CN1910507A

CN1910507A - 显示器与制造显示器的方法

Info

Publication number: CN1910507A
Application number: CNA2003801110193A
Authority: CN
Inventors: P·B·克努森
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2007-02-07
Also published as: ATE426833T1; EP1697792B1; WO2005054936A1; US20070252921A1; EP1697792A1; AU2003304596A1; DE60326893D1

Abstract

一种比如用于移动电话的显示器，包含光透射显示屏(例如液晶显示屏(LCD))，其下设有光透射板，适用于在其中导引光并让光通过上述光透射显示屏。在光发射器和光透射板之间设有一些锥形光波导，以将这些锥形之间的间隔用于例如电子元件。光波导的使用为电子元件的设置提供了更多的空间，并进而为光发射器的设置提供了更大的可选择自由度。

Description

显示器与制造显示器的方法

本发明涉及一种显示器(例如背光照射的LCD显示器)以及一种构成显示器的方法，该显示器占用的空间少于传统的显示器，而且与传统的显示器相比能够具有不同的另一些形状。

在现有技术中，LCD显示器通过从垂直于显示面的方向提供照射光来实现背光照射(例如，参见EP-A-0 271 956)或者在沿着显示面的方向导引照射光，然后将光从光波导朝向显示面射出(例如，参见US-A-6,241,919、4,799,771、4,630,895以及JP-A-11305229)。

前一类显示器的缺点自然在于显示器的深度尺寸大。后一类显示器的缺点是，必须沿显示器的整个侧面设置提供照射光的长方形光发射器，或者沿着显示器的侧面设置若干小面积的光发射器，因此在这些光发射器之间在显示屏上会出现暗点。这些光发射器和显示器的有效面积之间的区域受到损失也就是未被使用，因为这些区域未被均匀照射。

本发明的目的在于推进那些会被不均匀背光照射的显示区域的利用。这种利用也适用于其他电子元件。

本发明的另一目的在于提供自由度更高的相对于透射显示屏(例如LCD显示屏)的光发射器布置。

第一方面，本发明涉及的显示器中包含：

光透射显示屏；

一个或多个光发射器；

至少基本上与上述光透射显示屏平行且至少部分地与上述光透射显示屏重叠的光透射板，该光透射板适合于从上述光发射器接收光、将所接收的光与上述光透射显示屏至少基本上平行地导引并将该光引导通过上述光透射屏；

上述显示器还包含一个或多个锥形光波导，它们各自在上述光透射板和一个或多个光发射器之间延伸，各光波导适合于将光从至少一个光发射器导向上述光透射板。

在这个意义上，光透射显示屏通常指可透光的显示屏，其中像素适合于改变颜色或偏振来根据像素的变化而改变透射光的特性。这种显示屏称为液晶显示器(LCD)。

在本发明的意义上，透射显示屏和光透射板的重叠是说照射到该光透射显示屏限定的平面时的重叠。通常，透射显示屏和光透射板是平整的，且经光透射板导引的光应当至少基本上沿光透射板导引。

当然，很可能会有弯曲形状的光透射板/光透射显示屏，在许多应用中这种形状可能非常理想。在那种场合，光透射板和光透射显示屏之间仍然是平行的，因为它们具有对应的形状(一般为等距离)，例如两个具有同一中心轴线的管件。唯一的差别是光透射显示屏具有非平面的形状。弯曲光透射板的功能也与平面光透射板完全一样(将光一直导引到朝向光透射显示屏射入)。

以下，光透射板与光透射显示屏相重叠的区域将指该光透射板的有效面积。

有许多方式可以让光透射板将光导向并透过光透射显示屏。本发明同样适合于所有这些方式。

在本发明的意义上，锥形光波导最好设置成：其狭窄部分在光发射器上，而其宽阔部分位于光透射板。这样，光波导可便于来自光发射器的朝向光透射板的光束扩大，从而防止光透射板有效面积的损失。通常，最佳的光引入方式是，至少基本上与光透射板平行地被引入或者将光透射板的方向对准光的进入位置/侧。

当然，锥形光波导可以是平整的，并位于由光透射板确定的平面上。另外，它们可以具有使光发射器处于能被更自由地选择的位置的其他形状。

当锥形光波导调整为将光引入光透射板的预定一侧时，光透射板的有效面积的损失可减少，光波导在光透射板的侧边总共延伸达到光透射板侧边长度的至少80％，例如达到至少90％，优选达到至少95％。这样，可以减少在光透射板侧面的光入射区域之间的光透射板的暗区和无用区域。

在一个实施例中，光波导为单个的单片元件。在这种场合或在光透射板形成为单片元件的一部分的场合，两个相邻锥形光波导的相邻部分最好的形状规定为圆弧形。这种在这些元件之间的圆弧形可避免会由于热应力或光波导的物理应力而产生的微裂缝。

在一个优选实施例中，锥形元件和/或光发射器之间的间隔用来例如保持/存放电子元件。

在一个优选实施例中，各光发射器具有显著短于光透射板的最大实际尺寸的最大实际尺寸。在这种场合，如果该光发射器包含其他部分(例如外壳、连接件等)，该尺寸就是光发射部分的尺寸。

上述最大实际尺寸可以是直径或对角长度，且最好光透射板的尺寸至少为光发射器的最大尺寸的10倍，例如至少大50倍，优选至少大100倍。

于是，可在给其他元件等留出空间的同时得到适当的照射。

在这一方面，显示器最好包含至多10个光发射器，例如至多5个，优选至多3个光发射器。由于光发射器可相对于光透射板较自由地设置，可使用较少的光发射器而仍然获得理想的照射。光发射器例如LED等价格相当昂贵。

本发明的一个优点是光发射器的发射光束具有较低的光扩散，为照射给定区域需要较大的到光透射板的距离。本发明的锥形光波导容易实现没有过多的面积损失，由于锥形之间的面积仍然有用。

在一个实施例中，光透射显示屏和光透射板均有面向对方的侧面，其中，光透射板侧面具有不大于光透射显示屏侧面面积的110％的面积。如此，光透射板的表面损失的只是10％或更少。在此实施例中，预定的面向锥形光波导的光透射板侧面具有预定的长度，光发射器之间的距离超过该长度的25％，例如超过该长度的50％的距离。如此，可获得光发射器之间的大的距离，尽管其表面损失较小。

本发明的第二方面涉及包含上述显示屏的移动电话。在移动电话中，间隔较宽松，在光发射器之间能够放置电子元件是受欢迎的，因为能够更为自由地放置光发射器。

本发明的第三方面涉及构成显示器的方法，该方法包含：

设置一个光透射显示屏；

设置一个光透射板以在该板的预定区域覆盖所述光透射显示屏；

设置一个或多个适合于将光发射到光透射板的光发射器；

其中，设置光透射板的步骤包含去除该板的若干锥形部分，以在各组的一个或多个光发射器和光透射板的预定区域之间形成光透射板的锥形部分。

本发明的第四方面涉及构成显示器的方法，该方法包含：

设置一个光透射显示屏；

设置一个或多个适合于将光发射到光透射板的光发射器；以及

在各组的一个或多个光发射器和光透射板的预定区域之间设一个或多个锥形光波导。

这种显示器对应于上述的本发明的第一方面。

以下，将参照附图描述本发明，其中：

图1是现有技术的背光LCD显示屏的俯视图；

图2是图1的侧视图；

图3是说明本发明第一实施例的俯视图；

图4是说明图3所示的实施例的侧视图；

图5说明本发明另一优选实施例的一个细部；以及

图6说明本发明的第三实施例。

图1和图2说明现有技术的LCD显示屏，其中实际的LCD 20覆盖在背光透射光透射板10上，该光透射板具有一个超出LCD 20所占面积的区域。图中，16指与LCD重叠的光透射板10的区域(当投影到光透射板10所在的平面上)。在光透射板10的外侧边设有(例如)四个光发射器12，以将光在该侧照射到光透射板10的内部。

显然，LCD可由所有类型的光透射显示屏来替代。

但是，由于光发射器12的光发射性质，在光发射器12和区域16之间会存在黑点(区)或亮点(区)。实际上，这就是设置附加区域的原因。

扇形或锥形14表示从光发射器12发射的光。不难发现，锥形14之间的区域18是暗区，不能用作LCD 20的背光，因此，LCD只设在离开光发射器12足够远的区域16，以被充分均匀地照射。

图3和图4说明本发明的第一实施例。为简洁起见，其中再次采用了4个光发射器12，这跟与LCD 20重叠的区域16的情况相同。但是此实施例中的光透射板(标示为10’)小些。事实上，该光透射板10’可以与区域16完全符合。还有，取代亮/暗区域14和18而设置了锥形光波导22，它们适合于从光发射器12接收光并将光导引到光透射板10’的边缘24。按这种方式，对应于现有技术中的暗区18的区域可被用来设置例如电子元件19。

电子元件19一般可以是用来控制LCD 20的元件，或者是用于取决于显示器30的实际用途之目的。因此，当优选将显示器30用于移动电话时(如方形区域21所示)，这些电子元件19就可以用于电话21的其他功能。

在现有技术中，光透射板10’和锥体22可以用塑料、玻璃或任何其他的导光材料制成。

自然，光发射器12的光发射特征(例如发射角度等)和锥体22的锥形与角度确定了光进入光透射板10’的方式，从而确定了LCD 20被背光照射的方式。但是，这些选择是相当简单的。其中一例是提供具有适合于保持光发射器12的全部光发射的形状的锥体22，并确定其位置以使之只按发射来导引而不在其他方向取代光束。这种类型的锥体22采用与光透射板10中的区域14相同的方式将光导引到光透射板10’。另一种可能是使用锥体22来实际形成被射入光透射板10’的光束。因此，可提供更佳的扩散(例如通过提供锥体的扩散表面)，或者通过提供具有反射镜/透镜功能的锥体来提供所要求的光的扩散。

光透射板10’和锥体22可制成单片元件或用例如标准折射率匹配胶等将单独的元件装配而成。

图5说明其中两个锥体22之间的表面24区域可为圆弧形的实施例。可通过简单的模具成形来制作锥体22或单片元件的圆弧形26，或者通过对锥体或单片元件进行钻孔/切削组合加工来形成。这种圆弧形的设计意图是为了防止元件中因热应力或物理应力而产生微裂缝。

图6示出了本发明的通用型，其中仅用两个光发射器12来照射LCD。在此实施例中，靠近光透射板10’的两个对侧边或在其延伸部分设置光发射器12，以在它们之间提供更大的空间用于例如电子元件。锥体22适合于保证光发射器12发射的光充分照射到整个区域16。

显然，光发射器12需要与区域16相隔一定距离以使其光束充分扩散而照射到整个区域16。如果按照图1的方式，则会需要光透射板10提供很大的不被使用的面积。

在本实施例中，如图所示，光发射器之间的距离D等于边缘24的长度L。还有，光发射器12的实际尺寸则远小于L，该光发射器一般由LED构成，但是也可能只是以任何其他方式提供的光，该光由例如光纤等传输到位置12。

还有，如图所示，只使用了两个光发射器12或锥体22，锥体22在表面24上是宽边的(各具有宽度I)，从而防止光透射板10’上出现暗点。如此，光透射板10’上的区域可以与区域16相同或接近。

自然，每一锥体22可使用多于一个光发射器12。

显然，光发射器12的位置可更自由地选择，并且锥体22可用来将光导引到光透射板10’，同时仍将提供LCD所要求的照射。

Claims

1.一种显示器，包含：

光透射显示屏；

一个或多个光发射器；以及

至少基本上与所述光透射显示屏平行且至少部分地与所述光透射显示屏重叠的光透射板，该光透射板适合于从所述光发射器接收光、将所接收的光与所述光透射显示屏至少基本上平行地导引并将该光引导通过所述光透射屏；

所述显示器还包含一个或多个锥形光波导，它们各自在所述光透射板和一个或多个光发射器之间延伸，各光波导适合于将光从至少一个光发射器导入所述光透射板。

2.如权利要求1所述的显示器，其中：所述锥形光波导适合于将光引入所述光透射板的预定侧，所述光波导在所述光透射板的侧边总共延伸达到所述光透射板侧边长度的至少80％，例如达到至少90％，优选达到至少95％。

3.如权利要求1或2所述的显示器，其中：所述光波导为单个的单片元件。

4.如权利要求3所述的显示器，其中：两个相邻的锥形光波导的相邻部分规定为圆弧形。

5.如前述权利要求中任一项所述的显示器，还包含位于锥形元件和/或所述光发射器之间的电子元件。

6.如前述权利要求中任一项所述的显示器，其中：各光发射器的最大实际尺寸显著小于所述光透射板的最大实际尺寸。

7.如权利要求6所述的显示器，包含至多10个光发射器，比如至多5个光发射器，优选至多3个光发射器。

8.如前述权利要求中任一项所述的显示器，其中：所述光透射显示屏和所述光透射板各有面向对方的侧面，所述光透射板侧面具有不大于所述光透射显示屏侧面面积的110％的面积，预定的面向锥形光波导的光透射板侧边具有预定的长度，光发射器之间的距离超过该长度的25％，例如超过该长度的50％的距离。

9.一种移动电话，包含前述权利要求中任一项所述的显示器。

10.一种制造显示器的方法，该方法包含：

设置一个光透射显示屏；

设置一个或多个适合于将光射入所述光透射板的光发射器；

其中，设置所述光透射板的步骤包含：去除该板的若干锥形部分，以在各组的一个或多个光发射器和所述光透射板的预定区域之间设置所述光透射板的锥形部分。

11.一种制造显示器的方法，该方法包含：

设置一个光透射显示屏；

设置一个或多个适合于将光射入所述光透射板的光发射器；以及

在各组的一个或多个光发射器和所述光透射板的预定区域之间设置一个或多个锥形光波导。