CN103878492A

CN103878492A - 用于修剪显示器中的偏光器的方法与装备

Info

Publication number: CN103878492A
Application number: CN201310587283.XA
Authority: CN
Inventors: M·F·A·哈桑
Original assignee: Apple Computer Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2014-06-25
Also published as: US20140175684A1; KR20140081677A; KR20150139488A; KR101606331B1

Abstract

本发明公开涉及用于修剪显示器中的偏光器的方法与装备。提供了具有显示器的电子设备，其中显示器诸如安装在电子设备外罩中的液晶显示器。显示器包括诸如玻璃彩色滤光片衬底的玻璃显示层。偏光器层形成在玻璃显示层上。为了确保偏光器层的外围边缘匹配玻璃显示层的外围边缘，使用激光束扫描系统来修剪偏光器层悬在玻璃显示层之上的边缘部分。激光束扫描系统包括沿着偏光器层的边缘进行多次扫描的移动激光束。为了防止在修剪操作中对玻璃显示层的损坏，在相继的扫描之间修改移动激光的特性，使得激光切割的能量密度随着激光束接近玻璃的表面而减小。

Description

用于修剪显示器中的偏光器的方法与装备

技术领域

本发明公开总体上涉及电子设备，并且更具体地，涉及带显示器的电子设备。

背景技术

电子设备常常包括显示器。例如，蜂窝电话和便携式计算机常常包括用于向用户呈现信息的显示器。

诸如液晶显示器的显示器具有偏光器。偏光器是由层压到玻璃显示层的聚合物层构成的。可能期望确保偏光器层具有与所关联的玻璃显示层相同的尺寸。如果偏光器太大，则偏光器的边缘会悬在玻璃显示层的边缘之上，这又可能会导致偏光器剥离。如果偏光器太小，则显示器的边缘将具有不好看的可见偏光器边缘。尽管偏光器边缘可以用塑料边框覆盖，但是边框的使用减小了显示器的可视区域并且会使显示器不吸引人。

因此，期望能够为电子设备提供改进的带偏光器的显示器。

发明内容

提供了一种带显示器的电子设备，其中显示器诸如安装在电子设备外罩中的液晶显示器。显示器具有夹在诸如彩色滤光片层的上显示层与诸如薄膜晶体管层的下显示层之间的一层液晶材料。

在彩色滤光片层的上表面上形成上偏光器。在薄膜晶体管层的下表面上形成下偏光器。附加的显示器结构为显示器提供背光。

彩色滤光片层包括玻璃衬底，上偏光器层压到该玻璃衬底。偏光器最初具有悬在玻璃衬底之上的超出部分。激光束扫描系统用于修剪偏光器悬在玻璃衬底之上的边缘部分。

激光束扫描系统包括沿着偏光器层的边缘进行多次扫描的移动激光束。为了确保玻璃衬底在偏光器修剪操作过程中不被损坏，随着激光束接近玻璃衬底的表面，在相继的扫描之间修改移动激光束的特性。例如，随着激光束接近玻璃衬底的表面，激光切割的能量密度被减小。

激光切割的能量密度可以通过增加移动激光束的光斑尺寸来减小。因为每次相继的扫描都更靠近玻璃衬底的表面进行切割，所以诸如光功率输出与激光波长的其它激光特性也可以被调整，以便减小激光切割的能量密度。

从附图及以下对优选实施例的具体描述，进一步的特征、其本质与各种优点将更加明显。

附图说明

图1是根据一种实施例的具有显示器结构的说明性电子设备（诸如膝上型电脑）的透视图。

图2是根据一种实施例的具有显示器结构的说明性电子设备（诸如手持式电子设备）的透视图。

图3是根据一种实施例的具有显示器结构的说明性电子设备（诸如平板电脑）的透视图。

图4是根据一种实施例的具有显示器结构的说明性电子设备（诸如电脑显示器）的透视图。

图5是根据一种实施例的可以用在图1、2、3和4所示类型的设备中的那种类型的说明性显示器的横截面侧视图。

图6是根据一种实施例的说明性偏光器层的横截面侧视图。

图7是根据一种实施例的用于形成显示层（诸如用于液晶显示器彩色滤光片层的玻璃衬底层）的说明性系统的图。

图8是根据一种实施例的用于把偏光器层压到显示层的说明性系统的图。

图9是根据一种实施例的其中基于激光的装备(laser-basedequipment)用于修剪显示层上的偏光器的说明性系统的图。

图10A是根据一种实施例的用在利用图9的装备的初始偏光器修剪操作中的那种类型的说明性聚焦透镜与聚焦激光束的侧视图。

图10B是根据一种实施例的用在利用图9的装备的最终偏光器修剪操作中的那种类型的说明性聚焦透镜与聚焦激光束的侧视图。

图11是根据一种实施例的说明移动激光束如何进行多次扫描以便除去偏光器层的边缘部分的图。

图12是根据一种实施例的显示偏光器膜与玻璃衬底的各自吸收频谱的图。

图13是根据一种实施例的通过修剪玻璃显示层上的偏光器来形成电子设备与显示器所涉及的说明性步骤的流程图。

具体实施方式

本申请要求于2012年12月20日提交的美国专利申请No.13/723,130的优先权，该申请在此引入其全部作为参考。

电子设备中的诸如液晶显示器的显示器可以配备有偏光器。具有带偏光器的显示器的说明性电子设备在图1、2、3和4中示出。

图1的电子设备10具有膝上型电脑的形状并且具有上外罩12A和下外罩12B，其中下外罩12B具有诸如键盘16和触垫18的组件。设备10具有铰链结构20，以便允许上外罩12A关于旋转轴24在方向22中相对于下外罩12B旋转。显示器14安装在上外罩12A中。通过关于旋转轴24朝下外罩12B旋转上外罩12A，有时候可以被称为显示器外罩或盖子的上外罩12A被放在闭合位置。

基于诸如蜂窝电话、音乐播放器、游戏设备、导航单元或者其它小型设备的手持式设备，图2示出了用于电子设备10的说明性配置。在用于设备10的这种类型的配置中，外罩12具有相对的正面和背面。显示器14安装在外罩12的正面上。显示器14可以具有包括开口的外层，其中开口用于诸如按钮26和扬声器端口28的组件。

在图3的例子中，电子设备10是平板电脑。在图3的电子设备10中，外罩12具有相对的平面正面与背面。显示器14安装在外罩12的正面上。如图3中所示，显示器14具有带开口以便容纳按钮26的外层。

图4示出了用于电子设备10的一种说明性配置，其中设备10是电脑显示器或者集成到电脑显示器中的电脑。利用这种类型的布置，用于设备10的外罩12安装在诸如架子27的支撑结构上。显示器14安装在外罩12的正面上。

在图1、2、3和4中示出的用于设备10的说明性配置仅仅是说明性的。总的来说，电子设备10可以是膝上型电脑、包含嵌入式电脑的电脑监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器，或者其它手持式或便携式电子设备，更小的设备，诸如腕表设备、挂件设备、耳机或耳塞设备，或者其它可佩带的或微型的设备，电视机、不包含嵌入式电脑的电脑显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统，诸如其中具有显示器的电子装备安装在报亭或汽车中的系统、实现这些设备中的两种或多种的功能的装备，或者其它的电子装备。

有时候被称为外壳的设备10的外罩12是由诸如塑料、玻璃、陶瓷、碳纤维复合材料或者基于其它纤维的复合材料、金属（例如，机加工铝、不锈钢或其它金属）的材料、其它材料或者这些材料的组合形成的。设备10可以利用一体成型构造来形成，其中外罩12的大部分或全部是由单一的结构元件（例如，一块机加工金属或者一块模制塑料）形成的，或者可以由多个外罩结构（例如，已经安装到内部框架元件或者其它内部外罩结构的外部外罩结构）形成。

显示器14可以是包括触摸传感器的触摸敏感显示器或者可以对触摸不敏感。用于显示器14的触摸传感器可以由电容式触摸传感器电极的阵列、电阻式触摸阵列、基于声学触摸、光学触摸或者基于力的触摸技术的触摸传感器结构，或者其它合适的触摸传感器组件形成。

用于设备10的显示器14包括由液晶显示器（LCD）组件或者其它合适的图像像素结构形成的显示器像素。

显示器盖子层可以覆盖显示器14的表面，或者诸如彩色滤光片层的显示层或显示器的其它部分可以用作显示器14中最外面的（或者接近最外面的）层。最外面的显示层可以由透明玻璃板、清澈(clear)塑料层或者其它透明构件形成。

用于设备10的显示器14（例如，用于图1、图2、图3、图4的设备或者其它合适电子设备的显示器14）的说明性配置的横截面侧视图在图5中示出。如图5中所示，显示器14包括背光结构，诸如用于产生背光44的背光单元42。在操作过程中，背光44向外行进（在图5的朝向中，是在维度Z中垂直向上）并且穿过显示层46中的显示器像素结构。这照亮了由显示器像素产生的任何图像，供用户观看。例如，背光44照亮了显示层46上由观看者48在方向50上观看的图像。

显示层46可以安装在诸如塑料底盘结构和/或金属底盘结构的底盘结构中，以形成用于在外罩12中安装的显示模块，或者显示层46可以直接安装在外罩12中（例如，通过把显示层46堆叠到外罩12中的凹陷部分中）。显示层46构成液晶显示器或者可以用于形成其它类型的显示器。

在其中显示层46用于形成液晶显示器的配置中，显示层46包括诸如液晶层52的液晶层。液晶层52夹在诸如显示层58和56的显示层之间。层56和58插在下偏光器层60和上偏光器层54之间。

层58和56是由透明的衬底层形成的，诸如清澈的玻璃或塑料层。层56和58是诸如薄膜晶体管层（例如，像用一层薄膜晶体管电路覆盖的玻璃层之类的薄膜晶体管衬底）和/或彩色滤光片层（例如，像具有一层彩色滤光片元件（诸如布置在阵列中的红、蓝和绿彩色滤光片元件）的一层玻璃之类的彩色滤光片层衬底）的层。导电轨道、彩色滤光片元件、晶体管及其它电路与结构在层58和56的衬底上形成（例如，形成薄膜晶体管层和/或彩色滤光片层）。触摸传感器电极也可以结合到诸如层58和56的层中和/或触摸传感器电极可以被形成在其它衬底上。

对于一种说明性配置，层58是包括薄膜晶体管与关联电极（显示器像素电极）的阵列的薄膜晶体管层，用于对液晶层52施加电场并且由此在显示器14上显示图像。层56是包括彩色滤光片元件阵列的彩色滤光片层，用于为显示器14提供显示彩色图像的能力。如果期望的话，层58可以是彩色滤光片层而层56可以是薄膜晶体管层。

在设备10中显示器14的操作过程中，控制电路（例如，像图5的印制电路66上的组件68之类的一个或多个集成电路和/或其它电路）用于生成要在显示器14上显示的信息（例如，显示数据）。要显示的信息利用信号路径，诸如由柔性印制电路64中导电金属轨道形成的信号路径（作为一个例子），从电路68传送到显示器驱动器集成电路62。

诸如图5的显示器驱动器集成电路62的显示器驱动器电路安装在薄膜晶体管层驱动器突出部分(ledge)82上或者设备10中的其它地方。诸如柔性印制电路64的柔性印制电路电缆用于在印制电路66与薄膜晶体管层58之间路由信号。如果期望的话，显示器驱动器集成电路62可以安装在印制电路66或者柔性印制电路64上。印制电路66是由刚性印制电路板（例如，一层填充玻璃纤维的环氧树脂）或者柔性印制电路（例如，柔性聚酰亚胺板或者其它柔性聚合物层）形成的。

背光结构42包括诸如光导板78的光导板。光导板78是由诸如清澈的玻璃或塑料的透明材料形成的。在背光结构42的操作过程中，诸如光源72的光源生成光74。光源72可以是例如发光二极管阵列。

来自诸如光源72的一个或多个光源的光74耦合到一个或多个对应的边缘表面中，诸如光导板78的边缘表面76中，并且，由于全内反射的原理，贯穿整个光导板78在维度X和Y中分布。光导板78包括诸如凹坑或凸起的光散射特征。光散射特征位于光导板78的上表面和/或相对的下表面上。

在方向Z从光导板78向上散射的光74为显示器14充当背光44。向下散射的光74在向上的方向被反射器80反射回来。反射器80是由诸如一层白色塑料或其它有光泽材料的反射性材料构成的。

为了增强背光结构42的背光性能，背光结构42包括光膜70。光膜70包括用于帮助使背光44均匀并且由此减少热点的扩散层、用于增强离轴观看的补偿膜及用于对准背光44的背光增强膜（有时候也称为转向膜）。光膜70与背光单元42中的其它结构，诸如光导板78和反射器80，重叠。例如，如果在图5的X-Y平面中光导板78具有矩形的覆盖区，则光膜70和反射器80优选地具有匹配的矩形覆盖区。

显示器14最外面的层可以是诸如覆盖层46的一层玻璃的保护性显示层，或者诸如彩色滤光片层56（例如，层56中的玻璃衬底层）的显示层可以充当显示器14中最外面的结构层。显示器14中可见的边界结构可以通过沿着层56的边缘准确地修剪偏光器54来最小化。偏光修剪操作可以利用激光器、切割刀片（刀刃）或者其它修剪装备来执行。在修剪操作期间应当小心不要损坏了显示层56。作为一个例子，应当小心不要在激光修剪操作期间对层56中的玻璃衬底造成热损坏或者在切割刀片修剪操作期间对层56中的玻璃衬底造成机械损坏。

显示器14中说明性偏光器层的横截面侧视图在图6中示出。图6的偏光器层54是诸如图5的上偏光器54的上偏光器。诸如下偏光器60的下偏光器可以类似地构造。

在图6的例子中，偏光器54是由附连到一起的多层材料构成的。偏光器膜94是由诸如拉伸聚乙烯醇（PVA）的拉伸聚合物构成的而且因此有时候可以被称为PVA层。碘可以放在拉伸的PVA膜上，使得碘分子与拉伸的膜对齐并且构成偏光器。如果期望的话，也可以使用其它类型的偏光器膜。

偏光器膜94夹在层92与96之间。层92和96可以由诸如三乙酰纤维素（TAC）的材料构成而且有时候可以被称为TAC膜，或者可以由其它聚合物构成。TAC膜可以帮助把PVA膜保持在其拉伸配置中而且可以保护PVA膜。如果期望的话，其它膜可以附连到偏光器膜94。

涂层90包括为偏光器54提供期望表面属性的一个或多个材料膜。例如，层90可以由为偏光器54提供防眩光（光扩散）属性、抗反射属性、耐划伤、耐指纹及其它期望属性的材料构成。层90优选地是由一层或多层材料构成的，诸如抗反射（AR）层（例如，由交替的高折射率层与低折射率层的堆叠形成的膜）、防眩光层、抗反射-防眩光层、疏油层(oleophobic layer)、抗划伤涂层及其它涂层。这些层的功能不需要相互排斥。例如，涂层90中的防眩光膜可以帮助为偏光器54提供耐划伤。

偏光器54可以具有一层粘合剂，诸如粘合剂层98，以帮助把偏光器54附连到显示层46（即，图5的彩色滤光片56）的上表面。偏光器54的厚度可以是大约50-200微米或者90-180微米（作为例子）。在制造操作中，粘合剂98把偏光器54附连到彩色滤光片层56的上表面。

修剪操作优选地用于修剪偏光器54的边缘，来匹配彩色滤光片层56的边缘。

如图7中所示，诸如衬底108的彩色滤光片衬底可以由更大的材料板形成，诸如层100。层100可以是一层玻璃、陶瓷层、聚合物层或者其它合适的显示层衬底。作为一个例子，层100可以是玻璃层。

最初，玻璃层100的尺寸可以过大（即，层100将比形成显示器14所需要的更大）。诸如装备122的装备用于把层100分成更小的块，诸如衬底108。装备122可以是衬底切割装备，诸如水注切割装备、激光切割装备、锯切装备、机加工装备或者用于把层100分成更小的块的其它装备。在图7的说明性配置中，装备122包括诸如定位器104的计算机控制定位器和诸如划线工具102的划线工具。定位器104在层100的表面之上按期望的图案移动划线工具102以形成划线线条。然后，手动和/或自动化装备可以用于沿着划线线条折断层100以形成层100的单独块，诸如块106和108。块106和108具有显示器14的尺寸与形状（例如，矩形显示器大小的玻璃块）。

在利用装备122使用划线操作或其它操作从玻璃层100分离出个别玻璃层（诸如，显示器大小的玻璃层108）之后，机加工装备124或者其它边缘处理装备用于修改玻璃层108的外围边缘的边缘表面100。在图7的说明性配置中，装备124包括计算机控制的定位器112和机加工工具头114。头114具有配置成减小层108中尖角的表面轮廓（例如，通过使层108的上和下边缘变圆，通过使层108的上和下边缘成斜角，等等）。

在操作过程中，定位器112在方向118关于旋转轴116旋转机加工工具头114，同时沿着层108的边缘移动头114，由此把层108的边缘表面110机加工成期望的形状。如在图7底部示出的，装备124可以为层108提供用于表面110的机加工轮廓，诸如包括一个或多个像斜角120之类的斜角的边缘轮廓。

机加工玻璃层108用作用于显示器14中的一层或多层的衬底。例如，层108可以充当用于彩色滤光片层56或者显示器14中的其它显示层的彩色滤光片层衬底。如果期望的话，衬底层108可以由塑料、陶瓷或者其它透明材料形成。用于形成层108的清澈的玻璃的使用仅仅是说明性的。

图8是显示偏光器54如何可以附连到衬底层108的系统图。在图8的说明性配置中，层压装备138用于把偏光器54层压到衬底层108。层压装备138可以包括滚轮层压器、真空层压装备或者用于把偏光器54附连到衬底108的其它装备。当利用基于滚轮的层压装备或者其它层压装备附连时，粘合剂层98把偏光器54的下表面附连到显示层108的上表面，以形成显示器结构140，如在图8底部示出的。

在显示器结构140中，偏光器54具有比衬底层108的对应横向维度更大的横向维度。因此，偏光器层54的部分横向延伸超出衬底108的边缘110，以构成层54的悬垂（重叠）边缘部分142。

在把偏光器54附连到玻璃层108的上表面之后，偏光器54可以被修剪，以除去诸如突出部分142的过多部分。诸如图9的基于激光的修剪系统150的系统或者其它修剪装备用于在把偏光器54附连到衬底层108之后修剪偏光器54的边缘。在图9所示类型的配置中，系统150包括诸如照相机154的照相机，用于捕捉层54和108的图像。照相机154包括捕捉由控制单元152进行处理的数字图像数据的数字图像传感器。照相机154优选地具有足够的分辨率来捕捉边缘110的图像。在数字成像操作中，层108和54由支撑结构164支撑。支撑结构164中的光源165生成偏振和/或不偏振的背光167，用于照亮层108和54。在照亮层108和54的过程中偏振光的使用可以帮助为照相机154描绘边缘110的位置。

来自照相机154的数据由控制单元152进行分析，以确定边缘110相对于激光器160和激光束162的位置。控制单元152可以是一台或多台计算机、嵌入式处理器、联网的计算装备、在线计算装备和/或用于处理来自照相机154或其它传感器的数字图像数据以确定边缘110的位置并用于在输出170、172和174上发布对应控制信号的其它计算装备。

输出170、172和174上的控制信号分别控制计算机控制的定位器156、166和158的操作。例如，路径170上的控制命令控制定位器156的操作，其中定位器156用于调整照相机154的位置。路径172上的控制信号用于控制定位器166的操作，其中定位器166用于相对于激光束162调整支撑164（因此还有层108和54）的位置。线路174上的控制信号用于控制定位器158并且由此调整激光器160和激光束162相对于边缘110的位置。如果期望的话，可以使用不同的定位器布置。作为一个例子，诸如照相机154的机器视觉装备的位置可以是固定的和/或定位器158和/或定位器166可以省略。附加的定位器（例如，为了控制把光束162指引到层54上的镜子或者其它光学结构）也可以使用。图9的配置是作为例子示出的。

为了向偏光器层54提供期望的切割同时还要确保衬底108不会在偏光器修剪操作过程中被损坏，必须小心。在不包括玻璃衬底108的强度的情况下，很难获得偏光器层54与衬底108之间的齐平边缘。为了解决这个问题，图9的修剪装备150和修剪装备150所执行的过程步骤被优化，以实现精确的偏光器切割，同时最小化对层108的热和机械损坏。

基于激光的修剪装备150是利用移动激光束沿着偏光器54的边缘进行多次扫描的激光束扫描系统。在相继的扫描之间，修改移动激光束的一个或多个特性。例如，激光切割的能量密度（有时候被称为光束曝光）可以随着激光束162接近层108的表面而减小。当激光切割的能量密度减小时，对激光切割的控制增加。

利用沿着偏光器的边缘以扫描速度V移动的、具有功率P和光束半径r的激光束进行修剪的偏光器暴露给大约等于等式1的E_ρ的能量密度。

E_{ρ} = \frac{2 P}{πrV} - - - (1)

能量密度E_ρ（及由此对结果产生的激光切割的控制）可以通过改变激光器的特性来操纵。例如，能量密度E_ρ可以通过增加激光功率、通过减小激光束的光斑尺寸、通过减小激光束扫描偏光器54的扫描速度、和/或通过减小光束曝光频率来增加。激光器160的特性可以通过改变激光器160或者通过改变激光器160中的光学结构来修改。为了调节激光束162的功率密度（及由此还有激光切割的能量密度）而可以被操纵的说明性光学结构在图10A和图10B中示出。

如图10A中所示，诸如透镜176的光学结构用于聚焦激光束162。在图10A的配置中，透镜176的位置被定位器178控制。定位器178是计算机控制的定位器，它经输入180从控制单元152接收控制信号。作为响应，定位器178相对于层54和边缘110定位透镜176并且因此定位激光束162（图9）。如图10A中所示，透镜176聚焦激光束162，以在长度L1上产生直径为D1的光斑。超出长度L1之外，激光束162变得不聚焦而且通过放大的光斑尺寸和减小的功率密度来表征。直径D1足够小，以在长度L1内为光束162提供相对高的功率密度。利用图9的激光束扫描系统150，图10A的聚焦的激光束162在初始的修剪操作中沿着一条偏光器54扫描，以修剪掉偏光器54额外的部分。使用更高能量密度激光切割的初始修剪操作有时候也被称为高功率切割。

当图10A的激光束162利用每次相继的扫描接近衬底108的表面时，系统150中的一个或多个组件或设置被改变，使得结果产生的与激光切割关联的能量密度减小。例如，像透镜176之类的光学结构可以被修改或代替，以便产生具有较大光斑尺寸并且因此具有较低功率密度的激光束。诸如图10B的透镜176’的光学结构用于在低功率切割过程中聚焦激光束162。如图10B中所示，透镜176’聚焦激光束162，以在长度L2上产生直径为D2的光斑。在长度L2之外，激光束162变得不聚焦而且通过放大的光斑尺寸与减小的功率密度来表征。直径D2大于图10A的直径D1而且因此与透镜176’关联的激光束162导致具有比与图10A透镜176关联的激光切割更低的能量密度的激光切割。直径D2足够大，以便利用较低的能量密度进行激光切割，因此可以精确地控制修剪操作。

利用图9的偏光器修剪系统150，图10B的激光束162在最终的修剪操作中应用到偏光器54，以修剪掉偏光器54的过多部分并且由此确保维度X和Y中偏光器54的横向维度匹配维度X和Y中玻璃层108的对应横向维度。使用较低能量密度激光切割的最终修剪操作有时候被称为低功率切割。无需把玻璃层108暴露给会导致层108发热的过多激光，较低功率密度的激光束，诸如图10B的激光束162，用于实现偏光器54与玻璃层108之间的齐平边缘。因此，系统150可以避免层108的强度与可靠性的降级。

每次扫描都是利用对所进行的特定切割类型进行优化的装备执行的。当激光束162接近玻璃层108的表面时，每次激光切割的能量密度被减小。例如，当激光束162更深地切割到偏光器层54中时（例如，沿着图5的z轴），每次激光切割的能量密度可以被减小。作为另一个例子，当激光束162接近玻璃层108的边缘110时（例如，沿着图5的x轴和/或y轴），每次激光切割的能量密度可以被减小。在多次扫描偏光器修剪过程中，利用每次激光扫描进行的激光切割的能量密度可以减小一倍、两倍、三倍、四倍、五倍或者多于五倍。

显示多次扫描如何用于修剪偏光器54的过多部分的说明性图在图11中示出。如图11中所示，偏光器54具有悬在玻璃衬底108之上的过多的边缘部分142。过多的边缘部分142是利用图9的激光束扫描系统150除去的。利用每次扫描，移动激光束对偏光器54的条形部分67A和67B（有时候称为条、切割、路径、切割条、修剪路径、切割路径或者激光束接收部分）施加能量。在第一次扫描中，激光束162沿切割路径67A利用第一能量密度进行第一次激光切割73，由此除去偏光器54的边缘部分142A。在第二次扫描中，激光束162沿切割路径67B利用小于第一能量密度的第二能量密度进行第二次激光切割75，由此除去偏光器54的边缘部分142B。在第二次扫描中所使用的激光束162可以例如具有比第一次扫描中所使用的激光束162大的光斑尺寸。激光束162的光斑尺寸可以通过修改与激光器160关联的聚焦透镜结构来操纵。如果期望的话，在修剪诸如偏光器54的边缘142的边缘的过程中，激光束扫描系统150可以执行一次、两次、三次、四次、五次或者多于五次扫描。移动激光束的特性可以在相继的扫描之间改变。

其中每次激光切割的能量密度基于到层108的边缘110的横向距离的图11的例子仅仅是说明性的。如果期望的话，每次激光切割的能量密度可以基于到层108的顶表面的垂直距离。

除了修改与激光器160关联的透镜结构之外或者代替之，其它组件和/或设置也可以修改，以在多次扫描偏光器修剪过程中，改变激光束162的功率密度和/或改变每次激光切割的能量密度。为了改变激光切割的能量密度而可以被修改的组件与设置的例子包括激光器160的光功率输出（例如，在脉冲或调制激光的情况下是平均功率输出，或者在连续波激光的情况下是连续功率输出）、系统150中所使用的激光器160的类型（例如，气体激光器、固态激光器、染料激光器、半导体激光器或者其它合适类型的激光器）、激光器160所发射的光的波长（例如，紫外线范围内的波长、可见范围内的波长、红外线范围内的波长，等等）、激光器160的脉冲持续时间和/或脉冲频率（在激光器160是脉冲激光器的布置中）、激光器160相对于偏光器54和/或衬底108的位置、施加到激光器160的电流、其它合适的组件与设置，等等。

为了在最小化对玻璃108的任何影响的同时平稳地切割偏光器54，对激光器160的规格，诸如激光器160所发射的光的波长和激光器160的脉冲持续时间，进行优化。在一种合适的布置中，激光器160是脉冲激光器，具有1至500毫微微秒(femtosecond)、500至1000毫微微秒、1至500微微秒(picosecond)、500至1000微微秒、1至500纳秒(nanosecond)、500至1000纳秒、1至500微秒(microsecond)、500至1000微秒的脉冲持续时间或者其它合适的脉冲持续时间。在一种合适的布置中，激光器160具有500毫微微秒至200纳秒的脉冲持续时间。具有短脉冲持续时间的脉冲激光器导致高峰值功率和相对低的脉冲能量。利用具有高峰值功率的这种类型的激光器修剪偏光器54导致沿着偏光器边缘的整齐切割。如果期望的话，也可以使用其它合适类型的激光器，诸如连续波激光器。

为了确保在不损坏玻璃层108的情况下激光器160有效地切割偏光器54，激光器160所发射的光的波长在偏光器54比玻璃108吸收更多的波长范围内。显示诸如偏光器膜54（标记为“POL”）的偏光器膜与诸如玻璃衬底108（标记为“GLASS”）的玻璃衬底的各自吸收频谱的图在图12中示出。如图12中所示出的，偏光器膜在紫外线（UV）范围内和可见光范围内呈现强吸收，而玻璃在可见光范围内呈现相对低的吸收。因此，可见光是用于偏光器修剪的一种好的候选，这是因为可见光范围内偏光器吸收与玻璃吸收之间的差别很大。例如，波长λ_D（例如，大约532纳米的波长）的光被偏光器膜强吸收，但是被玻璃最低限度地吸收。因此，波长λ_D是用于偏光器修剪操作的激光器160的好候选。在不损坏玻璃108的情况下提供有效偏光器切割的其它合适波长是300与400纳米、400与500纳米、500与600纳米、600与700纳米、700与800纳米、800与900纳米、900与1000纳米、1000与1100纳米之间的波长、其它合适的波长，等等。利用可见光范围内的波长，诸如532纳米的波长（例如，对应于绿光的波长），仅仅是一种说明性例子。

图13是形成显示器14和电子设备10时所涉及的说明性步骤的流程图。如图13中所示，诸如显示层108的显示层（例如，用于图5的显示器14中显示层46的彩色滤光片层56的彩色滤光片衬底）可以在步骤300形成。显示层108的形成可以涉及划线并折断诸如层100的玻璃层，以形成诸如玻璃层108的玻璃层。玻璃层108的边缘110可以利用装备124来机加工。

在步骤302，偏光器层54利用图8的层压装备138附连到玻璃层108的上表面。

在步骤304，使用基于激光的修剪技术来修剪悬在玻璃层108的边缘之上的过多的偏光器。激光束扫描系统用于沿着偏光器54的边缘利用高能量密度进行激光切割。在步骤304中用于修剪偏光器54的激光切割的能量密度对于其中除去偏光器膜54的最外围部分的“粗糙”修剪操作足够高。在步骤304的修剪操作之后，可能还有少量过多的偏光器膜悬在玻璃层108的边缘之上。

在步骤306，在执行附加的偏光器修剪操作之前，修改激光束162的一个或多个特性。在一种合适的布置中，激光器160中的光学结构，诸如透镜176，被修改，以产生增加的光斑尺寸的激光束。可以在步骤306中改变以减小后续激光切割的能量密度的其它组件和/或设置包括激光器160的光功率输出（例如，在脉冲或调制激光的情况下是平均功率输出，或者在连续波激光的情况下是连续功率输出）、系统150中所使用的激光器160的类型（例如，气体激光器、固态激光器、染料激光器、半导体激光器或者其它合适类型的激光器）、激光器160所发射的光的波长（例如，紫外线范围内的波长、可见光范围内的波长、红外线范围内的波长，等等）、激光器160的脉冲持续时间和/或脉冲频率（在激光器160是脉冲激光器的布置中）、激光器160相对于偏光器54和/或衬底108的位置、施加到激光器160的电流、其它合适的组件与设置，等等。

在步骤308，激光束扫描系统利用比步骤304的激光切割的能量密度小的能量密度进行激光切割。随着激光束162靠近玻璃层108的表面，减小的能量密度有助于在偏光器修剪操作中防止对玻璃108的损坏。

如果期望的话，当激光束162靠近玻璃层108的表面时，可以对激光束162进行附加的修改。利用每次修改，进行修剪偏光器54边缘部分的附加激光扫描。在多次扫描偏光器修剪过程中，可以进行对激光束162进行一次、两次、三次、四次或多于四次的修改。

当获得期望的偏光器切割之后（例如，当偏光器54的横向维度匹配玻璃层108的横向维度时），处理前进到步骤310。衬底108可以为图5的显示器14的彩色滤光片层56形成液晶显示器彩色滤光片层衬底。在步骤310，显示器14的各层可以被组装以形成图5的显示器14，而且显示器14可以安装到具有其它电子组件的电子设备10的设备外罩12中。

根据一种实施例，提供了一种修剪玻璃层上的偏光器层的方法，该方法包括：沿着所述偏光器层的边缘利用第一能量密度进行第一次激光切割，及在进行了所述第一次激光切割之后，沿着所述偏光器层的边缘利用小于所述第一能量密度的第二能量密度进行第二次激光切割。

根据另一种实施例，该方法包括通过放大与激光关联的激光束直径，把所述第一能量密度减小到所述第二能量密度。

根据另一种实施例，该方法包括通过改变与激光关联的透镜结构，把所述第一能量密度减小到所述第二能量密度。

根据另一种实施例，进行第一次激光切割包括利用激光进行所述第一次激光切割，所述方法进一步包括：通过减小所述激光的光功率输出，把所述第一能量密度减小到所述第二能量密度。

根据另一种实施例，进行第一次激光切割包括：利用具有500毫微微秒至200纳秒的脉冲持续时间的脉冲激光进行所述第一次激光切割。

根据另一种实施例，进行第一次激光切割包括：利用可见激光进行所述第一次激光切割以修剪所述偏光器层而不损坏玻璃显示层。

根据一种实施例中，提供了一种利用扫描激光束系统修剪玻璃显示层上的一层偏光器的方法，包括：沿着所述偏光器的边缘利用移动激光束进行多次扫描，以修剪掉与所述玻璃显示层的边缘对齐的所述偏光器的外围部分。

根据另一种实施例，该方法包括在相继的扫描之间修改所述移动激光束的至少一个特性。

根据另一种实施例，所述移动激光束通过所述偏光器上的光斑尺寸来表征，并且修改所述移动激光束的至少一个特性包括：在相继的扫描之间调整所述光斑尺寸。

根据另一种实施例，所述移动激光束通过功率来表征，并且修改所述移动激光束的至少一个特性包括：在相继的扫描之间调整所述功率。

根据另一种实施例，所述移动激光束通过相对于所述偏光器的扫描速度来表征，并且修改所述移动激光束的至少一个特性包括：在相继的扫描之间调整所述扫描速度。

根据另一种实施例，所述移动激光束通过光束直径来表征，并且其中修改所述移动激光束的至少一个特性包括：在相继的扫描之间调整所述光束直径。

根据另一种实施例，修改所述移动激光束的至少一个特性包括：在相继的扫描之间调整与所述移动激光束关联的聚焦透镜。

根据另一种实施例，修改所述移动激光束的至少一个特性包括：基于所述移动激光束到所述玻璃显示层的边缘之间的距离来修改所述移动激光束的至少一个特性。

根据另一种实施例，修改所述移动激光束的至少一个特性包括：在相继的扫描之间减小所述移动激光束的功率密度。

根据一种实施例，提供了一种用于修剪悬在玻璃显示层之上的偏光器膜的边缘部分的设备，包括：产生可见光激光束的可见光激光器，及沿着偏光器的边缘扫描所述可见光激光束的聚焦光斑的激光束扫描系统。

根据另一种实施例，可见光激光器包括固态激光器。

根据另一种实施例，所述可见光激光器是具有1毫微微秒至100纳秒的脉冲持续时间的脉冲激光器。

根据另一种实施例，可见光激光器具有大约532纳米的波长。

根据另一种实施例，玻璃显示层是彩色滤光片衬底层。

以上仅仅是说明性的而且在不背离所述实施例的范围与主旨的情况下本领域技术人员可以进行各种修改。以上实施例可以单独地或者以任意组合实现。

Claims

1.一种修剪玻璃层上的偏光器层的方法，包括：

沿着所述偏光器层的边缘利用第一能量密度进行第一次激光切割；及

在进行了所述第一次激光切割之后，沿着所述偏光器层的边缘利用小于所述第一能量密度的第二能量密度进行第二次激光切割。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

通过放大与激光器关联的激光束直径，把所述第一能量密度减小到所述第二能量密度。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

通过改变与激光器关联的透镜结构，把所述第一能量密度减小到所述第二能量密度。

4.如权利要求1所述的方法，其中进行第一次激光切割包括：

利用激光器进行所述第一次激光切割，

所述方法进一步包括：

通过减小所述激光器的光功率输出，把所述第一能量密度减小到所述第二能量密度。

5.如权利要求1所述的方法，其中进行第一次激光切割包括：

利用具有500毫微微秒至200纳秒的脉冲持续时间的脉冲激光器进行所述第一次激光切割。

6.如权利要求1所述的方法，其中进行第一次激光切割包括：

利用可见激光进行所述第一次激光切割以修剪所述偏光器层而不损坏玻璃显示层。

7.一种利用扫描激光束系统修剪玻璃显示层上的一层偏光器的方法，包括：

沿着所述偏光器的边缘利用移动激光束进行多次扫描，以修剪掉与所述玻璃显示层的边缘对齐的所述偏光器的外围部分。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

在相继的扫描之间修改所述移动激光束的至少一个特性。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述移动激光束通过所述偏光器上的光斑尺寸来表征，并且其中修改所述移动激光束的至少一个特性包括：

在相继的扫描之间调整所述光斑尺寸。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述移动激光束通过功率来表征，并且其中修改所述移动激光束的至少一个特性包括：

在相继的扫描之间调整所述功率。

11.如权利要求8所述的方法，其中所述移动激光束通过相对于所述偏光器的扫描速度来表征，并且其中修改所述移动激光束的至少一个特性包括：

在相继的扫描之间调整所述扫描速度。

12.如权利要求8所述的方法，其中所述移动激光束通过光束直径来表征，并且其中修改所述移动激光束的至少一个特性包括：

在相继的扫描之间调整所述光束直径。

13.如权利要求9所述的方法，其中修改所述移动激光束的至少一个特性包括：

在相继的扫描之间调整与所述移动激光束关联的聚焦透镜。

14.如权利要求9所述的方法，其中修改所述移动激光束的至少一个特性包括：

基于所述移动激光束到所述玻璃显示层的边缘之间的距离来修改所述移动激光束的至少一个特性。

15.如权利要求9所述的方法，其中修改所述移动激光束的至少一个特性包括：

在相继的扫描之间减小所述移动激光束的功率密度。

16.一种用于修剪悬在玻璃显示层之上的偏光器膜的边缘部分的设备，包括：

产生可见光激光束的可见光激光器；及

沿着偏光器的边缘扫描所述可见光激光束的聚焦光斑的激光束扫描系统。

17.如权利要求16所述的设备，其中所述可见光激光器包括固态激光器。

18.如权利要求16所述的设备，其中所述可见光激光器是具有1毫微微秒至100纳秒的脉冲持续时间的脉冲激光器。

19.如权利要求16所述的设备，其中所述可见光激光束具有大约532纳米的波长。

20.如权利要求16所述的设备，其中所述玻璃显示层是彩色滤光片衬底层。