CN106530975B - 一种基于数字式白光的透射式光纤电视 - Google Patents

Abstract

一种基于数字式白光的透射式光纤电视，属于显示技术领域。包括数字白色光源、蓝色镀膜液、绿色镀膜液、红色镀膜液、光纤层、光纤层入光面减反射层、表面成像层。相比现有显示技术的电视或显示器具有更节能和色域更宽的特点。可以广泛应用于家庭、会议室、办公场所等场所，有非常广泛的用途。优点在于，相较于现有的LCD液晶显示技术、OLED显示技术、LED显示技术不仅可以获得更高的色域、更高的亮度，而且可以是实现无边框、任意曲率内圆球面或外圆球面显示、任意曲率弧面显示、浮雕面显示等多种多样的人性化显示方式，尤其是相较于现有的显示方式可以节能30％以上。

Description

一种基于数字式白光的透射式光纤电视

技术领域

本发明属于显示技术领域，特别提供一种基于数字式白光的透射式光纤电视(或显示器)，可以广泛应用于家庭、会议室、办公场所等场所，有非常广泛的用途。

背景技术

现有的显示技术包括CRT显示技术、PDP显示技术、LCD显示技术、OLED显示技术、LED显示技术(包括PLED)、DLP显示技术、QLED显示技术、激光荧光体显示技术，其中CRT显示技术、PDP显示技术已经淘汰，其它几种技术各有各适合的应用场所。

从显示色域的角度看，同比彩色打印或印刷技术，现有的显示技术都相形见绌，主要原因是在低灰度等级之下，RGB三基色光难以合成比如真实的橘黄等颜色。相比七基色的自然光，现有显示技术涵盖的自然光的色域仍不足50％，比如：N制色域可以涵盖自然光色域的三分之一，而LCD液晶电视仅能达到N制色域的百分之七十多。多基色混合才能产生广色域，四基色的电视或显示器的色域肯定比三基色的要好，彩印技术常用的是混色之后的青色、品红、橘黄组合，其表现出的色域相较于现有显示器的三基色色域要宽很多，色彩也更逼真。

从节能减排的角度看，LED显示技术因低亮度发光会出现闪烁和灰度等级降低并无法显示出更多的色彩而只能采用高亮度，所以LED是最耗能的显示技术，通常每平米的功耗在600～1000W；其次是靠等离子激发荧光粉发光的PDP显示技术，再次是多层透射的LCD显示技术、DLP显示技术、OLED显示技术、QLED显示技术,即使是介于其中的LCD液晶电视，其光源利用率也仅有5％多一点，每平方米的功耗也需要150多瓦。单层透射相较于多次透射的光利用率会更高，当然也会更节能，反射式相较于透射式光利用率更是会大大提高，反射式相较于透射式会更节能。LED灯作为光源有很高的发光效率，应用于显示屏，在高亮度下同样具有较高的光电转化效率，LED显示屏的灰度等级、色域与LED的亮度密切关联。LED显示屏在低亮度下无法实现高灰度等级、高色域，降低LED显示屏的亮度是以牺牲LED显示屏的灰度等级和色域(或颜色数)为代价的，低亮度的LED显示屏会出现莫尔条纹、LED灯闪烁、颜色偏红、色域狭窄等缺陷，而高亮度的LED显示屏应用于室内又会造成炫光效应，人眼观看几十分钟就会产生不适感，所以，LED显示屏不适合应用于亮度较低的室内环境。不是LED灯不节能，而是高亮度的LED灯耗能大，但为了满足色域要求，应用于显示屏又不得不采用高亮度。为了使LED显示屏适应室内要求又不降低色域，现在通用的办法或是在LED显示屏之上贴黑膜、或是采用黑灯罩的灯，这两种办法等于是将LED灯的亮度开到最高但又怕LED灯太亮而在LED灯的外面又增加了黑膜，其办法是以增加LED显示屏的耗能而换取LED显示屏的高色域、高对比度并克服LED显示屏在低亮度下的LED灯闪烁和避免出现莫尔条纹，所以，LED显示屏在室内环境下使用时是高耗能产品而并不是节能产品。

从健康护眼的角度看，LED的高亮眩光、低亮闪烁和色彩失真显然是不适合作为电视而长时间观看的，这点已被美国科学家通过恒河猴试验验证，人观看LED显示屏不易超过45分钟，否则容易引起松果体褪黑素分泌紊乱，进而引起人体的内分泌紊乱。长时间观看LCD液晶显示的偏振光对人眼的生物安全也缺乏科学的评价或长时间积累验证，但是，从当今人眼视力的普遍下降和眼睛疾病的增多来看，长期观看偏振光的LCD液晶电视肯定起到了极坏的作用。

在灰度等级可调的光源技术方面，LED光源、激光光源、电致有机薄膜发光光源以及基于TFT液晶原理的光源，都可以调制出满足显示应用的高灰度等级的照明光源。

发明内容

本发明底目的在于提供一种基于数字式白光的透射式光纤电视(或显示器)，利用彩色印刷的混色原理和光的灰度等级可控技术，相比现有显示技术的电视或显示器具有更节能和色域更宽的特点。

本发明的原理是光线的吸收及反射原理、光纤的导光及表面成像原理以及光纤的可二次加工和加热后可延展、可膨胀特性。

本发明包括数字白色光源1、蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4、光纤层5、光纤层入光面减反射层6、表面成像层7；如图1所示。

蓝色镀膜液2喷镀或打印于光纤层5的出光或出像面表面上

绿色镀膜液3喷镀或打印于光纤层5的出光或出像面表面上。

红色镀膜液4喷镀或打印于光纤层5的出光或出像面表面上。

光纤层5之内的光纤与组成数字白色光源1的点光源的排列方式可以是完全相同且一一对应。

光纤层5的光纤直径小于数字白色光源1的点光源之间间距时，光纤的排列可以是矩阵式紧密排列方式，还可以是其它排列方式，不要求组成光纤层5的光纤于组成数字白色光源1的点光源排列方式完全相同且一一对应。

光纤层入光面减反射层6是介于光纤层5和数字白色光源1之间的减反射层，它们是紧密的贴合在一起。

本发明的数字白色光源1可以是由小间距LED白光灯组成的可各个LED点光源灰度等级可控的LED数字白色面光源，也可以是白色面光源+TFT透明液晶形成的各个点光源灰度等级可控的LCD数字式白色面光源，还可以利用OLED原理制造的各个点光源灰度等级可控的OLED数字式白色面光源。

本发明的数字白色光源1是由呈矩阵式排列的灰度等级可调的点光源组成。数字白色光源1在采用LED白光灯组成数字式白色面光源1时，其控制方式等同于现有全彩LED的控制方式；数字白色光源1在采用TFT透明液晶+白色面光源组成数字白色光源1时，其控制方式等同于现有LCD液晶电视或显示器的控制方式；数字白色光源1在采用数字式OLED组成数字白色光源1时，其控制方式等同于现有OLED电视或显示器的控制方式。

本发明的蓝色镀膜液2喷镀、溅镀或涂膜于组成光纤层5的透明光纤膜表面上的纳米级或分子级蓝色，如图2所示。

本发明的绿色镀膜液3喷镀、溅镀或涂膜于组成光纤层4的透明光纤膜表面上的纳米级或分子级绿色，如图3所示。

本发明的红色镀膜液4喷镀、溅镀或涂膜于组成光纤层4的透明光纤膜表面上的纳米级或分子级红色，如图4所示。

本发明的蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4也可以是其它能够更好地显示色彩的混合色，比如青色、橘黄色、品红色组合。

本发明的光纤层5是由光纤组成的。本发明的光纤层5之内的光纤与组成数字白色光源1的点光源的排列方式可以是完全相同且一一对应的，如图5所示；也可以是由光纤直径小于数字白色光源1的点光源之间间距的光纤组成，当组成光纤层5的光纤直径小于数字白色光源1的点光源之间间距时，不要求组成光纤层5的光纤于组成数字白色光源1的点光源排列方式完全相同且一一对应，光纤的排列可以是矩阵式，也可以是紧密排列方式，还可以是其它排列方式，如图6所示。

本发明的喷镀、溅镀、涂膜、打印在光纤层5的出光或出像面之上的蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4和数字白色光源1之上的点光源的排列方式完全相同且一一对应，如图7所示。

本发明的光纤层5的入光面或入像面是与数字白色光源1的现状完全相同的面；光纤层5的出光面或出像面可以是平面、内弧面、内球面、外弧面、外球面、浮雕面等各种曲面。

本发明的光纤层5的外形形状可以是长方体、向外或向内的圆柱体、向内或向外的圆球体、扩大或缩小的梯形体、浮雕体等各种形状。

本发明的光纤层5可采用可参照申请专利2016 10 475659.1《一种显示面是立体浮雕的导像屏》中提出的方法实施，既：先将光纤排列成一定厚度的光纤层，然后在模具中热压或粘接成型之后再精雕或加工至设计形状，或排列成长方体并成型后直接雕刻或加工至设计形状，最后再进行表面处理。

本发明的光纤层入光面减反射层6是介于光纤层5和数字白色光源1之间的减反射层，光纤层入光面减反射层6可以通过喷镀、溅镀、涂膜于光纤层5之上，也可以以灌胶的方式将光纤层5和数字白色光源1紧密贴合在一起，如图8所示。在采用将光纤层入光面减反射层6喷镀、溅镀、涂膜于光纤层6的入光或入像面时，光纤层5和数字白色光源1之间的缝隙范围为0～0.4mm，越小越好。

本发明的表面成像层7是喷镀、溅镀、涂膜于光纤层5出光面或出像面的用于增加显示影像对比度和视角的涂层。表面成像层7的制作方法可参照《一种多边形光纤组成的光纤导像屏》实施，既：表面成像层将与光纤芯材有亲和力的固化之后折射率小于1.5的高透明液体之中添加纳米光扩散剂颗粒的质量范围为0.2％～2％和质量范围为0.1％～1％的黑色剂并搅匀，喷镀、溅镀、涂膜于光纤层5的表面形成表面成像层7，其中黑色剂可以是可溶性黑色精、可溶性金属络合物黑、纳米石墨黑、RGB三基色配成的黑色等。在一种基于数字白色光源的反射式光纤电视或显示器的对比度足够时，可以选择表面成像层7之中不添加黑色剂。

本发明的显示屏对比度既可以通过在表面成像层7之内添加黑色剂解决，也可以通过调整蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4在喷镀、溅镀或涂膜液体中的浓度高低来解决，蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4在喷镀、溅镀或涂膜液体中的浓度越高，一种基于数字白色光源的透射式光纤电视或显示器的对比度、锐度越高。

本发明的优点在于，相较于现有的LCD液晶显示技术、OLED显示技术、LED显示技术不仅可以获得更高的色域、更高的亮度，而且可以是实现无边框、任意曲率内圆球面或外圆球面显示、任意曲率弧面显示、浮雕面显示等多种多样的人性化显示方式，尤其是相较于现有的显示方式可以节能30％以上。

附图说明

图1：本发明的组成和位置关系图。其中，数字白色光源1、蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4、光纤层5、光纤层入光面减反射层6、表面成像层7。

图2为蓝色镀膜液2喷镀或打印于光纤层5的出光或出像面表面上的示意图。

图3为绿色镀膜液3喷镀或打印于光纤层5的出光或出像面表面上的示意图。

图4为红色镀膜液4喷镀或打印于光纤层5的出光或出像面表面上的示意图。

图5为光纤层5之内的光纤与组成数字白色光源1的点光源的排列方式可以是完全相同且一一对应的示意图。

图6为光纤层5的光纤直径小于数字白色光源1的点光源之间间距时，光纤的排列可以是矩阵式紧密排列方式，还可以是其它排列方式，不要求组成光纤层5的光纤于组成数字白色光源1的点光源排列方式完全相同且一一对应的示意图。

图7为喷镀或是打印在光纤层5的出光或出像面之上的蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4和数字白色光源1之上的点光源的排列方式完全相同且一一对应的示意图。

图8为光纤层入光面减反射层6是介于光纤层5和数字白色光源1之间的减反射层，它们是紧密的贴合在一起的示意图。

具体实施方式

根据图1～8实施。

本发明由数字白色光源1、蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4、光纤层5、光纤层入光面减反射层6、表面成像层7组成，如图1所示。

本发明的数字白色光源1可以是由小间距LED白光灯组成的可各个LED点光源灰度等级可控的LED数字白色面光源，也可以是白色面光源+TFT透明液晶形成的各个点光源灰度等级可控的LCD数字式白色面光源，还可以利用OLED原理制造的各个点光源灰度等级可控的OLED数字式白色面光源。

本发明的数字白色光源1是由呈矩阵式排列的灰度等级可调的点光源组成。数字白色光源1在采用LED白光灯组成数字式白色面光源1时，其控制方式等同于现有全彩LED的控制方式；数字白色光源1在采用TFT透明液晶+白色面光源组成数字白色光源1时，其控制方式等同于现有LCD液晶电视或显示器的控制方式；数字白色光源1在采用数字式OLED组成数字白色光源1时，其控制方式等同于现有OLED电视或显示器的控制方式。

本发明的蓝色镀膜液2喷镀、溅镀或涂膜于组成光纤层5的透明光纤膜表面上的纳米级或分子级蓝色，如图2所示。

本发明的绿色镀膜液3喷镀、溅镀或涂膜于组成光纤层4的透明光纤膜表面上的纳米级或分子级绿色，如图3所示。

本发明的红色镀膜液4喷镀、溅镀或涂膜于组成光纤层4的透明光纤膜表面上的纳米级或分子级红色，如图4所示。

本发明的蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4也可以是其它能够更好地显示色彩的混合色，比如青色、橘黄色、品红色组合。

本发明的光纤层5是由光纤组成的。本发明的光纤层5之内的光纤与组成数字白色光源1的点光源的排列方式可以是完全相同且一一对应的，如图5所示；也可以是由光纤直径小于数字白色光源1的点光源之间间距的光纤组成，当组成光纤层5的光纤直径小于数字白色光源1的点光源之间间距时，不要求组成光纤层5的光纤于组成数字白色光源1的点光源排列方式完全相同且一一对应，光纤的排列可以是矩阵式，也可以是紧密排列方式，还可以是其它排列方式，如图6所示。

本发明的喷镀、溅镀、涂膜、打印在光纤层5的出光或出像面之上的蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4和数字白色光源1之上的点光源的排列方式完全相同且一一对应，如图7所示。

本发明的光纤层5的入光面或入像面是与数字白色光源1的现状完全相同的面；光纤层5的出光面或出像面可以是平面、内弧面、内球面、外弧面、外球面、浮雕面等各种曲面。

本发明的光纤层5的外形形状可以是长方体、向外或向内的圆柱体、向内或向外的圆球体、扩大或缩小的梯形体、浮雕体等各种形状。

本发明的光纤层5可采用可参照申请专利2016 10 475659.1《一种显示面是立体浮雕的导像屏》中提出的方法实施，既：先将光纤排列成一定厚度的光纤层，然后在模具中热压或粘接成型之后再精雕或加工至设计形状，或排列成长方体并成型后直接雕刻或加工至设计形状，最后再进行表面处理。

本发明的光纤层入光面减反射层6是介于光纤层5和数字白色光源1之间的减反射层，光纤层入光面减反射层6可以通过喷镀、溅镀、涂膜于光纤层5之上，也可以以灌胶的方式将光纤层5和数字白色光源1紧密贴合在一起，如图8所示。在采用将光纤层入光面减反射层6喷镀、溅镀、涂膜于光纤层6的入光或入像面时，光纤层5和数字白色光源1之间的缝隙范围为0～0.4mm，越小越好。

本发明的表面成像层7是喷镀、溅镀、涂膜于光纤层5出光面或出像面的用于增加显示影像对比度和视角的涂层。表面成像层7的制作方法可参照《一种多边形光纤组成的光纤导像屏》实施，既：表面成像层将与光纤芯材有亲和力的固化之后折射率小于1.5的高透明液体之中添加纳米光扩散剂颗粒的质量范围为0.2％～2％和质量范围为0.1％～1％的黑色剂并搅匀，喷镀、溅镀、涂膜于光纤层5的表面形成表面成像层7，其中黑色剂可以是可溶性黑色精、可溶性金属络合物黑、纳米石墨黑、RGB三基色配成的黑色等。在一种基于数字白色光源的反射式光纤电视或显示器的对比度足够时，可以选择表面成像层7之中不添加黑色剂。

本发明的显示屏对比度既可以通过在表面成像层7之内添加黑色剂解决，也可以通过调整蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4在喷镀、溅镀或涂膜液体中的浓度高低来解决，蓝色镀膜液2、绿色镀膜液3、红色镀膜液4在喷镀、溅镀或涂膜液体中的浓度越高，一种基于数字白色光源的透射式光纤电视或显示器的对比度、锐度越高。

Claims (1)

1.一种基于数字式白光的透射式光纤电视，其特征在于，包括数字白色光源(1)、蓝色镀膜液(2)、绿色镀膜液(3)、红色镀膜液(4)、光纤层(5)、光纤层入光面减反射层(6)、表面成像层(7)；

蓝色镀膜液(2)喷镀或打印于光纤层(5)的出光或出像面表面上；

绿色镀膜液(3)喷镀或打印于光纤层(5)的出光或出像面表面上；

红色镀膜液(4)喷镀或打印于光纤层(5)的出光或出像面表面上；

光纤层(5)之内的光纤与组成数字白色光源(1)的点光源的排列方式是完全相同且一一对应；

光纤层入光面减反射层(6)是介于光纤层(5)和数字白色光源(1)之间的减反射层，它们是紧密的贴合在一起；

表面成像层(7)是喷镀、溅镀、涂膜于光纤层(5)出光面或出像面的用于增加显示影像对比度和视角的涂层；

光纤层(5)的光纤直径小于数字白色光源(1)的点光源之间间距时，光纤的排列是矩阵式紧密排列方式，组成光纤层(5)的光纤与组成数字白色光源(1)的点光源排列方式完全相同且一一对应；

数字白色光源(1)是按矩阵式排列的灰度等级可调的点光源组成；数字白色光源(1)用小间距LED白光灯组成的；或用由白色面光源+TFT透明液晶形成数字式白色光源(1)；或制造各个点光源灰度等级可控的OLED数字式白色面光源组成；

蓝色镀膜液(2)喷镀于光纤层(5)的出光或出像面表面上时，光纤会透射蓝色光；绿色镀膜液(3)喷镀于光纤层(5)的出光或出像面表面上时，光纤会透射绿色光；红色镀膜液(4)喷镀于光纤层(5)的出光或出像面表面上时，光纤会透射红色光；

光纤层入光面减反射层(6)通过喷镀、溅镀、涂膜于光纤层(5)之上，或以灌胶的方式将光纤层(5)和数字白色光源(1)紧密贴合在一起；在采用将光纤层入光面减反射层(6)喷镀、溅镀、涂膜于光纤层(5)的入光或入像面时，光纤层(5)和数字白色光源(1)之间的缝隙范围为0～0.4mm。