背光装置和使用该背光装置的显示器制造方法及图纸

一种背光装置，包括：光导（１０），其中来自一个或多个光源（３２）的光通过全内反射被限制并且可以从其中输出光以为显示屏提供背照明；以及用于向所述光导馈入光的光存贮器（３４）。该光导具有输入表面（２０），该输入表面（２０）包括从其突出并延伸到光存贮器内的入耦合元件（２４），这些入耦合元件具有从输入表面横向延伸的至少三个相互非－共平面侧壁部分（２６），每个侧壁部分覆盖输入表面的不同部分。光存贮器的安排使得通过该光存贮器的光能够通过每个所述侧壁部分进入光导。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及背光装置，并且尤其(当然并不专门)涉及意图用于窄边框(slimline)可视显示器件并向其提供具有良好均匀性和充足亮度的光的背光装置。与这种背光装置相关联的装置通常能够用于电视机显示器、监视器等。然而，无论该显示器的使用目的是什么，本专利技术也包括结合这种背光装置或与这种背光装置一起使用的显示器。当与所谓的箔显示器(foil display)结合使用或作为其一部分时，本专利技术提供特别的益处，在所述箔显示器中，通过施加动态电压波形，放置在观看屏幕和背光装置之间的可移动箔被局部吸引从而与背光装置的输出表面接触，在接触的位置(取决于要显示的图像内容)光从该显示器射出。箔和背光装置表面之间的局部接触点代表亮的象素，且没有发生这种接触的点相应暗，这种器件和照明设置的例子可以在例如WO-A-99/28890；WO-A-00/38163；WO-A-00/50949和WO-A-01/63588中找到。在将足够的光耦合到背光装置以足够亮且均匀地照明显示器时，包括前述的箔显示器在内的窄边框可视显示器遇到困难。通常，背光装置包括薄的、类似矩形板的与显示器的可视屏幕并置的光导，光被边耦合(edge-coupled)到其中。这样耦合到该光导中的光通常通过全内反射(TIR)限制在其中，并仅在根据要通过屏幕观察的图象显示为亮的象素的位置被耦合出。使用这种配置，虽然光趋向于在各个位置损失，但是首要困难出现在边耦合足够的光进入光导方面。在这一点上，用于照明显示器的灯的数量受到在光导边缘可用的空间的限制，这实际上限制了可获得的最大亮度。此外，要显示为亮的象素从光导提取光，由此限制了其它相素可获得的亮度量，并且在照明方面负面影响显示器的均匀性。当然，这种效应是动态的，因为其依赖于图像内容。上面这两种效应(总体照明的受限以及动态非均匀性)在大显示器中尤其容易觉察。可用于例如液晶显示器(LCD)的使用漫射器的直接背照明，对于依赖于TIR获得良好对比度的使用接触光出耦合的显示器(诸如箔显示器)是不可行的。本专利技术解决了使用TIR的背光装置的亮度和均匀性的问题，并因此旨在提供改善的背光装置以及由此而得到结合背光装置的改进的显示器。根据本专利技术的一个方面，提供了一种背光装置，包括光导，其中来自一个或多个光源的光由全内反射被限制，并且光可以从该光导输出以提供用于显示屏幕的背照明；以及用于向所述光导馈入光的光存贮器，该光导具有基本上是平的结构且包含光可从其输出的输出表面和放置以接收所述光的相对输入表面，所述输入表面包括从其伸出且延伸到光存贮器内的入耦合装置，该入耦合装置具有从所述输入表面横向延伸的至少三个相互非共平面的侧壁部分，每个侧壁部分覆盖该输入表面的不同部分，该光存贮器被安排成使得通过该光存贮器的一个区域的光能够通过各个所述侧壁部分进入该光导。通过这种方式，将理解提供了这样的输入配置，其中输入光被空间混合且有效地引入光导，以便保证来自一个或多个灯的TIR传播，这些灯不受需要定位在或靠近该光导的边缘的限制。以前曾通过试图通过将光源引入光导表面内的通道内来将光横向注入该光导。在德国专利申请No.101 02 587.4中公开了这种配置。然而在这种配置中，通道尺寸受到灯尺寸的支配，并且这样生产的光导趋向于大且重。此外，这种配置表现出其它特征，这些特征会减小它们用于使用接触光出耦合的显示器的适用性。另一方面，本专利技术提供了在紧密耦合到光导的输入表面的光盒中提供多个灯的机会，同时足够的从所述输入表面突出的入耦合元件允许相当大量的光以与TIR的改进一致的角度注入该光导。在本专利技术优选实施例中，入耦合装置形成为从该光导的输入表面突出的入耦合元件的阵列。在优选实施例中，该阵列可包括横跨该光导的输入表面延伸的基本平行的、分离开的细长的类似脊的元件。这些类脊元件的截面优选为基本是矩形，并且因此形成为具有基本平坦的外表面和基本与该光导的输入表面垂直的直立侧壁。或者，该入耦合元件可以包括立方体或圆柱体的阵列，这些立方体或圆柱体中的每一个形成为具有各自的基本平坦的外表面和各自的基本垂直于该光导的输入表面的直立侧壁。优选地，在任何情况下，入耦合装置的外表面基本被涂抹吸收剂，所述吸收剂吸收从光导内入射到其上的杂散光直到该杂散光不通过TIR被限制在该光导内，但是对于以其它方式入射到其上的光基本是反射的。这优选通过在每个所述外表面上沉积面对该光导的光吸收剂层，该光吸收剂层基本不与入耦合元件光学接触，之后淀积面对光存贮器的白色漫反射涂层。在优选实施例中，反射装置放置在入耦合装置之间的空间中。这些可包括向所述入耦合元件的侧壁倾斜的部分。该中间反射装置优选包括构造成基本是倒V形的叠层材料；所述叠层材料从邻近相邻入耦合元件的侧壁与所述输入表面的接合处的位置向上延伸，但是基本与所述输入表面没有光学接触。由于不期望将在光导中在TIR条件下传播的有用光耦合出来，因此需要在反射装置和光导的输入表面之间没有光学接触。从这一点考虑，优选在该反射装置和覆盖在其下的光导的输入表面的那些区域之间放置空气。优选地，中间反射装置面对光存贮器的表面被制成对光漫反射，且其面向光导的表面被涂抹光吸收剂。当反射装置是叠层材料时，可以向其适当的表面涂敷相应的反射和吸收涂层。优选(多个)光源包括管状荧光灯，使得它们的轴基本上平行于光导的所述输入和输出表面放置。此外，当入耦合元件包括细长的脊时，优选使所述灯的轴平行于所述脊放置。在可供选择的实施例中，灯可以包括发光二极管(LED)，或者可以使用各种光源的混合。本专利技术相对于现有技术装置的显著优点在于，允许不依赖于系统的其它参数选择光源的数量和布置，因此允许容易地按比例调整整体的光输入以满足操作需要。优选(多个)光源安装在具有反射表面(优选白色漫反射表面)的灯盒中，以使可用于注入光导中的光量最大化。为了清楚理解以及容易实现本专利技术，现在将参照附图仅通过示例的方式描述本专利技术的一个实施例，附图中附图说明图1示意性示出根据本专利技术的一个实施例的显示器的一部分的截面图。图2示出了使用图1中的背光装置的根据本专利技术的一个实施例的显示器的示意和简化形式。参考图1，示出了包括背光装置和显示屏44的显示器，该背光装置包括光导10和灯盒34。将要在下面详细描述的显示屏44包括电极矩阵，通过该电极矩阵象素尺寸区域上的透射光强度被调制，用于根据接收的图象信号通过图象扫描电路(未示出)产生图象帧。如带箭头的线12和14示意性所示，光意图通过TIR在光导内传播。此实施例中，光导10是薄的类似板的构造，由诸如玻璃或塑料材料的固体透明材料制成。光导10具有尺寸相对小的边缘16，而其上、下表面20和22，如图中所示，分别通常是矩形的且具有相对大的尺寸，与显示区域相称。光导10的边缘16设有镜面反射涂层18或者漫反射涂层18，漫反射涂层不与边缘16的表面光学接触。从图中看到，光导10的下表面22基本是平面并且在该例子中构成光导的输出表面。从图中看到，上表面20构成光输入表面并且包括空间分开的突起的入耦合元件24的一维阵列。在该实例中，每个入耦合元件24包括横截面基本为矩形的细长的脊，这些脊横向放置在表面20上并且形成为该表面的一部分。每个元件24都具有侧壁26以及外表面28；在该实施例中，这些侧壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背光装置，包括光导，其中来自一个或多个光源的光通过全内反射被限制，并且光可以从该光导输出以提供用于显示屏幕的背照明；以及用于向所述光导馈入光的光存贮器，该光导具有基本上是平的结构且包含光可从其输出的输出表面和放置以接收所述光的相 对输入表面，所述输入表面包括从其伸出且延伸到光存贮器内的入耦合装置，该入耦合装置具有从所述输入表面横向延伸的至少三个相互非共平面的侧壁部分，每个侧壁部分覆盖该输入表面的不同部分，该光存贮器被安排成使得通过该光存贮器的一个区域的光能够 通过各个所述侧壁部分进入该光导。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TMH克里梅斯，J马拉，PA杜伊内，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]