專利名稱：顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光閥顯示器件，包括在第一平面內(nèi)延伸的光閥層，和背光裝置，包括位于在與第一平面平行的第二平面內(nèi)延伸的層內(nèi)的多個細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)被排列以沿著它們的長度朝向光閥層方向發(fā)射光。
EP A21211551中描述了這種顯示器件。這種顯示器件的主要優(yōu)點是它們可以分開地產(chǎn)生不同顏色的光，并且將不同顏色的光分開地投影在光閥層的背面上。該優(yōu)點特別地使在彩色顯示器中省略濾色器成為可能，這使顯示器件消耗更少的能量。通常它提供不同地照射光閥層上的不同區(qū)域的可能性。
上述類型的顯示器件的問題在于它們需要比較精細(xì)的結(jié)構(gòu)。例如，為了獲得所需的效果，光閥層內(nèi)的每個子象素列都需要一種細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是全部或部分地排除上述問題。
根據(jù)開篇的顯示器件可以實現(xiàn)該目的，進(jìn)一步包括多個具有凸截面的排列在一層內(nèi)的細(xì)長的透鏡，其中該層在與第一第二平面平行并放置在其間的第三平面內(nèi)延伸，細(xì)長的透鏡沿著與發(fā)光結(jié)構(gòu)相同的方向延伸，因此每個透鏡將從發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)射的光聚焦在光閥層的細(xì)長區(qū)域上。由于透鏡能將光聚焦在光閥層上的狹窄細(xì)長的區(qū)域上，該區(qū)域可以與子象素列相對應(yīng)，這樣就可以使用比較粗的發(fā)光結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，每個透鏡將來自多個發(fā)光結(jié)構(gòu)的光聚焦在光閥層上的相應(yīng)的多個區(qū)域上。這不僅能提供使用更粗的發(fā)光結(jié)構(gòu)，而且還為顯示器件帶來改進(jìn)的照度均勻性和改進(jìn)的視角。
優(yōu)選地，每個發(fā)光結(jié)構(gòu)被設(shè)計成僅發(fā)射一種顏色的光。這就提供了一種不需要使用濾色器的彩色顯示器。
在優(yōu)選實施例中，每個發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)射的光具有基色紅色，綠色和藍(lán)色中的一種顏色。這使顯示器可用作例如彩色電視。
在可替換實施例中，每個發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)射的光具有紅色，黃綠色，青綠色和藍(lán)色中的一種顏色。這帶來能提供更好的色彩再現(xiàn)的更寬的色域。
在優(yōu)選實施例中，每個發(fā)光結(jié)構(gòu)包括由發(fā)光二極管供給的光導(dǎo)。這提供了一種簡單而可靠的結(jié)構(gòu)。
在可替換實施例中，每個發(fā)光結(jié)構(gòu)都包括光導(dǎo)，并且配置亮光源用以供給多個發(fā)光結(jié)構(gòu)。這樣可以使用較少的光源。
在另一個可替換實施例中，每個發(fā)光結(jié)構(gòu)都包括一列發(fā)光二極管。這樣能產(chǎn)生強(qiáng)照明并且允許光發(fā)射也沿著每個發(fā)光結(jié)構(gòu)的長度而變化。
優(yōu)選地，光閥顯示器件是液晶顯示器件，并且液晶層組成光閥層。
參考下文描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他特征將顯而易見并將被闡明。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的顯示器件的透視示意圖。
圖2示出了圖1中的顯示器件的優(yōu)選實施例的截面圖。
圖3說明了圖1中所用的細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施例。
圖4說明了圖1中所用的細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)的可替換實施例。
圖5說明了細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)的另一個可替換實施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的顯示器件的透視示意圖。該顯示器件能顯示彩色圖象并且可以在多個應(yīng)用中使用，例如用于計算機(jī)的監(jiān)視器中或電視機(jī)中。
顯示器件包括光閥層1，該光閥層包括大量象元或象素3，例如1280×720或1366×768象素。在彩色顯示器中，象素又被分成子象素。子象素為基色紅色R，綠色G，和藍(lán)色B，例如按照紅色-綠色-藍(lán)色-紅色-綠色-藍(lán)色的次序等排列成列。這些子象素和與象素上面或下面的對應(yīng)顏色的子象素一起組成子象素列。
在優(yōu)選實施例中光閥層是一液晶層。因此光閥顯示器件可被稱作液晶顯示器件。正如技術(shù)人員所知的以及沒有進(jìn)一步討論的那樣，液晶層本身包括多個層，例如偏光板。通常，光閥層1，例如液晶層能單獨調(diào)制通過它的各個子象素的光通量。
顯示器件包括背光裝置5，7。該裝置產(chǎn)生的光投影到光閥層的后部(從使用者處觀察)，該光閥層調(diào)制入射光以產(chǎn)生圖象。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，背光裝置包括多個在層5內(nèi)延伸的細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)9，其中層5位于與光閥層1平行的平面內(nèi)。沿線I-I的局部截面也在圖1中示出。注意細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)可以被隔開得更多一些，不必象圖1中所示的那樣互相鄰接。
細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)9互相平行，正如下面將要描述的那樣，其可以包括例如光導(dǎo)。它們發(fā)射的光沿著它們的長度朝向光閥層1方向。
背光裝置進(jìn)一步包括多個細(xì)長的具有凸截面的透鏡11。透鏡的凸截面用來集中入射光。這些透鏡被排列在與光閥層平行的平面內(nèi)的光學(xué)層7內(nèi)。透鏡的層7位于光閥層1和細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)9的層5之間。細(xì)長的透鏡11沿著與發(fā)光結(jié)構(gòu)9相同的方向延伸，因此每個透鏡11將從幾個發(fā)光結(jié)構(gòu)9例如光導(dǎo)發(fā)射的光聚焦在光閥層1的幾個細(xì)長的區(qū)域上。光學(xué)層7內(nèi)的所有透鏡可以互相整體地形成，例如作為被構(gòu)造的塑料基板。
每個發(fā)光結(jié)構(gòu)9優(yōu)選地被設(shè)計成僅發(fā)射一種顏色的光。這種光朝向光閥層1的整體方向發(fā)射，因此它照射位于其間的細(xì)長的透鏡11。
圖2示出了圖1中的顯示器件的優(yōu)選實施例的截面圖。正如所能看到的，每個發(fā)光結(jié)構(gòu)通過多個細(xì)長的透鏡11照射在光閥層1上的與子象素列13相對應(yīng)的多個細(xì)長的區(qū)域。正如圖2顯然表明的，這使發(fā)光結(jié)構(gòu)9與光閥層1內(nèi)的子象素列13的間距相比可以具有更粗的間距。此外，每個子象素列13被多個發(fā)光結(jié)構(gòu)9從對應(yīng)多個角度并且通過對應(yīng)多個透鏡11照射，其用來改進(jìn)顯示器件的照度均勻性和視角。
圖3a說明了圖1中所用的細(xì)長的優(yōu)選圓柱形的發(fā)光結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施例。在該實施例中，發(fā)光結(jié)構(gòu)9包括光導(dǎo)，其分別由例如發(fā)光二極管(LED)的光源10供給。進(jìn)入光導(dǎo)的光通過全反射被光導(dǎo)傳輸。沿著光導(dǎo)9的長度并且在面對光閥層1的一側(cè)，光導(dǎo)9設(shè)置有凹口或雜質(zhì)以使光導(dǎo)9內(nèi)的光泄漏。優(yōu)選地，為了在光導(dǎo)9的整個長度上獲得均勻的光發(fā)射，這些凹口或雜質(zhì)的密度可以在光導(dǎo)9的長度上變化(例如作為與光源的距離的函數(shù))。在與光源相反的端12，為了將到達(dá)光導(dǎo)端的光反射回結(jié)構(gòu)內(nèi)光導(dǎo)9可具有反射材料。
在圖3a中，每個光導(dǎo)發(fā)射的光僅具有基色紅色(例如波長為610nm)，綠色(例如535nm)和藍(lán)色(例如465nm)中的一種顏色。由于與必須被濾波的白色光相比彩色顯示器中不需要濾色器，因此這是優(yōu)選的。由于白光能量的較大部分必須被移除以獲得基色，因此使用過濾器不僅需要附加層，而且還浪費(fèi)能量。
圖3b說明了另一個實施例，其中使用了四“基”色即紅色(R)，“黃綠色”(綠色，G1)，“藍(lán)綠色”(青色，G2，例如505nm)和藍(lán)色(B)，即與圖3a相比加入了青色。該特征需要光閥層的相應(yīng)的修改，其中每個象素再分成四個子象素。使用四“基”色具有提供更大的色域的優(yōu)點，該色域可以改進(jìn)顯示器件的色彩再現(xiàn)。
圖4說明了圖1中所用的細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)的可替換實施例。在該實施例中，發(fā)光結(jié)構(gòu)包括光導(dǎo)，并且例如發(fā)射二極管(未示出)的亮光源被設(shè)置用以供給多個具有預(yù)定顏色的光的發(fā)光結(jié)構(gòu)。采用亮光源表示光源可以供給多個細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)。正如附圖中所顯示的，這可以通過叉形的光導(dǎo)裝置獲得。當(dāng)形成這樣的光導(dǎo)時，光導(dǎo)的折射率必須被考慮。太突然的彎曲可能會引起光以一種不希望的方式逃逸。除了叉形其他形狀也可能被采用，例如交替曲折形狀的光導(dǎo)。
圖5說明了圖1中所用的細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)的另一個可替換實施例。在該實施例中，每個細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)包括一列發(fā)光二極管14。每個這樣列內(nèi)的發(fā)光二極管排列在條9內(nèi)以及優(yōu)選地僅發(fā)射一種顏色的光。一列內(nèi)的發(fā)光二極管之間的間距可以由所用二極管的功率決定。由于限定每個發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管14可被單個控制，因此該實施例也提供改變沿著每個細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)9的光發(fā)射的選項。
總之，本發(fā)明涉及一種用于光閥顯示器件例如LCD顯示器的背光裝置。該背光裝置包括多個排列成平面的細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)，這些發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)射的光沿著它們的長度朝向光閥層方向。包括多個細(xì)長的透鏡的光學(xué)層放置在發(fā)光結(jié)構(gòu)和光閥層之間。每個這樣的透鏡將由多個發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)射的光集中在光閥層的多個細(xì)長的區(qū)域上。優(yōu)選地，每個發(fā)光結(jié)構(gòu)僅發(fā)射一種基色光以及細(xì)長的透鏡將每個發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)射的光集中在為相應(yīng)的顏色而設(shè)計的子象素區(qū)域上，因此不需要濾色器就可以提供彩色顯示器。
雖然結(jié)合各種優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不應(yīng)只限于這些實施例。本發(fā)明還包括技術(shù)人員能進(jìn)行的并且落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變型。例如，所用基色的次序可以任意地改變。此外，發(fā)光結(jié)構(gòu)，透鏡和子象素列可以水平排列成行來代替所示的垂直排列的列。
權(quán)利要求
1.光閥顯示器件，包括在第一平面內(nèi)延伸的光閥層(1)，和背光裝置(5，7)，包括位于在與第一平面平行的第二平面內(nèi)延伸的層(5)內(nèi)的多個細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)被排列以沿著它們的長度朝向光閥層(1)方向發(fā)射光，其特征在于多個具有凸截面的排列在層(7)內(nèi)的細(xì)長的透鏡(11)在與第一第二平面平行并放置在其間的第三平面內(nèi)延伸，細(xì)長的透鏡(11)沿著與發(fā)光結(jié)構(gòu)(1)相同的方向延伸，因此每個透鏡(11)將發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)發(fā)射的光聚焦在光閥層(1)的細(xì)長區(qū)域上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光閥顯示器件，其中每個透鏡(11)將來自多個發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)的光聚焦在光閥層(1)上的相應(yīng)多個區(qū)域上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光閥顯示器件，其中每個發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)被設(shè)計成僅發(fā)射一種顏色的光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光閥顯示器件，其中每個發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)發(fā)射的光具有基色紅色，綠色和藍(lán)色中的一種顏色。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光閥顯示器件，其中每個發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)發(fā)射的光具有紅色，黃綠色，青綠色和藍(lán)色中的一種顏色。
6.根據(jù)上述的任何一個權(quán)利要求所述的光閥顯示器件，其中每個發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)包括由發(fā)光二極管(10)供給的光導(dǎo).
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任何一個所述的光閥顯示器件，其中每個發(fā)光結(jié)構(gòu)都包括光導(dǎo)，并且配置亮光源用以供給多個發(fā)光結(jié)構(gòu).
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任何一個所述的光閥顯示器件，其中每個發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)都包括一列發(fā)光二極管(14)。
9.根據(jù)上述的任何一個權(quán)利要求所述的光閥顯示器件，其中光閥顯示器件是液晶顯示器件，并且液晶層組成光閥層(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于光閥顯示器件例如LCD顯示器的背光裝置。該背光裝置包括多個排列在層(5)內(nèi)的細(xì)長的發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)，該結(jié)構(gòu)在平面內(nèi)延伸并且發(fā)射的光沿著它們的長度朝向光閥層(1)方向。包括多個細(xì)長的透鏡(11)的光學(xué)層(7)放置在發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)和光閥層(1)之間。每個這樣的透鏡(11)將由多個發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)發(fā)射的光集中在光閥層(1)的多個細(xì)長的區(qū)域上。優(yōu)選地，每個發(fā)光結(jié)構(gòu)(9)僅發(fā)射一種基色光，以及細(xì)長的透鏡將每個發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)射的光集中在為相應(yīng)的顏色設(shè)計的子象素區(qū)域上，因此不需要使用濾色器就可以形成彩色顯示器。
文檔編號G02F1/1335GK1754119SQ200480004923
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月24日
發(fā)明者J·H·C·J·斯特斯森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司