디스플레이 표면에 발생하는 깜박임 현상의 광학 측정 원리를 해명

다이니혼 인쇄 주식회사(본사:도쿄 사장:키타지마 요시자본금:1,144억엔 이하:DNP)는, 빛의 비쳐를 막는 「방현 필름」을 붙인 디스플레이 표면의 깜빡임 현상에 있어서, 지금까지 비교가 곤란했던 다른 측정 장치나 측정 조건에 있어서도, 신뢰성이 높은 객관적 이것에 의해, 깜빡임 현상을 정량적으로 비교·평가하는 것이 가능해져, “방현 필름”의 개발 효율을 높일 수 있습니다. 디스플레이는 고화질화에 의해 깜빡임이 증가하는 경향이 있으며, 보다 정확한 깜빡임 현상의 평가가 중요해지고 있습니다. 향후 DNP는 이 지견을 활용하여 고객의 요망과 과제를 적절하고 신속하게 파악하고, 고화질화가 진행되는 대형 디스플레이나 모바일 단말, 차량용 디스플레이용으로 새로운 방현 필름을 제공해 나갈 것입니다. 또한 전기·전자기술 분야의 국제규격의 작성을 실시하는 국제표준화기관 IEC(International Electrotechnical Commission: 국제전기표준회의) 규격화의 논의를 서포트하는 지견이 될 것으로 기대합니다.

PC나 스마트 폰등의 디스플레이에는, 외광이나 조명등의 반사에 의한 반영을 저감하기 위해, 표면에 방현 필름을 붙이는 등의 대책을 실시하고 있습니다. 그러나, 방현 필름 표면의 요철 형상이, 디스플레이의 화소 매트릭스로부터 나오는 빛과 작용하여 불규칙한 입상 노이즈가 되어, 미세한 휘도 분포를 일으켜, 「깜박임」현상이 발생하고 있었습니다.

종래, 깜빡임의 정도는, 숙련자가 경험이나 감성에 의해 육안으로 판단하고 있었습니다만, 개인차가 생기기 쉽고, 측정 결과의 정량화나 재현성에 과제가 있었습니다. 거기서, 방현 필름 제품의 개발이나 품질 관리에 있어서, 깜빡임 정도를 수치 관리하는 「깜박임 측정 방법」이 고안되어 왔습니다만, 같은 샘플이어도 측정 장치에 의해 측정 수치가 다른 것이나, 광학 측정의 전제가 되는 이론 체계가 미성숙이었던 것 등에 의해, 측정 데이터의 정량적인 비교는 곤란하고, 신뢰성에도 과제입니다. 결과적으로 지금까지, 방현 필름을 제조하는 부재 메이커의 데이터와 방현 필름을 붙인 최종 제품 메이커의 디스플레이의 데이터를 비교할 수 없어, 부재와 최종 제품의 메이커 간의 커뮤니케이션이 원활하게 진행되지 않는다고 하는 문제가 발생하고 있었습니다.

또, 2019년 12월에 제정된 「디스플레이의 깜빡임 정도의 구하는 방법(JIS C1006)」에서는, 측정 데이터를 절대치로서 정량화하는 논의가 아니고, 조건이 고정된 측정 장치에서의 측정 결과와 육안에 의한 관능 평가 시험의 상관관계라는 점에 주안이 놓여져 있습니다.

이러한 상황에 대해, 방현 필름을 제조하는 부재 메이커인 DNP는 고객인 최종 제품 메이커와의 사이에서, 측정 데이터를 통한 원활한 커뮤니케이션의 실현과 개발 속도의 향상을 도모하기 위해, 육안 관능 평가의 수치화에 그치지 않고, 측정 결과를 정량적으로 비교·평가할 수 있도록, 연구 2015년부터 측정 2018년에는 깜빡임 발생의 기본 원리를 이론적으로 분석하고, 2019년에는 서로 다른 측정 조건 간의 측정 데이터의 절대치로서의 정량화나 호환성을 얻을 수 있는 방법에 관한 지침을 확립했습니다.

깜빡임 측정은 방현 필름을 붙인 디스플레이 표면을 카메라로 촬영하여 촬영 화상에서 깜빡임의 명암으로 느껴지는 휘도 분포의 표준 편차를 평균값으로 나누어 실시합니다. DNP는 카메라 렌즈의 조리개로부터 측정면을 예상하는 각도로 디스플레이 면상의 최소 해상 영역의 크기가 정해지는 것을 확인하고, 디스플레이 면상의 최소 해상 영역의 크기가 깜빡임에 반비례하는 것을 밝혀냈다.

그 결과, 촬영 시에는 최소 해상 영역이 동일하게 되도록 렌즈의 초점 거리나 측정 거리를 적절히 설정함으로써, 다른 측정 조건에서도 촬상면에서의 깜빡임이 일치하는 것을 실증했습니다.

또한 카메라 렌즈의 촬상 소자 상의 최소 해상 영역은 일반적으로 렌즈의 F값(렌즈의 초점 거리와 조리개 개구 직경의 비)에만 의존하는 것으로 알려져 있지만, 동일한 F값으로 촬상한다는 조건을 더 추가함으로써, 다른 초점 거리의 렌즈를 이용한 경우에도 측정 장치로부터 출력되는 깜박임의 값을 일치시키는 데 성공했다.

이상의 지견을 이용함으로써, 다른 측정 장치·조건의 경우에서도, 측정값의 차이가 생기는 원인 해석이나 기준을 통일한 데이터 비교를 실시할 수 있습니다.

DNP는, 1999년부터 디스플레이의 깜박임의, 육안에 의한 관능 평가 시험을 수치화하는 평가 방법을 독자적으로 구축해, 학회에서의 보고나 특허 취득 등을 실시해, 그 기술에 근거하는 「깜박임 방지 방현 필름」을 개발해 왔습니다.

DNP의 "깜박임 방지 방현 필름"은 디스플레이 표면의 깜박임을 방지함과 동시에 외광이나 조명 등의 반영을 줄입니다. 고화질로 콘트라스트가 뛰어난 화상 표시가 뛰어나 2000년대 초반부터 현재까지 다양한 메이커의 많은 각종 디스플레이에 채용되고 있습니다. 그 기여도 있어 DNP는, 디스플레이 표면 처리 필름으로 세계 No.1의 점유율을 획득하고 있습니다(2019년판 기능성 고분자 필름의 현상과 장래 전망(주식회사 후지키메라 총연) 2018년 전망으로부터).