重合性化合物及び重合開始剤は、特に限定されず、公知の重合性化合物及び公知の重合開始剤を用いてよい。重合性化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。重合開始剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
【0212】
その他の着色層形成用組成物として、例えば、naxレアルシリーズ、naxアドミラシリーズ、及びnaxマルチシリーズ(日本ペイント社製);レタンPGシリーズ(関西ペイント社製)等の市販の塗料を用いてよい。
【0213】
<その他の層>
上記窓用フィルムは、上記構成以外のその他の層を有していてもよい。
【0214】
その他の層としては、例えば、公知の層である、保護層、易接着層、紫外線吸収層、自己修復層、帯電防止層、防汚層、防電磁波層、及び、導電性層等が挙げられる。
【0215】
その他の層は公知の方法により形成することができる。例えば、これらの層に含まれる成分を含む組成物(層形成用組成物)を層状に付与し、乾燥する方法が挙げられる。
【0216】
本発明における窓用フィルムは、総厚みが、50μm以下であることが好ましい、より好ましくは、40μm以下、更に好ましくは、30μm以下である。前記厚みによって、窓への施工性が高まる。また、各層間を貼合する際に、各層が適用された支持体を剥離することで、総厚みを低減することができる。
【0217】
本発明の窓用フィルムは、窓用ガラスと組み合わせて窓とすることができる。窓用ガラスとしては、例えば強化ガラスを用いることができる。
【0218】
<各層の配置>
本発明の窓用フィルムと、窓用ガラスとを含む本発明の窓において、各層の配置は制限されない。各層は、次のように配置されてもよい。「/」は、層の境界を示す(ただし、「λ/4位相差板」の「/」を除く)。また、左側が視認側であるものとする。
(1)直線偏光板/接着層/ λ/4位相差板/接着層/着色層/接着層/窓用ガラス
(2)窓用ガラス/直線偏光板/接着層/ λ/4位相差板/接着層/着色層/接着層/窓用ガラス
(3)窓用ガラス/基材/直線偏光板/接着層/ λ/4位相差板/接着層/着色層/接着層/窓用ガラス
(4)基材/直線偏光板/接着層/ λ/4位相差板/接着層/着色層/接着層/窓用ガラス
(A)直線偏光板/接着層/着色層/接着層/窓用ガラス
(B)直線偏光板/接着層/基材/着色層/接着層/窓用ガラス
(C)窓用ガラス/直線偏光板/接着層/基材/着色層/接着層/窓用ガラス
上記(1)~(4)の態様においては、着色層は、コレステリック液晶層であることが好ましい。
また、上記(A)~(C)の態様においては、着色層は、誘電体多層膜(好ましくは、有機誘電体膜層)であることが好ましい。
【0219】
<窓への施工>
本発明の窓用フィルムを窓に適用する場合、窓用フィルムは粘着剤を介して窓用ガラスの表面に貼合するか、2枚の窓用ガラスの間に、接着層(ポリビニルブチラール)を用いて、中間膜として施工することもできる。
本発明の窓用フィルムは、車載用の窓用ガラスと組み合わせて車載窓とすることができる。本発明の窓用フィルムを含む車載窓は、モビリティに搭載することができる。
【実施例0220】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
【0221】
[実施例1]
<基材の準備>
基材として、片面に易接着層を有する厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(コスモシャインA4160、東洋紡(株)製)を用意し、透明支持体1として使用した。
【0222】
(下塗り層(粘着層)の形成)
透明支持体1の易接着層の無い面上に、下記に記載の組成を有する下塗り層塗布液1を#4のワイヤーバーコーターで塗布した。その後80℃で120秒乾燥し、25℃にてメタルハライドランプ(MAL625NAL、(株)GSユアサ製)を用いた紫外線照射装置により、180mJ/cm2の紫外線を照射して、下塗り層付き支持体1を作製した。
【0223】
<<下塗り層塗布液1の組成>>
トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート(新中村化学工業(株)製):75質量部
KAYARAD PET30(日本化薬(株)製):25質量部
IRGACURE 907(チバガイギー社製):3質量部
光重合開始剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製):1質量部
下記に示す構造を有する界面活性剤1:0.01質量部
有機溶剤1(メチルエチルケトン):136質量部
有機溶剤2(シクロヘキサノン):156質量部
【0224】
界面活性剤1:下記化合物
【0225】
【0226】
<着色層1の形成>
下記に記載の組成を有する液晶組成物1を調製した。
【0227】
(液晶組成物1の組成)
下記に示す構造を有する棒状液晶化合物1:100質量部
カイラル剤1(感光性カイラル剤、下記に示す構造を有する化合物):8.5質量部
光重合開始剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製):0.5質量部
界面活性剤1(上記に示す構造を有する化合物):0.054質量部
界面活性剤2(下記に示す構造を有する化合物):0.134質量部
有機溶剤1(メチルエチルケトン):165質量部
有機溶剤2(シクロヘキサノン):10質量部
【0228】
棒状液晶化合物1:下記化合物
【0229】
【0230】
カイラル剤1:下記化合物
【0231】
【0232】
界面活性剤2:下記化合物
【0233】
【0234】
下塗り層付き支持体1における下塗り層1の表面に、液晶組成物1を#5のワイヤーバーコーターで塗布した。その後、80℃で120秒乾燥し、酸素濃度5%以下、かつ25℃にてメタルハライドランプ(MAL625NAL、(株)GSユアサ製)を用いた紫外線照射装置にて、下記の特性を有するバンドパスフィルタ1を介して130mJ/cm2の紫外線を照射した。更に、酸素濃度5%以下、かつ25℃にてメタルハライドランプ(MAL625NAL、(株)GSユアサ製)を用いた紫外線照射装置にて、500mJ/cm2の紫外線を照射することで、液晶層を硬化させた。更に、同様の露光を低酸素濃度下(1,000ppm以下)で行うことで、液晶層を完全に硬化させ、厚さ2.4μmの着色層1(コレステリック液晶層)を形成した。
形成された着色層1は、430~500nmの波長の光であって、右円偏光の成分を選択的に反射するコレステリック液晶層であった。
【0235】
更に、着色層1を上記PETフィルムから左円偏光板(「CP125L」、(株)美舘イメージング社製)に転写した後、SHLP-41(株)美舘イメージング社製)に転写することで、着色層1を含むフィルム1を作製した。フィルム1の総厚みは35μmであった。
なお、上記左円偏光板は、λ/4位相差板、及び、直線偏光板を含み、着色層1は、左円偏光板のλ/4位相差板側と対向するように転写した。
【0236】
得られた、フィルム1の着色層1側の面に、粘着剤(綜研化学社製、SK2057)を貼合し、ガラス(A4サイズ)に貼合することで、フィルム1つき窓を作製した。
【0237】
<窓の視認性>
フィルム1つき窓の視認性は、観察者から1m離れた場所に窓を垂直に設置し、それぞれの面を向けた場合の視認性を下記評価基準で評価した。窓を設置した環境は、窓の設置位置での照度が1000ルクスの室内で、光源は天井一面に配した白色LEDにデヒューザをかけて積分光源とした。なお、周囲の壁は白色の布で覆い、明室環境とした。
窓の視認性は、A~C評価が好ましく、A又はB評価がより好ましく、A評価が更に好ましい。なお、下記評価基準は、窓の視認性が優れる評価の順に記載されている。
A:一方からは、着色層の色が視認され、一方の面からは、着色層の色がほとんど視認されず、対面の景色が自然の色で視認された。
B-1:一方からは、着色層の色が視認され、一方の面からは、着色層の色がわずかに、視認されたが、対面の景色は違和感なく視認できた。
B-2:一方からは、着色層の色がやや視認され、一方の面からは、着色層の色がほとんど視認されず、対面の景色が自然の色で視認された。
C-1:一方からは、着色層の色がわずかに視認され、一方の面からは、着色層の色がほとんど視認されず、対面の景色が自然の色で視認された。
C-2:一方からは、着色層の色が視認され、一方の面からも、着色層の色が視認されるが、対面の景色の視認性は許容範囲であった。
D-1:両面から、着色層の色がほとんど視認されない。
D-2:両面から、着色層の色が視認され、対面の景色の視認性は実際とは全く異なるものであった。
【0238】
また、上記評価環境において、窓のそれぞれの面に対して、上記記載した方法で、分光放射計で彩度を測定した。ここで、実施例1、2および比較例1においては、窓用フィルム付き窓の中心部の彩度を測定した。また、実施例3においては中央部で、かつ、ストライプパターンの着色部の彩度を測定した。
なお、表中、「表面」は、フィルム1において、着色層が手前側に配置される側の面において彩度を測定した結果である。
表中、「裏面」は、フィルム1において、円偏光板が手前側に配置される側の面において彩度を測定した結果である。
表中、「ΔC*」は、上述した定義で求められるC*値の差である。
【0239】
[実施例2~3]
下記に示す方法により着色層の形成方法を変更した以外は、実施例1と同様にして、着色層2又は3を含むフィルム2つき窓及びフィルム3つき窓を作製した。また、実施例1と同様に、評価及び測定を行った。評価及び測定結果を、まとめて表1に示す。
【0240】
<着色層2>
図2に示すグラデーション状のパターンを、片面に易接着層を有する厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(コスモシャインA4160、東洋紡(株)製)の易接着面に、湿式電子写真印刷機(Indigo20000、175lPi、黒単色モードを用いて印刷し、マスクフィルム2を作成した。実施例1にて、バンドパスフィルタと、マスクフィルム2を重ね合わせたものを介して130mJ/cm
2の紫外線を照射する以外は、実施例1と同様にして、着色層2を作製した。
<着色層3>
用いるパターンとして、
図3に示すストライプ状のパターンに変更した以外は、着色層2と同様にして、着色層3を作製した。
【0241】
[比較例1]
下記に示す方法により着色層を形成し、着色層を変更した以外は、実施例1と同様にして、着色層Aを含むフィルムつき窓を作製した。また、実施例1と同様に、評価及び測定を行った。評価及び測定結果を、まとめて表1に示す。
【0242】
<着色層A>
片面に易接着層を有する厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(コスモシャインA4160、東洋紡(株)製)の易接着面に、湿式電子写真印刷機(Indigo20000、175lPi)を用いて、印刷物の色相が、青色(a*=-11、b*=-25)になるように、均一な青色ベタ印刷物を作製した。
【0243】
【0244】
表1に示すように、実施例のフィルムは、一方からは、着色層の色が視認され、一方の面からは、着色層の色がほとんど視認されず、対面の景色が自然の色で視認された。
一方で、比較例のフィルムは、対面側の景色が自然な色味で視認できなかった。
10,10a:窓用フィルムつき窓、12,12a:窓用ガラス、14,14a:第1粘着層、16,16a:第2着色層、18,18a:第2粘着層、20:λ/4位相差板、22:第3粘着層、24,24a:直線偏光板、26a:窓用フィルム