(57)【要約】  良好な透明性および拡散反射性を有し、さらに、ギラツキも抑制できる反射層を有する構造体、および、この反射層の形成方法の提供を課題とする。基板と、コレステリック液晶相を固定してなる反射層とを有し、反射層は、走査型電子顕微鏡による断面の観察において、コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、基板の表面に対して傾斜しており、かつ、暗部が成す線および明部が成す線の少なくとも一部が、不連続であることにより、課題を解決する。
2019035449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、コレステリック液晶相を固定してなる反射層と、を有する構造体であって、
前記反射層は、走査型電子顕微鏡による厚さ方向の断面の観察において、前記コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、前記基板の表面に対して傾斜しており、かつ、
前記明部が成す線および前記暗部が成す線の少なくとも一部が、不連続であることを特徴とする構造体。
【請求項２】
前記暗部が成す線が不連続である部分が、前記反射層の断面１μｍ2当たり０．０５箇所以上である、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記明部が成す線および前記暗部が成す線が不連続である部分に、前記コレステリック液晶相の配向欠陥を含む、請求項１または２に記載の構造体。
【請求項４】
前記明部が成す線および前記暗部が成す線の不連続である部分に、粒子が存在する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の構造体。
【請求項５】
前記明部が成す線および前記暗部が成す線が、波状構造を有しており、前記波状構造の波の周期が０．３〜１０μｍである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の構造体。
【請求項６】
基板の表面に、コレステリック液晶相を固定してなる反射層であって、厚さ方向の断面における走査型電子顕微鏡による観察において、前記コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、前記基板の表面に対して傾斜しており、かつ、前記明部が成す線および前記暗部が成す線の少なくとも一部が不連続である、反射層を形成するに際し、
前記基板の表面に配向処理を施さずに、前記基板の表面に、液晶化合物およびキラル剤を含む組成物を塗布して、前記組成物を硬化する、反射層の形成方法。
【請求項７】
基板の表面に、コレステリック液晶相を固定してなる反射層であって、厚さ方向の断面における走査型電子顕微鏡による観察において、前記コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、前記基板の表面に対して傾斜しており、かつ、前記明部が成す線および前記暗部が成す線の少なくとも一部が不連続である、反射層を形成するに際し、
前記基板の表面に、液晶化合物、キラル剤および垂直配向剤を含む組成物を塗布して、前記組成物を硬化する、反射層の形成方法。
【請求項８】
基板の表面に、コレステリック液晶相を固定してなる反射層であって、厚さ方向の断面における走査型電子顕微鏡による観察において、前記コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、前記基板の表面に対して傾斜しており、かつ、前記明部が成す線および前記暗部が成す線の少なくとも一部が不連続である、反射層を形成するに際し、
前記基板の表面に、液晶化合物、キラル剤および粒子を含む組成物を塗布して、前記組成物を硬化する、反射層の形成方法。
【請求項９】
前記基板の表面に前記組成物を塗布した後、前記液晶化合物を前記コレステリック液晶相の状態にするために前記組成物の加熱を行い、その後、前記組成物を冷却または加熱する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の反射層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コレステリック液晶相を固定してなる反射層を有する構造体、および、この構造体における反射層の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
干渉現象によって反射性能を発現する構造体としては、２種類以上の屈折率の異なるポリマーを繰り返し積層した有機多層膜、液晶分子が螺旋構造を形成したコレステリック液晶相を固定してなる反射層、および、無機材料の蒸着膜を積層した誘電体多層膜等が知られている。【０００３】
このような反射構造体は、反射軸が基板（基材）と垂直な方向に均一になっている場合には、鏡面反射性を示す。
これに対して、反射構造体の反射軸を不均一にした構成、および、反射構造体に反射軸を基板と垂直では無い方向に連続的に変化させる構成等では、反射構造体は、拡散反射性を示す。このような拡散反射性を示す反射構造体は、スクリーンおよび加飾等の用途に利用が可能である。【０００４】
コレステリック液晶相を固定してなる反射層を有する反射構造体において、拡散反射性を有する構成としては、例えば、特許文献１に記載されるコレステリック液晶フィルムが知られている。
このコレステリック液晶フィルムは、コレステリック液晶相における螺旋軸方向が、膜厚方向に一様に平行ではない状態でコレステリック配向が固定化されており、かつ、フィルムの正反射除去反射率（ＳＣＥ）と、正反射込みの反射率（ＳＣＩ）との比『（ＳＣＥ／ＳＣＩ）×１００』で定義される拡散率が１５％以上の、コレステリック液晶フィルムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示されるように、コレステリック液晶相の反射軸（螺旋軸）を不均一化することにより、拡散反射性を得ることができる。
その反面、反射軸を不均一化した構成では、干渉現象によって反射される波長以外の波長領域においても、強い散乱が生じてしまう。そのため、例えば、透明スクリーンのような用途では、全ての波長領域において不透明度が高くなる問題が生じる。【０００７】
これに対して、反射軸の向きを連続的に変化させることにより、このような問題は解決できる。
コレステリック液晶相を固定してなる反射層では、断面において、コレステリック液晶相に由来する明部が成す線と暗部が成す線とが、縞模様状に観察される。コレステリック液晶相を固定してなる反射層は、或る条件において、この明部が成す線および暗部が成す線が波状構造となる（周期的な凹凸構造となる）。
このような、コレステリック液晶相からなり、断面における明部が成す線および暗部が成す線が波状構造を有する反射層は、干渉現象によって反射される波長以外の波長領域における散乱が少なく、不透明度が高くなりにくいメリットが有る。【０００８】
ところが、このような断面における明部が成す線および暗部が成す線が波状構造を有するコレステリック液晶相からなる反射層は、面内方向の周期的な構造に由来して、強い回折現象が生じてしまう。そのため、例えば、スクリーン等の用途では、投影像にギラツキが生じてしまうという問題がある。【０００９】
本発明の目的は、良好な透明性および拡散反射性（非鏡面反射性）を有し、さらに、ギラツキも抑制できる反射層を有する構造体、および、この反射層の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題に対して鋭意検討を行ったところ、コレステリック液晶相を固定してなる反射層が、厚さ方向の断面おけるコレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造、または、基板に対して傾斜している構成を有し、かつ、明部が成す線および暗部が成す線が不連続な箇所を有することにより、良好な透明性および拡散反射性を有し、さらに、ギラツキも抑制できることを見出した。【００１１】
すなわち、本発明は、以下の構成によって課題を解決する。
［１］  基板と、コレステリック液晶相を固定してなる反射層と、を有する構造体であって、
反射層は、走査型電子顕微鏡による厚さ方向の断面の観察において、コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、基板の表面に対して傾斜しており、かつ、
明部が成す線および暗部が成す線の少なくとも一部が、不連続であることを特徴とする構造体。
［２］  暗部が成す線が不連続である部分が、反射層の断面１μｍ2当たり０．０５箇所以上である、［１］に記載の構造体。
［３］  明部が成す線および暗部が成す線が不連続である部分に、コレステリック液晶相の配向欠陥を含む、［１］または［２］に記載の構造体。
［４］  明部が成す線および暗部が成す線が不連続である部分に、粒子が存在する、［１］〜［３］のいずれかに記載の構造体。
［５］  明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、波状構造の波の周期が０．３〜１０μｍである、［１］〜［４］のいずれかに記載の構造体。
［６］  基板の表面に、コレステリック液晶相を固定してなる反射層であって、厚さ方向の断面における走査型電子顕微鏡による観察において、コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、基板の表面に対して傾斜しており、かつ、明部が成す線および暗部が成す線の少なくとも一部が不連続である、反射層を形成するに際し、
基板の表面に配向処理を施さずに、基板の表面に、液晶化合物およびキラル剤を含む組成物を塗布して、組成物を硬化する、反射層の形成方法。
［７］  基板の表面に、コレステリック液晶相を固定してなる反射層であって、厚さ方向の断面における走査型電子顕微鏡による観察において、コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、基板の表面に対して傾斜しており、かつ、明部が成す線および暗部が成す線の少なくとも一部が不連続である、反射層を形成するに際し、
基板の表面に、液晶化合物、キラル剤および垂直配向剤を含む組成物を塗布して、組成物を硬化する、反射層の形成方法。
［８］  基板の表面に、コレステリック液晶相を固定してなる反射層であって、厚さ方向の断面における走査型電子顕微鏡による観察において、コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、基板の表面に対して傾斜しており、かつ、明部が成す線および暗部が成す線の少なくとも一部が不連続である、反射層を形成するに際し、
基板の表面に、液晶化合物、キラル剤および粒子を含む組成物を塗布して、組成物を硬化する、反射層の形成方法。
［９］  基板の表面に組成物を塗布した後、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態にするために組成物の加熱を行い、その後、組成物を冷却または加熱する、［６］〜［８］のいずれかに記載の反射層の形成方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、良好な透明性および拡散反射性（非鏡面反射性）を有し、さらに、投影像等のギラツキも抑制できる反射層を有する構造体、および、この反射層の形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の構造体の一例を概念的に示す断面図である。
【図２】図２は、コレステリック液晶層の反射を説明するための概念図である。
【図３】図３は、コレステリック液晶層の反射を説明するための概念図である。
【図４】図４は、本発明の構造体の別の例を概念的に示す断面図である。
【図５】図５は、図４の部分拡大図である。
【図６】図６は、本発明の構造体の別の例を概念的に示す断面図である。
【図７】図７は、従来の構造体を概念的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。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、「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を表す表記であり、「（メタ）アクリロイル基」とは、アクリロイル基およびメタクリロイル基の両方を表す表記であり、「（メタ）アクリル」とは、アクリルおよびメタクリルの両方を表す表記である。
【００１５】
本発明において、可視光は、電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、４００〜７００ｎｍの波長領域（波長域）の光を示す。非可視光は、４００ｎｍ未満の波長領域または７００ｎｍを超える波長領域の光である。
また、これに制限されるものではないが、可視光のうち、４２０〜４９０ｎｍの波長領域の光は青色（Ｂ）光であり、４９５〜５７０ｎｍの波長領域の光は緑色（Ｇ）光であり、６２０〜７００ｎｍの波長領域の光は赤色（Ｒ）光である。
さらに、本発明において、紫外線（紫外光）とは、４００ｎｍ未満で２００ｎｍ以上の波長領域の光であり、赤外線（赤外光）とは７８０ｎｍを超え、１ｍｍ以下の波長領域の光であり、中でも、近赤外領域とは、７８０ｎｍを超え、２０００ｎｍ以下の波長領域の光である。
【００１６】
図１に、本発明の構造体の断面を概念的に示す。図１は、例えば、本発明の構造体の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）で観察した状態を概念的に示す図である。この点に関しては、後述する図２および図３、図６および図７も同様である。
図１に示す構造体１０は、基板１２と、基板１２の一方の表面に形成された、反射層１４と、を有する。以下の説明では、構造体１０の基板１２側を『下』、反射層１４側を『上』とも言う。
【００１７】
反射層１４は、コレステリック液晶相を固定してなる層である。
コレステリック液晶相を固定してなる層は、液晶分子が螺旋状に配向しており、反射に波長選択性を有し、さらに、所定の波長領域の右円偏光のみ、または、左円偏光のみを選択的に反射し、それ以外の光は、透過する。
【００１８】
本発明の構造体において、反射層は、右円偏光を反射するものでも、左円偏光を反射するものでもよい。あるいは、本発明の構造体は、右円偏光を反射する反射層と、左円偏光を反射する反射層との、両方を有するものであってもよい。
また、本発明の構造体において、反射層が選択的に反射する波長領域、および、反射層の選択反射中心波長にも、制限はない。従って、反射層は、赤外線を選択的に反射する反射層でもよく、または、赤色光を選択的に反射する反射層でもよく、または、緑色光を選択的に反射する反射層でもよく、または、青色光を選択的に反射する反射層でもよく、または、紫外線を選択的に反射する反射層でもよい。
また、本発明の構造体は、層構成にも、制限はない。従って、本発明の構造体は、例えば、緑色光を選択的に反射する反射層を１層のみ有する構成でもよく、または、赤色光を選択的に反射する反射層と緑色光を選択的に反射する反射層とを有する２層構成でもよく、または、赤色光を選択的に反射する反射層と緑色光を選択的に反射する反射層と青色光を選択的に反射する反射層とを有する３層構成でもよく、または、赤外線を選択的に反射する反射層と赤色光を選択的に反射する反射層と緑色光を選択的に反射する反射層と青色光を選択的に反射する反射層とを有する４層構成でもよく、または、５層以上の反射層を有する構成でもよい。
【００１９】
前述のように、反射層１４は、コレステリック液晶相を固定してなる層である。なお、以下の説明では、コレステリック液晶相を固定してなる層を『コレステリック液晶層』とも言う。
従って、コレステリック液晶層である反射層１４では、ＳＥＭで観察する断面において、コレステリック液晶相に由来して、厚さ方向に、明部１６と暗部１８とを交互に積層した縞模様が観察される。すなわち、コレステリック液晶相を固定した反射層１４の断面では、明部１６と暗部１８とを交互に積層した層状構造が観察される。この縞模様の各線の法線が、コレステリック液晶相の螺旋軸方向となる。なお、上述した断面は、反射層１４の厚さ方向の断面である。また、反射層１４の厚さ方向とは、図１中における上下方向である。
ここで、図示例の構造体１０は、基板１２における反射層１４の形成面は平坦面であるが、基板１２に形成される反射層１４の断面における明部１６が成す線および暗部１８が成す線は、周期的な波状構造を有する。周期的な波状構造とは、言い換えると、アンジュレーション構造であり、すなわち、凹凸構造である。
すなわち、図示例の構造体１０において、反射層１４は、コレステリック液晶構造を有し、螺旋軸と基板１２の表面とのなす角が周期的に変化する構造を有する層である。言い換えれば、反射層１４は、コレステリック液晶構造を有し、コレステリック液晶構造が、ＳＥＭで観測される断面図において、明部１６と暗部１８との縞模様を与え、明部１６および暗部１８の法線と基板１２の表面とがなす角が、周期的に変化する層である。
【００２０】
ここで、本発明の構造体１０においては、コレステリック液晶相が配向欠陥部２０を有することにより、反射層１４の断面において明部１６が成す線および暗部１８が成す線は、少なくとも一部が、不連続になっている。
また、図１では表現されていないが、配向欠陥部２０以外にも、コレステリック液晶相の欠陥部（転位など）でも、反射層１４の断面において明部１６が成す線および暗部１８が成す線が不連続となる。具体的には、コレステリック液晶相の欠陥部とは、反射層１４の断面において明部１６が成す線および暗部１８が成す線が途中で途切れてしまっている部分である。
本発明においては、このように明部１６が成す線および暗部１８が成す線が不連続な部分を有する構成により、本発明の構造体を透明スクリーン等に用いた際における、ギラツキを抑制している。この点に関しては、後に詳述する。
【００２１】
なお、反射層１４すなわちコレステリック液晶層では、明部１６と暗部１８の繰り返し２回分が、螺旋１ピッチ分に相当する。このことからコレステリック液晶層すなわち反射層１４の螺旋ピッチは、ＳＥＭ断面図から測定することができる。
明部１６と暗部１８の繰り返し２回分とは、すなわち、明部３つ、および、暗部２つ分である。また、螺旋１ピッチ分とは、言い換えれば、螺旋の巻き数１回分である。
【００２２】
図２に、一般的なコレステリック層の断面を概念的に示す。
先にも述べたが、図２に示すように、基板１２上に形成されたコレステリック液晶層５０ａの断面では、通常、明部１６と暗部１８との縞模様が観察される。
一般的に、明部１６および暗部１８の縞模様（層状構造）は、図２に示すように、形成面である基板１２の表面と平行となるように形成される。コレステリック液晶層は、螺旋軸に直交する平面で鏡面反射性を示す。従って、このような態様の場合、コレステリック液晶相を固定したコレステリック液晶層５０ａは、鏡面反射性を示す。すなわち、コレステリック液晶層５０ａの法線方向から光が入射される場合、法線方向に光は反射されるが、斜め方向には光は反射されにくく、拡散反射性に劣る（図２中の矢印参照）。
【００２３】
これに対して、図３に断面を概念的に示すコレステリック液晶層５０ｂのように、形成面（基板１２）を平坦面として、明部１６および暗部１８の縞模様すなわち明部１６が成す線および暗部１８が成す線が波状構造（アンジュレーション構造）を有する場合には、コレステリック液晶層５０ｂの法線方向から光が入射されると、液晶化合物の螺旋軸が傾いている領域があるため、入射光の一部が斜め方向に反射される（図３中の矢印参照）。
つまり、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層においては、明部１６が成す線と暗部１８が成す線とが波状構造を有することにより、拡散反射性の高いコレステリック液晶層が実現できる。また、拡散反射性は、明部１６と暗部１８との波状構造の凹凸が大きいほど、良好になる。
以下の説明では、コレステリック液晶層の断面における『明部が成す線および暗部が成す線の波状構造』を、単に『波状構造』とも言う。
【００２４】
後述するが、波状構造を有するコレステリック液晶層は、一例として、液晶化合物とキラル剤とを含む組成物を被形成面に塗布し、組成物を加熱することによって液晶化合物をコレステリック液晶相に配向し、その後、組成物を冷却して紫外線照射等によってコレステリック液晶相を固定することで、形成できる。
前述のように、構造体が複数のコレステリック層を有する場合には、波状構造を有するコレステリック液晶層の上に、コレステリック液晶層を形成すると、下層のコレステリック液晶層の波状構造に追従して、上層のコレステリック液晶層も、同様の波状構造となる。すなわち、構造体が複数のコレステリック層を有する場合には、波状構造を有するコレステリック液晶層の上に、コレステリック液晶層を形成すると、下層のコレステリック液晶層の波状構造を踏襲して、上層のコレステリック液晶層も、同様の波状構造となる。
さらに、下層のコレステリック液晶層の波状構造の凹凸が大きいほど、上方のコレステリック液晶層の波状構造の凹凸も大きくなる。なお、コレステリック液晶層の波状構造の凹凸が大きいとは、波の高さが高いこと、および、波の周期が短いこと、を示す。
【００２５】
本発明の構造体１０において、反射層１４の断面における波状構造は、波の周期は略均一であるが、波の高さは、変動してもよい。
例えば、波の高さが、反射層１４の厚さ方向の中央領域が最も高く、厚さ方向の上方（表面側）および基板１２側に向かうにしたがって、漸次、低くなる構成でもよい。すなわち、反射層１４の断面の波状構造の振幅は、厚さ方向の中央領域が最も大きく、表面側および基板１２側に向かうにしたがって、漸次、小さくなる構成でもよい。
あるいは、図３に示すコレステリック液晶層５０ｂの波状構造のように、厚さ方向の全域で均一な高さの波を有する構造であってもよい。
【００２６】
図示例の構造体１０において、反射層１４の表面２４は、平面状であってもよく、図１に示すような凹凸構造を有してもよい。反射層１４の表面２４とは、すなわち、空気との界面または上層との界面である。
表面２４に凹凸を有する反射層１４は、反射層１４の断面における波状構造の波の高さが、表面が平坦なコレステリック液晶層よりも大きい。そのため、表面２４に凹凸構造を有する反射層１４は、より高い拡散反射性が得られる。
【００２７】
反射層１４の表面２４が凹凸構造を有する場合には、一般的に、表面２４の凹凸構造は、周期的（略周期的）である。また、反射層１４の表面２４が凹凸構造を有する場合には、一般的に、表面２４の凹凸構造は、図１に示すように、凹凸の位相が、断面の明部および暗部の波状構造と逆になる。
具体的には、反射層１４の表面２４の凹凸は、断面の波状構造に対して、位相が、半分（略半分）ズレている。従って、基板１２の面方向では、反射層１４の断面の波状構造の凸部の位置が反射層１４の表面２４の凹凸の凹部の位置となり、反射層１４の断面の波状構造の凹部の位置が反射層１４の表面２４の凹凸の凸部の位置となる。
【００２８】
さらに、反射層１４は、図１に示すように、基本的に、断面の波状構造の周期Ｃ１と、表面２４の凹凸の周期Ｃ２とが等しい。すなわち、反射層１４は、断面の波状構造の周期と、表面２４の凹凸の周期とが等しい。
なお、図１に示すように、周期Ｃ１は、反射層１４の表面２４に最も近い暗部１８の波の頂点の間隔であり、周期Ｃ２は、反射層１４の表面２４における凸部の頂点の間隔である。
また、本発明において、周期Ｃ１と周期Ｃ２とが等しいとは、周期Ｃ１と周期Ｃ２とが完全に一致する場合のみならず、『［（Ｃ１−Ｃ２）／Ｃ１］×１００』で算出される周期の差が±３０％以下である場合も含む。
【００２９】
前述のように、反射層１４において、高い拡散反射性を得るためには、波状構造の周期Ｃ１を狭くして、かつ、断面の波状構造の波を大きく（高く）するのが好ましい。ここで、反射層１４の表面２４の凹凸の状態は、断面の波状構造に大きく影響される。従って、反射層１４において、良好な拡散反射性を得るためには、表面の凹凸の周期Ｃ２を狭くして、かつ、凹凸の高さｈを高く（深く）するのが好ましい。特に、凹凸の高さｈは、高いほど、高い拡散反射性を得られる傾向にある。
しかしながら、反射層１４の表面２４の凹凸の周期Ｃ２すなわち断面の波状構造の周期Ｃ１を狭くすると、凹凸の高さｈは低くなる傾向にある。逆に、表面２４の凹凸の高さｈを高くすると、凹凸の周期Ｃ２すなわち波状構造の周期Ｃ１は狭くなる傾向にある。
この点を考慮すると、反射層１４の波状構造の周期Ｃ１は、０．３〜１０μｍが好ましく、１〜６μｍがより好ましい。なお、反射層１４では、基本的に、表面２４の凹凸の周期Ｃ２と、断面の波状構造の周期Ｃ１とが等しいのは、前述のとおりである。
また、反射層１４の表面２４の凹凸の高さｈは、１〜５００ｎｍが好ましく、５〜３００ｎｍがより好ましい。
【００３０】
このような表面２４に凹凸構造を有する反射層１４は、後述する製造方法において、キラル剤および／または配向制御剤の選択、ならびに、加熱処理または冷却処理の条件の選択の、少なくとも一方を行うことにより、形成できる。
【００３１】
本発明の構造体１０において、反射層１４の断面における波状構造は、図１（図３）の横方向のみならず、例えば、図１の紙面に垂直な方向の断面でも、同様の波状構造が形成される。すなわち、反射層１４の波状構造は、反射層１４の面方向において二次元的に形成されており、反射層１４は、あらゆる方向の断面で、波状構造が認められる。前述のように、反射層１４の断面における波状構造とは、すなわち、明部１６および暗部１８の波状構造である。
ただし、本発明は、これに限定はされず、反射層１４は、断面において、連続的な波が一方向にのみ進行するように形成される波状構造を有するものでもよい。しかしながら、拡散反射性の点では、反射層１４は、前述のように、あらゆる方向の断面で波状構造が認められるのが好ましい。
この点に関しては、反射層１４の表面の凹凸に関しても、同様である。
【００３２】
本発明の構造体１０において、反射層１４は、コレステリック液晶相を固定してなるものであり、反射層１４が、断面において明部１６が成す線および暗部１８が成す線が波状構造を有すると共に、明部１６が成す線および暗部１８が成す線の少なくとも一部が不連続となっている。図示例においては、反射層１４が、コレステリック液晶相の配向欠陥部２０を有することで、明部１６が成す線および暗部１８が成す線の少なくとも一部が不連続となっている。
本発明の構造体１０は、このような構造を有することにより、良好な拡散反射性（非鏡面反射性）および透明性に加え、例えば透明スクリーンとして用いた場合にギラツキが生じることも抑制している。
【００３３】
前述のように、コレステリック液晶相を固定してなる反射層（コレステリック液晶層）は、通常は、鏡面反射性を有するが、特許文献１にも記載されるように、反射軸すなわち螺旋軸を不均一化することにより、拡散反射性が得られる。
しかしながら、反射軸を不均一化した構成では、干渉現象によって反射される波長以外の波長領域においても、強い散乱が生じてしまう。そのため、例えば、透明スクリーンのような用途では、全ての波長領域において不透明度が高くなる問題が生じる。
【００３４】
これに対して、図３に示すように、反射軸すなわち螺旋軸の方向が連続的に変化する波状構造を有する反射層では、干渉現象によって反射される波長以外の波長領域における散乱が少なく、不透明度が高くなりにくい。
ところが、コレステリック液晶相に由来する明部が成す線がおよび暗部が成す線が、波状構造を有する反射層は、図３に示すように、面内方向に波状の周期的な構造を有するため、この周期構造に由来して、強い回折現象が生じてしまう。そのため、例えば、スクリーン等の用途では、投影像にギラツキが生じてしまうという問題がある。
【００３５】
これに対して図示例の構造体１０においては、反射層１４が波状構造を有すると共に、明部１６が成す線および暗部１８が成す線の少なくとも一部が不連続になっている。構造体１０は、これにより、反射層１４の面内方向において、波状構造による周期構造の連続性および規則性を低下することができ、波状の周期構造に由来する強い回折現象の発生を防止できる。
そのため、本発明の構造体１０は、例えば、透明スクリーン等の用途に用いた場合に、良好な拡散反射性および透明性を有すると共に、投影光のギラツキも抑制して、背景の視認性と投影光の良好な観察とを両立することができる。
なお、本発明において、反射層１４の面内方向とは、すなわち、反射層１４の主面の面方向と一致する方向であり、すなわち、厚さ方向を垂線とする方向である。主面とは、層（シート状物、板状物、フィルム）の最大面である。
【００３６】
構造体１０の反射層１４において、明部１６が成す線および暗部１８が成す線が不連続である部分は、少なくとも一部すなわち少なくとも１箇所を有せばよいが、反射層１４の断面における１μｍ2当たり、暗部１８が成す線が不連続となる部分が０．０５箇所以上であるのが好ましく、０．１箇所以上であるのがより好ましく、０．１５箇所以上であるのがさらに好ましく、０．２箇所以上であるのが特に好ましい。
以下の説明では、明部１６が成す線が不連続である部分、および、暗部１８が成す線が不連続である部分を『不連続点』とも言う。特に、暗部１８が成す線が不連続である部分は『暗部１８の不連続点』とも言う。
暗部１８の不連続点の数を、反射層１４の断面１μｍ2当たり０．０５箇所以上とすることにより、例えば積層体１０を透明スクリーン等に用いた場合のギラツキを好適に抑制できる。より好ましくは、反射層１４の断面１μｍ2当たりの暗部１８の不連続点を０．１箇所以上、さらに好ましく０．１５箇所以上、特に好ましくは０．２箇所以上とすることにより、積層体１０を透明スクリーン等に用いた場合のギラツキを、より好適に抑制できる。
【００３７】
なお、暗部１８の不連続点の数は、反射層１４の断面１μｍ2当たり１箇所以下であるのが好ましく、０．５箇所以下であるのがより好ましい。
暗部１８の不連続点の数を反射層１４の断面１μｍ2当たり１箇所以下とすることにより、高い透明性を維持できる等の点で好ましい。
【００３８】
なお、本発明において、暗部１８の不連続点は、暗部１８が成す線が途切れた箇所を１箇所として計数する。
具体的には、反射層１４の断面１μｍ2当たりの暗部１８の不連続点の数は、例えば、反射層１４の断面をＳＥＭで観察して、断面における１００μｍ2の領域を任意に２０箇所選択し、各領域で暗部１８の不連続点の数を計数して、その平均を面積で除して、反射層１４の断面１μｍ2当たりの暗部１８の不連続点の数とすればよい。暗部１８の不連続点とは、言い換えれば、暗部１８が成す線が途切れた箇所である。
【００３９】
前述のように、反射層１４は、コレステリック液晶相を固定してなる、波状構造を有する層である。このような波状構造を有する反射層１４において、不連続点は、基本的に、コレステリック液晶相に配向欠陥を生じさせることで、形成できる。
【００４０】
後述するが、コレステリック液晶相を固定してなり、かつ、波状構造を有する反射層１４は、一例として、以下のように形成する。
まず、液晶化合物、キラル剤および配向制御剤を含有する組成物（液晶組成物）を調製する。次いで、調製した組成物を基板１２（反射層の形成面）に塗布する。さらに、塗布した組成物を加熱することによって、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向する。その後、組成物を冷却または加熱し、必要に応じて、紫外線照射等によって組成物を架橋することで、反射層１４を形成する。
【００４１】
ここで、コレステリック液晶相を固定してなり、かつ、波状構造を有する反射層の形成では、通常、基板１２（反射層の形成面）に水平配向制御性を付与するためのラビング等の配向処理を行った後に、組成物を基板１２に塗布する。
これに対して、基板１２に配向処理を行わずに組成物を塗布して、反射層１４を形成することにより、波状構造を有すると共に、不連続点を有する反射層１４を形成できる。すなわち、基板１２界面の水平配向制御を弱くすることで、波状構造を有し、かつ、不連続点を有する反射層１４を形成できる。
コレステリック液晶相の形成では、組成物を塗布した当初は、液晶化合物の向きは様々であり、全体が配向欠陥のような状態になっている。そのため、基板１２に配向処理を行わないことにより、液晶化合物がコレステリック液晶相に配向され難くなり、様々な方向を向くため、液晶化合物が適正にコレステリック液晶相に配向されない部分が生じ、この部分が配向欠陥となる。その結果、波状構造を有し、かつ、不連続点を有する反射層１４を形成できる。
【００４２】
別の方法として、反射層１４を形成する組成物に、配向制御剤として、液晶化合物を垂直配向させる垂直配向剤を添加する方法が例示される。すなわち、組成物（塗膜）の空気界面における水平配向制御を弱くすることで、波状構造を有すると共に、不連続点を有する反射層１４を形成できる。
前述のように、反射層１４を形成する場合には、基板１２にラビング処理等を施して、基板１２に配向規制力を付与する。ここで、反射層１４を形成する組成物が垂直配向剤を有する場合には、組成物の空気界面において、液晶化合物が垂直方向に配向しようとするため、組成物内で歪みが生じ、この部分が配向欠陥になる。その結果、波状構造を有し、かつ、不連続点を有する反射層１４を形成できる。
なお、反射層１４を形成する組成物には、通常、配向制御剤として後述するような液晶化合物を水平配向させる水平配向剤を添加するが、この垂直配向剤を添加する方法では、水平配向剤を添加せずに、垂直配向剤のみを添加するのが好ましい。
【００４３】
垂直配向剤としては、フッ素系のポリマー（例えば、特開２００７-２４８６２１号公報の［００７４］〜［０１２０］に記載されるもの）、含フッ素化合物（例えば、特開２００７-２４８６２１号公報の［０１２２］〜［０１４６］に記載されるもの）、オニウム塩（例えば、特開２０１３-２３５２３４号公報の［０１５５］〜［０１８９］に記載されるもの）、セルロース材料（例えば、特許０５３０１０８３号公報に記載されるもの）、および、ホスフィン化合物（例えば、特許５６５５１１３号公報に記載されるもの）等が例示される。
【００４４】
さらに、別の方法として、反射層１４を形成する組成物に、粒子（異物）を添加して、反射層１４内で粒子を分散させる方法が例示される。
前述のように、コレステリック液晶相の形成では、組成物を塗布した当初は、液晶化合物の向きは様々であり、全体が配向欠陥のような状態になっている。組成物中の液晶化合物は、ラビング等によって水平配向性を付与された基板１２の近傍から、上方に向かって、徐々に、コレステリック液晶相の状態に配向される。ここで、粒子が存在する位置は、液晶化合物が適正に配向されず、配向欠陥の状態で安定化する。その結果、波状構造を有すると共に、不連続点を有する反射層１４を形成できる。
【００４５】
組成物すなわち反射層１４に添加する粒子の粒径（粒子径）には、制限はないが、コレステリック液晶相の螺旋ピッチ（螺旋１ピッチ）より粒径が小さい粒子が好ましい。粒子の添加は、構造体１０のヘイズの上昇の原因になる可能性がある。これに対し、添加する粒子の粒子径をコレステリック液晶相の螺旋ピッチより小さくすることで、構造体１０のヘイズの上昇を抑制できる。
反射層１４における粒子の含有量にも、制限はないが、２質量％以下であるのが好ましい。
【００４６】
添加する粒子の形成材料にも、制限はなく、十分な反射層１４の透明性を確保できるものであれば、各種の粒子が利用可能である。
一例として、酸化物系ナノ粒子、ナノダイヤモンド、銀ナノ粒子、および、ポリマー系ナノ粒子等が例示される。酸化物系ナノ粒子としては、一例として、シリカゾル、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化窒化チタンおよびＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等が例示される。ポリマー系ナノ粒子としては、一例として、ポリスチレン、アクリル樹脂およびメラミン等が例示される。
【００４７】
以上の不連続点を形成するための、基板１２に配向処理を施さない方法、反射層１４を形成する組成物に垂直配向剤を添加する方法、および、反射層１４を形成する組成物に粒子（異物）を添加する方法は、２以上を併用してもよい。
【００４８】
反射層１４の厚さには、制限はなく、反射層１４に要求される拡散反射性を満たす厚さを、反射層１４の面方向の大きさ、反射層１４の形成材料等に応じて、適宜、設定すればよい。
反射層１４の厚さは、０．３〜２０μｍが好ましく、０．５〜１０μｍがより好ましい。反射層１４の厚さを０．３μｍ以上とすることにより、十分な厚さの反射層１４によって、良好な拡散反射性が得られる。また、反射層１４の厚さを２０μｍ以下とすることにより、反射層１４が不要に厚くなることを防止して、例えば、後述する投影像表示用部材等を薄くできる。
なお、前述のように、基板１２の上に複数の反射層を有する場合には、１層あたり厚さが、この範囲であるのが好ましい。また、表面２４に凹凸を有さないコレステリック液晶層の厚さも、この範囲であるのが好ましい。
【００４９】
前述のように、構造体１０は、基板１２の上に、断面における明部１６が成す線および暗部１８が成す線が波状構造を有し、かつ、明部１６が成す線および暗部１８が成す線の少なくとも一部が不連続である反射層１４を形成したものである。
構造体１０において、基板１２は、反射層１４（反射層１４を形成する組成物）を支持するための板状物である。
基板１２は、色味（色彩）を有さず、かつ、全光線透過率が７０％以上であるのが好ましい。色彩を有さないとは、言い換えれば、無彩色である。すなわち、基板１２は、無色透明であるのが好ましい。また、基板１２の全光線透過率は、８０％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。
本発明において、全光線透過率は、日本電色工業社製のＮＤＨ５０００またはＳＨ−４０００等の市販の測定装置を用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１に準拠して測定すればよい。
【００５０】
基板１２を構成する材料は特に制限されず、例えば、セルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、（メタ）アクリル系ポリマー、スチレン系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、アミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、および、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマーなどの各種の樹脂材料が挙げられる。
基板１２には、ＵＶ（紫外線）吸収剤、マット剤微粒子、可塑剤、劣化防止剤、および、剥離剤などの各種添加剤が含まれていてもよい。さらに、基板１２は、表面に配向層などの層を有してもよい。
なお、基板は、可視光領域で低複屈折性であるのが好ましい。例えば、基板の波長５５０ｎｍにおける位相差は、５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましい。
【００５１】
基板１２の厚さは特に制限されないが、薄型化、および、取り扱い性の点から、１０〜２００μｍが好ましく、２０〜１００μｍがより好ましい。
前述のように、図示例の構造体１０においては、反射層１４は波状構造を有するが、基板１２の反射層１４の形成面は、凹凸構造または波状構造を有するものではなく、平坦面である。
【００５２】
前述のように、基板１２の上には、断面における明部１６が成す線および暗部１８が成す線が波状構造を有し、かつ、明部１６が成す線および暗部１８が成す線の少なくとも一部が不連続である、反射層１４が設けられる。
前述のように、反射層１４は、コレステリック液晶相を固定してなる層であり、反射に波長選択性を有し、左円偏光または右円偏光を反射する。
【００５３】
コレステリック液晶相を固定した反射層１４の選択反射中心波長（選択反射の中心波長λ）は、コレステリック液晶相における螺旋構造のピッチＰ（＝螺旋の周期）に依存し、反射層１４（コレステリック液晶相）の平均屈折率ｎとλ＝ｎ×Ｐの関係に従う。
ここで、反射層１４が有する選択反射の中心波長λは、反射層１４の法線方向から測定した円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。上記式から分かるように、螺旋構造のピッチを調節することによって、選択反射の中心波長を調節できる。すなわち、ｎ値とＰ値を調節して、例えば、青色光に対して右円偏光および左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させるために、中心波長λを調節し、見かけ上の選択反射の中心波長が４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域となるようにすることができる。なお、見かけ上の選択反射の中心波長とは、実用の際の観察方向から測定した反射層１４の円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。実用の際とは、例えば、投影像表示用部材としての使用時である。
コレステリック液晶相のピッチは液晶化合物とともに用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調節することによって所望のピッチを得ることができる。
【００５４】
コレステリック液晶相を固定してなる反射層１４の反射光は、円偏光である。すなわち、本発明の構造体１０は、円偏光を反射する。反射光が右円偏光であるか左円偏光であるかは、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向による。コレステリック液晶相による円偏光の選択反射は、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向が右の場合は右円偏光を反射し、螺旋の捩れ方向が左の場合は左円偏光を反射する。
なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、反射層１４を形成する液晶化合物の種類または添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
【００５５】
螺旋の捩れ方向（センス）またはピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編  シグマ出版２００７年出版、４６頁、および、「液晶便覧」液晶便覧編集委員会  丸善  １９６頁に記載の方法を用いることができる。
【００５６】
反射層１４は、コレステリック液晶相を固定してなる層である。このような反射層１４は、一例として、液晶化合物およびキラル剤を含む組成物を調製して、この組成物を塗布および乾燥し、必要に応じて組成物を硬化して、コレステリック液晶相を固定することで、形成できる。反射層１４は、特に、２つ以上の重合性基を有する液晶化合物を重合して、三次元架橋された高分子材料で形成されるのが好ましい。
【００５７】
（液晶化合物）
液晶化合物の種類は、特に制限されない。
一般的に、液晶化合物は、その形状から、棒状タイプ（棒状液晶化合物）と円盤状タイプ（ディスコティック液晶化合物、円盤状液晶化合物）とに分類できる。さらに、棒状タイプおよび円盤状タイプには、それぞれ低分子タイプと高分子タイプとがある。高分子とは、一般に重合度が１００以上のものを指す（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）。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできる。また、２種以上の液晶化合物を併用してもよい。
【００５８】
液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基がより好ましい。より具体的には、重合性基としては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基、エポキシ基、および、オキセタン基等が好ましく、（メタ）アクリロイル基がより好ましい。
重合性基の数は特に制限されないが、２以上が好ましい。上限は特に制限されないが、８以下の場合が多い。
【００５９】
液晶化合物としては、反射層１４の拡散反射性がより優れる点で、以下の式（Ｉ）で表される液晶化合物が好ましい。
なかでも、反射層１４の拡散反射性がより優れる点で、Ａで表される置換基を有していてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン基の数をｍで割った数をｍｃとしたとき、ｍｃ＞０．１を満たす液晶化合物が好ましく、０．４≦ｍｃ≦０．８を満たす液晶化合物であるのがより好ましい。
なお、上記ｍｃは、以下の計算式で表される数である。
ｍｃ＝（Ａで表される置換基を有していてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン基の数）÷ｍ
【００６０】
【化１】
2019035449.tif 000003
【００６１】
式中、
Ａは、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン基を示し、Ａのうち少なくとも１つは置換基を有していてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン基を示し、
Ｌは、単結合、または、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ（ＣＨ2）2−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＮＨＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、および、−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−からなる群から選択される連結基を示し、
ｍは３〜１２の整数を示し、
Ｓｐ1およびＳｐ2は、それぞれ独立に、単結合、または、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、および、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基において１つまたは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、または−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基からなる群から選択される連結基を示し、
Ｑ1およびＱ2は、それぞれ独立に、水素原子、または、以下の式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択される重合性基を示し、ただしＱ1およびＱ2のいずれか一方は重合性基を示す；
【化２】
2019035449.tif 000004
【００６２】
Ａは、置換基を有していてもよいフェニレン基、または、置換基を有していてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン基である。本明細書において、フェニレン基というとき、１，４−フェニレン基であるのが好ましい。
なお、Ａのうち少なくとも１つは置換基を有していてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン基である。
ｍ個のＡは、互いに同一でも異なっていてもよい。
【００６３】
ｍは３〜１２の整数を示し、３〜９の整数であるのが好ましく、３〜７の整数であるのがより好ましく、３〜５の整数であるのがさらに好ましい。
【００６４】
式（Ｉ）中の、フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基が有していてもよい置換基としては、特に制限されず、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルエーテル基、アミド基、アミノ基、およびハロゲン原子、ならびに、上記の置換基を２つ以上組み合わせて構成される基からなる群から選択される置換基が挙げられる。また、置換基の例としては、後述の−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ3−Ｓｐ3−Ｑ3で表される置換基が挙げられる。フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基は、置換基を１〜４個有していてもよい。２個以上の置換基を有するとき、２個以上の置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
【００６５】
本明細書において、アルキル基は直鎖および分岐のいずれでもよい。アルキル基の炭素数は１〜３０が好ましく、１〜１０がより好ましく、１〜６がさらに好ましい。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、１，１−ジメチルプロピル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、および、ドデシル基などが挙げられる。アルコキシ基中のアルキル基の説明も、上記アルキル基に関する説明と同じである。また、本明細書において、アルキレン基というときのアルキレン基の具体例としては、上記のアルキル基の例それぞれにおいて、任意の水素原子を１つ除いて得られる２価の基が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、および、ヨウ素原子が挙げられる。
【００６６】
本明細書において、シクロアルキル基の炭素数は、３以上が好ましく、５以上がより好ましく、また、２０以下が好ましく、１０以下がより好ましく、８以下がさらに好ましく、６以下が特に好ましい。シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、および、シクロオクチル基などが挙げられる。
【００６７】
フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、および、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ3−Ｓｐ3−Ｑ3からなる群から選択される置換基が好ましい。ここで、Ｘ3は単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、もしくは−Ｎ（Ｓｐ4−Ｑ4）−を示すか、または、Ｑ3およびＳｐ3と共に環構造を形成している窒素原子を示す。Ｓｐ3およびＳｐ4は、それぞれ独立に、単結合、または、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、および、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基において１つまたは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、または−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基からなる群から選択される連結基を示す。
Ｑ3およびＱ4はそれぞれ独立に、水素原子、シクロアルキル基、シクロアルキル基において１つもしくは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、もしくは−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基、または式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択されるいずれかの重合性基を示す。
【００６８】
シクロアルキル基において１つまたは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、または−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基として、具体的には、テトラヒドロフラニル基、ピロリジニル基、イミダゾリジニル基、ピラゾリジニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、および、モルホルニル基などが挙げられる。これらのうち、テトラヒドロフラニル基が好ましく、２−テトラヒドロフラニル基がより好ましい。
【００６９】
式（Ｉ）において、Ｌは、単結合、または、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ（ＣＨ2）2−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、および、−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−からなる群から選択される連結基を示す。Ｌは、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または−ＯＣ（＝Ｏ）−であるのが好ましい。ｍ個のＬは互いに同一でも異なっていてもよい。
【００７０】
Ｓｐ1およびＳｐ2は、それぞれ独立に、単結合、または、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、および、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基において１つまたは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、または、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基からなる群から選択される連結基を示す。Ｓｐ1およびＳｐ2はそれぞれ独立に、両末端にそれぞれ−Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、および、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−からなる群から選択される連結基が結合した炭素数１から１０の直鎖のアルキレン基、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ−、および、炭素数１から１０の直鎖のアルキレン基からなる群から選択される基を１または２以上組み合わせて構成される連結基であるのが好ましく、両末端に−Ｏ−がそれぞれ結合した炭素数１から１０の直鎖のアルキレン基であるのがより好ましい。
【００７１】
Ｑ1およびＱ2はそれぞれ独立に、水素原子、または、以下の式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択される重合性基を示す。ただし、Ｑ1およびＱ2のいずれか一方は重合性基を示す。
【００７２】
【化３】
2019035449.tif 000005
【００７３】
重合性基としては、アクリロイル基（式（Ｑ−１））またはメタクリロイル基（式（Ｑ−２））が好ましい。
【００７４】
上記液晶化合物の具体例としては、以下の式（Ｉ−１１）で表される液晶化合物、式（Ｉ−２１）で表される液晶化合物、式（Ｉ−３１）で表される液晶化合物が挙げられる。上記以外にも、特開２０１３−１１２６３１号公報の式（Ｉ）で表される化合物、特開２０１０−７０５４３号公報の式（Ｉ）で表される化合物、特開２００８−２９１２１８号公報の式（Ｉ）で表される化合物、特許第４７２５５１６号の式（Ｉ）で表される化合物、特開２０１３−０８７１０９号公報の一般式（II）で表される化合物、特開２００７−１７６９２７号公報の段落［００４３］記載の化合物、特開２００９−２８６８８５号公報の式（１−１）で表される化合物、ＷＯ２０１４／１０３２５号の一般式（Ｉ）で表される化合物、特開２０１６−８１０３５号公報の式（１）で表される化合物、ならびに、特開２０１６−１２１３３９号公報の式（２−１）および式（２−２）で表される化合物等の公知の化合物が挙げられる。
【００７５】
式（Ｉ−１１）で表される液晶化合物
【化４】
2019035449.tif 000006
【００７６】
式中、Ｒ11は水素原子、炭素数１から１２の直鎖もしくは分岐のアルキル基、または、−Ｚ12−Ｓｐ12−Ｑ12を示し、
Ｌ11は単結合、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、または、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−を示し、
Ｌ12は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、または、−ＣＯＮＲ2−を示し、
Ｒ2は、水素原子、または、炭素数１から３のアルキル基を示し、
Ｚ11およびＺ12はそれぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、または、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ12−を示し、
Ｒ12は水素原子または−Ｓｐ12−Ｑ12を示し、
Ｓｐ11およびＳｐ12はそれぞれ独立に、単結合、Ｑ11で置換されていてもよい炭素数１から１２の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、または、Ｑ11で置換されていてもよい炭素数１から１２の直鎖もしくは分岐のアルキレン基において、いずれか１つ以上の−ＣＨ2−を−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｑ11）−、または、−Ｃ（＝Ｏ）−に置き換えて得られる連結基を示し、
Ｑ11は水素原子、シクロアルキル基、シクロアルキル基において１つまたは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、もしくは−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基、または、式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択される重合性基を示し、
Ｑ12は水素原子または式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択される重合性基を示し、
ｌ11は０〜２の整数を示し、
ｍ11は１または２の整数を示し、
ｎ11は１〜３の整数を示し、
複数のＲ11、複数のＬ11、複数のＬ12、複数のｌ11、複数のＺ11、複数のＳｐ11、および、複数のＱ11はそれぞれ互いに同じでも異なっていてもよい。
また、式（Ｉ−１１）で表される液晶化合物は、Ｒ11として、Ｑ12が式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択される重合性基である−Ｚ12−Ｓｐ12−Ｑ12を少なくとも１つ含む。
また、式（Ｉ−１１）で表される液晶化合物は、Ｚ11が−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ12−、および、Ｑ11が式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択される重合性基である−Ｚ11−Ｓｐ11−Ｑ11であるのが好ましい。また、式（Ｉ−１１）で表される液晶化合物は、Ｒ11として、Ｚ12が−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ12−、および、Ｑ12が式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択される重合性基である−Ｚ12−Ｓｐ12−Ｑ12であるのが好ましい。
【００７７】
式（Ｉ−１１）で表される液晶化合物に含まれる１，４−シクロヘキシレン基はいずれもトランス−１，４−シクロヘキレン基である。
式（Ｉ−１１）で表される液晶化合物の好適態様としては、Ｌ11が単結合、ｌ11が１（ジシクロヘキシル基）、かつ、Ｑ11が式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択される重合性基である化合物が挙げられる。
式（Ｉ−１１）で表される液晶化合物の他の好適態様としては、ｍ11が２、ｌ11が０、かつ、２つのＲ11がいずれも−Ｚ12−Ｓｐ12−Ｑ12を表し、Ｑ12が式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択される重合性基である化合物が挙げられる。
【００７８】
式（Ｉ−２１）で表される液晶化合物
【化５】
2019035449.tif 000007
【００７９】
式中、Ｚ21およびＺ22は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン基、または、置換基を有していてもよいフェニレン基を示し、
上記置換基はいずれもそれぞれ独立に、−ＣＯ−Ｘ21−Ｓｐ23−Ｑ23、アルキル基、およびアルコキシ基からなる群から選択される１から４個の置換基であり、
ｍ２１は１または２の整数を示し、ｎ２１は０または１の整数を示し、
ｍ２１が２を示すときｎ２１は０を示し、
ｍ２１が２を示すとき２つのＺ21は同一であっても異なっていてもよく、
Ｚ21およびＺ22の少なくともいずれか一つは置換基を有していてもよいフェニレン基であり、
Ｌ21、Ｌ22、Ｌ23およびＬ24はそれぞれ独立に、単結合、または、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ（ＣＨ2）2−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、および−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−からなる群から選択される連結基を示し、
Ｘ21は−Ｏ−、−Ｓ−、もしくは−Ｎ（Ｓｐ25−Ｑ25）−を示すか、または、Ｑ23およびＳｐ23と共に環構造を形成する窒素原子を示し、
ｒ21は１から４の整数を示し、
Ｓｐ21、Ｓｐ22、Ｓｐ23、およびＳｐ25はそれぞれ独立に、単結合、または、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、および、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基において１つまたは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、または−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基からなる群から選択される連結基を示し、
Ｑ21およびＱ22はそれぞれ独立に、式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択されるいずれかの重合性基を示し、
Ｑ23は水素原子、シクロアルキル基、シクロアルキル基において１つもしくは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、もしくは−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基、式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択されるいずれかの重合性基、または、Ｘ21がＱ23およびＳｐ23と共に環構造を形成する窒素原子である場合において単結合を示し、
Ｑ25は、水素原子、シクロアルキル基、シクロアルキル基において１つもしくは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、もしくは−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基、または、式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択されるいずれかの重合性基を示し、Ｓｐ25が単結合のとき、Ｑ25は水素原子ではない。
【００８０】
式（Ｉ−２１）で表される液晶化合物は、１，４−フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基が交互に存在する構造であることも好ましく、例えば、ｍ２１が２であり、ｎ２１が０であり、かつ、Ｚ21がＱ21側からそれぞれ置換基を有していてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン基、置換基を有していてもよいアリーレン基であるか、または、ｍ２１が１であり、ｎ２１が１であり、Ｚ21が置換基を有していてもよいアリーレン基であり、かつ、Ｚ22が置換基を有していてもよいアリーレン基である構造が好ましい。
【００８１】
式（Ｉ−３１）で表される液晶化合物；
【００８２】
【化６】
2019035449.tif 000008
【００８３】
式中、Ｒ31およびＲ32はそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、および、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ31−Ｓｐ33−Ｑ33からなる群から選択される基であり、
ｎ３１およびｎ３２はそれぞれ独立に、０〜４の整数を示し、
Ｘ31は単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、もしくは−Ｎ（Ｓｐ34−Ｑ34）−を示すか、または、Ｑ33およびＳｐ33と共に環構造を形成している窒素原子を示し、
Ｚ31は、置換基を有していてもよいフェニレン基を示し、
Ｚ32は、置換基を有していてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン基、または、置換基を有していてもよいフェニレン基を示し、
上記置換基はいずれもそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、および、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ31−Ｓｐ33−Ｑ33からなる群から選択される１から４個の置換基であり、
ｍ３１は１または２の整数を示し、ｍ３２は０〜２の整数を示し、
ｍ３１およびｍ３２が２を示すとき２つのＺ31、Ｚ32は同一であっても異なっていてもよく、
Ｌ31およびＬ32はそれぞれ独立に、単結合、または、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ（ＣＨ2）2−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、および−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−からなる群から選択される連結基を示し、
Ｓｐ31、Ｓｐ32、Ｓｐ33およびＳｐ34はそれぞれ独立に、単結合、または、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、および、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基において１つまたは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、または−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基からなる群から選択される連結基を示し、
Ｑ31およびＱ32はそれぞれ独立に、式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択されるいずれかの重合性基を示し、
Ｑ33およびＱ34はそれぞれ独立に、水素原子、シクロアルキル基、シクロアルキル基において１つもしくは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、もしくは−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基、または、式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択されるいずれかの重合性基を示し、Ｑ33はＸ31およびＳｐ33と共に環構造を形成している場合において、単結合を示してもよく、Ｓｐ34が単結合のとき、Ｑ34は水素原子ではない。
式（Ｉ−３１）で表される液晶化合物として、特に好ましい化合物としては、Ｚ32がフェニレン基である化合物およびｍ３２が０である化合物が挙げられる。
【００８４】
式（Ｉ）で表される化合物は、以下の式（ＩＩ）で表される部分構造を有することも好ましい。
【化７】
2019035449.tif 000009
式（ＩＩ）において、黒丸は、式（Ｉ）の他の部分との結合位置を示す。式（ＩＩ）で表される部分構造は式（Ｉ）中の下記式（ＩＩＩ）で表される部分構造の一部として含まれていればよい。
【００８５】
【化８】
2019035449.tif 000010
【００８６】
式中、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、および、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ3−Ｓｐ3−Ｑ3で表される基からなる群から選択される基である。ここで、Ｘ3は単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、もしくは−Ｎ（Ｓｐ4−Ｑ4）−を示すか、または、Ｑ3およびＳｐ3と共に環構造を形成している窒素原子を示す。Ｘ3は単結合または−Ｏ−であることが好ましい。Ｒ1およびＲ2は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ3−Ｓｐ3−Ｑ3であることが好ましい。また、Ｒ1およびＲ2は、互いに同一であることが好ましい。Ｒ1およびＲ2のそれぞれのフェニレン基への結合位置は特に制限されない。
【００８７】
Ｓｐ3およびＳｐ4はそれぞれ独立に、単結合、または、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、および、炭素数１から２０の直鎖もしくは分岐のアルキレン基において１つまたは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、または−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基からなる群から選択される連結基を示す。Ｓｐ3およびＳｐ4としては、それぞれ独立に、炭素数１から１０の直鎖または分岐のアルキレン基が好ましく、炭素数１から５の直鎖のアルキレン基がより好ましく、炭素数１から３の直鎖のアルキレン基がさらに好ましい。
Ｑ3およびＱ4はそれぞれ独立に、水素原子、シクロアルキル基、シクロアルキル基において１つもしくは２つ以上の−ＣＨ2−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−もしくは−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置換された基、または、式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）で表される基からなる群から選択されるいずれかの重合性基を示す。
【００８８】
式（Ｉ）で表される化合物は、例えば、以下の式（ＩＩ−２）で表される構造を有することも好ましい。
【００８９】
【化９】
2019035449.tif 000011
【００９０】
式中、Ａ1およびＡ2はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいトランス−１，４−シクロヘキレン基を示し、上記置換基はいずれもそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、および、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ3−Ｓｐ3−Ｑ3からなる群から選択される１から４個の置換基であり、
Ｌ1、Ｌ2およびＬ3は単結合、または、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ（ＣＨ2）2−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、および、−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−からなる群から選択される連結基を示し、
ｎ１およびｎ２はそれぞれ独立に、０から９の整数を示し、かつｎ１＋ｎ２は９以下である。
Ｑ1、Ｑ2、Ｓｐ1、および、Ｓｐ2の定義は、上記式（Ｉ）中の各基の定義と同義である。Ｘ3、Ｓｐ3、Ｑ3、Ｒ1、および、Ｒ2の定義は、上記式（ＩＩ）中の各基の定義と同義である。
【００９１】
式（Ｉ）で表される液晶化合物であって、０．４≦ｍｃ≦０．８を満たす液晶化合物としては、例えば、国際公開第２０１６／０４７６４８号の段落［００５１］〜［００５４］に記載されている化合物が例示される。
【００９２】
なお、液晶化合物は２種以上併用して用いてもよい。例えば、式（Ｉ）で表される液晶化合物を２種以上併用してもよい。
なかでも、上記式（Ｉ）で表される液晶化合物であって、０．４≦ｍｃ≦０．８を満たす液晶化合物と共に、式（Ｉ）で表される液晶化合物であって、０．１＜ｍｃ＜０．３を満たす液晶化合物を用いるのが好ましい。
【００９３】
式（Ｉ）で表される液晶化合物であって、０．１＜ｍｃ＜０．３を満たす液晶化合物としては、例えば、国際公開第２０１６／０４７６４８号の段落［００５５］〜［００５８］に記載されている化合物が例示される。
【００９４】
本発明に用いる液晶化合物としては、特開２０１４−１９８８１４号公報に記載される、以下の式（ＩＶ）で表される化合物、特に、式（ＩＶ）で表される１つの（メタ）アクリレート基を有する重合性液晶化合物も、好適に利用される。
【００９５】
式（ＩＶ）
【化１０】
2019035449.tif 000012
式（ＩＶ）中、Ａ1は、炭素数２〜１８のアルキレン基を表し、アルキレン基中の１つのＣＨ2または隣接していない２つ以上のＣＨ2は、−Ｏ−で置換されていてもよい；
Ｚ1は、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−または単結合を表し；
Ｚ2は、−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−を表し；
Ｒ1は、水素原子またはメチル基を表し；
Ｒ2は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜４の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良いフェニル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、Ｎ−アセチルアミド基、アクリロイルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基またはマレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アリルオキシカルバモイル基、アルキル基の炭素数が１〜４であるＮ−アルキルオキシカルバモイル基、Ｎ−（２−メタクリロイルオキシエチル）カルバモイルオキシ基、Ｎ−（２−アクリロイルオキシエチル）カルバモイルオキシ基または以下の式（ＩＶ−２）で表される構造を表し；
Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3およびＬ4は各々独立して、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数２〜５のアルコキシカルボニル基、炭素数２〜４のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3およびＬ4のうち少なくとも１つは水素原子以外の基を表す。
【００９６】
−Ｚ5−Ｔ−Ｓｐ−Ｐ        式（ＩＶ−２）
式（ＩＶ−２）中、Ｐはアクリル基、メタクリル基または水素原子を表し、Ｚ5は単結合、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ1−（Ｒ1は水素原子またはメチル基を表す）、−ＮＲ1Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｓ−、または、−ＳＣ（＝Ｏ）−を表し、Ｔは１，４−フェニレンを表し、Ｓｐは置換基を有していてもよい炭素数１〜１２の２価の脂肪族基を表し、脂肪族基中の１つのＣＨ2または隣接していない２以上のＣＨ2は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または−ＯＣＯＯ−で置換されていてもよい。）を表す。
【００９７】
上記式（ＩＶ）で表される化合物は、以下の式（Ｖ）で表される化合物であることが好ましい。
式（Ｖ）
【化１１】
2019035449.tif 000013
式（Ｖ）中、ｎ１は３〜６の整数を表し；
Ｒ11は水素原子またはメチル基を表し；
Ｚ12は、−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−を表し；
Ｒ12は、水素原子、炭素数１〜４の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または以下の式（ＩＶ−３）で表される構造を表す。
−Ｚ51−Ｔ−Ｓｐ−Ｐ        式（ＩＶ−３）
式（ＩＶ−３）中、Ｐはアクリル基またはメタクリル基を表し；
Ｚ51は、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、または、−ＯＣ（＝Ｏ）−を表し；Ｔは１，４−フェニレンを表し；
Ｓｐは置換基を有していてもよい炭素数２〜６の２価の脂肪族基を表す。この脂肪族基中の１つのＣＨ2または隣接していない２以上のＣＨ2は、−Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−で置換されていてもよい。
【００９８】
上記ｎ１は３〜６の整数を表し、３または４であることが好ましい。
上記Ｚ12は、−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、−Ｃ（＝Ｏ）−を表すことが好ましい。
上記Ｒ12は、水素原子、炭素数１〜４の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または上記式（ＩＶ−３）で表される基を表し、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、または上記式（ＩＶ−３）で表される基を表すことがより好ましく、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、または上記式（ＩＶ−３）で表される構造を表すことがさらに好ましい。
【００９９】
式（ＩＶ）で表される化合物は、例えば、特開２０１４−１９８８１４号公報の段落［００２０］〜［００３６］に記載されている化合物が例示される。
【０１００】
本発明に用いる液晶化合物としては、同じく特開２０１４−１９８８１４号公報に記載される、以下の式（ＶＩ）で表される化合物、特に、以下の式（ＶＩ）で表される（メタ）アクリレート基を有さない液晶化合物も好適に利用される。
【０１０１】
式（ＶＩ）
【化１２】
2019035449.tif 000014
式（ＶＩ）中、Ｚ3は、−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（＝Ｏ）−を表し；
Ｚ4は、−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−を表し；
Ｒ3およびＲ4は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜４の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、アクリロイルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アリルオキシカルバモイル基、アルキル基の炭素数が１〜４であるＮ−アルキルオキシカルバモイル基、Ｎ−（２−メタクリロイルオキシエチル）カルバモイルオキシ基、Ｎ−（２−アクリロイルオキシエチル）カルバモイルオキシ基または以下の式（ＶＩ−２）で表される構造を表し；
Ｌ5、Ｌ6、Ｌ7およびＬ8は各々独立して、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数２〜５のアルコキシカルボニル基、炭素数２〜４のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、Ｌ5、Ｌ6、Ｌ7およびＬ8のうち少なくとも１つは水素原子以外の基を表す。
【０１０２】
−Ｚ5−Ｔ−Ｓｐ−Ｐ        式（ＶＩ−２）
式（ＶＩ−２）中、Ｐはアクリル基、メタクリル基または水素原子を表し、Ｚ5は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ1−（Ｒ1は水素原子またはメチル基を表す）、−ＮＲ1Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｓ−、または−ＳＣ（＝Ｏ）−を表し、Ｔは１，４−フェニレンを表し、Ｓｐは置換基を有していてもよい炭素数１〜１２の２価の脂肪族基を表す。ただし、この脂肪族基中の１つのＣＨ2または隣接していない２以上のＣＨ2は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−で置換されていてもよい。
【０１０３】
上記式（ＶＩ）で表される化合物は、以下の式（ＶII）で表される化合物であることが好ましい。
式（ＶII）
【化１３】
2019035449.tif 000015
式（ＶII）中、Ｚ13は、−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−を表し；
Ｚ14は、−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（＝Ｏ）−を表し；
Ｒ13およびＲ14は各々独立して、水素原子、炭素数１〜４の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または上記式（ＩＶ−３）で表される構造を表す。
【０１０４】
上記Ｚ13は、−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、−Ｃ（＝Ｏ）−を表すことが好ましい。
Ｒ13およびＲ14は各々独立して、水素原子、炭素数１〜４の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基または上記式（ＩＶ−３）で表される構造を表し、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、もしくは上記式（ＩＶ−３）で表される構造を表すことが好ましく、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基または上記式（ＩＶ−３）で表される構造を表すことがさらに好ましい。
【０１０５】
式（ＶＩ）で表される化合物は、例えば、特開２０１４−１９８８１４号公報の段落［００４２］〜［００４９］に記載されている化合物が例示される。
【０１０６】
本発明に用いる液晶化合物としては、同じく、特開２０１４−１９８８１４号公報に記載される、以下の式（ＶIII）で表される化合物、特に、以下の式（ＶIII）で表される２つの（メタ）アクリレート基を有する重合性液晶化合物も好適に利用される。
【０１０７】
式（ＶIII）
【化１４】
2019035449.tif 000016
式（ＶIII）中、Ａ2およびＡ3は各々独立して、炭素数２〜１８のアルキレン基を表し、アルキレン基中の１つのＣＨ2または隣接していない２つ以上のＣＨ2は、−Ｏ−で置換されていてもよい；
Ｚ5は、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−または単結合を表し；
Ｚ6は、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または単結合を表し；
Ｒ5およびＲ6は各々独立して、水素原子またはメチル基を表し；
Ｌ9、Ｌ10、Ｌ11およびＬ12は各々独立して、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数２〜５のアルコキシカルボニル基、炭素数２〜４のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、Ｌ9、Ｌ10、Ｌ11およびＬ12のうち少なくとも１つは水素原子以外の基を表す。
【０１０８】
上記式（ＶIII）で表される化合物は、下記式（ＩＸ）で表される化合物であることが好ましい。
式（ＩＸ）
【化１５】
2019035449.tif 000017
式（ＩＸ）中、ｎ２およびｎ３は各々独立して、３〜６の整数を表し；
Ｒ15およびＲ16は各々独立して、水素原子またはメチル基を表す。
【０１０９】
式（ＩＸ）中、ｎ２およびｎ３は各々独立して、３〜６の整数を表し、上記ｎ２およびｎ３が４であることが好ましい。
式（ＩＸ）中、Ｒ15およびＲ16は各々独立して、水素原子またはメチル基を表し、上記Ｒ15およびＲ16が水素原子を表すことが好ましい。
【０１１０】
式（ＶIII）で表される化合物は、例えば、特開２０１４−１９８８１４号公報の段落［００５６］および［００５７］に記載されている化合物が例示される。
【０１１１】
これらの液晶化合物は、公知の方法により製造することが可能である。
【０１１２】
（キラル剤（キラル化合物））
組成物は、キラル剤を含む。
キラル剤の種類は、特に制限されない。キラル剤は液晶性であっても、非液晶性であってもよい。キラル剤は、公知の種々のキラル剤（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）から選択することができる。キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含む。ただし、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物を、キラル剤として用いることもできる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン、および、これらの誘導体等が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。
【０１１３】
組成物中、キラル剤の含有量は、液晶化合物全質量に対して、０．５〜３０質量％が好ましい。キラル剤の使用量は、より少ないことが液晶性に影響を及ぼさない傾向があるため好まれる。従って、キラル剤としては、少量でも所望の螺旋ピッチの捩れ配向を達成可能なように、強い捩り力のある化合物が好ましい。
このような強い捩れ力を示すキラル剤としては、例えば、特開２００２−３０２４８７号公報、特開２００２−８０４７８号公報、特開２００２−８０８５１号公報、特開２００２―１７９６６８号公報、特開２００２―１７９６７０号公報、特開２００２−３３８５７５号公報、特開２００２−１８００５１号公報、特開昭６２―８１３５４号公報、ＷＯ２００２／００６１９５号、特開２０１１−２４１２１５号公報、特開２００３−２８７６２３号公報、特開２００２−３０２４８７号公報、特開２００２−８０４７８号公報、特開２００２−８０８５１号公報、および、特開２０１４−０３４５８１号公報に記載のキラル剤、ならびに、ＢＡＳＦ社製のＬＣ−７５６などが挙げられる。
【０１１４】
（任意の成分）
組成物には、液晶化合物およびキラル剤以外の他の成分が含まれていてもよい。
【０１１５】
（重合開始剤）
組成物は、重合開始剤を含んでいてもよい。特に、液晶化合物が重合性基を有する場合、組成物が重合開始剤を含むことが好ましい。
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であることが好ましい。光重合開始剤としては、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、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号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）、ならびに、オキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）などが挙げられる。
組成物中での重合開始剤の含有量は特に制限されないが、液晶化合物全質量に対して、０．１〜２０質量％が好ましく、１〜８質量％がより好ましい。
【０１１６】
（配向制御剤（配向剤））
組成物は、配向制御剤を含んでいてもよい。組成物に配向制御剤が含まれることにより、安定的または迅速なコレステリック液晶相の形成が可能となる。
配向制御剤としては、例えば、含フッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、ＷＯ２０１１／１６２２９１号に記載の一般式（Ｘ１）〜（Ｘ３）で表される化合物、特開２０１２−２１１３０６号公報の段落［０００７］〜［００２９］に記載の化合物、特開２０１３−４７２０４号公報の段落［００２０］〜［００３１］に記載の化合物、ＷＯ２０１６／００９６４８号の段落［０１６５］〜［０１７０］に記載の化合物、ＷＯ２０１６／０９２８４４号の段落［００７７］〜［００８１］、および、特許第４５９２２２５号公報に記載の一般式（Ｃｙ２０１）〜（Ｃｙ２１１）等が挙げられる。これらから選択される２種以上を含有していてもよい。これらの化合物は、層の空気界面において、液晶化合物の分子のチルト角を低減または実質的に水平配向させることができる。なお、本明細書で「水平配向」とは、液晶分子長軸と膜面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が２０°未満の配向を意味するものとする。
【０１１７】
なお、不連続点を形成するために、配向制御剤として垂直配向剤を添加する場合には、このような液晶化合物を水平配向させる配向制御剤（水平配向剤）に加えて、好ましくは替えて、前述の垂直配向剤を組成物に添加するのは、前述のとおりである。
【０１１８】
配向制御剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
組成物中での配向制御剤の含有量は特に制限されないが、液晶化合物全質量に対して、０．０１〜１０質量％が好ましく、０．０１〜５質量％がより好ましく、０．０１〜１質量％がさらに好ましい。
【０１１９】
（溶媒）
組成物は、溶媒を含んでいてもよい。
溶媒としては、水または有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド類；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類；ピリジンなどのヘテロ環化合物；ベンゼン、ヘキサンなどの炭化水素；クロロホルム、ジクロロメタンなどのアルキルハライド類；酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどのケトン類；テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタンなどのエーテル類；１，４−ブタンジオールジアセテート；などが挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１２０】
（その他の添加剤）
組成物は、１種または２種以上の、酸化防止剤、紫外線吸収剤、増感剤、安定剤、可塑剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、消泡剤、レべリング剤、増粘剤、難燃剤、界面活性物質、分散剤、ならびに、染料および顔料などの色材、などの他の添加剤を含んでいてもよい。
【０１２１】
このような本発明の構造体１０は、基板１２の上に、反射層１４を形成することで、作製できる。
反射層１４の形成においては、まず、基板１２の反射層１４の形成面に、ラビング処理等の液晶化合物を水平配向制御させるための配向処理を行う。一方で、前述のような液晶化合物、キラル剤および配向制御剤を含む組成物を調製する。
その上で、配向処理を施した基板１２に、調製した組成物を基板１２に塗布する。
塗布方法は特に制限されず、例えば、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、および、ダイコーティング法などが挙げられる。
なお、必要に応じて、塗布後に、基板１２に塗布した組成物を乾燥する処理を実施してもよい。乾燥処理を実施することにより、塗布した組成物から溶媒を除去できる。
【０１２２】
次に、基板１２上に塗布した組成物（組成物層（塗膜））を加熱して、組成物中の液晶化合物を配向させてコレステリック液晶相の状態とする。
組成物の液晶相転移温度は、製造適性の面から１０〜２５０℃が好ましく、１０〜１５０℃がより好ましい。
好ましい加熱条件としては、４０〜１００℃（好ましくは、６０〜１００℃）で０．５〜５分間（好ましくは、０．５〜２分間）にわたって組成物を加熱する。
【０１２３】
組成物を加熱して、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態にしたら、組成物に含まれるキラル剤の螺旋誘起力を向上するように、組成物を冷却または加熱して、反射層１４を形成する。つまり、基板１２上に形成された塗布層（組成物層）を構成する組成物に含まれるキラル剤の螺旋誘起力（ＨＴＰ：Helical Twisting Power）が上昇するように、塗布層に冷却処理または加熱処理を施す。
塗布層の冷却処理および加熱処理を施すことにより、キラル剤の螺旋誘起力が上昇して、液晶化合物の捩れが増して、結果として、コレステリック液晶相の配向（螺旋軸の傾き）が変化する。これにより、基板１２に平行な明部１６および暗部１８が変化して、図１（図３）に示すような波状構造（凹凸構造）の明部１６および暗部１８を有する反射層１４（コレステリック液晶相状態の組成物の層）が形成される。
【０１２４】
組成物を冷却する際には、反射層１４の拡散反射性がより優れる点で、組成物の温度が３０℃以上下がるように、組成物を冷却することが好ましい。なかでも、上記効果がより優れる点で、４０℃以上下がるように組成物を冷却するのが好ましく、５０℃以上下がるように組成物を冷却するのがより好ましい。上述の冷却処理の低減温度幅の上限値には制限はないが、通常、７０℃程度である。
なお、上述の冷却処理は、言い換えると、冷却前のコレステリック液晶相の状態の組成物の温度をＴ℃とする場合、Ｔ−３０℃以下となるように、組成物を冷却することを意図する。
上記冷却の方法は特に制限されず、組成物が配置された基板を所定の温度の雰囲気中に静置する方法が挙げられる。
【０１２５】
冷却処理における冷却速度には制限は無いが、コレステリック液晶相の明部１６および暗部１８の波状構造、あるいはさらに、反射層１４の表面２４の凹凸を、好適に形成するためには、冷却速度を、ある程度の速さにするのが好ましい。
具体的には、冷却処理における冷却速度は、その最大値が毎秒１℃以上であるのが好ましく、毎秒２℃以上であるのがより好ましく、毎秒３℃以上であるのがさらに好ましい。なお、冷却速度の上限には制限はないが、毎秒１０℃以下の場合が多い。
【０１２６】
液晶化合物が重合性基を有する場合、冷却処理または加熱処理を施した後、基板１２上の組成物に硬化処理を施し、液晶化合物を三次元架橋することでコレステリック液晶相を固定して、反射層１４を形成してもよい。
この硬化処理は、冷却処理または加熱処理と同時に行ってもよく、あるいは、冷却処理または加熱処理を施した後に行ってもよい。
【０１２７】
なお、コレステリック液晶相を「固定化した」状態は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持された状態が最も典型的、且つ、好ましい態様である。ただし、コレステリック液晶相を「固定化した」状態は、それだけには制限されず、具体的には、通常０〜５０℃、より過酷な条件下では−３０〜７０℃の温度範囲において、層に流動性が無く、また、外場もしくは外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を意味するものとする。本発明では、後述するように、紫外線照射によって進行する硬化反応により、コレステリック液晶相の配向状態を固定することが好ましい。
なお、コレステリック液晶相を固定してなる層においては、コレステリック液晶相の光学的性質が層中において保持されていれば十分であり、最終的に層中の組成物がもはや液晶性を示す必要はない。
【０１２８】
硬化処理の方法は特に制限されず、光硬化処理および熱硬化処理が挙げられる。なかでも、光照射処理が好ましく、紫外線照射処理がより好ましい。
紫外線照射には、紫外線ランプなどの光源が利用される。
紫外線の照射エネルギー量は特に制限されないが、一般的には、０．１〜０．８Ｊ／ｃｍ2程度が好ましい。また、紫外線を照射する時間は特に制限されないが、得られる層の充分な強度および生産性の双方の観点から適宜決定すればよい。
【０１２９】
このような波状構造を有する反射層１４の形成において、前述のように、基板１２にラビング処理等の配向処理を施さないで反射層１４を形成するための組成物を塗布する、反射層１４を形成するための組成物配向制御剤として垂直配向剤を添加する、および、反射層１４を形成するための組成物に粒子（異物）を添加する、の１以上を行うことにより、波状構造を有すると共に、不連続点を有する反射層１４を形成できる。
【０１３０】
なお、本発明の構造体が、複数のコレステリック反射層を有する場合には、同様に、液晶化合物、キラル剤および配向制御剤を含む組成物を調製して、先に形成したコレステリック液晶層の上に塗布して、組成物中の液晶化合物を配向させてコレステリック液晶相の状態として、必要に応じて硬化処理を施して、コレステリック液晶層を形成すればよい。
【０１３１】
前述のように、下層のコレステリック液晶層が断面において波状構造を有する場合には、上層のコレステリック液晶層も下層のコレステリック液晶層の波状構造に追従して、断面における明部および暗部が波状構造となる。従って、コレステリック液晶層上に塗布法によって形成されたコレステリック液晶層も、断面における明部１６および暗部１８は波状構造となる。
従って、コレステリック液晶層の上に、さらにコレステリック液晶層を形成する場合には、ＨＴＰを向上して波状構造を形成するための組成物の冷却または加熱は、必要に応じて行えばよい。
【０１３２】
図１に示す構造体１０は、基板１２の表面は平坦面で、反射層１４におけるコレステリック液晶相の配向（螺旋軸の傾き）を変化させることにより、断面における明部１６が成す線および暗部１８が波状構造を有する反射層１４（コレステリック液晶相状態の組成物の層）を形成している。
本発明の構造体において、断面において明部１６が成す線および暗部１８が成す線が波状構造を有するコレステリック液晶層は、これに制限はされず、各種の構成が利用可能である。
【０１３３】
一例として、図４、および、図４の部分拡大図である図５に概念的に示す構造体３０のように、基板１２の表面に透明な半球状等の凸部３２を形成し、この凸部３２を覆うように、コレステリック液晶相を固定してなる反射層３４（コレステリック液晶層）を形成した構成が例示される。なお、図４および図５は、波状構造の別の例を示すものであるので、不連続点（配向欠陥部）の図示は、省略している。
この構造体３０では、反射層３４におけるコレステリック液晶相の配向は、通常のコレステリック液晶層と同様に形成面に対して垂直である。しかしながら、構造体３０を全体的に見れば、明部１６が成す線および暗部１８が成す線は、波状構造になる。
【０１３４】
この構造体３０において、凸部３２は、例えば、透明な樹脂材料を含む液体の組成物を用いて、インクジェット方等でドットを形成し、必要に応じて紫外線照射等によって硬化して形成すればよい。あるいは、基板として、ガラスブラストマットシートおよびマイクロレンズアレイシート等の凸部３２が形成されている物を用いてもよい。
反射層３４は、前述のような液晶化合物、キラル剤および水平配向剤を含有する組成物（液晶組成物）を調製し、凸部３２を覆うように組成物を塗布して、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向した後、組成物を硬化して、形成すればよい。この際において、凸部３２に配向処理を施さない、組成物が垂直配向剤を含有する、および、組成物が粒子を含有する、の１以上によって、反射層３４のコレステリック液晶相に配向欠陥を生じさせ、明部１６が成す線および暗部１８が成す線に不連続点を形成できる。
凸部３２の形状としては、半球状（略半球状）以外にも、球欠状（略球欠状）等、各種の形状が利用可能である。
【０１３５】
以上の構造体１０において、反射層１４は、ＳＥＭで観察する断面におけるコレステリック液晶相に由来する明部１６および暗部１８が成す線が、波状構造を有する。
これに対し、図６に概念的に示す本発明の別の態様の構造体４０において、反射層４２は、ＳＥＭで観察する断面におけるコレステリック液晶相に由来する明部１６が成す線および暗部１８が成す線が、基板１２の表面すなわち反射層４２の形成面に対して傾斜しており、かつ、コレステリック液晶相が配向欠陥部４６を有することにより、明部１６が成す線および暗部１８が成す線が不連続点を有する。
なお、図６に示す構造体４０は、明部１６が成す線および暗部１８が成す線が、波状構造ではなく、基板１２の表面に対して傾斜している以外は、基本的に、前述の構造体１０と同様であるので、以下の説明は、異なる点を主に行う。
【０１３６】
このように、明部１６が成す線および暗部１８が成す線が基板１２の表面に対して傾斜している構成では、反射軸は、明部１６が成す線および暗部１８が成す線と直交する方向になる。従って、反射層４２による光の反射方向は、非鏡面反射性である。
【０１３７】
図７に概念的に示す構造体６０のように、反射層６２（コレステリック液晶層）の明部１６が成す線および暗部１８が成す線が、基板１２の表面すなわち反射層４２の形成面に対して傾斜している場合には、反射層６２の面内方向において、直線状の明部１６が成す線と暗部１８が成す線とが、均一（略均一）な間隔で、一方向に交互に形成される。すなわち、この構成でも、反射層６２は、面内方向に、直線状の明部１６が成す線と暗部１８が成す線とが、交互に形成される周期的な構造を有する。
そのため、前述の波状構造のコレステリック液晶層５０ｂ（図３参照）と同様に、この周期構造に由来して、強い回折現象が生じてしまい、例えば、スクリーン等の用途では、投影像にギラツキが生じてしまう。
【０１３８】
これに対して、本発明の構造体４０は、反射層４２の明部１６が成す線および暗部１８が成す線が、基板１２の表面すなわち反射層４２の形成面に対して傾斜すると共に、直線状の明部１６が成す線および暗部１８が成す線の少なくとも一部が不連続となっている。これにより反射層４２の面内方向において、明部１６が成す線と暗部１８が成す線とが交互に繰り返し形成されることによる周期構造の連続性および規則性を低下することができ、波状構造の周期構造に由来する強い回折現象の発生を防止できる。
また、この態様では、反射層４２（コレステリック液晶層）の反射軸は、基本的に均一なので、干渉現象によって反射される波長以外の波長領域以外における散乱波生じないため、透明性も確保できる。
そのため、本発明の構造体４０においても、例えば、透明スクリーン等の用途に用いた場合に、良好な非鏡面反射性および透明性を有すると共に、投影光のギラツキも抑制して、背景の視認性と投影光の良好な観察とを両立することができる。
【０１３９】
なお、本発明において、明部１６が成す線および暗部１８が成す線が、基板１２の表面に対して傾斜しているとは、明部１６が成す線および暗部１８が成す線（液晶分子の長軸）が、基板１２の表面と平行ではない状態を示す。言い換えれば、コレステリック液晶相の螺旋軸と、基板１２の表面とが成す角度が、９０°以外で、かつ、均一である状態を示す。
好ましくは、明部１６が成す線および暗部１８が成す線が、基板１２の表面に対して傾斜しているとは、明部１６が成す線および暗部１８が成す線と、基板１２の表面とが成す角度が、±５°以上である状態を示す。言い換えれば、好ましくは、コレステリック液晶相の螺旋軸と、基板１２の表面とが成す角度が、９０°±５°以上である状態を示す。
【０１４０】
このような、明部１６が成す線および暗部１８が成す線が、基板１２の表面に対して傾斜している反射層４２は、例えば、Apply.Phys.Lett. 1998.921に記載される方法を参考にして形成できる。
このような反射層４２の形成において、上述の前述の波状構造の反射層１４の形成と同様に、反射層４２を形成する組成物に、垂直配向剤を添加することによって、および／または、粒子を添加することによって、コレステリック液晶相に配向欠陥部４６を生じさせることで、明部１６が成す線および暗部１８が成す線が、基板１２の表面に対して傾斜すると共に、直線状の明部１６が成す線および暗部１８が成す線の少なくとも一部が不連続となっている、反射層４２を形成できる。
【０１４１】
このような本発明の構造体は、投影像表示用のスクリーンおよびハーフミラーとして利用することができる。また、反射帯域を制御することで、カラーフィルターまたはディスプレイの表示光の色純度を向上させるフィルターとして利用することもできる（例えば特開２００３−２９４９４８号公報参照）。
また、構造体は、光学素子の構成要素である、偏光素子、反射膜、反射防止膜、視野角補償膜、ホログラフィー、および、配向膜など、種々の用途に利用できる。
【０１４２】
本発明の構造体は、特に、投影像表示用のスクリーンなどの投影像表示用部材として好適に利用される。具体的には、透明スクリーンおよび明室用スクリーンとして好適に利用される。
すなわち、前述のようなコレステリック液晶層の機能により、投影光のうち選択反射を示す波長において、いずれか一方のセンスの円偏光を反射させて、投影像を形成することができる。投影像は投影像表示用部材表面で表示され、そのように視認されるものであってもよく、観察者から見て投影像表示用部材の先に浮かび上がって見える虚像であってもよい。
【０１４３】
各コレステリック液晶層の選択反射の中心波長を、投影に用いられる光源の発光波長領域、および投影像表示用部材の使用態様に応じて調節することにより、光利用効率良く鮮明な投影像を表示することができる。特にコレステリック液晶層の選択反射の中心波長をそれぞれ投影に用いられる光源の発光波長領域などに応じてそれぞれ調節することにより、光利用効率良く鮮明なカラー投影像を表示することができる。
【０１４４】
また、例えば、上記投影像表示用部材を可視光領域の光に対して透過性を有する構成とすることによりヘッドアップディスプレイのコンバイナとして使用可能なハーフミラーとすることができる。投影像表示用ハーフミラーは、プロジェクターから投影された画像を視認可能に表示することができるとともに、画像が表示されている同じ面側から投影像表示用ハーフミラーを観察したときに、反対の面側にある情報または風景を同時に観察することができる。
【実施例】
【０１４５】
以下に、実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、および、処理手順などは、本発明の主旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。【０１４６】
［組成物１〜５の調製］
下記の表１に示す成分を混合して、組成物１〜５を調製した。なお、各成分の量は、全て、質量部である。【０１４７】
【表１】
2019035449.tif 000018
【０１４８】
棒状液晶化合物１０１
【化１６】
2019035449.tif 000019
【０１４９】
棒状液晶化合物１０２
【化１７】
2019035449.tif 000020
【０１５０】
棒状液晶化合物２０１
【化１８】
2019035449.tif 000021
【０１５１】
棒状液晶化合物２０２
【化１９】
2019035449.tif 000022
【０１５２】
キラル剤Ａ
【化２０】
2019035449.tif 000023
【０１５３】
配向制御剤１（水平配向剤）
【化２１】
2019035449.tif 000024
【０１５４】
配向制御剤２（垂直配向剤）
【化２２】
2019035449.tif 000025
【０１５５】
［実施例１〜３、６、および、比較例１］
（構造体の作製）
基板として、ラビング処理を施したＰＥＴ（poly-ethylene terephthalate）フィルム（東洋紡社製）を用意した。
基板のラビング処理面に、表１に示す組成物を、ワイヤーバーを用いて塗布した。組成物の塗布層を室温にて５０秒間乾燥させた後、９５℃の雰囲気で１分間加熱して液晶化合物を配向させた。
その後、塗布層に対して、３０℃で、フュージョン社製のＤバルブ（ランプ９０ｍＷ／ｃｍ2）を用いて、出力８０％で、８秒間、紫外線（ＵＶ（Ultra Violet）光）を照射することで、基板上に反射層（コレステリック液晶層）を形成して、構造体を作製した。なお、上記の手順においては、９５℃で液晶化合物を配向させた後、３０℃まで液晶組成物を冷却した。【０１５６】
［実施例４］
基板として、ラビング処理を施さないＰＥＴフィルムを用いた以外は、実施例１と同様に、構造体を作製した。【０１５７】
［実施例５］
（重合性組成物塗布液Ａの調製）
以下の成分を混合して、重合性組成物塗布液Ａを調製した。
ブレンマー７５８（日油社製）                    １００質量部
空気界面配向剤（Ａ−２）                      ０．０２質量部
重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、Ｉｒｇ８１９）            ３質量部
ＭＥＫ（メチルエチルケトン、和光純薬社製）      ２００質量部【０１５８】
空気界面配向剤（Ａ−２）
【化２３】
2019035449.tif 000026
【０１５９】
＜アクリル層の作成＞
ＰＥＴフィルム（東洋紡社製）を用意した。
ＰＥＴフィルムに、ワイヤーバーを用いて、室温にて、重合性組成物塗布液Ａを塗布した。得られた塗布層を、室温にて３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱した。
その後、塗膜に対して、３０℃で、フュージョン社製のＤバルブ（ランプ９０ｍＷ/ｃｍ2）を用いて、出力６０%で、６秒間。紫外線を照射し、アクリル層を形成した。このアクリル層は、下地層に該当する。
形成したアクリル層の一部を剥離し、形状測定レーザマイクロスコープＶＫ−Ｘ２００（キーエンス社製）によって、１０倍の対物レンズを用いて、膜厚を測定した。その結果、アクリル層の膜厚は、３μｍであった。
基板として、このアクリル層を形成したＰＥＴフィルムを用い、かつ、組成物５を用いた以外は、実施例１と同様に、構造体を作製した。なお、反射層の形成は、アクリル層に行った。【０１６０】
［反射層の状態］
実施例１〜５および比較例１で作製した構造体について、反射層の一部を剥離し、形状測定レーザマイクロスコープＶＫ−Ｘ２００（キーエンス社製）にて１０倍の対物レンズを用いて、反射層の膜厚を測定した。その結果、反射層の厚さは、３．５μｍであった。
また、構造体をウルトラミクロトームによって断面切削し、断面にカーボン蒸着による導電性処理を施したのち、ＳＥＭ（日立ハイテクノロジーズ社製、ＳＵ８０３０）によって、加速電圧２ｋＶでの二次電子像を観察したところ、各反射層は、明部の成す線および暗部の成す線が波状構造になっていることが確認できた。
さらに、このＳＥＭ画像を解析して、コレステリック液晶相の螺旋ピッチを測定したところ、組成物１、３および４を用いたものは５２０ｎｍ、組成物２を用いたものは３２０ｎｍであった。【０１６１】
［不連続点の計数］
断面ＳＥＭ画像を解析して、反射層の断面における１μｍ2当たり暗部の不連続点の数を計数した。
１μｍ2当たり暗部の不連続点の数は、反射層の断面をＳＥＭで観察して、断面における１００μｍ2の領域を任意に２箇所選択して、各領域で暗部の不連続点の数を計数し、その平均を面積で除して、反射層の断面１μｍ2当たりの暗部の不連続点の数（［箇所／μｍ2］）を求めた。【０１６２】
［ギラツキの評価］
作製した構造体について、白色光の環境下で、観察角度を任意に変化させて、反射層における面内方向の反射色の均一性を目視で確認して、下記の基準で評価した。
Ａ：  面内方向の反射色のバラツキが全くなく、ギラツキも発生していない
Ｂ：  面内方向の反射色のバラツキがほとんどなく、ギラツキも発生していない
Ｃ：  面内方向の反射色のバラツキが少しあるもの、ギラツキは目立たない
Ｄ：  面内方向の反射色のバラツキが有り、ギラツキが発生している。
以上の結果を、表２に示す。【０１６３】
【表２】
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【０１６４】
表２に示すように、反射層において、明部が成す線および暗部が成す線に不連続な部分すなわち不連続点を有する本発明の構造体によれば、反射層が周期的な波状構造を有するにも関わらず、周期構造の連続性および規則性を低下して、強い回折現象の発生を防止できるため、面内方向の反射色のバラツキ、および、投影光のギラツキを抑制できる。
なお、実施例３が、他の例に比してギラツキの評価が低いのは、垂直配向剤を用いる実施例３の構成では、基板近傍は適正にコレステリック液晶相の状態に配向されており、基板近傍における不連続点が少ないために、不連続点の数が他の例に比して少なく、ギラツキの評価が低くなったものと推測される。
これに対して、反射層の不連続点が極めて少ない、すなわち、無いに等しい比較例１では、波状の周期構造に由来する強い回折現象が生じたと考えられ、面内方向に反射色のバラツキが認められ、また、観察角度によってギラツキが発生している。【０１６５】
なお、作製した構造体について、絶対反射率測定システム付きの分光光度計Ｖ−６７０（日本分光社製）に、作製した構造体をコレステリック液晶層を光源側に向けてセットし、０°入射４５°検出の条件で、４５°における反射性能の高さを評価した。その結果、いずれの構造体も、４５°における反射性能は良好であった。
また、作製した構造体について、日本電色工業社製のＮＤＨ５０００を用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１に準拠して、全光線透過率を測定した。その結果、いずれの構造体も、十分な全光線透過率を有し、透明性は十分であった。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
投影像表示用のスクリーンおよびハーフミラー等として、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１６７】
１０、３０、４０、６０  構造体
１２  基板
１４、３４、４２、６２  反射層
１６  明部
１８  暗部
２０、４６  配向欠陥部
２４  表面
３２  凸部
５０ａ、５０ｂ  コレステリック液晶層
Ｃ１  波状構造の周期
Ｃ２  凹凸の周期
ｈ  凹凸の高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年2月4日(2020.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、コレステリック液晶相を固定してなる反射層と、を有する構造体であって、
前記反射層は、走査型電子顕微鏡による厚さ方向の断面の観察において、前記コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、周期的な波状構造を有しており、または、前記基板の表面に対して傾斜し、直線状の明部が成す線と暗部が成す線とが、交互に形成された周期的な構造を有しており、かつ、
前記明部が成す線および前記暗部が成す線の少なくとも一部が、不連続であり、前記暗部が成す線が不連続である部分が、前記反射層の断面１μｍ2当たり０．０５箇所以上であることを特徴とする構造体。
【請求項２】
前記明部が成す線および前記暗部が成す線が不連続である部分に、前記コレステリック液晶相の配向欠陥を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記明部が成す線および前記暗部が成す線の不連続である部分に、粒子が存在する、請求項１または２に記載の構造体。
【請求項４】
前記明部が成す線および前記暗部が成す線が、波状構造を有しており、前記波状構造の波の周期が０．３〜１０μｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の構造体。
【請求項５】
基板の表面に、コレステリック液晶相を固定してなる反射層であって、厚さ方向の断面における走査型電子顕微鏡による観察において、前記コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、前記基板の表面に対して傾斜しており、かつ、前記明部が成す線および前記暗部が成す線の少なくとも一部が不連続である、反射層を形成するに際し、
前記基板の表面に配向処理を施さずに、前記基板の表面に、液晶化合物およびキラル剤を含む組成物を塗布して、前記組成物を硬化する、反射層の形成方法。
【請求項６】
基板の表面に、コレステリック液晶相を固定してなる反射層であって、厚さ方向の断面における走査型電子顕微鏡による観察において、前記コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、前記基板の表面に対して傾斜しており、かつ、前記明部が成す線および前記暗部が成す線の少なくとも一部が不連続である、反射層を形成するに際し、
前記基板の表面に、液晶化合物、キラル剤および垂直配向剤を含む組成物を塗布して、前記組成物を硬化する、反射層の形成方法。
【請求項７】
基板の表面に、コレステリック液晶相を固定してなる反射層であって、厚さ方向の断面における走査型電子顕微鏡による観察において、前記コレステリック液晶相に由来する明部が成す線および暗部が成す線が、波状構造を有しており、または、前記基板の表面に対して傾斜しており、かつ、前記明部が成す線および前記暗部が成す線の少なくとも一部が不連続である、反射層を形成するに際し、
前記基板の表面に、液晶化合物、キラル剤および粒子を含む組成物を塗布して、前記組成物を硬化する、反射層の形成方法。
【請求項８】
前記基板の表面に前記組成物を塗布した後、前記液晶化合物を前記コレステリック液晶相の状態にするために前記組成物の加熱を行い、その後、前記組成物を冷却または加熱する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の反射層の形成方法。
【国際調査報告】
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