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TW201732395A - 影像顯示裝置 - Google Patents

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TW201732395A
TW201732395A TW106100373A TW106100373A TW201732395A TW 201732395 A TW201732395 A TW 201732395A TW 106100373 A TW106100373 A TW 106100373A TW 106100373 A TW106100373 A TW 106100373A TW 201732395 A TW201732395 A TW 201732395A
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黑田剛志
山本佳奈
小池康博
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大日本印刷股份有限公司
小池康博
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Abstract

本發明之目的在於提供如下之影像顯示裝置，即，具備無須使用特殊之無機系原材料且具有實用上無問題之厚度之光學膜，具有高演色性，並且即便為具有窄發光光譜之光源，亦可極高水準地抑制黑視及干涉色(虹不均)之發生。本發明為影像顯示裝置，具有依序配置有面內具有雙折射率之光學膜及偏光元件之構成，其特徵在於：以上述光學膜之遲相軸與上述偏光元件之吸收軸所成之角度約為45°之方式，設置上述光學膜與上述偏光元件，上述光學膜之延遲為3000nm以上，入射至上述光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率為50%以上。

Description

影像顯示裝置
本發明係關於一種影像顯示裝置。
以液晶顯示裝置為代表之顯示裝置之亮度、解析度、色域等性能正急速進步。而且，與該等性能之進步成比例地，汽車導航系統、儀錶板等用於車內，或者攜帶用資訊終端或室外、店面、公共空間、交通機構等各種場所中使用之數位標牌等用於室外之影像顯示裝置正在增加。
而且，於陽光照射強之室外等環境中，有時為了減輕眩光而於佩戴具備偏光功能之太陽眼鏡(以下稱作「偏光太陽眼鏡」)之狀態下觀察影像顯示裝置。
但是，通常，於如液晶顯示裝置般之影像顯示裝置中具備偏光板，當佩戴偏光太陽眼鏡觀察包含此種偏光板之影像顯示裝置之顯示畫面時，若偏光板之吸收軸與偏光太陽眼鏡之偏光之吸收軸一致，則存在顯示畫面變暗而無法看見(以下稱作「黑視(black out)」)之問題。
再者，作為影像顯示裝置，除液晶顯示裝置外，有機電致發光(有機EL(Electroluminescence))顯示裝置亦為人所熟知，有機EL顯示裝置亦為了防止外界光反射引起之顯示影像之對比度(亮處對比度)降低，而於有機EL元件之視認側配置有偏光板(圓偏光板)，因而會產生黑視之問題。
針對此種黑視之問題，例如，專利文獻1中揭示了如下之液 晶顯示裝置，其配置有：白色發光二極體，作為具有連續且寬幅之發光光譜之光源；以及高分子膜(聚酯膜)，於液晶單元之視認側設置有偏光板，於該偏光板之視認側具有3000~3萬nm之延遲(retardation)，該高分子膜之遲相軸與偏光板之吸收軸所成之角約為45度。藉由將此種高延遲之高分子膜設置於偏光板之視認側，可消除黑視之問題。而且，專利文獻1記載之發明中，於使用白色發光二極體(白色LED)作為背光光源之液晶顯示裝置中，藉由使用高延遲之高分子膜，亦可防止該高分子膜之延遲值所特有之干涉色(虹不均)之發生。
此處，於如專利文獻1所記載般之使用了具有連續且寬幅之發光光譜之光源的影像顯示裝置中，作為配置於偏光板之視認側之保護層，具有3000nm以上之延遲即可，其上限並不存在。專利文獻1記載之發明中將高分子膜之延遲之上限設為3萬，因若設為3萬以上之高延遲則不得不增大膜厚，從而該3萬係自使用之觀點考慮所設定之上限值。再者，圖2顯示白色發光二極體之發光光譜。
另一方面，於影像顯示裝置之光源為如CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷陰極螢光燈)般僅具有於特定波長具有波峰之不連續之發光光譜之光源之情形時，為了消除黑視及干涉色(虹不均)之問題，必須使用作為保護層之具有超過10萬nm之延遲之特殊無機系原材料(例如參照專利文獻2等)。再者，圖3中示出了CCFL之發光光譜。
此處，對於最近之影像顯示裝置而言，要求高演色性(擴大色域)，於欲發揮此種高演色性之情形時，相較於自白色發光二極體發出之具有連續且寬幅之發光光譜之光，而使用了更窄之發光光譜(於特定波長 具有波峰之發光光譜之光)。
於相較於此種自白色發光二極體發出之具有連續且寬幅之發光光譜之光，而將具有更窄之發光光譜之光用作影像顯示裝置之光源之情形時，為了抑制黑視及干涉色(虹不均)之發生，必須使用具有超過10萬nm之極高之延遲之特殊原材料來作為偏光板之保護層，但若欲使用高分子膜而達成此種高延遲，則膜厚會增厚，於需要薄膜化之裝置之情形時存在實用上問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-107198號公報
[專利文獻2]日本專利特開平10-10522號公報
本發明係鑒於上述現狀，而以提供一種具備無須使用特殊之無機系原材料且具有於需要薄膜化之裝置中實用上亦無問題之厚度之光學膜，具有高演色性，並且即便為具有窄發光光譜之光源，亦可極高水準地抑制黑視及干涉色(虹不均)之發生的影像顯示裝置為目的。
本發明係一種影像顯示裝置，具有依序配置有面內具有雙折射率之光學膜及偏光元件之構成，其特徵在於：以上述光學膜之遲相軸與上述偏光元件之吸收軸所成之角度約為45°之方式，設置上述光學膜與上述偏光元件，上述光學膜之延遲為3000nm以上，入射至上述光學膜之光之 ITU-R(International Telecommunication Union-Radio Communication Sector，國際電信聯合會-無線通訊組)BT.2020覆蓋率為50%以上。
本發明之影像顯示裝置中，較佳為已通過上述光學膜之光於波長580~780nm之間波峰強度最高之波長透過率為20%以上。
而且，本發明之影像顯示裝置中，較佳為已通過上述光學膜之光於波長580~780nm之間波峰強度最高之波長透過率為20~80%。
而且，較佳為入射至上述光學膜之光為使用藍色發光二極體、紅色螢光體、綠色及/或黃色螢光體而形成之光，上述紅色螢光體為Mn4+活性化氟化物錯合物螢光體。
而且，本發明之影像顯示裝置中，較佳為入射至上述光學膜之光為自有機電致發光元件發出之光。
而且，本發明之影像顯示裝置中，較佳為入射至上述光學膜之光於波長580nm以上且780nm以下之紅色區域、波長480nm以上且未達580nm之綠色區域、及波長380nm以上且未達480nm之藍色區域之各區域，分別具有發光光譜之波峰，上述紅色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為70nm以下，上述綠色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為60nm以下，上述藍色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為40nm以下。
以下，對本發明進行詳細說明。
本發明者等人發現，於具有積層有面內具有雙折射率之光學膜及偏光元件之構成的影像顯示裝置中，將該光學膜之延遲與相對於偏光元件之配置角度設為既定之範圍，並且將入射至光學膜之光設為特定之光，藉此可形成具備無須使用特殊之無機系材料且具有實用上無問題之厚 度之光學膜，具有高演色性與優異之黑視及干涉色(虹不均)防止性的影像顯示裝置，從而完成了本發明。
本發明係具有依序配置有面內具有雙折射率之光學膜及偏光元件之構成之影像顯示裝置。
再者，本發明之影像顯示裝置亦可於偏光元件之光學膜側之相反側，配置λ/4相位差膜。作為此種λ/4相位差膜，可使用延伸膜、或使用塗布型液晶材料而成之膜等公知之膜。
上述偏光元件只要為例如由上述λ/4相位差膜、及面內具有雙折射率之光學膜所夾持，且具有僅透過具有特定之振動方向之光之功能的偏光元件，則不作特別限定，例如可列舉使PVA系膜等延伸，利用碘或二色性染料等染色而成之PVA系偏光元件；PVA之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯系偏光元件；使用了膽固醇型液晶之反射型偏光元件；薄膜結晶膜系偏光元件等，其中，較佳為使用PVA系偏光元件。
關於上述PVA系偏光元件，例如可列舉對PVA系膜、部分縮甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜，吸附碘或二色性染料等二色性物質並單軸延伸而成者。其中，較佳為使用由PVA系膜與碘等二色性物質構成之偏光元件。
關於此種偏光元件之厚度，不作特別限制，一般而言，為1~100μm左右。
尤其於用於有機EL顯示裝置等之情形時，為了應對可撓性，不僅可為至此所述般之碘系，亦可為溶致型液晶類型、或2色性賓主型等塗布型偏光元件。
關於上述面內具有雙折射率之光學膜，不作特別限定，例如可列舉由聚碳酸酯、環烯烴聚合物、丙烯酸、聚酯等構成之膜，其中，自成本及機械強度之觀點考量，較佳為顯示正雙折射率者。所謂顯示正雙折射率，係指配向軸方向之折射率大於與配向軸方向正交之方向之折射率。具體而言，較佳為聚酯基材。
再者，以下之說明中，將面內具有雙折射率之光學膜作為聚酯基材而進行說明。
上述聚酯基材具有3000nm以上之延遲。若延遲小於3000nm，則本發明之影像顯示裝置之顯示影像中會產生黑視或顏色不同之不均(以下亦稱作「干涉色」)。另一方面，關於上述聚酯基材之延遲之上限，自黑視或干涉色之方面而言，不作特別限定。再者，若上述聚酯基材之延遲超過4萬nm，則上述聚酯基材之膜厚變得相當厚，於需要薄膜化之裝置之情形時，實用上會成為問題。其中，於數位標牌、車內用途等之情形時，亦存在板狀之非常厚之膜厚較佳之情形，此情形時，上述聚酯基材之延遲亦可超過10萬nm。
自黑視或干涉色防止性及薄膜化之觀點而言，上述聚酯基材之延遲較佳之下限為5000nm，更佳之下限為7000nm，較佳之上限為50000nm，次佳之上限為41300nm，更佳之上限為25000nm，最佳之上限為2萬nm。其原因在於，若為該範圍，則可使上述聚酯基材成為極薄之膜。再者，於不需要如上述般薄膜化之用途中，並無上述限制，上述聚酯基材之延遲可為10萬nm左右，根據聚酯基材之膜厚，上述延遲例如可為15萬nm或20萬nm。
再者，上述延遲係利用聚酯基材之面內折射率最大之方向(遲相軸方向)之折射率(nx)、與遲相軸方向正交之方向(進相軸方向)之折射率(ny)、及聚酯基材之厚度(d)，且由以下之式表示者。
延遲(Re)=(nx-ny)×d
而且，上述延遲例如可藉由王子計測機器公司製造之「KOBRA-WR」、「PAM-UHR100」而測定。
然後，使用兩塊偏光板，求出聚酯基材之配向軸方向(主軸之方向)，藉由阿貝折射率計(愛宕(Atago)公司製造NAR-4T)求出該配向軸及與配向軸方向正交之軸這兩個軸之折射率(nx，ny)。此處，將顯示更大之折射率之軸定義為遲相軸。光學膜之厚度d例如藉由測微計(商品名：Digimatic Micrometer，三豐(Mitutoyo)公司製造)而測定，將單位換算為nm。亦可藉由雙折射率(nx-ny)與光學膜之厚度d(nm)之乘積，而計算出延遲。
再者，本發明中，上述nx-ny(以下亦表述為△n)較佳為0.05~0.40。若上述△n未達0.05，則存在無法獲得充分之黑視之抑制效果之情況，而且，存在獲得上述延遲值所需之膜厚增厚之情況。另一方面，若上述△n超過0.40，則作為聚酯基材，存在容易產生裂紋、破損等，且作為工業材料之實用性顯著降低之情況。
上述△n之更佳之下限為0.07，次佳之上限為0.35。再者，若上述△n超過0.35，則存在耐濕熱性試驗中之聚酯基材之耐久性劣化之情況。因耐濕熱性試驗中之耐久性優異，故上述△n之更佳之上限為0.30。
關於構成上述聚酯基材之材料，只要為使上述延遲充足者，則不作特別限定，為由芳香族二元酸或其酯形成性衍生物、與二醇或其酯 形成性衍生物合成所得之線狀飽和聚酯。作為該聚酯之具體例，可例示聚對苯二甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚(1,4-伸環己基二亞甲基對苯二甲酸酯)、聚2,6-萘二甲酸乙二酯。
而且，聚酯基材中使用之聚酯亦可為該等上述聚酯之共聚物，還可為將上述聚酯作為主體(例如80莫耳%以上之成分)、且與少比例(例如20莫耳%以下)之其他種類之樹脂混合而成者。作為聚酯，尤佳為聚對苯二甲酸乙二酯或聚2,6-萘二甲酸乙二酯於力學物性或光學物性等平衡性佳者。尤佳為由聚2,6-萘二甲酸乙二酯(PEN)構成。
其原因在於，PEN通用性高且容易獲得。本發明中，即便為如PEN般通用性極高之膜，亦可獲得能夠製作顯示品質高之影像顯示裝置之光學膜。進而，PEN係透明性、熱或機械特性優異，且藉由延伸加工而能夠進行延遲之控制，固有雙折射大，且即便膜厚較薄亦可相對容易地獲得較大之延遲。
而且，近年來，因影像顯示裝置自身為折曲者或裝置中加入曲面設計，故於要求可撓性之裝置之情形時，亦較佳為使用聚醯亞胺、芳香族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺等、或者該等之混合物之材料系。
關於獲得上述聚酯基材之方法，只要為使上述延遲充足之方法，則不作特別限定，例如，可列舉如下方法：使材料之上述PEN等聚酯熔融，將以片狀擠出成形之未延伸聚酯於玻璃轉化溫度以上之溫度下，使用拉幅機等橫向延伸後，實施熱處理。
關於上述橫向延伸溫度，較佳為80~130℃，更佳為90~120℃。而且，橫向延伸倍率較佳為2.5~6.0倍，更佳為3.0~5.5倍。若上述橫向延伸倍率 超過6.0倍，則所獲得之聚酯基材之透明性容易降低，若橫向延伸倍率未達2.5倍，則延伸張力亦減小，因而存在所獲得之聚酯基材之雙折射減小，而無法使延遲為3000nm以上之情況。
而且，本發明中，亦可於使用雙軸延伸試驗裝置，於上述條件下進行上述未延伸聚酯之橫向延伸後，進行相對於該橫向延伸之流動方向之延伸(以下亦稱作縱向延伸)。該情形時，上述縱向延伸較佳為延伸倍率為2倍以下。若上述縱向延伸之延伸倍率超過2倍，則存在無法使△n之值處於上述較佳之範圍之情況。
而且，關於上述熱處理時之處理溫度，較佳為100~250℃，更佳為180~245℃。
關於將由上述方法製作之聚酯基材之延遲控制為3000nm以上之方法，可列舉適當設定延伸倍率或延伸溫度、製作之聚酯基材之膜厚之方法。具體而言，例如，延伸倍率越高，則延伸溫度越低，而且，膜厚越厚，則越容易獲得高延遲，延伸倍率越低，則延伸溫度越高，而且，膜厚越薄，則越容易獲得低延遲。
關於上述聚酯基材之厚度，於需要薄膜化之裝置之情形時，必須為實用上無問題之厚度，具體而言，較佳為10~500μm之範圍內。若未達10μm，則無法使上述聚酯基材之延遲為3000nm以上，而且，存在力學特性之異向性變得顯著，容易產生裂紋、破損等，作為工業材料之實用性顯著降低之情況。另一方面，若超過500μm，則存在實用上成問題之情況，而且，聚酯基材非常硬，高分子膜特有之柔軟性降低，作為工業材料之實用性仍然會降低，因而欠佳。上述聚酯基材之厚度之更佳之下限 為20μm，次佳之上限為400μm，更佳之上限為300μm。
再者，於數位標牌或車內用途等不特別需要薄膜化之裝置之情形時，上限亦可為10mm等。
而且，上述聚酯基材之可見光區域中之透過率較佳為80%以上，更佳為84%以上。再者，上述透過率可藉由JIS K7361-1(塑膠-透明材料之全光透過率之試驗方法)而進行測定。
而且，本發明中，亦可對上述聚酯基材，於不脫離本發明之主旨之範圍內，進行皂化處理、輝光放電處理、電暈放電處理、紫外線(UV)處理及火焰處理等表面處理。
本發明之影像顯示裝置中，於配置上述聚酯基材等光學膜時，偏光元件之吸收軸與上述光學膜之遲相軸所成之角約為45°。由此，即便偏光太陽眼鏡等偏光板為上述般之角度，亦可獲得高透過光，不會產生黑視之問題。再者，上述角度無須嚴格為45°，只要為不破壞本發明之效果之範圍，則可視需要適當調節。上述角度之較佳之範圍為30~60°，更佳為40~50°。
本發明之影像顯示裝置中，關於在上述條件下將上述光學膜配置於偏光元件之視認側之方法，可將光學膜直接積層於偏光元件之最外層，亦可經由習知公知之其他透明構件而配置。
而且，亦可於本發明之影像顯示裝置之視認側最表面設置、貼合光學膜。
於直接或透過其他透明構件配置上述光學膜時，使用設置有黏著層之光學膜亦為較佳之形態。此時，其他透明構件可配置於光學膜與偏光元件 之間，亦可配置於較光學膜靠觀測者側。
上述光學膜較佳為於上述偏光元件側之相反側之面上積層光學功能層，而構成光學積層體。
上述光學功能層只要為具有硬塗性能之硬塗層、或低折射率層等可發揮光學功能之層，則不作特別限定。再者，關於上述硬塗層或低折射率層等，不作特別限定，可利用與習知公知者相同之方法形成。
上述光學積層體之硬度，於依據JIS K5600-5-4(1999)之鉛筆硬度試驗(負載4.9N)中，較佳為HB以上，更佳為H以上。
而且，上述光學積層體之全光線透過率較佳為80%以上。若未達80%，則於安裝於有機EL顯示裝置之情形時，除有破壞色再現性或視認性之虞，亦有無法獲得所需對比度之虞。上述全光線透過率更佳為90%以上。
上述全光線透過率可使用霧度計(村上色彩技術研究所製造，製品編號：HM-150)並利用依據JIS K-7361之方法而進行測定。
而且，上述光學積層體之霧度較佳為1%以下。若超過1%，則無法獲得所需之光學特性，且將上述光學積層體設置於影像顯示裝置時之視認性會降低。
上述霧度可使用霧度計(村上色彩技術研究所製造，製品編號：HM-150)並利用依據JIS K-7136之方法而進行測定。
本發明之影像顯示裝置中，入射至上述光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率為50%以上。此種光因具有與習知之來自白色發光二極體之光相比而更窄之發光光譜，故本發明之影像顯示裝置具有高演色性。
此處，可藉由RGB(紅、綠、藍)之三色之混合而再現之色域由CIE (Commission Internationale de 1'clairage，國際照明委員會)1931-xy色度圖上之三角形顯示。上述三角形係藉由規定RGB各色之頂點座標，並連結各頂點而形成。若該RGB之發光光譜各自銳利，則CIE1931-xy色度圖中，R之頂點座標係x之值大且y之值小，G之頂點座標係x之值小且y之值大，B之頂點座標係x之值小且y之值小。即，若RGB之發光光譜各自銳利，則CIE1931-xy色度圖中連結RGB各色之頂點座標之三角形之面積增大，可再現之色域之寬度變寬。
本發明中，入射至上述光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率為50%以上，上述ITU-R BT.2020覆蓋率係指相對於CIE1931-xy色度圖中之ITU-R BT.2020規定之三角形之面積，入射至光學膜之光之色域之三角形之面積之重疊部分之面積之比率。
若入射至上述光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率未達50%，則本發明之影像顯示裝置之演色性不充分。上述ITU-R BT.2020覆蓋率之較佳之下限為60%，更佳之下限為65%。
再者，入射至上述光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率之算出例如於液晶顯示裝置或白色OLED之情形時，自光源通過彩色濾光片，而且，例如於RGB3色分塗OLED之情形時，不通過彩色濾光片，求出RGB各色之頂點座標，且根據相對於ITU-R BT.2020規定之三角形之面積，入射至光學膜之光之色域之三角形之面積之重疊部分之面積的比率而算出。
關於已通過本發明之影像顯示裝置之光學膜之光，波長580~780nm之間波峰強度最高之波長透過率較佳為20%以上(以下，將上述波長透過率為20%以上之影像顯示裝置亦稱作本發明之影像顯示裝置 (1))。若上述波長透過率未達20%，則本發明之影像顯示裝置(1)中，即便將具有上述既定之延遲之光學膜相對於偏光元件限定配置角度而進行配置，亦會產生干涉色。上述波長透過率之較佳之下限為40%，更佳之上限為60%。
此處，以智慧型手機為代表之影像顯示裝置有時在手中會向各方向移動而被使用，於佩戴偏光太陽眼鏡之狀態下觀察影像顯示裝置時，偏光太陽眼鏡之吸收軸與影像顯示裝置之偏光元件吸收軸為平行偏光狀態之情形、和為正交偏光狀態之情形之色調之變化，即，色差大會成為問題。
因此，本發明之影像顯示裝置中，關於已通過上述光學膜之光，波長580~780nm之間波峰強度最高之波長透過率較佳為20~80%(以下，將上述波長透過率為20~80%之影像顯示裝置亦稱作本發明之影像顯示裝置(2))。若上述波長透過率未達20%，則於本發明之影像顯示裝置(2)中，即便將具有上述既定之延遲之光學膜相對於偏光元件限定配置角度而進行配置，亦會產生干涉色，若上述波長透過率超過80%，則自不同之方向觀察本發明之影像顯示裝置(2)之顯示畫面時色差會增大。本發明之影像顯示裝置(2)中之上述波長透過率之更佳之下限為40%，更佳之上限為60%。
此種本發明之影像顯示裝置(2)較佳為如以智慧型手機為代表般，可自由地變更顯示畫面之方向。而且，若為此種影像顯示裝置(2)，則於用於數位標牌之情形時，可自由地變更配置角度，如對製造成橫長之TV者改變90度方向而製成縱長之影像顯示裝置等。
再者，以下，於未將本發明之影像顯示裝置(1)與本發明之影像顯示 裝置(2)加以區分之情形時，表述為本發明之影像顯示裝置而進行說明。
再者，已通過上述光學膜之光之上述波長透過率之測定係於如下狀態下進行，即，於具有依序配置有面內具有雙折射率之光學膜及偏光元件之構成的影像顯示裝置之觀測者側配置其他偏光元件，偏光元件之吸收軸與其他偏光元件之吸收軸為平行偏光。
而且，已通過上述光學膜之光之上述波長透過率亦可如下述般藉由模擬而求出。
即，將入射至光學膜之光之強度設為I0，將光學膜之相對於波長590nm之相位差設為Re，入射之光之振動方向與光學膜之遲相軸所成之角度設為θ，構成光學膜之材料之可見光區域(波長380nm以上且波長780nm以下)之波長之雙折射率(△n(λ))除以構成光學膜之材料之波長590nm之雙折射率(△n(590nm))所得之值設為N(λ)之情形時，作為已透過光學膜之光之強度之I可由以下之式(A)來表示。再者，以入射至光學膜之光為通過了位於較光學膜靠顯示元件側之偏光元件之直線偏光為前提。
I=I0-I0．sin2(2 θ)．sin2(π．N(λ)．Re/λ)(A)
此處，因θ設為45°，故上述式(A)由以下之式(B)表示。
I=I0-I0．sin2(π．N(λ)．Re/λ)(B)
亦可根據上述式(B)，計算出波長580~780nm之間波峰強度最高之波長之透過率，並決定光學膜之設計值。
上述本發明之影像顯示裝置(1)較佳為於已固定之狀態下使用，於如此般使用之本發明之影像顯示裝置(1)中，上述波長透過率之上限亦可為100%。該理由為以下所示。
偏光太陽眼鏡等偏光透鏡之吸收軸方向相對於水平面為平行方向。該吸收軸方向係因來自水面之反射光較之P偏光而S偏光之成分更多，故為了防止水面中之反射引起之眩光而設定之偏光方向。與其相同地，設置於影像顯示裝置之偏光元件之吸收軸亦相對於水平面平行，因而上述平行偏光時宜設計為100%。
而且，本發明之影像顯示裝置(2)因具有上述構成，故在暗處進行白顯示，抑制了偏光太陽眼鏡吸收軸與偏光元件之吸收軸所成之角度為0°(平行偏光)時、及90°(正交偏光)時之正面色調之變化(色差)。
本發明之影像顯示裝置中，較佳為入射至上述光學膜之光為使用藍色發光二極體、紅色螢光體、綠色及/或黃色螢光體而形成之光，上述紅色螢光體為Mn4+活性化氟化物錯合物螢光體。即，上述藍色發光二極體發出藍色光，上述綠色及/或黃色螢光體對該藍色光進行波長轉換而發出綠色光及/或黃色光，上述紅色螢光體對上述藍色光進行波長轉換而發出紅色光，藉由該等藍色光、綠色光及/或黃色光、及紅色光進行混合，而形成白色光。尤其作為上述紅色螢光體，藉由使用Mn4+活性化氟化物錯合物螢光體，可較佳地形成滿足上述波長透過率或ITU-R BT.2020覆蓋率之光。
關於上述Mn4+活性化氟化物錯合物螢光體，具體而言，較佳為KSF螢光體。
再者，上述KSF螢光體係指化學式K2SiF6：Mn之紅色螢光體。圖1中示出了使用KSF螢光體作為上述紅色螢光體之光源的發光光譜，如圖1所示，因上述紅色螢光體為KSF螢光體，而例如與圖2所示之白色發光二極體之發光光譜相比，紅色區域側之發光光譜更銳利(半寬值變窄)，從而可擴大 色域。
而且，本發明之影像顯示裝置中，關於滿足上述波長透過率或ITU-R BT.2020覆蓋率之光，自有機電致發光(EL)元件發出之光亦較佳。
本發明之影像顯示裝置為有機EL顯示裝置，有機EL顯示裝置具有下述優點：藉由自發色而視認性高，因與液晶顯示裝置不同為全固體顯示器，故具有耐衝擊性優異，響應速度快，且溫度變化之影響少，進而，視角大等。
而且，上述有機EL顯示裝置因具備上述偏光板，故可防止外界光反射。
關於上述有機EL元件，不作特別限定，例如可列舉陽極/有機EL層/陰極之積層構造，關於上述有機EL層，可列舉包含發光層、電子與電洞(electron hole)之注入層及輸送層之構成。
關於此種有機EL元件或有機EL層，可列舉習知公知者。
而且，本發明之影像顯示裝置中，關於滿足上述波長透過率或ITU-R BT.2020覆蓋率之光，亦可為使用青藍色LED與紅色雷射而形成之光。關於此種使用青藍色LED與紅色雷射而形成之光，亦滿足上述波長透過率或ITU-R BT.2020覆蓋率，從而可消除干涉色。
關於上述青藍色LED，可使用藍色LED與綠色螢光體而獲得。而且，關於上述紅色雷射，不作特別限定，可使用習知公知之雷射。
入射至本發明之影像顯示裝置之光學膜之光與如上述般來自習知之白色發光二極體之光相比，光之發光光譜更窄，具體而言，較佳為自上述發光元件發出之光於波長580nm以上且780nm以下之紅色區域、波長480nm以上且未達580nm之綠色區域、及波長380nm以上且未達480 nm之藍色區域之各區域，分別具有發光光譜之波峰，上述紅色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為70nm以下，上述綠色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為60nm以下，上述藍色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為40nm。
藉由入射至上述光學膜之光之各色之發光光譜之波峰之半寬值處於上述範圍，本發明之影像顯示裝置具有高演色性。
而且，本發明之影像顯示裝置(1)中，藉由設計成上述波長透過率為20%以上，即便為如使用了上述KSF螢光體之光般具有銳利之發光光譜之光源，亦可極高水準地抑制干涉色。
而且，本發明之影像顯示裝置(2)中，藉由設計成上述波長透過率為20~80%，即便為如使用了上述KSF螢光體之光般具有銳利之發光光譜之光源，亦可極高水準地抑制干涉色。
更佳為上述紅色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為60nm以下，上述綠色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為50nm以下，上述藍色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為30nm。
再者，上述各波峰之半寬值係例如求出作為綠色區域(波長480nm以上且未達580nm)之波峰強度之一半強度的波長(自波峰強度波長考慮，波長處於短波長側與長波長側)，而設為長波長側與短波長側之波長之差。
本發明之影像顯示裝置係設計上尤其對於具有藍色區域、綠色區域及紅色區域中半寬值最窄之區域為紅色區域的發光光譜之光有效。即，本發明中，上述紅色區域中之發光光譜之半寬值最佳為30nm以下。關於具有此種發光光譜之光，自使用了上述KSF螢光體之光源發出之光尤其適合。
再者，著眼於紅色區域中之發光光譜之理由為以下所示。
圖1係使用了KSF螢光體作為紅色螢光體之光源之發光光譜，圖2係白色發光二極體之發光光譜，圖4係使用式(A)計算如下情形時之透過率所得之曲線圖，即，將θ設為45°，N(λ)設為將聚對苯二甲酸乙二酯之可見光區域(波長380nm以上且波長780nm以下)之波長之雙折射率除以波長590nm之雙折射率所得之值，光學膜之相對於波長590nm之相位差Re設為10000nm，圖5係將圖1與圖4相乘而得之曲線圖、與圖1之曲線圖重疊而成的曲線圖，圖6係將圖2與圖4相乘而得之曲線圖、與圖2之曲線圖重疊而成的曲線圖。
根據圖4，因光學膜之延遲值與雙折射率之波長依存性之影響，而發光光譜變化之週期與波長之增大一致地增大。而且，如圖5及圖6所示，於將光源之發光光譜與光學膜之透過率重合時，發光光譜尤其不易進入至紅色區域，因而著眼於紅色區域中之發光光譜。
具有上述依序配置有面內具有雙折射率之光學膜及偏光元件之構成的本發明之影像顯示裝置可藉由利用公知之方法，於發出上述光之光源上配置上述偏光元件及光學膜而製造。
本發明之影像顯示裝置因具有上述構成，故具有高演色性，並且即便為具有窄發光光譜之光源，亦可極高水準地抑制黑視及干涉色(虹不均)。
因此，本發明之影像顯示裝置可較佳地用於有機電致發光(EL)顯示裝置及液晶顯示裝置(LCD，Liquid Crystal Display)。
圖1係顯示使用KSF螢光體作為紅色螢光體之光源之發光光譜之圖。
圖2係顯示白色發光二極體之發光光譜之圖。
圖3係顯示CCFL之發光光譜之圖。
圖4係使用式(A)，計算如下情形時之透過率所得之曲線圖，即，將θ設為45°，N(λ)設為聚對苯二甲酸乙二酯之可見光區域(波長380nm以上且波長780nm以下)之波長之雙折射率除以波長590nm之雙折射率所得之值，光學膜之相對於波長590nm之相位差Re設為10000nm。
圖5係將圖1與圖4相乘而得之曲線圖、與圖1之曲線圖重疊而成的曲線圖。
圖6係將圖2與圖4相乘而得之曲線圖、與圖2之曲線圖重疊而成的曲線圖。
圖7係將iMac Retina4K之RGB各自之光譜重疊而成的曲線圖。
圖8係將iPhone(註冊商標)6 Plus之RGB各自之光譜重疊而成的曲線圖。
以下列舉實施例及比較例對本發明進行更詳細說明，但本發明不限於該些實施例及比較例。
再者，文中關於有「部」或「%」之處只要不作特別說明，則為質量基準。
實施例及比較例中製作之光透過性基材等之延遲如以下般 進行測定。
(延遲之測定)
延遲值未達20000nm之光學膜之延遲係使用王子計測機器公司製造之PAM-UHR100而測定。
延遲值超過20000nm之光學膜之延遲如以下般進行測定。
首先，對延伸後之光學膜，使用兩塊偏光板求出光學膜之配向軸方向，藉由阿貝折射率計(Atago公司製造NAR-4T)求出與配向軸方向正交之兩個軸之相對於波長590nm之折射率(nx，ny)。此處，將顯示出更大之折射率之軸定義為遲相軸。光學膜之厚度d(nm)係使用電性測微計(安立(Anritsu)公司製造)而測定，將單位換算為nm。根據雙折射率(nx-ny)與膜之厚度d(nm)之乘積而計算延遲。
(入射至光學膜之光之發光光譜測定)
發光光譜可使用分光光度計而測定。測定時，使影像顯示裝置進行白顯示，分光光度計之受光器以相對於顯示裝置之光出射面垂直之方式設置，視角設為1°。作為測定裝置，可使用柯美(Konica Minolta)公司製造之分光放射亮度計CS-2000或拓普康(TOPCON)公司製造之分光放射計SR-LEDW-5N、SR-UL2。
(入射至光學膜之光之色域測定)
入射至光學膜之光之色域可藉由RGB之三色之混合而再現，由CIE1931-xy色度圖上之三角形顯示。上述三角形藉由規定RGB各色之頂點座標，並將各頂點連結而形成。RGB各色之頂點座標可使用分光光度計測定。測定時，使影像顯示裝置之RGB分別顯示，分光光度計之受光器以相 對於影像顯示裝置之光出射面垂直之方式設置，視角設為1°。作為測定裝置，可使用柯美公司製造之分光放射亮度計CS-2000或拓普康公司製造之分光放射計SR-LEDW-5N、SR-UL2。
再者，表1中示出了BT.2020規定之RGB之xy資料、作為使用了KSF螢光體之光源之iMac Retina4K之光之RGB之xy資料、作為使用了白色LED之光源之iPhone(註冊商標)6 Plus之光之RGB之xy資料。
(BT.2020覆蓋率)
色域之覆蓋率係算出相對於CIE1931-xy色度圖中之BT.2020規定之三角形之面積，入射至光學膜之光之色域之三角形之面積之重疊部分之面積的比率，且於表1中示出結果。
(半寬值算出)
於作為使用了KSF螢光體之光源之iMac Retina4K，分別顯示RGB，利用與入射至光學膜之光之色域測定相同之方法，測定出各區域之發光光譜。作為使用了白色LED之光源之iPhone(註冊商標)6 Plus亦同樣地進行測定。
再者，表2中顯示來自各光源之光之RGB各自之光譜之波峰波長(nm)及其半寬值(nm)，圖7中顯示使iMac Retina4K之RGB各自之光譜重疊而成的曲線圖，圖8中顯示使iPhone(註冊商標)6 Plus之RGB各自之光譜 重疊而成的曲線圖。
(光學膜之製作)
將聚對苯二甲酸乙二酯材料以290℃熔融，使其通過膜形成模具後擠壓成片狀，且密接於經水冷冷卻之急冷轉筒上而冷卻，從而製作出未延伸膜。
藉由雙軸延伸試驗裝置(東洋精機公司製造)，將該未延伸膜以120℃預熱1分鐘後，以120℃延伸至延伸倍率4.5倍後，向與其延伸方向呈90度之方向以延伸倍率1.5倍進行延伸，而獲得nx=1.70、ny=1.60且膜厚為15μm之光學膜。波長590nm下之延遲為1500nm。
藉由上述方法，使膜厚變更，而製作出延遲=1500nm、2000nm、3000nm、4100nm、6000nm、8200nm、9000nm、10000nm、11500nm、12980nm、13300nm、25200nm、28000nm、28300nm、36000nm、41300nm、101000nm、101400nm之光學膜。
(實施例1~9)
將使用了KSF螢光體之iMac Retina4K(蘋果(Apple)公司製造)的位於較靠近觀測者側之偏光元件更靠觀測者側之構件卸除，計算入射至光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率後，為73%。於較偏光元件更靠觀測者側，經由黏著而黏接有延遲3000nm、6000nm、8200nm、9000nm、11500nm、 13300nm、28300nm、36000nm、41300nm之各光學膜，從而製造出影像顯示裝置。偏光元件之吸收軸與光學膜之遲相軸所成之角度為45°。
(比較例1~17)
除將光學膜之延遲設為1500nm(比較例1)、2000nm(比較例2)以外，與實施例1同樣地製造影像顯示裝置。而且，將光源使用的是白色LED之iPhone(註冊商標)6 Plus(Apple公司製造)的位於較靠近觀測者側之偏光元件更靠觀測者側之構件卸除，計算入射至光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率後，為49%。於較偏光元件更靠觀測者側，透過黏著而黏接有表3所示之各延遲值之各光學膜，從而製造出比較例3~17之影像顯示裝置。偏光元件之吸收軸與光學膜之遲相軸所成之角度為45°。
(參考例1~4)
除使用延遲為4100nm(參考例1)、10000nm(參考例2)、28000nm(參考例3)及101400nm(參考例4)以外，與實施例1相同地製造影像顯示裝置。
(色調評估)
使所製作之各影像顯示裝置進行白顯示，於佩戴偏光太陽眼鏡下進行色調評估，且按照以下之基準進行評估。此時，影像顯示裝置之偏光元件之吸收軸與偏光太陽眼鏡為平行偏光之狀態。
×：干涉色強
△：雖有干涉色，但為實用上無問題之水準
○：干涉色可隱約看見
◎：無法看見干涉色
(已通過光學膜之光之透過率測定方法)
藉由分光放射亮度計CS-2000(柯美公司製造)測定實施例、比較例、參考例中製造之影像顯示裝置之波長580~780nm之間波峰強度最高之波長之強度A。其次，於各影像顯示裝置之觀測者側配置其他偏光元件，於偏光元件之吸收軸與其他偏光元件之吸收軸為平行偏光之狀態下測定強度B，計算(強度B/強度A)×100，而求出透過率。再者，於使用包含KSF螢光體之光源之情形時，關於波長580~780nm之間波峰強度最高之波長，測定波長630nm之透過率，於使用白色LED之情形時，關於波長580~780nm之間波峰強度最高之波長，測定波長605nm之透過率。
(演色性評估)
使貼合有相同延遲值之光學膜之使用各光源之影像顯示裝置進行彩色顯示，針對15人來評估哪個影像顯示裝置之演色性高。
○：回答演色性高之人為8人以上
×：回答演色性高之人未達8人
實施例之影像顯示裝置中，因入射至光學膜之光之ITU-RB T.2020覆蓋率為50%以上，故演色性優異。而且，因光學膜之延遲為3000nm以上，且以該光學膜之遲相軸與偏光元件之吸收軸所成之角度約為45°之方式配置，故亦不會產生黑視之問題。而且，如表3所示，因已透過光學膜之波長630nm之光之透過率為20%以上，故亦可抑制干涉色之發生。
再者，如表3所示，參考例1~3之影像顯示裝置雖未產生演色性及黑視之問題，但已透過光學膜之波長630nm之光之透過率未達20%，因而干涉色成為問題。
根據實施例及參考例之結果可確認，若入射至光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率為50%以上，則演色性優異，將光學膜之延遲設為3000nm以上，且以該光學膜之遲相軸與偏光元件之吸收軸所成之角度約為45°之方式配置，由此可解決黑視之問題，但於使用如下光源之情形時，即，該光源中使用了紅色區域中之發光光譜之半寬值窄之KSF螢光體，為了確實地解決干涉色之問題而透過光學膜之波長630nm之光之透過率需要為20%以上。而且，參考例4之影像顯示裝置之演色性、黑視及干涉色之結果雖優異，但光學膜之膜厚極厚，為1014μm，於以薄膜用途為目的之情形時，實用上會成為問題。再者，表5示出了光學膜之雙折射率與膜厚之關係。
另一方面，比較例之影像顯示裝置中，若光學膜之延遲未達3000nm，則干涉色會成為問題(比較例1、2、3、4)，若光學膜之延遲為3000nm以上，且以該光學膜之遲相軸與偏光元件之吸收軸所成之角度約為45°之方式配置，則入射至光學膜之光之紅色區域中之發光光譜之半寬值較寬，因而無論波長605nm之光之透過率為多少百分比，均可防止干涉色與黑視，但 因入射至光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率未達50%，故演色性差(比較例5~17)。
(實施例10~14)
將使用了KSF螢光體之iMac Retina4K(Apple公司製造)的位於較靠近觀測者側之偏光元件更靠觀測者側之構件卸除，計算入射至光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率後，為73%。於較偏光元件更靠觀測者側，透過黏著而黏接有延遲為3000nm、6000nm、8200nm、12980nm、25200nm之各光學膜，從而製造出影像顯示裝置。偏光元件之吸收軸與光學膜之遲相軸所成之角度設為45°。
(比較例18~32)
除使用延遲為1500nm(比較例18)、2000nm(比較例19)之光學膜以外，與實施例10相同地製造影像顯示裝置。
而且，將光源使用的是白色LED之iPhone(註冊商標)6 Plus(Apple公司製造)的較靠近觀測者側之偏光元件更靠觀測者側之構件卸除，計算入射至光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率後，為49%。於較偏光元件更靠觀測者側，透過黏著而黏接有表4所示之延遲值之各光學膜，而製造出比較例20~32之影像顯示裝置。偏光元件之吸收軸與光學膜之遲相軸所成之角度設為45°。
(參考例5~10)
除使用延遲為4100nm(參考例5)、9000nm(參考例6)、10000nm(參考例7)、11500nm(參考例8)、33000nm(參考例9)及101000nm(參考例10)之光學膜以外，與實施例10相同地製造影像顯示裝置。
(色調評估)
使用實施例、比較例、參考例中製作之影像顯示裝置進行以下之色調評估。
在暗處，使影像顯示裝置進行白顯示，同時由10人觀察偏光太陽眼鏡吸收軸與偏光板之吸收軸所成之角度為0°(平行偏光)時、及90°(正交偏光)時之正面色調，並依據下述基準來進行評估。
將最多數的評估作為觀察結果。
×：干涉色強
△：雖有干涉色，但為實用上無問題之水準
○：干涉色可隱約看見
◎：無法看見干涉色
(已通過光學膜之光之透過率測定方法)
藉由分光放射亮度計CS-2000(柯美公司製造)測定實施例、比較例、參考例中製造之影像顯示裝置之波長580~780nm之間波峰強度最高之波長之強度A。其次，於各影像顯示裝置之觀測者側配置其他偏光元件，於偏光元件之吸收軸與其他偏光元件之吸收軸為平行偏光之狀態下測定強度B，計算(強度B/強度A)×100，而求出透過率。再者，於使用包含KSF螢光體之光源之情形時，關於波長580~780nm之間波峰強度最高之波長，測定波長630nm之透過率，於使用白色LED之情形時，關於波長580~780nm之間波峰強度最高之波長，測定波長605nm之透過率。
再者，於偏光元件之吸收軸與其他偏光元件之吸收軸為正交偏光狀態之情形時亦相同地，首先測定強度A，接下來，於偏光元件之吸收軸與其 他偏光元件之吸收軸為正交偏光之狀態下測定強度C，計算(強度C/強度A)×100，而求出透過率。
(演色性評估)
使貼合有相同延遲值之光學膜之使用各光源之影像顯示裝置進行彩色顯示，針對15人來評估哪個影像顯示裝置之演色性高。
○：回答演色性高之人為8人以上
×：回答演色性高之人未達8人
(色差判定)
使用實施例、比較例、參考例中製作之影像顯示裝置進行以下之色差評估。
在暗處，使影像顯示裝置進行白顯示，同時由10人觀察偏光太陽眼鏡吸收軸與偏光板之吸收軸所成之角度為0°(平行偏光)時、及90°(正交偏光)時之正面色調，並依據下述基準來進行評估。
將最多數之評估作為觀察結果。
◎：無平行偏光時與正交偏光時之色差。
○：有少量平行偏光時與正交偏光時之色差。
△：雖有平行偏光時與正交偏光時之色差，但實際使用方面無問題。
×：平行偏光時與正交偏光時之色差較多，而無法使用。
實施例之影像顯示裝置因入射至光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率為50%以上，故演色性優異。而且，因光學膜之延遲為3000nm以上，且以該光學膜之遲相軸與偏光元件之吸收軸所成之角度約為45°之方式配置，故亦不會產生黑視之問題。而且，如表4所示，因已透過光 學膜之波長630nm之光之透過率為20~80%，故亦可抑制干涉色之發生，進而，色差之評估亦優異。
再者，如表4所示，參考例5~9之影像顯示裝置之演色性優異，而且，亦不會產生黑視之問題，但因已透過光學膜之波長630nm之光之透過率超出20~80%之範圍，故干涉色及色差成為問題。
根據實施例及參考例5~9之結果可確認，若入射至光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率為50%以上，則演色性優異，將光學膜之延遲設為3000nm以上，且以該光學膜之遲相軸與偏光元件之吸收軸所成之角度約為45°之方式配置，藉此可解決黑視之問題，而於使用如下光源之情形時，即，該光源使用了紅色區域中之發光光譜之半寬值窄之KSF螢光體，為了確實地解決干涉色之問題，已透過光學膜之波長630nm之光之透過率需要設為20~80%。
而且，參考例10之影像顯示裝置之演色性、黑視、干涉色及色差之結果雖優異，但光學膜之膜厚極厚，為1010μm，從而實用上會成為問題。再者，表5示出了光學膜之雙折射率與膜厚之關係。
另一方面，比較例之影像顯示裝置中，若光學膜之延遲小於3000nm，則干涉色會成為問題(比較例18、19、20、21)，比較例22~32之影像顯示裝置中，因入射至光學膜之光之紅色區域中之發光光譜之半寬值較寬，故光學膜之延遲為3000nm以上，且以該光學膜之遲相軸與偏光元件之吸收軸所成之角度約為45°之方式配置，由此即便波長605nm之光之透過率超出20~80%之範圍，亦可防止干涉色、黑視及色差，但因入射至光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率未達50%，故演色性劣化。
[產業上之可利用性]
本發明因具有上述構成，故適合作為如下之影像顯示裝置，即，具備無須使用特殊之無機系原材料且具有於需要薄膜化之裝置中實用上亦無問題之厚度之光學膜，具有高演色性，並且即便為具有窄發光光譜之光源，亦可極高水準地抑制黑視及干涉色(虹不均)之發生。

Claims (6)

  1. 一種影像顯示裝置，具有依序配置有面內具有雙折射率之光學膜及偏光元件之構成，其特徵在於：以上述光學膜之遲相軸與上述偏光元件之吸收軸所成之角度約為45°之方式，設置上述光學膜與上述偏光元件，上述光學膜之延遲為3000nm以上，入射至上述光學膜之光之ITU-R BT.2020覆蓋率為50%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中，已通過光學膜之光於波長580~780nm之間波峰強度最高之波長透過率為20%以上。
  3. 如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中，已通過光學膜之光於波長580~780nm之間波峰強度最高之波長透過率為20~80%。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之影像顯示裝置，其中，入射至光學膜之光為使用藍色發光二極體、紅色螢光體、綠色及/或黃色螢光體而形成之光，上述紅色螢光體為Mn4+活性化氟化物錯合物螢光體。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之影像顯示裝置，其中，入射至光學膜之光為自有機電致發光元件發出之光。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之影像顯示裝置，其中，入射至光學膜之光於波長580nm以上且780nm以下之紅色區域、波長480nm以上且未達580nm之綠色區域、及波長380nm以上且未達480nm 之藍色區域之各區域，分別具有發光光譜之波峰，上述紅色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為70nm以下，上述綠色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為60nm以下，上述藍色區域中之發光光譜之波峰之半寬值為40nm以下。
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