CN109870858A - 显示面板及3d打印装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种显示面板及3D打印装置，属于3D打印技术领域。其中，显示面板，包括：相对设置的第一基板和第二基板；位于所述第一基板朝向所述第二基板一侧的第一电极；位于所述第一电极远离所述第一基板一侧的第一半透半反层；位于所述第一半透半反层远离所述第一基板一侧的第一取向层；位于所述第二基板朝向所述第一基板一侧的第二电极；位于所述第二电极远离所述第二基板一侧的第二半透半反层；位于所述第二半透半反层远离所述第二基板一侧的第二取向层；位于所述第一取向层和所述第二取向层之间的液晶层；所述第一半透半反层和所述第二半透半反层的反射率均大于阈值。本发明的技术方案能够提高打印精度与效率。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别是指一种显示面板及3D打印装置。
背景技术
快速成型技术(又称快速原型制造技术，Rapid Prototyping Manufacturing,简称RPM)，又称3D打印，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，其根据零件或者物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式就可以制造出实物或者实物模型。由于具有大幅降低生产成本、提高原材料和能量的利用率、可根据需求进行定制、大大节省产品制作时间等优点，3D打印技术近年来逐渐进入公众视野并得到快速发展。
目前，多将传统的液晶显示面板应用于3D打印中，具体地，预先在托板上涂覆树脂，将显示面板用作光罩，控制紫外光穿过显示面板后入射到树脂上，以将树脂固化。这样根据待打印的图案，通过控制显示面板中各个像素单元中液晶分子的偏转角度，进而控制紫外光在各个像素单元的光线透过情况，就能够使得树脂固化为需要的图形。
普通显示面板的功能主要是供人眼观看，而3D打印使用显示面板的目标是光感树脂，因此对光强的敏感度是超越人眼的。在这种情况下，显示面板的像素漏光产生的影响被放大，像素边缘漏出的紫外光也会对树脂产生作用，从而影响打印的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种显示面板及3D打印装置，能够提高打印精度与效率。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种显示面板，包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
位于所述第一基板朝向所述第二基板一侧的第一电极；
位于所述第一电极远离所述第一基板一侧的第一半透半反层；
位于所述第一半透半反层远离所述第一基板一侧的第一取向层；
位于所述第二基板朝向所述第一基板一侧的第二电极；
位于所述第二电极远离所述第二基板一侧的第二半透半反层；
位于所述第二半透半反层远离所述第二基板一侧的第二取向层；
位于所述第一取向层和所述第二取向层之间的液晶层；
所述第一半透半反层和所述第二半透半反层的反射率均大于阈值。
进一步地，所述第一半透半反层和所述第二半透半反层均由有机聚合物、金属粒子和无机化合物粒子组成。
进一步地，所述有机聚合物包括聚酰亚胺和环氧树脂。
进一步地，所述金属粒子包括Ag粒子、Al粒子、Cu粒子、或Au粒子。
进一步地，所述无机化合物粒子包括SiO2粒子、Al2O3粒子、或SiNx粒子。
进一步地，所述第一半透半反层和所述第二半透半反层中，所述金属粒子与所述无机化合物粒子的比例为85：15-95：5。
进一步地，所述第一半透半反层和所述第二半透半反层中，所述金属粒子和所述无机化合物粒子与所述有机聚合物的比例为30：70-50：50。
进一步地，所述金属粒子和所述无机化合物粒子的粒径大小均为200-800nm。
进一步地，所述第一半透半反层和所述第二半透半反层均包括层叠设置的有机聚合物层、金属粒子层和无机化合物粒子层，
所述金属粒子层的厚度为300-500nm；
所述无机化合物粒子层的厚度为100-300nm；
所述有机聚合物层的厚度为500-800nm。
本发明实施例还提供了一种3D打印装置，包括如上所述的显示面板。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，在第一基板和第二基板之间设置高反射率的第一半透半反层和第二半透半反层，这样能够在第一基板和第二基板之间形成法布里珀罗谐振腔，只有预设频率和预设角度的光束才能在法布里珀罗谐振腔具有最大的透过率，在利用显示面板进行3D打印时，就可以利用法布里珀罗谐振腔增强预设角度的光束的出射强度，即提升3D打印中目标光的强度，同时减弱像素边缘漏出的紫外光，避免像素边缘漏出的紫外光对树脂产生作用，从而提高打印精度与效率。
附图说明
图1为本发明实施例显示面板的示意图。
附图标记
1 紫外光源
21 第一基板
22 第二基板
31 第一电极
32 第二电极
41 第一半透半反层
42 第二半透半反层
51 第一取向层
52 第二取向层
6 封框胶
7 液晶层
8 目标区域
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有利用显示面板进行3D打印时，像素边缘漏出的紫外光也会对树脂产生作用，从而影响打印的效果的问题，提供一种显示面板及3D打印装置，能够提高打印精度与效率。
本发明的实施例提供一种显示面板，如图1所示，包括：
相对设置的第一基板21和第二基板22；
位于第一基板21朝向第二基板22一侧的第一电极31；
位于第一电极31远离第一基板21一侧的第一半透半反层41；
位于第一半透半反层41远离第一基板21一侧的第一取向层51；
位于第二基板22朝向第一基板21一侧的第二电极32；
位于第二电极32远离第二基板21一侧的第二半透半反层42；
位于第二半透半反层42远离第二基板22一侧的第二取向层52；
位于第一取向层51和第二取向层52之间的液晶层6；
第一半透半反层41和第二半透半反层42的反射率均大于阈值，能够在第一基板21和第二基板22之间形成法布里珀罗谐振腔，具体的，阈值为80％。
本实施例中，在第一基板和第二基板之间设置高反射率的第一半透半反层和第二半透半反层，这样能够在第一基板和第二基板之间形成法布里珀罗谐振腔，只有预设频率和预设角度的光束才能在法布里珀罗谐振腔具有最大的透过率，在利用显示面板进行3D打印时，就可以利用法布里珀罗谐振腔增强预设角度的光束的出射强度，即提升3D打印中目标光的强度，同时减弱像素边缘漏出的紫外光，避免像素边缘漏出的紫外光对树脂产生作用，从而提高打印精度与效率；另外，半透半反层还能够提高电极与取向层之间的粘附力。
法布里珀罗谐振腔是一种由两块平行的反光板组成的多光束干涉仪，这一干涉仪的特性为，当传播的光线满足其共振条件时，其透射频谱会出现很高的峰值，对应着很高的透射率。
对于不同角度的光，法布里珀罗谐振腔也有着调控作用。当光束进入两块平行的反光板之间后，光束会在两块平行的反光板之间发生多次的反射和入射，并且入射波和反射波会发生干涉，为了使之在谐振腔内形成稳定的振荡，就要求光波因干涉而得到加强，即满足谐振的条件:光波在腔内往返一周的总相移等于2π的整数倍，即2ΔΦ＝2qπ，q＝1，2，3…，其中2ΔΦ为光波的总相移，q为一个没有量纲的正整数，称为纵模系数。
在法布里珀罗谐振腔中，只有满足频率的光束才能在法布里珀罗谐振腔中具有最大的透过率。其中，L为法布里珀罗谐振腔中两个反射面间的距离，即第一半透半反层和第二半透半反层之间的距离，c为光速，n为法布里珀罗谐振腔两个反射面之间介质的折射率，在显示面板中，n即液晶层的折射率，q为预设值。当法布里珀罗谐振腔中传播的光的频率确定时，比如在3D打印中，法布里珀罗谐振腔中传播的光线为紫外光，则紫外光的频率为确定的，法布里珀罗谐振腔中具有最大透过率的光线的角度与L相关。因此，通过调整法布里珀罗谐振腔的参数，能够使得预设角度的光线具有最大的透过率。
在利用显示面板进行3D打印时，法布里珀罗谐振腔内传播的角度为0°即与第一基板所成角度为0°的光线是所需要的对树脂进行固化的目标光线，在紫外光的频率为确定的情况下，只需要确定液晶层加压状态下的盒内折射率n，通过调整第一半透半反层和第二半透半反层之间的距离就可以使得传播的角度为0°的光线具有最大的透射率，其他角度的光线比如像素边缘漏出的紫外光的透过率得到削弱，从而对树脂的固化效果减弱，起到提升打印精度的作用。
具体地，第一半透半反层和第二半透半反层均由有机聚合物、金属粒子和无机化合物粒子组成，这样在保证第一半透半反层和第二半透半反层的反射率的前提下，能够实现第一半透半反层与第一电极和第一取向层之间良好的粘附性，第二半透半反层与第二电极和第二取向层之间良好的粘附性。
其中，有机聚合物包括聚酰亚胺和环氧树脂，当然，有机聚合物并不局限于采用聚酰亚胺和环氧树脂，还可以采用其他有机聚合物。
金属粒子采用具有高反射率的金属单质粒子，具体地，金属粒子可以采用Ag粒子、Al粒子、Cu粒子、或Au粒子，当然，金属粒子并不局限于采用Ag粒子、Al粒子、Cu粒子、Au粒子，还可以采用其他金属粒子。
具体地，无机化合物粒子可以采用SiO2粒子、Al2O3粒子、或SiNx粒子，当然，无机化合物粒子并不局限于采用SiO2粒子、Al2O3粒子、SiNx粒子，还可以采用其他无机化合物粒子。
优选地，第一半透半反层和第二半透半反层中，金属粒子与无机化合物粒子的比例为85：15-95：5，这样可以保证第一半透半反层和第二半透半反层具有良好的反射率。
优选地，第一半透半反层和第二半透半反层中，金属粒子和无机化合物粒子与有机聚合物的比例为30：70-50：50，这样可以保证第一半透半反层和第二半透半反层具有良好的反射率。
优选地，金属粒子和无机化合物粒子的粒径大小均为200-800nm，这样既能够保证第一半透半反层和第二半透半反层具有良好的反射率，又能够保证金属粒子和无机化合物粒子均匀散布在有机聚合物里，保证第一半透半反层和第二半透半反层的膜厚均一性。
在第一半透半反层和第二半透半反层中，有机聚合物、金属粒子和无机化合物粒子可以是混合在一起，然后通过旋涂的方式制备成一层薄膜。也可以是分别制备有机聚合物层、金属粒子层和无机化合物粒子层，由层叠设置的有机聚合物层、金属粒子层和无机化合物粒子层分别组成第一半透半反层和第二半透半反层。
在第一半透半反层和第二半透半反层均包括层叠设置的有机聚合物层、金属粒子层和无机化合物粒子层时，金属粒子层的厚度可以为300-500nm；无机化合物粒子层的厚度可以为100-300nm；有机聚合物层的厚度可以为500-800nm，这样既能够保证第一半透半反层和第二半透半反层具有良好的反射率，又能够保证显示面板的整体厚度不会过大。
其中，金属粒子层和无机化合物粒子层可以通过气相沉积的方式制备，有机聚合物层可以通过旋涂的方式制备。
下面结合具体的实施例对本发明的显示面板进行进一步介绍：
实施例1
本实施例中，第一半透半反层和第二半透半反层包括的有机聚合物为聚酰亚胺，金属粒子为Ag粒子，无机化合物粒子为SiO2，其中，金属粒子与无机化合物粒子的粒径大小均为300nm，金属粒子与无机化合物粒子的比例为85：15，金属粒子、无机化合物粒子与有机聚合物的比例为30：70。
通过本实施例的技术方案，可以使得第一半透半反层和第二半透半反层的反射率达到90％以上，在第一基板和第二基板之间形成法布里珀罗谐振腔。
实施例2
本实施例中，第一半透半反层和第二半透半反层包括的有机聚合物为环氧树脂，金属粒子为Cu粒子，无机化合物粒子为Al2O3，金属粒子与无机化合物粒子的粒径大小均为500nm，金属粒子与无机化合物粒子的比例为90：10，金属粒子、无机化合物粒子与有机聚合物的比例为45：55。
通过本实施例的技术方案，可以使得第一半透半反层和第二半透半反层的反射率达到90％以上，在第一基板和第二基板之间形成法布里珀罗谐振腔。
实施例3
本实施例中，第一半透半反层和第二半透半反层包括的有机聚合物为聚酰亚胺，金属粒子为Ag粒子，无机化合物粒子为SiO2粒子，第一半透半反层和第二半透半反层包括层叠设置的有机聚合物层、金属粒子层和无机化合物粒子层，金属粒子层的厚度为500nm，无机化合物粒子层的厚度为100nm，有机聚合物层的厚度为800nm。
通过本实施例的技术方案，可以使得第一半透半反层和第二半透半反层的反射率达到90％以上，在第一基板和第二基板之间形成法布里珀罗谐振腔。
实施例4
本实施例中，第一半透半反层和第二半透半反层包括的有机聚合物为环氧树脂，金属粒子为Cu粒子，无机化合物粒子为Al2O3粒子，第一半透半反层和第二半透半反层包括层叠设置的有机聚合物层、金属粒子层和无机化合物粒子层，金属粒子层的厚度为300nm，无机化合物粒子层的厚度为200nm，有机聚合物层厚度为600nm。
通过本实施例的技术方案，可以使得第一半透半反层和第二半透半反层的反射率达到90％以上，在第一基板和第二基板之间形成法布里珀罗谐振腔。
在上述实施方式的基础上，本发明实施例还提供了一种3D打印装置，包括如上所述的显示面板。
示例性的，图1为本发明实施例提供的一种3D打印装置的结构示意图，参照图1，该3D打印装置包括上述实施方式提供的任一种显示面板，以及位于显示面板一侧的紫外光源1。
其中，紫外光源1发射可使液态感光树脂固化的紫外光线，该紫外光线经过显示面板的掩膜作用，部分紫外光线透过显示面板照射到目标区域8的液态感光树脂上，使得目标区域8的液态感光树脂固化。
示例性的，3D打印过程可为，首先，计算机获得待打印物体的三维模型，然后通过计算机辅助设计技术沿某个方向完成一系列数字切片，即三维模型分层，其中，各层薄层不同位置处的相对厚度可与待打印物体各不同位置处的相对厚度相对应，然后，将各薄层的信息传输至3D打印装置，3D打印装置中的涂覆结构根据待打印的薄层的信息将一定量的液态感光树脂涂覆在目标区域8；同时，显示面板根据该待打印的薄层的信息给第一电极和第二电极提供特定的电位，以使紫外光源1提供的光线部分透过显示面板照射到液态感光树脂上，液态感光树脂在光线照射下迅速固化，形成一固态薄层；未被光线照射的树脂仍然是液态。然后在已成型的薄层上继续涂覆一层液态感光树脂，并利用刮板将粘度较大的感光树脂的页面刮平，然后重复上述过程形成又一层固态薄层。如此重复并将连续的薄层堆叠起来，直到一个固态实体成型，完成3D打印。
本发明实施例提供的3D打印装置包括上述实施方式提供的显示面板，因此，本发明实施例提供的3D打印装置也具备上述实施方式中所描述的有益效果，此处不再赘述。
需要说明，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种显示面板，其特征在于，包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
位于所述第一基板朝向所述第二基板一侧的第一电极；
位于所述第一电极远离所述第一基板一侧的第一半透半反层；
位于所述第一半透半反层远离所述第一基板一侧的第一取向层；
位于所述第二基板朝向所述第一基板一侧的第二电极；
位于所述第二电极远离所述第二基板一侧的第二半透半反层；
位于所述第二半透半反层远离所述第二基板一侧的第二取向层；
位于所述第一取向层和所述第二取向层之间的液晶层；
所述第一半透半反层和所述第二半透半反层的反射率均大于阈值。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一半透半反层和所述第二半透半反层均由有机聚合物、金属粒子和无机化合物粒子组成。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述有机聚合物包括聚酰亚胺和环氧树脂。
4.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述金属粒子包括Ag粒子、Al粒子、Cu粒子、或Au粒子。
5.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述无机化合物粒子包括SiO2粒子、Al2O3粒子、或SiNx粒子。
6.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述第一半透半反层和所述第二半透半反层中，所述金属粒子与所述无机化合物粒子的比例为85：15-95：5。
7.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述第一半透半反层和所述第二半透半反层中，所述金属粒子和所述无机化合物粒子与所述有机聚合物的比例为30：70-50：50。
8.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述金属粒子和所述无机化合物粒子的粒径大小均为200-800nm。
9.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述第一半透半反层和所述第二半透半反层均包括层叠设置的有机聚合物层、金属粒子层和无机化合物粒子层，
所述金属粒子层的厚度为300-500nm；
所述无机化合物粒子层的厚度为100-300nm；
所述有机聚合物层的厚度为500-800nm。
10.一种3D打印装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的显示面板。
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Publications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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