CN115136036A - 具有色彩匹配的显示区域和非显示区域的显示装置和制品 - Google Patents

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朱炳润
凯文·保罗·克鲁贝克
阿皮塔·米特拉
玛丽塞拉·特雷乔-摩尔
詹姆斯·安德鲁·韦斯特
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Abstract

一种显示装置，包括：玻璃基板，包括折射率(n基板)；显示装置结构，耦接到该基板以共同限定观看区域；以及黑色掩蔽结构，环绕所述显示装置结构，所述黑色掩蔽结构耦接到所述基板并且包括黑色油墨层和在所述黑色油墨层与所述玻璃基板之间的至少一个光泽层。所述观看区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<17；以及(c)所述CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3。另外，所述至少一个光泽层包括折射率(n光泽)，使得│n光泽‑n基板│>0.1。

Description

具有色彩匹配的显示区域和非显示区域的显示装置和制品
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C§120要求2019年12月12日提交的美国临时申请第62/947,086号的优先权的权益，该临时申请的内容是本申请的基础并以引用方式并入本文。
技术领域
本公开内容与具有色彩匹配的显示区域和非显示区域的显示装置和制品(特别是具有色彩匹配的显示区域和周围的黑色掩蔽区域的汽车内饰显示器)相关。
背景技术
车辆制造商正在开发和生产以改善的连接性安全地告知乘客和驾驶员的汽车内饰。许多这些内饰设计都提供新美观性以吸引消费者。另外，这些内饰中的一些提供具有触控功能性的一个或多个大型显示器。
汽车内饰显示器的当前趋势是提供具有光学和触控功能性的时尚的玻璃或玻璃状基板。许多这些显示器都包括防反射(AR)、防指纹、和/或触感的涂层和特征。这些显示器中的一些包括具有多层堆叠或膜的显示面板或装置，所述多层堆叠或膜使用光学无色的树脂(OCR)来层合到玻璃基板。另外，这些显示器通常包括环绕显示面板或装置的黑色掩蔽(BM)区域。在显示器被关断时，这些显示器通常对于驾驶员和乘客是可见的，这对于许多驾驶员和乘客而言不是合乎需要的美观性特征。环绕显示器的显示区域的非显示区域(其例如具有BM区域)可能产生装置的显示区域与非显示区域之间可见的色彩失配。
因此，需要特别是用在汽车内饰显示器中的具有色彩匹配的显示区域和非显示区域的显示装置和制品。
发明内容
根据本公开内容的一些方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括：玻璃基板，包括折射率(n基板)；显示装置结构，包括光源和多个膜，该显示装置结构耦接到该基板以共同限定观看区域；以及黑色掩蔽结构，环绕该显示装置结构，该黑色掩蔽结构耦接到该基板。该黑色掩蔽结构包括黑色油墨层和该黑色油墨层与该玻璃基板之间的至少一个光泽层。该观看区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于包括镜面分量(specular component included,SCI)而言5<L*<17；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于排除镜面分量(specular component excluded,SCE)而言0<L*<3。另外，该至少一个光泽层包括折射率(n光泽)，使得│n光泽-n基板│>0.1。
根据本公开内容的一些方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括：玻璃基板，包括折射率(n基板)；显示装置结构，包括光源和多个膜，该显示装置结构耦接到该基板以共同限定观看区域；以及黑色掩蔽结构，环绕该显示装置结构，该黑色掩蔽结构耦接到该基板。该黑色掩蔽结构包括黑色油墨层和该黑色油墨层与该玻璃基板之间的至少一个光泽层。该观看区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<17；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3。另外，该黑色掩蔽区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于镜面包括分量(specular included component,SCI)而言0<L*<20；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于镜面排除分量(specular excluded component,SCE)而言0<L*<3。
根据本公开内容的一些方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括：玻璃基板，包括折射率(n基板)；显示装置结构，包括光源和多个膜，该显示装置结构耦接到该基板以共同限定观看区域；以及黑色掩蔽结构，环绕该显示装置结构，该黑色掩蔽结构耦接到该基板以共同限定黑色掩蔽区域。该黑色掩蔽结构包括黑色油墨层和该黑色油墨层与该玻璃基板之间的至少一个光泽层。该观看区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<17；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3。此外，该黑色掩蔽区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于镜面包括分量而言0<L*<20；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于镜面排除分量而言0<L*<3。另外，该至少一个光泽层包括折射率(n光泽)，使得│n光泽-n基板│>0.1。
将在随后的详细说明中阐述附加特征和优点，并且本领域中的技术人员将通过该描述容易地理解特征和优点的一部分，或者通过实践如本文中所述的实施例来认识特征和优点，实施例包括了以下详细说明、权利要求书和附图。
要了解，以上的一般描述和以下的详细说明仅是示例性的，并且旨在提供概观或架构以了解权利要求书的本质和特征。
包括了附图以提供进一步的了解，并且附图被并入和构成本说明书的一部分。附图绘示了一个或多个实施例，并且与本说明书一起用来以示例的方式解释本公开内容的原理和操作。要了解，可以用任何和所有组合使用本说明书中和附图中所公开的公开内容的各种特征。以非限制性示例的方式，可以根据以下实施例将本公开内容的各种特征彼此结合。
附图说明
在参照附图阅读本公开内容的以下详细说明时，会更佳地了解本公开内容的这些和其他的特征、态样和优点，在附图中：
图1A是根据一个或多个实施例的显示装置的侧视图；
图1B是根据一个或多个实施例的显示装置的侧视图；
图2是各种常规的黑色掩蔽结构和根据本公开内容的一个或多个实施例的黑色掩蔽结构的排除镜面分量的亮度(L*)与包括镜面分量的亮度(L*)的关系曲线图；
图3是根据本公开内容的一个或多个实施例的防护玻璃和两个光泽层的折射率与波长(nm)的关系曲线图；
图4是根据本公开内容的一个或多个实施例的采用图3中所描绘的防护玻璃和光泽层黑色掩蔽结构的实验和模拟亮度(SCI-L*和SCE-L*)与相同的光泽层和防护玻璃的折射率的关系曲线图；
图5A是根据本公开内容的一个或多个实施例采用具有变化的折射率的两个光泽层、黑色基质和防护玻璃的黑色掩蔽结构的模拟亮度(SCI-L*)的等值线图；以及
图5B是图5A中所描绘的黑色掩蔽结构的模拟亮度(SCI-L*)的三维表面图。
具体实施方式
在以下的详细说明中，出于解释而非限制的目的，阐述了公开具体细节的示例实施例以提供对本公开内容的各种原理的透彻了解。然而，已受益于本公开内容的本领域中的一般技术人员将理解，本公开内容可以实行在脱离本文中所公开的具体细节的其他实施例中。并且，可以省略众所周知的装置、方法和材料的说明，以便不模糊本公开内容的各种原理的说明。最后，在可适用的地方，类似的参考标号是指类似的元件。
在本文中可以将范围表示为从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。如本文中所使用的，术语“约”意味着，数量、尺寸、配方、参数和其他量和特性是不准确或不需要是准确的，而是依需要可以是近似的和/或较大或较小的，从而反映容差、转换因素、舍入、测量误差等等和本领域中的技术人员所熟知的其他因素。在将术语“约”用于描述值或范围的端点时，应将本公开内容了解为包括所指称的特定值或端点。无论本说明书中的数值或范围端点是否叙述“约”，数值或范围端点都要包括两种实施例：一种用“约”修饰，而一种不用“约”修饰。将进一步了解，范围中的每一者的端点与另一个端点相比是有意义的(significant)且是与另一个端点无关地有意义的。
如本文中所使用的术语“实质”、“实质上”和其变型旨在叙述，所述特征等于或几乎等于一个值或描述。例如，“实质平坦”的表面旨在指示平坦或几乎平坦的表面。并且，“实质”旨在指示两个值是相等或几乎相等的。在一些实施例中，“实质上”可以指示在彼此约10％内的值，例如在彼此约5％内的值，或在彼此约2％内的值。
如本文中所使用的方向性术语(例如上、下、右、左、前、后、顶、底)是仅参照如所绘制的图式而作出的，并且不旨在暗示绝对的定向。
除非另有明确表明，否则绝不要将本文中所阐述的任何方法解读为需要用特定的顺序执行其步骤。因此，如果方法权利要求实际上并不叙述要由其步骤所遵循的顺序或在权利要求或说明书中并未另有具体表明将步骤限于特定顺序，则绝不要在任何方面推断顺序。这对于用于解译的任何可能的非明示基础都是如此，包括：针对操作流程的步骤的布置的逻辑事项；推导自文法组织或标点符号的一般意义；说明书中所述的实施例的数量或类型。
如本文中所使用的，除非上下文另有明确指出，否则单数形式“一”和“该”包括了复数的是指对象。因此，除非上下文另有明确指示，否则例如对于一个“组件”的指称包括了具有两个或更多个此类组件的实施例。
如本文中所使用的，术语“设置”包括将材料涂覆、沉积和/或形成到表面上。所设置的材料可以构成层，如本文中所限定的。语句“设置在...上”包括了以下情况：将材料形成到表面上，使得材料与表面直接接触；且也包括以下情况：将材料形成于表面上，其中一种或多种中介材料介于设置的材料与表面之间。中介材料可以构成层，如本文中所限定的。
如本文中所使用的，“明视平均反射率”和“反射率”是可互换的术语。明视平均反射率通过根据人眼的灵敏度相对于波长光谱对反射率加权来模仿人眼的响应。根据已知的惯例(例如CIE色彩空间惯例)，也可以将明视平均反射率限定为反射光的亮度、或三刺激(tristimulus)Y值。本公开内容的领域中的一般技术人员可以根据用于获得平均明视反射率的这些取样原理来获得或用其他方式测量“平均明视透射率”。明视平均反射率在等式(1)中限定为与眼睛的光谱响应相关地将光谱反射率(R(λ))乘以光源光谱(I(λ))和CIE的色彩匹配函数
Figure BDA0003796364520000051
Figure BDA0003796364520000052
如本文中所使用的，根据CIE(L*,a*,b*)比色系统来报告“L*亮度”。另外，“SCI”或“SCI-L*”在此公开内容中是可互换的，并且指将反射光的镜面分量与入射光的非镜面或散射分量一起包括在测量中时的色彩和亮度值。“SCE”和“SCE-L*”在此公开内容中也是可互换的术语，并且指前述的色彩和亮度值，但是减去或用其他方式移除镜面分量。如此，考虑排除镜面分量(SCE)的值以仅量化散射光的色彩和亮度。
除非另有指出，否则如本文中所使用的，本公开内容中所报告的所有折射率值都是用Konica-Minolta CM700d分光亮度计用550nm的波长测量到的。
本公开内容的实施例与具有色彩匹配的显示区域和非显示区域的显示装置和制品相关。可以将这些制品和显示装置采用在各种应用中，包括汽车内饰。示例性的制品和显示装置包括：玻璃基板；显示装置结构，包括光源和多个膜(例如有机发光二极管装置)；以及黑色掩蔽结构，环绕显示装置结构(例如边框)。显示装置结构和黑色掩蔽结构都耦接到玻璃基板。另外，黑色掩蔽结构包括黑色油墨层和黑色油墨层与玻璃基板之间的至少一个光泽层。此外，考虑到显示装置结构来配置黑色掩蔽结构(例如通过选定该至少一个光泽层来配置)以获得色彩匹配的显示区域和周围的黑色掩蔽区域。
相对于常规的装置和相关的技术，本公开内容的制品和显示装置提供了几个优势。主要来说，可以将这些装置采用在显示器中以在与装置相关联的显示器被关断时在显示区域与周围的黑色掩蔽区域之间实现色彩匹配。试图匹配显示区域的色彩而仅调整黑色掩蔽区域中的黑色基质材料的感知色彩(例如调整到灰色色调)的其他方法通常会引入更多的光散射。因此，常规的方法会在装置的显示区域与非显示区域之间获得不是最佳的色彩匹配。
另外，因为本公开内容的显示装置和制品通过独立于含有油墨的黑色基质层使用光学层(例如至少一个光泽层)来实现色彩匹配，所以它们可以实现可以应用于采用黑色基质结构的装置构造的色彩匹配效果，所述黑色基质结构采用具有不同光学性质的油墨。因此，就可以将本公开内容的制品和显示装置与本领域中常常采用的广泛的黑色基质结构阵列一起采用的意义而言，所述制品和所述显示装置是有利的。
本公开内容的这些制品和显示装置的另一个优点是，它们可以使用用于显示装置的常规工序或修改较小的常规工序来处理和制造。许多常规的显示装置都将黑色油墨用于黑色基质结构，并且将喷墨处理技术用于沉积这些层。也可以通过喷墨工序来制造本公开内容的制品和显示装置中所采用的光泽层。另外，本公开内容的制品和显示装置的光泽层被配置为用于与这些制品的非显示部分的其他层(包括但不限于黑色基质层)粘着在一起。
参照图1A，描绘了根据一个或多个实施例的显示装置100a。图1A中所描绘的显示装置100a包括：玻璃基板10、显示装置结构50和黑色掩蔽结构40a。基板10进一步由折射率(n基板)所限定。在实施例中，基板10的折射率(n基板)为从1.4到1.6、从1.45到1.55和这些值之间的所有折射率值。另外，基板10耦接到黑色掩蔽结构40a和显示装置结构50中的每一者以分别共同限定黑色掩蔽区域110a和观看区域120。根据一些实施例，基板10也可以包括一个或多个防反射(AR)膜5，如图1A中所示。AR膜5包括适于在光学波长范围中展现约9％或更小的平均明视光反射率的AR特性的一种或多种材料，例如于2017年11月23日公开的第2017/0336538号的美国专利申请公开文件中所公开的防反射涂层，该文件的显着部分在此以引用方式并入此公开内容中。
如图1A中所示，显示装置100a的显示装置结构50用示例性形式示为液晶显示器(LCD)装置，包括光源55和多个膜。如图1A中所示，该多个膜包括设置在图案化的透明导电氧化物(TCO)膜53上方的光学无色树脂(OCR)层51，其中OCR层51和TCO膜53被设置在触控屏幕玻璃基板52上。以下层依序位在玻璃基板52下方且与该玻璃基板接触：OCR层51、偏振膜57、滤色器54、光源55、偏振膜57和黑光单元(BLU)层56。根据显示装置100a的其他实施例，显示装置结构50也包括共同被配置为各种常规电子显示装置(包括但不限于有机发光二极管(OLED)装置、液晶(LCD)装置、LED背光LCD装置、薄膜晶体管(TFT)LCD装置、电浆显示装置、量子点显示器和主动矩阵有机发光二极管(AMOLED)装置)中的一者的光源55和多个膜。
再次参照图1A，显示装置100a的黑色掩蔽结构40a包括黑色油墨层30和至少一个光泽层20，光泽层20(或多个光泽层20)设置在黑色油墨层30与玻璃基板10之间。光泽层20可以进一步由折射率(n光泽)所限定。在实施例中，光泽层20的折射率(n光泽)为从1.5到1.9、从1.6到1.9、从1.65到1.85和这些值之间的所有折射率值。在显示装置100a的一些实施例中，光泽层20和玻璃基板10的折射率使得n光泽与n基板之间的差的绝对值大于0.1、大于0.15、大于0.2和介于这些差之间或大于这些差的所有绝对值(即│n光泽-n基板│>0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.25、0.3等等)。
再次参照图1A，显示装置100a的观看区域120可以用以下项来表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率，和(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，其对于包括镜面分量(SCI)而言使得5<L*<17，和(c)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，其对于排除镜面分量(SCE)而言使得0<L*<3。根据一些实施例，如在可见光谱中相对于法向以8度测量到的，观看区域120由从0.1％到3％、从0.5％到2.5％、从0.5％到2.0％和这些水平之间的所有反射率水平的反射率所表征。根据实施例，观看区域120由(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度所表征，该亮度对于包括镜面分量(SCI)而言使得3<L*<20、5<L*<17、或5<L*<15。根据一些实施例，观看区域120由(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度所表征，该亮度对于排除镜面分量(SCE)而言使得0<L*<5、0<L*<4、或0<L*<3。
仍参照图1A，显示装置100a的黑色掩蔽区域110a可以用以下项来表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率，和(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，其对于包括镜面分量(SCI)而言使得0<L*<20，和(c)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，其对于排除镜面分量(SCE)而言使得0<L*<3。根据一些实施例，如在可见光谱中相对于法向以8度测量到的，黑色掩蔽区域110a由从0.1％到3％、从0.5％到2.5％、从0.5％到2.0％和这些水平之间的所有反射率水平的反射率所表征。根据实施例，黑色掩蔽区域110a由(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度所表征，该亮度对于包括镜面分量(SCI)而言使得0<L*<20、5<L*<20、或5<L*<15。在一些实施方式中，黑色掩蔽结构40a可以由(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度所表征，该亮度对于包括镜面分量(SCI)而言使得L*>8或更优选地L*>12。根据一些实施例，观看区域120由(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度所表征，该亮度对于排除镜面分量(SCE)而言使得0<L*<5、0<L*<3、或1<L*<3。
再次参照图1中所示的显示装置100a，根据一些实施方式，一个或多个光泽层20可以由(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，该色彩对于排除镜面分量(SCE)而言使得-1<a*,b*<+1。另外，一个或多个光泽层20可以由(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，该色彩使得-1<a*<+1和-1.5<b*<+1和这些值之间的a*和b*的所有值。在一些实施例中，该至少一个光泽层20(或多个层20)可以由(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，该色彩对于排除镜面分量(SCE)而言使得-1<Δa*,Δb*<2，并且Δa*、Δb*是该至少一个光泽层20与黑色油墨层30之间的色彩(a*,b*)的差。
现在参照图1B，描绘了根据一个或多个实施例的显示装置100b。除非另有指出，否则显示装置100b与图1A中所示的显示装置100a实质类似，并且类似数字的元件具有相同或实质类似的结构和功能。图1B中所描绘的显示装置100b包括：玻璃基板10、显示装置结构50和黑色掩蔽结构40b。另外，基板10耦接到黑色掩蔽结构40a和显示装置结构50中的每一者以分别共同限定黑色掩蔽区域110b和观看区域120。因此，图1B中所示的显示装置100b包括黑色掩蔽结构40b和黑色掩蔽区域110b，而图1A中所示的显示装置100a则采用黑色掩蔽结构40a和黑色掩蔽区域110a。值得注意的是，显示装置100b的黑色掩蔽结构40b包括黑色油墨层30和一对光泽层(第一光泽层20a和第二光泽层20b，两者都设置在黑色油墨层30与玻璃基板10之间)。一般而言，图1B中所示的显示装置100b的该对光泽层20a、20b具有与图1A中所示的显示装置100a中所采用的该至少一个光泽层20相同或实质相同的配置和结构。根据实施例，显示装置100b的第一光泽层20a和第二光泽层20b具有不同的折射率值。在其他的实施例中，光泽层20a和20b具有相同或实质相同的折射率值。
基板
图1A和1B中所描绘的显示装置100a、100b的基板10可以包括半透明的基板材料，例如无机氧化物材料。另外，基板10可以包括非晶基板、结晶基板、或上述项的组合。在一个或多个实施例中，基板展现从约1.45到约1.55的范围中(例如1.45、1.46、1.47、1.48、1.49、1.50、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55和其间的所有折射率)的折射率。
合适的基板10可以展现从约30GPa到约120GPa的范围中的弹性模量(或杨氏模量)。在一些情况下，基板的弹性模量可以是在从约30GPa到约110GPa、从约30GPa到约100GPa、从约30GPa到约90GPa、从约30GPa到约80GPa、从约30GPa到约70GPa、从约40GPa到约120GPa、从约50GPa到约120GPa、从约60GPa到约120GPa、从约70GPa到约120GPa的范围和其间的所有范围和子范围中。此公开内容中所叙述的基板本身的杨氏模量值指的是通过标题为“Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detectionin Both Metallic and Non-metallic Parts”的ASTM E2001-13中所阐述的一般类型共振超音波光谱技术所测量到的值。
在一个或多个实施例中，非晶基板可以包括玻璃，该玻璃可以是强化的或未强化的。合适的玻璃的示例包括钠钙玻璃、碱铝硅酸盐玻璃、含碱硼硅酸盐玻璃和碱铝硼硅酸盐玻璃。在一些变型中，玻璃可以不含氧化锂。在一个或多个替代性实施例中，基板10可以包括结晶基板，例如玻璃陶瓷(或陶瓷)基板(其可以是强化过或未强化的)，或可以包括单晶结构，例如蓝宝石。在一个或多个具体实施例中，基板10包括非晶基底(例如玻璃)或结晶包层(例如蓝宝石层、多晶氧化铝层和/或尖晶石(MgAl2O4)层)。
基板10可以是实质平坦或片状的，然而其他的实施例也可以利用弯曲的或用其他方式塑形或雕刻的基板。基板10可以实质上是光学无色的、透明的、且没有光散射。在此类实施例中，基板可以在光学波长范围内展现约85％或更大、约86％或更大、约87％或更大、约88％或更大、约89％或更大、约90％或更大、约91％或更大、或约92％或更大的平均光透射。在一个或多个替代性实施例中，基板10在光学波长范围内可以是不透明的或展现小于约10％、小于约9％、小于约8％、小于约7％、小于约6％、小于约5％、小于约4％、小于约3％、小于约2％、小于约1％、或小于约0％的平均光透射。在一些实施例中，这些光反射率和透射率值可以是总反射率或总透射率(考虑到基板的两个主要面上的反射率或透射率)，或可以在基板的单个侧面上(即在AR膜5的外表面(如果存在的话)上，并且不考虑相对的表面)观察到。除非另有指定，否则平均反射率或透射率是在0度的入射照明角下测量的(然而，可以在45度或60度的入射照明角下提供此类测量)。基板10可以可选地展现色彩，例如白色、黑色、红色、蓝色、绿色、黄色、橘色等等。
附加性或替代性地，出于美观和/或功能的原因，基板10的实体厚度可以沿着其尺度中的一者或多者变化。例如，与基板10较中心的区域相比，基板10的边缘可以较厚。基板10的长度、宽度和实体厚度尺度也可以根据图1A和1B中所描绘的显示装置100a、100b的应用或用途而变化。
可以使用各种不同的工序来提供基板10。例如，如果基板10包括非晶基板(例如玻璃)，则各种形成方法可以包括浮制玻璃工序、轧制工序、上拉工序和下拉工序，例如熔融拉制和狭槽拉制。
一旦形成，就可以强化基板10以形成强化的基板。如本文中所使用的，术语“强化基板”可以指已经化学强化过的基板，例如通过将较大的离子与基板的表面中的较小的离子进行离子交换来化学强化。然而，也可以利用本领域中熟知的其他强化方法(例如热回火，或利用基板的部分之间的热膨胀系数的失配来产生压缩应力和中心张力区域)来形成强化基板。
如果基板是通过离子交换工序来化学强化，则基板的表面层中的离子被具有相同的价态或氧化态的较大离子替换或交换。离子交换工序一般是通过以下步骤来实现：将基板浸入在熔融盐浴中，该熔融盐浴含有要与基板中的较小离子交换的较大离子。本领域中的技术人员将理解，离子交换工序的参数(包括但不限于浴组成和温度、浸入时间、将基板浸入在一种或多种盐浴中的次数、多种盐浴的使用、附加步骤(例如退火、洗涤、等等))一般是由基板的组成和由强化操作生成的基板所需的压缩应力(CS)、压缩应力(CS)层的深度(或层深)来决定的。通过示例的方式，含碱金属的玻璃基板的离子交换可以通过以下步骤来实现：浸入在含有盐的至少一种熔融浴中，该盐例如但不限于较大的碱金属离子的硝酸盐、硫酸盐和氯化物。熔融盐浴的温度一般是在从约380℃到约450℃的范围中，同时浸入时间的范围从约15分钟到约40小时。然而，也可以使用与上述的那些温度和浸入时间不同的温度和浸入时间。
此外，将玻璃基板浸入在多种离子交换浴中且在浸入之间进行洗涤和/或退火步骤的离子交换工序的非限制性示例被描述于2013年10月22日所公告且标题为“Glass withCompressive Surface for Consumer Applications”的第8,561,729号的美国专利中，该美国专利申请主张于2008年7月11日所提出的第61/079,995号的美国临时专利申请的优先权，其中通过在多种相继的离子交换处理中浸入在不同浓度的盐浴中来强化玻璃基板；以及于2012年11月20日公告且标题为“Dual Stage Ion Exchange for ChemicalStrengthening of Glass”的美国专利8,312,739，该美国专利主张于2008年7月29日所提出的第61/084,398号的美国临时专利申请的优先权，其中通过以下步骤来强化玻璃基板：在用流出离子稀释的第一浴中进行离子交换，然后浸入在与第一浴相比具有较小浓度的流出离子的第二浴中。第8,561,729和8,312,739号的美国专利的整体内容以引用方式并入本文中。
可以基于中心张力(CT)、峰值CS、压缩线深度(DOC，其是沿着厚度的一个点，在该点中，压缩改变为伸张)和离子层深度(DOL)的参数来量化由离子交换所实现的化学强化的程度。可以在基板10的表面附近或在强化玻璃内在各种深度处测量到峰值CS(其是观察到的最大压缩应力)。峰值CS值可以包括强化基板的表面处的测量到的CS(CSs)。在其他的实施例中，峰值CS是在强化基板的表面下方测量到的。压缩应力(包括表面CS)是由使用例如FSM-6000(由Orihara Industrial有限公司(日本)制造)的市售仪器的表面应力计(FSM)所测量的。表面应力测量依赖应力光学系数(SOC)的准确测量，该应力光学系数与玻璃的双折射率相关。SOC转而是根据标题为“Standard Test Method for Measurement of GlassStress-Optical Coefficient”的ASTM C770-16中所描述的程序C(玻璃盘法)来测量的，其整体内容以引用方式并入本文中。如本文中所使用的，DOC意指本文中所述的化学强化碱铝硅酸盐玻璃制品中的应力从压缩改变成伸张的深度。取决于离子交换处理，可以通过FSM或散射光偏光镜(SCALP)来测量DOC。如果玻璃制品中的应力是通过将钾离子交换到玻璃制品中来产生的，则使用FSM来测量DOC。如果应力是通过将钠离子交换到玻璃制品中来产生的，则使用SCALP来测量DOC。如果玻璃制品中的应力是通过将钾和钠离子两者交换到玻璃中来产生的，则由SCALP测量DOC，因为据信钠的交换深度指示DOC而钾离子的交换深度指示压缩应力数值的改变(但不是从压缩到伸张的应力的改变)；此类玻璃制品中的钾离子的交换深度是由FSM测量的。最大CT值是使用本领域中熟知的散射光偏振镜(SCALP)技术来测量的。可以使用折射近场(RNF)法或SCALP来测量(绘制、视觉描绘、或用其他方式在地图上标出)完整的应力分布。在利用RNF法来测量应力分布时，在RNF法中利用了由SCALP所提供的最大CT值。详细而言，由RNF所测量到的应力分布是力平衡的且校准到由SCALP测量所提供的最大CT值。RNF法被描述在2014年10月7日所公告且标题为“Systems and Methods forMeasuring a Profile Characteristic of a Glass Sample”的第8,854,623号的美国专利中，其整体内容以引用方式并入本文中。详细而言，RNF法包括以下步骤：将玻璃制品安置在参考块附近；产生偏振切换的光束，该光束用从1Hz到50Hz之间的速率在正交偏振之间切换；测量偏振切换的光束中的功率量；以及产生偏振切换的参考讯号，其中正交偏振中的每一者中所测量到的功率量是在彼此的50％内。该方法进一步包括以下步骤：针对不同的进入玻璃试样的深度将偏振切换的光束透射通过玻璃试样和参考块，接着使用中继光学系统将透射的偏振切换的光束转传到讯号光侦测器，其中讯号光侦测器产生偏振切换的侦测讯号。该方法也包括以下步骤：将侦测讯号除以参考讯号以形成标准化侦测讯号，和根据标准化的侦测讯号决定玻璃试样的分布特性。
在一些实施例中，强化基板10可以具有250MPa或更大、300MPa或更大、400MPa或更大、450MPa或更大、500MPa或更大、550MPa或更大、600MPa或更大、650MPa或更大、700MPa或更大、750MPa或更大、或800MPa或更大的峰值CS。强化基板可以具有10μm或更大、15μm或更大、20μm或更大(例如25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、或更大)的DOC和/或10MPa或更大、20MPa或更大、30MPa或更大、40MPa或更大(例如42MPa、45MPa、或50MPa、或更大)但小于100MPa(例如95、90、85、80、75、70、65、60、55MPa或更小)的CT。在一个或多个具体实施例中，强化基板具有以下项中的一者或多者：大于500MPa的峰值CS、大于15μm的DOC和大于18MPa的CT。
可以在基板中的示例玻璃可以包括碱铝硅酸盐玻璃组成或碱铝硼硅酸盐玻璃组成，然而也考虑其他的玻璃组成。此类玻璃组成能够通过离子交换工序来化学强化。一个示例玻璃组成包括SiO2、B2O3和Na2O，其中(SiO2+B2O3)≥66摩尔百分比，并且Na2O≥9摩尔百分比。在一些实施例中，玻璃组成包括约6重量百分比的氧化铝或更多。在一些实施例中，基板包括具有一种或多种碱土金属氧化物的玻璃组成，使得碱土金属氧化物的含量为约5重量百分比或更大。在一些实施例中，合适的玻璃组成进一步包括K2O、MgO、或CaO中的至少一者。在一些实施例中，基板中所使用的玻璃组成可以包括61-75摩尔百分比的SiO2；7-15摩尔百分比的Al2O3；0-12摩尔百分比的B2O3；9-21摩尔百分比的Na2O；0-4摩尔百分比的K2O；0-7摩尔百分比的MgO；以及0-3摩尔百分比的CaO。
适于基板的另外的示例玻璃组成包括：60-70摩尔百分比的SiO2；6-14摩尔百分比的Al2O3；0-15摩尔百分比的B2O3；0-15摩尔百分比的Li2O；0-20摩尔百分比的Na2O；0-10摩尔百分比的K2O；0-8摩尔百分比的MgO；0-10摩尔百分比的CaO；0-5摩尔百分比的ZrO2；0-1摩尔百分比的SnO2；0-1摩尔百分比的CeO2；小于50ppm的As2O3；以及小于50ppm的Sb2O3；其中12摩尔百分比≦(Li2O+Na2O+K2O)≦20摩尔百分比且0摩尔百分比≦(MgO+CaO)≦10摩尔百分比。
适于基板的又另外的示例玻璃组成包括：63.5-66.5摩尔百分比的SiO2；8-12摩尔百分比的Al2O3；0-3摩尔百分比的B2O3；0-5摩尔百分比的Li2O；8-18摩尔百分比的Na2O；0-5摩尔百分比的K2O；1-7摩尔百分比的MgO；0-2.5摩尔百分比的CaO；0-3摩尔百分比的ZrO2；0.05-0.25摩尔百分比的SnO2；0.05-0.5摩尔百分比的CeO2；小于50ppm的As2O3；以及小于50ppm的Sb2O3；其中14摩尔百分比≦(Li2O+Na2O+K2O)≦18摩尔百分比且2摩尔百分比≦(MgO+CaO)≦7摩尔百分比。
在一些实施例中，适于基板10的碱铝硅酸盐玻璃组成包括氧化铝、至少一种碱金属，并且在一些实施例中包括大于50摩尔百分比的SiO2、在其他的实施例中包括58摩尔百分比的SiO2或更多、且在又其他的实施例中包括60摩尔百分比的SiO2或更多，其中比率(Al2O3+B2O3)/∑改性剂(即改性剂的总和)大于1，其中成分的比率是用摩尔百分比表示的且改性剂为碱金属氧化物。在特定的实施例中，此种玻璃组成包括：58-72摩尔百分比的SiO2；9-17摩尔百分比的Al2O3；2-12摩尔百分比的B2O3；8-16摩尔百分比的Na2O；以及0-4摩尔百分比的K2O，其中比率(Al2O3+B2O3)/∑改性剂(即改性剂的总和)大于1。
在一些实施例中，基板10可以包括碱铝硅酸盐玻璃组成，该组成包括：64-68摩尔百分比的SiO2；12-16摩尔百分比的Na2O；8-12摩尔百分比的Al2O3；0-3摩尔百分比的B2O3；2-5摩尔百分比的K2O；4-6摩尔百分比的MgO；以及0-5摩尔百分比的CaO，其中：66摩尔百分比≦SiO2+B2O3+CaO≦69摩尔百分比；Na2O+K2O+B2O3+MgO+CaO+SrO>10摩尔百分比；5摩尔百分比≦MgO+CaO+SrO≦8摩尔百分比；(Na2O+B2O3)-Al2O3≦2摩尔百分比；2摩尔百分比≦Na2O-Al2O3≦6摩尔百分比；且4摩尔百分比≦(Na2O+K2O)-Al2O3≦10摩尔百分比。
在一些实施例中，基板10可以包括碱铝硅酸盐玻璃组成，该组成包括：2摩尔百分比或更多的Al2O3和/或ZrO2、或4摩尔百分比或更多的Al2O3和/或ZrO2。
如果基板10包括结晶基板，则基板可以包括单晶，其可以包括Al2O3。此类单晶体基板称为蓝宝石。用于结晶基板的其他合适的材料包括多晶氧化铝层和/或尖晶石(MgAl2O4)。
可选地，结晶基板10可以包括玻璃陶瓷基板，其可以是强化过的或未强化的。合适的玻璃陶瓷的示例可以包括Li2O-Al2O3-SiO2系统(即LAS系统)玻璃陶瓷、MgO-Al2O3-SiO2系统(即MAS系统)玻璃陶瓷和/或包括一种主要晶相的玻璃陶瓷，该主要晶相包括β-石英固溶体、β-锂辉石、堇青石和二硅酸锂。可以使用本文中所公开的化学强化工序来强化玻璃陶瓷基板。在一个或多个实施例中，可以在Li2SO4熔盐中强化MAS系统玻璃陶瓷基板，由此可以发生2Li+与Mg2+的交换。
根据图1A和1B中所描绘的显示装置100a、100b的一个或多个实施例，基板10可以具有范围从约50μm到约5mm的实体厚度。示例基板10的实体厚度的范围从约50μm到约500μm(例如50、100、200、300、400、或500μm)。另外的示例基板10的实体厚度的范围从约500μm到约1000μm(例如500、600、700、800、900、或1000μm)。基板10可以具有大于约1mm(例如约2、3、4、或5mm)的实体厚度。在一个或多个具体实施例中，基板10可以具有2mm或更小或小于1mm的实体厚度。可以将基板10酸抛光或用其他方式处理以除去或减小表面瑕玼的效应。
黑色掩蔽结构
如图1A和1B中所示，显示装置100a和100b的黑色掩蔽结构40a和40b分别包括黑色油墨层30和至少一个光泽层20或一对光泽层20a、20b。如先前所述，该至少一个光泽层20或一对光泽层20a、20b被设置在黑色油墨层30与玻璃基板10之间。关于黑色油墨层30，其可以是常用作常规显示装置中的黑色基质的任何常规黑色油墨组成。适于黑色油墨层30的黑色油墨包括但不限于基于碳黑的树脂和包括一种或多种无机材料以增加光散射的基于碳黑的树脂。这些无机的光散射材料包括但不限于TiO2、BaSO4、锌钡白、ZnS、Al2O3和其他的颜料。根据实施例，黑色油墨层30的折射率(nblack)为从1.45到1.65或从1.5到1.6。
再次参照图1A和1B，根据显示装置100a、100b的一些实施例，该至少一个光泽层20和一对光泽层20a、20b可以用比基板的折射率(n基板)还高的折射率(n光泽)(例如│n光泽-n基板│>0.1)表征。根据实施例，显示装置100a、100b中所采用的该至少一个光泽层20和一对光泽层20a、20b可以用从约1.3到2.1、从约1.3到约1.9、从约1.55到约2.1、从约1.55到约2.0、从约1.55到约1.9、或从约1.6到2.1的折射率(n光泽)表征。在一些实施方式中，显示装置100a、100b中所采用的该至少一个光泽层20和一对光泽层20a、20b可以用大于1.3、大于1.5、大于1.6、或大于1.7的折射率(n光泽)表征。例如，显示装置100a、100b中所采用的该至少一个光泽层20和一对光泽层20a、20b可以用1.30,1.35、1.40、1.45、1.5、1.55、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1和这些水平之间的所有折射率值的折射率(n光泽)表征。
仍参照图1A和1B，该至少一个光泽层20和一对光泽层20a、20b可以衍生以下项中的一者或多者：聚合物、树脂、聚合物和/或树脂的组合、进一步包括无机纳米颗粒的聚合物、树脂、或其组合。根据一些实施例，可以用于光泽层20、20a、20b的聚合物、各种高折射率的聚合物是合适的，例如含硫聚酰亚胺、聚(亚芳基硫醚)(poly(arylene sulfide))、含磷高折射率聚合物、含卤素高折射率聚合物、聚苯基喹喔啉(polyphenylquinoxaline)、聚合物-无机混合材料和有机金属高折射率聚合物。在一些实施方式中，可以采用在光泽层20、20a、20b中的树脂可以从具有高芳香族含量的树脂衍生。例如，具有高芳香族含量的树脂可以采用具有高原子折射的卤素原子(除了氟以外)和/或硫原子以产生高折射率树脂，其例如在通过热固化或光固化工序之后发展成聚合材料。堆积密度也可以在增加适于光泽层20、20a、20b的树脂的折射率方面起作用。具有较高芳香族含量的树脂可以具有比线性脂肪族树脂还高的堆积密度。含有–C＝N–C–键的杂芳环会增加树脂的折射率，因为与–C＝C–键的1.733的摩尔折射率相比，–C＝N–C–键具有4.10的高摩尔折射率。根据一个实施例，适于光泽层20、20a、20b的聚合物可以从具有带有高摩尔折射率和低分散的基团(例如C＝O基团(摩尔折射率＝2.211，原子分散＝0.057)和–NC键(摩尔折射率＝6.136，原子分散＝0.129))的单体(例如M370(即三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯(tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate triacrylate)，在25℃和约589.1nm的波长下使用Abbe折射计来测量时具有1.51的折射率))衍生，这可以有助于增加其有效折射率。根据另一个实施例，适于光泽层20、20a、20b的聚合物可以从具有高芳香族含量(例如M1192(2-丙烯酸,[1,1'-联苯基]-4-基甲基酯(2-propenoic acid,[1,1’-biphenyl]-4-ylmethyl ester)，在25℃和约589.1nm的波长下使用Abbe折射计来测量时具有1.600的折射率))和比线性脂肪族树脂还高的堆积密度的一种或多种树脂衍生，这可以有助于增加其有效折射率。在光泽层20、20a、20b中采用高折射率树脂前驱物(例如M370和M1192)的另一个益处是，这些树脂可以导致该一个或多个光泽层与黑色油墨层30的粘着改善，该一个或多个光泽层与该黑色油墨层共同形成黑色基质结构40a、40b。根据一些实施方式，可以将光泽层20、20a、20b中所采用的聚合物配制为促进与黑色油墨层30进行共处理，例如对于旋转涂覆、喷涂和喷墨印刷工序而言在25℃下具有4-20cP的范围中的粘度，或对于需要更高粘度的工序(包括缝模涂覆和丝网印刷工序)而言在25℃下具有5-160Pa·s的范围中的粘度。
根据图1A和1B中所示的显示装置100a、100b的一些实施例，光泽层20、20a、20b可以包括具有多个无机纳米颗粒的聚合物，所述纳米颗粒具有折射率n纳米颗粒>1.6。包括具有多个无机纳米颗粒的聚合物的此类光泽层20、20a、20b的折射率(n光泽)可以使用下面给定为等式(2)的牛顿等式来估计：
(2)n2 光泽＝X聚合物*n2 聚合物+Xnanoparticle*n2 nanoparticle
其中X聚合物和Xnanoparticle分别是聚合物和纳米颗粒的相应体积比，而n聚合物和nnanoparticle则分别是聚合物和纳米颗粒的折射率。从等式(2)可以明显看出，在用特定类型的纳米颗粒以n光泽值为目标时，纳米颗粒的负载(即Xnanoparticle)有最大极限以确保稳定的分散。因此，可以优选的是，除了高折射率纳米颗粒材料以外还为聚合物选定高折射率聚合树脂，同时平衡光泽层20、20a、20b的最终的光学和机械性能。在一些实施例中，可以将官能化的封端剂(例如丙烯酸封端剂)添加到纳米颗粒以改善纳米颗粒的分散和纳米颗粒与跟树脂一起采用的典型溶剂(例如丙二醇甲醚乙酸酯(propylene glycol methyl etheracetate,PGMEA)、乙醇胺)的兼容性。用于此类光泽层20、20a、20b中的合适纳米颗粒包括下面在表格1中所给定的以下无机材料中的任一者。
表格1–用于光泽层的无机纳米颗粒材料
Figure BDA0003796364520000171
Figure BDA0003796364520000181
如先前所述，汽车内饰显示器设计的最近趋势是使用对于驾驶员而言具有光学和触觉功能性(包括防反射(AR)、防指纹和触感)的时尚防护玻璃。如图1A和1B中所示，可以使用光学无色树脂(OCR)(例如OCR层51)来将显示结构50层合到玻璃基板10，其中黑色掩蔽结构40a、40b限定非显示区域(例如黑色掩蔽区域110a、110b)。本公开内容的显示装置(包括显示装置100a、100b)在显示装置100a、100b被关断时在观看区域120与黑色掩蔽区域110a、110b之间有利地提供色彩匹配。观看区域120的色彩由显示装置结构50、玻璃基板10和AR膜5的多层堆叠内的可见光的光谱反射率造成。光谱反射率受到层材料反射率和由层界面处的折射率失配引起的菲涅耳反射的影响。取决于显示装置结构50的层材料，已经测量到8度视角下的显示区域120中的内部镜面反射率(即平均明视反射率)是在0.5％到约2.5％范围的范围中。另外，基于人眼的感知，观看区域120和黑色掩蔽区域110a、110b的CIE-L*亮度与区域的反射率相关。随着这些区域的反射率增加，观察到的亮度也增加。其结果是，从包括镜面分量(SCI)的方面，8度视角下的观看区域120的L*值为从约5到17。此处，SCI表示将反射光的镜面分量与入射光的非镜面或散射分量一起包括在测量中时的色彩和亮度值。此外，考虑排除镜面分量(SCE)的值以仅量化散射光的色彩和亮度。
通过考虑SCI和SCE值两者，可以较佳地量化对黑色掩蔽区域110a、110b和观看区域120的色彩和亮度的感知。因为通过环境光进行的显示器的反射色彩约略接近黑色，所以观察者对色彩的感知主要由L*而不是由a*、b*所驱动。在典型的观看区域120的情况下，BRDF(双向反射分布函数)展现小的光散射，并且SCE-L*一般小于3。黑色掩蔽区域110a、110b的色彩由黑色掩蔽结构40a、40b、玻璃基板10和AR层5中的可见光的光谱反射率所造成。为了对玻璃基板10(例如包括AR层5)上的观看区域120和黑色掩蔽区域110a、110b进行色彩匹配，黑色掩蔽区域110a、110b可以展现从约5到约17的SCI-L*亮度和从约1到约3的SCE-L*亮度。因为典型的低反射率AR层5展现从约3到5的SCI-L*亮度，所以在SCE-L*亮度没有任何显着增加的情况下，黑色掩蔽结构40a、40b应贡献>8、优选地>12的SCI-L*亮度。
现在参照图2，用于对黑色掩蔽材料进行L*亮度控制的常见技术是通过在丝网印刷油墨的基于碳黑的树脂中添加无机颗粒(例如TiO2、BaSO4、锌钡白、ZnS、氧化铝等等)来增加散射。如图2中所示，针对各种常规黑色掩蔽油墨组成(即用变化的SCI-L*亮度水平(“L5.5”到“L12.5”)表示的油墨A-I)绘制了SCE-L*和SCI-L*亮度值。随着散射材料的量增加(从油墨A移动到油墨I)，SCI-L*和SCE-L*亮度都用耦合的方式增加，从而使得黑色油墨看起来呈灰色。因此，仅通过调整添加到黑色掩蔽油墨的散射剂的量来匹配显示区域的色彩的常规方法往往会将黑色掩蔽的色彩改变为更多的灰色色调，但光散射的程度高，这使其不能很好地进行色彩匹配。而是，本公开内容的显示装置(包括显示装置100a、100b)被配置为满足以下目标：增加黑色掩蔽区域110a、110b中的反射率，使得此区域展现>12的SCI-L*亮度，同时将SCE-L*亮度维持在<3(即如图2中由标记为“目标”的区域所指示)。如先前所述，显示装置100a、100b的实施例通过在玻璃基板10与黑色油墨层30之间包括至少一个光泽层20(其例如展现高折射率n光泽＝1.71)来实现此目标。因为反射率随着(Δn)2按比例增减且假设玻璃基板的反射率(n基板)为约1.51，所以显示装置100a、100b会由于采用该至少一个光泽层20的折射率n光泽＝1.59(与nblack ink＝1.53相比)而获得SCI-L*亮度的10倍的因子，并且会由于采用该至少一个光泽层20的折射率n光泽＝1.71而获得几乎100倍的因子。换句话说，通过采用至少一个光泽层20以和具有>12的高SCI-L*亮度和从约1到3的SCE-L*亮度的黑色油墨层30，本公开内容的显示装置(包括显示装置100a、100b)会实现>12的高SCI-L*亮度，同时维持从约1到3的SCE-L*亮度。该至少一个光泽层20的光学功能是通过玻璃基板10、至少一个光泽层20(或光泽层20a、20b)和黑色油墨层30的界面处的折射率失配来添加菲涅耳反射。
可以将本公开内容的显示装置(包括图1A和1B中所示的显示装置100a、100b)合并到显示装置中或用于电子装置(例如消费电子设备(包括手机、平板计算机、计算机、导航系统、可穿戴装置等等)、增强实境显示器、抬头显示器、基于玻璃的显示器、建筑装置制品、运输装置制品、电器装置制品、或受益于某种透明度、刮擦抗性、磨蚀抗性、或上述项的组合的任何装置制品)内。根据一些实施例，可以将本公开内容的显示装置作为“隐藏式显示器”装置制品合并在具有车辆内饰系统的车辆内饰内，例如作为美观导向或无电面板(dead-front)的显示器。更详细而言，本公开内容的显示装置可以与各种车辆内饰系统结合使用。在一个或多个示例中，车辆内饰系统可以包括基部，该基部是臂架、柱状物、座椅靠背、地板、头枕、门面板、或车辆的内饰的包括表面的任何部分。
示例
将通过以下示例进一步阐明各种实施例，该示例是本公开内容的制品的示例。
示例1
根据此示例，备制在589nm下具有约1.750的估计折射率(n光泽)的光泽层(表示为“测试树脂1”)。详细而言，光泽层是通过产生以下组分混合物来备制的：(a)61.1％的ZrO2分散物(PGMEA中50重量百分比的ZrO2纳米颗粒，其中ZrO2在550nm下具有2.22的折射率且在590nm下具有2.21的折射率)；(b)8.1％的M1192树脂(2-丙烯酸,[1,1'-联苯基]-4-基甲基酯(2-propenoic acid,[1,1'-biphenyl]-4-ylmethyl ester，CAS编号为54140-58-8，589nm下的折射率＝1.600)；(c)7.2％的M370树脂(异氰尿酸三(2-丙烯酰氧基乙基)酯(isocyanuric acid tris(2-acryloyloxyethyl)ester)，CAS编号为40220-08-4，589nm下的折射率＝1.508)；(d)0.5％的TPO光引发剂(二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide)，CAS编号为75980-60-8)；以及(e)23.1％的PGMEA(CAS编号为108-65-6，589nm下的折射率＝1.4)。类似的光泽层(表示为“测试树脂2”)是使用相同的组分来备制的，但不具有任何ZrO2纳米颗粒。
如先前所述，如在通过烘烤移除溶剂，然后进行光固化和烘烤步骤之后所测量到的，测试树脂1在589nm下具有约1.750的估计折射率(n光泽)。如在通过烘烤移除溶剂，然后进行光固化和烘烤步骤之后所测量到的，测试树脂2在589nm下展现约1.58-1.59的估计折射率(n光泽)。如下所示，采用等式(2)以为测试树脂1和2(在约589nm下)产生估计折射率值。注意，组分中的每一者的体积比是使用这些组分的上述的重量百分比和已知的密度值(例如ZrO2具有5.68g/cm3的密度)来计算的。
n光泽(Test resin 1)＝[(8.35/20.5)x(1.600487)2 M1192+(6.79/20.5)x(1.50819)2 M370+(5.36/20.5)x(2.2)2 ZrO2 nanoparticle]0.5
n光泽(Test resin 1)＝1.75017
为了产生薄膜光泽涂层，将此示例的混合物旋转浇铸到4"x4"的干净玻璃基板上(1000RPM或3000RPM持续45s，加速度为342)。将涂覆的玻璃基板安置到120℃的热板上达1分钟。在寒冷的金属表面上冷却到室温达30秒之后，将膜暴露于UV光(365nm，320mW/cm2，持续10秒)。使用Metricon棱镜耦合器来决定，厚度为1μm(在3000RPM的旋转速率下)和1.3μm(在1000RPM的旋转速率下)。也使用Metricon棱镜耦合器来决定几个波长下的折射率以计算Sellmeier常数和产生色散曲线(参照图3)。
现在参照图3，为此示例的玻璃基板和两个光泽层(即测试树脂1和测试树脂2)中的每一者提供折射率与波长(nm)的关系曲线图。图3将测试树脂1标识为在589nm下具有1.750的估计折射率、将测试树脂2标识为在589nm下具有1.58-1.59的估计折射率、且将玻璃基板标识为在589nm下具有约1.5的估计折射率。另外，如用上面所概述的设备和方法所测量到的，图3示出这些材料的测量折射率与波长的关系。注意，测试树脂1和测试树脂2的折射率是例如在通过烘烤移除溶剂，然后进行光固化和烘烤步骤之后测量的。
如下面的表格2中所列出，在三个显示装置上测量光学性质：具有涂覆AR膜的玻璃基板和黑色油墨层的对照试样(表示为“对照装置”)；具有涂覆AR膜的玻璃基板、测试树脂1层和黑色油墨层的试样(“测试树脂1装置”)；以及具有涂覆AR膜的玻璃基板、测试树脂2层和黑色油墨层的试样(“测试树脂2装置”)。另外，用于这些显示装置中的每一者的黑色油墨层均为油墨I(参照图2)，其具有10.5的SCI-L*亮度水平(在下面的表格2中表示为“L10.5”)。从表格2可以明显看出，测试树脂1装置实现了17的SCI-L*亮度和1.82的SCE-L*亮度。并且，测试树脂2装置实现了11.34的SCI-L*亮度和1.84的SCE-L*亮度。相反地，对照装置仅实现了10.17的SCI-L*亮度。
表格2–示例1的显示装置的光学性质
Figure BDA0003796364520000211
Figure BDA0003796364520000221
现在参照图4，提供了采用图3中所描绘的玻璃基板和光泽层黑色掩蔽结构的实验和模拟亮度(SCI-L*和SCE-L*)与相同的光泽层和玻璃基板的折射率的关系曲线图。详细而言，图4示出对于与图1A中所描绘的黑色掩蔽结构40a类似的黑色掩蔽结构的情况而言光泽层对10.5L黑色油墨层关于SCI-L*亮度的影响。实线指示由射线追踪模拟制成的模拟曲线，并且三个实心和空心圆点是与上面在表格2中所列出的试样相关联的SCI-L*和SCE-L*测量结果。从模拟曲线可以明显看出，与高折射率(>1.55)或低折射率(<1.55)光泽树脂失配的折射率可以增加装置的SCI-L*亮度，同时维持相同的SCE-L*亮度水平。此示例和图4中所描绘的数据展示了在不增加SCE-L*亮度的情况下获得SCI-L*亮度的显着增加的目标。实际上，此试样的显示装置已将L*的SCI和SCE亮度值解耦。
示例2
在此示例中，针对具有带有一对光泽层的黑色掩蔽结构的各种显示装置结构模拟了SCI-L*亮度值。现在参照图5A，提供了采用两个光泽层、黑色油墨和防护玻璃基板的黑色掩蔽结构的模拟亮度(SCI-L*)的等值线图，所述光泽层具有变化的折射率和相同的折射率。也就是说，图5A提供了具有两个光泽层的黑色掩蔽结构(其例如与图1B中所示的黑色掩蔽结构40b类似)的模拟SCI-L*亮度的等值线图，其中光泽层具有范围从1.30到1.75的相同或变化的折射率。另外，图5B是如图5A中所示的相同信息的表面图。详细而言，图5B是图5A中所描绘的黑色掩蔽结构的模拟亮度(SCI-L*)的三维表面图。图5A和5B一起示出，在两种光泽树脂具有相同的折射率时，可以将三层式黑色掩蔽结构(即例如也包括黑色油墨层)视为两层式黑色掩蔽结构(再次地，例如包括黑色油墨层)。另外，图5A和5B展示，与两层式黑色掩蔽结构相比，具有带有不同折射率的一对光泽层的三层式黑色掩蔽结构(例如与图1B中所示的黑色掩蔽结构40b类似)可以更有效地增加装置的SCI-L*亮度。
可以在不实质脱离本公开内容的精神和各种原理的情况下对上述的本公开内容的实施例作出变化和修改。旨在在本文中将所有此类修改和变化包括在此公开内容的范围内且由以下的权利要求保护。例如，可以根据以下的实施例结合本公开内容的各种特征。
实施例1.一种显示装置，包括：
玻璃基板，包括折射率(n基板)；
显示装置结构，包括光源和多个膜，该显示装置结构耦接到该基板以共同限定观看区域；以及
黑色掩蔽结构，环绕该显示装置结构，该黑色掩蔽结构耦接到该基板，
其中该黑色掩蔽结构包括黑色油墨层和在该黑色油墨层与该玻璃基板之间的至少一个光泽层，
其中该观看区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<17；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3，和
进一步其中该至少一个光泽层包括折射率(n光泽)，使得│n光泽-n基板│>0.1。
实施例2.如实施例1所述的显示装置，其中该基板的该折射率(n基板)为从1.45到1.55，并且该至少一个光泽层的该折射率(n光泽)为从1.5到1.9。
实施例3.如实施例1或实施例2所述的显示装置，其中该至少一个光泽层包括折射率(n光泽)，使得│n光泽-n基板│>0.15。
实施例4.如实施例1-3中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层进一步由该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，该色彩对于该排除镜面分量(SCE)而言使得-1<a*,b*<+1。
实施例5.如实施例1-3中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层进一步由该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，该色彩对于该排除镜面分量(SCE)而言使得-1<Δa*,Δb*<2，并且Δa*、Δb*是该至少一个光泽层与该黑色油墨层之间的色彩(a*,b*)的差。
实施例6.如实施例1-5中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层包括聚合物和多个纳米颗粒，该多个纳米颗粒包括折射率(n纳米颗粒)使得n纳米颗粒>1.6。
实施例7.如实施例1-5中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层包括聚合物，该聚合物包括折射率(n聚合物)，使得n聚合物>1.5。
实施例8.如实施例1-7中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层是第一光泽层和第二光泽层，每个光泽层均包括不同的折射率。
实施例9.一种显示装置，包括：
玻璃基板，包括折射率(n基板)；
显示装置结构，包括光源和多个膜，该显示装置结构耦接到该基板以共同限定观看区域；以及
黑色掩蔽结构，环绕该显示装置结构，该黑色掩蔽结构耦接到该基板以共同限定黑色掩蔽区域，
其中该黑色掩蔽结构包括黑色油墨层和在该黑色油墨层与该玻璃基板之间的至少一个光泽层，
其中该观看区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<17；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3，和
进一步其中该黑色掩蔽区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于镜面包括分量而言0<L*<20；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于镜面排除分量而言0<L*<3。
实施例10.如实施例9所述的显示装置，其中该基板的该折射率(n基板)为从1.45到1.55，并且该至少一个光泽层的该折射率(n光泽)为从1.5到1.9。
实施例11.如实施例9或实施例10所述的显示装置，其中该黑色掩蔽区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<15；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于排除镜面分量而言1<L*<3。
实施例12.如实施例9-11中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层进一步由该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，该色彩对于该排除镜面分量(SCE)而言使得-1<a*,b*<+1。
实施例13.如实施例9-11中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层进一步由该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，该色彩对于该排除镜面分量(SCE)而言使得-1<Δa*,Δb*<2，并且Δa*、Δb*是该至少一个光泽层与该黑色油墨层之间的色彩(a*,b*)的差。
实施例14.如实施例9-13中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层包括聚合物和多个纳米颗粒，该多个纳米颗粒包括折射率(n纳米颗粒)使得n纳米颗粒>1.6。
实施例15.如实施例9-13中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层包括聚合物，该聚合物包括折射率(n聚合物)，使得n聚合物>1.5。
实施例16.如实施例9-15中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层是第一光泽层和第二光泽层，每个光泽层均包括不同的折射率。
实施例17.一种显示装置，包括：
玻璃基板，包括折射率(n基板)；
显示装置结构，包括光源和多个膜，该显示装置结构耦接到该基板以共同限定观看区域；以及
黑色掩蔽结构，环绕该显示装置结构，该黑色掩蔽结构耦接到该基板以共同限定黑色掩蔽区域，
其中该黑色掩蔽结构包括黑色油墨层和在该黑色油墨层与该玻璃基板之间的至少一个光泽层，
其中该观看区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<17；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3，
其中该黑色掩蔽区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于包括镜面分量而言0<L*<20；以及(c)该(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，该亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3，和
进一步其中该至少一个光泽层包括折射率(n光泽)，使得│n光泽-n基板│>0.1。
实施例18.如实施例17所述的显示装置，其中该至少一个光泽层包括聚合物和多个纳米颗粒，该多个纳米颗粒包括折射率(n纳米颗粒)使得n纳米颗粒>1.6。
实施例19.如实施例17所述的显示装置，其中该至少一个光泽层包括聚合物，该聚合物包括折射率(n聚合物)，使得n聚合物>1.5。
实施例20.如实施例17-19中任一项所述的显示装置，其中该至少一个光泽层是第一光泽层和第二光泽层，每个光泽层均包括不同的折射率。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括：
玻璃基板，包括折射率(n基板)；
显示装置结构，包括光源和多个膜，所述显示装置结构耦接到所述基板以共同限定观看区域；以及
黑色掩蔽结构，环绕所述显示装置结构，所述黑色掩蔽结构耦接到所述基板，
其中所述黑色掩蔽结构包括黑色油墨层和在所述黑色油墨层与所述玻璃基板之间的至少一个光泽层，
其中所述观看区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<17；以及(c)所述(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3，并且
进一步其中所述至少一个光泽层包括折射率(n光泽)，使得│n光泽-n基板│>0.1。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中所述基板的所述折射率(n基板)为从1.45到1.55，并且所述至少一个光泽层的所述折射率(n光泽)为从1.5到1.9。
3.如权利要求1或权利要求2所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层包括折射率(n光泽)，使得│n光泽-n基板│>0.15。
4.如权利要求1-3中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层进一步由所述(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，所述色彩对于所述排除镜面分量(SCE)而言使得-1<a*,b*<+1。
5.如权利要求1-3中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层进一步由所述(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，所述色彩对于所述排除镜面分量(SCE)而言使得-1<Δa*,Δb*<2，并且Δa*、Δb*是所述至少一个光泽层与所述黑色油墨层之间的色彩(a*,b*)的差。
6.如权利要求1-5中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层包括聚合物和多个纳米颗粒，所述多个纳米颗粒包括折射率(n纳米颗粒)使得n纳米颗粒>1.6。
7.如权利要求1-5中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层包括聚合物，所述聚合物包括折射率(n聚合物)，使得n聚合物>1.5。
8.如权利要求1-7中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层是第一光泽层和第二光泽层，每个光泽层均包括不同的折射率。
9.一种显示装置，包括：
玻璃基板，包括折射率(n基板)；
显示装置结构，包括光源和多个膜，所述显示装置结构耦接到所述基板以共同限定观看区域；以及
黑色掩蔽结构，环绕所述显示装置结构，所述黑色掩蔽结构耦接到所述基板以共同限定黑色掩蔽区域，
其中所述黑色掩蔽结构包括黑色油墨层和在所述黑色油墨层与所述玻璃基板之间的至少一个光泽层，
其中所述观看区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<17；以及(c)所述(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3，和
进一步其中所述黑色掩蔽区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于镜面包括分量而言0<L*<20；以及(c)所述(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于镜面排除分量而言0<L*<3。
10.如权利要求9所述的显示装置，其中所述基板的所述折射率(n基板)为从1.45到1.55，并且所述至少一个光泽层的所述折射率(n光泽)为从1.5到1.9。
11.如权利要求9或权利要求10所述的显示装置，其中所述黑色掩蔽区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<15；以及(c)所述(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于排除镜面分量而言1<L*<3。
12.如权利要求9-11中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层进一步由所述(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，所述色彩对于所述排除镜面分量(SCE)而言使得-1<a*,b*<+1。
13.如权利要求9-11中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层进一步由所述(L*,a*,b*)CIE比色系统中的色彩所表征，所述色彩对于所述排除镜面分量(SCE)而言使得-1<Δa*,Δb*<2，并且Δa*、Δb*是所述至少一个光泽层与所述黑色油墨层之间的色彩(a*,b*)的差。
14.如权利要求9-13中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层包括聚合物和多个纳米颗粒，所述多个纳米颗粒包括折射率(n纳米颗粒)使得n纳米颗粒>1.6。
15.如权利要求9-13中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层包括聚合物，所述聚合物包括折射率(n聚合物)，使得n聚合物>1.5。
16.如权利要求9-14中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层是第一光泽层和第二光泽层，每个光泽层均包括不同的折射率。
17.一种显示装置，包括：
玻璃基板，包括折射率(n基板)；
显示装置结构，包括光源和多个膜，所述显示装置结构耦接到所述基板以共同限定观看区域；以及
黑色掩蔽结构，环绕所述显示装置结构，所述黑色掩蔽结构耦接到所述基板以共同限定黑色掩蔽区域，
其中所述黑色掩蔽结构包括黑色油墨层和在所述黑色油墨层与所述玻璃基板之间的至少一个光泽层，
其中所述观看区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于包括镜面分量而言5<L*<17；以及(c)所述(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3，
其中所述黑色掩蔽区域由以下项所表征：(a)在可见光谱中相对于法向以8度测量到的从0.5％到2.5％的反射率；(b)(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于包括镜面分量而言0<L*<20；以及(c)所述(L*,a*,b*)CIE比色系统中的亮度，所述亮度使得对于排除镜面分量而言0<L*<3，和
进一步其中所述至少一个光泽层包括折射率(n光泽)，使得│n光泽-n基板│>0.1。
18.如权利要求17所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层包括聚合物和多个纳米颗粒，所述多个纳米颗粒包括折射率(n纳米颗粒)使得n纳米颗粒>1.6。
19.如权利要求17所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层包括聚合物，所述聚合物包括折射率(n聚合物)，使得n聚合物>1.5。
20.如权利要求17-19中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个光泽层是第一光泽层和第二光泽层，每个光泽层均包括不同的折射率。
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