KR20200033268A - 광학 재료, 광학 부품 및 기기 - Google Patents
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Abstract
광학 재료는, 가시광에 대하여 투명한 매질과, 상기 매질 내에 분산된, 복굴절성을 가지는 복수의 결정 재료를 구비하고, 입사한 가시광의 편광 상태가 랜덤화되어, 상기 입사한 가시광보다 편광도가 저하한 가시광이 출사한다. 상기 복수의 결정 재료는, 상기 입사한 가시광에 부여하는 리타데이션이 서로 상이한 결정 재료를 포함하고 있어도 된다. 상기 복수의 결정 재료는, 광학축이 서로 상이한 방향을 향한 상태에서 상기 매질 내에 분산되어 있어도 된다. 상기 복수의 결정 재료에는, 사이즈가 서로 상이한 결정 재료가 포함되어 있어도 된다.
Description
본 발명은 광학 재료, 광학 부품 및 기기에 관한 것이다.
근래, 액정 표시 장치(LCD)는 다양한 기기의 표시 장치로서 이용되고 있다. 예를 들면, 액정 표시 장치는, 컴퓨터의 표시 장치나 텔레비전 수상기, 자동차, 비행기, 선박 등에 탑재되는 계기판이나 네비게이션 기기, 스마트폰 등의 휴대 정보 단말 기기, 또는 광고나 안내 표시에 이용되는 디지털 사이니지(전자 간판)에 이용되고 있다.
액정 표시 장치에서는, 표시 화면으로부터 표시 정보를 포함하는 광을 출사함으로써, 관찰자에게 화상이나 영상 등의 시각 정보를 시인시킨다. 액정 표시 장치에서는, 그 동작 원리상, 액정층과, 액정층을 사이에 두고 배치된, 서로 투과 편광 방향이 직교하는 2개의 편광판을 구비하고 있다. 따라서, 표시 화면으로부터 출사되는 광은, 통상은 직선 편광의 광이다.
여기서, 상술한 바와 같이 액정 표시 장치는 다양한 기기에 이용되고 있는 경우도 있고, 관찰은 편광 특성을 가지는 광학 기기, 예를 들면 편광 선글라스를 통해 액정 표시 장치의 표시 화면을 관찰하는 경우가 있다. 이 경우, 관찰자가 시인하는 표시 화면의 밝기는, 출사광의 편광 방향과 편광 선글라스의 투과 편광 방향이 이루는 각도에 의존하여, 편광 선글라스를 통하지 않을 경우보다 저하하는 경우가 있다. 출사광의 편광 방향과 편광 선글라스의 투과 편광 방향이 직교할 경우는, 표시 화면이 완전히 시인할 수 없게 되어 버리는 경우도 일어날 수 있다. 이와 같은 현상은 블랙아웃이라고도 불린다.
이와 같은 시인성의 저하의 문제를 해결하기 위하여, 액정 표시 장치에 있어서, 시인측의 편광판보다 더 시인측에, 위상차판(1/4 파장판)을 마련하고, 직선 편광의 광을 원편광(圓偏光)으로 변환하여, 표시 화면으로부터 출사하는 기술이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).
그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 위상차판에 있어서의 위상차의 파장 의존성(분산 특성)이 고려되어 있지 않기 때문에, 시인성의 저하의 문제를 해결하는 관점에서는 개선의 여지가 있었다. 즉, 위상차판에 입사된 광에 부여되는 위상차에는, 파장 의존성이 있다. 구체적으로는, 예를 들면 녹색의 광에 대해서는 1/4 파장의 위상차(즉 π/2)를 부여하는 위상차판이라도, 위상차의 분산 특성 때문에, 가시광 영역에 있어서의 다른 색의 광, 즉 적색이나 청색의 파장의 광에 대하여 부여하는 위상차는, 1/4 파장이 되지는 않기 때문이다. 위상차가 1/4 파장이 되지 않은(즉 원편광이 되지 않은) 파장의 광은, 원편광이 된 파장의 광과는, 편광 선글라스에 대한 투과율이 상이하다. 그 결과, 특허문헌 1의 기술을 사용한 액정 장치의 표시 화면을, 편광 선글라스를 통해 관찰하면, 표시 화면에 색 불균일이 발생할 경우가 있다.
또한, 시인성의 저하의 문제를 해결하는 별도의 기술로서, 액정 표시 장치에 있어서 시인측의 편광판보다 더 시인측에, 복굴절성이 매우 높은, 즉 리타데이션이 매우 큰 고분자 필름을 마련하는 기술이 개시되어 있다(특허문헌 2 참조).
특허문헌 2의 기술은, 백색 발광 다이오드를 백라이트 광원으로서 사용한 액정 표시 장치의 구성에 있어서, 3000㎚∼30000㎚로 큰 값의 리타데이션을 가지는 고분자 필름을 마련하는 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같은 필름은 초복굴절 필름이라고도 불린다. 이에 의해, 2개의 편광판과 고분자 필름의 투과 스펙트럼은, 고분자 필름의 리타데이션에 기인하는 간섭의 영향으로, 파장에 따라 투과율이 변동한다. 특허문헌 2의 기술에서는, 리타데이션을 크게 함으로써 투과율의 변동의 주기를 짧게 하고 있다. 그리고, 변동하는 투과 스펙트럼의 포락선 스펙트럼의 형상을, 광원인 백색 다이오드의 발광 스펙트럼에 근사시켜, 시인성의 개선을 도모하고 있다.
그러나, 특허문헌 2의 기술에도 개선의 여지가 있다. 즉, 특허문헌 2의 기술은, 광원으로서, 형광체 형식의 백색 발광 다이오드와 같이 발광 스펙트럼이 비교적 넓은 것을 사용하는 것을 전제로 하고 있다. 이 때문에, 광원으로서, 개개의 발광 스펙트럼의 스펙트럼폭이 비교적 좁은, 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드를 조합한 것을 사용하는 이른바 RGB-LED의 경우에는, 시인성의 개선이 불충분해질 경우가 있다. 그 이유는, 투과 스펙트럼 중 투과율이 높은 파장 영역과, 어느 색의 발광 다이오드의 발광 피크 파장이 어긋나 버린 경우, 당해 색의 광의 액정 표시 장치로부터의 출사 강도는 낮아지므로, 표시 화면의 색 불균일 등의 원인이 되어, 시인성이 저하하기 때문이다. 이와 같은 파장 어긋남의 발생을 방지하기 위해서는, 투과율의 변동의 파장 주기를 짧게 하는 것이 유효하지만, 파장 주기를 짧게 하기 위해서는 고분자 필름의 리타데이션을 더 크게 할 필요가 있다. 그러나, 리타데이션을 더 크게 하기 위해서는, 예를 들면 고분자 필름의 연신을 강하게 행하는 필요가 있어, 실현이 곤란하다. 게다가, 광원으로서, 적색, 녹색 및 청색 레이저 다이오드를 조합한 것을 사용할 경우에는, 개개의 발광 스펙트럼의 스펙트럼폭이 발광 다이오드의 경우보다 더 좁기 때문에, 파장 어긋남의 문제가 발생할 가능성이 더 높아지므로, 시인성의 개선이 더 불충분해질 경우가 있다.
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 시인성의 개선을 한층 더 적합하게 실현할 수 있는 광학 재료, 및, 이것을 이용한 광학 부품 및 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료는, 가시광에 대하여 투명한 매질과, 상기 매질 내에 분산된, 복굴절성을 가지는 복수의 결정 재료를 구비하고, 입사한 가시광의 편광 상태가 랜덤화되어, 상기 입사한 가시광보다 편광도가 저하한 가시광이 출사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료는, 상기 복수의 결정 재료는, 상기 입사한 가시광에 대한 리타데이션이 서로 상이한 결정 재료를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료는, 상기 복수의 결정 재료는, 광학축이 서로 상이한 방향을 향한 상태에서 상기 매질 내에 분산되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료는, 상기 복수의 결정 재료에는, 사이즈가 서로 상이한 결정 재료가 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료는, 상기 복수의 결정 재료에는, 사이즈가 0.1㎛ 이상 100㎛ 이하의 결정 재료가 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료는, 상기 매질의 굴절률과 상기 결정 재료의 굴절률과의 차의 절대값이, 0.2 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료는, 상기 매질의 굴절률(n1)은, 상기 결정 재료의 상광(常光) 성분의 굴절률(no)과 이상광(異常光) 성분의 굴절률(ne)의 사이의 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료는, 상기 매질은 수지 재료를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료는, 상기 매질은 복굴절성을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료는, 상기 결정 재료는 수산화칼슘, 탄산칼슘, 탄산스트론튬, 및 불화흑연 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상을 포함하고, 상기 매질은 폴리이미드, 폴리메타크릴산메틸, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리스티렌, 트리아세틸셀룰로오스, 및 시클로올레핀 폴리머 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 부품은, 본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 재료를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 부품은, 광학 시트인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 부품은, 상기 광학 시트는 표시 장치의 표시 화면의 앞에 배치되거나, 또는 당해 표시 장치의 편광판의 시인측에 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 부품은, 상기 광학 시트는, 상기 입사한 가시광의 편광 상태를 랜덤화함으로써, 상기 표시 장치의 편광 의존성에 기인하는 표시의 시인성의 저하를 억제하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 기기는, 본 발명의 일 양태에 관련되는 광학 부품을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 기기는, 편광 의존성을 가지는 표시 장치를 구비하고, 상기 광학 부품이, 상기 입사한 가시광의 편광 상태를 랜덤화함으로써, 상기 편광 의존성에 기인하는 상기 표시 장치의 표시의 시인성의 저하가 억제되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 광학 재료에 입사한 가시광의 편광 상태가 랜덤화되어, 입사한 가시광보다 편광도가 저하한 가시광이 출사하므로, 시인성의 개선을 한층 더 적합하게 실현할 수 있다는 효과를 가진다.
도 1은, 실시형태 1에 관련되는 광학 재료로 이루어지는 광학 시트의 모식적인 단면도이다.
도 2a는, 도 1에 나타내는 광학 시트에 포함되는 어떤 결정 재료에 가시광 영역의 파장을 가지는 직선 편광이 입사했을 때의 출사광의 편광 상태의 예에 대하여 설명하는 도이다.
도 2b는, 도 1에 나타내는 광학 시트에 포함되는 어떤 결정 재료에 가시광 영역의 파장을 가지는 직선 편광이 입사했을 때의 출사광의 편광 상태의 예에 대하여 설명하는 도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 광학 시트에 가시광 영역의 파장을 가지는 직선 편광이 입사했을 때의 출사광의 편광 상태의 일례에 대하여 설명하는 도이다.
도 4는, 실제예 1의 광학 시트에 의한 편광 상태의 랜덤화의 효과를 나타내는 도이다.
도 5는, 실제예 9의 광학 시트에 의한 편광 상태의 랜덤화의 효과를 나타내는 도이다.
도 6은, 실제예 11의 광학 시트에 의한 편광 상태의 랜덤화의 효과를 나타내는 도이다.
도 7은, 실시형태 2에 관련되는 액정 표시 장치의 주요부의 모식적인 분해 사시도이다.
도 8은, 실시형태 3에 관련되는 유기 EL 표시 장치의 주요부의 모식적인 분해도이다.
도 2a는, 도 1에 나타내는 광학 시트에 포함되는 어떤 결정 재료에 가시광 영역의 파장을 가지는 직선 편광이 입사했을 때의 출사광의 편광 상태의 예에 대하여 설명하는 도이다.
도 2b는, 도 1에 나타내는 광학 시트에 포함되는 어떤 결정 재료에 가시광 영역의 파장을 가지는 직선 편광이 입사했을 때의 출사광의 편광 상태의 예에 대하여 설명하는 도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 광학 시트에 가시광 영역의 파장을 가지는 직선 편광이 입사했을 때의 출사광의 편광 상태의 일례에 대하여 설명하는 도이다.
도 4는, 실제예 1의 광학 시트에 의한 편광 상태의 랜덤화의 효과를 나타내는 도이다.
도 5는, 실제예 9의 광학 시트에 의한 편광 상태의 랜덤화의 효과를 나타내는 도이다.
도 6은, 실제예 11의 광학 시트에 의한 편광 상태의 랜덤화의 효과를 나타내는 도이다.
도 7은, 실시형태 2에 관련되는 액정 표시 장치의 주요부의 모식적인 분해 사시도이다.
도 8은, 실시형태 3에 관련되는 유기 EL 표시 장치의 주요부의 모식적인 분해도이다.
이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일 또는 대응하는 요소에는 적절히 동일한 부호를 붙이고 있다. 또한, 도면은 모식적인 것이며, 각 요소의 치수의 관계 등은, 현실의 것과는 상이한 경우가 있음에 유의할 필요가 있다. 도면의 상호간에 있어서도, 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 경우가 있다.
(실시형태 1)
도 1은, 실시형태 1에 관련되는 광학 재료로 이루어지는 광학 시트의 모식적인 단면도이다. 이 광학 시트(1)는, 매질(1a)과, 매질(1a) 내에 분산된 복수의 결정 재료(1b)를 구비하고 있다.
매질(1a)은, 가시광에 대하여 투명한 특성을 가진다. 가시광이란, 예를 들면 JIS Z8120:2001에 따르면, 하한이 360∼400㎚, 상한이 760∼830㎚인 파장 영역의 광이다. 이하, 가시광을 간단히 광이라고 기재할 경우가 있다. 매질(1a)은, 가시광에 대한 투과율이 50% 이상이 될 정도로 투명하면 되고, 바람직하게는 80% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상이다.
결정 재료(1b)는, 가시광에 대하여 투명한 특성을 가지는 단결정 또는 다결정이고, 복굴절성을 가진다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 복수의 결정 재료(1b)에는, 형상이나 사이즈가 서로 상이한 결정 재료(1b)가 포함되어 있다. 또한, 복수의 결정 재료(1b)에는, 광학축이 서로 상이한 방향을 향한 상태에서 매질(1a) 내에 분산되어 있는 것이 있다. 단, 복수의 결정 재료(1b)의 중에는, 형상이나 사이즈가 동일한 것이 있거나, 광학축이 동일한 방향을 향한 것이 있어도 된다.
이 광학 시트(1)에 가시광이 입사하면, 입사한 가시광의 편광 상태가 랜덤화되어, 입사한 가시광보다 편광도가 저하한 가시광이 출사한다. 편광도는, 투과 편광 방향을 평행하게 한 2개의 편광자에 광을 입사했을 때에 출사하는 광의 강도(I0)에 대한, 크로스 니콜 배치로 한 2개의 편광자에 동일한 광을 입사했을 때에 출사하는 광의 강도(I90)의 비(I90/I0)로 나타낼 수 있다. 이 비는 0% 내지 100%의 사이의 값을 취하며, 비가 클수록 편광도가 낮게 된다.
이와 같이 입사한 가시광의 편광 상태가 랜덤화되어, 입사한 가시광보다 편광도가 저하한 가시광이 출사하는 이유는 반드시 명확한 것은 아니지만, 예를 들면 이하와 같은 원리에 의한 것이라고 생각할 수 있다. 도 2a, 2b는, 광학 시트(1)에 포함되는 결정 재료(1b) 중 어떤 결정 재료(1ba, 1bb)에, 가시광 영역의 파장을 가지는 직선 편광의 광이 입사했을 때의 출사광의 편광 상태의 일례에 대하여 설명하는 도이다. 여기서, 결정 재료(1ba, 1bb)는, 직선 편광의 광(L11, L12)의 진행 방향에 있어서의 두께가 상이한 것으로 한다.
도 2a는, 소정의 파장의 직선 편광의 광(L11)이 결정 재료(1ba)에 입사할 경우를 나타내고 있다. 광(L11)은, 그 진행 방향에 수직한 yz평면에서 편광면이 y축 및 z축에 대하여 45도를 이루고 있다. 광(L11)은, 결정 재료(1ba) 내에서는 z편광의 상광 성분(L11a)과 y편광의 이상광 성분(L11b)으로 분리하고, 각각은 상이한 굴절률에 감응하면서 결정 재료(1ba)를 동일한 거리만큼 진행하고, 합성하여 출사한다. 이 때, 상광 성분(L11a)과 이상광 성분(L11b)에서는 위상차가 발생하고 있다. 이 위상차가 π/2가 될 경우, 결정 재료(1ba)는 광(L11)에 대하여 1/4 파장판으로서 기능하고, 결정 재료(1ba)에 입사한 광(L11)은 원편광의 광(L21)이 되어 출사한다.
한편, 도 2b는, 광(L11)과 동일한 파장 및 동일한 편광 방향의 광(L12)이 결정 재료(1bb)에 입사할 경우를 나타내고 있다. 광(L12)은 결정 재료(1bb) 내에서는 z편광의 상광 성분(L12a)과 y편광의 이상광 성분(L12b)으로 분리하고, 각각은 상이한 굴절률에 감응하면서 결정 재료(1bb)를 동일한 거리만큼 진행하고, 합성하여 출사한다. 이 때, 상광 성분(L12a)과 이상광 성분(L12b)에서는 위상차가 발생하고 있다. 이 위상차가 π가 될 경우, 결정 재료(1bb)는 광(L12)에 대하여 1/2 파장판으로서 기능하고, 결정 재료(1bb)에 입사한 광(L12)은 이와 직교하는 직선 편광의 광(L22)이 되어 출사한다.
즉, 결정 재료(1ba)와 결정 재료(1bb)에서는, 광(L11)에 대한 리타데이션과 광(L12)에 대한 리타데이션이 서로 상이하다. 복수의 결정 재료(1b)는, 이와 같이 입사한 광에 대한 리타데이션이 서로 상이한 결정 재료를 포함하고 있다.
상술한 바와 같이, 매질(1a) 내에는, 다양한 형상 또는 사이즈의 결정 재료(1b)가 포함되어 있고, 또한 그 광학축의 방향도 다양한 방향을 향한 상태에서 매질(1a) 내에 분산되어 있다. 그리고 각 결정 재료(1b)의 입사한 광에 대한 리타데이션도 다양하다. 그 결과, 상술한 소정의 파장의 광(L11, L12)은, 결정 재료(1b)를 투과하여 다양한 편파(偏波) 상태로 출사된다. 또한, 광(L11) 중에는 결정 재료(1b)를 투과하지 않고 출사되는 성분도 있다. 게다가, 어떤 결정 재료(1b)에 입사한 광(L11)이 출사하여 별도의 결정 재료(1b)에 입사하는 경우도 일어날 수 있지만, 이 경우, 광(L11)은 당해 별도의 결정 재료(1b)에 의해 더 상이한 편파 상태가 되어 출사된다. 이상과 같은 원리에 의해, 광학 시트(1)에 입사된 광(L11, L12)은, 그 편광 상태가 랜덤화되어 출사한다고 생각할 수 있다.
게다가, 이와 같은 편광 상태의 랜덤화는, 특정한 파장의 광에 대하여 발생하는 것이 아니라, 가시광 영역의 어느 파장의 광에 대해서도 발생한다.
도 3은, 광학 시트(1)에 가시광 영역의 파장을 가지는 직선 편광의 광(L1)이 입사했을 때의 출사광의 편광 상태의 일례에 대하여 설명하는 도이다. 광(L1)은, 그 진행 방향에 수직한 yz평면에서 편광면이 y축 및 z축에 대하여 45도를 이루고 있고, 가시광 영역의 다양한 파장 성분을 포함하는 것으로 한다. 이와 같은 광(L1)은, 예를 들면 액정 표시 장치의 표시 화면으로부터 출사되는 광이다.
광(L1)이 광학 시트(1)에 입사되면, 그 편광 상태가 랜덤화되어, 도 3의 상부에 나타내는, 직선 편광, 타원 편광(오른쪽 회전, 왼쪽 회전), 원편광(오른쪽 회전, 왼쪽 회전)과 같은 다양한 편광 상태를 가지는 광의 성분을 포함하는 광(L2)이 광학 시트(1)로부터 출사한다. 따라서, 광(L2)의 편광도는 광(L1)의 편광도보다 낮아진다. 또한, 도 3에서는, 광(L2)에 대하여 9의 편광 상태를 도시하고 있지만, 이들은 대표적인 편광 상태를 도시한 것으로서, 광(L2)이 이러한 모든 편광 상태를 포함할 필요는 없고, 또한 도시하고 있지 않은 다른 편광 상태를 포함하고 있어도 된다.
여기서, 관찰자가, 편광 선글라스를 통해, 직접적으로 광(L1)을 관찰한 경우, 관찰자가 시인하는 광(L1)의 밝기는, 광(L1)의 편광 방향과 편광 선글라스의 투과 편광 방향이 이루는 각도에 의존하여, 편광 선글라스를 통하지 않을 경우보다 저하하는 경우가 있다. 광(L1)의 편광 방향과 편광 선글라스의 투과 편광 방향이 직교할 경우는, 블랙아웃의 현상도 일어날 수 있다.
그러나, 관찰자가, 광학 시트(1)를 개재하여, 편광 선글라스를 통해 광(L1)을 관찰한 경우, 관찰자는 광(L2)을 시인하게 된다. 광(L2)은 편광 상태가 랜덤화되어 있기 때문에, 광(L1)의 편광 방향과 편광 선글라스의 투과 편광 방향이 직교하고 있어도, 광(L2)의 일부는 편광 선글라스를 투과한다. 그 결과, 관찰자는 광(L2)을 시인할 수 있으므로, 블랙아웃의 현상의 발생이 억제되어, 시인성의 저하가 억제된다.
또한, 상술한 바와 같이 광(L2)의 편광 상태의 랜덤화는, 특정한 파장의 광에 대하여 발생하는 것이 아니라, 가시광 영역의 어느 파장의 광에 대해서도 발생한다. 그 때문에, 편광 선글라스를 통해 관찰했을 때의 광(L2)의 색 불균일이 억제되어, 시인성의 저하가 억제된다.
이상과 같이, 실시형태 1에 관련되는 광학 재료로 이루어지는 광학 시트(1)를 이용하면, 액정 표시 장치 등의 편광 특성을 가지는 표시 장치의 시인성의 개선을 한층 더 적합하게 실현할 수 있다. 이와 같은 광학 시트(1)는, 표시 장치의 표시 화면에 첩부하여, 보호 시트로서 사용할 수 있다.
또한, 광학 시트(1)에 의한 편광도의 저하의 정도에 대해서는, 광(L1)의 편광 방향과 편광 선글라스의 투과 편광 방향이 직교할 경우에도 광(L2)을 시인할 수 있도록, 비(I90/I0)가 5% 이상이 되는 것이 바람직하고, 10% 이상이 보다 바람직하며, 100%가 더 바람직하다.
(바람직한 특성)
다음에, 실시형태 1에 관련되는 광학 재료로 이루어지는 광학 시트(1)의 바람직한 특성에 대하여 설명한다.
먼저, 매질(1a)은, 가시광에 대하여 투명한 특성을 가지는 재질이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 수지 재료이며, 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트(PC), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리스티렌(PS), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀 폴리머(COP), 또는 그 밖의 아크릴계 수지 등을 예로서 들 수 있다. 특히, PI는 내열성이 높고, 기계적, 전기적, 화학적 특성에도 우수하므로 바람직하다. 또한, 매질(1a)은 예시한 이들 수지 재료가 혼재한 것이어도 된다.
또한, PI는 복굴절성을 가지고 있다. 그러나, 결정 재료(1b)가 편광 상태의 랜덤화의 작용을 발휘하기 때문에, 당해 작용에 의해, 매질(1a)로서 PI를 이용한 경우에, PI의 복굴절성에 의존하는 시인성의 저하가 억제되는 것이 기대된다.
결정 재료(1b)는, 가시광에 대하여 투명한 특성을 가지고, 복굴절성을 가지는 이방성 결정이라면 유기 재료, 무기 재료에 상관없이 특별히 한정되지 않지만, 무기 재료로서는, 수산화칼슘(Ca(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산스트론튬(SrCO3), 또는 불화흑연(CF)n 등을 예로서 들 수 있다. 또한, 예를 들면, 결정이면서 구상(球狀)인 탄산칼슘 결정도 유효하다. 또한, 유기 재료로서는, 예로서 액정 고분자 등을 비롯한 결정성 고분자를 들 수 있다. 또한, 결정 재료(1b)는 예시한 이들 결정 재료가 혼재한 것이어도 된다.
또한, 결정 재료(1b)는, 매질(1a)과의 굴절률차가 작은 재질인 것이 바람직하다. 결정 재료(1b)와 매질(1a)의 굴절률차가 크면, 결정 재료(1b)와 매질(1a)과의 계면에서 반사, 회절, 산란 등의 현상이 발생하여, 광학 시트(1)의 투과율이나 헤이즈값이 저하할 우려가 있기 때문이다.
여기서, 매질(1a)의 굴절률을 n1이라고 하고, 결정 재료(1b)의 굴절률을 n2라고 한다. 또한, n2는, 결정 재료(1b)의 상광 성분의 굴절률(no)과 이상광 성분의 굴절률(ne)의 평균값으로 한다. 그러면, 프레넬 반사의 억제상, 가시광 영역에서 n1과 n2와의 차의 절대값이 0.2 이하인 것이 바람직하고, 0.1 이하이면 보다 바람직하다. 또한, 가시광 영역에서, n1이, no와 ne의 사이의 값이면, 상광 성분에 대해서도 이상광 성분에 대해서도 매질(1a)과 결정 재료(1b)의 굴절률차가 작으므로 보다 바람직하다.
예를 들면, 예시한 매질(1a)의 굴절률에 대해서는, 가시광 영역의 중앙 근방의 파장인 589㎚에 있어서, PI는 1.56∼1.67 정도이고, PC는 1.57∼1.59 정도이며, PMMA는 1.50 정도이고, PET는 1.57 정도이며, PS는 1.59 정도이다. 또한, 예시한 결정 재료(1b)의 굴절률에 대해서는, 파장 589㎚에 있어서, 수산화칼슘과 탄산칼슘과 탄산스트론튬은 모두 1.57 정도이다. 또한, 불화흑연은 예를 들면 1.543∼1.544이다. 따라서, 이러한 재료는, 매질(1a)과 결정 재료(1b)의 조합으로서 바람직하다.
단, 매질(1a)의 굴절률과 결정 재료(1b)의 굴절률의 관계는 이에 한정되지는 않는다. 매질(1a)과 결정 재료(1b)와의 굴절률차가 커도, 광이 결정 재료(1b)에 입사하면, 상술한 바와 같은 편광 상태의 랜덤화의 작용은 일어날 수 있기 때문이다. 따라서, 예를 들면, 광학 시트(1)가 원하는 투과율이나 헤이즈값을 만족시키는 것이라면, 매질(1a)의 굴절률과 결정 재료(1b)의 굴절률차는 어느 정도 커도 된다.
결정 재료(1b)의 다른 재질을 예시하면, 아황산나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 염화세슘, 염화나트륨, 염화루비듐, 규산, 아세트산나트륨, 산화이트륨, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 브롬화칼륨, 브롬화나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 탄산리튬, 탄산루비듐, 불화칼슘, 수산화산화알루미늄, 요오드화칼륨, 4붕산2리튬, 황산칼륨, 황산나트륨, 황산바륨 등이다. 이러한 결정 재료는, 적합하게는 굴절률이 가까운 매질과 조합함으로써, 본 발명의 실시형태에 관련되는 광학 재료를 구성할 수 있다.
결정 재료(1b)의 사이즈의 상한에 대해서는, 편파 상태의 랜덤화의 원리상은 특별히 한정은 없다. 단, 결정 재료(1b)가 너무 크면 눈에 보이거나, 광학 시트(1)의 두께에 비하여 너무 큼으로써 광학 시트(1)의 평탄도가 저하하는 등이 문제가 될 경우가 있다. 그와 같은 관점으로부터는, 결정 재료(1b)는 사이즈가 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 50㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 결정 재료(1b)의 사이즈는, 예를 들면 결정 재료(1b)의 각 입자를 완전한 구체 또는 직방체라고 가정한 경우에, 그 직경 또는 1변의 길이에 상당하는 값으로서 정의되는 것이다.
결정 재료(1b)의 사이즈의 하한에 대해서는, 입사한 광에 대하여 리타데이션을 갖는 정도의 값이면 된다. 그 값은, 결정 재료(1b)의 복굴절과 그 주변의 매질(1a)의 굴절률에 의존하므로, 일률적으로는 정의할 수 없지만, 일례로서는 대략 0.1㎛라고 생각할 수 있다. 예를 들면, 결정 재료(1b)의 두께가 1㎛이고, 복굴절이 0.1인 경우, 리타데이션은 0.1×1㎛=100㎚이다. 이 값은, 청색인 파장 400㎚의 광의 1/4 파장에 상당한다. 따라서, 이 하나의 결정 재료(1b)에 의해, 직선 편광은 원편광으로 변환된다. 그러면, 결정 재료(1b)가 광학 시트(1)의 두께 방향으로 복수 포개져 있는 경우를 생각하면, 결정 재료(1b)의 사이즈가 1㎛보다 1자릿수 작은 사이즈라도, 동(同) 정도의 편광 해소 기능을 가지게 할 수 있다고 생각할 수 있다. 이상을 감안하여, 하한의 일례는 대략 0.1㎛라고 생각할 수 있다. 따라서, 일례로서, 복수의 결정 재료(1b)에는, 사이즈가 0.1㎛ 이상 100㎛ 이하의 결정 재료가 포함되어 있는 것이 바람직하다.
매질(1a)에 있어서의 결정 재료(1b)의 농도에 대해서는, 원하는 정도의 편광 상태의 랜덤화가 발생하는 것이면, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면, 0.1wt.%∼200wt.%이다. 나아가, 5wt.% 이상이면, 편광 상태의 랜덤화가, 광학 시트(1)의 면 내에서 한층 더 균일하게 발생하기 쉬우므로 바람직하고, 또한, 고투과율의 관점으로부터는 30wt.% 이하가 바람직하다.
편광 상태의 랜덤화의 정도에 대해서는, 예시적으로 상술한 바와 같이, 비(I90/I0)가 5% 이상이 되는 것이 바람직하고, 10% 이상이 보다 바람직하며, 100%가 더 바람직하다. 따라서, 매질(1a)과 결정 재료(1b)의 특성에 따라, 원하는 비(I90/I0)가 얻어지도록, 결정 재료(1b)의 농도를 조정하면 된다.
또한, 실시형태 1의 변형례에 관련되는 광학 시트는, 시트 형상의 매질이 1/4 파장판 또는 초복굴절 필름의 기능을 가지고 있고, 또한 이 매질 내에 복굴절성을 가지는 복수의 결정 재료가 분산된 것이어도 된다. 이 경우, 매질의 1/4 파장판 또는 초복굴절 필름의 기능에 의해 블랙아웃 등의 시인성의 저하가 억제되는 것에 더하여, 매질에 분산된 결정 재료에 의한 편광 상태의 랜덤화의 기능에 의해 블랙아웃 및 색 불균일 등의 시인성의 저하가 억제된다. 즉, 2종의 시인성 저하 억제의 효과가 동시에 얻어진다.
예를 들면, 매질 단체(單體)로 이루어지는 광학 시트가, 가시광 영역의 어느 파장의 직선 편파의 광이 투과했을 때에 1/4 파장의 위상차를 부여할 경우, 그 파장의 광은 원편광이 되지만, 그 파장보다 길거나 또는 짧은 파장의 광은 예를 들면 타원 편광이 된다. 그 때문에, 매질 단체로 이루어지는 광학 시트로 화면을 덮은 액정 표시 장치로부터 출사된 화상을, 편광 선글라스를 통해 관찰하면, 파장에 따라 편광 선글라스의 투과 광량이 상이하다. 그 결과, 표시 화면에 색 불균일이 발생한다. 그러나, 동일하게 1/4 파장의 위상차를 부여하는 매질 내에, 복굴절성을 가지는 복수의 결정 재료를 분산시킨 광학 시트이면, 타원 편광의 광의 편광 상태가 결정 재료의 작용에 의해 랜덤화되기 때문에, 색 불균일이 억제된다.
또한, 상기와 같은 시인성 저하 억제의 기능을 가지는 매질을 이용할 경우, 매질에 대한 결정 재료의 농도는, 시인성 저하 억제의 기능을 갖지 않는 매질을 이용하는 경우보다 저농도여도 된다고 생각할 수 있다. 그 이유는, 매질의 기능에 의해, 어느 정도의 시인성 저하 억제 효과가 얻어지므로, 결정 재료는 그 효과를 보충하는 정도로 기능(주로 색 불균일 억제 기능)을 발휘하는 농도여도 된다고 생각할 수 있기 때문이다. 결정 재료에 의한 효과의 정도에 대해서는, 결정 재료의 농도나 사이즈 등에 따라 적절히 조정하면 된다.
특히, 종래의 연속적이고 폭이 넓은 발광 스펙트럼을 가지는 LED를 광원으로서 이용한 액정 표시 장치라면, 리타데이션이 예를 들면 10000㎚ 정도의 초복굴절 필름을 이용함으로써, 무지개 불균일, 색 불균일을 해소할 수 있었다. 그러나, 이제부터 발전이 기대되는, 유기 EL, 양자 도트, 또는 레이저광을 광원으로 한 표시 장치의 경우, 광원에 있어서의 RGB의 각색의 발광 스펙트럼은, 샤프한 형상이 된다. 그 때문에, 초복굴절 필름을 사용할 경우, 10000㎚의 리타데이션에서는 무지개 불균일, 색 불균일을 차단할 수 없고, 30000㎚를 넘는 리타데이션이 필요해져, 현실적이지 않다. 이에 비하여, 본 발명에 관련된 광학 재료에서는, 소량(저농도)의 결정 재료에 의해 편광 상태를 랜덤화함으로써, 종래의 초복굴절 필름으로는 차단할 수 없는 무지개 불균일을 억제할 수 있으므로, 그와 같은 샤프 형상의 발광 스펙트럼을 가지는 광원에 대해서도 적용 가능해진다.
(실시예 1∼8)
본 발명의 실시예 1∼8로서, 매질 폴리머로서 PMMA 또는 PS를 이용하고, 결정 재료로서 탄산칼슘을 이용하여, 이하의 순서로 광학 시트를 제작했다.
먼저, 1변의 길이가 3㎝∼4㎝ 정도인 탄산칼슘으로 이루어지는 캘사이트(나리카사, D20-1856-02)를 분쇄하고, 분쇄한 것을 체질함으로써, 1변의 길이가 0㎛∼25㎛, 25㎛∼53㎛, 53㎛∼106㎛인 각각의 범위에서 분포하는 3종의 결정 입자로 분급했다.
계속해서, 분급한 결정 입자 중 어느 일종과, PMMA(와코준야쿠공업사, 138-02735) 또는 PS(와코준야쿠공업사)의 폴리머 펠릿을, 염화메틸렌(와코준야쿠공업사, 135-02446(시약 특급)) 또는 아세트산에틸(와코준야쿠공업사, 051-00351(시약 특급))의 용매에 투입하고, 이것을 진탕기로 교반함으로써, 폴리머를 완전히 용해하고, 폴리머 용액을 제작했다. 또한, 결정 입자의 질량은 6g, 30g, 41g, 60g, 120g, 156g, 200g 중 어느 것으로 하고, 폴리머 펠릿의 질량은 1g으로 하며, 용매의 질량은 4g으로 했다.
계속해서, 높이 0.3㎜로 설정한 나이프 코터를 이용하여, 표면을 실란 처리한 수평한 유리판 상에, 제작한 폴리머 용액을 전개하여 시트 형상으로 하여 방치하여, 용매를 증발시켰다. 그리고, 유리판으로부터 시트를 떼고, 시트로부터 용매를 완전히 제거하기 위하여 90℃에서 24시간의 감압 건조를 행했다. 이에 의해 실시예 1∼8의 광학 시트를 제작했다. 표 1에 실시예 1∼8의 제작에 이용한 폴리머, 용매, 결정 입자의 사이즈(1변의 길이), 및 제작한 광학 시트에 있어서의 결정 입자의 농도를 나타낸다.
실시예 1의 광학 시트를, RGB-LED 백라이트를 사용한 액정 표시 장치의 표면에 배치하고, 그 위를 외부 편광판으로 덮어, 액정 표시 장치에서 백색의 영상을 표시시켰을 때의 화상을 촬영했다. 그 결과를 도 4에 나타낸다. 도 4의 좌측의 도면에 있어서, 영역 A1은 광학 시트가 없는 영역이고, 영역 A2는 광학 시트가 배치된 영역이다. 여기서, 외부 편광판은, 액정 표시 장치의 표면측(시인측)에 마련된 편광판과 크로스 니콜이 되도록 배치하고 있기 때문에, 광학 시트가 없는 영역 A1에서는 블랙아웃이 발생하고 있었다. 한편, 영역 A2에서는, 액정 표시 장치의 백색의 영상이 시인되었다. 이 점은, 광학 시트에 의해 액정 표시 장치로부터 출사한 직선 편광의 광의 편광 상태가 랜덤화되었기 때문에, 출사한 광의 일부가 외부 편광판을 투과하여 시인되었기 때문이라고 생각할 수 있다. 또한, 도 4는, 좌측의 도면에 나타내는 상태로부터 중앙의 도면에 나타내는 상태를 거쳐 우측의 도면에 나타내는 상태로 광학 시트를 회전시켰을 때의 화상을 나타내고 있다. 도 4의 중앙의 도면, 우측의 도면 중 어느 것에 있어서도, 광학 시트가 배치된 영역에서는 액정 표시 장치의 백색의 영상이 시인되었다. 이 점은, 광학 시트에 의한 편광 상태의 랜덤화가 충분히 행해져 있는 것을 나타낸다고 생각할 수 있다. 또한, 실시예 1의 광학 시트의 전광선 투과율을 헤이즈 미터(니혼덴쇼쿠고교사제, NDH2000)로 측정한 바, 93%로 양호한 값이었다.
또한, 실시예 1의 광학 시트를 실시예 2∼8의 광학 시트로 치환하여 마찬가지의 실험을 행했지만, 어느 광학 시트를 이용한 경우에도, 광학 시트가 배치된 영역에서는 액정 표시 장치의 백색의 영상이 시인되었다.
(실시예 9, 10, 비교예 1)
본 발명의 실시예 9, 10, 비교예 1로서, 매질 폴리머로서 PMMA를 이용하고, 결정 재료로서 불화흑연을 이용하여, 이하의 순서로 광학 시트를 제작했다.
먼저, 평균 입경이 5㎛인 불화흑연을 0.05g(실시예 9), 0.01g(실시예 10), 또는 0g(비교예 1)과, PMMA의 폴리머 펠릿의 0.95g을, 5g의 염화메틸렌의 용매에 투입하고, 이것을 진탕기로 교반함으로써, 폴리머를 완전히 용해하여, 폴리머 용액을 제작했다.
계속해서, 높이 0.5㎜로 설정한 애플리케이터를 이용하여, 표면을 실란 처리한 수평한 유리판 상에, 제작한 폴리머 용액을 전개하여 시트 형상으로 하여 방치하고, 자연 건조함으로써 용매를 증발시켰다. 이에 의해 실시예 2, 3, 비교예 1의 광학 시트를 제작했다. 실시예 9, 10, 비교예 1의 광학 시트에 있어서의 불화흑연의 농도는, 각각 5wt.%, 1wt.%, 0wt.%이다.
실시예 9, 10, 비교예 1의 광학 시트의 전광선 투과율을 헤이즈 미터로 측정한 바, 각각, 94%, 92.7%, 93.3%로 양호한 값이었다.
실시예 9의 광학 시트를, 태블릿 단말(Apple사제)의 표시 화면의 표면의 일부에 배치한 경우와, 추가로 그 위를 외부 편광판으로 덮은 경우에서, 표시 화상을 촬영했다. 그 결과를 도 5에 나타낸다. 도 5의 좌측의 도면은, 표시 화면의 표면에 광학 시트를 배치했을 뿐인 사진을 나타내지만, 광학 시트의 투과율이 양호하기 때문에, 광학 시트가 배치되어 있는 영역이 어딘지는 거의 판별할 수 없다. 한편, 도 5의 우측의 도면에서는, 외부 편광판으로 덮은 결과, 직사각형 형상의 광학 시트가 배치되어 있는 영역만으로 표시 화상이 시인되고, 그 밖의 영역에서는 블랙아웃이 발생하고 있었다. 이 점은, 광학 시트에 의한 편광 상태의 랜덤화가 충분히 행해져 있는 것을 나타낸다고 생각할 수 있다.
(실시예 11)
본 발명의 실시예 11로서, 매질 폴리머로서 PC를 이용하고, 결정 재료로서 탄산칼슘을 이용하여, 이하의 순서로 광학 시트를 제작했다.
먼저, 1g의 PC의 폴리머 펠릿을, 5g의 염화메틸렌의 용매에 투입하고, 이것을 진탕기로 교반함으로써, 폴리머를 완전히 용해했다. 또한, 이것에 0.111g의 탄산칼슘(평균 입자경:7.7㎛)을 첨가하고, 교반기로 교반 후, 초음파를 3분간 인가하여, 폴리머 용액을 제작했다.
계속해서, 높이 0.5㎜로 설정한 애플리케이터를 이용하여, 표면을 실란 처리한 수평한 유리판 상에, 제작한 폴리머 용액을 전개하여 시트 형상으로 하여 방치하고, 자연 건조함으로써 용매를 증발시켰다. 이에 의해 실시예 11의 광학 시트를 제작했다. 실시예 11의 광학 시트에 있어서의 탄산칼슘의 농도는, 10wt.%이다.
실시예 11의 광학 시트를, 태블릿 단말의 표시 화면의 표면의 일부에 배치한 경우와, 추가로 그 위를 외부 편광판으로 덮은 경우에서, 표시 화상을 촬영했다. 그 결과를 도 6에 나타낸다. 도 6의 좌측의 도면은, 표시 화면의 표면에 광학 시트를 배치했을 뿐인 사진을 나타내지만, 광학 시트의 투과율이 양호하기 때문에, 광학 시트가 배치되어 있는 영역이 어딘지는 거의 판별할 수 없다. 한편, 도 6의 우측의 도면에서는, 외부 편광판으로 덮은 결과, 활형의 일부를 직사각형으로 컷아웃한 형상의 광학 시트가 배치되어 있는 영역만으로 표시 화상이 시인되고, 그 밖의 영역에서는 블랙아웃이 발생하고 있었다. 이 점은, 광학 시트에 의한 편광 상태의 랜덤화가 충분히 행해져 있는 것을 나타낸다고 생각할 수 있다.
(실시예 12, 비교예 2)
본 발명의 실시예 12로서, 불화흑연을 분산시킨 수지 재료(PC)를 연신하여 위상차 시트를 제작하고, 비교예 2로서, 불화흑연을 분산시키지 않는 것 이외는 실시예 X와 마찬가지의 위상차 시트를 제작하여, 이들을 액정 표시 장치의 표면에 배치하고, 편광 선글라스를 통해 관찰한 바, 비교예 2의 위상차 시트를 이용한 경우에 보인 표시의 색 불균일이, 실시예 12의 위상차 시트를 이용한 경우에는 개선되어 있었다.
(실시형태 2)
도 7은, 실시형태 2에 관련되는 액정 표시 장치의 주요부의 모식적인 분해 사시도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 장치(100)는, 백라이트(101)와, 편광판(102)과, 위상차 필름(103)과, 투명 전극을 가지는 유리 기판(104)과, 액정층(105)과, 투명 전극을 가지는 유리 기판(106)과, RGB 컬러 필터(107)와, 위상차 필름(108)과, 편광판(109)과, 실시형태 1에 관련되는 광학 시트(1)가, 이 순서로 적층한 구성을 가지고 있다. 즉, 이 액정 표시 장치(100)는, 공지의 구성의 액정 표시 장치에 광학 시트(1)를 포함한 구성을 가지고 있다.
이 액정 표시 장치(100)에서는, 편광판(109)의 시인측, 즉 백라이트(101)와 반대측에 광학 시트(1)가 포함되어 있다. 따라서, 편광판(109)으로부터 출사된 광은, 광학 시트(1)에 입사하여, 그 편광 상태가 랜덤화되어 출사된다. 그 결과, 액정 표시 장치(100)는, 편광 선글라스를 통해 관찰해도 블랙아웃이 발생하지 않고, 색 불균일 등도 개선되어, 광학 시트(1)가 없는 경우와 비교하여 시인성의 저하가 억제된 것이 된다.
(실시형태 3)
도 8은, 실시형태 3에 관련되는 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치의 주요부의 모식적인 분해도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 표시 장치(200)는, 유리 기판(201)과, 반사 전극(202)과, 유기 EL층(203)과, 투명 전극(204)과, 유리 기판(205)과, 1/4 파장판(206a)과 편광판(206b)으로 이루어지는 원편광판(206)과, 커버 필름(207a)과 하드 코트층(207b)으로 이루어지는 커버층(207)이, 이 순서로 적층한 구성을 가지고 있다. 또한, 유기 EL 표시 장치(200)는, 커버층(207)을 감싸도록 마련된 실시형태 1에 관련되는 광학 시트(1)를 구비하고 있다. 즉, 이 유기 EL 표시 장치(200)는, 공지의 구성의 유기 EL 표시 장치에 광학 시트(1)를 포함한 구성을 가지고 있다.
여기서, 유기 EL 표시 장치(200)에서는, 외부로부터 입사한 광이 반사 전극(202)에서 반사하여 표시 화면으로부터 출력되는 것을 방지하기 위하여, 원편광판(206)이 마련되어 있다. 즉, 도 8에 나타내는 바와 같이, 외부로부터 무편광의 광(L10)이 입사되면, 먼저 편광판(206b)이 특정한 방향의 직선 편광만을 투과한다. 편광판(206b)을 투과한 직선 편광은 1/4 파장판(206a)에 의해 π/2의 위상차가 부여되고, 원편광으로 변환된다. 원편광은 반사 전극(202)에서 반사한 후에 1/4 파장판(206a)에 의해 추가로 π/2의 위상차가 부여되고, 편광판(206b)이 투과하는 직선 편광과는 편광 방향이 직교하는 직선 편광으로 변환된다. 그 결과, 이 직선 편광은 편광판(206b)에 흡수되므로, 외부로부터 입사한 광이 반사 전극(202)에서 반사하여 표시 화면으로부터 출력된다는 문제가 해결된다.
또한, 유기 EL 표시 장치(200)는, 편광판(206b)의 시인측, 즉 반사 전극(202)과 반대측에 광학 시트(1)가 포합되어 있다. 따라서, 편광판(206b)으로부터 출사된 화상이나 영상을 구성하는 광은, 광학 시트(1)에 입사하여, 그 편광 상태가 랜덤화되어 출사된다. 그 결과, 유기 EL 표시 장치(200)는, 편광 선글라스를 통해 관찰해도 블랙아웃이 발생하지 않고, 색 불균일 등도 개선되어, 광학 시트(1)가 없는 경우와 비교하여 시인성의 저하가 억제된 것이 된다.
이와 같이, 광학 시트(1)는, 입사한 광의 편광 상태를 랜덤화함으로써, 액정 표시 장치(100)나 유기 EL 표시 장치(200) 등의 편광 의존성을 가지는 표시 장치에 있어서의, 편광 의존성에 기인하는 표시의 시인성의 저하를 억제한다.
또한, 광학 시트(1)는, 네비게이션 기기나 휴대 정보 단말 기기 등의, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등을 구비하는 각종 기기와 조합함으로써, 당해 표시 장치에 있어서의 편광 의존성에 기인하는 표시의 시인성의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태 2, 3에 있어서, 실시형태 1에 관련되는 광학 시트(1) 대신에, 실시형태 1의 변형례에 관련되는 광학 시트를 이용해도 된다. 또한, 상기 실시형태 및 그 변형례에서는, 광학 재료는 시트 형상의 광학 부품인 광학 시트를 구성하고 있지만, 광학 재료가 구성하는 광학 부품의 형상은 특별히 한정되지 않고, 필름 형상이나, 로드 형상이나, 벌크 형상 등의 다양한 형상으로 할 수 있다. 이와 같은 각종 형상의 광학 부품을, 편광 의존성을 가지는 표시 장치와 조합하여, 당해 표시 장치에 있어서의 편광 의존성에 기인하는 표시의 시인성의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 재료는, 상기 실시예와 같이 나이프 코터 등을 이용하여 유리판 상에 시트 형상으로 형성하는 제작 방법에 한정되지 않고, 다양한 제작 방법에 의해 제작할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 광학 재료는, 용액 상태의 것을 기재(基材) 상에 도포하여 고체화하고, 코팅층으로서 제작해도 된다. 또한, 본 발명의 광학 재료는 점착재로서도 제작할 수 있으므로, 당해 점착재를 다양한 광학 부품 등에 첩부하여 사용할 수도 있다. 또한, 상기와 같이 본 발명의 광학 재료나 광학 부품은 다양한 형상을 취할 수 있지만, 다양한 성형 방법을 이용하여 제작할 수 있다. 즉, 본 발명의 광학 재료나 광학 부품은, 광학 재료나 광학 부품의 형상, 재료 특성, 사용 양태 등에 따라, 적합한 제작 방법을 적절히 선택하여 제작할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 상술한 각 구성 요소를 적절히 조합하여 구성한 것도 본 발명에 포함된다. 또한, 가일층의 효과나 변형례는, 당업자에 의해 용이하게 도출할 수 있다. 따라서, 본 발명의 보다 광범위한 양태는, 상기의 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변경이 가능하다.
1 : 광학 시트
1a : 매질
1b, 1ba, 1bb : 결정 재료
100 : 액정 표시 장치
101 : 백라이트
102, 109, 206b : 편광판
103, 108 : 위상차 필름
104, 106 : 투명 전극을 가지는 유리 기판
105 : 액정층
107 : RGB 컬러 필터
200 : 유기 EL 표시 장치
201, 205 : 유리 기판
202 : 반사 전극
203 : 유기 EL층
204 : 투명 전극
206 : 원편광판
206a : 1/4 파장판
207 : 커버층
207a : 커버 필름
207b : 하드 코트층
A1, A2 : 영역
L1, L10, L11, L12, L2, L21, L22 : 광
L11a, L12a : 상광 성분
L11b, L12b : 이상광 성분
1a : 매질
1b, 1ba, 1bb : 결정 재료
100 : 액정 표시 장치
101 : 백라이트
102, 109, 206b : 편광판
103, 108 : 위상차 필름
104, 106 : 투명 전극을 가지는 유리 기판
105 : 액정층
107 : RGB 컬러 필터
200 : 유기 EL 표시 장치
201, 205 : 유리 기판
202 : 반사 전극
203 : 유기 EL층
204 : 투명 전극
206 : 원편광판
206a : 1/4 파장판
207 : 커버층
207a : 커버 필름
207b : 하드 코트층
A1, A2 : 영역
L1, L10, L11, L12, L2, L21, L22 : 광
L11a, L12a : 상광 성분
L11b, L12b : 이상광 성분
Claims (16)
- 가시광에 대하여 투명한 매질과,
상기 매질 내에 분산된, 복굴절성을 가지는 복수의 결정 재료
를 구비하고,
입사한 가시광의 편광 상태가 랜덤화되어, 상기 입사한 가시광보다 편광도가 저하한 가시광이 출사하는 것을 특징으로 하는 광학 재료. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 결정 재료는, 상기 입사한 가시광에 대한 리타데이션이 서로 상이한 결정 재료를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 재료. - 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 결정 재료는, 광학축이 서로 상이한 방향을 향한 상태에서 상기 매질 내에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 재료. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 복수의 결정 재료에는, 사이즈가 서로 상이한 결정 재료가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 재료. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 결정 재료에는, 사이즈가 0.1㎛ 이상 100㎛ 이하의 결정 재료가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 재료. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매질의 굴절률과 상기 결정 재료의 굴절률과의 차의 절대값이, 0.2 이하인 것을 특징으로 하는 광학 재료. - 제 6 항에 있어서,
상기 매질의 굴절률(n1)은, 상기 결정 재료의 상광 성분의 굴절률(no)과 이상광 성분의 굴절률(ne)의 사이의 값인 것을 특징으로 하는 광학 재료. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매질은 수지 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 재료. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매질은 복굴절성을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 재료. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결정 재료는 수산화칼슘, 탄산칼슘, 탄산스트론튬, 및 불화흑연으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상을 포함하고, 상기 매질은 폴리이미드, 폴리메타크릴산메틸, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리스티렌, 트리아세틸셀룰로오스, 및 시클로올레핀 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 재료. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부품.
- 제 11 항에 있어서,
광학 시트인 것을 특징으로 하는 광학 부품. - 제 12 항에 있어서,
상기 광학 시트는 표시 장치의 표시 화면의 앞에 배치되거나, 또는 당해 표시 장치의 편광판의 시인측에 결합되는 것을 특징으로 하는 광학 부품. - 제 13 항에 있어서,
상기 광학 시트는, 상기 입사한 가시광의 편광 상태를 랜덤화함으로써, 상기 표시 장치의 편광 의존성에 기인하는 표시의 시인성의 저하를 억제하는 것을 특징으로 하는 광학 부품. - 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 부품을 구비하는 것을 특징으로 하는 기기.
- 제 15 항에 있어서,
편광 의존성을 가지는 표시 장치를 구비하고, 상기 광학 부품이, 상기 입사한 가시광의 편광 상태를 랜덤화함으로써, 상기 편광 의존성에 기인하는 상기 표시 장치의 표시의 시인성의 저하가 억제되는 것을 특징으로 하는 기기.
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