CN110989244A - 透反膜及其制作方法、MiniLED直下式背光模组及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种透反膜及其制作方法、Mini LED直下式背光模组及显示装置。所述透反膜包括基材以及设置在所述基材上并呈阵列排布的透反层,所述透反层包括至少三层油墨层,其中,各油墨层依次层叠于所述基材,并且,沿自所述基材向外的方向,各油墨层的厚度呈逐渐减小的趋势,这样,透反层边缘和基材之间就不会出现明显边界,有效解决边界在Mini LED光源正面很难消除的问题,从而,实现LED光源正面更为均匀的出光效果,此外,上述方案还能使得透反层的厚度降低,有效避免其他不良以及能够减小Mini LED直下式背光模组的整体厚度。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,尤其涉及透反膜及其制作方法、Mini LED直下式背光模组及显示装置。
背景技术
背光模组是液晶显示装置的重要组成部分。目前的背光模组的光源,主要是由发光二极管(LED)阵列组成,分为直下式和侧入式两种类型。其中,Mini LED面光源(直下式)具有更小的芯片尺寸,相邻两个芯片(光源)之间的间距也更小,作为下一代显示产品,通过对面光源分区,能够实现HDR显示。
目前的Mini LED直下式背光源(也可以称之为Mini LED直下式背光模组)由于较高的混光距离(Optical Distance或者简称为OD)范围,导致Mini LED直下式背光源相对传统侧入式背光厚度偏厚,现有部分厂家开发透反膜实现Mini LED直下式背光源减薄的效果,具体是在灯板Mini LED光源正上方制作具有与LED芯片相同pitch的pattern图案膜材(透反膜),透反膜包括呈阵列排列的pattern(透反层),用于减弱Mini LED光源正上方的出光强度,从而实现整个Mini LED光源正面的均匀出光效果。
但是,在透反膜和Mini LED灯板搭配后会带来透反层的边界在Mini LED背光模组的正面过于明显问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的部分或者所有问题,本申请提供一种透反膜,其包括基材以及设置在所述基材上并呈阵列排布的的透反层,所述透反层包括至少三层油墨层,其中,各油墨层依次层叠于所述基材,并且,沿自所述基材向外的方向,各油墨层的厚度呈逐渐减小的趋势。
可选地,所述各油墨层的厚度呈现逐渐减小的趋势包括:各油墨层的厚度依序逐渐减小,或者,存在相邻的油墨层,它们的厚度相等,并且其他油墨层的厚度逐渐减小。
可选地,沿自所述基材向外的方向,各油墨层的面积逐渐减小,或者,逐渐增大。
可选地,所述基材为PET基材、玻璃或者扩散片,其厚度为0.05mm~0.1mm。
可选地,所述透反膜应用于Mini LED光源,所述Mini LED光源之间的间距为P,依附在所述基材上的油墨层为第一层油墨层,在所述第一层油墨层的形状为非圆形的情况下,该第一层油墨层的外接圆的半径不超过P/2;在所述第一层油墨层的形状为圆形的情况下,该第一层油墨层的半径不超过P/2。
可选地,所述透反层有M层油墨层,所述基材至第N层油墨层的透过率为T1,所述基材至第N-1层油墨层的透过率为T2,T2-T1≤30%,其中,所述N≤M。
可选地,所述透反层的厚度不超过20μm。
可选地,至少一层所述油墨层的边缘设置有油墨通孔。
可选地,至少一层油墨层的轮廓线包括至少一个拐弯以使得所述油墨层具有至少一个向油墨层外部延伸的凸出部。
可选地,所述凸出部呈弧形或者V形。
可选地,至少一个所述凸出部内设置有所述油墨通孔,所述油墨通孔的外接圆的直径为W1,所述凸出部穿过所述外接圆的圆心的宽度为W2,W1≤W2*1/3。
本申请另一方面公开一种Mini LED直下式背光模组,该背光模组包括灯板和前述任何一种透反膜,所述灯具有呈阵列分布的LED光源,所述透反膜的每个透反层覆盖一个LED光源。
本申请另一方面公开一种显示装置,该显示装置包括前述任何一种Mini LED直下式背光模组。
本申请还公开前述任何一种透反膜的方法,该方法采用平板喷墨印刷工艺制作透反膜。
本申请的实施方式提供的技术方案至少具有以下有益效果:
1、通过设置多层油墨层,并且,沿自所述基材向外的方向,各油墨层的厚度呈逐渐减小的趋势,使得其厚度分布尽可能的接近所述LED光源的强度分布曲线,这样,透反层边缘和基材之间就不会出现明显边界,有效解决透反层与基材层(该基材层也可以简称为基材)之间的边界在Mini LED背光模组正面很难消除的问题,也能解决各油墨层之间的边界明显的问题,从而,实现Mini LED光源正面更为均匀的出光效果,此外,上述方案还能使得透反层的厚度降低,有效避免其他不良以及能够减小Mini LED直下式背光模组的整体厚度。
2、通过沿自所述基材向外的方向,各油墨层的面积逐渐减小或者逐渐增大使得透反层呈金字塔结构或者倒金字塔结构,这样,透反层的厚度分布尽可能的接近LED光源的出光分布曲线,进一步使得透反层边缘和基材之间不会出现明显边界,有效解决透反层与基材层之间的边界在Mini LED背光模组正面很难消除的问题,也能解决油墨层之间边界明显的问题,从而,实现Mini LED背光源正面更为均匀的出光效果。
3、通过将第一层油墨层的半径或者其外接圆的半径不超过P/2,不仅能确保透反层之间不会重叠,还能确保透反层有足够大的面积,得到更为均匀的出光效果。
4、由于所述透反层有M层油墨层,所述基材至第N层油墨层的透过率为T1,所述基材至第N-1层油墨层的透过率为T2,T2-T1≤30%,其中,N≤M,这样,在装配有所述透反膜的灯板搭配QDEF和其他膜材后,在出光面不易观察到不同油墨层之间的边界,进一步得到更为均匀的出光效果。
5、由于所述透反层的厚度不超过20μm,这样,避免透反层顶端磨损现象,而且,还能确保Mini LED直下式背光模组的整体厚度低。
6、通过在至少一层油墨层的边缘设置所述油墨通孔,进一步模糊透反层与所述基材的边界,使得透反层与基材之间的边界不明显,进而,实现更加均匀的出光效果。
7、由于至少一层油墨层的轮廓线包括至少一个拐弯以使得所述油墨层具有至少一个向油墨层外部延伸的凸出部,进一步模糊透反层和基材之间的边界,进而,使得出光更为均匀。
8、至少一个所述凸出部内设置有所述油墨通孔,所述油墨通孔的外接圆的直径为W1,所述凸出部穿过所述外接圆的圆心的宽度为W2,W1≤W2*1/3,这样,油墨通孔的边缘与凸出部之间的边缘有足够的间隙,从而,不容易出现断墨现象,此外,还能够进一步模糊透反层与所述基材之间的边界,使得出光更为均匀。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施方式,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是朗伯体LED光源的出光示意图;
图2是一种透反膜的结构示意图;
图3是另一种透反膜的透反层的结构示意图;
图4是图3所示的透反膜的俯视图;
图5a是图3所示的透反层的第一层油墨层的结构示意图;
图5b是图3所示的透反层的第二层油墨层的结构示意图;
图5c是图3所示透反层的第三层和第四层油墨层的结构示意图;
图6是透反层的理想状态示意图;
图7是另一种透反层的结构示意图;
图8是另一种透反层的结构示意图;
图9是透反膜制造设备的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施方式进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施方式中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解,本申请说明书以及权利要求书中使用的“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。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个;“多个”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。
下面结合附图,对本申请示例性实施方式进行详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。
请参阅图1,由于LED光源是一种朗伯体光源,LED光源正上方的出光强度最高,为了得到Mini LED光源正面均匀的出光效果,我们需要降低LED光源正面的出光强度。
为了达到上述目的,一种Mini LED直下式背光源包括灯板、呈阵列分布于灯板上的多个LED光源以及覆盖在LED光源上的透反膜。请参阅图2,透反膜包括基材11和在基板上阵列排列的透反层12。每一透反层12为一层油墨层,对应一个LED光源以用于遮挡LED光源正面的出光,而且,透反层12的涂覆厚度分布接近于LED光源的出光强度分布曲线。发明人通过研究发现:上述透反层可以通过平板喷涂工艺实现,但由于平板喷涂工艺的能力和油墨的特性,1)油墨的涂覆厚度不能成理想的曲线分布;2)由于LED光源正面出光强度相对边缘高出很多,务必导致透反层12在LED光源正上方厚度h较厚,油墨边缘(也就是透反层12的边缘)和基材11之间就会出现明显边界,此边界在Mini LED背光模组的正面很难消除,此外,较厚的油墨厚度也会容易造成其他不良和增加整个模组的厚度。
基于此,本申请的发明人研发出一种透反膜。请参阅图3至图8,一种透反膜1包括基材11以及设置在基材11上并呈阵列排布的透反层12。多个透反层12构成透反膜图案(pattern)。
请继续参阅图3,所述基材11为PET基材、玻璃或扩散片,其厚度为0.05-0.1mm厚度。通过选择透明基材且其厚度为0.05mm~0.1mm,避免所述基材11与透反层材料膨胀系数差异而导致热胀冷缩发生褶皱,提高产品性能。
请继续参阅图3至图8,透反层12在所述基材11上的排列方式由LED光源的排列方式决定。每一透反层12包括至少三层油墨层,比如,3层、4层、5层等等。图3、图7和图8分别示意出四层油墨层,自所述基材11起由内向外包括第一层油墨层121、第二层油墨层122、第三层油墨层123和第四层油墨层124。所述油墨层依次层叠于所述基材11上,且油墨层的厚度自所述基材向最外层油墨层呈逐渐减小的趋势。所述油墨层的厚度自所述基材向最外层呈现逐渐减小的趋势包括:各油墨层的厚度自所述基材向最外层油墨依序逐渐减小,比如,第一层油墨层121至第四层油墨层124各自的厚度依次为h1、h2、h3和h4,则其关系为:h1>h2>h3>h4,或者,相邻层的油墨层的厚度相等且其他层逐渐减小,比如,h1>h2=h3>h4。依次逐渐减小的方式比相邻层的厚度相等且其他油墨层逐渐减小相比,更加能够消除透反层12与所述基材11之间的边界,得到更加均匀的出光效果。各油墨层通过选择合适的白色油墨(白色油墨可以采用普通钛白色料混合树脂、Al(OH)3和稀释剂)调配制作,在油墨配比选定的条件下,各油墨层(121、122、123和124)的透光能力和油墨的厚度成线性反比关系,通过选择油墨层的透过率即可以得到相应的厚度,比如,第一层油墨层121的厚度为h,选择可见光透过率为65~70%的油墨,为了使得第二层油墨层122的厚度比h小,比如h/2,则,选择可见光透过率更低的油墨即可,同理选择第三层油墨层123或者第四层油墨层124的厚度,最终使得透反层12的各层的油墨厚度分布接近于图3所示状态。
本申请通过设置多层油墨层且油墨层的厚度呈现自基材向最外层油墨层逐渐减小的趋势,使得透反层的油墨层的厚度分布尽可能的接近所述LED的出光强度分布曲线,这样,透反层12边缘和基材11之间就不会出现明显边界,有效解决边界在Mini LED光源正面很难消除的问题,从而,实现Mini LED光源正面更为均匀的出光效果,此外,上述方案还能使得透反层的厚度降低,有效避免其他不良以及能够减小Mini LED直下式背光模组的整体厚度。
请继续参阅图3、图4并结合图5a至图5c以及图6、图7和图8,在一种实施方式中,所述油墨层的面积自所述基材11向最外层油墨层逐渐减小以形成类似于金字塔结构。比如图3中,第一层油墨层121的面积最大,第一层油墨层121至第四层油墨层124各自的面积分别为S1至S4,S1>S2>S3>S4。
通过设置各油墨层之间的面积逐渐减小使得透反层12呈金字塔结构,所以,透反层12的厚度分布尽可能的接近LED光源的出光分布曲线,透反层12边缘和基材11之间就不会出现明显边界,有效解决透反层边界在Mini LED背光模组正面很难消除的问题,也能解决各油墨层之间的边界明显的问题,从而,实现Mini LED背光源正面更为均匀的出光效果。
技术人员可以理解,所述油墨层的面积也可以自所述基材11向最外层油墨层逐渐增大,以形成倒金字塔构造。倒金字塔构造至少也具有金字塔构造的所述优点。
在一种实施方式中,所述Mini LED光源之间的间距(Pitch)为P,依附在所述基材11上的油墨层为第一层油墨层,比如图3中的第一层油墨层121。在该第一层油墨层121为圆形的情况下,该第一层油墨层的半径不超过P/2。在所述第一层油墨层121为非圆形的情况下,该第一层油墨层的外接圆的半径不超过P/2。所述非圆形包括有规则形状的多边形,比如,矩形、五边形、六边形等等,也包括非规则的形状,如图3、图7和图8所示。
通过将第一层油墨层121的半径或者其外接圆的半径不超过P/2,不仅能确保透反层12之间不会重叠,还能确保透反层12有足够大的面积,得到更为均匀的出光效果。
请继续参阅图3、图4、图7和图8,在一种实施方式中,所述透反层有M层油墨层,基材11、第1至第N(N≤M)层油墨层(作为一个整体)的透过率为T1,基材11、第1至第N-1层油墨层(作为一个整体)的透过率为T2,T2-T1≤30%,比如,1%、2%、5%、8%、10%、15%、18%、20%、22%、25%、28%或30%。比如,在透反层的油墨层M=4、N=1的情况下,第一层油墨层121和所述基材11的透过率为T1,基材11的透过率为T2,T2-T1≤30%;又比如,在透反层的油墨层M=4、N=2的情况下,基材11、第一层油墨层121和第二层油墨层122的透过率为T1,基材11和第一层油墨层121的透过率为T2,T2-T1≤30%。
通过将前述前N层油墨层的透过率与前N-1层油墨层的透过率的差值设定为不超过30%,这样,在装配有所述透反膜的灯板搭配QDEF和其他膜材后,在出光面不易观察到不同油墨层之间的边界。
请继续参阅图3,在一种实施方式中,所述透反层12的厚度(所有油墨层的厚度之和)不超过20μm。比如,1μm、2μm、5μm、9μm、10μm、12μm、15μm、17μm或者20μm。
由于所述透反层12的厚度不超过20μm,这样,避免透反层顶端磨损现象,而且,还能确保Mini LED直下式背光模组的整体厚度低。
请参阅图3、图4、图5a、图5b、图7和图8,在一种实施方式中,至少一层所述油墨层的边缘设置有油墨通孔13。如图3、图4、图7和图8中,第一层油墨层121和第二层油墨层122上分别设置有油墨通孔13。技术人员可以理解,油墨通孔13可以设置在其他层上,比如,第一层油墨层121和/或第三层油墨层123等等。油墨通孔13的形状不限,可以为圆形、多边形或者其他不规则形状。
通过设置所述油墨通孔13,进一步模糊透反层12与所述基材11的边界,使得透反层12与基材11之间的边界不明显,进而,实现更加均匀的出光效果。
油墨通孔13与相应的油墨层的边缘之间的距离根据实际情况设计,只要使得透反层12与基材11之间的边界不明显即可。
请参阅图4、图5a、图5b、图7和图8,在一种实施方式中,至少一层油墨层的轮廓线包括至少一个拐弯以使得所述油墨层具有至少一个向油墨层外部延伸的凸出部14。如图4、图5a、图5b、图7和图8所示,第一层油墨层121和第二层油墨层122分别设置有凸出部14,此外,在图4、图5a、图5b、图7和图8所示的实施方式中,第一层油墨层121和第二层油墨层122上还设置有多个凸出部14。凸出部14的数量不限。凸出部14的形状也不限,可以为弧形使得油墨层的轮廓线形成如图所示的波浪状,也可以呈V形使得油墨层的轮廓线如图所示的锯齿状。技术人员可以理解,凸出部还可以是其他规则或者非规则形状使得油墨层的轮廓线呈现不规则或者规则(圆形、多边形等)的形状,如图7和图8所示。
通过设置所述凸出部14,进一步模糊透反层12和基材11之间的边界,进而,使得出光更为均匀。
请继续参阅图4、图5a、图5b、图7和图8,在一种实施方式中,所述油墨通孔13和所述凸出部14可以配合使用,此种情况下,所述油墨通孔13可以设置在所述凸出部14内,也可以设置在相邻的凸出部14之间,但都满足位于油墨层的边缘。技术人员可以理解,可以是一个凸出部14内设置所述油墨通孔13,也可以是多个凸出部14分别设置有所述油墨通孔13。技术人员也可以理解,每个凸出部14范围内的油墨通孔13的数量不限制,可以为1个,也可以为很多个,在油墨通孔13的数量为多个的情况下,各孔的大小可以不一样,形状也可以不一样。在凸出部14内设置油墨通孔13的情况下,所述油墨通孔13的外接圆的直径为W1,所述凸出部14穿过所述外接圆的圆心的宽度为W2,W1≤W2*1/3;即,W1小于等于W2的三分之一。通过将所述宽度W1和W2设置W1≤W2*1/3,这样,油墨通孔13的边缘与凸出部14之间的边缘有足够的间隙,从而,不容易出现断墨现象,此外,还能够进一步模糊透反层12与所述基材11之间的边界,使得出光更为均匀。如图5b所示,在油墨通孔13为一个且为圆形的情况下,其油墨通孔的外接圆直径就是该油墨通孔13的直径,相应的,凸出部14穿过该外接圆的圆心的宽度就是指穿过油墨通孔13的圆心的线段的长度,如图5b所示。技术人员可以理解,在油墨通孔的数量为多个的情况下,所述油墨通孔的外接圆是指这些油墨通孔的外接圆,也就是这些通孔都外接于同一个圆。如图5a所示,在凸出部14内有多个油墨通孔13的情况下,三个油墨通孔都位于该外接圆内,外接圆如图5a虚线所示。
本申请另一方面公开一种Mini LED直下式背光模组,该背光模组包括灯板和前述任何一种透反膜。所述灯板上具有呈阵列分布的LED光源。所述透反膜的每个透反层覆盖一个LED光源,以此,每个透反层12阻挡一个LED光源的出光,得到均匀的出光效果。
本申请的另一方面公开一种显示装置,该显示装置包括前述的Mini LED直下式背光模组。
请参阅图9,本申请还公开一种所述透反膜的制作方法,该方法包括:采用平板喷墨印刷工艺制作所述透反膜。实现该方法的装置包括大理石平台701、安装于大理石平台701上的Y向导轨702和X向导轨703以及悬挂于所述X向导轨703的多个喷头704。当然,所述多个喷头704也可以悬挂于Y向导轨上。所述喷头704的数量由油墨层的数量决定,比如,与油墨层的层数相等,比如,本实施方式中,为了形成图3和图4所示的四层油墨层,包括四个喷头a、b、c和d,当然,技术人员可以理解,在喷头704可以复用的情况下,喷头的数量可以少于油墨层的数量。其包括如下步骤:
在控制装置中预存所述透反膜的透反层的图案参数,这些参数的一个目的是使所述喷头704能够在X方向和Y方向移动以形成所述图案,至少包括透反膜各油墨层的外轮廓的坐标以及油墨喷涂量。
在所述大理石平台701上放置所述基材11。
控制装置根据所述图案参数控制悬挂于X导轨703上的相应喷头704在XY向移动到各自的位置,在该位置喷墨以形成所述图案。在该步骤中,所述喷头704(a、b、c、d)同步工作,只有在第二层油墨层122、第三层油墨层123和第四层油墨层124有图案设计时,b喷头、c喷头和d喷头才会工作,因此,一次印刷就可以制作出我们设计的图案,效率高,此外,平板喷墨工艺喷头移动精度较高(0.01mm),同时油墨量容易管控(油墨厚度易管控),更能确保各油墨层的厚度,提高透反膜的质量,进而,确保均匀的出光效果。
以上所述仅是本申请的较佳实施方式而已,并非对本申请做任何形式上的限制,虽然本申请已以较佳实施方式揭露如上,然而并非用以限定本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式,但凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。
Claims (14)
1.一种透反膜,其特征在于,所述透反膜包括基材以及设置在所述基材上并呈阵列排布的透反层,所述透反层包括至少三层油墨层,其中,各油墨层依次层叠设置于所述基材,并且,沿自所述基材向外的方向,各油墨层的厚度呈逐渐减小的趋势。
2.根据权利要求1所述的透反膜,其特征在于,各油墨层的厚度呈逐渐减小的趋势,包括:
各油墨层的厚度依序逐渐减小;或者,存在相邻的油墨层,它们的厚度相等,并且其他油墨层的厚度逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的透反膜,其特征在于,沿自所述基材向外的方向,各油墨层的面积逐渐减小,或者,逐渐增大。
4.根据权利要求1或2所述的透反膜,其特征在于,所述基材为PET基材、玻璃或者扩散片,厚度为0.05mm~0.1mm。
5.根据权利要求1或3所述的透反膜,其特征在于,所述透反膜应用于Mini LED光源,所述Mini LED光源之间的间距为P,依附在所述基材上的油墨层为第一层油墨层,在所述第一层油墨层的形状为非圆形的情况下,该第一层油墨层的外接圆的半径不超过P/2;在所述第一层油墨层的形状为圆形的情况下,该第一层油墨层的半径不超过P/2。
6.根据权利要求1所述的透反膜,其特征在于,所述透反层有M层油墨层,所述基材至第N层油墨层的透过率为T1,所述基材至第N-1层油墨层的透过率为T2,T2-T1≤30%,其中,N≤M。
7.根据权利要求1所述的透反膜,其特征在于,所述透反层的厚度不超过20μm。
8.根据权利要求1所述的透反膜,其特征在于,至少一层所述油墨层的边缘设置有油墨通孔。
9.根据权利要求1或8所述的透反膜,其特征在于,至少一层油墨层的轮廓线包括至少一个拐弯以使得所述油墨层具有至少一个向油墨层外部延伸的凸出部。
10.根据权利要求9所述的透反膜,其特征在于,所述凸出部呈弧形或者V形。
11.根据权利要求9所述的透反膜,其特征在于,至少一个所述凸出部内设置有所述油墨通孔,所述油墨通孔的外接圆的直径为W1,所述凸出部穿过该外接圆的圆心的宽度为W2,W1≤W2*1/3。
12.一种Mini LED直下式背光模组,其特征在于,包括灯板和权利要求1至11任何一项所述的透反膜,所述灯板具有呈阵列分布的LED光源,所述透反膜的每个透反层覆盖一个LED光源。
13.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求12所述的MiniLED直下式背光模组。
14.一种权利要求1至11任何一项所述的透反膜的制作方法,其特征在于,所述制作方法采用平板喷墨印刷工艺制作透反膜。
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