CN100342766C - 滤光和电磁屏蔽结构 - Google Patents

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Abstract

用来组装在至少一片透明基体(20)，特别是由玻璃制造的透明基体的滤光和电磁屏蔽结构(1)，该结构包括至少两层塑料板(10、12)并且具有或用来与板(10、12)连接的电磁屏蔽导电元件，其特征在于至少一层板(10)是由热塑性塑料制成的，另一层板(12)构成导电元件(11)的覆盖板或热塑性塑料板(10)，两层板中的一个或两个含有至少一种无机颜料或有机染料，使得能够为所述的结构(1)产生以590nm为中心波长的橙色光的滤光片。

Description

滤光和电磁屏蔽结构
本发明的目的是一种用来与至少一种透明基体，特别是与玻璃基体组装在一起的滤光和电磁屏蔽结构，该结构包括至少两层塑料板，还具有或者与此元件相连接的一个电磁屏蔽导体元件。
就此电磁屏蔽结构在比如等离子体显示屏的显示屏上的应用，将更加具体地说明本发明。
等离子体显示屏包括被封入两片玻璃之间的等离子化气体(Ne、Xe、Ar)的混合物和位于显示屏后面内表面上的荧光物质。当在两片玻璃之间发生等离子体放电时，等离子化气体混合物发射的紫外光就与在后面内表面上的荧光物质相互作用，产生可见光(红色、绿色、蓝色)。气体粒子的消除激励机制进入了与紫外线辐射相竞争的状态，这就产生了800～1,250nm的红外线，它主要是通过显示屏的前面传播的，此机制源于非常有害的微扰，特别是对于位于红外源附近或者接受红外指令的装置，比如遥控装置的微扰。
除了由于等离子化气体的消除激励而产生的红外线以外，当气体混合物中含有氖气时，此气体混合物同样发射590nm的很强的橙色光线。这种橙色的光线对于观察者的眼镜是很不舒服的。另外，它与光谱中的蓝色和绿色相互作用，使得显示屏上的影像显示蓝色或绿色，这被称为洗刷或淡化，而红色则变得不那么纯。
另外，与各种电子设备一样，等离子体显示屏具有寻址系统(驱动器)，它能够向着不应受其干扰的其它装置，比如微机、手提电话等产生寄生辐射。
为了消除和至少降低这种辐射的传播，一种解决的办法包括在显示屏的前面安装一种同时是透明的和被金属化的结构，以保证电磁屏蔽。
一种已知的结构由两片热塑性塑料，特别是PVB构成，在它们之间放置着均匀的格栅状的金属丝网。
此格栅可以由通过加热此热塑性塑料而粘在两片PVB之间的金属丝织物构成。
另一种解决办法包括通过常用的照相平板印刷技术，对沉积在透明基体(比如PET基体)上的铜层进行刻蚀，使此基体与PVB片装配在一起，该PET基体插在两片PVB之间，并且通过加热热塑性塑料而粘结在一起。
将这种有利地与PVB层合的结构放置在其前面是玻璃基体的显示屏的前面，这样就能够保证在显示屏被打碎时拦住玻璃碎片从而保护观察者。
因此，此金属格栅保证了电磁屏蔽。然而，总是希望更加降低在红外波段的透过率和寻找滤光片的其它性能，比如因此而切割掉橙色的能力，来改善电磁屏蔽滤光片的性能。另外，对于观察者的眼镜，当然希望在屏幕上具有最佳的颜色表达。
一种已知的用于切割掉一定波长的汽车玻璃的滤光片是两片PVB的组合，其中一片由3M公司的“日光反射膜”产品构成，另一片由Sekisui公司的商品Sekisui-LecPVB薄膜构成。3M的产品和Sekisui的PVB薄膜是透明的，在透射方面是中性的，Sekisui薄膜还含有导电粒子。此滤光片的优点是只透过51％的光线，而此光线占优势的是黄光，其波长是561nm，这样就明显地改变了在显示屏上颜色的表达。另外，此光线的纯度是8％，与希望的低于或等于7的比例相比，这被认为是太大了。我们要回想到，纯度是在1931的CIE测量体系中定义的。在此体系中，目标的颜色用一个座标为x、y的点表示。纯度是两个线段的长度之比，这两个线段分别是，一个线段连接照明物到色谱轨迹的末端，并且通过座标x、y的点，另一个线段连接照明物到座标x、y的点。另外，如果能够得到1,200nm处的红外线的透射率最多等于5％的滤光片，那么在850nm处的透射率仍然有13％。最后，橙色不能充分地被切割掉，相应波长的透射率是64％。
因此，本发明的目的是提供一种滤光并且电磁屏蔽的结构，此结构一方面能够充分地切割掉以590nm为中心波长的橙色，另一方面还能提高此滤光片在红外区的性能，得到充分透射的光线，使得不改变颜色的纯度，并且使在与此结构相连接的显示屏上看到的影像的对比度实现最优化。
因此，本发明人制造了一种电磁屏蔽结构，其特征在于，至少一层板是由热塑性塑料制成的，另一个板构成覆盖导体元件的板或者覆盖热塑性塑料板的板，此两层板中的一个或者两者都含有至少一种无机颜料或至少一种有机染料，使得为此结构形成了以590nm为中心波长的橙色滤光片。
按照本发明的一个特征，板材中的至少一层，即热塑性塑料板材和/或覆盖板含有至少一种无机颜料或有机染料，以构成在800～1,250nm的波长范围内的红外线的滤光片。
按照一个实施模式，两层板材中的一层是中性的，而另一层含有至少两种颜料或染料，它们能够分别通过此结构而保证用于橙色的滤光片和红外滤光片。
按照另一个实施模式，热塑性塑料板含有通过该结构能够保证滤掉橙色或滤掉红外线的颜料或染料，而覆盖板含有保证滤掉另一层热塑性塑料板材不保证(滤掉)的橙色或红外线的颜料或染料。
按照第一个实施方案，该导电元件由与这两层板相连的金属丝织物构成。
按照第二个实施方案，该导电元件由位于支持板上的金属丝网构成，该支持板是基于如下材料的：聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚醚酮和丙烯腈-苯乙烯共聚物。
按照此第二个实施方案，该导电元件的支持板有利地构成覆盖板，该导电元件放置在第一层热塑性塑料和覆盖板之间。带有导电元件的覆盖板在相对着导电元件一侧被由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯或高密度聚乙烯制成的厚度小于或等于60μm的保护膜覆盖。
按照第三个实施方案，导电元件由位于由覆盖板构成的支持板之上的金属层比如基于银构成，所述元件位于覆盖板和热塑性塑料的第一片之间。
按照另一个特征，导电元件的支持板由一个附加的塑料板构成，该塑料板被层合在第一热塑性塑料板和覆盖板之间。
当第一热塑性塑料板不构成导电元件的的支持板时，它有利地是由聚乙烯醇缩丁醛或聚氨酯或乙烯-醋酸乙烯基酯共聚物制成的。
该结构可以被装配在一个单一的透明基体中，热塑性塑料的第一片被装配在基体上。
按照另一个实施方案，该结构可以被层合装配在两片透明基体之间，该热塑性塑料的板和覆盖板分别被装配在基体上。
按照一个特征，该透明基体在其相对着热塑性塑料板的一面具有一个比如基于银的金属层，当其与该结构相连接时就构成导电元件。
因此，对于该结构和基体的整体，该结构提供了相应的透光率TIR不超过17％的红外光滤光片，以及相应的透光率TNB为20～40％的橙色光滤光片，结构和基体的整体在可见光区的透光率为40～60％，纯度低于7％。
更具体说，此红外滤光片在815nm处的透光率保证最多17％，在870nm处的透光率最多9％，而在900～1,250nm处的透光率最多9％。
本发明的结构可以与比如显示屏，比如等离子体显示屏的前面相连接。它还可以与各种必需进行电磁屏蔽的装置以及在红外和橙色范围的滤光器相连接。
对于显示屏来说，连接着该结构的一个或几个玻璃基体是由淬火玻璃制造的。至少一片玻璃基体优选在其与该结构相对的表面上具有抗反射层。有利地，覆盖板在其与第一层热塑性塑料相对的面上提供了抗反射处理。最后，该结构可以被直接粘接在显示屏的前面。
参照附图并阅读下面的叙述，本发明的其它优点和特征将更加明显，其中：
—图1是按照本发明结构的剖面图；
—图2和图5是本发明结构的一个实施方案的剖面图；
—图3、4和5是与按照多个实施例的显示屏的前面相连的本发明结构的剖面图。
首先要明确地指出，为了容易阅读，在附图上本发明元件的不同尺度，特别是厚度并非对应于其相对比例。
在图1和图2中说明的滤光和电磁屏蔽结构1用来与至少一个基体，比如玻璃基体连接，更特别地，该结构用来通过机械方式相对着显示屏装配，使得该结构给显示屏构成在橙色范围的滤光片，如果需要的话，还在红外区构成滤光片。
显示屏比如是等离子体显示屏，由于在显示屏的混合气体中含有氖气，它发射出带有橙色的光线。但是此结构的用途并不限于等离子体显示屏，可以用于和与各种须要滤掉橙色的装置结合使用。
滤光和电磁屏蔽结构1包括第一层热塑性塑料板10和第二层塑料板12，后者构成与其相连的元件的覆盖板。电磁屏蔽的导电元件11位于两层板11和12之间，或者当其不在此结构当中时它可以与这些层相连。
按照第一个实施方案，导电元件11可以是铜类金属丝网，它被插入两层板10和12之间，通过加热此两层板进行组装。在此情况下，覆盖板12优选是用与第一层板10同样的材料制成的，比如是聚乙烯醇缩丁醛或聚氨酯或乙烯-醋酸乙烯基酯共聚物。
按照第二个实施方案，导电元件11是铜类金属丝的格栅，是通过常用的照相平板印刷技术在塑料支持板上得到的，此支持板是基于如下材料的：聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚醚酮和丙烯腈-苯乙烯共聚物。
在此第二个实施方案中，导电元件支持板11可以有利地是与第一层板10相连的覆盖板12，使得该导电元件位于两层板之间，通过加热该材料进行各个板的组装(图1)。或者，导电元件的支持板11更愿意由层合在第一和第二层板10和12之间的附加板13构成，此时板10和12优选用下面的热塑性塑料中之一：聚乙烯醇缩丁醛或聚氨酯或乙烯-醋酸乙烯基酯共聚物(图2)。
按照第三个实施方案，导电元件11是一层配置在基于如下材料中之一的塑料支持板上的基于银的层：聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚醚酮和丙烯腈-苯乙烯共聚物。此支持板有利地可以是覆盖板12，该层位于两层板10和12之间(图1)。
当构成电磁屏蔽元件的导电元件11不包括在结构1中，而是与其相连时，该元件具有比如位于作为构成该结构的基体之上的基于银的金属层的形状，该层朝向相对于基体安装的第一层板10。这就是图5的实施例，在此图上我们看到一个基体20，在其面上装着导电元件11，并且连接着包括热塑性塑料第一层板10和覆盖板12的结构1。该覆盖板使得能够保证板10所担负的一种或几种作用以外的作用，或者如果板10是由比如容易被划伤的材料制成的话，用来对其进行保护，或者使得容易将板10组装到将对着基体放置的元件上。
为了更好地进行电磁屏蔽，金属丝网比金属层更优选作为导电元件。
按照如下的方法得到了本发明的滤光片：两层板10和12中的一层或另一层，或者两层板10和12都含有至少一种无机颜料或有机染料，以构成对应于590nm波长的橙色的滤光片。GENTEX公司的商品FILTRON A178或A193是可以包含在聚合物片中构成橙色滤光片的染料的例子。
第一层热塑性塑料10是用聚乙烯醇缩丁醛或聚氨酯或乙烯-醋酸乙烯基酯制造的。
第二覆盖板12根据此板所提供的功能，是由与橙色滤光片不同的塑料制成的。在上面按照对于导电元件所考虑的实施方案举出了这些材料的例子。
按照本发明，结构1还可以包括构成红外滤光片的装置。像对于橙色滤光片一样，可以在结构的板10和12中之一，或者在构成红外滤光片的两层板中都含有至少一种染料。用于红外滤光片的染料的例子是GENTEX公司的商品FILTRON A195或A101。
板10或12中的至少一个，或者当在两层板10和12之间层合附加板时的至少一层附加板，都含有至少一种颜料和/或至少一种染料，使得该结构1一方面能够过滤掉对应于800～1,250nm波长的红外光，另一方面用来过滤掉对应于590nm波长的橙色光。
对于加入染料或颜料来过滤红外光和橙色光来说，可以设想该结构的几种实施方案。
可以将用用于红外滤光器的染料或颜料和用于橙色滤光器的染料或颜料两者都加入到板10、12或13中的一个中，不含这些染料或颜料的该一层或几层板优选是浅色的。
在实施方案中，在板10、12或13中加入用于红外滤光器的染料或颜料，而在不含用于红外滤光器的染料或颜料的板中加入用于橙色滤光器的染料或颜料。
最后，按照本发明，当导体元件11被覆盖板12负载时，此覆盖板在相对着安装导体元件的面上具有一层保护膜14。此保护膜具有由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯或高密度聚乙烯制造的片的形状。其厚度小于或等于60μm。它一方面能够保护与携带导电元件的面相对的面，避免当此片以卷的形式铺开时此表面被导电元件划伤。另一方面，此保护膜起着形成一个清洁的表面作用，用以相对另一表面组装覆盖板。
因此，如上所述的结构1与透明基体20，比如玻璃基体相连接，或者被层合在两层玻璃类的基体20和21之间，以形成显示屏E的前面2，即朝向观察者的部分。
一个借助于与单一的基体20相连接的结构1来组装显示屏前面的例子(实施例1)如下(图3)：
—面对着观察者的基体20；
—由PVB制成的并组装在基体20上的第一层热塑性塑料板；
—电磁屏蔽导电元件11，它位于PET的覆盖板12上，此板一方面连接着第一板10并构成表面，另一方面连接着显示屏E。
借助于层合在两层基体20和21之间的结构1来组装显示屏的前面的另一个例子(实施例2)如下：
—面对着观察者的玻璃基体20；
—组装在第一玻璃基体20上的由PVB制成的第一层热塑性塑料板10；
—放置在PET附加板13上的电磁屏蔽导电元件11；
—通过一个面与附加板13组装在一起，通过相对的面与第二玻璃基体21组装在一起的第二覆盖板12。
在实施例1和实施例2中，结构-基体的组装件借助于图中未显示的金属框架被机械地固定在显示屏上。
经过与单一的基体相连接(实施例1)或层合在两层玻璃基体20和21之间(实施例2)的结构1而构成的滤光片由如下的透光性能来定义，在该结构中掺入了FILTRON A195或A101型染料以吸收在590nm处的氖谱线，掺入了FILTRON A178或A193以吸收红外光：
—在815nm处的透光率TIR最多为22％；
—在870nm处的透光率TIR最多为18％；
—在900～1,250nm处的透光率TIR最多为12％；
—在590nm处的透光率TIR为20～40％。
用于橙色光和红外光滤光器的染料或颜料的组合，再任选地与吸收可见光的其它颜料或染料组合，所得到的与两层玻璃基体相连接的结构1，其透光率TL为大约40～60％，波长范围在480～520nm，相应的纯度低于3％。由于另外的颜料或染料所导致的低于3％的纯度而能够得到灰色的滤光片，即透射的中性颜色滤光片。
根据在可见光的透射率来评估在红外区的透射性能。在红外区具有高透光率，比如大约16％的滤光片必需对应于在可见光区具有高的透射率(大约47％)。因此要选择在红外区和在可见光区透射率之间的折中。反之，无论在可见光区滤光片的透射率如何，在橙色光区的透射率都是可以调适的。
使用在橙色区和在红外区的滤光片能够导致一种结构，通过此结构，观察者所感受的颜色可以是在比如绿色占优势的颜色。要补偿此颜色以得到使得在屏幕上还原的颜色的色调不被减弱的中性的灰色，可以如上所述加入另一些颜料或染料，也可以在层合的玻璃板中插入传统上使用的吸收可见光的PVB型带颜色的滤光片。
在图6(实施例3)中给出的代表表示将滤光片用于按照实施例1制造的显示屏的实施方案，其特征在于，如果有保护膜14存在，则在剥离保护膜以后，借助于胶粘剂或树脂，或者本领域技术人员公知的手段，通过覆盖板12直接将其粘结在显示屏的前面的基体上。这种组装模式的优点是消除了光学界面，降低了寄生反射的水平。
在该结构与一个或者分别与两个玻璃基体连接的3个实施例中，优选特别在只包括一个玻璃基体的实施例中，这些玻璃基体都是淬火玻璃。淬火玻璃具有很高的机械强度，而且非常不易破碎。因此，在第一和第三制造实施例中，显示屏、结构1和玻璃基体20的总厚度与包括两片玻璃基体的第二制造实施例的滤光片厚度相比有利地被减薄，同时还保证了对观察者的防护性能。
再有，在此3个实施例中，优选地在玻璃基体的对着结构1的外表面上都涂有抗反射层。在实施例1或实施例3的情况下，由PET制成的覆盖板12有利地借助于热敏树脂或紫外线交联树脂而进行过抗反射处理。

Claims (21)

1.用来与至少一个透明基体(20)在一起组装的滤光电磁屏蔽结构(1)，该结构包括至少两层塑料板(10、12)和电磁屏蔽导电元件(11)，所述导电元件(11)能与塑料板(10、12)连接，其特征在于，至少一层塑料板(10)是由热塑性塑料制成的，另一层塑料板(12)构成覆盖导电元件(11)的板或覆盖所述第一层热塑性塑料板(10)的板，两层板当中的一个或者两个掺入了至少一种无机颜料或有机染料，使得结构(1)形成了以590nm为中心波长的橙色区的滤光片。
2.按照权利要求1的电磁屏蔽结构，其特征在于，该所述板当中的至少一个，即热塑性塑料板(10)和/或覆盖板(12)掺入了至少一种无机颜料或至少一种有机染料，以构成在800～1,250nm波长范围的红外光滤光片。
3.按照权利要求2的电磁屏蔽结构，其特征在于，两层板(10、12)中的一层是中性的，而另一层含有至少两种颜料或染料，从而保证通过该结构分别过滤掉橙色光和红外光。
4.按照权利要求2的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述的热塑性塑料板(10)含有能够保证通过该结构过滤掉橙色光或红外光的颜料或染料，而覆盖板(12)则含有能够保证过滤掉热塑性塑料板(10)不能保证过滤掉的橙色光或红外光的颜料或染料。
5.按照权利要求1-4中任何一项的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述的导电元件(11)由连接在两层板(10、12)之间的金属丝织物构成。
6.按照权利要求1的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述的导电元件(11)由位于基于如下材料之一的支持板上的金属丝网构成：聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚醚酮和丙烯腈-苯乙烯共聚物。
7.按照权利要求6的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述的导电元件的支持板构成覆盖板(12)，该导电元件(11)位于第一层热塑性塑料板(10)和该覆盖板(12)之间。
8.按照权利要求6或7的电磁屏蔽结构，其特征在于，带有导电元件(11)的覆盖板(12)在其与导电元件相对的面上涂有保护膜(14)，该膜是由聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氯乙烯或聚丙烯或高密度聚乙烯制造的，其厚度小于或等于60μm。
9.按照权利要求1的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述的导电元件(11)由位于由覆盖板(12)构成的支持板上的金属层构成，所述的元件位于该覆盖板和第一层热塑性塑料板(10)之间。
10.按照权利要求6或9的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述的导电元件的支持板由层合在所述的第一层热塑性塑料板(10)和所述的覆盖板(12)之间的塑料附加板(13)构成。
11.权利要求1的电磁屏蔽结构，其特征在于，当覆盖板(12)不构成导电元件的支持板时，第一层热塑性塑料板(10)和覆盖板(12)都是由聚乙烯醇缩丁醛或聚氨酯或乙烯-醋酸乙烯基酯共聚物制成的。
12.权利要求1的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述的结构被组装在单一的透明基体(20)上，在该基体上组装着第一层热塑性塑料板(10)。
13.权利要求1的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述的结构被层合在两层透明基体(20、21)之间，所述热塑性塑料板(10)和覆盖板(12)分别组装在其中一个基体(20、21)上。
14.按照权利要求12或13的与至少一个透明基体(20)相连的电磁屏蔽结构，其特征在于，该透明基体(20)在其与热塑性塑料板相对的面上包括一个金属层，当导电元件(11)与该结构相连接时构成该导电元件。
15.按照权利要求12或13的电磁屏蔽结构，其特征在于，对于该结构和基体的整体，该结构提供了相应的透光率TIR不超过22％的红外滤光片以及相应的透光率TNE为20～40％的橙色光滤光片，该结构和基体的整体在可见光区的透光率为40～60％，同时纯度低于3％。
16.按照权利要求15的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述的红外滤光片保证在815nm处的透光率最多为22％，在870nm处的透光率最多为18％，而在900～1,250nm处的透光率最多为12％。
17.一种显示屏，该显示屏在其前面(2)上包括按照权利要求12～16中任何一项的结构(1)。
18.按照权利要求17的显示屏，其特征在于，至少一层玻璃基体(20、21)是由淬火玻璃制成的。
19.按照权利要求17或18的显示屏，其特征在于，玻璃基体(20、21)中的至少一个在其与所述的结构相对的一面上包括抗反射层。
20.按照权利要求17或18的显示屏，其特征在于，所述的覆盖板(12)在其与第一层热塑性塑料板(10)相对的一面上进行过抗反射处理。
21.按照权利要求17或18的显示屏，其特征在于，所述的结构直接粘结在显示屏的前面上。
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