TWI506344B - 具有繞射光混合之顯示器背光 - Google Patents

Description

具有繞射光混合之顯示器背光

本申請案主張2012年8月15日申請之美國專利申請案第13/586,573號之優先權，該專利申請案之全文係據此以引用方式併入本文中。

本發明大體上係關於電子裝置，且更特定言之，係關於具有顯示器之電子裝置。

電子裝置常常包括顯示器。舉例而言，蜂巢式電話及攜帶型電腦常常包括用於向使用者呈現資訊之顯示器。電子裝置可具有諸如由塑膠或金屬形成之外殼的外殼。諸如顯示器組件的用於電子裝置之組件可安裝於外殼中。

可具挑戰性的是將顯示器併入至電子裝置之外殼中。大小及重量常常為在設計電子裝置方面之重要考慮。若不謹慎，則顯示器可龐大或可由過大邊界環繞。電子裝置之外殼可經調整以容納具有大邊界之龐大顯示器，但此情形可導致外殼之大小及重量之不良增大以及無吸引力之裝置美感性。

因此，將需要能夠提供改良型方式以提供用於電子裝置之顯示器。

一種電子裝置可具備一顯示器。該顯示器可具有用於向該電子裝置之一使用者呈現影像之顯示器層。該顯示器可使用背光結構而具 備背光。該等背光結構可包括諸如發光二極體之一陣列之一光源，及一光導板。

該顯示器可為一液晶顯示器，或使用其他類型之顯示器技術而形成之一顯示器。一液晶顯示器可包括諸如偏光器層、一彩色濾光片層、一薄膜電晶體層及一液晶層之顯示器層。

該等背光結構可使用該光導板以使來自該等發光二極體之光分佈遍及該顯示器。該等背光結構可由清透塑膠或其他透明材料之一薄片形成。

該光導板可具有重疊於該顯示器之一主要矩形區域。該主要矩形區域可具有諸如含有清透珠粒之一聚合物層之折射光散射結構。該等折射光散射結構可使來自該光導板之光散射以用作背光。諸如全像結構或光柵結構之繞射光散射結構可用以在來自該等發光二極體之光進入該主要矩形區域之前使該光散射。該等繞射光散射結構可沿著該光導板之一邊界區而定位於該等發光二極體與該光導板之該主要矩形部分之間。繞射區可使來自該等發光二極體之該光混合，使得自該光導板散射之該背光不展現熱點。

本發明之另外特徵、本發明之性質及各種優點將自隨附圖式及較佳實施例之以下詳細描述變得更顯而易見。

10‧‧‧電子裝置

12‧‧‧外殼

12A‧‧‧上部外殼

12B‧‧‧下部外殼

14‧‧‧顯示器

16‧‧‧鍵盤

18‧‧‧觸控板

20‧‧‧鉸鏈結構

22‧‧‧方向

24‧‧‧旋轉軸線

26‧‧‧按鈕

28‧‧‧揚聲器埠

29‧‧‧控制電路系統

30‧‧‧輸入-輸出電路系統

32‧‧‧通信電路系統

34‧‧‧輸入-輸出裝置

36‧‧‧感測器及狀態指示器

38‧‧‧音訊組件

40‧‧‧輸入-輸出組件

42‧‧‧背光單元/背光結構

44‧‧‧背光

46‧‧‧顯示器層

48‧‧‧檢視者

50‧‧‧方向

52‧‧‧液晶層

54‧‧‧上部偏光器層

56‧‧‧顯示器層

58‧‧‧顯示器層

60‧‧‧下部偏光器層/薄膜電晶體層

62‧‧‧顯示器驅動器積體電路

64‧‧‧可撓性印刷電路

66‧‧‧印刷電路/印刷電路板

68‧‧‧組件/電路系統

70‧‧‧光學膜

72‧‧‧光源/發光二極體

74‧‧‧光

76‧‧‧邊緣表面/邊緣

78‧‧‧光導板

80‧‧‧反射器

82‧‧‧薄膜電晶體層驅動器凸耳

84‧‧‧尾部

86‧‧‧光足夠地混合之處

88‧‧‧可撓性印刷電路基板/可撓性印刷電路

90‧‧‧繞射結構區/邊界區/繞射結構

94‧‧‧主要區/主要部分

96‧‧‧折射光散射結構/珠粒

98‧‧‧紫外線光可固化樹脂/特徵/繞射光散射結構

100‧‧‧工具

102‧‧‧紫外線光

104‧‧‧紫外線光源

106‧‧‧樹脂/層

D‧‧‧尺寸

SP‧‧‧中心間間隔

W‧‧‧距離

X‧‧‧橫向維度

XD‧‧‧寬度

Y‧‧‧初始傳播方向

Z‧‧‧維度

圖1為根據本發明之一實施例的具有顯示器之諸如膝上型電腦之說明性電子裝置的透視圖。

圖2為根據本發明之一實施例的具有顯示器之諸如手持型電子裝置之說明性電子裝置的透視圖。

圖3為根據本發明之一實施例的具有顯示器之諸如平板電腦之說明性電子裝置的透視圖。

圖4為根據本發明之一實施例的具有顯示器之說明性電子裝置的 示意圖。

圖5為根據本發明之一實施例的說明性顯示器的橫截面側視圖。

圖6為根據本發明之一實施例的光導板之邊緣部分的俯視圖，光係自發光二極體之陣列發射至該光導板中。

圖7為根據本發明之一實施例的光導板之邊緣部分的透視圖，該光導板具有繞射光散射區及折射光散射區。

圖8為根據本發明之一實施例的用於提供具有繞射元件之光導板之說明性設備的橫截面側視圖。

圖9為根據本發明之一實施例的具有用於使光散射之繞射光散射區及折射光散射區之光導板的橫截面側視圖。

圖10為根據本發明之一實施例的涉及形成及使用具有光導板之背光之說明性步驟的流程圖，該光導板具有繞射光散射區及折射光散射區。

電子裝置可包括顯示器。顯示器可用以向使用者顯示影像。圖1、圖2及圖3中展示可具備顯示器之說明性電子裝置。

圖1展示電子裝置10可如何具有膝上型電腦之形狀，該膝上型電腦具有上部外殼12A及下部外殼12B，下部外殼12B具有諸如鍵盤16及觸控板18之組件。裝置10可具有允許上部外殼12A相對於下部外殼12B圍繞旋轉軸線24在方向22上旋轉之鉸鏈結構20。顯示器14可安裝於上部外殼12A中。可藉由使上部外殼12A圍繞旋轉軸線24朝向下部外殼12B旋轉而將有時可被稱為顯示器外殼或罩蓋之上部外殼12A置放於閉合位置中。

圖2展示電子裝置10可如何為諸如蜂巢式電話、音樂播放器、遊戲裝置、導航單元或其他緊密裝置之手持型裝置。在用於裝置10之此組態類型中，外殼12可具有對置之前表面及後表面。顯示器14可安裝 於外殼12之前面上。視需要，顯示器14可具有包括用於諸如按鈕26之組件之開口的顯示器覆蓋層或其他外部層。開口亦可形成於顯示器覆蓋層或其他顯示器層中以容納揚聲器埠(參見(例如)圖2之揚聲器埠28)。

圖3展示電子裝置10可如何為平板電腦。在圖3之電子裝置10中，外殼12可具有對置之平坦前表面及後表面。顯示器14可安裝於外殼12之前表面上。如圖3所示，顯示器14可具有開口用以容納按鈕26之覆蓋層或其他外部層(作為一實例)。

圖1、圖2及圖3所示的用於裝置10之說明性組態僅係說明性的。一般而言，電子裝置10可為：膝上型電腦；含有嵌入式電腦、平板電腦、蜂巢式電話、媒體播放器或其他手持型或攜帶型電子裝置之電腦監視器；諸如腕錶裝置、垂飾裝置、耳機或聽筒裝置或其他可佩帶或微型裝置之較小裝置；電視；不含有嵌入式電腦之電腦顯示器；遊戲裝置；導航裝置；諸如具有顯示器之電子設備安裝於資訊站或汽車中之系統的嵌入式系統；實施此等裝置中之兩者或兩者以上之功能性的設備；或其他電子設備。

有時被稱為殼體的裝置10之外殼12可由諸如塑膠、玻璃、陶瓷、碳纖維複合物及其他以纖維為基礎之複合物、金屬(例如，經加工鋁、不鏽鋼或其他金屬)、其他材料或此等材料之組合的材料形成。裝置10可使用外殼12之大部分或全部係由單一結構元件(例如，經加工金屬片件或經模製塑膠片件)形成的單體式建構予以形成，或可由多個外殼結構(例如，已安裝至內部框架元件或其他內部外殼結構之外部外殼結構)形成。

顯示器14可為包括觸控感測器之觸敏顯示器，或可對觸摸不敏感。用於顯示器14之觸控感測器可由電容性觸控感測器電極之陣列、電阻性觸控陣列、基於聲學觸控、光學觸控或以力為基礎之觸控技術 的觸控感測器結構或其他合適觸控感測器組件形成。

一般而言，用於裝置10之顯示器包括由發光二極體(LED)、有機LED(OLED)、電漿胞、電潤濕像素、電泳像素、液晶顯示器(LCD)組件或其他合適影像像素結構所形成之影像像素。在一些情形中，可需要使用LCD組件以形成顯示器14，因此，顯示器14為液晶顯示器的用於顯示器14之組態有時在本文中被描述為一實例。亦可需要提供具有背光結構的諸如顯示器14之顯示器，因此，包括背光單元的用於顯示器14之組態有時可在本文中被描述為一實例。視需要，可在裝置10中使用其他類型之顯示器技術。液晶顯示器結構及背光結構在裝置10中之使用僅係說明性的。

顯示器覆蓋層可覆蓋顯示器14之表面，或顯示器的諸如彩色濾光片層或其他部分之顯示器層可用作顯示器14中之最外部(或幾乎最外部)層。顯示器覆蓋層或其他外部顯示器層可由透明玻璃薄片、清透塑膠層或其他透明構件形成。

諸如由諸如氧化銦錫之透明材料形成的電容性觸控感測器電極之陣列的觸控感測器組件可形成於顯示器覆蓋層之底面上、可形成於諸如玻璃或聚合物觸控感測器基板之分離顯示器層上，或可整合至其他顯示器層(例如，諸如薄膜電晶體層之基板層)中。

圖4中展示可用於電子裝置10之說明性組態的示意圖。如圖4所示，電子裝置10可包括控制電路系統29。控制電路系統29可包括用於控制裝置10之操作的儲存器及處理電路系統。舉例而言，控制電路系統29可包括諸如硬碟機儲存器、非揮發性記憶體(例如，快閃記憶體或經組態以形成固態硬碟之其他電可程式化唯讀記憶體、揮發性記憶體(例如，靜態或動態隨機存取記憶體)等等之儲存器。控制電路系統29可包括基於一或多個微處理器、微控制器、數位信號處理器、基頻處理器、電力管理單元、音訊編碼解碼器晶片、特殊應用積體電路等 等之處理電路系統。

控制電路系統29可用以在裝置10上執行軟體，諸如，作業系統軟體及應用程式軟體。在使用此軟體的情況下，控制電路系統29可在顯示器14上向電子裝置10之使用者呈現資訊。當在顯示器14上向使用者呈現資訊時，感測器信號及其他資訊可由控制電路系統29用來對用於顯示器14之背光照明之強度進行調整。

輸入-輸出電路系統30可用以允許將資料供應至裝置10且允許將資料自裝置10提供至外部裝置。輸入-輸出電路系統30可包括通信電路系統32。通信電路系統32可包括用於使用裝置10中之資料埠來支援通信的有線通信電路系統。通信電路系統32亦可包括無線通信電路(例如，用於使用天線來傳輸及接收無線射頻信號之電路系統)。

輸入-輸出電路系統30亦可包括輸入-輸出裝置34。使用者可藉由經由輸入-輸出裝置34供應命令而控制裝置10之操作，且可使用輸入-輸出裝置34之輸出資源而自裝置10接收狀態資訊及其他輸出。

輸入-輸出裝置34可包括感測器及狀態指示器36，諸如，環境光感測器、近接感測器、溫度感測器、壓力感測器、磁性感測器、加速計，及用於收集關於環境之資訊的發光二極體及其他組件，在該環境中，裝置10正在操作且正在向裝置10之使用者提供關於裝置10之狀態的資訊。

音訊組件38可包括用於向裝置10之使用者呈現語音的揚聲器及音調產生器，及用於收集使用者音訊輸入之麥克風。

顯示器14可用以為使用者呈現影像，諸如，文字、視訊及圖片。感測器36可包括經形成為顯示器14中之層中之一者的觸控感測器陣列。

可使用諸如以下各者之按鈕及其他輸入-輸出組件40來收集使用者輸入：觸控板感測器、按鈕、搖桿、點擊式轉盤、滾動轉盤、諸如 顯示器14中之感測器36的觸控感測器、小鍵盤、鍵盤、振動器、相機，及其他輸入-輸出組件。

圖5中展示可用於裝置10之顯示器14(例如，用於圖1、圖2或圖3之裝置或其他合適電子裝置之顯示器14)之說明性組態的橫截面側視圖。如圖5所示，顯示器14可包括諸如用於產生背光44之背光單元42的背光結構。在操作期間，背光44向外行進(以圖5之定向在維度Z上垂直地向上)且傳遞通過顯示器層46中之顯示器像素結構。此背光照明正由顯示器像素產生之任何影像以供使用者檢視。舉例而言，背光44可照明顯示器層46上正由檢視者48在方向50上檢視之影像。

顯示器層46可安裝於諸如塑膠底座結構及/或金屬底座結構之底座結構中以形成用於安裝於外殼12中之顯示器模組，或顯示器層46可直接地安裝於外殼12中(例如，藉由將顯示器層46堆疊至外殼12中之凹入部分中)。顯示器層46可形成液晶顯示器或可用來形成其他類型之顯示器。

在顯示器層46用來形成液晶顯示器的組態中，顯示器層46可包括諸如液晶層52之液晶層。液晶層52可包夾於諸如顯示器層58及56之顯示器層之間。層56及58可插入於下部偏光器層60與上部偏光器層54之間。

層58及56可由諸如清透玻璃或塑膠層之透明基板層形成。層56及58可為諸如薄膜電晶體層及/或彩色濾光片層之層。導電跡線、彩色濾光片元件、電晶體及其他電路及結構可形成於層56及58之基板上(例如，以形成薄膜電晶體層及/或彩色濾光片層)。觸控感測器電極亦可併入至諸如層58及56之層中，及/或觸控感測器電極可形成於其他基板上。

在運用一說明性組態的情況下，層58可為薄膜電晶體層，其包括薄膜電晶體之陣列及關聯電極(顯示器像素電極)，該等電極用於將 電場施加至液晶層52且藉此在顯示器14上顯示影像。層56可為彩色濾光片層，其包括彩色濾光片元件之陣列以用於提供具有顯示彩色影像之能力的顯示器14。視需要，層58可為彩色濾光片層，且層56可為薄膜電晶體層。

在裝置10中之顯示器14的操作期間，控制電路系統29(例如，諸如圖5之印刷電路66上之組件68的一或多個積體電路)可用以產生待顯示於顯示器14上之資訊(例如，顯示資料)。可使用諸如可撓性印刷電路64中由導電金屬跡線形成之信號路徑的信號路徑將待顯示資訊自電路系統68傳送至顯示器驅動器積體電路62(作為一實例)。

顯示器驅動器積體電路62可安裝於裝置10中之薄膜電晶體層驅動器凸耳82上或別處。諸如可撓性印刷電路64之可撓性印刷電路纜線可用來在印刷電路66與薄膜電晶體層60之間路由信號。視需要，顯示器驅動器積體電路62可安裝於印刷電路66或可撓性印刷電路64上。印刷電路66可由剛性印刷電路板(例如，玻璃纖維填充環氧樹脂層)或可撓性印刷電路(例如，可撓性聚醯亞胺薄片或其他可撓性聚合物層)形成。

背光結構42可包括諸如光導板78之光導板。光導板78可由諸如清透玻璃或塑膠之透明材料形成。在背光結構42之操作期間，諸如光源72之光源可產生光74。舉例而言，光源72可為發光二極體之陣列。

來自光源72之光74可耦合至光導板78之邊緣表面76中，且可歸因於全內反射原理而在維度X及維度Y上分佈遍及光導板78。光導板78可包括諸如凹坑或凸塊之光散射特徵。該等光散射特徵可位於光導板78之上部表面及/或對置下部表面上。

在方向Z上自光導板78向上散射之光74可充當用於顯示器14之背光44。向下散射之光74可由反射器80在向上方向反射回來。反射器80可由諸如白色塑膠或其他閃亮材料層之反射材料形成。

為了增強用於背光結構42之背光效能，背光結構42可包括光學膜70。光學膜70可包括用於幫助均質化背光44且藉此縮減熱點之漫射器層、用於增強離軸檢視之補償膜，及用於準直背光44之亮度增強膜(有時亦被稱為轉向膜)。光學膜70可重疊於背光單元42中諸如光導板78及反射器80之其他結構。舉例而言，若光導板78在圖5之X-Y平面中具有矩形佔據面積，則光學膜70及反射器80可具有匹配矩形佔據面積。

圖6中展示光導板78之邊緣部分的俯視圖。如圖6所示，發光二極體72可安裝於諸如可撓性印刷電路基板88之基板上。可撓性印刷電路基板88可由聚醯亞胺層或其他可撓性聚合物薄片形成。可撓性印刷電路88上之導電跡線可用以將電力遞送至發光二極體72。可撓性印刷電路88可具有諸如尾部84之尾部部分。用以將電力遞送至發光二極體72之跡線可沿著尾部84而延行，且可耦接至諸如圖5之印刷電路板66之印刷電路板上的發光二極體電力電路系統。

在操作期間，發光二極體72可產生光74。來自每一發光二極體之光74可耦合至光導板78之邊緣76中。在顯示器14中可存在發光二極體72之單一列，或在顯示器14中可存在發光二極體72之多個列。舉例而言，諸如圖6之陣列的第一發光二極體陣列可用以將光射入至光導板78之第一邊緣(例如，左側邊緣或底部邊緣)中，且第二發光二極體陣列可用以將光射入至光導板78之對置第二邊緣(例如，右側邊緣或頂部邊緣)中。

發光二極體72之特徵可為寬度XD(例如，約1mm至10mm之寬度)，且發光二極體72可彼此隔開達中心間(center-to-center)間隔SP(例如，約1mm至20mm)。如圖6所示，光74最初在每一發光二極體之出口附近集中於光導板78中。

習知光導板具有清透珠粒表面層以促進光散射。此等珠粒依賴 於光折射原理。存在對以珠粒為基礎之光散射結構之有效性的限制，因此，通常有必要在光被認為已足夠地散射而無熱點之前使光行進至少一中心間間隔而進入光導板。為了隱藏在每一發光二極體之出口附近的光之不雅觀集中，使用不透明結構以覆蓋光導板之邊緣。此情形可引起不良地大的顯示器邊界。

在顯示器14及圖6之光導板78中，光在足夠地混合(在圖6之虛線86處)之前自邊緣76行進距離W而進入光導板78。可藉由沿著光導板78之邊緣併入具有寬度D之繞射光散射區(繞射區90)而最小化距離W之量值。繞射區90可由沿著光導板78之主要矩形部分之邊界而延行的繞射結構之條帶形成。繞射區90之寬度(亦即，尺寸D)小於W、等於W或大於W。繞射區90之繞射結構可基於全像圖、電腦產生全像圖、一系列平行線(例如，光柵)、其他重複結構，或用於使光74散射之其他繞射特徵。

該等繞射結構各自可為光之波長之大小的約兩倍至四倍(例如，在用以照明背光結構之可見光波長下)，或可具有其他合適形狀及大小。在繞射區90中，繞射結構可被重複達數次(例如，呈光柵圖案或全像圖)。繞射結構以光柵或全像圖被重複的次數可足以確保繞射結構將展現高空間相干且將有效於使入射光74繞射(例如，以使用繞射使光74相對於維度X而混合)。區90之繞射結構可併入至組成光導板78之塊狀材料中、可形成於光導板78之上部表面上、可形成光導板78之下部表面上，或可以其他方式併入至光導板78中。

如圖7所示，光導板78可包括邊界區90及主要區94。邊界區90可包括繞射結構98。繞射結構98可為凸塊、凹口、折射率不同於組成光導板78之塊狀材料之折射率的結構，或用於使來自發光二極體72之光繞射的其他結構。主要部分94可具有帶有四個邊緣之矩形形狀，且可包括折射光散射結構96。

光散射結構96之大小、形狀及/或位置可不夠規則，及/或光散射結構96可具有防止光散射結構96使光74顯著地繞射之其他特性。然而，相比於繞射結構區90中之繞射結構98，光散射結構96可具有諸如高背光效率之理想特性。因此，可需要使用圖7所示之類型的組態來實施光導板78，其中折射結構96覆蓋光導板78之大部分(例如，具有四個邊緣之主要矩形部分，諸如，區94)，而繞射結構90填充光導板78之較窄邊界區，該邊界區插入於主要部分94與發光二極體72之陣列之間，該陣列沿著光導板78之邊緣76而延行。

圖8及圖9中展示用於形成用於光導板78之光繞射結構及光折射結構之說明性配置。

如圖8所示，諸如工具100之工具可用以在區90中之紫外線光可固化樹脂(黏著劑)98上壓印圖案，而紫外線(UV)光源104將紫外線光102通過透明光導板78施加至樹脂98。光導板78可由清透玻璃或塑膠形成(作為實例)。紫外線光102可傳遞通過光導板78以使樹脂98固化，而抵靠板78之下部表面上之樹脂98按壓工具100以形成繞射結構98(例如，呈全像圖、電腦產生全像圖、呈光柵之一系列平行線或其他繞射結構圖案之形狀的隆脊)。

工具100可具有用於在已沈積於繞射區90中之樹脂中形成特徵98的紋理化表面。一旦樹脂98已固化，就可移除工具100。視需要，可使用用於在區90中形成繞射結構之其他技術(例如，光微影、軋花、雷射圖案化、使用經圖案化紫外線光來曝光可光成像樹脂，或其他製造技術)。圖8所示之配置僅係說明性的。

一旦已沿著光導板78之周邊邊緣在繞射區90中形成繞射結構98，就可在主要(折射)區94中形成折射結構。折射結構可由光導板78之前表面或後表面上的凸起凸塊形成、由光導板78之前表面或後表面上的凹坑形成，或由其他折射結構形成。在運用圖9所說明之一合適 配置的情況下，折射光散射結構96可由清透珠粒(例如，具有約8微米至10微米、4微米至12微米或其他合適大小之直徑的珠粒)形成。

諸如樹脂106之清透聚合物樹脂可用以將珠粒96附接至光導板78之上部表面。珠粒96之折射率可不同於層106之折射率，及/或珠粒96可自樹脂106之表面突出，藉此造成珠粒96使正在光導板內導引之光74折射及散射。

繞射區90可無珠粒96，且其他折射結構或珠粒96可包括於區90中(例如，在光導板78之上部表面上)。可用來形成繞射結構98、光導板78、層106及珠粒96之聚合物的實例包括聚酯(例如，聚對苯二甲酸伸乙酯)、丙烯酸系(例如，聚甲基丙烯酸甲酯)及聚苯乙烯(作為實例)。

歸因於在圖9所示之組態之光導板中存在繞射結構98，故光74將比以其他方式可能之情形(例如，在橫向維度X上，其垂直於初始傳播方向Y及垂直維度)更強地混合。因為光混合效率在區90中增強，所以區90之寬度D(及有效混合所需要之總寬度)可相對小，藉此在不會不利地影響由光導板78沿著其邊緣而執行之光混合之品質的情況下縮減光導板78之大小。在主要區94中，折射光散射結構96可用以為光導板78提供有效率光散射。

圖10中展示涉及形成及使用具有諸如區90之繞射光散射區及諸如區94之折射光散射區之顯示器的說明性步驟。

在步驟108處，可在光導板78上沈積用於形成繞射光散射結構98之液體聚合物或其他材料。作為一實例，液體聚合物可為紫外線光可固化聚合物。沿著光導板78之鄰近於發光二極體72之邊緣而延行的光導板78之條帶狀邊界區可經塗佈有液體聚合物。在使用諸如工具100或其他製造設備之設備的情況下，聚合物可經固化及圖案化有繞射結構98。繞射結構98可藉由如下操作而產生：軋花；固化，接著進行光 微影及蝕刻；將可光成像聚合物曝露於全像或光柵圖案；使用雷射圖案化；或以其他方式在光導板78中或上形成繞射結構98。

在步驟110處，可在光導板78之主要部分94中形成折射光散射結構96。作為一實例，可使含有清透聚合物珠粒之液體聚合物自旋或噴霧於光導板78之表面上，且使用熱或曝露至紫外線光而固化。

在步驟112處，可將光導板78裝配至顯示器14及裝置10中且用來為顯示器14提供背光。在操作期間，光74可自發光二極體72發射且可耦合至光導板78之邊緣76(例如，扁平垂直邊緣表面)中。區90中之繞射光散射結構98可使自發光二極體72發射之光有效率地混合，使得光導板78之混合區部分之大小可最小化。折射光散射結構96可使光在主要區94中有效率地散射，藉此增強背光效率。

根據一實施例，提供一種顯示器，其包括：顯示器層，其顯示影像；及背光結構，其為該等顯示器層提供背光，其中該等背光結構包括發射光之一光源及自該光源接收該光之一光導板，其中該光導板具有含折射光散射結構之一第一區，該等折射光散射結構使來自該光源之該光散射以充當該背光，且該光導板具有插入於該第一區與該光源之間的一第二區，且其中該第二區具有繞射光散射結構，在該光由該等折射光散射結構散射之前該等繞射光散射結構使該光混合。

根據另一實施例，該等折射光散射結構包括清透珠粒。

根據另一實施例，該等繞射光散射結構包括全像結構。

根據另一實施例，該等顯示器層重疊於該第一區，且其中該第二區形成沿著該第一區之一周邊邊緣而延行之一條帶。

根據另一實施例，該光導板具有對置之第一表面及第二表面，其中該等折射光散射結構形成於該第一表面上，且其中該等繞射光散射結構形成於該第二表面上。

根據另一實施例，該等繞射光導引結構包括以沿著該光導板之 一邊界而延行之一條帶而形成的一經圖案化樹脂層。

根據另一實施例，該樹脂包括紫外線光可固化樹脂。

根據另一實施例，該等折射光導引結構包括清透珠粒。

根據另一實施例，該光導板具有第一表面及第二對置表面，其中該經圖案化樹脂層形成於該第一表面上，且其中該等清透珠粒形成於該第二表面上。

根據另一實施例，該光源包括發光二極體。

根據另一實施例，該等顯示器層包括一液晶層。

根據另一實施例，該等顯示器層包括一彩色濾光片層及一薄膜電晶體層，且其中該液晶層插入於該彩色濾光片層與該薄膜電晶體層之間。

根據另一實施例，該等發光二極體經組態以沿著一第一維度朝向該光導板射入光，其中該背光沿著垂直於該第一維度之一第二維度傳遞通過該等顯示器層，且其中該等繞射光散射結構使來自該光源之該光相對於垂直於該第一維度及該第二維度之一第三維度而混合。

根據一實施例，提供一種顯示器，其包括：至少一顯示器層；一光導板，其為該顯示器層提供背光，其中該光導板具有帶有四個邊緣之一矩形周邊；及發光二極體，其係沿著該四個邊緣中之一給定邊緣處而配置以將光發射至該光導板中，其中該光導板具有含有光散射結構之一矩形區，該等光散射結構使該光散射，使得該光充當用於該顯示器層之該背光，其中該光導板具有在該矩形區與該給定邊緣之間的一邊界區，且其中該光導板包括該邊界區中藉由繞射使該光混合之繞射光導引結構。

根據另一實施例，該等繞射光導引結構包括該光導板之一表面上之一樹脂層。

根據另一實施例，該樹脂層包括具有一全像圖案之一紫外線光 可固化樹脂層。

根據另一實施例，該樹脂層包括具有一光柵圖案之一紫外線光可固化樹脂層。

根據另一實施例，該矩形區中之該等光散射結構包括聚合物珠粒。

根據另一實施例，該矩形區中之該等光散射結構包括使該光折射而不使該光繞射之折射光散射結構。

根據一實施例，提供一種顯示器，其包括：一上部偏光器；一下部偏光器；一薄膜電晶體層，其處於該上部偏光器與該下部偏光器之間；一彩色濾光片層，其處於該上部偏光器與該下部偏光器之間；一液晶層，其處於該薄膜電晶體層與該彩色濾光片層之間；一光導板，其具有邊緣及沿著該等邊緣中之一者而延行的繞射光散射結構之一邊界條帶；及發光二極體之一陣列，其將光發射至該光導板中，其中該等繞射光散射結構使該光混合。

根據另一實施例，該光導板具有包括折射光散射結構之一主要區，該等折射光散射結構使由該等繞射光散射結構混合之該光散射，使得該光傳遞通過該液晶層，且其中該邊界條帶位於發光二極體之該陣列與該主要區之間。

前述內容僅說明本發明之原理，且在不脫離本發明之範疇及精神的情況下，熟習此項技術者可進行各種修改。

72‧‧‧光源/發光二極體

76‧‧‧邊緣表面/邊緣

78‧‧‧光導板

90‧‧‧繞射結構區/邊界區/繞射結構

94‧‧‧主要區/主要部分

96‧‧‧折射光散射結構/珠粒

98‧‧‧紫外線光可固化樹脂/特徵/繞射光散射結構

X‧‧‧橫向維度

Y‧‧‧初始傳播方向

Z‧‧‧維度

Claims (21)

1. 一種顯示器，其包含：顯示器層，其顯示影像；及背光結構，其為該等顯示器層提供背光，其中該等背光結構包括發射光之一光源及自該光源接收該光之一光導板，其中該光導板具有含折射光散射結構之一第一區，該等折射光散射結構使來自該光源之該光散射以充當該背光，且該光導板具有插入於該第一區與該光源之間的一第二區，其中該第二區具有繞射光散射結構，在該光由該等折射光散射結構散射之前該等繞射光散射結構使該光混合，且其中該等繞射光散射結構包含全像結構，該全像結構由與該光導板不同之一材料所形成。
2. 如請求項1之顯示器，其中該等折射光散射結構包含清透珠粒。
3. 如請求項1之顯示器，其中該等顯示器層重疊於該第一區，且其中該第二區形成沿著該第一區之一周邊邊緣而延行之一條帶。
4. 如請求項1之顯示器，其中該光導板具有對置之第一表面及第二表面，其中該等折射光散射結構形成於該第一表面上，且其中該等繞射光散射結構形成於該第二表面上。
5. 如請求項1之顯示器，其中該等繞射光散射結構包含以沿著該光導板之一邊界而延行之一條帶而形成的一經圖案化樹脂層。
6. 如請求項5之顯示器，其中該樹脂包含紫外線光可固化樹脂。
7. 如請求項6之顯示器，其中該等折射光散射結構包含清透珠粒。
8. 如請求項7之顯示器，其中該光導板具有第一表面及第二對置表面，其中該經圖案化樹脂層形成於該第一表面上，且其中該等清透珠粒形成於該第二表面上。
9. 如請求項8之顯示器，其中該光源包含發光二極體，且其中該等 顯示器層包括一液晶層。
10. 如請求項9之顯示器，其中該等顯示器層包括一彩色濾光片層及一薄膜電晶體層，且其中該液晶層插入於該彩色濾光片層與該薄膜電晶體層之間。
11. 如請求項10之顯示器，其中該等發光二極體經組態以沿著一第一維度朝向該光導板射入光，其中該背光沿著垂直於該第一維度之一第二維度傳遞通過該等顯示器層，且其中該等繞射光散射結構使來自該光源之該光相對於垂直於該第一維度及該第二維度之一第三維度而混合。
12. 一種顯示器，其包含：至少一顯示器層；一光導板，其為該顯示器層提供背光，其中該光導板具有帶有四個邊緣之一矩形周邊；及發光二極體，其係沿著該四個邊緣中之一給定邊緣而配置以將光發射至該光導板中，其中該光導板具有含有光散射結構之一矩形區，該等光散射結構使該光散射，使得該光充當用於該顯示器層之該背光，其中該光導板具有在該矩形區與該給定邊緣之間的一邊界區，其中該光導板包括該邊界區中藉由繞射使該光混合之多個繞射光導引結構，且其中該等光散射結構包含形成在該邊界區中且重疊於該等繞射光導引結構之多個折射光散射結構，且其中該等繞射光導引結構具有一折射率，其與該光導板之一折射率不同。
13. 如請求項12之顯示器，其中該等繞射光導引結構包含該光導板之一表面上之一樹脂層。
14. 如請求項13之顯示器，其中該樹脂層包含具有一全像圖案之一紫外線光可固化樹脂層。
15. 如請求項13之顯示器，其中該樹脂層包含具有一光柵圖案之一紫外線光可固化樹脂層。
16. 如請求項13之顯示器，其中該矩形區中之該等光散射結構包含聚合物珠粒。
17. 如請求項13之顯示器，其中該折射光散射結構使該光折射而不使該光繞射。
18. 如請求項12之顯示器，其中該折射光散射結構具有小於或等於12微米之一最大寬度。
19. 一種顯示器，其包含：一上部偏光器；一下部偏光器；一薄膜電晶體層，其處於該上部偏光器與該下部偏光器之間；一彩色濾光片層，其處於該上部偏光器與該下部偏光器之間；一液晶層，其處於該薄膜電晶體層與該彩色濾光片層之間；一光導板，其具有邊緣及沿著該等邊緣中之一者而延行的繞射光散射結構之一邊界條帶，其中該繞射光散射結構包含沈積在該光導板之一表面上之一樹脂層，且其中該樹脂層並非與該光導板整合地形成；及發光二極體之一陣列，其將光發射至該光導板中，其中該等繞射光散射結構使該光混合。
20. 如請求項19之顯示器，其中該光導板具有包括折射光散射結構之一主要區，該等折射光散射結構使由該等繞射光散射結構混合之該光散射，使得該光傳遞通過該液晶層，且其中該邊界條帶位於發光二極體之該陣列與該主要區之間。
21. 如請求項19之顯示器，其中該液晶層重疊於繞射光散射結構之該邊界條帶。