CN110272204B - 复合盖板玻璃、全反射显示装置、铬铝石英玻璃及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种复合盖板玻璃、全反射显示装置、铬铝石英玻璃及制备方法，复合多层盖板玻璃包括由至少两层铬铝石英玻璃紧密贴合形成的折射复合层；以氧化物重量百分比计，各层铬铝石英玻璃各自独立地包含组分：Cr2O3 0.44‑5.7％、Al2O3 0.56‑7.3％、SiO2 92‑99％；且折射复合层中，各层铬铝石英玻璃中的Cr2O3和Al2O3总含量依次增加。通过在石英玻璃中掺杂不同含量的铬铝提升玻璃的密度，得到具有不同折射率的铬铝掺杂石英玻璃。将该多层石英玻璃紧密贴合得到复合盖板玻璃并设置在反射式显示器的出光侧，使得自然光光线从外向内可折射进入，而从内向外减少射出，有效改善显示亮度，可将光线引导至侧边反光片以进行重复利用，提升前光对自然光的利用率，实现自然光下的前光显示效果。

Description

复合盖板玻璃、全反射显示装置、铬铝石英玻璃及制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种复合盖板玻璃、全反射显示装置、铬铝石英玻璃及制备方法。
背景技术
目前，已经开发了采用光反射技术进行显示的显示设备，通过利用环境光在无需背景光的情况下进行显示，由此显著降低显示功耗。现有的反射式显示装置实现的前光显示规格较低，亮度不够，显示效果不好。由于对自然光的利用率很低，甚至在一些反射式显示装置中需要直接加入LED光源作为前光光源。在这种情况下，光线在行进途中经过各层的材料，各层的材料折射率不同，会产生界面反射，使得显示器的光学对比表现难以提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合盖板玻璃、全反射显示装置、铬铝石英玻璃及制备方法，以期无需特定光源，利用自然光实现显示器的显示。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种铬铝石英玻璃，以氧化物重量百分比计，该石英玻璃的组成包含：Cr2O3 0.44-5.7％、Al2O3 0.56-7.3％、SiO2 92-99％。
本发明的另一方面还公开了一种复合多层盖板玻璃，所述复合多层盖板玻璃包括由至少两层铬铝石英玻璃紧密贴合形成的折射复合层；
以氧化物重量百分比计，各层铬铝石英玻璃各自独立地包含如下组分：Cr2O30.44-5.7％、Al2O3 0.56-7.3％、SiO2 92-99％；且
所述折射复合层中，各层铬铝石英玻璃中的Cr2O3和Al2O3总含量依次增加。
进一步的，所述多层复合盖板玻璃中，还包括与所述折射复合层紧密贴合的基底层，所述基底层为石英玻璃；且
所述折射复合层中，各层铬铝石英玻璃中Cr2O3和Al2O3总含量沿远离基底层方向依次增加。
进一步的，所述折射复合层为由至少三层铬铝石英玻璃紧密贴合形成的结构。
进一步的，各层铬铝石英玻璃中铬和铝的重量比分别为0.8-1.2:1，优选为1:1。
进一步的，各层铬铝石英玻璃之间形成有厚度为0.02-0.1mm的光学透明粘合剂层。
本发明的再一方面还公开了一种全反射显示装置，该显示装置包括反射式液晶显示器，及设置在所述反射式液晶显示器上的如上所述的复合多层盖板玻璃，所述复合多层盖板玻璃中各层玻璃的折射率沿远离显示器方向依次减小。
进一步的，该显示装置进一步包括设置在所述反射式液晶显示器与所述复合多层盖板玻璃之间的光学透明粘合剂层。
进一步的，该显示装置进一步包括设置在所述反射式液晶显示器远离所述复合盖板玻璃一侧的反射片，和/或设置在所述反射式液晶显示器及其上复合盖板玻璃侧边的反射片。
本发明的一个实施例还公开了一种铬铝石英玻璃的制备方法，该方法包括以下步骤：
准备包括铬粉和铝粉的金属粉末，其中，铬粉与铝粉的重量比为0.8-1.2:1；
将上述金属粉末与二氧化硅粉进行混合得到混合原料，其中，以所述金属粉末的氧化物计，所述金属粉末的氧化物与二氧化硅粉的重量百分比为Cr2O3：Al2O3：SiO2＝0.44-5.7：0.56-7.3：92-99；
将混合原料加热熔融，温度为1550-1600℃；以及
将熔融后得到的熔融玻璃澄清。
本发明的有益效果如下：
本发明通过在石英玻璃中掺杂不同含量的铬铝来提升玻璃的密度，得到具有不同折射率的铬铝掺杂石英玻璃。通过将折射率依次增大的多层石英玻璃紧密贴合得到复合多层盖板玻璃并设置在反射式显示器的出光侧，使得自然光光线从外向内可折射进入，而从内向外减少射出，可有效改善显示亮度。通过在显示器远离出光侧设置反射片并在显示器及复合盖板玻璃的侧面设置反射片，可将光线引导至侧边反射片以对光线进行重复利用，提升显示装置对自然光的利用率，实现自然光下的前光显示效果。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；
图1为本发明一种全反射显示装置示意图；
图2本发明复合盖板玻璃入射和出射光线的光路示意图；
图3为本发明一种铬铝石英玻璃的制备方法流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明的一个优选实施例，提供一种铬铝石英玻璃，以氧化物重量百分比计，该石英玻璃的组成包含：Cr2O3 0.44-5.7％、Al2O3 0.56-7.3％、SiO2 92-99％。铬和铝的重量比例如为0.8-1.2:1。石英玻璃中铬铝含量的增加，铬铝石英玻璃的折射率随着密度的增大梯度增加。
本发明另一个优选实施例，提供一种复合多层盖板玻璃，所述复合盖板玻璃包括由至少两层铬铝石英玻璃紧密贴合形成的折射复合层，以氧化物重量百分比计，各层铬铝石英玻璃各自独立地包含如下组分：Cr2O3 0.44-5.7％、Al2O3 0.56-7.3％、SiO2 92-99％；且所述折射复合层中，各层铬铝石英玻璃中的Cr2O3和Al2O3总含量依次增加，随着Cr2O3和Al2O3总含量的增加，各层铬铝石英玻璃的折射率也随之增大。各层玻璃的厚度例如为0.1mm-0.3mm，优选为0.2mm。
具体的，由于石英材质的复合盖板玻璃具有防水能力，因此本发明实施例的复合盖板玻璃除了具有导光功能，还可作为全反射显示装置的封装原件，以保护反射式液晶显示器。复合盖板玻璃包括多层石英玻璃，每层石英玻璃在制作时通过掺杂金属粉末来增加该玻璃的密度，优选地，各层玻璃中铬和铝的总含量大体为0-7wt％，且所述多层玻璃中铬和铝的总含量依次增加。在本发明的优选实例中，复合盖板玻璃例如包括紧密贴合的第一玻璃层，第二玻璃层，第三玻璃层和第四玻璃层，各层中铬和铝的掺杂总量分别为0，1-2wt％，3-4wt％，和5-6wt％。优选的，各层中铬和铝的掺杂总量分别为0，1wt％，3wt％，5wt％，铬和铝的重量比为1:1，且各层玻璃的厚度为0.2mm。该实例中，各层玻璃的折射率分别为1.52、1.54、1.57和1.59。相邻两层石英玻璃间用厚度为0.05mm的透明光学胶粘合。本领域技术人员可根据所需的折射率选择铬铝的添加量和不同厚度的玻璃，这样根据每层玻璃的厚度和掺杂的铬和铝含量，就能确定光线行进路径，确保更多的光线能重复利用增强显示屏亮度。
本发明的再一个优选实施例还提供了一种全反射显示装置，如图1中所示，包括反射式液晶显示器，及设置在所述反射式液晶显示器上的如上述实施例中的复合多层盖板玻璃，所述复合盖板玻璃中各层玻璃的折射率沿远离显示器方向依次减小。无需额外的前光光源，在有自然光照射的条件下，光线从复合盖板玻璃射入，由于复合盖板玻璃的各层玻璃密度不同，光线射入过程中发生折射，最后到达反射式液晶显示器进行画面显示；反射式液晶显示器将光线出射时经过复合盖板玻璃，由于每层复合盖板玻璃的折射率不同，多数光线都折射到两侧的反射片上，通过反射片反射到前光位置，减少光线直接射出，对光线进行重复利用，提高显示屏亮度。
反射式液晶显示器内包括增强并反射光线的透明反射层，透明反射层由一层半透射性膜和一层全反射性膜构成，在全反的LCD中，由于没有背光源，所以为了实现在环境光下能显示，在反射式液晶显示器底部镀上一层反光材料形成反光层来反射环境光，通过施加电压来改变半透射性膜与全反射性膜间的距离，实现颜色调节。光线通过光学胶到达透明反射层时，自然光透过透明反射层的半透射性膜到达反射式液晶显示器底部的全反射性膜，全反射性膜对光线进行反射从反射式液晶显示器射出，进行图像显示，由于半透射性膜与全反射性膜间为真空，避免了光线来回反射造成光损耗问题，使其有良好的光学效果，增加图像的清晰度。反射式液晶显示器外侧底部设置反射片，防止有光线从后方射出，提高光线利用率。
在反射式显示器显示光线的出射过程中，光线穿过复合盖板玻璃，由于复合盖板玻璃从内到外每层密度逐渐减小，折射率逐渐增大，光线穿过时折射率逐渐减小，折射角度逐渐增大，更多的光线射入到两侧设置的反射片上，再次经过反射片的反射用做前光进行重复利用，有效提高前光对自然光的利用率。
如图2所示，为本发明光线入射和出射前光显示装置后光路示意图，光线从复合盖板玻璃射入，依次经过复合盖板玻璃的四层玻璃板，由于玻璃板的密度由外到内依次增大，光线射入后偏向竖直方向发生折射，使更多的光线到达光学胶表面进入反射式液晶显示器；当光线从复合盖板玻璃射出时，依次经过复合盖板玻璃的四层玻璃板，由于玻璃板的密度由内到外依次减小，光线射出后偏向水平方向发生折射，使更多的原本射出到空气中的光线发生偏折射入到两侧面的反射片上，并通过反射片的反射及折射再次返回前光，进行重复利用，提高了前光对自然光的利用率，实现自然光下的前光显示效果。
本发明又一个优选实施例提供一种铬铝石英玻璃的制备方法，图3示出根据本发明制备方法的流程图，该方法包括：
准备包括铬粉和铝粉的金属粉末，铬与铝的重量比例如为0.8-1.2:1；
将上述金属粉末与二氧化硅进行混合，得到混合原料，其中，金属粉末的重量比例如为1-7％；
S3、将混合后的原料加热熔融，温度为1550-1600℃；
S4、将熔融后得到的熔融玻璃澄清。
具体的,根据本发明制备具有不同折射率的石英玻璃的方法包括，准备硅砂或二氧化硅、铬粉、铝粉，两种金属粉末比例按重量比1:1进行称重，以上粉末进行干燥处理；以金属粉末总重量占配合料总重量比0％、1％、3％、5％进行混个配粉得到第一、第二、第三和第四种不同的配合料；分别对各种配合料进行熔制，粉末配合料在池窑或坩埚窑内进行高温(1550～1600度)加热，使之形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃；成型，将各种液态玻璃加工成0.2mm厚度薄板；然后进行热处理。通过退火、淬火等工艺，消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的结构状态就得到了本实施例所述的四种石英玻璃，这四种石英玻璃的折射率分别为1.52、1.54、1.57和1.59。
将所得的四层铬铝石英玻璃薄板加工成复合盖板玻璃。将不同掺杂比例的石英玻璃依折射率渐变的顺序排列，用透明光学胶按顺序将玻璃紧密贴合成一体并固化，透明光线胶厚度为0.05mm，将反射式液晶显示器出光表面与已制备好的盖板下表面(5wt％铬铝掺杂玻璃)通过光学胶进行全贴合后UV固化；最后在反射式液晶显示器的底部用透明双面胶整面贴附反射片，该反射片从底部翻折至反射式液晶显示器的侧面，并在侧面同样用透明双面胶予以固定就得到了上述实施例中所述的全反射显示装置。
表1示出常规反射式显示装置与根据本发明实施例的反射式液晶显示装置RLCD的亮度对比，测试方法为CA310，测试中心点亮度。可以看出，本发明实施例的反射式显示装置的亮度平均增加25nit。
表1常规/本发明实施例RLCD亮度测试对比
Figure BDA0002112058070000061
本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种复合多层盖板玻璃，其特征在于，所述复合多层盖板玻璃包括由至少两层铬铝石英玻璃紧密贴合形成的折射复合层；
以氧化物重量百分比计，各层铬铝石英玻璃各自独立地包含如下组分：Cr2O3 0.44-5.7％、Al2O3 0.56-7.3％、SiO2 92-99％；且
所述折射复合层中，各层铬铝石英玻璃中的Cr2O3和Al2O3总含量依次增加。
2.根据权利要求1所述的复合多层盖板玻璃，其特征在于，所述复合多层盖板玻璃中，还包括与所述折射复合层紧密贴合的基底层，所述基底层为石英玻璃；且
所述折射复合层中，各层铬铝石英玻璃中Cr2O3和Al2O3总含量沿远离基底层方向依次增加。
3.根据权利要求1所述的复合多层盖板玻璃，其特征在于，所述折射复合层为由至少三层铬铝石英玻璃紧密贴合形成的结构。
4.根据权利要求1所述的复合多层盖板玻璃，其特征在于，各层铬铝石英玻璃中铬和铝的重量比分别为0.8-1.2:1。
5.根据权利要求4所述的复合多层盖板玻璃，其特征在于，所述各层铬铝石英玻璃中铬和铝的重量比分别为1:1。
6.根据权利要求1所述的复合多层盖板玻璃，其特征在于，各层铬铝石英玻璃之间形成有厚度为0.02-0.1mm的光学透明粘合剂层。
7.一种全反射显示装置，其特征在于，该显示装置包括反射式液晶显示器，及设置在所述反射式液晶显示器上的如权利要求1-6任一项所述的复合多层盖板玻璃，所述复合多层盖板玻璃中各层玻璃的折射率沿远离显示器方向依次减小，其中，
所述反射式液晶显示器包括增强并反射光线的透明反射层，所述透明反射层由一层半透射性膜和一层全反射性膜构成，在所述反射式液晶显示器底部镀上一层反光材料形成反光层来反射环境光，通过施加电压来改变所述半透射性膜与所述全反射性膜间的距离，实现颜色调节。
8.根据权利要求7所述的全反射显示装置，其特征在于，该显示装置进一步包括设置在所述反射式液晶显示器与所述复合多层盖板玻璃之间的光学透明粘合剂层。
9.根据权利要求7所述的全反射显示装置，其特征在于，该显示装置进一步包括设置在所述反射式液晶显示器远离所述复合多层盖板玻璃一侧的反射片，和/或设置在所述反射式液晶显示器及其上复合盖板玻璃侧边的反射片。
10.一种如权利要求1-6中任一项所述的复合多层盖板玻璃的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
准备包括铬粉和铝粉的金属粉末，其中，铬粉与铝粉的重量比为0.8-1.2:1；
将上述金属粉末与二氧化硅粉进行混合得到混合原料，其中，以所述金属粉末的氧化物计，所述金属粉末的氧化物与二氧化硅粉的重量百分比为Cr2O3：Al2O3：SiO2＝0.44-5.7：0.56-7.3：92-99；
将混合原料加热熔融，温度为1550-1600℃；
将熔融后得到的熔融玻璃澄清，得到铝铬石英玻璃；
将得到的至少两层所述铬铝石英玻璃紧密贴合形成折射复合层以形成所述复合多层盖板玻璃，其中，所述折射复合层中，各层铬铝石英玻璃中的Cr2O3和Al2O3总含量依次增加。
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