專利名稱：帶光柵的印刷型柔性顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶光柵的印刷型柔性顯示屏，屬于印刷領(lǐng)域，也屬于電子領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前的顯示技術(shù)可以分為兩大類一類是紙質(zhì)顯示，其主要特點(diǎn)是通過(guò)反射環(huán)境光來(lái)顯示內(nèi)容，易于彩色顯示，可視角大(接近180° )，介質(zhì)柔軟。另一類是CRT、IXD、 LED等電子顯示，其主要特點(diǎn)是信息可快速刷新，依靠顯示器自身內(nèi)部發(fā)光來(lái)顯示內(nèi)容， 工作時(shí)需要消耗較多電能，閱讀時(shí)容易使人疲勞，介質(zhì)不柔軟。近十年來(lái)人們正在著力開(kāi)發(fā)類紙反射式柔性顯示屏(俗稱電子紙)，試圖克服前述兩類顯示技術(shù)的缺點(diǎn)而保留它們的優(yōu)點(diǎn)，即使新的顯示屏具有柔性介質(zhì)、可快速電控顯示內(nèi)容、通過(guò)反射環(huán)境光顯示、低能耗、便攜這些特點(diǎn)。這樣的柔性顯示屏可以應(yīng)用于電子書、汽車、智能卡、標(biāo)簽、數(shù)字簽名、顯示器等多個(gè)領(lǐng)域。對(duì)類紙反射式柔性顯示屏的研究和開(kāi)發(fā)，目前國(guó)際上發(fā)展較快的是E-hkJhlipsUBM、貝爾實(shí)驗(yàn)室等國(guó)際公司的電泳技術(shù)，其顯示原理是基于不同顏色(目前基本上是白色和黑色)的帶電小球(置于微膠囊或微杯中)在電場(chǎng)作用下的電泳移動(dòng)視線對(duì)外部環(huán)境光的反射而呈現(xiàn)兩種完全不同的色彩。目前基于電泳方式的柔性顯示屏雖然取得了一定進(jìn)展，但還存在響應(yīng)速度慢(數(shù)百毫秒)、難于實(shí)現(xiàn)彩色(要用不同濾光片來(lái)實(shí)現(xiàn)彩色)、難以產(chǎn)生立體圖像顯示效果、生產(chǎn)成本高等一系列問(wèn)題需要解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種帶光柵的印刷型柔性顯示屏， 該顯示屏以自然光為光源，通過(guò)反射光來(lái)形成顏色視覺(jué)，并且通過(guò)光柵可以產(chǎn)生立體視覺(jué)效果，更適合于人眼閱讀，具有易于彩色化、響應(yīng)速度快、成本低的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是—種帶光柵的印刷型柔性顯示屏，包括承印層和附著在承印層上的印刷油墨層， 從印刷油墨層由下向上至少附著有光柵層、電極層A、電控光開(kāi)關(guān)層和電極層B;承印層為可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，印刷油墨層為用油墨印刷在承印層上產(chǎn)生的CM^(彩色油墨點(diǎn)陣，光柵層為柱鏡光柵板，印刷油墨層位于柱鏡光柵板的焦平面上，光柵層的厚度與柱鏡光柵板的物方焦距的絕對(duì)值相等，電極層A和電極層B均為刻有電極矩陣的ITO導(dǎo)電薄膜層，電極層A和電極層B的電極矩陣的方向垂直，電控光開(kāi)關(guān)層為聚合物分散液晶薄膜。電極層B上附著有漫反射層，漫反射層為消光膜或具有漫反射功能的光油。漫反射層上附著有保護(hù)層，保護(hù)層為丙烯酸類樹脂薄膜或氧化鋁薄膜。電極層B上附著有保護(hù)層，保護(hù)層為丙烯酸類樹脂薄膜或氧化鋁薄膜，印刷油墨層和電控光開(kāi)關(guān)層之間的距離保證未通電狀態(tài)下印刷油墨層被完全遮蓋住不透光。
在電極層A和光柵層之間設(shè)有附著在光柵層上的透光層，電極層A附著在透光層上，透光層與光柵層所用材料的折射率相同，光柵層及透光層的厚度之和與印刷油墨層和電控光開(kāi)關(guān)層之間的距離相等。所述顯示屏的厚度不超過(guò)5mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為1、本發(fā)明提供的顯示屏采用了柱透鏡光柵板，使得印刷油墨層上不同位置點(diǎn)所發(fā)出的光經(jīng)柱透鏡光柵板的圓柱透鏡元折射均可形成極細(xì)的平行光束，并沿著各自的方向傳輸且攜帶著各自的信息。如果將印刷油墨層的圖像按光柵柵距處理成左右兩幅并按一定順序排列在柱鏡光柵板焦平面上，就可以通過(guò)圓柱透鏡元分別折射進(jìn)入人的雙眼而產(chǎn)生立體視覺(jué)感，實(shí)現(xiàn)立體圖像顯示效果。2、本發(fā)明提供的印刷型柔性顯示屏采用印刷油墨技術(shù)作為黑白和彩色顯示的基礎(chǔ)，采用印刷技術(shù)中成熟的調(diào)頻加網(wǎng)方式，可以獲得更高的分辨率，改善輸出精度。同時(shí)利用印刷中的彩色視覺(jué)混合原理，通過(guò)印刷點(diǎn)陣反射光疊加得到各種色彩，彩色顯示的解決方案技術(shù)較為成熟，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單有效而且色彩層次豐富。3、本發(fā)明提供的顯示屏是以聚合物分散液晶(PDLC)薄膜作為電控光開(kāi)關(guān)，響應(yīng)時(shí)間可以縮短到40ms之內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電壓可以減小到25v，明顯優(yōu)于目前主流的E-INK技術(shù)(響應(yīng)時(shí)間約為150ms、驅(qū)動(dòng)電壓約為90v)。此外，PDLC薄膜不需要偏振片，以固態(tài)膜形式存在且制備工藝易實(shí)現(xiàn)，適用于輥對(duì)輥(Roll-to-Roll)連續(xù)性工藝流程，制作工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。而以電光晶體作為電控光開(kāi)關(guān)的顯示屏，雖然響應(yīng)時(shí)間短，但驅(qū)動(dòng)電壓比較高(約為443v)，且固態(tài)膜的制備工藝復(fù)雜，成本高。與之相比，本發(fā)明的顯示屏在驅(qū)動(dòng)電壓、制作工藝和生產(chǎn)成本等方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)。4、目前采用TFT基板作為電極的顯示屏，由于TFT基板是一個(gè)薄膜晶體管，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，且主要適用于有背光源的透射工作方式。而本發(fā)明的顯示屏是采用ITO導(dǎo)電薄膜作為控制電極，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，成本低，通過(guò)自然光的反射來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示，不需要專門光源，更符合人眼閱讀習(xí)慣，此外采用消光膜或具有漫反射功能的光油作為漫反射層，可以消除反光，提高對(duì)比度，改善閱讀舒適度。5、本發(fā)明的各層為薄膜，顯示屏的厚度不超過(guò)5mm，使顯示屏質(zhì)量輕、易于柔性化。


圖1為實(shí)施例1提供的帶光柵的印刷型柔性顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不局限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例提供的帶光柵的印刷型柔性觸摸屏的底層為承印層，印刷油墨層附著在承印層上，從印刷油墨層由下至上依次附著有光柵層、透光層、電極層A、電控光開(kāi)關(guān)層、電極層B、漫反射層和保護(hù)層，顯示屏的厚度不超過(guò)5mm。承印層采用可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，如紙張、塑料、布等。在承印層上印刷油墨，產(chǎn)生CiffK彩色油墨點(diǎn)陣，得到印刷油墨層。光柵層是柱鏡光柵板，柱鏡光柵板由若干個(gè)結(jié)構(gòu)和性能完全相同的圓柱透鏡元以平面線性排列而成，印刷油墨層位于柱鏡光柵板的焦平面上，光柵層的厚度與柱鏡光柵板的物方焦距的絕對(duì)值相等，柱鏡光柵板所用的材料為采用高透光性高分子材料，通常能夠用于制造柱鏡光柵板的材料均適用于本實(shí)用新型，如PET、PETG、PVC、PP等。印刷油墨層和電控光開(kāi)關(guān)層之間的距離保證未通電狀態(tài)下印刷油墨層被完全遮蓋住不透光，當(dāng)光柵層的厚度小于印刷油墨層和電控光開(kāi)關(guān)層之間的距離時(shí)，需要在光柵層和電極層A之間加設(shè)一層透光層，使透光層與光柵層所用材料的折射率相同，且光柵層及透光層的厚度之和與印刷油墨層和電控光開(kāi)關(guān)層之間的距離相等。本實(shí)施例中是在光柵層和電極層A之間設(shè)有透光層。電極層A和電極層B均為刻有電極矩陣的ITO導(dǎo)電薄膜層，作為電極層A的ITO 導(dǎo)電薄膜和作為電極層B的ITO導(dǎo)電薄膜分別附著在電控光開(kāi)關(guān)層的兩面，電極層A和電極層B的電極矩陣方向垂直，本實(shí)施例中電極層A的電極矩陣為X軸方向，電極層B的電極矩陣為Y軸方向。電控光開(kāi)關(guān)層采用聚合物分散液晶(PDLC)薄膜，該層是顯示屏的顯示控制開(kāi)關(guān)， 通過(guò)控制印刷油墨層上的CM^(彩色油墨點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)彩色顯示，一般來(lái)說(shuō)，電控光開(kāi)關(guān)層越厚，對(duì)比度越高。漫反射層采用消光膜或具有漫反射功能的光油，該層用于消除反光，改善顯示屏的閱讀效果。保護(hù)層采用保護(hù)顯示屏免受外部刮傷、水汽、氧氣和光照等損壞的薄膜，例如丙烯酸類樹脂薄膜、氧化鋁薄膜等。實(shí)施例2本實(shí)施例提供的帶光柵的印刷型柔性顯示屏的底層為承印層，印刷油墨層附著在承印層上，從印刷油墨層由下至上依次附著有光柵層、電極層A、電控光開(kāi)關(guān)層、電極層B和漫反射層，顯示屏的厚度不超過(guò)5mm。各層所用材料與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3本實(shí)施例提供的帶光柵的印刷型柔性觸摸屏的底層為承印層，印刷油墨層附著在承印層上，從印刷油墨層由下至上依次附著有光柵層、電極層A、電控光開(kāi)關(guān)層、電極層B和保護(hù)層，顯示屏的厚度不超過(guò)5mm。各層所用材料與實(shí)施例1相同。本發(fā)明的帶光柵的印刷型柔性顯示屏的制備方法如下(1)采用凹版印刷方式在承印層上印刷油墨，產(chǎn)生CM^(彩色油墨點(diǎn)陣，得到附著有印刷油墨層的承印層，其工藝流程為柔性基板準(zhǔn)備一上版一調(diào)整規(guī)矩一正式印刷一印后處理。凹版印刷機(jī)的自動(dòng)化程度高，制版質(zhì)量好，而且工藝操作簡(jiǎn)單。(2)制備柱鏡光柵板，得到光柵層，使光柵層的厚度與柱鏡光柵板的物方焦距的絕對(duì)值相等，用透明的絕緣膠將光柵層粘貼在印刷油墨層上并使印刷油墨層位于柱鏡光柵板的焦平面上。(3)采用聚合相分離方法制備出PDLC，并將其涂覆在電極層A上，采用光(UV)固化方法使其固化，得到電控光開(kāi)關(guān)層。(4)分別在電控光開(kāi)關(guān)層的兩面濺射透明氧化銦錫鍍層得到ITO導(dǎo)電薄膜，分別在位于電控光開(kāi)關(guān)層兩面的ITO導(dǎo)電薄膜上加工電極矩陣，使兩層ITO導(dǎo)電薄膜的電極矩陣方向垂直，靠近光柵層的ITO導(dǎo)電薄膜作為電極層A，另一層ITO導(dǎo)電薄膜作為電極層B。 當(dāng)光柵層的厚度小于印刷油墨層和電控光開(kāi)關(guān)層之間的距離時(shí)，在光柵層和電極層A之間加設(shè)一層透光層，使透光層與光柵層所用材料的折射率相同，且光柵層及透光層的厚度之和與印刷油墨層和電控光開(kāi)關(guān)層之間的距離相等，用透明的絕緣膠將透光層粘貼在光柵層的曲面上，再將透光層與電極層A粘貼在一起；當(dāng)光柵層的厚度等于印刷油墨層和電控光開(kāi)關(guān)層之間的距離時(shí)，直接將電極層A粘貼在光柵層的曲面上。(5)以消光膜或者具有漫反射功能的光油作為漫反射層，當(dāng)采用消光膜時(shí)，用絕緣的透明的粘合劑如無(wú)影膠將消光膜粘貼在電極層B上，得到漫反射層；當(dāng)采用具有漫反射功能的光油時(shí)，直接在電極層B上涂覆光油，然后光(UV)固化，得到漫反射層。(6)采用保護(hù)顯示屏免受外部刮傷、水汽、氧氣和光照等損壞的薄膜例如丙烯酸類樹脂薄膜、氧化鋁薄膜作為保護(hù)層，用絕緣的透明的粘合劑如無(wú)影膠將保護(hù)層粘貼在漫反射層上，最后用封口膠封口。本發(fā)明的帶光柵的印刷型柔性顯示屏的顯示原理為電控光開(kāi)關(guān)層采用PDLC，它是將低分子液晶與預(yù)聚物相混合，在一定條件下經(jīng)聚合反應(yīng)，形成微米級(jí)的液晶微滴均勻地分散在高分子網(wǎng)絡(luò)中，再利用液晶分子的介電各向異性獲得具有電光響應(yīng)特性的材料，它主要工作在散射態(tài)和透明態(tài)之間并具有一定的灰度，在未通電狀態(tài)下，本身具有漫反射特性，呈乳白色，通電狀態(tài)則為透明。電控光開(kāi)關(guān)層控制CMYK彩色油墨點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)彩色顯示，印刷油墨層形成彩色。對(duì)電控光開(kāi)關(guān)層加適當(dāng)電壓后，由于液晶分子的定向排列，薄膜變?yōu)橥该?，顯示印刷油墨層的色彩。對(duì)于非圖文的空白區(qū)域不加電壓，則電控開(kāi)關(guān)層中液晶分子混亂排列，薄膜具有一定的遮蓋力，顯示白色。柱鏡光柵板上的每個(gè)圓柱透鏡元在與其排列相垂直的方向上不對(duì)光線起匯聚透鏡作用，而在其排列方向上則相當(dāng)于匯聚透鏡起聚光成像的作用，柱鏡光柵板平面為焦平面。印刷油墨層位于該焦平面上，使得印刷油墨層上不同位置點(diǎn)所發(fā)出的光經(jīng)圓柱透鏡元折射均可形成極細(xì)的平行光束，并沿著各自的方向傳輸且攜帶著各自的信息。如果將印刷油墨層的圖像按光柵柵距處理成左右兩幅并按一定順序排列在柱鏡光柵板焦平面上，就可以通過(guò)圓柱透鏡元分別折射進(jìn)入人的雙眼而產(chǎn)生立體視覺(jué)感，只要使柱鏡光柵板的厚度d、 物方焦距f、曲率半徑R及折射率η滿足公式f = nR/ (n-1) = _d，便能得到最佳立體顯示效果。
權(quán)利要求
1.一種帶光柵的印刷型柔性顯示屏，包括承印層和附著在承印層上的印刷油墨層，其特征在于從印刷油墨層由下向上至少附著有光柵層、電極層A、電控光開(kāi)關(guān)層和電極層B ； 承印層為可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，印刷油墨層為用油墨印刷在承印層上產(chǎn)生的 CM^(彩色油墨點(diǎn)陣，光柵層為柱鏡光柵板，印刷油墨層位于柱鏡光柵板的焦平面上，光柵層的厚度與柱鏡光柵板的物方焦距的絕對(duì)值相等，電極層A和電極層B均為刻有電極矩陣的 ITO導(dǎo)電薄膜層，電極層A和電極層B的電極矩陣的方向垂直，電控光開(kāi)關(guān)層為聚合物分散液晶薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶光柵的印刷型柔性顯示屏，其特征在于電極層B上附著有漫反射層，漫反射層為消光膜或具有漫反射功能的光油層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶光柵的印刷型柔性顯示屏，其特征在于漫反射層上附著有保護(hù)層，保護(hù)層為丙烯酸類樹脂薄膜或氧化鋁薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶光柵的印刷型柔性顯示屏，其特征在于電極層B上附著有保護(hù)層，保護(hù)層為丙烯酸類樹脂薄膜或氧化鋁薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶光柵的印刷型柔性顯示屏，其特征在于印刷油墨層和電控光開(kāi)關(guān)層之間的距離保證未通電狀態(tài)下印刷油墨層被完全遮蓋住不透光。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述帶光柵的印刷型柔性顯示屏，其特征在于在電極層A和光柵層之間設(shè)有附著在光柵層上的透光層，電極層A附著在透光層上，透光層與光柵層所用材料的折射率相同，光柵層及透光層的厚度之和與印刷油墨層和電控光開(kāi)關(guān)層之間的距離相寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶光柵的印刷型柔性顯示屏，其特征在于所述顯示屏的厚度不超過(guò)5mmο
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶光柵的印刷型柔性顯示屏。它由下向上至少包括承印層、印刷油墨層、光柵層、電極層A、電控光開(kāi)關(guān)層和電極層B，承印層為可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，印刷油墨層為印刷在承印層上的CMYK油墨點(diǎn)陣，光柵層為柱鏡光柵板，印刷油墨層位于柱鏡光柵板的焦平面上，光柵層的厚度與柱鏡光柵板的物方焦距的絕對(duì)值相等，電極層A和電極層B均為刻有電極矩陣的ITO導(dǎo)電薄膜層，二者的電極矩陣的方向垂直，電控光開(kāi)關(guān)層為PDLC薄膜。該顯示屏易于實(shí)現(xiàn)立體視覺(jué)效果、易于彩色化、響應(yīng)時(shí)間短、驅(qū)動(dòng)電壓低，閱讀舒適，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK102269892SQ201110205239
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者周奕華, 唐超群, 石新智, 祈昶, 胡繼承, 錢俊, 陳娜, 馬立勝 申請(qǐng)人:北京三五九投資有限公司