JP7279645B2 - 有機発光表示装置 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、下記のものを含む。
前記有機発光表示装置が、偏光子と、液晶性化合物を含む液晶組成物の硬化物で形成された液晶硬化層と、有機発光表示パネルとを、この順に備え、
前記液晶硬化層に含まれる前記液晶性化合物の少なくとも一部の分子が、前記液晶硬化層の層平面に対して傾斜していて、
前記偏光子が、前記表示画面の上下方向に対して、0°以上45°以下の角度をなす吸収軸を有し、
前記液晶硬化層が、前記偏光子の吸収軸に対して、40°以上50°以下の角度をなす遅相軸を有する、有機発光表示装置。
〔2〕 前記液晶硬化層に含まれる前記液晶性化合物の分子のチルト方向が、前記表示画面の上下方向において上方向に向いている、〔1〕に記載の有機発光表示装置。
〔3〕 測定波長590nmでの前記液晶硬化層の面内レターデーションが、100nm以上180nm以下である、〔1〕又は〔2〕に記載の有機発光表示装置。
Δn(450)<Δn(550) (N1)
Δn(450)>Δn(550) (N2)
(有機発光表示装置の概要の説明)
図1は、本発明の一実施形態としての有機発光表示装置10を模式的に示す斜視図である。
図1に示すように、本発明の一実施形態としての有機発光表示装置10は、画像を表示するための表示画面10Uを有する画像表示装置である。本実施形態では、図1に示すように、表示画面10Uが、表示画面10Uの左右方向ALRに平行な二辺11及び12と、表示画面10Uの上下方向AUDに平行な二辺13及び14とを有する矩形となっている例を示して説明する。
図2に示すように、有機発光表示装置10は、偏光子100と、液晶硬化層200と、有機発光表示パネル300とを、表示画面10Uに垂直な方向においてこの順に備える。
偏光子100は、吸収軸A100を有する光学要素である。偏光子100は、吸収軸A100に平行な振動方向を有する直線偏光を吸収でき、それ以外の直線偏光を透過させることができる。直線偏光の振動方向とは、直線偏光の電場の振動方向を意味する。
また、偏光子100の厚みは、特に限定されないが、好ましくは5μm~80μmである。
液晶硬化層200は、液晶性化合物を含む液晶組成物の硬化物で形成された層である。液晶組成物の硬化物で形成されているので、液晶硬化層200は、液晶性化合物の分子を含む。液晶硬化層200に含まれる液晶性化合物の分子は、配向状態を固定されていてもよい。用語「配向状態を固定された液晶性化合物」には、液晶性化合物の重合体が包含される。通常、重合によって液晶性化合物の液晶性は失われるが、本願においては、そのように重合した液晶性化合物も、用語「液晶硬化層に含まれる液晶性化合物」に含める。
図4に示すように、液晶硬化層200に含まれる液晶性化合物の少なくとも一部の分子210は、層平面に対して(即ち面内方向に対して)傾斜している。よって、液晶硬化層200に含まれる液晶性化合物の分子210には、チルト方向ATが観念できる。この液晶性化合物の分子210の「チルト方向AT」とは、液晶硬化層200の層平面に(即ち面内方向に)平行な向きであって、液晶性化合物の分子210のダイレクタD210が立ち上がっている向きを示す。液晶性化合物の分子210の「ダイレクタD210」とは、液晶性化合物の分子210の屈折率楕円体において最大の屈折率の方向を、液晶硬化層200全体の平均として示すベクトルを示す。また、ダイレクタD210の「立ち上がり」とは、液晶硬化層200の面200D及び面200Uのうち、液晶性化合物の分子210の傾斜角が小さい方の面200Dを基準とした立ち上がりをいう。よって、傾斜角が小さい方の面200D側に始点を置き、傾斜角が大きい方の面200U側に終点を置くようにダイレクタD210を書くことにより、そのダイレクタD210の層平面に平行な成分(即ち面内方向に平行な成分)が示すベクトルの向きとして、そのダイレクタD210が立ち上がっている向きとしてのチルト方向ATを特定できる。
位相差計(Axometrics社製「AxoScan」)を用いて、液晶硬化層200の遅相軸A200を検出する。
また、液晶硬化層200の面200D及び200Uのうち、液晶性化合物の分子210の傾斜角が小さい方の面200Dを特定する。面200Dの特定は、例えば、液晶硬化層200の遅相軸A200及び厚み方向の両方に平行な平面において液晶硬化層200を切断して、厚さ約1μmの切片を切り出し、偏光顕微鏡観察により前記切片の断面を観察することで、行うことができる。
そして、傾斜角が小さい方の面200Dを下にして、位相差計(Axometrics社製「AxoScan」)を用いて、液晶硬化層200のレターデーションを測定する。レターデーションの測定は、液晶硬化層200の進相軸に垂直な測定方向において、入射角を0°から次第に大きくして行う。入射角を次第に大きくするにつれて、液晶硬化層200のレターデーションが次第に小さくなる場合、測定方向がダイレクタD210と平行に近付くと判断できる。よって、前記のレターデーションの測定により、チルト方向を特定できる。
なお、液晶硬化層200の遅相軸A200、及び、液晶性化合物の分子210の傾斜角が小さい方の面200Dが判明している場合、遅相軸A200の検出及び傾斜角が小さい方の面200Dの特定の操作は、省略してもよい。
液晶硬化層200に含まれる液晶性化合物の分子のチルト方向ATは、表示画面10Uの上下方向AUDにおいて、上方向に向いていることが好ましい。すなわち、図5に示すように、チルト方向ATを表すベクトルBTを、上下方向AUDのベクトル成分BYと左右方向ALRのベクトル成分BXとに分解した場合に、上下方向AUDのベクトル成分BYが、上方向を向いていることが好ましい。これにより、表示画面10Uの上下方向AUDの上方向からの外光の表示画面10Uでの反射を、特に効果的に抑制できる。
他方、液晶硬化層200が複層構造を有する場合、部分層それぞれに含まれる液晶性化合物の分子の配向方向は、通常、液晶硬化層200の面内方向において、部分層それぞれの遅相軸と平行である。よって、液晶硬化層200が複層構造を有する場合、その液晶硬化層200に含まれる液晶性化合物の分子の配向方向は、液晶硬化層200の面内方向において、液晶硬化層200の遅相軸A200と平行でありうるし、非平行でもありうる。
いずれの場合でも、通常は、面内方向において液晶性化合物の分子が配向しているので、液晶硬化層200は、所定の大きさの面内レターデーションを有する。
Re(450)/Re(550)<1.00 (N3)
Re(450)/Re(550)<0.90 (N4)
有機発光表示パネル300は、有機発光表示装置10の表示画面10Uに画像を表示するための光を発することができる装置である。この有機発光表示パネル300としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、適宜「有機EL素子」ということがある。)を備えたパネルを用いることができる。通常は、有機EL素子から発せられた光が、液晶硬化層200及び偏光子100を透過して視認されることにより、使用者は、表示画面10Uに表示された画像を視認する。
通常の使用態様では、有機発光表示装置10には、上下方向AUDの上方向にある光源から光が照射される。そして、使用者は、通常、表示画面10Uを正面方向から視る。したがって、上下方向AUDの上方向の光源(後述する図7の光源530を参照。)から出た光が表示画面10Uで反射して、表示画面10Uを正面方向から視る使用者に視認され難くすることが求められる。上述した有機発光表示装置10は、このような反射の効果的な抑制を達成することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、更に変更して実施してもよい。
例えば、有機発光表示装置10は、偏光子100、液晶硬化層200及び有機発光表示パネル300に組み合わせて、更に任意の部材を備えていてもよい。
液晶硬化層の材料としての液晶組成物は、液晶性化合物を含む材料である。この液晶組成物は、2種類以上の成分を含む材料だけでなく、1種類の液晶性化合物のみを含む材料を包含する。
液晶性化合物の層を作製し、その層に含まれる液晶性化合物をホモジニアス配向させる。その後、その層の面内レターデーションを測定する。そして、「(層の面内レターデーション)÷(層の厚み)」から、液晶性化合物の複屈折を求めることができる。この際、面内レターデーション及び厚みの測定を容易にするために、ホモジニアス配向させた液晶性化合物の層は、硬化させてもよい。
R**は、炭素原子数1~3のアルキル基、及び、置換基を有していてもよいフェニル基からなる群より選ばれる基を表す。
R***は、炭素原子数1~3のアルキル基、及び、置換基を有していてもよいフェニル基からなる群より選ばれる基を表す。
R****は、水素原子、炭素原子数1~3のアルキル基、水酸基、及び、-COOR13からなる群より選ばれる基を表す。R13は、炭素原子数1~3のアルキル基を表す。
フェニル基が有しうる置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、シアノ基及びアミノ基が挙げられる。中でも、置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シアノ基及びアルコキシ基が好ましい。フェニル基が有する置換基の数は、一つでもよく、複数でもよい。また、複数の置換基は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
(3)置換アルキル基における「炭素原子数6~30の芳香族炭化水素環基」としては、例えば、D1~D3における炭素原子数6~30の芳香族炭化水素環基と同じ例が挙げられる。
(3)置換アルキル基における「炭素原子数2~30の芳香族複素環基」としては、例えば、D1~D3における炭素原子数2~30の芳香族複素環基と同じ例が挙げられる。
(4)置換アルケニル基における「炭素原子数6~30の芳香族炭化水素環基」としては、例えば、D1~D3における炭素原子数6~30の芳香族炭化水素環基と同じ例が挙げられる。
(4)置換アルケニル基における「炭素原子数2~30の芳香族複素環基」としては、例えば、D1~D3における炭素原子数2~30の芳香族複素環基と同じ例が挙げられる。
(5)置換アルキニル基における「炭素原子数6~30の芳香族炭化水素環基」としては、例えば、D1~D3における炭素原子数6~30の芳香族炭化水素環基と同じ例が挙げられる。
(5)置換アルキニル基における「炭素原子数2~30の芳香族複素環基」としては、例えば、D1~D3における炭素原子数2~30の芳香族複素環基と同じ例が挙げられる。
また、Riの別の好ましい例としては、炭素原子数6~30の芳香族炭化水素環及び炭素原子数2~30の芳香族複素環からなる群より選ばれる1以上の芳香環を有する、炭素原子数2~40の複素環基が挙げられる。
次に、液晶硬化層の製造方法について説明する。液晶硬化層の製造方法は、特に制限は無い。例えば、液晶硬化層は、
(i)液晶組成物の層を形成する工程と、
(ii)液晶組成物の層に含まれる液晶性化合物を配向させる工程と、
(iii)液晶組成物の層を硬化させる工程と、
をこの順で含む第一の製造方法によって、製造できる。
液晶組成物から重合開始剤を除いた試験組成物を用意する。この試験組成物をロータリーエバポレーターで減圧濃縮して溶媒を除去し、残留成分を得る。この残留成分について、予め、測定温度を変化させながら粘度を測定し、測定温度とその測定温度での粘度との情報を得る。この情報を、以下、適宜「温度-粘度情報」という。この「温度-粘度情報」から、配向時の液晶組成物の層の温度における粘度を、残留分粘度として読み取る。
(i)第一液晶組成物の層を形成する工程と、
(ii)第一液晶組成物の層に含まれる液晶性化合物を配向させる工程と、
(iii)第一液晶組成物の層を硬化させて、第一単位硬化層を得る工程と、
(iv)第一単位硬化層の表面に、直接に、第二液晶組成物の層を形成する工程と、
(v)第二液晶組成物の層に含まれる液晶性化合物を配向させる工程と、
(vi)第二液晶組成物の層を硬化させて、第二単位硬化層を得る工程と、
を含む第二の製造方法によって、製造できる。第二の製造方法の説明において、「第一単位硬化層」とは、液晶硬化層の部分のうち、液晶組成物が先に硬化されて得られる部分を指す。また、「第一液晶組成物」とは、この第一単位硬化層の材料としての液晶組成物を指す。さらに、「第二単位硬化層」とは、液晶硬化層の部分のうち、液晶組成物が後で硬化されて得られる部分を指す。また、「第二液晶組成物」とは、この第二単位硬化層の材料としての液晶組成物を指す。
例えば、基材を用いた場合には、前記の製造方法により、基材の支持面上に液晶硬化層が得られる。そこで、前記の液晶硬化層の製造方法は、支持面から液晶硬化層を剥離する工程を含んでいてもよい。
層の厚みは、膜厚計(フィルメトリクス社製「F20-EXR」)を用いて測定した。
液晶硬化層の面内レターデーションは、位相差計(Axometrics社製「AxoScan」)を用いて測定した。測定波長は590nmであった。
位相差計(Axometrics社製「AxoScan」)を用いて、液晶硬化層のレターデーションを、入射角θが-50°~50°の範囲で測定した。この際、測定方向は、液晶硬化層の面内の進相軸方向に対して垂直に設定した。また、測定波長は590nmであった。
図6は、傾斜方向から液晶硬化層400のレターデーションを測定する際の測定方向を説明するための斜視図である。図6において、矢印A410は液晶硬化層400の面内の遅相軸方向を表し、矢印A420は液晶硬化層400の面内の進相軸方向を表し、矢印A430は液晶硬化層400の厚み方向を表す。
傾斜角が小さい方の面を下にして、位相差計(Axometrics社製「AxoScan」)を用いて、液晶硬化層のレターデーションを測定した。レターデーションの測定は、液晶硬化層200の進相軸に垂直な測定方向において、入射角を0°から次第に大きくして行った。入射角を次第に大きくするにつれて、液晶硬化層200のレターデーションが次第に小さくなる場合、測定方向が液晶硬化層200に含まれる液晶性化合物の分子のダイレクタと平行に近付くと判断できる。よって、前記のレターデーションの測定により、チルト方向を特定した。
後述する実施例及び比較例では、液晶硬化層の製造方法から、当該液晶硬化層の遅相軸、及び、液晶硬化層の面(オモテ面及びウラ面)のうち液晶性化合物の分子の傾斜角が小さい方の面は判明していた。そのため、前記のチルト角の特定方法では、液晶硬化層の遅相軸の検出、並びに、液晶性化合物の分子の傾斜角が小さい方の面の特定の操作は、省略した。
(液晶組成物の製造)
下記式で表される重合性を有する逆分散液晶性化合物Aを100重量部、フッ素系界面活性剤(AGCセイミケミカル社製「S420」)0.15重量部、光重合開始剤(BASF社製「IrgacureOXE04」)4.3重量部、溶媒としてシクロペンタノン148.5重量部、及び、溶媒としての1,3-ジオキソラン222.8重量部を混合して、液晶組成物を得た。
支持基材として、片面にマスキングフィルムが貼り合わせられた熱可塑性のノルボルネン樹脂からなる樹脂フィルム(日本ゼオン社製「ゼオノアフィルム ZF16」;厚み100μm)を用意した。この支持基材は、レターデーションの無い光学等方性のフィルムであった。この支持基材からマスキングフィルムを剥離し、マスキング剥離面にコロナ処理を施した。次いで、支持基材のコロナ処理面にラビング処理を施した。
支持基材のラビング処理面に、ワイヤーバーを用いて、前記の液晶組成物を塗工して、液晶組成物の層を形成した。
前記の液晶組成物の層を、145℃に設定したオーブン内で4分間加熱して、層内の液晶性化合物を配向させた。この配向時の温度条件は、使用した液晶組成物に対応する試験組成物の残留分粘度が800cP以下となる温度条件であった。
その後、液晶組成物の層に窒素雰囲気下で500mJ/cm2の紫外線を照射して、液晶組成物の層を硬化させて、厚さ約1.2μmの第一単位硬化層を形成した。
前記の液晶組成物の層を、前記の第一単位硬化層の形成工程と同じく、145℃に設定したオーブン内で4分間加熱して、層内の液晶性化合物を配向させた。
その後、液晶組成物の層に窒素雰囲気下で500mJ/cm2の紫外線を照射して、液晶組成物の層を硬化させて、厚み約2.4μmの第二単位硬化層を形成した。
前記の光学フィルムの液晶硬化層と、偏光子とを、粘着剤(日東電工社製「CS9621T」)を用いて貼り合わせた。その後、支持基材を剥離して、液晶硬化層及び偏光子を有する円偏光板を得た。
前記の貼り合わせは、円偏光板の偏光子側を見て、偏光子の吸収軸に対して液晶硬化層の遅相軸が時計回りに表1に示す角度θ(P/L)をなすように行った。この角度θ(P/L)は、後述する試験用部材の偏光子側を正面方向から見て、偏光子の吸収軸に対して液晶硬化層の遅相軸が時計回りになす角度に相当する。
有機発光表示パネルに模した部材として、金属板を用意した。この金属板の表面に、粘着剤(日東電工社製「CS9621T」)を用いて、前記の円偏光板を貼り合わせた。これにより、偏光子、粘着剤層、液晶硬化層、粘着剤層、及び、有機発光表示パネルに模した金属板、をこの順に備える試験用部材を得た。前記の貼り合わせは、下記の要件(a1)及び(a2)を満たすように、行った。
(a1)試験用部材の偏光子側を正面方向から見て、試験用部材の表示画面の上下方向に対して偏光子の吸収軸が、時計回りに表1に示す角度θ(D/P)をなす。
(a2)液晶硬化層に含まれる液晶性化合物の分子のチルト方向が、表示画面の上下方向において、表1に示す向きとなる。
図7は、実施例及び比較例における明度L*の測定試験の様子を模式的に示す斜視図である。
明度L*は、測定装置として、村上色彩技術研究所社製「GCMS-4」を用いて測定した。この測定装置は、図7に示すように、任意の位置にある光源530からの光L530によって照らされる試験用部材510の表示画面510Uの明度L*を、任意の位置にある検出器520によって測定できる装置である。光源530の位置は、光源530から出た光L530が、表示画面510Uの左右方向ALRに対して垂直に、且つ、入射角φ=60°で表示画面510Uに入射するように調整した。また、光源530の位置は、光源530から出た光L530が、上下方向AUDにおける上方向から表示画面510Uに入射するように設定した。さらに、表示画面510Uの極角0°の正面方向に、検出器520を設置した。
「A」:L*<5。
「B」:5≦L*<15。
「C」:15≦L*。
前記の実施例及び比較例の結果を、下記の表1に示す。表1において、角度θ(D/P)及び角度θ(P/L)の値は、時計回りになす角度を表す。よって、180°から表1に示される値を引き算することにより、角度θ(D/P)及び角度θ(P/L)をそれぞれ反時計回りになす角度の値に換算できる。例えば、実施例5~8及び比較例4~6において、角度θ(P/L)は、反時計回りの角度に換算すると、45°である。
「θ(D/P)」:試験用部材の偏光子側を見て、試験用部材の表示画面の上下方向に対して偏光子の吸収軸が時計回りになす角度。
「θ(P/L)」:円偏光板の偏光子側を見て、偏光子の吸収軸に対して液晶硬化層の遅相軸が時計回りになす角度。
「チルト方向」:液晶硬化層に含まれる液晶性化合物の分子のチルト方向。
チルト方向の欄において「上」:表示画面の上下方向における上方向。
チルト方向の欄において「下」:表示画面の上下方向における下方向。
チルト方向の欄において「-」:表示画面の上下方向に対して垂直な方向。
表1から分かるように、実施例では、いずれも、測定される明度L*が小さい。この結果から、本発明の有機発光表示装置によれば、表示画面の上下方向における上方向からの外光の正面方向への反射を効果的に抑制できることが確認された。
特に、実施例1と実施例4とを比較すると、実施例1の方が明度L*が小さな値を示すことが分かる。また、実施例5と実施例8とを比較すると、実施例5の方が明度L*が小さな値を示すことが分かる。この結果から、液晶硬化層に含まれる液晶性化合物の分子のチルト方向が表示画面の上下方向における上方向である場合に、下方向にある場合に比べて、外光の正面方向への反射を特に効果的に抑制できることが確認された。
11~14 表示画面の辺。
10U 表示画面。
100 偏光子。
200 液晶硬化層。
200D 液晶硬化層の面。
200U 液晶硬化層の面。
210 液晶性化合物の分子。
300 有機発光表示パネル。
400 液晶硬化層。
510 試験用部材。
510U 表示画面。
520 検出器。
530 光源。
AUD 表示画面の上下方向。
ALR 表示画面の左右方向。
AT 液晶性化合物の分子のチルト方向。
A100 偏光子の吸収軸。
A200 液晶硬化層の遅相軸。
A210 偏光子の吸収軸と同一方向に延びる仮想的な直線。
BT チルト方向を示すベクトル。
BX チルト方向を示すベクトルの、上下方向の成分。
BY チルト方向を示すベクトルの、左右方向の成分。
D210 液晶性化合物の分子のダイレクタ。
L530 光。
θ100 表示画面の上下方向に対して偏光子の吸収軸がなす角度。
θ200 偏光子の吸収軸に対して液晶硬化層の遅相軸がなす角度。
Claims (2)
- 表示画面と、前記表示画面に平行な面に付された縦方向及び横方向の区別がある図案と、を有する有機発光表示装置であって、
前記有機発光表示装置が、偏光子と、液晶性化合物を含む液晶組成物の硬化物で形成された液晶硬化層と、有機発光表示パネルとを、この順に備え、
前記液晶硬化層に含まれる前記液晶性化合物の少なくとも一部の分子が、前記液晶硬化層の層平面に対して傾斜していて、
前記偏光子が、前記表示画面の上下方向に対して、0°以上45°以下の角度をなす吸収軸を有し、
前記液晶硬化層が、前記偏光子の吸収軸に対して、40°以上50°以下の角度をなす遅相軸を有し、
前記液晶硬化層に含まれる前記液晶性化合物の分子のチルト方向が、前記表示画面の上下方向において上方向に向いていて、
前記表示画面の上下方向が、前記図案の横方向に垂直であり、
前記チルト方向が、前記液晶硬化層の面のうち前記液晶性化合物の分子の傾斜角が小さい方の面を基準として、前記液晶性化合物の分子のダイレクタが立ち上がっている向きを示す、有機発光表示装置。 - 測定波長590nmでの前記液晶硬化層の面内レターデーションが、100nm以上180nm以下である、請求項1に記載の有機発光表示装置。
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