JPWO2019176918A1 - エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、有機EL表示装置および無機EL表示装置など、発光素子を用いる自己発光型の表示装置は、表面に、偏光子とλ/4板とからなる円偏光板を、反射防止フィルムとして設けている。
また、特許文献2には、偏光子と、λ/4板として機能する位相差層と、バリア層と、バリア機能を有する粘着剤層と、をこの順に備え、バリア層が、厚さ5〜100μmの薄ガラスである、有機EL表示装置用円偏光板、および、この円偏光板を備える有機EL表示装置が記載されている。
しかしながら、その反面、偏光子とλ/4板からなる反射防止フィルムは、発光素子が発光した光も、吸収してしまう。そのため、従来の自己発光型の表示装置は、光の利用効率が低く、LED等の発光素子の性能を十分に発揮できていない。
[1] エレクトロルミネッセンスによる発光素子を、複数、有するエレクトロルミネッセンス基板と、λ/4波長板と、パターン偏光層を含む偏光板とを、この順で有し、
パターン偏光層は、偏光度が80%未満の領域Aと、偏光度が80%以上の領域Bとを有し、さらに、パターン偏光層の領域Aの位置と、エレクトロルミネッセンス基板の発光素子の位置とが、対応していることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
[2] パターン偏光層の領域Aが、偏光度が10%以下の領域を有する、[1]に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
[3] パターン偏光層の領域Aの単体透過率が50%以上である、[1]または[2]に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
[4] パターン偏光層における領域Aの面積率をSA、エレクトロルミネッセンス基板における発光素子の面積率をSPとした際に、0.5≦SA/SP、かつ、SA<50%、を満たす、[1]〜[3]のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
[5] エレクトロルミネッセンス基板における発光素子の面積率が30%以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
[6] パターン偏光層が、液晶性化合物を用いて形成される、[1]〜[5]のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
[7] パターン偏光層とエレクトロルミネッセンス基板の発光素子との距離が、エレクトロルミネッセンス基板における発光素子のピッチよりも小さい、[1]〜[6]のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
[8] パターン偏光層は、領域B側に、領域Bから離間する領域よりも偏光度が高い領域を有する、領域A、および、領域A側に、領域Aから離間する領域よりも偏光度が低い領域を有する、領域Bの、少なくとも一方を有する、[1]〜[7]のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
[9] パターン偏光層は、領域B側に、領域Bに向かって、漸次、偏光度が高くなる領域を有する、領域A、および、領域A側に、領域Aに向かって、漸次、偏光度が低くなる領域を有する、領域Bの、少なくとも一方を有する、[8]に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
[10] 偏光板とλ/4波長板との厚さの合計が20μm以下である、[1]〜[9]のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
[11] 発光素子がLEDである、[1]〜[10]のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
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、『(メタ)アクリレート』とは、アクリレートとメタクリレートとの少なくとも一方、または、いずれかの意味で用いるものとする。『(メタ)アクリロイル』等も同様である。
また、これに限定されるものではないが、可視光のうち、420〜490nmの波長域の光は青色光であり、495〜570nmの波長域の光は緑色光であり、620〜750nmの波長域の光は赤色光である。
偏光度(%)=[(MD−TD)/(MD+TD)]1/2×100 ・・・式(1)
また、偏光板の各領域の単体透過率は、380〜780nmの波長域において、偏光板のMD透過率とTD透過率とを求め、下記の式(2)によって各波長における単体透過率を算出し、さらにJIS Z 8701の2度視野(C光源)により視感度補正を行うことで、求めればよい。なお、偏光板の各領域の単体透過率は、視感度補正単体透過率ともいう。
単体透過率(%)=(MD+TD)/2 ・・・式(2)
なお、「MD透過率」とは、偏光板サンプルへの入射偏光の向きと、偏光板サンプルの透過軸を平行にしたときの透過率であり、式(1)および式(2)では、「MD」で示してる。また、「TD透過率」とは、偏光板サンプルへの入射偏光の向きと偏光板サンプルの透過軸を直交にしたときの透過率であり、式(1)および式(2)では、「TD」で示している。
また、偏光板は、偏光度が980%未満の領域Aと、偏光度が80%以上である領域Bとを有する、面内(面方向)に偏光度の分布を有するパターン偏光層を有する。また、本発明のEL表示装置においては、パターン偏光層の領域Aの位置と、EL基板のEL発光素子の位置とが、対応している。
このような本発明のEL表示装置によれば、自己発光型の表示装置等において、外光の反射防止と、発光素子による光の利用効率の向上とを、両立できる。
図1に示す表示装置10は、前述のように無機EL発光素子等を利用する自己発光型が表示装置であって、EL基板12と、λ/4波長板14と、偏光板20とを有する。
偏光板20は、支持体16と、パターン偏光層18とを有する。パターン偏光層18は、偏光度が80%未満の領域18Aと、偏光度が80%以上の領域18Bとを有する。すなわち、パターン偏光層18においては、領域18Aが本発明における領域Aであり、領域18Bが本発明における領域Bである。
EL基板12は、無機EL表示装置および有機EL表示装置等に用いられる、EL発光素子を有する公知のEL基板である。
図示例の表示装置10は、フルカラー画像の表示に対応するものであり、EL基板12は、赤色光を発光するR発光素子12R、緑色光を発光するG発光素子12G、および、青色光を発光するB発光素子12Bを有する。以下の説明では、R発光素子12R、G発光素子12GおよびB発光素子12Bを区別する必要がない場合には、R発光素子12R、G発光素子12GおよびB発光素子12Bをまとめて『発光素子』ともいう。
EL基板12は、公知のEL基板と同様に、このようなR発光素子12R、G発光素子12GおよびB発光素子12Bが、二次元的に、多数、配列されている。
従って、EL基板12は、図2に概念的に示すEL基板12aのような、有機EL(OLED(Organic Light Emitting Diode))によるR発光素子12R、G発光素子12GおよびB発光素子12Bを配列したものでもよい。
また、EL基板12は、図3に概念的に示すEL基板12bのような、無機ELによるR発光素子12R、G発光素子12GおよびB発光素子12Bを配列したものでもよい。無機ELは、いわゆるLED(Light Emitting Diodeである。
さらに、EL基板12は、図4に概念的に示すEL基板12cのように、微細な無機EL発光素子であるR発光素子12R、G発光素子12GおよびB発光素子12Bを有する発光部24を、二次元的に配列してなるEL基板であってもよい。
後述するが、本発明の表示装置10においては、パターン偏光層18は、偏光度が80%未満の領域18Aと偏光度が80%以上の領域18Bとを有し、パターン偏光層18における偏光度が80%未満の領域18Aの位置とEL基板12の発光素子の位置とを対応させる。そのため、EL基板12における発光素子の面積率を30%以下とすることにより、外光の反射防止に寄与する領域Bの面積を広くして、より好適に、発光素子が出射する光の利用効率を十分に確保して、外光の反射防止効果を向上できる。
例えば、有機EL基板は、R発光素子12Rのみを有する、または、G発光素子12Gのみを有する、または、B発光素子12Bのみを有する、モノクロ画像(単色画像)の表示等に対応するものでもよい。あるいは、有機EL基板は、R発光素子12RとG発光素子12Gとを有する、または、R発光素子12RとB発光素子12Bとを有する、または、G発光素子12GとB発光素子12Bとを有する、2色画像の表示等に対応するものでもよい。
「λ/4板波長」とは、λ/4機能を有する板であり、具体的には、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に、または、円偏光を直線偏光に、変換する機能を有する板である。
λ/4波長板14には制限はなく、公知のλ/4機能を有する板が、各種、利用可能である。λ/4波長板14の具体例としては、例えば米国特許出願公開2015/0277006号に記載のものなどが挙げられる。
例えば、λ/4波長板14が単層構造である態様としては、具体的には、延伸ポリマーフィルム、および、支持体上にλ/4機能を有する光学異方性層を設けた位相差フィルム等が挙げられる。また、λ/4波長板が複層構造である態様としては、具体的には、λ/4波長板とλ/2波長板とを積層してなる広帯域λ/4板が挙げられる。
λ/4波長板14を薄くすることにより、EL基板12と偏光板20(パターン偏光層18)とを近接することが可能になり、発光素子からパターン偏光層18の領域18Aへの見込み角度が増えて、発光素子が出射した光の利用効率を向上できる。
λ/4波長板14の厚さは、1〜5μmが好ましく、1〜4μmがより好ましく、1〜3μmがさらに好ましい。
図示例の表示装置10において、偏光板20は、支持体16とパターン偏光層18とを有する。
上述のように、パターン偏光層18は、偏光度が80%未満である領域18Aと、偏光度が80%以上である領域18Bとを有する。領域18Aは、本発明における領域Aであり、領域18Bは、本発明における領域Bである。
図5に示すように、表示装置10は、パターン偏光層18の領域18Aの位置と、EL基板12の発光素子の位置とが、対応している。
本発明は、このような構成を有することにより、外光の反射防止効果と、発光素子が発光した光の利用効率の向上とを両立できる、表示装置を実現している。
すなわち、図1に示すように、偏光板に外光Eが入射すると、偏光板の透過軸の方向に応じて、透過軸と同方向の直線偏光の成分は透過するものの、透過軸に直交する直線偏光の成分は偏光子に吸収される。偏光子を透過した直線偏光は、λ/4波長板によって円偏光に変換され、次いで、EL基板によって反射されて、円偏光の旋回方向が逆転する。EL基板によって反射された円偏光は、再度、λ/4波長板に入射して直線偏光に変換される。ここで、λ/4波長板に再入射した円偏光は、先に変換された円偏光とは、旋回方向が逆である。従って、λ/4波長板に再入射して変換される直線偏光は、偏光板の透過軸とは直交する方向の直線偏光となる。
しかしながら、無機EL発光素子等の発光素子が出射した光は、一般的に非偏光であるため、偏光板とλ/4波長板とを積層した円偏光板は、そのほぼ半分にあたるエネルギーを吸収してしまう。そのため、従来の自己発光型の表示装置は、発光素子による光の利用効率が低いという問題点がある。
さらに本発明の表示装置10は、その上で、領域Aの位置が、EL基板12の発光素子の位置と対応している。
そのため、本発明の表示装置10によれば、領域Bに入射した外光Eは、円偏光板によって上述したように反射を防止されるために、外光の反射に起因するコントラストの低減を抑制できる。他方、発光素子が出射した光は、偏光度すなわち直線偏光の吸収率が低い領域Aに入射するため、多くの光成分が透過できる。
また、パターン偏光層18の領域18Aと、EL基板12の発光素子とは、表示装置10を表示面の法線方向から見た際に、中心(発光素子は光軸)が一致しているのが好ましい。さらに、パターン偏光層18の領域18Aの中心とEL基板12の発光素子の中心とが一致し、かつ、パターン偏光層18の領域18AがEL基板12の発光素子を包含しているのが特に好ましい。
なお、図4に示すEL基板12cのように、R発光素子12R、G発光素子12GおよびB発光素子12Bを有する発光部24を配列してなるEL基板の場合には、発光素子の中心とは、発光部24を構成する3つの発光素子(複数の発光素子)を内接する円の中心を示す。この点に関しては、例えば、発光素子のピッチに関して等、以下の説明でも同様である。
領域18Aの偏光度が80%を超えると、発光素子が出射した光を十分に活用できない。
領域18Aの偏光度は、少なくとも一部、好ましくは全域が、30%以下であるのがより好ましく、10%以下であるのがさらに好ましく、3%以下であるのがよりさらに好ましい。
領域18Bの偏光度が80%未満では、十分な外光の反射防止効果を得られない。
領域18Bの偏光度は90%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。
パターン偏光層18における領域18Aの単体透過率を50%以上とすることにより、発光素子が出射した光の利用効率を向上できる。
領域18Aの単体透過率は、80%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましい。
具体的には、領域18Aにおいて、領域18Bに近い領域に、領域18Bから離間する領域よりも、偏光度が高い領域を有してもよい。また、領域18Bにおいて、領域18Aに近い領域に、領域18Aから離間する領域よりも、偏光度が低い領域を有してもよい。
言い換えれば、領域18Aが、面内に偏光度が低く均一な領域と端部近傍の偏光度が高い領域とを有する構成、および/または、領域18Bが、面内に偏光度が高く均一な領域と端部近傍の偏光度が低い領域とを有する構成とする。その上で、領域18Aの偏光度が高い領域と領域18Bとが面内で連続するように、および/または、領域18Bの偏光度が低い領域と領域18Aとが面内で連続するように、パターン偏光層18を形成してもよい。
このような構成を有することにより、EL基板12と偏光板20との位置合わせを容易に行うことが可能になる。すなわち、EL基板12と偏光板20との位置合わせのロバスト性を高くできる。
すなわち、領域18Aが、端部近傍に、領域18Bに向かって、漸次、偏光度が向上する領域を有する、および/または、領域18Bが、端部近傍に、領域18Aに向かって、漸次、偏光度が低下する領域を有するのが好ましい。
これにより、EL基板12と偏光板20との位置合わせを、より容易にできる。さらに、表示装置を正面から観察した際に対する、表示装置を斜めから観察した際における明るさの変化も小さくできる。すなわち、視野角特性を良好にできる。
なお、領域18Aおよび/または領域18Bにおける偏光度の変化が、段階的である場合には、偏光度の変化は1段階でも複数段階でもよい。
例えば、図6に平面図を概念的に示すように、パターン偏光層18の領域18Aが円形であってもよい。あるいは、領域18Aは、楕円でもよく、三角形または五角形以上の多角形でもよい。
なお、いずれの形状においても、領域Aの中心は、領域Aを内接する円の中心とすればよい。
支持体16を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート系ポリマー;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ポリマー;ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー;ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系ポリマー;塩化ビニル系ポリマー;ナイロン、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー;イミド系ポリマー;スルホン系ポリマー;ポリエーテルスルホン系ポリマー;ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー;ポリフェニレンスルフィド系ポリマー;塩化ビニリデン系ポリマー;ビニルアルコール系ポリマー;ビニルブチラール系ポリマー;アリレート系ポリマー;ポリオキシメチレン系ポリマー;エポキシ系ポリマー;などが挙げられる。
また、支持体16を形成する材料としては、トリアセチルセルロース(TAC)に代表される、セルロース系ポリマーも好ましく用いることができる。
支持体16の厚さは、100μm以下が好ましく、80μm以下がより好ましく、10〜80μmがさらに好ましい。
ここで、本発明の表示装置10において、パターン偏光層18は、後述するパターン形成の観点から、延伸処理を含まずに、塗布により偏光性能を発現する材料であるのが好ましい。より具体的には、パターン偏光層18は、液晶性化合物と色素とを含むのが好ましい。また、色素としては、二色性色素化合物が好適に例示される。
本発明の表示装置10において、パターン偏光層18が用いる二色性色素化合物は、公知の各種の化合物が利用可能であるが、下記式(1)で表される二色性色素化合物(以下、「特定二色性色素化合物」ともいう)が好適に例示される。
また、式(1)中、L1およびL2は、それぞれ独立に、置換基を表す。
また、式(1)中、mは、1〜4の整数を表し、mが2〜4の整数の場合、複数のA2は互いに同一でも異なっていてもよい。なお、mは、1または2であることが好ましい。
置換基としては、例えば、特開2011−237513号公報の[0237]〜[0240]段落に記載された置換基群Gが挙げられ、中でも、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、および、アリールオキシカルボニル基等が好適に挙げられる。アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル、および、エトキシカルボニルなどが例示される。アリールオキシカルボニル基としては、例えば、フェノキシカルボニル、4−メチルフェノキシカルボニル、および、4−メトキシフェニルカルボニルなどが例示される。中でも、アルキル基がより好適に挙げられ、炭素数1〜5のアルキル基がさらに好適に挙げられる。
一方、2価の芳香族基としては、例えば、2価の芳香族炭化水素基および2価の芳香族複素環基が挙げられる。
2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、炭素数6〜12のアリーレン基が挙げられ、具体的には、フェニレン基、クメニレン基、メシチレン基、トリレン基、キシリレン基等が挙げられる。中でもフェニレン基が好ましい。
また、上述した2価の芳香族複素環基としては、単環または2環性の複素環由来の基が好ましい。芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子および酸素原子が挙げられる。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。芳香族複素環基としては、具体的には、ピリジレン基(ピリジン−ジイル基)、キノリレン基(キノリン−ジイル基)、イソキノリレン基(イソキノリン−ジイル基)、ベンゾチアジアゾール−ジイル基、フタルイミド−ジイル基、チエノチアゾール−ジイル基(以下、「チエノチアゾール基」と略す。)等が挙げられる。
これらの2価の芳香族基の中でも、2価の芳香族炭化水素基が好ましい。
また、A1、A2およびA3のうち、A2が2価のチエノチアゾール基であることがより好ましい。この場合には、A1およびA2は、置換基を有していてもよい2価の芳香族基を表す。
A2が2価のチエノチアゾール基である場合には、A1およびA2の少なくとも一方が置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基であることが好ましく、A1およびA2の両方が置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基が好ましい。
上述した置換基としては、溶解性やネマティック液晶性を高めるために導入される基、色素としての色調を調節するために導入される電子供与性や電子吸引性を有する基、または、配向を固定化するために導入される架橋性基(重合性基)を有する基が好ましい。
例えば、置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、アルコキシ基、オキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルホニル基、スルフィニル基、ウレイド基、リン酸アミド基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、アゾ基、ヘテロ環基、および、シリル基が含まれる。
アルキル基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、および、シクロヘキシル基などが挙げられる。
アルケニル基は、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリール基、2−ブテニル基、および、3−ペンテニル基などが挙げられる。
アルキニル基は、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル基、および、3−ペンチニル基などが挙げられる。
アリール基は、好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12のアリール基であり、例えば、フェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、3,5−ジトリフルオロメチルフェニル基、スチリル基、ナフチル基、および、ビフェニル基などが挙げられる。
置換もしくは無置換のアミノ基は、好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6のアミノ基であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、および、アニリノ基などが挙げられる。
アルコキシ基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜15のアルコキシ基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、および、ブトキシ基などが挙げられる。
オキシカルボニル基は、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜15、特に好ましくは2〜10のオキシカルボニル基であり、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、および、フェノキシカルボニル基などが挙げられる。
アシルオキシ基は、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10、特に好ましくは2〜6のアシルオキシ基であり、例えば、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基、アクリロイル基、および、メタクリロイル基などが挙げられる。
アシルアミノ基は、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10、特に好ましくは炭素数2〜6のアシルアミノ基であり、例えばアセチルアミノ基、および、ベンゾイルアミノ基などが挙げられる。
アルコキシカルボニルアミノ基は、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10、特に好ましくは炭素数2〜6のアルコキシカルボニルアミノ基であり、例えば、メトキシカルボニルアミノ基などが挙げられる。
アリールオキシカルボニルアミノ基は、好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜12のアリールオキシカルボニルアミノ基であり、例えば、フェニルオキシカルボニルアミノ基などが挙げられる。
スルホニルアミノ基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、特に好ましくは炭素数1〜6のスルホニルアミノ基であり、例えば、メタンスルホニルアミノ基、および、ベンゼンスルホニルアミノ基などが挙げられる。
スルファモイル基は、好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6のスルファモイル基であり、例えば、スルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、および、フェニルスルファモイル基などが挙げられる。
カルバモイル基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、特に好ましくは炭素数1〜6のカルバモイル基であり、例えば、無置換のカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、および、フェニルカルバモイル基などが挙げられる。
アルキルチオ基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、特に好ましくは炭素数1〜6のアルキルチオ基であり、例えば、メチルチオ基、および、エチルチオ基などが挙げられる。
アリールチオ基は、好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールチオ基であり、例えば、フェニルチオ基などが挙げられる。
スルホニル基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、特に好ましくは炭素数1〜6のでスルホニル基あり、例えば、メシル基、および、トシル基などが挙げられる。
スルフィニル基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、特に好ましくは炭素数1〜6のスルフィニル基であり、例えば、メタンスルフィニル基、および、ベンゼンスルフィニル基などが挙げられる。
ウレイド基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、特に好ましくは炭素数1〜6のウレイド基であり、例えば、無置換のウレイド基、メチルウレイド基、および、フェニルウレイド基などが挙げられる。
リン酸アミド基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、特に好ましくは炭素数1〜6のリン酸アミド基であり、例えば、ジエチルリン酸アミド基、および、フェニルリン酸アミド基などが挙げられる。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、および、ヨウ素原子が挙げられる。
ヘテロ環基は、好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは1〜12のヘテロ環基であり、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を有するヘテロ環基であり、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、イミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、および、ベンズチアゾリル基などが挙げられる。
さらに、シリル基は、好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24のシリル基であり、例えば、トリメチルシリル基、および、トリフェニルシリル基などが挙げられる。
これらの置換基は、さらにこれらの置換基によって置換されていてもよい。また、置換基を2つ以上有する場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに結合して環を形成していてもよい。
架橋性基としては、具体的には、特開2010−244038号公報の[0040]〜[0050]段落に記載された重合性基が挙げられ、反応性および合成適性の観点から、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、オキセタニル基、および、スチリル基が好ましく、アクリロイル基およびメタクリロイル基が好ましい。
また、式(2)中、L3およびL4は、それぞれ独立に、置換基を表す。
また、式(2)中、Eは、窒素原子、酸素原子および硫黄原子のいずれかの原子を表す。
また、式(2)中、R1は、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基および置換基を有していてもよいアルコキシ基のいずれかの基または原子を表す。
また、式(2)中、R2は、水素原子または置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
また、式(2)中、R3は、水素原子または置換基を表す。
また、式(2)中、nは、0または1を表す。ただし、Eが窒素原子である場合には、nは1であり、Eが酸素原子または硫黄原子である場合には、nは0である。
A4の特に好ましい態様としては、フェニレン基である。
L3およびL4のより好適な態様としては、L3およびL4の少なくとも一方が架橋性基を含むことであり、さらに好適な態様としては、L3およびL4の両方が架橋性基を含むことである。これにより、パターン偏光層18に含まれる特定二色性色素化合物の配向度がより向上し、積層体の高温耐久性および湿熱耐久性がより良好となる。
また、L3およびL4の架橋性基のより好適な態様としては、アクリロイル基またはメタクリロイル基である。
また、特定二色性色素化合物を短波長側に吸収を持つものにすることが容易になるという観点からは、上述した式(1)におけるEは、酸素原子であることが好ましい。短波長側に吸収を持つ特定二色性色素化合物とは、例えば、500〜530nm付近に極大吸収波長を持つ特定二色性色素化合物である。
一方、特定二色性色素化合物を長波長側に吸収を持つものにすることが容易になるという観点からは、上述した式(1)におけるEは、窒素原子であることが好ましい。長波長側に吸収を持つ特定二色性色素化合物とは、例えば、600nm付近に極大吸収波長を持つ特定二色性色素化合物である。
次に、R1が表す「置換基を有していてもよいアルキル基」および「置換基を有していてもよいアルコキシ基」について説明する。
置換基としては、例えば、ハロゲン原子等が挙げられる。
アルキル基としては、炭素数1〜8の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が挙げられる。中でも、炭素数1〜6の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基またはエチル基がさらに好ましい。
アルコキシ基としては、炭素数1〜8のアルコキシ基が挙げられる。中でも、炭素数1〜6のアルコキシ基であることが好ましく、炭素数1〜3のアルコキシ基であることがより好ましく、メトキシ基またはエトキシ基であることがさらに好ましい。
R2が表す「置換基を有していてもよいアルキル基」の具体例および好適態様は、上述した式(2)のR1における「置換基を有していてもよいアルキル基」と同様であるので、その説明を省略する。
なお、R2は、Eが窒素原子である場合に式(2)中で存在する基となる(すなわち、n=1の場合を意味する)。一方で、R2は、Eが酸素原子または硫黄原子である場合、式(2)中で存在しない基となる(すなわち、n=0の場合を意味する)。
R3が表す「置換基」の具体例および好適態様は、上述した「置換基を有していてもよい2価の芳香族基」における置換基と同じであり、好ましい態様も同じであるので、その説明を省略する。
これらのうち、式(2)で表される構造を有する特定二色性色素化合物としては、特開2010−152351号公報の[0074]〜[0081]段落に記載された化合物(D−1)〜(D−53)の他に、以下に示す化合物(D−54)〜(D−58)も好適に挙げられる。
着色組成物が含有する液晶性化合物としては、低分子液晶性化合物および高分子液晶性化合物のいずれも用いることができる。
ここで、「低分子液晶性化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有さない液晶性化合物のことをいう。
また、「高分子液晶性化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有する液晶性化合物のことをいう。
低分子液晶性化合物としては、例えば、特開2013−228706号公報に記載されているが挙げられる。
高分子液晶性化合物としては、例えば、特開2011−237513号公報に記載されているサーモトロピック液晶性高分子が挙げられる。また、高分子液晶性化合物は、末端に架橋性基(例えば、アクリロイル基およびメタクリロイル基)を有していてもよい。
着色組成物は、界面改良剤を含むことが好ましい。界面改良剤を含むことにより、塗布表面の平滑性が向上し、配向度の向上や、ハジキおよびムラを抑制して、面内の均一性の向上が見込まれる。
界面改良剤としては、特開2011−237513号公報の[0253]〜[0293]段落に記載の化合物(水平配向剤)を用いることができる。
着色組成物が界面改良剤を含有する場合、界面改良剤の含有量は、着色組成物中の上記二色性色素化合物と上記液晶性化合物との合計100質量部に対し、0.001〜5質量部が好ましく、0.01〜3質量部が好ましい。
着色組成物は、重合開始剤を含有してもよい。
重合開始剤としては特に制限はないが、感光性を有する化合物、すなわち光重合開始剤であることが好ましい。
光重合開始剤としては、各種の化合物を特に制限なく使用できる。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物、アシロインエーテル、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物、多核キノン化合物、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ、アクリジンおよびフェナジン化合物、オキサジアゾール化合物、および、アシルフォスフィンオキシド化合物等が挙げられる。
α−カルボニル化合物としては、例えば、米国特許第2367661号、および、同2367670号の各明細書に記載のものが例示される。アシロインエーテルとしては、例えば、米国特許第2448828号明細書に記載のものが例示される。α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物としては、例えば、米国特許第2722512号明細書に記載のものが例示される。多核キノン化合物としては、例えば、米国特許第3046127号および同2951758号の各明細書に記載のものが例示される。トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせとしては、例えば、米国特許第3549367号明細書に記載のものが例示指される。アクリジンおよびフェナジン化合物としては、例えば、特開昭60−105667号公報および米国特許第4239850号明細書に記載のものが例示される。オキサジアゾール化合物としては、例えば、米国特許第4212970号明細書に記載のものが例示される。さらに、アシルフォスフィンオキシド化合物としては、例えば、特公昭63−40799号公報、特公平5−29234号公報、特開平10−95788号公報および特開平10−29997号公報に記載のものが例示される。
このような光重合開始剤としては、市販品も用いることができ、BASF社製のイルガキュア184、イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア651、イルガキュア819、および、イルガキュアOXE−01等が挙げられる。
パターン偏光層18を形成する着色組成物が重合開始剤を含有する場合、重合開始剤の含有量は、着色組成物中の上述した二色性色素化合物と液晶性化合物との合計100質量部に対し、0.01〜30質量部が好ましく、0.1〜15質量部が好ましい。重合開始剤の含有量が0.01質量部以上であることで、パターン偏光層18の硬化性が良好となり、30質量部以下であることで、パターン偏光層18の配向が良好となる。
着色組成物は、作業性等の観点から、溶媒を含有するのが好ましい。
溶媒としては、例えば、ケトン類、エーテル類、脂肪族炭化水素類、脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭素類、エステル類、アルコール類、セロソルブ類、セロソルブアセテート類、スルホキシド類、アミド類、および、ヘテロ環化合物などの有機溶媒、ならびに、水が挙げられる。これの溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ケトン類としては、例えば、アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロペタンタノン、および、シクロヘキサノンなどが例示される。エーテル類としては、例えば、ジオキサン、および、テトラヒドロフランなどが例示される。脂肪族炭化水素類としては、例えば、ヘキサンなどが例示される。脂環式炭化水素類としては、例えば、シクロヘキサンなどが例示される。芳香族炭化水素類としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、および、トリメチルベンゼンなどが例示される。ハロゲン化炭素類としては、例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、および、クロロトルエンなどが例示される。エステル類としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、および、酢酸ブチルなどが例示される。アルコール類としては、例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、および、シクロヘキサノールなどが例示される。セロソルブ類としては、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、および、1,2−ジメトキシエタンなどが例示される。スルホキシド類としては、例えば、ジメチルスルホキシドなどが例示される。アミド類としては、例えば、ジメチルホルムアミド、および、ジメチルアセトアミドなどが例示される。ヘテロ環化合物としては、例えば、ピリジンなどが例示される。
これらの溶媒のうち、有機溶媒を用いることが好ましく、ハロゲン化炭素類またはケトン類を用いることがより好ましい。
着色組成物が溶媒を含有する場合において、溶媒の含有量は、着色組成物の全質量に対して、80〜99質量%であることが好ましく、83〜97質量%であることがより好ましく、85〜95質量%であることがさらに好ましい。
着色組成物は、さらに、上述した特定二色性色素化合物以外の二色性色素化合物を含有してもよいし、上述した特定二色性色素化合物を複数含有してもよい。複数の二色性色素化合物を含有する場合、着色組成物をより硬化する観点からは、上述した特定二色性色素化合物と架橋する架橋基を持つ二色性色素化合物を含有することが好ましく、上述した特定二色性色素化合物を複数含有することがさらに好ましい。
パターン偏光層18の厚さは、0.1〜5μmが好ましく、0.3〜1.5μmがより好ましい。なお、後述するように、パターン偏光層18が段差(厚さ分布)を有する場合には、上述した厚さは、最も厚い場所における厚さである。
上述した着色組成物を用いたパターン偏光層18の形成方法には制限はなく、組成物を用いた公知の各種の成膜方法が利用可能である。
パターン偏光層18の形成方法としては、一例として、上述した着色組成物を支持体16上に塗布して塗布膜を形成する工程と、塗布膜に含まれる液晶性化合物を配向させる工程と、をこの順に含む方法が挙げられる。以下の説明では、着色組成物を支持体16上に塗布して塗布膜を形成する工程を、「塗布膜形成工程」ともいう。塗布膜に含まれる液晶性化合物を配向させる工程を、「配向工程」ともいう。
なお、液晶性化合物とは、上述した液晶性化合物だけでなく、上述した二色性色素化合物が液晶性を有している場合には、液晶性を有する二色性色素化合物も含む成分である。
上述のように、本発明の表示装置10は、領域18Aの位置が、EL基板12の発光素子の位置と対応する。従って、パターン偏光層18は、領域18Aと領域18Bとが、領域18Aの位置が発光素子の位置に対応するパターンで形成される。このパターンの形成に関しては、後に詳述する。
塗布膜形成工程は、着色組成物を支持体16に塗布して塗布膜を形成する工程である。
上述した溶媒を含有する着色組成物を用いたり、着色組成物を加熱などによって溶融液などの液状物としたものを用いたりすることにより、支持体16上に着色組成物を塗布することが容易になる。
着色組成物の塗布方法としては、具体的には、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法等の公知の方法が挙げられる。
なお、本例では、着色組成物が支持体16上に塗布されている例を示したが、これに限定されず、例えば、支持体16上に設けられた配向膜上に着色組成物を塗布してもよい。配向膜については後述する。
また、パターン偏光層18は、領域18Aおよび領域18Bという、面内で偏光度が異なる2つ以上の領域を形成するため、支持体16の表面に凹凸構造を設けてから塗布してもよい。凹凸構造を用いて面内で膜厚の異なる塗布膜を形成することで、面内の偏光度分布を制御することができる。この点に関しても、後述する。
配向工程は、塗布膜に含まれる液晶性化合物を配向させる工程である。
配向工程は、乾燥処理を有していてもよい。乾燥処理によって、溶媒などの成分を塗布膜から除去することができる。乾燥処理は、塗布膜を室温下において所定時間放置する方法(例えば、自然乾燥)によって行ってもよく、加熱および/または送風によって行ってもよい。
ここで、着色組成物に含まれる液晶性化合物は、上述した塗布膜形成工程または乾燥処理によって、配向する場合がある。この際には、例えば、着色組成物が溶媒を含む塗布液として調製されている態様では、塗布膜を乾燥して、塗布膜から溶媒を除去することで、偏光層が得られる。
乾燥処理が、塗布膜に含まれる液晶性化合物の液晶相への転移温度以上の温度で行われる場合には、後述する加熱処理は実施しなくてもよい。
加熱処理の温度および時間には、制限はなく、塗布膜が有する液晶性化合物および二色性色素等に応じて、液晶性化合物を好適に配向できる処理温度および時間を、適宜、設定すればよい。加熱処理の温度は、製造適性等の面から10〜250℃が好ましく、25〜190℃がより好ましい。また、加熱時間は、1〜300秒が好ましく、1〜60秒がより好ましい。
冷却処理の方法には制限はなく、公知のシート状物の冷却方法が、各種、利用可能である。
なお、上述した例では、塗布膜に含まれる液晶性化合物を配向する方法として、乾燥処理および加熱処理などを挙げているが、本発明において、液晶性化合物の配向方法は、これに制限はされず、公知の配向処理によって実施できる。
パターン偏光層18の形成では、上述した配向工程の後に、パターン偏光層18を硬化させる硬化工程を有してもよい。
硬化工程は、例えば、パターン偏光層18が架橋性基(重合性基)を有している場合には、加熱および/または光照射(露光)によって実施される。中でも、硬化工程は、光照射によって行うのが好ましい。
硬化に用いる光源は、赤外線、可視光および紫外線等、種々の光源を用いることが可能であるが、紫外線が好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルタを介して紫外線を照射してもよい。
加熱しながら紫外線等の照射を行う場合、加熱温度には制限はなく、パターン偏光層18(塗布膜=着色組成物)に含まれる液晶性化合物の液晶相への転移温度等に応じて、適宜、設定すればよい。この加熱温度は、25〜140℃が好ましい。
上述したように、本発明の表示装置10において、パターン偏光層18は、偏光度が80%未満の領域18A(領域A)と、偏光度が80%以上である領域18B(領域B)とが、パターン化して形成される。
パターン偏光層18の厚さを面内で制御する方法としては、リソグラフィを利用する方法、インプリントを利用する方法、および、凹凸構造を有する基材にパターン偏光層を形成する方法等が挙げられる。パターン偏光層18中の二色性色素化合物を偏在させる方法としては、溶剤浸漬により二色性色素を抽出する方法が挙げられる(ブリーチング)。さらに、光学的に均一なパターン偏光層18を後加工する方法としては、レーザー加工等によって、平坦な偏光層の一部を裁断する方法が挙げられる。
中でも、EL基板12の発光素子の配列に合わせた、数十μmから数mmのパターンを形成するためには、パターン偏光層18の厚さ制御する方法が好ましく、特に、リソグラフィを利用する方法、および、凹凸構造を有する基材にパターン偏光層を形成する方法は、好適に利用される。
図7に、リソグラフィを利用してパターン偏光層18を形成する方法の一例を示す。
リソグラフィを利用してパターン偏光層18を形成する際には、まず、前述のように、塗布膜形成工程によって、支持体16の表面に着色組成物の塗布膜Fを形成する。次いで、配向工程によって、塗布膜F中の液晶性組成物を配向する(図7の1図目)。
次いで、光照射によって塗布膜Fを硬化する硬化工程を行う。ここで、この際の光照射を、図7の2図目に示すように、遮光部28aおよび光透過部28bのパターンを有するマスク28を介したパターン露光によって行う。このマスク28の遮光部28aおよび光透過部28bは、遮光部28aがパターン偏光層18の領域18Aに対応し、光透過部28bがパターン偏光層18の領域18Bに対応するパターンで、設けられる。
現像工程は通常、溶剤によって行われる。すなわち、硬化した塗布膜を溶剤に浸漬、または、硬化した塗布膜に溶剤を吹き付けることで、重合していない未硬化領域の液晶性化合物を溶剤に溶解して、現像を行う。これにより、塗布膜における、パターン偏光層18の領域18Aに対応する領域を除去して、図7の3図目に示すように、領域18Aおよび領域18Bを有するパターン偏光層18を形成する。
本例では、領域18Aには、偏光層が存在しない、従って、領域18Aの偏光度は0%となる。これにより、偏光度が80%未満の領域18Aと、偏光度が80%以上の領域18Bとを有する、パターン偏光層18が形成できる。
なお、領域18Bの厚さは、領域18Bの偏光度が80%以上の目的値となる厚さを、パターン偏光層18の形成材料等に応じて、適宜、設定すればよい。この点に関しては他の例も同様である。
図8に、インプリントを利用してパターン偏光層18を形成する方法の一例を示す。
インプリントを利用してパターン偏光層18を形成する際にも、まず、前述のように塗布膜形成工程によって、支持体16の表面に着色組成物の塗布膜Fを形成する(図8の1図目)。
次いで、図8の2図目に示すように、凹凸を有する押圧型30によって、塗布膜Fを押圧する。この押圧型30の凹凸は、凸部がパターン偏光層18の領域18Aに対応し、凹部がパターン偏光層18の領域18Bに対応するパターンで、形成される。
これにより、押圧型30の凹凸に応じた凹凸パターンを有するパターン偏光層18が形成される。ここで、パターン偏光層18の凹部は、パターン偏光層18が薄いので、色素の量が少なく偏光度が低い。逆に、パターン偏光層18の凸部は、パターン偏光層18が厚いので、色素の量が多く、偏光度が高い。
これにより、偏光度が80%未満の領域18Aと、偏光度が80%以上の領域18Bとを有する、パターン偏光層18が形成できる。なお、領域18Aの厚さは、領域18Aの偏光度が80%未満の目的値となる厚さを、パターン偏光層18の形成材料等に応じて、適宜、設定すればよい。この点に関しては、他の例も同様である。
図9に、凹凸構造を有する基材を用いるパターン偏光層18を形成する方法の一例を示す。
凹凸構造を有する基材を用いてパターン偏光層18を形成する場合には、まず、図9の1図目に示すように、支持体16の表面に、凹凸構造を有する基材34となる材料を含有する組成物の塗布膜34Fを形成する。
凹凸構造を有する基材34としては、(メタ)アクリレート系化合物およびエポキシ系化合物等の硬化性化合物を用いて樹脂層を形成することが好ましい。なお、基材34は、レタデーション(Re)が低いことが好ましい。また、基材34のレタデーションが高い場合には、λ/4波長板14を、支持体16の基材34とは逆側に位置するように、表示装置10を構成するのが好ましい。
基材34となる材料を含有する組成物は、これらの樹脂のモノマー、重合開始剤、溶剤等を含む、塗布法によって成膜を行う公知の組成物でよい。
その後、塗布膜34Fを押圧型36で押圧した状態で、乾燥および紫外線の照射等、組成物に応じた硬化方法で塗布膜34Fを硬化して、図9の3図目に示すように、凹凸構造を有する基材34を形成する。従って、この基材の凹凸構造は、凸部がパターン偏光層18の領域18Aに対応し、凹部がパターン偏光層18の領域18Bに対応する。
これにより、基材34の凹凸構造すなわち押圧型36の凹凸に応じた凹凸パターンを有するパターン偏光層18が形成される。ここで、パターン偏光層18の凹部は、パターン偏光層18が薄いので、色素の量が少なく偏光度が低い。逆に、パターン偏光層18の凸部は、パターン偏光層18が厚いので、色素の量が多く、偏光度が高い。
これにより、偏光度が80%未満の領域18Aと、偏光度が80%以上の領域18Bとを有する、パターン偏光層18が形成できる。また、この形成方法では、パターン偏光層18は凹凸を有するが、偏光板20の表面は平坦にできる。
偏光板20の表面は、他の層との貼合のしやすさを鑑み、平坦であるのが好ましい。偏光板20の表面を平坦にすることにより、他の層との貼合時に生じる気泡を防ぐことができる。
さらに、押圧型における凸部の側壁の形状を、傾斜面としてもよい。これにより、領域18Aにおいて面内で偏光度を連続的に変化させて、領域18Aが、端部近傍に、領域18Bに向かって、漸次、偏光度が向上する領域を有する、パターン偏光層18を作製できる。または、これにより、領域18Bにおいて面内で偏光度を連続的に変化させて、領域18Bが、端部近傍に、領域18Aに向かって、漸次、偏光度が低下する領域を有する、パターン偏光層18を作製できる。または、これにより、領域18Aおよび領域18Bにおいて面内で偏光度を連続的に変化させて、領域18Aが、端部近傍に、領域18Bに向かって、漸次、偏光度が向上する領域を有し、かつ、領域18Bが、端部近傍に、領域18Aに向かって、漸次、偏光度が低下する領域を有する、パターン偏光層18を作製できる。
このように、本発明の表示装置10において、偏光板20は、支持体16およびパターン偏光層18を有するが、パターン偏光層18中の液晶性化合物を配向するために、支持体16とパターン偏光層18との間に、配向膜を有してもよい。
配向膜を形成する方法としては、例えば、有機化合物(好ましくはポリマー)の膜表面へのラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、および、ラングミュアブロジェット法(LB膜)による有機化合物の累積などの方法が挙げられる。ラングミュアブロジェット法にって累積する有機化合物としては、例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、および、ステアリル酸メチルなどが例示される。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
なかでも、本発明では、配向膜のプレチルト角の制御し易さの点からは、ラビング処理により形成する配向膜が好ましく例示され、配向の均一性の点からは、光照射により形成する光配向膜が好ましく例示される。
ラビング処理により形成される配向膜に用いられるポリマー材料としては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手できる。
本発明においては、ポリビニルアルコール、ポリイミド、および、その誘導体等が好ましく例示される。配向膜については国際公開第2001/088574号の43頁24行〜49頁8行の記載を参照することができる。
光照射により形成される配向膜に用いられる光配向化合物としては、多数の文献等に記載がある。
本発明においては、例えば、特開2006−285197号公報、特開2007−076839号公報、特開2007−138138号公報、特開2007−094071号公報、特開2007−121721号公報、特開2007−140465号公報、特開2007−156439号公報、特開2007−133184号公報、特開2009−109831号公報、特許第3883848号および特許第4151746号に記載のアゾ化合物、特開2002−229039号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開2002−265541号公報および特開2002−317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミドおよび/またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第4205195号および特許第4205198号に記載の光架橋性シラン誘導体、ならびに、特表2003−520878号公報、特表2004−529220号公報および特許第4162850号に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミドもしくはエステル等が好ましい例として挙げられる。より好ましくは、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、および、エステル等が挙げられる。
また、光反応性基が、桂皮酸誘導体、クマリン誘導体、カルコン誘導体、マレイミド誘導体、アゾベンゼン化合物、ポリイミド化合物、スチルベン化合物およびスピロピラン化合物からなる群から選択される少なくとも1種の誘導体または化合物の骨格を有することが好ましい。
本明細書において、「直線偏光照射」および「非偏光照射」とは、光配向材料に光反応を生じせしめるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。光照射に用いる光のピーク波長は、200〜700nmが好ましく、光のピーク波長が400nm以下の紫外光がより好ましい。
また、フィルタまたは波長変換素子等を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。
非偏光の場合には、配向膜に対して、斜めから非偏光を照射する。その入射角度は、10〜80°が好ましく、20〜60°がより好ましく、30〜50°がさらに好ましい。
照射時間は、1分〜60分が好ましく、1分〜10分がより好ましい。
偏光板20は、パターン偏光層18の表面に、透明樹脂層を有してもよい。
パターン偏光層18の表面に透明樹脂層を有することにより、パターン偏光層18(偏光板20)の表面の平坦化を図ることができる、パターン偏光層18を水分などから保護できる点で好ましい。
ここで、親水性基としては、1価または2価の基であって、例えば、アミド基、ヒドロキシ基、ウレタン基(ウレタン結合)、ポリオキシアルキレン基、アミノ基、カルボキシル基、カルボキシル基のアルカリ金属塩、アルコキシ基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、スルホン酸基、および、スルホン酸基のアルカリ金属塩などが挙げられる。ポリオキシアルキレン基としては、例えば、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、オキシエチレン基とオキシプロピレン基がブロックまたはランダム結合したポリオキシアルキレン基が例示される。
なお、透明樹脂層における特定ポリマーの親水性基の存在および同定は、フーリエ変換赤外分光装置を用いて、全反射赤外分光法(ATR−IR)で測定を行い、プリズムにダイヤモンド結晶を使用し、45°入射(一回反射)にて測定することにより、行うことができる。フーリエ変換赤外分光装置は、例えば、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製のNicolet iS5 FT−IRを用いればよい。
本発明においては、一例として、積層体から削り出した透明樹脂層を評価サンプルとし、TA Instruments社製の示差走査型熱量計(DSC)Q2000を用いて、真空乾燥した評価サンプル約2mgをアルミニウムパン上で秤量し、アルミニウムパンをDSC測定ホルダーにセットし、10℃〜300℃まで2℃/minで昇温したときの変曲点から、Tgを求めればよい。
ここで、C−H結合を有する炭素数に対する親水性基の数の比は、特定ポリマーを重合反応から得るための親水性基を有するモノマー(後述する親水性モノマー)の分子構造が同定できている場合は、その分子構造内のC−H結合を有する炭素数に対する親水性基の数の比をそのまま求めることができる。一方、モノマーの分子構造が不明である場合には、フーリエ変換赤外分光装置を用いて、全反射赤外分光法により波数を横軸とする吸収スペクトルを得た後に、特定ポリマーの親水性基に由来するピーク面積、および、C−H結合に由来するピーク面積から算出することができる。
ここで、水接触角は、透明樹脂層を25℃、相対湿度60%で2時間以上調湿した後、水平に保持した測定対象の表面に、水を1.7μL静置し、20秒後の表面と水滴のなす角から求める。なお、このような水接触角の測定は、例えば、協和界面科学社製の表面接触角測定装置(FACE CONTACT-ANGLE METER CA−A)を用いて行えばよい。
透明樹脂層の厚さは、0.1〜10μmが好ましく、0.5〜5μmがより好ましい。
上述のように、本発明の表示装置10はλ/4波長板14と、パターン偏光層18を有する偏光板20とからなる円偏光板を有することによって、外光の反射を防止している。
λ/4波長板14と偏光板20とは、粘着層によって貼着してもよい。
これらのうち、透明性、耐候性、耐熱性などの観点から、アクリル系粘着剤(感圧粘着剤)であるのが好ましい。
粘着剤の溶液は、例えば、トルエンや酢酸エチル等の溶剤に、粘着剤を溶解または分散させた10〜40質量%程度の溶液として調製される。
塗布法は、リバースコーティング、グラビアコーティング等のロールコーティング法、スピンコーティング法、スクリーンコーティング法、ファウンテンコーティング法、ディッピング法、および、スプレー法等が挙げられる。
粘着層の厚さは、3〜50μmが好ましく、4〜40μmがより好ましく、5〜30μmがさらに好ましい。
λ/4波長板14と偏光板20との厚さの合計を20μm以下とすることにより、EL基板12とパターン偏光層18とを近接して、発光素子から領域Aへの見込み角度を増加して発光素子が出射した光の利用効率を向上できる。
一例として、偏光板20が支持体16を有さず、λ/4波長板14に、直接、パターン偏光層18等を形成した構成でもよい。すなわち、本発明の表示装置は、偏光板20がパターン偏光層18のみから形成される構成であってもよい。あるいは、λ/4波長板14に、配向膜を形成し、その表面にパターン偏光層18を形成してもよい。
このような構成を有することにより、好適に、λ/4波長板14の厚さと、偏光板20の厚さとの合計を、20μm以下にできる。
ここで、本発明の表示装置10においては、パターン偏光層18における領域18Aの面積率をSA[%]、EL基板12における発光素子の面積率をSP[%]とした際に、
0.5≦SA/SP、かつ、SA<50%、
を満たすのが好ましい。
偏光板20およびEL基板12が『0.5≦SA/SP』および『SA<50%』を満たすことにより、発光素子が出射した光の利用効率の向上と外光の反射防止機能とを、より好適に両立できる。
また、SA<30%がより好ましく、SA<20%がさらに好ましい。
すなわち、SA/SPおよびSAが、この範囲を満たすのが、より好ましい。
本発明の表示装置10は、斜め視野からも好適に視認されるために、EL基板12の発光素子が出射する出射光は、出射面の法線に対して斜めの発光を含む。従って、EL基板12の発光素子とパターン偏光層18との距離Lを、発光素子のピッチpよりも小さくすることで、領域Aの面積を小さくし、領域Bの面積を大きくしても、発光素子が出射した光を領域Aに入射できる。その結果、EL基板12の発光素子が出射した光の利用効率の向上と反射防止機能との両立をより好適にできる。
なお、発光素子とパターン偏光層18との距離Lは、発光素子のピッチpの80%以下がより好ましく、50%以下がさらに好ましく、20%以下がよりさらに好ましい。
このような遮光部を有することで、発光素子が出射した光の利用効率を損なうこと無く、外光反射防止機能を高めることができる。
遮光層としては、カーボンブラックに代表される公知の黒色材を含む樹脂層であるのが好ましい。
本発明の表示装置10は、最表面に、目的に応じて必要な表面層を単独または複数層設けてもよい。好ましい態様としては、最表面にハードコート層を有する態様、最表面に反射防止層を有する態様、最表面にハードコート層およびさらにその表面外側に反射防止層が積層された態様、等が挙げられる。特に、後述する表面反射防止層を設けることで、より明室環境下での視認性に優れたEL表示装置を提供できる。
反射防止層は、光学干渉によって反射率が減少するように屈折率、膜厚、層の数、および、層順等を考慮して設計された,少なくとも一層以上の層からなる層である。
反射防止層は、最も単純な構成では、フィルムの最表面に低屈折率層のみを塗設した構成である。さらに反射率を低下させるには、屈折率の高い高屈折率層と、屈折率の低い低屈折率層を組み合わせて反射防止層を構成するのが好ましい。
構成例としては、下側から順に、高屈折率層/低屈折率層の2層のものや、屈折率の異なる3層を、中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層の順に積層されているもの等があり、さらに多くの反射防止層を積層するものも提案されている。中屈折率層とは、下層よりも屈折率が高く、高屈折率層よりも屈折率の低い層である。
中でも、耐久性、光学特性、コストや生産性等から、ハードコート層上に、中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層の順に有する構成が好ましく、例えば、特開平8−122504号公報、特開平8−110401号公報、特開平10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等に記載の構成が挙げられる。
また、膜厚変動に対するロバスト性に優れる3層構成の反射防止フィルムは、特開2008−262187号公報に記載されている。このような3層構成の反射防止フィルムは、画像表示装置の表面に設置した場合、反射率の平均値を0.5%以下とすることができ、映り込みを著しく低減することができ、立体感に優れる画像を得ることができる。
また、各層に他の機能を付与させてもよい。一例として、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報、特開2007−264113号公報等に記載される、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層、帯電防止性のハードコート層、防眩性のハードコート層としたもの等が挙げられる。
・−*/ハードコート層
・−*/低屈折率層
・−*/防眩層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/防眩層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/防眩層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/防眩層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
<支持体の作製>
厚さ40μmのTAC基材(富士フイルム社製、TG40)上に、下記の組成の配向膜塗布液を#8のワイヤーバーで連続的に塗布した。その後、100℃の温風で2分間乾燥することにより、TAC基材上に厚さ0.8μmのポリビニルアルコール(PVA)配向膜が形成された支持体を得た。
なお、変性ポリビニルアルコールは、固形分濃度が4質量%となるように配向膜塗布液中に加えた。
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配向膜塗布液の組成
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・下記の変性ポリビニルアルコール
・水 70質量部
・メタノール 30質量部
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下記構造の光配向材料E−1の1質量部に、ブトキシエタノール41.6質量部、ジプロピレングリコールモノメチル41.6質量部、および、純水15.8質量部を加え、得られた溶液を0.45μmメンブレンフィルターで加圧ろ過することで光配向膜用塗布液を調製した。
次いで、得られた光配向膜用塗布液を、作製した支持体上に塗布し、60℃で1分間乾燥した。その後、得られた塗布膜に、偏光紫外線露光装置を用いて直線偏光紫外線(照度4.5mW、照射量500mJ/cm2)を照射し、配向膜を作製した。
形成した配向膜上に、下記の偏光層形成用組成物を#4のワイヤーバーで連続的に塗布し、塗布膜1を形成した。
次いで、塗布膜を140℃で90秒間加熱し、塗布膜1を室温(23℃)になるまで冷却した。
次いで、80℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。
その後、高圧水銀灯が出射する光を、マスクを介して、照度28mW/cm2の照射条件で60秒間照射することにより、配向膜上に、面内に液晶性化合物の硬化領域と未硬化領域とを有する偏光層を作製した(図7参照)。なお、マスクのマスクパターンは、後述するEL基板1の発光素子(面積率25%)の位置に対応する遮光部を有する、遮光部と光透過部とを有するマスクパターンとした。
作製した面内に液晶性化合物の硬化領域と未硬化領域とを有する偏光層を有するフィルムを、エタノール中に3分間浸漬して、重合していない液晶化合物を洗浄除去し、面内に偏光度の異なる領域Aおよび領域Bを有するパターン偏光層01を形成した。
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偏光層形成用組成物の組成
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・下記イエローアゾ色素Y−1 7.1質量部
・下記シアンアゾ色素D−55 9.1質量部
・下記高分子液晶化合物P−1 101.1質量部
・重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 1.0質量部
・下記界面改良剤F−1 0.3質量部
・シクロペンタノン 617.0質量部
・テトラヒドロフラン 264.4質量部
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光源、試料(パターン偏光層01を有するフィルム)、検光子(ルケオ社製、POLAX−25N)、および、2次元分光放射計(トプコンテクノハウス社製、SR−5000)を、この順に正対して並べ、光源の発光のうち、試料および検光子を透過した光の強度を検出できる測定系を構築した。
試料の大きさは、100mm角とした。また、2次元分光放射計と試料の距離は、400mmとした。
測定は、回転検光子法により15°毎の透過光強度I(θ)を測定した。測定後、検光子のMD透過率およびTD透過率を既知として、試料のMD透過率およびTD透過率を算出した。その後、上述した式(1)および式(2)によって、試料の特定の領域における偏光度および単体透過率を算出した。
測定結果から、パターン偏光層01における領域Aおよび領域Bの偏光度および単体透過率、ならびに、パターン偏光層01における領域Aおよび領域Bの面積率を算出した。偏光度、単体透過率(透過率)および面積率は、下記の表1に示す。
形成したパターン偏光層01上に、下記の硬化性組成物1を#2のワイヤーバーで連続的に塗布し、60℃で5分間乾燥を行った。
その後、高圧水銀灯が出射した光を、照度28mW/cm2の照射条件で60秒間照射し、硬化性組成物1を硬化させて、パターン偏光層01上に透明樹脂層を形成し、透明支持体、配向膜、パターン偏光層01および透明樹脂層の積層体である偏光板101を作製した。
ミクロトーム切削機を用いて、透明樹脂層の断面を切削し、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)観察にて膜厚を測定したところ、偏光板101の膜厚は最薄部で約1.2μmであった。
硬化性組成物1
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・下記親水性モノマーHM−1 29質量部
・重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 1質量部
・エタノール 70質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
偏光層形成用組成物を塗布する際におけるワイヤーバーの番手、および、偏光層形成用組成物の塗布膜に高圧水銀灯が出射した光を照射する際におけるマスクのマスクパターンを変更した以外は、パターン偏光層01と同様にパターン偏光層02〜11を作製して、偏光板101と同様に偏光板102〜111を作製した。
また、後述する、発光素子の光の利用効率を測定するために、マスクを介さずに高圧水銀灯が出射した光を照射し、かつ、エタノールへの浸漬工程を省略した以外は、パターン偏光層01と同様に偏光層90を作製して、偏光板101と同様に偏光板201を作成した。すなわち、偏光板201は、偏光層90が全面的に均一でパターンを有さない。
なお、パターン偏光層09(偏光板109)を作製する際におけるマスクパターンは、遮光部の位置が、後述するEL基板2の発光素子(面積率10%)の位置に対応するようにした。パターン偏光層10(偏光板110)を作製する際におけるマスクパターンは、遮光部の位置が、後述するEL基板3の発光素子(面積率1%)の位置に対応するようにした。
パターン偏光層11(偏光板111)を作製する際におけるマスクパターンは、遮光部の位置が、後述するEL基板4の発光素子(面積率13.9%)の位置に対応するようにした。
また、形成した各パターン偏光層について、パターン偏光層01と同様に、領域Aおよび領域Bの偏光度、単体透過率(透過率)および面積率を算出した。偏光度、単体透過率(透過率)および面積率は、下記の表1に併記する。なお、パターンを有さない偏光層90(偏光板201)は、偏光度は92%、単体透過率は45%であった。
パターン偏光層01の作製において、偏光層形成用組成物を塗布膜を形成した後、塗布膜に、凹凸を有する押圧型を押圧した(図8参照)。なお、押圧型は、凸部の位置が後述するEL基板3の発光素子(面積率1%)の位置に対応する凹凸パターンを有するものである。
押圧型によって塗布膜を押圧した状態で、パターン偏光層01と同様に、塗布膜の加熱および冷却を行い、さらに、マスクを用いずに高圧水銀灯からの光を照射して、パターン偏光層12を形成した。
これ以降は、偏光板101と同様に、偏光板112を作製した。
また、形成したパターン偏光層について、パターン偏光層01と同様に、領域Aおよび領域Bの偏光度、単体透過率(透過率)および面積率を算出した。偏光度、単体透過率(透過率)および面積率は、下記の表1に併記する。
なお、偏光板112のパターン偏光層12の領域Aおよび領域Bは、互いとの境界近傍に、領域Aは、領域Bに向かって、漸次、偏光度が増加し、領域AB、領域Aに向かって、漸次、偏光度が減少する領域を有していた。
<塗布液Aの作製>
下記の硬化性組成物2を調製し、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過した後、30分間減圧乾燥することで、樹脂層形成用の塗布液Aを得た。
硬化性組成物2
――――――――――――――――――――――――――――――――――
・ジシクロペンタニルアクリレート(FA−513AS(日立化成社製))
78.4質量部
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(A−DCP(新中村化学工業製)) 20.0質量部
・光重合開始剤(イルガキュアTPO(BASF製)) 0.2質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
支持体の表面に樹脂層形成用の塗布液Aを塗布し押圧型の凹凸部を転写した後に光硬化させて、凹凸構造を有する基材を作製した。
なお、押圧型は、凹部の位置がEL基板3の発光素子(面積率1%)の位置に対応する凹凸パターンを有するものである。従って、この基材は、凸部の位置がEL基板3の発光素子の位置に対応する。
また、光硬化には、160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス社製)を用いて、紫外線を支持体側から2000mJ/cm2照射することで、樹脂層を硬化させた。
<<偏光板113の作製>>
この基材に偏光層形成用組成物を塗布し、かつ、高圧水銀灯が出射する光の照射時にマスクを用いない以外は、偏光板101と同様に、偏光板113を作製した。
また、形成したパターン偏光層について、パターン偏光層01と同様に、領域Aおよび領域Bの偏光度、単体透過率(透過率)および面積率を算出した。偏光度、単体透過率(透過率)および面積率は、下記の表1に併記する。
なお、偏光板113のパターン偏光層13の領域Aおよび領域Bは、互いとの境界近傍に、領域Aは、領域Bに向かって、漸次、偏光度が増加し、領域AB、領域Aに向かって、漸次、偏光度が減少する領域を有しており、偏光度の変化は、パターン偏光層12よりも滑らかであった。
<光配向膜用組成物の調製>
パターン偏光層01における配向膜の形成に用いた配向膜形成用組成物と同様の組成物を調製した。
下記組成の光学異方性層用塗布液を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性層用塗布液
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記液晶性化合物L−3 42.00質量部
・下記液晶性化合物L−4 42.00質量部
・下記重合性化合物A−1 16.00質量部
・下記低分子化合物B−2 6.00質量部
・下記重合開始剤S−1(オキシム型) 0.50質量部
・下記レベリング剤G−1 0.20質量部
・ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製) 2.00質量部
・NKエステルA−200(新中村化学工業社製) 1.00質量部
・メチルエチルケトン 424.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
なお、下記液晶性化合物L−3およびL−4のアクリロイルオキシ基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、下記液晶性化合物L−3およびL−4は、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
(コア層セルロースアシレートドープの作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、コア層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
─────────────────────────────────
コア層セルロースアシレートドープ
─────────────────────────────────
・アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
・特開2015−227955号公報の実施例に記載された
ポリエステル化合物B 12質量部
・下記化合物F 2質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
・メタノール(第2溶剤) 64質量部
─────────────────────────────────
上述のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
─────────────────────────────────
マット剤溶液
─────────────────────────────────
・平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル社製) 2質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
・メタノール(第2溶剤) 11質量部
・上記のコア層セルロースアシレートドープ 1質量部
─────────────────────────────────
コア層セルロースアシレートドープと外層セルロースアシレートドープとを、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、コア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した(バンド流延機)。
次いで、溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。
その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、更に乾燥し、厚さ40μmのセルロースアシレートフィルム1を作製した。得られたセルロースアシレートフィルム1の面内レターデーションは0nmであった。
作製したセルロースアシレートフィルム1の片側の面に、調製した光配向膜用組成物をバーコーターで塗布した。
塗布後、120℃のホットプレート上で1分間乾燥して溶剤を除去し、厚さ0.3μmの組成物層を形成した。得られた成物層に偏光紫外線を照射(10mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜を形成した。
次いで、光配向膜上に、調製した光学異方性層用塗布液をバーコーターで塗布し、組成物層を形成した。形成した組成物層をホットプレート上で、一旦、110℃まで加熱した後、60℃に冷却させて配向を安定化させた。
その後、60℃に保ち、窒素雰囲気下(酸素濃度100ppm)で紫外線照射(500mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)によって配向を固定化し、厚さ2.3μmの光学異方性層を形成し、λ/4位相差フィルムを作製した。得られた光学積層体の面内レターデーションは140nmであった。
仮支持体として、市販されているトリアセチルセルロースフィルム「Z−TAC」(富士フイルム社製)を用いた(これをセルロースアシレートフィルム2とする)。
セルロースアシレートフィルム2を温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃に加熱し、ノリタケカンパニーリミテド社製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。
次いで、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。
次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したセルロースアシレートフィルム2を作製した。
─────────────────────────────────
アルカリ溶液の組成(質量部)
─────────────────────────────────
・水酸化カリウム 4.7質量部
・水 15.8質量部
・イソプロパノール 63.7質量部
・含フッ素界面活性剤SF−1
(C14H29O(CH2CH2O)20H) 1.0質量部
・プロピレングリコール 14.8質量部
─────────────────────────────────
─────────────────────────────────
配向膜形成用塗布液の組成
─────────────────────────────────
・ポリビニルアルコール(クラレ製、PVA103) 2.4質量部
・イソプロピルアルコール 1.6質量部
・メタノール 36質量部
・水 60質量部
─────────────────────────────────
塗布液Nの組成
─────────────────────────────────
・下記液晶性化合物L−1 80質量部
・下記液晶性化合物L−2 20質量部
・下記垂直配液晶化合物向剤(S01) 1質量部
・エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学社製) 8質量部
・イルガキュアー907(BASF製) 3質量部
・カヤキュアーDETX(日本化薬社製) 1質量部
・下記化合物B03 0.4質量部
・メチルエチルケトン 170質量部
・シクロヘキサノン 30質量部
─────────────────────────────────
λ/4位相差フィルムの光学異方性層側に、粘着剤を介して上記で作成したポジティブCプレート膜を転写し、セルロースアシレートフィルム2を除去した。また、λ/4位相差フィルムのセルロースアシレートフィルム1側に、粘着剤を介して、先に作製した偏光板101〜113、および、偏光板201を、それぞれ、貼り合わせて、14種の円偏光板を得た。
EL基板1として、LEDディスプレイ(シリコンコアテクノロジー社製、LAVENDER、発光素子のピッチ1.2mm)を用意した。このEL基板1における発光素子の面積率は25%である。
このEL基板に、偏光板101を有する円偏光板をポジティブCプレート側がEL基板1側となるように配置し、そのλ/4位相差フィルム側に粘着剤を介して表面フィルム(富士フイルム株式会社製、CV−LC5)を貼合することで、実施例1の(EL)表示装置11を作製した。
配置の際には、作製した円偏光板の領域A(偏光度が低い領域)と、EL基板1の発光素子とが対応するように位置を合わせた。また、パターン偏光層と発光素子との上面の距離は、1mmとした。
偏光板102〜108を有する円偏光板を用いた以外には、実施例1と同様に実施例2〜6および実施例11、ならびに、比較例1の表示装置12〜18を作製した。
さらに、比較例2として、実施例1において、EL基板に円偏光板を配置する際に、円偏光板の領域Aの位置と、EL基板1の発光素子の位置とが対応しないようにした、表示装置27を作製した。
プリント基板上に、3色発光LED(ローム株式会社製、PICOLED 型番:SMLP34RGB)を、LED(発光素子)の面積率が10%となるよう2次元格子状に配置した。LEDを配置していない部分には、液晶表示装置用のブラックマトリクス材料から構成された黒色層をフォトリソグラフィーを利用して形成した。これによりEL基板2を作製した(図4参照)。
EL基板2に対して、パターン偏光層109を有する円偏光板および表面フィルムを、実施例1と同様に配置して、実施例7の表示装置19を作製した。
画素占有率が1%となるように3色発光LEDを配置した以外は、EL基板2と同様にEL基板3を作製した。
EL基板3に対して、パターン偏光層110を有する円偏光板および表面フィルムを、実施例1と同様に配置して、実施例8の表示装置20を作製した。
[実施例9]
パターン偏光層と発光素子との上面の距離を0.2mmとした以外は、実施例8と同様に、実施例9の表示装置21を作製した。
有機EL基板(有機ELパネル)を搭載する有機EL表示装置(LG社製、V30)を分解し、有機EL表示装置から、円偏光板付きタッチパネルを剥離し、さらに、タッチパネルから円偏光板を剥がして、有機EL基板、タッチパネルおよび円偏光板を、それぞれ単離した。
次いで、単離したタッチパネルと有機EL表示素子とを、再度、貼合して、EL基板4とした(図2参照)。
EL基板4に対して、偏光板111を有する円偏光板および表面フィルムを、実施例1と同様に配置して、実施例10の表示装置22を作製した。なお、パターン偏光層と発光素子との上面の距離は、0.25mmとした。
分光輝度計(トプコンテクノハウス社製、SR3)を用い、作製した表示装置の表示面から700mmの距離から輝度を測定して、発光素子の光の利用効率(光利用効率)を測定した。
実施例および比較例の各表示装置の発光素子の光の利用効率は、表示装置00の輝度に対する、実施例および比較例の各表示装置の輝度で測定した。
表示装置00に対する輝度が、
2.1倍以上の場合をA、
1.8倍以上2.1倍未満の場合をB、
1.5倍以上1.8倍未満の場合をB−、
1.0倍以上1.5倍未満の場合をC、
1.0倍未満の場合をD、
と評価した。
分光測色計(コニカミノルタ社製、CM2022)を用い、SCI測定方式におけるYの値を面内の位置を変えて10回測定し、その平均値を反射率として用いた。
結果を下記の表2に示す。
実施例10のEL基板4(OLED)において、発光素子の面積率は、R発光素子が3.3%、G発光素子が5.8%、B発光素子が4.7%である。実施例10では、これに対応して、領域Aの面積率は、R発光素子に対応する領域が5.3%、G発光素子に対応する領域が9.3%が、B発光素子に対応する領域が7.5%としている。
また、実施例4および実施例5と、実施例1等とに示されるように、領域Aの面積率SAと発光素子の面積率SPとの比(SA/SP)を0.5以上とし、かつ、領域Aの縁戚率を50%以下(SA<50%)とすることにより、より好適に利用効率と外光の反射防止機能とを両立できる。
さらに、実施例8〜10に示されるように、発光素子の面積率を10%以下とすることにより、より好適に利用効率と外光の反射防止機能とを両立できる。
これに対して、パターン偏光層の領域Bの偏光度が75%である偏光板103を用いた比較例1は、十分な外光反射防止機能を得られていない。また、領域Aの位置と発光素子の位置とが対応していない比較例2は、発光素子が出射した光の利用効率が低い。
パターン偏光層と、EL基板1の発光素子との距離を2mmとした以外は、実施例1と同様に表示装置23を作製した(実施例12)。
また、パターン偏光層と、EL基板1の発光素子との距離を0.1mmとした以外は、実施例1と同様に表示装置24を作製した(実施例13)。
上述のように、実施例1の表示装置で用いるEL基板1の発光素子のピッチは、1.2mmである。
作製した表示装置について、先と同様に発光素子の光の利用効率および反射率を測定した。結果を下記の表3に示す。なお、測定結果には、実施例1の結果も示す。
偏光板112を有する円偏光板を用いた以外は、実施例8と同様に表示装置を作製した(実施例14)。
また、偏光板113を有する円偏光板を用いた以外、実施例8と同様に表示装置を作製した(実施例15)。
上述のように、偏光板112および偏光板113のパターン偏光層は、共に、領域Aおよび領域Bが、互いの境界近傍に、領域Aは、領域Bに向かって、漸次、偏光度が増加し、領域Bは、領域Aに向かって、漸次、偏光度が減少する領域を有しているものであり、偏光板113のパターン偏光層の方が、より滑らかな変化を有する。
また、本例に関しては、EL基板3(発光素子の面積率1%)と、円偏光板(パターン偏光層)との位置合わせの容易性も評価した。
位置合わせの容易性(位置合わせ)は、発光素子を内接する円の直径を発光素子のサイズとして、発光素子のサイズの50%分、位置をずらしてEL基板に円偏光板を配置した際における、位置をずらさない場合に対する、光の利用効率の低下率によって評価した。
光の利用効率の低下が、
5%未満の場合をA、
5%以上10%未満の場合をB+、
10%以上20%未満の場合をB、
20%以上30%未満の場合をC、
30%以上の場合をD、
と評価した。
結果を下記の表4に示す。なお、測定結果には、実施例8の結果も示す。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
12 EL基板
12R R発光素子
12G G発光素子
12B B発光素子
14 λ/4波長板
16 支持体
18 パターン偏光層
18A,18B 領域
20 偏光板
24 発光部
28 マスク
28a 遮光部
28b 光透過部
30,36 押圧型
34 基材
34F,F 塗布膜
Claims (11)
- エレクトロルミネッセンスによる発光素子を、複数、有するエレクトロルミネッセンス基板と、λ/4波長板と、パターン偏光層を含む偏光板とを、この順で有し、
前記パターン偏光層は、偏光度が80%未満の領域Aと、偏光度が80%以上の領域Bとを有し、さらに、前記パターン偏光層の領域Aの位置と、前記エレクトロルミネッセンス基板の発光素子の位置とが、対応していることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。 - 前記パターン偏光層の前記領域Aが、偏光度が10%以下の領域を有する、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記パターン偏光層の前記領域Aの単体透過率が50%以上である、請求項1または2に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記パターン偏光層における前記領域Aの面積率をSA、前記エレクトロルミネッセンス基板における前記発光素子の面積率をSPとした際に、
0.5≦SA/SP、かつ、SA<50%、
を満たす、請求項1〜3のいずれか1項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。 - 前記エレクトロルミネッセンス基板における前記発光素子の面積率が30%以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記パターン偏光層が、液晶性化合物を用いて形成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記パターン偏光層と前記エレクトロルミネッセンス基板の前記発光素子との距離が、前記エレクトロルミネッセンス基板における前記発光素子のピッチよりも小さい、請求項1〜6のいずれか1項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記パターン偏光層は、
前記領域B側に、前記領域Bから離間する領域よりも偏光度が高い領域を有する、前記領域A、および、
前記領域A側に、前記領域Aから離間する領域よりも偏光度が低い領域を有する、前記領域Bの、少なくとも一方を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。 - 前記パターン偏光層は、
前記領域B側に、前記領域Bに向かって、漸次、偏光度が高くなる領域を有する、前記領域A、および、
前記領域A側に、前記領域Aに向かって、漸次、偏光度が低くなる領域を有する、前記領域Bの、少なくとも一方を有する、請求項8に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。 - 前記偏光板と前記λ/4波長板との厚さの合計が20μm以下である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記発光素子がLEDである、請求項1〜10のいずれか1項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
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