CN115698838A - 具有覆瓦状组件的显示设备 - Google Patents

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CN115698838A
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柯克·理查德·艾伦
堵光磊
石川智弘
马克·弗朗西斯·卡洛
德米特里·弗拉迪斯拉沃维奇·库森科夫
李沈平
李瀛
米向东
霍斯特·赫伯特·安东·施赖伯
安德里·瓦朗蒂西亚
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Abstract

本发明公开包括覆瓦状组件的显示设备。所述覆瓦状组件可包括覆瓦状光板总成、覆瓦状漫射器及覆瓦图案化光导中的任何一或多者。在一些实施方式中,整个背光单元可被覆瓦。

Description

具有覆瓦状组件的显示设备
交互关联的相关申请案
本申请案请求2020年4月29日申请的美国临时申请案第63/017,078号的优先权权益,该案的内容为本发明的基础且全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种显示设备,且详言之涉及一种包含覆瓦状组件,诸如覆瓦状背光及关联子总成的显示设备。
背景技术
为了在有机发光二极管(organic light emitting diode;OLED)显示器及其他新兴显示器技术情况下保持竞争性,液晶显示器(liquid crystal display;LCD)遵循如下常见趋势:增大的分辨率、较大的峰值亮度及动态范围(dynamic range;HDR)、较大对比度、更薄的设定设计及更狭窄边框。增大的峰值亮度及对比度的需求可当前仅使用所谓的直接照明背光来满足,该等背光包含相对于检视者直接在LCD面板后方的2维(2-dimensional;2D)光源阵列。挑战为亦达成减小的设定厚度,此是因为通过小尺寸光源的2D阵列产生的光必须分布于一平面内以产生显示器面板的均一照明,且此情形在有限的垂直(厚度)空间中更难以进行。
新近显示器设计利用载体板达成减小的厚度,该等载体板具有在表面上印刷的反射及光提取特征的工程化印刷图案。在液晶显示器的大量生产中实施此等设计要求光源阵列与印刷图案之间的准确对准。使印刷图案与光源对准的挑战随着显示器的大小生长而变得更难,且当前高端TV设定对角尺寸可为140公分、165公分、178公分、203公分或以上。
因此,需要可提供组件对准准确度及均一光输出的新颖的薄的直接照明背光设计。
发明内容
液晶显示器通常用于各种电子件,诸如手机、便携式计算机、电子平板计算机、电视及计算机监视器中。液晶显示器为光阀类显示器,其中显示器面板包括可个别寻址的光阀阵列。液晶显示器可包括用于产生光的背光,该光可接着被波长转换、被滤波及/或偏光以自LCD面板产生影像。背光可被边缘照明或直接照明。边缘照明背光可包括边缘耦接到导光板的发光二极管(light emitting diode;LED)阵列,导光板自其表面反射光。直接照明背光可包括LCD面板后方的LED二维(2D)阵列。
随着显示设备大小(显示器面板的角到角的对角尺寸)增大,对存在于背光单元中的光反射与提取特征,例如沈积于导光板或其他载体板上的特征之间的对准准确度的要求变得难以达成,且归因于温度剧增期间组件膨胀或收缩的差可更易于颠覆。
直接照明背光相较于边缘照明的背光可具有改良的动态对比度的优势。举例而言,具有直接照明背光的显示器可独立地调整每一LED的亮度以设定越过影像的亮度的动态范围。此情形通常被称作局部调暗。然而,为了达成所要光均一性及/或避免直接照明背光中的热点,漫射器板或膜可定位于距LED的一距离处,因此使得总显示器厚度大于边缘照明背光的总显示器厚度。定位于LED上方的透镜已用以改良光在直接照明背光中的侧向散布。然而,此类组态中LED与漫射器板或膜之间的光学距离(optical distance;OD)(例如,自至少10毫米到通常约20到30毫米)可仍导致非所要地高的总显示器厚度,及/或随着背光厚度减低,此等组态可产生非所要光学损耗。
为了克服此等障碍,配置成较小的覆瓦状组态中的背光单元予以描述,其中尺寸容许度相较于试图以单一的大的总成满足此类要求可通过显示器背光单元的逐件组装更易于满足。如本文中所使用,术语“覆瓦状”指多个背光子总成的逐侧(边缘到边缘)配置以产生单一的较大背光单元。举例而言,包含1000平方公分的表面面积的单一背光单元可使用逐侧配置的二十个50平方公分的光板来组装。制造此类被较小尺寸设定的光板为上文所提及的所需要尺寸对准的能力相较于试图运用单一的1000平方公分光板满足此类要求容易得多。
然而,覆瓦亦可导致相邻LED光板之间的可见缝隙或间隙。此外,LED光板(例如,印刷电路板)的边缘可具有不同于板的中间的表面或几何性质。因此,两个相邻LED板的缝隙可俘获发源于LED芯片的光或反射该光。与相邻LED板之间的缝隙线相关的另一潜在视觉缺陷稍微不同于LED芯片之间越过缝隙的间隙。因此,两个LED板之间的缝隙可产生通过图案化漫射器或其他容积漫射器及光学膜的完整叠层可见的缺陷线。此类缝隙线可作为通过照度的局部下降特征化的“冷”线可见,或作为通过照度的局部增大特征化的“热”线可见,或作为通过CIE色度坐标值的色彩y分量的局部减低特征化的蓝色线可见,或通过由CIE色度坐标值的色彩y分量的局部增大特征化的黄色线可见。
相邻光板之间的缝隙线的可见性在实际应用中为不可接受的。
因此,在一些实施方式中,公开一种显示设备,该显示设备包含一显示器面板及相邻于显示器面板配置的背光单元。背光单元可包含:第一光板总成,该光板总成包含第一多个光源;及第二光板总成,其相邻于第一光板总成且在与第一光板总成共同的平面上配置,该第二光板总成包含第二多个光源。显示设备可进一步包含定位于第一光板总成及第二光板总成上方的漫射器,该漫射器包含其表面上的多个图案化反射器。
第一多个光源可包含:第一多个周边光源,该等光源近接于第一光板总成的周边且沿着该周边定位;及第一多个内部光源,其定位于第一多个周边光源的内部。第二多个光源可包含:第二多个周边光源,该等周边光源近接于第二光板总成的周边且沿着该周边定位;及第二多个内部光源,其定位于该第二多个周边光源的内部,多个图案化反射器包含与第一多个周边光源中的对应光源对准的图案化反射器的第一子集及与第一多个内部光源中的对应光源对准的图案化反射器的第二子集。在实施方式中,图案化反射器的第一子集可不同于图案化反射器的第二子集。
在一些实施方式中,多个图案化反射器可包含与第二多个周边光源中的对应光源对准的图案化反射器的第三子集,及与第二多个内部光源中的对应光源对准的图案化反射器的第四子集。图案化反射器的第三子集可不同于图案化反射器的第四子集。
第一多个周边光源与第一多个内部光源之间的间距P1可等于第二多个周边光源与第二多个内部光源之间的间距P2。第一多个周边光源与第二多个周边光源之间的间距P3可不同于P1。
在一些实施方式中,第一光板总成可包含第一光板基板,且第二光板总成可包含第二光板基板,第一光板基板包含第一前表面及第一边缘表面,且第二光板基板包含第二前表面及相邻于第一边缘表面且通过间隙与该第一边缘表面隔开的第二边缘表面。显示设备可进一步包含越过间隙安置的反射材料。反射材料可进一步安置于第一及第二前表面上,例如第一及第二前表面的至少一部分上。
在一些实施方式中,第一前表面及第二前表面中的每一者可包含反射层,且反射材料可安置于反射层上方。
第一光板总成可包含第一光板基板,且第二光板总成可包含第二光板基板,第一光板基板包含第一背部表面及第一边缘表面,且第二光板基板包含第二背部表面及相邻于第一边缘表面且通过间隙与该第一边缘表面隔开的第二边缘表面,显示设备进一步包含越过间隙安置的反射材料。举例而言,在一些实施方式中,反射材料可安置于第一背部表面或第二背部表面中的至少一者上。
在一些实施方式中,第一及第二光板总成可耦接到背部框架,显示设备进一步包含定位于背部框架与第一及第二光板总成之间的反射材料。
在各种实施方式中,反射材料可安置于第一光板总成与第二光板总成之间的间隙中且至少部分填充该间隙。在一些实施方式中,透明涂层可安置于反射材料上。
漫射器可包含载体板,该载体板包含第一表面及与第一表面相对的第二表面,第二表面面向光源。第一及第二多个图案化反射器可定位于载体板的第一表面或载体板的第二表面中的至少一者上。在一些实施方式中,漫射器可进一步包含载体板的第一表面或载体板的第二表面中的相对一者上的漫射层。
在一些实施方式中,第一光板总成可包含第一光板基板,其中载体板的CTE及第一光板基板的CTE并不相差超出3.0×10-6/℃。
在一些实施方式中,第二光板总成可包含第二光板基板,其中载体板的CTE及第二光板基板的CTE并不相差超出3.0×10-6/℃。
在一些实施方式中,图案化反射器的第一子集中每一者的第一半部可不同于图案化反射器的第一子集中每一者的第二半部。
在一些实施方式中,图案化反射器的第一子集中每一者的第一半部可与图案化反射器的第一子集中每一者的第二半部相同。
第一光板总成可包含具有第一边缘表面的第一光板基板,且第二光板总成可包含具有第二边缘表面的第二光板基板,其中第二边缘表面相邻于第一边缘表面且面向第一边缘表面,第一边缘表面包含具有第一倒角高度Ch1的第一倒角及具有第二倒角高度Ch2的第二倒角,第二倒角与第一倒角相对。在一些实施方式中,第一及第二倒角相对于第一光板基板的中心平面可为不对称的。
在一些实施方式中,第一倒角或第二倒角中的至少一者可包含弯曲,例如凸起弯曲。
第二光板基板的第二边缘表面可通过间隙G与第一光板基板的第一边缘表面分离,且Ch1或Ch2中的至少一者可小于0.5G。
第一光板总成可包含第一光板基板,该第一光板基板包含第一前表面及与第一前表面相对的第一背部表面,该第一光板基板的第一背部表面耦接到支撑框架的第一表面,第一前表面包含第一表面反射率Rg且支撑框架的第一表面包含范围为约0.5Rg到约1.5Rg的第二表面反射率Rb。
第一光板总成可包含第一光板基板,该第一光板基板包含第一前表面及与第一前表面相对的第一背部表面,第一背部表面耦接到支撑框架的第一表面,第一前表面包含第一表面散射因数σg且支撑框架的第一表面包含范围为约0.5σg到约1.5σg的第二表面散射因数σb。
在一些实施方式中,第一光板总成可包含第一光板基板,该第一光板基板包含第一前表面及与第一前表面相对的第一背部表面,该第一光板基板的第一背部表面耦接到支撑框架的第一表面,且其中第一前表面包含大于约1°的表面散射因数σg。
在一些实施方式中,σg可大于约1.3°。在一些实施方式中,σg可大于约2°。
在一些实施方式中,背光单元包含第一背光模块,显示设备包含相邻于第一背光模块且在与第一背光模块共同的平面上的第二背光模块。
在其他实施方式中,描述一种显示设备,该显示设备包含一显示器面板及相邻于显示器面板配置的背光单元。背光单元可包含光板总成,该光板总成包含多个光源及定位于光板总成与显示器面板之间的漫射器,漫射器包含第一图案化反射器板及相邻于第一图案化反射器板且在与第一图案化反射器板共同的平面上的第二图案化反射器板,且漫射器板定位于第一图案化反射器板及第二图案化反射器板与显示器面板之间,第一图案化反射器板包含第一多个图案化反射器,且第二图案化反射器板包含第二多个图案化反射器。
漫射器板可包含具有第一漫射层的第一载体板,该第一漫射层安置于其表面上方。
在一些实施方式中,第一及第二图案化反射器板中的每一者可包含第二载体板及第二漫射层,第二载体板及第二漫射层分别安置于第一及第二图案化反射器板的与第一多个图案化反射器及第二多个图案化反射器相对的表面上。
第一图案化反射器板及第二图案化反射器板可运用折射率匹配材料,例如与第一及第二图案化反射器板折射率匹配的环氧树脂在其相邻边缘表面处结合在一起。
在一些实施方式中,每一第二载体板可为透明的。
在又其他实施方式中,公开一种显示设备,该显示设备包含:显示器面板及包含第一光板总成及第一漫射器的第一背光模块,第一光板总成包含第一多个光源。显示设备可进一步包含第二背光模块,该第二背光模块包含第二光板总成及第二漫射器,该第二光板总成包含第二多个光源,第二背光模块相邻于第一背光模块且在与第一背光模块共同的平面上。第一漫射器可包含第一图案化反射器板,该第一图案化反射器板包含第一多个图案化反射器,且第二漫射器可包含第二图案化反射器板,该第二图案化反射器板包含第二多个图案化反射器。
第一多个光源可包含近接于第一光板总成的周边且沿着该周边定位的第一多个周边光源及定位于该第一多个周边光源的内部的第一多个内部光源;且第二多个光源光源包含近接于第二光板总成的周边且沿着该周边定位的第二多个周边光源及定位于第二多个周边光源内部的第二多个内部光源。第一多个图案化反射器可包含与第一多个周边光源中的对应光源对准的图案化反射器的第一子集及与第一多个内部光源的对应光源对准的图案化反射器的第二子集,且其中图案化反射器的第一子集不同于图案化反射器的第二子集。
在一些实施方式中,第二多个图案化反射器可包含与第二多个周边光源的对应光源对准的图案化反射器的第三子集及与第二多个内部光源的对应光源对准的图案化反射器的第四子集,且其中图案化反射器的第三子集不同于图案化反射器的第四子集。
在一些实施方式中,第一多个周边光源与第一多个内部光源之间的间距P1可等于第二多个周边光源与第二多个内部光源之间的间距P2。
在一些实施方式中,第一多个周边光源与第二多个周边光源之间的间距P3可不同于P1。
第一光板总成可包含第一光板基板,且第二光板总成可包含第二光板基板。第一光板基板可包含第一前表面及第一边缘表面,且第二光板基板可包含第二前表面及与第一边缘表面相邻且通过间隙与第一边缘表面隔开的第二边缘表面。显示设备可进一步包含越过第一光板基板与第二光板基板之间的间隙安置的反射材料。反射材料可进一步安置于第一前表面或第二前表面中的至少一者上。
第一前表面与第二前表面中的每一者可包含反射层。
在一些实施方式中,第一光板总成可包含第一光板基板,且第二光板总成可包含第二光板基板,第一光板基板包含第一前表面及第一边缘表面,且第二光板基板包含第二背部表面及相邻于第一边缘表面且通过间隙与该第一边缘表面隔开的第二边缘表面。显示设备可进一步包含越过第一光板基板与第二光板基板之间的间隙安置的反射材料。反射材料可进一步安置于例如第一背部表面与第二背部表面上。
第一背光模块及第二背光模块可耦接到背部框架,且在一些实施方式中,显示设备可进一步包含定位于背部框架与第一及第二背光模块之间的反射材料。
在一些实施方式中,反射材料可安置于第一边缘表面与第二边缘表面之间的间隙中且至少部分填充该间隙。透明涂层可安置于反射材料上。
第一漫射器可包含第一载体板,该载体板包含第一表面及与第一表面相对的第二表面,第二表面面向光源。第一多个图案化反射器可定位于第一载体板的表面,例如第二表面上。
在一些实施方式中,第一漫射器可进一步包含第一载体板上的第一漫射层,例如第一载体板的第一表面。
在一些实施方式中,第一光板总成可包含第一光板基板,其中第一载体的CTE及第一光板基板的CTE并不相差超出3.0×10-6/℃。
在一些实施方式中,第二光板总成可包含第二光板基板,且第二漫射器可包含第二载体,其中第二载体的CTE及第二光板基板的CTE并不相差超出3.0×10-6/℃。
图案化反射器的第一子集中每一者的前半部可不同于图案化反射器的第一子集中每一者的第二半部。然而,在其他实施方式中,图案化反射器的第一子集中每一者的第一半部可与图案化反射器的第一子集中每一者的第二半部相同。
在一些实施方式中,第一光板总成可包含具有第一边缘表面的第一光板基板,且第二光板总成可包含具有第二边缘表面的第二光板基板,第二边缘表面相邻于第一边缘表面且面向第一边缘表面,第一边缘表面包含具有第一倒角高度Ch1的第一倒角及具有第二倒角高度Ch2的第二倒角,第二倒角与第一倒角相对。
在一些实施方式中,第一及第二倒角相对于第一光板基板的中心平面可为不对称的。即,Ch1可能不等于Ch2。
在一些实施方式中,第一倒角或第二倒角中的至少一者可包含弯曲,例如凸起弯曲。
第二光板基板的第二边缘表面可通过间隙G与第一光板基板的第一边缘表面分离,其中Ch1或Ch2中的至少一者可小于0.5G。
第一光板总成可包含第一光板基板,该第一光板基板包含第一前表面及与第一前表面相对的第一背部表面,该第一光板基板的第一背部表面耦接到支撑框架的第一表面,第一前表面包含第一表面反射率Rg且支撑框架的第一表面包含范围为约0.5Rg到约1.5Rg的第二表面反射率Rb。
第一光板总成可包含第一光板基板,该第一光板基板包含第一前表面及与第一前表面相对的第一背部表面,第一背部表面耦接到支撑框架的第一表面,第一前表面包含第一表面散射因数σg且支撑框架的第一表面包含范围为约0.5σg到约1.5σg的第二表面散射因数σb。
在一些实施方式中,第一光板总成可包含第一光板基板,该第一光板基板包含第一前表面及与前表面相对的第二表面,该光板基板的第二表面耦接到支撑框架的第一表面,前表面包含大于约1°的表面散射因数σg,例如大于约1.3°,诸如大于约2°的表面散射因数σg。
在一些实施方式中,第一前表面可包含反射层。
在又其他实施方式中,公开一种显示设备,该显示设备包含:显示器面板、与显示器面板相邻地配置的第一背光模块,该第一背光模块包含第一光板总成,该第一光板总成包含第一多个光源。显示设备可进一步包含:包含第一多个图案化反射器的第一图案化导光板及包含第二多个图案化反射器的第二图案化导光板,及定位于第一图案化导光板及第二图案化导光板与显示器面板之间的第一漫射器,该第一漫射器包含第一漫射器板及第一漫射层。显示设备可仍进一步包含第二背光模块,该第二背光模块相邻于第一背光模块且与该第一背光模块共同的平面上配置且与第一背光模块隔开,第二背光模块包含第二光板总成,该第二光板总成包含第二多个光源,且第三图案化导光板包含第三多个图案化反射器且第四图案化导光板包含第四多个图案化反射器。显示设备亦可包括定位于第三图案化导光板及第四图案化导光板与显示器面板之间的第二漫射器,第二漫射器包含第二漫射器板及第二漫射层。第一背光模块及第二背光模块可耦接到支撑框架。
在一些实施方式中,第一、第二、第三及第四图案化导光板分别可包含第三、第四、第五及第六漫射层。
在其他实施方式中,描述一种显示设备,该显示设备包含一显示器面板及相邻于显示器面板配置的背光单元。背光单元可包含第一光板总成,其包含第一多个光源及结合到第一多个光源的第一图案化导光板,第一图案化导光板包含安置于其表面上的第一多个图案化反射器,第一多个图案化反射器与第一多个光源的对应光源对准。背光单元可仍进一步包含第一导光板与显示器面板之间的第一漫射器,第一漫射器包含一或多个影像增强膜及第一漫射器板。
显示设备可进一步包含相邻于第一漫射器板且在与第一漫射器板共同的平面上的第二漫射器板。
第一光板总成可包含第二多个光源,显示设备进一步包含接合到第二多个光源的第二图案化导光板,第二图案化导光板包含安置于其表面上的第二多个图案化反射器。
显示设备可进一步包含相邻于第一漫射器板且在与第一漫射器板共同的平面上的第二漫射器板。
显示设备可进一步包含第二光板总成,该第二光板总成包含第二多个光源,第二图案化导光板接合到第二多个光源,第二图案化导光板包含安置于其表面上的第二多个图案化反射器。
在一些实施方式中,第一光板总成可包含具有第一边缘表面及第一前表面的第一光板基板,且第二光板总成可包含具有第二边缘表面及第二前表面的第二光板基板,第一边缘表面及第二边缘表面通过间隙G分离,且其中反射材料越过间隙安置。在一些实施方式中,反射材料亦可安置于第一前表面或第二前表面中的至少一者上。
第一光板总成可包含具有第一边缘表面及第一背部表面的第一光板基板,且第二光板总成可包含具有第二边缘表面及第二背部表面的第二光板基板,第一边缘表面及第二边缘表面通过间隙G分离。反射材料可越过间隙安置。在一些实施方式中,反射材料可安置于第一背部表面或第二背部表面中的至少一者上。
在又其他实施方式中,公开一种显示设备,该显示设备包含一显示器面板及相邻于显示器面板配置的背光单元。背光单元可包含:包含第一多个光源的第一光板总成及包含第二多个光源的第二光板总成,第二光板总成相邻于第一光板总成且在与第一光板总成共同的平面上。背光单元可进一步包含结合到第一多个光源的第一导光板及结合到第二多个光源的第二导光板,第一导光板包含安置于其与第一多个光源相对的表面上的第一多个图案化反射器,且第二导光板包含安置于其与第二多个光源相对的表面上的第二多个图案化反射器。背光单元可仍进一步包含定位于导光板与显示器面板之间的漫射器,漫射器包含漫射器板。
在一些实施方式中,第一多个光源可包含:第一多个周边光源,该等第一多个周边光源近接于第一光板总成的周边且沿着该周边定位;及第一多个内部光源,其定位于周边光源的内部,且第二多个光源包含近接于第二光板总成的周边且沿着该周边定位的第二多个周边光源及定位于第二多个周边光源内部的第二多个内部光源。第一多个图案化反射器可包含与第一多个周边光源中的对应光源对准的图案化反射器的第一子集,及与第一多个内部光源中的对应光源对准的图案化反射器的第二子集。在一些实施方式中,图案化反射器的第一子集可不同于图案化反射器的第二子集。
第二多个图案化反射器可包含与第二多个周边光源中的对应光源对准的图案化反射器的第三子集,及与第二多个内部光源中的对应光源对准的图案化反射器的第四子集。图案化反射器的第三子集可不同于图案化反射器的第四子集。
在一些实施方式中,第一多个周边光源与第一多个内部光源之间的间距P1可等于第二多个周边光源与第二多个内部光源之间的间距P2。
在一些实施方式中,第一多个周边光源与第二多个周边光源之间的间距P3可不同于P1。
第一光板总成可包含第一光板基板,且第二光板总成可包含第二光板基板,第一光板基板包含第一前表面及第一边缘表面,且第二光板基板包含第二前表面及相邻于第一边缘表面且通过间隙与该第一边缘表面隔开的第二边缘表面,显示设备进一步包含越过第一光板基板与第二光板基板之间的间隙安置的反射材料。反射材料可进一步安置于第一前表面或第二前表面中的至少一者上。
在一些实施方式中,第一前表面与第二前表面中的每一者可包含反射层。
第一光板总成可包含第一光板基板,且第二光板总成可包含第二光板基板,第一光板基板包含第一背部表面及第一边缘表面,且第二光板基板包含第二背部表面及相邻于第一边缘表面且通过间隙与该第一边缘表面隔开的第二边缘表面。显示设备可进一步包含越过第一光板基板与第二光板基板之间的间隙安置的反射材料。在一些实施方式中,反射材料亦可安置于第一背部表面或第二背部表面中的至少一者上。
在一些实施方式中,第一光板总成可包含具有第一边缘表面的第一光板基板,且第二光板总成可包含具有第二边缘表面的第二光板基板,第二边缘表面相邻于第一边缘表面且面向第一边缘表面,第一边缘表面包含具有第一倒角高度Ch1的第一倒角及具有第二倒角高度Ch2的第二倒角,第二倒角与第一倒角相对。在一些实施方式中,第一及第二倒角相对于第一光板基板的中心平面可为不对称的。即,在一些实施方式中,Ch1可能不等于Ch2。在一些实施方式中,第一倒角或第二倒角中的至少一者包含弯曲,例如凸起弯曲。第二边缘表面可通过间隙G与第一边缘表面分离,其中Ch1或Ch2中的至少一者小于0.5G。
第一光板总成可包含第一光板基板,该第一光板基板包含第一前表面及与第一前表面相对的第二表面,光板基板的第二表面耦接到支撑框架的第一表面,前表面包含第一表面反射率Rg且支撑框架的第一表面包含范围为约0.5Rg到约1.5Rg的第二表面反射率Rb。
第一光板总成可包含第一光板基板,该第一光板基板包含第一前表面及与前表面相对的第二表面,光板基板的第二表面耦接到支撑框架的第一表面,第一表面包含第一表面散射因数σg且支撑框架的第一表面包含范围为约0.5σg到约1.5σg的第二表面散射因数σb。
第一光板总成可包含第一光板基板,该第一光板基板包含前表面及与前表面相对的第二表面,该光板基板的第二表面耦接到支撑框架的第一表面,其中前表面包含大于约1°的表面散射因数σg,例如大于约1.3°,诸如大于约2°的表面散射因数σg。
在又一实施方式中,描述一种显示设备,该显示设备包含一显示器面板及相邻于显示器面板配置的背光单元。背光单元可包含光板总成,该光板总成包含第一多个光源及定位于导光板与显示器面板之间的漫射器。漫射器可包含第一漫射器板及相邻于第一漫射器板且在与第一漫射器板共同的平面内的第二漫射器板,第一漫射器板包含第一边缘表面且第二漫射器板包含第二边缘表面,第一漫射器板包含安置于其表面上的第一多个图案化反射器且第二漫射器板包含安置于其表面上的第二多个图案化反射器。
第一漫射器板的第一边缘表面可通过匹配到第一漫射器板及第二漫射器板的折射率的折射率匹配材料结合到第二漫射器板的第二边缘表面。
前述通用描述内容及以下详细描述内容两者呈现意欲提供综述或框架的实施方式从而理解本文中所公开的实施方式的本质及性质。
随附附图意欲提供进一步理解且并入到此说明书中并构成此说明书的部分。附图说明本发明的各种实施方式,且与描述内容一起解释本发明的原理及操作。
附图说明
图1为例示性显示设备的横截面侧视图(分解);
图2到图6图示光板上光源阵列的例示性几何图案;
图7为例示性光板的绘示光板上方且包围光板上的光源的反射层的俯视图;
图8为图1的横截面的一部分的近视图;
图9为漫射器的底部表面的绘示载体板的表面上配置成阵列的图案化反射器的视图;
图10描绘另一例示性图案化反射器的另一组态;
图11为根据本发明的实施方式的包含多个光板模块的例示性背光单元的横截面图;
图12为根据本文中所公开的实施方式的包含周边光源及内部光源的光板模块的俯视图;
图13为根据本文中所公开的实施方式的在之间有间隙情况下边缘到边缘配置的图12的多个光板模块的俯视图;
图14为之间具有间隙P1的与光源对准的两个相邻图案化反射器的示意图;
图15为之间具有间距P3的越过相邻光板模块之间的间隙彼此相邻的两个图案化反射器的示意图,图案化反射器为圆形不对称的,使得图案化反射器中的一者的一部分的镜像密度轮廓不同于图案化反射器的另一部分;
图16为诸如可能定位于图13的覆瓦光板上方的漫射器的仰视图,漫射器包含图案化反射器的阵列且绘示越过之间的间隙在两个光板的周边光源上对准的相邻图案化反射器的圆形非对称;
图17为越过相邻光板模块之间的间隙彼此相邻的两个其他图案化反射器的示意图,图案化反射器绘示圆形直径不对称;
图18为例示性背光单元的一部分的横截面图,该例示性背光单元包含具有如图13中所绘示的图案化反射器的被边缘到边缘覆瓦的两个相邻光板且进一步包含定位于光板之间的间隙下方的反射材料;
图19为例示性背光单元的一部分的横截面图,该例示性背光单元包含具有如图13中所绘示的图案化反射器的被边缘到边缘覆瓦的两个相邻光板且进一步包含至少部分安置于光板之间的间隙内的反射材料;
图20为背光单元的另一横截面图,该背光单元包含具有反射材料的多个相邻光板模块,该反射材料至少部分安置于光板模块之间的间隙中;
图21为背光单元的又一实施方式的横截面图,该背光单元包含多个相邻光板模块,该等光板模块包含至少部分安置于光板模块之间的间隙中的反射材料及覆盖间隙中反射材料的透明材料;
图22为例示性显示设备的又一实施方式的横截面图(分解),该例示性显示设备包含具有多个边缘到边缘覆瓦的导光板及漫射器的背光单元;
图23为例示性显示设备的另一实施方式的横截面图(分解),该例示性显示设备包含具有多个边缘到边缘覆瓦导光板及漫射器的背光单元,该导光板包括漫射层;
图24为包含多个覆瓦状背光单元的例示性显示设备的另一实施方式的俯视图;
图25为如沿着线25-25可见的图24的显示设备的横截面侧视图;
图26为包含多个覆瓦状背光单元的另一例示性显示设备的横截面侧视图(分解),每一覆瓦状背光单元包含多个覆瓦状导光板;
图27为包含多个覆瓦状背光单元的又一例示性显示设备的横截面侧视图(分解),每一覆瓦状背光单元包含多个覆瓦状导光板,每一导光板包含漫射层;
图28为包含背光单元的又一例示性显示设备的横截面侧视图(分解),该背光单元包括图案化导光板及漫射器,图案化导光板结合到下伏光板的光源且包含安置于其表面上的多个图案化反射器;
图29为包含图案化导光板及多个覆瓦状漫射器的例示性背光单元的横截面侧视图;
图30为例示性背光单元的横截面侧视图(分解),该例示性背光单元包含多个覆瓦状且图案化的导光板及覆瓦状且图案化的导光板顶部的漫射器;
图31为例示性背光单元的横截面侧视图(分解),该例示性背光单元包含多个覆瓦状且图案化的导光板及覆瓦状且图案化的导光板顶部的多个覆瓦状漫射器;
图32为包含多个覆瓦状照明模块的例示性背光单元的横截面侧视图(分解);
图33为图30的背光单元的横截面侧视图(分解),该例示性背光单元包含多个覆瓦状且图案化的导光板及定位于覆瓦状且图案化的导光板之间的间隙下方的反射材料;
图34为例示性背光单元的横截面侧视图,该例示性背光单元包含与下伏光板隔开的多个覆瓦状且图案化的漫射器,漫射器通过光板与漫射器之间的多个间隔物隔开;
图35为两个覆瓦状的边缘到边缘不同的横截面侧视图,从而展示安置于之间且相对于另一漫射器密封一漫射器的反射材料;
图36为示意性表示,从而绘示到覆瓦状光板之间的间隙中的环境光线的路径及自间隙内反射到检视者的光的路径;
图37为图36的被反射光的强度依据越过覆瓦状光板的位置的示意性表示且绘示被反射光强度在间隙上的凹入;
图38为被反射光针对各种表面散射因数σ依据图36的位置的曲线;
图39为缝隙可见度因数(seam visibility factor;SVF)依据光板表面散射因数σ的模型化函数的曲线;
图40为对比度(A/Ib)及G/WFWHM针对0°视角依据基板表面散射因数σ的模型化函数的曲线;
图41为SVF在基座表面反射率为0时针对0°、10°、20°及30°的检视角依据基板表面散射因数σ的模型化函数的曲线;
图42为SVF在视角为0度时针对25μm、50μm及100μm的覆瓦间隙依据基板表面散射因数σ的模型化功能的曲线;
图43为SVF针对基座(例如,支撑框架)的散射因数及0°、0.23°、1.15°及5.73°的基板(例如,光板基板)表面的基座与基板表面之间的反射率差ΔRbg=Rb-Rg的模型化函数的曲线;
图44为SVF对基座与基板表面之间的反射率差依据基座及基板表面的散射因数σ的模型化功能的曲线;
图45为SVF依据基座与基板表面之间的散射因数差Δσbg=σbg的模型化函数的曲线;
图46为SVF依据基座边缘与前表面之间的反射率差ΔRes=Re-Rs的模型化函数的曲线;
图47为SVF依据基板边缘与基板前表面之间的散射因数差Δσeg=σeg的模型化函数的曲线;
图48为SVF基于45度的倒角角度依据倒角高度的模型化函数的曲线;且
图49A到49C为各种倒角边缘轮廓的横截面图。
具体实施方式
现将详细参看本发明的实施方式,本发明的实例在随附附图中予以图示。只要有可能,贯穿附图,相同参考数字指相同或类似零件。然而,本发明可以许多不同形式具体化,且不应解译为限于本文中所阐述的实施方式。
如本文中所使用,术语“约”意谓,量、大小、公式、参数及其他数量及特性并非且不需要为准确的,而是按需要可为近似值及/或为较大或较小的,从而反映容许度、转换因数、四舍五入、测量误差及类似者,以及对于所属领域的技术人员已知的其他因数。
范围本文中可表达为自“约”一个特定值及/或到“约”另一特定值。当此范围予以表达时,另一实施方式包括自一个特定值到另一特定值。类似地,当值通过使用先前词语“约”表达为近似值时,应理解,特定值形成另一实施方式。应进一步理解,范围中的每一者的端点关于另一端点且独立于其他端点两者为有效的。
如本文中所使用的方向术语-例如上、下、右、左、前、后、顶部、底部-仅参看如所绘示的诸图来进行,且并非意欲暗示绝对定向。
除非以其他方式明确陈述,否则绝不意欲,本文中所阐述的任何方法解译为要求其步骤以特定次序执行,亦不意欲任何设备、特定定向被需要。因此,在方法项并不实际上叙述次序被其步骤遵循或任何设备项并不实际上叙述到个别组件的次序或定向,或其并不以其他方式在权利要求书或描述中具体陈述步骤不限于特定次序,或到设备的组件的特定次序或定向并未予以叙述之处,绝不意欲次序或定向在任何方面予以推断。此情形对于用于解译的任何可能表达基础适用,包括:关于组件的步骤、操作流程、次序的配置或组件的定向的逻辑事项;自语法组织或标点符号导出的明显含义,及;在说明书中描述的实施方式的数目或类型。
如本文中所使用,单数形式“一”及“该”包括多个参考,除非上下文以其他方式清楚地指示。因此,例如,对“组件”的参考包含具有两个或两个以上此类组件的方面,除非上下文以其他方式清楚地指示。
词语“例示性”、“实例”或其各种形式本文中用以意谓充当实例、个例或图示。本文中描述为“例示性”或“实例”的任何方面或设计不应解译为比其他方面或设计更佳或有利。此外,实例仅出于清楚且理解的目的提供,且并不意谓以任何方式限制或约束本发明的所公开目标物或相关部分。可了解,具有变化的范畴的大量额外或替代性实例可已予以呈现但出于简洁已被省略。
如本文中所使用,术语“包含”及“包括”及其变化应解译为同义且开放式的,除非以其他方式指明。紧跟过渡词组包含或包括的元素列表为非详尽列表,使得元件外加列表中具体叙述的彼等元件亦可存在。
术语“实质”、“实质上”及其变化如本文中所使用意欲批注,所描述特征等于或大约等于值或描述值。举例而言,“实质上平坦”表面意欲指明为平面的或大约平面的表面。此外,“实质上”意欲指明,两个值相等或大约相等。在一些实施方式中,“实质上”可指明在彼此的约10%内,例如在彼此的约5%或彼此的约2%内的值。
如本文中所使用,“玻璃-陶瓷”包含一或多个晶相及非晶相、残余玻璃相。非晶材料及玻璃陶瓷可被强化。如本文中所使用,术语“强化”可指例如通过大离子与基板的表面中的小离子的离子交换被化学强化,如下文所论述。然而,此项技术中已知的其他强化方法,例如,热回火或利用基板的数个部分之间的热膨胀系数失配来产生压缩应力及中心张力区,可用以形成强化基板。
“玻璃-陶瓷”包括通过玻璃的受控结晶生产的材料。在一些实施方式中,玻璃-陶瓷具有约1%到约99%的结晶度。本发明的实施方式的合适玻璃-陶瓷的实施方式包括Li2O-Al2O3-SiO2体系(亦即,LAS体系)玻璃-陶瓷,及/或包括晶相的玻璃-陶瓷,该晶相包括β-石英固溶体、β-锂辉石、堇青石、透锂长石,及/或焦硅酸锂。在一些实施方式中,玻璃-陶瓷材料可通过加热玻璃类材料以形成陶瓷(例如,结晶)部分来形成。在其他实施方式中,玻璃-陶瓷材料可包含可促进结晶相的形成的一或多个成核反应剂。
图1为例示性显示设备10,例如液晶显示器(liquid crystal display;LCD)装置的横截面侧视图(分解),该显示设备包含显示器面板12及背光单元14。在各种实施方式中,背光单元14可包含:光板总成16,其被组态以照射显示器面板12;及漫射器18,该漫射器被组态以在照射显示器面板12之前使自光板总成16发射的光漫射。
光板总成16包含光板基板20,该光板基板包括第一表面22及与第一表面22相对的第二表面24,第一表面及第二表面界定其之间的厚度T1。光板总成16进一步包含安置于第一表面22上的多个光源26。光板基板20可为印刷电路板(printed circuit board;PCB)、玻璃或塑料基板、树脂基板、纤维玻璃基板、陶瓷基板、玻璃-陶瓷基板,或适用于支持光源26及/或传递电信号到每一光源26从而个别地控制每一光源的任何其他基板。举例而言,光板基板20可支撑多个电通信接线(例如,电导体),该等电通信接线被组态以输送电流到多个光源。光板基板20可为刚性基板或柔性基板。光板基板20可包括平坦基板或弯曲基板。弯曲光板基板例如可具有小于约2000毫米,诸如约1500毫米、1000毫米、500毫米、200毫米或100毫米的曲率半径。
多个光源中的每一光源26可为例如LED(例如,大于约0.5毫米的大小)、迷你LED(例如,介于约0.1毫米与约0.5毫米之间的大小)、微型LED(例如,小于约0.1毫米的大小)、有机LED(organic LED;OLED),或具有范围为约400纳米到约750纳米的波长的另一合适光源。在其他实施方式中,多个光源26中的每一者可具有短于400纳米及/或长于750纳米的波长。光源26可为沿着朗伯(Lambertian)分布图案发射光的有角度朗伯光源。
光源26亦可以不同于朗伯分布的角度分布发射光。举例而言,发射自光源26的角度分布可具有90度、100度、110度、130度、140度、150度、160度、大于160度或小于90度的全宽半高值强度。角度分布沿着0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度或80度具有峰值强度,其中0度方向对应于光板基板20的法向方向。
光源26可以多种阵列组态中的任一者配置于第一表面22上。举例而言,图2到图6分别表示光源的各种例示性几何配置,包括但不限于三角形阵列、矩形(例如,正方形)阵列、六角形阵列、第一偏移矩形阵列,及第二偏移矩形阵列。在一些实施方式中,光源26可以两个或两个以上几何阵列图案,诸如绘示于图2到图6中的图案中的任何两者或两者以上的任何组合配置。
在一些实施方式中,光板总成16可包含第一表面22上方的反射层28,反射层28包围光源26。反射层28可沈积于第一表面22上,或近接于第一表面22定位但与第一表面隔开。在一些实施方式中,反射层28可运用粘着剂结合到第一表面22。反射层28可包括例如金属箔,例如银、铂、金、铜及类似者的箔;介电材料(例如,诸如聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene;PTFE)的聚合物);多孔聚合物材料,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate;PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methylmethacrylate);PMMA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate;PEN)、聚醚砜(polyethersulfone;PES)等;多层介电质干涉涂层,或反射墨水,包括诸如二氧化钛、硫酸钡等的白色无机颗粒,或适合于反射光及调谐被反射并透射的光的色彩的其他材料,诸如着色颜料。光板总成16的绘示包围光源26安置的反射层28的俯视图绘示于图7中。
在一些实施方式中,光板总成16可进一步包括安置于第一反射层28上方的囊封层32,诸如对于可见光,例如具体而言对于通过LED发射的光为透明的保护树脂层,囊封层32包围及/或上覆(例如,囊封)光源26。在一些实施方式中,囊封层可为置放于对应光源26上方的离散穹顶状元件(图中未示)。
在各种实施方式中,光板总成16可例如通过粘着剂36安装于支撑框架34上(例如,耦接到该支撑框架),尽管在其他实施方式中,光板总成16可通过机械紧固件,例如螺钉、压铆螺母柱或其他机械紧固件耦接到支撑框架34。支撑框架34可例如为金属框架、外壳或其他合适支撑部件。
漫射器18可包含载体板38,该载体板包含第一表面40及与第一表面40相对的第二表面42。第一表面40及第二表面42在一些实施方式中可为平面的平行表面。根据各种实施方式,载体板38可包括用于照明及显示器应用的任何合适透明材料。如本文中所使用,术语“透明”意欲指明在光谱的可见区(约420到750纳米)中500毫米的长度上的大于约70%的光学透射率。在某些实施方式中,例示性透明材料在500毫米的长度上在紫外线(ultraviolet;UV)区(约100到400纳米)中可具有大于约50%的光学透射率。根据各种实施方式,载体板38对于范围为约450纳米到约650纳米的波长在50毫米的路径长度上可包括至少95%的光学透射率。载体板38可包括用以使光漫射的具有合适大小的散射元件。
载体板38的光学性质可受材料的折射率影响。根据各种实施方式,载体板38可具有范围为约1.3到约1.8的折射率。在其他实施方式中,载体板38可具有低水平光衰减(例如,归因于吸收及/或散射)。载体板38的光衰减对于范围为约420纳米到750纳米的波长可例如每公尺小于约5分贝。载体板38可包括聚合物材料,诸如塑料(例如,聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate;PMMA)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(methylmethacrylatestyrene;MS)、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane;PDMS)、聚碳酸酯(polycarbonate;PC))或其他类似材料。载体板38亦可包括玻璃材料,诸如铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、碱铝硼硅酸盐、碱石灰或其他合适玻璃。适合于用作玻璃载体板的市售玻璃的非限制性实例包括购自Corning Incorporated的EAGLE
Figure BDA0003950557140000201
LotusTM
Figure BDA0003950557140000202
IrisTM
Figure BDA0003950557140000203
玻璃。若光板基板20包括弯曲玻璃,则载体板38亦可包括用以形成弯曲背光的弯曲玻璃。
漫射器18可进一步包含载体板38,例如第一表面40上或上方的漫射层44。漫射层44可背离多个光源26。漫射层44可包含一或多个膜,该一或多个膜在载体板38与显示设备的检视者之间定位于第一表面40上方或施加到该第一表面或者施加到定位于载体板38前方的另外一或多个透明板。此一或多个层可包括量子点膜、棱镜膜、反射偏光器或其组合,且可在载体板38上或上方包含光学叠层。漫射层44可改良发射自光源26的光的侧向散布,藉此改良光均一性。漫射层44可例如具有镜面反射且漫射反射率以及镜面及漫射透射率。镜面反射率或透射率为依据测量设定在0或8度情况下沿着镜面方向被反射或透射的光的百分数,而漫射反射率或透射率为排除镜面反射率或透射率的被反射或透射光的百分数。漫射层44可具有浊度及透射率。漫射层44可具有例如为约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%或者以上的浊度,及约20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或95%或以上的透射率。在某些例示性实施方式中,漫射层44可具有约70%的浊度及约90%的总透射率。在其他实施方式中,漫射层130可具有约88%的浊度及约96%的总透射率。按美国材料与试验协会(American Society for Testing andMaterials;ASTM)D1003的“Standard Test Method for Haze and LuminousTransmittance of Transparent Plastics”,浊度界定为被散射使得其方向自入射射束的方向偏离大于2.5度的透射光的百分数,且透射率界定为被透射光的百分数。浊度及透射率可通过各种浊度计来测量。
在某些例示性实施方式中,漫射层44可包括均一或连续的散射微粒层,例如安置于第一表面22上的散射微粒层。漫射层44可包括均一散射微粒层,其中相邻散射微粒之间的距离小于光源26的大小的五分之一。无关于漫射层44相对于光源26的方位,漫射层44显现类似漫射性质。散射微粒可例如悬浮于透明或白色墨水内,该墨水包括微米大小或纳米大小的散射粒子,诸如氧化铝微粒、TiO2微粒、PMMA微粒或其他合适微粒。微粒大小可例如在约0.1微米与约10.0微米的范围内发生变化。在其他实施方式中,漫射层44可包括防眩目图案。防眩目图案可由聚合物小珠层形成,或可被蚀刻。在此实施方式中,漫射层44可具有厚度T2,该厚度例如在约1微米到约50微米的范围内,诸如为3微米、7微米、14微米、21微米、28微米或另一合适厚度。
在某些例示性实施方式中,漫射层44可包括可通过狭缝涂覆、丝网印刷或喷墨印刷施加到载体板38上的图案。漫射层44可被丝网印刷或喷墨印刷于施加到载体板38的底漆层(例如,粘着剂层)上。在其他实施方式中,漫射层44可通过通过粘着剂层将漫射层层压到载体板而施加到载体板38。在又其他实施方式中,漫射层44可通过将漫射层压花(例如,热或机械压花)到载体板中、冲压(例如,辊子冲压)漫射层到载体板中或对漫射层进行射出成形而施加到载体板38。在又其他实施方式中,漫射层44可通过蚀刻(例如,化学蚀刻)载体板而施加到载体板38。在一些实施方式中,漫射层44可运用激光(例如,激光破坏)施加到载体板38。
在其他实施方式中,漫射层44可包括多个中空小珠。中空小珠可为塑料中空小珠或玻璃中空小珠。举例而言,中空小珠可为按商品名“3M GLASS BUBBLES iM30K”可购自3M公司的玻璃泡。此等玻璃泡具有玻璃组成物,包括:按重量计在约70%到约80%的范围内的SiO2、按重量计在约8%到约15%的范围的碱土金属氧化物及按重量计在约3%到约8%的范围内的碱金属氧化物,及按重量计在约2%到约6%的范围内的B2O3,其中每一重量百分数是基于玻璃泡的总重量。在某些例示性实施方式中,中空小珠的大小(亦即,直径)可例如自约8.6微米到约23.6微米发生变化,其中中值粒径为约15.3微米。在其他实施方式中,中空小珠的大小(亦即,直径)可例如自约30微米到约115微米发生变化,其中中值粒径为约65微米。在又其他实施方式中,漫射层44可包括多个纳米大小的彩色转换微粒,诸如红色及/或绿色量子点。在又其他实施方式中,漫射层44可包括多个中空小珠、纳米大小的散射微粒,及诸如红色及/或绿色量子点的纳米大小的色彩转换微粒。
中空小珠可首先与溶剂(例如,甲基乙基酮(Methyl Ethyl Ketone;MEK))均一地混合,随后与任何合适粘合剂(例如,甲基丙烯酸甲酯及二氧化硅)混合,且接着在必要时通过热或紫外线(UV)固化来固定以形成膏状物。膏状物可接着通过狭缝涂覆、丝网印刷或任何其他合适手段沈积于载体板38或其他基板板的表面上以形成漫射层44。在此实施方式中,漫射层44可具有在约10微米到约100微米的范围内的厚度T2。在另一实例中,漫射层44可具有在约100微米到约300微米的范围内的厚度。多个涂层在需要时可用以形成厚的漫射层。在每一实例中,漫射层44的浊度如运用诸如BYK-Gardner的Haze-Gard的浊度计所测量大于99%。在漫射层44内使用中空小珠的两个优势包括1)减小漫射层44的重量;及2)在小的厚度下达成所要浊度水平。
载体板38可进一步包括多个图案化反射器46,该等图案化反射器配置于载体板的表面,例如面向光源26的第二表面42上。参看绘示背光单元14的一部分的近视横截面图的图8,每一图案化反射器46可包含厚度轮廓,该厚度轮廓包括大体上平坦的区段48及弯曲区段50。即,弯曲区段50表示图案化反射器的厚度变化。此外,载体板38可包括个别(离散)斑点52(参见图9)外加图案化反射器46。斑点52可为反射的,或部分反射且部分透射的。大体上平坦的区段48相较于弯曲区段50为更具反射性的,且弯曲区段50相较于大体上平坦的区段48可为更具透射性的。每一弯曲区段50可具有在距大体平坦区段48的一距离情况下以连续且平滑方式改变的性质。在一些实施方式中,图案化反射器46可包含配置成预定图案的多个离散反射点,而在其他实施方式中,离散反射点可被随机地散布。在图示于图9中的实施方式中,虽然每一图案化反射器46形状为圆形,但在其他实施方式中,每一图案化反射器46可具有另一合适形状(例如,矩形、六边形等)。在图案化反射器46直接制造于载体板38的第二表面42上情况下,图案化反射器46可增大自显示设备的检视者隐藏光源26的能力。将图案化反射器46直接制造于载体板38的第二表面42上亦可节省显示设备的厚度方向上的空间。
在某些例示性实施方式中,每一图案化反射器46可包含漫射反射器,使得每一图案化反射器46通过使某些光线以该等光线可在载体板38中通过全内反射传播的足够高的角度散射来增强背光单元14的性能。此类射线可接着并不经历图案化反射器46与反射层28之间或漫射器18上的光学膜叠层与反射层28之间的多个弹跳,且因此避免光学功率的损耗且增大背光单元效率。在某些例示性实施方式中,每一图案化反射器46可包含镜面反射器。在其他实施方式中,每一图案化反射器46的一些区域相较于其他区域可具有更大漫射反射性,且一些区域可具有更大的镜面反射性。
每一图案化反射器46或离散斑点52可例如通过运用白色墨水、黑色墨水、金属墨水或其他合适墨水印刷(例如,喷墨印刷、丝网印刷、缩微印刷等)图案而形成。斑点52可为反射的,或部分反射且部分透射的。每一图案化反射器46或离散斑点52亦可通过如下操作来形成:首先例如通过物理气相沈积(physical vapor deposition;PVD)或诸如用于狭缝模具或喷射涂覆的任何数目种涂覆技术沈积白色或金属材料的连续层,且接着通过光学平板印刷或区域选择性材料移除的其他已知方法来对层进行图案化。
在某些例示性实施方式中,在光源26为白色光源之处,图案化反射器46中可变密度的不同反射及/或吸收材料的存在可有益于使越过背光单元的调暗区的色移最小化。图案化反射器26与反射层28之间的光线的多个弹跳相较于蓝色频谱在频谱的红色部分中可引起更多光损耗,或反的亦然。在此状况下,例如通过使用轻微着色的反射及/或吸收材料或具有相反散布符号(在此状况下,散布意谓反射及/或吸收的频谱相依性)的材料使反射工程化为色彩中性的可使色移最小化。
漫射器18可包含空间上发生变化的透射率或空间上发生变化的色移。由于漫射器18的空间反射率及空间透射率被链接,因此漫射器亦包含空间上发生变化的反射率。举例而言,在漫射器18的相同方位处,较低(或较高)反射率链接到较大(或较小)透射率。空间上变化的透射率可依据如下两个空间照度分布的比率来表达——运用置放于空间均一且有角度朗伯光源上的漫射器来测量的一个空间照度,及运用空间均一且有角度朗伯光源来测量的另一空间照度分布。空间上变化的色移可依据如下两个空间色彩坐标分布的差及/或比率来表达-运用置放于空间均一且有角度朗伯光源的漫射器来测量的空间色彩坐标分布,且运用空间均一且有角度朗伯光源来测量的另一空间色彩坐标分布。
漫射层44使发射自光源26的光线漫射。因此,背光单元14的图案化反射器46可薄于不包括漫射层44的背光的图案化反射器,同时仍有效地隐藏光源26。漫射层44使将以其他方式经历全内反射的光线漫射。此外,漫射层44可使通过量子点膜反射回的光线漫射,且可增大通过此类量子点膜或诸如漫射器层44上方的亮度增强膜(图中未示)的棱镜膜引起的光回收。
如图10中所绘示,在其他实施方式中,每一图案化反射器46可包括第一实心区段54、包围第一实心区段54的多个第二实心区段56,及与多个第二实心区段56交错的多个开放区段58。每一第二实心区段56及每一开放区段58可为环形,诸如圆形、椭圆形或另一合适形状。在各种实施方式中,实心区段56及开放区段58与实心区段54可为同心的。
每一第二实心区段56的面积比率A(r)可等于As(r)/(As(r)+Ao(r)),其中r为距对应图案化反射器46的中心的距离,As(r)为对应第二实心区段56的面积,且Ao(r)为对应开放区段58的面积。每一第二实心区段56的面积比率A(r)随着距离r减低,且减低的速率随着距离r减低。
每一第一实心区段54的大小(亦即,宽度或直径)如60处所指示(在平行于光板基板20的平面中)可大于每一对应光源26的如62处所指示(在平行于光板基板20的平面中-参见图8)的大小(亦即,宽度或直径)。每一第一实心区段54的大小(例如,直径)60可小于每一对应光源26的大小62乘以预定值。在某些例示性实施方式中,当每一光源26的大小62大于或等于约0.5毫米时,预定值可为约二或约三,使得每一第一实心区段54的大小小于每一光源26的大小的三倍以下。当每一光源26的大小62小于约0.5毫米时,预定值可通过光源26与图案化反射器46之间的对准能力判定,使得每一图案化反射器46的每一第一实心区段54的大小是在比每一光源26的大小大出约100微米与约300微米之间的范围内。每一第一实心区段54足够大,使得每一图案化反射器46可与对应光源26对准,且足够小以达成合适照度均一性及色彩均一性。
如本文中所使用,术语“对准”及变化如关于光源及图案化反射器所使用指明定位于特定光源上方的图案化反射器,且被定位,使得图案化反射器的中心位于通过光源光输出分布的中心且正交于光板基板表面的在线,光源耦接到该光板基板表面(例如,沈积于该光板基板表面上)。一或多个图案化反射器可与一或多个光源对准,一个图案化反射器与一个光源对准。类似地,图案化反射器“对应”于特定光源为,图案化反射器定位于特定光源上方。
图案化反射器46可包含反射材料图案以产生可变漫射反射器。反射材料可包括例如金属箔,诸如银、铂、金、铜及类似者的箔;介电材料(例如,诸如PTFE的聚合物);多孔聚合物材料,诸如PET、PMMA、PEN、PES等;多层介电质干涉涂层,或反射墨水,包括白色无机颗粒,诸如二氧化钛、硫酸钡等,或适合于反射光的其他材料。
每一图案化反射器46可例如通过运用白色墨水、黑色墨水、金属墨水或其他合适墨水印刷(例如,喷墨印刷、丝网印刷、缩微印刷等)图案而形成。每一图案化反射器46亦可通过如下操作来形成:首先例如通过物理气相沈积(physical vapor deposition;PVD)或诸如用于狭缝模具或喷射涂覆的任何数目个涂覆技术沈积白色或金属材料的连续层,且接着通过光学平板印刷或区域选择性材料移除的其他已知方法来对层进行图案化。
来自每一光源26的光可光学耦接到载体板38。如本文中所使用,术语“光学耦接”意欲指明,光源26定位于载体板38的表面处,且与载体板38直接或通过光学透明粘着剂与该载体板光学通信,以便将光引入到载体板中,该载体板归因于全内反射至少部分传播。来自每一光源26的光可光学耦接到载体板38,使得光的第一部分归因于全内反射在载体板38中侧向行进且可通过图案化反射器46自载体板提取,且光的第二部分归因于第一反射层28及图案化反射器46的反射表面处或光学膜叠层与反射层28之间的多个反射在第一反射层28与图案化反射器46之间侧向行进。
在一些实施方式中,载体板38可诸如运用光学透明粘着剂或另一合适材料结合到囊封层32。通过将载体板38结合到囊封层32,背光单元14的总厚度可被减小及/或背光单元的机械稳定性可得以改良。然而,如图所绘示,在其他实施方式中,漫射器18及囊封层32可通过间隙64分离。间隙64可例如通过使间隔物(图中未示)在囊封层32与漫射器18之间分散来形成。
为了维持载体板38上光源26与图案化反射器46之间的对准,载体板38及光板基板20可由相同或类似材料,诸如相同或类似玻璃材料制成,使得载体板38上的图案化反射器46及光板基板20上的光源26在大范围的操作温度上向彼此良好对准。在某些例示性实施方式中,载体板38及光板基板20可由相同塑料材料制成。在一些实施方式中,载体板38的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion;CTE)及光板基板20的CTE可能并不相差大于3.0×10-6/℃。然而,随着显示器面板的大小增大,可能变得难以维持图案化反射器与光源的对准,甚至在大体上相同的CTE情况下。
因此,在各种实施方式中,光源26与图案化反射器46之间的对准难题可通过对多个光板总成16进行覆瓦来减轻。如本文中所使用,术语“覆瓦状”、“覆瓦”或其变化指共同平面上一或多个背光组件的逐侧(边缘到边缘)配置以产生单一较大的背光组件。举例而言,包含1000平方公分的表面面积的单一背光单元可使用逐侧配置的二十个50平方公分的光板来组装。制造此类较小大小的光板达大型大小显示器(例如,大于约140公分对角线尺寸)需要的尺寸对准要求的能力相较于试图对准在单一1000平方公分的漫射器上的图案化反射器与相等大小的光板上的光源更容易。举例而言,图11图示例示性背光单元14,该背光单元包含如先前所描述的边缘到边缘配置且与单一漫射器18组合的两个光板总成16。
为了进一步图示图1及图11的组态之间的差异,图12为诸如可能用于图1的实施方式中的单一例示性光板总成16的俯视图,该实施方式包含配置成正交行及列的正方形阵列的多个光源26。光源26包含于虚线66外部且近接于光板总成16的外部周边68配置的周边光源阵列,及虚线66的边界内且通过周边光源定界的多个内部光源。周边光源与内部光源两者之间的界定为中心到中心距离的间距在一个方向上可为P1或在另一方向,例如正交于P1的方向上可为P1’。P1及P1’可相等或不相等。比较而言,图13图示两个光板总成16,该等光板总成如图11中所描绘配置于共同平面上且被边缘到边缘地组态。
在图13的实施方式中,第一光板总成16L绘示于左侧上,该第一光板总成类似于绘示于图12中的光板总成16,第一光板总成16L包含配置成正交行及列的正方形阵列的多个光源26。光源26包含于虚线66L外部且近接于第一光板总成16L的外部周边68L配置的周边光源26La的阵列,及虚线66L的边界内的多个内部光源26Lb。第一光板总成16L的周边光源26La与内部光源26Lb两者之间的间距在一个方向上为P1或在另一方向上,例如正交于P1的方向上为P1’。在右侧上为第二光板总成16R,该第二光板总成类似于图12的光板总成16且再次包含配置成正交行及列的正方形阵列的多个光源26。类似于左侧光板总成16L,右侧第二光板总成16R的光源26包含于虚线66R外部且近接于右侧第二光板总成16R的外部周边68R配置的周边光源26Ra的阵列,及通过虚线66R界定的边界内的多个内部光源26Rb。右侧第二光板总成16R的周边光源26Ra与内部光源26Rb两者之间的间距在一个方向上为P2或在另一方向,例如正交于P1的方向上为P2’。P2及P2’可相等或不相等。在一些实施方式中,P1可等于P2。在一些实施方式中,P1’可等于P2’。第一光板总成16L及第二光板总成16R位于共同平面上,其中光板的相邻边缘(边缘到边缘地配置)通过间隙70分离。在所图示的实施方式中,间隙70为均一的且应为尽可能地小的。虽然第一光板16L及第二光板16R两者的光源26La、26Lb、26Ra及26Rb的阵列可具有均一且相等间距,但直接相邻的周边光源26La及26Lb之间越过间隙70的间距可不同。即,沿着第一光板总成16L的周边的光源26La,例如虚线66L外部的光源相对于沿着相邻第二光板总成16R的周边在虚线66R外部的相邻光源26Ra显现间距P3,该间距不同于在与P3相同的方向(在图13中绘示为水平方向)上延伸的P1或P2中的任一者或两者。通过依据间隙的宽度引起增大或减低的亮度,越过间隙70的此间距差可产生不同于显现于一或两个光板总成的内部内的光学行为的光学行为。此外,即使P3与P1及P2相同,间隙70仍可能归因于其他因数招致额外光学异常。举例而言,进入光板之间的间隙的光可通过间隙内或下方的表面反射及/或折射,此情形将不同于通过包围光板总成中的一者或两者上的光源的反射层28显现的反射。此行为可在间隙处产生对于显示设备的检视者可见的光学异常。举例而言,明亮线、暗线或间隙自身可变得可见。
为了克服通过越过间隙70光源之间的间距改变或其他因数产生的光学异常,与周边光源对准的图案化反射器46可不同于与内部光源对准的图案化反射器。举例而言,图14描绘与两个相邻的内部光源26Lb对准的两个相邻的内部图案化反射器46Lb,该等内部光源通过绘示于图13中的例示性光板总成16L上的间距P1分离。如所图示,图案化反射器包含密集中心部分,该密集中心部分随着一个图案化反射器移动远离图案化反射器的中心部分变得径向方向上较不密集。举例而言,绘示于图14中的图案化反射器可包含反射墨水(例如,白色墨水)的离散点,其中反射点的空间密度在远离反射点的中心的方向上减低。在此个例中,图案化反射器在中心部分(例如,平坦区段48)内最密集。在绘示于图14中的实施方式中,图案化反射器的密度在径向变化时为角度均一的,例如,圆形对称的。
为了比较,图15描绘两个例示性图案化反射器,即与图13的第一光板总成16L上的第一周边光源26La对准的第一图案化反射器46La及与图13的第二光板总成16R上的第二周边光源26Ra对准的第二图案化反射器46Ra,其中26La及26Ra越过间隙70彼此相邻。第一图案化反射器46La与第二图案化反射器46Ra之间的间隔(例如,间距)与图案化反射器分别对准的光源之间的间隙70的间距,亦即P3相同。可了解,图15中越过间隙70与周边光源26La及26Ra对准的图案化反射器46La及46Ra相较于与绘示于图14中的内部光源对准的图案化反射器已予以修改。举例而言,图案化反射器46La及46Ra的绘示于图15中的最靠近间隙70的部分相较于各别图案化反射器的距间隙70最远的其他部分具有更大密度。更具体而言,绘示于图15中的两个图案化反射器46La及46Ra不再为圆形对称的。举例而言,在图15的实施方式中,图案化反射器46La的一个半部包含第一径向密度轮廓,而图案化反射器46La的第二半部包含第二不同径向密度轮廓。更具体而言,图案化反射器46La的右半部,即最靠近间隙70的半部具有径向密度轮廓,该径向密度轮廓相较于图案化反射器46La的左半部,即距间隙70最远的半部的径向密度轮廓为较大的。通过密度轮廓意谓包含图案化反射器的材料依据沿着径向线的距离的密度,诸如反射点的密度。类似地,图案化反射器46Ra的一个半部包含第一密度轮廓,而图案化反射器46Ra的第二半部包含第二不同密度轮廓。更具体而言,图案化反射器46Ra的左半部,即最靠近间隙70的半部具有径向密度轮廓,该径向密度轮廓相较于图案化反射器46Ra的右半部,即距间隙70最远的半部的密度轮廓较大。更简单而言,在绘示于图15中的图案化反射器46Ra中可见的变化可为在图案化反射器46La中可见的变化的越过间隙70的镜像影像。另外,图案化反射器46La及图案化反射器46Ra可分别包含第一厚度轮廓、第一孔径开放轮廓、第一透射率轮廓、第一反射率轮廓、第一CIE x轮廓或第一CIE y轮廓,且包含第二厚度轮廓、第二孔径开放轮廓、第二透射率轮廓、第二反射率轮廓、第二CIE x轮廓,或第二CIE y轮廓。图16描绘此情境,且图示漫射器18,该漫射器包含与下伏各别周边光源(图中未示)对准的第一多个图案化反射器46La及第二多个图案化周边反射器46Ra。下伏光板之间的间隙70绘示为虚线。如图所绘示,P3小于P1或P2中的任一者(在所图示的实施方式中,P2等于P1)。多个图案化反射器46La及46Ra不同于与内部光源相关联的图案化反射器46Lb及46Rb,且与关于图15描述的情境一致。
通过制造相较于与内部光源对准的图案化反射器使光不同地漫射、透射或反射的周边图案化反射器,间隙70处的光学异常可予以管理。管理该异常的方式可取决于间隙70的量值。举例而言,若P3小于P1及/或P2,则较大光散射可减小通过越过间隙70的光源的间距P3引起的额外照度。即,通过使得近接于间隙的周边图案化反射器的镜像密度轮廓更大,照度可被减小。另一方面,若P3大于P1及/或P2,则可使得与周边光源对准的图案化反射器使光更弱地漫射。即,图案化反射器的密度轮廓近接于间隙可被增大,以抵抗通过大于P1或P2之间距P3产生的减小的照度。
虽然前述描述内容涉及如通过图15及图16的实施方式例示的反射点的空间密度改变,但图案化反射器的其他参数可发生变化以减轻分离相邻光板之间隙70处的光学异常。举例而言,图17描绘空间密度、大小(例如,直径)或厚度依据与周边光源对准的图案化反射器的半径可发生变化的状况。此外,对于如图10中所描绘组态的图案化反射器,环(实心或开放)的数目可如环的宽度般可发生变化。在图16中,图案化反射器46La及46Ra两者的近接于间隙70的一个半部相较于图案化反射器的距间隙70更远的半部的半径具有较大半径。此外,如所描绘,近接于间隙70的半部的径向密度轮廓大于距间隙70最远的半部的径向密度轮廓。
在一些实施方式中,间隙70的可见性可通过使反射材料定位于间隙70下方来减小。图17为例示性背光单元14的横截面图,该例示性背光单元包含定位于间隙70下方的反射材料72,例如漫射反射材料。举例而言,反射材料72可为被施加到支撑框架34的粘着剂条带,该粘着剂条带与间隙70直接相对且面向该间隙。反射材料72可为附接到支撑框架34的表面73的条带或膜,或可为墨水层。反射材料72可附接到光板总成16(例如,光板基板20)的支撑框架34及第二表面24两者,且因此提供两个相邻光板之间的缝隙的额外机械强化。反射材料72可为消色差的,例如对于来自可见光谱的一部分或整个可见范围的光为白色或反射的,或在可见光谱的特定范围内可具有增大的反射率,例如对于具有靠近于通过光源发射的光的波长的波长的光具有较大反射率且对于在可见光谱的其他部分中的光具有较小反射率。
在其他实施方式中,如图18中所绘示,相邻光板之间的间隙的可见性亦可通过运用反射材料74至少部分填充光板基板20与反射层28之间的间隙70来减小,该反射材料反射性质类似于反射材料72。反射材料74可为墨水、油漆、硫化硅酮或者能够耐受在背光操作期间发生的温度循环的其他可聚合或溶剂类材料。反射材料74可为漫射反射材料。反射材料74可施加到相邻光板16的相邻光板基板20的各别边缘部分的至少一部分,且在其他实施方式中可又在间隙70下方施加到支撑框架34。
在又其他实施方式中,反射材料74可在间隙70的一部分但非整个间隙中施加,该部分足以涂覆相邻光板的所有边缘及支撑框架34的表面的至少一部分,该表面可暴露到来自光源26的光。反射材料74亦可在光板组装于支撑框架34上之前施加到光板的边缘(例如,光板基板20)。
在又另一实施方式中,反射材料74可进一步覆盖有透明涂层76,如图20中所绘示。透明涂层76在可见光频谱中,尤其对于通过光源26发射的光应具有良好透射率。透明涂层76亦可具有类似于或等于囊封层32的折射率的折射率。透明涂层76可由与囊封层32相同的材料制成。类似地,透明涂层76可用以密封两个相邻光板之间的间隙70,该间隙部分填充有反射材料74。
虽然前述实施方式描述覆瓦状光板总成,但显示设备的其他组件可又予以覆瓦。举例而言,在一些实施方式中,显示设备可包含覆瓦状图案化反射器板。图22为例示性显示设备100的横截面图,该显示设备包含显示器面板12及背光单元102。在各种实施方式中,背光单元102可包含光板总成16,该光板总成被组态以照明显示器面板12。背光单元102可进一步包括:漫射器104,该漫射器包含图案化反射器板106;及漫射器板108,该漫射器板被组态以在照射显示器面板12之前使自光板总成16发射的光漫射。
类似于先前实施方式,光板总成16包含光板基板20,该光板基板包括第一表面22及与第一表面22相对的第二表面24;且可进一步包含安置于第一表面22上的多个光源26,例如发光二极管(light emitting diode;LED)。光板基板20可包含例如印刷电路板(printed circuit board;PCB)、玻璃或塑料基板、树脂基板、纤维玻璃基板、陶瓷基板、玻璃-陶瓷基板,或适用于传递电信号到每一光源26从而个别地控制每一光源的另一合适基板。
多个光源中的每一光源26可为例如LED(例如,大于约0.5毫米的大小)、迷你LED(例如,介于约0.1毫米与约0.5毫米之间的大小)、微型LED(例如,小于约0.1毫米的大小)、有机LED(organic LED;OLED),或具有范围为约400纳米到约750纳米的波长的另一合适光源。在其他实施方式中,多个光源中的每一光源26可具有短于400纳米及/或长于750纳米的波长。光源26可为沿着朗伯分布图案发射光的有角度朗伯光源。
如在先前实施方式中一般,光板总成16可例如通过粘着剂36安装于支撑框架34上(例如,耦接到该支撑框架),尽管在其他实施方式中,光板总成16可通过机械紧固件,例如螺钉、压铆螺母柱或其他机械紧固件耦接到支撑框架34。支撑框架34可例如为金属框架、外壳或其他合适支撑部件。
漫射器104可包含多个图案化反射器板106,每一图案化反射器板106包含第一载体板109,该第一载体板包含第一表面110及与第一表面110相对的第二表面112。图案化反射器板106可安置于共同平面上且配置成适合于显示设备的图案,例如,图案化反射器板的行及列的矩形阵列。第一表面110及第二表面112在一些实施方式中可为平面的平行表面。根据各种实施方式,第一载体板109可包括用于照明及显示器应用的任何合适透明或漫射材料。举例而言,每一第一载体板109可具有在光谱的可见区(约420到750纳米)中500毫米的长度上大于约70%的光学透射率。
第一载体板109的光学性质可受透明材料的折射率影响。根据各种实施方式,多个第一载体板109可具有范围为约1.3到约1.8的折射率。在其他实施方式中,每一第一载体板109可具有相对较低水平的光衰减(例如,归因于吸收及/或散射)。第一载体板109的光衰减对于范围为约420纳米到750纳米的波长可例如每公尺小于约5分贝。第一载体板109可包括聚合物材料,诸如塑料(例如,聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate;PMMA)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(methylmethacrylate styrene;MS)、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane;PDMS)、聚碳酸酯(polycarbonate;PC))或其他类似材料。每一第一载体板109亦可包括玻璃材料,诸如铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、碱铝硼硅酸盐、碱石灰或其他合适玻璃。适合于用作玻璃载体板的市售玻璃的非限制性实例包括购自Corning Incorporated的EAGLE
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LotusTM
Figure BDA0003950557140000311
IrisTM
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玻璃。若光板基板20包括弯曲玻璃,则第一载体板109亦可包括用以形成弯曲背光的弯曲玻璃。
每一第一载体板109可包括多个图案化反射器46,该等图案化反射器配置于载体板的表面,例如第二表面112上。图案化反射器46可如先前所描述予以组态。此外,第一载体板109可包括个别(离散)斑点52(参见图9)外加图案化反射器46,且在一些实施中可包含平坦区段48及诸如弯曲中心区段的弯曲区段50。斑点52可为反射的,或部分反射且部分透射的。在一些实施方式中,图案化反射器的大体上平坦的区段48相较于弯曲区段50可为更具反射性的,且弯曲区段50相较于大体上平坦的区段48可为更具透射性的。每一弯曲区段50可具有在距大体平坦区段48的一距离情况下以连续且平滑方式改变的性质。在一些实施中,图案化反射器46可包含配置成预定或随机图案的多个离散反射点。虽然每一图案化反射器46形状可为圆形,但在其他实施方式中,每一图案化反射器46可具有另一合适形状(例如,矩形、六边形等)。在一些实施方式中,图案化反射器46可包含包围中心盘的反射材料的多个同心环。虽然未绘示,但在各种实施方式中,每一图案化反射器板可包含囊封图案化反射器46的囊封层。
如在先前实施方式中般,每一图案化反射器46或离散反射斑点52可例如通过运用白色墨水、黑色墨水、金属墨水或其他合适墨水印刷(例如,喷墨印刷、丝网印刷、缩微印刷等)图案而形成。每一图案化反射器46或离散反射斑点52亦可通过如下操作来形成:首先例如通过物理气相沈积(physical vapor deposition;PVD)或诸如用于狭缝模具或喷射涂覆的任何数目个涂覆技术沈积白色或金属材料的连续层,且接着通过光学平板印刷或区域选择性材料移除的其他已知方法来对层进行图案化。
在某些例示性实施方式中,在光源26为白色光源之处,图案化反射器46中可变密度的不同反射及/或吸收材料的存在可有益于使越过背光单元的调暗区的色移最小化。图案化反射器46与反射层28之间的光线的多个弹跳相较于蓝色频谱在频谱的红色部分中可引起更多光损耗,或反的亦然。在此状况下,例如通过使用轻微着色的反射及/或吸收材料或具有相反散布符号(在此状况下,散布意谓反射及/或吸收的频谱相依性)的材料使反射工程化为色彩中性的可使色移最小化。
漫射器104可进一步包含漫射器板108,该漫射器板包含第二载体板114,该第二载体板包含第一表面116及与第一表面116相对的第二表面118。第一表面116及第二表面118在一些实施方式中可为平面的平行表面。根据各种实施方式,第二载体板114可包括用于照明及显示器应用的任何合适透明材料。
在实施方式中,第二载体板114可包含安置于其表面,例如第一表面116上的漫射层120。漫射层120可背离多个光源26。漫射层120可改良发射自光源26的光的侧向散布,藉此改良光均一性。漫射层120可例如具有镜面反射且漫射反射以及镜面及漫射透射。漫射层120可具有例如为约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%或者以上的浊度,及约20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或95%或以上的透射率。在某些例示性实施方式中,漫射层120可具有约70%的浊度及约90%的总透射率。在其他实施方式中,漫射层130可具有约88%的浊度及约96%的总透射率。
在某些例示性实施方式中,漫射层120可包括均一或连续的散射微粒层。漫射层120可包括均一散射微粒层,其中相邻散射微粒之间的距离小于光源的大小的五分之一。无关于漫射层120相对于光源的方位,漫射层120显现类似漫射性质。散射微粒可例如在透明或白色墨水内,该墨水包括微米大小或纳米大小的散射微粒,诸如氧化铝微粒、TiO2微粒、PMMA微粒或其他合适微粒。微粒大小可例如在约0.1微米与约10.0微米的范围内发生变化。在其他实施方式中,漫射层120可包括防眩目图案。防眩目图案可由聚合物小珠层形成,或可被蚀刻。在此实施方式中,漫射层120可具有厚度T3,该厚度例如在约1微米到约50微米的范围内,例如为3微米、7微米、14微米、21微米、28微米,包括其之间的所有范围及子范围,或另一合适厚度。
在某些例示性实施方式中,漫射层120可包括可通过丝网印刷或喷墨印刷施加到载体板114上的图案。漫射层120可被丝网印刷或喷墨印刷于施加到第二载体板的底漆层(例如,粘着剂层)上。在其他实施方式中,漫射层120可为通过通过粘着剂层将漫射层膜层压到载体板而施加到第二载体板114的膜。在又其他实施方式中,漫射层120可通过将漫射层压花(例如,热或机械压花)到第二载体板中、冲压(例如,辊子冲压)漫射层到第二载体板中或对漫射层进行射出成形而施加到第二载体板114。在又其他实施方式中,漫射层120可通过蚀刻(例如,化学蚀刻)第二载体板而施加到第二载体板114。在一些实施方式中,漫射层120可运用激光(例如,激光破坏)施加到第二载体板114。
在又其他实施方式中,漫射层120可包括多个中空小珠。中空小珠可为塑料中空小珠或玻璃中空小珠。举例而言,中空小珠可为按商品名“3M GLASS BUBBLES iM30K”可购自3M公司的玻璃泡。此等玻璃泡具有玻璃组成物,包括:按重量计在约70%到约80%的范围内的SiO2、按重量计在约8%到约15%的范围内的碱土金属氧化物及按重量计在约3%到约8%的范围内的碱金属氧化物,及按重量计在约2%到约6%的范围内的B2O3,其中每一重量百分数基于玻璃泡的总重量。在某些例示性实施方式中,中空小珠的大小(亦即,直径)可例如自约8.6微米到约23.6微米发生变化,其中中值粒径为约15.3微米。在另一实施方式中,中空小珠的大小可例如自约30微米到约115微米发生变化,其中中值粒径为约65微米。在又其他实施方式中,漫射层120可包括多个纳米大小的色彩转换微粒,诸如红色及/或绿色量子点。在又其他实施方式中,漫射层120可包括多个中空小珠、纳米大小的散射微粒,及诸如红色及/或绿色量子点的纳米大小的色彩转换微粒。
中空小珠可首先与溶剂(例如,甲基乙基酮(Methyl Ethyl Ketone;MEK))均一地混合,随后与任何合适粘合剂(例如,甲基丙烯酸甲酯及二氧化硅)混合,且接着在必要时通过热或紫外线(UV)固化来固定以形成膏状物。膏状物可接着通过狭缝涂覆、丝网印刷或任何其他合适手段沈积于第二载体板114的表面上以形成漫射层120。在此实施方式中,漫射层120可具有例如在约10微米到约100微米之间的厚度。在另一实例中,漫射层120可具有在约100微米与约300微米之间的厚度。多个涂层在需要时可用以形成厚的漫射层。在每一实例中,漫射层120的浊度如运用诸如BYK-Gardner的Haze-Gard的浊度计所测量可大于99%。在漫射层44内使用中空小珠的优势包括:1)减小漫射层120的重量;及2)在较小厚度下达成所要浊度水平。
图23为另一显示设备200的横截面图,该显示设备包含:包括如先前所描述的光板总成16的背光单元202,及包含图案化反射器板206的漫射器204及漫射器板216,漫射器204被组态以在照明显示器面板12之前使发射自光板总成16的光漫射。
类似于先前实施方式,光板总成16包含光板基板20,该光板基板包括第一表面22及与第一表面22相对的第二表面24;且可进一步包含多个光源26。多个光源中的每一光源26可为例如LED(例如,大于约0.5毫米的大小)、迷你LED(例如,介于约0.1毫米与约0.5毫米之间的大小)、微型LED(例如,小于约0.1毫米的大小)、有机LED(organic LED;OLED),或具有范围为约400纳米到约750纳米的波长的另一合适光源。在其他实施方式中,多个光源26中的每一者可具有短于400纳米及/或长于750纳米的波长。光源26可为沿着朗伯分布图案发射光的有角度朗伯光源。
如在先前实施方式中一般,光板总成16可例如通过粘着剂36安装于支撑框架34上(例如,耦接到该支撑框架),尽管在其他实施方式中,光板总成16可通过机械紧固件,例如螺钉、压铆螺母柱或其他机械紧固件耦接到支撑框架34。支撑框架34可例如为金属框架、外壳或其他合适支撑部件。
漫射器204可包含多个漫射且图案化反射器板206,每一图案化反射器板206包含透明的第一载体板208,该第一载体板包含第一表面210及与第一表面210相对的第二表面212。第一表面210及第二表面212在一些实施方式中可为平面的平行表面。根据各种实施方式,每一第一载体板208可包括用于照明及显示器应用的任何合适透明材料。根据各种实施方式,每一第一载体板208对于范围为约450纳米到约650纳米的波长在50毫米的路径长度上可包括至少95%的光学透射率。
第一载体板208的光学性质可受透明材料的折射率影响。根据各种实施方式,多个第一载体板208可具有范围为约1.3到约1.8的折射率。在其他实施方式中,每一第一载体板208可具有相对较低水平的光衰减(例如,归因于吸收及/或散射)。第一载体板208的光衰减(α)对于范围为约420纳米到750纳米的波长可例如每公尺小于约5分贝。第一载体板208可包括聚合物材料,诸如塑料(例如,聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate;PMMA)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(methylmethacrylate styrene;MS)、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane;PDMS)、聚碳酸酯(polycarbonate;PC))或其他类似材料。第一载体板208亦可包括玻璃材料,诸如铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、碱铝硼硅酸盐、碱石灰或其他合适玻璃。适合于用作玻璃载体板的市售玻璃的非限制性实例包括购自Corning Incorporated的EAGLE
Figure BDA0003950557140000351
LotusTM
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IrisTM
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玻璃。若光板基板20包括弯曲玻璃,则第一载体板208亦可包括用以形成弯曲背光的弯曲玻璃。
每一第一载体板208可包括多个图案化反射器46,该等图案化反射器配置于载体板的表面,例如第二表面212上。图案化反射器46可如先前所描述予以组态。此外,第一载体板208可包括个别(离散)斑点52(参见图9)外加图案化反射器46,且在一些实施中可包含平坦区段48及诸如弯曲中心区段的弯曲区段50。斑点52可为反射的,或部分反射且部分透射的。在一些实施方式中,图案化反射器的大体上平坦的区段48相较于弯曲区段50可为更具反射性的,且弯曲区段50相较于大体上平坦的区段48可为更具透射性的。每一弯曲区段50可具有在距大体平坦区段48的一距离情况下以连续且平滑方式改变的性质。在一些实施中,图案化反射器46可包含配置成预定或随机图案的多个离散反射点。虽然每一图案化反射器46形状可为圆形,但在其他实施方式中,每一图案化反射器46可具有另一合适形状(例如,矩形、六边形等)。在一些实施方式中,图案化反射器46可包含包围中心盘的反射材料的多个同心环。虽然未绘示,但在各种实施方式中,每一图案化反射器板可包含囊封图案化反射器46的囊封层。
如在先前实施方式中般,每一图案化反射器46或离散反射斑点52可例如通过运用白色墨水、黑色墨水、金属墨水或其他合适墨水印刷(例如,喷墨印刷、丝网印刷、缩微印刷等)图案而形成。每一图案化反射器46或离散反射斑点52亦可通过如下操作来形成:首先例如通过物理气相沈积(physical vapor deposition;PVD)或诸如用于狭缝模具或喷射涂覆的任何数目个涂覆技术沈积白色或金属材料的连续层,且接着通过光学平板印刷或区域选择性材料移除的其他已知方法来对层进行图案化。
在某些例示性实施方式中,在光源26为白色光源之处,图案化反射器46中可变密度的不同反射及/或吸收材料的存在可有益于使越过背光单元的调暗区的色移最小化。图案化反射器46与反射层28之间的光线的多个弹跳相较于蓝色频谱在频谱的红色部分中可引起更多光损耗,或反的亦然。在此状况下,例如通过使用轻微着色的反射及/或吸收材料或具有相反散布符号(在此状况下,散布意谓反射及/或吸收的频谱相依性)的材料使反射工程化为色彩中性的可使色移最小化。
第一载体板208可进一步包含第一漫射层214,该第一漫射层安置于第一载体板的表面,例如与图案化反射器46相对的表面,诸如第一表面210上。第一漫射层214可背离多个光源26。第一漫射层214可改良发射自光源26的光的侧向散布,藉此改良光均一性。第一漫射层214可例如具有镜面及漫射反射以及镜面及漫射透射。第一漫射层214可具有例如为约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%或者以上的浊度,及约20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或95%或以上的透射率。在某些例示性实施方式中,第一漫射层214可具有约70%的浊度及约90%的总透射率。在其他实施方式中,第一漫射层214可具有约88%的浊度及约96%的总透射率。
在某些例示性实施方式中,第一漫射层214可包括均一或连续的散射微粒层。第一漫射层214可包括均一散射微粒层,其中相邻散射微粒之间的距离小于光源的大小的五分之一。无关于第一漫射层214相对于光源的方位,第一漫射层214显现类似漫射性质。散射微粒可例如在透明或白色墨水内,该墨水包括微米大小或纳米大小的散射微粒,诸如氧化铝微粒、TiO2微粒、PMMA微粒或其他合适微粒。微粒大小可例如在约0.1微米与约10.0微米的范围内发生变化。在其他实施方式中,第一漫射层214可包括防眩目图案。防眩目图案可由聚合物小珠层形成,或可被蚀刻。在此实施方式中,第一漫射层214可具有厚度,该厚度例如为约1微米、3微米、7微米、14微米、21微米、28微米或50微米或另一合适厚度。
在某些例示性实施方式中,第一漫射层214可包括可通过丝网印刷施加到第一载体板208的图案。第一漫射层214可被丝网印刷于施加到第二载体板的底漆层(例如,粘着剂层)上。在其他实施方式中,第一漫射层214可包含膜,该膜通过通过粘着剂层将第一漫射层膜层压到第一载体板208而施加到第一载体板208。在又其他实施方式中,第一漫射层214可通过将漫射层压花(例如,热或机械压花)到第二载体板中、冲压(例如,辊子冲压)漫射层到第二载体板中或对漫射层进行射出成形而施加到第一载体板208。在又其他实施方式中,第一漫射层214可通过蚀刻(例如,化学蚀刻)第二载体板而施加到第一载体板208。在一些实施方式中,第一漫射层214可运用激光(例如,激光破坏)施加到第一载体板208。
在又其他实施方式中,第一漫射层214可包括多个中空小珠。中空小珠可为塑料中空小珠或玻璃中空小珠。举例而言,中空小珠可为按商品名“3MGLASS BUBBLES iM30K”可购自3M公司的玻璃泡。此等玻璃泡具有玻璃组成物,包括:按重量计在约70%到约80%的范围内的SiO2、按重量计在约8%到约15%的范围内的碱土金属氧化物及按重量计在约3%到约8%的范围内的碱金属氧化物,及按重量计在约2%到约6%的范围内的B2O3,其中每一重量百分数基于玻璃泡的总重量。在某些例示性实施方式中,中空小珠的大小(亦即,直径)可例如自约8.6微米到约23.6微米发生变化,其中中值粒径为约15.3微米。在另一实施方式中,中空小珠的大小可例如自约30微米到约115微米发生变化,其中中值粒径为约65微米。在又其他实施方式中,漫射层120可包括多个纳米大小的色彩转换微粒,诸如红色及/或绿色量子点。在又其他实施方式中,第一漫射层214可包括多个中空小珠、纳米大小的散射微粒,及诸如红色及/或绿色量子点的纳米大小的色彩转换微粒。
中空小珠可首先与溶剂(例如,甲基乙基酮(Methyl Ethyl Ketone;MEK))均一地混合,随后与任何合适粘合剂(例如,甲基丙烯酸甲酯及二氧化硅)混合,且接着在必要时通过热或紫外线(UV)固化来固定以形成膏状物。膏状物可接着通过狭缝涂覆、丝网印刷或任何其他合适手段沈积于第一载体板208的表面上以形成第一漫射层214。在此实施方式中,第一漫射层214可具有例如在约10微米到约100微米的范围内的厚度。在另一实例中,第一漫射层214可具有在约100微米与约300微米之间的厚度。多个涂层在需要时可用以形成厚的第一漫射层。在每一实例中,第一漫射层214的浊度可如运用诸如BYK-Gardner的Haze-Gard的浊度计所测量大于99%。在漫射层44内使用中空小珠的优势包括:1)减小漫射层120的重量;及2)在较小厚度下达成所要浊度水平。
漫射器204可进一步包含漫射器板216,该漫射器板包含第二载体板218,该第二载体板包含第一表面220及与第一表面220相对的第二表面222。第一表面220及第二表面222在一些实施方式中可为平面的平行表面。根据各种实施方式,第二载体板218可包括用于照明及显示器应用的任何合适透明材料。
在实施方式中,第二载体板218可包含安置于其表面,例如第一表面220上的第二漫射层224。第二漫射层224可背离多个光源26。第二漫射层224可改良发射自光源26的光的侧向散布,藉此改良光均一性。第二漫射层224可例如具有镜面及漫射反射以及镜面及漫射透射。第二漫射层224可具有例如为约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%或者以上的浊度,及约20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或95%或以上的透射率。在某些例示性实施方式中,第二漫射层224可具有约70%的浊度及约90%的总透射率。在其他实施方式中,第二漫射层224可具有约88%的浊度及约96%的总透射率。
在某些例示性实施方式中,第二漫射层224可包括均一或连续的散射微粒层。第二漫射层224可包括均一散射微粒层,其中相邻散射微粒之间的距离小于光源的大小的五分之一。无关于第二漫射层224相对于光源的方位,第二漫射层224显现类似漫射性质。散射微粒可例如在透明或白色墨水内,该墨水包括微米大小或纳米大小的散射微粒,诸如氧化铝微粒、TiO2微粒、PMMA微粒或其他合适微粒。微粒大小可例如在约0.1微米与约10.0微米的范围内发生变化。在其他实施方式中,第二漫射层224可包括防眩目图案。防眩目图案可由聚合物小珠层形成,或可被蚀刻。在此实施方式中,第二漫射层224可具有厚度,该厚度例如为约1微米、3微米、7微米、14微米、21微米、28微米或50微米或另一合适厚度。
在某些例示性实施方式中,第二漫射层224可包括可通过丝网印刷施加到第二载体板218的图案。第二漫射层224可被丝网印刷于施加到第二载体板的底漆层(例如,粘着剂层)上。在其他实施方式中,第二漫射层224可为通过通过粘着剂层将漫射层膜层压到第二载体板218而施加到第二载体板218的膜。在又其他实施方式中,第二漫射层224可通过将漫射层压花(例如,热或机械压花)到第二载体板中、冲压(例如,辊子冲压)漫射层到第二载体板中或对第二漫射层进行射出成形而施加到第二载体板218。在又其他实施方式中,第二漫射层224可通过蚀刻(例如,化学蚀刻)第二载体板而施加到第二载体板218。在一些实施方式中,第二漫射层224可运用激光(例如,激光破坏)施加到第二载体板218。
在又其他实施方式中,第二漫射层224可包括多个中空小珠。中空小珠可为塑料中空小珠或玻璃中空小珠。举例而言,中空小珠可为按商品名“3MGLASS BUBBLES iM30K”可购自3M公司的玻璃泡。此等玻璃泡具有玻璃组成物,包括:按重量计在约70%到约80%的范围内的SiO2、按重量计在约8%到约15%的范围内的碱土金属氧化物及按重量计在约3%到约8%的范围内的碱金属氧化物,及按重量计在约2%到约6%的范围内的B2O3,其中每一重量百分数基于玻璃泡的总重量。在某些例示性实施方式中,中空小珠的大小(亦即,直径)可例如自约8.6微米到约23.6微米发生变化,其中中值粒径为约153微米。在另一实施方式中,中空小珠的大小可例如自约30微米到约115微米发生变化,其中中值粒径为约65微米。在又其他实施方式中,第二漫射层224可包括多个纳米大小的色彩转换微粒,诸如红色及/或绿色量子点。在又其他实施方式中,第二漫射层224可包括多个中空小珠、纳米大小的散射微粒,及诸如红色及/或绿色量子点的纳米大小的色彩转换微粒。
中空小珠可首先与溶剂(例如,甲基乙基酮(Methyl Ethyl Ketone;MEK))均一地混合,随后与任何合适粘合剂(例如,甲基丙烯酸甲酯及二氧化硅)混合,且接着在必要时通过热或紫外线(UV)固化来固定以形成膏状物。膏状物可接着通过狭缝涂覆、丝网印刷或任何其他合适手段沈积于第二载体板218的表面上以形成第二漫射层224。在此实施方式中,第二漫射层224可具有例如在约10微米与约100微米之间的厚度。在另一实例中,第二漫射层224可具有在约100微米与约300微米之间的厚度。多个涂层在需要时可用以形成厚的漫射层。在每一实例中,第二漫射层224的浊度如运用诸如BYK-Gardner的Haze-Gard的浊度计所测量可大于99%。在漫射层44内使用中空小珠的两个优势包括:1)减小第二漫射层224的重量;及2)在较小厚度下达成所要浊度水平。
在又其他实施方式中,背光而非个别背光单元组件可组态为模块,该等模块被覆瓦且安装到共同支撑框架作为背光模块阵列。藉助于实例,图24为包含多个背光模块302(例如,背光单元14)的例示性显示设备300的俯视图。图25为包含多个背光模块302的例示性显示设备300的横截面侧视图。显示设备300包含显示器面板12,例如LCD面板,及支撑框架34。每一背光模块302可例如如关于图1、图11、图18到图21的背光单元14或者本文中所公开的任何其他背光所绘示并描述而组态,且多个背光模块可例如藉助于粘着剂36或机械紧固件耦接到支撑框架34作为背光模块的阵列,例如包含背光模块的正交行及列的矩形阵列。每一背光模块302可包含如本文中所描述的光板总成16,该光板总成包含附接到光板基板20的多个光源26。光板总成16可进一步包含安置于光板基板20的表面上的反射层28。在一些实施方式中,光板总成16可仍进一步包含安置于光板基板20上的囊封层,该光板基板包围且覆盖光源26。每一背光模块302可进一步包含如先前所描述的漫射器18或本文中所描述的任何其他漫射器,包含定位于光板总成16与显示器面板12之间的透明载体板38。载体板38可包括安置于载体板的一侧上的如本文中所描述的多个图案化反射器46,及安置于载体板的相对侧上的漫射层44。虽然未予以图示,但载体板38可包括囊封图案化反射器46的囊封层。
图26为包含多个背光模块402的另一例示性显示设备400的横截面侧视图。显示设备400包含显示器面板12,例如LCD面板;及支撑框架34。每一背光模块402可例如如关于图22的背光单元14所绘示并描述而组态,且多个背光模块可例如藉助于粘着剂36或机械紧固件耦接到支撑框架34作为背光模块的阵列,例如包含背光模块的矩形阵列。每一背光模块402可包含例如如先前所描述的光板总成16,该光板总成包含附接到光板基板20的多个光源26。光板总成16可进一步包含安置于光板基板20的第一表面22上的反射层28。在一些实施方式中,光板总成16可仍进一步包含安置于光板总成20上的囊封层32,该囊封层包围且覆盖光源26。
每一背光模块402可进一步包含漫射器404,该漫射器包含多个图案化反射器板206及定位于光板总成16与显示器面板12之间的如本文中所描述的漫射器板216。每一图案化反射器板206可包含第一载体板208,该第一载体板包括安置于每一第一载体板的一侧上的如本文中所描述的多个图案化反射器46。每一图案化反射器板206可进一步包含如本文中所描述的第一漫射层214,该第一漫射层安置于第一载体板208的与图案化反射器46相对的表面上。每一背光模块402可包含第二载体板218,该第二载体板在背光模块的多个图案化反射器板206上方延伸;且进一步包含安置于第二载体板的一表面上的第二漫射层224。
图27为包含多个背光模块502的又一例示性显示设备500的横截面侧视图。显示设备500包含显示器面板12,例如LCD面板,及支撑框架34。每一背光模块502可例如如关于图23的背光单元202所绘示并描述而组态,且多个背光模块可例如藉助于粘着剂36或机械紧固件耦接到支撑框架34作为背光模块的阵列,例如背光模块的矩形阵列。举例而言,每一背光模块502可包含光板总成16,该光板总成包含附接到光板基板20的多个光源26。每一光板总成16可进一步包含安置于光板基板20的表面上的反射层28。在一些实施方式中,每一光板总成16可仍进一步包含安置于光板基板20上的囊封层32,该囊封层包围且覆盖光源26。
每一背光模块502可进一步包含漫射器504,该漫射器包含多个图案化反射器板206及定位于光板总成16与显示器面板12之间的如本文中所描述的漫射器板216。每一图案化反射器板206可包含第一载体板208,该第一载体板包括安置于每一第一载体板的一侧上的如本文中所描述的多个图案化反射器46。每一图案化反射器板206可进一步包含如本文中所描述的第一漫射层214,该第一漫射层安置于第一载体板208的与图案化反射器46相对的表面上。每一背光模块402可包含第二载体板218,该第二载体板在背光模块的多个图案化反射器板206上方延伸;且进一步包含安置于第二载体板的一表面上的第二漫射层224。
漫射器204可进一步包含漫射器板216,该漫射器板包含在多个图案化反射器板206上方延伸的第二载体板218且进一步包含安置于第二载体板的一表面上的第二漫射层224。
在一些实施方式中,显示设备可通过在光板总成与漫射器之间包括导光板而制造得更薄。导光板诸如通过全内反射侧向导向来自光板总成的光。配置于导光板的一或多个表面上的光提取特征可破坏全内反射,且在朝向显示器面板12的方向上重新导向在导光板中传播的光。通过光源产生的光的侧向传播及提取有助于使光更快地散布,藉此允许显示设备制造得更薄。可利用自导光板提取光的各种方法,且虽然以下实施描述且图示图案化反射器46且先前予以描述并绘示,但其他光提取方法可用作替代性或额外提取机构,包括但不限于分布于导光板内部内的容积类光提取特征,诸如微粒、孔隙(例如,气泡)及激光诱发的损害,诸如孔隙或微型裂纹;及各种表面光提取特征,包括表面反射器(诸如白色点)、激光诱发的表面特征及类似者。被设计以侧向导引所接收光且提取光的此类导光板本文中描述为“图案化”导光板。图案化导光板在各种实施方式中可与漫射器组合以使光更广泛地漫射。
因此,图28为例示性显示设备600,例如液晶显示器(liquid crystal display;LCD)装置的横截面侧视图,该显示设备包含显示器面板12及背光单元602。在各种实施方式中,背光单元602可包含:光板总成604,其被组态以照射显示器面板12;图案化导光板606;及漫射器608,该漫射器被组态以在照射显示器面板12之前使自图案化导光板606发射的光漫射。
光板总成604可包含光板基板20,该光板基板包括第一表面22及与第一表面22相对的第二表面24;且可进一步包含安置于第一表面22上的多个光源26。光板基板20可为印刷电路板(printed circuit board;PCB)、玻璃或塑料基板、树脂基板、纤维玻璃基板、陶瓷基板、玻璃-陶瓷基板,或适用于传递电信号到每一光源26从而个别地控制每一光源的另一合适基板。光板基板20可为刚性基板或柔性基板。光板基板20可包括平坦基板或弯曲基板。弯曲基板例如可具有小于约2000毫米,诸如约1500毫米、1000毫米、500毫米、200毫米或100毫米的曲率半径。
多个光源中的每一光源26可为例如LED(例如,大于约0.5毫米的大小)、迷你LED(例如,介于约0.1毫米与约0.5毫米之间的大小)、微型LED(例如,小于约0.1毫米的大小)、有机LED(organic LED;OLED),或具有范围为约400纳米到约750纳米的波长的另一合适光源。在其他实施方式中,多个光源26中的每一者可具有短于400纳米及/或长于750纳米的波长。光源26可为沿着朗伯分布图案发射光的有角度朗伯光源。
光源26可以多种阵列组态中的任一者,例如行及列的二维矩形(亦即,正方形)阵列配置于第一表面22上,尽管在其他实施方式中,光源26可配置成其他二维几何阵列。举例而言,图2到图6表示光源的各种例示性几何配置,包括但不限于且分别为三角形阵列、矩形(例如,正方形)阵列、六边形阵列、第一偏移矩形阵列,及第二偏移矩形阵列。在一些实施方式中,光源26可以两个或两个以上几何阵列图案,诸如绘示于图2到图6中的图案中的任何两者或两者以上的任何组合配置。
光板总成604可又进一步包含沈积于第一表面22上的反射层28,反射层28包围光源26。
在各种实施方式中,光板总成604可例如通过粘着剂36安装于支撑框架34上(例如,耦接到该支撑框架),尽管在其他实施方式中,光板总成604可通过机械紧固件,例如螺钉、压铆螺母柱或其他机械紧固件耦接到支撑框架34。支撑框架34可例如为金属框架、外壳或其他合适支撑部件。
光板总成604可进一步包含图案化导光板606,该图案化导光板包含第一表面610及与第一表面610相对的第二表面612。第一表面610及第二表面612在一些实施方式中可为平面的平行表面。根据各种实施方式,图案化导光板606可包括用于照明及显示器应用的任何合适透明材料。
图案化导光板606的光学性质可受透明材料的折射率影响。根据各种实施方式,图案化导光板606可具有范围为约1.3到约1.8的折射率。在其他实施方式中,图案化导光板606可具有低水平光衰减(例如,归因于吸收及/或散射)。图案化导光板606的光衰减(α)对于范围为约420纳米到750纳米的波长可例如每公尺小于约5分贝。图案化导光板606可包括聚合物材料,诸如塑料(例如,聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate;PMMA)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(methylmethacrylate styrene;MS)、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane;PDMS)、聚碳酸酯(polycarbonate;PC))或其他类似材料。图案化导光板606亦可包括玻璃材料,诸如铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、碱铝硼硅酸盐、碱石灰或其他合适玻璃。适合于用作玻璃载体板的市售玻璃的非限制性实例包括购自Corning Incorporated的EAGLE
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LotusTM
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玻璃。若光板基板20包括弯曲玻璃,则图案化导光板606亦可包括用以形成弯曲背光的弯曲玻璃。
在各种实施中,图案化导光板606可包含安置于第一表面610上的如本文中所描述的多个图案化反射器46,尽管在其他实施方式中,图案化反射器46可安置于第二表面612上或第一表面610及第二表面612两者上。在一些实施方式中,图案化反射器46可参看图8到图10或图14到图17所描述并绘示。举例而言,此类图案化反射器可显现圆形或非圆形二维轮廓,诸如椭圆、卵形、多边形(矩形、正方形、三角形)等。此类图案化反射器可为盘型、环形或两者的组合。在各种实施方式中,此类图案化反射器可包含例如同心环。此类图案化反射器可显现尺寸发生变化的一或多个特性。举例而言,图案化反射器46可包含大的多个点,诸如反射墨水点(例如,白色墨水点)。因此,在各种实施方式中,点的密度可依据半径(例如,距图案化反射器的中心的距离)发生变化。在一些实施方式中,点密度可减低半径的功能。在一些实施方式中,点密度可依据半径增大。在一些实施方式中,图案化反射器的厚度可依据半径发生变化。在一些实施方式中,点密度可线性发生变化。在一些实施方式中,图案化反射器46可包含通过多个交替的透明环及反射环包围的中心盘(例如,包含多个反射点的环)。在此类实施方式中,透明及/或反射环的径向宽度可发生变化。在一些实施方式中,反射环的点密度可依据半径发生变化。即,反射环可自环到环在点密度上减低。在一些实施方式中,一或多个个别反射环可依据半径发生变化。在一些实施方式中,一或多个图案化反射器可缺少圆形对称性(例如,为圆形不对称的),如参看图15到图17所绘示并描述。在又其他实施方式中,此外或替代地,图案化导光板606可包含其他光修改特征(例如,被组态以使光散射或以其他方式影响光通过导光板的透射的特征)。此类光修改特征可包括分布于导光板的内部内的容积类光提取特征,诸如微粒、孔隙(例如,气泡)及激光诱发的损害,诸如微型裂纹及区域化折射率变化及各种表面光提取特征,包括表面反射器(诸如,反射点)、激光诱发的表面特征、光提取膜或涂层及类似者。在各种实施方式中,图案化导光板606可结合到光源26。举例而言,图案化导光板606的第二表面612可诸如运用光学粘着剂,例如透明环氧树脂粘着剂结合到光源26。
显示设备600进一步包含定位于光板总成604与显示器面板12之间的漫射器608。漫射器608可包含漫射器板616,该漫射器板包含第一主表面630及与第一表面630相对的第二主表面632。在一些实施方式中,如图所示,第一主表面630可包含平面表面。在一些实施方式中,如图所示,第二主表面632可包含平面表面。在一些实施方式中,如图所示,第一主表面630可大体上平行于第二主表面632。漫射器板616的厚度T3可界定为第一主表面630与第二主表面632之间的距离。在一些实施方式中,厚度T3可为约0.1毫米或以上、约0.5毫米或以上、约0.8毫米或以上、约1毫米或以上、约10毫米或以下、约8毫米或以下、约5毫米或以下、约3毫米或以下,或约2毫米或以下。在一些实施方式中,厚度T3可在如下范围内或包括下述各值之间的所有范围及子范围内:自约0.1毫米到约10毫米、自约0.1毫米到约8毫米、自约0.5毫米到约8毫米、自约0.5毫米到约5毫米、自约0.5毫米到约3毫米、自约0.5毫米到约2毫米、自约1毫米到约2毫米、自约0.5毫米到约10毫米、自约1毫米到约10毫米、自约1毫米到约8毫米、自约1毫米到约5毫米、自约1毫米到约毫米。
在一些实施方式中,漫射器板616可包含聚合物材料。漫射器板616的合适聚合物材料可包括聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate;PMMA)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(methylmethacrylate styrene;MS)、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane;PDMS)、聚碳酸酯(polycarbonate;PC))或其他类似材料。在一些实施方式中,漫射器板616可包含玻璃材料,诸如铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、碱铝硼硅酸盐、碱石灰或其他合适玻璃。适合于用作玻璃载体板的市售玻璃的非限制性实例包括购自Corning Incorporated的EAGLE
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玻璃。在一些实施方式中,漫射器板616可包含玻璃-陶瓷材料。举例而言,在一些实施方式中,玻璃-陶瓷材料可包含非晶相及包含晶体的晶体相,该等晶体包含二硅酸锂以及β-锂辉石或β-石英中的一或多者,结晶相包含在约500纳米到约1,000纳米的范围内的一或多种晶体类型晶体的中值颗粒大小,结晶相贯穿漫射器板的容积分布,且其中漫射器板按穆尔计进一步包含以下各者:SiO2:60到75;Al2O3:2到9;Li2O:17到25;及Na2O+K2O:0.5到6。
漫射器608可进一步包含光学叠层620。光学叠层620可包括漫射膜622及/或影像增强膜624。漫射膜622可包含例如购自3MTM的漫射膜,例如3635-30或3635-70。影像增强膜624可包括光学透明板及/或光学膜,诸如透镜阵列膜、亮度增强膜(brightness enhancingfilm;BEF)、量子点(quantum dot;QD)色彩转换膜及类似者。举例而言,影像增强膜624可包含可购自3MTM的一或多个BEF,且可包括双重亮度增强膜(dual brightness enhancingfilm;DBEF)。光学叠层620可使光“回收”(将光的部分朝向光板总成反射回),且可辅助“清洗”通过覆瓦边缘或瓦片之间的间隙产生的局部亮度变化。光学叠层620的许多变化为可能的。
图29绘示例示性黑光单元700,例如液晶显示器(liquid crystal display;LCD)装置的横截面侧视图,该黑光单元包含显示器面板12及背光单元702。显示设备700类似于图示于图28中的显示设备600,除了显示设备700包含本文中参看图28所描述并绘示的多个覆瓦状漫射器板616外。多个漫射器板616位于同一板上(共平面)且被边缘到边缘地配置。在各种实施方式中,背光单元702可包含:光板总成604,其被组态以照射显示器面板12;图案化导光板606;及漫射器608,该漫射器被组态以在照射显示器面板12之前使自图案化导光板604发射的光漫射
相邻玻璃漫射器板的相邻边缘可被抛光达一光学质量以使边缘表面上的散射最小化。举例而言,边缘表面质量可使得入射于瓦片边缘上的光线的不超过5%应在入射点处以自到边缘表面的法线大于约2度的角度经历散射。光线的另外95%应在频谱条件下透射或反射。在一些实施方式中,相邻边缘可例如运用激光射束或火把进行火抛光(firepolish),藉此通过使边缘材料局部重新熔融而使裂纹及擦痕以及其他表面缺陷愈合。在其他实施方式中,相邻边缘可涂覆有光学透明涂层,例如,折射率匹配材料,例如折射率匹配环氧树脂。
漫射器板616可被定位,使得相邻瓦片之间的缝隙(间隙)并非直接在任何光源26上方,且确切而言大致在光源中间,例如在对应局部调暗区的边缘处。相邻漫射器瓦片之间的间隙在瓦片紧密地推在一起时可以不可见,但该等间隙在光学叠层620(例如,0.1毫米厚的塑料漫射器膜、交联BEF及DBEF)定位于漫射器板上方时对于高达0.5毫米的覆瓦间距可保持不可检测。在各种实施方式中,光学叠层620的总厚度可至少大达相邻漫射器板之间的间隙G。
图30绘示例示性显示设备800,例如液晶显示器(liquid crystal display;LCD)装置的横截面侧视图,该显示设备包含显示器面板12及背光单元802。显示设备800类似于图示于图28中的显示设备600,除了背光单元802包含光板总成外,该光板总成包含本文中参看图28所描述并绘示的多个覆瓦状图案化导光板606外。多个图案化导光板606位于共同平面上且被边缘到边缘地配置。通过使用多个小尺寸导光板(相较于图29的实施方式中所使用的单一导光板),图案化反射器46与光源26之间的对准可更易于建立并维持。在各种实施方式中,背光单元802可进一步包含:光板总成604,其被组态以照射显示器面板12;及漫射器608,该漫射器被组态以在照射显示器面板12、如先前所描述的光板总成604及漫射器608两者之前使自光板总成604发射的光漫射。
图31绘示再一例示性显示设备900的横截面侧视图。显示设备900类似于图示于图30中的显示设备800,除了背光单元902包含多个覆瓦状图案化导光板606外,显示设备900包含漫射器608,该漫射器包含多个覆瓦状漫射器板616。多个覆瓦状图案化导光板606以第一预定阵列边缘到边缘地位于第一共同平面上,且多个覆瓦状漫射器板616以第二预定阵列边缘到边缘地位于第二共同平面上。
在各种实施方式中,多个覆瓦状漫射器板及多个覆瓦状导光板两者可具有相同大小及形状,其可使制造合理化。自光学件的视点,前述情形在漫射器瓦片及/或导光板的边界对应于显示设备的个别局部调暗区的边界情况下可为有益的。在各种实施方式中,图案化导光板606及/或漫射器板616的边缘,例如相邻边缘可被抛光达使边缘表面处的散射最小化的光学质量。
对于光源与导光板或漫射器上的印刷特征(例如,图案化反射器)之间的准确对准被需要的背光设计,此通常将要求,光板瓦片彼此对准。然而,通过提供覆瓦状照明模块,此要求不再适用,此由于个别瓦片定位上的小的变化可被容许。通过温度变化产生的结合到导光板的导光总成之间的结合界面处的应力对于较小大小的照明模块一般将为较低的。此外,模块大小可“被标准化”,且不同大小背光通过简单地使用不同数目个模块来产生。
因此,图32绘示再一例示性显示设备1000的横截面侧视图。显示设备1000包含包括如先前所绘示且描述的漫射器608的背光单元1002,及多个照明模块1004。每一照明模块1004包含如先前所绘示并描述的光板总成604。多个照明模块1004边缘到边缘地位于共同平面上。
使用图32的覆瓦状模块的挑战为,相邻照明模块1004之间的间隙可产生局部亮度变化,且间隙可变得可见。此可见性可被减小到临界可察觉的临限值以下,或通过使用额外减轻来消除。举例而言,图32图示置放于照明模块之间的间隙上方(例如,置放于相邻光板基板20之间的间隙上方)的光学反射材料1006,例如,反射条带;或间隙可运用反射油漆或墨水简单地覆盖。然而,此情形可为技术上有挑战的,此由于对间隙的接入可通过被结合光导阻断。因此,在其他实施中,多个照明模块1004可置放于共同反射背板1008上,如图33中所绘示。反射背板1008需要仅在多个照明模块1004之间的间隙下方,但不必在背板的整个表面上方为反射的。在一些实施方式中,并非连续的反射背板1008,反射条带或油漆可在光板基板20下方而非上方或上方且下方施加到间隙。若反射条带置放于光板基板20下方,则其亦可充当安装条带以将光板基板固持于支撑框架34上。在又其他实施方式中,反射层28可在无间隙情况下作为连续共同层施加于所有照明模块1004的光板基板20的上表面上方。
图34绘示再一例示性显示设备1100的横截面图。显示设备1100包含背光单元1102及光板总成1104。类似于先前实施方式,光板总成1104包含光板基板20,该光板基板包括第一表面22及与第一表面22相对的第二表面24。光板基板20包含安置于其上的多个光源26。
在一些实施方式中,漫射器板616可包含通过印刷或其他合适手段形成的一或两个主表面上的图案,例如图案化反射器46。举例而言,此类图案在直接在对应光源上方的每一图案的中心中可为更具反射性且透射率为较低的,且在光源方位之间在图案的边缘处具有较低反射性且更具透射性。在此实施方式中,覆瓦状漫射器板616可通过间隔物1106与光板总成1104隔开,藉此产生且维持均一间隙1108。间隔物1106可为小珠、柱、锥体或任何其他合适结构。
在一些实施方式中,如图35中所绘示,折射率匹配材料1110,例如折射率匹配的粘着剂(例如,环氧树脂)可用以接合及/或填充本文中所公开的实施方式中任一者中的覆瓦状导光板(图35(a))或漫射器板(图35(b))。表面张力及/或毛细力可在间隙中使折射率匹配材料居中,如图中所绘示。在覆瓦状漫射器板状况下,折射率匹配的边缘涂层或折射率匹配的间隙填充剂可包含光散射微粒,例如玻璃或硅酮小珠、二氧化钛粉末或气泡。对于覆瓦状导光板,涂层或填充剂可为光学透明的。填充剂可有利地为光学粘着剂,该光学粘着剂在固化时保持为软的,以提供覆瓦与所添加机械强度之间的光学耦合。
消除显示设备的覆瓦状组件之间的间隙可自模型化基础上描述,其中覆瓦状组件之间的间隙(亦被称作“缝隙”)的可见性可通过管理基板及板的相邻边缘的形状及边缘表面的反射性质(反射率及散射因数)来抑制或消除以进行覆瓦,且任何下伏支撑结构的表面在相邻边缘之间的间隙之间可见。为了找寻用于通过上述表面及边缘性质抑制覆瓦缝隙可见性的最佳条件,可使用射线追踪。
图36为描绘例示性光板总成1200 1200的示意性表示,该例示性光板总成包含安装到背部支撑件1204的多个覆瓦状光板基板1202及附接到多个光板基板20的多个光源26。间隙(缝隙)1206在所图示的光板基板之间延伸,且环境光1208被导向朝向显示设备。可影响缝隙可见性的主要参数为背部支撑件的表面性质(例如,反射率Rb及散射因数σb)、光板基板表面性质(反射率Rg及散射因数σg)、光板基板边缘的表面性质(反射率Re及散射因数σe)、光板基板边缘的形状、光板基板边缘之间的间隙G,及视角(α)。
表面的关于表面粗糙度的光散射性质可通过高斯散射函数来描述,
Figure BDA0003950557140000491
其中θ为实际反射角度与频谱反射角度的之间的角度差,I(θ)为θ方向上的辐射率,I0为频谱方向上的辐射率,且σ为按度数计高斯分布的标准偏离。频谱角度,例如频谱方向为等于相对于反射表面的法线的入射角的理想(镜面)反射角度。
如图37中所绘示,为了定量评估覆瓦状板之间的缝隙的可见性,缝隙可见性因数(seam visibility factor;SVF)被引入该缝隙可见性因数定义为
Figure BDA0003950557140000492
其中G为两个覆瓦状基板之间的间隙宽度,WFWHM为覆瓦状装置影像的横截面强度分布之间隙峰值的全宽半最大值,A为覆瓦状装置影像在缝隙处的横截面强度分布的峰值的幅值,且Ib为覆瓦状装置影像的横截面强度分布的基线强度。
图38绘示0°视角下自0°到17.2°的基板表面散射因数σ的模型化横截面光强度分布。水平轴线指示位置,其中零位置指示覆瓦状板的相邻边缘之间的间隙位置。资料加强图2的示意性视图中图示的概念,且高亮显示缝隙可见性随着基板表面散射因数σ增大而减低。
图39为SVF的图形,且图40为对比度(A/Ib)曲线1210及G/WFWHM曲线1212的图形,两个图的曲线依据0度视角α的基板表面散射因数σ绘制。数据绘示1)覆瓦状基板的表面散射因数(其相对于表面粗糙度)对缝隙可见性具有显著影响;2)缝隙可见性(seamvisibility;SVF)随着使基板表面散射因数增大而减低,且效应在约1度的基板表面散射因数σ处开始饱和,且;3)在基底表面的反射率为约0时,缝隙可见性对于视角为不敏感的。
图41绘示在基座表面反射率为0时针对0°、10°、20°及30°的检视角依据基板表面散射因数σ的模型化SVF。所有四个曲线的良好重迭指示,覆瓦缝隙可见性在基座表面反射率为0时对于视角为不敏感的。图42绘示在视角为0度时针对25μm、50μm及100μm的覆瓦间隙依据基板表面散射因数σ的模型化SVF。对于所有三个覆瓦间隙,缝隙可见性因数(seamvisibility factor;SVF)随着使基板表面散射因数σ增大而增大(变得更具正性),且效应针对25μm、50μm、100μm的覆瓦间隙关于约~10度的表面散射因数σ、约1.3度的σ及约2.0度的σ下分别开始饱和。覆瓦缝隙可见度因数SVF随着覆瓦间隙增大而减低(变得更具负性)。
图43绘示当基座表面及基板表面的散射因数为0°、0.23°、1.15°且5.73°时依据基座表面与基板表面之间的反射率差ΔRbg=Rb的模型化SVF,而图44绘示依据基座表面与基板表面之间的散射因数σ的模型化SVF对基座表面与基板表面之间的反射率差。SVF对基座表面与基板表面之间的反射率差的敏感度随着基座表面及基板表面的表面散射因数增大而减低,且此效应在约1.0°的表面散射因数σ下开始饱和。
图45绘示依据基座表面与基板表面之间的散射因数差Δσbg=σbg的模型化SVF。数据绘示,SVF随着基座表面与基板表面之间的散射因数差指数减低,且SVF在Δσbg>0时对于Δσbg为较不敏感的。举例而言,用于达成|SVF|<0.0243的Δσbg的范围大于-0.26°,用于达成|SVF|<0.01的Δσbg的范围为-0.125°到0.235°,且用于达成|SVF|<0.005的Δσbg的范围为-0.06°到0.11°。实曲线表示指数衰减3拟合。
图46绘示依据基板边缘表面与前表面之间的反射率差ΔRes=Re-Rs的模型化SVF。数据绘示,SVF对于基板边缘与前表面之间的反射率差为不敏感的。
图47绘示依据基板边缘与基板前表面之间的散射因数差Δσeg=σe-σg的模型化SVF。数据绘示,缝隙可见性对于基板边缘与前表面之间的反射率差为亦不敏感的。
图48绘示基于45度的倒角角度依据倒角高度的模型化SVF。当基板边缘被倒角时,自倒角边缘表面反射的光归因于人眼的有限收集角度并未通过观测者可观测。因此,SVF随着增大倒角高度而减低。由于基座表面的反射率Rb=6.5%高于基板表面的反射率Rg=5%,因此SVF对于无倒角(倒角高度=0)的基板边缘大于0。为了达成|SVF|<0.04,倒角高度应小于20μm。
模型化已绘示:
○基板前表面的散射因数σg应大于1°,例如大于约1.3°,诸如大于约2°;
○基座板表面的散射因数σb应在自约0.5σg到1.5σg的范围内;及
○基板前表面的散射因数σg应大于约1度,例如大于约1.3°,诸如大于约2°。
来自图48之前述数据指示,基板的覆瓦边缘可被倒角。图49A为根据本文中所描述的实施方式的通用光板基板20的一部分的横截面图,从而阐述电路板的特性,包括覆瓦边缘1300(例如,面向相邻光板的相邻边缘的边缘,及基板的前表面1302。举例而言,在光板基板20包含第一表面22上的反射层28之处,前表面1302为反射层28的暴露表面。在光板基板并不在第一表面22上包括反射层28之处,光板之前表面1302为第一表面22。
图49B及图49C以横截面描绘各种倒角轮廓。如图所绘示,倒角表面可为平坦的或弯曲的、对称或不对称的。在各种实施方式中,倒角的高度Ch可小于0.5G(其中G为覆瓦间隙的宽度)。
在实施方式中,基板的覆瓦边缘表面1300可具有凸起形状,该凸起形状对于基板的中心线1304为对称或不对称的。在各种实施方式中,倒角1308的高度Ch可小于约0.5G(其中G为覆瓦间隙,亦即,相邻基板之间的间隙)。
对于所属领域的技术人员将为显而易见的是,可对本发明进行各种修改及变化而不背离本发明的精神及范畴。因此,意欲本发明涵盖提供的修改及变化,该等修改及变化在所附权利要求书及其等效物的范畴内。

Claims (91)

1.一种显示设备,包含:
显示器面板;
背光单元,配置相邻于所述显示器面板,所述背光单元包含:
第一光板总成,所述第一光板总成包含第一多个光源;
第二光板总成,所述第二光板总成相邻于所述第一光板总成且在与所述第一光板总成共同的平面上配置,所述第二光板总成包含第二多个光源;及
漫射器,定位于所述第一光板总成及所述第二光板总成上方,所述漫射器在其表面上包含多个图案化反射器。
2.如权利要求1所述的显示设备,其中所述第一多个光源包含近接于所述第一光板总成的周边且沿着所述周边定位的第一多个周边光源及定位于所述第一多个周边光源内部的第一多个内部光源,且所述第二多个光源包含近接于所述第二光板总成的周边且沿着所述周边定位的第二多个周边光源及定位于所述第二多个周边光源内部的第二多个内部光源,所述多个图案化反射器包含与所述第一多个周边光源的对应光源对准的图案化反射器的第一子集及与所述第一多个内部光源的对应光源对准的图案化反射器的第二子集,且其中图案化反射器的所述第一子集不同于图案化反射器的所述第二子集。
3.如权利要求2所述的显示设备,其中所述多个图案化反射器包含与所述第二多个周边光源的对应光源对准的图案化反射器的第三子集及与所述第二多个内部光源的对应光源对准的图案化反射器的第四子集,且其中图案化反射器的所述第三子集不同于图案化反射器的所述第四子集。
4.如权利要求3所述的显示设备,其中所述第一多个周边光源与所述第一多个内部光源之间的间距P1等于所述第二多个周边光源与所述第二多个内部光源之间的间距P2。
5.如权利要求4所述的显示设备,其中所述第一多个周边光源与所述第二多个周边光源之间的间距P3不同于P1。
6.如权利要求1所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,且所述第二光板总成包含第二光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及第一边缘表面,且所述第二光板基板包含第二前表面及与所述第一边缘表面相邻且通过间隙与所述第一边缘表面隔开的第二边缘表面,所述显示设备进一步包含越过所述间隙安置于所述第一前表面和所述第二前表面上的反射材料。
7.如权利要求6所述的显示设备,其中所述第一前表面与所述第二前表面中的每一者包含反射层,且反射材料安置于所述反射层上。
8.如权利要求1所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,且所述第二光板总成包含第二光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及第一边缘表面,且所述第二光板基板包含第二背部表面及相邻于所述第一边缘表面且通过间隙与所述第一边缘表面隔开的第二边缘表面,所述显示设备进一步包含越过所述间隙安置于所述第一背部表面与所述第二背部表面上的反射材料。
9.如权利要求1所述的显示设备,其中所述第一光板总成及所述第二光板总成耦接到背部框架,所述显示设备进一步包含定位于所述背部框架与所述第一光板总成及所述第二光板总成之间的反射材料。
10.如权利要求1所述的显示设备,其中反射材料安置于所述第一光板总成与所述第二光板总成之间的间隙中且至少部分填充所述间隙。
11.如权利要求10所述的显示设备,其中透明涂层安置于所述反射材料上。
12.如权利要求1所述的显示设备,其中所述漫射器包含载体板,所述载体板包含第一表面及与所述第一表面相对的第二表面,所述第二表面面向所述光源,所述第一多个图案化反射器和所述第二多个图案化反射器定位于所述载体板的所述第一表面或所述载体板的所述第二表面中的至少一者上。
13.如权利要求12所述的显示设备,其中所述漫射器进一步包含所述载体板的所述第一表面或所述载体板的所述第二表面中的相对一者上的漫射层。
14.如权利要求12所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,且所述载体板的CTE及所述第一光板基板的CTE并不相差超出3.0×10-6/℃。
15.如权利要求12所述的显示设备,其中所述第二光板总成包含第二光板基板,且所述载体板的CTE及所述第二光板基板的CTE并不相差超出3.0×10-6/℃。
16.如权利要求1所述的显示设备,其中图案化反射器的所述第一子集中每一者的第一半部不同于图案化反射器的所述第一子集中每一者的第二半部。
17.如权利要求1所述的显示设备,其中图案化反射器的所述第一子集中每一者的第一半部与图案化反射器的所述第一子集中每一者的第二半部相同。
18.如权利要求1所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含具有第一边缘表面的第一光板基板,且所述第二光板总成包含具有第二边缘表面的第二光板基板,所述第二边缘表面相邻于所述第一边缘表面且面向所述第一边缘表面,所述第一边缘表面包含具有第一倒角高度Ch1的第一倒角及具有第二倒角高度Ch2的第二倒角,所述第二倒角与所述第一倒角相对。
19.如权利要求18所述的显示设备,其中所述第一倒角及所述第二倒角相对于所述第一光板基板的中心平面为不对称的。
20.如权利要求18所述的显示设备,其中所述第一倒角或所述第二倒角中的至少一者包含弯曲。
21.如权利要求20所述的显示设备,其中所述弯曲是凸起弯曲。
22.如权利要求18所述的显示设备,其中所述第二光板基板的所述第二边缘表面通过间隙G与所述第一光板基板的所述第一边缘表面分离,且Ch1或Ch2中的至少一者小于0.5G。
23.如权利要求1所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及与所述第一前表面相对的第一背部表面,所述第一光板基板的所述第一背部表面耦接到支撑框架的第一表面,所述第一前表面包含第一表面反射率Rg且所述支撑框架的所述第一表面包含范围为约0.5Rg到约1.5Rg的第二表面反射率Rb。
24.如权利要求1所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及与所述第一前表面相对的第一背部表面,所述第一背部表面耦接到支撑框架的第一表面,所述第一前表面包含第一表面散射因数σg且所述支撑框架的所述第一表面包含范围为约0.5σg到约1.5σg的第二表面散射因数σb。
25.如权利要求1所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及与所述第一前表面相对的第一背部表面,所述第一光板基板的所述第一背部表面耦接到支撑框架的第一表面,所述第一前表面包含大于约1°的表面散射因数σg。
26.如权利要求25所述的显示设备,其中所述σg大于约1.3°。
27.如权利要求25所述的显示设备,其中所述σg大于约2°。
28.如权利要求1所述的显示设备,其中所述背光单元包含第一背光模块,所述显示设备包含相邻于所述第一背光模块且在与所述第一背光模块共同的平面上的第二背光模块。
29.一种显示设备,包含:
显示器面板;
背光单元,配置相邻于所述显示器面板,所述背光单元包含:
光板总成,所述光板总成包含多个光源;
漫射器,定位于所述光板总成与所述显示器面板之间,所述漫射器包含第一图案化反射器板及相邻于所述第一图案化反射器板且在与所述第一图案化反射器板共同的平面上的第二图案化反射器板,且漫射器板定位于所述第一图案化反射器板及所述第二图案化反射器板与所述显示器面板之间,所述第一图案化反射器板包含第一多个图案化反射器,且所述第二图案化反射器板包含第二多个图案化反射器。
30.如权利要求29所述的显示设备,其中所述漫射器板包含具有第一漫射层的第一载体板,所述第一漫射层安置于其表面上方。
31.如权利要求29所述的显示设备,其中所述第一图案化反射器板及所述第二图案化反射器板中的每一者包含第二载体板及第二漫射层,所述第二载体板及所述第二漫射层分别安置于所述第一图案化反射器板及所述第二图案化反射器板的与所述第一多个图案化反射器及所述第二多个图案化反射器相对的表面上。
32.如权利要求29所述的显示设备,其中所述第一图案化反射器板及所述第二图案化反射器板运用折射率匹配材料在其相邻边缘表面处结合在一起。
33.如权利要求23所述的显示设备,其中每一第二载体板为透明的。
34.一种显示设备,包含:
显示器面板;
第一背光模块,所述第一背光模块包含第一光板总成及第一漫射器,所述第一光板总成包含第一多个光源;及
第二背光模块,所述第二背光模块包含第二光板总成及第二漫射器,所述第二光板总成包含第二多个光源,所述第二背光模块相邻于所述第一背光模块且在与第一背光模块共同的平面上。
35.如权利要求34所述的显示设备,其中所述第一漫射器包含第一图案化反射器板,所述第一图案化反射器板包含第一多个图案化反射器,且所述第二漫射器包含第二图案化反射器板,所述第二图案化反射器板包含第二多个图案化反射器。
36.如权利要求35所述的显示设备,其中所述第一多个光源包含近接于所述第一光板总成的周边且沿着所述周边定位的第一多个周边光源及定位于所述第一多个周边光源内部的第一多个内部光源,且所述第二多个光源包含近接于所述第二光板总成的周边且沿着所述周边定位的第二多个周边光源及定位于所述第二多个周边光源内部的第二多个内部光源,所述第一多个图案化反射器包含与所述第一多个周边光源的对应光源对准的图案化反射器的第一子集及与所述第一多个内部光源的对应光源对准的图案化反射器的第二子集,且其中图案化反射器的所述第一子集不同于图案化反射器的所述第二子集。
37.如权利要求36所述的显示设备,其中所述第二多个图案化反射器包含与所述第二多个周边光源的对应光源对准的图案化反射器的第三子集及与所述第二多个内部光源的对应光源对准的图案化反射器的第四子集,且其中图案化反射器的所述第三子集不同于图案化反射器的所述第四子集。
38.如权利要求37所述的显示设备,其中所述第一多个周边光源与所述第一多个内部光源之间的间距P1等于所述第二多个周边光源与所述第二多个内部光源之间的间距P2。
39.如权利要求38所述的显示设备,其中所述第一多个周边光源与所述第二多个周边光源之间的间距P3不同于P1。
40.如权利要求34所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,且所述第二光板总成包含第二光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及第一边缘表面,且所述第二光板基板包含第二前表面及与所述第一边缘表面相邻且通过间隙与所述第一边缘表面隔开的第二边缘表面,所述显示设备进一步包含越过所述第一光板基板与所述第二光板基板之间的所述间隙安置于所述第一前表面与所述第二前表面上的反射材料。
41.如权利要求40所述的显示设备,其中所述第一前表面与所述第二前表面中的每一者包含反射层。
42.如权利要求34所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,且所述第二光板总成包含第二光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及第一边缘表面,且所述第二光板基板包含第二背部表面及相邻于所述第一边缘表面且通过间隙与所述第一边缘表面隔开的第二边缘表面,所述显示设备进一步包含越过所述第一光板基板与所述第二光板基板之间的所述间隙安置于所述第一背部表面与所述第二背部表面上的反射材料。
43.如权利要求34所述的显示设备,其中所述第一背光模块及所述第二背光模块耦接到背部框架,所述显示设备进一步包含定位于所述背部框架与所述第一背光模块及所述第二背光模块之间的反射材料。
44.如权利要求43所述的显示设备,其中反射材料安置于所述间隙中且至少部分填充所述间隙。
45.如权利要求44所述的显示设备,其中透明涂层安置于所述反射材料上。
46.如权利要求34所述的显示设备,其中所述第一漫射器包含第一载体板,所述载体板包含第一表面及与所述第一表面相对的第二表面,所述第二表面面向所述光源,所述第一多个图案化反射器定位于所述第二表面上。
47.如权利要求46所述的显示设备,其中所述第一漫射器进一步包含所述第一载体板的所述第一表面上的第一漫射层。
48.如权利要求46所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,其中所述第一载体的CTE及所述第一光板基板的CTE并不相差超出3.0×10-6/℃。
49.如权利要求48所述的显示设备,其中所述第二光板总成包含第二光板基板,且所述第二漫射器包含第二载体,且所述第二载体的CTE及所述第二光板基板的CTE并不相差超出3.0×10-6/℃。
50.如权利要求37所述的显示设备,其中图案化反射器的所述第一子集中每一者的前半部不同于图案化反射器的所述第一子集中每一者的第二半部。
51.如权利要求37所述的显示设备,其中图案化反射器的所述第一子集中每一者的第一半部与图案化反射器的所述第一子集中每一者的第二半部相同。
52.如权利要求34所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含具有第一边缘表面的第一光板基板,且所述第二光板总成包含具有第二边缘表面的第二光板基板,所述第二边缘表面相邻于所述第一边缘表面且面向所述第一边缘表面,所述第一边缘表面包含具有第一倒角高度Ch1的第一倒角及具有第二倒角高度Ch2的第二倒角,所述第二倒角与所述第一倒角相对。
53.如权利要求52所述的显示设备,其中所述第一倒角及所述第二倒角相对于所述第一光板基板的中心平面为不对称的。
54.如权利要求52所述的显示设备,其中所述第一倒角或所述第二倒角中的至少一者包含弯曲。
55.如权利要求54所述的显示设备,其中所述弯曲是凸起弯曲。
56.如权利要求52所述的显示设备,其中所述第二光板基板的所述第二边缘表面通过间隙G与所述第一光板基板的所述第一边缘表面分离,其中Ch1或Ch2中的至少一者小于0.5G。
57.如权利要求34所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及与所述第一前表面相对的第一背部表面,所述第一光板基板的所述第一背部表面耦接到支撑框架的第一表面,所述第一前表面包含第一表面反射率Rg且所述支撑框架的所述第一表面包含范围为约0.5Rg到约1.5Rg的第二表面反射率Rb。
58.如权利要求34所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及与所述第一前表面相对的第一背部表面,所述第一背部表面耦接到支撑框架的第一表面,所述第一前表面包含第一表面散射因数σg且所述支撑框架的所述第一表面包含范围为约0.5σg到约1.5σg的第二表面散射因数σb。
59.如权利要求34所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及与所述前表面相对的第二表面,所述光板基板的所述第二表面耦接到支撑框架的第一表面,所述前表面包含大于约1°的表面散射因数σg。
60.如权利要求59所述的显示设备,其中σg大于约1.3°。
61.如权利要求25所述的显示设备,其中σg大于约2°。
62.如权利要求57所述的显示设备,其中所述第一前表面包含反射层。
63.一种显示设备,包含:
显示器面板;
第一背光模块,配置相邻于所述显示器面板,所述第一背光模块包含:
第一光板总成,所述第一光板总成包含第一多个光源;
包含第一多个图案化反射器的第一图案化导光板及包含第二多个图案化反射器的第二图案化导光板;
第一漫射器,定位于所述第一图案化导光板及所述第二图案化导光板与所述显示器面板之间,所述第一漫射器包含第一漫射器板及第一漫射层;及
第二背光模块,所述第二背光模块相邻于所述第一背光模块且在与所述第一背光模块共同的平面上配置且与所述第一背光模块隔开,所述第二背光模块包含:
第二光板总成,所述第二光板总成包含第二多个光源;
包含第三多个图案化反射器的第三图案化导光板及包含第四多个图案化反射器的第四图案化导光板;及
第二漫射器,定位于所述第三图案化导光板及所述第四图案化导光板与所述显示器面板之间,所述第二漫射器包含第二漫射器板及第二漫射层;且
其中所述第一背光模块及所述第二背光模块耦接到支撑框架。
64.如权利要求63所述的显示设备,其中所述第一、第二、第三及第四图案化导光板分别包含第三、第四、第五及第六漫射层。
65.一种显示设备,包含:
显示器面板;
背光单元,配置相邻于所述显示器面板,所述背光单元包含:
第一光板总成,所述第一光板总成包含第一多个光源;
第一图案化导光板,结合到所述第一多个光源,所述第一图案化导光板包含安置于其表面上的第一多个图案化反射器,所述第一多个图案化反射器与所述第一多个光源中的对应光源对准;及
第一漫射器,定位于所述第一导光板与所述显示器面板之间,所述第一漫射器包含一或多个影像增强膜及第一漫射器板。
66.如权利要求65所述的显示设备,进一步包含相邻于所述第一漫射器板且在与所述第一漫射器板共同的平面上的第二漫射器板。
67.如权利要求65所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第二多个光源,所述显示设备进一步包含接合到所述第二多个光源的第二图案化导光板,所述第二图案化导光板包含安置于其表面上的第二多个图案化反射器。
68.如权利要求67所述的显示设备,进一步包含相邻于所述第一漫射器板且在与所述第一漫射器板共同的平面上的第二漫射器板。
69.如权利要求65所述的显示设备,进一步包含第二光板总成,所述第二光板总成包含第二多个光源,第二图案化导光板接合到所述第二多个光源,所述第二图案化导光板包含安置于其表面上的第二多个图案化反射器。
70.如权利要求69所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含具有第一边缘表面及第一前表面的第一光板基板,且所述第二光板总成包含具有第二边缘表面及第二前表面的第二光板基板,所述第一边缘表面及所述第二边缘表面通过间隙G分离,且反射材料越过间隙安置于所述第一前表面与所述第二前表面中的至少一部分上。
71.如权利要求69所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含具有第一边缘表面及第一背部表面的第一光板基板,且所述第二光板总成包含具有第二边缘表面及第二背部表面的第二光板基板,所述第一边缘表面及所述第二边缘表面通过间隙G分离,反射材料越过间隙安置于所述第一背部表面与所述第二背部表面中的至少一部分上。
72.一种显示设备,包含:
显示器面板;
背光单元,配置相邻于所述显示器面板,所述背光单元包含:
包含第一多个光源的第一光板总成及包含第二多个光源的第二光板总成,所述第二光板总成相邻于所述第一光板总成且在与所述第一光板总成共同的平面上;
结合到所述第一多个光源的第一导光板及结合到所述第二多个光源的第二导光板,所述第一导光板包含安置于其与所述第一多个光源相对的表面上的第一多个图案化反射器,且所述第二导光板包含安置于其与所述第二多个光源相对的表面上的第二多个图案化反射器;及
漫射器,定位于所述导光板与所述显示器面板之间,所述漫射器包含漫射器板。
73.如权利要求72所述的显示设备,其中所述第一多个光源包含近接于所述第一光板总成的周边且沿着所述周边定位的第一多个周边光源及定位于所述周边光源的内部的第一多个内部光源,且所述第二多个光源包含近接于第二光板总成的周边且沿着所述周边定位的第二多个周边光源及定位于所述第二多个周边光源内部的第二多个内部光源,所述第一多个图案化反射器包含与所述第一多个周边光源中的对应光源对准的图案化反射器的第一子集,及与所述第一多个内部光源中的对应光源对准的图案化反射器的第二子集,且其中图案化反射器的所述第一子集不同于图案化反射器的所述第二子集。
74.如权利要求73所述的显示设备,其中所述第二多个图案化反射器包含与所述第二多个周边光源中的对应光源对准的图案化反射器的第三子集,及与所述第二多个内部光源中的对应光源对准的图案化反射器的第四子集,且其中图案化反射器的所述第三子集不同于图案化反射器的所述第四子集。
75.如权利要求74所述的显示设备,其中所述第一多个周边光源与所述第一多个内部光源之间的间距P1等于所述第二多个周边光源与所述第二多个内部光源之间的间距P2。
76.如权利要求75所述的显示设备,其中所述第一多个周边光源与所述第二多个周边光源之间的间距P3不同于P1。
77.如权利要求72所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,且所述第二光板总成包含第二光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及第一边缘表面,且所述第二光板基板包含第二前表面及相邻于所述第一边缘表面且通过间隙与所述第一边缘表面隔开的第二边缘表面,所述显示设备进一步包含越过所述第一光板基板与所述第二光板基板之间的间隙安置于所述第一前表面与所述第二前表面上的反射材料。
78.如权利要求77所述的显示设备,其中所述第一前表面与所述第二前表面中的每一者包含反射层。
79.如权利要求72所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,且所述第二光板总成包含第二光板基板,所述第一光板基板包含第一背部表面及第一边缘表面,且所述第二光板基板包含第二背部表面及相邻于所述第一边缘表面且通过间隙与所述第一边缘表面隔开的第二边缘表面,所述显示设备进一步包含越过所述第一光板基板与所述第二光板基板之间的间隙安置于所述第一背部表面与所述第二背部表面上的反射材料。
80.如权利要求72所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含具有第一边缘表面的第一光板基板,且所述第二光板总成包含具有第二边缘表面的第二光板基板,所述第二边缘表面相邻于所述第一边缘表面且面向所述第一边缘表面,所述第一边缘表面包含具有第一倒角高度Ch1的第一倒角及具有第二倒角高度Ch2的第二倒角,所述第二倒角与所述第一倒角相对。
81.如权利要求80所述的显示设备,其中所述第一倒角及所述第二倒角相对于所述第一光板基板的中心平面为不对称的。
82.如权利要求80所述的显示设备,其中所述第一倒角或所述第二倒角中的至少一者包含弯曲。
83.如权利要求82所述的显示设备,其中所述弯曲是凸起弯曲。
84.如权利要求80所述的显示设备,其中所述第二边缘表面通过间隙G与所述第一边缘表面分离,且Ch1或Ch2中的至少一者小于0.5G。
85.如权利要求72所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及与所述第一前表面相对的第二表面,所述光板基板的所述第二表面耦接到支撑框架的第一表面,所述前表面包含第一表面反射率Rg且所述支撑框架的所述第一表面包含范围为约0.5Rg到约1.5Rg的第二表面反射率Rb。
86.如权利要求72所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,所述第一光板基板包含第一前表面及与所述前表面相对的第二表面,所述光板基板的所述第二表面耦接到支撑框架的第一表面,所述第一表面包含第一表面散射因数σg且所述支撑框架的所述第一表面包含范围为约0.5σg到约1.5σg的第二表面散射因数σb。
87.如权利要求72所述的显示设备,其中所述第一光板总成包含第一光板基板,所述第一光板基板包含前表面及与所述前表面相对的第二表面,所述光板基板的所述第二表面耦接到支撑框架的第一表面,所述前表面包含大于约1°的表面散射因数σg。
88.如权利要求87所述的显示设备,其中σg大于约1.3°。
89.如权利要求88所述的显示设备,其中σg大于约2°。
90.一种显示设备,包含:
显示器面板;
背光单元,配置相邻于所述显示器面板,所述背光单元包含:
光板总成,包含第一多个光源;以及
漫射器,定位于所述导光板与所述显示器面板之间,所述漫射器板包含第一漫射器板及相邻于所述第一漫射器板且在与所述第一漫射器板共同的平面上的第二漫射器板,所述第一漫射器板包含第一边缘表面且所述第二漫射器板包含第二边缘表面,所述第一漫射器板包含安置于其表面上的第一多个图案化反射器,且所述第二漫射器板包含安置于其表面上的第二多个图案化反射器。
91.如权利要求90所述的显示设备,其中所述第一漫射器板的所述第一边缘表面通过匹配到所述第一漫射器板及所述第二漫射器板的折射率的折射率匹配材料结合到所述第二漫射器板的所述第二边缘表面。
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