JP7427633B2 - 光学シートおよびこれを含む表示装置 - Google Patents
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Description
一実現例による表示装置は、光源と、表示パネルと、光学シートとを含む。前記表示パネルは、前記光源から光の入射を受けて画像を表示する。前記光学シートは、前記光源から前記表示パネルまでの光路に配置される。したがって、前記表示装置は、光源と、前記光源からの光が入射される光学シートと、前記光学シートからの光が入射される表示パネルとを含み得る。前記光源からの光は、前記光学シートを通過しながら特性が向上され、前記表示パネルは、前記向上された特性の光をもって画像を表示する。その結果、図1を参照すると、表示装置1の画面から出射された光Lによって表示される画像は、優れた色感で認知され得る。
一実現例による光学シートは、基材層と、前記基材層上に配置されるプリズムパターン層を含むプリズムシートとを含み、前記プリズムパターン層が特定波長帯域の光を選択的に吸収する光吸収剤を含み、前記光吸収剤が1種以上の有機染料を含む。
以下、各構成要素別に具体的に説明する。
前記プリズムシートは、プリズムパターンの界面の屈折率差による集光により輝度を向上させる役割をする。
図8の(c)は、一実現例による光学シートに含まれるプリズムパターン層の断面図である。図8の(c)を参照すると、前記プリズムパターン層202は、光吸収剤とバインダー樹脂とを含む。
前記プリズムパターン層は、これに含まれる光吸収剤により特定波長帯域の光を選択的に吸収する。
前記光学シートは、1つまたは2つ以上の機能性コーティング層をさらに含み得る。
前記実現例による光学シートは、前記機能性コーティング層がコーティングされる基材フィルムをさらに含み得る。すなわち、前記基材フィルム上に前記機能性コーティング層がコーティングされ得る。
前記実現例による光学シートは、輝度向上のために反射偏光フィルムを含み得る。例えば、前記反射偏光フィルムは、前記プリズムシート上に配置され得る。
前記光学シートは、前記反射偏光フィルムのスキン層を保護するために、緩衝フィルムをさらに含み得る。具体的に、図4に示すように、反射偏光フィルム400の下にプリズムシート220が配置されると、プリズムシート210のパターンが反射偏光フィルムの薄膜に影響を与えて性能を低下させ得る。これにより、反射偏光フィルム400とプリズムシート220との間に緩衝フィルム500を配置することにより、このような性能低下を防止し得る。
前記光学シートは、その構成要素(プリズムシート、基材フィルム、反射偏光フィルム、緩衝フィルムなど)の間に接着層を含み得る。
以上説明した光学シートの各構成要素の厚さは、一定の範囲内に調節され得る。
前述した光学シートの構成要素(プリズムシート、機能性コーティング層、反射偏光フィルム、緩衝フィルムなど)は、光路に配置され得る。
前記実現例による光学シートを含む表示装置は、色領域が従来よりも向上させ得る。
前記式においてu'0およびu'60は、それぞれ表示装置の正面および60°角度にて測定したCIE1976色度座標u'値であり、v'0およびv'60は、それぞれ表示装置の正面および60°角度にて測定したCIE1976色度座標v'値である。
前記光学シートは、プリズムパターンに光吸収剤、具体的に有機染料を含んで特定波長帯域の光に対する吸収選択性に優れる。これにより、前記光学シートの透過スペクトル曲線は、可視光帯域の中の特定波長において狭くて深い谷を示し得る(図13参照)。
前記式(1)において、FWHMは、波長に応じた純吸光率のスペクトル曲線にて最大ピークの半値幅(nm)であり、前記純吸光率が測定されるために光源が用意され、前記光源からの光を前記光学シートに通過させて第1透過率T1が測定され、前記光学シートから前記光吸収剤のみが除去された参照シートが用意され、前記光源からの光を前記参照シートに通過させて第2透過率T0が測定され、前記純吸光率は、第2透過率T0から第1透過率T1を引いた値である。
一実現例による光学シートの製造方法は、基材層の上面にプリズムパターン形成用組成物をコーティングしてパターンを転写した後、UV硬化してプリズムパターン層を形成する段階を含み、前記プリズムパターン形成用組成物がバインダー樹脂、光吸収剤、UV遮断剤、酸化防止剤、および光安定剤を含み、前記光吸収剤が、特定波長帯域の光を選択的に吸収する1種以上の有機染料を含む。
以下、前記実現例をさらに具体的な例示を挙げて説明するが、前記実現例の範囲はこれらの範囲に限定されるものではない。
以下の成分を混合して光吸収パターン層組成物を調製した。
-エポキシ変性アクリレート樹脂(固形分100%、SHPR-HV200、SMS(株))100重量部
-光吸収剤:有機染料(C590B、KISCO社)0.02重量部
-UV遮断剤(Tinuvin(登録商標)-928、BASF)1重量部
-酸化防止剤(Irganox(登録商標)-1010、BASF)0.1重量部
-光安定剤(Tinuvin(登録商標)-292、BASF)0.5重量部
-光開始剤(TPO、BASF)0.5重量部
-溶媒(メチルエチルケトン/トルエン=1:1)組成物内の固形分が80重量%となるように配合
前記製造例1の組成物において、光吸収剤の含有量を0.03重量部に変更させて、光吸収パターン層組成物を調製した。
前記製造例1の組成物において、光吸収剤の含有量を0.04重量部に変更させて、光吸収パターン層組成物を調製した。
前記製造例1の組成物において、光吸収剤を添加せず、光吸収パターン層組成物を調製した。
厚さ188μmの第1基材層(PET)の一面に前記製造例1の組成物をコーティングし、表面にパターンを有するマスターロールを用いてプリズムパターンを形成しながら、UV照射(100mJ/cm2~200mJ/cm2)により硬化して、厚さ約40μmの第1プリズムパターン層を形成した。その結果、第1プリズムシートからなる光学シートを得た(図5a参照)。
段階1)ポリブチルメタクリレート(PBMA)ビーズ15重量部、ウレタンアクリレート樹脂35重量部、および溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)50重量部が混合された組成物を調製した後、厚さ188μmの第1基材層(PET)の一面にコーティングおよび乾燥して、厚さ5μmの第1光拡散層を形成した。
段階1)ポリブチルメタクリレート(PBMA)ビーズ15重量部、ウレタンアクリレート樹脂35重量部、および溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)50重量部が混合された組成物を調製した後、厚さ100μmの第1基材層(PET)の一面にコーティングおよび乾燥して、厚さ5μmの第1光拡散層を形成した。
前記実施例3の段階1)~3)を繰り返して、第1光拡散層、第1プリズムシートおよび第2プリズムシートを有する光学シートを得た。
段階1)ポリブチルメタクリレート(PBMA)ビーズ15重量部、ウレタンアクリレート樹脂35重量部、および溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)50重量部が混合された組成物を調製した後、厚さ125μmの第1基材層(PET)の一面にマイクログラビアコーティングおよび乾燥して、厚さ5μmの第1光拡散層を形成した。
前記実施例5の段階1)~3)を繰り返すが、段階2)において第1プリズムパターン層を形成するための組成物として前記製造例2の組成物を用いて、光学シートを製造した。
前記実施例5の段階1)~3)を繰り返すが、段階2)おいて第1プリズムパターン層を形成するための組成物として前記製造例3の組成物を用いて、光学シートを製造した。
段階1)光吸収層組成物(アクリルバインダー樹脂(AOF-2914、エギョン社)およびプロピレングリコールメチルエーテル(PGME)が30:70の重量比で混合された溶液100重量部に、光吸収剤(PANAX NEC 584、ウクソン化学社)0.05重量部が添加された組成物を、厚さ125μmの第1基材層(PET)の一面にコーティングおよび乾燥して、厚さ3μmの光吸収コーティング層を形成した。
前記実施例5の段階1)~3)を繰り返すが、段階2)において第1プリズムパターン層を形成するための組成物として、前記製造例4の組成物(光吸収剤未添加)を用いて、光学シートを製造した。
液晶表示装置(55インチのLED直下型、220V、LG電子社)から液晶表示パネルの背面に位置する光学フィルム(反射偏光フィルム、プリズムシートなど)を除去し、その位置に光学シートを配置した。
光学シートを表示装置に適用して、スペクトロラジオメーター(Spectroradiometer、SR-3、TOPCON、Working Distance: 660 mm、Field Spec.: 0.2D)を用いて、輝度(luminance)、CIE1931色度座標xy、CIE1976色度座標u'v'等を測定し、これに基づいて色領域の面積およびDCI重畳比等を算出した。
前記式において、u'0およびu'60はそれぞれ、表示装置の正面および60°角度にて測定したCIE1976色度座標u'値であり、v'0およびv'60はそれぞれ、表示装置の正面および60°角度にて測定したCIE1976色度座標v'値である。
前記実施例5および比較例2の光学シートを分光測色計(CM-3700A、コニカミノルタ社、光源D65)に入れて透過スペクトルをそれぞれ測定し、その結果を図13に示した。
2-1:第1巻出ロール
2-2:第2巻出ロール
3-1、5-1:第1硬化装置
3-2、5-2:第2硬化装置
4:パターンロール
6:加圧ロール
10:バックライトユニット
11:光学シート
20:表示パネル
30:カバーウィンドウ
51:上部フレーム
52:下部フレーム
200:プリズムシート
201:基材層
202:プリズムパターン層
202':プリズムパターン層組成物
202a:第1パターン
202b:第2パターン
210:第1プリズムシート
220:第2プリズムシート
211:第1基材層
212:第1プリズムパターン層
221:第2基材層
222:第2プリズムパターン層
310:第1機能性コーティング層
320:第2機能性コーティング層
311、321:ビーズ
312、322:バインダー樹脂
350:基材フィルム
400:反射偏光フィルム
500:緩衝フィルム
600、610、620、630:接着層
601:メニスカス
700:導光板
800:反射板
L:出射光
UV:UV光
M:積層体
S1、S2:スキン層
T1:基材層の厚さ
T2:パターン層の厚さ
Ta:第1パターンの高さ
Tb:第2パターンの高さ
CG:全色領域
CG0:重畳色領域
CG1:第1色領域
CG2:第2色領域
R:赤
G:緑
B:青
Claims (15)
- 基材層と、前記基材層の上に配置されるUV硬化型のプリズムパターン層とを含むプリズムシートを含み、
前記プリズムパターン層が特定波長帯域の光を選択的に吸収する光吸収剤を含み、前記光吸収剤が1種以上の不飽和結合を有する有機染料を含み、
前記プリズムパターン層が、UV遮断剤、酸化防止剤および光安定剤をさらに含み、 前記光吸収剤の主吸収波長が、470nm~520nmmまたは550nm~620nmである、光学シート。 - 前記光吸収剤が前記プリズムパターン層の総重量を基準に、0.01重量%~1重量%の量で含まれ、
前記光吸収剤が、ピロールメチン類、ローダミン類、ボロンジピロメテン類、テトラアザポルフィリン類、スクアリン類、およびシアニン類からなる群より選択される少なくとも1種の有機染料を含み、
前記プリズムパターン層が、UV-A光に対して10%~70%の透過率を有する、請求項1に記載の光学シート。 - 前記光学シートが下記式(1)を満足する、請求項1に記載の光学シート:
FWHM≦50nm ...(1)
前記式(1)において、
FWHMは、波長に応じた純吸光率のスペクトル曲線において最大ピークの半値幅(nm)であり、前記純吸光率が測定されるために光源が用意され、前記光源からの光を前記光学シートに通過させて第1透過率T1が測定され、
前記光学シートから前記光吸収剤のみが除去された参照シートが用意され、前記光源からの光を前記参照シートに通過させて第2透過率T0が測定され、
前記純吸光率は、第2透過率T0から第1透過率T1を引いた値である。 - 前記UV遮断剤が、ヒドロキシベンゾトリアゾール系、トリス-レゾルシノール-トリアジンクロモフォア系、およびヒドロキシフェニル-ベンゾトリアゾールクロモフォア系のUV遮断剤からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記酸化防止剤が、アミン系、フェノール系、硫黄系、ホスフィン系、ホスファイト系、およびチオエステル系の酸化防止剤からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記光安定剤が、HALS系、ベンゾトリアゾール系、およびベンゾフェノール系の光安定剤からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記プリズムパターン層に含まれるUV遮断剤の重量が、前記光吸収剤の重量に対して10倍~100倍であり、前記プリズムパターン層に含まれる酸化防止剤の重量が、前記光吸収剤の重量に対して1倍~10倍であり、前記プリズムパターン層に含まれる光安定剤の重量が、前記光吸収剤の重量に対して10倍~50倍である、請求項1に記載の光学シート。 - 前記光学シートが、
前記プリズムシートの下に配置される機能性コーティング層をさらに含み、
前記機能性コーティング層が、光拡散層、摩耗防止層、および耐熱コーティングからなる群より選択される、請求項1に記載の光学シート。 - 前記光学シートが、第1プリズムシートと、前記第1プリズムシート上に配置される第2プリズムシートとを含み、
前記第1プリズムシートが、第1基材層と、前記第1基材層上に配置される第1プリズムパターン層とを含み、
前記第2プリズムシートが、第2基材層と、前記第2基材層上に配置される第2プリズムパターン層とを含み、
前記第1プリズムパターン層が面内第1方向に延び、
前記第2プリズムパターン層が前記第1方向に対して交差する面内第2方向に延び、
前記第1プリズムパターン層および前記第2プリズムパターン層のうち少なくとも1つが、特定波長帯域の光を選択的に吸収する光吸収剤を含み、前記光吸収剤が1種以上の有機染料を含む、請求項1に記載の光学シート。 - 前記光学シートが
前記第1プリズムシートの下に配置される第1機能性コーティング層と、
前記第2プリズムシートの上に配置される第2機能性コーティング層とをさらに含み、
前記第1機能性コーティング層および前記第2機能性コーティング層がそれぞれ、光拡散層、摩耗防止層、耐熱コーティング層、およびハードコーティング層からなる群より選択され、
前記第1機能性コーティング層、前記第1プリズムシート、前記第2プリズムシート、および前記第2機能性コーティング層は、互いに直接または間接的に結合される、請求項6に記載の光学シート。 - 前記光学シートが、
前記第2プリズムシートと前記第2機能性コーティング層との間に配置される反射偏光フィルムと、
前記第2プリズムシートと前記反射偏光フィルムとの間に配置される緩衝フィルムとをさらに含み、
前記反射偏光フィルムは、互いに異なる光学的特性を有する第1樹脂層および第2樹脂層が交互に100層~2000層に積層される構造を有する、請求項7に記載の光学シート。 - 基材層と、前記基材層の上に配置されるUV硬化型のプリズムパターン層とを含むプリズムシートと、
前記プリズムシートの下に配置される光拡散層とを含み、
前記プリズムパターン層が特定波長帯域の光を選択的に吸収する光吸収剤を含み、
前記光吸収剤が少なくとも1種の不飽和結合を有する有機染料を含み、
前記プリズムパターン層が、UV遮断剤、酸化防止剤および光安定剤を含み、
前記光吸収剤の主吸収波長が、470nm~520nmmまたは550nm~620nmである、光学シート。 - 前記光吸収剤が、前記プリズムパターン層の総重量を基準に0.01重量%~1重量%の量で含まれる、請求項9に記載の光学シート。
- 基材層の上面にプリズムパターン形成用組成物をコーティングしパターンを転写した後、UV硬化して、プリズムパターン層を形成する段階を含み、
前記プリズムパターン形成用組成物が、バインダー樹脂、光吸収剤、UV遮断剤、酸化防止剤、および光安定剤を含み、
前記光吸収剤が、特定波長帯域の光を選択的に吸収する1種以上の不飽和結合を有する有機染料を含み、
前記光吸収剤の主吸収波長が、470nm~520nmmまたは550nm~620nmである、請求項1による光学シートの製造方法。 - 前記プリズムパターン形成用組成物が、
前記バインダー樹脂100重量部に対して前記光吸収剤を0.01重量部~1重量部含み、前記UV遮断剤を前記光吸収剤の重量に対して10倍~100倍の重量で含み、前記酸化防止剤を前記光吸収剤の重量に対して1倍~10倍の重量で含み、前記光安定剤を光吸収剤の重量に対して10倍~50倍の重量で含む、請求項11に記載の光学シートの製造方法。 - (1)第1基材層の下面に第1機能性コーティング層を形成する段階と、
(2)前記第1基材層の上面に第1プリズムパターン形成用組成物をコーティングしパターンを転写した後、UV硬化して、第1プリズムパターン層を形成するとともに、前記第1プリズムパターン層の上面に第2基材層を貼り合わせる段階と、
(3)前記第2基材層の上面に第2プリズムパターン層を形成する段階とを含み、
前記第1プリズムパターン形成用組成物が、バインダー樹脂、光吸収剤、UV遮断剤、酸化防止剤、および光安定剤を含み、前記光吸収剤が、特定波長帯域の光を選択的に吸収する1種以上の不飽和結合を有する有機染料を含み、
前記光吸収剤の主吸収波長が、470nm~520nmmまたは550nm~620nmである、光学シートの製造方法。 - 光源と、
前記光源からの光が入射され画像を表示する表示パネルと、
前記光源から前記表示パネルまでの光路に配置される請求項1による光学シートとを含む、表示装置。 - 前記表示装置は、
CIE1976色度座標u'v'におけるDCI重畳比が90%以上であり、
白色光に対して250cd/m2以上の輝度を示す、請求項14に記載の表示装置。
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