图像显示装置的制作方法

文档序号:31053782发布日期:2022-08-06 09:57阅读:37来源:国知局
图像显示装置的制作方法

1.本发明涉及图像显示装置。


背景技术:

2.作为图像显示装置,已知有从背面侧朝向前面侧而依次具备包含发光部的图像显示部、λ/4相位差层以及直线偏振层的装置(例如,参照专利文献1)。上述图像显示部的例子为平板显示装置(例如,薄型的液晶显示装置、薄型的有机电致发光图像显示装置等)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2019-79053号公报


技术实现要素:

6.发明要解决的课题
7.在图像显示装置显示例如彩色图像的情况下,使用输出三原色光(红色、蓝色、绿色)的发光部。由于用于输出各颜色的材料等的影响,例如,即使在相同条件下驱动分别输出红色、蓝色和绿色的发光部(或发光元件),也会存在特定颜色的光的强度变弱、不易显示原本应当显示的颜色的情况。假定若为了消除这样的不良情况,以高亮度使用输出上述特定颜色的发光部(发光元件),则该发光部的寿命变短,结果,图像显示装置的产品寿命变短。
8.因此,本发明的目的在于提供确保图像显示装置的产品寿命并且能够以所期望的颜色状态显示图像的图像显示装置。
9.用于解决课题的手段
10.本发明的图像显示装置具备:包含发光部、且将图像显示在图像显示面上的图像显示部;设置在上述图像显示面上的λ/4相位差层;以及设置在上述λ/4相位差层上的直线偏振层,来自上述发光部的光具有包含发光峰且半峰全宽为60nm以下的山形区域,上述λ/4相位差层以满足条件1的方式构成。
11.条件1:在基于上述λ/4相位差层的厚度方向的两面的干涉光谱中,规定上述半峰全宽的波长范围内的极大值的数为1个且极小值的数为2个以下。
12.在上述构成中,即使从发光部输出、且具有包含上述山形区域的发光光谱的光的强度弱,基于λ/4相位差层的上述两面的干涉,也能够增强对应于上述山形区域的颜色。因此,例如即使三原色当中的一种颜色的强度弱,也可以通过λ/4相位差层的干涉效果而增强该颜色,因而能够以所期望的颜色状态显示图像。进而,由于通过λ/4相位差层的干涉效果而增强颜色,因而能够抑制发光部的劣化。结果,也能够确保图像显示装置的产品寿命。
13.上述λ/4相位差层也可以以进一步满足条件2的方式构成。
14.条件2:对应于上述发光峰的峰波长与对应于上述干涉光谱中的上述极大值的波长之差为上述半峰全宽的1/5以下。
15.可以是:上述半峰全宽为20nm,对应于上述发光峰的峰波长为458
±
2nm。
16.可以是:上述半峰全宽为40nm,对应于上述发光峰的峰波长为523
±
2nm。
17.可以是:上述半峰全宽为40nm,对应于上述发光峰的峰波长为530
±
2nm。
18.可以是:上述半峰全宽为50nm,对应于上述发光峰的峰波长为626
±
2nm。
19.上述λ/4相位差层可以是对光赋予λ/4的相位差的相位差显现层。
20.上述λ/4相位差层可以具有对光赋予λ/4的相位差的相位差显现层、以及无取向层。在该情况下,通过无取向层,能够调整λ/4相位差层的厚度。
21.上述相位差显现层与上述无取向层互相密合并层叠,上述相位差显现层与上述无取向层之间的折射率差可以为零。在该情况下,在上述相位差显现层与上述无取向层的界面处实质上不产生反射。
22.上述λ/4相位差层在上述厚度方向具有第1面、及与上述第1面相反一侧的第2面,包括上述第1面和上述第2面在内的从上述发光部输出的光要通过的多个界面的各个界面处的折射率差之中,上述第1面和上述第2面分别为界面的情形下的折射率差可以大于其他情形下的折射率差。
23.在该情况下,在从图像显示装置输出的光的光谱中,基于在上述第1面和上述第2面处的反射的干涉成为支配性的,使用λ/4相位差层的干涉而易于增强对应于山形区域的颜色。
24.发明效果
25.根据本发明,能够提供从斜方向观察的情况下的外光反射光的色调变化得以抑制的图像显示装置。
附图说明
26.[图1]图1是示出一实施方式的图像显示装置的概略构成的示意图。
[0027]
[图2]图2是从发光部输出的光的发光光谱所具有的山形区域的概念图。
[0028]
[图3]图3是示出模拟的概略构成的示意图。
[0029]
[图4]图4是说明模拟中所使用的发光光谱的示意图。
[0030]
[图5]图5是示出模拟中所使用的参数的图表。
[0031]
[图6]图6是示出模拟中所使用的参数的图表。
[0032]
[图7]图7是示出模拟中所使用的参数的图表。
[0033]
[图8]图8是示出模拟的结果的图表。
[0034]
[图9]图9是示出模拟的结果的图表。
[0035]
[图10]图10是示出模拟的结果的图表。
具体实施方式
[0036]
以下,一边参照附图一边说明本发明的实施方式。相同的要素赋予相同的符号,省略重复说明。附图的尺寸比率不一定与说明的尺寸比率一致。
[0037]
图1是示出一实施方式的图像显示装置1的概略构成的示意图。图像显示装置1具有图像显示部10和光学层叠体20。光学层叠体20层叠在图像显示部10上。由于从光学层叠体20侧观察图像,因而在图像显示装置1中,也存在将光学层叠体20侧称为前面侧、将图像
显示部10侧称为背面侧的情况。
[0038]
[图像显示部]
[0039]
图像显示部10是输出图像的器件。图像显示部10具有显示(或输出)图像的图像显示面10a。图像显示部10的例子为平板显示装置。作为图像显示部10而例示的显示装置是在图像显示面10a上不含用于光学补偿的构件的状态的装置。
[0040]
如图1所示,一实施方式的图像显示部10具有光源部11和图像显示层12。具有光源部11和与光源部11分离的图像显示层12的图像显示部10的例子为液晶显示装置。液晶显示装置的例子也包括透射型液晶显示装置、半透射型液晶显示装置等的任一种。
[0041]
[光源部]
[0042]
光源部11对图像显示层12供给照明光(例如背光)。光源部11具有发光部111。如图2所示,发光部111输出具有包含发光峰且半峰全宽为60nm以下的山形区域m的光。图2是从发光部111输出的光的发光光谱所具有的山形区域m的概念图。
[0043]
以下,为了方便说明,将与山形区域m所具有的发光峰相对应的波长称为峰波长λ0。在规定山形区域m的半峰全宽的波长范围中,将下限波长(上述波长范围中的短波长侧的波长)称为波长λ1,将上限波长(上述波长范围中的长波长侧的波长)称为波长λ2。
[0044]
发光部111的例子为led。在发光部111为led之类的点光源的情况下,如图1示意性地所示,光源部11具有多个发光部111。发光部111可以输出包含例如三原色(红色、绿色、蓝色)的光。这样的发光部111的例子例如为白色led。在发光部111输出包含三原色的光的情况下,从发光部111输出的光的发光光谱针对对应于三原色的颜色而分别具有山形区域。在该情况下,红色、绿色和蓝色的山形区域中的至少一者满足上述山形区域m的条件。或者,光源部11可以分别具有输出蓝色的发光部111、输出绿色的发光部111以及输出红色的发光部111。在该情况下,蓝色用、绿色用和红色用的发光部111中的至少一个发光部111所输出的光的发光光谱具有上述山形区域m。
[0045]
作为上述山形区域m的例子,根据峰波长λ0与半峰全宽的组合,可以为表1所示的第1山形区域~第4山形区域。表1中也示出了对应于第1山形区域~第4山形区域的颜色。
[0046]
〔表1〕
[0047][0048]
[图像显示层]
[0049]
图像显示层12具有多个像素,并且是通过控制来自光源部11的照明光的透射状态来形成图像的层。图像显示层12例如为液晶层。
[0050]
在图1所示的方式中,图像显示层12中的与光源部11相反一侧的面为图像显示面10a。
[0051]
一实施方式的图像显示部10可以具有自发光型的图像显示层12,该图像显示层12所具有的像素本身作为发光部111发挥功能。在该情况下,如图1所示,不需要与图像显示层
12分离的光源部11。自发光型的图像显示层12的例子为有机电致发光(有机el)图像显示元件。即使图像显示层12为自发光型的层,像素(发光部111)输出的光的发光光谱所具有的山形区域m的例子也与如图1所示的光源部11与图像显示层12分离的情况相同。
[0052]
[光学层叠体]
[0053]
光学层叠体20具有λ/4相位差层21和直线偏振层22。光学层叠体20是对图像显示面10a所显示的图像进行光学补偿的构件。光学层叠体20例如作为圆偏振板或椭圆偏振板发挥功能。
[0054]
[λ/4相位差层]
[0055]
λ/4相位差层21是对通过(或透过)λ/4相位差层21的光赋予λ/4(1/4波长)的相位差的光学功能层。λ/4相位差层21的厚度的例子为0.5μm~5.0μm。λ/4相位差层21的折射率的例子为1.50~1.70。λ/4相位差层21隔着粘合剂层2a而贴合于图像显示部10。
[0056]
粘合剂层2a可以由以(甲基)丙烯酸系、橡胶系、氨基甲酸酯系、酯系、硅酮系、聚乙烯醚系之类的树脂作为主成分的粘合剂组合物构成。其中,以透明性、耐候性、耐热性等优异的(甲基)丙烯酸系树脂作为基础聚合物的粘合剂组合物是优选的。粘合剂组合物可以是活性能量射线固化型、热固化型。粘合剂层2a的厚度通常为3μm~30μm,优选为3μm~25μm。粘合剂层2a的折射率的例子为1.40~1.55。
[0057]
[直线偏振层]
[0058]
直线偏振层22是具有直线偏振特性的光学功能层。直线偏振层22例如为直线偏振板。直线偏振层22具备:具有直线偏振特性的偏振性膜(偏振片层)、以及保护偏振性膜的保护膜。直线偏振层22的厚度的例子为12μm~140μm。
[0059]
偏振性膜的例子为在经单轴拉伸的树脂膜吸附取向有二色性色素而成的膜。偏振性膜如果是具有直线偏振特性的树脂膜,就没有特别限定,例如为公知的直线偏振板中所使用的那些即可。
[0060]
作为偏振性膜的树脂膜的例子包括聚乙烯醇(以下也存在称为“pva”的情况)系树脂膜、聚乙酸乙烯酯树脂膜、乙烯/乙酸乙烯酯树脂膜、聚酰胺树脂膜和聚酯树脂膜。通常,从二色性色素的吸附性和取向性的观点出发,使用pva系树脂膜,特别是pva膜。
[0061]
偏振性膜的厚度的例子为2.0μm~40μm。偏振性膜的折射率的例子为1.50~1.60。
[0062]
保护膜层叠在偏振性膜上。保护膜例如为树脂膜(例如,三乙酰纤维素(以下,也称为“tac”)系膜)、玻璃盖或玻璃膜。保护膜的厚度的例子为10μm~100μm。保护膜的折射率的例子为1.40~1.70。
[0063]
直线偏振层22例如可以针对偏振性膜而具有2片保护膜。在该情况下,保护膜层叠在偏振性膜的两面。2片保护膜各自的材料、厚度和折射率的例子如上所述。2片保护膜的材料、厚度和折射率可以相同,或者也可以不同。
[0064]
直线偏振层22可以通过准备长条的构件、以卷对卷(roll-to-roll)的方式使各个构件贴合后、裁切成规定形状来制造,或者也可以通过在将各个构件裁切成规定形状后进行贴合来制造。
[0065]
直线偏振层22隔着粘合剂层2b而贴合于λ/4相位差层21。粘合剂层2b的例子与粘合剂层2a相同。
[0066]
在直线偏振层22针对偏振性膜而具有1片保护膜的方式中,通常以偏振性膜被配
置为靠近λ/4相位差层21的方式,将直线偏振层22与λ/4相位差层21贴合。
[0067]
上述图像显示装置1例如以如下方式制造。
[0068]
分别制造λ/4相位差层21和直线偏振层22。其后,通过将它们贴合,从而形成光学层叠体20。接着,通过隔着粘合剂层2a将光学层叠体20贴合于图像显示部10,从而制造图像显示装置1。在将光学层叠体20贴合于图像显示部10时,将λ/4相位差层21配置为靠近图像显示部10。
[0069]
在一实施方式的图像显示装置1中,例如包括第1面21a和第2面21b在内的从发光部111输出的光要通过的多个界面的各个界面处的折射率差之中,第1面21a和第2面21b分别为界面的情形下的折射率差大于其他情形下的折射率差。所谓界面处的折射率差,意指界面的两侧的折射率差。这样的折射率差例如可以通过调整构成各层的材料来实现。
[0070]
接着,进一步说明λ/4相位差层21。如图1所示,λ/4相位差层21具有相位差显现层211和无取向层212。
[0071]
相位差显现层211是仅通过相位差显现层211来作为λ/4相位差层21发挥功能的层。相位差显现层211可通过例如1/4波长板中所使用的公知的材料和形成方法来形成。
[0072]
相位差显现层211可以是将树脂膜拉伸而得的拉伸树脂膜。相位差显现层211可以是例如由聚合性液晶化合物以在一个方向取向了的状态进行固化而得的固化物所形成的层。作为聚合性化合物,例如优选使用显示逆分散性的化合物。
[0073]
对于上述聚合性液晶化合物的种类,没有特别限定,但根据其形状,可以分类为棒状型(棒状液晶化合物)和圆盘状型(圆盘状液晶化合物,碟状液晶化合物)。此外,分别有低分子型和高分子型。需要说明的是,所谓高分子,一般是指聚合度为100以上(参照“高分子物理
·
相变力学(日文:高分子物理
·
相転移
ダイナミクス
),土井正男著,2页,岩波书店,1992”)。
[0074]
在相位差显现层211中,任何聚合性液晶化合物均可使用。此外,也可以使用两种以上的棒状液晶化合物、两种以上的圆盘状液晶化合物、或者棒状液晶化合物与圆盘状液晶化合物的混合物。
[0075]
作为棒状液晶化合物,例如可以优选使用日本特表平11-513019号公报的权利要求1或日本特开2005-289980号公报第[0026]~[0098]段中记载的化合物。作为圆盘状液晶化合物,例如可以优选使用日本特开2007-108732号公报第[0020]~[0067]段或日本特开2010-244038号公报第[0013]~[0108]段中记载的化合物。
[0076]
聚合性液晶化合物可以并用两种以上。在该情况下,至少一种在分子内具有2个以上的聚合性基团。即,上述聚合性液晶化合物固化而成的层优选是具有聚合性基团的液晶化合物通过聚合而固定所形成的层。在该情况下,在成为层后已经不需要示出液晶性。
[0077]
聚合性液晶化合物具有可进行聚合反应的聚合性基团。作为聚合性基团,例如,优选聚合性烯属不饱和基团、环聚合性基团等能够进行加成聚合反应的官能团。
[0078]
更具体地,作为聚合性基团,例如可举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等。其中,优选(甲基)丙烯酰基。需要说明的是,所谓(甲基)丙烯酰基,是包括甲基丙烯酰基和丙烯酰基这两者的概念。
[0079]
相位差显现层211例如具有a板。a板可以由例如上述聚合性液晶化合物形成。在该情况下,a板为水平取向液晶固化膜。相位差显现层211可以还具有a板用的水平取向膜。作
为水平取向膜与a板的层叠体的相位差显现层211例如可通过在树脂膜这样的支撑基材上依次形成水平取向膜和a板后、将支撑基材剥离来制造。
[0080]
在相位差显现层211为层叠体的情况下,构成相位差显现层211的各层以实质上具有相同的折射率的方式形成,以不在层间的界面处产生反射。这可通过例如以下方式来实现:以各层具有相同的折射率的方式选择各层的材料;或者在各层的材料中添加适当添加剂而调整折射率。
[0081]
无取向层212密合地层叠于相位差显现层211。无取向层212在λ/4相位差层21中被配置为靠近图像显示部10。无取向层212是用于调整λ/4相位差层21的厚度的层。无取向层212的面内相位差小于0.1nm(即,实质上为零),并且是不对光赋予相位差的层。无取向层212具有实质上与相位差显现层211的折射率相同的折射率,以不在无取向层212与相位差显现层211之间的界面处产生反射。例如,无取向层212与相位差显现层211的界面的两侧的折射率差小于0.02(实质上为零)。无取向层212是通过例如紫外线(uv)粘接剂固化而得的固化物所形成的层。上述uv粘接剂可以含有噻吩、硫代氨基甲酸酯、咔唑、芴等作为添加剂。这样的添加剂可以用于折射率的调整。
[0082]
λ/4相位差层21可以是仅由相位差显现层211形成的层(即,不具有无取向层212的构成)。
[0083]
λ/4相位差层21以满足以下的条件1的方式构成。
[0084]
[条件1]
[0085]
在基于λ/4相位差层21的厚度方向的两面(第1面21a和第2面21b)的干涉光谱中,规定山形区域m的半峰全宽的波长范围(λ1以上且λ2以下的范围)内的极大值的数为1个且极小值的数为2个以下。
[0086]
在包含λ/4相位差层21的图像显示装置1的构成中,当包含规定山形区域m的半峰全宽的波长范围的光(例如在山形区域m对应于蓝色的情况下,波长400nm~500nm的光)入射至λ/4相位差层21时,上述干涉光谱是通过λ/4相位差层21的第1面21a(背面侧界面)和第2面21b(前面侧界面)的反射而产生的干涉光谱。
[0087]
在图像显示部10具有输出三原色(红色、绿色、蓝色)的发光部111的情况下,或者在具有分别对应于三原色的发光部111的情况下,设想针对各色(红色、绿色、蓝色)的山形区域m。在该情况下,条件1的山形区域m为对应于红色、绿色和蓝色中的任一者的山形区域m。例如为对应于蓝色的山形区域,在该情况下,山形区域m可以是表1所示的第1山形区域。
[0088]
在λ/4相位差层21具有无取向层212的情况下,第1面21a是无取向层212中的与相位差显现层211相反一侧的面(换言之,图像显示部10侧的面),第2面21b是相位差显现层211中的与无取向层212相反侧的面(换言之,直线偏振层22侧的面)。在λ/4相位差层21不具有无取向层212的情况下,第1面21a是相位差显现层211中的图像显示部10侧的面,第2面21b是相位差显现层211中的直线偏振层22侧的面。
[0089]
λ/4相位差层21也可以以进一步满足以下的条件2的方式构成。
[0090]
[条件2]
[0091]
对应于干涉光谱中的的极大值的波长与峰波长λ0之差为山形区域m的半峰全宽的1/5以下。
[0092]
条件1可通过调整λ/4相位差层21的厚度和折射率来实现。例如,通过使λ/4相位差
层21的折射率变高,从而能够使λ/4相位差层21的厚度变薄,因而易于满足上述条件1。对于条件2而言也相同。
[0093]
条件1中记载的干涉光谱的极大值通过λ/4相位差层21的界面间(第1面21a与第2面21b间)的干涉而产生。若界面间的距离(λ/4相位差层21的厚度)稍微变化,则极大值的波长会大幅变化。例如厚度1.890μm时在455nm有极大值,若厚度稍微地(
±
0.050μm)变化而成为1.940μm或1.890μm,则不仅干涉光谱中的极大值的峰波长偏离455nm附近而成为442nm或468nm,就连455nm也相反地成为极小峰。
[0094]
因此,例如λ/4相位差层21优选使用精密涂敷(例如,湿膜厚精度为数10nm等级的涂敷法)进行制造。对精密涂敷的方法的一例进行说明。
[0095]
(精密涂敷的方法)
[0096]
湿膜厚精度为数10nm等级的涂敷法例如可通过狭缝涂布法、旋转涂布法、凹版涂布法等来实现。在任一方法中都优选以下:使用低固体成分浓度且低粘度的涂敷液;涂敷液的温度和浓度的稳定化、尽可能缩短涂敷液涂布工序至干燥工序的时间;在稳定的气流下的干燥工序、以最佳的照射量的活性能量射线照射工序等。
[0097]
此外,针对所得到的涂敷干燥物的膜厚、相位差值的测定结果,通过精确地反馈各涂敷方式中的控制项目,从而能够进一步可靠地实现精密涂敷。
[0098]
在狭缝涂布法中,从模唇的排出量、唇形状以及模唇与涂敷对象基材的距离是重要的控制项目。在旋转涂布法中,涂敷环境的气流稳定化、旋转子的旋转速度以及滴加量是重要的控制项目。
[0099]
在凹版涂布法中,凹版辊的速度、以及凹版辊与背辊的速度比是重要的控制项目。
[0100]
在λ/4相位差层21为相位差显现层211的情况(即,不具有无取向层212的情况)下,使用上述精密涂敷而制造相位差显现层211即可。
[0101]
在λ/4相位差层21具有无取向层212的情况下,可通过无取向层212来调整厚度。在该情况下,可以通过例如与公知的1/4波长板的形成方法相同的方法来形成相位差显现层211,另一方面,可以通过上述精密涂敷来形成无取向层212。
[0102]
对例如以精密地控制厚度的方式形成折射率1.61左右的无取向层212的情况的例子进行说明。在该情况下,将双酚芴系丙烯酸酯单体(osaka gas chemicals制ogsolea-0200)和光自由基聚合引发剂(basf制irgacure 907)以质量比97:3溶解于甲苯溶液,制作固体成分浓度5%的溶液,得到涂布液,将上述涂布液用旋转涂布机涂布在相位差显现层211上并干燥,通过进行uv照射的工艺,从而可得到厚度被精密控制的无取向层212。
[0103]
如上所述,条件1的干涉光谱的极大值的波长取决于界面间的距离。因此,能够调整λ/4相位差层21的厚度,上述无取向层212作为干涉控制层发挥功能。
[0104]
在上述图像显示装置1中,λ/4相位差层21满足上述条件1。由此,在从图像显示部10所具有的发光部111输出的光中,对应于山形区域m的光从图像显示装置1强烈地显色。
[0105]
由此,例如即使在三原色的任一种颜色的强度比其他颜色更低的情况下,该颜色相对于其他颜色的强度降低状态也可通过λ/4相位差层21的两面的干涉作用进行补偿。结果,自然可实现显色(所期望的颜色状态)。此外,不需要为了消除上述强度降低状态而提升例如输出发生强度降低的颜色的发光部111的亮度,因此,能够抑制发光部111的劣化。结果,也能够确保图像显示装置1的产品寿命。
[0106]
已知例如蓝色的发光材料在化合物的稳定性上存在课题,高亮度下的使用会损害发光元件(发光部)的寿命。这在有机发光元件的情况下特别显著,作为蓝色发光化合物而经常使用的包含苯乙烯氨基的化合物非常符合上述情况。
[0107]
即使在这样的情况下,通过将上述λ/4相位差层21满足的条件1中的山形区域m设为对应于蓝色的区域,利用λ/4相位差层21的干涉作用,也能够使蓝色比诸如绿色和红色更强烈地显色。结果,能够一边减弱蓝色光的发光强度而延长发光部111的寿命、一边维持自然的显色。
[0108]
在λ/4相位差层21进一步满足条件2的情况下,能够减少由干涉引起的相消,因而易于进一步实现所期望的颜色状态。为了减少由干涉引起的相消,更优选对应于干涉光谱中的极大值的波长与峰波长λ0一致。
[0109]
在一实施方式中,在从发光部111输出的光要通过的多个界面的各个界面处的折射率差之中,第1面21a和第2面21b分别为界面的情形下的折射率差大于其他情形下的折射率差。在该情况下,从直线偏振层22输出的光的光谱中所含的干涉成分对基于λ/4相位差层21的两面(背面侧界面和前面侧界面)的干涉的影响大。因此,基于λ/4相位差层21的干涉作用所引起的上述光的增强效果更加有效。
[0110]
接着,经由模拟对可通过满足条件1以增强对应于山形区域m的颜色的方面进行验证。对验证模拟进行说明。
[0111]
在模拟中,使用图3所示的图像显示装置30作为模拟模型。图像显示装置30具有图像显示部31、粘合剂层32a、λ/4相位差层33、粘合剂层32b以及直线偏振层34。粘合剂层32a、λ/4相位差层33、粘合剂层32b以及直线偏振层34依次层叠在图像显示部31上。λ/4相位差层33在粘合剂层32a侧具有无取向层331,并在无取向层331上具有相位差显现层332。图像显示装置30配置在空气中。
[0112]
图像显示部31、粘合剂层32a、λ/4相位差层33、粘合剂层32b、直线偏振层34、无取向层331以及相位差显现层332分别设为图像显示部10、粘合剂层2a、λ/4相位差层21、粘合剂层2b、直线偏振层22、无取向层212和相位差显现层211的模型。
[0113]
在模拟的说明中,将图像显示部31、无取向层212、相位差显现层211、直线偏振层34各自的折射率称为ng、nr、nr、n
p
。图像显示部31的折射率ng是与粘合剂层32a相邻的部分(即,在图像显示部31与粘合剂层32a的界面处、与图像显示部31侧接触的部分)的折射率。假定无取向层212与相位差显现层211的折射率相同。因此,λ/4相位差层33的折射率也是nr。粘合剂层32a与粘合剂层32b的折射率也相同,将粘合剂层32a和粘合剂层32b的折射率称为n
psa

[0114]
在所实施的模拟中,ng、n
psa
、nr、n
p
使用表2的数值。
[0115]
表2所示的折射率是针对波长550nm的折射率。表2所示的各折射率的数值是与在图像显示装置1所具有的各层中设想使用的材料相对应的折射率。
[0116]
图像显示部31的折射率ng设为玻璃的折射率。这是因为,图像显示部31中与粘合剂层32a接触的部分大多是例如作为密封材料(或保护构件)的玻璃。表2中也示出了直线偏振层34的外侧的空气的折射率。
[0117]
〔表2〕
[0118]
ng1.50npsa
1.40nr1.62n
p
1.54空气1.00
[0119]
在模拟中,将从发光部111输出的上述山形区域m设想为光从图像显示部31输出的情况。以下,对模拟中使用的条件和计算理论进行说明。
[0120]
《发光光谱的半峰全宽》
[0121]
如图4所示,将从图像显示部31输出的光的发光光谱设为波长λ的单峰性连续函数f(λ),且设为具有一个极大值f(λ0)的光谱。将满足f(λ0)/2的2个波长分别与图1的情况相同地设为波长λ1和波长λ2(其中,λ2>λ1)。在该情况下,单峰性连续函数f(λ)所表示的山形区域m的半峰全宽由λ
2-λ1算出。
[0122]
《干涉光谱的极值》
[0123]
干涉光谱是从短波长向长波长,以极大值、极小值和极大值的顺序、或者以极小值、极大值和极小值的顺序取得由干涉得到的极值的连续三角函数。
[0124]
如图3所示,将依次在λ/4相位差层33的前面侧界面(相当于第2面21b)和背面侧界面(相当于第1面21a)处反射并行进的光路称为光路a,将在任何界面处均未反射的情况下透过并行进的光路称为光路b。在由光路a与光路b之差所产生的干涉中,
[0125]
相长条件和相消条件表示如下。
[0126]
相长条件:
[0127]
δl≡mλ其中,m=1,2,3
···
[0128]
相消条件:
[0129]
δl≡(m+1/2)λ其中,m=0,1,2
···
[0130]
在上述相长条件和相消条件中,δl为光路a与光路b的光路差,并由下式表示。
[0131]
δl=2n
rdr
[0132]
在此,dr为λ/4相位差层33的厚度,并且是无取向层212和相位差显现层211的厚度之和。
[0133]
根据上述相长条件和相消条件,对应于极大值的波长λ
in
和对应于极小值的波长λ
out
由下式表示。
[0134][0135][0136]
在本模拟中,在λ/4相位差层33不考虑波长分散。然而,例如在存在波长分散的情况下,取得极大值和极小值的波长λk使用与各个波长相应的折射率nr(λk)进行计算。
[0137]
《干涉光谱的强度》
[0138]
图3所示的各层间界面的反射率r1~r4使用各层的折射率而如下所述地表示。反射率r1是图像显示部31与粘合剂层32a的界面的反射率。反射率r2是λ/4相位差层33与粘合剂层32a的界面以及λ/4相位差层33与粘合剂层32b的界面的反射率。反射率r3是粘合剂层32b与直线偏振层34的界面的反射率。反射率r4是直线偏振层34与空气的界面的反射率。
[0139][0140][0141][0142][0143]
若将从图像显示部10的内部输出的光的光电场的强度设为e0,则图3所示的光路a和光路b的光电场的能量ea、eb由下述表示。
[0144]
ea=e0×
(1-r1)
×
(1-r2)
×
r2×
r2×
(1-r2)
×
(1-r3)
×
(1-r4)
[0145]
eb=e0×
(1-r1)
×
(1-r2)
×
(1-r2)
×
(1-r3)
×
(1-r4)
[0146]
相长条件中的光电场强度e
in
和相消条件中的光电场强度e
out
的强度由下式表示。
[0147][0148][0149]
无干涉条件中的光电场强度en由下式表示。
[0150]en
=eb[0151]
《评价方法》
[0152]
从图像显示装置30发光的蓝色、绿色、红色的明亮度与这些发光光谱s(λ)的积分值成比例。λ/4相位差层33的两面(背面侧界面和前面侧界面)的干涉所引起的强度振幅光谱(相当于干涉光谱)e(λ)乘以发光光谱s(λ),得到发光干涉光谱e(λ)
×
s(λ)。使用发光干涉光谱的积分值p,评价相长干涉条件、相消干涉条件的发光的明亮度。
[0153]
进行积分的波长λ的范围设为满足f(λ0)/2的2个波长λ(即,波长λ1和波长λ2)。因此,积分值p由下式表示。
[0154][0155]
实施对图像显示装置30的参数进行变更的多个模拟。计算全部模拟中的相长干涉条件、相消干涉条件和无干涉条件的发光的积分值p。算出以无干涉条件的发光的明亮度作为基准的比率,作为干涉所引起的发光明亮度的增减率。
[0156]
图5、图6和图7是示出在模拟中变更了的图像显示装置30的参数的图表。图8、图9和图10是示出基于上述计算理论进行计算而得的结果的图表。在图8~图10所示的模拟结果中,将可得到满足条件1的结果的模拟在图5~图10中称为实施例1~17,将不满足条件1的情况称为比较例1~35。
[0157]
在此,对图5~图10所示的各项目进行说明。
[0158]
<合计层厚>
[0159]
示出了相位差显现层332与无取向层331的合计厚度(相当于λ/4相位差层32的厚度)。
[0160]
<无取向层厚>
[0161]
示出了无取向层331的厚度。
[0162]
<显现层厚>
[0163]
示出了相位差显现层332的厚度。
[0164]
<延迟>
[0165]
示出了λ/4相位差层32的延迟(相当于相位差显现层332的延迟)。
[0166]
<干涉条件>
[0167]
在峰波长λ0的干涉条件示出了相长条件或相消条件。“强”意指相长条件的情况,“弱”意指相消条件的情况。
[0168]
<半峰全宽>
[0169]
示出了规定将山形区域进行规定的半峰全宽的波长范围的下限波长λ1和上限波长λ2。半峰全宽为λ2与λ1之差。
[0170]
<第1干涉光谱极值>
[0171]
示出了成为相长条件的情况下的、干涉光谱取得极值的波长。
[0172]
关于1、1a、2b等标记,从图像显示部31的发光光谱所具有的山形区域m的中心(峰波长λ0)附近的波长起从1开始依次分配小的数字。a为短波长侧,b为长波长侧。例如,如果为“极大2b”,则为取得从中心开始计数的第2个且长波长侧的极大值的波长。
[0173]
<极大值的数>
[0174]
示出了在规定山形区域m的半峰全宽的波长范围内的干涉光谱的极大值的数。
[0175]
<第2干涉光谱极值>
[0176]
示出了成为相消条件的情况下的、干涉光谱取得极值的波长。1、1a、2b等标记的意义与第1干涉光谱极值的情况相同。
[0177]
<极小值的数>
[0178]
示出了在规定山形区域m的半峰全宽的波长范围内的干涉光谱的极小值的数。
[0179]
<明亮度增减率>
[0180]
示出了对干涉所引起的发光明亮度的增减率进行计算而得的结果。
[0181]
无取向层厚为0的情况相当于λ/4相位差层32不具有无取向层322(即,λ/4相位差层32为相位差显现层321)的情况。
[0182]
在明亮度的增减率超过100%的条件下,在不损害原本的显示色的情况下图像显示装置的发光明亮度增加,视觉辨认性提升。根据图8~图10所示的结果,可以理解,在实施例1~17中,明亮度增减率超过100%,另一方面,在比较例1~35中,明亮度增减率没有超过100%。因此可以理解,通过图1所示的λ/4相位差层21满足上述条件1,由此在不损害原本的显示色的情况下图像显示装置1的发光明亮度增加,视觉辨认性提升。
[0183]
在此,使用模拟,具体地说明λ/4相位差层21满足上述条件1的情况下的作用效果。上述模拟也可以在设计λ/4相位差层21时使用。即,可以以明亮度增减率超过100%的方式,基于上述模拟而算出例如λ/4相位差层21的厚度。
[0184]
接着,对验证实验的结果进行说明。在实验中,按照以下方式制造图1所示的光学层叠体20。
[0185]
[直线偏振层的形成]
[0186]
隔着水系粘接剂,用夹持辊将具有直线偏振特性的偏振性膜(偏振片层)与经皂化处理的三乙酰纤维素(tac)膜(konica minolta株式会社制,kc4uytac,厚度40μm)进行贴合。一边将所得到的贴合物的张力保持在430n/m,一边在60℃干燥2分钟,得到在单面具有tac膜作为保护膜的直线偏振层(相当于直线偏振层22)。关于水系粘接剂,在水100份中添加羧基改性聚乙烯醇(株式会社kuraray制,“kuraray poval kl318”)3份以及水溶性聚酰胺环氧树脂(田冈化学工业株式会社制,“sumirez resin 650”,固体成分浓度30%的水溶液)1.5份而制备。
[0187]
对于所得到的直线偏振层,进行光学特性的测定。关于测定,以上述得到的直线偏振层所具有的偏振性膜的表面作为入射面并用分光光度计(“v7100”,日本分光株式会社制)来实施。偏振性膜的吸收轴与聚乙烯醇的拉伸方向一致,所得到的直线偏振层的可见度校正单体透射率为42.3%,可见度校正偏振度为99.995%,单体色调a为-0.5,单体色调b为3.0。
[0188]
〔水平取向膜形成用组合物的制备〕
[0189]
将下述结构的光取向性材料5份(重均分子量:30000)与环戊酮(溶剂)95份进行混合。将所得到的混合物在80℃搅拌1小时,由此得到水平取向膜形成用组合物。
[0190][0191]
〔水平取向液晶固化膜形成用组合物的制备〕
[0192]
为了形成水平取向液晶固化膜(a板),使用了下述聚合性液晶化合物α和聚合性液晶化合物β。聚合性液晶化合物α通过日本特开2010-31223号公报中记载的方法来制造。另外,聚合性液晶化合物β依照日本特开2009-173893号公报中记载的方法来制造。以下示出各自的分子结构。
[0193]
[聚合性液晶化合物α]
[0194][0195]
[聚合性液晶化合物β]
[0196][0197]
将聚合性液晶化合物α与聚合性液晶化合物β以87:13的质量比进行混合。对于所得到的混合物100份,添加流平剂(f-556;dic株式会社制)1.0份、及作为聚合引发剂的2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(irgacure369,basf japan株式会社制)6份。进而,以固体成分浓度成为13%的方式添加n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp),在
80℃搅拌1小时,由此得到λ/4相位差层形成用组合物。
[0198]
〔λ/4相位差层的形成〕
[0199]
在日本zeon株式会社制的环状烯烃系树脂(cop)膜(zf-14-50)上实施电晕处理。电晕处理使用ushio电机株式会社制的tec-4ax而进行。电晕处理在输出0.78kw、处理速度10m/分钟的条件下进行1次。用旋转涂布机将水平取向膜形成用组合物涂布于固定在玻璃基板上的cop膜,在80℃干燥1分钟。针对涂布膜,使用偏振uv照射装置(“spot cure sp-9”,ushio电机株式会社制),以波长313nm的累积光量成为100mj/cm2的方式,以轴角度45
°
的方式对膜实施偏振uv曝光。用光学膜厚计(“f20”filmetrics制)测定所得到的水平取向膜的膜厚,结果为100nm。在上述涂敷中,精密地调整水平取向膜形成用组合物的滴加量、以及旋转涂布机(“ms-b300”,mikasa株式会社制)的旋转子转速和旋转子旋转方式,得到面内均匀且精确的涂敷膜厚。
[0200]
接下来,使用旋转涂布机(“ms-b300”,mikasa株式会社制),将λ/4相位差层形成用组合物涂布于水平取向膜,在120℃干燥1分钟。针对涂布膜,使用高压水银灯(“unicure vb-15201by-a”,ushio电机株式会社制),照射(氮气氛下,波长365nm的累积光量:500mj/cm2)紫外线,由此,形成λ/4相位差层(相当于λ/4相位差层21)。
[0201]
在λ/4相位差层上层叠粘合剂层,隔着该粘合剂层,将由cop膜、取向膜、λ/4相位差层形成的膜贴合于玻璃。将cop膜剥离,得到用于测定延迟的样品。
[0202]
用相位差测定装置(“kobra-wpr”,王子计测机器株式会社制)测定波长550nm的延迟,结果为140.3nm。进而,根据上述延迟和折射率算出λ/4相位差层的层厚,结果为1900nm。
[0203]
在上述涂敷中,精密地调整λ/4相位差层形成用组合物的滴加量、旋转涂布机的旋转子转速和旋转子旋转方式、从涂敷至干燥的时间、以及干燥炉内温度,得到所期望且面内均匀的层厚和延迟。
[0204]
在由上述cop膜、取向膜和λ/4相位差层形成的膜的λ/4相位差层侧层叠粘合剂层,隔着上述粘合剂层与具有tac膜作为保护膜的直线偏振层的偏振性膜侧进行粘接,得到由cop膜、取向膜、λ/4相位差层、粘合剂层、偏振性膜(偏振片层)、tac膜(保护膜)形成的膜。进而,将该膜的cop膜剥离,在作为剥離面的取向膜面层叠粘合剂层,得到层叠有粘合剂层的光学层叠体(以下,为了方便说明,称为“第1光学层叠体”)。第1光学层叠体中粘合剂层以外的部分相当于图1所示的图像显示装置1的光学层叠体20。
[0205]
测定在波长400nm至波长500nm的区域中的第1光学层叠体的透射光谱,得到干涉光谱。可以确认,在波长434nm、458nm、484nm具有极大值,在波长446nm、470nm具有极小值,并与实施例1的计算结果一致。
[0206]
除了将λ/4相位差层的厚度设为1955nm以外,同样地制作,得到层叠有粘合剂层的光学层叠体(以下,为了方便说明,称为“第2光学层叠体”)。进而,测定在波长400nm至波长500nm的区域中的第2光学层叠体的透射光谱,得到干涉光谱。可以确认,在波长446nm、470nm具有极大值,在波长434nm、458nm、484nm具有极小值,并与比较例1的计算结果一致。
[0207]
在市售的内置有有机电致发光图像显示装置(以下,称为“oled图像显示装置”)的智能手机中,移除视觉辨认侧最外表面的玻璃和圆偏振板,在上述智能手机所具有的oled图像显示装置(相当于图像显示部10)上隔着粘合剂层层叠上述第1光学层叠体。在该状态
下,将oled图像装置的显示图像设为蓝色单色的显示,用显示器评价系统dms803(instrument systemsgmbh制)确认从第1光学层叠体输出的光的亮度。
[0208]
在上述智能手机所具有的oled图像显示装置(相当于图像显示部10)上隔着粘合剂层层叠第2光学层叠体以取代第1光学层叠体,除此以外,与第1光学层叠体的情况同样地操作,确认从第2光学层叠体输出的光的亮度。结果,对于带有层叠了第1光学层叠体的oled图像显示装置的智能手机而言,与带有层叠了第2光学层叠体的oled图像显示装置的智能手机相比,发光峰的亮度增加5%,即使目视也能够强烈地视觉辨认蓝色发光。
[0209]
本发明不限于上述实施方式和实施例,并旨在包括由专利权利要求所示出的范围、与专利权利要求的范围等同的意义和范围内的所有变更。
[0210]
图像显示部可以是具有独立发光的像素的无机电致发光器件、电子发射显示装置(例如场发射显示装置(fed)、表面电场发射显示装置(sed))、电子纸(使用了电子油墨、电泳元件的显示装置)、等离子体显示装置、投射型显示装置(例如光栅光阀(也称为glv)显示装置、具有数字微镜设备(也称为dmd)的显示装置)和压电陶瓷显示器等。
[0211]
也可以使用粘接剂层以代替粘合剂层。
[0212]
虽然将山形区域m设为对应于三原色的任一者的区域,但也可以是对应于其他颜色(或者波长范围)的区域。
[0213]
附图标记说明
[0214]1…
图像显示装置;10

图像显示部;10a

图像显示面;λ0…
峰波长;21

λ/4相位差层;22

直线偏振层;21a

第1面;21b

第2面;111

发光部;211

相位差显现层;212

无取向层;m

山形区域。
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