JP2018141814A - 色補正フィルター及びこれを用いた表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】白色LEDが三つの発光ピークを有する白色LEDの場合、各色の発光ピークの分離が十分でないため色再現性が悪い。効率的に緑色と赤色を分離し、色再現性を改善する安価な色補正フィルム及びそれを用いた表示装置を提供することである。【解決手段】上記課題を解決するためになされた発明は、白色LEDをバックライトに用いた表示装置に適用される色補正フィルターであって、白色LEDが三つの発光ピークを有する白色LEDで、赤色、緑色、青色発光の3つのLEDを組み合わせて白色光源とする三波長白色LEDであり、該フィルムが550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大を有することを特徴とする色補正フィルターよって達成される。【選択図】なし
Description
本発明は、赤色、緑色、青色発光の3つのLEDを組み合わせて白色光源とする三波長白色LEDの色補正フィルター及びこれを用いた表示装置に関する。
最近、カラーテレビやノートパソコンなどに用いられている液晶表示装置のバックライトに、色再現性面積が広いLED(LightEmittingDiode)がバックライトの光源として使用されるようになってきている。
白色LED光源には、代表的な方式として、(1)赤色、緑色、青色発光の3つのLEDを組み合わせて白色光源とする三波長白色LEDのタイプと、(2)近紫外線または紫色発光LEDと赤色、緑色および青色発光の蛍光体で構成された三波長白色LEDのタイプと、(3)青色発光LEDと黄色発光の蛍光体で構成された二波長白色LEDのタイプの3通りがある。(1)の方式の場合、蛍光ランプを用いた液晶表示装置よりも広い色再現性面積を有するが、3つのLEDを使用することから消費電力および製造コストの面で好ましくない。(2)の方式の場合、三波長蛍光ランプと同じ発光方式できれいな白色が得られる特徴がある反面、発光効率が悪いといった課題がある。(3)の方式の場合、上記3方式のなかで一番発光効率が高く消費電力に有利な方式であるが、色再現性が悪いといった課題がある。方式的に色再現性の良い三波長白色LEDのタイプについては、特許文献1に報告されている。
二波長白色LEDは青色発光LEDの青色光と補色である黄色を発光する蛍光体との組み合わせにより白色光を実現しているため、緑色と赤色が分離できないために色再現性が悪い。効率的に緑色と赤色を分離し、色再現性を改善する安価な色補正フィルター及びそれを用いた液晶表示装置を提供することが提案されている(特許文献2)。
白色LED光源には、代表的な方式として、(1)赤色、緑色、青色発光の3つのLEDを組み合わせて白色光源とする三波長白色LEDのタイプと、(2)近紫外線または紫色発光LEDと赤色、緑色および青色発光の蛍光体で構成された三波長白色LEDのタイプと、(3)青色発光LEDと黄色発光の蛍光体で構成された二波長白色LEDのタイプの3通りがある。(1)の方式の場合、蛍光ランプを用いた液晶表示装置よりも広い色再現性面積を有するが、3つのLEDを使用することから消費電力および製造コストの面で好ましくない。(2)の方式の場合、三波長蛍光ランプと同じ発光方式できれいな白色が得られる特徴がある反面、発光効率が悪いといった課題がある。(3)の方式の場合、上記3方式のなかで一番発光効率が高く消費電力に有利な方式であるが、色再現性が悪いといった課題がある。方式的に色再現性の良い三波長白色LEDのタイプについては、特許文献1に報告されている。
二波長白色LEDは青色発光LEDの青色光と補色である黄色を発光する蛍光体との組み合わせにより白色光を実現しているため、緑色と赤色が分離できないために色再現性が悪い。効率的に緑色と赤色を分離し、色再現性を改善する安価な色補正フィルター及びそれを用いた液晶表示装置を提供することが提案されている(特許文献2)。
三波長白色LEDのタイプについて色再現性の良いとされているが、緑色と赤色が分離が十分でないため、さらなる色再現性が求められている。
白色LEDが三つの発光ピークを有する白色LEDの場合、各色の発光ピークの分離が十分でないため色再現性が悪い。特に、赤色、緑色、青色発光の3つのLEDを組み合わせて白色光源とする三波長白色LEDにおいて、緑色と赤色の分離が十分でないため色再現性が悪い。効率的に緑色と赤色を分離し、色再現性を改善する安価な色補正フィルム及びそれを用いた表示装置を提供することが本発明の課題となっている。
上記課題を解決するためになされた発明は、
白色LEDをバックライトに用いた表示装置に適用される色補正フィルターであって、白色LEDが三つの発光ピークを有する白色LEDで、赤色、緑色、青色発光の3つのLEDを組み合わせて白色光源とする三波長白色LEDであり、該フィルムが550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大を有することを特徴とする色補正フィルターよって達成される。
白色LEDをバックライトに用いた表示装置に適用される色補正フィルターであって、白色LEDが三つの発光ピークを有する白色LEDで、赤色、緑色、青色発光の3つのLEDを組み合わせて白色光源とする三波長白色LEDであり、該フィルムが550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大を有することを特徴とする色補正フィルターよって達成される。
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、上記色補正フィルターを有する表示装置によって達成される。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、白色LEDをバックライトに用いた表示装置に適用される色補正フィルターであって、該白色LEDが赤色、緑色、青色発光の3つのLEDを組み合わせて白色光源とする三波長白色LEDであり、該フィルターが550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大を有することを特徴とする色補正フィルターよって実現することができる。
本発明の色補正フィルターは、フィルターを構成する基材が単層であっても多層であってもよい。基材が単層の場合は、例えば、420nmから520nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素を含む透明樹脂製基板からなる基材を挙げることができる。多層の場合は、例えば、ガラス支持体やベースとなる樹脂製支持体などの支持体上に420nmから520nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素を含有する硬化性樹脂等からなるオーバーコート層などの透明樹脂層が積層された基材、420nmから520nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素を含む透明樹脂製基板上に硬化性樹脂等からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材などを挙げることができる。製造コストや光学特性調整の容易性、さらに、樹脂製支持体や透明樹脂製基板の傷消し効果を達成できることや基材の耐傷つき性向上等の点から、420nmから520nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素を含有する透明樹脂製基板上に硬化性樹脂からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材が特に好ましい。
樹脂製支持体やガラス支持体などに積層する透明樹脂層および透明樹脂製基板は、透明樹脂を用いて形成することができる。前記基材に用いる透明樹脂としては、1種単独でもよいし、2種以上でもよい。
このような樹脂としては、本発明の効果を損なわないものである限り特に制限されないが、例えば、熱安定性およびフィルターへの成形性を確保し、かつ、100℃以上の蒸着温度で行う高温蒸着により誘電体多層膜を形成しうるフィルターとするため、ガラス転移温度(Tg)が、好ましくは110〜380℃、より好ましくは110〜370℃、さらに好ましくは120〜360℃である樹脂が挙げられる。また、樹脂のガラス転移温度が140℃以上であると、誘電体多層膜をより高温で蒸着形成し得るフィルタームが得られるため、特に好ましい。
樹脂製支持体やガラス支持体などに積層する透明樹脂層および透明樹脂製基板は、透明樹脂を用いて形成することができる。前記基材に用いる透明樹脂としては、1種単独でもよいし、2種以上でもよい。
このような樹脂としては、本発明の効果を損なわないものである限り特に制限されないが、例えば、熱安定性およびフィルターへの成形性を確保し、かつ、100℃以上の蒸着温度で行う高温蒸着により誘電体多層膜を形成しうるフィルターとするため、ガラス転移温度(Tg)が、好ましくは110〜380℃、より好ましくは110〜370℃、さらに好ましくは120〜360℃である樹脂が挙げられる。また、樹脂のガラス転移温度が140℃以上であると、誘電体多層膜をより高温で蒸着形成し得るフィルタームが得られるため、特に好ましい。
また、前記樹脂としては、厚さ0.1mmでの全光線透過率(JIS K7105)が、好ましくは75〜95%であり、さらに好ましくは78〜95%であり、特に好ましくは80〜95%である樹脂を用いることができる。全光線透過率がこのような範囲であれば、得られる基板は、光学フィルターとして良好な透明性を示す。
前記樹脂としては、例えば、環状ポリオレフィン系樹脂、芳香族ポリエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、フルオレンポリカーボネート系樹脂、フルオレンポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド(アラミド)系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリパラフェニレン系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)系樹脂、フッ素化芳香族ポリマー系樹脂、(変性)アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アリルエステル系硬化型樹脂およびシルセスキオキサン系紫外線硬化樹脂を挙げることができる。
(1)環状オレフィン系樹脂
前記環状オレフィン系樹脂としては、下記式(X0)で表される単量体および下記式(Y0)で表される単量体からなる群より選ばれる少なくとも1つの単量体から得られる樹脂、または必要に応じてさらに前記で得られた樹脂を水素添加することで得られる樹脂が好ましい。
前記環状オレフィン系樹脂としては、下記式(X0)で表される単量体および下記式(Y0)で表される単量体からなる群より選ばれる少なくとも1つの単量体から得られる樹脂、または必要に応じてさらに前記で得られた樹脂を水素添加することで得られる樹脂が好ましい。
式(X0)中、Rx1〜Rx4は、それぞれ独立に下記(i)〜(viii)より選ばれる原子または基を表し、kx、mxおよびpxは、それぞれ独立に0または正の整数を表す。
(i)水素原子
(ii)ハロゲン原子
(iii)トリアルキルシリル基
(iv)酸素原子、硫黄原子、窒素原子またはケイ素原子を含む連結基を有する、置換または非置換の炭素数1〜30の炭化水素基
(v)置換または非置換の炭素数1〜30の炭化水素基
(vi)極性基(但し(iv)を除く)
(vii)Rx1とRx2またはRx3とRx4とが、相互に結合して形成されたアルキリデン基を表し、該結合に関与しないRx1〜Rx4は、それぞれ独立に前記(i)〜(vi)より選ばれる原子または基を表す。
(viii)Rx1とRx2またはRx3とRx4とが、相互に結合して形成された単環もしくは多環の炭化水素環または複素環を表し、該結合に関与しないRx1〜Rx4は、それぞれ独立に前記(i)〜(vi)より選ばれる原子または基を表すか、Rx2とRx3とが、相互に結合して形成された単環の炭化水素環または複素環を表し、該結合に関与しないRx1〜Rx4は、それぞれ独立に前記(i)〜(vi)より選ばれる原子または基を表す。
(i)水素原子
(ii)ハロゲン原子
(iii)トリアルキルシリル基
(iv)酸素原子、硫黄原子、窒素原子またはケイ素原子を含む連結基を有する、置換または非置換の炭素数1〜30の炭化水素基
(v)置換または非置換の炭素数1〜30の炭化水素基
(vi)極性基(但し(iv)を除く)
(vii)Rx1とRx2またはRx3とRx4とが、相互に結合して形成されたアルキリデン基を表し、該結合に関与しないRx1〜Rx4は、それぞれ独立に前記(i)〜(vi)より選ばれる原子または基を表す。
(viii)Rx1とRx2またはRx3とRx4とが、相互に結合して形成された単環もしくは多環の炭化水素環または複素環を表し、該結合に関与しないRx1〜Rx4は、それぞれ独立に前記(i)〜(vi)より選ばれる原子または基を表すか、Rx2とRx3とが、相互に結合して形成された単環の炭化水素環または複素環を表し、該結合に関与しないRx1〜Rx4は、それぞれ独立に前記(i)〜(vi)より選ばれる原子または基を表す。
式(Y0)中、Ry1およびRy2は、それぞれ独立に前記(i)〜(vi)より選ばれる原子または基を表すか、下記(ix)を表し、kyおよびpyは、それぞれ独立に0または正の整数を表す。
(ix)Ry1とRy2とが、相互に結合して形成された単環または多環の脂環式炭化水素、芳香族炭化水素または複素環を表す。
(ix)Ry1とRy2とが、相互に結合して形成された単環または多環の脂環式炭化水素、芳香族炭化水素または複素環を表す。
(2)芳香族ポリエーテル系樹脂
前記芳香族ポリエーテル系樹脂は、下記式(1)で表される構造単位および下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1つの構造単位を有することが好ましい。
前記芳香族ポリエーテル系樹脂は、下記式(1)で表される構造単位および下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1つの構造単位を有することが好ましい。
式(1)中、R1〜R4は、それぞれ独立に炭素数1〜12の1価の有機基を示し、a〜dは、それぞれ独立に0〜4の整数を示す。
式(2)中、R1〜R4およびa〜dは、それぞれ独立に前記式(1)中のR1〜R4およびa〜dと同義であり、Yは単結合、−SO2−または>C=Oを示し、R7およびR8は、それぞれ独立にハロゲン原子、炭素数1〜12の1価の有機基またはニトロ基を示し、gおよびhは、それぞれ独立に0〜4の整数を示し、mは0または1を示す。但し、mが0の時、R7はシアノ基ではない。
また、前記芳香族ポリエーテル系樹脂は、さらに下記式(3)で表される構造単位および下記式(4)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1つの構造単位を有することが好ましい。
式(3)中、R5およびR6は、それぞれ独立に炭素数1〜12の1価の有機基を示し、Zは、単結合、−O−、−S−、−SO2−、>C=O、−CONH−、−COO−または炭素数1〜12の2価の有機基を示し、eおよびfは、それぞれ独立に0〜4の整数を示し、nは0または1を示す。
式(4)中、R7、R8、Y、m、gおよびhは、それぞれ独立に前記式(2)中のR7、R8、Y、m、gおよびhと同義であり、R5、R6、Z、n、eおよびfは、それぞれ独立に前記式(3)中のR5、R6、Z、n、eおよびfと同義である。
(3)ポリイミド系樹脂
前記ポリイミド系樹脂としては、特に制限されず、繰り返し単位にイミド結合を含む高分子化合物であればよく、たとえば特開2006−199945号公報や特開2008−163107号公報に記載されている方法で合成することができる。
前記ポリイミド系樹脂としては、特に制限されず、繰り返し単位にイミド結合を含む高分子化合物であればよく、たとえば特開2006−199945号公報や特開2008−163107号公報に記載されている方法で合成することができる。
(4)フルオレンポリカーボネート系樹脂
前記フルオレンポリカーボネート系樹脂としては、特に制限されず、フルオレン部位を含むポリカーボネート樹脂であればよく、たとえば特開2008−163194号公報に記載されている方法で合成することができる。
前記フルオレンポリカーボネート系樹脂としては、特に制限されず、フルオレン部位を含むポリカーボネート樹脂であればよく、たとえば特開2008−163194号公報に記載されている方法で合成することができる。
(5)フルオレンポリエステル系樹脂
前記フルオレンポリエステル系樹脂としては、特に制限されず、フルオレン部位を含むポリエステル樹脂であればよく、たとえば特開2010−285505号公報や特開2011−197450号公報に記載されている方法で合成することができる。
前記フルオレンポリエステル系樹脂としては、特に制限されず、フルオレン部位を含むポリエステル樹脂であればよく、たとえば特開2010−285505号公報や特開2011−197450号公報に記載されている方法で合成することができる。
(6)フッ素化芳香族ポリマー系樹脂
前記フッ素化芳香族ポリマー系樹脂としては、特に制限されないが、少なくとも1つのフッ素を有する芳香族環と、エーテル結合、ケトン結合、スルホン結合、アミド結合、イミド結合およびエステル結合からなる群より選ばれる少なくとも1つの結合を含む繰り返し単位とを含有するポリマーであればよく、たとえば特開2008−181121号公報に記載されている方法で合成することができる。
前記フッ素化芳香族ポリマー系樹脂としては、特に制限されないが、少なくとも1つのフッ素を有する芳香族環と、エーテル結合、ケトン結合、スルホン結合、アミド結合、イミド結合およびエステル結合からなる群より選ばれる少なくとも1つの結合を含む繰り返し単位とを含有するポリマーであればよく、たとえば特開2008−181121号公報に記載されている方法で合成することができる。
(7)市販品
本発明に用いることができる透明樹脂の市販品としては、以下の市販品等を挙げることができる。環状オレフィン系樹脂の市販品としては、たとえば、JSR株式会社製アートン、日本ゼオン株式会社製ゼオノア、三井化学株式会社製APEL、ポリプラスチックス株式会社製TOPASなどを挙げることができる。ポリエーテルサルホン系樹脂の市販品として、住友化学株式会社製スミカエクセルPESなどを挙げることができる。ポリイミド系樹脂の市販品として三菱ガス化学株式会社製ネオプリムLなどを挙げることができる。ポリカーボネート系樹脂の市販品として帝人株式会社製ピュアエースなどを挙げることができる。フルオレンポリカーボネート系樹脂の市販品として三菱ガス化学株式会社製ユピゼータEP−5000などを挙げることができる。フルオレンポリエステル系樹脂の市販品として大阪ガスケミカル株式会社製OKP4HTなどを挙げることができる。アクリル系樹脂の市販品として株式会社日本触媒製アクリビュアなどを挙げることができる。シルセスキオキサン系UV硬化樹脂の市販品として新日鐵化学株式会社製シルプラスなどを挙げることができる。
<色素>
以下に本願発明で使用される色素について、以下に詳述する。
<550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素>
550nmから650nmの間の波長領域は緑色と赤色のLEDの間にある波長領域であり、この550nmから650nmの間の波長領域の吸収を大きくすることで、色再現性を向上することができる。
このような550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素の具体例としては、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、サブフタロシアニン系色素、ペリレン系色素およびポルフィリン系色素からなる群から選ばれる色素を挙げることができる。
<420nmから520nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素>
420nmから520nmの間の波長領域は青色と緑のLEDの間にある波長領域であり、この420nmから520nmの間の波長領域の吸収を大きくすることで、色再現性を向上することができる。
このような420nmから520nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素の具体例としては、セミスクアリリウム系色素、シアニン系色素、スチリル系色素、フェナジン系色素、ピリドメテン−ホウ素錯体系色素およびピラジン−ホウ素錯体系色素からなる群から選ばれる色素を挙げることができる。
<680nm以上の波長領域に吸収極大値を有する色素>
680nm以上の波長領域は白色LEDの赤色発光の裾にあたる波長領域であり、この波長領域の吸収を大きくすることで、色再現性を向上することができる。
このような吸収特性を達成できる色素としては吸収極大波長が680nm以上から800nm以下である色素が好ましく具体例としては、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、シアニン系色素、ヘキサフィリン系色素およびクロコニウム系色素からなる群から選ばれる色素を挙げることができる。
本発明に用いることができる透明樹脂の市販品としては、以下の市販品等を挙げることができる。環状オレフィン系樹脂の市販品としては、たとえば、JSR株式会社製アートン、日本ゼオン株式会社製ゼオノア、三井化学株式会社製APEL、ポリプラスチックス株式会社製TOPASなどを挙げることができる。ポリエーテルサルホン系樹脂の市販品として、住友化学株式会社製スミカエクセルPESなどを挙げることができる。ポリイミド系樹脂の市販品として三菱ガス化学株式会社製ネオプリムLなどを挙げることができる。ポリカーボネート系樹脂の市販品として帝人株式会社製ピュアエースなどを挙げることができる。フルオレンポリカーボネート系樹脂の市販品として三菱ガス化学株式会社製ユピゼータEP−5000などを挙げることができる。フルオレンポリエステル系樹脂の市販品として大阪ガスケミカル株式会社製OKP4HTなどを挙げることができる。アクリル系樹脂の市販品として株式会社日本触媒製アクリビュアなどを挙げることができる。シルセスキオキサン系UV硬化樹脂の市販品として新日鐵化学株式会社製シルプラスなどを挙げることができる。
<色素>
以下に本願発明で使用される色素について、以下に詳述する。
<550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素>
550nmから650nmの間の波長領域は緑色と赤色のLEDの間にある波長領域であり、この550nmから650nmの間の波長領域の吸収を大きくすることで、色再現性を向上することができる。
このような550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素の具体例としては、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、サブフタロシアニン系色素、ペリレン系色素およびポルフィリン系色素からなる群から選ばれる色素を挙げることができる。
<420nmから520nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素>
420nmから520nmの間の波長領域は青色と緑のLEDの間にある波長領域であり、この420nmから520nmの間の波長領域の吸収を大きくすることで、色再現性を向上することができる。
このような420nmから520nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素の具体例としては、セミスクアリリウム系色素、シアニン系色素、スチリル系色素、フェナジン系色素、ピリドメテン−ホウ素錯体系色素およびピラジン−ホウ素錯体系色素からなる群から選ばれる色素を挙げることができる。
<680nm以上の波長領域に吸収極大値を有する色素>
680nm以上の波長領域は白色LEDの赤色発光の裾にあたる波長領域であり、この波長領域の吸収を大きくすることで、色再現性を向上することができる。
このような吸収特性を達成できる色素としては吸収極大波長が680nm以上から800nm以下である色素が好ましく具体例としては、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、シアニン系色素、ヘキサフィリン系色素およびクロコニウム系色素からなる群から選ばれる色素を挙げることができる。
このような色素としては、例えば、特開2012−8532号公報、特開2013−218312号公報、特開2015−040895号公報、WO2013−054864号公報、WO2015−025779号公報等に記載されている近赤外線を吸収することができる色素を好適に用いることができる。
本発明に用いることができる誘電体多層膜としては、アルミ蒸着膜、貴金属薄膜、酸
化インジウムを主成分とし酸化錫を少量含有させた金属酸化物微粒子を分散させた樹脂膜、または屈折率の異なる材料を交互に積層した誘電体多層膜などが挙げられる。
化インジウムを主成分とし酸化錫を少量含有させた金属酸化物微粒子を分散させた樹脂膜、または屈折率の異なる材料を交互に積層した誘電体多層膜などが挙げられる。
本発明では、誘電体多層膜は樹脂製基板の片面に設けてもよいし、両面に設けてもよい。片面に設ける場合、製造コストや製造容易性に優れ、両面に設ける場合、高い強度を有し、ソリの生じにくい光学フィルターを得ることができる。
前記誘電体多層膜の中では、屈折率の異なる材料を交互に積層した誘電体多層膜がより好ましい。
屈折率の異なる材料として、屈折率の範囲が通常は1.2〜2.5の材料が選択される。このような材料としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化インジウム等を主成分とし、酸化チタン、酸化錫および/または酸化セリウムなどを少量(例えば、主成分に対し0〜10%)含有させたもの、シリカ、アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウムおよび六フッ化アルミニウムナトリウムなどが挙げられる。
屈折率の異なる材料を積層する方法については、これら材料層を積層した誘電体多層膜が形成される限り特に制限はない。例えば、前記樹脂製基板上に、直接、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法またはイオンプレーティング法などにより、屈折率の異なる材料を交互に積層した誘電体多層膜を形成することができる。
屈折率の異なる材料は2種類以上の異なる材料を交互に積層してもよいし、膜の形成条件を変更することで屈折率を変更した同一の材料を交互に積層してもよい。
屈折率の異なる材料を積層する方法については、これら材料層を積層した誘電体多層膜が形成される限り特に制限はない。例えば、前記樹脂製基板上に、直接、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法またはイオンプレーティング法などにより、屈折率の異なる材料を交互に積層した誘電体多層膜を形成することができる。
屈折率の異なる材料は2種類以上の異なる材料を交互に積層してもよいし、膜の形成条件を変更することで屈折率を変更した同一の材料を交互に積層してもよい。
これら屈折率の異なる材料の各層の厚みは、通常、遮断しようとする波長をλ(nm)とすると、0.1λ〜0.5λの厚みが好ましい。厚みがこの範囲あると、屈折率(n)と膜厚(d)との積(n×d)がλ/4で算出される光学的膜厚と屈折率の異なる材料の各層の厚みとがほぼ同じ値となって、反射・屈折の光学的特性の関係から、特定波長の遮断・透過を容易にコントロールできる傾向にある。
また、誘電体多層膜における高屈折率材料層と低屈折率材料層との合計の積層数は、5〜80層、好ましくは10〜60層であることが望ましい。
また、屈折率の異なる材料のそれぞれの屈折率の差が小さい程、カットできる帯域が狭くなるため好ましい。
さらに、誘電体多層膜を形成した際に基板にソリが生じてしまう場合には、これを解消するために、基板両面に誘電体多層膜を形成したり、基板の誘電体多層膜を形成した面に紫外線等の電磁波を照射したりする方法等をとることができる。なお、電磁波を照射する場合、誘電体多層膜の形成中に照射してもよいし、形成後別途照射してもよい。
<表示装置>
本発明には、当該表示素子用硬化膜を備える表示素子も好適に含まれる。表示素子の製造方法としては、まず片面に透明導電膜(電極)を有する透明基板を一対(2枚)準備し、そのうちの一枚の基板の透明導電膜上に、当該感放射線性樹脂組成物を用いて、上述の方法に従ってスペーサー若しくは保護膜又はその双方を形成する。続いて、これらの基板の透明導電膜及びスペーサー又は保護膜上に液晶配向能を有する配向膜を形成する。これら基板を、その配向膜が形成された側の面を内側にして、それぞれの配向膜の液晶配向方向が直交又は逆平行となるように一定の間隙(セルギャップ)を介して対向配置し、基板の表面(配向膜)及びスペーサーにより区画されたセルギャップ内に液晶を充填し、充填孔を封止して液晶セルを構成する。そして、液晶セルの両外表面に、偏光板を、その偏光方向が当該基板の一面に形成された配向膜の液晶配向方向と一致又は直交するように貼り合わせることにより、本発明の表示素子が得られる。
<表示装置>
本発明には、当該表示素子用硬化膜を備える表示素子も好適に含まれる。表示素子の製造方法としては、まず片面に透明導電膜(電極)を有する透明基板を一対(2枚)準備し、そのうちの一枚の基板の透明導電膜上に、当該感放射線性樹脂組成物を用いて、上述の方法に従ってスペーサー若しくは保護膜又はその双方を形成する。続いて、これらの基板の透明導電膜及びスペーサー又は保護膜上に液晶配向能を有する配向膜を形成する。これら基板を、その配向膜が形成された側の面を内側にして、それぞれの配向膜の液晶配向方向が直交又は逆平行となるように一定の間隙(セルギャップ)を介して対向配置し、基板の表面(配向膜)及びスペーサーにより区画されたセルギャップ内に液晶を充填し、充填孔を封止して液晶セルを構成する。そして、液晶セルの両外表面に、偏光板を、その偏光方向が当該基板の一面に形成された配向膜の液晶配向方向と一致又は直交するように貼り合わせることにより、本発明の表示素子が得られる。
他の方法としては、上記方法と同様にして透明導電膜と、層間絶縁膜、保護膜又はスペーサー又はその双方と、配向膜とを形成した一対の透明基板を準備する。その後一方の基板の端部に沿って、ディスペンサーを用いて紫外線硬化型シール剤を塗布し、次いで液晶ディスペンサーを用いて微小液滴状に液晶を滴下し、真空下で両基板の貼り合わせを行う。そして、上記のシール剤部に、高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射して両基板を封止する。最後に、液晶セルの両外表面に偏光板を貼り合わせることにより、本発明の表示装置が得られる。
本発明で得られる色補正フィルターをLED光源のバックライトの上に配置されればよく、上方に配置されることで、表示装置の色再現性を向上することができる。
本発明で得られる色補正フィルターをLED光源のバックライトの上に配置されればよく、上方に配置されることで、表示装置の色再現性を向上することができる。
以下に、本願発明で使用される樹脂の合成例について詳述する。
<合成例>
<樹脂合成例1>
下記式(a)で表される8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン(以下「DNM」ともいう。)100部、1−ヘキセン(分子量調節剤)18部およびトルエン(開環重合反応用溶媒)300部を、窒素置換した反応容器に仕込み、この溶液を80℃に加熱した。次いで、反応容器内の溶液に、重合触媒として、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.6mol/リットル)0.2部と、メタノール変性の六塩化タングステンのトルエン溶液(濃度0.025mol/リットル)0.9部とを添加し、この溶液を80℃で3時間加熱攪拌することにより開環重合反応させて開環重合体溶液を得た。この重合反応における重合転化率は97%であった。
<樹脂合成例1>
下記式(a)で表される8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン(以下「DNM」ともいう。)100部、1−ヘキセン(分子量調節剤)18部およびトルエン(開環重合反応用溶媒)300部を、窒素置換した反応容器に仕込み、この溶液を80℃に加熱した。次いで、反応容器内の溶液に、重合触媒として、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.6mol/リットル)0.2部と、メタノール変性の六塩化タングステンのトルエン溶液(濃度0.025mol/リットル)0.9部とを添加し、この溶液を80℃で3時間加熱攪拌することにより開環重合反応させて開環重合体溶液を得た。この重合反応における重合転化率は97%であった。
このようにして得られた開環重合体溶液1,000部をオートクレーブに仕込み、この開環重合体溶液に、RuHCl(CO)[P(C6H5)3]3を0.12部添加し、水素ガス圧100kg/cm2、反応温度165℃の条件下で、3時間加熱撹拌して水素添加反応を行った。
得られた反応溶液(水素添加重合体溶液)を冷却した後、水素ガスを放圧した。この反応溶液を大量のメタノール中に注いで凝固物を分離回収し、これを乾燥して、水素添加重合体(以下「樹脂A」ともいう。)を得た。得られた樹脂Aは、数平均分子量(Mn)が32,000、重量平均分子量(Mw)が137,000であり、ガラス転移温度(Tg)が165℃であった。
<実施例1>
容器に、合成例1で得られた樹脂A 100重量部、 550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素として下記式(A)で表されるスクアリリウム系色素(ジクロロメタン中吸収極大波長576nm)0.04質量部、さらに塩化メチレンを加えることで、樹脂濃度が20重量%の溶液(ex1)を得た。次いで、得られた溶液を平滑なガラス板上にキャストし、20℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した塗膜をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、縦60mm、横60mmの樹脂製基板からなる色補正フィルターを得た。
<実施例1>
容器に、合成例1で得られた樹脂A 100重量部、 550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素として下記式(A)で表されるスクアリリウム系色素(ジクロロメタン中吸収極大波長576nm)0.04質量部、さらに塩化メチレンを加えることで、樹脂濃度が20重量%の溶液(ex1)を得た。次いで、得られた溶液を平滑なガラス板上にキャストし、20℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した塗膜をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、縦60mm、横60mmの樹脂製基板からなる色補正フィルターを得た。
(A)
<比較例1>
実施例1と同様にして、各波長領域で吸収極大のある色素を含まない樹脂濃度が20重量%の溶液(ex1)を得た。次いで、得られた溶液を平滑なガラス板上にキャストし、20℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した塗膜をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、縦60mm、横60mmの基板を得た。
<比較例1>
実施例1と同様にして、各波長領域で吸収極大のある色素を含まない樹脂濃度が20重量%の溶液(ex1)を得た。次いで、得られた溶液を平滑なガラス板上にキャストし、20℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した塗膜をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、縦60mm、横60mmの基板を得た。
この基板の分光透過率を測定し、吸収極大波長、吸収極大波長における透過率、及び、可視光波長領域における透過率を求めた。結果を表1に示す。
<色再現性の評価>
実施例1、比較例1で得られたフィルターについて、色再現性の評価を行った。
実施例1、比較例1で得られたフィルターについて、色再現性の評価を行った。
実施例1、比較例1で得られたフィルターと色素を有しない市販の液晶表示装置(商品名、LC−15B1−S、シャープ(株)製)の前面に貼合した。
この液晶表示装置の画面中央における色度座標を、分光放射輝度計(CS−2000形、コニカミノルタ センシング(株)製)で測定し、赤、緑、青の色度座標を求め、各色度座標を結んで得られる三角形の面積を求めた。
色補正フィルターを設置した液晶表示装置の色再現性は、各色度座標を結んで得られる三角形の面積を、色補正フィルターを設置していない液晶表示装置の各色度座標を結んで得られる三角形の面積を100として比較することで評価した。なお、この三角形の面積が大きいほど、色再現範囲が大きいとみなすことができる。この結果を表4に示す。
表1より、実施例1で得られた色補正フィルターを設置することで比較例1のフィルターの場合と比較して、色再現性を向上させることが可能であることがわかった。
上記の結果は、本発明の色補正フィルターにより液晶表示装置における不要光を吸収したことによりもたらされたと考えることが出来る。このため、液晶表示装置の色純度及びコントラストも改善されると考えられる。
Claims (12)
- 白色LEDをバックライトに用いた表示装置に適用される色補正フィルターであって、 白色LEDが三つの発光ピークを有する白色LEDであり、該フィルムが550nmから650nmの間の波長領域に吸収極大を有することを特徴とする色補正フィルター。
- 請求項1に記載の色補正フィルターが、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、サブフタロシアニン系色素、ペリレン系色素およびポルフィリン系色素からなる群から選ばれる少なくとも一種の色素を有することを特徴とする色補正フィルター。
- 上記色補正フィルターが、さらに420nmから520nmの間の波長領域に吸収極大値を有する色素を有することを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
- 請求項3に記載の色補正フィルターが、セミスクアリリウム系色素、シアニン系色素、スチリル系色素、フェナジン系色素、ピリドメテン−ホウ素錯体系色素およびピラジン−ホウ素錯体系色素からなる群から選ばれる少なくとも一種の色素を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
- さらに、680nm以上の波長領域に吸収極大値を有する色素を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
- 上記色補正フィルターが、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、シアニン系色素、ヘキサフィリン系色素およびクロコニウム系色素からなる群から選ばれる少なくとも一種の色素を有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
- 色補正フィルターが、透明樹脂基板から形成されることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
- 色補正フィルターが、透明樹脂基板上に誘電体多層膜を有することを特徴とする請求項1記載の色補正フィルター。
- 上記透明樹脂基板が、ノルボルネン系樹脂製基板であることを特徴とする請求項7又は請求項8記載の色補正フィルター。
- 請求項2、請求項4及び請求項6から選ばれる少なくとも一項に記載の色素と、請求項8に記載の誘電体多層膜とを有することを特徴とする色補正フィルター。
- 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の色補正フィルターを用いた表示装置。
- 請求項1記載の白色LEDが、赤色、緑色、青色発光の三つのLEDを組み合わせて白色光源とする三波長白色LEDであることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
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