JP2006039328A - ディスプレイ用拡散フィルム及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
液晶表示装置において、新たな部材を増やすことなく、発光色の色純度の改善、輝度の均一性向上を好ましくは低コストに実現し、テレビとして鮮明かつ美しい画像を提供すること。
【解決手段】
少なくとも、440nmから510nmの間の波長領域に選択的な吸収を有する色素、及び/または570nmから605nmの間の波長領域に選択的な吸収を有する色素を、拡散層、基材及びバックコート層の少なくともいずれか1つに含有させた拡散フィルムを液晶表示装置表示装置に用いることにより、色再現範囲を5%以上向上することが可能である。
Description
一方、反射型LCDは、バックライトを使用せず、太陽光や室内外の照明器具等からの光を反射して表示画面を明るくするものである。
これまで、色純度を改善する試みとして、特開昭58−153904号公報(特許文献1)、特開昭59−221943号公報(特許文献2)、特開昭60−22102号公報(特許文献3)、特開昭60−65050号公報(特許文献4)、特開平5−316329号公報(特許文献5)等に報告があるが、その効果は十分であるとは言えない。
すなわち、本発明は、
(1)440nm〜510nmの間の波長領域に選択的な吸収極大を有する色素(a)および/または570nm〜605nmの間の波長領域に選択的な吸収極大を有する色素(b)を含有することを特徴とするディスプレイ用拡散フィルムであり、
(2)好ましくは、少なくとも基材(A)、拡散層(B)及びバックコート層(C)が(B)/(A)/(C)の順の積層構成を有し、かつ、基材(A)、拡散層(B)およびバックコート層(C)の少なくとも1つの部材に色素(a)および/または色素(b)が含有されていることを特徴とするディスプレイ用拡散フィルムであり、
(3)好ましくは基材(A)、拡散層(B)及びバックコート層(C)の少なくとも1つの部材に紫外線吸収剤が含有されていることを特徴とするディスプレイ用拡散フィルムであり、
(4)好ましくは、色素(a)および/または色素(b)が、ポルフィリン化合物であることを特徴とするディスプレイ用拡散フィルムであり、
(5)好ましくは、440nm〜510nmの波長領域における光線透過率の最小値が10%〜85%および/または570nm〜605nmの波長領域における光線透過率の最小値が10%〜85%であることを特徴とするディスプレイ用拡散フィルムである。
これらのディスプレイ用拡散フィルムは、色純度を効果的に向上させることが出来ると言う好ましい特徴を有する。
また本発明は、
(6)上記のディスプレイ用拡散フィルムを用いた液晶表示装置であり、
(7)好ましくは、上記のディスプレイ用拡散フィルムが、光源と液晶パネルとの間に設置された構成を有することを特徴とする液晶表示装置である。
これらの液晶表示装置は、色純度に優れるので、美しい画像を提供することが出来る。
本発明に用いる色素としては、440nm〜510nmの波長領域で吸収極大を持つ色素(a)および/または570nm〜605nmの波長領域で吸収極大を持つ色素(b)であれば、公知の色素を制限無く用いることが出来る。また染料および顔料に限定されない。上記の色素(a)、色素(b)を具体的に例示すると、キサンテン系、スクアリリウム系、シアニン系、オキソノール系、アゾ系、ピロメテン系、ポルフィリン系の化合物等が挙げられる。好ましくは、ポルフィリン系化合物が挙げられる。
特に好ましくは、波長570nm〜605nmの間に吸収極大を有する色素(b)としては、一般式(1)(化1)
で表されるポルフィリン系化合物が好適に用いられる。
[式(1)中、A1〜A8は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、炭素数1〜20のアルキル基、ハロゲノアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アラルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルチオ基、または、アリールチオ基を表し、A1とA2、A3とA4、A5とA6、A7とA8は各々独立に連結基を介して芳香族環を除く環を形成してもよく、Mは2個の水素原子、2価の金属原子、3価の1置換金属原子、4価2置換金属原子、またはオキシ金属原子を表す。]
A1〜A8の具体例としては、各々独立に水素原子:フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲン原子:ニトロ基:シアノ基:ヒドロキシ基:アミノ基:カルボキシル基:スルホン酸基:炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状アルキル基:炭素数1〜20のハロゲノアルキル基:炭素数1〜20のアルコキシ基:炭素数2〜20のアルコキシアルコキシ基:炭素数6〜20のアリールオキシ基:炭素数2〜20のジアルキル基:炭素数7〜20のアラルキル基:炭素数6〜20のアリール基:ヘテロアリール基:炭素数1〜20のアリールチオ基等が挙げられる。
色素の含有量は、色素の吸収係数、高分子フィルムの厚み、目的とする透過特性によって異なるが、通常、ベース樹脂の数(質量)ppmから数質量パーセントである。
その他の方法として、キャスティングによる方法が挙げられる。キャスティング方法では、まず樹脂または樹脂モノマーを有機系溶媒に溶解させた樹脂液に、色素を添加・溶解させる。次いで、必要に応じて可塑剤や重合開始剤、酸化防止剤等を加え、必要とする面状態を有する金型上に流し込む。次いで、溶剤揮発、乾燥、または重合、溶剤揮発、乾燥させることにより、プラスチック板や高分子フィルムを得るのが一般的である。
上記の方法は、色素を含有した基材(A)を作製する方法として好適に用いることが出来る。
上記方法で作製した塗料は、基材の上にバーコーター、ブレードコーター、スピンコーター、リバースコーター、ダイコーター、或いは、スプレー等の従来公知のコーティング方法により塗布・乾燥させて、色素を含有したバインダー層を形成することが可能である。
本発明における拡散層(B)は、公知のあらゆる拡散層を用いることが出来る。またその形成方法も公知のあらゆる方法を適用することが出来る。
本発明の拡散層(B)の好適な例としては、バインダー中に球状の小粒子が分散した構成を挙げることが出来る。
上記の小粒子の粒径としては、光拡散効果があり、かつ、バインダー層の塗工に影響を及ぼさなければ、特に制限はなく、0.1μm〜100μm程度が一般的に用いられる。好ましくは、1μm〜50μmである。
また、本発明における拡散フィルムを表示装置などに用いる場合、導光板等の表示装置の光源側部材に紫外線吸収剤を含有させることも好適な態様である。
使用する色素量を減らすことが可能となる理由は、定かではないが、以下のような推測が可能であると考えられる。
上記の光源としては、公知の光源を制限無く用いることが出来る。例えば、透過型LCDの場合は白熱電球、発光ダイオード(LED)、エレクトロルミネセンス(EL)、蛍光ランプ、メタルハイドライドランプなどが挙げられ、中でも蛍光ランプが光源として好ましく用いられる。蛍光ランプにはその電極構造、点灯方式により熱陰極型と、冷陰極型に大別され、電極、インバーターとも熱陰極型の方が大きくなる傾向にある。熱陰極型は、発光に寄与しない電極近傍の電飾損失が小さく効率がよく、冷陰極型に比べ数倍優れた発光効率を示し、発光も強いが、寿命は冷陰極型の方が優れており、低消費電力性、耐久性などの点から冷陰極型がより好ましく用いられる。
本発明の拡散フィルムに用いられる色素は、色素が含まれる部材から色素の溶解性の高い溶媒による抽出や、当該部材を形成する他の材料のみを溶解する溶媒によって色素以外の材料を除去して色素を収集し、これを核磁気共鳴スペクトル(NMR)、赤外分光法(IR)などの公知の方法で色素を同定したり、定量したりすることが出来る。また、それらの色素の極大吸収波長は、上記の抽出した色素を常法にて分光器で分析したり、色素を含む部材そのものを分光器で極大吸収波長を測定することが出来る場合もある。
本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって制限されるものではない。
図1と同様の断面構成を示す拡散フィルムを下記の方法で作製した。
基材として、透明ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム[厚さ100μm、帝人デュポン社製、テトロン(登録商標)フィルム]を用い、一方の主面上に、透明なアクリル樹脂の粒子(粒子径5μm〜15μm、綜研化学社製、ケミスノー)を40質量%(固形分中)、テトラアザポルフィリンの銅錯体(吸収極大波長:585nm)を500(質量)ppm(固形分中)分散させた透明アクリル樹脂(三菱レイヨン(株)製、ダイヤナールHR)の溶液を乾燥厚さ25μmに塗布して拡散層を形成した。上記拡散層とは反対側のPETフィルムの主面上に、平均粒径10μmの透明なアクリル樹脂の粒子(綜研化学社製、ケミスノー)5質量%(固形分中)および紫外線吸収剤(2−ヒドロキシ−4−n−オクトヘキシベンゾフェノン)を380nmにおける透過率が5%以下になるように配合分散させた透明アクリル樹脂(三菱レイヨン(株)製、ダイヤナールHR)の溶液を乾燥厚さ5μmで塗布してバックコート層を形成し、拡散フィルムを得た。
得られた拡散フィルムを(株)日立製作所製分光光度計(U−3400)により可視領域の光線透過率を測定したところ、波長585nmの光の吸収が極小値を示し、その透過率は52%であった。
得られた拡散フィルムを、光源と反射体と導光板とを備えたバックライト装置と、液晶パネルとの間にバックコート層がバックライトユニット側になるように配置して液晶表示装置を作製し、MINOLTA CS−1000を用いて赤、緑、青の発光からRGBの色再現範囲を表す色度図を得た。RGBの3点からなる三角形の面積を評価した結果を表1に示す。
図1と同様の断面構成を示す拡散フィルムを下記の方法で作製した。
基材として、PET樹脂にテトラアザポルフィリンの銅錯体(吸収極大波長:585nm)を125(質量)ppm添加して加熱、溶融させて成形したフィルム[厚さ100μm]を用い、該色素を含有するPET基材の一方の主面上に、透明なアクリル樹脂の粒子(粒径5μm〜15μm、綜研化学社製、ケミスノー)を40質量%(固形分中)分散させた透明アクリル樹脂(三菱レイヨン(株)製、ダイヤナールHR)の溶液を乾燥厚さ25μmに塗布して拡散層を形成した。上記拡散層とは反対側の主面上に、平均粒径10μmの透明なアクリル粒子(綜研化学社製、ケミスノー)5質量%(固形分中)及び紫外線吸収剤(2−ヒドロキシ−4−n−オクトヘキシベンゾフェノン)を380nmにおける透過率が5%以下になるように配合分散させた透明アクリル樹脂(三菱レイヨン(株)製、ダイヤナールHR)を乾燥厚さ5μmに塗布してバックコート層を形成し、拡散フィルムを得た。
得られた拡散フィルムの可視領域の光線透過率を測定したところ、波長585nmの光の吸収が極小値を示し、その透過率は52%であった。
得られたフィルムを実施例1と同様の方法で評価した。結果を表1に示した。
図1と同様の断面構成を有する拡散フィルムを下記の方法で作製した。
基材として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム[厚さ100μm、帝人デュポン社製、テトロン(登録商標)フィルム]を使用し、一方の主面上に、透明なアクリル樹脂の粒子(粒径5μm〜15μm、綜研化学社製、ケミスノー)を30質量%(固形分中)分散させた透明アクリル樹脂(三菱レイヨン(株)製、ダイヤナールHR)の溶液を乾燥厚さ25μmで塗布して拡散層を形成した。拡散層とは反対側のPETフィルムの主面上に、粒径10μmの透明なアクリル樹脂の粒子(綜研化学社製、ケミスノー)及びテトラアザポルフィリンの銅錯体(吸収極大波長:585nm)2500(質量)ppm(固形分中)を分散させた透明アクリル樹脂(三菱レイヨン(株)製、ダイヤナールHR)の溶液を乾燥厚さ5μmで塗布してバックコート層を有する拡散フィルムを作製した。
得られた拡散フィルムの可視領域の光線透過率を測定したところ、波長585nmの光の吸収が極小値を示し、その透過率は52%であった。
作製した該拡散フィルムを用いて、紫外線吸収能を有する導光板を使用した以外は実施例1と同様にして液晶表示装置を作製し、評価した。結果を表1に示した。
テトラアザポルフィリンの銅錯体(吸収極大波長:585nm)を1500(質量)ppm(固形分中)及びポルフィリン化合物(吸収極大波長:495nm)を1000(質量)ppm(固形分中)を使用した以外は、実施例3と同様の方法で拡散フィルムを作製した。
得られた拡散フィルムの可視光領域の光線透過率を測定したところ、波長585nmおよび495nmの光の吸収が極小値を示し、その透過率はそれぞれ、66%、72%であった。
実施例3と同様にして液晶表示装置を作製し、評価した。結果を表1に示した。
テトラアザポルフィリンの銅錯体を用いなかった以外は、実施例1と同様にして拡散フィルムを作製し、評価を行った。結果を表1に示した。
テトラアザポルフィリン銅錯体を4150ppm用いた以外は実施例3と同様の方法で拡散フィルムを作製した。これを液晶パネルの人側に配置し、比較例1で作製した拡散フィルムを液晶パネルとバックライトユニットとの間に配置した以外は実施例1と同様にして液晶表示装置を得、評価を行った。
得られた拡散フィルムの可視領域の光線透過率を測定したところ、波長585nmの光の吸収が極小値を示し、その透過率は38%であった。
結果を表1に示した。
実施例3と実施例5を比較して、本発明におけるディスプレイ用拡散フィルムを光源と液晶パネルとの間に設置することにより、使用する色素の量を少なくして同じ色再現範囲を得られた。
20 バックコート層
30 基材
40 色素を含む拡散層
Claims (7)
- 440nm〜510nmの間の波長領域に選択的な吸収極大を有する色素(a)および/または570nm〜605nmの間の波長領域に選択的な吸収極大を有する色素(b)を含有することを特徴とするディスプレイ用拡散フィルム。
- 少なくとも基材(A)、拡散層(B)及びバックコート層(C)が(B)/(A)/(C)の順の積層構成を有し、かつ、基材(A)、拡散層(B)およびバックコート層(C)の少なくとも1つの部材に色素(a)および/または色素(b)が含有されていることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ用拡散フィルム。
- 基材(A)、拡散層(B)及びバックコート層(C)の少なくとも1つの部材に紫外線吸収剤が含有されていることを特徴とする請求項2に記載のディスプレイ用拡散フィルム。
- 色素(a)および/または色素(b)が、ポルフィリン化合物であることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ用拡散フィルム。
- 440nm〜510nmの波長領域における光線透過率の最小値が10%〜85%および/または570nm〜605nmの波長領域における光線透過率の最小値が10%〜85%であることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ用拡散フィルム。
- 請求項1記載のディスプレイ用拡散フィルムを用いた液晶表示装置。
- ディスプレイ用拡散フィルムが、光源と液晶パネルとの間に設置された構成を有することを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
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JP2004221021A JP2006039328A (ja) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | ディスプレイ用拡散フィルム及びそれを用いた液晶表示装置 |
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