ディスプレイ装置用色補償フィルムおよびディスプレイ装置用光学フィルタ
【課題】ディスプレイ装置用色補償フィルム、これを含むディスプレイ装置用フィルタ、およびディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】本発明は、厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率を有する薄膜層と、薄膜層の一面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率でなされた第１厚膜層と、薄膜層の他面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率を有する第２厚膜層とを含むディスプレイ装置用色補償フィルムを提供する。また、本発明は、ディスプレイ装置用色補償フィルムを含むディスプレイ装置用光学フィルタを提供する。
【解決手段】本発明は、厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率を有する薄膜層と、薄膜層の一面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率でなされた第１厚膜層と、薄膜層の他面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率を有する第２厚膜層とを含むディスプレイ装置用色補償フィルムを提供する。また、本発明は、ディスプレイ装置用色補償フィルムを含むディスプレイ装置用光学フィルタを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置用色補償フィルムおよびこれを含むディスプレイ装置用フィルタに関し、より詳細には、視野角増加による色変化量の差を減らして視野角を広げることができるディスプレイ装置用色補償フィルムおよびこれを含むディスプレイ装置用フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代社会の高度情報化に伴い、イメージディスプレイに関する部品および機器が著しく進歩し普及している。このうち画像を表示するディスプレイ装置は、テレビ装置用やパソコンのモニタ装置用などとして著しく普及している。また、このようなディスプレイの大型化と同時に薄型化が進められている。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置（ＬＣＤ）は、液晶を用いて映像を表示する平板表示装置の１つであって、他のディスプレイ装置に比べて薄くて軽い上に、低い駆動電圧および低い消費電力を有する長所があり、産業全般に渡って広く用いられている。
【０００４】
図１は、ＬＣＤの基本構造と駆動原理を概念的に示す概念図である。従来のＶＡ ｍｏｄｅ ＬＣＤを例示すれば、図１に示すように、２つの偏光フィルム１１０、１２０の光軸が互いに垂直になるように付着されており、透明電極１４０がコーティングされた２つの透明基板１３０の間に複屈折特性を示す液晶分子１５０を挿入／配列し、駆動電源部１８０によって電場を印加したときに液晶分子が電場に垂直に動いて配列される。このとき、バックライトユニットから出る光は、第１偏光フィルム１２０を通過した後に旋偏光となり、図１の左側に示すように、ｏｆｆ状態の場合に液晶は基板に対して垂直配向されているため、旋偏光した光はその状態がそのまま維持され、第１偏光フィルム１２０と垂直である第２偏光フィルム１１０を通過できなくなる。一方、図１の右側に示すように、ｏｎ状態の場合に液晶は電場によって基板と平行した方向に２つの直交偏光フィルム１１０、１２０の光軸の間に水平配向されており、第１偏光フィルムを介して旋偏光された光は、液晶分子を介しながら第２偏光フィルムに到達する直前に偏光状態が円編光または楕円偏光状態に変化して第２偏光フィルムを通過するようになる。電場の強度を調節すれば、液晶の配列状態は垂直配向から次第に水平方向に配向角度が変化し、このときに出る光の強度を調節することができる。
【０００５】
図２は、視野角による液晶の配向状態と光透過率を示す概念図である。
【０００６】
画素２２０内に液晶分子が一定の方向に配列されている場合に、視野角に応じて配列状態が異なるように見えるようになる。正面で右側方向２１０から見るときには、液晶分子の配列状態が殆ど水平配向２１２に見えるようになり、画面が相対的に明るく見えるようになる。画面の正面から見るとき２３０には、液晶分子の配列状態２３２が画素２２０内の液晶分子の配列と同じように見える。正面で左側方向２５０から見るときには、液晶分子の配列状態が垂直配向２５２に見えるようになり、画面が相対的に暗く見えるようになる。
【０００７】
したがって、ＬＣＤは、視野角変化による光強度と色変化が発生し、自発光ディスプレイに比べて視野角が大きく制限される。これにより、視野角を改善するための多くの研究が進められてきた。
【０００８】
図３は、視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化を改善するための従来技術の一例を示す概念図である。
【０００９】
図３を参照すれば、画素を２つの部分画素、すなわち第１画素部３２０と第２画素部３４０とに分割し、各画素部の液晶配列状態が互いに対称となるようにし、視聴者が見る方向に応じて第１画素部３２０における液晶の配列状態と第２画素部３４０における液晶の配列状態とが同時に見えるようになり、視聴者に見える光の強度はそれぞれの画素部の光の強度の合計となる。すなわち、正面で右側方向３１０から見るときには、第１画素部３２０の液晶が水平配向３１２に見えるし、第２画素部３４０の液晶が垂直配向３１４に見えるようになり、第１画素部３２０によって画面が明るく見えるようになる。これと同様に、正面で左側方向３５０から見るときには、第１画素部３２０の液晶が垂直配向３５２に見えるし、第２画素部３４０の液晶が水平配向３５４に見えるようになり、第２画素部３４０によって画面が明るく見えるようになる。正面から見るとき３３０には、各画素部の配列状態と同じように見えるようになる。これにより、視聴者が見るときに、画面の明るさが視野角の変化に応じて同一または類似するようになり、画面に対する垂直方向を中心に対称となる。したがって、視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化の程度が改善されるようになる。
【００１０】
図４は、視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化を改善するための従来技術の他の一例を示す概念図である。
【００１１】
図４を参照すれば、複屈折特性を有しており、その特性がＬＣＤパネルにおいて画素４４０内の液晶分子と同じであり、液晶分子の配列状態と対称となる光学フィルム４２０が追加される。視聴者が見る方向に応じて、画素４４０内の液晶の配列状態と光学フィルム４２０の複屈折特性とによって液晶の配列状態が同時に見えるようになり、視聴者に示す光の強度はそれぞれによる光の強度の合計となる。すなわち、正面で右側方向４１０から見るときには、画素４４０内の液晶が水平配向４１４に見えるようになるし、光学フィルム４２０による仮想液晶が垂直配向４１２に見えるようになり、光の強度はそれぞれの合計となる。これと同様に、正面で左側方向４５０から見るときには、画素４４０内の液晶が垂直配向４５４に見えるようになるし、光学フィルム４２０による仮想液晶が水平配向４５２に見えるようになり、光の強度はそれぞれの合計となる。正面から見るとき４３０には、画素４４０内の液晶分子の配列状態と光学フィルム４２０の複屈折した配列状態がそれぞれ同じように見えるようになる４３２、４３４。これにより、視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化という現象は改善されるが、視野角による輝度および色変化は解決すべき問題点として以前として残っている。
【００１２】
図５は、図３および図４の方法を同時に適用した従来技術に係るＬＣＤの視野角増加による発光スペクトラム変化を測定した結果を示すグラフである。図５で示すように、視野角増加に応じてスペクトラムの強度が次第に減少する。各波長領域別にその減少程度を正確に観察するために、各スペクトラムの最大値で割って正規化させれば図６のようになる。図６で示すように、視野角増加によって他の波長領域は同じであるが、４００〜５００ｎｍの青色領域で正規化したスペクトラムの強度が減少することが分かる。これは、他の波長領域に比べて４００〜５００ｎｍの青色領域の光が視野角増加によってスペクトラムの強度がより多く減少することを示している。したがって、視野角増加によって白色状態が青色の補色である黄色を帯びるようになり、このような色変化によって画質が低下するようになる。さらに、外光の反射によってコントラスト比が小さくなり、ディスプレイの視認性が低下するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記した問題点を解決するために案出されたものであって、視野角増加によるスペクトラムの波長領域別の減少程度を調整して色変化を減らすことで、ディスプレイの画質を改善することができるディスプレイ装置用色補償フィルムを提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、外光反射を減らしてディスプレイの明室コントラスト比を高め、上下視野角による色変化を減らすことができるディスプレイ装置用色補償フィルムを提供することを他の目的とする。
【００１５】
また、本発明は、色補償フィルムを含むディスプレイ装置用フィルタを提供することをさらに他の目的とする。
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、上述した技術的課題に制限されるものではなく、言及されていないさらに他の技術的課題は、下記の記載から当業者によって明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率Ｎ１を有する薄膜層と、薄膜層の一面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率Ｎ２を有する第１厚膜層と、薄膜層の他面に形成され、薄膜層より厚く、第３屈折率Ｎ３を有する第２厚膜層とを含む。
【００１８】
本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１屈折率が第２屈折率および第３屈折率よりも低いことを特徴とする（Ｎ１＜Ｎ２、Ｎ１＜Ｎ３）。第１屈折率は１〜２であり、第２屈折率および第３屈折率は２〜４の範囲であると言える（１≦Ｎ１≦２、２≦Ｎ２，Ｎ３≦４）。
【００１９】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１屈折率が第２屈折率および第３屈折率よりも高いことを特徴とする（Ｎ１＞Ｎ２、Ｎ１＞Ｎ３）。第１屈折率は２〜４であり、第２屈折率および第３屈折率は１〜２の範囲であると言える（２≦Ｎ１≦４、１≦Ｎ２，Ｎ３≦２）。
【００２０】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第２屈折率と第３屈折率が互いに同一または類似したことを特徴とし、その差が１以下ではなければならない。屈折率の差が１以下であるということは、屈折率の値が互いに同じ場合も含む（０≦｜Ｎ２−Ｎ３｜≦１）。
【００２１】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層または第２厚膜層上に形成され、透明樹脂材質の基材と、基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムとをさらに含む。
【００２２】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、薄膜層上に形成され、透明樹脂材質の基材と、基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムとをさらに含み、第１厚膜層または第２厚膜層は粘着層であることを特徴とする。このように、外光遮蔽フィルムが薄膜層上に形成された場合には、外光遮蔽フィルムが厚膜の機能を行うようになる。さらに、第１厚膜層または第２厚膜層が外光遮蔽フィルムと薄膜層を接合させる粘着層（感圧性接着剤：ＰＳＡ）である場合には、粘着層が厚膜としての機能を行うことができるため、別途で第２厚膜層を形成する必要がない。
【００２３】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、厚さが７８０ｎｍ以下であり、ｘ軸とｚ軸方向の第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）とｙ軸方向の第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）を有する複屈折薄膜層と、複屈折薄膜層の一面に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率Ｎ３でなされた第１厚膜層と、複屈折薄膜層の他面に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率Ｎ４を有する第２厚膜層とを含む。上述したｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸については、図２１を参照しながら説明する。図２１に示すように、ｘ軸は図面で左右に水平な方向であって、フィルムで各層が積層される方向を意味する。ｙ軸は下上に垂直な方向であって、各層の一面に平行な方向を意味する。さらに、ｚ軸は図面の地面に対して垂直な方向であって、各層の一面に平行な方向を意味する。以下、明細書および請求範囲において、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸方向は図２１に示すとおりであり、上述したものとそれぞれ同じ方向を指称する。
【００２４】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムにおいて、第２屈折率は、第３屈折率および第４屈折率よりも低く（Ｎ２（＝Ｎｙ）＜Ｎ３、Ｎ２（＝Ｎｙ）＜Ｎ４）、その差は１以下であり（０≦｜Ｎ２−Ｎ３｜≦１、０≦｜Ｎ２−Ｎ４｜≦１）、第１屈折率は第３屈折率および第４屈折率よりも低いことを特徴とする（Ｎ１（＝Ｎｘ，Ｎｚ）＜Ｎ３、Ｎ１（＝Ｎｘ，Ｎｚ）＜Ｎ４）。屈折率の差が１以下であるということは、屈折率の値が互いに同じ場合も含む。
【００２５】
第１屈折率は１〜２であり、第３屈折率および第４屈折率は２〜４の範囲であると言える（１≦Ｎ１≦２、２≦Ｎ３，Ｎ４≦４）。
【００２６】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムにおいて、第２屈折率は、第３屈折率および第４屈折率よりも大きく（Ｎ２（＝Ｎｙ）＞Ｎ３、Ｎ２（＝Ｎｙ）＞Ｎ４）、その差は１以下であり（０≦｜Ｎ２−Ｎ３｜≦１、０≦｜Ｎ２−Ｎ４｜≦１）、第１屈折率は第３屈折率および第４屈折率よりも高いことを特徴とする（Ｎ１（＝Ｎｘ，Ｎｚ）＞Ｎ３、Ｎ１（＝Ｎｘ，Ｎｚ）＞Ｎ４）。屈折率の差が１以下であるということは、屈折率の値が互いに同じ場合も含む。
【００２７】
第１屈折率は２〜４であり、第３屈折率および第４屈折率は１〜２の範囲であると言える（２≦Ｎ１≦４、１≦Ｎ３，Ｎ４≦２）。
【００２８】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層の屈折率である第３屈折率Ｎ３と第２厚膜層の屈折率である第４屈折率Ｎ４とが互いに同一または類似することを特徴とし、その差は１以下でなければならない。屈折率の差が１以下であるということは、屈折率の値が互いに同じ場合も含む（０≦｜Ｎ３−Ｎ４｜≦１）。
【００２９】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層または第２厚膜層上に形成された外光遮蔽フィルムをさらに含む。外光遮蔽フィルムは、透明樹脂材質の基材と、基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンとを備える。
【００３０】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、複屈折薄膜層上に形成された外光遮蔽フィルムをさらに含み、第１厚膜層または第２厚膜層は粘着層を含む。外光遮蔽フィルムは、透明樹脂材質の基材と、基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンとを備える。
【００３１】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層および第２厚膜層の厚さが７８０ｎｍ以上であり、好ましくは７８０ｎｍ〜５ｍｍである。
【００３２】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、波長λが３８０〜５００ｎｍである青色領域の光に対して、下記の式（１）および式（２）による透過率Ｔの平均値が最大となるように、薄膜層または複屈折薄膜層の厚さｌと、薄膜層または複屈折薄膜層の屈折率ｎと、第１厚膜層、第２厚膜層、薄膜層、または複屈折薄膜層の界面における反射率Ｒとを調節したことを特徴とする。ここで、第１厚膜層と第２厚膜層の屈折率が同じ場合であっても異なる場合であっても類似した結果が表れる。また、下記の式（２）において、ｎは薄膜層の屈折率ｎを表し、薄膜層が複屈折薄膜層の場合には、ｘ軸とｙ軸によって決定されるｘｙ平面上に入射する外部環境光（図２１〜図２４のＩＩ）の入射方向における屈折率を意味するが、これは入射角度に応じてｘ軸方向への屈折率Ｎｘとｙ軸方向への屈折率Ｎｙとの組み合わせによって決定される。例えば、外部環境光が複屈折薄膜層と垂直に（図２１においてｘ方向）入射する場合に、ｎはＮｘとなる。
【００３３】
Ｔ＝（１−Ｒ）２／（１＋Ｒ２−２Ｒｃｏｓδ） ・・・（１）
【００３４】
δ＝（２π／λ）２ｎｌｃｏｓθ（０゜≦θ≦８０°） ・・・（２）
【００３５】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、波長が３８０〜５００ｎｍである青色領域の光に対する透過率が、光の入射角が０度から８０度に増加することよって増加することを特徴とする。
【００３６】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、波長が５００〜７８０ｎｍである緑および赤色領域の光に対する透過率が、光の入射角が０度から８０度に増加することによって減少することを特徴とする。
【００３７】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、３８０〜７８０ｎｍの波長範囲内において、最大透過率に対する最小透過率の比が０．５〜０．９であることを特徴とする。
【００３８】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層および第２厚膜層のうちの少なくとも１つの厚膜層がガラスを含むことを特徴とする。
【００３９】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層および第２厚膜層のうちの１つの厚膜層が透明基板であり、残りの厚膜層は粘着層であることを特徴とする。
【００４０】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層および第２厚膜層のうちの１つの厚膜層が反射防止フィルムであり、残りの厚膜層は粘着層であることを特徴とする。
【００４１】
本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタは、上述した色補償フィルムのうちのいずれか１つを含む。色補償フィルムの一面には反射防止フィルムが形成されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射防止フィルムが色補償フィルムの両面に形成される場合もある。色補償フィルムは、ｉ）厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率Ｎ１を有する薄膜層と、ｉｉ）薄膜層の一面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率Ｎ２でなされた第１厚膜層とを含む。
【００４２】
ディスプレイ装置用光学フィルタは、ｉｉｉ）薄膜層の他面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率Ｎ３を有する第２厚膜層をさらに含むことができる。第１屈折率Ｎ１、第２屈折率Ｎ２、および第３屈折率Ｎ３の相互間の大きさの関係は、上述した本発明のディスプレイ装置用色補償フィルムに関して説明したとおりであるため、重複する説明は省略する。また、フィルタにおいて、第１厚膜層および第２厚膜層のうちの１つの厚膜層は透明基板であり、残りの厚膜層は薄膜層と反射防止フィルムを接着させるための粘着層であると言える。透明基板は、強化ガラスまたは柔軟なプラスチック基板を含むことを特徴とする。また、反射防止フィルムは、反射率が２％以下であることを特徴とする。
【００４３】
本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタは、色補償フィルムの一面または両面に形成された反射防止フィルムを含む。色補償フィルムは、透明基板の他面に形成され、ｉ）厚さが７８０ｎｍ以下であってｘ軸とｚ軸の方向の第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）とｙ軸方向の第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）を有する複屈折薄膜層と、ｉｉ）複屈折薄膜層の一面に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率Ｎ３でなされた第１厚膜層とを含む。
【００４４】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタは、ｉ）複屈折薄膜層と、ｉｉ）第１厚膜層との他に、ｉｉｉ）複屈折薄膜層の他面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率Ｎ４を有する第２厚膜層とをさらに含む色補償フィルムを含むことができる。第１厚膜層および第２厚膜層のうちの１つの厚膜層が透明基板であり、残りの厚膜層は薄膜層と反射防止フィルムを接着させるための粘着層であることを特徴とする。透明基板は、強化ガラスまたは柔軟なプラスチック基板を含むことを特徴とする。また、反射防止フィルムは、反射率が２％以下であることを特徴とする。第１屈折率Ｎ１、第２屈折率Ｎ２、第３屈折率Ｎ３、および第４屈折率Ｎ４の相互間の大きさの関係は、上述して説明したとおりであるため、重複さする説明は省略する。また、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸については、上述して説明したものと同じであり、以下でも同じ意味を有する。
【００４５】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、透明基板と、透明基板の一面に形成され、光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを含む外光遮蔽フィルムと、外光遮蔽フィルム上に形成され、外部光の反射を防ぐための反射防止フィルムと、透明基板の他面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であってｘ軸およびｚ軸方向の第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）とｙ軸方向の第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）とを有する複屈折薄膜層と、複屈折薄膜層上に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率よりも小さい大きさの第３屈折率Ｎ３でなされた第１厚膜層とを含む。透明基板は、第２厚膜層の機能を行うことができる。本発明のさらに他の一実施形態によれば、透明基板は、ディスプレイ装置用フィルタの構成から除外される場合があるが、このときには外光遮蔽フィルムが第２厚膜層の機能を行うようになる。また、本発明のさらに他の一実施形態において、透明基板の代わりに外光遮蔽フィルムと薄膜層を接合させる粘着層が用いられる場合があるが、このときには粘着層が第２厚膜層としての機能を行うようになる。
【００４６】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、透明基板と、透明基板の一面に形成され、光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを含む外光遮蔽フィルムと、透明基板の他面に形成され、外部光の反射を防ぐための反射防止フィルムと、外光遮蔽フィルムの一面に形成されたディスプレイ装置用色補償フィルムとを含む。ディスプレイ装置用色補償フィルムは、厚さが７８０ｎｍ以下であり、ｘ軸およびｚ軸方向の第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）とｙ軸方向の第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）を有する複屈折薄膜層と、複屈折薄膜層の一面に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率Ｎ３でなされた第１厚膜層と、複屈折薄膜層の他面に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率Ｎ４を有する第２厚膜層とを含む。透明基板は強化ガラスを含んでおり、反射防止フィルムは反射率が２％以下であることを特徴とする。
【００４７】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、透明基板と、透明基板の一面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率を有する薄膜層と、薄膜層上に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率でなされた第１厚膜層と、透明基板の一面に形成された反射防止フィルムとを含む。透明基板は強化ガラスを含んでおり、反射防止フィルムは反射率が２％以下であることを特徴とする。
【００４８】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、薄膜層および透明基板の間に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率を有する第２厚膜層をさらに含む。
【００４９】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、透明基板と、透明基板の一面に形成され、光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを含む外光遮蔽フィルムと、外光遮蔽フィルム上に形成され、外部光の反射を防ぐための反射防止フィルムと、透明基板の他面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であってｘ軸とｚ軸方向の第１屈折率とｙ軸方向の第２屈折率とを有する複屈折薄膜層と、複屈折薄膜層上に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第１屈折率よりも小さい大きさの第３屈折率でなされた第１厚膜層とを含む。透明基板は強化ガラスを含んでおり、反射防止フィルムは反射率が２％以下であることを特徴とする。
【００５０】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、複屈折薄膜層および透明基板の間に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率を有する第２厚膜層をさらに含む。
【発明の効果】
【００５１】
本発明に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、視野角増加による特定波長領域のスペクトラムの減少を緩和させることで、すべての可視光線波長領域に対するスペクトラムの減少率を同等ないし類似させて色変化を減らすことができる。これによってディスプレイの画質が改善する。
【００５２】
また、本発明に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、厚膜と薄膜との間の屈折率差を減らし、厚膜と薄膜の界面における外光反射を減少させることができる。
【００５３】
また、本発明に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの外光遮蔽フィルムは、外光を吸収することで外光反射を追加的に減少させることができ、複屈折薄膜を用いることで色補償効果の減少を補完することができる。
【００５４】
また、本発明のディスプレイ装置用光学フィルタによれば、外部衝撃および外光の反射を防ぐことができ、視野角の変化による色変化を大きく減らすことができる。
【００５５】
さらに、本発明のディスプレイ装置用光学フィルムが設置されたディスプレイ装置は、視野角による色変化が減少して優れた画質のカラー映像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムおよびこれを含むディスプレイ装置用光学フィルタについて詳細に説明する。
【００５７】
図７は、本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【００５８】
図７を参照すれば、光学フィルタ７００は、透明基板７２０と、色補償フィルム７４０と、反射防止フィルム７６０とを含む。ディスプレイ装置の具体的な種類に応じて、光学フィルタ内に明室コントラスト比向上フィルム、電磁波遮蔽フィルム、ネオン光遮蔽フィルム、光拡散フィルムなどの他の機能性フィルムを含むことができる。
【００５９】
透明基板７２０の一面に反射防止フィルム７６０が形成され、透明基板７２０の他面に色補償フィルム７４０が形成される。本発明は、このような積層順に限定されるものではないが、光学フィルタ７００がディスプレイ装置に装着されたときに視聴者側になる面に反射防止フィルム７６０が形成されることが効率的である。反射防止フィルム７６０は、視聴者方向から入射する外部環境光が再び外部に反射することを防ぎ、ディスプレイのコントラスト比を向上させる。反射防止フィルム７６０は、反射率が２％以下であることが好ましい。ガラス表面の反射率が４％であるため、反射防止フィルム７６０の反射率が２％よりも大きい場合には、反射防止フィルムを用いない場合と大きな差がないためである。
【００６０】
透明基板７２０の材料としては、ガラス、石英などの無機化合物成形物と透明な有機高分子成形物を挙げることができる。有機高分子成形物でなされた透明基板７２０としては、アクリルやポリカーボネートを用いることができるが、本発明はこのような例に限定されるものではない。透明基板７２０は、高透明性と耐熱性を有するものが好ましく、高分子成形物および高分子成形物の積層体を用いることもできる。透明基板７２０の透明性については、可視光線透過率が８０％以上であることが有利であり、耐熱性については、ガラス転移温度が５０℃以上であることが好ましい。透明基板７２０として強化ガラスを用いることは、外部衝撃に対する防止および透明性の面において好ましい。
【００６１】
色補償フィルム７４０は、第１厚膜層７４４と、薄膜層７４２と、第２厚膜層７４６とを含む。薄膜層７２４は、第１厚膜層７４４および第２厚膜層７４６のの間に形成され、薄膜層７２４の厚さは可視光線の波長領域よりも小さいか同じことを特徴とする。したがって、薄膜層７２４の厚さは７８０ｎｍ以下である。薄膜層７２４の厚さが７８０ｎｍよりも大きければ、可視光領域において補強および相殺干渉が起こらないためである。
【００６２】
一方、第１厚膜層７４４および第２厚膜層７４６は、薄膜層７２４よりも厚さが大きいことを特徴とし、厚膜層７４４、７４６の厚さは７８０ｎｍよりも大きく、数ｍｍに至る場合もある。第１厚膜層７４４と第２厚膜層７４６の厚さは同じであり、色補償フィルム７４０は対称的な構造を有することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６３】
薄膜層７２４は第１屈折率、第１厚膜層７４４は第２屈折率、第２厚膜層７４６は第３屈折率を有する物質である。第１屈折率は、第２屈折率および第３屈折率よりも低い場合もあるし高い場合もある。
【００６４】
本実施形態において、色補償フィルム７４０は、高屈折率の厚膜層の間に低屈折率の薄膜層が形成されて製造されるようになり、第１厚膜層７４４および第２厚膜層７４６の屈折率は２〜４であり、薄膜層７４２の屈折率は１〜２である。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、透過率および反射率を調節するために屈折率を多様に変形することができる。
【００６５】
以下、図８を参照しながら、色補償フィルムにおける光の反射および透過過程について説明する。
【００６６】
図８は、本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムにおける光の反射および透過を示す概念図である。
【００６７】
色補償フィルム８００の中央には薄膜層８２０があり、薄膜層８２０の両面には第１厚膜層８６０および第２厚膜層８４０が形成されている。ここで、薄膜層８２０の屈折率をｎとし、第１厚膜層８６０および第２厚膜層８４０の屈折率をｎｔとする。本実施形態では、第１厚膜層８６０および第２厚膜層８４０の屈折率が同じであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６８】
第１厚膜層８６０はパネル方向であり、第２厚膜層８４０は視聴者方向である。パネルから薄膜層に入射した薄膜層入射光８８０は、第１厚膜層８６０と薄膜層８２０の界面において、屈折率の差により、一部は屈折しながら透過するし、一部は反射するようになる。界面に対する法線と入射光８８０とがなす角度をθｔとし、屈折して薄膜層の内部に透過する薄膜層内部への透過光８８１が法線となす角度をθとする。薄膜層内部への透過光８８１は、再び薄膜層８２０と第２厚膜層８４０の界面において、一部は屈折しながら第２厚膜層を透過する薄膜層透過光８８２となるし、一部は反射して薄膜層内で薄膜層の内部反射光８８３となる。このとき、薄膜層透過光８８２が薄膜層８２０と第２厚膜層８４０の界面に対する法線となす角度は、薄膜層８２０と第２厚膜層８４０の屈折率の差によって決定される。本実施形態では、第１厚膜層８６０と第２厚膜層８４０の屈折率が同じであるため、薄膜層透過光８８２が薄膜層８２０と第２厚膜層８４０の界面に対する法線となす角度はθｔである。角度θｔは、スネル（ｓｎｅｌｌ）の法則により、式（５）のように、パネルから出たパネル入射光８８９が色補償フィルムに入射する角度θＯと厚膜層の屈折率ｎｔ、空気の屈折率ｎＯ（＝１）で表現される。パネルから出たパネル入射光８８９が色補償フィルムを含んだディスプレイ装置用フィルタを透過して最終的に放出された光の透過角は、スネルの法則によって入射角θＯと同じであり、結局は各θＯが視聴者が見る視野角に該当する。
【００６９】
各界面における反射率は、下記の式（３）および式（４）のとおりである。ここで、Ｒｐはｐ偏光した光が反射した場合、Ｒｓはｓ偏光した光が反射した場合の反射率である。
【００７０】
Ｒｐ＝［（ｎｔｃｏｓθ−ｎｃｏｓθｔ）／（ｎｔｃｏｓθ＋ｎｃｏｓθｔ）］２
・・・（３）
【００７１】
Ｒｓ＝［（ｎｃｏｓθ−ｎｔｃｏｓθｔ）／（ｎｃｏｓθ＋ｎｔｃｏｓθｔ）］２
・・・（４）
【００７２】
ｎｔｓｉｎθｔ＝ｎＯｓｉｎθＯ ・・・（５）
【００７３】
反射率ＲｐとＲｓは、それぞれ薄膜層と厚膜層の屈折率ｎ、ｎｔ、および入射角θｔと屈折角θによって変化することが分かる。
【００７４】
前記した式（１）において、反射率Ｒは、式（３）のＲｐと式（４）のＲｓの平均である。
【００７５】
薄膜層の内部反射光８８３は、再び界面にて、一部は屈折しながら透過して薄膜層反射光８８７となるし、一部は反射して再び薄膜層の内部反射光８８４となり、このような過程が繰り返される。
【００７６】
前記した式（１）における透過率Ｔは、薄膜層透過光８８２による透過率Ｔ１と薄膜層透過光８８５による透過率Ｔ２との合計となる。図８では屈折光を２つだけ示しているが、界面にて反射および屈折は繰り返し継続して起こるようになり、このような屈折光による透過率の総合が全体透過率Ｔである。
【００７７】
界面における反射率であるＲも、薄膜層反射光８８７による反射率Ｒ１と薄膜層反射光８８８による反射率Ｒ２との合計となる。同じように、図８では反射光を２つだけ示しているが、界面にて反射して出るすべての反射光による反射率の総合が全体反射率Ｒである。
【００７８】
第１厚膜層８６０、薄膜層８２０、および第２厚膜層８４０による２つの界面によって光が多重反射する過程において、干渉による波長によって透過率に変化を与える場合がある。薄膜層透過光８８２、８８５の位相差をδとすれば、δは前記した式（２）のように表現される。δは、薄膜層８２０の屈折率ｎ、厚さｌ、屈折角θ、波長λによって決定される。最大透過率は、それぞれの薄膜層透過光８８２、８８５の間の光路長さの差が波長の整数倍であるときに到達する。
【００７９】
図９は、本実施形態に係る図７のディスプレイ装置用光学フィルタにおいて、光の波長およびフィネスによる透過率の変化を示すグラフである。
【００８０】
位相差によって補強干渉が起こる場合もあるし、相殺干渉が起こる場合もある。薄膜層８２０の屈折率ｎと厚さｌが定まれば、波長に応じて透過率が図９に示すように異なって表れる。
【００８１】
フィネスＦは、下記の式（６）のように定義される。
【００８２】
Ｆ＝π／（２ａｒｃｓｉｎ（１／ｆ１／２）） ・・・（６）
【００８３】
前記した式（６）において、ｆはフィネス係数と言い、下記のように定義される。ここで、Ｒは反射率である。
【００８４】
ｆ＝４Ｒ／（１−Ｒ）２ ・・・（７）
【００８５】
図９のように、フィネスが高ければ（Ｆ＝１０）透過ピークは狭くて鋭く、最小透過率としてより小さい値を有する。フィネスと反射率との関係は、図１０のグラフのとおりである。したがって、反射率Ｒを調節することによって、透過ピークの幅Δλと最小透過率とを調節することができる。図９によれば、可視光線波長領域全体において最大透過率に対する最小透過率の比が０．７〜０．９の範囲内であるためには、フィネスが小さくなければならず、これは反射率が高くないべきであることを意味する。反射率は、前記した式（３）、式（４）、および式（５）から、薄膜層と厚膜層の屈折率ｎ、ｎｔと視野角θＯに応じて変わることが分かる。したがって、特定の視野角θＯに対して薄膜層と厚膜層との屈折率ｎ、ｎｔを調節すれば、反射率を決定することができる。また、特定の波長範囲に対して薄膜層の屈折率ｎと厚さｌが定まれば、位相差δが決定される。この場合に、屈折角θは、薄膜層と厚膜層の屈折率ｎ、ｎｔと視野角θＯとが定まれば自動的に定まる値である。したがって、前記した式（１）に示すように、反射率Ｒと位相差δが定まれば、透過率Ｔが決定するようになる。すなわち、薄膜層と厚膜層の屈折率ｎ、ｎｔおよび薄膜層の厚さｌを選択することによって、特定の視野角および特定の波長の光に対する透過率を調節できるようになるのである。例えば、薄膜層の厚さを７８０ｎｍ以下から選択し、薄膜層の屈折率を１〜２、厚膜層の屈折率を２〜４の範囲で決定し、大きい視野角範囲で特定の波長領域の光に対する透過率を増加できるようになる。また、これとは反対に、薄膜層の屈折率が２〜４、厚膜層の屈折率が１〜２のように、薄膜層の屈折率が厚膜層の屈折率よりも高い場合にも同じ効果を示すことができるようになる。
【００８６】
このように、多重ビーム干渉を用いて視野角が大きくなることによって、青色波長領域（３８０〜５００ｎｍ）において光の強度が相対的に多く減少するという特性を補償することができる。すなわち、視野角が約６０度のように大きい範囲であるときに、青色波長領域では補強干渉が起きて透過率が増加するようにし、緑色および赤色波長領域では相殺干渉が起きて透過率が減少するようにすることで、視野角が大きいときにもすべての波長領域において光の強度減少率が同一ないし類似するようにし、青色領域における不均衡を補償する。このように、本発明に係るディスプレイ装置用色補償フィルムを用いれば、視野角の変化による色変化を最小化することができる。
【００８７】
図１４は、本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。ディスプレイ装置用色補償フィルムおよび光学フィルタに関して、上述した内容と重複する説明は省略する。
【００８８】
図１４を参照すれば、ディスプレイ装置用フィルタ１４００は、透明基板１４２０の一面に反射防止フィルム１４６０が形成され、透明基板１４２０の他面に色補償フィルム１４４０が形成される。色補償フィルム１４４０は、第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の間に薄膜層１４４２を形成することによって製造される。第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の屈折率は、薄膜層１４４２の屈折率よりも低い。すなわち、低屈折率の厚膜層の間に高屈折率の薄膜層が形成されることで色補償フィルムが形成されるのである。第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の屈折率は１〜２であり、薄膜層１４４２の屈折率は２〜４である。厚膜層１４４４、１４４６のうちの少なくとも１つは、ガラスを含むことができる。強化ガラスの場合は、屈折率が約１．５であるため、透明基板１４２０として強化ガラスを用いる場合には、透明基板１４２０と接触して形成された第２厚膜層１４４６を光学フィルタ７００の構成から除くこともできる。
【００８９】
図１５は、本発明のさらに他の実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【００９０】
図１５を参照すれば、ディスプレイ装置用光学フィルタ１５００は、透明基板１５２０の一面に反射防止フィルム１５６０が形成され、透明基板１５２０の他面に高屈折率を有する薄膜層１５４２と低屈折率を有する厚膜層１５４４とが形成される。上述したように、透明基板１５２０が厚膜層の役割を行うことができる。この場合には、製造工程上、費用を節減できるという長所を有する。
【００９１】
図２１は、本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【００９２】
図２１を参照すれば、光学フィルタ２１００は、透明基板２１２０と、外光遮蔽フィルム２１４０と、色補償フィルム２１６０と、反射防止フィルム２１８０とを含む。ディスプレイ装置の具体的な種類に応じて、光学フィルタ内に電磁波遮蔽フィルム、ネオン光遮蔽フィルム、光拡散フィルムなどの他の機能性フィルムを含むことができる。
【００９３】
透明基板２１２０の一面には反射防止フィルム２１８０が形成され、透明基板２１２０の他面には外光遮蔽フィルム２１４０および色補償フィルム２１６０が形成される。本発明がこのような積層順に限定されるものではないが、光学フィルタ２１００がディスプレイ装置に装着されたときに視聴者側となる面に反射防止フィルム２１８０が形成されることが効率的である。反射防止フィルム２１８０は、視聴者方向から入射する外部環境光ＩＩが再び外部に反射することを防ぎ、ディスプレイのコントラスト比を向上させる。反射防止フィルム２１８０は、反射率が２％以下であることが好ましい。透明基板２１２０としてガラス基板を用いる場合には、ガラス表面の反射率が４％であるため、反射防止フィルム２１８０の反射率が２％よりも大きい場合は、反射防止フィルムを用いない場合と大きな差がないためである。
【００９４】
透明基板２１２０の材料としては、ガラス、石英などの無機化合物成形物と透明な有機高分子成形物を挙げることができる。有機高分子成形物でなされた透明基板２１２０としては、アクリルやポリカーボネートを用いることができるが、本発明がこのような例に限定されるものではない。透明基板２１２０は、高透明性と耐熱性を有することが好ましく、高分子成形物および高分子成形物の積層体を用いることもできる。透明基板２１２０の透明性については、可視光線透過率が８０％以上であることが有利であり、耐熱性については、ガラス転移温度が５０℃以上であることが好ましい。透明基板２１２０として強化ガラスを用いることが、外部衝撃に対する防止および透明性の面において好ましい。
【００９５】
外光遮蔽フィルム２１４０は、透明樹脂材質の基材２１４２と、基材２１４２の一面に形成された外光遮蔽パターン２１４４とを含む。本実施形態において、外光遮蔽パターン２１４４の断面形状は楔形であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、楔形の他に長方形、台形、半輪形、Ｕ字形などの形状を有することもできる。
【００９６】
外光遮蔽パターン２１４４は、基材２１４２の一面に形成された陰刻パターンに光吸収物質が充填されることで形成される。光吸収物質としては、カーボンブラックなどの黒色物質を用いることができる。
【００９７】
外光遮蔽フィルム２１４０は、外光を吸収してパネルアセンブリに外部環境光ＩＩが流入することを防ぎ、パネルアセンブリから放出されるパネル入射光Ｉを視聴者側に透過および全反射する役割を行う。したがって、可視光線に対する高い通過率と高いコントラスト比を得ることができる。これだけでなく、本発明に係る外光遮蔽フィルム２１４０は、光吸収物質とシルバーペーストのような導電性物質が同時に充填されることによって、光学フィルタ２１００の電磁波遮蔽機能を補完することもできる。
【００９８】
基材２１４２の一面に平行した外光遮蔽パターン２１４４の底面は、パネル入射光Ｉが入射するパネル方向に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、外光遮蔽パターン２１４４の底面は、外部環境光ＩＩが入射する視聴者方向を向く場合もあるし、基材２１４２の両面すべてに形成される場合もある。
【００９９】
外光遮蔽パターン２１４４の屈折率は、基材２１４２の屈折率との差が０．５以下であることを特徴とすることができる。基材２１４２の屈折率よりも低い場合には、外光遮蔽パターン２１４４の屈折率は、基材２１４２の屈折率よりも０．０１〜０．５の範囲で低い場合がある。屈折率の差がこの範囲内であるときには、パネルから入射する映像は全反射され、ディスプレイ画面に出射する効率が高くなり、外部環境光ＩＩの吸収効率が高まるようになる。特に、外光遮蔽パターン２１４４の屈折率は、基材２１４２の屈折率よりも０．０１〜０．５のように小さい値を有することで、外光遮蔽フィルム２１４０は、外部環境光ＩＩの反射よりは吸収による遮蔽を主な機能として発揮する。
【０１００】
色補償フィルム２１６０は、複屈折薄膜層２１６２と、第１厚膜層２１６４と、第２厚膜層２１６６とを含む。複屈折薄膜層２１６２は、第１厚膜層２１６４および第２厚膜層２１６６の間に形成され、複屈折薄膜層２１６２の厚さは可視光線の波長領域よりも小さいか同じであることを特徴とする。したがって、複屈折薄膜層２１６２の厚さは７８０ｎｍ以下である。複屈折薄膜層２１６２の厚さが７８０ｎｍよりも大きければ、可視光領域において補強および相殺干渉が起こらないためである。
【０１０１】
一方、第１厚膜層２１６４および第２厚膜層２１６６は、複屈折薄膜層２１６２よりも厚さが大きいことを特徴とし、厚膜層２１６４、２１６６の厚さは７８０ｎｍよりも大きく、数ｍｍに至る場合ができる。図１に示すように、第１厚膜層２１６４と第２厚膜層２１６６の厚さが同じであり、色補償フィルム２１６０が対称的な構造を有することができるが、本発明がこれに限定されるものではない。また、粘着層が第１厚膜層２１６４または第２厚膜層２１６６に含まれることもできる。粘着層は、一般的に屈折率が約１．５の値を有し、厚さも数マイクロメートル単位である。したがって、厚膜層を別途の層で形成せずに、ディスプレイパネルとフィルタとの間を直接付着するために、またはフィルタを構成するフィルムを互いに付着するために粘着層を形成することによって、粘着層が厚膜層の機能を代わりに行うようにもできる。このような場合には、製造費用を節減できるだけでなく、フィルタの厚さを減少することもでき、パネル入射光Ｉの透過率を高めることもできる。
【０１０２】
複屈折薄膜層２１６２は、複屈折薄膜層の一面に対する法線方向である水平方向（図２１でｘ方向）、および薄膜層の一面に平行な方向（図２１でｚ方向）の第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）、および複屈折薄膜層の一面に平行な垂直方向（図２１でｙ方向）の第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）を有する。第１厚膜層２１６４は第３屈折率Ｎ３、第２厚膜層２１６６は第４屈折率Ｎ４を有する物質である。第２屈折率は、第３屈折率および第４屈折率との差が１以下でありながらもより低い値を有し、第１屈折率は、第３屈折率および第４屈折率よりも低い。すなわち、薄膜層が低屈折率を有して厚膜層が高屈折率を有することで、光の波長による選択的な補強および相殺干渉によって色補償効果を得るようになる。
【０１０３】
また、他の実施形態として、第２屈折率は、第３屈折率および第４屈折率との差が１以下でありながらもより大きい値を有し、第１屈折率は、第３屈折率および第４屈折率よりも大きくなる場合がある。すなわち、薄膜層が高屈折率を有し、厚膜層が低屈折率を有する場合にも、光の波長による選択的な補強および相殺干渉によって色補償効果を得ることができる。しかしながら、いずれの場合においても、複屈折薄膜層２１６２のｙ方向の屈折率である第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）は、厚膜層の屈折率である第３屈折率および第４屈折率との差が１以下のように小さくなければならない。その理由は下記のとおりである。
【０１０４】
視野角変化による色変化を最小化するために、厚膜層と薄膜層の屈折率を異なるようにすれば、屈折率の差による外光反射によって明室コントラスト比が減少するようになる。反射防止フィルム２１８０は、空気層と透明基板２１２０との間の反射を低めるだけで、薄膜層および厚膜層の界面で起こる反射を低めることはできない。したがって、このような厚膜層と薄膜層の屈折率の差による外光反射を減らすために、薄膜層として方向に応じて屈折率が異なる複屈折物質を用いる。外部環境光ＩＩ、すなわち外光は、一般的にパネルと視聴者との上部に存在し、斜めに上から入射するようになるため、薄膜層が積層される方向に対して垂直である方向（ｙ方向）の屈折率を厚膜層の屈折率との差が１以下として小さく出るように複屈折物質で薄膜層を構成する。このような複屈折薄膜層２１６２の導入は、外光反射を減らすのに効果的である。薄膜層が複屈折物質ではない場合には、青色および赤色領域の波長において反射率が２０％に至るようになるが、本発明においては、薄膜層が積層される方向に対して垂直である方向（ｙ方向）の屈折率と厚膜層の屈折率との差を減らすことによって、外光反射率を減少させることができるようになる。
【０１０５】
しかしながら、ｙ方向の屈折率と厚膜層の屈折率との差を減らすようになれば、上下視野角変化による色変化を補償する機能を低下させる恐れがある。このような問題点は、視聴者方向の厚膜層である第２厚膜層２１６６の一面に外光遮蔽フィルム２１４０を付着することによって解決することができる。上述したように、外光遮蔽フィルム２１４０は、外光を遮断して外光反射をより減らすことができ、基材２１４２と外光遮蔽パターン２１４４との間の屈折率の差によって一定の角度以上で発生する全反射効果で、パネルから様々な角度で発光した光が混合し、視野角の変化による色変化をより一層減らすことができる。
【０１０６】
複屈折薄膜層２１６２の第２屈折率の大きさは、第３屈折率および第４屈折率よりも１以下の範囲で大きい場合もあるし、これとは反対に、１以下の範囲で小さい場合もある。また、本発明は、複屈折薄膜層２１６２の第２屈折率の大きさが第１厚膜層２１６４の第３屈折率および第２厚膜層２１６６の第４屈折率の大きさと同じ場合を含む。
【０１０７】
一方、複屈折薄膜層２１６２のｘ軸方向およびｚ軸方向の屈折率である第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）は、厚膜層の屈折率である第３屈折率Ｎ３および第４屈折率Ｎ４よりも高い場合もあるし低い場合もある。第１屈折率Ｎ１の大きさは、第３屈折率および第４屈折率よりも１より大きい範囲で大きい場合もあるし小さい場合もある。
【０１０８】
第１屈折率は２〜４であり、第３屈折率および第４屈折率は１〜２の範囲である場合がある。これとは反対に、第１屈折率は１〜２であり、第３屈折率および第４屈折率は２〜４の範囲である場合もある。ただし、本発明がこれに限定されるものではなく、透過率および反射率を調節するために屈折率を多様に変形することができる。
【０１０９】
図２２は、本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【０１１０】
図２２を参照すれば、光学フィルタ２２００は、透明基板２２２０と、外光遮蔽フィルム２２４０と、色補償フィルム２２６０と、反射防止フィルム２２８０とを含む。透明基板２２２０の一面に外光遮蔽フィルム２２６０が配置され、透明基板２２２０の他面に色補償フィルム２２６０が配置される。本実施形態において、色補償フィルム２２６０は、複屈折薄膜層２２６２および第１厚膜層２２６４でなされているが、これは透明基板２２２０が厚膜層としての機能を行うことができるためである。透明基板２２２０として強化ガラスを用いる場合に、強化ガラスの屈折率は約１．５であるため、透明基板２２２０が低屈折率を有する厚膜層としての役割を行うようになる。このような場合には、製造費用を節減できる上に、フィルタの厚さを減少できるという長所がある。また、上述した他の実施形態で説明したように、透明基板２２２０や第１厚膜層２２６４として粘着層を用いることもでき、透明基板が柔軟なプラスチック基板であって第１厚膜層が粘着層である場合は、ディスプレイパネルに直接付着することが可能である。このような場合には、製造費用を節減できる上に、ディスプレイセットの厚さを減少できるという長所がある。さらに、本実施形態でも、複屈折薄膜層２２６２の一面に平行な方向（図２２でｙ方向）への第２屈折率は、第１厚膜層の第３屈折率との差が１以下でなければならない。透明基板２２２０、外光遮蔽フィルム２２４０、および反射防止フィルム２２８０に関する具体的な内容は、上述した実施形態と同じであるため、重複する説明は省略する。
【０１１１】
図２３は、本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【０１１２】
図２３を参照すれば、光学フィルタ２３００は、外光遮蔽フィルム２３４０と、色補償フィルム２３６０と、反射防止フィルム２３８０とを含む。外光遮蔽フィルム２３４０の一面に色補償フィルム２３６０が配置され、外光遮蔽フィルム２３４０の他面に反射防止フィルム２３８０が配置される。本実施形態において、色補償フィルム２３６０は、複屈折薄膜層２３６２および第１厚膜層２３６４でなされているが、これは外光遮蔽フィルム２３４０が厚膜層としての機能を行うことができるためである。また、上述した実施形態で説明したように、第１厚膜層２２６４として粘着層を用いることもでき、外光遮蔽フィルム２３４０は透明基板としての役割も実行できるようになり、ディスプレイパネルに直接付着することが可能である。このような場合には、製造費用を節減できる上に、ディスプレイセットの厚さを減少できるという長所がある。本実施形態でも、複屈折薄膜層２３６２の一面に平行方向（図２３でｙ方向）への第２屈折率は、第１厚膜層の第３屈折率との差が１以下でなければならない。外光遮蔽フィルム２３４０、色補償フィルム２３６０、および反射防止フィルム２３８０に関する具体的な内容は、上述した実施形態と同じであるため、重複する説明は省略する。
【０１１３】
図２４は、本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【０１１４】
図２４を参照すれば、光学フィルタ２４００は、複屈折薄膜層２４６０と、厚膜層２４２０と、反射防止フィルム２４８０とを含む。複屈折薄膜層２４６０の一面に厚膜層２４２０が配置され、複屈折薄膜層２４６０の他面に反射防止フィルム２４８０が配置される。反射防止フィルム２４８０は、厚膜層としての機能を行うようになる。本実施形態でも、複屈折薄膜層２４６０の一面に平行な方向（図２４でｙ方向）への第２屈折率は、第１厚膜層の第３屈折率との差が１以下でなければならない。厚膜層２４２０は粘着層でなされることもでき、ディスプレイパネルに直接付着することが可能である。このような場合には、製造費用を節減できる上に、ディスプレイセットの厚さを減少できるという長所がある。複屈折薄膜層２４６０、厚膜層２４２０、および反射防止フィルム２４８０に関する具体的な内容は、上述した実施形態と同じであるため、重複する説明は省略する。
【０１１５】
また、図示してはいないが、本発明のさらに他の実施形態では、複屈折薄膜層の一面には第１厚膜層が、他面には第２厚膜層または透明基板が配置される場合がある。複屈折薄膜層が低屈折率層であり、第１厚膜層および第２厚膜層が高屈折率層の場合、およびこれとは反対に、複屈折薄膜層が高屈折率層であり、第１厚膜層および第２厚膜層が低屈折率層の場合を含む。この場合にも、複屈折薄膜層は、ｙ軸方向への屈折率Ｎｙがｘ軸およびｚ軸方向への屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ）と互いに異なる値を有し、ＮｙとＮｚとの大きさの差が１以下でなければならない。このような色補償フィルムを含むディスプレイ装置用光学フィルタは、視野角による色変化が小さいだけでなく、外光の反射を減らすという効果がある。
【０１１６】
整理すれば、本実施形態に係る光学フィルタは、２つの厚膜層の間に複屈折薄膜層を含み、厚膜層と複屈折薄膜層の屈折率の大きさと薄膜層の厚さで波長領域による透過率を調節し、色補正機能および反射防止機能を実行することができる。また、２つの厚膜層のうちの視聴者方向の厚膜層の一面に外光遮蔽フィルムを形成することで、上下視野角による色変化を減少させ、外光の反射率をより低め、ディスプレイの明室コントラスト比および画質を高めることができる。このような本実施形態に係る光学フィルタは、ディスプレイ装置において、パネルから入射するカラー映像に対する色補正のために、視聴者に向かう側、すなわちパネルの前面に配置されることが好ましい。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、フィルタがパネルの前面から所定の間隔を置いて配置されることもできるし、パネルに直接付着することもできる。さらに、フィルタは、ＬＣＤのバックライトユニット（ＢＬＵ）およびパネルの間に配置されることもできる。
【０１１７】
以下、本発明に係るディスプレイ装置用光学フィルタを用いることができるディスプレイ装置について説明する。
【０１１８】
図２０は、本発明のディスプレイ装置用光学フィルタを用いることができるディスプレイ装置のうち、ＬＣＤの構造を概念的に示す断面図である。図２０を参照すれば、ＬＣＤ装置２０００は、バックライトアセンブリ２０２０と、第１光学フィルタ２０４０と、パネルアセンブリ２０６０と、第２光学フィルタ２０８０とを含む。バックライトアセンブリ２０２０は、エッジタイプやフラットタイプなどがあり、エッジタイプの場合には導光板が含まれる。第１光学フィルタ２０４０には、バックライトから出光した光を集束する集光シートと、光を拡散させる拡散シートなどの様々な機能層が含まれる。パネルアセンブリ２０６０は、上部基板２０６４、下部基板２０６６、および液晶層２０６２を含み、液晶層２０６２は、上部基板２０６４と下部基板２０６６との間に配置されてカラー映像を表示する。
【０１１９】
第２光学フィルタ２０８０は、本発明に係るディスプレイ装置用光学フィルタであって、図７、図１４、または図１５に示すように、２つの厚膜層の間に薄膜層が形成され、厚膜層と薄膜層との屈折率の差および薄膜層の厚さによって波長領域による透過率を調節することができる光学フィルタである。このように、本発明に係るディスプレイ装置用光学フィルタは、ディスプレイ装置においてパネルから入射するカラー映像に対する色補正のために、視聴者に向かう側、すなわちパネルの前面に配置されることが好ましい。しかしながら、上述したように、本発明はこれに限定されるものではなく、フィルタがパネルの前面から所定の間隔を置いて配置されることもできるし、パネルに直接付着することもできる。さらに、フィルタは、ＬＣＤのバックライトユニットおよびパネルの間に配置されることもできる。
【０１２０】
より具体的に説明すれば、第２光学フィルタ２０８０は、パネルアセンブリ２０６０の上部に位置する下部厚膜層、下部厚膜層上に形成された薄膜層、および薄膜層上に形成された上部厚膜層でなされた構造を有したり、上部厚膜層および薄膜層だけでなされた構造を有したりするが、後者の場合には、パネルアセンブリ２０６０の上部基板２０６４が下部厚膜層の役割を代わりに行うようになる。
【０１２１】
また、本発明の他の実施形態に係る第２光学フィルタ２０８０は、上部厚膜層なく、空気層がその役割を代わりに行うこともできる。すなわち、第２光学フィルタ２０８０は、上部基板２０６４上に形成されて低屈折率を有する下部厚膜層、および下部厚膜層上に形成されて下部厚膜層よりも屈折率が大きい薄膜層だけでなされることができる。したがって、薄膜層は空気に露出し、薄膜層上の空気層が低屈折率を有する上部厚膜層の役割を行うことができる。
【０１２２】
また、本発明のさらに他の実施形態によれば、液晶層２０６２上に下部厚膜層および薄膜層が順に積層され、薄膜層上に上部基板２０６４が形成されることによって、上部基板２０６４が上部厚膜層としての役割を行うことができる。
【０１２３】
このように、第２光学フィルタ２０８０の具体的な構成は、多様な実施形態で表すことができるが、高屈折率を有する２つの層の間に低屈折率を有する層を挿入したり、これとは反対に、低屈折率を有する２つの層の間に高屈折率を有する層を挿入したりすることで、表れる効果はすべて同一または類似する。
【０１２４】
以下、ＬＣＤパネルの前面に本発明に係るディスプレイ装置用色補償フィルムを含むディスプレイ装置用光学フィルタを付着して透過率および色変化量を測定した結果について説明する。
【０１２５】
＜測定結果１＞
図７に示すように、第１厚膜層７４４および第２厚膜層７４６の間に薄膜層７４２を形成して色補償フィルム７４０を設計した。第１厚膜層７４４および第２厚膜層７４６の屈折率は２．５、厚さは１ｍｍであり、薄膜層７４２の屈折率は１．５、厚さは１９０ｎｍである。
【０１２６】
図１１は、色補償フィルム７４０の視野角変化による透過率を示すグラフである。視野角増加により、青色波長の一部領域（３８０ｎｍ〜４６０ｎｍ）では透過率が増加し、緑色および赤色波長の一部領域（５４０ｎｍ〜７８０ｎｍ）では透過率が減少することが分かる。したがって、上述したように、視野角増加によって青色波長領域で起こる急激なスペクトラム減少率を緩和させ、緑色および赤色波長領域ではスペクトラム減少率を増加させることで、全体可視光線波長領域において視野角増加によるスペクトラムの減少率が同一ないし類似するように調節することができる。
【０１２７】
また、色補償フィルム７４０は、３８０〜７８０ｎｍの全体可視光線領域の波長範囲内において、最大透過率に対する最小透過率の比が０．７〜０．９である。すなわち、図１１に示すように、全体波長領域において最大透過率が１であるときに、最小透過率は約０．８を示す。
【０１２８】
図１２は、色補償フィルム７４０の視野角増加による正規化したスペクトラムの変化を示している。青色領域だけでなく、全体波長領域において視野角増加によるスペクトラムの減少率が殆ど同じであることが分かる。これは、視野角増加による色変化が殆ど消えたことを示している。
【０１２９】
図１３は、視野角増加による色座標（CIE 1976 L u’ v’）の変化（Δu’ v’）に対するグラフである。このグラフにおいて、横軸は水平角度、すなわち視野角を示す。図１３から、色補償フィルムがある場合の色変化量が色補償フィルムがない場合に比べて大きく減少することが分かる。
【０１３０】
＜測定結果２＞
図１４に示すように、第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の間に薄膜層１４４２を形成して色補償フィルム１４４０を製造した。第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の屈折率は１．５、厚さは２ｍｍであり、薄膜層１４４２の屈折率は２．５、厚さは２０９ｎｍである。
【０１３１】
図１６は、色補償フィルム１４４０の視野角変化による透過率を示すグラフである。視野角増加により、青色波長の一部領域（４２０ｎｍ〜４６０ｎｍ）では透過率が増加し、緑色および赤色波長の一部領域（５２０ｎｍ〜６６０ｎｍ）では透過率が減少することが分かる。したがって、上述したように、視野角増加によって青色波長領域で起こる急激なスペクトラム減少率を緩和させ、緑色および赤色波長領域ではスペクトラム減少率を増加させることで、全体可視光線波長領域において視野角増加によるスペクトラムの減少率が同一ないし類似するように調節することができる。
【０１３２】
同様に、色補償フィルム１４４０は、３８０〜７８０ｎｍの全体可視光線領域の波長範囲内において、最大透過率に対する最小透過率の比が０．７〜０．９である。すなわち、図１６に示すように、全体波長領域において最大透過率が１であるとき、最小透過率は０．７〜０．９の値を有する。
【０１３３】
図１７は、色補償フィルム７４０の視野角増加による正規化したスペクトラムの変化を示している。青色領域だけではなく、全体波長領域で視野角増加によるスペクトラムの減少率が殆ど同じであることが分かる。これは、視野角増加による色変化が殆ど消えたことを示している。
【０１３４】
図１８は、視野角増加による色座標（CIE 1976 L u’ v’）の変化（Δu’ v’）に対するグラフである。このグラフにおいて、横軸は水平角度、すなわち視野角を示す。図１８から、色補償フィルムがある場合の色変化量が色補償フィルムがない場合に比べて大きく減少することが分かる。
【０１３５】
＜測定結果３＞
前記した測定結果は、視野角増加によるスペクトラム減少量の程度が青色波長領域において相対的に大きい場合に、これを改善することができる色補償フィルムに対する結果を示している。しかしながら、これとは反対に、視野角増加によって赤色波長領域においてスペクトラム減少量の程度が相対的に大きく表れるＬＣＤが存在する場合もある。このような場合にも、本発明によって適合な色補償フィルムの製造が可能である。
【０１３６】
図１４に示すように、第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の間に薄膜層１４４２を形成して色補償フィルム１４４０を製造した。第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の屈折率は１．５、厚さは２ｍｍであり、薄膜層１４４２の屈折率は２．５、厚さは１７０ｎｍである。
【０１３７】
図１９は、色補償フィルム１４４０の視野角変化による透過率を示すグラフである。視野角増加により、赤色波長の一部領域（６００ｎｍ〜７００ｎｍ）では透過率が増加し、青色波長の一部領域（４２０ｎｍ〜４８０ｎｍ）では透過率が減少することが分かる。したがって、上述したように、視野角増加によって赤色波長領域で起こる急激なスペクトラム減少率を緩和させ、青色および緑色波長領域ではスペクトラム減少率を増加させることで、全体可視光線波長領域において視野角増加によるスペクトラムの減少率が同一ないし類似するように調節することができる。
【０１３８】
同様に、色補償フィルム１４４０は、３８０〜７８０ｎｍの全体可視光線領域の波長範囲内において、最大透過率に対する最小透過率の比が０．７〜０．９である。すなわち、図１６に示すように、全体波長領域において最大透過率が１であるとき、最小透過率は０．７〜０．９の値を有する。
【０１３９】
さらに、厚膜層の屈折率が薄膜層の屈折率よりも大きい場合にも、それぞれの屈折率と薄膜層の厚さなどを調節して同じ効果を得ることができる。
【０１４０】
＜測定結果４＞
図２５は、パネルに外光遮蔽層が追加された場合に、上下視野角増加による色座標（CIE 1976 L u’ v’）の変化（color shift: Δu’ v’）に対するグラフである。このグラフにおいて、横軸は垂直角度（vertical angle）、すなわち上下方向への視野角であって、ディスプレイ画面の中央から上側または下方に反れた角度を意味する。図２５の（Ａ）は、外光遮蔽フィルムが含まれない光学フィルタに対する結果であり、（Ｂ）は、外光遮蔽フィルムが含まれた光学フィルタに対する測定結果である。
【０１４１】
図２５の結果から、外光遮蔽フィルムを含むか否かによって、水平方向への色座標変化は殆どないが、垂直方向への色座標変化は極めて大きく表れることが分かる。したがって、複屈折薄膜層を含む色補償フィルムを用いることによる上下視野角による色変化を外光遮蔽フィルムで補償することができることを確認することができる。
【０１４２】
一方、複屈折薄膜層ではない単屈折薄膜層を用いた色補償フィルムを含むフィルタにも、外光遮蔽フィルムをさらに含む場合には、外光遮蔽効果による明室コントラスト比の上昇効果だけではなく、外光反射を減らすという効果もある。
【０１４３】
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および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正およ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。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】ＬＣＤの基本構造と駆動原理を概念的に示す概念図である。
【図２】視野角による液晶の配向状態と光透過率を示す概念図である。
【図３】視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化を改善するための従来技術の一例を示す概念図である。
【図４】視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化を改善するための従来技術の他の一例を示す概念図である。
【図５】従来技術に係るＬＣＤの視野角増加による発光スペクトラム変化を測定した結果を示すグラフである。
【図６】図５の結果を正規化して示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムにおける光の反射および透過を示す概念図である。
【図９】図７のディスプレイ装置用光学フィルタにおいて、光の波長およびフィネスによる透過率の変化を示すグラフである。
【図１０】図７のディスプレイ装置用光学フィルタにおいて、フィネスと反射率との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの視野角変化による透過率を示すグラフである。
【図１２】図１１の結果を適用したＬＣＤスペクトラム結果を正規化して示すグラフである。
【図１３】本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの視野角増加による色座標変化を示すグラフである。
【図１４】本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図１５】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図１６】本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの視野角変化による透過率を示すグラフである。
【図１７】図１６の結果を適用したＬＣＤスペクトラム結果を正規化して示すグラフである。
【図１８】本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの視野角増加による色座標変化を示すグラフである。
【図１９】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの視野角変化による透過率を示すグラフである。
【図２０】本発明の一実施形態に係るＬＣＤの構造を概念的に示す断面図である。
【図２１】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図２２】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図２３】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図２４】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図２５】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの上下視野角増加による色座標変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１４５】
７００：光学フィルタ
７２０：透明基板
７４０：色補償フィルム
７４２：薄膜層
７４４：第１厚膜層
７４６：第２厚膜層
７６０：反射防止フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置用色補償フィルムおよびこれを含むディスプレイ装置用フィルタに関し、より詳細には、視野角増加による色変化量の差を減らして視野角を広げることができるディスプレイ装置用色補償フィルムおよびこれを含むディスプレイ装置用フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代社会の高度情報化に伴い、イメージディスプレイに関する部品および機器が著しく進歩し普及している。このうち画像を表示するディスプレイ装置は、テレビ装置用やパソコンのモニタ装置用などとして著しく普及している。また、このようなディスプレイの大型化と同時に薄型化が進められている。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置（ＬＣＤ）は、液晶を用いて映像を表示する平板表示装置の１つであって、他のディスプレイ装置に比べて薄くて軽い上に、低い駆動電圧および低い消費電力を有する長所があり、産業全般に渡って広く用いられている。
【０００４】
図１は、ＬＣＤの基本構造と駆動原理を概念的に示す概念図である。従来のＶＡ ｍｏｄｅ ＬＣＤを例示すれば、図１に示すように、２つの偏光フィルム１１０、１２０の光軸が互いに垂直になるように付着されており、透明電極１４０がコーティングされた２つの透明基板１３０の間に複屈折特性を示す液晶分子１５０を挿入／配列し、駆動電源部１８０によって電場を印加したときに液晶分子が電場に垂直に動いて配列される。このとき、バックライトユニットから出る光は、第１偏光フィルム１２０を通過した後に旋偏光となり、図１の左側に示すように、ｏｆｆ状態の場合に液晶は基板に対して垂直配向されているため、旋偏光した光はその状態がそのまま維持され、第１偏光フィルム１２０と垂直である第２偏光フィルム１１０を通過できなくなる。一方、図１の右側に示すように、ｏｎ状態の場合に液晶は電場によって基板と平行した方向に２つの直交偏光フィルム１１０、１２０の光軸の間に水平配向されており、第１偏光フィルムを介して旋偏光された光は、液晶分子を介しながら第２偏光フィルムに到達する直前に偏光状態が円編光または楕円偏光状態に変化して第２偏光フィルムを通過するようになる。電場の強度を調節すれば、液晶の配列状態は垂直配向から次第に水平方向に配向角度が変化し、このときに出る光の強度を調節することができる。
【０００５】
図２は、視野角による液晶の配向状態と光透過率を示す概念図である。
【０００６】
画素２２０内に液晶分子が一定の方向に配列されている場合に、視野角に応じて配列状態が異なるように見えるようになる。正面で右側方向２１０から見るときには、液晶分子の配列状態が殆ど水平配向２１２に見えるようになり、画面が相対的に明るく見えるようになる。画面の正面から見るとき２３０には、液晶分子の配列状態２３２が画素２２０内の液晶分子の配列と同じように見える。正面で左側方向２５０から見るときには、液晶分子の配列状態が垂直配向２５２に見えるようになり、画面が相対的に暗く見えるようになる。
【０００７】
したがって、ＬＣＤは、視野角変化による光強度と色変化が発生し、自発光ディスプレイに比べて視野角が大きく制限される。これにより、視野角を改善するための多くの研究が進められてきた。
【０００８】
図３は、視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化を改善するための従来技術の一例を示す概念図である。
【０００９】
図３を参照すれば、画素を２つの部分画素、すなわち第１画素部３２０と第２画素部３４０とに分割し、各画素部の液晶配列状態が互いに対称となるようにし、視聴者が見る方向に応じて第１画素部３２０における液晶の配列状態と第２画素部３４０における液晶の配列状態とが同時に見えるようになり、視聴者に見える光の強度はそれぞれの画素部の光の強度の合計となる。すなわち、正面で右側方向３１０から見るときには、第１画素部３２０の液晶が水平配向３１２に見えるし、第２画素部３４０の液晶が垂直配向３１４に見えるようになり、第１画素部３２０によって画面が明るく見えるようになる。これと同様に、正面で左側方向３５０から見るときには、第１画素部３２０の液晶が垂直配向３５２に見えるし、第２画素部３４０の液晶が水平配向３５４に見えるようになり、第２画素部３４０によって画面が明るく見えるようになる。正面から見るとき３３０には、各画素部の配列状態と同じように見えるようになる。これにより、視聴者が見るときに、画面の明るさが視野角の変化に応じて同一または類似するようになり、画面に対する垂直方向を中心に対称となる。したがって、視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化の程度が改善されるようになる。
【００１０】
図４は、視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化を改善するための従来技術の他の一例を示す概念図である。
【００１１】
図４を参照すれば、複屈折特性を有しており、その特性がＬＣＤパネルにおいて画素４４０内の液晶分子と同じであり、液晶分子の配列状態と対称となる光学フィルム４２０が追加される。視聴者が見る方向に応じて、画素４４０内の液晶の配列状態と光学フィルム４２０の複屈折特性とによって液晶の配列状態が同時に見えるようになり、視聴者に示す光の強度はそれぞれによる光の強度の合計となる。すなわち、正面で右側方向４１０から見るときには、画素４４０内の液晶が水平配向４１４に見えるようになるし、光学フィルム４２０による仮想液晶が垂直配向４１２に見えるようになり、光の強度はそれぞれの合計となる。これと同様に、正面で左側方向４５０から見るときには、画素４４０内の液晶が垂直配向４５４に見えるようになるし、光学フィルム４２０による仮想液晶が水平配向４５２に見えるようになり、光の強度はそれぞれの合計となる。正面から見るとき４３０には、画素４４０内の液晶分子の配列状態と光学フィルム４２０の複屈折した配列状態がそれぞれ同じように見えるようになる４３２、４３４。これにより、視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化という現象は改善されるが、視野角による輝度および色変化は解決すべき問題点として以前として残っている。
【００１２】
図５は、図３および図４の方法を同時に適用した従来技術に係るＬＣＤの視野角増加による発光スペクトラム変化を測定した結果を示すグラフである。図５で示すように、視野角増加に応じてスペクトラムの強度が次第に減少する。各波長領域別にその減少程度を正確に観察するために、各スペクトラムの最大値で割って正規化させれば図６のようになる。図６で示すように、視野角増加によって他の波長領域は同じであるが、４００〜５００ｎｍの青色領域で正規化したスペクトラムの強度が減少することが分かる。これは、他の波長領域に比べて４００〜５００ｎｍの青色領域の光が視野角増加によってスペクトラムの強度がより多く減少することを示している。したがって、視野角増加によって白色状態が青色の補色である黄色を帯びるようになり、このような色変化によって画質が低下するようになる。さらに、外光の反射によってコントラスト比が小さくなり、ディスプレイの視認性が低下するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記した問題点を解決するために案出されたものであって、視野角増加によるスペクトラムの波長領域別の減少程度を調整して色変化を減らすことで、ディスプレイの画質を改善することができるディスプレイ装置用色補償フィルムを提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、外光反射を減らしてディスプレイの明室コントラスト比を高め、上下視野角による色変化を減らすことができるディスプレイ装置用色補償フィルムを提供することを他の目的とする。
【００１５】
また、本発明は、色補償フィルムを含むディスプレイ装置用フィルタを提供することをさらに他の目的とする。
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、上述した技術的課題に制限されるものではなく、言及されていないさらに他の技術的課題は、下記の記載から当業者によって明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率Ｎ１を有する薄膜層と、薄膜層の一面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率Ｎ２を有する第１厚膜層と、薄膜層の他面に形成され、薄膜層より厚く、第３屈折率Ｎ３を有する第２厚膜層とを含む。
【００１８】
本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１屈折率が第２屈折率および第３屈折率よりも低いことを特徴とする（Ｎ１＜Ｎ２、Ｎ１＜Ｎ３）。第１屈折率は１〜２であり、第２屈折率および第３屈折率は２〜４の範囲であると言える（１≦Ｎ１≦２、２≦Ｎ２，Ｎ３≦４）。
【００１９】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１屈折率が第２屈折率および第３屈折率よりも高いことを特徴とする（Ｎ１＞Ｎ２、Ｎ１＞Ｎ３）。第１屈折率は２〜４であり、第２屈折率および第３屈折率は１〜２の範囲であると言える（２≦Ｎ１≦４、１≦Ｎ２，Ｎ３≦２）。
【００２０】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第２屈折率と第３屈折率が互いに同一または類似したことを特徴とし、その差が１以下ではなければならない。屈折率の差が１以下であるということは、屈折率の値が互いに同じ場合も含む（０≦｜Ｎ２−Ｎ３｜≦１）。
【００２１】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層または第２厚膜層上に形成され、透明樹脂材質の基材と、基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムとをさらに含む。
【００２２】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、薄膜層上に形成され、透明樹脂材質の基材と、基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムとをさらに含み、第１厚膜層または第２厚膜層は粘着層であることを特徴とする。このように、外光遮蔽フィルムが薄膜層上に形成された場合には、外光遮蔽フィルムが厚膜の機能を行うようになる。さらに、第１厚膜層または第２厚膜層が外光遮蔽フィルムと薄膜層を接合させる粘着層（感圧性接着剤：ＰＳＡ）である場合には、粘着層が厚膜としての機能を行うことができるため、別途で第２厚膜層を形成する必要がない。
【００２３】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、厚さが７８０ｎｍ以下であり、ｘ軸とｚ軸方向の第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）とｙ軸方向の第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）を有する複屈折薄膜層と、複屈折薄膜層の一面に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率Ｎ３でなされた第１厚膜層と、複屈折薄膜層の他面に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率Ｎ４を有する第２厚膜層とを含む。上述したｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸については、図２１を参照しながら説明する。図２１に示すように、ｘ軸は図面で左右に水平な方向であって、フィルムで各層が積層される方向を意味する。ｙ軸は下上に垂直な方向であって、各層の一面に平行な方向を意味する。さらに、ｚ軸は図面の地面に対して垂直な方向であって、各層の一面に平行な方向を意味する。以下、明細書および請求範囲において、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸方向は図２１に示すとおりであり、上述したものとそれぞれ同じ方向を指称する。
【００２４】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムにおいて、第２屈折率は、第３屈折率および第４屈折率よりも低く（Ｎ２（＝Ｎｙ）＜Ｎ３、Ｎ２（＝Ｎｙ）＜Ｎ４）、その差は１以下であり（０≦｜Ｎ２−Ｎ３｜≦１、０≦｜Ｎ２−Ｎ４｜≦１）、第１屈折率は第３屈折率および第４屈折率よりも低いことを特徴とする（Ｎ１（＝Ｎｘ，Ｎｚ）＜Ｎ３、Ｎ１（＝Ｎｘ，Ｎｚ）＜Ｎ４）。屈折率の差が１以下であるということは、屈折率の値が互いに同じ場合も含む。
【００２５】
第１屈折率は１〜２であり、第３屈折率および第４屈折率は２〜４の範囲であると言える（１≦Ｎ１≦２、２≦Ｎ３，Ｎ４≦４）。
【００２６】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムにおいて、第２屈折率は、第３屈折率および第４屈折率よりも大きく（Ｎ２（＝Ｎｙ）＞Ｎ３、Ｎ２（＝Ｎｙ）＞Ｎ４）、その差は１以下であり（０≦｜Ｎ２−Ｎ３｜≦１、０≦｜Ｎ２−Ｎ４｜≦１）、第１屈折率は第３屈折率および第４屈折率よりも高いことを特徴とする（Ｎ１（＝Ｎｘ，Ｎｚ）＞Ｎ３、Ｎ１（＝Ｎｘ，Ｎｚ）＞Ｎ４）。屈折率の差が１以下であるということは、屈折率の値が互いに同じ場合も含む。
【００２７】
第１屈折率は２〜４であり、第３屈折率および第４屈折率は１〜２の範囲であると言える（２≦Ｎ１≦４、１≦Ｎ３，Ｎ４≦２）。
【００２８】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層の屈折率である第３屈折率Ｎ３と第２厚膜層の屈折率である第４屈折率Ｎ４とが互いに同一または類似することを特徴とし、その差は１以下でなければならない。屈折率の差が１以下であるということは、屈折率の値が互いに同じ場合も含む（０≦｜Ｎ３−Ｎ４｜≦１）。
【００２９】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層または第２厚膜層上に形成された外光遮蔽フィルムをさらに含む。外光遮蔽フィルムは、透明樹脂材質の基材と、基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンとを備える。
【００３０】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、複屈折薄膜層上に形成された外光遮蔽フィルムをさらに含み、第１厚膜層または第２厚膜層は粘着層を含む。外光遮蔽フィルムは、透明樹脂材質の基材と、基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンとを備える。
【００３１】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層および第２厚膜層の厚さが７８０ｎｍ以上であり、好ましくは７８０ｎｍ〜５ｍｍである。
【００３２】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、波長λが３８０〜５００ｎｍである青色領域の光に対して、下記の式（１）および式（２）による透過率Ｔの平均値が最大となるように、薄膜層または複屈折薄膜層の厚さｌと、薄膜層または複屈折薄膜層の屈折率ｎと、第１厚膜層、第２厚膜層、薄膜層、または複屈折薄膜層の界面における反射率Ｒとを調節したことを特徴とする。ここで、第１厚膜層と第２厚膜層の屈折率が同じ場合であっても異なる場合であっても類似した結果が表れる。また、下記の式（２）において、ｎは薄膜層の屈折率ｎを表し、薄膜層が複屈折薄膜層の場合には、ｘ軸とｙ軸によって決定されるｘｙ平面上に入射する外部環境光（図２１〜図２４のＩＩ）の入射方向における屈折率を意味するが、これは入射角度に応じてｘ軸方向への屈折率Ｎｘとｙ軸方向への屈折率Ｎｙとの組み合わせによって決定される。例えば、外部環境光が複屈折薄膜層と垂直に（図２１においてｘ方向）入射する場合に、ｎはＮｘとなる。
【００３３】
Ｔ＝（１−Ｒ）２／（１＋Ｒ２−２Ｒｃｏｓδ） ・・・（１）
【００３４】
δ＝（２π／λ）２ｎｌｃｏｓθ（０゜≦θ≦８０°） ・・・（２）
【００３５】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、波長が３８０〜５００ｎｍである青色領域の光に対する透過率が、光の入射角が０度から８０度に増加することよって増加することを特徴とする。
【００３６】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、波長が５００〜７８０ｎｍである緑および赤色領域の光に対する透過率が、光の入射角が０度から８０度に増加することによって減少することを特徴とする。
【００３７】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、３８０〜７８０ｎｍの波長範囲内において、最大透過率に対する最小透過率の比が０．５〜０．９であることを特徴とする。
【００３８】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層および第２厚膜層のうちの少なくとも１つの厚膜層がガラスを含むことを特徴とする。
【００３９】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層および第２厚膜層のうちの１つの厚膜層が透明基板であり、残りの厚膜層は粘着層であることを特徴とする。
【００４０】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、第１厚膜層および第２厚膜層のうちの１つの厚膜層が反射防止フィルムであり、残りの厚膜層は粘着層であることを特徴とする。
【００４１】
本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタは、上述した色補償フィルムのうちのいずれか１つを含む。色補償フィルムの一面には反射防止フィルムが形成されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射防止フィルムが色補償フィルムの両面に形成される場合もある。色補償フィルムは、ｉ）厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率Ｎ１を有する薄膜層と、ｉｉ）薄膜層の一面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率Ｎ２でなされた第１厚膜層とを含む。
【００４２】
ディスプレイ装置用光学フィルタは、ｉｉｉ）薄膜層の他面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率Ｎ３を有する第２厚膜層をさらに含むことができる。第１屈折率Ｎ１、第２屈折率Ｎ２、および第３屈折率Ｎ３の相互間の大きさの関係は、上述した本発明のディスプレイ装置用色補償フィルムに関して説明したとおりであるため、重複する説明は省略する。また、フィルタにおいて、第１厚膜層および第２厚膜層のうちの１つの厚膜層は透明基板であり、残りの厚膜層は薄膜層と反射防止フィルムを接着させるための粘着層であると言える。透明基板は、強化ガラスまたは柔軟なプラスチック基板を含むことを特徴とする。また、反射防止フィルムは、反射率が２％以下であることを特徴とする。
【００４３】
本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタは、色補償フィルムの一面または両面に形成された反射防止フィルムを含む。色補償フィルムは、透明基板の他面に形成され、ｉ）厚さが７８０ｎｍ以下であってｘ軸とｚ軸の方向の第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）とｙ軸方向の第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）を有する複屈折薄膜層と、ｉｉ）複屈折薄膜層の一面に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率Ｎ３でなされた第１厚膜層とを含む。
【００４４】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタは、ｉ）複屈折薄膜層と、ｉｉ）第１厚膜層との他に、ｉｉｉ）複屈折薄膜層の他面に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率Ｎ４を有する第２厚膜層とをさらに含む色補償フィルムを含むことができる。第１厚膜層および第２厚膜層のうちの１つの厚膜層が透明基板であり、残りの厚膜層は薄膜層と反射防止フィルムを接着させるための粘着層であることを特徴とする。透明基板は、強化ガラスまたは柔軟なプラスチック基板を含むことを特徴とする。また、反射防止フィルムは、反射率が２％以下であることを特徴とする。第１屈折率Ｎ１、第２屈折率Ｎ２、第３屈折率Ｎ３、および第４屈折率Ｎ４の相互間の大きさの関係は、上述して説明したとおりであるため、重複さする説明は省略する。また、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸については、上述して説明したものと同じであり、以下でも同じ意味を有する。
【００４５】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、透明基板と、透明基板の一面に形成され、光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを含む外光遮蔽フィルムと、外光遮蔽フィルム上に形成され、外部光の反射を防ぐための反射防止フィルムと、透明基板の他面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であってｘ軸およびｚ軸方向の第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）とｙ軸方向の第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）とを有する複屈折薄膜層と、複屈折薄膜層上に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率よりも小さい大きさの第３屈折率Ｎ３でなされた第１厚膜層とを含む。透明基板は、第２厚膜層の機能を行うことができる。本発明のさらに他の一実施形態によれば、透明基板は、ディスプレイ装置用フィルタの構成から除外される場合があるが、このときには外光遮蔽フィルムが第２厚膜層の機能を行うようになる。また、本発明のさらに他の一実施形態において、透明基板の代わりに外光遮蔽フィルムと薄膜層を接合させる粘着層が用いられる場合があるが、このときには粘着層が第２厚膜層としての機能を行うようになる。
【００４６】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、透明基板と、透明基板の一面に形成され、光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを含む外光遮蔽フィルムと、透明基板の他面に形成され、外部光の反射を防ぐための反射防止フィルムと、外光遮蔽フィルムの一面に形成されたディスプレイ装置用色補償フィルムとを含む。ディスプレイ装置用色補償フィルムは、厚さが７８０ｎｍ以下であり、ｘ軸およびｚ軸方向の第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）とｙ軸方向の第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）を有する複屈折薄膜層と、複屈折薄膜層の一面に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率Ｎ３でなされた第１厚膜層と、複屈折薄膜層の他面に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率Ｎ４を有する第２厚膜層とを含む。透明基板は強化ガラスを含んでおり、反射防止フィルムは反射率が２％以下であることを特徴とする。
【００４７】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、透明基板と、透明基板の一面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率を有する薄膜層と、薄膜層上に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率でなされた第１厚膜層と、透明基板の一面に形成された反射防止フィルムとを含む。透明基板は強化ガラスを含んでおり、反射防止フィルムは反射率が２％以下であることを特徴とする。
【００４８】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、薄膜層および透明基板の間に形成され、薄膜層よりも大きい厚さを有して第３屈折率を有する第２厚膜層をさらに含む。
【００４９】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、透明基板と、透明基板の一面に形成され、光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを含む外光遮蔽フィルムと、外光遮蔽フィルム上に形成され、外部光の反射を防ぐための反射防止フィルムと、透明基板の他面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であってｘ軸とｚ軸方向の第１屈折率とｙ軸方向の第２屈折率とを有する複屈折薄膜層と、複屈折薄膜層上に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第１屈折率よりも小さい大きさの第３屈折率でなされた第１厚膜層とを含む。透明基板は強化ガラスを含んでおり、反射防止フィルムは反射率が２％以下であることを特徴とする。
【００５０】
本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用フィルタは、複屈折薄膜層および透明基板の間に形成され、複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率を有する第２厚膜層をさらに含む。
【発明の効果】
【００５１】
本発明に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、視野角増加による特定波長領域のスペクトラムの減少を緩和させることで、すべての可視光線波長領域に対するスペクトラムの減少率を同等ないし類似させて色変化を減らすことができる。これによってディスプレイの画質が改善する。
【００５２】
また、本発明に係るディスプレイ装置用色補償フィルムは、厚膜と薄膜との間の屈折率差を減らし、厚膜と薄膜の界面における外光反射を減少させることができる。
【００５３】
また、本発明に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの外光遮蔽フィルムは、外光を吸収することで外光反射を追加的に減少させることができ、複屈折薄膜を用いることで色補償効果の減少を補完することができる。
【００５４】
また、本発明のディスプレイ装置用光学フィルタによれば、外部衝撃および外光の反射を防ぐことができ、視野角の変化による色変化を大きく減らすことができる。
【００５５】
さらに、本発明のディスプレイ装置用光学フィルムが設置されたディスプレイ装置は、視野角による色変化が減少して優れた画質のカラー映像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムおよびこれを含むディスプレイ装置用光学フィルタについて詳細に説明する。
【００５７】
図７は、本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【００５８】
図７を参照すれば、光学フィルタ７００は、透明基板７２０と、色補償フィルム７４０と、反射防止フィルム７６０とを含む。ディスプレイ装置の具体的な種類に応じて、光学フィルタ内に明室コントラスト比向上フィルム、電磁波遮蔽フィルム、ネオン光遮蔽フィルム、光拡散フィルムなどの他の機能性フィルムを含むことができる。
【００５９】
透明基板７２０の一面に反射防止フィルム７６０が形成され、透明基板７２０の他面に色補償フィルム７４０が形成される。本発明は、このような積層順に限定されるものではないが、光学フィルタ７００がディスプレイ装置に装着されたときに視聴者側になる面に反射防止フィルム７６０が形成されることが効率的である。反射防止フィルム７６０は、視聴者方向から入射する外部環境光が再び外部に反射することを防ぎ、ディスプレイのコントラスト比を向上させる。反射防止フィルム７６０は、反射率が２％以下であることが好ましい。ガラス表面の反射率が４％であるため、反射防止フィルム７６０の反射率が２％よりも大きい場合には、反射防止フィルムを用いない場合と大きな差がないためである。
【００６０】
透明基板７２０の材料としては、ガラス、石英などの無機化合物成形物と透明な有機高分子成形物を挙げることができる。有機高分子成形物でなされた透明基板７２０としては、アクリルやポリカーボネートを用いることができるが、本発明はこのような例に限定されるものではない。透明基板７２０は、高透明性と耐熱性を有するものが好ましく、高分子成形物および高分子成形物の積層体を用いることもできる。透明基板７２０の透明性については、可視光線透過率が８０％以上であることが有利であり、耐熱性については、ガラス転移温度が５０℃以上であることが好ましい。透明基板７２０として強化ガラスを用いることは、外部衝撃に対する防止および透明性の面において好ましい。
【００６１】
色補償フィルム７４０は、第１厚膜層７４４と、薄膜層７４２と、第２厚膜層７４６とを含む。薄膜層７２４は、第１厚膜層７４４および第２厚膜層７４６のの間に形成され、薄膜層７２４の厚さは可視光線の波長領域よりも小さいか同じことを特徴とする。したがって、薄膜層７２４の厚さは７８０ｎｍ以下である。薄膜層７２４の厚さが７８０ｎｍよりも大きければ、可視光領域において補強および相殺干渉が起こらないためである。
【００６２】
一方、第１厚膜層７４４および第２厚膜層７４６は、薄膜層７２４よりも厚さが大きいことを特徴とし、厚膜層７４４、７４６の厚さは７８０ｎｍよりも大きく、数ｍｍに至る場合もある。第１厚膜層７４４と第２厚膜層７４６の厚さは同じであり、色補償フィルム７４０は対称的な構造を有することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６３】
薄膜層７２４は第１屈折率、第１厚膜層７４４は第２屈折率、第２厚膜層７４６は第３屈折率を有する物質である。第１屈折率は、第２屈折率および第３屈折率よりも低い場合もあるし高い場合もある。
【００６４】
本実施形態において、色補償フィルム７４０は、高屈折率の厚膜層の間に低屈折率の薄膜層が形成されて製造されるようになり、第１厚膜層７４４および第２厚膜層７４６の屈折率は２〜４であり、薄膜層７４２の屈折率は１〜２である。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、透過率および反射率を調節するために屈折率を多様に変形することができる。
【００６５】
以下、図８を参照しながら、色補償フィルムにおける光の反射および透過過程について説明する。
【００６６】
図８は、本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムにおける光の反射および透過を示す概念図である。
【００６７】
色補償フィルム８００の中央には薄膜層８２０があり、薄膜層８２０の両面には第１厚膜層８６０および第２厚膜層８４０が形成されている。ここで、薄膜層８２０の屈折率をｎとし、第１厚膜層８６０および第２厚膜層８４０の屈折率をｎｔとする。本実施形態では、第１厚膜層８６０および第２厚膜層８４０の屈折率が同じであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６８】
第１厚膜層８６０はパネル方向であり、第２厚膜層８４０は視聴者方向である。パネルから薄膜層に入射した薄膜層入射光８８０は、第１厚膜層８６０と薄膜層８２０の界面において、屈折率の差により、一部は屈折しながら透過するし、一部は反射するようになる。界面に対する法線と入射光８８０とがなす角度をθｔとし、屈折して薄膜層の内部に透過する薄膜層内部への透過光８８１が法線となす角度をθとする。薄膜層内部への透過光８８１は、再び薄膜層８２０と第２厚膜層８４０の界面において、一部は屈折しながら第２厚膜層を透過する薄膜層透過光８８２となるし、一部は反射して薄膜層内で薄膜層の内部反射光８８３となる。このとき、薄膜層透過光８８２が薄膜層８２０と第２厚膜層８４０の界面に対する法線となす角度は、薄膜層８２０と第２厚膜層８４０の屈折率の差によって決定される。本実施形態では、第１厚膜層８６０と第２厚膜層８４０の屈折率が同じであるため、薄膜層透過光８８２が薄膜層８２０と第２厚膜層８４０の界面に対する法線となす角度はθｔである。角度θｔは、スネル（ｓｎｅｌｌ）の法則により、式（５）のように、パネルから出たパネル入射光８８９が色補償フィルムに入射する角度θＯと厚膜層の屈折率ｎｔ、空気の屈折率ｎＯ（＝１）で表現される。パネルから出たパネル入射光８８９が色補償フィルムを含んだディスプレイ装置用フィルタを透過して最終的に放出された光の透過角は、スネルの法則によって入射角θＯと同じであり、結局は各θＯが視聴者が見る視野角に該当する。
【００６９】
各界面における反射率は、下記の式（３）および式（４）のとおりである。ここで、Ｒｐはｐ偏光した光が反射した場合、Ｒｓはｓ偏光した光が反射した場合の反射率である。
【００７０】
Ｒｐ＝［（ｎｔｃｏｓθ−ｎｃｏｓθｔ）／（ｎｔｃｏｓθ＋ｎｃｏｓθｔ）］２
・・・（３）
【００７１】
Ｒｓ＝［（ｎｃｏｓθ−ｎｔｃｏｓθｔ）／（ｎｃｏｓθ＋ｎｔｃｏｓθｔ）］２
・・・（４）
【００７２】
ｎｔｓｉｎθｔ＝ｎＯｓｉｎθＯ ・・・（５）
【００７３】
反射率ＲｐとＲｓは、それぞれ薄膜層と厚膜層の屈折率ｎ、ｎｔ、および入射角θｔと屈折角θによって変化することが分かる。
【００７４】
前記した式（１）において、反射率Ｒは、式（３）のＲｐと式（４）のＲｓの平均である。
【００７５】
薄膜層の内部反射光８８３は、再び界面にて、一部は屈折しながら透過して薄膜層反射光８８７となるし、一部は反射して再び薄膜層の内部反射光８８４となり、このような過程が繰り返される。
【００７６】
前記した式（１）における透過率Ｔは、薄膜層透過光８８２による透過率Ｔ１と薄膜層透過光８８５による透過率Ｔ２との合計となる。図８では屈折光を２つだけ示しているが、界面にて反射および屈折は繰り返し継続して起こるようになり、このような屈折光による透過率の総合が全体透過率Ｔである。
【００７７】
界面における反射率であるＲも、薄膜層反射光８８７による反射率Ｒ１と薄膜層反射光８８８による反射率Ｒ２との合計となる。同じように、図８では反射光を２つだけ示しているが、界面にて反射して出るすべての反射光による反射率の総合が全体反射率Ｒである。
【００７８】
第１厚膜層８６０、薄膜層８２０、および第２厚膜層８４０による２つの界面によって光が多重反射する過程において、干渉による波長によって透過率に変化を与える場合がある。薄膜層透過光８８２、８８５の位相差をδとすれば、δは前記した式（２）のように表現される。δは、薄膜層８２０の屈折率ｎ、厚さｌ、屈折角θ、波長λによって決定される。最大透過率は、それぞれの薄膜層透過光８８２、８８５の間の光路長さの差が波長の整数倍であるときに到達する。
【００７９】
図９は、本実施形態に係る図７のディスプレイ装置用光学フィルタにおいて、光の波長およびフィネスによる透過率の変化を示すグラフである。
【００８０】
位相差によって補強干渉が起こる場合もあるし、相殺干渉が起こる場合もある。薄膜層８２０の屈折率ｎと厚さｌが定まれば、波長に応じて透過率が図９に示すように異なって表れる。
【００８１】
フィネスＦは、下記の式（６）のように定義される。
【００８２】
Ｆ＝π／（２ａｒｃｓｉｎ（１／ｆ１／２）） ・・・（６）
【００８３】
前記した式（６）において、ｆはフィネス係数と言い、下記のように定義される。ここで、Ｒは反射率である。
【００８４】
ｆ＝４Ｒ／（１−Ｒ）２ ・・・（７）
【００８５】
図９のように、フィネスが高ければ（Ｆ＝１０）透過ピークは狭くて鋭く、最小透過率としてより小さい値を有する。フィネスと反射率との関係は、図１０のグラフのとおりである。したがって、反射率Ｒを調節することによって、透過ピークの幅Δλと最小透過率とを調節することができる。図９によれば、可視光線波長領域全体において最大透過率に対する最小透過率の比が０．７〜０．９の範囲内であるためには、フィネスが小さくなければならず、これは反射率が高くないべきであることを意味する。反射率は、前記した式（３）、式（４）、および式（５）から、薄膜層と厚膜層の屈折率ｎ、ｎｔと視野角θＯに応じて変わることが分かる。したがって、特定の視野角θＯに対して薄膜層と厚膜層との屈折率ｎ、ｎｔを調節すれば、反射率を決定することができる。また、特定の波長範囲に対して薄膜層の屈折率ｎと厚さｌが定まれば、位相差δが決定される。この場合に、屈折角θは、薄膜層と厚膜層の屈折率ｎ、ｎｔと視野角θＯとが定まれば自動的に定まる値である。したがって、前記した式（１）に示すように、反射率Ｒと位相差δが定まれば、透過率Ｔが決定するようになる。すなわち、薄膜層と厚膜層の屈折率ｎ、ｎｔおよび薄膜層の厚さｌを選択することによって、特定の視野角および特定の波長の光に対する透過率を調節できるようになるのである。例えば、薄膜層の厚さを７８０ｎｍ以下から選択し、薄膜層の屈折率を１〜２、厚膜層の屈折率を２〜４の範囲で決定し、大きい視野角範囲で特定の波長領域の光に対する透過率を増加できるようになる。また、これとは反対に、薄膜層の屈折率が２〜４、厚膜層の屈折率が１〜２のように、薄膜層の屈折率が厚膜層の屈折率よりも高い場合にも同じ効果を示すことができるようになる。
【００８６】
このように、多重ビーム干渉を用いて視野角が大きくなることによって、青色波長領域（３８０〜５００ｎｍ）において光の強度が相対的に多く減少するという特性を補償することができる。すなわち、視野角が約６０度のように大きい範囲であるときに、青色波長領域では補強干渉が起きて透過率が増加するようにし、緑色および赤色波長領域では相殺干渉が起きて透過率が減少するようにすることで、視野角が大きいときにもすべての波長領域において光の強度減少率が同一ないし類似するようにし、青色領域における不均衡を補償する。このように、本発明に係るディスプレイ装置用色補償フィルムを用いれば、視野角の変化による色変化を最小化することができる。
【００８７】
図１４は、本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。ディスプレイ装置用色補償フィルムおよび光学フィルタに関して、上述した内容と重複する説明は省略する。
【００８８】
図１４を参照すれば、ディスプレイ装置用フィルタ１４００は、透明基板１４２０の一面に反射防止フィルム１４６０が形成され、透明基板１４２０の他面に色補償フィルム１４４０が形成される。色補償フィルム１４４０は、第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の間に薄膜層１４４２を形成することによって製造される。第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の屈折率は、薄膜層１４４２の屈折率よりも低い。すなわち、低屈折率の厚膜層の間に高屈折率の薄膜層が形成されることで色補償フィルムが形成されるのである。第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の屈折率は１〜２であり、薄膜層１４４２の屈折率は２〜４である。厚膜層１４４４、１４４６のうちの少なくとも１つは、ガラスを含むことができる。強化ガラスの場合は、屈折率が約１．５であるため、透明基板１４２０として強化ガラスを用いる場合には、透明基板１４２０と接触して形成された第２厚膜層１４４６を光学フィルタ７００の構成から除くこともできる。
【００８９】
図１５は、本発明のさらに他の実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【００９０】
図１５を参照すれば、ディスプレイ装置用光学フィルタ１５００は、透明基板１５２０の一面に反射防止フィルム１５６０が形成され、透明基板１５２０の他面に高屈折率を有する薄膜層１５４２と低屈折率を有する厚膜層１５４４とが形成される。上述したように、透明基板１５２０が厚膜層の役割を行うことができる。この場合には、製造工程上、費用を節減できるという長所を有する。
【００９１】
図２１は、本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【００９２】
図２１を参照すれば、光学フィルタ２１００は、透明基板２１２０と、外光遮蔽フィルム２１４０と、色補償フィルム２１６０と、反射防止フィルム２１８０とを含む。ディスプレイ装置の具体的な種類に応じて、光学フィルタ内に電磁波遮蔽フィルム、ネオン光遮蔽フィルム、光拡散フィルムなどの他の機能性フィルムを含むことができる。
【００９３】
透明基板２１２０の一面には反射防止フィルム２１８０が形成され、透明基板２１２０の他面には外光遮蔽フィルム２１４０および色補償フィルム２１６０が形成される。本発明がこのような積層順に限定されるものではないが、光学フィルタ２１００がディスプレイ装置に装着されたときに視聴者側となる面に反射防止フィルム２１８０が形成されることが効率的である。反射防止フィルム２１８０は、視聴者方向から入射する外部環境光ＩＩが再び外部に反射することを防ぎ、ディスプレイのコントラスト比を向上させる。反射防止フィルム２１８０は、反射率が２％以下であることが好ましい。透明基板２１２０としてガラス基板を用いる場合には、ガラス表面の反射率が４％であるため、反射防止フィルム２１８０の反射率が２％よりも大きい場合は、反射防止フィルムを用いない場合と大きな差がないためである。
【００９４】
透明基板２１２０の材料としては、ガラス、石英などの無機化合物成形物と透明な有機高分子成形物を挙げることができる。有機高分子成形物でなされた透明基板２１２０としては、アクリルやポリカーボネートを用いることができるが、本発明がこのような例に限定されるものではない。透明基板２１２０は、高透明性と耐熱性を有することが好ましく、高分子成形物および高分子成形物の積層体を用いることもできる。透明基板２１２０の透明性については、可視光線透過率が８０％以上であることが有利であり、耐熱性については、ガラス転移温度が５０℃以上であることが好ましい。透明基板２１２０として強化ガラスを用いることが、外部衝撃に対する防止および透明性の面において好ましい。
【００９５】
外光遮蔽フィルム２１４０は、透明樹脂材質の基材２１４２と、基材２１４２の一面に形成された外光遮蔽パターン２１４４とを含む。本実施形態において、外光遮蔽パターン２１４４の断面形状は楔形であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、楔形の他に長方形、台形、半輪形、Ｕ字形などの形状を有することもできる。
【００９６】
外光遮蔽パターン２１４４は、基材２１４２の一面に形成された陰刻パターンに光吸収物質が充填されることで形成される。光吸収物質としては、カーボンブラックなどの黒色物質を用いることができる。
【００９７】
外光遮蔽フィルム２１４０は、外光を吸収してパネルアセンブリに外部環境光ＩＩが流入することを防ぎ、パネルアセンブリから放出されるパネル入射光Ｉを視聴者側に透過および全反射する役割を行う。したがって、可視光線に対する高い通過率と高いコントラスト比を得ることができる。これだけでなく、本発明に係る外光遮蔽フィルム２１４０は、光吸収物質とシルバーペーストのような導電性物質が同時に充填されることによって、光学フィルタ２１００の電磁波遮蔽機能を補完することもできる。
【００９８】
基材２１４２の一面に平行した外光遮蔽パターン２１４４の底面は、パネル入射光Ｉが入射するパネル方向に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、外光遮蔽パターン２１４４の底面は、外部環境光ＩＩが入射する視聴者方向を向く場合もあるし、基材２１４２の両面すべてに形成される場合もある。
【００９９】
外光遮蔽パターン２１４４の屈折率は、基材２１４２の屈折率との差が０．５以下であることを特徴とすることができる。基材２１４２の屈折率よりも低い場合には、外光遮蔽パターン２１４４の屈折率は、基材２１４２の屈折率よりも０．０１〜０．５の範囲で低い場合がある。屈折率の差がこの範囲内であるときには、パネルから入射する映像は全反射され、ディスプレイ画面に出射する効率が高くなり、外部環境光ＩＩの吸収効率が高まるようになる。特に、外光遮蔽パターン２１４４の屈折率は、基材２１４２の屈折率よりも０．０１〜０．５のように小さい値を有することで、外光遮蔽フィルム２１４０は、外部環境光ＩＩの反射よりは吸収による遮蔽を主な機能として発揮する。
【０１００】
色補償フィルム２１６０は、複屈折薄膜層２１６２と、第１厚膜層２１６４と、第２厚膜層２１６６とを含む。複屈折薄膜層２１６２は、第１厚膜層２１６４および第２厚膜層２１６６の間に形成され、複屈折薄膜層２１６２の厚さは可視光線の波長領域よりも小さいか同じであることを特徴とする。したがって、複屈折薄膜層２１６２の厚さは７８０ｎｍ以下である。複屈折薄膜層２１６２の厚さが７８０ｎｍよりも大きければ、可視光領域において補強および相殺干渉が起こらないためである。
【０１０１】
一方、第１厚膜層２１６４および第２厚膜層２１６６は、複屈折薄膜層２１６２よりも厚さが大きいことを特徴とし、厚膜層２１６４、２１６６の厚さは７８０ｎｍよりも大きく、数ｍｍに至る場合ができる。図１に示すように、第１厚膜層２１６４と第２厚膜層２１６６の厚さが同じであり、色補償フィルム２１６０が対称的な構造を有することができるが、本発明がこれに限定されるものではない。また、粘着層が第１厚膜層２１６４または第２厚膜層２１６６に含まれることもできる。粘着層は、一般的に屈折率が約１．５の値を有し、厚さも数マイクロメートル単位である。したがって、厚膜層を別途の層で形成せずに、ディスプレイパネルとフィルタとの間を直接付着するために、またはフィルタを構成するフィルムを互いに付着するために粘着層を形成することによって、粘着層が厚膜層の機能を代わりに行うようにもできる。このような場合には、製造費用を節減できるだけでなく、フィルタの厚さを減少することもでき、パネル入射光Ｉの透過率を高めることもできる。
【０１０２】
複屈折薄膜層２１６２は、複屈折薄膜層の一面に対する法線方向である水平方向（図２１でｘ方向）、および薄膜層の一面に平行な方向（図２１でｚ方向）の第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）、および複屈折薄膜層の一面に平行な垂直方向（図２１でｙ方向）の第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）を有する。第１厚膜層２１６４は第３屈折率Ｎ３、第２厚膜層２１６６は第４屈折率Ｎ４を有する物質である。第２屈折率は、第３屈折率および第４屈折率との差が１以下でありながらもより低い値を有し、第１屈折率は、第３屈折率および第４屈折率よりも低い。すなわち、薄膜層が低屈折率を有して厚膜層が高屈折率を有することで、光の波長による選択的な補強および相殺干渉によって色補償効果を得るようになる。
【０１０３】
また、他の実施形態として、第２屈折率は、第３屈折率および第４屈折率との差が１以下でありながらもより大きい値を有し、第１屈折率は、第３屈折率および第４屈折率よりも大きくなる場合がある。すなわち、薄膜層が高屈折率を有し、厚膜層が低屈折率を有する場合にも、光の波長による選択的な補強および相殺干渉によって色補償効果を得ることができる。しかしながら、いずれの場合においても、複屈折薄膜層２１６２のｙ方向の屈折率である第２屈折率（Ｎｙ＝Ｎ２）は、厚膜層の屈折率である第３屈折率および第４屈折率との差が１以下のように小さくなければならない。その理由は下記のとおりである。
【０１０４】
視野角変化による色変化を最小化するために、厚膜層と薄膜層の屈折率を異なるようにすれば、屈折率の差による外光反射によって明室コントラスト比が減少するようになる。反射防止フィルム２１８０は、空気層と透明基板２１２０との間の反射を低めるだけで、薄膜層および厚膜層の界面で起こる反射を低めることはできない。したがって、このような厚膜層と薄膜層の屈折率の差による外光反射を減らすために、薄膜層として方向に応じて屈折率が異なる複屈折物質を用いる。外部環境光ＩＩ、すなわち外光は、一般的にパネルと視聴者との上部に存在し、斜めに上から入射するようになるため、薄膜層が積層される方向に対して垂直である方向（ｙ方向）の屈折率を厚膜層の屈折率との差が１以下として小さく出るように複屈折物質で薄膜層を構成する。このような複屈折薄膜層２１６２の導入は、外光反射を減らすのに効果的である。薄膜層が複屈折物質ではない場合には、青色および赤色領域の波長において反射率が２０％に至るようになるが、本発明においては、薄膜層が積層される方向に対して垂直である方向（ｙ方向）の屈折率と厚膜層の屈折率との差を減らすことによって、外光反射率を減少させることができるようになる。
【０１０５】
しかしながら、ｙ方向の屈折率と厚膜層の屈折率との差を減らすようになれば、上下視野角変化による色変化を補償する機能を低下させる恐れがある。このような問題点は、視聴者方向の厚膜層である第２厚膜層２１６６の一面に外光遮蔽フィルム２１４０を付着することによって解決することができる。上述したように、外光遮蔽フィルム２１４０は、外光を遮断して外光反射をより減らすことができ、基材２１４２と外光遮蔽パターン２１４４との間の屈折率の差によって一定の角度以上で発生する全反射効果で、パネルから様々な角度で発光した光が混合し、視野角の変化による色変化をより一層減らすことができる。
【０１０６】
複屈折薄膜層２１６２の第２屈折率の大きさは、第３屈折率および第４屈折率よりも１以下の範囲で大きい場合もあるし、これとは反対に、１以下の範囲で小さい場合もある。また、本発明は、複屈折薄膜層２１６２の第２屈折率の大きさが第１厚膜層２１６４の第３屈折率および第２厚膜層２１６６の第４屈折率の大きさと同じ場合を含む。
【０１０７】
一方、複屈折薄膜層２１６２のｘ軸方向およびｚ軸方向の屈折率である第１屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ＝Ｎ１）は、厚膜層の屈折率である第３屈折率Ｎ３および第４屈折率Ｎ４よりも高い場合もあるし低い場合もある。第１屈折率Ｎ１の大きさは、第３屈折率および第４屈折率よりも１より大きい範囲で大きい場合もあるし小さい場合もある。
【０１０８】
第１屈折率は２〜４であり、第３屈折率および第４屈折率は１〜２の範囲である場合がある。これとは反対に、第１屈折率は１〜２であり、第３屈折率および第４屈折率は２〜４の範囲である場合もある。ただし、本発明がこれに限定されるものではなく、透過率および反射率を調節するために屈折率を多様に変形することができる。
【０１０９】
図２２は、本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【０１１０】
図２２を参照すれば、光学フィルタ２２００は、透明基板２２２０と、外光遮蔽フィルム２２４０と、色補償フィルム２２６０と、反射防止フィルム２２８０とを含む。透明基板２２２０の一面に外光遮蔽フィルム２２６０が配置され、透明基板２２２０の他面に色補償フィルム２２６０が配置される。本実施形態において、色補償フィルム２２６０は、複屈折薄膜層２２６２および第１厚膜層２２６４でなされているが、これは透明基板２２２０が厚膜層としての機能を行うことができるためである。透明基板２２２０として強化ガラスを用いる場合に、強化ガラスの屈折率は約１．５であるため、透明基板２２２０が低屈折率を有する厚膜層としての役割を行うようになる。このような場合には、製造費用を節減できる上に、フィルタの厚さを減少できるという長所がある。また、上述した他の実施形態で説明したように、透明基板２２２０や第１厚膜層２２６４として粘着層を用いることもでき、透明基板が柔軟なプラスチック基板であって第１厚膜層が粘着層である場合は、ディスプレイパネルに直接付着することが可能である。このような場合には、製造費用を節減できる上に、ディスプレイセットの厚さを減少できるという長所がある。さらに、本実施形態でも、複屈折薄膜層２２６２の一面に平行な方向（図２２でｙ方向）への第２屈折率は、第１厚膜層の第３屈折率との差が１以下でなければならない。透明基板２２２０、外光遮蔽フィルム２２４０、および反射防止フィルム２２８０に関する具体的な内容は、上述した実施形態と同じであるため、重複する説明は省略する。
【０１１１】
図２３は、本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【０１１２】
図２３を参照すれば、光学フィルタ２３００は、外光遮蔽フィルム２３４０と、色補償フィルム２３６０と、反射防止フィルム２３８０とを含む。外光遮蔽フィルム２３４０の一面に色補償フィルム２３６０が配置され、外光遮蔽フィルム２３４０の他面に反射防止フィルム２３８０が配置される。本実施形態において、色補償フィルム２３６０は、複屈折薄膜層２３６２および第１厚膜層２３６４でなされているが、これは外光遮蔽フィルム２３４０が厚膜層としての機能を行うことができるためである。また、上述した実施形態で説明したように、第１厚膜層２２６４として粘着層を用いることもでき、外光遮蔽フィルム２３４０は透明基板としての役割も実行できるようになり、ディスプレイパネルに直接付着することが可能である。このような場合には、製造費用を節減できる上に、ディスプレイセットの厚さを減少できるという長所がある。本実施形態でも、複屈折薄膜層２３６２の一面に平行方向（図２３でｙ方向）への第２屈折率は、第１厚膜層の第３屈折率との差が１以下でなければならない。外光遮蔽フィルム２３４０、色補償フィルム２３６０、および反射防止フィルム２３８０に関する具体的な内容は、上述した実施形態と同じであるため、重複する説明は省略する。
【０１１３】
図２４は、本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【０１１４】
図２４を参照すれば、光学フィルタ２４００は、複屈折薄膜層２４６０と、厚膜層２４２０と、反射防止フィルム２４８０とを含む。複屈折薄膜層２４６０の一面に厚膜層２４２０が配置され、複屈折薄膜層２４６０の他面に反射防止フィルム２４８０が配置される。反射防止フィルム２４８０は、厚膜層としての機能を行うようになる。本実施形態でも、複屈折薄膜層２４６０の一面に平行な方向（図２４でｙ方向）への第２屈折率は、第１厚膜層の第３屈折率との差が１以下でなければならない。厚膜層２４２０は粘着層でなされることもでき、ディスプレイパネルに直接付着することが可能である。このような場合には、製造費用を節減できる上に、ディスプレイセットの厚さを減少できるという長所がある。複屈折薄膜層２４６０、厚膜層２４２０、および反射防止フィルム２４８０に関する具体的な内容は、上述した実施形態と同じであるため、重複する説明は省略する。
【０１１５】
また、図示してはいないが、本発明のさらに他の実施形態では、複屈折薄膜層の一面には第１厚膜層が、他面には第２厚膜層または透明基板が配置される場合がある。複屈折薄膜層が低屈折率層であり、第１厚膜層および第２厚膜層が高屈折率層の場合、およびこれとは反対に、複屈折薄膜層が高屈折率層であり、第１厚膜層および第２厚膜層が低屈折率層の場合を含む。この場合にも、複屈折薄膜層は、ｙ軸方向への屈折率Ｎｙがｘ軸およびｚ軸方向への屈折率（Ｎｘ＝Ｎｚ）と互いに異なる値を有し、ＮｙとＮｚとの大きさの差が１以下でなければならない。このような色補償フィルムを含むディスプレイ装置用光学フィルタは、視野角による色変化が小さいだけでなく、外光の反射を減らすという効果がある。
【０１１６】
整理すれば、本実施形態に係る光学フィルタは、２つの厚膜層の間に複屈折薄膜層を含み、厚膜層と複屈折薄膜層の屈折率の大きさと薄膜層の厚さで波長領域による透過率を調節し、色補正機能および反射防止機能を実行することができる。また、２つの厚膜層のうちの視聴者方向の厚膜層の一面に外光遮蔽フィルムを形成することで、上下視野角による色変化を減少させ、外光の反射率をより低め、ディスプレイの明室コントラスト比および画質を高めることができる。このような本実施形態に係る光学フィルタは、ディスプレイ装置において、パネルから入射するカラー映像に対する色補正のために、視聴者に向かう側、すなわちパネルの前面に配置されることが好ましい。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、フィルタがパネルの前面から所定の間隔を置いて配置されることもできるし、パネルに直接付着することもできる。さらに、フィルタは、ＬＣＤのバックライトユニット（ＢＬＵ）およびパネルの間に配置されることもできる。
【０１１７】
以下、本発明に係るディスプレイ装置用光学フィルタを用いることができるディスプレイ装置について説明する。
【０１１８】
図２０は、本発明のディスプレイ装置用光学フィルタを用いることができるディスプレイ装置のうち、ＬＣＤの構造を概念的に示す断面図である。図２０を参照すれば、ＬＣＤ装置２０００は、バックライトアセンブリ２０２０と、第１光学フィルタ２０４０と、パネルアセンブリ２０６０と、第２光学フィルタ２０８０とを含む。バックライトアセンブリ２０２０は、エッジタイプやフラットタイプなどがあり、エッジタイプの場合には導光板が含まれる。第１光学フィルタ２０４０には、バックライトから出光した光を集束する集光シートと、光を拡散させる拡散シートなどの様々な機能層が含まれる。パネルアセンブリ２０６０は、上部基板２０６４、下部基板２０６６、および液晶層２０６２を含み、液晶層２０６２は、上部基板２０６４と下部基板２０６６との間に配置されてカラー映像を表示する。
【０１１９】
第２光学フィルタ２０８０は、本発明に係るディスプレイ装置用光学フィルタであって、図７、図１４、または図１５に示すように、２つの厚膜層の間に薄膜層が形成され、厚膜層と薄膜層との屈折率の差および薄膜層の厚さによって波長領域による透過率を調節することができる光学フィルタである。このように、本発明に係るディスプレイ装置用光学フィルタは、ディスプレイ装置においてパネルから入射するカラー映像に対する色補正のために、視聴者に向かう側、すなわちパネルの前面に配置されることが好ましい。しかしながら、上述したように、本発明はこれに限定されるものではなく、フィルタがパネルの前面から所定の間隔を置いて配置されることもできるし、パネルに直接付着することもできる。さらに、フィルタは、ＬＣＤのバックライトユニットおよびパネルの間に配置されることもできる。
【０１２０】
より具体的に説明すれば、第２光学フィルタ２０８０は、パネルアセンブリ２０６０の上部に位置する下部厚膜層、下部厚膜層上に形成された薄膜層、および薄膜層上に形成された上部厚膜層でなされた構造を有したり、上部厚膜層および薄膜層だけでなされた構造を有したりするが、後者の場合には、パネルアセンブリ２０６０の上部基板２０６４が下部厚膜層の役割を代わりに行うようになる。
【０１２１】
また、本発明の他の実施形態に係る第２光学フィルタ２０８０は、上部厚膜層なく、空気層がその役割を代わりに行うこともできる。すなわち、第２光学フィルタ２０８０は、上部基板２０６４上に形成されて低屈折率を有する下部厚膜層、および下部厚膜層上に形成されて下部厚膜層よりも屈折率が大きい薄膜層だけでなされることができる。したがって、薄膜層は空気に露出し、薄膜層上の空気層が低屈折率を有する上部厚膜層の役割を行うことができる。
【０１２２】
また、本発明のさらに他の実施形態によれば、液晶層２０６２上に下部厚膜層および薄膜層が順に積層され、薄膜層上に上部基板２０６４が形成されることによって、上部基板２０６４が上部厚膜層としての役割を行うことができる。
【０１２３】
このように、第２光学フィルタ２０８０の具体的な構成は、多様な実施形態で表すことができるが、高屈折率を有する２つの層の間に低屈折率を有する層を挿入したり、これとは反対に、低屈折率を有する２つの層の間に高屈折率を有する層を挿入したりすることで、表れる効果はすべて同一または類似する。
【０１２４】
以下、ＬＣＤパネルの前面に本発明に係るディスプレイ装置用色補償フィルムを含むディスプレイ装置用光学フィルタを付着して透過率および色変化量を測定した結果について説明する。
【０１２５】
＜測定結果１＞
図７に示すように、第１厚膜層７４４および第２厚膜層７４６の間に薄膜層７４２を形成して色補償フィルム７４０を設計した。第１厚膜層７４４および第２厚膜層７４６の屈折率は２．５、厚さは１ｍｍであり、薄膜層７４２の屈折率は１．５、厚さは１９０ｎｍである。
【０１２６】
図１１は、色補償フィルム７４０の視野角変化による透過率を示すグラフである。視野角増加により、青色波長の一部領域（３８０ｎｍ〜４６０ｎｍ）では透過率が増加し、緑色および赤色波長の一部領域（５４０ｎｍ〜７８０ｎｍ）では透過率が減少することが分かる。したがって、上述したように、視野角増加によって青色波長領域で起こる急激なスペクトラム減少率を緩和させ、緑色および赤色波長領域ではスペクトラム減少率を増加させることで、全体可視光線波長領域において視野角増加によるスペクトラムの減少率が同一ないし類似するように調節することができる。
【０１２７】
また、色補償フィルム７４０は、３８０〜７８０ｎｍの全体可視光線領域の波長範囲内において、最大透過率に対する最小透過率の比が０．７〜０．９である。すなわち、図１１に示すように、全体波長領域において最大透過率が１であるときに、最小透過率は約０．８を示す。
【０１２８】
図１２は、色補償フィルム７４０の視野角増加による正規化したスペクトラムの変化を示している。青色領域だけでなく、全体波長領域において視野角増加によるスペクトラムの減少率が殆ど同じであることが分かる。これは、視野角増加による色変化が殆ど消えたことを示している。
【０１２９】
図１３は、視野角増加による色座標（CIE 1976 L u’ v’）の変化（Δu’ v’）に対するグラフである。このグラフにおいて、横軸は水平角度、すなわち視野角を示す。図１３から、色補償フィルムがある場合の色変化量が色補償フィルムがない場合に比べて大きく減少することが分かる。
【０１３０】
＜測定結果２＞
図１４に示すように、第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の間に薄膜層１４４２を形成して色補償フィルム１４４０を製造した。第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の屈折率は１．５、厚さは２ｍｍであり、薄膜層１４４２の屈折率は２．５、厚さは２０９ｎｍである。
【０１３１】
図１６は、色補償フィルム１４４０の視野角変化による透過率を示すグラフである。視野角増加により、青色波長の一部領域（４２０ｎｍ〜４６０ｎｍ）では透過率が増加し、緑色および赤色波長の一部領域（５２０ｎｍ〜６６０ｎｍ）では透過率が減少することが分かる。したがって、上述したように、視野角増加によって青色波長領域で起こる急激なスペクトラム減少率を緩和させ、緑色および赤色波長領域ではスペクトラム減少率を増加させることで、全体可視光線波長領域において視野角増加によるスペクトラムの減少率が同一ないし類似するように調節することができる。
【０１３２】
同様に、色補償フィルム１４４０は、３８０〜７８０ｎｍの全体可視光線領域の波長範囲内において、最大透過率に対する最小透過率の比が０．７〜０．９である。すなわち、図１６に示すように、全体波長領域において最大透過率が１であるとき、最小透過率は０．７〜０．９の値を有する。
【０１３３】
図１７は、色補償フィルム７４０の視野角増加による正規化したスペクトラムの変化を示している。青色領域だけではなく、全体波長領域で視野角増加によるスペクトラムの減少率が殆ど同じであることが分かる。これは、視野角増加による色変化が殆ど消えたことを示している。
【０１３４】
図１８は、視野角増加による色座標（CIE 1976 L u’ v’）の変化（Δu’ v’）に対するグラフである。このグラフにおいて、横軸は水平角度、すなわち視野角を示す。図１８から、色補償フィルムがある場合の色変化量が色補償フィルムがない場合に比べて大きく減少することが分かる。
【０１３５】
＜測定結果３＞
前記した測定結果は、視野角増加によるスペクトラム減少量の程度が青色波長領域において相対的に大きい場合に、これを改善することができる色補償フィルムに対する結果を示している。しかしながら、これとは反対に、視野角増加によって赤色波長領域においてスペクトラム減少量の程度が相対的に大きく表れるＬＣＤが存在する場合もある。このような場合にも、本発明によって適合な色補償フィルムの製造が可能である。
【０１３６】
図１４に示すように、第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の間に薄膜層１４４２を形成して色補償フィルム１４４０を製造した。第１厚膜層１４４４および第２厚膜層１４４６の屈折率は１．５、厚さは２ｍｍであり、薄膜層１４４２の屈折率は２．５、厚さは１７０ｎｍである。
【０１３７】
図１９は、色補償フィルム１４４０の視野角変化による透過率を示すグラフである。視野角増加により、赤色波長の一部領域（６００ｎｍ〜７００ｎｍ）では透過率が増加し、青色波長の一部領域（４２０ｎｍ〜４８０ｎｍ）では透過率が減少することが分かる。したがって、上述したように、視野角増加によって赤色波長領域で起こる急激なスペクトラム減少率を緩和させ、青色および緑色波長領域ではスペクトラム減少率を増加させることで、全体可視光線波長領域において視野角増加によるスペクトラムの減少率が同一ないし類似するように調節することができる。
【０１３８】
同様に、色補償フィルム１４４０は、３８０〜７８０ｎｍの全体可視光線領域の波長範囲内において、最大透過率に対する最小透過率の比が０．７〜０．９である。すなわち、図１６に示すように、全体波長領域において最大透過率が１であるとき、最小透過率は０．７〜０．９の値を有する。
【０１３９】
さらに、厚膜層の屈折率が薄膜層の屈折率よりも大きい場合にも、それぞれの屈折率と薄膜層の厚さなどを調節して同じ効果を得ることができる。
【０１４０】
＜測定結果４＞
図２５は、パネルに外光遮蔽層が追加された場合に、上下視野角増加による色座標（CIE 1976 L u’ v’）の変化（color shift: Δu’ v’）に対するグラフである。このグラフにおいて、横軸は垂直角度（vertical angle）、すなわち上下方向への視野角であって、ディスプレイ画面の中央から上側または下方に反れた角度を意味する。図２５の（Ａ）は、外光遮蔽フィルムが含まれない光学フィルタに対する結果であり、（Ｂ）は、外光遮蔽フィルムが含まれた光学フィルタに対する測定結果である。
【０１４１】
図２５の結果から、外光遮蔽フィルムを含むか否かによって、水平方向への色座標変化は殆どないが、垂直方向への色座標変化は極めて大きく表れることが分かる。したがって、複屈折薄膜層を含む色補償フィルムを用いることによる上下視野角による色変化を外光遮蔽フィルムで補償することができることを確認することができる。
【０１４２】
一方、複屈折薄膜層ではない単屈折薄膜層を用いた色補償フィルムを含むフィルタにも、外光遮蔽フィルムをさらに含む場合には、外光遮蔽効果による明室コントラスト比の上昇効果だけではなく、外光反射を減らすという効果もある。
【０１４３】
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および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正およ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。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】ＬＣＤの基本構造と駆動原理を概念的に示す概念図である。
【図２】視野角による液晶の配向状態と光透過率を示す概念図である。
【図３】視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化を改善するための従来技術の一例を示す概念図である。
【図４】視野角変化によるコントラスト比の変化および色変化を改善するための従来技術の他の一例を示す概念図である。
【図５】従来技術に係るＬＣＤの視野角増加による発光スペクトラム変化を測定した結果を示すグラフである。
【図６】図５の結果を正規化して示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムにおける光の反射および透過を示す概念図である。
【図９】図７のディスプレイ装置用光学フィルタにおいて、光の波長およびフィネスによる透過率の変化を示すグラフである。
【図１０】図７のディスプレイ装置用光学フィルタにおいて、フィネスと反射率との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの視野角変化による透過率を示すグラフである。
【図１２】図１１の結果を適用したＬＣＤスペクトラム結果を正規化して示すグラフである。
【図１３】本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの視野角増加による色座標変化を示すグラフである。
【図１４】本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図１５】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図１６】本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの視野角変化による透過率を示すグラフである。
【図１７】図１６の結果を適用したＬＣＤスペクトラム結果を正規化して示すグラフである。
【図１８】本発明の他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの視野角増加による色座標変化を示すグラフである。
【図１９】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの視野角変化による透過率を示すグラフである。
【図２０】本発明の一実施形態に係るＬＣＤの構造を概念的に示す断面図である。
【図２１】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図２２】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図２３】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図２４】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用光学フィルタを示す断面図である。
【図２５】本発明のさらに他の一実施形態に係るディスプレイ装置用色補償フィルムの上下視野角増加による色座標変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１４５】
７００：光学フィルタ
７２０：透明基板
７４０：色補償フィルム
７４２：薄膜層
７４４：第１厚膜層
７４６：第２厚膜層
７６０：反射防止フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率を有する薄膜層と、
前記薄膜層の一面に形成され、前記薄膜層よりも厚く、第２屈折率を有する第１厚膜層と、
前記薄膜層の他面に形成され、前記薄膜層よりも厚く、第３屈折率を有する第２厚膜層と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項２】
前記第１屈折率は、前記第２屈折率および前記第３屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項３】
前記第１屈折率は１〜２であり、前記第２屈折率および前記第３屈折率は２〜４であることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項４】
前記第１屈折率は、前記第２屈折率および前記第３屈折率よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項５】
前記第１屈折率は２〜４であり、前記第２屈折率および前記第３屈折率は１〜２であることを特徴とする請求項４に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項６】
前記第２屈折率と前記第３屈折率との差が１以下であり、前記第２屈折率と前記第３屈折率が同じ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装置用色補償フィルム。
【請求項７】
前記第１厚膜層と前記第２厚膜層は、厚さが７８０ｎｍ〜５ｍｍ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装置用色補償フィルム。
【請求項８】
波長λが３８０〜５００ｎｍである青色領域の光に対して、下記の式（１）および式（２）による透過率Ｔの平均値が最大となるように前記薄膜層の厚さｌ、前記薄膜層の屈折率ｎ、および前記第１厚膜層と前記薄膜層の界面における反射率Ｒを調節したことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
Ｔ＝（１−Ｒ）２／（１＋Ｒ２−２Ｒｃｏｓδ） ・・・（１）
δ＝（２π／λ）２ｎｌｃｏｓθ ・・・（２）
（式（２）において、ディスプレイ装置用色補償フィルムに入射する光の入射角θは０°〜８０°である）
【請求項９】
波長が３８０〜５００ｎｍである青色領域の光に対する透過率が、前記光の入射角が０度から８０度に増加することによって増加することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１０】
波長が５００〜７８０ｎｍである緑色領域および赤色領域の光に対する透過率が、前記光の入射角が０度から８０度に増加することによって減少することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１１】
３８０〜７８０ｎｍの波長範囲内において、最大透過率に対する最小透過率の比が０．５〜０．９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装置用色補償フィルム。
【請求項１２】
前記第１厚膜層および前記第２厚膜層のうちの少なくとも１つの厚膜層は、ガラスを含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１３】
前記第１厚膜層または前記第２厚膜層上に形成され、透明樹脂材質の基材と、
前記基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１４】
前記薄膜層上に形成された透明樹脂材質の基材と、
前記基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムと、
をさらに含み、
前記第１厚膜層または前記第２厚膜層は粘着層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装置用色補償フィルム。
【請求項１５】
厚さが７８０ｎｍ以下であり、ｘ軸とｚ軸方向の第１屈折率とｙ軸方向の第２屈折率を有する複屈折薄膜層と、
前記複屈折薄膜層の一面に形成され、前記複屈折薄膜層よりも厚く、第３屈折率を有する第１厚膜層と、
前記複屈折薄膜層の他面に形成され、前記複屈折薄膜層よりも厚く、第４屈折率を有する第２厚膜層と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１６】
前記第２屈折率は、前記第３屈折率および前記第４屈折率との差が１以下であり、前記第１屈折率は、前記第３屈折率および前記第４屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１７】
前記第１屈折率は１〜２であり、前記第３屈折率および前記第４屈折率は２〜４であることを特徴とする請求項１６に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１８】
前記第２屈折率は、前記第３屈折率および前記第４屈折率との差が１以下であり、前記第１屈折率は、前記第３屈折率および前記第４屈折率よりも高いことを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１９】
前記第１屈折率は２〜４であり、前記第３屈折率および前記第４屈折率は１〜２であることを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項２０】
前記第１厚膜層または第２厚膜層上に形成された透明樹脂材質の基材と、
前記基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項２１】
前記複屈折薄膜層上に形成された透明樹脂材質の基材と、
前記基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムと、
をさらに含み、
前記第１厚膜層または前記第２厚膜層は粘着層であることを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項２２】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成された反射防止フィルムと、
前記透明基板の他面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率を有する薄膜層と、
前記薄膜層上に形成され、前記薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率でなされた第１厚膜層と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２３】
前記ディスプレイ装置用フィルタは、
前記薄膜層および前記透明基板の間に形成され、前記薄膜層よりも大きい厚く第３屈折率を有する第２厚膜層、
さらに含むことを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２４】
前記透明基板は、強化ガラスを含むことを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２５】
前記反射防止フィルムは、反射率が２％以下であることを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２６】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成され、光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを含む外光遮蔽フィルムと、
前記外光遮蔽フィルム上に形成され、外部光の反射を防ぐための反射防止フィルムと、
前記透明基板の他面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であってｘ軸とｚ軸方向の第１屈折率とｙ軸方向の第２屈折率を有する複屈折薄膜層と、
前記複屈折薄膜層上に形成され、前記複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して前記第１屈折率よりも小さい大きさの第３屈折率でなされた第１厚膜層と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２７】
前記ディスプレイ装置用光学フィルタは、
前記複屈折薄膜層および前記透明基板の間に形成され、前記複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率を有する第２厚膜層、
をさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２８】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率を有する薄膜層と、
前記薄膜層上に形成され、前記薄膜層より厚く、第２屈折率でなされた第１厚膜層と、
前記透明基板の一面に形成された反射防止フィルムと、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２９】
前記ディスプレイ装置用フィルタは、
前記薄膜層および前記透明基板の間に形成され、前記薄膜層よりも厚く、第３屈折率を有する第２厚膜層、
をさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項３０】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成され、光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを含む外光遮蔽フィルムと、
前記外光遮蔽フィルム上に形成され、外部光の反射を防ぐための反射防止フィルムと、
前記透明基板の他面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であってｘ軸とｚ軸方向の第１屈折率とｙ軸方向の第２屈折率を有する複屈折薄膜層と、
前記複屈折薄膜層上に形成され、前記複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して前記第１屈折率よりも小さい大きさの第３屈折率を有する第１厚膜層と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項３１】
前記複屈折薄膜層および前記透明基板の間に形成され、前記複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率を有する第２厚膜層、
をさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項１】
厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率を有する薄膜層と、
前記薄膜層の一面に形成され、前記薄膜層よりも厚く、第２屈折率を有する第１厚膜層と、
前記薄膜層の他面に形成され、前記薄膜層よりも厚く、第３屈折率を有する第２厚膜層と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項２】
前記第１屈折率は、前記第２屈折率および前記第３屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項３】
前記第１屈折率は１〜２であり、前記第２屈折率および前記第３屈折率は２〜４であることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項４】
前記第１屈折率は、前記第２屈折率および前記第３屈折率よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項５】
前記第１屈折率は２〜４であり、前記第２屈折率および前記第３屈折率は１〜２であることを特徴とする請求項４に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項６】
前記第２屈折率と前記第３屈折率との差が１以下であり、前記第２屈折率と前記第３屈折率が同じ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装置用色補償フィルム。
【請求項７】
前記第１厚膜層と前記第２厚膜層は、厚さが７８０ｎｍ〜５ｍｍ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装置用色補償フィルム。
【請求項８】
波長λが３８０〜５００ｎｍである青色領域の光に対して、下記の式（１）および式（２）による透過率Ｔの平均値が最大となるように前記薄膜層の厚さｌ、前記薄膜層の屈折率ｎ、および前記第１厚膜層と前記薄膜層の界面における反射率Ｒを調節したことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
Ｔ＝（１−Ｒ）２／（１＋Ｒ２−２Ｒｃｏｓδ） ・・・（１）
δ＝（２π／λ）２ｎｌｃｏｓθ ・・・（２）
（式（２）において、ディスプレイ装置用色補償フィルムに入射する光の入射角θは０°〜８０°である）
【請求項９】
波長が３８０〜５００ｎｍである青色領域の光に対する透過率が、前記光の入射角が０度から８０度に増加することによって増加することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１０】
波長が５００〜７８０ｎｍである緑色領域および赤色領域の光に対する透過率が、前記光の入射角が０度から８０度に増加することによって減少することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１１】
３８０〜７８０ｎｍの波長範囲内において、最大透過率に対する最小透過率の比が０．５〜０．９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装置用色補償フィルム。
【請求項１２】
前記第１厚膜層および前記第２厚膜層のうちの少なくとも１つの厚膜層は、ガラスを含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１３】
前記第１厚膜層または前記第２厚膜層上に形成され、透明樹脂材質の基材と、
前記基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１４】
前記薄膜層上に形成された透明樹脂材質の基材と、
前記基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムと、
をさらに含み、
前記第１厚膜層または前記第２厚膜層は粘着層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装置用色補償フィルム。
【請求項１５】
厚さが７８０ｎｍ以下であり、ｘ軸とｚ軸方向の第１屈折率とｙ軸方向の第２屈折率を有する複屈折薄膜層と、
前記複屈折薄膜層の一面に形成され、前記複屈折薄膜層よりも厚く、第３屈折率を有する第１厚膜層と、
前記複屈折薄膜層の他面に形成され、前記複屈折薄膜層よりも厚く、第４屈折率を有する第２厚膜層と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１６】
前記第２屈折率は、前記第３屈折率および前記第４屈折率との差が１以下であり、前記第１屈折率は、前記第３屈折率および前記第４屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１７】
前記第１屈折率は１〜２であり、前記第３屈折率および前記第４屈折率は２〜４であることを特徴とする請求項１６に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１８】
前記第２屈折率は、前記第３屈折率および前記第４屈折率との差が１以下であり、前記第１屈折率は、前記第３屈折率および前記第４屈折率よりも高いことを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項１９】
前記第１屈折率は２〜４であり、前記第３屈折率および前記第４屈折率は１〜２であることを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項２０】
前記第１厚膜層または第２厚膜層上に形成された透明樹脂材質の基材と、
前記基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項２１】
前記複屈折薄膜層上に形成された透明樹脂材質の基材と、
前記基材の一面に形成された楔形の断面を有する陰刻パターン内に光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを備えた外光遮蔽フィルムと、
をさらに含み、
前記第１厚膜層または前記第２厚膜層は粘着層であることを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイ装置用色補償フィルム。
【請求項２２】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成された反射防止フィルムと、
前記透明基板の他面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率を有する薄膜層と、
前記薄膜層上に形成され、前記薄膜層よりも大きい厚さを有して第２屈折率でなされた第１厚膜層と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２３】
前記ディスプレイ装置用フィルタは、
前記薄膜層および前記透明基板の間に形成され、前記薄膜層よりも大きい厚く第３屈折率を有する第２厚膜層、
さらに含むことを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２４】
前記透明基板は、強化ガラスを含むことを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２５】
前記反射防止フィルムは、反射率が２％以下であることを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２６】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成され、光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを含む外光遮蔽フィルムと、
前記外光遮蔽フィルム上に形成され、外部光の反射を防ぐための反射防止フィルムと、
前記透明基板の他面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であってｘ軸とｚ軸方向の第１屈折率とｙ軸方向の第２屈折率を有する複屈折薄膜層と、
前記複屈折薄膜層上に形成され、前記複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して前記第１屈折率よりも小さい大きさの第３屈折率でなされた第１厚膜層と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２７】
前記ディスプレイ装置用光学フィルタは、
前記複屈折薄膜層および前記透明基板の間に形成され、前記複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率を有する第２厚膜層、
をさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２８】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であって第１屈折率を有する薄膜層と、
前記薄膜層上に形成され、前記薄膜層より厚く、第２屈折率でなされた第１厚膜層と、
前記透明基板の一面に形成された反射防止フィルムと、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項２９】
前記ディスプレイ装置用フィルタは、
前記薄膜層および前記透明基板の間に形成され、前記薄膜層よりも厚く、第３屈折率を有する第２厚膜層、
をさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項３０】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成され、光吸収物質が充填されて形成された外光遮蔽パターンを含む外光遮蔽フィルムと、
前記外光遮蔽フィルム上に形成され、外部光の反射を防ぐための反射防止フィルムと、
前記透明基板の他面に形成され、厚さが７８０ｎｍ以下であってｘ軸とｚ軸方向の第１屈折率とｙ軸方向の第２屈折率を有する複屈折薄膜層と、
前記複屈折薄膜層上に形成され、前記複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して前記第１屈折率よりも小さい大きさの第３屈折率を有する第１厚膜層と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用光学フィルタ。
【請求項３１】
前記複屈折薄膜層および前記透明基板の間に形成され、前記複屈折薄膜層よりも大きい厚さを有して第４屈折率を有する第２厚膜層、
をさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載のディスプレイ装置用光学フィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２００９−４２７６２（Ｐ２００９−４２７６２Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０５９９９（Ｐ２００８−２０５９９９）
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（５０２４１１２４１）三星コーニング精密琉璃株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（５０２４１１２４１）三星コーニング精密琉璃株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
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