WO2024070806A1 - 配向膜形成用組成物、配向膜、配向基板の製造方法、積層体の製造方法、光学異方性層の製造方法 - Google Patents

配向膜形成用組成物、配向膜、配向基板の製造方法、積層体の製造方法、光学異方性層の製造方法 Download PDF

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WO2024070806A1
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alignment film
compound
optically anisotropic
anisotropic layer
group
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PCT/JP2023/033877
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English (en)
French (fr)
Inventor
輝樹 新居
啓祐 小玉
峻也 加藤
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements

Definitions

  • the present invention relates to a composition for forming an alignment film, a method for manufacturing an alignment film and an alignment substrate, a method for manufacturing a laminate, and a method for manufacturing an optically anisotropic layer.
  • Optical films such as optical compensation sheets and retardation films are used in various display devices in terms of eliminating image coloration and controlling viewing angles.
  • films having an optically anisotropic layer formed using a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound have been used as such optical films. It is known that such an optically anisotropic layer is provided on an alignment film in order to align liquid crystal compounds.
  • Patent Document 1 discloses an alignment film for use in a light absorption anisotropic film obtained using a composition containing a liquid crystal compound, a dichroic substance having an azo group, and an oxidizing agent.
  • the present invention aims to provide a composition for forming an alignment film, which can form an alignment film in which the optical properties of the resulting optically anisotropic layer are unlikely to change when an operation of forming an optically anisotropic layer on an alignment film and peeling the optically anisotropic layer from the alignment film is repeatedly performed.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing an alignment film, an alignment substrate, a laminate, and an optically anisotropic layer, which are related to the composition for forming an alignment film.
  • a composition for forming an alignment film comprising: a dichroic azo dye compound; a compound A having a reactive group that reacts with the dichroic azo dye compound; and a metal catalyst.
  • the compound A has three or more of the reactive groups, the content of the metal catalyst is 3% by mass or more relative to the content of the compound A, or When the compound A has one or two of the reactive groups, the content of the metal catalyst is 5 mass% or more relative to the content of the compound A.
  • the method for producing a laminate according to [7] further comprises a step of forming an optically anisotropic layer on a surface of the alignment film on the alignment substrate opposite to the support, using a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound.
  • a composition for forming an alignment film can be provided, which can form an alignment film in which the optical properties of the resulting optically anisotropic layer are unlikely to change when an optically anisotropic layer is formed on the alignment film and the optically anisotropic layer is repeatedly peeled off from the alignment film.
  • the present invention also provides a method for producing an alignment film, an alignment substrate, a laminate, and an optically anisotropic layer, which are related to the composition for forming an alignment film.
  • FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating an example of an orientation substrate of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of an alignment film in the alignment substrate shown in FIG. 1 .
  • FIG. 11 is a plan view conceptually illustrating another example of an alignment film.
  • FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating an example of an exposure apparatus for producing an alignment film.
  • FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating an example of a laminate of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining that an optically anisotropic layer can be obtained from the laminate of the present invention.
  • a numerical range expressed using “ ⁇ ” means a range that includes the numerical values written before and after " ⁇ " as the lower and upper limits.
  • the various components may be used as a single substance corresponding to each component, or two or more substances may be used in combination.
  • the content of that component means the total content of the substances used in combination, unless otherwise specified.
  • Solids refer to all components in various compositions other than the solvent. In addition, even if a component is liquid, it is considered to be a solid if it is not a solvent.
  • the bond direction of the divalent group is not limited unless otherwise specified.
  • the compound may be either "X-O-CO-Z" or "X-CO-O-Z”.
  • composition for forming alignment film contains a dichroic azo dye compound, a compound A having a reactive group (hereinafter, also referred to as the "reactive group X”) that reacts with the dichroic azo dye compound, and a metal catalyst.
  • the characteristic feature of the composition of the present invention is that it contains a dichroic azo dye compound, compound A, and a metal catalyst.
  • the optical properties e.g., retardation, etc.
  • excellent in repeated durability of optical properties the fact that the optical properties of the obtained optically anisotropic layer are unlikely to change when the above operation is repeatedly performed is also referred to as "excellent in repeated durability of optical properties".
  • the present inventors speculate as follows regarding the mechanism by which the above-mentioned desired effects are exhibited.
  • the alignment film is exposed to exposure and heat treatment multiple times, and the alignment of the alignment film may gradually deviate from a predetermined alignment, and the optically anisotropic layer formed on the alignment film may not have the desired optical characteristics.
  • the metal catalyst contained in the composition of the present invention can further promote the reaction (curing reaction) between the dichroic azo dye compound and compound A, and the alignment film is unlikely to deviate from the predetermined alignment even when exposed to exposure treatment or the like multiple times, and therefore, it is presumed that the optical properties have excellent durability against repeated use.
  • the various components that the composition may contain are described in more detail below.
  • the composition includes a dichroic azo dye compound.
  • the dichroic azo dye compound refers to a dye compound having an azobenzene structure, whose light absorption spectrum has a different absorbance depending on the direction of the plane of polarization of linearly polarized light.
  • the dichroic azo dye compound preferably has a reactive group (hereinafter also referred to as "reactive group Y") that reacts with compound A described below.
  • the reactive group Y is preferably a group having an active hydrogen, more preferably a phenolic hydroxyl group.
  • the number of reactive groups Y in the dichroic azo dye compound is preferably 1 or more, more preferably 2 to 10, and even more preferably 2 to 5.
  • the reactive group Y may be a polymerizable group that the dichroic azo dye compound described below can have, and it is also preferable that the reactive group Y is a group other than the above polymerizable groups.
  • the dichroic azo dye compound may have a polymerizable group.
  • the polymerizable group include an acryloyl group, a methacryloyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, an acrylamide group, a methacrylamide group, a vinyl group, a vinyloxy group, a maleimide group, an azide group, a chloromethyl group, and an epoxy group.
  • the dichroic azo dye compound may be either liquid crystalline or non-liquid crystalline.
  • the liquid crystalline dichroic azo dye compound may be either nematic or smectic.
  • the temperature range in which the liquid crystalline property is exhibited is preferably from room temperature (20 to 28° C.) to 300° C., and more preferably from 50 to 200° C. in terms of handling and manufacturing suitability.
  • dichroic azo dye compounds include Direct Yellow, Direct Yellow 12, Direct Yellow 26, Direct Yellow 28, Disperse Yellow 7, Disperse Yellow 9, Acid Yellow 9, Acid Yellow 36, Acid Orange 8, Mordant Yellow 1, Mordant Yellow 10, and Mordant Yellow 12.
  • the dichroic azo dye compound is preferably a compound represented by formula (1).
  • R1 and R2 each independently represent a polymerizable group selected from the group consisting of an acryloyl group, a methacryloyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, an acrylamide group, a methacrylamide group, a vinyl group, a vinyloxy group, and a maleimide group, or a hydroxyl group.
  • R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxy group or a salt thereof, an alkyl group having a hydroxyl group, a carbamoyl group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, a cyano group, a hydroxyl group, or -OR T.
  • R T represents an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted with an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R5 and R6 each independently represent a carboxy group or a salt thereof, a sulfo group or a salt thereof, an amino group or a salt thereof, a nitro group, a carbamoyl group, an alkoxycarbonyl group, a sulfamoyl group, or a hydroxyl group.
  • X 1 represents a single bond
  • X 1 represents a group represented by -(A 1 -B 1 ) m -.
  • R 2 is a hydroxyl group
  • X 2 represents a single bond
  • R 2 is a polymerizable group
  • X 2 represents a group represented by -(A 2 -B 2 ) n -.
  • a 1 and A 2 each independently represent a single bond or a divalent hydrocarbon group.
  • B 1 and B 2 each independently represent a single bond, -O-, -COO-, -CONH- or -NHCOO-.
  • m and n each independently represent an integer of 1 to 4.
  • R1 and R2 each independently represent a polymerizable group selected from the group consisting of an acryloyl group, a methacryloyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, an acrylamide group, a methacrylamide group, a vinyl group, a vinyloxy group, and a maleimide group, or a hydroxyl group.
  • the polymerizable group is preferably an acryloyl group, a methacryloyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group or a maleimide group.
  • R 1 and R 2 are preferably a hydroxyl group.
  • R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxy group or a salt thereof, an alkyl group having a hydroxyl group, a carbamoyl group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, a cyano group, a hydroxyl group, or -OR T.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the salt of the carboxy group include alkali metal salts such as sodium salt (--COONa) and potassium salt (--COOK).
  • the alkyl group constituting the hydroxyl group-containing alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, and more preferably has 1 to 3 carbon atoms.
  • the alkyl group preferably has 1 to 5 hydroxyl groups, and more preferably has 1 or 2 hydroxyl groups.
  • Examples of the halogenated methoxy group include a chloromethoxy group and a trifluoromethoxy group.
  • R 1 T represents an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted with an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the alkyl group having 2 to 6 carbon atoms may be linear, branched or cyclic.
  • alkyl group having 2 to 6 carbon atoms examples include linear alkyl groups such as an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and a 1-methylethyl group; and cycloalkyl groups having 3 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted with an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include a methoxymethyl group, a 1-ethoxyethyl group, and a tetrahydropyranyl group.
  • R3 and R4 are preferably a carboxy group or a salt thereof, an alkyl group having a hydroxyl group, a carbamoyl group or a halogenated methyl group.
  • R5 and R6 each independently represent a carboxy group or a salt thereof, a sulfo group or a salt thereof, an amino group or a salt thereof, a nitro group, a carbamoyl group, an alkoxycarbonyl group, a sulfamoyl group, or a hydroxyl group.
  • the salts of the carboxy group and the salts of the sulfo group include alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts.
  • the salt of the amino group may be, for example, a hydrochloride salt.
  • R5 and R6 are preferably a carboxy group or a salt thereof, a sulfo group or a salt thereof, a carbamoyl group, an alkoxycarbonyl group or a sulfamoyl group, and more preferably a sulfo group or a salt thereof.
  • X 1 when R 1 is a hydroxyl group, X 1 represents a single bond, when R 1 is a polymerizable group, X 1 represents a group represented by -(A 1 -B 1 ) m -, when R 2 is a hydroxyl group, X 2 represents a single bond, and when R 2 is a polymerizable group, X 2 represents a group represented by -(A 2 -B 2 ) n -.
  • X1 and X2 are preferably a single bond.
  • a 1 and A 2 each independently represent a single bond or a divalent hydrocarbon group.
  • the divalent hydrocarbon group include linear alkylene groups having 1 to 18 carbon atoms, such as methylene, ethylene, trimethylene, tetramethylene, pentamethylene, hexamethylene, heptamethylene, octamethylene, nonamethylene, decamethylene, undecamethylene, and dodecamethylene groups; 1-methylethylene, 1-methyltriethylene, 2-methyltriethylene, 1-methyltetraethylene, 2-methyltetraethylene, and 2-methyltetraethylene groups; branched alkylene groups having 1 to 18 carbon atoms, such as a phenylene group, a 1-methylpentamethylene group, a 2-methylpentamethylene group, and a 3-methylpentamethylene group; and arylene groups, such as a p-phenylene group, a 2-methoxy-1,4-phenylene group, a 3-methoxy-1,4-phenylene group, a 2-ethoxy
  • B 1 and B 2 each independently represent a single bond, —O—, —COO—, —CONH— or —NHCOO—.
  • the B 1 's may be the same or different.
  • the B 2 's may be the same or different.
  • n and n each independently represent an integer of 1 to 4. Each of m and n is preferably an integer of 1 to 3.
  • dichroic azo dye compounds include the following compounds:
  • the dichroic azo dye compound may be either a high molecular weight compound or a low molecular weight compound, and a low molecular weight compound is preferred.
  • the weight average molecular weight of the polymeric dichroic azo dye compound is preferably 3,000 or more, and more preferably 6,000 or more.
  • the upper limit is preferably 1,000,000 or less.
  • the upper limit is preferably 10,000 or less.
  • the molecular weight of the low molecular weight dichroic azo dye compound is preferably 300 to 1000, and more preferably 500 to 800.
  • the lower limit is preferably 1 or more, and more preferably 2 or more.
  • the dichroic azo dye compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the dichroic azo dye compound is preferably from 50 to 99% by mass, more preferably from 60 to 98% by mass, and even more preferably from 80 to 98% by mass, based on the total solid content of the composition.
  • Compound A The composition comprises Compound A.
  • Compound A is a compound having a reactive group (reactive group X) that reacts with a dichroic azo dye compound.
  • compound A is a compound that reacts with a dichroic azo dye compound and has at least one reactive group X.
  • Examples of the reactive group X include cationically polymerizable groups such as an epoxy group and an oxetanyl group (a group formed by removing one hydrogen atom from an oxetane ring), and a glycidyl ether group is preferred.
  • the number of reactive groups X in the compound A is preferably 1 or more, more preferably 3 or more, and even more preferably 4 or more.
  • the upper limit is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less.
  • the compound A may further have other groups. Examples of other groups include a hydroxyl group, an aromatic ring group, and --O--.
  • Z represents a linking group having a valence of ne, where ne represents an integer of 2 to 10.
  • a ne-valent aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent and may have --O--, or a ne-valent aromatic hydrocarbon group is preferable.
  • the ne-valent aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic.
  • the aliphatic hydrocarbon group having a valence of ne preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably has 1 to 10 carbon atoms.
  • the substituent that the ne-valent aliphatic hydrocarbon group may have is preferably a hydroxyl group.
  • the ne-valent aromatic hydrocarbon group may be either a monocyclic or polycyclic ring. As the ne-valent aromatic hydrocarbon group, a benzene ring group is preferred.
  • Examples of compound A include epoxy compounds (compounds having an epoxy group) and oxetane compounds (compounds having an oxetanyl group).
  • Examples of the epoxy compound include diglycidyl ether compounds of aliphatic polyols such as ethylene glycol, hexanediol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, trimethylolethane, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, and hydrogenated bisphenol A; polyglycidyl ether compounds of aromatic polyols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, dihydroxyphenyl ether, dihydroxybenzophenone, cresol formaldehyde resin, phenol formaldehyde, naphthol phenyl aldehyde resin, methylene bisaniline, dihydroxynaphthalene, naphthol dimer, tetramethylbiphenol, resorcin, hydroquinone
  • polyglycidyl ether compounds of polyether polyols such as polyethylene glycol and polytetraethylene glycol
  • polyglycidyl ether compounds of aliphatic or aromatic polycarboxylic acids such as adipic acid, butanetetracarboxylic acid, propanetricarboxylic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and trimellitic acid
  • bisepoxide compounds of hydrocarbon dienes such as butadiene, hexadiene, octadiene, dodecadiene, cyclooctadiene, ⁇ -pinene, and vinylcyclohexene
  • alicyclic polyepoxy compounds such as bis(3,4-epoxycyclohexylmethyl)adipate and 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexylcarboxylate.
  • oxetane compounds include 1,4-bis[ ⁇ (3-ethyloxetan-3-yl)methoxy ⁇ methyl]benzene and bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl)ether.
  • the compound A may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of compound A is preferably from 0.01 to 30 mass %, more preferably from 0.1 to 10 mass %, and even more preferably from 1 to 5 mass %, based on the total solid content of the composition.
  • the content of compound A is preferably from 1 to 100% by mass, more preferably from 1 to 30% by mass, still more preferably from 1 to 10% by mass, and particularly preferably from 1 to 5% by mass, based on the content of the dichroic azo dye compound.
  • the composition includes a metal catalyst.
  • the metal catalyst include metal octylate catalyst and metal acetylacetone catalyst.
  • the metal atom constituting the metal catalyst include an aluminum atom, a cobalt atom, a copper atom, a zinc atom, an iron atom, a nickel atom, a manganese atom, and a tin atom, and an aluminum atom is preferred.
  • the metal catalyst preferably contains an aluminum atom.
  • acetylacetone aluminum catalyst is preferred.
  • the curing reaction of the coating film formed by using the composition is accelerated, so that even if the alignment film is used repeatedly, the retardation of the obtained optically anisotropic layer is unlikely to change, that is, it is presumed that the optical properties of the alignment film have excellent durability against repeated use.
  • the metal catalyst include aluminum tris(pentanedionato), titanium tetrakis(pentanedionato), aluminum quinolinolato, and magnesium bis(pentanedionato), with aluminum tris(pentanedionato) being preferred.
  • the metal catalysts may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the metal catalyst is preferably from 0.001 to 10 mass %, more preferably from 0.01 to 5 mass %, and even more preferably from 0.1 to 3 mass %, based on the total solid content of the composition.
  • the content of the metal catalyst is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and even more preferably 5% by mass or more, based on the content of compound A.
  • the upper limit is preferably 10% by mass or less.
  • the content of the metal catalyst is 3% by mass or more relative to the content of compound A, or when compound A has one or two reactive groups X, the content of the metal catalyst is 5% by mass or more relative to the content of compound A.
  • the composition may include a solvent.
  • the solvent includes, for example, water and organic solvents.
  • the organic solvent include ketones (e.g., acetone, 2-butanone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, and cyclohexanone), ethers (e.g., dioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, dioxolane, tetrahydrofurfuryl alcohol, and cyclopentyl methyl ether), aliphatic hydrocarbons (e.g., hexane), alicyclic hydrocarbons (e.g., cyclohexane), aromatic hydrocarbons (e.g., benzene, toluene, xylene, and trimethylbenzene), halogenated carbons (e.g., dichloromethane, chloroform, dichloroethane, dichlorobenzene, and chloroform), and the
  • esters for example, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, diethyl carbonate, etc.
  • alcohols for example, ethanol, isopropanol, butanol, cyclohexanol, etc.
  • cellosolves for example, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, 1,2-dimethoxyethane, etc.
  • cellosolve acetates for example, sulfoxides (for example, dimethyl sulfoxide, etc.), amides (for example, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc.), and heterocyclic compounds (for example, pyridine, etc.).
  • the solvent is preferably water, an alcohol, or a mixture thereof.
  • the solvent may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the solvent is preferably from 80 to 99.9 mass %, more preferably from 83 to 99 mass %, and even more preferably from 85 to 98 mass %, based on the total mass of the composition.
  • the composition may contain other components in addition to the various components described above.
  • other components include dichroic substances other than the dichroic azo dye compounds, polymerizable compounds other than Compound A, curing accelerators other than metal catalysts, photoacid generators, and surfactants.
  • Fig. 1 is a side view conceptually showing an example of the texture substrate of the present invention
  • Fig. 2 is a plan view of the texture substrate shown in Fig. 1
  • Fig. 1 is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 2.
  • the alignment film included in the alignment substrate shown in Figures 1 and 2 has a predetermined alignment pattern in which the direction of the optical axis derived from the dichroic azo dye compound rotates in one direction in the plane, but the alignment substrate and alignment film of the present invention are not limited to this alignment pattern and may have other alignment patterns.
  • the direction of the optical axis derived from the dichroic azo dye compound may be an alignment pattern along one direction.
  • the liquid crystal compound can be aligned homogeneously.
  • Fig. 1 is a view of the alignment film 14 from a direction perpendicular to the main surface.
  • the alignment substrate 10 shown in FIG. 1 has a support 12 and an alignment film 14.
  • the alignment film 14 is a film formed using the above-mentioned composition.
  • the alignment film 14 has a predetermined alignment pattern in which the direction of the optical axis derived from the dichroic azo dye compound 30 rotates in one direction in the plane.
  • the dichroic azo dye compound 30 reacts with the reactive group X (e.g., an epoxy group, etc.) of the compound A to fix the alignment.
  • the alignment substrate 10 in the illustrated example has a support 12 and an alignment film 14, the alignment substrate of the present invention is not limited to this configuration. Each of the members constituting the alignment substrate 10 will be described in detail below.
  • the alignment substrate has a support.
  • the support 12 is a member that supports the alignment film 14 .
  • the support 12 in the alignment substrate is a member that supports the alignment film 14
  • the support 12 in the laminate is a member that supports the alignment film 14 and the optically anisotropic layer 16 .
  • the support 12 may be any material capable of supporting the alignment film 14 and the optically anisotropic layer 16, and may be any of a variety of sheet-like materials (for example, films and plates).
  • the transmittance of the support 12 to light having a wavelength of 550 nm is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 85% or more.
  • the upper limit is preferably 100% or less.
  • the thickness of the support 12 is not particularly limited, and may be appropriately set depending on the application of the alignment substrate 10 and the material from which the support 12 is formed.
  • the thickness of the support 12 is preferably from 1 to 1000 ⁇ m, more preferably from 3 to 250 ⁇ m, and even more preferably from 5 to 150 ⁇ m.
  • the support 12 may be either a single layer or a multilayer.
  • the single-layer support 12 include glass, triacetyl cellulose, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyvinyl chloride, poly(meth)acrylate, and polyolefin.
  • the multi-layer support 12 include a support that includes any of the above single-layer supports as a substrate and has another layer provided on the surface of the substrate.
  • the alignment substrate 10 has an alignment film 14 .
  • the alignment film 14 is a film formed by curing the above-mentioned composition.
  • the alignment film 14 is a film for aligning the liquid crystal compound contained in the liquid crystal composition from which the optically anisotropic layer is derived, in a predetermined liquid crystal alignment pattern.
  • the alignment film 14 may contain various components other than the solvent that the above-mentioned composition may contain, as well as condensates, decomposition products, and/or hardened products thereof.
  • the alignment film 14 preferably has an alignment pattern in which the direction of the optical axis derived from the dichroic azo dye compound is continuously rotated along at least one direction in the plane.
  • the alignment film having the above-mentioned continuously rotated alignment pattern can be produced by a method of forming an alignment pattern of an alignment film using a laser, which will be described later.
  • the alignment film has an alignment pattern in which the direction of the optical axis derived from the chromatic azo dye compound is continuously rotated along at least one direction in the plane.
  • the alignment film 14 has an alignment pattern in which the direction of the optical axis 30A derived from the dichroic azo dye compound 30 changes while continuously rotating counterclockwise in one direction indicated by the arrow X within the plane of the alignment film 14.
  • the direction of the optical axis 30A derived from the dichroic azo dye compound 30 rotates counterclockwise in FIG. 2, the present invention is not limited to this embodiment, and the direction may rotate clockwise.
  • the optical axis 30A originating from the dichroic azo dye compound 30 is the axis along which the refractive index of the dichroic azo dye compound 30 is the highest.
  • the "direction indicated by the arrow X" is also simply referred to as the "arrow X direction.”
  • the optical axis 30A originating from the dichroic azo dye compound 30 is also referred to as the "optical axis 30A of the dichroic azo dye compound 30" or the "optical axis 30A.”
  • the dichroic azo dye compounds 30 are two-dimensionally aligned in a plane parallel to the direction of the arrow X and the direction of the arrow Y perpendicular to the direction of the arrow X. In FIG. 1, the Y direction is perpendicular to the paper surface.
  • FIG. 2 conceptually shows a plan view of the alignment film 14.
  • the alignment film 14 has an alignment pattern in which the direction of the optical axis 30A derived from the dichroic azo dye compound 30 changes while continuously rotating along the direction of the arrow X within the plane of the alignment film 14.
  • the direction of optical axis 30A of dichroic azo dye compound 30 changes while continuously rotating in the direction of arrow X (a predetermined direction), specifically means that the angle between optical axis 30A of dichroic azo dye compound 30 arranged along the direction of arrow X and the direction of arrow X varies depending on the position in the direction of arrow X, and that the angle between optical axis 30A and the direction of arrow X changes sequentially from ⁇ to ⁇ +180° or ⁇ 180° along the direction of arrow X.
  • the difference in angle between the optical axes 30A of the liquid crystal compounds 30 adjacent to each other in the direction of the arrow X is preferably 45° or less, more preferably 15° or less, and even more preferably 5° or less.
  • the dichroic azo dye compounds 30 forming the alignment film 14 are arranged at equal intervals in the Y direction perpendicular to the direction of the arrow X, i.e., in the Y direction perpendicular to the one direction in which the optical axes 30A continuously rotate.
  • the angles between the optical axes 30A and the direction of the arrow X are equal to each other among the dichroic azo dye compounds 30 arranged in the Y direction.
  • the length (distance) over which the optical axis 30A of the dichroic azo dye compound 30 rotates 180° in the direction of the arrow X, in which the orientation of the optical axis 30A continuously rotates and changes within the plane is defined as the length ⁇ of one period of the alignment pattern.
  • the length of one period of the alignment pattern is defined as the distance over which the angle between the optical axis 30A of the dichroic azo dye compound 30 and the direction of the arrow X becomes ⁇ to ⁇ +180°.
  • the distance between the centers in the direction of the arrow X of two dichroic azo dye compounds 30 that are at the same angle with respect to the direction of the arrow X is defined as the length ⁇ of one period.
  • the distance between the centers in the direction of the arrow X of two dichroic azo dye compounds 30 whose directions of the arrow X and the optical axis 30A coincide with each other is defined as the length ⁇ of one period.
  • this length ⁇ of one period is also referred to as "one period ⁇ ".
  • the alignment pattern of the alignment film 14 may repeat this one period ⁇ in the direction of the arrow X, that is, in one direction in which the direction of the optical axis 30A changes by continuously rotating.
  • the 180° rotation period in the alignment film 14 does not need to be uniform over the entire surface. That is, the alignment film 14 may have regions in its surface where the length of the 180° rotation period (the length ⁇ of one period) is different.
  • the minimum value of the length of one period which is the length of the in-plane rotation of the optical axis derived from the dichroic azo dye compound, is preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or less, and even more preferably 2 ⁇ m or less.
  • the lower limit is preferably 0.5 ⁇ m or more.
  • the thickness of the alignment film 14 is preferably 0.01 to 0.5 ⁇ m, and more preferably 0.03 to 0.2 ⁇ m.
  • the alignment film 14 is not limited to this and may have other alignment patterns.
  • an alignment film 34 is exemplified, in which the alignment pattern is a concentric pattern having one direction in which the direction of the optical axis of the dichroic azo dye compound 30 changes while continuously rotating, concentrically from the inside to the outside, as conceptually shown in the plan view of Fig. 3.
  • the alignment pattern of the alignment film 34 shown in Fig. 4 is an alignment pattern in which one direction in which the direction of the optical axis of the dichroic azo dye compound 30 changes while continuously rotating is provided radially from the center of the alignment film 34.
  • the direction of the optical axis of the dichroic azo dye compound 30 changes while continuously rotating along a number of directions from the center of the alignment film 34 toward the outside, for example, the direction indicated by the arrow A1 , the direction indicated by the arrow A2 , the direction indicated by the arrow A3 , ....
  • the method for producing the alignment substrate is not particularly limited.
  • the method for producing an alignment substrate is preferably a method for producing an alignment substrate, the method including the steps of applying a composition onto a support to form a coating film, irradiating the coating film with light to align the dichroic azo dye compound, and subjecting the light-irradiated coating film to a heat treatment to form an alignment film.
  • Examples of the method for applying the composition include known methods for applying a liquid, such as bar coating, gravure coating, and spray coating. After the composition is applied onto the support, it may be subjected to a drying treatment, if necessary.
  • the coating film formed by coating is irradiated with light to orient the dichroic azo dye compound.
  • the dichroic azo dye compound in the coating film is oriented in a predetermined orientation state.
  • the light irradiated onto the coating film may be either linearly polarized or unpolarized.
  • the light to be irradiated preferably has a peak wavelength in the range of 200 to 700 nm, and more preferably has a peak wavelength in the range of 200 to 400 nm.
  • Examples of light sources used for light irradiation include lamps such as tungsten lamps, halogen lamps, xenon lamps, xenon flash lamps, mercury lamps, mercury xenon lamps, and carbon arc lamps; semiconductor lasers, helium-neon lasers, argon ion lasers, helium cadmium lasers, and YAG (yttrium aluminum garnet) lasers; light-emitting diodes; and cathode ray tubes.
  • lamps such as tungsten lamps, halogen lamps, xenon lamps, xenon flash lamps, mercury lamps, mercury xenon lamps, and carbon arc lamps; semiconductor lasers, helium-neon lasers, argon ion lasers, helium cadmium lasers, and YAG (yttrium aluminum garnet) lasers; light-emitting diodes; and cathode ray tubes.
  • Methods for irradiating linearly polarized light include, for example, a method using a polarizing plate (e.g., an iodine polarizing plate, a dichroic material polarizing plate, a wire grid polarizing plate, etc.), a method using a prism-based element (e.g., a Glan-Thompson prism) or a reflective polarizer utilizing the Brewster angle, and a method using light emitted from a polarized laser light source.
  • a polarizing plate e.g., an iodine polarizing plate, a dichroic material polarizing plate, a wire grid polarizing plate, etc.
  • a prism-based element e.g., a Glan-Thompson prism
  • a reflective polarizer e.g., a reflective polarizer utilizing the Brewster angle
  • a method using light emitted from a polarized laser light source e.
  • the incident angle of the light is preferably 0 to 90°.
  • the light to be irradiated is unpolarized, it is preferable to irradiate the alignment film with the light obliquely, the incident angle being preferably 10 to 80°.
  • the amount of light to be irradiated is not particularly limited as long as it is an amount that allows the dichroic azo dye compound to be oriented in the desired state, but is preferably 600 to 3000 mJ/cm 2 , more preferably 1000 to 2000 mJ/cm 2 .
  • the light to be irradiated may be laser light.
  • the light to be irradiated is a laser, it is preferable to irradiate the laser using the following exposure device.
  • FIG. 4 conceptually shows an example of an exposure apparatus for forming an alignment pattern on an alignment film using a laser.
  • the exposure device 60 shown in FIG. 4 includes a light source 64 having a laser 62, a ⁇ /2 plate 65 that changes the polarization direction of the laser light M emitted by the laser 62, a beam splitter 68 that splits the laser light M emitted by the laser 62 into two light beams MA and MB, mirrors 70A and 70B that are respectively arranged on the optical paths of the two split light beams MA and MB, and ⁇ /4 plates 72A and 72B.
  • the light source 64 emits linearly polarized light P0 .
  • the ⁇ /4 plate 72A converts the linearly polarized light P0 (light beam MA) into right-handed circularly polarized light P0
  • the ⁇ /4 plate 72B converts the linearly polarized light P0 (light beam MB) into left-handed circularly polarized light P1L .
  • a support 12 having a coating film 18 (a coating film formed by applying a composition) before an orientation pattern is formed is placed in an exposure section, and two light beams MA and MB are caused to intersect and interfere on the coating film 18, and the coating film 18 is exposed by being irradiated with the interference light. Due to the interference at this time, the polarization state of the light irradiated to the coating film 18 changes periodically in the form of interference fringes, thereby obtaining an alignment film having an alignment pattern in which the alignment state changes periodically.
  • the period of the orientation pattern can be adjusted by changing the crossing angle ⁇ of the two light beams MA and MB.
  • the exposure device 60 by adjusting the crossing angle ⁇ , in an orientation pattern in which the orientation of the optical axis 30A derived from the dichroic azo dye compound 30 continuously rotates along one direction, the length of one period (one period ⁇ ) in which the orientation of the optical axis 30A rotates 180° in one direction in which the orientation of the optical axis 30A rotates can be adjusted.
  • an optically anisotropic layer on an alignment film having an alignment pattern in which the alignment state changes periodically, it is possible to form an optically anisotropic layer having a liquid crystal alignment pattern in which the direction of the optical axis derived from the liquid crystal compound continuously rotates in one direction, as described below.
  • the rotation direction of the optical axis 30A can be reversed.
  • the coating film irradiated with light is subjected to a heat treatment to form an alignment film.
  • a heat treatment curing treatment
  • the dichroic azo dye compound in the coating film is fixed in an oriented state.
  • a reactive group e.g., an epoxy group, etc.
  • a reactive group Y e.g., a phenolic hydroxyl group, etc.
  • the metal catalyst can further promote the above reaction.
  • the heating temperature is preferably 100 to 180° C., and the heating time is preferably 1 to 20 minutes.
  • the above-mentioned alignment substrate can be used to produce a laminate including the alignment substrate and an optically anisotropic layer.
  • the method for producing the laminate is not particularly limited.
  • the method for producing the laminate is preferably a method including a step of forming an optically anisotropic layer using a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound on the surface of the alignment film on the alignment substrate opposite to the support.
  • a method for producing a laminate including a step of applying a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound onto the surface of an alignment film opposite to the support to align the liquid crystal compound, and then subjecting the applied film to a curing treatment is more preferable.
  • a laminate 20 including a support 12, an alignment film 14, and an optically anisotropic layer 16 is produced as shown in FIG.
  • Examples of the method for applying the liquid crystal composition include known methods for applying a liquid, such as bar coating, gravure coating, and spray coating.
  • the coating film formed by coating is subjected to an alignment treatment to align the liquid crystal compound.
  • the orientation treatment is preferably a heat treatment.
  • the heating conditions are not particularly limited, but the heating temperature is preferably 50 to 180° C.
  • the heating time is preferably 1 to 5 minutes.
  • the resulting coating film is subjected to a curing treatment, which may be a light irradiation treatment or a heat treatment, with the light irradiation treatment being preferred.
  • the irradiation energy in the light irradiation treatment is preferably 20 mJ/cm 2 to 50 J/cm 2 , more preferably 50 to 1500 mJ/cm 2.
  • the light irradiation may be performed under a heated condition or in a nitrogen atmosphere.
  • the wavelength of the light to be irradiated is preferably any wavelength of 250 to 430 nm.
  • the liquid crystal compound in the coating is fixed in a state (liquid crystal alignment pattern) aligned along the alignment pattern of the optically anisotropic layer in the alignment substrate. It is not necessary for the liquid crystal compound to exhibit liquid crystallinity when the optically anisotropic layer is completed, that is, the liquid crystal compound may be polymerized by a curing reaction and lose its liquid crystallinity.
  • liquid crystal composition may contain various components described in detail below.
  • the liquid crystal composition includes a liquid crystal compound.
  • the liquid crystal compound preferably has a radical polymerizable group.
  • the radically polymerizable group include an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group, a styryl group, and an allyl group, and an acryloyl group or a methacryloyl group is preferred.
  • the number of radically polymerizable groups possessed by the liquid crystal compound is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3.
  • the liquid crystal compound has two or more polymerizable groups.
  • the liquid crystal compound is a mixture of two or more types, it is preferable that at least one type of liquid crystal compound has two or more polymerizable groups in one molecule.
  • liquid crystal compounds examples include rod-shaped (rod-shaped liquid crystal compounds) and discotic (diskotic liquid crystal compounds). Each of these compounds may be classified into low molecular weight and high molecular weight compounds.
  • a high molecular weight compound generally means a compound with a degree of polymerization of 100 or more (Polymer Physics: Phase Transition Dynamics, Masao Doi, p. 2, Iwanami Shoten, 1992).
  • the liquid crystal compound is preferably a rod-shaped liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound (discotic liquid crystal compound).
  • the liquid crystal compound may be a mixture of two or more rod-shaped liquid crystal compounds, two or more discotic liquid crystal compounds, or a mixture of a rod-shaped liquid crystal compound and a discotic liquid crystal compound.
  • the rod-shaped liquid crystal compound the compounds described in claim 1 of JP-T-11-513019 or in paragraphs [0026] to [0098] of JP-A-2005-289980 are preferred.
  • the discotic liquid crystal compound the compounds described in paragraphs [0020] to [0067] of JP-A-2007-108732 or paragraphs [0013] to [0108] of JP-A-2010-244038 are preferred.
  • liquid crystal compound a rod-shaped liquid crystal compound is preferable, and azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines, phenyldioxanes, tolanes, or alkenylcyclohexylbenzonitriles are more preferable.
  • the liquid crystal compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the liquid crystal compound is preferably from 75 to 99.9% by mass, and more preferably from 80 to 99% by mass, based on the total solid content of the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal composition may contain other components in addition to the liquid crystal compound.
  • other components include a surfactant, a chiral agent, a polymerization initiator, a solvent, a polymerization inhibitor, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a coloring material, and metal oxide fine particles.
  • the other components may be used alone or in combination of two or more.
  • surfactant examples include the compounds described in paragraphs [0082] to [0090] of JP-A-2014-119605, the compounds described in paragraphs [0031] to [0034] of JP-A-2012-203237, the compounds described in paragraphs [0092] to [0093] of JP-A-2005-099248, the compounds described in paragraphs [0076] to [0078] and [0082] to [0085] of JP-A-2002-129162, and the fluorine acrylate-based polymers and fluorine methacrylate-based polymers described in paragraphs [0018] to [0043] of JP-A-2007-272185.
  • fluorine-based surfactant the compounds described in paragraphs [0082] to [0090] of JP-A-2014-119605 are preferred.
  • the content of the surfactant in the liquid crystal composition is preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 0.01 to 5% by mass, based on the total mass of the liquid crystal compound.
  • the chiral agent has the function of inducing a helical structure in the cholesteric liquid crystal phase.
  • the chiral agent may be selected according to the purpose, since the direction of twist or pitch of the helix induced varies depending on the compound.
  • Examples of the chiral agent include known compounds (for example, those described in Liquid Crystal Device Handbook, Chapter 3, Section 4-3, Chiral Agents for TN (twisted nematic) and STN (Super Twisted Nematic), p. 199, edited by the 142nd Committee of the Japan Society for the Promotion of Science, 1989), isosorbide and isomannide derivatives.
  • the content (molar amount) of the chiral agent in the liquid crystal composition is preferably 0.01 to 200 mol %, more preferably 1 to 30 mol %, relative to the molar amount of the liquid crystal compound.
  • the polymerization initiator is preferably a photopolymerization initiator capable of initiating a polymerization reaction by irradiation with ultraviolet light.
  • the content of the polymerization initiator in the liquid crystal composition is preferably from 0.1 to 20% by mass, and more preferably from 0.5 to 12% by mass, based on the content of the liquid crystal compound.
  • the solvent can be appropriately selected depending on the purpose, and an organic solvent is preferable.
  • organic solvent include ketones such as methyl ethyl ketone, alkyl halides, amides, sulfoxides, heterocyclic compounds, hydrocarbons, esters, and ethers.
  • the method for producing the optically anisotropic layer is not particularly limited.
  • the method for producing the optically anisotropic layer may include a method for producing the optically anisotropic layer that includes a step of peeling off the optically anisotropic layer in the laminate described above.
  • the method for producing an optically anisotropic layer preferably includes step 1 of forming an optically anisotropic layer A on the surface of the alignment film in the alignment substrate opposite the support using a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound to obtain a laminate, and step 2 of peeling off the optically anisotropic layer A in the laminate obtained in step 1 to obtain the optically anisotropic layer A separated from the alignment substrate.
  • step 1 The procedure for step 1 is the same as that for the laminate manufacturing method described above.
  • the method for peeling off the optically anisotropic layer A is not particularly limited, and may be any known method.
  • a known transfer film or the like may be attached to the optically anisotropic layer A, and the optically anisotropic layer A may be peeled off from the alignment substrate together with the transfer film.
  • the alignment film of the present invention may be repeatedly used to prepare the optically anisotropic layer A. That is, the method for producing an optically anisotropic layer of the present invention includes a step 1 of forming an optically anisotropic layer A on the surface of the alignment film of the alignment substrate opposite to the support by using a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound to obtain a laminate; Step 2 of peeling off the optically anisotropic layer A in the laminate obtained in step 1 to obtain the optically anisotropic layer A separated from the alignment substrate; a step 3 of forming an optically anisotropic layer B using a liquid crystal composition on a surface of the alignment film of the alignment substrate from which the optically anisotropic layer A has been separated, the surface being opposite to the support, to obtain a laminate; and a step 4 of peeling off the optically anisotropic layer B in the laminate obtained in the step 3 to obtain the optically anisotropic layer B separated from the alignment substrate, A method for producing an optically anisotropic layer, in which
  • the optically anisotropic layer can be repeatedly produced.
  • an exposure time of about 5 minutes is required for an area of about 5 cm square, which results in very low productivity.
  • steps 3 and 4 may be repeated is not particularly limited, and may be multiple times.
  • Example 1 [Preparation of alignment substrate] A dichroic azo dye compound Z1 (1 part by mass), compound A1 (0.05 part by mass), and metal catalyst B1 (0.0015 part by mass) were mixed, and a mixed liquid of water and butoxyethanol (1:1 mass ratio, 25.236 parts by mass) was further added thereto, and the mixture was stirred at room temperature to obtain a composition. The obtained composition was spin-coated on a quartz glass (support) cut to 2 cm x 3 cm at 500 rpm for 5 seconds, and then at 2500 rpm for 20 seconds to form a coating film. Then, it was heated at 60 ° C for 1 minute and dried.
  • the dried coating film was irradiated with polarized light from the front of the exposed coating film side through a wire grid with a wavelength of 365 nm, and the dichroic azo dye compound was oriented in a direction perpendicular to the transmission axis of the wire grid.
  • the irradiation amount of light with a wavelength of 365 nm at this time was 1.2 J / cm 2.
  • the thickness of the alignment film was 0.04 ⁇ m.
  • Examples other than Example 1 and Comparative Examples Except for changing the type of composition to the composition shown in the table below, laminates of the examples and comparative examples other than Example 1 were produced in the same manner as in Example 1. The thicknesses of the alignment film and the optically anisotropic layer in the laminates of the examples and comparative examples other than Example 1 were all the same as those in Example 1.
  • Compound A1 Polyglycerol polyglycidyl ether (Denacol Ex-512, Nagase ChemteX Corporation)
  • Compound A2 Trimethylolpropane polyglycidyl ether (Denacol Ex-321, manufactured by Nagase ChemteX Corporation)
  • Compound A3 Sorbitol polyglycidyl ether (Denacol Ex-614, Nagase ChemteX Corporation)
  • Compound A4 Resorcinol diglycidyl ether (Denacol Ex-201, manufactured by Nagase ChemteX Corporation)
  • the obtained laminate was further separated into the optically anisotropic layer and the alignment substrate to obtain an optically anisotropic layer after the second peeling.
  • the above operation was repeated, and the Re(550) of the optically anisotropic layer after the 10th peeling was measured.
  • the evaluation results are shown in the table.
  • the column “Content (mass % relative to azo dye)" for "Compound A” indicates the content (mass %) of compound A relative to the content of the dichroic azo dye compound.
  • the column “Content (mass %) of metal catalyst or other catalyst” indicates the content (mass %) of metal catalyst or other catalyst relative to the content of compound A.
  • the value in the "Re(550) variation rate (%)" column is calculated by ⁇
  • the alignment film formed using the composition of the present invention has excellent durability of optical properties against repeated application. It was confirmed that when compound A has three or more reactive groups X, the repeated durability of optical properties is superior (Examples 1 to 4, etc.). When compound A has three or more reactive groups X, the content of the metal catalyst is 3% by mass or more relative to the content of compound A, or It was confirmed that when compound A has one or two reactive groups X, and the content of the metal catalyst is 5 mass% or more relative to the content of compound A, the repeated durability of the optical properties is more excellent (Examples 4 and 5, etc.).

Abstract

本発明は、配向膜上に、光学異方性層を形成し、上記光学異方性層を上記配向膜から剥離する操作を繰り返し行った際に、得られる光学異方性層の光学特性が変化しにくい配向膜を形成できる配向膜形成用組成物、配向膜、配向基板の製造方法、積層体の製造方法及び光学異方性層の製造方法の提供を課題とする。本発明の配向膜形成用組成物は、二色性アゾ色素化合物と、二色性アゾ色素化合物と反応する反応性基を有する化合物Aと、金属触媒とを含む。

Description

配向膜形成用組成物、配向膜、配向基板の製造方法、積層体の製造方法、光学異方性層の製造方法
 本発明は、配向膜形成用組成物、配向膜、配向基板の製造方法、積層体の製造方法及び光学異方性層の製造方法に関する。
 光学補償シート及び位相差フィルム等の光学フィルムは、画像着色解消及び視野角制御の点で、様々な表示装置で用いられている。近年、このような光学フィルムとしては、液晶化合物を含む液晶組成物を用いて形成される光学異方性層を有するフィルムが用いられている。
 このような光学異方性層は、液晶化合物を配向させるために、光学異方性層を配向膜上に設けることが知られている。
 例えば、特許文献1には、液晶化合物と、アゾ基を有する二色性物質と、酸化剤と、を含む組成物を用いて得られた光吸収異方性膜に用いる配向膜が開示されている。
特開2007-140465号公報
 特許文献1に記載されるような配向膜を用いて上記配向膜上に光学異方性層を形成し、上記光学異方性層を上記配向膜から剥離する操作(形成及び剥離の操作)を繰り返し行った際に、得られる光学異方性層の光学特性(例えば、レタデーション等)が変化しやすいことを知見した。
 本発明は、配向膜上に、光学異方性層を形成し、上記光学異方性層を上記配向膜から剥離する操作を繰り返し行った際に、得られる光学異方性層の光学特性が変化しにくい配向膜を形成できる、配向膜形成用組成物の提供を課題とする。
 また、上記配向膜形成用組成物に関する、配向膜、配向基板の製造方法、積層体の製造方法及び光学異方性層の製造方法の提供も課題とする。
 本発明者らは、従来技術の問題点について鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
 〔1〕
 二色性アゾ色素化合物と、上記二色性アゾ色素化合物と反応する反応性基を有する化合物Aと、金属触媒とを含む、配向膜形成用組成物。
 〔2〕
 上記反応性基が、エポキシ基である、〔1〕に記載の配向膜形成用組成物。
 〔3〕
 上記金属触媒が、アルミニウム原子を含む、〔1〕又は〔2〕に記載の配向膜形成用組成物。
 〔4〕
 上記化合物Aが3つ以上の上記反応性基を有する場合、上記金属触媒の含有量が、上記化合物Aの含有量に対して、3質量%以上であるか、又は、
 上記化合物Aが1又は2つの上記反応性基を有する場合、上記金属触媒の含有量が、上記化合物Aの含有量に対して、5質量%以上である、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載の配向膜形成用組成物。
 〔5〕
 上記化合物Aが、3つ以上の上記反応性基を有する、〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載の配向膜形成用組成物。
 〔6〕
 〔1〕~〔5〕のいずれか1つに記載の配向膜形成用組成物を硬化してなる、配向膜。
 〔7〕
 〔1〕~〔5〕のいずれか1つに記載の配向膜形成用組成物を支持体上に塗布して、塗膜を形成する工程と、
 上記塗膜に光を照射して、上記二色性アゾ色素化合物を配向する工程と、
 上記光を照射された塗膜に加熱処理を施して、配向膜を形成する工程とを含む、配向基板の製造方法。
 〔8〕
 更に、上記配向基板における上記配向膜の上記支持体とは反対側の表面上に、液晶化合物を含む液晶組成物を用いて光学異方性層を形成する工程を含む、〔7〕に記載の積層体の製造方法。
 〔9〕
 更に、上記積層体中の上記光学異方性層を剥離する工程を含む、〔8〕に記載の光学異方性層の製造方法。
 〔10〕
 〔7〕に記載の配向基板における上記配向膜の上記支持体とは反対側の表面上に、液晶化合物を含む液晶組成物を用いて光学異方性層Aを形成して、積層体を得る工程1と、
 上記工程1で得られた上記積層体中の上記光学異方性層Aを剥離して、上記配向基板から分離された上記光学異方性層Aを得る工程2と、
 上記光学異方性層Aが分離された上記配向基板における上記配向膜の支持体とは反対側の表面上に、液晶組成物を含む液晶組成物を用いて光学異方性層Bを形成して、積層体を得る工程3と、
 上記工程3で得られた上記積層体中の上記光学異方性層Bを剥離して、上記配向基板から分離された上記光学異方性層Bを得る工程4とを含み、
 上記工程3及び上記工程4を少なくとも1回繰り返す、光学異方性層の製造方法。
 本発明によれば、配向膜上に、光学異方性層を形成し、上記光学異方性層を上記配向膜から剥離する操作を繰り返し行った際に、得られる光学異方性層の光学特性が変化しにくい配向膜を形成できる、配向膜形成用組成物を提供できる。
 また、上記配向膜形成用組成物に関する、配向膜、配向基板の製造方法、積層体の製造方法及び光学異方性層の製造方法も提供できる。
本発明の配向基板の一例を概念的に示す図である。 図1に示す配向基板中の配向膜の平面図である。 配向膜の別の例を概念的に示す平面図である。 配向膜を作製するための露光装置の一例を概念的に示す図である。 本発明の積層体の一例を概念的に示す図である。 本発明の積層体から光学異方性層が得られることを説明するための図である。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づ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制限されるものではない。
 本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書において、各種成分は、各種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、特段の断りがない限り、併用した物質の合計の含有量を意味する。
 固形分とは、各種の組成物中の溶媒以外の成分を意味する。また、液状の成分であっても、溶媒以外の成分であれば固形分とみなす。
 本明細書において、表記される2価の基(例えば、-CO-O-等)の結合方向は、特段の断りがない限り、制限されない。例えば、「X-Y-Z」なる式で表される化合物中の、Yが-CO-O-である場合、上記化合物は「X-O-CO-Z」及び「X-CO-O-Z」のいずれであってもよい。
[配向膜形成用組成物]
 配向膜形成用組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)は、二色性アゾ色素化合物と、二色性アゾ色素化合物と反応する反応性基(以下、「反応性基X」ともいう。)を有する化合物Aと、金属触媒とを含む。
 本発明の組成物の特徴点としては、二色性アゾ色素化合物、化合物A及び金属触媒を含む点が挙げられる。上述したように、本発明の組成物を用いて得られる配向膜は、上記配向膜上に光学異方性層を形成し、上記光学異方性層を上記配向膜から剥離する操作を繰り返し行った際に、得られる光学異方性層の光学特性(例えば、レタデーション等)が変化しにくい。以下、上記操作を繰り返し行った際に、得られる光学異方性層の光学特性が変化しにくいことを、「光学特性の繰り返し耐久性」に優れるともいう。
 本発明者らは、上記所望の効果の発現機構について、以下のように推測している。
 配向膜上に光学異方性層を形成し、上記光学異方性層を剥離する操作を繰り返す際に、配向膜は、露光処理及び加熱処理に複数回曝されることになる。そうすると、配向膜の配向が、所定の配向から徐々に変動してしまう場合があり、その影響で配向膜上に形成される光学異方性層も所望する光学特性が得られない場合があることを知見した。
 一方で、本発明の組成物に含まれる金属触媒は、二色性アゾ色素化合物と化合物Aとの間での反応(硬化反応)をより促進でき、露光処理等に複数回曝された場合であっても、配向膜は、所定の配向から変動しにくいため、光学特性の繰り返し耐久性に優れると推定される。
 以下、組成物が含み得る各種成分について詳述する。
〔二色性アゾ色素化合物〕
 組成物は、二色性アゾ色素化合物を含む。
 二色性アゾ色素化合物とは、光吸収スペクトルが直線偏光の偏波面の方向によって吸光度が異なり、アゾベンゼン構造を有する色素化合物を意味する。
 二色性アゾ色素化合物は、後述する化合物Aと反応する反応性基(以下、「反応性基Y」ともいう。)を有することが好ましい。
 反応性基Yとしては、活性水素を有する基が好ましく、フェノール性水酸基がより好ましい。
 二色性アゾ色素化合物が有する反応性基Yの数は、1以上が好ましく、2~10がより好ましく、2~5が更に好ましい。
 反応性基Yは、後述する二色性アゾ色素化合物が有し得る重合性基であってもよく、反応性基Yは、上記重合性基以外であることも好ましい。
 二色性アゾ色素化合物は、重合性基を有していてもよい。
 重合性基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、ビニル基、ビニルオキシ基、マレイミド基、アジド基、クロロメチル基及びエポキシ基が挙げられる。
 二色性アゾ色素化合物は、液晶性及び非液晶性のいずれであってもよい。
 液晶性の二色性アゾ色素化合物は、ネマチック性及びスメクチック性のいずれであってもよい。液晶性を示す温度範囲は、室温(20~28℃)~300℃が好ましく、取扱い性及び製造適性の点で、50~200℃がより好ましい。
 二色性アゾ色素化合物としては、例えば、ダイレクトイエロー、ダイレクトイエロー12、ダイレクトイエロー26、ダイレクトイエロー28、ディスパースイエロー7、ディスパースイエロー9、アシッドイエロー9、アシッドイエロー36、アシッドオレンジ8、モルダントイエロー1、モルダントイエロー10及びモルダントイエロー12が挙げられる。
 二色性アゾ色素化合物は、式(1)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、ビニル基、ビニルオキシ基及びマレイミド基からなる群から選択される重合性基、又は、水酸基を表す。
 R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシ基若しくはその塩、水酸基を有するアルキル基、カルバモイル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、水酸基又は-ORを表す。Rは、炭素数2~6のアルキル基又は炭素数1~6のアルコキシ基で置換された炭素数1~6のアルキル基を表す。
 R及びRは、それぞれ独立に、カルボキシ基若しくはその塩、スルホ基若しくはその塩、アミノ基若しくはその塩、ニトロ基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基、スルファモイル基又は水酸基を表す。
 Rが水酸基である場合、Xは単結合を表し、Rが重合性基である場合、Xは-(A-B-で表される基を表す。Rが水酸基である場合、Xは単結合を表し、Rが重合性基である場合、Xは-(A-B-で表される基を表す。A及びAは、それぞれ独立に、単結合又は2価の炭化水素基を表す。B及びBは、それぞれ独立に、単結合、-O-、-COO-、-CONH-又は-NHCOO-を表す。m及びnは、それぞれ独立に、1~4の整数を表す。
 式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、ビニル基、ビニルオキシ基及びマレイミド基からなる群から選択される重合性基、又は、水酸基を表す。
 上記重合性基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基又はマレイミド基が好ましい。
 R及びRとしては、水酸基が好ましい。
 式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシ基若しくはその塩、水酸基を有するアルキル基、カルバモイル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、水酸基又は-ORを表す。
 上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
 上記カルボキシ基の塩としては、例えば、ナトリウム塩(-COONa)及びカリウム塩(-COOK)等のアルカリ金属塩が挙げられる。
 上記水酸基を有するアルキル基を構成するアルキル基の炭素数は、1~5が好ましく、1~3がより好ましい。
 上記アルキル基が有する水酸基の数は、1~5が好ましく、1又は2がより好ましい。
 上記ハロゲン化メトキシ基としては、例えば、クロロメトキシ基及びトリフルオロメトキシ基が挙げられる。
 Rは、炭素数2~6のアルキル基又は炭素数1~6のアルコキシ基で置換された炭素数1~6のアルキル基を表す。
 上記炭素数2~6のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよい。
 上記炭素数2~6のアルキル基としては、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基及び1-メチルエチル基等の直鎖状アルキル基;炭素数3~6のシクロアルキル基;が挙げられる。
 上記炭素数1~6のアルコキシ基で置換された炭素原子数1~6のアルキル基としては、メトキシメチル基、1-エトキシエチル基及びテトラヒドロピラニル基が挙げられる。
 R及びRとしては、カルボキシ基若しくはその塩、水酸基を有するアルキル基、カルバモイル基又はハロゲン化メチル基が好ましい。
 式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、カルボキシ基若しくはその塩、スルホ基若しくはその塩、アミノ基若しくはその塩、ニトロ基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基、スルファモイル基又は水酸基を表す。
 上記カルボキシ基の塩及び上記スルホ基の塩としては、例えば、ナトリウム塩及びカリウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。
 上記アミノ基の塩としては、例えば、塩酸塩が挙げられる。
 R及びRとしては、カルボキシ基若しくはその塩、スルホ基若しくはその塩、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基又はスルファモイル基が好ましく、スルホ基又はその塩がより好ましい。
 式(1)中、Rが水酸基である場合、Xは単結合を表し、Rが重合性基である場合、Xは-(A-B-で表される基を表す。Rが水酸基である場合、Xは単結合を表し、Rが重合性基である場合、Xは-(A-B-で表される基を表す。
 X及びXとしては、単結合が好ましい。
 A及びAは、それぞれ独立に、単結合又は2価の炭化水素基を表す。
 上記2価の炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基及びドデカメチレン基等の炭素数1~18の直鎖状アルキレン基;1-メチルエチレン基、1-メチルトリエチレン基、2-メチルトリエチレン基、1-メチルテトラエチレン基、2-メチルテトラエチレン基、1-メチルペンタメチレン基、2-メチルペンタメチレン基及び3-メチルペンタメチレン基等の炭素数1~18の分岐鎖状アルキレン基;p-フェニレン基、2-メトキシ-1,4-フェニレン基、3-メトキシ-1,4-フェニレン基、2-エトキシ-1,4-フェニレン基、3-エトキシ-1,4-フェニレン基、2,3,5-トリメトキシ-1,4-フェニレン基及び2,6-ナフタレンジイル基等のアリーレン基が挙げられる。
 Aが複数存在する場合、A同士は同一又は異なっていてもよい。Aが複数存在する場合、A同士は同一又は異なっていてもよい。
 B及びBは、それぞれ独立に、単結合、-O-、-COO-、-CONH-又は-NHCOO-を表す。
 Bが複数存在する場合、B同士は同一又は異なっていてもよい。Bが複数存在する場合、B同士は同一又は異なっていてもよい。
 m及びnは、それぞれ独立に、1~4の整数を表す。
 m及びnとしては、1~3の整数が好ましい。
 二色性アゾ色素化合物としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 二色性アゾ色素化合物は、高分子体及び低分子体のいずれであってもよく、低分子体が好ましい。
 高分子体の二色性アゾ色素化合物の重量平均分子量は、3000以上が好ましく、6000以上がより好ましい。上限は、1000000以下が好ましい。高分子体の二色性アゾ色素化合物が有するアゾ基(-N=N-)の数は、11以上が好ましく、20以上がより好ましい。上限は、10000以下が好ましい。
 低分子体の二色性アゾ色素化合物の分子量は、300~1000が好ましく、500~800がより好ましい。低分子体の二色性アゾ色素化合物が有するアゾ基(-N=N-)の数は、10以下が好ましく、5以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。下限は、1以上が好ましく、2以上がより好ましい。
 二色性アゾ色素化合物は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
 二色性アゾ色素化合物の含有量は、組成物の全固形分に対して、50~99質量%が好ましく、60~98質量%がより好ましく、80~98質量%が更に好ましい。
〔化合物A〕
 組成物は、化合物Aを含む。
 化合物Aは、二色性アゾ色素化合物と反応する反応性基(反応性基X)を有する化合物である。換言すると、化合物Aは、二色性アゾ色素化合物と反応する化合物であり、反応性基Xを少なくとも1つ有する。
 反応性基Xとしては、例えば、エポキシ基及びオキセタニル基(オキセタン環から水素原子を1つ除いて形成される基)等のカチオン重合性基が挙げられ、グリシジルエーテル基が好ましい。
 化合物Aが有する反応性基Xの数は、1以上が好ましく、3以上がより好ましく、4以上が更に好ましい。上限は、10以下が好ましく、5以下がより好ましい。
 化合物Aは、反応性基Xを有していれば、更に他の基を有していてもよい。
 他の基としては、例えば、水酸基、芳香環基及び-O-が挙げられる。
 化合物Aとしては、式(EP)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式(EP)中、Zは、ne価の連結基を表す。neは、2~10の整数を表す。
 ne価の連結基としては、置換基を有していてもよく、-O-を有していてもよいne価の脂肪族炭化水素基、又は、ne価の芳香族炭化水素基が好ましい。
 上記ne価の脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよい。
 上記ne価の脂肪族炭化水素基の炭素数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましい。
 上記ne価の脂肪族炭化水素基が有し得る置換基としては、水酸基が好ましい。
 ne価の芳香族炭化水素基は、単環及び多環のいずれであってもよい。
 ne価の芳香族炭化水素基としては、ベンゼン環基が好ましい。
 化合物Aとしては、例えば、エポキシ化合物(エポキシ基を有する化合物)及びオキセタン化合物(オキセタニル基を有する化合物)が挙げられる。
 エポキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、ヘキサンジオ-ル、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール及び水添ビスフェノールA等の脂肪族ポリオールのジグリシジルエーテル化合物;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ジヒドロキシフェニルエーテル、ジヒドロキシベンゾフェノン、クレゾールホルムアルデヒド樹脂、フェノールホルムアルデヒド、ナフトールフェニルアルデヒド樹脂、メチレンビスアニリン、ジヒドロキシナフタレン、ナフトールダイマー、テトラメチルビフェノール、レゾルシン、ヒドロキノン及びカテコール等の芳香族ポリオールのポリグリシジルエーテル化合物;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラエチレングリコール等のポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル化合物;トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレ-トのポリグリシジルエーテル化合物、アジピン酸、ブタンテトラカルボン酸、プロパントリカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸及びトリメリット酸等の脂肪族又は芳香族ポリカルボン酸のポリグリシジルエーテル化合物;ブタジエン、ヘキサジエン、オクタジエン、ドデカジエン、シクロオクタジエン、α-ピネン及びビニルシクロヘキセン等の炭化水素系ジエンのビスエポキシド化合物;ビス(3,4ーエポキシシクロヘキシルメチル)アジペート及び3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート等の脂環族ポリエポキシ化合物;が挙げられる。
 オキセタン化合物としては、例えば、1,4-ビス〔{(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ}メチル〕ベンゼン及びビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテルが挙げられる。
 化合物Aは、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
 化合物Aの含有量は、組成物の全固形分に対して、0.01~30質量%が好ましく、0.1~10質量%がより好ましく、1~5質量%が更に好ましい。
 化合物Aの含有量は、二色性アゾ色素化合物の含有量に対して、1~100質量%が好ましく、1~30質量%がより好ましく、1~10質量%が更に好ましく、1~5質量%が特に好ましい。
〔金属触媒〕
 組成物は、金属触媒を含む。
 金属触媒としては、例えば、オクチル酸金属触媒及びアセチルアセトン金属触媒が挙げられる。
 金属触媒を構成する金属原子としては、例えば、アルミニウム原子、コバルト原子、銅原子、亜鉛原子、鉄原子、ニッケル原子、マンガン原子及びスズ原子が挙げられ、アルミニウム原子が好ましい。換言すると、金属触媒は、アルミニウム原子を含むことが好ましい。
 金属触媒としては、アセチルアセトンアルミニウム触媒が好ましい。組成物がアセチルアセトンアルミニウム触媒を含む場合、その組成物を用いて形成される塗膜の硬化反応がより促進される結果、配向膜を繰り返し使用しても、得られる光学異方性層のレタデーションが変化しにくい、すなわち、配向膜の光学特性の繰り返し耐久性に優れると推測される。
 金属触媒としては、例えば、トリス(ペンタンジオナト)アルミニウム、テトラキス(ペンタンジオナト)チタニウム、キノリノラトアルミニウム及びビス(ペンタンジオナト)マグネシウムが挙げられ、トリス(ペンタンジオナト)アルミニウムが好ましい。
 金属触媒は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
 金属触媒の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.001~10質量%が好ましく、0.01~5質量%がより好ましく、0.1~3質量%が更に好ましい。
 金属触媒の含有量は、化合物Aの含有量に対して、0.1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、5質量%以上が更に好ましい。上限は、10質量%以下が好ましい。
 また、化合物Aが3つ以上の反応性基Xを有する場合、金属触媒の含有量が化合物Aの含有量に対して3質量%以上であるか、又は、化合物Aが1又は2つの反応性基Xを有する場合、金属触媒の含有量が化合物Aの含有量に対して5質量%以上であることも好ましい。
〔溶媒〕
 組成物は、溶媒を含んでいてもよい。
 溶媒としては、例えば、水及び有機溶媒が挙げられる。
 有機溶媒としては、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、シクロペンタノン及びシクロヘキサノン等)、エーテル類(例えば、ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキソラン、テトラヒドロフルフリルアルコール及びシクロペンチルメチルエーテル等)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン及びトリメチルベンゼン等)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン及びクロロトルエン等)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル及び炭酸ジエチル等)、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール及びシクロヘキサノール等)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ及び1,2-ジメトキシエタン等)、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等)、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-エチルピロリドン及び1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等)、及び、ヘテロ環化合物(例えば、ピリジン等)が挙げられる。
 溶媒は、水、アルコール類又はそれらの混合液が好ましい。
 溶媒は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
 組成物が溶媒を含む場合、溶媒の含有量は、組成物の全質量に対して、80~99.9質量%が好ましく、83~99質量%がより好ましく、85~98質量%が更に好ましい。
〔その他成分〕
 組成物は、上述した各種成分以外のその他成分を含んでいてもよい。
 その他成分としては、例えば、二色性アゾ色素化合物以外の二色性物質、化合物A以外の重合性化合物、金属触媒以外の硬化促進剤、光酸発生剤及び界面活性剤が挙げられる。
[配向膜及び配向基板]
 上記組成物を用いて、配向膜を製造できる。
 以下、上記組成物を用いて形成される配向膜を含む配向基板の一態様について詳述する。
 図1は、本発明の配向基板の一例を概念的に示す側面図である。図2は、図1に示す配向基板の平面図を示す。図1は、図2中のA線-A線での断面図である。
 なお、図1及び図2に示す配向基板に含まれる配向膜は、二色性アゾ色素化合物由来の光学軸の向きが、面内の一方向において回転する所定の配向パターンを有するが、本発明の配向基板及び配向膜は、その配向パターンに限定されず、他の配向パターンであってもよい。例えば、二色性アゾ色素化合物由来の光学軸の向きが、一方向に沿った配向パターンであってもよい。このような配向パターンを有する配向膜上で液晶化合物を配向させると、液晶化合物をホモジニアス配向させることができる。
 平面図とは、図1において配向基板10を上方から見た図であり、すなわち、図1は、配向基板10を厚さ方向(=各層(膜)の積層方向)から見た図である。換言すると、図1は、配向膜14を主面と直交する方向から見た図である。
 なお、図2では、本発明の配向基板10の構成を明確に示すために、二色性アゾ色素化合物30は配向膜14の支持体12側とは反対側の二色性アゾ色素化合物30のみを示す。
 図1に示す配向基板10は、支持体12と、配向膜14とを有する。配向膜14は、上記組成物を用いて形成された膜である。二色性アゾ色素化合物30由来の光学軸の向きが、面内の一方向において回転する所定の配向パターンを有する。なお、配向膜14中において、二色性アゾ色素化合物30は、化合物Aが有する反応性基X(例えば、エポキシ基等)と反応して配向が固定されている。
 なお、図示例の配向基板10は、支持体12と、配向膜14とを有するが、本発明の配向基板は、この構成には制限はされない。
 以下、配向基板10を構成する各部材について詳述する。
〔支持体〕
 配向基板は、支持体を有する。
 支持体12は、配向膜14を支持する部材である。
 配向基板における支持体12は配向膜14を支持する部材であり、積層体における支持体12は配向膜14及び光学異方性層16を支持する部材である。
 支持体12としては、配向膜14及び光学異方性層16を支持できるものであればよく、各種のシート状物(例えば、フィルム及び板状物等)が挙げられる。
 支持体12の透過率は、特に制限されない。波長550nmの光に対する支持体12の透過率は、50%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、85%以上が更に好ましい。上限は、100%以下が好ましい。
 支持体12の厚さは特に制限されず、配向基板10の用途及び支持体12の形成材料等に応じて、適宜設定すればよい。
 支持体12の厚さは、1~1000μmが好ましく、3~250μmがより好ましく、5~150μmが更に好ましい。
 支持体12は、単層及び多層のいずれであってもよい。
 単層の支持体12としては、例えば、ガラス、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ(メタ)アクリレート及びポリオレフィンが挙げられる。多層の支持体12としては、例えば、上記単層の支持体のいずれかを基板として含み、この基板の表面に他の層を設けたものが挙げられる。
〔配向膜〕
 配向基板10は、配向膜14を有する。
 配向膜14は、上述した組成物を硬化してなる膜である。
 配向膜14は、光学異方性層の由来となる液晶組成物に含まれる液晶化合物を所定の液晶配向パターンに配向させるための膜である。
 配向膜14は、上述した組成物が含み得る溶媒以外の各種成分、その縮合物、その分解物及び/又はその硬化物を含んでいてもよい。
 配向膜14は、二色性アゾ色素化合物由来の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転した配向パターンを有することが好ましい。上記連続的に回転した配向パターンを有する配向膜は、後述するレーザを用いて配向膜の配向パターンを形成する方法で製造できる。
 以下、配向膜が、色性アゾ色素化合物由来の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転した配向パターンを有する態様について詳述する。
 図2に示すように、配向膜14は、配向膜14の面内において、二色性アゾ色素化合物30に由来する光学軸30Aの向きが、矢印Xで示す一方向に反時計回りに連続的に回転しながら変化する配向パターンを有する。なお、図2では、二色性アゾ色素化合物30に由来する光学軸30Aの向きが反時計回りに回転しているが、本発明はこの態様には限定されず、時計回りに回転していてもよい。
 なお、二色性アゾ色素化合物30に由来する光学軸30Aとは、二色性アゾ色素化合物30において屈折率が最も高くなる軸である。
 以下の説明では、「矢印Xで示す一方向」を単に「矢印X方向」ともいう。また、以下の説明では、二色性アゾ色素化合物30に由来する光学軸30Aを、「二色性アゾ色素化合物30の光学軸30A」又は「光学軸30A」ともいう。
 配向膜14において、二色性アゾ色素化合物30は、それぞれ、配向膜14において、矢印X方向と、この矢印X方向と直交するY方向とに平行な面内に二次元的に配向している。なお、図1では、Y方向は、紙面に垂直な方向となる。
 図2に、配向膜14の平面図を概念的に示す。
 配向膜14は、配向膜14の面内において、二色性アゾ色素化合物30に由来する光学軸30Aの向きが、矢印X方向に沿って連続的に回転しながら変化する配向パターンを有する。
 二色性アゾ色素化合物30の光学軸30Aの向きが矢印X方向(所定の一方向)に連続的に回転しながら変化しているとは、具体的には、矢印X方向に沿って配列されている二色性アゾ色素化合物30の光学軸30Aと、矢印X方向との成す角度が、矢印X方向の位置によって異なっており、矢印X方向に沿って、光学軸30Aと矢印X方向との成す角度がθ~θ+180°又はθ-180°まで、順次、変化していることを意味する。
 なお、矢印X方向に互いに隣接する液晶化合物30の光学軸30Aの角度の差は、45°以下が好ましく、15°以下がより好ましく、5°以下が更に好ましい。
 一方、配向膜14を形成する二色性アゾ色素化合物30は、矢印X方向と直交するY方向、すなわち光学軸30Aが連続的に回転する一方向と直交するY方向では、光学軸30Aの向きが等しい二色性アゾ色素化合物30が等間隔で配列されている。
 換言すると、配向膜14を形成する二色性アゾ色素化合物30において、Y方向に配列される二色性アゾ色素化合物30同士では、光学軸30Aの向きと矢印X方向との成す角度が等しい。
 配向基板10においては、このような二色性アゾ色素化合物30の配向パターンにおいて、面内で光学軸30Aの向きが連続的に回転して変化する矢印X方向において、二色性アゾ色素化合物30の光学軸30Aが180°回転する長さ(距離)を、配向パターンにおける1周期の長さΛとする。換言すると、配向パターンにおける1周期の長さは、二色性アゾ色素化合物30の光学軸30Aと矢印X方向との成す角度がθ~θ+180°となるまでの距離により定義される。
 すなわち、矢印X方向に対する角度が等しい2つの二色性アゾ色素化合物30の、矢印X方向の中心間の距離を、1周期の長さΛとする。具体的には、図2に示すように、矢印X方向と光学軸30Aの方向とが一致する2つの二色性アゾ色素化合物30の、矢印X方向の中心間の距離を、1周期の長さΛとする。以下の説明では、この1周期の長さΛを「1周期Λ」ともいう。
 本発明の配向基板10において、配向膜14の配向パターンは、この1周期Λを、矢印X方向、すなわち光学軸30Aの向きが連続的に回転して変化する一方向に繰り返していてもよい。
 配向膜14における上記180°回転周期は全面に亘って一様である必要はない。すなわち、面内において、180°回転周期の長さ(1周期の長さΛ)が異なる領域を有していてもよい。
 二色性アゾ色素化合物由来の光学軸の向きが面内で180°回転する長さを1周期の長さの最小値は、20μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましく、2μm以下が更に好ましい。下限は、0.5μm以上が好ましい。
 配向膜14の厚みは、0.01~0.5μmが好ましく、0.03~0.2μmがより好ましい。
 図1及び図2に示す配向基板10は、配向膜14の配向パターンにおける二色性アゾ色素化合物30の光学軸30Aの向きは、矢印X方向のみに沿って、連続して回転している。
 上述したように、配向膜14は、これに制限はされず、他の配向パターンであってもよい。
 一例として、図3の平面図に概念的に示すような、配向パターンが、二色性アゾ色素化合物30の光学軸の向きが連続的に回転しながら変化する一方向を、内側から外側に向かう同心円状に有する、同心円状のパターンである、配向膜34が例示される。換言すると、図4に示す配向膜34の配向パターンは、二色性アゾ色素化合物30の光学軸の向きが連続的に回転しながら変化する一方向が、配向膜34の中心から放射状に設けられた配向パターンである。より具体的には、二色性アゾ色素化合物30の光学軸の向きは、配向膜34の中心から外側に向かう多数の方向、例えば、矢印Aで示す方向、矢印Aで示す方向、矢印Aで示す方向・・・に沿って、連続的に回転しながら変化している。
[配向基板の製造方法]
 配向基板の製造方法は、特に制限されない。
 配向基板の製造方法としては、組成物を支持体上に塗布して、塗膜を形成する工程と、塗膜に光を照射して、二色性アゾ色素化合物を配向する工程と、光を照射された塗膜に加熱処理を施して、配向膜を形成する工程とを含む、配向基板の製造方法が好ましい。
 組成物を塗布する方法としては、例えば、バーコート、グラビアコート及びスプレー塗布等の液体を塗布する公知の方法が挙げられる。
 また、組成物を支持体上に塗布した後に、必要に応じて乾燥処理を施してもよい。
 次に、塗布により形成された塗膜に対して、光を照射して二色性アゾ色素化合物を配向する。配向処理を施すことにより、塗膜中の二色性アゾ色素化合物が、所定の配向状態に配向される。
 塗膜に照射する光は、直線偏光及び非偏光のいずれであってもよい。
 照射する光は、波長200~700nmの範囲にピーク波長を有することが好ましく、波長200~400nmの範囲にピーク波長を有することがより好ましい。
 光照射に用いる光源としては、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及びカーボンアークランプ等のランプ;半導体レーザ、ヘリウムネオンレーザ、アルゴンイオンレーザ、ヘリウムカドミウムレーザ及びYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザ];発光ダイオード;陰極線管;が挙げられる。
 直線偏光を照射する方法としては、例えば、偏光板(例えば、ヨウ素偏光板、二色性物質偏光板及びワイヤーグリッド偏光板等)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)又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、並びに、偏光を有するレーザ光源から出射される光を用いる方法が挙げられる。
 照射する光が直線偏光である場合、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好ましい。光の入射角度は、0~90°が好ましい。
 照射する光が非偏光である場合、配向膜に対して斜めから光を照射する方法が好ましい。その入射角度は、10~80°が好ましい。
 照射する光量は、二色性アゾ色素化合物が所望の配向状態となる量であれば、特に制限されないが、600~3000mJ/cmが好ましく、1000~2000mJ/cmがより好ましい。
 また、照射する光は、レーザ光であってもよい。
 照射する光がレーザである場合、以下の露光装置を用いてレーザを照射することが好ましい。
 図4に、レーザを用いて配向膜の配向パターンを形成する露光装置の一例を概念的に示す。
 図4に示す露光装置60は、レーザ62を備えた光源64と、レーザ62が出射したレーザ光Mの偏光方向を変えるλ/2板65と、レーザ62が出射したレーザ光Mを、光線MA及びMBの2つに分離するビームスプリッター68と、分離された2つの光線MA及びMBの光路上にそれぞれ配置されたミラー70A及び70Bと、λ/4板72A及び72Bと、を備える。
 なお、図示は省略するが、光源64は直線偏光Pを出射する。λ/4板72Aは、直線偏光P(光線MA)を右円偏光Pに、λ/4板72Bは直線偏光P(光線MB)を左円偏光Pに、それぞれ変換する。
 配向パターンを形成される前の塗膜18(組成物を塗布して形成される塗膜)を有する支持体12が露光部に配置され、2つの光線MAと光線MBとを塗膜18上において交差させて干渉させ、その干渉光を塗膜18に照射して露光する。
 この際の干渉により、塗膜18に照射される光の偏光状態が干渉縞状に周期的に変化するものとなる。これにより、配向状態が周期的に変化する配向パターンを有する配向膜が得られる。
 露光装置60においては、2つの光線MA及びMBの交差角αを変化させることにより、配向パターンの周期を調節できる。すなわち、露光装置60においては、交差角αを調節することにより、二色性アゾ色素化合物30に由来する光学軸30Aの向きが一方向に沿って連続的に回転する配向パターンにおいて、光学軸30Aの向きが回転する1方向における、光学軸30Aの向きが180°回転する1周期の長さ(1周期Λ)を調節できる。
 このような配向状態が周期的に変化した配向パターンを有する配向膜上に、光学異方性層を形成することにより、後述するように、液晶化合物に由来する光学軸の向きが一方向に向かって連続的に回転する液晶配向パターンを有する、光学異方性層を形成できる。
 また、λ/4板72A及び72Bの光学軸を各々90°回転することにより、光学軸30Aの回転方向を逆にすることができる。
 次いで、光を照射された塗膜に加熱処理を施して、配向膜を形成する。
 塗膜の加熱処理(硬化処理)を施すことで、塗膜中の二色性アゾ色素化合物は、配向された状態で固定される。具体的には、化合物A中の反応性基(例えば、エポキシ基等)が、二色性アゾ色素化合物中の反応性基Y(例えば、フェノール性水酸基等)と反応することにより、二色性アゾ色素化合物の配向が固定される。また、金属触媒は、上記反応をより促進できる。
 加熱温度は100~180℃が好ましく、加熱時間は1~20分間が好ましい。
[積層体の製造方法]
 上記配向基板を用いて、配向基板と光学異方性層とを含む積層体を製造できる。
 積層体の製造方法は、特に制限されない。
 積層体の製造方法としては、配向基板における配向膜の支持体とは反対側の表面上に、液晶化合物を含む液晶組成物を用いて光学異方性層を形成する工程を含む、積層体の製造方法が好ましい。
 なかでも、液晶化合物を含む液晶組成物を配向膜の支持体とは反対側の表面上に、塗布して液晶化合物を配向させ、塗膜に硬化処理を施す工程を含む、積層体の製造方法がより好ましい。
 上記方法により、図5に示すように、支持体12と、配向膜14と、光学異方性層16とを含む積層体20が製造される。
 液晶組成物の塗布方法としては、例えば、バーコート、グラビアコート及びスプレー塗布等の液体を塗布する公知の方法が挙げられる。
 次に、塗布により形成された塗膜に対して、配向処理を施して、液晶化合物を配向させる。配向処理を施すことにより、塗膜中の液晶化合物が、配向膜の配向パターンに応じて、所定の配向状態に配向される。
 配向処理としては、加熱処理が好ましい。加熱の条件は特に制限されず、加熱温度は50~180℃が好ましい。加熱時間は1~5分間が好ましい。
 次に、得られた塗膜に対して硬化処理を施す。硬化処理としては、光照射処理及び加熱処理が挙げられ、光照射処理が好ましい。
 光照射処理における照射エネルギーは、20mJ/cm~50J/cmが好ましく、50~1500mJ/cmがより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下又は窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射する光の波長は、250~430nmのいずれかの波長が好ましい。
 塗膜に硬化処理を施すことで、塗膜中の液晶化合物は、配向基板中の光学異方性層の配向パターンに沿って配向された状態(液晶配向パターン)で固定される。
 なお、光学異方性層が完成した時点では、液晶化合物は液晶性を示さなくてもよい。つまり、液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、液晶性を失っていてもよい。
 以下、液晶組成物が含み得る各種成分について詳述する。
〔液晶組成物〕
 液晶組成物は、液晶化合物を含む。
<液晶化合物>
 液晶化合物は、ラジカル重合基を有することが好ましい。
 ラジカル重合性基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、スチリル基及びアリル基が挙げられ、アクリロイル基又はメタクリロイル基が好ましい。
 液晶化合物が有するラジカル重合性基の個数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましい。また、液晶化合物の配向を固定化する点で、液晶化合物は2以上の重合性基を有することが好ましい。液晶化合物が2種以上の混合物である場合、少なくとも1種の液晶化合物が1分子中に2以上の重合性基を有することが好ましい。
 液晶化合物としては、例えば、棒状タイプ(棒状液晶化合物)及び円盤状タイプ(円盤状液晶化合物)が挙げられる。更に、それぞれにおいて、低分子タイプ及び高分子タイプが挙げられる。高分子とは、一般に重合度が100以上のものを意味する(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。
 液晶化合物としては、棒状液晶化合物又は円盤状液晶化合物(ディスコティック液晶化合物)が好ましい。また、液晶化合物としては、2種以上の棒状液晶化合物、2種以上の円盤状液晶化合物、又は、棒状液晶化合物と円盤状液晶化合物との混合物を用いてもよい。
 棒状液晶化合物としては、特表平11-513019号公報の請求項1、又は、特開2005-289980号公報の段落[0026]~[0098]に記載の化合物が好ましい。
 円盤状液晶化合物としては、特開2007-108732号公報の段落[0020]~[0067]、又は、特開2010-244038号公報の段落[0013]~[0108]に記載の化合物が好ましい。
 液晶化合物としては、棒状液晶化合物が好ましく、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類又はアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類がより好ましい。
 液晶化合物は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
 液晶化合物の含有量は、液晶組成物の全固形分に対して、75~99.9質量%が好ましく、80~99質量%がより好ましい。
<その他成分>
 液晶組成物は、液晶化合物以外の他の成分を含んでいてもよい。
 他の成分としては、例えば、界面活性剤、キラル剤、重合開始剤、溶媒、重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材及び金属酸化物微粒子が挙げられる。
 他の成分は、1種単独又は2種以上で用いてもよい。
(界面活性剤)
 界面活性剤としては、例えば、特開2014-119605号公報の段落[0082]~[0090]に記載の化合物、特開2012-203237号公報の段落[0031]~[0034]に記載の化合物、特開2005-099248号公報の段落[0092]~[0093]に記載の化合物、特開2002-129162号公報の段落[0076]~[0078]及び段落[0082]~[0085]に記載の化合物、並びに、特開2007-272185号公報の段落[0018]~[0043]等に記載のフッ素アクリレート系ポリマー及びフッ素メタクリレート系ポリマーが挙げられる。
 フッ素系界面活性剤として、特開2014-119605号公報の段落[0082]~[0090]に記載の化合物が好ましい。
 液晶組成物中の界面活性剤の含有量は、液晶化合物の全質量に対して、0.01~10質量%が好ましく、0.01~5質量%がより好ましい。
(キラル剤)
 キラル剤(カイラル剤)は、コレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。
 キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向又は螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
 キラル剤としては、例えば、公知の化合物(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4-3項、TN(twisted nematic)、STN(Super Twisted Nematic)用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)、イソソルビド及びイソマンニド誘導体が挙げられる。
 液晶組成物中のキラル剤の含有量(含有モル量)は、液晶化合物の含有モル量に対して、0.01~200モル%が好ましく、1~30モル%がより好ましい。
(重合開始剤)
 重合開始剤としては、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤が好ましい。
 液晶組成物中の重合開始剤の含有量は、液晶化合物の含有量に対して、0.1~20質量%が好ましく、0.5~12質量%がより好ましい。
(溶媒)
 溶媒としては、例えば、目的に応じて適宜選択でき、有機溶媒が好ましい。
 有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン等のケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類及びエーテル類が挙げられる。
[光学異方性層の製造方法]
 光学異方性層の製造方法は、特に制限されない。
 光学異方性層の製造方法としては、上述した積層体中の光学異方性層を剥離する工程を含む光学異方性層の製造方法が挙げられる。
 光学異方性層の製造方法は、上述した配向基板における配向膜の支持体とは反対側の表面上に、液晶化合物を含む液晶組成物を用いて光学異方性層Aを形成して、積層体を得る工程1と、工程1で得られた積層体中の光学異方性層Aを剥離して、配向基板から分離された光学異方性層Aを得る工程2とを含むことが好ましい。
 上記手順により、図6に示すように、図5の積層体20から光学異方性層16が分離される。
 工程1の手順は、上述した積層体の製造方法での手順と同じである。
 工程2において、光学異方性層A(図5中の光学異方性層16)を剥離する方法としては、特に制限されず、公知の方法が挙げられる。例えば、公知の転写用フィルム等を光学異方性層Aに貼着して、転写用フィルムと共に光学異方性層Aを配向基板から剥離すればよい。
 本発明の配向膜を繰り返し用いて、上記光学異方性層Aを繰り返し作製してもよい。
 つまり、本発明の光学異方性層の製造方法としては、上述した配向基板における配向膜の支持体とは反対側の表面上に、液晶化合物を含む液晶組成物を用いて光学異方性層Aを形成して、積層体を得る工程1と、
 工程1で得られた積層体中の光学異方性層Aを剥離して、配向基板から分離された光学異方性層Aを得る工程2と、
 光学異方性層Aが分離された配向基板における配向膜の支持体とは反対側の表面上に、液晶組成物を含む液晶組成物を用いて光学異方性層Bを形成して、積層体を得る工程3と、
 工程3で得られた積層体中の光学異方性層Bを剥離して、配向基板から分離された光学異方性層Bを得る工程4とを含み、
 工程3及び工程4を少なくとも1回繰り返す、光学異方性層の製造方法が好ましい。
 工程1~工程4を有する光学異方性層の製造方法においては、光学異方性層を繰り返し作製できる。上述した、レーザ干渉露光を行って配向パターンを形成する場合には、5cm角程度の大きさの領域に5分程度の露光時間が必要であり、非常に生産性が低い。しかしながら、本発明のように、所定の配向膜を用いて、配向膜上に光学異方性層を形成することで、1回の光学異方性層の作製ごとに所定の配向パターンを有する配向膜を作製するために露光する必要がないため、生産性を高くすることができる。
 工程3及び工程4の繰り返し回数は特に制限されず、複数回であってもよい。
 以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容及び処理手順等は、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]
〔配向基板の作製〕
 二色性アゾ色素化合物Z1(1質量部)、化合物A1(0.05質量部)、及び、金属触媒B1(0.0015質量部)を混合し、更に水とブトキシエタノールとの混合液(1:1の質量比、25.236質量部)を加えて、室温で撹拌して組成物を得た。
 得られた組成物を、2cm×3cmに切り出した石英ガラス(支持体)上に、500rpmで5秒、連続して2500rpmで20秒スピンコートして塗膜を形成した。その後、60℃で1分間加熱して乾燥させた。乾燥させた塗膜を波長365nmのワイヤーグリッドを通して、露出した塗膜側の正面から偏光照射し、二色性アゾ色素化合物を上記ワイヤーグリッドの透過軸に対して垂直な方向に配向させた。この時の波長365nmの光の照射量は、1.2J/cmであった。この後、140℃で20分間加熱して実施例1の配向基板を得た。上記配向膜の厚みは、0.04μmであった。
〔積層体の作製〕
 得られた配向基板の配向膜上に、下記液晶組成物をスピンコーターで塗布して塗膜を形成した。上記塗膜を80℃で1分間乾燥後、窒素雰囲気下で波長365nmの非偏光の光を300mJ/cm照射して、支持体、配向膜及び光学異方性層をこの順に有する積層体を得た。光学位異方性層の厚みは、0.6μmであった。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 液晶組成物
―――――――――――――――――――――――――――――――――
化合物1(液晶化合物)                  1質量部
化合物2(界面活性剤)              0.003質量部
イルガキュア907(チバスペシャリティケミカルズ社製)
                          0.03質量部
メチルエチルケトン                    9質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[実施例1以外の実施例及び比較例]
 組成物の種類を下記表に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様に、実施例1以外の実施例及び比較例の積層体を作製した。なお、実施例1以外の実施例及び比較例の積層体における配向膜の厚み及び光学異方性層の厚みは、いずれも、実施例1と同じであった。
[各種成分]
〔二色性アゾ色素化合物〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
〔化合物A〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
・化合物A1:ポリグリセロールポリグリシジルエーテル(デナコールEx-512、ナガセケムテックス社製)
・化合物A2:トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル(デナコールEx-321、ナガセケムテックス社製)
・化合物A3:ソルビトールポリグリシジルエーテル(デナコールEx-614、ナガセケムテックス社製)
・化合物A4:レゾルシノールジグリシジルエーテル(デナコールEx-201、ナガセケムテックス社製)
〔金属触媒又は他の触媒〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
[評価]
〔光学特性の繰り返し耐久性〕
 各積層体の露出した光学異方性層の表面上に剥離シートを貼付した後、積層体を光学異方性層と配向基板とに分離した。分離された光学異方性層の波長550nmの面内レタデーションRe(550)をAxoScan(Axometrics社製)で測定し、剥離回数1回目のRe(550)とした。次いで、分離された配向基板の配向膜上に、上述した方法と同様の方法で上記液晶組成物を用いて光学異方性層を再度形成して、積層体を得た。得られた積層体を、更に上記光学異方性層と上記配向基板とに分離して、剥離回数2回目の光学異方性層を得た。
 上記操作を繰り返し行い、剥離回数10回目の光学異方性層のRe(550)を測定し、剥離回数1回目のRe(550)に対する剥離回数10回目のRe(550)の変動率を以下の式で求めて、光学特性の繰り返し耐久性を評価した。
 Re(550)の変動率 = {|剥離回数1回目のRe(550)-剥離回数10回目のRe(550)|/剥離回数1回目のRe(550)}×100
 A:変動率が、5.0%以下
 B:変動率が、5.0%超10.0%以下
 C:変動率が、10.0%超
 表に評価結果を示す。
 表中、「化合物A」の「含有量(質量%対アゾ色素)」欄は、二色性アゾ色素化合物の含有量に対する化合物Aの含有量(質量%)を示す。
 「金属触媒又は他の触媒」の「含有量(質量%対化合物A)」欄は、化合物Aの含有量に対する金属触媒又は他の触媒の含有量(質量%)を示す。
 「Re(550)変動率(%)」欄は、上述したとおり、{|剥離回数1回目のRe(550)-剥離回数10回目のRe(550)|/剥離回数1回目のRe(550)}×100で求められる値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表に示すとおり、本発明の組成物を用いて形成される配向膜は、光学特性の繰り返し耐久性に優れることが確認された。
 化合物Aが、3以上の反応性基Xを有する場合、光学特性の繰り返し耐久性がより優れることが確認された(実施例1~4等)。
 化合物Aが3つ以上の反応性基Xを有する場合、金属触媒の含有量が、化合物Aの含有量に対して、3質量%以上であるか、又は、
 化合物Aが1又は2つの反応性基Xを有する場合、金属触媒の含有量が、化合物Aの含有量に対して、5質量%以上である場合、光学特性の繰り返し耐久性がより優れることが確認された(実施例4及び5等)。
 10 配向基板
 12 支持体
 14,34 配向膜
 16 光学異方性層
 18 塗膜
 20 積層体
 30 二色性アゾ色素化合物
 30A 光学軸
 60 露光装置
 62 レーザ
 64 光源
 65 λ/2板
 68 ビームスプリッター
 70A,70B ミラー
 72A,72B λ/4板

Claims (10)

  1.  二色性アゾ色素化合物と、前記二色性アゾ色素化合物と反応する反応性基を有する化合物Aと、金属触媒とを含む、配向膜形成用組成物。
  2.  前記反応性基が、エポキシ基である、請求項1に記載の配向膜形成用組成物。
  3.  前記化合物Aが、3つ以上の前記反応性基を有する、請求項1に記載の配向膜形成用組成物。
  4.  前記金属触媒が、アルミニウム原子を含む、請求項1に記載の配向膜形成用組成物。
  5.  前記化合物Aが3つ以上の前記反応性基を有する場合、前記金属触媒の含有量が、前記化合物Aの含有量に対して、3質量%以上であるか、又は、
     前記化合物Aが1又は2つの前記反応性基を有する場合、前記金属触媒の含有量が、前記化合物Aの含有量に対して、5質量%以上である、請求項1に記載の配向膜形成用組成物。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の配向膜形成用組成物を硬化してなる、配向膜。
  7.  請求項1~5のいずれか1項に記載の配向膜形成用組成物を支持体上に塗布して、塗膜を形成する工程と、
     前記塗膜に光を照射して、前記二色性アゾ色素化合物を配向する工程と、
     前記光を照射された塗膜に加熱処理を施して、配向膜を形成する工程とを含む、配向基板の製造方法。
  8.  更に、前記配向基板における前記配向膜の前記支持体とは反対側の表面上に、液晶化合物を含む液晶組成物を用いて光学異方性層を形成する工程を含む、請求項7に記載の積層体の製造方法。
  9.  更に、前記積層体中の前記光学異方性層を剥離する工程を含む、請求項8に記載の光学異方性層の製造方法。
  10.  請求項7に記載の配向基板における前記配向膜の前記支持体とは反対側の表面上に、液晶化合物を含む液晶組成物を用いて光学異方性層Aを形成して、積層体を得る工程1と、
     前記工程1で得られた前記積層体中の前記光学異方性層Aを剥離して、前記配向基板から分離された前記光学異方性層Aを得る工程2と、
     前記光学異方性層Aが分離された前記配向基板における前記配向膜の支持体とは反対側の表面上に、液晶組成物を含む液晶組成物を用いて光学異方性層Bを形成して、積層体を得る工程3と、
     前記工程3で得られた前記積層体中の前記光学異方性層Bを剥離して、前記配向基板から分離された前記光学異方性層Bを得る工程4とを含み、
     前記工程3及び前記工程4を少なくとも1回繰り返す、光学異方性層の製造方法。
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