JP2011203733A - ディスプレイフィルター及びそれを含むデジタル情報表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽光に含まれた紫外線や赤外線に露出することで液晶または光学フィルムが損傷することを防止できるディスプレイフィルター及びそれを含むデジタル情報表示装置を提供する。
【解決手段】ディスプレイパネルの前方に具備されるディスプレイフィルター１１０であって、透明基板１１１、及び前記透明基板１１１に支持され、入射した外部環境光の成分のうち第１の偏光軸に平行な成分のみを透過させる第１の偏光フィルム１１２、を含み、入射した外部環境光に含まれた紫外線と赤外線を遮蔽する外光遮蔽層を更に含む。
【選択図】図１
【解決手段】ディスプレイパネルの前方に具備されるディスプレイフィルター１１０であって、透明基板１１１、及び前記透明基板１１１に支持され、入射した外部環境光の成分のうち第１の偏光軸に平行な成分のみを透過させる第１の偏光フィルム１１２、を含み、入射した外部環境光に含まれた紫外線と赤外線を遮蔽する外光遮蔽層を更に含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、デジタル情報表示装置（ＤＩＤ）に係り、より詳しくは、デジタル情報表示装置（ＤＩＤ）を屋外用として使用した際の、太陽光に含まれた紫外線や赤外線に露出することで生じる当該デジタル情報表示装置の損傷を防止し、且つ、視認性を高めることができるディスプレイフィルター及びそれを含むデジタル情報表示装置（ＤＩＤ）に関する。
最近、デパート、ホテル、空港、病院、展示場、公園、図書館、バスや地下鉄の待合室、エレベーターなどといった公開された場所に、デジタル情報表示装置（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下、「ＤＩＤ」という。）が設置されつつあり、該デジタル情報表示装置（ＤＩＤ）は、商品や製造メーカのブランドを広告する広告媒体、またはニュースやスポーツなどの放送情報を伝達するＴＶ媒体として多用されている。
デジタル情報表示装置（ＤＩＤ）の代表的なものとしては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）が使用されている。既知のように、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）は、２枚の薄いガラス板の間に固体と液体の中間性質を有する液晶を注入してなり、電源を供給すると、液晶分子の配列が変化することで明暗を発生させて画像を表示するディスプレイ装置である。
ところが、この種の液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）を屋外に設置するデジタル情報表示装置（ＤＩＤ）として使用した場合、太陽光に含まれた紫外線（ＵＶ）によって液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）に含まれる光学フィルムが損傷したり、太陽光に含まれた赤外線（ＩＲ）によって液晶が損傷したりする不具合がある。また、太陽光による前面反射によって視認性の低下が生じるという不具合がある。
本発明は、上記のような背景に鑑みてなされたものであって、その目的は、太陽光に含まれた紫外線や赤外線に露出することで液晶または光学フィルムが損傷することを防止できるディスプレイフィルター及びそれを含むデジタル情報表示装置（ＤＩＤ）を提供することである。
本発明の他の目的は、視認性を高めることができるディスプレイフィルター及びそれを含むデジタル情報表示装置（ＤＩＤ）を提供することである。
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によるディスプレイフィルターは、透明基板と、透明基板を通過した外部環境光に含まれた紫外線または赤外線を遮蔽する外光遮蔽層と、透明基板と外光遮蔽層を順次通過した外部環境光の成分のうち第１の偏光軸に平行な成分のみを透過させる第１の偏光フィルムと、を含むことを特徴とする。
本発明の他の態様によるディスプレイフィルターは、透明基板と、透明基板を通過した外部環境光に含まれた紫外線または赤外線を遮蔽する外光遮蔽層と、透明基板と外光遮蔽層を順次通過した外部環境光に位相差を発生させる第１の位相差フィルムと、第１の位相差フィルムとディスプレイパネルの前面との間に設置され第１の位相差フィルムを通過した光を反射させる第２の位相差フィルムと、を含むことを特徴とする。
上記のような構成を有する本発明によるディスプレイフィルターは、透明基板と外光遮蔽層を順次通過した外部環境光の成分のうち第１の偏光軸に平行な成分のみを透過させる第１の偏光フィルムを含んでなるため、液晶ディスプレイパネルに到達する外部環境光の一部が第１の偏光フィルムに吸収または反射し、液晶ディスプレイパネルに到逹する紫外線及び赤外線の量を低減させる。これにより、本発明によるディスプレイフィルターは、視認性を向上させ、且つ、液晶及び光学フィルムが太陽光に含まれた紫外線や赤外線に露出する量も低減し、液晶及び光学フィルムの損傷を防止することができるという有用な効果がある。
また、本発明によるディスプレイフィルターは、透明基板と外光遮蔽層を順次通過した外部環境光に位相差を発生させる第１の位相差フィルムと第２の位相差フィルムとを含んでなることで、外部環境光の反射が低減する。これにより、本発明によるディスプレイフィルターは、透明基板での光反射量を低減させて視認性を向上させ、且つ、液晶及び光学フィルムが太陽光に含まれた紫外線と赤外線に露出する量も低減し、液晶及び光学フィルムの損傷を防止することができるという有用な効果がある。
以下、添付した図面を参照して本発明の好適な実施形態について当業者が容易に理解し再現できるように詳しく説明することにする。
図１は、本発明によるディスプレイフィルターを含むデジタル情報表示装置を説明するための第１の実施形態を示す図である。
図１は、本発明によるディスプレイフィルターを含むデジタル情報表示装置を説明するための第１の実施形態を示す図である。
図示したように、本発明によるデジタル情報表示装置１００は、大きくディスプレイフィルター１１０とディスプレイパネル１２０を含む。本明細書では、ディスプレイパネルの代表的なものとして、液晶ディスプレイパネルを挙げている。ディスプレイフィルター１１０は、透明基板１１１と、第１の偏光フィルム１１２と、第２の偏光フィルム１１３とを含む。第２の偏光フィルムは、省略することもできる。図１では、前方から透明基板、第１の偏光フィルム、及び第２の偏光フィルムの順に積層される実施形態を示しているが、その積層順序は変更可能である。
透明基板１１１は、光透過率に優れ且つ機械的物性に優れているものであれば、特に制限されることなく使用可能である。例えば、透明基板１１１は、熱硬化またはＵＶ硬化が可能な有機フィルムであって、主にポリマー系の物質、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル（Ａｃｒｙｌ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ウレタンアクリレート（Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、エポキシアクリレート（Ｅｐｏｘｙ Ａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるものであればよい。また、透明基板１１１は、化学強化ガラスであって、ソーダ石灰ガラス（Ｓｏｄａ−ｌｉｍｅ Ｇｌａｓｓ）またはアルミノシリケートガラス（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ）からなるものであればよく、このうちＮａ及びＦｅの量は用途に応じて適宜低く調整されていてよい。
第１の偏光フィルム１１２は、透明基板１１１を通過した外部環境光の成分のうち第１の偏光軸に平行な成分のみを透過させ、残りの成分は吸収または反射する。第２の偏光フィルム１１３は、第１の偏光フィルム１１２と液晶ディスプレイパネル１２０の前面との間に設置される。ここで、第１の偏光フィルム１１２の第１の偏光軸と第２の偏光フィルムの第２の偏光軸とがなす角は、−５°〜５°であることを特徴とする。
液晶ディスプレイパネルの場合、その前面に前面偏光フィルムが具備され、その前面偏光フィルムの偏光軸と第１の偏光軸とがなす角もまた−５°〜５°であることが好ましい。
図２は、本発明によるディスプレイフィルターを含むデジタル情報表示装置を説明するための第２の実施形態を示す図である。
図示したように、本発明によるデジタル情報表示装置２００は、大きくディスプレイフィルター２１０と液晶ディスプレイパネル２２０を含む。ディスプレイフィルター２１０は、透明基板２１１と、外光遮蔽層２１２と、第１の偏光フィルム２１３と、第２の偏光フィルム２１４とを含む。第２の偏光フィルムは、省略することができる。図２では、前方から透明基板、外光遮蔽層、第１の偏光フィルム、及び第２の偏光フィルムが形成される実施形態を示しているが、その積層順序は変更可能である。
外光遮蔽層２１２は、透明基板２１１を通過した外部環境光に含まれた紫外線や赤外線を遮蔽する。一例として、外光遮蔽層２１２は、透明導電膜で具現されていてよい。
透明導電膜は、高屈折透明薄膜と金属薄膜とが繰り返し積層されてなる多層薄膜である。高屈折透明薄膜は、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）または酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ５）からなるものであればよい。金属薄膜は、可視光線領域では光透過率が高く且つ赤外線領域では光反射率が高い物質からなる。一例として、金属薄膜は、銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を主成分とする合金からなるものであればよい。透明導電膜は、高屈折透明薄膜と金属薄膜との間に保護薄膜を更に含んでいてよい。保護薄膜は、高屈折透明薄膜の圧縮応力を減衰させたり、酸素が高屈折透明薄膜を通過して金属薄膜へ拡散したりすることを防止する。一例として、保護薄膜は、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）のいずれか一種からなるものであればよい。
他の例として、外光遮蔽層２１２は、紫外線遮断物質と赤外線吸収物質を含む高分子樹脂フィルムまたは粘着剤から構成されていてよい。ここで、高分子樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｂｏｎａｔｅ）、ウレタンアクリレート（Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、エポキシアクリレート（Ｅｐｏｘｙ Ａｃｒｙｌａｔｅ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などが挙げられる。粘着剤は、一般に半固形（高粘度）液状の感圧粘着剤であって、熱可塑性エラストマ系の粘着剤、例えば、アクリル系樹脂、スチレン／ブタジエン／スチレンブロックポリマー（ＳＢＳ）、及びスチレン／エチレン／ブタジエン／スチレンブロックポリマー（ＳＥＢＳ）などが挙げられる。
一般に、紫外線遮断物質は、有機系と無機系とに大別される。無機系紫外線遮断物質は、５０ないし２００ｎｍの球径を有する二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マンガン、二酸化ジルコニウム、及び二酸化セリウムなどから選択されるものであればよい。有機系紫外線遮断物質は、ｐ−アミノ安息香酸誘導体、桂皮酸誘導体、ベンゾフェノン誘導体、及びベンゾトリアゾール誘導体などから選択されるものであればよい。
赤外線吸収物質は、ジインモニウム系色素、銅イオンと亜鉛イオンを含む化合物色素、シアニン系色素、アントラキノン系色素、スクアリリウム系、アゾメチン系、アゾ系またはベンジリデン系化合物からなる群より選択される１種以上を用いることができる。例えば、高分子樹脂フィルムに、赤外線吸収物質としてジインモニウム系の赤外線吸収色素が１．０重量％以上、２．０重量％以下含有されてなるものであればよい。ここで、ジインモニウム系の赤外線吸収色素は、日本のカーリット（株）製のＣＩＲ １０８５（製品名）を用いればよい。
第１の偏光フィルム２１３は、透明基板２１１を通過した外部環境光の成分のうち第１の偏光軸に平行な成分のみを透過させ、残りは吸収または反射する。第２の偏光フィルム２１４は、第１の偏光フィルム２１３と液晶ディスプレイパネル２２０の前面との間に設置される。ここで、第１の偏光フィルム２１３の第１の偏光軸と第２の偏光フィルムの第２の偏光軸とがなす角は、−５°〜５°であることを特徴とする。
図３は、本発明によるディスプレイフィルターを含むデジタル情報表示装置を説明するための第３の実施形態を示す図である。
図示したように、本発明によるデジタル情報表示装置３００は、大きくディスプレイフィルター３１０とダースプレーパネル３２０を含む。ディスプレイフィルター３１０は、透明基板３１１と、外光遮蔽層３１２と、第１の偏光フィルム、第１の位相差フィルム３１３と、第２の位相差フィルム３１４とを含む。図３では、前方から透明基板、外光遮蔽層、第１の偏光フィルム３１５、第１の位相差フィルム、及び第２の位相差フィルムの順に積層される実施形態を示しているが、その積層順序は変更可能である。なお、第１の偏光フィルム３１５は、第１の位相差フィルム及び第２の位相差フィルムの前方に位置している必要がある。外光遮蔽層及び第２の位相差フィルムは省略可能である。第１の位相差フィルムが第１の偏光フィルムの背面に、そして第２の位相差フィルムがディスプレイパネルの前面に形成される実施形態を示しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。
第１、第２の位相差フィルム２１３、２１４は、フィルムの光軸に平行であり且つ互いに垂直な二偏光成分に対して所定の波長分の位相差を付与し、外部環境光に位相差を発生させる役割を果たす。位相差フィルムは、遅い軸（ｓｌｏｗ ａｘｉｓ）と早い軸（ｆａｓｔ ａｘｉｓ）を有し、光の透過時に早い軸向きの光が遅い軸向きの光に比べて早い位相を有するようにする。１／２波長位相差フィルムは、これを通過した光の遅い軸と早い軸間の位相差が１／２波長になるようにするフィルムであり、１／４波長位相差フィルムは、これを通過した光の遅い軸と早い軸間の位相差が１／４波長になるようにするフィルムである。
外部環境光のうち、第１の偏光軸と平行な線偏光成分のみが第１の偏光フィルムを透過する。その後、第１の位相差フィルムを通りながら円偏光に変わる。その後、第１の位相差フィルムの背面、第２の位相差フィルムの前面などで反射しながら、円偏光の向きが変わるようになる。その後、第１の位相差フィルムを通りながら線偏光に変わるが、この時の偏光方向は第１の位相差フィルムと垂直になる。このため、外部環境光は第１の偏光フィルムを透過することができない。
第１、第２の位相差フィルム２１３、２１４は、延伸フィルムまたは液晶フィルムからなるものであればよい。延伸フィルムは、ポリカーボネートやノルボルネン系のように延伸により複屈折の異方性が発現される高分子が使用され、異方軸の数を基準にフィルム面内に位相差がある一軸延伸フィルム、膜厚方向にも位相差がある二軸延伸フィルム、短波長側複屈折が長波長側よりも小さい逆分散フィルムから構成されるものであればよい。ここで、逆分散フィルムは、ノルボルネン系フィルムを２枚貼り合わせて逆分散特性を実現してなる積層フィルムまたは逆分散特性を有する変性ポリカーボネートからなるフィルムから構成されるものであればよい。
液晶フィルムは、液晶セルと同様に液晶分子を使用し、延伸工程では作製できない高次元構造を有するフィルムであり、トリフェニレン系液晶化合物からなる円盤状液晶フィルムまたは液晶のハイブリッドネマチック配向を固定させた棒状液晶フィルムから構成されるものであればよい。これら液晶フィルムでは、液晶分子の向きが膜厚方向に連続して変化するため、液晶セル内にある液晶分子の配向構造と対称性良く光学設計ができるという特徴がある。
液晶ディスプレイパネルの場合、その前面に前面偏光フィルムが具備され、第１の位相差フィルム及び第２の位相差フィルムとして１／４波長位相差フィルムが使用される場合、その前面偏光フィルムの偏光軸と第１の偏光軸とがなす角は、８５°〜９５°であることが好ましい。
図４は、本発明によるディスプレイフィルターの光透過特性を示す図である。
ここで、参照符号４１は、透明基板の上に遮光フィルムを含む従来のディスプレイフィルターの光透過グラフを示し、参照符号４３は、透明基板、高屈折透明薄膜と金属薄膜が４回繰り返し積層されてなる透明導電膜、偏光フィルム、第１の位相差フィルム、第２の位相差フィルムを含む本発明によるディスプレイフィルターの光透過グラフを示す。
図示したように、本発明によるディスプレイフィルター４３は、外部環境光のうち８８０ｎｍ以上の赤外線領域での透過率が１５％以下、３８０ｎｍ以下の紫外線領域での透過率が５％以下になるようにする透過特性を示す。
本発明によるディスプレイフィルター４３と従来のディスプレイフィルター４１の視認性に関して、屋外環境と類似の８、０００Ｌｕｋの照度下、明室明暗比で測定した結果、従来のディスプレイフィルター４１の明室明暗比は５０：１であったのに対し、本発明によるディスプレイフィルター４３の明室明暗比は２５０：１であった。
すなわち、本発明によるディスプレイフィルター４３は、赤外線と紫外線の透過率が低く且つ視認性に優れていることが分かる。
以上、本明細書では、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に理解し再現できるように図面に図示した実施形態を参考して説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者ならば、本発明の実施形態から種々の変形及び均等な他の実施形態が可能であることが理解できるであろう。したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ決められるべきである。
１００、２００ デジタル情報表示装置
１１０、２１０ ディスプレイフィルター
１１１、２１１ 透明基板
１１２、２１３ 第１の偏光フィルム
１１３、２１４ 第２の偏光フィルム
１２０、２２０ 液晶ディスプレイパネル
２１２ 外光遮蔽層
１１０、２１０ ディスプレイフィルター
１１１、２１１ 透明基板
１１２、２１３ 第１の偏光フィルム
１１３、２１４ 第２の偏光フィルム
１２０、２２０ 液晶ディスプレイパネル
２１２ 外光遮蔽層
Claims (14)
- ディスプレイパネルの前方に具備されるディスプレイフィルターであって、
透明基板、及び
前記透明基板に支持され、入射した外部環境光の成分のうち第１の偏光軸に平行な成分のみを透過させる第１の偏光フィルム、
を含むことを特徴とするディスプレイフィルター。 - 入射した外部環境光に含まれた紫外線と赤外線を遮蔽する外光遮蔽層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイフィルター。
- 前記外光遮蔽層は、高屈折透明薄膜と金属薄膜とが繰り返し積層されてなる多層の透明導電膜からなることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイフィルター。
- 前記外光遮蔽層は、紫外線遮断物質と赤外線吸収物質を含む高分子樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイフィルター。
- 前記外光遮蔽層は、紫外線遮断物質と赤外線吸収物質を含む粘着剤からなることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイフィルター。
- 前記ディスプレイフィルターは、外部環境光のうち８８０ｎｍ以上の赤外線領域での透過率が１５％以下、３８０ｎｍ以下の紫外線領域での透過率が５％以下であることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイフィルター。
- 前記第１の偏光フィルムの後方に、第２の偏光軸に平行な成分のみを透過させる第２の偏光フィルムを更に含み、
前記第１の偏光フィルムの前記第１の偏光軸と前記第２の偏光フィルムの前記第２の偏光軸とがなす角は、−５°〜５°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フィルター。 - 前記第１の偏光フィルムの後方に、位相差フィルムを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイフィルター。
- 前記位相差フィルムは、λ／４位相差フィルムであることを特徴とする請求項８に記載のディスプレイフィルター。
- 前記位相差フィルムは、第１の位相差フィルム及び第２の位相差フィルムを含むことを特徴とする請求項８に記載のディスプレイフィルター。
- 前記第１の位相差フィルムは、前記第１の偏光フィルムの背面に形成され、前記第２の位相差フィルムは、前記第１の位相差フィルムと離間し前記ディスプレイパネルの前面に形成されることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイフィルター。
- 前記透明基板及び前記第１の偏光フィルムは、前記ディスプレイパネルから離間するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイフィルター。
- 請求項１に記載のディスプレイフィルターを含むことを特徴とするデジタル情報表示装置。
- 前記ディスプレイパネルは、前面に前面偏光フィルムが付着された液晶ディスプレイパネルであり、
前記ディスプレイフィルターは、前記第１の偏光フィルムの後方に第１の位相差フィルム及び第２の位相差フィルムを更に含み、前記第１の位相差フィルム及び前記第２の位相差フィルムは、λ／４位相差フィルムであり、
前記前面偏光フィルムの偏光軸と前記第１の偏光フィルムの前記第１の偏光軸とがなす角は、８５°〜９５°であることを特徴とする請求項１３に記載のデジタル情報表示装置。
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