CN202711605U - 电子设备显示器、电子设备和选择性透射光学系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子设备显示器、电子设备和选择性透射光学系统。电子设备显示器包括：视觉显示单元，被适配成为关联电子设备提供图形显示；处于紧邻视觉显示单元的位置的透明显示器盖片；以及部署在视觉显示单元与透明显示器盖片之间的、被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分，共同地反射所有不可见波长光的大部分，并且吸收从电子设备内部产生的大部分黑体辐射的专用内部光学涂层，该涂层包括材料和厚度不同的多个光学层。本实用新型的一个目的是避免电子设备显示器的不期望的眩光和过热现象。本实用新型所实现的一个技术效果是提供了用于电子设备显示器的专用光学涂层以避免电子设备显示器的不期望的眩光和过热现象。
Description
技术领域
本实用新型主要涉及计算和电子设备，尤其涉及用于这种计算和显示设备的视觉显示和呈现。
背景技术
诸如膝上型计算机、媒体播放器、蜂窝电话、PDA等的个人计算和电子设备正变得无处不在。在保持或提升对此类设备的性能、工作速度和美观诉求的同时，以可负担的成本和越来越小的尺寸来向消费者提供这类设备的能力极大地助长了这种趋势。不幸的是，更小、更轻和更强的便携式计算设备的趋势在这些设备的实际制造方面提出了持续不断的设计挑战，尤其是在此类设备具有相对较大的显示屏的情况下。与这类便携式电子设备相关联的一些设计挑战包括如下能力：提供清楚鲁棒的视觉显示器、最小化功耗、以及散热而无需牺牲大小、处理能力或用户便利性。
举个例子，很多用户希望实际能在任何时间使用他们的便携式电子设备，例如在出行或者单纯处于户外的时候。然而，正如很多消费者所知，在将便携式电子设备暴露于直射阳光或是周围环境过于明亮时，便携式电子设备的使用并不总是理想的。在一些情况下，这种环境有可能导致电子设备的视觉显示器的不期望眩光。虽然眩光减小处理可以涉及着色处理或其他显示考虑因素，但是这些特征可能导致需要提高设备内部的背光水平。这不但会增大功耗，而且还会导致必须在设备设计中加以考虑的额外产热。
另举一例，对具有强大处理系统的便携式设备来说，其相对较小的尺寸本身可能会导致产生相当大的热量。很多消费者证明，如果暴露于直射阳光或是处于户外，那么这种设备发热状况能会被恶化。如 果在直射阳光的情况下使用电子设备，那么设备具有的大显示屏将会允许太阳能迅速进入设备内部，并且将会进一步加速便携式电子设备的迅速发热或过热。
由于这些以及其他可能因素中的一个或多个因素，在户外或是其他那些具有直射阳光或其他强光源的环境中，很多便携式电子设备会在结合鲁棒视觉显示器来完全发挥作用的能力方面存在限制。特别地，虽然总的设备功能未必始终受损，但是仍有可能因为眩光、功耗提升、电池寿命缩短或设备过热而产生不便。
虽然在过去使用了很多设计和技术来提供通常工作良好的计算和电子设备，但是始终希望在此类设备中提供更进一步的改进。特别地，如果电子设备能在日照或明亮的周围环境中为视觉显示器提供鲁棒功能，同时具有较少的眩光、降低的功耗、更长的电池寿命以及改进的散热，那么将会是非常理想的。
实用新型内容
本实用新型的一个优点在于提供了用于电子设备的视觉显示器，所述视觉显示器更为清晰，具有减小的眩光，便于设备散热，并且减少归因于直射阳光或其他红外源而从设备外部吸收的热量。这可以至少部分通过为视觉显示屏使用专用光学涂层来实现。这种“ART”(吸收-反射-透射)光学涂层被适配成反射大多数的红外和紫外波长，透射可见频谱中的大多数电磁波长，以及吸收、分布和放射来自设备内部的相当量的黑体辐射。
本实用新型的要解决的一个技术问题在于避免电子设备显示器的不期望的眩光和过热现象。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，包括：视觉显示单元，被适配成为关联电子设备提供图形显示；处于紧邻视觉显示单元的位置的透明显示器盖片；以及部署在视觉显示单元与透明显示器盖片之间的、被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分，共同地反射所有不可见波长光的大部分，并且吸收从电子设备内部产生的大部分黑体辐射的专用内部光学涂层，所述专用内部光学涂层包括材料和厚度不同的多个光学层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述专用内部光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少80％，以及共同地反射所有不可见波长光中的至少60％的涂层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述专用内部光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少90％，以及共同地反射所有不可见波长光中的至少70％的涂层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中在专用内部光学涂层与视觉显示单元之间提供有气隙。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述多个光学层由两种不同材料的交替层组成。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中这两种不同的材料是二氧化硅和五氧化二钽。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述多个光学层包括至少36层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其所述多个光学层中的每一层的单独厚度在约10纳米至约400纳米之间。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述多个光学层的排列和厚度是基于透明显示器盖片的厚度和光学性质而被设计的，所述光学性质包括如下的至少一种：折射率、可见光透射率、和红外反射率。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备，包括：被适配成包含一个或多个内部电子设备部件的壳体；位于壳体内部的处理器；具有与处理器通信的一个或多个用户接口部件的至少一个用户接口区域；以及与处理器通信的显示设备，所述显示设备具有：被适配 成为电子设备提供图形显示的视觉显示单元；处于紧邻视觉显示单元位置的透明显示器盖片；以及部署在视觉显示单元与透明显示器盖片之间的、被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分，共同地反射所有示可见波长光的大部分，并且吸收从电子设备内部产生的大部分黑体辐射的专用内部光学涂层，所述专用内部光学涂层包括材料和厚度不同的多个光学层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备，其中专用内部光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少80％，以及共同反射所有不可见波长光中的至少60％的涂层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备，其中显示设备还包括：位于透明显示器盖片与专用内部光学涂层之间的触摸面板层；将各个层粘合在一起的多个粘合层；以及位于触摸面板层与专用内部光学涂层之间并且被适配成便于所述触摸面板层与所述专用内部光学涂层之间的粘合的光学涂膜层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备，其中所述多个光学层的排列和厚度是基于透明显示器盖片、触摸面板层、粘合层以及光学涂膜层的厚度和光学性质而设计的，所述光学性质包括如下的至少一种：折射率、可见光透射率、和红外反射率。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备，其中所述专用内部光学涂层是被设计用以替换单独的内部抗反射涂层的涂层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，包括：被适配成向关联于电子设备显示器的电子设备用户提供视觉显示的视觉显示单元；处于紧邻视觉显示单元位置的透明显示器盖片；以及紧邻所述透明显示器盖片部署的、被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分，共同地反射所有不可见波长光的大部分，开且吸收从电子设备内部产生的大部分黑体辐射的光学涂层，所述光学涂层包括材料和厚度不同的多个层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述光学涂层是很容易从电子设备显示器移除的涂层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述光学涂层附着于所述透明显示器盖片，并且所述光学涂层与透明显示器盖片的组合是很容易从电子设备显示器移除的组合。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少80％，以及共同反射所有不可见波长光中的至少60％的涂层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少90％，以及共同反射所有不可见波长光中的至少70％的涂层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述多个层由两种不同材料的交替层组成。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述两种不同材料是二氧化硅和五氧化二钽。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述多个层包括至少36层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述多个层中的每一层的单独厚度在约10纳米至约400纳米之间。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备显示器，其中所述多个层的排列和厚度是基于透明显示器盖片的厚度和光学性质而设计的，所述光学性质包括如下的至少一种：折射率、可见光透射率、和红外反射率。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备，包括：被适配成包含了一个或多个内部电子设备部件的壳体；位于所述壳体内部的处理器；具有与所述处理器通信的一个或多个用户接口部件的至少一个用户接口区域；以及与所述处理器通信的显示设备，所述显示设备具有：被适配成向电子设备的用户提供视觉显示的视觉显示单元；处于紧邻视觉显示单元的位置的透明显示器盖片；以及紧邻所述显示器盖片部署的、被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分，共同地反射所有不可见波长光的大部分，并且其中所述光学涂层很容易从电 子设备移除的光学涂层，所述光学涂层包括材料和厚度不同的多个层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备，其中可移除的所述光学涂层被包括在具有粘合剂的可移除保护覆膜上。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备，其中所述光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少80％，以及共同反射所有不可见波长光中的至少60％的涂层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备，其中所述光学涂层是还被适配成基本上吸收从电子设备内部产生的黑体辐射的涂层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种电子设备，其中所述多个层的排列和厚度是基于透明显示器盖片的厚度和光学性质而设计的，所述光学性质包括如下的至少一种：折射率、可见光透射率、和红外反射率。
根据本申请的一个实施例，公开了一种选择性透射光学系统，包括：具有第一表面和第二表面的透明面板；第一多个光学透射层，其中所述第一多个光学透射层中的每一个均由具有第一折射率的相同的第一材料制成；以及第二多个光学透射层，其中所述第二多个光学透射层中的每一个均由具有第二折射率的相同的第二材料制成，其中所述第二多个光学透射层与所述第一多个光学透射层交错，以便形成处于紧邻透明面板第一表面的位置的集合光学涂层，其中所述光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分，共同地反射所有不可见波长光的大部分，并且基本上吸收在透明面板的第二表面下产生的大部分黑体辐射的涂层，以及其中所述光学涂层很容易从透明面板移除。
根据本申请的一个实施例，公开了一种选择性透射光学系统，其中所述第一多个光学透射层包括至少18层，并且所述第二多个光学透射层包括至少18层。
根据本申请的一个实施例，公开了一种选择性透射光学系统，其 中所述第一多个光学透射层和所述第二多个光学透射层的厚度是基于透明面板的厚度和光学性质而设计的，所述光学性质包括如下的至少一种：折射率、可见光透射率、和红外反射率。
根据本申请的一个实施例，公开了一种选择性透射光学系统，其中所述第一材料是二氧化硅，所述第二材料是五氧化二钽。
在各个实施例中，电子设备可以包括被适配成其内包含一个或多个内部电子设备部件的壳体，位于壳体内部的处理器，具有与处理器通信的一个或多个用户接口部件的至少一个用户接口区域，以及与处理器通信的显示设备，其中显示设备可以包括各种项以及专用ART光学涂层。在一些实施例中，设备显示器可以包括：被适配成向关联于电子设备显示器的电子设备用户提供视觉显示的视觉显示单元，处于紧邻视觉显示单元的位置的透明显示器盖片，以及专用ART光学涂层。各种进一步的实施例可以只包括专用ART光学涂层以及透明显示器盖片之类的一个或多个可选部件。
在各个实施例中，专用ART光学涂层可以内在地部署于显示器盖片与视觉显示单元之间，其中光学涂层包括具有不同材料和厚度的多个光学层。光学涂层可以被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少90％，以及共同反射所有不可见波长光中的至少80％，此外它还可以进一步被适配成大幅吸收相关联的电子设备内部产生的黑体辐射。在更完善的实施例中，光学涂层可以被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少95％，以及共同反射所有不可见波长光中的至少88％。
在各个详细实施例中，光学涂层可以具有多个光学层，这些光学层由两种不同材料(例如二氧化硅和五氧化二钽)交替的层组成。所述多个层可以包括18层、36层或是更多层，并且多个层中的每一层的单独厚度的范围可以是从约10纳米到约400纳米。在一些实施例中，所述多个层的排列和厚度是基于透明显示器盖片的厚度和光学性质而设计的。在一些实施例中，所述专用内部光学涂层可以被设计成使得单独的内部抗反射涂层不有益于电子设备显示器。在一些实施例中，在内部抗反射涂层与视觉显示单元之间提供有气隙。
在各种进一步的实施例中，显示设备还可以包括位于显示器盖片与光学涂层之间的触摸面板层，将各种层粘合在一起的多个胶合层，以及位于触摸面板层与光学涂层之间并且被适配成便于所述触摸面板层与光学涂层粘合的光学涂膜层。在这样的实施例中，多个光学层的排列和厚度可以是基于显示器盖片、触摸面板层、粘合层以及光学覆膜层的厚度而设计的。
本实用新型的一个优点在于提供了用于电子设备的视觉显示器，所述视觉显示器更清楚，有助于设备散热并且减小归因于直射阳光或其他红外源而从设备外部吸收的热量。这至少部分可以通过为该视觉显示屏使用专用光学涂层来完成。这种“ART”(吸收-反射-透射)光学涂层被适配成反射大多数的红外和紫外波长，透射可见频谱中的大多数电磁波长，以及吸收、分布和放射来自设备内部的相当量的黑体辐射。
在各种实施例中，一种电子设备可以包括被适配成其内包含有一个或多个内部电子设备部件的壳体，位于壳体内部的处理器，具有与处理器通信的一个或多个用户接口部件的至少一个用户接口区域，以及与处理器通信的显示设备，其中显示设备可以包括各种项以及专用ART光学涂层。在一些实施例中，设备显示器可以包括：被适配成向关联于电子设备显示器的电子设备用户提供视觉显示的视觉显示单元，处于紧邻视觉显示单元的位置的透明显示器盖片，以及专用ART光学涂层。各种更进一步的实施例可以只包括专用ART光学涂层以及透明显示器盖片之类的一个或多个可选部件。
在各种实施例中，专用ART光学涂层可以紧邻显示器盖片部署，其中光学涂层包括材料和厚度不同的多个层。该光学涂层可以被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分，以及共同反射不可见波长光的大部分，并且还可以被适配成大幅吸收在关联电子设备内部产生的黑体辐射。在一些实施例中，该光学涂层可以被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少80％，以及共同反射所有不可见波长光中的至少60％。在一些实施例中，光学涂层可以被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少90％，以及共同反射所有不可见波长光中的至少 70％。
在各种实施例中，光学涂层很容易整个从设备显示器或电子设备中移除。这类实施例可以涉及被包括在可移除保护覆膜上的光学涂层，其中所述覆膜具有一次性保护膜之类的粘合剂。这类实施例可以涉及附着于透明显示器盖片的光学涂层，由此光学涂层和透明显示器盖片组合是很容易从电子设备显示器移除的。这类实施例可以涉及与显示器以及整个设备保持在一起的永久性显示器盖片，以及可移除显示器盖片和光学涂层组合。举例来说，所述可移除组合可以是夹持型附件或是其他可移除且可重新安装的附件。
在各种详细实施例中，光学涂层可以具有多个层，并且这些层由两种不同材料(例如，二氧化硅和五氧化二钽)的交替层组成。所述多个层可以包括18层、36层或是更多层，并且多个层中的每一层的单独厚度的范围可以是从约10纳米到约400纳米。在一些实施例中，这些光学层所述多个层的排列和厚度是基于透明显示器盖片的厚度和光学性质而设计的。
各种更进一步的实施例可以包括具有透明面板的选择性透射光学系统，其中所述透明面板具有第一表面和第二表面，第一多个光学透射层，其中所述第一多个光学透射层中的每一个均由具有第一折射率的相同的第一材料制成，以及第二多个光学透射层，其中所述第二多个光学透射层中的每一个均由具有第二折射率的相同第二材料制成。所述第二多个光学透射层与所述第一多个光学透射层交错，以便形成处于紧邻透明面板第一表面的位置的集合光学涂层。与先前的实施例中一样，该光学涂层被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少90％，以及共同反射所有不可见波长光中的至少80％，以及大幅吸收在透明面板的第二表面下产生的黑体辐射。此外，该光学涂层还能够很容易地从透明面板移除。
本实用新型所实现的一个技术效果是提供了用于电子设备显示器的专用光学涂层以避免电子设备显示器的不期望的眩光和过热现象。
通过考查以下附图和详细描述，本领域技术人员将会清楚了解本实用新型的其他设备、方法、特征和优点。所有这些附加的系统、方法、特征和优点旨在被包括在本说明书中，处于本实用新型的范围内，并且受所附权利要求保护。
附图说明
所包含的附图用于说明目的，并且仅用于提供所公开的用于在电子设备上提供改进的光学显示器的实用新型设备和方法的可能结构和布置的示例。这些附图并非限制那些可供本领域技术人员在不脱离实用新型实质和范围的情况下对本实用新型做出的形式和细节方面的任何改变。
图1例示了根据本实用新型一个实施例的例示便携式电子设备的顶部透视图。
图2例示了根据本实用新型一个实施例的另一个例示便携式电子设备的正面透视图。
图3A例示了根据本实用新型一个实施例的图2的例示便携式电子设备的局部分解侧面透视图。
图3B例示了根据本实用新型另一个实施例的图2的以替换方式配置的例示便携式电子设备的局部分解侧面透视图。
图4A例示了根据本实用新型一个实施例的用于电子设备的例示ART光学涂层的局部侧面剖面图。
图4B例示了根据本实用新型一个实施例而在透射可见光波长以及反射红外光波长时的图4A中的例示光学涂层的局部侧面剖面图。
图5A例示了用于理想光学涂层应用的光波长理想通过和反射量的图表。
图5B例示了用于典型热镜的光波长通过和反射总的图表。
图5C例示了用于根据本实用新型一个实施例的例示专用ART光学涂层的光波长通过和反射量的图表。
图6在局部侧面剖视图中例示了根据本实用新型一个实施例的 用于电子设备的ART光学涂层的例示应用。
图7在局部侧面剖视图中例示了根据本实用新型一个实施例的用于电子设备的例示显示器、内部ART光学涂层以及显示器盖片的排列。
具体实施方式
在本部分中将会描述根据本实用新型的设备和方法的例示应用。这些示例仅仅是为了添加上下文以及帮助理解本实用新型而提供的。由此，本领域技术人员将会清楚了解，本实用新型是可以在没有这其中的一些或所有具体细节的情况下实施的。在其他实例中没有详细描述众所周知的处理步骤，以避免不必要地混淆本实用新型。其他的应用同样是可行的，由此不应该将以下的示例视为限制。
在以下的详细描述中将会参考形成说明书一部分并且例示了本实用新型的具体实施例的附图。虽然在这里足够详细地描述了这些实施例以使得本领域技术人员能够实现本实用新型，但是应该理解，这些示例并不是限制性的；由此其他实施例同样是可以使用的，并且是可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下加以变化的。出于例证和论述目的，本公开主要关注的是便携式电子设备，但是很容易理解，本实用新型并不局限于此类设备，并且本实用新型可以与任何具有可视显示器的计算设备或产品结合使用。
在不同的实施例中，本实用新型涉及一种用于视觉显示器的光学涂层。所述光学涂层可以是专门形成的，由此阻挡不需要的太阳能、透射可见光以及吸收黑体辐射。这种光学涂层既可以直接施加于显示器盖片玻璃或产品皮肤，也可以经由被设计成与视觉显示器相互作用的附件来被间接应用。在一些实例中，还可以使用关于这种光学涂层的多种不同的应用类型。
ART涂层
一般来说，“ART”(吸收-反射-透射)光学涂层可以是一个很薄的整体涂层，它同时由多个具有高折射率和低折射率的交替的薄材 料层组成，其中所述交替材料层是这样一种方式排列：以便A-通过吸收来自设备内部的黑体辐射来促进更好的设备冷却；R-通过反射大多数不可见光的电磁波长来减小来自外部来源的设备加热；以及T-通过透射所有可见光波长中的大部分波长来实现鲁棒的视觉显示器。一般来说，光学涂层通过操作来尽可能地将源自太阳的不想要的红外和紫外辐射反射回周围环境。对用户来说，由于这些波长是不可见的，因此这种反射不会显现成眩光。可见光则尽可能透射光学涂层，以免干扰显示器的预期视觉图像的外观和亮度。此外，该涂层还尽可能吸收设备发射的黑体红外辐射范围。
首先转到图1，其在顶部透视图中例示了根据本实用新型一个实施例的例示便携式电子设备。例如，便携式电子设备100可以是平板计算设备，并且可以包括外部壳体110、显示屏120以及一个或多个按钮130或其他用户输入。举个例子，这种平板便携式电子设备100可以是由加利福尼亚州Cupertino的Apple公司制造并销售的 
计算设备，然而其他类型的设备也是可以使用的。虽然便携式电子设备100看起来与其他类似的便携式电子设备非常相似，但是它可以是不同的，这是因为如下文中更详细描述的那样，在其视觉显示器或显示器盖片附近存在有本实用新型的专用光学涂层。
图2例示了根据本实用新型一个实施例的另一种例示便携式电子设备的正面透视图。便携式电子设备200例如可以是具有外部壳体210、显示屏220以及点击轮230或其他用户输入的便携式媒体播放器。其中举例来说，这种便携式媒体播放器可以是同样由Apple制造和销售的 
计算设备，虽然其他众多类型的媒体播放器设备也是可用的。同样，尽管在视觉显示器附近存在有专用ART光学涂层，但是设备200看上去与其他类似的设备是一样的。
实际上，本领域技术人员很容易理解，几乎任何具有显示屏的设备都适合与本实用新型一起使用。由此，在图1和2中提供的例示设备100、200仅用于例示这些设备的示例，而不是限制可供使用的设备的数量或类型。例如，可以与本实用新型的光学显示涂层结合使用 的其他类型的设备尤其可以包括：蜂窝电话、寻呼机、膝上型计算机、台式计算机、电视、以及腕表。
继续参考图3A，图2的便携式电子设备以局部分解的侧面透视图示出。同样，虽然几乎任何类型的具有显示屏的设备都可以与本实用新型一起使用，但是简单出于对显示屏机及其专用光学涂层进行例证的目的，在这里使用便携式电子设备300。很容易理解的是，适合与具有不同的显示屏类型、大小和尺寸的设备一起使用的变体和外延可被应用以符合任何具有显示屏的设备的期望。
便携式电子设备300可以包括具有内腔315的外部壳体310，其中所述内腔可以被适配成包含不同的内部电子部件，例如处理器、存储器、显示设备、扬声器等等。透明显示器盖片322可被放置在壳体310的开口中，其中所述开口具有用于将显示器盖片保持就位的特定大小。显示器盖片332可以被设计成保护其下方的视频或视觉显示器(未示出)，并且优选是视线可透过的(see-through)。虽然显示器盖片332可以是纯透明的，但是部分透明或半透明的显示器盖片也是可以使用的，并且应该理解的是，对于所公开的设备和显示器的目的来说，所有这些变体都可以被视为“透明的”。专用光学涂层324可以位于显示器盖片322的顶上，其中所述光学涂层的细节和特性将会在下文中被更详细地阐述。虽然光学涂层324被示出为处于显示器盖片322的顶上，但是依照给定应用，所述光学涂层的实际位置可以是在显示器盖片的下方或以其他方式接近显示器盖片。
实际上，根据本实用新型另一个实施例的这种替换配置的例示便携式电子设备在图3B的局部分解的侧面透视图中提供。便携式电子设备301同样可以包括具有内腔315以及包括可视显示器在内的各种内部部件(未示出)的外部壳体310。在壳体310的开口中同样可以放置位于视觉显示器顶上的透明或半透明的显示器盖片322。然而与图3A的前述实施例不同，设备301包括位于显示器盖片322的下方的专用光学涂层350，从而使得所述涂层成为整个设备301的内部部件。这种专用光学涂层350与如上所述的外部光学涂层324略有不同， 这是因为涂层的位置在某些方面可能影响到其组分。
此外，内部光学涂层350既可以与标准抗反射涂层一起使用，也可以作为标准抗反射涂层的专门设计的替换物，其中所述抗反射涂层有时会在显示器盖片玻璃封装的底面使用。在下文中提供了关于内部光学层350、显示器盖片322以及其他不同部件的具体组分和排列的更多项目和材料。同样，很容易理解的是，虽然图3A和3B例示了关于 
之类的媒体回放设备的专用光学层，但是这种专用光学层可以与任何具有视觉显示器的计算设备一起使用，尤其例如蜂窝电话、平板计算设备、膝上型计算机、个人计算机或是用于个人计算机的监视器。
现在移至图4A，其在局部的侧面剖视图中示出了根据本实用新型一个实施例的用于电子设备的例示专用ART光学涂层。如所示，光学涂424可以位于可视显示器(未示出)的显示器盖片422的顶上，或者以其他方式接近显示器盖片。很容易理解的是，如果光学涂层位于显示器盖片下方而不是其顶上，那么类似的结果也是成立的。特别地，该视觉显示器可以用于电子设备。光学涂层424可以由众多薄层组成，这些层的厚度范围是从约10纳米到约400纳米，虽然其他厚度也是可行的。每一层可以包括具有高或低折射率的材料，并且这些层优选是在高和低折射率之间交替或轮流的。优选地，期望的光波长透射光学涂层424，而不想要的波长则被光学涂层反射，并且这一点与“热镜”是类似的。此外，光学涂层424的各种层和厚度被设计成使得大部分黑体辐射不被透射或反射，而是由光学涂层本身吸收和透射。
虽然当然可以根据期望使用两种以上的不同材料，但是出于例证目的，在这里仅仅示出了用于各层的两种不同材料。如所示，第一组层426是由具有某一折射率的材料组成的，而第二组层428则是由具有不同折射率的不同材料组成的。在一个特定的非限制性示例中，这两种不同的材料可以是折射率分别约为1.45和2.10的二氧化硅和五氧化二钽。同样，只要折射率在层与层之间的差异非常明显，那么可 以也可以用其他材料层来补充或替换这些特定材料。
图4B例示了图4A的例示光学涂层的这种透射可见光波长以及反射红外光波长的现象。如所示，直射在光学涂层和显示器盖片组合上的可见光波长440透射所述光学涂层和显示器盖片两者。虽然各光学涂层的交替折射率确实会略微改变波长440的路径，但是该波长最终将会透射并贯穿所述涂层，并且其他的可见光波长也是如此。应该理解的是，来自位于盖片玻璃下方的显示器的类似光波长将会向上透射并通过盖片玻璃和光学涂层，于是将对具有显示器的电子设备的用户可见。与此相反，由于光学涂层中的层的排列，红外波长442最终会被显示器盖片反射，而这则防止红外波长通过显示器盖片进入并加热设备。类似的结果优选地对于其他红外波长也会发生。同样，容易理解的是，在光学涂层位于显示器盖片下方而不是其顶上的实施例中，也将实现类似的结果。
虽然典型热镜通常会透射许多想要的光波长，并且反射许多不想要的光波长，但是热镜往往在特性方面不完美且不合适与便携式电子设备一起使用。这是因为热镜的一般目的只是反射大多数红外辐射，而没有顾及视频显示的高质量透射或是实质上所有的红外和紫外波长。由此，很多热镜具有染色的特性，并且只具有少量的交替材料层。
相比之外，这里公开的光学涂层被专门设计成透射尽可能多的可见光，以及反射尽可能多的不可见光。这种特定的结果需要用到很多的层，其中这些层的厚度是根据用于以期望方式控制光线的已知方案规定而受到精确控制的。这种处理是通过将层和厚度改善至透射所有或几乎所有期望波长同时反射所有或几乎所有不期望波长来完成的。在一些实施例中，这里公开的专用光学涂层可以包括至少18个不同的薄层，并且这些薄层同样是在低高折射率之间交替的。在另一些实施例中，所使用的可以是至少36个不同的薄层。此外，如果希望最大限度地操纵光线，则还可以使用更多的层。
继续至图5A到5C，提供了依照波长的透射光量的各图表。图5A例示了用于给定应用的通过光和反射光波长的理想量的图表。图 5B例示了用于典型热镜的通过光和反射光波长量的图表，而图5C则例示了用于根据本实用新型一个实施例的例示专用ART光学涂层的通过光和反射光波长量的图表。如图5A所示，理想的应用将会导致100％地透射所有可见波长，而对所有不可见波长(即紫外和红外)的透射则是0％(即，反射)。
在图5B中反映了来自典型热镜的结果，如该图所示，虽然透射了很多可见光并且有很多不可见光未被透射，但是该结果远非理想。然而，图5C指示了源自已被大为改善的光学涂层的改进结果。特别地，通过添加附加的层，可以保持尽可能多的可见光透射，同时更多其他层的添加还能尽可能多反射红外光。最终结果是显示器盖片与光学涂层的组合，通过该组合，视觉图像被清楚地透射给用户，同时允许极少量的紫外和红外能量经由显示屏进入设备。在处于户外和直射阳光照射的情况下，这种组合在减小眩光及降低设备发热方面尤其有用。
表1以表格格式示出了根据本实用新型一个实施例创建ART光学涂层的两个例示方案或“配方”。这些特定方案本质上是示例性和非限制性的，可以很容易理解的是，可以使用其他材料，可以使用更多或更少的层，并且可以使用不同的厚度和交替图案，并由此得到相似乃至改善的结果，并且这些改变是可以通过反复试验或各种建模程序而发现的。如果使用更多的层，例如为给定应用使用50或100层或更多层，那么甚至可以观察到更好的结果。当然，成本和总涂层厚度也会随之提高。
在使用如表1所述的特定光学涂层方案中，一个不可忽视的因素是必须考虑显示器盖片和/或显示设备部件的组分、厚度及光学性质。也就是说，用于不同光频率的路径也可能被显示设备自身外部的显示器盖片以及其他光学部件改变。由此，必须定制总光学涂层规范以包括这些部件。例如，由于显示设备与用于这些显示设备的显示器盖片之间的差异，在上文中关于设备200阐述的专用光学涂层未必能与设备100很好地一起工作。相应地，必须确定任何基本显示设备和显示 器盖片的厚度和光学性质作为光学涂层方案或配方创建处理的一部分。作为一个特定示例，以上在表1中阐述的具体配方已被优化，以便与厚度为0.6mm以及折射率为1.5的显示器盖片一起工作。
如图5C所示，来自被测量的特定光学涂层的结果导致共同透射所有可见波长中的约95％，并且共同反射所有不可见波长中的约88％。这个结果即为表1中阐述的特定36层配方的结果。类似的结果可以从表1中阐述的特定的18层配方得到，但是该结果具有约90％的可见光透射率，以及约80％的不可见光反射率。同样地，在需要的时候，可以通过使用附加的层产生更好的百分比。
表1所示的特定方案的另一个结果是大多数的黑体辐射(例如大于2500nm)都被光学涂层吸收并分布在整个光学涂层上。在一些实施例中，主机电子设备产生的约95％的黑体辐射可由专用光学涂层吸收，这极大地有助于整个设备的散热。这在表2中有所阐述，该图描述了根据本实用新型一个实施例的用于电子设备的ART光学涂层的总体目标和结果。表2提供了根据本实用新型一个实施例的用于电子设备的ART光学涂层的总体目标和结果的表格。
应用
很容易理解的是，与先前那些存在眩光和设备过热问题的设备相比，经过改善的专用光学涂层以及应用了该涂层的设备提供了显著的改进和益处。一个显著的应用是在设备制造过程中简单地将光学涂层永久性地施加至显示器盖片或盖片玻璃。这种永久性施加可以根据给定制造商的期望而位于显示器盖片的顶上、内部或是底部。除了简单地将光学涂层永久性地施加于现有设备之外，其他应用也可被证明对消费者来说是有用的。
现在转到图6，示出了根据本实用新型一个实施例对电子设备应用ART光学涂层的例子。电子设备800可以包括相对较大的显示器，并且显示器盖片822位于该显示器上。可移除光学涂层824可被应用于设备800，以便创建最终得到的显示器盖片和涂层组合829。优选地，使用可移除和/或可替换光学涂层824得到的组合829在成效上与 光学涂层的永久性应用是相同或实质上相似的。
有若干种可以将可移除光学涂层824与适当的电子设备800结合使用的方式。例如，夹持屏幕保护器型附件可被是专门设计用于设备800。这种附件的尺寸可以被调整成与设备800的尺寸相匹配，并且还可以包括在用户期望这一附着时允许该夹持型可移除设备附着于整个电子设备的夹子、别针、磁体或其他适当的可移除附着装置。在所述夹持型设备内部可以构建光学涂层，并且可以采用一种与总体设备800的显示器盖片822相接触或以其他方式紧邻所述显示器盖片的方式而被设计。这类夹持型设备在用户决定在户外或是直射阳光而非室内或其他环境中使用专用光学涂层屏幕保护的情况下将会非常有用的。
关于可移除光学涂层的另一个示例可以实现为一次性屏幕保护型产品。例如，很多便携式电子设备都具有很大的触摸屏型显示器，并且一些用户发现可以借助一次性薄触摸屏保护器来对其进行保护。举例来说，这种触摸屏保护器通常被用于 上，而 
通常由牢固的抗划塑料材料制成，而在一侧上具有粘合剂的薄膜。这种触摸屏保护器还可以被形成以包括如上所述的专用光学涂层，其不仅是针对设备显示器盖片，而且还是针对保护性塑料膜本身的厚度和光学性质而定制的。
光学涂层可移除的一个优点在于：用户可以决定改变光学涂层或是用于所述光学涂层的媒介，例如在期望较高质量或是较低价格的情况下。举个例子，在诸如夹子、触摸屏保护膜以及粘合剂型应用之类的可移除设置中，所提供的可以是较廉价的18层版的光学涂层以及较昂贵的50层版的光学涂层。举例来说，当用户移除并且部署质量较低但廉价的18层版的涂层时，用户可以决定在新的触摸屏保护膜中用质量较高的50层版的涂层来将其替换。在恰当的情况下，采用了套筒、薄膜、盖片等形式的光学涂层的各种其他的可移除应用同样是可以实施的，并且应该理解的是，所有这些可移除的专用光学涂层的应用都被考虑与本实用新型结合使用。
如上文中参考图3B所指，这里公开的专用ART涂层的另一个应用是将该涂层放置在整个设备的内部。也就是说，该涂层可以位于显示盖片玻璃的下方，而不是在其顶上。当然，这种处理通常有可能导致一般消费者不容易移除或替换该涂层，但是这种内部布置可以产生与之抵消的其他优点。例如，在结合内部涂层的一些实例中，在制造过程中处理专用光学涂层的能力可以更加容易和更有把握。此外，传统的抗反射(A/R)内部涂层的使用可以与这种处于内部的专用光学涂层相结合或是实际上被其取代。
举个例子，典型的内部A/R涂层通常按需位于盖片玻璃下方或是盖片玻璃下方的触摸面板部件之下。这种典型的A/R涂层通常由3-5层组成，并且通常是以类似于形成这里公开的形成专用光学涂层的方式而形成的。如果在与位于内部的ART光学涂层有关的特定配方或方案设计中顾及了这种A/R涂层的光学性质，那么由于实际的A/R涂层不再有益于整个设备，因此，该涂层本身是可被去除的。作为替换，处于内部的ART光学涂层可以被设计成对已有A/R涂层的存在和性质加以考虑。
接下来移至图7，其在局部侧面剖视图中例示了用于电子设备的例示显示器、内部ART光学涂层以及显示器盖片的排列。如所示，“叠层”960表示如何可以将典型的专用光学涂层放置在计算设备显示区域的内部。举例来说，盖片玻璃922可以具有大约0.6-1.2mm的厚度，并且取决于应用其他厚度当然也是可能的。厚度约为0.1-0.35mm的薄胶合层962可被用于(按需)粘合到厚度约为0.25-0.5mm的基础触摸面板玻璃层964。厚度约为0.005-0.015mm的另一个薄胶合层966于是可被用于粘合到诸如三醋酸盐(“TAC”)之类的基础光学涂膜层968，其中所述光学涂膜层968又粘合到专用光学涂层950或是与之一并形成。然后，在光学涂层950的底面与实际视觉显示单元972之间可以存在一个气隙970，其中所述显示单元可以是LCD、CRT、LED显示器、等离子显示器或是用于电子或计算设备的其他任何适当的显示器。当然，可以根据给定应用的期望改 变各种部件的厚度，并且内部光学涂层950的确切配方或方案可以取决于叠层960中的其他部件的不同光学性质和厚度而按需改变。
与上文公开的外部光学涂层的情形一样，内部光学涂层950的层数是可以按需改变，并且其范围可以是从18到36乃至更多的层。与位于外部的光学涂层相似，来自阳光的不想要的紫外和红外辐射将由于内部光学涂层950而被反射到周围环境中。由于这些波长是不可见的，因此这种处理对用户而言不会表现成眩光。可见光则尽可能多地透射内部光学涂层960，以免干扰显示器的期望视觉图像的呈现和/或亮度。所述可见光的反射将被最小化，以免产生不想要的眩光。该光学涂层950还尽可能多地吸收由整个产品发出的黑体辐射。一旦被吸收，热能就能以热量方式向显示器盖片和产品壳体外部转移，然后通过辐射释放到周围环境。
虽然为了清楚和理解而借助例证和示例描述了前述实用新型，但是应该认识到，上述实用新型可以在多种其他具体的变体和实施例中实施而不脱离本实用新型的精神或实质。可以实践某些变化和修改，并且应该理解，本实用新型并不受前述细节的限制，而是由所附权利要求的范围定义的。
Claims (33)
1.一种电子设备显示器，其特征在于，包括：
被适配成为关联电子设备提供图形显示的视觉显示单元；
处于紧邻视觉显示单元的位置的透明显示器盖片；以及
部署在视觉显示单元与透明显示器盖片之间并且被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分、共同地反射所有不可见波长光的大部分、并吸收从电子设备内部产生的大部分黑体辐射的专用内部光学涂层，所述专用内部光学涂层包括材料和厚度不同的多个光学层。
2.根据权利要求1所述的电子设备显示器，其特征在于，所述专用内部光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少80％并且共同地反射所有不可见波长光中的至少60％的涂层。
3.根据权利要求2所述的电子设备显示器，其特征在于，所述专用内部光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少90％并且共同地反射所有不可见波长光中的至少70％的涂层。
4.根据权利要求1所述的电子设备显示器，其特征在于，在专用内部光学涂层与视觉显示单元之间提供有气隙。
5.根据权利要求1所述的电子设备显示器，其特征在于，所述多个光学层由两种不同材料的交替层组成。
6.根据权利要求5所述的电子设备显示器，其特征在于，这两种不同的材料是二氧化硅和五氧化二钽。
7.根据权利要求6所述的电子设备显示器，其特征在于，所述多个光学层包括至少36层。
8.根据权利要求1所述的电子设备显示器，其特征在于，所述多个光学层中的每一层的单独厚度在约10纳米至约400纳米之间。
9.根据权利要求1所述的电子设备显示器，其特征在于，所述多个光学层的排列和厚度是基于透明显示器盖片的厚度和光学性质而被设计的，所述光学性质包括如下的至少一种：折射率、可见光透射率、和红外反射率。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
被适配成包含一个或多个内部电子设备部件的壳体；
位于壳体内部的处理器；
具有与处理器通信的一个或多个用户接口部件的至少一个用户接口区域；以及
与处理器通信的显示设备，所述显示设备具有：
被适配成为电子设备提供图形显示的视觉显示单元；
处于紧邻视觉显示单元位置的透明显示器盖片；以及
部署在视觉显示单元与透明显示器盖片之间并且被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分、共同地反射所有不可见波长光的大部分、并吸收从电子设备内部产生的大部分黑体辐射的专用内部光学涂层，所述专用内部光学涂层包括材料和厚度不同的多个光学层。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，专用内部光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少80％并且共同反射所有不可见波长光中的至少60％的涂层。
12.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，显示设备还包括：
位于透明显示器盖片与专用内部光学涂层之间的触摸面板层；
将各个层粘合在一起的多个粘合层；以及
位于触摸面板层与专用内部光学涂层之间并且被适配成便于所述触摸面板层与所述专用内部光学涂层之间的粘合的光学涂膜层。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述多个光学层的排列和厚度是基于透明显示器盖片、触摸面板层、粘合层以及光学涂膜层的厚度和光学性质而设计的，所述光学性质包括如下的至少一种：折射率、可见光透射率、和红外反射率。
14.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述专用内部光学涂层是被设计用以替换单独的内部抗反射涂层的涂层。
15.一种电子设备显示器，包括：
被适配成向关联于电子设备显示器的电子设备用户提供视觉显示的视觉显示单元；
处于紧邻视觉显示单元位置的透明显示器盖片；以及
紧邻所述透明显示器盖片部署并且被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分、共同地反射所有不可见波长光的大部分、并吸收从电子设备内部产生的大部分黑体辐射的光学涂层，所述光学涂层包括材料和厚度不同的多个层。
16.根据权利要求15所述的电子设备显示器，其特征在于，所述光学涂层是很容易从电子设备显示器移除的涂层。
17.根据权利要求16所述的电子设备显示器，其特征在于，所述光学涂层附着于所述透明显示器盖片，并且所述光学涂层与透明显示器盖片的组合是很容易从电子设备显示器移除的组合。
18.根据权利要求15所述的电子设备显示器，其特征在于，所述光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少80％并且共同反射所有不可见波长光中的至少60％的涂层。
19.根据权利要求15所述的电子设备显示器，其特征在于，所述光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少90％并且共同反射所有不可见波长光中的至少70％的涂层。
20.根据权利要求15所述的电子设备显示器，其特征在于，所述多个层由两种不同材料的交替层组成。
21.根据权利要求20所述的电子设备显示器，其特征在于，所述两种不同材料是二氧化硅和五氧化二钽。
22.根据权利要求21所述的电子设备显示器，其特征在于，所述多个层包括至少36层。
23.根据权利要求15所述的电子设备显示器，其特征在于，所述多个层中的每一层的单独厚度在约10纳米至约400纳米之间。
24.根据权利要求15所述的电子设备显示器，其特征在于，所述多个层的排列和厚度是基于透明显示器盖片的厚度和光学性质而设计的，所述光学性质包括如下的至少一种：折射率、可见光透射率、和红外反射率。
25.一种电子设备，其特征在于，包括：
被适配成包含了一个或多个内部电子设备部件的壳体；
位于所述壳体内部的处理器；
具有与所述处理器通信的一个或多个用户接口部件的至少一个 用户接口区域；以及
与所述处理器通信的显示设备，所述显示设备具有：
被适配成向电子设备的用户提供视觉显示的视觉显示单元；
处于紧邻视觉显示单元的位置的透明显示器盖片；以及
紧邻所述显示器盖片部署并且被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分、共同地反射所有不可见波长光的大部分、并很容易从电子设备移除的光学涂层，所述光学涂层包括材料和厚度不同的多个层。
26.根据权利要求25所述的电子设备，其特征在于，可移除的所述光学涂层被包括在具有粘合剂的可移除保护覆膜上。
27.根据权利要求26所述的电子设备，其特征在于，所述光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光中的至少80％并且共同反射所有不可见波长光中的至少60％的涂层。
28.根据权利要求27所述的电子设备，其特征在于，所述光学涂层是还被适配成基本上吸收从电子设备内部产生的黑体辐射的涂层。
29.根据权利要求27所述的电子设备，其特征在于，所述多个层的排列和厚度是基于透明显示器盖片的厚度和光学性质而设计的，所述光学性质包括如下的至少一种：折射率、可见光透射率、和红外反射率。
30.一种选择性透射光学系统，其特征在于，包括：
具有第一表面和第二表面的透明面板；
第一多个光学透射层，其中所述第一多个光学透射层中的每一个 均由具有第一折射率的相同的第一材料制成；以及
第二多个光学透射层，其中所述第二多个光学透射层中的每一个均由具有第二折射率的相同的第二材料制成，
其中所述第二多个光学透射层与所述第一多个光学透射层交错，以便形成处于紧邻透明面板第一表面的位置的集合光学涂层，
其中所述光学涂层是被适配成共同地透射所有可见波长光的大部分、共同地反射所有不可见波长光的大部分、并且基本上吸收在透明面板的第二表面下产生的大部分黑体辐射的涂层，以及
其中所述光学涂层很容易从透明面板移除。
31.根据权利要求30的选择性透射光学系统，其特征在于，所述第一多个光学透射层包括至少18层，并且所述第二多个光学透射层包括至少18层。
32.根据权利要求31的选择性透射光学系统，其特征在于，所述第一多个光学透射层和所述第二多个光学透射层的厚度是基于透明面板的厚度和光学性质而设计的，所述光学性质包括如下的至少一种：折射率、可见光透射率、和红外反射率。
33.根据权利要求32的选择性透射光学系统，其特征在于，所述第一材料是二氧化硅，所述第二材料是五氧化二钽。
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