JP2007079392A - Optical film, display device, and deflection plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明支持体上に該透明支持体よりも屈折率の低い低屈折率層を少なくとも1つ積層した光学フィルムに関する。 The present invention relates to an optical film in which at least one low refractive index layer having a lower refractive index than that of the transparent support is laminated on the transparent support.
液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネセンスディスプレイ(ELD)、陰極線管表示装置(CRT)のような表示装置の表面には、蛍光灯や外光の映り込みが生じる場合がある。この場合には、その表示装置の画面に表示された文字や画像が見難くなる。 When the surface of a display device such as a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel (PDP), an electroluminescence display (ELD), or a cathode ray tube display device (CRT) is reflected with a fluorescent lamp or external light There is. In this case, it becomes difficult to see characters and images displayed on the screen of the display device.
これに対し、表示装置の表面に反射防止機能を持つ光学フィルムを貼り付けて、その表面からの反射光の輝度を低減することが行われている。この光学フィルムとしては、透明フィルム上に、この透明フィルムよりも屈折率の低い低屈折率層である金属酸化物の透明薄膜を積層したものが一般的である(例えば、特許文献1参照)。なお、低屈折率層を複数積層した光学フィルムでは、可視域のなるべく広い領域での光の反射を防止することが可能となる。 On the other hand, an optical film having an antireflection function is attached to the surface of a display device to reduce the brightness of reflected light from the surface. As this optical film, what laminated | stacked the transparent thin film of the metal oxide which is a low refractive index layer whose refractive index is lower than this transparent film on a transparent film is common (for example, refer patent document 1). In addition, in an optical film in which a plurality of low refractive index layers are laminated, it becomes possible to prevent light reflection in a region as wide as possible in the visible region.
この光学フィルムは、光学干渉を利用して反射防止をするように機能する。このため、光の反射防止が正面方向で最適となるように設計されると、斜め方向から見た場合に低屈折率層の膜厚増加を生じ、この斜め方向からの反射光が色づいて違和感を生じる。従って、画面表示される文字や、画像が見難くなる場合がある。 This optical film functions to prevent reflection using optical interference. For this reason, if the antireflection of light is designed to be optimal in the front direction, the film thickness of the low refractive index layer increases when viewed from the oblique direction, and the reflected light from the oblique direction is colored and uncomfortable. Produce. Therefore, it may be difficult to see characters and images displayed on the screen.
一方、低屈折率層内への光の入射角θに対し、反射防止効果を最も高らしめるには、低屈折率層の膜厚をd、屈折率をn、光の入射波長をλとすると、以下の式(1)を満足するときであるとされている。
n・d/cosθ=λ/4 (1)
On the other hand, in order to maximize the antireflection effect with respect to the incident angle θ of light into the low refractive index layer, the film thickness of the low refractive index layer is d, the refractive index is n, and the incident wavelength of light is λ. Then, it is said that it is when the following formula (1) is satisfied.
n · d / cos θ = λ / 4 (1)
この式(1)に従えば、低屈折率層の屈折率nを空気層の屈折率に対して1.5と仮定し、可視光の中心波長λを550nm、入射角度を0度とすると、膜厚dは92nmとなり、この膜厚にしておけば、光の入射角度が0度のとき、反射率が最も低くなる。 According to this formula (1), assuming that the refractive index n of the low refractive index layer is 1.5 with respect to the refractive index of the air layer, the center wavelength λ of visible light is 550 nm, and the incident angle is 0 degree, The film thickness d is 92 nm. With this film thickness, the reflectance is lowest when the incident angle of light is 0 degree.
上記計算式により、低屈折率層の膜厚を92nmとすれば反射率の低減効果が得られるものの、このような微小膜圧を正確に形成することは困難である。つまり、実際には低屈折率層の膜厚にむらが生じ、所期の干渉条件が変化し、反射低下波長にずれが生じる。この結果、色ずれおよび反射光のむらが看取される(第1の問題点)。 According to the above calculation formula, if the film thickness of the low refractive index layer is set to 92 nm, the effect of reducing the reflectance can be obtained, but it is difficult to accurately form such a micro film pressure. That is, actually, the film thickness of the low refractive index layer is uneven, the desired interference condition is changed, and the reflection reduction wavelength is shifted. As a result, color misregistration and unevenness of reflected light are observed (first problem).
また、画面中央の正面から観察したとき、所期の干渉条件(反射防止効果)が得られる光学フィルムでは、画面の両端部を斜め方向に観察することになるため、実質の膜厚増加によって光路長が増加する。この結果、色ずれが生じ、反射光のむらとして看取される(第2の問題点)。 In addition, in an optical film that obtains the desired interference condition (antireflection effect) when observed from the front in the center of the screen, both ends of the screen are observed in an oblique direction. The length increases. As a result, color misregistration occurs and is regarded as unevenness of reflected light (second problem).
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、視覚的に色付きが少なく、所期の反射防止効果を得ることができる光学フィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical film that is visually less colored and can obtain the desired antireflection effect.
本発明の光学フィルムは、透明支持体上に該透明支持体よりも屈折率の低い低屈折率層を少なくとも1つ積層した光学フィルムであって、最上層の前記低屈折率層の表面に多数の凹部又は多数の凸部がランダムに形成され、前記凹部を埋めた状態又は前記凸部を除いた状態での前記最上層の低屈折率層の厚さが、前記透明支持体の中心から端部に向って減少している。 The optical film of the present invention is an optical film in which at least one low refractive index layer having a lower refractive index than that of the transparent support is laminated on the transparent support, and a large number of the optical films are formed on the surface of the uppermost low refractive index layer. The thickness of the low-refractive index layer in the uppermost layer in a state in which the concave portions or a large number of convex portions are randomly formed and the concave portions are filled or in which the convex portions are removed is from the center of the transparent support. It is decreasing toward the department.
本発明の光学フィルムは、前記凹部又は前記凸部の平面視における平均面積が、20μm*20μm〜300μm*300μmの範囲にある。 In the optical film of the present invention, an average area of the concave portion or the convex portion in a plan view is in a range of 20 μm * 20 μm to 300 μm * 300 μm.
本発明の光学フィルムは、前記透明支持体の中心における前記厚さをlとし、前記透明支持体の端部における前記厚さをmとしたとき、1.00<l/m<1.05の条件を満たす。 In the optical film of the present invention, when the thickness at the center of the transparent support is 1 and the thickness at the end of the transparent support is m, 1.00 <l / m <1.05. Meet the conditions.
本発明の表示装置は、前記光学フィルムが表面に貼り付けられたものである。 In the display device of the present invention, the optical film is attached to the surface.
本発明の偏向板は、前記光学フィルムが表面に貼り付けられたものである。 The deflecting plate of the present invention has the optical film attached to the surface.
本発明によれば、視覚的に色付きが少なく、所期の反射防止効果を得ることができる光学フィルムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical film that is visually less colored and capable of obtaining the desired antireflection effect.
図1は、本発明の実施形態を説明するための光学フィルムの断面模式図である。図2は、図1に示す光学フィルムを真上(図1中の矢印X方向)から見たときの平面図である。
図1に示す光学フィルム100は、透明支持体101と、透明支持体101上に積層された低屈折率層102とを備える。透明支持体101は、ガラスやプラスチックなどの成形物、シート、フィルムなどからなる。プラスチックを透明支持体101として使用する場合には、低屈折率層102の付着性、耐薬品性、耐久性などの諸物性を考慮した表面被覆処理が施される。この表面被覆処理には、透明支持体101と同様の透明性が要求される。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical film for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view when the optical film shown in FIG. 1 is viewed from directly above (in the direction of arrow X in FIG. 1).
An
低屈折率層102には、透明支持体101よりも屈折率が低い無機酸化物、例えば金属酸化物の透明薄膜が用いられる。この低屈折率層102は、金属酸化物の化学蒸着(CVD)や物理蒸着(PVD)、或いは無機微粒子の塗布等により形成される。なお、この無機微粒子を2種類(例えば、MgF2とSiO2)以上混在したものでは、屈折率を変化させることができる。又、低屈折率層102は、透明支持体101上に複数積層してあっても良い。
For the low
低屈折率層102(複数積層した場合には最上層の低屈折率層)の表面にはランダムに配置された多数の凸部103が形成され、多数の凸部103によって突出していない窪んだ部分が凹部104となっている。
The surface of the low-refractive index layer 102 (the uppermost low-refractive index layer when a plurality of layers are stacked) is formed with a large number of randomly arranged
凸部103がランダムに形成されていることにより、低屈折率層102の膜厚は場所によってランダムに異なる。このため、場所によっては上記式(1)の条件が満たされなくなり、入射角0°の場合でも色のずれが生じてしまう。しかし、視覚的には、色のずれの総和が認識されるため、上記条件が満たされる部分と満たされない部分とがランダムに多数存在することにより、結果的に色ずれが目立たず、むらの少ない反射光として知覚可能になる。又、凸部103がランダムに形成されることで、光学フィルム100を表示装置に適用した場合に、モアレを抑制することができる。
Since the
又尚製造上の容易さ及び説明の容易さから、多数の凸部103のそれぞれの突出高さは略同一となっているものとする。ただし、多数の凸部103の突出高に変化がある構成での実施も可能である。そして、凸部103を除く低屈折率層102の厚さ(以下、単に低屈折率層102の厚さという)は、透明支持体101の中心ではl、端部ではm(<l)となっており、中心から端部に向って減少している。このため、低屈折率層102の端部を斜め方向から観察した場合に、入射光の光路長が増加するのを回避することができ、斜め方向から見たときの色ずれも解消することができる。
Furthermore, for the sake of ease of manufacture and ease of explanation, it is assumed that the protruding heights of the large number of
低屈折率層102の厚さは、上記式(1)に示すdの値として求めることができる。まず、光学フィルム100を観察するときの光の入射角θを、透明支持体101の中心から端部に至る任意の位置において設定する(中心での入射角を0度とする)。そして、設定した入射角θにおいて干渉条件を満たすdの値を式(1)により算出し、算出した値を、その位置における低屈折率層102の厚さとする。このようにして、透明支持体101の中心から端部に至る任意の位置毎に、低屈折率層102の厚さを決定することができる。入射角θは透明支持体101の中心から端部に向かうにつれて増加するため、式(1)によれば、低屈折率層102の厚さは、透明支持体101の中心から端部に向かうにしたがって減少する。
The thickness of the low
凸部103は、図2に示すように平面視において例えば正方形状となっており、20インチの表示装置用の光学フィルムの場合、多数の凸部103それぞれの面積の平均値が20μm*20μm〜300μm*300μmの範囲にあることが好ましい。この面積が大きすぎたり、小さすぎたりすると、回折現象によって上記効果が弱まって色ずれが目立ってしまうためである。尚、凸部103は、矩形である必要はなく、円形、その他の立体形状とすることができる。
As shown in FIG. 2, the
透明支持体101の中心における低屈折率層102の厚さlと、透明支持体101の端部における低屈折率層102の厚さmが、1.00<l/m<1.05の条件を満たす場合に、色ずれ抑制効果を最も大きくすることができる。
The thickness l of the low
このような構成の光学フィルムをHDTV(ハイヒ゛シ゛ョン)タイフ゜の表示装置に適用する場合を考える。HDTV(ハイヒ゛シ゛ョン)タイフ゜の表示装置の場合、臨場感を実感できる観察距離としては、表示装置の画面(表示域)の縦の長さの3倍の観察距離が推奨されている。HDTV(ハイヒ゛シ゛ョン)タイフ゜の画面の縦/横比は、9/16となる。例えば、縦が9uの画面のHDTVを考えると、その画面の中心から端部までの距離は8uとなり、推奨される観察距離は27uとなる。ここでuは仮想的な単位長さとする。この場合、反射の防止効果を最も高める厚みは、(1)式を考慮することで、
l=λ/(4n)
となり、mは、
m=cosθ・λ/(4n)≒0.958・λ/(4n)=0.958・l
となり、
l/m=1/0.958≒1.043
が厳密な意味での最適条件であると考えられる。但し実際の観視形態を考え、観察者の頭の動き等も勘案すると、この条件を、l/m:1.04〜1.05の範囲に広げることが考えられる。
Consider a case where an optical film having such a configuration is applied to a display device of HDTV (high vision) type. In the case of an HDTV (high-vision) type display device, an observation distance that is three times the vertical length of the screen (display area) of the display device is recommended as the observation distance at which a sense of reality can be realized. The aspect ratio of the HDTV (high vision) type screen is 9/16. For example, when considering an HDTV with a 9u vertical screen, the distance from the center to the edge of the screen is 8u, and the recommended observation distance is 27u. Here, u is a virtual unit length. In this case, the thickness that maximizes the anti-reflection effect is as follows:
l = λ / (4n)
And m is
m = cos θ · λ / (4n) ≈0.958 · λ / (4n) = 0.958 · l
And
l / m = 1 / 0.958 ≒ 1.043
Is considered to be the optimal condition in a strict sense. However, considering the actual viewing form and taking into account the movement of the observer's head, it is conceivable to extend this condition to a range of l / m: 1.04 to 1.05.
更に、NTSCでは、画面比率は縦/横比が3/4で観察推奨距離は画面の縦の長さの5倍が知られている。この場合も同様に、
l/m=1/0.991≒1.008
が厳密な意味での最適条件となる。この場合も実際の観視形態を考えると、l/m:1.00〜1.01の範囲に広げることができる。
Further, in NTSC, it is known that the screen ratio is 3/4 in the aspect ratio and the recommended observation distance is 5 times the vertical length of the screen. In this case as well,
l / m = 1 / 0.991 ≒ 1.008
Is the optimal condition in the strict sense. Also in this case, considering the actual viewing form, it can be expanded to a range of l / m: 1.00 to 1.01.
これらHDTVとNTSCの両方を満足することが、実用的な好適条件と考えられるため、
1.00<l/m<1.05を適当な範囲として規定することができる。
Satisfying both HDTV and NTSC is considered a practical and suitable condition.
1.00 <l / m <1.05 can be defined as an appropriate range.
以上のように説明した光学フィルム100は、液晶表示装置等の表示装置の表面に貼り付けて用いることで、その表面上での反射を抑えることができ、画面に表示される文字や図形が見づらくなるのを防止することができる。又、光学フィルム100を、表示装置に用いる偏向板の表面に貼り付けて一体化した製品として販売することも可能である。
The
(第二実施形態)
本実施形態の光学フィルムは、その断面図は図1と同じであり、平面図が、図2に示す平面図において、符号103と符号104を入れ替えた構成、即ち、低屈折率層102の表面に多数の凹部104が形成され、凹部104によって窪んでいない部分が凸部103となっている構成である。本実施形態の光学フィルムによれば、多数の凹部104がランダムに形成されていることにより、第一実施形態の光学フィルムと同じ効果を得ることができる。以下、このような構成をとった場合について詳しく説明する。
(Second embodiment)
The optical film of the present embodiment has the same cross-sectional view as FIG. 1, and the plan view has a configuration in which the
多数の凹部104のそれぞれの窪み深さは略同一となっている。そして、凹部104を埋めた状態における低屈折率層102の厚さ(以下、単に低屈折率層102の厚さという)は、透明支持体101の中心ではL(図1参照)、端部ではM(<L)(図1参照)となっており、中心から端部に向って減少している。このため、低屈折率層102の端部を斜め方向から観察した場合、入射光の光路長が増加するのを回避することができ、斜め方向から見たときの色ずれも解消することができる。
The depths of the recesses of the
低屈折率層102の厚さは、上記式(1)に示すdとして求めることができる。まず、光学フィルム100を観察するときの光の入射角θを、透明支持体101の中心から端部に至る任意の位置において設定する(中心での入射角を0度とする)。そして、設定した入射角θにおいて干渉条件を満たすdの値を式(1)により算出し、算出した値を、その位置における低屈折率層102の厚さとする。このようにして、透明支持体101の中心から端部に至る任意の位置毎に、低屈折率層102の厚さを決定することができる。入射角θは透明支持体101の中心から端部に向かうにつれて増加するため、式(1)によれば、低屈折率層102の厚さは、透明支持体101の中心から端部に向かうにしたがって減少する。
The thickness of the low
凹部104は、平面視において例えば正方形状となっており、20インチの表示装置用の光学フィルムの場合、多数の凹部104それぞれの面積の平均値が20μm*20μm〜300μm*300μmの範囲にあることが好ましい。この面積が大きすぎたり、小さすぎたりすると、回折現象によって上記効果が弱まって色ずれが目立ってしまうためである。尚、凹部104は、矩形である必要はなく、円形、その他の立体形状とすることができる。
The
透明支持体101の中心における低屈折率層102の厚さLと、透明支持体101の端部における低屈折率層102の厚さMが、1.00<L/M<1.05の条件を満たす場合に、色ずれ抑制効果を最も大きくすることができる。この理由は第一実施形態で述べたとおりである。
The condition where the thickness L of the low
次に、光学フィルム100の製造工程を、図3の工程図を参照して説明する。ここでは、透明支持体101がプラスチックである場合について述べる。
まず、透明支持体101の素材であるプラスチック材料201を用意し、図3(a)に示すように、所定の膜厚変動分を与える押し型202を加圧密着させる。
Next, the manufacturing process of the
First, a
次に、押し型202を取り除いて、図3(b)に示す形状に成形された透明支持体101を得る。続いて、この透明支持体101上に、透明支持体101よりも屈折率が低い低屈折率材料203を、式(1)によって求めたdの値に基づいて所定量成膜し、これを平坦化して図3(c)に示すような状態を得る。この状態で、低屈折率材料203の厚さは、透明支持体101の中心から端部に向かって減少しており、中心から端部の任意の位置における厚さは、その位置における入射角によって式(1)で計算して得られた厚さとなっている。図3(c)で示す状態が、第一実施形態においては、凸部103を除いた状態に相当し、第二実施形態においては、凹部104を埋めた状態に相当する。
Next, the
第一実施形態で説明した光学フィルムを作る場合は、透明プラスチック材203を硬化させた後、透明プラスチック材203の表面に、透明プラスチック材203と同じ材料の粒子等を塗布して多数の凸部を形成することで、光学フィルム100の製造を完了する。
一方、第二実施形態で説明した光学フィルムを作る場合は、透明プラスチック材203を硬化させる前に、透明プラスチック材203の表面に押し型を用いて多数の凹部104を形成し、その後、透明プラスチック材203を硬化させることで、光学フィルム100の製造を完了する。
In the case of making the optical film described in the first embodiment, after the transparent
On the other hand, in the case of making the optical film described in the second embodiment, before the transparent
101 透明支持体
102 低屈折率層
103 凸部
104 凹部
101
Claims (5)
最上層の前記低屈折率層の表面に多数の凹部又は多数の凸部がランダムに形成され、
前記凹部を埋めた状態又は前記凸部を除いた状態での前記最上層の低屈折率層の厚さが、前記透明支持体の中心から端部に向って減少している光学フィルム。 An optical film in which at least one low refractive index layer having a refractive index lower than that of the transparent support is laminated on the transparent support,
A large number of concave portions or a large number of convex portions are randomly formed on the surface of the uppermost low refractive index layer,
An optical film in which the thickness of the uppermost low refractive index layer in a state in which the concave portion is filled or in which the convex portion is excluded decreases from the center of the transparent support toward the end portion.
前記凹部又は前記凸部の平面視における平均面積が、20μm*20μm〜300μm*300μmの範囲にある光学フィルム。 The optical film according to claim 1,
The optical film which has the average area in planar view of the said recessed part or the said convex part in the range of 20 micrometers * 20 micrometers-300 micrometers * 300 micrometers.
前記透明支持体の中心における前記厚さをlとし、前記透明支持体の端部における前記厚さをmとしたとき、1.00<l/m<1.05の条件を満たす光学フィルム。 The optical film according to claim 1 or 2,
An optical film satisfying a condition of 1.00 <l / m <1.05, where l is the thickness at the center of the transparent support and m is the thickness at the end of the transparent support.
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