本文整體涉及電子設(shè)備,并且更具體地涉及電子設(shè)備窗口涂層。
背景技術(shù):
電子設(shè)備通常包含顯示器。顯示器可包括具有用于為用戶顯示圖像的像素的有效區(qū)域和在有效區(qū)域旁邊的無效區(qū)域。玻璃層可充當(dāng)保護(hù)性顯示器覆蓋層。玻璃層可與有效區(qū)域和無效區(qū)域疊置。為了隱藏內(nèi)部部件不被看到,無效區(qū)域的內(nèi)表面可覆蓋有不透明遮蔽層諸如黑色油墨層。顯示器覆蓋層中的窗口可由不透明遮蔽層中的開口形成。光敏部件可與窗口對準(zhǔn)。例如,環(huán)境光傳感器可與顯示器中的窗口對準(zhǔn)。
為了改善無效區(qū)域中的顯示器覆蓋層的外觀,環(huán)境光傳感器窗口可覆蓋有黑色油墨涂層。用于環(huán)境光傳感器窗口的黑色油墨涂層有時被稱為環(huán)境光傳感器油墨。環(huán)境光傳感器上的環(huán)境光傳感器油墨的存在將使環(huán)境光傳感器窗口的外觀變暗,由此有助于將環(huán)境光傳感器窗口與周圍的無效區(qū)域中黑色油墨層的部分在視覺上融合。同時,環(huán)境光傳感器油墨將足夠透明,以允許環(huán)境光到達(dá)與環(huán)境光傳感器窗口對準(zhǔn)的環(huán)境光傳感器。
雖然環(huán)境光傳感器窗口上的環(huán)境光傳感器油墨的存在可有助于改善設(shè)備美觀,但環(huán)境光傳感器油墨的存在可能向環(huán)境光傳感器系統(tǒng)引入不理想的特性。例如,環(huán)境光傳感器讀數(shù)可能隨著入射環(huán)境光相對于環(huán)境光傳感器系統(tǒng)的入射角而變化。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
電子設(shè)備可具有帶有覆蓋層的顯示器。覆蓋層可與顯示器的有效區(qū)域疊置,該有效區(qū)域具有用于顯示圖像的像素陣列。覆蓋層還可與顯示器的不具有像素的無效區(qū)域疊置。顯示器的無效區(qū)域可具有不透明遮蔽層諸如黑色油墨層。
環(huán)境光傳感器可與不透明遮蔽層中的充當(dāng)環(huán)境光傳感器窗口的開口對準(zhǔn)。為了幫助遮蔽環(huán)境光傳感器窗口不被看到,環(huán)境光傳感器窗口可設(shè)置有與黑色油墨的外觀匹配,同時允許光到達(dá)環(huán)境光傳感器的黑色涂層或其他深色涂層。
黑色涂層可包括具有高折射率的黑色物理氣相沉積薄膜無機(jī)層。薄膜無機(jī)層例如可以是金屬氮化物諸如氮化鋁鈦。防反射顏色調(diào)節(jié)層可插置在黑色薄膜無機(jī)層與顯示器覆蓋層之間。防反射顏色調(diào)節(jié)層可由電介質(zhì)層的疊堆(諸如具有交替的較高和較低折射率的金屬氧化物層的疊堆)形成。
根據(jù)一個實施方案,提供了一種電子設(shè)備,其包括光傳感器、具有用于形成與光傳感器對準(zhǔn)的窗口的一部分的透明結(jié)構(gòu)、以及透明結(jié)構(gòu)上的插置在光傳感器和透明結(jié)構(gòu)之間并且與窗口疊置的涂層,所述涂層具有物理氣相沉積薄膜涂層和插置在物理氣相沉積薄膜涂層與透明結(jié)構(gòu)之間的電介質(zhì)層疊堆。
根據(jù)另一個實施方案,光傳感器包括環(huán)境光傳感器。
根據(jù)另一個實施方案,電子設(shè)備包括顯示器,其中透明結(jié)構(gòu)包括用于顯示器的顯示器覆蓋層。
根據(jù)另一個實施方案,物理氣相沉積薄膜涂層具有至少1.8的折射率。
根據(jù)另一個實施方案,物理氣相沉積薄膜涂層具有至少2.1的折射率。
根據(jù)另一個實施方案,物理氣相沉積薄膜涂層包括金屬氮化物。
根據(jù)另一個實施方案,物理氣相沉積薄膜涂層包括氮化鋁鈦。
根據(jù)另一個實施方案,電介質(zhì)層疊堆包括具有第一折射率的多個層和具有與第一折射率不同的第二折射率的多個交織層。
根據(jù)另一個實施方案,電介質(zhì)層疊堆包括至少一個金屬氧化物層。
根據(jù)另一個實施方案,物理氣相沉積薄膜涂層包括具有小于20%的可見光透射率的黑色層。
根據(jù)另一個實施方案,物理氣相沉積薄膜涂層具有至少2.2的折射率。
根據(jù)一個實施方案,提供了一種電子設(shè)備,其包括具有與具有用于顯示圖像的像素的有效區(qū)域和不具有像素的無效區(qū)域疊置的顯示器覆蓋層的顯示器、通過顯示器覆蓋層與無效區(qū)域疊置的一部分來接收光的環(huán)境光傳感器、和顯示器覆蓋層的所述一部分上的涂層,所述涂層包括黑色無機(jī)層和電介質(zhì)層疊堆。
根據(jù)另一個實施方案,電介質(zhì)層疊堆位于黑色無機(jī)層與顯示器覆蓋層之間。
根據(jù)另一個實施方案,黑色無機(jī)層包括金屬氮化物。
根據(jù)另一個實施方案,黑色無機(jī)層具有至少2.1的折射率。
根據(jù)另一個實施方案,涂層插置在環(huán)境光傳感器與顯示器覆蓋層之間,并且電介質(zhì)層疊堆包括至少一個金屬氧化物層。
根據(jù)另一個實施方案,電介質(zhì)層疊堆至少包括具有第一折射率的一些電介質(zhì)層和具有與第一折射率不同的第二折射率的一些電介質(zhì)層。
根據(jù)另一個實施方案,電子設(shè)備包括顯示器覆蓋層上的黑色油墨層,所述涂層形成在黑色油墨中的開口中,并且電介質(zhì)層疊堆被配置為形成防反射顏色調(diào)節(jié)層。
根據(jù)一個實施方案,提供了一種電子設(shè)備,其包括外殼、外殼中的具有顯示器覆蓋層的顯示器、顯示器覆蓋層上的具有形成環(huán)境光傳感器窗口的開口的黑色不透明遮蔽層、外殼中的通過環(huán)境光傳感器窗口來接收環(huán)境光的環(huán)境光傳感器、和顯示器覆蓋層上的位于開口中的涂層,所述涂層包括黑色薄膜無機(jī)層和防反射層。
根據(jù)另一個實施方案,防反射層位于黑色薄膜無機(jī)層與顯示器覆蓋層之間。
根據(jù)另一個實施方案,黑色薄膜無機(jī)層包括具有至少1.9的折射率的物理氣相沉積層。
根據(jù)另一個實施方案,防反射層包括至少三個無機(jī)電介質(zhì)層。
附圖說明
圖1為根據(jù)一個實施方案的一種示例性電子設(shè)備的透視圖。
圖2是根據(jù)一個實施方案的一種示例性電子設(shè)備的具有窗口和對準(zhǔn)的基于光的部件(諸如環(huán)境光傳感器)的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖3是根據(jù)一個實施方案的一種顯示器的具有經(jīng)涂覆的窗口的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖4為根據(jù)一個實施方案的一種具有涂層的示例性窗口的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖5是顯示根據(jù)實施方案的可用于實施用于窗口涂層的防反射顏色調(diào)節(jié)層的一種示例性無機(jī)電介質(zhì)層的疊堆的示意圖。
圖6是根據(jù)一個實施方案的一種示例性涂層的橫截面?zhèn)纫晥D,其示出該層的折射率如何影響該層中的光學(xué)路徑長度。
圖7包含一對圖表,其中根據(jù)一個實施方案對于兩個不同的折射率值,作為波長的函數(shù)繪制了一種示例性涂層的透射率。
具體實施方式
電子設(shè)備可設(shè)置有顯示器。顯示器可具有包含用于顯示圖像的像素陣列的有效區(qū)域和不含像素的無效區(qū)域。電路和內(nèi)部設(shè)備部件可安裝在無效區(qū)域下方。
用于顯示器的保護(hù)性顯示器覆蓋層可由透明材料層形成。顯示器覆蓋層可與顯示器的有效區(qū)域和無效區(qū)域兩者疊置。顯示器覆蓋層的與有效區(qū)域疊置的部分不含油墨并且是透明的。顯示器覆蓋層的與無效區(qū)域疊置的部分的內(nèi)表面可涂覆有不透明遮蔽層以幫助隱藏設(shè)備中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不被用戶看到。不透明遮蔽層可由具有吸光粒子或其他合適的不透明結(jié)構(gòu)的聚合物形成。不透明遮蔽層可例如是黑色油墨層或另一顏色的不透明層。
可在不透明遮蔽層中形成開口以形成光透射窗口。有時可被稱為光學(xué)窗口或光窗口的這些窗口可用于適應(yīng)基于光的部件。例如,相機(jī)可通過顯示器覆蓋層中的窗口來捕獲圖像,環(huán)境光傳感器可通過顯示器覆蓋層中的窗口來進(jìn)行環(huán)境光線水平測量,并且基于光的接近傳感器可用于通過顯示器覆蓋層中的窗口來進(jìn)行接近傳感器測量。在一些情況下(例如當(dāng)形成用于工作于可見光波長下的部件諸如相機(jī)的窗口時),窗口在可見光波長下可以是透明的,并且可以沒有任何涂層。在其他情況下,諸如在形成用于環(huán)境光傳感器的窗口時,可能期望對窗口進(jìn)行涂覆以至少部分地模糊該窗口。這可例如通過用深色涂層來涂覆環(huán)境光傳感器窗口來實現(xiàn),該深色涂層透射足夠的環(huán)境光至環(huán)境光傳感器以允許環(huán)境光傳感器進(jìn)行環(huán)境光測量。該涂層的深色外觀可允許環(huán)境光傳感器窗口與無效區(qū)域中的黑色油墨或其他不透明遮蔽層的附近部分的外觀融合。
一般來講,用于環(huán)境光傳感器的窗口涂層可具有任何合適的顏色(例如白色、灰色、黑色、或其他顏色)。這些涂層可透射任何合適量的光(例如,這些涂層的透射率可大于50%、小于50%、為5-20%、小于30%、小于20%、小于10%或為其他合適的值)。涂層可設(shè)置在用于紅外和可見光相機(jī)的窗口上、用于紅外部件的窗口上、用于與用戶輸入輸出設(shè)備相關(guān)聯(lián)的光感測陣列(例如,觸摸傳感器或指紋傳感器)的窗口上、用于接近傳感器的窗口上、或用于設(shè)備10中的任何其他合適的基于光的部件的窗口上。在本文中有時可將環(huán)境光傳感器窗口設(shè)置有涂層的配置作為示例來描述。然而,這僅僅是示例性的。涂層可設(shè)置在設(shè)備10中的任何合適的透明窗口結(jié)構(gòu)上。
為了確保窗口涂層具有期望的外觀(例如,期望的反射率、期望的顏色、特定波長下期望的透射率等),窗口涂層可利用薄膜疊堆來形成。例如,多個無機(jī)材料薄層可利用物理氣相沉積技術(shù)或其他合適的技術(shù)來沉積到顯示器覆蓋層的內(nèi)表面上。通過調(diào)整涂層的層數(shù)量、層厚度、和層中所使用的材料,涂層可具有期望的外觀和透射特性。例如,環(huán)境光傳感器窗口的內(nèi)表面上的涂層可充當(dāng)防反射顏色調(diào)節(jié)層,其調(diào)節(jié)從窗口的反射量以及窗口的顏色(例如,在顯示器的無效區(qū)域中的不透明遮蔽材料具有藍(lán)黑外觀的配置中調(diào)節(jié)成藍(lán)黑色)。涂層還可具有吸收光的無機(jī)材料薄膜層(例如,以確保涂層看起來足夠黑以與周圍不透明遮蔽結(jié)構(gòu)融合)。
圖1是可包括具有用于基于光的部件諸如環(huán)境光傳感器的窗口的顯示器的類型的一種示例性電子設(shè)備的透視圖。電子設(shè)備10可為計算設(shè)備諸如膝上型計算機(jī)、包含嵌入式計算機(jī)的計算機(jī)監(jiān)視器、平板電腦、蜂窩電話、媒體播放器或其他手持式或便攜式電子設(shè)備,較小的設(shè)備諸如手表設(shè)備、掛式設(shè)備、耳機(jī)或聽筒設(shè)備、嵌入穿戴在用戶頭部上的眼鏡或其他器件中的設(shè)備、或其他可穿戴或微型設(shè)備、電視機(jī)、不包含嵌入式計算機(jī)的計算機(jī)顯示器、游戲設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)諸如其中具有顯示器的電子設(shè)備安裝在信息亭或汽車中的系統(tǒng)、實現(xiàn)兩種或更多種這些設(shè)備的功能的設(shè)備、附件(例如,耳塞、遙控器、無線觸控板等),或其他電子設(shè)備。在圖1的示例性配置中,設(shè)備10是便攜式設(shè)備,諸如蜂窩電話、媒體播放器、平板電腦、或其他便攜式計算設(shè)備。如果需要,其他配置也可用于設(shè)備10。圖1的示例僅僅是例示性的。
在圖1的示例中,設(shè)備10包括顯示器14。顯示器14已安裝在外殼12中。有時可稱為殼體或殼罩的外殼12可由塑料、玻璃、陶瓷、纖維復(fù)合材料、金屬(例如,不銹鋼、鋁等)、其他合適的材料或這些材料中的任意兩種或更多種的組合形成。外殼12可使用一體式構(gòu)型形成,在該一體式構(gòu)型中,外殼12的一些或全部被加工或模制成單一結(jié)構(gòu),或者外殼12可使用多個結(jié)構(gòu)(例如,內(nèi)框架結(jié)構(gòu)、形成外部外殼表面的一個或多個結(jié)構(gòu)等)形成??稍谕鈿?2中形成開口以形成通信端口、用于按鈕的孔、以及其他結(jié)構(gòu)。
顯示器14可以是結(jié)合一層傳導(dǎo)性電容性觸摸傳感器電極或其他觸摸傳感器部件(例如,電阻性觸摸傳感器部件、聲學(xué)觸摸傳感器部件、基于力的觸摸傳感器部件、基于光的觸摸傳感器部件等)的觸摸屏顯示器,或者可以是非觸敏的顯示器。電容性觸摸傳感器電極可由氧化銦錫墊或其他透明導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的陣列形成。
顯示器14可具有包括像素陣列的有效區(qū)域AA。像素陣列可由液晶顯示器(LCD)部件、電泳像素陣列、等離子體顯示像素陣列、有機(jī)發(fā)光二極管像素或其他發(fā)光二極管像素的陣列、電潤濕像素陣列、或基于其他顯示技術(shù)的像素形成。
顯示器14可利用顯示器覆蓋層諸如一層透明玻璃、透光塑料、透明陶瓷、藍(lán)寶石或其他透明晶體材料、或其他透明層來保護(hù)。顯示器覆蓋層可具有平坦形狀、凸起彎曲外形、凹陷彎曲外形、具有平坦部分和彎曲部分的形狀、包括平坦主區(qū)域在一個或多個邊緣上由彎曲離開平坦主區(qū)域平面的部分圍繞的布局、或其他合適的形狀??稍陲@示器覆蓋層中形成開口以容納按鈕16、端口諸如揚聲器端口18、和其他結(jié)構(gòu)。
顯示器14可具有沿有效區(qū)域AA的一個或多個邊緣行進(jìn)的無效邊界區(qū)域諸如無效區(qū)域IA。無效區(qū)域IA可不含用于顯示圖像的像素,并且可與外殼12中的電路和其他內(nèi)部設(shè)備結(jié)構(gòu)疊置。為了阻止這些結(jié)構(gòu)被設(shè)備10的用戶看到,用于顯示器14的顯示器覆蓋層的下側(cè)可在無效區(qū)域IA中涂覆有不透明遮蔽層。不透明遮蔽層可具有任何合適的顏色。對于在本文中有時可作為示例進(jìn)行描述的一種合適的布置,顯示器14的區(qū)域IA中的不透明遮蔽層可由在可見光波長下不透明的黑色油墨層形成。
可在無效區(qū)域IA中的顯示器覆蓋層的下側(cè)上的黑色油墨涂層中形成開口。這些開口可形成用于設(shè)備10中的基于光的部件的窗口。在圖1的示例中,已經(jīng)沿顯示器14的上邊緣在無效區(qū)域IA中形成了窗口20。一般來講,諸如窗口20的窗口可形成在顯示器14的任何合適的部分中(即無效區(qū)域IA的其他部分中)或者設(shè)備10的其他透明結(jié)構(gòu)中。圖1中的配置僅是示例性的。
窗口20可以是圓形的、矩形的,或者可具有其他合適的形狀。窗口20可與基于光的部件諸如環(huán)境光傳感器對準(zhǔn),并且可具有環(huán)境光傳感器涂層。環(huán)境光傳感器涂層足夠透明以允許環(huán)境光到達(dá)環(huán)境光傳感器,同時外觀足夠接近周圍的無效區(qū)域IA中不透明黑色遮蔽層的部分以有助于使窗口20隱蔽而不被設(shè)備10的用戶看到。
圖2是沿圖1的線22截取且沿方向24觀察的圖1所示設(shè)備10的在窗口20附近的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D。如圖2所示,顯示器14可具有透明層諸如顯示器覆蓋層30。顯示器覆蓋層30可由透明材料諸如玻璃、塑料、藍(lán)寶石或其他晶體材料、透明陶瓷等形成。在有效區(qū)域AA中,顯示器14可包含具有用于顯示圖像的像素34陣列的結(jié)構(gòu)32(例如有機(jī)發(fā)光二極管顯示層、液晶顯示器模塊等)。
顯示器覆蓋層30的內(nèi)表面可在無效區(qū)域IA中涂覆有一個或多個材料層。在圖2的示例中,無效區(qū)域IA中的顯示器覆蓋層30的下側(cè)已涂覆有不透明遮蔽層36。不透明遮蔽層36可例如是黑色油墨層。用于窗口20的開口40可形成在不透明遮蔽層36中。環(huán)境光傳感器涂層38可與開口40疊置,并且可為窗口20提供所期望的外觀。例如,涂層38可包括用于抑制從窗口20的反射的防反射結(jié)構(gòu)、用于調(diào)節(jié)窗口20的顏色的薄膜光譜調(diào)諧結(jié)構(gòu)、和用于吸收足夠的光以使窗口20的外觀變暗并由此匹配遮蔽層36的外觀的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示,基于光的部件諸如部件42可與窗口20對準(zhǔn)。部件42可以是測量環(huán)境光44的環(huán)境光傳感器,諸如顏色感測環(huán)境光傳感器。顏色感測環(huán)境光傳感器可具有檢測器陣列,每個檢測器測量不同的相應(yīng)顏色通道(例如藍(lán)色、紅色、綠色、其他顏色的通道、對兩個不同顏色的組合進(jìn)行響應(yīng)的通道等)中光的量。這允許顏色感測環(huán)境光傳感器確定設(shè)備10周圍環(huán)境中的環(huán)境光的顏色(顏色坐標(biāo)、色溫等)。顏色感測環(huán)境光傳感器可例如在用戶處于室外陰涼環(huán)境中時檢測到冷環(huán)境照明條件,并且在用戶處于室內(nèi)鎢絲燈照明環(huán)境中時檢測到溫環(huán)境照明條件(作為示例)。來自顏色環(huán)境光傳感器的顏色信息可用于對顯示器14中的像素32所顯示的顏色進(jìn)行顏色校正或?qū)υO(shè)備10的性能進(jìn)行其他調(diào)節(jié)。如果需要,傳感器42中的顏色通道中的一者或多者可響應(yīng)于紅外光。在設(shè)備10中也可使用單色環(huán)境光傳感器(即,傳感器42可以是單色環(huán)境光傳感器)。
在圖2的示例中,在不透明遮蔽層36中形成了開口40之后已經(jīng)在層36的內(nèi)表面上方沉積了窗口涂層38。層36可利用絲網(wǎng)印刷或其他合適的技術(shù)被沉積和圖案化。如果需要,涂層38可在對層36進(jìn)行沉積并對層36進(jìn)行圖案化以形成用于窗口20的開口40之前被沉積在顯示器覆蓋層30的內(nèi)表面上(例如參見圖3)。在涂層38具有充分不透明外觀的配置中,可從無效區(qū)域IA中略去不透明遮蔽層36的一部分或全部。
如圖4所示,入射環(huán)境光諸如圖2的環(huán)境光44可通過相對于窗口20的表面法線n(即顯示器覆蓋層36在窗口20中的部分的表面法線)的一系列入射角AOI來表征。涂層38優(yōu)選表現(xiàn)出不高度依賴于入射角AOI的透射特性。涂層38的外觀還優(yōu)選在屬性(諸如顏色和反射率)方面匹配不透明遮蔽層36的外觀。
對于一種示例性配置,涂層38包括防反射顏色調(diào)節(jié)層諸如層50。用于不透明遮蔽層36的材料諸如黑色油墨可由包含炭黑粒子的聚合物或反射率相對低的其他油墨材料形成。因此,層50中的一個或多個薄膜電介質(zhì)層或其他薄膜層可以疊堆形成以充當(dāng)防反射涂層??蓪σ粋€或多個防反射材料層的折射率進(jìn)行選擇以將從窗口20的光反射降低到與從不透明遮蔽層36的光反射匹配的水平。
如果需要,可對涂層38中的材料(例如層50的光譜調(diào)諧結(jié)構(gòu))的折射率、材料、和層厚度進(jìn)行選擇以確保涂層38具有所期望的顏色(例如藍(lán)黑、或具有另一所期望光譜分布的顏色)。因為薄膜干涉效應(yīng)可用于調(diào)節(jié)反射率和顏色,所以(例如通過調(diào)節(jié)層厚度、層數(shù)量、和層材料)可實施大量所期望的反射率值和顏色。層50可調(diào)節(jié)與涂層38相關(guān)聯(lián)的防反射特性和顏色特性,因此層50有時可稱為防反射顏色調(diào)節(jié)層(防反射層、光譜調(diào)諧層、顏色調(diào)節(jié)涂層等)。
涂層38還可包括一個或多個光吸收層諸如層52。層52例如可以是吸收足夠的光以使涂層38看起來是黑色的深色材料。層52的厚度可足夠小,以允許一些環(huán)境光44通過而到達(dá)環(huán)境光傳感器42。
用于圖4的防反射顏色調(diào)節(jié)涂層50的一種示例性配置在圖5中示出。在圖5的示例中,涂層50由六個無機(jī)電介質(zhì)層(金屬氧化物層)的疊堆形成:三個氧化鋁層和三個氧化鈦層。氧化鋁(折射率1.7)和氧化鈦(折射率2.7)相對于彼此以及相對于層30的玻璃(折射率1.55)的不同折射率值允許層50充當(dāng)用于窗口20的防反射層(減少可見光從窗口20反射)以及顏色調(diào)節(jié)(光譜調(diào)節(jié))層。一般來講,層50可具有任何合適數(shù)量的電介質(zhì)層(例如交替的較高和較低折射率的層或具有不同折射率的電介質(zhì)層的其他圖案),可具有由金屬氧化物、氧化硅、氮化硅、其他氧化物、氮化物、氮氧化物、或其他無機(jī)材料形成的電介質(zhì)層。薄膜層的這個疊堆可利用物理氣相沉積技術(shù)(例如濺鍍或蒸鍍)或其他合適的沉積技術(shù)來沉積。
光吸收層52也可以是利用物理氣相沉積或其他合適的沉積技術(shù)來沉積的無機(jī)層(例如,層52可以是黑色物理氣相沉積無機(jī)層)。為了幫助降低入射角敏感度,層52可由具有相對高折射率的材料形成。
如圖6的層62的橫截面?zhèn)纫晥D中所示,入射環(huán)境光44可通過各個不同入射角來表征。圖6的示例示出了光44可如何具有60°或30°(作為示例)的入射角AOI。在層52的折射率低(例如利用聚合物油墨而得到的1.6或1.7)的情況下,分別與30°的入射角AOI和60°的入射角相關(guān)聯(lián),光44將沿諸如短路徑PS-1和長路徑PL-1的路徑行進(jìn)。隨著環(huán)境光44的入射角變化,這可產(chǎn)生顯著的路徑長度差(PL-1減PS-1)。在層52的折射率高(例如利用諸如AlTiN或其他合適的高折射率薄膜無機(jī)層的材料而得到的2.3)的情況下,(分別對于30°和60°的入射角AOI)光44將沿諸如短路徑PS-2和長路徑PL-2的路徑行進(jìn)。由于這種情況下更大的折射率,所以光44在進(jìn)入層52時折射更大,并且路徑長度差PL-2減PS-2將比路徑長度差PL-1減PS-1小。層52的折射率高時不同入射角所導(dǎo)致的路徑長度改變減小有助于確保涂層38和環(huán)境光傳感器42對于環(huán)境光入射角的變化將相對不敏感。
圖7的模擬在光44的各種示例性入射角AOI下為示例性光吸收層52示出了這個折射率改變對光透射光譜的影響。在圖7的圖示中,作為波長(單位為nm)的函數(shù)按照入射角AOI的五個不同值繪制了透射率T(%)。在圖7右側(cè)的模擬中,層52的折射率為1.6,并且所得到的透射率值T之間的分散較大。在圖7左側(cè)的模擬中,層52的折射率為2.3,并且所得到的不同入射角處透射率值T之間的分散減小。因此,為層52使用2.3或更大的折射率(或至少大于1.7、大于1.8、大于1.9、大于2.0、大于2.1、或大于2.2的折射率)將有助于降低傳感器42的入射角敏感度。不隨著入射角變化的涂層38的透射光譜變化可在制造期間的光傳感器校準(zhǔn)操作期間進(jìn)行補(bǔ)償(例如,在環(huán)境光傳感器42是顏色環(huán)境光傳感器的情形下)。
吸收可見光來為涂層38和窗口20產(chǎn)生黑色并且因此可適合用于形成涂層38中的光吸收層52的材料的一個示例是氮化鋁鈦。該材料具有2.3的折射率,并且可(例如)通過于氮氣氣氛中濺鍍鋁和鈦來沉積。如果需要,可使用其他材料(例如金屬、電介質(zhì)、氮化物、除AlTiN之外的金屬氮化物、其他無機(jī)材料等)。在形成用于窗口20的可見光吸收物理氣相沉積薄膜涂層中使用氮化鋁鈦僅僅是例示性的。涂層52的厚度可為400nm、200-600nm、小于700nm、小于500nm、大于50nm、大于100nm、大于300nm、或其他合適的厚度,并且可利用物理氣相沉積或其他合適的沉積技術(shù)來沉積。層52和涂層38的可見光透射率可小于50%、小于30%、小于20%、小于10%或為其他合適的數(shù)量。層52可以是黑色無機(jī)薄膜層,使得涂層38具有黑色外觀或者層52和/或涂層38可由具有其他顏色的其他材料形成。為層52使用濺鍍的無機(jī)材料層允許這些層準(zhǔn)確地沉積(例如膜厚度可控制在2%內(nèi))并且可以是平滑的,由此減少否則可能使窗口20相對于遮蔽材料36可見的光散射。
上述內(nèi)容僅為例示性的,并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離所述實施方案的范圍和實質(zhì)的情況下進(jìn)行各種修改。上述實施方案可單獨實施或可以任意組合實施。
本專利申請要求2016年10月13日提交的美國專利申請15/293,204以及2015年12月21日提交的臨時專利申請62/270,295的優(yōu)先權(quán),所述專利申請據(jù)此全文以引用方式并入本文。