JP6735554B2 - フレキシブル有機ｅｌ表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブル有機ＥＬ表示装置及びその製造方法に関する。

フレキシブル有機ＥＬ表示装置の製造では、有機ＥＬ表示パネルを作製した後、有機ＥＬ表示パネル上に様々な樹脂フィルムが設置される。例えば、有機ＥＬ表示パネルの基板上には、偏光フィルム、位相差フィルムなどの樹脂フィルムが設置される。このとき、有機ＥＬ表示パネルの基板と樹脂フィルムとの間や樹脂フィルム同士の間は、一般に、接着剤（例えば、感圧接着剤）などを用いて接合される。

フレキシブル有機ＥＬ表示装置は、柔軟性に優れており、曲げた状態で使用されたり、丸めて運搬又は収納されたりすることがあるため、曲げ応力に曝される機会が多い。曲げ応力に繰り返し曝されると、接合に用いた接着剤の層（以下、「接着剤層」という）が白濁してしまい、表示特性が低下することがある。これは、曲げ応力によって接着剤層にボイドが発生し、光の散乱が生じているためであると考えられている。そのため、フレキシブル有機ＥＬ表示装置においては、白濁の原因となる接着剤を用いない接合方法が必要とされている。
接着剤を用いない接合方法として、特許文献１には、プラズマを用いた表面活性処理を行うことが提案されている。

特開２００５−３４７２０４号公報

しかしながら、フレキシブル有機ＥＬ表示装置の製造において、プラズマを用いた表面活性処理を行っただけでは、隣接する樹脂フィルムの接合面の官能基同士が十分に反応しない（すなわち、隣接する樹脂フィルムの接合面の官能基同士の化学結合が十分に得られない）ため、隣接する樹脂フィルムの間を強固に接合することができないという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、接着剤を用いることなく、隣接する樹脂フィルムの間を強固に接合することにより、曲げ応力に繰り返し曝されることによる白濁化を防止することが可能なフレキシブル有機ＥＬ表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を続けた結果、隣接する樹脂フィルムを表面活性処理した後、加熱しながら加圧することにより、隣接する樹脂フィルムの間を強固に直接接合させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、少なくとも２つの樹脂フィルムが隣接した積層構造を有するフレキシブル有機ＥＬ表示装置であって、隣接した前記樹脂フィルムの間が直接接合されていることを特徴とするフレキシブル有機ＥＬ表示装置である。
また、本発明は、少なくとも２つの樹脂フィルムが隣接した積層構造を有するフレキシブル有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記少なくとも２つの樹脂フィルムを表面活性処理した後、加熱しながら加圧することによって直接接合させることを特徴とするフレキシブル有機ＥＬ表示装置の製造方法である。

本発明によれば、接着剤を用いることなく、隣接する樹脂フィルムの間を強固にを接合することにより、曲げ応力に繰り返し曝されることによる白濁化を防止することが可能なフレキシブル有機ＥＬ表示装置及びその製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態のフレキシブル有機ＥＬ表示装置の断面図である。 本発明の別の実施形態のフレキシブル有機ＥＬ表示装置の断面図である。 本発明の別の実施形態のフレキシブル有機ＥＬ表示装置の断面図である。 実施例において、曲げ試験の繰り返し回数に対する透過率の変化を示すグラフである。 実施例において、曲げ試験の繰り返し回数に対するヘイズ値の変化を示すグラフである。

本発明のフレキシブル有機ＥＬ表示装置は、少なくとも２つの樹脂フィルムが隣接した積層構造を有し、隣接した樹脂フィルムの間が直接接合されていることを特徴とする。このような特徴を有する本発明のフレキシブル有機ＥＬ表示装置は、少なくとも２つの樹脂フィルムを表面活性処理した後、加熱しながら加圧することによって製造することができる。
ここで、本明細書において「樹脂フィルム」とは、樹脂製の基板、シート、膜、層、板などを含む概念であり、その種類は特に限定されない。
以下、本発明のフレキシブル有機ＥＬ表示装置及びその製造方法の好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態では、ボトムエミッション型のフレキシブル有機ＥＬ表示装置を例に挙げて説明するが、トップエミッション型のフレキシブル有機ＥＬ表示装置にも適用可能であることは言うまでもない。

図１は、本発明のフレキシブル有機ＥＬ表示装置の断面図である。図１において、フレキシブル有機ＥＬ表示装置１は、有機ＥＬ表示パネル２と、有機ＥＬ表示パネル２の基板３上に形成された偏光フィルム４とを有する。この積層構造を有するフレキシブル有機ＥＬ表示装置１では、基板３及び偏光フィルム４が樹脂フィルムに相当する。
有機ＥＬ表示パネル２としては、基板３が樹脂製であれば特に限定されず、当該技術分野において公知の構造を有するものを用いることができる。一般に、有機ＥＬ表示パネル２は、基板３の他に、有機ＥＬ素子（図示していない）、カラーフィルタ（図示していない）などを有する。

樹脂製の基板３としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。基板３を構成する樹脂としては、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（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル系樹脂；ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などのα−オレフィンをモノマー成分とするオレフィン系樹脂；ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）；酢酸ビニル系樹脂；ポリカーボネート（ＰＣ）；ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）；ポリアミドなどのアミド系樹脂；ポリイミド系樹脂；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのフレキシブルな合成樹脂が挙げられる。その中でも、基板３としては、耐熱性などの様々な特性に優れるポリイミド基板であることが好ましい。

偏光フィルム４としては、樹脂製であれば特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。偏光フィルム４の例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素化合物を吸着配向させたフィルムなどが挙げられる。また、偏光フィルム４は、複数のフィルムの積層体であってもよい。

基板３と偏光フィルム４との間は、通常、接着剤を用いて接合する必要があるが、基板３と偏光フィルム４との間に形成された接着剤層は、曲げ応力に繰り返し曝されると、白濁してしまい、表示特性が低下する。
そこで、本発明では、白濁の原因となる接着剤を用いない接合方法によって、基板３と偏光フィルム４との間を直接接合させている。すなわち、基板３及び偏光フィルム４の接合面をそれぞれ表面活性処理した後、基板３及び偏光フィルム４を重ねて加熱しながら加圧することにより、基板３と偏光フィルム４との間を直接接合させている。

表面活性処理としては、基板３及び偏光フィルム４の接合面に、水酸基を有する官能基（例えば、ＣＯＨ基、ＣＯＯＨ基）を生成し得る処理であれば特に限定されない。なお、この表面活性処理は、親水化処理とも称される。
表面活性処理の例としては、極端紫外線（ＥＵＶ）、プラズマを用いる方法が挙げられる。
例えば、極端紫外線を用いて表面活性処理を行う場合、基板３及び偏光フィルム４の接合面に極端紫外線を照射すればよい。極端紫外線の照射条件としては、使用する極端紫外線照射装置などに応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。
また、プラズマを用いて表面活性処理を行う場合、基板３及び偏光フィルム４の接合面を、窒素、酸素、アルゴンなどのガス雰囲気下又は真空雰囲気下で、プラズマを照射すればよい。プラズマの照射条件としては、使用するプラズマ発生装置などに応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。

加熱温度としては、基板３及び偏光フィルム４の材質、表面活性処理の種類に応じて設定すればよく、特に限定されない。加熱温度は、一般に４０℃〜２００℃、好ましくは４５℃〜１７０℃、さらに好ましくは５０℃〜１５０℃である。また、有機ＥＬ表示パネル２の種類によっても異なるが、有機ＥＬ素子の熱による劣化を防止する観点からは、加熱温度は９０℃以下であることが特に好ましい。

加圧力としては、基板３及び偏光フィルム４の材質、表面活性処理の種類に応じて設定すればよく、特に限定されない。加圧力は、一般に０．０５ＭＰａ〜５ＭＰａ、好ましくは０．１ＭＰａ〜４ＭＰａ、さらに好ましくは０．２ＭＰａ〜３ＭＰａである。また、有機ＥＬ表示パネル２の種類によっても異なるが、有機ＥＬ素子の圧力による破壊を防止する観点からは、加圧力は０．５ＭＰａ以下であることが特に好ましい。
また、加圧方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、ラミネート加工で一般に用いられる加圧ロールなどを用いて行なえばよい。

上記のようにして基板３及び偏光フィルム４を重ねて加熱しながら加圧すると、基板３及び偏光フィルム４の接合面に生成した官能基同士が化学結合（好ましくは、共有結合）し、基板３と偏光フィルム４との間が強固に直接接合される。
本発明では、接着剤を用いることなく、基板３と偏光フィルム４との間を直接接合させているため、曲げ応力に繰り返し曝されることによる白濁化を防止することができる。また、本発明では、接着剤の層を削減できるため、フレキシブル有機ＥＬ表示装置１の厚さを低減することもできる。

図２は、基板３と偏光フィルム４との間に位相差フィルム５をさらに有する本発明のフレキシブル有機ＥＬ表示装置１の断面図である。
このような構造を有するフレキシブル有機ＥＬ表示装置１では、基板３と位相差フィルム５との間、及び位相差フィルム５と偏光フィルム４との間が、上記で説明した接合方法によって直接接合されている。
位相差フィルム５としては、樹脂製であれば特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。位相差フィルム５の例としては、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂から形成されるフィルムを延伸したものなどが挙げられる。また、位相差フィルム５は、複数のフィルムの積層体であってもよい。

図３は、基板３と位相差フィルム５との間にバリアフィルム６をさらに有する本発明のフレキシブル有機ＥＬ表示装置１の断面図である。
このような構造を有するフレキシブル有機ＥＬ表示装置１では、基板３とバリアフィルム６との間、バリアフィルム６と位相差フィルム５との間、及び位相差フィルム５と偏光フィルム４との間が、上記で説明した接合方法によって直接接合されている。
バリアフィルム６としては、接合面が樹脂から形成されていれば特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮなどの基材上にバリア層などが形成されたバリアフィルム６を用いることができる。

上記の実施形態では、樹脂フィルムが、基板３、偏光フィルム４、位相差フィルム５及びバリアフィルム６である場合を例にして説明したが、それ以外の様々な樹脂フィルムを用いる場合にも適用可能なことは言うまでもない。

以下の実験により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
（サンプルＡの作製）
２つのＰＥＴフィルム（１．０ｉｎ（２．５４ｃｍ）×２１ｃｍ×５０μｍ）の片面をガス（酸素ガス、アルゴンガス又は酸素とアルゴンとの混合ガス）雰囲気下でプラズマ処理した後、プラズマ処理した面を重ね合わせ、１５０℃の温度に加熱しながら２ＭＰａの圧力で加圧することによって接合させた。
（サンプルＢの作製）
２つのＰＥＴフィルム（１．０ｉｎ×２１ｃｍ×５０μｍ）の片面に極端紫外線を照射した後、極端紫外線を照射した面を重ね合わせ、７０℃の温度に加熱しながら０．３ＭＰａの圧力で加圧することによって接合させた。
（サンプルＣの作製）
２つのＰＥＴフィルム（１．０ｉｎ×２１ｃｍ×５０μｍ）を市販の感圧接着剤を用いて接合させた。ＰＥＴフィルムの間の感圧接着剤の層は２５μｍとした。

上記で得られた各サンプルについて、引張試験機を用い、１８０℃におけるピール試験を行った。
その結果、サンプルＣの剥離強度は１．３ｋｇｆ／ｉｎであり、感圧接着剤の層部分での剥離が確認された。これに対してサンプルＡ及びＢは、接合部での剥離が確認されず、剥離強度を高めるとＰＥＴフィルムが破けてしまった。

次に、サンプルＡ及びＣについて、曲げ試験を行った。曲げ試験は、曲率半径Ｒ２ｍｍ、Ｒ５ｍｍ及びＲ３０ｍｍの条件で１００００回繰り返し行った。そして、曲げ試験の繰り返し回数に対する透過率、ヘイズ値及び剥離強度の変化を評価した。ヘイズ値及び透過率は分光光度計（コニカミノルタ株式会社製ＣＭ１０００）を用い、条件をＣ光源、波長域３８０ｎｍ〜７８０ｎｍとして測定した。

曲げ試験の繰り返し回数に対する透過率及びヘイズ値の変化率を図４及び５にそれぞれ示す。図４及び５において、ＰＡＳ Ｒ３０は、曲率半径Ｒ３０ｍｍの条件で曲げ試験を行ったサンプルＣ、ＰＡＳ Ｒ５は、曲率半径Ｒ５ｍｍの条件で曲げ試験を行ったサンプルＣを意味し、ＰＡＳ Ｒ２は、曲率半径Ｒ２ｍｍの条件で曲げ試験を行ったサンプルＣを意味する。また、Ｌｅｓｓ Ｒ３０は、曲率半径Ｒ３０ｍｍの条件で曲げ試験を行ったサンプルＡ、Ｌｅｓｓ Ｒ５は、曲率半径Ｒ５ｍｍの条件で曲げ試験を行ったサンプルＡ、Ｌｅｓｓ Ｒ２は、曲率半径Ｒ２ｍｍの条件で曲げ試験を行ったサンプルＡを意味する。
また、曲げ試験の繰り返し回数に対する剥離強度の変化を表１に示す。

図４に示されているように、サンプルＡ及びＣともに、曲げ試験の繰り返し回数に対する透過率の大きな変化は確認されなかった。また、表１に示されているように、サンプルＡは、サンプルＣに比べて、曲げ試験の繰り返し回数に対する剥離強度が大きかった。さらに、曲げ試験の繰り返し回数に対するヘイズ値は、サンプルＡでは特に変化がなかったものの、曲率半径Ｒ５ｍｍ又はＲ２ｍｍの条件で曲げ試験を行ったサンプルＣにおいて、繰り返し回数が１００００回となった場合に大きく変化した。

以上の結果からわかるように、本発明によれば、接着剤を用いることなく、隣接する樹脂フィルムの間を強固に接合することにより、曲げ応力に繰り返し曝されることによる白濁化を防止することが可能なフレキシブル有機ＥＬ表示装置及びその製造方法を提供することができる。

１ フレキシブル有機ＥＬ表示装置、２ 有機ＥＬ表示パネル、３ 基板、４ 偏光フィルム、５ 位相差フィルム、６ バリアフィルム。

Claims (3)

1. 少なくとも２つの樹脂フィルムが隣接した積層構造を有するボトムエミッション型のフレキシブル有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
   前記少なくとも２つの樹脂フィルムは、有機ＥＬパネルの樹脂製の基板を有し、および樹脂製の基板の下面に直接接合される偏光フィルム、位相差フィルム及びバリアフィルムの内の１つを有し、
   前記樹脂製の基板および偏光フィルム、位相差フィルム及びバリアフィルムの内の１つを表面活性処理した後、加熱しながら加圧することによって直接接合させ、
   加圧力が０．５ＭＰａ以下であることを特徴とするフレキシブル有機ＥＬ表示装置の製造方法。
2. 前記表面活性処理が、極端紫外線又はプラズマを用いて行われることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル有機ＥＬ表示装置の製造方法。
3. 加熱温度が９０℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブル有機ＥＬ表示装置の製造方法。

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