JP7248058B2 - 光学フィルムおよび表示装置 - Google Patents
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Description
偏光板および位相遅延板を用いた装置では、外部光による反射光の光量を抑制できるが、有機発光素子で発生する表示光の光量も低下するという問題がある。
さらに、特許文献1に開示されている波長選択吸収性を有する充填剤では、480nm~510nmの波長領域に吸収極大波長を有する色素と、580nm~610nmの波長領域に吸収極大波長を有する色素、を含有した構成が提案されている。このため、480nm未満の波長帯域、および610nmを超える波長帯域における外部光の影響を除去しにくいという問題がある。このような波長帯域の外部光が抑制できないと、反射率の低減効果が十分でなく、また反射色相の悪化が生じるという問題がある。
さらに、前述の波長選択吸収性が付与される色素は耐光性などの信頼性が不十分で、信頼性を改善しなければ実用化は困難であった。
着色層は、極大吸収波長が470nm以上530nm以下の範囲にあり、吸光スペクトルの半値幅が15nm以上26nm以下のピロメテンコバルト錯体染料である第1の色材と、極大吸収波長が560nm以上620nm以下の範囲にあり、吸光スペクトルの半値幅が15nm以上55nm以下である第2の色材とを含む。
機能層および前記着色層の少なくとも一方が0.74%以上1.04%以下の黒色有機顔料を含む。
機能層は、全体としての紫外線遮蔽率が85%以上である。
機能層が設けられた側の表面の500g荷重での鉛筆硬度はH以上である。
この光学フィルムにおいて、下記式(1)~(9)で定義される色相の値a*およびb*は、それぞれ-5以上+5以下の範囲にある。
この光学フィルムにおいては、温度45℃・湿度50%RH条件にて波長300~400nmでの照度が60W/cm2のキセノンランプを120時間照射する耐光性試験の前後の色度差であるΔEabが5以下である。
式(1)~(3)から算出されるa*、b*はCIE1976L*a*b*色空間(CIELAB色空間)での算出方法に準じて算出される。式(1)、(2)において、Xn、Yn、Znは、D65光源の白色点における3刺激値である。
式(4)において、RE(λ)は完全拡散反射面での反射率[%]を表す関数(各波長100%)、R2(λ)は前記機能層の最表面での表面反射率[%]を表す関数、T(λ)は前記光学フィルムの透過率[%]を表す関数である。
式(6)~(9)においてPD65(λ)は、D65光源スペクトル、オーバーラインx(λ)、オーバーラインy(λ)、オーバーラインz(λ)は、CIE1931 2°視野での等色関数である。
式(6)から式(9)における定積分は、適宜の数値積分で求められてもよい。例えば、数値積分を行う場合の波長間隔は、1nm間隔であってもよい。
式(6)~(8)で表されるX、Y、Zは、D65光源の白色点における3刺激値を表す。
本発明の第一実施形態に係る光学フィルムおよび表示装置について説明する。
図1は、本実施形態に係る光学フィルムおよび表示装置の一例を示す模式的な断面図である。
図1に厚さ方向の断面を示す本実施形態の表示装置50Aは、画像信号に基づいてカラー画像を表示する。表示装置50Aは、表示部20と、本実施形態の光学フィルム10Aとを備える。
基板21は、例えば、シリコン基板で形成される。
発光素子22は、白色光を発光する。例えば、発光素子22としては、有機EL素子が用いられてもよい。有機EL素子は、陽極と陰極との間に直流電圧を印加し、有機発光層に電子および正孔を注入して再結合させることにより励起子を生成し、この励起子が失活する際の光の放出を利用して発光する。発光素子22からの光は、有機発光層と直交する光軸を中心として、図示下側から上側に向かう光出射方向に出射する。
発光素子22は、例えば、半導体製造プロセスを用いて基板21上に製造される。
例えば、発光素子22は、赤色成分の画像信号に応じて点灯される第1発光素子22Rと、緑色成分の画像信号に応じて点灯される第2発光素子22Gと、青色成分の画像信号に応じて点灯される第3発光素子22Bと、が、カラー表示を行う各画素内に配置されている。
カラーフィルタ部23は、赤色光を透過させる赤色フィルタ、緑色光を透過させる緑色フィルタ、および青色光を透過させる青色フィルタを有する。赤色フィルタは第1発光素子22Rに、緑色フィルタは第2発光素子22Gに、青色フィルタは第3発光素子22Bに、それぞれ対向する位置に配置されている。
カラーフィルタ部23は、各赤色フィルタ、各緑色フィルタ、および各青色フィルタを透過する光を集光するレンズを有していてもよい。
光学フィルム10Aは、表示部20の光出射方向において、透明基材11、着色層12、紫外線吸収層13(機能層)、および低屈折率層14A(機能層)をこの順に備える。
着色層12は、色素として、第1の色材と、第2の色材とを含有する。
第1の色材は、極大吸収波長が470nm以上530nm以下の範囲にあり、吸光スペクトルの半値幅(半値全幅)が15nm以上45nm以下である。ここで、極大吸収波長とは、光吸収率のスペクトル(吸収スペクトル)において、光吸収率の極大値のうちの最大値を与える波長を意味する。光透過率のスペクトルでは、極小値のうち最小値を与える波長を意味する。以下も同様である。
第2の色材は、極大吸収波長が560nm以上620nm以下の範囲にあり、吸光スペクトルの半値幅が15nm以上55nm以下である。
着色層12は、色味の調節のために、第1の色材および第2の色材と異なる第3の色材を含んで構成されてもよい。一例において、第3の色材は、400~780nmの波長範囲において最も透過率の低い波長が650nm以上780nm以下の範囲内にある。第3の色材の吸光スペクトルの半値幅は、例えば10nm以上300nm以下であるが、特に限定されない。
以降の説明において、第1の色材および第2の色材を総称して、単に「色材」と称する場合がある。
D65光源照射側の表面10a側での光学フィルム10Aの反射率をR(λ)[%]とすると、R(λ)は、上述の式(5)から算出される。
R(λ)は、R1(λ)およびR2(λ)同様、波長λの関数であるので、式(6)から式(9)のλに関する定積分を求めることで3刺激値X、Y、Zが求まる。ここで、定積分は、適宜の数値積分で求められてもよい。例えば、数値積分を行う場合の波長間隔は、例えば1nm間隔のような等間隔であってもよい。
これに対して、着色層12において、赤色光および緑色光の各極大波長の間の波長成分、緑色光および青色光の各極大波長の間の波長成分、紫外光、および赤外光のそれぞれの一部の透過光量は低下する。このため、例えば、外部光が表示部20の配線などで反射した光のうち、表示光の色純度を低下させる波長成分が着色層12で吸収される。
紫外線吸収層13の紫外線領域における吸収波長域は、290nm以上370nm以下の範囲であることがより好ましい。ここで、吸収波長域は、紫外線の吸収率が90%以上となる波長領域であると定義する。
図1に示す例では、紫外線吸収層13は、着色層12に積層しているが、紫外線吸収層13は、着色層12との間に他の層を挟んで配置されてもよい。
着色層12に含まれる各色材は、優れた色補正機能を有するものの、光線、特に紫外線に対する耐性が十分でないため、紫外線が照射されると経時的に劣化し、極大吸収波長付近の光を吸収できなくなる。
本実施形態では、光学フィルム10Aにおいて、着色層12よりも外部光が先に入射する側に、紫外線吸収層13が配置されているので、外部光に紫外線が含まれる場合に、着色層12への紫外線の入射量を抑制できる。このため、着色層12の紫外線に対する耐光性を向上できる。
このため、本実施形態における紫外線吸収層13は、光学フィルム10Aの外部からの紫外線から着色層12を保護する紫外線の防護層であるとともに、外部からの荷重に対して着色層12を保護するハードコート層にもなっている。
本実施形態のように、紫外線から着色層を防護する機能とハードコート機能とを兼ねる紫外線吸収層13は、例えば、上述したエネルギー線硬化性樹脂を用い、紫外線吸収剤と光重合開始剤の吸収波長のバランスを調整し、硬化阻害を抑制することで硬質な樹脂層を製造できる。
低屈折率層14Aは、紫外線吸収層13よりも屈折率が低い材料からなる。これにより、外部から入射する外部光の紫外線吸収層13との界面における反射光と、低屈折率層14Aの表面での反射光とが干渉を起こすので、外部光の表面反射率が低減される。
低屈折率層14Aを設けることによって外部光の表面反射を抑制することができるので、表示装置50Aの視認性が向上する。
低屈折率層14Aは、無機物や無機化合物からなる層状部である。無機物や無機化合物としては、LiF、MgF、3NaF・AlF、AlF、Na3AlF6等の微粒子やシリカ微粒子などを例示できる。また、シリカ微粒子として、多孔質シリカ微粒子や中空シリカ微粒子などの粒子内部に空隙を有するものを用いることが、低屈折率化に有効である。また、低屈折率層14Aの形成用組成物には、無機物や無機化合物のほか、紫外線吸収層13で説明した活性エネルギー線硬化性樹脂、光重合開始剤、溶剤、その他添加剤を適宜配合してもよい。
光学フィルム10Aは、必要な正面輝度、外部光反射視認性、および表示光の色純度が得られれば、着色層12と紫外線吸収層13との間に適宜の機能層が設けられてもよい。
黒色有機顔料としては、例えばビスベンゾフラノン化合物、アゾメチン化合物、ペリレン化合物、アゾ系化合物等を好適なものとして例示できる。
本明細書において、カーボンブラックは黒色有機顔料には含まれない。発明者らの検討では、カーボンブラックを使用すると樹脂との相溶性から塗膜のヘイズ値が高くなるため好ましくないことが見出されている。
光学フィルム10Aは、着色層および機能層の少なくとも一方が黒色有機顔料を含有することにより、色材の含有量を低減できる。その結果、低反射、輝度効率、信頼性のいずれについても大きく損なうことがない。
着色層12、紫外線吸収層13、及び低屈折率層14Aは、例えば各層の構成材料を含む塗工液を塗工、乾燥し、紫外線などの活性エネルギー線を照射し、硬化させることで形成できる。
色素は、上述した、第1の色材と、第2の色材とを含んでいる。添加剤としては、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤、および一重項酸素クエンチャーの少なくとも1種類を含有してもよい。
低屈折率層14Aも、紫外線吸収層13と同様に、紫外線吸収層13上に、低屈折率層14Aを形成する材料を、塗工した後、光重合を開始させるエネルギー線を照射することによって、組成物を硬化させることによって形成できる。
蒸着やスパッタリング等によって低屈折率層14Aを形成することもできる。
このとき、着色層12は、表示光の赤色、緑色、および青色の波長光の透過率が良好な波長帯域を有するので、各色の表示光の輝度低下を抑制することができ、各色表示光の色純度を向上することができる。また、透明基材11では、主に紫外線領域の光を吸収するので、表示光はほとんど輝度が低下することなく透過する。低屈折率層14Aは、可視光に対する透過率が良好なので、表示光はほとんど輝度が低下することなく外部に出射する。
低屈折率層14Aによって、外部光の表面反射率が抑制されるので、外部光の表面反射が強すぎることによる視認性の低下が抑制される。
透明基材11に入射する外部光は、紫外線領域の波長成分が透明基材11によって吸収された状態で、着色層12に入射する。
着色層12では、外部光における着色層12に含まれる各色材の吸収波長付近の波長成分がさらに吸収される。この後、外部光は、カラーフィルタ部23を透過し、基板21に到達する。基板21には、例えば、配線や電極などの反射率が高い金属部分が含まれる。
このため、外部光は、配線や電極などで反射して、カラーフィルタ部23、着色層12、透明基材11、紫外線吸収層13、および低屈折率層14Aを順次透過して、外部に出射する。
表示装置50Aの観察者は、表示光に加えて、表示装置50Aの外部光による表面反射光及び外部光が表示装置50A内部を透過し、反射する内部反射光をあわせた反射光を見る。
また、表示装置50Aが非表示状態の場合においても、光学フィルム10Aの外部反射光の反射色相の指標となるa*、b*の値を-5以上かつ+5以下にすることで光学フィルムの色味影響が小さくなり表示画面の黒味が保たれる。
本実施形態では、透明基材11によって、外部光の紫外光成分が吸収されるので、着色層12が紫外線を受けることによって、色材が劣化することが防止される。このため、着色層12における色材の分光特性は、経時的に維持されやすい。
本発明の第二実施形態に係る光学フィルムおよび表示装置について説明する。
図3は、本実施形態に係る光学フィルムおよび表示装置の一例を示す模式的な断面図である。
図3に厚さ方向の断面を示す本実施形態の表示装置50Bは、第一実施形態の表示装置50Aの光学フィルム10Aに代えて、本実施形態の光学フィルム10Bを備える。
光学フィルム10Bは、着色層12と紫外線吸収層13との間に、酸素バリア層15を備える以外は、光学フィルム10Aと同様に構成される。
以下、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。
特に本実施形態の光学フィルム10Bは、酸素バリア層15をさらに備えるので、着色層12の色素の酸素影響による酸化劣化を抑制できる。
本発明の第三実施形態に係る光学フィルムおよび表示装置について説明する。
図4は、本発明の第三実施形態に係る光学フィルムおよび表示装置の一例を示す模式的な断面図である。
図4に厚さ方向の断面を示す本実施形態の表示装置50Cは、第一実施形態の表示装置50Aの光学フィルム10Aに代えて、本実施形態の光学フィルム10Cを備える。
光学フィルム10Cは、低屈折率層14Aおよび紫外線吸収層13に代えて、紫外線吸収防眩層16(紫外線吸収層、機能層、防眩層)を備える以外は、光学フィルム10Aと同様に構成される。
以下、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。
紫外線吸収防眩層16の紫外線遮蔽率は、紫外線吸収層13と同様、紫外線遮蔽率が85%以上である。紫外線吸収防眩層16における吸収波長域は、290nm以上370nm以下の範囲であることがより好ましい。
防眩機能とは、表面に微細な凹凸を有し、この凹凸で外光を散乱させることにより外光の映り込みを低減する機能である。
紫外線吸収防眩層16の鉛筆硬度は、紫外線吸収層13と同様にH以上である。
本実施形態の光学フィルム10Cおよび表示装置50Cによれば、第一実施形態と同様の着色層12と、紫外線吸収層13と同様に紫外線吸収性を有する紫外線吸収防眩層16と、を備えるので、第一実施形態と同様の作用および効果を奏する。
特に本実施形態の光学フィルム10Cは、防眩層を兼ねる紫外線吸収防眩層16を備えるので、外部光が、紫外線吸収防眩層16において散乱される。このため、外部光の表面反射および映り込みが抑制されるので、表示画面および表示光の視認性が向上し、外部光反射による表示品位の低下が抑制できる。
本発明の第三実施形態の変形例(第一変形例)に係る光学フィルムおよび表示装置について説明する。
図1に厚さ方向の断面を示すように、本変形例の表示装置50Dは、第三実施形態の表示装置50Cの光学フィルム10Cに代えて、本変形例の光学フィルム10Dを備える。
光学フィルム10Dは、紫外線吸収防眩層16に代えて、第一実施形態と同様の紫外線吸収層13と、防眩層17(機能層)とを、を備える以外は、光学フィルム10Cと同様に構成される。
以下、第三実施形態と異なる点を中心に説明する。
本変形例の光学フィルム10Dおよび表示装置50Dによれば、第一実施形態と同様の着色層12と、紫外線吸収層13と、を備えるため、第一実施形態と同様の作用および効果を奏する。
特に本変形例の光学フィルム10Dは、防眩層17を備えるので、外部光が防眩層17において散乱される。このため、外部光の表面反射および映り込みが抑制されるので、表示画面および表示光の視認性が向上し、外部光反射による表示品位の低下が抑制できる。
本発明の第四実施形態に係る光学フィルムおよび表示装置について説明する。
図5は、本発明の第四実施形態に係る光学フィルムおよび表示装置の一例を示す模式的な断面図である。
図5に厚さ方向の断面を示す本実施形態の表示装置50Eは、第三実施形態の表示装置50Cの光学フィルム10Cに代えて、本実施形態の光学フィルム10Eを備える。
光学フィルム10Eは、紫外線吸収防眩層16に低屈折率層14E(機能層)を積層した以外は、光学フィルム10Cと同様に構成される。
以下、第三実施形態と異なる点を中心に説明する。
これにより、外部から入射する外部光の紫外線吸収防眩層16との界面における反射光と、低屈折率層14Eの表面での反射光とが干渉を起こすので、外部光の表面反射率が低減される。
低屈折率層14Eを設けることによって外部光の表面反射を抑制することができるので、表示装置50Eの視認性が向上する。
低屈折率層14Eの材料は、紫外線吸収防眩層16の屈折率よりも低い透明材料であれば、特に限定されない。低屈折率層14Eの材料としては、第一実施形態における低屈折率層14Aと同様の材料を用いることができる。
特に本実施形態の光学フィルム10Eは、外部側に低屈折率層14Eを有する点でも、外部光の表面反射および映り込みが抑制されるので、表示画面および表示光の視認性が向上し、外部光反射による表示品位の低下が抑制できる。
例えば、紫外線吸収層13は、紫外線吸収層とハードコート層とを兼ねるとして説明したが、鉛筆硬度がH未満の紫外線吸収層と、鉛筆硬度がH以上のハードコート層と、を備えていてもよい。この場合、ハードコート層は、紫外線吸収層よりも外側に設けられることがより好ましい。
例えば、低屈折率層または防眩層は、ハードコート層を兼ねる構成であってもよい。
例えば、機能層として、帯電防止剤を含有する帯電防止層および撥水性を有する防汚層の少なくとも一方をさらに備えてもよい。ただし、帯電防止層、防汚層は、上述した種々の機能層が兼ねる構成であってもよい。
以下、各層の形成方法を説明する。
(着色層形成用組成物の使用材料)
着色層に含まれる材料は以下の通りである。色材の最大吸収波長及び半値幅は硬化塗膜での特性値を分光透過率より算出した。
・第1色材:
Dye-1 下記化学式1で示されるピロメテンコバルト錯体染料(最大吸収波長 493nm、半値幅 26nm)
Dye-2 テトラアザポルフィリン銅錯体染料(山田化学社製 FDG-007、最大吸収波長595nm、半値幅 22nm)
Dye-3 テトラアザポルフィリン銅錯体染料(山本化成社製 PD-311S、最大吸収波長 586nm、半値幅 22nm)
・第3色材:
Dye-4 フタロシアニン銅錯体染料(山田化学社製 FDN-002、最大吸収波長 800nm、400~780nmでの最小透過率波長 780nm)
Dye-5 フタロシアニンコバルト錯体染料(山田化学社製 FDR-002、最大吸収波長 683nm、400~780nmでの最小透過率波長 683nm)
・黒色有機顔料:黒色有機顔料分散体(トクシキ社製 IRBK-001)
ヒンダードアミン系光安定剤 Tinuvin(登録商標)249(BASFジャパン社製、分子量 482)
一重項酸素クエンチャー D1781(東京化成工業社製)
・紫外線吸収剤:
Tinuvin(登録商標)479(BASFジャパン社製、極大吸収波長 322nm)
LA-36(ADEKA社製、極大吸収波長 310nm、350nm)
・活性エネルギー線硬化樹脂:
UA-306H(共栄社化学社製、ペンタエリスリトールトリアクリレート ヘキサメチレンジイソシアネート ウレタンプレポリマー)
DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
PETA(ペンタエリスリトールトリアクリレート)
・開始剤:
Omnirad(登録商標) TPO(IGM Resing B.V.社製、吸収波長ピーク 275nm,379nm)
・酸素バリア層形成組成物:
PVA117(クラレ社製)80%水溶液
着色層上に酸素バリア層形成用組成物を塗布、乾燥させ、酸素透過度が1cc/m2・day・atmである酸素バリア層を形成した。
・光重合開始剤:
Omnirad(登録商標) 184(IGM Resins B.V.社製、吸収波長ピーク 243nm,331nm)
所定の層上に、対応するハードコート層形成用組成物を塗布し、80℃のオーブンで60秒間乾燥させ、その後、紫外線照射装置を用いて照射線量150mJ/cm2で紫外線照射(フュージョンUVシステムズジャパン社製、光源Hバルブ)を行うことにより塗膜を硬化させ、硬化後の膜厚が5.0μmであるハードコート層1~4を形成した。
・活性エネルギー線硬化樹脂:
ライトアクリレートPE-3A(共栄社化学株式会社製、屈折率1.52)
・有機微粒子:
スチレン-メタクリル酸メチル共重合体粒子(屈折率1.515、平均粒径2.0μm)
・無機微粒子:
アルミナナノ粒子、平均粒径40nm
所定の層上に、対応する上記形成用組成物を塗布し、80℃のオーブンで60秒間乾燥させ、その後、紫外線照射装置を用いて照射線量150mJ/cm2で紫外線照射(フュージョンUVシステムズジャパン社製、光源Hバルブ)を行うことにより塗膜を硬化させ、硬化後の膜厚が5.0μmである防眩層1または2を形成した。防眩層2は、上述した紫外線吸収防眩層16に相当する。
・屈折率調整剤:
多孔質シリカ微粒子分散液(平均粒子径75nm、固形分20%、溶剤メチルイソブチルケトン) 8.5質量部
・防汚性付与剤:
オプツール(登録商標)AR-110(ダイキン工業社製、固形分15%、溶剤メチルイソブチルケトン) 5.6質量部
・活性エネルギー線硬化樹脂:
ペンタエリスリトールトリアクリレート 0.4質量部
・開始剤:
Omnirad184 0.07質量部
・レベリング剤:
RS-77(DIC社製) 1.7質量部
・溶剤:
メチルイソブチルケトン 83.73質量部
所定の層上に、上記形成用組成物を塗布し、80℃のオーブンで60秒間乾燥させ、その後、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムズジャパン社製、光源Hバルブ)を用いて照射線量200mJ/cm2で紫外線照射を行うことにより塗膜を硬化させて、硬化後の膜厚が100nmである低屈折率層を形成した。
[光学フィルム特性]
(機能層の紫外線遮蔽率)
JIS-K5600付着性試験準拠のセロハンテープを用いて各例の光学フィルムから機能層を剥離した。自動分光光度計((株)日立製作所製 U-4100)を用い、機能層が付着していないセロハンテープをリファレンスとして機能層の透過率を測定した。これらの透過率を用いて、紫外域(290nm~400nm)の平均透過率[%]を算出し、紫外線遮蔽率[%]を100%から紫外域(290nm~400nm)の平均透過率[%]を引いた値として算出した。
各例の光学フィルムの第一面側(機能層が設けられている側)の表面に、クレメンス型引掻き硬度試験機(テスター産業株式会社製、HA-301)を用いて、JIS-K5600-5-4:1999に準拠して、500gf(4.9N)の荷重(以下、500g荷重)をかけた鉛筆(三菱鉛筆社製 UNI、鉛筆硬度H)を用いて試験を行った。キズによる外観の変化を目視で評価し、キズが観察されない場合を良い(下記表では「〇」と記載)、キズが観察される場合を不良(下記表では「×」)と記載した。
キセノンウェザーメーター試験機(スガ試験機株式会社製、X75)を用い、キセノンランプ照度60W/cm2(300nm~400nm)、試験機内温度45℃・湿度50%RH条件にて、各例の光学フィルムを120時間試験した。
試験前後に自動分光光度計(U-4100)を用いて透過率測定を行い、波長範囲470nm~530nmにて試験前の最小透過率を示す波長λ1での試験前後透過率差ΔTλ1、波長範囲560nm~620nmにて試験前の最小透過率を示す波長λ2での試験前後透過率差ΔTλ2を算出した。透過率差はゼロに近い方が良好であり、|ΔTλN|≦20(N=1~2)となるものが好ましく、|ΔTλN|≦10(N=1~2)となるものが更に好ましい。
表示装置特性については、実施例8および10、および比較例4から7を評価対象とした。実施例8は、実施例1から7、および9と色材構成が同等であるため、これら実施例の表示装置特性は、実施例8と同等と推測できる。
(白表示透過特性)
各例の光学フィルムの透過率を自動分光光度計(U-4100)を用いて測定し、この透過率を用いて、白表示時に光学フィルムを透過した光の効率を算出し、白表示透過特性として評価した。前述の効率については、白色有機EL光源から出射され、且つカラーフィルタを通して出力される白表示時の各波長における光強度を100としたときに、光学フィルムを透過した光の各波長における光強度値との比として算出した。光強度比が高いほど光源の輝度効率が高い。EL光源が出射する光のスペクトルを図6に示した。
各例の光学フィルムの透過率T(λ)及び表面反射率R2(λ)を、自動分光光度計(U-4100)を用いて測定した。表面反射率R2(λ)の測定については、透明基材の着色層および機能層が形成されていない面につや消し黒色塗料を塗布して反射防止の処置を行い、入射角5°の分光反射率測定を行い、表面反射率R2(λ)とした。電極反射率RE(λ)を波長380nmから780nmまで全て100%として、光学フィルムを配置せずD65光源が反射する反射光の光強度を100とした場合の相対反射値を、各層での界面反射、表面反射を考慮せず上述の式(4)、(5)、(7)、(9)に基づいて算出し、表示装置反射特性1として評価した。相対反射値が低いほど反射光の強度が小さく、表示品位が高い。
(表示装置反射色相1)
表示装置反射特性1の評価で取得した各例の光学フィルムの透過率T(λ)及び表面反射率R2(λ)を用い、電極反射率RE(λ)を波長380nmから780nmまで全て100%として、D65光源に対する反射色相の値a*及びb*を、各層での界面反射及び表面反射を考慮せず上述の式(1)~(9)に基づいて算出し、表示装置反射色相1として評価した。
a*およb*は、ゼロに近いほど色味づきがなく良好であり、-5以上+5以内となることが好ましい。
有機発光表示装置(LGエレクトロニクス社製有機ELテレビ、OLED55C8PJA)の反射率測定より得られた電極反射率を電極反射率RE(λ)として用いた以外は、表示装置反射特性1と同様に算出を行い、得られた結果を表示装置反射特性2として評価した。表示装置反射特性1と同様に相対反射値が低いほど反射光の強度が小さく、表示品位が高い。有機発光表示装置の電極反射プロファイルを図8に示す。
(表示装置反射色相2)
有機発光表示装置(LGエレクトロニクス社製有機ELテレビ、OLED55C8PJA)の反射率測定より得られた電極反射率を電極反射率RE(λ)として用いた以外は、表示装置反射色相1と同様に算出し、得られた結果を表示装置反射色相2として評価した。表示装置反射色相1と同様に、a*およびb*は、ゼロに近いほど色味づきがなく良好であり、-5以上+5以内となることが好ましい。
自動分光光度計(U-4100)を用いて各例の光学フィルムの透過率を測定し、この透過率と、図6に示したスペクトルの有機EL光源とカラーフィルタとを通して出力される、図7に示すような赤色表示、緑色表示、青色表示スペクトルを用いてCIE1931色度値を算出した。さらに、CIE1931色度値からNTSC比を算出し、色再現性として評価した。NTSC比が高いほど色再現性が広く、好ましい。
実施例3~5の結果から、機能層として防眩層を備える構成においても同様の硬度および耐光性を実現できていることがわかる。
実施例6、7の耐光性試験の結果より、低分子量のHALSよりも高分子量のHALSの方が耐光性の向上効果が高いことがわかる。
実施例7、8の耐光性試験の結果より、高分子量のHALSに一重項酸素クエンチャーを併用することでさらに耐光性が向上することがわかる。
実施例10の結果から、着色層が第3の色材を含む場合も、同様に耐光性が向上していることがわかる。
実施例9の結果から、着色層が黒色有機顔料を含有せず機能層が含有する場合も、同様に着色層の耐光性が向上することが分かる。
本発明に係る光学フィルムは、黒色有機顔料を含有することにより、着色層に含有させる色素の量を抑えることができる。その結果、低反射、輝度効率、信頼性がすべて実現された光学フィルムを提供できる。
比較例6に係る表示装置は、着色層に第1色材、第2色材、および第3色材を含むものの黒色有機顔料を含まないため、耐光性が低く、信頼性に劣っていた。
11 透明基材
11a 第一面
11b 第二面
12 着色層
13 紫外線吸収層(機能層)
14A、14E 低屈折率層(機能層)
15 酸素バリア層(機能層)
16 紫外線吸収防眩層(紫外線吸収層、機能層、防眩層)
17 防眩層(機能層)
20 表示部
21 基板
22 発光素子
22R 第1発光素子
22G 第2発光素子
22B 第3発光素子
23 カラーフィルタ部
50A、50B、50C、50D、50E 表示装置
Claims (14)
- 透明基材と、
前記透明基材上に形成された、色素を含む1層以上の着色層と、
前記着色層を挟んで前記透明基材と反対側に配置された1層以上の機能層と、
を備え、
前記着色層は、
極大吸収波長が470nm以上530nm以下の範囲にあり、吸光スペクトルの半値幅が15nm以上26nm以下のピロメテンコバルト錯体染料である第1の色材と、
極大吸収波長が560nm以上620nm以下の範囲にあり、吸光スペクトルの半値幅が15nm以上55nm以下である第2の色材と、を含み、
前記機能層および前記着色層の少なくとも一方が0.74%以上1.04%以下の黒色有機顔料を含み、
前記機能層は、全体としての紫外線遮蔽率が85%以上であり、
前記機能層が設けられた側の表面の500g荷重での鉛筆硬度がH以上であり、
下記式(1)~(9)で定義される色相の値a*およびb*が、それぞれ-5以上+5以下の範囲にあり、
温度45℃・湿度50%RH条件にて波長300~400nmでの照度が60W/cm2のキセノンランプを120時間照射する耐光性試験の前後の色度差であるΔEabが
5以下である、
光学フィルム。
式(1)~(3)から算出されるa*、b*はCIE1976L*a*b*色空間(CIELAB色空間)での算出方法に準じて算出される。式(1)、(2)において、Xn、Yn、Znは、D65光源の白色点における3刺激値である。
式(4)において、RE(λ)は完全拡散反射面での反射率[%]を表す関数(各波長100%)、R2(λ)は前記着色層と反対側の前記光学フィルムにおける最表面での表面反射率[%]を表す関数、T(λ)は前記光学フィルムの透過率[%]を表す関数である。
式(6)~(9)においてPD65(λ)は、D65光源スペクトル、オーバーラインx(λ)、オーバーラインy(λ)、オーバーラインz(λ)は、CIE1931 2°視野での等色関数である。
式(6)から式(9)における定積分は、適宜の数値積分で求められてもよい。例えば、数値積分を行う場合の波長間隔は、1nm間隔であってもよい。 - 前記機能層を構成するいずれかの層は、エネルギー線硬化型化合物と光重合開始剤と紫外線吸収剤とを含有する組成物の硬化膜からなり、
前記光重合開始剤の紫外線領域における吸収波長域は、前記紫外線吸収剤の紫外線領域における吸収波長域と異なり、前記硬化膜の紫外線領域における吸収波長域が、290nm以上370nm以下の範囲である、
請求項1に記載の光学フィルム。 - 前記機能層は、前記硬化膜からなる層よりも屈折率が低い低屈折率層を含み、
前記低屈折率層は、前記硬化膜からなる層を挟んで前記着色層と反対側に位置している、
請求項2に記載の光学フィルム。 - 前記機能層は、防眩層を含み、
前記防眩層は、前記硬化膜からなる層を挟んで前記着色層と反対側に位置している、
請求項2に記載の光学フィルム。 - 前記機能層は、紫外線遮蔽率が85%以上である紫外線吸収防眩層を含む、
請求項1に記載の光学フィルム。 - 前記機能層は、帯電防止剤を含有する帯電防止層、および撥水性を有する防汚層の少なくとも一方を含む、
請求項1から5のいずれか一項に記載の光学フィルム。 - 前記着色層は、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤、および一重項酸素クエンチャーの少なくとも1種類を含有する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の光学フィルム。 - 前記着色層は、前記ラジカル捕捉剤として、分子量2000以上のヒンダードアミン系光安定剤を含有する、
請求項7に記載の光学フィルム。 - 前記着色層は、前記一重項酸素クエンチャーとして、ジアルキルホスフェイト、ジアルキルジチオカルバネート、ベンゼンジチオール、およびこれらの遷移金属錯体のいずれかを含有する、
請求項7または8に記載の光学フィルム。 - 前記着色層が、400~780nmの波長範囲において最も透過率の低い波長が650nm以上780nm以下の範囲内にある第3の色材をさらに含有する
請求項1から9のいずれか一項に記載の光学フィルム。 - 前記第2の色材または前記第3の色材に含まれる前記色素は、ポルフィリン構造、メロシアニン構造、フタロシアニン構造、アゾ構造、シアニン構造、スクアリリウム構造、クマリン構造、ポリエン構造、キノン構造、テトラジポルフィリン構造、ピロメテン構造及びインジゴ構造の何れかを有する化合物及びその金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種以上の化合物を含む、
請求項10に記載の光学フィルム。 - 前記機能層は、酸素透過度が10cc/m2・day・atm以下である酸素バリア層を含む、
請求項1から11のいずれか一項に記載の光学フィルム。 - 光源と、
請求項1から12のいずれか一項に記載の光学フィルムと、
を備える、
表示装置。 - 前記光源は、画像信号に基づいて発光する複数の発光素子を含む、
請求項13に記載の表示装置。
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