CN1071051C - 图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种图像显示装置,该装置配备玻璃面板和防反射膜;此防护膜包括三层,以形成于上述面板外侧的导电的高折射率薄膜作为第1层,以叠置于该层上且外露表面有许多凹凸的低折射率薄膜作为第2、第3层。防反射膜的特性是镜面反射光视感反射率小于1.5%,镜面光谱中波长436nm处的反射率小于3%。其防反射效果良好,且能抑制刺目的反射光颜色。

Description

图像显示装置
本发明涉及具有防止带电和减少外部光反射两种功能的显像管或等离子显示面板等图像显示装置。
室内照明灯等造成的外部光,在显像管等图像显示装置的玻璃面板外侧形成镜面反射时,观察重显图像就非常艰难。为了有效地减少这种外部光反射和不使所显示图像的析像清晰度下降,同时还取得防止带电的效果,在面板的外表面上依次叠置低折射率和高折射率的薄膜。1992年日本SID展示会的“阴极射线管用防眩光、防反射、防静电(AGRAS)膜”(SID Japan Display′92;Anti-Glare,Anti-Reflection and Anti-Static(AGRAS)Coating for CRTs)中已公布了一种外部光防反射膜,该膜同时具有上述叠置薄膜的干涉膜效果和低折射率薄膜外露表面所形成许多凹凸带来的漫反射面效果。
这种图像显示装置的外部光防反射膜具有如下所述的结构。即,在面板玻璃的外表面上,用CVD法形成以SnO2为主成分的高折射率薄膜作为第1层,又在该层上用旋涂法形成以SiO2为主成分的低折射率薄膜作为第2层,最后在第2层上用喷涂法形成以和第2层相同的SiO2材料为主成分的弧坑状凹凸膜来构成第3层,并部分覆盖第2层表面。第3层凹凸膜呈凸部区域包围平面状凹部区域的形式。无凹凸膜的区域为第2层的外露表面。这种防反射膜的入射光中,入射到第2层外露表面或第3层凹部平面区域表面的反射光因与面板玻璃和第1层的界面的反射光、第1层和第2层界面的反射光相互干涉而削弱,而且入射到第3层凸部区域的反射光产生漫反射,因而冲淡反射像。利用这种干涉膜和漫反射膜的结构可取得防眩的效果。
在这种以往的图像显示装置中,其膜厚设计的基本考虑方法侧重于使第2层外露表面的反射光和第3层凹部区表面的反射光的反射率尽可能为最小值。例如,采用SiO2+SnO2作为第1层高折射率薄膜时,第1层的折射率为1.82,第2、第3层低折射率薄膜的折射率分别为1.47,所以各层的最佳膜厚设计成第1层为76nm,第2层为74nm,第3层凹凸膜平均厚度为20nm。在第1层仅用SnO2时,其折射率为2.0,所以最佳膜厚做成第1层为32nm,第2层为74nm,第3层凹凸膜平均厚度为20nm。
然而,以往这种膜厚设计所得镜面反射光光谱具有图3曲线8所示的反射特性。这种情况下,图示反射特性中各波长反射率与人的可见度(视感度)相乘而得的视感反射率为1.5%,与未处理时玻璃表面反射率为4.5%相比,反射大大降低,但蓝色刺激最强的436nm波长处,反射率大于5%,因而存在荧光灯等强外部光反射发蓝光而刺目的问题。
这时,如图7所示反射光谱模拟曲线那样,第2层外露表面7的反射光谱曲线10和第3层凹部平面区表面6的反射光谱曲线11,其各自光谱的反射率最小值均接近于0%,所以波长的反射特性呈陡峭的V字形。进入图像显示装置使用者目中的镜面反射光为外部光防反射膜第2层外露表面的反射光10与第3层凹部区域表面的反射光11的合成光12,其反射率的最小值提高到1.5%,而光谱曲线依然具有陡峭的V字形反射特性,所以在可见光范围内蓝色的反射特别强。
又因合成光12的光谱曲线有陡峭的V字形反射特性,只要第2层的膜厚和第3层的凹凸密度有些许变化,反射光的配色就变化很大。因此,存在的问题是不充分控制膜厚,则显示面各部分的反射光颜色不同,或各显示装置上反射光颜色不同。于是,需要高精度的膜厚控制,会造成制作效率下降,制作成本升高。
本发明为解决上述现有技术的问题,其目的在于提供实用上具有足够的防反射效果,且能抑制刺眼的反射光颜色的图像显示装置。
本发明的图像显示装置配备有:玻璃面板、由形成于上述玻璃面板外侧的导电高折射率薄膜和叠置于上述高折射率薄膜上且在外露表面有许多凹凸的低折射率薄膜组成的防反射膜,而且上述防反射膜具有的反射特性使镜面反射光的视感反射率小于1.5%,其镜面反射光谱中,波长436nm处的反射率小于3%。
利用上述措施,可削弱图像显示装置使用者觉察的合成光反射,取得实用上足以防止反射的效果。因此,使蓝色刺激最强的波长436nm处的反射率降低到小于3%,因而在可见波长宽范围内,具有较宽的低反射特性,能抑制刺目的反射光颜色。
图1为本发明一实施例的图像显示装置的主要部分放大剖面图。
图2为图1所示图像显示装置的外露表面平面图。
图3为本发明和以往图像显示装置的各镜面反射光谱曲线实测例。
图4为本发明一实施例的图像显示装置的镜面反射光谱曲线。
图5为本发明实施例图像显示装置的防反射膜中,第1层膜厚与视感反射率的关系曲线。
图6为上述防反射膜第1层膜厚与波长436nm处反射率的关系曲线。
图7为以往图像显示装置的镜面反射光谱曲线。
下面参照附图说明本发明的实施例。
如图1所示,本发明实施例的图像显示装置在玻璃面板1的外表面上,用CVD法均匀地形成由SnO2为主要成分的透明导电物质构成的高折射率薄膜作为第1层2,而且让其膜厚t1为15nm。在第1层2上又形成由低折射率薄膜组成第2层3,该薄膜用来赋予通过同第1层2起干涉作用而减少反射的功能。第2层3采用诸如在醇系溶剂中仅投入硅酸烷基酯聚合物而得的材料等,用旋涂法均匀地形成,且让其膜厚t2为97nm。又在第2层3的部分表面上,用喷涂法形成由材料与第2层3相同且外露表面有许多凹凸的弧坑状凹凸膜构成的低折射率薄膜作为第3层4。第3层4的凹部区域6的膜厚t3为41nm。涂层处理后,以400C~450℃加热约20分钟。第3层4的弧坑状凹凸密度做成用以JIS Z8741为准则的镜面光泽度测试装置,在光反射角为60°时所测入射光泽度为75左右。这时,凹部区域6与第2层外露表面7的面积比约等于50∶50。
图2示出上述图像显示装置外露表面的放大平面图。如图2所示,第3层4覆盖第2层3的部分表面。作为第3层的凹凸膜,其凸部区域5形成包围平面状凹部区域6的形式。没有凸部区域5的部分为第2层3的外露表面7。
上述实施例中,虽然作为各层的形成方法,说明了第1层用CVD法,第2层用旋涂法,第3层用喷涂法的情况。然而,如果能使第1层和第2层做得膜厚均匀,第3层上形成必要的凹凸面,也可用浸渍法和溅射法。
用上述方法形成的防反射膜,第1层2的SnO2膜折射率为2.0,第2层3和第3层4的折射率均为1.45。
上述实施例中,第1层的材料采用SnO2,但也可代之以采用In2O3。这些材料的折射率均约为2.0,但因渗杂的锑含量而有若干差异。此折射率变化带来的反射特性偏差,可由膜厚的微调弥补。
图3中的曲线9表示上述实施例图像显示装置的镜面反射光光谱曲线实测结果。该图显然表明,本图像显示装置的视感反射率为1.2%,具有充分减少反射的效果,而且在蓝色刺激强的波长436nm处,反射率约为2.4%,几乎在整个可见光范围内形成宽的低反射特性,反射率都不高,能抑制刺目的反射光颜色。
下面用图4所示镜面反射光谱模拟曲线说明通过选定第1层膜厚取得上述效果的原因。
在本发明中,极大改变使第2层3的外露表面光反射率和第3层4的凹部区域6光反射率二者的最小值尽可能小,这种以往的考虑方法,而设计成使上述两种反射光的波长特性尽可能扩宽。通过让第1层的膜厚为15nm,第2层3的外露表面7的镜面反射光谱曲线13和第3层4的凹部区域6的反射光谱曲线14虽然反射率最小值分别为0.3%和0.8%,略为提高,但反射特性扩宽,而表示上述各光谱的曲线13和曲线14的合成光光谱曲线15,显然其反射率的最小值为1.6%,同以往的例子大致相等,但与以往陡峭的V字形光谱曲线相比,其反射特性扩宽。又,图3所示实测光谱曲线与图4和图7所示模拟光谱曲线相比,反射率减小,其原因在于实测时入射到第3层4的凸部区域5的光产生漫反射,从而削弱镜面反射。
根据实验,确认了上述防反射膜实用上足以防止外部光反射,而且作为抑制反射光色刺激的条件,具有的反射特性必须视感反射率小于1.5%,同时蓝色刺激强的波长436nm处的反射率小于3%。根据图5所示第1层膜厚与反射率的关系,视感反射率小于1.5%的条件是第1层的膜厚大于10nm;根据图6所示第1层膜厚与波长436nm处反射率的关系,波长436nm处反射率小于3%的条件是第1层的膜厚小于20nm。第1层膜厚一超过20nm,波长436nm处的反射率就急剧增大。
综上所述,本发明的图像显示装置能在可见光的几乎整个区域内实现低反射,具有足够的削弱反射的效果,而且还有抑制刺目反射光颜色的效果。此外,反射光波长特性比较宽,因而即使第2层膜厚和第3层凹凸密度稍许变化,也不会因图像显示装置各部分而使反射光颜色大变。因此,不进行高精度膜厚控制,也能取得实用上足够的反射特性。

Claims (3)

1.一种图像显示装置,其特征在于,包括玻璃面板和防反射膜,该防反射膜由形成于上述玻璃面板的外表面的导电高折射率薄膜和叠置于上述高折射率薄膜上且外露表面有许多凹凸的低折射率薄膜组成;上述防反射膜具有的反射特性是镜面反射光的视感反射率小于1.5%,而且该镜面反射光光谱中,波长436nm处的反射率小于3%。
2.如权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,所述高折射率薄膜的膜厚为10-20nm,其折射率为2.0左右。
3.如权利要求1或权利要求2所述的图像显示装置,其特征在于,高折射率薄膜由以SnO2或In2O3为主成分的透明导电物质组成。
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