WO2018181634A1 - 有機el画像表示装置 - Google Patents

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WO2018181634A1
WO2018181634A1 PCT/JP2018/013070 JP2018013070W WO2018181634A1 WO 2018181634 A1 WO2018181634 A1 WO 2018181634A1 JP 2018013070 W JP2018013070 W JP 2018013070W WO 2018181634 A1 WO2018181634 A1 WO 2018181634A1
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liquid crystal
organic electroluminescent
image display
light
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PCT/JP2018/013070
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彩子 村松
大助 柏木
吉成 伸一
亮司 後藤
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富士フイルム株式会社
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    • H10K71/16Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/166Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using selective deposition, e.g. using a mask

Definitions

  • the present invention relates to an organic EL image display device.
  • organic electroluminescent image display device In an organic EL image display device that forms an image based on light emission from an organic electroluminescent layer (“organic electroluminescent image display device”, hereinafter, sometimes simply referred to as “image display device”), external light is reflected.
  • organic electroluminescent image display device hereinafter, sometimes simply referred to as “image display device”
  • image display device external light is reflected.
  • a circularly polarizing plate composed of a retardation layer and a polarizing layer.
  • more than half of the light emitted from the organic electroluminescent layer is absorbed by the circularly polarizing plate.
  • Patent Document 1 proposes to provide a polarization separation means between the organic electroluminescent layer and the circularly polarizing plate. Based on the fact that the light passing through the circularly polarizing plate is transmitted by the polarization separating means, the polarized light absorbed by the circularly polarizing plate is reflected and specularly reflected by the reflecting layer in the light emitting element substrate, thereby improving the light use efficiency and luminance. Will improve.
  • a cholesteric liquid crystal layer having wavelength selective reflectivity corresponding to the emission wavelength of the corresponding organic electroluminescent layer is formed in each region divided by the black matrix corresponding to the arrangement of the organic electroluminescent layer. The polarization separation means obtained in this way is specifically disclosed.
  • Patent Document 2 discloses an organic EL image display device in which a cholesteric liquid crystal layer is provided between an organic electroluminescent layer and a circularly polarizing plate.
  • a cholesteric liquid crystal layer is provided between an organic electroluminescent layer and a circularly polarizing plate.
  • an organic electroluminescent layer, a circularly polarizing plate, and a circularly polarized light separating layer obtained by laminating a cholesteric liquid crystal layer having selective reflection of blue, green, and red are further laminated. Between.
  • a visible light blocking layer for providing a section corresponding to the organic electroluminescent layer is provided between the organic electroluminescent layer and the circularly polarizing plate. It has been. Since the amount of light transmitted from the organic electroluminescent layer to the circularly polarizing plate side is decreased by the visible light blocking layer, the luminance of the organic EL image display device is decreased. On the other hand, when a cholesteric liquid crystal layer is disposed without providing a light shielding layer, there is a problem that blur is observed in an image.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an organic EL image display device having high luminance and less image blur.
  • the present inventors consider that the above blur is generated based on light traveling obliquely from the inside of the organic electroluminescent layer in the direction of the circularly polarizing plate. It was found that blurring was reduced by making the region corresponding to the visible light transmissive region less visible, and the present invention was completed based on this finding.
  • An organic EL image display device including a light emitting element substrate and a circularly polarizing plate,
  • the light emitting element substrate includes a reflective layer and a matrix-shaped organic electroluminescent layer group on the reflective layer,
  • the reflective layer, the organic electroluminescent layer group, and the circularly polarizing plate are arranged in this order,
  • a polarization separation layer is included between the organic electroluminescent layer group and the circularly polarizing plate,
  • the polarization separation layer includes polarization separation sites arranged in a matrix corresponding to the organic electroluminescent layer group,
  • the polarized light separating portion reflects light in one polarization state among light emitted from the corresponding organic electroluminescent layer, and transmits light in the other polarization state,
  • the organic EL image display device wherein the polarization separation layer is divided by a visible light transmission region to form the polarization separation portion.
  • the organic EL image display device includes a layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase.
  • the visible light transmitting region includes a layer obtained by curing the same composition as the polarized light separating portion, and the visible light transmitting region is optically isotropic.
  • the visible light transmission region includes a layer obtained by curing the same composition as the polarized light separation site, and the visible light transmission region has a central wavelength of selective reflection in an ultraviolet light wavelength region or an infrared light wavelength region [ 2].
  • the organic EL image display device according to 2].
  • [5] The organic EL image display device wherein the visible light transmission region does not include a layer obtained by curing the same composition as the polarized light separating portion.
  • L ⁇ (M + N) / 2 (1) L: length of the line of intersection of the polarized light separation site of the coordinate xy and the plane Z M: length of the line of intersection of the organic electroluminescent layer of the coordinate xy corresponding to the polarization separation site of the coordinate xy and the plane Z N: organic of the coordinate xy
  • the organic EL image according to any one of [1] to [6], wherein the following expression (2) is satisfied at the polarized light separating portion at an arbitrary coordinate xy of the matrix [7] Display device.
  • D Distance between the polarized light separation site at coordinate xy and the organic electroluminescent layer at coordinate xy
  • an organic EL image display device having high luminance and no image blur.
  • FIG. 1 It is a figure which shows schematic sectional drawing of the example of the image display apparatus of this invention. It is a figure which shows L, M, and N in Formula (1) and Formula (2) in the top view which looked at the polarized light separation layer from the image display side in the normal line direction. It is a figure which shows the permeation
  • Blue blue organic electroluminescent layer
  • Green green organic electroluminescent layer
  • Red red organic electroluminescent layer
  • FIG. 9 is a diagram for showing A to D portions corresponding to the photomask H of FIG. 8.
  • an angle such as “45 °”, “parallel”, “vertical” or “orthogonal” is within a range where the difference from the exact angle is less than 5 ° unless otherwise specified. Means. The difference from the exact angle is preferably less than 4 °, more preferably less than 3 °.
  • (meth) acrylate is used to mean “one or both of acrylate and methacrylate”.
  • sense for circularly polarized light means right circularly polarized light or left circularly polarized light.
  • the sense of circularly polarized light is right circularly polarized when the tip of the electric field vector turns clockwise over time when viewed as light travels toward you, and left when it turns counterclockwise Defined as being circularly polarized.
  • the term “sense” may be used for the twist direction of the spiral of the cholesteric liquid crystal.
  • the twist direction (sense) of the spiral of the cholesteric liquid crystal is right, it reflects right circularly polarized light and transmits left circularly polarized light.
  • the sense When the sense is left, it reflects left circularly polarized light and transmits right circularly polarized light.
  • Visible light is light having a wavelength visible to the human eye among electromagnetic waves, and indicates light having a wavelength range of 380 nm to 780 nm.
  • the visible light transmittance may be measured according to JIS A 5759: 2008.
  • the visible light transmittance can be measured using, for example, an ultraviolet-visible near-infrared spectrometer (manufactured by JASCO Corporation, using V-670, integrating sphere unit ISN-723).
  • visible light reflectance means the numerical value computed based on the calculation method of JISA5759. That is, the reflectance obtained at a wavelength of 380 nm to 780 nm is measured with a spectrophotometer, and the weight obtained from the spectral distribution of CIE (International Commission on Illumination) daylight D65, the wavelength distribution of CIE light adaptation standard relative luminous sensitivity, and the wavelength interval. The light reflectance is obtained by multiplying the coefficient and performing a weighted average.
  • a spectrophotometer “V-670” manufactured by JASCO Corporation can be used.
  • the image display device of the present invention is an organic EL image display device that performs image display based on light emission of an organic electroluminescent layer.
  • the organic EL image display device is a self-luminous display device, and has higher display performance than a CRT (Cathode Ray Tube) display device or a liquid crystal display device, and has display performance such as no viewing angle dependency. There are also advantages in that it can be reduced in weight and thickness.
  • the organic EL image display device displays an image using a light emitting element substrate provided with an organic electroluminescent layer group.
  • the organic EL image display device generally includes a circularly polarizing plate on the image display side of the organic electroluminescent layer group in order to reduce reflection of external light and improve contrast.
  • the image display device of the present invention includes a polarization separation layer between the light emitting element substrate and the circularly polarizing plate.
  • the reflective layer, the organic electroluminescent layer group, the polarization separation layer, and the circularly polarizing plate are arranged in this order.
  • the polarization separation layer in the image display device of the present invention includes a plurality of polarization separation sites corresponding to the plurality of organic electroluminescence layers of the organic electroluminescence layer group.
  • “corresponding” means that when the image display device is viewed from the image display side, the organic electroluminescent layer and the polarized light separating portion are in the same position or at least partially overlap each other. To do.
  • the light emitted from the organic electroluminescent layer (preferably 50% or more, more preferably 60% or more, more preferably 70% or more) is reflected by the polarization separation site. Or what is necessary is just the state which is permeate
  • the corresponding organic electroluminescent layer and the polarized light separating portion may be the same size, the organic electroluminescent layer may be large, and the polarized light separating portion.
  • the size of may be large. Of these, it is preferable that the size of the polarized light separation site is large.
  • the image display device of the present invention is preferably sized so that the organic electroluminescent layer is covered with the corresponding polarized light separating portion when viewed from the image display side.
  • organic electroluminescent layer group a plurality of organic electroluminescent layers may be included in a matrix on the reflective layer.
  • any organic electroluminescent layer included in the organic electroluminescent layer group may emit light of the same wavelength.
  • the organic electroluminescent layer group preferably includes organic electroluminescent layers that emit light having different wavelengths, and includes two or more organic electroluminescent layers, particularly three or more organic electroluminescent layers. It is more preferable.
  • the organic electroluminescent layer group preferably includes a red light emitting organic electroluminescent layer, a green light emitting organic electroluminescent layer, and a blue light emitting organic electroluminescent layer.
  • the polarization separation layer is a layer including a polarization separation site.
  • the polarization separation portions are arranged in a matrix in the polarization separation layer.
  • a region formed by a plurality of polarization separation sites may be collectively referred to as a polarization separation region.
  • the polarization separation layer includes a region other than the polarization separation region.
  • the region other than the polarization separation region may be a visible light transmission region.
  • the polarized light separating portion refers to a portion that performs polarized light separation in the light emission wavelength region of the corresponding organic electroluminescent layer.
  • Polarization separation refers to reflecting light in one polarization state and transmitting light in the other polarization state.
  • the polarization separation may be performed by reflecting the circularly polarized light of one sense and transmitting the circularly polarized light of the other sense.
  • the polarized light separating portion may be a portion capable of selectively performing polarized light separation in the light emission wavelength region of the corresponding organic electroluminescent layer, or a portion capable of performing polarized light separation in a wavelength region other than the above wavelength region. It may be. “Selective polarization separation” refers to polarization separation only in the wavelength region corresponding to the emission wavelength region of the organic electroluminescent layer corresponding to the polarization separation region in the visible light region. Therefore, the polarized light separating portion may be one that performs polarized light separation only in the wavelength region corresponding to the emission wavelength region of the organic electroluminescent layer corresponding to the polarized light separating portion in the visible light region, and is substantially visible light.
  • the polarized light separation site is preferably a site where selective polarization separation can be performed selectively in the emission wavelength region of the corresponding organic electroluminescent layer.
  • the polarized light separation site is arranged so that light in the polarization state that does not pass through the circularly polarizing plate out of the light emitted from the organic electroluminescent layer is reflected by the polarized light separation site and travels toward the reflective layer.
  • the polarization separation layer of the image display device of the present invention is divided by a visible light transmission region to form a polarization separation portion.
  • a visible light transmitting region instead of a visible light blocking layer or the like
  • the amount of light reaching the image display side from the organic electroluminescent layer can be increased to improve luminance.
  • Image blur is a process in which light directed obliquely from the inside of the organic electroluminescent layer toward the circularly polarizing plate is reflected by the polarized light separation part, and the reflected light is reflected by the reflective layer and emitted to the image display side. It is considered that the canceled component is generated as a result of multiple reflection.
  • light that is obliquely directed from the inside of the organic electroluminescent layer toward the circularly polarizing plate is transmitted as it is and easily exits to the image display side. Color blur when observed from an oblique direction during display) can be reduced.
  • the visible light transmission region may have a visible light transmittance of 80% to 100%, preferably 90% to 100%.
  • the visible light transmission region is preferably non-light reflective at least on the surface on the organic electroluminescent layer side. In particular, it is preferably non-light reflecting in each emission wavelength region of the organic electroluminescent layer group. It is also preferred that it is non-light reflective over the entire visible light wavelength range.
  • the visible light reflectance on the surface of the visible light transmission region on the organic electroluminescent layer side is preferably 0% to 5%, more preferably 0% to 2%.
  • the visible light transmission region may be, for example, an optically isotropic region, a region having a central wavelength of selective reflection in the ultraviolet light wavelength region or the infrared light wavelength region. Any of these can be prepared by using the same composition as the composition for preparing a polarized light separation site as described later, for example.
  • the visible light transmission region is a portion after removing the coating film and the cured film formed at the time of producing the polarized light separating portion by etching and serving as an adhesive for adhesion to the light emitting element substrate. There may be.
  • FIGS. 1A to 1C each show a configuration having a reflective layer 3, an organic electroluminescent layer 2, a polarized light separating portion 1, and a circularly polarizing plate 7 in this order.
  • the configuration shown in FIG. 1A has an optically isotropic visible light transmission region 8 formed of the same composition as the polarization separation portion.
  • the visible light transmission region is formed of the adhesive layer 10.
  • the visible light transmission region is configured as a region 9 having a central wavelength of selective reflection in the ultraviolet wavelength region.
  • the following expression (1) is satisfied in an arbitrary plane Z that passes through the polarization separation portion of the arbitrary coordinate xy of the polarization separation layer matrix and is perpendicular to the reflection layer.
  • the following formula (1) is satisfied in an arbitrary plane Z that passes through the polarization separation portion of the arbitrary coordinate xy of the polarization separation layer matrix and is perpendicular to the reflection layer.
  • the following formula (1) is satisfied in an arbitrary plane Z that passes through the polarization separation portion of the arbitrary coordinate xy of the polarization separation layer matrix and is perpendicular to the reflection layer.
  • L length of the line of intersection of the polarized light separation site of the coordinate xy and the plane Z
  • M length of the line of intersection of the organic electroluminescent layer of the coordinate xy corresponding to the polarization separation site of the coordinate xy and the plane Z N: organic of the coordinate xy
  • L, M, and N may be determined in a plan view of the polarization separation layer viewed from the image display side in the normal direction of the light-emitting element substrate in the image display device of the present invention. For example, as shown in FIG. it can.
  • the following formula (2) is satisfied at the polarized light separating portion at an arbitrary coordinate xy of the polarized light separating layer.
  • the polarization separation portion has a size corresponding to the distance between the polarization separation portion and the organic electroluminescent layer. Light utilization efficiency can be increased and luminance can be improved.
  • the above-described reflection wavelength region of the polarization separation site (reflection in the emission wavelength region of the corresponding organic electroluminescent layer) is wider than the above-described emission wavelength region of the organic electroluminescent layer.
  • the half width of the emission spectrum of each organic electroluminescent layer may be different, but the corresponding organic electroluminescent layer and polarized light separation It suffices if the above relationship is satisfied with the part.
  • the luminance is improved not only in the front but also in the oblique direction.
  • the reflected wavelength of the polarization separation portion is shifted to a short wavelength with respect to light incident from an oblique direction. Therefore, even if it is a polarization separation part that reflects light incident in the normal direction from the organic electroluminescent layer, light from an oblique direction may not be reflected.
  • the effect of improving the luminance in the oblique direction is considered to be due to the fact that the light that could not be reflected is reflected by widening the wavelength range of reflection of the polarized light separating portion.
  • the wavelength range of reflection of the polarized light separating part means the half width (full width at half maximum) of the transmission spectrum of the polarized light separating part.
  • the wavelength range of light emission of the organic electroluminescent layer means the half width of the emission spectrum of the organic electroluminescent layer.
  • the half-value width of the emission spectrum of a known organic electroluminescent layer is usually 40 to 55 nm, and the half-value width of the transmission spectrum of the polarized light separation site may be appropriately set within a wider range.
  • 70 to 130 nm is preferable, 80 to 120 nm is more preferable, and 90 to 110 nm is most preferable.
  • the plurality of polarization separation portions in the polarization separation layer may be arranged in a matrix corresponding to the organic electroluminescent layer group.
  • the polarization separation layer may be formed of a plurality of, preferably three, types of polarization separation sites that reflect light in one polarization state and transmit light in the other polarization state at different wavelengths.
  • the reflection wavelengths of the plurality of types of polarization separation sites are made to correspond to the emission wavelengths of the organic electroluminescent layers included in the organic electroluminescent layer group.
  • Each of the polarization separation site and the polarization separation layer may be a single layer or a plurality of layers.
  • the polarized light separating portion and the polarized light separating layer preferably include a cholesteric liquid crystal layer.
  • the polarization separation site and the polarization separation layer may include an alignment layer, a protective layer (additive layer), and the like.
  • the polarization separation site and the polarization separation layer may include an optically isotropic layer formed by curing the composition used for forming the cholesteric liquid crystal layer in a state where the liquid crystal compound is not aligned. .
  • the polarization separation site is not particularly limited as long as it achieves the above property of reflecting light of one polarization state and transmitting light of the other polarization state among the light emitted from the organic electroluminescent layer, but is not limited to cholesteric A portion including a liquid crystal layer is preferable.
  • the polarized light separating portion including the cholesteric liquid crystal layer may be composed of only the cholesteric liquid crystal layer, and may include other layers such as an alignment layer and a protective layer (additive layer).
  • a cholesteric liquid crystal layer means a layer in which a cholesteric liquid crystal phase is fixed.
  • the cholesteric liquid crystal phase selectively reflects the circularly polarized light of either the right circularly polarized light or the left circularly polarized light in a specific wavelength range and exhibits circularly polarized light selective reflection that transmits the circularly polarized light of the other sense.
  • the circularly polarized light selective reflection is sometimes simply referred to as selective reflection.
  • Many films formed from a composition containing a polymerizable liquid crystal compound have been known as a film containing a layer in which a cholesteric liquid crystal phase exhibiting circularly polarized light selectively is fixed. You can refer to the technology.
  • the cholesteric liquid crystal layer may be a layer in which the orientation of the liquid crystal compound in the cholesteric liquid crystal phase is maintained.
  • the polymerizable liquid crystal compound is placed in the orientation state of the cholesteric liquid crystal phase and then irradiated with ultraviolet rays.
  • Any layer may be used as long as it is polymerized and cured by heating or the like to form a layer having no fluidity, and at the same time, the layer is changed to a state in which the orientation is not changed by an external field or an external force.
  • the polymerizable liquid crystal compound may have a high molecular weight due to a curing reaction and may no longer have liquid crystallinity.
  • the central wavelength ⁇ of selective reflection of the cholesteric liquid crystal layer means a wavelength at the center of gravity of the reflection peak of the circularly polarized reflection spectrum measured from the normal direction of the cholesteric liquid crystal layer.
  • the center wavelength of selective reflection means the center wavelength when measured from the normal direction of the cholesteric liquid crystal layer.
  • the selective reflection center wavelength and the half-value width of the cholesteric liquid crystal layer can be obtained as follows.
  • a reduction peak in transmittance is observed in the selective reflection band.
  • the wavelength value on the short wavelength side is ⁇ l (nm)
  • the wavelength value on the long wavelength side is Is ⁇ h (nm)
  • the central wavelength ⁇ and the half-value width ⁇ of selective reflection can be expressed by the following equations.
  • the selective reflection center wavelength obtained as described above substantially matches the wavelength at the center of gravity of the reflection peak of the circularly polarized reflection spectrum measured from the normal direction of the cholesteric liquid crystal layer.
  • the center wavelength of selective reflection can be adjusted by adjusting the pitch of the spiral structure.
  • the center wavelength ⁇ can be adjusted by adjusting the n value and the P value so as to selectively reflect either one of the left circularly polarized light.
  • the peak (maximum value) of the emission spectrum of the organic electroluminescent layer used is substantially the same as the center wavelength of selective reflection possessed by the cholesteric liquid crystal layer at the corresponding polarized light separation site. Adjust it.
  • the center wavelength of selective reflection and the wavelength of the emission peak of the organic electroluminescent layer for image display of the image display device the light of one polarization state is reflected among the light emitted by the organic electroluminescent layer, And the light of the other polarization state can be transmitted.
  • the center wavelength of selective reflection shifts to the short wavelength side for light incident obliquely to the cholesteric liquid crystal layer.
  • the central wavelength of selective reflection when a light ray passes at an angle of ⁇ 2 with respect to the normal direction of the cholesteric liquid crystal layer (the helical axis direction of the cholesteric liquid crystal layer) is ⁇ d .
  • the average refractive index n of the cholesteric liquid crystal layer can be adjusted by the kind of the polymerizable liquid crystal compound. Since the pitch (P value) of the cholesteric liquid crystal phase depends on the kind of chiral agent used together with the polymerizable liquid crystal compound or the concentration of the chiral agent, the desired pitch can be obtained by adjusting these.
  • the method of measuring spiral sense and pitch use the methods described in “Introduction to Liquid Crystal Chemistry Experiments”, edited by the Japanese Liquid Crystal Society, Sigma Publishing 2007, page 46, and “Liquid Crystal Handbook”, Liquid Crystal Handbook Editing Committee, page 196. be able to.
  • a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection corresponding to the emission wavelength of each organic electroluminescent layer in the organic electroluminescent layer group may be used as the polarization separation site.
  • the organic electroluminescent layer group includes an organic electroluminescent layer emitting red light, an organic electroluminescent layer emitting green light, and an organic electroluminescent layer emitting blue light
  • the wavelength range of red light For example, a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at 580 nm to 700 nm), a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at a wavelength range of green light (for example, 500 nm to 580 nm), and a wavelength range of blue light (for example, 400 nm).
  • ⁇ 500 nm may include a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection.
  • the cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection in the wavelength region of ultraviolet light (eg, 10 to 380 nm) or the wavelength region of infrared light (eg, A cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at 780 nm to 2500 nm may be used.
  • each cholesteric liquid crystal layer a cholesteric liquid crystal layer in which the spiral sense is either right or left in accordance with the sense of circularly polarized light transmitted through the circularly polarizing plate of the image display device of the present invention is used.
  • a cholesteric liquid crystal phase that transmits circularly polarized light having the same sense as that of circularly polarized light that is transmitted through the circularly polarizing plate is used.
  • the sense of reflected circularly polarized light in the cholesteric liquid crystal layer coincides with the sense of a spiral.
  • the senses of the spirals are usually all the same.
  • the reflection wavelength region of the polarized light separation part is wider than the corresponding light emission wavelength region of the organic electroluminescent layer. This may be achieved if the half width of selective reflection of the cholesteric liquid crystal layer included in the polarized light separation site is wider than the half width of the emission spectrum of the organic electroluminescent layer.
  • ⁇ n can be adjusted by adjusting the kind of the polymerizable liquid crystal compound and the mixing ratio thereof, or by controlling the temperature at the time of fixing the alignment.
  • a polymerizable liquid crystal compound or a polymerizable liquid crystal compound described later is used in the image display device of the present invention in order to form a polarized light separation site that exhibits reflection in a wavelength range wider than the emission wavelength range of the corresponding organic electroluminescent layer. It is also preferable to use a combination.
  • cholesteric liquid crystal layer having the same selective reflection center wavelength a plurality of cholesteric liquid crystal layers having the same period P and the same spiral sense may be stacked.
  • the circularly polarized light selectivity can be increased at a specific wavelength.
  • a method for producing a cholesteric liquid crystal layer For the formation of the cholesteric liquid crystal layer, a liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound is used.
  • the liquid crystal composition may further contain a chiral agent (optically active compound). If necessary, apply the above liquid crystal composition, which is further mixed with a surfactant or polymerization initiator and dissolved in a solvent, to the support, alignment film, lower cholesteric liquid crystal layer, etc.
  • a cholesteric liquid crystal layer can be formed by immobilization by curing the composition.
  • the polymerizable liquid crystal compound may be a rod-like liquid crystal compound or a disk-like liquid crystal compound, but a rod-like liquid crystal compound is preferred.
  • Examples of the rod-like polymerizable liquid crystal compound include a rod-like nematic liquid crystal compound.
  • rod-like nematic liquid crystal compounds examples include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines.
  • Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used.
  • a rod-like liquid crystal compound not only a low-molecular liquid crystal compound but also a polymer liquid crystal compound can be used.
  • the polymerizable liquid crystal compound can be obtained by introducing a polymerizable group into the liquid crystal compound.
  • the polymerizable group include an unsaturated polymerizable group, an epoxy group, an oxetanyl group, and an aziridinyl group, preferably an unsaturated polymerizable group, and particularly preferably an ethylenically unsaturated polymerizable group.
  • the polymerizable group can be introduced into the molecule of the liquid crystal compound by various methods.
  • the number of polymerizable groups possessed by the polymerizable liquid crystal compound is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3. Examples of polymerizable liquid crystal compounds are described in Makromol. Chem.
  • a cyclic organopolysiloxane compound having a cholesteric liquid crystal phase as disclosed in JP-A-57-165480 can be used as a polymerizable liquid crystal compound other than the above.
  • the above-mentioned polymer liquid crystal compound includes a polymer in which a mesogenic group exhibiting liquid crystal is introduced into the main chain or side chain, or both of the main chain and side chain, and a polymer cholesteric compound in which a cholesteryl group is introduced into the side chain.
  • a liquid crystal, a liquid crystalline polymer as disclosed in JP-A-9-133810, a liquid crystalline polymer as disclosed in JP-A-11-293252, or the like can be used.
  • the polymerizable liquid crystal compound it is also preferable to use a liquid crystal compound having two or more reactive groups having different polymerization conditions in the same molecule.
  • examples of combinations of reactive groups with different polymerization conditions include combinations of radical photopolymerizable reactive groups and cationic photopolymerizable reactive groups.
  • a liquid crystal compound exhibiting a high refractive index anisotropy ⁇ n in order to make the reflection wavelength region of the polarized light separation site wider than the emission wavelength region of the organic electroluminescent layer.
  • ⁇ n at 30 ° C. of the liquid crystal compound is preferably 0.25 or more, more preferably 0.3 or more, and further preferably 0.35 or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is often 0.6 or less.
  • a method for measuring the refractive index anisotropy ⁇ n a method using a wedge-shaped liquid crystal cell described in page 202 of a liquid crystal handbook (edited by the Liquid Crystal Handbook Editorial Committee, published by Maruzen Co., Ltd.) is generally used. In this case, evaluation with a mixture with another liquid crystal is performed, and the refractive index anisotropy ⁇ n can be estimated from the extrapolated value.
  • liquid crystal compound exhibiting a high refractive index anisotropy ⁇ n examples include, for example, US Pat.
  • examples thereof include compounds described in Japanese Patent Publication No. 5105321, Japanese Patent No. 5705465, Japanese Patent No. 5721484, and Japanese Patent No. 5723641.
  • Preferred examples of the polymerizable liquid crystal compound used in the present invention include compounds represented by the following general formula (I) or (II).
  • the compound represented by the general formula (I) or (II) exhibits a high refractive index anisotropy ⁇ n.
  • A represents a divalent aromatic ring group which may have a substituent
  • m represents an integer of 2 to 12
  • Sp 1 and Sp 2 are each independently one or more of a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
  • CH 2 — is —O—, —S—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —C ( ⁇ O) —, —OC ( ⁇ O) —, or —C ( ⁇ O) O—.
  • A is a divalent aromatic ring group which may have a substituent.
  • a divalent aromatic ring group is a group formed by removing two hydrogen atoms from an aromatic ring.
  • aromatic ring benzene, naphthalene, furan, thiophene, pyrrole, pyrazole, imidazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine Etc.
  • a phenylene group is preferable, and a 1,4-phenylene group is particularly preferable.
  • m A and m ⁇ 1 L may be the same or different.
  • the substituent when “may have a substituent” is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkyl ether group, an amide group, Examples include a substituent selected from the group consisting of an amino group, a halogen atom, and a group formed by combining two or more of the above substituents. Further, examples of the substituent include a substituent represented by —C ( ⁇ O) —X 3 —Sp 3 —Q 3 .
  • X 3 represents a single bond, —O—, —S—, —NH—, or —N (CH 3 ) —
  • Sp 3 has the same meaning as Sp 1
  • Q 3 represents a polymerizable group.
  • the divalent aromatic ring group may have 1 to 4 substituents. When it has two or more substituents, the two or more substituents may be the same or different from each other.
  • the alkyl group may be linear or branched.
  • the alkyl group preferably has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 6 carbon atoms.
  • Examples of the alkyl group include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group.
  • a 1,1-dimethylpropyl group n-hexyl group, isohexyl group, linear or branched heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, or dodecyl group.
  • the above description regarding the alkyl group is the same for the alkoxy group containing an alkyl group.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the cycloalkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 5 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group.
  • L is preferably —C ( ⁇ O) O—, —OC ( ⁇ O) —, —NH—C ( ⁇ O) —, or —C ( ⁇ O) —NH—.
  • the m Ls may be the same or different.
  • M represents an integer of 2 to 12, preferably 3 to 7, and more preferably 3 to 5.
  • Sp 1 and Sp 2 are each independently one or more of a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
  • CH 2 — is —O—, —S—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —C ( ⁇ O) —, —OC ( ⁇ O) —, or —C ( ⁇ O) O—.
  • a linking group selected from the group consisting of substituted groups is shown.
  • Sp 1 and Sp 2 are each independently one having 1 carbon atom having a linking group selected from the group consisting of —O—, —OC ( ⁇ O) —, and —C ( ⁇ O) O— attached to both ends.
  • Q 1 and Q 2 each independently represent a polymerizable group, and may represent a polymerizable group selected from the group consisting of groups represented by the following formulas (Q-1) to (Q-5): preferable.
  • an acryloyl group (formula (Q-1)), a methacryloyl group (formula (Q-2)), and an oxetanyl group (formula (Q-5)) are preferable.
  • a compound in which both Q 1 and Q 2 are an acryloyl group or a methacryloyl group, and a compound in which one of Q 1 and Q 2 is an acryloyl group or a methacryloyl group and the other is an oxetanyl group are more preferable.
  • the compound represented by the general formula (I) can be synthesized by the method described in JP-T-11-513019 (WO97 / 00600). Examples of the polymerizable compound represented by the formula (I) are shown below, but are not limited to these examples.
  • a 11 to A 14 each independently represents a divalent aromatic carbon group or divalent heterocyclic group which may have a substituent.
  • a divalent aromatic carbon group is a group formed by removing two hydrogen atoms from an aromatic carbocyclic ring
  • a divalent heterocyclic group is a group formed by removing two hydrogen atoms from a heterocyclic ring.
  • Examples of the aromatic carbocycle include a benzene ring and a naphthalene ring.
  • a 11 to A 14 are preferably divalent aromatic carbon groups, more preferably phenylene
  • the type of substituent that may be substituted with the aromatic carbocyclic group or heterocyclic group is not particularly limited, and examples thereof include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, a halogen-substituted alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, Examples include an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, a carbamoyl group, an alkyl-substituted carbamoyl group, and an acylamino group having 2 to 6 carbon atoms.
  • a single bond, —COO—, —CONH—, —NHCO— or —C ⁇ C— is preferable.
  • Sp 11 and Sp 12 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 25 carbon atoms.
  • the alkylene group may be linear, branched, or cyclic. Among these, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable.
  • Q 11 and Q 12 each independently represent a hydrogen atom or a polymerizable group, and at least one of Q 11 and Q 12 represents a polymerizable group.
  • the polymerizable group include polymerizable groups selected from the group consisting of groups represented by formula (Q-1) to formula (Q-5).
  • the polymerizable group represented by Q 11 or Q 12 is preferably an acryloyl group (formula (Q-1)) or a methacryloyl group (formula (Q-2)).
  • n 11 and n 12 each independently represent an integer of 0 to 2, and when n 11 or n 12 is 2, a plurality of A 11 , A 12 , X 11 and X 12 may be the same or different Good.
  • Specific examples of the compound represented by the general formula (II) include compounds represented by the following formulas (2-1) to (2-30).
  • Two or more kinds of polymerizable liquid crystal compounds may be used in combination.
  • the alignment temperature can be lowered.
  • a liquid crystal compound having two or more reactive groups having different polymerization conditions in the same molecule and a liquid crystal compound having two or more reactive groups having the same polymerization condition in the same molecule are used in combination,
  • the reflection band can be expanded, which is more preferable.
  • a combination of a liquid crystal compound containing a (meth) acryloyl group and an oxetanyl group and a liquid crystal compound containing two (meth) acryloyl groups can be given.
  • the addition amount of the polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal composition is preferably 80 to 99.9% by mass, and 85 to 99.5% with respect to the solid content mass (mass excluding the solvent) of the liquid crystal composition. More preferably, it is 90% by mass, and particularly preferably 90-99% by mass.
  • the material used for forming the cholesteric liquid crystal layer preferably contains a chiral agent.
  • the chiral agent has a function of inducing a helical structure of a cholesteric liquid crystal phase.
  • the chiral compound may be selected according to the purpose because the helical sense or helical pitch induced by the compound is different. There is no restriction
  • Examples of chiral agents include liquid crystal device handbook (Chapter 3, Section 4-3, TN, chiral agent for STN, 199 pages, edited by Japan Society for the Promotion of Science, 142th Committee, 1989), JP-A 2003-287623, Examples thereof include compounds described in JP-A No. 2002-302487, JP-A No. 2002-80478, JP-A No. 2002-80851, JP-A No. 2010-181852 or JP-A No. 2014-034581.
  • a chiral agent generally contains an asymmetric carbon atom, but an axially asymmetric compound or a planar asymmetric compound containing no asymmetric carbon atom can also be used as the chiral agent.
  • the axial asymmetric compound or the planar asymmetric compound include binaphthyl, helicene, paracyclophane, and derivatives thereof.
  • the chiral agent may have a polymerizable group. When both the chiral agent and the liquid crystal compound have a polymerizable group, they are derived from the repeating unit derived from the polymerizable liquid crystal compound and the chiral agent by a polymerization reaction between the polymerizable chiral agent and the polymerizable liquid crystal compound.
  • the polymerizable group possessed by the polymerizable chiral agent is preferably the same group as the polymerizable group possessed by the polymerizable liquid crystal compound. Therefore, the polymerizable group of the chiral agent is also preferably an unsaturated polymerizable group, an epoxy group or an aziridinyl group, more preferably an unsaturated polymerizable group, and an ethylenically unsaturated polymerizable group. Particularly preferred.
  • the chiral agent may be a liquid crystal compound.
  • an isosorbide derivative As the chiral agent, an isosorbide derivative, an isomannide derivative, or a binaphthyl derivative can be preferably used.
  • an isosorbide derivative a commercial product such as LC-756 manufactured by BASF may be used.
  • the content of the chiral agent in the liquid crystal composition is preferably 0.01 mol% to 200 mol%, more preferably 1 mol% to 30 mol%, based on the total molar amount of the polymerizable liquid crystal compound.
  • the liquid crystal composition preferably contains a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator to be used is preferably a photopolymerization initiator that can start the polymerization reaction by ultraviolet irradiation.
  • the photopolymerization initiator include a radical polymerization initiator and a cationic polymerization initiator.
  • radical polymerization initiators examples include ⁇ -carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), ⁇ -hydrocarbon substituted aromatics.
  • Group acyloin compounds described in US Pat. No. 2,722,512
  • polynuclear quinone compounds described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758
  • a combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone US patent No. 3549367
  • acridine and phenazine compounds JP-A-60-105667, US Pat. No.
  • an acyl phosphine oxide compound or an oxime compound is preferably used.
  • the acylphosphine oxide compound for example, IRGACURE819 (compound name: bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide) manufactured by BASF Japan Ltd. can be used.
  • Examples of the oxime compounds include IRGACURE OXE01 (manufactured by BASF), IRGACURE OXE02 (manufactured by BASF), TR-PBG-304 (manufactured by Changzhou Strong Electronic New Materials Co., Ltd.), Adeka Arcles NCI-831, Adeka Arcles NCI-930 Commercial products such as (ADEKA) and Adeka Arcles NCI-831 (ADEKA) can be used.
  • Examples of the cationic polymerization initiator include organic sulfonium salt systems, iodonium salt systems, phosphonium salt systems, and the like.
  • Organic sulfonium salt systems are preferable, and triphenylsulfonium salts are particularly preferable.
  • As counter ions of these compounds hexafluoroantimonate, hexafluorophosphate, and the like are preferably used.
  • the content of the photopolymerization initiator in the liquid crystal composition is preferably 0.1 to 20% by mass, and preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the content of the polymerizable liquid crystal compound. Further preferred.
  • the liquid crystal composition may optionally contain a crosslinking agent in order to improve the film strength after curing and improve the durability.
  • a crosslinking agent one that can be cured by ultraviolet rays, heat, moisture, or the like can be suitably used.
  • the crosslinking agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, polyfunctionality such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, etc.
  • Epoxy compounds such as glycidyl (meth) acrylate and ethylene glycol diglycidyl ether; 2,2-bishydroxymethylbutanol-tris [3- (1-aziridinyl) propionate], 4,4-bis (ethyleneiminocarbonylamino) )
  • Aziridine compounds such as diphenylmethane; isocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate and biuret type isocyanate; polyoxazoline compounds having an oxazoline group in the side chain; vinyltrimethoxysila And N-(2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane alkoxysilane compounds may be mentioned.
  • polyfunctional acrylate compounds are preferred.
  • the polyfunctional acrylate compound is preferably a 3-6 functional acrylate compound, and more preferably a 4-6 functional acrylate compound.
  • a well-known catalyst can be used according to the reactivity of a crosslinking agent, and productivity can be improved in addition to membrane strength and durability improvement. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the content of the cross-linking agent in the liquid crystal composition is preferably 0 to 8.0 parts by mass, and 0.1 to 7.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal composition. Is more preferable, and 0.2 to 5.5 parts by mass is even more preferable.
  • Orientation control agent An alignment control agent that contributes to stable or rapid planar alignment may be added to the liquid crystal composition.
  • the alignment control agent include fluorine (meth) acrylate polymers described in paragraphs [0018] to [0043] of JP-A-2007-272185, and paragraphs [0031] to [0034] of JP-A-2012-203237. And compounds represented by the formulas (I) to (IV) as described above.
  • 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.
  • the addition amount of the alignment control agent in the liquid crystal composition is preferably 0.01% by mass to 10% by mass and more preferably 0.01% by mass to 5.0% by mass with respect to the total mass of the polymerizable liquid crystal compound. 0.02% by mass to 1.0% by mass is particularly preferable.
  • the liquid crystal composition may contain at least one selected from a surfactant for adjusting the surface tension of the coating film to make the thickness uniform, and various additives such as a polymerizable monomer.
  • a polymerization inhibitor, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a colorant, metal oxide fine particles, and the like may be added as long as the optical performance is not deteriorated. Can be added.
  • solvent there is no restriction
  • the organic solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include ketones, alkyl halides, amides, sulfoxides, heterocyclic compounds, hydrocarbons, esters, ethers and the like. Can be mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, ketones are particularly preferable in consideration of environmental load.
  • the method for applying the liquid crystal composition to the support, the alignment film, the quarter-wave plate, the underlying cholesteric liquid crystal layer, etc. is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • wire bar coating Method, curtain coating method, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method, spin coating method, dip coating method, spray coating method, slide coating method and the like can also be carried out by transferring a liquid crystal composition separately coated on a support.
  • the liquid crystal molecules are aligned by heating the applied liquid crystal composition.
  • cholesteric alignment may be performed, and in forming the quarter-wave plate, nematic alignment is preferable.
  • the heating temperature is preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 130 ° C. or lower.
  • the heating temperature is preferably 50 ° C. to 120 ° C., more preferably 60 ° C. to 100 ° C.
  • the aligned liquid crystal compound can be further polymerized to cure the liquid crystal composition.
  • the polymerization may be either thermal polymerization or photopolymerization utilizing light irradiation, but photopolymerization is preferred. It is preferable to use ultraviolet rays for light irradiation.
  • the irradiation energy is preferably 20mJ / cm 2 ⁇ 50J / cm 2, 100mJ / cm 2 ⁇ 1,500mJ / cm 2 is more preferable.
  • light irradiation may be performed under heating conditions or in a nitrogen atmosphere.
  • the irradiation ultraviolet wavelength is preferably 350 nm to 430 nm.
  • the polymerization reaction rate is preferably high from the viewpoint of stability, preferably 70% or more, and more preferably 80% or more.
  • the polymerization reaction rate can be determined by measuring the consumption ratio of the polymerizable functional group using an IR absorption spectrum.
  • each cholesteric liquid crystal layer is not particularly limited as long as it exhibits the above characteristics, but is preferably in the range of 1.0 to 20 ⁇ m, more preferably in the range of 2.0 to 10 ⁇ m.
  • the liquid crystal composition may be applied and formed on the surface of the support or the alignment layer formed on the support surface.
  • the support or the support and the alignment layer may be peeled off after forming the layer.
  • the layer may be peeled off after being bonded to the light emitting element substrate.
  • the support include polyester such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, acrylic resin, epoxy resin, polyurethane, polyamide, polyolefin, cellulose derivative, silicone, or glass plate.
  • PET polyethylene terephthalate
  • acrylic resin epoxy resin
  • polyurethane polyamide
  • polyolefin polyamide
  • cellulose derivative polyolefin
  • the orientation layer may be any layer as long as it can impart orientation to the optically anisotropic layer.
  • Preferred examples of the alignment layer include a layer subjected to a rubbing treatment of an organic compound such as a polymer (resin such as polyimide, polyvinyl alcohol, polyester, polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, polyamide, and modified polyamide), an azobenzene polymer, or a thinner.
  • a photo-alignment layer that exhibits liquid crystal orientation by polarized irradiation typified by a mate polymer, an oblique deposition layer of an inorganic compound, and a layer having a microgroove, ⁇ -tricosanoic acid, dioctadecylmethylammonium chloride, and methyl stearylate
  • a cumulative film formed by the Langmuir-Blodgett method (LB film) or a layer in which a dielectric is oriented by applying an electric field or a magnetic field.
  • the alignment layer preferably contains polyvinyl alcohol, and it is particularly preferable that the alignment layer can be cross-linked with at least one of the upper and lower alignment layers.
  • alignment layers described in JP2009-69793A, JP2010-113249A, and JP2011-203636A can be used.
  • a photo-alignment layer can also be used suitably. This is because when the photo-alignment layer is used, the occurrence of alignment defects due to minute foreign matters is suppressed, and a cholesteric liquid crystal layer can be formed with high optical performance even in a fine shape.
  • a liquid crystal aligning agent for example, a liquid crystal aligning agent containing an epoxy-containing polyorganosiloxane described in JP-A-2015-26050 can be used.
  • a process (alignment process) for controlling the temperature of the applied liquid crystal composition to develop a desired phase may be performed.
  • the thickness of the alignment layer is preferably 0.01 ⁇ m to 5.0 ⁇ m, and more preferably 0.05 ⁇ m to 2.0 ⁇ m.
  • a cholesteric liquid crystal layer can be formed by patterning in order to form a polarization separation layer including a plurality of types of polarization separation sites that exhibit polarization separation at different wavelengths.
  • a patterned cholesteric liquid crystal layer with a selective reflection wavelength adjusted corresponding to the emission wavelength of each organic electroluminescent layer of the light emitting element substrate, the light utilization efficiency can be further increased.
  • the cholesteric liquid crystal layer by the patterning method, it is possible to form a polarized light separating portion and a visible light transmitting region in the polarized light separating layer and to form polarized light separating portions arranged in a matrix.
  • a method by solvent development a method using a photoisomerizable chiral agent (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-159706), a method of aligning and fixing in advance and transferring a cholesteric liquid crystal layer using a laser or a thermal head (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-159706) 2001-4822, JP-A-2001-4824), inkjet method (JP-A-2001-159709), method utilizing temperature dependence of cholesteric helical pitch (JP-A-2001-159708), between regions And a method of stepwise changing the amount of ultraviolet irradiation when the liquid crystal composition is cured.
  • a method using a photoisomerizable chiral agent can be performed as follows. First, a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection in the ultraviolet wavelength region is formed on the entire surface using a liquid crystal composition containing a photoisomerizable chiral agent. Thereafter, a part of the cholesteric liquid crystal layer is fixed in a state having a central wavelength of selective reflection in the ultraviolet wavelength region or the infrared wavelength region by pattern exposure (ultraviolet irradiation) to form a visible light transmission region. Subsequently, each region is selectively irradiated with light having an absorption wavelength of the chiral agent in an appropriate amount according to each region having the center wavelength of selective reflection to be formed.
  • the entire surface is irradiated with ultraviolet light to fix the orientation of each region, and the polarization separation has a pattern of a cholesteric liquid crystal layer having a visible light transmission region in one layer and a central wavelength of selective reflection in a desired wavelength region.
  • a layer can be formed.
  • pattern exposure can be performed as described above.
  • Examples of the pattern exposure method include contact exposure using a mask, proxy exposure, and projection exposure.
  • the irradiation wavelength of the exposure light source preferably has a peak at 250 to 450 nm, and more preferably has a peak at 300 to 410 nm.
  • an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a blue laser, and the like can be given.
  • a preferable exposure amount is usually about 3 to 2000 mJ / cm 2 , more preferably about 5 to 1000 mJ / cm 2 , further preferably about 10 to 500 mJ / cm 2 , and most preferably about 10 to 100 mJ / cm 2.
  • pattern heating may be performed instead of pattern exposure.
  • contact heating using a heated patterning plate, heating by an infrared laser, or the like can be used. Moreover, you may combine both.
  • a polarization separation layer composed of a plurality of layers can be formed as follows. That is, after pattern exposure is performed on the layer formed from the first liquid crystal composition, a layer formed from a new second liquid crystal composition is formed or transferred thereon, and then another pattern exposure is performed. It can be carried out. Furthermore, a layer formed from a new third liquid crystal composition can be formed or transferred thereon, and then another pattern exposure can be performed.
  • the first liquid crystal composition, the second liquid crystal composition, and the third liquid crystal composition may be derived from the same composition or may be derived from different compositions. It is also preferable to use three types of liquid crystal compositions that differ only in the concentration of the chiral agent.
  • the unexposed portion can be made optically isotropic.
  • a layer having a cholesteric liquid crystal layer in a pattern can be formed.
  • a region that is optically isotropic may be formed so as to divide the polarized light separation region, and may be a visible light transmission region.
  • a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection in the wavelength range of red light, a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection in the wavelength range of green light, and a cholesteric having a central wavelength of selective reflection in the wavelength range of blue light By forming a layer having a cholesteric liquid crystal layer in a pattern so as to have a wavelength region corresponding to the color of the color of the organic electroluminescent layer of the light emitting element substrate with respect to the liquid crystal layer, A separation layer can be formed.
  • a protective layer may be used in the case of forming a polarization separation layer having a polarization separation site in a pattern using a liquid crystal composition.
  • the protective layer only needs to contain at least one polymerization initiator having a function of initiating a polymerization reaction by an unreacted reactive group remaining after the liquid crystal composition is temporarily cured.
  • the cholesteric liquid crystal layer and the protective layer are preferably in direct contact.
  • at least 1 type of polymer is included other than a polymerization initiator.
  • the polymer (also referred to as “binder” as another name in the present invention) is not particularly limited, but polymethyl (meth) acrylate, copolymers of (meth) acrylic acid and various esters thereof, polystyrene, styrene, (Meth) acrylic acid or various (meth) acrylic acid ester copolymers, polyvinyltoluene, vinyltoluene and (meth) acrylic acid or various (meth) acrylic acid ester copolymers, styrene / vinyltoluene copolymers, Examples thereof include polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, vinyl acetate / ethylene copolymer, vinyl acetate / vinyl chloride copolymer, polyester, polyimide, carboxymethyl cellulose, polyethylene, polypropylene, and polycarbonate.
  • Preferred examples include copolymers of methyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid, copolymers of allyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid, benzyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid, and others. And multi-component copolymers with other monomers. These polymers may be used alone or in combination of two or more.
  • the polymer content relative to the total solid content is generally 20 to 99% by mass, preferably 40 to 99% by mass, and more preferably 60 to 98% by mass.
  • the polarization separation layer including the cholesteric liquid crystal layer may be formed on the organic electroluminescence layer, or a separately formed polarization separation layer or a laminate including the polarization separation layer may be laminated on the organic electroluminescence layer.
  • a polarization separation layer is formed on a light emitting element substrate including an organic electroluminescent layer group, and a circularly polarizing plate is further formed thereon, or a laminate of the polarization separation layer and the circularly polarizing plate is formed. It is preferable that the laminated body is provided on a light emitting element substrate including an organic electroluminescent layer group, and the latter is more preferable.
  • the circularly polarizing plate is provided on the image display side of the organic electroluminescent layer to reduce reflection of external light and improve contrast in the organic EL image display device.
  • a circularly-polarizing plate a well-known circularly-polarizing plate can be used as a circularly-polarizing plate used in an organic EL image display apparatus.
  • the circularly polarizing plate includes a retardation layer and a polarizing layer.
  • the circularly polarizing plate may have other layers such as an adhesive layer and a surface protective layer.
  • the circularly polarizing plate is disposed so that the polarization separation layer, the retardation layer, and the polarization layer are in this order.
  • the circularly polarizing plate may be composed of a retardation layer and a polarizing layer.
  • the retardation layer is preferably made of a 1 ⁇ 4 wavelength plate, and the polarizing layer is preferably made of a linear polarizing plate.
  • the linearly polarizing plate transmits specific linearly polarized light out of the light passing therethrough and absorbs linearly polarized light orthogonal thereto.
  • a linear polarizing plate for example, a film in which polyvinyl alcohol is absorbed by iodine and stretched, and a triacetyl cellulose protective layer is applied on both surfaces of a polarizing function, or a metal nanorod such as Ag is added to polyvinyl alcohol. And what was extended
  • the quarter wave plate may be a retardation layer that functions as a quarter wave plate in the visible light region.
  • the quarter-wave plate include a single-layer quarter-wave plate, a broadband quarter-wave plate in which a quarter-wave plate and a half-wave retardation plate are stacked, and the like is preferably used. be able to.
  • the phase difference means frontal retardation.
  • the phase difference can be measured using a polarization phase difference analyzer AxoScan manufactured by AXOMETRICS.
  • quartz plate stretched polycarbonate film, stretched norbornene polymer film, transparent film containing inorganic particles exhibiting birefringence such as strontium carbonate, and oblique deposition of inorganic dielectric on support
  • the liquid crystal composition was applied to the thin film, support, or alignment film, and the polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal composition was formed into a nematic alignment in the liquid crystal state, and then fixed by photocrosslinking or thermal crosslinking. And so on. You may use what combined these two or more.
  • the organic electroluminescent layer has at least a light emitting layer, and as a functional layer other than the light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, a hole block layer, an electron block layer, a hole injection layer, an electron injection layer, etc.
  • the layer which may contain each layer is meant.
  • an organic electroluminescent layer having a microcavity structure described in JP-A-2016-139372 may be used.
  • the light emitting element substrate includes at least a reflective layer and an organic electroluminescent layer.
  • the light emitting element substrate may be any substrate including a reflective layer and an organic electroluminescent layer on a TFT substrate having a pixel structure formed on a surface of glass or the like by a thin film transistor (TFT) or the like.
  • the organic electroluminescent layer is usually preferably included as a group of organic electroluminescent layers arranged in a matrix on the TFT substrate.
  • the image display device can display an image by extracting light by a top emission method.
  • the image display device when the TFT substrate, the organic electroluminescent layer, and the reflective layer are arranged in this order, the image display device can display an image by taking out light by a bottom emission method.
  • the image display apparatus of the present invention may be a top emission system or a bottom emission system, but is preferably a top emission system.
  • the reflective layer may be a reflective electrode, for example.
  • an aluminum electrode generally used in an organic electroluminescent device can be used.
  • the light emitting element substrate further includes a transparent electrode such as an ITO (Indium Tin Oxide) electrode.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • Examples of the layer structure in the light emitting element substrate include the following. TFT substrate / reflective electrode / organic electroluminescent layer / transparent electrode TFT substrate / transparent electrode / organic electroluminescent layer / reflective electrode
  • the light emitting element substrate may further include a barrier layer for sealing the organic electroluminescent layer, a light extraction layer, and the like.
  • the layers in the organic electroluminescent layer the layers in the organic electroluminescent layer, the material and configuration of the transparent electrode and the reflective electrode, the stacking order, and the configuration of the light emitting element substrate, the description in paragraphs 0081 to 0122 of JP2012-155177A Reference can be made to Japanese Patent No. 40111292 and Japanese Patent Laid-Open No. 2016-139372.
  • the image display device of the present invention may include an adhesive layer for bonding the layers.
  • Adhesives used to form the adhesive layer include hot melt types, thermosetting types, photocuring types, reaction curing types, and pressure-sensitive adhesive types that do not require curing from the viewpoint of curing methods. , Urethane acrylate, epoxy, epoxy acrylate, polyolefin, modified olefin, polypropylene, ethylene vinyl alcohol, vinyl chloride, chloroprene rubber, cyanoacrylate, polyamide, polyimide, polystyrene, polyvinyl butyral Compounds such as systems can be used.
  • the photo-curing type particularly the ultraviolet curing type
  • the material is acrylate, urethane acrylate, epoxy acrylate, etc. It is preferable to do.
  • the adhesive layer may be a highly transparent adhesive transfer tape (OCA tape).
  • OCA tape is preferably used for adhesion between the organic electroluminescent element substrate and a film (a laminate including a polarization separation layer) provided thereon.
  • a commercially available product for an image display device particularly a commercially available product for the image display unit surface of the image display device may be used. Examples of commercially available products include PANAC Corporation pressure-sensitive adhesive sheets (PD-S1 and the like), MHI Series MHM series pressure-sensitive adhesive sheets, and the like.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, and more preferably 0.5 ⁇ m to 5.0 ⁇ m.
  • a polarization separation layer is provided on a light-emitting element substrate, and then a separately formed circularly polarizing plate is adhered so that the retardation layer of the circularly polarizing plate is in contact with the polarization separation layer. It can be produced by forming a polarization separation layer on the retardation layer side of the plate and bonding it to the light emitting element substrate.
  • a polarization separation site is arranged corresponding to the organic electroluminescent layer, and It is preferable to use a polarization separation layer that forms a separation region.
  • the organic electroluminescent layer group and the polarization separation region may be laminated, adhered, or the like by performing alignment so that each organic electroluminescence layer and the polarization separation region correspond to each other.
  • the organic electroluminescent layer group includes an organic electroluminescent layer that emits light of two or more wavelengths
  • a polarization separation layer in which a polarization separation portion is arranged may be prepared and bonded so that light in one polarization state is reflected in a wavelength range where the light is emitted.
  • the reflection band when indicated by a numerical value, it means the half width obtained as described above from the transmission spectrum of the cholesteric liquid crystal layer, and when the emission band of the organic electroluminescent layer is indicated by a numerical value, It means the half width of the emission spectrum peak.
  • SK-2057 manufactured by Soken Chemical Co., Ltd. was used as the adhesive.
  • LC-2 was prepared using the same method and materials as in the liquid crystal composition LC-1, except that the chiral agent (C-1) to be added was changed to 1.22 parts by mass.
  • LC-3 was prepared using the same method and materials as in the liquid crystal composition LC-1 and changing the chiral agent (C-1) to be added to 1.04 parts by mass.
  • Example 1 The alignment film composition A was uniformly coated on a glass substrate using a slit coater and then dried in an oven at 100 ° C. for 2 minutes to obtain a glass substrate with an alignment film having a thickness of 0.5 ⁇ m.
  • the alignment film was rubbed in a direction parallel to the coating direction.
  • the liquid crystal composition LC-1 was applied on the rubbed surface.
  • the film surface temperature was 95 ° C. for 60 seconds, and immediately thereafter, exposure was performed at 100 ° C./cm 2 using a Canon-made PLA-501F exposure machine (extra-high pressure mercury lamp) in air at 25 ° C. Then, exposure was performed through a photomask A shown in FIG.
  • the polarizing plate and the optical film were peeled off from the organic EL image display device SC-04E (manufactured by Samsung Electronics Co., Ltd.), and the surface of the barrier layer protecting the light emitting device was exposed to obtain a light emitting device substrate.
  • the spectrum of the blue organic electroluminescent layer of this light emitting element substrate is center wavelength 450 nm, emission band 40 nm, the spectrum of green organic electroluminescent layer is center wavelength 550 nm, emission band 45 nm, the spectrum of red organic electroluminescent layer is The center wavelength is 650 nm and the emission band is 50 nm.
  • polarizer polarizing layer
  • optically anisotropic layer A ⁇ / 2 plate
  • optically anisotropic layer B on the surface of the glass substrate prepared by the procedure shown in Example 1 of WO2016 / 194801.
  • a circularly polarizing plate CP1 made of ( ⁇ / 4 plate) was bonded with an adhesive to produce an evaluation image display device.
  • the circularly polarizing plate CP1 includes a polarizer, an optically anisotropic layer A ( ⁇ / 2 plate), and an optically anisotropic layer B ( ⁇ / 4 plate) arranged in this order, and is observed from the polarizer side.
  • the angle of the slow axis of the ⁇ / 2 plate is ⁇ 72.5 °
  • the slow phase of the ⁇ / 4 plate The shaft angle was -12.5 °. Bonding was performed so that the optically anisotropic layer B and the glass substrate were in contact with each other.
  • the total thickness of the barrier layer of the light emitting element substrate and the thickness of the pressure-sensitive adhesive was 13 ⁇ m, and the distance between the blue organic electroluminescent layer and the cholesteric liquid crystal layer was 13 ⁇ m.
  • Example 2 A layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern was produced in the same procedure as in Example 1 except that the photomask B having a value of b in FIG. Further, a layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern and a circularly polarizing plate CP1 are bonded to the barrier layer surface of the light emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 by the same procedure as in Example 1 to produce an evaluation image display device. did.
  • Example 3 A layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern was produced in the same manner as in Example 1 except that a photomask C having a value of b in FIG. Further, a layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern and a circularly polarizing plate CP1 are bonded to the barrier layer surface of the light emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 by the same procedure as in Example 1 to produce an evaluation image display device. did.
  • Example 4 A layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern was produced in the same manner as in Example 1 except that the photomask D having a value of b in FIG. Further, a layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern and a circularly polarizing plate CP1 are bonded to the barrier layer surface of the light emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 by the same procedure as in Example 1 to produce an evaluation image display device. did.
  • the obtained cholesteric liquid crystal layer and the circularly polarizing plate CP1 were bonded to the barrier layer surface of the light-emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 by the same procedure as in Example 1 to produce an evaluation image display device. did.
  • Example 5 The liquid crystal composition LC-1 was changed to the liquid crystal composition LC-2, and a selective reflection with a reflection center wavelength of 550 nm was performed in the same manner as in Example 1 except that the photomask E shown in FIG. As a result, a layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern fractionated into a region having cholesteric and an optically isotropic region was obtained.
  • the center of the green organic electroluminescent layer in FIG. 4 and the cholesteric liquid crystal layer are prepared by using the adhesive layer and the barrier layer surface of the light emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1. They were pasted together so that the center of each corresponded. Thereafter, the surface of the optically anisotropic layer B of the circularly polarizing plate CP1 was bonded to the surface of the glass substrate with a pressure-sensitive adhesive in the same procedure as in Example 1 to produce an evaluation image display device.
  • Example 6 Except for changing the liquid crystal composition LC-1 to the liquid crystal composition LC-3, the same procedure as in Example 1 was used to separate a region having selective reflection with a reflection center wavelength of 650 nm and an optically isotropic region. A layer having a drawn cholesteric liquid crystal layer pattern was obtained.
  • the center of the red organic electroluminescent layer in FIG. 4 and the cholesteric liquid crystal layer are prepared by using the pressure-sensitive adhesive and the barrier layer surface of the light emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 and the layer having the cholesteric liquid crystal layer pattern obtained above. They were pasted together so that the center of each corresponded. Thereafter, the surface of the optically anisotropic layer B of the circularly polarizing plate CP1 was bonded to the surface of the glass substrate to produce an image display device for evaluation.
  • Example 7 The liquid crystal composition LC-1 was applied on the rubbing-treated surface of the rubbed alignment film produced by the same procedure as in Example 1. Next, the film surface temperature was 95 ° C. for 60 seconds, and immediately thereafter, exposure was performed at 100 ° C./cm 2 using a Canon-made PLA-501F exposure machine (extra-high pressure mercury lamp) in air at 25 ° C. Then, exposure was performed through a photomask A.
  • a Canon-made PLA-501F exposure machine extra-high pressure mercury lamp
  • a layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern having a region having a selective reflection with a reflection center wavelength of 450 nm and a reflection band of 89 nm and a region where a layer obtained by curing the liquid crystal composition does not exist Got.
  • the barrier layer surface of the light-emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 and the layer having the cholesteric liquid crystal layer pattern obtained above were used for the center of the blue organic electroluminescent layer and the cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. They were pasted together so that the center of each corresponded. Thereafter, the surface of the optically anisotropic layer B of the circularly polarizing plate CP1 was bonded to the glass substrate surface with an adhesive to produce an evaluation image display device.
  • the total thickness of the barrier layer of the light emitting element substrate and the thickness of the pressure-sensitive adhesive was 13 ⁇ m, and the distance between the organic electroluminescent layer and the cholesteric liquid crystal layer was 13 ⁇ m.
  • Example 3 A cholesteric liquid crystal layer was obtained on the entire surface in the same procedure as in Comparative Example 2. Subsequently, a photosensitive resin composition containing silver particles having an average particle diameter of 200 nm was prepared by the method of Example 1 described in Japanese Patent No. 4220796, and a dry thickness of 0.5 ⁇ m was formed on the entire surface of the cholesteric liquid crystal layer by spin coating. After forming the coating layer, the photosensitive light-shielding layer was exposed to 500 mJ / cm 2 using a super high pressure mercury lamp through a photomask F in which the transmission part and the shielding part of the mask shown in FIG. 3 were reversed. Thereafter, a water washing treatment (development treatment) was performed to remove the unexposed portion, and a black matrix was produced on the cholesteric liquid crystal layer.
  • a photosensitive resin composition containing silver particles having an average particle diameter of 200 nm was prepared by the method of Example 1 described in Japanese Patent No. 4220796, and a dry thickness of 0.5 ⁇
  • the center of the blue organic electroluminescent layer shown in FIG. 4 and the center of the cholesteric region coincide with the barrier layer surface of the light emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 and the cholesteric liquid crystal layer obtained above. They were bonded together correspondingly. Thereafter, the surface of the optically anisotropic layer B of the circularly polarizing plate CP1 was bonded to the glass substrate surface with an adhesive to produce an evaluation image display device.
  • Example 8 A commercially available triacetyl cellulose film “Z-TAC” (manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) having a thickness of 40 ⁇ m was used as the support. After passing Z-TAC through a dielectric heating roll having a temperature of 60 ° C. and raising the film surface temperature to 40 ° C., an alkali solution having the following composition was applied to one side of the film using a bar coater. applying m 2, and the heated to 110 ° C., under Ltd. Noritake made of steam-type far-infrared heater, was transported 10 seconds. Subsequently, 3 ml / m 2 of pure water was applied using the same bar coater.
  • the alignment film composition A is uniformly coated on a saponified 40 ⁇ m-thick triacetyl cellulose film using a bar coater, and then dried in an oven at 100 ° C. for 2 minutes, with an alignment film having a thickness of 0.5 ⁇ m. A support was obtained.
  • the alignment film was rubbed in a direction parallel to the coating direction.
  • the liquid crystal composition LC-1 was applied on the rubbed surface.
  • the film surface temperature was 95 ° C. for 60 seconds, and immediately thereafter, exposure was performed at 100 ° C./cm 2 using a Canon-made PLA-501F exposure machine (extra-high pressure mercury lamp) in air at 25 ° C. Then, exposure was performed through a photomask A.
  • the entire substrate is heated to 150 ° C. while being exposed to nitrogen with an air-cooled metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) at an exposure amount of 500 mJ / cm 2 to select a reflection center wavelength of 450 nm and a reflection band of 89 nm.
  • a layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern fractionated into a region having reflection and an optically isotropic region was obtained.
  • the center of the blue organic electroluminescent layer shown in FIG. 4 and the center of the cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. 4 are made to coincide with the barrier layer surface of the light-emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 and the triacetyl cellulose film surface.
  • the total thickness of the barrier layer of the light emitting element substrate, the thickness of the pressure-sensitive adhesive, and the tack film was 53 ⁇ m, and the distance between the organic electroluminescent layer and the cholesteric liquid crystal layer was 53 ⁇ m.
  • Example 9 A layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern was prepared by the same procedure as in Example 8 except that the value of b in FIG. The layer having the liquid crystal layer pattern and the circularly polarizing plate CP1 were bonded to the barrier layer surface of the light-emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 to produce an image display device for evaluation.
  • Example 10 A region having selective reflection with a reflection center wavelength of 450 nm and a reflection band of 89 nm, an optically isotropic region, and a procedure similar to Example 1 except that the photomask G shown in FIG. A layer having a cholesteric liquid crystal layer pattern was obtained.
  • white is a transmission part and black is a shielding part.
  • Apple Watch manufactured by Apple Inc.
  • the polarizing plate and the optical film were peeled off to expose the surface of the barrier layer protecting the organic electroluminescent layer to obtain a light emitting device substrate.
  • the layer having the cholesteric liquid crystal layer pattern obtained above is used so that the center of the blue organic electroluminescent layer and the center of the cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. They were pasted together correspondingly. Thereafter, the surface of the optically anisotropic layer B of the circularly polarizing plate CP1 was bonded to the glass substrate surface with an adhesive to produce an evaluation image display device.
  • the total thickness of the barrier layer of the light emitting element substrate and the thickness of the pressure-sensitive adhesive was 15 ⁇ m, and the distance between the organic electroluminescent layer and the cholesteric liquid crystal layer was 15 ⁇ m.
  • Example 11 The coating liquid LC-4 was spin-coated on the rubbed alignment film produced in the same procedure as in Example 1 to form a coating film so as to have a film thickness of 5 ⁇ m.
  • the glass substrate with the alignment film on which the coating film is arranged is heated on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute to dry and remove the solvent and form a cholesteric alignment state, and then using EXECURE 3000-W manufactured by HOYA-SCHOTT, UV (ultraviolet) light with an illuminance of 30 mW / cm 2 was irradiated for 10 seconds through a photomask F in a nitrogen atmosphere at room temperature to fix the orientation of the exposed portion (A).
  • UV light having an illuminance of 3 mW / cm 2 is irradiated for 8 seconds in the air, and then heated on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, so that the reflection wavelength of the non-fixed portion is changed.
  • UV light with an illuminance of 30 mW / cm 2 is irradiated again for 10 seconds at room temperature in a nitrogen atmosphere, and the orientation of the remaining part (B) is fixed, thereby causing a cholesteric liquid crystal layer pattern A layer having The reflection center wavelength in the portion A was 350 nm, and the reflection center wavelength in the portion B was 450 nm.
  • the barrier layer of the light emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 and the layer having the cholesteric liquid crystal layer pattern obtained above were combined with the center and region of the blue organic electroluminescent layer shown in FIG. Bonding was performed so that the centers of B) matched. Thereafter, the surface of the optically anisotropic layer B of the circularly polarizing plate CP1 was bonded to the surface of the glass substrate with an adhesive to produce an evaluation image display device.
  • the total thickness of the barrier layer and the pressure-sensitive adhesive in the light-emitting element substrate was 13 ⁇ m, and the distance between the light-emitting layer and the layer having the cholesteric liquid crystal layer pattern was 13 ⁇ m.
  • Example 12 The coating liquid LC-4 was spin-coated on the rubbed alignment film produced in the same procedure as in Example 1 to form a coating film so as to have a film thickness of 5 ⁇ m.
  • the glass substrate with the alignment film on which the coating film is arranged is heated on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute to dry and remove the solvent and form a cholesteric alignment state, and then using EXECURE 3000-W manufactured by HOYA-SCHOTT, Irradiation with UV (ultraviolet) light having an illuminance of 30 mW / cm 2 is performed for 10 seconds through a photomask H shown in FIG.
  • the halftone photomask I has a portion having a light transmittance of 67% and a portion having a light transmittance of 33% as a halftone portion.
  • This halftone photomask I is irradiated with UV light with an illuminance of 3 mW / cm 2 under air for 25 seconds, and then heated on a hot plate at 80 ° C.
  • the reflection center wavelength in the portion A was 350 nm
  • the reflection center wavelength in the portion B was 450 nm
  • the reflection center wavelength in the portion C was 550 nm
  • the reflection center wavelength in the portion D was 650 nm.
  • the barrier layer of the light emitting element substrate prepared in the same manner as in Example 1 and the layer having the cholesteric liquid crystal layer pattern obtained above were combined with the center and region of the blue organic electroluminescent layer shown in FIG. Bonding was performed so that the centers of B) matched. Thereafter, the surface of the optically anisotropic layer B of the circularly polarizing plate CP1 was bonded to the surface of the glass substrate with an adhesive to produce an evaluation image display device.
  • Example 10 was evaluated on both the long axis and the short axis.
  • the image display device for evaluation is turned on, and a single color (each color of the organic electroluminescent layer in Table 1, but only white in Example 12) is displayed on the entire surface.
  • -3 manufactured by Topcon Co., Ltd.
  • the luminance evaluation was performed by evaluating the luminance improvement rate based on the following criteria with respect to the luminance of the image display device having no corresponding cholesteric material. That is, for Examples 1 to 4, 7 to 9, and 11 and Comparative Examples 2 and 3, the luminance improvement rate from the luminance of Comparative Example 1 is used, and for Examples 5, 6, and 12, the image display device of Comparative Example 1 is used.
  • the organic electroluminescent layer color (blue, green and red) in each example and comparative example was repeated with 2 pixels and black with 5 pixels, and each color and black stripe was displayed, and the presence or absence of blurring was visually observed. evaluated.
  • blue, green, and red were repeated with 2 pixels, and black was repeated with 5 pixels, and blue, green, and red stripes were displayed.
  • D Blurring is visible
  • the black matrix absorbs light with a small polar angle, so that bleeding is suppressed.
  • the luminance is lowered by absorption of the black matrix, so that a sufficient luminance improvement effect cannot be obtained, and it is understood that the luminance cannot be improved and the blur cannot be achieved as in the case of having a visible light transmission region.
  • Example 1 the polarization separation layer as in Example 1 is preferably arranged at a position close to the organic electroluminescent layer in terms of both luminance and blurring.

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Abstract

本発明は、発光素子基板および円偏光板を含む有機EL画像表示装置であって、上記発光素子基板は反射層および上記反射層上にマトリクス状の有機電界発光層群を含み、上記反射層、上記有機電界発光層群、および上記円偏光板はこの順で配置されており、上記有機電界発光層群と上記円偏光板との間に偏光分離層を含み、上記偏光分離層は上記有機電界発光層群に対応してマトリクス状に配置されている偏光分離部位を含み、上記偏光分離部位は、対応する有機電界発光層が発光した光のうち、1つの偏光状態の光を反射し、他方の偏光状態の光を透過し、上記偏光分離層において上記偏光分離部位が可視光透過領域により区分されている有機EL画像表示装置を提供する。本発明の有機EL画像表示装置は輝度が高く、にじみが少ない。

Description

有機EL画像表示装置
 本発明は、有機EL画像表示装置に関する。
 有機電界発光層の発光に基づき画像を形成する有機EL画像表示装置(「有機電界発光画像表示装置」、以下、単に「画像表示装置」ということがある。)においては、外光の映り込みの低減およびコントラスト向上のために位相差層と偏光層とからなる円偏光板を配置することが一般的である。しかし、この構成では、有機電界発光層で発光した光の半分以上が円偏光板で吸収されてしまう。
 上記問題に鑑み、特許文献1では、有機電界発光層と円偏光板との間に、偏光分離手段を設けることが提案されている。偏光分離手段で、円偏光板を透過する光は透過させ、円偏光板で吸収される偏光は反射して発光素子基板中の反射層で鏡面反射させることに基づき、光利用効率が高められ輝度が向上する。特許文献1においては、有機電界発光層の配置に対応してブラックマトリクスで区分されたそれぞれの領域に、対応する有機電界発光層の発光波長に対応する波長選択反射性を有するコレステリック液晶層を形成して得られる偏光分離手段が具体的に開示されている。
 特許文献2においても同様に、有機電界発光層と円偏光板との間にコレステリック液晶層を設けた有機EL画像表示装置が開示されている。特許文献2においては、青色、緑色、赤色の選択反射を有するコレステリック液晶層を積層して得られる円偏光分離層にさらに遮光層および着色層を積層したものを有機電界発光層と円偏光板との間に設けている。
特許第4011292号公報 特開2009-283246号公報
 特許文献1および特許文献2に記載の有機EL画像表示装置のいずれにおいても有機電界発光層と円偏光板との間に有機電界発光層に対応する区分を設けるための可視光遮断性層が設けられている。可視光遮断性層により有機電界発光層から円偏光板側に透過する光の量は低下するため、有機EL画像表示装置の輝度は低下する。一方、遮光層を設けずにコレステリック液晶層を配置すると、画像ににじみが見られるという問題があった。
 本発明は、上記問題の解決のためになされたものであって、輝度が高く、画像のにじみの少ない有機EL画像表示装置を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記にじみが、有機電界発光層の内部から斜めに円偏光板方向に進む光に基づいて生じていると考え、上記課題の解決のために鋭意検討し、有機電界発光層の間に対応する領域を可視光透過性とすることにより、にじみが低減することを見出し、この知見に基づいて、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明は以下の[1]~[7]を提供するものである。
[1]発光素子基板および円偏光板を含む有機EL画像表示装置であって、
上記発光素子基板は反射層および上記反射層上にマトリクス状の有機電界発光層群を含み、
上記反射層、上記有機電界発光層群、および上記円偏光板はこの順で配置されており、
上記有機電界発光層群と上記円偏光板との間に偏光分離層を含み、
上記偏光分離層は上記有機電界発光層群に対応してマトリクス状に配置されている偏光分離部位を含み、
上記偏光分離部位は、対応する有機電界発光層が発光した光のうち、1つの偏光状態の光を反射し、かつ他方の偏光状態の光を透過し、
上記偏光分離層は可視光透過領域により区分されて上記偏光分離部位を形成している有機EL画像表示装置。
[2]上記偏光分離部位がコレステリック液晶相を固定して形成された層を含む[1]に記載の有機EL画像表示装置。
[3]上記可視光透過領域が上記偏光分離部位と同一の組成物を硬化した層を含み、上記可視光透過領域が光学的に等方性である[2]に記載の有機EL画像表示装置。
[4]上記可視光透過領域が上記偏光分離部位と同一の組成物を硬化した層を含み、上記可視光透過領域が紫外光波長域または赤外光波長域に選択反射の中心波長を有する[2]に記載の有機EL画像表示装置。
[5]上記可視光透過領域が上記偏光分離部位と同一の組成物を硬化した層を含まない[2]に記載の有機EL画像表示装置。
[6]上記マトリクスの任意の座標xyの偏光分離部位を通り、かつ上記反射層に垂直な任意の平面Zにおいて、下記式(1)が満たされている[1]~[5]のいずれかに記載の有機EL画像表示装置。
   L ≦ (M+N)/2  (1)
   L:座標xyの偏光分離部位と平面Zの交線の長さ
   M:座標xyの偏光分離部位に対応する座標xyの有機電界発光層と平面Zの交線の長さ
 N:座標xyの有機電界発光層および平面Zの交線の中心と、座標xyの有機電界発光層と同じ波長の光を発光する有機電界発光層であって平面Zに交点を有する最も近い有機電界発光層および平面Zの交線の中心との距離
[7]上記マトリクスの任意の座標xyの偏光分離部位において、下記式(2)が満たされている[1]~[6]のいずれかに記載の有機EL画像表示装置。
   L ≧ 1.25×D + M (2)
   D:座標xyの偏光分離部位と座標xyの有機電界発光層との距離
 本発明により、輝度が高く画像のにじみもない有機EL画像表示装置を提供することができる。
本発明の画像表示装置の例の概略断面図を示す図である。 偏光分離層を法線方向において画像表示側から見た平面図において、式(1)および式(2)中の、L、M、Nを示す図である。 実施例で用いたフォトマスクAの透過部(白)および遮蔽部(黒)を示す図である。 SC-04Eの発光素子基板における、青色有機電界発光層(Blue)、緑色有機電界発光層(Green)、および赤色有機電界発光層(Red)の配置を示す図である。 実施例で用いたフォトマスクEの透過部(白)および遮蔽部(黒)を示す図である。 実施例で用いたフォトマスクGの透過部(白)および遮蔽部(黒)を示す図である。 Apple Watchの発光素子基板における、青色有機電界発光層(Blue)、緑色有機電界発光層(Green)、および赤色有機電界発光層(Red)の配置を示す図である。 実施例で用いたフォトマスクHの透過部(白)および遮蔽部(黒)を示す図、およびその一部の拡大図である。 実施例で用いたハーフトーンフォトマスクIの透過部(白)、遮蔽部(黒)、およびハーフトーン部を示す図である。 図8のフォトマスクHに対応するA~D部を示すための図である。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 本明細書において「~」とはそ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意味で使用される。
 本明細書において、数値、数値範囲、及び定性的な表現(例えば、「同一」、「同じ」等の表現)については、画像表示装置やそれに用いられる部材について一般的に許容される誤差を含む数値、数値範囲及び性質を示していると解釈されるものとする。
 本明細書において、例えば、「45°」、「平行」、「垂直」あるいは「直交」等の角度は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が5°未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との差異は、4°未満であることが好ましく、3°未満であることがより好ましい。
 本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
 本明細書において、円偏光につき「センス」というときは、右円偏光であるか、または左円偏光であるかを意味する。円偏光のセンスは、光が手前に向かって進んでくるように眺めた場合に電場ベクトルの先端が時間の経過に従って時計回りに回る場合が右円偏光であり、反時計回りに回る場合が左円偏光であるとして定義される。
 本明細書においては、コレステリック液晶の螺旋の捩れ方向について「センス」との用語を用いることもある。コレステリック液晶の螺旋の捩れ方向(センス)が右の場合は右円偏光を反射し、左円偏光を透過し、センスが左の場合は左円偏光を反射し、右円偏光を透過する。
 可視光線は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、380nm~780nmの波長域の光を示す。
 本明細書において、可視光透過率はJIS A 5759:2008に準拠して測定したものであればよい。可視光透過率の測定は、例えば、紫外可視近赤外分光機(日本分光(株)製、V-670、積分球ユニットISN-723使用)を用いて行うことができる。
 また、本明細書において、可視光反射率は、JIS A5759に記載の計算方法に基づき算出した数値を意味する。すなわち、分光光度計にて波長 380nm~780nmの反射率を測定し、CIE(国際照明委員会)昼光 D65の分光分布、CIE 明順応標準比視感度の波長分布および波長間隔から得られる重価係数を乗じて加重平均することによって光反射率を求める。
 可視光反射率を得る際には、例えば、日本分光(株)製分光光度計「V-670」を用いることができる。
<有機EL画像表示装置>
 本発明の画像表示装置は、有機電界発光層の発光に基づいて画像表示を行う有機EL画像表示装置である。有機EL画像表示装置は、自発光型の表示装置であり、CRT(Cathode Ray Tube)型の表示装置や液晶表示装置と比較して視認性が高い、視野角依存性がないなどの表示性能の利点を有し、また、軽量化、薄型化できるといった利点もある。
 有機EL画像表示装置は、有機電界発光層群が設けられた発光素子基板により画像表示を行う。また、有機EL画像表示装置は、一般的に外光の映り込みの低減およびコントラスト向上のために有機電界発光層群の画像表示側に円偏光板を含む。本発明の画像表示装置は、発光素子基板および円偏光板との間に、偏光分離層を含む。本発明の画像表示装置においては、反射層、有機電界発光層群、偏光分離層、および円偏光板がこの順に配置される。
 本発明の画像表示装置における偏光分離層には、有機電界発光層群の複数の有機電界発光層に対応する複数の偏光分離部位が含まれる。本明細書において、対応するとは、画像表示側から画像表示装置を見たときに、有機電界発光層と偏光分離部位とが同じ位置または少なくとも互いに一部が重なる位置にある状態であることを意味する。対応している有機電界発光層と偏光分離部位とにおいては、有機電界発光層からの発光(好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上)が偏光分離部位で反射または透過されている状態であればよい。
 画像表示側から画像表示装置を見たときの対応している有機電界発光層と偏光分離部位とはサイズが同じであってもよく、有機電界発光層のサイズが大きくてもよく、偏光分離部位のサイズが大きくてもよい。そのうち、偏光分離部位のサイズが大きいことが好ましい。本発明の画像表示装置は画像表示側から見たときに有機電界発光層が対応する偏光分離部位に覆われるようなサイズであることが好ましい。
 有機電界発光層群において、複数の有機電界発光層は反射層上にマトリクス状に含まれていればよい。
 単色発光の画像表示装置においては、有機電界発光層群に含まれる有機電界発光層はいずれも同じ波長の光を発光していればよい。一方、通常は、有機電界発光層群は、互いに異なる波長の光を発光する有機電界発光層を含むことが好ましく、2種以上の有機電界発光層、特に3種以上の有機電界発光層を含むことがより好ましい。有機電界発光層群は、赤色発光の有機電界発光層、緑色発光の有機電界発光層、および青色発光の有機電界発光層を含むことが好ましい。
[偏光分離層、偏光分離部位、偏光分離領域]
 偏光分離層は偏光分離部位を含む層である。本発明の画像表示装置を画像表示側から見たとき、偏光分離層において偏光分離部位はマトリクス状に配置されている。本明細書において、複数の偏光分離部位が形成する領域をまとめて偏光分離領域ということがある。本発明の画像表示装置において、偏光分離層は偏光分離領域以外の領域を含む。偏光分離領域以外の領域は可視光透過領域であればよい。
 本明細書において、偏光分離部位は、対応する有機電界発光層の発光の波長域において、偏光分離を行う部位をいう。偏光分離とは、1つの偏光状態の光を反射し、かつ他方の偏光状態の光を透過することをいう。本発明の画像表示装置において、偏光分離は、一方のセンスの円偏光を反射し、かつ他方のセンスの円偏光を透過することであればよい。
 偏光分離部位は、対応する有機電界発光層の発光の波長域において選択的に偏光分離を行うことができる部位であってもよく、上記波長域以外の波長域でも偏光分離を行うことができる部位であってもよい。
 「選択的な偏光分離」は、可視光領域のうち、偏光分離部位が対応する有機電界発光層の発光の波長域に対応する波長域のみにおける偏光分離をいう。したがって、偏光分離部位は、可視光領域のうち、偏光分離部位が対応する有機電界発光層の発光の波長域に対応する波長域のみにおいて偏光分離するものであってもよく、実質的に可視光の全波長域において偏光分離するものであってもよく、赤色波長域、緑色波長域、および青色波長域などの複数の波長域で偏光分離するものであってもよい。
 偏光分離部位は、対応する有機電界発光層の発光の波長域において選択的に偏光分離を行うことができる部位であることが好ましい。
 本発明の画像表示装置においては、有機電界発光層の発光のうち、円偏光板を透過しない偏光状態の光が、偏光分離部位で反射されて反射層に向かうように偏光分離部位が配置される。
 本発明の画像表示装置の偏光分離層は可視光透過領域により区分されて偏光分離部位を形成している。偏光分離部位を可視光遮断層等ではなく可視光透過領域を用いて区分することにより、有機電界発光層から画像表示側に到達する光の量を増加させて輝度を向上させることができる。また、偏光分離部位を連続的に設けず、可視光透過領域により区分することによって、有機電界発光層の内部から斜めに円偏光板方向に進む光に由来する画像のにじみを低減させることができる。画像のにじみは、有機電界発光層の内部から斜めに円偏光板方向に向かった光が偏光分離部位で反射し、その反射光が反射層で反射されて画像表示側に出射する過程で、偏光解消した成分が多重反射した結果、生じていると考えられる。可視光透過領域を用いて区分することにより、有機電界発光層の内部から斜めに円偏光板方向に向かった光はそのまま透過して画像表示側に出やすくなるため、にじみ(画像表示装置の白色表示時に斜め方向から観察したときの色にじみなど)を低減することができる。
 可視光透過領域は可視光透過率が80%~100%であればよく、90%~100%であることが好ましい。可視光透過領域は少なくとも有機電界発光層側の面において非光反射性であることが好ましい。特に、有機電界発光層群の各発光波長域において非光反射性であることが好ましい。可視光波長域全体で非光反射性であることも好ましい。可視光透過領域の有機電界発光層側の面における可視光反射率は0%~5%であることが好ましく、0%~2%であることがより好ましい。
 可視光透過領域は、例えば、光学的に等方性の領域、紫外光波長域または赤外光波長域に選択反射の中心波長を有する領域などであればよい。これらはいずれも、例えば後述するようにいずれも偏光分離部位作製のための組成物と同一の組成物を用いて作製することができる。可視光透過領域は上記偏光分離部位作製の際に形成された塗布膜や硬化膜などをエッチングにより除去した後の部位であって発光素子基板との接着のための接着剤となっている部位であってもよい。
 本発明の画像表示装置の例の概略断面図を図1に示す。
 図1(a)~(c)は、いずれも反射層3、有機電界発光層2、偏光分離部位1、円偏光板7をこの順に有する構成を示す。図1(a)に示す構成は、偏光分離部位と同じ組成物から形成された光学的に等方性の可視光透過領域8を有する。図1(b)に示す構成では、可視光透過領域が接着層10からなる。図1(c)に示す構成では、可視光透過領域が紫外光波長域に選択反射の中心波長を有する領域9として構成されている。
 本発明の画像表示装置においては、偏光分離層のマトリクスの任意の座標xyの偏光分離部位を通り、かつ反射層に垂直な任意の平面Zにおいて、下記式(1)が満たされていることが好ましい。下記式(1)を満たすように可視光透過領域で区分を設け偏光分離部位を形成することにより、上述のような多重反射と偏光解消に由来するにじみを効率良く低減することができる。
   L ≦ (M+N)/2  (1)
   L:座標xyの偏光分離部位と平面Zの交線の長さ
   M:座標xyの偏光分離部位に対応する座標xyの有機電界発光層と平面Zの交線の長さ
   N:座標xyの有機電界発光層および平面Zの交線の中心と、座標xyの有機電界発光層と同じ波長の光を発光する有機電界発光層であって平面Zに交点を有する最も近い有機電界発光層および平面Zの交線の中心との距離
 L、M、Nは、本発明の画像表示装置を発光素子基板の法線方向において画像表示側から偏光分離層を見た平面図において、決定すればよく、例えば、図2に示すように規定できる。
 本発明の画像表示装置においては、また、偏光分離層の任意の座標xyの偏光分離部位において、下記式(2)が満たされていることが好ましい。下記式(2)を満たすように可視光透過領域で区分を設け偏光分離部位を形成することにより、偏光分離部位が、偏光分離部位と有機電界発光層との距離に見合ったサイズとなるため、光利用効率を高め輝度を向上させることができる。
   L ≧ 1.25×D + M (2)
  D:座標xyの偏光分離部位と座標xyの有機電界発光層との距離
 本発明の画像表示装置においては、偏光分離部位の上記の反射の波長域(対応する有機電界発光層の発光の波長域における反射)が有機電界発光層の上記発光の波長域よりも広いことが好ましい。有機電界発光層群として異なる発光波長の有機電界発光層を含む画像表示装置においては、それぞれの有機電界発光層の発光スペクトルの半値幅は異なり得るが、対応している有機電界発光層と偏光分離部位とにおいて、上記関係が満たされていればよい。
 偏光分離部位の反射の波長域が有機電界発光層の発光の波長域よりも広い有機EL画像表示装置においては、輝度が正面だけでなく、斜め方向においても向上する。
 後述するように、例えば、偏光分離部位に、コレステリック液晶層を使用したときなどにおいて、斜め方向から入射する光に対しては、偏光分離部位の反射波長が短波長にシフトする。そのため、有機電界発光層から法線方向で入射する光を反射する偏光分離部位であっても、斜め方向からの光を反射できないことがある。斜め方向における輝度向上の効果は、偏光分離部位の反射の波長域を広帯域化することにより、反射できなかった光が反射されるようになったことによると考えられる。
 偏光分離部位の反射の波長域とは、偏光分離部位の透過スペクトルの半値幅(半値全幅)を意味する。また、有機電界発光層の発光の波長域とは、有機電界発光層の発光スペクトルの半値幅を意味する。
 公知の有機電界発光層の発光スペクトルの半値幅は、通常、40~55nmであり、偏光分離部位の透過スペクトルの半値幅はこれより広い範囲で適宜設定すればよい。典型的には、70~130nmが好ましく、80~120nmがより好ましく、90~110nmが最も好ましい。反射帯域を70nm以上とすることにより上記の効果が得られ、130nm以下とすることにより、偏光分離部位に由来する消灯時の画像面からの反射率の上昇を抑えることができる。
 偏光分離層中の複数の偏光分離部位は、有機電界発光層群に対応してマトリクス状に配置されていればよい。偏光分離層は、異なる波長において、1つの偏光状態の光を反射し、かつ他方の偏光状態の光を透過する、複数種、好ましくは3種、の偏光分離部位で形成されてもよい。複数種の偏光分離部位の反射波長は、有機電界発光層群に含まれる有機電界発光層の発光波長に対応させる。
 偏光分離部位および偏光分離層は、それぞれ単層であってもよく、複数の層からなっていてもよい。偏光分離部位および偏光分離層は、コレステリック液晶層を含むことが好ましい。偏光分離部位および偏光分離層は、コレステリック液晶層に加えて、配向層、保護層(添加剤層)などを含んでいてもよい。偏光分離部位および偏光分離層は、コレステリック液晶層形成のために用いられる組成物を液晶化合物が配向していない状態で硬化して形成された光学的に等方性の層を含んでいてもよい。
 偏光分離部位は、有機電界発光層が発光した光のうち、1つの偏光状態の光を反射し、かつ他方の偏光状態の光を透過する上記性質を達成している限り特に限定されないが、コレステリック液晶層を含む部位であることが好ましい。
 コレステリック液晶層を含む偏光分離部位は、コレステリック液晶層のみからなっていてもよく、配向層や保護層(添加剤層)などの他の層を含んでいてもよい。
(コレステリック液晶層)
 本明細書において、コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相を固定した層を意味する。
 コレステリック液晶相は、特定の波長域において右円偏光または左円偏光のいずれか一方のセンスの円偏光を選択的に反射させるとともに他方のセンスの円偏光を透過する円偏光選択反射を示すことが知られている。本明細書において、円偏光選択反射を単に選択反射ということもある。
 円偏光選択反射性を示すコレステリック液晶相を固定した層を含むフィルムとして、重合性液晶化合物を含む組成物から形成されたフィルムは従来から数多く知られており、コレステリック液晶層については、それらの従来技術を参照することができる。
 コレステリック液晶層は、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ている層であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることのない状態に変化した層であればよい。なお、コレステリック液晶層においては、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、層中の液晶化合物はもはや液晶性を示していなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
 コレステリック液晶層の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、コレステリック液晶層の平均屈折率nとλ=n×Pの関係に従う。なお、本明細書において、コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長λは、コレステリック液晶層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。また、本明細書において、選択反射の中心波長はコレステリック液晶層の法線方向から測定した時の中心波長を意味する。
 コレステリック液晶層の選択反射中心波長と半値幅は下記のように求めることができる。
 分光光度計UV3150(島津製作所)を用いてコレステリック液晶層の透過スペクトル(コレステリック液晶層の法線方向から測定したもの)を測定すると、選択反射帯域に透過率の低下ピークがみられる。このピークの極小透過率と低下前の透過率との中間(平均)の透過率となる2つの波長のうち、短波長側の波長の値をλ(nm)、長波長側の波長の値をλ(nm)とすると、選択反射の中心波長λと半値幅Δλは下記式で表すことができる。
λ=(λ+λ)/2
Δλ=(λ-λ
 上記のように求められる選択反射中心波長はコレステリック液晶層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と略一致する。
 上記λ=n×Pの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整できる。偏光分離部位に用いられるコレステリック液晶層においては対応する有機電界発光層から入射する光(例えば、法線方向で入射する光)の反射のために必要とされる選択反射の波長において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射するようにn値とP値を調節して、中心波長λを調節することができる。
 すなわち、本発明の画像表示装置においては、用いられる有機電界発光層の発光スペクトルのピーク(極大値)が対応する偏光分離部位のコレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長と略同一となるように調整すればよい。選択反射の中心波長と画像表示装置の画像表示のための有機電界発光層の発光ピークの波長を合わせることにより、有機電界発光層が発光した光のうち、1つの偏光状態の光を反射し、かつ他方の偏光状態の光を透過することができる。
 なお、コレステリック液晶層に対して斜めに入射する光に対しては、選択反射の中心波長は短波長側にシフトする。屈折率nのコレステリック液晶層中でコレステリック液晶層の法線方向(コレステリック液晶層の螺旋軸方向)に対して光線がθの角度で通過するときの選択反射の中心波長をλとするとき、λは以下の式で表される。
λ=n×P×cosθ
 コレステリック液晶層の平均屈折率nは重合性液晶化合物の種類などにより調整することができる。
 コレステリック液晶相のピッチ(P値)は重合性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、これらを調整することによって所望のピッチを得ることができる。なお、螺旋のセンスや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。
 本発明の画像表示装置において、偏光分離部位としては、有機電界発光層群における各有機電界発光層の発光の波長に対応した選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を用いればよい。例えば、有機電界発光層群は、赤色発光の有機電界発光層、緑色発光の有機電界発光層、および青色発光の有機電界発光層を含むときは、それぞれに対応した配置で赤色光の波長域(例えば580nm~700nm)に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層と、緑色光の波長域(例えば500nm~580nm)に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層と、青色光の波長域(例えば400nm~500nm)に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層とを含んでいればよい。
 また、本発明の画像表示装置においては偏光分離層の可視光透過領域として紫外光の波長域(例えば10~380nm)に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層または赤外光の波長域(例えば780nm~2500nm)に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を用いてもよい。
 各コレステリック液晶層としては、本発明の画像表示装置の円偏光板が透過する円偏光のセンスに合わせて螺旋のセンスが右または左のいずれかであるコレステリック液晶層が用いられる。具体的には円偏光板が透過する円偏光のセンスと同じセンスの円偏光を透過するコレステリック液晶相が用いられる。
 コレステリック液晶層の反射円偏光のセンスは螺旋のセンスに一致する。偏光分離層に複数種のコレステリック液晶層が含まれるとき、それらの螺旋のセンスは通常全て同じであればよい。
 上述のように、偏光分離部位の反射の波長域は対応する有機電界発光層の発光の波長域よりも広い。これは、偏光分離部位に含まれるコレステリック液晶層の選択反射の半値幅が有機電界発光層の発光スペクトルの半値幅より広いことにより達成されていればよい。
 コレステリック液晶層の選択反射の半値幅Δλ(nm)は液晶化合物の複屈折Δnと上記ピッチPに依存し、Δλ=Δn×Pの関係に従う。そのため、選択反射の半値幅の制御は、Δnを調整して行うことができる。Δnの調整は重合性液晶化合物の種類やその混合比率を調整したり、配向固定時の温度を制御したりすることで行うことができる。対応する有機電界発光層の発光の波長域よりも広い波長域の反射を示す偏光分離部位の形成のために、本発明の画像表示装置においては、後述する重合性液晶化合物または重合性液晶化合物の組み合わせを用いることも好ましい。
 選択反射の中心波長が同一の1種のコレステリック液晶層の形成のために、周期Pが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を複数積層してもよい。周期Pが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することによって特定の波長で円偏光選択性を高くすることができる。
(コレステリック液晶層の作製方法)
 以下、コレステリック液晶層の作製方法について説明する。
 コレステリック液晶層の形成には重合性液晶化合物を含む液晶組成物が用いられる。液晶組成物は、さらにキラル剤(光学活性化合物)を含んでいてもよい。必要に応じてさらに界面活性剤や重合開始剤などと混合して溶剤などに溶解した上記液晶組成物を、支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層などに塗布し、配向熟成後、液晶組成物の硬化により固定化してコレステリック液晶層を形成することができる。
(重合性液晶化合物)
 重合性液晶化合物としては、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物が好ましい。
 棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。かかる棒状液晶化合物は、低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
 重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、オキセタニル基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは1~6個、より好ましくは1~3個である。重合性液晶化合物の例は、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号明細書、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開WO95/22586、WO95/24455、WO97/00600号公報、WO98/23580、WO98/52905、特開平1-272551号公報、同6-16616号公報、同7-110469号公報、同11-80081号公報、および特開2001-328973号公報、特開2009-69793号公報、特開2010-113249号公報、および特開2011-203636号公報などに記載の化合物が含まれる。
 また、上記以外の重合性液晶化合物として、特開昭57-165480号公報に開示されているようなコレステリック液晶相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物等を用いることができる。さらに、前述の高分子液晶化合物としては、液晶を呈するメソゲン基を主鎖もしくは側鎖、または主鎖及び側鎖の両方の位置に導入した高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレステリック液晶、特開平9-133810号公報に開示されているような液晶性高分子、特開平11-293252号公報に開示されているような液晶性高分子等を用いることができる。
 重合性液晶化合物としては、重合条件の異なる2種類以上の反応性基を同一分子内に有する液晶化合物を用いることも好ましい。重合条件の異なる反応性基の組み合わせとしてはラジカル光重合性反応性基およびカチオン光重合性反応性基の組み合わせが挙げられる。
 上述したように、偏光分離部位の反射の波長域が有機電界発光層の発光の波長域よりも広くなるようにするためには、高い屈折率異方性Δnを示す液晶化合物を用いることが好ましい。上記の式(Δλ=Δn×P)からわかるように、高い屈折率異方性Δnを示す液晶化合物を用いることによって広い半値幅Δλを得ることができるからである。具体的には、液晶化合物の30℃におけるΔnは0.25以上が好ましく、0.3以上がより好ましく、0.35以上がさらに好ましい。上限は特に制限されないが、0.6以下の場合が多い。
 屈折率異方性Δnの測定方法としては、液晶便覧(液晶便覧編集委員会編、丸善株式会社刊)202頁に記載の楔形液晶セルを用いた方法が一般的であり、結晶化しやすい化合物の場合は、他の液晶との混合物による評価を行い、その外挿値から屈折率異方性Δnを見積もることもできる。
 高い屈折率異方性Δnを示す液晶化合物としては、例えば、米国特許6514578号公報、特許3999400号公報、特許4117832号公報、特許4517416号公報、特許4836335号公報、特許5411770号公報、特許5411771号公報、特許5510321号公報、特許5705465号公報、特許5721484号公報、および、特許5723641号公報等に記載の化合物が挙げられる。
 本発明において用いられる好ましい重合性液晶化合物として以下の一般式(I)または(II)で表される化合物が挙げられる。一般式(I)または(II)で表される化合物は高い屈折率異方性Δnを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
式中、
Aは、置換基を有していてもよい2価の芳香環基を示し、
Lは単結合、-C(=O)O-、-OC(=O)-、-NH-C(=O)-、-C(=O)-NH-、-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2~12の整数を示し、
SpおよびSpはそれぞれ独立に、単結合、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-CH-が-O-、-S-、-NH-、-N(CH)-、-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、
およびQはそれぞれ独立に、重合性基を示す。
 Aは、置換基を有していてもよい2価の芳香環基である。2価の芳香環基は芳香環から2つの水素原子を除いて形成される基であり、芳香環としては、ベンゼン、ナフタレン、フラン、チオフェン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジンなどが挙げられる。2価の芳香環基としてはフェニレン基が好ましく、1,4-フェニレン基が特に好ましい。
 m個のAおよびm-1個のLはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
 2価の芳香環基において、「置換基を有していてもよい」というときの置換基は、特に限定されず、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、-C(=O)-X-Sp-Qで表される置換基が挙げられる。ここで、Xは単結合、-O-、-S-、-NH-、もしくは-N(CH)-を示し、SpはSpと同義であり、Qは重合性基を示す。2価の芳香環基は、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。
 本明細書において、アルキル基は直鎖状または分岐鎖状のいずれでもよい。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が特に好ましい。アルキル基の例としては、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、直鎖状または分岐鎖状のヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、またはドデシル基を挙げることができる。アルキル基に関する上記説明はアルキル基を含むアルコキシ基においても同様である。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
 本明細書において、シクロアルキル基の炭素数は、3~20が好ましく、5~10以下がより好ましい。シクロアルキル基の例としては、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、シクロオクチル基を挙げることができる。
 Lは単結合、-C(=O)O-、-OC(=O)-、-NH-C(=O)-、-C(=O)-NH-、-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-、-OC(=O)-、-NH-C(=O)-、または-C(=O)-NH-であることが好ましい。m個のLはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
 mは2~12の整数を示し、3~7であることが好ましく、3~5であることがより好ましい。
 Sp、Spはそれぞれ独立に、単結合、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-CH-が-O-、-S-、-NH-、-N(CH)-、-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。SpおよびSp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ことが好ましく、両方の末端に-O--OC(=O)-、-C(=O)O--OC(=O)-、および-OC(=O)O-からなる群から選択される連結基からなる群から選択される連結基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ことがより好ましい。
 QおよびQはそれぞれ独立に、重合性基を示し、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ことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 重合性基としては、アクリロイル基(式(Q-1))、メタアクリロイル基(式(Q-2))、オキセタニル基(式(Q-5))が好ましい。QおよびQの双方がアクリロイル基またはメタアクリロイル基である化合物、およびQおよびQの何れか一方がアクリロイル基またはメタアクリロイル基であり他方がオキセタニル基である化合物がより好ましい。
 一般式(I)で表される化合物は、特表平11-513019号公報(WO97/00600)に記載の方法等で合成することができる。
 以下に式(I)で示される重合性化合物の例を示すが、これらの例に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 A11~A14は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭素基または2価の複素環基を表す。2価の芳香族炭素基は芳香族炭素環から2つの水素原子を除いて形成される基であり、2価の複素環基は複素環から2つの水素原子を除いて形成される基である。芳香族炭素環としては、ベンゼン環およびナフタレン環が挙げられる。複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリン環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、フラザン環、テトラゾール環、ピラン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環、および、トリアジン環が挙げられる。なかでも、A11~A14は、2価の芳香族炭素基であることが好ましく、フェニレン基であることがより好ましく、1,4-フェニレン基であることがさらに好ましい。
 芳香族炭素環基または複素環基に置換してもよい置換基の種類は特に制限されず、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、ハロゲン置換アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキル置換カルバモイル基、および、炭素数が2~6のアシルアミノ基が挙げられる。
 X11およびX12は、それぞれ独立に、単結合、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-または-C≡C-を表す。なかでも、単結合、-COO-、-CONH-、-NHCO-または、-C≡C-が好ましい。
 Y11およびY12は、それぞれ独立に、単結合、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、または、-C≡C-を表す。なかでも、-O-が好ましい。
 Sp11およびSp12は、それぞれ独立に、単結合、または、炭素数1~25のアルキレン基を表す。アルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状、および、環状のいずれでもよい。なかでも、炭素数1~10のアルキレン基がより好ましい。
 Q11およびQ12は、それぞれ独立に、水素原子または重合性基を表し、Q11およびQ12の少なくとも一方は重合性基を表す。重合性基としては、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が例示される。Q11またはQ12で表される重合性基としては、アクリロイル基(式(Q-1))、メタアクリロイル基(式(Q-2))が好ましい。
 n11およびn12はそれぞれ独立に0~2の整数を表し、n11またはn12が2の場合、複数あるA11、A12、X11およびX12は同じであっても異なっていてもよい。
 一般式(II)で表される化合物の具体例としては、下記式(2-1)~(2-30)に示す化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 2種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。2種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
 また、重合条件の異なる2種類以上の反応性基を同一分子内に有する液晶化合物と、重合条件が同一である反応性基を同一分子内に2つ以上有する液晶化合物を併用すると、選択反射の反射帯域を広げることができ、より好ましい。具体的には、(メタ)アクリロイル基とオキセタニル基とを含む液晶化合物と(メタ)アクリロイル基を2つ含む液晶化合物との組み合わせが挙げられる。
 液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量(溶媒を除いた質量)に対して、80~99.9質量%であることが好ましく、85~99.5質量%であることがより好ましく、90~99質量%であることが特に好ましい。
(キラル剤:光学活性化合物)
 コレステリック液晶層の形成に用いる材料はキラル剤を含んでいることが好ましい。キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋のセンスまたは螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
 キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物を用いることができる。キラル剤の例としては、液晶デバイスハンドブック(第3章4-3項、TN、STN用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989)、特開2003-287623号、特開2002-302487号、特開2002-80478号、特開2002-80851号、特開2010-181852号または特開2014-034581号の各公報に記載の化合物が挙げられる。
 キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。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が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
 また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
 キラル剤としては、イソソルビド誘導体、イソマンニド誘導体、またはビナフチル誘導体を好ましく用いることができる。イソソルビド誘導体としては、BASF社製のLC-756等の市販品を用いてもよい。
 液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶化合物の総モル量に対しての0.01モル%~200モル%が好ましく、1モル%~30モル%がより好ましい。
(重合開始剤)
 液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、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。光重合開始剤の例としては、ラジカル重合開始剤およびカチオン重合開始剤が挙げられる。
 ラジカル重合開始剤の例には、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、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)、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63-40799号公報、特公平5-29234号公報、特開平10-95788号公報、特開平10-29997号公報、特開2001-233842号公報、特開2000-80068号公報、特開2006-342166号公報、特開2013-114249号公報、特開2014-137466号公報、特許4223071号公報、特開2010-262028号公報、特表2014-500852号公報記載)、オキシム化合物(特開2000-66385号公報、特許第4454067号明細書記載)、およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。例えば、特開2012-208494号公報の段落0500~0547の記載も参酌できる。
 ラジカル重合開始剤としては、アシルフォスフィンオキシド化合物またはオキシム化合物を用いることが好ましい。
 アシルフォスフィンオキシド化合物としては、例えば、市販品のBASFジャパン(株)製のIRGACURE819(化合物名:ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド)を用いることができる。オキシム化合物としては、IRGACURE OXE01(BASF社製)、IRGACURE OXE02(BASF社製)、TR-PBG-304(常州強力電子新材料有限公司製)、アデカアークルズNCI-831、アデカアークルズNCI-930(ADEKA社製)、アデカアークルズNCI-831(ADEKA社製)等の市販品を用いることができる。
 カチオン重合開始剤としては、有機スルフォニウム塩系、ヨードニウム塩系、フォスフォニウム塩系等を例示することができ、有機スルフォニウム塩系が好ましく、トリフェニルスルフォニウム塩が特に好ましい。これら化合物の対イオンとしては、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロフォスフェートなどが好ましく用いられる。
 重合開始剤は、1種のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して0.1~20質量%であることが好ましく、0.5質量%~5質量%であることがさらに好ましい。
(架橋剤)
 液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
 架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の多官能アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物;2,2-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、4,4-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等のアジリジン化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物;オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物;ビニルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。これらのうち、多官能アクリレート化合物が好ましい。多官能アクリレート化合物としては、3~6官能アクリレート化合物が好ましく、4~6官能アクリレート化合物がより好ましい。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 液晶組成物中の架橋剤の含有量は、液晶組成物中の重合性液晶化合物100質量部に対し、0質量部~8.0質量部が好ましく、0.1質量部~7.0質量部がより好ましく、0.2質量部~5.5質量部がさらに好ましい。
(配向制御剤)
 液晶組成物中には、安定的にまたは迅速にプレーナー配向するために寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例としては特開2007-272185号公報の段落〔0018〕~〔0043〕等に記載のフッ素(メタ)アクリレート系ポリマー、特開2012-203237号公報の段落〔0031〕~〔0034〕等に記載の式(I)~(IV)で表される化合物などが挙げられる。
 なお、配向制御剤としては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。
 液晶組成物中における、配向制御剤の添加量は、重合性液晶化合物の全質量に対して0.01質量%~10質量%が好ましく、0.01質量%~5.0質量%がより好ましく、0.02質量%~1.0質量%が特に好ましい。
(その他の添加剤)
 その他、液晶組成物は、塗膜の表面張力を調整し厚みを均一にするための界面活性剤、および重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも1種を含有していてもよい。また、液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。
(溶媒)
 液晶組成物の調製に使用する溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
 有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が特に好ましい。
(塗布、配向、重合)
 支持体、配向膜、1/4波長板、下層となるコレステリック液晶層などへの液晶組成物の塗布方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ワイヤーバーコーティング法、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法などが挙げられる。また、別途支持体上に塗設した液晶組成物を転写することによっても実施できる。塗布した液晶組成物を加熱することにより、液晶分子を配向させる。コレステリック液晶層形成の際はコレステリック配向させればよく、1/4波長板形成の際は、ネマチック配向させることが好ましい。コレステリック配向の際、加熱温度は200℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。この配向処理により、重合性液晶化合物がフィルム面に対して実質的に垂直な方向に螺旋軸を有するようにねじれ配向している光学薄膜が得られる。ネマチック配向の際、加熱温度は50℃~120℃が好ましく、60℃~100℃がより好ましい。
 配向させた液晶化合物は、更に重合させ、液晶組成物を硬化することができる。重合は、熱重合、光照射を利用する光重合のいずれでもよいが、光重合が好ましい。光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20mJ/cm~50J/cmが好ましく、100mJ/cm~1,500mJ/cmがより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射紫外線波長は350nm~430nmが好ましい。重合反応率は安定性の観点から高いことが好ましく、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。重合反応率は、重合性の官能基の消費割合をIR吸収スペクトルを用いて測定することにより、決定することができる。
 個々のコレステリック液晶層の厚みは、上記特性を示す範囲であれば、特に限定はされないが、好ましくは1.0μm以上20μm以下の範囲、より好ましくは2.0μm以上10μm以下の範囲である。
(支持体)
 液晶組成物は、支持体または支持体表面に形成された配向層の表面に塗布され層形成されていてもよい。支持体または支持体および配向層は、層形成後に剥離してもよい。例えば、層を発光素子基板に接着後に剥離してもよい。支持体の例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーン、またはガラス板などが挙げられる。
 支持体の厚みは5μm~1000μm程度であればよく、好ましくは10μm~250μm、より好ましくは15μm~120μmであればよい。
(配向層)
 コレステリック液晶層を形成する際、支持体上に直接もしくはその上に設けた配向層で液晶組成物の配向状態を規制することが好ましい。配向層は、光学異方性層に配向性を付与できるものであれば、どのような層でもよい。配向層の好ましい例としては、ポリマーなどの有機化合物(ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂)のラビング処理された層、アゾベンゼンポリマーやシンナメートポリマーに代表される偏光照射により液晶の配向性を発現する光配向層、無機化合物の斜方蒸着層、およびマイクログルーブを有する層、さらにω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライドおよびステアリル酸メチル等のラングミュア・ブロジェット法(LB膜)により形成される累積膜、あるいは電場あるいは磁場の付与により誘電体を配向させた層を挙げることができる。配向層としてはラビングの態様ではポリビニルアルコールを含むことが好ましく、配向層の上または下の少なくともいずれか1層と架橋できることが特に好ましい。具体的には、特開2009-69793号公報、特開2010-113249号公報、および特開2011-203636号公報に記載の配向層を利用することができる。また、光配向層も、好適に用いることができる。光配向層を用いると、微小異物による配向欠陥の発生が抑えられ、微細な形状であっても高い光学的性能でコレステリック液晶層を形成することができるからである。例えば、特開2015-26050号公報に記載の液晶配向剤(例えば、エポキシ含有ポリオルガノシロキサンを含む液晶配向剤)を用いることができる。配向層の配向規制力を十分に発揮させるために、塗布した液晶組成物の温度を制御して、所望の相を発現させる処理(配向処理)を行ってもよい。
 配向層の厚みは0.01μm~5.0μmであることが好ましく、0.05μm~2.0μmであることがさらに好ましい。
(パターニング方法)
 異なる波長において偏光分離を示す複数種の偏光分離部位を含む偏光分離層の形成のために、コレステリック液晶層をパターニングにより形成することができる。発光素子基板の各有機電界発光層の発光波長に対応して、選択反射波長を調整したパターン状のコレステリック液晶層を用いることで、光利用効率をより高めることができる。パターニング方法によってコレステリック液晶層を形成することにより、偏光分離層における偏光分離部位および可視光透過領域の形成、およびマトリクス状に配置された偏光分離部位の形成も行なうことができる。
 パターニング方法としては、溶剤現像による方法や光異性化キラル剤を用いる方法(特開2001-159706号公報)、予め配向固定し、コレステリック液晶層をレーザーやサーマルヘッドを用いて転写する方法(特開2001-4822号公報、特開2001-4824公報)、インクジェット法(特開2001-159709号公報)、コレステリックの螺旋ピッチの温度依存性を利用する方法(特開2001-159708号公報)、領域間で液晶組成物の硬化の際の紫外線照射量を段階的に変化させる方法などが挙げられる。
 一例として、光異性化キラル剤を用いる方法は以下のように行なうことができる。光異性化キラル剤を含む液晶組成物を用いて、まず、紫外線波長域に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を全面形成する。その後、パターン露光(紫外線照射)により、コレステリック液晶層の一部を、紫外線波長域または赤外光波長域に選択反射の中心波長を有する状態で固定化し、可視光透過領域を形成する。続いて形成したい選択反射の中心波長を有する領域それぞれに応じて適切な光量でキラル剤の吸収波長の光を各領域に選択的に照射する。これにより、キラル剤を異性化し、それぞれの領域に応じた螺旋構造のピッチを得る。最後に全面に紫外線照射することにより、各領域の配向を固定化し、ひとつの層内に可視光透過領域と、所望の波長域に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層のパターンを有する偏光分離層を形成することができる。
 パターニング方法においては、上述のようにパターン露光を行なうことができる。
 パターン露光の手法としてはマスクを用いたコンタクト露光、プロキシ露光、投影露光などが挙げられる。上記露光の光源の照射波長としては250~450nmにピークを有することが好ましく、300~410nmにピークを有することがさらに好ましい。具体的には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、青色レーザー等が挙げられる。好ましい露光量としては通常3~2000mJ/cm程度であり、より好ましくは5~1000mJ/cm程度、さらに好ましくは10~500mJ/cm程度、最も好ましくは10~100mJ/cm程度である。
 用いる材料に応じて、パターン露光の代わりにまたはパターン加熱を行なってもよい。パターン加熱の手法としては加温したパターニングプレートを用いたコンタクト加熱、赤外レーザーによる加熱などを用いることができる。
 また、この両方を組み合わせてもよい。
 パターン露光を用い、以下のように複数層で構成される偏光分離層を形成することもできる。
 すなわち、第一の液晶組成物から形成された層にパターン露光を行った後、その上に新たな第二の液晶組成物から形成された層を形成または転写し、その後に別のパターン露光を行うことができる。さらに、その上に新たな第三の液晶組成物から形成された層を形成または転写し、その後に別のパターン露光を行うことができる。
 第一の液晶組成物、第二の液晶組成物、および第三の液晶組成物は同一の組成物に由来するものであってもよいし、異なる組成物に由来するものであってもよい。キラル剤の濃度のみが異なる3種の液晶組成物を用いることも好ましい。
 パターン露光された液晶組成物の層に対して50℃以上400℃以下、好ましくは80℃以上200℃以下で加熱を行うことにより未露光部を光学的に等方性にすることができる。このようにすることによりパターン状にコレステリック液晶層を有する層を形成することができる。光学的に等方性となる領域を偏光分離部位を区分するように形成し、可視光透過領域としてもよい。赤色光の波長域に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層と、緑色光の波長域に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層と、青色光の波長域に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層とにつき、発光素子基板の有機電界発光層の発色の色に応じた波長域となるように、それぞれパターン状にコレステリック液晶層を有する層を形成し、それらを複数積層することにより、偏光分離層を形成することができる。
 パターン露光、およびパターン状のコレステリック液晶層(光学異方性層)の形成については、特開2009-69793号公報、特開2010-113249号公報、および特開2011-203636号公報の記載を参照することができる。
(保護層(添加剤層))
 特に、液晶組成物を用いてパターン状に偏光分離部位を有する偏光分離層を形成する場合などにおいて、保護層を用いてもよい。保護層は液晶組成物を仮硬化した後に残る未反応の反応性基による重合反応を開始させる機能を有する重合開始剤を少なくとも一種以上含んでいればよい。コレステリック液晶層と保護層は直接接していることが好ましい。重合開始剤を含む保護層の構成としては特に限定は無いが、重合開始剤以外に少なくとも1種のポリマーを含むことが好ましい。
 ポリマー(本発明においては別名として「バインダ」と呼ぶことがある。)としては、特に限定は無いがポリメチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸とその各種エステルの共重合体、ポリスチレン、スチレンと(メタ)アクリル酸あるいは各種(メタ)アクリル酸エステルの共重合体、ポリビニルトルエン、ビニルトルエンと(メタ)アクリル酸あるいは各種(メタ)アクリル酸エステルの共重合体、スチレン/ビニルトルエン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル/エチレン共重合体、酢酸ビニル/塩化ビニル共重合体、ポリエステル、ポリイミド、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリカーボネート等を挙げることができる。好ましい例としてはメチル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸との共重合体、アリル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸の共重合体、ベンジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体などを挙げることができる。これらのポリマーは単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて使用してもよい。全固形分に対するポリマーの含有量は20~99質量%が一般的であり、40~99質量%が好ましく、60~98質量%がより好ましい。
(偏光分離層の作製方法)
 コレステリック液晶層を含む偏光分離層は有機電界発光層上で形成してもよく、別途形成した偏光分離層または偏光分離層を含む積層体を有機電界発光層上に積層してもよい。典型的には、有機電界発光層群を含む発光素子基板上に偏光分離層を形成し、さらにその上に円偏光板を形成するか、または、上記偏光分離層および円偏光板の積層体を作製し、その後この積層体を有機電界発光層群を含む発光素子基板上に設けることが好ましく、後者がより好ましい。
[円偏光板]
 円偏光板は、有機EL画像表示装置における、外光の映り込みの低減およびコントラスト向上のために有機電界発光層の画像表示側に設けられるものである。円偏光板としては、有機EL画像表示装置において用いられる円偏光板として公知の円偏光板を用いることができる。
 円偏光板は、位相差層と偏光層を含む。円偏光板は、接着層、表面保護層などの他の層を有していてもよい。本発明の画像表示装置において、円偏光板は、偏光分離層、位相差層および偏光層がこの順となるように配置される。円偏光板は、位相差層と偏光層からなっていてもよい。位相差層は、1/4波長板からなることが好ましく、偏光層は直線偏光板からなることが好ましい。
 直線偏光板はこれを通過する光のうち特定の直線偏光は透過し、これと直交する直線偏光は吸収するものである。直線偏光板としては、例えばポリビニルアルコールにヨウ素を吸収させて延伸させ、偏光機能を付与した膜の両面にトリアセチルセルロースの保護層を施したもの、あるいは、ポリビニルアルコールにAg等の金属ナノロッドを添加し、延伸させたものなどを用いることができる。
 1/4波長板は可視光領域において1/4波長板として機能する位相差層であればよい。1/4波長板の例としては、一層型の1/4波長板、1/4波長板と1/2波長位相差板とを積層した広帯域1/4波長板などが挙げられ、好適に用いることができる。
 本明細書において、位相差は正面レターデーションを意味する。位相差はAXOMETRICS社製の偏光位相差解析装置AxoScanを用いて測定することができる。
 1/4波長板としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、石英板、延伸されたポリカーボネートフィルム、延伸されたノルボルネン系ポリマーフィルム、炭酸ストロンチウムのような複屈折を示す無機粒子を含有して配向させた透明フィルム、支持体上に無機誘電体を斜め蒸着した薄膜、あるいは、支持体、または配向膜に液晶組成物を塗布し、そこで液晶組成物中の重合性液晶化合物を液晶状態においてネマチック配向に形成後、光架橋や熱架橋によって固定化して形成したもの、などが挙げられる。これらを複数組合せたものを用いてもよい。
[有機電界発光層]
 有機電界発光層は、少なくとも発光層を有し、さらに発光層以外の機能層として、正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層を含んでいてもよい層を意味する。
 有機電界発光層は特開2016-139372号公報に記載のマイクロキャビティ構造の有機電界発光層を用いてもよい。
[発光素子基板]
 発光素子基板は少なくとも、反射層および有機電界発光層を含む。通常、発光素子基板は、ガラスなどの表面に薄膜トランジスタ(TFT)などにより形成された画素構造を有するTFT基板上に反射層および有機電界発光層を含むものであればよい。有機電界発光層は通常TFT基板上にマトリクス状に配置された有機電界発光層群として含まれることが好ましい。
 発光素子基板において、TFT基板、反射層および有機電界発光層がこの順に配置されているとき、画像表示装置はトップエミッション方式で光を取り出して画像表示できる。発光素子基板において、TFT基板、有機電界発光層および反射層がこの順に配置されているとき、画像表示装置はボトムエミッション方式で光を取り出して画像表示できる。本発明の画像表示装置はトップエミッション方式でもボトムエミッション方式でもよいがトップエミッション方式であることが好ましい。
 反射層は例えば反射電極であればよい。反射電極としては、有機電界発光装置に一般的に用いられているアルミニウム電極を用いることができる。発光素子基板はさらにITO(Indium Tin Oxide)電極などの透明電極を含む。発光素子基板における層構成の例としては、以下が挙げられる。
TFT基板/反射電極/有機電界発光層/透明電極
TFT基板/透明電極/有機電界発光層/反射電極
 発光素子基板はさらに有機電界発光層の封止のためのバリア層、光取り出し層などを含んでいてもよい。
 有機電界発光層、有機電界発光層中の各層、透明電極と反射電極の作製材料や構成、積層順、および発光素子基板の構成については、特開2012-155177号公報の段落0081~0122の記載、特許第4011292号公報、特開2016-139372号公報を参照することができる。
[接着層]
 本発明の画像表示装置は、各層の接着のための接着層を含んでいてもよい。接着層形成に用いられる接着剤としては硬化方式の観点からホットメルトタイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ、反応硬化タイプ、硬化の不要な感圧接着タイプがあり、それぞれ素材としてアクリレート系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリオレフィン系、変性オレフィン系、ポリプロピレン系、エチレンビニルアルコール系、塩化ビニル系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリビニルブチラール系などの化合物を使用することができる。作業性、生産性の観点から、硬化方式として光硬化タイプ、特に紫外線硬化タイプが好ましく、光学的な透明性、耐熱性の観点から、素材はアクリレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などを使用することが好ましい。
 接着層は、高透明性接着剤転写テープ(OCAテープ)であってもよい。特に有機電界発光素子基板とその上に設けられるフィルム(偏光分離層を含む積層体など)との接着には、OCAテープを用いることが好ましい。高透明性接着剤転写テープとしては、画像表示装置用の市販品、特に画像表示装置の画像表示部表面用の市販品を用いればよい。市販品の例としては、パナック株式会社製の粘着シート(PD-S1など)、日栄化工株式会社のMHMシリーズの粘着シートなどが挙げられる。
 接着層の厚みは、0.1μm~10μmであることが好ましく、0.5μm~5.0μmであることがより好ましい。
<有機EL画像表示装置の作製方法>
 有機EL画像表示装置は、発光素子基板上に偏光分離層を設け、その後別途形成した円偏光板を偏光分離層上に円偏光板の位相差層が接するように接着するか、または、円偏光板上の位相差層側に偏光分離層を形成し、発光素子基板に接着することにより、作製することができる。発光素子基板として反射層上に有機電界発光層がマトリクス状に配置された有機電界発光層群を含むものを用いるとき、偏光分離部位が有機電界発光層に対応して配置され、マトリクス状の偏光分離領域を形成している偏光分離層を用いることが好ましい。有機電界発光層群および偏光分離領域は、各有機電界発光層および偏光分離部位が対応するように位置合わせを行なって、積層、接着等されていればよい。
 有機電界発光層群が2種以上の波長の光を発光する有機電界発光層を含むとき、各有機電界発光層に対応する偏光分離部位が、それぞれ対応する位置に配置されている有機電界発光層が発光する波長域で1つの偏光状態の光を反射するように、偏光分離部位を配置した偏光分離層を用意して接着すればよい。
 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から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の実施例に限定されるものではない。
 なお、実施例において反射帯域を数値で示すとき、コレステリック液晶層の透過スペクトルから上述のように得られる半値幅を意味し、有機電界発光層の発光帯域を数値で示すとき、有機電界発光層の発光スペクトルピークの半値幅を意味する。
 また、実施例において、粘着剤としては、SK-2057(綜研化学株式会社製)を用いた。
(配向膜組成物Aの調製)
 下記に示す各成分の混合物を、80℃に保温された容器中にて攪拌、溶解させ、配向膜組成物Aを調製した。
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配向膜組成物A(質量部)
----------------------------------
純水                            97.2
PVA-205(クラレ製)                  2.8
----------------------------------
(液晶組成物LC-1の調製)
 下記の各成分を混合した後、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、液晶組成物LC-1を調製した。
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液晶組成物LC-1(質量部)
----------------------------------
棒状液晶(L-1)                    19.57
水平配向剤(L-2)                   0.015
キラル剤(C-1)                     1.49
ラジカル重合開始剤(Irgacure 907、BASF製) 0.587
光増感剤(KAYACURE DETX-S、日本化薬製)   0.916
重合制御剤(IRGANOX1076、BASF製)     0.078
メチルエチルケトン                     80.0
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(液晶組成物LC-2の調製)
 液晶組成物LC-1と同様の手法、材料を用い、添加するキラル剤(C-1)を1.22質量部に変更して、LC-2を調製した。
(液晶組成物LC-3の調製)
 液晶組成物LC-1と同様の手法、材料を用い、添加するキラル剤(C-1)を1.04質量部に変更して、LC-3を調製した。
(実施例1)
 配向膜組成物Aを、ガラス基板上にスリットコーターを用いて均一塗布した後、100℃のオーブン内で2分乾燥し、膜厚0.5μmの配向膜付きガラス基板を得た。この配向膜に塗布方向と平行方向にラビング処理を施した。ラビング処理面上に上記液晶組成物LC-1を塗布した。次いで、膜面温度95℃で60秒間加熱熟成し、その後ただちに、25℃空気下にて、キヤノン(株)製PLA-501F露光機(超高圧水銀ランプ)を用い、100mJ/cmの露光量で、図3(bの値:57.7μm:bの値は式(1)のLに該当する)に示すフォトマスクAを介し露光した。図3において、白は透過部、黒は遮蔽部である。その後、基板全体を200℃に加熱しながら500mJ/cmの露光量で空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)にて窒素下露光することにより、反射中心波長450nm、反射帯域89nmの選択反射を持つ領域と、光学的に等方な領域とに分画されたコレステリック液晶層パターンを有する層を得た。
 有機EL画像表示装置SC-04E(サムソン電子社製)から、偏光板および光学フィルムを剥離し、発光素子を保護するバリア層の表面を露出させ発光素子基板とした。なお、この発光素子基板の青色有機電界発光層のスペクトルは、中心波長450nm、発光帯域40nm、緑色有機電界発光層のスペクトルは、中心波長550nm、発光帯域45nm、赤色有機電界発光層のスペクトルは、中心波長650nm、発光帯域50nmである。この発光素子基板のバリア層面と上記で得られたコレステリック液晶層パターンを有する層とを、粘着剤を用いて図4に示す青色有機電界発光層の中央とコレステリック液晶層の中央が一致するようにそれぞれ対応させて貼り合わせた。その後、ガラス基板表面にWO2016/194801の実施例1に示された手順により作製した偏光子(偏光層)、光学異方性層A(λ/2板)、および、光学異方性層B(λ/4板)からなる円偏光板CP1を、粘着剤にて貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。なお、円偏光板CP1は、偏光子、光学異方性層A(λ/2板)、および、光学異方性層B(λ/4板)がこの順に配置され、偏光子側から観察して、偏光子の透過軸を基準(0°)に反時計回りを正の値で表したとき、λ/2板の遅相軸の角度を-72.5°、λ/4板の遅相軸の角度は-12.5°とした。また、貼り合せは光学異方性層Bとガラス基板とが接するように行なった。
 発光素子基板のバリア層の厚みと、粘着剤の厚みの合計は13μmであり、青色有機電界発光層とコレステリック液晶層との距離は、13μmであった。
(実施例2)
 パターン形成時に、図3のbの値を30.00μmにしたフォトマスクBを使用した以外は、実施例1と同様の手順により、コレステリック液晶層パターンを有する層を作製した。さらに、実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面に、コレステリック液晶層パターンを有する層、円偏光板CP1を、実施例1と同様の手順により貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
(実施例3)
 パターン形成時に、図3のbの値を20.00μmにしたフォトマスクCを使用した以外は、実施例1と同様の手順により、コレステリック液晶層パターンを有する層を作製した。さらに、実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面に、コレステリック液晶層パターンを有する層、円偏光板CP1を、実施例1と同様の手順により貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
(実施例4)
 パターン形成時に、図3のbの値を75.00μmにしたフォトマスクDを使用した以外は、実施例1と同様の手順により、コレステリック液晶層パターンを有する層を作製した。さらに、実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面に、コレステリック液晶層パターンを有する層、円偏光板CP1を、実施例1と同様の手順により貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
(比較例1)
 実施例1で用いたものと同様の円偏光板CP1の光学異方性層Bの面を実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面に、実施例1と同様の手順により貼り合わせ、コレステリック液晶層パターンを有する層を含まない評価用画像表示装置を作製した。
(比較例2)
 パターン形成時に使用するマスクを用いなかった以外は実施例1と同様の手順でコレステリック液晶層を作製し、光学的に等方な領域のない全面コレステリック液晶層とした。さらに、実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面に、得られた全面コレステリック液晶層、円偏光板CP1を、実施例1と同様の手順により貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
(実施例5)
 液晶組成物LC-1を液晶組成物LC-2に変更し、パターン形成時に、図5に示すフォトマスクEを使用した以外は、実施例1と同様の手順により、反射中心波長550nmの選択反射を持つ領域と、光学的に等方な領域とに分画されたコレステリック液晶層パターンを有する層を得た。
 実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面と、上記で得られたコレステリック液晶層パターンを有する層とを、粘着剤を用いて図4の緑色有機電界発光層の中央とコレステリック液晶層の中央が一致するようにそれぞれ対応させて貼り合わせた。その後、実施例1と同様の手順によりガラス基板表面に円偏光板CP1の光学異方性層Bの面を粘着剤にて貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
(実施例6)
 液晶組成物LC-1を液晶組成物LC-3に変更した以外は、実施例1と同様の手順により、反射中心波長650nmの選択反射を持つ領域と、光学的に等方な領域とに分画されたコレステリック液晶層パターンを有する層を得た。
 実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面と、上記で得られたコレステリック液晶層パターンを有する層とを、粘着剤を用いて図4の赤色有機電界発光層の中央とコレステリック液晶層の中央が一致するようにそれぞれ対応させて貼り合わせた。その後、ガラス基板表面に円偏光板CP1の光学異方性層Bの面を貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
(実施例7)
 実施例1と同様の手順で作製したラビング済み配向膜の、ラビング処理面上に上記液晶組成物LC-1を塗布した。次いで、膜面温度95℃で60秒間加熱熟成し、その後ただちに、25℃空気下にて、キヤノン(株)製PLA-501F露光機(超高圧水銀ランプ)を用い、100mJ/cmの露光量で、フォトマスクAを介し露光した。その後、未露光の塗布層をメチルエチルケトンで洗い流すことにより、反射中心波長450nm、反射帯域89nmの選択反射を持つ領域と、液晶組成物を硬化した層の存在しない領域を有するコレステリック液晶層パターンを有する層を得た。
 実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面と上記で得られたコレステリック液晶層パターンを有する層とを、粘着剤を用いて図4に示す青色有機電界発光層の中央とコレステリック液晶層の中央が一致するようにそれぞれ対応させて貼り合わせた。その後、ガラス基板表面に円偏光板CP1の光学異方性層Bの面を粘着剤にて貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
 発光素子基板のバリア層の厚みと、粘着剤の厚みの合計は13μmであり、有機電界発光層とコレステリック液晶層の距離は、13μmであった。
(比較例3)
 比較例2と同様の手順で、全面コレステリック液晶層を得た。続いて、特許4220796号に記載の実施例1の方法で平均粒子径200nmの銀粒子を含む感光性樹脂組成物を作製し、全面コレステリック液晶層の表面に、スピンコートにより乾燥厚み0.5μmの塗布層を形成したのち、図3に示すマスクの透過部と遮蔽部を反転させたフォトマスクFを介して、超高圧水銀灯を用いて感光性遮光層に500mJ/cmの露光を行った。その後水洗処理(現像処理)を行って未露光部を除去し、コレステリック液晶層上にブラックマトリクスを作製した。
 実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面と、上記で得られたコレステリック液晶層とを、粘着剤を用いて図4に示す青色有機電界発光層の中央とコレステリック領域の中央が一致するようにそれぞれ対応させて貼り合わせた。その後、ガラス基板表面に円偏光板CP1の光学異方性層Bの面を粘着剤にて貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
(実施例8)
 支持体として、市販されている厚さ40μmのトリアセチルセルロースフィルム「Z-TAC」(富士フイルム社製)を用いた。Z-TACを温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/mで塗布し、110℃に加熱し、(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したアセチルセルロース透明支持体を作製した。
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アルカリ溶液の組成(質量部)
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 水酸化カリウム                     4.7
 水                          15.8
 イソプロパノール                   63.7
 界面活性剤
 SF-1:C1429O(CHCHO)20H        1.0
 プロピレングリコール                 14.8
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 配向膜組成物Aを、鹸化処理された厚み40μmのトリアセチルセルロースフィルム上にバーコーターを用いて均一塗布した後、100℃のオーブン内で2分乾燥し、膜厚0.5μmの配向膜付き支持体を得た。この配向膜に塗布方向と平行方向にラビング処理を施した。ラビング処理面上に上記液晶組成物LC-1を塗布した。次いで、膜面温度95℃で60秒間加熱熟成し、その後ただちに、25℃空気下にて、キヤノン(株)製PLA-501F露光機(超高圧水銀ランプ)を用い、100mJ/cmの露光量で、フォトマスクAを介し露光した。その後、基板全体を150℃に加熱しながら500mJ/cmの露光量で空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)にて窒素下露光することにより、反射中心波長450nm、反射帯域89nmの選択反射を持つ領域と、光学的に等方な領域とに分画されたコレステリック液晶層パターンを有する層を得た。実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面と上記、トリアセチルセルロースフィルム面とを粘着剤を用いて図4に示す青色有機電界発光層の中央とコレステリック液晶層の中央が一致するようにそれぞれ対応させて貼り合わせた。その後、コレステリック液晶層パターンを有する層表面に円偏光板CP1の光学異方性層Bの面を貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
 発光素子基板のバリア層の厚みと、粘着剤の厚みとタックフィルムの合計は53μmであり、有機電界発光層とコレステリック液晶層の距離は、53μmであった。
(実施例9)
 パターン形成時に使用するマスクについて、図3のbの値を95μmにした以外は、実施例8と同様の手順により、コレステリック液晶層パターンを有する層を作製し、実施例8と同様の手順によりコレステリック液晶層パターンを有する層、円偏光板CP1を、実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層面に貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
(実施例10)
 パターン形成時に、図6に示すフォトマスクGを使用した以外は、実施例1と同様の手順で、反射中心波長450nm、反射帯域89nmの選択反射を持つ領域と、光学的に等方な領域とに分画されたコレステリック液晶層パターンを有する層を得た。なお、図6において、白は透過部、黒は遮蔽部である。
 Apple Watch(アップル社製)より、偏光板および光学フィルムを剥離し、有機電界発光層を保護するバリア層の表面を露出させ、発光素子基板とした。上記で得られたコレステリック液晶層パターンを有する層を、発光素子基板のバリア層面に、粘着剤を用いて、図7に示す青色有機電界発光層の中央とコレステリック液晶層の中央が一致するようにそれぞれ対応させて貼り合わせた。その後、ガラス基板表面に円偏光板CP1の光学異方性層Bの面を粘着剤にて貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
 発光素子基板のバリア層の厚みと、粘着剤の厚みの合計は15μmであり、有機電界発光層とコレステリック液晶層の距離は、15μmであった。
(比較例4)
 円偏光板CP1の光学異方性層Bの面を実施例10と同様に用意した発光素子基板のバリア層面に貼り合わせ、コレステリック液晶層パターンを有していない評価用画像表示装置を作製した。
(比較例5)
 比較例2と同様に、パターン形成時に使用するマスクを用いないで光学的に等方な領域のない全面コレステリック液晶層を作製した。さらに、実施例10と同様に用意した発光素子基板のバリア層面に得られた全面コレステリック液晶層、円偏光板CP1を、実施例10と同様の手順により貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
(液晶組成物LC-4の調製)
 下記の各成分を混合した後、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、液晶組成物LC-4を調製した。
----------------------------------
液晶組成物LC-4(質量部)
----------------------------------
棒状液晶(L-1)                     100
光反応性右旋回性キラル剤(C-2)            6.00
水平配向剤(L-2)                    0.1
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製)        4
重合禁止剤IRGANOX1010(BASF社製)        1
溶剤(クロロホルム)                  330.3
----------------------------------
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(実施例11)
 実施例1と同様の手順で作製したラビング済み配向膜上に、塗布液LC-4をスピンコート塗布し、膜厚5μmとなるように塗布膜を形成した。塗布膜が配置された配向膜付きガラス基板を80℃のホットプレート上で1分間加熱し、溶媒を乾燥除去するとともにコレステリック配向状態を形成した後、HOYA-SCHOTT社製EXECURE3000-Wを用いて、室温、窒素雰囲気下フォトマスクFを介して、照度30mW/cmのUV(ultraviolet)光を10秒間照射し、露光部(A)の配向を固定化した。次いで、フォトマスクを除去し、空気下で照度3mW/cmのUV光を8秒間照射した後、80℃のホットプレート上で1分間加熱することで、固定化されていない部分の反射波長を長波長側に変換した後に、再度、室温、窒素雰囲気下で、照度30mW/cmのUV光を10秒間照射し、残りの部分(B)の配向を固定化することで、コレステリック液晶層パターンを有する層を作製した。Aの部分における反射中心波長は350nm、Bの部分における反射中心波長は450nmであった。
 実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層と、上記で得られたコレステリック液晶層パターンを有する層とを、粘着剤を用いて図4に示す青色有機電界発光層の中央と領域(B)の中央が一致するように対応させて貼り合わせた。その後、ガラス基板表面に円偏光板CP1の光学異方性層Bの面を粘着剤にて貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
 発光素子基板のバリア層の厚みと、粘着剤の厚みの合計は13μmであり、発光層とコレステリック液晶層パターンを有する層の距離は、13μmであった。
(実施例12)
 実施例1と同様の手順で作製したラビング済み配向膜上に、塗布液LC-4をスピンコート塗布し、膜厚5μmとなるように塗布膜を形成した。塗布膜が配置された配向膜付きガラス基板を80℃のホットプレート上で1分間加熱し、溶媒を乾燥除去するとともにコレステリック配向状態を形成した後、HOYA-SCHOTT社製EXECURE3000-Wを用いて、室温、窒素雰囲気下で図8に示すフォトマスクHを介して、照度30mW/cmのUV(ultraviolet)光を10秒間照射し、露光部(図10に示す(A))の配向を固定化した。次いで、フォトマスクHを除去し、図9に示すハーフトーンフォトマスクIを、上記フォトマスクHとマーキング部が重なるように位置を併せて設置した。ハーフトーンフォトマスクIはハーフトーン部として光透過率67%の部分および光透過率33%の部分を有する。このハーフトーンフォトマスクIを介して空気下で照度3mW/cmのUV光を25秒間照射した後、80℃のホットプレート上で1分間加熱することで、固定化されていない部分の反射波長を長波長側に変換した後に、再度、室温、窒素雰囲気下で、照度30mW/cmのUV光を10秒間照射し、図10に示す(B)~(D)の領域を固定化し、コレステリック液晶層パターンを有する層を作製した。Aの部分における反射中心波長は350nm、Bの部分における反射中心波長は450nm、Cの部分における反射中心波長は550nm、Dの部分における反射中心波長は650nmであった。
 実施例1と同様に用意した発光素子基板のバリア層と、上記で得られたコレステリック液晶層パターンを有する層とを、粘着剤を用いて図4に示す青色有機電界発光層の中央と領域(B)の中央が一致するように対応させて貼り合わせた。その後、ガラス基板表面に円偏光板CP1の光学異方性層Bの面を粘着剤にて貼り合わせ、評価用画像表示装置を作製した。
 以上の実施例および比較例について下記評価を行い、評価結果を以下の表1にまとめて示す。なお、L、M、Nの値は、面内全ての点の、全ての方向に関して定義できるため、表には代表値(式(1)、式(2)を最も満たしにくい点、および方向での値)を示す。この際、実施例10については長軸と短軸の両方での評価を行った。
(画像表示装置発光輝度、にじみ評価)
 評価用画像表示装置を点灯し、全面に単色(表1における有機電界発光層の各色、ただし、実施例12のみは白色)を表示させた後、架台に設置し、2m先に分光放射計SR-3((株)トプコン製)を配置して輝度評価を行った。輝度評価は、対応するコレステリック材料がない画像表示装置の輝度に対して、以下の基準で輝度の向上率を評価することにより行なった。すなわち、実施例1~4、7~9、11および比較例2、3については比較例1の輝度からの輝度向上率、実施例5、6、12については比較例1の画像表示装置を用いそれぞれ全面に単色の緑色、全面に単色の赤色、全面に白色を表示させたものの輝度からの輝度向上率、実施例10および比較例5については比較例4の輝度からの輝度向上率を求めた。
  A:輝度向上率が40%以上
  B:輝度向上率が40%より小さく、20%以上
  C:輝度向上率が20%より小さく、5%以上
  D:輝度向上率が5%より小さい
 続いて、各実施例および比較例での有機電界発光層の色(青、緑および赤)が2ピクセル、黒が5ピクセルの繰り返しで、各色と黒のストライプを表示させ、にじみの有無を目視評価した。ただし、実施例12のみは青あるいは緑、赤を2ピクセル、黒が5ピクセルの繰り返しで、青あるいは緑、赤のストライプを表示させ、それぞれにおいてにじみの有無を目視評価した。
 A:にじみがない
 B:ルーペを用いて拡大するとにじみが見えるが、目視では見えず、実用上問題ない
 D:目視でにじみが見える
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 比較例1および2から分かるように、比較例2においてコレステリック液晶層を挿入することで、輝度が向上するが、光学的に等方な領域のない全面コレステリック液晶層を用いているためににじみが発生する。有機電界発光層より発光した極角の小さい光が、コレステリック液晶層と反射層の間で、偏光解消と多重反射を繰り返すことにより、光が素子のサイズよりも広がり、にじみとして視認されると推察される。
 実施例1~4より、可視光透過領域により区分された偏光分離領域を有する偏光分離層を有し、かつ偏光分離層の長さLを小さくすることで、多重反射が抑制され、にじみが改善することがわかる。特に、式(1)および式(2)を満たす実施例1のときに、輝度向上率とにじみの評価がいずれもAとなった。
 比較例3においては、ブラックマトリクスにより、極角の小さい光が吸収されるため、にじみが抑制される。しかし一方でブラックマトリクスの吸収により輝度が下がるため、十分な輝度向上効果が得られず、可視光透過領域を有する場合のように輝度向上とにじみの両立ができないことがわかる。
 また、実施例1と実施例8、9の比較から、実施例1のように偏光分離層は、有機電界発光層に近い位置に配置したほうが輝度およびにじみの両立の点で好ましいことが分かる。
 1 偏光分離部位
 2 有機電界発光層
 3 反射層
 4 発光素子基板
 5 位相差層
 6 偏光層
 7 円偏光板
 8 光学的に等方性である可視光透過領域
 9 紫外光波長域に選択反射の中心波長を有する可視光透過領域
10 接着層
11 バリア層

Claims (7)

  1. 発光素子基板および円偏光板を含む有機EL画像表示装置であって、
    前記発光素子基板は反射層および前記反射層上にマトリクス状の有機電界発光層群を含み、
    前記反射層、前記有機電界発光層群、および前記円偏光板はこの順で配置されており、
    前記有機電界発光層群と前記円偏光板との間に偏光分離層を含み、
    前記偏光分離層は前記有機電界発光層群に対応してマトリクス状に配置されている偏光分離部位を含み、
    前記偏光分離部位は、対応する有機電界発光層が発光した光のうち、1つの偏光状態の光を反射し、かつ他方の偏光状態の光を透過し、
    前記偏光分離層は可視光透過領域により区分されて前記偏光分離部位を形成している有機EL画像表示装置。
  2. 前記偏光分離部位がコレステリック液晶相を固定して形成された層を含む請求項1に記載の有機EL画像表示装置。
  3. 前記可視光透過領域が前記偏光分離部位と同一の組成物を硬化した層を含み、前記可視光透過領域が光学的に等方性である請求項2に記載の有機EL画像表示装置。
  4. 前記可視光透過領域が前記偏光分離部位と同一の組成物を硬化した層を含み、前記可視光透過領域が紫外光波長域または赤外光波長域に選択反射の中心波長を有する請求項2に記載の有機EL画像表示装置。
  5. 前記可視光透過領域が前記偏光分離部位と同一の組成物を硬化した層を含まない請求項2に記載の有機EL画像表示装置。
  6. 前記マトリクスの任意の座標xyの偏光分離部位を通り、かつ前記反射層に垂直な任意の平面Zにおいて、下記式(1)が満たされている請求項1~5のいずれか一項に記載の有機EL画像表示装置。
       L ≦ (M+N)/2  (1)
       L:座標xyの偏光分離部位と平面Zの交線の長さ
       M:座標xyの偏光分離部位に対応する座標xyの有機電界発光層と平面Zの交線の長さ
       N:座標xyの有機電界発光層および平面Zの交線の中心と、座標xyの有機電界発光層と同じ波長の光を発光する有機電界発光層であって平面Zに交点を有する最も近い有機電界発光層および平面Zの交線の中心との距離
  7. 前記マトリクスの任意の座標xyの偏光分離部位において、下記式(2)が満たされている請求項1~6のいずれか一項に記載の有機EL画像表示装置。
       L ≧ 1.25×D + M (2)
       D:座標xyの偏光分離部位と座標xyの有機電界発光層との距離
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