專利名稱：準(zhǔn)直掃描背光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于動(dòng)態(tài)光提取的掃描背光設(shè)備，該設(shè)備包括光導(dǎo)結(jié)構(gòu)，用于發(fā)射光的光源，其被配置為導(dǎo)入所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，該光導(dǎo)結(jié)構(gòu)配備有可尋址的耦出(out-coupling)部件，包括兩個(gè)或多個(gè)定義區(qū)域，每個(gè)定義區(qū)域提供來(lái)自所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的可切換的光耦出。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今普遍使用利用光閥或光閘技術(shù)的顯示器。該顯示器的典型的示例是液晶顯示器，其通常借助于主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。光閥或光閘顯示器的基本功能是，該顯示器或者其像素圖案，可以透射光(白像素)或阻擋光(黑像素)，但是該顯示器自身未生成光。因此，需要照明背光。
當(dāng)諸如主動(dòng)矩陣液晶顯示器的顯示器將顯示視頻資料，諸如移動(dòng)的電視畫(huà)面時(shí)，面板常常顯現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模糊。由于液晶顯示器的使用在電視領(lǐng)域變得更加普遍，因此移動(dòng)畫(huà)面的質(zhì)量變得日益重要。然而，已經(jīng)示出，所謂的掃描背光的使用，基本上克服了上述問(wèn)題。標(biāo)準(zhǔn)的掃描背光包括多個(gè)燈，其以類似于面板的方式配置，并且通過(guò)按照正確的順序開(kāi)關(guān)燈，執(zhí)行掃描背光。這意味著，在特定時(shí)刻，實(shí)際上僅有一小部分燈打開(kāi)，并且因此需要更多的燈，以便于對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。
通過(guò)使用光導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更加有效的掃描背光，其中燈恒常地發(fā)射光。隨后，自光導(dǎo)動(dòng)態(tài)地提取光。在專利文獻(xiàn)WO 02/21042中公開(kāi)了該用于動(dòng)態(tài)光提取地掃描背光的示例。該文獻(xiàn)描述了基于掃描窗原理的照明背光，包括光導(dǎo)和光源，其被配置為將光引入到光導(dǎo)的一側(cè)。切換功能可通過(guò)散射液晶材料(還被稱為L(zhǎng)C-凝膠，其是通過(guò)在光引發(fā)劑存在的情況下進(jìn)行液晶單體和非反應(yīng)性液晶(或其混合物)的混合物的光聚合而獲得的)層獲得，其可以在透明狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換。在圖1中示意性地示出了該掃描背光。
然而，實(shí)際上，LC-凝膠的散射特性是這樣的，即以掠射角發(fā)射大量的光。在圖2中公開(kāi)了來(lái)自動(dòng)態(tài)散射光導(dǎo)的光的角分布的示例。由于很少在這些掠射角處觀察顯示設(shè)備，因此這是不需要的。因此，進(jìn)行了用于使發(fā)射光朝向法線顯示方向重新分布的某些努力。例如，已發(fā)展了亮度增強(qiáng)箔膜，例如，其由3M制造。然而，該薄膜是昂貴的，并且通常僅可以實(shí)現(xiàn)有限量的亮度增益。因此，需要對(duì)該問(wèn)題的可替換的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，克服如上文所指出的關(guān)于現(xiàn)有領(lǐng)域的問(wèn)題。而且，本發(fā)明的目的在于，提高法線觀察方向上的背光亮度。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種針對(duì)上文提及問(wèn)題的比較成本有效的解決方案。
通過(guò)如權(quán)利要求1所限定的掃描背光設(shè)備，至少部分地實(shí)現(xiàn)了上文的和其他的目的?；趧?dòng)態(tài)光提取的該掃描背光設(shè)備包括光導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其具有相對(duì)的前向和后向面；光源，用于發(fā)射光，其配置為被導(dǎo)入所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，該光導(dǎo)結(jié)構(gòu)配備有可尋址的耦出部件，包括兩個(gè)或多個(gè)定義區(qū)域，每個(gè)定義區(qū)域提供來(lái)自所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的可切換的光耦出，其特征在于，在所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)附近配置了至少一個(gè)微光學(xué)重定向部件，其被配置為將由所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)發(fā)射的光以所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的基本法線方向重定向。通過(guò)該微光學(xué)重定向部件，可以修改來(lái)自掃描背光的發(fā)射光的角分布。以掠射角發(fā)射的光朝向法線觀察方向被重定向，其導(dǎo)致了該觀察方向中的增強(qiáng)的亮度。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，所述微光學(xué)重定向部件被配置為配置于光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的前向面上的層，該層的一個(gè)表面配備有透射棱鏡結(jié)構(gòu)。由此，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇棱鏡結(jié)構(gòu)的材料和頂角，可以生成適當(dāng)?shù)耐干渲囟ㄏ虿考?。該棱鏡結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)嘏渲迷谖⒐鈱W(xué)重定向部件面對(duì)光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的側(cè)上。而且，該棱鏡結(jié)構(gòu)的頂角基本上處于40～80°的區(qū)間內(nèi)，優(yōu)選地處于50～70°的區(qū)間內(nèi)，且最優(yōu)選地是約60°。
作為可替換的實(shí)施例，該棱鏡結(jié)構(gòu)可以包括交替的棱鏡凸起和平坦區(qū)域。這進(jìn)一步改善了背光的效率，特別是對(duì)于在寬的角分布中生成光的背光。根據(jù)另一實(shí)施例，所述微光學(xué)重定向部件被適當(dāng)?shù)嘏渲脼?，配置于光?dǎo)結(jié)構(gòu)的后向面上的層，該層的一個(gè)表面配備有反射棱鏡結(jié)構(gòu)。該實(shí)施例是有利的，其在于，不需要向設(shè)備添加額外的元件。該棱鏡結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)嘏渲迷谖⒐鈱W(xué)重定向部件面對(duì)光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的面上。而且，該棱鏡結(jié)構(gòu)的頂角基本上處于70～110°的區(qū)間內(nèi)，優(yōu)選地處于80～100°的區(qū)間內(nèi)，且最優(yōu)選地是約90°。


下文將借助于本發(fā)明目前的優(yōu)選實(shí)施例，通過(guò)參考附圖，更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于動(dòng)態(tài)光提取的掃描背光的示意性剖面。
圖2是如圖1中公開(kāi)的背光中由動(dòng)態(tài)散射光導(dǎo)發(fā)射的光的角分布的圖線。
圖3是公開(kāi)了本發(fā)明第一實(shí)施例的主要原理的示意性剖面圖。
圖4是如圖3中公開(kāi)的背光中由動(dòng)態(tài)散射光導(dǎo)發(fā)射的光的角分布的圖線。
圖5是公開(kāi)了本發(fā)明的第二實(shí)施例的示意性剖面圖。
圖6是公開(kāi)了本發(fā)明的第三實(shí)施例的示意性剖面圖。
圖7是其中結(jié)合了本發(fā)明的掃描背光的示意性剖面圖。
圖8是另一實(shí)施例的細(xì)節(jié)的示意性剖面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及掃描背光系統(tǒng)，例如用于同顯示面板一起使用來(lái)生成顯示設(shè)備。在圖7中公開(kāi)了顯示設(shè)備1的示意圖，包括其中可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的掃描背光2。整個(gè)背光2被配置為位于顯示面板3后面。
顯示面板3基本上包括光電材料層4，諸如液晶材料，基于例如扭曲向列、光學(xué)補(bǔ)償雙折射、面內(nèi)切換、超扭曲向列或鐵電操作，以便于提供光閥功能，用于調(diào)制入射在顯示面板上的光。層4基本上夾在第一和第二基板5、6之間。而且，顯示面板3適當(dāng)?shù)丶?xì)分為像素矩陣，其由配置在所述基板5、6上的電極裝置(未示出)控制。優(yōu)選地，使用了主動(dòng)矩陣尋址。經(jīng)由連接線8向該電極裝置提供來(lái)自驅(qū)動(dòng)單元7的控制電壓信號(hào)。而且，通過(guò)本身已知的方式，該顯示面板進(jìn)一步配備有偏振器和檢偏器，并且基板和電極由透光材料制造。
本發(fā)明主要涉及的背光2基本上包括第一和第二光導(dǎo)結(jié)構(gòu)9、10。第一光導(dǎo)結(jié)構(gòu)9包括散射液晶材料層，并且其將在下文得到更加詳細(xì)的描述。穩(wěn)定的第二光導(dǎo)結(jié)構(gòu)10基本上由光導(dǎo)材料構(gòu)成，并且在該實(shí)施例中，第一和第二光導(dǎo)結(jié)構(gòu)9、10借助于粘合層11(諸如膠水層)粘合在一起，以便于一起形成背光光導(dǎo)結(jié)構(gòu)24。然而，應(yīng)當(dāng)注意，所述第二光導(dǎo)結(jié)構(gòu)10可以從本發(fā)明的背光中排除，并且在該情況中，背光光導(dǎo)結(jié)構(gòu)基本上由其自身上的第一光導(dǎo)結(jié)構(gòu)9構(gòu)成。背光光結(jié)構(gòu)24具有出射面12，其被配置為面對(duì)所述顯示面板3，以及適當(dāng)?shù)鼐哂兴膫€(gè)端面13。光源14，諸如例如桿形熒光燈，沿至少其中一個(gè)所述端面13配置(在圖7中示出的情況中，沿兩個(gè)端面配置)，并且由所述光源14發(fā)射的光被配置為通過(guò)所述端面13耦合到背光光導(dǎo)結(jié)構(gòu)24中。在所述光源14周?chē)m當(dāng)?shù)嘏渲梅瓷湓O(shè)備15，以便于將光源發(fā)射的光重定向到背光光導(dǎo)結(jié)構(gòu)24中。第一光導(dǎo)結(jié)構(gòu)9基本上包括散射液晶凝膠材料層16，其夾在第一基板17和第二基板18之間。該基板由基本上光透明的材料制造，諸如玻璃。而且，借助于多個(gè)構(gòu)圖的前和后電極19、20，其分別配置在所述第一基板17和所述第二基板18上，將光導(dǎo)細(xì)分為圖案。電極19、20借助于連接線(由21示意性地表示)連接到驅(qū)動(dòng)單元7。通過(guò)對(duì)電極19、20尋址，散射液晶凝膠材料層16的不同區(qū)域可以在透射狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換，其中在透射狀態(tài)中，該區(qū)域僅透射之后在背光光導(dǎo)中內(nèi)部反射的光；在散射狀態(tài)中，光被像素散射，并且因此允許在朝向顯示面板3的方向上透射通過(guò)光導(dǎo)的出射面12。而且，可以在與出射面15相對(duì)的背光光導(dǎo)的背面上提供反射器22，以便于將光反射回光導(dǎo)中，以提高光導(dǎo)的效率。事實(shí)上，光導(dǎo)結(jié)構(gòu)24的所有表面，除了耦入端面或端面13和出射面12，可以配備有反射涂層等，以便于防止光在不需要的位置出射光導(dǎo)24。
本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)，即由掃描背光2通過(guò)出射面12發(fā)射的光可以以基本前向的方向重定向，即，以對(duì)于背光3和/或顯示面板4基本為法線的方向，以便于提高顯示器的法線觀察方向中的亮度。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，這可以通過(guò)在顯示面板3和掃描背光2之間，即在圖7中指出的位置A中包括微光學(xué)重定向部件，諸如重定向箔來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)該第一實(shí)施例，微光學(xué)重定向部件23具有圖3中示意性公開(kāi)的設(shè)計(jì)。在該實(shí)施例中，重定向部件23由重定向箔構(gòu)成，其在面對(duì)掃描背光2的箔側(cè)面上配備有基本連續(xù)的棱鏡結(jié)構(gòu)，即，并列配置的多個(gè)棱鏡凸起25，并且基本上覆蓋了重定向部件23的整個(gè)表面。如果光源被配置為顯示設(shè)備的兩個(gè)相對(duì)側(cè)上的燈，則該棱鏡結(jié)構(gòu)可以為一維的(即，凹槽狀圖案)，或者，如果光源被配置為顯示設(shè)備的所有側(cè)上的燈，則其可以為二維(即，棱錐狀圖案)。在該情況中，棱鏡結(jié)構(gòu)的每個(gè)棱鏡25的頂角α基本上是60°，并且在圖4中公開(kāi)了由配備有上文描述的微光學(xué)重定向部件的背光發(fā)射的光的結(jié)果角分布。相比于圖2中公開(kāi)的角分布圖線，應(yīng)當(dāng)注意，由于本發(fā)明的重定向部件，光輸出在法線方向上被準(zhǔn)直，并且因此，顯示設(shè)備的觀察者將體驗(yàn)更大的亮度。這是因?yàn)?，圖3中公開(kāi)的棱鏡結(jié)構(gòu)將由掃描背光2以掠射角發(fā)射的光朝向法線重定向。該結(jié)構(gòu)的精確效率應(yīng)歸于來(lái)自掃描背光3的光的角分布，以及重定向部件的頂角α和折射率n，以便于實(shí)現(xiàn)落入重定向部件23的光的內(nèi)部反射和重定向。因此，棱鏡結(jié)構(gòu)的頂角可以針對(duì)所選擇的設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化，并且例如對(duì)于掃描背光2的標(biāo)準(zhǔn)配置，可以處于40～80°的區(qū)間內(nèi)，優(yōu)選地處于50～70°的區(qū)間內(nèi)，且最優(yōu)選地是約60°。而且，精確效率依賴于掃描背光2的液晶凝膠材料層16的散射功率。如果層16以相對(duì)低的偏置電壓進(jìn)行偏置，則散射主要在前向方向，并且重定向結(jié)構(gòu)非常良好地工作。在較高的偏置電壓下，層16的散射變得更加同向性，并且重定向部件23的準(zhǔn)直變得效率較低，但是仍然實(shí)現(xiàn)了亮度增益。
在圖5公開(kāi)了本發(fā)明的第二實(shí)施例。該實(shí)施例基本上同圖3中公開(kāi)的實(shí)施例相似，但是不同之處在于，棱鏡結(jié)構(gòu)是不連續(xù)的，即基本上在每個(gè)棱鏡凸起之間配置有間隔或平坦表面部分。通過(guò)在重定向部件23中將凸起隔開(kāi)，對(duì)于已經(jīng)具有接近于顯示設(shè)備法線方向的光線而言，該部件變得更加透明，然而相比于第一實(shí)施例，對(duì)掠射光線的效果幾乎不變。因此，在掃描背光2提供了較寬的光的角分布的情況中，重定向部件23變得更加有效。在該情況中，由于陰影，該現(xiàn)象通過(guò)圖5說(shuō)明，相比于圖3中公開(kāi)的實(shí)施例，由背光2以掠射角發(fā)射的光線幾乎未注意到任何差異。然而，基本上沿背光2的法線方向發(fā)射的光線具有較大的透射通過(guò)重定向部件23的概率，而不會(huì)改變方向，其也在圖5中指出?？梢砸蕾囉诼由涔饩€的角分布選擇棱鏡結(jié)構(gòu)的凸起之間的距離，由此可以以最優(yōu)的方式并且依賴于基本法線的光線量，來(lái)利用上面的陰影效應(yīng)。而且，每個(gè)凸起的頂角遵循與圖3中公開(kāi)的和上文描述的示例相同的推理。
下面將通過(guò)參考圖6更詳細(xì)地描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，本發(fā)明的目的可以通過(guò)在掃描背光2后面，即在圖7中指出的位置B中包括微光學(xué)重定向部件23來(lái)實(shí)現(xiàn)。如上文所指出的，背光光導(dǎo)朝向光導(dǎo)的前面和后面發(fā)射光，并且因此，微光學(xué)重定向部件可以同樣良好地安置在掃描背光2后面，如顯示設(shè)備1的潛在的觀察者所看見(jiàn)的。因此，可以修改和構(gòu)造圖7中公開(kāi)的反射器22，以便于使反射的輸出光沿法線方向準(zhǔn)直。出于該目的，該反射器包括凹槽圖案或者棱鏡凸起26，非常類似于圖3的重定向部件的凸起。然而，在該情況中，凸起的頂角β優(yōu)選地是約90°，以便于將沿法線方向入射的光線基本上反射到其來(lái)的方向，但是同時(shí)也朝向法線以掠射角反射光線。因此，反射離開(kāi)重定向部件的光，在該情況中由反射器15形成，將沿法線被準(zhǔn)直。
對(duì)于上文描述的所有實(shí)施例，可能需要多個(gè)燈，諸如例如冷陰極熒光燈(CCFL)，以便于自背光2獲得足夠的光輸出。例如，在圖7中公開(kāi)的實(shí)施例中，沿顯示設(shè)備1的兩側(cè)，例如沿顯示設(shè)備的頂面和底面提供燈。而且，如上文所指出的，反射設(shè)備15被配置為圍繞每組燈，以便于將盡可能多的光耦合到光導(dǎo)中。而且，燈的尺寸限制了光導(dǎo)的厚度。在某些情況中，背光光導(dǎo)需要比包含液晶凝膠層16的第一光導(dǎo)結(jié)構(gòu)9更厚或者厚很多，并且因此其可以粘合或膠合到例如由厚的聚合物板構(gòu)成的第二光導(dǎo)結(jié)構(gòu)10上。在光導(dǎo)24的背面上，如上文所指出的，安置反射器22，并且可以如上文描述的第三實(shí)施例構(gòu)造該反射器或不構(gòu)造該反射器。而且，附加的第二光導(dǎo)結(jié)構(gòu)10優(yōu)選地安置在第一光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的前面，如潛在的觀察者所看到的，并且因此，包含LC凝膠的光導(dǎo)被安置得與反射器22更加接近。這是有利的，其在于可以避免視差。然而，如果視差不是問(wèn)題，則包含LC凝膠的光導(dǎo)可以設(shè)置在附加的第二光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的前側(cè)上，如潛在的觀察者所看到的。還應(yīng)當(dāng)注意，在包括附加的第二光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中，該光導(dǎo)可被用作主光導(dǎo)，被配置為引導(dǎo)由光源發(fā)射的大部分光。
而且，如上文所指出的，可能需要更多的燈，并且例如燈可以沿光導(dǎo)的所有四側(cè)安置。然而，在該情況中，重定向在二維上可能是必要的。這可以通過(guò)在微光學(xué)重定向部件上提供二維重定向圖案來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可替換地，使用彼此堆疊放置的兩個(gè)正交交叉的一維重定向部件(僅適于上文的實(shí)施例1和2)。
然而，本發(fā)明也可以采用單個(gè)燈或者光源，或者在僅通過(guò)光導(dǎo)的一個(gè)單側(cè)發(fā)射光的情況中。在這些情況中，具有棱鏡結(jié)構(gòu)25的重定向裝置23不需要具有如圖3中公開(kāi)的對(duì)稱剖面。反之，重定向微棱鏡可以具有兩個(gè)刻面，輸入刻面和反射刻面，沒(méi)有必要具有同表面法線相同的角度，以便于優(yōu)化同光源位置相關(guān)的重定向裝置的性能。在圖8中公開(kāi)了這種重定向裝置的示例，其中β≠γ。
下文將描述本發(fā)明的另一有利的變化方案。該變化方案的目的在于通過(guò)使顯示器的亮部分更亮，并且使顯示器的暗部分更暗，進(jìn)一步提高顯示器的對(duì)比度。而且，可以改善背光的色彩范圍和效率。這可以通過(guò)光源調(diào)制器實(shí)現(xiàn)，其被配置為用來(lái)調(diào)制饋送到掃描背光2系統(tǒng)的光源14的功率，與掃描背光2的滾動(dòng)散射尋址同步。由此，如果當(dāng)前所尋址的部分被配置為向在該時(shí)刻將是亮的一部分顯示設(shè)備提供光，則可以增加針對(duì)光源的功率，并且因此光源發(fā)射更多的光，并且，如果當(dāng)前被尋址的部分被配置為向在該時(shí)刻將是暗的一部分顯示設(shè)備提供光，則可以降低針對(duì)光源的功率，并且因此光源發(fā)射較少的光。這樣，可以使背光的亮部分更亮，并且使暗部分更暗。由于光更有效率地輸送到需要其的位置，因此這將導(dǎo)致更有效率的背光和更亮的閃光圖像。通過(guò)單獨(dú)對(duì)不同的色彩應(yīng)用相同的技術(shù)，諸如紅色、綠色和藍(lán)色光源，背光的顏色可以在屏幕上變化。這有效地導(dǎo)致了較大的可用色彩范圍。
為了足夠精確，可能需要包括反饋環(huán)路，其包括一個(gè)或多個(gè)光傳感器(未示出)，用于測(cè)量實(shí)際燈輸出并且將其同用于待顯示的圖像部分所需的輸出進(jìn)行比較。該光傳感器(未示出)的檢測(cè)信號(hào)被反饋給燈驅(qū)動(dòng)器(未示出)，該燈驅(qū)動(dòng)器也被連接，以接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)單元7的信息。由此，饋送到掃描背光的每個(gè)區(qū)域的照明功率可以響應(yīng)于將由顯示面板3的相應(yīng)像素或多個(gè)像素顯示的圖像內(nèi)容而變化。因此，通過(guò)在對(duì)分段背光進(jìn)行尋址時(shí)改變光源功率，可以提高顯示的對(duì)比度。當(dāng)對(duì)片段i進(jìn)行尋址時(shí)(即，其正在散射)，電源將具有功率pi，并且當(dāng)片段j正在散射時(shí)，電源將具有功率pj。依賴于用于片段i的所需亮度調(diào)節(jié)功率pi，并且背光3的燈的平均功率應(yīng)是恒定的。優(yōu)選地，背光的光源由光發(fā)射設(shè)備(LED)構(gòu)成，并且該設(shè)備在功率上可以以有效的方式相對(duì)容易地變化。而且，LED可以非?？焖俚拈_(kāi)關(guān)，并且受到平均功率的限制，并且因此可以使短的脈沖非常明亮?？商鎿Q地，背光的光源可以由冷陰極熒光燈(CCFL)構(gòu)成，其具有不同的磷光體或磷光體混合物。
而且，LED的使用是有利的，其在于商業(yè)上可獲得不同波長(zhǎng)的LED，并且因此LED特別適用于組合功率和色彩調(diào)制。因此，本發(fā)明的概念可以擴(kuò)展為獨(dú)立地改變例如彩色顯示器的R、G、B光源。這樣，改變了光的功率和顏色。盡管這沒(méi)有(或者幾乎不)增加原色三角形的尺寸，但是確實(shí)導(dǎo)致了原色三角形的偏移。該偏移可以針對(duì)每個(gè)被尋址的片段獨(dú)立地設(shè)置。盡管在一個(gè)片段中僅可以獲得“正常的”原色三角形，但是整個(gè)屏幕的顏色范圍增加。
而且，結(jié)合色域的時(shí)間連續(xù)適應(yīng)性，額外的改進(jìn)是可行的。例如，當(dāng)圖像被分解為局部需要較高的亮度而在剩余區(qū)域中色域是更加重要的時(shí)候，通過(guò)同時(shí)打開(kāi)在該色彩區(qū)域中發(fā)射的所有光源來(lái)填充濾色器帶寬，可以提供亮度的額外增強(qiáng)。在另一實(shí)施例中，掃描背光的經(jīng)調(diào)制的光耦出以電尋址折射率原理工作，其區(qū)分界面上的全反射(未耦出)和透射。可以使折射率調(diào)制具有方向依賴性。這意味著，通過(guò)堆疊兩個(gè)折射率切換層，第一層將調(diào)制來(lái)自一個(gè)方向的R、G、B，而第二層將調(diào)制來(lái)自正交方向的稍微偏移的R’、G’、B’顏色(參看圖13)。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即兩組光源，R、G、B和R’、G’、B’可以連續(xù)地開(kāi)啟。如果使用了兩組熒光燈而非快速開(kāi)關(guān)LED，則這可能是有利的。還應(yīng)當(dāng)可行的是，使散射元件具有方向依賴性。
本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于所示出的實(shí)施例。本發(fā)明存在于每個(gè)新穎特征和特征性特征的每個(gè)組合之中。而且，權(quán)利要求中的參考數(shù)字不應(yīng)被解釋為限制它們的保護(hù)范圍。
應(yīng)當(dāng)注意，上文描述的本發(fā)明的概念可用于不同類型的光電主動(dòng)顯示面板，諸如液晶顯示面板，或者其它類型的光閥或光閘系統(tǒng)。而且，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不限于單色和RGB顯示器，而是實(shí)際上可用于任何顯示器，不論其色彩如何。
而且，應(yīng)當(dāng)注意，如上文所述，可尋址的光耦出部件可以包括可尋址液晶凝膠層。然而，還可以使用微機(jī)電耦出結(jié)構(gòu)作為可尋址光耦出部件，并且可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的效果，并且該實(shí)施例同樣包括在附屬權(quán)利要求的保護(hù)范圍中。該可尋址光耦出部件可以借助于所謂的MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種掃描背光設(shè)備(2)，其基于動(dòng)態(tài)光提取，該設(shè)備包括-光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)；-光源(14)，用于發(fā)射光，配置為被導(dǎo)入所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，-光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)，配備有可尋址的耦出部件(9)，包括兩個(gè)或多個(gè)定義區(qū)域，每個(gè)提供來(lái)自所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)的可切換的光耦出，其特征在于至少一個(gè)微光學(xué)重定向部件(23)，配置在所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)附近，被配置為將由所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(23)發(fā)射的光以所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的基本法線方向重定向。
2.權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中所述微光學(xué)重定向部件(23)被配置為配置于光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)的前向側(cè)上的層，該層的一個(gè)表面配備有透射棱鏡結(jié)構(gòu)(25)。
3.權(quán)利要求2的背光設(shè)備，其中棱鏡結(jié)構(gòu)配置在微光學(xué)重定向部件(23)面對(duì)光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)的側(cè)上。
4.權(quán)利要求2或3的背光設(shè)備，其中棱鏡結(jié)構(gòu)(25)的頂角基本上處于40～80°的區(qū)間內(nèi)，優(yōu)選地處于50～70°的區(qū)間內(nèi)，且最優(yōu)選地是約60°。
5.權(quán)利要求2～4的任何一個(gè)的背光設(shè)備，其中棱鏡結(jié)構(gòu)(25)包括交替的棱鏡凸起和平坦區(qū)域。
6.權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中所述微光學(xué)重定向部件(23)被配置為配置于光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)的后向側(cè)上的層，該層的一個(gè)表面配備有反射棱鏡結(jié)構(gòu)(26)。
7.權(quán)利要求6的背光設(shè)備，其中棱鏡結(jié)構(gòu)(26)配置在微光學(xué)重定向部件(23)面對(duì)光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)的側(cè)上。
8.權(quán)利要求6或7的背光設(shè)備，其中棱鏡結(jié)構(gòu)的頂角基本上處于70～110°的區(qū)間內(nèi)，優(yōu)選地處于80～100°的區(qū)間內(nèi)，且最優(yōu)選地是約90°。
9.如前面權(quán)利要求的任何一個(gè)的背光設(shè)備，其中可尋址耦出部件(9)配備有可尋址液晶凝膠層(16)或微機(jī)電耦出結(jié)構(gòu)中的一個(gè)。
10.如前面權(quán)利要求的任何一個(gè)的背光設(shè)備，進(jìn)一步包括光源調(diào)制器，用于調(diào)制背光設(shè)備(2)的光源(14)的功率，所述調(diào)制依賴于將由所述背光設(shè)備(2)顯示的照明圖案。
11.一種顯示設(shè)備，包括如前面權(quán)利要求的任何一個(gè)的掃描背光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種掃描背光設(shè)備，其基于動(dòng)態(tài)光提取，該設(shè)備包括光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)；光源，用于發(fā)射光，其配置為被導(dǎo)入所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)配備有可尋址的耦出部件，包括兩個(gè)或多個(gè)定義區(qū)域，每個(gè)定義區(qū)域提供來(lái)自所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)的可切換的光耦出。該掃描背光設(shè)備的特征在于，在所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(24)附近配置的至少一個(gè)微光學(xué)重定向部件(23)，被配置為將由所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)(23)發(fā)射的光以所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的基本法線方向重定向。
文檔編號(hào)G02B6/00GK1756976SQ200480005891
公開(kāi)日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2004年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月6日
發(fā)明者M·J·J·賈克, H·J·科內(nèi)里斯森, H·德康寧, D·J·布羅爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司