專利名稱:波長選擇光吸收光學元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種波長選擇光吸收光學元件，特別是，本發(fā)明涉及一種優(yōu)選在彩色液晶顯示器(LCD)中安裝和使用的波長選擇光吸收光學元件。
背景技術(shù)：
如圖1和圖2中所示，彩色LCD(1)包含圖像顯示單元(5)和從圖像顯示單元(5)背面照亮圖像顯示單元(5)的光源(6)，圖像顯示單元(5)包含液晶單元(2)、設(shè)置在液晶單元(2)各個表面上的一對偏振片(3)和設(shè)置在偏振片(3)中的一個的表面上的彩色濾波器(4)，彩色光穿過液晶單元(2)用作彩色顯示。此類的彩色LCD被廣泛地用作在液晶電視等的顯示器。
作為構(gòu)成彩色LCD的光源(6)，通常采用冷陰極熒光燈(CCFL)。在圖1的側(cè)邊緣型彩色LCD情形下，位于CCFL和圖像顯示單元(5)之間的光路上，安裝有如光導板(7)把光從CCFL導引到圖像顯示單元(5)的光學元件，用來均勻照亮圖像顯示單元(5)的光擴散板(8)，棱鏡片(9)等。除了偏振片(3)和彩色濾波器(4)，圖像顯示單元(5)還具有如延遲薄膜(10)等用來獲得更好顯示質(zhì)量的光學元件。而且，用來從外面保護圖像顯示單元(5)的前平板(11)被設(shè)置在圖像顯示單元(5)的前面上。
關(guān)于此光學元件，作為能抑制由于光散射和/或光擴散而產(chǎn)生的光量損耗的光學元件，JP-A-10-319231公開了下述這種光學元件，其中450nm波長的光透射率(T450)、545nm波長的光透射率(T545)以及610nm波長的光透射率(T610)滿足下列關(guān)系(A)T450＞T545＞T610 (A)然而，包含傳統(tǒng)光學元件的彩色LCD(1)未必能以滿意的色彩再現(xiàn)性顯示彩色圖像。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能使彩色LCD以更好的色彩再現(xiàn)性顯示彩色圖像的彩色LCD。
相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種波長選擇光吸收光學元件，其中450nm波長的光透射率(T450)、545nm波長的光透射率(T545)以及610nm波長的光透射率(T610)滿足下列關(guān)系(I)T450＜T545＜T610(I)根據(jù)本發(fā)明的波長選擇光吸收光學元件用作構(gòu)成顯示裝置的光學元件非常有用。例如，包含本發(fā)明光學元件作為光擴散板的彩色LCD，具有良好的彩色圖像色彩再現(xiàn)性。
圖1是側(cè)邊型彩色LCD的剖面示意圖。
圖2是底面型彩色LCD的剖面示意圖。
具體實施方式本發(fā)明的波長選擇光吸收光學元件被安裝和使用在彩色LCD(1)中。
如圖1和圖2所示，彩色LCD(1)包含圖像顯示單元(5)和從圖像顯示單元(5)背面照亮圖像顯示單元(5)所顯示的彩色圖像的光源(6)。在圖1和圖2所示的彩色LCD中，冷陰極熒光燈(CCFL)通常被當作光源(6)。
圖像顯示單元(5)包含液晶單元(2)、設(shè)置在液晶單元(2)各表面上的一對偏振片(3)和設(shè)置在偏振片(3)中的一個的表面上的彩色濾波器(4)。彩色濾波器(4)給穿過液晶單元(2)用作彩色顯示的光著色。彩色濾波器通常被設(shè)置在液晶單元(2)背面，且位于液晶單元(2)和偏振片(3)之間。為了顯示更高質(zhì)量的圖像，該圖像顯示單元(5)可進一步包含延遲薄膜(10)。
在圖1所示的側(cè)邊型彩色LCD(1)的情形中，一個光源(6)被設(shè)置在圖像顯示單元(5)背面的側(cè)部上。從光源(6)發(fā)出的光被光導板(7)等元件導向圖像顯示單元(5)，然后通過位于圖像顯示單元(5)下面的光擴散板(8)和棱鏡片(9)，并均勻照亮圖像顯示單元(5)。
光導板(7)是將放置在圖像顯示單元(5)背面的側(cè)邊光源(6)發(fā)出的光導向圖像顯示單元(5)的光學元件。光擴散板(8)是讓從光導板(7)出射的光通過平板(8)并且使之擴散的光學元件。棱鏡片(9)是通過形成在該片(9)或其表面上的棱鏡使通過該棱鏡片(9)的光折射的、以便均勻照亮圖像顯示單元(5)的光學元件。棱鏡片(9)通常設(shè)置在光擴散板(8)和圖像顯示單元(5)之間。
在圖2所示的底面型彩色LCD的情形中，至少一個光源(6)被放置在圖像顯示單元(5)背面的下邊，并通過設(shè)置在光源(6)和圖像顯示單元(5)之間的光擴散板(8)和設(shè)置在光擴散板(8)和圖像顯示單元(5)之間的棱鏡片(9)均勻照亮圖像顯示單元(5)。
在圖1或圖2所示的彩色LCD(1)中，用來從外面保護圖像顯示單元(5)的前平板(11)被設(shè)置在圖像顯示單元(5)的前面。圖像顯示單元(5)所顯示的圖像通過前平板(11)被觀看。
本發(fā)明的波長選擇光吸收光學元件可被用于下列情況(a)它可以被安裝在從光源(6)到圖像顯示單元(5)的光路上，如光導板(7)、光擴散板(8)、棱鏡片(9)等；(b)它可以被安裝在圖像顯示單元(5)中，如偏振片(3)、延遲薄膜(10)等；(c)它可以被安裝在圖像顯示單元(5)的前面作為前平板(11)，它優(yōu)選被安裝在從光源(6)到圖像顯示單元(5)的光路上，因為當沒有圖像顯示或黑色圖像被顯示時圖像顯示單元(5)的圖像平面自然看起來是黑色的。
通常，本發(fā)明的波長選擇光吸收光學元件的總透射率(Tt)為40％至95％。
在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的波長選擇光吸收光學元件在580nm波長的光透射率(T580)滿足下列方程式(II)
T580≤0.9×(T450+T545+T610)/3 (II)或在490nm波長的光透射率(T490)滿足下列方程式(III)T490≤0.9×(T450+T545+T610)/3 (III)更優(yōu)選地，在580nm波長的光透射率(T580)滿足方程式(II)同時在490nm波長的光透射率(T490)滿足方程式(III)。
在580nm波長的光透射率(T580)和/或在490nm波長的光透射率(T490)可以是0％。
本發(fā)明的波長選擇光吸收光學元件可包含含有至少一種波長選擇光吸收劑散布其中的透明材料。盡管該透明材料可以是無機玻璃，但更優(yōu)選異丁烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚碳酸脂樹脂等透明樹脂。因為樹脂容易被加工以形成所需要的光學元件。
合適的作為染料的化合物的組合可用作波長選擇光吸收劑。例如，具有最大吸收波長約為490nm的染料和具有最大吸收波長約為580nm的染料。具有最大吸收波長約為490nm的染料的例子有NK5705，NK3791以及NK1473(都可從Hayashibara Biochemical實驗室獲得)。具有最大吸收波長約為580nm的染料的例子包括NK5450(可從Hayashibara Biochemical實驗室獲得)、TAP2(都可從Yamada化學有限公司獲得)、釹辛酸鹽(Asada化學工業(yè)有限公司)。
透明材料所含染料數(shù)量因染料種類等而變化，且可以被恰當?shù)剡x擇以使得上述關(guān)系式(I)與可選方程式(II)和/或方程式(III)被滿足。
波長選擇光吸收光學元件包含透明樹脂，該透明樹脂含有散布其中的波長選擇光吸收劑，該波長選擇光吸收光學元件可通過下述方法被制造(i)通過熔化透明樹脂、添加波長選擇光吸收劑、熔化混合(melt kneading)混合物，然后通過常規(guī)的如擠壓模塑、注模成型、壓模成型等成型方法使混合物成型；(ii)通過混合透明樹脂原料一個單體或多個單體、聚合引發(fā)劑、和波長選擇光吸收劑，然后在模具中聚合單體(多個單體)；(iii)通過在透明樹脂制造的光學元件表面上使用包含波長選擇光吸收劑的涂敷材料，形成波長選擇光吸收劑的層；或(iv)通過用波長選擇光吸收劑浸漬由透明樹脂制成的光學元件。
當波長選擇光吸收光學元件呈薄片或薄膜狀，可以通過將含有波長選擇光吸收光學劑的薄片或薄膜層疊到透明樹脂薄片或透明樹脂薄膜上形成(v)。
只要本發(fā)明的效果不被削弱，本發(fā)明的波長選擇光吸收光學元件可以可選地包含一種或多種如光發(fā)散劑、填充料、脫模劑、UV吸收體、如抗氧化劑、熱延緩劑等穩(wěn)定劑等的常規(guī)添加劑。波長選擇光吸收光學元件的表面可以是光滑的或者對散射光是精密質(zhì)地的。
實例通過下列實例說明本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍不限于下述描述。
實例1在100份按重量比的甲基異丁烯酸脂中，添加0.05份按重量比的偶氮二異丁腈(一種聚合引發(fā)劑)，0.0005份按重量比的具有最大吸收波長582nm的染料“NK 5450”(可從Hayashibara Biochemical實驗室獲得)和0.0005份按重量比的具有最大吸收波長492nm的染料“NK 5705”(可從HayashibaraBiochemical實驗室獲得)并混合。然后，混合物被填充在由一對玻璃平板構(gòu)成的聚合單元中并用聚氯乙烯墊圈密封玻璃平板邊緣，并加熱聚合甲基異丁烯酸脂。由此得到厚度為2mm的聚甲基異丁烯酸脂透明薄片。
用分光光度計(U-4000，Hitachi Ltd.制造)以5nm的波長間隔測量在380nm到780nm的波長范圍的情況下測量薄片的光透射率。結(jié)果如表1所示。
表1
組裝一種具有圖1所示結(jié)構(gòu)且色彩再現(xiàn)性(Gamut)為75％的商業(yè)可用彩色LCD。然后，按上述步驟制造的透明薄片層疊到設(shè)在圖像顯示單元(5)背面的光擴散板(8)上。相應(yīng)地，色彩再現(xiàn)性增長到80％，并且該彩色LCD顯示彩色圖像，其可以以自然的顏色再現(xiàn)人的皮膚。
通過用國際照明協(xié)會規(guī)定的CIE色品圖獲得在彩色LCD(1)上顯示的色彩再現(xiàn)范圍，并計算所獲得的色彩再現(xiàn)范圍與國家電視系統(tǒng)委員會規(guī)定的色彩再現(xiàn)范圍的面積比來計算色彩再現(xiàn)性(Gamut)。此面積比被用作色彩再現(xiàn)性(Gamut)。
權(quán)利要求
1.一種波長選擇光吸收光學元件，其中450nm波長的光透射率T450、545nm波長的光透射率T545以及610nm波長的光透射率T610滿足下列關(guān)系(I)T450＜T545＜T610 (I)
2.如權(quán)利要求
1所述的波長選擇光吸收光學元件，其中在580nm波長的光透射率T580滿足下列方程式(II)T580≤0.9×(T450+T545+T610)/3 (II)
3.如權(quán)利要求
1或2所述的波長選擇光吸收光學元件，其中在490nm波長的光透射率T490滿足下列方程式(III)T490≤0.9×(T450+T545+T610)/3 (III)
4.如權(quán)利要求
1所述的波長選擇光吸收光學元件，該光學元件被安裝和使用在彩色液晶顯示器中。
5.如權(quán)利要求
4所述的波長選擇光吸收光學元件，該光學元件是由構(gòu)成彩色液晶顯示器的導光板、光擴散板、棱鏡片和前平板的組中選出的元件。
6.一種彩色液晶顯示器，包括含有液晶單元、偏振片、彩色濾波器和冷陰極熒光燈的圖像顯示單元，冷陰極熒光燈用來照明所述圖像顯示單元，其中，如權(quán)利要求
1所述的波長選擇光吸收光學元件被安裝在所述冷陰極熒光燈和所述圖像顯示單元之間的光路上、在所述圖像顯示單元中或在所述圖像顯示單元的前面上。
專利摘要
一種波長選擇光吸收光學元件，其中450nm波長的光透射率(T450)、545nm波長的光透射率(T545)以及610nm波長的光透射率(T610)滿足下列關(guān)系(I)T450＜T545＜T610(I)。
文檔編號G02B5/23GK1996119SQ200610064248
公開日2007年7月11日 申請日期2006年11月24日
發(fā)明者金谷浩子 申請人:住友化學株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan