JP2009040984A - Liquid crystal composition, retardation-controlling members using the same, and liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal composition, retardation-controlling members using the same, and liquid crystal display Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal composition that can produce an insert type retardation layer with good homeotropic orientation in spite of formation of the retardation layer on the oriented membrane or not. <P>SOLUTION: By using a liquid crystal composition (M) that comprises a liquid crystal compound composed of a crosslinkable liquid crystal molecule and mercaptopropionic acid and/or a mercaptopropionic acid derivative, an insert type retardation layer good oriented in homeotropic can be obtained in spite of formation of the retardation layer on the oriented membrane or not. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶組成物、該液晶組成物にて形成される位相差層を有する位相差制御部材、該位相差制御部材を組み込んだ液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal composition, a retardation control member having a retardation layer formed of the liquid crystal composition, and a liquid crystal display device incorporating the retardation control member.

液晶表示装置は、薄型化・軽量化容易、低消費電力という大きな利点を持つため、パーソナルコンピューターや携帯電話、電子手帳等といった各種機器類における画像表示の用途に積極的に用いられている。   Since the liquid crystal display device has the great advantages of thinning and light weight, and low power consumption, it is actively used for image display in various devices such as a personal computer, a mobile phone, and an electronic notebook.

液晶表示装置は、対面する2枚の基板を備えるとともに、電圧を印加可能な電極を基板の一方に設け、且つ、その2枚の基板の間に、液晶(駆動液晶)を印加電圧に応じて配向状態を制御可能に封入してなる液晶層(駆動液晶層)を形成して液晶セルとなし、さらに液晶セルの厚み方向外側に偏光板を貼り付けて構成されている。液晶表示装置では、偏光板を通過して液晶セル内部を進行する光の状態が液晶層の複屈折性に応じて制御されることで液晶セルを通過して外部に向かう光量の制御が行われ、そうした光量の制御のパターンに応じて液晶表示画面に画像が形成される。   The liquid crystal display device includes two substrates facing each other, and an electrode to which a voltage can be applied is provided on one of the substrates, and liquid crystal (driving liquid crystal) is applied between the two substrates according to the applied voltage. A liquid crystal layer (driving liquid crystal layer) formed by enclosing the alignment state in a controllable manner is formed to form a liquid crystal cell, and a polarizing plate is attached to the outside of the liquid crystal cell in the thickness direction. In a liquid crystal display device, the state of light passing through the polarizing plate and traveling inside the liquid crystal cell is controlled according to the birefringence of the liquid crystal layer, so that the amount of light passing through the liquid crystal cell and going outside is controlled. Then, an image is formed on the liquid crystal display screen in accordance with such a light quantity control pattern.

液晶表示装置の液晶表示画面に表示される画像には、液晶層を構成する駆動液晶の複屈折性に由来して、液晶表示画面の観察者の視線方向と液晶表示画面のなす角度に応じて画像の色ムラや反転現象などといった画像表示の安定性の問題、すなわち視野角依存性の問題、が指摘されている。この問題を解決するため、これまでに、駆動液晶層を通過する光の位相差を制御することで光学補償を行うフィルム材(位相差フィルム)を液晶セルに設置することが提案されている。このような位相差フィルムは、通常、ポリアクリレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース等のフィルムの延伸によって作製されたものである。   The image displayed on the liquid crystal display screen of the liquid crystal display device is derived from the birefringence of the driving liquid crystal constituting the liquid crystal layer, and depends on the viewing line direction of the liquid crystal display screen and the angle formed by the liquid crystal display screen. Problems with image display stability such as image color unevenness and inversion phenomenon, that is, viewing angle dependency problems, have been pointed out. In order to solve this problem, it has been proposed so far to install a film material (retardation film) that performs optical compensation by controlling the phase difference of light passing through the driving liquid crystal layer in the liquid crystal cell. Such a retardation film is usually produced by stretching a film of polyacrylate, polycarbonate, triacetyl cellulose or the like.

このような位相差フィルムの液晶セルへの設置は、液晶セルを構成する基板に対して位相差フィルムを粘着剤にて貼り付けることにより実施されるが、その際に用いられる粘着剤の屈折率は位相差フィルムや基板の屈折率とは異なるのが通常であるため、粘着剤の層と位相差フィルムや基板との接触界面に界面反射が生じる虞がある。そのうえ、位相差フィルムを設けた液晶表示装置では、粘着剤からなる層が追加され、これに伴って液晶表示画面に生じる光の乱反射の虞を抑えるために、さらに粘着剤の屈折率を調整する必要が生じてしまう。   Such retardation film is installed in the liquid crystal cell by attaching the retardation film to the substrate constituting the liquid crystal cell with an adhesive. The refractive index of the adhesive used at that time Is usually different from the refractive index of the retardation film or substrate, and there is a possibility that interface reflection may occur at the contact interface between the pressure-sensitive adhesive layer and the retardation film or substrate. In addition, in the liquid crystal display device provided with the retardation film, a layer made of an adhesive is added, and the refractive index of the adhesive is further adjusted to suppress the risk of irregular reflection of light generated on the liquid crystal display screen. Necessity arises.

また、位相差フィルムについては、位相差フィルムが液晶セルの外側に貼り付けられる場合、位相差フィルムが液晶セル外側に露出するため、位相差フィルムが液晶セルの外部の湿気を吸収して膨張してしまうという問題がある。さらに、位相差フィルムは、フィルム材であるため、経時的な収縮を生じて光学補償機能に変化を来すという問題もあった。さらに、位相差フィルムでは、液晶表示装置に表示される画像を形成する画素のサイズにあわせてパターニングして配置して必要な位置に絞って光学補償を行うことが困難であった。   As for the retardation film, when the retardation film is attached to the outside of the liquid crystal cell, the retardation film is exposed to the outside of the liquid crystal cell, so that the retardation film expands by absorbing moisture outside the liquid crystal cell. There is a problem that it ends up. Further, since the retardation film is a film material, there is a problem that the optical compensation function is changed due to shrinkage with time. Further, with the retardation film, it is difficult to perform optical compensation by patterning and arranging in accordance with the size of the pixels that form an image displayed on the liquid crystal display device, and narrowing down to a necessary position.

こうした問題や困難を解決するべく、最近では、おおよそ細長棒状な分子の外観形状を有する架橋性液晶分子や高分子液晶等を用い、これらを含有してなる液晶組成物にて、液晶セルを構成する基板の内側(インセル側)に位相差層を造りこみ(インセル化する)、そのインセル化した位相差層(インセルタイプの位相差層)に光学補償機能を発揮させることが提案されている。   In order to solve these problems and difficulties, recently, a liquid crystal cell is composed of a liquid crystal composition containing crosslinkable liquid crystal molecules or polymer liquid crystals having a roughly elongated rod-like appearance. It has been proposed that a retardation layer is formed on the inner side (in-cell side) of the substrate (in-cell side) (in-cell), and the in-cell retardation layer (in-cell type retardation layer) exhibits an optical compensation function.

インセルタイプの位相差層を形成する方法としては、基材などの表面上にラビング法、光配向法、イオンビーム法等の方法を適宜用いて配向膜を形成し、次いで、配向膜表面上に液晶組成物を塗布して液晶塗布膜を成膜し、この液晶塗布膜を硬化することによって位相差層を形成する方法が提案されている。この方法では、配向膜表面を、位相差層の下地をなす面(下地面)となることを予定される面としており、下地面を形成する配向膜の種類が適宜選択されることによって、配向膜表面上に塗布される液晶組成物に含まれる架橋性液晶などといった液晶分子の配向が制御される(特許文献1)。具体的には、この方法によれば、下地面を形成する配向膜として垂直配向膜が用いられることで、下地面に対して液晶分子が垂直配向してホメオトロピック配向した位相差層が得られる。なお、本明細書において、下地面とは、特に断りがなければ、位相差層の下地をなす面(位相差層下地面)であるものとする。   As a method for forming the in-cell type retardation layer, an alignment film is appropriately formed on the surface of a substrate or the like by using a method such as a rubbing method, a photo-alignment method, or an ion beam method, and then on the alignment film surface. A method for forming a retardation layer by applying a liquid crystal composition to form a liquid crystal coating film and curing the liquid crystal coating film has been proposed. In this method, the surface of the alignment film is a surface that is supposed to be a surface (base surface) that forms the base of the retardation layer, and the alignment film is formed by appropriately selecting the type of the alignment film that forms the base surface. The alignment of liquid crystal molecules such as a crosslinkable liquid crystal contained in a liquid crystal composition applied on the film surface is controlled (Patent Document 1). Specifically, according to this method, a vertical alignment film is used as the alignment film for forming the base surface, whereby a phase difference layer in which liquid crystal molecules are vertically aligned with respect to the base surface and homeotropically aligned is obtained. . In the present specification, the base surface is a surface forming the base of the retardation layer (retardation layer base surface) unless otherwise specified.

ところで、ホメオトロピック配向したインセルタイプの位相差層を得る方法についてみると、液晶分子を下地面に対してより安定して垂直配向させる方法が具体的に検討されている(特許文献2)。   By the way, regarding a method for obtaining a homeotropically aligned in-cell type retardation layer, a method for more stably vertically aligning liquid crystal molecules with respect to a base surface has been specifically studied (Patent Document 2).

ただ、特許文献1,2に提案されるような配向膜を用いてインセルタイプの位相差層を形成する方法では、配向膜からなる層構造が新たに追加されるため、液晶表示装置の製造工程に配向膜を成膜する工程を追加することが必要となって、液晶表示装置を製造するための製造工程数の増加を招いてしまう。また、配向膜は基材などに比べて位相差層との密着性に劣る場合が多く、配向膜と位相差層との密着性を十分にするための手段を施す要請が強くなり、こうしたことが製造工程の簡略化にとって一層不利な点となる。位相差層と配向膜との密着性に関しては、様々な添加剤を液晶組成物に添加して位相差層と配向膜との密着性を上げることが検討されるが、そうした添加剤は液晶組成物に含まれる液晶分子の配向を乱す要因となることがあり、配向膜を用いる利点たる液晶分子を効果的に配向させるという利点が失われてしまう虞を孕んでいた。   However, in the method of forming the in-cell type retardation layer using the alignment film as proposed in Patent Documents 1 and 2, a layer structure made of the alignment film is newly added. Therefore, it is necessary to add a process for forming an alignment film to increase the number of manufacturing processes for manufacturing a liquid crystal display device. In addition, the alignment film is often inferior in adhesion to the retardation layer as compared with the substrate, etc., and there is a strong demand for applying means for ensuring sufficient adhesion between the alignment film and the retardation layer. However, this is a further disadvantage for the simplification of the manufacturing process. Regarding the adhesion between the retardation layer and the alignment film, it is considered to add various additives to the liquid crystal composition to improve the adhesion between the retardation layer and the alignment film. There is a possibility that the orientation of the liquid crystal molecules contained in the product may be disturbed, and the advantage of effectively aligning the liquid crystal molecules, which is an advantage of using the alignment film, may be lost.

こうしたことから、配向膜を用いることなく、架橋性液晶分子を含む液晶組成物にてホメオトロピック配向したインセルタイプの位相差層を得ることが検討されている(特許文献3)。   For these reasons, it has been studied to obtain an in-cell type retardation layer homeotropically aligned with a liquid crystal composition containing a crosslinkable liquid crystal molecule without using an alignment film (Patent Document 3).

特開平10−319408号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-319408 特開平11−240890号公報JP-A-11-240890 特表2004−524385号公報Special table 2004-524385 gazette

しかしながら、配向膜を用いずにホメオトロピック配向したインセルタイプの位相差層を形成しようとして、下地面上に成膜された液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子を垂直配向させても、架橋性液晶分子を垂直配向させた状態を安定に維持することが極めて困難であった。   However, even if the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film formed on the base surface are aligned vertically in order to form a homeotropically aligned in-cell type retardation layer without using an alignment film, the crosslinkability is not improved. It has been extremely difficult to stably maintain a state in which liquid crystal molecules are vertically aligned.

下地面上に液晶組成物を塗布して成膜された液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子を垂直配向させた後、架橋性液晶分子の重合が十分に進んで液晶塗布膜が硬化して位相差層となるまでの間、液晶塗布膜の厚み方向に法線を有する平面に対して架橋性液晶分子を垂直配向した状態を安定に維持することが困難であるので、液晶表示装置に組み込まれて光学補償機能を十分に発揮するインセルタイプの位相差層を効率的に得ることが困難であった。   After vertically aligning the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film formed by coating the liquid crystal composition on the lower ground, the polymerization of the crosslinkable liquid crystal molecules proceeds sufficiently to cure the liquid crystal coating film. Since it is difficult to stably maintain the state in which the crosslinkable liquid crystal molecules are vertically aligned with respect to the plane having the normal line in the thickness direction of the liquid crystal coating film until the phase difference layer is formed, it is incorporated into the liquid crystal display Therefore, it has been difficult to efficiently obtain an in-cell type retardation layer that sufficiently exhibits the optical compensation function.

また、インセルタイプの位相差層を形成するにあたっては、下地面が基材表面であれ配向膜表面であれ、下地面の種類のいかんにかかわらず、下地面上に液晶組成物をムラなく均一に塗布することが重要であるが、それには、下地面表面の洗浄処理が施されてその表面に付着した埃等の汚れが除去され、さらに下地面表面の改質処理が施されて基材表面の濡れ性を改善させることが効果的であるとされる。しかしながら、このような洗浄処理や改質処理をより効果的に実施しようとすると、下地面表面が液晶分子を垂直配向させるうえで好ましくない状態となる虞が高まり、十分な光学補償機能を奏する位相差層を形成することが困難になるという問題がある。   In addition, when forming the in-cell type retardation layer, the liquid crystal composition is uniformly and uniformly applied on the base surface regardless of the type of the base surface, whether it is the substrate surface or the alignment film surface. It is important to apply it, but the surface of the base surface is washed to remove dirt such as dust adhering to the surface, and the surface of the base surface is further modified It is said that it is effective to improve the wettability. However, if such a cleaning process or a modification process is performed more effectively, there is a high possibility that the surface of the base surface becomes unfavorable when the liquid crystal molecules are vertically aligned, and a sufficient optical compensation function is achieved. There is a problem that it is difficult to form a phase difference layer.

本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたものであり、配向膜上に位相差層を形成するか否かにかかわらず、良好にホメオトロピック配向したインセルタイプの位相差層を得ることを可能にする液晶組成物を提供することを目的としており、特に、位相差層の下地をなすことを予定される面たる下地面に対して洗浄処理及び/または改質処理を施すことで下地面の状態が変化して、その下地面の状態が液晶組成物に含まれる架橋性液晶分子を垂直配向させるには良好でない状態となっている場合でも、液晶分子を効果的に垂直配向させて十分にホメオトロピック配向した位相差層を安定して形成することができるような液晶組成物を提供することを目的とするものである。本発明の更に別の目的は、本発明の液晶組成物を用いて形成された位相差層を備えた位相差制御部材、位相差制御部材を組み込んだ液晶表示装置を提供することである。   The present invention has been made in view of these problems, and it is possible to obtain an in-cell type retardation layer that is well homeotropically oriented regardless of whether or not the retardation layer is formed on the orientation film. In particular, it is desirable to provide a liquid crystal composition to be prepared, and in particular, by subjecting the base surface, which is to be the base of the retardation layer, to a cleaning treatment and / or a modification treatment, Even when the state changes and the state of the base surface is not good for vertically aligning the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal composition, the liquid crystal molecules are effectively vertically aligned and sufficient An object of the present invention is to provide a liquid crystal composition capable of stably forming a homeotropically aligned retardation layer. Still another object of the present invention is to provide a retardation control member provided with a retardation layer formed using the liquid crystal composition of the present invention, and a liquid crystal display device incorporating the retardation control member.

なお、液晶分子を垂直配向させた状態とは、下地面を構成する層構造の厚み方向に平行な法線を有する平面Qを想定した場合に、平面Qに対して液晶分子の光軸の向きが垂直もしくは略垂直に起立している状態を示し、具体的には、液晶分子の長手方向と平面Qの法線とのなす角度が3度以内に収まる状態(理想的には一致する状態)を示すものとする。液晶分子の光軸と平面Qの法線が完全一致する状態で、液晶分子を完全に垂直配向させた状態が形成される。また、特に断りがない限り、液晶分子の光軸の方向と細長棒状な液晶分子の長手方向とが揃っている。   The state in which the liquid crystal molecules are vertically aligned is the direction of the optical axis of the liquid crystal molecules with respect to the plane Q, assuming a plane Q having a normal line parallel to the thickness direction of the layer structure constituting the base surface. Is standing vertically or substantially vertically. Specifically, the angle between the longitudinal direction of the liquid crystal molecules and the normal of the plane Q is within 3 degrees (ideally coincident state). It shall be shown. A state in which the liquid crystal molecules are completely vertically aligned is formed in a state where the optical axis of the liquid crystal molecules and the normal line of the plane Q are completely coincident. Unless otherwise specified, the direction of the optical axis of the liquid crystal molecules is aligned with the longitudinal direction of the elongated rod-like liquid crystal molecules.

ホメオトロピック配向とは、位相差層の光軸の状態を示すものとし、位相差層の厚み方向に平行な法線を有する平面Sを想定した場合に、平面Sに対して位相差層の光軸が十分に起立している状態となっていることを示すものとする。また、位相差層の光軸が十分に起立している状態とは、位相差層の光軸の方向が平面Sに対して垂直もしくは略垂直に起立している状態を示し、その光軸と平面Sの法線とのなす角度が所定の角度(3度)以内に収まる状態、理想的には垂直に起立している状態(位相差層の光軸の方向と平面Sの法線方向とが一致する状態)を示すものとする。   The homeotropic orientation indicates the state of the optical axis of the retardation layer. When a plane S having a normal line parallel to the thickness direction of the retardation layer is assumed, the light in the retardation layer with respect to the plane S is assumed. It shall indicate that the shaft is fully upright. Further, the state where the optical axis of the retardation layer is sufficiently raised means that the direction of the optical axis of the retardation layer is standing perpendicularly or substantially perpendicular to the plane S, and the optical axis and A state in which the angle formed with the normal line of the plane S is within a predetermined angle (3 degrees), ideally a state in which the angle rises vertically (the optical axis direction of the retardation layer and the normal direction of the plane S) In the same state).

このような場合、位相差層の厚み方向をz軸としたxyz直交座標系を想定し、位相差層の屈折率を、x軸方向、y軸方向、z軸方向についてそれぞれnx、ny、nzとすれば、位相差層の光軸の方向と平面Sの法線とのなす角度が小さいほど、nxの値とnyの値とがおおよそ等しくなる。したがって、位相差層の光軸の方向と平面Sの法線とのなす角度の小ささに対応して、z軸方向からの傾きが0°の方向に光を照射した際にその光に生じる位相差値が小さくなる。すなわち、位相差値が小さい程、位相差層が良好にホメオトロピック配向していることとなる。ここに、具体的に、位相差層が良好にホメオトロピック配向する場合は、位相差値は4nm以下の値を示し、好ましくは3.5nm以下、より好ましくは3nm以下の値を示すものとする。   In such a case, assuming an xyz orthogonal coordinate system in which the thickness direction of the retardation layer is the z-axis, the refractive index of the retardation layer is expressed as nx, ny, nz in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction, respectively. If so, the smaller the angle formed between the direction of the optical axis of the retardation layer and the normal line of the plane S, the more the value of nx and the value of ny become approximately equal. Therefore, corresponding to the small angle formed between the direction of the optical axis of the retardation layer and the normal line of the plane S, the light is generated when the light is irradiated in the direction where the inclination from the z-axis direction is 0 °. The phase difference value becomes small. That is, the smaller the retardation value, the better the retardation layer is homeotropically oriented. Here, specifically, when the retardation layer is homeotropically aligned well, the retardation value is 4 nm or less, preferably 3.5 nm or less, more preferably 3 nm or less. .

本発明は、(1) 架橋性液晶分子にてなる液晶化合物と、メルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体からなる組成物(M)と、を含有することを特徴とする液晶組成物、(2) 架橋性液晶分子が、少なくとも1分子中に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する、上記(1)記載の液晶組成物、(3) 組成物(M)は、対配合物換算値で0.1〜10重量%含有されている、上記(1)又は(2)記載の液晶組成物、(4) メルカプトプロピオン酸誘導体が、α−メルカプトプロピオン酸メチルエステル、α−メルカプトプロピオン酸エチルエステル、α−メルカプトプロピオン酸ブチルエステル、β‐メルカプトプロピオン酸メチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸エチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸2‐エチルヘキシルエステル、β-メルカプトプロピオン酸n‐オクチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸メトキシブチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸ステアリルエステル、β-メルカプトプロピオン酸イソノニルエステル、トリメチロールプロパントリス(3‐メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3‐メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3‐メルカプトプロピオネート)、トリス[(3‐メルカプトプロピオニロキシ)‐エチル]イソシアヌレート、より選ばれている、上記(1)から(3)のいずれかに記載の液晶組成物、(5) シランカップリング剤をさらに含有する、上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の液晶組成物、(6) 光重合開始剤をさらに含有する、上記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の液晶組成物、(7) (メタ)アクリロイル基を含有する架橋性液晶分子でなる99.79〜70重量%(対配合物換算値)の液晶化合物と、アミノ系シランカップリング剤でなる0.01〜10重量%(対配合物換算値)のシランカップリング剤と、0.1〜10重量%(対配合物換算値)の光重合開始剤を含有しており、且つ、組成物(M)が0.1〜10重量%(対配合物換算値)含有されている、上記(1)に記載の液晶組成物、(8) 光透過性を有する基材と、基材に対して直接もしくは間接に形成された位相差層とを備える位相差制御部材であって、位相差層は、基材の上にて上記(1)〜(7)のいずれかに記載の液晶組成物を硬化させて形成されたものである、ことを特徴とする位相差制御部材、(9) 着色層がさらに設けられている、ことを特徴とする(8)記載の位相差制御部材、(10) 位相差層が、基材の上に上記(1)〜(7)のいずれかに記載の液晶組成物を塗布して液晶塗布膜を形成し、該液晶塗布膜の表面に向けて活性放射線を照射して、前記液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子を硬化させて形成されたものである、上記(8)または(9)に記載の位相差制御部材、(11) 位相差層はホメオトロピック配向している層である、上記(8)から(10)のいずれかに記載の位相差制御部材、(12) 対向する2枚の基板の間に電圧の変化に応じて液晶を配向制御可能に封入してなる駆動液晶層を形成した液晶表示装置において、2枚の基板の一方に、上記(8)から(11)のいずれかに記載の位相差制御部材が組み込まれている、ことを特徴とする液晶表示装置、を要旨とする。   The present invention includes (1) a liquid crystal composition comprising a liquid crystal compound comprising a crosslinkable liquid crystal molecule, and a composition (M) comprising a mercaptopropionic acid and / or a mercaptopropionic acid derivative, 2) The liquid crystal composition according to the above (1), wherein the crosslinkable liquid crystal molecule has at least one (meth) acryloyl group in at least one molecule, and (3) the composition (M) is a value in terms of a compound. The liquid crystal composition according to (1) or (2), wherein the mercaptopropionic acid derivative is α-mercaptopropionic acid methyl ester or ethyl α-mercaptopropionic acid. Ester, α-mercaptopropionic acid butyl ester, β-mercaptopropionic acid methyl ester, β-mercaptopropionic acid ethyl ester, β-mercaptopropio 2-ethylhexyl acid ester, β-mercaptopropionic acid n-octyl ester, β-mercaptopropionic acid methoxybutyl ester, β-mercaptopropionic acid stearyl ester, β-mercaptopropionic acid isononyl ester, trimethylolpropane tris (3- Mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), dipentaerythritol hexakis (3-mercaptopropionate), tris [(3-mercaptopropionyloxy) -ethyl] isocyanurate The liquid crystal composition according to any one of (1) to (3) above, (5) the liquid crystal composition according to any one of (1) to (4), further including a silane coupling agent. Liquid crystal composition, (6) a photopolymerization initiator The liquid crystal composition according to any one of the above (1) to (5), (7) 99.79 to 70% by weight (compared to a blend) comprising crosslinkable liquid crystal molecules containing a (meth) acryloyl group (Converted value) 0.01 to 10% by weight (compared to compound converted value) silane coupling agent and 0.1 to 10% by weight (compared to compound converted value) ), And the composition (M) is contained in an amount of 0.1 to 10% by weight (compared to the equivalent of the compound), (8) A retardation control member comprising a substrate having optical transparency and a retardation layer formed directly or indirectly on the substrate, wherein the retardation layer is formed on the substrate. It is formed by curing the liquid crystal composition according to any one of (1) to (7). (9) The retardation control member according to (8), further comprising a colored layer, (10) The retardation layer is formed on the substrate ( The liquid crystal composition according to any one of 1) to (7) is applied to form a liquid crystal coating film, the active radiation is irradiated toward the surface of the liquid crystal coating film, and the crosslinking contained in the liquid crystal coating film (8) The retardation control member according to (8) or (9), which is formed by curing a liquid crystal molecule, (11) The retardation layer is a layer having homeotropic alignment (8) ) To (10) The phase difference control member according to any one of (10) and (12) A driving liquid crystal layer is formed between two opposing substrates in which liquid crystal is sealed so as to be capable of orientation control according to a change in voltage. In the liquid crystal display device, any one of the above (8) to (11) is provided on one of the two substrates. The gist of the present invention is a liquid crystal display device in which the phase difference control member described above is incorporated.

本明細書において、液晶組成物は、これを構成する各配合物(液晶化合物など)を混合したもので構成される態様(第1の態様)、および、液晶組成物を構成する各配合物を混合した混合物を溶媒に溶解もしくは懸濁させてなる液体にて構成される態様(第2の態様)のいずれも含まれるものとする。   In the present specification, the liquid crystal composition includes an embodiment (first embodiment) composed of a mixture of each composition (liquid crystal compound or the like) constituting the liquid crystal composition, and each composition constituting the liquid crystal composition. Any of the aspects (second aspect) configured by a liquid obtained by dissolving or suspending the mixed mixture in a solvent is included.

また、本明細書において、液晶組成物の各配合物についての対配合物換算値とは、液晶組成物が第1の態様である場合には、液晶組成物の総重量を100とした場合において液晶組成物を構成する成分として配合される各配合物(固形物)の重量%を示すものとし、液晶組成物が第2の態様である場合には、本発明の液晶組成物の総重量から溶媒の重量を差し引いた量(すなわち溶媒に溶解もしくは懸濁させる前の混合物の総重量)を100とした場合において液晶組成物を構成する成分として配合される各配合物(固形物)の重量%を示すものとする。   Further, in this specification, the value converted to the formulation for each formulation of the liquid crystal composition is when the total weight of the liquid crystal composition is 100 when the liquid crystal composition is the first aspect. When the liquid crystal composition is in the second embodiment, the weight percentage of each compound (solid) compounded as a component constituting the liquid crystal composition is shown. From the total weight of the liquid crystal composition of the present invention, When the amount obtained by subtracting the weight of the solvent (that is, the total weight of the mixture before being dissolved or suspended in the solvent) is defined as 100% by weight of each compound (solid) compounded as a component constituting the liquid crystal composition It shall be shown.

本発明によれば、液晶組成物にメルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体からなる組成物(組成物(M)という。)が含まれることで、位相差層の下地をなすことを予定される下地面(基材表面、着色層表面、配向膜表面など)の上に液晶組成物を塗布して成膜された液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子の架橋重合反応の反応性を向上させつつ、液晶塗布膜中の架橋性液晶分子をより良好に配向させることができ、配向膜を用いなくても良好にホメオトロピック配向した位相差層を容易に形成可能な液晶組成物を得ることができ、また、下地面に対して表面処理や改質処理を施しても良好にホメオトロピック配向した位相差層を安定して形成可能な液晶組成物を得ることができる。   According to the present invention, the liquid crystal composition includes a composition composed of mercaptopropionic acid and / or a mercaptopropionic acid derivative (referred to as composition (M)), so that the base of the retardation layer is formed. Improves the reactivity of the cross-linkable polymerization reaction of the cross-linkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film formed by coating the liquid crystal composition on the underlying surface (substrate surface, colored layer surface, alignment film surface, etc.) A liquid crystal composition capable of better aligning the crosslinkable liquid crystal molecules in the liquid crystal coating film and capable of easily forming a phase difference layer having good homeotropic alignment without using an alignment film. In addition, it is possible to obtain a liquid crystal composition that can stably form a retardation layer that is homeotropically aligned even if a surface treatment or a modification treatment is applied to the base surface.

なお、液晶組成物にメルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体からなる組成物(M)が含まれることで、液晶組成物からなる液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子が下地面に対して良好に垂直配向できることについての詳細な機構は明らかではないが、おおよそ次に示すような機構であるものと思料される。まず、この液晶組成物を用い、下地面上にその液晶組成物を塗布して液晶塗布膜を成膜した際、その液晶塗布膜における下地面との界面側あるいは空気(あるいは所定の気体)との界面側に存在している架橋性液晶分子のみならず、液晶塗布膜の厚み方向中間位置付近に存在する架橋性液晶分子も良好に垂直配向することが思料される。このように下地面から離間した液晶塗布膜の厚み方向中間位置付近に存在する架橋性液晶分子が良好に垂直配向していることで、下地面の状態が架橋性液晶分子を垂直配向するにあたって不良な状態となっていたとしても、液晶塗布膜の厚み方向中間位置付近に存在する多数の架橋性液晶分子の垂直配向に伴う配向規制力が、液晶塗布膜における下地面との界面側あるいは空気との界面側に存在している架橋性液晶分子の配向状態を秩序立て、それらの架橋性液晶分子も垂直配向させる。結局、液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子の集団は全体として配向に大きな乱れを生じていない状態となり、良好に垂直配向することとなる。   The liquid crystal composition contains a composition (M) made of mercaptopropionic acid and / or a mercaptopropionic acid derivative, so that the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film made of the liquid crystal composition are in contact with the base surface. Although the detailed mechanism regarding the good vertical alignment is not clear, it is thought that the mechanism is as follows. First, using this liquid crystal composition, when the liquid crystal composition is applied onto the base surface to form a liquid crystal coating film, the interface side of the liquid crystal coating film with the base surface or air (or a predetermined gas) It is conceivable that not only the crosslinkable liquid crystal molecules existing on the interface side, but also the crosslinkable liquid crystal molecules present in the vicinity of the middle position in the thickness direction of the liquid crystal coating film are well aligned. As described above, the crosslinkable liquid crystal molecules existing in the vicinity of the middle position in the thickness direction of the liquid crystal coating film separated from the base surface are well aligned vertically, so that the state of the base surface is poor when the crosslinkable liquid crystal molecules are aligned vertically. Even in such a state, the alignment regulating force accompanying the vertical alignment of a large number of crosslinkable liquid crystal molecules existing in the vicinity of the middle position in the thickness direction of the liquid crystal coating film may be affected by the interface side of the liquid crystal coating film with the base surface or air. The alignment state of the crosslinkable liquid crystal molecules existing on the interface side of the film is ordered, and the crosslinkable liquid crystal molecules are also vertically aligned. Eventually, the group of crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film is in a state where the alignment is not greatly disturbed as a whole, and is well aligned vertically.

また、本発明によれば、液晶組成物に含まれる液晶化合物が架橋性液晶分子にてなるので、下地面上に液晶組成物を塗布して液晶塗布膜を成膜し、その液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子を重合(架橋重合)させて、架橋性液晶分子の高分子(液晶ポリマー)構造を有する位相差層を形成できる。したがって本発明によれば、耐熱性に優れ、位相差層の光学特性を示す複屈折率特性が熱による影響をうけにくく、例えば、車内のように比較的高温になりやすい環境下にあっても容易に光学補償機能を発揮可能な位相差層を形成できる効果を奏する。こうした効果は、架橋性液晶分子が3次元架橋重合可能な重合性液晶分子である場合には、位相差層を構成する高分子構造がより強固なものとなることから、特に大きくなる。   Further, according to the present invention, since the liquid crystal compound contained in the liquid crystal composition is composed of crosslinkable liquid crystal molecules, the liquid crystal composition is coated on the base surface to form a liquid crystal coating film, and the liquid crystal coating film is applied to the liquid crystal coating film. A retardation layer having a polymer (liquid crystal polymer) structure of crosslinkable liquid crystal molecules can be formed by polymerizing (crosslinking polymerization) the crosslinkable liquid crystal molecules contained therein. Therefore, according to the present invention, the heat resistance and the birefringence characteristics indicating the optical characteristics of the retardation layer are not easily affected by heat. For example, even in an environment where the temperature is relatively high, such as in a car. There is an effect that a retardation layer capable of easily exhibiting an optical compensation function can be formed. Such an effect becomes particularly large when the crosslinkable liquid crystal molecule is a polymerizable liquid crystal molecule capable of three-dimensional crosslink polymerization because the polymer structure constituting the retardation layer becomes stronger.

本発明によれば、液晶組成物に含まれる液晶化合物を構成する架橋性液晶分子として、その分子構造中に(メタ)アクリロイル基を有するものが用いられることにより、効率よく液晶ポリマー構造を形成することが可能となる効果を奏する。   According to the present invention, as the crosslinkable liquid crystal molecules constituting the liquid crystal compound contained in the liquid crystal composition, those having a (meth) acryloyl group in the molecular structure are used to efficiently form a liquid crystal polymer structure. The effect which becomes possible is produced.

本発明では、液晶組成物において、メルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体にてなる組成物(M)が対配合物換算値で0.1〜10重量%含有されることで、架橋性液晶分子を効果的に垂直配向させるとともに良好にその状態を維持することができ、良好にホメオトロピック配向した位相差層を安定して形成することができる。   In the present invention, in the liquid crystal composition, the composition (M) composed of mercaptopropionic acid and / or a mercaptopropionic acid derivative is contained in an amount of 0.1 to 10% by weight in terms of the formulation, so that the crosslinkable liquid crystal The molecules can be effectively vertically aligned and the state thereof can be maintained satisfactorily, and a phase difference layer having a homeotropic alignment can be stably formed.

また、本発明の液晶組成物においては、メルカプトプロピオン酸誘導体が、メルカプトプロピオン酸誘導体が、α−メルカプトプロピオン酸メチルエステル、α−メルカプトプロピオン酸エチルエステル、α−メルカプトプロピオン酸ブチルエステル、β‐メルカプトプロピオン酸メチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸エチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸2‐エチルヘキシルエステル、β-メルカプトプロピオン酸n‐オクチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸メトキシブチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸ステアリルエステル、β-メルカプトプロピオン酸イソノニルエステル、トリメチロールプロパントリス(3‐メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3‐メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3‐メルカプトプロピオネート)、トリス[(3‐メルカプトプロピオニロキシ)‐エチル]イソシアヌレート、より選ばれていることにより、組成物(M)にメルカプトプロピオン酸誘導体が含まれる場合に、架橋性液晶分子を効率よく架橋重合させつつ、架橋性液晶分子にてなる液晶化合物の配向を良好に実施することができる。   In the liquid crystal composition of the present invention, the mercaptopropionic acid derivative is a mercaptopropionic acid derivative, is α-mercaptopropionic acid methyl ester, α-mercaptopropionic acid ethyl ester, α-mercaptopropionic acid butyl ester, β-mercapto. Propionic acid methyl ester, β-mercaptopropionic acid ethyl ester, β-mercaptopropionic acid 2-ethylhexyl ester, β-mercaptopropionic acid n-octyl ester, β-mercaptopropionic acid methoxybutyl ester, β-mercaptopropionic acid stearyl ester, β-mercaptopropionic acid isononyl ester, trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), By being selected from pentaerythritol hexakis (3-mercaptopropionate) and tris [(3-mercaptopropionyloxy) -ethyl] isocyanurate, the composition (M) contains a mercaptopropionic acid derivative. In this case, it is possible to satisfactorily align the liquid crystal compound composed of the crosslinkable liquid crystal molecules while efficiently crosslinking the crosslinkable liquid crystal molecules.

また、本発明の液晶組成物には、シランカップリング剤が含有されていてもよく、この場合、メルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体からなる組成物(M)とシランカップリング剤とで、相乗的に、架橋性液晶分子を良好に垂直配向させる効果を得ることができる。   The liquid crystal composition of the present invention may contain a silane coupling agent. In this case, the composition (M) comprising a mercaptopropionic acid and / or a mercaptopropionic acid derivative and a silane coupling agent Synergistically, the effect of satisfactorily vertically aligning the crosslinkable liquid crystal molecules can be obtained.

本発明の液晶組成物には、光重合開始剤がさらに含有されていてもよく、その場合、架橋性液晶分子の架橋重合をより速やかに十分に実施させることができる。   The liquid crystal composition of the present invention may further contain a photopolymerization initiator, and in this case, the crosslinking polymerization of the crosslinkable liquid crystal molecules can be performed more quickly and sufficiently.

本発明によれば、液晶組成物に含まれる架橋性液晶分子を垂直配向させ固定されて形成された位相差層を有する位相差制御部材を得ることができるので、液晶表示装置に組み込まれて良好に光学補償機能を発揮可能な位相差制御部材が効率的に得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a retardation control member having a retardation layer formed by vertically aligning and fixing crosslinkable liquid crystal molecules contained in a liquid crystal composition, so that it can be incorporated into a liquid crystal display device. In addition, a phase difference control member capable of exhibiting an optical compensation function can be obtained efficiently.

本発明によれば、位相差制御部材には着色層がさらに設けられることで、液晶表示装置に組み込まれて使用可能なカラーフィルタを得ることができる。   According to the present invention, the phase difference control member is further provided with a colored layer, whereby a color filter that can be used by being incorporated in a liquid crystal display device can be obtained.

さらに、本発明によれば、位相差制御部材が液晶表示装置を構成する基板に組み込まれることで、インセルタイプの位相差層を基板に形成した液晶表示装置を得ることができ、光学補償機能を有する位相差層を備えるフィルム材などの部材を別体にて作成して、その部材を基材に貼り付けて配設するという工程を行わなくとも、液晶表示装置や液晶表示可能な各種機器類を設計することが可能となる。さらに本発明によれば、別体で位相差制御部材を設ける際に必要とされる粘着剤などを不要とすることができるので、粘着剤による光の散乱の虞を低減することが可能となる。そして、本発明によれば、粘着剤の層を不要とすることができることで、液晶表示装置を薄型化することができる。   Furthermore, according to the present invention, a liquid crystal display device in which an in-cell type retardation layer is formed on the substrate can be obtained by incorporating the retardation control member into the substrate constituting the liquid crystal display device, and the optical compensation function can be obtained. Liquid crystal display device and various devices capable of liquid crystal display without performing a process of creating a member such as a film material having a retardation layer separately and attaching the member to a substrate. Can be designed. Furthermore, according to the present invention, it is possible to eliminate the need for an adhesive or the like that is required when a phase difference control member is provided separately, and thus it is possible to reduce the risk of light scattering by the adhesive. . And according to this invention, since the layer of an adhesive can be made unnecessary, a liquid crystal display device can be reduced in thickness.

本発明の液晶組成物は、液晶分子からなる液晶化合物と、メルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体からなる組成物(M)とを含んで形成されている。   The liquid crystal composition of the present invention includes a liquid crystal compound composed of liquid crystal molecules and a composition (M) composed of mercaptopropionic acid and / or a mercaptopropionic acid derivative.

液晶化合物を構成する液晶分子としては、ネマチック液晶相を形成可能な液晶分子やスメクチック液晶相を形成可能な液晶分子を挙げることができる。   Examples of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal compound include liquid crystal molecules capable of forming a nematic liquid crystal phase and liquid crystal molecules capable of forming a smectic liquid crystal phase.

液晶分子としては、その液晶分子の構造中に不飽和2重結合を重合性官能基として有する重合性液晶分子が用いられ、耐熱性の点から液晶相状態で架橋重合可能な重合性液晶分子(架橋重合性液晶分子、あるいは架橋性液晶分子という)が用いられる。   As the liquid crystal molecule, a polymerizable liquid crystal molecule having an unsaturated double bond as a polymerizable functional group in the structure of the liquid crystal molecule is used, and a polymerizable liquid crystal molecule capable of crosslinking polymerization in a liquid crystal phase state from the viewpoint of heat resistance ( Cross-linkable polymerizable liquid crystal molecules or cross-linkable liquid crystal molecules) are used.

架橋性液晶分子としては、その分子構造の末端に不飽和2重結合を有するものが用いられるが、分子構造の両末端に不飽和2重結合を有するもの(不飽和2重結合を2以上有するもの)が好ましい。なお、架橋性液晶分子を用いて位相差層が形成される場合、位相差層には、架橋性液晶分子を相互に架橋させてなる架橋高分子構造が形成されることになる。   As the crosslinkable liquid crystal molecules, those having an unsaturated double bond at the end of the molecular structure are used, but those having an unsaturated double bond at both ends of the molecular structure (having two or more unsaturated double bonds) Are preferred). When the retardation layer is formed using crosslinkable liquid crystal molecules, a crosslinked polymer structure formed by crosslinking the crosslinkable liquid crystal molecules is formed in the retardation layer.

より具体的には、架橋性液晶分子としては、架橋性を有するネマチック液晶分子(架橋性ネマチック液晶分子)などをあげることができる。架橋性ネマチック液晶分子としては例えば、1分子中に(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキタセン基、イソシアネート基等の重合性官能基を少なくとも1個有するモノマー、オリゴマー、ポリマー等が挙げられる。また、このような架橋性液晶分子として、より具体的には、下記化1に示す一般式(1)で表される化合物のうちの1種の化合物(化合物(I))もしくは2種以上の混合物、下記化2に示す一般式(2)で表される化合物のうちの1種の化合物(化合物(II))もしくは2種以上の混合物、化3、化4に示す化合物(化合物(III))のうちの1種の化合物或いは2種以上の混合物、またはこれらを組み合わせた混合物を用いることができる。なお、(メタ)アクリロイル基はメタクリロイル基とアクリロイル基の総称を示す。   More specifically, examples of the crosslinkable liquid crystal molecules include nematic liquid crystal molecules having crosslinkability (crosslinkable nematic liquid crystal molecules). Examples of the crosslinkable nematic liquid crystal molecules include monomers, oligomers, and polymers having at least one polymerizable functional group such as (meth) acryloyl group, epoxy group, octacene group, and isocyanate group in one molecule. As such a crosslinkable liquid crystal molecule, more specifically, one compound (compound (I)) or two or more compounds represented by the following general formula (1) Mixture, one compound (compound (II)) or a mixture of two or more compounds represented by general formula (2) shown in the following chemical formula 2 (compound (III)) 1) or a mixture of two or more thereof, or a combination thereof. The (meth) acryloyl group is a generic name for a methacryloyl group and an acryloyl group.

Figure 2009040984
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化1に示す一般式(1)において、RおよびR2は、それぞれ、水素またはメチル基を示すが、架橋性液晶分子が液晶相を示す温度の範囲をより広くするには少なくともR及びR2のどちらか一方が水素であることが好ましく、両方が水素であることがより好ましい。また一般式(1)におけるX及び一般式(2)のYは、水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数1〜4のアルキル基、メトキシ基、シアノ基またはニトロ基のいずれであってもよいが、塩素またはメチル基であることが好ましい。また、一般式(1)の分子鎖両端の(メタ)アクリロイロキシ基と芳香環と間のアルキレン基の鎖長を示すaおよびb並びに、一般式(2)におけるdおよびeは、それぞれ個別に1〜12の範囲で任意の整数をとり得るが、4〜10の範囲であることが好ましく、6〜9の範囲であることがさらに好ましい。a=b=0である一般式(1)の化合物(I)またはd=e=0である一般式(2)の化合物(II)は安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物(I)または(II)自体の結晶性が高い。また、aやb、あるいはdやeがそれぞれ13以上である化合物(I)または化合物(II)は、等方相転移温度(TI)が低い。この理由から、これらの化合物は、どちらについても液晶分子が液晶性を安定的に示す温度範囲(液晶相を維持する温度範囲)が狭いものとなり、位相差層に用いるには好ましくない。 In the general formula (1) shown in Chemical Formula 1, R 1 and R 2 each represent hydrogen or a methyl group, but at least R 1 and R 2 in order to broaden the temperature range at which the crosslinkable liquid crystal molecules exhibit a liquid crystal phase. It is preferred that either one of R 2 is hydrogen, and more preferred that both are hydrogen. X in the general formula (1) and Y in the general formula (2) may be any of hydrogen, chlorine, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a methoxy group, a cyano group, or a nitro group. Is preferably a chlorine or methyl group. Moreover, a and b which show the chain length of the alkylene group between the (meth) acryloyloxy group and aromatic ring of the both ends of the molecular chain of General formula (1), and d and e in General formula (2) are respectively 1 Although an arbitrary integer can be taken in the range of -12, it is preferable that it is the range of 4-10, and it is further more preferable that it is the range of 6-9. The compound (I) of the general formula (1) in which a = b = 0 or the compound (II) of the general formula (2) in which d = e = 0 has poor stability and is easily hydrolyzed, and the compound (I) or (II) itself has high crystallinity. In addition, compound (I) or compound (II) in which a and b, or d and e are each 13 or more, have a low isotropic phase transition temperature (TI). For this reason, both of these compounds have a narrow temperature range in which liquid crystal molecules stably exhibit liquid crystallinity (temperature range for maintaining a liquid crystal phase), and are not preferable for use in a retardation layer.

架橋性液晶分子として、上記した化1、化2、化3、化4では重合性を備える液晶(重合性液晶)のモノマーを例示したが、重合性液晶のオリゴマーや重合性液晶のポリマー等を用いてもよく、これらについても、上記した化1、化2、化3、化4などのオリゴマーやポリマーなどといった公知なものを適宜選択して用いることができる。   As the crosslinkable liquid crystal molecules, the above-mentioned chemical formula 1, chemical formula 2, chemical formula 3, and chemical formula 4 exemplify the monomer of the liquid crystal having a polymerizability (polymerizable liquid crystal). These may also be used, and for these, well-known ones such as the above-mentioned oligomers, chemicals 2, chemicals 3, chemicals 4 and the like can be appropriately selected and used.

また、位相差層のリタデーション量と配向特性が架橋性液晶分子の複屈折Δnと、位相差層の厚みとで決定されることを考慮すれば、架橋性液晶分子の複屈折Δnは0.03〜0.20程度であることが好ましく、0.05〜0.15程度であることが更に好ましい。   Considering that the retardation amount and orientation characteristics of the retardation layer are determined by the birefringence Δn of the crosslinkable liquid crystal molecule and the thickness of the retardation layer, the birefringence Δn of the crosslinkable liquid crystal molecule is 0.03. It is preferable that it is about -0.20, and it is further more preferable that it is about 0.05-0.15.

液晶組成物には、メルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体よりなる組成物(M)が配合されている。   In the liquid crystal composition, a composition (M) composed of mercaptopropionic acid and / or a mercaptopropionic acid derivative is blended.

メルカプトプロピオン酸は、β‐メルカプトプロピオン酸及びα-メルカプトプロピオン酸より選択された化合物であることが好ましい。   The mercaptopropionic acid is preferably a compound selected from β-mercaptopropionic acid and α-mercaptopropionic acid.

メルカプトプロピオン酸誘導体は、α−メルカプトプロピオン酸メチルエステル、α−メルカプトプロピオン酸エチルエステル、α−メルカプトプロピオン酸ブチルエステル等のα−メルカプトプロピオン酸のエステル化物、β‐メルカプトプロピオン酸メチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸エチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸2‐エチルヘキシルエステル、β-メルカプトプロピオン酸n‐オクチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸メトキシブチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸ステアリルエステル、β-メルカプトプロピオン酸イソノニルエステル、トリメチロールプロパントリス(3‐メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3‐メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3‐メルカプトプロピオネート)、トリス[(3‐メルカプトプロピオニロキシ)‐エチル]イソシアヌレート等のβ−メルカプトプロピオン酸のエステル化物、より選ばれた化合物であることが好ましい。   Mercaptopropionic acid derivatives include α-mercaptopropionic acid methyl ester, α-mercaptopropionic acid ethyl ester, α-mercaptopropionic acid butyl ester esterified product of β-mercaptopropionic acid, β-mercaptopropionic acid methyl ester, β- Mercaptopropionic acid ethyl ester, β-mercaptopropionic acid 2-ethylhexyl ester, β-mercaptopropionic acid n-octyl ester, β-mercaptopropionic acid methoxybutyl ester, β-mercaptopropionic acid stearyl ester, β-mercaptopropionic acid isononyl Esters, trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), dipentaerythritol hex A compound selected from an esterified product of β-mercaptopropionic acid, such as saquis (3-mercaptopropionate) and tris [(3-mercaptopropionyloxy) -ethyl] isocyanurate, is preferable.

本発明の液晶組成物は、上記した化合物(I)や化合物(II)や化合物(III)のような液晶分子で構成される液晶化合物と、メルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体とが適量混合されてなる混合物として製造できる。   In the liquid crystal composition of the present invention, an appropriate amount of a liquid crystal compound composed of liquid crystal molecules such as the above-mentioned compound (I), compound (II) and compound (III), and mercaptopropionic acid and / or mercaptopropionic acid derivative It can be produced as a mixed mixture.

本発明の液晶組成物において、液晶化合物の配合量は、対配合物換算値で70重量%以上であることが好ましく、75重量%以上であることがより好ましい。液晶化合物の配合量が70重量%(対配合物換算値)以上であることにより、液晶化合物の液晶性が向上し、仮に液晶組成物にて位相差層を形成するにあたり液晶分子の一部に配向不良を生じたとしても、配向不良を生じた液晶分子の割合を、位相差層に光学補償機能を十分に発揮させるうえで相対的に無視できる程度の割合に、抑えることができる。なお、液晶化合物の配合量は、70重量%(対配合物換算値)以上であれば、その上限については、液晶組成物に含まれる液晶化合物以外の構成成分とのバランスで適宜設定することができる。   In the liquid crystal composition of the present invention, the compounding amount of the liquid crystal compound is preferably 70% by weight or more, and more preferably 75% by weight or more in terms of the amount of the compound. When the compounding amount of the liquid crystal compound is 70% by weight (vs. the compound equivalent value) or more, the liquid crystal property of the liquid crystal compound is improved. Even if alignment failure occurs, the proportion of liquid crystal molecules that have generated alignment failure can be suppressed to a rate that can be relatively ignored when the retardation layer sufficiently exhibits the optical compensation function. In addition, if the compounding quantity of a liquid crystal compound is 70 weight% (vs. compound conversion value) or more, about the upper limit, it can set suitably by balance with structural components other than the liquid crystal compound contained in a liquid crystal composition. it can.

メルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体からなる組成物(M)は、液晶組成物において対配合物換算値で0.1〜10重量%含有されていることが好ましい。   The composition (M) composed of mercaptopropionic acid and / or a mercaptopropionic acid derivative is preferably contained in the liquid crystal composition in an amount of 0.1 to 10% by weight in terms of the formulation.

組成物(M)が液晶組成物に0.1重量%(対配合物換算値)以上で配合されていると、十分に安定してホメオトロピック配向した位相差層を液晶組成物にて形成することができ、組成物(M)が10重量%(対配合物換算値)以下で配合されると、位相差層を液晶組成物にて形成するにあたり、位相差層に含まれる架橋性液晶分子の配向不良の発生を抑制でき、さらには、位相差層の絶縁性の低下が抑制されるので、位相差層が組み込まれた液晶セルに電圧が印加された場合に、その液晶セルに付与される電位を維持できなくなって液晶画面の表示不良を生じる虞が、抑えられる。   When the composition (M) is blended in the liquid crystal composition in an amount of 0.1% by weight (vs. the compound-converted value) or more, a sufficiently stable homeotropically aligned retardation layer is formed from the liquid crystal composition. When the composition (M) is blended in an amount of 10% by weight or less (as a blended value), the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the retardation layer are formed when the retardation layer is formed of the liquid crystal composition. The occurrence of alignment defects can be suppressed, and furthermore, the deterioration of the insulating properties of the retardation layer is suppressed, so that when a voltage is applied to the liquid crystal cell in which the retardation layer is incorporated, it is applied to the liquid crystal cell. Therefore, the possibility that the liquid crystal display cannot maintain the potential and causes the display failure of the liquid crystal screen is suppressed.

本発明の液晶組成物において、液晶化合物と組成物(M)との配合比は、好ましくは、(液晶化合物の重量):(組成物(M)の重量)の比で、100:6.5、より好ましくは、100:3.5である。   In the liquid crystal composition of the present invention, the compounding ratio of the liquid crystal compound and the composition (M) is preferably 100: 6.5 in the ratio of (weight of liquid crystal compound) :( weight of composition (M)). More preferably, it is 100: 3.5.

本発明の液晶組成物においては、必要に応じて、添加剤が適宜添加されていてもよい。この添加剤としては、上記したようなメルカプトプロピオン酸とメルカプトプロピオン酸誘導体を除き(組成物(M)を除き)、架橋性液晶分子よりなる液晶化合物を含む位相差層の厚み方向に平行な法線を有する平面を想定した場合にその平面に対して架橋性液晶分子の光軸が起立するように配向(垂直配向)させる(理想的には架橋性液晶分子を完全に垂直配向させる)配向助剤(垂直配向助剤ということがある)や、光重合開始剤、重合禁止剤、増感剤などを、具体的に挙げることができる。液晶組成物に含まれる垂直配向助剤としては、ポリイミドや、界面活性剤やカップリング剤が具体的に例示される。   In the liquid crystal composition of the present invention, additives may be appropriately added as necessary. As this additive, a method parallel to the thickness direction of the retardation layer containing a liquid crystal compound composed of a crosslinkable liquid crystal molecule, except for the mercaptopropionic acid and the mercaptopropionic acid derivative as described above (except for the composition (M)). Alignment (vertical alignment) is performed so that the optical axis of the crosslinkable liquid crystal molecules stands up to the plane when a plane having a line is assumed (ideally, the crosslinkable liquid crystal molecules are perfectly vertically aligned). Specific examples include agents (sometimes referred to as vertical alignment aids), photopolymerization initiators, polymerization inhibitors, and sensitizers. Specific examples of the vertical alignment aid contained in the liquid crystal composition include polyimide, surfactants, and coupling agents.

こうした垂直配向助剤が液晶組成物に含まれることで、液晶組成物に含まれるメルカプトプロピオン酸やメルカプトプロピオン酸誘導体からなる組成物(M)と相乗的に、液晶組成物に含まれる架橋性液晶分子をより良好に垂直配向させる効果を得ることが可能になる。   By including such a vertical alignment aid in the liquid crystal composition, a crosslinkable liquid crystal contained in the liquid crystal composition synergistically with the composition (M) comprising the mercaptopropionic acid or mercaptopropionic acid derivative contained in the liquid crystal composition. It is possible to obtain an effect of better vertically aligning the molecules.

垂直配向助剤としてポリイミドを用いる場合、ポリイミドは、長鎖アルキル基を有するものであることが、形成される位相差層の厚さを広い範囲で選択することができて好ましい。なお、垂直配向助剤がポリイミドである場合、ポリイミドとしては、具体的には、日産化学社製のSE−7511やSE−1211、あるいはJSR社製のJALS−2021−R2等を例示できる。   When polyimide is used as the vertical alignment aid, it is preferable that the polyimide has a long-chain alkyl group because the thickness of the retardation layer to be formed can be selected within a wide range. When the vertical alignment aid is polyimide, specific examples of the polyimide include SE-7511 and SE-1211 manufactured by Nissan Chemical Industries, and JALS-2021-R2 manufactured by JSR.

垂直配向助剤として界面活性剤を用いる場合、界面活性剤は、架橋性液晶分子を垂直配向させることができるものであればよいが、位相差層の形成の際に液晶分子を液晶相への転移温度まで加熱する必要があることから、液晶相への転移温度でも分解されない程度に耐熱性を有していることが要請される。また、位相差層の形成の際、液晶分子は有機溶媒に溶解させる場合があることから、そのような場合には、液晶分子を溶解させる有機溶媒との親和性が良好であることが要請される。このような要請をみたすものであれば、界面活性剤はノニオン系、カチオン系、アニオン系等の種類を限定されず、1種類の界面活性剤のみを用いてもよいし、複数種の界面活性剤を併用してもよい。   In the case of using a surfactant as the vertical alignment aid, the surfactant is not particularly limited as long as the crosslinkable liquid crystal molecules can be vertically aligned, but the liquid crystal molecules are converted into a liquid crystal phase when the retardation layer is formed. Since it is necessary to heat to the transition temperature, it is required to have heat resistance to such an extent that it is not decomposed even at the transition temperature to the liquid crystal phase. In addition, since liquid crystal molecules may be dissolved in an organic solvent when forming the retardation layer, in such a case, it is required that the affinity with the organic solvent for dissolving the liquid crystal molecules is good. The As long as these requirements are met, the surfactant is not limited to nonionic, cationic, anionic, etc., and only one type of surfactant may be used, or a plurality of types of surfactants may be used. An agent may be used in combination.

垂直配向助剤としてカップリング剤が添加される場合、カップリング剤としては、シランカップリング剤を好ましく用いることができ、具体的には、n‐オクチルトリメトキシシラン、n‐オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、n‐ドデシルトリメトキシシラン、n‐ドデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシランなどのシラン化合物を加水分解して得られるシランカップリング剤や、アミノ系シランカップリング剤、分子構造中にフッ素を含有するシランカップリング剤などを例示することができるが、アミノ系シランカップリング剤を用いられることがより好ましい。これらのカップリング剤は、複数種選択されて、液晶組成物に添加されてもよい。   When a coupling agent is added as a vertical alignment aid, a silane coupling agent can be preferably used as the coupling agent, specifically, n-octyltrimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, Silane coupling agents obtained by hydrolyzing silane compounds such as decyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, n-dodecyltrimethoxysilane, n-dodecyltriethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, Examples of the amino silane coupling agent include a silane coupling agent containing fluorine in the molecular structure, and it is more preferable to use an amino silane coupling agent. A plurality of these coupling agents may be selected and added to the liquid crystal composition.

なお、本明細書においては、アミノ系シランカップリング剤とは、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミンからなるシランカップリング剤、及び、分子構造中にケチミン構造を有するシランカップリング剤の総称を示すものとする。   In this specification, the amino silane coupling agent is a silane coupling agent comprising a primary amine, a secondary amine, or a tertiary amine, and a silane cup having a ketimine structure in the molecular structure. The generic name of the ring agent shall be indicated.

このようなアミノ系シランカップリング剤としては、より具体的には、例えば、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(信越化学社製KBM−602、東芝シリコーン社製TSL8345)、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(信越化学社製KBM−603、東芝シリコーン社製TSL8340)、3‐アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学社製KBE−603、東芝シリコーン社製TSL8331)、3‐アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製KBM−903)、3‐アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学社製KBE−903)、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(信越化学社製KBE−9103)、N‐フェニル‐3‐アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製KBM−573)等を挙げることができる。   As such an amino silane coupling agent, more specifically, for example, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane (KBM-602 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., TSL8345 manufactured by Toshiba Silicone), N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical KBM-603, Toshiba Silicone TSL8340), 3-aminopropyltriethoxysilane (Shin-Etsu Chemical KBE-603, Toshiba Silicone TSL8331), 3-aminopropyltrimethoxysilane (KBE-903 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 3-aminopropyltriethoxysilane (KBE-903 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 3-triethoxysilyl-N- (1,3- Dimethyl-butylidene) propylamine (Shin-Etsu Chemical KBE-9103) , N- phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. KBM-573), and the like.

シランカップリング剤などのカップリング剤は、液晶組成物において、0.01〜10重量%(対配合物換算値)、好ましくは0.01〜5重量%(対配合物換算値)、より好ましくは0.01〜2重量%(対配合物換算値)、特に好ましくは0.1〜2重量%(対配合物換算値)となるように、添加される。シランカップリング剤の添加量を0.01重量%(対配合物換算値)以上とすることによって、位相差層に十分な配向安定性を付与することが可能であり、またシランカップリング剤の添加量を10重量%(対配合物換算値)以下とすることで、シランカップリング剤の添加による位相差層中の液晶分子の配向不良、あるいは位相差層の電気信頼性の低下により液晶表示画面に表示される画像の画質低下を無視できる程度に抑えることができる。   In the liquid crystal composition, the coupling agent such as a silane coupling agent is 0.01 to 10% by weight (compared to the compound equivalent), preferably 0.01 to 5% by weight (compared to the compound equivalent), and more preferably. Is added in an amount of 0.01 to 2% by weight (compared to the equivalent of the compound), and particularly preferably 0.1 to 2% by weight (compared to the equivalent of the compound). By making the addition amount of the silane coupling agent 0.01% by weight (compared to the equivalent of the compound) or more, it is possible to impart sufficient alignment stability to the retardation layer. By making the addition amount 10% by weight or less (vs. compound equivalent value) or less, liquid crystal display due to poor alignment of liquid crystal molecules in the retardation layer due to the addition of the silane coupling agent or a decrease in electrical reliability of the retardation layer. It is possible to suppress the deterioration of the image quality of the image displayed on the screen to a level that can be ignored.

本発明の液晶組成物において、液晶化合物とシランカップリング剤との配合比は、好ましくは、(液晶化合物の重量):(シランカップリング剤の重量)の比で、100:5.5、より好ましくは、100:3.3、特に好ましくは、100:2.2である。   In the liquid crystal composition of the present invention, the compounding ratio of the liquid crystal compound and the silane coupling agent is preferably 100: 5.5, in the ratio of (weight of liquid crystal compound) :( weight of silane coupling agent). The ratio is preferably 100: 3.3, particularly preferably 100: 2.2.

本発明の液晶組成物において、架橋性液晶分子が光重合性を有するものである場合、液晶組成物には、必要に応じて光重合開始剤が適宜添加されていてもよい。光重合開始剤は、液晶組成物を用いて位相差層を形成するにあたり液晶組成物に紫外線等の活性放射線を照射する際において、液晶組成物に含まれる架橋性液晶分子の重合反応を促す開始剤として働くものである。光重合開始剤としては、ラジカル重合性開始剤を使用することができる。ラジカル重合性開始剤は紫外線のエネルギーによりフリーラジカルを発生する化合物であって、例えばベンゾイン、ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘導体又はそれらのエステルなどの誘導体;キサントン並びにチオキサントン誘導体;クロロスルフォニル、クロロメチル多核芳香族化合物、クロロメチル複素環式化合物、クロロメチルベンゾフェノン類などの含ハロゲン化合物;トリアジン類;フルオレノン類;ハロアルカン類;光還元性色素と還元剤とのレドックスカップル類;有機硫黄化合物;過酸化物等が挙げられる。光重合開始剤としては、イルガキュアー184、イルガキュアー369、イルガキュアー651、イルガキュアー907(いずれもチバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)、ダロキュアー(メルク社製)、アデカ1717(旭電化工業株式会社製)、2,2’‐ビス(o‐クロロフェニル)‐4,5,4’‐テトラフェニル‐1,2’‐ビイミダゾール(黒金化成株式会社製)等のケトン系、ビイミダゾール系化合物等が好ましい。これらの光重合開始剤は、1種のみ又は2種以上を組み合わせて用いることができる。2種以上を併用する場合には、吸収分光特性を阻害しないように、吸収波長の異なる開始剤を組み合わせることが好ましい。   In the liquid crystal composition of the present invention, when the crosslinkable liquid crystal molecule has photopolymerizability, a photopolymerization initiator may be appropriately added to the liquid crystal composition as necessary. The photopolymerization initiator is an initiator that promotes a polymerization reaction of crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal composition when the liquid crystal composition is irradiated with active radiation such as ultraviolet rays when forming the retardation layer using the liquid crystal composition. It works as an agent. As the photopolymerization initiator, a radical polymerizable initiator can be used. Radical polymerizable initiators are compounds that generate free radicals by the energy of ultraviolet rays, for example, benzophenone derivatives such as benzoin and benzophenone or derivatives thereof; xanthone and thioxanthone derivatives; chlorosulfonyl, chloromethyl polynuclear aromatic compounds Halogen-containing compounds such as chloromethyl heterocyclic compounds and chloromethylbenzophenones; triazines; fluorenones; haloalkanes; redox couples of photoreductive dyes and reducing agents; organic sulfur compounds; It is done. As photopolymerization initiators, Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 651, Irgacure 907 (all manufactured by Ciba Specialty Chemicals), Darocur (Merck), Adeka 1717 (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) ), 2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole (manufactured by Kurokin Kasei Co., Ltd.), etc. Is preferred. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. When using 2 or more types together, it is preferable to combine initiators having different absorption wavelengths so as not to inhibit the absorption spectral characteristics.

光重合開始剤が液晶組成物に添加されていると、基材表面など位相差層の下地面上に液晶組成物を塗布して液晶塗布膜を成膜し、その液晶塗布膜に存在する架橋性液晶分子を配向させた後、その液晶塗布膜に対して光重合開始剤の感光波長の光を照射することによって、配向した架橋性液晶分子同士を良好に効率的に架橋重合させることができる。   When the photopolymerization initiator is added to the liquid crystal composition, the liquid crystal composition is coated on the lower surface of the retardation layer such as the substrate surface to form a liquid crystal coating film, and the cross-linking present in the liquid crystal coating film After aligning the liquid crystal molecules, the cross-linked liquid crystal molecules can be cross-linked and efficiently polymerized by irradiating the liquid crystal coating film with light having a photosensitive wavelength of the photopolymerization initiator. .

光重合開始剤は、液晶組成物に含まれる架橋性液晶分子の配向性を大きく損なわない範囲で添加されることが必要である。この点を考慮して、液晶組成物における光重合開始剤の配合量(2種以上の光重合開始剤を併用する場合には、用いられる光重合開始剤の総量)は、0.1〜10重量%(対配合物換算値)、好ましくは0.5〜8重量%(対配合物換算値)、より好ましくは1〜5重量%(対配合物換算値)である。   The photopolymerization initiator needs to be added within a range that does not significantly impair the orientation of the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal composition. In consideration of this point, the blending amount of the photopolymerization initiator in the liquid crystal composition (the total amount of the photopolymerization initiator used when two or more photopolymerization initiators are used in combination) is 0.1-10. % By weight (vs. compound equivalent), preferably 0.5 to 8% by weight (vs. compound equivalent), more preferably 1 to 5% by weight (vs. compound equivalent).

なお、液晶組成物に光重合開始剤が添加される場合にあっては、液晶組成物は、光重合開始剤の機能が大きく損なわれない範囲で、重合速度を制御可能に抑制する重合禁止剤を添加されてもよく、また紫外線などの電磁波の吸収を補助するための増感剤を添加されていてもよい。重合禁止剤としては、p−ベンゾキノン、ヒドロキノン、p−t−ブチルカテコール、ジ−t−ブチル・パラクレゾール、2,4,6−トリ−t−ブチルフェノール、ヒドロキノンモノメチルエーテル、α−ナフトールまたはアセトアニジンアセテートなどを具体的に用いることができる。   In the case where a photopolymerization initiator is added to the liquid crystal composition, the liquid crystal composition is a polymerization inhibitor that suppresses the polymerization rate in a controllable manner as long as the function of the photopolymerization initiator is not greatly impaired. Or a sensitizer for assisting absorption of electromagnetic waves such as ultraviolet rays may be added. Polymerization inhibitors include p-benzoquinone, hydroquinone, pt-butylcatechol, di-t-butyl paracresol, 2,4,6-tri-tert-butylphenol, hydroquinone monomethyl ether, α-naphthol or acetani Gin acetate or the like can be specifically used.

また、液晶組成物に増感剤が配合される場合、増感剤の配合量は、架橋性液晶分子の配向を大きく損なわない範囲で適宜選択でき、具体的には0.01〜1重量%の範囲内で選択される。重合禁止剤及び増感剤は、それぞれ、1種類のみ用いられてもよいし、2種類以上が併用されてもよい。   Further, when a sensitizer is blended in the liquid crystal composition, the blending amount of the sensitizer can be appropriately selected within a range that does not significantly impair the orientation of the crosslinkable liquid crystal molecules, specifically 0.01 to 1% by weight. Is selected within the range. Only one type of polymerization inhibitor and sensitizer may be used, or two or more types may be used in combination.

本発明の液晶組成物には、多官能分子からなる化合物(T)が含有されていてもよい。この化合物(T)をなす多官能分子は、分子構造中に重合性官能基を2以上含む分子であり、この多官能分子としては、分子構造中にアルコール性水酸基を有する多官能分子を好ましく用いることができ、多官能(メタ)アクリレートを好ましく用いることができる。さらに、多官能(メタ)アクリレートとしては、分子構造中にアルコール性水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートをより好ましく用いることができる。   The liquid crystal composition of the present invention may contain a compound (T) composed of polyfunctional molecules. The polyfunctional molecule forming this compound (T) is a molecule having two or more polymerizable functional groups in the molecular structure, and as this polyfunctional molecule, a polyfunctional molecule having an alcoholic hydroxyl group in the molecular structure is preferably used. And polyfunctional (meth) acrylates can be preferably used. Furthermore, as the polyfunctional (meth) acrylate, a polyfunctional (meth) acrylate having an alcoholic hydroxyl group in the molecular structure can be more preferably used.

アルコール性水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとしては例えば、1分子中にアルコール性水酸基を少なくとも1個有するモノマー、オリゴマー、ポリマー等が挙げられる。このような多官能(メタ)アクリレートとしては、具体的に、下記化5に示す一般式で表される化合物(化合物(IV))のうちの1種の化合物もしくは2種以上の混合物を用いることができる。   Examples of the polyfunctional (meth) acrylate having an alcoholic hydroxyl group include monomers, oligomers and polymers having at least one alcoholic hydroxyl group in one molecule. As such a polyfunctional (meth) acrylate, specifically, one compound or a mixture of two or more of the compounds represented by the general formula shown below (compound (IV)) is used. Can do.

Figure 2009040984
Figure 2009040984

化5に示す一般式において、mは1以上、nは2以上の整数を示し、Rは1以上の炭素原子を有してなる有機炭化水素構造を示し、R2はそれぞれ水素またはメチル基を示す。化5に示す一般式を満たす化合物(IV)は、より具体的には、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレートなどを挙げることができる。なお、化合物(IV)としては、その分子量の化合物に限定されずに液晶組成物に添加されて用いる事ができるが、架橋性液晶分子との相溶性の観点から、分子量は1000以下であるものが好ましい。 In the general formula shown in Chemical Formula 5, m represents an integer of 1 or more, n represents an integer of 2 or more, R 1 represents an organic hydrocarbon structure having 1 or more carbon atoms, and R 2 represents hydrogen or a methyl group, respectively. Indicates. More specifically, examples of the compound (IV) satisfying the general formula shown in Chemical formula 5 include pentaerythritol diacrylate monostearate, pentaerythritol triacrylate, and dipentaerythritol hydroxypentaacrylate. The compound (IV) is not limited to the compound having the molecular weight and can be used by being added to the liquid crystal composition, but the molecular weight is 1000 or less from the viewpoint of compatibility with the crosslinkable liquid crystal molecules. Is preferred.

化合物(T)は、液晶組成物に含まれる架橋性液晶分子の配向性を大きく損なわない範囲で添加されることが必要であり、一般的に、対配合物換算値で5.0〜30重量%、好ましくは10〜15重量%となるように液晶組成物に添加される。この化合物(T)の配合量が5.0重量%(対配合物換算値)以下の場合、液晶組成物を用いて位相差層を形成した場合に得られる位相差層の厚み方向の硬度が十分に向上せず、化合物(T)の配合量が30重量%(対配合物換算値)以上では、液晶組成物に含まれる架橋性液晶分子を配向させようとする場合に、架橋性液晶分子の配向に乱れが生じやすくなる虞がある。   The compound (T) needs to be added in a range that does not significantly impair the orientation of the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal composition, and is generally 5.0 to 30 weights in terms of the compound. %, Preferably 10 to 15% by weight, is added to the liquid crystal composition. When the compounding amount of the compound (T) is 5.0% by weight or less (vs. compound conversion value), the hardness in the thickness direction of the retardation layer obtained when the retardation layer is formed using the liquid crystal composition is When the compounding amount of the compound (T) is not more than 30% by weight (compared to the compound equivalent), the crosslinkable liquid crystal molecules are used when the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal composition are to be aligned. There is a risk that the orientation of the film tends to be disturbed.

本発明の液晶組成物においては、液晶化合物、組成物(M)、及び、シランカップリング剤、さらには光重合開始剤の配合量は、それぞれ上述した好ましい含有量を示す数値範囲の中で、その組み合わせを適宜調整することができ、また、用いられる他の化合物の種類によって適宜調整することができる。例えば、液晶組成物が、(メタ)アクリロイル基を含有する架橋性液晶分子でなる液晶化合物と、組成物(M)と、アミノ系シランカップリング剤と、光重合開始剤とを含有してなる場合、その液晶組成物中に含有される各物質の量は、液晶化合物が99.79〜70重量%(対配合物換算値)、アミノ系シランカップリング剤が0.01〜10重量%(対配合物換算値)、及び光重合開始剤が0.1〜10重量%(対配合物換算値)であり、且つ、メルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体からなる組成物(M)が、0.1〜10重量%(対配合物換算値)含有されていることが好ましい。   In the liquid crystal composition of the present invention, the compounding amounts of the liquid crystal compound, the composition (M), and the silane coupling agent, and further the photopolymerization initiator are within the numerical ranges indicating the preferred contents described above, respectively. The combination can be adjusted as appropriate, and can be adjusted as appropriate depending on the type of other compounds used. For example, the liquid crystal composition contains a liquid crystal compound composed of a crosslinkable liquid crystal molecule containing a (meth) acryloyl group, a composition (M), an amino silane coupling agent, and a photopolymerization initiator. In this case, the amount of each substance contained in the liquid crystal composition is such that the liquid crystal compound is 99.79 to 70% by weight (compared to the compound equivalent), and the amino silane coupling agent is 0.01 to 10% by weight ( (Composition conversion value), and the composition (M) comprising 0.1 to 10% by weight of photopolymerization initiator (vs. compound conversion value) and comprising a mercaptopropionic acid and / or a mercaptopropionic acid derivative. 0.1 to 10% by weight (vs. compound equivalent) is preferably contained.

本発明の液晶組成物は、上記したような液晶化合物と組成物(M)とからなる混合物や、そのような混合物に上記したような添加剤を適宜配合されたものに限定されず、そのような混合物もしくは混合物に添加剤を添加されたものに、更に、溶媒を適宜添加されて構成されるものであってもよい。この場合、液晶組成物は、溶媒中に液晶化合物などが溶解した溶液の状態にて構成されていてもよいし、液晶化合物の懸濁した懸濁液の状態にて構成されていてもよい。このように液晶組成物が溶液あるいは懸濁液の状態をなして構成されていると、従前より公知な方法を用いて下地面上に液晶組成物を塗布してその下地面上に架橋性液晶分子をおよそ均一に分布させることが容易となり、およそ均質な位相差層を形成することが容易となる。   The liquid crystal composition of the present invention is not limited to a mixture composed of the liquid crystal compound and the composition (M) as described above, or a mixture in which such an additive as described above is appropriately blended. In addition, a mixture may be appropriately added to a mixture or a mixture obtained by adding an additive to the mixture. In this case, the liquid crystal composition may be configured in a solution in which a liquid crystal compound or the like is dissolved in a solvent, or may be configured in a suspension in which the liquid crystal compound is suspended. When the liquid crystal composition is configured in the form of a solution or suspension as described above, the liquid crystal composition is applied onto the base surface using a conventionally known method, and the crosslinkable liquid crystal is applied onto the base surface. It becomes easy to distribute molecules approximately uniformly, and it becomes easy to form an approximately homogeneous retardation layer.

液晶組成物に用いられる溶媒としては、液晶組成物に含まれる組成物(M)と、液晶化合物と、を溶解させることができるもの(液晶組成物に添加剤が添加される場合には、添加剤も溶解可能なもの)であれば特に限定されず、具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレン、n−ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素類、メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン等のケトン類、酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、t−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、グリセリン、モノアセチン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等のアルコール類、フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類等の1種又は2種以上が使用可能である。単一種の溶媒を使用しただけでは、架橋性液晶分子等の配合物成分の溶解性が不充分である場合や、液晶組成物を塗布する際における塗布の相手方となる素材(たとえば基材を構成する素材)が侵される虞がある場合等には、2種以上の溶媒を混合使用することにより、これらの不都合を回避することができる。上記した溶媒のなかにあって、単独溶媒として好ましいものは、炭化水素系溶媒とグリコールモノエーテルアセテート系溶媒であり、混合溶媒として好ましいものは、エーテル類又はケトン類と、グリコール類とを混合した混合系溶媒である。液晶組成物が溶媒を含んで溶液にて構成される場合、用いる液晶化合物の溶媒に対する溶解性や位相差層に望まれる層厚み等の諸条件により異なるが、液晶組成物の濃度は、通常は1〜60重量%、好ましくは3〜40重量%の範囲である。なお、この液晶組成物の濃度は、(溶液で構成される液晶組成物の総重量から溶媒の重量を減じた値)を(溶液で構成される液晶組成物の総重量)で除して得られた値に100を掛けた値として算出される。   As a solvent used in the liquid crystal composition, a solvent capable of dissolving the composition (M) contained in the liquid crystal composition and the liquid crystal compound (added when an additive is added to the liquid crystal composition) The agent can also be dissolved), specifically, hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, n-butylbenzene, diethylbenzene, tetralin, methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene, Ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2,4-pentanedione, ethyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether Esters such as tate, γ-butyrolactone, amide solvents such as 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane, tritrichloroethylene, tetrachloroethylene , Halogen solvents such as chlorobenzene and orthodichlorobenzene, alcohols such as t-butyl alcohol, diacetone alcohol, glycerin, monoacetin, ethylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethyl cellosolve, and butyl cellosolve 1 type, or 2 or more types, such as phenols, phenols, such as phenol and parachlorophenol, can be used. If only one kind of solvent is used, the solubility of compound components such as crosslinkable liquid crystal molecules is insufficient, or a material (for example, constituting a base material) that is a counterpart of application when applying a liquid crystal composition. In the case where there is a risk of the material being attacked, these disadvantages can be avoided by using a mixture of two or more solvents. Among the above-mentioned solvents, hydrocarbon solvents and glycol monoether acetate solvents are preferable as the sole solvent, and preferable solvents are ethers or ketones and glycols mixed. It is a mixed solvent. When the liquid crystal composition includes a solvent, the concentration of the liquid crystal composition is usually different depending on various conditions such as the solubility of the liquid crystal compound to be used in the solvent and the layer thickness desired for the retardation layer. It is 1 to 60% by weight, preferably 3 to 40% by weight. The concentration of the liquid crystal composition is obtained by dividing (the value obtained by subtracting the weight of the solvent from the total weight of the liquid crystal composition composed of the solution) by (the total weight of the liquid crystal composition composed of the solution). It is calculated as a value obtained by multiplying the obtained value by 100.

本発明の液晶組成物を用いることで、基材などの各種対象物に対して位相差層を形成することができ、次に示すように光学補償機能を発揮可能な位相差制御部材を形成することができる。   By using the liquid crystal composition of the present invention, a retardation layer can be formed on various objects such as a substrate, and a retardation control member capable of exhibiting an optical compensation function is formed as shown below. be able to.

本発明の液晶組成物を用いて得られる位相差制御部材について説明する。   The phase difference control member obtained by using the liquid crystal composition of the present invention will be described.

位相差制御部材1は、基材2に対して直接もしくは間接に、液晶組成物で形成される位相差層4が積層されて構成可能であるが、図1の例では、位相差層4は、基材2の上に直接形成されており、基材2表面が位相差層の下地面をなしている。   The retardation control member 1 can be configured by laminating a retardation layer 4 formed of a liquid crystal composition directly or indirectly with respect to the base material 2. In the example of FIG. The substrate 2 is formed directly on the substrate 2, and the surface of the substrate 2 forms the lower ground of the retardation layer.

基材2は、光透過性を有する基材形成材からなり、基材形成材を単層で構成されても、複数種類の基材形成材にて多層に構成されてもよい。基材2の光線透過率は、適宜選定可能である。   The base material 2 is made of a light-transmitting base material forming material, and the base material forming material may be composed of a single layer or a plurality of types of base material forming materials. The light transmittance of the substrate 2 can be appropriately selected.

基材形成材は、光学的に等方性を有するように構成されていることが好ましい。基材形成材は、必要に応じて局所的に光学異方性や遮光性を有する領域を備えているものであってもよい。基材形成材としては、具体的には、無機材料又は有機材料により形成された板、シート又はフィルムを用いることができる。上記無機材料としては、ガラス、シリコン、もしくは石英等が挙げられる。特に、液晶表示装置の用途で位相差制御部材1を用いる場合には、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスを無機材料として用いることが好ましい。また熱膨張性が小さく寸法安定性が良好であり、高温加熱処理における作業性が優れるという観点からは石英が無機材料として好ましい。一方、上記有機材料としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、もしくはシンジオタクティック・ポリスチレン等、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、もしくはポリエーテルニトリル等、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、もしくはポリノルボルネン系樹脂等、または、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリプロピレン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、もしくは熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。基材形成材の厚さについては、用途に応じて適宜選定可能であり、具体的には例えば5μm〜3mm程度のものが使用される。   The base material forming material is preferably configured to be optically isotropic. The base material forming material may be provided with a region having optical anisotropy or light shielding properties locally as necessary. Specifically, as the substrate forming material, a plate, a sheet, or a film formed of an inorganic material or an organic material can be used. Examples of the inorganic material include glass, silicon, and quartz. In particular, when the retardation control member 1 is used for a liquid crystal display device, it is preferable to use an alkali-free glass containing no alkali component in the glass as an inorganic material. Quartz is preferred as the inorganic material from the viewpoint of low thermal expansibility and good dimensional stability and excellent workability in high-temperature heat treatment. On the other hand, examples of the organic material include acrylic such as polymethyl methacrylate, polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, or syndiotactic polystyrene, polyphenylene sulfide, polyether ketone, poly Ether ether ketone, fluorine resin, polyether nitrile, etc., polycarbonate, modified polyphenylene ether, polycyclohexene, polynorbornene resin, etc., or polysulfone, polyethersulfone, polypropylene, polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, Examples thereof include polyether ketones or thermoplastic polyimides. It can be used those composed of specific plastics. About the thickness of a base material formation material, it can select suitably according to a use, and specifically, the thing of about 5 micrometers-3 mm is used, for example.

位相差層4は、その厚み方向に位相差層4の内部を光が進行することができる層であり、位相差層4の内部を進行する光を、その進行の際に複屈折させる機能を有する層である。   The retardation layer 4 is a layer in which light can travel inside the retardation layer 4 in the thickness direction, and has a function of birefringing light traveling inside the retardation layer 4 when traveling. It is a layer having.

具体的に、位相差層4は、屈折率nx、ny、nzについて、nx<nz、ny<nzを満たし、nxとnyは等しい、もしくは殆ど等しい関係となっており、いわゆる「+Cプレート」(正のCプレート)として機能する。ただし、位相差層4の屈折率につき、位相差層4の厚み方向(位相差層4の法線方向)にz軸(図5においてz)をとり、位相差層4の面内方向(位相差層4の厚み方向に平行な法線を有する平面についての面内方向(平面に対して平行な方向))に相互に直交するx軸(図5においてx)、y軸(図5においてy)をとってxyz空間を想定した場合、x軸、y軸、z軸方向の光の屈折率をそれぞれnx、ny、nzとして定義する。   Specifically, the retardation layer 4 satisfies nx <nz and ny <nz with respect to the refractive indexes nx, ny, and nz, and nx and ny are equal or almost equal to each other, so-called “+ C plate” ( Functions as a positive C plate). However, with respect to the refractive index of the retardation layer 4, the z-axis (z in FIG. 5) is taken in the thickness direction of the retardation layer 4 (normal direction of the retardation layer 4), and the in-plane direction (position) of the retardation layer 4. The x-axis (x in FIG. 5) and y-axis (y in FIG. 5) perpendicular to the in-plane direction (direction parallel to the plane) of a plane having a normal line parallel to the thickness direction of the phase difference layer 4 ) And an xyz space is assumed, the refractive indexes of light in the x-axis, y-axis, and z-axis directions are defined as nx, ny, and nz, respectively.

位相差層4は、上記した本発明の液晶組成物に含まれる液晶化合物を構成する架橋性液晶分子を架橋重合させてなる高分子構造を形成している。架橋性液晶分子は、その分子構造に応じた光軸を有し、その光軸の状態に応じて定まる複屈折特性を備えており、特定の方向に架橋性液晶分子の光軸を向けて(すなわち架橋性液晶分子を配向させて)、高分子構造にして架橋性液晶分子の光軸の向きを固定することで、その配向状態に応じた複屈折特性を有する層構造を構成することができる。   The retardation layer 4 has a polymer structure formed by crosslinking polymerization of crosslinkable liquid crystal molecules constituting the liquid crystal compound contained in the liquid crystal composition of the present invention. The crosslinkable liquid crystal molecule has an optical axis corresponding to its molecular structure, and has birefringence characteristics determined according to the state of the optical axis, and the optical axis of the crosslinkable liquid crystal molecule is directed in a specific direction ( That is, by aligning the crosslinkable liquid crystal molecules) to form a polymer structure and fixing the direction of the optical axis of the crosslinkable liquid crystal molecules, a layer structure having a birefringence characteristic corresponding to the alignment state can be formed. .

位相差層4は、架橋性液晶分子を垂直配向させた状態で高分子構造を形成されて、ホメオトロピック配向している層、いわゆる正のCプレートの機能を有する層として構成される。   The retardation layer 4 is formed as a layer having a homeotropic alignment, ie, a layer having a function of a so-called positive C plate, in which a polymer structure is formed in a state where crosslinkable liquid crystal molecules are vertically aligned.

すなわち、位相差層4は、その光軸(図5においてa)が上記にて想定したxyz空間におけるz軸方向を向くように、すなわち図5において角度θの値がゼロ、もしくは、ほとんどゼロとなるように、液晶組成物に含まれる正の複屈折異方性の架橋性液晶分子を配向させて固定することにより形成される。   That is, the retardation layer 4 has an optical axis (a in FIG. 5) that faces the z-axis direction in the xyz space assumed above, that is, the value of the angle θ is zero or almost zero in FIG. Thus, it is formed by aligning and fixing positively birefringent anisotropic crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal composition.

位相差層4の高分子構造については、架橋性液晶分子の重合度が80以上程度であることが好ましく、90以上程度であることがより好ましい。位相差層4を構成する架橋性液晶分子の重合度が80より大きいことで、良好にホメオトロピック配向した状態を維持することができる。なお、上記重合度は、架橋性液晶分子の重合性官能基のうち架橋性液晶分子の架橋反応と重合反応を含んで重合反応に消費された割合を示す。   Regarding the polymer structure of the retardation layer 4, the degree of polymerization of the crosslinkable liquid crystal molecules is preferably about 80 or more, and more preferably about 90 or more. When the degree of polymerization of the crosslinkable liquid crystal molecules constituting the retardation layer 4 is greater than 80, it is possible to maintain a homeotropically aligned state. In addition, the said polymerization degree shows the ratio consumed by the polymerization reaction including the crosslinking reaction and polymerization reaction of a crosslinkable liquid crystal molecule among the polymerizable functional groups of a crosslinkable liquid crystal molecule.

位相差層4は、その高分子構造(架橋高分子構造)を構成する個々の架橋性液晶分子のチルト角について、位相差層4の厚さ方向および面内方向に異なる位置に存在する架橋性液晶分子同士のチルト角がほぼゼロ°(理想的にはゼロ°)であることが好ましい。この場合、位相差層4に含まれるそれぞれの架橋性液晶分子の光軸が位相差層4の厚み方向におおよそ揃い、位相差層4の厚み方向に法線を有する平面を想定した場合に、その平面に対して位相差層4の光軸が起立し(理想的には、位相差層4の光軸が垂直に起立し)、位相差層4は、その複屈折特性の均一なものとなり、面内方向にむらの少ないものとなり、正のCプレートとしての光学補償機能をおおよそ均一に発揮しうる層となる。   The retardation layer 4 has crosslinkability existing at different positions in the thickness direction and in-plane direction of the retardation layer 4 with respect to the tilt angle of each crosslinkable liquid crystal molecule constituting the polymer structure (crosslinked polymer structure). The tilt angle between the liquid crystal molecules is preferably approximately zero degrees (ideally zero degrees). In this case, when the optical axis of each crosslinkable liquid crystal molecule included in the retardation layer 4 is approximately aligned in the thickness direction of the retardation layer 4 and a plane having a normal line in the thickness direction of the retardation layer 4 is assumed, The optical axis of the retardation layer 4 stands up with respect to the plane (ideally, the optical axis of the retardation layer 4 stands upright), and the retardation layer 4 has uniform birefringence characteristics. Thus, there is little unevenness in the in-plane direction, and the optical compensation function as a positive C-plate can be achieved almost uniformly.

位相差層4の厚みは、特に制限されるものではないが、生産性などを考慮して、0.5〜10μm程度であることが好ましい。   The thickness of the retardation layer 4 is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10 μm in consideration of productivity and the like.

位相差層4は、例えば次のようにして具体的に形成することができる。   The retardation layer 4 can be specifically formed as follows, for example.

まず、上記したように液晶組成物を調整する。具体的には、液晶化合物と、メルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体とを適宜混合し、必要に応じて光重合開始剤やシランカップリング剤などの添加剤を適宜量添加して混合物(G)を得る。この混合物を溶媒に溶解して溶液(R)を調整する。ここに得られる混合物(G)も溶液(R)もいずれも本発明の液晶組成物にあたるものではあるが、図1に示す位相差制御部材1の位相差4の形成にあたっては、液晶組成物として、溶液の状態にあるものを使用することとする。さらに便宜上、溶液の状態にある液晶組成物を液晶組成物溶液と呼ぶことがある。   First, the liquid crystal composition is adjusted as described above. Specifically, a liquid crystal compound and a mercaptopropionic acid and / or mercaptopropionic acid derivative are appropriately mixed, and if necessary, an additive such as a photopolymerization initiator or a silane coupling agent is added in an appropriate amount to obtain a mixture ( G) is obtained. This mixture is dissolved in a solvent to prepare a solution (R). Both the mixture (G) and the solution (R) obtained here correspond to the liquid crystal composition of the present invention. However, in forming the phase difference 4 of the phase difference control member 1 shown in FIG. Suppose that it is in the state of a solution. For further convenience, the liquid crystal composition in a solution state may be referred to as a liquid crystal composition solution.

液晶組成物溶液が調整されると、次いで、この液晶組成物溶液を、位相差層4の下地面上に塗布して、液晶塗布膜を成膜する。図1に示す位相差制御部材1の例においては、基材2の表面が下地面に相当しており、その基材2の表面上に液晶組成物溶液を塗布して液晶塗布膜が成膜される。   When the liquid crystal composition solution is prepared, this liquid crystal composition solution is then applied on the lower ground of the retardation layer 4 to form a liquid crystal coating film. In the example of the phase difference control member 1 shown in FIG. 1, the surface of the substrate 2 corresponds to the base surface, and a liquid crystal composition solution is applied onto the surface of the substrate 2 to form a liquid crystal coating film. Is done.

この液晶組成物溶液の塗布方法としては、例えばグラビア印刷法、オフセット印刷法、凸版印刷法、スクリーン印刷法、転写印刷法、静電印刷法、無版印刷法といった各種印刷方法や、グラビアコート法、ロールコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、バーコート法、ディップコート法、キスコート法、スプレーコート法、ダイコート法、コンマコート法、インクジェット法といった塗工方法、あるいはこれらを組合せた方法を適宜用いることができる。   Examples of the application method of the liquid crystal composition solution include a gravure printing method, an offset printing method, a relief printing method, a screen printing method, a transfer printing method, an electrostatic printing method, a plateless printing method, and a gravure coating method. , Roll coating method, knife coating method, air knife coating method, bar coating method, dip coating method, kiss coating method, spray coating method, die coating method, comma coating method, inkjet coating method, or a combination thereof, as appropriate. Can be used.

下地面上に液晶塗布膜が成膜されると、液晶塗布膜の乾燥が行われる(乾燥処理)。この乾燥処理は、基材2に液晶塗布膜を成膜したものを大気圧下で静置する処理(自然乾燥処理)にて実施されてもよいが、基材2に液晶塗布膜を成膜したものを密閉容器内に配置して当該容器内の圧力を約1.5×10−1Torr以下に下げた状態にする処理(減圧乾燥処理)にて実施されると、液晶塗布膜中の溶媒を一層良好に気化させることができて好ましい。 When the liquid crystal coating film is formed on the lower ground, the liquid crystal coating film is dried (drying process). This drying process may be carried out by a process (natural drying process) in which a liquid crystal coating film formed on the substrate 2 is left under atmospheric pressure, but a liquid crystal coating film is formed on the substrate 2. When the process is performed in a process (vacuum drying process) in which the pressure in the container is reduced to about 1.5 × 10 −1 Torr or less in a sealed container, It is preferable because the solvent can be vaporized better.

上記した液晶塗布膜の乾燥処理、特に減圧乾燥処理においては、その乾燥処理の際に、液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子を垂直方向に配列させること(配向処理)を併せて実施することが可能である。減圧乾燥処理では、液晶塗布膜は減圧状態下に置かれることで過冷却状態となることができ、その状態で液晶塗布膜中に含まれる架橋性液晶分子を垂直配向させ、次いで架橋性液晶分子の垂直配向状態を保持したままこの液晶塗布膜を室温程度にする。これにより架橋性液晶分子を、後の工程で架橋重合させるまで、効率よく垂直配向させた状態で維持することができる。   In the above-described drying treatment of the liquid crystal coating film, particularly in the reduced pressure drying treatment, the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film are aligned in the vertical direction (alignment treatment) at the time of the drying treatment. Is possible. In the drying under reduced pressure, the liquid crystal coating film can be brought into a supercooled state by being placed under a reduced pressure state, and in this state, the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film are vertically aligned, and then the crosslinkable liquid crystal molecules. The liquid crystal coating film is brought to about room temperature while maintaining the vertical alignment state. Thereby, the crosslinkable liquid crystal molecules can be efficiently maintained in a vertically aligned state until the crosslink polymerization is performed in a later step.

なお、配向処理は、上記したような減圧乾燥処理に併せて実施する方法で行う場合に限定されず、架橋性液晶分子を垂直配向させる配向処理として一般的に知られる方法、例えば、上記塗膜に対し所定方向から電場や磁場を負荷する方法等を適宜選択して実施することもできる。   The alignment treatment is not limited to the method performed in combination with the above-described reduced-pressure drying treatment, and a method generally known as an alignment treatment for vertically aligning the crosslinkable liquid crystal molecules, for example, the coating film On the other hand, a method of applying an electric field or a magnetic field from a predetermined direction can be selected as appropriate.

乾燥処理の後、液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子の重合前の時点で、液晶塗布膜中に溶媒が残存する場合にその溶媒を除去するために、また、液晶塗布膜中に含まれる架橋性液晶分子の垂直配向状態をより確実に維持させるために、液晶塗布膜を焼成してもよい(予備焼成処理)。予備焼成処理は、特にその方法を限定されるものではないが、例えば基材2に液晶塗布膜を成膜したものを、ホットプレート上に設置し、70℃〜120℃の温度範囲で、2分間〜30分間程度焼成する方法で具体的に実施できる。   After the drying treatment, before the polymerization of the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film, if the solvent remains in the liquid crystal coating film, it is included in the liquid crystal coating film to remove the solvent. In order to more reliably maintain the vertical alignment state of the crosslinkable liquid crystal molecules, the liquid crystal coating film may be baked (pre-baking treatment). The pre-baking treatment is not particularly limited, but for example, a liquid crystal coating film formed on the base material 2 is placed on a hot plate, and the temperature is in the range of 70 ° C. to 120 ° C. Specifically, it can be carried out by a method of baking for about 30 minutes to 30 minutes.

次に、液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子の架橋重合が行われ(架橋重合処理)、液晶塗布膜における架橋性液晶分子の配向状態が固定される。この架橋重合処理は、液晶塗布膜表面に光を照射することで進行させることができる。液晶塗布膜に照射される光の波長は、液晶塗布膜を構成する液晶組成物の吸収波長、例えば架橋性液晶分子の吸収波長、に応じて適宜選択される。特に液晶組成物に光重合開始剤が含まれる場合には、光重合開始剤の吸収波長に応じて適宜選択されることが好ましい。また、液晶塗布膜に照射される光は、単色光に限らず、架橋性液晶分子や光重合開始剤の感光波長を含む一定の波長域を持った光であってもよい。液晶塗布膜に照射される光は、具体的に紫外線などの活性放射線であることが一般的である。さらに、紫外線を液晶塗布膜に照射して架橋性液晶分子を架橋重合させる場合には、波長200〜500nm程度の紫外線が照射されることが一般的である。そして、紫外線は、紫外線源から発せられた紫外線を用いることが通常であり紫外線源としては高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が用いられる。なお、液晶塗布膜に照射される光の照射量は、液晶塗布膜における架橋性液晶分子の種類や組成(液晶塗布膜に光重合開始剤が存在する場合には、架橋性液晶分子の種類や組成の他、光重合開始財の種類や量)等によっても異なるが、通常、10〜3000mJ/cm2程度である。 Next, crosslinking polymerization of the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film is performed (crosslinking polymerization treatment), and the alignment state of the crosslinkable liquid crystal molecules in the liquid crystal coating film is fixed. This cross-linking polymerization treatment can proceed by irradiating the liquid crystal coating film surface with light. The wavelength of light applied to the liquid crystal coating film is appropriately selected according to the absorption wavelength of the liquid crystal composition constituting the liquid crystal coating film, for example, the absorption wavelength of the crosslinkable liquid crystal molecules. In particular, when a photopolymerization initiator is included in the liquid crystal composition, it is preferably selected as appropriate according to the absorption wavelength of the photopolymerization initiator. The light applied to the liquid crystal coating film is not limited to monochromatic light, but may be light having a certain wavelength range including the photosensitive wavelength of the crosslinkable liquid crystal molecules and the photopolymerization initiator. Specifically, the light applied to the liquid crystal coating film is generally actinic radiation such as ultraviolet rays. Furthermore, when the cross-linkable liquid crystal molecules are crosslinked and polymerized by irradiating the liquid crystal coating film with ultraviolet rays, the ultraviolet rays having a wavelength of about 200 to 500 nm are generally irradiated. As the ultraviolet ray, an ultraviolet ray emitted from an ultraviolet ray source is usually used. As the ultraviolet ray source, a high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp or the like is used. The amount of light applied to the liquid crystal coating film depends on the type and composition of the crosslinkable liquid crystal molecules in the liquid crystal coating film (if the photopolymerization initiator is present in the liquid crystal coating film, Usually, it is about 10 to 3000 mJ / cm 2 , although it varies depending on the composition and the type and amount of the photopolymerization initiator.

架橋重合処理においては、架橋性液晶分子が液晶相から等方相へ相転移する温度よりも1〜10℃低い温度まで液晶塗布膜を成膜した基材2を加熱しながら、架橋性液晶分子の架橋重合を行うことが好ましい。こうすることで、架橋重合処理の際に架橋性液晶分子の垂直配向の乱れを低減することができる。また、この観点から、架橋重合を行う温度は、架橋性液晶分子が液晶相から等方相へ相転移する温度よりも3〜6℃低い温度であることがより好ましい。   In the cross-linking polymerization treatment, the cross-linkable liquid crystal molecules are heated while heating the base material 2 on which the liquid crystal coating film is formed to a temperature 1 to 10 ° C. lower than the temperature at which the cross-linkable liquid crystal molecules transition from the liquid crystal phase to the isotropic phase. It is preferable to carry out the crosslinking polymerization. By doing so, it is possible to reduce the disorder of the vertical alignment of the crosslinkable liquid crystal molecules during the crosslinking polymerization treatment. From this point of view, the temperature at which the crosslinking polymerization is performed is more preferably 3 to 6 ° C. lower than the temperature at which the crosslinkable liquid crystal molecules undergo a phase transition from the liquid crystal phase to the isotropic phase.

また、架橋性液晶分子を架橋重合する別の方法としては、不活性ガス雰囲気中で、液晶塗布膜を成膜した基材2を液晶相温度にまで加熱しながら架橋性液晶分子(あるいは光重合開始剤)の感光波長の光を液晶塗布膜に照射する方法を挙げることができる。この方法では、不活性ガス雰囲気下にて架橋性液晶分子の架橋重合が実施されており、空気雰囲気下で架橋性液晶分子の架橋重合が実施される場合に比べ、液晶塗布膜中において基材2から離れた位置にある架橋性液晶分子(すなわち液晶塗布膜表面に近傍する液晶分子)の垂直配向の乱れを抑制することができる点で好ましい。   As another method for cross-linking polymerization of the cross-linkable liquid crystal molecules, the cross-linkable liquid crystal molecules (or photopolymerization) is performed while heating the substrate 2 on which the liquid crystal coating film is formed to the liquid crystal phase temperature in an inert gas atmosphere. And a method of irradiating the liquid crystal coating film with light having a photosensitive wavelength of the initiator. In this method, cross-linking polymerization of cross-linkable liquid crystal molecules is performed in an inert gas atmosphere, and the substrate in the liquid crystal coating film is compared with the case where cross-linking polymerization of cross-linkable liquid crystal molecules is performed in an air atmosphere. It is preferable in that the disorder of the vertical alignment of the crosslinkable liquid crystal molecules (that is, the liquid crystal molecules close to the surface of the liquid crystal coating film) located away from 2 can be suppressed.

さらに、架橋性液晶分子を架橋重合する他の方法としては、次のような方法が挙げられる。すなわち、不活性ガス雰囲気中または空気雰囲気中で、液晶塗布膜を成膜した基材2を液晶相温度まで加熱しながら架橋性液晶分子の感光波長の光を液晶塗布膜に照射して架橋重合反応を部分的に進行させ(部分的架橋工程という)、部分的架橋工程の後、液晶塗布膜を成膜した基材2を架橋性液晶分子が結晶相となる温度(Tc)まで冷却し、この状態でさらに架橋性液晶分子の感光波長の光を液晶塗布膜に照射して架橋重合反応を進行させて完了させる。尚、上記した温度Tcは、架橋重合反応を進行させる前の液晶塗布膜において架橋性液晶分子が結晶相となる温度である。   Furthermore, as another method for crosslinking polymerization of the crosslinkable liquid crystal molecules, the following methods can be mentioned. That is, in the inert gas atmosphere or the air atmosphere, the substrate 2 on which the liquid crystal coating film is formed is heated to the liquid crystal phase temperature, and the liquid crystal coating film is irradiated with light having a photosensitive wavelength of the crosslinkable liquid crystal molecule to perform crosslinking polymerization. The reaction is allowed to proceed partially (referred to as a partial crosslinking step), and after the partial crosslinking step, the substrate 2 on which the liquid crystal coating film has been formed is cooled to a temperature (Tc) at which the crosslinkable liquid crystal molecules become a crystalline phase, In this state, the liquid crystal coating film is further irradiated with light having a photosensitive wavelength of the crosslinkable liquid crystal molecules to advance the crosslinking polymerization reaction to be completed. The temperature Tc described above is a temperature at which the crosslinkable liquid crystal molecules become a crystal phase in the liquid crystal coating film before the crosslinking polymerization reaction proceeds.

上記部分的架橋工程では、液晶塗布膜を成膜した基材2を温度Tcまで冷却しても、その液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子を垂直配向させた状態が維持される程度に、架橋性液晶分子の架橋重合反応が進められる。従って、部分的架橋工程における架橋重合反応の進行の程度は、液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子5の種類や、液晶塗布膜の膜厚などに応じて適宜選択されるが、おおよそ、架橋性液晶分子の重合度が5〜50となるまで架橋重合反応を進行させることが好ましい。   In the partial cross-linking step, even when the substrate 2 on which the liquid crystal coating film is formed is cooled to the temperature Tc, the state in which the cross-linkable liquid crystal molecules included in the liquid crystal coating film are vertically aligned is maintained. The crosslinking polymerization reaction of the crosslinkable liquid crystal molecules proceeds. Accordingly, the degree of progress of the cross-linking polymerization reaction in the partial cross-linking step is appropriately selected according to the type of cross-linkable liquid crystal molecules 5 contained in the liquid crystal coating film, the film thickness of the liquid crystal coating film, and the like. It is preferable to proceed the crosslinking polymerization reaction until the degree of polymerization of the conductive liquid crystal molecules becomes 5-50.

こうして、液晶塗布膜は、基材2上に架橋性液晶分子が垂直配向した状態をなして固定された構造を有する層となり、その層は、ホメオトロピック配向した位相差層4をなす。こうして、ホメオトロピック配向した位相差層4を形成した位相差制御部材1を製造することができる。   Thus, the liquid crystal coating film becomes a layer having a structure in which the crosslinkable liquid crystal molecules are fixed in a vertically aligned state on the substrate 2, and the layer forms a homeotropically aligned retardation layer 4. In this way, the retardation control member 1 in which the homeotropically aligned retardation layer 4 is formed can be manufactured.

なお、位相差制御部材1おいて、位相差層4は、下地面に対して全面ベタに形成されている場合に限定されず、部分的に形成されていてもよい。   In the phase difference control member 1, the phase difference layer 4 is not limited to the case where the phase difference layer 4 is formed as a whole surface with respect to the base surface, and may be formed partially.

位相差層4を下地面上に部分的に形成する方法としては、例えば各種印刷方法のほか、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィー法にて、基材2上にパターニング形成する方法などが具体的に例示できる。これによれば、位相差制御部材1において画素をなす領域など、予め所定の領域を定めて、その領域を狙って位相差層4を所定のパターンにて形成することが可能となる。   As a method of partially forming the retardation layer 4 on the base surface, for example, in addition to various printing methods, a method of patterning and forming on the substrate 2 by a photolithography method using a photomask is specifically exemplified. It can be illustrated. According to this, it is possible to determine a predetermined region in advance such as a region forming a pixel in the phase difference control member 1 and form the phase difference layer 4 in a predetermined pattern aiming at the region.

具体的に、次のように所定のパターンにて位相差層4を形成することができる   Specifically, the retardation layer 4 can be formed in a predetermined pattern as follows.

すなわち、液晶塗布膜を硬化させるにあたり、架橋性液晶分子の架橋重合が、液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子が液晶相を示す状態で、光重合開始剤の感光波長の光などの活性放射線を、遮光パターンを有するフォトマスクなどを介して液晶塗布膜に照射して(露光して)重合反応を部分的に進行させ(部分的重合工程という)、部分的重合工程の後、架橋性液晶分子が等方相となる温度(Ti)まで液晶塗布膜を加熱し、この状態でさらに感光波長の光などの活性放射線を液晶塗布膜に照射して重合反応を進行させる方法や、部分的重合工程の後に液晶塗布膜を温度Ti以上に加熱して架橋性液晶分子を熱重合させる処理を施すことにより液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子の重合反応を所定の重合度に至るまで進める方法で実施される。こうすることで、位相差層において架橋性液晶分子に配向性を付与された領域と、架橋性液晶分子に配向性を付与されていない領域をとパターン形成することができる。なお、上記した温度Tiは、架橋重合反応を進行させる前の液晶塗布膜において架橋性液晶分子が等方相となる温度である。   That is, when the liquid crystal coating film is cured, the crosslinking polymerization of the crosslinkable liquid crystal molecules is in a state where the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film exhibit a liquid crystal phase, and the active radiation such as light having a photosensitive wavelength of the photopolymerization initiator Is irradiated (exposed) through a photomask having a light-shielding pattern to cause the polymerization reaction to partially proceed (referred to as a partial polymerization step). After the partial polymerization step, a crosslinkable liquid crystal The liquid crystal coating film is heated to a temperature (Ti) at which molecules are in an isotropic phase, and in this state, the liquid crystal coating film is further irradiated with actinic radiation such as light having a photosensitive wavelength, or a polymerization reaction is advanced. A method of proceeding the polymerization reaction of the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film to a predetermined degree of polymerization by performing a process of thermally polymerizing the crosslinkable liquid crystal molecules by heating the liquid crystal coating film to a temperature Ti or higher after the step Carried out in The By doing so, it is possible to pattern-form a region in which the crosslinkable liquid crystal molecules are given orientation in the retardation layer and a region in which the crosslinkable liquid crystal molecules are not given orientation. The temperature Ti described above is a temperature at which the crosslinkable liquid crystal molecules are in an isotropic phase in the liquid crystal coating film before the crosslinking polymerization reaction is advanced.

また、架橋性液晶分子の架橋重合がフォトマスクを用いた部分的重合工程を経て実施される場合、液晶塗布膜を形成した基材に対して部分的重合工程が実施された後、その基材を、液晶分子の重合反応が不十分で未硬化な状態にある液晶化合物を溶解可能な溶液に、浸漬することにより、液晶塗布膜において架橋性液晶分子の重合が進まなかった部分を基材面から除去し、基材上に液晶相の架橋性液晶分子を含む層構造を所定のパターンで形成する(パターニングする)ことも可能である。   In addition, when the cross-linking polymerization of the cross-linkable liquid crystal molecules is performed through a partial polymerization process using a photomask, after the partial polymerization process is performed on the base material on which the liquid crystal coating film is formed, the base material Is immersed in a solution in which the liquid crystal compound in which the polymerization reaction of the liquid crystal molecules is insufficient and in an uncured state can be dissolved, whereby the portion of the liquid crystal coating film where the polymerization of the crosslinkable liquid crystal molecules has not progressed It is also possible to form (pattern) a layer structure including crosslinkable liquid crystal molecules in a liquid crystal phase in a predetermined pattern on the substrate.

上記のようにして得られた位相差制御部材1に対しては、液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子を架橋重合させて液晶塗布膜を位相差層4となした後に、重合された架橋性液晶分子を含む位相差層4を更に加熱する処理(重合後加熱処理)が施されることが、位相差層4の硬さや下地面に対する密着性を向上させることができて好ましい。ただし、重合後加熱処理を行う場合、基材2は、耐熱性を有することが必要であることから、基材2を構成する基材形成材として耐熱性を有するガラス基板などが好ましく用いられる。   For the retardation control member 1 obtained as described above, the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film are subjected to crosslinking polymerization to form the liquid crystal coating film as the retardation layer 4, and then the polymerized crosslinking is performed. It is preferable that the retardation layer 4 containing the crystalline liquid crystal molecules is further heated (post-polymerization heating treatment) because the hardness of the retardation layer 4 and the adhesion to the underlying surface can be improved. However, when the post-polymerization heat treatment is performed, since the base material 2 needs to have heat resistance, a glass substrate having heat resistance is preferably used as the base material forming material constituting the base material 2.

重合後加熱処理を行うにあたり、位相差層4の加熱温度は、200〜250℃であることが、重合後加熱処理後において位相差層4を、重合後加熱処理の前よりも効果的に硬くすることができる観点から好ましい。重合後加熱処理を行う時間については、30〜150分であることが、重合後加熱処理を行う際の加熱温度についての上記観点と同様の観点から好ましい。なお、加熱温度が250℃もしくは加熱時間が150分を超えると、位相差層4の硬度・強度は上がるが位相差層4自体が強く黄変してしまう虞が大きくなり、一方加熱温度が150℃もしくは加熱時間が30分を下回ると、十分な硬度・強度や密着性が得られない虞が大きくなる。   In performing the post-polymerization heat treatment, the heating temperature of the retardation layer 4 is 200 to 250 ° C., and the post-polymerization heat treatment is more effectively hardened than the post-polymerization heat treatment before the post-polymerization heat treatment. It is preferable from the viewpoint that can be performed. About the time which performs heat processing after superposition | polymerization, it is preferable from the viewpoint similar to the said viewpoint about the heating temperature at the time of performing heat processing after superposition | polymerization that it is 30 to 150 minutes. When the heating temperature is 250 ° C. or the heating time exceeds 150 minutes, the hardness / strength of the retardation layer 4 is increased, but the possibility that the retardation layer 4 itself is strongly yellowed increases, while the heating temperature is 150 ° C. When the temperature is less than 30 minutes, the possibility that sufficient hardness / strength and adhesion cannot be obtained increases.

そして、位相差層4は、加熱された後、降温される。   The retardation layer 4 is heated and then cooled.

こうした重合後加熱処理は、位相差層4を形成した基材2を、オーブン装置などの焼成装置に導入し、圧力が大気圧、空気雰囲気の条件下で焼成することによって具体的に実施できる。その他、赤外線照射による方法でも実施することができる。   Such post-polymerization heat treatment can be specifically carried out by introducing the base material 2 on which the retardation layer 4 is formed into a baking apparatus such as an oven apparatus and baking it under conditions of atmospheric pressure and air atmosphere. In addition, it can implement also by the method by infrared irradiation.

また、重合後加熱処理の工程を行うにあたり、位相差層4の加熱の際の昇温、加熱後の降温は徐々に行われることが好ましい。   In addition, in performing the post-polymerization heat treatment step, it is preferable that the temperature increase during the heating of the retardation layer 4 and the temperature decrease after the heating are performed gradually.

なお、位相差層4を形成するにあたって、位相差層4の下地面が撥水性又は撥油性の高い状態であるような場合には、事前に(すなわち下地面上に液晶組成物を塗布して液晶塗布膜を成膜して位相差層4を形成する前に)、下地面に対して架橋性液晶分子を垂直配向させることが可能な範囲内でUV洗浄処理やプラズマ処理を施して、液晶組成物を塗布しようとする下地面表面の濡れ性を予め高めておいてもよい。   In forming the retardation layer 4, when the underlying surface of the retardation layer 4 is in a state of high water repellency or oil repellency, a liquid crystal composition is applied in advance (that is, on the base surface). Before forming the liquid crystal coating film to form the retardation layer 4), the liquid crystal is subjected to UV cleaning treatment or plasma treatment within a range in which the crosslinkable liquid crystal molecules can be vertically aligned with respect to the base surface. You may improve the wettability of the base surface surface which is going to apply | coat a composition previously.

位相差層4の下地面に対してUV洗浄処理を施す場合、その下地面に向けて照射される紫外線の照射量は500mJ/cm〜3000mJ/cm、より好ましくは900mJ/cm〜3000mJ/cmの範囲で行われる。紫外線が500mJ/cm以上の照射量で照射されることで、下地面に濡れ性を十分に付与する事ができ、紫外線が3000mJ/cm以上の照射量で照射されることで、下地面を構成する層構造自体の変色といった不具合が生じる虞を効果的に抑制できる。 When subjected to UV cleaning process on the underlying surface of the retardation layer 4, the irradiation amount of ultraviolet rays irradiated toward an underlying surface 500mJ / cm 2 ~3000mJ / cm 2 , more preferably 900mJ / cm 2 ~3000mJ / Cm 2 . By ultraviolet rays are irradiated at 500 mJ / cm 2 or more dose, the wettability to the substrate surface can be sufficiently imparted, by ultraviolet rays are irradiated at 3000 mJ / cm 2 or more dose, the underlying surface It is possible to effectively suppress the possibility of problems such as discoloration of the layer structure itself constituting the.

ここで、位相差層4の下地面に対してUV洗浄処理を施すにあたり、900mJ/cm以上3000mJ/cm以下の紫外線の照射量で下地面が洗浄されると、下地面の濡れ性は、特に好ましく改善されるが、その一方で、紫外線照射の影響により下地面の状態は、架橋性液晶分子を垂直配向することが困難な状態となる。その結果、従来では、下地面が900mJ/cm以上の紫外線照射量で洗浄されると、その下地面上に液晶塗布膜を成膜して架橋性液晶を垂直配向させようとしても、架橋性液晶を良好に垂直配向させることが困難で、良好にホメオトロピック配向した位相差層を安定して得ることができなかった。この点、本発明の液晶組成物であれば、900mJ/cm以上の紫外線照射量でUV洗浄処理を施された下地面にあっても、下地面上に液晶組成物中の架橋性液晶分子を良好に垂直配向させることが可能であり、これにより良好にホメオトロピック配向した位相差層を安定して形成することが可能となり、良好に光学補償機能を発揮可能な位相差制御部材を得ることができる。 Here, when subjected to UV cleaning process on the underlying surface of the retardation layer 4, the base surface at the irradiation amount of 900 mJ / cm 2 or more 3000 mJ / cm 2 or less of ultraviolet light is cleaned, the wettability of the underlying surface is Although it is particularly preferably improved, on the other hand, under the influence of ultraviolet irradiation, the state of the base surface becomes a state in which it is difficult to vertically align the crosslinkable liquid crystal molecules. As a result, conventionally, when the base surface is cleaned with an ultraviolet irradiation amount of 900 mJ / cm 2 or more, a liquid crystal coating film is formed on the base surface to crosslink the liquid crystal vertically. It was difficult to satisfactorily align the liquid crystal in the vertical direction, and it was not possible to stably obtain a phase difference layer having a good homeotropic alignment. In this regard, in the liquid crystal composition of the present invention, the crosslinkable liquid crystal molecules in the liquid crystal composition are formed on the base surface even if it is on the base surface that has been subjected to UV cleaning treatment with an ultraviolet irradiation amount of 900 mJ / cm 2 or more. It is possible to satisfactorily vertically align the film, and it is possible to stably form a phase difference layer having a good homeotropic alignment, and to obtain a phase difference control member capable of exhibiting a good optical compensation function. Can do.

本発明の液晶組成物を用いて得られる位相差制御部材1には、着色層が設けられていてもよい。   The retardation control member 1 obtained using the liquid crystal composition of the present invention may be provided with a colored layer.

そこで、次に、着色層を設けた位相差制御部材1について説明する。特に、位相差制御部材1につき、基材2の表面上に、色パターンとブラックマトリクス15とを有する着色層13が形成されて、着色層13の表面が位相差層4の下地面を構成し、位相差層4が基材の上に間接形成されている場合を一例として説明する(図2、3)。図2、図3は、着色層13を備える位相差制御部材1の実施例の一つを説明するための断面を示すそれぞれ概略断面図、概略平面図である。なお、図3では、説明の都合上、位相差層4を省略している。   Then, next, the phase difference control member 1 provided with the colored layer will be described. In particular, for the retardation control member 1, a colored layer 13 having a color pattern and a black matrix 15 is formed on the surface of the substrate 2, and the surface of the colored layer 13 constitutes the ground of the retardation layer 4. The case where the retardation layer 4 is indirectly formed on the substrate will be described as an example (FIGS. 2 and 3). 2 and 3 are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view, respectively, illustrating a cross-section for explaining one of the embodiments of the phase difference control member 1 including the colored layer 13. In FIG. 3, the phase difference layer 4 is omitted for convenience of explanation.

位相差制御部材1は、基材2の一方の表面に遮光性のブラックマトリクス15が縦横に格子状(格子縞状)に塗工形成され、これによりブラックマトリクス15の非形成領域が開口部20として格子点状に多数形成される。このとき、ブラックマトリクス15の形成領域が遮光部に相当し、開口部20が透過部に相当する。   In the phase difference control member 1, a light-shielding black matrix 15 is coated on one surface of a base material 2 in a grid pattern (lattice pattern) so that a non-formation region of the black matrix 15 serves as an opening 20. A large number of lattice points are formed. At this time, the formation region of the black matrix 15 corresponds to a light shielding part, and the opening 20 corresponds to a transmission part.

ブラックマトリクス15は、例えば、金属クロム薄膜やタングステン薄膜等、遮光性又は光吸収性を有する金属薄膜を基材2面にパターニングすることにより、形成することができる。また、ブラックマトリクス15は、黒色顔料を含む樹脂等の有機材料を所定形状に印刷することにより形成することも可能である。   The black matrix 15 can be formed, for example, by patterning a metal thin film having a light shielding property or light absorption property such as a metal chromium thin film or a tungsten thin film on the surface of the substrate 2. The black matrix 15 can also be formed by printing an organic material such as a resin containing a black pigment in a predetermined shape.

ブラックマトリクス15を配置した基材2の上には、開口部20を覆うように三色の色パターン16,17,18が短冊状に配列されて、これら色パターン16,17,18とブラックマトリクス15とで着色層13が形成されている(図2、図3)。色パターン16,17,18は光透過性を有しており、透過する可視光を分光してそれぞれ赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光となす。したがって図3に二点鎖線で示すように、RGBの三色の色パターン(赤色(R)の色パターン16、緑色(G)の色パターン17、青色(B)の色パターン18)によってそれぞれ被覆された開口部20が形成されてそれぞれ画素をなし、そして三色の色パターン16,17,18によって被覆された三つの開口部20があわさって、一つの絵素21が形成される。   On the base material 2 on which the black matrix 15 is arranged, three color patterns 16, 17, 18 are arranged in a strip shape so as to cover the opening 20, and these color patterns 16, 17, 18 and the black matrix are arranged. 15, a colored layer 13 is formed (FIGS. 2 and 3). The color patterns 16, 17, and 18 are light-transmitting, and the visible light that is transmitted is split into red (R), green (G), and blue (B) light, respectively. Therefore, as shown by a two-dot chain line in FIG. 3, each of the three color patterns of RGB (red (R) color pattern 16, green (G) color pattern 17, blue (B) color pattern 18) is covered. The apertures 20 are formed to form pixels, and the three apertures 20 covered by the three color patterns 16, 17, and 18 are combined to form one picture element 21.

色パターン16,17,18は、色種ごとに、各色種に対応する顔料と樹脂などを配合してなる着色材料を溶媒に分散させた着色材料分散液を基材2に塗布して形成される塗膜を、例えばフォトリソグラフィー法で、例えば短冊状などといった所定形状にパターニングすることで形成されるほか、インクジェット法などを用いて着色材料分散液を所定形状に基材2に塗布することによっても形成できる。   The color patterns 16, 17, and 18 are formed by applying, to the base material 2, a coloring material dispersion liquid in which a coloring material formed by blending a pigment corresponding to each color type and a resin is dispersed in a solvent for each color type. In addition to being formed by patterning a coating film to be formed into a predetermined shape such as a strip shape by a photolithography method, for example, by applying a coloring material dispersion liquid to the substrate 2 in a predetermined shape using an inkjet method or the like Can also be formed.

着色層13においてブラックマトリクス15が形成される場合、このブラックマトリクス15は、遮光部としての機能として、おおよそ短冊状に塗工される色パターン16,17,18の混色を防止する機能と、開口部20を平面視上区画化して、絵素21の輪郭を鮮明化する機能、さらにまた、位相差制御部材1が液晶セルに組み込まれる際に液晶セルに通常配置され液晶を駆動させるために用いられるTFTなどの駆動回路などを、透過光から隠蔽する機能を併せもつ。   When the black matrix 15 is formed in the colored layer 13, the black matrix 15 has a function of preventing color mixing of the color patterns 16, 17, and 18 applied in a roughly strip shape as a light shielding portion, and an opening. The function of partitioning the section 20 in plan view to sharpen the outline of the picture element 21, and also used for driving the liquid crystal that is normally arranged in the liquid crystal cell when the phase difference control member 1 is incorporated in the liquid crystal cell It also has a function of concealing a driving circuit such as a TFT from transmitted light.

また、位相差制御部材1は、その用途や光学的な仕様によってはブラックマトリクス15を不要とする場合(この場合には、着色層13は、色パターンで構成される。)もある。   In some cases, the phase difference control member 1 does not require the black matrix 15 depending on its application and optical specifications (in this case, the colored layer 13 is configured by a color pattern).

本発明の位相差制御部材1においては、ブラックマトリクス15の配置形状は矩形格子状である場合に限定されず、ストライプ状や三角格子状などに形成してもよい。また着色層13を構成する色パターンについても、RGB方式の三色の場合のほか、その補色系であるCMY方式とすることも可能であり、さらに単色もしくは二色の場合、または四色以上の場合なども採りうる。また色パターンの形状も、短冊状にパターン形成する場合のほか、矩形状や三角形状などの微細パターンを基材2上に多数分散配置するパターンの場合など、目的に応じて種々のパターンを採りうる。   In the phase difference control member 1 of the present invention, the arrangement shape of the black matrix 15 is not limited to a rectangular lattice shape, and may be formed in a stripe shape or a triangular lattice shape. Further, the color pattern constituting the colored layer 13 can also be a CMY system which is a complementary color system in addition to the RGB system of three colors, and further, in the case of a single color or two colors, or four or more colors. Cases can also be taken. In addition to the case where the color pattern is formed in a strip shape, a variety of patterns may be adopted depending on the purpose, such as a pattern in which a large number of fine patterns such as a rectangular shape or a triangular shape are dispersedly arranged on the substrate 2. sell.

なお、位相差制御部材1においては、TFTなどのスイッチング素子、ITO膜などの透明電極で構成される層構造を備え、これらの層構造の表面を、位相差層4の下地面とするように構成してもよい。なお、透明電極は、スパッタリング法など公知の手段を適宜選択して基材表面上に適宜パターニングすることで形成できる。   The phase difference control member 1 has a layer structure composed of a switching element such as a TFT and a transparent electrode such as an ITO film, and the surface of these layer structures is used as the ground of the phase difference layer 4. It may be configured. The transparent electrode can be formed by appropriately selecting a known means such as a sputtering method and appropriately patterning on the substrate surface.

図2,3の例では、基材2上に着色層13を設けて基材2と位相差層4の間に着色層13が介在するように構成した位相差制御部材1について説明したが、位相差制御部材1はこれに限定されず、例えば、基材2と着色層13の間に位相差層4が介在するように構成されたものであってもよい。すなわち、図1に示す位相差制御部材1の位相差層4上(空気界面側)にさらに着色層13が積層されていてもよい。   In the example of FIGS. 2 and 3, the retardation control member 1 is described in which the colored layer 13 is provided on the substrate 2 and the colored layer 13 is interposed between the substrate 2 and the retardation layer 4. The retardation control member 1 is not limited to this, and may be configured such that the retardation layer 4 is interposed between the base material 2 and the colored layer 13, for example. That is, the colored layer 13 may be further laminated on the retardation layer 4 (air interface side) of the retardation control member 1 shown in FIG.

このような着色層13を備えた位相差制御部材1は、液晶表示装置を構成する2枚の基板のうちの一方に組み込まれるカラーフィルタとして用いることができる。   The retardation control member 1 provided with such a colored layer 13 can be used as a color filter incorporated in one of the two substrates constituting the liquid crystal display device.

本発明の位相差制御部材1は、位相差層4上に直接もしくは間接に柱状の構造体(柱体)を所定の配置パターンにて配置されて形成されるものであってもよい。なお、配置パターンは位相差制御部材1の設計に応じて適宜選択される。   The retardation control member 1 of the present invention may be formed by arranging columnar structures (columns) in a predetermined arrangement pattern directly or indirectly on the retardation layer 4. The arrangement pattern is appropriately selected according to the design of the phase difference control member 1.

柱体は、光硬化性を有する感光性塗料を位相差層4上に塗布して、感光性塗料塗工膜を成膜してさらに乾燥させ、所定の配置パターンに対応するパターンを形成したフォトマスクを介して感光性塗料塗工膜に向けて紫外線などの活性放射線を照射することで露光し、露光部分と未露光部分とで硬化、未硬化の部分とを形成させたのち、未硬化の部分をエッチング処理にて除去して、硬化部分が焼成されることで形成される。光硬化性を有する感光性塗料としては、従前より公知な材料組成物、例えば多官能アクリレートを含有するアクリル系ポリマー、アミド系ポリマー、エステル系ポリマー等のポリマーを形成する材料組成物を、挙げることができる。   The column body is a photo in which a photo-curing photosensitive paint is applied on the retardation layer 4 to form a photosensitive paint coating film and dried to form a pattern corresponding to a predetermined arrangement pattern. It is exposed by irradiating actinic radiation such as ultraviolet rays toward the photosensitive paint coating film through a mask, and the exposed and unexposed areas are cured and uncured areas are formed. It is formed by removing the portion by etching treatment and firing the cured portion. Examples of the photosensitive paint having photocurability include conventionally known material compositions, for example, material compositions that form polymers such as acrylic polymers, amide polymers, and ester polymers containing polyfunctional acrylates. Can do.

また、本発明の位相差制御部材1は、位相差層4上に保護層を積層形成されたものでもよい。この場合、保護層は、上記柱体を形成する際に使用可能な感光性塗料と同様の感光性塗料を用いて、その感光性塗料を位相差層4上に塗布してこれを硬化させることで具体的に形成することが可能である。   Further, the retardation control member 1 of the present invention may be formed by laminating a protective layer on the retardation layer 4. In this case, the protective layer is formed by applying the photosensitive paint on the phase difference layer 4 using the same photosensitive paint as the photosensitive paint that can be used when forming the column body. It is possible to form specifically by.

次に、本発明の位相差制御部材1を組み込んだ液晶表示装置について説明する。
なお、液晶表示装置としては、IPSモードであって、着色層13を下地面となす位相差制御部材1を組み込んでいる場合(図4)、を例として説明する。図4は、液晶表示装置51を説明するための図である。
Next, a liquid crystal display device incorporating the phase difference control member 1 of the present invention will be described.
In addition, as a liquid crystal display device, it is an IPS mode, and demonstrates the case where the phase difference control member 1 which makes the colored layer 13 a base surface is incorporated (FIG. 4) as an example. FIG. 4 is a diagram for explaining the liquid crystal display device 51.

本発明の液晶表示装置51は、図4に示すように、対向する一対の基板25(対向基板22、TFTアレイ基板23)の間に、電場に置かれた状態で電場の変化に応じて駆動可能(配向を変動可能)に液晶表示装置駆動用の液晶組成物(駆動用液晶組成物24)を封入して駆動液晶層28を形成している。そして、液晶表示装置51は、TFTアレイ基板23の厚さ方向に、TFTアレイ基板23の外側位置からTFTアレイ基板23に向かって光を照射するバックライト(図示しない)を配設して構成されている。   As shown in FIG. 4, the liquid crystal display device 51 of the present invention is driven in accordance with a change in the electric field while being placed in an electric field between a pair of opposing substrates 25 (opposing substrate 22 and TFT array substrate 23). A driving liquid crystal layer 28 is formed by enclosing a liquid crystal composition for driving a liquid crystal display device (driving liquid crystal composition 24) in such a manner that the orientation can be changed. The liquid crystal display device 51 includes a backlight (not shown) that emits light from the outer position of the TFT array substrate 23 toward the TFT array substrate 23 in the thickness direction of the TFT array substrate 23. ing.

対向基板22は、基材2上に、ブラックマトリクス15と色パターン16,17,18を備えた着色層13を積層して、その着色層13表面を被覆して位相差層4を形成している。   The counter substrate 22 is formed by laminating a colored layer 13 having a black matrix 15 and color patterns 16, 17, and 18 on the base material 2, and covering the surface of the colored layer 13 to form the retardation layer 4. Yes.

さらに位相差層4上には、柱体3が、その基底部(図4において上方側の部分)を、位相差層4表面上所定の位置(柱体形成予定位置)に上記したフォトリソグラフィー法などの公知方法を用いて分散配置されている。柱体形成予定位置は、位相差制御部材1において画素とする部分を除いた部分(非画素部)内に、適宜定められる。   Further, on the retardation layer 4, the column body 3 has the base portion (the upper portion in FIG. 4) placed at a predetermined position on the surface of the retardation layer 4 (column body formation planned position) as described above. It distributes using well-known methods, such as. The columnar formation planned position is appropriately determined in a portion (non-pixel portion) excluding a portion to be a pixel in the phase difference control member 1.

対向基板22には、基板2の厚さ方向の表面のうち着色層13の非形成面の上には、直線偏光板33が配置されている。   On the counter substrate 22, a linearly polarizing plate 33 is disposed on the surface of the substrate 2 in the thickness direction on the surface where the colored layer 13 is not formed.

TFTアレイ基板23は、透明な基材41のインセル側(駆動用液晶組成物24の封入される側)の面上に、駆動液晶層28の液晶44に対する電圧の印加有無のスイッチング駆動する駆動用回路をなすTFTと、これにより駆動液晶層28への電圧の負荷量が制御される液晶駆動用電極とを設けている(図示せず)。液晶駆動用電極は、駆動液晶層28の面内方向の電場を生じさせるとともに、駆動液晶層28の面内方向に液晶44の配向を変化させる。   The TFT array substrate 23 is for driving for switching driving whether or not voltage is applied to the liquid crystal 44 of the driving liquid crystal layer 28 on the surface of the transparent substrate 41 on the in-cell side (side where the driving liquid crystal composition 24 is sealed). A TFT forming a circuit and a liquid crystal driving electrode for controlling the amount of voltage applied to the driving liquid crystal layer 28 are provided (not shown). The liquid crystal driving electrode generates an electric field in the in-plane direction of the driving liquid crystal layer 28 and changes the orientation of the liquid crystal 44 in the in-plane direction of the driving liquid crystal layer 28.

さらに、TFTアレイ基板23は、そのインセル側の最表面に、多数の柱体3の先端部(同図における下方)を当接している。そして、バックライト側基板23には、そのアウトセル側(インセル側とは逆側)の面に、直線偏光板42が配置されている。   Furthermore, the TFT array substrate 23 is in contact with the tip portions (downward in the figure) of a large number of pillars 3 on the outermost surface on the in-cell side. The backlight side substrate 23 is provided with a linearly polarizing plate 42 on the out-cell side (opposite side of the in-cell side).

また、液晶表示装置51において、対向基板22の直線偏光板33と、TFTアレイ基板23の直線偏光板42とは、互いの透過軸が直交するように配されている。なお、図中、直線偏光板33、42の透過軸は矢印にて示す。   In the liquid crystal display device 51, the linearly polarizing plate 33 of the counter substrate 22 and the linearly polarizing plate 42 of the TFT array substrate 23 are arranged so that their transmission axes are orthogonal to each other. In the figure, the transmission axes of the linearly polarizing plates 33 and 42 are indicated by arrows.

この液晶表示装置51では、対向基板22において、基材2と着色層13と位相差層4が積層されてなる層構造が備えられており、この層構造は、本発明における位相差制御部材1を構成する。すなわち、液晶表示装置51には、位相差制御部材1が組み込まれて構成されている。   In this liquid crystal display device 51, the counter substrate 22 is provided with a layer structure in which the base material 2, the colored layer 13, and the retardation layer 4 are laminated, and this layer structure is the retardation control member 1 in the present invention. Configure. That is, the liquid crystal display device 51 is configured by incorporating the phase difference control member 1.

なお、液晶表示装置51には、必要に応じて、対向基板22における直線偏光板33の内側に、位相差フィルム30が介在配置されていてもよい。図4に示す例では、液晶表示装置51として、位相差層4を正のCプレートの光学補償機能を有する層として形成した位相差制御部材1を組み込み、且つ、位相差フィルム30として、正のAプレートとしての光学補償機能を有するものが示されている。図4中、位相差層4、位相差フィルム30の光学補償機能を規定する複屈折特性は、それぞれ屈折率楕円体100,101にて示す。   In the liquid crystal display device 51, the retardation film 30 may be disposed inside the linear polarizing plate 33 in the counter substrate 22 as necessary. In the example shown in FIG. 4, as the liquid crystal display device 51, the retardation control member 1 in which the retardation layer 4 is formed as a layer having an optical compensation function of a positive C plate is incorporated, and the retardation film 30 is positive. One having an optical compensation function as an A plate is shown. In FIG. 4, the birefringence characteristics defining the optical compensation function of the retardation layer 4 and the retardation film 30 are indicated by refractive index ellipsoids 100 and 101, respectively.

液晶表示装置51においては、位相差フィルム30は、必要に応じて複数枚、複数種類介在させていてもよい。したがって、例えば、液晶表示装置51は、位相差層4を正のCプレートの光学補償機能を有する層として形成した位相差制御部材1を組み込み、且つ、位相差フィルム30として、正のAプレートとしての光学補償機能を有するもの、さらにその他の機能を有するものと、2枚以上を積層させて構成されていてもよい。   In the liquid crystal display device 51, a plurality of retardation films 30 may be interposed in a plurality of types as required. Therefore, for example, the liquid crystal display device 51 incorporates the retardation control member 1 in which the retardation layer 4 is formed as a layer having an optical compensation function of a positive C plate, and as the retardation film 30 as a positive A plate. It may be configured by laminating two or more of those having the above optical compensation function and those having other functions.

なお、本明細書において、位相差制御部材1を組み込む液晶表示装置がIPSモードである場合について説明したが、このことは、この位相差制御部材1を例えばMVAモードやOCBモード(Optically Compensated Birefringenceモード)などといった他のモードの液晶表示装置に使用されることを否定するものではない。   In the present specification, the case where the liquid crystal display device incorporating the phase difference control member 1 is in the IPS mode has been described. This is because the phase difference control member 1 is, for example, in an MVA mode or an OCB mode (Optically Compensated Birefringence mode). This is not to deny use in liquid crystal display devices in other modes such as.

実施例1
下記化合物(a)〜(d)に示すような架橋重合性液晶分子でなる液晶化合物と、界面活性剤と、光重合開始剤と、重合禁止剤とを混合して下記組成の液晶材料組成物Aを調整した。なお、下記に示す液晶材料組成物Aを構成する液晶化合物や界面活性剤などの各構成成分についての重量比(重量%)は、液晶材料組成物Aの総重量に対する各構成成分の重量比を示す。
Example 1
A liquid crystal material composition having the following composition by mixing a liquid crystal compound composed of cross-linkable polymerizable liquid crystal molecules as shown in the following compounds (a) to (d), a surfactant, a photopolymerization initiator, and a polymerization inhibitor. A was adjusted. In addition, the weight ratio (% by weight) of each constituent component such as a liquid crystal compound and a surfactant constituting the liquid crystal material composition A shown below is the weight ratio of each constituent component to the total weight of the liquid crystal material composition A. Show.

Figure 2009040984
Figure 2009040984

<液晶材料組成物Aの組成>
化合物(a) 32.67 重量%
化合物(b) 18.67 重量%
化合物(c) 21.0 重量%
化合物(d) 21.0 重量%
界面活性剤 1.02 重量%
(ドデカノール)
光重合開始材 5.6 重量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、イルガキュアー907)
重合禁止剤 0.04 重量%
(BHT(2,6−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシトルエン))
<Composition of liquid crystal material composition A>
Compound (a) 32.67% by weight
Compound (b) 18.67% by weight
Compound (c) 21.0% by weight
Compound (d) 21.0% by weight
Surfactant 1.02% by weight
(Dodecanol)
Photopolymerization initiator 5.6 wt%
(Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Polymerization inhibitor 0.04% by weight
(BHT (2,6-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene))

上記液晶材料組成物Aに対して、組成物(M)としてメルカプトプロピオン酸誘導体(ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)(堺化学社製、PEMP))(配合量3重量%(対配合物換算値))を添加して、本発明の液晶組成物を得た。   With respect to the liquid crystal material composition A, a mercaptopropionic acid derivative (pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd., PEMP)) as a composition (M) Product equivalent value)) was added to obtain a liquid crystal composition of the present invention.

得られた液晶組成物をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に溶解し、濃度20%の溶液(液晶組成物溶液)を得た。ここに、濃度20%とは、溶液の総重量に対する液晶組成物の重量比率(重量%)が20重量%であることを示す。   The obtained liquid crystal composition was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) to obtain a 20% concentration solution (liquid crystal composition solution). Here, the concentration of 20% indicates that the weight ratio (% by weight) of the liquid crystal composition to the total weight of the solution is 20% by weight.

この液晶組成物溶液を用いて、次に示すように、着色層上に位相差層の形成された位相差制御部材を製造した。   Using this liquid crystal composition solution, a retardation control member having a retardation layer formed on a colored layer was produced as follows.

[着色層の形成]
基材としてのガラス基板(縦100×横100mm、厚み0.7mm)(コーニング社製、1737材)を準備し、予め洗浄処理を施し、ガラス基板面上に着色層を形成した。着色層の形成にあたり、赤色(R)の着色材料分散液を調整した。着色材料分散液としては、顔料分散型フォトレジストが用いられた。
[Formation of colored layer]
A glass substrate (vertical 100 × width 100 mm, thickness 0.7 mm) (manufactured by Corning, 1737 material) as a base material was prepared, washed in advance, and a colored layer was formed on the glass substrate surface. In forming the colored layer, a red (R) colored material dispersion was prepared. A pigment dispersion type photoresist was used as the coloring material dispersion.

顔料分散型フォトレジストの調整は、分散液組成物(顔料、分散剤及び溶剤を含有する)にビーズを加え、分散機(ペイントシェーカー(浅田鉄工社製))で3時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液とクリアレジスト組成物(ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤及び溶剤を含有する)とを混合することにより顔料分散型フォトレジストが得られた。なお、顔料分散型フォトレジストは次に示すような組成のものが用いられた。   Preparation of the pigment dispersion type photoresist is performed by adding beads to the dispersion composition (containing pigment, dispersant and solvent) and dispersing for 3 hours with a disperser (paint shaker (manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.)). A pigment-dispersed photoresist was obtained by mixing the removed dispersion and the clear resist composition (containing polymer, monomer, additive, initiator and solvent). A pigment dispersion type photoresist having the following composition was used.

(赤色(R)の顔料分散型フォトレジスト)
・赤顔料・・・・・4.8重量部
(C.I.PR254(チバスペシャリティケミカルズ社製、クロモフタールDPP Red BP))
・黄顔料・・・・・1.2重量部
(C.I.PY139(BASF社製、パリオトールイエローD1819))
・分散剤・・・・・3.0重量部
(ゼネカ(株)製、ソルスパース24000)
・モノマー・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製、SR399)
・ポリマー1・・・・・5.0重量部
・開始剤・・・・・1.4重量部
(チバガイギー社製、イルガキュア907)
・開始剤・・・・・0.6重量部
(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール)
・溶剤・・・・・80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(Red (R) pigment-dispersed photoresist)
・ Red pigment: 4.8 parts by weight (CIPR254 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Chromophthal DPP Red BP))
・ Yellow pigment: 1.2 parts by weight (CI PY139 (manufactured by BASF, Paliotor Yellow D1819))
・ Dispersant: 3.0 parts by weight (manufactured by Zeneca Corporation, Solsperse 24000)
・ Monomer: 4.0 parts by weight (Sartomer Co., Ltd., SR399)
-Polymer 1-5.0 parts by weight-Initiator-1.4 parts by weight (Irgacure 907, manufactured by Ciba Geigy)
・ Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)

調整した赤色の顔料分散型フォトレジストをガラス基板面上にスピンコート法にて塗布して、90℃、3分間予備焼成(プリベーク)し、アライメント露光(100mJ/cm2)した後、230℃、30分間ポストベークし、赤色単色の着色層(厚み2.0μm)を形成した。この着色層は、ガラス基材上に一面ベタに形成された。   The adjusted red pigment-dispersed photoresist is applied onto the glass substrate surface by spin coating, pre-baked (pre-baked) at 90 ° C. for 3 minutes, alignment exposure (100 mJ / cm 2), and then at 230 ° C., 30 Post-baking was performed for a minute to form a red monochromatic colored layer (thickness: 2.0 μm). This colored layer was formed on the entire surface of the glass substrate.

ガラス基材上に着色層を形成した後、UV洗浄処理が実施された。UV洗浄処理は、着色層表面に紫外線(波長254nm、露光量1J/cm)を照射することで行われた。なお、UV洗浄処理には、紫外線洗浄装置(岩崎電気社製、OC−2506)が用いられた。 After forming a colored layer on the glass substrate, a UV cleaning treatment was performed. The UV cleaning treatment was performed by irradiating the colored layer surface with ultraviolet rays (wavelength 254 nm, exposure amount 1 J / cm 2 ). In addition, the ultraviolet-ray cleaning apparatus (Iwasaki Electric company make, OC-2506) was used for UV cleaning process.

UV洗浄処理の後、着色層の形成されたガラス基板をスピンコーター(ミカサ社製、1H−360S)に設置し、着色層の表面を下地面としてその面上に、上記のように調整された液晶組成物溶液をスピンコーティングすることにより、液晶塗布膜を作製した。   After the UV cleaning treatment, the glass substrate on which the colored layer was formed was placed on a spin coater (manufactured by Mikasa Co., Ltd., 1H-360S), and the surface of the colored layer was used as a base surface and adjusted as described above. A liquid crystal coating film was prepared by spin coating the liquid crystal composition solution.

[液晶塗布膜に含まれる液晶化合物について液晶相状態の形成]
液晶塗布膜の形成された基板を、減圧乾燥(室温、減圧時の圧力20Pa)することで、液晶化合物を液晶相状態とするとともに、液晶塗布膜中の溶媒を留去した。
[Formation of liquid crystal phase state for liquid crystal compound contained in liquid crystal coating film]
The substrate on which the liquid crystal coating film was formed was dried under reduced pressure (room temperature, pressure at the time of pressure reduction of 20 Pa), thereby bringing the liquid crystal compound into a liquid crystal phase and distilling off the solvent in the liquid crystal coating film.

[液晶分子の架橋重合反応]
次に、空気雰囲気下で、液晶塗布膜全面に、超高圧水銀灯を有する紫外線照射装置(ハリソン東芝ライティング社製、TOSCURE 751)を用いて出力が20mW/cmの紫外線(365nm)を10秒間照射して、液晶塗布膜中の液晶分子を架橋重合させて架橋性液晶分子を垂直配向させた状態で固定し、さらにオーブンにて230℃、30分間焼成することで重合後焼成処理を施して、位相差制御部材を得た。得られた位相差制御部材について、位相差層の厚みは1.0μmであった。位相差層の厚みは、触針式膜厚計アルファステップ(テンコール社製)を用いて測定された。
[Crosslinking polymerization reaction of liquid crystal molecules]
Next, ultraviolet rays (365 nm) with an output of 20 mW / cm 2 are irradiated for 10 seconds on the entire surface of the liquid crystal coating film in an air atmosphere by using an ultraviolet irradiation device having a super high pressure mercury lamp (TORISURE 751 manufactured by Harrison Toshiba Lighting Co., Ltd.). Then, the liquid crystal molecules in the liquid crystal coating film are cross-linked and fixed in a state where the cross-linkable liquid crystal molecules are vertically aligned, and further subjected to post-polymerization baking treatment by baking in an oven at 230 ° C. for 30 minutes, A phase difference control member was obtained. Regarding the obtained retardation control member, the thickness of the retardation layer was 1.0 μm. The thickness of the retardation layer was measured using a stylus thickness meter Alphastep (manufactured by Tencor).

得られた位相差制御部材の位相差層のホメオトロピック配向性および光学補償機能につき次のように評価した。   The homeotropic orientation and optical compensation function of the retardation layer of the obtained retardation control member were evaluated as follows.

[ホメオトロピック配向性の評価]
位相差層を構成する架橋性液晶分子の配向状態は、波長589nmの光が位相差層を透過する際に生じる位相差を測定し、その値に基づき評価した。なお、位相差の測定には、大塚電子社製のRETS−1250AVを用いた。
[Evaluation of homeotropic orientation]
The alignment state of the crosslinkable liquid crystal molecules constituting the retardation layer was evaluated based on the measured retardation value when light having a wavelength of 589 nm was transmitted through the retardation layer. For measurement of the phase difference, RETS-1250AV manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used.

即ち、まず位相差制御部材の位相差層の厚さ方向にz軸を想定するとともに、z軸方向に法線を有する平面をとり、その平面内にx軸とy軸を互いに直交する軸として想定し、xyz空間座標系を想定した。そして、z軸方向およびz軸に対してx軸方向及びy軸方向に傾斜する方向について位相差層の位相差を測定した。また、x軸方向に傾斜する方向について測定された場合と、y軸方向に傾斜する方向について測定された場合について、位相差層に生じる位相差がz軸を基準として対称性を示しているか否かを測定した。これらの測定結果に基づき、位相差層が良好にホメオトロピック配向をしているか否かという配向性の良否を、次のように評価した。   That is, first, a z-axis is assumed in the thickness direction of the retardation layer of the retardation control member, a plane having a normal line in the z-axis direction is taken, and the x axis and the y axis are orthogonal to each other in the plane Assuming an xyz space coordinate system. And the phase difference of the phase difference layer was measured about the direction inclined in the x-axis direction and the y-axis direction with respect to the z-axis direction and the z-axis. Whether or not the phase difference generated in the retardation layer exhibits symmetry with respect to the z-axis when measured in the direction inclined in the x-axis direction and when measured in the direction inclined in the y-axis direction. Was measured. Based on these measurement results, the quality of the orientation as to whether or not the retardation layer had a good homeotropic orientation was evaluated as follows.

位相差はx軸方向、y軸方向ともに対称性を示し、且つ、z軸方向の位相差の値が4nm以下 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・◎
位相差はx軸方向、y軸方向ともに対称性を示す、又は、z軸方向の位相差の値が4nm以下、についていずれか一方を満たす ・・・・ ○
位相差はx軸方向、y軸方向ともに対称性に乱れがあり、且つ、z軸方向の位相差の値が4nmより大きい ・・・・・・・・・・・・・ ×
The phase difference shows symmetry in both the x-axis direction and the y-axis direction, and the value of the phase difference in the z-axis direction is 4 nm or less.
The phase difference exhibits symmetry in both the x-axis direction and the y-axis direction, or the phase difference value in the z-axis direction satisfies 4 nm or less.
The phase difference is disturbed in symmetry in both the x-axis direction and the y-axis direction, and the value of the phase difference in the z-axis direction is larger than 4 nm.

位相差制御部材の位相差層に関するホメオトロピック配向性の評価の結果は◎であり、位相差層が良好にホメオトロピック配向していることが認められた。   The result of evaluation of homeotropic orientation with respect to the retardation layer of the retardation control member was ◎, and it was confirmed that the retardation layer was well homeotropically oriented.

[光学補償機能の評価]
位相差制御部材が光学補償機能を有効に発揮するか否かに関しては、位相差制御部材を用いて光漏れの有無を観察するとともに輝度比を測定し、光漏れの観察の結果と輝度比の値に基づき評価を行った。
[Evaluation of optical compensation function]
Regarding whether or not the phase difference control member effectively exerts the optical compensation function, the phase difference control member is used to observe the presence or absence of light leakage and to measure the luminance ratio. Evaluation was based on the values.

光漏れの有無については、まず、偏光顕微鏡(オリンパス株式会社製、CPX31−P)を用い、試料を搭載する試料台上に位相差制御部材を載置し、試料台を挟んで接眼側と光源側の両所定位置に設けられる偏光板をクロスニコルの状態に設定し、光源側の偏光板を通じて位相差制御部材に向けて光源から光を照射し、その照射が行われた場合における接眼側への偏光板からの光の漏れを肉眼で観察すること(暗表示時観察)によって実施された。また、このときの輝度をあわせて測定した。   Regarding the presence or absence of light leakage, first, using a polarizing microscope (Olympus Co., CPX31-P), a phase difference control member is placed on a sample stage on which the sample is mounted, and the eyepiece side and the light source are sandwiched between the sample stages. The polarizing plates provided at both predetermined positions on the side are set in a crossed Nicols state, light is irradiated from the light source toward the phase difference control member through the polarizing plate on the light source side, and the eyepiece side when the irradiation is performed The light leakage from the polarizing plate was observed with the naked eye (observation during dark display). In addition, the luminance at this time was also measured.

次に、接眼側と光源側に設けられる偏光板を光の透過軸が互いに揃えられた状態に設定し、光源より暗表示時観察と同様の光を照射して、光の漏れを肉眼観察した(明表示時観察)。また、このときの輝度も測定された。そして、暗表示時観察のときの輝度(Toff)、明表示時観察のときの輝度(Ton)との輝度比(すなわち、Ton/Toff)を算出した。一般に、輝度比は1000以上となる場合に、優れた表示を提供することができている状態にあるとされており、したがって、それを超える値である1100以上では極めて優れた表示を提供することができている状態にある。そこで、算出された輝度比の値に基づき、位相差制御部材の光学補償機能に関し、以下のように評価した。尚、上記輝度は、EZコントラスト160(ELDIM社製)を用いて測定した。   Next, the polarizing plates provided on the eyepiece side and the light source side were set so that the transmission axes of the light were aligned with each other, and the same light as in the dark display observation was irradiated from the light source, and the light leakage was visually observed. (Observation during bright display). The luminance at this time was also measured. Then, a luminance ratio (that is, Ton / Toff) between the luminance at the time of dark display (Toff) and the luminance at the time of bright display (Ton) was calculated. In general, it is said that an excellent display can be provided when the luminance ratio is 1000 or more. Therefore, an extremely excellent display is provided at a value exceeding 1100. Is in a state of being able to. Therefore, based on the calculated luminance ratio value, the optical compensation function of the phase difference control member was evaluated as follows. The luminance was measured using EZ contrast 160 (manufactured by ELDIM).

光漏れの有無が肉眼では観察されず、且つ(Ton/Toff)が1100以上・・・・・・・・・・・◎
光漏れの有無が肉眼では観察されず、且つ(Ton/Toff)が1000以上1100未満・・・・・○
明らかな光漏れが観察され、又は(Ton/Toff)が1000未満・・・・・・・・・・・・・・・・・×
The presence or absence of light leakage is not observed with the naked eye, and (Ton / Toff) is 1100 or more.
The presence or absence of light leakage is not observed with the naked eye, and (Ton / Toff) is 1000 or more and less than 1100 ...
Obvious light leakage is observed, or (Ton / Toff) is less than 1000 ...

位相差制御部材に関する光学補償機能の評価の結果は◎であり、位相差制御部材が良好に光学補償機能を発揮するものであることが認められた。   The result of evaluation of the optical compensation function regarding the phase difference control member was ◎, and it was confirmed that the phase difference control member exhibits the optical compensation function satisfactorily.

実施例2
液晶組成物を構成するペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)(堺化学社製、PEMP)の配合量を0.1重量%(対配合物換算値)に変更した以外は、実施例1と同様に液晶組成物を作成し、この液晶組成物を用いて実施例1と同様にして液晶組成物溶液、位相差制御部材を作製した。
Example 2
Example 1 except that the blending amount of pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd., PEMP) constituting the liquid crystal composition was changed to 0.1% by weight (compared to the equivalent of the blend). A liquid crystal composition was prepared in the same manner as described above, and a liquid crystal composition solution and a retardation control member were prepared in the same manner as in Example 1 using this liquid crystal composition.

得られた位相差制御部材に関し、実施例1と同様に位相差層のホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、位相差層のホメオトロピック配向性については◎であり、光学補償機能については○であると評価された。したがって、実施例2の位相差制御部材は、その位相差層について良好にホメオトロピック配向しているものであり、また光学補償機能を発揮するものであることが確認された。   Regarding the obtained retardation control member, the homeotropic orientation and the optical compensation function of the retardation layer were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the homeotropic orientation of the retardation layer was evaluated as ◎, and the optical compensation function was evaluated as ○. Therefore, it was confirmed that the retardation control member of Example 2 was well homeotropically aligned with respect to the retardation layer and exhibited an optical compensation function.

実施例3
液晶組成物を構成するペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)(堺化学社製、PEMP)の配合量を10重量%(対配合物換算値)に変えた以外は、実施例1と同様に液晶組成物を作成し、この液晶組成物を用いて実施例1と同様にして液晶組成物溶液、位相差制御部材を作製した。
Example 3
Example 1 except that the blending amount of pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd., PEMP) constituting the liquid crystal composition was changed to 10% by weight (compared to the equivalent of the blend). A liquid crystal composition was prepared, and using this liquid crystal composition, a liquid crystal composition solution and a retardation control member were prepared in the same manner as in Example 1.

得られた位相差制御部材に関し、実施例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、位相差層のホメオトロピック配向性については◎であり、光学補償機能については○であると評価された。したがって、実施例3の位相差制御部材は、その位相差層について良好にホメオトロピック配向しているものであり、また光学補償機能を発揮するものであることが確認された。   Regarding the obtained retardation control member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the homeotropic orientation of the retardation layer was evaluated as ◎, and the optical compensation function was evaluated as ○. Therefore, it was confirmed that the retardation control member of Example 3 was well homeotropically aligned with respect to the retardation layer and exhibited an optical compensation function.

実施例4
液晶組成物を構成する組成物(M)としてメルカプトプロピオン酸誘導体たるβ−メルカプトプロピオン酸メチルエステル(堺化学社製、MPM)を用いた以外は、実施例1と同様に液晶組成物を作成し、この液晶組成物を用いて実施例1と同様にして液晶組成物溶液、位相差制御部材を作製した。
Example 4
A liquid crystal composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mercaptopropionic acid derivative β-mercaptopropionic acid methyl ester (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd., MPM) was used as the composition (M) constituting the liquid crystal composition. Using this liquid crystal composition, a liquid crystal composition solution and a retardation control member were produced in the same manner as in Example 1.

得られた位相差制御部材に関し、実施例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、位相差層のホメオトロピック配向性については◎であり、光学補償機能については○であると評価された。したがって、実施例4の位相差制御部材は、その位相差層について良好にホメオトロピック配向しているものであり、また光学補償機能を発揮するものであることが確認された。   Regarding the obtained retardation control member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the homeotropic orientation of the retardation layer was evaluated as ◎, and the optical compensation function was evaluated as ○. Therefore, it was confirmed that the retardation control member of Example 4 was well homeotropically aligned with respect to the retardation layer and exhibited an optical compensation function.

実施例5
液晶組成物を構成する組成物(M)としてメルカプトプロピオン酸誘導体たるβ−メルカプトプロピオン酸エチルエステル(堺化学社製、EPM)を用いた以外は、実施例1と同様に液晶組成物を作成し、この液晶組成物を用いて実施例1と同様にして液晶組成物溶液、位相差制御部材を作製した。
Example 5
A liquid crystal composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mercaptopropionic acid derivative β-mercaptopropionic acid ethyl ester (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd., EPM) was used as the composition (M) constituting the liquid crystal composition. Using this liquid crystal composition, a liquid crystal composition solution and a retardation control member were produced in the same manner as in Example 1.

得られた位相差制御部材に関し、実施例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、位相差層のホメオトロピック配向性については◎であり、光学補償機能については○であると評価された。したがって、実施例5の位相差制御部材は、その位相差層について良好にホメオトロピック配向しているものであり、また光学補償機能を発揮するものであることが確認された。   Regarding the obtained retardation control member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the homeotropic orientation of the retardation layer was evaluated as ◎, and the optical compensation function was evaluated as ○. Therefore, it was confirmed that the retardation control member of Example 5 was well homeotropically aligned with respect to the retardation layer and exhibited an optical compensation function.

実施例6
液晶組成物を構成する組成物(M)としてメルカプトプロピオン酸誘導体に替えてβ−メルカプトプロピオン酸を用いた以外は、実施例1と同様に液晶組成物を作成し、この液晶組成物を用いて実施例1と同様にして液晶組成物溶液、位相差制御部材を作製した。
Example 6
A liquid crystal composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that β-mercaptopropionic acid was used in place of the mercaptopropionic acid derivative as the composition (M) constituting the liquid crystal composition, and this liquid crystal composition was used. A liquid crystal composition solution and a retardation control member were produced in the same manner as in Example 1.

得られた位相差制御部材に関し、実施例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、位相差層のホメオトロピック配向性については◎であり、光学補償機能については○であると評価された。したがって、実施例6の位相差制御部材は、その位相差層について良好にホメオトロピック配向しているものであり、また光学補償機能を発揮するものであることが確認された。   Regarding the obtained retardation control member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the homeotropic orientation of the retardation layer was evaluated as ◎, and the optical compensation function was evaluated as ○. Therefore, it was confirmed that the retardation control member of Example 6 was well homeotropically aligned with respect to the retardation layer and exhibited an optical compensation function.

実施例7
液晶組成物を構成する組成物(M)としてメルカプトプロピオン酸誘導体としてメルカプトプロピオン酸誘導体たるα−メルカプトプロピオン酸メチルエステルを用いた以外は、実施例1と同様に液晶組成物を作成し、この液晶組成物を用いて実施例1と同様にして液晶組成物溶液、位相差制御部材を作製した。
Example 7
A liquid crystal composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that α-mercaptopropionic acid methyl ester as a mercaptopropionic acid derivative was used as the mercaptopropionic acid derivative as the composition (M) constituting the liquid crystal composition. A liquid crystal composition solution and a retardation control member were produced using the composition in the same manner as in Example 1.

得られた位相差制御部材に関し、実施例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、位相差層のホメオトロピック配向性については◎であり、光学補償機能については○であると評価された。したがって、実施例7の位相差制御部材は、その位相差層について良好にホメオトロピック配向しているものであり、また光学補償機能を発揮するものであることが確認された。   Regarding the obtained retardation control member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the homeotropic orientation of the retardation layer was evaluated as ◎, and the optical compensation function was evaluated as ○. Therefore, it was confirmed that the retardation control member of Example 7 was well homeotropically aligned with respect to the retardation layer and exhibited an optical compensation function.

実施例8
液晶組成物を構成する組成物(M)としてメルカプトプロピオン酸誘導体に替えてα−メルカプトプロピオン酸を用いた以外は、実施例1と同様に液晶組成物を作成し、この液晶組成物を用いて実施例1と同様にして液晶組成物溶液、位相差制御部材を作製した。
Example 8
A liquid crystal composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that α-mercaptopropionic acid was used in place of the mercaptopropionic acid derivative as the composition (M) constituting the liquid crystal composition, and this liquid crystal composition was used. In the same manner as in Example 1, a liquid crystal composition solution and a retardation control member were produced.

得られた位相差制御部材に関し、実施例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、位相差層のホメオトロピック配向性については◎であり、光学補償機能については○であると評価された。したがって、実施例8の位相差制御部材は、その位相差層について良好にホメオトロピック配向しているものであり、また光学補償機能を発揮するものであることが確認された。   Regarding the obtained retardation control member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the homeotropic orientation of the retardation layer was evaluated as ◎, and the optical compensation function was evaluated as ○. Therefore, it was confirmed that the retardation control member of Example 8 was well homeotropically aligned with respect to the retardation layer and exhibited an optical compensation function.

実施例9
液晶組成物を構成する組成物(M)としてβ−メルカプトプロピオン酸(堺化学社製、BMPA)(配合量3重量%(対配合物換算値))及びメルカプトプロピオン酸誘導体(堺化学社製、PEMP)(配合量0.1重量%(対配合物換算値))の両者を用い、この両者を液晶材料組成物Aに添加した以外は、実施例1と同様に液晶組成物を作成し、この液晶組成物を用いて実施例1と同様にして液晶組成物溶液、位相差制御部材を作製した。
Example 9
As a composition (M) constituting the liquid crystal composition, β-mercaptopropionic acid (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd., BMPA) (blending amount 3% by weight (compared to the compound equivalent)) and mercaptopropionic acid derivative (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd., PEMP) (a blending amount of 0.1% by weight (compared to a blended value)), and a liquid crystal composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that both were added to the liquid crystal material composition A. Using this liquid crystal composition, a liquid crystal composition solution and a retardation control member were produced in the same manner as in Example 1.

得られた位相差制御部材に関し、実施例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、位相差層のホメオトロピック配向性については◎であり、光学補償機能については◎であると評価された。したがって、実施例9の位相差制御部材は、その位相差層について良好にホメオトロピック配向しているものであり、また光学補償機能を発揮するものであることが確認された。   Regarding the obtained retardation control member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the homeotropic orientation of the retardation layer was evaluated as ◎, and the optical compensation function was evaluated as ◎. Therefore, it was confirmed that the retardation control member of Example 9 was well homeotropically aligned with respect to the retardation layer and exhibited an optical compensation function.

実施例10
実施例1の液晶材料組成物Aに対して、多官能(メタ)アクリレート(東亞合成社製、M305)(配合量10重量%(対配合物換算値))をさらに添加して、本発明の液晶組成物を得た。この液晶組成物を用いて実施例1と同様にして液晶組成物溶液、位相差制御部材を作製した。
Example 10
To the liquid crystal material composition A of Example 1, a polyfunctional (meth) acrylate (manufactured by Toagosei Co., Ltd., M305) (blending amount 10% by weight (vs. blended value)) was further added. A liquid crystal composition was obtained. A liquid crystal composition solution and a retardation control member were produced using this liquid crystal composition in the same manner as in Example 1.

得られた位相差制御部材に関し、実施例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、位相差層のホメオトロピック配向性については◎であり、光学補償機能については◎であると評価された。したがって、実施例10の位相差制御部材は、その位相差層について良好にホメオトロピック配向しているものであり、また光学補償機能を発揮するものであることが確認された。   Regarding the obtained retardation control member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the homeotropic orientation of the retardation layer was evaluated as ◎, and the optical compensation function was evaluated as ◎. Therefore, it was confirmed that the retardation control member of Example 10 was well homeotropically aligned with respect to the retardation layer and exhibited an optical compensation function.

実施例11
実施例1の液晶材料組成物Aに対して、組成物(M)としてのメルカプトプロピオン酸誘導体(ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)(堺化学社製、PEMP))(配合量3重量%(対配合物換算値))、および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(信越化学社製KBE−9103)(配合量3重量%(対配合物換算値))を添加して、本発明の液晶組成物を得た。この液晶組成物を用いて実施例1と同様にして液晶組成物溶液、位相差制御部材を作製した。
Example 11
Mercaptopropionic acid derivative (pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd., PEMP)) as a composition (M) for the liquid crystal material composition A of Example 1 (blending amount 3 wt. % (Vs. compound conversion value)), and 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine (KBE-9103 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (blending amount 3 wt% (vs. compound conversion) Value)) was added to obtain a liquid crystal composition of the present invention. A liquid crystal composition solution and a retardation control member were produced using this liquid crystal composition in the same manner as in Example 1.

得られた位相差制御部材に関し、実施例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、位相差層のホメオトロピック配向性については◎であり、光学補償機能については◎であると評価された。したがって、実施例11の位相差制御部材は、その位相差層について良好にホメオトロピック配向しているものであり、また光学補償機能を発揮するものであることが確認された。   Regarding the obtained retardation control member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the homeotropic orientation of the retardation layer was evaluated as ◎, and the optical compensation function was evaluated as ◎. Therefore, it was confirmed that the retardation control member of Example 11 was well homeotropically aligned with respect to the retardation layer and exhibited an optical compensation function.

比較例1
上記液晶材料組成物Aにメルカプトプロピオン酸およびメルカプトプロピオン酸誘導体のいずれも添加しなかった(組成物(M)を添加しない)他は実施例1と同様にして、液晶組成物を作成した。この液晶組成物を用い、実施例1と同様に、液晶組成物溶液(比較用溶液)を調整した。また、実施例1の液晶組成物溶液を比較用溶液に替えたほかは、実施例1の位相差制御部材を作成する方法と同様の方法にて、比較用溶液に含まれる液晶化合物を硬化させてなる層構造を着色層表面上に備えた比較用部材を作製した。
Comparative Example 1
A liquid crystal composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that neither the mercaptopropionic acid nor the mercaptopropionic acid derivative was added to the liquid crystal material composition A (the composition (M) was not added). Using this liquid crystal composition, a liquid crystal composition solution (comparative solution) was prepared in the same manner as in Example 1. In addition, the liquid crystal compound contained in the comparative solution was cured by the same method as the method for producing the retardation control member of Example 1, except that the liquid crystal composition solution of Example 1 was replaced with a comparative solution. A comparative member having a layer structure formed on the colored layer surface was prepared.

比較用部材に関し、実施例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、比較用溶液からなる層構造のホメオトロピック配向性、および、比較用部材の光学補償機能のいずれについても×であると評価された。したがって、比較例1の比較用部材は、比較用溶液に含まれる液晶化合物を硬化させてなる層構造について良好にホメオトロピック配向しておらず、また光学補償機能を十分発揮しないことが確認された。   Regarding the comparative member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, it was evaluated that the homeotropic orientation of the layer structure made of the comparative solution and the optical compensation function of the comparative member were both x. Therefore, it was confirmed that the comparative member of Comparative Example 1 was not well homeotropically aligned with respect to the layer structure obtained by curing the liquid crystal compound contained in the comparative solution, and did not sufficiently exhibit the optical compensation function. .

比較例2
上記液晶材料組成物Aに組成物(M)としてのメルカプトプロピオン酸誘導体を添加することに替えてチオグリコール酸(堺化学社製、TGA)を添加した他は実施例1と同様にして、液晶組成物を作成した。この液晶組成物を用い、比較例1と同様にして、液晶組成物溶液(比較用溶液)を調整し、比較用溶液に含まれる液晶化合物を硬化させてなる層構造を着色層表面上に備えた比較用部材を作製した。
Comparative Example 2
In the same manner as in Example 1 except that thioglycolic acid (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., TGA) was added to the liquid crystal material composition A instead of adding the mercaptopropionic acid derivative as the composition (M). A composition was made. Using this liquid crystal composition, a liquid crystal composition solution (comparative solution) was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, and a layer structure formed by curing the liquid crystal compound contained in the comparative solution was provided on the colored layer surface. A comparative member was prepared.

比較用部材に関し、比較例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、比較用溶液からなる層構造のホメオトロピック配向性、および、比較用部材の光学補償機能のいずれについても×であると評価された。したがって、比較例2の比較用部材は、比較用溶液に含まれる液晶化合物を硬化させてなる層構造について良好にホメオトロピック配向しておらず、また光学補償機能を十分発揮しないことが確認された。   Regarding the comparative member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1. As a result, it was evaluated that the homeotropic orientation of the layer structure made of the comparative solution and the optical compensation function of the comparative member were both x. Therefore, it was confirmed that the comparative member of Comparative Example 2 was not well homeotropically aligned with respect to the layer structure obtained by curing the liquid crystal compound contained in the comparative solution, and did not sufficiently exhibit the optical compensation function. .

比較例3
上記液晶材料組成物Aに組成物(M)としてのメルカプトプロピオン酸誘導体を添加することに替えてチオグリコール酸アンモニウム(堺化学社製、ATG)を添加した他は実施例1と同様にして、液晶組成物を作成した。この液晶組成物を用い、比較例1と同様にして、液晶組成物溶液(比較用溶液)を調整し、比較用溶液に含まれる液晶化合物を硬化させてなる層構造を着色層表面上に備えた比較用部材を作製した。
Comparative Example 3
Example 1 except that ammonium thioglycolate (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., ATG) was added to the liquid crystal material composition A instead of adding the mercaptopropionic acid derivative as the composition (M). A liquid crystal composition was prepared. Using this liquid crystal composition, a liquid crystal composition solution (comparative solution) was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, and a layer structure formed by curing the liquid crystal compound contained in the comparative solution was provided on the colored layer surface. A comparative member was prepared.

比較用部材に関し、比較例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、比較用溶液からなる層構造のホメオトロピック配向性、および、比較用部材の光学補償機能のいずれについても×であると評価された。したがって、比較例3の比較用部材は、比較用溶液に含まれる液晶化合物を硬化させてなる層構造について良好にホメオトロピック配向しておらず、また光学補償機能を十分発揮しないことが確認された。   Regarding the comparative member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1. As a result, it was evaluated that the homeotropic orientation of the layer structure made of the comparative solution and the optical compensation function of the comparative member were both x. Therefore, it was confirmed that the comparative member of Comparative Example 3 was not well homeotropically aligned with respect to the layer structure obtained by curing the liquid crystal compound contained in the comparative solution, and did not sufficiently exhibit the optical compensation function. .

参考例1
上記液晶材料組成物Aに添加される組成物(M)の配合量が0.08重量%(対配合物換算値)である他は実施例1と同様にして、液晶組成物を作成した。この液晶組成物を用い、比較例1と同様にして、液晶組成物溶液(比較参考用溶液)を調整し、比較参考用溶液に含まれる液晶化合物を硬化させてなる層構造を着色層表面上に備えた比較参考用部材を作製した。
Reference example 1
A liquid crystal composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the composition (M) added to the liquid crystal material composition A was 0.08% by weight (compared to the equivalent of the compound). Using this liquid crystal composition, a liquid crystal composition solution (comparative reference solution) was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, and a layer structure formed by curing the liquid crystal compound contained in the comparative reference solution was formed on the colored layer surface. A comparative reference member prepared for was prepared.

この比較参考用部材に関し、比較例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、比較参考用溶液からなる層構造のホメオトロピック配向性、および、比較参考用部材の光学補償機能のいずれについても○であると評価された。したがって、参考例1の比較参考用部材は、実施例1と比較した場合において、比較参考用溶液に含まれる液晶化合物を硬化させてなる層構造について十分にはホメオトロピック配向しておらず、また光学補償機能を十分には発揮しないことが確認された。   For this comparative reference member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1. As a result, it was evaluated that both the homeotropic orientation of the layer structure composed of the comparative reference solution and the optical compensation function of the comparative reference member were good. Therefore, when compared with Example 1, the comparative reference member of Reference Example 1 is not sufficiently homeotropically aligned with respect to the layer structure obtained by curing the liquid crystal compound contained in the comparative reference solution. It was confirmed that the optical compensation function was not fully exhibited.

参考例2
上記液晶材料組成物Aに添加される組成物(M)の配合量が11重量%(対配合物換算値)である他は実施例1と同様にして、液晶組成物を作成した。この液晶組成物を用い、比較例1と同様にして、液晶組成物溶液(比較参考用溶液)を調整し、比較参考用溶液に含まれる液晶化合物を硬化させてなる層構造を着色層表面上に備えた比較参考用部材を作製した。
Reference example 2
A liquid crystal composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of the composition (M) added to the liquid crystal material composition A was 11% by weight (compared to the equivalent of the compound). Using this liquid crystal composition, a liquid crystal composition solution (comparative reference solution) was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, and a layer structure formed by curing the liquid crystal compound contained in the comparative reference solution was formed on the colored layer surface. A comparative reference member prepared for was prepared.

比較参考用部材に関し、比較例1と同様にホメオトロピック配向性および光学補償機能を評価した。その結果、比較参考用溶液からなる層構造のホメオトロピック配向性、および、比較参考用部材の光学補償機能のいずれについても○であると評価された。したがって、参考例2の比較参考用部材は、実施例1と比較した場合において、比較参考用溶液に含まれる液晶化合物を硬化させてなる層構造について十分にはホメオトロピック配向しておらず、また光学補償機能を十分には発揮しないことが確認された。   For the comparative reference member, the homeotropic orientation and the optical compensation function were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1. As a result, it was evaluated that both the homeotropic orientation of the layer structure composed of the comparative reference solution and the optical compensation function of the comparative reference member were good. Therefore, the comparative reference member of Reference Example 2 is not sufficiently homeotropically aligned with respect to the layer structure obtained by curing the liquid crystal compound contained in the comparative reference solution when compared with Example 1. It was confirmed that the optical compensation function was not fully exhibited.

本発明の位相差制御部材の例を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the example of the phase difference control member of this invention. 本発明において下地層が着色層である場合の位相差制御部材の例を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the example of a phase difference control member in case this foundation layer is a colored layer in this invention. 本発明において下地層が着色層である場合の位相差制御部材の例を説明する概略平面図である。It is a schematic plan view explaining the example of a phase difference control member in case this foundation layer is a colored layer in this invention. 本発明の位相差制御部材を組み込んだ液晶表示装置を説明するための概略分解斜視図である。It is a schematic exploded perspective view for demonstrating the liquid crystal display device incorporating the phase difference control member of this invention. 本発明の位相差制御部材の位相差層について光軸の状態と想定されるx軸、y軸、z軸を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the x-axis, y-axis, and z-axis which are assumed with the state of an optical axis about the phase difference layer of the phase difference control member of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 位相差制御部材
2 基材
4 位相差層
13 着色層
15 ブラックマトリクス
16,17,18 色パターン
51 液晶表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Phase difference control member 2 Base material 4 Phase difference layer 13 Colored layer 15 Black matrix 16, 17, 18 Color pattern 51 Liquid crystal display device

Claims (12)

架橋性液晶分子にてなる液晶化合物と、メルカプトプロピオン酸及び/又はメルカプトプロピオン酸誘導体からなる組成物(M)と、を含有することを特徴とする液晶組成物。   A liquid crystal composition comprising: a liquid crystal compound comprising a crosslinkable liquid crystal molecule; and a composition (M) comprising a mercaptopropionic acid and / or a mercaptopropionic acid derivative. 架橋性液晶分子が、少なくとも1分子中に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する、請求項1記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the crosslinkable liquid crystal molecule has at least one (meth) acryloyl group in at least one molecule. 組成物(M)は、対配合物換算値で0.1〜10重量%含有されている、請求項1又は2記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 1 or 2, wherein the composition (M) is contained in an amount of 0.1 to 10% by weight in terms of a compound. メルカプトプロピオン酸誘導体が、α−メルカプトプロピオン酸メチルエステル、α−メルカプトプロピオン酸エチルエステル、α−メルカプトプロピオン酸ブチルエステル、β‐メルカプトプロピオン酸メチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸エチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸2‐エチルヘキシルエステル、β-メルカプトプロピオン酸n‐オクチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸メトキシブチルエステル、β-メルカプトプロピオン酸ステアリルエステル、β-メルカプトプロピオン酸イソノニルエステル、トリメチロールプロパントリス(3‐メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3‐メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3‐メルカプトプロピオネート)、トリス[(3‐メルカプトプロピオニロキシ)‐エチル]イソシアヌレート、より選ばれている、請求項1から3のいずれかに記載の液晶組成物。   Mercaptopropionic acid derivatives are α-mercaptopropionic acid methyl ester, α-mercaptopropionic acid ethyl ester, α-mercaptopropionic acid butyl ester, β-mercaptopropionic acid methyl ester, β-mercaptopropionic acid ethyl ester, β-mercaptopropionic acid. Acid 2-ethylhexyl ester, β-mercaptopropionic acid n-octyl ester, β-mercaptopropionic acid methoxybutyl ester, β-mercaptopropionic acid stearyl ester, β-mercaptopropionic acid isononyl ester, trimethylolpropane tris (3-mercapto Propionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), dipentaerythritol hexakis (3-mercaptopropionate), The [(3-mercapto-propionyl b carboxymethyl) - ethyl] isocyanurate, are more selected, the liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 3. シランカップリング剤をさらに含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 1, further comprising a silane coupling agent. 光重合開始剤をさらに含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 1, further comprising a photopolymerization initiator. (メタ)アクリロイル基を含有する架橋性液晶分子でなる99.79〜70重量%(対配合物換算値)の液晶化合物と、アミノ系シランカップリング剤でなる0.01〜10重量%(対配合物換算値)のシランカップリング剤と、0.1〜10重量%(対配合物換算値)の光重合開始剤を含有しており、且つ、組成物(M)が0.1〜10重量%(対配合物換算値)含有されている、請求項1に記載の液晶組成物。   99.79 to 70% by weight (compared to the compound equivalent) of a liquid crystal compound composed of a crosslinkable liquid crystal molecule containing a (meth) acryloyl group, and 0.01 to 10% by weight (relative to a compound based on an amino silane coupling agent). A silane coupling agent of (compound conversion value) and a photopolymerization initiator of 0.1 to 10% by weight (vs. compound conversion value), and the composition (M) is 0.1 to 10 The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the liquid crystal composition is contained in an amount of% by weight (compared to a compound equivalent). 光透過性を有する基材と、基材に対して直接もしくは間接に形成された位相差層とを備える位相差制御部材であって、
位相差層は、請求項1〜7のいずれかに記載の液晶組成物を基材の上にて硬化させて形成されたものである、ことを特徴とする位相差制御部材。
A retardation control member comprising a base material having optical transparency and a retardation layer formed directly or indirectly on the base material,
A retardation layer is formed by curing the liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 7 on a base material.
着色層がさらに設けられている、ことを特徴とする請求項8記載の位相差制御部材。   The phase difference control member according to claim 8, further comprising a colored layer. 位相差層が、基材の上に請求項1〜7のいずれかに記載の液晶組成物を塗布して液晶塗布膜を形成し、該液晶塗布膜の表面に向けて活性放射線を照射して、前記液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子を硬化させて形成されたものである、請求項8または9に記載の位相差制御部材。   A retardation layer is formed by applying the liquid crystal composition according to claim 1 on a substrate to form a liquid crystal coating film, and irradiating active radiation toward the surface of the liquid crystal coating film. The retardation control member according to claim 8 or 9, which is formed by curing crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film. 位相差層はホメオトロピック配向している層である、請求項8から10のいずれかに記載の位相差制御部材。   The retardation control member according to claim 8, wherein the retardation layer is a layer having homeotropic alignment. 対向する2枚の基板の間に電圧の変化に応じて液晶を配向制御可能に封入してなる駆動液晶層を形成した液晶表示装置において、2枚の基板の一方に、請求項8から11のいずれかに記載の位相差制御部材が組み込まれている、ことを特徴とする液晶表示装置。   12. In a liquid crystal display device in which a driving liquid crystal layer is formed between two opposing substrates, in which liquid crystal is sealed so as to be capable of orientation control in accordance with a change in voltage, one of the two substrates is provided with one of claims 8 to 11. A liquid crystal display device, wherein any one of the retardation control members is incorporated.
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