陶瓷基体激光电视显示屏及其制作方法
阅读说明：本技术 陶瓷基体激光电视显示屏及其制作方法 (Ceramic matrix laser television display screen and manufacturing method thereof ) 是由 张万里 李栋 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种激光电视显示屏,具体涉及一种陶瓷基体激光电视显示屏及其制作方法。所述的陶瓷基体激光电视显示屏,包括陶瓷大板,所述的陶瓷大板的上方依次覆有黑色釉层和无光釉层。其制备方法为：1)压制陶瓷大板坯体,干燥；2)第一次施釉：在坯体上施黑色釉,干燥；3)第二次施釉：在施黑色釉之后的坯体上施无光釉；4)将施釉后的坯体送入窑炉中烧制,出窑冷却后,检验合格,得陶瓷基体激光电视显示屏。本发明的显示器具有无光、失透、黑色的特征,对于激光电视起到抗光、分光、吸光的作用,增强激光信号,提高图像清晰度,保证图像的对比度,其制作方法,科学合理、简单易行。(The invention relates to a laser television display screen, in particular to a ceramic substrate laser television display screen and a manufacturing method thereof. The ceramic substrate laser television display screen comprises a ceramic large plate, wherein a black glaze layer and a matt glaze layer are sequentially covered above the ceramic large plate. The preparation method comprises the following steps: 1) pressing a ceramic large plate blank body and drying; 2) glazing for the first time: applying black glaze on the green body, and drying; 3) and (3) glazing for the second time: applying a matt glaze on the blank after the black glaze is applied; 4) and (4) feeding the glazed green body into a kiln for firing, taking out of the kiln for cooling, and inspecting to be qualified to obtain the ceramic matrix laser television display screen. The display has the characteristics of no light, devitrification and black, plays the roles of light resistance, light splitting and light absorption for the laser television, enhances laser signals, improves the definition of images and ensures the contrast of the images, and the manufacturing method of the display is scientific, reasonable, simple and easy to implement.)
技术领域
本发明涉及一种激光电视显示屏，具体涉及一种陶瓷基体激光电视显示屏及其制作方法。
背景技术
建筑陶瓷技术日趋成熟，有能力生产平整度佳的大规格产品，最大可生产到3200mm*1600mm*3mm的陶瓷制品(100吋电视屏幕的尺寸是2032mm*1524mm或2214mm*1245mm，80吋电视屏幕尺寸是1810mm*1110mm)。可以通过成品切割或压机更改相应尺寸模具的办法来达到屏幕所要求的尺寸。目前陶瓷的生产过程可以实现精确控制以满足材料功能化的需要。
激光电视有着极佳的色域表现力，节能环保，是未来发展的方向。目前，市面上的激光电视显示屏主要有两种，菲涅尔屏和黑栅屏，两者都以机械办法来实现微观结构的制造，无法达到微米尺度均匀一致的微观结构，由于这种微观结构与激光电视波长(400nm-700nm)相去甚远，出现了各种各样的问题，激光散斑明显，画面表达模糊不清晰，不能将激光信号完整表现出来。目前由于其微结构的限制，电视清晰度多在25-90PPI，根据激光定律，D＝0.122*激光波长/物镜的数孔直径，光斑最小尺寸可达1μm以下。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种陶瓷基体激光电视显示屏，具有无光、失透、黑色的特征，对于激光电视起到抗光、分光、吸光的作用，增强激光信号，提高图像清晰度，保证图像的对比度；本发明还提供其制作方法，科学合理、简单易行。
本发明所述的陶瓷基体激光电视显示屏，包括陶瓷大板，所述的陶瓷大板的上方依次覆有黑色釉层和无光釉层。实现消减环境光，完整体现激光的色彩及清晰度的目标。
其中：
所述的黑色釉层是由釉料(发色釉)外加黑色陶瓷颜料制得。优选地，所述的黑色陶瓷颜料的用量为釉料质量的4-6％，优选5％。
所述的无光釉层采用的无光釉的光泽度小于30度，来实现激光电视显示的需要。优选地，所述的无光釉层采用的无光釉的光泽度为3-30度。所述的无光釉也叫亚光釉、压光釉或柔光釉。
本发明所述的陶瓷基体激光电视显示屏的制作方法，包括以下步骤：
1)压制陶瓷大板坯体，干燥；
2)第一次施釉：在坯体上施黑色釉，施釉量为180-200克/平方米，干燥；
3)第二次施釉：在施黑色釉之后的坯体上施无光釉，施釉量为200-220克/平方米；
4)将施釉后的坯体送入窑炉(窑炉长270米，内宽3米)中烧制，出窑冷却后，检验合格，得陶瓷基体激光电视显示屏。
步骤1)中，所述的压制陶瓷大板坯体采用现有的建筑陶瓷大板制备工艺，根据电视尺寸进行压制即可，在这里不再赘述。
步骤4)中，所述的烧制，烧制温度为1200-1220℃，烧制时间为100-120分钟，优选100分钟。
本发明的原理如下：
陶瓷大板表面是无光釉(光泽度3度到30度)，此表面实现对所有光的漫反射，对于环境光就大大减小了其强度，而对于激光信号则在屏幕上形成了大视角可见的电视图像。
釉面表层以下釉层中饱含析晶晶体和残余晶粒，其中有大量的晶界，经表层折射进入的激光，在这里发生多次的反射和折射，其中很大一部分光会被折射至釉层之外，进一步增加了电视图像的亮度。激光经过多次反射和折射后，强度大大下降，之后进入无光釉下面的黑色釉层，黑色釉层吸收绝大部分残余光线，也有小部分光线重新进入釉层再次经历多次的反射和折射，也有极少数光线会重新冲出釉层，对电视图像进一步加强。最重要的一点，黑色釉层可以在三种激光都没有照射的情况下呈现黑的颜色，从而提高电视图像的对比度。
同时，所述的无光釉层的厚度为20-120微米。釉层当中含有众多的晶体，而且这些晶体尺寸多在0.5-10微米，所形成的众多晶界使得光线无法在釉层方向长距离传播，以激光光束直径100μm，无光釉层50μm，屏幕透过率为85％为例估算，在釉层表面外延50μm，光线强度下降0.85*激光半径50*激光半径50μm/外拓圆半径100μm/外拓圆半径100μm＝0.21，光信号强度已经大大下降，外拓圆区域即为可见信号区域，这一区域尺寸为200μm的圆，1英寸等于25.4mm，PPI＝25.4/0.2＝127，此精度足以满足高清电视的显示需求。如果激光直径在30μm，釉层厚度50μm，在釉层表面外延50μm，此时外延圆光信号强度为0.85*15*15/65/65＝0.0452，信号已经可以忽略，在釉面外延20μm，计算20μm的透光率为0.937，光信号强度为0.937*15*15/35/35＝0.1721，此时外延圆尺寸为70μm，PPI＝25.4/0.07＝363，此数值足以满足视网膜显示屏的要求。随着激光直径的缩小，PPI明显提高。这使得电视图像清晰度得到极大的保证。(一般电视PPI在20-90，而且没有硬性要求。电脑显示器PPI在90-280。手机PPI在200-800，VR屏幕PPI在500-2000)。
无光釉的材料都是电介质材料，它们对于可见光是透过的，这使得激光得到充分利用。
无光釉不同于玻璃，其折射率达到1.65以上，根据菲涅尔定律，材料的折射率越大，其反射系数就越高，相比其他材料，在第一次反射中，就有更多的激光转化为图像信号，这就保证了材料有宽广的可视角度。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
1、本发明采用陶瓷大板坯体为基础，依次施用黑色釉层(釉料外加黑色陶瓷颜料制得)和无光釉层，经高温烧制而成。漫反射的表面强烈地减弱了环境光的影响，釉层实现对激光信号的反射和折射，增强了信号亮度，黑色颜色层提供了画面对比度。
2、本发明将建筑陶瓷技术与激光电视显示要求相融合，将陶瓷工艺技术拓展到了激光显示领域。
3、本发明的陶瓷基体激光电视显示屏，具有无光，失透，黑色的特征，对于激光电视起到抗光，分光，吸光的作用，增强了激光信号，提高了图像清晰度。同时，保证了图像的对比度。
4、本发明的制作方法，科学合理、简单易行。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
实施例中采用的水刀上釉的两种釉料：
所述的黑色釉的釉料，以质量百分数计：钾长石32％，钠长石15％，方解石2％，白云石4％，碳酸钡7％，氧化锌1％，氧化铝3％，石英16％，煅烧高岭土5％，煅烧滑石4％，高温熔块4％和硅酸锆7％。黑色剂的用量是釉料总质量的5％。
所述的无光釉，以质量百分数计：钾长石10％，钠长石20％，白云石16％，方解石6％，碳酸钡18％，高岭土14％，氧化锌3％，煅烧滑石6％和煅烧高岭土7％。
所述的无光釉的光泽度为26。
两种釉料外加CMC(羧甲基纤维素)0.1％，STPP(三聚磷酸钠)0.3％，水40％，球磨磨至0.15-0.2g/100mL(320目筛)。
实施例中采用的数码釉：
所述的黑色釉，以质量份数计：高温熔块15份，石英58份，煅烧滑石6份，钾长石6份，煅烧高岭土11份，硅酸锆4份，水50份，乙二醇5份和钴黑色料5份。
所述的无光釉，以质量份数计：高温熔块39份，中温无光熔块36份，低温无光熔块20份，硅酸锆5份，水50份和乙二醇5份。
所述的无光釉的光泽度为18。
以上两者都通过砂磨机磨至5μm，备用。
以质量百分数计，三种熔块的化学组分如下：
高温亚光熔块
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
SiO<sub>2</sub>
CaO
MgO
K<sub>2</sub>O
Na<sub>2</sub>O
ZrO<sub>2</sub>
BaO
ZnO
SrO
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
TiO<sub>2</sub>
LOSS
17.40
45.68
2.30
0.90
1.54
5.07
0.20
16.75
6.27
3.56
0.11
0.11
0.05
中温亚光熔块
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
SiO<sub>2</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
MgO
K<sub>2</sub>O
Na<sub>2</sub>O
ZnO
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
BaO
LOSS
16.27
49.51
0.08
10.11
0.99
3.92
2.46
4.00
0.67
11.43
0.17
低温亚光熔块
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
SiO<sub>2</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
MgO
K<sub>2</sub>O
Na<sub>2</sub>O
ZnO
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
BaO
LOSS
9.68
51.02
0.10
12.21
2.62
3.55
2.19
5.71
2.11
10.62
0.11
实施例1
所述的陶瓷大板坯体的厚度为3mm，黑色釉和无光釉全部制成纳米级的数码釉，由大型喷墨机实施。
其中：黑色釉的施釉量为190克/平方米，无光釉的施釉量为210克/平方米。
将施釉后的坯体送入窑炉中烧制(烧制温度为1210℃，烧制时间为110分钟)，出窑冷却后，检验合格，得陶瓷基体激光电视显示屏。
上述显示器的光泽度为18。
实施例2
所述的陶瓷大板坯体的厚度为6mm，黑色釉和无光釉采用往复式水刀上釉。
其中：黑色釉的施釉量为200克/平方米，无光釉的施釉量为220克/平方米。
将施釉后的坯体送入窑炉中烧制(烧制温度为1200℃，烧制时间为120分钟)，出窑冷却后，检验合格，得陶瓷基体激光电视显示屏。
上述显示器的光泽度为26。
实施例3
所述的陶瓷大板坯体的厚度为6mm，黑色釉采用往复式水刀上釉，无光釉采用数码机喷墨实现。
其中：黑色釉的施釉量为180克/平方米，无光釉的施釉量为200克/平方米。
将施釉后的坯体送入窑炉中烧制(烧制温度为1210℃，烧制时间为110分钟)，出窑冷却后，检验合格，得陶瓷基体激光电视显示屏。
上述显示器的光泽度为17。
实施例4
所述的陶瓷大板坯体的厚度为9mm，黑色釉和无光釉采用往复式水刀上釉。
其中：黑色釉的施釉量为190克/平方米，无光釉的施釉量为210克/平方米。
将施釉后的坯体送入窑炉中烧制(烧制温度为1220℃，烧制时间为100分钟)，出窑冷却后，检验合格，得陶瓷基体激光电视显示屏。
上述显示器的光泽度为6。
实施例5
所述的陶瓷大板坯体的厚度为6mm，黑色釉采用往复式水刀上釉，无光釉采用数码机喷墨实现。
其中：黑色釉的施釉量为200克/平方米，无光釉的施釉量为220克/平方米。
将施釉后的坯体送入窑炉中烧制(烧制温度为1220℃，烧制时间为100分钟)，出窑冷却后，检验合格，得陶瓷基体激光电视显示屏。
上述显示器的光泽度为13。
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