JP2006201577A - 前面フィルタ - Google Patents

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Abstract

【課題】外光の悪影響を排除してコントラストを高め、かつ、ゴーストを低減しながら、干渉縞の発生を防止することができる前面フィルタを提供する。
【解決手段】PDP1と保護層11との間に、BS層12と拡散層13とを配置する。BS層12を設けることにより外光の悪影響を排除してコントラストを高め、かつ、ゴーストを低減することができる。また、拡散層13を配置することにより、PDP1とBS層12の光吸収部12cとの間に生じるモアレ縞等の干渉縞の発生を防止することができる。
【選択図】図4

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルの前面基板よりもさらに観察側に配置される前面フィルタに関するものである。
プラズマディスプレイ(以下、単にPDP)を用いたテレビセット等の表示装置では、PDPの前面基板よりもさらに観察側に、保護板が設けられている。
この保護板は、電磁波、赤外線を除去する作用を有するものの、外光によるコントラストの低下が生じたり、PDPからの映像光がこの保護板により屈折してゴーストとして現れたりする等、映像品質に悪影響を与えてしまう場合もあった。
そこで、従来の保護板に、短冊状の光吸収部を多数平行に並べて配置した遮光機能層(所謂ブラックストライプ)を有した前面フィルタを新たに追加して、外光の悪影響を排除したり、ゴーストを低減したりすることが考えられる。
しかし、遮光機能層は、微細な光吸収部の横縞、又は、縦縞であることから、PDPの画素ピッチとの関係によりモアレ縞が生じる場合があり、表示画像の視認性を低下させてしまうという問題があった。
なお、PDPを用いた表示装置において、干渉縞の発生を防止する手法が、特許文献1,2に開示されている。
しかし、これら特許文献1,2に記載の発明では、外光の悪影響を排除したり、ゴーストを低減したりすることができないという問題があった。
また、特許文献1に記載の手法は、ニュートンリングの発生を防止するための技術であり、モアレ縞とは干渉縞の発生要因が異なる。したがって、仮に特許文献1に記載の技術を上述の保護層、又は、前面フィルタに適用したとしても、モアレ縞を解消することはできず、単にニュートンリングの発生を防止することしかできなかった。
さらに、特許文献2に記載の手法では、PDPの前面基板自体にマット処理を行う必要があることから、前面フィルタの光吸収部の形態が変わるたびにPDPを新たに作り直す必要があり、表示装置のコストアップを招いてしまうという問題があった。
特開平10−282312号公報 特開2001−34184号公報
本発明の課題は、外光の悪影響を排除してコントラストを高め、かつ、ゴーストを低減しながら、干渉縞の発生を防止することができる前面フィルタを提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、プラズマディスプレイパネル(1)の前面基板(1c)よりもさらに観察側に配置される少なくとも1枚のシートからなる前面フィルタであって、光を吸収する光吸収部(12c,42c)が少なくとも一次元方向に多数平行に並べて配置された遮光機能層(12,42)と、前記遮光機能層よりも前記プラズマディスプレイパネル側に配置され、光拡散作用を有した拡散層(13,23)と、を備える前面フィルタ(10,20,30,40)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の前面フィルタにおいて、前記拡散層(13,23)は、光を拡散する微細凹凸形状を有すること、を特徴とする前面フィルタ(10,20,30,40)である。
請求項3の発明は、請求項2に記載の前面フィルタにおいて、前記微細凹凸形状は、前記拡散層(13,23)の前記プラズマディスプレイパネル(1)側の表面に形成されていること、を特徴とする前面フィルタ(10,20,30,40)である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の前面フィルタにおいて、前記拡散層(13,23)は、前記遮光機能層(12,42)と一体に形成されていること、を特徴とする前面フィルタ(10,30,40)である。
請求項5の発明は、請求項4に記載の前面フィルタにおいて、前記拡散層(13,23)は、前記遮光機能層(12,42)に対して、ラミネート加工、又は、コーティング加工を行うことにより形成されていること、を特徴とする前面フィルタ(10,30,40)である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の前面フィルタにおいて、前記遮光機能層(12,42)よりもさらに観察側に、導電性を有する格子を含む電磁波シールド層(11)を備えること、を特徴とする前面フィルタ(10,20,30,40)である。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の前面フィルタにおいて、反射防止処理された面を少なくとも1面有していること、を特徴とする前面フィルタ(10,20,30,40)である。
請求項8の発明は、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の前面フィルタにおいて、前記遮光機能層(12,42)と前記拡散層(13,23)とを合わせたときのヘイズ値は、5〜60%であること、を特徴とする前面フィルタ(10,20,30,40)である。
請求項9の発明は、請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の前面フィルタにおいて、前記遮光機能層(12,42)は、コントラストを向上する作用、及び/又は、視野角を制御する作用を有していること、を特徴とする前面フィルタ(10,20,30,40)である。
請求項10の発明は、請求項9に記載の前面フィルタにおいて、前記光吸収部(12c)は、その並ぶ方向に対して平行、かつ、その並ぶ面に直交する断面における形状が楔形状であって、前記楔形状の幅広の下底側が前記プラズマディスプレイパネル(1)側に配置されていること、を特徴とする前面フィルタ(10,20,30)である。
請求項11の発明は、請求項9に記載の前面フィルタにおいて、前記光吸収部(42c)は、その並ぶ方向に対して平行、かつ、その並ぶ面に直交する断面における形状が楔形状であって、前記楔形状の幅広の下底側が観察側に配置されていること、を特徴とする前面フィルタ(40)である。
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)遮光機能層よりもプラズマディスプレイパネル側に配置され、光拡散作用を有した拡散層を備えるので、コントラストが高く、ゴーストの発生もない上に、干渉縞も防止することができる。
(2)拡散層は、光を拡散する微細凹凸形状を有するので、拡散層のヘイズ値を簡単に任意の値とすることができ、また、安価とすることができる。
(3)微細凹凸形状は、拡散層のプラズマディスプレイパネル側の表面に形成されているので、プラズマディスプレイパネルと前面フィルタとの間に空気層を設けていることにより生じるニュートンリングについても防止することができる。
(4)拡散層は、遮光機能層と一体に形成されているので、前面フィルタの保持を簡単確実に行うことができる。
(5)拡散層は、遮光機能層に対して、ラミネート加工、又は、コーティング加工を行うことにより形成されているので、汎用品を使用したり、拡散層の形成を簡単にしたりすることができる。
(6)遮光機能層よりもさらに観察側に、導電性を有する格子を含む電磁波シールド層を備えるので、電磁波が出射することを防止しながら、電磁波シールド層の格子に起因するモアレ縞の発生も防止することができる。
(7)反射防止処理された面を少なくとも1面有しているので、不要な反射を防止することができ、より鮮明な映像を観察することができる。
(8)遮光機能層と拡散層とを合わせたときのヘイズ値は、5〜60%であるので、干渉縞を確実に防止しながらも、映像を明るく鮮明に表示することができる。
(9)遮光機能層は、コントラストを向上する作用、及び/又は、視野角を制御する作用を有しているので、視認性の高い表示を行うことができる。
(10)光吸収部は、楔形状の幅広の下底側がプラズマディスプレイパネル側に配置されているので、コントラストの向上効果の高い前面フィルタとすることができる。
(11)光吸収部は、楔形状の幅広の下底側が観察側に配置されているので、視野角を制御する効果の高い前面フィルタとすることができる。
外光の悪影響を排除してコントラストを高め、かつ、ゴーストを低減しながら、干渉縞の発生を防止するという目的を、遮光機能層と拡散層とを組み合わせて最適な配置とすることにより実現した。
図1は、本発明による表示装置の実施例1の構成を示す斜視図である。なお、図1において、紙面手前側が表示装置の背面側であり、紙面奥側が観察側である。また、図1を含め、以下に示す各図は、説明のため寸法、形状を適宜誇張して示している。
本実施例における表示装置100は、PDP(プラズマディスプレイパネル)1と、PDP1の観察側に設けられた前面フィルタ10とを有している。
図2は、図1からPDP1を省略して前面フィルタ10のみとし、さらに、前面フィルタ10の一部を透視して示した図である。
図3は、図1中に示した断面AAを示す図である。
図4は、図3を拡大して示した図である。
PDP1は、背面基板1aと前面基板1cとにより挟まれた部分に放電セル1bを有し、前面基板1c側に映像光が出射されるプラズマディスプレイパネルである。
前面フィルタ10は、保護層11,BS層12,拡散層13を有し、PDP1の観察側に、前面基板1cから僅かに隙間を空けて配置されている。
保護層11は、導電性を有した格子を全体に含んだ電磁波シールド層であって、最も観察側に配置されており、PDP1から発生する電磁波が観察者に対して照射されることを防止している。また、保護層11には、可視光以外の赤外線、及び、紫外線をカットする不図示の層が含まれている。なお、図中には、保護層11を2層で表しているが、これは、最も観察側に、反射防止処理(アンチリフレクション処理)層、映り込み防止処理(アンチグレア処理)層などを適宜配置してもよいことを表している。
BS層12は、その部分に到達した映像光、及び、外光を吸収する遮光機能層であり、保護層11と拡散層13との間に配置されている。BS層12は、ベース層12a,光透過部12b,光吸収部12c,ブラックストライプ12dを有している。
光透過部12bは、平行平板状に形成されているベース層12aのPDP1側の面上に、紫外線硬化樹脂を用いて形成された断面が略台形形状の部分である。光透過部12bの断面形状の台形形状は、幅広の下底側が観察側になるように形成されている。
光吸収部12cは、図4に示すように断面形状が楔形状であって、この楔形状の幅広の下底側がPDP1側となるように形成されている。また、光吸収部12cは、図2に示すように、上述の楔形状の断面形状が水平方向に線状に延在しており、これが垂直方向にピッチ100μmで多数平行に並んでいる。
また、光吸収部12cは、透明樹脂121中に黒色の光吸収粒子122が添加された材料により形成されている。なお、光吸収部12cには、この他、カーボン等の顔料又は所定の染料により所定濃度に着色した材料により形成してもよい。
ブラックストライプ12dは、光吸収部12cの楔形状の幅広の下底部分に形成されている。なお、本実施例では、ブラックストライプ12dを追加することにより、光吸収部12cの作用を補助するようにしているが、ブラックストライプを追加せずに光吸収部のみとしてもよい。
ここで、本実施例におけるBS層12の仕様を以下に示す。なお、開口率とは、BS層12をPDP1側から観察したときに、全面積に対してブラックストライプ12dを除いた光が透過する面積の比率を示し、台形テーパー角度とは、断面形状の台形の斜面部分がBS層12と保護層11との境界面(出射面)における法線となす角度である。
開口率:70%
光透過部12bの並ぶピッチ:100μm
光透過部12bの素材の屈折率:1.56
透明樹脂121の屈折率:1.55
光吸収部12cの上底面幅:7μm
台形テーパー角度:6°
光吸収粒子122の粒径:5μm
光吸収粒子122の濃度:25%
拡散層13は、BS層12のPDP1側に形成された光拡散作用を有した微細凹凸形状からなる所謂マット処理面である。本実施例における拡散層13は、紫外線硬化樹脂13aにφ8μmのシリカビーズ13bを紫外線硬化樹脂13aに対する重量比で10%添加したものを、WET膜厚8μmでBS層12のPDP1側表面にコーティング加工して硬化させたものである。
図5は、BS層12及び拡散層13の製造工程を示す図である。
まず、ベース層12aを用意し(図5(a))、その片面に紫外線硬化樹脂を用いて光透過部12bを形成する(図5(b))。この光透過部12bの形成は、光透過部12bの反転形状を形成されたロール金型とベース層12aとの間に紫外線硬化樹脂を挟んだ状態で紫外線を照射することにより行う。
上述の工程により形成された光透過部12bの間に、透明樹脂121中に黒色の光吸収粒子122が添加された材料をスキージする等して光吸収部12cを形成し、ブラックストライプ12dを形成することでBS層12を完成する(図5(c))。
次に、BS層12上に拡散層13を形成する。上述したように、本実施例における拡散層13は、紫外線硬化樹脂13aにφ8μmのシリカビーズ13bを紫外線硬化樹脂13aに対する重量比で10%添加したものを、WET膜厚8μmでBS層12のPDP1側表面にコーティングし硬化させたものである。硬化前においては、シリカビーズ13bの直径と紫外線硬化樹脂13aの膜厚が等しいが、紫外線を照射(図5(d))することにより、硬化後(図5(e))の紫外線硬化樹脂13aの膜厚は、収縮することにより略6μmとなり、その結果、シリカビーズの一部が突出して残り、微細凹凸形状を形成することができる。この微細凹凸形状によって、拡散層13は、光拡散作用を有することとなる。
なお、拡散層13の厚さは、1〜20μm程度が望ましいが、カールやブロッキングを防ぐために、より好ましくは1〜10μm程度がよい。また、シリカビーズを用いた例を示しているが、これ以外の光拡散ビーズを用いてもよく、その光拡散ビーズの平均粒径は、3〜20μm程度が望ましいが、微細な凹凸を形成するために、より好ましくは、硬化皮膜の平均膜厚の1〜2倍程度がよい。なお、光拡散ビーズの配合量は、光拡散ビーズの平均粒径、コーティングの膜厚にもよるが、紫外線硬化樹脂等のエネルギー線硬化型の樹脂に対する重量比で0.5〜20%程度が好ましい。さらに、材質、平均粒径の異なる光拡散ビーズを混合して用いてもよい。
以上のようにして得られたBS層12上に拡散層13の形成されたシートを、別途形成しておいた保護層11に対してラミネートすることにより一体化して、前面フィルタ10が得られる。
ここで、前面フィルタ10の内で、BS層12と拡散層13とを合わせたときのヘイズ値は、5〜60%であることが望ましい。
表1は、BS層12と拡散層13とを合わせたときのヘイズ値が表示される映像にどのような影響を与えるのかを示している。
Figure 2006201577
表1中に示したヘイズ値とは、BS層12と拡散層13とを合わせたときの値を示している。したがって、保護層11と一体化されてしまった後には、保護層11と分離した後に測定するとよい。なお、ヘイズ値の測定は、実際の使用状態を考慮して、PDP1側から光が入射したときの値となっている。
表1を見て分かるように、ヘイズ値が増加するにつれて徐々にモアレ縞が確認されなくなり、ヘイズ値10%以上では、全く認識できなかった。ただし、ヘイズ値5%以上であれば通常観察範囲内ではモアレ縞は認識できず、十分使用可能である。また、ヘイズ値をさらに高くすると、コントラストと解像度の低下が発生し、80%以上では明らかに画像の品位が劣化する。本実施例では、ヘイズ値が20%であることが最良であるといえる。
そこで、本実施例では、BS層12と拡散層13とを合わせたときのヘイズ値が20%となるように、上述したシリカビーズ13bを紫外線硬化樹脂13aに混練する重量比を決めている。
ここで、比較例として、本実施例の構成から拡散層13のみを削除した前面フィルタを用意し、本実施例における前面フィルタ10と比較した。
比較例の前面フィルタをPDP1と組み合わせた表示装置では、表示される映像自体の状態は、明るいものの若干のゴーストが確認され、また、外光が明るい場合には、コントラストの低下が著しかった。
さらに、比較例では、複数種類のモアレ縞が確認された。解析の結果、1つは、PDP1と光吸収部12cとの間で生じるモアレ縞であり、もう1つは、僅かであるものの、PDP1と保護層11内の電磁シールド用の格子との間で生じるモアレ縞であった。
一方、上述した前面フィルタ10をPDP1と組み合わせて配置した本実施例の表示装置では、BS層12を設けたことによる作用によって、外光によるコントラストの低下がなく、コントラストの高い映像を表示することができた。また、ゴーストの発生もなく、きわめて鮮明な映像であった。さらに、BS層12を設けたことによるモアレ縞の発生も確認されなかった。さらにまた、付加的な効果として、保護層11内に含まれている電磁シールドのための導電性を有した格子に起因するモアレ縞、及び、PDP1と前面フィルタ10との間に設けている空気層に起因するニュートンリングについても防止することができた。
図6は、実施例2における表示装置200を図3と同様な形式で示した図である。
図7は、図6を拡大して示した図である。
実施例2は、実施例1における保護層11を別体とし、また実施例1における拡散層13に相当する部分を拡散層23に置き換えた形態である。したがって、前述した実施例1と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
拡散層23は、PDP1とBS層12との間に配置された光拡散性を有したシートであり、市販の汎用品を用いている。拡散層23は、BS層12に対してラミネートされて一体化されている。
本実施例においても、BS層12と拡散層23とを合わせたヘイズ値は、実施例1と同様に20%としている。
そして、本実施例における表示装置200では、実施例1と同様に、コントラストが高く、ゴーストの発生もない、きわめて鮮明な映像を表示することができ、モアレ縞の発生も確認されなかった。
本実施例によれば、実施例1と同様な効果を、より安価に得ることができる。
図8は、実施例3における表示装置300を図6と同様な形式で示した図である。
図9は、図8を拡大して示した図である。
実施例3は、実施例2におけるBS層12と拡散層23を、保護層11と一体とした形態である。したがって、前述した実施例2と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
BS層12及び拡散層23は、保護層11に対してラミネートされている。したがって、前面フィルタ30を実施例1と同様な一枚構成とすることができた。これにより、前面フィルタ30の支持構造(不図示)がより簡単となる上に、拡散層23をより安定して保持することができる。
本実施例によれば、実施例2よりもラミネート加工の工程が増えるものの、拡散層23が安価であることから、実施例1よりも安価に、実施例1と同等な表示特性を有して安定した表示装置とすることができる。
図10は、実施例4における表示装置400を図4と同様な形式で示した図である。
実施例4は、実施例1におけるBS層12の形態を変更してBS層42とした例である。したがって、前述した実施例1と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
BS層42は、その部分に到達した映像光、及び、外光を吸収する遮光機能層である。BS層42は、ベース層42a,光透過部42b,光吸収部42cを有している。
光透過部42bは、平行平板状に形成されているベース層42aの観察側の面上に、紫外線硬化樹脂を用いて形成された断面が略台形形状の部分である。光透過部42bの断面形状の台形形状は、幅広の下底側がPDP1側になるように形成されている。
光吸収部42cは、図4に示すように断面形状が楔形状であって、この楔形状の幅広の下底側が観察側となるように形成されている。また、光吸収部42cは、実施例1における光吸収部12cと同様に、上述の楔形状の断面形状が水平方向に線状に延在しており、これが垂直方向にピッチ108μmで多数平行に並んでいる。
このように、本実施例におけるBS層42は、実施例1におけるBS層12の向き(表裏)を反転した(裏返した)様な形態となっている。これにより、BS層42は、実施例1におけるBS層12と同様な不要光をカットする作用に加えて、映像光の出射方向を制御することが可能となる。
(変形例)
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、各実施例において、前面フィルタの任意の表面に、反射防止処理、帯電防止処理等、各種の機能を追加する処理を行ってもよい。
また、実施例1において、BS層12上に直接拡散層13を形成した例を示したが、これに限らず、例えば、透明なフィルムに対して拡散層の形成を予め行った後に、その拡散層が形成されたフィルムをBS層12上にラミネート等してもよい。
さらに、各実施例において、拡散層は、微細凹凸形状を有した例を示したが、これに限らず、光拡散作用を有していればよく、例えば、所謂乳白色拡散剤を薄く塗布するような形態としてもよい。
さらにまた、各実施例において、光吸収部は、断面形状が台形である例(図11(a))を示したが、これに限らず、例えば、図11(b)に示すように、台形の斜辺に相当する部分が曲線であってもよいし、図11(c)に示すように、複数の直線により形成されていてもよい。
本発明による表示装置の実施例1の構成を示す斜視図である。 図1からPDP1を省略して前面フィルタ10のみとし、さらに、前面フィルタ10の一部を透視して示した図である。 図1中に示した断面AAを示す図である。 図3を拡大して示した図である。 BS層12及び拡散層13の製造工程を示す図である。 実施例2における表示装置200を図3と同様な形式で示した図である。 図6を拡大して示した図である。 実施例3における表示装置300を図6と同様な形式で示した図である。 図8を拡大して示した図である。 実施例4における表示装置400を図4と同様な形式で示した図である。 光吸収部の変形例を示す図である。
符号の説明
1 PDP
1a 背面基板
1b 放電セル
1c 前面基板
10 前面フィルタ
11 保護層
12 BS層
12a ベース層
12b 光透過部
12c 光吸収部
12d ブラックストライプ
13 拡散層
13a 紫外線硬化樹脂
13b シリカビーズ

Claims (11)

  1. プラズマディスプレイパネルの前面基板よりもさらに観察側に配置される少なくとも1枚のシートからなる前面フィルタであって、
    光を吸収する光吸収部が少なくとも一次元方向に多数平行に並べて配置された遮光機能層と、
    前記遮光機能層よりも前記プラズマディスプレイパネル側に配置され、光拡散作用を有した拡散層と、
    を備える前面フィルタ。
  2. 請求項1に記載の前面フィルタにおいて、
    前記拡散層は、光を拡散する微細凹凸形状を有すること、
    を特徴とする前面フィルタ。
  3. 請求項2に記載の前面フィルタにおいて、
    前記微細凹凸形状は、前記拡散層の前記プラズマディスプレイパネル側の表面に形成されていること、
    を特徴とする前面フィルタ。
  4. 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の前面フィルタにおいて、
    前記拡散層は、前記遮光機能層と一体に形成されていること、
    を特徴とする前面フィルタ。
  5. 請求項4に記載の前面フィルタにおいて、
    前記拡散層は、前記遮光機能層に対して、ラミネート加工、又は、コーティング加工を行うことにより形成されていること、
    を特徴とする前面フィルタ。
  6. 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の前面フィルタにおいて、
    前記遮光機能層よりもさらに観察側に、導電性を有する格子を含む電磁波シールド層を備えること、
    を特徴とする前面フィルタ。
  7. 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の前面フィルタにおいて、
    反射防止処理された面を少なくとも1面有していること、
    を特徴とする前面フィルタ。
  8. 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の前面フィルタにおいて、
    前記遮光機能層と前記拡散層とを合わせたときのヘイズ値は、5〜60%であること、
    を特徴とする前面フィルタ。
  9. 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の前面フィルタにおいて、
    前記遮光機能層は、コントラストを向上する作用、及び/又は、視野角を制御する作用を有していること、
    を特徴とする前面フィルタ。
  10. 請求項9に記載の前面フィルタにおいて、
    前記光吸収部は、その並ぶ方向に対して平行、かつ、その並ぶ面に直交する断面における形状が楔形状であって、
    前記楔形状の幅広の下底側が前記プラズマディスプレイパネル側に配置されていること、
    を特徴とする前面フィルタ。
  11. 請求項9に記載の前面フィルタにおいて、
    前記光吸収部は、その並ぶ方向に対して平行、かつ、その並ぶ面に直交する断面における形状が楔形状であって、
    前記楔形状の幅広の下底側が観察側に配置されていること、
    を特徴とする前面フィルタ。

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