(57)【要約】【課題】画面全域での輝度を均一化し、品位良好な表示画像を表示可能な光学フィルタ及びこの光学フィルタを備えた表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】表示装置に適用される光学フィルタ１００は、透光性を有する支持体を含み、４５０〜６５０ｎｍの波長領域で５７５±２０ｎｍの領域に最大吸収波長を有する。この光学フィルタ１００は、支持体の中央部における所定波長λでの透過率をＴ１（λ）とし、支持体の周辺部における所定波長λでの透過率をＴ２（λ）としたとき、０．７５  ≦  Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）  ≦  ０．９０の関係を満足し、しかも４００〜７００ｎｍの任意の２波長λ１、λ２での透過率について、０．９５  ≦（Ｔ１（λ１）／Ｔ２（λ１））／（Ｔ１（λ２）／Ｔ２（λ２））≦  １．０５の関係を満足する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する支持体を含み、４５０〜６５０ｎｍの波長領域で５７５±２０ｎｍの領域に最大吸収波長を有する光学フィルタにおいて、
前記支持体の中央部における所定波長λでの透過率をＴ１（λ）とし、前記支持体の周辺部における所定波長λでの透過率をＴ２（λ）としたとき、
０．７５  ≦  Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）  ≦  ０．９０
の関係を満足し、しかも４００〜７００ｎｍの任意の２波長λ１、λ２での透過率について、
０．９５  ≦（Ｔ１（λ１）／Ｔ２（λ１））／（Ｔ１（λ２）／Ｔ２（λ２））≦  １．０５
の関係を満足することを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
前記支持体は、透光性を有するガラス材料または高分子材料からなることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記支持体上に、前記最大吸収波長を有する光選択吸収フィルタ層と、特定吸収波長を持たないニュートラルフィルタ層と、を積層した構造を有することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
前記光選択吸収フィルタ層及び前記ニュートラルフィルタ層の少なくとも一方は、導電性粒子を含むことを特徴とする請求項３に記載の光学フィルタ。
【請求項５】
前記ニュートラルフィルタ層は、前記支持体の中央部における膜厚よりも周辺部における膜厚が薄いことを特徴とする請求項３に記載の光学フィルタ。
【請求項６】
画像を表示する表示画面上に配置された光学フィルタを有する表示装置において、
前記光学フィルタは、透光性を有する支持体を含み、４５０〜６５０ｎｍの波長領域で５７５±２０ｎｍの領域に最大吸収波長を有するとともに、
前記支持体の中央部における所定波長λでの透過率をＴ１（λ）とし、前記支持体の周辺部における所定波長λでの透過率をＴ２（λ）としたとき、
０．７５  ≦  Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）  ≦  ０．９０
の関係を満足し、しかも４００〜７００ｎｍの任意の２波長λ１、λ２での透過率について、
０．９５  ≦（Ｔ１（λ１）／Ｔ２（λ１））／（Ｔ１（λ２）／Ｔ２（λ２））≦  １．０５
の関係を満足することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
前記光学フィルタは、内面に蛍光体スクリーンを備えたガラス製のフェースパネルの外面に配置されたことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記フェースパネルの外面は、略平坦であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学フィルタ及びこれを備えた表示装置に係り、特に、陰極線管などの表示装置におけるフェースパネル外面に配置された光学フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置として代表的な陰極線管について、コントラストを改善するために特定波長での透過率比が所定範囲となるような光フィルタを備えた従来技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一般に、陰極線管では、真空外囲器の内部が高い真空状態となっているため、真空外囲器に圧縮応力及び引っ張り応力が生じている。このため、真空外囲器に機械的衝撃が加えられると、爆縮を起こす危険性がある。したがって、真空外囲器におけるフェースパネルは、陰極線管として十分な強度を確保する目的で、周辺部が中央部より厚くなるような肉厚に形成されている。
【０００４】
また、近年、フェースパネルのフラット化への要求が高まり、フェースパネルの機械的強度を確保する目的で、さらに周辺部と中央部との肉厚さが大きくなってきている。このようなフェースパネルでは、中央部の透過率が高く、周辺部の透過率が著しく低下することになる。このような透過率差が大きくなるほど、輝度ムラとして視認されやすくなり、表示画像の品位低下が生じてしまう。上述した特許文献１に開示されたような従来技術では、このようなフェースパネルの肉厚さに起因した透過率差について十分に考慮されていない。
【０００５】
このような透過率差を補正するために、フェースパネルの肉厚の厚い部分に対応する部分の透過率が高く、肉厚の薄い部分に対応する部分の透過率が低いような着色膜をフェースパネル外表面に形成するグラデーションコーティング方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
しかしながら、このような方法では十分なコントラスト特性を得ることは難しい。すなわち、コントラスト特性の改善効果を評価する指標として、ＢＣＰを用いる方法がある。このＢＣＰは、基準の陰極線管での輝度に対する評価対象の陰極線管での輝度の低下割合をΔＢ、基準の陰極線管での外光反射率に対する評価対象の陰極線管での外光反射率の低下割合をΔＲｆとすると、
ＢＣＰ＝ΔＢ／√ΔＲｆ
で表される。特定吸収波長を持たない、すなわち可視光領域の光に対して略一定の透過率を有するニュートラルフィルタ層を用いた方式を基準に考えた場合のコントラスト改善比である。
【０００７】
ニュートラルフィルタ層であれば、透過率に関係なくＢＣＰは略１．０となり、コントラストの改善は充分でない。特定吸収波長を有するような光選択吸収フィルタ層であれば、透過率が高くなるにしたがってＢＣＰの劣化が見られる、すなわち、コントラストの低下が著しい。また、このような光選択吸収フィルタ層の場合、透過率が低くなりすぎると、ＢＣＰが改善し、コントラストを向上することができる。しかしながら、光選択吸収フィルタ層に含まれる酸化ネオジウムなどの長波長に主吸収帯を有する成分の影響により、外光によって光選択吸収フィルタ層自体の膜色が変化し、特に、白熱電球下では光選択吸収フィルタ層の膜色が赤色となる。このため、グラデーションコーティング方法を適用すると、表示画像において局所的に赤味が加わり、表示品位の低下を招くことになる。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２８０１６００号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平１１−２８３５３０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、画面全域での輝度を均一化し、品位良好な表示画像を表示可能な光学フィルタ及びこの光学フィルタを備えた表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の様態による光学フィルタは、
透光性を有する支持体を含み、４５０〜６５０ｎｍの波長領域で５７５±２０ｎｍの領域に最大吸収波長を有する光学フィルタにおいて、
前記支持体の中央部における所定波長λでの透過率をＴ１（λ）とし、前記支持体の周辺部における所定波長λでの透過率をＴ２（λ）としたとき、
０．７５  ≦  Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）  ≦  ０．９０
の関係を満足し、しかも４００〜７００ｎｍの任意の２波長λ１、λ２での透過率について、
０．９５  ≦（Ｔ１（λ１）／Ｔ２（λ１））／（Ｔ１（λ２）／Ｔ２（λ２））≦  １．０５
の関係を満足することを特徴とする。
【００１２】
この発明の第２の様態による表示装置は、
画像を表示する表示画面上に配置された光学フィルタを有する表示装置において、
前記光学フィルタは、透光性を有する支持体を含み、４５０〜６５０ｎｍの波長領域で５７５±２０ｎｍの領域に最大吸収波長を有するとともに、
前記支持体の中央部における所定波長λでの透過率をＴ１（λ）とし、前記支持体の周辺部における所定波長λでの透過率をＴ２（λ）としたとき、
０．７５  ≦  Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）  ≦  ０．９０
の関係を満足し、しかも４００〜７００ｎｍの任意の２波長λ１、λ２での透過率について、
０．９５  ≦（Ｔ１（λ１）／Ｔ２（λ１））／（Ｔ１（λ２）／Ｔ２（λ２））≦  １．０５
の関係を満足することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態に係る光学フィルタ及びこれを備えた表示装置について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に示すように、表示装置としての一実施の形態に係るカラー陰極線管装置は、ガラスによって形成された真空外囲器１０を備えている。この真空外囲器１０は、実質的に矩形状のフェースパネル２２と、このフェースパネル２２に一体に接合されたファンネル２４とを有している。フェースパネル２２は、略矩形状の有効部２０と、有効部２０の周縁部から管軸Ｚ方向に沿って延出されたスカート部２１を有している。有効部２０の外面は、略平坦に形成されている。有効部２０の内面は、任意の曲面で構成されている。
【００１５】
蛍光体スクリーン２７は、フェースパネル２２の有効部２０の内面に形成されている。この蛍光体スクリーン２７は、赤、緑、青にそれぞれ発光するドット状またはストライプ状の３色蛍光体層と、これらの３色蛍光体層の間を埋める光吸収層と、によって構成されている。
【００１６】
電子銃構体３６は、ファンネル２４の径小部に相当する円筒状のネック３４の内部に配置されている。この電子銃構体３６は、蛍光体スクリーン２７に向けて水平軸Ｈ方向に一列に配列された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂを放出する。また、この電子銃構体３６は、フェースパネル２２の有効部２０の中心を通りパネル２２に対してほぼ垂直に延びた管軸Ｚと略同軸的に配設されている。
【００１７】
色選別機能を有するシャドウマスク２９は、真空外囲器１０の内部において蛍光体スクリーン２７に対向して配置されている。このシャドウマスク２９は、電子銃構体３６から放出された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂが通過するスリット状の複数の開孔１８を有している。
【００１８】
偏向ヨーク３７は、ファンネル２４の径大部からネックに亘る外面に沿って配置されている。この偏向ヨーク３７は、電子銃構体３６から放出された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂを水平軸Ｈ方向及び垂直軸Ｖ方向に偏向する非斉一な偏向磁界を発生する。
【００１９】
このようなカラー陰極線管装置においては、電子銃構体３６から放出された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂは、シャドウマスク２９の開孔１８付近でコンバージェンスしつつ、偏向ヨーク３７から発生された偏向磁界によって偏向される。
【００２０】
これにより、３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂは、シャドウマスク２９を介して蛍光体スクリーン２７を水平軸Ｈ方向及び垂直軸Ｖ方向に走査する。このとき、各電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂを整形して特定の色の蛍光体層にランディングすることにより、カラー画像が表示される。
【００２１】
ところで、上述したカラー陰極線管装置は、画像を表示する表示画面すなわちフェースパネル２２の外面に配置された光学フィルタ１００を備えている。図２に示すように、この光学フィルタ１００が陰極線管装置のフェースパネル２２上に直接配置される場合には、フェースパネル２２自体が透光性を有する支持体として機能する。
【００２２】
また、この光学フィルタ１００は、図３に示すように、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの高分子材料によって形成されたフィルムまたはシートを透光性を有する支持体１０１として含んでも良い。この場合、光学フィルタ１００は、支持体１０１を介して表示画面上に配置される。
【００２３】
この光学フィルタ１００は、４５０〜６５０ｎｍの波長領域で５７５±２０ｎｍの領域に最大吸収波長を有している。また、この光学フィルタ１００は、表示画面の中央部における所定波長λでの透過率をＴ１（λ）とし、表示画面の周辺部における所定波長λでの透過率をＴ２（λ）としたとき、
０．７５  ≦  Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）  ≦  ０．９０
の関係を満足するように構成されている。しかも、この光学フィルタ１００は、４００〜７００ｎｍの任意の２波長λ１、λ２での透過率について、
０．９５  ≦（Ｔ１（λ１）／Ｔ２（λ１））／（Ｔ１（λ２）／Ｔ２（λ２））≦  １．０５
の関係を満足するように構成されている。
【００２４】
このような光学フィルタ１００では、表示画面の中央部と周辺部とでの透過率を制御することができ、中央部での透過率を低下させてコントラストを向上しつつ、周辺部での透過率をコントラストが低下しない程度に向上させる。これにより、光学フィルタ１００は、中央部での透過率が周辺部より低くなるような透過率特性を有するようになる。
【００２５】
そして、周辺部での透過率Ｔ２（λ）に対する中央部での透過率Ｔ１（λ）の比率は、７５％以上９０％以下であることが望ましい。しかも、任意の２波長λ１及びλ２での透過率比率は、９５％以上１０５％以下であることが望ましく、実質的に同等であることが好ましい。
【００２６】
このような透過率特性を有する光学フィルタ１００を適用することにより、表示装置において、表示画面全域での透過率差を均一化することができ、表示品位の良好な表示画像を表示することが可能となる。
【００２７】
次に、この光学フィルタ１００の具体的な構造例について説明する。
【００２８】
図２に示すように、フェースパネル２２上に直接配置された光学フィルタ１００は、特定吸収波長を持たないすなわち可視光領域の光に対して略一定の透過率を有するニュートラルフィルタ層１１０と、４５０〜６５０ｎｍの波長領域で５７５±２０ｎｍの領域に最大吸収波長を有する光選択吸収フィルタ層１２０とを備えている。
【００２９】
ニュートラルフィルタ層１１０は、例えば樹脂材料によって形成される。このニュートラルフィルタ層１１０は、その透過率がＢＣＰ特性に影響しないため、中央部から周辺部に向かって透過率が高くなるように形成される。例えば、図２に示したように、ニュートラルフィルタ層１１０は、フェースパネル中央部２２Ａにおける膜厚よりも周辺部２２Ｂにおける膜厚が薄くなるように形成されている。これにより、フェースパネル２２における中央部２２Ａと周辺部２２Ｂとの肉厚さによる透過率差に起因した輝度ムラを補正する。
【００３０】
光選択吸収フィルタ層１２０は、例えば樹脂材料によって形成される。この光選択吸収フィルタ層１２０は、全面で均一な透過率特性が得られるように形成される。例えば、図２に示したように、光選択吸収フィルタ層１２０は、全面で膜厚が均一になるように形成されている。これにより、ボディカラーは、全面で均一な赤味を帯びることはあるが、ＢＣＰ特性は、全面で均一となり、良好な表示品位を提供することができる。
【００３１】
また、図３に示すように、透光性の支持体１０１を含む光学フィルタ１００においてもフェースパネル２２に直接配置する以外は、同様の構造を有しており、図２に示した光学フィルタ１００と同様の効果が得られる。
【００３２】
このような光学フィルタ１００は、液状のニュートラルフィルタ材料及び光選択吸収フィルタ材料を順次塗布成膜することによって形成される。すなわち、光学フィルタ１００のニュートラルフィルタ層１１０及び光選択吸収フィルタ層１２０は、スピンコート法やスプレーコート法などによって塗布される。
【００３３】
これらの層１１０及び１２０をスピンコート法にて形成する場合、膜厚に分布を形成するニュートラルフィルタ層１１０の塗布時には、支持体の中央部が周辺部より高温となるような温度分布を形成した後、ニュートラルフィルタ材料を塗布することで、中央部の膜厚を周辺部より厚くすることができる。また、光選択吸収フィルタ層１２０の塗布時には、温度分布を全面で均一とした後、光選択吸収フィルタ材料を塗布することで、略均一な膜厚を形成することができる。
【００３４】
また、これらの層１１０及び１２０をスプレーコート法にて形成する場合、膜厚に分布を形成するニュートラルフィルタ層１１０の塗布時には、スプレーノズルと支持体との相対的な距離を変える（中央部での距離を周辺部での距離より近づけるような軌道でスプレーノズルを移動する）、あるいは、スプレーノズルと支持体との相対的な移動速度を変える（中央部での移動速度を周辺部での移動速度より遅くするようにスプレーノズルを移動する）などの方法で、中央部の膜厚を周辺部より厚くすることができる。また、光選択吸収フィルタ層１２０の塗布時には、スプレーノズルと支持体との相対距離を一定にする、あるいは、スプレーノズルと支持体との相対速度を一定にした状態で光選択吸収フィルタ材料を塗布することで、略均一な膜厚を形成することができる。
【００３５】
なお、図２及び図３に示した例では、ニュートラルフィルタ層１１０は、中央部より周辺部の膜厚を薄くすることで、中央部から周辺部に向かって透過率が高くなるように構成したが、透過率はその膜厚のみに依存するものではないため、この例に限定されるものではない。
【００３６】
また、図２及び図３に示した例では、支持体上にニュートラルフィルタ層１１０を配置し、さらにニュートラルフィルタ層１１０上に光選択吸収フィルタ層１２０を積層したが、積層順序はこの例に限定されるものではない。しかしながら、よりＢＣＰ特性を向上するためには光選択吸収フィルタ層を表面側に配置することが好ましい。また、光学フィルタ１００を構成する層数は、上述した２層構造に限定されるものではなく、さらに増えても構わない。
【００３７】
さらに、ニュートラルフィルタ層１１０及び光選択吸収フィルタ層１２０の少なくとも一方が導電性粒子を含有しても良い。これにより、フェースパネル２２表面における光学フィルタ１００の帯電を防止することができる。また、光学フィルタ１００の抵抗値を１０３Ω以下とすることにより、フェースパネル２２を介して放射される電磁波を低減することも可能である。
【００３８】
次に、上述した構成の光学フィルタ１００における分光透過率の測定結果について説明する。なお、ここで、中央部とは光学フィルタにおける幾何学的中心に相当し、周辺部とは中央部から最も離れたコーナ部に相当するものとする。
【００３９】
図４に示すように、上述した構成の光学フィルタ１００は、光選択吸収フィルタ層１２０が全面に均一な膜厚で配置されたことにより、全面で赤味を帯びているものの、中央部及び周辺部での分光透過率は、最大吸収波長にほとんど差がなく、絶対値こそ違うものの略同等の分布を有する。すなわち、４００〜７００ｎｍの任意の２波長λ１、λ２での透過率について、
０．９５  ≦（Ｔ１（λ１）／Ｔ２（λ１））／（Ｔ１（λ２）／Ｔ２（λ２））≦  １．０５
の関係を満足している。
【００４０】
また、図４に示した例では、所定波長λでの中央部及び周辺部における透過率比Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）は、約０．７５である。この透過率比Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）が０．７５を下回ると、中央部での輝度が低下しすぎてしまい、画面全体が暗く視認されてしまう。また、この透過率比Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）が０．９０を上回ると、中央部と周辺部との透過率差を十分に補正することができない。したがって、透過率比Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）は、０．７５以上０．９０以下であることが望ましい。
【００４１】
これに対して、光選択吸収フィルタ層のみで中央部から周辺部に向かって透過率が高くなるように構成した場合、図５に示すような分光透過率となる。すなわち、中央部及び周辺部での分光透過率は、最大吸収波長に差が生じてしまう。つまり、中央部は赤味があり、周辺部に向かって赤味が薄れるようなボディーカラーに差ができてしまい、違和感が生じる。また、ＢＣＰ特性は全面で均一とはならない。このため、表示品位の低下を招くことになる。
【００４２】
また、ニュートラルフィルタ材料と光選択吸収フィルタ材料とを混ぜ合わせて中央部から周辺部に向かって透過率が高くなるように構成した場合、図６に示すような分光透過率となる。すなわち、透過率補正効果を有するニュートラルフィルタ層のグラデーションコーティングにより中央部と周辺部との透過率比Ｔ１（λ）／Ｔ２（λ）が略０．７５となり、表示画面に配置した際の透過率差を補正することはできる。しかしながら、中央部及び周辺部での分光透過率は、最大吸収波長に差が生じてしまう。つまり、中央部と周辺部とでボディーカラーに差ができてしまい、違和感を生じる。このため、表示品位の低下を招くことになる。
【００４３】
以上説明したように、上述した構成の光学フィルタによれば、図７に示すように、それ自体の透過率が中央部から周辺部に向かうにしたがって高くなるように構成されている。表示装置として周辺部でのガラスの肉厚が中央部より厚い陰極線管では、中央部の透過率が周辺部より高い。このような透過率差を有する陰極線管に、上述したような光学フィルタを組み合わせることにより、図７に示すように、中央部と周辺部との透過率差を同等とすることができ、画面全域での輝度を均一化することが可能となる。また、全面で均一なボディーカラーになり、画面全体で良好なＢＣＰ特性が得られる。
【００４４】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。すなわち、上述した実施の形態では、表示装置の一例として陰極線管装置を例に説明したが、周辺部と中央部とで異なる輝度分布を有するような表示装置であれば、この発明を適用可能であり、例えば、液晶表示装置などにも適用可能である。また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、画面全域での輝度を均一化し、品位良好な表示画像を表示可能な光学フィルタ及びこの光学フィルタを備えた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係るカラー陰極線管装置の構造を概略的に示す水平断面図である。
【図２】図２は、この発明の一実施の形態に係る光学フィルタの構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、この発明の一実施の形態に係る光学フィルタの他の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、図２に示した光学フィルタの中央部及び周辺部での分光透過率を示す図である。
【図５】図５は、光選択吸収フィルタ層のみをグラデーションコーティングしたときの中央部及び周辺部での分光透過率を示す図である。
【図６】図６は、ニュートラルフィルタ材料及び光選択吸収フィルタ材料を混合してグラデーションコーティングしたときの中央部及び周辺部での分光透過率を示す図である。
【図７】図７は、この発明の一実施の形態に係る光学フィルタを陰極線管に組み合わせたときの中央部から周辺部に向かう透過率分布を示す図である。
【符号の説明】
２２…フェースパネル
１００…光学フィルタ
１０１…支持体
１１０…ニュートラルフィルタ層
１２０…光選択吸収フィルタ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004170788.tif 000008
【図７】
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