JP2008170997A - 光学シート及びディスプレイ用光学フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】優れた鮮明度が提供される光学シート及びディスプレイ用光学フィルタを提供する。
【解決手段】透明基材（透明フィルム）１１０と、透明基材（透明フィルム）１１０の一面に形成された光吸収パターン１２０と、光吸収パターン１２０が形成された透明基材（透明フィルム）１１０の一面に形成される流動性粘着層１３０とを含む光学シートを用いる。流動性粘着層１３０によって、表面の微細な屈曲による乱反射を抑制することができ、映像の歪曲現象を減らすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスプレイ用光学フィルタに関し、より詳細には、映像の歪曲現象を減少させて画面の鮮明度を増加させる光学シート及びディスプレイ用光学フィルタに関する。

一般的に、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）装置は、その駆動の特性上、電磁波及び近赤外線の放出量が多い。これは、人体に有害な影響を及ぼすだけでなく、無線電話機やリモコンなどの精密機器に誤動作を誘発させる恐れもある。したがって、このようなＰＤＰ装置を生成するためには、ＰＤＰ装置から放出される電磁波と近赤外線の放出を所定の値以下に抑制することが求められている。このような機能性フィルムを積層した構造でＰＤＰ装置の前面に配置されるものをＰＤＰフィルタと言う。

ＰＤＰフィルタの主要機能としては、電磁干渉（ＥＭＩ）遮蔽機能、リモコン調節と赤外線通信障害を防ぐための近赤外線（ＮＩＲ）遮断機能、プラズマ放電気体として用いられるネオンガスから放出されるオレンジ光を吸収して色純度を向上させる色補正機能、外光反射を防ぐ反射防止機能がある。最近では、ＰＤＰの短所であった明室でのコントラスト比を向上するための外光吸収機能が加えられるようになった。

このうち、外光吸収機能を有する光学フィルムは、光学設計による特定した形態のパターンが形成されたフィルム上に外光吸収機能を有する黒色物質（Black material）を充填するという工程で製作されるが、パターンフィルムと黒色ストライプとの間に微細な屈曲が残ってしまう場合がある。このように、２種類の異なる物質の界面を有する光学構造物のパターンは、そのパターンが単独で用いられる際には、表面の微細な凹凸によってディスプレイ光源が一部乱反射する場合があり、乱反射によって画面が鮮明でなく輪郭が広がる現象が生じる恐れがある。
大韓民国特許出願公開第２００１−２６８３８号公報 大韓民国特許出願公開第２００１−３９７２７号公報

本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたものであって、本発明は、優れた鮮明度が提供される光学シート及びディスプレイ用光学フィルタを提供することを目的とする。

又、本発明は、光吸収パターンの底面と透明基材との間の境界における乱反射の発生を抑制できる光学シート及びディスプレイ用光学フィルタを提供することを目的とする。

又、本発明は、光吸収パターンの底面と透明基材の表面で発生する微細な屈曲を除去して映像の歪曲現象を減少させる光学シート及びディスプレイ用光学フィルタを提供することを目的とする。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明の好ましい実施形態によれば、光学シートは、透明基材と、光吸収パターンと、流動性粘着剤とを含む。一般的に、透明基材上には、光吸収パターンが形成されており、光学フィルタ上において、光吸収パターンの底面は、入射光すなわちＰＤＰ装置の内部を向いている。光吸収パターンが形成された透明基材の一面には、流動性粘着層が形成されているため、光吸収パターンの形成による表面の微細な屈曲を緩和又は除去できるようになる。

透明基材としては、光の通過が可能な１種のフィルムとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）などの透明フィルム素材が用いられ、透明基材上には、光吸収パターンが多様な方法で形成される。例えば、光吸収パターンは、透明基材にストライプ形状の溝を形成し、その中に光吸収物質を満たして提供されるようになるが、これ以外の方法が用いられても良い。

流動性粘着層は、光吸収パターンの底面が形成された透明基材の一面に流動性粘着剤を塗布して形成される。このとき、流動性接着剤は、特定波長を選択的に吸収できる吸収色素を１種以上含んでも良いし、近赤外線の吸収が可能な吸収色素を１種以上含んでも良い。ここで、流動性とは、５０〜１５０℃の温度及び１Ｋｇｆ／ｃｍ_２の圧力下で流動性を有するものとして定義される。

本発明の光学シートを含むディスプレイ用光学フィルタは、優れた明室コントラスト比を有することができ、流動性粘着層が形成されない場合よりもディスプレイ映像の鮮明度が低下する現象を予防できるため、画面の微細な歪曲現象を防ぐことができる。すなわち、本発明においては、外光吸収機能を有するフィルムに粘着剤のような流動性のある高分子樹脂を積層することによって、フィルム表面の微細な屈曲を除去することができ、映像の歪曲現象を防いで鮮明な画質を具現できるようになる。

外光吸収機能を有するブラック形状を含む光学フィルムの表面を流動性がある高分子層を塗布して表面の不均一を減らすことによってディスプレイから放射される光の乱反射を減らし、明室コントラスト比を画期的に高めることで、鮮明な映像を表現するディスプレイ用光学フィルタを提供することができる。

以下、添付の図面に基づき、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明するが、本発明がこれらの実施形態によって制限又は限定されることはない。

図１は、本発明の一実施形態に係る光学シートを説明するための部分断面図であり、図２は、図１の光学シートの部分拡大断面図である。

図１及び図２を参照すれば、本実施形態に係る光学シート１００は、透明基材の一例としての透明フィルム１１０と、光吸収パターン１２０と、流動性粘着層１３０とを含む。透明フィルム１１０の一面には、楔形の溝が形成されており、溝に光吸収物質が充填されて光吸収パターン１２０が提供されるようになる。

透明基材の一例としての透明フィルム１１０の材質としては、ポリエチレンテレフタルレート（PolyEthylene Terephthalate）、アクリル（Acryl）、ポリカーボネート（Polycabonate）、ウレタンアクリレート（Urethane Acrylate）、ポリエステル（Polyester）、エポキシアクリレート（Epoxy Acrylate）、ブロモ化アクリレート（Brominate Acrylate）などが用いられる。

透明フィルム（透明基材）１１０の表面には、溝が形成される。本実施形態において、溝は楔形の断面を有しており、一定の間隔を維持しながらストライプ形状で平行に形成される。他の実施形態によれば、溝は、ストライプではなくレンズ形状で形成される場合もあり、レンズ形状の溝は、２次元的に分布されて形成されるようになる。

透明フィルムにパターン溝を形成するためには、多様な方法が用いられる。そのうちの１つとして、透明フィルムの一面にＵＶ硬化剤を塗布した後に、ＵＶ硬化剤が塗布された面に突出した楔形状の構造物を押し付けることによって、これと対称する形状を有する溝が生成されるようになる。溝の外形を形成した後に、溝が形成された透明フィルムを紫外線に露出させることによって、ＵＶ硬化剤によるコーティング面が形成されるようになる。

この他にも、透明フィルムに溝を形成するために、加熱した金型を用いる方法がある。すなわち、加熱した金型に熱可塑性樹脂を圧迫して所望する形状の溝を形成（熱プレス法）したり、熱可塑性樹脂組成物を金型内に注入して固化させて金型に対応する溝を形成（キャスティング法）したりする方法である。又、同じような方法として、射出成形を用いた方法（射出成形法）もある。

図に示すように、透明フィルム１１０に溝を形成して１種の透明レンズを形成するようになる。溝が形成された透明フィルム１１０に、光を吸収するための黒色顔料及びカーボンブラック（carbon black）などの着色粒子が含まれた樹脂をワイピング（wiping）法などを用いて満たした後に、紫外線によって硬化させる。着色物質に電気伝導性を付与して電磁干渉遮蔽機能を付加するために、着色物質としては、導電性が高いカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、酸化銅、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などを導電性高分子に混合して用いるようになる。このとき、光吸収パターン１２０の線幅は、約１０〜５０μｍで形成されるようになる。

光吸収パターン１２０を形成した後に、透明フィルム１１０上に流動性粘着層１３０を形成する。流動性粘着層１３０は、流動性がある高分子樹脂を用いて約１０〜５０μｍの厚さで形成され、凹凸及び屈曲による乱反射を防ぐようになる。流動性粘着剤は、常温下で流動性を有する樹脂であればすべて使用が可能である。その例としては、透明性が優れているエチルアクリレート（ethyl acrylate）、メチルアクリレート（methyl acrylate）、ブチルアクリレート（butyl acrylate）などを用いても良いし、このうちの少なくとも一成分を共重合モノマとして用いるアクリル系樹脂を用いても良い。又、アクリル酸、メタアクリル酸などのカルボキシル基含有メタアクリレートやメタアクリル酸ヒドロキシメチル（hydroxymethyl metaacrlic acid）、メタアクリル酸２−ヒドロキシメチル（2-hydroxyethyl mataacrylic acid）などを含む場合もある。流動性粘着剤は、約５０〜１５０℃の温度及び約１Ｋｇｆ／ｃｍ_２の圧力下で流動性を維持するという特性を有する。

このうち、アクリル系樹脂を用いることが好ましい。アクリル系樹脂は、機械的な強度が優れている上に、可視波長領域において透明性が優れている。積層する方法としては、外光吸収機能性シートの上に流動性高分子を直接的に塗布しても良いが、他の基材の上に塗布されている流動性高分子層を外光吸収機能性シート上に圧着して接着する方法もある。

又、流動性粘着層による映像の歪曲を防ぐために、流動性粘着層１３０の屈折率は、約１．４５〜１．６であることが好ましい。又、流動性粘着層１３０と透明フィルム１１０との間の屈折率の差は、０．１２以下であることが好ましい。

他の実施形態によれば、流動性粘着層１３０は、上述した流動性高分子層を単独で用いるようになるが、場合によっては追加的な機能を付与して用いても良い。例えば、ディスプレイ用光学フィルタがＰＤＰフィルタに適用される場合には、近赤外線遮断色素と特定波長領域を吸収する色素とを添加することができ、その結果として、近赤外線遮断機能又は色補正機能を同時又は別途に含むようになる。

一般的に、近赤外線吸収色素としては、コバルト系色素、鉄系色素、クロム系色素、チタン系色素のような無機系顔料が用いられるが、この他にも、ジイモニウム系色素、アントラキノン系色素、アミニウム系色素、ポリメチン系色素、アゾ系色素、ジチオール系金属錯体系色素などの有機系染料が用いられる場合もある。

透明性の問題などによって、流動性粘着層１３０には、有機系染料が主に用いられている。特に、色感などを考慮した上で、ポリメチン系及びジイモニウム系色素が広く用いられるようになる。しかし、本発明は、特別な色素の種類に限定されるものではない。

可視光線領域の選択的な波長を吸収する色素としては、アントラキノン系、シアニン系、アゾ系、ストリール系、ナフタロシアニン系、メチン系、又はこれらの混合物などが用いられるようになる。又、特許文献１及び２に開示されている有機色素が用いられても良い。参考までに、前記特許文献は、本明細書に援用して適用することができる。又、オクタフェニルテトラアザポルフィリン又はテトラアザポルフィリン誘導体が用いられる場合もある。最も好ましくは、約５８０〜６００ｎｍ領域で最大吸収波長を有する吸収色素を用いることである。

色素濃度は、色素の吸収係数、高分子層の厚さ、近赤外線の吸収程度、可視光線の透過率などよって異なるが、一般的には高分子樹脂固形粉に比べて１ｐｐｍ−２０重量％である。

透明基材の一例としての光学用ＰＥＴ透明フィルム１１０の一面にマイクロビアを用いてウレタンアクリルＵＶ樹脂を約２００μｍの厚さでコーティングした後に、楔形の金型を用いてパターンを形成してＵＶ硬化させる。平均内径が約５０μｍであるカーボンブラックが約３％の重量比で分散しているブラックインクをＵＶ硬化樹脂に混合して、固形粉が約２０％であるブラック樹脂を生成する。

このようにブラックインクが混合された樹脂を楔形の溝が形成された透明フィルム（透明基材）１１０上に注いだ後、表面を拭き取るワイピング方法によって、楔形の溝に光吸収物質を満たす。外光遮蔽機能性シートの光吸収パターン上に流動性を有するアクリル粘着樹脂を塗布することで、流動性粘着層を形成する。

前記の実施例１と同じように生成された光吸収パターン上に塗布された粘着剤に近赤外線吸収機能と色純度向上機能を付加するために、アクリル系粘着剤（Soken社ＳＫ１８３１）に近赤外線吸収色素であるジイモニウム系色素（日本火薬ＰＤＣ６８０）、ナフタロシアニン系色素、選択的な吸収色素である５９０ｎｍで最大吸収を有するシアニン系色素をそれぞれ約０．１〜１％含量で混ぜて近赤外線吸収機能と色補正機能を含む粘着剤を生成し、外光遮蔽コーティング面に約２０〜２５μｍの厚さで塗布する。

図３は、本発明の一実施形態に係るディスプレイ用光学フィルタを説明するための断面図である。

図３を参照すれば、前記の実施例１と同じように製作された流動性粘着層が含まれた光学シート１００を電磁波遮蔽コーティング４０が成されているガラス基板３０に積層し、その上に色補正フィルム５０を積層する。その後に、ガラス基板３０の反対面に反射防止フィルム２０を付着することによって、ＰＤＰ用光学フィルタが製作されるようになる。

上述したように、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野において熟練した当業者にとっては、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解することができるであろう。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態により制限されるものではない。

本発明の一実施形態に係る光学シートを説明するための部分断面図である。 図１の光学シートの部分拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るディスプレイ用光学フィルタを説明するための断面図である。

符号の説明

２０：反射防止フィルム
３０：ガラス基板
４０：電磁波遮蔽コーティング
５０：色補正フィルム
１００：光学シート
１１０：透明フィルム（透明基材）
１２０：光吸収パターン
１３０：流動性粘着層

Claims (13)

1. 透明基材と、
   前記透明基材の一面に形成された光吸収パターンと、
   前記一面に形成された流動性粘着層と、
   を備えることを特徴とする光学シート。
2. 前記流動性粘着層が、流動性粘着剤を前記一面上に塗布して形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
3. 前記流動性粘着剤が、波長５８０〜６００ｎｍ領域で最大吸収波長を有する吸収色素を含むことを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
4. 前記流動性粘着剤が、近赤外線吸収色素を含むことを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
5. 前記流動性粘着剤が、５０〜１５０℃の温度及び１Ｋｇｆ／ｃｍ_２の圧力下で流動性を有することを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
6. 前記流動性粘着層の厚さが、１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
7. 前記流動性粘着層の屈折率が、１．４５〜１．６であることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
8. 前記流動性粘着層と前記透明基材との間の屈折率の差が、０．１２以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
9. 前記透明基材の前記一面には溝が形成されており、前記光吸収パターンが、前記溝に充填された状態で提供されることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
10. 前記溝及び前記光吸収パターンが、楔形の断面を有しており、前記透明基材上で一定の間隔を維持して平行に提供されることを特徴とする請求項９に記載の光学シート。
11. 前記光吸収パターンの線幅が、１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項９に記載の光学シート。
12. 複数のフィルムを含むディスプレイ用光学フィルタであって、
    前記複数のフィルムのうちの少なくとも１つのフィルムが、
    透明基材と、前記透明基材の一面に形成された光吸収パターンと、前記一面に形成された流動性粘着層とを備える光学シート
    を含むことを特徴とするディスプレイ用光学フィルタ。
13. 前記流動性粘着剤が、波長５８０〜６００ｎｍ領域で最大吸収波長を有する吸収色素及び近赤外線吸収色素のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイ用光学フィルタ。

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