KR20180101997A - 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

특수한 무기계 소재를 사용하지 않고, 실용상 문제없는 두께를 갖는 광학 필름을 구비하며, 높은 연색성을 가짐과 함께, 좁은 발광 스펙트럼을 갖는 광원이어도, 블랙 아웃 및 간섭색(번짐 얼룩)의 발생을 매우 고도로 억제 시킬 수 있는 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 면 내에 복굴절률을 갖는 광학 필름과 편광자가 이 순서로 배치된 구성을 갖는 화상 표시 장치이며, 상기 광학 필름의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 대략 45°가 되도록, 상기 광학 필름과 상기 편광판이 설치되어 있고, 상기 광학 필름은, 리타데이션이 3000㎚ 이상이며, 상기 광학 필름에 입사하는 광은, ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 이상인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치이다.

Description

화상 표시 장치
본 발명은 화상 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치로 대표되는 표시 장치는, 휘도, 해상도, 색 영역 등의 성능이 급속하게 진보하고 있다. 그리고, 이들 성능의 진보에 비례하여, 자동차 내비게이션 시스템, 인스트루먼트·패널 등의 차내에서 사용되거나, 휴대용 정보 단말기나, 옥외, 매장, 공공 공간, 교통 기관 등, 모든 장소에서 사용되는 디지털 사이니지 등, 옥외에서 사용되거나 하는 화상 표시 장치가 증가하고 있다.
또한, 햇볕이 강한 옥외 등의 환경에서는, 눈부심을 경감하기 위해 편광 기능을 구비한 선글라스(이하, 「편광 선글라스」라고 칭함)를 낀 상태에서 화상 표시 장치를 관찰하는 경우가 있다.
그런데, 통상 액정 표시 장치와 같은 화상 표시 장치에는 편광판이 구비되어 있으며, 이러한 편광판을 포함하는 화상 표시 장치의 표시 화면을, 편광 선글라스 너머로 관찰할 때, 편광판의 흡수축과 편광 선글라스의 편광 흡수축이 일치하면, 표시 화면이 어두워져 보이지 않게(이하, 「블랙 아웃」이라고 칭함)된다고 하는 문제가 있었다.
또한, 화상 표시 장치로서는, 액정 표시 장치 외에도, 유기 일렉트로루미네센스(유기 EL) 표시 장치도 잘 알려져 있지만, 유기 EL 표시 장치도 외광 반사에 의한 표시 화상의 콘트라스트(명소 대비) 저하를 방지하기 위해, 유기 EL 소자의 시인측에 편광판(원편광판)이 배치되어 있기 때문에, 블랙 아웃의 문제가 생기고 있었다.
이러한 블랙 아웃이라는 문제에 대해, 예를 들어 특허문헌 1에는, 연속적이고 폭 넓은 발광 스펙트럼을 갖는 광원으로서 백색 발광 다이오드와, 액정 셀의 시인측에 편광판이 설치되고, 해당 편광판의 시인측에 3000 내지 3만㎚의 리타데이션을 갖는 고분자 필름(폴리에스테르 필름)을 배치하고, 해당 고분자 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 이루는 각을 대략 45˚로 한 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 이러한 고리타데이션의 고분자 필름을 편광판의 시인측에 설치함으로써, 블랙 아웃의 문제를 해소할 수 있다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 백라이트 광원으로서 백색 발광 다이오드(백색 LED)를 이용한 액정 표시 장치에 있어서, 고리타데이션의 고분자 필름을 사용함으로써 해당 고분자 필름의 리타데이션값에 특유의 간섭색(번짐 얼룩)의 발생도 방지하고 있다.
여기서, 특허문헌 1에 기재한 바와 같은 연속적이고 폭 넓은 발광 스펙트럼을 갖는 광원을 사용한 화상 표시 장치에서는, 편광판의 시인측에 배치하는 보호층으로서 3000㎚ 이상의 리타데이션을 갖고 있으면 되고, 그 상한은 존재하지 않는다. 특허문헌 1에 기재된 발명에 있어서 고분자 필름의 리타데이션의 상한을 3만으로 하는 것은, 이 이상 높은 리타데이션으로 하기 위해서는 막 두께를 크게 하지 않을 수 없기 때문에, 취급 관점에서 설정된 상한값이다. 또한, 도 2에 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼을 나타낸다.
한편, 화상 표시 장치의 광원이, CCFL과 같은 특정 파장에 피크를 갖는 불연속인 발광 스펙트럼밖에 갖고 있지 않은 광원인 경우, 블랙 아웃 및 간섭색(번짐 얼룩)의 문제를 해소하기 위해서는, 보호층으로서 10만㎚를 초과하는 리타데이션을 갖는 특수한 무기계 소재를 사용해야만 했다(예를 들어, 특허문헌 2 등 참조). 또한, 도 3에 CCFL의 발광 스펙트럼을 나타낸다.
여기서, 최근의 화상 표시 장치에서는, 높은 연색성(색 영역을 확장하는 것)이 요구되고 있으며, 이러한 높은 연색성을 발휘시키고자 하는 경우, 백색 발광 다이오드로부터 발광된 연속적이고 폭 넓은 발광 스펙트럼을 갖는 광에 비하여, 더 좁은 발광 스펙트럼(특정 파장에 피크를 갖는 발광 스펙트럼의 광)이 사용된다.
이러한 백색 발광 다이오드로부터 발광된 연속적이고 폭 넓은 발광 스펙트럼을 갖는 광에 비하여, 더 좁은 발광 스펙트럼을 갖는 광을 화상 표시 장치의 광원으로서 사용하는 경우, 블랙 아웃 및 간섭색(번짐 얼룩)의 발생을 억제하기 위해서는, 편광판의 보호층으로서 10만㎚를 초과하는 매우 높은 리타데이션을 갖는 특수한 소재를 사용할 필요가 있는데, 고분자 필름을 사용하여 이러한 고리타데이션을 달성하려고 하면, 막 두께가 두꺼워지고, 박막화를 필요로 하는 장치인 경우에는 실용상 문제가 되는 경우가 있었다.
일본 특허 공개 제2011-107198호 공보 일본 특허 공개 (평)10-10522호 공보
본 발명은 상기 현재 상황을 감안하여, 특수한 무기계 소재를 사용하지 않고, 박막화를 필요로 하는 장치에도 실용상 문제 없는 두께를 갖는 광학 필름을 구비한 것으로 할 수 있고, 높은 연색성을 가짐과 함께, 좁은 발광 스펙트럼을 갖는 광원이라 해도, 블랙 아웃 및 간섭색(번짐 얼룩)의 발생을 매우 고도로 억제시킬 수 있는 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 면 내에 복굴절률을 갖는 광학 필름과 편광자가 이 순서로 배치된 구성을 갖는 화상 표시 장치이며, 상기 광학 필름의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 대략 45°가 되도록, 상기 광학 필름과 상기 편광자가 설치되어 있고, 상기 광학 필름은, 리타데이션이 3000㎚ 이상이며, 상기 광학 필름에 입사하는 광은, ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 이상인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치이다.
본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 상기 광학 필름을 통과한 광은, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장 투과율이 20％ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 상기 광학 필름을 통과한 광은, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장 투과율이 20 내지 80％인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광학 필름에 입사하는 광은, 청색 발광 다이오드와, 적색 형광체와, 녹색 및/또는 황색 형광체를 이용하여 만들어진 광이며, 상기 적색 형광체는, Mn4+ 활성화 불화물 착체 형광체인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 상기 광학 필름에 입사하는 광은, 유기 일렉트로루미네센스 소자로부터 발광된 광인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 상기 광학 필름에 입사하는 광은, 파장 580㎚ 이상 780㎚ 이하인 적색 영역, 파장 480㎚ 이상 580㎚ 미만인 녹색 영역, 및 파장 380㎚ 이상 480㎚ 미만인 청색 영역의 각 영역에서, 각각 발광 스펙트럼의 피크를 갖고, 상기 적색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 70㎚ 이하이고, 상기 녹색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 60㎚ 이하이고, 상기 청색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 40㎚ 이하인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은, 면 내에 복굴절률을 갖는 광학 필름과 편광자가 적층된 구성을 갖는 화상 표시 장치에 있어서, 해당 광학 필름의 리타데이션과 편광자에 대한 배치 각도를 소정의 범위로 함과 함께, 광학 필름에 입사하는 광을 특정의 것으로 함으로써, 특수한 무기계 재료를 사용하지 않으면서, 또한, 실용상 문제 없는 두께를 갖는 광학 필름을 구비하고, 높은 연색성과 우수한 블랙 아웃 및 간섭색(번짐 얼룩) 방지성을 갖는 화상 표시 장치로 할 수 있음을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 면 내에 복굴절률을 갖는 광학 필름과 편광자가 이 순서로 배치된 구성을 갖는 화상 표시 장치이다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치는, 편광자의 광학 필름측과 반대측에, λ/4 위상차 필름이 배치되어 있어도 된다. 이러한 λ/4 위상차 필름으로서는, 연신 필름이나, 도포형의 액정 재료를 사용하여 이루어지는 필름 등 공지된 것을 사용할 수 있다.
상기 편광자는, 예를 들어 상기 λ/4 위상차 필름과, 면 내에 복굴절률을 갖는 광학 필름으로 끼움 지지되어 있고, 특정의 진동 방향을 갖는 광만을 투과하는 기능을 갖는 편광자라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, PVA계 필름 등을 연신하고, 요오드나 2색성 염료 등으로 염색한 PVA계 편광자; PVA의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 편광자; 콜레스테릭 액정을 사용한 반사형 편광자; 박막 결정 필름계 편광자 등을 들 수 있고, 그 중에서도, PVA계 편광자가 바람직하게 사용된다.
상기 PVA계 편광자로서는, 예를 들어 PVA계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 것을 들 수 있다. 그 중에서도, PVA계 필름과 요오드 등의 2색성 물질을 포함하는 편광자가 바람직하게 사용된다.
이러한 편광자의 두께로서는 특별히 제한되지 않고, 일반적으로, 1 내지 100㎛정도이다.
특히 유기 EL 표시 장치 등에 사용하는 경우, 플렉시블 대응을 위해, 지금까지와 같은 요오드계 뿐만 아니라, 리오트로픽 액정 타입이나, 2색성 게스트-호스트 등의 도포형 편광자여도 된다.
상기 면 내에 복굴절률을 갖는 광학 필름으로서는, 상기 면 내에 복굴절을 갖는 광학 필름으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 폴리카르보네이트, 시클로올레핀 중합체, 아크릴, 폴리에스테르 등을 포함하는 필름을 들 수 있지만, 그 중에서도, 비용 및 기계적 강도의 관점에서, 플러스의 복굴절률을 나타내는 것이 바람직하다. 플러스의 복굴절률을 나타낸다는 것은, 배향축 방향의 굴절률이 배향축 방향에 직교하는 방향의 굴절률보다 커지는 것을 의미한다. 구체적으로는, 폴리에스테르 기재인 것이 바람직하다.
또한, 이하의 설명에서는, 면 내에 복굴절률을 갖는 광학 필름을 폴리에스테르 기재로서 설명한다.
상기 폴리에스테르 기재는, 3000㎚ 이상의 리타데이션을 갖는다. 리타데이션이 3000㎚ 미만이면 본 발명의 화상 표시 장치의 표시 화상에 블랙 아웃이나 색이 상이한 얼룩(이하, 「간섭색」이라고도 함)이 발생되어 버린다. 한편, 상기 폴리에스테르 기재의 리타데이션의 상한으로서는 블랙 아웃이나 간섭색의 관점에서는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 상기 폴리에스테르 기재의 리타데이션이 4만㎚를 초과하면, 상기 폴리에스테르 기재의 막 두께가 상당히 두꺼워져, 박막화를 필요로 하는 장치인 경우에는, 실용상 문제가 되는 경우가 있다. 단, 디지털 사이니지, 차내 용도 등의 경우, 판형의 매우 두꺼운 막 두께가 바람직한 경우도 있고, 그러한 경우에는, 상기 폴리에스테르 기재의 리타데이션은 10만㎚를 초과해도 된다.
상기 폴리에스테르 기재의 리타데이션은, 블랙 아웃이나 간섭색 방지성 및 박막화의 관점에서, 바람직한 하한은 5000㎚, 더 바람직한 하한은 7000㎚이며, 바람직한 상한은 50000㎚, 더 바람직한 상한은 41300㎚, 더욱 바람직한 상한은 25000㎚, 가장 바람직한 상한은 2만㎚이다. 이 범위이면, 상기 폴리에스테르 기재를 지극히 박막으로 할 수 있기 때문이다. 또한, 상기한 바와 같이 박막화를 필수로 여기지 않는 용도에 있어서는 꼭 그런 것은 아니며, 상기 폴리에스테르 기재의 리타데이션은, 10만㎚정도여도 되고, 폴리에스테르 기재의 막 두께에 따라서는, 상기 리타데이션은, 예를 들어 15만㎚이나 20만㎚이어도 된다.
또한, 상기 리타데이션이란, 폴리에스테르 기재의 면 내에 있어서 가장 굴절률이 큰 방향(지상축 방향)의 굴절률(nx)과, 지상축 방향과 직교하는 방향(진상축 방향)의 굴절률(ny)과, 폴리에스테르 기재의 두께(d)에 의해, 이하의 식으로 나타내는 것이다.
리타데이션(Re)=(nx-ny)×d
또한, 상기 리타데이션은 예를 들어, 오지 게이소꾸 기끼사제 「KOBRA-WR」, 「PAM-UHR100」에 의해 측정할 수 있다.
또한, 2매의 편광판을 사용하여, 폴리에스테르 기재의 배향축 방향(주축의 방향)을 구하고, 당해 배향축과 배향축 방향에 대해 직교하는 축의 2개의 축의 굴절률(nx, ny)을, 아베 굴절률계(아타고사제 NAR-4T)에 의해 구한다. 여기서, 보다 큰 굴절률을 나타내는 축을 지상축이라고 정의한다. 광학 필름의 두께(d)는, 예를 들어 마이크로미터(상품명: Digimatic Micrometer, 미츠토요사제)에 의해 측정하고, 단위를 ㎚로 환산한다. 복굴절률(nx-ny)과, 광학 필름의 두께(d)(㎚)의 곱으로부터, 리타데이션을 계산할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 nx-ny(이하, Δn이라고도 표기함)는, 0.05 내지 0.40인 것이 바람직하다. 상기 Δn이 0.05 미만이면 충분한 블랙 아웃의 억제 효과를 얻을 수 없는 경우가 있고, 또한, 상술한 리타데이션값을 얻기 위해 필요한 막 두께가 두꺼워지는 경우가 있다. 한편, 상기 Δn이 0.40을 초과하면, 폴리에스테르 기재로서, 터짐, 찢어짐 등이 발생하기 쉬워져, 공업 재료로서의 실용성이 현저하게 저하되는 경우가 있다.
상기 Δn의 더 바람직한 하한은 0.07, 더 바람직한 상한은 0.35이다. 또한, 상기 Δn이 0.35를 초과하면, 내습열성 시험에서의 폴리에스테르 기재의 내구성이 떨어지는 일이 있다. 내습열성 시험에서의 내구성이 우수한 점에서, 상기 Δn의 더욱 바람직한 상한은 0.30이다.
상기 폴리에스테르 기재를 구성하는 재료로는, 상술한 리타데이션을 충족하는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 방향족 이염기산 또는 그의 에스테르 형성성 유도체와, 디올 또는 그의 에스테르 형성성 유도체로부터 합성되는 선형 포화 폴리에스테르이다. 이러한 폴리에스테르의 구체예로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리(1,4-시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트), 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트를 예시할 수 있다.
또한, 폴리에스테르 기재에 사용되는 폴리에스테르는, 이들 상기 폴리에스테르의 공중합체이어도 되고, 상기 폴리에스테르를 주체(예를 들어 80몰％ 이상의 성분)로 해서, 적은 비율(예를 들어 20몰％ 이하)인 다른 종류의 수지와 블렌드한 것이어도 된다. 폴리에스테르로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트가 역학적 물성이나 광학 물성 등의 밸런스가 좋으므로 특히 바람직하다. 특히, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트(PEN)를 포함하는 것이 바람직하다.
PEN은 범용성이 높아, 입수가 용이하기 때문이다. 본 발명에 있어서는 PEN과 같은, 범용성이 매우 높은 필름이라도, 표시 품질이 높은 화상 표시 장치를 제작하는 것이 가능한 광학 필름을 얻을 수 있다. 또한, PEN은, 투명성, 열 또는 기계적 특성이 우수하며, 연신 가공에 의해 리타데이션의 제어가 가능하고, 고유 복굴절이 커서, 막 두께가 얇아도 비교적 용이하게 큰 리타데이션이 얻어진다.
또한, 최근 들어, 화상 표시 장치 자신이 절곡되는 것이나, 장치에 곡면 디자인이 증가하고 있기 때문에, 플렉시블성이 요구되는 장치인 경우에는, 폴리이미드, 아라미드, 폴리아미드이미드 등, 혹은 이들 혼합물의 재료계도 바람직하게 사용된다.
상기 폴리에스테르 기재를 얻는 방법으로는, 상술한 리타데이션을 충족하는 방법이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 재료의 상기 PEN 등의 폴리에스테르를 용융하여, 시트 형상으로 압출 성형된 미연신 폴리에스테르를 유리 전이 온도 이상의 온도에서 텐터 등을 사용하여 가로 연신한 후, 열처리를 실시하는 방법을 들 수 있다.
상기 가로 연신 온도로는, 80 내지 130℃가 바람직하며, 보다 바람직하게는 90 내지 120℃이다. 또한, 가로 연신 배율은 2.5 내지 6.0배가 바람직하며, 더 바람직하게는 3.0 내지 5.5배이다. 상기 가로 연신 배율이 6.0배를 초과하면, 얻어지는 폴리에스테르 기재의 투명성이 저하되기 쉬워지고, 가로 연신 배율이 2.5배 미만이면 연신 장력도 작아지기 때문에, 얻어지는 폴리에스테르 기재의 복굴절이 작아져, 리타데이션을 3000㎚ 이상으로 할 수 없는 경우가 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 2축 연신 시험 장치를 사용하여, 상기 미연신 폴리에스테르의 가로 연신을 상기 조건에서 행한 후, 해당 가로 연신에 대한 흐름 방향의 연신(이하, 세로 연신이라고도 함)을 행해도 된다. 이 경우, 상기 세로 연신은, 연신 배율이 2배 이하인 것이 바람직하다. 상기 세로 연신의 연신 배율이 2배를 초과하면, Δn의 값을 상술한 바람직한 범위로 할 수 없는 경우가 있다.
또한, 상기 열처리 시의 처리 온도로서는, 100 내지 250℃가 바람직하고, 더 바람직하게는 180 내지 245℃이다.
상술한 방법으로 제작한 폴리에스테르 기재의 리타데이션을 3000㎚ 이상으로 제어하는 방법으로는, 연신 배율이나 연신 온도, 제작하는 폴리에스테르 기재의 막 두께를 적절히 설정하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 연신 배율이 높을수록, 연신 온도가 낮을수록, 또한, 막 두께가 두꺼울수록, 높은 리타데이션을 얻기 쉬워지고, 연신 배율이 낮을수록, 연신 온도가 높을수록, 또한, 막 두께가 얇을수록, 낮은 리타데이션을 얻기 쉬워진다.
상기 폴리에스테르 기재의 두께로서는, 박막화를 필요로 하는 장치인 경우, 실용상 문제가 되지 않는 두께인 것이 필요하고, 구체적으로는, 10 내지 500㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 10㎛ 미만이면 상기 폴리에스테르 기재의 리타데이션을 3000㎚ 이상으로 할 수 없고, 또한, 역학 특성의 이방성이 현저해져서, 터짐, 찢어짐 등이 발생하기 쉬워져, 공업 재료로서의 실용성이 현저하게 저하되는 경우가 있다. 한편, 500㎛를 초과하면, 실용상 문제가 되는 경우가 있고, 또한, 폴리에스테르 기재가 매우 강직해서, 고분자 필름 특유의 유연함이 저하되어, 역시 공업 재료로서의 실용성이 저하되므로 바람직하지 않다. 상기 폴리에스테르 기재의 두께의 더 바람직한 하한은 20㎛, 더 바람직한 상한은 400㎛이며, 또한 더 바람직한 상한은 300㎛이다.
또한, 디지털 사이니지나 차내 용도 등, 특히 박막화를 필요로 하지 않는 장치인 경우에는, 상한은 10㎜ 등이어도 된다.
또한, 상기 폴리에스테르 기재는, 가시광 영역에서의 투과율이 80％ 이상인 것이 바람직하며, 84％ 이상인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 투과율은, JIS K7361-1(플라스틱-투명 재료의 전체 광 투과율의 시험 방법)에 의해 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 폴리에스테르 기재에는 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 비누화 처리, 글로우 방전 처리, 코로나 방전 처리, 자외선(UV) 처리 및 화염 처리 등의 표면 처리를 행해도 된다.
본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 상기 폴리에스테르 기재 등의 광학 필름을 배치할 때는, 편광자의 흡수축과 상기 광학 필름의 지상축이 이루는 각이 대략 45°가 되도록 한다. 이에 의해 편광 선글라스 등의 편광판이 소정의 각도에서도 높은 투과광을 얻을 수 있고, 블랙 아웃의 문제가 발생하는 경우가 없다. 또한, 상기 각도는 엄밀하게 45°일 필요는 없고, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위이면, 필요에 따라 적절히 조절해도 된다. 상기 각도의 바람직한 범위는 30 내지 60°, 더 바람직하게는 40 내지 50°이다.
본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 상술한 조건에서 상기 광학 필름을 편광자의 시인측에 배치하는 방법으로는, 편광자의 최외층에 직접 광학 필름을 적층해도 되고, 종래 공지의 다른 투명 부재를 통해 배치해도 된다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치의 시인측 최표면에 광학 필름을 설치, 접합해도 된다.
상기 광학 필름을 직접, 또는 다른 투명 부재를 통해 배치할 때는, 점착층을 형성한 광학 필름을 사용하는 것도 바람직한 형태이다. 이 때, 다른 투명 부재는, 광학 필름과 편광자의 사이여도 되고, 광학 필름보다도 관측자측에 배치되어 있어도 된다.
상기 광학 필름은, 상기 편광자측과 반대측의 면 상에 광학 기능층이 적층되어, 광학 적층체를 구성하고 있는 것이 바람직하다.
상기 광학 기능층은, 하드 코팅 성능을 갖는 하드 코팅층이나, 저굴절률층 등, 광학적 기능을 발휘할 수 있는 층이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 상기 하드 코팅층이나 저굴절률층 등으로서는 특별히 한정되지 않고 종래 공지된 것과 마찬가지의 방법으로 형성할 수 있다.
상기 광학 적층체는, 경도가, JIS K5600-5-4(1999)에 의한 연필 경도 시험(하중 4.9N)에서, HB 이상인 것이 바람직하며, H 이상인 것이 더 바람직하다.
또한, 상기 광학 적층체는, 전체 광선 투과율이 80％ 이상인 것이 바람직하다. 80％ 미만이면 유기 EL 표시 장치에 장착한 경우에서, 색 재현성이나 시인성을 손상시킬 우려가 있는 것 외에도, 원하는 콘트라스트를 얻지 못할 경우가 있다. 상기 전체 광선 투과율은, 90％ 이상인 것이 더 바람직하다.
상기 전체 광선 투과율은, 헤이즈 미터(무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠제, 제품 번호; HM-150)를 사용하여 JIS K-7361에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 상기 광학 적층체는, 헤이즈가1％ 이하인 것이 바람직하다. 1％를 초과하면, 원하는 광학 특성이 얻어지지 않아, 상기 광학 적층체를 화상 표시 장치에 설치했을 때의 시인성이 저하된다.
상기 헤이즈는, 헤이즈 미터(무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠제, 제품 번호; HM-150)를 사용하여 JIS K-7136에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 화상 표시 장치는, 상기 광학 필름에 입사하는 광은, ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 이상이다. 이러한 광은, 종래의 백색 발광 다이오드로부터의 광과 비교하여 좁은 발광 스펙트럼을 갖는 것이기 때문에, 본 발명의 화상 표시 장치는, 높은 연색성을 갖게 된다.
여기서, RGB(적색, 녹색, 청색)의 삼색의 혼합에 의해 재현할 수 있는 색 영역은, CIE1931-xy 색도도 상의 삼각형으로 나타낸다. 상기 삼각형은, RGB 각 색의 정점 좌표를 정하여, 각 정점을 연결함으로써 형성된다. 이 RGB의 발광 스펙트럼이 각각 샤프하면, CIE1931-xy 색도도에서, R의 정점 좌표는 x의 값이 크고 y의 값이 작아지고, G의 정점 좌표는 x의 값이 작고 y의 값이 커지고, B의 정점 좌표는 x의 값이 작고 y의 값이 작아진다. 즉, RGB의 발광 스펙트럼이 각각 샤프하면, CIE1931-xy 색도도에서 RGB 각 색의 정점 좌표를 연결한 삼각형의 면적이 커지고, 재현할 수 있는 색 영역의 폭이 넓어진다.
본 발명에 있어서, 상기 광학 필름에 입사하는 광은, ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 이상이지만, 상기 ITU-R BT. 2020 커버율이란, CIE1931-xy 색도도에서의 ITU-R BT. 2020 규정의 삼각형 면적에 비해, 광학 필름에 입사하는 광의 색 영역의 삼각형 면적의 겹침 부분의 면적 비율을 의미한다.
상기 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 미만이면 본 발명의 화상 표시 장치의 연색성이 불충분해진다. 상기 ITU-R BT. 2020 커버율의 바람직한 하한은 60％, 더 바람직한 하한은 65％이다.
또한, 상기 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율의 산출은, 예를 들어 액정 표시 장치나 백색 OLED인 경우에는, 광원으로부터 컬러 필터를 통해서, 또한, 예를 들어 RGB 3색 구분 도포하여 OLED와 같은 경우에는, 컬러 필터를 통하지 않고, RGB 각 색의 정점 좌표를 구하여, ITU-R BT. 2020 규정의 삼각형 면적에 대해, 광학 필름에 입사하는 광의 색 영역의 삼각형 면적의 겹침 부분의 면적 비율로부터 산출된다.
본 발명의 화상 표시 장치의 광학 필름을 통과한 광은, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장 투과율이 20％ 이상인 것이 바람직하다(이하, 상기 파장 투과율이 20％ 이상인 화상 표시 장치를, 본 발명의 화상 표시 장치(1)라고도 함). 상기 파장 투과율이 20％ 미만이면 본 발명의 화상 표시 장치(1)에 상술한 소정의 리타데이션을 갖는 광학 필름을 편광자에 대해 배치 각도를 한정하여 배치했다고 해도, 간섭색이 발생해 버리는 경우가 있다. 상기 파장 투과율이 바람직한 하한은 40％이며, 더 바람직한 상한은 60％이다.
여기서, 스마트 폰으로 대표되는 화상 표시 장치는, 손 중에서 여러 방향으로 움직이게 하여 사용되는 경우가 있고, 편광 선글라스를 낀 상태에서 화상 표시 장치를 관찰했을 때, 편광 선글라스의 흡수축과, 화상 표시 장치의 편광자 흡수축이 패러렐 니콜 상태로 된 경우와, 크로스 니콜 상태로 된 경우의 색감의 변화, 즉, 색차가 큰 것이 문제가 되는 경우가 있었다.
이로 인해, 본 발명의 화상 표시 장치는, 상기 광학 필름을 통과한 광은, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장 투과율이 20 내지 80％인 것이 바람직하다(이하, 상기 파장 투과율이 20 내지 80％인 화상 표시 장치를, 본 발명의 화상 표시 장치(2)라고도 함). 상기 파장 투과율이 20％ 미만이면 본 발명의 화상 표시 장치(2)에 상술한 소정의 리타데이션을 갖는 광학 필름을 편광자에 대해 배치 각도를 한정하여 배치했다고 해도, 간섭색이 발생하는 경우가 있고, 상기 파장 투과율이 80％를 초과하면, 본 발명의 화상 표시 장치(2)의 표시 화면을 상이한 방향으로부터 보았을 때에 색차가 커져 버리는 경우가 있다. 본 발명의 화상 표시 장치(2)에 있어서의 상기 파장 투과율의 더 바람직한 하한은 40％이며, 더 바람직한 상한은 60％이다.
이러한 본 발명의 화상 표시 장치(2)는, 스마트 폰으로 대표되는 바와 같이, 자유롭게 표시 화면의 방향을 변경할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 화상 표시 장치(2)이면, 디지털 사이니지에 사용하는 경우도, 가로로 긴 TV로서 제조된 것을, 90˚ 방향을 바꾸어 세로로 긴 화상 표시 장치로 하는 등, 배치 각도를 자유로 변경할 수 있다.
또한, 이하, 본 발명의 화상 표시 장치(1)와 본 발명의 화상 표시 장치(2)를 구별하지 않는 경우, 본 발명의 화상 표시 장치라고 표기하여 설명한다.
또한, 상기 광학 필름을 통과한 광의 상술한 파장 투과율의 측정은, 면 내에 복굴절률을 갖는 광학 필름과 편광자가 이 순서로 배치된 구성을 갖는 화상 표시 장치의 관측자측에 다른 편광자를 배치하여, 편광자의 흡수축과 다른 편광자의 흡수축이 패러렐 니콜인 상태에서 행한다.
또한, 상기 광학 필름을 통과한 광의 상술한 파장 투과율은, 하기와 같이 시뮬레이션에 의해 구해도 된다.
즉, 광학 필름에 입사하는 광의 강도를 I0, 광학 필름의 파장 590㎚에 대한 위상차를 Re, 입사하는 광의 진동 방향과 광학 필름의 지상축이 이루는 각도를 θ, 광학 필름을 구성하는 재료의 가시광 영역(파장 380㎚ 이상 파장 780㎚ 이하)의 파장의 복굴절률(Δn(λ))을, 광학 필름을 구성하는 재료의 파장 590㎚의 복굴절률(Δn(590㎚))로 나눈 값을 N(λ)라 한 경우, 광학 필름을 투과한 광이 강도인 I는, 이하의 식 (A)로 나타낼 수 있다. 또한, 광학 필름에 입사하는 광은, 광학 필름보다 표시 소자측에 위치하는 편광자를 통과한 직선 편광인 것을 전제로 하고 있다.
I=I0-I0·sin2(2θ)·sin2(π·N(λ)·Re/λ) (A)
여기서, θ는 45°로 하기 때문에, 상기 식 (A)는, 이하의 식 (B)로 나타낸다.
I=I0-I0·sin2(π·N(λ)·Re/λ) (B)
상기 식 (B)로부터, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장의 투과율을 계산할 수 있고, 광학 필름의 설계값을 결정해도 된다.
상술한 본 발명의 화상 표시 장치(1)는, 고정된 상태로 사용되는 것이 바람직하며, 이와 같이 사용되는 본 발명의 화상 표시 장치(1)에서는, 상기 파장 투과율의 상한은 100％여도 된다. 이 이유는 이하와 같다.
편광 선글라스 등의 편광 렌즈는, 그의 흡수축 방향이 수평면에 대해 평행 방향이 되어 있다. 이것은, 수면으로부터의 반사광은 P 편광에 비하여 S 편광의 성분이 많기 때문에, 수면으로의 반사에 의한 번질거림을 방지하기 위해 설정된 편광 방향이다. 이와 동일하게, 화상 표시 장치에 설치되는 편광자의 흡수축도 수평면에 대해 평행이 되기 때문에, 상기 패러렐 니콜 시에 100％로 설계하는 것이 좋은 것이다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치(2)는, 상술한 구성으로 이루어지기 때문에, 암소에서 백색 표시로 하고, 편광 선글라스 흡수축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 0°(패러렐 니콜)가 될 때와, 90°(크로스 니콜)가 될 때의 정면 색감의 변화(색차)가 억제된 것이 된다.
본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 상기 광학 필름에 입사하는 광은, 청색 발광 다이오드와, 적색 형광체와, 녹색 및/또는 황색 형광체를 이용하여 만들어진 광이며, 상기 적색 형광체는, Mn4 + 활성화 불화물 착체 형광체인 것이 바람직하다. 즉, 상기 청색 발광 다이오드가 청색광을 발하며, 해당 청색광을 상기 녹색 및/또는 황색 형광체가 파장 변환하여 녹색 광 및/또는 황색 광을 발하고, 상기 청색광을 상기 적색 형광체가 파장 변환하여 적색광을 발하게 되고, 이들 청색광과, 녹색 광 및/또는 황색 광과, 적색광이 혼색함으로써 백색광이 된다. 특히 상기 적색 형광체로서, Mn4 + 활성화 불화물 착체 형광체를 사용함으로써 상술한 파장 투과율이나 ITU-R BT. 2020 커버율을 충족하는 광을 적합하게 만들 수 있다.
상기 Mn4 + 활성화 불화물 착체 형광체로서는, 구체적으로는, KSF 형광체인 것이 바람직하다.
또한, 상기 KSF 형광체란, 화학식 K2SiF6 : Mn의 적색 형광체를 의미한다. 도 1에, 상기 적색 형광체로서 KSF 형광체를 이용한 광원의 발광 스펙트럼을 나타냈지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 적색 형광체가 KSF 형광체인 것으로, 예를 들어 도 2에 도시된 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼과 비교하여, 적색 영역측의 발광 스펙트럼이 샤프해(반값 폭이 좁아)져서, 색 영역을 확대할 수 있다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 상술한 파장 투과율이나 ITU-R BT. 2020 커버율을 충족하는 광으로는, 유기 일렉트로루미네센스(EL) 소자로부터 발광된 광인 것도 바람직하다.
본 발명의 화상 표시 장치가 유기 EL 표시 장치가 되고, 유기 EL 표시 장치는 자발색함으로써 시인성이 높아, 액정 표시 장치와 달리 전고체 디스플레이이므로 내충격성이 우수하며, 응답 속도가 빠르고, 또한, 온도 변화에 의한 영향이 적고, 또한, 시야각이 큰 등의 이점을 갖는다.
또한, 상기 유기 EL 표시 장치는, 상술한 편광판을 구비하기 때문에, 외광 반사를 방지할 수 있다.
상기 유기 EL 소자로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 양극/유기 EL층/음극의 적층 구조를 들 수 있고, 상기 유기 EL층으로서는, 발광층, 전자와 홀(정공)의 주입층 및 수송층을 포함하는 구성을 들 수 있다.
이러한 유기 EL 소자나 유기 EL층으로서는, 종래의 공지된 것을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 상술한 파장 투과율이나 ITU-R BT. 2020 커버율을 충족하는 광으로서는, 시안색 LED와 적색 레이저를 사용하여 만들어진 광이어도 된다. 이러한 시안색 LED와 적색 레이저를 사용하여 만들어진 광에서도 상술한 파장 투과율이나 ITU-R BT. 2020 커버율을 만족시키고, 간섭색을 지울 수 있다.
상기 시안색 LED로서는, 청색 LED와 녹색 형광체를 사용하여 얻을 수 있다. 또한, 상기 적색 레이저로서는 특별히 한정되지 않고 종래 공지된 레이저를 사용할 수 있다.
본 발명의 화상 표시 장치의 광학 필름에 입사하는 광은, 상술한 바와 같이 종래의 백색 발광 다이오드로부터의 광과 비교하여, 광의 발광 스펙트럼이 보다 좁은 것이지만, 구체적으로는, 상기 발광 소자로부터 발광된 광은, 파장 580㎚ 이상 780㎚ 이하인 적색 영역, 파장 480㎚ 이상 580㎚ 미만인 녹색 영역 및 파장 380㎚ 이상 480㎚ 미만의 청색 영역의 각 영역에서, 각각 발광 스펙트럼의 피크를 갖고, 상기 적색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 70㎚ 이하이고, 상기 녹색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 60㎚ 이하이고, 상기 청색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 40㎚인 것이 바람직하다.
상기 광학 필름에 입사하는 광의 각 색에 있어서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 상기 범위에 있으므로, 본 발명의 화상 표시 장치는, 높은 연색성을 갖는다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치(1)에서는, 상술한 파장 투과율이 20％ 이상이 되도록 설계함으로써, 상술한 KSF 형광체를 사용한 광과 같은 샤프한 발광 스펙트럼을 갖는 광원이어도, 간섭색을 매우 고도로 억제시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 화상 표시 장치(2)에서는, 상술한 파장 투과율이 20 내지 80％가 되도록 설계함으로써, 상술한 KSF 형광체를 사용한 광과 같은 샤프한 발광 스펙트럼을 갖는 광원이어도, 간섭색을 매우 고도로 억제시킬 수 있다.
상기 적색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 60㎚ 이하이고, 상기 녹색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 50㎚ 이하이고, 상기 청색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 30㎚인 것이 더 바람직하다.
또한, 상기 각 피크의 반값 폭은, 예를 들어 녹색 영역(파장 480㎚ 이상 580㎚ 미만)의 피크 강도의 절반 강도가 되는 파장(파장은, 피크 강도 파장으로부터 보아, 단파장측과 장파장측에 있음)을 구하여, 장파장측과 단파장측의 파장의 차로 한다.
본 발명의 화상 표시 장치는, 특히, 청색 영역, 녹색 영역 및 적색 영역 중에서 가장 반값 폭이 좁은 영역이 적색 영역인 발광 스펙트럼을 갖는 광에 대해 유효한 설계이다. 즉, 본 발명에 있어서, 상기 적색 영역에서의 발광 스펙트럼의 반값 폭은, 30㎚ 이하인 것이 가장 바람직하다. 이러한 발광 스펙트럼을 갖는 광으로서는, 특히 상술한 KSF 형광체를 이용한 광원으로부터 발해진 광이 특히 적합하다.
또한, 적색 영역에서의 발광 스펙트럼에 착안하는 이유는 이하와 같다.
도 1은, 적색 형광체로서 KSF 형광체를 이용한 광원의 발광 스펙트럼이며, 도 2는, 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼이며, 도 4는, 식 (A)를 사용하여, θ를 45°로 하여, N(λ)를 폴리에틸렌테레프탈레이트의 가시광 영역(파장 380㎚ 이상 파장 780㎚ 이하)의 파장의 복굴절률을 파장 590㎚의 복굴절률로 나눈 값으로 하여, 광학 필름의 파장 590㎚에 대한 위상차 Re를 10000㎚로 했을 때의 투과율을 계산한 그래프이며, 도 5는, 도 1과 도 4를 결합시킨 그래프와, 도 1의 그래프를 겹친 그래프이며, 도 6은, 도 2와 도 4를 결합시킨 그래프와, 도 2의 그래프를 겹친 그래프이다.
도 4로부터, 광학 필름의 리타데이션값과, 복굴절률의 파장 의존성의 영향에 의해, 발광 스펙트럼 변화의 주기가 파장의 증대에 맞춰서 커진다. 그리고, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 광원의 발광 스펙트럼과 광학 필름의 투과율을 중첩했을 때, 특히 적색 영역에, 발광 스펙트럼이 들어가기 어려워지기 때문에, 적색 영역에서의 발광 스펙트럼에 착안하는 것이다.
상술한 면 내에 복굴절률을 갖는 광학 필름과 편광자가 이 순서로 배치된 구성을 갖는 본 발명의 화상 표시 장치는, 상술한 광을 발하는 광원 위에 상기 편광자와 광학 필름을 공지된 방법에 의해 배치함으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 화상 표시 장치는, 상술한 구성을 갖기 때문에, 높은 연색성을 가짐과 함께, 좁은 발광 스펙트럼을 갖는 광원이어도, 블랙 아웃 및 간섭색(번짐 얼룩)이 매우 고도로 억제된 것이 된다.
이로 인해, 본 발명의 화상 표시 장치는, 유기 일렉트로루미네센스(EL) 표시 장치 및 액정 표시 장치(LCD)에 적합하게 사용할 수 있다.
도 1은 적색 형광체로서 KSF 형광체를 이용한 광원의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 2는 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 3은 CCFL의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면
도 4는 식 (A)를 사용하여, θ를 45°로 하고, N(λ)를 폴리에틸렌테레프탈레이트의 가시광 영역(파장 380㎚ 이상 파장 780㎚ 이하)의 파장의 복굴절률을, 파장 590㎚의 복굴절률로 나눈 값으로 하여, 광학 필름의 파장 590㎚에 대한 위상차Re를 10000㎚로 했을 때의 투과율을 계산한 그래프.
도 5는 도 1과 도 4를 결합시킨 그래프와, 도 1의 그래프를 겹친 그래프.
도 6은 도 2과 도 4를 결합시킨 그래프와, 도 2의 그래프를 겹친 그래프.
도 7은 iMac Retina 4K의 RGB 각각의 스펙트럼을 겹친 그래프.
도 8은 iPhone(등록 상표) 6 Plus의 RGB 각각의 스펙트럼을 겹친 그래프.
이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 및 비교예에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 명세서 중, 「부」또는 「％」라고 되어 있는 것은 특별히 단서가 없는 한, 질량 기준이다.
실시예 및 비교예에서 제작한 광 투과성 기재 등의 리타데이션은, 이하와 같이 하여 측정했다.
(리타데이션의 측정)
리타데이션값이 20000㎚ 미만의 광학 필름의 리타데이션은, 오지 게이소꾸 기끼사제 PAM-UHR100을 사용하여 측정했다.
리타데이션값이 20000㎚를 초과하는 광학 필름의 리타데이션은, 다음과 같이 하여 측정했다.
우선, 연신 후의 광학 필름을, 2매의 편광판을 사용하여, 광학 필름의 배향축 방향을 구하여, 배향축 방향에 대해 직교하는 2개의 축 파장 590㎚에 대한 굴절률(nx, ny)을, 아베 굴절률계(아타고사제 NAR-4T)에 의해 구하였다. 여기서, 보다 큰 굴절률을 나타내는 축을 지상축이라 정의한다. 광학 필름의 두께(d)(㎚)는, 전기 마이크로미터(안리쯔사제)를 사용하여 측정하고, 단위를 ㎚로 환산했다. 복굴절률(nx-ny)과, 필름의 두께(d)(㎚)의 곱으로부터, 리타데이션을 계산했다.
(광학 필름에 입사하는 광의 발광 스펙트럼 측정)
발광 스펙트럼은, 분광 광도계를 사용하여 측정할 수 있다. 측정 시, 화상 표시 장치를 백색 표시시켜, 분광 광도계의 수광기는 표시 장치의 광 출사면에 대해 수직이 되도록 설치하고, 시야각은 1°로 한다. 측정 장치로서는, 코니카 미놀타사제 분광 방사 휘도계 CS-2000이나 탑콘사제 분광 방사계 SR-LEDW-5N, SR-UL2를 사용할 수 있다.
(광학 필름에 입사하는 광의 색 영역 측정)
광학 필름에 입사하는 광의 색 영역은, RGB의 삼색의 혼합에 의해 재현할 수 있고, CIE1931-xy 색도도 상의 삼각형으로 나타낸다. 상기 삼각형은, RGB 각 색의 정점 좌표를 정하여, 각 정점을 연결함으로써 형성된다. RGB 각 색의 정점 좌표는, 분광 광도계를 사용하여 측정할 수 있다. 측정 시, 화상 표시 장치의 RGB를 각각 표시시켜, 분광 광도계의 수광기는 화상 표시 장치의 광 출사면에 대해 수직이 되도록 설치하고, 시야각은 1°로 한다. 측정 장치로서는, 코니카 미놀타사제 분광 방사 휘도계 CS-2000이나 탑콘사제 분광 방사계 SR-LEDW-5N, SR-UL2를 사용할 수 있다.
또한, 표 1에, BT. 2020 규정의 RGB의 xy 데이터와, KSF 형광체를 이용한 광원으로서 iMac Retina 4K의 광의 RGB의 xy 데이터와, 백색 LED를 사용한 광원으로서 iPhone(등록 상표) 6 Plus의 광의 RGB의 xy데이터를 나타냈다.
(BT.2020 커버율)
색 영역의 커버율은, CIE1931-xy 색도도에서의 BT2020 규정의 삼각형 면적에 대해, 광학 필름에 입사하는 광의 색 영역의 삼각형 면적의 겹침 부분의 면적 비율을 산출하여, 표 1에 결과를 나타냈다.
Figure pct00001
(반값 폭 산출)
KSF 형광체를 이용한 광원으로서 iMac Retina 4K에서, RGB를 각각 표시시켜, 광학 필름에 입사하는 광의 색 영역 측정과 마찬가지의 방법으로, 각 영역의 발광 스펙트럼을 측정했다. 백색 LED를 사용한 광원으로서 iPhone(등록 상표) 6 Plus도 동일하게 측정을 행했다.
또한, 표 2에, 각각의 광원으로부터의 광의 RGB 각각의 스펙트럼의 피크 파장(㎚) 및 그의 반값 폭(㎚)을 나타내고, 도 7에 iMac Retina 4K의 RGB 각각의 스펙트럼을 겹친 그래프를 나타내고, 도 8에 iPhone(등록 상표) 6 Plus의 RGB 각각의 스펙트럼을 겹친 그래프를 나타냈다.
Figure pct00002
(광학 필름의 제작)
폴리에틸렌테레프탈레이트 재료를 290℃에서 용융하여, 필름 형성 다이를 통해서, 시트 형상으로 압출하고, 수랭 냉각한 회전 급랭 드럼 위에 밀착시켜 냉각하여, 미연신 필름을 제작했다.
이 미연신 필름을 2축 연신 시험장치(도요 세끼사제)로, 120℃에서 1분간 예열한 후, 120℃에서, 연신 배율 4.5배로 연신한 후, 그 연신 방향과는 90˚의 방향으로 연신 배율 1.5배로 연신을 행하여, nx=1.70, ny=1.60, 막 두께 15㎛의 광학 필름을 얻었다. 파장 590㎚에 있어서의 리타데이션은, 1500㎚이었다.
상기 방법에서, 막 두께를 변경하여, 리타데이션=1500㎚, 2000㎚, 3000㎚, 4100㎚, 6000㎚, 8200㎚, 9000㎚, 10000㎚, 11500㎚, 12980㎚, 13300㎚, 25200㎚, 28000㎚, 28300㎚, 36000㎚, 41300㎚, 101000㎚, 101400㎚의 광학 필름을 제작했다.
(실시예 1 내지 9)
KSF 형광체를 사용한 iMac Retina4K(Apple사제)의 관측자측에 가까운 편광자보다도 관측자측에 있는 부재를 제거하고, 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율을 계산한 바, 73％였다. 편광자보다도 관측자측에, 점착을 통해 리타데이션이 3000㎚, 6000㎚, 8200㎚, 9000㎚, 11500㎚, 13300㎚, 28300㎚, 36000㎚, 41300㎚의 각 광학 필름을 접착하여, 화상 표시 장치를 제조했다. 편광자의 흡수축과, 광학 필름의 지상축이 이루는 각도는 45°로 했다.
(비교예 1 내지 17)
광학 필름의 리타데이션을 1500㎚(비교예 1), 2000㎚(비교예 2)로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 화상 표시 장치를 제조했다.
또한, 백색 LED를 광원에 사용한 iPhone(등록 상표) 6 Plus(Apple사제)의 관측자측에 가까운 편광자보다도 관측자측에 있는 부재를 제거하고, 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율을 계산한 바, 49％였다. 편광자보다도 관측자측에, 점착을 통해 표 3에 나타낸 각 리타데이션값의 각 광학 필름을 접착하여, 비교예 3 내지 17에 관한 화상 표시 장치를 제조했다. 편광자의 흡수축과, 광학 필름의 지상축이 이루는 각도는 45°로 했다.
(참고예 1 내지 4)
리타데이션이 4100㎚(참고예 1), 10000㎚(참고예 2), 28000㎚(참고예 3) 및 101400㎚(참고예 4)를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 화상 표시 장치를 제조했다.
(색감 평가)
제작된 각 화상 표시 장치를 백색 표시시켜, 편광 선글라스 너머에 색감 평가를 행하여, 이하의 기준으로 평가했다. 이 때, 화상 표시 장치의 편광자 흡수축과, 편광 선글라스는, 패러렐 니콜의 상태로 했다.
×: 간섭색이 강하다
△: 간섭색은 있지만, 실용상 문제 없는 레벨
○: 간섭색이 어렴풋이 보인다
◎: 간섭색이 보이지 않는다
(광학 필름을 통과한 광의 투과율의 측정 방법)
실시예, 비교예, 참고예에서 제조한 화상 표시 장치에서의, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장의 강도 A를, 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카 미놀타사제)으로 측정한다. 다음으로, 각 화상 표시 장치의 관측자측에 다른 편광자를 배치하여, 편광자의 흡수축과 다른 편광자의 흡수축이 패러렐 니콜인 상태에서 강도 B를 측정하여, (강도 B/강도 A)×100을 계산하여, 투과율을 구하였다. 또한, KSF 형광체를 포함하는 광원을 사용한 경우는, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장으로서, 파장 630㎚의 투과율을 측정하여, 백색 LED를 사용한 경우는, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장으로서, 파장 605㎚의 투과율을 측정했다.
(연색성 평가)
동일한 리타데이션값의 광학 필름을 접합한, 각 광원을 사용한 화상 표시 장치를 컬러 표시시켜, 15명의 사람에게, 어느 화상 표시 장치의 연색성이 높은지 평가하게 했다.
○: 연색성이 높다고 대답한 사람이 8명 이상
×: 연색성이 높다고 대답한 사람이 8명 미만
Figure pct00003
실시예에 관한 화상 표시 장치는, 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 이상이었기 때문에, 연색성이 우수했다. 또한, 광학 필름의 리타데이션이 3000㎚ 이상이며, 해당 광학 필름의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 대략 45°가 되도록 배치되어 있으므로 블랙 아웃의 문제도 발생되지 않았다. 또한, 표 3에 나타낸 바와 같이, 광학 필름을 투과한 파장 630㎚의 광의 투과율이 20％ 이상이었기 때문에, 간섭색의 발생도 억제할 수 있었다.
또한, 표 3에 나타낸 바와 같이, 참고예 1 내지 3에 관한 화상 표시 장치는, 연색성 및 블랙 아웃의 문제는 발생하지 않았지만, 광학 필름을 투과한 파장 630㎚의 광의 투과율이 20％ 미만이었기 때문에, 간섭색이 문제가 되고 있었다.
실시예 및 참고예의 결과로부터, 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 이상이면 연색성이 우수하고, 광학 필름의 리타데이션을 3000㎚ 이상으로 하며, 해당 광학 필름의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 대략 45°가 되도록 배치함으로써, 블랙 아웃의 문제가 해결될 수 있음이 확인되었지만, 적색 영역에서의 발광 스펙트럼의 반값 폭이 좁은 KSF 형광체를 이용한 광원을 사용한 경우, 간섭색의 문제를 확실하게 해결하기 위해서는 광학 필름을 투과한 파장 630㎚의 광의 투과율이 20％ 이상으로 할 필요가 있었다. 또한, 참고예 4에 관한 화상 표시 장치는, 연색성, 블랙 아웃 및 간섭색의 결과는 우수했지만, 광학 필름의 막 두께가 1014㎛로 매우 두껍고, 박막 용도를 목적으로 하는 경우에는, 실용상 문제가 되는 것이었다. 또한, 표 5에, 광학 필름의 복굴절률과 막 두께의 관계를 나타냈다.
한편, 비교예에 관한 화상 표시 장치는, 광학 필름의 리타데이션이 3000㎚ 미만이면 간섭색이 문제가 되고(비교예 1, 2, 3, 4), 광학 필름의 리타데이션이 3000㎚ 이상이며, 해당 광학 필름의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 대략 45°가 되도록 배치하면, 광학 필름에 입사하는 광의 적색 영역에서의 발광 스펙트럼의 반값 폭이 넓기 때문에, 파장 605㎚의 광의 투과율이 몇％라도 간섭색과 블랙 아웃을 방지할 수 있었지만, 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 미만이었기 때문에, 연색성이 뒤떨어졌다(비교예 5 내지 17).
(실시예 10 내지 14)
KSF 형광체를 사용한 iMac Retina4K(Apple사제)의 관측자측에 가까운 편광자보다도 관측자측에 있는 부재를 제거하여, 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율을 계산한 바, 73％였다. 편광자보다도 관측자측에, 점착을 통해 리타데이션이 3000㎚, 6000㎚, 8200㎚, 12980㎚, 25200㎚의 각 광학 필름을 접착하여, 화상 표시 장치를 제조했다. 편광자의 흡수축과, 광학 필름의 지상축이 이루는 각도는 45°로 했다.
(비교예 18 내지 32)
리타데이션이 1500㎚(비교예 18), 2000㎚(비교예 19)인 광학 필름을 사용한 것 이외는 실시예 10과 동일하게 하여 화상 표시 장치를 제조했다.
또한, 백색 LED를 광원에 사용한 iPhone(등록 상표) 6 Plus(Apple사제)의 관측자측에 가까운 편광자보다도 관측자측에 있는 부재를 제거하여, 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율을 계산한 바, 49％였다. 편광자보다도 관측자측에, 점착을 통해 표 4에 나타낸 리타데이션값의 각 광학 필름을 접착하여, 비교예 20 내지 32에 관한 화상 표시 장치를 제조했다. 편광자의 흡수축과, 광학 필름의 지상축이 이루는 각도는 45°로 했다.
(참고예 5 내지 10)
리타데이션이 4100㎚(참고예 5), 9000㎚(참고예 6), 10000㎚(참고예 7), 11500㎚(참고예 8), 33000㎚(참고예 9) 및 101000㎚(참고예 10)인 광학 필름을 사용한 것 이외는, 실시예 10과 동일하게 하여 화상 표시 장치를 제조했다.
(색감 평가)
실시예, 비교예, 참고예에서 제작된 화상 표시 장치를 사용하여 이하의 색감 평가를 행했다.
암소에서, 화상 표시 장치를 백색 표시로 하고, 편광 선글라스 흡수축과 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 0°(패러렐 니콜)가 될 때와, 90°(크로스 니콜)가될 때의 정면 색감을, 동시에 10명이 관찰을 행하여, 하기의 기준에 따라 평가했다.
최다수의 평가를 관찰 결과로 했다.
×: 간섭색이 강하다
△: 간섭색은 있지만, 실용상 문제 없는 레벨
○: 간섭색이 어렴풋이 보인다
◎: 간섭색이 보이지 않는다
(광학 필름을 통과한 광의 투과율의 측정 방법)
실시예, 비교예, 참고예에서 제조된 화상 표시 장치에서의, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장의 강도 A를, 분광 방사 휘도계 CS-2000(코니카 미놀타사제)으로 측정한다. 다음으로, 각 화상 표시 장치의 관측자측에 다른 편광자를 배치하여, 편광자의 흡수축과 다른 편광자의 흡수축이 패러렐 니콜의 상태에서 강도 B를 측정하고, (강도 B/강도 A)×100을 계산하여, 투과율을 구하였다. 또한, KSF 형광체를 포함하는 광원을 사용한 경우는, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장으로서, 파장 630㎚의 투과율을 측정하고, 백색 LED를 사용한 경우는, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장으로서, 파장 605㎚의 투과율을 측정했다.
또한, 편광자의 흡수축과 다른 편광자의 흡수축이 크로스 니콜 상태인 경우도 마찬가지로, 우선 강도 A를 측정하고, 계속해서, 편광자의 흡수축과 다른 편광자의 흡수축이 크로스 니콜의 상태에서 강도 C를 측정하고, (강도 C/강도 A)×100을 계산하여, 투과율을 구하였다.
(연색성 평가)
동일한 리타데이션값의 광학 필름을 접합한, 각 광원을 사용한 화상 표시 장치를 컬러 표시시켜, 15명의 사람에게, 어느 화상 표시 장치의 연색성이 높은지 평가하게 했다.
○: 연색성이 높다고 대답한 사람이 8명 이상
×: 연색성이 높다고 대답한 사람이 8명 미만
(색차 판정)
실시예, 비교예, 참고예에서 제작된 화상 표시 장치를 사용하여 이하의 색차 평가를 행했다.
암소에서, 화상 표시 장치를 백색 표시로 하고, 편광 선글라스 흡수축과 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 0°(패러렐 니콜)가 될 때와, 90°(크로스 니콜)가 될 때의 정면 색감을, 동시에 10명이 관찰을 행하여, 하기의 기준에 따라 평가했다.
최다수의 평가를 관찰 결과로 했다.
◎: 패러렐 니콜 시와 크로스 니콜 시의 색차가 없다.
○: 패러렐 니콜 시와 크로스 니콜 시의 색차가 조금 있다.
△: 패러렐 니콜 시와 크로스 니콜 시의 색차가 있지만, 실사용상 문제 없다.
×: 패러렐 니콜 시와 크로스 니콜 시의 색차가 많아, 사용할 수 없다.
Figure pct00004
실시예에 관한 화상 표시 장치는, 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 이상이었기 때문에, 연색성이 우수했다. 또한, 광학 필름의 리타데이션이 3000㎚ 이상이며, 해당 광학 필름의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 대략 45°가 되도록 배치되어 있기 때문에, 블랙 아웃의 문제도 발생되지 않았다. 또한, 표 4에 나타낸 바와 같이, 광학 필름을 투과한 파장 630㎚의 광의 투과율이 20 내지 80％였기 때문에, 간섭색의 발생도 억제할 수 있고, 또한, 색차의 평가도 우수한 것이었다.
또한, 표 4에 나타낸 바와 같이, 참고예 5 내지 9에 관한 화상 표시 장치는, 연색성이 우수하고, 또한, 블랙 아웃의 문제도 발생되지 않았지만, 광학 필름을 투과한 파장 630㎚의 광의 투과율이 20 내지 80％를 벗어나기 때문에, 간섭색 및 색차가 문제가 되고 있었다.
실시예 및 참고예 5 내지 9의 결과로부터, 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 이상이면 연색성이 우수하고, 광학 필름의 리타데이션을 3000㎚ 이상으로 하여, 해당 광학 필름의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 대략 45°가 되도록 배치함으로써, 블랙 아웃의 문제가 해결할 수 있음이 확인되었지만, 적색 영역에서의 발광 스펙트럼의 반값 폭이 좁은 KSF 형광체를 이용한 광원을 사용한 경우, 간섭색의 문제를 확실하게 해결하기 위해서는 광학 필름을 투과한 파장 630㎚의 광의 투과율을 20 내지 80％로 할 필요가 있었다.
또한, 참고예 10에 관한 화상 표시 장치는, 연색성, 블랙 아웃, 간섭색 및 색차의 결과는 우수했지만, 광학 필름의 막 두께가 1010㎛로 매우 두껍고, 실용상 문제가 되는 것이었다. 또한, 표 5에, 광학 필름의 복굴절률과 막 두께의 관계를 나타냈다.
한편, 비교예에 관한 화상 표시 장치는, 광학 필름의 리타데이션이 3000㎚ 미만이면 간섭색이 문제가 되고(비교예 18, 19, 20, 21), 비교예 22 내지 32에 관한 화상 표시 장치는, 광학 필름에 입사하는 광의 적색 영역에서의 발광 스펙트럼의 반값 폭이 넓기 때문에, 광학 필름의 리타데이션이 3000㎚ 이상이며, 해당 광학 필름의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 대략 45°가 되도록 배치함으로써, 파장 605㎚의 광의 투과율이 20 내지 80％를 벗어나도, 간섭색, 블랙 아웃 및 색차를 방지할 수 있었지만, 광학 필름에 입사하는 광의 ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 미만이었기 때문에, 연색성이 뒤떨어졌다.
Figure pct00005
<산업상 이용가능성>
본 발명은 상기 구성을 갖기 때문에, 특수한 무기계 소재를 사용하지 않고, 박막화가 필요한 장치에도 실용상 문제없는 두께를 갖는 광학 필름을 구비한 것으로 할 수 있고, 높은 연색성을 가짐과 함께, 좁은 발광 스펙트럼을 갖는 광원이어도, 블랙 아웃 및 간섭색(번짐 얼룩)의 발생을 매우 고도로 억제시킬 수 있는 화상 표시 장치로서 바람직하다.

Claims (6)

  1. 면 내에 복굴절률을 갖는 광학 필름과 편광자가 이 순서로 배치된 구성을 갖는 화상 표시 장치이며,
    상기 광학 필름의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 대략 45°가 되도록, 상기 광학 필름과 상기 편광자가 설치되어 있고,
    상기 광학 필름은, 리타데이션이 3000㎚ 이상이며,
    상기 광학 필름에 입사하는 광은, ITU-R BT. 2020 커버율이 50％ 이상인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 광학 필름을 통과한 광은, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장 투과율이 20％ 이상인, 화상 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 광학 필름을 통과한 광은, 파장 580 내지 780㎚ 사이에서 가장 피크 강도가 높은 파장 투과율이 20 내지 80％인, 화상 표시 장치.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 광학 필름에 입사하는 광은, 청색 발광 다이오드와, 적색 형광체와, 녹색 및/또는 황색 형광체를 이용하여 만들어진 광이며,
    상기 적색 형광체는, Mn4 + 활성화 불화물 착체 형광체인, 화상 표시 장치.
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 광학 필름에 입사하는 광은, 유기 일렉트로루미네센스 소자로부터 발광된 광인, 화상 표시 장치.
  6. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 필름에 입사하는 광은, 파장 580㎚ 이상 780㎚ 이하인 적색 영역, 파장 480㎚ 이상 580㎚ 미만인 녹색 영역 및 파장 380㎚ 이상 480㎚ 미만의 청색 영역의 각 영역에서, 각각 발광 스펙트럼의 피크를 갖고, 상기 적색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 70㎚ 이하이고, 상기 녹색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 60㎚ 이하이고, 상기 청색 영역에서의 발광 스펙트럼 피크의 반값 폭이 40㎚ 이하인 화상 표시 장치.
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