用于反射型显示器的辉度增强结构制造技术

技术编号:12484244 阅读:114 留言:0更新日期:2015-12-10 22:15
本发明专利技术涉及用于反射型显示器的辉度增强结构。该辉度增强结构包括沟槽和柱体,其中所述沟槽具有三角形横截面和顶角,且所述沟槽和柱体在一个方向上顺序交替且是连续形式。该辉度增强结构不仅能减少全内反射,而且尤其能增强显示器的在轴亮度。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】用于反射型显示器的辉度増强结构 本申请是国际申请号为PCT/US2009/036033,国际申请日为2009年3月4日,进 入中国国家阶段的申请号为200980108896. 2,名称为"用于反射型显示器的辉度增强结构" 的专利技术专利申请的分案申请。 专利
本专利技术涉及一种用于反射型显示器的辉度增强结构。该结构不仅能减少全内反 射,还能进一步增强显示器的在轴亮度。
技术介绍
缺少令人满意的亮度常常是电泳显示器所关心的问题。因为显示器通常具有高折 射率的部件,所以电泳显示器中会不可避免地出现全内反射。由于该部件的折射率(例如 约1.5)高于包围显示面板的空气(其折射率约为1)的折射率,所以来自显示面板的一些 散射光会通过全内反射反射回该显示器。该全内反射现象会导致散射光的约30-50%的损 失,从而引起显示器亮度降低。 作为电泳显示器本质的一部分的兰伯特反射(Lambertian reflectance)对于某 些显示应用而言有益。这是因为它允许在所有角度下以几乎相同亮度观看显示面板。然而, 兰伯特反射不是对所有显示应用都重要。例如,对于电子阅读器,观看者会倾向于在某个角 度内观看该电子阅读显示器,通常为垂直于该显示器的入射角。换言之,电子阅读器的离轴 亮度没有在轴亮度重要。因此,在此类情况下,以离轴亮度换来改善的在轴亮度可能是有利 的。
技术实现思路
本专利技术的第一方面涉及一种辉度增强结构,该辉度增强结构包括沟槽和柱体,其 中这些沟槽具有三角形截面和顶角,这些沟槽和柱体在一个方向上顺序交替且是连续形 式。 在本专利技术的第一方面中,在一个实施例中,这些沟槽的表面未被涂覆。在一个实施 例中,这些沟槽的顶角基本相等。在一个实施例中,这些顶角在约5°到约50°的范围内。 在一个实施例中,这些顶角在约20°到约40°的范围内。在一个实施例中,这些沟槽中的 空间用空气或低折射率材料填充。在一个实施例中,该结构由具有约1. 4到约1. 7的折射 率的材料形成。在一个实施例中,该结构具有比辉度增强结构的顶面与空气之间的边界处 的临界角小的角β,该角β是在(i)连接第一沟槽的顶点与相邻沟槽的底部边缘的直线 与(ii)该柱体的顶面的垂直轴的交点处形成的角,其中相邻沟槽的底部边缘最接近第一 沟槽。 本专利技术的第二方面涉及一种反射型显示器组件,该显示器组件包括 (a)显示面板,该显示面板包括显示单元和在该显示器的观看侧上的顶衬底层; 以及 (b)在该显示器的观看侧的显示面板顶部的辉度增强结构,该辉度增强结构包括 沟槽和柱体,其中这些沟槽具有三角形截面和顶角,这些沟槽和柱体在一个方向上顺序交 替且是连续形式。 在本专利技术的第二方面中,在一个实施例中,沟槽的顶角基本相等。在一个实施例 中,柱体具有与所述顶衬底层光接触的顶面。在一个实施例中,顶衬底层具有在约Iym到 约175 μπι的范围内的厚度。在一个实施例中,顶衬底层具有在约Ιμπι到约25 μπι的范围 内的厚度。在一个实施例中,这些顶角在约5°到约50°的范围内。在一个实施例中,这些 顶角在约20°到约40°的范围内。在一个实施例中,沟槽的表面未被涂覆。在一个实施例 中,这些沟槽中的空间被空气或低折射率材料填充。在一个实施例中,该辉度增强结构包括 比辉度增强结构的顶面与空气之间的边界处的临界角小的角β,该角β是在(i)连接第一 沟槽的顶点与相邻沟槽的底部边缘的直线与(ii)该柱体的顶面的垂直轴的交点处形成的 角,其中相邻沟槽的底部边缘最接近第一沟槽。在一个实施例中,柱体的顶面宽度与辉度增 强结构和显示流体顶部之间的距离之比至少约为2。在一个实施例中,该显示器组件进一步 包括公共电极层和背板。 该辉度增强结构通过减少全内反射来提高整体反射率。因此,提高了显示器的亮 度。而且,离轴亮度被部分反射到在轴角,从而提供在+20°观看角内的甚至更显著的增强。 此外,通过成本高效的卷对卷(roll-to-roll)制造工艺可制造该结构。【附图说明】 图1描绘显示器的横截面图。 图2a是本专利技术的辉度增强结构的横截面图。 图2b是该辉度增强结构的三维图。 图3描述显示器的观看侧上的辉度增强结构的横截面图。 图4描述本专利技术的一个实施例,该实施例包括显示器和在该显示器的观看侧上的 辉度增强结构。 图5a_5c示出辉度增强结构的尺寸。 图6示出具有在观看表面上的辉度增强结构的显示器的观看。 图7a_7g示出如何制造辉度增强结构的示例。 图8a和8b示出该辉度增强结构的模拟数据。【具体实施方式】 I.宙义 本申请中所使用的技术术语"全内反射"指的是当光线以比相对于该表面的垂直 轴的临界角(在以下定义)大的角度入射在介质边界上时出现的光学现象。这仅在光从较 高折射率的介质传输到较低折射率的介质的情况下才会出现。 -般而言,当光线穿过不同折射率的材料之间的边界时,光将在该边界表面处被 部分折射且部分反射。然而,如果入射角大于临界角,则光将停止穿过该边界,而被完全反 射回。 该临界角基于斯涅耳定律来计算:C = sin 1 (n2/nl),其中nl和n2是两种不同介 质的折射率,且nl是较高的折射率,而n2是较低的折射率。 本申请中的术语"基本等于"或"基本相同"旨在表示参数(例如角度或距离)的 变化在制造公差的范围之内这一事实,除非另有说明。 II.显示器 图Ia示出显示器(100)。该显示器包括显示单元(101)的阵列,这些显示单元用 显示流体(102)填充,并被夹在两个电极层(104和105)之间。每个显示单元被间壁(103) 包围。 对于电泳显示器而言,显示单元用包括散布在溶剂中的带电荷颜料粒子的电泳流 体填充。显示流体可以是包括一种或两种类型的粒子的系统。 在仅包括一种粒子的系统中,带电荷颜料粒子散布在对比色的溶剂中。取决于两 个电极层的电势差,带电荷粒子将被提取到电极层(104或105)之一,从而使显示器在观看 侧显示粒子的色彩或溶剂的色彩。 在包括携带相反电荷且具有两种对比色的粒子的系统中,这些粒子可基于它们携 带的电荷和两个电极层的电势差移动至一个电极层或另一电极层,从而使显示器在观看侧 显示两种对比色。在这种情况下,这些粒子可散布在清澈的溶剂中。 显示单元也可用液晶组合物填充。此外,应理解本专利技术可适用于所有类型的反射 型显示器。 对于分段显示器,两个电极层(104和105)分别为一个公共电极(例如ΙΤ0)和一 个图案化的分段电极层。对于有源矩阵显示器而言,这两个电极层(104和105)分别是一个 公共电极和薄膜晶体管像素电极阵列。对于无源矩阵显示器而言,两个电极层(104和105) 是两个线型电极层。图案化的分段电极层(在分段显示器中)或薄膜晶体管像素电极(在 有源矩阵显示器中)在显示器中可通称为"背面电极",该"背面电极"与公共电极一起驱动 该显示器。 这些电极层通常在衬底层(106)(诸如聚对苯二甲酸乙二酯,PET)上形成。该衬 底层也可以是玻璃层。 对于美国专利No. 6, 930, 818中公开的基于微杯的显示器而言,经填充的显示单 元用聚合密封层密封,该专利的内容通过引用整体结合于此。取决于所使用材料的透明度 和应用,可从密封层侧或与密封层相反的一侧观看这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射型显示组件,包括:(a)显示器,所述显示器包括显示单元和在所述显示器的观看侧上的顶衬底层;以及(b)在所述显示器的观看侧上的所述显示器顶部上的辉度增强结构,所述辉度增强结构包括:i)顶面;ii)沟槽和柱体,其中所述沟槽中的每一个沟槽具有带有斜面的三角形横截面、顶点和顶角,且所述沟槽和柱体仅在一个方向上顺序交替且是连续形式,由此来自所述显示器的观看侧上的光源的入射光穿过所述辉度增强结构,入射到所述显示器上,并且从所述显示器和所述沟槽的所述倾斜表面反射的光抵达所述辉度增强结构的所述顶面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:林怡璋
申请(专利权)人:希毕克斯影像有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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