消隐边框显示器的制作方法

本发明涉及光电显示装置技术领域，特别是涉及一种消隐边框显示器。

背景技术：

当今，各种超大屏幕显示需求与日俱増，受限于单块屏幕的尺寸，目前主要采用多块屏幕拼接的方式来实现超大屏幕的显示。由于显示屏技术原理及生产制造工艺等因素的限制，显示屏上均存在一定宽度的不发光(即不能显示图像)边框，具备这种边框的显示屏直接作为拼接显示单元使用时，构成的拼接显示器上的相邻单元显示屏的边框直接拼合形成了拼缝，这样的拼缝将对最终拼接构成的显示器的画面整体效果产生影响，使得画面出现分割感，该问题在釆用液晶或者等离子显示器作为拼接单元的“平板拼接”方案中尤为严重。

目前，主要通过导光管和led显示元件覆盖两种方式来解决拼缝问题。前者是利用光纤等导光管构成具有图像放大作用的光管放大板，但此种方式存在图像显示分辨率受限于光管放大板所使用的导光管(光纤)的根数，且要求导光管的排列需严格地与显示屏像素排列对应，否则会造成放大后的图像紊乱，此种方式对制造工艺要求很高，在要求不严重损失显示图像分辨率的条件下，生产成本也相对较高。后者(例如zl200920069185.6号专利披露的技术)是采用以led显示元件覆盖拼缝，使led显示元件的显示部分与图像边缘部分的内容对应，达到消除拼缝的目的。由于led显示元件与液晶显示元件属于两种完全不同的显示器件，二者的发光特性具有极大差异，导致led显示部分和液晶显示部分无论在亮度、色彩、对比度等方面都难以保持完全一致，使其显示效果无法完全融合，虽然消除了因边框产生的黑色拼缝，但从整体效果上，却产生了新的随图像内容变化的、极不协调的彩色拼缝，边框消隐的效果较差。

技术实现要素：

基于此，有必要针对制造工艺复杂、成本高以及边框消隐效果差的技术问题，提供一种结构简单并具有较好消隐效果的消隐边框显示器。

一种消隐边框显示器，包括周缘设有边框的显示屏，以及覆盖在所述显示屏的显示面上的光学构件，所述光学构件包括中间部和边缘部，所述边缘部环绕所述中间部并与所述中间部邻接；所述边缘部包括与所述显示面配合的下表面，背向所述显示面的上表面，以及连接所述下表面和所述上表面并远离所述中间部的端面，所述上表面包括齿深由边缘部向中间部方向逐渐减小的第一齿状微棱镜阵列；所述下表面为与上表面间距由边缘部向中间部方向逐渐变化的渐变凹曲面，或包括齿深由边缘部向中间部方向逐渐变化的第二齿状微棱镜阵列。

在其中一个实施例中，所述端面为平面、曲面或平面与曲面的组合。

在其中一个实施例中，所述端面为相对于所述显示面的垂直面。

在其中一个实施例中，所述端面为相对于所述显示面的倾斜面，且所述倾斜面在所述显示面上的正投影覆盖所述显示屏的边框。

在其中一个实施例中，所述端面为反射面或全反射面。

在其中一个实施例中，所述倾斜面上设置有楔形导光件，所述楔形导光件的至少一个表面为反射面，所述楔形导光件的其余表面为全反射面。

在其中一个实施例中，所述上表面还包括设置在所述第一齿状微棱镜阵列外侧的曲面结构。

在其中一个实施例中，所述下表面为单趋势渐变凹曲面，所述单趋势渐变凹曲面与上表面的间距由边缘部向中间部方向逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述下表面为双趋势渐变凹曲面，所述双趋势渐变凹曲面与上表面的间距由边缘部向中间部方向先逐渐减小再逐渐增大，并逐渐趋向于与所述中间部的下表面衔接。

在其中一个实施例中，所述第二齿状微棱镜阵列的齿深由边缘部向中间部逐渐减小。

实施本发明的消隐边框显示器，通过在光学构件的上表面边缘设置第一齿状微棱镜阵列，在光学构件的下表面设置渐变凹曲面或第二齿状微棱镜阵列，观看者观看图像的视线经过上表面和下表面的两次偏移，全部落入显示屏的显示面区域，从而观看到一个完整的无边框图像，且不会引入新的拼缝或多余色块等，实现了显示屏边框的高效视觉消隐，提升了显示器的品质；显示器结构简单，在对显示器的加工过程中，仅需简单拼合光学构件和显示屏即可，避免了因光学元件严格排列对应显示屏时造成的显示器加工难度大的问题，有利于降低显示器的生产成本并提高显示器的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明的第一实施例中消隐边框显示器的结构示意图；

图2为图1所示实施例中消隐边框显示器在第一视角下的观察示意图；

图3为图1所示实施例中消隐边框显示器在第二视角下的观察示意图；

图4为本发明的第二实施例中消隐边框显示器的结构示意图；

图5为图4所示实施例中消隐边框显示器在第一视角下的观察示意图；

图6为图4所示实施例中消隐边框显示器在第二视角下的观察示意图；

图7为本发明的第三实施例中消隐边框显示器的结构示意图；

图8为图7所示实施例中a部分的局部放大结构示意图；

图9为本发明的第四实施例中消隐边框显示器的结构示意图；

图10为图9所示实施例中b部分的局部放大结构示意图；

图11为图9所示实施例中消隐边框显示器在第二视角下的观察示意图；

图12为本发明的第五实施例中消隐边框显示器的结构示意图；

图13为图12所示实施例中c部分的局部放大结构示意图；

图14为本发明的第二实施例与第五实施例中消隐边框显示器的局部结构对比图；

图15为图12所示实施例中消隐边框显示器在第二视角下的观察示意图；

图16为本发明的第六实施例中消隐边框显示器的结构示意图；

图17为图16所示实施例中d部分的局部放大结构示意图；

图18为图16所示实施例中消隐边框显示器在第二视角下的观察示意图；

图19为本发明的第七实施例中消隐边框显示器的结构示意图；

图20为图19所示实施例中e部分的局部放大结构示意图；

图21为图19所示实施例中消隐边框显示器在第二视角下的观察示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请一并参阅图1至图21，本发明提供了一种结构简单并具有较好消隐效果的消隐边框显示器10，该消隐边框显示器10包括周缘设有边框200的显示屏100，以及覆盖在显示屏100的显示面上的光学构件300，光学构件300包括中间部310和边缘部320，边缘部320环绕中间部310并与中间部310邻接；边缘部320包括与显示面配合的下表面321，背向显示面的上表面322，以及连接下表面321和上表面322并远离中间部310的端面323，上表面322包括齿深由边缘部320向中间部310方向逐渐减小的第一齿状微棱镜阵列；下表面321为与上表面322间距由边缘部320向中间部310方向逐渐变化的渐变凹曲面，或包括齿深由边缘部320向中间部310方向逐渐变化的第二齿状微棱镜阵列。

实施本发明的消隐边框显示器10，通过在光学构件300的上表面322边缘设置第一齿状微棱镜阵列，在光学构件300的下表面321设置渐变凹曲面或第二齿状微棱镜阵列，观看者观看图像的视线经过上表面322和下表面321的两次偏移，全部落入显示屏100的显示面区域，从而观看到一个完整的无边框200图像，且不会引入新的拼缝或多余色块等，实现了显示屏100边框200的高效视觉消隐，提升了显示器的品质；显示器结构简单，在对显示器的加工过程中，仅需简单拼合光学构件300和显示屏100即可，避免了因光学元件严格排列对应显示屏100时造成的显示器加工难度大的问题，有利于降低显示器的生产成本并提高显示器的市场竞争力。

以下结合各附图对本发明的各实施例中消隐边框显示器10结构及工作原理进行说明。

请参阅图1，图1示出了本发明的第一实施例中的消隐边框显示器10的结构，消隐边框显示器10包括带有边框200的显示屏100以及覆盖在显示屏100上的光学构件300，边框200环绕显示屏100的边缘设置且并不作为发光元件使用，即在显示器的工作过程中，显示屏100边缘设置的边框200并不发光，仅用于保护显示屏100的边缘。光学构件300贴附在显示屏100的显示面上，用于对显示屏100发出的光线进行折射和反射，以使得显示屏100通电工作时产生的图像在经过光学构件300两次折射后，出射的图像面积增大，且出射光线外扩，这样，在显示屏100拼接的情况下，相邻两块显示屏100发出的光线向二者的交汇处偏折，从而解决了传统的显示屏100出射光不偏折或偏折较小，且边框200不发光造成的暗影或拼缝问题。在光线出射后，观看者实际是顺着出射光线反向回溯至显示屏100，即观看者的观看视线与显示屏100出射光线的路径相同，方向相反，为便于说明显示器的视觉消隐效果，本实施例中以观察者的角度来描述光线的延伸和偏折过程，即通过描述观看视线的变化来反映显示器出射光线的变化。

光学构件300通过高强度粘接带、粘接片、透明粘接膜或透明粘接片与显示屏100的显示面固定连接。光学构件300包括中间部310以及环绕并邻接中间部310的边缘部320，优选的，光学构件300的中间部310和边缘部320一体式成型，光学构件300可通过模具浇注成型或在预设的透明玻璃板或树脂板上经切削及抛磨等工艺加工出中间部310和边缘部320。边缘部320包括与显示面配合的下表面321，背向显示面的上表面322，以及连接下表面321和上表面322并远离中间部310的端面323，端面323为平面、曲面或平面与曲面的组合。在本实施例中，端面323为相对于显示面的垂直面，上表面322为平面，下表面321为渐变凹曲面。需要说明的是，端面323为相对于显示面的垂直面，是指端面323的顶部与底部的连线与显示面垂直；同理，当端面323的顶部与底部的连线与显示面呈夹角设置时，则端面323为相对于显示面的倾斜面。端面323为相对于显示面的垂直面或倾斜面时，端面323既可以是平面，也可以是曲面或平面与曲面的组合。

请进一步参阅图2，上表面322包括齿深由边缘部320向中间部310方向逐渐减小的第一齿状微棱镜阵列。优选的，上表面322上只设置有第一齿状微棱镜阵列。该第一齿状微棱镜阵列设置在上表面322上临近边框200的位置，即第一齿状微棱镜阵列设置在上表面322的边缘位置，观看者在以第一视角，即正对显示屏100的垂直视角观看显示屏100上的图像时，由于从下表面321向上表面322出射的光线经第一齿状微棱镜阵列折射，此处将观看者的视线假设为可以被偏折的光线，那么，观看者的观看视线沿相反方向在第一齿状微棱镜阵列的每个微棱镜处有序折射，并通过下表面321的渐变凹曲面再次折射后，有序落在显示屏100的显示面上，由于观看视线全部落到显示面，没有视线落到显示屏100的边框200上，即观看者观看到一个完整的无边框图像，实现了边框的视觉消隐。从图像光线的传播角度来说，即是显示屏100发出的光线经下表面321的渐变凹曲面进行一次偏折，在一次偏折光线传递至上表面322时，在第一齿状微棱镜阵列的每个微棱镜处有序折射，光线进一步向外偏折，以扩大图像显示范围。

请参阅图3，当观看者以第二视角，即从显示面的斜前方大角度观看显示屏100的图像时，由于第一齿状微棱镜阵列的存在，倾斜视线(即显示屏100的图像出射光线的反向虚拟线)经由每个微棱镜的外侧面，即在微棱镜上背向中心部的侧面上发生折射，在通过第一齿状微棱镜阵列后在下表面321处发生二次折射，相较于第一视角时的图像观看区域，第二视角下的观看区域进一步向显示屏100的中部偏移，此时更不可能看到边框200投影出的拼缝，边框消隐的效果更好。需要说明的是，本实施例中之所以使得第一齿状微棱镜阵列的齿深由边缘部320向中间部310方向逐渐减小，是为了保证从光学构件300的边缘向中部过渡的区段中，每个微棱镜的外侧面与显示屏100的夹角逐渐减小，即各微棱镜的外侧面的倾斜程度逐渐趋于平缓，这样，各微棱镜的外侧面的宽度明显大于微棱镜的内侧面的宽度，且微棱镜外侧面遮挡微棱镜内侧面，使得显示屏100的出射光线尽可能的都经由微棱镜的外侧面进行折射，以保证图像光线向显示屏100的边侧偏折，换言之，使得观看者的观看视线均经由微棱镜的外侧面进行折射，以保证观看区域完全落入显示屏100的显示区域。

需要进一步说明的是，本实施例中通过将下表面321设置为渐变凹曲面，观看视线在渐变凹曲面处进行二次折射，避免了在下表面321设计为平面时，观看视线在下表面321发生全反射(全反射光线如图3中带箭头的虚折线所示)而无法进入显示屏100的显示面(即图3中的水平虚线)，进而形成的观看阴影区，以保证显示屏100的图像的观看效果。

请参阅图4，图4示出了本发明的第二实施例中的消隐边框显示器10的结构，本实施例与第一实施例的区别在于，端面323为相对于显示面的倾斜面，且倾斜面在显示面上的正投影覆盖显示屏100的边框200，亦即，倾斜面在显示面上的正投影宽度大于或等于边框200的宽度。此外，在第一实施例中，边框200位于下表面321与显示面围成的空腔内并位于该空腔的边缘，而在本实施例中，端面323的底部向靠近光学构件300的中心部的方向偏斜，边框200位于由下表面321与显示面围成空腔的外侧，且边框200位于端面323的顶部下方并被端面323在显示面上的正投影覆盖。

进一步的，端面323为反射面或全反射面。端面323为反射面或全反射面适用于端面323呈平面、曲面或平面与曲面的组合，以及端面323为垂直面或倾斜面的情形。

进一步结合图5与图6，在观看者以垂直视角观看显示屏100上的图像时，观看视线依序经过第一齿状微棱镜阵列的微棱镜和下表面321的渐变凹曲面折射，并落入显示屏100的显示面上，由于边框200位于由下表面321与显示面围成空腔的外侧，因此，在微棱镜对观看视线进行折射的过程中，观看视线必然向端面323的内侧偏折，即观看视线不可能落在边框200上，从而达到边框消隐的效果。

在观看者以倾斜视角观看显示屏100上的图像时，观看视线经过第一齿状微棱镜阵列的微棱镜一次折射，一次折射后的观看视线在倾斜面上反射并到达下表面321的渐变凹曲面处，随后在渐变凹曲面处进行二次折射，从而顺利到达显示屏100的显示面，以避免看到边框200的阴影，实现边框消隐。如此，避免了因光学构件300的边缘部320的端面323为垂直面时，观看视线经微棱镜折射后直接落到边框200上(如图6中虚线所示)，造成边框200依然可见的问题，从而实现任意观看角度的消隐边框显示。

请参阅图7与图8，图7示出了本发明的第三实施例中的消隐边框显示器10的结构，图8为其边缘处放大图。本实施例与第二实施例的区别在于，第二实施例中的下表面321为单趋势渐变凹曲面，单趋势渐变凹曲面与上表面322的间距由边缘部320向中间部310方向逐渐减小；而在本实施例中，下表面321为双趋势渐变凹曲面，双趋势渐变凹曲面与上表面322的间距由边缘部320向中间部310方向先逐渐减小再逐渐增大，并逐渐趋向于与中间部310的下表面321衔接，可以理解为，双趋势渐变凹曲面上与上表面322的间距逐渐增大的区域与中间部310的下表面321光滑过渡。本实施例中将下表面321设计为双趋势渐变凹曲面，其优势在于，光学构件300可以直接采用现有的适当厚度的标准板材进行加工制作，而无须采用昂贵的专用成型模具，可以大幅度降低光学构件300的加工成本。

请参阅图9与图10，图9示出了本发明的第四实施例中的消隐边框显示器10的结构，图10为其边缘处放大图。本实施例与第二实施例的区别在于，本实施例的端面323为相对于显示面的倾斜曲面，具体的，该倾斜曲面为向光学构件300的中间部310折弯的凹曲面。

请进一步参阅图11，当观看者以倾斜角度(即大视角)观看显示屏100上的图像时，不同位置处以相同观看角度的观看视线(如图11中示出的两条带箭头的虚折线)经过第一齿状微棱镜阵列的微棱镜一次折射后，在倾斜曲面的内侧发生反射或全反射，反射后的观看视线在下表面321的凹曲面处产生二次折射，并以大致相同的倾角到达显示屏100的显示面，使得观看者以倾斜视角观看时，能看到亮度均匀的图像。

请参阅图12与图13，图12示出了本发明的第五实施例中的消隐边框显示器10的结构，图13为其边缘处放大图。本实施例与第二实施例的区别在于，本实施例的下表面321异化成为与光学构件300的中间部310平齐的平面，且下表面321的渐变凹曲面异化成为排列在此平面上的第二齿状微棱镜阵列，第二齿状微棱镜阵列的齿深由边缘部320向中间部310逐渐减小。

在本发明中，有效利用光学构件300的边缘部320的下表面321的渐变凹曲面对观看视线的折射作用，使观看者在倾斜视角观看时的斜视视线顺利到达显示屏100的显示面，即如图3所示，以实现本发明显示器的大视角观看。为了实现同样的光学作用，如图14所示，将第二实施例中的渐变凹曲面剖面线按虚线分成若干线段：即线段1、线段2......，再按箭头所示将每一线段平移并排列到与光学构件300的中间部310平齐的平面上，由此构成从边缘部320向中间部310齿深逐渐变浅的第二齿状微棱镜阵列，由于第二齿状微棱镜阵列每一个微棱镜的折射面都与原渐变凹曲面相应位置的折射面对应，所以，本实施例中异化而成的此特殊光学面能实现与本发明中其他实施例相同的光学特性，其在倾斜视角下的观看角度如图15所示。

请参阅图16与图17，图16示出了本发明的第六实施例中的消隐边框显示器10的结构，图17为其边缘处放大图。本实施例与第五实施例的不同之处在于，本实施例中光学构件300的上表面322除设有从边缘部320向中间部310齿深逐渐变浅的第一齿状微棱镜阵列之外，还包括设置在第一齿状微棱镜阵列外侧的曲面结构324，即该曲面结构324设置在上边面的最外缘。

请参阅图18，当观看者以倾斜视线观看显示屏100的图像，且观看者的观看视线落在光学构件300的边缘部320时，在曲面结构324上取任意两点，即点a和点b，同时在第一齿状微棱镜阵列上取点c和点d，保证点a与点b的连线在显示屏100上的投影长度与点c和点d的连线在显示屏100上的投影长度相同，当观看者以同一倾斜视角经由点a、点b、点c以及点d进行观看时，经由点a和点b进入的两道倾斜视线的间距明显小于经由点c和点d进入的两道倾斜视线的间距，且经由点a和点b进入的两道倾斜视线经端面323反射后经由第二齿状微棱镜阵列折射，并落在显示面上，边缘部320的视线能够较好的回归或收束。换言之，当第一齿状微棱镜阵列外侧设置曲面结构324时，观看者采用大视角观看显示屏100的图像的过程中，相较于未设置曲面结构324的情形，显示器的边缘部320的过渡特性会更好。

请参阅图19与图20，图19示出了本发明的第七实施例中的消隐边框显示器10的结构，图20为其边缘处放大图。本实施例与第二实施例的区别在于，光学构件300的倾斜面上设置有楔形导光件325，楔形导光件325的至少一个表面为反射面，楔形导光件325的其余表面为全反射面。优选的，在本实施例中，该楔形导光件325的外侧表面设置为反射面，楔形导光件325的其余表面设置为全反射面。楔形导光件325由玻璃或树脂材料制成，包括与显示面抵接的底平面3251、与底平面3251的一端连接并邻近端面323的第一斜面3252、与底平面3251的另一端连接并与第一斜面3252平行的第二斜面3253，以及连接第一斜面3252和第二斜面3253的第三斜面3254，其中底平面3251与显示面通过胶水或粘接片连接，第一斜面3252的长度大于第二斜面3253的长度，第一斜面3252与端面323贴合且与第一斜面3252与端面323之间设有空气隙，且第二斜面3253与边框200抵接。进一步的，第一齿状微棱镜阵列的每个微棱镜的内侧面为相对于显示面的垂直面。

请参阅图21，当观看者以倾斜视角观看显示屏100上的图像，且观看视线落在微棱镜的内侧面时，观看视线在该垂直的内侧面上折射并向边缘部320外侧的方向偏折，随后经由端面323进入楔形导光件325内，由于楔形导光件325包括了多个反射面或全反射面，经第一齿状微棱镜和端面323折射的观看视线在楔形导光件325内多次反射。具体的，观看视线经微棱镜的内侧面折射进入光学构件300，再从光学构件300的端面323出射，并再次从楔形导光件325的内侧表面(楔形导光件325上邻近端面323的一面)入射进入楔形导光件325，在楔形导光件325的两个楔形面间反复反射或全反射，随后从楔形导光件325底部表面射出并落到显示屏100的图像显示面上，从而实现边框200的消隐。在本实施例中，假定不存在楔形导光件325，则此观看视线将从光学构件300的端面323折射而出(如图21中的虚线所示)，此观看视线将不会落到图像显示面，并易落在边框200上，从而看到边框200的阴影，影响观看效果。

需要说明的是，以上各个实施例中，显示屏100可以是液晶显示屏、等离子显示屏、oled显示屏中的任意一种，在实际生产时，可根据图像显示需求对显示屏100的种类进行选择，仅需将光学构件300粘接在显示屏100的显示面上即可，于此不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。