JP6378525B2 - 有機エレクトロルミネセンス表示装置 - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記光拡散層は、アクリル系粘着剤と該アクリル系粘着剤中に分散した光拡散性微粒子とを含み、該アクリル系粘着剤と該光拡散性微粒子との屈折率差が0.05以上である。
1つの実施形態においては、上記光拡散性微粒子の屈折率は1.50以上であり、かつ、体積平均粒子径は0.8μm〜4μmである。
1つの実施形態においては、上記積層光学フィルムは、上記光拡散層と上記位相差フィルムとの間あるいは該位相差フィルムと上記偏光子との間に別の位相差フィルムをさらに有し、該別の位相差フィルムの屈折率楕円体はnz>nx=nyの関係を示す。
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
(1)屈折率(nx、ny、nz)
「nx」は面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、「ny」は面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、「nz」は厚み方向の屈折率である。
(2)面内位相差(Re)
「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定したフィルムの面内位相差である。Re(550)は、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、式:Re=(nx−ny)×dによって求められる。なお、「Re(450)」は、23℃における波長450nmの光で測定したフィルムの面内位相差である。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定したフィルムの厚み方向の位相差である。Rth(550)は、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、式:Rth=(nx−nz)×dによって求められる。なお、「Rth(450)」は、23℃における波長450nmの光で測定したフィルムの厚み方向の位相差である。
(4)Nz係数
Nz係数は、Nz=Rth/Reによって求められる。
図1は、本発明の1つの実施形態による有機EL表示装置の概略断面図である。この有機EL表示装置100は、有機ELパネル10と有機ELパネル10の視認側に配置された積層光学フィルム20とを備える。以下、有機ELパネル10および積層光学フィルム20のそれぞれについて詳細を説明する。
B−1.有機ELパネルの全体構成
図2は、有機ELパネル10の一例を説明する概略断面図である。なお、図示例ではトップエミッション型の有機ELパネルについて説明するが、本発明はボトムエミッション型の有機ELパネルにも適用され得る。図2の有機ELパネルは、行方向および列方向にマトリックス状に配置された青(B)、緑(G)および赤(R)の各EL発光素子を有する。図2においては、1画素を形成する3色(左からB,G,R)の発光素子が示されている。隣接する発光素子の間には、両者を仕切るバンク62が設けられている。青色発光素子Bは、視認側と反対側から順に、基板51、反射電極52、透明導電層53、正孔注入層54、正孔輸送層55、発光層56b、電子輸送層57、透明電極58、薄膜封止層59、樹脂封止層60およびカラーフィルタ63bをこの順に有する。同様に、緑色発光素子Gは、視認側と反対側から順に、基板51、反射電極52、透明導電層53、正孔注入層54、正孔輸送層55、発光層56g、電子輸送層57、透明電極58、薄膜封止層59、樹脂封止層60およびカラーフィルタ63gをこの順に有し;赤色発光素子Rは、視認側と反対側から順に、基板51、反射電極52、透明導電層53、正孔注入層54、正孔輸送層55、発光層56r、電子輸送層57、透明電極58、薄膜封止層59、樹脂封止層60およびカラーフィルタ63rをこの順に有する。基板51、電子輸送層57、透明電極58、薄膜封止層59および樹脂封止層60は、青色発光素子B、緑色発光素子Gおよび赤色発光素子Rに共通に形成されている。
本発明に用いられる有機ELパネルは、マイクロキャビティ構造を有する。図3は、マイクロキャビティ構造における直接光と反射光を説明するための概略断面図である。なお、図3は、図2の有機ELパネルにおける青色発光素子Bの部分の概略断面図である。
図1に示すように、積層光学フィルム20は、有機ELパネル10側から順に光拡散層21と位相差フィルム22と偏光子23とを有する。図示例では、偏光子23の位相差フィルム22と反対側(すなわち、偏光子23の視認側)に保護フィルム24が設けられている。必要に応じて、光拡散層21と位相差フィルム22との間あるいは位相差フィルム22と偏光子23との間に、別の位相差フィルムを設けてもよい。別の位相差フィルムを設ける場合には、当該別の位相差フィルムの屈折率楕円体は、代表的にはnz>nx=nyの関係を示す。また、必要に応じて、位相差フィルム22と偏光子23との間に、別の保護フィルム(以下、内側保護フィルムと称する場合がある:図示せず)を設けてもよい。積層光学フィルムの厚みは、その構成により異なるが、代表的には40μm〜300μm程度である。本発明によれば、後述するような高いヘイズ値を有する光拡散層を、マイクロキャビティ構造を有する有機ELパネルに隣接して配置し、かつ、このような光拡散層といわゆる逆分散の波長依存性を示す位相差フィルムとを組み合わせて用いることにより、マイクロキャビティ構造を有する有機EL表示装置において、マイクロキャビティ構造による斜め方向の色相変化を抑制しながら、黒表示時の白ボケを抑制することができる。より詳細には、高いヘイズ値を有する光拡散層を有機ELパネルに隣接して配置することにより、有機EL表示装置の白表示におけるカラーシフトの抑制(すなわち、マイクロキャビティ構造を有する有機EL表示装置に独特の問題点の改善)に主として寄与し、かつ、逆分散の波長依存性を示す位相差フィルム(好ましくはλ/4板)を用いることにより、上記拡散層に起因する白ボケの防止に主として寄与することができる。
光拡散層21は、光拡散素子で構成されてもよく、光拡散粘着剤または光拡散接着剤で構成されてもよい。光拡散素子は、マトリクスと当該マトリクス中に分散した光拡散性微粒子とを含む。光拡散素子は、光拡散硬化層(例えば、マトリクス用樹脂と光拡散性微粒子と必要に応じて添加剤とを含む分散液(光拡散層形成用塗工液)を任意の適切な基材上に塗工し、硬化および/または乾燥させて形成したもの)であってもよく、光拡散フィルム(例えば、市販のフィルム)であってもよい。光拡散粘着剤はマトリクスが粘着剤で構成され、光拡散接着剤はマトリクスが接着剤で構成される。
位相差フィルム22は、いわゆる逆分散の波長依存性を示す。具体的には、その面内位相差は、Re(450)<Re(550)の関係を満たす。このような関係を満たすことにより、有機EL表示装置の正面方向において優れた反射色相を達成することができる。Re(450)/Re(550)は、好ましくは0.8以上1.0未満であり、より好ましくは0.8〜0.95である。
本実施形態のポリカーボネート樹脂は、前記の通り、例えば、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを反応させる溶融重合法により製造することができ、用いるジヒドロキシ化合物としては通常ポリカーボネート樹脂を製造することができるものであれば如何なるものも使用することができるが、ジヒドロキシ化合物の少なくとも1種がヒドロキシ基に結合した炭素原子の少なくとも1つのβ位またはγ位にエーテル性酸素原子を有するジヒドロキシ化合物であることが好ましい。なお、本実施形態のジヒドロキシ化合物における「エーテル性酸素原子」とは、酸素原子が2つの炭素と単結合していることを意味し、ヒドロキシル基やカルボニル基を構成する酸素原子と区別される。また、「ヒドロキシ基に結合した炭素原子の少なくとも1つのβ位またはγ位にエーテル性酸素原子を有するジヒドロキシ化合物」において、β位、γ位とは、ジヒドロキシ化合物においてヒドロキシ基に結合した炭素原子を基準にして、隣接する炭素原子の位置をα位、更にその隣の炭素原子をβ位、更にその隣の炭素原子をγ位とすることを意味する。例えば、後述するイソソルビドの場合は、ヒドロキシ基に結合した炭素原子を基準にして、β位に相当する炭素原子がエーテル性酸素原子となっており、「ヒドロキシ基に結合した炭素原子のβ位にエーテル性酸素原子を有する脂肪族ジヒドロキシ化合物」に該当する。
前記一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物として、より具体的には、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソプロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−シクロヘキシルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−フェニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチル−6−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロポキシ)フェニル)フルオレン等の式(2)で代表される、芳香族基に結合したエーテル性酸素原子を有する化合物があげられる。
前記式(3)で表されるジヒドロキシ化合物としては、具体的には、ジエチレングルコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール(分子量150〜2000)などのオキシアルキレングリコール類があげられ、その中でもジエチレングリコール又はポリエチレングリコールが好ましい。
本実施形態のポリカーボネート樹脂を、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを反応させる溶融重合法により製造する際には、例えば得られる樹脂から作製されるフィルムの靭性を高めるため、前記エーテル性酸素原子を有するジヒドロキシ化合物以外のジヒドロキシ化合物を併用することが好ましい。
前記式(6)で表されるジヒドロキシ化合物としては、単環構造のシクロアルキレン基を含む化合物(脂環式ジヒドロキシ化合物)が挙げられる。単環構造とすることにより、得られるポリカーボネート樹脂をフィルムとしたときの靭性を改良することが出来る。脂環式ジヒドロキシ化合物の代表例としては、5員環構造又は6員環構造を含む化合物が挙げられる。5員環構造又は6員環構造であることにより、得られるポリカーボネート樹脂の耐熱性を高くすることができる。6員環構造は共有結合によって椅子形もしくは舟形に固定されていてもよい。具体的には、1,2−シクロペンタンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、2−メチル−1,4−シクロヘキサンジオール等が挙げられる。式(6)で表されるジヒドロキシ化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記式(7)で表されるジヒドロキシ化合物としては、単環構造のシクロアルキレン基を含む化合物(脂環式ジヒドロキシ化合物)が挙げられる。単環構造とすることにより、得られるポリカーボネート樹脂をフィルムとしたときの靭性を改良することが出来る。脂環式ジヒドロキシ化合物の代表例としては、前記式(7)におけるR6が下記一般式(Ia)(式中、R7は水素原子、又は、置換若しくは無置換の炭素数1〜炭素数12のアルキル基を表す。)で示される種々の異性体が挙げられる。このような異性体の好ましい具体例としては、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。これらは、入手が容易で、かつ、取扱い性に優れる。一般式(7)で表されるジヒドロキシ化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記の別の位相差フィルム(図示せず)は、代表的には、屈折率楕円体がnz>nx=nyの関係を示す正の一軸性光学素子(いわゆる、ポジティブCプレート)である。なお、本明細書において、nx=nyとは、nxとnyが完全に同一である場合だけでなく、nxとnyとが実質的に同一である場合も包含する。ここで、「nxとnyとが実質的に同一である場合」とは、例えば、面内の位相差値(Re[590])が10nm以下であるものを包含する。
偏光子23としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。具体例としては、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質による染色処理および延伸処理が施されたもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。好ましくは、光学特性に優れることから、ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸して得られた偏光子が用いられる。
保護フィルム24は、偏光子の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。
1つの実施形態においては、位相差フィルム22の偏光子23側の表面に易接着層(図示せず)が設けられてもよい。易接着層を設ける場合、位相差フィルムは、上述の表面処理が施されていてもよく、施されていなくてもよい。好ましくは、位相差フィルムには表面処理が施されている。易接着層と表面処理とを組み合わせることにより、偏光子23と位相差フィルム22との間の所望の接着力の実現が促進され得る。易接着層は、好ましくは、反応性官能基を有するシランを含む。このような易接着層を設けることにより、偏光子23と位相差フィルム22との間の所望の接着力の実現が促進され得る。易接着層の詳細は、例えば、特開2006−171707号公報に記載されている。
ダイヤルゲージ(PEACOCK社製、製品名「DG−205 type pds−2」)を用いて測定した。
(2)位相差
Axometrics社製のAxoscanを用いて測定した。測定波長は450nm、550nm、測定温度は23℃であった。なお、位相差フィルムから50mm×50mmのフィルム片を切り出して、測定サンプルとした。
(3)粘着剤の屈折率
透明基材上に塗工した拡散微粒子を含まない粘着剤の屈折率を、アッベ屈折率計(DR−M2,アタゴ社製)により測定した。
(4)ヘイズ値
実施例および比較例で得られた光拡散層について、JIS 7136で定める方法により、ヘイズメーター(村上色彩科学研究所社製、商品名「HN−150」)を用いて測定した。
(5)カラーシフト(Δxy)
得られた有機ELパネルに白画像を表示させ、EZcontrast XL88(ELDIM社製)を用いて、方位角0°方向において極角を−80°から80°まで変化させて色相を測定した。−80°から80°までのx値のうち、最大値をxmax、最小値をxmin、y値のうち、最大値をymax、最小値をyminとした時、{(xmax−xmin)2+(ymax−ymin)2}(1/2)をΔxyとして算出した。
(6)拡散反射率
得られた有機ELパネルに黒画像を非表示状態とし、分光測色計CM2600cd(コニカミノルタ社製)を用いて拡散反射率を測定した。
(偏光子の作製)
長尺状のポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ素を含む水溶液中で染色した後、ホウ酸を含む水溶液中で速比の異なるロール間にて6倍に一軸延伸し、長手方向に吸収軸を有する長尺状の偏光子を得た。この長尺状の偏光子は延伸後、巻き取って巻回体とした。
(内側保護フィルム)
保護フィルムとして、長尺状のトリアセチルセルロースフィルム(厚み60μm、富士フイルム社製、商品名:Z−TAC ZRD60SL)を用いた。この保護フィルムは巻回体として用意した。
(反射防止フィルム(外側保護フィルム))
反射防止フィルムとして、長尺状のトリアセチルセルロースフィルム上に反射防止層が塗布形成されたフィルム(厚み70μm、大日本印刷社製、商品名:DSG−03)を用いた。この保護フィルムは巻回体として用意した。
(位相差フィルム)
逆分散の波長依存性を示す市販の位相差フィルム(帝人社製、商品名「ピュアエースWR」)を用いた。この位相差フィルムの面内位相差Re(550)は141nmであり、Re(450)/Re(550)は0.89であった。
(光拡散層の作製)
アクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL」)0.6部、および光拡散性微粒子としてポリスチレン微粒子(積水化成品工業社製、商品名「テクポリマーSSX−302ABE」、体積平均粒子径2μm、屈折率1.595)8.3部を配合して、光拡散粘着剤の塗工液(固形分12.1%)を調製した。次いで、上記で得られた塗工液を、シリコーン処理を施した厚み38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱化学ポリエステルフィルム(株)製、商品名:MRF38)の片面に、乾燥後の厚さが23μmになるように塗布し、155℃で1分間乾燥を行い、ヘイズ値93%の光拡散層を得た。
上記の偏光子、内側保護フィルム、反射防止フィルム(外側保護フィルム)、位相差フィルムおよび光拡散層を、それぞれ100mm×100mmに切り出した。偏光子の両側にそれぞれ内側保護フィルムおよび反射防止フィルムを、ポリビニルアルコール系接着剤を介して貼り合わせ、反射防止フィルム/偏光子/内側保護フィルムの積層体(偏光板)を作製した。一方、光拡散層を位相差フィルムに転写した。反射防止フィルム/偏光子/内側保護フィルムの積層体と位相差フィルム/光拡散層の積層体とを、アクリル系粘着剤を介して内側保護フィルムと位相差フィルムとが隣接するようにして貼り合わせ、反射防止フィルム/偏光子/内側保護フィルム/位相差フィルム/光拡散層の構成を有する積層光学フィルム(円偏光板)を作製した。なお、位相差フィルムは、貼り合わせた際に、その遅相軸と偏光子の吸収軸とが45°の角度をなすように切り出した。
(有機EL表示装置の作製)
マイクロキャビティ構造を有する有機EL表示装置(SAMSUNG社製、製品名「S9C」)の表面に貼り付けられている偏光板を剥がし取り、かわりに、上記で得られた積層光学フィルムを貼り合わせて有機EL表示装置を得た。得られた有機EL表示装置の白表示時のカラーシフト(Δxy)および拡散反射率を測定した。結果を表1に示す。
光拡散粘着剤の塗工液におけるポリスチレン微粒子の配合量を15部に変更して光拡散層のヘイズ値を97.6%としたこと以外は実施例1と同様にして有機EL表示装置を得た。得られた有機EL表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
光拡散性微粒子としてポリスチレン粒子(積水化成品工業社製、商品名「テクポリマーSBX−4」、体積平均粒子径4μm、屈折率1.595)12部を用い、光拡散層の厚みが27μmとなるよう塗工液を塗布し、光拡散層のヘイズ値を91.2%としたこと以外は実施例1と同様にして有機EL表示装置を得た。得られた有機EL表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
光拡散性微粒子としてポリスチレン粒子(積水化成品工業社製、商品名「テクポリマー」、体積平均粒子径0.8μm、屈折率1.595)11部を用い、光拡散層の厚みが21μmとなるよう塗工液を塗布し、光拡散層のヘイズ値を81%としたこと以外は実施例1と同様にして有機EL表示装置を得た。得られた有機EL表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
位相差フィルムとしてフラットな波長依存性を有する市販の位相差フィルム(日本ゼオン社製、商品名「ゼオノアフィルム」)を用いたこと以外は実施例1と同様にして有機EL表示装置を得た。得られた有機EL表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。なお、用いた位相差フィルムの面内位相差Re(550)は141nmであり、Re(450)/Re(550)は1.00であった。
光拡散粘着剤の塗工液におけるポリスチレン微粒子の配合量を6.7部とし、光拡散層の厚みが12μmとなるよう塗工液を塗布し、光拡散層のヘイズ値を71.5%としたこと以外は実施例1と同様にして有機EL表示装置を得た。得られた有機EL表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
位相差フィルムとしてフラットな波長依存性を有する市販の位相差フィルム(日本ゼオン社製、商品名「ゼオノアフィルム」)を用いたこと以外は比較例2と同様にして有機EL表示装置を得た。得られた有機EL表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1から明らかなように、高いヘイズ値を有する光拡散層を設け、かつ、逆分散の波長依存性を有する位相差フィルムを用いた本発明の実施例の有機EL表示装置は、黒表示の拡散反射率および白表示のカラーシフトのいずれにも優れている。すなわち、マイクロキャビティ構造を有する有機EL表示装置において、斜め方向の色相変化を抑制しながら、黒表示時の白ボケを抑制することができることがわかる。フラットな波長依存性を有する位相差フィルムを用いた比較例1は黒表示の拡散反射率が劣悪であり(すなわち、白ボケがひどく)、ヘイズ値が低い光拡散層を用いた比較例2は白表示のカラーシフトが不十分であり、視野角が狭い。フラットな波長依存性を有する位相差フィルムおよびヘイズ値が低い光拡散層を用いた比較例3は、黒表示の拡散反射率および白表示のカラーシフトのいずれも不十分である。
20 積層光学フィルム
21 光拡散層
22 位相差フィルム
23 偏光子
51 基板
52 反射電極
53 透明導電層
54 正孔注入層
55 正孔輸送層
56b 青色発光層
56g 緑色発光層
56r 赤色発光層
57 電子輸送層
58 透明電極
59 薄膜封止層
60 樹脂封止層
63 カラーフィルタ
100 有機EL表示装置
Claims (2)
- 有機エレクトロルミネセンスパネルと該有機エレクトロルミネセンスパネルの視認側に配置された積層光学フィルムとを備え、
該有機エレクトロルミネセンスパネルが、マイクロキャビティ構造を有し、
該積層光学フィルムが、該有機エレクトロルミネセンスパネル側から順に光拡散層と位相差フィルムと偏光子とを有し、
該光拡散層が、アクリル系粘着剤と該アクリル系粘着剤中に分散した光拡散性微粒子とを含み、該アクリル系粘着剤と該光拡散性微粒子との屈折率差が0.07以上であり、
該光拡散性微粒子の屈折率が1.55〜1.70であり、かつ、体積平均粒子径が2μm〜4μmであり、
該光拡散層のヘイズ値が90%以上であり、
該位相差フィルムの面内位相差が、Re(450)<Re(550)の関係を満たす、
有機エレクトロルミネセンス表示装置:
ここで、Re(450)およびRe(550)は、それぞれ、23℃における波長450nmおよび550nmで測定した面内位相差を表す。 - 前記積層光学フィルムが、前記光拡散層と前記位相差フィルムとの間あるいは該位相差フィルムと前記偏光子との間に別の位相差フィルムをさらに有し、該別の位相差フィルムの屈折率楕円体がnz>nx=nyの関係を示す、請求項1に記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置。
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