JP2002540442A - カラー映像ディスプレイの画質向上フィルタ用染料組合わせ - Google Patents
カラー映像ディスプレイの画質向上フィルタ用染料組合わせInfo
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Abstract
Description
その類似製品用のフィルタに関するものである。特に、本発明は、カラー映像(
ビデオ)ディスプレイ装置用の特定の染料の組合わせを含むフィルタに関するも
のである。
品において、今日では広く用いられている。これらの多くは、概ね、電子銃から
放出された電子が蛍光スクリーンに衝突し、広い波長域、テレビやコンピュータ
ーのモニター等の一般のディスプレイ装置については通常は可視光域にわたって
電子のエネルギーを光エネルギーに変換することで画像が作られる真空管ディス
プレイ装置である陰極線管(CRT)を使用している。CRTは、モノクロ(単
色)のものもあるし、多色、典型的には赤、緑、青の三原色で画像を作るカラー
ディスプレイ装置もある。
る光であり、これが一般に見る人の目を疲れさせる。この反射光は、スクリーン
の表面(典型的にはガラス表面)で反射する周囲光と、スクリーンの裏の蛍光体
で反射する周囲光の両方からなる。この反射光をなくし、又は低減するために、
これまで幾つかの試みがなされてきた。米国特許第4,989,953号は、そ
の第2欄第13行から第3欄第22行において、これらの以前の試みのいくつか
と、それらに関連する問題を述べている。しかしながら、これらの試みの大部分
は、単色ディスプレイモニターからのぎらぎらした光(glare)を低減すること
に成功しただけである。
に、例えば、中性濃度フィルタの使用がある。中性濃度フィルタ、すなわち減衰
器は、波長に無関係に一定の減衰を起こすように設計されている。例えば、ジェ
フ・ヘック(Jeff Hecht)著「レーザーガイドブック(The Laser Guide Bo
ok)」第2版、マグロウヒル社、ニューヨーク(McGraw-Hill, Inc.,New York)
、1992、第79ページを参照されたい。このようなフィルタは、適当な媒体
における銀又はグラファイト粒子のコロイド懸濁系からなり、モニター表面に付
着する。このタイプのフィルタは、それを通過する光の一部を、波長に無関係に
透過する。実際、中性濃度フィルタは、他により良い手段がないため、現行のカ
ラーCRTディスプレイの生産において広く用いられている。しかしながら、こ
れらのフィルタは、画像の明るさを低減してしまうという難点を有している。
る、選択的濾光を利用することである。しかしながら、これでは、各蛍光体要素
ごとに異なったカラーフィルタを用いなければならないという不利益を被る。透
過したい赤、緑、青だけを透過するために幾つかのフィルタ材料を組合わせるこ
とは、一般的に、異なるフィルタ材料をつなげたために、透過したい波長の一部
が吸収されてしまうという結果となる。これは、最終的に透過される赤、緑、青
の量を減らしてしまう。 さらに別の解決法は、中性濃度フィルタと反射防止被膜の組合わせを含むもの
である。これは、反射光を削減するが、同時に画像の明るさも減少させる。
、空間的に隔てられた複数の区域を有する透明基体を含む吸収フィルタを開示し
ている。これは、異なった染料成分を含む空間的に隔てられた複数の区域を必要
とするため、このフィルタの構造はかなり複雑で、大量に生産するのは難しい。
ィルタを用いることを提唱している。例えば、マゼンタ色のカラーフィルタが緑
色蛍光体を有するCRTに用いられ、青色カラーフィルタがこはく色のCRTに
用いられている。しかしながら、この着想は、カラーディスプレイにはあまり有
効ではない、なぜならば、例えば、青色のフィルタは、そのフィルタのスペクト
ル特性に応じて、赤及び/又は緑を遮断するからである。米国特許第4,989
,953号が開示している他のすべてのカラーフィルタについても同じ問題があ
る。もしこのようなフィルタがフルカラーのディスプレイに使用されたら、結果
として生ずる表示色は激しくゆがめられてしまう。このため、米国特許第4,9
89,953号は、多色や白黒のディスプレイには、中性濃度又は灰色フィルタ
が使用されなければならないことを示唆している。しかし、この解決法は、前述
したように、ディスプレイの明るさを減少させる。中性濃度フィルタは透過した
い光のかなりの量を吸収するため、中性濃度フィルタを使用しているディスプレ
イは、強い光を出すことが可能でなければならない。これが、ディスプレイ用途
に極度に明るい蛍光体を開発する理由の一つであった。しかし、このような明る
い蛍光体はディスプレイの価格を大きく増加させる。
イパネル(PDP)だといってよい。単色表示動作の基本的な仕組みは比較的簡
単である。ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン等の不活性ガス、又はこれら
の混合物が、ガラスで囲まれた領域に密封して封入され、このガスをイオン化す
る高い電圧をかけて、プラズマを発生させる。プラズマディスプレイではカラー
表示動作も成し遂げることができる。このような動作は、プラズマの色の輝きを
直接利用するというよりは、プラズマ放電によって発生した紫外光を利用する。
従って、カラー表示動作においては、蛍光体はプラズマ放電の近くに配置される
。プラズマによって発生した紫外光が蛍光体に当たり、表示のための可視光を発
生させる。プラズマディスプレイパネルは、ガスディスプレイパネルとしても知
られており、広い視野角、自己発光による見やすいディスプレイ、薄い形状など
の特長を持っている。これらの有利な点は、高品質テレビへの、ガス放電ディス
プレイパネルの使用の増大を促進してきた。PDPの厳密な構造は本発明の主要
点ではなく、本発明のフィルタは、厳密な形状によらず、どのようなカラーPD
Pに対しても有用であると考えられる。この分野において通常の技術を有する者
であれば、本発明のフィルタをどのようなPDP装置にも使用することができる
であろう。
プラズマディスプレイは、まだ、充分に高い明るさ及び、赤、緑、及び青色の充
分に高い透過率を持っていない。従って、中性濃度フィルタは、ディスプレイの
明るさをさらに減少させてしまうため、プラズマディスプレイ用途には、色及び
コントラストの向上に効果的に使用されることはできない。その上、蛍光体の小
画素が相互に極めて接近しているため、選択されていない蛍光体領域の励起を防
止する物理的なバリアが必要である。
ある用途を考慮して、この産業では、画像の明るさ及び解像度を著しく犠牲にす
ることなしに、総体的な色を増大しコントラスト及び色の向上を増進するととも
に、ディスプレイ装置からの反射光を効果的に低減する、何らかの装置又は仕組
みを持つという要求がある。
る、カラーディスプレイ用のフィルタを提供することである。 本発明の他の目的は、画像の明るさを著しく犠牲にすることなしに、カラーデ
ィスプレイモニターの画像のコントラスト及び色を向上させる特定の染料の組合
わせを含むフィルタを提供することである。 本発明のさらに他の目的は、三原色、すなわち赤、緑、青に対して特に適用す
るようにスペクトル同調されたカラーディスプレイ用のマルチプルバンドパスフ
ィルタを提供することである。 本発明の他の目的及び利点は、以下の説明及び実施例から、この分野の技術を
有する者に明白にされる。
イモニター表面に付着でき、画像の明るさ及び解像度に著しい悪影響をおよぼす
ことなく、画像のコントラスト及び色を向上させる、スペクトル同調されたバン
ドパスフィルタの提供によって達成される。本発明のフィルタは、支えなしで自
立し、ディスプレイモニターの前に配置されることも可能である。本発明のフィ
ルタは、少なくとも一種の特定の赤色染料、又は複数の特定の赤色染料の混合物
を、それ単独で、又は他の特定の染料混合物と組合わせて含み、予め定められた
電磁スペクトルの原色波長をかなり選択的に透過するとともに、上記の予め定め
られた原色波長以外の波長を選択的に吸収するように適合されている。かかる染
料は、適当な透明基体上にあって、それがさらにモニター表面に付着されてもよ
いし、又は代わりに、例えばスプレーコート法等の適当な方法で、モニター表面
に直接析出させてもよい。かかる染料又は染料の組合わせは、透明な高分子マト
リックス中に均一に混合されることが好ましい。
的(50%以上)な透過を言う。「透明」という言葉は、CRT、プラズマディ
スプレイなどのテレビのディスプレイ装置のような通常の場合は可視光である、
電磁スペクトルの光の70%以上の透過を言う。このような場合、原色は、赤、
緑、青である。 さらに、本発明のバンドパスフィルタは、それぞれの波長における通過窓のス
ペクトルバンドパスフィルタ幅を同調し、これによってCRTやPDPにおいて
より鮮明で現実に近い色を可能とすることにより、色域を拡大することを可能と
する。これは、現在の視覚表示技術より大きく進歩した点である。
障をきたす、電磁誘導及び赤外線放射からPDPを遮蔽する。 さらに、要望があれば、本発明のコントラスト及び色向上フィルタの表面に、
適当な反射防止被膜を形成してもよい。この場合、反射防止被膜は、物理的、化
学的、及び光学的に、本発明のフィルタ特性に影響を及ぼさないように選択され
るべきである。好適な反射防止被膜は、例えば、米国特許第5,178,955
号に記載されている。
ドパスフィルタ(ノッチフィルタ)を開示するものであり、かかるフィルタは、
原色でない色を大幅に吸収する一方で、カラーディスプレイ装置の反射光からの
原色の透過を大幅に増大させ、これにより、見る人にとって画像のコントラスト
と色を向上させる。このフィルタは、原色に対して著しい影響を及ぼすことなく
、原色でない色を大幅に吸収する、特定の適当な染料の組合わせ(set)を含ん
でいる。
比」という用語で定義される。コントラスト比Cは、一般的に、式1によって定
義される。
感度関数、IpとIaは、それぞれ、ディスプレイの光源強度(例えば、蛍光体の
発光強度)、及び周囲光の光源強度、そして、Rはディスプレイの蛍光体に関す
る反射係数である。ここからわかるように、Cは、与えられたディスプレイシス
テムについて、Ia及び/又はT(λ)を任意に小さくすることにより、大きく
され得る。しかし、ディスプレイが全くの暗がり(Iaが大変小さい)で見られ
る場合には、大変高いコントラストは得られるが、同じ条件を用いることなしに
2つの異なったディスプレイを比較することは非常に難しくなる。そこで、ディ
スプレイ産業では、ディスプレイ性能を比較する際に、標準化された周囲光条件
を用いる試みを行っている。同様に、Ipを大きくすることにより、Cを向上さ
せることができる。実際、ディスプレイ産業では、Ipを大きくするために懸命
に努力している。Iaと Ipはコントラスト向上装置とは無関係であるため、式
2及び3で与えられる規格化された強度関数が、一般的に、コントラスト向上装
置の性能を比較するために定義される。
強度である。標準化されたコントラスト(C)及び良度指数(figure‐of−merit
)(η)は、それぞれ、式4及び5で定義される。
すなわち、η=1である。従って、これらのフィルタは、真の性能を改善するの
ではなく、ディスプレイの明るさとコントラストとの間の取引を提供するのであ
る。言い換えると、これらのフィルタは、画像の明るさを犠牲にして、コントラ
ストの向上を提供するのである。従って、例えば、吸収率50%の中性濃度フィ
ルタについては、コントラストが2倍になる、すなわち、C=2、ip=0.5
、そして、ia=0.25となる。しかし、50%の吸収がある。
えると、良度指数は、画像の色コントラストと明るさという2つの変数の間の釣
り合いである。色コントラストも明るさも両方良いことが要求される。例えば、
η=1.2ということは、コントラストが明るさより約20%大きいことを意味
する。η<1ということは、コントラストがその画像においてさらに向上され得
ることを意味する。
リックスの中に均一に含有された適当な染料を含む。このフィルタは、介在する
高分子基体とともに、又は介在する高分子基体なしで、CRTやPDPのモニタ
ーの上に接して存在してもよい。また、このフィルタは、支えなしで自立でき、
CRTやPDPのモニターの前に配置することもできる。適当な染料とは、透過
したい波長を著しく吸収することなく、透過したくない波長を選択的に吸収する
染料である。透過したい波長とは、赤、青、緑の三原色に対応する。表1は、本
発明の実施に有用な適当な染料を列挙したものである。これらのうちの多くは、
いろいろな製造業者から商業的に入手可能な、商標登録された材料である。その
ような製造業者の一つは、アルドリッチ ケミカル カンパニー、ミルウォーキ
ー、ウィスコンシン(Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin)
である。
有していなければならい。 1.吸収特性 a)吸収ピーク(λ)が、次の波長領域のうちの一つに入る: ⇒ λ < 430nm ⇒470nm < λ < 510nm ⇒550nm < λ < 610nm ⇒ λ > 650nm b)吸収バンド幅が30nmから80nmの範囲内である。 2.安定性 a)耐光性 ⇒白色光(400nmから700nm)の85MJ/m2の露光下で、劣化 が10から20%未満である。 b)熱安定性 ⇒70℃、相対湿度70%、72時間という負荷条件の下で、劣化が10か ら20%未満である。 3.溶解性 a)環境に害を及ぼさない溶剤に可溶である。 b)高品質被膜に適する、光学的に透明な高分子樹脂マトリックスに可溶であ る。
せを使用できる。かかる染料の組合わせは、上記した安定性及び溶解性を有する
とともに図1又は図2の吸光度スペクトルを有する少なくとも1種又はそれ以上
の赤色染料を含むことが好ましい。CRTやPDPその他のディスプレイ装置用
の効果的なマルチプルバンドパスフィルタを生み出すために、これらの特定の赤
色染料を、他の色の染料と組合わせることができる。
イオ州デイトン(Dayton, Ohio)のエキシトン社(Exiton,Inc.)から入手でき
る。これらの赤色染料は、各々、図1及び図2に示された吸光度スペクトルを有
する。各染料の吸光度スペクトルは、ポリメタクリル酸メチルを25%含有する
メチルエチルケトン溶液における、各染料の0.050%試料を調製することに
よって作成された。この試料は、次に、標準分光光度計で測定された。染料の光
学濃度、すなわち吸光度の値は、染料物質を定義する上で特に重要ではない。測
定試料の濃度が高くなれば、光学濃度、すなわち吸光度の値は必ず大きくなるの
である。しかしながら、吸光度スペクトルの1つ又は複数のピークが現れる波長
は独特で、特定の染料に関して一定を保証する。ひとたび染料と溶媒の系が選択
されれば、吸収ピークの位置が定まる。従って、一つの染料又は染料の組合わせ
を特徴づけるのは、1つ又は複数の吸収ピークの位置である。
同定するのに用いることができる。波長に対する光学濃度の図において、ピーク
の半分の高さにおけるnm最大幅が、バンド幅として測定される。
nc.)から入手できるが、図20に示された吸光度スペクトルを有する。この吸
光度スペクトルは、重量割合で、ポリメタクリル酸メチル及びメチルエチルケト
ンの混合物67%、及びジメチルフラン約33%からなる溶液に対して、0.0
5%のIRA 850染料試料を添加することによって作成された。この試料は
、次に、標準分光光度計で測定された。IRA 850染料は、後述する実施例
8に示されているように、プラズマディスプレイパネルからの赤外線放射の遮蔽
に、特に有効である。プラズマディスプレイパネルから放出される赤外線放射は
、リモートコントロール装置の動作を妨げ、これにより、このような電子装置の
最高性能を弱める。
るために使用された担体マトリックスの乾燥重量の約0.01%から約10%を
構成する。染料は、マトリックスの乾燥重量の約0.04%から約4.0%未満
を構成していることが好ましい。以下に述べるのは、本発明において有用な特定
の染料の、一般的及び好ましい範囲である。特定の染料の組合わせにおける各染
料の具体的な量が実施例に示され、フィルタの吸光度スペクトル全体に各染料が
与える影響に関しての参考を提供できる。これらの例は、一般的及び好ましい重
量範囲内の、また、例に示された組合わせすら超えた他の有用な染料の組合わせ
み合わせを示唆し、これにより、有効な色向上フィルタを提供する。染料ABS
574は、マトリックスの重量の約0.02%から約0.45%、好ましくは
、約0.10%から約0.45%を構成する。ABS 594は、マトリックス
の重量の約0.04%から約0.85%、好ましくは、約0.04%から約0.
80%を構成する。ABS 574とABS 594の組合わせは、これ単独でも
、他の染料とともに用いても、いずれの場合も特に有効である。さらに、マトリ
ックスの重量の約0.02%から約2.0%、好ましくは、約0.060%から
約1.0%の量のアストラゾンオレンジ;マトリックスの重量の約0.02%か
ら約2.0%、好ましくは、約0.06%から約1.0%の量のルクソールファ
ーストブルー;マトリックスの重量の約0.20%から約0.80%、好ましく
は、約0.40%から約0.70%の量のディスパースイエロー9;そして、マ
トリックスの重量の約0.50%から約10.00%、好ましくは、約4.00
%から約8.00%の量のIRA 850が、原色のマルチプル通過バンドパス
を有するフィルタを与えるために、それ単独で、又はABS赤色染料と組合わせ
て使用できる。
ィルムを製造する技術における、どの適当な方法でも形成できる。適当な染料(
例えば、表1から選ばれたもの)と樹脂システムの組合わせを適当な溶媒に充分
な濃度に溶解し、モニター上にある時、透過光のうち透過したくない波長を充分
に吸収させるようにする。充分な吸収とは、一般的には20%超、好ましくは5
0%超、模範的には80%超である。適当な溶媒とは、その染料/高分子マトリ
ックスの組合わせがモニター上に取り付ける前に高分子基体上に存在するか否か
にも依存するとともに、高分子マトリックス材料のために選ばれた溶媒と相容性
であるものである。それらの一部の変更や手法はコーティングの技術の当事者に
は明白であろう。一般的には、低級アルコール、水などの溶媒は、非腐食性で、
互いに相容性である。よって、例えば、染料が低級アルコールに溶解されて溶液
Aを形成し、高分子マトリックス材料が水又はアルコールに溶解されて溶液Bを
形成し、その後この二つの溶液が十分な量で混合されてもよい。高分子マトリッ
クス材料は、前述した他の全ての材料と相容性であり、また、光学的に透明なフ
ィルムを形成する高分子である。その例としては、ポリビニルアルコール(PVOH
)、ポリ酢酸ビニル(PVA)、ポリオレフィン類、ポリメタクリル酸メチル(PMM
A)、ポリスチレンなどのビニル重合体類及びポリアクリレート類、シクロオレ
フィン重合体類及び共重合体類(COC)、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポ
リアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリケトン、ポリエステルアミド、ポ
リビニルブチラート(PVB)、等である。これらの高分子の多くは、例えば、熱
、放射線硬化、その他の適当な手法で架橋結合可能であってもよい。溶液AとB
を混合した後、フィルムのキャスティング、フィルムの乾燥、フィルムの厚さな
どを容易にし、及び/又は促進するため、例えば、粘度調節剤、界面活性剤、揮
発剤等の添加剤を随意に添加してもよい。このような手法は、コーティング産業
においてはよく知られている。
ャスティング、押し出し、スプレーコーティング、ローラーコーティング、ディ
ップコーティング、ブラシコーティング、スピンコーティングなどの、適当な手
法によって、単一又は複数のフィルムが形成され得る。このようなフィルム形成
手法はよく知られている。又は染料と高分子との混合物から単一または複数のフ
ィルムを形成する代わりに、高分子マトリックスが最初にフィルムとして形成さ
れ、それから染色されても良い。この単一又は複数のフィルムはその後、例えば
接着剤の使用等の適当な方法により、モニター表面に取り付けられてもよい。
にスピンコートされて、単一または複数のフィルムが形成されても良い。このよ
うにコーティングされた基体はその後、例えば接着剤の使用等の適当な方法によ
り、モニター表面に取り付けられる。適当な基体としては、高分子のものはもち
ろん、ガラスも挙げられる。適当な高分子の基体としては、例えば、ポリエステ
ル類、ポリアクリレート類、ポリオレフィン類、ポリカーボネート等の、光学的
に透明な高分子が挙げられる。ポリエステル類の中では、ポリエチレンテレフタ
レート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の高分子フィルムが好ま
しい。
成形の間に、溶けた高分子マトリックスへと混合されることが可能であり、又は
染料とマトリックス高分子の混合物が最初にペレットに押し出し成形され、そし
てペレットが溶解され、所望のフィルムに押し出し成形されることも可能である
。このフィルムはその後、適当な方法によってモニター表面に取り付けられる。
このような方法は、PETやPBT等のポリエステルがマトリックスとして用い
られる場合には、大変有用である。 さらに別の方法においては、染料/高分子混合物が、モニターへ直接スプレー
され、適当なフィルムが形成されてもよい。本発明は、このような様々な方法に
対応できるほど順応性がある。
イパネルのどちらにも好ましく使用可能である。本発明のフィルタは、テレビの
CRTや、コンピュータースクリーンなどの表面板の外側表面に取り付けること
ができ、又はフィルタを支えなしで自立させ、スクリーンの前に配置されること
も可能である。CRTスクリーンの内側表面は、カラー蛍光体を含んでいる。こ
のようなCRTスクリーンの例は、イトウ(Itou)等に与えられた米国特許第4
,977,347号、マツダ(Matsuda)等に与えられた米国特許第4,785
,217号、ディール(Deal)等に与えられた米国特許第4,563,612号
に見出すことができ、これらの特許の開示の全体を、本明細書中に参考として組
み入れられる。
である。プラズマディスプレイ パネルは、本質的に、不活性ガスの混合物と、
ガラスの内側表面の薄膜導電性電極とを封入して、低温フリットで端部を密封し
た、ガラスのサンドイッチである。透明導電体の平行な線が、内側表面のうちの
一つに配置され、金属電極が外側表面にある。本発明のフィルタは、外側ガラス
表面の前面に取り付けられるか、又はフィルタが支えなしで自立し、外側ガラス
表面の前面の前に配置されることも可能である。適当なプラズマディスプレイ
パネルの例は、ウシフサ(Ushifusa)等に与えられた米国特許第5,818,1
68号、ブリッツァー(Blitzer)等に与えられた米国特許第3,601,53
2号であり、これらの特許の開示の全体を、本明細書中に参考として組み入れら
れる。
範囲を制限することを意図したものではない。 [実施例1] プラズマディスプレイは2つの大きな問題に直面している。(1)青色強度が
低いこと、そして、(2)赤色蛍光体の発光スペクトルにおける590nm付近
の不要な強いオレンジのピークに起因して、赤の色純度が低いことである。本実
施例における染料の組合わせは、これらの二つの問題に対応するために発明され
たものである。
94及びABS 574が、メチルエチルケトンに飽和近くまで溶解された。別
に、高分子マトリックスに使用される材料であるポリメタクリル酸メチルが、メ
チルエチルケトンに約20重量%まで溶解された。この染料溶液がポリメタクリ
ル酸メチル溶液に添加された。数滴(約0.01重量%)の界面活性剤ジェネポ
ール(Genepole,登録商標)及びダイノール(Dynol, 登録商標)が添加された。
厚さ4mil(100ミクロン)のポリエチレンテレフタレート基体上に、約1
,000rpmで約30秒間のスピンコートにより、フィルムが形成された。こ
のフィルムは次いで乾燥器において約50℃で約30分間乾燥され、乾燥したフ
ィルムと基体との全体の厚さが約8ミクロンとなった。乾燥した高分子マトリッ
クスに対する染料の重さは、ABS 574が約0.040%、ABS 594が
約0.53%であった。このフィルタは、直径5インチのプラズマディスプレイ
パネルに据え付けられた。フィルタは、接着性のPETを用いてプラズマディ
スプレイ パネルに貼り付けられた。選ばれた染料の組合わせは、光学的に非常
に安定しており、ポリメタクリル酸メチルの高分子マトリックスと相容性がある
ことが判明し、プラズマディスプレイ パネル上に液体コートフィルムを形成し
た。
光ピークを吸収した。この染料の組合わせが赤と緑の原色の間を吸収したため、
赤と緑の両方の透過率に影響が出るだろうと予想された。しかし、意外なことに
、青色に目立った改善が見られた。青色が改善された理由は不明確である。しか
し、プラズマディスプレイ パネルの放電に用いられたネオンガスからのオレン
ジの発光によって、3色すべてが、汚染されていたと考えられる。ネオンガスに
由来するオレンジの発光は、赤色蛍光体からの発光と同じではなかったが、発光
ピークは互いに大変接近していた。この染料の組合わせに関する問題の一つは、
ピンクがかった残色であった。
ディスプレイ パネルの発光色の色度図である。また図4は、CIE標準色度図
における黒体放射のスペクトル軌跡(曲線の温度目盛り)も示している。+は白
点すなわち太陽光であり、黒い点は、フィルタ付き及びフィルタなしのパネルか
らの透過に関する周囲光を示す。スペクトル軌跡上の円は、これらのパネルから
透過した光に関する反射した白色光を示す。
レイ パネルの色座標を示す。色度図に示されたように、本実施例の染料の組合
わせは、フィルタなしのプラズマディスプレイ パネルに対して、赤、緑、青の
波長において透過率を向上している。
の色の違いを色座標のみで対比することは難しい。そこで、E値すなわちΔEが
各色座標に対して決定される。E値すなわちΔEは、2色間の人間の知覚差に比
例している。ΔE=0の場合は、人間の知覚では2つの色を識別できないことを
示す。ΔE=約2又は3の場合には、大変感覚の鋭い観測者であれば、2つの色
の違いがわかることを示す。ΔE=約5という値は、人間の観測者には2つの色
の間に明らかな違いがあることを示し、そして、ΔE>15という値は、ある色
が、その色と比較された他の全ての色と全く異なることを、観測者が断定できる
ことを示す。
であった。従って、観測者は、本実施例のフィルタが付いているPDPの赤や緑
の色と、このフィルタが付いていないPDPの赤や緑の色とを、完全に識別する
ことができる。観測者は、フィルタなしのPDPに対して、このフィルタ付きの
PDPの青色に明らかな違いがあることを、少なくとも断定することができる。 さらに、本実施例の染料の組合わせは、約+13,500°Kとの色温度増加
幅、約58.2%の相対明るさ、約1.57の相対コントラスト、そして、約0
.9137の良度指数を有している。
BS 594が約0.50%を構成していたこと以外は、実施例1の染料の組合
わせに本質的に同じであった。本実施例におけるフィルタの形成方法は、実施例
1の方法と同じであった。 本実施例のフィルタは、実施例1のフィルタに対して改善を示した。例えば、
本実施例のフィルタは、図5及び図6に示されているように、緑の透過において
改善を示した。全体的な明るさは約58.2%から約63.6%まで上がり、ま
た、良度指数は、実施例1の約0.9137から約0.9349まで上がった。
表2を参照されたい。色温度増加幅は、フィルタがついていないパネルディスプ
レイスクリーンのそれと対比して、約+7,500°Kであり、また、本実施例
のフィルタ付きプラズマディスプレイ パネルの相対コントラストは約1.47
であった。
び6.8であった。従って、観測者は、本実施例のフィルタが付いているプラズ
マディスプレイ パネルの赤や緑の色を、このフィルタが付いていないプラズマ
ディスプレイ パネルの赤や緑の色とは全く異なると識別することができる。観
測者は、フィルタなしのプラズマディスプレイ パネルに対して、本実施例のフ
ィルタ付きのプラズマディスプレイ パネルの青色に少なくとも明らかな違いが
あると断定することができる。しかしながら、残色がまだ問題であった。
び2の染料の組合わせよりも、残色を改善するために作成された。 本実施例の染料の組合わせは、2層構造のフィルタとして作成された。第1の
層は、約6ミクロンの厚さを有するポリメタクリル酸メチルの高分子マトリック
スからなっていた。染料のパッケージは、フィルムの重量の、約0.40%のA
BS 574、及び約0.80%のABS 594からなっていた。この第1の層
は、実施例1で述べたのと同様の方法で作成された。
パッケージからなっていた。これらの染料は、水50%、イソプロピルアルコー
ル30%、そしてメチルアルコール20%の溶液に溶解された。この染料溶液は
、ポリ酢酸ビニルの高分子マトリックスに添加された。数滴(約0.01重量%
)の界面活性剤ジェネポール(Genepole,登録商標)及びダイノール(Dynol, 登
録商標)が添加された。第2の層は、6ミクロンの第1の層の上に、約1,00
0rpmで約30秒間のスピンコートにより形成された。フィルタは次いで乾燥
器において約50℃で約30分間乾燥され、乾燥した全体の厚さが約12ミクロ
ンとなった。乾燥したポリ酢酸ビニルマトリックスにおける染料の重さは、アス
トラゾンオレンジが約1.0%、ルクソールファーストブルーが約1.0%であ
った。このフィルタが、直径5インチのプラズマディスプレイ パネルに据え付
けられた。
料の組合わせは、心地よい、若干青味がかったグレーの残色を生み出した。これ
は、プラズマディスプレイ パネル上に極めて高い色温度、すなわち、約8,0
00°Kを生み出し、このフィルタがディスプレイの色温度に適応可能であるこ
とを示唆した。
透過率を示したCIE標準色度図である。また、色温度増加幅は約+1,500
°K、相対明るさは約47.1%、相対コントラストは約1.99%、良度指数
は約0.9372であった。赤、緑、青のΔEは、それぞれ、約35.8、27
.0、及び19.7であった。従って、観測者は、本実施例のフィルタが付いて
いるプラズマディスプレイ パネルの赤、緑、青の色を、このフィルタが付いて
いないプラズマディスプレイ パネルの赤、緑、青の色と完全に識別することが
できる。表2は、フィルタ付き及びフィルタなしのPDPの色座標を、他の光学
特性とともに再び示す。
強度を示したものである。点線のグラフは本実施例のフィルタなしの場合の蛍光
体の強度を示す。青色蛍光体の発光スペクトルが約450nmに、緑色蛍光体が
約515nmに、そして、約590nm付近のオレンジ色の発光とともに、赤色
蛍光体の発光が約610nmと約625nmにある。赤色蛍光体の発光スペクト
ルは、590nm付近の強いオレンジのピークのために、赤の色純度が低い。
実線のグラフによって示されているように、約590nmの不要なオレンジのピ
ークの強度は著しく低減される。本発明のフィルタは、オレンジのピークの強度
を低減し、その結果、赤色蛍光体の発光スペクトルの赤の色純度を向上させる。
このように、図19のグラフによって示されているように、本発明のフィルタは
、プラズマディスプレイ パネルの色のコントラスト及び質を改善する。
実施例の染料の組合わせは、周囲光のもとでニュートラルな外観を提供するが、
これは、プラズマディスプレイ パネルの色温度を増加させる能力との相殺をと
もなう。本実施例のフィルタは、第1の層が、ポリメタクリル酸メチルのマトリ
ックスの、約0.25%の重量のABS 574、及び、約0.50%の重量の
ABS 594を含むこと以外は、実施例3において形成されたような2層構造
のフィルタであった。第2の層の成分は、この第2の層の厚さが12ミクロンで
あったこと以外は、実施例4と同じであった。
わせの吸光度スペクトルを示す。図10の色度図は、本実施例のフィルタなしの
プラズマディスプレイ パネルと比較して改善された、本実施例の染料の組合わ
せの光透過率を示す。
比べて、たったの約400°Kしか色温度増加幅がなかった。相対明るさは約3
6.7、相対コントラストは約2.42、良度指数は約0.89であった。この
ように、相対コントラストを向上させるために、この染料の組合わせは、色温度
、相対明るさ、そして良度指数を犠牲にした。表2を参照されたい。
であった。従って、観測者は、本実施例のフィルタが付いているプラズマディス
プレイ パネルの赤、緑、青の色を、このフィルタが付いていないプラズマディ
スプレイ パネルの赤、緑、青の色と完全に識別することができる。
増加させる能力との交換に、周囲光のもとでニュートラルな外観を提供した。本
実施例の染料の組合わせは、この第2層の厚さが12ミクロンであったこと以外
は、実施例4の染料の組合わせと同様に準備された。
ィルタなしのプラズマディスプレイと比較した、本実施例の染料の組合わせの赤
、緑、青の透過率を示す色度図である。
から約56.9%に増加させ、青の領域において透過を増大させたことがわかる
。また、緑の色純度の向上を若干妥協したものの、良度指数は、約0.8から約
0.96へと、実施例4の染料の組合わせから著しく向上した。色温度は、フィ
ルタなしのPDPと比較して、約1,000°K増加した。相対コントラストは
約1.69であった。
2であった。従って、観測者は、本実施例のフィルタが付いているプラズマディ
スプレイ パネルの赤、緑、青の色を、このフィルタが付いていないプラズマデ
ィスプレイ パネルと完全に識別することができる。
ティング法により形成された。本実施例のフィルタはプラズマディスプレイ パ
ネルの表面にキャストされて形成された。このフィルタは、厚さが約50ミクロ
ンの酢酸セルロース層から形成されていた。染料の組合わせは、アストラゾンオ
レンジ、ABS 574、ABS 594、そして、ルクソールファーストブルー
から構成されていた。これら全ての染料はアセトンとメタノールからなる溶液に
添加され、酢酸セルロースと混合された。数滴(約0.01重量%)の界面活性
剤ジェネポール(Genepole,登録商標)及びダイノール(Dynol, 登録商標)が添
加された。次にプラズマディスプレイ パネルのガラス表面に、市販のキャステ
ィング装置を用いてキャストされ、フィルムが形成された。酢酸セルロースマト
リックスに対する各染料の最終的な乾燥重量は、アストラゾンオレンジが約0.
065%、ABS 574が約0.024%、ABS 594が約0.048%、
そしてルクソールファーストブルーが約0.060%であった。
の性能はかなり見事である。相対明るさは約64%、相対コントラストは約1.
45、良度指数は約0.935であった。青の透過率は約68%であった。この
ように、本実施例の染料の組合わせは、高い明るさ、高い青の透過率、色域の著
しい拡大、十分な良度指数、そして約+500°Kの色温度増加幅を示した。
.1であった。従って、観測者は、フィルタなしのプラズマディスプレイ パネ
ルに対して、本実施例のフィルタが付いているプラズマディスプレイ パネルの
赤の色を完全に識別することができ、また、フィルタなしのパネルに対して、本
実施例のフィルタ付きのプラズマディスプレイ パネルの緑や青に明らかな違い
があると少なくとも認めることができる。
例3)を再生するものであった。 本実施例の染料の組合わせであるディスパースイエロー9、アストラゾンオレ
ンジ、ABS 574、ABS 594、及び、ルクソールファーストブルーが、
メチルエチルケトンが40%、及びメタノールが60%の溶液に混合された。さ
らに、ポリビニルブチラート(高分子マトリックス)が、20重量%となるよう
に、水に溶解された。次に、染料混合物がポリビニルブチラート溶液に添加され
た。厚さ4mil(100ミクロン)のPETフィルム上に、約1,000rp
mで約30秒間のスピンコートにより、フィルムが形成された。フィルムは次い
で乾燥器において約50℃で約30分間乾燥され、乾燥したフィルム全体の厚さ
が約5ミクロンとなった。乾燥したポリビニルブチラートマトリックスにおける
各染料の重さは、アストラゾンオレンジが約0.45%、ABS 574が約0
.25%、ABS 594が約0.50%、そしてルクソールファーストブルー
が約0.55%であった。これが、プラズマディスプレイ パネル(直径5イン
チのカラーテレビモニター)に据え付けられた。
れた。相対明るさは約62%で、約69%という高い青の透過率であったが、そ
れでも許容できる残色であった。相対コントラストは約1.51で、約0.94
%という十分な良度指数であった。図15は本実施例の染料の組合わせの吸光度
スペクトルを示し、図16は、フィルタなしのプラズマディスプレイと比較して
向上した、青、緑、赤色の透過率を示す。
0であった。従って、観測者は、フィルタなしのプラズマディスプレイ パネル
に対して、本実施例のフィルタが付いているプラズマディスプレイ パネルから
の赤や緑の色を完全に識別することができ、また、フィルタなしのパネルに対し
て、本実施例のフィルタ付きのパネルの青色に少なくとも明らかな違いがあると
結論を下すであろう。
約0.12重量%のアストラゾンオレンジ、約0.18重量%のABS 574
、約0.32重量%のABS 574、約0.32重量%のABS 594、及び
約0.38重量%のルクソールファーストブルーから成っていた。使用された溶
媒は、メチルエチルケトンが80%、ジメチルフランが20%の混合物であった
。染料の組合わせはPET上にスピンコートされ、7ミクロンのフィルムが形成
された。
置の動作を妨げるため、フィルタには赤外線遮蔽が必要とされることが知られて
いた。従って、本実施例の染料の組合わせは、高分子/染料溶液に7重量%のI
RA 850を添加することにより、この必要条件を満たすように作成された。
、画質向上性能において何ら妥協することなく、プラズマによって放出された近
赤外放射を遮蔽する能力を有していた。また、本実施例のフィルタを形成するに
あたって、再びポリメタクリル酸メチル樹脂が使用された。ポリメタクリル酸メ
チルは、ポリビニルブチラートより、光学的に優れた性能を示す。さらに、安定
性において予期しなかった改善も見られた。特定の理論に基づいているわけでは
ないが、ポリビニルブチラートに対してポリメタクリル酸メチルからの水分吸収
が低いことが、安定性における改善を説明することができる。
フィルタなしのプラズマディスプレイ パネルに対し、赤、緑、青の波長におい
て改善された色コントラストを示す色度図である。また、本実施例の染料の組合
わせは、約+15,000°Kという増大した色温度増加幅、約1.523の相
対コントラストでありながら約62.2%という向上した相対明るさ、約0.9
5という十分な良度指数を示した。表2を参照されたい、そしてさらに約73%
と向上した青の透過率を示した。
であった。従って、観測者は、フィルタなしのプラズマディスプレイ パネルに
対して、本実施例のフィルタが付いているプラズマディスプレイの赤や緑の色を
完全に識別することができ、また、フィルタなしのパネルに対して、本実施例の
フィルタ付きのプラズマディスプレイ パネルの青色に明らかな違いがあると少
なくとも判断できる。
のABS 574及び0.53%のABS 594を含む染料の組合わせの吸光度スペクトルで
ある。
BS 594を含む染料の組合わせの色度図である。
BS 594を含む染料の組合わせの吸光度スペクトルである。
BS 594を含む染料の組合わせの色度図である。
ンオレンジ及び1.0%のルクソールファーストブルーと組み合わされた、PMMA
マトリックスにおける0.40%のABS 574及び0.80%のABS 594を含む染料
の組合わせの吸光度スペクトルである。
0%のルクソールファーストブルーと組み合わされた、0.40%のABS 574及
び0.80%のABS 594を含む染料の組合わせの色度図である。
ールファーストブルー1.0%と組み合わされた、PMMAマトリックスにおける0
.25%のABS 574及び0.50%のABS 594を含む染料の組合わせの吸光度スペ
クトルを示す。
ソールファーストブルー1.0%と組み合わされた、0.25%のABS 574及び
0.50%のABS 594を含む染料の組合わせの色度図である。
.0%を含有する別の6μmのPVAマトリックス層と組み合わされた、6μmのP
MMAマトリックス層における0.25%のABS 574及び0.50%のABS 594を含
む染料の組合わせの吸光度スペクトルである。
ストブルーを含有する第2の6μmのPVAマトリックス層と組み合わされた、第
1の6μmのPMMAマトリックス層における0.25%のABS 574及び0.50%
のABS 594を含む染料の組合わせの色度図である。
ンオレンジ、0.024%のABS 574、0.048%のABS 594、及び、0.06
0%のルクソールファーストブルーを含む染料の組合わせの吸光度スペクトルで
ある。
ンオレンジ、0.024%のABS 574、0.048%のABS 594、及び、0.06
0%のルクソールファーストブルーを含む染料の組合わせの色度図である。
パースイエロー9、0.45%のアストラゾンオレンジ、0.25%のABS 574
、0.50%のABS 594、及び、0.55%のルクソールファーストブルーを含
む染料の組合わせの吸光度スペクトルである。
パースイエロー9、0.45%のアストラゾンオレンジ、0.25%のABS 574
、0.50%のABS 594、及び、0.55%のルクソールファーストブルーを含
む染料の組合わせの色度図である。
2%のアストラゾンオレンジ、0.18%のABS 574、0.32%のABS 594、及
び、0.38%のルクソールファーストブルーを含む染料の組合わせの吸光度ス
ペクトルである。
2%のアストラゾンオレンジ、0.18%のABS 574、0.32%のABS 594、及
び、0.38%のルクソールファーストブルーを含む染料の組合わせの色度図あ
る。
強度を図示したグラフである。 図20は、MEK及びDMFに溶解され、PMMAマトリックスに含まれた、赤外線遮
蔽染料である、染料IRA 850の吸光度スペクトルである。
Claims (33)
- 【請求項1】 担体マトリックス中に均一に含まれた、図1に示される吸光度スペクトルを実
質的に有する第1の染料と、図2に示される吸光度スペクトルを実質的に有する
第2の染料のどちらか一方、又は該第1及び第2の染料の混合物を有することを
特徴とする、カラーディスプレイのコントラスト及びカラー向上用フィルタ。 - 【請求項2】 前記第1及び第2の染料の混合物を有し、該混合物が、前記マトリックスの重
量に対し、約0.02重量%から約0.85重量%の第1の染料、及び約0.0
1重量%から約0.45重量%の第2の染料を含む、請求項1のフィルタ。 - 【請求項3】 前記フィルタが、マトリックス中に均一に含まれた、前記第1及び第2の染料
、アストラゾンオレンジ染料、及びルクソールファーストブルー染料を有する、
マルチプルバンドパスフィルタである、請求項1のフィルタ。 - 【請求項4】 さらに、前記マトリックスの重量に対し、約0.02重量%から約2.0重量
%の量のアストラゾンオレンジ、及び約0.02重量%から約2.0重量%の量
のルクソールファーストブルーを有する、請求項2のフィルタ。 - 【請求項5】 さらに、前記マトリックスの重量に対し、約0.20重量%から約0.80重
量%の量で、マトリックス中に均一に含まれたディスパースイエロー9染料を有
する、請求項4のフィルタ。 - 【請求項6】 さらに、マトリックス中に均一に含まれたIRA 850染料を有する、請求
項3に記載のフィルタ。 - 【請求項7】 前記マトリックスが高分子マトリックスである、請求項1のフィルタ。
- 【請求項8】 高分子マトリックスが、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリメタク
リル酸メチル、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリカーボ
ネート、ポリビニルブチラート、シクロオレフィン重合体、シクロオレフィン共
重合体、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリケトン
、又はポリエステルアミドである、請求項7のフィルタ。 - 【請求項9】 前記第1及び第2の染料が、白色光の85MJ/m2の露光下で、劣化が10
から20%未満であることを特徴とする耐光性と、温度70℃、相対湿度70%
、72時間という条件の下で、劣化が10から20%未満であることを特徴とす
る熱安定性とを有する、請求項1のフィルタ。 - 【請求項10】 高分子マトリックス中に均一に含まれた前記第1及び第2の染料の混合物から
なる第1の層と、かかる第1の層の上に並置され、高分子マトリックス中に均一
に含まれたアストラゾンオレンジ染料及びルクソールファーストブルー染料の混
合物を含む第2の層を有する、請求項3のフィルタ。 - 【請求項11】 前記第1の層が、ポリメタクリル酸メチルのマトリックスを有する、請求項1
0のフィルタ。 - 【請求項12】 前記第2の層が、ポリ酢酸ビニルのマトリックスを有する、請求項11のフィ
ルタ。 - 【請求項13】 前記マトリックスが、ガラス及び高分子基体から選ばれた透明基体上にコーテ
ィングされている、請求項1のフィルタ。 - 【請求項14】 前記マトリックスが、支えなしで自立している高分子フィルムである、請求項
1のフィルタ。 - 【請求項15】 内側面及び外側面を有し、内側面は蛍光体の層を有し、外側面は半透明のフィ
ルタを有する表面板と、担体マトリックス中に取り込まれた、図1に示された吸
光度スペクトルを実質的に有する第1の染料と、図2に示された吸光度スペクト
ルを実質的に有する第2の染料のどちらか一方、又は該第1及び第2の染料の混
合物を含むフィルタとを有することを特徴とするカラーディスプレイ装置。 - 【請求項16】 前記フィルタがさらに、担体マトリックス中に均一に含まれた、アストラゾン
オレンジ染料とルクソールファーストブルー染料とを有する、請求項15のカラ
ーディスプレイ装置。 - 【請求項17】 前記フィルタがさらに、担体マトリックス中に取り込まれたディスパースイエ
ロー9染料を有する、請求項16のカラーディスプレイ装置。 - 【請求項18】 前記担体マトリックスが高分子である、請求項1に記載のカラーディスプレイ
装置。 - 【請求項19】 前記高分子マトリックスが、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリメ
タクリル酸メチル、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリカ
ーボネート、ポリビニルブチラート、シクロオレフィン重合体、シクロオレフィ
ン共重合体、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリケ
トン、又はポリエステルアミドである、請求項18のカラーディスプレイ装置。 - 【請求項20】 前記フィルタが、高分子マトリックス中に含まれた前記第1及び第2の染料の
混合物を有する第1の層、及び、別の高分子マトリックス中に含まれたアストラ
ゾンオレンジ染料及びルクソールファーストブルー染料を有する第2の層、とを
有する、請求項16のカラーディスプレイ装置。 - 【請求項21】 前記第1の層がポリメタクリル酸メチルのマトリックスであり、前記第2の層
がポリ酢酸ビニルのマトリックスである、請求項21のカラーディスプレイ装置
。 - 【請求項22】 前記マトリックスが、ガラス及び高分子物質から選ばれた透明基体上にコーテ
ィングされている、請求項15のカラーディスプレイ装置。 - 【請求項23】 前記マトリックスが、支えなしで自立している高分子フィルムである、請求項
15のカラーディスプレイ装置。 - 【請求項24】 プラズマディスプレイ装置を含む、請求項15のカラーディスプレイ装置。
- 【請求項25】 その表面に画質向上フィルタが備えられたプラズマディスプレイ装置であって
、かかるフィルタが590nmで放出された可視光を吸収可能な赤色染料を少な
くとも一種含むことを特徴とする、プラズマディスプレイ装置。 - 【請求項26】 前記フィルタが、590nmで放出された可視光の少なくとも50%を吸収可
能である、請求項25のプラズマディスプレイ装置。 - 【請求項27】 前記少なくとも一種の赤色染料が高分子マトリックス中に含まれている、請求
項25のプラズマディスプレイ装置。 - 【請求項28】 前記担体マトリックスが、ガラス及び高分子物質から選ばれた透明基体上にコ
ーティングされている、請求項27のプラズマディスプレイ装置。 - 【請求項29】 前記マトリックスが、支えなしで自立している高分子フィルムである、請求項
27のプラズマディスプレイ装置。 - 【請求項30】 前記フィルタが、プラズマディスプレイ装置のプラズマから放出された赤外線
放射を遮蔽可能なIRA 850染料をさらに含む、請求項25のプラズマディ
スプレイ装置。 - 【請求項31】 溶媒と、図1に示される吸光度スペクトルを実質的に有する染料、図2に示さ
れる吸光度スペクトルを実質的に有する染料、アストラゾンオレンジ、ルクソー
ルファーストブルー、ディスパースイエロー9、IRA 850、又はこれらの
混合物からなる染料とを、有することを特徴とする染料溶液。 - 【請求項32】 前記溶媒が、水、有機溶媒、又はこれらの混合物である、請求項31の染料溶
液。 - 【請求項33】 前記有機溶媒が、イソプロピルアルコール、メチルアルコール、メチルエチル
ケトン、アセトン、ジメチルフラン、又はこれらの混合物である、請求項32の
染料溶液。
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A521 | Request for written amendment filed |
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