JP2011085938A - ディスプレイ装置用光学フィルター及びこれを具備するディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視野角の増大に伴うカラーシフト現象を改善することができるディスプレイ装置用光学フィルター及びこれを具備するディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】ディスプレイ装置用光学フィルターであって、層をなすバックグラウンド層と、上記バックグラウンド層に所定の厚さにて形成されるカラーシフト低減パターンと、上記カラーシフト低減パターンの後方に形成され、光を後方に反射する光反射パッチと、を含んでなることを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ディスプレイ装置用光学フィルター及びこれを具備するディスプレイ装置に係り、より詳しくは、カラーシフト低減パターンを有するディスプレイ装置用光学フィルター及びこれを具備するディスプレイ装置に関する。

情報化社会が進展するにつれ、イメージディスプレイ関連部品及び機器が顕著に進歩し且つ普及してきている。その中でも、画像を表示するディスプレイ装置は、テレビ用、パーソナルコンピューターのモニター用などとして顕著に普及してきており、大型化と薄型化が同時に進行している。

一般に、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、液晶（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を利用して映像を表示するフラット表示装置の一つであって、他のディスプレイ装置に比べて薄くて軽量であり、低い駆動電圧及び低い消費電力を有するという長所がある。このため、産業全般にわたって広範に使用されている。

図１は、ＬＣＤ１００の基本構造と駆動原理とを概念的に示す概念図である。
従来のＶＡモードＬＣＤを例に挙げると、２つの偏光フィルム１１０、１２０は、その光軸が互いに垂直になるように付着されている。透明電極１４０がコーティングされた２つの透明基板１３０の間に、複屈折特性を示す液晶分子１５０が挿入、配列される。駆動電源部１８０によって電場が印加されると、液晶分子が電場に対して垂直に動いて配列される。
バックライトユニットから出る光は、第１の偏光フィルム１２０を通過してから線偏光になる。

図１の左側に示されたように、電源がオフ状態である場合、液晶は、基板に対して垂直に配向されている。このため、液晶は、光の偏光状態に変化を与えることができない。これにより、線偏光された光は、その状態がそのまま保持され、第１の偏光フィルム１２０と光軸が垂直な第２の偏光フィルム１１０を通過することができなくなる。

一方、図１の右側に示されたように、電源がオン状態である場合、液晶は、電場によって基板と平行な方向に沿って、２つの直交する偏光フィルム１１０、１２０の光軸の間に水平に配向される。このため、第１の偏光フィルムを介して線偏光された光は、液晶分子を通過しながら、第２の偏光フィルムに到逹する直前に、偏光状態が９０°回転された線偏光、円偏光または楕円偏光状態に変化して、第２の偏光フィルムを通過するようになる。電場の強さを調節すれば、液晶の配列状態が垂直配向から徐々に水平方向に配向角度が変化し、出る光の強さを調節することができる。

図２は、視野角による液晶の配向状態と光透過度とを示す概念図である。
画素２２０内に液晶分子が所定の方向に配列されている場合、視野角によって配列状態が異なって見えるようになる。
正面から右側方向２１０に見たとき、液晶分子の配列状態はほぼ水平配向２１２に見え、画面が相対的に明るく見えるようになる。画面の正面２３０から見たとき、液晶分子の配列状態２３２は、画素２２０内の液晶分子の配列と等しく見える。正面から左側方向２５０に見たとき、液晶分子の配列状態は、垂直配向２５２に見え、画面が相対的に暗く見えるようになる。

したがって、ＬＣＤでは、視野角の変化に伴って光の強さや色の変化が発生して、自発光ディスプレイに比べて視野角が大きく制限される。このため、視野角の改善のための多くの研究が進められてきた。

図３は、視野角による明暗比の変化及びカラーシフトを改善するための従来技術の一例を示す概念図である。
図３を参照すると、画素を２つの部分画素、すなわち、第１の画素部３２０と第２の画素部３４０とに分割して、各画素部の液晶配列状態が互いに対称になるようにする。視聴者の視聴方向に応じて第１の画素部３２０での液晶の配列状態と第２の画素部３４０での液晶の配列状態とが同時に見えるようになり、視聴者に見える光の強さは、それぞれの画素部の光の強さの和になる。

すなわち、正面から右側方向３１０に見たとき、第１の画素部３２０の液晶は水平配向３１２に見え、第２の画素部３４０の液晶は垂直配向３１４に見えるようになり、第１の画素部３２０によって画面が明るく見えるようになる。同様に、正面から左側方向３５０に見たとき、第１の画素部３２０の液晶は垂直配向３５２に見え、第２の画素部３４０の液晶は水平配向３５４に見えるようになり、第２の画素部３４０によって画面が明るく見えるようになる。正面３３０から見たときは、各画素部の配列状態と同一に見えるようになる。

このため、視聴者が見るときの画面の明るさは、視野角の変化に伴って同一またはほぼ同一になり、画面に対する垂直方向を中心に対称になる。これにより、視野角の変化に伴う明暗比の変化及び色変化の度合いが改善できるようになる。

図４は、視野角による明暗比の変化及びカラーシフトを改善するための従来技術の他の一例を示す概念図である。
図４を参照すると、複屈折特性を有しており、その特性がＬＣＤパネルの画素４４０内の液晶分子と同一であり、液晶分子の配列状態と対称になる光学フィルム４２０がさらに備えられている。視聴者の視聴方向による画素４４０内の液晶の配列状態と光学フィルム４２０の複屈折特性とにより、視聴者に見える光の強さは、それぞれによる光の強さの和になる。

すなわち、正面から右側方向４１０に見たとき、画素４４０内の液晶は水平配向４１４に見え、光学フィルム４２０による仮想液晶は垂直配向４１２に見えるようになり、光の強さは、それぞれの和になる。同様に、正面から左側方向４５０に見たとき、画素４４０内の液晶は垂直配向４５４に見え、光学フィルム４２０による仮想液晶は水平配向４５２に見えるようになり、光の強さは、それぞれの和になる。正面４３０から見たときは、画素４４０内の液晶分子の配列状態と光学フィルム４２０の複屈折された配列状態とがそれぞれ同一に見えるようになる（４３２、４３４）。
しかしながら、上記図３及び図４に示す技術によっても、依然として視野角によるカラーシフトが存在し、視野角の増大に伴って、色変化が生じるという問題点を有する。

本発明の目的は、視野角の増大に伴うカラーシフト現象を改善することができる光学フィルター及びこれを具備するディスプレイ装置を提供することである。
本発明の他の目的は、透過率を向上させることができる光学フィルター及びこれを具備するディスプレイ装置を提供することである。
本発明のまた他の目的は、ディスプレイイメージの正面からの色相が色光吸収物質によって変化することを防止することができる光学フィルター及びこれを具備するディスプレイ装置を提供することである。
本発明が解決しようとする技術的課題は、前述した技術的課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は、下記から当業者には明確に理解できるであろう。

上記目的を達成するために、本発明は、ディスプレイ装置用光学フィルターであって、層をなすバックグラウンド層と、上記バックグラウンド層に所定の厚さにて形成されるカラーシフト低減パターンと、上記カラーシフト低減パターンの後方に形成され、光を後方に反射する光反射パッチとを含んでなることを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルターを提供する。

上記カラーシフト低減パターンは、色光吸収物質及び光拡散物質のいずれか一方を含んでいてよい。

上記色光吸収物質は、５１０〜５６０ｎｍのグリーン波長を吸収するグリーン波長吸収物質を含んでいてよい。上記色光吸収物質は、更に、４８０〜５１０ｎｍのシアン波長を吸収するシアン波長吸収物質及び５７０〜６００ｎｍのオレンジ波長を吸収するオレンジ波長吸収物質を含んでいてよい。上記色光吸収物質は、更にブラック物質を含んでいてよい。

上記光拡散物質は、光拡散ビーズを含むことができる。

上記カラーシフト低減パターンは、複数の分割領域を有し、上記複数の分割領域のうち少なくとも２つの領域は、光吸収率及び光拡散率の少なくともいずれか一方が互いに異なっていてよい。

上記第１の分割領域は、上記第２の分割領域よりも前方または後方に形成されるか、互いに離間して形成されていてよい。

上記構成による本発明によれば、視野角の増大に伴うカラーシフト現象を改善することができる光学フィルター及びこれを具備するディスプレイ装置を提供することができるという効果を奏する。
また、透過率を向上させることができる光学フィルター及びこれを具備するディスプレイ装置を提供することができるという効果を奏する。
さらには、ディスプレイイメージの正面からの色相が色光吸収物質によって変化することを防止することができる光学フィルター及びこれを具備するディスプレイ装置を提供することができるという効果を奏する。

ＬＣＤの基本構造と駆動原理とを概念的に示す概念図である。 視野角による液晶の配向状態と光透過度とを示す概念図である。 視野角による明暗比の変化及びカラーシフトを改善するための従来技術の一例を示す概念図である。 視野角による明暗比の変化及びカラーシフトを改善するための従来技術の他の一例を示す概念図である。 本発明の光学フィルターを装着していない状態のＬＣＤの視野角によるカラーシフトを示すグラフである。 本発明の比較実施形態による光学フィルターを示す断面図である。 色光吸収物質を説明するための参照図である。 色光吸収物質を説明するための参照図である。 図６の光学フィルターを装着したＬＣＤのカラーシフトを示すグラフである。 本発明の第１の実施形態による光学フィルターを示す断面図である。 シアン波長吸収物質及びオレンジ波長吸収物質を説明するための参照図である。 シアン波長吸収物質及びオレンジ波長吸収物質を説明するための参照図である。 ブラック物質を説明するための参照図である。 ブラック物質を説明するための参照図である。 本発明の第２の実施形態による光学フィルターを示す断面図である。 本発明の第３の実施形態による光学フィルターを示す断面図である。 本発明の第４の実施形態による光学フィルターを示す断面図である。 本発明の第５の実施形態による光学フィルターを示す断面図である。 本発明の第６の実施形態による光学フィルターを示す断面図である。 本発明の第７の実施形態による光学フィルターを示す断面図である。 本発明の第８の実施形態による光学フィルターを示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。
［比較実施形態］
図６は、本発明の比較実施形態による光学フィルターを示す斜視図である。同図に示すように、図６の光学フィルターは、バックグラウンド層１０と、カラーシフト低減パターン２０とを具備する。
カラーシフト低減パターン２０は、色光吸収物質を含む。色光吸収物質は、５１０〜５６０ｎｍのグリーン波長を吸収するグリーン波長吸収物質を含む。また、色光吸収物質は、更に４８０〜５１０ｎｍのシアン波長を吸収するシアン波長吸収物質及び５７０〜６００ｎｍのオレンジ波長を吸収するオレンジ波長吸収物質を含むことができる。また、色光吸収物質は、更にカーボンブラックのようなブラック物質を含むことができる。バックグラウンド層１０またはバッキング層３０には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｇ）の量を減少させたり調節したりして、色バランスを変化させたり調整したりする補色物質が含まれていてよい。

ディスプレイの正面から出る光がディスプレイ装置用光学フィルターを透過するときに、カラーシフト低減パターンによって、ディスプレイのイメージ色は、変化する。そのため、バックグラウンド層１０またはバッキング層３０に、補色色素にてグリーン波長領域、オレンジ波長領域及びシアン波長領域以外の波長領域を吸収する物質、例えば、レッド波長吸収物質やブルー波長吸収物質のようなグリーン補色波長吸収物質を適切に含むことで、正面で元の色に近く補色することができる。これにより、別途の層またはフィルムとして具備せずにバックグラウンド層１０またはバッキング層３０に補色物質を更に含ませて形成するため、光学フィルターの構造を単純化することができ、且つ製造工程を短縮化することができるようになる。勿論、上記補色物質は、バックグラウンド層１０またはバッキング層３０の他、粘着層にも含まれていてもよく、さらには、他の機能性フィルムに含まれていてもよい。

図７及び図８は、色光吸収物質を説明するための参照図である。
カラーシフト低減パターン２０にグリーン波長吸収物質などが充填された光学フィルターをＬＣＤ ＴＶに装着して、フルホワイト画面における正面と視野角６０°での色座標を比較した。

くさび状断面カラーシフト低減パターン２０にグリーン波長吸収物質を充填した場合、視野角の増大に伴い、グリーン波長吸収物質の色相が強く現われ、ＣＩＥ １９７６ ＵＣＳ色座標計ｕ′ｖ′において、ピンク領域寄りに色座標が移動する。また、グリーン波長吸収物質と共に、ｉ）カーボンブラック、またはｉｉ）シアン波長吸収物質及びオレンジ波長吸収物質を充填した場合、色座標計ｕ′ｖ′においてパープリッシュピンク（Ｐｕｒｐｌｉｓｈ Ｐｉｎｋ）領域寄りに色座標が移動する。

色座標計ｕ′ｖ′において、Δｖ′／Δｕ′、すなわち（ｖ′６０−ｖ′０）／（ｕ′６０−ｕ′０）の値は、ｔａｎ（−１５゜）〜ｔａｎ（４５゜）であることが好ましい（ここで、ｕ′０、ｖ′０は、視野角０°で測定した色座標値であり、ｕ′６０、ｖ′６０は、視野角６０°で測定した色座標値である）。
具体的には、グリーン波長吸収物質のみをカラーシフト低減パターン２０に充填した場合には、色座標計ｕ′ｖ′における、正面に対する視野角６０°での色座標の変化の勾配は、１５°〜４５°であることが好ましい。グリーン波長吸収物質とカーボンブラックとを一緒に充填した場合には、正面に対する視野角６０°での色座標の変化の勾配は、−１５°〜１５°であることが好ましい。グリーン波長吸収物質、シアン波長吸収物質及びオレンジ波長吸収物質を一緒に充填した場合には、正面に対する視野角６０°での色座標の変化の勾配が−１５°〜１５°であることが好ましい。

図９は、図６の光学フィルターを装着したＬＣＤ ＴＶにおける視野角の変化による１３種の混色のカラーシフトを示す図面である。
図６のカラーシフト低減パターン２０にグリーン波長吸収物質（ピンク色素）０．５ｗｔ％を充填して光学フィルターを作製した後、図９に示すようなカラーシフト結果を得た。

［本発明の実施形態］
図１０は、本発明の第１の実施形態による光学フィルターを示す断面図である。
本発明の光学フィルターは、典型的には、ディスプレイ装置のディスプレイパネルの前方に具備されるが、ディスプレイパネルとバックライトユニットとの間に具備されていてもよい。
光学フィルターは、バックグラウンド層１０と、カラーシフト低減パターン２０、及び光反射パッチ４０とを具備する。バックグラウンド層１０は、光を透過させる物質が層をなして形成される。バックグラウンド層１０は、紫外線硬化性樹脂からなってよい。

カラーシフト低減パターン２０は、バックグラウンド層１０に所定の厚さにて形成される。カラーシフト低減パターンは、くさび状断面ストライプパターン、くさび状断面波パターン、くさび状断面マトリックスパターン、くさび状断面ハニカムパターン、四角形断面ストライプパターン、四角形断面波パターン、四角形断面マトリックスパターン、及び四角形断面ハニカムパターンのいずれかであればよい。

また、例えば、ストライプパターンの場合でも、水平ストライプパターン、垂直ストライプパターンなどの様々なパターンを有することができる。水平方向に形成される場合には、上下の視野角補償に有効であり、垂直方向に形成される場合には、左右の視野角補償に有効である。

また、水平方向または垂直方向に対して所定のバイアス角度を有して配置することで、モアレ現象を効率よく防止することができる。
カラーシフト低減パターンは、その底面が視聴者と向き合うように形成されていても、ディスプレイパネルに対向するように形成されていてもよい。なお、バックグラウンド層１０の両面に形成することもできる。

図１０では、カラーシフト低減パターンがバックグラウンド層１０に対して埋め込み形成される実施形態を図示しているが、必ずしもこれに限定されるものでなく、突出形成されることも可能である。
カラーシフト低減パターンは、色光吸収物質及び光拡散物質の少なくともいずれか一方を含む。色光吸収物質は、ｉ）グリーン波長吸収物質を含むか、ｉｉ）グリーン波長吸収物質と共にシアン波長吸収物質及びオレンジ波長吸収物質を含むか、ｉｉｉ）グリーン波長吸収物質、シアン波長吸収物質及びオレンジ波長吸収物質と共にカーボンブラックのようなブラック物質を含むか、ｉｖ）グリーン波長吸収物質と共にカーボンブラックのようなブラック物質を含むことができる。

〔グリーン波長吸収物質を含むカラーシフト低減パターン〕
一般に、ディスプレイ業界では、ディスプレイ装置の評価基準として通常１３種の混色（Ｗｈｉｔｅ、Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｓｋｉｎ、Ｓｏｎｙ Ｒｅｄ、Ｓｏｎｙ Ｂｌｕｅ、Ｓｏｎｙ Ｇｒｅｅｎ、Ｃｙａｎ、Ｐｕｒｐｌｅ、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｍｏｄｅｒａｔｅ Ｒｅｄ、Ｐｕｒｐｌｉｓｈ Ｂｌｕｅ）で評価する。

ディスプレイパネルから放出される白色光が高い階調を有するときは、視野角の増大に伴い、全波長領域における輝度が低下して、相対的にブルー波長領域で最も早く低下するのに対して、低い階調を有するときは、視野角の増大に伴い、全波長領域における輝度が増加して、相対的にグリーン波長領域で最も早く増加する。

したがって、カラーシフト低減パターンにグリーン波長吸収物質を充填させて、視野角の増大に伴い、ディスプレイパネルから放出される光の全体波長領域における吸収が次第に増加するようにし、特に、５１０〜５６０ｎｍのグリーン波長領域における光の吸収が相対的に大きく増加するようにすることで、カラーシフトの増大原因である視野角及びグレーレベルの変化によるＲＧＢの相対輝度の差を低減し、視野角の増大に伴うカラーシフトを最小化することができる。

グリーン波長吸収物質としては、５１０〜５６０ｎｍのグリーン波長の光を吸収できる無機物及び有機物のいずれかを使用すればよく、ピンク（Ｐｉｎｋ）色素を使用することが好ましい。グリーン波長吸収物質としては、ピンク色素の他、グリーン波長の光を吸収できるものであれば、特に制限はない。

〔グリーン波長吸収物質＋シアン波長吸収物質＋オレンジ波長吸収物質を含むカラーシフト低減パターン〕
図１１は、ＬＥＤとＣＣＦＬバックライトの発光スペクトラムを示すグラフである。
図１１に示すように、ＬＥＤ（図１１の左側に図示）と異なり、ＣＣＦＬバックライト（図１１の右側に図示）では、４９０ｎｍ付近のシアン波長領域と５９０ｎｍ付近のオレンジ波長領域で強いピークが存在する。
このようなシアン及びオレンジ波長領域のピークは、色再現面積を軽減させ、且つカラーシフトを悪化させる原因になる。

図１２は、ＬＥＤとＣＣＦＬバックライトの視野角の変化によるカラーシフトを示す図である。
図１２に示すように、ＬＥＤ（図１２の左側に図示）とＣＣＦＬのバックライト（図１２の右側に図示）で構成されたＬＣＤのカラーシフト結果を見ると、ＣＣＦＬの方が悪いことが分かる。このことから、視野角の変化によるカラーシフトに悪影響を及ぼすシアン波長領域及びオレンジ波長領域のピークを、視野角の増大に伴ってより多く吸収できるようにすると、視野角の増大に伴う混色の色変化をさらに最小化することができる。

このような役割を果たすために、カラーシフト低減パターンには、５１０〜５６０ｎｍのグリーン波長領域を吸収するグリーン波長吸収物質だけでなく、４８０〜５１０ｎｍのシアン波長吸収物質、５７０〜６００ｎｍのオレンジ波長吸収物質が含まれていてよい。その結果、ディスプレイパネルから出る光中のグリーン波長領域を、視野角の増大に伴ってより多く吸収し、また、ＬＣＤのスペクトラムにおいて視野角の変化によるカラーシフトに悪影響を及ぼすシアン波長領域及びオレンジ波長領域のピークを、視野角の増大に伴ってより多く吸収する。これにより、視野角の増大に伴う色変化を最小化し、且つブルー混色系とレッド混色系を含む全ての混色における色変化を最小化して、視野角の改善効果を一層増大させることができる。

〔ブラック物質を含むカラーシフト低減パターン〕
カラーシフト低減パターンにカーボンブラックのようなブラック物質を更に含ませてカラーシフトを改善することができる。
図１３及び図１４は、Ｂａｒｅ ＬＣＤの視野角及びグレーレベルによる輝度及び正規化輝度変化を示す図である。

高いグレーレベルでは視野角が増大するほど輝度が低下するが、図１３及び図１４に示すように、低いグレーレベルでは、視野角が増大するほど輝度が増加している。このような現象は、カラーシフトを悪化させる原因となる。このことから、視野角の増大に伴い、ディスプレイパネルから出る光をより多く吸収できるようにして、グレーレベルに関係なく、視野角が増大しても輝度が低下するようにすることでカラーシフトを改善することができる。

光反射パッチ４０は、カラーシフト低減パターンの後方に設けられ、光を後方に反射させる。該光反射パッチは、図１５に示すように、ディスプレイパネルから発光する光中のカラーシフト低減パターンに入射する光を反射させて、反射された光がディスプレイパネルまたは強化ガラスで再び反射されて前方に放出されることで、透過率を向上させることができる。

また、色光吸収物質が充填されたカラーシフト低減パターンに入射する光を反射させるため、色光吸収物質によってディスプレイイメージ色が変化することを防止することができる。色光吸収物質による正面での色変化を補償するために、色光吸収物質の吸収波長のみを透過させる物質を、バックグラウンド層、バッキング層などに含ませるか、色光吸収物質の吸収波長のみを透過させる物質を含む別途の層を形成する必要がないため、更に透過率を向上させることができるようになる。

光反射パッチ４０は、金属粒子を充填して形成することができる。例えば、Ａｇ粒子と樹脂との混合物（Ａｇ Ｐａｓｔｅ）を充填して形成することができる。
この他にも、光学フィルターは、図１０に示すように、バックグラウンド層１０を支持するバッキング層３０を具備することができる。なお、実施形態によっては、バッキング層は省略することもできる。

バッキング層３０は、紫外線透過性を有する透明な樹脂フィルムであることが好ましい。バッキング層３０の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などを使用すればよい。

図１５は、本発明の第２の実施形態による光学フィルターを概略的に示す断面図である。同図に示すように、本発明の光学フィルターは、強化ガラス透明基板５０を含むことができる。

図１６は、本発明の第３の実施形態による光学フィルターを概略的に示す断面図である。同図に示すように、カラーシフト低減パターンは、光拡散物質を含むことができる。
光拡散物質は、視野角の増大に伴い、ディスプレイパネルから出る光をより多く一様に拡散させることで、色混合（ｃｏｌｏｒ ｍｉｘｉｎｇ）を誘導してカラーシフトを改善する。光拡散物質としては、光拡散ビーズのような光拡散粒子が使用されてよい。

典型的に、色光吸収物質及び光拡散物質は、透明高分子樹脂に混合された状態で、カラーシフト低減パターンに含まれるが、光拡散粒子の屈折率は高分子樹脂の屈折率よりも大きいことが好ましく、優れた光拡散効果を得るために少なくとも０．０１以上であることがより好ましい。

光拡散粒子は、平均粒径０．１μｍ以上の粒子にて全波長の光を拡散できる白色であることが好ましい。なお、本発明がこれに限定されるものではない。
光拡散粒子は、２種以上の大きさ及び屈折率を有していてよく、光拡散粒子の材質、屈折率、大きさ及び粒度分布などを用いて好適な光学特性を制御することができる。光拡散粒子は、ＰＭＭＡ、塩化ビニル、アクリル系樹脂、ＰＣ系、ＰＥＴ系、ＰＥ系、ＰＳ系、ＰＰ系、ＰＩ系樹脂、ガラス及びシリカ（ＴｉＯ２）のような酸化物のうち少なくともいずれか一種を含むことができる。

図１７及び図１８は、それぞれ本発明の第４の実施形態及び第５の実施形態による光学フィルターを概略的に示す断面図である。
カラーシフト低減パターンは、複数の分割領域を有することができる。ここで、少なくとも２つの領域は、光吸収率及び／または光拡散率が互いに異なる。

このために、上記少なくとも２つの領域は、互いに異なる色光吸収物質及び／または光拡散物質を含むことができる。例えば、第１の分割領域２１と第２の分割領域２３に互いに異なる種類の色光吸収物質を含ませて、光吸収率が異なるようにすることもできる。

他の例として、上記少なくとも２つの領域は、互いに異なる含有比で色光吸収物質及び／または光拡散物質を含むことができる。ここで、含有比は、含有比０の場合も含む。

例えば、カラーシフト低減パターンが第１の分割領域２１及び第２の分割領域２３の２つの分割領域を有する実施形態を仮定すると、ｉ）図１７に示すように、第１の分割領域２１が色光吸収物質を含み、第２の分割領域２３が光拡散物質を含むか、ｉｉ）第１の分割領域が色光吸収物質及び光拡散物質を共に含み、第２の分割領域が色光吸収物質及び光拡散物質のいずれか一方のみを含むか、ｉｉｉ）第１の分割領域及び第２の分割領域の両方とも色光吸収物質及び光拡散物質を共に含むなどの、様々な変形が可能である。

各分割領域は、様々な配列を有することができるが、図１７及び図１８では、第１の分割領域２１が第２の分割領域２３よりも前方または後方に形成される実施形態を示している。図１７の光学フィルターは、次のような工程を施して形成される。

まず、バッキング層３０の片面に紫外線硬化性樹脂を塗布した後、パターン成形用ロールを利用して紫外線硬化性樹脂に凹溝を形成する。その後、紫外線硬化性樹脂に紫外線を照射し、最終的に、くさび状断面凹溝が形成されたバックグラウンド層１０を完成する。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、熱可塑性樹脂を利用した熱プレス法や、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を充填して成形する射出成形法などの様々な方法を用いてバックグラウンド層の凹溝を得ることができる。

その後、その凹溝に、色光吸収物質、紫外線硬化性高分子樹脂、溶媒などからなる混合物を充填した後、乾燥によって溶媒を蒸発させ、凹溝の一部が充填された状態になると、紫外線を照射して硬化させる。

その後、再び凹溝に光拡散物質、紫外線硬化性高分子樹脂などからなる混合物を充填した後、紫外線を照射してカラーシフト低減パターンを完成する。このとき、混合物の充填量は、後続工程において光反射物質が凹溝に充填されることを勘案して決定される必要がある。

次いで、再び、凹溝に、例えば、光反射物質と樹脂との混合物を充填した後、硬化させて光反射パッチを完成する。
図１９は、本発明の第６の実施形態による光学フィルターを概略的に示す断面図である。同図に示すように、複数の分割領域は、光学フィルターに垂直な垂直面上において互いに離間して形成されていてよい。複数の分割領域は、様々な配列を有することができ、規則的な並び順となっていてよい。図１９は、第１の分割領域と第２の分割領域とが交互に並んでいる実施形態を示している。

図１９の光学フィルターは、次のような工程を施して製造することができる。
先ず、バッキング層３０の片面に紫外線硬化性樹脂を塗布した後、パターン成形用ロールを利用して紫外線硬化性樹脂に凹溝を形成する。その後、紫外線硬化性樹脂に紫外線を照射し、最終的にくさび状断面凹溝が形成されたバックグラウンド層１０を完成する。

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、熱可塑性樹脂を利用した熱プレス法や、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を充填して成形する射出成形法などの様々な方法を用いてバックグラウンド層の凹溝を得ることができる。

その後、その凹溝に、第１の分割領域をなす光吸収物質（または、第２の分割領域をなす光拡散物質）、紫外線硬化性樹脂などからなる混合物を充填した後、紫外線を照射して硬化させる。
その後、レーザーにて凹溝を形成する。
その後、該凹溝に第２の分割領域をなす光拡散物質（または、第１の分割領域をなす光吸収物質）、紫外線硬化性樹脂などからなる混合物を充填する。このとき、混合物の充填量は、後続工程において光反射物質が凹溝に充填されることを勘案して決定される必要がある。

次いで、紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させることでカラーシフト低減パターンを完成する。
次いで、再び、凹溝に、例えば、光反射物質と樹脂との混合物を充填した後、硬化させて光反射パッチ４０を完成する。

図２０及び図２１は、それぞれ本発明の第７の実施形態及び第８の実施形態による光学フィルターを概略的に示す断面図である。
同図に示すように、第１の分割領域２１と第２の分割領域２３との配列は、様々な変形例を有することができる。図２０では、第１の分割領域２つ、第２の分割領域１つの順の繰り返しという、規則的な並び順となっている実施形態を示しており、図２１では、第２の分割領域２つ、第１の分割領域１つの順の繰り返しという、規則的な並び順となっている実施形態を示している。

その他、第１の分割領域と第２の分割領域はそれぞれ光学フィルターの中央を基準に対称するように配列されていてよい。例えば、中央から左右それぞれの一番目の分割領域は第１の分割領域のものが配列され、左右それぞれの二番目ないし四番目の分割領域は第２の分割領域のものが配列される形の配列が可能である。

図１０、図１５ないし図２１では、説明の便宜のためにカラーシフト低減パターンが２つの分割領域からなる実施形態を例示したが、これに限定されず、３つ以上の分割領域を有することもできることは言うまでもない。
本発明のディスプレイ装置用光学フィルターは、上記バックグラウンド層、バッキング層、強化ガラス透明基板の他、反射防止層、アンチグレア層、アンチフォグ層などの各種の機能性フィルムが相互積層されてなる。

以上、説明の便宜のために、本発明ではディスプレイ装置としてＬＣＤを例に挙げて説明したが、本発明のディスプレイ装置が必ずしもこれに限定されるものではない。本発明のディスプレイ装置は、ＲＧＢを具現するＰＤＰ、ＯＬＥＤ、ＦＥＤなどの大型ディスプレイ装置、ＰＤＡ、小型ゲーム機器の表示窓、携帯電話の表示窓などの小型モバイルディスプレイ装置及びフレキシブルディスプレイ装置などに多様に適用できる。

１０ バックグラウンド層
２０ カラーシフト低減パターン
２１ 第１の分割領域
２３ 第２の分割領域
３０ バッキング層
４０ 光反射パッチ
５０ 強化ガラス透明基板

Claims (14)

1. ディスプレイ装置用光学フィルターであって、
   層をなすバックグラウンド層と、
   前記バックグラウンド層に所定の厚さにて形成されるカラーシフト低減パターンと、
   前記カラーシフト低減パターンの後方に形成され、光を後方に反射する光反射パッチと、を含んでなることを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルター。
2. 前記カラーシフト低減パターンは、色光吸収物質及び光拡散物質のいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
3. 前記色光吸収物質は、５１０〜５６０ｎｍのグリーン波長を吸収するグリーン波長吸収物質を含むことを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
4. 前記色光吸収物質は、更に、４８０〜５１０ｎｍのシアン波長を吸収するシアン波長吸収物質及び５７０〜６００ｎｍのオレンジ波長を吸収するオレンジ波長吸収物質を含むことを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
5. 前記色光吸収物質は、更にブラック物質を含むことを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
6. 前記ブラック物質は、カーボンブラックであることを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
7. 前記光拡散物質は、光拡散ビーズを含むことを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
8. 前記カラーシフト低減パターンは、樹脂を含むことを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
9. 前記カラーシフト低減パターンは、くさび状断面ストライプパターン、くさび状断面波パターン、くさび状断面マトリックスパターン、くさび状断面ハニカムパターン、四角形断面ストライプパターン、四角形断面波パターン、四角形断面マトリックスパターン、及び四角形断面ハニカムパターンのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
10. 前記カラーシフト低減パターンは、複数の分割領域を有し、
    前記複数の分割領域のうち少なくとも２つの領域は、光吸収率及び光拡散率の少なくともいずれか一方がお互い異なることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
11. 前記カラーシフト低減パターンは、色光吸収物質及び光拡散物質のいずれか一方を含み、
    前記カラーシフト低減パターンは、第１の分割領域及び第２の分割領域の２つの分割領域を有し、
    前記色光吸収物質は、前記第１の分割領域だけに含まれ、前記光拡散物質は、前記第２の分割領域だけに含まれることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
12. 前記第１の分割領域は、前記第２の分割領域よりも前方または後方に形成されることを特徴とする請求項１１に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
13. 前記第１の分割領域と前記第２の分割領域とは、互いに離間して形成されることを特徴とする請求項１１に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
14. 請求項１に記載のディスプレイ装置用光学フィルターを具備することを特徴とするディスプレイ装置。