JP2011085939A - 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

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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】ディスプレイ装置のディスプレイパネルの前方に具備される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10と、前記バックグラウンド層10に所定の厚さにて形成され、互いに離間して形成される複数のパターンエレメント21,23を具備するカラーシフト低減パターンと、を含んでなり、前記複数のパターンエレメント21,23のうち少なくとも2つのパターンエレメントは、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、ディスプレイ装置のディスプレイパネルの前方に具備される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、互いに離間して形成される複数のパターンエレメントを具備するカラーシフト低減パターンを含んでなり、上記複数のパターンエレメントのうち少なくとも2つのパターンエレメントは、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。
上記少なくとも2つのパターンエレメントは、互いに異なる含有比で光吸収物質を含むことで上記光吸収率が互いに異なるか、互いに異なる含有比で光拡散物質を含むことで上記光拡散率が互いに異なるかの少なくともいずれか一方であればよい。
上記複数のパターンエレメントは、第1のパターンエレメント群と第2のパターンエレメント群とで群をなし、上記光吸収物質は、上記第1のパターンエレメント群だけに含まれ、上記光拡散物質は、上記第2のパターンエレメント群だけに含まれていてよい。
上記第1のパターンエレメント群と上記第2のパターンエレメント群とが交互に配列されていてよい。
上記光吸収物質は、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。
上記光吸収物質は、カーボンブラックのような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。
また、本発明は、ディスプレイ装置用光学フィルターを製造するためのディスプレイ装置用光学フィルターの製造方法であって、上記複数のパターンエレメントは、第1のパターンエレメント群と第2のパターンエレメント群とで群をなし、上記製造方法は、上記バックグラウンド層に上記第1のパターンエレメント群を形成する第1のステップと、上記バックグラウンド層に凹溝を形成する第2のステップと、上記凹溝に、上記光吸収物質及び上記光拡散物質のうち少なくとも一方と共に紫外線硬化性樹脂を充填する第3のステップと、紫外線を照射して上記凹溝に充填された上記紫外線硬化性樹脂を硬化させる第4のステップとを含むことを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルターの製造方法を提供する。
上記構成を有する本発明によれば、視野角の増大に伴うカラーシフト現象を最小化することで、ディスプレイ装置において広い視野角を確保し、画質を改善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。 光吸収物質を説明するための参照図である。 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。
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を具備する。
カラーシフト低減パターン20は光吸収物質を含む。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、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、光吸収物質は、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。
図7及び図8は、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、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は、−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、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。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、光学フィルターとの垂直面上において互いに離間して形成される、複数のパターンエレメント(pattern element)を具備する。ここで、少なくとも2つのパターンエレメントは、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つのパターンエレメントは、互いに異なる光吸収物質及び/または光拡散物質を含むことができる。例えば、互いに異なる種類の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。
また他の例として、上記少なくとも2つのパターンエレメントは、互いに異なる含有比で光吸収物質及び/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。
詳述すると、例えば、複数のパターンエレメントが第1のパターンエレメント群と第2のパターンエレメント群とで群を成す実施形態を仮定する。すなわち、カラーシフト低減パターンが第1のパターンエレメント群21及び第2のパターンエレメント群23の2つのパターンエレメント群を有する実施形態を仮定すると、i)図10に示すように、第1のパターンエレメント群21が光吸収物質を含み、第2のパターンエレメント群23が光拡散物質を含むか、ii)第1のパターンエレメント群が光吸収物質及び光拡散物質を共に含み、第2のパターンエレメント群が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のパターンエレメント群及び第2のパターンエレメント群の両方とも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。
各パターンエレメント群は、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10では、第1のパターンエレメント群21と第2のパターンエレメント群23とが相互に配列される実施形態を示している。
カラーシフト低減パターンは、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か、v)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。
同図に示すように、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。
同図に示すように、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。
カーボンブラックは、0.05〜0.9wt%の含有比を有することが好ましい。
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が変化する。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。
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。
典型的には、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。
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。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。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。
光学フィルターは、次のような工程を施して製造される。
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。
その後、その凹溝に、第1のパターンエレメント群をなす光吸収物質及び/または光拡散物質、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のパターンエレメント群をなす光拡散物質及び/または光吸収物質、紫外線硬化性樹脂などからなる混合物を充填した後、紫外線を照射して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。
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。
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示す断面図であり、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示す断面図である。
同図に示すように、第1のパターンエレメント群21と第2のパターンエレメント群23との配列は、様々な変形例を有することができる。図15では、第1のパターンエレメント群2つ、第2のパターンエレメント群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16では、第2のパターンエレメント群2つ、第1のパターンエレメント群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のパターンエレメント群と第2のパターンエレメント群と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パターンエレメントは第1のパターンエレメント群のものが配列され、左右それぞれの二番目ないし四番目のパターンエレメントは第2のパターンエレメント群のものが配列される形の配列が可能である。
図10、図15、及び図16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つのパターンエレメント群からなる実施形態を例示したが、これに限定されず、3つ以上のパターンエレメント群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、ディスプレイパネルの前方に配置され、上記バックグラウンド層及びバッキング層の他、透明基板、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のパターンエレメント群
23 第2のパターンエレメント群
30 バッキング層

Claims (20)

  1. 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、互いに離間して形成される複数のパターンエレメントを具備するカラーシフト低減パターンと、を含んでなり、
    前記複数のパターンエレメントのうち少なくとも2つのパターンエレメントは、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. 前記少なくとも2つのパターンエレメントは、互いに異なる光吸収物質を含むことで前記光吸収率が互いに異なるか、互いに異なる光拡散物質を含むことで前記光拡散率が互いに異なるかの少なくともいずれか一方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。
  3. 前記少なくとも2つのパターンエレメントは、互いに異なる含有比で光吸収物質を含むことで前記光吸収率が互いに異なるか、互いに異なる含有比で光拡散物質を含むことで前記光拡散率が互いに異なるかの少なくともいずれか一方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。
  4. 前記複数のパターンエレメントは、第1のパターンエレメント群と第2のパターンエレメント群とで群をなし、
    前記光吸収物質は、前記第1のパターンエレメント群だけに含まれ、前記光拡散物質は、前記第2のパターンエレメント群だけに含まれる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. 前記第1のパターンエレメント群と前記第2のパターンエレメント群とが規則的な並び順となっていることを特徴とする請求項4に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
  6. 前記第1のパターンエレメント群と前記第2のパターンエレメント群とが交互に配列され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. 前記第1のパターンエレメント群と前記第2のパターンエレメント群とが、それぞれ前記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ることを特徴とする請求項4に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
  8. 前記複数のパターンエレメントは、第1のパターンエレメント群と第2のパターンエレメント群とで群をなし、
    前記第1のパターンエレメント群は、前記光吸収物質及び前記光拡散物質を含み、前記第2のパターンエレメント群は、前記光吸収物質及び前記光拡散物質のいずれか一方だけ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。
  9. 前記複数のパターンエレメントは、第1のパターンエレメント群と第2のパターンエレメント群とで群をなし、
    前記第1のパターンエレメント群及び前記第2のパターンエレメント群は、前記光吸収物質及び前記光拡散物質を共に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。
  10. 前記光吸収物質は、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3に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
  11. 前記光吸収物質は、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10に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
  12. 前記光吸収物質は、更にブラック物質を含むことを特徴とする請求項10に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
  13. 前記光吸収物質は、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。
  14. 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13に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
  15. 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3に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
  16. 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1に記載のディスプレイ装置用光学フィルター。
  17. 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。
  18. 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。
  19. 請求項3に記載のディスプレイ装置用光学フィルターを製造するためのディスプレイ装置用光学フィルターの製造方法であって、
    前記複数のパターンエレメントは、第1のパターンエレメント群と第2のパターンエレメント群とで群をなし、
    前記製造方法は、
    前記バックグラウンド層に前記第1のパターンエレメント群を形成する第1のステップと、
    前記バックグラウンド層に凹溝を形成する第2のステップと、
    前記凹溝に、前記光吸収物質及び前記光拡散物質のうち少なくとも一方と共に紫外線硬化性樹脂を充填する第3のステップと、
    紫外線を照射して前記凹溝に充填された前記紫外線硬化性樹脂を硬化させる第4のステップと、
    を含むことを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルターの製造方法。
  20. レーザーを照射して前記凹溝を形成することを特徴とする請求項19に記載のディスプレイ装置用光学フィルターの製造方法。
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