光学薄膜、显示装置以及终端设备的制作方法

文档序号:11249874
光学薄膜、显示装置以及终端设备的制造方法

本申请涉及显示技术领域,并且更具体地,涉及一种光学薄膜、显示装置以及终端设备。



背景技术:

液晶显示屏的表面一般都设置有透明面板,为了显示的需要,透明面板的边缘的下方需要放置驱动电路,因此在最终显示图像时透明面板的边缘(四周)会出现一部分不能显示图像的区域,也就是通常所说的黑边。由于黑边的出现会影响用户的观看效果,降低用户体验,因此,需要提供一种能减小黑边的方法。



技术实现要素:

本申请提供一种光学薄膜、显示装置以及终端设备,以减小显示装置的黑边。

第一方面,提供了一种光学薄膜,该光学薄膜包括:内耦合微纳结构,外耦合微纳结构,所述内耦合微纳结构和所述外耦合微纳结构均嵌在所述光学薄膜的基体内;所述内耦合微纳结构接收来自第一区域的入射光线,并将所述入射光线反射到所述外耦合微纳结构,所述第一区域位于所述基体的一侧;所述外耦合微纳结构对被反射后的所述入射光线进行反射处理,再次被反射后的所述入射光线射向第二区域,所述第二区域位于所述基体的另一侧。

通过将本申请中的光学薄膜贴合在显示装置的透明面板上,能够在不改变当前显示装置的显示屏的结构和组装工艺的前提下,使得显示装置的显示模组的显示区域的部分光线经过光学薄膜中的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的两次反射后能够从透明面板中与非显示区域对应的区域出射,能够减少显示装置的黑边,提高显示装置的显示效果。

结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述内耦合微纳结构与所述基体的上表面之间的距离小于所述内耦合微纳结构与所述基体的下表面之间的距离,所述外耦合微纳结构与所述基体的上表面之间的距离大于所述内耦合微纳结构与所述基体的下表面之间的距离。

可选地,上述内耦合微纳结构与基体上表面的距离小于外耦合微纳结构与基体上表面的距离,上述内耦合微纳结构与基体下表面的距离大于外耦合微纳结构与基体下表面的距离。

结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述内耦合微纳结构的上表面与所述基体的上表面平齐,所述外耦合微纳结构的下表面与所述基体的上表面平齐。

通过合理设置内耦合微纳结构与外耦合微纳结构相对于基体的位置,能够使得内耦合微纳结构和外耦合微纳结构错开布置(使内耦合微纳结构和外耦合微纳结构处于不同的高度),这样的话,内耦合微纳结构可以将接收到的入射光线更好地反射到外耦合微纳结构。具体而言,为了使得内耦合微纳结构将接收到的入射光反射到外耦合微纳结构,内耦合微纳结构和外耦合微纳结构在基体内不能处于相同的高度,而是要分别处于不同的高度,否则内耦合微纳结构无法将接收到的入射光线反射到外耦合微纳结构。

结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述内耦合微纳结构和所述外耦合微纳结构的厚度均小于所述基体的厚度的1/10。

当内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的厚度过大时会影响对入射光线的反射,例如,当内耦合微纳结构或者外耦合微纳结构的尺寸接近于基体的厚度时,内耦合微纳结构无法将接收到的入射光线反射到外耦合微纳结构(或者反射的效果很差),因此,当内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的厚度要远小于基体的厚度时,能够使得内耦合微纳结构能够将接收到的入射光线更好地反射到外耦合微纳结构。

结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述内耦合微纳结构包括多个第一微纳子结构,所述多个第一微纳子结构中的每相邻两个第一微纳子结构之间的最小间距均大于或者等于所述多个第一微纳子结构中的每一个第一微纳子结构的宽度;每一个第一微纳子结构均包括反射面,所述第一微纳子结构的反射面与所述第一微纳子结构的底面之间的最小夹角为锐角,且所述第一微纳子结构的反射面朝向所述外耦合微纳结构。

通过为内耦合微纳结构的多个微纳子结构之间设置较大的间距,能够减少或者避免内耦合微纳结构的不同子结构反射的光线之间的互相干扰,提高反射效果。

可选地,上述多个第一微纳子结构中每两个相邻第一微纳子结构之间的间距相同。

通过均匀的设置内耦合微纳结构中的多个微纳子结构,使得内耦合微纳结构反射到外耦合微纳结构的光线是均匀的反射光线。

结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一微纳子结构的反射面的反射率为20%-50%。

通过合理设置内耦合微纳结构的微纳子结构的反射面的反射率,能够使得内耦合微纳结构可以将足够多的光线反射到外耦合微纳结构。

结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述外耦合微纳结构包括多个第二微纳子结构,所述多个第二微纳子结构中的任意两个第二微纳子结构之间的最大间距小于或者等于所述多个第二微纳子结构中的任意一个第二微纳子结构的宽度;每一个第二微纳子结构均包括反射面,所述第二微纳子结构的反射面与所述第二微纳子结构的底面之间的最小夹角为锐角,且所述第二微纳子结构的反射面朝向所述内耦合微纳结构。

通过为外耦合微纳结构的多个微纳子结构之间设置较小的间距,能够将内耦合微纳结构反射过来的光线尽可能多的反射出去,从而提高显示效果。

可选地,上述多个第二微纳子结构中任意两个相邻子结构之间的间距相同。

通过均匀的设置外耦合微纳结构中的多个微纳子结构,使得外耦合微纳结构最终反射出去的是均匀的反射光线。

结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第二微纳子结构的反射面的反射率大于50%。

通过为外耦合微纳结构的微纳子结构的反射面设置较大的反射率(大于50%),能够使得外耦合微纳结构能够尽可能多的将内耦合微纳结构反射过来的光线再次反射出去,从而增加最终由外耦合微纳结构反射出去的光线的强度。

结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述光学薄膜还包括:第一透明薄膜,所述第一透明薄膜贴合在所述基体的上表面;第二透明薄膜,所述第二透明薄膜贴合在所述基体的下表面。

通过在基体的上下两个表面设置透明薄膜,能够实现对基体内的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构进行保护。

第二方面,提供一种显示装置,该显示装置包括:显示模组、透明面板以及第一方面或者第一方面中的任意一种实现方式中的光学薄膜,所述光学薄膜位于所述显示模组和所述透明面板之间,且所述显示模组和所述光学薄膜均位于所述透明面板的内侧;所述显示模组包括显示区域和非显示区域;所述光学薄膜包括内耦合微纳结构和外耦合微纳结构;所述内耦合微纳结构将所述显示区域发射的光线反射到所述外耦合微纳结构,所述外耦合微纳结构将所述内耦合微纳结构反射过来的光线反射到所述透明面板中与所述非显示区域对应的区域,其中,沿垂直于所述透明面板所在平面的方向,所述非显示区域子在所述透明面板所在平面内的投影所在区域为所述透明面板中与所述非显示区域对应的区域。

本申请中,通过内耦合微纳结构和外耦合微纳结构对显示区域出射的光线进行两次反射,能够将显示区域的部分光线反射到透明面板中与非显示区域对应的区域,从而在视觉上能够减小位于透明面板边缘的黑边,提高了用户体验。

结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述显示装置还包括:导光体,所述导光体设置在所述显示区域的远离所述透明面板的一侧。

具体地,假设透明面板位于显示区域的上方,显示区域包括上表面和下表面,其中,上表面与透明面板接触,而导光体位于显示区域的下表面的下方(导光体可以与显示区域的下表面接触)。

可选地,上述导光体可以由至少一个发光二极管(Light Emitting Diode,LED)组成。

由于内耦合微纳结构将显示区域的部分光线反射到外耦合微纳结构,因此,透明面板中与显示区域对应的区域出射的光线的强度会有一定程度的削弱,通过在显示区域下方设置光导体进行光线补偿,保证透明面板与显示区域对应的区域出射的光线的强度,保证显示效果。

结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,沿垂直于所述显示区域所在的平面的方向,所述导光体在所述显示区域所在的平面内的投影位于所述显示区域中与所述非显示区域相邻的边缘区域内。

由于内耦合微纳结构主要是将显示区域中与非显示相邻的边缘区域出射的光线反射到外耦合微纳结构,因此,该显示区域中的边缘区域的光线相对于显示区域中的其它区域会有明显的削弱,通过将导光体直接设置在改边缘区域内能够更好地对边缘区域出射的光线进行补偿。

结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,沿垂直于所述显示模组的显示区域所在的平面的方向,所述内耦合微纳结构在所述显示模组的显示区域所在的平面内的投影位于所述显示区域,所述外耦合微纳结构在所述显示模组的显示区域所在的平面内的投影位于所述非显示区域。

当内耦合微纳结构和外耦合微纳结构在显示模组所在的平面上的投影分别位于显示区域和非显示区域时,内耦合微纳结构能够很好地接收到显示区域出射的光线,从而能够较好地将显示区域中的部分光线反射到外耦合微纳结构,而外耦合微纳结构能够将内耦合微纳结构反射过来的光线直接从非显示区域上方出射,从而照亮非显示区域上方的透明面板,减小黑边。

结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述显示区域和所述非显示区域位于同一平面。

结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述内耦合微纳结构包括多个第一微纳子结构,所述多个第一微纳子结构中的每相邻两个第一微纳子结构之间的最小间距均大于或者等于所述多个第一微纳子结构中的每一个第一微纳子结构的宽度;每一个第一微纳子结构均包括反射面,所述第一微纳子结构的反射面与所述第一微纳子结构的底面之间的最小夹角为锐角,且所述第一微纳子结构的反射面朝向所述外耦合微纳结构。

通过为内耦合微纳结构的多个微纳子结构之间设置较大的间距,能够减少或者避免内耦合微纳结构的不同子结构反射的光线之间的互相干扰,提高反射效果。

结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,沿所述透明面板的厚度方向,所述多个第一微纳子结构在所述显示区域的投影面积之和为所述显示区域面积的20%-50%。

内耦合微纳结构中的多个微纳子结构在显示区域上方的投影面积要控制在一定范围内,如果投影面积过大的话会严重削弱显示区域上方的出射的光线的亮度,而如果投影面积很小的话,内耦合微纳结构反射到外耦合微纳结构的光线又非常有限,进而影响透明面板中与非显示区域对应的区域出射的光线的亮度。

结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述第一微纳子结构的反射面与所述显示区域所在平面之间所形成的锐角夹角为22.5度至43.57度。

通过设置一定的夹角,能够确保内耦合微纳结构的反射面能够将显示区域发射出的光线反射到外耦合微纳结构的反射面。

结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述外耦合微纳结构包括多个第二微纳子结构,所述多个第二微纳子结构中的任意两个第二微纳子结构之间的最大间距小于或者等于所述多个第二微纳子结构中的任意一个第二微纳子结构的宽度;每一个第二微纳子结构均包括反射面,所述第二微纳子结构的反射面与所述第二微纳子结构的底面之间的最小夹角为锐角,且所述第二微纳子结构的反射面朝向所述内耦合微纳结构。

通过为外耦合微纳结构的多个微纳子结构之间设置较小的间距,能够将内耦合微纳结构反射过来的光线尽可能多的反射出去,从而提高显示效果。

结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,沿所述透明面板的厚度方向,所述多个第二微纳子结构在所述非显示区域的投影面积为所述非显示区域面积的50%-100%。

对于外耦合微纳结构来说,其主要是将内耦合微纳结构反射过来的光线进行再次反射后从透明面板中与非显示区域对应的区域输出,因此,外耦合微纳结构在非显示区域上方的投影的面积越大越好,这样就能尽可能多的将内耦合微纳结构反射过来的光线反射出去,提高显示效果。

结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述第二微纳子结构的反射面与所述非显示区域所在平面之间所形成的锐角夹角为22.5度至43.57度。

通过设置一定的夹角,能够确保外耦合微纳结构的反射面能够将内耦合微纳结构的反射面反射过来的光线进行再次反射后从透明面板中与非显示区域对应的区域出射。

第三方面,提供一种终端设备,该终端设备包括外壳和上述第二方面以及第二方面中的任意一种实现方式中的显示装置,其中,所述显示装置位于所述外壳内部。

通过在终端设备中的显示装置中设置内耦合微纳结构和外耦合微纳结构,能够对显示区域出射的光线进行两次反射,能够将显示区域的部分光线反射到透明面板中与非显示区域对应的区域,从而能够减小位于透明面板边缘的黑边,提高了用户体验。

附图说明

图1是现有的显示装置的示意图。

图2是本申请实施例的光学薄膜的示意图。

图3是本申请实施例的光学薄膜中的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的示意图。

图4是本申请实施例的光学薄膜的示意图。

图5是本申请实施例的显示装置的示意图。

图6是本申请实施例的显示装置中的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的示意图。

图7是本申请实施例中的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的示意图。

图8是本申请实施例的显示装置的示意图。

图9是本申请实施例的显示装置的亮度效果示意图。

图10是本申请实施例中的内耦合微纳结构的示意图。

图11是本申请实施例中的外耦合微纳结构的示意图。

图12是制作本申请实施例中的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的示意图。

图13是本申请实施例中的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。

为了更好地理解本申请实施例的显示装置,下面先结合图1对现有的显示装置进行简单的介绍。

图1是现有的显示装置的结构示意图。该显示装置100可以位于终端设备(例如,手机,平板电脑以及其它包含液晶显示屏的电子设备)中。如图1所示,该显示装置100包括B壳101(背面外壳)、A壳102(正面外壳)、显示模组104和透明面板105。其中,显示模组104和透明面板105通过光学透明胶(Optically Clear Adhesive,OCA)连接在一起,透明面板105与A壳102之间通过胶103(具体可以是OCA胶)连接在一起。显示模组104与透明面板105接触的区域为显示模组104的显示屏107,由于显示模组104中存在驱动电路106,因此,显示屏107被分为非显示区域108和显示区域109,其中,非显示区域108位于驱动电路106上方。由于显示区域109自身可以发出光线110,而非显示区域108自身不能够发出光线,因此,透明面板107与显示区域109对应的区域112为能够正常显示图像的区域,而透明面板107与非显示区域108对应的区域111则会由于出射的光线非常弱而形成黑边。具体来说,透明面板107与显示区域109对应的区域112可以是透明面板中位于显示区域109上方的区域,而透明面板107与非显示区域108对应的区域111可以是透明面板中位于非显示区域108以及非显示区域108左侧的空隙区域(由于材料结构及装配公差的存在,在透明面板107、显示模组104以及A壳102之间会形成一定的空隙区域)上方的区域。

为了提高用户体验,尽可能的减小显示装置的透明面板中与非显示区域对应的区域所产生的黑边,本申请提出了一种光学薄膜。该光学薄膜包括内耦合微纳结构和外耦合微纳结构,当该光学薄膜放置在显示装置的透明面板和显示模组之间时,内耦合微纳结构可以将显示模组的显示区域的出射光反射到外耦合微纳结构,然后再由外耦合微纳结构将内耦合微纳结构反射过来的光线反射从透明面板中与非显示区域对应的区域出射,从而减小位于透明面板边缘区域的黑边,提高显示效果。

图2是本申请实施例的光学薄膜的示意图。该光学薄膜200包括:

内耦合微纳结构和外耦合微纳结构,如图2所示,内耦合微纳结构和外耦合微纳结构均嵌在光学薄膜200的基体内。

其中,内耦合微纳结构接收来自光学薄膜第一区域的入射光线,并将该入射光线反射到外耦合微纳结构;外耦合微纳结构对被反射后的入射光线进行再次反射处理,再次被反射后的入射光线射向第二区域。其中,第一区域位于光学薄膜的基体的一侧,第二区域位于光学薄膜的基体的另一侧。进一步地,如图2所示,第一区域可以位于内耦合微纳结构的下方,第二区域可以位于外耦合微纳结构的上方。

通过将本申请中的光学薄膜贴合在显示装置的透明面板上,能够在不改变当前显示装置的显示屏的结构和组装工艺的前提下,使得显示装置的显示模组的显示区域的部分光线经过光学薄膜中的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的两次反射后能够从透明面板中与非显示区域对应的区域出射,能够减少显示装置的透明面板边缘的黑边,提高显示装置的显示效果。

上述光学薄膜可以是近乎透明的薄膜,该光学薄膜的透过率可以是90%以上,另外,该光学薄膜的厚度可以在0.2-0.5mm之间。

应理解,上述光学薄膜200可以设置在如图1所示的显示装置100中。具体地,光学薄膜200可以设置在显示模组104和透明面板105之间,进一步地,光学薄膜200可以贴合在透明面板105的下表面以及显示模组104的上表面。将光学薄膜200设置在显示模组104和透明面板105之间时,可以具体满足以下两个条件:

(1)、沿着垂直于显示模组104的显示区域109和非显示区域108所在的平面的方向,内耦合微纳结构在显示区域104的显示区域109和非显示区域108所在的平面的投影位于显示区域109;

(2)、沿着垂直于显示模组104的显示区域109和非显示区域108所在的平面的方向,外耦合微纳结构在显示区域104的显示区域109和非显示区域108所在的平面的投影位于非显示区域108。

进一步地,内耦合微纳结构和外耦合微纳结构与基体的上下两个表面的距离满足一定的条件时对光线的反射效果较好。具体地,内耦合微纳结构与基体的上表面之间的距离小于内耦合微纳结构与基体的下表面之间的距离,外耦合微纳结构与基体的上表面之间的距离大于内耦合微纳结构与基体的下表面之间的距离。或者,也可以是内耦合微纳结构与基体上表面的距离小于外耦合微纳结构与基体上表面的距离,内耦合微纳结构与基体下表面的距离大于外耦合微纳结构与基体下表面的距离。

另外,在基体内设置内耦合微纳结构和外耦合微纳结构时还可以使得内耦合微纳结构的上表面与基体的上表面平齐,外耦合微纳结构的下表面与基体的上表面平齐。

通过合理设置内耦合微纳结构与外耦合微纳结构相对于基体的位置,能够使得内耦合微纳结构和外耦合微纳结构错开布置(使内耦合微纳结构和外耦合微纳结构处于不同的高度),这样的话,内耦合微纳结构可以将接收到的入射光线更好地反射到外耦合微纳结构。具体而言,为了使得内耦合微纳结构将接收到的入射光反射到外耦合微纳结构,内耦合微纳结构和外耦合微纳结构在基体内不能处于相同的高度,否则内耦合微纳结构无法将接收到的入射光线反射到外耦合微纳结构。

可选地,上述内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的厚度均小于所述基体的厚度的1/10。

应理解,上述内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的厚度可以是内耦合微纳结构和外耦合微纳结构沿者光学薄膜的基体的厚度的方向上的长度。

当内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的厚度过大时会影响对入射光线的反射,例如,当内耦合微纳结构或者外耦合微纳结构的尺寸接近基体的厚度时,内耦合微纳结构无法将接收到的入射光线反射到外耦合微纳结构(或者反射的效果很差),因此,当内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的厚度要远小于基体的厚度时,能够使得内耦合微纳结构将接收到的入射光线更好地反射到外耦合微纳结构。

可选地,上述内耦合微纳结构包括多个第一微纳子结构(内耦合微纳结构由多个第一微纳子结构组成),并且,该多个第一微纳子结构中的每相邻两个第一微纳子结构之间的最小间距均大于或者等于该多个第一微纳子结构中的每一个第一微纳子结构的宽度;另外,每一个第一微纳子结构均包括反射面,该第一微纳子结构的反射面与该第一微纳子结构的底面之间的最小夹角为锐角,并且第一微纳子结构的反射面朝向外耦合微纳结构。

通过为内耦合微纳结构的多个微纳子结构之间设置较大的间距,能够减少或者避免内耦合微纳结构的不同子结构反射的光线之间的互相干扰,提高反射效果。

可选地,上述外耦合微纳结构包括多个第二微纳子结构(外耦合微纳结构由多个第二微纳子结构组成),该多个第二微纳子结构中的任意两个第二微纳子结构之间的最大间距小于或者等于该多个第二微纳子结构中的任意一个第二微纳子结构的宽度;另外,每一个第二微纳子结构均包括反射面,第二微纳子结构的反射面与第二微纳子结构的底面之间的最小夹角为锐角,并且第二微纳子结构的反射面朝向内耦合微纳结构。

通过为外耦合微纳结构的多个微纳子结构之间设置较小的间距,能够将内耦合微纳结构反射过来的光线尽可能多的反射出去,从而提高显示效果。

应理解,可以通过以下两种方式来定义上述第一微纳子结构的宽度。

方式一:

沿垂直于基体上表面所在的平面的方向,第一微纳子结构在基体上表面所在平面内的投影的宽度为所述第一微纳子结构的宽度。

方式二:

沿垂直于基体上表面所在的平面的方向,第一微纳子结构在基体上表面所在的平面内的矩形投影的短边的长度。

类似地,也可以按照上述方式一和方式二来定义第一微纳子结构的宽度。

如图3所示,内耦合微纳结构由四个第一微纳子结构组成,外耦合微纳结构由四个第二微纳子结构组成,由图3可知,每相邻两个第一微纳子结构之间的间距大于任意一个第一微纳子结构的宽度;外耦合微纳结构包括4个第二微纳子结构,每相邻两个第二微纳子结构之间的间距小于任意一个第二微纳子结构的宽度;此外,在图3中,第一微纳子结构和第二微纳子结构均包含反射面,这些反射面与相应的微纳子结构的地面的最小夹角均为锐角,并且第一微纳子结构和第二微纳子结构的反射面是相对放置的。

可选地,上述第一微纳子结构的反射面的反射率为20%-50%。

通过合理设置内耦合微纳结构的微纳子结构的反射面的反射率,能够使得内耦合微纳结构可以将足够多的光线反射到外耦合微纳结构。

可选地,上述第二微纳子结构的反射面的反射率大于50%。

通过为外耦合微纳结构的微纳子结构的反射面设置较大的反射率(大于50%),能够使得外耦合微纳结构能够尽可能多的将内耦合微纳结构反射过来的光线再次反射出去,从而增加最终由外耦合微纳结构反射出去的光线的强度。

为了对光学薄膜中的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构进行保护,上述光学薄膜200还可以包括第一透明薄膜和第二透明薄膜,其中,第一透明薄膜贴合在基体的上表面,第二透明薄膜贴合在基体的下表面。

通过在光学薄膜200基体的上下两个表面设置透明薄膜,能够实现对基体内的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构进行保护。

上述第一透明薄膜和第二透明薄膜也可以称为第一防护层和第二防护层,防护层为光学透明材料组成,可以是玻璃、光学树脂,例如,该防护层可以由苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)以及聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)等材料中的一种或者多种组成,另外,第一防护层或者第二防护层表面还可以设置有增硬涂层。第一防护层或者第二防护层的总厚度可以在0.3mm-0.8mm之间。

通过在基体的上下两个表面设置透明薄膜,能够实现对基体内的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构进行保护。

例如,如图4所示,光学薄膜1001的基体1002(或者称为主体结构)中包括内耦合微纳结构和外耦合微纳结构,该光学薄膜1001还包括透明保护层1004和透明保护层1006,用户对光学薄膜中的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构进行保护。图4中的左图为光学薄膜1001的俯视图,右图为光学薄膜1001的剖面图。

图5是本申请实施例的显示装置的示意图。该显示装置300包括:

显示模组204、透明面板206以及上文中的光学薄膜200。

其中,光学薄膜200位于显示模组204和透明面板206之间的空间205内,并且,光学薄膜200位于透明面板206下方,显示模组204位于光学薄膜200下方,也就是说,显示模组204和光学薄膜200均位于透明面板206的内侧。

此外,显示模组204包括显示屏208,该显示屏208包括非显示区域209和显示区域210,其中,非显示区域209本身不发出光线,显示区域210发出的光线为211。

光学薄膜200包括内耦合微纳结构和外耦合微纳结构,其中,内耦合微纳结构将显示区域210发射的光线反射到外耦合微纳结构,外耦合微纳结构再将内耦合微纳结构反射过来的光线反射到透明面板206中与非显示区域对应的区域212,其中,沿垂直于透明面板所在平面的方向,非显示区域在透明面板所在平面内的投影所在区域为透明面板中与非显示区域对应的区域,或者,透明面板中与非显示区域对应的区域还可以包括与非显示区域相邻的空隙区域沿垂直于透明面板所在平面的方向,在透明面板所在平面内的投影所在区域。

下面结合图5对透明面板与显示区域或者非显示区域对应的区域进行介绍,如图5所示,透明面板206根据与显示区域210和非显示区域209的对应关系而分成与显示区域210对应的区域以及与非显示区域209对应的显示区域。其中,透明面板209中与显示区域209对应的区域213可以是透明面板206中位于显示区域210正上方的区域,而透明面板206中与非显示区域209对应的区域212可以是位于非显示区域209以及非显示区域209左侧的空隙区域的正上方的区域,或者,透明面板206中除了与显示区域对应的区域之外就是与非显示区域对应的区域。

如图6所示,显示装置300的空间205内放置有内耦合微纳结构301和外耦合微纳结构401,显示区域210发出光线210,光线210在经过内耦合微纳结构301时,有一部分光线穿过内耦合微纳结构和透明面板206出射(最终从透明面板中与显示区域对应的区域中出射的光线为211),另一部分光线被内耦合微纳结构301反射到外耦合微纳结构401(内耦合微纳结构反射到外耦合微纳结构的光线为212),接下来,外耦合微纳结构401对内耦合微纳结构301反射过来的光线212进行再次反射,使得外耦合微纳结构401反射的光线从透明面板206中出射,得到光线213。

由于透明面板中与非显示区域对应的区域中有外耦合微纳结构反射过来的光线,使得透明面板中与非显示区域对应的区域中也有较多的光线出射,从而能够减小透明面板边缘的黑边。

本申请中,通过内耦合微纳结构和外耦合微纳结构对显示区域出射的光线进行两次反射,能够将显示区域的部分光线反射到透明面板中与非显示区域对应的区域,从而在视觉上能够减小位于透明面板边缘的黑边,提高用户体验。

应理解,在本申请的显示装置中,透明面板和显示模组之间可以只包含内耦合微纳结构和外耦合微纳结构,也就是说本申请的显示装置可以不包括光学薄膜,而是直接包括内耦合微纳结构和外耦合微纳结构。并且,内耦合微纳结构可以固定在透明面板上,外耦合微纳结构固定在显示模组上。

如图7所示,内耦合微纳结构602以及外耦合微纳结构603可以设置在光学薄膜601的表面(也可以设置在光学薄膜601的内部,这里仅以设置在光学薄膜601表面作为一个具体例子),在具体实现时,可以将光学薄膜601放置在显示装置的透明面板和显示屏之间,使得内耦合微纳结构602位于显示区域上方,外耦合微纳结构603位于非显示区域上方。更进一步地,在放置光学薄膜601时,可以使得内耦合微纳结构602和外耦合微纳结构603距离显示区域和非显示区域的交界处的距离相等。另外,上述内耦合微纳结构602和外耦合微纳结构603的宽度可以在0.2-1.0mm之间。

应理解,上述显示区域可以是整个显示屏中的所有显示区域中的部分显示区域,例如,上述显示区域可以是靠近非显示区域的部分显示区域。另外,上述非显示区域也可以是显示屏中的整个非显示区域中的部分非显示区域,例如,上述非显示区域可以为靠近显示屏的某个侧边的部分非显示区域。

由于内耦合微纳结构将显示区域中的部分光线反射到透明面板位于非显示区域上方的区域输出,使得透明面板位于显示区域上方的区域出射的光线的亮度下降,为了对透明面板位于显示区域上方的区域出射的光线进行补偿,可以通过在显示区域远离透明面板的一侧设置导光体的方式来实现。

具体地,假设透明面板位于显示区域的上方,显示区域包括上表面和下表面,那么,显示区域的上表面就是靠近透明面板的一侧,显示区域的下表面就是远离透明面板的一侧,此时,导光体设置在显示区域的下表面,具体地,该导光体设置在显示区域的下表面的下方。此外,该导光体可以由至少一个LED组成。

由于内耦合微纳结构将显示区域的部分光线反射到外耦合微纳结构,因此,透明面板中与显示区域对应的区域出射的光线的强度会有一定程度的削弱,通过在显示区域下方设置导光体进行光线补偿,保证透明面板与显示区域对应的区域出射的光线的强度,提高显示效果。

进一步地,沿垂直于显示区域所在的平面的方向,导光体在显示区域所在的平面内的投影位于显示区域中与非显示区域相邻的边缘区域内。

由于内耦合微纳结构主要是将显示区域中与非显示相邻的边缘区域出射的光线反射到外耦合微纳结构,因此,该显示区域中的边缘区域的光线相对于显示区域中的其它区域会有明显的削弱,通过将导光体直接设置在改边缘区域内能够更好地对边缘区域出射的光线进行补偿。

下面结合图8,对采用导光体如何进行光线补偿进行说明。如图8所示,显示装置400包括:显示屏1101、背光板1106、控制器1109。其中,显示屏1101相当于上述显示装置400中的显示屏208,显示屏1101也包括显示区域和非显示区域。显示屏1101与控制器1109相连,控制器1109输出图像控制信号到显示屏1101,显示屏接收到控制器1109的图像控制信号后输出图像信息。显示屏1101包含边缘区域1102(显示屏1101的非显示区域所在的区域),以及位于边缘区域1102下方的条形导光体1108(具体地,导光体1108可以设置在边缘区域1102的下表面),条形导光体1108包含至少一个LED灯泡1103,该条形导光体用于对显示屏中的显示区域进行光线补偿,以保证透明面板中与显示区域对应的区域出射的光线的亮度。此外,该显示装置400还包括条形导光体背光驱动电路1110,背光板驱动电路1111。控制器1109通过控制背光板驱动电路1111输出电流脉冲到背光板1106上的灯泡组1107来点亮背光板1106,控制器1109通过控制条形导光体背光驱动电路1110输出电流脉冲到条形导光体1108的至少一个LED灯泡1103(LED灯泡1103是条形导光体1108的光源),用于对位于显示屏边缘区域的显示区域进行光线补偿。

为了对发出的光线强度进行检测,该显示装置400还包括光强度传感器1112,光强度传感器1113以及光强度传感器1114,这三个光强度传感器的作用具体如下:光强度传感器1112用于测量外界环境光的强度,控制器1109通过光强度传感器1112反馈的光强度信号可以对背光板1106发出的光线1104进行调节和控制;光强度传感器1113用于测量背光板1106的亮度1104,控制器1109通过光强度传感器1113反馈的光强度信号能够对条形导光体1108发出的光线1105进行调节;光强度传感器1114可以安装在条形导光体1108发出的光线1105的光路路径上,如图8所示,光强度传感器1114可以设置在显示屏外侧的位置1120处,用于检测显示屏的边缘区域的光的亮度,控制器1109在对背光板1106以及条形导光体1108的发光强度进行调节时,也可以将光强度传感器1114反馈的光强度信号也考虑进去。

因此,通过在显示区域的下方设置条形导光体1108,能够对显示装置400的显示区域进行光线补偿,这样就可以使得透明面板中与显示区域对应的区域出射的光线的光亮仍然能够满足一定要求,从而在减小透明面板边缘的黑边时,也能够保证透明面板中与显示区域对应的区域的光线亮度,提高了用户体验。

具体来说,上述光强度传感器1112、1113以及1114可以集成有光电转化器和数模转化器,其中,光电传感器用于将检测区域的光信号转化为电信号,并将电信号输出到数模转换器,接下来,数模转换器再对电信号进行量化,并将量化后的电信号输出到控制器1109,控制器1109可以将从数模转换器获取的检测区域的光的亮度与预设亮度进行比较,并根据比较结果产生闭环控制信号,从而控制驱动电路1110和1111对背光板1106和条形导光体1108的发光强度进行控制。

上述显示装置400的显示效果如图9所示,在图9中,条形导光体1202与背光板1201发出的光线重叠,因此,在条形导光体1202所在的区域形成了光线叠加区域。具体地,背光板1201发出的光线为1203,其对应的亮度曲线为1206,控制器1109控制条形导光体1202发出强度相同或者相近的光线1204,背光板1201与条形导光体1202发出的光线叠加后形成光线1205,其对应的光亮度曲线为1207。由于在显示区域和非显示区域上方分别布置有内耦合微纳结构和外耦合微纳结构,因此,光线1205在经过内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的反射后,光线的出射范围扩大(透明面板与非显示区域对应的区域也有光线出射),光的亮度下降(这里以亮度下降一半为例),最终透明面板与非显示区域对应的区域出射的光线的亮度和透明面板与显示区域对应的光线的亮度相同,最终透明面板中与显示区域对应的区域以及与非显示区域对应的区域出射的光线的亮度曲线均为1208。

应理解,上述背光板或条形导光体可以包含一个或者多个LED,LED之间可以采用并联或者串联的方式进行连接,或者采用串并联混合连接的方式进行连接。

可选地,当显示装置300的显示屏为有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)显示屏时,由于不需要背光模组,显示装置300可以进一步简化,例如,该显示装置300可以去掉图8中所示的背光板驱动电路1111和条形导光体1110,通过控制器1109控制显示模组的内耦合微纳结构和外耦合微纳结构处的像素单元的驱动电流,就能够实现增加光线强度,从而对显示区域进行光线补偿的目的。

进一步地,对于能够主动发光的OLED显示屏来说,其亮度曲线1207可以设置为递减或者递增的曲线或者直线,以实现光路经过内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的反射后,能够更加平滑的输出,使得光线的亮度不会发生突变。

另外,当OLED显示屏的亮度在50%以上时,就很难实现通过调整像素单元的驱动电流来实现对显示区域的光亮进行加倍,此时可以继续在显示区域下方设置条形导光体1108,以实现对光线亮度的更大范围的调节,具体地,可以在OLED显示屏的亮度在50%以下时关闭条形导光体,只通过调节像素单元的驱动电流来调节光的亮度,而在显示屏亮度超过50%时,可以打开条形导光体,通过调节像素单元的驱动电流和条形导光体的发光来共同调节显示屏的亮度。

可选地,上述内耦合微纳结构包括多个第一微纳子结构,并且,该多个第一微纳子结构中的每相邻两个第一微纳子结构之间的最小间距均大于或者等于该多个第一微纳子结构中的每一个第一微纳子结构的宽度;另外,每一个第一微纳子结构均包括反射面,该第一微纳子结构的反射面与该第一微纳子结构的底面之间的最小夹角为锐角,并且第一微纳子结构的反射面朝向外耦合微纳结构。

可选地,上述外耦合微纳结构包括多个第二微纳子结构,该多个第二微纳子结构中的任意两个第二微纳子结构之间的最大间距小于或者等于该多个第二微纳子结构中的任意一个第二微纳子结构的宽度;另外,每一个第二微纳子结构均包括反射面,第二微纳子结构的反射面与第二微纳子结构的底面之间的最小夹角为锐角,并且第二微纳子结构的反射面朝向内耦合微纳结构。

应理解,上述第一微纳子结构的宽度可以是沿垂直于基体上表面所在的平面的方向,第一微纳子结构在基体上表面所在平面内的投影的宽度,第一微纳子结构的宽度也可以是第一微纳子结构在基体上表面所在的平面内的矩形投影的短边的长度。第二微纳子结构的宽度与第一微纳子结构的宽度类似。

例如,在图6中,内耦合微纳结构301和外耦合微纳结构401均包含多个微纳子结构。

通过为内耦合微纳结构的多个微纳子结构之间设置较大的间距,能够减少或者避免内耦合微纳结构的不同子结构反射的光线之间的互相干扰,提高反射效果。这是因为内耦合微纳结构的多个微纳子结构之间的间距越大时,相邻子结构之间反射的光线出现遮挡或者干扰的情况就越少。

此外,通过为外耦合微纳结构的多个微纳子结构之间设置较小的间距,能够将内耦合微纳结构反射过来的光线尽可能多的反射出去,从而提高显示效果。应理解,内耦合微纳结构是将显示区域的部分光线反射到外耦合微纳结构,因此,内耦合微纳结构中的多个微纳子结构之间的间距不能太小,否则会将显示区域中的大部分光线反射到外耦合微纳结构,从而严重削弱透明面板中与显示区域对应的区域出射的光线的亮度,因此,内耦合微纳结构中的多个微纳子结构之间的间距要设置的适当大一些。而对于外耦合微纳结构来说,外耦合微纳结构需要将内耦合微纳结构反射的过来的光线尽量的反射到透明面板中位于非显示区域上方的区域中出射,因此,外耦合微纳结构包含的多个微纳子结构之间的间距设置的越小越好,这样,外耦合微纳结构就能尽可能多的将内耦合微纳结构反射过来的光线从透明面板于非显示区域对应的中出射,从而增强该区域出射的光线的亮度,提高显示效果。

例如,如图6所示,内耦合微纳结构301包括多个微纳子结构,这些微纳子结构位于显示区域的正上方,外耦合微纳结构401也包括多个微纳子结构,这些微纳子结构位于非显示区域的上方。

当内耦合微纳结构的多个微纳子结构位于显示区域的正上方时,能够更好地将显示区域中的部分光线反射到外耦合微纳结构。具体地,如果内耦合微纳结构位于非显示区域上方的话,那么内耦合微纳结构不能接收到显示区域直射的光线,而最多只能接收到显示区域的一小部分非直射的光线,如果内耦合微纳结构位于显示区域上方的话,内耦合微纳结构能够直接接收到显示区域直射的光线,从显示区域接收光线的效果更好。

当外耦合微纳结构的多个微纳子结构位于非显示区域的上方时,能够更好地将内耦合微纳结构反射过来的部分光线透明面板与非显示区域对应的区域中发射出去。

进一步地,外耦合微纳结构的多个微纳子结构不仅可以位于非显示区域的上方,还可以位于非显示区域与透明面板之间的空隙区域的上方,这样就扩展了外耦合微纳结构所在的区域,增加了外耦合微纳结构的反射面积,从而增强了外耦合微纳结构的反射效果。

可选地,上述内耦合微纳结构中的多个第一微纳子结构在显示区域210上方的投影为显示区域210的面积的20%-50%。外耦合微纳结构的多个第二微纳子结构在非显示区域209上方的投影为显示区域508的面积的50%-100%。

具体来说,内耦合微纳结构中的多个第一微纳子结构在显示区域210上方的投影面积要控制在一定范围内,如果投影面积过大的话会严重削弱显示区域210上方的出射的光线的亮度,而如果投影面积很小的话,内耦合微纳结构反射到外耦合微纳结构的光线又非常有限,进而影响透明面板中与非显示区域对应的区域出射的光线的亮度。

对于外耦合微纳结构来说,其主要是将内耦合微纳结构反射过来的光线进行再次反射后从透明面板中与非显示区域对应的区域输出,因此,外耦合微纳结构的多个第二微纳子结构在非显示区域上方的投影的面积越大越好,这样就能尽可能多的将内耦合微纳结构反射过来的光线反射出去,提高显示效果。

可选地,上述第一微纳子结构、第二微纳子结构的反射面与显示区域所在平面之间所形成的锐角夹角的取值范围为22.5度至43.75度。

通过设置一定的夹角,能够确保内耦合微纳结构的反射面能够将显示区域发射出的光线反射到外耦合微纳结构的反射面,外耦合微纳结构的反射面能够将内耦合微纳结构的反射面反射过来的光线进行再次反射后从透明面板中与非显示区域对应的区域出射。

进一步地,上述第一微纳子结构的反射面与显示区域所在的平面所形成的锐角夹角与第二微纳子结构的反射面与显示区域所在的平面所形成的锐角夹角相同。此时,经过内耦合微纳结构和外耦合微纳结构的两次反射,能够将显示区域的部分光线经过反射和偏移后以平行或者近似平行的方式从非显示区域上方的透明面板出射。

可选地,上述内耦合微纳结构包含的多个第一微纳子结构的具体形状可以是三角体(具体可以是直角三角体)。

例如,如图10所示,内耦合微纳结构中的第一微纳子结构的形状为直角三角体,在图10中,左图为内耦合微纳结构的俯视图,右图为内耦合微纳结构的剖面图,由于第一微纳子结构的形状为三角体,因此,第一微纳子结构在光学薄膜703上的投影为矩形(该矩形的长度为第一微纳子结构的长度),第一耦合微纳结构701的剖面为三角形,其中,三角形沿水平方向的边为第一耦合微纳子结构的宽度,竖直方向的边为第一耦合微纳子结构的深度。第一耦合微纳子结构的长度可以为1-10um,宽度为1-10um,深度为1-10um。

在图10中,直角三角体的面积小于光学薄膜的面积,这就使得这些直角三角体只能将显示区域的一部分光线从显示区域反射到外耦合微纳结构,保证透明面板中与显示区域对应的区域也能够由足够的光线输出。

可选地,上述外耦合微纳结构包含的多个第二微纳子结构的具体形状也可以是三角体(具体可以是直角三角体)。

例如,如图11所示,第二耦合微纳子结构的形状为直角三角体,在图11中,左图为外耦合微纳结构的俯视图,右图为外耦合微纳结构的剖面图,由于第二微纳子结构的形状为三角体,因此,第二耦合微纳子结构在光学薄膜703上的投影为矩形(该矩形的长度为第二耦合微纳子结构的长度),第二耦合微纳结构701的剖面为三角形,其中,三角形沿水平方向的边为第二耦合微纳子结构的宽度,竖直方向的边为第二耦合微纳子结构的深度。第二耦合微纳子结构的长度可以为1-10um,宽度为1-10um,深度为1-10um。

在图11中,外耦合微纳结构中的所有微纳子结构所占用的面积比较接近光学薄膜的面积,这样的话,外耦合微纳结构就能够将内耦合微纳结构反射过来的光线尽可能的从非显示区域上方的透明面板反射出去。

本申请还包括一种终端设备,该终端设备包括上文任意实施方式中的显示装置以及外壳,其中,该显示装置位于外壳内。该终端设备具体可以是包含显示屏的智能终端设备,例如,该终端设备可以是智能手机,平板电脑,可穿戴设备,个人电脑等等。

通过在终端设备中的显示装置中设置内耦合微纳结构和外耦合微纳结构,能够对显示区域出射的光线进行两次反射,能够将显示区域的部分光线反射到透明面板中与非显示区域对应的区域,从而能够减小位于透明面板边缘的黑边,提高了用户体验。

下面结合图12和图13对本申请实施例的内耦合微纳结构、外耦合微纳结构(或者光学薄膜)的制作方法进行简单的介绍。

1101、在PET或者PC薄膜基材902上涂布紫外固化压印胶903;

1102、在一定温度、压力和时间条件下,使用模具901对薄膜基材902上的紫外固化压印胶903进行压制,使得具有流动特性的紫外固化压印胶903逐渐填满模具901的间隙,并使用紫外线照射使得填充后的紫外固化压印胶903固化。

上述模具901具有与内耦合微纳结构或者外耦合微纳结构相匹配的互补反向结构,这样当采用模具901对紫外固化压印胶903进行压制时,能够形成内耦合微纳结构和外耦合微纳结构。

1103、将模具901和已经固化的固化压印胶903分离,形成光学结构906。

1104、翻转薄膜基材902,重复步骤1101至步骤1103,在薄膜基材902的另一侧形成光学结构907。

光学结构907和光学结构906可以分别是可以是上述内耦合微纳结构和外耦合微纳结构。

经过上述步骤1101至步骤1104就可以得到本申请实施例的内耦合微纳结构、外耦合微纳结构或者光学薄膜。接下来,可以再通过以下步骤得到本申请实施例的显示装置。

1105、将光学结构907一侧的表面与透明面板之间采用OCA胶进行贴合。

1106、将光学结构906一侧的表面与显示模组之间用OCA胶进行贴合。

在步骤1105和步骤1106进行贴合时应当保证对位精度,使得光学结构907位于显示模组的显示区域的上方,光学结构906位于显示模组的非显示区域的上方,进一步地,还可以将光学结构906和光学结构907关于显示区域和非显示区域的交界处对称布置。

对于本申请的显示装置中的内耦合微纳结构来说,既可以位于光学薄膜中也可以位于透明面板的内表面上,当内耦合微纳结构位于透明面板的内表面上时,可以采用激光光刻或者化学刻蚀工艺对透明面板的内表面进行加工而得到内耦合微纳结构。而对于外耦合微纳结构来说,仍可以采用上述步骤1101至步骤1104的方式得到。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

再多了解一些
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