具有衍射光混合的显示背光

申请号 CN201310345443.X 申请日 2013-08-09 公开(公告)号 CN103632612B 公开(公告)日 2017-10-03
申请人 苹果公司; 发明人 齐军; V·H·因; 陈伟;
摘要 本公开涉及具有衍射光混合的显示 背光 。具体而言, 电子 装置显示器可具有向用户提供图像的显示层。背光结构可提供用于显示层的背光。背光结构可包含诸如发光 二极管 的阵列的 光源 。背光结构中的光引导板可被用于在整个显示器上分布来自 发光二极管 的光。光引导板可具有与显示器重叠的主矩形区域。主矩形区域可具有诸如包含透明的珠子的层的折射光散射结构。折射光散射结构可散射来自光引导板的光以将其用作背光。诸如全息结构或光栅结构的光衍射结构的条带可被用于沿光引导板的边界混合来自发光二极管的光。
权利要求

1.一种显示器,包括:
显示图像的显示层;和
提供用于显示层的背光的背光结构,其中,背光结构包含发射光的光源和接收来自光源的光的光引导板,其中,光引导板具有带有散射来自光源的光以用作背光的折射光散射结构的第一区域和置于第一区域与光源之间的第二区域,其中,第二区域具有在光被折射光散射结构散射之前混合光的衍射光散射结构,并且其中,衍射光散射结构包含由与光引导板不同的材料形成的全息结构。
2.根据权利要求1所述的显示器,其中,折射光散射结构包含透明的珠子。
3.根据权利要求1所述的显示器,其中,显示层与第一区域重叠,并且其中,第二区域形成沿第一区域的周边边缘延伸的条带。
4.根据权利要求1所述的显示器,其中,光引导板具有相对的第一表面和第二表面,其中,折射光散射结构在第一表面上形成,并且其中,衍射光散射结构在第二表面上形成。
5.根据权利要求1所述的显示器,其中,衍射光散射结构包含在沿光引导板的边界延伸的条带中形成的树脂的构图层。
6.根据权利要求5所述的显示器,其中,树脂包含紫外线固化树脂。
7.根据权利要求6所述的显示器,其中,折射光散射结构包含透明的珠子。
8.根据权利要求7所述的显示器,其中,光引导板具有相对的第一表面和第二表面,其中,树脂的构图层在第一表面上形成,并且其中,透明的珠子在第二表面上形成。
9.根据权利要求8所述的显示器,其中,光源包含发光二极管,并且其中,显示层包含液晶层。
10.根据权利要求9所述的显示器,其中,显示层包含滤色片层薄膜晶体管层,并且其中,液晶层被置于滤色片层与薄膜晶体管层之间。
11.根据权利要求10所述的显示器,其中,发光二极管被配置为沿第一维度向光引导板发射光,其中,背光沿与第一维度垂直的第二维度穿过显示层,并且其中,衍射光散射结构关于与第一维度和第二维度垂直的第三维度混合来自光源的光。
12.一种显示器,包括:
至少一个显示层;
提供用于显示层的背光的光引导板,其中,光引导板具有朝着至少一个显示层发射光的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及带有四个边缘表面的矩形周边;和沿四个边缘表面中的给定边缘表面布置的将光通过四个边缘表面中的给定边缘表面发射到光引导板中的发光二极管,其中,光引导板具有包含散射光使得光用作用于显示层的背光的形成在第一表面上的光散射结构的矩形区域,其中,光引导板在矩形区域与给定边缘之间具有边界区域,其中,光引导板在边界区域中包含通过衍射混合光的形成在第二表面上的衍射光散射结构,并且其中,光散射结构包括在边界区域中形成并且与衍射光散射结构至少部分重叠的折射光散射结构,并且其中,衍射光散射结构具有与光引导板的折射率不同的折射率。
13.根据权利要求12所述的显示器,其中,衍射光散射结构包含在光引导板的表面上的树脂层。
14.根据权利要求13所述的显示器,其中,树脂层包含具有全息图案的紫外线固化树脂层。
15.根据权利要求13所述的显示器,其中,树脂层包含具有光栅图案的紫外线固化树脂层。
16.根据权利要求13所述的显示器,其中,矩形区域中的光散射结构包含聚合物珠子。
17.根据权利要求13所述的显示器,其中,矩形区域中的光散射结构包含在不衍射光的情况下折射光的折射光散射结构。
18.一种显示器,包括:
上偏振器;
下偏振器;
上偏振器与下偏振器之间的薄膜晶体管层;
上偏振器与下偏振器之间的滤色片层;
薄膜晶体管层与滤色片层之间的液晶层;
具有边缘和沿边缘中的一个边缘延伸的衍射光散射结构的边界条带的光引导板,其中,衍射光散射结构包括沉积在光引导板的表面上的树脂层,其中,树脂层不是与所述光引导板一体形成的,其中光引导板具有包括折射光散射结构的主区域,其中所述衍射光散射结构和所述折射光散射结构不重叠,其中,所述树脂层和所述光引导板由不同的材料形成,并且其中,所述液晶层与所述衍射光散射结构的边界条带重叠;和
将光发射到光引导板中的发光二极管的阵列,其中,衍射光散射结构混合光。
19.根据权利要求18所述的显示器,其中,所述折射光散射结构散射由所述衍射光散射结构混合的光,使得光穿过液晶层,并且其中,边界条带位于发光二极管的阵列与主区域之间。

说明书全文

具有衍射光混合的显示背光

技术领域

[0001] 本申请要求在2012年8月15日提交的美国专利申请No.13/586,573作为优先权,在这里加入其全部内容作为参考。

背景技术

[0002] 本申请一般涉及电子装置,更特别地,涉及具有显示器的电子装置。
[0003] 电子装置常包括显示器。例如,蜂窝电话和便携式计算机常包含用于向用户呈现信息的显示器。电子装置可具有诸如由塑料或金属形成的外壳的外壳。诸如显示器部件的用于电子装置的部件被安装于外壳中。
[0004] 将显示器加入电子装置的外壳中具有挑战性。在设计电子装置时,尺寸和重量常常是重要的考虑方面。如果不注意,显示器会变得笨重或者会被过大的边界包围。电子装置的外壳可被调整,以容纳具有大的边界的笨重的显示器,但这会导致外壳的尺寸和重量的不希望的放大和装置的不美观。
[0005] 因此,希望能够提供改进的用于电子装置的显示器。发明内容
[0006] 可以提供具有显示器的电子装置。该显示器可具有用于向电子装置的用户呈现图像的显示层。显示器可具有利用背光结构的背光。背光结构可包含诸如发光二极管的阵列的光源和光引导板。
[0007] 显示器可以是液晶显示器或通过使用其它类型的显示技术形成的显示器。液晶显示器可包含诸如偏振器层、滤色片层薄膜晶体管层和液晶层的显示层。
[0008] 背光结构可使用光引导板以在整个显示器上分布来自发光二极管的光。背光结构可由透明塑料或其它的透明材料的片材形成。
[0009] 光引导板可具有与显示器重叠的主矩形区域。主矩形区域可具有诸如包含透明的珠子的聚合物层的折射光散射结构。折射光散射结构可散射来自光引导板的光以将其用作背光。诸如全息结构或光栅结构的衍射光散射结构可被用于在光入射到主矩形区域之前散射来自发光二极管的光。衍射光散射结构可沿着发光二极管与光引导板的主矩形部分之间的光引导板的边界区域被定位。衍射区域可混合来自发光二极管的光,使得从光引导板散射的背光不表现热斑。
[0010] 从优选实施例附图和以下的详细的描述来看,本发明的其它特征、其本质和各种优点将变得更加明显。

附图说明

[0011] 图1是根据本发明的实施例的具有显示器的诸如膝上型计算机的示例性的电子装置的透视图。
[0012] 图2是根据本发明的实施例的具有显示器的诸如手持电子装置的示例性的电子装置的透视图。
[0013] 图3是根据本发明的实施例的具有显示器的诸如平板计算机的示例性的电子装置的透视图。
[0014] 图4是根据本发明的实施例的具有显示器的示例性的电子装置的示意图。
[0015] 图5是根据本发明的实施例的示例性的显示器的断面侧视图。
[0016] 图6是根据本发明的实施例的光从发光二极管的阵列发射到的光引导板的边缘部分的顶视图。
[0017] 图7是根据本发明的实施例的具有衍射光散射区域和折射光散射区域的光引导板的边缘部分的透视图。
[0018] 图8是根据本发明的实施例的用于提供具有衍射元件的光引导板的示例性的设备的断面侧视图。
[0019] 图9是根据本发明的实施例的具有用于散射光的衍射和折射光散射区域的光引导板的断面侧视图。
[0020] 图10是根据本发明的实施例的在形成和使用具有带有衍射和折射光散射区域的光引导板的背光时包括的示例性的步骤的流程图

具体实施方式

[0021] 电子装置可包含显示器。显示器可被用于向用户显示图像。在图1、图2和图3中表示可具有显示器的示例性的电子装置。
[0022] 图1表示电子装置10可如何具有膝上型计算机的形状,该膝上型计算机具有上外壳12A和具有诸如键盘16和触摸板18的部件的下外壳12B。装置10可具有铰链结构20,该铰链结构20允许上外壳12A相对于下外壳12B关于旋转轴24沿方向22旋转。显示器14可安装于上外壳12A上。通过围绕旋转轴24向着下外壳12B旋转上外壳12A,有时可称为显示器外壳或盖子的上外壳12A可被置于闭合位置
[0023] 图2表示电子装置10可如何是诸如蜂窝电话、音乐播放器、游戏装置、导航单元或其它的小型装置的手持装置。在这种类型的用于装置10的配置中,外壳12可具有相对的前表面和后表面。显示器14可安装于外壳12的前面上。如果希望的话,显示器14可具有包含用于诸如按钮26的部件的开口的显示盖子层或其它的外部层。开口还可在显示盖子层或其它的显示层中形成,以容纳扬声器端口(参见例如图2的扬声器端口28)。
[0024] 图3表示电子装置10可如何是平板计算机。在图3的电子装置10中,外壳12可具有相对的平坦的前表面和后表面。显示器14可安装于外壳12的前表面上。如图3所示,显示器14可具有带有用于容纳按钮26(作为例子)的开口的盖子层或其它外部层。
[0025] 在图1、图2和图3中表示的用于装置10的示例性的配置仅是示例性的。一般地,电子装置10可以是膝上型计算机、包含嵌入的计算机的计算机监视器、平板计算机、蜂窝电话、媒体播放器或其它手持或便携式电子装置、诸如腕表装置、垂饰装置、机或听筒装置或其它可配戴或小型化的装置的更小的装置、电视、不包含嵌入的计算机的计算机显示器、游戏装置、导航装置、诸如在售货亭或汽车中安装有显示器的电子设备的系统的嵌入系统、实现这些装置中的两个或更多个的功能的设备或其它的电子设备。
[0026] 有时称为壳体的装置10的外壳12可由诸如塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合物和其它纤维基复合物、金属(例如,加工的、不锈或其它金属)的材料、其它材料或这些材料的组合形成。可通过使用外壳12的大部分或全部由单一结构元件形成的一体构成(例如,一件加工的金属或一件模制的塑料)形成装置10,或者,可由多个外壳结构(例如,安装于内部框架元件或其它内部外壳结构上的外壳结构)形成装置10。
[0027] 显示器14可以是包含触摸传感器的触摸敏感显示器,或者可对于触摸不敏感。用于显示器14的触摸传感器可由电容触摸传感器电极的阵列、电阻触摸阵列、基于声音触摸、光学触摸或基于的触摸技术的触摸传感器结构或其它适当的触摸传感器部件形成。
[0028] 一般地,用于装置10的显示器可包含由发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、等离子单元、电湿像素电泳像素、液晶显示器(LCD)部件或其它适当的图像像素结构形成的图像像素。在一些情况下,可能希望使用LCD部件以形成显示器14,因此,有时在这里作为例子描述显示器14是液晶显示器的用于显示器14的配置。可能还希望提供诸如具有背光结构的显示器14的显示器,因此,有时在这里作为例子描述包含背光单元的用于显示器14的配置。如果希望的话,可在装置10中使用其它类型的显示技术。在装置10中使用液晶显示器结构和背光结构仅是示例性的。
[0029] 显示盖子层可覆盖显示器14的表面,或诸如滤色片层或显示器的其它部分的显示层可被用作显示器14中的最外(或大致最外)层。显示盖子层或其它的外部显示层可由透明玻璃板、透明塑料层或其它的透明构件形成。
[0030] 由诸如化铟的透明材料形成的诸如电容触摸传感器电极的阵列的触摸传感器部件可在显示盖子层的下侧形成,可在诸如玻璃或聚合物触摸传感器基板的单独的显示层上形成,或者可一体化于其它的显示层(例如,诸如薄膜晶体管层的基板层)中。
[0031] 在图4中表示可用于电子装置10的示例性的配置的示意图。如图4所示,电子装置10可包含控制电路29。控制电路29可包含用于控制装置10的操作的存储和处理电路。控制电路29可例如包含诸如硬盘驱动存储、非易失性存储器(例如,快擦写存储器或被配置为形成固态驱动的其它电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如,静态或动态随机存取存储器)等的存储。控制电路29可包含基于一个或更多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电力管理单元、音频编码解码器芯片、应用特定集成电路等的处理电路。
[0032] 控制电路29可被用于在装置10上运行诸如操作系统软件应用软件的软件。通过使用该软件,控制电路29可在显示器14上向电子装置10的用户呈现信息。当在显示器14上向用户呈现信息时,可在调整用于显示器14的背光照射的强度时由控制电路29使用传感器信号和其它信息。
[0033] 输入输出电路30可被用于允许向装置10供给数据并允许从装置10向外部装置提供数据。输入输出电路30可包含通信电路32。通信电路32可包含用于通过使用装置10中的数据端口支持通信的有线通信电路。通信电路32还可包含无线通信电路(例如,用于通过使用天线传送和接收无线射频信号的电路)。
[0034] 输入输出电路30还可包含输入输出装置34。用户可通过用输入输出装置34供给命令来控制装置10的操作,并且可通过使用输入输出装置34的输出资源从装置10接收状态信息和其它的输出。
[0035] 输入输出装置34可包含诸如环境光传感器、接近度传感器、温度传感器、压力传感器磁传感器加速计和发光二极管的传感器和状态指示器36和用于收集关于装置10的操作环境的信息并向装置10的用户提供关于装置10的状态的信息的其它部件。
[0036] 音频部件38可包含用于向装置10的用户呈现声音的扬声器和音调产生器和用于收集用户音频输入的麦克
[0037] 显示器14可被用于向用户呈现诸如文本、视频和图片的图像。传感器36可包含形成为显示器14中的一个层的触摸传感器阵列。
[0038] 可通过使用诸如触摸板传感器、按钮、操作杆、点击轮、滚动轮、诸如显示器14中的传感器36的触摸传感器、小键盘、键盘、振动器、照相机和其它输入输出部件的按钮和其它输入输出部件40收集用户输入。
[0039] 在图5中表示可用于装置10的显示器14(例如,用于图1、图2或图3的装置或者其它适当的电子装置的显示器14)的示例性的配置的断面侧视图。如图5所示,显示器14可包含诸如用于产生背光44的背光单元42的背光结构。在操作期间,背光44向外(在图5中的取向中沿维度Z垂直向上)行进,并且穿过显示层46中的显示像素结构。这照射由显示像素产生的供用户观察的任何图像。例如,背光44可沿方向50照射显示层46上的被观察者48观察的图像。
[0040] 显示层46可被安装于诸如塑料机架结构和/或金属机架结构的机架结构中,以形成用于安装于外壳12中的显示模,或者,显示层46可被直接安装于外壳12中(例如,通过将显示层46层叠于外壳12中的凹陷部分中)。显示层46可形成液晶显示器,或者可被用于形成其它类型的显示器。
[0041] 在显示层46被用于形成液晶显示器的配置中,显示层46可包含诸如液晶层52的液晶层。液晶层52可夹在诸如显示层58和56的显示层之间。层56和58可被置于下偏振器层60和上偏振器层54之间。
[0042] 层58和56可由诸如透明的玻璃或塑料层的透明基板层形成。层56和58可以是诸如薄膜晶体管层和/或滤色片层的层。可在层58和56的基板上形成导电印迹、滤色片元件、晶体管和其它的电路和结构(例如,以形成薄膜晶体管层和/或滤色片层)。触摸传感器电极也可被加入诸如层58和56的层中,并且/或者,可在其它的基板上形成触摸传感器电极。
[0043] 在一个示例性的配置中,层58可以是包含用于向液晶层52施加电场并由此在显示器14上显示图像的薄膜晶体管的阵列和相关的电极(显示像素电极)的薄膜晶体管层。层56可以是包含用于向显示器14提供显示彩色图像的能力的滤色片元件的阵列的滤色片层。如果希望的话,层58可以是滤色片层,并且,层56可以是薄膜晶体管层。
[0044] 在装置10中的显示器14的操作期间,控制电路29(例如,一个或更多个诸如图5的印刷电路66上的部件68的集成电路)可被用于产生要在显示器14上显示的信息(例如,显示数据)。要显示的信息可通过使用诸如由柔性印刷电路64中的导电金属印迹形成的信号路径的信号路径从电路68被传送到显示驱动器集成电路62(作为例子)。
[0045] 显示驱动器集成电路62可被安装于薄膜晶体管层驱动器壁架82或装置10中的其它位置上。可在于印刷电路66与薄膜晶体管层60之间路由信号时使用诸如柔性印刷电路64的柔性印刷电路电缆。如果希望的话,显示驱动器集成电路62可被安装于印刷电路66或柔性印刷电路64上。印刷电路66可由刚性印刷电路板(例如,填充纤维玻璃的环氧树脂的层)或柔性印刷电路(例如,聚酰亚胺或其它的柔性聚合物层的柔性片材)形成。
[0046] 背光结构42可包含诸如光引导板78的光引导板。光引导板78可由诸如透明玻璃或塑料的透明材料形成。在背光结构42的操作期间,诸如光源72的光源可产生光74。光源72可以是例如发光二极管的阵列。
[0047] 来自光源72的光74可耦合到光引导板78的边缘表面76中,并且,由于全内反射的原理,可在整个光引导板78上沿维度X和Y分布。光引导板78可包含诸如凹坑或凸块的光散射特征。光散射特征可位于光引导板78的上表面和/或相对的下表面上。
[0048] 从光引导板78沿方向Z向上散射的光74可用作用于显示器14的背光44。向下散射的光74可通过反射器80沿向上的方向回反射。反射器80可由诸如白色塑料、其它闪光的材料的层的反射材料形成。
[0049] 为了提高背光结构42的背光性能,背光结构42可包含光学膜70。光学膜70可包含有助于背光44的均匀化并由此减少热斑的扩散层、用于提高轴外观察的补偿膜和用于使背光44准直化的亮度增强膜(有时也称为转向膜)。光学膜70可与诸如光引导板78和反射器80的背光单元42中的其它结构重叠。例如,如果光引导板78在图5的X-Y面中具有矩形印迹,那么光学膜70和反射器80可具有匹配的矩形印迹。
[0050] 在图6中表示光引导板78的边缘部分的顶视图。如图6所示,发光二极管72可被安装于诸如柔性印刷电路基板88的基板上。柔性印刷电路基板88可由聚酰亚胺的层或其它柔性聚合物的片材形成。柔性印刷电路88上的导电印迹可被用于向发光二极管72传送电力。柔性印刷电路88可具有诸如尾部84的尾部部分。用于向发光二极管72传送电力的印迹可沿尾部84延伸,并且可与诸如图5的印刷电路板66的印刷电路板上的发光二极管电力电路耦合。
[0051] 在操作期间,发光二极管72可产生光74。来自各发光二极管的光74可耦合到光引导板78的边缘76中。在显示器14中可存在单行的发光二极管72,或者,在显示器14中可存在多行的发光二极管72。例如,诸如图6的阵列的第一发光二极管阵列可被用于将光发射到光引导板78的第一边缘(例如,左边缘或下边缘)中,并且,第二发光二极管阵列可被用于将光发射到光引导板78的相对的第二边缘(例如,右边缘或上边缘)中。
[0052] 发光二极管72可由宽度XD(例如,约1mm~10mm的宽度)表征,并且可按中心到中心间隔SP(例如,约1mm~20mm)相互分开。如图6所示,光74首先集中于各发光二极管的出口附近的光引导板78中。
[0053] 常规的光引导板具有透明珠子的表面层以促进光散射。这些珠子依赖于光折射的原理。基于珠子的光散射结构的有效性存在限制,因此,在光被视为被充分散射以没有热斑之前,光一般必须行进至少一个中心到中心间隔以进入光引导板中。为了隐藏各发光二极管的出口附近的光的难看的集中,使用不透明的结构以覆盖光引导板的边缘。这可导致显示边界不合意地较大。
[0054] 在图6的显示器14和光引导板78中,光在被充分混合之前(在图6的虚线86上)从边缘76行进距离W进入光引导板74中。可通过沿光引导板78的边缘加入宽度D的衍射光散射区域(衍射区域90),使距离W的大小最小化。衍射区域90可由沿光引导板78的主矩形部分的边界延伸的衍射结构的条带形成。衍射区域90的宽度(即,维度D)可小于W、等于W或者大于W。衍射区域90的衍射结构可基于全息图、计算机产生的全息图、一系列的平行线(例如,光栅)、其它的重复结构或用于散射光74的其它衍射特征。
[0055] 衍射结构可分别为光的波长的尺寸的约二到四倍(例如,在用于照射背光结构的可见光波长上),或者可具有其它适当的形状和尺寸。在衍射区域90中,可数次重复衍射结构(例如,在光栅图案或全息图中)。光栅或全息图中的衍射结构的重复次数可足够多,以确保衍射结构表现高的空间相干性,并且在衍射进入光74上是有效的(例如,通过利用衍射关于维度X混合光74)。区域90的衍射结构可被加入构成光引导板78的块体材料中,可在光引导板78的上表面上形成,可在光引导板78的下表面上形成,或者可以其他方式加入光引导板78中。
[0056] 如图7所示,光引导板78可包含边界区域90和主区域94。边界区域90可包含衍射结构98。衍射结构98可以是凸块、凹陷、具有与构成光引导板78的块体材料不同的折射率的结构或用于衍射来自发光二极管72的光的其它结构。主部分94可具有带有四个边缘的矩形形状,并且可包含折射光散射结构96。
[0057] 光散射结构96可能在尺寸、形状和/或位置上不够规则,并且/或者可具有防止光散射结构96明显衍射光74的其它特性。尽管如此,当与衍射结构区域90中的衍射结构98相比时,光散射结构96可具有诸如高背光效率的希望的特性。因此,可能希望通过使用图7所示的折射结构96覆盖光引导板78的大部分(例如,诸如区域94的具有四个边缘的主矩形部分)的类型的配置来实现光引导板78,而衍射结构90填充置于主部分94与沿光引导板78的边缘76延伸的发光二极管72的阵列之间的光引导板78的较窄的边界区域。
[0058] 在图8和图9中表示用于形成用于光引导板78的光衍射结构和光折射结构的示例性的配置。
[0059] 如图8所示,诸如工具100的工具可被用于按压区域90中的紫外线固化树脂(粘接剂)98上的图案,而紫外线(UV)光源104通过透明光引导板78向树脂98施加紫外线102。光引导板78可由透明的玻璃或塑料(作为例子)形成。紫外线102可穿过光引导板78以使树脂98固化,而工具100压在板78的下表面上的树脂98上,以形成衍射结构98(例如,全息图的形状中的脊、计算机产生的全息图、光栅中的一系列的平行线或衍射结构的其它图案)。
[0060] 工具100可具有用于在沉积于衍射区域90中的树脂中形成特征98的纹理表面。一旦树脂98固化,工具100就可被去除。如果希望的话,可对于在区域90中形成衍射结构使用其它的技术(例如,光刻、压印、激光构图、利用构图的紫外线的光可成像树脂的曝光或其它的制造技术)。图8所示的布置仅是示例性的。
[0061] 一旦沿光引导板78的周边边缘在衍射区域90中形成衍射结构98,就可在主(折射)区域94中形成折射结构。折射结构可由光引导板78的前表面或后表面上的升高的凸块、由光引导板78的前表面或后表面上的凹坑或由其它的折射结构形成。通过图9所示的一种适当的布置,折射光散射结构96可由透明的珠子形成(例如,珠子具有约8微米~10微米、4微米~12微米或其它适当的尺寸的直径)。
[0062] 诸如树脂106的透明的聚合物树脂可被用于将珠子96固定于光引导板78的上表面上。珠子96的折射率可与层106的折射率不同,并且/或者,珠子96可从树脂106的表面突出,由此导致珠子96折射和散射在光引导板内引导的光74。
[0063] 衍射区域90可没有珠子96或其它折射结构,或者,珠子96可包含于区域90中(例如,光引导板78的上表面上)。可在形成衍射结构98、光引导板78、层106和珠子96时使用的聚合物的例子包含聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯)、丙烯酸(例如,聚甲基丙烯酸甲酯)和聚苯乙烯(作为例子)。
[0064] 由于图9所示的配置中的光引导板中的衍射结构98的存在,因此,光74将比其它方式强烈地混合(例如,沿与初始传播方向Y和垂直维度垂直的横向维度X)。由于光混合效率在区域90中得到增强,因此,区域90的宽度D(和有效混合所需要的总宽度)可相对较小,由此在不对沿其边缘由光引导板78执行的光混合的质量造成不利影响的情况下减小光引导板78的尺寸。在主区域94中,折射光散射结构96可被用于提供用于光引导板78的有效的光散射。
[0065] 在图10中表示在形成和使用具有诸如区域90的衍射光散射区域和诸如区域94的折射光散射区域的显示器时包括的示例性的步骤。
[0066] 在步骤108中,可在光引导板78上沉积用于形成衍射光散射结构98的液体聚合物或其它材料。作为例子,液晶聚合物可以是紫外线固化聚合物。沿与发光二极管72相邻的光引导板78的边缘延伸的光引导板78的条带状边界区域可被液体聚合物涂敷。通过使用诸如工具100的设备或其它的制造设备,聚合物可固化并且通过衍射结构98被构图。可通过压印、通过在光刻和蚀刻之后固化、通过将光可成像聚合物曝光于全息或光栅图案、通过使用激光构图、或者通过以其他方式在光引导板78中或上形成衍射结构98,创建衍射结构98。
[0067] 在步骤110中,可在光引导板78的主部分94中形成折射光散射结构96。作为例子,包含透明的聚合物珠子的液体聚合物可旋涂或喷射于光引导板78的表面上,并且通过使用热或紫外线曝光固化。
[0068] 在步骤112中,光引导板78可被组装到显示器14和装置10中,并被用于向显示器14提供背光。在操作期间,光74可从发光二极管72被发射,并且可耦合到光引导板78的边缘76(例如,平坦的垂直边缘表面)中。区域90中的衍射光散射结构98可有效地混合从发光二极管72发射的光,使得光引导板78的混合区域部分可在尺寸被最小化。折射光散射结构96可有效地在主区域94中散射光,由此增强背光效率。
[0069] 根据实施例,提供一种显示器,该显示器包括:显示图像的显示层;和提供用于显示层的背光的背光结构,其中,背光结构包含发射光的光源和接收来自光源的光的光引导板,其中,光引导板具有带有散射来自光源的光以用作背光的折射光散射结构的第一区域,并具有置于第一区域与光源之间的第二区域,并且,第二区域具有在光被折射光散射结构散射之前混合光的衍射光散射结构。
[0070] 根据另一实施例,折射光散射结构包含透明的珠子。
[0071] 根据另一实施例,衍射光散射结构包含全息结构。
[0072] 根据另一实施例,显示层与第一区域重叠,并且,第二区域形成沿第一区域的周边边缘延伸的条带。
[0073] 根据另一实施例,光引导板具有相对的第一表面和第二表面,其中,折射光散射结构在第一表面上形成,并且,衍射光散射结构在第二表面上形成。
[0074] 根据另一实施例,衍射光引导结构包含在沿光引导板的边界延伸的条带中形成的树脂的构图层。
[0075] 根据另一实施例,树脂包含紫外线固化树脂。
[0076] 根据另一实施例,折射光散射结构包含透明的珠子。
[0077] 根据另一实施例,光引导板具有相对的第一表面和第二表面,其中,树脂的构图层在第一表面上形成,并且,透明的珠子在第二表面上形成。
[0078] 根据另一实施例,光源包含发光二极管。
[0079] 根据另一实施例,显示层包含液晶层。
[0080] 根据另一实施例,显示层包含滤色片层和薄膜晶体管层,并且,液晶层被置于滤色片层与薄膜晶体管层之间。
[0081] 根据另一实施例,发光二极管被配置为沿第一维度向光引导板发射光,其中,背光沿与第一维度垂直的第二维度穿过显示层,并且,衍射光散射结构关于与第一维度和第二维度垂直的第三维度混合来自光源的光。
[0082] 根据实施例,提供一种显示器,该显示器包括:至少一个显示层;提供用于显示层的背光的光引导板,其中,光引导板具有带有四个边缘的矩形周边;和沿四个边缘中的给定的一个配置以将光发射到光引导板中的发光二极管,其中,光引导板具有包含散射光使得光用作用于显示层的背光的光散射结构的矩形区域,其中,光引导板在矩形区域与给定边缘之间具有边界区域,并且,光引导板在边界区域中包含通过衍射混合光的衍射光引导结构。
[0083] 根据另一实施例,衍射光引导结构在光引导板的表面上包含树脂层。
[0084] 根据另一实施例,树脂层包含具有全息图案的紫外线固化树脂层。
[0085] 根据另一实施例,树脂层包含具有光栅图案的紫外线固化树脂层。
[0086] 根据另一实施例,矩形区域中的光散射结构包含聚合物珠子。
[0087] 根据另一实施例,矩形区域中的光散射结构包含在不衍射光的情况下折射光的折射光散射结构。
[0088] 根据实施例,提供一种显示器,该显示器包括:上偏振器;下偏振器;上偏振器与下偏振器之间的薄膜晶体管层;上偏振器与下偏振器之间的滤色片层;薄膜晶体管层与滤色片层之间的液晶层;具有边缘和沿边缘中的一个延伸的衍射光散射结构的边界条带的光引导板;和将光发射到光引导板中的发光二极管的阵列,其中,衍射光散射结构混合光。
[0089] 根据另一实施例,光引导板具有包含散射由衍射光散射结构混合的光使得光穿过液晶层的折射光散射结构的主区域,并且,边界条带位于发光二极管的阵列与主区域之间。
[0090] 以上仅解释本发明的原理,并且,在不背离本发明的范围和精神的情况下,本领域技术人员可提出各种修改
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