(57)【要約】  本発明は、コレステリック液晶組成物を形成する工程と、コレステリック液晶組成物を基板に付着する工程と、コレステリック液晶組成物に少なくとも８０％の固体が残るようにコレステリック液晶組成物を約９０℃またはそれ以下の温度で初期乾燥する工程とを含むコレステリック液晶層の製造方法を提供する。本発明はまた、コレステリック液晶組成物を形成する工程と、コレステリック液晶組成物を基板に付着する工程と、気流を僅かに与えるかもしくは与えない技術を用いてなされる、コレステリック液晶組成物を約９０℃またはそれ以下の温度で初期乾燥する工程とを含むコレステリック液晶層の製造方法を提供する。本発明は、少なくとも１種類のコレステリック液晶前駆体と、１，３−ジオキソランとを含むコレステリック液晶組成物をさらに提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種類のコレステリック液晶材料と、
１，３−ジオキソランと
を含むコレステリック液晶組成物。
【請求項２】
第２の溶剤をさらに含む、請求項１に記載のコレステリック液晶組成物。
【請求項３】
前記第２の溶剤の蒸発速度が、１，３−ジオキソランより遅い、請求項２に記載のコレステリック液晶組成物。
【請求項４】
前記第２の溶剤が、シクロヘキサノン、シクロプロパノン、メチルエチルケトンまたはこれらの組み合わせを含む、請求項２に記載のコレステリック液晶組成物。
【請求項５】
前記第２の溶剤が、１，３−ジオキソランより重量基準で少ない、請求項２に記載のコレステリック液晶組成物。
【請求項６】
前記第２の溶剤がシクロヘキサノンを含み、シクロヘキサノンの量が、シクロヘキサノンと１，３−ジオキサンの量の２５重量％以下である、請求項４に記載のコレステリック液晶組成物。
【請求項７】
（ａ）コレステリック液晶組成物を形成する工程と、
（ｂ）前記コレステリック液晶組成物を基板に付着する工程と、
（ｃ）前記コレステリック液晶組成物に少なくとも８０％の固体が残るように前記コレステリック液晶組成物を約９０℃またはそれ以下の温度で初期乾燥する工程とを含む、コレステリック液晶層の製造方法。
【請求項８】
前記初期乾燥の結果、前記コレステリック液晶組成物に約９０％を超える固体が残る、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記乾燥が約６０℃またはそれ以下の温度でなされる、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記乾燥が約３０℃またはそれ以下の温度でなされる、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記乾燥が僅かの気流の存在下で、または気流の不存在下でなされる、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記乾燥工程が、凝縮領域を含む装置を利用する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記装置の構成により、前記凝縮領域と前記コレステリック液晶組成物の前記表面との間に制御された環境ギャップが形成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記制御された環境ギャップが、約２０ｃｍ未満または略これに等しい、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記乾燥がシュラウドを用いてなされる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記シュラウドが、前記付着したコレステリック液晶組成物から約２０ｃｍ未満である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記コレステリック液晶組成物が１，３−ジオキソランを溶剤として含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１８】
前記コレステリック液晶組成物が第２の溶剤をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の溶剤が、シクロヘキサノン、シクロプロパノン、メチルエチルケトンまたはこれらの組み合わせを含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、反射偏光子のような光学体に用いられるコレステリック液晶組成物に関し、特に、それら組成物に用いる溶剤、および組成物を乾燥して光学体を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光子や鏡といった光学素子は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）をはじめとする様々な用途に有用である。液晶ディスプレイは、ライトがディスプレイパネルの裏側にあるバックライト（透過）ディスプレイと、ライトがディスプレイの前にある（周囲光）フロントライト（反射）ディスプレイの大きく２つのカテゴリに分けられる。これらの２つのディスプレイモードを組み合わせると、例えば、薄明かりの状態でバックライトとしたり、明るい周囲光下で読むことのできる半透過反射型ディスプレイを形成することができる。
【０００３】
従来のバックライトＬＣＤは、一般的に、吸収偏光子を用い、光透過率は１０％未満である。従来の反射ＬＣＤも、吸収偏光子に基づくものであり、反射率は２５％未満である。これらのディスプレイの低透過率または反射率によって、ディスプレイの輝度が減少し、高電力消費となる。
【０００４】
反射偏光子は、これらのディスプレイおよびその他の用途に用いるために開発されている。反射偏光子は、一偏光を有する光を優先的に反射し、反対または直交する偏光子の光を透過する。反射光は再利用でき、高比率の光を偏光に変換するため、光をより多く透過させることができる。反射偏光子は、比較的大量の光を吸収することなく透過および反射するのが好ましい。反射偏光子は、所望の範囲の波長の透過偏光子の吸収が１０％以下であるのが好ましい。大半のＬＣＤは、広い波長範囲で操作されるため、一般的に、反射偏光子も広い波長範囲で操作されなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、これらおよびその他の用途に用いる光学体を作製する組成物および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、コレステリック液晶組成物を形成する工程と、コレステリック液晶組成物を基板に付着する工程と、コレステリック液晶組成物に少なくとも８０％の固体が残るようにコレステリック液晶組成物を約９０℃またはそれ以下の温度で初期乾燥する工程とを含むコレステリック液晶層の製造方法を提供する。他の実施形態において、初期乾燥は６０℃またはそれ以下で行われる。更なる実施形態において、初期乾燥は３０℃またはそれ以下で行われる。
【０００７】
本発明の他の実施形態は、コレステリック液晶組成物を形成する工程と、コレステリック液晶組成物を基板に付着する工程と、コレステリック液晶組成物の表面に気流を僅かに与えるかもしくは与えない条件下でなされる、コレステリック液晶組成物を約９０℃またはそれ以下の温度で初期乾燥する工程とを含むコレステリック液晶層の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明の更なる実施形態は、少なくとも１種類のコレステリック液晶材料と、１，３−ジオキソランとを含むコレステリック液晶組成物をさらに提供する。本発明の他の実施形態には、少なくとも１種類のコレステリック液晶前駆体と、１，３−ジオキソランと、少なくとも１種類の他の溶剤とを含む。
【０００９】
以下、添付の図面に関連して本発明の様々な実施形態を詳細に説明するが、これらの説明を鑑みることによって本発明をより完全に理解できるであろう。
【００１０】
また、本発明は様々な修正および変形形態に変更可能であるが、その特定例については、図面により例示されておりこれについて詳細に説明する。しかしながら、本発明をここに記載された特定の実施形態に限定するものではない。逆に、本発明の技術思想および範囲内に含まれる全ての修正、等価物および変形を含むものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明によるコレステリック液晶組成物は、通常、コレステリック液晶材料と、少なくとも１種類の溶剤とを含む。コレステリック液晶組成物はまた、開始剤、停止剤、硬化剤、架橋剤、オゾン化防止剤、酸化防止剤、可塑剤、阻害剤、安定剤ならびに紫外、赤外または可視光吸収染料および顔料として機能する化合物を含有していてもよい。
【００１２】
コレステリック液晶材料は、通常、キラル分子または部分、またはキラルおよびアキラル分子の混合物を含み、モノマー、ポリマーまたはオリゴマーとすることができる。コレステリック液晶材料は、１種類またはそれ以上のコレステリック液晶化合物（コレステリック液晶ポリマーを含む）、１種類またはそれ以上のコレステリック液晶前駆体（コレステリック液晶化合物を形成するのに用いることができる）またはこれらの組み合わせを含むことができる。コレステリック液晶化合物は、通常、性質がキラルの（対称面を持たない）少なくとも１つの分子単位と、性質がメソゲンの（液晶相を示す）少なくとも１つの分子単位とを含む。コレステリック液晶化合物はまた、キラルネマティック液晶化合物とも呼ばれる。コレステリック液晶化合物は、液晶の分子および光導波器（平均局所分子配列の方向における単位ベクトル）は、導波器に垂直な次元（螺旋軸）に沿って螺旋状に回転するコレステリック液晶相を形成することができる。
【００１３】
コレステリック液晶層のピッチは、導波器またはメソゲンを３６０°回転させるのに要する距離（導波器に垂直な方向に）である。この距離は通常、２５０〜６００ｎｍ以上である。コレステリック液晶層のピッチは、一般的に、様々な比率で、少なくとも１種類のキラル化合物（例えば、コレステリック液晶化合物）をその他の化合物、一般的にはネマティック液晶化合物と混合または別法によれば組み合わせ（例えば、共重合）することにより変更することができる。かかる場合、ピッチは、コレステリック液晶組成物中のキラル化合物のモル濃度または重量による相対比に応じて異なる。ピッチは、通常、当該の光の波長で選択される。導波器の螺旋の捻りによって、誘電体テンソルにおける空間的な周期変化となり、光の波長選択性反射を誘発する。例えば、選択性反射が、光の可視、紫外または赤外波長またはこれらの組み合わせで生じるように、ピッチを選択することができる。
【００１４】
コレステリック液晶ポリマーを含むコレステリック液晶化合物および前駆体は、一般的に知られており、当業者に知られた任意のコレステリック液晶化合物または前駆体を本発明では用いることができる。好適なコレステリック液晶化合物および前駆体としては、米国特許第４，２９３，４３５号明細書、同第５，３３２，５２２号明細書、同第５，８８６，２４２号明細書、同第５，８４７，０６８号明細書、同第５，７８０，６２９号明細書、同第５，７４４，０５７号明細書および同第６，３０９，５６１号明細書に記載されたものが例示される。しかしながら、そこに開示されていないその他のコレステリック液晶化合物および前駆体も本発明においては有用である。
【００１５】
通常、コレステリック液晶化合物または前駆体は、少なくとも一部は、最終的に用いられる特定の用途または光学体に基づいて選択される。コレステリック液晶化合物または前駆体の選択に考慮される特性としては、これらに限られるものではないが、屈折率、ピッチ、処理性、明瞭性、当該の波長領域における低吸収、その他の成分（例えば、ネマティック液晶化合物）との相容性、製造の容易性、コレステリック液晶化合物、前駆体またはモノマーのコレステリック液晶ポリマーを形成する利用可能性、レオロジー、硬化方法および要件、溶剤除去の容易性、物理および化学特性（例えば、可撓性、引張り強度、耐溶剤性、耐引っ掻き性および相転移温度）および精製の容易性が例示される。
【００１６】
コレステリック液晶ポリマーであるコレステリック液晶化合物は、一般的に、キラル分子またはメソゲン基を含むキラルおよびアキラル分子（モノマーを含む）の混合物を用いて形成される。メソゲン基は、通常、剛性ロッド状またはディスク状分子、または液晶の成分である分子の一部である。メソゲン基としては、これらに限られるものではないが、パラ置換ベンゼン環のようなパラ置換環状基が例示される。これらのメソゲン基は、任意で、スペーサを通してポリマー骨格にボンドされる。スペーサは、例えば、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、アルキン、エステル、アルキレン、アルカン、エーテル、チオエーテル、チオエステルおよびアミド官能基を有する官能基を含有することができる。
【００１７】
好適なコレステリック液晶ポリマーとしては、これらに限られるものではないが、任意で剛性または可撓性コモノマーにより分離されているメソゲン基を含むキラルまたはアキラルポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリシロキサンまたはポリエステルイミド骨格を有するポリマーが挙げられる。その他の好適なコレステリック液晶ポリマーとしては、キラルおよびアキラルメソゲン側鎖基を備えたポリマー骨格（例えば、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリシロキサン、ポリオレフィンまたはポリマロネート骨格）を有しているものが例示される。側鎖基は、任意で、アルキレンまたは酸化アルキレンスペーサのようなスペーサにより骨格から分離して可撓性を提供することができる。
【００１８】
本発明によるコレステリック液晶組成物はまた少なくとも１種類の溶剤を含む。１種類以上の溶剤の混合物を含有するコレステリック液晶組成物もまた本発明によるものである。場合によっては、コレステリック液晶化合物、コレステリック液晶前駆体または処理助剤のうち１種類以上も溶剤として作用可能である。１種類以上の溶剤または本発明の組成物中において溶剤として機能するその他の化合物は、通常、処理中に組成物から排除される。例えば、組成物を乾燥して溶剤を蒸発させるかもしくは溶剤の一部を反応させる（溶媒和液晶モノマーを反応させて液晶ポリマーを形成する）ことにより排除することができる。
【００１９】
本発明の一実施形態において、コレステリック液晶組成物は１，３−ジオキソランを含む。これらの組成物において、１，３−ジオキソランは溶剤として機能する。１，３−ジオキソラン、ＣＡＳ番号６４６−０６−０は７６０ｍｍＨｇで沸点が７５．６℃であり、２０℃での蒸気圧が８２ｍｍＨｇである。１，３−ジオキソランは、１，３−ジオキサシクロペンタン、１，３−ジオキソラン、ジオキソラン、ホルマルグリコール、グリコールホルマルおよびグリコールメチレンエーテルをはじめとして数多くの別名がある。化学構造を以下に示す。
【化１】
2007502911.tif 000002
【００２０】
１，３−ジオキソランは、エチレングリコールとホルムアルデヒドの環状反応生成物であり、状態に応じてエーテルまたはアセタールに特有の挙動を示す。１，３−ジオキソランは、本発明のコレステリック液晶組成物に用いられるコレステリック液晶化合物または前駆体を溶解する能力により、一部、本発明のコレステリック液晶組成物における溶剤として有用である。液晶モノマーのような多くのコレステリック液晶前駆体は、伸張した芳香環構造を有しており、一般的な有機溶媒においては溶解度が非常に低い。
【００２１】
本発明によるコレステリック液晶組成物はまた溶剤として作用するその他の溶剤または化合物を含んでいてもよい。本発明の一実施形態においては、２種類の異なる溶剤をコレステリック液晶組成物に用いる。かかる実施形態において、コレステリック液晶組成物のその他の成分をある程度溶解する能力に基づいて１種類の溶剤を選択してもよく、コレステリック液晶組成物の乾燥特性および処理に影響するその他の溶剤を用いてもよい。他の実施形態においては、３種類以上の溶剤を用いてもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態において、本発明のコレステリック液晶組成物は１，３−ジオキソランと第２の溶剤とを含む。本発明の一実施形態において、第２の溶剤は１，３−ジオキソランよりも遅い蒸発速度を有している。蒸発速度の遅い第２の溶剤を、１，３−ジオキソランと組み合わせて用いて乾燥速度を遅くすることができる。第２の溶剤として用いることのできる溶剤としては、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジメチルカーボネート、エチレングリコールジメチルエーテル、シクロプロパノン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンおよびこれらの組み合わせが例示できる。本発明の他の実施形態において、本発明のコレステリック液晶組成物は１，３−ジオキソラン、シクロヘキサノン、シクロプロパノン、メチルエチルケトンまたはこれらの組み合わせを含む。
【００２３】
１，３−ジオキソランおよびシクロヘキサノンのような第２の溶剤を含む本発明の一実施形態において、通常、第２の溶剤は、１，３−ジオキソランより（重量基準で）少ない。本発明の一実施形態において、シクロヘキサノン（またはその他第２の溶剤）の量は、１，３−ジオキソランおよび第２の溶剤の総量（重量基準）の約５０％未満である。本発明の他の実施形態において、シクロヘキサノン（またはその他第２の溶剤）の量は、１，３−ジオキソランおよび第２の溶剤の総量（重量基準）の約２５％未満である。本発明のさらに他の実施形態において、シクロヘキサノン（またはその他第２の溶剤）の量は、１，３−ジオキソランおよび第２の溶剤の総量（重量基準）の約１５％未満である。
【００２４】
第２の溶剤の使用量は、通常、少なくとも一部が、用いる処理条件下でコレステリック液晶組成物から蒸発するのに要する時間に基づいて決められる。シクロヘキサノンを用いる特定の一実施例において、シクロヘキサノンの所望量は、有利なコントラスト比または配列を与える所望量のシクロヘキサノンによる性能データから決める。第２の溶剤の使用量は、乾燥時間とアニール時間の間の兼ね合いに基づいている。
【００２５】
本発明によるコレステリック液晶組成物はまた、組成物のモノマーまたはその他の低分子量化合物の重合または架橋を開始する機能を果たす重合開始剤も含むことができる。好適な重合開始剤としては、重合または架橋を開始および伝搬させる遊離基を生成することのできる化合物が挙げられる。遊離基開始剤は、これらに限られるものではないが、安定性または半減期をはじめとする数多くの因子に基づいて選択することができる。遊離基開始剤は、コレステリック液晶層に、吸収その他により色を追加しないのが好ましい。
【００２６】
遊離基開始剤は、一般的に、熱遊離基開始剤か光開始剤のいずれかである。熱分解により遊離基を生成する熱遊離基開始剤としては、例えば、過酸化物、過硫酸塩またはアゾニトリル化合物が挙げられる。光開始剤は、電磁放射線または粒子照射により活性化することができる。好適な光開始剤としては、これらに限られるものではないが、オニウム塩光開始剤、有機金属光開始剤、カチオン性金属塩光開始剤、光分解性オルガノシラン、潜在性スルホン酸、ホスフィンオキシド、シクロヘキシルフェニルケトン、アミン置換アセトフェノンおよびベンゾフェノンが例示される。通常、紫外線（ＵＶ）照射を用いて、光開始剤を活性化する。ただし、その他の光源または照射（ｅ−ビーム）を用いることができる。光開始剤は、光の特定の波長の吸収に基づいて選択することができる。
【００２７】
本発明によるコレステリック液晶組成物はまた、分散剤、停止剤、硬化剤、架橋剤、オゾン化防止剤、酸化防止剤、可塑剤、阻害剤、増稠剤やフィラーのような粘度調節剤、基板への付着後粒子間の接触密着性を改善する機能を有する凝集剤、ならびに紫外、赤外または可視光吸収染料および顔料として機能する化合物をさらに含んでいてもよい。
【００２８】
本発明のコレステリック液晶組成物からコレステリック液晶層を形成する当業者に知られた任意の方法を利用することができる。さらに、コレステリック液晶層を形成する既存の方法を改善および変更して、本発明のコレステリック液晶組成物からコレステリック液晶層を形成することができる。後述する方法は、本発明によるコレステリック液晶層を形成するのに利用できる方法および技術の例である。
【００２９】
コレステリック液晶層を形成する一つの方法は、コレステリック液晶組成物を基板表面に適用するものである。コレステリック液晶組成物は、これらに限られるものではないが、コーティングおよびスプレーをはじめとする数多くのやり方で表面に適用することができる。あるいは、基板の表面は、コレステリック液晶層でコートする前に配向させることができる。基板は、例えば、延伸技術、レーヨンまたはその他の布を用いたラビングにより、または離液配列を用いて配向させることができる（米国特許第６，３９５，３５４号明細書）。光配列基板は、米国特許第４，９７４，９４１号明細書、同第５，０３２，００９号明細書、同第５，３８９，６９８号明細書、同第５，６０２，６６１号明細書、同第５，８３８，４０７号明細書および同第５，９５８，２９３号明細書に記載されている。
【００３０】
コーティング後、コレステリック液晶組成物を液晶層に変換する。通常、このプロセスには、組成物を乾燥して、乾燥した組成物をアニールするものである。あるいは、乾燥とアニールを略同時に行うこともできる。コレステリック液晶層の形成は、溶剤の蒸発、コレステリック液晶組成物の架橋、例えば、熱、放射線（例えば、化学放射線）、光（例えば、紫外、可視または赤外光）、電子ビームまたはこれらまたは同様の技術の組み合わせを用いたコレステリック液晶組成物のアニールまたは硬化（例えば、重合）をはじめとする様々な技術により行うことができる。
【００３１】
液晶層を形成するプロセスの一例としては、コレステリック液晶組成物を配列基板に付着するものが挙げられる。付着後、コレステリック液晶組成物を、液晶相に対して、組成物のガラス転移温度より高く加熱する。組成物をガラス転移温度より低く冷却すると、組成物が液晶相に残る。
【００３２】
液晶層の他の形成プロセスは、液晶配列表面を提供する基板上にコレステリック液晶組成物を付着し、組成物を乾燥およびアニールして溶剤を除去することによりオリゴマー液晶を配列するものである。
【００３３】
コレステリック液晶層を形成するための更に他のプロセスは、温度を下げてコレステリック液晶組成物を初期乾燥するものである。本明細書において、コレステリック液晶組成物の「初期乾燥」とは、残存パーセント固体（％固体）か、残存パーセント残渣溶剤（％残渣溶剤）のいずれかがあるレベルになるまで乾燥することである。パーセント固体およびパーセント残渣溶剤は以下のようにして計算することができる。
％固体＝固体の重量／（溶剤の重量＋固体の重量）*１００
％残渣溶剤＝（１０，０００／％固体）−１００
または
％残渣溶剤＝（溶剤の重量／固体の重量）*１００。
【００３４】
本発明の一実施形態において、初期乾燥コレステリック液晶組成物は、少なくとも約８０％の残存パーセント固体、または約２５％以下のパーセント残渣溶剤のものである。本発明の他の実施形態において、初期乾燥コレステリック液晶組成物は、少なくとも約９０％の残存パーセント固体、または約１１％以下のパーセント残渣溶剤のものである。
【００３５】
本発明の一実施形態において、コレステリック液晶組成物は約９０℃またはそれ以下の温度で初期乾燥する。本発明の他の実施形態において、コレステリック液晶組成物は約６０℃またはそれ以下の温度で初期乾燥する。本発明のさらに他の実施形態において、コレステリック液晶組成物は約３０℃またはそれ以下の温度で初期乾燥する。
【００３６】
９０℃またはそれ以下の温度でのコレステリック液晶組成物の初期乾燥の結果、必要なことではないが、これにより形成されたコレステリック液晶フィルムに所望の効果が得られる。９０℃またはそれ以下の温度でコレステリック液晶組成物を初期乾燥すると、液晶ポリマーまたはモノマーが配列する速度が増大し、溶剤が蒸発する速度が減少するものと考えられる。９０℃またはそれ以下の温度での初期乾燥によって、コーティングの粘度が低いときに蒸発プロセス中に生じるコーティングの破壊が減じるものと考えられる。かかる破壊は、これらの破壊により生じる損傷を修正するためのアニール中余分な時間がかかるため望ましくない。従って、破壊が生じない場合には、かかる損傷を修正する時間が必要ないため効率的にアニール時間が減じる。コーティングが高粘度に達すると、これらの破壊は生じ難くなるため、かかる所望の効果を得るには９０℃またはそれ以下での初期乾燥で十分である。
【００３７】
通常、乾燥温度が低いと、コレステリック液晶層に所望の効果が得られやすくなる。また、乾燥温度が低ければ低いほど、コレステリック液晶層を乾燥するのに要する時間が長くなる。用いる溶剤に応じて、乾燥温度が低くなるにつれて、層は全く乾燥しなくなったり、極端に長い乾燥時間が必要となる。従って、本発明の一実施形態において、用いる初期乾燥温度は、低温初期乾燥の望ましいプラスの効果と、低温で層を乾燥するのに要する時間とを兼ね合わせた結果である。
【００３８】
コレステリック液晶組成物を乾燥する他の方法は、気流を減少させた乾燥技術を用いるものである。より具体的には、乾燥技術は、コレステリック液晶組成物コーティングの表面で気流を僅かに与えるかもしくは与えない条件下でコレステリック液晶組成物を乾燥するものである。一実施形態において、これらの条件は、乾燥中のコレステリック液晶組成物の気／液界面近傍での境界層効果および相変化の制御を改善する。
【００３９】
気流を僅かに与えるかもしくは与えない条件下での方法には、米国特許第５，５８１，９０５号明細書、同第５，６９４，７０１号明細書および同第６，１３４，８０８号明細書に記載されているものが挙げられる。さらに、気流を僅かに与えるかもしくは与えないこれらおよび同様の革新される乾燥技術も、本発明の方法に用いることができるものと考えられる。
【００４０】
本発明の一実施形態において、凝縮領域を含む装置を用いてコレステリック液晶組成物を乾燥する。かかる装置は、通常、コーティング表面の上に小さな制御された環境ギャップを形成する。この装置は、たいていの乾燥方法で一般的に用いられている適用ガス対流を用いることなく、コレステリック液晶組成物から溶剤を除去する。適用ガス対流なしで乾燥すると、対流加熱に関連した気流により生じる欠陥を減少するものと考えられる。かかる欠陥が形成されない場合には、コレステリック液晶組成物は、欠陥を再編成する必要がないため早くアニールできる。
【００４１】
コレステリック液晶組成物コーティングの表面で気流を僅かに与えるかもしくは与えない条件下でコレステリック液晶組成物を乾燥するのに用いることのできる装置の一例を図１に示す。装置１００は、溶剤をコレステリック液晶コーティング１０６から蒸発し、それを凝縮領域１０２で集める機能を果たす。コレステリック液晶コーティング１０６は、通常、基板１０４上にコートされる。基板１０４は、ウェブ（図１には図示せず）上に配置することができるが、その必要はない。
【００４２】
凝縮領域１０２およびコレステリック液晶コーティング１０６は、通常、互いに相対的に動く。これは、かかる相対的な動きができる構成によりなされる。例えば、コレステリック液晶コーティング１０６とその基板１０４を動かすこと、凝縮領域１０２を動かすこと、またはこれらの組み合わせとすることができる。
【００４３】
凝縮領域１０２はまた、コレステリック液晶コーティング１０６と基板１０４よりも低い温度とすることもできる。この相対的な温度差によって、コレステリック液晶組成物中の溶剤を組成物から蒸発させて、凝縮領域１０２で凝縮することができる。
【００４４】
図２に示すように、凝縮領域１０２は、上方、コレステリック液晶組成物１０６の近傍に配置される。凝縮領域１０２およびコレステリック液晶組成物１０６の配列によって、コレステリック液晶組成物１０６の上に小さな実質的に平らなギャップ１０８が形成される。一実施形態において、ギャップ１０８は、約２０センチメートル（ｃｍ）以下の距離に及ぶ。他の実施形態において、ギャップ１０８は約１０ｃｍ以下であり、更に他の実施形態においては、ギャップ１１０は約５ｃｍ以下である。
【００４５】
ギャップ１０８により形成された制御された環境によって、コレステリック液晶組成物１０６の表面に僅かの気流が与えられるか、さもなければ与えられない。僅かの気流または気流のないことは、コレステリック液晶組成物のアニールを補助するものと考えられ、これによって、良好に配列されたコレステリック液晶フィルムとなり、短い期間で同じように配列されたコレステリック液晶フィルムが形成されたり、これらの組み合わせが得られる。
【００４６】
溶剤がコレステリック液晶組成物１０６から蒸発するにつれて、ギャップ１０８を跨いで移動し、凝縮領域１０２で凝縮し、何らかのやり方で凝縮領域１０２から集められる、または除去される。図３に、凝縮領域１０２から溶剤を集める、または除去する一つの方法を示す。本実施例においては、凝縮領域１０２は、凝縮した溶剤を端部プレート１１５（図２に図示）に移動する毛管作用を利用する開渠または溝１１４を横切っている。端部プレート１１５から滴下する溶剤を集めることができる。
【００４７】
図４および図５に、本発明の乾燥工程に用いる装置の他の例を示す。この装置１１０は、図１および図２に関して上述したのと同じコンポーネントを含むが、加熱領域１１２も含む。加熱領域１１２は、基板１０４のコートされていない側に位置している。加熱領域１１２は、基板１０４（および基板１０４の下にある構造）から熱を移動して、溶剤がコレステリック液晶組成物１０６から蒸発するのを補助する。
【００４８】
本発明の他の実施形態において、気流を僅かに与えるかもしくは与えないシュラウドを乾燥技術として用いることができる。シュラウドの一例を図６に示す。図６は、コレステリック液晶組成物からコレステリック液晶フィルムを形成する処理システムの部分６００を示す。図６において、コレステリック液晶組成物は、最初、容器６０２に含まれており、コータ６０３に供給される。コータ６０３は、基板６０４上にコレステリック液晶組成物のコーティング６０６を形成する。コーティング６０６を基板６０４上に付着した後、可動システムの一部である基板６０４がコーティング６０６をシュラウド６０５へ搬送する。コーティング６０６がシュラウド６０５を通過した後、その他の処理工程を実施することができる。かかるその他の工程としては、これらに限られるものではないが、オーブン、照射およびその他処理が例示される。
【００４９】
シュラウド６０５は、通常、コータ６０３がコーティング６０６を形成した後、処理システムに配置される。本発明の一実施形態において、シュラウド６０５は、コーティング６０６が基板６０４に適用された直後に配置される。シュラウド６０５は、通常、コーティング６０６を搬送する基板６０４表面の上、下および／または側部に配置された構造と説明することができる。一実施形態において、シュラウド６０５は、基板６０４とコーティング６０６の全表面を囲む構造を含む。シュラウド６０５は、通常、熱素子を含まず、シュラウド体積内で温度を積極的に制御するものではない。
【００５０】
シュラウド６０５は、コーティング６０６の周囲に僅かの気流を与えるかもしくは与えない機能を果たす。コーティング６０６周囲の気流の量は、少なくとも一部は、シュラウド６０５のコーティング６０６、基板６０４の下部表面、またはその両方からの距離により制御することができる。一実施形態において、シュラウド６０５の内部表面は、コーティング６０６、基板６０４の下部表面またはその両方から約２０ｃｍ以下離れている。他の実施形態において、その距離は約１０ｃｍ以下であり、更に他の実施形態においては、約５ｃｍ以下である。更に他の実施形態において、シュラウド６０５の内部表面は、処理システムの機能を妨げたり、コーティング６０６を妨害することなく、コーティング６０６、基板６０４の下部表面、またはその両方にできる限り近い。
【００５１】
コレステリック液晶組成物を本発明に従って乾燥した後、当業者により通常用いられている更なる処理工程を実施することができる。
【００５２】
なお、本明細書を読むことにより、当業者であれば、１，３−ジオキソランのみの使用、１，３−ジオキソランをその他の溶剤と組み合わせて用いること、初期乾燥温度のみを減少させること、または僅かの気流を与えるかもしくは与えない乾燥技術の事実上全ての組み合わせを利用できることが、分かるはずである。
【００５３】
コレステリック液晶組成物を、光波長の特定の帯域にわたって、一方の円偏波（すなわち、左または右の円偏光）の光を実質的に反射し、他方の円偏波（すなわち、左または右の円偏光）の光を実質的に透過するコレステリック液晶層へ形成することができる。この特徴は、コレステリック液晶材料の導波器に法線で入射する光を反射または透過することを示している。他の角度に向いた光は、一般的に、コレステリック液晶材料に楕円偏光され、ブラッグ反射ピークは、一般的に、軸上波長から青色シフトする。コレステリック液晶材料は、通常、以下に示す通り、法線入射光に関して特徴を有するが、これらの材料の応答は、公知の技術を用いて、法線でない入射光についても判断することができるものと考えられる。
【００５４】
コレステリック液晶層は、単体で、または、例えば、反射偏光子のような光学体を形成するその他の層または装置と組み合わせて用いることができる。コレステリック液晶偏光子は、あるタイプの反射偏光子で用いられる。コレステリック液晶偏光子のピッチは、多層反射偏光子の光学層厚さと同様である。ピッチおよび光学層の厚さが、コレステリック液晶偏光子および多層反射偏光子の中心波長をそれぞれ決める。コレステリック液晶偏光子の回転導波器は、多層反射偏光子において同じ光学層厚さを有する多層を用いるのと同様の光学繰り返し単位を形成する。
【００５５】
中心波長λ0およびコレステリック液晶層により反射される光のスペクトル帯域幅Δλは、コレステリック液晶のピッチｐに応じて異なる。中心波長λ0の近似値は次の通りである。
λ0＝０．５（ｎ0＋ｎe）ｐ。
式中、ｎ0およびｎeは、液晶の導波器に平行に偏光された光（ｎe）および液晶の導波器に垂直に偏光された光（ｎ0）のコレステリック液晶の屈折率である。スペクトル帯域幅Δλの近似値は次の通りである。
Δλ＝２λ0（ｎe-ｎo）／（ｎe＋ｎo）＝ｐ（ｎe-ｎo）。
【００５６】
コレステリック液晶偏光子は、それぞれ別個の基板上に、異なるピッチで配置された２枚の形成済みのコレステリック液晶層（例えば、キラルおよびネマティック液晶化合物またはモノマーの重量比の異なる、異なる組成を有する層）をラミネートまたはその他スタックすることにより形成することができる。これらの２枚の層を加熱して、層間の液晶材料を拡散させる。２層の間の材料の拡散によって、２層の個々のピッチ間の範囲にわたって異なる層のピッチが得られる。コレステリック液晶偏光子を形成する他の方法は、例えば、米国特許出願第０９／７９０，８３２号明細書、同第０９／７９１，１５７号明細書および同第０９／９５７，７２４号明細書に記載されている。
【００５７】
コレステリック液晶光学体は、様々な光ディスプレイおよび透過（バックライト）、反射および半透過反射型ディプレイをはじめとするその他用途に用いることができる。例えば、図７に、ディスプレイ媒体４０２、バックライト４０４、前述のコレステリック液晶反射偏光子４０８、および任意のリフレクタ４０６を含む一例のバックライトディスプレイシステム４００の概略断面図を示す。ディスプレイシステムは、任意で、コレステリック液晶反射偏光子の一部、または液晶反射偏光子から長線偏光まで円偏波を変換する別個のコンポーネントとして波長板を含む。目視者は、バックライト４０４とは反対のディスプレイ装置４０２の側部にいる。
【００５８】
ディスプレイ媒体４０２は、バックライト４０４から放出される光を透過することにより目視者に情報または画像を表示する。ディスプレイ媒体４０２の一例は、一つの偏光状態の光のみを透過する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。
【００５９】
ディスプレイシステム４００を見るのに用いる光を供給するバックライト４０４としては、例えば、光源４１６および光導体４１８が挙げられるが、その他のバックライトシステムを用いることもできる。図７に示した光導体４１８は、通常、矩形断面を有しているが、バックライトは任意の形状の光導体を用いることができる。例えば、光導体４１８は、楔形、チャネル、擬似楔形導体等とすることができる。主に考慮すべき事項は、光導体４１８が、光源４１６からの光を受信でき、その光を放出できるかということである。その結果、光４１８は、バックリフレクタ（例えば、任意のリフレクタ４０６）、抽出機構および所望の機能を達成するためのその他コンポーネントを含むことができる。
【００６０】
反射偏光子４０８は、上述した通り、少なくとも１つのコレステリック液晶光学体を含む光学フィルムである。反射偏光子４０８を提供すると、光導体４１８から出た１つの偏光状態の光を実質的に透過して、光導体４１８から出た異なる偏光状態の光を実質的に反射する。
【００６１】
図８は、反射型液晶ディスプレイ５００のあるタイプの概略図である。この反射型液晶ディスプレイ５００は、ディスプレイ媒体５０８、コレステリック液晶反射偏光鏡５０４、吸収性バッキング５０６および吸収性偏光子５０２を含む。液晶ディスプレイ５００は、任意で、コレステリック液晶反射偏光子５０４の一部として、または液晶装置から適切な偏光へ混合偏光を変換する別個のコンポーネントとして波長板を含む。
【００６２】
液晶ディスプレイ５００は、まず、光５１０を偏光する吸収性偏光子５０２として機能する。偏光は、ディスプレイ媒体５０８を移動して、そこで、光の円偏波コンポーネントの１つがコレステリック液晶反射偏光鏡５０４で反射されて、ディスプレイ媒体５０８および吸収性偏光子５０２を通って戻る。他の円偏波コンポーネントは、コレステリック液晶反射偏光子５０４を通過して、バッキング５０６に吸収される。この反射液晶ディスプレイ５００の反射偏光子５０４は、上述した通り、１つのコレステリック液晶光学体を含む。コレステリック液晶光学体の具体的な選択は、例えば、コスト、サイズ、厚さ、材料および当該の波長範囲のような因子に応じて異なる。
【００６３】
図９は、半透過反射型液晶ディスプレイ６００のあるタイプの概略図である。この半透過反射型液晶ディスプレイ６００は、相遅滞ディスプレイ媒体６０８、部分鏡６０３、コレステリック液晶反射偏光鏡６０４、バックライト６０６および吸収性偏光子６０２を含む。液晶ディスプレイは、任意で、コレステリック液晶反射偏光子６０４の一部として、または液晶装置から適切な偏光へ混合偏光を変換する別個のコンポーネントとして波長板を含む。反射モードにおいて、明るい周囲光６１０は、吸収性偏光子６０２により偏光され、ディスプレイ媒体６０８を移動して、部分鏡６０３に反射し、ディスプレイ媒体６０８および吸収性偏光子６０２へ戻る。周囲光が少ない状況においては、バックライト６０６が動作して、適切な偏光をディスプレイに与えるよう適合された光が選択的にコレステリック偏光子６０４を通過する。利き手の逆の光が反射して戻り、再利用され、コレステリック偏光子６０４を選択的に通過して、バックライトの輝度を効率的に増大する。この反射型液晶ディスプレイ６００の反射偏光子は、上述した通り、１つのコレステリック液晶光学体を含む。コレステリック液晶光学体の具体的な選択は、例えば、コスト、サイズ、厚さ、材料および当該の波長範囲のような因子に応じて異なる。
【００６４】
コレステリック液晶光学体は、液晶ディスプレイに対してその他の特性を向上または提供する様々なその他のコンポーネントおよびフィルムと共に用いることができる。かかるコンポーネントおよびフィルムとしては、例えば、輝度向上フィルム、四分の一波長板やフィルムをはじめとする遅滞板、多層または連続／分配相反射偏光子、金属化背面リフレクタ、プリズム背面リフレクタ、拡散反射背面リフレクタ、多層誘電体背面リフレクタおよびホログラフィー背面リフレクタが挙げられる。
【００６５】
以下の実施例の化学薬品は全て、特に断りのない限り、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ社（Ａｌｄｒｉｃｈ，  Ｉｎｃ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）より入手可能である。
【実施例】
【００６６】
実施例１
様々なモノマーの１，３−ジオキソランおよびその他溶剤における溶解度の比較
４−（２−アクリロイルオキシ−エトキシ）−安息香酸４’−シアノ−ビフェニル−４−イルエステルは、下記の構造のコレステリック液晶モノマーであり、欧州特許出願公開第８３４７５４号明細書に記載された通りにして調製することができる。
【００６７】
【化２】
2007502911.tif 000003
【００６８】
４−（２−アクリロイルオキシ−エトキシ）−安息香酸４’−シアノ−ビフェニル−４−イルを熱（沸騰）テトラヒドロフランおよび熱１，３−ジオキソランに溶解した。モノマーの２０％のみがテトラヒドロフランに溶解し、４０％は１，３−ジオキソランに溶解した。これにより、４−（２−アクリロイルオキシ−エトキシ）−安息香酸４’−シアノ−ビフェニル−４−イルエステルに代表されるコレステリック液晶モノマーが、テトラヒドロフランよりも１，３−ジオキソランにより可溶であることが分かる。
【００６９】
実施例２
乾燥温度を制御するためのその他の溶剤の添加
第１表に示す成分を混合溶解して溶液Ａを作成した。
【００７０】
【表１】
2007502911.tif 000004
【００７１】
溶液Ａを窒素でパージして、約１８時間約６０℃で加熱して、アクリレートの重合を開始した。溶液Ａを用いて下記の第２表に示す溶液ＢおよびＣを作成した。
【００７２】
【表２】
2007502911.tif 000005
【００７３】
溶液ＢおよびＣを、約２．５マイクロメートルの乾燥厚さまで１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムにコートした（湿潤時の膜厚は約１２〜１５μｍに等しい）。コートしたＰＥＴフィルム（第３表に示す）を３０℃か９０℃のいずれかで１分間乾燥した。約４００ｎｍ〜約５００ｎｍのコーティングの平均反射を、ラムダ（Ｌａｍｂｄａ）９００分光光度計（カリフォルニア州サンタクララのパーキンエルマー（Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ，Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，ＣＡ））を用いて測定した。コーティングを１２０℃で約５分間アニールした。コーティングの選択的な反射領域における透過スペクトルを、１／４波長フィルムに対して４５度に配向されたグラン−トーマス（Ｇｌａｎ−Ｔｈｏｍａｓ）偏光子を用いて測定した。選択的な反射によって、その波長領域における透過が減少する。偏光子を配向して、最低透過率（光吸率）を与え、スペクトルを記録した。得られた吸光測定を約６９０ナノメートル（ｎｍ）〜約５８０ｎｍで平均し、下記の第３表に示す。
【００７４】
【表３】
2007502911.tif 000006
【００７５】
異なる乾燥温度で同じ溶液を比較すると、低温で乾燥すると、乾燥後反射率値の低いコレステリック液晶フィルムが得られるということが分かる。低反射率値は、通常、フィルムがあまり濁っておらず、欠陥が少ないため、液晶のアニール時間が減るということを示唆している。アニール時間が短くなると、コレステリック液晶組成物を処理するのに非常に有利である。短いアニール時間だとまた、通常、フィルムの吸光率が改善（減少した値）する、すなわち、吸光率測定で示されるように、フィルムがより良好な偏光子となるということも示唆している。
【００７６】
第３表の結果によればまた、本実施例においてはシクロヘキサノンである、溶液Ｂの一部としての第２の溶剤の添加による差も示されている。溶液Ｂを溶液Ｃの測定値を３０℃と９０℃の両方でそれぞれ比較すると、シクロヘキサノンの添加によりまた、溶液Ｂに存在していた初期の欠陥が減じる（低反射率値により示される）ということが分かる。乾燥温度が低い場合と同様に、反射率値が低いということは、フィルムがあまり濁っておらず、欠陥が少ないため、同じく第３表に示すように、液晶のアニール時間が減り、吸光率も低くなるということを意味している。
【００７７】
上記の説明、実施例およびデータは、本発明の製造および組成物の使用の完全な説明を与えるものである。本発明の多くの実施形態が本発明の技術思想および範囲から逸脱することなく可能であるため、本発明は添付の特許請求の範囲により定められる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明方法の一実施形態に用いることのできる例示的乾燥装置の斜視図である。
【図２】図１の乾燥装置の断面図である。
【図３】図１の線分３−３に沿った断面図である。
【図４】本発明方法の一実施形態に用いることのできる他の例示的乾燥装置の斜視図である。
【図５】図４の乾燥装置の断面図である。
【図６】本発明方法の一実施形態に用いることのできる更に他の例示的乾燥装置の概略図である。
【図７】本発明による液晶ディスプレイの一実施形態の概略図である。
【図８】本発明による液晶ディスプレイの他の実施形態の概略図である。
【図９】本発明による液晶ディスプレイの更に他の実施形態の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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