CN1429347A - 全息反射器 - Google Patents

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Abstract

一种全息反射器，它包括在其上带全息图案的基板以及在该全息图案上的涂层，其中该涂层包括至少一介电材料层。

Description

全息反射器
技术领域
本发明涉及显示器的全息反射器。
背景
图1显示了带屏幕12和亮度提高全息反射器14的显示器10。全息反射器包括其表面凸现出全息干涉图案18的基板16。全息干涉图案18用金属层20涂覆以提高有效性并将透射全息图转换成可通过反射进行观察的全息图。在操作中，环境光线22进入显示屏12并从金属层20漫反射进入由全息干涉图案18决定的消色观察区24。全息反射器14将掠过屏幕12前表面13的显示背景的峰值亮度去耦合，与带传统和非全息金属反射器的显示器相比，向观众提供了增强的和更加均匀的显示亮度、更加清晰的显示字符和更加均匀的白显示背景。
参考图2，所示的传统液晶显示器(LCD)110包括背光130和全息反射器114。全息反射器114包括表面凸现出全息干涉图案118的基板116。干涉图案118用金属层120涂覆。金属层120与粘合层132相接触。粘合层132与包括后偏振器134、前偏振器136和液晶组件138的常规LCD器件连接在一起。
对全息干涉图案118和极薄的沉积金属层120的仔细设计，在全息反射器114中的良好反射性和透射性之间提供了合理地可接受折衷。如果金属层120被制作得稍厚，则提高了反射性，但反射器114将变得更加不透明并且不能有效地透射由背光130发射的光线。
内容
为了创造明亮、清晰且容易观察的显示器，全息反射器必须具有良好的反射性以控制明亮环境光线中的闪光，且对于由背光发射的光线能很好地透射以便在低亮度环境光线中提高亮度。
一方面，本发明是一全息反射器，它包括一在其上带全息图案的基板；在该全息图案上涂层。涂层包括至少一介电材料层。
另一方面，本发明是一显示器，它包括显示单元、背光以及介于显示器和背光之间的全息反射器。全息反射器包括一在其上带全息图案的基板；以及在该全息图案上的涂层，其中涂层包含至少一介电材料层。
还有一方面，本发明是一方法，为具有显示单元和背光以及包括设置在显示器和背光之间的全息反射器的显示器提供了彩色显示，。全息反射器包括在其上带全息图案的基板；以及在该全息图案上的涂层，其中，涂层包括至少一介电材料层。
另一方面，本发明是包括显示器的电子器件，其中显示器具有显示单元和背光；以及介于显示器和背光之间的全息反射器。全息反射器包括在其上带全息图案的基板；以及在该全息图案上的涂层，其中，涂层包括至少一介电材料层。
还有一方面，本发明是一方法，用于提高带显示单元和背光以及包括在显示器和背光之间提供全息反射器的显示器的亮度，。全息反射器包括在其上带全息图案的基板；以及在该全息图案上的涂层，其中，涂层包括至少一介电材料层。
另一方面，本发明是一方法，用于提高全息反射器的透射性，该全息反射器包括在其上带全息图案和涂覆在该全息图案上的金属涂层的基板。该方法包括将至少金属涂层的一部分用包括至少一介电材料层的介电涂层代替。
本发明提供了以下相比传统的带金属反射层的全息反射器的优点：增强了显示色彩的控制，以及增强了背光的透射。
在附图和以下的描述中详细阐述了本发明的一个或多个实施例。本发明的其它特征、目的和优点将从说明书、附图和权利要求中变得更明显。
附图说明
图1是显示器中全息反射器的横截面示意图。
图2是液晶显示(LCD)器中全息反射器的横截面示意图。
图3是具有金属和介电层的全息反射器的横截面示意图。
图4是具有介电层的偏振全息反射器的横截面示意图。
图5是具有多层介电涂层的全息反射器的横截面示意图。
图6是在液晶显示(LCD)器中具有抗反射层的全息反射器的横截面示意图。
不同附图中的相同标号表示相同的元件。
详细描述
参考图3，所示的全息反射器214包括基板216，该基板具有凸现全息干涉图案218的表面或表层。比如，在美国专利第5,659,408号中描述了全息反射器及其制造方法。通常，为了制造全息反射器，在基板上施加UV或可溶解可固化的凸现聚合涂层(图3中未显示)并随后凸现出全息图案。凸现的涂层还可包括金属层，或者在凸现步骤后施加该金属层。
可使用任何已知的凸现工序以便在基板216表面上的凸现层中产生干涉图案218，比如，用工具、激光蚀刻等进行机械凸现。全息干涉图案218可包括可包括两维或三维的图像，该图像可用于图形设计、识别或序列化、或防止假冒产品。
基板216所使用的材料可根据提出的申请作广泛的变化，而且可使用任何具有充分的结构完整性从而在凸现工序前和后充分保证其形状的材料。通常，基板216是聚合材料，而且可以是双折射也可以不是。已发现了诸如对苯二甲酸乙二醇聚酯(PET)之类的聚合膜在LCD应用中工作良好。基板216的厚度通常近似为0.050mm。
在基板216中的干涉图案218上涂覆金属层220，或者在凸现步骤前将金属层220施加到基板上的凸现层上。金属层可由任何高度反射的金属，诸如银、金、铝等制成。铝因为其高反射性和低成本通常是较佳的。可使用任何已知的薄膜沉积过程对金属层进行沉积，比如，溅射、气相沉积、化学蒸发沉积或电镀。
在金属层220上沉积介电层240。介电层240可为任何折射率在大约2到4之间的材料，通常，介电层240是诸如TiO2、MnO2、ZnO2及它们的混合物或组合之类的高折射率氧化物。介电层240通常具有的厚度为大约600到大约1200。可使用任何已知的薄膜沉积过程对介电层中的材料进行沉积。介电层240允许金属层220被制作得更薄，从而可维持或甚至提高全息反射器214的反射性，同时增强反射器214对来自显示背光的光线的透射性。
全息反射器214也可包括可选择的粘合层232，用于反射器214与LCD显示设备(图3中未显示)的连接。用在粘合层232中的粘合剂可根据提出的申请而广泛地变化，但通常使用压敏粘合剂。可提供供选择的移动拆除的保护层250以保护粘合层232。
参考图4，所示的全息反射器314包括基板316，该基板具有凸现全息干涉图案318的表面。凸现出的图案318在其上沉积了介电材料层340。介电层340通常是诸如TiO2、MnO2、ZnO2及它们的混合物和组合之类的高折射率氧化物。可使用任何已知的薄膜沉积过程对介电层中的材料进行沉积。介电层340维持甚至提高了全息反射器314的反射性，同时使反射器314对来自显示背光的光线的透射性提高至高达大约60％。
全息反射器314包括粘合层332，较佳为压敏粘合层，用于反射器314与可选择偏振器360的连接。偏振器可包括在一边或两边上的可选择硬聚合涂层(图4中未显示)。可使用第二粘合层370以将反射器314粘合到LCD显示设备(图4中未显示)，且可提供可选择移动拆除的保护层350以保护粘合层370。可选择的抗静电层380可与基板316粘合。
参考图5，所示的全息反射器414包括基板416，该基板具有凸现全息干涉图案418的表面。已在凸现图案418上沉积了多层介电涂层444。涂层444包括第一介电材料层440。在第一介电层440上沉积的是第二介电层442。介电层440和442是诸如TiO2、MnO2、ZnO2及它们的混合物和组合之类的高折射率氧化物。可改变介电层440和442的厚度和折射率以便在反射中获得特别的色彩或色彩范围。在透射模式下，反射器414由于涂层444的透明性质而维持高透射率，同时涂层444的设计使得能透射背光的发射光谱以便当启动背光时获得特定色彩。对层440和442的厚度及折射率的处理将使特别想要的色彩出现在显示器观众的面前。
反射器414还可包括将反射器414与LCD显示设备粘合的可选择粘合层432(图5中未显示)。可提供可选择移动拆除的保护层450以保护粘合层432。反射器414还可选择性地包括在介电层440和442上面、下面或之间的金属层(图5中未显示)。
参考图6，所示的的LCD显示器510包括全息反射器514。反射器514包括基板516，该基板具有凸现全息干涉图案518的表面。在凸现图案518上沉积至少一介电材料层540。在干涉图案518另一面的基板516的表面上施加抗反射层590。抗反射层，通常为比如聚乙烯之类的聚合膜，通过减少反射光线的量来增加反射器514的透射性。如果在LCD中使用聚乙烯抗反射层590，则已观察到从反射光线在抗反射层590和背光530之间空气界面处的减少使透射增加了大约4％。
可对上述发明中任何实施例施加抗反射层。
已描述了本发明的几个实施例。然而，可以理解的是，在不脱离本发明精神和范围的前提下可作出多种修改。比如，对于以上所参考的凸现全息图的实施例，也可使用体积透射全息图。因此，其它的实施例在以下权利要求的范围内。

Claims (38)

1.一种全息反射器，包括：
在其上带全息图案的基板；以及
在全息图案上的涂层，其中，该涂层包含至少一介电材料层。
2.权利要求1的反射器，其特征在于，涂层还包含金属层。
3.权利要求1的反射器，其特征在于，还包含在涂层上的粘合层。
4.权利要求3的反射器，其特征在于，还包含在粘合剂上的可移动拆除的保护层。
5.权利要求3的反射器，其特征在于，还包含在粘合层上的偏振器。
6.权利要求5的反射器，其特征在于，偏振器还包含至少一层硬涂层。
7.权利要求5的反射器，其特征在于，还包含在偏振器上的第二粘合层。
8.权利要求7的反射器，其特征在于，还包含在第二粘合层上的可移动拆除的保护层。
9.权利要求1的反射器，其特征在于，还包含在基板的全息图案另一边上的抗静电层。
10.权利要求1的反射器，其特征在于，基板是聚合材料。
11.权利要求10的反射器，其特征在于，聚合材料是PET。
12.权利要求1的反射器，其特征在于，涂层包含从TiO2、MnO2和ZnO2及它们的混合物所构成的组中挑选的氧化物。
13.权利要求12的反射器，其特征在于，氧化物是TiO2。
14.权利要求2的反射器，其特征在于，金属层包含铝。
15.权利要求1的反射器，其特征在于，涂层包含单一的介电层。
16.一种显示器，包括：
显示单元；
背光；以及
介于显示器和背光之间的全息反射器，该全息反射器包含：
在其上带全息图案的基板；以及
在全息图案上的涂层，其中，涂层包含至少一介电材料层。
17.权利要求16的显示器，其特征在于，涂层还包含金属层。
18.权利要求16的显示器，其特征在于，还包含在基板的全息图案另一面的背光附近处的基板表面上的抗反射层。
19.权利要求16的显示器，其特征在于，涂层包含多个介电层，且选择所述的介电层以便向显示器的观众提供预定的色彩。
20.权利要求16的显示器，其特征在于，选择涂层中的介电材料以透射背光的发射光谱。
21.权利要求16的显示器，其特征在于，还包含在显示单元至少一表面上的偏振器。
22.一种在包括显示单元和背光，以及包括在显示器和背光之间提供全息反射器的显示器中提供彩色显示的方法，其中该全息反射器包括：
在其上带全息图案的基板；以及
在全息图案上的涂层，其中，涂层包含至少一介电材料层。
23.权利要求22的显示器，其特征在于，涂层还包含金属层。
24.权利要求22的显示器，其特征在于，还包含在基板的全息图案另一面和背光附近处的基板表面上的抗反射层。
25.权利要求22的显示器，其特征在于，涂层包含多个介电层，且选择所述的介电层以便向显示器的观众提供预定的色彩。
26.权利要求22的显示器，其特征在于，选择涂层中的介电材料以透射背光的发射光谱。
27.一种包含显示器的电子设备，其中的显示器包括：
显示单元；
背光；以及
介于显示器和背光之间的全息反射器，全息反射器包含：
在其上带全息图案的基板；以及
在全息图案上的涂层，其中，涂层包含至少一介电材料层。
28.权利要求27的电子设备，其特征在于，涂层还包含金属层。
29.权利要求27的电子设备，其特征在于，还包含在基板的全息图案另一面和背光附近处的基板表面上的抗反射层。
30.权利要求27的电子设备，其特征在于，涂层包含多个介电层，且选择所述的介电层以向显示器的观众提供预定的色彩。
31.权利要求27的电子设备，其特征在于，选择涂层中的介电材料以透射背光的发射光谱。
32.权利要求27的电子设备，其特征在于，还包含在显示单元至少一表面上的偏振器。
33.一种用于提高包含显示单元和背光的显示器亮度的方法，包括：
在显示器和背光之间提供全息反射器，该全息反射器包含：
在其上带全息图案的基板；以及
在该全息图案上的涂层，其中，该涂层包含至少一介电材料层。
34.权利要求33的方法，其特征在于，涂层还包含金属层。
35.权利要求33的方法，其特征在于，还包含在全息图案另一面和背光附近的基板表面上的抗反射层。
36.权利要求33的方法，其特征在于，涂层包含多个介电层，且选择所述的介电层以便向显示器的观众提供预定的色彩。
37.权利要求33的方法，其特征在于，选择涂层中的介电材料以便透射背光的发射光谱。
38.一种提高全息反射器的透射性的方法，该全息反射器包含在其上带全息图案的基板和在该全息图案上的金属涂层，该方法包括：
用包含至少一介电材料层的介电涂层代替至少一部分的金属涂层。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication