CN105453162B - 显示设备和电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示设备包括:发光单元;吸光单元,其围绕发光单元中的每个;以及低反射层,其设置在发光单元的表面和吸光单元的表面上。吸光单元的表面为使光扩散的波纹表面,并且低反射层沿着波纹表面形成。

Description

显示设备和电子装置
技术领域
本技术涉及一种显示设备和一种电子装置。具体来说,本技术涉及具有抗反射功能的一种显示设备和一种电子装置。
背景技术
常规的显示设备的最外层表面通常是用玻璃层或透明树脂层的单一组分材料形成的平整表面。近年来,然而,已提出各自具有最外层表面的显示设备,所述最外层表面是用组成材料形成的波纹表面(粗糙表面)。例如,在专利文献1和2中,通过反复地布置发光二极管(LED)密封部分和用围绕LED密封部分的黑色部分形成的单元结构来形成每个显示设备的最外层表面。因此,LED密封部分不位于与黑色部分的表面相同的高度,并且显示设备的表面是具有凹槽的波纹表面。此外,LED密封部分或黑色部分中的每个可以不具有平整表面,并且可以具有波纹表面。
在显示设备的最外层表面与空气之间的边界,在对应于最外层表面与空气之间的折射率差的反射率下的外部光反射(菲涅尔反射)发生,因此明视对比度变得更低。因此,对于具有用如上所述的波纹表面形成的最外层表面的显示设备,需要一种用于减少外部光反射并提高明视对比度的技术。
引文列表
专利文献
专利文献1:日本专利申请特开号2003-173149
专利文献2:日本专利申请特开号2009-076949
发明内容
本发明要解决的问题
因此,本技术的目的在于提供可以提高对比度的一种显示设备和一种电子装置。
问题的解决方案
为了解决上述问题,第一技术在于一种显示设备,其包括:
发光单元;
吸光单元,其围绕发光单元中的每个;以及
低反射层,其设置在发光单元的表面和吸光单元的表面上,
其中
吸光单元的表面是使光扩散的波纹表面,以及
低反射层沿着波纹表面形成。
第二技术在于一种显示设备,其包括:
被二维布置的显示单元,
显示单元中的每个包括:
发光单元;
吸光单元,其围绕发光单元中的每个;以及
低反射层,其设置在发光单元的表面和吸光单元的表面上,
其中
吸光单元的表面是使光扩散的波纹表面,以及
低反射层沿着波纹表面形成。
第三技术在于一种电子装置,其包括:
显示设备,其包括:
发光单元;
吸光单元,其围绕发光单元中的每个;以及
低反射层,其设置在发光单元的表面和吸光单元的表面上,
其中
吸光单元的表面是使光扩散的波纹表面,以及
低反射层沿着波纹表面形成。
本发明的效果
如上所述,根据本技术,显示设备的对比度可以提高。
附图说明
图1A是根据本技术的第一实施方案的显示设备的外部的实例的透视图。图1B是沿着图1A中的I-I线截取的显示设备的横截面图。
图2是图1B的部分的放大横截面图。
图3是根据本技术的第一实施方案的大屏幕显示设备的示例性结构的透视图。
图4A是用于说明作为比较实例的大屏幕显示设备的功能的示意图。图4B是用于说明根据本技术的第一实施方案的大屏幕显示设备的功能的示意图。
图5是示出作为比较实例的显示设备的结构的示意图。
图6A至图6D是用于说明制造根据本技术的第一实施方案的显示设备的示例性方法的过程图。
图7A和图7B是用于说明制造根据本技术的第一实施方案的显示设备的示例性方法的过程图。
图8是根据本技术的第二实施方案的显示设备的示例性结构的横截面图。
图9A至图9C是用于说明制造根据本技术的第二实施方案的显示设备的示例性方法的过程图。
图10A是作为电子装置的电视装置的实例的外部视图。图10B是作为电子装置的笔记本大小的个人计算机的实例的外部视图。
图11A是示出用于测量根据参考实例1的样品的反射光谱的条件的图解。图11B是示出根据参考实例1的样品的反射光谱的评估结果的图解。
图12A是示出用于测量根据参考实例4的样品的反射光强度的角度依赖性的条件的图解。图12B是示出根据参考实例4的样品的反射光强度的角度依赖性的评估结果的图解。
图13A是根据本技术的第三实施方案的显示设备的示例性结构的横截面图。图13B至图13D是根据本技术的第三实施方案的修改的显示设备的示例性结构的横截面图。
图14A至图14C是根据本技术的第三实施方案的修改的显示设备的示例性结构的横截面图。
图15A是示出在不提供任何扩散层的情况下的FFP的图解。图15B是示出在提供扩散层的情况下的FFP的图解。
图16A是示出当平行光垂直进入扩散层时的透射散射特性的图解。图16B是示出当平行光倾斜进入扩散层时的透射散射特性的图解。
图17是示出在透射通过具有一定密度的细粒的光扩散层之前和之后的光分布变化关系的图解。
图18A是示出在不提供任何扩散层的情况下的FFP的图解。图18B是示出在提供扩散层的情况下的FFP的图解。
具体实施方式
实施本发明的模式
以下是参照附图的本技术的实施方案的描述。将以下面所示的顺序进行说明。
1.第一实施方案(显示设备的第一实例)
1.1显示设备的结构
1.2大屏幕显示设备的结构
1.3显示设备的功能
1.4制造显示设备的方法
2.第二实施方案(显示设备的第二实例)
2.1显示设备的结构
2.2制造显示设备的方法
3.第三实施方案(显示设备的第三实例)
3.1概述
3.2显示设备的结构
3.3形成光扩散层的方法
3.4效果
3.5修改
4.第四实施方案(电子装置的实例)
<1.第一实施方案>
[1.1显示设备的结构]
如图1A和图1B中所示,根据本技术的第一实施方案的显示设备10包括电路板11、提供在电路板11的表面上的吸光单元12,以及发光单元13。显示设备10为所谓的发光二极管(LED)显示设备,并且具有用户在上面视觉识别显示图像的矩形显示表面10s。在本说明书中,在显示表面10s的面内方向上相互垂直的两个方向被称为“x轴方向”和“y轴方向”,并且垂直于显示表面10s的方向(或显示设备10的厚度方向)被称为“z轴方向”。关于显示设备10或形成显示设备10的组件的两个主表面,用户在上面视觉识别显示图像的一侧的主表面被称为“前表面”,并且在相对侧的主表面被称为“后表面”。
显示表面10s用吸光单元12和发光单元13的表面形成。吸光单元12和发光单元13在z轴方向上形成阶梯,因此,显示表面10s具有波纹表面。
(吸光单元)
吸光单元(吸光层)12为具有开口12a的黑色层(所谓的黑色矩阵)。开口12a在x轴方向和y轴方向上以规则的间隔被二维布置在电路板11的表面上。通过这些开口12a,发光单元13的表面被暴露。例如,开口12a的形状可以是多边形形状,诸如矩形形状或菱形形状,或圆形形状。然而,开口12a的形状不限于那些形状。在图1A中所示的实例中,开口12a各自具有矩形形状。
如图2中所示,使光扩散的细波纹表面12s被提供在吸光单元12的表面上。通过使细粒的表面从吸光单元12的表面突出,或通过将细波纹形状转移到吸光单元12的表面上,形成这个细波纹表面12s。可以组合这两种形成方法。
例如,细粒的平均粒度在4μm至20μm的范围内。无机细粒和/或有机细粒可以被用作细粒。例如,这里可以使用的有机细粒可以包含氨基甲酸乙酯、丙烯酸树脂(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、丙烯酸-苯乙烯共聚物、三聚氰胺或聚碳酸酯(PC)。例如,这里可以使用的无机细粒可以包含氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锡、碳酸钙、硫酸钡、滑石、高岭土或硫酸钙。
(发光单元)
如图2中所示,每个发光单元13包括发光元件31和密封部分32,并且形成显示设备10的像素。例如,发光元件31为单色LED、红色(R)和绿色(G)的双色LED,或红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的三色LED。在显示设备10为全色显示设备的情况下,三色LED被用作发光单元13。
发光单元13在x轴方向和y轴方向上以规则的间隔被二维布置在电路板11的表面上。以这种方式布置的每个发光单元13被吸光单元12围绕。每个发光元件31优选被提供在每个相应的开口12a中。更具体来说,当从显示表面10s的垂直方向看时,发光元件31优选被提供在与吸光单元12的后表面大体上相同的高度,或比后表面更高的位置。通过这种布置,开口12a可以比在发光元件31被提供在比吸光单元12的后表面更深的位置的情况下的那些开口变得更小。因此,开口率可以变得更低,并且明视对比度可以提高。此外,不需要如在发光元件31被提供在比吸光单元12的后表面更深的位置的情况下的高精度对准。因此,对准误差的允许范围可以加宽,并且产量可以提高。
密封部分32通过覆盖提供在电路板11的表面上的发光元件31来密封发光元件31。例如,密封部分32由漫透射光的透明树脂材料或几乎透明树脂材料制成。
例如,每个密封部分32的上表面(或构成显示表面10s的每个表面)为平整表面、弯曲表面或波纹表面。弯曲表面为相对于电路板11的前表面的凸形或凹形弯曲表面,或更优选为凸形弯曲表面。这是因为从发光元件31发出的光可以通过凸形弯曲表面扩散并加宽,并且视场可以相应地提高。例如,凸形弯曲表面可以是部分球面、圆顶状表面或可调表面。这里,部分球面意指通过切出球体的部分而形成的形状。部分球面可以是几乎部分球面。几乎部分球面意指通过使部分球面变形以便不大大降低光学特性而形成的形状。
(低反射层)
如图2中所示,低反射层14a和低反射层14b分别被提供在吸光单元12和密封部分32的表面上。沿着吸光单元12的细波纹表面12s形成低反射层14a。沿着密封部分32的上表面形成低反射层14b。由此,来自密封部分32和吸光单元12的外部光反射减少。
低反射层14a和14b优选包含具有折射率n为1.5或更低的低折射率材料作为主要组分。这是因为,用这种材料,低反射层14a和14b的折射率可以成为空气的折射率与密封部分32和吸光单元12的折射率之间的中间折射率。例如,低折射率材料可以是氟基树脂、多孔粒子(诸如多孔二氧化硅粒子),或中空粒子(诸如中空二氧化硅粒子)。可以使用这些材料中的一种,或可以组合使用这些材料中的两种或更多种。这里,多孔粒子和中空粒子为具有等于或小于光的波长的粒度的纳米粒子。为了提高防滴性能、防污性能、易于擦去指纹等,氟基树脂优选被用作低折射率材料。
关于低反射层14a和14b中的每个,也可能使用通过堆叠包含多孔粒子并且具有厚度为λ/(4·n)的第一层,以及包含氟基树脂并且具有比光的波长小一位数的厚度(例如,厚度为约10nm)的第二层而形成的层。在这种情况下,第二层为最外层表面层。当使用各自具有上述结构的低反射层14a和14b时,反射率降低,并且也可以提供与光学特性不相关的积极的效果,诸如防滴性能、防污性能或易于擦去指纹。
低反射层14a和14b优选是通过湿法生产的低反射涂层。当通过湿法生产低反射层14a和14b时,原材料和设施的成本可以比在通过干法(诸如溅射)生产低反射层14a和14b的情况下更便宜。
例如,低反射层14a和14b为含氟低反射层、多孔低反射层或含氟多孔低反射层。含氟低反射层为包含氟树脂的低反射层。多孔低反射层为各自具有多孔结构的低反射层,并且包含例如多孔粒子(诸如多孔二氧化硅粒子)和中空粒子(诸如中空二氧化硅粒子)中的至少一种。含氟多孔低反射层为包含氟树脂的低反射层,并且各自具有用多孔粒子等形成的多孔结构。
鉴于通过湿法生产具有优良的均匀性的低反射层14a和14b这一事实,低反射层14a和14b中的每个的厚度优选等于或大于被设计成减少反射的入射光的波长λ。为了减少外部光的反射,另一方面,低反射层14a和14b中的每个的厚度优选是λ/(4·n)(λ:被设计成减少反射的入射光的波长,n:低反射层14a和14b中的每个的折射率)。可以使空气与低反射层14a之间的反射光,以及低反射层14a与吸光单元12之间的反射光相互干扰,并且最终相互抵消,在中间存在半波长差(空气中的λ/2)。因此,实现最佳的反射减少条件。此外,可以使空气与低反射层14b之间的反射光,以及低反射层14b与密封部分32之间的反射光相互干扰,并且最终相互抵消,在中间存在半波长差(空气中的λ/2)。因此,实现最佳的反射减少条件。被设计成减少反射的光的波段为可见光的波段。这里,可见光的波段为360nm至830nm的波段。
(电路板)
如图2中所示,电路板11包括衬底21、提供在衬底21的表面上的布线层22、提供在布线层22的表面上的平坦化膜23,以及提供在平坦化膜23的表面上的驱动集成电路(IC)24。
树脂衬底或玻璃衬底例如可以被用作衬底21。树脂衬底材料的实例包括聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、甲基丙烯酸树脂、尼龙、聚缩醛、氟树脂、酚醛树脂、聚氨基甲酸乙酯、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、三聚氰胺树脂、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺亚胺和甲基丙烯酸甲酯(共)聚合物。玻璃衬底材料的实例包括钠钙玻璃、铅玻璃、硬玻璃、石英玻璃、液晶玻璃和环氧玻璃。
布线层22包括提供在衬底21的表面上的导线。通过这个导线,驱动IC 24连接到在图中未图示的驱动IC。驱动IC 24由来自驱动IC的控制信号控制。平坦化膜23为用于平坦化在上面提供布线层22的衬底21的表面的膜。
提供驱动IC 24以对应于发光单元13,并且一个驱动IC 24和一个发光单元13形成一组。驱动IC 24被吸光单元12所覆盖。发光单元13的照明操作等由驱动IC 24控制。
[1.2大屏幕显示设备]
如图3中所示,根据本技术的第一实施方案的大屏幕显示设备1包括根据上述第一实施方案的显示设备(显示单元)10。这种大屏幕显示设备1为如同瓦块一样通过二维布置显示设备10而生产的拼接显示器。尽管图3示出大屏幕显示设备1用九个显示设备10形成的实例,但是形成大屏幕显示设备1的显示设备10的数量不限于这个实例,并且大屏幕显示设备1可以用几十或几百个显示设备10形成。
[1.3显示设备的显示表面的功能]
现在参看图4A和图4B,描述具有上述结构的显示设备10的显示表面10s的功能。
图4A示出作为比较实例的大屏幕显示设备201用显示设备210形成的实例。如图5中所示,这些显示设备210中的每个与根据第一实施方案的显示设备10(参见图2)相同,除了代替具有细波纹表面12s的吸光单元(哑光黑色层)12来使用具有平整表面212s的吸光单元(光泽黑色层)212。即,代替用吸光单元12和发光单元13的表面形成的显示表面10s来使用用吸光单元212和发光单元13的表面形成的显示表面210s。同时,图4B示出大屏幕显示设备1用根据本技术的第一实施方案的显示设备10形成的实例。这些显示设备10中的每个包括具有细波纹表面12s的吸光单元(哑光黑色层)12,如图2中所示。
如图4A中所示,在作为比较实例的每个显示设备210中,当来自光源151(诸如太阳)的外部光153进入吸光单元212的平整表面212s时,外部光153的部分被吸光单元12所吸收,并且外部光153的剩余的光被平整表面212s的平整表面镜面反射。
大屏幕显示设备201的显示表面201s优选是平整表面,但是当布置显示设备210时,显示表面201s可能相对于定位精度稍微弯曲。如果有这样的弯曲,则光被吸光单元212的平整表面212s镜面反射的方向在形成大屏幕显示设备201的各自的显示设备210之中变化。如果有这样的变化,则形成大屏幕显示设备201的各自的显示设备210对用户152来说看起来不同。
同时,如图4B中所示,在根据第一实施方案的每个显示设备10中,当来自光源151(诸如太阳)的外部光153进入吸光单元12的细波纹表面12s时,外部光153的部分被吸光单元12所吸收,但外部光153的剩余的光被吸光单元12的细波纹表面12s漫反射。由此,在每个方向上的反射光具有几乎相同的亮度。因此,即使在显示表面1s是稍微弯曲的情况下,形成大屏幕显示设备1的各自的显示设备10对用户152来说看起来几乎相同。
[1.4制造显示设备的方法]
现在参看图6A至图6D,以及图7A和图7B,描述制造根据本技术的第一实施方案的显示设备的示例性方法。
(布线层形成过程)
首先,如图6A中所示,将布线层22形成在衬底21的表面上。
(平坦化膜形成过程)
如图6B中所示,然后将平坦化膜23形成在布线层22的表面上。
(形成发光元件和驱动IC的过程)
如图6C中所示,将发光元件31和驱动IC 24形成在平坦化膜23的表面上的预定位置。
(形成吸光单元的过程)
例如,然后通过印刷技术将由用于形成吸光单元的树脂组合物制成的矩阵状涂膜形成在平坦化膜23的表面上。例如,印刷技术可以是喷墨印刷、胶版印刷或丝网印刷。用于形成吸光单元的树脂组合物为包含黑色粒子(诸如碳黑)的树脂组合物。这种树脂组合物包含选自由以下组成的组的一种或多种组合物:气凝性树脂组合物、能量束固化树脂组合物和热固性树脂组合物。
这里,能量束固化树脂组合物意指可以通过能量束的照射硬化的树脂组合物。能量束为可以触发自由基、阳离子,或阴离子聚合反应的能量束,诸如电子束、紫外线、红外线、激光束、可见光线、电离辐射(诸如X射线、α射线、β射线和γ射线)、微波和高频波。通过紫外线硬化的紫外线固化树脂组合物优选被用作能量束固化树脂组合物。气凝树脂意指可以通过自然干燥硬化的树脂组合物。
在用于形成吸光单元的树脂组合物包含溶剂的情况下,干燥涂膜,以使溶剂蒸发。在用于形成吸光单元的树脂组合物为气凝性树脂组合物的情况下,在这个过程中硬化涂膜,并且将具有开口12a的吸光单元12形成在平坦化膜23的表面上,如图6D中所示。
在用于形成低反射层的树脂组合物包含能量束固化树脂组合物和热固性树脂组合物中的至少一种的情况下,涂膜受到能量束照射或加热处理,使得硬化涂膜。由此,将具有开口12a的吸光单元12形成在平坦化膜23的表面上,如图6D中所示。
例如,用于将细波纹表面12s形成在吸光单元12的表面上的方法可以是预先将细粒提供在用于形成吸光单元的树脂组合物中,并且使细粒的表面从吸光单元12的表面突出的方法、通过成型将凹槽转移到用于形成吸光单元的树脂组合物上的方法,或通过喷沙将凹槽形成在吸光单元12的表面中的方法。
(密封部分形成过程)
在将密封材料涂覆到开口12a之后,通过能量束照射或加热处理来硬化密封材料。因此,将密封部分32形成在开口12a中,如图7A中所示。关于涂覆密封材料的方法,可能使用例如喷墨印刷、胶版印刷、丝网印刷、点胶机或喷射点胶机。关于密封材料,可以使用选自由能量束固化树脂组合物和热固性树脂组合物组成的组的一种或多种材料,并且鉴于耐热性等,硅酮树脂(诸如改性硅酮)是优选的。
(低反射层形成过程)
然后,几乎均匀地沿着吸光单元12的细波纹表面12s和密封部分32的上表面涂覆用于形成低反射层的树脂组合物,使得形成涂膜。这里可以使用的涂布法为旋涂法、喷涂法、狭缝涂布法、辊涂法、浸涂法、口模式涂布法、凹版涂布法、刮刀涂布法、光阻涂布法、毛细管涂布法等。在喷涂法被用作涂布法的情况下,可以用非接触方式涂覆树脂组合物,因此,可以执行不依赖于显示表面10s中的凹槽的形状的连续涂布。此外,可以减少在涂覆时将树脂组合物分散到环境空气中,并且可以形成厚度具有优良的均匀性的低反射层14a和14b。在喷涂法被用作涂布法的情况下,可以将涂膜同时形成在吸光单元12和密封部分32的表面上。
在喷涂法被用作涂布法的情况下,通过将氟基树脂稀释至约0.5%来制备涂层材料。以所涂覆的材料的厚度在湿状态(干燥前)变为约20μm的方式涂覆所制备的涂层材料。以这种方式,硬化后的膜厚度可以变为约100nm。
用于形成低反射层的树脂组合物为包含选自由以下组成的组的一种或多种材料的树脂组合物:含氟化合物(在下文中被称为“氟基化合物”)、多孔粒子和中空粒子。这种树脂组合物包含选自由以下组成的组的一种或多种组合物:气凝性树脂组合物、能量束固化树脂组合物和热固性树脂组合物。
在树脂组合物包含溶剂的情况下,必要时干燥涂膜,以使溶剂蒸发。在用于形成低反射层的树脂组合物为气凝性树脂组合物的情况下,在这个过程中硬化涂膜,并且将低反射层14a和14b分别形成在吸光单元12和密封部分32的表面上,如图7B中所示。
在用于形成低反射层的树脂组合物包含能量束固化树脂组合物和热固性树脂组合物中的至少一种的情况下,涂膜受到能量束照射或加热处理,使得硬化涂膜。由此,将低反射层14a和14b分别形成在吸光单元12和密封部分32的表面上,如图7B中所示。
以上述方式,获得预期的显示设备10。
[效果]
在第一实施方案中,发光单元13中的每个被吸光单元12围绕。因此,对比度可以提高。此外,低反射层14a形成在每个显示设备10的吸光单元12的细波纹表面12s上。因此,外部光在细波纹表面12s上的漫反射可以减少。此外,低反射层14b形成在每个显示设备10的发光单元13的上表面上。因此,发光单元13的上表面上的外部光反射可以减少。
发光元件31被提供在开口12a中,并且密封部分32密封开口12a中的发光元件31。因此,不需要在电路板11的表面与吸光单元12之间的整个界面上形成密封层。因此,显示设备10可以变得更薄。
<2.第二实施方案>
[2.1显示设备的结构]
如图8中所示,根据本技术的第二实施方案的显示设备70与根据第一实施方案的显示设备10的不同之处在于包括具有两层结构的吸光单元41。吸光单元41包括具有平整表面42s的吸光层42,以及提供在平整表面42s上的扩散层(成形层)43。此外,密封部分32的上表面可以覆盖开口12a的边缘。
吸光层42与第一实施方案的吸光单元12相同,除了包括平整表面42s,而不是细波纹表面12s。
扩散层43具有使光扩散的细波纹表面41s。扩散层43包含细粒和树脂材料。细波纹表面41s用细粒形成。更具体来说,通过使细粒的表面从扩散层43的表面部分突出来形成细波纹表面。沿着扩散层43的细波纹表面41s和密封部分32的上表面形成低反射层14。关于细粒,可以使用与在上述第一实施方案的吸光单元12中所包含的那些细粒相同的细粒。
[2.3制造显示设备的方法]
制造根据本技术的第二实施方案的显示设备的方法与根据第一实施方案的上述方法是相同的,直到形成吸光层的过程。因此,下文仅将参照图9A至图9C来描述过程。
(密封部分形成过程)
首先,将密封材料涂覆到开口12a。密封材料被涂覆使得密封材料的上表面覆盖开口12a的边缘。然后,所涂覆的密封材料受到能量束照射或加热处理,并且被硬化。因此,将密封部分32形成在开口12a中,如图9A中所示。
(扩散层形成过程)
树脂组合物和细粒,以及必要时溶剂被混合以制备具有分散在其中的细粒的涂层材料。此时,必要时可以进一步添加添加剂,诸如光稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、阻燃剂或抗氧化剂。树脂组合物包含能量束固化树脂组合物和热固性树脂组合物中的至少一种。然后,例如通过印刷技术将由所制备的涂层材料制成的矩阵状涂膜形成在吸光层42上。
在树脂组合物包含溶剂的情况下,必要时干燥树脂组合物,以使溶剂蒸发。干燥条件没有特别的限制,并且可以是自然干燥,或使用调整的干燥温度和调整的干燥时间的人工干燥。然而,在干燥时空气被吹到涂层材料的表面上的情况下,优选不在涂膜的表面中形成风成波纹。干燥温度和干燥时间可以由涂层材料中所包含的溶剂的沸点适当地确定。在这种情况下,优选在衬底21不会由于热收缩而变形的这样的范围内确定干燥温度和干燥时间,其中衬底21的耐热性被考虑在内。
然后,所涂覆的密封材料受到能量束照射或加热处理,并且被硬化。因此,将扩散层43形成在吸光层42的平整表面42s上,如图9B中所示。
(低反射层形成过程)
然后,几乎均匀地沿着扩散层43的细波纹表面41s和密封部分32的上表面涂覆用于形成低反射层的树脂组合物,使得形成涂膜。然后,对涂膜执行能量束照射或加热处理,使得硬化涂膜。因此,沿着扩散层43的细波纹表面41s和密封部分32的上表面形成低反射层14,如图9C中所示。
以上述方式,获得预期的显示设备10。
<3.第三实施方案>
[3.1概述]
在显示设备或显示面板中,如果有屏幕中的光学特性的变化,则显示变得不均匀。这是因为结构变化是在过程中在每个像素单元显微镜下造成的。很难避免这种变化。特别是,各像素间的光分布特性各不相同的问题是一个严重的问题。为了实现从每个方向看起来均匀的屏幕,需要在整个显示屏上以高精度在各自的像素单元获得均匀的光分布特性。在生产各种类型的显示设备(诸如液晶类型和有机EL类型)时,预期面内均匀性。然而,当不仅从垂直方向而且从每个方向看时,很难实现完整的均匀性。据认为,光学性质发生变化,主要是由于在材料和过程中的面内均匀性的限制。即使在通过布置数以百万计的微小的LED作为个别像素结构而形成的LED显示设备中,也有与上述相同的问题,这主要是由于各自的LED的光分布特性和LED安装过程中的变化。为了允许对过程的那些限制,需要一种用于稳定面板结构中的光分布的新颖的光分布控制结构,以及一种用于提高这些显示设备的产量的方法。
在LCD、有机EL或LED被布置为像素的显示设备中,如果像素的形状仅略有变化,则在内部光径中引起变化,并且,因此在光提取时的光分布特性显著变化。光分布特性的这种变化直接导致显示设备中的面内变化,从而导致显示设备的屏幕不均匀的严重问题,以及在大规模生产时产量低的问题。鉴于此,第三实施方案涉及一种技术,其通过提供稳定显示设备中的光分布的光分布控制结构以断绝在像素中发生变化的光分布特性与导致变化的预处理之间的关系,来确保显示设备中的面内均匀性作为显示设备的面内光分布特性。
[3.2显示设备的结构]
如图13A中所示,根据第三实施方案的显示设备50包括电路板51、发光单元52和盖玻璃53。发光单元52以规则的间隔被二维布置在电路板51的表面上。盖玻璃53被定位成朝向电路板51,并且覆盖发光单元52。下面将逐一描述这些组件。
(电路板)
电路板51与上述第一实施方案的电路板51相同。
(发光单元)
发光单元52各自包括发光元件61、光反射层62、光扩散层63和中空部分64。发光元件61与上述第一实施方案的每个发光元件31相同。提供光反射层62以围绕发光元件61。光反射层62反射从发光元件61发出的光。中空部分64为被电路板51、光反射层62和盖玻璃53封闭的中空空间。填充中空部分64的气态物质可以是例如空气或预定的气体。
光扩散层63提供在朝向电路板51的盖玻璃53的两个主表面的主表面上。光扩散层63具有使从发光元件61发出的光或由光反射层62反射的光扩散的功能。光扩散层63具有光扩散透射结构。
例如,通过处理盖玻璃53的表面来形成光扩散层63。具有这种结构的盖玻璃53可以用加工玻璃(诸如不透明玻璃、酸蚀毛玻璃、毛玻璃、非织造玻璃或乳色玻璃)形成。处理这种玻璃的方法的实例包括在高速下将硬粒(诸如砂)吹到玻璃表面上的喷沙技术,以及涉及使用酸进行玻璃的熔融的蚀刻技术。光扩散特性可以通过调整玻璃加工中的工艺量(诸如速度和时间)来控制。
当从z轴方向看显示设备50时,光扩散层63优选覆盖发光元件61。更具体来说,在发光元件61的一侧的大小是约10μm至几百μm的情况下,光扩散层63的一侧的大小优选等于或大于约10μm至几百μm。光扩散层63不一定具有很大的厚度,并且可以是例如约5μm的非常薄的层。
上文提到的加工玻璃的表面具有细波纹结构,并且其微观结构可以被视为细粒。当从垂直于表面的方向观察玻璃表面时,二维粒度或粒子之间的间隔例如在几μm至几十μm的范围内。此外,深度在几百nm至几μm的范围内。通常,随着粒度或间隔变得越小,并且深度变得越大,透射光的线性透射分量趋于变得更弱,并且扩散分量趋于变得更强。
此外,例如,光扩散层63可以形成在盖玻璃53的表面上。形成光扩散层63的方法的实例包括通过搅拌充当黏合剂的透明树脂材料中的细粒来制备涂层材料,以及将涂层材料涂覆到盖玻璃53的表面上并进行硬化的方法。
[3.3形成光扩散层的方法]
现在详细地描述将光扩散层63形成在盖玻璃53的表面上的示例性方法。首先,通过搅拌充当黏合剂的透明树脂材料中的细粒来制备涂层材料。在搅拌中,优选使用可以在短时间内有效地搅拌涂层材料的搅拌设备,只有细粒的很小的聚合体。例如,这种搅拌设备可以是自旋转型的离心搅拌机。优选用砂磨机或三辊轧机研磨搅拌的涂层材料。这是因为,即使在由于搅拌而形成细粒的很小的聚合体的情况下,粉碎聚合体,并且可以获得均匀的浆料,同时保持所需的密度。
当调整细粒与黏合剂的比率和/或光扩散层63的厚度时,可以控制光扩散层63的光扩散功能。例如,黏合剂可以是双组分热固性硅酮树脂。例如,细粒的材料的实例包括三聚氰胺、二氧化硅、氧化铝和氧化钛。例如,这里使用的细粒具有保持在几百nm至几μm的范围内的一定粒度。
然后,将制备的涂层材料涂覆到盖玻璃53的表面上,使得形成涂膜。例如,这里使用的涂布法可以是点胶涂布,或印刷工艺(诸如丝网印刷)。例如,可以通过设置印刷工艺的控制参数来调整光扩散层63的厚度。例如,在丝网印刷中,可以选择板网尺寸和开口率,使得涂层厚度可以稳定地保持在5μm或30μm。
然后,硬化盖玻璃53的表面上的涂膜。根据在涂层材料中所包含的透明树脂材料的类型来选择硬化方法。在透明树脂材料为热固性树脂的情况下,例如,可以通过在几百摄氏度下烧制几个小时来硬化涂膜。
[3.4效果]
可以在用具有光扩散层63的盖玻璃53覆盖发光元件61之前和之后通过像素发光测量光分布特性,确保通过使用光扩散层63所实现的效果(参见图15A和图15B)。同时,获得在平行光入射时的发射光分布(透射散射特性双向透射分布函数(BTDF),参见图16A和图16B)作为具有光扩散层63的盖玻璃53的基本评估。以这种方式,通过使用已经获得的像素光分布(在用具有光扩散层63的盖玻璃53覆盖之前的光分布特性,参见图15A),可以预测并以高精度计算在用具有光扩散层63的盖玻璃53覆盖之后的光分布特性(参见图15B)。这个BTDF随着细粒的密度而变化,因此,实施在设置最小必要密度时极重要的反算法。因此,当比较在以一定的角度θ扩散之前和之后的图15A和图15B中的光分布远场图形(FFP)时,可以如图17中所示表示在具有预定细粒密度的光扩散层63中透射之前和之后的光分布变化关系。即,梯度被称为光分布控制灵敏度,并且低于“1”的值证明光分布变化受到抑制。这同样适用于图18A和图18B中所示的光分布FFP。在图18A和图18B中,假设在水平不对称的光分布FFP情况下,两种类型的水平反转的光分布变化被示出为实例。当使用具有光扩散层63的盖玻璃53时,对称性提高,并且变化可以减少。此外,在通过制造过程等使光分布在水平方向上受干扰的情况下,可以通过另外使用光扩散层63来校正变化。
在根据第三实施方案的显示设备50中,当光扩散层63被提供在发光元件61上时,光分布变化可以被抑制。因此,大规模生产过程中的产量可以提高。此外,显示设备50的成本可以降低。
[3.5修改]
现在参看图13B至图14C,描述根据上述第三实施方案的修改的显示设备50的示例性结构。
如图13B中所示,在显示设备50中,可以沿着朝向电路板51的盖玻璃53的两个主表面的几乎整个主表面提供光扩散层63。使用这种结构,显示设备50的量产可行性可以增加。
如图13C中所示,显示设备50可以进一步包括光扩散层65,其填充被电路板51、光反射层62和盖玻璃53封闭的中空空间。在这种结构中,发光元件61的整个暴露部分被光扩散层65直接封闭。在这种情况下,可以省略图13A中所示的光扩散层63。
如图13D中所示,显示设备50可以进一步包括由被电路板51、光反射层62和盖玻璃53封闭的中空空间中的透明树脂材料制成的密封部分66。
如图14A中所示,显示设备50可以进一步包括光扩散层67,其覆盖发光元件61的整个暴露部分。如图14B中所示,显示设备50可以进一步包括光扩散层67,其覆盖发光元件61的整个暴露部分的一部分,诸如发光元件61的上表面。
如图14C中所示,显示设备50可以进一步包括在盖玻璃53与光扩散层63之间的黑色矩阵68。黑色矩阵68具有开口68a,并且当从z轴方向看时,每个开口68a被提供在每个相应的发光元件61上。黑色矩阵68很薄,例如,具有约1μm的厚度。因此,黑色矩阵68可以通过印刷工艺容易地形成在盖玻璃的表面上,并且不会带来显示设备50的结构的显著的变化。
<4.第四实施方案>
根据本技术的第四实施方案的电子装置包括根据第一实施方案的显示设备10、根据第二实施方案的显示设备70、根据第三实施方案的显示设备50,或根据第三实施方案的修改的显示设备50。下文将描述根据本技术的第四实施方案的电子装置。
图10A是作为电子装置的电视装置的实例的外部视图。电视装置111包括外壳112,以及容纳在这个外壳112中的显示设备113。这里,显示设备113为根据第一实施方案的显示设备10、根据第二实施方案的显示设备70、根据第三实施方案的显示设备50,或根据第三实施方案的修改的显示设备50。
图10B是作为电子装置的笔记本大小的个人计算机的实例的外部视图。笔记本大小的个人计算机121包括计算机主机架122和显示设备125。计算机主机架122和显示设备125分别容纳在外壳123和外壳124中。这里,显示设备125为根据第一实施方案的显示设备10、根据第二实施方案的显示设备70、根据第三实施方案的显示设备50,或根据第三实施方案的修改的显示设备50。
[实例]
在下面的描述中,将通过参考实例具体描述本技术,但本技术不限于参考实例。
将以下面所示的顺序说明参考实例。
I.密封部分表面上的镜面反射的减少
II.吸光层表面上的镜面反射和漫反射的减少
<I.密封部分表面上的镜面反射的减少>
以如下所述的模拟的方式检查通过将低反射层形成在具有与玻璃相同的折射率的密封部分的弯曲表面(部分球面)上所实现的反射率减少的效果。
(参考实例1)
首先,制备具有平整表面的玻璃衬底。在通过喷涂法将低反射涂层形成在玻璃衬底的一个主表面(平整表面)上之后,执行自然干燥,并且形成低反射层。氟树脂(商品名:DS-5305C,由HARVES,Co.,Ltd.制造)被用作低反射涂层的材料。然后,将吸光层形成在玻璃衬底的另一个主表面(从在上面形成低反射层的表面的相对侧的表面)上。以上述方式,获得预期的样品。
(参考实例2)
与参考实例1的玻璃衬底相同的玻璃衬底被制备为样品。
(参考实例3)
通过模拟计算在将低反射层(具有折射率n为1.4并且厚度为95nm)形成在玻璃衬底的表面上时的反射光谱。
(反射光谱的评估)
接着,用分光光度计(商品名:U-4100,由Hitachi High-TechnologiesCorporation制造)测量在相对于以上述方式获得的样品的表面成5度的入射角下的反射率(参见图11A)。在图11B中示出测量结果。
如从图11B可以看出,从实际制造样品获得的实际测量值(参考实例1)与通过模拟获得的理论值(参考实例3)大体上相同,并且正如预期的实现反射率减少的效果。
在将低反射层形成在具有与玻璃相同的折射率的密封部分的弯曲表面(例如,部分球面)上的情况下,可以预期与在将低反射层形成在玻璃衬底的平整表面上的情况下相同的效果。
<II.吸光层表面上的镜面反射和漫反射的减少>
以如下所述的模拟的方式检查通过将低反射层形成在吸光层的细波纹表面上所实现的反射率减少的效果。
(参考实例4)
首先,制备具有平整表面的玻璃衬底。然后,将表面黑色形成在这个玻璃衬底的一个主表面(平整表面)上。在通过喷涂法将低反射涂层形成在表面黑色的表面上之后,执行自然干燥,并且形成低反射层。氟树脂(商品名:DS-5305C,由HARVES,Co.,Ltd.制造)被用作低反射涂层的材料。然后,将吸光层形成在玻璃衬底的另一个主表面(从在上面形成低反射层的表面的相对侧的表面)上。以上述方式,获得预期的样品。
(反射光强度的角度依赖性的评估)
用光度计(GENESIA测角/远场分析器)测量以上述方式获得的样品的低反射层侧上的反射光强度的角度依赖性(参见图12A)。
在图12B中示出测量结果。激光(商品名:GLM-A2(λ=532nm),由Kochi ToyonakaGiken,Co.,Ltd.制造)被用作光源,并且相对于样品的表面的入射角被设置为35度。
如从图11B可以看出,镜面反射可能被抑制,而漫反射被保持。
尽管到目前为止已具体描述本技术的实施方案,但是本技术不限于上述实施方案,并且可以对其进行基于本技术的技术理念的各种变化。
例如,在上述实施方案中提到的结构、方法、过程、形状、材料、数值等仅为实例,并且在必要时可以使用与上面提到的不同的结构、方法、过程、形状、材料、数值等。
此外,在不脱离本技术的范围的情况下,可以适当组合在上述实施方案中提到的结构、方法、过程、形状、材料、数值等。
在上述实施方案中描述的示例性结构中,用密封部分密封发光元件,并且将低反射层提供在密封部分的表面上。然而,本技术不限于那些实例。密封部分的形成可以被跳过,并且低反射层可以直接形成在发光元件的表面上。即,可能使用以下结构:发光单元不是用密封部分密封而是用暴露的发光元件形成,并且低反射层直接形成在暴露的发光元件的表面上。
此外,在上述实施方案中描述的实例中,发光元件为LED。然而,发光元件不一定是LED,并且有机电致发光元件或无机电致发光元件等可以被用作发光元件。
本技术也可以用下面描述的结构来实施。
(1)
一种显示设备,包括:
多个发光单元;
吸光单元,其围绕所述发光单元中的每个;以及
低反射层,其设置在所述发光单元的表面和所述吸光单元的表面上,
其中
所述吸光单元的所述表面是使光扩散的波纹表面,以及
所述低反射层沿着所述波纹表面形成。
(2)
根据(1)所述的显示设备,其中所述发光单元各自包括发光元件,以及密封所述发光元件的密封部分。
(3)
根据(2)所述的显示设备,其中所述密封部分具有平整表面、波纹表面或弯曲表面。
(4)
根据(2)所述的显示设备,其中
所述密封部分具有凸形或凹形弯曲表面,以及
所述低反射层被沿着所述弯曲表面形成。
(5)
根据(2)所述的显示设备,其中所述发光元件为发光二极管或电致发光元件。
(6)
根据(2)至(5)中任一项所述的显示设备,其中
所述吸光单元具有多个开口,以及
所述发光元件设置在所述开口中。
(7)
根据(2)至(6)中任一项所述的显示设备,其中所述密封部分包含具有透明度或漫透射特性的几乎透明材料。
(8)
根据(1)所述的显示设备,其中所述发光单元各自包括暴露的发光元件。
(9)
根据(1)至(8)中任一项所述的显示设备,其中所述波纹表面用多个细粒形成。
(10)
根据(1)至(9)中任一项所述的显示设备,其中所述吸光单元包括吸光层和成形层,所述成形层设置在所述吸光层的表面上并且具有所述波纹表面。
(11)
根据(1)至(10)中任一项所述的显示设备,其中所述低反射层包含选自由以下组成的组的一种或多种材料:氟树脂、多孔粒子和中空粒子。
(12)
根据(1)至(11)中任一项所述的显示设备,其中所述低反射层具有等于或大于被设计成减少反射的光的波长的厚度。
(13)
根据(1)至(11)中任一项所述的显示设备,其中所述低反射层具有约λ/(4·n)的厚度(λ为被设计成减少反射的光的波长,n为所述低反射层的折射率)。
(14)
根据(1)至(13)中任一项所述的显示设备,其中所述发光单元和所述吸光单元具有凹槽。
(15)
一种显示设备,包括:
被二维布置的多个显示单元,
所述显示单元中的每个包括:
多个发光单元;
吸光单元,其围绕所述发光单元中的每个;以及
低反射层,其被提供在所述发光单元的表面和所述吸光单元的表面上,
其中
所述吸光单元的所述表面是使光扩散的波纹表面,以及
所述低反射层被沿着所述波纹表面形成。
(16)
一种电子装置,包括:
显示设备,包括:
多个发光单元;
吸光单元,其围绕所述发光单元中的每个;以及
低反射层,其被提供在所述发光单元的表面和所述吸光单元的表面上,
其中
所述吸光单元的所述表面是使光扩散的波纹表面,以及
所述低反射层被沿着所述波纹表面形成。
本技术也可以用下面描述的结构来实施。
(1)一种显示设备,包括:
多个发光元件,
其中光扩散结构设置在所述发光元件附近。
(2)根据(1)所述的显示设备,其中所述光扩散结构的光扩散特性在于光学透射。
(3)根据(1)或(2)所述的显示设备,其中所述光扩散结构直接设置在所述发光元件的表面上。
(4)根据(1)或(2)所述的显示设备,进一步包括:
盖玻璃,
其中所述光扩散结构设置在所述盖玻璃的表面上。
(5)根据(4)所述的显示设备,其中所述盖玻璃用不透明玻璃、酸蚀毛玻璃、毛玻璃、非织造玻璃或乳色玻璃形成。
(6)根据(4)或(5)所述的显示设备,其中光扩散特性是通过调整所述盖玻璃的加工数量来控制。
(7)根据(1)所述的显示设备,其中所述光扩散结构为包含黏合剂和多个细粒的光扩散层。
(8)根据(7)所述的显示设备,其中光扩散特性是通过调整在所述光扩散层中所包含的所述细粒的数量来控制。
(9)根据(7)或(8)所述的显示设备,其中
所述黏合剂包含硅酮树脂,以及
所述细粒包括包含三聚氰胺、二氧化硅、氧化铝或氧化钛的细粒。
(10)根据(4)至(6)中任一项所述的显示设备,其中使用所需的灵敏度,通过调整所述盖玻璃的所述加工数量,可以使扩散后的光分布变化与扩散前的光分布变化的相对比限制在小于1的值。
(11)根据(7)至(9)中任一项所述的显示设备,其中使用所需的灵敏度,通过调整在所述光扩散层中所包含的所述细粒的所述数量,可以使扩散后的光分布变化与扩散前的光分布变化的相对比限制在小于1的值。
(12)一种显示设备,包括:
被二维布置的多个显示单元,
所述显示单元中的每个包括:
多个发光元件,
其中光扩散结构设置在所述发光元件附近。
(13)
一种电子装置,包括:
显示设备,其包括多个发光元件,
其中光扩散结构设置在所述发光元件附近。
参考符号列表
1 大屏幕显示设备
10、50 显示设备
11、51 电路板
12 吸光单元
12a、68a 开口
13、52 发光单元
13、13a、13b 低反射层
21 衬底
22 布线层
23 平坦化膜
24 驱动IC
31、61 发光元件
32、66 密封部分
41 吸光单元
42 吸光层
43、63、65、67 扩散层
53 盖玻璃
62 光反射层
64 中空部分
68 黑色矩阵

Claims (16)

1.一种显示设备,包含:
多个发光单元;
吸光单元,其围绕所述发光单元中的每个;以及
低反射层,其设置在所述发光单元的表面和所述吸光单元的表面上,
其中
所述吸光单元的所述表面是被配置成使光扩散的波纹表面,以及
所述低反射层沿着所述波纹表面形成。
2.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述发光单元各自包括发光元件,以及被配置成密封所述发光元件的密封部分。
3.根据权利要求2所述的显示设备,其中所述密封部分具有平整表面、波纹表面和弯曲表面中的一个。
4.根据权利要求2所述的显示设备,其中
所述密封部分具有凸形弯曲表面和凹形弯曲表面中的一个,以及
所述低反射层沿着所述弯曲表面形成。
5.根据权利要求2所述的显示设备,其中所述发光元件为发光二极管和电致发光元件中的一个。
6.根据权利要求2所述的显示设备,其中
所述吸光单元具有多个开口,以及
所述发光元件设置在所述开口中。
7.根据权利要求2所述的显示设备,其中所述密封部分包含具有透明度或漫透射特性的几乎透明材料。
8.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述发光单元各自包括暴露的发光元件。
9.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述波纹表面用多个细粒形成。
10.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述吸光单元包括吸光层和成形层,所述成形层设置在所述吸光层的表面上并且具有所述波纹表面。
11.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述低反射层包含选自由以下组成的组的至少一种材料:氟树脂、多孔粒子和中空粒子。
12.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述低反射层具有等于或大于被设计成减少反射的光的波长的厚度。
13.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述低反射层具有约λ/(4·n) 的厚度, λ为被设计成减少反射的光的波长,n为所述低反射层的折射率。
14.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述发光单元和所述吸光单元具有凹槽。
15.一种显示设备,包含:
二维布置的多个显示单元,
所述显示单元中的每个包括:
多个发光单元;
吸光单元,其围绕所述发光单元中的每个;以及
低反射层,其设置在所述发光单元的表面和所述吸光单元的表面上,
其中
所述吸光单元的所述表面是被配置成使光扩散的波纹表面,以及
所述低反射层沿着所述波纹表面形成。
16.一种电子装置,包含:
显示设备,包括:
多个发光单元;
吸光单元,其围绕所述发光单元中的每个;以及
低反射层,其设置在所述发光单元的表面和所述吸光单元的表面上,
其中
所述吸光单元的所述表面是被配置成使光扩散的波纹表面,以及
所述低反射层沿着所述波纹表面形成。
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