KR20180111591A - 유기 el 화상 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

매트릭스 형상으로 배치된 유기 전계 발광층을 포함하는 발광 소자 기판과 상기 유기 전계 발광층에 대응한 부위를 매트릭스 형상으로 포함하는 광학 기능성 수지층을 접착하는 것을 포함하는 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 주름을 발생시키지 않고, 또한 각 유기 전계 발광층과 각 광학 기능성 수지층의 위치 어긋남을 발생시키지 않는 제조 방법을 제공한다.
접착층을 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름 표면 또는 상기 발광 소자 기판 표면에 마련하는 공정, 상기 필름을 상기 발광 소자 기판과 대면시켜, 상기 필름에 장력을 부하하면서 상기 유기 전계 발광층과 상기 대응한 부위의 위치 맞춤을 행하는 공정, 및 상기 위치 맞춤된 상태로 상기 접착층을 자외선 조사 등으로 경화하는 공정을 포함하고, 상기 접착층이 전사에 의하여 마련되는, 상기 제조 방법.

Description

유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING ORGANIC EL IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
매트릭스 형상으로 배치된 유기 전계 발광층의 발광에 근거하여 화상을 형성하는 유기 EL 화상 표시 장치("유기 전계 발광 화상 표시 장치", 이하 간단히 "화상 표시 장치"라고 하는 경우가 있음)에 있어서는, 화상 성능 향상을 위하여 화상 표시면에 각종 광학 기능성 수지층이 마련되어 있다.
예를 들면, 외광의 표면 반사의 저감 및 콘트라스트 향상을 위하여 위상차층과 편광층으로 이루어지는 원편광판을 배치하는 것이 일반적이다. 또, 원편광판의 배치에 의한 휘도의 저하를 추가로 편광 분리층을 이용하여 방지하는 것도 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1).
특허문헌 1에 기재된 유기 EL 화상 표시 장치에서는, 유기 전계 발광층으로부터 출사하는 광에 대응한 파장 범위에서 선택 반사 파장을 조정하여 콜레스테릭 액정층을 패터닝하기 때문에, 각 유기 전계 발광층과 각 콜레스테릭 액정층이 대응하도록 위치 맞춤하여 화상 표시면에 편광 분리층을 적층할 필요가 있다.
필름 부재의 적층에 있어서의 위치 맞춤의 방법으로서, 특허문헌 2에는, 위치 맞춤 패턴을 형성한 기판과 위치 맞춤 패턴을 형성한 필름 부재를 이용하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 있어서는, 필름 부재에 경화형 접착층이 도공에 의하여 마련되고, 그 후, 이 경화형 접착층을 위치 맞춤 패턴 근방으로부터 단계적으로 경화하여 기판과 필름 부재를 접착하고 있다.
일본 공개특허공보 2016-149372호 일본 공개특허공보 2002-113784호
일반적으로, 수지 필름을 발광 소자 기판 등의 기판에 접착시킬 때에 주름을 발생시키지 않도록 하기 위해서는, 수지 필름에 장력을 부하하여, 늘린 상태로 접착시키는 것이 일반적이다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 매트릭스 형상으로 콜레스테릭 액정층을 포함하는 편광 분리층을, 장력을 부하한 상태로 상기 위치 맞춤을 행하여 발광 소자 기판과 접착하면, 장력 부하 방향의 잔류 응력에 의하여, 맞춘 위치가 어긋나게 된다고 생각된다. 또, 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 단계적인 경화의 과정에서, 광학 부재에 주름이 발생할 가능성이 있다.
본 발명은, 매트릭스 형상으로 배치된 유기 전계 발광층을 포함하는 발광 소자 기판과 상기 유기 전계 발광층에 대응한 부위를 매트릭스 형상으로 포함하는 광학 기능성 수지층을 접착하는 것을 포함하는 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 광학 기능성 수지층 또는 이것을 포함하는 필름 등에 주름을 발생시키지 않고, 또한 각 유기 전계 발광층과 각 광학 기능성 수지층의 위치 어긋남을 발생시키지 않는 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기 과제의 해결을 위하여 예의 검토를 행하여, 상기 과제를 해결하는 위치 맞춤 수단과 그 후의 접착 수단을 발견하고, 얻어진 발견에 근거하여 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 하기의 [1] 내지 [11]을 제공하는 것이다.
[1] 유기 전계 발광층이 매트릭스 형상으로 배치된 발광 소자 기판과 상기 유기 전계 발광층에 대응한 부위를 매트릭스 형상으로 포함하는 광학 기능성 수지층을 포함하는 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법으로서,
접착층을, 상기 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름의 어느 한쪽의 표면 또는 상기 발광 소자 기판의 어느 한쪽의 표면에 마련하는 공정,
상기 필름을 상기 발광 소자 기판과 대면시켜 상기 접착층을 상기 필름과 상기 발광 소자 기판의 사이에 배치하고, 상기 필름에 장력을 부하하면서 상기 유기 전계 발광층과 상기 대응한 부위의 위치 맞춤을 행하는 공정, 및
상기 위치 맞춤된 상태로 상기 접착층을 가열 또는 자외선 조사를 이용하여 경화하여, 상기 필름과 상기 발광 소자 기판을 접착하는 공정을 포함하고,
상기 접착층이 상기 접착층을 포함하는 전사 필름으로부터의 전사에 의하여 마련되는, 상기 제조 방법.
[2] 상기 필름이 롤 형상이며, 상기 장력 부하의 방향이 상기 필름의 장축 방향인 [1]에 기재된 제조 방법.
[3] 상기 발광 소자 기판이 롤 형상이며, 상기 장력 부하의 방향이 상기 발광 소자 기판의 장축 방향인 [1] 또는 [2]에 기재된 제조 방법.
[4] 상기 접착층을 상기 발광 소자 기판의 어느 한쪽의 표면에 마련하는 공정을 포함하는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
[5] 상기 접착층의 두께가 2.0㎛~30㎛인 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
[6] 상기 접착층이, 중량 평균 분자량 5만~50만의 열가소성 수지, 에틸렌성 불포화 이중 결합을 포함하는 중합성 화합물, 및 중합 개시제를 포함하는 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
[7] 상기 접착층이 불소계 계면활성제를 더 포함하는 [6]에 기재된 제조 방법.
[8] 상기 경화가 자외선에 의한 경화인 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
[9] 상기 광학 기능성 수지층이 편광 분리층이며,
상기 부위가, 대응하는 상기 유기 전계 발광층이 발광한 광 중, 1개의 편광 상태의 광을 반사하고, 또한 다른 쪽의 편광 상태의 광을 투과하는 편광 분리 부위인 [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
[10] 상기 편광 분리 부위가 콜레스테릭 액정상을 고정하여 형성된 층으로 이루어지는 [9]에 기재된 제조 방법.
[11] 상기 필름이 위상차층 및 편광층을 더 포함하고,
상기 편광 분리층, 상기 위상차층, 및 상기 편광층이, 상기 대면 측으로부터, 이 순서로 배치되는 [9] 또는 [10]에 기재된 제조 방법.
본 발명에 의하여, 매트릭스 형상으로 배치된 유기 전계 발광층을 포함하는 발광 소자 기판과 상기 유기 전계 발광층에 대응한 부위를 매트릭스 형상으로 포함하는 광학 기능성 수지층을 접착하는 것을 포함하는 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 광학 기능성 수지층에 주름을 발생시키지 않고, 또한 각 유기 전계 발광층과 각 광학 기능성 수지층의 위치 어긋남을 발생시키지 않는 제조 방법이 제공된다.
도 1은 실시예에서 이용한 마스크를 개략적으로 나타내는 도이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 명세서에 있어서 "~"란 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.
본 명세서에 있어서, 수치, 수치 범위, 및 정성적(定性的)인 표현(예를 들면, "전부", "동일", "동일한" 등의 표현)에 대해서는, 화상 표시 장치나 그것에 이용되는 부재에 대하여 일반적으로 허용되는 오차를 포함하는 수치, 수치 범위 및 성질을 나타내고 있다고 해석되는 것으로 한다.
본 명세서에 있어서, 예를 들면, "45°", "평행", "수직" 혹은 "직교" 등의 각도는, 특별히 기재가 없으면, 엄밀한 각도와의 차이가 5° 미만의 범위 내인 것을 의미한다. 엄밀한 각도와의 차이는, 4° 미만인 것이 바람직하고, 3° 미만인 것이 보다 바람직하다.
본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"는, "아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 어느 일방 또는 쌍방"의 의미로 사용된다. "(메트)아크릴산" 등에 대해서도 동일하다.
본 명세서에 있어서, 원편광에 대하여 "센스"라고 할 때에는, 우원편광이거나, 또는 좌원편광인 것을 의미한다. 원편광의 센스는, 광이 앞쪽을 향하여 다가오는 것을 바라본 경우에 전장 벡터의 선단이 시간의 경과에 따라 시계 방향으로 회전하는 경우가 우원편광이며, 반시계 방향으로 회전하는 경우가 좌원편광으로서 정의된다.
본 명세서에 있어서는, 콜레스테릭 액정의 나선의 비틀림 방향에 대하여 "센스"라는 용어를 이용하는 경우도 있다. 콜레스테릭 액정의 나선의 비틀림 방향(센스)이 오른쪽인 경우는 우원편광을 반사하고, 좌원편광을 투과하며, 센스가 왼쪽인 경우는 좌원편광을 반사하고, 우원편광을 투과한다.
가시광선은 전자파 중, 인간의 눈으로 볼 수 있는 파장의 광이며, 380nm~780nm의 파장역의 광을 나타낸다.
본 명세서에 있어서, 가시광 투과율은 JIS A 5759:2008에 준거하여 측정한 것이면 된다. 가시광 투과율의 측정은, 예를 들면, 자외 가시 근적외 분광기(니혼 분코(주)제, V-670, 적분구 유닛 ISN-723 사용)를 이용하여 행할 수 있다.
또, 본 명세서에 있어서, 가시광 반사율은, JIS A5759에 기재된 계산 방법에 근거하여 산출한 수치를 의미한다. 즉, 분광 광도계로 파장 380nm~780nm의 반사율을 측정하고, CIE(국제 조명 위원회) 주광 D65의 분광 분포, CIE 명순응 표준 비시감도의 파장 분포 및 파장 간격으로부터 얻어지는 중가계수를 곱하여 가중평균함으로써 가시광 반사율을 구한다.
가시광 반사율을 얻을 때에는, 예를 들면, 니혼 분코(주)제 분광 광도계 "V-670"을 이용할 수 있다.
<유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법>
유기 EL 화상 표시 장치는, 자발광형의 표시 장치이며, CRT(Cathode Ray Tube)형의 표시 장치나 액정 표시 장치와 비교하여 시인성이 높은, 시야각 의존성이 없는 등의 표시 성능의 이점을 갖고, 또 경량화, 박형화할 수 있는 등의 이점도 있다. 유기 EL 화상 표시 장치는, 유기 전계 발광층군이 마련된 발광 소자 기판에 의하여 화상 표시를 행한다.
본 발명의 제조 방법에 의하여 제조되는 유기 EL 화상 표시 장치에 있어서는 유기 전계 발광층이 매트릭스 형상으로 배치된 발광 소자 기판과 유기 전계 발광층에 대응한 부위를 매트릭스 형상으로 포함하는 광학 기능성 수지층을 포함한다. 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조되는 유기 EL 화상 표시 장치에 있어서는 또, 발광 소자 기판과 광학 기능성 수지층의 사이에, 접착층이 포함된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 접착층이라는 용어는, 경화 후의 접착층 및 경화 전의 접착층(후술하는 접착층 형성용 조성물에 의하여 형성되어 있는 층) 중 어느 것을 나타낼 때에도 이용된다. 어느 것인지는 문맥을 보면 명확하며, 예를 들면, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름의 어느 한쪽의 표면 또는 발광 소자 기판의 어느 한쪽의 표면에 마련되는 접착층은, 경화 전의 접착층이다.
본 발명의 제조 방법에 의하여 제조되는 유기 EL 화상 표시 장치는 상기 이외의 다른 층을 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 제조 방법은,
접착층을, 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름의 어느 한쪽의 표면 또는 발광 소자 기판의 어느 한쪽의 표면에 마련하는 공정,
상기 필름을 상기 발광 소자 기판과 대면시켜 상기 접착층을 상기 필름과 상기 발광 소자 기판의 사이에 배치하고, 상기 필름에 장력을 부하하면서 상기 유기 전계 발광층과 상기의 대응한 부위의 위치 맞춤을 행하는 공정, 및
상기 위치 맞춤된 상태로 상기 접착층을 가열 또는 자외선 조사를 이용하여 경화하는 공정을 포함한다.
이하, 각 공정에 있어서 이용되는 재료, 순서에 대하여 설명한다.
[발광 소자 기판]
발광 소자 기판으로서는, 유기 전계 발광층이 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 것이 이용된다. 통상, 발광 소자 기판은, 유리 등의 표면에 박막 트랜지스터(TFT) 등에 의하여 형성된 화소 구조를 갖는 TFT 기판 상에 반사층 및 유기 전계 발광층을 포함하는 것이면 된다.
단색 발광의 화상 표시 장치에 있어서는, 유기 전계 발광층군에 포함되는 유기 전계 발광층은 모두 동일한 파장의 광을 발광하고 있으면 된다. 한편, 통상은 유기 전계 발광층군은, 서로 다른 파장의 광을 발광하는 유기 전계 발광층을 포함하는 것이 바람직하고, 2종 이상의 유기 전계 발광층, 특히 3종 이상의 유기 전계 발광층을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 유기 전계 발광층군은, 적색 발광의 유기 전계 발광층, 녹색 발광의 유기 전계 발광층, 및 청색 발광의 유기 전계 발광층을 포함하는 것이 바람직하다.
발광 소자 기판에 있어서, TFT 기판, 반사층 및 유기 전계 발광층이 이 순서로 배치되어 있을 때, 화상 표시 장치는 톱 이미션 방식으로 광을 취출하여 화상 표시할 수 있다. 발광 소자 기판에 있어서, TFT 기판, 유기 전계 발광층 및 반사층이 이 순서로 배치되어 있을 때, 화상 표시 장치는 보텀 이미션 방식으로 광을 취출하여 화상 표시할 수 있다. 본 발명의 화상 표시 장치는 톱 이미션 방식이어도 되고 보텀 이미션 방식이어도 되지만 톱 이미션 방식인 것이 바람직하다.
반사층은 예를 들면 반사 전극이면 된다. 반사 전극으로서는, 유기 전계 발광 장치에 일반적으로 이용되고 있는 알루미늄 전극을 이용할 수 있다. 발광 소자 기판은 ITO(Indium Tin Oxide) 전극 등의 투명 전극을 더 포함한다. 발광 소자 기판에 있어서의 층 구성의 예로서는, 이하를 들 수 있다.
층 구성 1: TFT 기판/반사 전극/유기 전계 발광층/투명 전극
층 구성 2: TFT 기판/투명 전극/유기 전계 발광층/반사 전극
발광 소자 기판은 유기 전계 발광층의 밀봉을 위한 배리어층, 광취출층 등을 더 포함하고 있어도 된다.
배리어층을 마련함으로써, 수분에 약한 유기 전계 발광층을 밀봉하여 미량의 수분도 차단할 수 있다. 배리어층은, 통상, TFT 기판, 유기 전계 발광층, 및 배리어층이 이 순서가 되도록 마련되어 있으면 된다.
본 발명의 제조 방법에 있어서 발광 소자 기판이 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름과 접착되는 표면은, 상기 층 구성 1의 발광 소자 기판인 경우는 배리어층 또는 투명 전극으로 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 층 구성 2의 발광 소자 기판인 경우는 TFT 기판의 면(TFT가 마련되어 있는 면과는 반대 측의 면)이면 된다.
발광 소자 기판은, 후술하는 장력 부하를 래미네이터를 이용하여 행하는 것을 가능하게 하기 위하여, 롤 형상으로 준비되어 있어도 되지만, 롤 형상으로 하지 않아도 된다.
[유기 전계 발광층]
유기 전계 발광층은, 적어도 발광층을 갖고, 추가로 발광층 이외의 기능층으로서, 정공 수송층, 전자 수송층, 정공 블록층, 전자 블록층, 정공 주입층, 전자 주입층 등의 각층을 포함하고 있어도 되는 층을 의미한다.
유기 전계 발광층은 일본 공개특허공보 2016-139372호에 기재된 마이크로 캐비티 구조의 유기 전계 발광층을 이용해도 된다.
유기 전계 발광층, 유기 전계 발광층 중의 각층, 투명 전극과 반사 전극의 제작 재료나 구성, 적층 순서, 및 발광 소자 기판의 구성에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-155177호의 단락 0081~0122의 기재, 일본 특허공보 제4011292호, 일본 공개특허공보 2016-139372호를 참조할 수 있다.
[광학 기능성 수지층]
본 명세서에 있어서, 광학 기능성 수지층은, 본 발명의 제조 방법에 있어서 조합하여 사용되는 발광 소자 기판 중의 유기 전계 발광층에 대응한 부위를 매트릭스 형상으로 포함하는 층을 의미한다. 본 명세서에 있어서, 대응한다란, 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 화상 표시 장치를 화상 표시 측에서 보았을 때에, 유기 전계 발광층과 상기 부위가 동일한 위치 또는 적어도 서로 일부가 중첩되는 위치에 있는 상태인 것을 의미한다.
광학 기능성 수지층의 예로서는, 후술하는 편광 분리층을 들 수 있다. 또, 상기의 대응한 부위의 예로서는 후술하는 편광 분리 부위를 들 수 있다.
대응하고 있는 유기 전계 발광층과 상기 부위는 사이즈가 동일해도 되고, 유기 전계 발광층의 사이즈가 커도 되며, 상기 부위의 사이즈가 커도 된다. 그 중에서, 상기 부위가 편광 분리 부위일 때, 편광 분리 부위의 사이즈가 유기 전계 발광층의 사이즈보다 큰 것이 바람직하다. 화상 표시 측에서 보았을 때에 유기 전계 발광층이 대응하는 편광 분리 부위에 덮이는 사이즈인 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에 이용되는 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름은, 광학 기능성 수지층 이외의 층을 포함하고 있어도 된다. 예를 들면, 광학 기능성 수지층이 편광 분리층인 경우, 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름은 위상차층, 편광층, 또는 원편광판을 더 포함하고 있어도 된다. 또한 그들 중 어느 하나의 층과 광학 기능성 수지층의 접착을 위한 접착층을 포함하고 있어도 된다.
광학 기능성 수지층을 포함하는 필름은, 장력 미부하 상태에 있어서, 본 발명의 제조 방법에 있어서의 장력 부하의 방향과 평행 방향의 유기 전계 발광층의 피치보다 작은 피치로 상기 부위를 포함하도록 준비되는 것이 바람직하고, 99.0~99.99%의 동 방향의 피치로 상기 부위를 포함하도록 준비되는 것이 보다 바람직하다. 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름의 준비의 단계에서, 접착되는 발광 소자 기판에 있어서의 유기 전계 발광층의 피치에 대하여 작은 피치로 상기 부위를 포함하도록 광학 기능성 수지층을 형성한 필름을 이용하여, 필름에 장력이 걸려 필름이 약간 늘어난 상태로 상기 부위의 장력 부하의 방향의 피치와 유기 전계 발광층의 피치가 일치하도록 조정함으로써, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 장력을 부하하면서 위치 맞춤을 행하는 것이 가능해지기 때문이다. 본 명세서에 있어서, 장력 미부하 상태란, 장력이 걸려 있지 않은 상태를 의미하고, 예를 들면, 롤 형상으로 준비된 필름에 대해서는, 롤을 푼 상태를 의미한다.
유기 전계 발광층의 피치에 대한 상기 부위의 피치는 99.9~99.99%인 것이 보다 바람직하다.
광학 기능성 수지층을 포함하는 필름은, 지지체 등의 표면에 마련된 필름으로서 준비되어도 된다. 지지체는, 후술하는 위치 맞춤 전, 또는 접착 전에 박리해도 된다.
또, 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름은, 후술하는 장력 부하를 래미네이터를 이용하여 행하는 것을 가능하게 하기 위하여, 롤 형상으로 준비되는 것이 바람직하다.
[위치 맞춤, 장력 부하]
광학 기능성 수지층을 포함하는 필름을, 발광 소자 기판과 대면시켜, 필름에 장력을 부하하면서 매트릭스 형상의 유기 전계 발광층과 매트릭스 형상의 상기 부위의 위치 맞춤을 행한다.
장력 부하의 방법은 특별히 한정되지 않지만, 통상은 필름과 발광 소자 기판의 접착 시에 이용되는 래미네이터로 부하되는 장력(웨브 텐션)에 의하여 행하면 된다. 래미네이터를 이용한 장력 부하의 방법에서의 장력의 강도의 조절은 래미네이터의 텐션 컨트롤러에 의하여 행할 수 있다.
래미네이터로서는, (주)히타치 인더스트리즈제(LamicII형) 등을 이용할 수 있다.
장력 부하는 필름의 연신율이 0.01%~1.0%가 되도록 행해지는 것이 바람직하고, 0.01~0.1%가 되도록 행해지는 것이 보다 바람직하다.
이로써, 유기 전계 발광층과 광학 기능성 수지층의 위치 어긋남이 누적되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 필름의 연신에 의하여 0.1%의 피치의 어긋남이 있었던 경우, 50cm 길이의 기판에 필름을 위치 맞춤하는 경우에 있어서 피치의 조정을 행하지 않으면, 기판의 단부에 있어서 500㎛나 되는 위치 어긋남이 발생해 버린다. 유기 EL 화상 표시 장치에 있어서는, 발광층의 크기가 대략 50㎛ 정도이기 때문에, 이 어긋남을 해소하는 것이 중요하다. 또, 사용하는 기판의 사이즈가 커질수록 기판의 단부 측에 있어서 위치 어긋남이 커지지만, 본 발명의 제조 방법에 의하면 이것을 개선할 수 있다.
광학 기능성 수지층을 포함하는 필름이 롤 형상인 경우, 장력 부하의 방향은 상기 필름의 장축 방향으로 하는 것이 바람직하다. 이때, 이것과 직교하는 방향에 있어서는 장력이 부하되어 있어도 되고 부하되어 있지 않아도 된다.
또한, 발광 소자 기판이 롤 형상인 경우, 상기 필름에 대한 장력 부하의 방향은 발광 소자 기판의 장축 방향으로 하는 것이 바람직하다.
위치 맞춤은, 발광 소자 기판 중의 유기 전계 발광층과 필름 중의 부위가 대응하도록 행한다. 유기 EL 화상 표시 장치의 제작을 위하여 필요한 범위에 배치되어 있는 유기 전계 발광층과 상기 부위는 모두 대응하도록 위치 맞춤을 행하면 된다.
위치 맞춤은 공지의 방법으로 행할 수 있다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2007-187926호에 기재된 방법을 취할 수도 있다.
위치 맞춤과 동시 또는 위치 맞춤 후에, 첩합을 행해도 된다. 첩합은, 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름과 발광 소자 기판을 접착층을 개재하여 서로 접촉하고 있는 상태로 하는 것을 의미한다. 첩합은, 접착(경화) 전에 행해지고 있으면 된다. 첩합은, 예를 들면, 첩합용 롤러를 내부에 갖는 첩합 장치(래미네이터)에 의하여 행할 수 있다.
[접착, 경화]
본 발명의 제조 방법에 있어서, 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름과 발광 소자 기판은, 위치 맞춤된 상태로 접착된다. 즉, 필름에 장력이 부하된 상태로, 그대로 접착된다.
접착은, 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름과 발광 소자 기판의 사이에 배치된 접착층을 가열 또는 자외선 조사를 이용하여 경화함으로써 행한다. 경화는 위치 맞춤된 부분에 대해서는 전체면에 동시에 행하는 것이 바람직하다.
경화는 이용하는 접착층에 따라, 열경화 또는 자외선 조사에 근거하는 광경화이면 된다. 이 중 광경화가 바람직하다. 부하된 장력을 유지한 상태로 경화하기 쉽기 때문이다.
열경화는, 80℃~200℃, 바람직하게는 90℃~150℃로 가열함으로써 행하면 된다.
광경화에 있어서의 자외선 조사 에너지는, 20mJ/cm2~3000mJ/cm2가 바람직하고, 100mJ/cm2~1000mJ/cm2가 보다 바람직하다. 가열 조건하 또는 질소 분위기하에서 광조사를 실시해도 된다. 조사 자외선 파장은 350nm~430nm가 바람직하다.
경화를 위치 맞춤된 부분에 대해서는 전체면에 동시에 행하기 때문에, 예를 들면, 첩합 장치 중에 있는 첩합용 롤러의 직후에, 자외선 조사 장치 또는 가열 장치를 설치하고, 첩합을 행한 직후에 접착층의 경화를 행할 수 있다. 이와 같은 순서에 의하여, 필름에 장력이 부하되고 위치 맞춤한 상태로, 접착층의 경화를 행할 수 있다. 특히, 자외선 조사 장치를 설치하는 것이 바람직하다. 자외선에 의한 접착층의 경화에 의하여 열팽창에 의한 위치 정밀도의 저하를 회피할 수 있기 때문이다.
접착층의 배치는, 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름의 어느 한쪽의 표면, 또는 발광 소자 기판의 어느 한쪽의 표면에, 접착층을 마련함으로써 행한다. 특히, 발광 소자 기판의 어느 한쪽의 표면에, 위치 맞춤의 전에 접착층을 마련하는 것이 바람직하다. 보다 탄성률이 높은 발광 소자 기판에 미리 접착층을 마련해 두는 것에 의하여 경화 후의 접착층에서 유래하는 주름이나 위치 어긋남이 발생하기 어렵기 때문이다. 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 접착층은, 가지지체 및 접착층을 포함하는 전사 필름으로부터, 접착층을 전사함으로써 상기 어느 하나의 표면에 마련된다. 구체적으로는, 예를 들면, 가지지체 및 접착층을 포함하는 전사 필름의 접착층 측을 상기 어느 하나의 표면에 접촉시키고, 그 후, 가지지체를 박리함으로써 전사가 행해진다.
접착층 및 경화 후의 접착층의 두께는, 모두 2.0㎛~30㎛인 것이 바람직하고, 5.0㎛~20㎛인 것이 보다 바람직하다.
[접착층의 조성]
접착층의 조성은 특별히 한정되지 않고, 후술하는 접착층 형성에 이용되는 경화 타입의 접착제를 이용할 수 있다.
또, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 일본 공개특허공보 2003-228165호에 기재된 열가소성 수지층의 조성에, 광 또는 열중합 개시제, 및 가소제와 광 또는 열에 의한 경화의 기능을 겸하여, 중합 가능한 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 중합성 화합물을 첨가한 이하의 조성의 열가소성 수지층을 접착층으로서 이용하는 것도 바람직하다.
(열가소성 수지층)
열가소성 수지층은, 적어도 열가소성 수지, 중합 개시제, 및 상기 중합성 화합물을 포함한다. 열가소성 수지층은 필요에 따라 다른 성분을 포함하고 있어도 된다.
열가소성 수지로서는, 에틸렌과 아크릴산 에스터 공중합체의 비누화물, 스타이렌과 (메트)아크릴산 에스터 공중합체의 비누화물, 바이닐톨루엔과 (메트)아크릴산 에스터 공중합체의 비누화물, 폴리(메트)아크릴산 에스터, 및 (메트)아크릴산 뷰틸과 아세트산 바이닐 등의 (메트)아크릴산 에스터 공중합체 등의 비누화물 등으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 또, 이들 열가소성 수지 중, 연화점이 80℃ 이하인 것이 바람직하다.
상기 열가소성 수지 중에서, 바람직하게는 중량 평균 분자량 5만~50만(Tg=0~140℃)의 범위의 수지가, 보다 바람직하게는 중량 평균 분자량 6만~20만(Tg=30~110℃)의 범위의 수지를 선택하여 사용할 수 있다. 이들 수지의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 소63-147159호에 기재된 메틸메타크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체를 들 수 있다.
또, 상기의 다양한 수지 중에서, 바람직하게는 중량 평균 분자량 3천~3만(Tg=30~170℃)의 범위의 수지, 보다 바람직하게는 중량 평균 분자량 4천~2만(Tg=60~140℃)의 범위의 수지를 선택하여 사용할 수 있다. 바람직한 구체예로서는, 일본 공고특허공보 소55-38961호, 일본 공개특허공보 평5-241340호의 각 공보에 기재된 스타이렌/(메트)아크릴산 공중합체를 들 수 있다.
중량 평균 분자량 3천~3만(Tg=30~170℃)의 범위의 수지는, 상기의 중량 평균 분자량 5만~50만(Tg=0~140℃)의 범위의 수지와 병용할 수 있다.
에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 중합성 화합물은 광의 조사 또는 열에 의하여 중합 가능한 중합성 화합물이면 된다. 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 중합성 화합물로서는, 분자 중에 적어도 하나의 부가 중합 가능한 에틸렌성 불포화기를 갖고, 비점이 상압에서 100℃ 이상인 화합물을 들 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 등의 단관능 아크릴레이트 및 단관능 메타크릴레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올에테인트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 헥세인다이올다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(아크릴로일옥시프로필)에터, 트라이(아크릴로일옥시에틸)아이소사이아누레이트, 트라이(아크릴로일옥시에틸)사이아누레이트, 글리세린트라이(메트)아크릴레이트; 트라이메틸올프로페인이나 글리세린 등의 다관능 알코올에 에틸렌옥사이드에 프로필렌옥사이드를 부가한 후 (메트)아크릴레이트화한 것 등의 다관능 아크릴레이트나 다관능 메타크릴레이트를 들 수 있다.
상기 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 중합성 화합물은 가소제로서의 기능도 겸할 수 있다.
중합 개시제는, 경화 방법에 따라 광중합 개시제 또는 열중합 개시제가 이용되며, 광중합 개시제를 이용하는 것이 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 라디칼 중합 개시제를 이용하는 것이 바람직하다.
라디칼 중합 개시제의 예로서는 BASF사로부터 시판되고 있는 이르가큐어(Irgacure) 시리즈(예를 들면, 이르가큐어 651, 이르가큐어 754, 이르가큐어 184, 이르가큐어 2959, 이르가큐어 907, 이르가큐어 369, 이르가큐어 379, 이르가큐어 819 등), 다로큐어(Darocure) 시리즈(예를 들면, 다로큐어 TPO, 다로큐어 1173 등), 퀀타큐어(Quantacure) PDO, 람베르티(Lamberti)사로부터 시판되고 있는 에자큐어(Esacure) 시리즈(예를 들면, 에자큐어 TZM, 에자큐어 TZT, 에자큐어 KTO46 등), 에자큐어 KIP 시리즈 등을 들 수 있다.
열중합 개시제로서는, 예를 들면, 2,2'-아조비스아이소뷰티로나이트릴(와코 준야쿠 V-60 또는 오쓰카 가가쿠 AIBN으로서 입수 가능), 2,2'-아조비스-(2,4-다이메틸발레로나이트릴)(와코 준야쿠 V-65 또는 오쓰카 가가쿠 ADVN으로서 입수 가능), 2,2'-아조비스-(4-메톡시-2,4-다이메틸발레로나이트릴)(와코 준야쿠 V-70으로서 입수 가능) 등의 유용성 또는 수용성의 유기 아조 화합물 등을 들 수 있다.
중합 개시제는 열가소성 수지의 질량에 대하여, 0.5질량%~10.0질량%, 바람직하게는 1질량%~5질량%로 포함되어 있으면 된다.
열가소성 수지층에는, 열가소성 수지 및 중합 개시제 이외에 다른 성분으로서, 가지지체 또는 박리층과의 접착력을 조절할 목적으로, 실질적으로 연화점이 80℃를 넘지 않는 범위 내에서 각종 폴리머, 가소제, 과냉각 물질, 밀착 개량제, 계면활성제, 이형제 등을 첨가할 수 있다. 이들에 의하여 Tg의 조정도 가능하다. 바람직한 가소제의 구체예로서는, 폴리프로필렌글라이콜, 폴리에틸렌글라이콜, 다이옥틸프탈레이트, 다이헵틸프탈레이트, 다이뷰틸프탈레이트, 트라이크레실포스페이트, 크레실다이페닐포스페이트, 바이페닐다이페닐포스페이트, 폴리에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 에폭시 수지와 폴리에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트의 부가 반응 생성물, 유기 다이아이소사이아네이트와 폴리에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트의 부가 반응 생성물, 유기 다이아이소사이아네이트와 폴리프로필렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트의 부가 반응 생성물, 비스페놀 A와 폴리에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트의 축합 반응 생성물을 들 수 있다. 알칼리 가용성 열가소성 수지층 중의, 가소제의 양은 열가소성 수지에 대하여 200질량% 이하가 일반적이며, 20~100질량%의 범위가 바람직하다.
계면활성제는, 열가소성 수지와 혼합되는 것이면 사용 가능하다. 바람직한 계면활성제로서는, 공지의 각종 불소계 계면활성제, 및 실리콘계 계면활성제(불소계 계면활성제, 또는 실리콘계 계면활성제, 불소 원자와 규소 원자의 양쪽 모두를 함유하는 계면활성제)를 들 수 있다. 이들 계면활성제를 2종 이상 조합하여 이용해도 된다. 이들 중, 불소계 계면활성제가 가장 바람직하다.
불소계 계면활성제의 분자 중의 불소 함유 치환기의 불소 원자수는 1~38이 바람직하고, 5~25가 보다 바람직하며, 7~20이 가장 바람직하다.
특히 바람직한 계면활성제로서, 하기 일반식 (a) 및, 일반식 (b)로 나타나는 모노머를 포함하고, 또한 일반식 (a)/일반식 (b)의 질량비가 20/80~60/40인 공중합체를 함유하는 것을 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(식 중, R1, R2, 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. n은 1~18의 정수, m은 2~14의 정수를 나타낸다. p는 0~18의 정수를 나타내지만, p가 동시에 0이 되는 경우는 포함하지 않는다.)
또, 하기 시판 중인 계면활성제를 그대로 이용할 수도 있다. 사용할 수 있는 시판 중인 계면활성제로서, 예를 들면 에프톱 EF301, EF303(신아키타 가세이(주)제), 플루오라드 FC430, 431(스미토모 3M(주)제), 메가팍 F-780, F171, F173, F176, F177, F189, F-554, R08(DIC(주)제), 서프론 S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106(아사히 글라스(주)제) 등의 불소계 계면활성제, 또는 실리콘계 계면활성제를 들 수 있다. 또 폴리실록세인 폴리머 KP-341(신에쓰 가가쿠 고교(주)제), 트로이졸 S-366(트로이 케미컬(주)제)도 실리콘계 계면활성제로서 이용할 수 있다.
[전사 필름]
상기의 조성의 열가소성 수지층을 접착층으로서 이용하는 경우는, 필요에 따라 용매에 용해시킨 상기 각 성분의 혼합물을 가지지체에 도포하고, 도포막을 건조함으로써 전사 필름을 얻을 수 있다. 또, 필요에 따라 가지지체 상에 박리층을 마련해도 된다.
이때의 용매로서는, 메탄올, 에탄올 등의 알코올, 메틸에틸케톤, 아세톤 등의 케톤계 용제, 아세트산 에틸 등의 에스터계 용제, 및 그들의 혼합 용제를 들 수 있다.
가지지체로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등의 폴리에스터 필름, 폴리카보네이트 필름, 아크릴 수지 필름, 에폭시 수지 필름, 폴리유레테인 필름, 폴리아마이드 필름, 폴리올레핀 필름, 셀룰로스 유도체 필름, 실리콘 필름 등을 들 수 있다. 또, 박리층으로서는, 불소계 수지, 실리콘계 수지, 불화 실리콘계 수지 등 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
전사 필름을 이용하여 발광 소자 기판 표면 또는 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름 표면에 접착층을 전사하는 방법에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 일본 공개특허공보 2000-334836호, 일본 공개특허공보 2002-148794호, 일본 공개특허공보 평7-110575호, 일본 공개특허공보 평11-77942호의 각 공보에 기재된 방법을 참조할 수 있다.
[그 외의 접착층]
본 발명의 화상 표시 장치는, 각층의 접착을 위한 그 외의 접착층을 포함하고 있어도 된다. 접착층 형성에 이용되는 접착제로서는 경화 방식의 관점에서 핫멜트 타입, 열경화 타입, 광경화 타입, 반응 경화 타입, 경화가 불필요한 감압 접착 타입이 있으며, 각각 소재로서 아크릴레이트계, 유레테인계, 유레테인아크릴레이트계, 에폭시계, 에폭시아크릴레이트계, 폴리올레핀계, 변성 올레핀계, 폴리프로필렌계, 에틸렌바이닐알코올계, 염화 바이닐계, 클로로프렌 고무계, 사이아노아크릴레이트계, 폴리아마이드계, 폴리이미드계, 폴리스타이렌계, 폴리바이닐뷰티랄계 등의 화합물을 사용할 수 있다. 작업성, 생산성의 관점에서, 경화 방식으로서 광경화 타입, 특히 자외선 경화 타입이 바람직하고, 광학적인 투명성, 내열성의 관점에서, 소재는 아크릴레이트계, 유레테인아크릴레이트계, 에폭시아크릴레이트계 등을 사용하는 것이 바람직하다.
그 외의 접착층의 두께는 0.1㎛~10㎛인 것이 바람직하고, 0.5㎛~5.0㎛인 것이 보다 바람직하다.
[광학 기능성 수지층의 예: 편광 분리층]
편광 분리층은 편광 분리 부위를 포함하는 층이다.
본 명세서에 있어서, 편광 분리 부위는, 대응하는 유기 전계 발광층의 발광의 파장역에 있어서, 편광 분리를 행하는 부위를 말한다. 편광 분리란, 1개의 편광 상태의 광을 반사하고, 또한 다른 쪽의 편광 상태의 광을 투과하는 것을 말한다. 편광 분리는, 1개의 편광 방향의 직선 편광을 반사하고, 또한 상기 편광 방향으로 직교하는 편광 방향의 직선 편광을 투과하는 것, 또는 한쪽의 센스의 원편광을 반사하고, 또한 다른 쪽의 센스의 원편광을 투과하는 것이면 된다.
유기 EL 화상 표시 장치는, 일반적으로 외광의 표면 반사의 저감 및 콘트라스트 향상을 위하여 유기 전계 발광층군의 화상 표시 측에, 위상차층과 편광층으로 구성되는 원편광판을 포함한다. 이 구성에서는, 유기 전계 발광층에서 발광한 광의 절반 이상이 원편광판으로 흡수되지만, 추가로 편광 분리층을 이용함으로써 휘도를 향상시킬 수 있다. 편광 분리층에 의하여, 편광층을 투과하는 광은 투과시키고, 편광층에서 흡수되는 편광은 반사하여 발광 소자 기판 중의 반사층에서 거울면 반사시키는 것에 근거하여, 광이용 효율을 높일 수 있기 때문이다.
편광 분리층은, 발광 소자 기판 및 원편광판과의 사이, 또는 위상차층과 편광층의 사이에 마련할 수 있다. 편광 분리층을 갖는 유기 EL 화상 표시 장치에 있어서는, 반사층, 유기 전계 발광층, 편광 분리층, 및 원편광판이 이 순서로 배치된다.
편광 분리 부위는, 대응하는 유기 전계 발광층의 발광의 파장역에 있어서 선택적으로 편광 분리를 행할 수 있는 부위여도 되고, 상기 파장역 이외의 파장역에서도 편광 분리를 행할 수 있는 부위여도 된다. "선택적인 편광 분리"는, 가시광 영역 중, 편광 분리 부위가 대응하는 유기 전계 발광층의 발광의 파장역에 대응하는 파장역에서만의 편광 분리를 말한다. 따라서, 편광 분리 부위는, 가시광 영역 중, 편광 분리 부위가 대응하는 유기 전계 발광층의 발광의 파장역에 대응하는 파장역에서만 편광 분리하는 것이어도 되고, 실질적으로 가시광의 전체 파장역에 있어서 편광 분리하는 것이어도 되며, 적색 파장역, 녹색 파장역, 및 청색 파장역 등의 복수의 파장역에서 편광 분리하는 것이어도 된다.
본 발명의 화상 표시 장치에 있어서의 편광 분리층에는, 유기 전계 발광층군의 복수의 유기 전계 발광층에 대응하는 복수의 편광 분리 부위가 포함된다. 대응하고 있는 유기 전계 발광층과 편광 분리 부위에 있어서는, 유기 전계 발광층으로부터의 발광(발광의 총량 중, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 60% 이상, 더 바람직하게는 70% 이상)이 편광 분리 부위에서 반사 또는 투과되고 있는 상태이면 된다.
대응하고 있는 유기 전계 발광층과 편광 분리 부위에 있어서, 편광 분리 부위의 반사의 파장역이 유기 전계 발광층의 발광의 파장역보다 넓은 것이 바람직하다. 이와 같은 관계를 충족시키는 유기 EL 화상 표시 장치에 있어서는, 휘도가 정면뿐만 아니라, 경사 방향에 있어서도 향상되기 때문이다.
편광 분리 부위 및 편광 분리층은, 각각 단층이어도 되고, 복수의 층으로 이루어져 있어도 된다. 편광 분리 부위 및 편광 분리층은, 예를 들면, 복굴절이 다른 박막을 적층한 편광자, 와이어 그리드 편광자, 또는 콜레스테릭 액정층을 포함하는 것이 바람직하다. 편광 분리 부위 및 편광 분리층은, 이들 층 중 어느 하나에 더하여, 배향층, 보호층(첨가제층) 등을 포함하고 있어도 된다. 편광 분리 부위 및 편광 분리층은, 콜레스테릭 액정층 형성을 위하여 이용되는 조성물을 액정 화합물이 배향하고 있지 않는 상태로 경화하여 형성된 광학적으로 등방성의 층을 포함하고 있어도 된다.
편광 분리 부위는, 유기 전계 발광층이 발광한 광 중, 1개의 편광 상태의 광을 반사하고, 또한 다른 쪽의 편광 상태의 광을 투과하는 상기 성질을 달성하고 있는 한 특별히 한정되지 않지만, 콜레스테릭 액정층을 포함하는 부위인 것이 바람직하다.
콜레스테릭 액정층을 포함하는 편광 분리 부위는, 콜레스테릭 액정층만으로 이루어져 있어도 되고, 배향층이나 보호층(첨가제층) 등의 기타 층을 포함하고 있어도 된다.
(콜레스테릭 액정층)
본 명세서에 있어서, 콜레스테릭 액정층은, 콜레스테릭 액정상을 고정한 층을 의미한다.
콜레스테릭 액정상은, 특정의 파장역에 있어서 우원편광 또는 좌원편광 중 어느 한쪽의 센스의 원편광을 선택적으로 반사시킴과 함께 다른 쪽의 센스의 원편광을 투과하는 원편광 선택 반사를 나타내는 것이 알려져 있다. 본 명세서에 있어서, 원편광 선택 반사를 간단히 선택 반사라고 하는 경우도 있다.
원편광 선택 반사성을 나타내는 콜레스테릭 액정상을 고정한 층을 포함하는 필름으로서, 중합성 액정 화합물을 포함하는 조성물로 형성된 필름은 종래부터 많이 알려져 있으며, 콜레스테릭 액정층에 대해서는, 그들의 종래 기술을 참조할 수 있다.
콜레스테릭 액정층은, 콜레스테릭 액정상으로 되어 있는 액정 화합물의 배향이 유지되어 있는 층이면 되고, 전형적으로는, 중합성 액정 화합물을 콜레스테릭 액정상의 배향 상태로 한 후에, 자외선 조사, 가열 등에 의하여 중합, 경화하여, 유동성이 없는 층을 형성하고, 동시에, 또 외장(外場)이나 외력에 의하여 배향 형태에 변화를 발생시키지 않는 상태로 변화된 층이면 된다. 또한, 콜레스테릭 액정층에 있어서는, 콜레스테릭 액정상의 광학적 성질이 층 중에 있어서 유지되어 있으면 충분하고, 층 중의 액정 화합물은 더 이상 액정성을 나타내지 않아도 된다. 예를 들면, 중합성 액정 화합물은, 경화 반응에 의하여 고분자량화하여, 이미 액정성을 잃고 있어도 된다.
콜레스테릭 액정층의 선택 반사의 중심 파장 λ는, 콜레스테릭 액정상에 있어서의 나선 구조의 피치 P(=나선의 주기)에 의존하여, 콜레스테릭 액정층의 평균 굴절률 n과 λ=n×P의 관계에 따른다. 또한, 본 명세서에 있어서, 콜레스테릭 액정층이 갖는 선택 반사의 중심 파장 λ는, 콜레스테릭 액정층의 법선 방향으로부터 측정한 원편광 반사 스펙트럼의 반사 피크의 중심 위치에 있는 파장을 의미한다. 또, 본 명세서에 있어서, 선택 반사의 중심 파장은 콜레스테릭 액정층의 법선 방향으로부터 측정했을 때의 중심 파장을 의미한다.
콜레스테릭 액정층의 선택 반사 중심 파장과 반값폭은 하기와 같이 구할 수 있다.
분광 광도계 UV3150(시마즈 세이사쿠쇼)을 이용하여 콜레스테릭 액정층의 투과 스펙트럼(콜레스테릭 액정층의 법선 방향으로부터 측정한 것)을 측정하면, 선택 반사 대역에 투과율의 저하 피크를 볼 수 있다. 이 피크의 극소 투과율과 저하 전의 투과율의 중간(평균)의 투과율이 되는 2개의 파장 중, 단파장 측의 파장의 값을 λl(nm), 장파장 측의 파장의 값을 λh(nm)로 하면, 선택 반사의 중심 파장 λ와 반값폭 Δλ는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
λ=(λl+λh)/2
Δλ=(λh-λl)
상기와 같이 구해지는 선택 반사 중심 파장은 콜레스테릭 액정층의 법선 방향으로부터 측정한 원편광 반사 스펙트럼의 반사 피크의 중심 위치에 있는 파장과 대략 일치한다.
상기 λ=n×P의 식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 나선 구조의 피치를 조절함으로써, 선택 반사의 중심 파장을 조정할 수 있다. 편광 분리 부위에 이용되는 콜레스테릭 액정층에 있어서는 대응하는 유기 전계 발광층으로부터 입사하는(예를 들면 법선 방향으로 입사하는) 광의 반사를 위하여 필요로 하는 선택 반사의 파장에 있어서 우원편광 또는 좌원편광 중 어느 한쪽을 선택적으로 반사하도록 n값과 P값을 조절하여, 중심 파장 λ를 조절할 수 있다.
즉, 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서는, 이용되는 유기 전계 발광층의 발광 스펙트럼의 피크(극댓값)가 대응하는 편광 분리 부위의 콜레스테릭 액정층이 갖는 선택 반사의 중심 파장과 대략 동일해지도록 조정하면 된다. 선택 반사의 중심 파장과 화상 표시 장치의 화상 표시를 위한 유기 전계 발광층의 발광 피크의 파장을 맞춤으로써, 유기 전계 발광층이 발광한 광 중, 1개의 편광 상태의 광을 반사하고, 또한 다른 쪽의 편광 상태의 광을 투과할 수 있다.
또한, 콜레스테릭 액정층에 대하여 비스듬하게 입사하는 광에 대해서는, 선택 반사의 중심 파장은 단파장 측에 시프트한다. 굴절률 n2의 콜레스테릭 액정층 중에서 콜레스테릭 액정층의 법선 방향(콜레스테릭 액정층의 나선축 방향)에 대하여 광선이 θ2의 각도로 통과할 때의 선택 반사의 중심 파장을 λd로 할 때, λd는 이하의 식으로 나타난다.
λd=n2×P×cosθ2
콜레스테릭 액정층의 평균 굴절률 n은 중합성 액정 화합물의 종류 등에 의하여 조정할 수 있다.
콜레스테릭 액정상의 피치(P값)는 중합성 액정 화합물과 함께 이용하는 카이랄제의 종류, 또는 그 첨가 농도에 의존하기 때문에, 이들을 조정함으로써 원하는 피치를 얻을 수 있다. 또한, 나선의 센스나 피치의 측정법에 대해서는 "액정 화학 실험 입문" 일본 액정 학회 편 시그마 출판 2007년 출판, 46페이지, 및 "액정 편람" 액정 편람 편집 위원회 마루젠 196페이지에 기재된 방법을 이용할 수 있다.
화상 표시 장치의 편광 분리 부위로서는, 각 유기 전계 발광층의 발광의 파장에 대응한 선택 반사의 중심 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층을 이용하면 된다. 예를 들면, 유기 전계 발광층군은, 적색 발광의 유기 전계 발광층, 녹색 발광의 유기 전계 발광층, 및 청색 발광의 유기 전계 발광층을 포함할 때에는, 각각에 대응한 배치로 적색광의 파장역(예를 들면 580nm 이상 700nm 미만)에 선택 반사의 중심 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층과, 녹색광의 파장역(예를 들면 500nm 이상 580nm 미만)에 선택 반사의 중심 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층과, 청색광의 파장역(예를 들면 400nm 이상 500nm 미만)에 선택 반사의 중심 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층을 포함하고 있으면 된다.
각 콜레스테릭 액정층으로서는, 본 발명의 화상 표시 장치의 원편광판이 투과하는 원편광의 센스에 맞추어 나선의 센스가 오른쪽 또는 왼쪽 중 어느 하나인 콜레스테릭 액정층이 이용된다. 구체적으로는 원편광판이 투과하는 원편광의 센스와 동일한 센스의 원편광을 투과하는 콜레스테릭 액정상이 이용된다.
콜레스테릭 액정층의 반사 원편광의 센스는 나선의 센스와 일치한다. 편광 분리층에 복수 종의 콜레스테릭 액정층이 포함될 때, 그들 나선의 센스는 통상 모두 동일하면 된다.
(콜레스테릭 액정층의 제작 방법)
이하, 콜레스테릭 액정층의 제작 방법에 대하여 설명한다.
콜레스테릭 액정층의 형성에는 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물이 이용된다. 액정 조성물은, 카이랄제(광학 활성 화합물)를 더 포함하고 있어도 된다. 필요에 따라 추가로 계면활성제나 중합 개시제 등과 혼합하여 용제 등에 용해시킨 상기 액정 조성물을, 지지체, 배향막, 하층(下層)이 되는 콜레스테릭 액정층 등에 도포하고, 배향 숙성 후, 액정 조성물의 경화에 의하여 고정화하여 콜레스테릭 액정층을 형성할 수 있다.
(중합성 액정 화합물)
중합성 액정 화합물로서는, 봉상 액정 화합물이어도 되고, 원반상 액정 화합물이어도 되지만, 봉상 액정 화합물이 바람직하다.
봉상의 중합성 액정 화합물의 예로서는, 봉상 네마틱 액정 화합물을 들 수 있다. 봉상 네마틱 액정 화합물로서는, 아조메타인류, 아족시류, 사이아노바이페닐류, 사이아노페닐에스터류, 벤조산 에스터류, 사이클로헥세인카복실산 페닐에스터류, 사이아노페닐사이클로헥세인류, 사이아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐다이옥세인류, 톨란류 및 알켄일사이클로헥실벤조나이트릴류가 바람직하게 이용된다. 이러한 봉상 액정 화합물은, 저분자 액정 화합물뿐만 아니라, 고분자 액정 화합물도 이용할 수 있다.
중합성 액정 화합물은, 중합성기를 액정 화합물에 도입함으로써 얻어진다. 중합성기의 예에는, 불포화 중합성기, 에폭시기, 옥세탄일기, 및 아지리딘일기가 포함되며, 불포화 중합성기가 바람직하고, 에틸렌성 불포화 중합성기가 특히 바람직하다. 중합성기는 다양한 방법으로, 액정 화합물의 분자 중에 도입할 수 있다. 중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기의 개수는, 바람직하게는 1~6개, 보다 바람직하게는 1~3개이다. 중합성 액정 화합물의 예는, Makromol. Chem., 190권, 2255페이지(1989년), Advanced Materials 5권, 107페이지(1993년), 미국 특허공보 제4683327호, 동 5622648호, 동 5770107호, 국제 공개공보 WO95/22586호, WO95/24455호, WO97/00600호, WO98/23580호, WO98/52905호, 일본 공개특허공보 평1-272551호, 동 6-16616호, 동 7-110469호, 동 11-80081호, 및 일본 공개특허공보 2001-328973호, 일본 공개특허공보 2009-69793호, 일본 공개특허공보 2010-113249호, 및 일본 공개특허공보 2011-203636호 등에 기재된 화합물이 포함된다.
또, 상기 이외의 중합성 액정 화합물로서, 일본 공개특허공보 소57-165480호에 개시되어 있는 콜레스테릭 액정상을 갖는 환식 오가노폴리실록세인 화합물 등을 이용할 수 있다. 또한 상술한 고분자 액정 화합물로서는, 액정을 나타내는 메소겐기를 주쇄 혹은 측쇄, 또는 주쇄 및 측쇄의 양쪽 모두의 위치에 도입한 고분자, 콜레스테릴기를 측쇄에 도입한 고분자 콜레스테릭 액정, 일본 공개특허공보 평9-133810호에 개시되어 있는 액정성 고분자, 일본 공개특허공보 평11-293252호에 개시되어 있는 액정성 고분자 등을 이용할 수 있다.
중합성 액정 화합물로서는, 중합 조건이 다른 2종류 이상의 반응성기를 동일 분자 내에 갖는 액정 화합물을 이용하는 것도 바람직하다. 중합 조건이 다른 반응성기의 조합으로서는 라디칼 광중합성 반응성기 및 양이온 광중합성 반응성기의 조합을 들 수 있다.
중합성 액정 화합물로서는, 높은 굴절률 이방성 Δn을 나타내는 액정 화합물을 이용하는 것도 바람직하다. 상기의 식(Δλ=Δn×P)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 높은 굴절률 이방성 Δn을 나타내는 액정 화합물을 이용함으로써 넓은 반값폭 Δλ를 얻을 수 있다. 이로 인하여, 상술과 같이 편광 분리 부위의 반사의 파장역을 유기 전계 발광층의 발광의 파장역보다 넓어지도록 할 수 있기 때문이다. 구체적으로는, 액정 화합물의 30℃에 있어서의 Δn은 0.25 이상이 바람직하고, 0.3 이상이 보다 바람직하며, 0.35 이상이 더 바람직하다. 상한은 특별히 제한되지 않지만, 0.6 이하의 경우가 많다.
굴절률 이방성 Δn의 측정 방법으로서는, 액정 편람(액정 편람 편집 위원회 편, 마루젠 가부시키가이샤 간행) 202페이지에 기재된 쐐기형 액정 셀을 이용한 방법이 일반적이고, 결정화하기 쉬운 화합물의 경우는, 다른 액정과의 혼합물에 의한 평가를 행하여, 그 외삽값으로부터 굴절률 이방성 Δn을 추측할 수도 있다.
높은 굴절률 이방성 Δn을 나타내는 액정 화합물로서는, 예를 들면, 미국 특허공보 6514578호, 일본 특허공보 3999400호, 일본 특허공보 4117832호, 일본 특허공보 4517416호, 일본 특허공보 4836335호, 일본 특허공보 5411770호, 일본 특허공보 5411771호, 일본 특허공보 5510321호, 일본 특허공보 5705465호, 일본 특허공보 5721484호, 및 일본 특허공보 5723641호 등에 기재된 화합물을 들 수 있다.
본 발명에 있어서 이용되는 바람직한 중합성 액정 화합물로서 이하의 일반식 (I) 또는 (II)로 나타나는 화합물을 들 수 있다. 일반식 (I) 또는 (II)로 나타나는 화합물은 높은 굴절률 이방성 Δn을 나타낸다.
[화학식 2]
Figure pat00002
식 중,
A는, 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향환기를 나타내고,
L은 단결합, -C(=O)O-, -OC(=O)-, -NH-C(=O)-, -C(=O)-NH-, -CH=CH-C(=O)O-, 및 -OC(=O)-CH=CH-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 연결기를 나타내며,
m은 2~12의 정수를 나타내고,
Sp1 및 Sp2는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1에서 20의 직쇄 혹은 분기의 알킬렌기, 및 탄소수 1에서 20의 직쇄 혹은 분기의 알킬렌기에 있어서 1개 또는 2개 이상의 -CH2-가 -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -C(=O)-, -OC(=O)-, 또는 -C(=O)O-로 치환된 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 연결기를 나타내며,
Q1 및 Q2는 각각 독립적으로, 중합성기를 나타낸다.
A는, 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향환기이다. 2가의 방향환기는 방향환으로부터 2개의 수소 원자를 제거하여 형성되는 기이며, 방향환으로서는, 벤젠, 나프탈렌, 퓨란, 싸이오펜, 피롤, 피라졸, 이미다졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 등을 들 수 있다. 2가의 방향환기로서는 페닐렌기가 바람직하고, 1,4-페닐렌기가 특히 바람직하다.
m개의 A 및 L은 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
2가의 방향환기에 있어서, "치환기를 갖고 있어도 된다"라고 할 때의 치환기는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 알킬에터기, 아마이드기, 아미노기, 및 할로젠 원자와, 상기의 치환기를 2개 이상 조합하여 구성되는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 치환기를 들 수 있다. 또, 치환기의 예로서는, -C(=O)-X3-Sp3-Q3으로 나타나는 치환기를 들 수 있다. 여기에서, X3은 단결합, -O-, -S-, -NH-, 혹은 -N(CH3)-을 나타내고, Sp3은 Sp1과 동의이며, Q3은 중합성기를 나타낸다. 2가의 방향환기는, 치환기를 1~4개 갖고 있어도 된다. 2개 이상의 치환기를 가질 때, 2개 이상의 치환기는 서로 동일해도 되고 달라도 된다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄상 또는 분기쇄상 중 어느 것이어도 된다. 알킬기의 탄소수는 1~30이 바람직하고, 1~10이 보다 바람직하며, 1~6이 특히 바람직하다. 알킬기의 예로서는, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, n-펜틸기, 아이소펜틸기, 네오펜틸기, 1,1-다이메틸프로필기, n-헥실기, 아이소헥실기, 직쇄상 또는 분기쇄상의 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 또는 도데실기를 들 수 있다. 알킬기에 관한 상기 설명은 알킬기를 포함하는 알콕시기에 있어서도 동일하다. 할로젠 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 및 아이오딘 원자를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 사이클로알킬기의 탄소수는 3~20이 바람직하고, 5~10 이하가 보다 바람직하다. 사이클로알킬기의 예로서는, 사이클로프로필기, 사이클로뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로헵틸기, 사이클로옥틸기를 들 수 있다.
L은 단결합, -C(=O)O-, -OC(=O)-, -NH-C(=O)-, -C(=O)-NH-, -CH=CH-C(=O)O-, 및 -OC(=O)-CH=CH-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 연결기를 나타낸다. L은, -C(=O)O-, -OC(=O)-, -NH-C(=O)-, 또는 -C(=O)-NH-인 것이 바람직하다. m개의 L은 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
m은 2~12의 정수를 나타내며, 3~7인 것이 바람직하고, 3~5인 것이 보다 바람직하다.
Sp1, Sp2는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1에서 20의 직쇄 혹은 분기의 알킬렌기, 및 탄소수 1에서 20의 직쇄 혹은 분기의 알킬렌기에 있어서 1개 또는 2개 이상의 -CH2-가 -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -C(=O)-, -OC(=O)-, 또는 -C(=O)O-로 치환된 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 연결기를 나타낸다. Sp1 및 Sp2는 각각 독립적으로, 양 말단에 각각 -O-, -OC(=O)-, 및 -C(=O)O-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 연결기가 결합한 탄소수 1에서 10의 직쇄의 알킬렌기, -OC(=O)-, -C(=O)O-, -O-, 및 탄소수 1에서 10의 직쇄의 알킬렌기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 1 또는 2 이상 조합하여 구성되는 연결기인 것이 바람직하고, 양쪽 모두의 말단에 -O-가 각각 결합한 탄소수 1에서 10의 직쇄의 알킬렌기인 것이 바람직하다.
Q1 및 Q2는 각각 독립적으로, 중합성기를 나타내고, 이하의 식 (Q-1)~식 (Q-5)로 나타나는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 중합성기를 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 3]
Figure pat00003
중합성기로서는, 아크릴로일기(식 (Q-1)), 메타아크릴로일기(식 (Q-2)), 옥세탄일기(식 (Q-5))가 바람직하다. Q1 및 Q2의 쌍방이 아크릴로일기 또는 메타아크릴로일기인 화합물, 및 Q1 및 Q2의 어느 한쪽이 아크릴로일기 또는 메타아크릴로일기이며, 다른 쪽이 옥세탄일기인 화합물이 보다 바람직하다.
일반식 (I)로 나타나는 화합물은, 일본 공표특허공보 평11-513019호(WO97/00600)에 기재된 방법 등으로 합성할 수 있다.
이하에 식 (I)로 나타나는 중합성 화합물의 예를 나타내지만, 이들 예에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 4]
Figure pat00004
[화학식 5]
Figure pat00005
[화학식 6]
Figure pat00006
[화학식 7]
Figure pat00007
[화학식 8]
Figure pat00008
[화학식 9]
Figure pat00009
A11~A14는, 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족 탄소기 또는 2가의 복소환기를 나타낸다. 2가의 방향족 탄소기는 방향족 탄소환으로부터 2개의 수소 원자를 제거하여 형성되는 기이며, 2가의 복소환기는 복소환으로부터 2개의 수소 원자를 제거하여 형성되는 기이다. 방향족 탄소환으로서는, 벤젠환 및 나프탈렌환을 들 수 있다. 복소환으로서는, 퓨란환, 싸이오펜환, 피롤환, 피롤린환, 피롤리딘환, 옥사졸환, 아이소옥사졸환, 싸이아졸환, 아이소싸이아졸환, 이미다졸환, 이미다졸린환, 이미다졸리딘환, 피라졸환, 피라졸린환, 피라졸리딘환, 트라이아졸환, 퓨라잔환, 테트라졸환, 피란환, 싸이인환, 피리딘환, 피페리딘환, 옥사진환, 모폴린환, 싸이아진환, 피리다진환, 피리미딘환, 피라진환, 피페라진환, 및 트라이아진환을 들 수 있다. 그 중에서도, A11~A14는 2가의 방향족 탄소기인 것이 바람직하고, 페닐렌기인 것이 보다 바람직하며, 1,4-페닐렌기인 것이 더 바람직하다.
방향족 탄소기 또는 복소환기에 치환해도 되는 치환기의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 알킬기, 할로젠 치환 알킬기, 알콕시기, 알킬싸이오기, 아실옥시기, 알콕시카보닐기, 카바모일기, 알킬 치환 카바모일기, 및 탄소수가 2~6인 아실아미노기를 들 수 있다.
X11 및 X12는, 각각 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CH2CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -CH=CH-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 -C≡C-를 나타낸다. 그 중에서도, 단결합, -COO-, -CONH-, -NHCO- 또는, -C≡C-가 바람직하다.
Y11 및 Y12는, 각각 독립적으로 단결합, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CH=CH-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, 또는 -C≡C-를 나타낸다. 그 중에서도, -O-가 바람직하다.
Sp11 및 Sp12는, 각각 독립적으로 단결합, 또는 탄소수 1~25의 알킬렌기를 나타낸다. 알킬렌기는, 직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 된다. 그 중에서도, 탄소수 1~10의 알킬렌기가 보다 바람직하다.
Q11 및 Q12는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 중합성기를 나타내고, Q11 및 Q12 중 적어도 한쪽은 중합성기를 나타낸다. 중합성기로서는, 식 (Q-1)~식 (Q-5)로 나타나는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 중합성기가 예시된다. P1 또는 P2로 나타나는 중합성기로서는, 아크릴로일기(식 (Q-1)), 메타아크릴로일기(식 (Q-2))가 바람직하다.
n11 및 n12는 각각 독립적으로 0~2의 정수를 나타내고, n11 또는 n12가 2인 경우, 복수 존재하는 A11, A2, X11 및 X12는 동일해도 되고 달라도 된다.
일반식 (II)로 나타나는 화합물의 구체예로서는, 하기 식 (2-1)~(2-30)에 나타내는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 10]
Figure pat00010
[화학식 11]
Figure pat00011
[화학식 12]
Figure pat00012
[화학식 13]
Figure pat00013
2종류 이상의 중합성 액정 화합물을 병용해도 된다. 2종류 이상의 중합성 액정 화합물을 병용하면, 배향 온도를 저하시킬 수 있다.
또, 중합 조건이 다른 2종류 이상의 반응성기를 동일 분자 내에 갖는 액정 화합물과, 중합 조건이 동일한 반응성기를 동일 분자 내에 2개 이상 갖는 액정 화합물을 병용하면, 선택 반사의 반사 대역을 넓힐 수 있어, 보다 바람직하다. 구체적으로는, (메트)아크릴로일기와 옥세탄일기를 포함하는 액정 화합물과 (메트)아크릴로일기를 2개 포함하는 액정 화합물의 조합을 들 수 있다.
액정 조성물 중의 중합성 액정 화합물의 첨가량은, 액정 조성물의 고형분 질량(용매를 제외한 질량)에 대하여, 80~99.9질량%인 것이 바람직하고, 85~99.5질량%인 것이 보다 바람직하며, 90~99질량%인 것이 특히 바람직하다.
(카이랄제: 광학 활성 화합물)
콜레스테릭 액정층의 형성에 이용하는 재료는 카이랄제를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 카이랄제는 콜레스테릭 액정상의 나선 구조를 야기하는 기능을 갖는다. 카이랄 화합물은, 화합물에 의하여 야기되는 나선의 센스 또는 나선 피치가 다르기 때문에, 목적에 따라 선택하면 된다.
카이랄제로서는, 특별히 제한은 없으며, 공지의 화합물을 이용할 수 있다. 카이랄제의 예로서는, 액정 디바이스 핸드북(제3장 4-3항, TN, STN용 카이랄제, 199페이지, 일본 학술 진흥회 제142 위원회 편, 1989), 일본 공개특허공보 2003-287623호, 일본 공개특허공보 2002-302487호, 일본 공개특허공보 2002-80478호, 일본 공개특허공보 2002-80851호, 일본 공개특허공보 2010-181852호 또는 일본 공개특허공보 2014-034581호의 각 공보에 기재된 화합물을 들 수 있다.
카이랄제는, 일반적으로 부제 탄소 원자를 포함하지만, 부제 탄소 원자를 포함하지 않는 축성(軸性) 부제 화합물 혹은 면성(面性) 부제 화합물도 카이랄제로서 이용할 수 있다. 축성 부제 화합물 또는 면성 부제 화합물의 예에는, 바이나프틸, 헬리센, 파라사이클로페인 및 이들의 유도체가 포함된다. 카이랄제는, 중합성기를 갖고 있어도 된다. 카이랄제와 액정 화합물이 모두 중합성기를 갖는 경우는, 중합성 카이랄제와 중합성 액정 화합물의 중합 반응에 의하여, 중합성 액정 화합물로부터 유도되는 반복 단위와, 카이랄제로부터 유도되는 반복 단위를 갖는 폴리머를 형성할 수 있다. 이 양태에서는, 중합성 카이랄제가 갖는 중합성기는, 중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기와 동종의 기인 것이 바람직하다. 따라서, 카이랄제의 중합성기도, 불포화 중합성기, 에폭시기 또는 아지리딘일기인 것이 바람직하고, 불포화 중합성기인 것이 더 바람직하며, 에틸렌성 불포화 중합성기인 것이 특히 바람직하다.
또, 카이랄제는 액정 화합물이어도 된다.
카이랄제로서는, 아이소소바이드 유도체, 아이소만나이드 유도체, 또는 바이나프틸 유도체를 바람직하게 이용할 수 있다. 아이소소바이드 유도체로서는, BASF사제의 LC-756 등의 시판품을 이용해도 된다.
액정 조성물에 있어서의, 카이랄제의 함유량은, 중합성 액정 화합물의 총몰양에 대한 0.01몰%~200몰%가 바람직하고, 1몰%~30몰%가 보다 바람직하다.
(중합 개시제)
액정 조성물은, 중합 개시제를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 자외선 조사에 의하여 중합 반응을 진행시키는 양태에서는, 사용하는 중합 개시제는, 자외선 조사에 의하여 중합 반응을 개시 가능한 광중합 개시제인 것이 바람직하다. 광중합 개시제의 예로서는, 라디칼 중합 개시제 및 양이온 중합 개시제를 들 수 있다.
라디칼 중합 개시제의 예에는, α-카보닐 화합물(미국 특허공보 제2367661호, 동 2367670호의 각 명세서 기재), 아실로인에터(미국 특허공보 제2448828호 기재), α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국 특허공보 제2722512호 기재), 다핵 퀴논 화합물(미국 특허공보 제3046127호, 동 2951758호의 각 명세서 기재), 트라이아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합(미국 특허공보 제3549367호 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 공개특허공보 소60-105667호, 미국 특허공보 제4239850호 기재), 아실포스핀옥사이드 화합물(일본 공고특허공보 소63-40799호, 일본 공고특허공보 평5-29234호, 일본 공개특허공보 평10-95788호, 일본 공개특허공보 평10-29997호, 일본 공개특허공보 2001-233842호, 일본 공개특허공보 2000-80068호, 일본 공개특허공보 2006-342166호, 일본 공개특허공보 2013-114249호, 일본 공개특허공보 2014-137466호, 일본 특허공보 4223071호, 일본 공개특허공보 2010-262028호, 일본 공표특허공보 2014-500852호 기재), 옥심 화합물(일본 공개특허공보 2000-66385호, 일본 특허공보 제4454067호 기재), 및 옥사다이아졸 화합물(미국 특허공보 제4212970호 기재) 등을 들 수 있다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2012-208494호의 단락 0500~0547의 기재도 참조할 수 있다.
라디칼 중합 개시제로서는, 아실포스핀옥사이드 화합물 또는 옥심 화합물을 이용하는 것이 바람직하다.
아실포스핀옥사이드 화합물로서는, 예를 들면, 시판품인 BASF 재팬(주)제의 IRGACURE 819(화합물명: 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드)를 이용할 수 있다. 옥심 화합물로서는, IRGACURE OXE01(BASF사제), IRGACURE OXE02(BASF사제), TR-PBG-304(창저우 강력 전자 신재료 유한 공사(Changzhou Tronly New Electronic Materials Co., Ltd.)제), 아데카 아클즈 NCI-831, 아데카 아클즈 NCI-930(ADEKA사제), 아데카 아클즈 NCI-831(ADEKA사제) 등의 시판품을 이용할 수 있다.
양이온 중합 개시제로서는, 유기 설포늄염계, 아이오도늄염계, 포스포늄염계 등을 예시할 수 있으며, 유기 설포늄염계가 바람직하고, 트라이페닐설포늄염이 특히 바람직하다. 이들 화합물의 반대 이온으로서는, 헥사플루오로안티모네이트, 헥사플루오로포스페이트 등이 바람직하게 이용된다.
중합 개시제는, 1종만 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
액정 조성물 중의 광중합 개시제의 함유량은, 중합성 액정 화합물의 함유량에 대하여 0.1~20질량%인 것이 바람직하고, 0.5질량%~5질량%인 것이 더 바람직하다.
(가교제)
액정 조성물은, 경화 후의 막강도 향상, 내구성 향상을 위하여, 임의로 가교제를 함유하고 있어도 된다. 가교제로서는, 자외선, 열, 습기 등으로 경화되는 것을 적합하게 사용할 수 있다.
가교제로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트 등의 다관능 아크릴레이트 화합물; 글리시딜(메트)아크릴레이트, 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 등의 에폭시 화합물; 2,2-비스하이드록시메틸뷰탄올-트리스[3-(1-아지리딘일)프로피오네이트], 4,4-비스(에틸렌이미노카보닐아미노)다이페닐메테인 등의 아지리딘 화합물; 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트, 뷰렛형 아이소사이아네이트 등의 아이소사이아네이트 화합물; 옥사졸린기를 측쇄에 갖는 폴리옥사졸린 화합물; 바이닐트라이메톡시실레인, N-(2-아미노에틸)3-아미노프로필트라이메톡시실레인 등의 알콕시실레인 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중, 다관능 아크릴레이트 화합물이 바람직하다. 다관능 아크릴레이트 화합물로서는, 3~6관능 아크릴레이트 화합물이 바람직하고, 4~6관능 아크릴레이트 화합물이 보다 바람직하다. 또, 가교제의 반응성에 따라 공지의 촉매를 이용할 수 있으며, 막강도 및 내구성 향상에 더하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
액정 조성물 중의 가교제의 함유량은, 액정 조성물 중의 중합성 액정 화합물 100질량부에 대하여, 0질량부~8.0질량부가 바람직하고, 0.1질량부~7.0질량부가 보다 바람직하며, 0.2질량부~5.5질량부가 더 바람직하다.
(배향 제어제)
액정 조성물 중에는, 안정적으로 또는 신속히 플래너 배향하기 위하여 기여하는 배향 제어제를 첨가해도 된다. 배향 제어제의 예로서는 일본 공개특허공보 2007-272185호의 단락 〔0018〕~〔0043〕 등에 기재된 불소 (메트)아크릴레이트계 폴리머, 일본 공개특허공보 2012-203237호의 단락 〔0031〕~〔0034〕 등에 기재된 식 (I)~(IV)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다.
또한, 배향 제어제로서는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
액정 조성물 중에 있어서의, 배향 제어제의 첨가량은, 중합성 액정 화합물의 전체 질량에 대하여 0.01질량%~10질량%가 바람직하고, 0.01질량%~5.0질량%가 보다 바람직하며, 0.02질량%~1.0질량%가 특히 바람직하다.
(그 외의 첨가제)
그 외, 액정 조성물은, 도막의 표면 장력을 조정하고 두께를 균일하게 하기 위한 계면활성제, 및 중합성 화합물 등의 다양한 첨가제로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하고 있어도 된다. 또, 액정 조성물 중에는, 필요에 따라, 추가로 중합 금지제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정화제, 색재, 금속 산화물 미립자 등을, 광학적 성능을 저하시키지 않는 범위에서 첨가할 수 있다.
(용매)
액정 조성물의 조제에 사용하는 용매로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 유기 용매가 바람직하게 이용된다.
유기 용매로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면 케톤류, 알킬할라이드류, 아마이드류, 설폭사이드류, 헤테로환 화합물, 탄화 수소류, 에스터류, 에터류 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 환경에 대한 부하를 고려한 경우에는 케톤류가 특히 바람직하다.
(도포, 배향, 중합)
지지체, 배향막, 1/4 파장판, 하층이 되는 콜레스테릭 액정층 등에 대한 액정 조성물의 도포 방법은, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면, 와이어 바 코팅법, 커튼 코팅법, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 다이 코팅법, 스핀 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬라이드 코팅법 등을 들 수 있다. 또, 별도 지지체 상에 도설(塗說)한 액정 조성물을 전사하는 것에 의해서도 실시할 수 있다. 도포한 액정 조성물을 가열함으로써, 액정 분자를 배향시킨다. 콜레스테릭 액정층 형성 시에는 콜레스테릭 배향시키면 되고, 1/4 파장판 형성 시에는, 네마틱 배향시키는 것이 바람직하다. 콜레스테릭 배향 시, 가열 온도는 200℃ 이하가 바람직하고, 130℃ 이하가 보다 바람직하다. 이 배향 처리에 의하여, 중합성 액정 화합물이 필름면에 대하여 실질적으로 수직인 방향으로 나선축을 갖도록 비틀림 배향하고 있는 광학 박막이 얻어진다. 네마틱 배향 시, 가열 온도는 50℃~120℃가 바람직하고, 60℃~100℃가 보다 바람직하다.
배향시킨 액정 화합물은, 추가로 중합시켜, 액정 조성물을 경화할 수 있다. 중합은, 열중합, 광조사를 이용하는 광중합 중 어느 하나여도 되지만, 광중합이 바람직하다. 광조사는, 자외선을 이용하는 것이 바람직하다. 조사 에너지는, 20mJ/cm2~50J/cm2가 바람직하고, 100mJ/cm2~1,500mJ/cm2가 보다 바람직하다. 광중합 반응을 촉진시키기 위하여, 가열 조건하 또는 질소 분위기하에서 광조사를 실시해도 된다. 조사 자외선 파장은 350nm~430nm가 바람직하다. 중합 반응률은 안정성의 관점에서 높은 것이 바람직하고, 70% 이상이 바람직하며, 80% 이상이 보다 바람직하다. 중합 반응률은, 중합성의 관능기의 소비 비율을 IR 흡수 스펙트럼을 이용하여 측정함으로써, 결정할 수 있다.
개개의 콜레스테릭 액정층의 두께는, 상기 특성을 나타내는 범위이면, 특별히 한정은 되지 않지만, 바람직하게는 1.0㎛ 이상 20㎛ 이하의 범위, 보다 바람직하게는 2.0㎛ 이상 10㎛ 이하의 범위이다.
(지지체)
액정 조성물은, 지지체 또는 지지체 표면에 형성된 배향층의 표면에 도포되어 층형성되어 있으면 된다. 지지체 또는 지지체 및 배향층은, 층형성 후에 박리해도 된다. 예를 들면, 층을 발광 소자 기판에 접착 후에 박리해도 된다. 지지체의 예로서는, 트라이아세틸셀룰로스 등의 셀룰로스 유도체, 아크릴 수지, 사이클로올레핀 폴리머, 또는 유리판 등을 들 수 있다.
지지체의 두께는 5㎛~1000㎛ 정도이면 되고, 바람직하게는 10㎛~250㎛, 보다 바람직하게는 15㎛~120㎛이면 된다.
(배향층)
콜레스테릭 액정층을 형성할 때에, 지지체 상에 직접 혹은 그 위에 마련한 배향층에서 액정 조성물의 배향 상태를 규제하는 것이 바람직하다. 배향층은, 광학 이방성층에 배향성을 부여할 수 있는 것이면, 어떠한 층이어도 된다. 배향층의 바람직한 예로서는, 폴리머 등의 유기 화합물(폴리이미드, 폴리바이닐알코올, 폴리에스터, 폴리아릴레이트, 폴리아마이드이미드, 폴리에터이미드, 폴리아마이드, 변성 폴리아마이드 등의 수지)이 러빙 처리된 층, 아조벤젠 폴리머나 신나메이트 폴리머로 대표되는 편광 조사에 의하여 액정의 배향성을 발현하는 광배향층, 무기 화합물의 사방(斜方) 증착층, 및 마이크로그루브를 갖는 층, 또한 ω-트라이코산산, 다이옥타데실메틸암모늄 클로라이드 및 스테아릴산 메틸 등의 랭뮤어·블로젯법(LB막)에 의하여 형성되는 누적막, 혹은 전장 혹은 자장의 부여에 의하여 유전체를 배향시킨 층을 들 수 있다. 배향층으로서는 러빙의 양태에서는 폴리바이닐알코올을 포함하는 것이 바람직하고, 배향층 위 또는 아래 중 적어도 어느 1층과 가교할 수 있는 것이 특히 바람직하다. 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2009-69793호, 일본 공개특허공보 2010-113249호, 및 일본 공개특허공보 2011-203636호에 기재된 배향층을 이용할 수 있다. 또, 광배향층도, 적합하게 이용할 수 있다. 광배향층을 이용하면, 미소 이물에 의한 배향 결함의 발생이 억제되어, 미세한 형상이어도 높은 광학적 성능으로 콜레스테릭 액정층을 형성할 수 있기 때문이다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2015-26050호에 기재된 액정 배향제(예를 들면, 에폭시 함유 폴리오가노실록세인을 포함하는 액정 배향제)를 이용할 수 있다. 배향층의 배향 규제력을 충분히 발휘시키기 위하여, 도포한 액정 조성물의 온도를 제어하여, 원하는 상(相)을 발현시키는 처리(배향 처리)를 행해도 된다.
배향층의 두께는 0.01㎛~5.0㎛인 것이 바람직하고, 0.05㎛~2.0㎛인 것이 더 바람직하다.
(패터닝 방법)
다른 파장에 있어서 편광 분리를 나타내는 복수 종의 편광 분리 부위를 포함하는 편광 분리층의 형성을 위하여, 콜레스테릭 액정층을 패터닝에 의하여 형성할 수 있다. 발광 소자 기판의 각 유기 전계 발광층의 발광 파장에 대응하여, 선택 반사 파장을 조정한 패턴 형상의 콜레스테릭 액정층을 이용함으로써, 광이용 효율을 보다 높일 수 있다. 패터닝 방법에 의하여 콜레스테릭 액정층을 형성함으로써, 편광 분리층에 있어서의 편광 분리 부위 및 가시광 투과 영역의 형성, 및 매트릭스 형상으로 배치된 편광 분리 부위의 형성도 행할 수 있다.
패터닝 방법으로서는, 용제 현상에 의한 방법이나 광이성화 카이랄제를 이용하는 방법(일본 공개특허공보 2001-159706호), 미리 배향 고정하고, 콜레스테릭 액정층을 레이저나 서멀 헤드를 이용하여 전사하는 방법(일본 공개특허공보 2001-4822호, 일본 공개특허공보 2001-4824호), 잉크젯법(일본 공개특허공보 2001-159709호), 콜레스테릭의 나선 피치의 온도 의존성을 이용하는 방법(일본 공개특허공보 2001-159708호), 영역 사이에서 액정 조성물의 경화 시의 자외선 조사량을 단계적으로 변화시키는 방법 등을 들 수 있다.
일례로서, 광이성화 카이랄제를 이용하는 방법은 이하와 같이 행할 수 있다. 광이성화 카이랄제를 포함하는 액정 조성물을 이용하여, 먼저, 자외선 파장역에 선택 반사의 중심 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층을 전체면 형성한다. 그 후, 패턴 노광(자외선 조사)에 의하여, 콜레스테릭 액정층의 일부를, 자외선 파장역 또는 적외광 파장역에 선택 반사의 중심 파장을 갖는 상태로 고정화하고, 가시광 투과 영역을 형성한다. 계속해서 형성하고자 하는 선택 반사의 중심 파장을 갖는 영역 각각에 따라 적절한 광량으로 카이랄제의 흡수 파장의 광을 각 영역에 선택적으로 조사한다. 이로써, 카이랄제를 이성화하고, 각각의 영역에 따른 나선 구조의 피치를 얻는다. 마지막에 전체면에 자외선 조사함으로써, 각 영역의 배향을 고정화하고, 하나의 층 내에 가시광 투과 영역과, 원하는 파장역에 선택 반사의 중심 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층의 패턴을 갖는 편광 분리층을 형성할 수 있다.
패터닝 방법에 있어서는, 상술과 같이 패턴 노광을 행할 수 있다.
패턴 노광의 수법으로서는 마스크를 이용한 콘택트 노광, 프록시 노광, 투영 노광 등을 들 수 있다. 상기 노광의 광원의 조사 파장으로서는 250~450nm에 피크를 갖는 것이 바람직하고, 300~410nm에 피크를 갖는 것이 더 바람직하다. 구체적으로는, 초고압 수은등, 고압 수은등, 메탈할라이드 램프, 청색 레이저 등을 들 수 있다. 바람직한 노광량으로서는 통상 3~2000mJ/cm2 정도이며, 보다 바람직하게는 5~1000mJ/cm2 정도, 더 바람직하게는 10~500mJ/cm2 정도, 가장 바람직하게는 10~100mJ/cm2 정도이다.
이용하는 재료에 따라, 패턴 노광 대신에 또는 패턴 가열을 행해도 된다. 패턴 가열의 수법으로서는 가온한 패터닝 플레이트를 이용한 콘택트 가열, 적외 레이저에 의한 가열 등을 이용할 수 있다.
또, 이 양쪽 모두를 조합해도 된다.
패턴 노광을 이용하여 이하와 같이 복수 층으로 구성되는 편광 분리층을 형성할 수도 있다.
즉, 제1 액정 조성물로 형성된 층에 패턴 노광을 행한 후, 제1 액정 조성물로 형성된 층에 패턴 노광을 행한 후, 그 위에 새로운 제2 액정 조성물로 형성된 층을 형성 또는 전사하고, 그 후에 다른 패턴 노광을 행할 수 있다. 또한 그 위에 새로운 제3 액정 조성물로 형성된 층을 형성 또는 전사하고, 그 후에 다른 패턴 노광을 행할 수 있다.
제1 액정 조성물, 제2 액정 조성물, 및 제3 액정 조성물은 동일한 조성물에서 유래하는 것이어도 되고, 다른 조성물에서 유래하는 것이어도 된다. 카이랄제의 농도만이 다른 3종의 액정 조성물을 이용하는 것도 바람직하다.
패턴 노광된 액정 조성물의 층에 대하여 50℃ 이상 400℃ 이하, 바람직하게는 80℃ 이상 200℃ 이하에서 가열을 행함으로써 미노광부를 광학적으로 등방성으로 할 수 있다. 이와 같이 함으로써 패턴 형상으로 콜레스테릭 액정층을 갖는 층을 형성할 수 있다. 광학적으로 등방성이 되는 영역을 편광 분리 부위를 구분하도록 형성하고, 가시광 투과 영역으로 해도 된다. 적색광의 파장역에 선택 반사의 중심 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층과, 녹색광의 파장역에 선택 반사의 중심 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층과, 청색광의 파장역에 선택 반사의 중심 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층에 대하여, 발광 소자 기판의 유기 전계 발광층의 발색되는 색에 따른 파장역이 되도록, 각각 패턴 형상으로 콜레스테릭 액정층을 갖는 층을 형성하고, 그들을 복수 적층함으로써, 편광 분리층을 형성할 수 있다.
패턴 노광, 및 패턴 형상의 콜레스테릭 액정층(광학 이방성층)의 형성에 대해서는, 일본 공개특허공보 2009-69793호, 일본 공개특허공보 2010-113249호, 및 일본 공개특허공보 2011-203636호의 기재를 참조할 수 있다.
(보호층(첨가제층))
특히, 액정 조성물을 이용하여 패턴 형상으로 편광 분리 부위를 갖는 편광 분리층을 형성하는 경우 등에 있어서, 보호층을 이용해도 된다. 보호층은 액정 조성물을 가경화한 후에 남는 미반응의 반응성기에 의한 중합 반응을 개시시키는 기능을 갖는 중합 개시제를 적어도 1종 이상 포함하고 있으면 된다. 콜레스테릭 액정층과 보호층은 직접 접하고 있는 것이 바람직하다. 중합 개시제를 포함하는 보호층의 구성으로서는 특별히 한정은 없지만, 중합 개시제 이외에 적어도 1종의 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다.
폴리머(본 발명에 있어서는 별명으로서 "바인더"라고 부르는 경우가 있음)로서는, 특별히 한정은 없지만 폴리메틸(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산과 그 각종 에스터의 공중합체, 폴리스타이렌, 스타이렌과 (메트)아크릴산 혹은 각종 (메트)아크릴산 에스터의 공중합체, 폴리바이닐톨루엔, 바이닐톨루엔과 (메트)아크릴산 혹은 각종 (메트)아크릴산 에스터의 공중합체, 스타이렌/바이닐톨루엔 공중합체, 폴리 염화 바이닐, 폴리 염화 바이닐리덴, 폴리아세트산 바이닐, 아세트산 바이닐/에틸렌 공중합체, 아세트산 바이닐/염화 바이닐 공중합체, 폴리에스터, 폴리이미드, 카복시메틸셀룰로스, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리카보네이트 등을 들 수 있다. 바람직한 예로서는 메틸(메트)아크릴레이트와 (메트)아크릴산의 공중합체, 알릴(메트)아크릴레이트와 (메트)아크릴산의 공중합체, 벤질(메트)아크릴레이트와 (메트)아크릴산과 다른 모노머의 다원 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 폴리머는 단독으로 이용해도 되고, 복수 종을 조합하여 사용해도 된다. 전체 고형분에 대한 폴리머의 함유량은 20~99질량%가 일반적이고, 40~99질량%가 바람직하며, 60~98질량%가 보다 바람직하다.
(편광 분리층의 제작 방법)
콜레스테릭 액정층을 포함하는 편광 분리 부위는 상기 지지체 표면, 위상차층 표면, 원편광판 표면 등에 제작하면 된다. 얻어진 적층체를 그대로 광학 기능성층을 포함하는 필름으로서 이용할 수 있다.
[원편광판]
원편광판은, 유기 EL 화상 표시 장치에 있어서의, 외광의 표면 반사의 저감 및 콘트라스트 향상을 위하여 유기 전계 발광층의 화상 표시 측에 마련되는 것이다. 원편광판으로서는, 유기 EL 화상 표시 장치에 있어서 이용되는 원편광판으로서 공지의 원편광판을 이용할 수 있다.
원편광판은, 위상차층과 편광층을 포함한다. 원편광판은, 접착층, 표면 보호층 등의 다른 층을 갖고 있어도 된다. 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 원편광판은, 편광 분리층, 위상차층 및 편광층이 이 순서가 되도록 배치된다. 원편광판은, 위상차층과 편광층으로 이루어져 있어도 된다. 위상차층은, 1/4 파장판으로 이루어지는 것이 바람직하고, 편광층은 직선 편광판으로 이루어지는 것이 바람직하다.
직선 편광판은 이것을 통과하는 광 중 특정의 직선 편광은 투과하고, 이것과 직교하는 직선 편광은 흡수하는 것이다. 직선 편광판으로서는, 예를 들면 폴리바이닐알코올에 아이오딘을 흡수시켜 연신시키고, 편광 기능을 부여한 막의 양면에 트라이아세틸셀룰로스의 보호층을 마련한 것, 혹은 폴리바이닐알코올에 Ag 등의 금속 나노로드를 첨가하고, 연신시킨 것 등을 이용할 수 있다.
1/4 파장판은 가시광 영역에 있어서 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차층이면 된다. 1/4 파장판의 예로서는, 1층형의 1/4 파장판, 1/4 파장판과 1/2 파장 위상차판을 적층한 광대역 1/4 파장판 등을 들 수 있으며, 적합하게 이용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 위상차는 정면 리타데이션을 의미한다. 위상차는 AXOMETRICS사제의 편광 위상차 해석 장치 AxoScan을 이용하여 측정할 수 있다.
1/4 파장판으로서는, 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 석영판, 연신된 폴리카보네이트 필름, 연신된 노보넨계 폴리머 필름, 탄산 스트론튬과 같은 복굴절을 나타내는 무기 입자를 함유하여 배향시킨 투명 필름, 지지체 상에 무기 유전체를 경사 증착한 박막, 혹은, 지지체, 또는 배향막에 액정 조성물을 도포하고, 거기에서 액정 조성물 중의 중합성 액정 화합물을 액정 상태에 있어서 네마틱 배향으로 형성 후, 광가교나 열가교에 의하여 고정화하여 형성한 것 등을 들 수 있다. 이들을 복수 조합한 것을 이용해도 된다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 물질량과 그 비율, 조작 등은 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
(배향막 조성물 A의 조제)
하기에 나타내는 조성물을, 80℃로 보온된 용기 중에서 교반, 용해시켜, 배향막 조성물 A를 조제했다.
-------------------------------------------------------------
배향막 조성물 A(질량부)
-------------------------------------------------------------
순수 97.2
PVA-205(구라레제) 2.8
-------------------------------------------------------------
(편광 분리층용 조성물 LC-1의 조제)
하기의 조성물을 조제 후, 구멍 직경 0.2㎛의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여, 편광 분리층용 조성물 LC-1로서 이용했다.
LC-1-1은 일본 공개특허공보 2004-12382호에 기재된 방법을 근거로 합성했다. LC-1-1은 2개의 반응성기를 갖는 액정 화합물이며, 2개의 반응성기의 다른 한쪽은 라디칼성의 반응성기인 아크릴기, 다른 쪽은 양이온성의 반응성기인 옥세테인기이다. LC-1-2는 Tetrahedron Lett.지, 제43권, 6793페이지(202)에 기재된 방법에 준하여 합성했다.
-------------------------------------------------------------
편광 분리층용 조성물 LC-1(질량부)
-------------------------------------------------------------
봉상 액정(LC-1-1) 19.57
수평 배향제(LC-1-2) 0.01
양이온계 모노머(OXT-121, 도아 고세이(주)제) 0.98
양이온계 개시제
(Curacure UVI6974, 다우·케미컬제) 0.4
중합 제어제(IRGANOX1076, BASF사제) 0.02
메틸에틸케톤 80.0
------------------------------------------------------------
[화학식 14]
Figure pat00014
------------------------------------------------------------
보호층 조성물 AD-1(질량부)
------------------------------------------------------------
벤질메타크릴레이트/메타크릴산/메타크릴산 메틸
=35.9/22.4/41.7몰비의 랜덤 공중합물
(중량 평균 분자량 3.8만) 8.05
라디칼 중합 개시제(2-트라이클로로메틸-5-(p-스타이릴스타이릴)1,3,4-옥사다이아졸) 0.12
하이드로퀴논모노메틸에터 0.002
메가팍 F-554(DIC(주)제) 0.05
프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 34.80
메틸에틸케톤 50.5
메탄올 1.61
-----------------------------------------------------------
(패턴 형성한 편광 분리층의 형성)
상기에서 조제한 배향막 조성물 A를, 두께 60㎛, 폭 30cm의 롤 형상의 TAC 필름 상에 슬릿 코터를 이용하여 균일 도포한 후, 100℃의 오븐 내에서 2분 건조하여, 막두께 0.5㎛의 배향막 부착 TAC 필름을 얻었다. 이 배향막에 도포 방향과 평행 방향으로 러빙 처리를 실시했다. 러빙 처리면 상에 상기 편광 분리층용 조성물 LC-1을 도포했다. 이어서, 막면 온도 80℃에서 60초간 가열 숙성하고, 그 후 즉시, 막면 온도 70℃ 공기하에서 공랭 메탈할라이드 램프(아이그래픽스(주)제)를 이용하여, 500mJ/cm2의 자외선을 조사하고, 그 배향 상태를 고정화함으로써, 편광 분리층용 제작용 재료를 형성했다.
상기 편광 분리층용 제작용 재료 상에, 상기에서 조제한 보호층 조성물 AD-1을 도포하고, 80℃, 60초간 건조한 후에, 25℃ 공기하에서, 캐논(주)제 PLA-501F 노광기(초고압 수은 램프)를 이용하여, 50mJ/cm2의 노광량으로 마스크를 개재하여 노광했다.
마스크로서는, 도 1에 나타내는 간격으로 광투과부(흰색 표시 부분)를 갖는, 패턴이 있는 영역이 25cm×15cm인 석영제 마스크를 이용했다. 마스크의 광차폐부(흰색 표시 부분 이외의 부분)는 Cr이다. 또한, 마스크의 광투과부의 배치는, 발광 소자 기판 중의 유기 전계 발광층의 배치에 대응시킨 것이다. 또 마스크의 광투과부의 MD(Machine direction) 방향(재료의 장축 방향)의 간격은 발광 소자 기판의 접착의 공정에서 이용한 MD 방향의 연신율인 0.1%를 고려하여, 유기 전계 발광층의 간격에 대하여 평균 99.9%가 되도록 했다.
그 후, 기판 전체를 140℃ 오븐 내에서 30분 소성함으로써, 선택 반사의 중심 파장을 청색 영역에 갖는 편광 분리 부위가 광학적으로 등방인 영역 중에 매트릭스 형상으로 배열되어 있는, 편광 분리층을 갖는 필름을 얻었다.
(접착층 부착 전사 필름의 제작)
-----------------------------------------------------------------------
접착층 형성용 도포액 H-1의 조성(질량부)
-----------------------------------------------------------------------
메탄올 11.1
프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 6.36
메틸에틸케톤 52.4
메틸메타크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=55/11.7/4.5/28.8, 분자량=10만, Tg≒70℃) 5.83
스타이렌/아크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=63/37,
중량 평균 분자량=1만, Tg≒100℃) 13.6
중합성 화합물 상품명: BPE-500(신나카무라 가가쿠 고교(주)제) 9.1
메가팍 F-554(DIC(주)제) 0.54
열중합 개시제 AIBN(와코 준야쿠제, 분해 온도 100~103℃) 0.2
-----------------------------------------------------------------------
상기 도포액 H-1을, 가지지체인 두께 75㎛, 폭 30cm의 롤 형상의 PET 필름 상에 도포하고, 60℃에서 2분간 건조하여 접착층 부착 전사 필름을 제작했다. 접착층의 두께는 도포량을 조정하여 10㎛로 했다.
(발광 소자 기판으로의 첩합)
길이 약 27cm, 폭 약 15cm, 유기 전계 발광층의 피치가 57.74㎛인 톱 이미션형 발광 소자 기판의 배리어층 상에, 상기 방법에 의하여 제작한 접착층 부착 전사 필름을, 래미네이터((주)히타치 인더스트리즈제(LamicII형))를 이용하여 래미네이팅했다. 조건은 하기와 같다.
웨브 텐션 86.4N
기판 예비 가열 온도 80℃
고무 롤러 온도 80℃
선압 50N/cm
반송 속도 3.0m/분
이어서, 가지지체인 PET 필름을 박리하여, 접착층만을 발광 소자 기판 상에 전사했다.
접착층이 전사된 발광 소자 기판과, 편광 분리층을 형성한 TAC 필름을, 접착층과 편광 분리층 측의 면이 대면하도록, 필름의 폭 방향과 발광 소자 기판의 길이 방향을 맞추어 중첩하여, 유기 전계 발광층과 편광 분리 부위가 겹치도록, 텐션을 일정하게 유지한 채로, 유기 전계 발광층과 편광 분리 부위의 위치 맞춤을 행하여, 래미네이터에 의하여 첩합을 행했다. 발광 소자 기판과 편광 분리층용 제작용 재료의 상대 위치의 미세 조정을 반복하고, 첩합 후의 유기 전계 발광층과 편광 분리 부위의 상대 위치를 매번, 현미경에 의하여 관찰하면서 샘플을 제작했다. 래미네이팅의 조건은 하기와 같고, 이때의 TAC 필름의 연신율은 0.1%였다.
웨브 텐션 86.4N
기판 예비 가열 온도 80℃
고무 롤러 온도 80℃
선압 50N/cm
반송 속도 3.0m/분
첩합을 행한 직후, 웨브 텐션을 유지한 채로, 발광 소자 기판과 광학 필름을 103℃로 가열하여, 접착층의 열경화를 행했다. 가열은 적외선에 의한 예비 가열을 이용하여 행하고, 접착층의 온도가 103℃에까지 상승하는 것을 열전대에 의하여 확인하면서 설정 조건을 조정했다.
그 후, 발광 소자 기판보다 돌출된 여분의 광학 필름을 절단, 및 제거하여, 광학 필름 부착 발광 소자 기판을 제작했다.
<실시예 2>
접착층 형성용 도포액 H-1 대신에 접착층 형성용 도포액 H-2를 이용하고, 또 첩합 후의 접착층의 경화 방법을 하기와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 실시예 2의 광학 필름 부착 발광 소자 기판을 제작했다.
-----------------------------------------------------------------------
접착층 형성용 도포액 H-2의 조성(질량부)
-----------------------------------------------------------------------
메탄올 11.1
프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 6.36
메틸에틸케톤 52.4
메틸메타크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=55/11.7/4.5/28.8, 분자량=10만, Tg≒70℃) 5.83
스타이렌/아크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=63/37, 중량 평균 분자량=1만, Tg≒100℃) 13.6
중합성 화합물 상품명: BPE-500(신나카무라 가가쿠 고교(주)제) 9.1
메가팍 F-554(DIC제) 0.54
광중합 개시제 이르가큐어 907(BASF사제) 0.2
-----------------------------------------------------------------------
상기 도포액 H-2를, 가지지체인 두께 75㎛의 롤 형상의 PET 필름 상에 도포하고, 60℃에서 2분간 건조하여 접착층 부착 전사 필름을 제작했다. 접착층의 두께는, 도포량을 조정하여 10㎛로 했다.
실시예 1과 동일한 순서로 첩합을 행한 후, 웨브 텐션을 유지한 채로, 발광 소자 기판과 광학 필름에 광학 필름 측으로부터 1000mJ/cm2(365nm)의 자외선을 조사하여, 접착층의 광경화를 행했다.
<실시예 3>
광학 필름에 이용하는 TAC 필름의 두께를 30㎛로 함과 동시에, 발광 소자 기판과 광학 필름을 첩합할 때의 웨브 텐션을 43N으로 조정하여 첩합하는 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여, 실시예 3의 광학 필름부의 발광 소자 기판을 제작했다. 광학 필름을 발광 소자 기판에 첩부할 때의, 광학 필름의 연신율은 1%였다.
<실시예 4>
접착층의 두께를 2㎛로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여, 실시예 4의 광학 필름 부착 발광 소자 기판을 제작했다.
<실시예 5>
접착층의 두께를 30㎛로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여, 실시예 5의 광학 필름 부착 발광 소자 기판을 제작했다.
<실시예 6>
접착층의 조성으로서, 접착층 형성용 도포액 H-2 대신에 하기의 접착층 형성용 도포액 H-3을 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여, 실시예 6의 광학 필름 부착 발광 소자 기판을 제작했다.
-----------------------------------------------------------------------
접착층 형성용 도포액 H-3의 조성(질량부)
-----------------------------------------------------------------------
메탄올 11.1
프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 6.36
메틸에틸케톤 52.4
메틸메타크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=55/11.7/4.5/28.8, 분자량=4만, Tg≒70℃) 5.83
스타이렌/아크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=63/37, 중량 평균 분자량=1만, Tg≒100℃) 13.6
중합성 화합물 상품명: BPE-500(신나카무라 가가쿠 고교(주)제) 9.1
메가팍 F-554(DIC제) 0.54
광중합 개시제 이르가큐어 907(BASF사제) 0.2
-----------------------------------------------------------------------
<실시예 7>
접착층의 조성으로서, 접착층 형성용 도포액 H-2 대신에 하기의 조성 H-4를 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여, 실시예 7의 광학 필름 부착 발광 소자 기판을 제작했다.
-----------------------------------------------------------------------
접착층 형성용 도포액 H-4의 조성(질량부)
-----------------------------------------------------------------------
메탄올 11.1
프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 6.36
메틸에틸케톤 52.4
메틸메타크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=55/11.7/4.5/28.8, 분자량=60만, Tg≒70℃) 5.83
스타이렌/아크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=63/37, 중량 평균 분자량=1만, Tg≒100℃) 13.6
중합성 화합물 상품명: BPE-500(신나카무라 가가쿠 고교(주)제) 9.1
메가팍 F-554(DIC제) 0.54
광중합 개시제 이르가큐어 907(BASF사제) 0.2
-----------------------------------------------------------------------
<비교예 1>
접착층 형성용 도포액 H-2 대신에 접착층 형성용 도포액 H-5를 이용하고, 또한 자외선 조사를 행하지 않았던 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 광학 필름 부착 발광 소자 기판을 제작했다.
-----------------------------------------------------------------------
접착층 형성용 도포액 H-5의 조성(질량부)
-----------------------------------------------------------------------
메탄올 11.1
프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 6.36
메틸에틸케톤 52.4
메틸메타크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=55/11.7/4.5/28.8, 분자량=10만, Tg≒70℃) 5.83
스타이렌/아크릴산 공중합체(공중합 조성비(몰비)=63/37, 중량 평균 분자량=1만, Tg≒100℃) 13.6
중합성 화합물 상품명: BPE-500(신나카무라 가가쿠 고교(주)제) 9.1
메가팍 F-554(DIC(주)제) 0.54
-----------------------------------------------------------------------
[평가]
제작한 광학 필름 부착 발광 소자 기판을 현미경 관찰하고, 기판 면내에서 9개소에서의 편광 분리 부위의 중심과 유기 전계 발광층의 중심의 어긋남의 값의 평균값으로 평가했다.
제작한 광학 필름이 부착된 발광 소자 기판을 발광시켜, 유기 EL 화상 표시 장치의 휘도가 광학 필름에 의하여 어느 정도 향상되고 있는지를 측정했다. 측정은 화면의 Y값을 측정함으로써 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
A: 광학 필름을 장착하지 않은 경우에 대하여, 휘도 향상률이 25% 이상
B: 광학 필름을 장착하지 않은 경우에 대하여, 휘도 향상률이 20% 이상 25% 미만
C: 광학 필름을 장착하지 않은 경우에 대하여, 휘도 향상률이 15% 이상 20% 미만
D: 광학 필름을 장착하지 않은 경우에 대하여, 휘도 향상률이 15% 미만.
[표 1]
Figure pat00015

Claims (11)

  1. 유기 전계 발광층이 매트릭스 형상으로 배치된 발광 소자 기판과 상기 유기 전계 발광층에 대응한 부위를 매트릭스 형상으로 포함하는 광학 기능성 수지층을 포함하는 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법으로서,
    접착층을, 상기 광학 기능성 수지층을 포함하는 필름의 어느 한쪽의 표면 또는 상기 발광 소자 기판의 어느 한쪽의 표면에 마련하는 공정,
    상기 필름을 상기 발광 소자 기판과 대면시켜 상기 접착층을 상기 필름과 상기 발광 소자 기판의 사이에 배치하고, 상기 필름에 장력을 부하하면서 상기 유기 전계 발광층과 상기 대응한 부위의 위치 맞춤을 행하는 공정, 및
    상기 위치 맞춤된 상태로 상기 접착층을 가열 또는 자외선 조사를 이용하여 경화하여, 상기 필름과 상기 발광 소자 기판을 접착하는 공정을 포함하고,
    상기 접착층이 상기 접착층을 포함하는 전사 필름으로부터의 전사에 의하여 마련되는, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 필름이 롤 형상이며, 상기 장력 부하의 방향이 상기 필름의 장축 방향인, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 발광 소자 기판이 롤 형상이며, 상기 장력 부하의 방향이 상기 발광 소자 기판의 장축 방향인, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 접착층을 상기 발광 소자 기판의 어느 한쪽의 표면에 마련하는 공정을 포함하는, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 접착층의 두께가 2.0㎛~30㎛인, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 접착층이, 중량 평균 분자량 5만~50만의 열가소성 수지, 에틸렌성 불포화 이중 결합을 포함하는 중합성 화합물, 및 중합 개시제를 포함하는, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 접착층이 불소계 계면활성제를 더 포함하는, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 경화가 자외선에 의한 경화인, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 광학 기능성 수지층이 편광 분리층이며,
    상기 부위가, 대응하는 상기 유기 전계 발광층이 발광한 광 중, 1개의 편광 상태의 광을 반사하고, 또한 다른 쪽의 편광 상태의 광을 투과하는 편광 분리 부위인, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 편광 분리 부위가 콜레스테릭 액정상을 고정하여 형성된 층으로 이루어지는, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 필름이 위상차층 및 편광층을 더 포함하고,
    상기 편광 분리층, 상기 위상차층, 및 상기 편광층이, 상기 대면 측으로부터, 이 순서로 배치되는, 유기 EL 화상 표시 장치의 제조 방법.
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