CN101498800A

CN101498800A - 显示器对比度增强膜结构及使用该膜结构的显示器或显示屏

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Publication number: CN101498800A
Application number: CNA2008100453203A
Authority: CN
Inventors: 甘国工; 程子萌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-05

Abstract

本发明提供了一种显示器对比度增强膜结构，包括透光基层L1，显示光源光线从后表面射入，从前表面射出。在透光基层L1的前表面上有多个透明几何体结构，单个透明几何体结构具有一个显示光源光线入光口和一个显示光源光线出光口，该入光口与透光基层L1的前表面连为一体，入光口投影面积大于出光口的投影面积，且透明几何体结构之间的空隙填充有低透过率或不透光的材料或混合材料。该显示器对比度增强膜结构可以接受显示器的发射的光线，从入光口进入，从出光口集中射出；外界光线很少入射进入显示器屏幕且反射出来，大大降低暗像素的亮度。综合来说提高了显示器对比度，并减少了环境光对图象的干扰，大幅度提高显示器的显示效果，同时可与其他大部分增强对比度的结构叠加，不冲突。

Description

显示器对比度增强膜结构及使用该膜结构的显示器或显示屏

技术领域：

本发明与具有提高显示器对比度的膜片有关，与采用该膜片的显示器或显示屏有关。

背景技术：

显示器的对比度性能是众多厂家和客户非常重视的显示器性能指标之一。对比度就是屏幕上同一点最亮时(白色)与最暗时(黑色)的亮度的比值，具体讲就是把白色信号在100％和0％的饱和度相减，再除以0％的白色值(0％的白色讯号就是黑色)，所得到的数字。

对比度也就是从黑到白的渐变层次。比值越大，从黑到白的渐变层次就越多，从而色彩表现越丰富。对比度对视觉效果的影响非常关键，一般来说对比度越大，图像越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽；而对比度小，则会让整个画面都灰蒙蒙的。高对比度对于图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现都有很大帮助。对比度高的产品在一些暗部场景中的细节表现、清晰度和高速运动物体表现上优势更加明显。从定义上来看，提高对比度的两个关键就是提高白色亮度和降低黑色的亮度。

在目前显示器的亮度已经可以做到很亮的情况下，提高对比度的方法主要有优化显示器驱动方法。如公开号1783183名称为等离子显示装置和其驱动方法的专利，涉及一种等离子显示装置及其驱动方法，通过控制器把在帧的第一子域的重置周期中将上升波形和下降波形施加到扫描电极上，并且在维持周期期间在将第一维持电压施加到扫描电极上之后，当第一时间逝去时将下降波形施加到扫描电极上。在施加了第一维持电压之后，当第二时间逝去时向维持电极施加第二维持电压。其可降低功耗并且可提高对比度，以便可显示高对比度的图像。还有如公开号1797082名称为液晶显示器件及其驱动方法的专利，公开了一种液晶显示面板，对应于分割图像的多个显示区域。通过考虑覆盖显示区域的灯的数量而设定分割图像的数量。将整个图像的平均亮度与分割图像的平均亮度进行比较从而根据该比较结果改变各分割图像的亮度。向各显示区域照射对应于不同亮度的光。因此，在一帧图像中暗分割图像显示得更暗而亮分割图像显示得更亮，从而提高对比度。

提高对比度的方法主要还有改良发光或显像元件的结构。如公开号1889222名称为等离子体显示面板和使用了该面板的图像显示系统的专利，通过使由光吸收层和光反射层构成的层叠构件分散在各放电单元内，减少荧光体发光光束的反射次数，而且在与放电发生的空间相反的一侧设置可见光的反射层，将亮度降低抑制到最小限度，在等离子体显示面板中提高对比度和亮度。

提高对比度的方法主要还有增加功能增强膜片来提高显示器的性能。如公开号20060511名称为光学补偿薄膜、偏光板和液晶显示装置的专利，提供了一种光学补偿薄膜、和具有该光学补偿薄膜的偏光板以及液晶显示装置，所述光学补偿薄膜具有支撑体和在支撑体上的至少一层由含有液晶化合物的组合物形成的光学各向异性层，目的在于减少液晶显示装置在黑显示时的光漏，而且提高对比度系数。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种使用更简便，更易工业化生产，成本更低能大大来提高显示器的对比度的显示器对比度增强膜结构。

本发明的另一个目的是为了提供一种对比度强的显示器或显示屏。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供了一种显示器对比度增强膜结构，包括具有一前表面和一后表面的透光基层L1，显示光源光线从后表面射入，从前表面射出；在上述透光基层L1的前表面上有多个透明几何体结构，单个透明几何体结构具有一个显示光源光线入光口和一个显示光源光线出光口，入光口投影面积大于出光口的投影面积，该入光口与透光基层L1的前表面连为一体；以及包括位于该透明几何体结构周围的连接入光口和出光口的几何斜面和/或曲面；上述透明几何体结构之间的空隙填充有低透过率或不透光的材料或混合材料。

上述的显示器对比度增强膜结构中还包括具有一前表面和一后表面的另一基层L2，所述透明几何体结构的出光口与该透光基层L2的后表面粘接。

上述另一基层L2为透明的，或至少具有调整显示器发光颜色、反光颜色、提高光线透过率，电磁屏蔽(EMI)，近红外光截止(NIR-cut)，氖特征光截止(Ne-cut)功能之一的光学膜或光学板。

上述的基层L1为透明的，或至少具有调整显示器发光颜色，电磁屏蔽(EMI)，近红外光截止(NIR-cut)，氖特征光截止(Ne-cut)，提高可见光线透过率功能之一的光学膜或光学板。

上述的透明几何体机构具有一个高度，该高度和上述入光口、出光口确定了该透明几何体结构的几何形状。入光口投影面积大于出光口的投影面积，让该透明几何体的几何斜面和/或曲面的切线和基层L1平面，具有一个比90°略小的夹角。

上述的出光口面为曲面。

上述出光口面为平面。

上述透明几何体结构的材料的折射率不同于其周围填充的低透过或不透光的材料或混合材料的折射率。使两种材料之间形成介质界面，类似光纤，光线以小角度射入的时候，不会射出介质层并经过反射继续在内部传播。当几何体结构的材料折射率大于外部材料的折射率时，存在一个全反射角，大大减少光线的损失。

上述基层L2的前表面具有两层以上以高折射与低折射介质膜依次层叠形成的增透减反膜系。

上述透光基层L1的后表面具有两层以上以高折射与低折射介质膜依次层叠形成的增透减反膜系。

上述另一基层L2的前表面具有散光粒子形成的具有防眩光功能的涂层。

透明几何体的特殊光学构造，让其成为一个能够导光、集中光射出的光学结构。显示器光源发出的光线经过基层L1射入透明几何体的入光口，靠近入光口边缘的光线会经过界面反射，和中间的光线集中一起射出。

一般来说，外界光线会降低显示器的对比度。当外界光线射至显示器时，会反射部分光线至观众，此时0％白信号的相素亮度就提高，对比度就降低，如电视放在露天就没有放在房间里感觉清晰。由于上述对比度增强膜的特殊构造，出光口比较小且周围低透过或不透光，由外界射入的部分光线无法顺利进入到显示器发光器件上，避免了外界光线在发光器件上反射至观众而降低对比度。

另外该透明几何体结构具有一个高度，则周围低透过或不透光的部分也具有相同高度，形成一组平行的类似“墙”的结构等间距的排列，类似美国3M公司的防窥视膜，超过某个角度的光线则几乎完全被阻挡。以地面为水平面，优选结构为该“墙”走向为水平方向，取消垂直方向的“墙”。另外对显示器特别优选垂直方向90°±30°范围内的光可射入射出，其余被阻挡；水平方向全角度可以射入射出。则可达到宽广的可视角，不影响使用。

上述单个透明几何体结构具有一个显示光源光线入光口和一个显示光源光线出光口，上述出光口面为曲面或平面。以曲面为出光口的对比度增强膜结构意在使光线通过曲面出光口发散射出，提高显示器的可视角度。或通过曲面出光口会聚射出，提高显示器的亮度，如微透镜增亮膜。

本发明显示器或显示屏位于显示器或显示屏的成象装置至用户之间装设显示器对比度增强膜结构。

上述对比度增强膜结构装设时其至少一面存在空气界面。

上述对比度增强膜结构装设时，至少一面利用透明粘结剂或压敏胶与显示器粘结为一体。

上述对比度增强膜结构的透光基层L1和/或另一透光基层L2为原本显示器或显示屏的透光光学结构。

不同的显示器，想达到的使用效果也不同，则都能通过该膜的两个基层L1、L2来调整、组合。例如PDP显示器，需要电磁屏蔽、近红外光截止、氖特征光截止等等功能，则可通过该膜的两个基层L1、L2上形成相应的功能膜系，即可简化PDP滤光片的生产方法。对需要高透过的显示器，也可通过基层L1、L2上涂镀高透膜系来达到要求，等等。这些功能膜系的生产方法都已经很成熟，如本申请人申请的专利200510021262.7、200510021263.1、200610021717.X、200610022680.2、200710048369.X。

本发明显示器对比度增强膜结构可以接受显示器的发射的光线，从入光口进入，类似光纤，从出光口集中射出；而由于出光口比较小，而且上述透明几何体结构之间的空隙填充有低透过率或不透光的材料，外界光线很少入射进入显示器屏幕且反射出来，大大降低暗像素的亮度。综合来说提高了显示器对比度，并减少了环境光对图象的干扰，大幅度提高显示器的显示效果，同时可与其他大部分增强对比度的结构叠加，不冲突。

附图说明：

图1为本发明显示器对比度增强膜透明几何体及周围所述填充材料的其中一种结构的示意图(省略了基层L1/L2)。

图2为显示器光源光线穿过根据本发明的透明几何体结构的光路示意图。

图3为外界光线射向根据本发明的透明几何体结构时部分透过部分被周围所述填充材料阻挡。

图4为本发明透明几何体结构横截面图。

图5为本发明透明几何体结构立体图。

图6为本发明显示器对比度增强膜结构示意图。

图7为本发明显示器对比度增强膜另一结构示意图。

图8为本发明显示器对比度增强膜再一结构示意图。

图9为具有液晶显示器的玻璃/树脂保护屏的本发明显示器对比度增强膜结构示意图。

图10为本发明显示器装配透视图。

具体实施方式：

实施例1：

图1～图6给出了本实施例1的结构示意图。参见图1、图6，本实施例1所述的对比度增强膜结构采用180～200μm的PET薄膜作为基层L1，涂覆光固化或热固化树脂，用压印的方法形成所述透明几何体结构12，几何体高度为175μm，入光口14宽度为75μm，出光口11宽度为50μm，长度长至基膜边缘。之后在所述固化后的树脂结构上，涂覆带有黑色染料的光敏胶或压敏胶，再用175um的PET薄膜作为基层L2覆盖其上，利用覆盖时的一定压力挤压带有染料的光敏胶或压敏胶入上述透明几何体结构12之间的空隙中，最后将其固化形成低透光或不透光的结构13即为成品。

图4为本发明透明几何体结构横截面图。

图5为本发明透明几何体结构立体图。

使用北京奥博泰科技有限公司的GSR-2台式透反射光谱测量系统，对该膜结构的透过率进行实际透过率测试，沿显示器出光方向的透过率为65％左右，而沿外界光线入射方向的透过率为49％左右，与结构设计的预期目的吻合。

把该膜安装在PDP等离子电视的滤光片与显象管之间，使用日本TopconSR-3A辉度计/亮度色度计对其显示器的对比度进行测试，测试结果如表1。实验室为暗室，环境亮度小于0.01cd/cm²。

对比度测试方法为通断比测试法：

1.未安装对比度增强膜，显示全白图象，将原显示器的亮度调整为大约120cd/cm²。

2.显示全黑图象，测量亮度。

3.安装对比度增强膜，显示全白图象，将显示器的亮度提高到为大约120cd/cm²。

4.显示全黑图象，测量亮度。

表1

	原显示器亮度(cd/cm²)	安装对比度增强膜后显示器亮度(cd/cm²)
	原显示器亮度(cd/cm²)	安装对比度增强膜后显示器亮度(cd/cm²)	全白图象	119.5	120.8
全黑图象	0.095	0.032	全白图象	119.5	120.8

测量结果表示，原显示器对比度大约为1258：1，而使用对比度增强膜3777：1，对比度增长了大约三倍。另外，当室内为日常灯光亮度时，目测可以看到使用对比度增强膜的显示器的表面反光大大弱于原本显示器，说明该对比度增强膜确实也有降低环境光对图象的影响的功能。

如上所述，本对比度增强膜片通过粘接或直接安装等方式，安装在显示器的显像元件前，可提高显示器的对比度，同时让显示器具有抵抗环境光线干扰的功能。

实施例2：

图7给出了本实施例2的结构图。参见图7，本实施例中对比度增强膜与实施例1相似，不同的是对基层L1和/或基层L2进行了光学改良。目前比较成熟的技术如使用真空磁控溅射镀膜技术，在基层L2的前表面(L2-1)和/或L1的后表面(L1-1)，形成高折射介质材料(如TiO₂、Nb₂O₅)与低折射介质材料(如SiO₂、MgF)薄膜构成的增透减反射膜系，可以提高整个膜片的透过率，提高显示器亮度。也可采用精密涂布的方式在基层L2的前表面形成一层防眩(AG)薄膜，可以广泛用于室内显示器，消除显示器镜面反射形成的影。同时，也可以采用两种方式的结合，基层L2的前表面形成一层防眩膜，而基层L1的后表面镀增透减反射膜系。以满足不同场合的不同需要。

实施例3：

图8给出了本实施例3图。参见图8，本实施例中对比度增强膜与实施例1相似，不同的是本实施例针对用于PDP显示器的滤光片的一部分进行了光学改良。为实现电磁屏蔽(EMI)、近红外截止(NIR-cut)和氖特征光截止(Ne-cut)，在基层L1的后表面形成或粘接部分功能膜：L1-2为具有电磁屏蔽功能的镀膜层或为铜网层，L1-3为具有近红外截止和氖特征光截止功能的颜料涂布层；或者L1-2为具有近红外截止和氖特征光截止功能的颜料涂布层，L1-3为具有电磁屏蔽功能的镀膜层或为铜网层。PDP显示器滤光片的玻璃/树脂基板与基层L2的前表面相临或粘贴，或基层L2也可为PDP滤光片的玻璃/树脂基板。

本实例也有其他几种功能膜结构次序变换方式：

以如图6中的结构为基片，具有电磁屏蔽功能的镀膜层或铜网层位于该基片前表面(或后表面)，具有近红外截止和氖特征光截止功能的颜料涂布层位于该基片后表面(或前表面)。而PDP显示器滤光片的玻璃/树脂基板位于该基片前表面的膜结构的前面。

或以如图6中的结构为基片，其前表面具有电磁屏蔽功能的镀膜层或铜网层以及具有近红外截止和氖特征光截止功能的颜料涂布层都位于该基片前表面，该两层功能膜结构前后顺序可以任意调换。这两层膜结构的前面为PDP显示器滤光片玻璃/树脂基板。

实施例4：

图9给出了本实施例4图。如图9所示，本实施例中对比度增强膜与实施例1相似，不同的是基层L2—4为原本液晶显示器的玻璃/树脂保护屏，整体具有构造简单，安装简便，防击碎等特点。

实施例5：

图10为本实施例5图。图10为本发明的一种液晶显示器的结构示意图。TFT-LCD显像面板4向内部的结构未示出。上述对比度增强膜1安装在玻璃/树脂保护屏2与TFT-LCD显像面板4之间，面板壳3与外壳5将安装好的保护屏与显像面板保护在内。如果将对比度增强膜1粘接在玻璃/树脂保护屏2后表面，则具有防击碎功能。同时，由于减少了一个空气界面，与不粘接相比，整体透光率提高2％。若对比度增强膜1与TFT-LCD显像面板4粘接，还可继续提高2％的透过率。

上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims

1、显示器对比度增强膜结构，包括具有一前表面和一后表面的透光基层L1，显示光源光线从后表面射入，从前表面射出，在所述透光基层L1的前表面上有多个透明几何体结构，单个透明几何体结构具有一个显示光源光线入光口和一个显示光源光线出光口，该入光口与透光基层L1的前表面连为一体，以及包括位于该透明几何体结构周围的连接入光口和出光口的几何斜面和/或曲面，其特征在于所述透明几何体结构的入光口投影面积大于出光口的投影面积，所述透明几何体结构之间的空隙填充有低透过率或不透光的材料或混合材料。

2、如权利要求1所述的显示器对比度增强膜结构，其特征在于还包括另一基层L2，具有一前表面和一后表面，所述透明几何体结构的出光口与该透光基层L2的后表面粘接。

3、如权利要求2所述的显示器对比度增强膜结构。其特征在于所述另一基层L2为透明的，或至少具有调整显示器发光颜色、反光颜色、提高光线透过率、电磁屏蔽、近红外光截止、氖特征光截止功能之一的光学膜或光学板。

4、如权利要求1或2或3所述的显示器对比度增强膜结构，其特征在于所述基层L1为透明的，或至少具有调整显示器发光颜色、电磁屏蔽、近红外光截止、氖特征光截止、提高可见光线透过率功能之一的光学膜或光学板

5、如权利要求1或2或3所述的显示器对比度增强膜结构，其特征在于所述透明几何体结构具有一个高度，该高度和上述入光口、出光口确定了该透明几何体结构的几何形状。

6、如权利要求1或2或3所述的显示器对比度增强膜结构，其特征在于所述出光口面为曲面。

7、如权利要求1或2或3所述的显示器对比度增强膜结构，其特征在于所述出光口面为平面。

8、如权利要求1或2或3所述的显示器对比度增强膜结构，其特征在于所述透明几何体结构的材料的折射率不同于其周围填充的低透过或不透光的材料或混合材料的折射率。

9、如权利要求1或2或3所述的显示器对比度增强膜结构，其特征在于所述基层L2的前表面具有至少两层以上以高折射与低折射介质膜依次层叠形成的增透减反膜系。

10、如权利要求1或2或3所述的显示器对比度增强膜结构，其特征在于所述透光基层L1的后表面具有至少两层以上以高折射与低折射介质膜依次层叠形成的增透减反膜系。

11、如权利要求2或3所述的显示器对比度增强膜结构，其特征在于所述另一基层L2的前表面具有散光粒子形成的具有防眩光功能的涂层。

12、显示器或显示屏，其特征在于位于显示器或显示屏的成象装置至用户之间，装设一片显示器对比度增强膜结构。

13、如权利要求12所述的显示器或显示屏，其特征在于对比度增强膜结构装设时其至少一面存在空气界面。

14、如权利要求12或13所述的显示器或显示屏，其特征在于对比度增强膜结构装设时，至少一面利用透明粘结剂或压敏胶与显示器粘结为一体。

15、如权利要求12或13所述的显示器或显示屏，其特征在于对比度增强膜结构的透光基层L1和/或另一透光基层L2为原显示器或显示屏的透光光学结构。