JP6612269B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
ここで、プラスチックは、ガラスよりも酸素や水蒸気を遮蔽するガスバリア性に劣っているために、ガラス基板の代替として用いられる場合には、封止のためのガスバリアフィルムが併用される場合がある。
このようなガスバリアフィルムとしては、基材フィルムと、有機層と、無機層とを有するガスバリアフィルムが検討されている(例えば、特許文献1)。
この偏光子は、液晶表示素子においては原理的に利用されているが、有機EL表示素子においても、外光が画像表示装置内部で反射することを抑制するために用いられる場合がある。具体的には、外光の内部反射防止という目的では、偏光変換機能を持つ円偏光板を用いて外光の反射を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献2)。
そこで、本発明はガスバリア機能と、偏光子としての機能とを両立し、更に従来よりも薄型化した、新規な積層体および画像表示装置を提供することを課題とする。
ここで、有機層および無機層が積層されているガスバリアフィルムにおいて、酸素や水蒸気を遮蔽するガスバリア性は、そのほとんどが無機層によって達成されており、有機層はガスバリア性にはほとんど寄与せず、スペーサーとして機能している。
すなわち、本発明者らは、この有機層に機能を追加することで、積層体および画像表示装置全体を薄くすることができるのではないかと考えた。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
積層体は、基板と、無機層と、有機層とを有し、
基板が視認側に配置され、
有機層が有機二色性色素を含有する、画像表示装置。
[2] 無機層が、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素および酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種の無機化合物を含有する、[1]に記載の画像表示装置。
[3] 有機二色性色素が、サーモトロピック液晶性二色性色素である、[1]または[2]に記載の画像表示装置。
[4] 有機層が、偏光子である、[1]〜[3]のいずれかに記載の画像表示装置。
[5] 基板と、無機層と、有機層とをこの順に有し、
無機層が、有機二色性色素の配向制御能を有し、無機層と有機層との間に配向膜を有していない、[1]〜[3]のいずれかに記載の画像表示装置。
[6] 無機層が、無機化合物の斜方蒸着によって作製された層である、[1]〜[5]のいずれかに記載の画像表示装置。
[7] 基板と、有機層と、無機層とをこの順に有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の画像表示装置。
[8] EL表示素子が有機EL表示素子である、[1]〜[7]のいずれかに記載の画像表示装置。
[9] 積層体は、さらに、λ/4板を有し、
基板と、無機層と、有機層と、λ/4板と、EL表示素子とをこの順に有する、または、基板と、有機層と、無機層と、λ/4板と、EL表示素子とをこの順に有し、
基板と、無機層と、有機層と、λ/4板とを有する積層体は、円偏光板である、[1]〜[8]のいずれかに記載の画像表示装置。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、「偏光板」とは、偏光子の表面の少なくとも一方に偏光板保護層または機能層が配置されたものをいい、偏光子と偏光板とは区別して用いる。
また、本明細書において、「平行」および「直交」とは、それぞれ、厳密な意味での平行および直交を意味するのではなく、平行または直交から±5°の範囲を意味する。
また、「λ/2板」とは、面内位相差が波長のおよそ1/2程度である位相差板のことをいい、具体的には波長550nmにおける面内位相差Re(550)が220nm〜320nmである位相差板をいう。
また、「面内位相差を有する」とは、具体的には波長550nmにおける面内位相差Re(550)が10nmより大きいことをいう。
Rth(λ)は、Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHまたはKOBRA WRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはKOBRA WRにおいて算出される。
なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基に、以下の数式(1)および数式(2)によりRthを算出することもできる。
Rth(λ)は、Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHまたはKOBRA WRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−50度から+50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて11点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはKOBRA WRにより算出される。
本発明の積層体は、基板と、無機層と、有機層とを有する積層体を有し、かつ、有機層が有機二色性色素を含有する積層体である。
以下に、図1および図2Aおよび図2Bを用いて本発明の積層体の実施形態の例を説明する。
本発明の画像表示装置は、視認側から封止材と画像表示素子とをこの順で有する画像表示装置であって、封止材として本発明の積層体を用いた画像表示装置である。
本発明においては、封止材が、基板が視認側に配置された積層体、および、基板が画像表示素子側に配置された積層体のいずれであってもよいが、基板の位相差の影響を小さくできる理由から、基板が視認側に配置された積層体、すなわち、視認側から基板、無機層および有機層の順で有する積層体、または、視認側から基板、有機層および無機層の順に積層体であることが好ましい。
以下に、図3を用いて本発明の画像表示装置の実施形態の例を説明する。
本発明の積層体10は、画像表示素子7の封止材として機能している。
本発明に用いられる基板は、バリアフィルム、偏光板に一般的に用いられる基板を用いることができ、具体的にはガラス、ポリマーフィルム等が挙げられる。
上記ポリマーフィルムとしては、具体的には、例えば、セルロースアシレートフィルム(例えば、セルローストリアセテートフィルム、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルムなど);ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂フィルム;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂フィルム;ポリエーテルスルホンフィルム;ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂フィルム;ポリウレタン系樹脂フィルム;ポリカーボネートフィルム;ポリスルホンフィルム;ポリエーテルフィルム;ポリメチルペンテンフィルム;ポリエーテルケトンフィルム;(メタ)アクリルニトリルフィルム;ポリイミドフィルム;ポリアミドフィルム;脂環式構造を有するポリマーフィルム(例えば、アートン(JSR社製)などのノルボルネン系樹脂フィルム);非晶質ポリオレフィン(例えば、ゼオネックス(日本ゼオン社製)などのシクロオレフィンポリマー)フィルム;などが挙げられる。
本発明の画像表示装置では、外光が、基板を通ってから偏光子に入射するため、基板の位相差の影響を受けない。すなわち、基板の位相差を制御する必要がない。
従来、バリアフィルムの基板としては、価格等の面からPETが用いられる場合が多いが、PETは位相差が大きい。バリアフィルムと偏光子を別々に用いていた場合は、偏光子を通った偏光が、バリアフィルムの基板の影響を受け、目的の偏光状態とできない場合があった。
本発明に用いられる無機層は、特に限定はなく、各種公知のものを使用できる。無機層の素材としては、ガスバリアフィルムの無機層に用いられるものであれば各種公知のものを使用でき、具体的には酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化インジウムスズ(ITO)などの金属酸化物;窒化アルミニウムなどの金属窒化物;炭化アルミニウムなどの金属炭化物;酸化珪素、酸化窒化珪素、酸炭化珪素、酸化窒化炭化珪素などの珪素酸化物;窒化珪素、窒化炭化珪素などの珪素窒化物;炭化珪素等の珪素炭化物;これらの水素化物;これら2種以上の混合物;これらの水素含有物;等の無機化合物が挙げられる。
特に、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素および酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種の無機化合物は、透明性が高く、かつ、緻密であるため好ましい。中でも特に、窒化珪素は、より緻密で、透明性が高く好ましい。
中でも、無機化合物を蒸着させ、無機層を作製することが好ましい。
本発明の実施形態2−Aに用いられる無機層は、配向制御能を有している。
本明細書において、「配向制御能を有する」とは、無機層上で有機二色性色素を配向させることができることをいう。有機二色性色素の配向状態については特に制限はなく、水平配向等、各種公知の配向状態が含まれる。
斜方蒸着方法については各種公知の方法を使用することができる。
本発明に用いられる無機層の膜厚については特に限定はない。ガスバリア性の観点から10nm以上であることが好ましい。また、割れやひび等の観点から、200nm以下であることが好ましい。
本発明に用いられる有機層は、有機二色性色素を含有する有機層であればよく、特に限定はない。本発明に用いられる有機二色性色素は特に限定はなく、目的の光学特性に応じて各種公知の有機二色性色素を用いることができる。なお、本明細書において、有機二色性色素を含むとは、重合前の低分子の状態のみならず、重合硬化させたものも含む。
シランカップリング剤としては、従来から知られているものを特に制限なく使用できる。例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのエポキシ基含有シランカップリング剤、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミンなどのアミノ基含有シランカップリング剤、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどの(メタ)アクリル基含有シランカップリング剤、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート基含有シランカップリング剤を例示できる。
本発明に用いられる有機二色性色素とは、二色性を示す有機化合物である。また、有機層を偏光子として用いる際に、配向させやすいという観点から、液晶性を示す有機二色性色素であることが好ましい。さらに、無機層形成時の高温に耐えられるように、耐熱性に優れるサーモトロピック液晶性二色性色素であることがより好ましい。
本発明に用いられる有機層の膜厚は特に限定はない。所望の光学性能と、ガスバリアフィルムとしての有機層の性能の両立から、50nm〜2000nmであることが好ましい。
本発明に用いられる有機層のガラス転移温度は特に限定はない。本発明の実施形態2−Bに用いられる場合のように、有機層を形成してから無機層を蒸着する場合等は、蒸着時の高温に耐えられるように、120℃以上であることが好ましい。
本発明の有機層の作製時に無機層を配向膜として用いない形態においては、別途配向膜を用いてもよい。配向膜としては各種公知のものが利用でき具体的にはPVA(ポリビニルアルコール)をラビングした配向膜や、光配向膜等、目的の有機二色性色素の配向状態に応じて適宜選択することができる。
アゾ系やシンナモイル系の光配向膜としては各種公知のものを使用することができる。
光配向膜としては特に限定はされないが、国際公開第2005/096041号の段落[0024]〜[0043]に記載されたポリアミド化合物やポリイミド化合物などのポリマー材料;特開2012−155308号公報に記載された光配向性基を有する液晶配向剤により形成される液晶配向膜;Rolic echnologies社製の商品名LPP−JP265CPなどを用いることができる。
本発明の積層体は、さらに光学異方性層を含んでいてもよい。
本発明に用いられる光学異方性層は、面内レターデーションを有していればよい。また、直線偏光を円偏光に変換するλ/4板機能を有していることが好ましい。本発明に用いられる光学異方性層は、単層でλ/4板機能を有していてもよく、複数層全体でλ/4板機能を有していてもよい。
本発明に用いられる光学異方性層の素材は特に限定はなく、ポリマーフィルムでも、液晶性化合物から形成された層でもよい。光学異方性層の厚みを薄くできるという観点から、液晶性化合物から形成された層を用いることが好ましい。
本発明に用いられる液晶性化合物は特に限定はなく、目的の光学特性に応じて各種公知の液晶性化合物を用いることができる。
液晶性化合物から形成された層の作製方法は特に限定はなく、例えば、支持体上に配向膜を形成し、液晶性化合物、配向剤、レベリング剤、その他添加剤、溶媒等からなる組成物を塗布して作製することができる。
複数層の組み合わせとしては、例えばポジティブAプレートと、ポジティブCプレートの組み合わせ、λ/4板とλ/2板の組み合わせ等が挙げられる。
本発明に用いられる画像表示素子については特に限定はなく、液晶表示素子、有機EL、無機EL等のEL表示素子等を用いることができる。
具体的には、通常使用されている光取り出し側のガラス基板や、セル基板に代えて本発明の積層体を用い、本発明の画像表示装置とすることができる。
2 無機層
3 有機層
4 画像表示素子
10 積層体
11 画像表示装置
Claims (9)
- 積層体と、エレクトロルミネッセンス表示素子とを有し、
前記積層体は、基板と、無機層と、有機層とを有し、
前記基板が、前記積層体を構成する基板、無機層および有機層のうち最も視認側に配置され、
前記有機層が有機二色性色素を含有する、画像表示装置。 - 前記無機層が、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素および酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種の無機化合物を含有する、請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記有機二色性色素が、サーモトロピック液晶性二色性色素である、請求項1または2に記載の画像表示装置。
- 前記有機層が、偏光子である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記基板と、前記無機層と、前記有機層とをこの順に有し、
前記無機層が、前記有機二色性色素の配向制御能を有し、前記無機層と前記有機層との間に配向膜を有していない、請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置。 - 前記無機層が、無機化合物の斜方蒸着によって作製された層である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記基板と、前記有機層と、前記無機層とをこの順に有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記エレクトロルミネッセンス表示素子が有機エレクトロルミネッセンス表示素子である請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記積層体は、さらに、λ/4板を有し、
前記基板と、前記無機層と、前記有機層と、前記λ/4板と、前記エレクトロルミネッセンス表示素子とをこの順に有する、または、前記基板と、前記有機層と、前記無機層と、前記λ/4板と、前記エレクトロルミネッセンス表示素子とをこの順に有し、
前記基板と、前記無機層と、前記有機層と、前記λ/4板とを有する前記積層体は、円偏光板である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像表示装置。
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