CN113228143A - 用于透声发光显示器的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于提供透声成像显示器，该透声成像显示器包括在一侧上具有光源的基板以及具有第一可见光反射率的穿孔，穿孔垂直于显示器表面延伸并被布置于光源之间。基板的与光源相对的一侧面向外壳的黑色表面。具有第二可见光反射率的层被布置于该基板的光源侧上，其中该层具有最多‑10dB的透声度衰减，并且在正常光照条件下，该层的可见光反射率与穿孔的可见光反射率之间的差异比基板的可见光反射率与穿孔的可见光反射率之间的差异更小。

Description

用于透声发光显示器的方法和系统
本发明涉及发光显示器的领域，该发光显示器也是透声的，藉此扬声器能被放置在发光显示器之后并且声音能透过该显示器传输。本发明涉及透声显示器的领域，该透声显示器通过预见光源之间的能传输声音的开口来实现。
背景技术
本发明涉及也是透声的发光显示器的领域。扬声器能被放置在该发光显示器之后并且声音能透过该显示器传输。透声显示器能通过预见光源之间的能传输声音的开口来实现。WO2010140811 A1公开了具有被布置于显示器面板的像素之间的孔洞的透声显示装置。US20170164081 A1公开了一种具有音频扬声器能被置于其中的壳体的音频和显示系统。
发明内容
本发明的实施例能提供也是透声的发光显示器。扬声器能被放置在该发光显示器之后并且声音能透过该显示器传输。本发明的实施例提供了透声显示器，该透声显示器能通过预见光源之间的能传输声音的开口来实现。
本发明的实施例提供了一种用于提供透声成像显示器的系统，该透声成像显示器包括在一侧上具有光源的基板、显示器表面以及具有第一可见光反射率的穿孔，穿孔垂直于该显示器表面延伸并且被布置于光源之间。
与光源相对的基板侧面向外壳的黑色表面，其中具有第二可见光反射率的层被布置于该基板的光源侧上，该层具有最多-10dB的透声度衰减，并且该层的可见波长范围内的光反射率与穿孔的可见波长范围内的光反射率之间的差异比基板的可见波长范围内的光反射率与穿孔的可见波长范围内的光反射率之间的差异更小。
这能够为透声成像显示器提供良好的声音性能。
该层在人类可见波长范围内可具有至少30％的透光度。
该层可包括光源的位置处的开口。
该层可包括粘合剂和/或纤维。纤维可具有0.2–10mm的长度和/或0.01到1mm的厚度。
穿孔的直径可以是0.2–20mm。
穿孔的间距可取决于穿孔的直径并且是0.4–100mm。
光源可以是固态光源、LED或OLED或COB。
光源可具有0.005-3mm的最大侧边。
光源可被放置在基板上且具有取决于光源的最大侧边且在0.4-20mm之间的间距。
中间片可被放置在基板和该层之间。
该中间片可具有0.5GPa或更大的杨氏模量。该中间片可包括粘合剂。
本发明的实施例能提供一种用于配置系统的方法，该系统用于透声成像显示器，该透声成像显示器包括在一侧上具有光源的基板的显示器表面以及具有第一可见光反射率的穿孔，穿孔垂直于该显示器表面延伸并且被布置于光源之间，该方法包括：
提供外壳的黑色表面，并且与光源相对的基板侧面向该外壳的黑色表面，
将具有第二可见光反射率的层布置于该基板的光源侧上，
其中该层具有最多-10dB的透声度衰减，并且该层的可见波长范围内的光反射率与穿孔的可见波长范围内的光反射率之间的差异比基板的可见波长范围内的光反射率与穿孔的可见波长范围内的光反射率之间的差异更小。
该层在人类可见波长范围内可具有至少30％的透光度。
可以在光源的位置处向该层提供开口。
该层可包括粘合剂或者其中该层包括纤维。
纤维可具有0.2–10mm的长度。
纤维可具有0.01–1mm的厚度。
穿孔的直径可以是0.2–20mm。
穿孔的间距可取决于穿孔的直径并且是0.4–100mm。
光源可以是固态光源，诸如LED或OLED或COB。
光源可具有0.005-3mm的最大侧边。
光源可被放置在基板上且具有取决于光源的最大侧边且在0.4-20mm之间的间距。
中间片可被放置在基板和该层之间。
该中间片可具有0.5GPa或更大的杨氏模量。该中间片可包括粘合剂。
附图简述
图1示出了包括穿孔的不均匀分布的本发明的实施例。
图2a)和b)示出了包括具有掩蔽层的成像显示器的一部分的本发明的实施例。
图3a)和b)示出了其中掩蔽层包括表面处理(finishing)材料的本发明的实施例。
图4a)到c)示出了包括掩蔽层的本发明的实施例。
定义
显示器系统的“黑电平”可被定义为该系统能吸收的环境可见光量。
“植绒”材料可包括通过粘合剂保持在一起的许多纤维颗粒。
“透声”材料可透射例如100Hz到30kHz范围内的声波。材料的透明度可以用“声学衰减(dB)”表达。
“透光”材料可透射电磁辐射。波长范围可以是例如390nm到700nm之间的波长的“人类可见范围”。
可见波长范围内的“光反射率”可以用例如Hunterlab的UltraScan Pro分光光度计根据仪器规格及相关标准来测量。
具体实施方式
本发明的目标是克服上述现有技术的缺陷。在本发明的一个实施例中，可存在光源之间的按一图案分布的小穿孔或孔洞。光源可以是例如固态光源，诸如LED(发光二极管)、OLED(有机发光二极管)或COB(板上芯片)。然而，该图案在许多情况下不是规则分布的。发光显示器板通常在背侧具有驱动器和/或功率电子组件和/或机械部件，它们的存在能阻止放置用于音频传输的穿孔，从而产生不具有穿孔的非均匀分布的区域。
图1示出了印刷电路板(PCB)10具有穿孔12(黑点)以及不具有穿孔的区域(白色区域)，这两者都是非均匀分布的。该非均匀分布的穿孔图案可导致发光显示器的前视图的视觉干扰，诸如视觉伪影、非均匀黑电平，并且在平铺显示器的情形中可存在平铺图案的视觉突显。
另外，穿孔可包括例如电子材料，诸如铜，该电子材料可以在穿孔的位置给出色彩或色调。
本发明的目标是掩藏/隐藏非均匀或均匀穿孔图案的视觉效果。这能够在以下情况下获得：基板(例如，PCB)的光学响应(例如，视觉反射率)和穿孔的光学响应变得尽可能相等。本领域技术人员理解所评估的信号也可以是吸收率或发射率。具有合适的光学属性的附加层或掩模可被沉积在基板之上。
在本发明的一个实施例中，可存在被放置在穿孔图案之前的具有集成的透声材料的掩蔽层。已知可使用掩模来增强发光显示器中的视觉性能和黑电平。这一掩模(遮蔽件)通常是具有可以与光源位置对准的开口阵列的黑色硬塑料注塑件，并且附连到显示器板。本发明的一个实施例包括透声材料的掩蔽层，该掩蔽层能够在视觉上掩蔽穿孔图案，而不妨碍声音穿过这些穿孔。
图2示出了本发明的实施例；图2a)示出了俯视图，图2b)是侧视图的横截面。图2a)包括穿孔式PCB 20，其具有基板22、光源21、穿孔24、中间片23(例如，精密加工塑料)，该中间片具有与光源21和PCB穿孔24对准的开口。光源21之间的暴露表面可以用掩蔽层25来覆盖，该掩蔽层可以是透声的并因此被放置在穿孔24上方。
图2b)示出了穿孔式PCB板20包括基板22、穿孔24、中间片23、光源21和覆盖穿孔24的掩蔽层25。
中间片23可以提供中间层以用于例如抵消由于掩模25中的弹性而引起的拉伸。另外地或另选地，该中间片可构成用于粘合的装置。可选地，中间片23能只被局部应用或者根本不存在。例如，如果掩蔽层25已经足够非弹性，则中间片23的非弹性属性可以不是必需的。先前已知掩蔽层25可通过使用例如导向销来被安装到具有光源的基板上。在这一情形中，掩蔽层25在组装过程期间不拉伸会是有益的。该中间层可具有0.5GPa或更大的杨氏模量。中间片23可通过使用例如激光切割、冲压或水射流来图案化，并且该中间片可以用例如粘合剂、机械“插销系统(clicking system)”、磁体等来附连到PCB 22。另外地或另选地，中间片23中的开口可以在制造过程中被直接预见。
掩蔽层25可以通过例如包括自粘层、胶水或焊接来附连到中间片23。另选地，掩模25可以直接附连到PCB 22。
在本发明的另一实施例(未示出)中，掩蔽层25在视觉上也可以是透光的，并且还部分或完全覆盖光源。这一掩蔽层在光学可见范围内的透明度可以是至少30％或至少50％。
在本发明的另一实施例中，掩蔽层25可以在孔洞位置具有开口，并且可选地包括植绒表面处理，如图3a)和b)所示。图3a)示出了穿孔式PCB 30包括基板32、光源31、具有穿孔34和36的中间片33以及也具有穿孔(例如，37)的掩蔽层35。中间片33可以与中间片23相同。图3b)以横截面侧视图示出了同一穿孔式PCB 30，其包括PCB 22、光源31、中间层33、穿孔24和植绒掩蔽层35。
图4示出了包括植绒掩蔽层的实施例。图4a)示出了围绕开口44的植绒材料的示例。植绒包括可突出到穿孔中或部分覆盖光源的纤维。光可被植绒的3D结构吸收，从而导致表面具有比不存在植绒更暗的黑电平。
显示器板中的穿孔本身可具有高黑电平，因为它们可充当光学黑体。具有高黑电平的穿孔与具有高黑电平的掩蔽层的组合可导致表面具有在整个表面上近乎相同的黑电平，因此穿孔图案在视觉上可被隐藏。由于可存在用于穿孔的开口，因此植绒材料不一定必须透声。
另外，植绒能够以使其能够部分覆盖穿孔而不限制穿孔的透声度的方式涂覆，参见图4。离散的植绒线可以从外径覆盖孔洞，从而导致孔洞较小的光学错觉。由于较小的穿孔是较不可见的，因此能获得对穿孔图案的更好掩蔽。
植绒可被视作该层的一种可能的表面处理。其他表面处理是可用的，例如黑色哑光漆、纳米沉积加工材料、微蚀刻、通过注塑成型的3D形状，等等。
透声或不透声的材料也可用于具有用于穿孔的开口的掩蔽层。要求是掩蔽层应具有光学属性以使其减小来自穿孔的光学响应与PCB基板的光学响应之间的差异。图4b)示出了在添加掩蔽层之前的穿孔式PCB 40。孔洞(例如，42)是可见的，因为它们看上去比周围的基板更暗。图4c)包括穿孔式PCB 40和植绒掩蔽层45。光学视觉反射率的差异相比于图4b)被减小。
示例性实施例
光源可以是LED或OLED，每个组件具有其中最大侧边可以在0.005mm到3mm之间的占用空间。
对于任一实施例，穿孔的直径可以是0.2–20mm，且穿孔的间距可以是0.4–100mm，这取决于穿孔的直径以及光源的直径和间距。在一个实施例中，穿孔直径是1mm并且具有1.75mm的间距。
对于透声掩蔽层，可使用Fahnentuch CS Art.-Nr.1441。该示例性实施例的声学衰减被测量为-2dB或更小。然而，在更宽泛的上下文中，最多到-10dB的声学衰减可以是可接受的。
对于具有用于穿孔的开口的掩蔽层，可使用植绒表面处理。纤维的植绒颗粒可由0.9dtex(g/10km)限定且具有0.2–10mm之间的典型长度，并且纤维的厚度可以是0.01到1mm。在一个示例性实施例中，纤维是0.3mm长且0.02mm厚。

Claims (29)

1.一种用于提供透声成像显示器的系统，所述透声成像显示器包括在一侧上具有光源的基板、显示器表面、以及具有第一可见光反射率的穿孔，所述穿孔垂直于所述显示器表面延伸并且被布置于所述光源之间，
与所述光源相对的基板侧面向外壳的黑色表面，其中具有第二可见光反射率的层被布置于所述基板的光源侧上，所述层具有最多-10dB的透声度衰减，并且所述层的可见波长范围内的光反射率与所述穿孔的可见波长范围内的光反射率之间的差异比所述基板的可见波长范围内的光反射率与所述穿孔的可见波长范围内的光反射率之间的差异更小。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述层在人类可见波长范围内具有至少30％的透光度。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述层包括所述光源的位置处的开口。
4.如任一前述权利要求所述的系统，其中所述层包括粘合剂。
5.如任一前述权利要求所述的系统，其中所述层包括纤维。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述纤维具有0.2–10mm的长度。
7.如权利要求5或6所述的系统，其中所述纤维具有0.01到1mm的厚度。
8.如任一前述权利要求所述的系统，其中穿孔的直径是0.2–20mm。
9.如任一前述权利要求所述的系统，其中所述穿孔的间距取决于所述穿孔的直径并且是0.4–100mm。
10.如任一前述权利要求所述的系统，其中所述光源是固态光源、LED或OLED或COB。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述光源具有0.005-3mm的最大侧边。
12.如任一前述权利要求所述的系统，其中所述光源被放置在所述基板上并且具有取决于所述光源的最大侧边并且在0.4-20mm之间的间距。
13.如任一前述权利要求所述的系统，进一步包括所述基板与所述层之间的中间片。
14.如任一前述权利要求所述的系统，其中所述中间片具有0.5GPa或更大的杨氏模量。
15.如任一前述权利要求所述的系统，其中所述中间片包括粘合剂。
16.一种用于配置系统的方法，所述系统用于透声成像显示器，所述透声成像显示器包括在一侧上具有光源的基板的显示器表面以及具有第一可见光反射率的穿孔，所述穿孔垂直于所述显示器表面延伸并且被布置于所述光源之间，所述方法包括：
提供外壳的黑色表面，并且与所述光源相对的基板侧面向所述外壳的黑色表面，
将具有第二可见光反射率的层布置于所述基板的光源侧上，
其中所述层具有最多-10dB的透声度衰减，并且所述层的可见波长范围内的光反射率与所述穿孔的可见波长范围内的光反射率之间的差异比所述基板的可见波长范围内的光反射率与所述穿孔的可见波长范围内的光反射率之间的差异更小。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述层在人类可见波长范围内具有至少30％的透光度。
18.如权利要求16或17所述的方法，进一步包括提供所述层，所述层具有在所述光源的位置处的开口。
19.如权利要求16到18中的任一项所述的方法，其中所述层包括粘合剂或者其中所述层包括纤维。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述纤维具有0.2–10mm的长度。
21.如权利要求19或20所述的方法，其中所述纤维具有0.01到1mm的厚度。
22.如权利要求16到21在任一项所述的方法，其中穿孔的直径是0.2–20mm。
23.如权利要求16到22中的任一项所述的方法，其中所述穿孔的间距取决于所述穿孔的直径并且是0.4–100mm。
24.如权利要求16到23中的任一项所述的方法，其中所述光源是固态光源、LED或OLED或COB。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述光源具有0.005-3mm的最大侧边。
26.如权利要求16到25中的任一项所述的方法，其中所述光源被放置在所述基板上并且具有取决于所述光源的最大侧边并且在0.4-20mm之间的间距。
27.如权利要求16到26中的任一项所述的方法，进一步包括在所述基板与所述层之间放置中间片。
28.如权利要求16到27中的任一项所述的方法，其中所述中间片具有0.5GPa或更大的杨氏模量。
29.如权利要求16到28中的任一项所述的方法，其中所述中间片包括粘合剂。
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