WO2025173724A1 - Display device - Google Patents
Display deviceInfo
- Publication number
- WO2025173724A1 WO2025173724A1 PCT/JP2025/004689 JP2025004689W WO2025173724A1 WO 2025173724 A1 WO2025173724 A1 WO 2025173724A1 JP 2025004689 W JP2025004689 W JP 2025004689W WO 2025173724 A1 WO2025173724 A1 WO 2025173724A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- layer
- hard coat
- coat layer
- display device
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
- G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
- H10K50/844—Encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
- H10K50/858—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
- H10K59/38—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
Definitions
- the organic light-emitting element 3 is composed of a first electrode 8, an organic light-emitting layer (organic EL layer) 9, a partition layer 10 positioned around the organic light-emitting layer 9, and a second electrode 11. Note that insulating layers and other elements interposed between the circuit board 2 and the organic light-emitting element 3 are not shown.
- the hard coat layer 6 is a resin layer formed by curing a resin composition (photosensitive composition). As shown in Figure 1, the hard coat layer 6 covers the irregularities on the surface of the microlens 5 and has a substantially flat surface 6a. The surface 6a of the hard coat layer 6 is flattened relative to the surface of the microlens 5.
- “flattened” means absorbing the irregularities on the surface of the microlens 5 and making it flatter than the surface of the microlens 5, and is not limited to being completely flat.
- a cover glass 7 is adhered and fixed to the surface 6a of the hard coat layer 6 via an adhesive layer 13.
- Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a second embodiment.
- Fig. 3 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a third embodiment. Note that the same reference numerals as in Fig. 1 indicate the same layers as in Fig. 1, so please refer to Fig. 1 for a detailed explanation. Here, the differences from Fig. 1 will be mainly explained.
- the pencil hardness is preferably 2H or higher, more preferably 3H or higher, even more preferably 4H or higher, and most preferably 5H or higher.
- the hard coat layer 6 contains 31% by mass or more of structural units derived from acrylic monomers.
- the photosensitive composition is applied to the surface of the color filter 4, and in the case of the display device of Figure 3, the photosensitive composition is applied to the surface of the overcoat layer 14. Any existing method can be used for the application method.
- the photosensitive resin is then dried on a hot plate. Although not limited, the drying temperature is approximately 50°C or higher and 70°C. The drying time is approximately several tens of seconds to several minutes. This causes the solvent contained in the photosensitive resin to evaporate.
- the resin layer 20 is not a single layer of the hard coat layer 6 but also includes other resin layers such as an overcoat layer 14, the other resin layers are also formed at a temperature of 100°C or less.
- the pencil hardness of the other resin layers may be H or less.
- the amount of adhesive 15 applied is increased in Figure 6A, making the adhesive layer 16 considerably thicker as shown in Figure 6B.
- increasing the amount of adhesive 15 used increases costs and prevents the display device from being made thinner.
- the amount of adhesive 15 used can be reduced by providing a hard coat layer 6 with a pencil hardness of H or higher that covers the surface side of the microlenses 5 and color filters 4.
- the film thickness of the hard coat layer 6 can be reduced to approximately 0.5 ⁇ m to 10.0 ⁇ m, which facilitates the thinning of the display device 1. In this way, by reducing the thickness of the hard coat layer 6, the optical path length from the organic light-emitting layer 9 to the display output surface 7a can be made appropriate, effectively preventing color mixing between adjacent pixels.
- the organic light-emitting element 3 may be an LED (light-emitting diode), and therefore the display device may be a microLED display.
- the LED may be a combination of a blue light-emitting element and quantum dots, making it an element that can convert blue to red or green wavelengths.
- MicroLED displays can also achieve the effects of the display device described above by having a resin layer that includes a hard coat layer with a pencil hardness of H or higher.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
本発明は、発光素子を備えた表示装置に関する。 The present invention relates to a display device equipped with light-emitting elements.
例えば、自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子を備えた表示装置は、薄型化・軽量化に優れ、性能を高めるための開発が進んでいる。 For example, display devices equipped with organic electroluminescence (EL) elements, which are self-emitting elements, are excellent at reducing thickness and weight, and development is underway to improve their performance.
表示装置は、例えば、特許文献1や特許文献2に示すように、基板上に、有機発光素子、及びカラーフィルタが積層され、さらに、カラーフィルタの表面に接着層を介してカバー層が貼り合わせられる。 As shown in Patent Documents 1 and 2, for example, a display device has organic light-emitting elements and a color filter laminated on a substrate, and a cover layer bonded to the surface of the color filter via an adhesive layer.
しかしながら、カラーフィルタの硬度が十分でなく、また、カラーフィルタ上にマイクロレンズを重ねた構成では、該マイクロレンズの硬度が十分でないために、カバー層を貼り合わせる工程において、カラーフィルタや、マイクロレンズに傷がつきやすい問題があった。なお、係る課題は、有機EL型マイクロディスプレイに限らず、マイクロLEDディスプレイにも同様に生じた。 However, the color filters were not sufficiently hard, and when microlenses were layered on top of the color filters, the microlenses were not sufficiently hard, which meant that the color filters and microlenses were easily scratched during the process of attaching the cover layer. This issue was not limited to organic EL microdisplays, but also arose in microLED displays.
本発明は、カラーフィルタ及び、マイクロレンズに傷がつくことを抑制できる表示装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a display device that can prevent scratches on color filters and microlenses.
本発明の一態様の表示装置は、基板上に、発光素子、カラーフィルタ及び/又はマイクロレンズ、樹脂層、及びカバー層の順に積層され、前記樹脂層は、鉛筆硬度がH以上のハードコート層を含む、ことを特徴とする。 A display device according to one embodiment of the present invention is characterized in that a light-emitting element, a color filter and/or microlens, a resin layer, and a cover layer are stacked in this order on a substrate, and the resin layer includes a hard coat layer having a pencil hardness of H or higher.
また、本発明の一態様の表示装置は、基板上に、発光素子、カラーフィルタ及び/又はマイクロレンズ、樹脂層、及びカバー層の順に積層され、前記樹脂層は、少なくとも、アクリル樹脂、アクリルモノマー及び開始剤を含有する樹脂組成物を硬化してなるハードコート層を含み、前記ハードコート層中の前記アクリルモノマー由来の構成単位が、31質量%以上含まれ、前記アクリル樹脂由来の構成単位に対する前記アクリルモノマー由来の構成単位の質量比が、1.2以上である、ことを特徴とする。 Furthermore, one aspect of the present invention provides a display device in which a light-emitting element, a color filter and/or microlens, a resin layer, and a cover layer are laminated in this order on a substrate, the resin layer including a hard coat layer formed by curing a resin composition containing at least an acrylic resin, an acrylic monomer, and an initiator, the hard coat layer containing 31% by mass or more of structural units derived from the acrylic monomer, and the mass ratio of the structural units derived from the acrylic monomer to the structural units derived from the acrylic resin is 1.2 or more.
本発明によれば、カラーフィル及び、マイクロレンズに傷がつくことを抑制でき、表示品位を向上させることができる。 The present invention can prevent scratches on color filters and microlenses, improving display quality.
以下、本発明の一実施の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお、「~」の表記は、下限値及び上限値の双方の数値(境界値)を含む。 Below, one embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as "embodiment") will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the embodiment below, and can be implemented in various modifications within the scope of its gist. Note that the notation "to" includes both the lower limit and upper limit (boundary value).
<本実施の形態に係る表示装置の概要について>
図1は、第1の実施の形態に係る表示装置の模式断面図である。表示装置1は、有機EL型マイクロディスプレイである。表示装置1は、回路基板2上に、下から、有機発光素子(有機EL素子)3、カラーフィルタ4、マイクロレンズ5、ハードコート層6、及びカバーガラス7の順に積層される。
<Overview of the Display Device According to the Present Embodiment>
1 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a first embodiment. The display device 1 is an organic EL microdisplay. The display device 1 includes an organic light-emitting element (organic EL element) 3, a color filter 4, a microlens 5, a hard coat layer 6, and a cover glass 7 stacked in this order on a circuit board 2.
回路基板2は、シリコン基板と、シリコン基板の上面に位置するアレイ部とを含んでいる。アレイ部は、画素回路と、画素回路へ信号及び電力を供給する配線とを含んでいる。画素回路は、駆動素子及びスイッチとしてのトランジスタ、キャパシタ、及びそれらを互いに接続する配線を含んでいる。トランジスタは、例えば、シリコン基板の表面領域の一部を、ソース領域、チャネル領域及びドレイン領域として含んだ電界効果トランジスタである。 The circuit board 2 includes a silicon substrate and an array section located on the upper surface of the silicon substrate. The array section includes pixel circuits and wiring that supplies signals and power to the pixel circuits. The pixel circuits include transistors that serve as drive elements and switches, capacitors, and wiring that connects them to each other. The transistors are, for example, field-effect transistors that include part of the surface area of the silicon substrate as source, channel, and drain regions.
有機発光素子3は、第1電極8と、有機発光層(有機EL層)9と、有機発光層9の周囲に位置する隔壁層10と、第2電極11とを有して構成される。なお、回路基板2と有機発光素子3の間に介在する絶縁層などは不図示とした。 The organic light-emitting element 3 is composed of a first electrode 8, an organic light-emitting layer (organic EL layer) 9, a partition layer 10 positioned around the organic light-emitting layer 9, and a second electrode 11. Note that insulating layers and other elements interposed between the circuit board 2 and the organic light-emitting element 3 are not shown.
有機発光層9は、例えば、電荷の注入によって白色光を発する構成であり、有機発光層9に使用される有機材料には、既存のものを適用できる。 The organic light-emitting layer 9 is configured to emit white light, for example, by injecting electric charges, and existing organic materials can be used for the organic light-emitting layer 9.
図1に示すように、有機発光素子3の表面には、下地層12を介して、カラーフィルタ4が形成されている。下地層12は、無機材料・有機材料の別を問わない。例えば、無機層/有機層の積層構造であってもよい。無機層としては、酸化物、窒化物などを例示でき、有機発光素子3の表面を覆う封止層としての役割を備える。また、有機層は、アクリル樹脂など既存の材料からなり、カラーフィルタ4の下地として平坦化する役割を有する。 As shown in Figure 1, a color filter 4 is formed on the surface of the organic light-emitting element 3 via a base layer 12. The base layer 12 may be made of either an inorganic or organic material. For example, it may have a laminated structure of an inorganic layer and an organic layer. Examples of inorganic layers include oxides and nitrides, and serve as a sealing layer that covers the surface of the organic light-emitting element 3. The organic layer is made of an existing material such as acrylic resin, and serves to flatten the base of the color filter 4.
カラーフィルタ4は、下地層12の表面に形成され、光の3原色である赤(R)・緑(G)・青(B)の何れかの色の波長帯の光を透過させる機能を有する。 The color filter 4 is formed on the surface of the base layer 12 and has the function of transmitting light in any of the wavelength bands of the three primary colors of light: red (R), green (G), or blue (B).
マイクロレンズ5は、各カラーフィルタ4の表面に設けられている。マイクロレンズ5は、底面とレンズ面とを有する所謂平凸レンズである。レンズ面の曲率や形状は、マイクロレンズ5の材料の可視波長における屈折率等に応じて適宜設計されている。マイクロレンズ5を設けることで、表示装置1の表面であるディスプレイ出射面7aから出射される光が広がるのを抑制でき、高コントラストを実現できる。 Microlenses 5 are provided on the surface of each color filter 4. Microlenses 5 are so-called plano-convex lenses having a bottom surface and a lens surface. The curvature and shape of the lens surface are designed appropriately according to the refractive index of the material of the microlenses 5 at visible wavelengths. By providing microlenses 5, it is possible to suppress the spread of light emitted from the display output surface 7a, which is the surface of the display device 1, and achieve high contrast.
ハードコート層6は、樹脂組成物(感光性組成物)を硬化してなる樹脂層である。図1に示すように、ハードコート層6は、マイクロレンズ5の表面の凹凸を覆うとともに、略平坦な表面6aを有している。ハードコート層6の表面6aは、マイクロレンズ5の表面に対して平坦化されている。ここで、「平坦化」とは、マイクロレンズ5の表面の凹凸を吸収して、マイクロレンズ5の表面より平らな形状にすることを意味しており、真平坦のみに限定するものではない。 The hard coat layer 6 is a resin layer formed by curing a resin composition (photosensitive composition). As shown in Figure 1, the hard coat layer 6 covers the irregularities on the surface of the microlens 5 and has a substantially flat surface 6a. The surface 6a of the hard coat layer 6 is flattened relative to the surface of the microlens 5. Here, "flattened" means absorbing the irregularities on the surface of the microlens 5 and making it flatter than the surface of the microlens 5, and is not limited to being completely flat.
図1に示すように、ハードコート層6の表面6aには、接着層13を介して、カバーガラス7が接着固定される。 As shown in Figure 1, a cover glass 7 is adhered and fixed to the surface 6a of the hard coat layer 6 via an adhesive layer 13.
カバーガラス7に代えて透明基材の樹脂などを例示できるが、耐久性、透過率及び屈折率などを考慮すると、カバー層にはカバーガラス7を用いることが好適である。図1に示すように、カバーガラス7は、ハードコート層6の表面6aに接着剤を塗布して、貼り合わせる。カバーガラス7は、有機発光素子3、カラーフィルタ4及びマイクロレンズ5を外部からの衝撃、損傷等から保護する。 Although a transparent substrate resin or the like can be used instead of the cover glass 7, it is preferable to use the cover glass 7 as the cover layer when considering durability, transmittance, refractive index, etc. As shown in Figure 1, the cover glass 7 is attached by applying an adhesive to the surface 6a of the hard coat layer 6. The cover glass 7 protects the organic light-emitting element 3, color filter 4, and microlens 5 from external impacts, damage, etc.
<別の実施の形態について>
図2は、第2の実施の形態に係る表示装置の模式断面図である。図3は、第3の実施の形態に係る表示装置の模式断面図である。なお、図1と同じ符号は、図1と同じ層を示しているので、詳細な説明は図1を参照されたい。ここでは、図1との相違点を中心に説明する。
<Regarding another embodiment>
Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a second embodiment. Fig. 3 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a third embodiment. Note that the same reference numerals as in Fig. 1 indicate the same layers as in Fig. 1, so please refer to Fig. 1 for a detailed explanation. Here, the differences from Fig. 1 will be mainly explained.
図2では、図1と異なり、マイクロレンズ5は設けられていない。したがって、図2では、カラーフィルタ4上にハードコート層6が形成されている。 In Figure 2, unlike Figure 1, microlenses 5 are not provided. Therefore, in Figure 2, a hard coat layer 6 is formed on the color filter 4.
図3では、マイクロレンズ5の表面を覆うオーバーコート層14が形成され、オーバーコート層14上にハードコート層6、接着層13及びカバーガラス7がこの順に積層されている。この実施の形態では、オーバーコート層14とハードコート層6を合わせて樹脂層20を構成する。オーバーコート層14は、ハードコート層6に比べて鉛筆硬度が低くてもよい。すなわち、オーバーコート層14の鉛筆硬度は、H以下であってもよい。一方、オーバーコート層14は、例えば、ハードコート層6に比べて熱膨張率が小さい。このように、熱膨張率の小さい材料を選択することで、マイクロレンズ5の凹凸表面を適切に埋めることができるとともに、平坦な表面14aを容易に得ることができる。また、オーバーコート層14は、例えば、マイクロレンズ5よりも屈折率の低いものを採用することで、マイクロレンズ5の集光効果を高めることができ、ひいては、表示装置1の正面輝度を向上させることができる。このように、オーバーコート層14に低屈折率の材料をしようすることで、ハードコート層6の材料選択の幅を広げることができる。オーバーコート層14には、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの既存の材料が適用される。 3, an overcoat layer 14 is formed to cover the surface of the microlens 5, and a hard coat layer 6, an adhesive layer 13, and a cover glass 7 are laminated on the overcoat layer 14 in this order. In this embodiment, the overcoat layer 14 and the hard coat layer 6 together constitute the resin layer 20. The overcoat layer 14 may have a lower pencil hardness than the hard coat layer 6. That is, the pencil hardness of the overcoat layer 14 may be H or less. On the other hand, the overcoat layer 14 has a lower thermal expansion coefficient than the hard coat layer 6, for example. By selecting a material with a low thermal expansion coefficient, the uneven surface of the microlens 5 can be appropriately filled and a flat surface 14a can be easily obtained. Furthermore, by using an overcoat layer 14 with a refractive index lower than that of the microlens 5, for example, the light-collecting effect of the microlens 5 can be enhanced, thereby improving the front brightness of the display device 1. In this way, using a material with a low refractive index for the overcoat layer 14 broadens the range of materials available for the hard coat layer 6. Existing materials such as acrylic resin and epoxy resin are used for the overcoat layer 14.
図3に示すように、オーバーコート層14の表面14aに、ハードコート層6を一定厚にて形成でき、これにより、ハードコート層6の表面6aも平坦な面で形成できる。樹脂層20を、オーバーコート層14/ハードコート層6の積層構造とすることで、ハードコート層6を所定の鉛筆硬度が得られる程度に薄く形成しても、有機発光層9からディスプレイ出射面7aまでの光路長が所定範囲内となるよう適切に調整できる。 As shown in Figure 3, the hard coat layer 6 can be formed with a constant thickness on the surface 14a of the overcoat layer 14, allowing the surface 6a of the hard coat layer 6 to be formed as a flat surface. By forming the resin layer 20 as a laminated structure of the overcoat layer 14/hard coat layer 6, the optical path length from the organic light-emitting layer 9 to the display output surface 7a can be appropriately adjusted to be within a specified range, even if the hard coat layer 6 is formed thin enough to achieve a predetermined pencil hardness.
また、マイクロレンズ5上に、ハードコート層6、オーバーコート層14の順で形成するよりは、本実施の形態のように、オーバーコート層14、ハードコート層6の順で積層することが好ましい。特に、マイクロレンズ5を有する構成では、マイクロレンズ5の凹凸表面を精度よく埋めることが必要であり、そのため、マイクロレンズ5の凹凸表面を適切に埋める目的で、まずはオーバーコート層14を形成し、続いて、鉛筆硬度が高いハードコート層6を形成することが好ましい。或いは、樹脂層20を、例えば、オーバーコート層/ハードコート層/オーバーコート層の積層構造で形成することもできる。 Furthermore, rather than forming the hard coat layer 6 and then the overcoat layer 14 on the microlenses 5 in that order, it is preferable to laminate the overcoat layer 14 and then the hard coat layer 6, as in this embodiment. In particular, in a configuration including microlenses 5, it is necessary to fill the uneven surfaces of the microlenses 5 with precision. Therefore, in order to properly fill the uneven surfaces of the microlenses 5, it is preferable to first form the overcoat layer 14, and then form the hard coat layer 6, which has a high pencil hardness. Alternatively, the resin layer 20 can be formed, for example, with a laminated structure of overcoat layer/hard coat layer/overcoat layer.
なお、本実施の形態では、樹脂層20に、鉛筆硬度がH以上のハードコート層6が含まれていればよく、樹脂層20の構造を限定するものではない。 In this embodiment, the structure of the resin layer 20 is not limited as long as it includes a hard coat layer 6 with a pencil hardness of H or higher.
<技術背景及び、本実施の形態の表示装置1に至る経緯>
例えば、有機EL表示装置を製造する工程において、図1、図3に示すように、カラーフィルタ4上にマイクロレンズ5を形成した後、或いは、図2に示すように、カラーフィルタ4を形成した後、カバーガラス7を貼り合わせる工程がある。
<Technical Background and How the Display Device 1 of the Present Embodiment Was Developed>
For example, in the process of manufacturing an organic EL display device, there is a step of laminating a cover glass 7 after forming a microlens 5 on a color filter 4 as shown in FIGS. 1 and 3, or after forming a color filter 4 as shown in FIG. 2.
ここで、従来における、カバーガラス7の貼り合わせ工程について説明すると、図5Aに示すように、マイクロレンズ5の表面に接着剤15を塗布し、図5Bに示すように、カバーガラス7を貼り合わせる。図5Bの符号16は、接着剤15が硬化した接着層を示す。 Here, the conventional process of attaching the cover glass 7 will be explained. As shown in Figure 5A, adhesive 15 is applied to the surface of the microlens 5, and then the cover glass 7 is attached as shown in Figure 5B. Reference numeral 16 in Figure 5B indicates the adhesive layer formed when the adhesive 15 has hardened.
しかしながら、マイクロレンズ5に十分な硬度がないために、マイクロレンズ5が、カバーガラス7を貼り合わせる工程でダメージを受けて、マイクロレンズ5の表面に傷がつく問題があった。これにより、マイクロレンズ5のレンズ機能が低下し、表示品位の低下に繋がった。図5Bでは、マイクロレンズ5の表面に傷Aがついた状態を模式的に示した。なお、カラーフィルタ4も硬度が十分でなく、マイクロレンズ5を形成せずに、カラーフィルタ4の上に接着剤15を介してカバーガラス7を貼り合わせる構成においても、カラーフィルタ4の表面に傷がついた。 However, because the microlenses 5 did not have sufficient hardness, they were damaged during the process of bonding the cover glass 7, resulting in scratches on the surface of the microlenses 5. This reduced the lens function of the microlenses 5, leading to a decrease in display quality. Figure 5B schematically shows the state in which scratch A has appeared on the surface of the microlenses 5. Note that the color filter 4 also did not have sufficient hardness, and scratches still appeared on the surface of the color filter 4 even in a configuration in which the cover glass 7 was bonded to the color filter 4 via adhesive 15 without forming the microlenses 5.
その一方で、カラーフィルタ4やマイクロレンズ5の硬度を高めることは難しい。すなわち、マイクロディスプレイ向けの有機EL表示装置においては、その微細な画素形成を実現するために、オンチップ方式で、カラーフィルタ4及びマイクロレンズ5を加工することが主流となっている。オンチップ方式では、有機発光層9上に直接、カラーフィルタ4及びマイクロレンズ5を加工するが、有機発光層9は耐熱性に課題があり、低温での加工が必要とされ、具体的には、100℃以下で各部材を加工する必要があった。しかしながら、このような低温加工では、各部材の硬度を十分に発現させることが難しい。このため、上記したように、カラーフィルタ4やマイクロレンズ5の硬度を十分に高めることはできず、その結果、カバーガラス7を貼り合わせる工程において、カラーフィルタ4やマイクロレンズ5に傷がつく問題が生じた。 On the other hand, it is difficult to increase the hardness of the color filters 4 and microlenses 5. In other words, in organic EL display devices for microdisplays, the color filters 4 and microlenses 5 are mainly processed using an on-chip method to achieve the fine pixel formation. With the on-chip method, the color filters 4 and microlenses 5 are processed directly on the organic light-emitting layer 9. However, the organic light-emitting layer 9 has issues with heat resistance, so low-temperature processing is required. Specifically, each component needs to be processed at 100°C or below. However, such low-temperature processing makes it difficult to fully develop the hardness of each component. For this reason, as mentioned above, it is not possible to sufficiently increase the hardness of the color filters 4 and microlenses 5, and as a result, the color filters 4 and microlenses 5 are scratched during the process of bonding the cover glass 7.
また、図6Aに示すように、接着剤15を厚く塗布して、カバーガラス7を貼り合わせることで、図6Bに示すように、カバーガラス7とマイクロレンズ5の間に位置する接着層16を厚く形成でき、これにより、カラーフィルタ4やマイクロレンズ5に傷がつきにくくなる。 Furthermore, by applying a thick layer of adhesive 15 and bonding the cover glass 7 as shown in Figure 6A, it is possible to form a thick adhesive layer 16 located between the cover glass 7 and the microlens 5 as shown in Figure 6B, which makes the color filter 4 and microlens 5 less susceptible to scratches.
しかしながら、接着剤15の使用量が増えてコスト高になり、また、有機発光層9からディスプレイ出射面までの光路長が長くなり、隣接画素どうしの光の混色が発生しやすい。 However, this increases the amount of adhesive 15 used, resulting in higher costs, and also increases the optical path length from the organic light-emitting layer 9 to the display output surface, making it more likely that light from adjacent pixels will mix colors.
特許文献1、2は、カバーガラス7を貼り合わせる工程において、カラーフィルタ4やマイクロレンズ5に傷がつく問題を課題・目的としておらず、カバーガラス7とカラーフィルタ4の間に用いる樹脂硬化層(接着剤やオーバーコート層との表現がされている)の硬度についての詳しい説明はない。しかも、通常、樹脂層に使用する樹脂組成物の硬化温度は、100℃を超えており、100℃以下では十分に硬化させることはできない。
上記に挙げた課題は、表示装置が有機EL表示装置のみならず、マイクロLED表示装置の場合にも同様に生じた。
Patent Documents 1 and 2 do not address the problem of scratches on the color filter 4 or microlens 5 during the process of bonding the cover glass 7, and do not provide any detailed explanation about the hardness of the cured resin layer (expressed as an adhesive or overcoat layer) used between the cover glass 7 and the color filter 4. Moreover, the curing temperature of the resin composition used in the resin layer is usually above 100°C, and the resin composition cannot be sufficiently cured at temperatures below 100°C.
The above-mentioned problems arise not only when the display device is an organic EL display device, but also when the display device is a micro LED display device.
そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、カラーフィルタ4及び/又はマイクロレンズ5と、カバーガラス7との間に位置する樹脂層の鉛筆硬度に着目し、カバーガラス7を貼り合わせる工程において、カラーフィルタ4及び、マイクロレンズ5に傷がつくのを改善するに至った。 As a result of extensive research, the inventors focused on the pencil hardness of the resin layer located between the color filter 4 and/or microlens 5 and the cover glass 7, and were able to prevent scratches on the color filter 4 and microlens 5 during the process of bonding the cover glass 7.
<本実施の形態に係るハードコート層6の詳細な説明について>
(1.鉛筆硬度)
本実施の形態に係る表示装置1にあっては、カラーフィルタ4及び/又はマイクロレンズ5と、カバーガラス7の間に位置する樹脂層に、鉛筆硬度がH以上のハードコート層6を設けた。ここで、「鉛筆硬度」は、JIS K 5600―5―4で規定した方法で測定するものとする。
<Detailed Description of Hard Coat Layer 6 According to the Present Embodiment>
(1. Pencil hardness)
In the display device 1 according to the present embodiment, a hard coat layer 6 having a pencil hardness of H or more is provided on a resin layer located between the color filter 4 and/or the microlens 5 and the cover glass 7. Here, the "pencil hardness" is measured by the method specified in JIS K 5600-5-4.
鉛筆硬度は、2H以上であることが好ましく、3H以上であることがより好ましく、4H以上であることがさらに好ましく、5H以上であることが最も好ましい。 The pencil hardness is preferably 2H or higher, more preferably 3H or higher, even more preferably 4H or higher, and most preferably 5H or higher.
鉛筆硬度をH以上に調整することで、カバーガラス7を貼り合わせる工程において、マイクロレンズ5及びカラーフィルタ4に傷がつくことを抑制できる。理由は定かでないが、鉛筆硬度をH以上とすると、塑性変形及び凝集破壊が生じにくい硬さにでき、カバーガラス7を貼り合わせた際に、カラーフィルタやマイクロレンズに加わる圧力を効果的に弱めることができるためと推測される。なお、「傷」とは、ひっかき傷や凹み、或いは線状などの跡がついた状態を指す。上記したように、鉛筆硬度は、2H以上とすることが好ましく、後述する実験によれば、鉛筆硬度を4H以上、さらには5H以上にできる。このように、本実施の形態では、ハードコート層6の鉛筆硬度を段階的に高い値に調整できる。鉛筆硬度の上限値を限定するものではなく、最も硬い9Hを上限とすることができる。 By adjusting the pencil hardness to H or higher, scratches on the microlenses 5 and color filters 4 can be prevented during the process of bonding the cover glass 7. While the reason for this is unclear, it is presumed that a pencil hardness of H or higher makes it less susceptible to plastic deformation and cohesive failure, effectively reducing the pressure applied to the color filters and microlenses when the cover glass 7 is bonded. Note that "scratches" refer to scratches, dents, or linear marks. As mentioned above, a pencil hardness of 2H or higher is preferable, and experiments described below have shown that the pencil hardness can be increased to 4H or higher, or even 5H or higher. In this way, in this embodiment, the pencil hardness of the hard coat layer 6 can be adjusted to higher values in stages. The upper limit of the pencil hardness is not limited, and the upper limit can be set to the hardest value of 9H.
(2.ハードコート層6に使用する樹脂材料)
本実施の形態のハードコート層6は、溶剤中に、少なくとも、アクリル樹脂、アクリルモノマー及び開始剤を含有した樹脂組成物(感光性組成物)を硬化した硬化膜であり、該硬化膜には、少なくとも、固形成分として、アクリル樹脂由来の構成単位、アクリルモノマー由来の構成単位及び開始剤を含む。
(2. Resin Material Used in Hard Coat Layer 6)
The hard coat layer 6 of the present embodiment is a cured film obtained by curing a resin composition (photosensitive composition) containing at least an acrylic resin, an acrylic monomer, and an initiator in a solvent, and the cured film contains at least, as solid components, a structural unit derived from the acrylic resin, a structural unit derived from the acrylic monomer, and the initiator.
本実施の形態では、ハードコート層6中のアクリルモノマー由来の構成単位が、31質量%以上含まれる。 In this embodiment, the hard coat layer 6 contains 31% by mass or more of structural units derived from acrylic monomers.
加えて、本実施の形態では、アクリルモノマー由来の構成単位/アクリル樹脂由来の構成単位の重量比が、1.2以上である。 In addition, in this embodiment, the weight ratio of structural units derived from acrylic monomers to structural units derived from acrylic resins is 1.2 or greater.
ここで「由来の構成単位」とは、由来する構成単位を示し、該当成分が重合反応した後において、ポリマー中に残存する化学構造、或いはその化学構造から元の状態(樹脂組成物中での状態)が推測可能であれば、重合前の状態の化学構造を指す。モノマー由来及び樹脂(ポリマー)由来は、NMRのスペクトル測定又はIRスペクトル測定で観測でき、そのスペクトルに基づいて質量を出すことが可能である。或いは、樹脂組成物(感光性組成物)の構成成分量が判明している場合は、その値に基づいて、固形成分中におけるアクリルモノマーの質量%、及び、アクリルモノマー/アクリル樹脂の質量比により代替することもできる。 Here, "derived structural unit" refers to the structural unit from which it is derived, and refers to the chemical structure remaining in the polymer after the relevant component has undergone a polymerization reaction, or, if the original state (state in the resin composition) can be inferred from that chemical structure, the chemical structure in the state before polymerization. Monomer-derived and resin (polymer)-derived units can be observed by NMR spectroscopy or IR spectroscopy, and the mass can be calculated based on the spectrum. Alternatively, if the amounts of the constituent components of the resin composition (photosensitive composition) are known, these values can be used to substitute the mass percentage of acrylic monomer in the solid components and the mass ratio of acrylic monomer/acrylic resin.
アクリル樹脂は、アクリル酸エステル或いは、メタクリル酸エステルの重合体である。アクリルモノマーは、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリルアミド、酢酸ビニル、アクリルニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル等より1種以上を選択できる。 Acrylic resins are polymers of acrylic esters or methacrylic esters. The acrylic monomers can be selected from one or more of the following: methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, propyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl acrylate, octyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, dodecyl acrylate, lauryl acrylate, acrylamide, vinyl acetate, acrylonitrile, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, propyl methacrylate, pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate, dodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, etc.
開始剤は、モノマーの重合が進むのに十分量含まれていればよく、その種類に依らず、本実施の形態の効果を得ることができる。限定するものではないが、開始剤は、オキシムエステル系開始剤、アセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、トリアジン系化合物、ホスフィン系化合物、キノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、或いは、チタノセン系化合物などから選択できる。 The initiator may be present in an amount sufficient to promote polymerization of the monomers, and the effects of this embodiment can be achieved regardless of its type. The initiator may be selected from, but is not limited to, oxime ester initiators, acetophenone compounds, benzoin compounds, benzophenone compounds, thioxanthone compounds, triazine compounds, phosphine compounds, quinone compounds, borate compounds, carbazole compounds, imidazole compounds, or titanocene compounds.
アクリルモノマー由来の構成単位が、35質量%以上含まれることが好ましく、38質量%以上含まれることがより好ましい。 It is preferable that the content of structural units derived from acrylic monomers is 35% by mass or more, and more preferably 38% by mass or more.
また、アクリルモノマー由来の構成単位/アクリル樹脂由来の構成単の重量比は、1.5以上であることが好ましく、2.0以上であることがより好ましく、2.5以上であることがさらに好ましい。 Furthermore, the weight ratio of structural units derived from acrylic monomers to structural units derived from acrylic resins is preferably 1.5 or greater, more preferably 2.0 or greater, and even more preferably 2.5 or greater.
このように、アクリルモノマーの組成比及び質量比を調整することで、硬化膜中の重合度が高くなり、鉛筆硬度をH以上、好ましくは2H以上、より好ましくは、5H以上となるように調整でき、カバーガラス7を貼り合わせる工程において、マイクロレンズ5及びカラーフィルタ4に傷がつくことを効果的に抑制できる。 In this way, by adjusting the composition ratio and mass ratio of the acrylic monomers, the degree of polymerization in the cured film increases, and the pencil hardness can be adjusted to H or higher, preferably 2H or higher, and more preferably 5H or higher, effectively preventing scratches on the microlenses 5 and color filters 4 during the process of bonding the cover glass 7.
本実施の形態では、ハードコート層6中に、固形成分として、アクリル樹脂、アクリルモノマー及び開始剤以外の成分を含んでいてもよい。例えば、顔料を含むことができる。本実施の形態では、所定の画素の色味に応じて、公知の顔料及び染料から選択できる。顔料の含有量は限定されるものでないが、アクリルモノマー由来の構成単位と同程度、或いはそれ以上であってもよい。 In this embodiment, the hard coat layer 6 may contain components other than the acrylic resin, acrylic monomer, and initiator as solid components. For example, it may contain a pigment. In this embodiment, this can be selected from known pigments and dyes depending on the color of the desired pixel. The amount of pigment contained is not limited, but may be the same as or greater than the amount of structural units derived from the acrylic monomer.
ここで、上記に挙げたアクリルモノマー由来の構成単位の含有量(31質量%以上、好ましくは35質量%以上、より好ましくは38質量%以上)は、顔料の有無に関わらない範囲であるが、顔料を含まない場合は、アクリルモノマー由来の構成単位の含有量を、70質量%以上にすることができる。 Here, the content of the structural units derived from the acrylic monomers listed above (31% by mass or more, preferably 35% by mass or more, more preferably 38% by mass or more) is within a range regardless of whether or not a pigment is present, but if no pigment is present, the content of structural units derived from the acrylic monomers can be 70% by mass or more.
また、ハードコート層6に顔料を含まない構成では、アクリルモノマー由来の構成単位/アクリル樹脂由来の構成単位の質量比を、4.0以上にでき、さらには、4.5以上にできる。 Furthermore, in a configuration in which the hard coat layer 6 does not contain a pigment, the mass ratio of structural units derived from acrylic monomers to structural units derived from acrylic resins can be 4.0 or more, and even 4.5 or more.
なお、上記した数値範囲については測定誤差を含む。また、数値範囲を、四捨五入の仕方により数値範囲にずれが生じる。このため、本実施の形態では、分析値の±10%程度、好ましくは±5%程度の許容幅を含むものとする。 Note that the above numerical ranges include measurement error. Also, deviations from the numerical ranges may occur depending on how the values are rounded. For this reason, in this embodiment, a tolerance of approximately ±10% of the analytical value, and preferably approximately ±5%, is included.
(3.ハードコート層6の膜厚)
ハードコート層6の膜厚は、0.5μm以上10.0μm以下であることが好ましい。膜厚は、0.8μm以上であることがより好ましく、1.0μm以上であることがさらに好ましい。また、膜厚は、7.0μm以下であることがより好ましく、5.0μm以下であることがさらに好ましい。これにより、H以上の鉛筆硬度、好ましくは、2H以上、さらに好ましくは5H以上の鉛筆硬度を精度よく得ることができる。また、有機発光層9からディスプレイ出射面7aまでの光路長を適度な長さに調整でき、隣接画素どうしの光の混色の発生を効果的に抑制できる。なお、本実施の形態における「ハードコート層6の膜厚」とは、最小値を指す。例えば、マイクロレンズ5上であれば、マイクロレンズ5の頂部からハードコート6層の天面に向けての垂直方向の厚みを指す。
(3. Film Thickness of Hard Coat Layer 6)
The thickness of the hard coat layer 6 is preferably 0.5 μm or more and 10.0 μm or less. The thickness is more preferably 0.8 μm or more, and even more preferably 1.0 μm or more. Furthermore, the thickness is more preferably 7.0 μm or less, and even more preferably 5.0 μm or less. This allows for accurate pencil hardness of H or more, preferably 2H or more, and more preferably 5H or more. Furthermore, the optical path length from the organic light-emitting layer 9 to the display light-emitting surface 7a can be adjusted to an appropriate length, effectively suppressing color mixing between adjacent pixels. Note that the "thickness of the hard coat layer 6" in this embodiment refers to the minimum value. For example, if the hard coat layer 6 is on a microlens 5, it refers to the vertical thickness from the top of the microlens 5 to the top surface of the hard coat layer 6.
(4.そのほか)
ハードコート層6は、波長400nm~800nmの平均透過率が、95%以上であることが好ましい。これにより、ハードコート層6での光取り出し効率を高くでき、ディスプレイの輝度を良好にできる。
(4. Other)
The hard coat layer 6 preferably has an average transmittance of 95% or more for wavelengths of 400 nm to 800 nm, which can increase the light extraction efficiency of the hard coat layer 6 and improve the brightness of the display.
ハードコート層6の屈折率は、ハードコート層6の下層側(有機発光素子3側)に接するマイクロレンズ5やカラーフィルタ4よりも低く、ハードコート層6の上層側(カバーガラス7側)に接する接着層13よりも高いことが好ましい。図1に示す実施の形態では、ハードコート層6の屈折率は、マイクロレンズ5よりも低く、接着層13よりも高いことが好ましい。また、図2に示す実施の形態では、ハードコート層6の屈折率は、カラーフィルタ4よりも低く、接着層13よりも高いことが好ましい。 The refractive index of the hard coat layer 6 is preferably lower than that of the microlenses 5 and color filters 4 that are in contact with the lower layer side (organic light-emitting element 3 side) of the hard coat layer 6, and higher than that of the adhesive layer 13 that is in contact with the upper layer side (cover glass 7 side) of the hard coat layer 6. In the embodiment shown in Figure 1, the refractive index of the hard coat layer 6 is preferably lower than that of the microlenses 5 and higher than that of the adhesive layer 13. In addition, in the embodiment shown in Figure 2, the refractive index of the hard coat layer 6 is preferably lower than that of the color filters 4 and higher than that of the adhesive layer 13.
屈折率は、有機発光層9、カラーフィルタ4、マイクロレンズ5、ハードコート層6、接着層13及びカバーガラス7の順に低くなることで、優れた集光性を得ることができ、輝度を高めることができる。 The refractive index decreases in the order of organic light-emitting layer 9, color filter 4, microlens 5, hard coat layer 6, adhesive layer 13, and cover glass 7, thereby achieving excellent light-collecting properties and increasing brightness.
<本実施の形態に係る表示装置の製造方法について>
主として、ハードコート層6からカバーガラス7までの積層について説明する。
<Regarding the manufacturing method of the display device according to the present embodiment>
The lamination from the hard coat layer 6 to the cover glass 7 will be mainly described.
図4Bに示すように、マイクロレンズ5までオンチップで形成した後、感光性組成物を、マイクロレンズ5の表面に塗布する。感光性組成物には、溶剤中に、アクリルモノマー、アクリル樹脂、及び、開始剤が添加されている。また、顔料を含めることもできる。このとき、固形成分中のアクリルモノマーの含有量が31質量%以上であり、アクリルモノマー/アクリル樹脂の重量比が、1.2以上となるように調整する。 As shown in Figure 4B, after the microlenses 5 have been formed on-chip, a photosensitive composition is applied to the surface of the microlenses 5. The photosensitive composition contains an acrylic monomer, an acrylic resin, and an initiator in a solvent. A pigment may also be added. In this case, the acrylic monomer content in the solid components is adjusted to 31% by mass or more, and the acrylic monomer/acrylic resin weight ratio is adjusted to 1.2 or more.
なお図2の表示装置の場合は、該感光性組成物を、カラーフィルタ4の表面に塗布し、図3の表示装置の場合は、オーバーコート層14の表面に、感光性組成物を塗布する。塗布方法は、既存の方法を使用できる。続いて、感光性樹脂を、ホットプレートにて乾燥する。限定するものでないが、乾燥温度は、50℃以上70℃程度である。また乾燥時間は、数十秒~数分程度とする。これにより、感光性樹脂中に含まれる溶剤が蒸発する。 In the case of the display device of Figure 2, the photosensitive composition is applied to the surface of the color filter 4, and in the case of the display device of Figure 3, the photosensitive composition is applied to the surface of the overcoat layer 14. Any existing method can be used for the application method. The photosensitive resin is then dried on a hot plate. Although not limited, the drying temperature is approximately 50°C or higher and 70°C. The drying time is approximately several tens of seconds to several minutes. This causes the solvent contained in the photosensitive resin to evaporate.
次に、露光工程を行う。限定するものではないが、照度が数万W/m2程度のi線を用いて、数千J/m2の露光量で露光し硬化させる。さらに、ホットプレートにて、例えば、80℃以上100℃以下の加熱温度で、数十分の加熱時間により、さらに硬化させる。限定するものではないが、例えば、露光量が、1000J/m2~5000J/m2程度であれば、一般的に、開始剤が十分に反応し、H以上の鉛筆硬度、好ましくは、2H以上の鉛筆硬度、さらに好ましくは5H以上の鉛筆硬度を適切かつ確実に得ることができる。 Next, an exposure step is carried out. Although not limited thereto, the composition is cured by exposure to an exposure dose of several thousand J/ m2 using i-rays with an illuminance of approximately tens of thousands of W/ m2 . The composition is then further cured on a hot plate, for example, at a heating temperature of 80°C or higher and 100°C or lower for a heating time of several tens of minutes. Although not limited thereto, for example, an exposure dose of approximately 1000 J/ m2 to 5000 J/ m2 generally allows the initiator to react sufficiently, and a pencil hardness of H or higher, preferably a pencil hardness of 2H or higher, and more preferably a pencil hardness of 5H or higher can be appropriately and reliably obtained.
以上により、鉛筆硬度がH以上のハードコート層6を、100℃以下の温度で形成することができる。図4Aに示すように、ハードコート層6により、マイクロレンズ5の表面の凹凸が埋められる。またハードコート層6の表面6aは平坦化面となる。 As a result of the above, a hard coat layer 6 with a pencil hardness of H or higher can be formed at a temperature of 100°C or less. As shown in Figure 4A, the hard coat layer 6 fills in the irregularities on the surface of the microlens 5. Furthermore, the surface 6a of the hard coat layer 6 becomes a flat surface.
次に、図4Aに示すように、ハードコート層6の表面6aに接着剤15を塗布し、図4Bに示すように、カバーガラス7を貼り合わせる。接着剤15には、既存の接着剤を適用できる。例えば、接着剤15には、光硬化型接着剤、UV硬化型接着剤、熱硬化型接着剤などを使用できる。これにより、ハードコート層6の表面6aに、接着層13を介してカバーガラスを接着固定することができる。 Next, as shown in Figure 4A, adhesive 15 is applied to the surface 6a of the hard coat layer 6, and as shown in Figure 4B, a cover glass 7 is attached. Any existing adhesive can be used as adhesive 15. For example, a light-curing adhesive, a UV-curing adhesive, or a heat-curing adhesive can be used for adhesive 15. This allows the cover glass to be adhered and fixed to the surface 6a of the hard coat layer 6 via the adhesive layer 13.
なお、図3に示すように、樹脂層20をハードコート層6の単層でなく、オーバーコート層14など他の樹脂層も積層する場合、他の樹脂層も100℃以下の温度で形成する。このとき、他の樹脂層の鉛筆硬度はH以下であってもよい。 As shown in Figure 3, if the resin layer 20 is not a single layer of the hard coat layer 6 but also includes other resin layers such as an overcoat layer 14, the other resin layers are also formed at a temperature of 100°C or less. In this case, the pencil hardness of the other resin layers may be H or less.
<本実施の形態に係る表示装置の効果について>
本実施の形態では、図4Aに示すように、マイクロレンズ5の表面に、鉛筆硬度がH以上のハードコート層6を形成し、該ハードコート層6の表面6aに接着剤15を塗布して、図4Bに示すように、カバーガラス7を貼り合わせる。このため、ハードコート層6を形成せずに、マイクロレンズ5の表面に直接、接着剤15を塗布して、カバーガラス7を貼り合わせる図5A、図5Bの従来例と比較すると、本実施の形態では、マイクロレンズ5の表面が硬いハードコート層6で保護された状態であるため、カバーガラス7を貼り合わせる工程において、従来例のようにマイクロレンズ5に傷Aがつくことを防止できる。
<Effects of the Display Device According to the Present Embodiment>
In this embodiment, as shown in Fig. 4A, a hard coat layer 6 having a pencil hardness of H or more is formed on the surface of the microlens 5, an adhesive 15 is applied to the surface 6a of the hard coat layer 6, and a cover glass 7 is attached as shown in Fig. 4B. Therefore, compared to the conventional example shown in Figs. 5A and 5B in which the hard coat layer 6 is not formed and the adhesive 15 is applied directly to the surface of the microlens 5, and the cover glass 7 is attached, in this embodiment, the surface of the microlens 5 is protected by the hard hard coat layer 6, so that it is possible to prevent scratches A from being caused on the microlens 5 in the process of attaching the cover glass 7, as in the conventional example.
また、マイクロレンズ5に傷がつくのを抑制すべく、図6Aでは、塗布する接着剤15の量を増やして、図6Bに示すように接着層16の厚みをかなり厚くしたが、接着剤15の使用量が増えることでコスト高になり、且つ表示装置の薄型化を実現できない。これに対して、本実施の形態では、マイクロレンズ5やカラーフィルタ4の表面側を覆う、H以上の鉛筆硬度を有するハードコート層6を設けることで接着剤15の使用量を減らすことができる。また、本実施の形態では、ハードコート層6の膜厚を0.5μm~10.0μm程度に薄くでき、表示装置1の薄型化を促進できる。このように、ハードコート層6の厚みを薄くできることで、有機発光層9からディスプレイ出射面7aまでの光路長を適度な長さにでき、隣接画素どうしの光の混色の発生を効果的に抑制できる。 Furthermore, in order to prevent scratches on the microlenses 5, the amount of adhesive 15 applied is increased in Figure 6A, making the adhesive layer 16 considerably thicker as shown in Figure 6B. However, increasing the amount of adhesive 15 used increases costs and prevents the display device from being made thinner. In contrast, in this embodiment, the amount of adhesive 15 used can be reduced by providing a hard coat layer 6 with a pencil hardness of H or higher that covers the surface side of the microlenses 5 and color filters 4. Furthermore, in this embodiment, the film thickness of the hard coat layer 6 can be reduced to approximately 0.5 μm to 10.0 μm, which facilitates the thinning of the display device 1. In this way, by reducing the thickness of the hard coat layer 6, the optical path length from the organic light-emitting layer 9 to the display output surface 7a can be made appropriate, effectively preventing color mixing between adjacent pixels.
また、本実施の形態では、接着剤15の使用量を減らせることで、基板2に対して並行にカバーガラス7を接着しやすくなり、カバーガラス7の角度のずれによる品位のムラを抑制できる。 Furthermore, in this embodiment, by reducing the amount of adhesive 15 used, it becomes easier to adhere the cover glass 7 parallel to the substrate 2, and quality variations due to misalignment of the cover glass 7 can be suppressed.
また、本実施の形態では、ハードコート層6は、少なくとも、アクリル樹脂、アクリルモノマー、及び開始剤を含有する樹脂組成物を硬化させてなり、ハードコート層6中に占めるアクリルモノマー由来の構成単位の含有量が、31質量%以上であり、アクリルモノマー由来の構成単位/アクリル樹脂由来の構成単位の質量比が、1.2以上である。このような組成によるハードコート層6を形成することで、硬化温度を100℃以下に設定しても、ハードコート層6の鉛筆硬度をH以上に調整でき、有機発光層9に対する熱的影響を小さくできる。 Furthermore, in this embodiment, the hard coat layer 6 is formed by curing a resin composition containing at least an acrylic resin, an acrylic monomer, and an initiator, and the content of structural units derived from the acrylic monomer in the hard coat layer 6 is 31% by mass or more, and the mass ratio of structural units derived from the acrylic monomer/structural units derived from the acrylic resin is 1.2 or more. By forming a hard coat layer 6 with such a composition, the pencil hardness of the hard coat layer 6 can be adjusted to H or higher, even if the curing temperature is set to 100°C or lower, and the thermal impact on the organic light-emitting layer 9 can be reduced.
以上、本発明の一実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。例えば、上記では、有機EL型マイクロディスプレイを例に挙げて説明したが、有機発光素子3は、LED(発光ダイオード)であってもよく、したがって、表示装置は、マイクロLEDディスプレイであってもよい。例えば、LEDは、青色発光素子と量子ドットを組み合わせて、青色を赤色や緑色に波長変換可能な素子とすることができる。マイクロLEDディスプレイにおいても、鉛筆硬度がH以上のハードコート層を含む樹脂層を有することで、上記した表示装置の効果を得ることができる。 The above describes in detail one embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to that specific embodiment and includes structural modifications and combinations that do not deviate from the gist of the present invention. For example, while the above description uses an organic EL microdisplay as an example, the organic light-emitting element 3 may be an LED (light-emitting diode), and therefore the display device may be a microLED display. For example, the LED may be a combination of a blue light-emitting element and quantum dots, making it an element that can convert blue to red or green wavelengths. MicroLED displays can also achieve the effects of the display device described above by having a resin layer that includes a hard coat layer with a pencil hardness of H or higher.
以下、本発明の効果を明確にするために実施した実施例により、本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in detail below using examples that were carried out to clarify the effects of the present invention. However, the present invention is not limited in any way by the following examples.
<感光性組成物の組成について>
PGMEA溶剤中に、顔料、アクリルモノマー(M)、アクリル樹脂(P)、オキシタセン開始剤(I)を混合・攪拌して、感光性組成物を得た。
<Composition of the Photosensitive Composition>
A photosensitive composition was obtained by mixing and stirring the pigment, acrylic monomer (M), acrylic resin (P), and oxytacene initiator (I) in a PGMEA solvent.
実験例1~実験例6の各感光性組成物を用意した。各実験例における組成比は、表1に示す通りである。 Photosensitive compositions were prepared for Experimental Examples 1 to 6. The composition ratios for each experiment are shown in Table 1.
<ハードコート層の形成について>
実験例1~実験例6の各感光性組成物を、スピンコートにて、カラーフィルタ上に塗布し、ホットプレートにて、70℃で1分間加熱して乾燥させた。
<Formation of hard coat layer>
Each of the photosensitive compositions of Experimental Examples 1 to 6 was applied onto a color filter by spin coating, and then dried by heating on a hot plate at 70° C. for 1 minute.
続いて、照度:20000W/m2のi線を用いて、露光量:1000J/m2、3000J/m2、或いは、5000J/m2で露光し硬化させ、さらに、ホットプレートにて、100℃15分間加熱して硬化を促進させた。 Subsequently, the film was cured by exposure to i-rays with an illuminance of 20,000 W/m 2 at an exposure dose of 1,000 J/m 2 , 3,000 J/m 2 , or 5,000 J/m 2 , and then heated on a hot plate at 100°C for 15 minutes to promote curing.
また、各実験例において、膜厚が0.6μm、1.0μm、2.0μmのハードコート層を作製した。 In addition, in each experimental example, hard coat layers with thicknesses of 0.6 μm, 1.0 μm, and 2.0 μm were prepared.
<鉛筆硬度試験>
ハードコート層の鉛筆硬度は、JIS K5600-5-4に即して下記の条件により測定した。
・試験方法・・・ISO鉛筆ひっかき硬度試験器を使用
・鉛筆先端の負荷荷重・・・750g
・使用鉛筆・・・三菱Uni(6B~9H)
・使用鉛筆の芯の調整・・・木部だけを削り、芯は削らずに円柱状に保つ。先端は90度の平滑で円形の断面。
・鉛筆硬度の定義・・・傷跡が付かない最も硬い鉛筆スケールで、2回とも同じ結果が得られるまで測定を続ける。
ハードコート層への傷跡の確認は、顕微鏡(反射倍率:50倍)にて確認した。
その実験結果を以下に示す。
<Pencil hardness test>
The pencil hardness of the hard coat layer was measured under the following conditions in accordance with JIS K5600-5-4.
Test method: ISO pencil scratch hardness tester used Load on pencil tip: 750g
・Pencil used: Mitsubishi Uni (6B-9H)
- Adjusting the pencil lead: Sharpen only the wood, leaving the lead cylindrical. The tip should have a smooth, circular cross section at a 90-degree angle.
- Definition of pencil hardness: Use the hardest pencil scale that does not leave a mark and continue measuring until the same result is obtained both times.
The presence of scratches on the hard coat layer was confirmed using a microscope (reflection magnification: 50 times).
The experimental results are shown below.
表1に示すように、実験例1及び実験例2は、ハードコート層の膜厚にかかわらず、鉛筆硬度をH以上にできることがわかった。一方、実験例3~実験例6は、鉛筆硬度がHを下回り、B以下であった。 As shown in Table 1, it was found that Experimental Examples 1 and 2 were able to achieve a pencil hardness of H or higher regardless of the film thickness of the hard coat layer. On the other hand, Experimental Examples 3 to 6 had pencil hardness below H, falling to B or lower.
実験例1、実験例2のようにH以上の鉛筆硬度を有することで、ハードコート層上に接着層を介してカバーガラスを貼り合わせる工程において、凝集破壊は生じず、カラーフィルタやマイクロレンズに傷がつくことを効果的に抑制できる。 By having a pencil hardness of H or higher, as in Experimental Examples 1 and 2, cohesive failure does not occur during the process of bonding a cover glass onto the hard coat layer via an adhesive layer, effectively preventing scratches on the color filter and microlenses.
実験例1及び実験例2と、実験例3~実験例6とを対比すると、ハードコート層中に占めるアクリルモノマーの含有量に違いがみられた。すなわち、実験例1、2では、固形成分中のアクリルモノマーの含有量が、31質量%以上であった。また、実験例1、2では、アクリルモノマー/アクリル樹脂の質量比率(M/P)は、1.2以上であった。なお、これらの数値は、いずれも、樹脂組成物中に含まれる構成成分から算出した。 Comparing Experimental Examples 1 and 2 with Experimental Examples 3 to 6, differences were observed in the content of acrylic monomer in the hard coat layer. Specifically, in Experimental Examples 1 and 2, the content of acrylic monomer in the solid components was 31% by mass or more. Furthermore, in Experimental Examples 1 and 2, the mass ratio of acrylic monomer to acrylic resin (M/P) was 1.2 or more. Note that all of these values were calculated from the constituent components contained in the resin composition.
実験例1は、顔料を含むが、実験例2では顔料を含んでいない。顔料を含まない場合は、固形成分中のアクリルモノマーの含有量を、70質量%以上にできることがわかった。 Experimental Example 1 contains a pigment, while Experimental Example 2 does not. It was found that when no pigment is contained, the acrylic monomer content in the solid components can be increased to 70% by mass or more.
また、鉛筆硬度は、ハードコート層の膜厚1.0μmを基準としてH以上の鉛筆硬度を有していれば実施例、Hを下回る鉛筆硬度であれば比較例として区別できる。ただし、鉛筆硬度は、ハードコート層の膜厚が薄くなるにつれて低下する傾向にあり、膜厚が0.5μm程度であっても鉛筆硬度がH以上であることが好ましい。 Furthermore, with regard to pencil hardness, when the hard coat layer has a thickness of 1.0 μm, a pencil hardness of H or higher can be distinguished as an Example, and a pencil hardness below H can be distinguished as a Comparative Example. However, pencil hardness tends to decrease as the thickness of the hard coat layer becomes thinner, and it is preferable that the pencil hardness be H or higher even when the thickness is around 0.5 μm.
また、ハードコート層の膜厚の上限値は、10μmとした。実験例1、2におけるハードコート層の鉛筆硬度は、H以上を確保できるが、膜厚があまり厚くなると、有機発光層からディスプレイ出射面までの光路長が長くなることによる表示品位の低下が懸念されるため、膜厚は、7μm以下がより好ましく、5μm以下であることがさらに好ましいとした。 Furthermore, the upper limit of the film thickness of the hard coat layer was set to 10 μm. Although the pencil hardness of the hard coat layer in Experimental Examples 1 and 2 was able to be maintained at H or higher, if the film thickness was too thick, there was concern that the display quality would be reduced due to the increased optical path length from the organic light-emitting layer to the display output surface. Therefore, a film thickness of 7 μm or less was more preferable, and 5 μm or less was even more preferable.
また、ハードコート層を形成する際の露光量としては、1000J/m2~5000J/m2程度であれば、H以上の鉛筆硬度を得るのに十分であることがわかった。
また、実験例1、2におけるハードコート層は、波長400nm~800nmの平均透過率が、95%以上であることを確認できた。
以上により、実験例1、2を実施例とし、実験例3~6を、比較例とした。
It was also found that an exposure dose of about 1000 J/m 2 to 5000 J/m 2 when forming the hard coat layer was sufficient to obtain a pencil hardness of H or higher.
It was also confirmed that the hard coat layers in Experimental Examples 1 and 2 had an average transmittance of 95% or more for wavelengths of 400 nm to 800 nm.
Based on the above, Experimental Examples 1 and 2 were set as working examples, and Experimental Examples 3 to 6 were set as comparative examples.
本発明によれば、カラーフィルタやマイクロレンズを傷つけることなく、カバーガラスを貼り合わせることができ、表示品位に優れた有機EL型マイクロディスプレイやマイクロLEDディスプレイに利用することができる。 According to the present invention, cover glass can be attached without damaging the color filter or microlens, making it possible to use it in organic EL microdisplays and micro LED displays, which have excellent display quality.
本出願は、2024年2月16日出願の特願2024-021592に基づく。この内容は、全てここに含めておく
This application is based on Japanese Patent Application No. 2024-021592, filed February 16, 2024, the contents of which are incorporated herein in their entirety.
Claims (8)
前記樹脂層は、鉛筆硬度がH以上のハードコート層を含む、
ことを特徴とする表示装置。 a light-emitting element, a color filter and/or a microlens, a resin layer, and a cover layer are laminated in this order on a substrate;
The resin layer includes a hard coat layer having a pencil hardness of H or more.
A display device characterized by:
前記樹脂層は、少なくとも、アクリル樹脂、アクリルモノマー及び開始剤を含有する樹脂組成物を硬化してなるハードコート層を含み、
前記ハードコート層中の前記アクリルモノマー由来の構成単位が、31質量%以上含まれ、
前記アクリル樹脂由来の構成単位に対する前記アクリルモノマー由来の構成単位の質量比が、1.2以上である、
ことを特徴とする表示装置。 a light-emitting element, a color filter and/or a microlens, a resin layer, and a cover layer are laminated in this order on a substrate;
the resin layer includes a hard coat layer formed by curing a resin composition containing at least an acrylic resin, an acrylic monomer, and an initiator;
the hard coat layer contains 31% by mass or more of the structural unit derived from the acrylic monomer,
a mass ratio of the structural units derived from the acrylic monomer to the structural units derived from the acrylic resin is 1.2 or more;
A display device characterized by:
3. The display device according to claim 1, wherein the light-emitting element is an organic light-emitting element.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024-021592 | 2024-02-16 | ||
| JP2024021592 | 2024-02-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025173724A1 true WO2025173724A1 (en) | 2025-08-21 |
Family
ID=96773793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/004689 Pending WO2025173724A1 (en) | 2024-02-16 | 2025-02-13 | Display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025173724A1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086353A (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Nissan Chem Ind Ltd | Transparent substrate for organic EL device and organic EL device |
| JP2009276687A (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Optmate Corp | Layered optical film, method for manufacturing the same, and optical device using the same |
| JP2012216454A (en) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Seiko Epson Corp | Light-emitting device and electronic apparatus |
| JP2014197522A (en) * | 2012-05-09 | 2014-10-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light-emitting device and electronic apparatus |
| WO2020111101A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | ソニー株式会社 | Display device |
| JP2023126168A (en) * | 2022-02-28 | 2023-09-07 | 日東電工株式会社 | Optical laminate for OLED display device |
| JP2023169799A (en) * | 2022-05-17 | 2023-11-30 | Toppanホールディングス株式会社 | Optical film and image display device using the same |
-
2025
- 2025-02-13 WO PCT/JP2025/004689 patent/WO2025173724A1/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086353A (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Nissan Chem Ind Ltd | Transparent substrate for organic EL device and organic EL device |
| JP2009276687A (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Optmate Corp | Layered optical film, method for manufacturing the same, and optical device using the same |
| JP2012216454A (en) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Seiko Epson Corp | Light-emitting device and electronic apparatus |
| JP2014197522A (en) * | 2012-05-09 | 2014-10-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light-emitting device and electronic apparatus |
| WO2020111101A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | ソニー株式会社 | Display device |
| JP2023126168A (en) * | 2022-02-28 | 2023-09-07 | 日東電工株式会社 | Optical laminate for OLED display device |
| JP2023169799A (en) * | 2022-05-17 | 2023-11-30 | Toppanホールディングス株式会社 | Optical film and image display device using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI741010B (en) | Composition, film, near-infrared cut filter, pattern forming method, laminate, solid-state imaging element, image display device, camera module, and infrared sensor | |
| CN112558411B (en) | Colored photosensitive composition, cured film, pattern forming method, infrared light cutoff filter, and solid imaging element | |
| TWI709641B (en) | Composition, film, near-infrared cut filter, laminate, pattern forming method, solid-state imaging device, image display device, infrared sensor, and color filter | |
| CN108291989B (en) | Near-infrared-absorbing composition, film, infrared-cut filter, solid-state imaging element, infrared absorber, and compound | |
| TWI624518B (en) | Curable resin composition, image sensor wafer manufacturing method using the same, and image sensor wafer | |
| JP5946389B2 (en) | Near-infrared absorbing composition, near-infrared cut filter using the same, and method for manufacturing the same, and camera module and method for manufacturing the same | |
| KR102138068B1 (en) | Photosensitive composition, color filter, pattern formation method, solid-state imaging element and image display device | |
| TWI768108B (en) | Resin composition, film, near-infrared cut filter, infrared transmission filter, solid-state imaging element, image display device, infrared sensor, and camera module | |
| US20150329735A1 (en) | Composition for forming transparent resin layer, transparent resin layer, solid imaging element and optoelectronics device | |
| US10585221B2 (en) | Near-infrared absorption composition, cured film, near-infrared absorption filter, solid-state imaging device, and infrared sensor | |
| KR101943340B1 (en) | Colored composition, method for producing colored composition, color filter, pattern formation method, method for producing color filter, solid-state imaging element, and image display device | |
| TW201641579A (en) | Curable composition, cured film, organic EL display device, liquid crystal display device, touch panel, and touch panel display device | |
| KR102259624B1 (en) | Composition, film, optical filter, pattern forming method, solid-state image sensor, image display device and infrared sensor | |
| TW201710408A (en) | Near-infrared absorbing curable composition, cured film, solid-state imaging device, infrared absorbing agent, and compound | |
| US9879034B2 (en) | Near-infrared absorption composition, cured film, near-infrared cut filter, solid-state imaging device, infrared sensor, and compound | |
| US11945887B2 (en) | Curable composition, film, near-infrared cut filter, solid-state imaging element, image display device, infrared sensor, and camera module | |
| US11169439B2 (en) | Coloring composition and method for producing film | |
| TWI712680B (en) | Far-infrared transmissive composition, formed body, laminate, far-infrared transmissive filter, solid-state imaging element, and infrared camera | |
| US12528956B2 (en) | Ink-jet adhesive, method for producing electronic component, and electronic component | |
| CN101681010A (en) | Method for manufacturing imaging device, and optical element | |
| WO2025173724A1 (en) | Display device | |
| TW201704357A (en) | Resin composition, resin film, method for producing resin film, optical filter, ink, device, j-aggregates, and method for producing j-aggregates | |
| TWI445221B (en) | Board having frames, method of manufacturing the same and applications therefor | |
| TW201918476A (en) | Composition, film, lens, solid imaging element, and compound | |
| CN106531901A (en) | Substrate with cofferdam |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 25754689 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |