DE202021001813U1

DE202021001813U1 - Optisches System mit blaulichtabsorbierender Schicht

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Publication number: DE202021001813U1
Application number: DE202021001813.1U
Authority: DE
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2021-09-15
Anticipated expiration: 2031-05-21
Also published as: TWM630572U; US12140834B2; CN216286077U; CN115128863A; US20220308391A1

Abstract

Ein optisches System, umfassend:
eine Flüssigkristallanzeige;
eine Hintergrundbeleuchtung, die konfiguriert ist, um mindestens ein Licht in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, der sich zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm erstreckt; und
eine optische Folie, die angrenzend an die Hintergrundbeleuchtung angeordnet und konfiguriert ist, um ein Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren, der sich zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm erstreckt;
wobei ein Verhältnis des Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich, das durch die optische Folie übertragen wird, und des Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich, das durch die optische Folie übertragen wird, kleiner oder gleich 50 % ist.

Description

KURZDARSTELLUNG
In einigen Gesichtspunkten der vorliegenden Beschreibung wird ein optisches System bereitgestellt, wobei das optische System eine Anzeige, eine Hintergrundbeleuchtung, die konfiguriert ist, um mindestens ein Licht in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, der sich zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm erstreckt, und einen optischen Film, der angrenzend an die Hintergrundbeleuchtung angeordnet und konfiguriert ist, um ein Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren, der sich zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm erstreckt. Ein Verhältnis des Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich, das durch die optische Folie übertragen wird, und des Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich, das durch die optische Folie übertragen wird, ist kleiner oder gleich 50 %.
In einigen Gesichtspunkten der vorliegenden Beschreibung wird ein optisches System bereitgestellt, wobei das optische System eine Flüssigkristallanzeige, eine Hintergrundbeleuchtung, die konfiguriert ist, um mindestens ein Licht in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, der sich zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm erstreckt, und einen reflektierenden Polarisator, der zwischen der Hintergrundbeleuchtung und der Flüssigkristallanzeige angeordnet ist, einschließt. Der reflektierende Polarisator ist konfiguriert, um ein Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren, der sich zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm erstreckt. Das von der Flüssigkristallanzeige übertragene Licht im zweiten Wellenlängenbereich ist kleiner als das von der Flüssigkristallanzeige übertragene Licht im ersten Wellenlängenbereich.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines optischen Systems mit reflektierendem Polarisator mit einer blaulichtabsorbierenden Schicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung;
2 ist eine Seitenansicht eines alternativen optischen Systems mit einer optischen Folie, die eine blaulichtabsorbierende Schicht aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung;
3 ist eine Seitenansicht eines optischen Systems, das mögliche Stellen für eine blaulichtabsorbierende Schicht zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung;
4 ist ein Diagramm des prozentualen optischen Absorptionsvermögens gegenüber der Wellenlänge für eine blaulichtabsorbierende Schicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung;
5A und 5B zeigen die Schritte bei der Synthese eines Additivs auf Benzotriazolbasis mit Ultraviolett- und Blaulichtabsorptionsvermögen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung; und
6 zeigt den Auswertungsaufbau, der verwendet wird, um eine Reihe von hergestellten Probenfolien gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung zu testen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen verschiedene Ausführungsformen zur Veranschaulichung gezeigt sind. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen in Betracht gezogen und ausgeführt werden können, ohne vom Schutzumfang oder der Wesensart der vorliegenden Beschreibung abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einem einschränkenden Sinn zu verstehen.
Einige Studien zeigen, dass Licht im blauen Spektrum (und insbesondere Licht zwischen 415 nm und 455 nm) von einer Anzeige (z. B. einer Flüssigkristallanzeige) für das menschliche Auge schädlich sein kann. In einigen Fällen kann das Licht mit blauem Spektrum gesundheitliche Probleme verursachen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, trockene, gereizte Augen, Schlafstörungen, unscharfe Sicht, reduzierte Aufmerksamkeitsspanne, Reizbarkeit und schwierige Konzentration. Vom American National Standards Institute (ANSI) und anderen gewerblichen Lieferanten wurden Standards entwickelt, die Anforderungen an Anzeigen und andere Lichtquellen definieren, die für menschliche Augen sicherer sind, aber auch bestimmten Leistungsanforderungen genügen. Diese Anforderungen schließen unter anderem ein, dass das Verhältnis des Lichts im Bereich von 415 nm bis 455 nm und des Lichts im Bereich von 400 nm bis 500 nm kleiner als 50 % sein muss, und dass die korrelierte Farbtemperatur (CCT) im Wesentlichen innerhalb des Bereichs von 5500 K und 7000 K (vorzugsweise oberhalb 6000 K) liegt.
Bekannte Lösungen schließen das Ändern der Formulierung des Leuchtstoffs auf Lichtquellen wie Leuchtdioden (LEDs), um blaues Licht zu reduzieren, und das Platzieren einer blaulichtabsorbierenden Folie auf der Außenseite einer Anzeige ein. Beide Lösungen haben jedoch ihre Nachteile. Eine Änderung der Formulierung des Leuchtstoffs auf LEDs zum Beispiel kann zu einem merklichen Abfall der Beleuchtungseffizienz führen. Blaulichtabsorbierende Folien, die auf der Außenseite von Anzeigen angeordnet sind, weisen in der Regel eine Grundschicht (wie Polyethylenterephthalat oder PET) auf, die einen Durchlässigkeitsabfall bewirkt und oft eine Farbverschiebung in gelbe Wellenlängen herbeiführt.
Gemäß einigen Gesichtspunkten der vorliegenden Beschreibung schließt ein optisches System eine Anzeige (z. B. eine Flüssigkristallanzeige), eine Hintergrundbeleuchtung und eine optische Folie ein, die angrenzend an die Hintergrundbeleuchtung angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen ist die Hintergrundbeleuchtung konfiguriert, um mindestens ein Licht in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, der sich zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm erstreckt. In einigen Ausführungsformen ist die optische Folie konfiguriert, um ein Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren, der sich zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm erstreckt (z. B. ein blauer Wellenlängenbereich).
In einigen Ausführungsformen kann die optische Folie zwischen der Hintergrundbeleuchtung und der Anzeige angeordnet sein (z. B. als eine eigenständige Schicht oder als eine Schicht in einem optischen Stapel, wobei die optische Folie weder mit der Anzeige noch mit der Hintergrundbeleuchtung in direktem Kontakt steht). In solchen Ausführungsformen kann die optische Folie mindestens eines von einem reflektierenden Polarisator, einer lichtumlenkenden Folie und einer optisch streuenden Folie sein.
In anderen Ausführungsformen kann die optische Folie auf einer Seite der Hintergrundbeleuchtung entfernt von der Anzeige angeordnet sein, sodass die Hintergrundbeleuchtung zwischen der optischen Folie und der Anzeige angeordnet ist. In solchen Ausführungsformen kann die optische Folie ein optischer Reflektor oder eine Schicht in einer optisch reflektierenden Schicht sein.
In einigen Ausführungsformen ist ein Verhältnis des Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich, das durch die optische Folie übertragen wird, und des Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich, das durch die optische Folie übertragen wird, kleiner oder gleich 50 %. Anders ausgedrückt, wenn T1 den Prozentsatz von Licht darstellt, das im zweiten Wellenlängenbereich übertragen wird (z. B. zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm), und T2 den Prozentsatz des Lichts darstellt, das im ersten Wellenlängenbereich übertragen wird (z. B. das gesamte Licht, das zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm übertragen wird), dann kann T1/T2 kleiner oder gleich 0,5 sein (d. h. 50 %).
In einigen Ausführungsformen kann die optische Folie eine lichtabsorbierende Schicht einschließen, die konfiguriert ist, um das Licht im zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren (z. B. eine separate Folie oder eine Beschichtung, die auf die optische Folie aufgebracht ist). In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht Benzotriazol einschließen. In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht ferner SiO₂ (z. B. als Beständigkeitszusatzstoff) einschließen.
Gemäß einigen Gesichtspunkten der vorliegenden Beschreibung schließt ein optisches System eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Hintergrundbeleuchtung, die konfiguriert ist, um mindestens ein Licht in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, der sich zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm erstreckt, und einen reflektierenden Polarisator, der zwischen der Hintergrundbeleuchtung und der Flüssigkristallanzeige angeordnet ist und konfiguriert ist, um ein Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren, der sich zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm erstreckt, ein. In einigen Ausführungsformen ist das von der Flüssigkristallanzeige übertragene Licht im zweiten Wellenlängenbereich kleiner als das von der Flüssigkristallanzeige übertragene Licht im ersten Wellenlängenbereich. Zum Beispiel ist in einigen Ausführungsformen das Verhältnis des Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich, das durch die Flüssigkristallanzeige übertragen wird, und des Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich, das durch die Flüssigkristallanzeige übertragen wird, kleiner oder gleich etwa 50 %. Anders ausgedrückt, wenn T1 den Prozentsatz von Licht darstellt, das im zweiten Wellenlängenbereich übertragen wird (z. B. zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm), und T2 den Prozentsatz des Lichts darstellt, das im ersten Wellenlängenbereich übertragen wird (z. B. das gesamte Licht, das zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm übertragen wird), dann kann T1/T2 kleiner oder gleich 0,5 sein (d. h. 50 %).
In einigen Ausführungsformen kann das optische System eine oder mehrere zusätzliche Schichten einschließen, einschließlich einer oder mehrerer von einer lichtumlenkenden Folie (z. B. Prismenfolie oder lichtkollimierende Folie), einer optisch streuenden Folie und einem optischen Reflektor. In einigen Ausführungsformen kann der reflektierende Polarisator eine lichtabsorbierende Schicht (z. B. eine separate Folie oder Beschichtung) einschließen, die konfiguriert ist, um das Licht im zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren. In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht Benzotriazol einschließen. In solchen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht ferner SiO₂ einschließen (z. B. um der lichtabsorbierenden Schicht Beständigkeit zu verleihen).
In Bezug auf die Figuren ist 1 eine Seitenansicht eines optischen Systems mit reflektierendem Polarisator mit einer blaulichtabsorbierenden Schicht gemäß der vorliegenden Beschreibung. In einigen Ausführungsformen schließt ein optisches System 100 eine Anzeige (z. B. eine Flüssigkristallanzeige), eine Lichtquelle 40 (z. B. eine Leuchtdiode 40 und einen Lichtleiter 35) und einen reflektierenden Polarisator 15 ein. In einigen Ausführungsformen kann der reflektierende Polarisator 15 zwischen der Lichtquelle 40 (einschließlich des Lichtleiters 35, falls zutreffend) und der Anzeige 20 angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann der reflektierende Polarisator 15 konfiguriert sein, um Licht mindestens in einem blauen Wellenlängenbereich (z. B. Licht zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm) zu absorbieren. In einigen Ausführungsformen kann der reflektierende Polarisator 15 ferner eine lichtabsorbierende Schicht 10 einschließen, die auf dem reflektierenden Polarisator 15 angeordnet ist und im Wesentlichen koextensiv ist, und es ist die lichtabsorbierende Schicht 10, die konfiguriert ist, um Licht im blauen Wellenlängenbereich zu absorbieren. In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht 10 eine Beschichtung oder eine optische Folie sein. In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht 10 Benzotriazol einschließen. In solchen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht 10 ferner SiO₂ oder jedes geeignete Material einschließen, um der lichtabsorbierenden Schicht 10 Beständigkeit zu verleihen.
In einigen Ausführungsformen ist die Lichtquelle 40 konfiguriert, um mindestens ein erstes Licht 60 in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, der sich zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm erstreckt. In einigen Ausführungsformen kann erstes Licht 60 zweites Licht 62 in einem zweiten Wellenlängenbereich einschließen, der sich zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm erstreckt (d. h. Licht im zweiten Wellenlängenbereich kann solche Wellenlängen von blauem Licht einschließen, die als die für den Menschen am schädlichsten angesehen werden). Die lichtabsorbierende Schicht 10 kann Licht 62 (d. h. Licht im zweiten Wellenlängenbereich) mindestens teilweise absorbieren, während Licht im ersten Wellenlängenbereich, der aber nicht im zweiten Wellenlängenbereich eingeschlossen ist, eine höhere Durchlässigkeit durch die lichtabsorbierende Schicht 10 aufweisen kann. Wenn T1 den Prozentsatz von Licht darstellt, das in dem zweiten Wellenlängenbereich übertragen wird, und T2 den Prozentsatz von Licht darstellt, das in dem ersten Wellenlängenbereich übertragen wird, dann kann T1/T2 kleiner oder gleich 0,5 sein (d. h. 50 %).
2 ist eine Seitenansicht eines alternativen optischen Systems 100a mit einer optischen Folie, die eine blaulichtabsorbierende Schicht und andere zusätzliche Schichten aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung. Das optische System 100a schließt eine Anzeige 20 (z. B. eine Flüssigkristallanzeige), einen reflektierenden Polarisator 15 einschließlich der lichtabsorbierenden Schicht 10 und die Lichtquelle 40 und den Lichtleiter 35 ein. In einigen Ausführungsformen sind der reflektierende Polarisator 15 und die lichtabsorbierende Schicht 10 aneinander angrenzend und im Wesentlichen koextensiv und zwischen der Lichtquelle 40 und dem Lichtleiter 35 angeordnet. In einigen Ausführungsformen können der reflektierende Polarisator 15 und die lichtabsorbierende Schicht 10 von einheitlicher Konstruktion sein (d. h. statt in separaten Schichten in eine einzelne Folie oder Schicht integriert sein). In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht 10 zum Beispiel eine Beschichtung auf dem reflektierenden Polarisator 15 sein. In anderen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht 10 in den reflektierenden Polarisator 15 integriert sein (z. B. ein Additiv zum reflektierenden Polarisator 15).
In einigen Ausführungsformen kann das optische System 100a ferner zusätzliche Schichten oder Komponenten einschließen, einschließlich einer oder mehrerer einer Deckschicht 17, einer oder mehrerer lichtumlenkenden Schichten 22a/22b, einer optischen Diffusorschicht 30 und einer optischen Reflektorschicht 50. Wie beim optischen System 100 von 1 kann die Lichtquelle 40 konfiguriert sein, um mindestens ein erstes Licht 60 in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, der sich zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm erstreckt (z. B. Licht, das von der Lichtquelle 40 in den Lichtleiter 35 emittiert wird, kann vom Lichtleiter 35 zum reflektierenden Polarisator 15 umgelenkt werden, und ein Abschnitt des Lichts 63 kann zur reflektierenden Schicht 50 geleitet und von dieser reflektiert werden). Das zweite Licht 62 kann eine Teilmenge des ersten Lichts 60 sein, die auf einen zweiten Wellenlängenbereich beschränkt ist, der sich zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm erstreckt. In einigen Ausführungsformen können entweder der reflektierende Polarisator 15, die lichtabsorbierende Schicht 10 oder eine Kombination davon zumindest einen Abschnitt des Lichts in einem zweiten Wellenlängenbereich absorbieren.
In einigen Ausführungsformen des optischen Systems 100a kann die lichtabsorbierende Schicht 10 an einer Stelle im optischen System 100a alternativ oder zusätzlich zum reflektierenden Polarisator 15 angeordnet sein. 3 stellt ein Beispiel für ein solches optisches System 100b bereit. Das optische System 100b ähnelt der Ausführungsform des optischen Systems 100a von 2, zeigt jedoch zusätzliche Stellen, an denen die lichtabsorbierende Schicht 10 platziert werden kann. Verschiedene Stellen der lichtabsorbierenden Schicht 10 sind in 3 unter Verwendung der Bezugszeichen 10a bis 10f angegeben. In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht 10 an einer der Stellen 10a bis 10f oder an beliebigen geeigneten Kombinationen von Stellen 10a bis 10f (d. h. an zwei oder mehr der Stellen) angeordnet sein. Es ist zu beachten, dass die Stellen 10a bis 10f nicht einschränkend sein sollen und andere Stellen (z. B. über der Anzeige 20, auf einer gegenüberliegenden Seite der Folie zu einer der in 3 gezeigten usw.) in Einklang mit der vorliegenden Beschreibung verwendet werden können.
Wie an anderer Stelle hierin beschrieben, kann in einigen Ausführungsformen die lichtabsorbierende Schicht 10 auf oder nahe dem reflektierenden Polarisator 15 (lichtabsorbierende Schicht 10a) angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht 10 auf oder nahe einer oder mehreren lichtumlenkenden Folien (z. B. Prismenfolien) 22a/22b (lichtabsorbierende Schicht 10b/10c) angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht 10 auf oder nahe der optischen Diffusorschicht 30 (lichtabsorbierende Schicht 10d) angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht 10 auf oder nahe der optischen Reflektorschicht 50 (lichtabsorbierende Schicht 10e) angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Schicht 10 auf oder nahe einer zusätzlichen Schicht 27 (lichtabsorbierende Schicht 10f), wie einem optisch transparenten Substrat 27, wie Polyethylenterephthalat oder PET angeordnet sein.
4 ist ein darstellendes Diagramm 90, das ein übliches prozentuales optisches Absorptionsvermögen gegenüber der Wellenlänge für eine Ausführungsform einer blaulichtabsorbierenden Schicht gemäß der vorliegenden Beschreibung zeigt. Für die Zwecke dieser Beschreibung wird das optische Absorptionsvermögen als ein Maß für die Lichtmenge (die eine spezifische Wellenlänge oder Wellenlängenbereich sein kann) definiert, die beim Durchgang durch eine Substanz absorbiert wird. Diagramm 90 zeigt, dass für diese Ausführungsform der blaulichtabsorbierenden Schicht (z. B. Schicht 10 in 1) zumindest ein Abschnitt des Lichts mit Wellenlängen sowohl in der ultravioletten als auch in der blauen Lichtwellenlänge von der Schicht absorbiert wird. Diagramm 90 zeigt, dass zumindest ein Abschnitt des Lichts 62 zwischen 415 nm und 455 nm (d. h. die Wellenlängen des Lichts, das für Menschen als am schädlichsten angesehen wird) absorbiert wird, und dass Licht oberhalb von etwa 455 nm im Wesentlichen nicht absorbiert wird. Das Diagramm von 4 wurde aus den Versuchsschritten erstellt, die im nachstehenden Abschnitt Beispiele beschrieben sind.
Beispiele

Im folgenden Abschnitt wird die Synthese und Auswertung eines Zusatzstoffes auf Benzotriazolbasis mit UV- und Blaulichtabsorptionsvermögen beschrieben. TABELLE 1 stellt eine Liste von Materialien bereit, die bei der Herstellung der nachstehenden Beispiele verwendet werden. Tabelle 1: Materialliste

Beschreibung	Typ	Quelle
4-Amino-3-nitrobenzoesäure	Reagenz	Tokyo Chemical Industry
Hydrazinmonohydrat	Reagenz	Tokyo Chemical Industry
3-tert-Butyl-4-hydroxyanisol	Reagenz	Tokyo Chemical Industry
Hydrochinon	Reagenz	Fujifilm Wako Chemicals
Thioharnstoffdioxid	Reagenz	Fujifilm Wako Chemicals
Natriumnitrit	Reagenz	Fujifilm Wako Chemicals
Natriumcarbonat	Reagenz	Fujifilm Wako Chemicals
Sulfonsäure	Reagenz	Fujifilm Wako Chemicals
2-Propanol	Lösungsmittel	Fujifilm Wako Chemicals
Ethylacetat	Lösungsmittel	Fujifilm Wako Chemicals

Synthese: 5A und 5B zeigen grafisch den Zwei-Schritt-Prozess, der in dem Syntheseprozess verwendet wird und hierin beschrieben ist. In Schritt 1 wurden 4-Amino-3-nitrobenzoesäure (20,0 g, 110 mmol), Wasser (150 ml), Natriumcarbonat (6,5 g, 61 mmol) in ein 450-ml-Glasgefäß gegeben. Zu dieser Suspension wurde tropfenweise eine 36 %-ige wässrige Lösung von Natriumnitrit (22,7 g, 118 mmol) gegeben. Wasser (116,1 g) und 98 % Sulfonsäure (26,875 g,~ 14,7 ml) wurden vorsichtig in ein weiteres 450 ml-Glasgefäß gegeben. Anschließend wurde das Glasgefäß in ein Eisbad getaucht. Zu der gekühlten Sulfonsäurelösung wurde die ockerartige Suspension (5A) tropfenweise zugegeben, um die Diazoniumverbindung herzustellen. Die Mischung wurde für 2 Stunden im Eisbad gerührt.
In einen anderen 1000 ml-Dreihalskolben wurden 2-Propanol (30 ml) und Wasser (140 ml) gegeben. Dann wurde 3-tert-Butyl-4-hydroxyanisol (18,0 g, 100 mmol) gelöst. Der Kolben wurde in ein Eisbad getaucht. Zu dieser Hydroxyanisollösung wurde die vereiste wässrige Diazoniumlösung (Ocker) über 30 min tropfenweise zugegeben, um eine purpurne Suspension zu ergeben. Die Suspension wurde 2 bis 3 Stunden bei Eisbadtemperatur und dann über Nacht bei Raumtemperatur gerührt.
Am folgenden Tag wurden eine 32 %-ige wässrige Lösung von Natriumhydroxid (27,8 g) und 2-Propanol (200 ml), Ethylacetat und Kochsalzlösung zugegeben. Die organische Phase mit den Ausfällungen wurde gesammelt und das Lösungsmittel verdampft.
Eine Lösung von Wasser (200 ml), 32 %-iger wässriger Lösung von Natriumhydroxid (30,0 g) und Hydrochinon (0,40 g) wurde zubereitet. In einen Dreihalskolben wurden die Azoverbindung und die obige Lösung gegeben. Die Lösung färbte sich dunkelblau. Die dunkelblaue Lösung wurde auf 40 °C erwärmt und 90 Minuten gerührt. Zu dieser Lösung wurde eine 60 %-ige wässrige Lösung von Hydrazinmonohydrat (6,0 g) tropfenweise über 1 Stunde mittels Spritze gegeben. Die Reaktionslösung wurde weitere 2 Stunden bei 40 °C gerührt. Danach wurde die Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt und 62,5 % Sulfonsäure wurde zugegeben, um den pH-Wert mit Litmuspapier auf 2 bis 4 einzustellen. Dabei wurde der Feststoff ausgefällt. Die Ockerausfällungen wurden durch Vakuumfiltration mit Wasserspülung gesammelt und unter Vakuum bei 80 °C für 1 Stunde getrocknet.
Ausbeute: 12,83 g (Ocker-Feststoff, „Feststoff A“).
5B zeigt die Details von Schritt 2. In einen mit einem Kondensator ausgestatteten 200-ml-Zweihalskolben wurden der Ocker-Feststoff „Feststoff A“ (11,8 g), 2-Propanol (50 ml), Wasser (50 ml) und eine 32 %-ige wässrige Lösung von Natriumhydroxid (12,0 g) gegeben. Die dunkelrote Lösung wurde auf 70 °C erwärmt, dann wurde Thioharnstoffdioxid (6,0 g) portionsweise über 2 Stunden zugegeben. Die Lösung wurde weitere 2 Stunden bei 70 °C gerührt, wobei sich die Farbe von dunkelrot zu weinrot, dann zu orange und schließlich zu gelb änderte. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur und Anhalten des Rührens wurde die Lösung klar in organische Phase und Wasserphase getrennt. Die Unterwasserphase wurde mittels Pasteurpipette entfernt.
In die organische Phase wurde unter Rühren 62,5 % Sulfonsäure zugegeben, um den pH-Wert mit Litmuspapier auf 2 bis 4 einzustellen. Dabei wurde der gelbe Feststoff ausgefällt. Die hellgelben Ausfällungen wurden durch Vakuumfiltration mit Wasserspülung gesammelt und unter Vakuum bei 80 °C für 2 Stunden getrocknet.
Ausbeute: 6,54 g (hellgelber Feststoff, „Feststoff B“).
Das UV-Vis-Absorptionsspektrum der synthetisierten Verbindung wurde bei 10 ppm in Chloroform gemessen. Die synthetisierte Verbindung (Feststoff B) zeigte ein Absorptionsvermögen von ultraviolettem bis blauem Licht (bis 450 nm) mit den charakteristischen Peaks bei etwa 254 nm, 314 nm und 380 nm, wie in 4 gezeigt.

Auswertung: Als Nächstes wurden Proben unter Verwendung der folgenden Schritte hergestellt. Als Grundfolie wurde eine reflektierende Polarisatorfolie (3M APF-V4-Folie) hergestellt. Zur Synthese des Beschichtungsmaterials für die Verwendung an den Grundfolien wurden die in der folgenden TABELLE 2 aufgeführten Materialien verwendet. Die oben beschriebene synthetisierte Verbindung Feststoff B wurde für die durchgeführte Auswertung verwendet. Tabelle 2: Materialliste für UV-härtbare Beschichtungen

Abkürzung	Beschreibung	Typ	Quelle
CN991NS	Urethandiacrylatoligomer auf Basis von aliphatischem Polyester	UV-härbares Diacrylat	Sartomer-Arkemgruppe
SR502	ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat	UV-härtbares Triacrylat	Sartomer-Arkemgruppe
Viscoat 196	3,3,5-Trimethylcyclohexylacrylat	UV-härtbares Monoacrylat	OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD
Tegoflow425	Polyethersiloxanpolymer	Fließ- und Antikrater-Zusatzstoff	EVONIK
Irgacure 184	1 -Hydroxycyclohexylphenylketon	Photoinitiator	BASF
MP-OH	1-Methoxy-2-propanol	Lösungsmittel
APFV4	APFV4	Substrat	3M DMSD

0,90 Gramm Urethandiacrylatoligomer auf aliphatischer Polyesterbasis „CN991NS“, 0,90 Gramm ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat „SR502“, 0,45 Gramm 3,3,5-Trimethylcyclohexylacrylat „Viscoat196“ wurden gemischt. Zu der Mischung wurden 0,068 g 1-Hydroxycyclohexylphenylketon „Irgacure 184“ als Photoinitiator, 0,0045 g Polyethersiloxanpolymer „BYK Tegoflow425“, 0,068 g Benzotriazoltyp-Additiv „Feststoff B“, die oben erhalten wurden, zugegeben. Dann wurden 2,75 g 1-Methoxy-2-propanol zu der Mischung gegeben. Die Vorläuferlösung wurde bereitgestellt. Als Substrat wurde erweiterte Polarisatorfolie „APF V4“ mit einer Dicke von 16 Mikrometer verwendet. Die 9,0 µm dicke Beschichtungsschicht wurde von Mayer Rod Nr. 20 unter Verwendung der Vorläuferlösung gebildet. Nach 5 min Trocknen bei 60 °C an der Luft. Das beschichtete Substrat durchlief 2 mal einen UV-Strahler (H-Birne von Fusion UV System Inc. DRS-Modell) unter Stickstoffgas. Während der Bestrahlung wurde 900 mJ/cm2, 700 mW/cm2 Ultraviolett (UV-A) auf der beschichteten Oberfläche vollständig bestrahlt. Die hergestellten (beschichteten) Folien wurden mit der folgenden Prozedur bewertet. Als Prüfstand für die Probenfolien wurde ein 13,4"-LCD-Modul unter Verwendung des Dell XPS13 2017 Jahresmodells hergestellt. Die Konfiguration des LCD-Prüfstands, der zum Testen der Proben verwendet wird, ist in 6 gezeigt.
Bezugszeichenliste

100c: Bewertungseinstellungen
20a: LCD-Modul
15a: Reflektierender Polaristaionsfilm
10f: Blaues Licht absorbierende Beschichtung
17a: Deckblatt
22c: Prismenblatt 1
22d: Prismenblatt 2
30a: Diffusor
50a: Reflektor

Jeder der Probenfilme wurde in das Hintergrundbeleuchtungsmodul des LCD-Prüfstands eingebaut. Von dem resultierenden LCD-Prüfstand wurden Luminanz, Farbtemperatur und ein Blaulichtverhältnis (wie unten erläutert) gemessen. Die optischen Leistungsziele des LCD-Prüfstands, der die Probenfolien verwendet, schließen ein Luminanzziel im Vergleich zu einer Referenzfolie (ohne Beschichtung) von 99 %, eine Farbtemperatur von über 6000 ° K und ein Verhältnis von Licht im Bereich von 415 nm bis 455 nm im Vergleich zu dem Licht im Bereich von 400 nm bis 500 nm ein, das kleiner als 50 % sein sollte ( „Blaulichtverhältnis“, wie oben erwähnt).
Alle Probenfolien, die unter Verwendung der synthetisierten Verbindung Feststoff B wie vorstehend beschrieben hergestellt wurden, erfüllen oder übertreffen die vorstehend beschriebenen Anforderungen positiv.
Begriffe wie „etwa“ werden in dem Kontext verstanden, in dem sie von einem Durchschnittsfachmann verwendet und in der vorliegenden Beschreibung beschrieben werden. Sollte die Verwendung von „etwa“ auf Mengen angewendet wird, die Merkmalsgrößen, Beträge und physische Eigenschaften ausdrücken für einen Durchschnittsfachmann in dem Kontext, in dem es verwendet und in der vorliegenden Beschreibung beschrieben wird, nicht anderweitig klar sein, wird „etwa“ so verstanden, dass es innerhalb von 10 Prozent des spezifizierten Werts bedeutet. Eine Menge, die als etwa ein spezifischer Wert angegeben ist, kann genau dieser spezifische Wert sein. Zum Beispiel, wenn es einem Durchschnittsfachmann im verwendeten und in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Kontext nicht klar ist, bedeutet eine Menge mit einem Wert von etwa 1, dass die Menge einen Wert zwischen 0,9 und 1,1 sein kann, und dass der Wert 1 sein könnte.
Begriffe wie „im Wesentlichen“ werden in dem Kontext verstanden, in dem sie von einem Durchschnittsfachmann verwendet und in der vorliegenden Beschreibung beschrieben werden. Wenn die Verwendung von „im Wesentlichen gleich“ für einen Durchschnittsfachmann in dem Kontext, in dem sie verwendet und in der vorliegenden Beschreibung beschrieben wird, nicht klar ist, bedeutet „im Wesentlichen gleich“ etwa gleich, wobei etwa wie vorstehend beschrieben ist. Wenn die Verwendung von „im Wesentlichen parallel“ für einen Durchschnittsfachmann in dem Kontext, in dem sie verwendet und in der vorliegenden Beschreibung beschrieben wird, nicht klar ist, bedeutet „im Wesentlichen parallel“ innerhalb von 30 Grad der Parallelen. Richtungen oder Oberflächen, die als im Wesentlichen parallel zueinander beschrieben werden, können in einigen Ausführungsformen innerhalb 20 Grad oder innerhalb 10 Grad der Parallelen sein oder können parallel oder nominell parallel sein. Wenn die Verwendung von „im Wesentlichen ausgerichtet“ für einen Durchschnittsfachmann in dem Kontext, in dem sie verwendet und in der vorliegenden Beschreibung beschrieben wird, nicht klar ist, bedeutet „im Wesentlichen ausgerichtet“ innerhalb von 20 % einer Breite der miteinander ausgerichteten Objekte ausgerichtet. Objekte, die als im Wesentlichen ausgerichtet beschrieben sind, können in einigen Ausführungsformen innerhalb von 10 % oder innerhalb von 5 % einer Breite der ausgerichteten Objekte ausgerichtet sein.
Beschreibungen für Elemente in den Figuren sind so zu verstehen, dass sie für entsprechende Elemente in anderen Figuren gleichermaßen gelten, sofern nicht anders angegeben. Obwohl spezifische Ausführungsformen hierin veranschaulicht und beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass eine Vielzahl alternativer und/oder äquivalenter Implementierungen die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen ersetzen können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Diese Anmeldung soll alle Adaptionen oder Variationen der hierin erörterten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Daher soll diese Offenbarung nur durch die Ansprüche und die Äquivalente davon beschränkt sein.

Claims

Ein optisches System, umfassend: eine Flüssigkristallanzeige; eine Hintergrundbeleuchtung, die konfiguriert ist, um mindestens ein Licht in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, der sich zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm erstreckt; und eine optische Folie, die angrenzend an die Hintergrundbeleuchtung angeordnet und konfiguriert ist, um ein Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren, der sich zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm erstreckt; wobei ein Verhältnis des Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich, das durch die optische Folie übertragen wird, und des Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich, das durch die optische Folie übertragen wird, kleiner oder gleich 50 % ist.
Das optische System nach Anspruch 1, wobei die optische Folie ferner eine lichtabsorbierende Schicht umfasst, die konfiguriert ist, um das Licht im zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren.
Das optische System nach Anspruch 2, wobei die lichtabsorbierende Schicht Benzotriazol umfasst.
Das optische System nach Anspruch 2 oder 3, wobei die lichtabsorbierende Schicht ferner SiO₂ umfasst.
Das optische System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die optische Folie zwischen der Hintergrundbeleuchtung und der Flüssigkristallanzeige angeordnet ist und mindestens eines von einem reflektierenden Polarisator, einer lichtumlenkenden Folie und einer optisch streuenden Folie umfasst.
Das optische System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Hintergrundbeleuchtung zwischen der Flüssigkristallanzeige und der optischen Folie angeordnet ist und die optische Folie einen optischen Reflektor umfasst.
Ein optisches System, umfassend: eine Flüssigkristallanzeige; eine Hintergrundbeleuchtung, die konfiguriert ist, um mindestens ein Licht in einem ersten Wellenlängenbereich zu emittieren, der sich zwischen etwa 400 nm und etwa 500 nm erstreckt; und einen reflektierenden Polarisator, der zwischen der Hintergrundbeleuchtung und der Flüssigkristallanzeige angeordnet ist und konfiguriert ist, um ein Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren, der sich zwischen etwa 415 nm und etwa 455 nm erstreckt; wobei das von der Flüssigkristallanzeige übertragene Licht im zweiten Wellenlängenbereich kleiner als das von der Flüssigkristallanzeige übertragene Licht im ersten Wellenlängenbereich ist.
Das optische System nach Anspruch 7, wobei das Verhältnis des Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich, das durch die Flüssigkristallanzeige übertragen wird, und des Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich, das durch die Flüssigkristallanzeige übertragen wird, kleiner oder gleich etwa 50 % ist.
Das optische System nach Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend eines oder mehrere von einer lichtumlenkenden Folie, einer optisch streuenden Folie und einem optischen Reflektor.
Das optische System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der reflektierende Polarisator ferner eine lichtabsorbierende Schicht umfasst, die konfiguriert ist, um das Licht im zweiten Wellenlängenbereich zu absorbieren.
Das optische System nach Anspruch 10, wobei die lichtabsorbierende Schicht Benzotriazol umfasst.
Das optische System nach Anspruch 10 oder 11, wobei die lichtabsorbierende Schicht ferner SiO₂ umfasst.
Das optische System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die lichtabsorbierende Schicht eine lichtabsorbierende Beschichtung umfasst.
Das optische System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die lichtabsorbierende Schicht einen lichtabsorbierenden Film umfasst.