具有高照明均匀度的背光型显示屏制造技术

一种直接照明式显示单元，所述显示单元具有显示面板和一个或多个设置在所述显示面板背面的光源。一种设置在所述一个或多个光源与所述显示面板之间的扩散器，以及一种设置在所述一个或多个光源与所述扩散器之间的光转向层。所述光转向层具有面向所述一个或多个光源的第一光转向表面和面向所述显示面板的第二光转向表面。所述光转向层将所述一个或多个光源发出的光转向至所述扩散器，从而改善所述显示单元内的光的均匀度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光学显示屏，更具体地讲，涉及光源从背后直接照明的液晶显示屏(LCD)，例如可以用于液晶监视器和液晶电视机的显示屏。
技术介绍
一些显示系统是从背后照明的，例如液晶显示屏(LCD)。已经发现此类显示屏广泛应用于多种装置中，例如膝上型计算机、手持计算器、电子表、电视机等。一些背光型显示屏包括位于显示屏侧的光源，以及布置为将光从光源导向至显示面板背面的光导装置。其他背光型显示屏，例如一些液晶监视器和液晶电视机(LCD-TV)，使用布置在显示面板背后的多个光源从背后直接照明。较大的显示屏越来越多地采用后一种布置方式，因为要达到一定程度的显示亮度所需的光能要求随显示屏尺寸的平方增加，而布置沿显示屏侧的光源的可用空间仅随显示屏尺寸线性增加。此外，一些显示屏应用，例如液晶电视机，需要显示屏足够亮，以便能够从比其他应用更远的距离进行观看。此外，液晶电视机的视角要求通常不同于液晶监视器和手持装置的视角要求。 许多液晶监视器和液晶电视机使用多个冷阴极荧光灯(CCFL)从背后照明。这些光源是线性的并且在显示屏的整个宽度上延伸，其结果是利用由较暗区域分隔开的一系列亮条纹照亮显示屏的背面。这种照度分布是不可取的，因此通常使用扩散板来使液晶显示屏装置背面的照度分布均匀。 使用位于灯背面的漫反射器将光导向观察者，灯布置在反射器与扩散器之间。漫反射器与扩散器之间的间距受限于从扩散器发出的光的所需亮度均匀度。如果间距太小，则照明均匀度会降低，从而降低观察者看到的图像质量。发生这种情况的原因是光在灯之间进行均匀发散的空间不足。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例涉及直接照明式显示单元，该显示单元具有显示面板以及设置在显示面板后方的一个或多个光源。所述一个或多个光源能够生成照明光。扩散器设置在一个或多个光源与显示面板之间。光转向层设置在一个或多个光源与扩散器之间。光转向层具有朝向一个或多个光源的第一光转向表面。第一光转向表面主要在正交于光转向层的第一转向平面内，对垂直地入射到光转向层上的光进行转向。光转向层还具有朝向扩散器的第二光转向表面。第二光转向层经过构造，从而优选地将以垂直于光转向层的方向在光转向层中传播的光线转向到不与第一光转向平面平行的第二转向平面内。 本专利技术的另一个实施例涉及直接照明式显示单元，该显示单元具有显示面板和一个或多个设置在显示面板背面的光源，所述一个或多个光源能够发出照明光。扩散器设置在一个或多个光源与显示面板之间。光转向层设置在一个或多个光源与扩散器之间。光转向层具有朝向一个或多个光源的第一光转向表面，以及朝向显示面板的第二光转向表面，来自一个或多个光源的、以基本垂直于光转向层的方向在光转向层内传播的至少第一部分光线基本通过第二光转向表面的平坦部分传输，并且来自一个或多个光源的、以基本垂直于光转向层的方向在光转向层内传播的至少第二部分光线在第二光转向表面的倾斜部分处被全内反射。 本专利技术的上述
技术实现思路
并非意图描述本专利技术的每个图示实施例或每种实施方式。附图和下列具体实施方式更具体地举例说明了这些实施例。 附图说明 结合下面参照附图对如下本专利技术的各种实施例的详细描述，可以更全面地理解本专利技术，其中 图1示意性地示出了采用根据本专利技术原理的亮度均匀层的背光型液晶显示装置； 图2示意性地示出了根据本专利技术原理的均匀度增强薄膜(EUF)的实施例； 图3A、3B、4A-4D、5、6A和6B示意性地示出根据本专利技术原理的EUF的更多实施例； 图7A-7C示意性地示出了包括根据本专利技术原理的EUF的光控制单元的不同实施例； 图8示意性地示出了根据本专利技术原理，包括光源和光控膜的照明单元的实施例； 图9A和9B示出根据本专利技术原理的EUF的建模过程中使用的各个参数； 图10提供了对照亮度绘制的计算出的各个模型实例的亮度均匀度散点图； 图11示出各个模型实例的亮度随照明元件上的位置而变化的函数关系图； 图12示出计算出的从各个模型实例的照明单元以不同角度发出的光的亮度均匀度； 图13A-D和13F示出多个极性锥光图，用于描述EUF的操作； 图13E示意性地示出示例性模型EUF； 图14示出各个模型的亮度均匀度随示例扩散器和反射器之间间距而变化的函数关系图；以及 图15提供了用实验方法得到的亮度测量值，这些测量值随使用多个光管理层组合的整个样品光箱上的位置而变化。 虽然本专利技术可具有多种修改形式和替代形式，但其具体形式已经在附图中以举例的方式示出，并且将进行详细的描述。然而应当理解其目的不是将本专利技术限制于所描述的具体实施例。相反，本专利技术的目的在于涵盖所附权利要求书限定的本专利技术的精神和范围内的全部修改形式、等同形式和替代形式。 具体实施例方式 本专利技术适用于显示面板，例如液晶显示屏(LCD)，尤其适用于直接从背后照明的液晶显示屏，例如液晶监视器和液晶电视机(LCD-TV)使用的显示屏。更具体地讲，本专利技术涉及直接照明式背光源所产生的、用于照明液晶显示屏的光控制。光控膜结构通常布置在背光源与显示面板之间。光控膜结构可以层合在一起，也可以为自立式，其通常包括扩散层和至少一个具有棱镜结构化表面的增亮薄膜。 图1示出了直接照明式显示装置100的示例性实施例的示意分解图，这种显示装置100可用于例如液晶监视器或液晶电视。显示装置100可以液晶板102的使用为基础，液晶板通常包括设置在面板106之间的液晶层104。面板106通常由玻璃制成，其内表面可包括电极结构和定向层，用以控制液晶层104中液晶的取向。电极结构通常构型为限定液晶板像素，即其中的液晶取向控制可独立于邻近区域的液晶层区域。一个或多个面板106中还可包括用于在显示的图像上附加颜色的滤色片。 上吸收偏振片108布置在液晶层104的上面，而下吸收型偏振片110设置在液晶层104的下面。在示例性实施例中，上、下吸收偏振片位于液晶面板102的外部。吸收偏振片108、110和液晶面板102联合控制背光源112发出的光穿过显示器100到达观察者的传播过程。例如，可以将吸收偏振器108、110布置为其透射轴为垂直的。处于非活动状态的液晶层104的像素可能不会更改从其中通过的光的偏振态。因此，穿过下吸收偏振片110的光由上吸收偏振片108吸收。另一方面，当像素被激活时，从其中通过的光的偏振被旋转，使得至少有一些透射过下吸收偏振片110的光也透射过上吸收偏振片108。有选择地激活液晶层104的不同像素，例如通过控制器114进行，使得光在某些期望的位置处穿出显示器，从而形成观察者看到的图像。控制器可以包括(例如)计算机或接收并显示电视图像的电视机控制器。上吸收型偏振器108上可以提供一个或多个可选的层109，(例如)以便对显示屏表面提供机械和/或环境保护。在一个示例性实施例中，层109可以包括位于吸收型偏振器108上方的硬质涂层。 应当理解，一些类型的液晶显示屏的工作方式可以与上述方式不同。例如，吸收型偏振器可以平行排列，并且在未激活状态下液晶面板可以使光的偏振态发生旋转。无论如何，这种显示屏的基本结构仍然与上述基本结构相似。 背光源112包括多个光源116，光源产生用来照明液晶面板102的光。液晶电视或液晶监视器中所用光源116通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接照明式显示单元，包括：　显示面板；　一个或多个光源，所述光源设置在所述显示面板背面并且能够发出照明光；　扩散器，所述扩散器设置在所述一个或多个光源与所述显示面板之间；以及　光转向层，所述光转向层设置在所述一个 或多个光源与所述扩散器之间，所述光转向层包括面向所述一个或多个光源的第一光转向表面，所述第一光转向表面主要在正交于所述光转向层的第一转向平面内对垂直地入射至所述光转向层上的光进行转向，所述光转向层还包括面向所述扩散器的第二光转向表面，所述第二光转向层被构造为优选地将所述光转向层内沿垂直于所述光转向层方向传播的光转向至与所述第一转向平面不平行的第二转向平面内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思A爱泼斯坦，肯尼思J汉利，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]