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JPH1082910A - 光学フイルム - Google Patents

光学フイルム

Info

Publication number
JPH1082910A
JPH1082910A JP23661896A JP23661896A JPH1082910A JP H1082910 A JPH1082910 A JP H1082910A JP 23661896 A JP23661896 A JP 23661896A JP 23661896 A JP23661896 A JP 23661896A JP H1082910 A JPH1082910 A JP H1082910A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
hologram
optical film
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23661896A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoichi Mori
陽一 森
Takeshi Hotta
豪 堀田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP23661896A priority Critical patent/JPH1082910A/ja
Publication of JPH1082910A publication Critical patent/JPH1082910A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ホログラムカラーフィルターに
おける0次光を効率よくカットし、表示装置におけるコ
ントラスト低下や色度の低下等の問題を生じない光学フ
ィルムの提供を課題とする。 【解決手段】 本発明の光学フィルムは、ポリマーフ
イルム中に長鎖色素分子が分散された光学フィルムであ
って、該長鎖色素分子が、その分子軸に平行な光成分に
対して吸収性を有する一方、分子軸に法線方向の光成分
に対しては吸収性を略有しないものであり、かつ、フィ
ルム面内の一定方向に配向されて分散されていることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ用視
野選択フイルム、迷光カットフィルター、HOE用0次
光カットフィルター等に使用される光学フィルムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶を用いた直視型ディスプレイ
が、OA分野のカラーノートPCを中心に商品化されて
いる。このような液晶表示装置においては、表示用バッ
クライトの電源となるバッテリーのエネルギーが限られ
ているため、長時間使用するためには液晶パネル全体と
しての光利用効率を上げる必要がある。
【0003】カラー液晶表示装置用のカラーフィルター
を例に説明する。従来の波長吸収型のものと比較して、
バックライトの各波長成分を無駄なく吸収なく各液晶セ
ルへ入射でき、バックライトの利用効率を大幅に向上さ
せるものとして、本出願人は、特願平5−12170号
等において、ホログラムカラーフィルターを提案した。
その構成には2つのタイプがあり、第1のタイプは、偏
心したフレネルゾーンプレート状の微小ホログラムアレ
ーからなるものである。第2のタイプは、平行で一様な
干渉縞からなるホログラム又は回折格子とそれに重畳し
たマイクロレンズアレーとからなるものである。以下、
簡単にこれらのホログラムカラーフィルターについて説
明する。
【0004】図2の断面図を参照にして第1のタイプの
ホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置につ
いて説明する。同図において、規則的に液晶セル6′
(画素)に区切られた液晶表示素子6のバックライト3
入射側にこのホログラムカラーフィルターを構成するホ
ログラムアレー5が離間して配置される。液晶表示素子
6背面には、各液晶セル6′の間に設けられたブラック
・マトリックス4が配置される。以上の他、図示しない
偏光板が液晶表示素子6の両側に配置される。なお、ブ
ラック・マトリックス4の間には、従来のカラー液晶表
示装置と同様に、R、G、Bの分色画素に対応した色の
光を通過する吸収型のカラーフィルターを付加的に配置
するようにしてもよい。
【0005】ホログラムアレー5は、R、G、Bの分色
画素の繰り返し周期、すなわち、液晶表示素子6の紙面
内の方向に隣接する3つの液晶セル6′の組各々に対応
して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状に配
置された微小ホログラム5′からなり、微小ホログラム
5′は液晶表示素子6の紙面内の方向に隣接する3つの
液晶セル6′各組に整列して各々1個ずつ配置されてお
り、各微小ホログラム5′は、ホログラムアレー5の法
線に対して角度θをなして入射するバックライト3の中
の緑色の成分の光を、その微小ホログラム5′に対応す
る3つの分色画素R、G、Bの中心の液晶セルG上に集
光するようにフレネルゾーンプレート状に形成されてい
るものである。そして、微小ホログラム5′は、回折効
率の波長依存性がないかもしくは少ない、レリーフ型、
位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなる。ここ
で、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ないと
は、リップマンホログラムのように、特定の波長だけを
回折し、他の波長は回折しないタイプのものではなく、
1つの回折格子で何れの波長も回折するものを意味し、
この回折効率の波長依存性が少ない回折格子は、波長に
応じて異なる回折角で回折する。
【0006】このような構成であるので、ホログラムア
レー5の液晶表示素子6と反対側の面からその法線に対
して角度θをなして入射する白色のバックライト3を入
射させると、波長に依存して微小ホログラム5′による
回折角は異なり、各波長に対する集光位置はホログラム
アレー5面に略平行な方向に分散される。その中の、赤
の波長成分は赤を表示する液晶セルRの位置に、緑の成
分は緑を表示する液晶セルGの位置に、青の成分は青を
表示する液晶セルBの位置にそれぞれ回折集光するよう
に、ホログラムアレー5を構成配置することにより、そ
れぞれの色成分はブラック・マトリックス4でほとんど
減衰されずに各液晶セル6′を通過し、対応する位置の
液晶セル6′の状態に応じた色表示を行うことができ
る。
【0007】このように、ホログラムアレー5をカラー
フィルターとして用いることにより、従来のカラーフィ
ルター用バックライトの各波長成分を無駄なく吸収なく
各液晶セル6′へ入射させることができるため、その利
用効率を大幅に向上させることができる。
【0008】図3の断面図を参照にして第2のタイプの
ホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置につ
いて説明する。同図において、第2のタイプのホログラ
ムカラーフィルター10は、ホログラム7と集光性マイ
クロレンズアレー8とからなり、マイクロレンズアレー
8を構成するマイクロレンズ8′は、R、G、Bの分色
画素の繰り返し周期、すなわち、液晶表示素子6の紙面
内の方向に隣接する3つの液晶セル6′の組各々に対応
して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状に配
置されている。また、ホログラム7は、回折格子の作用
をする平行で一様な干渉縞からなり、回折効率の波長依
存性がないかもしくは少ない、レリーフ型、位相型、振
幅型等の透過型ホログラムからなる。液晶表示素子6背
面には、各液晶セル6′の間に設けられたブラック・マ
トリックス4が配置される。以上の他、図示しない偏光
板が液晶表示素子6の両側に配置される。なお、ブラッ
ク・マトリックス4の間には、従来のカラー液晶表示装
置と同様に、R、G、Bの分色画素に対応した色の光を
通過する吸収型のカラーフィルターを付加的に配置する
ようにしてもよい。
【0009】このような構成であるので、ホログラム7
の液晶表示素子6と反対側の面からその法線に対して角
度θをなしてバックライト3を入射させると、波長に依
存して異なる角度で回折され、ホログラム7の射出側に
分散される。ホログラム7の入射側又は出射側に配置さ
れたマイクロレンズ8′により、この分散された光は、
その焦点面に波長毎に分離されて集光する。その中の、
赤の波長成分は赤を表示する液晶セルRの位置に、緑の
成分は緑を表示する液晶セルGの位置に、青の成分は青
を表示する液晶セルBの位置にそれぞれ回折集光するよ
うに、カラーフィルター10を構成配置することによ
り、それぞれの色成分はブラック・マトリックス4でほ
とんど減衰されずに各液晶セル6′を通過し、対応する
位置の液晶セル6′の状態に応じた色表示を行うことが
できる。
【0010】このような配置において、ホログラム7と
して、集光性でなく一様な干渉縞からなる回折効率の波
長依存性が少ない透過型ホログラムを用いることができ
るため、ホログラム7をマイクロレンズアレー8の各マ
イクロレンズ8′と位置合わせする必要がない点、及
び、マイクロレンズアレー8のピッチが各液晶セル6′
各々に対応して1個のマイクロレンズを配置する従来の
場合の3倍になり、作りやすくかつ整列しやすい点に特
長がある。
【0011】このようなカラー液晶表示装置用のカラー
フィルターにおいて、バックライト3として自然偏光あ
るいは楕円偏光を用いた場合に、本出願人の提案に係る
上記のホログラムカラーフィルター5、10で回折され
ずに透過してしまう成分(0次回折光)が相当存在し、
これが迷光となり、カラー液晶表示装置のコントラスト
低下や色度の低下等の原因の1つになっている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このような0次光は、
表示装置に対する法線方向から角度をもって入射してく
るために、これまで視野選択性のルーバーフィルムを用
いることでカットしているが、ルーバーフィルムは、次
のような問題点を有している。(1)その作製が大変な
ため、コストが高い。(2)ルーバー部のみでは強度が
でないために、両面を基材でサンドイッチする必要があ
り、そのためルーバーフィルム全体が厚くなってしま
う。(3)斜光カットのためにはルーバー部に一定の膜
厚を必要とするため、開口率が低く、そのため光線透過
率が低くなる。(4)作製時の歪みが残りやすく、ルー
バーが傾いたり、ピッチがずれたりする欠陥が出やす
い。特にディスプレイ用の場合、面内均一性の悪さが大
きな問題である。(5)ディスプレイのピッチより小さ
くピッチを作製しないと、ピッチモアレが出る。
【0013】本発明は、このような問題点を有しない光
学フィルムであって、ホログラムカラーフィルターにお
ける0次光を効率よくカットし、表示装置におけるコン
トラスト低下や色度の低下等の問題を生じない光学フィ
ルムの提供を課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の光学フィルム
は、ポリマーフイルム中に長鎖色素分子が分散された光
学フィルムであって、該長鎖色素分子が、その分子軸に
平行な光成分に対して吸収性を有する一方、分子軸に法
線方向の光成分に対しては吸収性を略有しないものであ
り、かつ、フィルム面内の一定方向に配向されて分散さ
れていることを特徴とする。
【0015】本発明の光学フィルムは、上記の長鎖色素
分子が二色性色素であることを特徴とする。
【0016】本発明の光学フィルムは、上記の長鎖色素
分子の配向がポリマーフイルムの延伸により行なわれて
いることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の光学フィルムにおける長
鎖色素分子について説明する。長鎖色素分子としては、
二色性色素が挙げられる。このような長鎖色素分子は、
例えば二色性色素にあっては分子軸の方向によって光の
吸収性を相違する色素であり、色素分子の分子軸の方向
に対して法線方向の光成分は吸収性が略なく光を透過す
るのに対して、分子軸の方向に対して平行方向の光成分
は吸収性を有し、光を透過しない性質を有する。このよ
うな二色性色素としては、アントラキノン系、アゾ系、
ビスアゾ系色素が例示される。
【0018】このような長鎖色素分子を分散させるポリ
マーとしては、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、
ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール、
ポリ塩化ビニル等が挙げられる。長鎖色素分子は、ポリ
マーに対して1重量%〜50重量%、好ましくは1重量
%〜20重量%分散させるとよく、50重量%より多い
と溶解又は分散しにくいという問題がある。また、本発
明の光学フィルム中には、他に可塑剤、成膜助剤、増粘
剤等を添加してもよい。
【0019】本発明の光学フィルムは、上述の構成成分
をメチルエチルケトン等の溶媒に溶解又は分散させた
後、キャスト法、コーティング法等で成膜した後、延伸
率10%〜50%で一軸延伸して作製される。光学フィ
ルムの膜厚は、1μm〜20μm、好ましくは3μm〜
10μmとするとよい。
【0020】長鎖色素分子がポリマーフィルム中におい
てランダムな状態で分散した状態では、そのポリマーフ
ィルムは等方向に光吸収性を示すのみであるが、長鎖色
素分子をポリマーフィルム中において一定方向に配向し
た状態で分散させることにより、光吸収能の異方性を発
現させることができる。
【0021】次に、本発明の光学フィルムを適用したホ
ログラムカラーフィルターシステムについて説明する。
【0022】図1は、本発明の光学フィルムを適用した
ホログラムカラーフィルターシステムの構成と作用を説
明するための図である。図中3はバックライト、5はホ
ログラムカラーフィルター、5′は微小ホログラム、1
4は0次光、15は回折光、19は光学フィルムを示
す。
【0023】図1に示すように、本発明の光学フィルム
19は、ホログラムカラーフィルター5の射出側に配置
され、0次透過光14を微小ホログラム5′の集光点の
前側で取り除くものである。本発明の光学フィルムは、
その法線方向からの光成分のみを透過する。したがっ
て、バックライト3の入射角θを例えば40°に設定し
たホログラムカラーフィルター5の場合には、この光学
フィルム19によって、波長分散した回折光15は何ら
遮断されることなく、液晶表示層(図示せず)に集光さ
せることができ、また、迷光の原因となる0次透過光1
4を完全に遮断することができる。この液晶表示装置
は、そのまま直視型の液晶表示装置として、あるいは、
投影表示装置用の空間変調素子として利用して液晶投影
表示装置として利用することもできる。以下、本発明を
実施例により説明する。
【0024】
【実施例】ポリビニルアルコール(平均重合度500、
鹸化度88%、クラレ(株)製、商品名ポバール20
5)に対して二色性色素{S−428(三井東圧化学
(株)製}を2重量%の割合とし、イソプロピルアルコ
ールに溶解させ、30重量%(固型分)濃度の塗布液を
調製した。
【0025】この塗布液をワイアバーを使用し、乾燥後
膜厚5μmに成膜化した後、延伸率20%で一軸延伸
し、本発明の光学フィルムを作製した。
【0026】得られた光学フィルムを図1に示すホログ
ラムカラーフィルターシステムに適用したところ、0次
透過光14を完全に遮断するものであり、表示装置にお
けるコントラスト低下や色度の低下を防止するものであ
った。
【0027】
【発明の効果】本発明の光学フィルムは、ホログラムカ
ラーフィルターで回折されないで通過する0次透過光を
略遮断することを可能とするので、波長分散した回折光
をほとんど遮断することなく、迷光の原因となる0次透
過光を略完全に遮断することができ、このホログラムカ
ラーフィルターを用いる液晶表示装置のコントラストの
低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光学フィルムを使用したホログラムカ
ラーフィルターシステムの構成と作用を説明するための
図である。
【図2】従来の第1のタイプのホログラムカラーフィル
ターを用いた液晶表示装置の断面図である。
【図3】従来の第2のタイプのホログラムカラーフィル
ターを用いた液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
図中3はバックライト、5はホログラムカラーフィルタ
ー、5′は微小ホログラム、14は0次(透過)光、1
5は回折光、19は光学フィルム、20はポリマー、2
5は長鎖色素分子を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 7:00 11:00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリマーフイルム中に長鎖色素分子が分
    散された光学フィルムであって、該長鎖色素分子が、そ
    の分子軸に平行な光成分に対して吸収性を有する一方、
    分子軸に法線方向の光成分に対しては吸収性を略有しな
    いものであり、かつ、フィルム面内の一定方向に配向さ
    れて分散されていることを特徴とする光学用フイルム。
  2. 【請求項2】 長鎖色素分子が二色性色素であることを
    特徴とする請求項1記載の光学フイルム。
  3. 【請求項3】 長鎖色素分子の配向がポリマーフイルム
    の延伸により行なわれていることを特徴とする請求項1
    記載の光学フイルム。
JP23661896A 1996-09-06 1996-09-06 光学フイルム Pending JPH1082910A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23661896A JPH1082910A (ja) 1996-09-06 1996-09-06 光学フイルム

Applications Claiming Priority (1)

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JP23661896A JPH1082910A (ja) 1996-09-06 1996-09-06 光学フイルム

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JPH1082910A true JPH1082910A (ja) 1998-03-31

Family

ID=17003315

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JP23661896A Pending JPH1082910A (ja) 1996-09-06 1996-09-06 光学フイルム

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JP (1) JPH1082910A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11518069B2 (en) 2018-05-21 2022-12-06 The University Of Sydney Method of fabricating a casting

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