对比度增强过滤器和具有这种过滤器的显示器制造技术

一种用于显示设备的对比度增强过滤器，包括一个具有担当多个射束分裂器（２，４）的多个相连的斜面的元件。过滤器还包括多个光吸收器（１２，１３），每个排列在该元件一个侧面上相邻的射束分裂器（２，４）之间的尖角部分（２０，２６），从而使得入射到这样的在吸收器（１２，１３）一侧的区域（２０，２６）的光由所述射束分裂器（２，４）中的一个向旁边反射到相邻的吸收器（１２，１３）。从吸收器侧面进入的光碰到尖角部分，部分反射到位于尖角形两侧的吸收壁。剩余光透射通过过滤器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于显示设备的对比度增强过滤器，它包括一个具有多个相连的倾斜表面的元件，这些倾斜表面担当多个射束分裂器。本专利技术也涉及一种配备有这种过滤器的显示设备。在传统的对比度增强过滤器中，穿过过滤器的光在两个方向上被吸收的程度基本上相等。对比度增强以通过过滤器的光的通路数量为基础。从外部进入过滤器的环境光通过过滤器两次，而来自显示器的光只通过过滤器一次。传统的对比度增强过滤器的一个问题在于对比度增强是相对有限的。因此，本专利技术的目的是提供一种改善了对比度增强的对比度增强过滤器。本专利技术的这一目的和其他目的通过引入给定的这种过滤器来实现，它进一步包括多个光吸收器，每个光吸收器排列在多个光束分裂器相邻几个之间的区域，并从该元件第一侧面向至少一个所述的相邻光束分裂器延伸，第一侧面是环境光射入的侧面，光吸收器用于吸收入射到所述区域的光以及由所述相邻光束分离器之一向光吸收器反射的光。在根据本专利技术的对比度增强过滤器中，环境光的很大一部分被过滤器吸收，从而增加了对比度的增强。为了解释这一点，该元件能够看作是一个光束分裂器系统，它分为几个部分，每个部分由两个相邻的光束分裂器组成。所述相邻的光束分裂器形成一个尖角的表面，指向第一侧面。从第一侧面进入过滤器的入射光碰到尖角表面，一部分向一旁反射到光吸收器。这样，环境光的很大一部分被吸收。而且，入射光的一小部分直接碰到光吸收器，即吸收器作为一种黑色矩阵。在一些应用中，使吸收器比需要的稍宽一些以增强它的功效是有益的。对于显示器发出的光，它从与第一侧面相对的第二侧面进入过滤器，尖角表面起到一个漏斗的作用。发射光被部分反射，首先穿过尖角形，接着返回到第二侧面。在每次反射时，光被部分透射，第一次继续向过滤器的第一侧面，第二次向吸收壁。这一过程的结果是，发射光的一小部分向源反射回到光源。在发射性显示实现中这是特别有益的，其中，本专利技术的过滤器排列在发射层外面，第二侧面面对发射层。反射回到光源的光由发射层再反射到过滤器，因此进一步促进了从屏幕发出的光。因此，增加了发射光中通过过滤器的部分。优选地，射束分裂器和过滤器外表面之间的角度基本上是45度。在这个角度上，过滤器的对比度增强特别好。根据一个实施例，该元件包括由多个凹槽形成的基底，吸收器排列在这些凹槽中。凹槽形的基底表面则形成射束分裂器，尖角形由两个凹槽之间的脊产生。这些吸收器起到脊之间的分割器的作用。根据另一个实施例，该元件包括由多个脊形成的基底，每个脊有一个脊顶和一个脊底，吸收器由沿着所述脊形成的多个通道形成，每个通道从脊的脊顶延伸一段距离到所述第一基底，所述通道填满了光吸收材料。在这种情况下，尖角形由两个脊之间的谷或凹槽形成。根据优选实施例，过滤器包括一个由多个脊形成的第一基底，每个脊具有脊顶和脊底；和一个由多个凹槽形成的第二基底，所述第一和第二基底装配在一起，从而使得所述脊由所述凹槽容纳。两个基底具有基本上相反布局的表面。当它们装配在一起时，射束分裂器系统由凹槽和脊在两个基底的分界面接触的表面形成。尖角形现在由基底之间的边界表面形成，从第二基底中的两个凹槽之间的隆起产生，隆起到第一基底中的两个脊之间的谷中。通过使用两个诸如玻璃之类的固体、透明材料的基底，射束分裂器的质量增强了。而且，吸收器能够由沿着所述脊长度形成的多个通道形成，每个通道从脊的脊顶延伸一段距离到所述第一基底，所述通道由光吸收材料填满。根据进一步的实施例，第一基底由平行的Λ形脊形成，而第二基底由平行的V形凹槽形成。这形成了在一个方向上具有规则的之字形横截面的边界表面。根据再另一个实施例，第二基底由几组平行的V形凹槽形成，所述凹槽之间形成隆起的锥体。两组正交的凹槽形成正方形底的锥体，而三组凹槽形成三棱锥体。优选地，在后一种情况下，所有的三个棱互相垂直，即立方体的转角，形成所谓的逆反射体(retroreflector)。第一基底能够在两种情况下由具有形成凹形的格子的脊形成，其形状与所述锥体之间相适合。根据再另一个实施例，第二基底由隆起的圆锥形形成。第一基底则能够用适合于容纳所述圆锥形的凹形形成。优选地，通道向第一基底延伸到至少与脊的脊底水平的程度。通道从而沿着边界表面的整个深度延伸。优选地，至少一个所述基底覆盖有折射或反射涂层。这样的涂层能够影响边界表面的反射和折射，从而确定形成的射束分裂器的特性。参照附图对优选实施例进行更清楚的描述会使本专利技术的这些和其他方面更显然。附图说明图1是表示根据本专利技术的过滤器的原理的示意性截面图。图2是表示本专利技术原理的示意性截面分解图。图3是根据本专利技术的第一实施例的过滤器基底的透视分解图。图4是根据本专利技术的第二实施例的过滤器基底的透视分解图。图5是根据本专利技术的第三实施例的过滤器基底的透视分解图。图6是根据本专利技术的第四实施例的过滤器基底的透视分解图。图1示意性示出了根据本专利技术一个实施例的过滤器1的一部分，它放在具有Al背衬的荧光层10的顶部，形成例如CRT的显示单元的一部分。接下来的说明将主要集中于对比度增强过滤器的这一应用，尽管这不应当认为是对本专利技术的限制。本专利技术的对比度增强过滤器能够应用到大多数显示器，比如家用电视和计算机监视器。更具体地，原则上它可以用于CRT、等离子显示器、“薄膜(foil)”显示器、LED显示器等。基本上它能用于其中光产生介质能够由反射面作背衬(back)或其本身可反射的任何显示器。它甚至能用于背部发光(back-lit)的LCD显示器，尽管获益不是很多，因为LCD显示器已经吸收了落入显示器中的大部分环境光。根据本专利技术的过滤器的一个不同的应用是单面透视镜(one-waymirror)，这时本专利技术的过滤器能够确保从一侧进入的光反射得更多，而来自另一侧的光更多地被吸收。这样如果两个相同亮度的房间用这样的镜子分开，则通过这面镜子更容易从一侧看过去。回到图1，第一光束30从荧光层10发出，而第二光束40表示入射到过滤器1的环境光。这些光束30、40由两个由包括过滤器1的两个基底6、8形成的射束分裂器2、4反射。在射束分裂器2、4的每个侧面上有形成在上基底6上并填满光吸收材料14的通道12、13。从图2中看到，首先，上基底6具有由两个相邻的脊20的相对斜面18、19形成的三角形谷或凹坑16。凹坑由两个通道12包围着，通道从脊20的脊顶22延伸到脊底23。以同样的方式，第二下基底8具有由两个相邻的凹槽26的相对斜面24、25形成的三角形隆起27。三角形隆起27适合凹坑16，从而当它们装配在一起时沿着两个基底6、8的边界表面形成该对射束分裂器2、4。在所述例子中，隆起27的每个侧面24、25与基底8的外表面形成一个45度角(α)，与基本上是直角的角29形成一个三角形27。形成凹坑16的脊20以相应的方式形成。很明显可以想象隆起27和凹坑16的其他形状，比如具有不同角度的形状。再回到图1，光束30、40的路径30、31、32、33、34、35、36、37和40、41、42、43、44已经被标记。吸收的不同之处接下来将通过计算每个光束的透射和吸收来量化。这里，假定射束分裂器的透射系数是x，荧光材料的反射系数是y。开始射束30从荧光体发出，射束碰到射束分裂器2、4之一并分为两个射束31、32。表示初始光强度一部分(f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于显示设备的对比度增强过滤器，包括一个元件，它具有担当多个射束分裂器（２，４）的多个连接的斜面，其特征在于，该过滤器包括多个光吸收器（１２，１３），每个都排列在多个射束分裂器（２，４）中相邻的那些之间的区域（２０，２６）中并从 该元件的第一侧面（２３）向所述相邻的射束分裂器（２，４）中的至少一个延伸，所述第一侧面是环境光照射的侧面，该光吸收器用于吸收入射到所述区域（２０，２６）的光以及由所述相邻的射束分裂器之一向光吸收器（１２，１３）反射的光。

【技术特征摘要】
EP 2001-11-12 01204301.41.一种用于显示设备的对比度增强过滤器，包括一个元件，它具有担当多个射束分裂器(2，4)的多个连接的斜面，其特征在于，该过滤器包括多个光吸收器(12，13)，每个都排列在多个射束分裂器(2，4)中相邻的那些之间的区域(20，26)中并从该元件的第一侧面(23)向所述相邻的射束分裂器(2，4)中的至少一个延伸，所述第一侧面是环境光照射的侧面，该光吸收器用于吸收入射到所述区域(20，26)的光以及由所述相邻的射束分裂器之一向光吸收器(12，13)反射的光。2.根据权利要求1的对比度增强过滤器，其中，所述射束分裂器每一个都与过滤器的外表面形成一个45度的角。3.根据权利要求1或2的对比度增强过滤器，其中，所述元件包括由多个凹槽(26)形成的基底(8)，并且所述吸收器排列在所述凹槽(26)中。4.根据权利要求1或2的对比度增强过滤器，其中，所述元件包括一个由多个脊(20)形成的基底(6)，每个脊都具有脊顶(22)和脊底(23)，并且所述吸收器由多个沿着所述脊(20；21)形成的通道(12；13)形成，每个通道从脊的脊顶(22)延伸一段距离到所述第一基底，所述通道用光吸收材料(14)填满。5.根据权利要求1或2的对比度增强过滤器，其中，所述元件包括第一基底(6)，由多个脊(20；21)形成，每个脊都具有脊顶(22)和脊底(23)，和第二基底(8)，由多个凹槽(26)形成，所述第一和第二基底被装配在一起，从而使得所述脊(20)由所述凹槽(26)容纳。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：RP范戈科姆，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]