KR20180102486A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20180102486A
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Abstract

본 발명은, 외광 반사를 억제하면서 밝은 표시가 얻어지는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 하나의 관점에 따르면, 발광층을 가지는 기판과, 기판의 표시면 측에 배치된 원편광판 및 위상차층을 구비하고, 위상차층은, 광 흡수율이 큰 축 방향이 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 또한 본 발명의 다른 관점에 따르면, 기판에 발광층을 형성하는 단계와, 광 흡수율이 큰 축 방향이 수직 배향된 이색성 색소를 포함하는 위상차층을, 기판의 표시면 측에 형성하는 단계와, 원편광판을, 기판의 표시면 측에 배치하는 단계를 가지는 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{Display device and Method of fabricating the same}
본 발명은, 표시 장치에 있어서의 외광 반사 저감 기술에 관한 것이다.
표시 장치의 새로운 표시 방식으로서, 유기 EL 소자를 이용한 표시 방식이 주목을 받고 있다. 유기 EL 표시 장치에서는, 2차원상으로 배치된 유기 EL 화소가 각각 독립적으로 발광하므로, 콘트라스트비를 높일 수 있다. 또한 각도 의존성을 가지는 액정 등의 재료를 사용하지 않기 때문에 시야각 특성이 뛰어나다.
일반적인 유기 EL 표시 장치에서는, 유기 EL 패널 내부의 TFT(박막 트랜지스터 소자)와 회로 배선에 의해 반사되는 외광을 저감하기 위한 원편광판이 표시면 측에 설치되어 있다. 예를 들면 특허문헌 1에는, 위상차 필름을 가지는 원편광판을 이용하여 외광 반사를 저감하는 기술이 기재되어 있고, 특히 광각으로부터의 외광 반사를 저감하기 위한, 위상차 필름의 두께 방향의 위상차 조건에 대하여 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개공보 2012-226996호 특허문헌 2: 일본특허공개공보 평5-273602호 특허문헌 3: 일본특허공개공보 평11-160538호
그러나 특허문헌 1에 기재된 원편광판을 이용함으로써, 외광 반사를 저감할 수는 있지만 원편광판 내의 편광층에 의해, 유기 EL 소자가 발하는 빛의 대체로 60% 가깝게 흡수된다. 이 결과 표시 밝기가 저하된다는 과제가 있었다. 그래서 본 발명은 외광 반사를 억제하면서 밝은 표시가 얻어지는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 하나의 관점에 따르면, 발광층을 가지는 기판과, 기판의 표시면 측에 배치된 원편광판 및 위상차층을 구비하고, 위상차층은 광 흡수율이 큰 축 방향이 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함하는 표시 장치가 제공된다.
또한 본 발명의 다른 관점에 따르면, 기판에 발광층을 형성하는 단계와, 광 흡수율이 큰 축 방향이 수직 배향된 이색성 색소를 포함하는 위상차층을, 기판의 표시면 측에 형성하는 단계와, 원편광판을, 기판의 표시면 측에 배치하는 단계를 가지는 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 외광 반사를 억제하면서 밝은 표시가 얻어지는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 2는 제 1 실시형태에 따른 표시 장치에 사용한 이색성 색소의 이색성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제 1 실시형태에 따른 표시 장치의 표시면을 대각선으로부터 봤을 때 직선 편광층의 편광능을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 표시 장치에 사용한 이색성 색소의 광 투과 특성을 도시한 도면이다.
도 5는 제 1 실시형태에 따른 표시 장치에 있어서의 위상차층의 막 두께 방향의 위상차와 시야각 특성의 관계를 도시한 도면이다.
도 6은 제 1 실시형태에 따른 표시 장치의 시야각 특성을 도시한 도면이다.
도 7은 제 2 실시형태에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 8은 제 2 실시형태에 따른 표시 장치에 있어서의 λ/4층의 분산 특성을 도시한 도면이다.
도 9는 제 2 실시형태에 따른 표시 장치의 시야각 특성을 도시한 도면이다.
도 10은 제 3 실시형태에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 11은 제 3 실시형태에 따른 표시 장치의 시야각 특성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 도면을 가지고 설명한다. 또한 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서 적절히 변경 가능하다. 또한 각 도면에 있어서 동일하거나 또는 상당한 기능을 가지는 것은 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략하거나 또는 간결히 하는 것도 있다.
<제 1 실시형태>
제 1 실시형태에 따른 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 6을 가지고 설명한다. 도 1은, 제 1 실시형태에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다. 본 실시형태의 표시 장치는, 원편광판(1), 기판(2a, 2b) 및 유기 EL 소자(3)를 구비하여 구성된다. 또한 이하의 설명에서는 유기 EL 소자를 사용한 표시 장치를 상정하지만, 본 실시형태의 표시 장치는 독립적으로 발광할 수 있는 발광층(33)을 가지고 있으면 되고, 예를 들면 유기 EL 소자 대신에 반도체 LED를 사용한 표시 장치여도 된다.
유기 EL 소자(3)는, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 전극(31, Anode), 정공 수송층(32, HTL), 백색의 발광층(33, EL), 전자 수송층(34, ETL) 및 금속 전극(35, Catiode)을 가지고 있다. 여기서 정공 수송층(32, HTL)은 정공 주입층(HIL) 등을 포함하고, 전자 수송층(34, ETL)은 전자 주입층(EIL) 등을 포함하고 있다. 금속 전극(35)으로서는, 예를 들면 MgAg와 Al 등을 주재료로 하는 금속이 사용될 수 있다.
기판(2a, 2b)은, 유기 EL 소자(3)의 양면에 합착되어, 발광층(33)을 수분과 산소 등으로부터 보호하고 있다. 기판(2a, 2b) 중에서 기판(2b)은, 접착층(4)을 개재하여 유기 EL 소자(3)와 합착되어 있다. 기판(2a, 2b)으로는, 전형적으로는 유리 기판이 사용되지만 폴리이미드 등 플렉서블한 기재여도 된다. 표시면 측의 기판(2a)에는, 발광 소자를 구동하기 위한, 도시하지 않은 박막 트랜지스터 소자(TFT), 발광 소자의 음극, 기타 회로 배선 등이 존재한다. 표시면 측의 기판(2a)과 유기 EL 소자(3) 사이에는, R(적)/G(녹)/B(청)의 3원색으로 이루어지는 컬러필터(5)가 설치되어 있다.
원편광판(1)은, 유기 EL 소자(3)의 표시면 측에 배치되어 외광 반사를 저감한다. 원편광판(1)은, 직선 편광층(11), λ/4층(12) 및 위상차층(13)을 가지고 있다. 직선 편광층(11)은, 표시면으로부터 입사된 빛을 직선 편광시킨다. λ/4층(12)은, 직선 편광층(11)과 조합됨으로써 표시면 측의 정면으로부터 입사하여 유기 EL 소자(3) 내의 투명 전극(31)과 금속 전극(35) 등의 회로 배선에 의해 반사되는 외광을 저감한다. 또한 위상차층(13)은, 직선 편광층(11) 및 λ/4층(12)과 조합됨으로써, 표시면 측의 광각으로부터 입사되어 유기 EL 소자(3) 내의 회로 배선 등에 의해 반사되는 외광을 저감한다.
원편광판(1)의 위상차층(13)으로서는, 예를 들면 막 두께 방향으로 위상차를 나타내는 C-plate가 이용된다. 막 두께 방향으로 위상차를 나타내는 C-plate에 대해서는, 예를 들면 특허문헌 1에, C-plate를 이용하여 표시면 측의 광각으로부터 입사되는 외광 반사를 흡수하는 방법에 대하여 기재되어 있으므로, 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
종래의 표시 장치에서는, 외광 반사를 효과적으로 흡수하므로, 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 99 % 이상으로 했다. 여기서 직선 편광층(11)의 편광도(P)는, 2개의 편광층을 그 흡수축이 서로 평행해지도록 중첩시켰을 때의 투과율을 T//로 하고, 2개의 편광층을 그 흡수축이 서로 수직이 되도록 중첩시켰을 때의 투과율을 T⊥로 할 때 하기 식 (1)로 나타난다.
Figure pat00001
이 결과 전술한 것과 같이 표시 장치의 발광층(33)이 발하는 빛의 대체로 60 %가, 직선 편광층(11)에 의해 흡수되었다. 이와 같이 종래의 표시 장치의 구성에서는, 원편광판(1)에 의한 외광 반사의 흡수 능력과 표시 장치의 밝기를 양립하는 것이 곤란하였다. 즉 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 올리고, 원편광판(1)에 의한 외광 반사의 흡수 능력을 높이면 표시 장치의 표시가 어두워진다. 반대로 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 낮추고 표시 장치의 표시를 밝게 하면 원편광판(1)에 의한 외광 반사의 흡수 능력이 저하된다.
그래서 본 실시형태에서는, 외광 반사 중에서도 특히 눈에 띄는 광각으로부터의 외광 반사를 우선적으로 억제하면서 밝은 표시를 얻는 것을 생각한다. 이를 위해 본 실시형태의 원편광판(1)의 위상차층(13)은, 도 1에 도시한 것과 같이 광각으로부터의 외광을 흡수하기 위한 이색성 색소를 포함하고 있다.
구체적으로는 본 실시형태의 표시 장치는, 표시면에 대해서 수직 배향된 고분자 액정을 포함하는 C-plate를, 원편광판(1)의 위상차층(13)으로서 이용하고 있다. 위상차층(13) 내의 고분자 액정에는 이색성 색소가 약 2.0 wt% 첨가되어 있고, 이색성 색소의 광 흡수율이 큰 축 방향이 고분자 액정을 따라서 수직 배향되어 있다. 고분자 액정에 대하여 이색성 색소는 2.0~10.0 wt%일 수 있다. 본 실시형태의 표시 장치에서는, 이러한 표시 장치의 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함한 위상차층(13)을 가짐으로써 광각으로부터의 외광 반사를 흡수할 수 있다.
또한 원편광판(1)의 위상차층(13)이 광각으로부터의 외광 반사를 흡수하므로, 대신 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 낮추고, 표시 장치의 표시를 밝게 할 수 있다. 예를 들면 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 97.9 %까지 낮추면 정면 발광의 투과율은 43.2 %까지 향상된다.
표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함하는 위상차층(13)이, 광각으로부터의 외광 반사를 흡수하는 구조에 대하여 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는, 제 1 실시형태에 따른 표시 장치에 사용한 이색성 색소의 이색성을 설명하기 위한 도면이다. 도 2(a)는, 이색성 색소를 그 장축 방향(이하, "정면"이라고 한다)으로부터 봤을 때의, 이색성 색소의 흡수율 타원체의 외관 형상을 도시하고 있다. 한편 도 2(b)는, 이색성 색소를 그 장축에 대해서 각도를 가지는 방향(이하, "광각"이라고 한다)으로부터 봤을 때의, 이색성 색소의 흡수율 타원체의 외관 형상을 도시하고 있다.
도 2(a)에 도시한 것과 같이 이색성 색소를 정면으로부터 본 경우에는, 흡수율 타원체는 대체로 원 형상으로 등방적이지만, 도 2(b)에 도시한 것과 같이 이색성 색소를 광각으로부터 본 경우에는 흡수율 타원체에 이방성이 생긴다. 이색성 색소는, 그 장축 방향과 단축 방향에서 분자의 광 흡수율이 다르기 때문에 도 2(b)에 도시한 것과 같이 이색성 색소의 광각으로부터 입사된 빛은 크게 흡수하지만, 도 2(a)에 도시한 것과 같이 정면으로부터 입사된 빛은 거의 흡수하지 않는다. 즉 이색성 색소는 이방성(이색성)을 도시하게 된다. 따라서 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함하는 위상차층(13)을 원편광판(1)에 가짐으로써, 광각으로부터의 외광 반사를 흡수할 수 있다.
또한 원편광판(1)의 직선 편광층(11)은, 광각으로부터 입사되는 빛에 대해서 편광능이 저하된다는 성질을 가지고 있다. 따라서 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함하는 위상차층(13)을 가짐으로써, 광각으로부터 입사되는 외광에 대한 직선 편광층(11)의 편광능 저하를 보완할 수도 있다.
도 3은, 제 1 실시형태에 따른 표시 장치의 표시면을 대각선으로부터 봤을 때의 직선 편광층(11)의 편광능(7a ~ 7d)을 모식적으로 도시한 도면이다. 이하의 설명에서는, 표시 장치의 표시면을 정면으로부터 봤을 때 직선 편광층(11)의 편광축(흡수축, 7)이, 도 3의 중앙에 도시한 것과 같이 좌우 방향을 향하고 있는 것으로 가정한다. 도 3의 상하 좌우에는, 직선 편광층(11)을 상하 좌우의 대각선 방향으로부터 봤을 때의, 직선 편광층(11)의 편광능(7a ~ 7d)을 각각 모식적으로 도시하고 있다.
직선 편광층(11)을 대각선 상측과 대각선 하측으로부터 봤을 때는 편광능(7a, 7b)으로 도시한 것과 같이 직선 편광층(11)의 편광능으로 변화는 생가지 않는다. 한편 직선 편광층(11)을 대각선 좌측과 대각선 우측으로부터 봤을 때는 편광능(7c, 7d)으로 나타낸 것과 같이 직선 편광층(11)의 편광능은 저하된다. 따라서 표시 장치의 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함한 위상차층(13)을 가짐으로써, 광각으로부터 입사되는 외광에 대한 직선 편광층(11)의 편광능 저하를 보완할 수 있다.
도 4는, 제 1 실시형태에 따른 표시 장치에 사용한 이색성 색소의 광 투과 특성(T1, T2)을 도시한 도면이다. 광 투과 특성(T1)은, 이색성 색소의 장축과 평행한 방향으로 편광된 빛을, 본 실시형태의 이색성 색소에 조사했을 때의 광 투과율의 실측값을 나타내고 있다. 한편 광 투과율 특성(T2)은, 이색성 색소의 장축과 수직 인 방향으로 편광된 빛을, 본 실시형태의 이색성 색소에 조사했을 때의 광 투과율의 실측값을 나타내고 있다.
도 4에 도시한 광 투과 특성(T1, T2)은, 다음 방법에 의해 측정했다. 우선 고분자 액정(네마틱 액정, E7) 중에, 2.0 wt% 농도로 이색성 색소를 첨가하여 평행 배향 셀(셀 갭 2.0 μm)을 제작했다. 그리고 이 평행 배향 셀에 1장의 직선 편광판(G1220Du, 닛토덴코제)을 중첩했을 때의 분광 스펙트럼을 측정했다.
도 4에 도시한 것과 같이 본 실시형태의 표시 장치에 사용한 이색성 색소는, 분자의 장축과 평행한 방향으로 편광된 빛에 대한 광 투과율이 대체로 10 %인 것에 비해서, 분자의 장축과 수직인 방향으로 편광된 빛에 대한 광 투과율이 대체로 30 %였다. 즉 본 실시형태의 이색성 색소는, 장축 방향으로 편광된 빛을 상대적으로 크게 흡수하고, 단축 방향으로 편광된 빛을 상대적으로 작게 흡수하는 이방성(이색성)을 도시한 것을 알 수 있다.
또한 본 실시형태의 표시 장치에 사용한 이색성 색소는, 도 4에 도시한 것과 같이 가시광 영역에 있어서의 빛을 대체로 균일하게 흡수한다. 이러한 Neutral Color 특성을 가지는 위상차층(13)은, 가시광 영역에 있어서의 흡수 파장이 다른 이색성 색소를 적어도 2종류 이상 혼합시킴으로써 얻어진다. 예를 들면 특허문헌 2의 <화학식 9>에 도시한 재료를 적어도 2종류 이상 혼합하면 된다. 혹은 특허문헌 3의 <도 4>에 도시한 재료를 적어도 2종류 이상 혼합해도 된다.
또한 이색성 색소 분자의 장축 방향을, 위상차층(13)의 면에 대해서 수직으로 배향시키기 위해서는 이색성 색소를 첨가한 고분자 액정(액정 폴리머)을, 예를 들면 수직 배향성 폴리이미드 등을 사용하여 수직 배향시키면 된다. 고분자 액정으로서는, 예를 들면 특허문헌 2의 <화학식 1> ~ <화학식 4>에 도시한 재료를 사용할 수 있다. 혹은 특허문헌 3의 <도 3>에 도시한 재료를 사용해도 된다.
또한 본 실시형태에서는, 표시면의 광각으로부터의 외광 반사가 더욱 저감되도록, 원편광판(1)의 위상차층(13)에 포함되는 고분자 액정의 막 두께 방향의(파장 589 nm에 있어서의) 위상차(Rth)를, Rth=-50 nm로 했다. 여기서 위상차(Rth)는, 위상차층(13)의 막 두께(d), 위상차층(13)의 막 두께 방향(z)의 굴절율(nz), 막 두께 방향(z)과 직교하는 방향(x, y)의 굴절율(nx, ny)을 가지고 하기 식(2)로 나타난다.
Figure pat00002
도 5는 제 1 실시형태에 따른 표시 장치에 있어서의 위상차층(13)의 막 두께 방향의 위상차(Rth)와 시야각 특성의 관계를 도시한 도면이다. 도 5에는 위상차층(13)의 위상차(Rth)를, -100 nm ≤ Rth ≤ -5 nm 범위에서 20종류로 변화시킨 경우의, 외광 반사의 시야각 특성의 실측값을 도시하고 있다. 도 5에서는, 위상차층(13)의 위상차(Rth)를 -65 nm ≤ Rth ≤ -30 nm로 한 경우 표시 장치의 외광 반사가 전 시야각에 있어서 3 % 미만으로 저감되었다. 또한 위상차층(13)의 위상차(Rth)를, Rth=-50 nm로 한 경우 표시 장치의 외광 반사의 시야각 특성이 가장 향상되었다. 그래서 본 실시형태에서는, 원편광판(1)의 위상차층(13)에 포함되는 고분자 액정의 막 두께 방향의 위상차(Rth)를, Rth=-50 nm로 했다.
다음으로 본 실시형태의 위상차층(13)의 제조 방법의 일례를 설명한다. 우선 소정의 고분자 액정 용제에, 2.0 wt% 농도로 이색성 색소를 첨가하여 용해하고, 고분자 액정층을 형성하기 위한 용액을 조정한다. 다음으로 트리아세틸셀룰로오스와 노보넨계 필름 등 등방적이고 위상차가 없는 필름에 대해서, 수직 배향성 폴리 이미드 배향막을 형성하고, 위상차층(13)의 베이스 필름을 얻었다.
계속해서 수직 배향성 폴리이미드 배향막이 형성된 베이스 필름에 대해서, 조정한 용액을 코팅해서, 고분자 액정 및 이색성 색소를 포함하는 코팅막을 형성한다. 그 후 고분자 액정 및 이색성 색소를 포함하는 코팅막에 대해서 소정 파장의 자외광을 조사하여 코팅막을 경화시킨다. 이 결과 고분자 액정 분자가 베이스 필름에 대해서 수직으로 배향되는 한편 이색성 색소의 분자가 베이스 필름에 대해서 수직으로 배향된다.
또한 상술한 방법은, 본 실시형태에 따른 위상차층(13)의 제조 방법의 일례로서, 이색성 색소를 베이스 필름에 대해서 수직으로 배향시키는 것이 가능한 방법이라면 상술한 방법 이외의 제조 방법을 이용해도 된다. 예를 들면 수직 배향성 폴리이미드 등을 사용하는 대신 자발적으로 수직 배향성을 나타내는 고분자 액정을 사용해도 된다.
도 6은, 제 1 실시형태에 따른 표시 장치에 있어서의 외광 반사의 시야각 특성 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 6의 실시예 1은, 본 실시형태의 표시 장치를 이용하여 측정한 외광 반사의 시야각 특성을 도시하고 있다. 또한 도 6의 비교예 1 ~ 4는, 본 실시형태와는 다른 표시 장치를 이용해서 측정한 외광 반사의 시야각 특성을 비교예로서 나타내고 있다. 도 6에서는, λ/4층(12)의 면 내 위상차값(R0)을 137 nm로 했다. 또한 λ/4층(12)의 파장 분산 Δn(450 nm)/Δn(589 nm)을 1.01(정분산)로 했다.
비교예 1, 2는, 위상차층(13)을 가지지 않는 표시 장치를 이용하여 측정한 외광 반사의 시야각 특성이다. 비교예 1, 2 중 비교예 1에서는, 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 99.9 %로 높게 하고, 비교예 2에서는, 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 97.9 %로 낮게 했다. 비교예 1, 2는 원편광판(1)의 위상차층(13)을 가지지 않기 때문에 광각으로부터의 외광 반사가 커졌다.
비교예 3, 4는, 이색성 색소가 포함되지 않은 위상차층(13)을 가지는 표시 장치를 이용하여 측정한 외광 반사의 시야각 특성이다. 비교예 3, 4 중 비교예 3에서는, 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 99.9 %로 높게 하고, 비교예 4에서는, 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 97.9 %로 낮게 했다. 위상차층(13)의 위상차(Rth)는, 모두 Rth=-50 nm로 했다.
비교예 3, 4는 원편광판(1)의 위상차층(13)을 가짐으로써 비교예 1, 2와 비교해서, 광각으로부터의 외광 반사가 저감되어 있다. 그러나 비교예 3은, 외광 반사의 시야각 특성이 뛰어나지만 정면 투과율에서 크게 뒤떨어진다. 한편 비교예 4는, 정면 투과율이 뛰어나지만 외광 반사의 시야각 특성에서 크게 뒤떨어진다. 즉 이색성 색소가 포함되지 않은 위상차층(13)을 사용한 구성에서는, 원편광판(1)에 의한 외광 반사의 흡수 능력과 표시 장치의 밝기가 양립되지 않는 것을 알 수 있다.
실시예 1은, 이색성 색소가 2.0 wt% 포함된 위상차층(13)을 가지는 표시 장치를 이용하여 측정한 외광 반사의 시야각 특성이다. 실시예 1에서는, 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 97.9 %로 낮게 했다. 위상차층(13)의 위상차(Rth)는, Rth=-50 nm로 했다.
실시예 1에서는, 어느 비교예 1 ~ 4보다 외광 반사의 시야각 특성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 또한 실시예 1의 정면 투과율은, 비교예 4보다 약간 뒤떨어지지만 대체로 비교예 4와 동일한 수준을 유지하고 있는 것을 알 수 있다. 즉 실시예 1에서는, 표시 장치의 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함한 위상차층(13)을 가짐으로써 원편광판(1)에 의한 외광 반사의 흡수 능력과 표시 장치의 밝기가 양립되어 있는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 실시형태의 표시 장치는, 발광층을 가지는 기판의 표시면 측에 배치된 원편광판을 구비하고, 원편광판의 위상차층은, 광 흡수율이 큰 축 방향이 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함하고 있다. 또한 원편광판은 직선 편광층, λ/4층 및 위상차층을 가지고, 위상차층이 직선 편광층 및 λ/4층보다 기판 측에 배치되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 발광층이 출사하는 빛에 대해서는 거의 흡수되지 않고, 광각으로부터의 외광 반사만을 저감할 수 있다. 즉 광각으로부터의 외광 반사를 억제하면서 밝은 표시가 얻어지는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 원편광판의 직선 편광층의 편광도를 98 % 이하로 함으로써, 밝은 표시가 얻어진다. 또한 위상차층이, 막 두께 방향으로 -65 nm ~ -30 nm의 위상차를 가짐으로써 외광 반사의 시야각 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 실시형태의 원편광판(1)은 직선 편광층(11), λ/4층(12) 및 위상차층(13) 모두를 가지고 있는 것이 바람직하지만, 이러한 구성에 한정되지 않는다. 본 실시형태의 원편광판(1)은, 적어도 위상차층(13)을 가지고 있으면 된다. 예를 들면 다음 제 3 실시형태에서 설명하는 것과 같이 본 실시형태의 위상차층(13)에 상당하는 층이, 원편광판(1)의 외부에 독립해서 배치된 구성이라도, 외광 반사의 시야각 특성은 저하되지만 대체로 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한 표시 장치의 표시면에는, 더욱이 반사 방지(AR) 처리를 실시해도 된다. 반사 방지 처리에 의해 표시 최표면의 외광 반사를 더욱 억제할 수 있다. 반사 방지 처리는 굴절율이 다른 재료를 적층한 구조로, 코팅이나 진공 증착으로 형성할 수 있다.
또한 본 실시형태의 표시 장치에 사용한 이색성 색소는, 장축 방향으로 편광된 빛을 상대적으로 크게 흡수하고, 단축 방향으로 편광된 빛을 상대적으로 작게 흡수하는 성질을 가지는 것으로 했지만 여기에 한정되지 않는다. 이색성 색소는, 광 흡수 계수가 다른 적어도 2개 축을 가지고 있으면 되고, 예를 들면 장축 방향으로 편광된 빛을 상대적으로 작게 흡수하고, 단축 방향으로 편광된 빛을 상대적으로 크게 흡수하는 것이어도 된다.
또한 이상의 설명에서는 고분자 액정 중에, 이색성 색소를 2.0 wt% 농도로 첨가했지만, 고분자 액정 중에 첨가할 이색성 색소의 농도는 적어도 2.0 wt% 이상이면 된다. 단 고분자 액정 중 이색성 색소의 농도를 너무 크게 하면 액정 표시의 밝기가 감소된다.
또한 도 1에서는, 구동용 TFT 형성 기판 측으로 EL 발광을 방출하는 배면 발광(bottom-emission) 구조로 했지만, TFT 형성 기판과 반대측으로 EL 발광을 방출하는 전면 발광(top-emission) 구조여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
<제 2 실시형태>
제 2 실시형태에 따른 표시 장치에 대하여 도 7 ~ 도 9를 가지고 설명한다. 도 7은, 제 2 실시형태에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다. 본 실시형태에서는, 원편광판(1)의 λ/4층(12b)이, 역분산의 파장 분산을 가지고 있는 점이 앞선 제 1 실시형태와 다르다. 그 밖에 대해서는 앞선 제 1 실시형태와 동일하므로 설명은 생략한다.
도 8은, 제 2 실시형태에 따른 표시 장치에 있어서의 λ/4층(12b)의 분산 특성을 도시한 도면이다. 앞선 제 1 실시형태에서는, λ/4층(12)의 파장 분산 Δn(450 nm)/Δn(589 nm)을, 분산 특성(D1)으로 도시한 것과 같이 1.01(정분산)로 했다. 이에 비해서 본 실시형태에서는, λ/4층(12b)의 파장 분산 Δn(450 nm)/Δn(589 nm)을, 분산 특성(D2)으로 도시한 것과 같이 0.75(역분산)로 했다. λ/4층(12b)의 역분산성에 의해, 빛의 파장이 길어지면 그에 수반하여 위상차도 커지므로, 가시광(380 - 780 nm)의 전파장 영역에 있어서 대체로 원편광을 실현할 수 있다.
도 9는, 제 2 실시형태에 따른 표시 장치에 있어서의 외광 반사의 시야각 특성 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 9의 실시예 2는, 본 실시형태의 표시 장치를 이용하여 측정한 외광 반사의 시야각 특성을 도시하고 있다. 비교예 4 및 실시예 1에 대해서는, 앞선 제 1 실시형태의 도 6에 도시한 것과 동일하다. 도 9에서는, λ/4층(12b)의 면 내 위상차값(R0)을 137 nm로 했다.
비교예 4 및 실시예 1은, λ/4층(12)의 파장 분산 Δn(450 nm)/Δn(589 nm)을 1.01(정분산)로 하고 측정한 외광 반사의 시야각 특성이다. 비교예 4 및 실시예 1 중에서 비교예 4는, 위상차층(13)에 이색성 색소가 포함되지 않은 구성으로 측정하고, 실시예 1은, 위상차층(13)에 이색성 색소가 포함되는 구성으로 측정했다.
한편 실시예 2는, λ/4층(12b)의 파장 분산 Δn(450 nm)/Δn(589 nm)을 0.75(역분산)로 하고 측정한 외광 반사의 시야각 특성이다. 실시예 2에서는, 비교예 4 및 실시예 1과 비교해서 외광 반사의 시야각 특성이 향상된 것을 알 수 있다. 즉 원편광판(1)의 λ/4층(12b)의 파장 분산을 역분산으로 함으로써, 외광 반사의 시야각 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 실시형태의 원편광판은, λ/4층이 역분산의 파장 분산을 가지고 있다. 이로써 제 1 실시형태와 동일한 효과에 더하여, 더욱이 외광 반사의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
<제 3 실시형태>
제 3 실시형태에 따른 표시 장치에 대하여 도 10 및 도 11을 가지고 설명한다. 도 10은, 제 3 실시형태에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다. 본 실시형태에서는, 원편광판(1)에 위상차층(13)을 설치하지 않고 대신 위상차층(6)을 원편광판(1)보다 표시면 측에 배치하고 있는 점이 앞선 제 1 실시형태와 주로 다르다. 또한 백색 발광층(33) 대신에 적색 발광층(R), 녹색 발광층(G), 청색 발광층(B)의 각 3원색 발광층(33, EL)을 각각 설치하고 있는 점이 제 1 실시형태와 다르다. 이에 수반하여 컬러필터(5)는 제거되었다. 그 밖에 대해서는 앞선 제 1 실시형태와 동일하므로 설명은 생략한다.
도 11은, 제 3 실시형태에 따른 표시 장치에 있어서의 외광 반사의 시야각 특성 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 11의 실시예 3은, 본 실시형태의 표시 장치를 이용하여 측정한 외광 반사의 시야각 특성을 도시하고 있다. 또한 도 11의 비교예 5, 6은, 본 실시형태와는 다른 표시 장치를 이용하여 측정한 외광 반사의 시야각 특성을 비교예로서 도시하고 있다. 도 11에서는, λ/4층(12)의 면 내 위상차값(R0)을 137 nm로 했다. 또한 λ/4층(12)의 파장 분산 Δn(450 nm)/Δn(589 nm)을 1.01(정분산)로 했다.
비교예 5, 6은, 표시면 측 위상차층(6)을 가지지 않는 표시 장치를 이용하여 측정한 외광 반사의 시야각 특성이다. 비교예 5, 6 중 비교예 5에서는, 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 99.9 %로 높게 하고, 비교예 6에서는, 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 97.9 %로 낮게 했다. 비교예 5, 6은 표시면 측 위상차층(6)을 가지지 않기 때문에 광각으로부터의 외광 반사가 커졌다.
한편 실시예 3은, 이색성 색소가 2.0 wt% 포함된 위상차층(6)을 가지는 표시 장치를 이용하여 측정한 외광 반사의 시야각 특성이다. 실시예 3에서는, 원편광판(1)의 직선 편광층(11)의 편광도를 97.9 %로 낮게 했다.
실시예 3에서는, 비교예 5, 6보다 외광 반사의 시야각 특성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 또한 실시예 3의 정면 투과율은, 비교예 6보다 약간 뒤떨어지지만 대체로 비교예 6과 동일한 수준을 유지하고 있는 것을 알 수 있다. 즉 실시예 3에서는, 표시 장치의 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함하는 위상차층(6)을 가짐으로써 외광 반사의 흡수 능력과 표시 장치의 밝기가 양립되어 있는 것을 알 수 있다. 단 실시예 3에서는, 위상차(Rth)가 최적화된 C-plate를 원편광판(1)에 가지지 않기 때문에 앞선 제 1 실시형태의 실시예 1과 비교하면 외광 반사의 시야각 특성은 나빠졌지만, 그래도 앞선 제 1 실시형태와 대체로 동일한 효과가 얻어지고 있는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 실시형태의 표시 장치는, 발광층을 가지는 기판의 표시면 측에 배치된 원편광판 및 위상차층을 구비하고, 위상차층은, 광 흡수율이 큰 축 방향이 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함하고 있다. 또한 위상차층은, 원편광판보다 표시면 측에 배치되어 있다. 이러한 구성에 의해서도 외광 반사의 시야각 특성은 제 1 실시형태와 비교해서 저하되지만, 제 1 실시형태와 대체로 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한 이상의 설명에서는, 원편광판(1)이 위상차층(13)을 가지지 않는 구성으로 했지만 원편광판(1)에, 막 두께 방향으로 위상차를 나타내는 C-plate 등의 위상차층(13)을 배치해도 된다. 더욱이 제 1 실시형태와 본 실시형태를 조합하여 원편광판(1)의 내부와 표시면 측 양방에, 이색성 색소가 수직으로 배향되어 있는 위상차층(6, 13)을 배치하는 구성으로 해도 된다. 이 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
<기타 실시형태>
상술한 실시형태는 모두 본 발명을 실시하는데 있어서 구체화된 예를 도시한 것에 불과하며, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안 되는 것이다. 즉 본 발명은 그 기술 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어나지 않고 다양한 형태로 실시할 수 있다. 예를 들면 상술한 각 실시형태는 조합해서 적용하는 것도 가능하다.
1: 원편광판 2a, 2b: 기판
3: 유기 EL 소자 4: 접착층
5: 컬러필터 6: 위상차층
11: 직선 편광층 12: λ/4층
13: 위상차층 31: 투명 전극
32: 정공 수송층(HTL/HIL) 33: 발광층(EL)
34: 전자 수송층(ETL/EIL) 35: 금속 전극

Claims (14)

  1. 발광층을 가지는 기판과,
    상기 기판의 표시면 측에 배치된 원편광판 및 위상차층을 구비하고,
    상기 위상차층은, 광 흡수율이 큰 축 방향이 표시면에 대해서 수직 배향된 이색성 색소를 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광층은 유기 EL 소자이고,
    상기 기판은, 상기 유기 EL 소자를 구동하기 위한 금속 전극을 가지는 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 원편광판은 직선 편광층과 λ/4층을 가지고,
    상기 위상차층은, 상기 직선 편광층 및 상기 λ/4층보다 상기 기판 측에 배치되어 있는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 직선 편광층의 편광도가 98 % 이하인 표시 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 λ/4층은, 역분산의 파장 분산을 가지는 표시 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 위상차층은, 막 두께 방향으로 -65 nm ~ -30 nm의 위상차를 가지는 표시 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 위상차층은, 상기 원편광판보다 상기 표시면 측에 배치되어 있는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차층은 상기 표시면에 대해서 수직 배향된 고분자 액정을 포함하고, 상기 이색성 색소는 상기 고분자 액정에 첨가되어 있는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 고분자 액정에 첨가된 상기 이색성 색소의 농도가 2.0 wt% 이상인 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차층은, 가시광 영역에 있어서의 흡수 파장이 서로 다른 2종류 이상의 상기 이색성 색소를 포함하는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광층과 상기 위상차층 사이에 위치하는 컬러필터를 더 포함하는 표시장치.
  12. 기판에 발광층을 형성하는 단계와,
    광 흡수율이 큰 축 방향이 수직 배향된 이색성 색소를 포함하는 위상차층을, 상기 기판의 표시면 측에 형성하는 단계와,
    원편광판을, 상기 기판의 표시면 측에 배치하는 단계를 가지는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 위상차층을 형성하는 단계는,
    수직 배향성 폴리이미드 배향막을 베이스 필름에 형성하는 단계와,
    상기 이색성 색소를 첨가한 고분자 액정의 용액을 상기 배향막에 코팅해서 상기 베이스 필름에 코팅막을 형성하는 단계와,
    상기 코팅막에 자외광을 조사하여 상기 코팅막을 경화시키는 단계를 가지는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광층을 형성하는 단계 이전에, 상기 기판 상에 컬러필터를 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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