WO2020122116A1 - 光吸収異方性膜、積層体および画像表示装置 - Google Patents

光吸収異方性膜、積層体および画像表示装置 Download PDF

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WO2020122116A1
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直希 小糸
隆 米本
徹郎 大塚
武田 淳
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a light absorption anisotropic film, a laminate, and an image display device.
  • Patent Document 1 discloses a liquid crystal containing a linear polymer liquid crystal compound having a repeating unit, a low-molecular liquid crystal compound having a maximum absorption wavelength in a solution of 390 nm or less, and a dichroic substance. A light absorption anisotropic film formed using the composition is described ([Claim 1] [Claim 5]).
  • the present inventors have examined the light absorption anisotropic film described in Patent Document 1, and as a result, depending on the type and blending amount of the dichroic substance, a layer adjacent to the light absorption anisotropic film (eg, It was clarified that the adhesiveness with the alignment film) may be poor.
  • an object of the present invention is to provide a light-absorption anisotropic film having excellent adhesion to an adjacent layer, and a laminate and an image display device using the same.
  • the inventors of the present invention have conducted extensive studies to achieve the above-mentioned object, and as a result, reduce the amount of the dichroic substance existing in the vicinity of at least one surface of the light absorption anisotropic film, thereby improving the adhesiveness with the adjacent layer.
  • the present invention was completed. That is, it has been found that the above-mentioned problems can be achieved by the following constitution.
  • a light-absorption anisotropic film formed using a liquid crystal composition containing a polymer liquid crystal compound and a dichroic substance Regarding the signal derived from the dichroic substance detected by time-of-flight secondary ion mass spectrometry, the relationship between the maximum intensity Imax in the thickness direction of the film and the intensity Isur on at least one surface of the film is expressed by the following formula ( A light-absorption anisotropic film satisfying I-1). 2 ⁇ Imax/Isur (I-1) [2] The light-absorption anisotropic film according to [1], wherein the relationship between the maximum intensity Imax and the intensity Isur satisfies the following formula (I-2).
  • the light absorption anisotropic film is the light absorption anisotropic film according to any one of [1] to [6], Regarding the signal derived from the dichroic substance detected by time-of-flight secondary ion mass spectrometry, the maximum intensity Imax in the thickness direction of the light absorption anisotropic film and the side having the alignment film of the light absorption anisotropic film
  • An image display device comprising the light-absorption anisotropic film according to any one of [1] to [6] or the laminated body according to [7] or [8].
  • the present invention it is possible to provide a light absorption anisotropic film having excellent adhesion to an adjacent layer, and a laminate and an image display device using the same.
  • the numerical range represented by “to” means a range including the numerical values before and after “to” as the lower limit value and the upper limit value.
  • a substance corresponding to each component may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the component refers to the total content of the substances used in combination, unless otherwise specified.
  • (meth)acrylate is a notation representing “acrylate” or “methacrylate”
  • (meth)acryl is a notation representing “acryl” or “methacryl”
  • (Meth)acryloyl” is a notation that represents “acryloyl” or “methacryloyl”.
  • the light absorption anisotropic film of the present invention is a light absorption anisotropic film formed using a liquid crystal composition containing a polymer liquid crystal compound and a dichroic substance.
  • the light absorption anisotropic film of the present invention is directed to signals derived from dichroic substances detected by Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (TOF-SIMS).
  • TOF-SIMS Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry
  • the TOF-SIMS measurement in the present invention is performed as follows.
  • the average value of the mass spectrometric intensity of the fragment derived from the dichroic substance when measured from each surface of the light-absorption anisotropic film to 10% of the total thickness is the intensity Isur.
  • the surface of the above-described light absorption anisotropic film (that is, the interface with the adjacent layer) is , Intensity of mass spectrometric analysis of fragment derived from polymer liquid crystal compound detected from light absorption anisotropic film, and intensity of mass spectrometric analysis of fragment derived from most abundant compound detected from adjacent layer It can be specified as the intersection of and.
  • the amount of the dichroic substance existing in the vicinity of at least one surface of the light absorption anisotropic film is reduced, that is, it is derived from the dichroic substance detected by TOF-SIMS.
  • the relationship between the maximum intensity Imax in the thickness direction of the film and the intensity Isur on at least one surface of the film satisfies the above formula (I-1)
  • the adhesion with the adjacent layer becomes good. ..
  • the present inventors presume that the reason is as follows.
  • the reason why the adhesiveness is poor is that the dichroic substance existing in the vicinity of the surface of the light-absorption anisotropic film easily adopts a crystal structure and loses the toughness against peeling. Is inferior. Therefore, in the present invention, by satisfying the above formula (I-1), the amount of the dichroic substance existing in the vicinity of at least one surface of the light absorption anisotropic film is reduced, and the stress caused by the peeling is reduced. It is presumed that the structure is easily relaxed, and as a result, peeling is less likely to occur even when the same stress is applied as compared with the case where the dichroic substance is uniformly dispersed.
  • the above formula (I-1) does not prescribe the upper limit of the ratio (Imax/Isur) between the maximum intensity Imax and the intensity Isur, which clearly shows that the maximum intensity Imax is significantly measured. , Intensity Isur is also below the measurement limit.
  • the relationship between the maximum intensity Imax in the thickness direction of the light absorption anisotropic film and the intensity Isur on at least one surface of the light absorption anisotropic film is It is preferable that the following formula (I-2) is satisfied, and it is more preferable that the following formula (I-3) is satisfied. 5 ⁇ Imax/Isur (I-2) 5 ⁇ Imax/Isur ⁇ 100 (I-3)
  • the “polymer liquid crystal compound” contained in the liquid crystal composition refers to a liquid crystal compound having a repeating unit in its chemical structure.
  • the polymer liquid crystalline compound for example, the thermotropic liquid crystal polymer described in JP 2011-237513 A and the paragraphs [0012] to [0042] of WO 2018/199096 are described. Polymeric liquid crystal compounds and the like can be mentioned.
  • the polymer liquid crystalline compound has a repeating unit represented by the following formula (1) (hereinafter, also abbreviated as “repeating unit (1)”) because the degree of orientation of the obtained light-absorption anisotropic film is higher. It is preferably a polymer liquid crystal compound containing In the following description, “the orientation degree of the obtained light absorption anisotropic film is higher” is also referred to as “the effect of the present invention is more excellent”.
  • P1 represents a main chain of a repeating unit
  • L1 represents a single bond or a divalent linking group
  • SP1 represents a spacer group
  • M1 represents a mesogen group
  • T1 represents an end group. ..
  • main chain of the repeating unit represented by P1 include groups represented by the following formulas (P1-A) to (P1-D). From the viewpoint of versatility and easy handling, a group represented by the following formula (P1-A) is preferable.
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, It represents an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the alkyl group may be a linear or branched alkyl group or an alkyl group having a cyclic structure (cycloalkyl group). Further, the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.
  • the group represented by the above formula (P1-A) is preferably one unit of the partial structure of poly(meth)acrylic acid ester obtained by polymerization of (meth)acrylic acid ester.
  • the group represented by the above formula (P1-B) is preferably an ethylene glycol unit formed by ring-opening polymerization of an epoxy group of a compound having an epoxy group.
  • the group represented by the above formula (P1-C) is preferably a propylene glycol unit formed by ring-opening polymerization of an oxetane group of a compound having an oxetane group.
  • the group represented by the above formula (P1-D) is preferably a siloxane unit of polysiloxane obtained by polycondensation of a compound having at least one of an alkoxysilyl group and a silanol group.
  • Examples of the compound having at least one of the alkoxysilyl group and the silanol group include compounds having a group represented by the formula SiR 14 (OR 15 ) 2 —.
  • R 14 has the same meaning as R 14 in (P1-D), and a plurality of R 15's each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • L1 is a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group represented by L1 includes -C(O)O-, -OC(O)-, -O-, -S-, -C(O)NR 3 -, -NR 3 C(O). —, —SO 2 —, and —NR 3 R 4 — and the like.
  • R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • P1 is a group represented by formula (P1-A)
  • L1 is preferably a group represented by -C(O)O- because the effect of the present invention is more excellent.
  • P1 is a group represented by formulas (P1-B) to (P1-D)
  • L1 is preferably a single bond because the effect of the present invention is more excellent.
  • the spacer group represented by SP1 is composed of an oxyethylene structure, an oxypropylene structure, a polysiloxane structure and a fluorinated alkylene structure for the reason that liquid crystallinity is easily expressed and availability of raw materials. It preferably comprises at least one structure selected from the group.
  • the oxyethylene structure represented by SP1 is preferably a group represented by *-(CH 2 -CH 2 O) n1 -*.
  • n1 represents an integer of 1 to 20, and * represents a bonding position with L1 or M1 in the formula (1).
  • n1 is preferably an integer of 2 to 10, more preferably an integer of 2 to 4, and most preferably 3 for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
  • the oxypropylene structure represented by SP1 is preferably a group represented by *-(CH(CH 3 )-CH 2 O) n2- * because the effect of the present invention is more excellent.
  • n2 represents an integer of 1 to 3
  • * represents a bonding position with L1 or M1.
  • polysiloxane structure represented by SP1 because the effects of the present invention are more excellent
  • * - (Si (CH 3 ) 2 -O) n3 - * groups represented by are preferred.
  • n3 represents an integer of 6 to 10
  • * represents a bonding position with L1 or M1.
  • the fluorinated alkylene structure represented by SP1 is preferably a group represented by *-(CF 2 -CF 2 ) n4- * because the effect of the present invention is more excellent.
  • n4 represents an integer of 6 to 10
  • * represents a bonding position with L1 or M1.
  • the mesogen group represented by M1 is a group showing a main skeleton of liquid crystal molecules that contributes to liquid crystal formation.
  • the liquid crystal molecule exhibits liquid crystallinity which is an intermediate state (mesophase) between a crystalline state and an isotropic liquid state.
  • the mesogenic group is not particularly limited, and is described, for example, in "Flusige Kristale in Tabellen II” (VEB Manual Verlag fur Grundstoff Industrie, Leipzig, 1984), especially, pages 7 to 16, and members of the Committee, Liquid Crystals, pages 7 to 16. Reference can be made to the volume, Liquid Crystal Handbook (Maruzen, 2000), especially the description in Chapter 3.
  • the mesogen group for example, a group having at least one cyclic structure selected from the group consisting of an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic group, and an alicyclic group is preferable.
  • the mesogenic group preferably has an aromatic hydrocarbon group, more preferably has 2 to 4 aromatic hydrocarbon groups, and more preferably has 3 aromatic hydrocarbon groups, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. It is more preferable to have
  • the mesogen group is represented by the following formula (M1-A) or the following formula (M1-A) because of its excellent liquid crystallinity, adjustment of liquid crystal phase transition temperature, availability of raw materials and suitability for synthesis, and more excellent effects of the present invention.
  • the group represented by B) is preferable, and the group represented by the formula (M1-B) is more preferable.
  • A1 is a divalent group selected from the group consisting of an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic group and an alicyclic group. These groups may be substituted with an alkyl group, a fluorinated alkyl group, an alkoxy group or a substituent.
  • the divalent group represented by A1 is preferably a 4- to 6-membered ring.
  • the divalent group represented by A1 may be a monocycle or a condensed ring. * Represents a binding position with SP1 or T1.
  • Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group represented by A1 include a phenylene group, a naphthylene group, a fluorene-diyl group, an anthracene-diyl group, and a tetracene-diyl group. From the viewpoint of properties, a phenylene group or a naphthylene group is preferable, and a phenylene group is more preferable.
  • the divalent heterocyclic group represented by A1 may be aromatic or non-aromatic, but is preferably a divalent aromatic heterocyclic group from the viewpoint of further improving the orientation degree. ..
  • Examples of the atom other than carbon constituting the divalent aromatic heterocyclic group include a nitrogen atom, a sulfur atom and an oxygen atom.
  • the aromatic heterocyclic group has a plurality of atoms constituting a ring other than carbon, these may be the same or different.
  • divalent aromatic heterocyclic group examples include, for example, pyridylene group (pyridine-diyl group), pyridazine-diyl group, imidazole-diyl group, thienylene (thiophene-diyl group), quinolylene group (quinoline-diyl group).
  • isoquinolylene group isoquinoline-diyl group
  • oxazole-diyl group isoquinoline-diyl group
  • thiazole-diyl group isoxadiazole-diyl group
  • benzothiazole-diyl group benzothiadiazole-diyl group
  • phthalimido-diyl group isoquinoline-diyl group
  • thiazole-diyl group isoquinoline-diyl group
  • thiazole-diyl group isoxadiazole-diyl group
  • benzothiazole-diyl group isnzothiadiazole-diyl group
  • phthalimido-diyl group isothienothiazole-diyl group
  • a thiazolothiazole-diyl group isoquinoline-diyl group
  • oxazole-diyl group isoxazole
  • divalent alicyclic group represented by A1 examples include a cyclopentylene group and a cyclohexylene group.
  • a1 represents an integer of 1 to 10.
  • the plurality of A1 may be the same or different.
  • A2 and A3 are each independently a divalent group selected from the group consisting of an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic group and an alicyclic group. Specific examples and preferred embodiments of A2 and A3 are the same as A1 of the formula (M1-A), and thus description thereof will be omitted.
  • a2 represents an integer of 1 to 10, and when a2 is 2 or more, a plurality of A2 may be the same or different and a plurality of A3 may be the same or different.
  • the plurality of LA1 may be the same or different.
  • a2 is preferably an integer of 2 or more, and more preferably 2, for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
  • LA1 is a divalent linking group.
  • each of the plurality of LA1 is independently a single bond or a divalent linking group, and at least one of the plurality of LA1 is a divalent linking group.
  • a2 is 2, it is preferable that one of the two LA1 is a divalent linking group and the other is a single bond, because the effect of the present invention is more excellent.
  • M1 include the following structures.
  • Ac represents an acetyl group.
  • the terminal group represented by T1 is a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a carbon number.
  • Examples of the (meth)acryloyloxy group-containing group include -LA (L represents a single bond or a linking group. Specific examples of the linking group are the same as those of L1 and SP1 described above.
  • A is (meth).
  • T1 is preferably an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and further preferably a methoxy group. These terminal groups may be further substituted with these groups or a polymerizable group described in JP 2010-244038 A.
  • T1 is preferably a polymerizable group because the adhesion with the adjacent layer becomes better and the cohesive force as a film can be improved.
  • the polymerizable group is not particularly limited, but a radically polymerizable or cationically polymerizable polymerizable group is preferable.
  • a radically polymerizable group a generally known radically polymerizable group can be used, and a preferable example thereof is an acryloyl group or a methacryloyl group. In this case, it is known that an acryloyl group generally has a high polymerization rate, and an acryloyl group is preferable from the viewpoint of improving productivity, but a methacryloyl group can be similarly used as a polymerizable group.
  • a generally known cationically polymerizable group can be used, and specifically, an alicyclic ether group, a cyclic acetal group, a cyclic lactone group, a cyclic thioether group, a spiro orthoester group, and , Vinyloxy groups and the like.
  • an alicyclic ether group or a vinyloxy group is preferable, and an epoxy group, an oxetanyl group, or a vinyloxy group is particularly preferable.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polymer liquid crystalline compound is preferably 1000 to 500000, more preferably 2000 to 300000, for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
  • Mw of the polymer liquid crystal compound is within the above range, the polymer liquid crystal compound can be easily handled.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polymeric liquid crystal compound is preferably 10,000 or more, more preferably 10,000 to 300,000.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polymer liquid crystal compound is preferably less than 10,000, more preferably 2,000 or more and less than 10,000.
  • the weight average molecular weight and the number average molecular weight in the present invention are values measured by a gel permeation chromatography (GPC) method.
  • the log P value of the polymer liquid crystal compound is preferably 4.0 to 10, and preferably 4.3 to 9.5, because the compatibility with the dichroic substance described later is easily adjusted. Is more preferable, and it is further preferable that it is 4.3 to 5.5.
  • the logP value is an index expressing hydrophilicity and hydrophobicity of a chemical structure, and is sometimes called a hydrophilicity/hydrophobicity parameter.
  • the logP value can be calculated using software such as ChemBioDraw Ultra or HSPiP (Ver. 4.1.07). Further, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Sections 1, Test No. It can also be determined experimentally by the method of 117 or the like. In the present invention, unless otherwise specified, the value calculated by inputting the structural formula of the compound into HSPiP (Ver. 4.1.07) is adopted as the logP value.
  • the content of the polymer liquid crystal compound is preferably 8 to 99% by mass, more preferably 8 to 96% by mass based on the solid content in the liquid crystal composition.
  • the "solid content in the liquid crystal composition” refers to a component excluding the solvent, and specific examples of the solid content include the above-mentioned polymer liquid crystal compound and a dichroic substance described below, a polymerization initiator, and an interface improvement. Agents and the like.
  • the dichroic substance contained in the liquid crystal composition is not particularly limited, and a visible light absorbing substance (dichroic dye), a light emitting substance (fluorescent substance, phosphorescent substance), an ultraviolet absorbing substance, an infrared absorbing substance, a non-linear optical substance, Examples thereof include carbon nanotubes and inorganic substances (for example, quantum rods), and conventionally known dichroic substances (dichroic dyes) can be used.
  • a visible light absorbing substance dichroic dye
  • a light emitting substance fluorescent substance, phosphorescent substance
  • ultraviolet absorbing substance an ultraviolet absorbing substance
  • infrared absorbing substance a non-linear optical substance
  • non-linear optical substance examples thereof include carbon nanotubes and inorganic substances (for example, quantum rods), and conventionally known dichroic substances (dichroic dyes) can be used.
  • two or more kinds of dichroic substances may be used in combination.
  • at least the maximum absorption wavelength in the range of 370 to 550 nm is obtained. It is preferable to use one dichroic substance in combination with at least one dichroic substance having a maximum absorption wavelength in the wavelength range of 500 to 700 nm.
  • the dichroic substance may have a crosslinkable group.
  • the crosslinkable group include a (meth)acryloyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, and a styryl group. Among them, a (meth)acryloyl group is preferable.
  • the content of the dichroic substance is preferably 1 to 400 parts by mass, and more preferably 2 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer liquid crystalline compound, from the viewpoint that the effect of the present invention is more excellent. Is more preferable and 5 to 30 parts by mass is further preferable.
  • the content of the dichroic substance is preferably 1 to 50% by mass of the solid content in the liquid crystal composition, and more preferably 2 to 40% by mass.
  • the liquid crystal composition preferably contains a low molecular weight liquid crystal compound.
  • the "low molecular weight liquid crystal compound” refers to a liquid crystal compound having no repeating unit in its chemical structure.
  • Examples of the low-molecular liquid crystal compound include liquid crystal compounds described in JP 2013-228706 A and polymer liquid crystals described in paragraphs [0043] to [0050] of International Publication No. 2018/199096. And the like.
  • the low molecular weight liquid crystalline compound has a polymerizable group, because the adhesiveness to the adjacent layer becomes better and the cohesive force as a film can be improved.
  • the polymerizable group include those similar to the polymerizable group that the above-described polymer liquid crystal compound may have.
  • the molecular weight of the low molecular weight liquid crystalline compound is preferably less than 1700, more preferably 200 to 1500, and further preferably 200 or more and less than 1000.
  • the content of the low molecular weight liquid crystal compound is preferably 1 to 90% by mass relative to the solid content in the liquid crystal composition, and preferably 5 to 80% by mass. It is more preferable that the amount is %.
  • the content of the low molecular weight liquid crystalline compound is preferably 3 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the high molecular liquid crystalline compound. It is more preferably from about 200 parts by mass.
  • the liquid crystal composition preferably contains a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator is not particularly limited, but a compound having photosensitivity, that is, a photopolymerization initiator is preferable.
  • the photopolymerization initiator various compounds can be used without particular limitation. Examples of the photopolymerization initiator include ⁇ -carbonyl compounds (specifications of US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ethers (US Pat. No. 2,448,828), and ⁇ -hydrocarbon-substituted aromatic acyloins. Compounds (US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compounds (US Pat. Nos.
  • photopolymerization initiator commercially available products can also be used, such as Irgacure-184, Irgacure-907, Irgacure-369, Irgacure-651, Irgacure-819, Irgacure-OXE-01 and Irgacure-made by BASF. OXE-02 and the like can be mentioned.
  • the content of the polymerization initiator is 0.01 to 100 parts by mass based on 100 parts by mass of the dichroic substance and the polymer liquid crystalline compound in the liquid crystal composition. 30 parts by mass is preferable, and 0.1 to 15 parts by mass is more preferable.
  • the content of the polymerization initiator is 0.01 part by mass or more, the durability of the light absorption anisotropic film becomes good, and when it is 30 parts by mass or less, the degree of orientation of the light absorption anisotropic film is It will be better.
  • the polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more. When two or more polymerization initiators are included, the total amount thereof is preferably within the above range.
  • the liquid crystal composition preferably contains an interface improver.
  • the interface modifier it is expected that the smoothness of the coated surface is improved, the degree of orientation is further improved, and repelling and unevenness are suppressed, and the in-plane uniformity is improved.
  • the interfacial modifier it is preferable that the dichroic substance and the liquid crystalline polymer are leveled on the coating surface side. For example, they are described in paragraphs [0155] to [0170] of International Publication No. 2016/009648. Compounds, the compounds (horizontal alignment agents) described in paragraphs [0253] to [0293] of JP2011-237513A, and the like can be used.
  • the content of the interface improver is 0.001 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the dichroic substance and the polymer liquid crystal compound in the liquid crystal composition. It is preferably 5 parts by mass, more preferably 0.01 to 3 parts by mass.
  • the interface improver may be used alone or in combination of two or more kinds. When two or more kinds of interface modifiers are included, the total amount thereof is preferably within the above range.
  • the liquid crystal composition preferably contains a solvent.
  • the solvent include ketones (for example, acetone, 2-butanone, methyl isobutyl ketone, cyclopetantanone, cyclohexanone, etc.), ethers (for example, dioxane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, cyclopentylmethyl ether, tetrahydropyran, Dioxolane), aliphatic hydrocarbons (eg hexane), alicyclic hydrocarbons (eg cyclohexane etc.), aromatic hydrocarbons (eg benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene etc.), halogenated Carbons (eg, dichloromethane, trichloromethane, dichloroethane, dichlorobenzene, chlorotoluene, etc.), esters (eg, dichloromethane, trichloromethane,
  • solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • ketones particularly cyclopentanone, cyclohexanone
  • ethers particularly tetrahydrofuran, cyclopentylmethyl ether, tetrahydropyran, dioxolane
  • Amides in particular, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone are preferable.
  • the content of the solvent is preferably 80 to 99% by mass, more preferably 83 to 97% by mass, and 85 to 100% by mass based on the total mass of the liquid crystal composition. It is particularly preferably 95% by mass.
  • the solvent may be used alone or in combination of two or more. When two or more solvents are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the method for producing the light-absorption anisotropic film of the present invention is not particularly limited as long as the abundance ratio of the dichroic substance can be adjusted so as to satisfy the above formula (I-1).
  • a step of forming a first coating film by applying a composition obtained by removing the above-mentioned dichroic substance from the composition onto an adjacent layer (for example, an alignment film) (hereinafter, also referred to as “first coating film forming step”).
  • first coating film forming step a step of forming the second coating film by applying the above-mentioned liquid crystal composition on the first coating film (hereinafter, also referred to as “second coating film forming step”), the first coating film and the second coating film.
  • the liquid crystalline component is not limited to the above-described high molecular weight liquid crystalline compound and low molecular weight liquid crystalline compound, and when the above-mentioned dichroic substance has liquid crystallinity, it is a dichroic substance having liquid crystallinity. It is a component that also contains
  • the first coating film forming step is a step of forming a first coating film by applying a composition obtained by removing a dichroic substance from a liquid crystal composition to an adjacent layer (for example, an alignment film).
  • a composition obtained by removing a dichroic substance from a liquid crystal composition to an adjacent layer (for example, an alignment film).
  • an adjacent layer for example, an alignment film.
  • the method for applying the composition specifically, for example, roll coating method, gravure printing method, spin coating method, wire bar coating method, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method, Known methods such as a spray method and an inkjet method can be mentioned.
  • the second coating film forming step is a step of forming a second coating film by coating the liquid crystal composition on the first coating film.
  • the liquid crystal composition can be coated on the first coating film by using the liquid crystal composition containing the above-mentioned solvent or by using the liquid crystal composition made into a liquid such as a molten liquid by heating. It will be easier.
  • As a method of applying the liquid crystal composition the same method as in the first coating film forming step can be mentioned.
  • the alignment step is a step of aligning the liquid crystal components contained in the first coating film and the second coating film. As a result, a light absorption anisotropic film satisfying the above formula (I-1) is obtained.
  • the orientation process may have a drying process. By the drying treatment, components such as a solvent can be removed from the coating film.
  • the drying treatment may be performed by a method of allowing the coating film to stand at room temperature for a predetermined time (for example, natural drying), or may be performed by a method of heating and/or blowing air.
  • the liquid crystal component contained in the liquid crystal composition may be aligned by the coating film forming step or the drying treatment described above.
  • the coating film is dried and the solvent is removed from the coating film, so that the coating film having the light absorption anisotropy (that is, the light absorption An anisotropic film) is obtained.
  • the drying treatment is performed at a temperature equal to or higher than the transition temperature of the liquid crystalline component contained in the coating film to the liquid crystal phase, the heating treatment described below may not be performed.
  • the transition temperature of the liquid crystal component contained in the coating film to the liquid crystal phase is preferably 10 to 250° C., more preferably 25 to 190° C. from the viewpoint of production suitability and the like.
  • the transition temperature is 10° C. or higher, cooling treatment or the like for lowering the temperature to a temperature range in which a liquid crystal phase is exhibited is not necessary, which is preferable.
  • the transition temperature is 250° C. or lower, high temperature is not required even when the liquid crystal phase is once brought into an isotropic liquid state higher than the temperature range in which the liquid crystal phase is exhibited, waste of thermal energy, and substrate It is preferable because deformation and deterioration can be reduced.
  • the orientation process preferably includes heat treatment.
  • the liquid crystal component contained in the coating film can be aligned, and thus the coating film after the heat treatment can be suitably used as the light absorption anisotropic film.
  • the heat treatment is preferably 10 to 250° C., more preferably 25 to 190° C., from the viewpoint of production suitability and the like.
  • the heating time is preferably 1 to 300 seconds, more preferably 1 to 60 seconds.
  • the orientation step may have a cooling treatment performed after the heat treatment.
  • the cooling treatment is a treatment of cooling the coating film after heating to about room temperature (20 to 25° C.).
  • the cooling means is not particularly limited and can be carried out by a known method.
  • the light absorption anisotropic film can be obtained.
  • a drying treatment and a heat treatment are mentioned, but the method is not limited to this and can be carried out by a known alignment treatment.
  • the method for producing the light-absorption anisotropic film may have a step of curing the light-absorption anisotropic film (hereinafter, also referred to as “curing step”) after the alignment step.
  • the curing step is carried out by heating and/or light irradiation (exposure), for example, when the light absorption anisotropic film has a crosslinkable group (polymerizable group).
  • exposure for example, when the light absorption anisotropic film has a crosslinkable group (polymerizable group).
  • the light source used for curing various light sources such as infrared rays, visible light or ultraviolet rays can be used, but ultraviolet rays are preferable.
  • the ultraviolet rays may be irradiated while being heated during curing, or the ultraviolet rays may be irradiated through a filter that transmits only a specific wavelength.
  • the heating temperature during the exposure is preferably 25 to 140° C., though it depends on the transition temperature of the liquid crystalline component contained in the light absorption anisotropic film to the liquid crystal phase.
  • the exposure may be performed under a nitrogen atmosphere.
  • the curing of the light-absorption anisotropic film proceeds by radical polymerization, the inhibition of polymerization by oxygen is reduced, so exposure is preferably performed in a nitrogen atmosphere.
  • the thickness of the light absorption anisotropic film is not particularly limited, but is preferably 100 to 8000 nm, and preferably 300 to 5000 nm from the viewpoint of flexibility when the laminate of the present invention described below is used for a polarizing element. More preferably.
  • the laminate of the present invention is a laminate having a substrate, an alignment film, and a light absorption anisotropic film in this order.
  • the light-absorption anisotropic film of the laminate of the present invention is the above-mentioned light-absorption anisotropic film of the present invention, and is a light-absorption anisotropic film for a signal derived from a dichroic substance detected by TOF-SIMS.
  • the relationship between the maximum intensity Imax in the thickness direction of the organic film and the intensity Isur on the surface of the light absorption anisotropic film on the side having the alignment film satisfies the following formula (I-1). 2 ⁇ Imax/Isur (I-1)
  • each layer constituting the laminate of the present invention will be described.
  • the base material of the laminate of the present invention can be selected according to the application of the light absorption anisotropic film, and examples thereof include glass and polymer films.
  • the light transmittance of the base material is preferably 80% or more.
  • an optically isotropic polymer film it is preferable to use an optically isotropic polymer film.
  • the description in paragraph [0013] of JP-A-2002-22942 can be applied.
  • a conventionally known polymer such as polycarbonate or polysulfone which easily exhibits birefringence
  • a polymer whose expression is reduced by modifying the molecule described in International Publication No. 2000/26705 is used. You can also
  • the alignment film included in the laminate of the present invention may be any layer as long as the dichroic substance contained in the liquid crystal composition can be brought into a desired alignment state on the alignment film.
  • the method for forming the alignment film include rubbing treatment of an organic compound (preferably polymer) on the film surface, oblique vapor deposition of an inorganic compound, formation of a layer having microgrooves, and Langmuir Blodgett method (LB film). )) organic compounds (eg, ⁇ -tricosanoic acid, dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearyl acid, etc.) and the like.
  • an alignment film that has an alignment function by applying an electric field, a magnetic field, or light irradiation is also known.
  • an alignment film formed by rubbing treatment is preferable from the viewpoint of easy control of the pretilt angle of the alignment film, and a photo-alignment film formed by light irradiation is also preferable from the viewpoint of alignment uniformity.
  • ⁇ Rubbing treatment alignment film The polymer material used for the alignment film formed by the rubbing treatment is described in many documents, and many commercially available products can be obtained. In the present invention, polyvinyl alcohol or polyimide, and derivatives thereof are preferably used. Regarding the alignment film, the description on page 43, line 24 to page 49, line 8 of International Publication No. 2001/88574A1 can be referred to.
  • the thickness of the alignment film is preferably 0.01 to 10 ⁇ m, more preferably 0.01 to 2 ⁇ m.
  • JP-A 2006-285197, JP-A 2007-76839, JP-A 2007-138138, JP-A 2007-94071, JP-A 2007-121721, and JP-A 2007 are available. -140465, JP-A 2007-156439, JP-A 2007-133184, JP-A 2009-109831, JP-A 3883848, and JP-A No. 4151746, azo compounds described in JP-A-2002-229039. Aromatic ester compounds described in JP-A Nos.
  • maleimide and/or alkenyl-substituted nadiimide compounds having a photo-alignment unit described in JP-A Nos. 4205195 and 4205198.
  • Preferred examples thereof include the photocrosslinkable silane derivatives described in JP-A No. 2003-520878, JP-A No. 2004-529220, and JP-A No. 4162850. More preferably, it is an azo compound, a photocrosslinkable polyimide, a polyamide, or an ester.
  • the photoalignment compound a photosensitive compound having a photoreactive group that undergoes dimerization and/or isomerization by the action of light.
  • the photoreactive group include a group having a cinnamic acid (cinnamoyl) structure (skeleton), a group having a coumarin structure (skeleton), a group having a chalcone structure (skeleton), and a group having a benzophenone structure (skeleton).
  • a group having a cinnamoyl structure and a group having a coumarin structure are preferable, and a group having a cinnamoyl structure is more preferable.
  • the photosensitive compound having a photoalignable group may further have a crosslinkable group.
  • the crosslinkable group is preferably a heat-crosslinkable group that causes a curing reaction by the action of heat, a photocrosslinkable group that causes a curing reaction by the action of light, and a crosslinkable group having both a heat-crosslinkable group and a photocrosslinkable group. It may be a group.
  • the crosslinkable group include an epoxy group, an oxetanyl group, a group represented by —NH—CH 2 —O—R (R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms), and an ethylenic group.
  • At least one selected from the group consisting of a group having an unsaturated double bond and a blocked isocyanate group is included.
  • a group having an unsaturated double bond and a blocked isocyanate group is included.
  • an epoxy group, an oxetanyl group, and a group having an ethylenically unsaturated double bond are preferable.
  • the 3-membered cyclic ether group is also called an epoxy group
  • the 4-membered cyclic ether group is also called an oxetanyl group.
  • the group having an ethylenically unsaturated double bond specifically, for example, a vinyl group, an allyl group, a styryl group, an acryloyl group, a methacryloyl group can be mentioned, and an acryloyl group or a methacryloyl group is preferable. ..
  • the photo-alignment film formed from the above material is irradiated with linearly polarized light or non-polarized light to manufacture the photo-alignment film.
  • linearly polarized irradiation and “non-polarized irradiation” are operations for causing a photoreaction in a photoalignment material.
  • the wavelength of the light used depends on the photo-alignment material used and is not particularly limited as long as it is a wavelength necessary for the photoreaction.
  • the peak wavelength of light used for light irradiation is preferably 200 nm to 700 nm, and more preferably ultraviolet light having a light peak wavelength of 400 nm or less.
  • the light source used for light irradiation is a commonly used light source, for example, a lamp such as a tungsten lamp, a halogen lamp, a xenon lamp, a xenon flash lamp, a mercury lamp, a mercury xenon lamp and a carbon arc lamp, various lasers [eg, semiconductor laser, helium. Examples thereof include a neon laser, an argon ion laser, a helium cadmium laser and a YAG (yttrium aluminum garnet) laser], a light emitting diode, and a cathode ray tube.
  • a lamp such as a tungsten lamp, a halogen lamp, a xenon lamp, a xenon flash lamp, a mercury lamp, a mercury xenon lamp and a carbon arc lamp
  • various lasers eg, semiconductor laser, helium. Examples thereof include a neon laser, an argon ion laser, a helium
  • a method using a polarizing plate for example, iodine polarizing plate, two-color dye polarizing plate, and wire grid polarizing plate
  • a prism element for example, Glan-Thompson prism
  • Brewster angle is used.
  • a method using the above reflective polarizer or a method using light emitted from a laser light source having polarized light can be used. Further, only a light having a required wavelength may be selectively irradiated by using a filter or a wavelength conversion element.
  • the method of irradiating the alignment film with light from the upper surface or from the back surface to the alignment film surface perpendicularly or obliquely is adopted.
  • the incident angle of light varies depending on the photo-alignment material, but is preferably 0 to 90° (vertical), and more preferably 40 to 90°.
  • the alignment film is irradiated with non-polarized light obliquely.
  • the incident angle is preferably 10 to 80°, more preferably 20 to 60°, and further preferably 30 to 50°.
  • the irradiation time is preferably 1 minute to 60 minutes, more preferably 1 minute to 10 minutes.
  • Light absorption anisotropic film The light-absorption anisotropic film included in the laminate of the present invention is as described above, and therefore its description is omitted.
  • the laminate of the present invention preferably has a ⁇ /4 plate on the light absorption anisotropic film.
  • the “ ⁇ /4 plate” is a plate having a ⁇ /4 function, and specifically, a function of converting linearly polarized light of a certain specific wavelength into circularly polarized light (or circularly polarized light into linearly polarized light). It is a plate having.
  • the ⁇ /4 plate has a single layer structure, specifically, a stretched polymer film, a retardation film in which an optically anisotropic layer having a ⁇ /4 function is provided on a support, and the like can be mentioned.
  • the ⁇ /4 plate has a multi-layer structure
  • a broadband ⁇ /4 plate formed by laminating a ⁇ /4 plate and a ⁇ /2 plate can be mentioned.
  • the ⁇ /4 plate and the light absorption anisotropic film may be provided in contact with each other, or another layer may be provided between the ⁇ /4 plate and the light absorption anisotropic film. .. Examples of such a layer include an adhesive layer or an adhesive layer for ensuring adhesion.
  • the laminate of the present invention preferably has a barrier layer on the light absorption anisotropic film ( ⁇ /4 plate when the above-mentioned ⁇ /4 plate is included).
  • the barrier layer is also called a gas barrier layer (oxygen barrier layer), and has a function of protecting the polarizing element of the present invention from gases such as oxygen in the atmosphere, moisture, or compounds contained in adjacent layers.
  • gases such as oxygen in the atmosphere, moisture, or compounds contained in adjacent layers.
  • the barrier layer for example, paragraphs [0014] to [0054] of JP-A-2014-159124, paragraphs [0042] to [0075] of JP-A-2017-121721, and paragraph [0042] of JP-A-2017-115076. Reference can be made to paragraphs [0045] to [0054], paragraphs [0010] to [0061] of JP2012-213938A, and paragraphs [0021] to [0031] of JP2005-169994A.
  • the laminate of the present invention may have an adhesive layer on the surface on which the ⁇ /4 plate is bonded.
  • Examples of the adhesive contained in the adhesive layer include rubber-based adhesives, acrylic-based adhesives, silicone-based adhesives, urethane-based adhesives, vinyl alkyl ether-based adhesives, polyvinyl alcohol-based adhesives, polyvinylpyrrolidone-based adhesives. , Polyacrylamide adhesives, cellulose adhesives and the like. Of these, acrylic adhesives (pressure-sensitive adhesives) are preferable from the viewpoints of transparency, weather resistance, heat resistance, and the like.
  • the pressure-sensitive adhesive layer is formed by, for example, applying a solution of a pressure-sensitive adhesive on a release sheet, drying it, and then transferring it to the surface of the transparent resin layer; directly coating the solution of the pressure-sensitive adhesive on the surface of the transparent resin layer and drying. And the like.
  • the adhesive solution is prepared, for example, as a solution of about 10 to 40 mass% in which the adhesive is dissolved or dispersed in a solvent such as toluene or ethyl acetate.
  • a coating method a roll coating method such as reverse coating or gravure coating, a spin coating method, a screen coating method, a fountain coating method, a dipping method, or a spray method can be adopted.
  • Examples of the constituent material of the release sheet include synthetic thin film such as polyethylene, polypropylene and polyethylene terephthalate; rubber sheet; paper; cloth; non-woven fabric; net; foam sheet; metal foil; Can be mentioned.
  • synthetic thin film such as polyethylene, polypropylene and polyethylene terephthalate
  • rubber sheet paper; cloth; non-woven fabric; net; foam sheet; metal foil; Can be mentioned.
  • the thickness of any adhesive layer is not particularly limited, but is preferably 3 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 4 ⁇ m to 40 ⁇ m, and further preferably 5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the laminate of the present invention can be used as a polarizing element (polarizing plate), and specifically, for example, a linear polarizing plate or a circular polarizing plate.
  • polarizing plate polarizing plate
  • the laminate of the present invention does not have the above-mentioned ⁇ /4 plate or other optically anisotropic layer, the laminate can be used as a linear polarizing plate.
  • the laminate of the present invention has the ⁇ /4 plate, the laminate can be used as a circularly polarizing plate.
  • An image display device of the present invention has the above-mentioned laminated body of the present invention.
  • the display element used in the image display device of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a liquid crystal cell, an organic electroluminescence (hereinafter abbreviated as “EL”) display panel, and a plasma display panel.
  • a liquid crystal cell or an organic EL display panel is preferable, and a liquid crystal cell is more preferable.
  • the image display device of the present invention is preferably a liquid crystal display device using a liquid crystal cell as a display element, an organic EL display device using an organic EL display panel as a display element, and a liquid crystal display device. More preferable.
  • a liquid crystal display device which is an example of the image display device of the present invention is a liquid crystal display device including the above-described laminated body of the present invention (however, not including a ⁇ /4 plate) and a liquid crystal cell.
  • the laminate of the present invention As the front polarizing element, and the laminate of the present invention as the front and rear polarizing elements. Is more preferably used.
  • the liquid crystal cell that constitutes the liquid crystal display device will be described in detail below.
  • the liquid crystal cell used in the liquid crystal display device is preferably a VA (Vertical Alignment) mode, an OCB (Optically Compensated Bend) mode, an IPS (In-Plane-Switching) mode, or a TN (Twisted Nematic). It is not limited to.
  • a TN mode liquid crystal cell rod-shaped liquid crystal molecules (rod-shaped liquid crystal compounds) are substantially horizontally aligned when no voltage is applied, and are further twisted and aligned at 60 to 120°.
  • the TN mode liquid crystal cell is most often used as a color TFT liquid crystal display device, and is described in many documents.
  • VA mode liquid crystal cell rod-shaped liquid crystal molecules are aligned substantially vertically when no voltage is applied.
  • the VA mode liquid crystal cell includes (1) a VA mode liquid crystal cell in a narrow sense in which rod-shaped liquid crystal molecules are aligned substantially vertically when no voltage is applied and are aligned substantially horizontally when a voltage is applied (Japanese Patent Laid-Open No. HEI 2-200,600). 176625), (2) Liquid crystal cell (SID97, Digest of tech.Papers (in the MVA mode (Multi-domain Vertical Alignment)) in which the VA mode is multi-domained in order to expand the viewing angle.
  • n-ASM Analy symmetric aligned microcell
  • a liquid crystal cell (described in Proceedings 58-59 (1998) of the Japan Liquid Crystal Conference) and (4) SURVIVAL mode liquid crystal cell (announced at LCD (liquid crystal display) International 98) are included.
  • any of a PVA (Patterned Vertical Alignment) type, a photo-alignment type (Optical Alignment), and a PSA (Polymer-Sustained Alignment) may be used.
  • Organic EL display device examples include, from the viewer side, the above-described laminate of the present invention (including the adhesive layer and the ⁇ /4 plate), and an organic EL display panel.
  • a preferred embodiment is one having, in this order.
  • the laminate is arranged in this order from the viewing side, including the transparent support, the orientation film provided as necessary, the light absorption anisotropic film, the transparent resin layer, the adhesive layer, and the ⁇ /4 plate.
  • the organic EL display panel is a display panel configured by using an organic EL element having an organic light emitting layer (organic electroluminescence layer) sandwiched between electrodes (between the cathode and the anode).
  • the structure of the organic EL display panel is not particularly limited, and a known structure is adopted.
  • Example 1 ⁇ Preparation of substrate with alignment film>
  • the coating liquid 1 for forming an alignment film described below was continuously coated on a TAC film TJ40UL (thickness 40 ⁇ m; manufactured by FUJIFILM Corporation) with a wire bar.
  • the support on which the coating film is formed is dried with warm air of 140° C. for 120 seconds, and then the coating film is irradiated with polarized ultraviolet rays (10 mJ/cm 2 , using an ultrahigh pressure mercury lamp) to obtain a photo-alignment film.
  • PA1 was formed to obtain a TAC film with a photo-alignment film.
  • the film thickness of the photo-alignment film PA1 was 1.0 ⁇ m.
  • composition of coating liquid PA1 for forming alignment film ⁇ The following polymer PA-1 100.00 parts by mass-The following acid generator TAG-1 5.00 parts by mass-The following acid generator CPI-110TF 0.005 parts by mass-Butyl acetate 1073.60 parts by mass-Methyl isobutyl ketone 268.40 parts by mass ⁇
  • the following liquid crystal composition P1 was continuously coated on the obtained photo-alignment film PA1 with a wire bar to form a coating layer P1.
  • the coating layer P1 was heated at 140° C. for 90 seconds, and the coating layer P1 was cooled to room temperature (23° C.). Then, it heated at 100 degreeC for 60 second, and cooled to room temperature again.
  • the light absorption anisotropic film P1 was produced on the alignment film PA1 by irradiating with an LED lamp (center wavelength 365 nm) for 2 seconds under an irradiation condition of illuminance of 200 mW/cm 2 .
  • the film thickness of the light absorption anisotropic film P1 was 0.4 ⁇ m.
  • composition of composition B1 for forming oxygen barrier layer ⁇ ⁇
  • Example 2 ⁇ Formation of light absorption anisotropic film P2> The following liquid crystal composition P2 was continuously coated on the obtained alignment film PA1 with a wire bar to form a coating layer P2. Next, the coating layer P2 was heated at 140° C. for 90 seconds, and the coating layer P2 was cooled to room temperature (23° C.). Then, it heated at 90 degreeC for 60 second, and cooled to room temperature again. Then, the light absorption anisotropic film P2 was produced on the alignment film PA1 by performing irradiation for 2 seconds using an LED lamp (center wavelength 365 nm) under the irradiation condition of the illumination intensity of 200 mW/cm 2 . The film thickness of the light absorption anisotropic film P2 was 0.4 ⁇ m.
  • An oxygen barrier layer B1 was formed on the obtained light-absorbing anisotropic layer P2 in the same manner as in Example 1 to prepare a laminated film 2.
  • Example 3 was performed in the same manner as in Example 2 except that the liquid crystal composition P2 was changed to liquid crystal compositions P3 to P8 as shown below in the formation of the light absorption anisotropic film P2 of Example 2. 8 laminated films 3 to 8 were produced. The film thickness of the light absorption anisotropic film was 0.4 ⁇ m.
  • Example 9 The following composition L-1 for forming a liquid crystal layer was continuously coated on the obtained alignment film PA1 with a wire bar to form a coating layer L-1. Next, the coating layer L-1 was dried at room temperature to form the first coating film L-1 on the alignment film PA1. The film thickness of the first coating film L-1 was 50 nm.
  • composition of liquid crystal layer forming composition L-1 ⁇ The polymeric liquid crystal compound P-1 2.19 parts by mass-The low molecular weight liquid crystal compound L-2 0.24 parts by mass-Polymerization initiator IRGACUREOXE-02 (manufactured by BASF) 0.200 parts by mass-The interface Improver F-2 0.14 parts by mass, methyl ethyl ketone 371 parts by mass ⁇
  • the above-mentioned liquid crystal composition P3 was continuously applied onto the obtained first coating film L-1 by a wire bar to form a second coating film P9.
  • the second coating film P9 was heated at 140° C. for 90 seconds, and the second coating film P9 was cooled to room temperature (23° C.). Then, it heated at 80 degreeC for 60 second, and cooled to room temperature again.
  • the light absorption anisotropic film P9 including the first coating film L-1 is formed on the alignment film PA1 by irradiating the alignment film PA1 with the LED lamp (center wavelength 365 nm) for 2 seconds under the irradiation condition of the illuminance of 200 mW/cm 2. It was made.
  • the thickness of the light absorption anisotropic film P9 was 0.45 ⁇ m.
  • An oxygen barrier layer B1 was formed on the obtained light-absorbing anisotropic layer P9 in the same manner as in Example 1 to produce a laminated film 9.
  • Comparative Example 1 As Comparative Example 1, Example 21 of Patent Document 1 (International Publication No. 2018/199096) was additionally tested.
  • Comparative Example 1 the structures of the polymer liquid crystalline compound, the dichroic substance, the low molecular liquid crystalline compound and the interface improver contained in the liquid crystal composition used for forming the light absorption anisotropic film are as follows. As shown in.
  • Example 10 A laminated film was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the heating temperature (80° C.) after cooling the coating film to room temperature was changed to 90° C. when the light absorption anisotropic film was produced. ..
  • the maximum intensity Imax in the thickness direction of the light absorption anisotropic film and the intensity Isur on the surface of the light absorption anisotropic film on the side having the alignment film It was found that when the relationship of 1 does not satisfy the above formula (I-1), the adhesion was poor (Comparative Example 1). On the other hand, when the relationship between the maximum strength Imax and the strength Isur satisfies the above formula (I-1), it was found that the adhesion is good in all cases (Examples 1 to 10).

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Abstract

本発明は、隣接層との密着性に優れる光吸収異方性膜、ならびに、それを用いた積層体および画像表示装置を提供することを課題とする。本発明の光吸収異方性膜は、高分子液晶性化合物および二色性物質を含有する液晶組成物を用いて形成される光吸収異方性膜であって、飛行時間型二次イオン質量分析法で検出される二色性物質に由来するシグナルについて、膜の厚み方向における最大強度Imaxと、膜の少なくとも一方の表面における強度Isurとの関係が、下記式(I-1)を満たす、光吸収異方性膜である。 2 ≦ Imax/Isur ・・・(I-1)

Description

光吸収異方性膜、積層体および画像表示装置
 本発明は、光吸収異方性膜、積層体および画像表示装置に関する。
 従来、レーザー光または自然光を含む照射光の減衰機能、偏光機能、散乱機能、または、遮光機能等が必要となった際には、それぞれの機能ごとに異なった原理によって作動する装置を利用していた。そのため、上記の機能に対応する製品も、それぞれの機能別に異なった製造工程によって製造されていた。
 例えば、画像表示装置(例えば、液晶表示装置)では、表示における旋光性または複屈折性を制御するために直線偏光子または円偏光子が用いられている。また、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:OLED)においても、外光の反射防止のために円偏光子が使用されている。
 従来、これらの偏光子には、ヨウ素が二色性物質として広く使用されてきたが、ヨウ素の代わりに有機色素を二色性物質として使用する偏光子についても検討されている。
 例えば、特許文献1には、繰り返し単位を有する直鎖状の高分子液晶性化合物と、溶液における最大吸収波長が390nm以下となる低分子液晶性化合物と、二色性物質と、を含有する液晶組成物を用いて形成される光吸収異方性膜が記載されている([請求項1][請求項5])。
国際公開第2018/199096号
 本発明者らは、特許文献1に記載された光吸収異方性膜について検討したところ、二色性物質の種類や配合量などによっては、光吸収異方性膜に隣接する層(例えば、配向膜など)との密着性が劣る場合があることを明らかとした。
 そこで、本発明は、隣接層との密着性に優れる光吸収異方性膜、ならびに、それを用いた積層体および画像表示装置を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、光吸収異方性膜の少なくとも一方の表面の近傍に存在する二色性物質の量を減らすことにより、隣接層との密着性が良好となることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
 [1] 高分子液晶性化合物および二色性物質を含有する液晶組成物を用いて形成される光吸収異方性膜であって、
 飛行時間型二次イオン質量分析法で検出される二色性物質に由来するシグナルについて、膜の厚み方向における最大強度Imaxと、膜の少なくとも一方の表面における強度Isurとの関係が、下記式(I-1)を満たす、光吸収異方性膜。
 2 ≦ Imax/Isur ・・・(I-1)
 [2] 最大強度Imaxと、強度Isurとの関係が、下記式(I-2)を満たす、[1]に記載の光吸収異方性膜。
 5 ≦ Imax/Isur ・・・(I-2)
 [3] 高分子液晶性化合物が、重合性基を有する、[1]または[2]に記載の光吸収異方性膜。
 [4] 液晶組成物が、更に、低分子液晶性化合物を含有する、[1]~[3]のいずれかに記載の光吸収異方性膜。
 [5] 低分子液晶性化合物が、重合性基を有する、[4]に記載の光吸収異方性膜。
 [6] 液晶組成物が、更に、界面改良剤を含有する、[1]~[5]のいずれかに記載の光吸収異方性膜。
 [7] 基材と、配向膜と、光吸収異方性膜とをこの順に有する積層体であって、
 光吸収異方性膜が、[1]~[6]のいずれかに記載の光吸収異方性膜であり、
 飛行時間型二次イオン質量分析法で検出される二色性物質に由来するシグナルについて、光吸収異方性膜の厚み方向における最大強度Imaxと、光吸収異方性膜の配向膜を有する側の表面における強度Isurとの関係が、下記式(I-1)を満たす、積層体。
 2 ≦ Imax/Isur ・・・(I-1)
 [8] さらに、光吸収異方性膜上に設けられるλ/4板を有する、[7]に記載の積層体。
 [9] [1]~[6]のいずれかに記載の光吸収異方性膜、または、[7]もしくは[8]に記載の積層体を有する、画像表示装置。
 本発明によれば、隣接層との密着性に優れる光吸収異方性膜、ならびに、それを用いた積層体および画像表示装置を提供することができる。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
 なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 また、本明細書において、各成分は、各成分に該当する物質を1種単独でも用いても、2種以上を併用してもよい。ここで、各成分について2種以上の物質を併用する場合、その成分についての含有量とは、特段の断りが無い限り、併用した物質の合計の含有量を指す。
 また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を表す表記であり、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を表す表記であり、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」または「メタクリロイル」を表す表記である。
[光吸収異方性膜]
 本発明の光吸収異方性膜は、高分子液晶性化合物および二色性物質を含有する液晶組成物を用いて形成される光吸収異方性膜である。
 また、本発明の光吸収異方性膜は、飛行時間型二次イオン質量分析法(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry:TOF-SIMS)で検出される二色性物質に由来するシグナルについて、膜の厚み方向における最大強度Imaxと、膜の少なくとも一方の表面における強度Isurとの関係が、下記式(I-1)を満たすものである。
 2 ≦ Imax/Isur ・・・(I-1)
 <TOF-SIMSの測定方法>
 本発明におけるTOF-SIMSによる測定は、以下に示すように測定する。
(1)装置および条件
 ・装置:TRIFT V nanoTOF II(Ulvac PHI社製)
 ・深さ方向分析:Arイオンスパッタ併用
 ・測定範囲:一の方向およびその直交方向に各々256点ずつラスタースキャン
 ・極性:posi、nega
(2)膜の表面における強度Isur
 測定対象である光吸収異方性膜について、光吸収異方性膜の各表面から全厚みの10%まで測定した際の、二色性物質に由来するフラグメントの質量分析の強度の平均値(ベースラインからの強度の平均値)のうち、低い方を強度Isurとする。
(3)膜の厚み方向における最大強度Imax
 測定対象である光吸収異方性膜について、光吸収異方性膜の各表面から全厚みの10%の部分を除いた全厚みの80%の領域で測定した際の、二色性物質に由来するフラグメントの質量分析の強度(ベースラインからの強度)の最大値を最大強度Imaxとする。
(4)測定対象について
 測定対象である光吸収異方性膜が、隣接層を有する積層体として存在している場合、上述した光吸収異方性膜の表面(すなわち隣接層との界面)は、光吸収異方性膜から検出される高分子液晶化合物に由来するフラグメントの質量分析の強度と、隣接層から検出されるフラグメントのうち、最も量の多い化合物に由来するフラグメントの質量分析の強度とが交差する点として特定することができる。
 本発明においては、上述した通り、光吸収異方性膜の少なくとも一方の表面の近傍に存在する二色性物質の量を減らすこと、すなわち、TOF-SIMSで検出される二色性物質に由来するシグナルについて、膜の厚み方向における最大強度Imaxと、膜の少なくとも一方の表面における強度Isurとの関係が、上記式(I-1)を満たすことにより、隣接層との密着性が良好となる。
 この理由の詳細は未だ明らかになっていないが、本発明者らは以下の理由によるものと推測している。
 本発明者らは、密着性が劣る原因として、光吸収異方性膜の表面近傍に存在する二色性物質が結晶構造を採り易くなり、剥離に対して靭性が失われることで、密着性が劣ると推察している。
 そのため、本発明においては、上記式(I-1)を満たすことにより、光吸収異方性膜の少なくとも一方の表面の近傍に存在する二色性物質の量が少なくなり、剥離に起因した応力が緩和されやすい構造となり、その結果、二色性物質が均一に分散された場合と比較して同じ応力がかかった場合でも剥離が起こり難くなったと推察している。
 本発明においては、上記式(I-1)は、最大強度Imaxと強度Isurとの比率(Imax/Isur)の上限を規定していないことからも明らかな通り、最大強度Imaxが有意に測定され、強度Isurが測定限界以下である態様も含むものである。
 また、隣接層との密着性がより良好となる理由から、光吸収異方性膜の厚み方向における最大強度Imaxと、光吸収異方性膜の少なくとも一方の表面における強度Isurとの関係が、下記式(I-2)を満たすことが好ましく、下記式(I-3)を満たすことがより好ましい。
 5 ≦ Imax/Isur ・・・(I-2)
 5 ≦ Imax/Isur ≦ 100 ・・・(I-3)
 〔液晶組成物〕
 以下、本発明の光吸収異方性膜の形成に用いられる液晶組成物に含まれる各成分について詳述する。
 <高分子液晶性化合物>
 液晶組成物が含有する「高分子液晶性化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有する液晶性化合物のことをいう。
 高分子液晶性化合物としては、例えば、特開2011-237513号公報に記載されているサーモトロピック液晶性高分子、国際公開第2018/199096号の[0012]~[0042]段落に記載されている高分子液晶性化合物などが挙げられる。
 高分子液晶性化合物は、得られる光吸収異方性膜の配向度がより高くなる理由から、下記式(1)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(1)」とも略す。)を含む高分子液晶性化合物であることが好ましい。
 なお、以下の説明において、「得られる光吸収異方性膜の配向度がより高くなる」ことを「本発明の効果がより優れる」とも言う。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 上記式(1)中、P1は繰り返し単位の主鎖を表し、L1は単結合または2価の連結基を表し、SP1はスペーサー基を表し、M1はメソゲン基を表し、T1は末端基を表す。
 P1が表す繰り返し単位の主鎖としては、具体的には、例えば、下記式(P1-A)~(P1-D)で表される基が挙げられ、なかでも、原料となる単量体の多様性および取り扱いが容易である観点から、下記式(P1-A)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 上記式(P1-A)~(P1-D)において、「*」は、上記式(1)におけるL1との結合位置を表す。
 上記式(P1-A)~(P1-D)において、R、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基または炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基を表す。上記アルキル基は、直鎖または分岐のアルキル基であってもよいし、環状構造を有するアルキル基(シクロアルキル基)であってもよい。また、上記アルキル基の炭素数は、1~5が好ましい。
 上記式(P1-A)で表される基は、(メタ)アクリル酸エステルの重合によって得られるポリ(メタ)アクリル酸エステルの部分構造の一単位であることが好ましい。
 上記式(P1-B)で表される基は、エポキシ基を有する化合物のエポキシ基を開環重合して形成されるエチレングリコール単位であることが好ましい。
 上記式(P1-C)で表される基は、オキセタン基を有する化合物のオキセタン基を開環重合して形成されるプロピレングリコール単位であることが好ましい。
 上記式(P1-D)で表される基は、アルコキシシリル基およびシラノール基の少なくとも一方の基を有する化合物の縮重合によって得られるポリシロキサンのシロキサン単位であることが好ましい。ここで、アルコキシシリル基およびシラノール基の少なくとも一方の基を有する化合物としては、式SiR14(OR15-で表される基を有する化合物が挙げられる。式中、R14は、(P1-D)におけるR14と同義であり、複数のR15はそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表す。
 上記式(1)中、L1は、単結合または2価の連結基である。
 L1が表す2価の連結基としては、-C(O)O-、-OC(O)-、-O-、-S-、-C(O)NR-、-NRC(O)-、-SO-、および、-NR-などが挙げられる。式中、RおよびRはそれぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表わす。
 P1が式(P1-A)で表される基である場合には、本発明の効果がより優れる理由から、L1は-C(O)O-で表される基が好ましい。
 P1が式(P1-B)~(P1-D)で表される基である場合には、本発明の効果がより優れる理由から、L1は単結合が好ましい。
 上記式(1)中、SP1が表すスペーサー基は、液晶性を発現しやすいことや、原材料の入手性などの理由から、オキシエチレン構造、オキシプロピレン構造、ポリシロキサン構造およびフッ化アルキレン構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を含むことが好ましい。
 ここで、SP1が表すオキシエチレン構造は、*-(CH-CHO)n1-*で表される基が好ましい。式中、n1は1~20の整数を表し、*は、上記式(1)中のL1またはM1との結合位置を表す。n1は、本発明の効果がより優れる理由から、2~10の整数であることが好ましく、2~4の整数であることがより好ましく、3であることが最も好ましい。
 また、SP1が表すオキシプロピレン構造は、本発明の効果がより優れる理由から、*-(CH(CH)-CHO)n2-*で表される基が好ましい。式中、n2は1~3の整数を表し、*はL1またはM1との結合位置を表す。
 また、SP1が表すポリシロキサン構造は、本発明の効果がより優れる理由から、*-(Si(CH-O)n3-*で表される基が好ましい。式中、n3は6~10の整数を表し、*はL1またはM1との結合位置を表す。
 また、SP1が表すフッ化アルキレン構造は、本発明の効果がより優れる理由から、*-(CF-CFn4-*で表される基が好ましい。式中、n4は6~10の整数を表し、*はL1またはM1との結合位置を表す。
 上記式(1)中、M1が表すメソゲン基とは、液晶形成に寄与する液晶分子の主要骨格を示す基である。液晶分子は、結晶状態と等方性液体状態の中間の状態(メソフェーズ)である液晶性を示す。メソゲン基については特に制限はなく、例えば、「Flussige Kristalle in Tabellen II」(VEB Deutsche Verlag fur Grundstoff Industrie,Leipzig、1984年刊)、特に第7頁~第16頁の記載、および、液晶便覧編集委員会編、液晶便覧(丸善、2000年刊)、特に第3章の記載、を参照することができる。
 メソゲン基としては、例えば、芳香族炭化水素基、複素環基、および脂環式基からなる群より選択される少なくとも1種の環状構造を有する基が好ましい。
 メソゲン基は、本発明の効果がより優れる理由から、芳香族炭化水素基を有するのが好ましく、2~4個の芳香族炭化水素基を有するのがより好ましく、3個の芳香族炭化水素基を有するのがさらに好ましい。
 メソゲン基としては、液晶性の発現、液晶相転移温度の調整、原料入手性および合成適性という観点、並びに、本発明の効果がより優れるから、下記式(M1-A)または下記式(M1-B)で表される基が好ましく、式(M1-B)で表される基がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式(M1-A)中、A1は、芳香族炭化水素基、複素環基および脂環式基からなる群より選択される2価の基である。これらの基は、アルキル基、フッ化アルキル基、アルコキシ基又は置換基で置換されていてもよい。
 A1で表される2価の基は、4~6員環であることが好ましい。また、A1で表される2価の基は、単環でも、縮環であってもよい。
 *は、SP1またはT1との結合位置を表す。
 A1が表す2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、フルオレン-ジイル基、アントラセン-ジイル基およびテトラセン-ジイル基などが挙げられ、メソゲン骨格の設計の多様性や原材料の入手性などの観点から、フェニレン基またはナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましい。
 A1が表す2価の複素環基としては、芳香族または非芳香族のいずれであってもよいが、配向度がより向上するという観点から、2価の芳香族複素環基であることが好ましい。
 2価の芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子および酸素原子が挙げられる。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。
 2価の芳香族複素環基の具体例としては、例えば、ピリジレン基(ピリジン-ジイル基)、ピリダジン-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、チエニレン(チオフェン-ジイル基)、キノリレン基(キノリン-ジイル基)、イソキノリレン基(イソキノリン-ジイル基)、オキサゾール-ジイル基、チアゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、ベンゾチアゾール-ジイル基、ベンゾチアジアゾール-ジイル基、フタルイミド-ジイル基、チエノチアゾール-ジイル基、チアゾロチアゾール-ジイル基、チエノチオフェン-ジイル基、および、チエノオキサゾール-ジイル基などが挙げられる。
 A1が表す2価の脂環式基の具体例としては、シクロペンチレン基およびシクロへキシレン基などが挙げられる。
 式(M1-A)中、a1は1~10の整数を表す。a1が2以上である場合には、複数のA1は同一でも異なっていてもよい。
 式(M1-B)中、A2およびA3はそれぞれ独立に、芳香族炭化水素基、複素環基および脂環式基からなる群より選択される2価の基である。A2およびA3の具体例および好適態様は、式(M1-A)のA1と同様であるので、その説明を省略する。
 式(M1-B)中、a2は1~10の整数を表し、a2が2以上である場合には、複数のA2は同一でも異なっていてもよく、複数のA3は同一でも異なっていてもよく、複数のLA1は同一でも異なっていてもよい。a2は、本発明の効果がより優れる理由から、2以上の整数であることが好ましく、2であることがより好ましい。
 式(M1-B)中、a2が1である場合には、LA1は2価の連結基である。a2が2以上である場合には、複数のLA1はそれぞれ独立に、単結合または2価の連結基であり、複数のLA1のうち少なくとも1つが2価の連結基である。a2が2である場合、本発明の効果がより優れる理由から、2つのLA1のうち、一方が2価の連結基であり、他方が単結合であることが好ましい。
 式(M1-B)中、LA1が表す2価の連結基としては、-O-、-(CH-、-(CF-、-Si(CH-、-(Si(CHO)-、-(OSi(CH-(gは1~10の整数を表す。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)-C(Z’)-、-C(O)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(O)N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-O-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-N(Z”)-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-S-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-N=C(Z’)-(Z、Z’、Z”は独立に、水素、C1~C4アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、シアノ基、または、ハロゲン原子を表す。)、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(O)S(O)O-、-O(O)S(O)O-、-SC(O)-、および、-C(O)S-などが挙げられる。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、-C(O)O-が好ましい。LA1は、これらの基を2つ以上組み合わせた基であってもよい。
 M1の具体例としては、例えば以下の構造が挙げられる。なお、下記具体例において、「Ac」は、アセチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 上記式(1)中、T1が表す末端基としては、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~10のアルキルチオ基、炭素数1~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルコキシカルボニル基(ROC(O)-:Rはアルキル基)、炭素数1~10のアシルオキシ基、炭素数1~10のアシルアミノ基、炭素数1~10のアルコキシカルボニルアミノ基、炭素数1~10のスルホニルアミノ基、炭素数1~10のスルファモイル基、炭素数1~10のカルバモイル基、炭素数1~10のスルフィニル基、および、炭素数1~10のウレイド基、(メタ)アクリロイルオキシ基含有基などが挙げられる。上記(メタ)アクリロイルオキシ基含有基としては、例えば、-L-A(Lは単結合又は連結基を表す。連結基の具体例は上述したL1及びSP1と同じである。Aは(メタ)アクリロイルオキシ基を表す)で表される基が挙げられる。
 T1は、本発明の効果がより優れる理由から、炭素数1~10のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~5のアルコキシがより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
 これらの末端基は、これらの基、または、特開2010-244038号公報に記載の重合性基によって、さらに置換されていてもよい。
 T1は、隣接層との密着性がより良好となり、膜としての凝集力を向上させることができる理由から、重合性基であることが好ましい。
 重合性基は、特に限定されないが、ラジカル重合またはカチオン重合可能な重合性基が好ましい。
 ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、好適なものとして、アクリロイル基またはメタクリロイル基を挙げることができる。この場合、重合速度はアクリロイル基が一般的に速いことが知られており、生産性向上の観点からアクリロイル基が好ましいが、メタクリロイル基も重合性基として同様に使用することができる。
 カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、および、ビニルオキシ基などを挙げることができる。中でも、脂環式エーテル基、または、ビニルオキシ基が好適であり、エポキシ基、オキセタニル基、または、ビニルオキシ基が特に好ましい。
 (重量平均分子量)
 高分子液晶性化合物の重量平均分子量(Mw)は、本発明の効果がより優れる理由から、1000~500000が好ましく、2000~300000がより好ましい。高分子液晶性化合物のMwが上記範囲内にあれば、高分子液晶性化合物の取り扱いが容易になる。
 特に、塗布時のクラック抑制の観点から、高分子液晶性化合物の重量平均分子量(Mw)は、10000以上が好ましく、10000~300000がより好ましい。
 また、配向度の温度ラチチュードの観点から、高分子液晶性化合物の重量平均分子量(Mw)は、10000未満が好ましく、2000以上10000未満が好ましい。
 ここで、本発明における重量平均分子量および数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法により測定された値である。
 ・溶媒(溶離液):N-メチルピロリドン
 ・装置名:TOSOH HLC-8220GPC
 ・カラム:TOSOH TSKgelSuperAWM-H(6mm×15cm)を3本接続して使用
 ・カラム温度:25℃
 ・試料濃度:0.1質量%
 ・流速:0.35mL/min
 ・校正曲線:TOSOH製TSK標準ポリスチレン Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)までの7サンプルによる校正曲線を使用
 (logP値)
 本発明においては、後述する二色性物質との相溶性を調整しやすくなる理由から、高分子液晶性化合物のlogP値が4.0~10であることが好ましく、4.3~9.5であることがより好ましく、4.3~5.5であることが更に好ましい。
 ここで、logP値は、化学構造の親水性および疎水性の性質を表現する指標であり、親疎水パラメータと呼ばれることがある。logP値は、ChemBioDraw UltraまたはHSPiP(Ver.4.1.07)などのソフトウェアを用いて計算できる。また、OECD Guidelines for the Testing of Chemicals,Sections 1,Test No.117の方法などにより、実験的に求めることもできる。本発明では特に断りのない限り、HSPiP(Ver.4.1.07)に化合物の構造式を入力して算出される値をlogP値として採用する。
 (含有量)
 本発明においては、高分子液晶性化合物の含有量は、液晶組成物における固形分中の8~99質量%となる量であることが好ましく、8~96質量%となる量であることがより好ましい。
 ここで、「液晶組成物における固形分」とは、溶媒を除いた成分をいい、固形分の具体例としては、上記高分子液晶性化合物および後述する二色性物質、重合開始剤、界面改良剤などが挙げられる。
 <二色性物質>
 液晶組成物が含有する二色性物質は、特に限定されず、可視光吸収物質(二色性色素)、発光物質(蛍光物質、燐光物質)、紫外線吸収物質、赤外線吸収物質、非線形光学物質、カーボンナノチューブ、無機物質(例えば量子ロッド)、などが挙げられ、従来公知の二色性物質(二色性色素)を使用することができる。
 具体的には、例えば、特開2013-228706号公報の[0067]~[0071]段落、特開2013-227532号公報の[0008]~[0026]段落、特開2013-209367号公報の[0008]~[0015]段落、特開2013-14883号公報の[0045]~[0058]段落、特開2013-109090号公報の[0012]~[0029]段落、特開2013-101328号公報の[0009]~[0017]段落、特開2013-37353号公報の[0051]~[0065]段落、特開2012-63387号公報の[0049]~[0073]段落、特開平11-305036号公報の[0016]~[0018]段落、特開2001-133630号公報の[0009]~[0011]段落、特開2011-215337号公報の[0030]~[0169]、特開2010-106242号公報の[0021]~[0075]段落、特開2010-215846号公報の[0011]~[0025]段落、特開2011-048311号公報の[0017]~[0069]段落、特開2011-213610号公報の[0013]~[0133]段落、特開2011-237513号公報の[0074]~[0246]段落、特開2016-006502号公報の[0005]~[0051]段落、WO2016/060173号公報の[0005]~[0041]段落、WO2016/136561号公報の[0008]~[0062]段落、国際公開第2017/154835号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/154695号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/195833号の[0013]~[0037]段落、国際公開第2018/164252号の[0014]~[0034]段落などに記載されたものが挙げられる。
 本発明においては、2種以上の二色性物質を併用してもよく、例えば、得られる光吸収異方性膜を黒色に近づける観点から、波長370~550nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも1種の二色性物質と、波長500~700nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも1種の二色性物質とを併用することが好ましい。
 上記二色性物質は、架橋性基を有していてもよい。
 上記架橋性基としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキセタニル基、スチリル基などが挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
 (含有量)
 二色性物質の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、上記高分子液晶性化合物100質量部に対して1~400質量部であることが好ましく、2~100質量部であることがより好ましく、5~30質量部であることが更に好ましい。
 また、二色性物質の含有量は、液晶組成物における固形分中の1~50質量%となる量であることが好ましく、2~40質量%となる量であることがより好ましい。
 <低分子液晶性化合物>
 液晶組成物は、低分子液晶性化合物を含むことが好ましい。
 ここで、「低分子液晶性化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有さない液晶性化合物のことをいう。
 低分子液晶性化合物としては、例えば、特開2013-228706号公報に記載されている液晶性化合物、国際公開第2018/199096号の[0043]~[0050]段落に記載されている高分子液晶性化合物などが挙げられる。
 本発明においては、隣接層との密着性がより良好となり、膜としての凝集力を向上させることができる理由から、低分子液晶性化合物が重合性基を有していることが好ましい。
 重合性基としては、例えば、上述した高分子液晶性化合物が有していてもよい重合性基と同様のものが挙げられる。
 (分子量)
 低分子液晶性化合物の分子量は、1700未満であることが好ましく、200~1500であることがより好ましく、200以上1000未満であることが更に好ましい。
 (含有量)
 液晶組成物が低分子液晶性化合物を含有する場合、低分子液晶性化合物の含有量は、液晶組成物における固形分中の1~90質量%となる量であることが好ましく、5~80質量%となる量であることがより好ましい。
 また、液晶組成物が低分子液晶性化合物を含有する場合、低分子液晶性化合物の含有量は、上記高分子液晶性化合物100質量部に対して3~300質量部であることが好ましく、5~200質量部であることがより好ましい。
 <重合開始剤>
 液晶組成物は、重合開始剤を含むことが好ましい。
 重合開始剤としては特に制限はないが、感光性を有する化合物、すなわち光重合開始剤であることが好ましい。
 光重合開始剤としては、各種の化合物を特に制限なく使用できる。光重合開始剤の例には、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号および同2951758号の各明細書)、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60-105667号公報および米国特許第4239850号明細書)、オキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書)、o-アシルオキシム化合物(特開2016-27384明細書[0065])、および、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63-40799号公報、特公平5-29234号公報、特開平10-95788号公報および特開平10-29997号公報)などが挙げられる。
 このような光重合開始剤としては、市販品も用いることができ、BASF社製のイルガキュア-184、イルガキュア-907、イルガキュア-369、イルガキュア-651、イルガキュア-819、イルガキュア-OXE-01およびイルガキュア-OXE-02等が挙げられる。
 液晶組成物が重合開始剤を含有する場合、重合開始剤の含有量は、液晶組成物中の上記二色性物質と上記高分子液晶性化合物との合計100質量部に対し、0.01~30質量部が好ましく、0.1~15質量部がより好ましい。重合開始剤の含有量が0.01質量部以上であることで、光吸収異方性膜の耐久性が良好となり、30質量部以下であることで、光吸収異方性膜の配向度がより良好となる。
 重合開始剤は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。重合開始剤を2種以上含む場合、その合計量が上記範囲内であるのが好ましい。
 <界面改良剤>
 液晶組成物は、界面改良剤を含むことが好ましい。
 界面改良剤を含むことにより、塗布表面の平滑性が向上し、配向度が更に向上したり、ハジキおよびムラを抑制して、面内の均一性が向上したりする効果が見込まれる。
 界面改良剤としては、二色性物質と高分子液晶性化合物を塗布表面側で水平にさせるものが好ましく、例えば、国際公開第2016/009648号の[0155]~[0170]段落に記載されている化合物、特開2011-237513号公報の[0253]~[0293]段落に記載の化合物(水平配向剤)などを用いることができる。
 液晶組成物が界面改良剤を含有する場合、界面改良剤の含有量は、液晶組成物中の上記二色性物質と上記高分子液晶性化合物との合計100質量部に対し、0.001~5質量部が好ましく、0.01~3質量部がより好ましい。
 界面改良剤は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。界面改良剤を2種以上含む場合、その合計量が上記範囲内であるのが好ましい。
 <溶媒>
 液晶組成物は、作業性等の観点から、溶媒を含むことが好ましい。
 溶媒としては、例えば、ケトン類(例えば、アセトン、2-ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロペタンタノン、シクロヘキサノンなど)、エーテル類(例えば、ジオキサン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロピラン、ジオキソランなど)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサンなど)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼンなど)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなど)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチルなど)、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、イソペンチルアルコール、ネオペンチルアルコール、ジアセトンアルコール、ベンジルアルコールなど)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、1,2-ジメトキシエタンなど)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシドなど)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドンなど)、および、ヘテロ環化合物(例えば、ピリジンなど)などの有機溶媒、ならびに、水が挙げられる。これの溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 これらの溶媒のうち、液晶組成物の溶解性に優れるという効果を活かす観点から、ケトン類(特にシクロペンタノン、シクロヘキサノン)、エーテル類(特にテトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロピラン、ジオキソラン)、および、アミド類(特に、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン)が好ましい。
 液晶組成物が溶媒を含む場合、溶媒の含有量は、液晶組成物の全質量に対して、80~99質量%であることが好ましく、83~97質量%であることがより好ましく、85~95質量%であることが特に好ましい。
 溶媒は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。溶媒を2種以上含む場合、その合計量が上記範囲内であるのが好ましい。
 〔作製方法〕
 本発明の光吸収異方性膜の作製方法は、上述した式(I-1)を満たすように二色性物質の存在割合を調整できる方法であれば特に限定されず、例えば、上述した液晶組成物から上述した二色性物質を除いた組成物を隣接層(例えば、配向膜)上に塗布して第1塗布膜を形成する工程(以下、「第1塗布膜形成工程」ともいう。)と、上述した液晶組成物を第1塗布膜上に塗布して第2塗布膜を形成する工程(以下、「第2塗布膜形成工程」ともいう。)と、第1塗布膜および第2塗布膜に含まれる液晶性成分を配向させる工程(以下、「配向工程」ともいう。)と、をこの順に含む方法;などが挙げられる。
 なお、液晶性成分とは、上述した高分子液晶性化合物および低分子液晶性化合物だけでなく、上述した二色性物質が液晶性を有している場合は、液晶性を有する二色性物質も含む成分である。
 <第1塗布膜形成工程>
 第1塗布膜形成工程は、液晶組成物から二色性物質を除いた組成物を隣接層(例えば、配向膜)に塗布して第1塗布膜を形成する工程である。
 組成物の塗布方法としては、具体的には、例えば、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。
 <第2塗布膜形成工程>
 第2塗布膜形成工程は、液晶組成物を第1塗布膜上に塗布して第2塗布膜を形成する工程である。
 上述した溶媒を含有する液晶組成物を用いたり、液晶組成物を加熱などによって溶融液などの液状物としたものを用いたりすることにより、第1塗布膜上に液晶組成物を塗布することが容易になる。
 液晶組成物の塗布方法としては、第1塗布膜形成工程と同様のものが挙げられる。
 <配向工程>
 配向工程は、第1塗布膜および第2塗布膜に含まれる液晶性成分を配向させる工程である。これにより、上述した式(I-1)を満たす光吸収異方性膜が得られる。
 配向工程は、乾燥処理を有していてもよい。乾燥処理によって、溶媒などの成分を塗布膜から除去することができる。乾燥処理は、塗布膜を室温下において所定時間放置する方法(例えば、自然乾燥)によって行われてもよいし、加熱および/または送風する方法によって行われてもよい。
 ここで、液晶組成物に含まれる液晶性成分は、上述した塗布膜形成工程または乾燥処理によって、配向する場合がある。例えば、液晶組成物が溶媒を含む塗布液として調製されている態様では、塗布膜を乾燥して、塗布膜から溶媒を除去することで、光吸収異方性を持つ塗布膜(すなわち、光吸収異方性膜)が得られる。
 乾燥処理が塗布膜に含まれる液晶性成分の液晶相への転移温度以上の温度により行われる場合には、後述する加熱処理は実施しなくてもよい。
 塗布膜に含まれる液晶性成分の液晶相への転移温度は、製造適性等の面から10~250℃が好ましく、25~190℃がより好ましい。上記転移温度が10℃以上であると、液晶相を呈する温度範囲にまで温度を下げるための冷却処理等が必要とならず、好ましい。また、上記転移温度が250℃以下であると、一旦液晶相を呈する温度範囲よりもさらに高温の等方性液体状態にする場合にも高温を要さず、熱エネルギーの浪費、ならびに、基板の変形および変質等を低減できるため、好ましい。
 配向工程は、加熱処理を有することが好ましい。これにより、塗布膜に含まれる液晶性成分を配向させることができるため、加熱処理後の塗布膜を光吸収異方性膜として好適に使用できる。
 加熱処理は、製造適性等の面から10~250℃が好ましく、25~190℃がより好ましい。また、加熱時間は、1~300秒が好ましく、1~60秒がより好ましい。
 配向工程は、加熱処理後に実施される冷却処理を有していてもよい。冷却処理は、加熱後の塗布膜を室温(20~25℃)程度まで冷却する処理である。これにより、塗布膜に含まれる液晶性成分の配向を固定することができる。冷却手段としては、特に限定されず、公知の方法により実施できる。
 以上の工程によって、光吸収異方性膜を得ることができる。
 なお、本態様では、塗布膜に含まれる液晶性成分を配向する方法として、乾燥処理および加熱処理などを挙げているが、これに限定されず、公知の配向処理によって実施できる。
 (他の工程)
 光吸収異方性膜の製造方法は、上記配向工程後に、光吸収異方性膜を硬化させる工程(以下、「硬化工程」ともいう。)を有していてもよい。
 硬化工程は、例えば、光吸収異方性膜が架橋性基(重合性基)を有している場合には、加熱および/または光照射(露光)によって実施される。このなかでも、硬化工程は光照射によって実施されることが好ましい。
 硬化に用いる光源は、赤外線、可視光または紫外線など、種々の光源を用いることが可能であるが、紫外線であることが好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルタを介して紫外線を照射してもよい。
 露光が加熱しながら行われる場合、露光時の加熱温度は、光吸収異方性膜に含まれる液晶性成分の液晶相への転移温度にもよるが、25~140℃であることが好ましい。
 また、露光は、窒素雰囲気下で行われてもよい。ラジカル重合によって光吸収異方性膜の硬化が進行する場合において、酸素による重合の阻害が低減されるため、窒素雰囲気下で露光することが好ましい。
 光吸収異方性膜の厚さは、特に限定されないが、後述する本発明の積層体を偏光素子に用いた場合のフレキシブル性の観点から、100~8000nmであることが好ましく、300~5000nmであることがより好ましい。
[積層体]
 本発明の積層体は、基材と、配向膜と、光吸収異方性膜とをこの順に有する積層体である。
 本発明の積層体が有する光吸収異方性膜は、上述した本発明の光吸収異方性膜であり、TOF-SIMSで検出される二色性物質に由来するシグナルについて、光吸収異方性膜の厚み方向における最大強度Imaxと、光吸収異方性膜の配向膜を有する側の表面における強度Isurとの関係が、下記式(I-1)を満たすものである。
 2 ≦ Imax/Isur ・・・(I-1)
 以下、本発明の積層体を構成する各層について説明する。
 〔基材〕
 本発明の積層体が有する基材としては、光吸収異方性膜の用途に応じて選択することができ、例えば、ガラスおよびポリマーフィルムが挙げられる。基材の光透過率は、80%以上であるのが好ましい。
 基材としてポリマーフィルムを用いる場合には、光学的等方性のポリマーフィルムを用いるのが好ましい。ポリマーの具体例および好ましい態様は、特開2002-22942号公報の[0013]段落の記載を適用できる。また、従来知られているポリカーボネートやポリスルホンのような複屈折の発現しやすいポリマーであっても国際公開第2000/26705号公報に記載の分子を修飾することで発現性を低下させたものを用いることもできる。
 〔配向膜〕
 本発明の積層体が有する配向膜は、配向膜上において液晶組成物に含まれる二色性物質を所望の配向状態とすることができるのであれば、どのような層でもよい。
 配向膜を形成する方法としては、例えば、有機化合物(好ましくはポリマー)の膜表面へのラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、および、ラングミュアブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例えば、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチルなど)の累積などの手法が挙げられる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
 なかでも、本発明では、配向膜のプレチルト角の制御し易さの点からはラビング処理により形成する配向膜が好ましく、配向の均一性の点からは光照射により形成する光配向膜も好ましい。
 <ラビング処理配向膜>
 ラビング処理により形成される配向膜に用いられるポリマー材料としては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手することができる。本発明においては、ポリビニルアルコールまたはポリイミド、およびその誘導体が好ましく用いられる。配向膜については国際公開第2001/88574A1号公報の43頁24行~49頁8行の記載を参照することができる。配向膜の厚さは、0.01~10μmであることが好ましく、0.01~2μmであることが更に好ましい。
 <光配向膜>
 光照射により形成される配向膜に用いられる光配向化合物としては、多数の文献等に記載がある。本発明においては、例えば、特開2006-285197号公報、特開2007-76839号公報、特開2007-138138号公報、特開2007-94071号公報、特開2007-121721号公報、特開2007-140465号公報、特開2007-156439号公報、特開2007-133184号公報、特開2009-109831号公報、特許第3883848号、特許第4151746号に記載のアゾ化合物、特開2002-229039号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開2002-265541号公報、特開2002-317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミド及び/又はアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第4205195号、特許第4205198号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表2003-520878号公報、特表2004-529220号公報、または、特許第4162850号に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミドもしくはエステルが好ましい例として挙げられる。より好ましくは、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、または、エステルである。
 これらのうち、光配向化合物として、光の作用により二量化および異性化の少なくとも一方が生じる光反応性基を有する感光性化合物を用いることが好ましい。
 また、光反応性基としては、例えば、桂皮酸(シンナモイル)構造(骨格)を有する基、クマリン構造(骨格)を有する基、カルコン構造(骨格)を有する基、ベンゾフェノン構造(骨格)を有する基、および、アントラセン構造(骨格)を有する基などが挙げられる。これら基のなかでも、シンナモイル構造を有する基、クマリン構造を有する基が好ましく、シンナモイル構造を有する基がより好ましい。
 また、上記光配向性基を有する感光性化合物は、更に架橋性基を有していてもよい。
 上記架橋性基としては、熱の作用により硬化反応を起こす熱架橋性基、光の作用により硬化反応を起こす光架橋性基が好ましく、熱架橋性基および光架橋性基をいずれも有する架橋性基であってもよい。
 上記架橋性基としては、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、-NH-CH-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基を表す。)で表される基、エチレン性不飽和二重結合を有する基、および、ブロックイソシアネート基からなる群から選ばれた少なくとも1つが挙げられる。なかでも、エポキシ基、オキセタニル基、エチレン性不飽和二重結合を有する基が好ましい。
 なお、3員環の環状エーテル基はエポキシ基とも呼ばれ、4員環の環状エーテル基はオキセタニル基とも呼ばれる。
 また、エチレン性不飽和二重結合を有する基としては、具体的には、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基が挙げられ、アクリロイル基またはメタクリロイル基であることが好ましい。
 上記材料から形成した光配向膜に、直線偏光または非偏光照射を施し、光配向膜を製造する。
 本明細書において、「直線偏光照射」「非偏光照射」とは、光配向材料に光反応を生じせしめるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。光照射に用いる光のピーク波長は、200nm~700nmが好ましく、光のピーク波長が400nm以下の紫外光がより好ましい。
 光照射に用いる光源は、通常使われる光源、例えばタングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプおよびカーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー[例、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザーおよびYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザー]、発光ダイオード、ならびに、陰極線管などを挙げることができる。
 直線偏光を得る手段としては、偏光板(例えば、ヨウ素偏光板、2色色素偏光板、および、ワイヤーグリッド偏光板)を用いる方法、プリズム系素子(例えば、グラントムソンプリズム)もしくはブリュースター角を利用した反射型偏光子を用いる方法、または、偏光を有するレーザー光源から出射される光を用いる方法が採用できる。また、フィルタまたは波長変換素子等を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。
 照射する光は、直線偏光の場合には、配向膜に対して上面、又は裏面から配向膜表面に対して垂直、又は斜めから光を照射する方法が採用される。光の入射角度は、光配向材料によって異なるが、0~90°(垂直)が好ましく、40~90°が好ましい。
 非偏光の場合には、配向膜に対して、斜めから非偏光を照射する。その入射角度は、10~80°が好ましく、20~60°がより好ましく、30~50°が更に好ましい。
 照射時間は、1分~60分が好ましく、1分~10分がより好ましい。
 パターン化が必要な場合には、フォトマスクを用いた光照射をパターン作製に必要な回数施す方法、または、レーザー光走査によるパターンの書き込みによる方法を採用できる。
 〔光吸収異方性膜〕
 本発明の積層体が有する光吸収異方性膜については、上述した通りであるので、その説明を省略する。
 〔λ/4板〕
 本発明の積層体は、光吸収異方性膜上に、λ/4板を有していることが好ましい。
 ここで、「λ/4板」とは、λ/4機能を有する板であり、具体的には、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板である。
 例えば、λ/4板が単層構造である態様としては、具体的には、延伸ポリマーフィルムや、支持体上にλ/4機能を有する光学異方性層を設けた位相差フィルムなどが挙げられ、また、λ/4板が複層構造である態様としては、具体的には、λ/4板とλ/2板とを積層してなる広帯域λ/4板が挙げられる。
 λ/4板と光吸収異方性膜とは、接して設けられていてもよいし、λ/4板と光吸収異方性膜との間に、他の層が設けられていてもよい。このような層としては、密着性担保のための粘着層または接着層が挙げられる。
 〔バリア層〕
 本発明の積層体は、光吸収異方性膜(上述したλ/4板を有する場合はλ/4板)上に、バリア層を有していることが好ましい。
 ここで、バリア層は、ガス遮断層(酸素遮断層)とも呼ばれ、大気中の酸素等のガス、水分、または、隣接する層に含まれる化合物等から本発明の偏光素子を保護する機能を有する。
 バリア層については、例えば、特開2014-159124号公報の[0014]~[0054]段落、特開2017-121721号公報の[0042]~[0075]段落、特開2017-115076号公報の[0045]~[0054]段落、特開2012-213938号公報の[0010]~[0061]段落、特開2005-169994号公報の[0021]~[0031]段落の記載を参照できる。
 〔粘着層〕
 本発明の積層体は、上述したλ/4板を貼合する観点から、λ/4板を貼合する面に粘着層を有していてもよい。
 粘着層に含まれる粘着剤としては、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤等が挙げられる。
 これらのうち、透明性、耐候性、耐熱性などの観点から、アクリル系粘着剤(感圧粘着剤)であるのが好ましい。
 粘着層は、例えば、粘着剤の溶液を離型シート上に塗布し、乾燥した後に後、透明樹脂層の表面に転写する方法;粘着剤の溶液を透明樹脂層の表面に直接塗布し、乾燥させる方法;等により形成することができる。
 粘着剤の溶液は、例えば、トルエンや酢酸エチル等の溶剤に、粘着剤を溶解または分散させた10~40質量%程度の溶液として調製される。
 塗布法は、リバースコーティング、グラビアコーティング等のロールコーティング法、スピンコーティング法、スクリーンコーティング法、ファウンテンコーティング法、ディッピング法、スプレー法などを採用できる。
 また、離型シートの構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂フィルム;ゴムシート;紙;布;不織布;ネット;発泡シート;金属箔;等の適宜な薄葉体等が挙げられる。
 本発明においては、任意の粘着層の厚みは特に限定されないが、3μm~50μmであることが好ましく、4μm~40μmであることがより好ましく、5μm~30μmであることが更に好ましい。
 〔用途〕
 本発明の積層体は、偏光素子(偏光板)として使用でき、具体的には、例えば、直線偏光板または円偏光板として使用できる。
 本発明の積層体が上記λ/4板などの光学異方性層を有さない場合には、積層体は直線偏光板として使用できる。
 一方、本発明の積層体が上記λ/4板を有する場合には、積層体は円偏光板として使用できる。
[画像表示装置]
 本発明の画像表示装置は、上述した本発明の積層体を有する。
 本発明の画像表示装置に用いられる表示素子は特に限定されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、および、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
 これらのうち、液晶セルまたは有機EL表示パネルであるのが好ましく、液晶セルであるのがより好ましい。すなわち、本発明の画像表示装置としては、表示素子として液晶セルを用いた液晶表示装置、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置であるのが好ましく、液晶表示装置であるのがより好ましい。
 〔液晶表示装置〕
 本発明の画像表示装置の一例である液晶表示装置としては、上述した本発明の積層体(ただし、λ/4板を含まない)と、液晶セルと、を有する液晶表示装置である。
 なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる積層体のうち、フロント側の偏光素子として本発明の積層体を用いるのが好ましく、フロント側およびリア側の偏光素子として本発明の積層体を用いるのがより好ましい。
 以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
 <液晶セル>
 液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Vertical Alignment)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、またはTN(Twisted Nematic)であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
 TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子(棒状液晶性化合物)が実質的に水平配向し、更に60~120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
 VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2-176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモード(Multi-domain Vertical Alignment)の)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n-ASM(Axially symmetric aligned microcell)モード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58~59(1998)記載)および(4)SURVIVALモードの液晶セル(LCD(liquid crystal display)インターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、およびPSA(Polymer-Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006-215326号公報、および特表2008-538819号公報に詳細な記載がある。
 IPSモードの液晶セルは、棒状液晶性分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加時で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10-54982号公報、特開平11-202323号公報、特開平9-292522号公報、特開平11-133408号公報、特開平11-305217号公報、特開平10-307291号公報などに開示されている。
 〔有機EL表示装置〕
 本発明の画像表示装置の一例である有機EL表示装置としては、例えば、視認側から、上述した本発明の積層体(ただし、粘着層およびλ/4板を含む)と、有機EL表示パネルと、をこの順で有する態様が好適に挙げられる。この場合には、積層体は、視認側から、透明支持体、必要に応じて設けられる配向膜、光吸収異方性膜、透明樹脂層、粘着層、および、λ/4板の順に配置されている。
 また、有機EL表示パネルは、電極間(陰極および陽極間)に有機発光層(有機エレクトロルミネッセンス層)を挟持してなる有機EL素子を用いて構成された表示パネルである。有機EL表示パネルの構成は特に制限されず、公知の構成が採用される。
 以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
[実施例1]
 <配向膜付き基材の作製>
 後述する配向膜形成用塗布液1を、ワイヤーバーで連続的にTACフィルムTJ40UL(厚み40μm;富士フイルム社製)上に塗布した。
 塗膜が形成された支持体を140℃の温風で120秒間乾燥し、続いて、塗膜に対して偏光紫外線照射(10mJ/cm、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜PA1を形成し、光配向膜付きTACフィルムを得た。
 光配向膜PA1の膜厚は1.0μmであった。
――――――――――――――――――――――――――――――――
配向膜形成用塗布液PA1の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記重合体PA-1             100.00質量部
・下記酸発生剤TAG-1             5.00質量部
・下記酸発生剤CPI-110TF        0.005質量部
・酢酸ブチル                1073.60質量部
・メチルイソブチルケトン           268.40質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 重合体PA-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 酸発生剤TAG-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 酸発生剤CPI-110F
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 <光吸収異方性膜P1の形成>
 得られた光配向膜PA1上に、下記の液晶組成物P1をワイヤーバーで連続的に塗布し、塗布層P1を形成した。
 次いで、塗布層P1を140℃で90秒間加熱し、塗布層P1を室温(23℃)になるまで冷却した。
 次いで、100℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。
 その後、LED灯(中心波長365nm)を用いて照度200mW/cmの照射条件で2秒間照射することにより、配向膜PA1上に光吸収異方性膜P1を作製した。
 光吸収異方性膜P1の膜厚は0.4μmであった。
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶組成物P1の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記アゾ色素Y-1               0.25質量部
・下記アゾ色素M-1               0.27質量部
・下記アゾ色素C-1               0.65質量部
・下記高分子液晶性化合物P-1          3.59質量部
・重合開始剤
 IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.200質量部
・下記界面改良剤F-1             0.013質量部
・シクロペンタノン               47.50質量部
・テトラヒドロフラン              47.50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 アゾ色素Y-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 アゾ色素M-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 アゾ色素C-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 高分子液晶性化合物P-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 界面改良剤F-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 <酸素遮断層B1の形成>
 光吸収異方性膜P1上に、下記の組成の塗布液をワイヤーバーで連続的に塗布した。その後、90℃の温風で2分間乾燥することにより、光吸収異方性膜P1上に厚み1.5μmのポリビニルアルコール(PVA)層が形成された積層フィルム1を作製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――
酸素遮断層形成用組成物B1の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記の変性ポリビニルアルコール         3.80質量部
・重合開始剤
 イルガキュア2959(BASF社製)      0.20質量部
・水                         70質量部
・メタノール                     30質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 変性ポリビニルアルコール
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
[実施例2]
 <光吸収異方性膜P2の形成>
 得られた配向膜PA1上に、下記の液晶組成物P2をワイヤーバーで連続的に塗布し、塗布層P2を形成した。
 次いで、塗布層P2を140℃で90秒間加熱し、塗布層P2を室温(23℃)になるまで冷却した。
 次いで、90℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。
 その後、LED灯(中心波長365nm)を用いて照度200mW/cmの照射条件で2秒間照射することにより、配向膜PA1上に光吸収異方性膜P2を作製した。
 光吸収異方性膜P2の膜厚は0.4μmであった。
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶組成物P2の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記アゾ色素Y-1               0.25質量部
・上記アゾ色素M-1               0.27質量部
・上記アゾ色素C-1               0.65質量部
・上記高分子液晶性化合物P-1          3.23質量部
・下記低分子液晶性化合物L-1          0.36質量部
・重合開始剤
 IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.200質量部
・上記界面改良剤F-1             0.013質量部
・シクロペンタノン               47.50質量部
・テトラヒドロフラン              47.50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 低分子液晶性化合物L-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 得られた光吸収性異方性層P2上に実施例1と同様の方法で、酸素遮断層B1を形成し、積層フィルム2を作製した。
[実施例3~8]
 実施例2の光吸収異方性膜P2の形成において、液晶組成物P2を下記に示すように液晶組成物P3~P8に変更した以外は、実施例2と同様の方法にて、実施例3~8の積層フィルム3~8を作製した。光吸収異方性膜の膜厚は0.4μmであった。
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶組成物P3の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記アゾ色素Y-1               0.25質量部
・上記アゾ色素M-1               0.27質量部
・上記アゾ色素C-1               0.65質量部
・上記高分子液晶性化合物P-1          3.23質量部
・下記低分子液晶性化合物L-2          0.36質量部
・重合開始剤
 IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.200質量部
・上記界面改良剤F-1             0.013質量部
・シクロペンタノン               47.50質量部
・テトラヒドロフラン              47.50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 低分子液晶性化合物L-2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶組成物P4の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記アゾ色素Y-1               0.25質量部
・上記アゾ色素M-1               0.27質量部
・上記アゾ色素C-1               0.65質量部
・下記高分子液晶性化合物P-2          3.23質量部
・上記低分子液晶性化合物L-2          0.36質量部
・重合開始剤
 IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.200質量部
・上記界面改良剤F-1             0.013質量部
・シクロペンタノン               47.50質量部
・テトラヒドロフラン              47.50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 高分子液晶性化合物P-2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶組成物P5の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記アゾ色素Y-1               0.25質量部
・上記アゾ色素M-1               0.27質量部
・下記アゾ色素C-2               0.65質量部
・上記高分子液晶性化合物P-2          3.23質量部
・上記低分子液晶性化合物L-2          0.36質量部
・重合開始剤
 IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.200質量部
・上記界面改良剤F-1             0.013質量部
・シクロペンタノン               47.50質量部
・テトラヒドロフラン              47.50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 アゾ色素C-2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶組成物P6の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記アゾ色素Y-1               0.25質量部
・上記アゾ色素M-1               0.27質量部
・上記アゾ色素C-2               0.65質量部
・上記高分子液晶性化合物P-2          3.23質量部
・下記低分子液晶性化合物L-3          0.36質量部
・重合開始剤
 IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.200質量部
・上記界面改良剤F-1             0.013質量部
・シクロペンタノン               47.50質量部
・テトラヒドロフラン              47.50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 低分子液晶性化合物L-3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶組成物P7の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記アゾ色素Y-1               0.25質量部
・上記アゾ色素M-1               0.27質量部
・上記アゾ色素C-1               0.65質量部
・下記高分子液晶性化合物P-3          3.23質量部
・上記低分子液晶性化合物L-2          0.36質量部
・重合開始剤
 IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.200質量部
・上記界面改良剤F-1             0.013質量部
・シクロペンタノン               47.50質量部
・テトラヒドロフラン              47.50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 高分子液晶性化合物P-3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶組成物P8の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記アゾ色素Y-1               0.25質量部
・上記アゾ色素M-1               0.27質量部
・上記アゾ色素C-1               0.65質量部
・上記高分子液晶性化合物P-1          3.59質量部
・重合開始剤
 IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.200質量部
・下記界面改良剤F-2             0.052質量部
・シクロペンタノン               47.50質量部
・テトラヒドロフラン              47.50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 界面改良剤F-2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
[実施例9]
 得られた配向膜PA1上に、下記の液晶層形成用組成物L-1をワイヤーバーで連続的に塗布し、塗布層L-1を形成した。
 次いで、塗布層L-1を室温乾燥させ、配向膜PA1上に第1塗布膜L-1を形成した。第1塗布膜L-1の膜厚は、50nmであった。
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶層形成用組成物L-1の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記高分子液晶性化合物P-1          2.19質量部
・上記低分子液晶性化合物L-2          0.24質量部
・重合開始剤
 IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.200質量部
・上記界面改良剤F-2              0.14質量部
・メチルエチルケトン                371質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 得られた第1塗布膜L-1上に、上述した液晶組成物P3をワイヤーバーで連続的に塗布し、第2塗布膜P9を形成した。
 次いで、第2塗布膜P9を140℃で90秒間加熱し、第2塗布膜P9を室温(23℃)になるまで冷却した。
 次いで、80℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。
 その後、LED灯(中心波長365nm)を用いて照度200mW/cmの照射条件で2秒間照射することにより、配向膜PA1上に第1塗布膜L-1を含む光吸収異方性膜P9を作製した。
 光吸収異方性膜P9の膜厚は0.45μmであった。
 得られた光吸収性異方性層P9上に実施例1と同様の方法で、酸素遮断層B1を形成し、積層フィルム9を作製した。
[比較例1]
 比較例1として、特許文献1(国際公開第2018/199096号)の実施例21を追試した。
 ここで、比較例1において、光吸収異方性膜の形成に用いる液晶組成物に含まれる高分子液晶性化合物、二色性物質、低分子液晶性化合物および界面改良剤の構造は、それぞれ以下に示す通りである。
 高分子液晶性化合物P-3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 二色性物質D-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028
 低分子液晶性化合物L-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 界面活性剤F-3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
[実施例10]
 光吸収異方性膜の作製時、塗布膜を室温になるまで冷却した後の加熱温度(80℃)を90℃に変更した以外は、比較例1と同様の方法で、積層フィルムを作製した。
[評価]
 <二色性物質由来の強度比>
 作製した各積層フィルムについて、上述したTOF-SIMSの測定方法に準じて、光吸収異方性膜の厚み方向における最大強度Imaxと、光吸収異方性膜の配向膜側の表面(界面)における強度Isurとを測定し、強度比(Imax/Isur)を算出した。結果を下記表1に示す。
 <配向度の評価>
 光学顕微鏡(株式会社ニコン製、製品名「ECLIPSE E600 POL」)の光源側に直線偏光子を挿入した状態で、サンプル台に実施例および比較例の各積層体をセットし、マルチチャンネル分光器(Ocean Optics社製、製品名「QE65000」)を用いて、400~700nmの波長域における積層体の吸光度を測定し、以下の式により配向度を算出した。結果を下記表1に示す。
  配向度:S=[(Az0/Ay0)-1]/[(Az0/Ay0)+2]
  Az0:積層体の吸収軸方向の偏光に対する吸光度
  Ay0:積層体の偏光軸方向の偏光に対する吸光度
 <密着性の評価>
 得られた積層フィルムを25mm×150mmの大きさに裁断し、積層フィルムの酸素遮断層表面に粘着剤SK2057(総研化学社製)とTJ40ULの積層体からなる粘着テープを1kgの荷重をかけながら貼りつけた後、剥離した。
 剥離面を観察し、以下の基準に沿って評価した。結果を下記表1に示す。
 A:剥離無し
 B:剥離残りが観察されるが、面積で5%以下
 C:剥離残りが観察され、面積で5%を超え、10%以下
 D:剥離残りが観察され、面積で10%を超える
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
 TOF-SIMSで検出される二色性物質に由来するシグナルについて、光吸収異方性膜の厚み方向における最大強度Imaxと、光吸収異方性膜の配向膜を有する側の表面における強度Isurとの関係が、上記式(I-1)を満たさない場合は、密着性が劣ることが分かった(比較例1)。
 これに対し、最大強度Imaxと、強度Isurとの関係が、上記式(I-1)を満たす場合は、いずれも密着性が良好となることが分かった(実施例1~10)。

Claims (9)

  1.  高分子液晶性化合物および二色性物質を含有する液晶組成物を用いて形成される光吸収異方性膜であって、
     飛行時間型二次イオン質量分析法で検出される前記二色性物質に由来するシグナルについて、膜の厚み方向における最大強度Imaxと、膜の少なくとも一方の表面における強度Isurとの関係が、下記式(I-1)を満たす、光吸収異方性膜。
     2 ≦ Imax/Isur ・・・(I-1)
  2.  前記最大強度Imaxと、前記強度Isurとの関係が、下記式(I-2)を満たす、請求項1に記載の光吸収異方性膜。
     5 ≦ Imax/Isur ・・・(I-2)
  3.  前記高分子液晶性化合物が、重合性基を有する、請求項1または2に記載の光吸収異方性膜。
  4.  前記液晶組成物が、更に、低分子液晶性化合物を含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の光吸収異方性膜。
  5.  前記低分子液晶性化合物が、重合性基を有する、請求項4に記載の光吸収異方性膜。
  6.  前記液晶組成物が、更に、界面改良剤を含有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の光吸収異方性膜。
  7.  基材と、配向膜と、光吸収異方性膜とをこの順に有する積層体であって、
     前記光吸収異方性膜が、請求項1~6のいずれか1項に記載の光吸収異方性膜であり、
     飛行時間型二次イオン質量分析法で検出される二色性物質に由来するシグナルについて、前記光吸収異方性膜の厚み方向における最大強度Imaxと、前記光吸収異方性膜の前記配向膜を有する側の表面における強度Isurとの関係が、下記式(I-1)を満たす、積層体。
     2 ≦ Imax/Isur ・・・(I-1)
  8.  さらに、前記光吸収異方性膜上に設けられるλ/4板を有する、請求項7に記載の積層体。
  9.  請求項1~6のいずれか1項に記載の光吸収異方性膜、または、請求項7もしくは請求項8に記載の積層体を有する、画像表示装置。
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