CN101498801A

CN101498801A - 膜滤光器及具有该膜滤光器的平板显示器

Info

Publication number: CN101498801A
Application number: CNA2008101815733A
Authority: CN
Inventors: 权英国
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2009-08-05
Also published as: KR20090083086A; JP2009181118A; US20090190198A1; EP2085812A2; KR100941844B1

Abstract

本发明的实施例涉及能提高可视性和亮室对比率的一种膜滤光器及一种具有该膜滤光器的平板显示器。本发明的实施例的膜滤光器包括：第一电极层和第二电极层，设置为彼此相对；支撑层，具有孔且设置在第一电极层和第二电极层之间；盲构件，设置在孔中，并且盲构件的透射率根据从外部施加的电场而变化。

Description

膜滤光器及具有该膜滤光器的平板显示器

技术领域

本发明的实施例涉及能提高亮度并提高亮室对比率的一种膜滤光器以及具有该膜滤光器的平板显示器。

背景技术

等离子体显示面板是一种利用气体放电(等离子体)现象的平板显示器。由于与CRT相比，等离子体显示面板可以为大型的且同时为薄型的，所以等离子体显示面板可以是下一代显示器之一。

等离子体显示面板通过放电来驱动从而发射电磁干扰，电磁波影响人体或其它电子设备。因此，现有的等离子体显示面板需要将发射的电磁干扰降低到允许水平之下。为此，大多数现有的等离子体显示面板采用一种前滤光器(front filter)，该前滤光器能通过降低外部光的反射率来提高亮室对比率，同时能够阻挡电磁干扰和近红外线。

根据使用或不使用玻璃，前滤光器分为强化玻璃滤光器和膜滤光器。强化玻璃滤光器的优点在于：强化玻璃滤光器对外部撞击是坚固的。然而，强化玻璃滤光器的缺点在于：由于强化玻璃滤光器的厚度为大约3mm，所以强化玻璃滤光器重并且安装费用高。此外，出现这样的问题，即，在面板的上玻璃和前滤光器之间产生界面，并且由于光在界面上的折射，所以图像被重复地反射。同时，膜滤光器的优点在于：膜滤光器轻且薄，并且膜滤光器改善重复图像等。然而，考虑到光效率，膜滤光器对内部光的透射率与对外部光的透射率相同，从而在提高显示器的可视性和亮室/暗室对比率方面受到限制。

此外，由于着色剂等吸收特定波长的光以提高光性能，所以前滤光器的透光率为大约40％至55％，然而这样的透光率降低显示器的亮度，从而导致可视性差的问题。同时，如果前滤光器的透光率设计得高于55％，则亮度提高，然而由于强的外部光散射，导致亮室对比率降低。因此，难以实现高质量的运动图像。本发明的实施例克服上述问题并提供额外优点。

发明内容

本实发明的实施例的一个目的在于提供一种即使在平板显示器的亮度增大的情况下也能保证亮室对比率的膜滤光器。

本发明的实施例的另一个目的在于提供包括膜滤光器以具有高的亮度性能并保证期望的亮室对比率和可视性的一种平板显示器。

为了达到所述目的，根据本发明的实施例的一个方面，提供一种直接附着到显示器的可视表面的膜滤光器，所述膜滤光器包括：支撑层，形成有多个孔；第一电极层和第二电极层，设置在支撑层的两侧；盲构件，插入到所述孔中，并且所述盲构件的透射率根据经过第一电极层和第二电极层而被施加的电场变化。

所述盲构件可由悬浮颗粒、光致变色器件和电致变色器件等中的至少任意一种形成。

膜滤光器还可包括由防反射涂覆层和/或防眩层形成的上层。膜滤光器还可包括用于颜色校正、氖光阻挡和近红外线阻挡中的任何一种的上层。膜滤光器还可包括作为上层的电磁干扰屏蔽层。这里，基于膜滤光器，当将要附着膜滤光器的平板显示器所处的一侧假设为下侧时，上侧表示其相对侧。

膜滤光器还可包括粘合层。此外，粘合层可包括用于颜色校正、氖光阻挡和近红外线阻挡中的任何一种的着色剂。

膜滤光器还可包括透明膜。这里，透明膜可支撑上层或电磁干扰屏蔽层。

膜滤光器还可包括在第一电极层和第二电极层之间施加电压的电源单元。

根据本发明的实施例的另一方面，提供一种平板显示器，该平板显示器包括：平板显示器主体；膜滤光器，附着在平板显示器主体的可视表面上，其中，膜滤光器是根据本发明的实施例的一个方面的膜滤光器。

膜滤光器的支撑层具有黑色类颜色，并具有对应于平板显示器的发光区和非发光区中的非发光区的图案结构。

附图说明

通过下面结合附图对特定示例性实施例进行的描述，这些和/或其它实施例和特征将变得明显并且更容易理解，在附图中：

图1是根据一个实施例的膜滤光器的透视图；

图2A和图2B是解释本发明的实施例的膜滤光器的结构和操作过程的剖视图；

图3A和图3B是本发明的实施例的膜滤光器可采用的支撑层的结构的俯视图；

图4A至图4D是示出本发明的实施例的膜滤光器的制造工艺的剖视图；

图5是根据另一实施例的膜滤光器的剖视图；

图6是包括本发明的实施例的膜滤光器的平板显示器的剖视图。

具体实施方式

下面，将参照附图描述特定示例性实施例。此外，为了清楚起见，将省略对完全理解实施例不必要的元件。另外，相同的标号始终表示相同的元件。

在下面的描述中，术语“透明”既表示基本上透明，也表示具有在本技术领域中通常被认为是透明的范围内的透明度。

图1是根据一个实施例的膜滤光器的透视图。

参照图1，膜滤光器10包括设置为彼此相对的第一电极层11和第二电极层12，以及设置在第一电极层11和第二电极层12之间的支撑层13。膜滤光器10可附着在平板显示器的可视表面上。

在实施例中，为了提高将被附着的平板显示器的亮度并保证平板显示器的亮室对比率和可视性，膜滤光器10的支撑层13被图案化以具有透光区和非透光区，其中，透光区插入有盲构件(blind member)，盲构件的透射率根据施加的电场而变化。

图2A和图2B是解释本发明的实施例的膜滤光器的结构和操作过程的剖视图。图2A和图2B是沿图1的线I-I’截取的膜滤光器剖视图。

参照图2A，支撑层13设置在膜滤光器10的第一电极层11和第二电极层12之间，并且支撑层13具有贯穿孔14。支撑层13由于贯穿孔14而可具有格子形状(见图3A)。支撑层13可以由选自于由以下材料组成的组中的至少一种材料制成：聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙基化物(polyallylate)、聚酰亚胺、聚碳酸酯、三醋酸纤维素(TAC)、醋酸丙酸纤维素(CAP)。

此外，支撑层13包括黑色类着色剂15，以阻挡内部光的透射并吸收外部光。着色剂可包括能够使支撑层13呈现为例如黑色的材料，例如，可包括能吸收可见区中期望波长的光的普通的颜料或染料，其中，着色剂的种类不受特殊限制。例如，着色剂可包括有机着色剂，例如，蒽醌类有机着色剂、酞菁类有机着色剂、次甲基类有机着色剂、偶氮甲碱类有机着色剂、嗪类(oxadine-based)有机着色剂、偶氮类有机着色剂、苯乙烯基类有机着色剂、香豆素类有机着色剂、卟啉类有机着色剂、氧芴类有机着色剂、二酮吡咯并吡咯类有机着色剂、若丹明(rhodamine)类有机着色剂、呫吨类有机着色剂、吡咯甲川(pyrromethene)类有机着色剂。

着色剂的种类和浓度可由着色剂的吸收波长和吸收系数、透明层的色调、膜滤光器所需的透射性能和透射率等来确定。根据一些实施例，支撑层13由被图案化为近似格子形状的黑色层形成。

第一电极层11和/或第二电极层12可由透明材料制成。透明材料可包括氧化铟锡(ITO)、SnO₂等。第一电极层11和/或第二电极层12可执行屏蔽发射到平板显示器的屏幕的电磁干扰(EMI)的功能。

黑色、黑色类或黑色类颜色的意思是能阻挡或吸收大部分入射光的颜色以及在本技术领域中通常具有预定值以下的低透射率的颜色。

盲构件16设置在支撑层13的贯穿孔14中。盲构件16的透射率根据经过第一电极层11和第二电极层12而被施加的电场变化。例如，当施加电场时，盲构件16变得透明而透射光；当未施加电场时，盲构件16变得不透明而阻挡光。盲构件16可包括例如悬浮颗粒、光致变色器件、电致变色器件等。

例如，由于当未施加电场时，通过将液晶分子与聚合物混合而制造的盲构件16的作为悬浮颗粒的液晶分子表现出随机的布朗运动，所以入射光被吸收或散射而表现低透射率。当施加电场时，液晶分子沿电场方向取向(arrange)，以成为透明状态，表现出高透射率。

使用悬浮颗粒的盲构件16除了具有能够通过向第一电极层11和第二电极层12施加电场来容易地控制透射率的优点之外，还具有能够阻挡大约99％或更多的紫外线并反射近红外线的额外优点。

在备用模式下(例如，在电压未施加到第一电极层11和第二电极层12的模式下)，膜滤光器10几乎不通过支撑层13和盲构件16使内部光透射到外部。

如图2B所示，当电压从电源单元17施加到第一电极层11和第二电极层12时，膜滤光器10从备用模式转换为主动模式(active mode)。这时，盲构件16的透射率变化，以使内部光透射到外部。外部光可被黑色支撑层13吸收。在盲构件16使用悬浮颗粒的情况下，电压变为大约30V至大约100V的交流电压(AC)。

根据本发明的实施例，在将要安装膜滤光器10的平板显示器中布置有多个像素的图案结构中，或者在盲构件16被布置为与发光区面对且支撑层13被图案化为面对除了发光区之外的区域(例如，非发光区)的情况下，当操作平板显示器时，平板显示器的亮室/暗室对比率可以通过对应于像素的图案结构的透光区(即，盲构件16)和对应于非发光区的非透光区(即，支撑层13)来提高。即使在平板显示器的亮度被设置得高的情况下，也可通过透光区(即，盲构件16)和非发光区(即，支撑层13)来容易地保证平板显示器的亮室对比率和可视性。

图3A和图3B是应用于本发明的实施例的膜滤光器可采用的支撑层的结构的俯视图。

参照图3A，在俯视图中，支撑层13可具有格子形状的图案结构，并具有以预定间隔分开布置的多个贯穿孔14。在本实施例中，虽然贯穿孔14的形状被一致地示出为四边形，但是贯穿孔14的每个形状可以通过对应于每个像素区而被一致地或单独地设计为多边形、圆形或包含圆弧的多边形等，每个像素区对应于将要安装膜滤光器的平板显示器的每个发光区。

此外，如图3B所示，通过对应于将安装膜滤光器的平板显示器的沿一个方向的像素区，支撑层13的形状可设计为具有贯穿孔14a沿一个方向(在图3B中为上下方向)延伸的条纹形状。

图4A至图4D是示出本发明的实施例的膜滤光器的制造工艺的剖视图。

首先，使聚对苯二甲酸乙二酯(PET)颗粒(pellet)在大约290℃至大约300℃的温度下熔化，并利用压缩机压缩以制造厚度大约200μm的膜。再次加热膜并将膜双向拉伸以制备厚度大约100μm的PET膜21。

通过与PET膜21的制备工艺类似的工艺制备包含着色剂的黑色PET膜23a。例如，当制造PET膜时，通过添加预定含量的黑色类着色剂和PET颗粒一起熔化并压缩，使得能够制造黑色PET膜。

如图4A所示，在透明PET膜21上形成导电膜22。导电膜22对应于第一电极层或第二电极层。然后，将黑色PET膜23a附着到导电膜22上。可通过卷带式工艺(roll to roll process)进行附着。

如图4B所示，通过激光蚀刻工艺图案化黑色PET膜23a以形成贯穿孔24，从而形成具有期望的图案结构的支撑层23。

如图4C所示，盲构件25通过例如丝网印刷法、喷墨印刷法、沉积法等插入到贯穿孔24中。

接着，如图4D所示，由另一透明PET膜27上的另一导电膜26形成的层压件(laminate)附着到支撑层23和盲构件25上，从而制造膜滤光器。

在上述制造工艺中，为了提高支撑层23与位于其两侧的导电膜22和26和/或透明膜21和27的粘合力，导电膜22和26可具有包括主图案(参见图3A的标号14)和总线图案(未示出)图案结构，其中，主图案对应于贯穿孔24图案，总线图案电连接到主图案并暴露在外部。这里，一对导电膜22和26可具有图案结构，其中，导电膜22和26对称地面对且将支撑层23置于它们之间。这种结构可通过例如光刻工艺的工艺形成。在上述情况下，由相同的PET材料制成的层21、23和27彼此接触，从而层21、23和27可在预定的压力和气氛下容易地以高强度彼此附着。

同时，本实施例的导电层22和26可通过被分别涂覆到透明膜21和27的几乎整个表面来形成。在这种情况下，通过去除导电膜22和26的边缘的至少一部分，本发明的实施例使得支撑层23直接接触到透明膜21和27，从而使提高膜滤光器的各层之间的粘合强度成为可能。

本实施例的膜滤光器的制造方法可使用这样的方法来制造，即，在与导电膜22和26附着的透明膜21和27堆叠在具有贯穿孔24的支撑层23的两侧的状态下，将盲构件25穿过将外部结合到贯穿孔24的小缝隙插入到贯穿孔24中，然后封堵所述缝隙。在这种情况下，盲构件25例如通过毛细现象或大气压力差的方式插入到贯穿孔24中。

图5是根据另一实施例的膜滤光器的剖视图。

参照图5，除了基本的滤光器结构之外，本发明的实施例的膜滤光器可额外包括至少一个功能层A、B和C。这里，基本的滤光器结构表示之前参照图2A描述的膜滤光器10，并且在下面的描述中将被称为基体层10。膜滤光器包括设置在基体层10的一个表面(在下文中，称为下表面)上的第一透明膜32a。第一透明膜32a对应于图4D的透明膜21。第一粘合层30a设置在第一透明膜32a上。当直接将膜滤光器附着到平板显示器的可视表面时，可使用第一粘合层30a。

此外，膜滤光器包括设置在基体层10的另一个表面(在下文中，称为上表面)上的第二透明膜32b。第二透明膜32b对应于图4D的透明膜27。

阻挡电磁干扰的电磁干扰(EMI)屏蔽层34设置在第二透明膜32b上。电磁干扰(EMI)屏蔽层34可安装为网孔形状的铜(Cu)薄膜或具有其他预定图案的导电膜。通过插入第二粘合层30b，第三透明膜32c设置在电磁干扰(EMI)屏蔽层34上。安装第二粘合层30b和第三透明膜32c，以支撑将要安装在第二粘合层30b和第三透明膜32c上的上层，从而提高上层和电磁干扰(EMI)屏蔽层34之间的粘合强度，并使它们之间的界面平坦化。

例如，用于任何颜色校正(例如，氖光阻挡和近红外线阻挡)的颜色涂覆层36设置在第三透明膜32c上。颜色涂覆层36包括能选择性地吸收可见光区中特定波长的光的诸如颜料或染料的着色剂。例如，着色剂可包含能阻挡氖被激发时发射的波长为大约585nm的不需要的光的化合物，例如，菁类化合物、偶氮甲碱类化合物、呫吨类化合物、氧杂菁类(oxonol-based)化合物、偶氮类化合物等。通过插入第三粘合层30c，第四透明膜32d设置在颜色涂覆层36上。安装第三粘合层30c和第四透明膜32d，以支撑将要安装在第三粘合层30c和第四透明膜32d上的上层，从而提高上层和颜色涂覆层36之间的粘合强度，并使它们之间的界面平坦化。

在颜色涂覆层36的着色剂包含在第一粘合层30a和/或第二粘合层30b中的情况下，可省略颜色涂覆层36以及设置在颜色涂覆层36的上表面上的第三粘合层30c和被设置在颜色涂覆层36的下表面上的第三透明膜32c。

防止反射和/或眩光的防反射涂覆层38形成在第四透明膜32d上。设置防反射涂覆层38，以使透射的光的损失最小化并防止外部光的反射和漫反射。防反射涂覆层38可以以单层结构或多层结构来安装，其中，单层结构包括具有1/4波长的光学膜厚度的氟类透明聚合物树脂、氟化镁、硅类树脂、氧化硅等的薄膜；多层结构包括两层或两层以上的具有不同折射率的无机化合物和有机化合物，其中无机化合物例如金属氧化物、氟化物、硅化物、碳化物、氮化物和硫化物，有机化合物例如硅类树脂、丙烯酸树脂或氟化物类树脂等。当形成防反射涂覆层38时，可使用溅射法、离子镀法、离子束辅助法、真空沉积法、化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法等。

虽然未在图5中示出，但是本发明的实施例的膜滤光器还可包括设置在防反射涂覆层38上的硬涂覆材料。可安装硬涂覆材料来防止由于各种形式的外力造成的划痕。可使用例如丙烯酸类聚合物、聚氨酯类聚合物、环氧类聚合物、硅氧烷类聚合物来制成硬涂覆材料，也可使用例如低聚物的紫外线强化树脂来制成硬涂覆材料。为了提高强度，可额外包括硅石类填充物。上述硬涂覆材料可插入到防反射涂覆层38中，或者可设置在防反射涂覆层38的下表面上(例如，在防反射涂覆层38和第四透明膜32d之间)，或者可设置在防反射涂覆层38的上表面上。包含硬涂覆材料的防反射涂覆层38的厚度T为大约2μm至大约7μm，以不使其厚度太厚并获得期望的效果，其中，防反射涂覆层38被示例性地设计为具有例如大约1％至大约3％的低混浊度、从大约30％至大约90％的可见光透射率、从大约1％至大约20％的低外部光反射率的光学特性，具有玻璃转变温度或更高的耐热性，并具有从大约2H至大约3H的铅笔硬度。

图6是包括本发明的实施例的膜滤光器的平板显示器的剖视图。在本发明的实施例中，将以示例的方式将等离子体显示面板描述为平板显示器。

参照图6，等离子体显示面板包括面板主体50和附着到面板主体50的可视表面的膜滤光器10。这里，膜滤光器10是上面参照图2A解释的膜滤光器。当然，膜滤光器10可以用上面参照图5解释的另一膜滤光器代替。

面板主体50包括彼此相对设置的前板和后板。前板包括第一基底51、设置在第一基底51上的X-Y电极(未示出)、第一介电层52和保护层(未示出)，后板包括第二基底53、设置在第二基底53上的寻址电极、第二介电层54、障肋55和磷光体层56。此外，面板主体50包括：底板基体，支撑前板和后板的结合结构；驱动电路板，设置在底板基体的一个表面上，并且由驱动面板的电路构造。将省略面板主体50的详细结构和操作原理。

在本实施例中，膜滤光器10的支撑层13的由盲构件16填充的贯穿孔14被设置为面对面板主体50的放电室区(即，涂覆有磷光体56的放电空间)，且支撑层13被设置为面对障肋55。根据上述结构，可通过膜滤光器10来提高面板主体50的亮室对比率。即使在面板50的亮度增大的情况下，也能容易地保证亮室对比率和可视性。

在本实施例中，向膜滤光器10的第一电极层11和第二电极层12施加电压的电源单元可包括在驱动电路中，或者可包括在安装在面板主体50内的驱动电路板57上的电源器件中。在这种情况下，可根据驱动电路的操作状态或未操作状态来操作膜滤光器，使得可以容易地控制膜滤光器10。可省略用于操作膜滤光器10的单独的电源单元，从而经济化。

在本实施例中，等离子体显示面板被描述为平板显示器的说明性示例。然而，本发明的实施例不限于此。本发明的实施例可应用到例如场发射显示器(FED)、真空荧光显示器(VFD)、有机发光显示器(OLED)、液晶显示器(LCD)等显示设备。

即使在平板显示器的亮度被设计得高的情况下，当施加电场时，通过对非透光区起作用的黑色支撑层和对透光区起作用的盲构件，本发明的实施例的膜滤光器可显著地提高平板显示器的亮室/暗室对比率和可视性。当然，与强化玻璃相比，本发明的实施例可获得膜滤光器的效果，例如，由于去掉了与平板显示器的界面而带来的消除了重复图像的效果，以及使平板显示器重量轻、薄和廉价的效果。

虽然已经示出并描述了示例性实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的实施例的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，本发明的实施例的范围限定在权利要求及其等同物内。

Claims

1、一种膜滤光器，包括：

支撑层，形成有多个孔；

第一电极层和第二电极层，设置在支撑层的两侧；

盲构件，插入到所述孔中；

其中，穿过第一电极层和第二电极层的透射率根据施加到盲构件的电场而变化。

2、如权利要求1所述的膜滤光器，其中，第一电极层和第二电极层包含透明材料。

3、如权利要求2所述的膜滤光器，其中，透明材料包括氧化铟锡。

4、如权利要求1所述的膜滤光器，其中，盲构件包括悬浮颗粒、光致变色器件和电致变色器件中的至少一种。

5、如权利要求1所述的膜滤光器，还包括设置在第一电极层或第二电极层上的至少一个上层，所述上层是防反射涂覆层、防眩层以及它们的组合。

6、如权利要求5所述的膜滤光器，其中，上层的涂覆厚度为2μm至7μm；

其中，上层的铅笔硬度为2H至3H，上层的浑浊度为1％至3％。

7、如权利要求5所述的膜滤光器，还包括：

粘合层，设置在上层的一个表面上；

颜色涂覆层，设置在粘合层的一个表面上或包含在粘合层中，所述颜色涂覆层被构造为起到颜色校正、氖光阻挡和近红外线阻挡中的至少一种作用。

8、如权利要求1所述的膜滤光器，还包括设置在第一电极层或第二电极层上的粘合层。

9、如权利要求8所述的膜滤光器，其中，粘合层包括被构造为起到颜色校正、氖光阻挡和近红外线阻挡中的至少一种作用的着色剂。

10、如权利要求8所述的膜滤光器，还包括：

电磁干扰屏蔽层，设置在第一电极层和第二电极层上。

11、如权利要求1所述的膜滤光器，还包括向第一电极层和第二电极层施加电压的电源单元。

12、如权利要求2所述的膜滤光器，还包括设置在第一电极层或第二电极层上的至少一个透明膜。

13、如权利要求5所述的膜滤光器，还包括设置在第一电极层或第二电极层上的至少一个透明膜。

14、如权利要求7所述的膜滤光器，还包括设置在第一电极层或第二电极层上的至少一个透明膜。

15、如权利要求8所述的膜滤光器，还包括设置在第一电极层或第二电极层上的至少一个透明膜。

16、如权利要求10所述的膜滤光器，还包括设置在第一电极层或第二电极层上的至少一个透明膜。

17、一种直接附着在显示器的可视表面上的膜滤光器，所述膜滤光器包括：

第一电极层和第二电极层，设置为彼此相对；

支撑层，具有孔并设置在第一电极层和第二电极层之间；

盲构件，设置在孔中，其中，盲构件的透射率根据由外部施加的电场变化；

电磁干扰屏蔽层，设置在第一电极层上；

颜色涂覆层，设置在电磁干扰屏蔽层上；

防反射涂覆层，设置在颜色涂覆层上。

18、如权利要求17所述的膜滤光器，还包括：

设置在第一电极层和电磁干扰屏蔽层之间的透明膜，以及设置在第二电极层上的另一透明膜。

19、一种平板显示器，包括：

平板显示器主体；

膜滤光器，附着在平板显示器主体的可视表面上，其中，膜滤光器是根据权利要求1所述的膜滤光器。

20、一种平板显示器，包括：

平板显示器主体；

膜滤光器，附着在平板显示器主体的可视表面上，其中，膜滤光器是根据权利要求17所述的膜滤光器。