光學薄膜、濾光器及包含它的顯示設備的製作方法
2023-05-04 10:51:01 1
專利名稱：光學薄膜、濾光器及包含它的顯示設備的製作方法
技術領域：
本發明的實施方式涉及一種光學薄膜、濾光器和包含它的顯示設備。更具體地，本發明的實施方式涉及一種含有吸收波長在約470nm至約510nm範圍內的光的選擇性可見光吸收層的光學薄膜，濾光器和包含它的顯示設備。
背景技術：
平板顯示器(FPD)，例如液晶顯示器，等離子體顯示器，電致發光顯示器，場致發射顯示器和真空螢光顯示器，可被做得又大又薄，這也是所期望的。然而，一些FPD，例如等離子體顯示器，能夠放射出大量的近紅外光。例如在等離子體顯示器中，當使用放電氣體激發螢光物質來產生UV光線時，可能會產生近紅外光線。近紅外光線會引起使用近紅外光線的各種電子設備發生故障，例如電器遙控器、使用近紅外通信的設備等。此外，在含氖的放電氣體中發生放電的顯示器，例如等離子體顯示器，可以放射出波長約585nm的橙色氖光。這樣的光線會不如願地降低顯示器放射出的綠色和紅色的純度。而且由波長在約470nm至約510nm的範圍內的放電氣體放射出的黃光使得顯示器的藍色和綠色的純度變差。顏色純度的降低會不如願地降低顯示器的圖像質量。
發明內容
因此本發明涉及一種光學薄膜，濾光器，和包含它的顯示設備，它們基本上克服了由於相關技術的局限性和缺點導致的一個或多個問題。
因此本發明的實施方式的特徵是提供一種可以選擇性過濾波長在約470nm至約510nm範圍內的黃光的光學薄膜，濾光器和包含它的顯示設備。
因此本發明實施方式的另一個特徵是提供一種通過選擇性過濾由顯示設備放射出的預定波長的可見光而提高顏色純度和顏色再現性的光學薄膜。
本發明通過提供一種包含選擇性可見光吸收層的光學薄膜可以實現上述和其它特徵及優點的至少一個，該吸收層包含至少一種具有在約470nm至約510nm範圍內的最大吸收波長的染料，在染料的最大吸收波長時選擇性可見光吸收層的最大透光率約為60％或更小，並且半寬度為約50nm或更小。
選擇性可見光吸收層在最大吸收波長時的最大透光率為50％或更小。該染料在約485nm至約495nm的範圍內具有最大吸收波長。該染料可以是花青染料。該花青染料包括菁化合物，酞菁化合物或萘酞菁化合物中的一種或多種。
選擇性可見光吸收層還包括顏色補償染料，顏色補償染料可以包括蒽醌染料，迫位酮(perinone)染料，單偶氮染料，雙偶氮染料或者是次甲基染料中的一種或多種。至少一種顏色補償染料可以包含由下化學式1～7之一表示的化合物化學式1
化學式2 化學式3 化學式4 化學式5 化學式6 ；和化學式7 以100重量份選擇性可見光吸收層的固體量計，選擇性可見光吸收層可以包含約0.0001至約30重量份的顏色補償染料。以100重量份選擇性可見光吸收層的固體量計，選擇性可見光吸收層可以包含約0.0001至約20重量份的染料，還可以包含約10至約90重量份的粘合劑樹脂。
粘合劑樹脂可以包含三聚氰胺樹脂，氨基甲酸乙酯樹脂，環氧樹脂，聚酯樹脂，聚醚樹脂，聚醯亞胺樹脂，矽樹脂或丙烯酸樹脂中的一種或多種。
可見光吸收層可以形成在透明基底上。透明基底可以包含以下樹脂中的一種或多種聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，環狀聚烯烴，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚碳酸酯，丙烯酸樹脂，三乙醯纖維素，聚醚碸或聚醚酮。選擇性可見光吸收層可以通過在透明基底上用包含染料、粘合劑樹脂和溶劑的塗覆液來塗覆而形成。
本發明的上述和其它特點及優點中的至少一個也可以通過提供一種包括至少一層的光學薄膜來實現，其中該層包含至少一種具有在約470nm至約510nm範圍內的最大吸收波長的染料，並且該層在染料的最大吸收波長時的最大透光率為約60％或更小，以及半寬度為約50nm或更小。
該染料可以是花青染料，花青染料可以包括菁化合物，酞菁化合物或萘酞菁化合物中的一種或多種。
本發明的上述和其它特點及優點中的至少一個也可以通過提供一種顯示設備來實現，該顯示設備包含具有至少一層的濾光器，其中該層包含至少一種具有在約470nm至約510nm範圍內的最大吸收波長的染料，該層在染料的最大吸收波長時的最大透光率約為60％或更小，半寬度約為50nm或更小。該染料可以是花青染料，顯示設備還可以包括等離子體顯示面板。該顯示設備可以使用含氖的放電氣體來放射可見光。
參照附圖，根據本發明的典型實施方式的詳述，對於本領域普通技術人員而言，本發明的上述和其它特徵和優點會更明顯，其中圖1所示為本發明實施方式的光學薄膜的剖面示意圖；圖2所示為本發明實施方式和對比實施例的光學薄膜的透光率圖形；和圖3所示為本發明實施方式的顯示設備的剖面示意圖。
具體實施例方式
在此下述文件全部引用作為參考，韓國專利申請No.10-2006-0046129，申請於2006年5月23日，和韓國專利申請No.10-2006-0097124，申請於2006年10月2日，它們的名稱都是「光學薄膜、濾光器和包含它的顯示設備」。
下面參照附圖更詳細地說明本發明，並且對本發明的典型實施方式進行說明。然而，本發明可以通過不同的形式被實施，並不局限於此處的實施方式。而且這些實施方式使得該公開更加透徹和完整，對於本領域技術人員而言可以完全理解本發明的範圍。
圖中，為了清楚說明，層的尺寸和部位被放大。還可以理解的是當層或組件被提及在另一層或基底「上」時，它可以是直接在另一層或基底上，或者也可以存在中間層。而且還可以理解的是當層被提及在另一層之「下」時，它可以是直接在下面，也可以存在一個或多個中間層。另外，還可以理解的是當層在兩層「之間」時，它可以是兩層之間的唯一層，也可以存在一個或多個中間層。全文中相同的參考標記表示相同組件。
圖1所示為本發明實施方式的光學薄膜的剖面示意圖。如圖1所示，光學薄膜可以包括選擇性可見光吸收層20。在一種實施方式中，選擇性可見光吸收層20可以形成於透明薄膜10上。選擇性可見光吸收層20可以通過在透明基底10上使用塗覆液塗覆來製備，塗覆液包含至少一種具有在約470nm至約510nm範圍內的最大吸收波長的染料(下稱「選擇性可見光吸收染料」)。選擇性可見光吸收染料可以溶解或分散於包含例如粘合劑樹脂和溶劑的粘合劑溶液中。
選擇性可見光吸收染料在約470nm至約510nm範圍內具有最大吸收波長。在一種實施方式中，選擇性可見光吸收染料在約485nm至約495nm範圍內具有最大吸收波長。在一種實施方式中，選擇性可見光吸收染料可以是花青染料。花青染料包括例如菁化合物，酞菁化合物，萘酞菁化合物等。更具體的，花青染料的例子包括，例如GPX 102和GPX 201，購自Asahi Denka Co.，Ltd.，和NK-4271和NK-7803，購自Hayashibara Biochemical Labs，Inc.。
在一種實施方式中，選擇性可見光吸收層20在最大吸收波長時的最大透光率為約60％或更小。當在最大吸收波長時的最大透光率超過約60％時，降低顏色純度的黃光不能被充分吸收。在一種實施方式中，選擇性可見光吸收層20在最大吸收波長時的最大透光率為50％或更小。選擇性可見光吸收層20的最大透光率可以通過以下控制例如控制選擇性可見光吸收層20中選擇性可見光吸收染料的數量，控制選擇性可見光吸收層20的厚度等。
選擇性可見光吸收層20的半寬度為約50nm或更小。此處所用術語「半寬度」指的是光學薄膜透光率圖形上對應於最大透光率半值的兩個點之間的帶寬。選擇性可見光吸收層20的半寬度可以由所用染料的量來調節。當染料的量增加時，選擇性可見光吸收層20的半寬度可增大。
在一些應用中，如果選擇性可見光吸收層20的半寬度超過約50nm，那麼選擇性可見光吸收層20可以負面地影響可見紅(R)、綠(G)和藍(B)光，例如當這樣的光線是由分別激發紅、綠和藍色螢光物質得到的。這能夠導致顯示鮮明色彩的能力的下降，降低顯示器屏幕的解析度。
還可以看出，小於約10nm的半寬度是不現實或者是昂貴的，因為難以獲得這樣的層。而且如果這樣的濾光器具有相對很少的優點，難度和/或成本也是得不到保證的。
在一種實施方式中，以100重量份選擇性可見光吸收層20的固體量計，選擇性可見光吸收層20可以包含約0.0001至約20重量份的選擇性可見光吸收染料，例如約0.001至約10重量份。
選擇性可見光吸收層20中，粘合劑樹脂可以包含以下樹脂中的一種或多種，例如三聚氰胺樹脂，氨基甲酸乙酯樹脂，環氧樹脂，聚酯樹脂，聚醚樹脂，聚醯亞胺樹脂，矽樹脂或者丙烯酸樹脂，或者是使用能量如熱、UV光線或其它電磁射線等進行固化或乾燥的樹脂。在一種實施方式中，以100重量份選擇性可見光吸收層20的固體量計，選擇性可見光吸收層20可以包含約10至約90重量份的粘合劑樹脂。
選擇性可見光吸收層20除了選擇性可見光吸收染料外，還可以包含一種或多種顏色補償染料用來補償光學薄膜的顏色。所用的顏色補償染料隨著欲表現的顏色色調而不同，可以包含以下染料中的一種或多種，例如蒽醌染料，迫位酮染料，單偶氮染料，雙偶氮染料或次甲基染料。顏色補償染料可以含有以下化學式1～5所示的蒽醌化合物，以下化學式6表示的迫位酮化合物，以下化學式7表示的次甲基化合物化學式1 化學式2 化學式3 化學式4
化學式5 化學式6 化學式7 蒽醌染料可以是例如氨基蒽醌染料，如Green-5B，Blue-RR，Redvio-RV，Violet-R，或Green-G，購自M.Dohmen GmbH。迫位酮染料可以是例如Red A2G，也購自M.Dohmen GmbH。雙偶氮染料可以是例如Black KB或Black K，也購自M.Dohmen GmbH，或者Yellow 93(C21H18N4O2)，購自Jiangsu Yabang Dyestuffs Co.，Ltd。
在選擇性可見光吸收層20包含顏色補償染料的情形中，以100重量份選擇性可見光吸收層20的固體量計，顏色補償染料的用量為約0.0001至約30重量份，例如約0.001至約15重量份。在一種實施方式中，選擇性可見光吸收層20的厚度在約1μm至約2μm的範圍內。
在本發明該實施方式的光學薄膜中，透明基底10可以用於支撐選擇性可見光吸收層20，只要其能透過可見光，對其沒有特別限定。透明基底10可以是以下樹脂形成的薄膜，例如聚酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚烯烴，如環狀聚烯烴、聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯，乙烯基樹脂，如聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯，聚碳酸酯，丙烯酸樹脂，三乙醯纖維素(TAC)，聚醚碸，或聚醚酮樹脂。
根據本發明該實施方式的光學薄膜可以用常規成膜法來製備。例如選擇性可見光吸收層20可以通過以下來製備將選擇性可見光吸收染料、粘合劑樹脂和/或其它添加劑與溶劑混合，將各組分溶解或分散，而製備用於選擇性可見光吸收層20的塗覆液。然後將該溶液塗覆於透明基底10上並固化/乾燥。
溶劑可以包括一種或者多種以下化合物，例如酮化合物，如甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)、丙酮、環己酮或環戊酮，醚化合物，如二氧戊環、二氧六環或二甲氧基乙烷；和/或芳族化合物，如甲苯和二甲苯。
可以加入抗氧化添加劑和/或UV光吸收添加劑來提高選擇性可見光吸收層20的耐久性。抗氧化添加劑的具體例子包括苯酚、胺、受阻苯酚、受阻胺、硫、磷酸、亞磷酸和/或金屬配位化合物。UV光吸收添加劑的具體例子包括二苯酮和苯並三唑。
在一種實施方式中，選擇性可見光吸收染料和粘合劑樹脂可被熔化，並與添加劑混合由此來製備塗覆液，然後該塗覆液通過擠出被塗覆在透明基底10上。
塗覆選擇性可見光吸收層的塗覆液的方法包括例如旋塗、輥塗、Meyer刮條塗布，刮刀塗布，凹版塗布，逆向凹版塗布，逆向吻塗(kiss reverse coating)，擠壓式塗布或comma塗布。塗覆塗覆液之後，在約60℃至約120℃的乾燥箱內進行乾燥約0.5分鐘至約10分鐘，以蒸發溶劑。
如圖3所示，顯示設備300的濾光器30可以包含本發明實施方式的光學薄膜。本發明該實施方式的濾光器30可以包含上述具有選擇性可見光吸收層20的薄膜，還可以包含例如近紅外線吸收層、電磁波阻擋層、顏色補償層、氖光阻擋層、防汙層、防反射層或粘合層中的一層或多層。在一種實施方式中，可以製備實施各層功能的複合層。例如在濾光器中可以包含能阻隔近紅外光和氖光的單層。
顯示設備中可以包含根據本發明實施方式的光學薄膜或濾光器。顯示設備的具體例子包括如等離子體顯示設備和液晶顯示設備。
在本發明實施方式的等離子體顯示設備中，上述光學薄膜或濾光器可以配置在等離子體顯示設備的前表面上。光學薄膜或濾光器可以選擇性吸收約470nm至約510nm的可見光，這些光是使用氖、氙或其它放電氣體的放電發光產生的。這可以提高由等離子體顯示設備發出的光線的顏色純度，特別是藍色和綠色的純度。而且還可以提高色彩再現性，這可以改進顯示設備的圖像質量。參照圖3，所示為等離子體顯示設備的兩種典型類型，第一種類型具有濾光器部件，其包含在選擇性可見光吸收層之下的玻璃層，第二類型具有省略玻璃層的濾光器部件。
下面的實施例將說明本發明實施方式的特定實施。可以看出，這些實施例僅僅是用於舉例說明，並不限定本發明。
實施例1在實施例1中，將0.03g的花青染料(GPX 201，購自Asahi Denka)與31.97g的甲基乙基酮混合，然後攪拌該混合物，直到染料完全溶解，此後向其中加入68g的丙烯酸粘合劑Halshybrid IR-G 205，購自Nippon Shokubai Co.，Ltd.。攪拌該混合物，製備選擇性可見光吸收層的塗覆液。通過旋塗法將由此製備的塗覆液塗覆於透明基底上(PET薄膜A4100，購自Toyobo Co.，Ltd.)，然後在80℃乾燥1分鐘，從而製得光學薄膜。選擇性可見光吸收層的厚度為8μm。
實施例2以與實施例1相同的方法製備光學薄膜，除了將0.05g的花青染料(GPX 201，購自Asahi Denka Co.，Ltd.)和0.16g的蒽醌染料(BlueRR，購自M.Dohmen GmbH)與31.79g的甲基乙基酮一起使用。選擇性可見光吸收層的厚度為8μm。
對比例1以與實施例1相同的方式製備光學薄膜，除了不使用花青染料，並將0.04g的蒽醌染料(Blue RR，購自M.Dohmen GmbH)、0.02g的雙偶氮染料(Black KB)和0.03g的迫位酮染料(Yellow 93，購自Jiangsu Yabang Dyestuff Co.，Ltd.)與31.91g的甲基乙基酮溶劑一起使用。選擇性可見光吸收層的厚度為8μm。
對比例2以與實施例1相同的方式製備光學薄膜，除了不使用花青染料，並將0.4g的迫位酮染料(Red A2G，購自M.Dohmen GmbH)與31.6g的甲基乙基酮溶劑一起使用。選擇性可見光吸收層的厚度為8μm。
測量透光率使用分光光度計(Lambda 950，購自PerkinElmer，Inc.)，根據波長測量實施例1和2及對比例1和2製備的光學薄膜的透光率。結果示於圖2中。下表1所示為在特定範圍約470nm至約510nm內的最大吸收波長，最大吸收波長時的透光率，和半寬度(FWHM)。
表1
從表1可以看出，本發明的光學薄膜(實施例1和2)具有在約470nm至約510nm範圍內的最大吸收波長，在該最大吸收波長時的透光率約為60％或更小，並且FWHM為50nm或更小。
圖2是表示上述結果的圖形。在本發明的光學薄膜(實施例1和2)的情形中，可以看到約470至約510nm的光線被選擇性吸收。
如上所述，本發明的實施方式提供了一種光學薄膜、濾光器和包含它的顯示設備。根據本發明實施方式的光學薄膜可以選擇性地切斷波長約470nm至約510nm的黃光，例如等離子體顯示設備的螢光物質產生的光線。因而，包含本發明光學薄膜的顯示設備可以顯示出良好的藍色和綠色平衡性，以及優異的色彩再現性。
在此公開了本發明的典型實施方式，雖然使用了特定的條件，但是它們只是用於一般的描述性的含義，並沒有限定的意圖。因此對於本領域普通技術人員而言，在不脫離本發明的宗旨和範圍下，可以有符合下面的權利要求的各種變型和細節。
權利要求
1.一種光學薄膜，包含選擇性可見光吸收層，該吸收層含有至少一種具有在約470nm至約510nm範圍內的最大吸收波長的染料，該選擇性可見光吸收層在染料最大吸收波長時的最大透光率約為60％或更小，以及半寬度約為50nm或更小。
2.根據權利要求1的光學薄膜，其中該選擇性可見光吸收層在最大吸收波長時的最大透光率為50％或更小。
3.根據權利要求1的光學薄膜，其中該染料具有在約485nm至約495nm內的最大吸收波長。
4.根據權利要求1的光學薄膜，其中該染料是花青染料。
5.根據權利要求4的光學薄膜，其中該花青染料包含菁化合物，酞菁化合物或萘酞菁化合物中的一種或多種。
6.根據權利要求5的光學薄膜，其中該選擇性可見光吸收層還包含顏色補償染料，並且該顏色補償染料包含蒽醌染料，迫位酮染料，單偶氮染料，雙偶氮染料或次甲基染料中的一種或多種。
7.根據權利要求6的光學薄膜，其中該至少一種顏色補償染料包含以下化學式1～7之一所示的化合物化學式1 化學式2 化學式3 化學式4 化學式5 化學式6 化學式7
8.根據權利要求6的光學薄膜，其中以100重量份該選擇性可見光吸收層的固體量計，該選擇性可見光吸收層包含約0.0001至約30重量份的顏色補償染料。
9.根據權利要求4的光學薄膜，其中以100重量份該選擇性可見光吸收層的固體量計，該選擇性可見光吸收層包含約0.0001至約20重量份的染料，還包含約10至約90重量份的粘合劑樹脂。
10.根據權利要求9的光學薄膜，其中該粘合劑樹脂包含三聚氰胺樹脂、氨基甲酸乙酯樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、聚醚樹脂、聚醯亞胺樹脂、矽樹脂或丙烯酸樹脂中的一種或多種。
11.根據權利要求1的光學薄膜，其中該可見光吸收層形成在透明基底上。
12.根據權利要求11的光學薄膜，其中該透明基底包括以下樹脂中的一種或多種聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，環狀聚烯烴，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚碳酸酯，丙烯酸樹脂，三乙醯纖維素，聚醚碸或聚醚酮。
13.根據權利要求11的光學薄膜，其中該選擇性可見光吸收層是通過在透明基底上塗覆包含染料、粘合劑樹脂和溶劑的塗覆液而形成的。
14.一種濾光器，包含至少一層，其中該層包含至少一種具有在約470nm至約510nm範圍內的最大吸收波長的染料，和該層在染料最大吸收波長時的最大透光率約為60％或更小，以及半寬度約為50nm或更小。
15.根據權利要求14的濾光器，其中該染料是花青染料。
16.根據權利要求15的濾光器，其中該花青染料包含菁化合物，酞菁化合物或萘酞菁化合物中的一種或多種。
17.一種顯示設備，包含具有至少一層的濾光器，其中該層包含至少一種具有在約470nm至約510nm範圍內的最大吸收波長的染料，和該層在染料最大吸收波長時的最大透光率約為60％或更小，以及半寬度約為50nm或更小。
18.根據權利要求17的顯示設備，其中該染料是花青染料。
19.根據權利要求18的顯示設備，還包含等離子體顯示面板。
20.根據權利要求19的顯示設備，其中該顯示設備使用包含氖的放電氣體來放射可見光。
全文摘要
一種光學薄膜，包含選擇性可見光吸收層，該吸收層含有至少一種具有在約470nm至約510nm範圍內的最大吸收波長的染料，該選擇性可見光吸收層在染料最大吸收波長時的最大透光率約為60％或更小，以及半寬度約為50nm或更小。
文檔編號G02B1/00GK101078792SQ20071010522
公開日2007年11月28日 申請日期2007年5月21日 優先權日2006年5月23日
發明者李丙厚, 姜景求 申請人:第一毛織株式會社