CN110750013A - 一种显示屏、前置发光器件及制造方法 - Google Patents

Abstract

一种显示屏、前置发光器件及制造方法，包括前置组件，所述前置组件包括由外到内依次贴合的外表面膜、导光材料层和基膜，所述导光材料层和所述基膜之一通过静电复印或喷墨打印的方式设有纳米微粒组成的图案，所述纳米微粒组成的图案夹持在所述导光材料层和所述基膜之间。本申请实施例提供的显示屏、前置发光器件及制造方法，采用透明的纳米微粒，如PMMA纳米微粒，可提高亮度，且由于纳米微粒的尺寸远远小于显示屏的像素，通常市场成熟的纳米微粒的尺寸，只有高像素高分辨率的显示屏像素的百分之一左右，采用本发明的前置发光器件，能够降低成本，提高光效的利用率，增加使用自然光的时间从而节约能源，延长保护视力的时间。

Description

一种显示屏、前置发光器件及制造方法

技术领域

本申请涉及显示屏，尤其涉及一种显示屏、前置发光器件及制造方法。

背景技术

与液晶显示屏配套的前置发光器件，是把前置发光器件放置在带有反射效果液晶显示屏的上面，即液晶显示屏的前面，而不是传统的底发光后置式背光类型的液晶显示屏。

由于传统底发光后置式背光类型的液晶显示屏的耗电功率大，受到外界光线的干扰大，尤其是外界光线越亮，传统底发光后置式背光类型的液晶显示屏看不清楚，如果完全依靠提高背光的亮度去增强人眼视觉和外界光线的干扰对比，对眼睛的伤害更大。同时传统底发光后置式背光类型的液晶显示屏虽然液晶显示屏的能耗低，但是背光自身的能耗大，耗电占了显示系统的大部分电量。

目前全球的液晶显示屏厂商都开发出来了前置发光的液晶显示屏，也就是全反射液晶显示屏或半透反液晶显示屏。但是液晶显示屏厂商只是开发了液晶显示屏，额外贴在液晶显示屏上面的前置发光器件在市场上是欠缺的，尤其是能够显示彩色和高像素高分辨率的前置发光器件，至今都没有满足市场需求。

目前市场的前置发光器件，主要有以下几种类型：

一、原有传统放置在底发光后置式背光类型的液晶显示屏的后置式的导光板，从底发光显示屏的后面放在前置发光显示屏的前面，然后点亮提供亮度。这种方式在显示行业已经用了几十年，但是技术上一直没有提高，一直受到很大的使用瓶颈：

这种方式在行业中是采用印刷或者注塑成型方式，有丝网印刷，有移印印刷，有激光打点，有注塑成型，等方式，造成导光板上的光学分布点的颗粒度很大，颗粒度甚至大于显示屏的像素点，比如普通能播放视频的显示屏像素颗粒尺寸0.03mm，这种方式的导光板的光学分布的颗粒通常不小于0.03mm左右，造成导光板的颗粒会遮盖住显示屏的显示像素，人眼看上去的图像是模糊的，这几十年当中，只能在玩具，或者游戏机，或者只作为文字显示的黑白屏(显示行业常说的墨水屏)之类的，像素颗粒更大的，比如0.1mm的像素，低像素低分辨率的显示屏上使用，不能使用在有清晰度要求的产品上。

这种方式会造成光源的光线直接从导光板的光源位置射出来，导致显示屏出现明暗不均匀的效果。

这种方式会让光线散发的损失很大，浪费能源，总体光效的利用率通常只有40％左右。

二、前置发光器件的方式是镀膜方式，显示的均匀性有提高，但是也存在一些缺陷。镀膜方式是在一张透明片的两个面，分别镀膜，透明片的两个面分别镀几层膜，通常要镀6层膜左右，利用几层膜的增透和反射效果，让前置光源的光线在前置导光板内部产生更多的漫反射，从而提高光线在屏幕上的均匀性。这种方式类似于光波导的方式，没有光学分布点，可以用在高像素高清晰的显示屏上。

这种方式的缺点是亮度很低，虽然能用在高像素高清晰的显示屏上，但是由于亮度太低，造成显示效果不清晰，失去了高像素高分辨率的显示意义。因为镀膜的层数太多，每一层的镀膜都会有亮度损失，在使用前置光源的时候，前置光源射入和射出底部的镀膜两次，射出上部的镀膜一次，造成光效的利用率只有40％左右。同时，在使用自然光线的时候，自然光线射入一次，射出一次，要穿过两次上部镀膜和下部镀膜的层数，造成累计的光效利用率只有30％左右。

由于镀膜的层数太多，折射造成的虚影也非常大，造成显示效果不清晰，失去了高像素高分辨率的显示意义。同时，这种镀膜方式只能让人眼接近垂直的方式去看显示屏，人眼如果偏离显示屏的垂直方向，就会看不到显示屏的显示画面，失去显示画面的效果。

三、光刻方式，光刻方式效果介于以上两种之间，也存在一些缺陷，尤其是成本高昂。

光刻方式类似于液晶显示屏的光刻加工方式，是在透明片的表面，做成光刻的图案，类似于衍射方式光波导，采用图案对前置导光板的光线进行调节。

使用光刻方式费用高昂，需要像液晶显示屏一样使用价格很贵的光照模具，模具成本比其他类型的前置发光器件高了几十倍甚至几百倍。同时，光刻方式必须要有相对应的加工设备，才能生产，加工设备的价格在全球也是比较高昂的，设备经常受到购买的限制，难以购买，而且设备的交货期很长。此外，光刻方式也存在一定视角的偏光的光效利用率的问题，光效利用率只有40％左右。

且光刻方式，无法做全贴合，如果做全贴合就会出现光栅的光线通路问题，造成很多光线不能射出显示屏进入人眼，造成光效利用率只有20％左右。所以这种光刻方式在前置发光的液晶显示屏行业中不受到关注。

发明内容

本申请提供一种新的前置发光器件、具有前置发光器件的显示屏以及前置发光器件制造方法。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种前置发光器件，包括前置组件所述前置组件包括由外到内依次贴合的外表面膜、导光材料层和基膜，所述导光材料层和所述基膜之一通过静电复印或喷墨打印的方式设有纳米微粒组成的图案，所述纳米微粒组成的图案夹持在所述导光材料层和所述基膜之间。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种具有前置发光器件的显示屏，包括显示屏和上述前置发光器件，所述前置发光器件的基膜贴合在所述显示屏上。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种前置发光器件制造方法，包括：

在导光材料层和基膜之一通过静电复印或喷墨打印的方式印设纳米微粒组成的图案；

使用贴合胶将所述导光材料层和所述基膜通过贴合在一起，所述图案夹持在所述导光材料层和所述基膜之间；

在所述在导光材料层上设置外表面膜。

由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

本申请实施例提供的显示屏、前置发光器件及制造方法，由于在导光材料层和基膜之一通过静电复印或喷墨打印的方式设有纳米微粒组成的图案，采用透明的纳米微粒，如PMMA纳米微粒，可提高亮度，且由于纳米微粒的尺寸远远小于显示屏的像素，通常市场成熟的纳米微粒的尺寸，只有高像素高分辨率的显示屏像素的百分之一左右，采用本发明的前置发光器件，能够降低成本，提高光效的利用率，增加使用自然光的时间从而节约能源，延长保护视力的时间。

附图说明

图1为本申请在一种实施方式中的前置发光器件在一种视角下的结构示意图；

图2为本申请在另一种实施方式中的前置发光器件在一种视角下的结构示意图；

图3为本申请在一种实施方式中的未设置遮光板的前置发光器件在一种视角下的结构示意图；

图4为本申请在一种实施方式中的前置发光器件在另一种视角下的结构示意图；

图5为本申请在一种实施方式中的显示屏在外界光线充足情况下的光路示意图；

图6为本申请在一种实施方式中的显示屏在外界光线不充足情况下的光路示意图；

图7为本申请的前置发光器件制造方法在一种实施方式中的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

实施例一：

如图1至图3所示，本申请的前置发光器件，包括前置组件100。前置组件100包括外表面膜110、导光材料层120和基膜130。外表面膜110、导光材料层120和基膜130由外到内依次排列。基膜130用于贴合在显示屏上，外表面膜110为表面层。导光材料层120和基膜130之一通过静电复印或喷墨打印的方式设有纳米微粒140组成的图案，纳米微粒140组成的图案可用于调整发光区域的均匀性。纳米微粒140组成的图案夹持在导光材料层120和基膜130之间。即，在一种实施方式中，导光材料层120通过静电复印或喷墨打印的方式设有纳米微粒140组成的图案，在另一种实施方式中，基膜130通过静电复印或喷墨打印的方式设有纳米微粒140组成的图案。外表面膜110、导光材料层120和基膜130均为透明材料制成。

进一步地，本申请可使用干性的PMMA微粒作为墨粉，通过静电复印得到图案；或者本申请可使用PMMA微粒和液体的混合液作为墨水，通过喷墨打印的方式得到图案。通过喷墨打印的方式得到图案可通过紫外线进行固化，纳米微粒140可以包括PMMA微粒，或其他能够调节光学性能的微粒。

静电复印工艺采用的是纯粹的干燥粉末微粒，该工艺具有以下优点:

第一，价格便宜，静电复印工艺设备方便购买。

第二，静电复印工艺只对需要复印的微粒产生吸附，不会浪费纳米原料，同时，因为复印的厚度很薄，可以在有硬度的产品上复印，也可以在柔性产品上复印，每一片需要复印的产品上的用量非常小，原料成本很低。

第三，静电复印的效果完全和颗粒分布图形一致，完全适合大批量的量产。

第四，静电复印工艺需要的微粒分布图形，可以根据效果的需求，直接在电脑中进行调整，每次的调整不需要重新制作额外的硬件和软件，总体成本最低，更适合大批量量产。

喷墨打印工艺采用的是液体混合粉末微粒，该工艺具有以下优点:

第一，价格便宜，喷墨打印工艺设备方便购买。

第二，喷墨打印工艺只对需要打印的图形进行打印，不会浪费纳米原料，同时，喷墨打印厚度可以很薄，打印使用的墨水的用量非常少，原料成本很低。

第三，喷墨打印能够多喷头一起工作，完全适合大批量的量产。

进一步地，导光材料层120可以包括导光板或导光膜。

进一步地，外表面膜110通过胶水粘贴在导光材料层120上，或者外表面膜110也可以通过热压方式贴合在导光材料层120上。导光材料层120和基膜110可以通过贴合胶贴合。

进一步地，外表面膜110和导光材料层120之间还可以设有镀膜层150。镀膜层150可以包括一层或多层膜。在一种实施方式中，镀膜层150可以包括增透膜、分光膜和/偏振膜。增透膜、分光膜和偏振膜均可以设置一层或多层。

进一步地，本申请的前置发光器件，还可以包括光源组件200，光源组件200设置在前置组件100的侧面。

进一步地，光源组件200可以包括LED灯210、线路板220和遮光板230。LED灯220与线路板220电连接，遮光板230用于遮住LED灯发出的光线，使光源发出的光线不要泄漏。LED灯210可以设置在前置组件100的四周中的一个或多个侧面。

实施例二：

如图1至图5所示，本申请的具有前置发光器件的显示屏，包括显示屏300和实施例一中的前置发光器件，其中前置发光器件包括前置组件100。前置组件100包括外表面膜110、导光材料层120和基膜130。外表面膜110、导光材料层120和基膜130由外到内依次排列。基膜130用于贴合在显示屏上，外表面膜110为表面层。导光材料层120和基膜130之一通过静电复印或喷墨打印的方式设有纳米微粒140组成的图案，纳米微粒140组成的图案可用于调整发光区域的均匀性。纳米微粒140组成的图案夹持在导光材料层120和基膜130之间。即，在一种实施方式中，导光材料层120通过静电复印或喷墨打印的方式设有纳米微粒140组成的图案，在另一种实施方式中，基膜130通过静电复印或喷墨打印的方式设有纳米微粒140组成的图案。

进一步地，本申请可使用干性的PMMA微粒作为墨粉，通过静电复印得到图案；或者本申请可使用PMMA微粒和液体的混合液作为墨水，通过喷墨打印的方式得到图案。纳米微粒140可以包括PMMA微粒。

进一步地，导光材料层120可以包括导光板或导光膜。

进一步地，外表面膜110通过胶水粘贴在导光材料层120上，或者外表面膜110也可以通过热压方式贴合在导光材料层120上。导光材料层120和基膜110可以通过贴合胶贴合。

进一步地，外表面膜110和导光材料层120之间还可以设有镀膜层150。镀膜层150可以包括一层或多层膜。在一种实施方式中，镀膜层150可以包括增透膜、分光膜和/偏振膜。增透膜、分光膜和偏振膜均可以设置一层或多层。

进一步地，本申请的前置发光器件，还可以包括光源组件200，光源组件200设置在前置组件100的侧面。

进一步地，光源组件200可以包括LED灯210、线路板220和遮光板230。LED灯220与线路板220电连接，遮光板230用于遮住LED灯发出的光线，使光源发出的光线不要泄漏。LED灯210可以设置在前置组件100的四周中的一个或多个侧面。图5为本申请的显示屏在外界光线充足情况下的光路示意图，图6为本申请的显示屏在外界光线不充足情况下的光路示意图，其中400为观看显示屏的人眼，箭头的方向为光线的方向。

当使用外界自然光的时候，外界自然光从外表面膜射入，进入导光板，当外表面膜和导光板之间有镀层的时候，镀层可以增强光线的入射，当外表面膜和导光板之间没有镀层的时候，可以采用不同折射率的外表面增加入射。当导光板有光线进入之后，导光板内部的光线直接穿过导光板进入导光板的底部，由于导光板的底部有透明的纳米微粒，光线可以穿透进入显示屏，或者穿透基膜进入显示屏，显示屏自带的反射板会将光线反射，穿过显示屏，让显示屏出现发光的画面，发光的画面透过前置导光板和外表面膜，射向人眼，完成自然光线状态下的显示效果。

工作过程：

当使用外界自然光的时候，外界自然光从外表面膜射入，进入导光板，当外表面膜和导光板之间有镀膜的时候，镀层可以增强光线的入射，当外表面膜和导光板之间没有镀膜的时候，可以采用不同折射率的外表面膜增加入射光。当导光板有光线进入之后，导光板内部的光线直接穿过导光板进入导光板的底部，由于导光板的底部有透明的纳米微粒，光线可以穿透进入显示屏，或者穿透基膜进入显示屏，显示屏自带的反射板会将光线反射，穿过显示屏，让显示屏出现发光的画面，发光的画面透过导光板和外表面膜，射向人眼，完成自然光线状态下的显示效果。

当使用自带光源的时候，光源可以使LED或者其他光源。光源放置在导光板的侧边，可以是单边，也可以是多边。当光源的光线射入导光板，直射进入导光板的光线会在导光板内部多次反射，接触到导光板的上下平面变成非直射光线，当导光板和外表面膜之间有镀膜的时候，光源的非直射光线和导光板内部的非直射光线，会被反射，射向导光板的底部，导光板的底部有纳米微粒，纳米微粒的分布是有稀疏有密集的，光源光线强的区域，纳米微粒的分布稀疏，光源光线弱的区域，纳米微粒的分布密集，从而可以调整整体导光板进入显示屏的光线均匀性，均匀的光线穿透进入显示屏，或者穿透基膜进入显示屏，显示屏自带的反射板会将光线反射，穿过显示屏，让显示屏出现发光的画面，发光的画面透过前置导光板和外表面膜，射向人眼，完成自带光源状态下的显示效果。

实施例三：

如图7所示，本申请的前置发光器件制造方法，其一种实施方式，包括以下步骤：

步骤702：在导光材料层和基膜之一通过静电复印或喷墨打印的方式印设纳米微粒组成的图案。

导光材料层可以包括导光板或导光膜。

在一种实施方式中，步骤702具体可以包括：

使用干性的PMMA微粒作为墨粉，通过静电复印得到图案；

或者使用PMMA微粒和液体的混合液作为墨水，通过喷墨打印的方式得到图案。

步骤704：使用贴合胶将导光材料层和基膜通过贴合在一起，图案夹持在导光材料层和所述基膜之间。

步骤706：在导光材料层上设置外表面膜。

外表面膜可以通过胶水粘贴在导光材料层上，或者外表面膜也可以通过热压方式贴合在导光材料层上。导光材料层和基膜可以通过贴合胶贴合。

在导光板上贴合一层外表面膜，外表面膜可以根据不同产品使用要求，做成加硬防划伤膜，或者防眩光膜等。

在一种实施方式中，本申请的前置发光器件制造方法，还可以包括以下步骤：

步骤708：在导光材料层周围设置光源组件。

光源组件可以包括LED灯、线路板和遮光板。LED灯与线路板电连接，遮光板用于遮住LED灯发出的光线，使光源发出的光线不要泄漏。LED灯可以设置在前置组件的四周中的一个或多个侧面。

进一步地，本申请的前置发光器件制造方法，在步骤704和步骤706之间，还可以包括：

步骤705：在导光材料层表面镀膜，镀膜包括镀增透膜、分光膜和/偏振膜。进一步地，增透膜、分光膜和偏振膜均可以设置一层或多层。镀膜层具体设置在导光材料层和外表面膜之间。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种前置发光器件，其特征在于，包括前置组件，所述前置组件包括由外到内依次贴合的外表面膜、导光材料层和基膜，所述导光材料层和所述基膜之一通过静电复印或喷墨打印的方式设有纳米微粒组成的图案，所述纳米微粒组成的图案夹持在所述导光材料层和所述基膜之间。

2.如权利要求1所述的前置发光器件，其特征在于，还包括光源组件，所述光源组件设置在所述前置组件的侧面。

3.如权利要求1所述的前置发光器件，其特征在于，所述纳米微粒包括PMMA微粒。

4.如权利要求1所述的前置发光器件，其特征在于，所述外表面膜通过胶水粘贴在所述导光材料层上或所述外表面膜通过热压方式贴合在所述导光材料层上；所述导光材料层和所述基膜通过贴合胶贴合。

5.如权利要求1所述的前置发光器件，其特征在于，所述导光材料层包括导光板或导光膜。

6.如权利要求1所述的前置发光器件，其特征在于，所述外表面膜和所述导光材料层之间设有镀膜层，所述镀膜层包括增透膜、分光膜和/偏振膜。

7.如权利要求2至6中任一项所述的前置发光器件，其特征在于，所述光源组件包括LED灯、线路板和遮光板，所述LED灯与所述线路板电连接，所述遮光板用于遮住所述LED灯发出的光。

8.一种具有前置发光器件的显示屏，其特征在于，包括显示屏和如权利要求1至7中任一项所述的前置发光器件，所述前置发光器件的基膜贴合在所述显示屏上。

9.一种前置发光器件制造方法，其特征在于，包括：

在导光材料层和基膜之一通过静电复印或喷墨打印的方式印设纳米微粒组成的图案；

使用贴合胶将所述导光材料层和所述基膜通过贴合在一起，所述图案夹持在所述导光材料层和所述基膜之间；

在所述在导光材料层上设置外表面膜。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述导光材料层周围设置光源组件。

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