[发明专利]一种纳米涂层背投显示屏

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高亮度、高视角、超高清晰度及制备工艺简便的功能纳米涂层背投显示屏，属于材料技术领域。

背景技术

随着材料技术和光电子技术的发展，图像显示及其显示终端成为现代信息传播和交流的重要手段。显示屏幕按其使用特点可分为正投屏幕和背投屏幕。背投屏幕又称为透射屏幕，观察者和放映装置在屏幕的两侧，屏幕的作用是将放映的图像清晰地显示出来，并向相同的方向投射出来。背投屏幕能够显示图像是依靠屏幕材料的透光能力、吸收能力、散射能力，图像的亮度依赖于透过光的多少，全透过则无图像，一定的吸光能力对图像的对比度是不可缺少的，而光散射能力是产生高视角的条件。

对于透射屏幕按其结构不同可将其分为三类：整体平板式、结构式和表面涂层式。整体平板式屏幕是指在透明的聚合物平板中，加入特种光吸收和光散射物质。该类屏幕具有可视角很高、成本较低、对比度较高等主要优点，但往往亮度和清晰度较低。结构式透射屏幕由多层膜片组成，主要包括菲涅耳透镜、中性灰散射层和柱面透镜。这类透射显示屏的亮度系数不太高，可视角适中，由于柱面镜有吸光能力很强的黑色栅条，可以很大程度上提高屏幕的对比度，但分辨率或清晰度往往由此受到限制。由于结构、制备工艺复杂而导致成本很高。

表面涂层式屏幕是指在透明的聚合物平板表面，喷涂一种具有特种光吸收和光散射性质物质的涂层。通过控制涂层的浓度和厚度而使亮度系数在一个宽泛的范围内变化，可视角可以很大，图像清晰度高，对比度适中。由于其制造方法简便，成本很低而具有广阔的应用前景。然而，采用传统的涂层材料制备的显示屏往往存在以下缺点，当可视角很大时，图像的亮度往往很低；或当亮度系数很高时，屏幕容易出现中心亮斑或太阳效应，即图像的亮度和可视角很难达到一个较好的配合；另一个明显的缺点是图像的清晰度普遍不高，从而影响了观看效果。

相比较结构式和整体式背投显示屏的广泛应用，涂层式背投显示屏一般较少单独使用，其原因也就在于光散射和光吸收材料选择不当，屏幕性能往往不能达到使用要求。

在国内，选择纳米材料应用于背投显示屏始见于专利CN 1327171A、CN 1392163A、CN 1677230。在专利CN 1327171A中，发明人将纳米粉体与主体材料均匀混合，聚合成无源图象光材料；在专利CN 1392163A中，发明人在CN 1327171A基础上加入了增塑剂，制备成柔性软屏；专利CN1677230在前两个专利基础上，改进了制备的工艺方法。这些制备方法得到的均为整体平板式显示屏。

在美国专利US 6,369,944(April 9，2002)涉及了涂层式正投和背投显示屏，显示屏包括基底和光扩散涂层，涂层又包含了具有一定折射率的基体和与之不同折射率的涂层微粒。但涂层材料不是纳米粒子，而且并未使用粘接剂。在美国专利US 6,869,195(March 22，2005)中，提到了采用包括光吸收和透明层的光透射膜，同时屏幕具有微结构的前表面和后表面。在透明层的微结构后表面上，有一层光学涂层薄膜，严格来讲，这种屏幕结构并非涂层式结构。美国专利US 7,046,439(May 16，2006)阐述了填充粒子粒径小于100nm的光学膜的制备方法，纳米微粒为微珠，微珠嵌入到聚合物中，该光学膜表面粗糙度Ra在3～200μm，同时为了增加光散射效应，光学膜采用了菲涅尔微透镜结构。

从以上相关的专利文献中可以看出，纳米材料尽管有应用于透射显示屏中的事例，但主要是用于整体浇铸式背投显示屏中(CN 1327171A、CN1392163A、CN 1677230，US 7,046,439)，而涂层式透射显示屏(US 6,369,944、US 6,869,195)中采用的材料粒径往往不是纳米级，屏幕性能指标不尽如人意。

随着背投显示屏使用环境的日益多样化，性能指标要求的提高，目前对背投显示屏的要求是图像细腻丰富、分辨率高、亮度和可视角在一定范围内能够调整并相互协调。本发明基于光散射填料材料与入射光的相互作用原理，结合纳米材料的粒径特点以及由此而产生的特殊的光学效应，以期解决显示屏的超高分辨率和亮度及可视角的相互协调问题，在不降低对比度等其它性能指标前提下，得到具有超高分辨率、亮度系数和可视角在一定范围内配合较好的涂层式背投显示屏。

发明内容

本发明的目的是利用纳米材料的特殊功能，提供一种高亮度、高视角、超高清晰度的功能纳米涂层透射显示屏，开辟涂层式高清晰背投显示屏的新途径。

本发明的技术方案为：