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WO2018012469A1 - 波長選択性反射膜、光学フィルム、波長選択性反射膜の製造方法および画像表示装置 - Google Patents

波長選択性反射膜、光学フィルム、波長選択性反射膜の製造方法および画像表示装置 Download PDF

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WO2018012469A1
WO2018012469A1 PCT/JP2017/025179 JP2017025179W WO2018012469A1 WO 2018012469 A1 WO2018012469 A1 WO 2018012469A1 JP 2017025179 W JP2017025179 W JP 2017025179W WO 2018012469 A1 WO2018012469 A1 WO 2018012469A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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wavelength
film
liquid crystal
reflection
optical film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/025179
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English (en)
French (fr)
Inventor
匡広 渥美
二村　恵朗
齊藤　之人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2018527601A priority Critical patent/JP6723359B2/ja
Publication of WO2018012469A1 publication Critical patent/WO2018012469A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/26—Reflecting filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface

Definitions

  • the present invention relates to a wavelength selective reflection film that selectively reflects a specific wavelength and a method for manufacturing the same.
  • the present invention also relates to an optical film provided with a wavelength selective reflection film, and an image display device.
  • a head-up display (HUD) screen used in car navigation or the like is required to have both high external light transmittance and high reflectivity of a projected image.
  • the transmittance and reflectance of incident light are 1 (100%) in total in the simple half mirror regardless of the wavelength, it is possible to achieve both high transmittance of external light and high reflectance of the projected image. Have difficulty.
  • liquid crystal display devices such as liquid crystal display devices (hereinafter also referred to as LCDs) consume less power and are increasingly used as space-saving image display devices year by year.
  • the liquid crystal display device has a configuration in which a backlight (hereinafter also referred to as BL), a backlight side polarizing plate, a liquid crystal cell, a viewing side polarizing plate, and the like are provided in this order.
  • the reflective polarizer is an optical element that transmits only light oscillating in a specific polarization direction among light incident while oscillating in all directions, and reflects light oscillating in other polarization directions. This makes it possible to recycle the light that is reflected without being reflected by the reflective polarizer, thereby improving the light utilization efficiency in the LCD.
  • a structure in which layers formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase are laminated is known. Since the cholesteric liquid crystal phase exhibits circularly polarized light reflectivity at a wavelength corresponding to the helical pitch, it is possible to widen the reflection wavelength region by laminating a plurality of layers having different pitches.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-133003 discloses a reflective polarizing plate having a structure in which a ⁇ / 4 plate and a layer in which a cholesteric liquid crystal phase is fixed are laminated, and three or more cholesteric liquid crystal phases having different cholesteric liquid crystal phase pitches. A technique for improving the light utilization factor of BL by broadening the reflection wavelength region by using a fixed layer is described.
  • a rod-like liquid crystal compound is generally used as a cholesteric liquid crystal material, but it is also possible to align a discotic liquid crystal in a spiral shape.
  • a reflective function similar to that of a cholesteric liquid crystal phase using a rod-like liquid crystal compound can be provided.
  • Discotic liquid crystals having a spiral structure are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-81465 and 2015-194675.
  • the reflection wavelength band of the reflection polarizer that has been used to improve the light utilization rate of the conventional BL is that of the reflection polarizer of about three layers having different reflection center wavelengths.
  • the reflection wavelength band per layer is wide enough to reflect almost all visible light in the laminate, so that the reflection wavelength band is too wide to be applied to a HUD screen, and the transmittance of outside light is low. There was a problem that it could not be obtained sufficiently.
  • the narrower the reflection wavelength region of the wavelength selective reflection film the better the overall transmittance.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a wavelength-selective reflective film suitable for a reflective display device that performs image display using reflected light on a translucent screen such as a HUD, and a method for manufacturing the same.
  • Another object of the present invention is to provide an optical film and an image display device provided with a wavelength selective reflection film.
  • the first wavelength-selective reflective film of the present invention is a biaxially stretched film of an optical film in which a discotic liquid crystal compound is fixed in a cholesteric phase state, and the half-value width of the reflected wavelength region is 40 nm or less.
  • the second wavelength-selective reflective film of the present invention is a wavelength-selective reflective film in which a discotic liquid crystal compound is fixed in a cholesteric phase state, the half-value width of the reflected wavelength region is 40 nm or less, and the reflection center wavelength
  • the thickness direction retardation Rth at a wavelength of +100 nm is ⁇ 50 nm or more.
  • the first optical film of the present invention comprises the wavelength selective reflection film of the present invention and a ⁇ / 4 plate laminated on one surface of the wavelength selective reflection film.
  • the second optical film of the present invention is characterized by comprising a plurality of laminated films of the wavelength-selective reflecting films of the present invention having reflection wavelength regions having different reflection center wavelengths. At this time, a ⁇ / 4 plate laminated on one surface of the laminated film may be further provided.
  • the method for producing a wavelength selective reflection film of the present invention comprises forming an optical film in which a discotic liquid crystal compound is fixed in a cholesteric phase state, and biaxially stretching the optical film so that the half-value width of the reflection wavelength region is 40 nm or less. A certain wavelength-selective reflecting film is obtained.
  • a polymerizable liquid crystal composition containing a discotic liquid crystal compound is applied on a support to form a coating film, Curing the coating film after maintaining the coating film for a certain time at a temperature 1 to 15 ° C. lower than the transition temperature between the liquid crystal phase and the isotropic phase of the polymerizable liquid crystal composition to bring the discotic liquid crystal compound into a cholesteric phase state.
  • the biaxial stretching ratio is preferably 20% to 50%.
  • the image display device of the present invention projects a video onto a light-transmitting screen, the wavelength-selective reflective film of the present invention attached to the surface of the screen, and the screen with the wavelength-selective reflective film attached thereto.
  • a liquid crystal projection device is provided.
  • the wavelength-selective reflecting film of the present invention has a very narrow half-value width of 40 nm or less in the reflection wavelength region, and is therefore suitable for an embodiment that selectively reflects a narrow band wavelength such as HUD.
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • the “half width” of a peak means the width of the peak at a peak height of 1/2.
  • the reflection center wavelength and half-value width of the reflective polarizer can be measured with an integral reflectometer.
  • measurement is performed using a spectrophotometer V-550 connected to an integrating sphere device ILV-471 (both manufactured by JASCO Corporation) as an integrating reflectometer.
  • Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ) each represent in-plane retardation and thickness direction retardation at wavelength ⁇ .
  • Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ) are values measured at wavelength ⁇ in AxoScan (manufactured by Axometrics).
  • the in-plane retardation is a value measured by making light of wavelength ⁇ incident on the film from the normal direction of the film surface.
  • Thickness direction retardation Rth ( ⁇ ) ((Nx + Ny) / 2 ⁇ Nz) ⁇ d Is calculated.
  • Wavelength selective reflective film >> The wavelength selective reflection film of the present invention will be described.
  • the wavelength-selective reflective film of the present invention is a biaxially stretched film obtained by biaxially stretching an optical film in which a discotic liquid crystal compound is fixed in a cholesteric phase state.
  • "Reflected wavelength half width" is 40 nm or less. Preferably they are 20 nm or more and 40 nm or less. By setting it to 20 nm or more, it is preferable because no loss occurs in reflection without becoming narrower than the half width of the LED light source that can be used as a light source of incident light.
  • the optical film in which the discotic liquid crystal compound is fixed in the cholesteric phase state usually has a thickness direction retardation Rth of ⁇ 100 nm or less, but the thickness direction retardation Rth in the wavelength selective reflection film of the present invention is ⁇ It is 50 nm or more.
  • Rth is preferably larger than ⁇ 50 nm, and may take a positive value of 0 or more.
  • the relationship between the Rth and the half-value width of the reflection wavelength is not clear at the present time.
  • the Rth is simply an index as to whether or not stretching has been performed.
  • the wavelength-selective reflecting film of the present invention is a light having a wavelength band of a half-value width of 40 nm or less having a center wavelength of reflection corresponding to right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light according to the spiral direction of the cholesteric phase. To selectively reflect.
  • An optical film before stretching in which a discotic liquid crystal compound is fixed in a cholesteric phase corresponds to a reflective polarizer having wavelength selectivity in a conventional LCD.
  • the present inventors have found that the half-width of the reflection wavelength of this optical film is approximately 60 nm or more, but the half-width of the reflection wavelength can be reduced to 40 nm or less by biaxially stretching the optical film.
  • P is a helical pitch (film thickness at which the discotic liquid crystal compound (liquid crystal molecule) rotates once) in the cholesteric structure. Therefore, in principle, it is clear that the reflection wavelength region can be narrowed by reducing ⁇ n of the discotic liquid crystal compound. However, it has been difficult to obtain a small ⁇ n by molecular design or the like. The present inventors have found that the apparent ⁇ n can be reduced and the reflection wavelength half-value width ⁇ can be reduced by biaxially stretching an optical film in which the discotic liquid crystal compound is fixed in a cholesteric phase state. It was.
  • the present invention is characterized in that, by biaxially stretching an optical film in which a discotic liquid crystal compound is fixed in a cholesteric phase state, the reflection half width can be reduced, and 40 nm or less is realized.
  • the wavelength selective reflection film of the present invention is a biaxially stretched film of an optical film in which a discotic liquid crystal compound is fixed in a cholesteric phase state.
  • an optical film having a discotic liquid crystal compound fixed in a cholesteric phase has not been realized with a reflection half-value width of 40 nm or less.
  • the inventors have found that the wavelength band changes before and after the optical film is stretched, and also that the negative Rth changes to the positive side due to stretching.
  • An optical film in which the discotic liquid crystal compound before stretching is fixed in a cholesteric phase state generally shows Rth of ⁇ 100 nm or less, but when the optical film is stretched, Rth shifts to the positive side.
  • the relationship between the wavelength band of the wavelength selective reflection film and Rth is not clear at present.
  • the wavelength-selective reflecting film of the present invention reflects light having a reflection center wavelength determined according to the pitch of the cholesteric phase and the refractive index of the discotic liquid crystal compound and the wavelength band in the vicinity of right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light. Can do.
  • the wavelength giving the peak of reflectivity (ie, the reflection center wavelength) can be adjusted by changing the pitch or refractive index of the cholesteric phase helical structure, but changing the pitch can be done by changing the amount of chiral agent added. It can be easily adjusted. Specifically, Fujifilm research report No. 50 (2005) p. There is a detailed description in 60-63.
  • the reflection center wavelength of the wavelength selective reflection film is shifted to the shorter wavelength side than the reflection center wavelength of the optical film before biaxial stretching. Therefore, it is necessary to set the composition of the polymerizable liquid crystal compound for forming an optical film in consideration of the shift amount of the reflection center wavelength due to biaxial stretching.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a wavelength selective reflection film.
  • the wavelength selective reflection film 13 of this embodiment is provided on one surface of the support 2.
  • the support 2 is essential for the wavelength-selective reflective film 13 during film formation.
  • An alignment layer may be provided between the support 2 and the wavelength selective reflection film 13.
  • the wavelength selective reflection film 13 may be used as the optical film 1 together with the support 2, or may be peeled off from the support 2 and transferred to another substrate via an adhesive layer. .
  • the wavelength-selective reflective film of the present invention exhibits reflectivity only with respect to a narrow wavelength band having a reflection wavelength half-width of 40 nm or less, so that the head-up display (HUD) used in car navigation etc. It is suitable for an image display device that displays a projected image by reflected light on a translucent screen that transmits light.
  • a wavelength-selective reflection film whose reflection wavelength band matches the output wavelength of the image projection device By attaching a wavelength-selective reflection film whose reflection wavelength band matches the output wavelength of the image projection device to the surface of the translucent screen, the wavelength range with high transmittance is widened to increase the overall transmittance. It is possible to construct an image display device having a high reflectivity with respect to the wavelength from the projection device while increasing.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the optical film of the present invention.
  • the optical film 10 of the present embodiment is formed by laminating the wavelength selective reflection film 13 described above on a ⁇ / 4 plate 12 with an adhesive layer 20 interposed therebetween.
  • the ⁇ / 4 plate 12 when the light desired to be reflected by the wavelength selective reflection film 13 is linearly polarized light, the ⁇ / 4 plate 12 converts the light into circularly polarized light that can be reflected by the wavelength selective reflection film 13. Since the light can be incident on the wavelength selective reflection film 13 after conversion, the reflection efficiency can be increased.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the optical film of the present invention.
  • the optical film 11 of the present embodiment includes a laminated film 14 of a first wavelength selective reflection film 13a, a second wavelength selective reflection film 13b, and a third wavelength selective reflection film 13c.
  • the ⁇ / 4 plate 12 is laminated via an adhesive layer 20.
  • Each of the first to third wavelength-selective reflecting films 13a to 13c is the wavelength-selective reflecting film of the present invention, and any one of the reflectances has a reflection center wavelength of 380 to 499 nm and a half width of 40 nm or less.
  • a blue reflective layer having a peak any one of which is a green reflective layer having a reflectance peak having a reflection center wavelength of 500 to 599 nm and a half width of 40 nm or less, and any one of which is a reflection center wavelength of 600 to 750 nm and a half
  • a red reflective layer having a reflectance peak with a value width of 40 nm or less is preferred.
  • full-color image display can be performed.
  • the reflection center wavelength of the blue reflective layer is preferably in the wavelength band of 430 to 480 nm, and more preferably in the wavelength band of 430 to 470 nm.
  • the reflection center wavelength of the green reflective layer is preferably in the wavelength band of 520 to 590 nm, and more preferably in the wavelength band of 520 to 580 nm.
  • the reflection center wavelength of the red reflective layer is preferably in the wavelength band of 610 to 690 nm, and more preferably in the wavelength band of 610 to 660 nm.
  • the center wavelength in each reflective layer may be set according to the wavelength on the light source side that outputs incident light such as a projection device.
  • each cholesteric phase spiral structure of the first to third wavelength selective reflection films is not particularly limited, but the spiral direction of each cholesteric phase of the first to third wavelength selective reflection films is It is preferable that they match.
  • the laminated film 14 including the first wavelength-selective reflective film 13a, the second wavelength-selective reflective film 13b, and the third wavelength-selective reflective film 13 is not limited to the embodiment shown in FIG. It may be in direct contact with the ⁇ / 4 plate 12 without going through.
  • the optical film has layers other than the first wavelength-selective reflective film 13a, the second wavelength-selective reflective film 13b, the third wavelength-selective reflective film 13c, and the ⁇ / 4 plate 12. Also good.
  • the ⁇ / 4 plate may be provided according to use conditions.
  • the polarization of incident light is random or circularly polarized in a reflective direction, the ⁇ / 4 plate is not necessary.
  • the film thickness of the optical film of the present invention is preferably 3 to 120 ⁇ m, more preferably 5 to 100 ⁇ m, and particularly preferably 6 to 90 ⁇ m.
  • the manufacturing method of the wavelength selective reflection film of the present invention includes an optical film forming process for forming an optical film in which a discotic liquid crystal compound is fixed in a cholesteric phase state, and a stretching process for biaxially stretching the optical film.
  • FIG. 4 the process in embodiment of the manufacturing method of a wavelength selective reflection film is shown.
  • steps (1) to (3) are optical film forming steps.
  • This optical film corresponds to a conventional reflective polarizer, and the formation method is not particularly limited, and a known method can be used.
  • JP-A-1-133003, JP-A-3416302, The methods described in Japanese Patent No. 3363565 and JP-A-8-271731 can be used.
  • a polymerizable liquid crystal composition containing a discotic liquid crystal compound is applied to the surface of the support to form a coating film.
  • the polymerizable liquid crystal composition is preferably prepared as a coating solution in which a material is dissolved and / or dispersed in a solvent.
  • the coating liquid can be applied by various methods such as a wire bar coating method, an extrusion coating method, a direct gravure coating method, a reverse gravure coating method, and a die coating method.
  • a liquid crystal composition can be discharged from a nozzle using an ink jet apparatus to form a coating film.
  • the discotic liquid crystal compound in the polymerizable liquid crystal composition constituting the coating film is brought into a cholesteric phase state.
  • the temperature is maintained at a temperature 1 to 15 ° C. lower than the phase transition temperature T ⁇ between the cholesteric phase and the isotropic phase (hereinafter, referred to as “ripening temperature”) within the orientation temperature range of the cholesteric phase.
  • aging temperature is required to be 1 °C is lower than the phase transition temperature T alpha, preferably a phase transition temperature T it is preferable close to the alpha, the phase transition temperature T 1 ⁇ 10 ° C. lower temperature than alpha, 1 ⁇ More preferably, the temperature is 5 ° C lower.
  • it is preferable to once heat to an isotropic phase temperature (a temperature sufficiently higher than T ⁇ , for example, T ⁇ + 10 ° C.) and then cool to the aging temperature and maintain for a certain period of time.
  • the certain time may be a period necessary for stabilizing the orientation state of the cholesteric phase. For example, 10 minutes or less is preferable in terms of productivity, 5 minutes or less is more preferable, and 3 minutes or less is more preferable. .
  • the aging temperature is to be set appropriately according to the polymerizable liquid crystal composition.
  • the orientation temperature range of the cholesteric phase is 80 ° C. to 110 ° C.
  • the phase transition temperature T ⁇ of the polymerizable liquid crystal composition is 110 ° C.
  • the phase transition temperature between the cholesteric phase and the non-cholesteric phase is 80 ° C.
  • the aging temperature is about 105 to 109 ° C.
  • the phase transition temperature T ⁇ between the isotropic phase and the liquid crystal phase of the polymerizable liquid crystal composition is preferably in the range of 10 to 250 ° C. from the viewpoint of production suitability and the like, and is in the range of 10 to 150 ° C. Is more preferable.
  • a cooling step or the like may be required to lower the temperature to a temperature range exhibiting a liquid crystal phase.
  • the heating temperature of a coating film shall be 200 degrees C or less from viewpoints, such as efficient utilization of a thermal energy, and the heat resistance of a board
  • the temperature at this time is the film surface temperature, and can be measured with PT-2LD manufactured by OPTEX.
  • the direction of rotation of the cholesteric phase can be adjusted by the type of liquid crystal used or the type of chiral agent added, and the helical pitch (ie, selective reflection wavelength) can be adjusted by the concentration of these materials.
  • the wavelength of a specific region reflected by each reflective polarizer can be shifted depending on various factors in the production method.
  • a discotic liquid crystal compound is mixed with a cholesteric phase. It can be shifted depending on conditions such as temperature, illuminance and irradiation time when fixing in a state.
  • the coating film in which the discotic liquid crystal compound is aligned in the state of cholesteric phase is irradiated with ultraviolet rays to advance the curing reaction, thereby obtaining an optical film.
  • a light source such as an ultraviolet lamp is used.
  • the curing reaction of the polymerizable liquid crystal composition proceeds and the cholesteric liquid crystal phase is fixed.
  • the amount of irradiation energy of ultraviolet rays is not particularly limited, but is generally preferably about 100 mJ / cm 2 to 800 mJ / cm 2 .
  • limiting in particular about the time which irradiates an ultraviolet-ray to a coating film What is necessary is just to determine from the viewpoint of both sufficient intensity
  • ultraviolet irradiation may be performed under heating conditions. Moreover, it is preferable to maintain the temperature at the time of ultraviolet irradiation at the above-mentioned ripening temperature so that the orientation state of the cholesteric phase is not disturbed. Also, since the oxygen concentration in the atmosphere is related to the degree of polymerization, if the desired degree of polymerization is not reached in the air and the film strength is insufficient, the oxygen concentration in the atmosphere is reduced by a method such as nitrogen substitution. It is preferable. A preferable oxygen concentration is preferably 10% or less, more preferably 7% or less, and most preferably 3% or less.
  • the reaction rate of the curing reaction (for example, polymerization reaction) that proceeds by irradiation with ultraviolet rays is 70% or more from the viewpoint of maintaining the mechanical strength of the layer and suppressing unreacted substances from flowing out of the layer.
  • it is 80% or more, more preferably 90% or more.
  • “fixing” the discotic liquid crystal compound in the cholesteric phase state is the most typical and preferred mode in which the orientation of the discotic liquid crystal compound in the cholesteric phase is not changed. Specifically, in a temperature range of 0 ° C. to 50 ° C., more severe conditions such as ⁇ 30 ° C. to 70 ° C., this layer has no fluidity, and the orientation form is changed by an external field or an external force. In other words, it means a state in which the fixed orientation form can be kept stable.
  • the orientation state of the cholesteric phase is preferably fixed by a curing reaction that proceeds by ultraviolet irradiation.
  • the liquid crystal composition may have a high molecular weight due to a curing reaction and may no longer have liquid crystallinity.
  • step (4) the optical film obtained in step (3) is biaxially stretched.
  • a known method can be used for biaxial stretching.
  • Each support on which the optical film is formed may be stretched longitudinally at a desired stretching ratio in a longitudinal uniaxial stretching machine and then stretched at a desired stretching ratio in a tenter stretching machine. Or you may extend
  • the biaxially stretched film may be made into a roll film by cutting off both ends before winding up and winding up at the winding up.
  • the intake air temperature, film film surface temperature, and stretching speed during stretching can be appropriately adjusted depending on the desired stretching ratio.
  • the draw ratio is not limited as long as a desired reflection wavelength band half-width can be obtained, but is preferably about 20% to 50%, more preferably 30% to 40%.
  • the stretching ratio in length and width is basically the same. However, the longitudinal and lateral draw ratios may be different as long as they do not affect the optical characteristics, and a difference of about 5% is allowed.
  • the film surface temperature during stretching is preferably the glass transition point Tg ⁇ 40 ° C. to Tg + 20 ° C., more preferably Tg ⁇ 20 ° C. to Tg + 10 ° C. of the support on which the cholesteric liquid crystal phase is formed.
  • the steps (1) to (3) are repeated to form a laminate film of a plurality of optical films, and then according to the step (4). What is necessary is just to extend
  • the discotic liquid crystal compound, the other components and the solvent which are components of the polymerizable liquid crystal composition used for the production of the wavelength selective reflection film, will be described.
  • the discotic liquid crystal compound that is a material of the wavelength selective reflection film will be described.
  • the discotic liquid crystal compound for example, those described in JP2007-108732A and JP2010-244038A can be preferably used.
  • the composition used for forming the wavelength-selective reflective film contains other components such as a chiral agent, an alignment controller, a polymerization initiator, and an alignment aid in addition to the above-mentioned discotic liquid crystal compound. Also good. Any known material can be used.
  • organic solvent As a solvent of the composition for forming each reflective polarizer, an organic solvent is preferably used.
  • organic solvents include amides (eg N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg pyridine), hydrocarbons (eg benzene, hexane), alkyl halides (eg , Chloroform, dichloromethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination.
  • a transparent support is preferable, a polyacrylic resin film such as polymethyl methacrylate, a cellulose resin film such as cellulose triacetate, and a cycloolefin polymer film [for example, trade name “ARTON”, manufactured by JSR Corporation, Trade name “Zeonoa”, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.].
  • the wavelength-selective reflecting film of the present invention may be used while being supported by a support when forming a film, or the support when forming a film is a temporary support, It may be transferred onto another layer such as a support or a ⁇ / 4 plate and used by peeling the temporary support.
  • a temporary support is not particularly limited, but preferably has physical properties that can withstand stretching and peeling in the production process.
  • the alignment layer can be provided by means such as a rubbing treatment of an organic compound (preferably a polymer), oblique vapor deposition of an inorganic compound, or formation of a layer having a microgroove. Furthermore, an alignment layer in which an alignment function is generated by application of an electric field, application of a magnetic field, or light irradiation is also known.
  • the alignment layer is preferably formed by rubbing the surface of the polymer film.
  • the alignment layer is preferably peeled off together with the support.
  • the support can function as an orientation layer by directly subjecting the support to an orientation treatment (for example, rubbing treatment) without providing an orientation layer.
  • an orientation treatment for example, rubbing treatment
  • An example of such a support is PET (polyethylene terephthalate).
  • the ⁇ / 4 plate is a layer for converting circularly polarized light into linearly polarized light and linearly polarized light into circularly polarized light. It is arranged on the light incident surface side of the wavelength selective reflection film, converts linearly polarized light into circularly polarized light and makes it incident as circularly polarized light reflected by the wavelength selective reflective film, and converts the reflected circularly polarized light into linearly polarized light. Exit. Thereby, the reflection efficiency in the wavelength selective reflection film when specific linearly polarized light is incident on the optical film can be improved. Note that the ⁇ / 4 plate is designed to convert linearly polarized light into circularly polarized light in the direction reflected by the wavelength selective reflection film.
  • the ⁇ / 4 plate may be an optically anisotropic support having a ⁇ / 4 function, or may have an optically anisotropic layer or the like on a support made of a polymer film. .
  • ⁇ Adhesive layer (adhesive layer)>
  • “adhesion” is used in a concept including “adhesion”.
  • the ⁇ / 4 plate and the wavelength selective reflection film are laminated in direct contact or via an adhesive layer.
  • the wavelength-selective reflective film is not only in a form of being directly contacted and laminated, but may be laminated via an adhesive layer between the reflective films. Good.
  • the pressure-sensitive adhesive used for the adhesive layer examples include resins such as polyester resins, epoxy resins, polyurethane resins, silicone resins, and acrylic resins. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.
  • an acrylic resin is preferable because it is excellent in reliability such as water resistance, heat resistance, and light resistance, has good adhesion and transparency, and can easily adjust the refractive index to be compatible with a liquid crystal display.
  • a sheet-like photo-curing adhesive (Toagosei Group Research Annual Report 11 TREND 2011 No. 14) can also be used for the adhesive layer. Bonding between optical films is easy, like an adhesive, crosslinks and cures with ultraviolet rays (UV), improves storage elastic modulus, adhesive strength and heat resistance, and is an adhesive method suitable for the present invention. .
  • UV ultraviolet rays
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the image display device of the present invention.
  • the image display device 100 includes a light-transmissive screen 101, an optical film 11 including a wavelength-selective reflective film attached to the surface of the screen 101, and the optical film 11. And a liquid crystal projector 102 that projects an image on a screen 101 to which is attached.
  • the optical film 11 is formed by laminating the laminated film 14 of the first to third wavelength selective reflecting films having the reflection wavelength regions having the different reflection center wavelengths and the ⁇ / 4 plate 12 with the adhesive layer 20 interposed therebetween. It will be.
  • the first to third wavelength selective reflection films are formed so that the reflection center wavelength thereof substantially coincides with the blue, green, and red peak wavelengths of light output from the liquid crystal projector 102.
  • the first wavelength-selective reflective film is a blue reflective layer
  • the second wavelength-selective reflective film is a green reflective layer
  • the third wavelength-selective reflective film is a red reflective layer.
  • the first to third wavelength selective reflection films may be laminated in any order.
  • the first to third wavelength selective reflection films are configured to selectively reflect circularly polarized light in the same predetermined direction, for example, right circularly polarized light.
  • the light carrying the image output from the liquid crystal projector 102 (hereinafter, image carrying light) is linearly polarized light.
  • This linearly polarized light enters the ⁇ / 4 plate 12 of the optical film 11, is converted into circularly polarized light in a predetermined direction, for example, right circularly polarized light, and enters the laminated film 14 of the wavelength selective reflection film.
  • the right-circularly polarized image-bearing light incident on the laminated film 14 reflects blue light at the first wavelength-selective reflective film, reflects green light at the second wavelength-selective reflective film, and selects the third wavelength-selective light.
  • the red light is reflected by the conductive reflective film, converted into linearly polarized light by the ⁇ / 4 plate 12 and output.
  • the blue, green, and red peak wavelengths of light output from the liquid crystal projector 102 and the reflection center wavelengths of the first to third wavelength selective reflection films are in a range of about ⁇ 10 nm. Since the image-bearing light output from the liquid crystal projector 102 can be reflected efficiently, the projected image can be displayed clearly.
  • the first to third wavelength-selective reflective films having a reflection wavelength band that matches the output wavelength of the image projection apparatus and each reflection wavelength half-value width of 40 nm or less are very narrow bands.
  • the first to third three-layer wavelength-selective reflection films are provided.
  • the light output from the liquid crystal projector is monochromatic and the image is displayed on the screen in monochromatic, It is only necessary to provide one wavelength selective reflection film.
  • the screen can be, for example, an automobile windshield or eyeglass lens, and a head-up display, a head-mounted display, or the like can be configured as an image display device with high external light transmittance.
  • R 1 is a hydrogen atom
  • R 2 and R 3 are methyl groups.
  • An alignment layer coating solution (A) having the following composition was continuously applied to the temporary support with a # 14 wire bar. Drying was performed with warm air of 60 ° C. for 60 seconds, and further with warm air of 100 ° C. for 120 seconds. The degree of saponification of the modified polyvinyl alcohol used was 96.8%.
  • composition of coating liquid for alignment layer (A)- Denatured polyvinyl alcohol 10 parts by weight Water 308 parts by weight Methanol 70 parts by weight Isopropanol 29 parts by weight Photopolymerization initiator (IRGACURE (registered trademark) 2959, manufactured by BASF) 0.8 parts by mass
  • composition ratio of the modified polyvinyl alcohol is a molar fraction.
  • the rubbing treatment was continuously performed on the prepared alignment layer. At this time, the longitudinal direction of the long film and the transport direction were parallel, and the angle formed by the longitudinal direction of the film and the rotation axis of the rubbing roller was about 45 °.
  • the discotic liquid crystal compounds 101 and 102 were used to form an optical film in which the discotic liquid crystal compound was fixed in a cholesteric phase state.
  • Concentrate the components of the following coating solution for forming an optical film so that the dry film thickness after stretching is 3.5 ⁇ m and dissolve in MEK (methyl ethyl ketone).
  • MEK methyl ethyl ketone
  • This coating solution was applied onto the above alignment layer with a bar and subjected to heat aging at 110 ° C. for 3 minutes to obtain a uniform alignment state of the cholesteric phase. Thereafter, this coating film was kept at 45 ° C., and irradiated with 300 mJ / cm 2 ultraviolet rays using a metal halide lamp to form an optical film.
  • the film on which the optical film was formed as described above was subjected to a draw ratio shown in Table 1 at a supply air temperature of 150 ° C., a film film surface temperature of 140 ° C., and a draw rate of 30% / min. 23%). Then, in a tenter type stretching machine, the film was horizontally stretched at the same draw ratio (23%) as the longitudinal stretching at an air supply temperature of 150 ° C., a film film surface temperature of 140 ° C., and a stretching speed of 30% / min.
  • the optical film provided with the wavelength-selective reflecting film of Example 1 was obtained by cutting off the part and winding it as a 4000 m long roll film and biaxially stretching it.
  • Example 2 The wavelength-selective reflective film was the same as in Example 1 except that the aging temperature and the draw ratio were as shown in Table 1, and the addition amount of the chiral agent was adjusted so that the reflection center wavelength after stretching was 550 nm. Was made.
  • the aging temperature was 85 ° C.
  • Comparative Example 1 The optical film provided with the optical film before stretching in Example 1 was defined as Comparative Example 1.
  • Example 2 an optical film was produced in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of the chiral agent was adjusted so that the reflection center wavelength in the optical film before stretching was 550 nm. In this comparative example, stretching is not performed.
  • the obtained optical film was stretched at a magnification of 23% using the same stretching method as in Example 1.
  • the retardation Rth in the thickness direction of the wavelength-selective reflective films of Examples and Comparative Examples was measured using Axoscan from Axometrics. As described above, the wavelength-selective reflective film was bonded to a glass plate with an acrylic adhesive, and the measurement was performed in a state where the temporary support was peeled off. A wavelength of 650 nm, which is the reflection center wavelength (550 nm) +100 nm shown in Table 1, was used as measurement light. Rth was measured when light having a wavelength of 650 nm was incident on the film surface of the wavelength selective reflection film from the normal direction. The measuring method is as described above. Since Rth of glass and acrylic adhesive is almost 0, the measurement result can be regarded as a characteristic of the wavelength selective reflection film.
  • Table 1 shows the results of measuring the production conditions, the thickness direction retardation Rth, the reflection center wavelength, and the reflection half-value width for the examples and comparative examples.
  • DLC means a disk-like liquid crystal
  • CLC means a rod-like liquid crystal.
  • the wavelength-selective reflective films of Examples 1 to 7 have remarkably small reflection half-value widths as compared with the optical films that are not stretched as in Comparative Examples 1 and 2. From Examples 1 to 6 in which only the draw ratio was changed at the same ripening temperature, in the case of an optical film obtained by ripening the same composition at the same ripening temperature, the larger the draw ratio, the smaller the reflection half width, It is clear that Rth shifts to the positive side compared to before stretching. When the ripening temperature was low as in Example 7, the reflection half-value width was increased as compared with Example 4 having the same draw ratio. This is considered to be due to the fact that the orientation state differs depending on the aging temperature.
  • Comparative Example 3 has a cholesteric phase of a rod-like liquid crystal compound, and Rth has a positive value in the optical film before stretching, and the value of Rth does not change greatly even after stretching.
  • the reflection half width was 60 nm even when stretched, and a sufficiently small reflection half width was not obtained.

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Abstract

円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜の二軸延伸膜であって、反射波長域の半値幅が４０ｎｍ以下である波長選択性反射膜とする。

Description

波長選択性反射膜、光学フィルム、波長選択性反射膜の製造方法および画像表示装置
　本発明は、特定の波長を選択的に反射する波長選択性反射膜およびその製造方法に関する。また、本発明は、波長選択性反射膜を備えた光学フィルム、および画像表示装置に関する。
　カーナビゲーション等で使用するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）用のスクリーンには、外光の高透過率と投影画像の高反射率を両立することが求められる。しかし、単純ハーフミラーでは入射光の透過率と反射率は波長に因らず合計で１（１００％）となるため、外光の高透過率と投影画像の高反射率とを両立することは困難である。
　他方、液晶表示装置（以下、ＬＣＤとも言う）などのフラットパネルディスプレイは、消費電力が小さく、省スペースの画像表示装置として年々その用途が広がっている。液晶表示装置は、バックライト（以下、ＢＬとも言う）、バックライト側偏光板、液晶セル、視認側偏光板などがこの順に設けられた構成となっている。
　ＬＣＤの分野においては、バックライトの省電力化に伴い、バックライトとバックライト側偏光板の間に反射偏光子を設けることが提案されている。反射偏光子は、あらゆる方向に振動しながら入射する光のうち、特定の偏光方向に振動する光のみを透過させて、他の偏光方向に振動する光は反射する光学素子である。これにより、反射偏光子で透過せず反射する光をリサイクルすることができ、ＬＣＤにおける光利用効率を改善できる。
　このような反射偏光子として、コレステリック液晶相を固定してなる層を積層した構成が知られている。コレステリック液晶相は、その螺旋のピッチに応じた波長での円偏光反射性を示すため、ピッチの異なる複数層を積層して反射波長領域を広帯域化することが可能である。例えば、特開平１－１３３００３号公報には、λ／４板とコレステリック液晶相を固定してなる層を積層した構成の反射偏光板、コレステリック液晶相のピッチの異なる３層以上のコレステリック液晶相を固定してなる層により、反射波長領域を広帯域化することで、ＢＬの光利用率を向上させる技術が記載されている。
　なお、このようなコレステリック液晶相を固定してなる層を形成するとき、一般的にコレステリック液晶材料としては棒状液晶化合物が用いられるが、ディスコティック（円盤状）液晶をらせん状に配向させることでも棒状液晶化合物を用いたコレステリック液晶相と同様の反射機能を持たせることができる。螺旋構造のディスコティック液晶は、例えば特開２００１－８１４６５号公報および特開２０１５－１９４６７５号公報等に記載されている。
　既述のＨＵＤ用のスクリーンに、投影画像の高反射率と外光の高透過率を両立させるためには、投影画像に用いられる波長の光のみを選択的に反射する構成が好ましい。そこで、波長選択性を有する反射偏光子をスクリーン表面に備えることが考えられる。
　しかしながら、本発明者らの検討によれば、従来ＢＬの光利用率を向上するために利用されてきた反射偏光子の反射波長帯域は、異なる反射中心波長を有する３層程度の反射偏光子の積層体で可視光のほぼ全域の光を反射可能な程度に１層当たりの反射波長帯域が広いために、ＨＵＤのスクリーンに適用するには、反射波長域が広すぎ、外光の透過率が十分に得られないという問題あった。ＨＵＤのスクリーンにおいては、波長選択性反射膜の反射波長域が狭い方が、全体としての透過率を向上させることができる。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＨＵＤなどの透光性のスクリーンに反射光による画像表示を行う反射型表示装置に好適な波長選択性反射膜およびその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、波長選択性反射膜を備えた光学膜および画像表示装置を提供することを目的とする。
　本発明の第１の波長選択性反射膜は、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜の二軸延伸膜であって、反射波長域の半値幅が４０ｎｍ以下である。
　本発明の第２の波長選択性反射膜は、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる波長選択性反射膜であって、反射波長域の半値幅が４０ｎｍ以下であり、反射中心波長＋１００ｎｍの波長における、厚さ方向レターデーションＲｔｈが－５０ｎｍ以上である。
　本発明の第１の光学フィルムは、本発明の波長選択性反射膜と、波長選択性反射膜の一方の面に積層されたλ／４板とを備えたことを特徴とするものである。
　本発明の第２の光学フィルムは、互いに異なる反射中心波長を有する反射波長域を有する複数の、本発明の波長選択性反射膜の積層膜を備えたことを特徴とするものである。
　このとき、上記積層膜の一方の面に積層されたλ／４板をさらに備えてもよい。
　本発明の波長選択性反射膜の製造方法は、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜を形成し、光学膜を二軸延伸して反射波長域の半値幅が４０ｎｍ以下である波長選択性反射膜を得ることを特徴とする。
　本発明の波長選択性反射膜の製造方法においては、円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物を支持体上に塗布して塗膜を形成し、
　塗膜を重合性液晶組成物の液晶相と等方相との転移温度より１～１５℃低い温度で一定時間維持して円盤状液晶化合物をコレステリック相状態とした後に、塗膜を硬化させることにより、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜を形成することが好ましい。
　本発明の波長選択性反射膜の製造方法においては、二軸延伸の倍率を２０％～５０％とすることが好ましい。
　本発明の画像表示装置は、光透過性を有するスクリーンと、そのスクリーンの表面に貼付された、本発明の波長選択性反射膜と、その波長選択性反射膜が貼付されたスクリーンに映像を投影する液晶投影装置とを備えてなる。
　本発明の波長選択性反射膜は、反射波長域の半値幅が４０ｎｍ以下と非常に狭いので、ＨＵＤなどの狭帯域の波長を選択的に反射させる態様に好適である。
本発明の光学素子の一実施形態を示す概略断面図である。 本発明の反射偏光子の二軸延伸前後の屈折率楕円体を示す図である。 本発明の光学素子の他の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の光学素子の製造方法における製造過程を示す図である。 本発明の液晶表示装置を示す概略断面図である。
　以下、本発明について詳細に説明する。
　以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づくが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
　本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
　本明細書中、ピークの「半値幅」とは、ピーク高さ１／２でのピークの幅のことを意味する。
　反射偏光子の反射中心波長と半値幅は積分反射計により測定することができる。ここでは、積分反射計として、分光光度計Ｖ－５５０に積分球装置ＩＬＶ－４７１（共に日本分光株式会社製）を接続したものを用いて測定する。
　本発明において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は各々、波長λにおける面内レターデーションおよび厚さ方向レターデーションを表す。
　本発明において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）はＡｘｏＳｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製）において、波長λで測定した値である。面内レターデーションは、フィルム面の法線方向からフィルムに波長λの光を入射させて測定した値である。また、ＡｘｏＳｃａｎにて平均屈折率（（Ｎｘ＋Ｎｙ＋Ｎｚ）／３）と膜厚（ｄ（μｍ））を入力することにより、
厚さ方向レターデーションＲｔｈ（λ）＝（（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２－Ｎｚ）×ｄ
が算出される。ここで用いる平均屈折率は、アッベ屈折計（NAR－4T、アタゴ（株）製）を使用し、光源にナトリウムランプ（λ＝５８９ｎｍ）を用いて測定した値とする。
＜＜波長選択性反射膜＞＞
　本発明の波長選択性反射膜について説明する。
　本発明の波長選択性反射膜は、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜を二軸延伸してなる二軸延伸膜であり、その反射波長域の半値幅（以下において「反射波長半値幅」という。）が４０ｎｍ以下である。好ましくは２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。２０ｎｍ以上にすることで入射光の光源として利用され得るＬＥＤ光源の半値幅よりも狭くなることなく反射にロスが生じないため好ましい。
　円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜は、通常、厚さ方向レターデーションＲｔｈが－１００ｎｍ以下であるが、本発明の波長選択性反射膜における厚さ方向レターデーションＲｔｈは－５０ｎｍ以上である。Ｒｔｈは、－５０ｎｍより大きいことが好ましく、０以上、正の値を取ってもよい。このＲｔｈと反射波長半値幅との関係は現時点においては明らかではなく、ここでは、単にＲｔｈは延伸がなされたか否かの指標である。
　本発明の波長選択性反射膜は、コレステリック相の螺旋の巻き方向に応じた右円偏光または左円偏光をコレステリック相の螺旋ピッチに応じた反射中心波長を有する半値幅４０ｎｍ以下の波長帯域の光を選択的に反射する。
　円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる延伸前の光学膜が、従来ＬＣＤにおいて波長選択性を有する反射偏光子に相当する。この光学膜の反射波長半値幅が概ね６０ｎｍ以上であるが、この光学膜を二軸延伸することにより、反射波長半値幅を４０ｎｍ以下にすることができることを本発明者らは見出した。
　コレステリック液晶における反射波長半値幅Δλは、円盤状液晶化合物の屈折率異方性Δｎと、
　Δλ＝Δｎ×Ｐ
の関係にある。ここで、Ｐはコレステリック構造における螺旋のピッチ（円盤状液晶化合物（液晶分子）が一回転する膜厚）である。
　したがって、原理的には円盤状液晶化合物のΔｎを小さくすれば反射波長域を狭くすることができることは明らかである。しかしながら、分子設計等によりΔｎの小さいものを得ることは困難であった。
　本発明者らは、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜を二軸延伸することにより、見かけ上のΔｎを小さくし、反射波長半値幅Δλを小さくすることができることを見出した。
　本発明は、上記の通り、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜を二軸延伸することにより、反射半値幅を小さくすることができ、４０ｎｍ以下を実現したことに特徴を有する。すなわち、本発明の波長選択性反射膜は、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜の二軸延伸フィルムである。従来、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜自体では反射半値幅が４０ｎｍ以下のものは実現されていない。
　発明者らは、光学膜を延伸した前後で波長帯域が変化することを見出し、また、同時に延伸により負のＲｔｈが正側に変化することも見出している。延伸前の円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜においては概ね－１００ｎｍ以下のＲｔｈを示すが、光学膜を延伸すると、Ｒｔｈが正の側にシフトする。但し、波長選択性反射膜の波長帯域とＲｔｈの関係は現時点において明らかではない。
　本発明の波長選択性反射膜は、右円偏光または左円偏光の、コレステリック相のピッチおよび円盤状液晶化合物の屈折率に応じて定まる反射中心波長およびその近傍の波長帯域の光を反射することができる。
　反射率のピークを与える波長（すなわち反射中心波長）は、コレステリック相の螺旋構造のピッチまたは屈折率を変えることにより調整することができるが、ピッチを変えることはキラル剤の添加量を変えることによって容易に調整可能である。具体的に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。
　なお、波長選択反射膜の反射中心波長は、二軸延伸前の光学膜における反射中心波長よりも短波側にシフトする。そこで、二軸延伸による反射中心波長のシフト量を考慮した上で、光学膜形成用の重合性液晶化合物の組成を設定する必要がある。
　図１に波長選択性反射膜の実施形態の断面模式図を示す。本実施形態の波長選択性反射膜１３は、支持体２の一面に備えられている。波長選択性反射膜１３は、製膜時には支持体２が必須である。支持体２と波長選択性反射膜１３との間には、配向層を備えていてもよい。波長選択性反射膜１３は、支持体２と共に光学フィルム１として利用してもよいし、支持体２から剥離して、他の基材上に接着層を介して転写して利用してもよい。
　本発明の波長選択性反射膜は、反射波長半値幅が４０ｎｍ以下と狭い帯域の波長に対してのみ反射性を示すものであるため、カーナビゲーション等で使用するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）など、外光を透過させる透光性のスクリーンに、反射光による投影画像を表示させる画像表示装置に好適である。反射波長帯域を画像投影装置の出力波長と一致させた波長選択性反射膜を、透光性のスクリーンの表面に貼付することにより、透過率の高い波長域を広くして全体としての透過率を高めつつ、投影装置からの波長に対する高い反射率を有する画像表示装置を構成することが可能となる。
　＜＜光学フィルム＞＞
　図２は、本発明の光学フィルムの一実施形態を示す概略断面図である。
　図２に示すように、本実施形態の光学フィルム１０は、既述の波長選択性反射膜１３が、接着層２０を介して、λ／４板１２に積層されてなる。
　λ／４板１２を備えることにより、波長選択性反射膜１３により反射させたい光が、直線偏光光である場合、λ／４板１２により、波長選択性反射膜１３により反射可能な円偏光に変換した上で、波長選択性反射膜１３に入射させることができるので、反射効率を高めることができる。
　図３は、本発明の光学フィルムの他の実施形態を示す概略断面図である。
　図３に示すように、本実施形態の光学フィルム１１は、第１の波長選択性反射膜１３ａ、第２の波長選択性反射膜１３ｂおよび第３の波長選択性反射膜１３ｃの積層膜１４が、接着層２０を介してλ／４板１２に積層されてなる。
　第１～第３の波長選択性反射膜１３ａ～１３ｃはいずれも、上記本発明の波長選択性反射膜であり、いずれか一つが反射中心波長３８０～４９９ｎｍかつ半値幅４０ｎｍ以下である反射率のピークを有する青色反射層であり、いずれか一つが反射中心波長５００～５９９ｎｍかつ半値幅４０ｎｍ以下である反射率のピークを有する緑色反射層であり、いずれか一つが反射中心波長６００～７５０ｎｍかつ半値幅４０ｎｍ以下である反射率のピークを有する赤色反射層であることが好ましい。
　上記のように、青色、緑色、赤色を反射することができればフルカラーの画像表示を行うことが可能である。
　青色反射層の反射中心波長は、４３０～４８０ｎｍの波長帯域にあることが好ましく、４３０～４７０ｎｍの波長帯域にあることがより好ましい。
　緑色反射層の反射中心波長は、５２０～５９０ｎｍの波長帯域にあることが好ましく、５２０～５８０ｎｍの波長帯域にあることがより好ましい。
　赤色反射層の反射中心波長は、６１０～６９０ｎｍの波長帯域にあることが好ましく、６１０～６６０ｎｍの波長帯域にあることがより好ましい。
　各反射層における中心波長は、投影装置等の入射光を出力する光源側の波長に応じて設定すればよい。
　第１～第３の波長選択性反射膜の各コレステリック相の螺旋構造の螺旋方向は特に限定されるものではないが、第１～第３の波長選択性反射膜の各コレステリック相の螺旋方向は一致していることが好ましい。
　なお、図３に示す態様に限られず、第１の波長選択性反射膜１３ａ、第２の波長選択性反射膜１３ｂおよび第３の波長選択性反射膜１３を含む積層膜１４は、接着層２０を介さずλ／４板１２に直接接触していてもよい。また、光学フィルムとしては、第１の波長選択性反射膜１３ａ、第２の波長選択性反射膜１３ｂおよび第３の波長選択性反射膜１３ｃ、λ／４板１２以外の層を有していてもよい。
　なお、光学フィルムにおいて、λ／４板は、使用条件に応じて備えればよい。入射光の偏光がランダムもしくは反射可能な向きの円偏光である場合には、λ／４板は不要である。
　本発明の光学フィルムの膜厚は、３～１２０μｍであることが好ましく、５～１００μｍであることがより好ましく、６～９０μｍであることが特に好ましい。
＜＜波長選択性反射膜の製造方法＞＞
　本発明の波長選択性反射膜の製造方法について説明する。
　本発明の波長選択性反射膜の製造方法は、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜を形成する光学膜形成工程と、光学膜を二軸延伸する延伸工程を含む。
　図４に、波長選択性反射膜の製造方法の実施形態における工程を示す。本実施形態の製造方法においては、円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物を塗布して塗膜を形成する工程（１）、塗膜を一定温度で維持してコレステリック相状態を安定化させる熟成工程（２）、熟成により安定化されたコレステリック相状態で固定化して光学膜を形成する硬化工程（３）、および、硬化して得られた光学膜を二軸延伸する工程（４）を有する。ここで、工程（１）～（３）が光学膜形成工程である。この光学膜は従来の反射偏光子に相当し、その形成方法については、特に制限はなく、公知の手法を用いることができ、例えば、特開平１－１３３００３号公報、特許第３４１６３０２号公報、特許第３３６３５６５号公報、特開平８－２７１７３１号公報に記載の方法などを用いることができる。
　工程（１）では、支持体の表面に、円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物を塗布して塗膜を形成する。重合性液晶組成物は、溶媒に材料を溶解及び／又は分散した、塗布液として調製されるのが好ましい。塗布液の塗布は、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、等の種々の方法によって行うことができる。また、インクジェット装置を用いて、液晶組成物をノズルから吐出して、塗膜を形成することもできる。
　工程（２）では、塗膜を構成する重合性液晶組成物中の円盤状液晶化合物をコレステリック相状態にする。コレステリック相の配向温度範囲内の、コレステリック相と等方相との相転移温度Ｔαより１～１５℃低い温度（以下において、「熟成温度」という。）で一定時間維持する。熟成温度は上記相転移温度Ｔαより１℃は低いことを要するが、相転移温度Ｔαに近い方が好ましく、相転移温度Ｔαより１～１０℃低い温度であることが好ましく、１～５℃低い温度であることがより好ましい。また、一旦、等方相の温度（Ｔαより十分高い温度、例えば、Ｔα＋１０℃など。）まで加熱した後に、熟成温度まで冷却して一定時間維持するようにすることが好ましい。
　一定時間とは、コレステリック相の配向状態が安定化するために必要な期間であればよく、例えば、生産性の点で１０分以下が好ましく、５分以下がより好ましく、３分以下がさらに好ましい。
　相転移温度Ｔαは重合性液晶組成物の組成によって異なるため、熟成温度は、重合性液晶組成物に応じて適宜設定されるものである。例えば、コレステリック相の配向温度範囲が８０℃～１１０℃であるとき、すなわち、重合性液晶組成物の上記相転移温度Ｔαが１１０℃であり、コレステリック相と非コレステリック相との相転移温度が８０℃である場合、１０５～１０９℃程度の熟成温度とする、などである。
　重合性液晶組成物の等方相と液晶相との相転移温度Ｔαは、製造適性等の面から１０～２５０℃の範囲内であることが好ましく、１０～１５０℃の範囲内であることがより好ましい。１０℃未満であると液晶相を呈する温度範囲にまで温度を下げるために冷却工程等が必要となることがある。また、熱エネルギーの効率利用および基板の耐熱性等の観点から、塗膜の加熱温度は２００℃以下とすることが好ましい。このときの温度は膜面温度であり、ＯＰＴＥＸ社製ＰＴ-２ＬＤなどで測定することができる。
　コレステリック相の旋回の方向は、用いる液晶の種類又は添加されるキラル剤の種類によって調整でき、螺旋ピッチ（すなわち、選択反射波長）は、これらの材料の濃度によって調整できる。また、各反射偏光子の反射する特定の領域の波長は、製造方法のさまざまな要因によってシフトさせることができることが知られており、キラル剤などの添加濃度のほか、円盤状液晶化合物をコレステリック相状態で固定化するときの温度や照度と照射時間などの条件などでシフトさせることができる。
　次に、工程（３）では、円盤状液晶化合物がコレステリック相の状態に配向した塗膜に、紫外線を照射して、硬化反応を進行させて光学膜を得る。紫外線照射には、紫外線ランプ等の光源が利用される。この工程では、紫外線を照射することによって、重合性液晶組成物の硬化反応が進行し、コレステリック液晶相が固定される。
　紫外線の照射エネルギー量については特に制限はないが、一般的には、１００ｍＪ／ｃｍ2～８００ｍＪ／ｃｍ2程度が好ましい。また、塗膜に紫外線を照射する時間については特に制限はないが、硬化膜の充分な強度及び生産性の双方の観点から決定すればよい。
　硬化反応を促進するため、加熱条件下で紫外線照射を実施してもよい。また、紫外線照射時の温度は、コレステリック相の配向状態が乱れないように、上記の熟成温度に維持するのが好ましい。また、雰囲気の酸素濃度は重合度に関与するため、空気中で所望の重合度に達せず、膜強度が不充分の場合には、窒素置換等の方法により、雰囲気中の酸素濃度を低下させることが好ましい。好ましい酸素濃度としては、１０％以下が好ましく、７％以下がさらに好ましく、３％以下が最も好ましい。紫外線照射によって進行される硬化反応（例えば重合反応）の反応率は、層の機械的強度の保持等や未反応物が層から流出するのを抑える等の観点から、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがよりさらに好ましい。
　ここで、円盤状液晶化合物をコレステリック相状態で「固定する」とは、コレステリック相となっている円盤状液晶化合物の配向が変化しない状態とすることが最も典型的、且つ好ましい態様である。具体的には、通常０℃～５０℃、より過酷な条件として－３０℃～７０℃の温度範囲において、この層に流動性が無く、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を意味するものとする。本発明では、紫外線照射によって進行する硬化反応により、コレステリック相の配向状態を固定することが好ましい。
　なお、本発明においては、コレステリック相の光学的性質が層中において保持されていればよく、最終的に光学膜中において液晶組成物がもはや液晶性を示す必要はない。したがって、例えば、液晶組成物が、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
　最後に工程（４）では、工程（３）で得られた光学膜を二軸延伸する。二軸延伸は、公知の方法を用いることができる。
　光学膜が形成されている支持体ごと、縦一軸延伸機において、所望の延伸倍率で縦延伸した後、テンター式延伸機において所望の延伸倍率で横延伸してもよい。または、横延伸した後、縦延伸してもよい。二軸延伸されたフィルムは、巻取り部前で両端部を切り落とし、巻き取り部で巻き取ることによってロールフィルムとしてもよい。
　延伸時の吸気温度、フィルム膜面温度、および延伸速度は、所望の延伸倍率によって適宜調製することが可能である。
　延伸倍率は、所望の反射波長域半値幅を得られる程度であればよいが、おおむね２０％～５０％程度の倍率が好ましく、３０％～４０％がより好ましい。縦横の延伸倍率を基本的に同一とする。但し、光学特性に影響を与えない範囲で縦横の延伸倍率は異なっていてもよく、５％程度の差は許容される。
　延伸時のフィルム膜面温度はコレステリック液晶相を形成した支持体のガラス転移点Ｔｇ－４０℃～Ｔｇ＋２０℃が好ましく、Ｔｇ－２０℃～Ｔｇ＋１０℃がより好ましい。
　複数の波長選択性反射膜の積層体からなる光学フィルムを作製する場合には、工程（１）～（３）を繰り返し、複数層の光学膜の積層膜を形成した後に、工程（４）による延伸を行えばよい。
　以下、波長選択性反射膜の製造に用いる重合性液晶組成物の成分である、円盤状液晶化合物、その他の成分および溶媒について説明する。
－円盤状液晶化合物－
　波長選択性反射膜の材料である円盤状液晶化合物について説明する。
　円盤状液晶化合物としては、例えば、特開２００７－１０８７３２号公報や特開２０１０－２４４０３８号公報に記載のものを好ましく用いることができる。
　以下に、円盤状液晶化合物の好ましい例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
－その他の成分－
　波長選択性反射膜を形成するために用いられる組成物には、上記円盤状液晶化合物の他、キラル剤、配向制御剤、重合開始剤、および配向助剤などのその他の成分を含有していてもよい。いずれも公知の材料を利用することができる。
－溶媒－
　各反射偏光子を形成するための組成物の溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド（例、Ｎ、Ｎ－ジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例、ジメチルスルホキシド）、ヘテロ環化合物（例、ピリジン）、炭化水素（例、ベンゼン、ヘキサン）、アルキルハライド（例、クロロホルム、ジクロロメタン）、エステル（例、酢酸メチル、酢酸ブチル）、ケトン（例、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン）、エーテル（例、テトラヒドロフラン、１、２－ジメトキシエタン）が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
　以下、光学フィルムに備えられる支持体、光学フィルム中に備えられるその他の層について説明する。
＜支持体＞
　支持体としては、透明支持体が好ましく、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂フィルム、セルローストリアセテート等のセルロース系樹脂フィルム、およびシクロオレフィンポリマー系フィルム［例えば、商品名「アートン」、ＪＳＲ社製、商品名「ゼオノア」、日本ゼオン社製］等を挙げることができる。
　なお、本発明の波長選択性反射膜は、製膜する際の支持体に支持されたまま使用されるものであってもよいし、製膜する際の支持体は仮支持体とし、他の支持体やλ／４板などの他の層上に転写され、仮支持体を剥離して用いられるものであってもよい。
　このような仮支持体としては、特に制限はないが、製造工程における延伸および剥離等に耐えうる物性を有することが好ましい。
＜配向層＞
　配向層は、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の手段で設けることができる。さらには、電場の付与、磁場の付与、或い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。配向層は、ポリマーの膜の表面を、ラビング処理することにより形成することが好ましい。配向層は、支持体と共に剥離することが好ましい。
　支持体に用いられるポリマー種によっては、配向層を設けなくても、支持体を直接配向処理（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もできる。そのような支持体の一例としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を挙げることができる。
＜λ／４板＞
　λ／４板は、円偏光を直線偏光に、直線偏光を円偏光に変換するための層である。波長選択性反射膜の光入射面側に配置され、直線偏光を円偏光に変換して波長選択性反射膜において反射される円偏光として入射させ、反射された円偏光を直線偏光に変換して出射する。これにより、特定の直線偏光が光フィルムに入射する場合における、波長選択性反射膜における反射効率を向上させることができる。なお、λ／４板は、直線偏光を、波長選択性反射膜が反射する方向の円偏光に変換するように設計される。
　本発明の光学素子に用いられるλ／４板の材料について特に制限はない。λ／４板は、λ／４機能を有する光学異方性支持体であってもよいし、ポリマーフィルムからなる支持体上に光学異方性層等を有してなるものであってもよい。
＜接着層（粘着剤層）＞
　本明細書において、「接着」は「粘着」も含む概念で用いられる。
　本発明の光学フィルムにおいては、λ／４板と波長選択性反射膜は、直接接触して、または、接着層を介して積層されていることが好ましい。また、波長選択性反射膜が複数層積層された光学フィルムにおいては、波長選択性反射膜は直接接触して積層される形態のみならず、各反射膜間に接着層を介して積層されてもよい。
　接着層に用いられる粘着剤の例としては、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂をあげることができる。これらは単独もしくは２種以上混合して使用してもよい。特に、アクリル系樹脂は、耐水性、耐熱性、耐光性等の信頼性に優れ、接着力、透明性が良く、更に、屈折率を液晶ディスプレイに適合するように調整し易い等から好ましい。
　シート状光硬化型粘接着剤（東亞合成グループ研究年報　１１　ＴＲＥＮＤ　２０１１　第１４号記載）を接着層に用いることもできる。粘着剤のように光学フィルム同士の貼合が簡便で、紫外線（ＵＶ）で架橋・硬化し、貯蔵弾性率、接着力及び耐熱性が向上するものであり、本発明に適した接着法である。
＜＜画像表示装置＞＞
　本発明の画像表示装置について説明する。図５は、本発明の画像表示装置の一実施形態の概略構成を示す模式図である。
　本実施形態の画像表示装置１００は、図５に示すように、光透過性を有するスクリーン１０１と、スクリーン１０１の表面に貼付された、波長選択性反射膜を含む光学フィルム１１と、光学フィルム１１が貼付されたスクリーン１０１に映像を投影する液晶投影装置１０２とを備える。
　光学フィルム１１は、上述した異なる反射中心波長を有する反射波長域を有する第１～第３の波長選択性反射膜の積層膜１４と、λ／４板１２とが接着層２０を介して積層されてなるものである。
　第１～第３の波長選択性反射膜は、その反射中心波長が液晶投影装置１０２から出力される光の青色、緑色、赤色のピーク波長と略一致するように形成されたものである。例えば、第１の波長選択性反射膜が青色反射層、第２の波長選択性反射膜が緑色反射層、第３の波長選択性反射膜が赤色反射層であるとする。第１～第３の波長選択性反射膜はどのような順で積層されていてもよい。また、第１～第３の波長選択性反射膜は同一の所定方向の円偏光、例えば右円偏光を選択的に反射するものとして構成される。
　液晶投影装置１０２から出力される画像を担持する光（以下において、画像担持光）は、直線偏光光である。この直線偏光光は、光学フィルム１１のλ／４板１２に入射し、所定方向の円偏光、例えば右円偏光に変換されて波長選択性反射膜の積層膜１４に入射する。積層膜１４に入射した右円偏光の画像担持光は、第１の波長選択性反射膜において青色光が反射され、第２の波長選択性反射膜において緑色光が反射され、第３の波長選択性反射膜において赤色光が反射され、λ／４板１２において直線偏光光に変換されて出力される。
　本画像表示装置１００においては、液晶投影装置１０２から出力される光の青色、緑色、赤色のピーク波長と、第１～第３の波長選択性反射膜の反射中心波長とを±１０ｎｍ程度の範囲で一致させることにより、液晶投影装置１０２から出力される画像担持光を効率よく反射することができるので、投影される画像を鮮明に表示させることができる。このように、画像投影装置の出力波長と一致した反射波長帯域を有し、各反射波長半値幅が４０ｎｍ以下と非常に狭帯域である第１～第３の波長選択性反射膜を、透光性のスクリーンの表面に貼付することにより、透過率の高い波長域を広くして全体としての透過率を高めつつ、投影装置からの波長に対する高い反射率を有する画像表示装置を構成することが可能となる。また、直線偏光を所定の円偏光に変換するλ／４板１２を備えたことにより、液晶投影装置１０２から出力される直線偏光を効率よく反射することが可能であり、より鮮明な画像表示が可能となる。
　なお、上記においては、第１～第３の三層の波長選択性反射膜を備えたが、液晶投影装置から出力される光が単色であり、スクリーンに単色で画像を表示させる場合には、波長選択性反射膜を１層のみ備えていればよい。また、異なる反射中心波長を有する二層の波長選択性反射膜を備える構成としてもよい。
　スクリーンは、例えば、自動車のフロントガラスやメガネレンズとすることができ、外光の透過率の高い、画像表示装置として、ヘッドアップディスプレイ、あるいはヘッドマウントディスプレイなどを構成することができる。
　以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
［実施例１］
＜仮支持体の作製＞
　［下記一般式（ＩＩ）で表されるラクトン環構造を有するアクリル系樹脂｛共重合モノマー質量比＝メタクリル酸メチル／２－（ヒドロキシメチル）アクリル酸メチル＝８／２、ラクトン環化率約１００％、ラクトン環構造の含有割合１９．４％、重量平均分子量１３３０００、メルトフローレート６．５ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）、Ｔｇ１３１℃｝９０質量部と、アクリロニトリル－スチレン（ＡＳ）樹脂｛トーヨーＡＳ　ＡＳ２０、東洋スチレン社製｝１０質量部との混合物；Ｔｇ１２７℃］のペレットを二軸押出機に供給し、約２８０℃でシート状に溶融押出しして、厚さ４０μｍの長尺状の仮支持体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３はメチル基である。
＜配向層の形成＞
　上記仮支持体に、下記組成の配向層塗布液（Ａ）を＃１４のワイヤーバーで連続的に塗布した。６０℃の温風で６０秒、更に１００℃の温風で１２０秒乾燥した。使用した変性ポリビニルアルコールの鹸化度は９６．８％であった。
－配向層塗布液（Ａ）の組成－
　下記の変性ポリビニルアルコール　　　　　　　　　　　　　１０質量部
　水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０８質量部
　メタノール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０質量部
　イソプロパノール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２９質量部
　光重合開始剤（ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）２９５９、ＢＡＳＦ社製）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．８質量部
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　変性ポリビニルアルコールの組成割合は、モル分率である。
　上記作製した配向層に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向とラビングローラーの回転軸とのなす角度を略４５°とした。
＜波長選択性反射膜の形成＞
－光学膜の形成－
　配向層上に、上記円盤状液晶化合物１０１、１０２を用い、円盤状液晶化合物がコレステリック相状態を固定されてなる光学膜を形成した。
　下記の光学膜形成用の塗布液（重合性液晶組成物）の成分を、延伸後の乾燥膜厚が３．５μｍになるように濃度を調製してＭＥＫ（メチルエチルケトン）に溶解し、塗布液を調製した。この塗布液を上記の配向層上にバー塗布して、１１０℃で３分間加熱熟成を行って、コレステリック相の均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を４５℃に保持し、これにメタルハライドランプを用いて３００ｍＪ／ｃｍ2紫外線照射して、光学膜を形成した。
－光学膜形成用の塗布液－
　円盤状液晶化合物１０１と円盤状液晶化合物１０２の合計　１００質量部
　下記界面活性剤１　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．４５質量部
　下記重合開始剤１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３質量部
　下記カイラル剤１（延伸後の反射中心波長が５５０ｎｍとなる量）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．８質量部
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　次に、上記のようにして光学膜が形成されたフィルムを、縦一軸延伸機において、給気温度１５０℃、フィルム膜面温度１４０℃、延伸速度３０％／分で表１記載の延伸倍率（２３％）で縦延伸した。その後、テンター式延伸機において、給気温度１５０℃、フィルム膜面温度１４０℃、延伸速度３０％／分で縦延伸と同率の延伸倍率（２３％）で横延伸し、巻取り部前で両端部を切り落とし、長さ４０００ｍのロールフィルムとして巻き取り二軸延伸して実施例１の波長選択性反射膜を備えた光学フィルムを得た。
［実施例２～７］
　熟成温度および延伸倍率を表１に記載のものとし、延伸後において反射中心波長が５５０ｎｍとなるように、カイラル剤の添加量を調整した以外は、実施例１と同様にして波長選択性反射膜を作製した。なお、実施例７においては、熟成温度を８５℃とした。
［比較例１］
　実施例１の延伸前の光学膜を備えた光学膜を比較例１とした。
[比較例２]
　実施例１において、延伸前の光学膜における反射中心波長が５５０ｎｍとなるようにカイラル剤の添加量を調整した以外は、実施例１と同様の方法で光学膜を作製した。本比較例では延伸は行っていない。
[比較例３]
　配向層上に、下記の棒状液晶化合物を用い、棒状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜を形成した。
　下記光学膜形成用の塗布液の成分を、延伸後の乾燥膜厚が３．５μｍになるように濃度を調製してＭＥＫに溶解し、塗布液を調製した。この塗布液を上記の配向層上にバー塗布して、１１０℃で１分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を４５℃に保持し、これにメタルハライドランプを用いて３００ｍＪ／ｃｍ2紫外線照射して硬化させ光学膜を作製した。
－比較例３の光学膜形成用の塗布液－
　下記棒状化合物１８－１と下記棒状化合物１８－２の合計　１００質量部
　フッ素系水平配向剤１　　　　　　　　　　　　　　　　０．０５質量部
　フッ素系水平配向剤２　　　　　　　　　　　　　　　　０．０１質量部
　右旋回性キラル剤ＬＣ７５６（ＢＡＳＦ社製）　　　　　　２．８質量部
　多官能モノマーＡ－ＴＭＭＴ（新中村化学工業（株）社製）　　１質量部
　重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９（ＢＡＳＦ社製）　　　　　３質量部
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　得られた光学膜について、実施例１と同じ延伸方法を用いて、２３％の倍率で延伸した。
＜反射波長および反射半値幅の測定＞
　実施例および比較例の波長選択性反射膜を市販のアクリル接着剤（東亞合成株式会社製ＵＶ－３３００）を用いてガラス板に貼り合わせ、仮支持体を剥離した後、反射波長および反射半値幅を積分反射計により測定した。測定方法は、先に述べた通りである。
＜厚さ方向レターデーションＲｔｈの測定＞
　実施例および比較例の波長選択性反射膜について厚さ方向レターデーションＲｔｈをＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のＡｘｏｓｃａｎを用いて測定した。既述のように、波長選択性反射膜をアクリル接着剤でガラス板に貼り合せ仮支持体を剥離した状態で測定した。
　表１に示す反射中心波長（５５０ｎｍ）＋１００ｎｍである波長６５０ｎｍを測定光として用いた。波長６５０ｎｍの光を、波長選択性反射膜の膜面に法線方向から入射させた場合におけるＲｔｈを測定した。測定方法は、先に述べた通りである。ガラスおよびアクリル接着剤のＲｔｈはほぼ０であるので、測定結果は波長選択性反射膜の特性とみなすことができる。
　表１に実施例および比較例についてそれぞれの製造条件、厚さ方向レターデーションＲｔｈ、反射中心波長および反射半値幅を測定した結果を示す。表１のＤＬＣは、円盤状液晶、ＣＬＣは棒状液晶を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　実施例１～７の波長選択性反射膜は、比較例１、２のような延伸を行っていない光学膜と比較して反射半値幅が格段に小さくなった。同一の熟成温度で延伸倍率のみ変化させた実施例１～６から、同一組成物を同一の熟成温度で熟成した光学膜の場合には、延伸倍率が大きいほど、反射半値幅が小さくなると共に、Ｒｔｈは延伸前に比べて正側にシフトすることが明らかである。実施例７のように熟成温度が低いと同じ延伸倍率の実施例４と比較して反射半値幅が大きくなった。熟成温度によって、配向の状態が異なることに起因すると考えられる。
　比較例３は棒状液晶化合物によるコレステリック相を有するものであり、延伸前の光学膜においてＲｔｈは正の値を有し、延伸後もＲｔｈの値は大きくは変化しない。比較例３３のように棒状液晶化合物によるコレステリック相を有するものでは、延伸をしても反射半値幅は６０ｎｍであり、十分に小さい反射半値幅は得られなかった。
１、１０、１１　　　光学フィルム
２　　　支持体
１２　　λ／４板
１３　　波長選択性反射膜
１３ａ　第１の波長選択性反射膜
１３ｂ　第２の波長選択性反射膜
１３ｃ　第３の波長選択性反射膜
１４　　積層膜
２０　　接着層
１００　画像表示装置
１０１　スクリーン
１０２　液晶投影装置

Claims (9)

  1. 　円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜の二軸延伸膜であって、反射波長域の半値幅が４０ｎｍ以下である波長選択性反射膜。
  2. 　円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる波長選択性反射膜であって、反射波長域の半値幅が４０ｎｍ以下であり、反射中心波長＋１００ｎｍの波長における、厚さ方向レターデーションＲｔｈが－５０ｎｍ以上である波長選択性反射膜。
  3. 　請求項１または２記載の波長選択性反射膜と、
    　該波長選択性反射膜の一方の面に積層されたλ／４板とを備えた光学フィルム。
  4. 　互いに異なる反射中心波長を有する反射波長域を有する複数の、請求項１または２記載の波長選択性反射膜の積層膜を備えた光学フィルム。
  5. 　前記積層膜の一方の面に積層されたλ／４板をさらに備えた請求項４記載の光学フィルム。
  6. 　円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる光学膜を形成し、
    　該光学膜を二軸延伸して反射波長域の半値幅が４０ｎｍ以下である波長選択性反射膜を得る波長選択性反射膜の製造方法。
  7. 　前記円盤状液晶化合物を含む重合性液晶組成物を支持体上に塗布して塗膜を形成し、
    　該塗膜を前記重合性液晶組成物の液晶相と等方相との転移温度より１～１５℃低い温度で一定時間維持して前記円盤状液晶化合物をコレステリック相状態とした後に、該塗膜を硬化させることにより、前記円盤状液晶化合物がコレステリック相状態で固定されてなる前記光学膜を形成する請求項６記載の波長選択性反射膜の製造方法。
  8. 　前記二軸延伸の倍率が２０％～５０％である請求項６または７記載の波長選択性反射膜の製造方法。
  9. 　光透過性を有するスクリーンと、
    　該スクリーンの表面に貼付された請求項１または２記載の波長選択性反射膜と、
    　該波長選択性反射膜が貼付された前記スクリーンに映像を投影する液晶投影装置とを備えた画像表示装置。
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