CN1742178A - 显示屏 - Google Patents

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前田清成
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Abstract

本发明涉及显示器的显示部(1)和背光系统的光源(3)间配置有导电性高分子层的显示屏。导电性高分子层(5)与ITO等相比可以减少着色和光散射，而且可以得到防止或者减少背光系统放射的电磁波对显示器的工作电路的干扰作用，尤其是高精细度电视等的高清晰图像、高速动态画面或者大画面显示器的闪光、条纹、或闪烁等的图像紊乱现象。

Description

显示屏
技术领域
本发明涉及用于个人电脑的显示器和电视等的显示屏，更详细地说是涉及具有液晶等非发光型显示部和背光系统的显示屏。
背景技术
对于液晶等非发光型显示器，需要有照射出图像的背光系统。可是在背光系统中，需要有使光源发光的电源，这样由该电源电路放射出的电波对非发光型显示部的工作电路有干扰作用，引起闪光、条纹、或闪烁等的图像紊乱。该障碍对于高精细度电视等的高清晰彩色图像、高速动态画面或者大画面的显示器的影响尤为显著。例如，在液晶显示器中，从冷阴极管的反相电源电路放射10～100kHz的电波，该电波对于液晶显示部的工作电路起到杂波作用的不良影响。以往的液晶显示器大多是小型尺寸的，背光的光源配置在液晶显示器的侧面，且冷阴极管的周围用金属包围，由于从背光光源电路放射出的电波平行于显示部电路地放射，所以对显示部的影响小。可是，随着显示器画面尺寸的扩大、高辉度的要求，形成了背光的光源配置在显示部下部的正下方型背光方式，从背光光源电路放射出的电波垂直放射在显示部电路上，则不能忽视对予显示部的影响。从大画面化，或者必然、必要的高辉度化，进而宽带化、高速动态画面的趋势看，上述问题成为了重大问题。作为该类似问题的解决方案，曾经提出了将ITO(氧化铟-氧化锡混合物)蒸镀或者溅射的膜(以下称为ITO膜。)配置在显示部和背光系统间的方法(例如，参照特开平7-297591公报)。
可是，ITO膜折射率高，并且有吸收，所以透光率低，存在来自背光的光量低，辉度降低的问题。若将ITO膜厚变薄，虽然透光率提高，但由于表面电阻值以大比率变高，所以若透光率高时，存在屏蔽放射电波的性能消失的缺点。与以往的液晶显示器比较，在显示器和电视中，图像鲜明度为最重要的品质，辉度降低成为一个重要问题。并且，由于ITO膜带有微黄，所以改变图像的色调也是重要的问题，所以要求改善这些问题。另外，作为实用上的问题，一般认为ITO膜的价格与其他的部件相比非常高，在使用上受到了限制。
本发明在于提供一种可实用的显示屏，其是减少来自背光的光量的下降及图像的色调变化及黄变现象，且背光光源电路放射的电波不会对显示部有不良的影响。
发明内容
本发明在于提供一种显示屏，其特征是在非发光型显示器的显示部和背光系统的光源间配置有导电性高分子层、优选导电性高分子层层压有导电性高分子膜。此外，这里所说的高分子膜，除了通常的膜之外，也包括厚度500μm以上厚片状的膜。作为导电性高分子，优选的可以使用i)吡咯、噻吩、呋喃、硒吩、苯胺、对苯撑、芴的聚合物或者共聚物或它们的衍生物，ii)在噻吩、烷基芴、芴、对苯撑、对苯乙炔的聚合物或者共聚物或它们的衍生物上通过导入侧链赋予溶解性或分散性的高分子等。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个构成例的显示屏剖面的概略图。
图2是表示具有光漫射功能的导电性高分子层剖面的概略图。
图3是表示具有光漫射功能的导电性高分子层剖面的概略图。
图4是表示具有光漫射功能的导电性高分子层剖面的概略图。
图5是表示具有提高辉度功能的导电性高分子层剖面的概略图。
符号的说明
1...显示屏的显示部
2...显示屏的背光系统的光学膜系
3...显示屏的背光系统的光源
4...显示屏的背光系统的反射膜系
5...导电性高分子层
6...将导电性高分子作为主成分的树脂层
7...高分子膜
8...光漫射层
9...辉度提高层
具体实施方式
用本发明的显示屏一个构成例的正下方型灯方式的概略图1详细地说明本发明。显示屏由显示部(1)、背光系统的光学膜系(2)、光源(3)、反射膜系(4)及导电性高分子层(5)组成。对于使用液晶的显示屏，显示部(1)通常由偏振板(保护层/TAC/PVA-碘络合物/TAC/粘结层/光学补偿板)和液晶部(玻璃/滤色板/ITO膜/定向膜/液晶/定向膜/TFT电路/玻璃)及偏振板(光学补偿板/粘结层/TAC/PVA-碘络合物/TAC)组成。背光系统的光学膜系(2)通常是由光漫射膜/辉度提高膜/辉度提高膜(透镜膜)/光漫射膜等组成。光源(3)通常使用冷阴极管。从光源(3)放射的光中，行进到与光学膜系(2)反方向的光用反射膜系(4)反射，入射到学膜系，以提高辉度。图1的显示屏中，由于将导电性高分子层(5)配置在光源(3)和光学膜系(2)间，所以可以遮蔽(屏蔽)来自光源(3)的放射电波，大大地降低入射到显示部(1)的放射电波。另外，导电性高分子层(5)的位置不限于图1表示的位置，也可设置在光学膜系(2)和显示部(1)间，也可设置在光学膜系(2)的各膜间。还可以如后述地与光学膜系(2)的各膜复合。
在本发明所说的导电性高分子层是指具有以导电性高分子作为主成分的树脂层的高分子层。
导电性高分子着色时，若将该树脂层变厚，则透光率降低，入射到显示部(1)的光的辉度降低，另外，导电性高分子本身由于缺乏可透性，所以导电性高分子层优选是在高分子膜的至少1个面上层压将导电性高分子作为主成分的树脂层的导电性高分子膜。使用导电性高分子膜时，组装工艺容易，对于显示屏移动等产生弯曲等的稳定性高。
对于该高分子膜没有特别限制，但优选由聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等的聚酯树脂等的透明性高的树脂组成的膜。其中，更优选的是具有耐热性，透明性优良的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。为了提高与导电性高分子的密合性，预先在成膜工序或者成膜后，在高分子膜上进行涂布粘结树脂或放电处理等的表面处理。导电性高分子层也可在高分子膜形成后通过涂布等层压，或者也可在制作高分子膜的工序中(成膜工序中)通过涂布或者熔融复合等层压。另外，该高分子膜，在本申请的目的范围内也可以是具有光漫射作用等其他功能的层。并且，在该高分子膜上也可以层压其他层。
为了得到有效的屏蔽性能，导电性高分子的表面电阻值是1×104Ω/□以下、优选的是5×103Ω/□以下、更优选的是2×103Ω/□以下。另一方面，为了提高图像的辉度，透光率越高越好，是80％以上、优选85％以上、更优选90％以上。屏蔽的效果，是表面电阻值越低越好，但为了降低表面电阻值，有必要将以导电性高分子为主成分的树脂层的膜变厚，降低透光率，这样就产生入射到显示部(1)的光的辉度降低的问题。因此，导电性高分子层的表面电阻值及总透光率要通过导电性高分子的选择及合适的厚度来确定，优选的分别是1×104Ω/□以下，且透射率是80％以上。更优选的分别是5×103Ω/□以下，且透射率是85％以上。进而优选的分别是2×103Ω/□以下，且透射率是90％以上。
另外，为了减少来自光源的光的色调变化，优选选定导电性高分子，使以导电性高分子作为主成分的树脂层为适当的膜厚，使波长400nm的透光率为85％以上。对于导电性高分子，在“導電性高分子のはなし”(吉野胜美著、日刊工业新闻社发行)、“導電性高分子”(绪方直哉编、讲谈社科学发行)或者Handbook on ConductingPolymer(Skotheim T.D.著，Dekker社发行)中有详细叙述。
本发明的导电性高分子没有限制，但是从透明性、导电性、可挠性看，优选的是由聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚硒吩、聚苯胺、聚对苯撑、聚芴或者它们的衍生物，或者从它们的单体的共聚物选出的1种以上的。
本发明的以导电性高分子作为主成分的树脂层，可通过在溅射了Pd或者Pt等的膜上进行电化学聚合或者在真空装置内在膜上直接蒸镀导电性高分子等方法形成。或者，以选自通过导入侧链具有溶剂或者水的可溶性或分散性的聚噻吩、聚烷基芴、聚芴、聚对苯撑、聚对苯乙炔衍生物或者它们的单体的共聚物中的1种以上的导电性高分子为主成分树脂层，其透明性、导电性优良，且可涂布在高分子膜或具有其他功能的膜上，可均匀形成适宜厚度的导电性高分子膜，因此是更优选的。特别是以聚乙烯二氧噻吩、特别以由聚乙烯二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸组成的导电性高分子为主成分的聚噻吩系树脂层，由于可溶解或者分散在水或溶剂中，因此容易地涂布在高分子膜上，并且可形成透明性和导电性特别高的膜，所以是最优选的。聚乙烯二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸组成的导电性高分子溶解或分散在水或溶剂中的树脂液的制备方法公开在美国专利第5300575号公报、特开平9-31222号公报或者WO02/067273A1中。
涂布该水溶性或溶解或者分散在溶剂中的树脂液，干燥后的涂膜厚度，优选的是60nm以上300nm以下。不足60nm时，表面电阻值过高，放射电波的屏蔽效果不充分，若超过300nm时，透光率过于低下。
在以导电性高分子为主成分的树脂层中通过添加聚苯乙烯粒子、丙烯酸树脂粒子等粒子可以漫反射光，从而可降低光源的管阴影。另外，由于提高润滑性，具有将膜/板裁断成显示器画面尺寸时，裁断了的膜/板的堆叠变得容易等效果。
将本发明的以导电性高分子为主成分的树脂层涂布在光漫射膜上所得到的导电性高分子层(例如图3)可以比图1的显示屏的结构少1片膜，从而可以减少入射到显示部(1)的光辉度降低，同时可以减少组装工序的优点。另外，光漫射性层也可层压在导电性高分子膜上(例如图2～图4)。对光漫射层的树脂组成没有限制，可将平均粒径10.0～50.0μm，粒子分布的变动系数不足50.0％的丙烯酸系树脂粒子、苯乙烯系树脂粒子、尼龙系树脂粒子、有机硅系树脂粒子、氨基甲酸乙酯系树脂粒子、乙烯系树脂粒子等的粒子分散在丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸乙酯系树脂、苯乙烯系树脂、乙烯基系树脂、乙烯系树脂、纤维素系树脂、酰胺系树脂、酰亚胺系树脂、酚系树脂、有机硅系树脂、氟系树脂等树脂层中。特别是丙烯酸树脂，其中，丙烯酸聚氨酯系树脂的透明性极优良，因此为优选。层压了光漫射层的导电性高分子层将总透光率调整到70％以上，雾度调整到80％以上在减少辉度降低上是优选的。
另外，例如，如图5所示，也可在提高辉度膜的由棱柱等构成的辉度提高层的反面上，形成导电性高分子层。
研究了导电性高分子在屏蔽用途上的应用，但由于导电性低不能得到充分的屏蔽效果，所以继续进行搀杂以提高导电性的研究。可是，若搀杂量多时，存在导电性高分子失去可挠性不能进行加工的问题。
以往，曾经研究了将导电性高分子用于屏蔽电磁波的用途，但是与金属等比较导电性过低，不能够达到要求的性能，因此没有实用化。可是本发明显示屏中，光源的电源的频率低，为10到100kHz，所以即使低导电性也有充分的屏蔽效果，而且可以维持必要的透明性，导电性高分子可以充分发挥其特性。
另外，与使用真空装置，通过以数m/min的速度蒸镀、或者溅射制造的ITO膜相比，导电性高分子膜/片通过涂布可以数十m/min进行制造，这样比较的话，可以说其制造成本低，实用化的可能性高。
此外，本发明不限于正下方型背光系统的显示屏，对于边缘光照的显示屏也是适用的。例如，通过在导光板上设置导电性高分子层，可以进一步减少来自光源的放射电波的影响。
实施例
以下用实施例更具体、详细地说明本发明。
[评价方法]
1.表面电阻值：用4端子法测定。
2.总透光率：按照JIS-K7105进行测定。
3.分光透光率：使用分光光度计U-3410(日立制作所(株))测定。
4.屏蔽效果：按照(社团法人)关西电子工业振兴中心的KEC法测定，从测定的数据外插1MHz、500KHz、300KHz的值，推定50KHz的值。
5.显示屏的效果(图像评价)：拆分夏普(株)制的20英寸的液晶电视，设置导电性高分子膜代替其中，组装的ITO膜后，再次组装电视，输入试验图像信号，观察杂波的出现、图像的紊乱、白平衡。
实施例1
在厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯的单面上涂布聚乙烯二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸构成的导电性高分子的水分散液，得到层压有膜厚96nm的导电性高分子的膜(商品名：OrgacomTM EL-1500、Agfa-Gevaert，N.V.制)。
在表1中示出了膜的物性、及将这些膜装入到液晶显示屏的背光系统内，代替ITO膜设置时的图像评价结果。此外，用金属弹簧钳夹住膜，进而用导线连接金属弹簧钳和筐体使得膜接地。如表1所示，设置了该膜的显示屏，其画面没有紊乱，白平衡也是在微调的范围内，仅有微小的黄变。
实施例2
在实施例1的膜背面(导电性高分子层面的反面)涂布由丙烯酸多元醇树脂(固形成分50％)170份、异氰酸酯固化剂树脂(固形成分60％)30份、平均粒径18μm、变动系数25.6％构成的树脂液200份(溶剂：醋酸正丁酯/MEK)，得到具有干燥后的厚度为36μm的光漫射层的导电性高分子膜。与实施例1相同地评价该膜，其结果表示在表1中。如表1所示，设置了该膜的显示屏，图像没有紊乱，白平衡也是在微调的范围内，仅有微小的黄变。
此外，该膜是卸下光学膜系(2)的下段的光漫射膜及ITO膜，作为替代品设置的。
比较例1及2
在厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的表面上溅射ITO，同时控制表面电阻值为330Ω/□，在该膜的ITO上涂布氟树脂，得到具有干燥后厚度为0.1μm的防反射层的ITO膜，与实施例1相同地评价该膜及聚对苯二甲酸乙二醇酯，其结果表示在表1中。
实施例3、4、5、6、及比较例3、4
在厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯的单面上涂布、层压膜制造工序中共聚苯乙烯磺酸得到的聚酯树脂，在拉伸的聚酯膜(东丽(株)制)上涂布电阻值不同的聚乙烯二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸构成的导电性高分子水分散液(商品名：OrgacomTM EL-1500、Agfa-Gevaert N.V.制)，制作薄膜。与实施例1相同地将这些膜装入到液晶显示屏的背光系统系统内，代替ITO膜，设置时的图像评价结果表示在表1。此外，导电性高分子的膜厚分别是，实施例3：80nm、实施例4：50nm、实施例5：200nm、实施例6：280nm、比较例3：30nm、比较例4：400nm。
实施例7
在厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯的单面上涂布、层压膜制造工序中共聚苯乙烯磺酸得到的聚酯树脂，在拉伸的聚酯膜(东丽(株)制)上涂布下述溶液，其中相对于聚乙烯二氧噻吩和聚乙烯磺酸构成的导电性高分子的水分散液(商品名：OrgacomTM EL-1500、Agfa-Gevaert N.V.制)的固形成分100重量份，添加以固形成分计为0.2重量份的水分散二氧化硅，制作层压膜厚126nm的导电性高分子膜，该膜与实施例3相同地进行评价，其结果表示在表3中。
实施例8、9
在0.3Pa压力的真空下，在填充聚噻吩(实施例8)、或者聚吡咯(实施例9)的具有长方形沟的长方体的坩锅内流入电流，通过加热碳坩锅，使得该聚噻吩或者该吡咯蒸发，蒸镀到厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯的单面，与实施例3相同地评价层压(蒸镀)了这些导电性高分子的膜的特性，其结果表示在表2中。
工业上的实用性
配置了层压导电性高分子层的膜/板的本发明的显示屏减少了辉度下降、色调变化、黄变，而且没有图像的紊乱现象。
                                                     表1
                                实施例                             比较例
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4
导电性高分子 聚乙烯二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸  同左+胶体二氧化硅 ITO 无   聚乙烯二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸
  光漫射层   无   有   无
表面电阻值(Ω/□) 1190 1170 1980 4990 650 560 960   700(赋予防反射层之前：330)   1012以上   82000 420
  屏蔽效果(db)   63   63   -   -  -  -   -  65   0   -   -
  总透光率(％)   91.0   80.2   92.0   93.5  86  82   88  88.5   93   92   68
  400nm的透光率(％)   90.5   79.5   -   -  -  -   -  84.0   -   -   -
  雾度(％)   1.8   86.7   -   -  -  -   2.2  2.2   0.9   -   -
  图像评价   杂波和图像变形   无杂波和变形。*1)   轻微的杂波和变形*2) 无染波 无杂波和变形。*3) 有杂波 无杂波
  白平衡   可以在白平衡调整范围内调整。 - - -  在白平衡调整范围内有轻微红色。 - - -
*1)没有杂波，而且即使是方格图案，也没有看到图象的变形，但是不设置导电性高分子膜或者IT0膜时，在纵向以3-4mm间距发生横向流动的线(杂波)，另外在方格图案上看到变形。
*2)长时间地显像时，时常有淡而短的杂波微微地出现，而且方格图案上看到变形(如果不是很近地凝视是看不见的)。
*3)没有杂波，而且即使是方格图案，也没有看到图象的变形，但是通过用金属弹簧夹夹住，发生方格图案的微小变形。
                  表2
          实施例
  8   9
  导电性高分子   聚噻吩   聚吡咯
  光漫射层   无
  表面电阻值(Ω/□) 4200 6500
  屏蔽效果(db)   -   -
  总透光率(％)   86   80
  400nm的透光率(％)   -   -
  雾度(％)   -   -
  图像评价   杂波和图像变形 轻微的杂波和变形*2)
  白平衡   -

Claims (15)

1.一种显示屏，其特征是在显示部和背光系统的光源间配置有导电性高分子层。
2.权利要求1所述的显示屏，其中，导电性高分子层是层压在高分子膜上的导电性高分子层。
3.权利要求1所述的显示屏，其中，导电性高分子层的表面电阻值是1×104Ω/□以下，而且总透光率是80％以上。
4.权利要求3所述的显示屏，其中，导电性高分子层的表面电阻值是5×103Ω/□以下，而且总透光率是85％以上。
5.权利要求1所述的显示屏，其中，导电性高分子层在波长400nm处的透光率是85％以上。
6.权利要求1所述的显示屏，其中，含有在导电性高分子层中的导电性高分子是选自下述i)或者ii)中的高分子，
i)吡咯、噻吩、呋喃、硒吩、苯胺、对苯撑、芴的聚合物或者共聚物或它们的衍生物，
ii)在噻吩、烷基芴、芴、对苯撑、对苯乙炔的聚合物或者共聚物或它们的衍生物上通过导入侧链赋予溶解性或分散性的高分子。
7.权利要求6所述的显示屏，其中，导电性高分子是噻吩的聚合物或者共聚物或它们的衍生物。
8.权利要求7所述的显示屏，其中，噻吩的聚合物或者共聚物或它们的衍生物是聚乙烯二氧噻吩。
9.权利要求6所述的显示屏，其中，导电性高分子层还含有聚苯乙烯磺酸。
10.权利要求1所述的显示屏，其中，导电性高分子层的厚度是60nm以上、300nm以下。
11.权利要求1所述的显示屏，其中，导电性高分子层中混合有粒子。
12.权利要求1所述的显示屏，其中，还包含具有光漫射性能的层。
13.权利要求1所述的显示屏，其中，还包含具有提高辉度性能的层。
14.权利要求1所述的显示屏，其中，显示部是使用液晶的显示部，而且背光系统是使用冷阴极管的方式。
15.一种背光系统，其特征是使用冷阴极管的方式，配置有导电性高分子层。
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