CN103018945A - 显示设备 - Google Patents

Abstract

根据一个实施例，一种显示设备包括光导本体、光源、光提取单元、以及控制单元。每个光导本体包括一端、在相反侧面上的另一端、以及侧面。光导本体以节距进行布置。每个光源与每个光导本体的所述一端并列布置，并且构造为引起光线进入光导本体。每个光提取单元面向侧面。每个光提取单元包括光提取元件。控制单元构造为将电信号供应至每个光提取单元。控制单元使得光提取单元根据电信号提取进入光导本体并且传播穿过光导本体的光线。光提取元件之间的位置均匀地分布。

Description

显示设备

相关申请的交叉参考

本申请基于2011年9月27日申请的在先日本专利申请No.2011-210315并且要求其优先权权益；该申请的全部内容通过参考结合于此。

技术领域

这里描述的实施例总体上涉及显示设备。

背景技术

目前，提出了使用光导结构的显示设备。这种显示设备包括例如布置成一行的多个光源、依次连接至光源的多个光导本体、以及多个设置于每个光导本体的表面上的光提取单元。通过物理地或化学地改变光提取单元，来控制从每个光导本体的表面的光提取和非提取。因而，显示设备能显示图像。在这种显示设备中，重要的是减少显示不均匀，以执行均一的显示。

发明内容

根据一个实施例，显示设备包括多个光导本体、多个光源、多个光提取单元以及控制单元。多个光导本体沿第一方向延伸。每个光导本体包括一端、在与所述一端相反的一侧上的另一端、以及沿第一方向延伸的侧表面。光导本体以一个节距沿正交于第一方向的第二方向进行布置。多个光源的每个与每个光导本体的所述一端并列布置。光源构造为引起光线从所述一端进入光导本体。多个光提取单元的每个面向每个光导本体的侧面。每个光提取单元包括沿第二方向布置的多个光提取元件。多个光提取单元沿第一方向布置。控制单元构造为将电信号供应至每个光提取单元。控制单元使得光提取单元提取根据电信号、从光导本体至光导本体的外部进入光导本体并且传播穿过光导本体的光线。光提取元件沿第二方向的长度是两倍或更多倍的节距。光提取元件之间的位置均匀地分布于包括有第一方向和第二方向的平面中。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的显示设备的示意性平面图；

图2是示出根据第一实施例的显示设备的示意性横截图；

图3是示出根据第一实施例的显示设备的示意图；

图4是示出根据第一实施例的显示设备的一部分的示意性平面图；

图5是示出第一参考示例的显示设备的示意性平面图；

图6是示出第二参考示例的显示设备的示意性平面图；

图7是示出根据第一实施例的显示设备的示意性平面图；

图8A、图8B、图8C、图9A、图9B、图9C、图10A、图10B、图10C、图11A、图11B、图11C、图12A、图12B、图12C是示出显示设备中的显示不均匀的示意图；

图13是示出根据第二实施例的显示设备的示意性横截图；

图14是示出根据第二实施例的显示设备的示意图；

图15是示出根据第二实施例的显示设备的一部分的示意性平面图；并且

图16是示出根据第二实施例的另一个显示设备的一部分的示意性平面图。

具体实施方式

各种实施例将参照附图在下文详细进行描述。

附图是示意性或概念性的；并且部分的厚度与宽度之间的关系、部分之间的尺寸比例等无需与其实际值相同。而且，尺寸和比例可在附图中不同地示出，即使对于相同的部分也如此。

在这个申请的说明书和附图中，与这里上述附图描述的那些类似的部件由相同的参考标号标记，并且适当地省略详细描述。

第一实施例

图1是示出根据第一实施例的显示设备的构造的示意性平面图。

如图1中所示，根据本实施例的显示设备120包括多个光导本体10、多个光源13、多个光提取单元20以及控制单元30。

多个光导本体10的每个沿第一方向延伸。多个光源13沿第二方向布置。第二方向垂直于第一方向。平行于第一方向的轴线定义为X轴线。垂直于X轴向的一个轴线定义为Y轴线。垂直于X轴线和Y轴线的一个轴线定义为Z轴线。

光导本体10沿其延伸的轴线是X轴线。多个光导本体10例如以节距py（该布置结构的节距）沿Y轴线布置。多个光导本体10的每个包括一端10a、在与所述一端相反的一侧上的另一端10b以及侧面10s。侧面沿X轴线延伸。从所述一端10a朝着另一端10b延伸的方向是X轴向。

多个光源13的每个与多个光导本体10的每个的一端10a并列布置。例如，光源13面向所述一端10a。光源13引起光线9从光导本体10的所述一端10a进入光导本体10。光线9从一端10a朝着另一端10b传播穿过光导本体10。

多个光提取单元20的每个沿例如Y轴线（第二方向）延伸。多个光提取单元20的每个面向多个光导本体10的每个的侧面10s。多个光提取单元20的每个包括多个光提取元件20e。多个光提取元件20e沿Y轴线布置。多个光提取单元20沿X轴线布置。多个光提取单元20例如以节距px进行布置。

控制单元30例如通过布线（包括稍后描述的电源线31）等电连接至多个光提取单元20的每个。控制单元30将电信号供应至多个光提取单元20的每个。

光提取单元20根据电信号提取从光导本体10至光导本体10的外部传播穿过光导本体10的光线9。也就是，控制单元30使得多个光提取单元20根据电信号来提取已经注射入光导本体10内、并且从光导本体10至光导本体10的外部传播穿过光导本体10的光线9。

因而，多个光源13布置于所述一个方向（Y轴向）上。多个光导本体10在几乎垂直于所述一个方向的另一个方向（X轴向）上延伸。光导本体10例如接合至每个光源13。多个光导本体10例如是沿X轴线延伸的柱体形状。多个光提取单元20被设置为面向光导本体10的侧面10s。光提取单元10的中心之间的间隔d（沿X轴线的节距）例如相应于像素间隔。

在该实施例中，光提取单元20与多个光导本体10之间的每个交叉部分形成一个像素。然而，本实施例不限于此，并且一个像素可包括多个交叉部分。

M（M是2或更大的整数）个光源13例如布置于水平方向（Y轴向）上。光导本体10在垂直方向（X轴向）上延伸。每个光提取单元20在水平方向上延伸。对于每个光导本体10，N（N是2或更大的整数）个光提取单元20沿竖直方向布置。因而，像素在水平方向上布置的数量为M个，并且在竖直方向上布置的数量为N个。光提取单元20排成单线。例如通过对像素进行扫描、同时以线为单位在竖直方向从顶部处的第一线至底部处的第N线地顺序地切换，从而来显示图像。

在第i（i=1至N）线的显示过程中，第i线的图像数据供应至光源13。由此，每个光源13发射出其强度和颜色相应于第i线的图像数据的光线9。光线9在竖直方向上传播穿过相应的光导本体10。

与光线9相同步，驱动信号（电信号）从控制单元30供应至第i个光提取单元20。供应有驱动信号的光提取单元20被转换或切换到光提取状态。也就是，在竖直方向上的第i个光提取单元20转换到光提取状态。没有驱动信号给至除了第i个以外的其他光提取单元20，并且其他的光提取单元20处于非提取状态。

通过供应这种驱动信号，传播穿过光导本体10的光线9（相应于第i线的图像数据）从第i个光提取单元20被提取。在预定时间之后，控制单元30选择第（i+1）个光提取单元20并且将驱动信号供应于此，同时将第（i+1）个线的图像数据供应至光源13。由此，相应于第（i+1）个图像数据的光线9从第（i+1）个光提取单元20提取。

由光提取单元20从光导本体10至光导本体10外部所提取的光线，是沿例如包括Z轴线分量的方向发射。也就是，其中多个光导本体10和多个光提取单元20相交叉的X-Y平面用作显示平面。

现在将描述由此通过将驱动信号供应至光提取单元20来提取光线9的机构的示例。

图2是示出根据第一实施例的显示设备的构造的示意性横截图。

图2是沿图1的线A1-A2截取的横截图。

如图2中所示，光提取单元20包括例如透明第一基片81、透明第二基片82、第一电极51、第二电极52以及液晶分散层27。第二基片82例如沿Z轴线面向第一基片81。第一电极51布置于第一基片81与第二基片82之间。第二电极52布置于第一电极51与第二基片82之间。液晶分散层27布置于第一电极51与第二电极52之间。

第一基片81例如面向光导本体10的侧面10s。在本示例中，第一基片81设置于光导本体10上。第一电极51设置于第一基片81上。液晶分散层27设置于第一电极51上。第二电极52设置于液晶分散层27上。第二基片82设置于第二电极52上。在具体示例中，还提供密封元件24。密封元件24包围着第一电极51与第二电极52之间（可能在第一基片81与第二基片82之间）的液晶分散层27。

液晶分散层27包括例如多孔本体27a和聚合物分散型液晶单元27b。多孔本体27a包括例如孔隙27c。孔隙27c的平均直径是例如500纳米（nm）。多孔本体27a是光线可穿透的。聚合物分散型液晶单元27b设置于多孔本体27a的孔隙27c中。在液晶分散层27中，使用例如称为聚合物分散型液晶（PDLC）的液晶系统。

使用例如薄膜状多孔本体等作为多孔本体27a。对于聚合物分散型液晶单元27b，使用其中液晶材料和可通过加热或紫外线光进行固化的透明材料相混合的材料。由此，形成液晶滴27d。使用例如可紫外线固化的树脂等，来用作可通过热或紫外线光固化的透明材料。可紫外线固化的树脂以未固化状态放置并且然后固化。使用其中液晶分子的方位在电场中均匀地定向的材料（例如使用向列型液晶），来作为液晶材料。液晶材料和透明材料的混合比根据材料确定，并且设定在其中液晶材料容易形成液晶滴27d的范围内。

第一电极51和第二电极52沿垂直于光导本体10的侧面10s的方向（Z方向）面向彼此。第一电极51和第二电极52保持着液晶分散层27。透明电极，例如用作第一电极51和第二电极52。第一基片81和第二基片82分别保持着第一电极51和第二电极52。第一电极51连接至例如控制单元30，并且第二电极52接地。电压由控制单元30施加于第一电极51与第二电极52之间。

提供于多孔本体27a中的孔隙27c被形成为散布在多孔本体27a中。孔隙27c的平均直径是例如500纳米。液晶滴27d的平均直径是例如50纳米。在未产生电场E的状态下，多孔本体27a的折射率以及存在于多孔本体27a的孔隙27c中的聚合物分散型液晶单元27b的平均折射率北设置为基本上相等。因此，聚合物分散型液晶单元27b没有呈现光散射，并且液晶分散层27处于透明状态。

透明导电材料比如举例来说ITO（铟锡氧化物）用于第一电极51和第二电极52。透明绝缘材料比如举例来说聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯、以及丙烯酸树脂用于第一基片81和第二基片82。材料比如举例来说环氧树脂用于密封元件24。丙烯酸树脂等例如用于光导本体10。

在由控制单元30选择光提取单元20时，电压施加于光提取单元20的第一电极51与第二电极52之间，并且在液晶分散层27中产生电场E。

在图2中所示的右侧上的光提取单元20中（第一状态ST1），没有电压施加于第一电极51与第二电极52之间。在第一状态ST 1下，液晶分散层27是透明的。此时，在光线9b（其行进穿过光导本体10同时被完全地反射）到达在光导本体10的侧面10s上的设置有光提取单元20的一部分时，光线9b穿过液晶分散层27以便在第二基片82处被完全地反射。完全地反射的光线9d再次穿过液晶分散层27，并且返回至光导本体10。

另一方面，在图2中所示的左侧上的光提取单元20中（第二状态ST2），电压施加于第一电极51与第二电极52之间。在第二状态ST2下，在液晶分散层27中产生电场E，并且液晶分子（例如，其主轴）沿Z轴线定向。此时，聚合物分散型液晶单元27b的折射率从没有产生电场E时的折射率开始改变。由此，聚合物分散型液晶单元27b的折射率与多孔本体27a的折射率之间出现差值，并且液晶分散层27变成散射状态。

在散射状态下，行进穿过光导本体10的光线9a到达光导本体10的侧面10s的设置有光提取单元20的一部分，并且光线9a穿过液晶分散层27。此时，光散射出现于液晶分散层27中。在液晶分散层27中散射的光线中，光线9c相对于第二基片82和外部之间的界面的入射角小于临界角，所述光线9c被折射，并且被发射至光提取单元20的外面。

因而，通过控制第一电极51与第二电极52之间的电压，液晶分散层27的液晶材料的方位能受到控制，并且传播穿过光导本体10的光线的提取和非提取状态能相互转换。

液晶材料对电场E的响应速度取决于聚合物分散型液晶单元27b中的液晶滴27d的直径（尺寸）。在液晶滴27d的平均直径不超过100纳米的情况下，可获得100μs（微秒）或更少的高速响应。

控制单元30通过顺序地扫描多个光提取单元20来控制多个光提取单元20的光提取和非提取。由此，在显示设备110上显示图像。

密封元件24抑制液晶分散层27与空气的接触，这种接触会导致可靠性降低。密封元件24被设置为必要的，并且可以省略。通过使用光吸收材料作为密封元件24，能够抑制光线在光线非提取状态下从液晶分散层27通过密封元件24的泄漏，并且显示设备110的图像质量提高。

本申请的发明人已经发现显示不均匀出现在具有与上述相同构造的显示设备中。

例如，已经发现，如果光提取单元20的长度（沿Y轴向的长度）过长，显示状态可能会在光提取单元20的一端侧与另一端侧之间不同。作为对这个现象分析的结果，已经发现显示不均匀是由于以下事实引起：当驱动电压从光提取单元20的一端施加时，会出现信号延迟，这主要由第一电极51与第二电极52的电阻以及液晶分散层27的电容所引起。也就是，随着远离驱动电压施加于此的端部，驱动电压波形变得迟钝，并且因此出现其中光提取单元20的光提取定时发生漂移的现象。在用作电极的ITO的电阻很高并且因而时间常数很大的情况时，这种现象尤其能明显地观察到。

在根据实施例的显示设备110中，为了抑制由信号延迟引起的显示不均匀，用于供应电流的导电层（电极和布线）被设置成用于电极（第一电极51和第二电极52），其中电压由所述电极被施加至液晶分散层27。

图3是示出根据第一实施例的显示设备的构造的示意图。

图3示意性地示出沿图1的线B1-B2截取的横截面。

如图3中所示，根据本实施例的显示设备110包括导线电极25（第一导线电极25a和第二导线电极25b）。第一导线电极25a与第一电极51的侧面相接触。第二导向电极25b与第二电极52的侧面相接触。第一导向电极25a和第二导线电极25b因而构造为沿Y轴向、以复数的形式被提供。也就是，多个第一导线电极25a和多个第二导线电极25b被设置成使得，电流能沿光提取单元20的延伸方向、从光提取单元20的多个中间位置供应至第一电极51和第二电极52。

第一导线电极25a沿Y轴线的位置是被定位于多个光导本体10之间的空间中。第一导线电极25a之间的间隔比多个光导本体10沿Y轴向的节距py要长。第一导线电极25a之间的间隔是所述多个光导本体10沿Y轴向的节距py的2倍或更大整数倍。多个第一导线电极25a之间的间隔是节距py的100倍或更小的整数倍。

类似地，第二导线电极25b沿Y轴线的位置被定位于光导本体10之间。第二导线电极25b之间的间隔比多个光导本体10沿Y轴向的节距py要长。第二导线电极25b之间的间隔是多个光导本体10沿Y轴向的节距py的2倍或更大整数倍。多个第二导线电极25b之间的间隔是100倍或更小整数倍的节距py。

附接至光提取单元20的电源线31连接至导线电极25。具体地，附接至光提取单元20的第一电源线31a连接至第一导线电极25a。附接至光提取单元20的第二电源线31b连接至第二导线电极25b。电源线31（第一电源线31a和第二电源线31b）将电信号供应至多个光提取元件20e的每个。铝、铜等制成的低电阻金属布线例如可用作电源线31。为了抑制其发出的光泽，这些金属布线可由树脂等涂覆。

图4是示出根据第一实施例的显示设备的一部分的构造的示意性平面图。图4示出图1的一部分PA1的放大图。

如图4中所示，在本示例中，光提取单元20布置于第一电源线31a与第二电源线31b之间。液晶分散层27布置于第一导线电极25a与第二导线电极25b之间。

通过提供上述构造的导线电极25和电源线31，光提取单元20的电极的电阻能降低以减少布线时间常数，并且能抑制在光提取定时中的延迟。

液晶分散层27通过例如渗透被放置于第一电极51与第二电极52之间。此时，如果沿光提取单元20的Y轴线的长度过长，则会占用大量的时间以从光提取单元20的一端填充液晶。鉴于此，微小的空间被形成于密封元件24的相应于导线电极25位置的那些部分中；液晶通过这些间隔注入并且进行填充；然后这些空间由树脂进行密封。由此，能降低填充液晶所需的时间。

通过使光提取单元20具有如上所述的导线电极25，光提取单元20设置有微小但是光学性能不同的物体。这还应用于如上所述的、设置有用于液晶注入的位置的情况。

换言之，如图3和图4中所示，光提取单元20因此包括由光学性能不同的物体所间隔开的多个光提取元件20e（例如，第一光提取元件20ea、第二光提取元件20eb等）。多个光提取元件20e由导线电极25等相互电连接。因而，可以认识到，光提取单元20具有这样一个的结构，其中沿Y轴向布置的多个光提取元件20e在所述结构中被连接起来。

已经发现，显示不均匀出现于其中还以这种方式提供多个光提取元件20e的情况中。对这种现象的分析已经展示，显示不均匀是取决于光提取元件20e之间的连接点的显示表面（在X-Y平面）中的布置方式。连接点是例如上述导线电极25被设置的位置。也就是，作为一个新问题，已经发现由于连接点而引起的显示不均匀。

现在将描述光提取元件20e的构造方式（相应于连接点的布置方式）与显示不均匀之间的关系的示例。

图5是示出第一参考示例的显示设备的构造的示意性平面图。

如图5中所示，在第一参考示例的显示设备119a中，包括于光提取单元20中的光提取元件20e具有三个像素的长度。光提取元件20e之间的连接点在行方向（Y轴向）上处于共用位置。因此，在竖直方向上（X轴向）由于连接点造成的强条纹在显示表面中可看见。

图6是示出第二参考示例的显示设备的构造的示意性平面图。

如图6中所示，在第二参考示例的显示设备119b中，光提取元件20e之间的连接点布置为每个都偏移一列。在此情况下，强条纹出现于倾斜方向上。

图7是示出根据第一实施例的显示设备的构造的示意性平面图。

如图7中所示，在根据本实施例的显示设备110中，光提取元件20e之间的连接点在行方向上进行均匀地布置。例如，光提取元件20e之间的连接点随机地布置。由此，由于光提取元件20e之间的连接点所造成的显示不均匀比如条纹等得到抑制。

这里，“均匀”指的是这样一种的状态，其中在显示表面中没有规则性（比如周期性）并且没有存在密度的局部不均匀的状态。

图8A、图8B、图8C、图9A、图9B、图9C、图10A、图10B、图10C、图11A、图11B、图11C、图12A、图12B以及图12C是示出在显示设备中的显示不均匀的示意图。

这些附图示出在光提取元件20e之间的连接点的位置发生改变时观察到的显示不均匀的空间频率特征的模拟结果。

如图8A中所示，在显示设备的显示表面（x-y平面）中，每个像素相应于由竖直线Lv和水平线Lh隔开的区域。在图8A中，其中设置有连接点的像素由点划阴影指示。如稍后描述的，其中没有设置有连接点的像素没有由点划阴影来表示。图8B示出在x轴向上的显示不均匀的空间频率fx和在y轴向上的显示不均匀的空间频率fy。在图8b中，具有高密集度的部分相应于大的空间频率分量。图8C的竖直轴线表示空间频率的强度。

图8A至图8C中示出的第一计算示例118a相应于其中为全部像素的每个像素提供连接点的构造。在此情况下，如图8B和图8C中所示，空间频率fx和fy仅具有直流分量（fx=fy=0）。

如图9A中所示，第二计算示例118b相应于其中连接点沿x轴向为每三个像素提供的构造。在图9A中，画有点划阴影的像素相应于其中提供连接点的像素，并且没有画有点划阴影的像素相应于其中没有提供连接点的像素。在此情况下，沿x轴向具有规则性。在此情况下，如图9B和图9C中所示，在空间频率fx和fy中，峰值出现于直流分量（fx=fy=0）和fx分量中。此时，可看见竖直条纹的显示不均匀。

如图10A中所示，第三计算示例118c相应于其中沿倾斜方向提供连接点的构造。在此情况下，沿x轴向和y轴向具有规则性。在此情况下，如图10B和图10C中所示，强峰值出现于空间频率fx和fy中。此时，可看见倾斜条纹的显示不均匀。

如图11A中所示，在第四计算示例118d中，连接点沿y轴向进行提供。在此情况下，如图11B和图11C中所示，出现等同于直流分量（fx=fy=0）的强fx分量。fx分量分布于宽频率范围中。此时，可看见竖直地排列的显示不均匀。

如图12A中所示，第五计算示例118e相应于其中连接点随机地布置的构造。在此情况下，直流分量（fx=fy=0）强，并且其他多个频率分量的强度与直流分量相比都相对较低。

在类似于第五计算示例118e的、其中直流分量以及与直流分量相比具有较低强度的其他多个频率分量都出现出显示不均匀分布（例如亮度分布）的空间频率的情况下，由于多个频率分量所造成的显示不均匀不太可能是可见的。第五计算示例118e的连接点的布置方式包括于本实施例中。

在其中与第一计算示例118a类似地、为全部像素的每个像素都提供连接点的构造中，连接变得复杂，并且这导致例如增加成本。

在本实施例中，多个光提取元件20e的沿Y轴向的长度是光导本体10的节距py的两倍或更多倍。也就是，一个光提取元件20e（以及连接点）提供用于多个像素。由此，连接简单化，并且制造变得容易。光提取元件20e之间的位置（即，连接点的位置）均匀地分布于显示表面（包括X轴向和Y轴向的平面）上。在位置均匀地分布时，例如直流分量和强度比直流分量较低的其他多个分量都出现于显示不均匀分布（例如亮度分布）的空间频率中。

根据本实施例的显示设备110能降低由信号延迟引起的显示不均匀，并且还能降低由导线电极25的空间布置所引起的显示不均匀。也就是，能提供具有较低水平的显示不均匀和有限干扰感的显示设备。

现在将描述用于制造根据本实施例的显示设备110的方法的示例。

如图3和图4中所示，第一电极51和第二电极52分别设置于第一基片81和第二基片82的主表面上。第一电极51面向第二电极52。而且，导电膏例如供应至第一电极51和第二电极52的侧面部分，以使得第一电极51和第二电极52能从光导本体10的侧面10s进行电连接。银膏例如用作导电膏。导电膏具有例如圆点形状以及例如大约200微米（μm）的直径。导电膏形成导线电极25。

第一电极51与第二电极52之间的平均距离例如不小于10微米并且不大于50微米。具体地，例如是30微米。

密封元件24以框架形状形成于第一电极51与第二电极52之间。稍后描述的用于注入液晶的入口被设置于框架形状的密封元件24中。多孔本体27a从入口被布置入由第一电极51、第二电极52以及密封元件24所包围的内部。薄膜状的多孔本体（比如膜片过滤器）例如用作多孔本体27a。多孔本体27a的孔隙27c的平均直径不小于500纳米。

而且，在密封元件24中，用于注入液晶材料的空间沿光提取单元20的延伸方向以预定间隔地形成。

接着，形成聚合物分散型液晶单元27b的液晶材料从用于注入的多个空间渗透入多孔本体27a内。之后，液晶材料由紫外光照射，并且聚合物分散型液晶单元27b形成于多孔本体27a中。

在因此形成的多孔本体27a的孔隙27c中，形成了具有50纳米或更小的平均直径的液晶滴27d。由此，形成了液晶分散层27。液晶分散层27的厚度基本上等于第一电极51与第二电极52之间的距离。也就是，液晶分散层27的平均厚度例如在10微米至50微米的范围内，并且具体地，例如是30微米。

之后，形成于光提取单元20的侧面上的导线电极25（导电膏）由金属布线（电源线31）连接。

现在将示出更多的具体示例。

E7（由Merck KgaA公司制造，no=1.522，ne=1.746）用作向列液晶。NOA81（由Norland产品公司制造，折射比：1.56）用作可紫外线固化的树脂。聚碳酸酯（折射比：1.59至1.60）用作多孔本体27a。液晶和树脂的混合比是30：70。两者很好地混合，并且渗透入由聚碳酸酯制成的膜片过滤器（平均孔隙尺寸：500纳米，厚度：20微米）。然后，施加紫外光（300mW/cm²）以固化树脂，并且获得了其中微小液晶滴27d形成于树脂中的液晶分散层27。液晶滴27d的平均直径是50纳米，并且形成平均直径为500纳米的聚合体。液晶分散层27是透明的。

所产生的液晶分散层27放置于一对透明基片（其中形成有ITO（铟锡氧化物）的透明电极）之间，并且获得光提取单元20。导线电极25以预定间隔提前地形成于透明电极的侧面部分上。在光提取单元20形成之后，形成电源线31的、直径为0.3毫米的铝布线连接至电极。在200伏的电压施加至透明电极之间时，液晶分散层27变成散射状态。其响应速度是大约20微秒（μsec）。

而且，光提取单元20被带入与由丙烯酸制成的多个并列光导本体10相垂直地接触。折射率为1.50的结合油被施加至光导本体10的接触部分，以使得光提取单元20可与光导本体10进行光接触。发光二级管作为光源13布置于光导本体10的一端处。光线9从发光二级管入射到光导本体10上。在光提取单元20是透明的状态（电压未施加状态）下，光线没有被提取。在电压施加至电极以变为散射状态时，光线从光导本体10中提取。在透明状态下，没有观察到光线泄漏，并且光线损失很少。

在一端处包括有光源13的多个光导本体10以如图1中所示的方式布置。而且，多个电源线31垂直于光导本体10进行布置。结合油被设置于光提取单元20与光导本体10之间。可紫外线固化的树脂可用来代替结合油，并且光提取单元20和光导本体10可在组装之后固定。形成于光提取单元20上的导线电极25的位置可在Y轴向上移位，以使得导线电极25可均匀地布置于平面中。由此，没有观察到由于导线电极25造成的条纹不均匀。

接着，200伏的电压从控制单元30施加至多个电源线31（相应于扫描线），并且光提取单元20相对于每个电源线31被转换至光提取状态。与此同步，使得具有预定强度和颜色的光线9从多个光源13处入射到光导本体10上。光线在光提取单元20（其连接至由控制单元30所选择的电源线31）中被提取。通过顺序地扫描，在全部电源线31上执行操作；由此，执行了显示操作。不会出现由于光提取单元20的信号延迟造成的屏幕亮度不均匀或操作故障。光提取单元20以大约20微秒的速度快速地响应。因此，显示设备能令人满意地跟随着即使移动的图像。

第二实施例

图13是示出根据第二实施例的显示设备的构造的示意性横截图。

图13是相应于沿图1的线A1-A2截取的横截面的横截图。

根据本实施例的显示设备120的整个构造（平面构造）可以与图1中所示的显示设备110的构造类似，并且描述因此省略。

在根据本实施例的显示设备120中，光提取操作使用了在薄膜（在所述薄膜中由于静电力的作用导致出现微小位移）与光导本体10之间的在接触状态下的改变。

如图13中所示，透明的第一基片81被布置为与光导本体10相接触。第一电极51（例如，ITO，厚度是100纳米）设置于第一基片81上。而且，绝缘薄膜26设置于第一电极51上。丙烯酸绝缘树脂例如用于绝缘薄膜26。绝缘薄膜26的厚度是例如3微米。

具有预定形状的垫片20s设置于绝缘薄膜26上。垫片20s的高度是例如5微米。抗蚀材料等例如用于垫片20s。

另一方面，第二电极52（例如，ITO，厚度为100纳米）设置于透明的第二基片82的主表面上。厚度为例如100微米的PI（聚酰亚胺）薄膜用作第二基片82。第二基片82布置为使得第二基片52面向第一电极51。在接近垫片20s的部分中，第一基片81与第二基片82之间的距离被保持为垫片20s的高度。在此状态下，第二基片82通过例如热压结合处理被附接至垫片20s。垫片20s限定了第一电极51与第二电极52之间的间隔。垫片20s例如设置于像素之间。

另一方面，例如，微小凹凸部分22形成于第二基片82的、其上不形成有ITO的表面（上表面）处。

在图13中所示的右侧上的光提取单元20中（第一状态ST1），没有电压施加于第一电极51与第二电极52之间。在第一状态ST 1下，传播穿过光导本体10的光线9b在第一基片81的表面上的绝缘薄膜26处被完全地反射，并且返回至光导本体10（光线9d）。

另一方面，在图13中所示的左侧上的光提取单元20中（第二状态ST2），电压施加于第一电极51与第二电极52之间。在第二状态ST2下，第二电极82由电极之间的静电力发生位移，并且第二基片82开始与第一基片81相接触（经由第二电极51、绝缘薄膜26以及第一电极51）。传播穿过光导本体10的光线9a穿过第一基片81以到达第二基片82；进一步在凹凸部分22处改变其光学行进方向；然后作为光线9c被发射至外部。也就是，通过供应至第一电极51和第二电极52的电信号，可转换来自光导本体10的光提取状态。

图14是示出根据第二实施例的显示设备的构造的示意图。

图14示意性地示出与沿图1的线B1-B2截取的横截面相应的横截面。

同样在使用静电力的实施例中，光提取操作中的延迟可能主要由于布线延迟（其因为电极的电阻）的影响所引起。这里，提供电源线31，并且由此减少布线时间常数。

导线电极25（第一导线电极25a和第二导线电极25b）设置于第一电极51和第二电极52的每个的侧面上。电源线31（第一电源线31a和第二电源线31b）设置为将被附接至光提取单元20。第一电源线31a和第二电源线31b分别连接至第一导线电极25a和第二导线电极25b。

图15是示出根据第二实施例的显示设备的一部分的构造的示意性平面图。

图15示出相应于图1的部分PA1的一部分的放大图。

如图15中所示，在示例中，光提取单元20布置于第一电源线31a与第二电源线31b之间。

因此，沿光提取单元20的电极的Y轴线的电阻能被减小，以降低布线时间常数，并且能抑制光提取定时中的延迟。

在显示设备120中，例如能通过在第一电极51与第二电极52之间施加电压来执行光提取。响应速度在施加200伏电压时是大约100微秒。

同样在显示设备120中，多个光提取单元20可以经由例如结合油被带入与多个光导本体10相垂直接触，并且因而能对显示设备110执行类似的操作。

图16是示出根据第二实施例的另一个显示设备的一部分的构造的示意性平面图。

图16示出关于根据本实施例的另一个显示设备130的、与图1的部分PA1相对应的一部分的放大图。如图16中所示，垫片20s布置于像素之间。图16示出其中一个垫片20s提供用于两个像素的一部分。垫片20s在光提取元件20e之间形成间隔。垫片20s设置于光提取元件20e之间。

垫片20s的位置（光提取元件20e之间的位置）均匀地分布于显示表面中（在包括X轴向和Y轴向的平面中）。由此，能抑制显示不均匀。

在第一和第二实施例中，光提取元件20e之间的位置仅需要在X-Y平面中均匀地分布，并且沿多个光提取元件20e的每个的Y轴向的长度可以例如彼此不同。

在第一和第二实施例中，光导本体10的横截面（在沿Z-Y平面切割时的横截面）可以例如是四角形、圆形、椭圆形等。然而，第一和第二实施例不限于此，并且光导本体10的横截面的形状可是任意的。

本实施例提供了具有降低显示不均匀的显示设备。

具体而言，本发明公开了一种显示设备，其包括：多个光导本体，其沿第一方向延伸，每个光导本体包括一端、在与所述一端相反的一侧上的另一端、以及沿第一方向延伸的侧面，所述多个光导本体以一节距沿垂直于第一方向的第二方向进行布置；多个光源，所述多个光源的每个光源与所述多个光导本体的每个光导本体的所述一端并列布置，所述多个光源被构造为引起光线从所述一端进入光导本体；多个光提取单元，其中每个光提取单元面向每个光导本体的侧面并且包括沿第二方向布置的多个光提取元件，所述多个光提取单元沿第一方向进行布置；以及控制单元，其构造为将电信号供应至每个光提取单元，并且使得光提取单元根据电信号来提取从光导本体至光导本体的外部地、进入光导本体并且传播穿过光导本体的光线；光提取元件沿第二方向的长度是2倍或2倍以上的所述节距，在多个光提取元件之间的位置均匀地分布于包括第一方向和第二方向在内的平面中。

优选的，光提取元件沿第二方向的长度是2倍或更大整倍数的节距。

优选的，光提取元件沿第二方向的长度是节距的100倍或更小整倍数。

优选的，还包括电源线，每个电源线附接至每个光提取单元并且构造为将电信号供应至每个光提取元件。

优选的，电源线构造为在多个光提取元件之间的多个位置处将电流供应至每个光提取元件。

优选的，电源线是由铝和铜的至少一种制成。

优选的，光提取单元包括：第一透明基片；第二透明基片，其沿垂直于第一方向和第二方向两者的第三方向面向第一透明基片；第一电极，其设置于第一透明基片与第二透明基片之间并且是透明的；第二电极，其设置于第一透明基片和第二透明基片之间并且是透明的；以及液晶分散层，其设置于第一电极与第二电极之间。

优选的，液晶分散层包括：具有孔隙的多孔本体；以及设置于孔隙中的聚合物分散型液晶单元。

优选的，孔隙的平均直径不小于500纳米。

优选的，光提取单元还包括沿第二方向进行布置、并且连接至第一电极的侧面上的多个第一导线电极，第一导线电极之间的间隔沿第二方向的长度是节距的2倍或更大整倍数。

优选的，第一导线电极之间的间隔沿第二方向的所述长度是节距的100倍或更小的整倍数。

优选的，光提取单元还包括沿第二方向布置、并且连接至第二电极的侧面上的多个第二导线电极，第二导线电极之间的间隔沿第二方向的长度是节距的2倍或更大的整倍数。

优选的，第二导线电极之间的间隔沿第二方向的所述长度是节距的100倍或更小的整倍数。

优选的，第一电极与第二电极之间的平均距离不小于10微米，并且不超过50微米。

优选的，沿垂直于第一方向和第二方向两者的第三方向、从光导本体发射的光线的强度分布的空间频率具有直流分量以及相对低于所述直流分量的多个其他分量。

优选的，光提取单元包括：第一电极；面向第一电极的第二电极；以及多个垫片，其设置于多个光提取元件之间以限定第一电极与第二电极之间的间隔。

优选的，光提取单元还包括第一透明基片和第二透明基片，第一电极设置于第一透明基片与第二透明基片之间，并且第二电极布置于第一电极与第二透明基片之间。

优选的，第一透明基片和第二透明基片的至少一个是树脂薄膜。

优选的，第一透明基片与第二透明基片之间的间隔可由施加至光提取单元的电压来改变。

优选的，所述间隔的改变是由基于电压而施加于第一电极与第二电极之间的静电力来产生。

在本申请的说明书中，“垂直”和“平行”不仅涉及严格地垂直和严格地平行，而且还包括例如由于制造工艺造成的波动等。基本上垂直和基本上平行就足够。

在上文中，本发明的实施例参照具体示例描述。然而，本发明的实施例不限于这些具体示例。例如，本领域技术人员可以从已知技术适当地选择显示设备的部件（比如光导本体、光源、光提取单元、控制单元、导线电极、电源线、基片、电极、液晶分布层、绝缘薄膜以及垫片）的具体构造并且类似地实践本发明。这种实践包括于本发明的范围内，就获得类似效果而言。

而且，具体示例的任何两个或多个部件可在技术可行性的限度内组合，并且包括于本发明的范围内，以便包括在本发明的主旨内。

而且，能够由本领域技术人员基于上述的作为本发明实施例的显示设备通过适当的设计变型而获得的所有显示设备，也包括于本发明的范围内，以便包括在本发明的主旨内。

各种其他变化和变型能由本领域技术人员在本发明的精神内想到，并且可理解到这种变化和变型也涵盖于本发明的范围内。

虽然已经描述了某些实施例，但是这些实施例仅以示例的方式呈现，并且不是要限制本发明的范围。实际上，这里描述的新颖实施例能以各种其他形式具体化；而且，这里描述的实施例的形式中的各种省略、代替和改变可在不脱离本发明的精神之下做出。所附权利要求及其等同将覆盖这些形式或变型，它们落入本发明的范围和精神内。

Claims (20)

1.一种显示设备，其包括：

多个光导本体，其沿第一方向延伸，每个光导本体包括一端、在与所述一端相反的一侧上的另一端、以及沿第一方向延伸的侧面，所述多个光导本体以一节距沿垂直于第一方向的第二方向进行布置，

多个光源，所述多个光源的每个光源与所述多个光导本体的每个光导本体的所述一端并列布置，所述多个光源被构造为引起光线从所述一端进入光导本体；

多个光提取单元，其中每个光提取单元面向每个光导本体的侧面并且包括沿第二方向布置的多个光提取元件，所述多个光提取单元沿第一方向进行布置；以及

控制单元，其构造为将电信号供应至每个光提取单元，并且使得光提取单元根据电信号来提取从光导本体至光导本体的外部地、进入光导本体并且传播穿过光导本体的光线，

光提取元件沿第二方向的长度是2倍或2倍以上的所述节距，在多个光提取元件之间的位置均匀地分布于包括第一方向和第二方向在内的平面中。

2.根据权利要求1的显示设备，其中光提取元件沿第二方向的长度是2倍或更大整倍数的节距。

3.根据权利要求2的显示设备，其中光提取元件沿第二方向的长度是节距的100倍或更小整倍数。

4.根据权利要求2的显示设备，还包括电源线，每个电源线附接至每个光提取单元并且构造为将电信号供应至每个光提取元件。

5.根据权利要求4的显示设备，其中电源线构造为在多个光提取元件之间的多个位置处将电流供应至每个光提取元件。

6.根据权利要求5的显示设备，其中电源线是由铝和铜的至少一种制成。

7.根据权利要求1的显示设备，其中光提取单元包括：

第一透明基片；

第二透明基片，其沿垂直于第一方向和第二方向两者的第三方向面向第一透明基片；

第一电极，其设置于第一透明基片与第二透明基片之间并且是透明的；

第二电极，其设置于第一透明基片和第二透明基片之间并且是透明的；以及

液晶分散层，其设置于第一电极与第二电极之间。

8.根据权利要求7的显示设备，其中液晶分散层包括：

具有孔隙的多孔本体；以及

设置于孔隙中的聚合物分散型液晶单元。

9.根据权利要求8的显示设备，其中孔隙的平均直径不小于500纳米。

10.根据权利要求7的显示设备，其中

光提取单元还包括沿第二方向进行布置、并且连接至第一电极的侧面上的多个第一导线电极，

第一导线电极之间的间隔沿第二方向的长度是节距的2倍或更大整倍数。

11.根据权利要求10的显示设备，其中第一导线电极之间的间隔沿第二方向的所述长度是节距的100倍或更小的整倍数。

12.根据权利要11的显示设备，其中

光提取单元还包括沿第二方向布置、并且连接至第二电极的侧面上的多个第二导线电极，

第二导线电极之间的间隔沿第二方向的长度是节距的2倍或更大的整倍数。

13.根据权利要求12的显示设备，其中第二导线电极之间的间隔沿第二方向的所述长度是节距的100倍或更小的整倍数。

14.根据权利要求7的显示设备，其中第一电极与第二电极之间的平均距离不小于10微米，并且不超过50微米。

15.根据权利要求1的显示设备，其中沿垂直于第一方向和第二方向两者的第三方向、从光导本体发射的光线的强度分布的空间频率具有直流分量以及相对低于所述直流分量的多个其他分量。

16.根据权利要求1的显示设备，其中光提取单元包括：

第一电极；

面向第一电极的第二电极；以及

多个垫片，其设置于多个光提取元件之间以限定第一电极与第二电极之间的间隔。

17.根据权利要求16的显示设备，其中

光提取单元还包括第一透明基片和第二透明基片，

第一电极设置于第一透明基片与第二透明基片之间，并且

第二电极布置于第一电极与第二透明基片之间。

18.根据权利要求17的显示设备，其中

第一透明基片和第二透明基片的至少一个是树脂薄膜。

19.根据权利要求17的显示设备，其中第一透明基片与第二透明基片之间的间隔可由施加至光提取单元的电压来改变。

20.根据权利要求19的显示设备，其中所述间隔的改变是由基于电压而施加于第一电极与第二电极之间的静电力来产生。

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