JP2018200354A

JP2018200354A - 電気光学パネル

Info

Publication number: JP2018200354A
Application number: JP2017104115A
Authority: JP
Inventors: 一貴渡部; Kazutaka Watabe; 玉井　和彦; Kazuhiko Tamai; 和彦玉井
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2037-05-26
Also published as: JP6985033B2

Abstract

【課題】変形させても元の平面状態に復元しやすく、表面に傷が残りにくく、衝撃による電気光学素子の表示不良を低減することができるフレキシブルな電気光学パネルを提供する。【解決手段】フレキシブルな電気光学パネルは、光を発するか光の透過を制御することにより画像を提示するフレキシブルな電気光学素子と、電気光学素子の光の出射側に配置されたエラストマー層と、エラストマー層と電気光学素子との間に配置されたゲル状層とを備える。好ましくは、エラストマー層の膜厚が１００μｍ以上であり、エラストマー層の膜厚はゲル状層の膜厚以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、表示パネルおよび照明パネルを含む電気光学パネルに関する。

ＯＬＥＤ（organic light-emitting diode）画像表示パネル、ＯＬＥＤ照明パネル、コレステリック液晶画像表示パネル、ＰＤＬＣ（高分子分散型液晶）画像表示パネル、電気泳動画像表示パネルといった電気光学パネルは、電気光学素子（例えば、発光素子および液晶素子）のほかに複数の層を有する（例えば特許文献１）。この明細書において、「電気光学素子」とは、電気の作用により光を発する発光素子（例えばＯＬＥＤ素子）および電気の作用により光の透過を制御する光制御素子（例えば液晶素子）を含み、「電気光学パネル」とはこのような電気光学素子を有するパネルを指す。

フレキシブルな電気光学パネルのフロントフィルムには、一般に透明ポリイミドなどの高分子フィルムが用いられる。また、フロントフィルムの表面には、アクリレート化合物またはメタクリレート化合物から形成されたハードコートが積層されることがある（例えば特許文献１）。ハードコートの役割は、電気光学パネルの表面の損傷の防止である。

特表２０１６−５０４２２３号公報

しかしながら、以下のすべての条件を満たす電気光学パネルは実現されていない。
・変形させた後、元の平面状態に復元しやすいこと、
・表面に傷が残りにくいこと、
・衝撃による電気光学素子の表示不良を防げること。

例えば、ハードコートを設けると、表面に傷がつきにくくなるが、電気光学パネルが元の平面状態に復元するのに時間がかかり、耐衝撃性は劣るかもしれない。また、ハードコートを柔軟な層の上に積層しても、硬度は十分でないおそれがある。さらにハードコートには、割れが生じてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、変形させても元の平面状態に復元しやすく、表面に傷が残りにくく、衝撃による電気光学素子の表示不良を低減することができるフレキシブルな電気光学パネルを提供する。

本発明に係る電気光学パネルは、フレキシブルな電気光学パネルであって、光を発するか光の透過を制御することにより画像を提示するフレキシブルな電気光学素子と、前記電気光学素子と平行に配置されたエラストマー層と、前記エラストマー層と前記電気光学素子との間に配置されたゲル状層とを備える。

この構成によれば、エラストマー層とゲル状層のために、フレキシブルな電気光学パネルを変形させても元の平面状態に復元しやすい。また、エラストマー層とゲル状層のために、表面に傷がついたとしても、傷が復元して残りにくい。さらには、衝撃吸収能力が向上し、衝撃による電気光学素子の表示不良を低減することができる。

好ましくは、前記エラストマー層の膜厚が１００μｍ以上であり、前記エラストマー層の膜厚は、前記ゲル状層の膜厚以下である。

好ましくは、前記ゲル状層の膜厚が１００μｍ以上、８００μｍ以下である。

好ましくは、前記エラストマー層がウレタンゴムから形成され、前記ゲル状層がウレタンゲルから形成されている。

好ましくは、前記エラストマー層が前記電気光学素子の光の出射側に配置されている。この場合には、光の出射側の表面に傷がついたとしても、傷が残りにくいので、画像の視認性の悪化を防ぐことができる。

好ましくは、前記エラストマー層が前記電気光学素子の光の出射側とは反対側に配置されている。

好ましくは、前記電気光学素子の光の出射側とは反対側に、さらに、前記電気光学素子と平行に配置されたエラストマー層と、前記エラストマー層と前記電気光学素子との間に配置されたゲル状層とを備える。

好ましくは、前記電気光学素子の光の出射側に、さらに、前記電気光学素子と平行に配置されたエラストマー層と、前記エラストマー層と前記電気光学素子との間に配置されたゲル状層とを備える。

好ましくは、前記エラストマー層が最も外側に配置されて露出している。すなわち傷が残りやすい物質が最も外側には存在しないことが好ましい。

好ましくは、前記エラストマー層におけるアクリレート化合物およびメタクリレート化合物の合計含有量が０．１質量部以下である。

本発明の実施形態に係るフレキシブルなＯＬＥＤ電気光学パネルを概略的に示す断面図である。ＯＬＥＤ電気光学パネルのゲル状層とエラストマー層の厚さを変えながら行った鉛筆硬度試験の結果を示す表である。前記試験の結果を示すグラフである。変形例に係るフレキシブルなＯＬＥＤ電気光学パネルを概略的に示す断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。本発明の目的、長所および新規な特徴は、添付の図面と関連する以下の詳細な説明からより明白になる。異なる図面において、同一または機能的に類似の要素を示すために、同一の参照符号が使用される。図面は概略を示しており、図面の縮尺は正確でないことを理解されたい。

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るフレキシブルなＯＬＥＤ電気光学パネル１は、フレキシブル基板（フレキシブルフィルム）１０と、その上に形成されたバリア層１２とを有する。フレキシブル基板１０は、高分子材料、例えばポリイミドから形成されている。バリア層１２は、高分子材料または無機材料から形成されている。

バリア層１２の上には、ＴＦＴ（thin film transistor）層１４と、ＯＬＥＤ層１６が形成されている。詳細な図示はしないが、ＴＦＴ層１４は、多数のＴＦＴと、ＴＦＴを覆う層間絶縁膜と、複数のＯＬＥＤ素子のための複数の陽極を有する。

この実施形態において、ＯＬＥＤ層１６は、多数のＯＬＥＤ素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを有する。ＯＬＥＤ素子１６Ｒは赤色の光を発し、ＯＬＥＤ素子１６Ｇは緑色の光を発し、ＯＬＥＤ素子１６Ｂは青色の光を発する。詳細な図示はしないが、ＯＬＥＤ素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの各々は、有機発光層、正孔注入層、電子輸送層などの層を有する。ＯＬＥＤ層１６の上には、多数のＯＬＥＤ素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂのための共通陰極層１８が形成されている。１つのＯＬＥＤ素子は１つのサブピクセルに相当し、１組のＯＬＥＤ素子１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは１つのピクセルに対応する。

バリア層１２には、例えば無機物や高分子材料から形成されたカプセル封止体２０が接合されており、カプセル封止体２０は、ＴＦＴ層１４とＯＬＥＤ層１６と共通陰極層１８とを覆って保護する。さらにカプセル封止体２０の上にはバックフィルム２４が接合されている。バックフィルム２４は、例えば高分子材料から形成されている。不可欠ではないが、カプセル封止体２０の側面の周囲には、封止体２６を設けてもよい。

このＯＬＥＤ電気光学パネル１は、ＯＬＥＤ層１６で発生した光をフレキシブル基板１０側（すなわち図の下方）に向けて放出するボトムエミッションタイプである。図の矢印は、光の放出方向を示す。この実施形態において、フレキシブル基板１０、バリア層１２、ＴＦＴ層１４、ＯＬＥＤ層１６、共通陰極層１８およびカプセル封止体２０は、電気光学素子を構成する。

フレキシブル基板１０には、フロントフィルム２８が接合されている。フロントフィルム２８は、電気光学素子の光の出射側の最も外側に配置されて露出しているエラストマー層３２と、エラストマー層３２と電気光学素子との間に配置されたゲル状層３０とを備える。

エラストマー層３２の材料は、弾性の顕著な高分子物質であればいずれのものにも限定されないが、望ましくは熱硬化性エラストマーであり、より望ましくは熱硬化性樹脂系エラストマーであり、三次元化学架橋結合された重合体である。この実施形態では、エラストマー層３２が電気光学素子の光の出射側に配置されているので、透明度が高いウレタンゴムまたはシリコーンゴムでエラストマー層３２を形成するのが好ましい。ウレタンゴムまたはシリコーンゴムは強度が高いという点でも好ましい。

エラストマー層３２の材料は、エラストマー以外の物質を含んでいてもよく、例えばワックス粒子やシリカ粒子などの添加剤を含んでいてもよい。例えば、アクリレート化合物およびメタクリレート化合物の少なくとも一方がエラストマー層３２に含まれてもよい。この場合、好ましくは、エラストマー層３２におけるアクリレート化合物およびメタクリレート化合物の合計含有量が０．１質量部以下である。

ゲル状層３０の材料は、ゲル状の物性を持つ物質一般であって限定されない。すなわち、各種の高分子ゲルや、コロイドゲルなどの粒子を含んだゲルでよい。透明度が高いウレタンゲルやシリコーンゲルが好ましい。ゲル状層３０の材料は、ゲル状物質以外の物質を含んでいてもよく、例えば、ワックス粒子やシリカ粒子などの添加剤を含んでいてもよい。

エラストマー層３２およびゲル状層３０は、別々に成形された後、貼り合わせによってフロントフィルム２８が製造されてもよい。しかし、エラストマー層３２およびゲル状層３０は、各種の多層式塗工装置を用いて、同時に成形されてもよい。各種の塗工装置を用いて、フレキシブル基板１０にゲル状層３０およびエラストマー層３２を順次に塗工してもよい。

この構成によれば、エラストマー層３２とゲル状層３０のために、フレキシブルなＯＬＥＤ電気光学パネル１を変形させても元の平面状態に復元しやすい。また、エラストマー層３２とゲル状層３０のために、表面に傷がついたとしても、傷が復元して残りにくい。さらには、衝撃吸収能力が向上し、衝撃による電気光学素子の表示不良を低減することができる。

この実施形態では、ゲル状層３０が電気光学素子の光の出射側に配置されているため、光の出射側の表面に傷がついたとしても、傷が残りにくいので、画像の視認性の悪化を防ぐことができる。また、この実施形態では、エラストマー層３２が最も外側に配置されて露出している。傷が残りやすい物質が最も外側には存在しないことが好ましいためである。

この実施形態について、傷の復元性能を確認し、好適なパラメータの範囲を調査するために実験を行った。この実験のため、エラストマー層３２としてのウレタンゴム、ゲル状層３０としてのウレタンゲルをＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）のフィルムに貼り付けて複数の検体を作製した。ウレタンゴムの厚さ、ウレタンゲルの厚さを変更し、好適な厚さを調査した。ウレタンゲルの膜厚は１００μｍ以上、８００μｍ以下であった。ウレタンゴムの硬度は、JIS K 6253およびISO 7619に規定のＡ硬度で、Ａ９５であった。ウレタンゲルの硬度は、SRIS（日本ゴム協会標準規格）0101 に規定のＡＳＫＥＲＣ硬度で、Ｃ５であった。

そして、JIS-K5600-5-4およびISO15184に規定の鉛筆硬度試験を実施した。実験で使用した鉛筆はＨＢであり、手でエラストマー層３２に手引きし、６０秒後に目視観察を行い、傷が視認されなかったものを「良」と判定し、傷が視認されなかったものを「不良」と判定した。図２および図３は、実験結果を示す。

実験結果によれば、エラストマー層３２が５０μｍでは傷が残った（図２の比較例１，３，５参照）。これは、エラストマー層３２が薄すぎてフロントフィルム２８全体の剛性が不足したためであると考えられる。エラストマー層３２の膜厚が１００μｍ以上であることが好ましい。

エラストマー層３２の膜厚が大きすぎる場合にも、傷が残った。これは、エラストマー層３２の剛性、すなわち強度が高すぎると、自己修復能力が不足することを意味する。

しかし、図２の実施例２と比較例２の対比ならびに実施例４，６と比較例４の対比から明らかなように、エラストマー層３２が同じ厚さでも、ゲル状層３０の厚さ次第で、結果の良否は異なった。ゆえに、エラストマー層３２の好適な厚さは、その厚さ自体で単純に規定できるものではないことが判明した。

そこで、図３を参照すると、エラストマー層３２の好適な厚さは、ゲル状層３０の厚さ以下であることが分かる。したがって、エラストマー層３２の好適な厚さは、１００μｍ以上であり、ゲル状層３０の厚さ以下であると理解される。

同じ複数の検体を用いて、変形試験および耐衝撃試験を行った。変形試験では変形後の元の平面状態への復元性能を調べた。耐衝撃試験では検体に物体を重ね検体に衝撃を与えた場合、物体が破壊されたか否かを調べた。これらの結果は図示しないが、変形試験および耐衝撃試験では、比較例と実施例で共に良好であった。

図４は、変形例に係るフレキシブルなＯＬＥＤ電気光学パネル４１を概略的に示す断面図である。このＯＬＥＤ電電気光学パネル４１は、カラー発光するＯＬＥＤ層１６に代えて、白色発光するＯＬＥＤ層４２を有する。また、ＯＬＥＤ層４２とＴＦＴ層１４の間にカラーフィルター層４４が介在する。カラーフィルター層４４は、多数のカラーフィルター素子４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂを有する。カラーフィルター素子４４Ｒは赤色の光を透過し、カラーフィルター素子４４Ｇは緑色の光を透過し、カラーフィルター素子４４Ｂは青色の光を透過する。１つのカラーフィルター素子は１つのサブピクセルに相当し、１組のカラーフィルター素子４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂは１つのピクセルに対応する。

実施形態および変形例では、電気光学素子の光の出射側に配置されたフロントフィルム２８にゲル状層３０とエラストマー層３２が設けられている。これに代えてまたはこれに加えて、電気光学素子の光の出射側とは反対側にゲル状層３０とエラストマー層３２を配置してもよい。この場合も、エラストマー層３２が最も外側に配置されて露出しているのが好ましい。

実施形態として、ＯＬＥＤ電気光学パネルを例として説明したが、コレステリック液晶電気光学パネル、ＰＤＬＣ電気光学パネル、電気泳動電気光学パネル、または透明ＯＬＥＤ電気光学パネルや、ＯＬＥＤ照明装置のような他の電気光学パネルにも本発明を適用することができる。

１，４１ＯＬＥＤ電気光学パネル
１０フレキシブル基板
１２バリア層
１４ＴＦＴ層
１６ＯＬＥＤ層
２４バックフィルム
２８フロントフィルム
３０ゲル状層
３２エラストマー層
４２ＯＬＥＤ層
４４カラーフィルター層

Claims

光を発するか光の透過を制御することにより画像を提示するフレキシブルな電気光学素子と、
前記電気光学素子と平行に配置されたエラストマー層と、
前記エラストマー層と前記電気光学素子との間に配置されたゲル状層とを備える、
フレキシブルな電気光学パネル。
前記エラストマー層の膜厚が１００μｍ以上であり、
前記エラストマー層の膜厚は、前記ゲル状層の膜厚以下である、請求項１に記載の電気光学パネル。
前記ゲル状層の膜厚が１００μｍ以上、８００μｍ以下である、請求項１または２に記載の電気光学パネル。
前記エラストマー層がウレタンゴムから形成され、前記ゲル状層がウレタンゲルから形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
前記エラストマー層が前記電気光学素子の光の出射側に配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
前記電気光学素子の光の出射側とは反対側に、さらに、
前記電気光学素子と平行に配置されたエラストマー層と、
前記エラストマー層と前記電気光学素子との間に配置されたゲル状層とを備える、請求項５に記載の電気光学パネル。
前記エラストマー層が前記電気光学素子の光の出射側とは反対側に配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
前記電気光学素子の光の出射側に、さらに、
前記電気光学素子と平行に配置されたエラストマー層と、
前記エラストマー層と前記電気光学素子との間に配置されたゲル状層とを備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
前記エラストマー層が最も外側に配置されて露出している、請求項１から８のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
前記エラストマー層におけるアクリレート化合物およびメタクリレート化合物の合計含有量が０．１質量部以下である、請求項１から９のいずれか一項に記載の電気光学パネル。