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WO2020149357A1 - 積層体、楕円偏光板および重合性液晶組成物 - Google Patents

積層体、楕円偏光板および重合性液晶組成物 Download PDF

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Publication number
WO2020149357A1
WO2020149357A1 PCT/JP2020/001240 JP2020001240W WO2020149357A1 WO 2020149357 A1 WO2020149357 A1 WO 2020149357A1 JP 2020001240 W JP2020001240 W JP 2020001240W WO 2020149357 A1 WO2020149357 A1 WO 2020149357A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid crystal
cured film
crystal cured
vertically aligned
film
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/001240
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
辰昌 葛西
伸行 幡中
Original Assignee
住友化学株式会社
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 住友化学株式会社 filed Critical 住友化学株式会社
Priority to KR1020217023582A priority Critical patent/KR20210114427A/ko
Priority to CN202080009405.5A priority patent/CN113302529B/zh
Publication of WO2020149357A1 publication Critical patent/WO2020149357A1/ja

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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3016Polarising elements involving passive liquid crystal elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00634Production of filters
    • B29D11/00644Production of filters polarizing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/8791Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light

Definitions

  • the present invention relates to a laminated body including a vertically aligned liquid crystal cured film and a substrate, an elliptical polarizing plate including the laminated body, and an organic EL display device. It also relates to a polymerizable liquid crystal composition that can be used to form the laminate.
  • the elliptically polarizing plate is an optical member in which a polarizing plate and a retardation plate are laminated, and for example, in a device that displays an image in a planar state such as an organic EL image display device, light reflection at an electrode that constitutes the device. It is used to prevent A so-called ⁇ /4 plate is generally used as the retardation plate constituting the elliptically polarizing plate.
  • a retardation plate composed of a horizontally aligned liquid crystal cured film obtained by polymerizing and curing a polymerizable liquid crystal compound in a state in which the polymerizable liquid crystal compound is oriented in the horizontal direction with respect to the plane of the retardation plate is known. ..
  • Patent Document 1 describes a laminate including a vertical alignment liquid crystal cured film formed on a vertical alignment film and a horizontal alignment liquid crystal cured film formed on a horizontal alignment film. ing.
  • a vertical alignment film for orienting a polymerizable liquid crystal compound in the vertical direction is generally required to manufacture a vertically aligned liquid crystal cured film. For this reason, it is necessary to form the vertical alignment film before the formation of the vertical alignment liquid crystal cured film, and at least two or more coatings are required to obtain a coating film from each of the alignment film forming composition and the liquid crystal cured film forming composition. There is a problem that a film forming step is required and the productivity is likely to decrease. On the other hand, in order to improve productivity, there is a demand for a method of forming a vertical alignment liquid crystal cured film without forming a vertical alignment film. If only the step of forming the alignment film is omitted, there is a problem that the alignment property of the vertically aligned liquid crystal cured film becomes insufficient.
  • the present invention is a novel solution to the above problem, that is, it can be formed without a vertical alignment film, and the polymerizable liquid crystal compound is the same as the vertical alignment liquid crystal cured film formed on the vertical alignment film. It is an object of the present invention to provide a laminate including a vertically aligned liquid crystal cured film that is precisely aligned in the vertical direction.
  • a laminate including a vertically aligned liquid crystal cured film and a substrate The vertically aligned liquid crystal cured film is a cured product of a polymerizable liquid crystal composition that is cured in a state in which a polymerizable liquid crystal compound is aligned in a direction perpendicular to the liquid crystal cured film plane,
  • the vertical alignment liquid crystal cured film satisfies at least one of the following formulas (1) and (2), and at least one of the following formulas (3), (4), (5) and (6).
  • F(A) represents the abundance ratio (atom %) of elemental fluorine in the liquid crystal cured film at the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film on the side opposite to the substrate
  • F(B) represents the abundance ratio (atom %) of elemental fluorine in the liquid crystal cured film at the interface on the substrate side of the vertically aligned liquid crystal cured film
  • F(C) represents the abundance ratio (atom %) of the elemental fluorine in the liquid crystal cured film at a point 100 nm in the thickness direction from the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the substrate to the liquid crystal cured film side.
  • Si(A) represents the abundance ratio (atom %) of the silicon element in the liquid crystal cured film at the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the substrate
  • Si(B) represents the abundance ratio (atom %) of the silicon element in the liquid crystal cured film at the interface on the substrate side of the vertically aligned liquid crystal cured film
  • Si(C) represents the abundance ratio (atom %) of the silicon element in the liquid crystal cured film at a point 100 nm in the thickness direction from the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the substrate side to the liquid crystal cured film side.
  • N(B) represents the abundance ratio (atom %) of the nitrogen element in the liquid crystal cured film at the interface on the substrate side of the vertically aligned liquid crystal cured film
  • N(C) represents the abundance ratio (atom %) of the nitrogen element in the liquid crystal cured film at a point 100 nm in the thickness direction from the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the base material to the liquid crystal cured film side.
  • P(B) represents the abundance ratio (atom %) of the phosphorus element in the liquid crystal cured film at the interface on the substrate side of the vertically aligned liquid crystal cured film
  • P(C) represents the abundance ratio (atom %) of the phosphorus element in the liquid crystal cured film at a point of 100 nm in the thickness direction from the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the substrate, to the liquid crystal cured film side. .. ] [2]
  • RthC (550) represents a retardation value in the thickness direction of the vertically aligned liquid crystal cured film at a wavelength of 550 nm.
  • RthC (550) represents a retardation value in the thickness direction of the vertically aligned liquid crystal cured film at a wavelength of 550 nm.
  • RthC(450) represents a retardation value in the thickness direction of the vertically aligned liquid crystal cured film at a wavelength of 450 nm
  • RthC(550) represents a retardation value in the thickness direction of the vertically aligned liquid crystal cured film at a wavelength of 550 nm.
  • [16] The laminate according to any one of [1] to [15], further including a horizontally oriented retardation film.
  • the horizontally aligned retardation film is a horizontally aligned liquid crystal cured film obtained by curing at least one polymerizable liquid crystal compound in a state of being aligned horizontally with respect to the in-plane direction of the retardation film.
  • the laminated body of description [18] An elliptically polarizing plate including the laminate according to [16] or [17] and a polarizing film. [19] The elliptically polarizing plate according to the above [18], wherein the angle between the slow axis of the horizontally oriented retardation film constituting the laminate and the absorption axis of the polarizing film is 45 ⁇ 5°.
  • An organic EL display device including the elliptically polarizing plate according to [18] or [19].
  • Polymerization including a polymerizable liquid crystal compound having an absorbance of 0.10 or less at a wavelength of 350 nm, a leveling agent, and at least one selected from the group consisting of an ionic compound containing a nonmetal atom and a nonionic silane compound. Liquid crystal composition.
  • the polymerizable liquid crystal composition according to the above [21] which contains a polymerizable liquid crystal compound having an absorbance of 0.10 or less at a wavelength of 350 nm, a leveling agent, an ionic compound containing a non-metal atom and a nonionic silane compound.
  • B11 is -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-NR 16 -, -NR 16 -CO-, -CO-, -.
  • R 16 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • E11 represents an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms
  • the hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms
  • the hydrogen atom contained in the alkoxy group. May be substituted with a halogen atom.
  • —CH 2 — constituting the alkanediyl group may be replaced with —O— or —CO—.
  • a base material is peeled off from the laminate according to any one of the laminates according to any one of [1] to [15], and the laminate peeled off from the base material and a horizontally aligned retardation film.
  • a vertical alignment liquid crystal that can be formed without a vertical alignment film, and in which a polymerizable liquid crystal compound is aligned in the vertical direction with high precision, like the vertical alignment liquid crystal cured film formed on the vertical alignment film.
  • a laminated body including a cured film can be provided.
  • the laminate of the present invention includes a vertically aligned liquid crystal cured film and a base material.
  • FIG. 1 shows one embodiment of the laminate of the present invention, and shows the most basic layer structure of the laminate of the present invention.
  • the laminated body 11 shown in FIG. 1 is formed by laminating a base material 1 and a vertically aligned liquid crystal cured film 2.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film 2 is directly formed on the substrate 1, and the substrate 1 and the vertically aligned liquid crystal cured film 2 are adjacent to each other.
  • the laminate of the present invention may be configured to further include other layers in addition to the substrate and the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • the vertical alignment liquid crystal cured film is provided on the base material or on the base material with or without a layer having a vertical alignment control force (hereinafter, also referred to as “vertical alignment film”). It can be formed on a layer having no vertical alignment control force.
  • the vertical alignment liquid crystal cured film can be laminated on the base material without the vertical alignment film interposed, and in the laminate of the present invention, the base material and the vertical alignment liquid crystal cured film are adjacent to each other. It is preferable that
  • the vertically aligned liquid crystal cured film constituting the laminate of the present invention satisfies at least one of the following formulas (1) and (2), and also satisfies the following formulas (3), (4), (5) and (6). At least one of F(A)>F(C) (1) Si(A)>Si(C) (2) N(B)>N(C) (3) P(B)>P(C) (4) F(B)>F(C) (5) Si(B)>Si(C) (6)
  • F(A) represents the abundance ratio (atom %) of elemental fluorine in the liquid crystal cured film at the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film on the side opposite to the substrate
  • F(B) represents the abundance ratio (atom %) of elemental fluorine in the liquid crystal cured film at the interface on the substrate side of the vertically aligned liquid crystal cured film
  • F(C) represents the abundance ratio (atom %) of the elemental fluorine in the liquid crystal cured film at a point 100 nm in the thickness direction from the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the substrate to the liquid crystal cured film side.
  • Si(A) represents the abundance ratio (atom %) of the silicon element in the liquid crystal cured film at the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the substrate
  • Si(B) represents the abundance ratio (atom %) of the silicon element in the liquid crystal cured film at the interface on the substrate side of the vertically aligned liquid crystal cured film
  • Si(C) represents the abundance ratio (atom %) of the silicon element in the liquid crystal cured film at a point 100 nm in the thickness direction from the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the substrate side to the liquid crystal cured film side.
  • N(B) represents the abundance ratio (atom %) of the nitrogen element in the liquid crystal cured film at the interface on the substrate side of the vertically aligned liquid crystal cured film
  • N(C) represents the abundance ratio (atom %) of the nitrogen element in the liquid crystal cured film at a point 100 nm in the thickness direction from the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the base material to the liquid crystal cured film side.
  • P(B) represents the abundance ratio (atom %) of the phosphorus element in the liquid crystal cured film at the interface on the substrate side of the vertically aligned liquid crystal cured film
  • P(C) represents the abundance ratio (atom %) of the phosphorus element in the liquid crystal cured film at a point of 100 nm in the thickness direction from the interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the substrate, to the liquid crystal cured film side. ..
  • the above formulas (1) to (6) serve as indices showing uneven distribution of a specific element in the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • F, Si, N and P in the formulas (1) to (6) represent fluorine element, silicon element, nitrogen element and phosphorus element, respectively.
  • (A) is an interface of the vertically aligned liquid crystal cured film opposite to the substrate (hereinafter, also referred to as “non-substrate side interface”), and (B) is a vertically aligned liquid crystal cured film.
  • Point hereinafter, also referred to as “middle point”
  • fluorine element, silicon element, nitrogen element and phosphorus element are unevenly distributed in a specific positional relationship in the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • Such uneven distribution of the specific element means that the additives functioning as the leveling agent and the vertical alignment promoter are unevenly distributed in the vertical alignment liquid crystal cured film in a specific positional relationship.
  • the surface energy of the cured film can be controlled and the electrostatic repulsive force with respect to the polymerizable liquid crystal compound can be expressed.
  • an alignment regulating force that aligns the polymerizable liquid crystal compound in the direction perpendicular to the film plane of the liquid crystal cured film is developed, and the polymerizable liquid crystal compound is aligned in the direction perpendicular to the film plane without the vertical alignment film. It is considered that a vertically aligned liquid crystal cured film having an orientation can be formed.
  • the unevenly distributed positions are tens of nm (maximum at maximum) from both the non-substrate side and the substrate side of the liquid crystal cured film.
  • nm maximum at maximum
  • the above formula (1) means that the abundance ratio (atom %) of the fluorine element at the non-base material side interface of the vertically aligned liquid crystal cured film is higher than the abundance ratio (atom %) of the fluorine element at the midpoint, This indicates that elemental fluorine is unevenly distributed on the non-base material side interface.
  • the above formula (2) means that the abundance ratio (atom %) of the silicon element at the non-base material side interface of the vertically aligned liquid crystal cured film is higher than the abundance ratio (atom %) of the silicon element at the midpoint, It means that the silicon element is unevenly distributed on the non-base material side interface.
  • the uneven distribution of the fluorine element and/or the silicon element at the non-base material side interface of the vertically aligned liquid crystal cured film may be due to, for example, that the liquid crystal cured film contains fluorine element and/or silicon element as a constituent component on the non-base material side interface side. It can be realized by including a component that easily segregates (for example, a surfactant or the like).
  • the surface energy at the non-base material side interface of the liquid crystal cured film becomes low.
  • the polymerizable liquid crystal compound is easily oriented in the vertical direction.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film constituting the laminate of the present invention satisfies at least one of the above formulas (3), (4), (5) and (6).
  • the above formula (3) means that the abundance ratio (atom %) of the nitrogen element at the substrate-side interface of the vertically aligned liquid crystal cured film is higher than the abundance ratio (atom %) of the nitrogen element at the midpoint. Indicates that the nitrogen element is unevenly distributed on the material side interface.
  • the above formula (4) means that the abundance ratio (atom %) of the phosphorus element at the substrate-side interface of the vertically aligned liquid crystal cured film is higher than the abundance ratio (atom %) of the phosphorus element at the midpoint. This indicates that the phosphorus element is unevenly distributed on the material-side interface.
  • the above formula (5) means that the abundance ratio (atom %) of the elemental fluorine at the substrate side interface of the vertically aligned liquid crystal cured film is higher than the abundance ratio (atom %) of the elemental fluorine at the midpoint. This indicates that elemental fluorine is unevenly distributed on the material-side interface.
  • the above formula (6) means that the abundance ratio (atom %) of the silicon element at the substrate side interface of the vertically aligned liquid crystal cured film is higher than the abundance ratio (atom %) of the silicon element at the midpoint. This indicates that the silicon element is unevenly distributed on the material-side interface.
  • the uneven distribution of nitrogen element, phosphorus element, fluorine element and/or silicon element at the substrate side interface of the vertically aligned liquid crystal cured film is, for example, that the liquid crystal cured film constitutes nitrogen element, phosphorus element, fluorine element and/or silicon element. It can be realized by including a component that is included as a component and is easily segregated on the interface side on the substrate side (for example, an ionic compound or the like). Although the mechanism of exerting the vertical alignment control force due to the uneven distribution of these components is not clear, the polarities of the ionic compound having a charge and the polymerizable liquid crystal compound having no charge are usually largely different from each other.
  • the liquid crystal cured film When the cured liquid crystal film satisfies at least one of the formulas (3), (4), (5) and (6), the liquid crystal cured film is allowed to remain statically between the substrate side interface and the polymerizable liquid crystal compound. An electric repulsion effect can be produced, and the polymerizable liquid crystal compound is easily aligned in the vertical direction.
  • a vertical alignment liquid crystal cured film having a vertical alignment regulating force for the polymerizable liquid crystal compound is obtained. Therefore, the element unevenly distributed on the base material side interface side may be any of nitrogen element, phosphorus element, fluorine element or silicon element.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film is represented by the formula (3) and the formula: It is preferable that at least one of (4) is satisfied and at least one of formula (5) and formula (6) is satisfied, and formulas (3), (4), (5) and (6) are satisfied. It is more preferable to satisfy at least 3 of the above, more preferably at least one of the formulas (3) and (4), and further preferable to satisfy the formulas (5) and (6).
  • the vertically aligned liquid crystal cured film constituting the laminate of the present invention satisfies at least one of formulas (1) and (2), and formulas (3), (4), (5) and (6). Satisfying at least one of By satisfying at least one of the formulas (1) and (2) and satisfying at least one of the formulas (3) to (6), the surface energy at the non-base material side interface of the liquid crystal cured film is satisfied. And the electrostatic repulsion effect at the interface of the liquid crystal cured film on the substrate side can exert a vertical alignment control force on the polymerizable liquid crystal compound from both interfaces of the liquid crystal cured film.
  • the polymerizable liquid crystal compound can be aligned in the direction perpendicular to the film plane of the liquid crystal cured film with higher accuracy without the vertical alignment film.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film can have the following aspects. a) satisfying at least one of formulas (1) and (2), satisfying at least one of formulas (3) and (4), and at least one of formulas (5) and (6) Meet one. b) At least one of the expressions (1) and (2) is satisfied, and at least three of the expressions (3) to (6) are satisfied. c) at least one of the formulas (1) and (2) is satisfied, and at least one of the formulas (3) and (4) is satisfied, and the formulas (5) and (6) are simultaneously satisfied. Fulfill.
  • the aspect (b) is preferable because the polymerizable liquid crystal compound is easily aligned in the vertical direction, and the aspect (c) is more preferable because the polymerizable liquid crystal compound is easily aligned vertically with higher accuracy. ..
  • the difference [F(A)-F(C)] with the abundance ratio (atom %) is preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more, and still more preferably 0.5 or more.
  • the upper limit of the difference between F(A) and F(C) is not particularly limited and is usually 50 or less, preferably 30 or less.
  • the difference [Si(A)-Si(C)] with the abundance ratio (atom %) is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more, still more preferably 0.10.
  • the upper limit of the difference between Si(A) and Si(C) is not particularly limited and is usually 50 or less, preferably 30 or less.
  • the existence ratio (atom %) of the nitrogen element at the base material side interface represented by N(B) and the nitrogen element at the intermediate point represented by N(C) is preferably 0.001 or more, more preferably 0.01 or more, and further preferably 0.05 or more.
  • the difference between N(B) and N(C) is at least the above lower limit, a sufficient amount of nitrogen element is unevenly distributed on the substrate interface side of the vertically aligned liquid crystal cured film, and the polymerizable liquid crystal compound is vertically oriented. It becomes easy to orient accurately.
  • the upper limit of the difference between N(B) and N(C) is not particularly limited and is usually 30 or less, preferably 10 or less.
  • the phosphorus element existence ratio (atom %) at the substrate-side interface represented by P(B) and the phosphorus element at the intermediate point represented by P(C) is preferably 0.001 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.05 or more.
  • the difference between P(B) and P(C) is not less than the above lower limit, a sufficient amount of phosphorus element is unevenly distributed on the substrate interface side of the vertically aligned liquid crystal cured film, and the polymerizable liquid crystal compound is vertically oriented. It becomes easy to orient accurately.
  • the upper limit of the difference between P(B) and P(C) is not particularly limited and is usually 30 or less, preferably 10 or less.
  • the abundance ratio (atom %) of the elemental fluorine at the base material side interface represented by F(B) and the elemental fluorine content at the intermediate point represented by F(C) is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more, still more preferably 0.10.
  • the difference between F(B) and F(C) is not less than the above lower limit, a sufficient amount of fluorine element is unevenly distributed on the substrate interface side of the vertically aligned liquid crystal cured film, and the polymerizable liquid crystal compound is vertically oriented. It becomes easy to orient accurately.
  • the upper limit of the difference between F(B) and F(C) is not particularly limited and is usually 50 or less, preferably 30 or less.
  • the presence ratio (atom %) of the silicon element at the base material side interface represented by Si(B) and the silicon element at the intermediate point represented by Si(C) is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more, still more preferably 0.10.
  • the difference between Si(B) and Si(C) is at least the above lower limit, a sufficient amount of silicon element is unevenly distributed on the substrate interface side of the vertically aligned liquid crystal cured film, and the polymerizable liquid crystal compound is vertically oriented. It becomes easy to orient accurately.
  • the upper limit of the difference between Si(B) and Si(C) is not particularly limited and is usually 50 or less, preferably 30 or less.
  • the existence ratio of the element in the non base material side interface is not particularly limited, and may be the same or higher than each other.
  • the above formulas (1) to (6) in the vertically aligned liquid crystal cured film are each a fluorine element and/or a silicon element depending on the polymerizable liquid crystal compound used to form the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • a component which is included as a constituent component and is easily segregated on the interface side on the non-base material side or a component which contains nitrogen element, phosphorus element, fluorine element and/or silicon element as a constituent component and which is easily segregated on the interface side on the base material side.
  • the composition of the composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film can be controlled by adjusting the types, their blending amounts and combinations, the composition of the composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film, the manufacturing conditions for the vertically aligned liquid crystal cured film, the type of the substrate to be coated, the surface treatment conditions, etc. it can.
  • the formula (1) and/or (2) can be obtained.
  • a vertically aligned liquid crystal cured film that satisfies the requirement can be obtained.
  • the ratio of each element in the vertically aligned liquid crystal cured film can be measured by an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) method. For example, after the constituent elements of the interface on the non-base material side of the vertically aligned liquid crystal cured film are analyzed by XPS, etching is performed from the non-base material side interface to obtain 100 nm in the thickness direction of the liquid crystal cured film from the non-base material side interface.
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • the constituent elements in the liquid crystal cured film at the point of are analyzed by XPS, then the base material is peeled from the vertically aligned liquid crystal cured film used in the analysis, and the constitution of the surface from which the base material is peeled (base material side interface) Elements can be analyzed by XPS. More detailed conditions such as XPS measurement conditions and etching conditions for analyzing the constituent elements at the intermediate points can be appropriately determined according to the measurement device, the sample to be measured, and the like. The conditions described in the examples can be adopted.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film that constitutes the laminate of the present invention is a cured product of the polymerizable liquid crystal composition that is cured in a state where the polymerizable liquid crystal compound is aligned in the direction perpendicular to the plane of the liquid crystal cured film.
  • the polymerizable liquid crystal composition for forming the vertically aligned liquid crystal cured film is such that, in addition to the polymerizable liquid crystal compound, the liquid crystal cured film obtained is represented by Formulas (1) to (6). It is configured to include a component for causing uneven distribution of a specific element.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film constituting the laminate contains a fluorine element and/or a silicon element as a constituent component and a component that easily segregates on the interface side on the non-base material side.
  • a fluorine element and/or a silicon element as a constituent component and a component that easily segregates on the interface side on the non-base material side.
  • the manufacturing process of the laminated body is simplified, and the laminated body can be manufactured with high productivity.
  • the component that contains elemental fluorine and/or elemental silicon and is prone to segregate on the interface side on the non-base material side include a leveling agent, a nonionic silane compound, and an ionic compound.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film preferably contains a leveling agent.
  • the leveling agent has a function of adjusting fluidity of the polymerizable liquid crystal composition and flattening a coating film obtained by applying the composition, and a typical leveling agent includes a surfactant and the like. ..
  • elemental fluorine and/or elemental silicon is likely to be unevenly distributed on the non-base material side interface of the liquid crystal cured film, and while exerting the function as a conventional leveling agent, it exerts a high vertical alignment control force on the polymerizable liquid crystal compound.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film is formed from a leveling agent containing a silicon element (hereinafter, also referred to as “silicone leveling agent”) and a leveling agent containing a fluorine element (hereinafter, also referred to as “fluorine leveling agent”). It is more preferred to include at least one leveling agent selected.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film easily satisfies the formula (1) by containing the leveling agent containing the fluorine element, and easily satisfies the formula (2) by containing the leveling agent containing the silicon element.
  • these leveling agents only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
  • a commercially available product may be used as the leveling agent.
  • the silicone-based leveling agent and the fluorine-based leveling agent specifically, DC3PA, SH7PA, DC11PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, ST80PA, ST86PA, SH8400, SH8700, FZ2123 (all above, Toray Dow Corning )), KP321, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341, X22-161A, KF6001 (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, TSF4460 (all from Momentive Performance Materials Japan GK), Fluorinert (registered trademark) FC-72, FC-40, FC-43, FC-3283 (all Sumitomo 3M ( Co., Ltd.), Megafac (registered trademark) R-08, R-08
  • the content thereof is preferably 0.001 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound in the polymerizable liquid crystal composition forming the vertically aligned liquid crystal cured film. Or more, more preferably 0.01 parts by mass or more, further preferably 0.03 parts by mass or more, and preferably 5 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or less, still more preferably 1.5 parts by mass or less. Is.
  • the content of the leveling agent is within the above range, the vertical alignment property of the polymerizable liquid crystal compound can be effectively promoted while maintaining good coatability of the polymerizable liquid crystal composition.
  • the content of the leveling agent means the total content of all leveling agents contained in the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film preferably contains a nonionic silane compound.
  • the nonionic silane compound generally tends to segregate on the non-base material side interface of the vertically aligned liquid crystal cured film, and by including this, a liquid crystal cured film satisfying the formula (2) can be obtained.
  • the polymerizable liquid crystal composition forming the vertically aligned liquid crystal cured film contains a nonionic silane compound
  • the nonionic silane compound lowers the surface tension of the polymerizable liquid crystal composition, and the non-substrate side of the liquid crystal cured film Since the surface energy of the interface can be lowered, the vertical alignment regulating force for the polymerizable liquid crystal compound can be increased.
  • the liquid crystal cured film can be formed while maintaining the state in which the polymerizable liquid crystal compound is vertically aligned.
  • the inclusion of the nonionic silane compound in addition to the leveling agent described above causes the vertical alignment control force due to the above-mentioned effects to be more remarkably exhibited.
  • a nonionic silane compound is a nonionic compound containing silicon element.
  • the nonionic silane compound include silicon polymers such as polysilane, silicone resins such as silicone oil and silicone resin, and organic-inorganic silane compounds such as silicone oligomer, silsessiloxane and alkoxysilane (more specifically, Silane coupling agents, etc.) and the like.
  • the above-mentioned leveling agent containing a silicon element corresponds to a nonionic silane compound in terms of its molecular structure, but in the present invention, the leveling agent containing a silicon element (silicone-based leveling agent) has a remarkable leveling property.
  • the silicone-based leveling agent generally has a large molecular weight and preferably has a weight average molecular weight of 1000 or more in order to exhibit the leveling property.
  • the nonionic silane compound may be of a silicone monomer type or a silicone oligomer (polymer) type.
  • silicone oligomer is shown in the form of (monomer)-(monomer) copolymer, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane-tetramethoxysilane copolymer, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane-tetraethoxysilane copolymer, 3-mercapto Copolymers containing mercaptopropyl groups such as propyltriethoxysilane-tetramethoxysilane copolymer and 3-mercaptopropyltriethoxysilane-tetraethoxysilane copolymer; mercaptomethyltrimethoxysilane-tetramethoxysilane copolymer, mercaptomethyltrimethoxysilane-tetra Copolymers containing mercaptomethyl groups such as ethoxys
  • the silane coupling agent is selected from the group consisting of vinyl group, epoxy group, styryl group, methacrylic group, acrylic group, amino group, isocyanurate group, ureido group, mercapto group, isocyanate group, carboxyl group, and hydroxyl group at the terminal.
  • a compound containing an elemental silicon having at least one functional group as defined above and at least one alkoxysilyl group or silanol group.
  • the silane coupling agent is preferably a silane coupling agent having an alkoxysilyl group and another different reactive group (for example, the above functional group). Furthermore, the silane coupling agent is preferably a silane coupling agent having an alkoxysilyl group and a polar group.
  • the silane coupling agent has at least one alkoxysilyl group and at least one polar group in its molecule, the vertical alignment property of the polymerizable liquid crystal compound is more likely to be improved, and the vertical alignment promotion effect is remarkably obtained.
  • the polar group include an epoxy group, an amino group, an isocyanurate group, a mercapto group, a carboxyl group and a hydroxy group.
  • the polar group may optionally have a substituent or a protective group in order to control the reactivity of the silane coupling agent.
  • silane coupling agent examples include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris(2-methoxyethoxy)silane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, 3-glycidoxypropyltri Methoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltri Methoxysilane, 3-
  • silane coupling agents examples include KP321, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341, X22-161A, KF6001, KBM-1003, KBE-1003, KBM-303, KBM-402 and KBM-403. , KBE-402, KBE-403, KBM-1403, KBM-502, KBM-503, KBE-502, KBE-503, KBM-5103, KBM-602, KBM-603, KBM-903, KBE-903, KBE Silane coupling agents manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. such as -9103, KBM-573, KBM-575, KBM-9659, KBE-585, KBM-802, KBM-803, KBE-846, and KBE-9007. Are listed.
  • the content thereof is generally 100 in the polymerizable liquid crystal composition forming the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • the amount is preferably 0.01 part by mass or more, more preferably 0.05 part by mass or more, still more preferably 0.1 part by mass or more, and preferably 5 parts by mass or less, more preferably 4 parts by mass. It is not more than 3 parts by mass, more preferably not more than 3 parts by mass.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film forming the laminate of the present invention preferably contains a nitrogen element, a phosphorus element, a fluorine element and/or a silicon element as constituent components, and contains a component which is easily segregated on the interface side of the substrate side. ..
  • a liquid crystal cured film satisfying the formulas (3), (4), (5) and/or (6) can be obtained.
  • the component that tends to segregate on the interface side on the base material side include ionic compounds containing nitrogen element, phosphorus element, elemental fluorine and/or elemental silicon.
  • a nitrogen element, a phosphorus element, or a fluorine element may be present at the interface on the substrate side of the liquid crystal cured film due to such a component.
  • an electrostatic repulsion effect is exerted on the polymerizable liquid crystal compound at the interface of the liquid crystal cured film where the element is present on the substrate side.
  • the polymerizable liquid crystal compound tries to arrange so that the contact area becomes small with respect to the interface of the liquid crystal cured film on the substrate side. Can be expressed.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film preferably contains an ionic compound composed of a non-metal atom.
  • the ionic compound composed of a non-metal atom tends to be unevenly distributed at the interface on the substrate side in the vertically aligned liquid crystal cured film, and particularly when the polarity of the substrate film is high, for example, when a triacetyl cellulose film is used or When the material is subjected to corona treatment, plasma treatment, excimer light irradiation treatment, etc., it tends to become more unevenly distributed.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film contains the above-mentioned leveling agent, in particular, a leveling agent containing a silicon element or a leveling agent containing a fluorine element, or an ionic compound containing a non-metallic atom together with a non-ionic silane compound, thereby providing a vertically aligned liquid crystal.
  • a leveling agent containing a silicon element or a leveling agent containing a fluorine element or an ionic compound containing a non-metallic atom together with a non-ionic silane compound, thereby providing a vertically aligned liquid crystal. Since the vertical alignment regulating force for the polymerizable liquid crystal compound acts from both sides of the non-base material side interface and the base material side interface of the cured film, the polymerizable liquid crystal compound is easily aligned in the vertical direction, and the alignment accuracy can be further improved. it can.
  • Examples of the ionic compound composed of a non-metal atom include an onium salt (more specifically, a quaternary ammonium salt having a nitrogen atom having a positive charge, a tertiary sulfonium salt, and a phosphorus atom having a positive charge). Quaternary phosphonium salts and the like).
  • the vertically aligned liquid crystal cured film easily satisfies the formula (3) when it contains an ammonium salt, and easily satisfies the formula (4) when it contains a phosphonium salt.
  • quaternary onium salts are preferable from the viewpoint of further improving the vertical alignment of the polymerizable liquid crystal compound, and from the viewpoint of improving availability and mass productivity, quaternary phosphonium salts or quaternary salts.
  • Ammonium salts are more preferred.
  • the onium salt may have two or more quaternary onium salt moieties in the molecule, and may be an oligomer or polymer.
  • the molecular weight of the ionic compound composed of non-metal atoms is preferably 100 or more and 10,000 or less. When the molecular weight is within the above range, it is easy to improve the vertical alignment of the polymerizable liquid crystal compound while maintaining the coatability of the polymerizable composition.
  • the molecular weight of the ionic compound composed of non-metal atoms is more preferably 5,000 or less, still more preferably 3,000 or less.
  • Examples of the cation component of the ionic compound composed of non-metal atoms include inorganic cations and organic cations. Among them, organic cations are preferable because they are unlikely to cause alignment defects in the polymerizable liquid crystal compound. Examples of organic cations include imidazolium cations, pyridinium cations, ammonium cations, sulfonium cations and phosphonium cations.
  • Ionic compounds composed of non-metal atoms generally have a counter anion.
  • the anion component serving as the counter ion of the cation component include an inorganic anion and an organic anion. Among them, organic anions are preferable because they do not easily cause alignment defects of the polymerizable liquid crystal compound.
  • Formula (5) can be easily satisfied by using an anion containing a fluorine element in the molecular structure as a counter anion. The cation and the anion do not necessarily have to have a one-to-one correspondence.
  • anion component examples include the following. Chloride anion [Cl ⁇ ], Bromide anion [Br ⁇ ], Iodide anion [I ⁇ ], Tetrachloroaluminate anion [AlCl 4 ⁇ ], Heptachlorodialuminate anion [Al 2 Cl 7 ⁇ ], Tetrafluoroborate anion [BF 4 ⁇ ], Hexafluorophosphate anion [PF 6 ⁇ ], Perchlorate anions [ClO 4 -], Nitrate anion [NO 3 ⁇ ], Acetate anion [CH 3 COO ⁇ ], Trifluoroacetate anion [CF 3 COO ⁇ ], Fluorosulfonate anion [FSO 3 ⁇ ], Methanesulfonate anion [CH 3 SO 3 ⁇ ], Trifluoromethanesulfonate anion [CF 3 SO 3 ⁇ ], p-toluenesulfonate anion [p-CH 3 C
  • ionic compound composed of a non-metal atom can be appropriately selected from the combination of the above cation component and anion component.
  • Specific examples of the compound that is a combination of a cation component and an anion component include the following.
  • (Imidazolium salt) 1-ethyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(fluorosulfonyl)imide, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, 1-ethyl-3-methylimidazolium p-toluenesulfonate, 1-butyl-3-methylimidazolium methanesulfonate, etc.
  • the ionic compound composed of a non-metal atom is preferably a phosphonium salt having an alkyl group, an ammonium salt having an alkyl group, or the like, and as a counter anion thereof, a fluorine atom such as a fluorosulfonyl group or a trifluoroalkylsulfonyl group is contained.
  • a counter anion having a sulfonyl group and the like are preferable.
  • the alkyl group in the phosphonium salt having an alkyl group and the ammonium salt having an alkyl group may have a substituent such as a hydroxy group or an alkoxysilyl group.
  • a substituent such as a hydroxy group or an alkoxysilyl group.
  • an ionic compound consisting of a phosphonium salt or an ammonium salt having a positive charge on the nitrogen atom is preferable, and an anion containing a fluorine element in the molecular structure is used as a counter anion. More preferred are ionic compounds consisting of phosphonium salts or ammonium salts.
  • the ionic compound composed of a non-metal atom preferably has a silicon element and/or a fluorine element in the molecular structure of the cation site.
  • the ionic compound composed of a non-metal atom has a silicon element and/or a fluorine element in the molecular structure of the cation site, the ionic compound easily segregates on the surface of the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • a salt composed of an ammonium cation or a phosphonium cation having a (C1-C4)alkoxysilylalkyl group and bis(trifluoromethanesulfonyl)imide is preferable, and the following ions
  • the compounds (I) to (III) and the like are more preferable.
  • a method of treating the substrate surface with a surfactant having an alkyl group with a somewhat long chain length to improve the liquid crystal alignment for example, "Liquid Crystal Handbook", Chapter 2, Liquid Crystal Alignment and Physical Properties). (Published by Maruzen Co., Ltd.) can be applied to further improve the vertical alignment of the polymerizable liquid crystal compound. That is, the vertical alignment of the polymerizable liquid crystal compound can be effectively improved by treating the surface of the base material with an ionic compound having an alkyl group having a long chain length to some extent.
  • the ionic compound containing a non-metal atom satisfies the following formula (9). 5 ⁇ M ⁇ 16 (9)
  • a positive charge to be considered as a base point for a substituent having two or more atoms having a positive charge is defined as “the number of covalent bonds from the atom having a positive charge to the end of the molecular chain” in the definition of M above.
  • the ionic compound composed of a non-metal atom is an oligomer or polymer having two or more repeating units, the constitutional unit is considered as one molecule, and the above M is calculated.
  • the number of covalent bonds up to the atom with a positive charge via the ring structure or the end of the substituent bonded to the ring structure is defined as "the number of covalent bonds from the atom having a positive charge to the end of the molecular chain" in the definition of M above.
  • the content of the ionic compound in the polymerizable liquid crystal composition forming the vertically aligned liquid crystal cured film is usually the same as that of the polymerizable liquid crystal composition contained in the polymerizable liquid crystal composition. It is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, still more preferably 0.3 parts by mass or more, and preferably 5 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the liquid crystal compound. It is preferably 4 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or less.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film contains both a nonionic silane compound and an ionic compound consisting of a non-metal atom, electrostatic interaction derived from the ionic compound and surface tension reduction derived from the nonionic silane compound The effect makes it easier to promote vertical alignment of the polymerizable liquid crystal compound. This makes it possible to form a liquid crystal cured film in which the polymerizable liquid crystal compound is vertically aligned more accurately. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, the vertically aligned liquid crystal cured film contains a nonionic silane compound and an ionic compound containing a nonmetal atom.
  • the vertical alignment liquid crystal cured film contains a leveling agent, a nonionic silane compound, and an ionic compound composed of a nonmetal atom, whereby the alignment accuracy of the polymerizable liquid crystal compound can be further improved. Therefore, in another preferred embodiment of the present invention, the vertically aligned liquid crystal cured film contains a leveling agent, a nonionic silane compound, and an ionic compound composed of a nonmetal atom.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film is a cured product of a polymerizable liquid crystal composition containing at least one polymerizable liquid crystal compound, and the polymerizable liquid crystal compound is oriented in a direction perpendicular to the film plane of the liquid crystal cured film. It is a liquid crystal cured film that is cured in a state of being aligned in the direction.
  • the polymerizable liquid crystal compound contained in the polymerizable liquid crystal composition forming the vertically aligned liquid crystal cured film means a liquid crystal compound having a polymerizable group.
  • the polymerizable liquid crystal compound is not particularly limited, and for example, a conventionally known polymerizable liquid crystal compound in the field of retardation film can be used.
  • Polymerizable group means a group that can participate in a polymerization reaction by an active radical or acid generated from a polymerization initiator.
  • examples of the polymerizable group include a vinyl group, a vinyloxy group, a 1-chlorovinyl group, an isopropenyl group, a 4-vinylphenyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, an oxiranyl group and an oxetanyl group.
  • a radical polymerizable group is preferable, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, a vinyl group and a vinyloxy group are more preferable, and an acryloyloxy group and a methacryloyloxy group are further preferable.
  • the liquid crystallinity of the polymerizable liquid crystal compound may be a thermotropic liquid crystal or a lyotropic liquid crystal, but the thermotropic liquid crystal is preferable in that precise film thickness control is possible.
  • the phase ordered structure in the thermotropic liquid crystal may be nematic liquid crystal or smectic liquid crystal.
  • the polymerizable liquid crystal compounds can be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the polymerizable liquid crystal compound generally includes a polymerizable liquid crystal compound exhibiting a positive wavelength dispersibility and a polymerizable liquid crystal compound exhibiting a reverse wavelength dispersibility, and it is possible to use only one type of the polymerizable liquid crystal compound. Alternatively, both types of polymerizable liquid crystal compounds may be mixed and used.
  • a display device incorporating the obtained laminate preferably contains a polymerizable liquid crystal compound exhibiting reverse wavelength dispersion from the viewpoint of increasing the effect of suppressing the oblique reflection hue during black display.
  • the polymerizable liquid crystal compound only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
  • the polymerizable liquid crystal compound exhibiting reverse wavelength dispersion is preferably a compound having the following characteristics (A) to (D).
  • B It has ⁇ electrons in the major axis direction (a) of the polymerizable liquid crystal compound.
  • D A polymerizable liquid crystal compound defined by the following formula (i), where N( ⁇ a) is the total of ⁇ electrons existing in the major axis direction (a) and N(Aa) is the total of molecular weights present in the major axis direction.
  • ⁇ electron density in the major axis direction (a) of: D( ⁇ a) N( ⁇ a)/N(Aa) (i) And a total of ⁇ electrons existing in the cross direction (b) is N( ⁇ b), and a total of molecular weights existing in the cross direction (b) is N(Ab), and the polymerizable liquid crystal compound is defined by the following formula (ii).
  • the polymerizable liquid crystal compound having ⁇ electrons in the major axis and in the direction intersecting with the major axis has, for example, a T-shaped structure.
  • the major axis direction (a) and the ⁇ electron number N are defined as follows.
  • the major axis direction (a) is, for example, a rod-shaped major axis direction in the case of a compound having a rod-shaped structure.
  • the number of ⁇ electrons N ( ⁇ a) existing in the major axis direction (a) does not include ⁇ electrons that disappear due to the polymerization reaction.
  • the number of ⁇ electrons existing in the major axis direction (a) is the total number of ⁇ electrons on the major axis and ⁇ electrons conjugated with this, and exists in the major axis direction (a), for example.
  • the number of ⁇ electrons existing in a ring that satisfies Huckel's rule is included.
  • the number of ⁇ electrons N ( ⁇ b) existing in the cross direction (b) does not include ⁇ electrons that disappear due to the polymerization reaction.
  • the polymerizable liquid crystal compound satisfying the above has a mesogenic structure in the major axis direction.
  • a liquid crystal phase (nematic phase, smectic phase) is developed by this mesogenic structure.
  • a nematic phase or a smectic phase by applying a polymerizable liquid crystal compound satisfying the above (A) to (D) onto a film (layer) forming a liquid crystal cured film and heating the film above a phase transition temperature.
  • the polymerizable liquid crystal compounds are usually aligned such that the major axis directions thereof are parallel to each other, and the major axis direction is the alignment direction of the nematic phase.
  • a polymer film composed of a polymer polymerized in a state of being aligned in the major axis direction (a) can be formed.
  • This polymer film absorbs ultraviolet rays by ⁇ electrons in the major axis direction (a) and ⁇ electrons in the cross direction (b).
  • the maximum absorption wavelength of ultraviolet rays absorbed by ⁇ electrons in the crossing direction (b) is ⁇ bmax.
  • ⁇ bmax is usually 300 nm to 400 nm.
  • the density of ⁇ electrons satisfies the above formula (iii), and the ⁇ electron density in the crossing direction (b) is higher than the ⁇ electron density in the major axis direction (a).
  • the absorption of the linearly polarized ultraviolet light having a wavelength of ⁇ bmax is larger than that of the linearly polarized ultraviolet light having a vibration plane in the major axis direction (a) (the wavelength is ⁇ bmax).
  • the ratio (the ratio of the absorbance in the crossing direction (b) of the linearly polarized ultraviolet light/the absorbance in the major axis direction (a)) is, for example, more than 1.0, preferably 1.2 or more and usually 30 or less, for example 10 or less. Is.
  • the polymerizable liquid crystal compound having the above-mentioned properties generally exhibits reverse wavelength dispersion.
  • Examples of the polymerizable liquid crystal compound include compounds represented by the following formula (X).
  • Ar represents a divalent group having an aromatic group which may have a substituent.
  • aromatic group refers to an aromatic group having a number of ⁇ electrons of [4n+2] according to Huckel's rule, and is exemplified by (Ar-1) to (Ar-23) described later. You may have two or more such Ar groups through the bivalent coupling group.
  • n represents an integer.
  • the aromatic group contains at least one of a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.
  • the divalent group Ar may contain one aromatic group or two or more aromatic groups. When there is one aromatic group, the divalent group Ar may be a divalent aromatic group which may have a substituent. When the divalent group Ar contains two or more aromatic groups, the two or more aromatic groups are bonded to each other by a single bond or a divalent bonding group such as —CO—O— or —O—. May be.
  • G 1 and G 2 each independently represent a divalent aromatic group or a divalent alicyclic hydrocarbon group.
  • the hydrogen atom contained in the divalent aromatic group or the divalent alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a carbon atom.
  • the carbon atom which may be substituted with an alkoxy group, a cyano group or a nitro group of the formulas 1 to 4 and which constitutes the divalent aromatic group or divalent alicyclic hydrocarbon group is an oxygen atom or a sulfur atom. Alternatively, it may be substituted with a nitrogen atom.
  • L 1 , L 2 , B 1 and B 2 are each independently a single bond or a divalent linking group.
  • k and l each independently represent an integer of 0 to 3 and satisfy the relationship of 1 ⁇ k+l.
  • B 1 and B 2 , and G 1 and G 2 may be the same as or different from each other.
  • E 1 and E 2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 17 carbon atoms, and an alkanediyl group having 4 to 12 carbon atoms is more preferable.
  • P 1 and P 2 independently of each other represent a polymerizable group or a hydrogen atom, and at least one is a polymerizable group.
  • G 1 and G 2 are each independently preferably a 1,4-phenylenediyl group optionally substituted with at least one substituent selected from the group consisting of a halogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • a 1,4-cyclohexanediyl group which may be substituted with at least one substituent selected from the group consisting of a halogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 substituted with a methyl group.
  • At least one of a plurality of G 1 and G 2 present is preferably a divalent alicyclic hydrocarbon group, and at least one of G 1 and G 2 bonded to L 1 or L 2 is More preferably, it is a divalent alicyclic hydrocarbon group.
  • L 1 and L 2 are each independently preferably a single bond, an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, —O—, —S—, —R a1 OR a2 —, —R a3 COOR a4 —, —R a5.
  • R a1 to R a8 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms
  • R c and R d represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom.
  • L 1 and L 2 are each independently, more preferably a single bond, —OR a2-1 —, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —COOR a4-1 —, or —OCOR a6-1 —. is there.
  • R a2-1 , R a4-1 and R a6-1 each independently represent a single bond, —CH 2 — or —CH 2 CH 2 —.
  • L 1 and L 2 are each independently more preferably a single bond, —O—, —CH 2 CH 2 —, —COO—, —COOCH 2 CH 2 —, or —OCO—.
  • B 1 and B 2 are each independently preferably a single bond, an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, —O—, —S—, —R a9 OR a10 —, —R a11 COOR a12 —, or —R a13.
  • R a9 to R a16 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • B 1 and B 2 are each independently, more preferably a single bond, —OR a10-1 —, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —COOR a12-1 —, or —OCOR a14-1 —. is there.
  • R a10-1 , R a12-1 , and R a14-1 each independently represents a single bond, —CH 2 —, or —CH 2 CH 2 —.
  • B 1 and B 2 are each independently more preferably a single bond, -O -, - CH 2 CH 2 -, - COO -, - COOCH 2 CH 2 -, - OCO-, or -OCOCH 2 CH 2 - in is there.
  • Examples of the polymerizable group represented by P 1 or P 2 include an epoxy group, a vinyl group, a vinyloxy group, a 1-chlorovinyl group, an isopropenyl group, a 4-vinylphenyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group and an oxiranyl group. , And an oxetanyl group. Among them, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, a vinyl group and a vinyloxy group are preferable, and an acryloyloxy group and a methacryloyloxy group are more preferable.
  • Ar preferably has at least one selected from an aromatic hydrocarbon ring which may have a substituent, an aromatic heterocycle which may have a substituent, and an electron-withdrawing group.
  • aromatic hydrocarbon ring examples include a benzene ring, a naphthalene ring and an anthracene ring, and a benzene ring and a naphthalene ring are preferable.
  • the aromatic heterocycle includes a furan ring, a benzofuran ring, a pyrrole ring, an indole ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a triazole ring, a triazine ring, a pyrroline ring, an imidazole ring and a pyrazole ring.
  • a thiazole ring, a benzothiazole ring, or a benzofuran ring is preferable, and a benzothiazole group is more preferable.
  • Ar contains a nitrogen atom, the nitrogen atom preferably has ⁇ electrons.
  • the total number N ⁇ of ⁇ electrons contained in the divalent aromatic group represented by Ar is preferably 8 or more, more preferably 10 or more, further preferably 14 or more, and particularly It is preferably 16 or more. Further, it is preferably 30 or less, more preferably 26 or less, and further preferably 24 or less.
  • Examples of the aromatic group represented by Ar include the following groups.
  • Z 0 , Z 1 and Z 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
  • Z 0 , Z 1 and Z 2 may include a polymerizable group.
  • Q 1 and Q 2 each independently represent —CR 2′ R 3′ —, —S—, —NH—, —NR 2′ —, —CO— or —O—, and R 2′ and R 3 ' Independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • J 1 and J 2 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom.
  • Y 1 , Y 2 and Y 3 each independently represent an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group.
  • W 1 and W 2 each independently represent a hydrogen atom, a cyano group, a methyl group or a halogen atom, and m represents an integer of 0 to 6.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon group for Y 1 , Y 2 and Y 3 include aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms such as phenyl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group and biphenyl group, and phenyl group. , A naphthyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable.
  • the aromatic heterocyclic group includes a furyl group, a pyrrolyl group, a thienyl group, a pyridinyl group, a thiazolyl group, a benzothiazolyl group and the like, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom and the like, which has at least one hetero atom and has 4 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the aromatic heterocyclic group include furyl group, thienyl group, pyridinyl group, thiazolyl group and benzothiazolyl group.
  • Y 1 , Y 2 and Y 3 may each independently be an optionally substituted polycyclic aromatic hydrocarbon group or polycyclic aromatic heterocyclic group.
  • the polycyclic aromatic hydrocarbon group means a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group or a group derived from an aromatic ring assembly.
  • the polycyclic aromatic heterocyclic group means a condensed polycyclic aromatic heterocyclic group or a group derived from an aromatic ring assembly.
  • Z 0 , Z 1 and Z 2 are preferably each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cyano group, a nitro group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms
  • Z 0 is more preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a cyano group
  • Z 1 and Z 2 are further preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a methyl group or a cyano group.
  • Z 0 , Z 1 and Z 2 may include a polymerizable group.
  • Q 1 and Q 2 are preferably —NH—, —S—, —NR 2′ — and —O—, and R 2′ is preferably a hydrogen atom.
  • R 2′ is preferably a hydrogen atom.
  • —S—, —O—, and —NH— are particularly preferable.
  • formulas (Ar-1) to (Ar-23), formula (Ar-6) and formula (Ar-7) are preferable from the viewpoint of molecular stability.
  • Y 1 may form an aromatic heterocyclic group together with the nitrogen atom to which it is bonded and Z 0 .
  • the aromatic heterocyclic group include those described above as the aromatic heterocyclic ring which Ar may have, and examples thereof include a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrroline ring, a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring and an indole. Ring, quinoline ring, isoquinoline ring, purine ring, pyrrolidine ring and the like. This aromatic heterocyclic group may have a substituent.
  • Y 1 may be the above-mentioned optionally substituted polycyclic aromatic hydrocarbon group or polycyclic aromatic heterocyclic group together with the nitrogen atom to which it is bonded and Z 0 .
  • examples thereof include a benzofuran ring, a benzothiazole ring, a benzoxazole ring and the like.
  • a polymerizable liquid crystal compound having an absorbance of 0.10 or less at a wavelength of 350 nm may be used as the polymerizable liquid crystal compound forming the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • a polymerizable liquid crystal compound having an absorbance of 0.10 or less at a wavelength of 350 nm generally tends to exhibit positive wavelength dispersibility.
  • a polymerizable liquid crystal compound for example, a compound containing a structure represented by the following formula (Y), which generally tends to exhibit positive wavelength dispersibility (hereinafter, also referred to as “polymerizable liquid crystal compound (Y)”) ) Is mentioned.
  • the absorbance of the polymerizable liquid crystal compound can be measured in a solvent using an ultraviolet-visible spectrophotometer, and the absorbance can be measured with reference to the method described in Examples, for example.
  • the solvent is a solvent capable of dissolving the polymerizable liquid crystal compound, and examples thereof include tetrahydrofuran and chloroform.
  • P11-B11-E11-B12-A11-B13- (Y) [In the formula (Y), P11 represents a polymerizable group.
  • A11 represents a divalent alicyclic hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group.
  • B11 is -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-NR 16 -, -NR 16 -CO-, -CO-, -.
  • R 16 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • E11 represents an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms
  • the hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms
  • the hydrogen atom contained in the alkoxy group. May be substituted with a halogen atom.
  • —CH 2 — constituting the alkanediyl group may be replaced with —O— or —CO—.
  • the aromatic hydrocarbon group and alicyclic hydrocarbon group represented by A11 preferably have 3 to 18 carbon atoms, more preferably 5 to 12 carbon atoms, and particularly 5 or 6 carbon atoms. preferable.
  • the hydrogen atom contained in the divalent alicyclic hydrocarbon group represented by A11 and the divalent aromatic hydrocarbon group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, It may be substituted with a cyano group or a nitro group, and the hydrogen atom contained in the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms may be substituted with a fluorine atom.
  • A11 is preferably a cyclohexane-1,4-diyl group or a 1,4-phenylene group.
  • a linear alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms is preferable.
  • —CH 2 — constituting the alkanediyl group may be replaced with —O—.
  • a linear alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms such as a diyl group; —CH 2 —CH 2 —O—CH 2 —CH 2 —, —CH 2 —CH 2 —O
  • B11 is preferably -O-, -S-, -CO-O-, or -O-CO-, and more preferably -CO-O-.
  • the polymerizable group represented by P11 is preferably a radically polymerizable group or a cationically polymerizable group from the viewpoint of high polymerization reactivity, particularly photopolymerization reactivity, and is easy to handle and easy to produce the liquid crystal compound itself. Therefore, the polymerizable group is preferably a group represented by the following formula (P-11) to formula (P-15). [In the formulas (P-11) to (P-15), R 17 to R 21 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydrogen atom. ]
  • P11 is preferably a group represented by formula (P-14) to formula (P-20), and more preferably a vinyl group, a p-stilbene group, an epoxy group or an oxetanyl group.
  • the group represented by P11-B11- is more preferably an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group.
  • Examples of the polymerizable liquid crystal compound (Y) include compounds represented by formula (I), formula (II), formula (III), formula (IV), formula (V) or formula (VI).
  • P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12 I) P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11
  • II P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12
  • III P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11
  • P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12 V) P11-B11-E11-B12-A11-B13-
  • F11 is hydrogen atom, alkyl group having 1 to 13 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 13 carbon atoms, cyano group, nitro group, trifluoromethyl group, dimethylamino group, hydroxy group, methylol group, formyl group, sulfo group (—SO 3 H), a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms or a halogen atom, and —CH 2 — constituting the alkyl group and the alkoxy group may be replaced with —O— Good.
  • polymerizable liquid crystal compound (Y) examples include “3.8.6 network (completely crosslinked)” in the Liquid Crystal Handbook (edited by the Liquid Crystal Handbook Editorial Committee, published by Maruzen Co., Ltd. on October 30, 2000). , "6.5.1 Liquid crystal material, b. Polymerizable nematic liquid crystal material", the compound having a polymerizable group, JP 2010-31223A, JP 2010-270108A, JP Examples thereof include polymerizable liquid crystals described in JP 2011-6360 A and JP 2011-207765 A.
  • polymerizable liquid crystal compound (Y) examples include the following formulas (I-1) to (I-4), formulas (II-1) to (II-4) and formulas (III-1) to Represented by formula (III-26), formula (IV-1) to formula (IV-26), formula (V-1) to formula (V-2) and formula (VI-1) to formula (VI-6) Compounds.
  • k1 and k2 each independently represent an integer of 2 to 12.
  • the content of the polymerizable liquid crystal compound in the polymerizable liquid crystal composition forming the vertically aligned liquid crystal cured film is, for example, 70 to 99.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the polymerizable liquid crystal composition, The amount is preferably 80 to 99 parts by mass, more preferably 85 to 98 parts by mass, and further preferably 90 to 95 parts by mass.
  • the content of the polymerizable liquid crystal compound is within the above range, it is advantageous from the viewpoint of the orientation of the obtained liquid crystal cured film.
  • the solid content of the polymerizable liquid crystal composition means all components except the volatile components such as the organic solvent from the polymerizable liquid crystal composition.
  • the total content of all polymerizable liquid crystal compounds contained in the polymerizable liquid crystal composition is preferably within the above range.
  • the polymerizable liquid crystal composition used for forming the vertically aligned liquid crystal cured film further contains additives such as a solvent, a polymerization initiator, an antioxidant and a photosensitizer in addition to the vertical alignment accelerator and the polymerizable liquid crystal compound. You can leave.
  • additives such as a solvent, a polymerization initiator, an antioxidant and a photosensitizer in addition to the vertical alignment accelerator and the polymerizable liquid crystal compound. You can leave.
  • additives such as a solvent, a polymerization initiator, an antioxidant and a photosensitizer in addition to the vertical alignment accelerator and the polymerizable liquid crystal compound. You can leave.
  • additives such as a solvent, a polymerization initiator, an antioxidant and a photosensitizer in addition to the vertical alignment accelerator and the polymerizable liquid crystal compound. You can leave.
  • Each of these components may be used alone or in combination of two or more.
  • the polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film is usually dissolved in a solvent and then applied onto a substrate or the like, and therefore it is preferable to include a solvent.
  • a solvent capable of dissolving the polymerizable liquid crystal compound is preferable, and a solvent inert to the polymerization reaction of the polymerizable liquid crystal compound is preferable.
  • the solvent include water, methanol, ethanol, ethylene glycol, isopropyl alcohol, propylene glycol, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol butyl ether, 1-methoxy-2-propanol, 2-butoxyethanol, propylene glycol monomethyl ether, and the like.
  • Ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol methyl ether acetate, ⁇ -butyrolactone, propylene glycol methyl ether acetate and ethyl lactate; acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-heptanone and methyl isobutyl ketone Ketone solvent; Aliphatic hydrocarbon solvent such as pentane, hexane and heptane; Alicyclic hydrocarbon solvent such as ethylcyclohexane; Aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene; Nitrile solvent such as acetonitrile; Tetrahydrofuran and dimethoxyethane etc.
  • ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol methyl ether acetate, ⁇ -butyrolactone, propylene
  • Ether solvents chlorine-containing solvents such as chloroform and chlorobenzene
  • amide solvents such as dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
  • solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • alcohol solvents, ester solvents, ketone solvents, chlorine-containing solvents, amide solvents and aromatic hydrocarbon solvents are preferable.
  • the content of the solvent in the polymerizable liquid crystal composition is preferably 50 to 98 parts by weight, more preferably 70 to 95 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable liquid crystal composition. Therefore, the solid content in 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal composition is preferably 2 to 50 parts by mass. When the solid content is 50 parts by mass or less, the viscosity of the polymerizable liquid crystal composition becomes low, so that the thickness of the film becomes substantially uniform and unevenness tends not to occur easily. The solid content can be appropriately determined in consideration of the thickness of the liquid crystal cured film to be produced.
  • a polymerization initiator is a compound capable of initiating a polymerization reaction such as a polymerizable liquid crystal compound by generating a reactive species by contribution of heat or light.
  • the reactive species include radicals, cations, and anions.
  • photopolymerization initiators that generate radicals upon irradiation with light are preferable from the viewpoint of easy reaction control.
  • photopolymerization initiator examples include benzoin compounds, benzophenone compounds, benzyl ketal compounds, ⁇ -hydroxyketone compounds, ⁇ -aminoketone compounds, oxime compounds, triazine compounds, iodonium salts and sulfonium salts.
  • Irgacure registered trademark
  • Irgacure 184 Irgacure 651, Irgacure 819, Irgacure 250, Irgacure 369, Irgacure 379, Irgacure 127, Irgacure 2959, Irgacure 754, Irgacure 379EG (above, BASF Japan Ltd.).
  • the photopolymerization initiator can fully utilize the energy emitted from the light source and is excellent in productivity. Therefore, the maximum absorption wavelength is preferably 300 nm to 400 nm, more preferably 300 nm to 380 nm, and most preferably ⁇ -acetophenone-based.
  • a polymerization initiator and an oxime-based photopolymerization initiator are preferable.
  • Examples of the ⁇ -acetophenone compound include 2-methyl-2-morpholino-1-(4-methylsulfanylphenyl)propan-1-one and 2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-2-benzylbutane-1.
  • Examples of commercially available ⁇ -acetophenone compounds include Irgacure 369, 379EG, 907 (all manufactured by BASF Japan Ltd.) and Sequol BEE (manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.).
  • Oxime-based photopolymerization initiators generate radicals such as phenyl radicals and methyl radicals when irradiated with light. Polymerization of the polymerizable liquid crystal compound suitably proceeds with this radical, but among them, an oxime-based photopolymerization initiator that generates a methyl radical is preferable because the initiation efficiency of the polymerization reaction is high. Further, from the viewpoint of more efficiently proceeding the polymerization reaction, it is preferable to use a photopolymerization initiator capable of efficiently utilizing ultraviolet rays having a wavelength of 350 nm or more.
  • the photopolymerization initiator that can efficiently use ultraviolet rays having a wavelength of 350 nm or more, a triazine compound or a carbazole compound having an oxime structure is preferable, and a carbazole compound having an oxime ester structure is more preferable from the viewpoint of sensitivity.
  • the oxime photopolymerization initiator include 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)-2-(O-benzoyloxime)], ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methyl Examples thereof include benzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-1-(O-acetyloxime).
  • oxime ester-based photopolymerization initiators include Irgacure OXE-01, Irgacure OXE-02, Irgacure OXE-03 (above, manufactured by BASF Japan Ltd.), Adeka Optimer N-1919, and Adeka Arcules NCI-831. (Above, manufactured by ADEKA Co., Ltd.) and the like.
  • the content of the photopolymerization initiator is usually 0.1 to 30 parts by mass, preferably 1 to 20 parts by mass, and more preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound. Is. Within the above range, the reaction of the polymerizable group sufficiently proceeds, and it is difficult to disturb the alignment of the polymerizable liquid crystal compound.
  • the antioxidant may be a primary antioxidant selected from phenolic antioxidants, amine antioxidants, quinone antioxidants, nitroso antioxidants, phosphorus antioxidants and sulfur. It may be a secondary antioxidant selected from the system antioxidants.
  • the content of the antioxidant is usually 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound. %, preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts by mass.
  • the antioxidants can be used alone or in combination of two or more.
  • the photosensitizer include xanthones such as xanthone and thioxanthone; anthracenes having a substituent such as anthracene and alkyl ether; phenothiazine; rubrene.
  • the photosensitizer can be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the photosensitizer is usually 0.01 to 10 parts by mass, preferably 0.05 to 5 parts by mass, and more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound. 3 parts by mass.
  • the polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film has a component that functions as a leveling agent or a vertical alignment accelerator, a polymerizable liquid crystal compound, and a solvent other than these components and other components such as a photopolymerization initiator. It can be obtained by stirring at temperature.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film is preferably oriented with a high degree of order in the vertical direction of the liquid crystal cured film.
  • the polymerizable liquid crystal compound is aligned with a high degree of order, so that when a laminate including the vertically aligned liquid crystal cured film is incorporated into an organic EL display device, it is oblique when displaying black. It tends to be excellent in the effect of suppressing the change in reflection hue.
  • the vertical alignment liquid crystal cured film may satisfy the following formula (7) as an index showing the high alignment state of the polymerizable liquid crystal compound in the vertical alignment liquid crystal cured film and indicating the degree of the orthorhombic optical compensation effect during black display.
  • RthC(550) represents a retardation value in the film thickness direction of the vertically aligned liquid crystal cured film at a wavelength of 550 nm.
  • the retardation value RthC(550) in the film thickness direction of the vertically aligned liquid crystal cured film is more preferably ⁇ 130 nm or more, further preferably ⁇ 100 nm or more, and particularly It is preferably ⁇ 90 nm or more, more preferably ⁇ 40 nm or less, further preferably ⁇ 50 nm or less.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film satisfies the following formula (8).
  • RthC( ⁇ ) represents a retardation value in the film thickness direction of the vertically aligned liquid crystal cured film at a wavelength of ⁇ nm.
  • RthC(450)/RthC(550) in the vertically aligned liquid crystal cured film is more preferably 0.95 or less, further preferably 0.92 or less, particularly preferably 0.9 or less, and further preferably Is 0.7 or more, more preferably 0.75 or more, and further preferably 0.8 or more.
  • the retardation value RthC( ⁇ ) in the film thickness direction of the vertically aligned liquid crystal cured film can be adjusted by the thickness dC of the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • NzC( ⁇ ) is the refractive index in the thickness direction of the vertically aligned liquid crystal cured film at a wavelength of ⁇ nm.
  • nxC( ⁇ ) nyC( ⁇ )
  • nxC( ⁇ ) is an arbitrary value in the film plane.
  • Direction refractive index, and dC indicates the thickness of the vertically aligned liquid crystal cured film) Therefore, in order to obtain the desired retardation value RthC( ⁇ ) in the film thickness direction, the three-dimensional refractive index and the film thickness dC may be adjusted.
  • the three-dimensional refractive index depends on the molecular structure and alignment state of the polymerizable liquid crystal compound described above.
  • Examples of the base material forming the laminate of the present invention include a glass base material and a film base material, and a resin film base material is preferable from the viewpoint of processability.
  • Examples of the resin constituting the film substrate include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and norbornene-based polymers; cyclic olefin-based resins; polyvinyl alcohol; polyethylene terephthalate; polymethacrylic acid ester; polyacrylic acid ester; triacetyl cellulose, Cellulose esters such as diacetyl cellulose and cellulose acetate propionate; polyethylene naphthalates; polycarbonates; polysulfones; polyether sulfones; polyether ketones; plastics such as polyphenylene sulfides and polyphenylene oxides.
  • Such a resin can be used as a substrate by forming a film by a known means such as a solvent casting method or a melt extrusion method.
  • the surface of the base material may be subjected to surface treatment such as release treatment such as silicone treatment, corona treatment, plasma treatment and the like.
  • a commercially available cellulose ester base material for example, a cellulose ester base material manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd. such as Fujitac Film; manufactured by Konica Minolta Opto Co., Ltd. such as “KC8UX2M”, “KC8UY”, and “KC4UY” Cellulose ester base materials and the like.
  • a commercially available cyclic olefin-based resins include cyclic olefin-based resins manufactured by Ticona (Germany) such as “Topas (registered trademark)"; cyclic olefins manufactured by JSR Corporation such as "Arton (registered trademark)".
  • cyclic olefin resins manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. such as "ZEONOR (registered trademark)” and “ZEONEX (registered trademark)”; Mitsui such as "Apel” (registered trademark)
  • a cyclic olefin resin manufactured by Kagaku Co., Ltd. may be mentioned.
  • a commercially available cyclic olefin resin base material can also be used. Examples of commercially available cyclic olefin resin base materials include cyclic olefin resin base materials manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
  • the substrate may be one that can be finally peeled from the laminate of the present invention.
  • the thickness of the substrate is usually from 5 to 300 ⁇ m, and preferably from 10 to 150 ⁇ m, from the viewpoints of thinning the laminate, ease of peeling the substrate, handleability of the substrate, and the like.
  • the layered product of the present invention may include layers other than the substrate and the vertically aligned liquid crystal cured film as long as the effects of the present invention are not affected.
  • examples of such other layer include, for example, a horizontal alignment retardation film (horizontal alignment liquid crystal cured film), a horizontal alignment film, and a cured resin for the purpose of increasing or reinforcing the mechanical strength of the liquid crystal cured film.
  • a vertically aligned liquid crystal satisfying at least one of formulas (1) and (2) and satisfying at least one of formulas (3), (4), (5) and (6).
  • a vertically aligned liquid crystal cured film in which the polymerizable liquid crystal compound is aligned in the vertical direction with high accuracy can be obtained without the vertical alignment film. Therefore, the present invention satisfies at least one of the above formulas (1) and (2) and at least one of the formulas (3), (4), (5) and (6).
  • a polymerizable liquid crystal composition capable of forming a vertically aligned liquid crystal cured film is also targeted.
  • a polymerizable liquid crystal composition As such a polymerizable liquid crystal composition, a polymerizable liquid crystal compound, a leveling agent, and a polymerizable liquid crystal composition containing at least one selected from the group consisting of an ionic compound containing a nonmetal atom and a nonionic silane compound. And a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound, a leveling agent, an ionic compound containing a non-metal atom and a non-ionic silane compound is preferable.
  • the polymerizable liquid crystal compound may be either a reverse wavelength dispersible polymerizable liquid crystal compound or a positive wavelength dispersible polymerizable liquid crystal compound.
  • the polymerizable liquid crystal compound, the leveling agent, the ionic compound composed of a non-metal atom and the non-ionic silane compound are those exemplified above as those which can be contained in the vertically aligned liquid crystal cured film constituting the laminate of the present invention.
  • the same can be used.
  • the polymerizable liquid crystal composition may further include additives such as a solvent, a polymerization initiator, an antioxidant and a photosensitizer.
  • additives such as those exemplified above as those that can be contained in the vertically aligned liquid crystal cured film constituting the laminate of the present invention can be used.
  • the polymerizable liquid crystal composition of the present invention is a polymerizable liquid crystal compound having an absorbance of 0.10 or less at a wavelength of 350 nm, a leveling agent, and an ionic compound and a nonionic compound composed of a nonmetal atom.
  • the polymerizable liquid crystal composition of the present invention is a polymerizable liquid crystal compound having an absorbance of 0.10 or less at a wavelength of 350 nm, a leveling agent, an ionic compound containing a non-metal atom, and a non-ionic compound.
  • the polymerizable liquid crystal compound having an absorbance at a wavelength of 350 nm of 0.10 or less in each of the above aspects is preferably a polymerizable liquid crystal compound having a structure represented by the above formula (Y).
  • the laminate of the present invention for example, A step of applying a polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film containing a polymerizable liquid crystal compound onto a substrate to obtain a coating film, Drying the coating film to form a dried coating film, and It can be manufactured by a method including a step of irradiating a dry coating film with active energy rays to form a vertically aligned liquid crystal cured film.
  • the formation of the coating film of the polymerizable liquid crystal composition is performed, for example, for forming a vertically aligned liquid crystal cured film on a base material or another layer such as a cured resin layer having no vertical alignment control force provided on the base material. It can be carried out by applying the polymerizable liquid crystal composition.
  • a spin coating method As a method for applying the polymerizable liquid crystal composition to a substrate or the like, a spin coating method, an extrusion method, a gravure coating method, a die coating method, a bar coating method, a coating method such as an applicator method, and a printing method such as a flexo method. And other known methods.
  • the solvent is removed by drying or the like to form a dry coating film.
  • the drying method include a natural drying method, a ventilation drying method, a heat drying method and a reduced pressure drying method.
  • the solvent can be dried and removed from the coating film, and the polymerizable liquid crystal compound can be aligned in the direction perpendicular to the plane of the coating film.
  • the heating temperature of the coating film can be appropriately determined in consideration of the polymerizable liquid crystal compound to be used and the material of the base material forming the coating film, etc., but in order to cause the polymerizable liquid crystal compound to undergo a phase transition to a liquid crystal phase state, It is usually necessary to have a temperature above the phase transition temperature.
  • the liquid crystal phase transition temperature (smectic phase transition temperature of the polymerizable liquid crystal compound contained in the polymerizable liquid crystal composition is It can be heated to a temperature above the temperature or nematic phase transition temperature).
  • the liquid crystal phase transition temperature can be measured using, for example, a polarization microscope equipped with a temperature adjustment stage, a differential scanning calorimeter (DSC), a thermogravimetric differential thermal analyzer (TG-DTA), or the like. Further, when two or more polymerizable liquid crystal compounds are used in combination, the above-mentioned phase transition temperature is the polymerization in which all polymerizable liquid crystal compounds constituting the polymerizable liquid crystal composition are mixed in the same ratio as the composition in the polymerizable liquid crystal composition. Means a temperature measured in the same manner as in the case of using one kind of polymerizable liquid crystal compound using a mixture of the polymerizable liquid crystal compounds. It is generally known that the liquid crystal phase transition temperature of the polymerizable liquid crystal compound in the polymerizable liquid crystal composition may be lower than the liquid crystal phase transition temperature of the polymerizable liquid crystal compound alone.
  • the heating time can be appropriately determined depending on the heating temperature, the type of polymerizable liquid crystal compound used, the type of solvent and the boiling point and amount thereof, etc., but is usually 15 seconds to 10 minutes, preferably 0.5 to 10 minutes. 5 minutes.
  • the removal of the solvent from the coating film may be carried out at the same time as heating the liquid crystal phase transition temperature of the polymerizable liquid crystal compound or higher, or may be carried out separately, but it is preferably carried out simultaneously from the viewpoint of improving productivity.
  • the solvent in the coating film Before heating to above the liquid crystal phase transition temperature of the polymerizable liquid crystal compound, the solvent in the coating film is moderately added under the condition that the polymerizable liquid crystal compound contained in the coating film obtained from the polymerizable liquid crystal composition does not polymerize.
  • a preliminary drying step for removing may be provided. Examples of the drying method in the preliminary drying step include a natural drying method, a ventilation drying method, a heating drying method and a reduced pressure drying method.
  • the drying temperature (heating temperature) in the drying step is the kind of the polymerizable liquid crystal compound used, the solvent. It can be appropriately determined according to the type, the boiling point and the amount thereof.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film is formed by polymerizing the polymerizable liquid crystal compound while maintaining the vertically aligned state of the polymerizable liquid crystal compound.
  • the polymerization method include a thermal polymerization method and a photopolymerization method, and the photopolymerization method is preferable from the viewpoint of easy control of the polymerization reaction.
  • ultraviolet light is preferable in that it is easy to control the progress of the polymerization reaction, and that widely used in the art as a photopolymerization device can be used, and by ultraviolet light, photopolymerization is possible. It is preferable to select the types of the polymerizable liquid crystal compound and the polymerization initiator contained in the polymerizable liquid crystal composition. Further, during the polymerization, the polymerization temperature can be controlled by irradiating with light while cooling the dried coating film by an appropriate cooling means.
  • a vertically aligned liquid crystal cured film can be appropriately formed even if a substrate having relatively low heat resistance is used. It is also possible to accelerate the polymerization reaction by raising the polymerization temperature in a range where defects due to heat during light irradiation (deformation due to heat of the substrate, etc.) do not occur. It is also possible to obtain a patterned cured film by performing masking or development during photopolymerization.
  • the ultraviolet irradiation intensity is usually 10 to 3,000 mW/cm 2 .
  • the ultraviolet irradiation intensity is preferably an intensity in a wavelength region effective for activating the photopolymerization initiator.
  • the irradiation time with light is usually 0.1 seconds to 10 minutes, preferably 0.1 seconds to 5 minutes, more preferably 0.1 seconds to 3 minutes, and further preferably 0.1 seconds to 1 minute. is there.
  • the integrated light amount thereof is 10 to 3,000 mJ/cm 2 , preferably 50 to 2,000 mJ/cm 2 , and more preferably 100 to 1,000 mJ/cm 2. It is 2 .
  • the thickness of the vertically aligned liquid crystal cured film can be appropriately selected according to the applied display device, and is preferably 0.3 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less, more preferably 3.0 ⁇ m or less, and further preferably 2.0 ⁇ m or less. is there.
  • the horizontally aligned retardation film that can form the laminate of the invention means a retardation film that is aligned in the horizontal direction with respect to the in-plane direction of the vertically aligned liquid crystal cured film, and includes, for example, a stretched film and a polymerizable liquid crystal compound.
  • a cured product of a polymerizable liquid crystal composition containing, wherein the polymerizable liquid crystal compound is cured in a state of being aligned in the horizontal direction with respect to the plane of the retardation film hereinafter, referred to as “horizontal alignment liquid crystal cured film”). Also referred to as).
  • the horizontally oriented retardation film preferably satisfies the following formula (11).
  • the horizontally oriented retardation film When the horizontally oriented retardation film satisfies the formula (11), the horizontally oriented retardation film has a so-called reverse wavelength dispersion in which the in-plane retardation value at the short wavelength is smaller than the in-plane retardation value at the long wavelength. Shows sex.
  • ReA(450)/ReA(550) is preferably 0.70 or more, and more preferably Is 0.78 or more, preferably 0.95 or less, and more preferably 0.92 or less.
  • the horizontally oriented retardation film satisfies the following formula (12). 120 nm ⁇ ReA (550) ⁇ 170 nm (12) [In Formula (12), ReA( ⁇ ) has the same meaning as above]
  • the in-plane retardation ReA (550) of the horizontally oriented retardation film is within the range of formula (12)
  • a laminate (elliptical polarizing plate) including the horizontally oriented retardation film is applied to an organic EL display device.
  • a more preferable range of the in-plane retardation value is 130 nm ⁇ ReA(550) ⁇ 150 nm.
  • the horizontally aligned retardation film is a horizontally aligned liquid crystal cured film because the desired retardation of the retardation film can be easily controlled and thinned.
  • a polymerizable liquid crystal compound conventionally known in the field of retardation film can be used.
  • the compounds represented by the formulas (X) and/or (Y) exemplified as the polymerizable liquid crystal compound that can be used for forming the vertically aligned liquid crystal cured film can be used.
  • a polymerizable liquid crystal compound exhibiting properties is preferable, and for example, the compound represented by the above formula (X) can be preferably used.
  • the polymerizable liquid crystal compounds may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the polymerizable liquid crystal compound in the polymerizable liquid crystal composition used for forming the horizontally aligned liquid crystal cured film is, for example, 70 to 99.5 parts by mass based on 100 parts by mass of the solid content of the polymerizable liquid crystal composition.
  • the amount is preferably 80 to 99 parts by mass, more preferably 85 to 98 parts by mass, further preferably 90 to 95 parts by mass.
  • the content of the polymerizable liquid crystal compound is within the above range, it is advantageous from the viewpoint of the orientation of the resulting liquid crystal cured film.
  • the polymerizable liquid crystal composition used for forming the horizontally aligned liquid crystal cured film further contains an additive such as a solvent, a photopolymerization initiator, a leveling agent, an antioxidant, and a photosensitizer in addition to the polymerizable liquid crystal compound. You may stay. Examples of these components are the same as those exemplified above as components that can be used in the vertically aligned liquid crystal cured film, and only one type may be used, or two or more types may be used in combination. ..
  • the polymerizable liquid crystal composition for forming a horizontally aligned liquid crystal cured film can be obtained by stirring a polymerizable liquid crystal compound and a component other than the polymerizable liquid crystal compound such as a solvent or a photopolymerization initiator at a predetermined temperature. ..
  • Horizontal alignment liquid crystal cured film for example, A step of applying a polymerizable liquid crystal composition for forming a horizontally aligned liquid crystal cured film on a substrate or a horizontally aligned film to obtain a coating film, Drying the coating film to form a dried coating film, and It can be produced by a method including a step of irradiating a dry coating film with an active energy ray to form a horizontally aligned liquid crystal cured film.
  • the coating film of the polymerizable liquid crystal composition can be formed, for example, by applying the polymerizable liquid crystal composition for forming a horizontal alignment liquid crystal cured film on a substrate or a horizontal alignment film as described below. ..
  • the base material that can be used here the same base materials as those exemplified above as the base material that can be used for producing the vertically aligned liquid crystal cured film can be used.
  • the solvent is removed by drying or the like to form a dry coating film.
  • the drying method include a natural drying method, a ventilation drying method, a heat drying method and a reduced pressure drying method. From the viewpoint of productivity, heat drying is preferable, and the heating temperature in that case is preferably the temperature at which the solvent can be removed and the phase transition temperature of the polymerizable liquid crystal compound or higher.
  • the procedure and conditions in this step are the same as those that can be adopted in the method for producing a vertically aligned liquid crystal cured film.
  • the resulting dried coating film is irradiated with active energy rays (more specifically, ultraviolet rays or the like), and the polymerizable liquid crystal compound is maintained while maintaining the state in which the polymerizable liquid crystal compound is aligned in the horizontal direction with respect to the coating film plane.
  • active energy rays more specifically, ultraviolet rays or the like
  • a horizontally aligned liquid crystal cured film is formed by polymerizing. Examples of the polymerization method include the same methods as those that can be used in the method for producing a vertically aligned liquid crystal cured film.
  • the thickness of the horizontally aligned liquid crystal cured film can be appropriately selected according to the applied display device, and is preferably 0.2 to 5 ⁇ m, more preferably 0.2 to 4 ⁇ m, and further preferably 0.2 to 3 ⁇ m. ..
  • a horizontal alignment film is formed on a vertical alignment liquid crystal cured film that constitutes the laminate of the present invention, and a horizontal alignment liquid crystal cured film-forming polymerizable liquid crystal composition is applied thereon to obtain a horizontal alignment liquid crystal cured film.
  • a horizontally aligned liquid crystal cured film is formed on a base material or a horizontal alignment film provided on the base material and then bonded to a vertically aligned liquid crystal cured film via an adhesive layer or the like.
  • the alignment film can be appropriately selected from materials having a horizontal alignment regulating force for aligning the polymerizable liquid crystal compound in the horizontal direction with respect to the coating film plane.
  • the alignment regulating force can be arbitrarily adjusted depending on the type of the alignment layer, the surface state, the rubbing conditions, etc., and when it is formed from a photoalignable polymer, it can be adjusted arbitrarily by the polarized light irradiation conditions, etc. It is possible.
  • the alignment film has solvent resistance such that it is not dissolved by coating the polymerizable liquid crystal composition and the like, and has heat resistance in the heat treatment for removing the solvent and aligning the polymerizable liquid crystal compound described later.
  • the alignment film include an alignment film containing an alignment polymer, a photo-alignment film and a glob alignment film having an uneven pattern and a plurality of grooves on the surface, a stretched film stretched in the alignment direction, and the like. From the viewpoint of quality, a photo-alignment film is preferable.
  • the oriented polymer examples include polyamides and gelatins having an amide bond in the molecule, polyimides having an imide bond in the molecule and polyamic acid which is a hydrolyzate thereof, polyvinyl alcohol, alkyl modified polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylamide. Examples include oxazole, polyethyleneimine, polystyrene, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid and polyacrylic acid esters. Of these, polyvinyl alcohol is preferable.
  • the oriented polymer may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the alignment film containing the alignment polymer is usually obtained by applying a composition in which the alignment polymer is dissolved in a solvent (hereinafter, sometimes referred to as “alignment polymer composition”) to a substrate to remove the solvent, or It is obtained by applying the oriented polymer composition to a substrate, removing the solvent, and rubbing (rubbing method).
  • a solvent hereinafter, sometimes referred to as “alignment polymer composition”
  • the solvent include the same solvents as those exemplified above as the solvent that can be used for the polymerizable liquid crystal composition.
  • the concentration of the oriented polymer in the oriented polymer composition may be in the range where the oriented polymer material can be completely dissolved in the solvent, but is preferably 0.1 to 20% in terms of solid content in the solution, and 0 It is more preferably about 1 to 10%.
  • a commercially available alignment film material may be used as it is as the alignment polymer composition.
  • Examples of commercially available alignment film materials include Sanever (registered trademark, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) and Optomer (registered trademark, manufactured by JSR Corporation).
  • the same methods as those exemplified as the method of applying the polymerizable liquid crystal composition to the substrate can be mentioned.
  • Examples of the method for removing the solvent contained in the oriented polymer composition include a natural drying method, a ventilation drying method, a heat drying method, and a reduced pressure drying method.
  • Rubbing treatment can be performed as necessary to give the alignment control force to the alignment film (rubbing method).
  • a rubbing cloth is wrapped around a rubbing roll which is rotated, and the orientational polymer composition is applied to the substrate and annealed to form the substrate surface. Examples include a method of bringing a film of an oriented polymer into contact. If masking is performed during the rubbing treatment, a plurality of regions (patterns) having different alignment directions can be formed in the alignment film.
  • the photo-alignment film is usually prepared by applying a composition containing a polymer or monomer having a photoreactive group and a solvent (hereinafter, also referred to as “composition for forming photo-alignment film”) to a substrate and polarizing the film after removing the solvent. (Preferably polarized UV).
  • composition for forming photo-alignment film a composition containing a polymer or monomer having a photoreactive group and a solvent
  • polarized UV Preferably polarized UV.
  • the photo-alignment film is also advantageous in that the direction of the alignment regulating force can be arbitrarily controlled by selecting the polarization direction of the polarized light to be irradiated.
  • Photoreactive group refers to a group that produces liquid crystal alignment ability when irradiated with light. Specific examples thereof include a group involved in a photoreaction which is a source of liquid crystal alignment ability such as an orientation induction or isomerization reaction of molecules generated by light irradiation, a dimerization reaction, a photocrosslinking reaction or a photodecomposition reaction. Of these, a group involved in a dimerization reaction or a photocrosslinking reaction is preferable in terms of excellent orientation.
  • a photoreactive group involved in the photodimerization reaction is preferable, the irradiation amount of polarized light required for photoalignment is relatively small, and in that a photoalignment film excellent in thermal stability and stability over time is easily obtained, Cinnamoyl and chalcone groups are preferred.
  • the polymer having a photoreactive group a polymer having a cinnamoyl group such that the end portion of the polymer side chain has a cinnamic acid structure is particularly preferable.
  • the photo-alignment inducing layer can be formed on the substrate by applying the composition for forming a photo-alignment film onto the substrate.
  • the solvent contained in the composition include the same solvents as those exemplified above as the solvent that can be used in the polymerizable liquid crystal composition, and are appropriately selected depending on the solubility of the photoreactive group-containing polymer or monomer. can do.
  • the content of the polymer or monomer having a photoreactive group in the composition for forming a photo-alignment film can be appropriately adjusted depending on the kind of the polymer or the monomer and the thickness of the desired photo-alignment film. It is preferably at least 0.2% by mass, and more preferably in the range of 0.3 to 10% by mass.
  • the composition for forming a photo-alignment film may contain a polymer material such as polyvinyl alcohol or polyimide, or a photosensitizer as long as the characteristics of the photo-alignment film are not significantly impaired.
  • the same method as the method of applying the oriented polymer composition to the base material can be mentioned.
  • the method for removing the solvent from the applied composition for forming a photo-alignment film include a natural drying method, a ventilation drying method, a heat drying method and a reduced pressure drying method.
  • polarized light is radiated from the substrate side and the polarized light is transmitted.
  • the irradiation may be performed.
  • the polarized light is substantially parallel light.
  • the wavelength of the polarized light to be irradiated is preferably in the wavelength range in which the photoreactive group of the polymer or monomer having a photoreactive group can absorb light energy. Specifically, UV (ultraviolet) having a wavelength range of 250 to 400 nm is particularly preferable.
  • Examples of the light source used for the irradiation of polarized light include xenon lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, metal halide lamps, and ultraviolet lasers such as KrF and ArF.
  • High-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps and metal halide lamps are more preferable.
  • a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, and a metal halide lamp are preferable because they have high emission intensity of ultraviolet rays having a wavelength of 313 nm.
  • Polarized UV can be irradiated by irradiating the light from the light source through an appropriate polarizer.
  • a polarizer a polarizing filter, a polarizing prism such as Glan-Thompson or Glan-Taylor, or a wire grid type polarizer can be used.
  • masking can be performed to form a plurality of regions (patterns) having different liquid crystal alignment directions.
  • the groove alignment film is a film having an uneven pattern or a plurality of grooves (grooves) on the film surface.
  • a polymerizable liquid crystal compound is applied to a film having a plurality of linear globbings arranged at equal intervals, liquid crystal molecules are aligned in the direction along the groove.
  • a method for obtaining a glube alignment film after exposure through an exposure mask having a patterned slit on the surface of a photosensitive polyimide film, a method of forming an uneven pattern by developing and rinsing, a plate having a groove on the surface
  • a method for forming a layer of UV curable resin before curing on a sheet-shaped master, transferring the formed resin layer to a substrate, and then curing, and a film of the UV curable resin before curing formed on the substrate Examples include a method in which a roll-shaped master having a plurality of grooves is pressed to form irregularities and then cured.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film and the horizontally aligned retardation film can be laminated, for example, via an adhesive layer or an adhesive layer.
  • the adhesive or the adhesive those conventionally known in the art can be used.
  • the horizontally aligned liquid crystal is aligned on the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • a retardation film horizontal alignment liquid crystal cured film
  • the present invention includes an elliptically polarizing plate including the laminate of the present invention and a polarizing film.
  • the polarizing film is a film having a polarizing function, and examples thereof include a stretched film having adsorbed a dye having absorption anisotropy and a film including a film coated with a dye having absorption anisotropy as a polarizer. Examples of the dye having absorption anisotropy include dichroic dyes.
  • a film containing a stretched film adsorbing a dye having absorption anisotropy as a polarizer is usually a step of uniaxially stretching a polyvinyl alcohol-based resin film, by dyeing the polyvinyl alcohol-based resin film with a dichroic dye, At least a polarizer produced through a step of adsorbing a dichroic dye, a step of treating a polyvinyl alcohol-based resin film on which a dichroic pigment is adsorbed with a boric acid aqueous solution, and a step of washing with water after the treatment with the boric acid aqueous solution. It is produced by sandwiching one surface with a transparent protective film via an adhesive.
  • Polyvinyl alcohol resin is obtained by saponifying polyvinyl acetate resin.
  • polyvinyl acetate-based resin in addition to polyvinyl acetate which is a homopolymer of vinyl acetate, a copolymer of vinyl acetate and another monomer copolymerizable therewith is used.
  • the other monomer copolymerizable with vinyl acetate include unsaturated carboxylic acids, olefins, vinyl ethers, unsaturated sulfonic acids, and acrylamides having an ammonium group.
  • the saponification degree of the polyvinyl alcohol resin is usually about 85 to 100 mol %, preferably 98 mol% or more.
  • the polyvinyl alcohol-based resin may be modified, and for example, polyvinyl formal or polyvinyl acetal modified with aldehydes can also be used.
  • the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol-based resin is usually about 1,000 to 10,000, preferably 1,500 to 5,000.
  • a film produced from such a polyvinyl alcohol resin is used as a raw film for a polarizing film.
  • the method for forming a film of the polyvinyl alcohol-based resin is not particularly limited, and the film can be formed by a known method.
  • the film thickness of the polyvinyl alcohol-based original film can be set to, for example, about 10 to 150 ⁇ m.
  • Uniaxial stretching of the polyvinyl alcohol-based resin film can be performed before dyeing with the dichroic dye, simultaneously with dyeing, or after dyeing.
  • the uniaxial stretching may be performed before the boric acid treatment or during the boric acid treatment. It is also possible to carry out uniaxial stretching in these plural stages.
  • the uniaxial stretching it may be uniaxially stretched between rolls having different peripheral speeds, or may be uniaxially stretched using a heat roll.
  • the uniaxial stretching may be dry stretching in which stretching is performed in the atmosphere, or wet stretching in which a polyvinyl alcohol-based resin film is swollen using a solvent.
  • the draw ratio is usually about 3 to 8 times.
  • the dyeing of the polyvinyl alcohol-based resin film with the dichroic dye is performed by, for example, immersing the polyvinyl alcohol-based resin film in an aqueous solution containing the dichroic dye.
  • dichroic pigment iodine or a dichroic organic dye is used as the dichroic pigment.
  • dichroic organic dye examples include C.I. I.
  • the polyvinyl alcohol-based resin film is preferably immersed in water before dyeing.
  • the method of immersing the polyvinyl alcohol resin film in an aqueous solution containing iodine and potassium iodide and dyeing is usually adopted.
  • the content of iodine in this aqueous solution is usually about 0.01 to 1 part by mass per 100 parts by mass of water.
  • the content of potassium iodide is usually about 0.5 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of water.
  • the temperature of the aqueous solution used for dyeing is usually about 20 to 40°C.
  • the immersion time (dyeing time) in this aqueous solution is usually about 20 to 1800 seconds.
  • a method of immersing a polyvinyl alcohol-based resin film in an aqueous solution containing a water-soluble dichroic dye and dyeing is usually employed.
  • the content of the dichroic organic dye in this aqueous solution is usually about 1 ⁇ 10 ⁇ 4 to 10 parts by mass, preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 3 to 1 part by mass, and more preferably 100 parts by mass of water. Is 1 ⁇ 10 ⁇ 3 to 1 ⁇ 10 ⁇ 2 parts by mass.
  • This aqueous solution may contain an inorganic salt such as sodium sulfate as a dyeing aid.
  • the temperature of the dichroic dye aqueous solution used for dyeing is usually about 20 to 80°C.
  • the immersion time (dyeing time) in this aqueous solution is usually about 10 to 1,800 seconds.
  • the boric acid treatment after dyeing with the dichroic dye can usually be performed by a method of immersing the dyed polyvinyl alcohol-based resin film in an aqueous boric acid solution.
  • the content of boric acid in this aqueous boric acid solution is usually about 2 to 15 parts by mass, preferably 5 to 12 parts by mass, per 100 parts by mass of water.
  • this boric acid aqueous solution preferably contains potassium iodide, and the content of potassium iodide in that case is usually 0.1 to 100 parts by mass of water.
  • the amount is about 15 parts by mass, preferably 5 to 12 parts by mass.
  • the immersion time in the aqueous boric acid solution is usually about 60 to 1,200 seconds, preferably 150 to 600 seconds, more preferably 200 to 400 seconds.
  • the temperature of the boric acid treatment is usually 50° C. or higher, preferably 50 to 85° C., more preferably 60 to 80° C.
  • the polyvinyl alcohol resin film is usually washed with water.
  • the water washing treatment can be performed by, for example, a method of immersing the polyvinyl alcohol-based resin film treated with boric acid in water.
  • the temperature of water in the water washing treatment is usually about 5 to 40°C.
  • the immersion time is usually about 1 to 120 seconds.
  • a polarizer After drying with water, a polarizer is obtained.
  • the drying treatment can be performed using, for example, a hot air dryer or a far infrared heater.
  • the temperature of the drying treatment is usually about 30 to 100°C, preferably 50 to 80°C.
  • the drying treatment time is usually about 60 to 600 seconds, preferably 120 to 600 seconds.
  • the water content of the polarizer is reduced to a practical level.
  • the water content thereof is usually about 5 to 20% by mass, preferably 8 to 15% by mass.
  • the thermal stability of the polarizer may deteriorate.
  • the thickness of the polarizer obtained by uniaxially stretching, dyeing with a dichroic dye, boric acid treatment, washing with water and drying the polyvinyl alcohol resin film is preferably 5 to 40 ⁇ m.
  • Examples of the film coated with a dye having absorption anisotropy include a composition containing a dichroic dye having liquid crystallinity or a film obtained by coating a composition containing a dichroic dye and a polymerizable liquid crystal. Can be mentioned.
  • the film preferably has a protective film on one side or both sides thereof. Examples of the protective film include the same resin films as those exemplified above as the substrate that can be used for producing the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • the film coated with a dye having absorption anisotropy is thin, but if it is too thin, the strength will decrease and the processability will tend to be poor.
  • the thickness of the film is usually 20 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or less, and more preferably 0.5 to 3 ⁇ m.
  • film coated with the dye having the absorption anisotropy include films described in JP 2012-33249 A and the like.
  • a transparent protective film may be laminated on at least one surface of the thus obtained polarizer, for example, via an adhesive layer.
  • a transparent film similar to the resin film exemplified above as a substrate that can be used for producing a vertically aligned liquid crystal cured film can be used.
  • the elliptically polarizing plate of the present invention comprises the laminate of the present invention, or a laminate obtained by removing the base material from the laminate of the present invention, and a polarizing film, for example, the laminate of the present invention.
  • the elliptically polarizing plate of the present invention can be obtained by laminating a polarizing film with a polarizing film via an adhesive layer or the like. Further, the elliptically polarizing plate of the present invention can be obtained by laminating the polarizing film with the laminate obtained by removing the substrate from the laminate of the present invention.
  • a method for producing an elliptically polarizing plate by peeling a substrate from the laminate of the present invention and further laminating the laminate peeled from the substrate, a horizontally aligned retardation film, and a polarizing film is also applied. It is one of the inventions.
  • a laminate of the present invention including a horizontal alignment retardation film and a polarizing film are laminated, a slow axis (optical axis) and polarization of a horizontal alignment retardation film forming the laminate It is preferable to stack the films so that the angle formed by the absorption axis of the film is 45 ⁇ 5°.
  • the elliptically polarizing plate of the present invention may have a configuration such that a conventional general elliptically polarizing plate, or a polarizing film and a retardation film have.
  • a structure for example, it is used for the purpose of protecting the surface of an adhesive layer (sheet) for laminating an elliptically polarizing plate on a display element such as an organic EL, a polarizing film or a liquid crystal cured film from scratches and stains.
  • the protective film etc. which are used are mentioned.
  • a display device is a device having a display element and includes a light-emitting element or a light-emitting device as a light-emitting source.
  • a liquid crystal display device As the display device, a liquid crystal display device, an organic electroluminescence (EL) display device, an inorganic electroluminescence (EL) display device, a touch panel display device, an electron emission display device (for example, field emission display device (FED), surface field emission display device).
  • EL organic electroluminescence
  • EL inorganic electroluminescence
  • FED field emission display device
  • Liquid crystal display devices include any of transmissive liquid crystal display devices, semi-transmissive liquid crystal display devices, reflective liquid crystal display devices, direct-view liquid crystal display devices, and projection liquid crystal display devices. These display devices may be a display device that displays a two-dimensional image or may be a stereoscopic display device that displays a three-dimensional image.
  • the laminate of the present invention can be suitably used for a liquid crystal display device and a touch panel display device.
  • EL organic electroluminescence
  • the laminate of the present invention can be suitably used for a liquid crystal display device and a touch panel display device.
  • the elliptically polarizing plate it is possible to easily obtain a thin display device, obtain a display device having excellent optical characteristics and exhibiting good image display characteristics.
  • Example 1 Preparation of Polymerizable Liquid Crystal Compound A polymerizable liquid crystal compound (X1), a polymerizable liquid crystal compound (X2) and a polymerizable liquid crystal compound (X3) having the following molecular structures were prepared respectively.
  • the polymerizable liquid crystal compound (X1) was produced according to the method described in JP 2010-31223A. Further, the polymerizable liquid crystal compound (X2) was produced according to the method described in JP-A-2009-173893.
  • the polymerizable liquid crystal compound (X3) was prepared with reference to JP-A-2011-207765.
  • a solution was obtained by dissolving 1 mg of the polymerizable liquid crystal compound (X1) in 50 mL of tetrahydrofuran.
  • the solution obtained as a measurement sample was put into a measurement cell having an optical path length of 1 cm, the measurement sample was set in an ultraviolet-visible spectrophotometer (“UV-2450” manufactured by Shimadzu Corporation), and an absorption spectrum was measured.
  • UV-2450 ultraviolet-visible spectrophotometer
  • the maximum absorption wavelength ⁇ max in the wavelength range of 300 to 400 nm was 350 nm.
  • the absorbance of the polymerizable liquid crystal compound (X2) at a wavelength of 350 nm was measured according to the following method. First, 1 mg of the polymerizable liquid crystal compound (X1) was dissolved in 50 mL of tetrahydrofuran to obtain a solution. The solution obtained as a measurement sample was put into a measurement cell having an optical path length of 1 cm, the measurement sample was set in an ultraviolet-visible spectrophotometer (“UV-2450” manufactured by Shimadzu Corporation), and an absorption spectrum was measured. When the absorbance at a wavelength of 350 nm was measured from the obtained absorption spectrum, it was confirmed to be 0.05 or less.
  • UV-2450 ultraviolet-visible spectrophotometer
  • a 1 mg/50 mL tetrahydrofuran solution of the polymerizable liquid crystal compound (X3) was prepared.
  • the solution obtained as a measurement sample was put into a measurement cell having an optical path length of 1 cm, the measurement sample was set in an ultraviolet-visible spectrophotometer (“UV-2450” manufactured by Shimadzu Corporation), and an absorption spectrum was measured.
  • UV-2450 ultraviolet-visible spectrophotometer
  • the maximum absorption wavelength ⁇ max in the wavelength range of 300 to 400 nm was 354 nm.
  • 2016-514802 (molecular weight: 645) 2.0 parts by mass, silane coupling agent "KBE-9103" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 0.5 parts by mass, and Irgacure OXE-03 (manufactured by BASF Japan Ltd.) 4 parts by mass as a photopolymerization initiator were added. .. Furthermore, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added so that the solid content concentration became 13%. The mixture was stirred at 80° C. for 1 hour to obtain a polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • a vertical alignment liquid crystal cured film was formed by irradiating ultraviolet rays from the surface coated with (in a nitrogen atmosphere, an integrated light amount at a wavelength of 365 nm: 500 mJ/cm 2 ).
  • the thickness of the obtained vertically aligned liquid crystal cured film was measured by an ellipsometer (M-220 manufactured by JASCO Corporation), and it was 1.2 ⁇ mm.
  • ⁇ Rth measurement of vertically aligned liquid crystal cured film Corona treatment is applied to the vertically aligned liquid crystal cured film surface of the laminate composed of the substrate and the vertically aligned liquid crystal cured film prepared by the above procedure, and the laminate is bonded to glass via a Lintec 25 ⁇ m pressure-sensitive adhesive, The material was peeled off.
  • the obtained glass, the adhesive, and the vertically aligned liquid crystal cured film were used to change the incident angle of light to the sample for measuring optical characteristics by using KOBRA-WPR manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd. The value and the phase difference value when tilted at 40° to the center of the fast axis were measured.
  • the average refractive index at each wavelength was measured using an ellipsometer M-220 manufactured by JASCO Corporation.
  • the film thickness was measured using an Optical NanoGauge film thickness meter C12562-01 manufactured by Hamamatsu Photonics K.K. From the above-mentioned front phase difference value, phase difference value when tilted by 40° about the axis of the fast axis, average refractive index, and film thickness value, Oji Scientific Instruments technical data (http://www.oji-keisoku.co) .Jp/products/kobra/reference.html), and the three-dimensional refractive index was calculated.
  • nxC( ⁇ ) is the in-plane main refractive index of the vertically aligned liquid crystal cured film at the wavelength ⁇ nm
  • nyC( ⁇ ) is the refractive index in the direction orthogonal to the nxC( ⁇ ) in the plane at the wavelength ⁇ nm
  • nzC( ⁇ ) indicates the refractive index in the thickness direction of the vertically aligned liquid crystal cured film at a wavelength of ⁇ nm.
  • nxC( ⁇ ) nyC( ⁇ )
  • nxC( ⁇ ) is the refractive index in any direction in the film plane.
  • dC represents the thickness of the vertically aligned liquid crystal cured film.
  • the vertical alignment liquid crystal cured film is obtained by extracting the elemental analysis information at the 100 nm point from the interface on the opposite side to the substrate.
  • the constituent elements in the liquid crystal cured film were confirmed at a point (intermediate point C) of 100 nm in the thickness direction from the interface on the opposite side of the substrate to the liquid crystal cured film side.
  • the vertically aligned liquid crystal cured film side was separately prepared with a pressure sensitive adhesive (25 ⁇ m) manufactured by Lintec Co., Ltd. (KC4UY manufactured by Konica Minolta).
  • Example 2 Except that the preparation of the polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film and the formation of the vertically aligned liquid crystal cured film were changed as follows, and that the etching rate was changed to 100 sec ⁇ 35 times when the constituent elements were analyzed. In the same manner as in Example 1, a vertically aligned liquid crystal cured film was produced, constituent elements were confirmed, and optical characteristics and orientation were evaluated. The results are shown in Table 3 and Table 9.
  • a vertical alignment liquid crystal cured film was formed by irradiating ultraviolet rays from the surface coated with (in a nitrogen atmosphere, an integrated light amount at a wavelength of 365 nm: 500 mJ/cm 2 ).
  • the film thickness of the obtained vertically aligned liquid crystal cured film was measured by an ellipsometer (M-220 manufactured by JASCO Corporation) and found to be 0.6 ⁇ m.
  • Example 3 Example 1 was repeated except that the method for preparing the polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film was changed as follows, and the etching rate was changed to 5 sec ⁇ 50 times when the constituent elements were analyzed. A vertically aligned liquid crystal cured film was manufactured by the above, the constituent elements were confirmed, and the optical characteristics and the orientation were evaluated. The results are shown in Tables 4 and 9.
  • 2016-514802 (molecular weight: 645) 2.0 parts by mass, silane coupling agent "KBE-9103" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 0.5 parts by mass, 2-dimethylamino-2-benzyl-1-(4-morpholinophenyl) as a photopolymerization initiator ) 6 parts by mass of butan-1-one (“IRGACURE (registered trademark) 369 (Irg369)” manufactured by BASF Japan Ltd.) were added. Furthermore, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added so that the solid content concentration became 13%. The mixture was stirred at 80° C. for 1 hour to obtain a polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film.
  • silane coupling agent "KBE-9103" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Example 4 Example 1 was repeated except that the method for preparing the polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film was changed as follows, and the etching rate was changed to 5 sec ⁇ 50 times when the constituent elements were analyzed. A vertically aligned liquid crystal cured film was manufactured by the above, the constituent elements were confirmed, and the optical characteristics and the orientation were evaluated. The results are shown in Table 5 and Table 9.
  • 2016-514802 (molecular weight: 645) 3.0 parts by mass, silane coupling agent "KBE-9103" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 1.0 parts by mass, 2-dimethylamino-2-benzyl-1-(4-morpholinophenyl) as a photopolymerization initiator ) 6 parts by mass of butan-1-one (“IRGACURE (registered trademark) 369 (Irg369)” manufactured by BASF Japan Ltd.) were added. Furthermore, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added so that the solid content concentration became 13%. The mixture was stirred at 80° C. for 1 hour to obtain a polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film.
  • silane coupling agent "KBE-9103" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Example 5 Example 1 was repeated except that the method for preparing the polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film was changed as follows, and the etching rate was changed to 50 sec ⁇ 100 times when the constituent elements were analyzed. A vertically aligned liquid crystal cured film was manufactured by the above, the constituent elements were confirmed, and the optical characteristics and the orientation were evaluated. The results are shown in Table 6 and Table 9.
  • 2016-514802 (molecular weight: 645) 2.0 parts by mass, silane coupling agent "KBE-9103" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 0.5 parts by mass, 2-dimethylamino-2-benzyl-1-(4-morpholinophenyl) as a photopolymerization initiator ) 6 parts by mass of butan-1-one (“IRGACURE (registered trademark) 369 (Irg369)” manufactured by BASF Japan Ltd.) were added. Furthermore, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added so that the solid content concentration became 13%. The mixture was stirred at 80° C. for 1 hour to obtain a polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film.
  • silane coupling agent "KBE-9103" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Example 6 Example 1 was repeated except that the method for preparing the polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film was changed as follows, and the etching rate was changed to 5 sec ⁇ 50 times when the constituent elements were analyzed. A vertically aligned liquid crystal cured film was manufactured by the above, the constituent elements were confirmed, and the optical characteristics and the orientation were evaluated. The results are shown in Tables 7 and 9.
  • Comparative Example 1 Vertical alignment was performed in the same manner as in Example 1 except that the preparation of the polymerizable liquid crystal composition for forming a vertically aligned liquid crystal cured film was changed as follows and the etching rate was changed to 100 sec ⁇ 35 times when the constituent elements were analyzed. An oriented liquid crystal cured film was manufactured, constituent elements were confirmed, and optical characteristics and orientation were evaluated. The results are shown in Tables 8 and 9.
  • Base material 2 Vertically aligned liquid crystal cured film 11: Laminate (A): Non-base material side interface (B): Base material side interface (C): Intermediate point

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Abstract

垂直配向液晶硬化膜と基材とを含む積層体であって、 前記垂直配向液晶硬化膜が、重合性液晶化合物が該液晶硬化膜平面に対して垂直方向に配向した状態で硬化した重合性液晶組成物の硬化物であり、 前記垂直配向液晶硬化膜が、下記式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、下記式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす、積層体。 F(A)>F(C) (1) Si(A)>Si(C) (2) N(B)>N(C) (3) P(B)>P(C) (4) F(B)>F(C) (5) Si(B)>Si(C) (6) 〔式(1)~(6)中、 F(A)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、 F(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、 F(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、 Si(A)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、 Si(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、 Si(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、 N(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中の窒素元素の存在比率(atom%)を表し、 N(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中の窒素元素の存在比率(atom%)を表し、 P(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のリン元素の存在比率(atom%)を表し、 P(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のリン元素の存在比率(atom%)を表す。〕

Description

積層体、楕円偏光板および重合性液晶組成物
 本発明は、垂直配向液晶硬化膜と基材とを含む積層体、前記積層体を含む楕円偏光板および有機EL表示装置に関する。また、前記積層体の形成に用い得る重合性液晶組成物にも関する。
 楕円偏光板は、偏光板と位相差板とが積層された光学部材であり、例えば、有機EL画像表示装置等の平面状態で画像を表示する装置において、該装置を構成する電極での光反射を防止するために用いられている。この楕円偏光板を構成する位相差板としては、一般に、いわゆるλ/4板が用いられる。そのような位相差板として、重合性液晶化合物を位相差板の平面に対して水平方向に配向させた状態で重合し、硬化させた水平配向液晶硬化膜からなる位相差板が知られている。また、水平配向液晶硬化膜を備える楕円偏光板に、さらに垂直配向液晶硬化膜を組み込むことにより、該楕円偏光板を有機EL表示装置に用いた場合の黒表示時の斜方色相変化を抑制し得ることが知られており、特許文献1には、垂直配向膜上に形成された垂直配向液晶硬化膜と、水平配向膜上に形成された水平配向液晶硬化膜とを含む積層体が記載されている。
特開2015-163935号公報
 しかしながら、従来、一般に垂直配向液晶硬化膜を製造するためには、重合性液晶化合物を垂直方向に配向するための垂直配向膜が必要とされている。このため、垂直配向液晶硬化膜の形成前に垂直配向膜を形成する必要があり、配向膜形成用組成物および液晶硬化膜形成用組成物からそれぞれ塗膜を得るために少なくとも2回以上の塗膜形成工程が必要となり、生産性が低下しやすいという問題がある。これに対して、生産性を向上するために、垂直配向膜を形成することなく、垂直配向液晶硬化膜を形成する方法が求められているが、従来の垂直配向液晶硬化膜の製造工程から垂直配向膜の形成工程のみを省いた場合には、垂直配向液晶硬化膜の配向性が不十分となるという問題がある。
 そこで、本発明は上記問題に対して新規な解決手段、すなわち、垂直配向膜なしに形成することができ、かつ、垂直配向膜上に形成された垂直配向液晶硬化膜と同様に重合性液晶化合物が垂直方向に精度よく配向した垂直配向液晶硬化膜を含む積層体を提供することを目的とする。
 本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の態様を包含する。
[1]垂直配向液晶硬化膜と基材とを含む積層体であって、
 前記垂直配向液晶硬化膜が、重合性液晶化合物が該液晶硬化膜平面に対して垂直方向に配向した状態で硬化した重合性液晶組成物の硬化物であり、
 前記垂直配向液晶硬化膜が、下記式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、下記式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす、積層体。
 F(A)>F(C)     (1)
 Si(A)>Si(C)   (2)
 N(B)>N(C)     (3)
 P(B)>P(C)     (4)
 F(B)>F(C)     (5)
 Si(B)>Si(C)   (6)
〔式(1)~(6)中、
 F(A)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 F(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 F(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 Si(A)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 Si(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 Si(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 N(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中の窒素元素の存在比率(atom%)を表し、
 N(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中の窒素元素の存在比率(atom%)を表し、
 P(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のリン元素の存在比率(atom%)を表し、
 P(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のリン元素の存在比率(atom%)を表す。〕
[2]垂直配向液晶硬化膜と基材とが隣接して存在する、前記[1]に記載の積層体。
[3]前記式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、前記式(3)および(4)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、前記式(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす、前記[1]または[2]に記載の積層体。
[4]前記式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、前記式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも3つを満たす、前記[1]~[3]のいずれかに記載の積層体。
[5]垂直配向液晶硬化膜が更にレベリング剤を含む、前記[1]~[4]のいずれかに記載の積層体。
[6]前記レベリング剤がフッ素元素またはケイ素元素を含む、前記[5]に記載の積層体。
[7]垂直配向液晶硬化膜が非金属原子からなるイオン性化合物を含む、前記[1]~[6]のいずれかに記載の積層体。
[8]垂直配向液晶硬化膜が非金属原子からなるイオン性化合物を含み、該イオン性化合物の分子量が100以上10,000以下である、前記[1]~[7]のいずれかに記載の積層体。
[9]垂直配向液晶硬化膜がホスホニウム塩またはアンモニウム塩からなるイオン性化合物を含む、前記[1]~[8]のいずれかに記載の積層体。
[10]垂直配向液晶硬化膜が、非イオン性シラン化合物を含む、前記[1]~[9]のいずれかに記載の積層体。
[11]垂直配向液晶硬化膜が非イオン性シラン化合物を含み、該非イオン性シラン化合物がシランカップリング剤である、前記[1]~[10]のいずれかに記載の積層体。
[12]垂直配向液晶硬化膜が非イオン性シラン化合物とイオン性化合物とを含む、前記[1]~[11]のいずれかに記載の積層体。
[13]垂直配向液晶硬化膜の膜厚が0.3μm以上5.0μm以下である、前記[1]~[12]のいずれかに記載の積層体。
[14]垂直配向液晶硬化膜が下記式(7)を満たす、前記[1]~[13]のいずれかに記載の積層体。
  -150≦RthC(550)≦-30   (7)
〔式(7)中、RthC(550)は垂直配向液晶硬化膜の波長550nmにおける厚み方向の位相差値を示す。〕
[15]垂直配向液晶硬化膜が下記式(8)を満たす、前記[1]~[14]のいずれかに記載の積層体。
  RthC(450)/RthC(550)≦1.0   (8)
〔式(8)中、RthC(450)は垂直配向液晶硬化膜の波長450nmにおける厚み方向の位相差値を示し、RthC(550)は垂直配向液晶硬化膜の波長550nmにおける厚み方向の位相差値を示す。〕
[16]水平配向位相差フィルムをさらに含む、前記[1]~[15]のいずれかに記載の積層体。
[17]水平配向位相差フィルムが、少なくとも1つの重合性液晶化合物が該位相差フィルムの面内方向に対して水平に配向した状態で硬化してなる水平配向液晶硬化膜である、前記[16]に記載の積層体。
[18]前記[16]または[17]に記載の積層体と、偏光フィルムとを含む楕円偏光板。
[19]積層体を構成する水平配向位相差フィルムの遅相軸と、偏光フィルムの吸収軸とのなす角が45±5°である、前記[18]に記載の楕円偏光板。
[20]前記[18]または[19]に記載の楕円偏光板を含む、有機EL表示装置。
[21]波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物、レベリング剤、並びに、非金属原子からなるイオン性化合物および非イオン性シラン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む重合性液晶組成物。
[22]波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物、レベリング剤、非金属原子からなるイオン性化合物および非イオン性シラン化合物を含む、前記[21]に記載の重合性液晶組成物。
[23]波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物が、式(Y)で表される構造を含む重合性液晶化合物である、前記[21]または[22]に記載の重合性液晶組成物。
 P11-B11-E11-B12-A11-B13   (Y)
[式(Y)中、P11は、重合性基を表わす。
 A11は、2価の脂環式炭化水素基または2価の芳香族炭化水素基を表わす。
 B11は、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR16-、-NR16-CO-、-CO-、-CS-または単結合を表わす。R16は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表わす。
 B12およびB13は、それぞれ独立に、-C≡C-、-CH=CH-、-CH-CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C(=O)-NR16-、-NR16-C(=O)-、-OCH-、-OCF-、-CHO-、-CFO-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-H、-C≡Nまたは単結合を表わす。
 E11は、炭素数1~12のアルカンジイル基を表わし、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~5のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アルコキシ基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。また、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-または-CO-に置き換わっていてもよい。]
[24] [1]~[15]のいずれかに記載の積層体のいずれかに記載の積層体より基材を剥離し、更に、該基材と剥離した積層体と、水平配向位相差フィルムと、偏光フィルムとを積層させることにより楕円偏光板を製造する方法。
[25] 楕円偏光板は、積層体を構成する水平配向位相差フィルムの遅相軸と、偏光フィルムの吸収軸とのなす角が45±5°である、[24]に記載の方法。
 本発明によれば、垂直配向膜なしに形成することができ、かつ、垂直配向膜上に形成された垂直配向液晶硬化膜と同様に重合性液晶化合物が垂直方向に精度よく配向した垂直配向液晶硬化膜を含む積層体を提供することができる。
本発明の積層体の層構成の一例を示す概略断面図である。
 本発明の積層体は、垂直配向液晶硬化膜と基材とを含む。図1は、これに限定されるものではないが本発明の積層体の一態様を示し、本発明の積層体の最も基本となる層構成を示す。図1に示される積層体11は、基材1および垂直配向液晶硬化膜2を積層してなる。図1に示される積層体11において、垂直配向液晶硬化膜2は基材1上に直接形成されており、基材1と垂直配向液晶硬化膜2とが隣接して存在する。本発明の積層体は、基材および垂直配向液晶硬化膜に加えて、さらに他の層を含んで構成されていてもよい。
 本発明において、垂直配向液晶硬化膜は、垂直配向規制力を有する層(以下、「垂直配向膜」ともいう)を介してまたは垂直配向膜を介さずに、基材上または基材上に設けられた垂直配向規制力を有しない層上に形成することができる。本発明の積層体において垂直配向液晶硬化膜は垂直配向膜なしで形成することができるため、積層体の製造工程数が少なくなり、生産性よく製造し得る積層体となる。すなわち、本発明において、垂直配向液晶硬化膜は基材上に垂直配向膜を介することなく積層することができ、本発明の積層体は、基材と垂直配向液晶硬化膜とが隣接して存在してなることが好ましい。
 〔垂直配向液晶硬化膜〕
 本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜は、下記式(1)および(2)のうち少なくとも1つを満たし、かつ、下記式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす。
 F(A)>F(C)     (1)
 Si(A)>Si(C)   (2)
 N(B)>N(C)     (3)
 P(B)>P(C)     (4)
 F(B)>F(C)     (5)
 Si(B)>Si(C)   (6)
 式(1)~(6)中、
 F(A)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 F(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 F(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 Si(A)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 Si(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 Si(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、
 N(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中の窒素元素の存在比率(atom%)を表し、
 N(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中の窒素元素の存在比率(atom%)を表し、
 P(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のリン元素の存在比率(atom%)を表し、
 P(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のリン元素の存在比率(atom%)を表す。
 上記式(1)~(6)は、垂直配向液晶硬化膜における特定の元素の偏在を示す指標となる。式(1)~(6)中のF、Si、NおよびPは、それぞれ、フッ素元素、ケイ素元素、窒素元素およびリン元素を表す。図1に示すように、(A)は垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面(以下、「非基材側界面」ともいう)であり、(B)は垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面(以下、「基材側界面」ともいう)であり、(C)は垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点(以下、「中間点」ともいう)であり、垂直配向液晶硬化膜において各元素の存在有無を分析する地点を意味する。本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜は、該垂直配向液晶硬化膜中にフッ素元素、ケイ素元素、窒素元素およびリン元素が特定の位置的関係で偏在している。このような特定の元素の偏在は、垂直配向液晶硬化膜内でレベリング剤や垂直配向促進剤として機能する添加剤が特定の位置関係で偏在していることを意味しており、この偏在によって液晶硬化膜の表面エネルギーを制御するとともに、重合性液晶化合物に対する静電反発力を発現させることができる。これにより、液晶硬化膜の膜平面に対して垂直方向に重合性液晶化合物を配向させる配向規制力が発現し、垂直配向膜を介することなく、重合性液晶化合物が膜平面に対して垂直方向に配向した垂直配向液晶硬化膜を形成することができるものと考えられる。なお、本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜に上記各元素が偏在する場合、その偏在位置は液晶硬化膜の非基材側および基材側の両界面からそれぞれ数十nm(最大で50nm程度)の範囲であり、液晶硬化膜の非基材界面、または基材界面から厚み方向で100nm以上内側に入った地点では、前記界面における各元素の偏在有無にかかわらず、各元素の存在比率の変化はほとんど見られない。
 上記式(1)は、垂直配向液晶硬化膜の非基材側界面におけるフッ素元素の存在比率(atom%)が、中間点におけるフッ素元素の存在比率(atom%)よりも多いことを意味し、非基材側界面にフッ素元素が偏在していることを表す。上記式(2)は、垂直配向液晶硬化膜の非基材側界面におけるケイ素元素の存在比率(atom%)が、中間点におけるケイ素元素の存在比率(atom%)よりも多いことを意味し、非基材側界面にケイ素元素が偏在していることを表す。垂直配向液晶硬化膜の非基材側界面におけるフッ素元素および/またはケイ素元素の偏在は、例えば、液晶硬化膜が、フッ素元素および/またはケイ素元素を構成成分として含み非基材側の界面側に偏析しやすい成分(例えば、界面活性剤等)を含むことにより実現し得る。このような成分に起因して液晶硬化膜の非基材側の界面にフッ素元素および/またはケイ素元素が偏在すると、液晶硬化膜の非基材側界面における表面エネルギーが下がることにより、重合性液晶化合物を膜平面に対して垂直方向へ配向させる垂直配向規制力を発現させることができる。
 本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜が式(1)および式(2)のうちの少なくとも1つを満たすことにより、該液晶硬化膜の非基材側界面における表面エネルギーが低くなり、重合性液晶化合物が垂直方向に配向しやすくなる。
 本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜は、上記式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす。上記式(3)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側界面における窒素元素の存在比率(atom%)が、中間点における窒素元素の存在比率(atom%)よりも多いことを意味し、基材側界面に窒素元素が偏在していることを表す。上記式(4)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側界面におけるリン元素の存在比率(atom%)が、中間点におけるリン元素の存在比率(atom%)よりも多いことを意味し、基材側界面にリン元素が偏在していることを表す。上記式(5)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側界面におけるフッ素元素の存在比率(atom%)が、中間点におけるフッ素元素の存在比率(atom%)よりも多いことを意味し、基材側界面にフッ素元素が偏在していることを表す。上記式(6)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側界面におけるケイ素元素の存在比率(atom%)が、中間点におけるケイ素元素の存在比率(atom%)よりも多いことを意味し、基材側界面にケイ素元素が偏在していることを表す。垂直配向液晶硬化膜の基材側界面における窒素元素、リン元素、フッ素元素および/またはケイ素元素の偏在は、例えば、液晶硬化膜が、窒素元素、リン元素、フッ素元素および/またはケイ素元素を構成成分として含み基材側の界面側に偏析しやすい成分(例えば、イオン性化合物等)を含むことにより実現し得る。これらの成分が偏在することによる垂直配向規制力の発現機構は明らかではないが、電荷を有するイオン性化合物と電荷を有しない重合性液晶化合物とでは、通常極性が大きく異なるため、このような成分が液晶硬化膜の基材側の界面に偏在すると、前記元素が存在する液晶硬化膜の基材側界面において重合性液晶化合物に対する静電反発効果が生じ、重合性液晶化合物が液晶硬化膜の基材側界面に対して接触面積が小さくなるよう配置しようとするため、重合性液晶化合物を膜平面に対して垂直方向へ配向させる垂直配向規制力を発現させることができるものと推定される。
 液晶硬化膜が式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たすことにより、該液晶硬化膜の基材側界面と重合性液晶化合物との間に静電反発効果を生じさせることができ、重合性液晶化合物が垂直方向に配向しやすくなる。本発明においては、式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たすことにより、重合性液晶化合物に対する垂直配向規制力を有する垂直配向液晶硬化膜を得ることができるため、基材側界面側に偏在する元素としては窒素元素、リン元素、フッ素元素またはケイ素元素のいずれであってもよい。後述するような一般的なイオン性化合物を用いて、上記特定の元素の偏在を含む垂直配向液晶硬化膜を得やすい観点から、本発明において、垂直配向液晶硬化膜は、式(3)および式(4)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、式(5)および式(6)のうちの少なくとも1つを満たすことが好ましく、式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも3つを満たすことがより好ましく、少なくとも式(3)および(4)のうちの1つ以上を満たし、且つ式(5)と式(6)とを満たすことがさらに好ましい。
 本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜は、式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす。式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、式(3)~(6)のうちの少なくとも1つを満たすことで、液晶硬化膜の非基材側界面における表面エネルギーの低下効果と液晶硬化膜の基材側界面における静電反発効果とにより、液晶硬化膜の両界面から重合性液晶化合物に対する垂直配向規制力を発現することができる。このため、式(1)~(6)のいずれか1つを満たす場合や、式(1)および(2)のうちの少なくとも1つ、または、式(3)~(6)のうちの少なくとも1つを満たす場合等と比較して、垂直配向膜なしに、重合性液晶化合物を液晶硬化膜の膜平面に対して垂直方向により高い精度で配向させることができる。
 本発明において、垂直配向液晶硬化膜は、以下のような態様を取り得る。
a)式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、式(3)および(4)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、式(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす。
b)式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、式(3)~(6)のうちの少なくとも3つを満たす。
c)式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、少なくとも式(3)および(4)のうちの少なくとも1つを満たし、更に式(5)および(6)を同時に満たす。
 重合性液晶化合物が垂直方向に配向しやすいことから、上記(b)の態様が好ましく、より高い精度で重合性液晶化合物が垂直に配向しやすくなることから、上記(c)の態様がより好ましい。
 垂直配向液晶硬化膜が式(1)を満たす場合、F(A)で示される非基材側界面におけるフッ素元素の存在比率(atom%)と、F(C)で示される中間点におけるフッ素元素の存在比率(atom%)との差〔F(A)-F(C)〕は、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1以上、さらに好ましくは0.5以上である。F(A)とF(C)との差が上記下限値以上であると、垂直配向液晶硬化膜の非基材側の界面側に十分な量のフッ素元素が偏在し、重合性液晶化合物が垂直方向へ精度よく配向しやすくなる。F(A)とF(C)との差の上限値は特に限定されるものではなく、通常、50以下、好ましくは30以下である。
 垂直配向液晶硬化膜が式(2)を満たす場合、Si(A)で示される非基材側界面におけるケイ素元素の存在比率(atom%)と、Si(C)で示される中間点におけるケイ素元素の存在比率(atom%)との差〔Si(A)-Si(C)〕は、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.05以上、さらに好ましくは0.10以上である。Si(A)とSi(C)との差が上記下限値以上であると、垂直配向液晶硬化膜の非基材側の界面側に十分な量のケイ素元素が偏在し、重合性液晶化合物が垂直方向へ精度よく配向しやすくなる。Si(A)とSi(C)との差の上限値は特に限定されるものではなく、通常、50以下、好ましくは30以下である。
 垂直配向液晶硬化膜が式(3)を満たす場合、N(B)で示される基材側界面における窒素元素の存在比率(atom%)と、N(C)で示される中間点における窒素元素の存在比率(atom%)との差〔N(B)-N(C)〕は、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.05以上である。N(B)とN(C)との差が上記下限値以上であると、垂直配向液晶硬化膜の基材界面側に十分な量の窒素元素が偏在し、重合性液晶化合物が垂直方向へ精度よく配向しやすくなる。N(B)とN(C)との差の上限値は特に限定されるものではなく、通常、30以下、好ましくは10以下である。
 垂直配向液晶硬化膜が式(4)を満たす場合、P(B)で示される基材側界面におけるリン元素の存在比率(atom%)と、P(C)で示される中間点におけるリン元素の存在比率(atom%)との差〔P(B)-P(C)〕は、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.05以上である。P(B)とP(C)との差が上記下限値以上であると、垂直配向液晶硬化膜の基材界面側に十分な量のリン元素が偏在し、重合性液晶化合物が垂直方向へ精度よく配向しやすくなる。P(B)とP(C)との差の上限値は特に限定されるものではなく、通常、30以下、好ましくは10以下である。
 垂直配向液晶硬化膜が式(5)を満たす場合、F(B)で示される基材側界面におけるフッ素元素の存在比率(atom%)と、F(C)で示される中間点におけるフッ素元素の存在比率(atom%)との差〔F(B)-F(C)〕は、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.05以上、さらに好ましくは0.10以上である。F(B)とF(C)との差が上記下限値以上であると、垂直配向液晶硬化膜の基材界面側に十分な量のフッ素元素が偏在し、重合性液晶化合物が垂直方向へ精度よく配向しやすくなる。F(B)とF(C)との差の上限値は特に限定されるものではなく、通常、50以下、好ましくは30以下である。
 垂直配向液晶硬化膜が式(6)を満たす場合、Si(B)で示される基材側界面におけるケイ素元素の存在比率(atom%)と、Si(C)で示される中間点におけるケイ素元素の存在比率(atom%)との差〔Si(B)-Si(C)〕は、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.05以上、さらに好ましくは0.10以上である。Si(B)とSi(C)との差が上記下限値以上であると、垂直配向液晶硬化膜の基材界面側に十分な量のケイ素元素が偏在し、重合性液晶化合物が垂直方向へ精度よく配向しやすくなる。Si(B)とSi(C)との差の上限値は特に限定されるものではなく、通常、50以下、好ましくは30以下である。
 本発明において、垂直配向液晶硬化膜の非基材側界面および基材側界面の両方に同じ元素(例えば、フッ素元素やケイ素元素)が偏在する場合、非基材側界面における該元素の存在比率と基材側界面における該元素の存在比率との関係は特に限定されるものではなく、互いに同程度であっても、いずれかが高くてもよい。
 本発明において、垂直配向液晶硬化膜における上記式(1)~(6)は、それぞれ、垂直配向液晶硬化膜を構成するのに用いる重合性液晶化合物に応じて、フッ素元素および/またはケイ素元素を構成成分として含み、非基材側の界面側に偏析しやすい成分や窒素元素、リン元素、フッ素元素および/またはケイ素元素を構成成分として含み、基材側の界面側に偏析しやすい成分等の種類、それらの配合量および組み合わせ、垂直配向液晶硬化膜形成用組成物の組成、垂直配向液晶硬化膜の製造条件、塗布する基材の種類や表面処理条件等を調整することにより制御することができる。例えば、用いる重合性液晶化合物に応じて、後述するようなレベリング剤および/または非イオン性シラン化合物を選択し、それらの配合量を調整することにより、式(1)および/または(2)を満たす垂直配向液晶硬化膜を得ることができる。また、例えば、用いる重合性液晶化合物に応じて、後述するようなイオン性化合物を選択し、その配合量を調整することにより、式(3)、(4)、(5)および/または(6)を満たす垂直配向液晶硬化膜を得ることができる。
 垂直配向液晶硬化膜における上記各元素比率は、X線光電子分光(XPS)法により測定することができる。例えば、垂直配向液晶硬化膜の非基材側の界面の構成元素をXPSにより分析した後、非基材側界面からエッチングを実施して、非基材側界面から液晶硬化膜の厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中の構成元素を同様にXPSにより分析し、次いで前記分析に用いた垂直配向液晶硬化膜から基材を剥離し、基材を剥離した面(基材側界面)の構成元素をXPSにより分析することができる。XPSの測定条件や中間点の構成元素を分析するためのエッチング条件等のより詳細な条件は、測定装置、測定対象となるサンプル等に応じて適宜決定することができるが、例えば、後述の実施例に記載の条件を採用し得る。
 本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜は、重合性液晶化合物が該液晶硬化膜平面に対して垂直方向に配向した状態で硬化した重合性液晶組成物の硬化物である。本発明において、前記垂直配向液晶硬化膜を形成するための重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物に加えて、得られる液晶硬化膜が式(1)~(6)により表されるような特定の元素の偏在をもたらすための成分を含むよう構成される。
 本発明において、積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜は、フッ素元素および/またはケイ素元素を構成成分として含み、非基材側の界面側に偏析しやすい成分を含むことが好ましい。このような成分を含むことにより、式(1)および/または式(2)を満たす液晶硬化膜を得ることができる。このような成分に起因して液晶硬化膜の非基材側の界面にフッ素元素および/またはケイ素元素が偏在することにより、液晶硬化膜の非基材側界面における表面エネルギーを下げることができ、重合性液晶化合物を膜平面に対して垂直方向へ配向させる垂直配向規制力を発現させることができる。これにより、本発明の積層体においては、垂直配向膜を形成する必要がなく、積層体の製造工程が簡素化され、生産性よく積層体を製造することができる。フッ素元素および/またはケイ素元素を構成成分として含み、非基材側の界面側に偏析しやすい成分としては、例えばレベリング剤、非イオン性のシラン化合物、イオン性化合物等が挙げられる。
 本発明において、垂直配向液晶硬化膜は、レベリング剤を含むことが好ましい。レベリング剤は、重合性液晶組成物の流動性を調整し、組成物を塗布して得られる塗膜を平坦化する機能を有するものであり、典型的なレベリング剤として界面活性剤等が挙げられる。本発明においては、液晶硬化膜の非基材側界面にフッ素元素および/またはケイ素元素が偏在しやすく、従来のレベリング剤としての機能を果たしながら、重合性液晶化合物に対する高い垂直配向規制力を発現させ得る観点から、垂直配向液晶硬化膜が、ケイ素元素を含むレベリング剤(以下、「シリコーン系レベリング剤」ともいう)およびフッ素元素を含むレベリング剤(以下、「フッ素系レベリング剤」ともいう)から選択される少なくとも1種のレベリング剤を含むことがより好ましい。垂直配向液晶硬化膜が、フッ素元素を含むレベリング剤を含むことにより式(1)を満たしやすく、ケイ素元素を含むレベリング剤を含むことにより式(2)を満たしやすくなる。これらのレベリング剤として、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 レベリング剤としては、市販品を用いてもよい。例えば、シリコーン系レベリング剤およびフッ素系レベリング剤としては、具体的には、DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、ST80PA、ST86PA、SH8400、SH8700、FZ2123(以上、全て東レ・ダウコーニング(株)製)、KP321、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341、X22-161A、KF6001(以上、全て信越化学工業(株)製)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(以上、全てモメンティブ パフォーマンス マテリアルズ ジャパン合同会社製)、フロリナート(fluorinert)(登録商標)FC-72、同FC-40、同FC-43、同FC-3283(以上、全て住友スリーエム(株)製)、メガファック(登録商標)R-08、同R-30、同R-90、同F-410、同F-411、同F-443、同F-445、同F-470、同F-477、同F-479、同F-482、同F-483、同F-556(以上、いずれもDIC(株)製)、エフトップ(商品名)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(以上、全て三菱マテリアル電子化成(株)製)、サーフロン(登録商標)S-381、同S-382、同S-383、同S-393、同SC-101、同SC-105、KH-40、SA-100(以上、全てAGCセイミケミカル(株)製)、商品名E1830、同E5844((株)ダイキンファインケミカル研究所製)等が挙げられる。
 垂直配向液晶硬化膜がレベリング剤を含む場合、その含有量は、垂直配向液晶硬化膜を形成する重合性液晶組成物において、重合性液晶化合物100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上、さらに好ましくは0.03質量部以上であり、また、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは1.5質量部以下である。レベリング剤の含有量が上記範囲内であると、重合性液晶組成物の良好な塗布性を維持しながら、重合性液晶化合物の垂直配向性を効果的に促進させることができる。なお、垂直配向液晶硬化膜が2種以上のレベリング剤を含む場合、上記レベリング剤の含有量は、垂直配向液晶硬化膜に含まれる全レベリング剤の合計含有量を意味する。
 本発明において、垂直配向液晶硬化膜は非イオン性シラン化合物を含むことが好ましい。非イオン性シラン化合物は、一般に、垂直配向液晶硬化膜の非基材側界面に偏析する傾向にあり、これを含むことにより式(2)を満たす液晶硬化膜を得ることができる。垂直配向液晶硬化膜を形成する重合性液晶組成物が非イオン性シラン化合物を含むと、非イオン性シラン化合物が重合性液晶組成物の表面張力を低下させ、液晶硬化膜の非基材側の界面の表面エネルギーを下げることができるため、重合性液晶化合物に対する垂直配向規制力を高めることができる。これにより、重合性液晶化合物が垂直配向した状態を保持して液晶硬化膜を形成することができる。特に、上述したレベリング剤に加えて非イオン性シラン化合物を含むことにより、前述の効果による垂直配向規制力がより顕著に発現する。
 非イオン性シラン化合物は、非イオン性であってケイ素元素を含む化合物である。非イオン性シラン化合物としては、ポリシランのようなケイ素ポリマー、シリコーンオイルおよびシリコーンレジンのようなシリコーン樹脂、並びにシリコーンオリゴマー、シルセスシロキサンおよびアルコキシシランのような有機無機シラン化合物(より具体的には、シランカップリング剤等)等が挙げられる。なお、上述したケイ素元素を含むレベリング剤はその分子構造上非イオン性シラン化合物にも相当するが、本発明においては、ケイ素元素を含むレベリング剤(シリコーン系レベリング剤)は顕著なレベリング性を有している点(垂直配向液晶硬化膜組成物を基材に塗布後、表面に移行し塗膜表面を平滑にする効果)で、非イオン性シラン化合物とは区別される。シリコーン系レベリング剤は、レベリング性を発現させるために一般に分子量が大きく、重量平均分子量が1000以上であることが好ましい。
 非イオン性シラン化合物は、シリコーンモノマータイプのものであってもよく、シリコーンオリゴマー(ポリマー)タイプのものであってもよい。シリコーンオリゴマーを(単量体)-(単量体)コポリマーの形式で示すと、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマーおよび3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマーのようなメルカプトプロピル基含有のコポリマー;メルカプトメチルトリメトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、メルカプトメチルトリメトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、メルカプトメチルトリエトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマーおよびメルカプトメチルトリエトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマーのようなメルカプトメチル基含有のコポリマー;3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、3-メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、3-メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、3-メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、3-メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、3-メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマーおよび3-メタクリロキシイルオプロピルメチルジエトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマーのようなメタクリロイルオキシプロピル基含有のコポリマー;3-アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、3-アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、3-アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、3-アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、3-アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、3-アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、3-アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマーおよび3-アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマーのようなアクリロイルオキシプロピル基含有のコポリマー;ビニルトリメトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、ビニルトリメトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、ビニルトリエトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、ビニルトリエトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、ビニルメチルジメトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、ビニルメチルジメトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、ビニルメチルジエトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマーおよびビニルメチルジエトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマーのようなビニル基含有のコポリマー;3-アミノプロピルトリメトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、3-アミノプロピルトリメトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、3-アミノプロピルトリエトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、3-アミノプロピルトリエトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマー、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマー、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン-テトラメトキシシランコポリマーおよび3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン-テトラエトキシシランコポリマーのようなアミノ基含有のコポリマー等が挙げられる。これらの非イオン性シラン化合物は、1種を単独で用いてもよく、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、基材などの隣接する層との密着性をより向上させる観点から、シランカップリング剤が好ましい。
 シランカップリング剤は、末端にビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基、イソシアヌレート基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、カルボキシル基、およびヒドロキシル基からなる群から選択される少なくとも1種のような官能基と、少なくとも1つのアルコキシシリル基またはシラノール基とを有するケイ素元素を含む化合物である。これらの官能基を適宜選定することにより、垂直配向液晶硬化膜の機械的強度の向上、垂直配向液晶硬化膜の表面改質、垂直配向液晶硬化膜と隣接する層(基材等)との密着性向上などの特異な効果を付与することが可能となる。密着性の観点からは、シランカップリング剤がアルコキシシリル基ともう1つの異なる反応基(たとえば、上記官能基)とを有するシランカップリング剤であることが好ましい。さらに、シランカップリング剤が、アルコキシシリル基と極性基とを有するシランカップリング剤であることが好ましい。シランカップリング剤がその分子内に少なくとも1つのアルコキシシリル基と、少なくとも1つの極性基とを有すると、重合性液晶化合物の垂直配向性がより向上しやすく、垂直配向促進効果が顕著に得られる傾向にある。極性基としては、例えば、エポキシ基、アミノ基、イソシアヌレート基、メルカプト基、カルボキシル基およびヒドロキシ基が挙げられる。なお、極性基はシランカップリング剤の反応性を制御するために適宜置換基または保護基を有していてもよい。
 シランカップリング剤としては、具体的に例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルジメトキシメチルシランおよび3-グリシドキシプロピルエトキシジメチルシランが挙げられる。
 また、市販のシランカップリング剤としては、たとえば、KP321、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341、X22-161A、KF6001、KBM-1003、KBE-1003、KBM-303、KBM-402、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-1403、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103、KBM-602、KBM-603、KBM-903、KBE-903、KBE-9103、KBM-573、KBM-575、KBM-9659、KBE-585、KBM-802、KBM-803、KBE-846、およびKBE-9007のような信越化学工業(株)製のシランカップリング剤が挙げられる。
 垂直配向液晶硬化膜が非イオン性シラン化合物を含む場合、その含有量は、垂直配向液晶硬化膜を形成する重合性液晶組成物において、通常、重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上であり、また、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4質量部以下、さらに好ましくは3質量部以下である。非イオン性シラン化合物の含有量が上記範囲内であると、重合性液晶組成物の良好な塗布性および配向性を維持しながら、重合性液晶化合物の垂直配向性を効果的に促進させることができる。
 本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜は、窒素元素、リン元素、フッ素元素および/またはケイ素元素を構成成分として含み、基材側の界面側に偏析しやすい成分を含むことが好ましい。このような成分を含むことにより、式(3)、(4)、(5)および/または(6)を満たす液晶硬化膜を得ることができる。上記基材側の界面側に偏析しやすい成分としては、例えば、窒素元素、リン元素、フッ素元素および/またはケイ素元素を含むイオン性化合物が挙げられる。電荷を有するイオン性化合物と電荷を有しない重合性液晶化合物とでは、通常極性が大きく異なるため、このような成分に起因して液晶硬化膜の基材側の界面に窒素元素、リン元素、フッ素元素および/またはケイ素元素が偏在すると、前記元素が存在する液晶硬化膜の基材側界面において重合性液晶化合物に対する静電反発効果が生じる。これにより、重合性液晶化合物が液晶硬化膜の基材側界面に対して接触面積が小さくなるよう配置しようとするため、重合性液晶化合物を膜平面に対して垂直方向へ配向させる垂直配向規制力を発現させることができる。
 重合性液晶化合物の配向欠陥を生じ難くする上で、本発明において垂直配向液晶硬化膜は、非金属原子からなるイオン性化合物を含むことが好ましい。非金属原子からなるイオン性化合物は、垂直配向液晶硬化膜において基材側の界面に偏在する傾向にあり、特に基材フィルムの極性が高い場合、例えばトリアセチルセルロースフィルムを使用した場合や、基材上にコロナ処理やプラズマ処理、エキシマー光照射処理等を実施した場合に、より顕著に偏在する傾向がある。このようにイオン性化合物が垂直配向液晶硬化膜において基材側の界面に偏在した場合、電荷を有しない重合性液晶化合物と電荷を有するイオン性化合物との間に静電反発効果が生じ、重合性液晶化合物を膜平面に対して垂直方向へ配向させる垂直配向規制力を発現することができる。さらに、垂直配向液晶硬化膜が上述したレベリング剤、特にケイ素元素を含むレベリング剤またはフッ素元素を含むレベリング剤や非イオン性シラン化合物とともに非金属原子からなるイオン性化合物を含むことにより、垂直配向液晶硬化膜の非基材側界面および基材側界面の両側から重合性液晶化合物に対する垂直配向規制力が働くため、重合性液晶化合物が垂直方向に配向しやすくなり、その配向精度をより高めることができる。
 非金属原子からなるイオン性化合物としては、たとえば、オニウム塩(より具体的には、窒素原子がプラスの電荷を有する第四級アンモニウム塩、第三級スルホニウム塩、およびリン原子がプラスの電荷を有する第四級ホスホニウム塩等)が挙げられる。垂直配向液晶硬化膜が、アンモニウム塩を含むことにより式(3)を満たしやすく、ホスホニウム塩を含むことにより式(4)を満たしやすくなる。これらのオニウム塩のうち、重合性液晶化合物の垂直配向性をより向上させ得る観点から第四級オニウム塩が好ましく、入手性および量産性を向上させる観点から、第四級ホスホニウム塩または第四級アンモニウム塩がより好ましい。オニウム塩は分子内に2つ以上の第四級オニウム塩部位を有していてもよく、オリゴマーやポリマーであってもよい。
 非金属原子からなるイオン性化合物の分子量は、100以上10,000以下であることが好ましい。分子量が上記範囲内であると、重合性組成物の塗布性を確保したまま重合性液晶化合物の垂直配向性を向上させやすい。非金属原子からなるイオン性化合物の分子量は、より好ましくは5000以下、さらに好ましくは3000以下である。
 非金属原子からなるイオン性化合物のカチオン成分としては、例えば、無機のカチオンおよび有機のカチオンが挙げられる。中でも、重合性液晶化合物の配向欠陥を生じ難いことから、有機のカチオンが好ましい。有機のカチオンとしては、例えば、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、アンモニウムカチオン、スルホニウムカチオンおよびホスホニウムカチオン等が挙げられる。
 非金属原子からなるイオン性化合物は一般的に対アニオンを有する。上記カチオン成分の対イオンとなるアニオン成分としては、例えば、無機のアニオンおよび有機のアニオンが挙げられる。中でも、重合性液晶化合物の配向欠陥を生じ難いことから、有機のアニオンが好ましい。分子構造中にフッ素元素を含むアニオンを対アニオンとして用いることにより式(5)を満たしやすくなる。なお、カチオンとアニオンとは、必ずしも一対一の対応となっている必要があるわけではない。
 アニオン成分としては、具体的に例えば、以下のようなものが挙げられる。
 クロライドアニオン〔Cl〕、
 ブロマイドアニオン〔Br〕、
 ヨーダイドアニオン〔I〕、
 テトラクロロアルミネートアニオン〔AlCl 〕、
 ヘプタクロロジアルミネートアニオン〔AlCl 〕、
 テトラフルオロボレートアニオン〔BF 〕、
 ヘキサフルオロホスフェートアニオン〔PF 〕、
 パークロレートアニオン〔ClO 〕、
 ナイトレートアニオン〔NO 〕、
 アセテートアニオン〔CHCOO〕、
 トリフルオロアセテートアニオン〔CFCOO〕、
 フルオロスルホネートアニオン〔FSO 〕、
 メタンスルホネートアニオン〔CHSO 〕、
 トリフルオロメタンスルホネートアニオン〔CFSO 〕、
 p-トルエンスルホネートアニオン〔p-CHSO 〕、
 ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン〔(FSO〕、
 ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン〔(CFSO〕、
 トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタニドアニオン〔(CFSO〕、
 ヘキサフルオロアーセネートアニオン〔AsF 〕、
 ヘキサフルオロアンチモネートアニオン〔SbF 〕、
 ヘキサフルオロニオベートアニオン〔NbF 〕、
 ヘキサフルオロタンタレートアニオン〔TaF 〕、
 ジメチルホスフィネートアニオン〔(CHPOO〕、
 (ポリ)ハイドロフルオロフルオライドアニオン〔F(HF) 〕(たとえば、nは1~3の整数を表す)、
 ジシアナミドアニオン〔(CN)〕、
 チオシアンアニオン〔SCN〕、
 パーフルオロブタンスルホネートアニオン〔CSO 〕、
 ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドアニオン〔(CSO〕、
 パーフルオロブタノエートアニオン〔CCOO〕、および
 (トリフルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンカルボニル)イミドアニオン〔(CFSO)(CFCO)N〕。
 非金属原子からなるイオン性化合物の具体例は、上記カチオン成分とアニオン成分との組合せから適宜選択することができる。具体的なカチオン成分とアニオン成分の組合せである化合物としては、以下のようなものが挙げられる。
(ピリジニウム塩)
 N-ヘキシルピリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
 N-オクチルピリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
 N-メチル-4-ヘキシルピリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
 N-ブチル-4-メチルピリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
 N-オクチル-4-メチルピリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
 N-ヘキシルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 N-オクチルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 N-メチル-4-ヘキシルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 N-ブチル-4-メチルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 N-オクチル-4-メチルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 N-ヘキシルピリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 N-オクチルピリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 N-メチル-4-ヘキシルピリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 N-ブチル-4-メチルピリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 N-オクチル-4-メチルピリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 N-ヘキシルピリジニウム p-トルエンスルホネート、
 N-オクチルピリジニウム p-トルエンスルホネート、
 N-メチル-4-ヘキシルピリジニウム p-トルエンスルホネート、
 N-ブチル-4-メチルピリジニウム p-トルエンスルホネート、および
 N-オクチル-4-メチルピリジニウム p-トルエンスルホネート。
(イミダゾリウム塩)
 1-エチル-3-メチルイミダゾリウム ヘキサフルオロホスフェート、
 1-エチル-3-メチルイミダゾリウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 1-エチル-3-メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 1-エチル-3-メチルイミダゾリウム p-トルエンスルホネート、
 1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム メタンスルホネートなど。
(ピロリジニウム塩)
 N-ブチル-N-メチルピロリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
 N-ブチル-N-メチルピロリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 N-ブチル-N-メチルピロリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 N-ブチル-N-メチルピロリジニウム p-トルエンスルホネートなど。
(アンモニウム塩)
 テトラブチルアンモニウム ヘキサフルオロホスフェート、
 テトラブチルアンモニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 テトラヘキシルアンモニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 トリオクチルメチルアンモニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 (2-ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
 テトラブチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 テトラヘキシルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 トリオクチルメチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 (2-ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 テトラブチルアンモニウム p-トルエンスルホネート、
 テトラヘキシルアンモニウム p-トルエンスルホネート、
 トリオクチルメチルアンモニウム p-トルエンスルホネート、
 (2-ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム p-トルエンスルホネート、
 (2-ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム ジメチルホスフィネート
 1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,1,1-トリブチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,1,1-トリメチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 1-(3-トリメトキシシリルブチル)-1,1,1-トリブチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 1-(3-トリメトキシシリルブチル)-1,1,1-トリメチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 N-{(3-トリエトキシシリルプロピル)カルバモイルオキシエチル)}-N,N,N-トリメチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、および
 N-[2-{3-(3-トリメトキシシリルプロピルアミノ)-1-オキソプロポキシ}エチル]-N,N,N-トリメチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド。
(ホスホニウム塩)
 トリブチル(2-メトキシエチル)ホスホニウム ビス (トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 トリブチルメチルホスホニウムビス (トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 1,1,1-トリメチル-1-[(トリメトキシシリル)メチル]ホスホニウム ビス (トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 1,1,1-トリメチル-1-[2-(トリメトキシシリル)エチル]ホスホニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 1,1,1-トリメチル-1-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]ホスホニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 1,1,1-トリメチル-1-[4-(トリメトキシシリル)ブチル]ホスホニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 1,1,1-トリブチル-1-[(トリメトキシシリル)メチル]ホスホニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
 1,1,1-トリブチル-1-[2-(トリメトキシシリル)エチル]ホスホニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、および
 1,1,1-トリブチル-1-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]ホスホニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド。
 これらの非金属原子からなるイオン性化合物はそれぞれ単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 非金属原子からなるイオン性化合物としては、アルキル基を有するホスホニウム塩、アルキル基を有するアンモニウム塩等が好ましく、それらの対アニオンとして、フルオロスルホニル基、トリフルオロアルキルスルホニル基等のフッ素原子を含有するスルホニル基を有する対アニオン等が好ましい。なお、アルキル基を有するホスホニウム塩及びアルキル基を有するアンモニウム塩におけるアルキル基は、ヒドロキシ基や、アルコキシシリル基等の置換基を有していてもよい。
中でも、ホスホニウム塩または窒素原子上に正の電荷を有するアンモニウム塩(前述のピリジニウム塩やイミダゾリウム塩等を含む)からなるイオン性化合物が好ましく、分子構造中にフッ素元素を含むアニオンを対アニオンとするホスホニウム塩またはアンモニウム塩からなるイオン性化合物がより好ましい。
 重合性液晶化合物の垂直配向性をより向上させ得る観点から、非金属原子からなるイオン性化合物はカチオン部位の分子構造中にケイ素元素および/またはフッ素元素を有していることが好ましい。非金属原子からなるイオン性化合物がカチオン部位の分子構造中にケイ素元素および/またはフッ素元素を有していると、イオン性化合物を垂直配向液晶硬化膜の表面に偏析させやすくなる。このような非金属原子からなるイオン性化合物を含むことにより、式(5)および/または式(6)を満たしやすくなる。

中でも、構成する元素が全て非金属元素であるイオン性化合物として、(C1-C4)アルコキシシリルアルキル基を有するアンモニウムカチオン又はホスホニウムカチオンとビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドとからなる塩が好ましく、下記イオン性化合物(I)~(III)等がより好ましい。
(イオン性化合物(I))
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(イオン性化合物(II))
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(イオン性化合物(III))
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 また、例えば、ある程度鎖長の長いアルキル基を有する界面活性剤を用いて基材表面を処理し、液晶の配向性を向上させる方法(例えば、「液晶便覧」の第2章 液晶の配向と物性(丸善株式会社発行)等を参照)を応用して重合性液晶化合物の垂直配向性をより向上させることができる。すなわち、ある程度鎖長の長いアルキル基を有するイオン性化合物を用いて基材表面を処理することにより、重合性液晶化合物の垂直配向性を効果的に向上させることができる。
 具体的には、非金属原子からなるイオン性化合物は、が下記式(9)を満たすことが好ましい。
  5<M<16   (9)
 式(9)中、Mは下記式(10)で表される。
  M=(プラスの電荷を有する原子上に直接結合される置換基の内、分子鎖末端までの共有結合数が最も多い置換基の、プラスの電荷を有する原子から分子鎖末端までの共有結合数)÷(プラスの電荷を有する原子の数)   (10)
 イオン性化合物が上記(9)を満たすことにより、重合性液晶化合物の垂直配向性を効果的に向上させることができる。
 なお、非金属原子からなるイオン性化合物の分子中にプラスの電荷を有する原子が2つ以上存在する場合、プラスの電荷を有する原子を2つ以上有する置換基については、基点として考えるプラスの電荷を有する原子から数えて最も近い別のプラスの電荷を有する原子までの共有結合数を、上記Mの定義に記載の「プラスの電荷を有する原子から分子鎖末端までの共有結合数」とする。また、非金属原子からなるイオン性化合物が繰返し単位を2つ以上有するオリゴマーやポリマーである場合には、構成単位を一分子として考え、上記Mを算出する。プラスの電荷を有する原子が環構造に組み込まれている場合、環構造を経由して同プラスの電荷を有する原子に至るまでの共有結合数、または環構造に結合している置換基の末端までの共有結合数のうち、共有結合数が多い方を上記Mの定義に記載の「プラスの電荷を有する原子から分子鎖末端までの共有結合数」とする。
 垂直配向液晶硬化膜が非金属原子からなるイオン性化合物を含む場合、その含有量は、垂直配向液晶硬化膜を形成する重合性液晶組成物において、通常、重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上、さらに好ましくは0.3質量部以上であり、また、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4質量部以下、さらに好ましくは3質量部以下である。非金属原子からなるイオン性化合物の含有量が上記範囲内であると、重合性液晶組成物の良好な塗布性および配向性を維持しながら、重合性液晶化合物の垂直配向性を効果的に促進させることができる。
 垂直配向液晶硬化膜が、非イオン性シラン化合物および非金属原子からなるイオン性化合物の両方を含む場合、イオン性化合物に由来する静電相互作用と、非イオン性シラン化合物に由来する表面張力低下効果により、重合性液晶化合物の垂直配向がより促進されやすくなる。これにより、重合性液晶化合物がより精度よく垂直配向した液晶硬化膜を形成することができる。従って、本発明の好ましい一態様において、垂直配向液晶硬化膜は、非イオン性シラン化合物と非金属原子からなるイオン性化合物とを含む。さらに、垂直配向液晶硬化膜が、レベリング剤、非イオン性シラン化合物および非金属原子からなるイオン性化合物を含むことにより、重合性液晶化合物の配向精度をより向上させることができる。従って、本発明の好ましい別の一態様において、垂直配向液晶硬化膜は、レベリング剤、非イオン性シラン化合物および非金属原子からなるイオン性化合物を含む。
 本発明において、垂直配向液晶硬化膜は、少なくとも1種の重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物の硬化物であり、前記重合性液晶化合物が該液晶硬化膜の膜平面に対して垂直方向に配向した状態で硬化してなる液晶硬化膜である。本発明において、垂直配向液晶硬化膜を形成する重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物は、重合性基を有する液晶化合物を意味する。重合性液晶化合物は特に限定されず、例えば位相差フィルムの分野において従来公知の重合性液晶化合物を用いることができる。
 重合性基とは、重合開始剤から発生する活性ラジカルや酸などによって重合反応に関与し得る基のことをいう。重合性基としては、例えば、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、ラジカル重合性基が好ましく、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基がより好ましく、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基がさらに好ましい。
 重合性液晶化合物が示す液晶性はサーモトロピック性液晶であってもよいし、リオトロピック性液晶であってもよいが、緻密な膜厚制御が可能な点でサーモトロピック性液晶が好ましい。また、サーモトロピック性液晶における相秩序構造としてはネマチック液晶でもスメクチック液晶でもよい。重合性液晶化合物は単独または二種以上を組み合わせて使用できる。
 重合性液晶化合物としては、一般に正波長分散性を示す重合性液晶化合物と逆波長分散性を示す重合性液晶化合物とが挙げられ、どちらか一方の種類の重合性液晶化合物のみを使用することもできるし、両方の種類の重合性液晶化合物を混合して用いることもできる。得られる積層体を組み込んだ表示装置において、黒表示時の斜方反射色相の抑制効果が大きくなる観点においては、逆波長分散性を示す重合性液晶化合物を含むことが好ましい。重合性液晶化合物として、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 逆波長分散性を示す重合性液晶化合物としては、下記(A)~(D)の特徴を有する化合物であることが好ましい。
(A)ネマチック相またはスメクチック相を形成し得る化合物である。
(B)該重合性液晶化合物の長軸方向(a)上にπ電子を有する。
(C)長軸方向(a)に対して交差する方向〔交差方向(b)〕上にπ電子を有する。
(D)長軸方向(a)に存在するπ電子の合計をN(πa)、長軸方向に存在する分子量の合計をN(Aa)として下記式(i)で定義される重合性液晶化合物の長軸方向(a)のπ電子密度:
 D(πa)=N(πa)/N(Aa)  (i)
と、交差方向(b)に存在するπ電子の合計をN(πb)、交差方向(b)に存在する分子量の合計をN(Ab)として下記式(ii)で定義される重合性液晶化合物の交差方向(b)のπ電子密度:
 D(πb)=N(πb)/N(Ab)  (ii)
とが、式(iii)
 0≦〔D(πa)/D(πb)〕<1   (iii)
の関係にある〔すなわち、交差方向(b)のπ電子密度が、長軸方向(a)のπ電子密度よりも大きい〕。また、上記記載のように長軸およびそれに対して交差方向上にπ電子を有する重合性液晶化合物は、例えばT字構造となる。
 上記(A)~(D)の特徴において、長軸方向(a)およびπ電子数Nは以下のように定義される。
・長軸方向(a)は、例えば棒状構造を有する化合物であれば、その棒状の長軸方向である。
・長軸方向(a)上に存在するπ電子数N(πa)には、重合反応により消失するπ電子は含まない。
・長軸方向(a)上に存在するπ電子数N(πa)には、長軸上のπ電子およびこれと共役するπ電子の合計数であり、例えば長軸方向(a)上に存在する環であって、ヒュッケル則を満たす環に存在するπ電子の数が含まれる。
・交差方向(b)に存在するπ電子数N(πb)には、重合反応により消失するπ電子は含まない。
 上記を満たす重合性液晶化合物は、長軸方向にメソゲン構造を有している。このメソゲン構造によって、液晶相(ネマチック相、スメクチック相)を発現する。
 上記(A)~(D)を満たす重合性液晶化合物を、液晶硬化膜を形成する膜(層)上に塗布し、相転移温度以上に加熱することにより、ネマチック相やスメクチック相を形成することが可能である。この重合性液晶化合物が配向して形成されたネマチック相またはスメクチック相では通常、重合性液晶化合物の長軸方向が互いに平行になるように配向しており、この長軸方向がネマチック相の配向方向となる。このような重合性液晶化合物を膜状とし、ネマチック相またはスメクチック相の状態で重合させると、長軸方向(a)に配向した状態で重合した重合体からなる重合体膜を形成することができる。この重合体膜は、長軸方向(a)上のπ電子と交差方向(b)上のπ電子により紫外線を吸収する。ここで、交差方向(b)上のπ電子により吸収される紫外線の吸収極大波長をλbmaxとする。λbmaxは通常300nm~400nmである。π電子の密度は、上記式(iii)を満足していて、交差方向(b)のπ電子密度が長軸方向(a)のπ電子密度よりも大きいので、交差方向(b)に振動面を有する直線偏光紫外線(波長はλbmax)の吸収が、長軸方向(a)に振動面を有する直線偏光紫外線(波長はλbmax)の吸収よりも大きな重合体膜となる。その比(直線偏光紫外線の交差方向(b)の吸光度/長軸方向(a)の吸光度の比)は、例えば1.0超、好ましくは1.2以上、通常30以下であり、例えば10以下である。
 上記特性を有する重合性液晶化合物は、一般に逆波長分散性を示すものであることが多い。該重合性液晶化合物としては、例えば、下記式(X)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 式(X)中、Arは置換基を有していてもよい芳香族基を有する二価の基を表す。ここでいう芳香族基とは、該環構造が有するπ電子数がヒュッケル則に従い[4n+2]個であるものをさし、例えば後述する(Ar-1)~(Ar-23)で例示されるようなAr基を、二価の連結基を介して2個以上有していてもよい。ここでnは整数を表す。-N=や-S-等のヘテロ原子を含んで環構造を形成している場合、これらヘテロ原子上の非共有結合電子対を含めてヒュッケル則を満たし、芳香族性を有する場合も含む。該芳香族基中には窒素原子、酸素原子、硫黄原子のうち少なくとも1つ以上が含まれることが好ましい。二価の基Arに含まれる芳香族基は1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。芳香族基が1つである場合、二価の基Arは置換基を有していてもよい二価の芳香族基であってもよい。二価の基Arに含まれる芳香族基が2つ以上である場合、2つ以上の芳香族基は互いに単結合、-CO-O-、-O-などの二価の結合基で結合していてもよい。
 GおよびGはそれぞれ独立に、二価の芳香族基または二価の脂環式炭化水素基を表す。ここで、該二価の芳香族基または二価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該二価の芳香族基または二価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子が、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい。
 L、L、BおよびBはそれぞれ独立に、単結合または二価の連結基である。
 k、lは、それぞれ独立に0~3の整数を表し、1≦k+lの関係を満たす。ここで、2≦k+lである場合、BおよびB、GおよびGは、それぞれ互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
 EおよびEはそれぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基を表し、ここで、炭素数4~12のアルカンジイル基がより好ましい。また、アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる-CH-は、-O-、-S-、-SiH-、-C(=O)-で置換されていてもよい。
 PおよびPは互いに独立に、重合性基または水素原子を表し、少なくとも1つは重合性基である。
 GおよびGは、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子および炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-フェニレンジイル基、ハロゲン原子および炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-シクロヘキサンジイル基であり、より好ましくはメチル基で置換された1,4-フェニレンジイル基、無置換の1,4-フェニレンジイル基、または無置換の1,4-trans-シクロヘキサンジイル基であり、特に好ましくは無置換の1,4-フェニレンジイル基、または無置換の1,4-trans-シクロへキサンジイル基である。
 複数存在するGおよびGのうち少なくとも1つは二価の脂環式炭化水素基であることが好ましく、また、LまたはLに結合するGおよびGのうち少なくとも1つは二価の脂環式炭化水素基であることがより好ましい。
 LおよびLはそれぞれ独立に、好ましくは、単結合、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CR=CR-、または-C≡C-である。ここで、Ra1~Ra8はそれぞれ独立に単結合、または炭素数1~4のアルキレン基を表し、RおよびRは炭素数1~4のアルキル基または水素原子を表す。LおよびLはそれぞれ独立に、より好ましくは単結合、-ORa2-1-、-CH-、-CHCH-、-COORa4-1-、または-OCORa6-1-である。ここで、Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1はそれぞれ独立に単結合、-CH-、-CHCH-のいずれかを表す。LおよびLはそれぞれ独立に、さらに好ましくは単結合、-O-、-CHCH-、-COO-、-COOCHCH-、または-OCO-である。
 BおよびBはそれぞれ独立に、好ましくは、単結合、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-、またはRa15OC=OORa16-である。ここで、Ra9~Ra16はそれぞれ独立に単結合、または炭素数1~4のアルキレン基を表す。BおよびBはそれぞれ独立に、より好ましくは単結合、-ORa10-1-、-CH-、-CHCH-、-COORa12-1-、または-OCORa14-1-である。ここで、Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1はそれぞれ独立に単結合、-CH-、-CHCH-のいずれかを表す。BおよびBはそれぞれ独立に、さらに好ましくは単結合、-O-、-CHCH-、-COO-、-COOCHCH-、-OCO-、または-OCOCHCH-である。
 kおよびlは、逆波長分散性発現の観点から2≦k+l≦6の範囲が好ましく、k+l=4であることが好ましく、k=2かつl=2であることがより好ましい。k=2かつl=2であると対称構造となるため好ましい。
 PまたはPで表される重合性基としては、エポキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、およびオキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基およびビニルオキシ基が好ましく、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基がより好ましい。
 Arは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、および電子吸引性基から選ばれる少なくとも一つを有することが好ましい。当該芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環が好ましい。当該芳香族複素環としては、フラン環、ベンゾフラン環、ピロール環、インドール環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアゾール環、トリアジン環、ピロリン環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、チエノチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、およびフェナンスロリン環等が挙げられる。なかでも、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、またはベンゾフラン環を有することが好ましく、ベンゾチアゾール基を有することがさらに好ましい。また、Arに窒素原子が含まれる場合、当該窒素原子はπ電子を有することが好ましい。
 式(X)中、Arで表される2価の芳香族基に含まれるπ電子の合計数Nπは8以上が好ましく、より好ましくは10以上であり、さらに好ましくは14以上であり、特に好ましくは16以上である。また、好ましくは30以下であり、より好ましくは26以下であり、さらに好ましくは24以下である。
 Arで表される芳香族基としては、例えば以下の基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式(Ar-1)~式(Ar-23)中、*印は連結部を表し、Z、ZおよびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~12のアルキルスルフィニル基、炭素数1~12のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~12のフルオロアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数1~12のアルキルチオ基、炭素数1~12のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~12のN-アルキルスルファモイル基または炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表す。また、Z、ZおよびZは、重合性基を含んでいてもよい。
 QおよびQは、それぞれ独立に、-CR2’3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-または-O-を表し、R2’およびR3’は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。
 J、およびJは、それぞれ独立に、炭素原子、または窒素原子を表す。
 Y、YおよびYは、それぞれ独立に、置換されていてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。
 WおよびWは、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、メチル基またはハロゲン原子を表し、mは0~6の整数を表す。
 Y、YおよびYにおける芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ビフェニル基等の炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。芳香族複素環基としては、フリル基、ピロリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも1つ含む炭素数4~20の芳香族複素環基が挙げられ、フリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基が好ましい。
 Y、YおよびYは、それぞれ独立に、置換されていてもよい多環系芳香族炭化水素基または多環系芳香族複素環基であってもよい。多環系芳香族炭化水素基は、縮合多環系芳香族炭化水素基、または芳香環集合に由来する基をいう。多環系芳香族複素環基は、縮合多環系芳香族複素環基、または芳香環集合に由来する基をいう。
 Z、ZおよびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~12のアルコキシ基であることが好ましく、Zは、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基がさらに好ましく、ZおよびZは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基がさらに好ましい。また、Z、ZおよびZは重合性基を含んでいてもよい。
 QおよびQは、-NH-、-S-、-NR2’-、-O-が好ましく、R2’は水素原子が好ましい。中でも-S-、-O-、-NH-が特に好ましい。
 式(Ar-1)~(Ar-23)の中でも、式(Ar-6)および式(Ar-7)が分子の安定性の観点から好ましい。
 式(Ar-16)~(Ar-23)において、Yは、これが結合する窒素原子およびZと共に、芳香族複素環基を形成していてもよい。芳香族複素環基としては、Arが有していてもよい芳香族複素環として前記したものが挙げられるが、例えば、ピロール環、イミダゾール環、ピロリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、インドール環、キノリン環、イソキノリン環、プリン環、ピロリジン環等が挙げられる。この芳香族複素環基は、置換基を有していてもよい。また、Yは、これが結合する窒素原子およびZと共に、前述した置換されていてもよい多環系芳香族炭化水素基または多環系芳香族複素環基であってもよい。例えば、ベンゾフラン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環等が挙げられる。
 また、本発明において垂直配向液晶硬化膜を形成する重合性液晶化合物として、波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物を用いてもよい。波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物は、一般に正波長分散性を示す傾向にある。このような重合性液晶化合物としては、例えば、一般に正波長分散性を示す傾向にある、下記式(Y)で表される構造を含む化合物(以下、「重合性液晶化合物(Y)」ともいう)が挙げられる。なお、重合性液晶化合物の吸光度は、溶媒中で紫外可視分光光度計を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法を参考に吸光度の測定が可能である。該溶媒は重合性液晶化合物を溶解し得る溶媒であり、例えばテトラヒドロフラン、クロロホルム等が挙げられる。
 P11-B11-E11-B12-A11-B13-   (Y)
[式(Y)中、P11は、重合性基を表わす。
 A11は、2価の脂環式炭化水素基または2価の芳香族炭化水素基を表わす。
 B11は、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR16-、-NR16-CO-、-CO-、-CS-または単結合を表わす。R16は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表わす。
 B12およびB13は、それぞれ独立に、-C≡C-、-CH=CH-、-CH-CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C(=O)-NR16-、-NR16-C(=O)-、-OCH-、-OCF-、-CHO-、-CFO-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-H、-C≡Nまたは単結合を表わす。
 E11は、炭素数1~12のアルカンジイル基を表わし、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~5のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アルコキシ基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。また、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-または-CO-に置き換わっていてもよい。]
 A11の芳香族炭化水素基および脂環式炭化水素基の炭素数は、3~18の範囲であることが好ましく、5~12の範囲であることがより好ましく、5または6であることが特に好ましい。A11で表される2価の脂環式炭化水素基および2価の芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6アルコキシ基、シアノ基またはニトロ基で置換されていてもよく、該炭素数1~6のアルキル基および該炭素数1~6アルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。A11としては、シクロヘキサン-1,4-ジイル基、1,4-フェニレン基が好ましい。
 E11としては、直鎖状の炭素数1~12のアルカンジイル基が好ましい。該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-に置き換っていてもよい。
 具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、へキサン-1,6-ジイル基、へプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基およびドデカン-1,12-ジイル基等の炭素数1~12の直鎖状アルカンジイル基;-CH-CH-O-CH-CH-、-CH-CH-O-CH-CH-O-CH-CH-および-CH-CH-O-CH-CH-O-CH-CH-O-CH-CH-等が挙げられる。
 B11としては、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-が好ましく、中でも、-CO-O-がより好ましい。
 B12およびB13としては、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-が好ましく、中でも、-O-または-O-C(=O)-O-がより好ましい。
 P11で示される重合性基としては、重合反応性、特に光重合反応性が高いという点で、ラジカル重合性基またはカチオン重合性基が好ましく、取り扱いが容易な上、液晶化合物の製造自体も容易であることから、重合性基は、下記の式(P-11)~式(P-15)で表わされる基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
[式(P-11)~(P-15)中、
 R17~R21はそれぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基または水素原子を表わす。]
 式(P-11)~式(P-15)で表わされる基の具体例としては、下記式(P-16)~式(P-20)で表わされる基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 P11は、式(P-14)~式(P-20)で表わされる基であることが好ましく、ビニル基、p-スチルベン基、エポキシ基またはオキセタニル基がより好ましい。
 P11-B11-で表わされる基が、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基であることがさらに好ましい。
 重合性液晶化合物(Y)としては、式(I)、式(II)、式(III)、式(IV)、式(V)または式(VI)で表わされる化合物が挙げられる。
 P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12 (I)
 P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11 (II)
 P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12 (III)
 P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11 (IV)
 P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12 (V)
 P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-F11 (VI)
(式中、
 A11、B11~B13およびP11は上記と同義であり、
 A12~A14はそれぞれ独立に、A11と同義であり、B14~B16はそれぞれ独立に、B12と同義であり、B17はB11と同義であり、E12はE11と同義であり、P12はP11と同義である。
 F11は、水素原子、炭素数1~13のアルキル基、炭素数1~13のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、ジメチルアミノ基、ヒドロキシ基、メチロール基、ホルミル基、スルホ基(-SOH)、カルボキシル基、炭素数1~10のアルコキシカルボニル基またはハロゲン原子を表わし、該アルキル基およびアルコキシ基を構成する-CH-は、-O-に置き換っていてもよい。)
 重合性液晶化合物(Y)の具体例としては、液晶便覧(液晶便覧編集委員会編、丸善(株)平成12年10月30日発行)の「3.8.6 ネットワーク(完全架橋型)」、「6.5.1 液晶材料 b.重合性ネマチック液晶材料」に記載された化合物の中で重合性基を有する化合物、特開2010-31223号公報、特開2010-270108号公報、特開2011-6360号公報および特開2011-207765号公報記載の重合性液晶が挙げられる。
 重合性液晶化合物(Y)の具体例としては、下記式(I-1)~式(I-4)、式(II-1)~式(II-4)、式(III-1)~式(III-26)、式(IV-1)~式(IV-26)、式(V-1)~式(V-2)および式(VI-1)~式(VI-6)で表わされる化合物が挙げられる。なお、下記式中、k1およびk2は、それぞれ独立して、2~12の整数を表わす。これらの重合性液晶化合物(Y)は、その合成の容易さ、または、入手の容易さの点で、好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 垂直配向液晶硬化膜を形成する重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物の含有量は、重合性液晶組成物の固形分100質量部に対して、例えば70~99.5質量部であり、好ましくは80~99質量部であり、より好ましくは85~98質量部であり、さらに好ましくは90~95質量部である。重合性液晶化合物の含有量が上記範囲内であると、得られる液晶硬化膜の配向性の観点から有利である。なお、本発明において、重合性液晶組成物の固形分とは、重合性液晶組成物から有機溶媒等の揮発性成分を除いた全ての成分を意味する。また、重合性液晶組成物が2種以上の重合性液晶化合物を含む場合、重合性液晶組成物に含まれる全重合性液晶化合物の合計含有量が上記範囲にあることが好ましい。
 垂直配向液晶硬化膜の形成に用いる重合性液晶組成物は、垂直配向促進剤および重合性液晶化合物に加えて、溶媒、重合開始剤、酸化防止剤、光増感剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。これらの成分は、それぞれ、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 垂直配向液晶硬化膜形成用の重合性液晶組成物は、通常、溶媒に溶解した状態で基材等の上に塗布されるため、溶媒を含むことが好ましい。溶媒としては、重合性液晶化合物を溶解し得る溶媒が好ましく、また、重合性液晶化合物の重合反応に不活性な溶媒であることが好ましい。溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール、2-ブトキシエタノールおよびプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートおよび乳酸エチル等のエステル溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノンおよびメチルイソブチルケトン等のケトン溶媒;ペンタン、ヘキサンおよびヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒;エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素溶媒;トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素溶媒;アセトニトリル等のニトリル溶媒;テトラヒドロフランおよびジメトキシエタン等のエーテル溶媒;クロロホルムおよびクロロベンゼン等の塩素含有溶媒;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルミアミド、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等のアミド系溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は、単独または二種以上組み合わせて使用できる。これらの中でも、アルコール溶媒、エステル溶媒、ケトン溶媒、塩素含有溶媒、アミド系溶媒および芳香族炭化水素溶媒が好ましい。
 重合性液晶組成物中の溶媒の含有量は、重合性液晶組成物100質量部に対して、好ましくは50~98質量部、より好ましくは70~95重量部である。従って、重合性液晶組成物100質量部に占める固形分は、2~50質量部が好ましい。固形分が50質量部以下であると、重合性液晶組成物の粘度が低くなることから、膜の厚みが略均一になり、ムラが生じ難くなる傾向がある。上記固形分は、製造しようとする液晶硬化膜の厚みを考慮して適宜定めることができる。
 重合開始剤は、熱または光の寄与によって反応活性種を生成し、重合性液晶化合物等の重合反応を開始し得る化合物である。反応活性種としては、ラジカルまたはカチオンまたはアニオン等の活性種が挙げられる。中でも反応制御が容易であるという観点から、光照射によってラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。
 光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、ベンジルケタール化合物、α-ヒドロキシケトン化合物、α-アミノケトン化合物、オキシム化合物、トリアジン化合物、ヨードニウム塩およびスルホニウム塩が挙げられる。具体的には、イルガキュア(Irgacure、登録商標)907、イルガキュア184、イルガキュア651、イルガキュア819、イルガキュア250、イルガキュア369、イルガキュア379、イルガキュア127、イルガキュア2959、イルガキュア754、イルガキュア379EG(以上、BASFジャパン株式会社製)、セイクオールBZ、セイクオールZ、セイクオールBEE(以上、精工化学株式会社製)、カヤキュアー(kayacure)BP100(日本化薬株式会社製)、カヤキュアーUVI-6992(ダウ社製)、アデカオプトマーSP-152、アデカオプトマーSP-170、アデカオプトマーN-1717、アデカオプトマーN-1919、アデカアークルズNCI-831、アデカアークルズNCI-930(以上、株式会社ADEKA製)、TAZ-A、TAZ-PP(以上、日本シイベルヘグナー社製)およびTAZ-104(三和ケミカル社製)が挙げられる。
 光重合開始剤は、光源から発せられるエネルギーを十分に活用でき、生産性に優れるため、極大吸収波長が300nm~400nmであると好ましく、300nm~380nmであるとより好ましく、中でも、α-アセトフェノン系重合開始剤、オキシム系光重合開始剤が好ましい。
 α-アセトフェノン化合物としては、2-メチル-2-モルホリノ-1-(4-メチルスルファニルフェニル)プロパン-1-オン、2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-2-ベンジルブタン-1-オンおよび2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-2-(4-メチルフェニルメチル)ブタン-1-オン等が挙げられ、より好ましくは2-メチル-2-モルホリノ-1-(4-メチルスルファニルフェニル)プロパン-1-オンおよび2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-2-ベンジルブタン-1-オンが挙げられる。α-アセトフェノン化合物の市販品としては、イルガキュア369、379EG、907(以上、BASFジャパン(株)製)およびセイクオールBEE(精工化学社製)等が挙げられる。
 オキシム系光重合開始剤は、光が照射されることによってフェニルラジカルやメチルラジカル等のラジカルを生成させる。このラジカルにより重合性液晶化合物の重合が好適に進行するが、中でもメチルラジカルを発生させるオキシム系光重合開始剤は重合反応の開始効率が高い点で好ましい。また、重合反応をより効率的に進行させるという観点から、波長350nm以上の紫外線を効率的に利用可能な光重合開始剤を使用することが好ましい。波長350nm以上の紫外線を効率的に利用可能な光重合開始剤としては、オキシム構造を含むトリアジン化合物やカルバゾール化合物が好ましく、感度の観点からはオキシムエステル構造を含むカルバゾール化合物がより好ましい。オキシム系光重合開始剤としては、1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(O-アセチルオキシム)等が挙げられる。オキシムエステル系光重合開始剤の市販品としては、イルガキュアOXE-01、イルガキュアOXE-02、イルガキュアOXE-03(以上、BASFジャパン株式会社製)、アデカオプトマーN-1919、アデカアークルズNCI-831(以上、株式会社ADEKA製)等が挙げられる。
 光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、通常、0.1~30質量部であり、好ましくは1~20質量部であり、より好ましくは1~15質量部である。上記範囲内であれば、重合性基の反応が十分に進行し、かつ、重合性液晶化合物の配向を乱し難い。
 酸化防止剤を配合することにより、重合性液晶化合物の重合反応をコントロールすることができる。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、キノン系酸化防止剤、ニトロソ系酸化防止剤から選ばれる一次酸化防止剤であってもよいし、リン系酸化防止剤および硫黄系酸化防止剤から選ばれる二次酸化防止剤であってもよい。重合性液晶化合物の配向を乱すことなく、重合性液晶化合物を重合するためには、酸化防止剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、通常0.01~10質量部であり、好ましくは0.1~5質量部であり、さらに好ましくは0.1~3質量部である。酸化防止剤は単独または2種以上を組み合わせて使用できる。
 また、光増感剤を用いることにより、光重合開始剤を高感度化することができる。光増感剤としては、例えば、キサントン、チオキサントン等のキサントン類;アントラセンおよびアルキルエーテル等の置換基を有するアントラセン類;フェノチアジン;ルブレンが挙げられる。光増感剤は単独または2種以上を組み合わせて使用できる。光増感剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、通常0.01~10質量部であり、好ましくは0.05~5質量部であり、さらに好ましくは0.1~3質量部である。
 垂直配向液晶硬化膜形成用の重合性液晶組成物は、レベリング剤や垂直配向促進剤として機能する成分および重合性液晶化合物と、これら以外の溶媒や光重合開始剤などの他の成分とを所定温度で撹拌等することにより得ることができる。
 本発明において垂直配向液晶硬化膜は、液晶硬化膜の垂直方向に高い秩序度をもって配向していることが好ましい。垂直配向液晶硬化膜において、重合性液晶化合物が高い秩序度をもって配向していることにより、該垂直配向液晶硬化膜を含む積層体を有機EL表示装置に組み込んだ場合に、黒表示時の斜方反射色相変化の抑制効果に優れる傾向にある。垂直配向液晶硬化膜における重合性液晶化合物の高い配向状態を表し、黒表示時の斜方光学補償効果の程度を示す一指標として、垂直配向液晶硬化膜は、下記式(7)を満たすことが好ましい。
 -150nm≦RthC(550)≦-30nm   (7)
 式(7)中、RthC(550)は波長550nmにおける垂直配向液晶硬化膜の膜厚方向の位相差値を表す。黒表示時の斜方反射色相をさらに向上させ得る観点から、垂直配向液晶硬化膜の膜厚方向の位相差値RthC(550)は、より好ましくは-130nm以上、さらに好ましくは-100nm以上、特に好ましくは-90nm以上であり、また、より好ましくは-40nm以下、さらに好ましくは-50nm以下である。
 また、本発明の一態様において、垂直配向液晶硬化膜は下記式(8)を満たす。
 RthC(450)/RthC(550)≦1.0   (8)
〔式(8)中、RthC(λ)は波長λnmにおける垂直配向液晶硬化膜の膜厚方向の位相差値を表す。〕
 上記式(8)を満たすことにより、該垂直配向液晶硬化膜を含む積層体において短波長側で楕円率の低下を抑制することができ、黒表示時の斜方反射色相を向上させることができる。垂直配向液晶硬化膜におけるRthC(450)/RthC(550)の値は、より好ましくは0.95以下、さらに好ましくは0.92以下であり、特に好ましくは0.9以下であり、また、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.75以上、さらに好ましくは0.8以上である。
 垂直配向液晶硬化膜の膜厚方向の位相差値RthC(λ)は、垂直配向液晶硬化膜の厚さdCによって、調整することができる。面内位相差値は、下記式:
 RthC(λ)=((nxC(λ)+nyC(λ))/2-nzC(λ))×dC
(ここで、式中nxC(λ)は波長λnmにおける垂直配向液晶硬化膜の面内主屈折率、nyC(λ)は波長λnmにおける、nxC(λ)に対して面内で直交する方向の屈折率、nzC(λ)は波長λnmにおける垂直配向液晶硬化膜の厚み方向の屈折率を示し、nxC(λ)=nyC(λ)である場合には、nxC(λ)はフィルム面内で任意の方向の屈折率とすることができ、dCは垂直配向液晶硬化膜の膜厚を示す)
によって決定されることから、所望の膜厚方向の位相差値RthC(λ)を得るためには、3次元屈折率と膜厚dCとを調整すればよい。なお、3次元屈折率は、前述した重合性液晶化合物の分子構造並びに配向状態に依存する。
 本発明の積層体を構成する基材としては、例えば、ガラス基材やフィルム基材等が挙げられるが、加工性の観点から樹脂フィルム基材が好ましい。フィルム基材を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびノルボルネン系ポリマーのようなポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、およびセルロースアセテートプロピオネートのようなセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィドおよびポリフェニレンオキシドのようなプラスチックが挙げられる。このような樹脂を、溶媒キャスト法、溶融押出法等の公知の手段により製膜して基材とすることができる。基材表面には、シリコーン処理のような離型処理、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理が施されていてもよい。
 基材として市販の製品を用いてもよい。市販のセルロースエステル基材としては、例えば、フジタックフィルムのような富士写真フィルム株式会社製のセルロースエステル基材;「KC8UX2M」、「KC8UY」、および「KC4UY」のようなコニカミノルタオプト株式会社製のセルロースエステル基材などが挙げられる。市販の環状オレフィン系樹脂としては、たとえば、「Topas(登録商標)」のようなTicona社(独)製の環状オレフィン系樹脂;「アートン(登録商標)」のようなJSR株式会社製の環状オレフィン系樹脂;「ゼオノア(ZEONOR)(登録商標)」、および「ゼオネックス(ZEONEX)(登録商標)」のような日本ゼオン株式会社製の環状オレフィン系樹脂;「アペル」(登録商標)のような三井化学株式会社製の環状オレフィン系樹脂が挙げられる。市販されている環状オレフィン系樹脂基材を用いることもできる。市販の環状オレフィン系樹脂基材としては、「エスシーナ(登録商標)」および「SCA40(登録商標)」のような積水化学工業株式会社製の環状オレフィン系樹脂基材;「ゼオノアフィルム(登録商標)」のようなオプテス株式会社製の環状オレフィン系樹脂基材;「アートンフィルム(登録商標)」のようなJSR株式会社製の環状オレフィン系樹脂基材が挙げられる。
 本発明において、基材は本発明の積層体から最終的に剥離可能なものであってもよい。
 積層体の薄型化、基材の剥離容易性、基材のハンドリング性等の観点から、基材の厚みは、通常、5~300μmであり、好ましくは10~150μmである。
 本発明の積層体は、本発明の効果に影響を及ぼさない範囲において、基材および垂直配向液晶硬化膜以外の層を含んでいてもよい。そのような他の層としては、例えば、水平配向位相差フィルム(水平配向液晶硬化膜)、水平配向膜、液晶硬化膜の機械的強度を高めたり、補強したりすることを目的とした硬化樹脂層、ハードコート層、粘接着層、プライマー層などが挙げられる。
 本発明において、式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす垂直配向液晶硬化膜は、垂直配向膜なしで重合性液晶化合物が高い精度で垂直方向に配向した垂直配向液晶硬化膜を得られる。したがって、本発明は、上記式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす垂直配向液晶硬化膜を形成し得る重合性液晶組成物も対象とする。
 そのような重合性液晶組成物としては、重合性液晶化合物、レベリング剤、並びに、非金属原子からなるイオン性化合物および非イオン性シラン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む重合性液晶組成物が挙げられ、重合性液晶化合物、レベリング剤、非金属原子からなるイオン性化合物および非イオン性シラン化合物を含む重合性液晶組成物が好ましい。重合性液晶化合物としては、逆波長分散性の重合性液晶化合物、正波長分散性の重合性液晶化合物のいずれであってもよい。重合性液晶化合物、レベリング剤、非金属原子からなるイオン性化合物および非イオン性シラン化合物としては、本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜に含まれ得るものとして先に例示したものと同様のものを用いることができる。さらに、重合性液晶組成物は、溶媒、重合開始剤、酸化防止剤、光増感剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。これらの成分としては、本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜に含まれ得るものとして先に例示したものと同様のものを用いることができる。
 本発明の一態様において、本発明の重合性液晶組成物は、波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物、レベリング剤、並びに、非金属原子からなるイオン性化合物および非イオン性シラン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む重合性液晶組成物である。また、本発明の一態様において、本発明の重合性液晶組成物は、波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物、レベリング剤、非金属原子からなるイオン性化合物および非イオン性シラン化合物を含む重合性液晶組成物である。前記各態様における波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物は、好ましくは上記式(Y)で表される構造を含む重合性液晶化合物である。
 〔積層体の製造方法〕
 本発明の積層体は、例えば、
 重合性液晶化合物を含む垂直配向液晶硬化膜形成用の重合性液晶組成物を基材上に塗布して塗膜を得る工程、
 前記塗膜を乾燥させて乾燥塗膜を形成する工程、および、
 乾燥塗膜に活性エネルギー線を照射し、垂直配向液晶硬化膜を形成する工程
を含む方法により製造することができる。
 重合性液晶組成物の塗膜の形成は、例えば、基材上や基材上に設けられた垂直配向規制力を有しない硬化樹脂層等の他の層上などに垂直配向液晶硬化膜形成用の重合性液晶組成物を塗布することにより行うことができる。
 重合性液晶組成物を基材等に塗布する方法としては、スピンコーティング法、エクストルージョン法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法、アプリケータ法などの塗布法、フレキソ法などの印刷法等の公知の方法が挙げられる。
 次いで、溶媒を乾燥等により除去することにより、乾燥塗膜が形成される。乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。この際、重合性液晶組成物から得られた塗膜を加熱することにより、塗膜から溶媒を乾燥除去させるとともに、重合性液晶化合物を塗膜平面に対して垂直方向に配向させることができる。塗膜の加熱温度は、用いる重合性液晶化合物および塗膜を形成する基材等の材質などを考慮して、適宜決定し得るが、重合性液晶化合物を液晶相状態へ相転移させるために液晶相転移温度以上の温度であることが通常必要である。重合性液晶組成物に含まれる溶媒を除去しながら、重合性液晶化合物を垂直配向状態とするため、例えば、前記重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物の液晶相転移温度(スメクチック相転移温度またはネマチック相転移温度)程度以上の温度まで加熱することができる。
 なお、液晶相転移温度は、例えば、温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡や、示差走査熱量計(DSC)、熱重量示差熱分析装置(TG-DTA)等を用いて測定することができる。また、重合性液晶化合物として2種以上を組み合わせて用いる場合、上記相転移温度は、重合性液晶組成物を構成する全重合性液晶化合物を重合性液晶組成物における組成と同じ比率で混合した重合性液晶化合物の混合物を用いて、1種の重合性液晶化合物を用いる場合と同様にして測定される温度を意味する。なお、一般に前記重合性液晶組成物中における重合性液晶化合物の液晶相転移温度は、重合性液晶化合物単体としての液晶相転移温度よりも下がる場合もあることが知られている。
 加熱時間は、加熱温度、用いる重合性液晶化合物の種類、溶媒の種類やその沸点およびその量等に応じて適宜決定し得るが、通常、15秒~10分であり、好ましくは0.5~5分である。
 塗膜からの溶媒の除去は、重合性液晶化合物の液晶相転移温度以上への加熱と同時に行ってもよいし、別途で行ってもよいが、生産性向上の観点から同時に行うことが好ましい。重合性液晶化合物の液晶相転移温度以上への加熱を行う前に、重合性液晶組成物から得られた塗膜中に含まれる重合性液晶化合物が重合しない条件で塗膜中の溶媒を適度に除去させるための予備乾燥工程を設けてもよい。かかる予備乾燥工程における乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられ、該乾燥工程における乾燥温度(加熱温度)は、用いる重合性液晶化合物の種類、溶媒の種類やその沸点およびその量等に応じて適宜決定し得る。
 次いで、得られた乾燥塗膜において、重合性液晶化合物の垂直配向状態を保持したまま、重合性液晶化合物を重合させることにより、垂直配向液晶硬化膜が形成される。重合方法としては、熱重合法や光重合法が挙げられるが、重合反応を制御しやすい観点から光重合法が好ましい。光重合において、乾燥塗膜に照射する光としては、当該乾燥塗膜に含まれる重合開始剤の種類、重合性液晶化合物の種類(特に、該重合性液晶化合物が有する重合性基の種類)およびその量に応じて適宜選択される。その具体例としては、可視光、紫外光、赤外光、X線、α線、β線およびγ線からなる群より選択される1種以上の光や活性電子線が挙げられる。中でも、重合反応の進行を制御し易い点や、光重合装置として当分野で広範に用いられているものが使用できるという点で、紫外光が好ましく、紫外光によって、光重合可能なように、重合性液晶組成物に含有される重合性液晶化合物や重合開始剤の種類を選択しておくことが好ましい。また、重合時に、適切な冷却手段により乾燥塗膜を冷却しながら光照射することで、重合温度を制御することもできる。このような冷却手段の採用により、より低温で重合性液晶化合物の重合を実施すれば、比較的耐熱性の低い基材を用いたとしても、適切に垂直配向液晶硬化膜を形成できる。また、光照射時の熱による不具合(基材の熱による変形等)が発生しない範囲で重合温度を高くすることにより重合反応を促進することも可能である。光重合の際、マスキングや現像を行うなどによって、パターニングされた硬化膜を得ることもできる。
 前記活性エネルギー線の光源としては、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ、ガリウムランプ、エキシマレーザー、波長範囲380~440nmを発光するLED光源、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。
 紫外線照射強度は、通常、10~3,000mW/cmである。紫外線照射強度は、好ましくは光重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。光を照射する時間は、通常0.1秒~10分であり、好ましくは0.1秒~5分、より好ましくは0.1秒~3分、さらに好ましくは0.1秒~1分である。このような紫外線照射強度で1回または複数回照射すると、その積算光量は、10~3,000mJ/cm、好ましくは50~2,000mJ/cm、より好ましくは100~1,000mJ/cmである。
 垂直配向液晶硬化膜の厚みは、適用される表示装置に応じて適宜選択でき、好ましくは0.3μm以上5.0μm以下であり、より好ましくは3.0μm以下、さらに好ましくは2.0μm以下である。
 〔水平配向位相差フィルム〕
 本発明の積層体を構成し得る水平配向位相差フィルムは、垂直配向液晶硬化膜の面内方向に対して水平方向に配向した位相差フィルムを意味し、例えば、延伸フィルムや、重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物の硬化物であって、重合性液晶化合物が該位相差フィルム平面に対して水平方向に配向した状態で硬化してなる硬化物(以下、「水平配向液晶硬化膜」ともいう)などであってよい。
 本発明において、水平配向位相差フィルムは下記式(11)を満たすことが好ましい。
 ReA(450)/ReA(550)≦1.0   (11)
〔式(11)中、ReA(λ)は波長λnmにおける水平配向位相差フィルムの面内位相差値を表し、ReA(λ)=(nxA(λ)-nyA(λ))×dAである(式中、nxA(λ)は水平配向位相差フィルム面内における波長λnmでの主屈折率を表し、nyA(λ)はnxAと同一面内でnxAの方向に対して直交する方向の波長λnmでの屈折率を表し、dAは水平配向位相差フィルムの膜厚を示す)〕
 水平配向位相差フィルムが式(11)を満たす場合、当該水平配向位相差フィルムは、短波長での面内位相差値が長波長での面内位相差値よりも小さくなる、いわゆる逆波長分散性を示す。このような水平配向位相差フィルムを上記垂直配向液晶硬化膜と組み合わせることにより、有機EL表示装置に組み込んだ場合の黒表示時の正面および斜方反射色相の向上効果に優れる積層体を得ることができる。逆波長分散性が向上し、水平配向位相差フィルムの正面方向の反射色相の向上効果をより高めることができるため、ReA(450)/ReA(550)は、好ましくは0.70以上、より好ましくは0.78以上であり、また、好ましくは0.95以下、より好ましくは0.92以下である。
 上記面内位相差値は、水平配向位相差フィルムの厚みdAによって調整することができる。面内位相差値は、上記式ReA(λ)=(nxA(λ)-nyA(λ))×dAによって決定されることから、所望の面内位相差値(ReA(λ):波長λ(nm)における水平配向位相差フィルムの面内位相差値)を得るには、3次元屈折率と膜厚dAとを調整すればよい。
 また、水平配向位相差フィルムが下記式(12)を満たすことが好ましい。
 120nm≦ReA(550)≦170nm   (12)
〔式(12)中、ReA(λ)は上記と同じ意味である〕
 水平配向位相差フィルムの面内位相差ReA(550)が式(12)の範囲内であると、該水平配向位相差フィルムを含む積層体(楕円偏光板)を有機EL表示装置に適用した場合の黒表示時の正面反射色相を向上させる効果(着色を抑制させる効果)が顕著になる。面内位相差値のさらに好ましい範囲は、130nm≦ReA(550)≦150nmである。
 位相差フィルムの所望の位相差を容易に制御可能であること、薄膜化が可能であることから、水平配向位相差フィルムが水平配向液晶硬化膜であることが好ましい。水平配向液晶硬化膜を形成するための重合性液晶化合物としては、位相差フィルムの分野において従来公知の重合性液晶化合物を用いることができる。具体的には、垂直配向液晶硬化膜の形成に用い得る重合性液晶化合物として例示した、式(X)および/または(Y)で表される化合物を用いることができ、中でも、いわゆる逆波長分散性を示す重合性液晶化合物が好ましく、例えば、上記式(X)で表される化合物を好適に用いることができる。水平配向液晶硬化膜形成用の重合性液晶組成物において、重合性液晶化合物は単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。
 水平配向液晶硬化膜の形成に用いる重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物の含有量は、重合性液晶組成物の固形分100質量部に対して、例えば70~99.5質量部であり、好ましくは80~99質量部であり、より好ましくは85~98質量部であり、さらに好ましくは90~95質量部である。重合性液晶化合物の含有量が上記範囲内であれば、得られる液晶硬化膜の配向性の観点から有利である。
 水平配向液晶硬化膜の形成に用いる重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物に加えて、溶媒、光重合開始剤、レベリング剤、酸化防止剤、光増感剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。これらの成分としては、垂直配向液晶硬化膜で用い得る成分として先に例示したものと同様のものが挙げられ、それぞれ、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 水平配向液晶硬化膜形成用の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物と、溶媒や光重合開始剤などの重合性液晶化合物以外の成分とを所定温度で撹拌等することにより得ることができる。
 水平配向液晶硬化膜は、例えば、
 水平配向液晶硬化膜形成用の重合性液晶組成物を基材または水平配向膜上に塗布して塗膜を得る工程、
 前記塗膜を乾燥させて乾燥塗膜を形成する工程、および、
 乾燥塗膜に活性エネルギー線を照射し、水平配向液晶硬化膜を形成する工程
を含む方法により製造することができる。
 重合性液晶組成物の塗膜の形成は、例えば、基材上や後述するような水平配向膜上などに水平配向液晶硬化膜形成用の重合性液晶組成物を塗布することにより行うことができる。ここで用い得る基材としては、垂直配向液晶硬化膜の製造に用い得る基材として先に例示したものと同様のものを用いることができる。
 次いで、溶媒を乾燥等により除去することにより、乾燥塗膜が形成される。乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。生産性の面からは加熱乾燥が好ましく、その場合の加熱温度は、溶媒を除去でき、かつ、重合性液晶化合物の相転移温度以上であることが好ましい。かかる工程における手順や条件は、垂直配向液晶硬化膜の製造方法で採用し得るのと同様のものが挙げられる。
 得られた乾燥塗膜に活性エネルギー線(より具体的には、紫外線等)を照射し、重合性液晶化合物が塗膜平面に対して水平方向に配向した状態を保持したまま、重合性液晶化合物を重合させることにより、水平配向液晶硬化膜が形成される。重合方法としては、垂直配向液晶硬化膜の製造方法で採用し得る方法と同様の方法が挙げられる。
 水平配向液晶硬化膜の厚みは、適用される表示装置に応じて適宜選択でき、好ましくは0.2~5μm、より好ましくは0.2~4μmであり、さらに好ましくは0.2~3μmである。
 水平配向膜上に重合性液晶化合物の塗膜を形成することにより、重合性液晶化合物の水平方向への配向をより向上させ得る。例えば、水平配向膜を本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜上に形成し、その上に水平配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を塗布して水平配向液晶硬化膜を得る場合、水平配向液晶硬化膜を基材上または該基材上に設けられた水平配向膜上に形成し、後に粘着剤層等を介して垂直配向液晶硬化膜と貼合する方法と比較して、積層体の製造工程を簡素化できるという利点もある。配向膜は、重合性液晶化合物を塗膜平面に対して水平方向に配向させる水平配向規制力を有する材料から適宜選択することができる。配向規制力は、配向層の種類、表面状態やラビング条件等によって任意に調整することが可能であり、光配向性ポリマーから形成されている場合は、偏光照射条件等によって任意に調整することが可能である。
 配向膜としては、重合性液晶組成物の塗布等により溶解しない溶媒耐性を有し、また、溶媒の除去や後述する重合性液晶化合物の配向のための加熱処理における耐熱性を有するものが好ましい。配向膜としては、配向性ポリマーを含む配向膜、光配向膜および表面に凹凸パターンや複数の溝を有するグルブ配向膜、配向方向に延伸してある延伸フィルム等が挙げられ、配向角の精度および品質の観点から光配向膜が好ましい。
 配向性ポリマーとしては、例えば、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミドおよびその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸およびポリアクリル酸エステル類が挙げられる。中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。配向性ポリマーは単独または2種以上を組み合わせて使用できる。
 配向性ポリマーを含む配向膜は、通常、配向性ポリマーが溶媒に溶解した組成物(以下、「配向性ポリマー組成物」ということがある)を基材に塗布し、溶媒を除去する、または、配向性ポリマー組成物を基材に塗布し、溶媒を除去し、ラビングする(ラビング法)ことで得られる。溶媒としては、重合性液晶組成物に用い得る溶媒として先に例示した溶媒と同様のものが挙げられる。
 配向性ポリマー組成物中の配向性ポリマーの濃度は、配向性ポリマー材料が、溶媒に完溶できる範囲であればよいが、溶液に対して固形分換算で0.1~20%が好ましく、0.1~10%程度がさらに好ましい。
 配向性ポリマー組成物として、市販の配向膜材料をそのまま使用してもよい。市販の配向膜材料としては、サンエバー(登録商標、日産化学工業(株)製)、オプトマー(登録商標、JSR(株)製)などが挙げられる。
 配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法としては、重合性液晶組成物を基材へ塗布する方法として例示したものと同様のものが挙げられる。
 配向性ポリマー組成物に含まれる溶媒を除去する方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
 配向膜に配向規制力を付与するために、必要に応じてラビング処理を行うことができる(ラビング法)。ラビング法により配向規制力を付与する方法としては、ラビング布が巻きつけられ、回転しているラビングロールに、配向性ポリマー組成物を基材に塗布しアニールすることで基材表面に形成された配向性ポリマーの膜を接触させる方法が挙げられる。ラビング処理を行う時に、マスキングを行えば、配向の方向が異なる複数の領域(パターン)を配向膜に形成することもできる。
 光配向膜は、通常、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーと溶媒とを含む組成物(以下、「光配向膜形成用組成物」ともいう)を基材に塗布し、溶媒を除去後に偏光(好ましくは、偏光UV)を照射することで得られる。光配向膜は、照射する偏光の偏光方向を選択することにより、配向規制力の方向を任意に制御することができる点でも有利である。
 光反応性基とは、光照射することにより液晶配向能を生じる基をいう。具体的には、光照射により生じる分子の配向誘起または異性化反応、二量化反応、光架橋反応もしくは光分解反応等の液晶配向能の起源となる光反応に関与する基が挙げられる。中でも、二量化反応または光架橋反応に関与する基が、配向性に優れる点で好ましい。光反応性基として、不飽和結合、特に二重結合を有する基が好ましく、炭素-炭素二重結合(C=C結合)、炭素-窒素二重結合(C=N結合)、窒素-窒素二重結合(N=N結合)および炭素-酸素二重結合(C=O結合)からなる群より選ばれる少なくとも1つを有する基が特に好ましい。
 C=C結合を有する光反応性基としては、ビニル基、ポリエン基、スチルベン基、スチルバゾール基、スチルバゾリウム基、カルコン基およびシンナモイル基等が挙げられる。C=N結合を有する光反応性基としては、芳香族シッフ塩基、芳香族ヒドラゾンなどの構造を有する基が挙げられる。N=N結合を有する光反応性基としては、アゾベンゼン基、アゾナフタレン基、芳香族複素環アゾ基、ビスアゾ基、ホルマザン基、および、アゾキシベンゼン構造を有する基等が挙げられる。C=O結合を有する光反応性基としては、ベンゾフェノン基、クマリン基、アントラキノン基およびマレイミド基等が挙げられる。これらの基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリルオキシ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、ヒドロキシル基、スルホン酸基、ハロゲン化アルキル基などの置換基を有していてもよい。
 中でも、光二量化反応に関与する光反応性基が好ましく、光配向に必要な偏光照射量が比較的少なく、かつ、熱安定性や経時安定性に優れる光配向膜が得られやすいという点で、シンナモイル基およびカルコン基が好ましい。光反応性基を有するポリマーとしては、当該ポリマー側鎖の末端部が桂皮酸構造となるようなシンナモイル基を有するものが特に好ましい。
 光配向膜形成用組成物を基材上に塗布することにより、基材上に光配向誘起層を形成することができる。該組成物に含まれる溶媒としては、重合性液晶組成物に用い得る溶媒として先に例示した溶媒と同様のものが挙げられ、光反応性基を有するポリマーあるいはモノマーの溶解性に応じて適宜選択することができる。
 光配向膜形成用組成物中の光反応性基を有するポリマーまたはモノマーの含有量は、ポリマーまたはモノマーの種類や目的とする光配向膜の厚みによって適宜調節できるが、光配向膜形成用組成物の質量に対して、少なくとも0.2質量%とすることが好ましく、0.3~10質量%の範囲がより好ましい。光配向膜の特性が著しく損なわれない範囲で、光配向膜形成用組成物は、ポリビニルアルコールやポリイミドなどの高分子材料や光増感剤を含んでいてもよい。
 光配向膜形成用組成物を基材に塗布する方法としては、配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法と同様の方法が挙げられる。塗布された光配向膜形成用組成物から、溶媒を除去する方法としては例えば、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
 偏光を照射するには、基板上に塗布された光配向膜形成用組成物から、溶媒を除去したものに直接、偏光UVを照射する形式でも、基材側から偏光を照射し、偏光を透過させて照射する形式でもよい。また、当該偏光は、実質的に平行光であると特に好ましい。照射する偏光の波長は、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーの光反応性基が、光エネルギーを吸収し得る波長領域のものがよい。具体的には、波長250~400nmの範囲のUV(紫外線)が特に好ましい。当該偏光照射に用いる光源としては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、KrF、ArFなどの紫外光レーザーなどが挙げられ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプがより好ましい。これらの中でも、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプが、波長313nmの紫外線の発光強度が大きいため好ましい。前記光源からの光を、適当な偏光子を通過して照射することにより、偏光UVを照射することができる。かかる偏光子としては、偏光フィルターやグラントムソン、グランテーラーなどの偏光プリズムやワイヤーグリッドタイプの偏光子を用いることができる。
 なお、ラビングまたは偏光照射を行う時に、マスキングを行えば、液晶配向の方向が異なる複数の領域(パターン)を形成することもできる。
 グルブ(groove)配向膜は、膜表面に凹凸パターンまたは複数のグルブ(溝)を有する膜である。等間隔に並んだ複数の直線状のグルブを有する膜に重合性液晶化合物を塗布した場合、その溝に沿った方向に液晶分子が配向する。
 グルブ配向膜を得る方法としては、感光性ポリイミド膜表面にパターン形状のスリットを有する露光用マスクを介して露光後、現像およびリンス処理を行って凹凸パターンを形成する方法、表面に溝を有する板状の原盤に、硬化前のUV硬化樹脂の層を形成し、形成された樹脂層を基材へ移してから硬化する方法、および、基材に形成した硬化前のUV硬化樹脂の膜に、複数の溝を有するロール状の原盤を押し当てて凹凸を形成し、その後硬化する方法等が挙げられる。
 本発明の積層体において、垂直配向液晶硬化膜と水平配向位相差フィルムとは、例えば、粘着剤層や接着剤層を介して積層することができる。粘着剤や接着剤としては、当該分野で従来公知のものを用いることができる。また、本発明の積層体を構成する垂直配向液晶硬化膜上に水平配向膜を介して水平配向液晶硬化膜形成用の重合性液晶組成物を塗布することにより垂直配向液晶硬化膜上に水平配向位相差フィルム(水平配向液晶硬化膜)を積層できる。
 〔楕円偏光板〕
 本発明は、本発明の積層体と偏光フィルムとを含む楕円偏光板を包含する。
 偏光フィルムは、偏光機能を有するフィルムであり、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムや吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムを偏光子として含むフィルム等が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、例えば、二色性色素が挙げられる。
 吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムを偏光子として含むフィルムは通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、およびホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造された偏光子の少なくとも一方の面に接着剤を介して透明保護フィルムで挟み込むことで作製される。
 ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することによって得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体が用いられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。
 ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85~100モル%程度であり、好ましくは98モル%以上である。ポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールも使用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1,000~10,000程度であり、好ましくは1,500~5,000の範囲である。
 このようなポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、偏光フィルムの原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は、特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。ポリビニルアルコール系原反フィルムの膜厚は、例えば、10~150μm程度とすることができる。
 ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸は、二色性色素による染色の前、染色と同時、または染色の後で行うことができる。一軸延伸を染色の後で行う場合、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前に行ってもよいし、ホウ酸処理中に行ってもよい。また、これらの複数の段階で一軸延伸を行うことも可能である。一軸延伸にあたっては、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また一軸延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶媒を用い、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は、通常3~8倍程度である。
 ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの二色性色素による染色は、例えば、二色性色素を含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する方法によって行われる。
 二色性色素として、具体的には、ヨウ素や二色性の有機染料が用いられる。二色性の有機染料としては、C.I.DIRECT RED 39などのジスアゾ化合物からなる二色性直接染料および、トリスアゾ、テトラキスアゾなどの化合物からなる二色性直接染料等が挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理前に、水への浸漬処理を施しておくことが好ましい。
 二色性色素としてヨウ素を用いる場合は通常、ヨウ素およびヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液におけるヨウ素の含有量は、水100質量部あたり、通常、0.01~1質量部程度である。またヨウ化カリウムの含有量は、水100質量部あたり、通常、0.5~20質量部程度である。染色に用いる水溶液の温度は、通常20~40℃程度である。また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常20~1,800秒程度である。
 一方、二色性色素として二色性の有機染料を用いる場合は通常、水溶性二色性染料を含む水溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液における二色性有機染料の含有量は、水100質量部あたり、通常、1×10-4~10質量部程度であり、好ましくは1×10-3~1質量部であり、さらに好ましくは1×10-3~1×10-2質量部である。この水溶液は、硫酸ナトリウム等の無機塩を染色助剤として含んでいてもよい。染色に用いる二色性染料水溶液の温度は、通常、20~80℃程度である。また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常、10~1,800秒程度である。
 二色性色素による染色後のホウ酸処理は通常、染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液に浸漬する方法により行うことができる。このホウ酸水溶液におけるホウ酸の含有量は、水100質量部あたり、通常2~15質量部程度であり、好ましくは5~12質量部である。二色性色素としてヨウ素を用いた場合には、このホウ酸水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましく、その場合のヨウ化カリウムの含有量は、水100質量部あたり、通常0.1~15質量部程度であり、好ましくは5~12質量部である。ホウ酸水溶液への浸漬時間は、通常60~1,200秒程度であり、好ましくは150~600秒、さらに好ましくは200~400秒である。ホウ酸処理の温度は、通常50℃以上であり、好ましくは50~85℃、さらに好ましくは60~80℃である。
 ホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは通常、水洗処理される。水洗処理は、例えば、ホウ酸処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水に浸漬する方法により行うことができる。水洗処理における水の温度は、通常5~40℃程度である。また浸漬時間は、通常1~120秒程度である。
 水洗後に乾燥処理が施されて、偏光子が得られる。乾燥処理は例えば、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用いて行うことができる。乾燥処理の温度は、通常30~100℃程度であり、好ましくは50~80℃である。乾燥処理の時間は、通常60~600秒程度であり、好ましくは120~600秒である。乾燥処理により、偏光子の水分率は実用程度にまで低減される。その水分率は、通常5~20質量%程度であり、好ましくは8~15質量%である。水分率が5質量%を下回ると、偏光子の可撓性が失われ、偏光子がその乾燥後に損傷したり、破断したりすることがある。また、水分率が20質量%を上回ると、偏光子の熱安定性が悪くなる可能性がある。
 こうしてポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、一軸延伸、二色性色素による染色、ホウ酸処理、水洗および乾燥をして得られる偏光子の厚さは好ましくは5~40μmである。
 吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムとしては、液晶性を有する二色性色素を含む組成物または、二色性色素と重合性液晶とを含む組成物を塗布して得られるフィルム等が挙げられる。当該フィルムは、好ましくは、その片面または両面に保護フィルムを有する。当該保護フィルムとしては、垂直配向液晶硬化膜の製造に用い得る基材として先に例示した樹脂フィルムと同一のものが挙げられる。
 吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムは薄い方が好ましいが、薄すぎると強度が低下し、加工性に劣る傾向がある。当該フィルムの厚さは、通常20μm以下であり、好ましくは5μm以下であり、より好ましくは0.5~3μmである。
 前記吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムとしては、具体的には、特開2012-33249号公報等に記載のフィルムが挙げられる。
 このようにして得られた偏光子の少なくとも一方の面に、例えば接着剤層を介して透明保護フィルムを積層していてもよい。透明保護フィルムとしては、垂直配向液晶硬化膜の製造に用い得る基材として先に例示した樹脂フィルムと同様の透明フィルムを用いることができる。
 本発明の楕円偏光板は、本発明の積層体と、または本発明の積層体から基材を取り除いた積層体と偏光フィルムとを含んで構成されるものであり、例えば、本発明の積層体と偏光フィルムとを接着剤層等を介して積層させることにより本発明の楕円偏光板を得ることができる。また、本発明の積層体から基材を取り除いた積層体と偏光フィルムとを貼合させることにより本発明の楕円偏光板を得ることができる。
 本発明の積層体より基材を剥離し、更に、該基材と剥離した積層体と、水平配向位相差フィルムと、偏光フィルムとを積層させることにより楕円偏光板を製造する方法もまた、本願発明の1つである。
 本発明の一態様においては、水平配向位相差フィルムを含む本発明の積層体と偏光フィルムとが積層される場合、積層体を構成する水平配向位相差フィルムの遅相軸(光軸)と偏光フィルムの吸収軸との成す角が45±5°となるように積層することが好ましい。
 本発明の楕円偏光板は、従来の一般的な楕円偏光板、または偏光フィルムおよび位相差フィルムが備えるような構成を有していてもよい。そのような構成としては、例えば、楕円偏光板を有機EL等の表示素子に貼合するための粘着剤層(シート)、偏光フィルムや液晶硬化膜の表面を傷や汚れから保護する目的で用いられるプロテクトフィルム等が挙げられる。
 本発明の積層体および楕円偏光板は、さまざまな表示装置に用いることができる。
 表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子または発光装置を含む。表示装置としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、タッチパネル表示装置、電子放出表示装置(例えば電場放出表示装置(FED)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(例えばグレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置)および圧電セラミックディスプレイなどが挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置および投写型液晶表示装置などのいずれをも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。特に本発明の楕円偏光板は、配向精度が高く、光学特性に優れることから有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に好適に用いることができ、本発明の積層体は液晶表示装置およびタッチパネル表示装置に好適に用いることができる。本発明の積層体または楕円偏光板を用いることにより、表示装置の薄型化を実現しやすく、光学特性に優れ、良好な画像表示特性を発現することのできる表示装置を得ることが可能となる。
 以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。尚、例中の「%」および「部」は、特記ない限り、それぞれ質量%および質量部を意味する。
1.実施例1
(1)重合性液晶化合物の調製
 下記分子構造を有する重合性液晶化合物(X1)、重合性液晶化合物(X2)および重合性液晶化合物(X3)を、それぞれ調製した。重合性液晶化合物(X1)は、特開2010-31223号公報に記載の方法に準じて製造した。また、重合性液晶化合物(X2)は、特開2009-173893号公報に記載の方法に準じて製造した。重合性液晶化合物(X3)は特開2011-207765号公報を参考にして調製した。
 重合性液晶化合物(X1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 テトラヒドロフラン50mLに重合性液晶化合物(X1)1mgを溶解させて溶液を得た。測定用試料として得られた溶液を光路長1cmの測定用セルに入れ、測定用試料を紫外可視分光光度計(株式会社島津製作所製「UV-2450」)にセットして吸収スペクトルを測定し、得られた吸収スペクトルから極大吸収度となる波長を読み取ったところ、波長300~400nmの範囲における極大吸収波長λmaxは350nmであった。
 重合性液晶化合物(X2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 波長350nmにおける重合性液晶化合物(X2)の吸光度を以下の方法に従い測定した。
 まず、テトラヒドロフラン50mLに重合性液晶化合物(X1)1mgを溶解させて溶液を得た。測定用試料として得られた溶液を光路長1cmの測定用セルに入れ、測定用試料を紫外可視分光光度計(株式会社島津製作所製「UV-2450」)にセットして吸収スペクトルを測定し、得られた吸収スペクトルから波長350nmにおける吸光度を測定したところ、0.05以下であることを確認した。
 重合性液晶化合物(X3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 重合性液晶化合物(X3)の1mg/50mLテトラヒドロフラン溶液を調製した。測定用試料として得られた溶液を光路長1cmの測定用セルに入れ、測定用試料を紫外可視分光光度計(株式会社島津製作所製「UV-2450」)にセットして吸収スペクトルを測定し、得られた吸収スペクトルから極大吸収度となる波長を読み取ったところ、波長300~400nmの範囲における極大吸収波長λmaxは354nmであった。
(2)垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製
 重合性液晶化合物(X1)と、重合性液晶化合物(X2)と、重合性液晶化合物(X3)とを質量比83:14:3で混合し、混合物を得た。得られた混合物100質量部に対して、レベリング剤「F-556」(DIC社製)1.5質量部、特願2016-514802号を参考にして調製したイオン性化合物A(分子量:645)2.0質量部、シランカップリング剤「KBE-9103」(信越化学工業株式会社製)0.5質量部、光重合開始剤としてIrgacureOXE-03(BASFジャパン株式会社製)4質量部を添加した。さらに、固形分濃度が13%となるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を添加した。この混合物を80℃で1時間攪拌することにより、垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を得た。
 イオン性化合物A:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(3)垂直配向液晶硬化膜の製造
 日本ゼオン社製COPフィルム(ZF14-50)にコロナ処理を実施後、バーコーターを用いて垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を塗布し、120℃で60秒間加熱した後、120℃に加熱したままの状態で高圧水銀ランプ(ユニキュアVB-15201BY-A、ウシオ電機株式会社製)を用いて、垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を塗布した面から紫外線を照射(窒素雰囲気下、波長365nmにおける積算光量:500mJ/cm)することにより、垂直配向液晶硬化膜を形成した。得られた垂直配向液晶硬化膜の膜厚をエリプソメータ(日本分光株式会社製M-220)で測定したところ、1.2μmmであった。
 <垂直配向液晶硬化膜のRth測定>
 前記手順にて作製した基材および垂直配向液晶硬化膜から成る積層体の垂直配向液晶硬化膜面にコロナ処理を実施し、リンテック社製25μm感圧式粘着剤を介してガラスに貼合後、基材を剥離した。得られたガラス、粘着剤および垂直配向液晶硬化膜からなる積層体について、王子計測機器株式会社製KOBRA-WPRを使用して光学特性測定用サンプルへの光の入射角を変化させて正面位相差値、および進相軸中心に40°傾斜させたときの位相差値を測定した。
 各波長における平均屈折率は日本分光株式会社製のエリプソメータ M-220を用いて測定した。また、膜厚は浜松ホトニクス株式会社製のOptical NanoGauge膜厚計C12562-01を使用して測定した。前述の正面位相差値、進相軸中心に40°傾斜させたときの位相差値、平均屈折率、膜厚の値から、王子計測機器技術資料(http://www.oji-keisoku.co.jp/products/kobra/reference.html)を参考に3次元屈折率を算出した。得られた3次元屈折率から、以下の式に従って各垂直配向液晶硬化膜の光学特性を計算し、Rth(450)、Rth(550)、Rth(450)/Rth(550)の値を算出した。結果を表5に示す。
 RthC(λ)=((nxC(λ)+nyC(λ))/2-nzC(λ))×dC
 なお、RthC(λ)は波長λnmにおける垂直配向液晶硬化膜の膜厚方向の位相差値を表す。また、nxC(λ)は波長λnmにおける垂直配向液晶硬化膜の面内主屈折率、nyC(λ)は波長λnmにおける、nxC(λ)に対して面内で直交する方向の屈折率、nzC(λ)は波長λnmにおける垂直配向液晶硬化膜の厚み方向の屈折率を示し、nxC(λ)=nyC(λ)である場合には、nxC(λ)はフィルム面内で任意の方向の屈折率とすることができ、dCは垂直配向液晶硬化膜の膜厚を示す。
 <配向性評価>
 前記手順にて作製した基材および垂直配向液晶硬化膜から成る積層体の垂直配向液晶硬化膜面をリンテック社製感圧式粘着剤(25μm)を介して5×5cm×厚み0.7mmのガラスに貼合し、基材のみを剥離した。得られたサンプルに対して、偏光顕微鏡(オリンパス株式会社製「BX-51」)を用いて、倍率200倍の条件で観察し、視野480μm×320μmにおける配向欠陥数をカウントした。ここで、測定用サンプルに起因する配向欠陥数のみをカウントし、サンプル以外の環境異物等に起因する欠陥数は除外しカウントしなかった。偏光顕微鏡での観察結果から、以下の評価基準に基づいて積層体(垂直配向液晶硬化膜)の配向性を評価した。〇であれば配向性に優れると判断し、△であれば光学特性に影響を与えない程度に良好な配向性であると判断した。結果を表9に示す。
 評価基準:
○(非常に良い):配向欠陥数が0個以上5個以下である。
△(良い):配向欠陥数が6個以上20個以下である。
×(悪い):配向欠陥数が21個以上であるか、又は全く配向していない。
 <構成元素の分析>
 前述の方法にて作製した垂直配向液晶硬化膜および基材からなる積層体のうち、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面(垂直配向液晶硬化膜の非基材側界面A)の構成元素を、下記表1に記載の条件にてXPS(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社製K-Alpha+)により分析した。
 次に、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から、以下表1に記載のエッチング条件にてArガスクラスターイオンビームによりエッチングを実施しながらXPSにより元素情報を確認し、基材とは反対側の界面から基材側の界面まで到達するまでのエッチング時間を確認した後に、基材とは反対側の界面から100nm地点における元素分析情報を抽出することで、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点(中間点C)における液晶硬化膜中の構成元素を確認した。
 最後に、垂直配向液晶硬化膜と基材から成る積層体の内、垂直配向液晶硬化膜側をリンテック社製感圧式粘着剤(25μm)を介して別途準備したTACフィルム(コニカミノルタ社製KC4UY)に貼合し、元の積層体中の基材COPフィルム(ZF14-50)を剥離した後、得られたサンプルの基材剥離面側(垂直配向液晶硬化膜の基材側界面B)の構成元素を同様にXPSにて分析した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
2.実施例2
 垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製、および垂直配向液晶硬化膜の形成を以下の通り変更したこと、および構成元素の分析の際にエッチングレートを100sec×35timesに変更したこと以外は、実施例1と同様にして垂直配向液晶硬化膜を製造、構成元素を確認し、光学特性および配向性を評価した。表3および表9に結果を示す。
(1)垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製
 液晶化合物(X2)100質量部に対して、レベリング剤「F-556」(DIC社製)0.25質量部、特願2016-514802号を参考にして調製したイオン性化合物A(分子量:645)2.0質量部、シランカップリング剤「KBE-9103」(信越化学工業株式会社製)0.5質量部、光重合開始剤として2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア(登録商標)369(Irg369)」)6質量部を添加した。さらに、固形分濃度が13%となるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を添加した。この混合物を80℃で1時間攪拌することにより、垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を得た。
(2)垂直配向液晶硬化膜の作製
 日本ゼオン社製COPフィルム(ZF14-50)にコロナ処理を実施後、バーコーターを用いて垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を塗布し、120℃で60秒間加熱した後、120℃に加熱したままの状態で高圧水銀ランプ(ユニキュアVB-15201BY-A、ウシオ電機株式会社製)を用いて、垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を塗布した面から紫外線を照射(窒素雰囲気下、波長365nmにおける積算光量:500mJ/cm)することにより、垂直配向液晶硬化膜を形成した。得られた垂直配向液晶硬化膜の膜厚をエリプソメータ(日本分光株式会社製M-220)で測定したところ、0.6μmであった。
3.実施例3
 垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製方法を以下の通り変更したこと、および構成元素の分析の際にエッチングレートを5sec×50timesに変更したこと以外は、実施例1と同様にして垂直配向液晶硬化膜を製造、構成元素を確認し、光学特性および配向性を評価した。表4および表9に結果を示す。
(1)垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製
 重合性液晶化合物(X1)と、重合性液晶化合物(X2)を質量比90:10で混合し、混合物を得た。得られた混合物100質量部に対して、レベリング剤「F-556」(DIC社製)0.25質量部、特願2016-514802号を参考にして調製したイオン性化合物A(分子量:645)2.0質量部、シランカップリング剤「KBE-9103」(信越化学工業株式会社製)0.5質量部、光重合開始剤として2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア(登録商標)369(Irg369)」)6質量部を添加した。さらに、固形分濃度が13%となるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を添加した。この混合物を80℃で1時間攪拌することにより、垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を得た。
4.実施例4
 垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製方法を以下の通り変更したこと、および構成元素の分析の際にエッチングレートを5sec×50timesに変更したこと以外は、実施例1と同様にして垂直配向液晶硬化膜を製造、構成元素を確認し、光学特性および配向性を評価した。表5および表9に結果を示す。
(1)垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製
 重合性液晶化合物(X1)と、重合性液晶化合物(X2)を質量比90:10で混合し、混合物を得た。得られた混合物100質量部に対して、レベリング剤「F-556」(DIC社製)0.25質量部、特願2016-514802号を参考にして調製したイオン性化合物A(分子量:645)3.0質量部、シランカップリング剤「KBE-9103」(信越化学工業株式会社製)1.0質量部、光重合開始剤として2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア(登録商標)369(Irg369)」)6質量部を添加した。さらに、固形分濃度が13%となるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を添加した。この混合物を80℃で1時間攪拌することにより、垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を得た。
5.実施例5
 垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製方法を以下の通り変更したこと、および構成元素の分析の際にエッチングレートを50sec×100timesに変更したこと以外は、実施例1と同様にして垂直配向液晶硬化膜を製造、構成元素を確認し、光学特性および配向性を評価した。表6および表9に結果を示す。
(1)垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製
 重合性液晶化合物(X1)と、重合性液晶化合物(X2)を質量比90:10で混合し、混合物を得た。得られた混合物100質量部に対して、レベリング剤「F-556」(DIC社製)1.00質量部、特願2016-514802号を参考にして調製したイオン性化合物A(分子量:645)2.0質量部、シランカップリング剤「KBE-9103」(信越化学工業株式会社製)0.5質量部、光重合開始剤として2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア(登録商標)369(Irg369)」)6質量部を添加した。さらに、固形分濃度が13%となるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を添加した。この混合物を80℃で1時間攪拌することにより、垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を得た。
6.実施例6
 垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製方法を以下の通り変更したこと、および構成元素の分析の際にエッチングレートを5sec×50timesに変更したこと以外は、実施例1と同様にして垂直配向液晶硬化膜を製造、構成元素を確認し、光学特性および配向性を評価した。表7および表9に結果を示す。
(1)垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製
 重合性液晶化合物(X1)と、重合性液晶化合物(X2)を質量比90:10で混合し、混合物を得た。得られた混合物100質量部に対して、レベリング剤「F-556」(DIC社製)0.10質量部、特願2016-514802号を参考にして調製したイオン性化合物A(分子量:645)1.5質量部、シランカップリング剤「KBE-9103」(信越化学工業株式会社製)0.25質量部、光重合開始剤として2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア(登録商標)369(Irg369)」)6質量部を添加した。さらに、固形分濃度が13%となるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を添加した。この混合物を80℃で1時間攪拌することにより、垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を得た。
7.比較例1
 垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製を以下の通り変更したこと、構成元素の分析の際にエッチングレートを100sec×35timesに変更したこと以外は、実施例1と同様にして垂直配向液晶硬化膜を製造、構成元素を確認し、光学特性および配向性を評価した。表8および表9に結果を示す。
(1)垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物の調製
 重合性液晶化合物(X1)100質量部に対して、レベリング剤「F-556」(DIC社製)0.25質量部、光重合開始剤として2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア(登録商標)369(Irg369)」)6質量部を添加した。さらに、固形分濃度が13%となるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を添加した。この混合物を80℃で1時間攪拌することにより、垂直配向液晶硬化膜形成用重合性液晶組成物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
 本発明によれば、所定の元素比率の垂直配向液晶硬化膜において、液晶の配向性に優れることを確認した(実施例1~6)。
1:基材
2:垂直配向液晶硬化膜
11:積層体
(A):非基材側界面
(B):基材側界面
(C):中間点

Claims (25)

  1.  垂直配向液晶硬化膜と基材とを含む積層体であって、
     前記垂直配向液晶硬化膜が、重合性液晶化合物が該液晶硬化膜平面に対して垂直方向に配向した状態で硬化した重合性液晶組成物の硬化物であり、
     前記垂直配向液晶硬化膜が、下記式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、下記式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす、積層体。
     F(A)>F(C)     (1)
     Si(A)>Si(C)   (2)
     N(B)>N(C)     (3)
     P(B)>P(C)     (4)
     F(B)>F(C)     (5)
     Si(B)>Si(C)   (6)
    〔式(1)~(6)中、
     F(A)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、
     F(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、
     F(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のフッ素元素の存在比率(atom%)を表し、
     Si(A)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、
     Si(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、
     Si(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のケイ素元素の存在比率(atom%)を表し、
     N(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中の窒素元素の存在比率(atom%)を表し、
     N(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中の窒素元素の存在比率(atom%)を表し、
     P(B)は、垂直配向液晶硬化膜の基材側の界面における液晶硬化膜中のリン元素の存在比率(atom%)を表し、
     P(C)は、垂直配向液晶硬化膜の基材とは反対側の界面から該液晶硬化膜側に厚み方向で100nmの地点における液晶硬化膜中のリン元素の存在比率(atom%)を表す。〕
  2.  垂直配向液晶硬化膜と基材とが隣接して存在する、請求項1に記載の積層体。
  3.  前記式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、前記式(3)および(4)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、前記式(5)および(6)のうちの少なくとも1つを満たす、請求項1または2に記載の積層体。
  4.  前記式(1)および(2)のうちの少なくとも1つを満たし、かつ、前記式(3)、(4)、(5)および(6)のうちの少なくとも3つを満たす、請求項1~3のいずれかに記載の積層体。
  5.  垂直配向液晶硬化膜が更にレベリング剤を含む、請求項1~4のいずれかに記載の積層体。
  6.  前記レベリング剤がフッ素元素またはケイ素元素を含む、請求項1~5のいずれかに記載の積層体。
  7.  垂直配向液晶硬化膜が非金属原子からなるイオン性化合物を含む、請求項1~6のいずれかに記載の積層体。
  8.  垂直配向液晶硬化膜が非金属原子からなるイオン性化合物を含み、該イオン性化合物の分子量が100以上10,000以下である、請求項1~7のいずれかに記載の積層体。
  9.  垂直配向液晶硬化膜がホスホニウム塩またはアンモニウム塩からなるイオン性化合物を含む、請求項1~8のいずれかに記載の積層体。
  10.  垂直配向液晶硬化膜が非イオン性シラン化合物を含む、請求項1~9のいずれかに記載の積層体。
  11.  垂直配向液晶硬化膜が非イオン性シラン化合物を含み、該非イオン性シラン化合物がシランカップリング剤である、請求項1~10のいずれかに記載の積層体。
  12.  垂直配向液晶硬化膜が非イオン性シラン化合物とイオン性化合物とを含む、請求項1~11のいずれかに記載の積層体。
  13.  垂直配向液晶硬化膜の膜厚が0.3μm以上5.0μm以下である、請求項1~12のいずれかに記載の積層体。
  14.  垂直配向液晶硬化膜が下記式(7)を満たす、請求項1~13のいずれかに記載の積層体。
      -150≦RthC(550)≦-30   (7)
    〔式(7)中、RthC(550)は垂直配向液晶硬化膜の波長550nmにおける厚み方向の位相差値を示す。〕
  15.  垂直配向液晶硬化膜が下記式(8)を満たす、請求項1~14のいずれかに記載の積層体。
      RthC(450)/RthC(550)≦1.0   (8)
    〔式(8)中、RthC(450)は垂直配向液晶硬化膜の波長450nmにおける厚み方向の位相差値を示し、RthC(550)は垂直配向液晶硬化膜の波長550nmにおける厚み方向の位相差値を示す。〕
  16.  水平配向位相差フィルムをさらに含む、請求項1~15のいずれかに記載の積層体。
  17.  水平配向位相差フィルムが、少なくとも1つの重合性液晶化合物が該位相差フィルムの面内方向に対して水平に配向した状態で硬化してなる水平配向液晶硬化膜である、請求項16に記載の積層体。
  18.  請求項16または17に記載の積層体と、偏光フィルムとを含む楕円偏光板。
  19.  積層体を構成する水平配向位相差フィルムの遅相軸と、偏光フィルムの吸収軸とのなす角が45±5°である、請求項18に記載の楕円偏光板。
  20.  請求項18または19に記載の楕円偏光板を含む、有機EL表示装置。
  21.  波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物、レベリング剤、並びに、非金属原子からなるイオン性化合物および非イオン性シラン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む重合性液晶組成物。
  22.  波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物、レベリング剤、非金属原子からなるイオン性化合物および非イオン性シラン化合物を含む、請求項21に記載の重合性液晶組成物。
  23.  波長350nmにおける吸光度が0.10以下である重合性液晶化合物が、式(Y)で表される構造を含む重合性液晶化合物である、請求項21または22に記載の重合性液晶組成物。
     P11-B11-E11-B12-A11-B13   (Y)
    [式(Y)中、P11は、重合性基を表わす。
     A11は、2価の脂環式炭化水素基または2価の芳香族炭化水素基を表わす。
     B11は、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR16-、-NR16-CO-、-CO-、-CS-または単結合を表わす。R16は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表わす。
     B12およびB13は、それぞれ独立に、-C≡C-、-CH=CH-、-CH-CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C(=O)-NR16-、-NR16-C(=O)-、-OCH-、-OCF-、-CHO-、-CFO-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-H、-C≡Nまたは単結合を表わす。
     E11は、炭素数1~12のアルカンジイル基を表わし、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~5のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アルコキシ基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。また、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-または-CO-に置き換わっていてもよい。]
  24. 請求項1~15のいずれかに記載の積層体より基材を剥離し、更に、該基材と剥離した積層体と、水平配向位相差フィルムと、偏光フィルムとを積層させることにより楕円偏光板を製造する方法。
  25.  楕円偏光板は、積層体を構成する水平配向位相差フィルムの遅相軸と、偏光フィルムの吸収軸とのなす角が45±5°である、請求項24に記載の方法。
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