JP5162805B2

JP5162805B2 - エレクトロルミネッセンスディスプレイ

Info

Publication number: JP5162805B2
Application number: JP2001281184A
Authority: JP
Inventors: 圭一水口
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2021-09-17
Also published as: JP2003091244A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自発光型表示装置の一つであるエレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、「ＥＬディスプレイ」という）に関するものである。詳しくは、表示が見やすいＥＬディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＬディスプレイは、低消費電力であり、かつ薄型で軽量であることから、表示デバイスとして注目されている。そしてこのＥＬディスプレイは、自発光型であることから広い視野角を有し、かつ動画に対応できる高速反応性を有し、また広い温度域で使用可能なことから、自動車等の車載用として用いられている。従来のＥＬディスプレイでは一般に、透明電極と金属平面電極との間に、蛍光体からなる発光層を介装一体化した構成が採用されていたが、外部からの入射光が金属平面電極で反射されてしまい、この反射光によって表示自体が見にくくなるという問題があった。
【０００３】
そこで、これらの反射光を低減するために、ＥＬディスプレイの前面側に光透過量を制御する色付きフィルターを配置した構成や、同じく前面側に反射光を吸収する円偏光板を配置した構成が提案されている。これらの構成を採用することで、金属平面電極からの反射光の低減が可能となる。円偏光板は、表示体表面に直接貼り合わされる場合もあるが、表示体に前面板が設けられる場合は、前面板の表面や裏面に貼り合わされることも多い。
【０００４】
このような円偏光板を前面板に配置した例を、図１に断面模式図で示す。この例におけるＥＬディスプレイ１は、表示体２とその前面側（観察者側）に設けられた前面板３とで構成されている。表示体２は、発光部５を挟んで前面側の透明電極４と背面側の金属電極６とで構成され、透明電極４と金属電極６との間の通電により、発光部５が光を発し、画像を表示するようになっている。この表示体２の前面側に設けられる前面板３は、透明基板７に直線偏光板８及びλ／４位相差板９からなる円偏光板を取り付けたものである。以下、λ／４位相差板を単にλ／４板ということがある。
【０００５】
ここで、図１に示す構成のＥＬディスプレイにおける前面板３の作用機構について、図２及び図３を参照しながら説明する。これらの図は、外部入射光の透過及び反射の様子、並びに発光部５からの発光光であるエレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ光」という）の透過及び反射の様子を概略的に説明するためのものであって、引き出し線の付されていない数字は、初期光量に対する各段階での光量を％単位で表示したものであり、「％」は省略して表示されている。
【０００６】
まず、金属電極６の反射面での光反射率が１００％である場合は、図２（Ａ）に示すように、外部からの入射光は、前面板３により約５０％が円偏光となって透過し、残りは直線偏光板８に吸収される。前面板３を透過した後の円偏光は、金属電極６の反射面でその全量が反射されるが、その際に逆回転の円偏光に変換され、さらにλ／４板９を通過することにより、直線偏光板８ですべて吸収される。したがって最終的には、入射光はほぼ１００％が前面板３で吸収されることになる。すなわちこの場合、外部入射光の反射率は理想的には０％となる。
【０００７】
一方、発光部５からのＥＬ光は、図２（Ｂ）に示すように、その約５０％が前面板３を透過し、前面板３の表面で約４％が反射する。こうして反射した光は、金属電極６の反射面でその全量が反射して前面板３に到達し、その約半分（発生ＥＬ光に対して約２％）が前面板３を透過する一方、ここで前面板３に到達した光の約４％（発生ＥＬ光に対して約０.１６％）が反射する。前面板３で反射された光は、前記と同様に金属電極６の反射面と前面板３との間で反射サイクルを繰り返す。
【０００８】
ところで、一般的に金属電極６の反射面で反射する際には、発光部５による光の損失を生じるが、例えば、かかる損失の結果として、金属電極６の反射面での光反射率が約２０％となる場合を例に説明すると、図３（Ａ）に示すように、外部からの入射光は、前面板３により約５０％が円偏光となって透過し、残りは直線偏光板８に吸収される。前面板３を透過した後の円偏光は、金属電極６の反射面でその約２０％が反射し、すなわち初期光量に対して約１０％が逆回転の円偏光に変換されて反射し、この反射光はλ／４板９を通過することにより、直線偏光板４ですべて吸収される。したがって最終的には、外部入射光はほぼ１００％が前面板３で吸収されることになる。すなわちこの場合も、外部入射光の反射率は理想的には０％となる。
【０００９】
一方、発光部５からのＥＬ光は、図３（Ｂ）に示すように、その約５０％が直線偏光となって前面板３を透過し、前面板３の表面で約４％が反射する。ここで反射した光は、
金属電極６の反射面でその約２０％が反射し、発生ＥＬ光に対して約０.８％（＝４％×０.２）が再度前面板３に到達し、ここでその約半分（発生ＥＬ光に対して約０.４％）が直線偏光となって透過し、一方で約４％（発生ＥＬ光に対して約０.０３２％）が反射する。以下同様の機構で、金属電極６の反射面と前面板３との間で反射サイクルが繰り返される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、金属電極６の反射面での光反射率が２０％の場合であっても、１次ＥＬ光が約５０％透過し、２次ＥＬ光が約０.４％透過するため、二重像として観察される。すなわち、前面板３に円偏光板８，９を設けた構成では、前面板３の裏面や、表示体２の表面、金属電極６の表面から発生する反射光を低減できるものの、発光光であるＥＬ光が、円偏光板（前面板）の裏面で反射され、戻ってきたＥＬ光が金属平面電極で再反射してしまい、表示が多重写りするという問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の問題を解決して、反射光を低減し、表示の多重写りを改善したＥＬディスプレイを提供するために鋭意研究を行った結果、前面板の表示体側に反射防止の機能を有する層を設けることで、表示の多重写りが防止され、視認性が改善できることを見出し、本発明に至った。
【００１２】
すなわち本発明は、発光部を挟んで前面側の透明電極と背面側の金属電極とを有する表示体と、その前面側に配置された円偏光板を有する前面板とで構成され、それら表示体と前面板とは、０.１〜３mm の間隙を置いて配置され、前面板の表示体側表面には反射防止のための処理が施されているＥＬディスプレイを提供するものである。ここで、前面板の表示体側表面に施される反射防止のための処理は、例えば反射防止膜であることができ、また、例えばアンチグレア処理であってもよい。前面板を構成する円偏光板は、直線偏光板とλ／４板とで構成することができるほか、複数の位相差板を有し、これに直線偏光板を組み合わせたものであってもよい。
【００１３】
また本明細書では、上記のＥＬディスプレイに用いるのに好適な前面板も開示され、この前面板は、円偏光板を有し、表示体側の表面に反射防止のための処理が施されているものである。具体的には、透明基板に円偏光板が積層され、この円偏光板の透明基板に向く面とは反対側の面に反射防止のための処理が施されており、この反射防止のための処理が施された面が表示体側となるように構成することができ、また、透明基板に円偏光板が積層され、この透明基板の円偏光板に向く面とは反対側の面に反射防止のための処理が施されており、この反射防止のための処理が施された面が表示体側となるように構成することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のＥＬディスプレイを構成する発光部は、無機物であっても有機物であってもよく、本発明の効果に変わりはない。下部電極は、金属で構成される。
【００１５】
円偏光板は、一般に直線偏光板とλ／４板から構成されており、直線偏光板には、例えば、延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素や二色性染料を吸着させたものが用いられる。直線偏光板は、９０％以上の偏光度を有するものが好ましい。偏光度がそれ以下では、円偏光板としての効果が乏しくなる。 λ／４板は特に限定されないが、ポリビニルアルコールやポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリアリレート、セルロース系樹脂、ノルボルネン系樹脂、オレフィン系樹脂などの高分子フィルムを一軸延伸することで得ることができる。波長λの値は、人の視感度の高い５５０nmに合わせるのが一般的であるが、ＥＬディスプレイの発光波長に合わせてもコントラストを高くすることができる。
【００１６】
一方、特定の波長λだけではなく、広い波長域にわたって良好な反射防止性能を得るためには、複数枚複数種の位相差板の組合せや、複数種のモノマーの共重合体からなる逆波長分散特性をもったλ／４板を用い、これを直線偏光板と組み合わせるのが有効である。例えば、特開平 11-183723号公報に開示されているように、直線偏光板、λ／２板及びλ／４板をこの順で積層した円偏光板や、本出願人の先願に係る特願 2001-32041 号に記載の逆波長分散位相差板を直線偏光板と組み合わせた円偏光板などが挙げられる。
【００１７】
図４に、本発明に係るＥＬディスプレイの例を断面模式図で示す。この図において、表示体２の構成は（Ａ）の例及び（Ｂ）の例とも同じであり、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の導電膜からなる透明電極４と金属平面電極６との間に、蛍光体発光層からなる発光部５が介装一体化されている。かかる構成は、ＥＬディスプレイの基本構成として公知であり、透明電極４と金属平面電極６の間に所定の電圧を印加することにより、発光部５の蛍光体よりエレクトロルミネッセンス発光が行われて、所望の表示が形成されるようになっている。
【００１８】
本発明では、このような表示体２の前面側（観察者側）に前面板３が配置される。図４（Ａ）の例では、前面板３は、透明基板７に、直線偏光板８とλ／４板９からなる円偏光板がその直線偏光板８側で積層されたものであり、かつその表示体２側、この例ではλ／４板９の直線偏光板８への貼合面とは反対側の面に、反射防止膜１０が形成されている。一方、図４（Ｂ）に示す例でも、透明基板７に、直線偏光板８とλ／４板９からなる円偏光板が積層されて、前面板３となっているが、この例では、透明基板７が表示体２側となるようにし、したがって円偏光板のλ／４板９側で透明基板７に積層されている。そしてこの前面板３の表示体２側、この例では透明基板７のλ／４板９への貼合面とは反対側の面に、反射防止膜１０が形成されている。
【００１９】
このように本発明では、前面板３の表示体２に面する側の表面に、反射防止のための処理が施されていることが重要であり、図４に示した二つの例では、この反射防止のための処理が、反射防止膜１０によって達成されている。
【００２０】
前面板３は、透明基板７と直線偏光板８とλ／４板９とが積層一体化されている。このような積層一体化を行うには、例えば、アクリル系粘着剤のような、透明で光学的に等方性の粘着剤を用いてこれらを貼合すればよい。積層の順番は、図４（Ａ）に示すように、表示体側からλ／４板９、直線偏光板８、透明基板７の順であってもよいし、透明基板７が光学的に等方な材料であれば、同（Ｂ）に示すように、透明基板７、λ／４板９、直線偏光板８の順であってもよい。さらに、λ／４板９、透明基板７、直線偏光板８の順に積層してもよい。透明基板７としては、ガラス板や光学的に透明な樹脂板などを用いることができる。なお、透明基板７をタッチパネルで構成し、これを含む表示装置を、タッチパネル式表示装置として使用することもできる。
【００２１】
以下、図４（Ａ）に示したＥＬディスプレイを例に、その前面板の作用機構について、図５を参照しながら説明する。図５は、外部入射光の透過及び反射の様子、並びに発光部５からの発光光であるＥＬ光の透過及び反射の様子を概略的に説明するためのものであって、この図でも図２及び図３と同様、引き出し線の付されていない数字は、初期光量に対する各段階での光量を％単位で表示したものであり、「％」は省略して表示されている。
【００２２】
ここでは、先に図３を参照して説明したのと同様に、発光部５における光の損失の結果として、金属電極６の反射面での光反射率が約２０％となる場合を例に説明する。図４（Ａ）のように前面板の表示体側表面に反射防止膜１０を形成した場合、この反射防止膜１０での反射率を約０.５％とすると、外部からの入射光は、図５（Ａ）に示すように、前面板３により約５０％が円偏光となって透過し、残りは直線偏光板８に吸収される。前面板３を透過した後の円偏光は、金属電極６の反射面でその約２０％が反射し、すなわち初期光量に対して約１０％が逆回転の円偏光に変換されて反射し、この反射光はλ／４板９を通過することにより、直線偏光板８ですべて吸収される。したがって最終的には、外部入射光はほぼ１００％が前面板３で吸収されることになる。すなわち、外部入射光の反射率は理想的には０％となる。
【００２３】
一方、発光部５からのＥＬ光は、図５（Ｂ）に示すように、その約５０％が直線偏光となって前面板３を透過し、反射防止膜１０の作用により前面板３の表面で約０.５％が反射する。反射した光は、金属電極６の反射面でその約２０％が反射し、発生ＥＬ光に対して約０.１％（＝０.５％×０.２）が再度前面板３に到達し、ここでその約５０％（発生ＥＬ光に対して約０.０５％）が直線偏光となって透過し、一方で約０.５％（発生ＥＬ光に対して約０.０００５％）が反射する。以下同様の機構で、金属電極６の反射面と前面板３との間で反射サイクルが繰り返される。
【００２４】
このように、金属電極６の反射面での光反射率が２０％である場合には、１次ＥＬ光が５０％透過し、２次ＥＬ光は０.０５％透過となるので、二重像はほとんど観察されない。図５では、図４（Ａ）に示した例をもとに、外部入射光の透過と反射及び発生ＥＬ光の透過と反射の作用機構を説明したが、図４（Ｂ）に示した例でも、全く同様に説明することができる。また、ここに示した反射率と透過率は、理解を容易にするために仮に置いた数字であって、本発明がこれらの数値のものに限定されるわけではない。
【００２５】
前面板３の表示体側表面に形成される反射防止膜１０は、光学膜厚以下の１層以上の層からなるもので、スパッタリング、蒸着、イオンプレーティング、塗布などの方法により形成され、ＥＬ光の波長において特に反射率が低い設計にするのが好ましい。このような反射防止膜として、典型的には、無機金属酸化物や無機金属フッ化物からなる層を挙げることができる。反射防止膜１０を形成する場合、下地にハードコート層を形成した方が、耐擦傷性などのハンドリング性に優れるため好ましい。
【００２６】
これまでは、反射防止のための処理として反射防止膜を形成する例について説明してきたが、前面板の表示体側表面にアンチグレア処理を施すことでも、同様の効果が期待できる。ここでいうアンチグレア処理とは、表面に微細な凹凸を形成することにより入射光を散乱させ、反射率を小さくする処理であって、位相差板の表面又は透明基板の表面に直接このような凹凸を形成することもできるし、必要とする面に、アンチグレア処理が施された透明フィルムを貼合することもできる。アンチグレアのための凹凸は、例えば、紫外線硬化樹脂を塗工し、そこにエンボス鋳型を押し当てた状態で紫外線照射して硬化させる方法や、熱可塑性の透明フィルムに加熱状態でエンボス鋳型を押し当てる方法などにより、形成させることができる。
【００２７】
また、図４及び図５には、円偏光板が直線偏光板８とλ／４板９とで構成される例を示したが、この例に限定されるものではなく、例えば前述したように、複数の位相差板を用い、これを直線偏光板と組み合わせて円偏光板とすることもできる。この場合は、図４に示した例において、直線偏光板８とλ／４板９とで構成される円偏光板を、複数の位相差板と直線偏光板とで構成されるものに置き換え、その際、この図に示すのと同様に表示体２側に反射防止膜１０を設けるか、あるいはそこにアンチグレア処理を施せばよい。
【００２８】
表示体２と前面板３とは、表示体保護の観点から、０.１〜３mm 程度の間隙を置いて配置される。
【００２９】
前面板の観察者側にも、その他各種の付加機能を付与することができる。例えば、傷つき防止のための透明な保護フィルムを貼合したり、直接ハードコート層を設けたりすることができる。また、防眩性を高めるために、表面に微細な凹凸を形成して外光を乱反射させるアンチグレア層を設けたり、反射防止層を設けたりすることができる。さらに、反射防止層を形成した透明な保護フィルムを貼合することもできる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。例中、レターデーション値の測定波長は５５０nmである。
【００３１】
実施例１
１mm厚みのガラス板に住友化学工業社製の直線偏光板“スミカラン STW822A”を粘着剤で貼り合せ、さらにその直線偏光板上に、住友化学工業社製のλ／４板 “スミカライト SEF340138B”（レターデーション値１３８nm）を粘着剤で貼り合わせて、前面板を作製した。なお、ここで用いたλ／４板上には、アクリル系の紫外線硬化型ハードコートを４μm 厚で形成し、さらにその上に、ＳｉＯ₂／ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂／ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂ で構成される反射防止膜を蒸着により形成しておき、この反射防止膜と反対側の面で直線偏光板に貼り合わせた。市販の緑色に発光表示するＥＬディスプレイの上に隙間を１mm設けて、上で得られた前面板をガラス板が観察者側となるように配置したところ、外光の反射がなく、かつ表示の多重写りもなく、視認性の良い表示が得られた。この例で得られた表示装置の層構成は、図４（Ａ）に示すものとなる。
【００３２】
実施例２
ＳｉＯ₂／ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂／ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂ で構成される反射防止膜が形成されたアクリル樹脂板の反射防止膜とは反対側の面に、住友化学工業社製のλ／４板“スミカライト SEF340138B”（レターデーション値１３８nm）を粘着剤で貼り合わせた。さらにそのλ／４板の上面に、住友化学工業社製の直線偏光板“スミカラン STW822A”を粘着剤で貼り合せて、前面板を作製した。市販の緑色に発光表示するＥＬディスプレイの上に隙間を１mm設けて、上で得られた前面板を直線偏光板が観察者側となるように配置したところ、外光の反射がなく、かつ表示の多重写りもなく、視認性の良い表示が得られた。この例で得られた表示装置の層構成は、図４（Ｂ）に示すものとなる。
【００３３】
比較例
実施例１と同じ構成であるが、反射防止膜のないλ／４板に置き換えた。その結果、外光反射は低減されていたものの、表示が多重に写っており、視認性に問題があった。この例で得られた表示装置の層構成は、図１に示すものとなる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、前面板によるＥＬ光の二重写りを低減することができ、視認性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＥＬディスプレイを示す断面模式図である。
【図２】図１のＥＬディスプレイにつき、その作用機構を説明するための図であって、金属電極の反射面での反射率が１００％の場合の説明図であり、（Ａ）は外部入射光の透過及び反射の様子を、（Ｂ）はＥＬ光の透過及び反射の様子をそれぞれ表す。
【図３】同じく図１のＥＬディスプレイにつき、その作用機構を説明するための図であって、金属電極の反射面での反射率が２０％の場合の説明図であり、（Ａ）は外部入射光の透過及び反射の様子を、（Ｂ）はＥＬ光の透過及び反射の様子をそれぞれ表す。
【図４】本発明のＥＬディスプレイについて、二つの異なる態様を示す断面模式図である。
【図５】図４（Ａ）のＥＬディスプレイにつき、その作用機構を説明するための図であって、金属反射面での反射率が２０％の場合の説明図であり、（Ａ）は外部入射光の透過及び反射の様子を、（Ｂ）はＥＬ光の透過及び反射の様子をそれぞれ表す。
【符号の説明】
１……ＥＬディスプレイ、
２……表示体、
３……前面板、
４……透明電極、
５……発光部、
６……金属電極、
７……透明基板、
８……直線偏光板、
９……λ／４板、
１０……反射防止膜。

Claims

発光部を挟んで前面側の透明電極と背面側の金属電極とを有する表示体と、
その前面側に配置された円偏光板を有する前面板とで構成され、
該表示体と該前面板とは、０.１〜３mm の間隙を置いて配置され、そして
反射防止膜が、該前面板の表示体側表面にのみ設けられていることを特徴とするエレクトロルミネッセンスディスプレイ。
円偏光板が直線偏光板とλ／４位相差板とで構成される請求項１に記載のエレクトロルミネッセンスディスプレイ。
円偏光板が複数の位相差板を有する請求項１に記載のエレクトロルミネッセンスディスプレイ。
前面板は、透明基板に、直線偏光板とλ／４位相差板からなる円偏光板がその直線偏光板側で積層されたものであり、そのλ／４位相差板が表示体側となるように配置され、そのλ／４位相差板の直線偏光板への貼合面とは反対側の面に反射防止膜が形成されている請求項１に記載のエレクトロルミネッセンスディスプレイ。
前面板は、透明基板に、直線偏光板とλ／４位相差板からなる円偏光板がそのλ／４位相差板側で積層されたものであり、その透明基板が表示体側となるように配置され、その透明基板のλ／４位相差板への貼合面とは反対側の面に反射防止膜が形成されている請求項１に記載のエレクトロルミネッセンスディスプレイ。