CN101542326A - 显示器件的滤光片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示器件的滤光片，其能够确保在不同视角下对比度等于或大于预定值。该显示器件的滤光片包括透明膜；和平行于该透明膜的两个面而形成的多个条纹图案，其中调整该条纹图案的宽度(a)和该透明膜的厚度(t)以使临界角(θ_c)为20～50°。

Description

显示器件的滤光片

技术领域

本发明涉及一种显示器件的滤光片，更具体而言，涉及一种能确保在不同视角下对比度等于或大于预定值的显示器件的滤光片。

背景技术

PDP显示器件通过引发电极间的气体放电并通过气体放电形成的紫外线发射而在所需的像素中激发荧光粉来显示图像。

由于PDP器件的上述特点，其发射出多种电磁波和近红外线。然而，电磁波和近红外线对人体有害，并且也会引起周围其他电子设备错误运转的问题，因此将滤光片粘附在PDP器件的表面以切断电磁波和近红外线。该滤光片包括电磁波屏蔽膜或近红外线屏蔽膜以在近红外线区内切断电磁波的吸收。

但是，由于通过滤光片从PDP发射的光线应该能够被传送到观看者，因此PDP滤光片通常是透明的。

同时，从PDP显示器件发射的光线透过滤光片到达外部环境并且在如白天或强光照射环境的亮室环境中外部光线也可以透过PDP滤光片反向地进入显示器件。该外部光线在PDP面板上被反射并到达观看者，同时外部光线与从PDP面板发射的光线交迭。在下文中，将被反射的和发射的外部光线称为反射光。

如上所述，当通过PDP滤光片进入显示器件的反射光以与从PDP面板发射的光线交迭的反射光形式发射时，图像的对比度严重劣化。对比度是指能在显示器上显示的最亮图像与最暗图像的比值。仅考虑从PDP面板发射的光(完全的暗室条件)，对比度由下列公式1表示。

公式1

同时，如上所述，当在亮室条件下反射光与白光和黑光一起发射时，该公式略有不同。换言之，由于无论白光和黑光，反射光均以相同的亮度水平被反射，因此显示白光和黑光的像素的亮度随各种反射光亮度的增加而同样程度地增加。结果，对比度由下列公式2表示。

公式2

由于白光具有比黑光更高的亮度，所以由公式1表示的对比度的值大于1。在此条件下，当将反射光的亮度加入分母时，对比度减小。因此，即使是相同的显示器在暗室条件和亮室条件下对比度的差别也很大。

在多种显示器件中，LCD的特征在于，当外部光线进入LCD显示器件时，由于LCD显示器件吸收了所有的外部光线，因此几乎没有反射光。然而，当在明亮的环境中使用CRT或PDP时，其受反射光的影响，导致对比度严重下降。

根据上述内容，由于PDP显示器的黑光通常具有约1cd/m²或更低的亮度(辉度)且白光具有1000cd/m²或更高的亮度，因此PDP显示器在没有外部光线的暗室条件下的对比度极佳，其比值大于1000。

然而，在存在外部光线的条件下，即如上所述的亮室条件下，PDP的对比度受反射光亮度的影响很大，因此必须测定反射光亮度的程度以近似地评价反射光的亮度影响PDP对比度的程度。

外部光线进入显示器件，然后在显示器件的表面被反射，通过该过程反射光进入观看者的视野中。因此，可以看出反射光的亮度与照亮PDP显示器的外部光线的亮度(IL_PDP)成比例，并且也与在PDP表面或内部(荧光粉)被反射的外部光线的反射水平(R_PDP)成比例。因此，反射光的亮度可由如下列公式3的比例公式表示。

公式3

反射光的亮度∝IL_PDP·R_PDP

在这种情况下，可以按PDP表面的光照强度(illuminationintensity)(lx)的函数测量照亮PDP显示器的外部光线的亮度，应该选择转换常数来表示公式而不是比例公式，用转换常数将从显示器件发出的白光或黑光的亮度转换成与白光或黑光亮度相同的亮度单位cd/m²。在此，难以将白光或黑光的亮度转化成完全相同的亮度值，但已知在理想条件下，公式[1lx＝1/π·d/m²]是符合要求的(在漫射良好的表面，1勒克司(lux)照度产生1阿熙提(apostilb)的亮度(l/π·d/m²))。因此，公式3可由下列公式4表示。

公式4

反射光的亮度＝IL_PDP·R_PDP·l/π

通过将公式4的结果代入公式2可以获得下列公式5。

公式5

已知显示反射光在PDP表面被反射的程度的反射率(R_PDP)为约20～30％。假设PDP表面的反射率为30％且与外部光线相关的光照强度为100lx，则由公式4表示的反射光的亮度约为9.5cd/m²，因此当将该反射光的亮度代入公式5时，在暗室条件下大于1000的对比度在亮室条件下减少至约100。换言之，常规PDP显示器在暗室条件和亮室条件下的比值相互间相差约10倍，这对于图像的分辨率非常重要。

尽管可能有差异，但这一现象可以在如前投影TV的屏幕、CRT屏幕等的具有高反射率的屏幕的显示器件中出现。

因此，已经进行了多种尝试以提高在亮室条件下的对比度。多种尝试已经开始抑制对比度的下降。如公式2或5所示，其表明在亮室条件下对比度的下降取决于当外部光线在显示器件表面被反射时产生的反射光的亮度，因此当假设决定反射光亮度的因素之一的外部光线的亮度未被调节至预定亮度水平时，该对比度的下降取决于反射率(R_PDP)。

该反射率由下列现象产生，其中，由于荧光粉存在于PDP面板的表面，因此具有高反射率的荧光粉将入射光再反射。换言之，如膜或基板的各层存在于PDP显示器件的表面，但是经证实绝大多数光线是被存在于PDP面板表面的荧光粉所反射。

一种技术是采用粘附于PDP显示器件表面的滤光片来降低反射出的光线的亮度，该技术通常被用于降低外部光线在显示器件上被反射的程度。换言之，与其中外部光线在其表面被直接反射的常规显示器不同，当将具有恒定透光率(T_滤光片)的PDP滤光片粘附到显示器件的表面时，外部光线通过滤光片然后通过存在于PDP面板表面的荧光粉被反射。接着，外部光线再次通过滤光片最终到达观看者的视野。因此，外部光线在被反射到观看者的视野之前经过了两次滤光操作。在此，由于通过一次滤光操作的光线亮度按透光率(T_滤光片)减弱，所以经过两次透射操作的反射光具有由下列公式6表示的亮度值(cd/m²)。

公式6

反射光的亮度＝IL_PDP·R_PDP·l/π·T_滤光片 ²

并且，从PDP显示器件发出的光线的亮度水平的下降不高于经过两次滤光操作的外部光线的亮度水平的下降。然而，因为从显示器件发出的光线也强制性地进行了一次滤光操作，所以该光线的亮度也按T_滤光片减弱。因此，当将其透光率(T_滤光片)控制为恒定透光率水平的滤光片设置在显示器件的正面以提高其对比度时，由公式5表示的PDP显示器的对比度由下列公式7表示。

公式7

在该公式中，当从分子和分母中除去变量“T_滤光片”时，可以满足下列公式8的关系。

公式8

在这种情况下，当IL_PDP·R_PDP·l/π·T_滤光片项足够大于黑光的亮度时，可从公式8中忽略黑光的亮度，因此公式8简单约等于下列公式9。

公式9

换言之，如公式9所示，其表明显示器的对比度与滤光片的透光率成反比(在该公式中出现常数1，但由于1相对于常规对比度是非常低的值，因此常数1被忽略不计)。因此，当将滤光片的透光率控制到非常低的透光率水平，即，将其控制成使光线难以透过滤光片时，可以提高显示器的对比度。然而，由于当滤光片的透光率无限减小时也可以切断很多从显示器件发出的光线，所以已经提出了通过将滤光片的透光率控制到适合的透光率水平而能够提高对比度的方法。

在CRT的技术领域内，上述滤光片已被称为ND滤光片。该滤光片是指在所有可见波长区具有按相同比例减少的透光率的滤光片。已将从常规ND滤光片进一步发展而来的带通滤光片用于PDP以提高其对比度。这种滤光片利用每种波长中的透光率的轻度差异通过滤除非必需波长区域内的光线而起到了提高PDP的色彩纯度的作用。然而，当具有相同的透光率时，ND滤光片和带通滤光片在对比度方面均具有几乎相同的物理性能。因此，采用常规的ND滤光片来预测和评价常规PDP滤光片的提高的对比度水平，并且随后将详细描述其结果。图1显示了对比度根据ND滤光片的透光率和PDP表面的光照强度而改变。图1显示了当将白光辉度设定为1000cd/m²、将黑光辉度设定为1cd/m²的辉度水平并将PDP面板的反射率设定为30％的反射率水平时获得的结果。图1中所示的结果可以表明对比度提高的同时透光率降低。

然而，与上述ND滤光片类似，用于控制光学透光率的滤光片控制其对比度受限。换言之，如上所述，要提高对比度必然会降低透光率。在这种情况下，可以提高对比度，但由于即使是从显示器件发出的光线也难以通过，因此在屏幕上可能显示出暗的图像。

作为解决上述问题的一个选择办法，韩国专利公开No.10-2006-0080116公开了一种用于显示器件的滤光片，其包括条纹图案形式的外部光线屏蔽层从而以最高水平将从显示器件发出的光线发射出并将被反射的外部光线降至最低水平。用于显示器件的滤光片具有与如图2所示的相同的结构，滤光片中的光线屏蔽图案所起的作用不是阻止从屏幕发出的光线向在显示器前的观看者视野的传播。当外部光线从显示器的上方倾斜地进入常规显示器件时，通过切断倾斜的入射光而不是通过切断从显示器的正面发出的光来完成阻止光线的传播。在这种情况下，因为由公式2或5表示的反射光亮度下降而显示器中的白光亮度没有减弱，所以可以获得提高的对比度并且也可以确保获得屏幕足够的亮度。因此，可以解决现有技术的问题。

然而，如韩国专利公开No.10-2006-0080116所披露的，其内形成光线屏蔽图案的膜的问题在于，根据观看者的位置上下视角的性能可能劣化。如图3中所示，当观看者以恒定的角度位于显示器的下方或相对的方向时，所有从显示器件发出的光线被切断。结果，观察到完全黑暗的黑色图像。这就是为什么制备光线屏蔽图案的原因，这样通过增加主要是以倾斜角度进入的光线的入射角而持续降低透光率就能够切断所有的光线。

并且，根据韩国专利公开No.10-2006-0080116，由于在膜内形成了楔形的图案，以复杂的方法可以获得条纹图案，该方法包括：形成具有楔形图案凹槽的UV树脂层，向形成的凹槽供给UV-热固化树脂(含碳)并且通过用紫外线照射UV-热固化树脂来固化UV-热固化树脂。因此，现有技术中的膜的问题在于其制备方法复杂。

发明内容

技术问题

本发明意欲解决现有技术的问题，因此本发明的一个目的为提供一种不受任何视角限制的、能通过简单的制备方法制备的显示器件的滤光片。

并且，本发明的另一个目的为提供一种包括所述滤光片的显示器件。

技术方案

根据本发明的一个技术方案，提供了一种显示器件的滤光片，其包括透明膜和在该透明膜的两个面上平行形成的多个条纹图案，其中

调节该条纹图案的宽度(a)和该透明膜的厚度(t)以使如下列公式所示的临界角(θ_c)可为20～50°：

公式

${\mathrm{\θ}}_c=\arcsin (R_i\left(\sin \left(\arctan \left(\frac{a}{t}\right)\right)\right)$

其中，R_i表示该透明膜的折射率。

根据本发明的另一个技术方案，提供了一种显示器件的滤光片，其包括透明膜和在该透明膜的两个面上平行形成的多个条纹图案，

其中，当从透明膜的正面观察时，正面开口率(front opening ratio)为50～80％，所述正面开口率被定义为：当从该透明膜的正面观察时未被各个条纹图案占据的透明膜的面积与该透明膜全部面积的比值。

根据本发明的又一个技术方案，提供了一种显示器件的滤光片，其包括：透明膜和在该透明膜的两个面上平行形成的多个条纹图案，其中调节该条纹图案的宽度(a)和该透明膜的厚度(t)以使如下列公式所示的临界角(θ_c)可为20～50°，并且正面开口率为50～80％，所述正面开口率被定义为：当从该透明膜的正面观察时未被各个条纹图案占据的透明膜的面积与该透明膜全部面积的比值：

公式

${\mathrm{\θ}}_c=\arcsin (R_i\left(\sin \left(\arctan \left(\frac{a}{t}\right)\right)\right)$

其中，R_i表示该透明膜的折射率。

在这种情况下，所述正面开口率可为55～75％。

并且，当从所述膜的正面看时，在膜的两个面上平行形成的每对条纹图案可以完全相互交迭。

此外，所述膜的厚度可为20μm(微米)～4mm(毫米)。

在这种情况下，所述条纹图案间的距离为5～400μm(微米)。

并且，所述透明膜可具有80％或更高的可见光透光率。

此外，所述条纹图案可具有40％或更低的可见光透光率。

有益效果

如上所述，可将本发明的显示器件的滤光片可用于提供能通过简单的制备方法制备的不受任何视角限制的显示器件的滤光片，并且还可用于提供包括本发明的滤光片的显示器件。

附图说明

图1为显示对比度随用于提高对比度的常规ND滤光片的透光率以及PDP表面的光照强度而变化的曲线图。

图2为显示用于在韩国专利公开No.10-2006-0080116中公开的显示器的滤光片的结构的示意性透视图。

图3为显示在使用韩国专利公开No.10-2006-0080116中公开的用于显示器的滤光片时根据观看者的位置视角可能劣化的剖视图。

图4为显示根据本发明的一个示例性实施方式的显示器件的膜的剖视图。

图5为显示随光路变化的开口率的示意图。

图6为阐明术语“入射角”和“发射角”的示意图。

图7为显示外部光线到达观看者的视野所经过的通路的示意图。

图8为显示作为一个滤光片条件的根据本发明的滤光片的临界角(θ_c)的示意图。

实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。

图4显示了根据本发明的显示器件的膜的剖视图。如图4中所示，本发明的显示器件包括透明膜和与该透明膜的两个面平行形成的多个条纹图案。在此，术语“透明”在常规含义中通常是指“可透光的”，因此对透光率有特别的限制。然而，具有80％或更高的可见光透光率的膜可能更适于用作与本发明意义有关的透明膜。并且，在此可使用能够切断光线的条纹图案而对其透光率没有任何限制，但该条纹图案优选具有40％或更低的可见光透光率以有效地切断光线。此外，在本发明中所使用的短语“条纹图案”是指具有条纹形状的图案，但是不认为存在应该以线性形状形成条纹图案的限制，但当以线性形状形成条纹图案时，其包括在如本发明所述的条纹图案的范围内。即，尽管条纹图案包括当从纵向观看时存在的周期性或非周期性的波浪/弯曲的形状，但是如果该波浪/弯曲的形状的振幅或弯曲度不高于该图案的宽度和周期性或整个图案的长度，则认为该图案包括在如本发明所述的条纹图案的范围内。本发明的这些改进的实施例不偏离如下所述的根据本发明的条纹图案的作用。

除光路外，图5示意性显示了将本发明的滤光片构造成具有通过切断从外部倾斜向内入射的光线来降低反射光的亮度的功能。其中透过光线而光线未被各个条纹图案拦截的膜的面积与膜的全部面积的比值被称作滤光片的开口率。在这种情况下，随着外部入射光的入射角(θ_i)增加至临界角(θ_c)，开口率减小。也就是说，如图6所示，随着入射角(θ_i)的增大，外部入射光被有效切断。因此，当光线倾斜入射直至临界角(θ_c)时，在朝向面板的方向上以较高水平切断了光线的入射，然后在从大于临界角(θ_c)的角度至预定角的角度范围内保持了在临界角的拦截。相反，从显示器件的表面发出的光线通常到达站在显示器前面的观看者，因此可以使从显示器正面发出的光线的开口率最大化。

而且，如韩国专利公开No.10-2006-0080116中公开的用于显示器的具有条纹图案的滤光片，其问题在于，当观看者的视野相对于显示器处于过高或过低的位置时，大多数从显示器发出的光线被切断，这造成视角变窄，而该窄视角降低了图像的亮度。然而，根据本发明的滤光片没有上述问题。也就是说，从显示器件发出并到达观看者视野的光线的亮度也取决于在滤光片上的膜的两个面上形成的条纹图案的开口率。本发明的滤光片具有开口率的下限值，因此总有等于或大于预定水平的光线到达观看者。也就是说，当入射角(θ_i)(即，如图6所示的发射角(β))为0°(度)时，由于两面的条纹图案彼此完全交迭，滤光片具有最大开口率，但是随着入射角或发射角的增大，当在光线的前进方向上看时，两面的交迭条纹图案错开得更大，这引起了切断光线的区域的增加。然而，尽管入射角或发射角增加很多，但被两面的条纹图案占据的区域的面积比(开口率)理应有其限度，因此开口率具有其低限值。这一现象由下列事实产生：由于两面的条纹图案是相互平行形成的然而以离透明膜的两个面预定的间隔分开，因此当入射角或发射角增大时光线可以通过两个条纹图案之间的空间。

然而，当为如韩国专利公开No.10-2006-0080116中所披露的用于显示器的膜时，由于条纹图案在膜内以楔形的形式形成，相当于本发明的膜的开口率的“可通过光线的面积比”随着入射角或发射角的增大继续降低，因此光线被完全切断。

如下所述，将详细描述根据本发明的滤光片的特性。

如上所述，根据本发明的显示器件的滤光片表现出入射光的透光率随入射光角度变化的效果。也就是说，当外部光线入射到显示器件的表面然后从显示器件的表面被反射到观察者的视野中时，外部光线应该通过如图7所示的光路以具有对对比度的影响。换言之，当倾斜入射的外部光线到达位于与显示器件垂直的方向上的观察者的视野时，由于如散射或因显示器件内的荧光粉造成的反射的多种原因，直到外部光线到达显示器的表面，外部光线才倾斜射入滤光片的表面。然后，反射光在与滤光片垂直的方向上延伸到达大概位于显示器正面的观看者的视野。

同时，如上所述，本发明的滤光片的开口率随着光线的入射角或发射角变化，如公式7～9所示，不能按相同的水平利用入射光的透光率和发射光的透光率。换言之，尽管因为光线倾斜向内入射而使滤光片的光路稍微变长，但如公式7～9所示，因为由光线倾斜入射引起的光线透光率的变化轻微，所以入射和发射光线的透光率是通用的。然而，当光线通过根据本发明的滤光片向内入射或发射时，由于入射角和发射角随光线角度的变化而明显不同，因此应该对入射光线和发射光线的透光率区别使用。因此，在本发明中需要将公式7变换为下列公式10。

公式10

在公式10中，T_正面代表当光线在朝向显示器的正面的方向发射时，考虑到开口率的透光率，而T_倾斜θ代表当光线以θ的角度倾斜向内入射时考虑到开口率的透光率。

当按如公式8和9相同的方式推导公式10时，可获得下列公式11。

公式11

换言之，在本发明的滤光片的应用中，由公式11可见，当外部光线处于θ的角度时，对比度取决于在倾斜方向上的透光率(T_倾斜θ)。在这种情况下，在倾斜方向上的透光率低于在正面方向上的透光率，与具有各向同性的透光率的常规滤光片相比，根据本发明的滤光片通常具有极佳的对比度。

在这种情况下，如上文中定量描述的，由于透光率随着光线的入射角而变化，所以需要根据外部光源的条件分别计算在倾斜方向上的透光率。然而，相信本发明所属领域的技术人员可以容易地计算出随入射角变化的光线的透光率。

由公式11计算出的在亮室条件下的对比度大致与透光率(T_倾斜θ)成反比。在这种情况下，由于用于提高对比度的如ND型滤光片的常规滤光片具有各向同性，因此所有的透光率可被表示成T_正面，如下所述，相互比较两种滤光片在亮室条件下的对比度。

公式12

在亮室条件下，

ND滤光片的对比度：

也就是说，当外部光线基于PDP面板表面的法线(normal)处于θ的角度时，正面透光率(T_正面)为40％且在倾斜方向(入射角θ)上透光率(T_倾斜θ)为28％的滤光片的标称对比度(nominal contrast)与正面透光率为40％的常规ND滤光片的对比度的比值为3.57∶2.5。因此，通过控制根据本发明的滤光片内条纹图案的排列，可以将根据本发明的滤光片的对比度提高约43％。

如上所述，通过控制如膜的厚度、与膜的两个面粘附的图案的宽度和图案的距离的几何形状以及源于几何形状的变量，根据本发明的显示器件的滤光片可以具有更优选的物理性能。

参照图8将详细描述获得根据本发明的滤光片的更优选结构的操作。如上所述，对于根据本发明的滤光片而言，其开口率随外部光线的入射角(θ_i)的增大而减小，但当外部光线的入射角(θ_i)达到预定角度时开口率就不再减小。因此，以等于或大于上述角度的角度入射的光线按最大透光率被切断，具有预定形状的膜可具有上述最大透光率。结果，可以根据入射光的角度改变滤光片的形状。

因此，由于入射光的角度对对比度的影响很大，需要测定外部光源以多大的角度射入的操作以确定滤光片的形状，其中尽可能多地切断外部光线是有利的。

如图8中所示，从光线的入射方向观察时，相互交迭的一对平行条纹图案随外部光线的入射角(θ_i)的变大而变宽。结果，在本领域内，当两个条纹图案彼此完全分离时，其具有切断光线的最宽的面积的形状，因此对比度达到最大值。当两个条纹图案开始彼此完全分离(即，当d和a具有相同的距离的时间点)时，将入射角(θ_i)定义为临界角(θ_c)。

如图8中所示，当假设膜的折射率为R_i，条纹图案的宽度为a，两个相邻的条纹图案的距离为b，当外部光线以θ_i的角度射入时，入射的外部光线在设置在膜的前面的条纹图案上没有形成设置在膜的背面的条纹图案的阴影的区域的宽度为d，以及膜的厚度为t时，可以获得下列关系。

公式13

$\frac{d}{t}=\tan \left(\arcsin \left(\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i}{R_i}\right)\right)$

通过从斯涅尔定律(Snell′s Law)计算出图8的θ_r的角度(射入光线在膜内被折射的角度)并向θ_r和d/t的关系应用反函数获得公式13。如上所述，在当d和a具有相同值时的时间点的角度被称作临界角(θ_c)，因此，通过用“a”代替公式13中的“d”并用“θ_c”代替公式中的“θ_i”可以获得下列公式14。

公式14

$\frac{a}{t}=\tan \left(\arcsin \left(\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_c}{R_i}\right)\right)$

结果，可由下列表示公式14的反函数的公式15计算出θ_c。

公式15

${\mathrm{\θ}}_c=\arcsin (R_i\left(\sin \left(\arctan \left(\frac{a}{t}\right)\right)\right)$

从临界角(θ_c)的公式和定义可直观地看出，当膜的临界角(θ_c)增加时，可以射入膜和从膜反射的光线与增加的临界角(θ_c)一样多，因此，由于对比度减小也不可能获得所需的效果。所以，必须将临界角(θ_c)控制到等于或小于预定角的角度水平。从本发明人的研究结果看出：考虑到通常的外部照明条件需要将临界角(θ_c)控制到50°(度)或更低的角度水平。然而，与上述情况相反，当临界角减小时，即使入射角改变很小透光率也会变化得很大，这可能让观看者(观众)不舒适。因此，临界角优选为大于20°(度)。

开口率是决定根据本发明的用于显示器件的滤光片的性能的另一个重要因素。如上所述，开口率被定义为未被各条纹图案占据的透明膜的面积与透明膜的全部面积的比值。由于开口率随光线的入射方向变化，当光线向膜的正面入射时获得的开口率特指“正面开口率”(即，当从膜的正面观察时无条纹图案的透明区域与膜的全部面积的面积比)。

正面开口率是决定从PDP发出的光线的正面透光率的一个重要因素，因此当正面开口率过低时，屏幕的亮度可能不利地因从PDP发出的光线而下降。相反，当正面开口率过高时，由于难以切断倾斜入射的外部光线因此对比度没有提高。因此，考虑到在常规PDP显示器件中加入近红外线膜(吸光度：约20％)和电磁波屏蔽膜(吸光度：约10％)等，正面开口率优选为50～80％，并更优选为55～75％。

而且，当根据本发明的用于显示器件的滤光片满足如临界角和正面开口率的条件中的一个时，其就可以使用，但是更优选同时满足临界角和正面开口率的滤光片。

除上述条件外，在本发明中膜的厚度也是获得更理想效果的条件之一。当膜的厚度太厚时，应该增加其条纹图案的宽度以满足开口率和临界角。在这种情况下，裸眼就可以观察到不希望出现的条纹图案。相反，当膜的厚度太薄时，可能难以制造和储存膜。因此，需将膜的厚度保持在适合的厚度范围内。根据本发明人的研究结果，膜的厚度优选为20μm(微米)～4mm(毫米)，并且更优选为20～200μm(微米)。

而且，当膜的开口率和厚度如本发明所述是满意的时，条纹图案间的距离更优选为5～400μm(微米)。

此外，优选在膜的两面相互平行地排列满足上述条件的本发明的滤光片中的条纹图案。在此，相互平行地排列条纹图案是指：当从膜的正面观察滤光片时，仅能观察到在膜的正面形成的图案，而在膜的背面形成的图案由于其与在膜的前面形成的条纹图案交迭因此观察不到。然而，在这里使用的术语“交迭”是使用了其工业方面的意义，因此易于理解的是将术语“交迭”用作包括在制备方法中出现的一些误差的概念，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。

此外，对于在各膜的前面和背面外的相同表面上形成的条纹图案，也优选相互平行地形成所有的条纹。而且，优选尽可能以相同的宽度和距离形成条纹图案。在此使用的术语“平行”或“相同”也是如上所述的工业方面的意义。

根据本发明的用于显示器件的滤光片具有如上所述在透明膜的两面上彼此平行形成的条纹图案。在此，可以根据形成条纹图案的方法制备所述的条纹图案以满足本发明所需的条件。应理解的是：采用根据膜的条件适当选择的如溅射、印刷、光刻法的多种常规方法可以容易地形成该条纹图案，这对于本发明所属领域的技术人员而言是显而易见的。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。但是，认为只是出于解释说明的目的在此对优选实施例进行了描述，而不是为了限制本发明的范围，因此应该理解的是在不偏离本发明的实质和范围的情况下可以进行其他替代和改进。因此，本发明的实质和范围被理解为来自本发明的权利要求。

实施例

根据临界角的变化提高对比度的作用

按照下表1中列出的条件比较并计算在制备显示器件的滤光片中所期望的提高对比度的作用。将用于滤光片的膜的透光率设为具有90％的透光率水平，并将其前/后条纹图案的透光率均设为0％的透光率水平。并且，将该膜的正面开口率、厚度和折射率(R_i)分别设为70％、75μm和1.6。对于PDP显示器件，将白光和黑光亮度分别设为575.3cd/m²和0.9cd/m²的亮度水平，并通过光照将PDP表面的光照强度设定为200lx，将PDP面板的反射率设为29％。为了确定在使用环境或与使用环境类似的环境中用于显示器件的滤光片的作用，假设用于显示器件的滤光片是与吸光度为10％的电磁波屏蔽膜、吸光度为20％的近红外线吸收膜和吸光度为10％的色彩层一起层叠使用。使用下表1中列出的滤光片，根据公式10的条件计算其提高的对比度的值。在此，将根据本发明更优选的条件制备的发明实施例的滤光片、根据除本发明更优选条件外的条件制备的比较实施例1的滤光片以及常规ND滤光片用作滤光片，结果也列在下表1中。

如下表1所示，看出ND滤光片的透光率随ND滤光片入射角的改变而轻微改变，并且还显示出ND滤光片的透光率随ND滤光片的光学入射角增大而增加。该结果基于下述事实：随入射角的增加膜中的光路变长，从而降低了光线的透光率。考虑到上述结果，在膜的正面测量膜的透光率、入射角和折射率。在这种情况下，当假设膜的透光率为T_o、膜的入射角为θ_i且膜的折射率为R_i时，可以用下列公式16的T来表示由入射角引起的膜的透光率的改变。

公式16

$T={10}^{(\log T_0\·{\left(\cos \left(\arcsin \left(\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{R_1}\right)\right)\right)}^{-1})}$

因此，以如上所述的方式，通过采用根据公式16的透光率(T)来计算所有与用于显示器件的滤光片粘附的ND膜、电磁波屏蔽膜、近红外线吸收膜和色彩层的透光率。由关系式(吸光度＝1-T)能够计算出吸光度。

[表1]

如表1的结果所示，其表明了当根据本发明提出的临界角控制膜的形状时，在光源的入射角增至临界角之前对比度持续提高。即，对于将其临界角设定为20°(度)的膜而言，显示出直到外部光线的入射角增至20°前对比度迅速增加，而当外部光线的入射角达到20°后对比度保持在恒定水平。对于将其临界角设定为40°(度)的膜而言，看出直到入射角也增加到40°前其对比度持续增加。尤其是，可以看出在大多数预期的光学入射角下对比度明显提高。换言之，外部光线几乎不进入显示器的正面，因此其表明除非外部光线进入显示器的正面对比度都会显著提高。然而，比较实施例1的滤光片的临界角为60°，其高于本发明限定的临界角。在这种情况下，其显示比较实施例1的滤光片具有比常规ND滤光片更优异的对比度，但与根据本发明的发明实施例的滤光片的对比度相比，其不具有提高的对比度。此外，测量常规ND滤光片的提高对比度的作用作为比较，并列出如比较实施例2所述的结果。从结果中看出对比度几乎不随入射角而提高。

根据正面开口率的变化提高对比度的作用

根据下表2中列出的条件比较并计算在制备用于显示器的滤光片中所期望的提高对比度的作用。将用于滤光片的膜的透光率设定为90％的透光率水平，将其条纹图案的透光率都设定为0％的透光率水平。对于PDP显示器件而言，将白光和黑光亮度分别设定为575.3cd/m²和0.9cd/m²的亮度水平。并且，通过光照将PDP表面的光照强度设定为200lx，并将PDP面板的反射率设定为29％。而且，将膜的临界角设定为40°，将厚度设定为75μm，并将折射率(R_i)设定为1.6。为确定在使用环境或与使用环境相似的环境中用于显示器的滤光片的作用，假设用于显示器的滤光片是与吸光度为10％的电磁波屏蔽膜、吸光度为20％的近红外线吸收膜和吸光度为10％的色彩层一起层叠使用。使用如下表2列出的滤光片，根据公式10的条件计算其提高的对比度的值，并将其计算结果列在下表2中。

[表2]

如表2的结果所示，其表明：当滤光片具有低的正面开口率(比较实施例3)时，对比度的增加大，并且当入射角达到临界角时最大对比度也很高，但由于低开口率造成的正面透光率低。相反，可以看出：当滤光片具有高开口率(比较实施例4)时，对比度随光源的入射角的增加而轻微增加并且最大对比度也低，这使得不可能获得具有所需性能的滤光片。

如表2的结果所示，其表明：当将膜的形状控制成具有本发明中提出的开口率时，当光源入射角增加，即当外部光线是倾斜地向内入射时，对比度提高。尤其是，可以看出在大多数预期的光学入射角下对比度明显提高。也就是说，外部光线几乎不进入显示器的正面，因此表明除非外部光线进入显示器的正面，对比度都显著提高。

根据条纹图案的透光率变化提高对比度的作用

根据下表3中列出的条件比较并计算在制备用于显示器的滤光片中所期望的提高对比度的作用。将用于滤光片的膜的透光率设定为90％的透光率水平。并且，将该膜的正面开口率、临界角、厚度和折射率(R_i)分别设定为70％、40°(度)、75μm(微米)和1.6。对于PDP显示器件而言，将白光和黑光亮度分别设定为575.3cd/m²和0.9cd/m²的亮度水平，并通过光照将PDP表面的光照强度设定为200lx，并将PDP面板的反射率设定为29％。为确定在使用环境或与使用环境相似的环境中用于显示器的滤光片的作用，假设用于显示器的滤光片是与吸光度为10％的电磁波屏蔽膜、吸光度为20％的近红外线吸收膜和吸光度为10％的色彩层一起层叠使用。因此，也在下表3中列出了结果。

[表3]

如表3中所示，其表明：当外部光线的入射角为0°(度)时，由于前/后条纹图案相互交迭，滤光片的对比度没有差别，但是随着滤光片入射角度的增加，前和后条纹图案应该起到切断入射光的作用。在这种情况下，如比较实施例5所述，由于条纹图案的高透光率导致对要被切断的光线的屏蔽作用劣化而难以获得具有所需的对比度提高作用的滤光片。

因此，可以看出：当外部光线的入射角增加时，即当外部光线是倾斜地向内入射时，对比度逐渐增加。尤其是，在大多数预期的光学入射角下，对比度显著地提高。也就是说，外部光线几乎不进入显示器的正面，因此其表明：除非外部光线进入显示器的正面，对比度都显著提高。然而，可以看出：其中条纹图案的透光率为50％的比较实施例5的滤光片具有比发明实施例的滤光片更低的提高对比度的作用。因此，可以看出前和后条纹图案均将其透光率保持在40％或更低。

计算数据与试验数据的比较-ND滤光片

在所需的条件下根据本发明的上述示例性实施方式确定滤光片的性能。然而，从上述示例性实施方式的计算结果并未证实本发明的显示器滤光片实际上是否具有相同或实质上相同的性能。考虑到实际情况，本发明人根据下表4中列出的条件制备并测试了显示器滤光片。然后，将测得的显示器滤光片的性能与在相同条件下从公式7计算出的结果比较。首先从用于比较实施例的ND滤光片获得表4的结果。

表4中列出了除含量外的用于PDP显示器件的条件，将白光亮度设定为575.3cd/m²的亮度水平，将黑光亮度设定为0.9cd/m²的亮度水平。并且，通过光照将PDP表面的光照强度设定为200lx的照明水平，并将PDP面板的反射率设定为29％的反射率水平。

[表4]

如表4的内容所示，其表明：当ND滤光片的透光率固定时，理论对比度与试验对比度非常相近，这显示用于计算的条件与滤光片的实际条件完全相符。

计算数据与试验数据的比较-发明滤光片

基于与比较测得的ND滤光片结果相同的原因，测量其内形成条纹图案的滤光片的对比度，并如本发明提出的，将根据公式10的试验对比度与理论对比度比较。

在下表5中列出了测量条件。对PDP显示器件而言，除了在下表5中列出的条件外，将白光亮度设为575.3cd/m²的亮度水平，并将黑光亮度设为0.9cd/m²的亮度水平。并且通过光照将PDP表面的光照强度设定为200lx的照明水平，并将PDP面板的反射率设定为29％的反射率水平。采用光刻法通过在厚度为75μm(微米)、光学透光率为90％且折射率为1.6的膜上以33μm的线宽度和73μm的距离形成正面开口率为69％的膜而获得的滤光片作为滤光片。该滤光片的临界角为40°。然而，试验结果显示在0、10、20、30和40°的入射角测量透光率和对比度是有意义的，但是由于不容易在不同的入射角对它们进行测量，因此只在40°(度)的入射角测量了透光率和对比度。

[表5]

表5的结果表明：当在此使用具有条纹图案的滤光片时，理论对比度也刚好与实际制备的显示器滤光片的试验对比度相符。上述表1～3的计算结果表明：当将其相互比较和分析时，根据本发明的更优选条件制备的发明实施例的滤光片具有比根据除本发明的更优选条件之外的条件制备的滤光片更优异的性能。

Claims (10)

1、一种显示器件的滤光片，其包括：

透明膜；和

在该透明膜的两个面上平行形成的多个条纹图案，

其中，调节该条纹图案的宽度(a)和该透明膜的厚度(t)以使如下列公式所示的临界角(θ_c)为20～50°：

公式

${\mathrm{\θ}}_c=\arcsin (R_i\left(\sin \left(\arctan \left(\frac{a}{t}\right)\right)\right),$

其中，R_i表示该透明膜的折射率。

2、一种显示器件的滤光片，其包括：

透明膜；和

在该透明膜的两个面上平行形成的多个条纹图案，

其中，正面开口率为50～80％，所述正面开口率被定义为：当从该透明膜的正面观察时未被各个条纹图案占据的透明膜的面积占该透明膜全部面积的比值。

3、权利要求2所述的滤光片，其中，所述正面开口率为55～75％。

4、一种显示器件的滤光片，其包括：

透明膜；和

在该透明膜的两个面上平行形成的多个条纹图案，

其中，调节该条纹图案的宽度(a)和该透明膜的厚度(t)以使如下列公式所示的临界角(θ_c)为20～50°，并且

其中，正面开口率为50～80％，所述正面开口率被定义为：当从该透明膜的正面观察时未被各个条纹图案占据的透明膜的面积占该透明膜全部面积的比值：

公式

${\mathrm{\θ}}_c=\arcsin (R_i\left(\sin \left(\arctan \left(\frac{a}{t}\right)\right)\right),$

其中，R_i表示该透明膜的折射率。

5、权利要求4所述的滤光片，其中，所述正面开口率为55～75％。

6、权利要求1～5中任一项所述的滤光片，其中，从所述膜的正面观察时，在该膜的两个面上平行形成的每对条纹图案彼此完全交迭。

7、权利要求1～5中任一项所述的滤光片，其中，所述膜的厚度为20μm(微米)～4mm(毫米)。

8、权利要求7所述的滤光片，其中，所述条纹图案间的距离为5～400μm。

9、权利要求1～5中任一项所述的滤光片，其中，所述透明膜的可见光透光率为80％或更高。

10、权利要求1～5中任一项所述的滤光片，其中，所述条纹图案的可见光透光率为40％或更低。

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