[发明专利]一种高清晰纳米涂层背投显示屏的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有超高清晰度、高亮度、高视角、制备工艺简便、工艺稳定性强的纳米涂层光学背投显示屏的制备方法，属于光电显示技术领域。

背景技术

随着光电子技术的发展，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。整体平板式屏幕通常采用聚合浇铸的方法制备。

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。结构式透射屏幕通常采用光学结构幕之间的粘接剂粘结、幕布表面用丝网印刷、滚涂或刮涂方式涂布一层增透膜或不透光膜。

表面涂层式屏幕是指在透明的聚合物平板表面，印刷或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，屏幕的清晰度不高；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，从而影响了观看效果。究其原因，在于采用传统的印刷或喷涂制备方法往往工艺参数选择不恰当、光吸收和光散射物质选择不恰当，如喷涂粒子粒径较大而造成的。

选择纳米材料作为光吸收和光散射材料应用于背投显示屏在国内始见于专利CN 1641478A、CN 1327171A、CN 1392163A、CN 1677230。中国专利CN 1641478A公开了一种光成像功能膜，采用聚乙烯等为主体材料，TiO₂、SiO₂、氧化铁、云母等纳米微粒以一定比例分散于主体材料中，形成1～10μm的超微球结构。在专利CN 1327171A中，采用将纳米粉体与主体材料均匀混合，聚合成无源图像光材料；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，可卷曲；专利CN1677230在前两个专利基础上，进一步改进了制备的工艺方法。以上这些制备方法均采用了纳米粉体材料，但制备的是整体平板式显示屏，而非涂层式背投显示屏。

在制备涂层式背投显示屏中，往往采用丝网印刷、滚涂或刮涂的工艺方法，在结构幕之间采用透光或不透光的粘接剂进行粘结。如专利CN1428649、CN 1350510、US 6,369,944(April 9，2002)中所述。在US 6,369,944专利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，涂层包含了具有一定折射率的基体和与基体具有不同折射率的涂层微粒。这些专利中采用的涂层材料不是纳米粒子，图像的清晰度普遍不高。

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，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。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，该光学膜表面粗糙度Ra在3～200μm，同时为了增加光散射效应，光学膜还采用了菲涅尔微透镜结构。