CN1755838A - 显示装置用滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种实现低价格化而不降低电磁波屏蔽能力和近红外光遮蔽能力的显示装置用滤器装置。使用导电性的网(322)来屏蔽电磁波；同时使用选择性地反射近红外光的多层膜(316)和选择性地吸收近红外光的色素层(313)来遮蔽近红外光。通过使用多层膜，可以使色素层所要求的对近红外光的吸收能力大幅度地低于不使用多层膜的情况。
Description
技术领域
本发明涉及屏蔽显示装置所发出的电磁波和近红外光的显示装置用滤波器，适用于作为平板显示装置中的一种的等离子体显示面板。
背景技术
作为EMI对策，在等离子体显示面板上设置有电磁波屏蔽物和光学滤波器(以下称为NIR光学滤波器)；其中电磁波屏蔽物用于屏蔽因施加驱动电压而产生的电磁波，NIR光学滤波器用于遮蔽放电气体所发出的近红外光。例如，日本专利第3145309号公报中公开了一种在等离子体显示面板的前表面形成由透明导电膜构成的电磁波屏蔽物和由多层膜构成的NIR光学滤波器的结构。
近年来，使用金属网作为电磁波屏蔽物日益普及。由于金属网的导电性优于透明导电膜，所以适用于在大屏幕上获得充分的屏蔽效果。但是，金属网完全不具有对透过光线的波长选择性，因此金属网无法充分地遮蔽近红外光。金属网的具体实施例公开于日本专利第3480898号公报。
另一方面，可通过具有所要求的光吸收特性的色素来实现有选择地且充分地遮蔽近红外光的NIR光学滤波器。通过同时使用吸收可见光的色素，还可以使NIR光学滤波器具有滤色器的功能。适用于NIR光学滤波器的色素的具体例由例如特开2002-123180号公报所公开。
由色素膜构成的NIR光学滤波器对近红外光的遮蔽能力取决于色素的含有量。为提高性能，必须增加色素的含量。但是，由于选择性地吸收可见光的色素价格昂贵，所以会造成因提高NIR光学滤波器的性能而大幅度提高制造成本的问题。
发明内容
本发明的目的在于实现低价格化而不降低电磁波屏蔽能力和近红外光遮蔽能力。本发明的另一目的在于提高近红外光遮蔽能力而不降低电磁波屏蔽能力并且不提高价格。
在本发明中，使用导电性的网来屏蔽电磁波，同时使用选择性地衰减近红外光的多层膜和选择性地吸收近红外光的色素层来遮蔽近红外光。通过使用多层膜，使对色素层所要求的近红外光吸收能力可以大幅度地低于不使用多层膜的情况。这不仅是因为多层膜补偿了色素层的近红外光吸收能力下降的部分，而且也因为光学滤波器的近红外光的透过率变为色素层的透过率与多层膜的透过率之积。通过使用多层膜可以减少色素的使用量。
根据本发明，可以实现光学滤波器的低价格化而不降低电磁波屏蔽能力和近红外光遮蔽能力。
附图说明
图1所示是涉及本发明的显示装置的外观图。
图2所示是显示面板装置的结构图。
图3所示是显示装置的结构图。
图4所示是前表面薄片的层结构。
图5所示是本发明的滤波器特性的示意图。
图6所示是色素浓度与透过率的关系。
具体实施方式
图1所示是本发明的显示装置的外观图。显示装置100是平面型显示装置，具有对角尺寸为32英寸的画面50。画面50在水平方向的尺寸为0.72m，垂直方向的尺寸为0.40m。决定显示装置100的平面尺寸的装饰外罩101具有大于画面50的开口，显示面板装置1的前表面由上述开口部分地露出。
图2所示是显示面板装置的结构图。显示面板装置1包括：作为构成画面的装置的等离子体显示面板2；直接粘贴在成为显示面的等离子体显示面板2前表面的前表面薄片3。前表面薄片3是含有本发明的显示装置用滤波器的平面状结构体。等离子体显示面板2是通过气体放电而发光的自发光型的装置，包括前面板10和背面板20。前面板10和背面板20均是以厚度为3mm左右的玻璃板作为支持体的结构要素。
等离子体显示面板2中充填彭宁气体(Penning Gas)作为放电气体，其中彭宁气体是在氖气中混合氙气(不少于2％)的气体。该彭宁气体在放电时发射波长为830nm和波长为880nm的近红外光。
图3是图1的a-a向视剖面图，所示为显示装置的结构。在显示装置100上，显示面板装置1配置在安装有装饰外罩101的导电壳体102中。显示面板装置1通过导热胶带104安装在铝制的底座105上，底座105隔着间隔物106、107固定在导电壳体102上。底座105的背面配置有驱动电路90。在图3中省略了电源、视频信号处理电路以及音频电路。
前表面薄片3是将如下所述的以树脂薄膜为支持体的0.3mm厚的外侧部分3A和由树脂层构成的0.5mm厚的内侧部分3B相重叠的柔软的层叠体。特别地，作为多层结构的功能薄膜，薄的外侧部分3A具有良好的弯曲性。前表面薄片3的平面尺寸严格地说是，外侧部分3A的平面尺寸大于等离子体显示面板2的平面尺寸，外侧部分3A的周缘部分位于等离子体显示面板2的外侧。内侧部分3B的平面尺寸小于外侧部分3A的平面尺寸且大于画面的平面尺寸。
导电壳体102是成型为箱状的金属板，具有四边形的背面、四周的侧面，和环状的前表面；该导电壳体102是覆盖等离子体显示面板2的侧面和背面但不与之接触的导电体。从前面观察，导电壳体102前表面的内周缘位于等离子体显示面板2的外侧。
在显示装置100上，前表面薄片3沿等离子体显示面板2大致平坦地伸展，只有其边缘部分与导电壳体102的前表面相接触。前表面薄片3的前侧配置有环状的固定部件103；以固定部件103和导电壳体102的前表面夹住前表面薄片3的形式，将前表面薄片3的边缘部分固定在导电壳体102上。在此，外侧部分3A包括具有防光晕功能的电磁波屏蔽层320。电磁波屏蔽层320是外侧部分3A上的位于背面一侧的层。外侧部分3A的平面尺寸等于前表面薄片3的平面尺寸，而大于内侧部分3B的平面尺寸。因此，通过将前表面薄片3固定于导电壳体102上使电磁波屏蔽层320与导电壳体102电连接。该连接位置是离开等离子体显示面板2的位置。
图4所示是前表面薄片的层结构。前表面薄片3是从前表面一侧开始，按顺序将0.2mm厚的光学薄膜层310、0.1mm厚的电磁波屏蔽层320、0.5mm厚的作为具有冲击吸收功能的粘结层的内侧部分3B重叠在一起而形成的约0.8mm厚的层叠体。光学薄膜层310和电磁波屏蔽层320构成外侧部分3A，它们的平面尺寸是相等的。前表面薄片3整体的可见光透过率的视见度修正值为约40％。前表面薄片3的重量为约500g，与现有的用于32英寸画面的板状滤波器(约2.5kg)相比，前表面薄片3的重量得到大幅度的减轻。
光学薄膜层310包括PET(聚对苯二甲酸乙二酯)制的薄膜311、涂覆在薄膜311的前表面一侧的防反射膜312、形成在薄膜311的背面一侧的色素层313、薄膜315，和在薄膜315的背面一侧形成的本发明特有的多层膜316。
防反射膜312防止外部光线的反射。但也可以将防反射膜312的功能由AR(防反射；anti-reflection)变为AG(防眩光；anti-glare)。防反射膜312含有将薄片表面的耐划伤性提高到4H铅笔的硬度的硬涂层。
色素层313用于遮蔽近红外光和调整显示色彩的红(R)、绿(G)、蓝(B)可见光的透过率。色素层313含有吸收波长为800nm～1000nm附近的光的红外光吸收色素、吸收波长为580nm附近的光的氖光吸收色素和用于调整可见光透过率的色素。光学薄膜层310的外部光线反射率的视见度修正值为3％，可见光透过率的视见度修正值为55％。另外，近红外光的透过率在吸收波长范围内平均为10％。
多层膜316用于遮蔽近红外光。多层膜316是通过溅射等方法将电介质材料和金属(例如银)交替地层叠而形成的膜，该多层膜316利用多重干涉来反射波长为800nm～1000nm附近的近红外光。在该800nm～1000nm波长的范围内，多层膜316的近红外光透过率平均为40％。
多层膜316结构的变化例是将MgF2、SiO2等低折射率的电介质材料与ZrO2、Ta2O5、TiO2等高折射率的电介质材料层叠而形成的叠层。但金属与电介质层叠结构可以具有较大的介电常数差，因而有利于减少层数。特别是由于银自身具有吸收近红外光的作用，所以是优选的材料。
电磁波屏蔽层320由PET制的薄膜321和10μm厚的导电层322构成，该导电层322是具有网状部分的铜箔。导电层322上与画面重合的区域的可见光透过率为80％。导电层322的前表面一侧的表面是经黑化处理的，因此当透过光学薄膜层310观察电磁波屏蔽层320时，所观察到的电磁波屏蔽层320几乎是乌黑的。
当等离子体显示面板2的玻璃板发生破碎等非常情况时，光学薄膜层310的薄膜311、315和电磁波屏蔽层320的薄膜321具有防止玻璃飞溅的功能。为获得该功能，优选薄膜311、315和薄膜321的总厚度大于等于50μm。在本例中，PET的厚度合计为大于等于150μm。
构成内侧部分3B的粘结层由丙烯酸类的软质的树脂构成，其可见光透过率为90％。通过涂布树脂形成粘结层(3B)。涂布时，树脂进入导电层322的网上的间隙内，使导电层322平坦化。据此，防止由于导电层322的凹凸所引起的光散射。
在本实施例中，粘结层(3B)具有冲击吸收功能。粘结层(3B)比较牢固地粘附在由PET和铜构成的电磁波屏蔽层320上。与此相对，该粘结层(3B)比较不紧密地粘附在作为等离子体显示面板2的前表面的玻璃表面上。其粘附力为2N/25mm左右。当剥离前表面薄片3时，前表面薄片3能正常地从等离子体显示面板2上剥离，而外侧部分3A与内侧部分3B之间不会发生剥离。所谓正常，是指以目视判断能获得一致的剥离面，而不发生剥离残留的状态。
另外，使由粘结层构成的内侧部分3B具有足够的厚度可以提高等离子体显示面板模件的生产率。此处所述的等离子体显示面板模件是指设置有驱动电路且粘贴有前表面薄片3的等离子体显示面板2，是将放入图3的显示装置100的导电壳体102内部的半成品。
在等离子体显示面板模件的制造中，当将前表面薄片粘贴在等离子体显示面板2上时，在粘贴界面上可能混入异物。当由粘结层构成的内侧部分3B的厚度与异物的尺寸为同等程度时，会以异物为核产生气泡，因此，为避免混入异物，必须在超净室内进行前表面薄片3的粘贴。然而，上述情况下，就要在等离子体显示面板的老化和点亮检查之前将前表面薄片粘贴在等离子体显示面板上的。如果点亮检查的结果发现等离子体显示面板不合格，则前表面薄片就和等离子体显示面板一起成为废品。即使前表面薄片是可剥离再利用的结构，也增加了前表面薄片的剥离工序。
针对这一情况，如果使内侧部分(粘结层)3B的厚度大于等于100μm(优选2001μm～500μm＝0.2mm～0.5mm)，则即使混入尺寸在数十μm左右的异物，上述异物也将埋入在软质的内侧部分3B中而不发生气泡。这样，在等离子体显示面板2上安装散热底座和驱动电路并进行点亮检查，然后在检查合格的等离子体显示面板2上粘贴前表面薄片3，从而可以避免因前表面薄片的废弃以及剥离所造成的资源和时间的浪费。
另外，使用对作为等离子体显示面板前面板的基本材料的玻璃具有良好的浸润性的材料作为粘结层材料，从而在高海拔(例如海拔3000m)的低气压环境下也可以防止因异物造成的气泡。
图5所示是涉及本发明的滤波器特性的示意图。
图5(A)所示是色素层313的特性。色素层313对规定波长范围(800nm～1000nm)的平均透过率为10％。该透过率未达到近红外光吸收能力的规格所规定的5％。与满足规格的现有的滤波器相比，通过减少色素层313中的色素含有量，而有意地降低其近红外光吸收能力。由此降低色素层313的成本。
图5(B)所示是多层膜316的特性。在多层膜316上，波长800nm～1000nm范围的透过率小于等于50％。
图5(C)所示是本发明的滤波器，即色素层313与多层膜316的层叠体的特性。所关注的波长在滤波器上的透过率为该波长在色素层313的透过率与该波长在多层膜的透过率之积。因此，即使色素层313的透过率为10％，由于多层膜316的透过率小于等于50％，所以在滤波器上，波长800nm～1000nm范围的透过率小于等于5％，满足规格要求。
图6所示是色素浓度与透过率的关系。
色素的量为M时，某一波长的透过率T由以下公式表达：
T＝exp(-aM)
其中，a为表示吸收能力的系数。
当M较小时，可近似为T≈1-aM，透过率随M的增加而线性减少。但当T趋近于0时则逐渐饱和。
在此，为使透过率为10％，必须使M为1；而要使透过率为5％则必须使M为1.3。也就是说，色素量必须增加30％。换言之，将透过率由5％降低到10％，预计可使色素量由1.3降低到1，从而降低23％的色素量(降低成本)。实际上，由于色素分布的不一致性，使色素浓度与透过率的关系较理论值更为平缓，因此预计可以使降低成本的效果更为显著。
在本实施例中，由于NIR滤波器是将色素层313与多层膜316叠加在一起而构成的，所以，与NIR滤波器仅由色素层或者仅由多层膜构成的情况相比，更容易实现对近红外光具有高遮蔽能力的滤波器。
虽然增加多层膜的层数可以提高多层膜的性能，但随着层数的增加，制造成本也随之提高。因此，必须设计色素层313和多层膜316，以使由色素层313的色素量的减少所带来的成本的降低超过因使用多层膜316而导致的成本的提高。
当将多层膜316配置在比色素层313距离等离子体显示面板2更近的位置时，与多层膜316配置在比色素层313更靠前的位置的情况相比，多层膜316对外部光线中红色成分的反射大幅度减少，所以，可以保持前表面薄片3的外观颜色的暗色性，因此是优选的。
上述实施例中，例示了在粘贴在等离子体显示面板2前面板上的前表面薄片3上设置滤波器的结构，但在离子体显示面板2的前方配置有保护板的结构中，也可以将该滤波器粘贴在上述保护板上。
由上述可见，本发明提供了一种屏蔽显示装置所发出的电磁波和近红外光的廉价显示装置用滤波器。
Claims (8)
1.一种显示装置用滤波器，其特征在于，
包括：
屏蔽电磁波的导电性的网；
选择性地反射近红外光的多层膜；
选择性地吸收近红外光的色素层；
并且至少将所述导电网、所述多层膜、和所述色素层叠加为一体。
2.权利要求1所述的显示装置用滤波器，其中，所述显示装置用滤波器对波长为830nm的近红外光和波长为880nm的近红外光的透过率小于等于5％。
3.权利要求1所述的显示装置用滤波器，其中，所述多层膜是对近红外光具有不同折射率的多个电介质层的层叠体。
4.权利要求1所述的显示装置用滤波器，其中，所述多层膜是电介质和金属的层叠体。
5.权利要求1所述的显示装置用滤波器，其中，所述色素层配置在前表面一侧，所述多层膜配置在该色素层的背面一侧。
6.一种显示面板装置，其特征在于，包括等离子体显示面板和粘贴在所述等离子体显示面板的前表面上的透光性的前表面薄片，
所述前表面薄片包括：屏蔽电磁波的导电性的网；选择性地吸收近红外光的色素层；和选择性地衰减近红外光的多层膜。
7.权利要求6所述的显示面板装置，其中，所述前表面薄片与所述等离子体显示面板由粘结层粘接为一体。
8.权利要求7所述的显示面板装置，其中，所述粘结层的厚度大于等于100μm。
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