專(zhuān)利名稱(chēng)：用于日光下可視顯示器的帶有具有紊亂的棱鏡的轉(zhuǎn)向薄膜的被動(dòng)式日光耦合背光源的制作方法
用于日光下可視顯示器的帶有具有紊亂的棱鏡的轉(zhuǎn)向薄膜的被動(dòng)式日光耦合背光源
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字顯示器，如液晶顯示器(IXD)的日益普及，此類(lèi)顯示器的日光下可視性在商業(yè)上的重要性也在逐漸增加。廣告商期望能在室外環(huán)境使用數(shù)字媒體，而消費(fèi)者希望他們的電子產(chǎn)品隨處可用?，F(xiàn)有的戶外日光下可視性問(wèn)題的解決方案因?yàn)轱@示亮度不夠或耗能過(guò)多以及由其引起的熱負(fù)荷而達(dá)不到目的。例如，一個(gè)解決方案通過(guò)在40英寸顯示器中使用720個(gè)三瓦LED來(lái)實(shí)現(xiàn)2000尼特亮度，該顯示器需要液體冷卻系統(tǒng)來(lái)驅(qū)散2. I千瓦的熱。還有，帶有背光的顯示器重110磅，對(duì)這種顯示器來(lái)講是一個(gè)不容忽視的重量。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明，被動(dòng)式日光耦合顯示器包括LCD面板，其具有頂邊及底邊；漫射器，其具有與LCD面板的頂邊相鄰的前緣，且具有后緣；和彎曲反射器，其具有與漫射器的后緣相鄰的頂邊，且具有與LCD面板的底邊相鄰的底邊。所述顯示器還包括位于所述LCD面板后面的轉(zhuǎn)向薄膜，和可選的位于所述LCD面板和所述轉(zhuǎn)向薄膜之間的反射型偏光片。漫射器將日光透射至反射器，反射器將日光反射至LCD面板，并且在LCD面板上提供基本上均勻分布的日光。轉(zhuǎn)向薄膜從漫射器上收集光并將光導(dǎo)向LCD面板轉(zhuǎn)向薄膜還在棱鏡中造成紊亂以獲得改善的視覺(jué)體驗(yàn)。


附圖包含在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，并且它們結(jié)合具體實(shí)施方式
闡明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和原理。在這些附圖中，圖I為第一日光耦合IXD裝置的側(cè)視圖；圖2為圖I所示日光耦合IXD裝置的透視圖；圖3為第二日光耦合IXD裝置的側(cè)視圖；圖4為圖3所示日光耦合IXD裝置的透視圖；圖5為一種帶有轉(zhuǎn)向薄膜和彎曲反射器的日光耦合IXD裝置的側(cè)視圖；圖5a為示出圖5的轉(zhuǎn)向薄膜的棱鏡角度的圖；和圖6為示出適用于采用高漫射背反射器材料的背反射器另一種布置的圖。
具體實(shí)施例方式使用日光作為顯示器的照明光源有助于節(jié)省電能，能夠提供更加高效節(jié)能的顯示器。日光耦合背光源提供了日光下可視的解決方案，其可能由太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)，并且還可以產(chǎn)生高亮度顯示。在夜間或其他低環(huán)境光照度的條件下，可使用主動(dòng)式光源輔助該背光源。通過(guò)采用太陽(yáng)來(lái)照亮背光源，可節(jié)約大量電力負(fù)載并能夠獲得日光下可視的節(jié)能顯示器，這種顯示器有可能完全由太陽(yáng)能供能且可獲得高亮度顯示。日光耦合LCD裝置可用于數(shù)字標(biāo)牌、交通標(biāo)牌或其他類(lèi)型信息顯示裝置等多種室外裝置?？筛鶕?jù)例如裝置的期望用途，將裝置封閉在廣告亭或其他類(lèi)型的封閉空間內(nèi)。該裝置可用在公共汽車(chē)候車(chē)亭、建筑物的墻面、卡車(chē)、拖車(chē)或其他室外場(chǎng)所上，用于展示廣告或其他信息。該裝置也可用于各種室內(nèi)裝置中，以在商店櫥窗、人流密集的商場(chǎng)或其他場(chǎng)所內(nèi)顯示信息或廣告。該裝置還可用于汽車(chē)內(nèi)部，以在中控面板、行車(chē)顯示組件或儀表板上顯示信息。該裝置可安裝在汽車(chē)頭靠的背面或汽車(chē)頂棚上，以便在車(chē)輛內(nèi)顯示娛樂(lè)節(jié)目。該裝置還可為較小的尺寸外形-顯示器對(duì)角線長(zhǎng)度小于7英寸。該裝置中的顯示面板可布置成以肖像模式或風(fēng)景模式來(lái)顯示信息。這些裝置也可以并列放置來(lái)模擬較大的顯示器或形成顯示器組。 本申請(qǐng)中的術(shù)語(yǔ)“LCD”用來(lái)表示目前市場(chǎng)上可得的或?qū)?lái)可能得到的各種液晶面板，包括但不限于傳統(tǒng)的TN面板、PVA、MVA或OCB形式的面板以及半穿透反射(transflective)面板。另外，可以其他背光式光閥型顯示器、其他背光式電子顯示器、電子標(biāo)牌或靜態(tài)標(biāo)牌來(lái)取代LCD面板。還有，LCD面板可用太陽(yáng)能面板替代以增強(qiáng)太陽(yáng)能面板上的日光量，或使太陽(yáng)能面板在不同方向上構(gòu)建，或采用其它需要照明的裝置替代LCD面板。該背光源可設(shè)計(jì)為可折疊式，以使得其可在折疊狀態(tài)下用作更常規(guī)的背光源，但可通過(guò)鉸鏈、彈簧或滑塊重新布置來(lái)形成本說(shuō)明書(shū)中所描述的背光源。另外，該背光源可出于運(yùn)輸或儲(chǔ)存目的設(shè)計(jì)為可折疊。優(yōu)選地，在整個(gè)空腔中都采用高反射型表面。然而可選的是，可將漫射器添加在多個(gè)位置，如在LCD面板后，以隱藏部件之間的接縫或接口。在該系統(tǒng)中的所有漫射器，包括入口孔，均可為被動(dòng)式的，例如涂覆珠狀物的膜及體漫射板，或該漫射器可為主動(dòng)式控制的例如I3DLC (聚合物分散液晶)膜或板。該漫射器可為在特性上一致或不一致的，例如印電提取器、變密度膜或板或其它圖案化系統(tǒng)。各種被動(dòng)式和混合背光源的例子公開(kāi)于下述文獻(xiàn)中提交于2008年12月8日、名稱(chēng)為 “Passive and Hybrid Day I i ght-Coup led Backlights for Sunlight ViewableDisplays”、序列號(hào)為12/330155的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，以及提交于2009年6約26日、名稱(chēng)為“Passive and Hybrid DayIight-Coupled N-Stack and Collapsible Backlights forSunlight Viewable Displays”、序列號(hào)為 12/492166 的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)。被動(dòng)式日光耦合顯示器圖I為第一日光耦合IXD裝置10的側(cè)視圖，而圖2為所述日光耦合IXD裝置10的透視圖。裝置10包括具有頂邊15和底邊17的IXD面板14、具有前緣11和后緣13的漫射器12、具有頂邊19和底邊21的彎曲反射器16以及側(cè)面板24和26。裝置具有高度20和深度22。如箭頭18所示，漫射器12將至少部分日光透視至反射器16，且可能至其他部件。接著反射器16將該光反射在LCD面板14上，以便向該LCD面板提供背光照明。裝置10被設(shè)計(jì)成具有深度22和反射器16曲率，使得反射器16向LCD面板14上提供基本上分布均勻的被反射日光。反射器具有圓形形狀意指其形成圓的一部分，高20與深22之比約為I : I。在其它的實(shí)施例中，特別是如果LCD面板后使用轉(zhuǎn)向薄膜時(shí)，所述LCD面板的高度與所述漫射器的深度之比約為I : 0.5。疊堆的反射器構(gòu)造可實(shí)現(xiàn)I : 0.375的優(yōu)選比例。在裝置10和其它日光耦合IXD裝置中，漫射器12優(yōu)選相對(duì)于IXD面板14位于約90°的夾角處，盡管所述夾角可大于120°，也可小于90°。
通過(guò)將日光用于被動(dòng)式背光照明，可在白天室外裝置中使用該裝置而無(wú)需主動(dòng)式光源，因此節(jié)省了電能，并且減少該裝置上的熱負(fù)荷。為維持亮度，可在多云條件下使用主動(dòng)式光源。如果在多云或低環(huán)境光照度條件下亮度不用擔(dān)心，則不需要主動(dòng)式光源。除了使用日光外，該裝置10可使用其他外部光源進(jìn)行被動(dòng)式背光照明，如路燈、探照燈、聚光燈或頭頂熒光燈。可使用例如透鏡、光導(dǎo)管、反射鏡或環(huán)境光集光器來(lái)組合或聚集用于該被動(dòng)式背光照明的所有外部光源。圖3為第二日光耦合IXD裝置30的側(cè)視圖，而圖4為所述日光耦合IXD裝置30的透視圖。裝置30包括IXD面板34、漫射器32、彎曲反射器36以及側(cè)面板44和46。裝置30具有高度40和深度42。如箭頭38所示，漫射器32將至少部分日光透射至反射器36，且可能至其他部件。接著反射器36將該光反射在LCD面板34上，以便向該LCD面板提供背光照明。裝置30被設(shè)計(jì)成具有深度42和反射器36曲率，使得反射器36向LCD面板34上提供基本上分布均勻的被反射日光。具有較深的漫射器空腔，例如相比裝置10的裝置30中所示出的那樣，可 使漫射器為所述反射器和LCD面板的背光照明收集更多的光，從而在水平和垂直方向上都獲得更寬廣的視角。反射器36具有拋物線形狀意指其為拋物線的一部分，高度40與深度42的之比可為約I : 3。雖然所述反射器顯示為圓形和拋物線形狀，但是其他形狀也可行，包括三維(3D)曲線或直反射器。另外，該反射器的形狀可改變。對(duì)于成形的反射器，其優(yōu)選成形為拋物線的一部分，并且邊緣布置成與垂直于漫射器及IXD面板的軸成20°至40°的角度接合所述漫射器及IXD面板。日光耦合IXD裝置中的漫射器，如漫射器12和32，可采用如下面的一種或多種來(lái)實(shí)現(xiàn)小珠化增益漫射器、微結(jié)構(gòu)化增益漫射器、漫射器片材如體漫射器(顆粒填充的、相分離的或微空化的)或漫射器板。可選地，所述漫射器具有用于收集或聚集日光或其它光源的圓頂或多棱面。漫射器12及32優(yōu)選可阻斷紫外(UV)光，且反射器16及36優(yōu)選可透射紅外(IR)光，以避免增加LCD裝置上的熱負(fù)荷。漫射器可提供光的充分漫射，以實(shí)現(xiàn)均勻的背光照明，且該漫射器通?？赏干淙肷淦渖系目梢?jiàn)光的至少50%，優(yōu)選至少70%，更優(yōu)選至少90%，同時(shí)具有由得自美國(guó)BYK-Gardner的Haze-Gard產(chǎn)品所測(cè)得的低透明度。漫射器形狀可為平的、彎曲的以獲得圓頂或部分圓頂，或多棱面。另外的收集器光學(xué)元件和保護(hù)性光學(xué)元件可用在所述漫射器的上面，如在保護(hù)性圓頂下的光收集器和光聚集器。這些光收集或聚集光學(xué)元件可為所述漫射器上面的單獨(dú)部件，或和所述漫射器一起包含在一體單元中。日光耦合IXD裝置中的反射器，如反射器16和36，可采用例如下述中的一種或多種來(lái)實(shí)現(xiàn)聚合物多層干涉反射膜，如得自3M公司的增強(qiáng)型鏡面反射(ESR)膜；反射型偏光片；反射型偏振膜；得自Anomet公司(Ontario, Canada)的MIRO或MIRO銀或得自E. I. DuPont DeNemours and Company的鍍銀或鍍招Mylar產(chǎn)品。所述膜或反射型表面可選地可固定到支承結(jié)構(gòu)上。反射型偏光片為相比其他偏振優(yōu)先反射一種偏振的膜。反射型偏光片的種類(lèi)包括多層基的、共混物或分散相基的，纖維基的、膽留液晶基的、線網(wǎng)格基的或布魯斯特角效應(yīng)偏光片。具體地，多層反射型偏光片可采用下述來(lái)實(shí)現(xiàn)DBEF (亮度增強(qiáng)膜)，如都得自3M公司的DBEF-Q、D-400和D2-400 ;高級(jí)偏振膜(APF)，如也得自3M公司的LEF-D產(chǎn)品和其它多層變型。這些多層反射型偏光片通過(guò)帶有低霧度表面或無(wú)光表面(matte finish)也可提供霧度。DBEF-D400膜在兩聚碳酸酯層中具有60%的霧度，且疊堆作為一個(gè)整體表現(xiàn)出72%+/-10%的霧度。LEF-D產(chǎn)品在聚碳酸酯層的一層中具有12%的霧度，而在另一層中具有20%的霧度，且堆疊的整體霧度為41%+/-10%。共混物或分散相反射型偏光片的具體例子包括也得自3M公司的DRP。布魯斯特角反射型偏光片可采用“玻片堆”(“pile of plates”)現(xiàn)象制造。一種優(yōu)選的反射型偏光片為APF，其包括鏡面APF和APF夾在兩層模糊的聚碳酸酯膜之間的LEF-D兩者。采用透射紅外(IR)光的聚合物多層干涉反射膜引起IXD面板溫度的降低，因?yàn)樵撁姘遄罱K不接受和不吸收那種紅外光。反射器16及36優(yōu)選可透射紅外(IR)光，以避免增加LCD裝置上的熱負(fù)荷。可選地，該反射器可具有多棱面或被涂覆以提供特定的視覺(jué)效果，并且可選地，也可包括小珠涂覆的、微結(jié)構(gòu)化涂覆膜或低霧度涂層。如果需要額外的機(jī)械支承，反射器膜可被例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或其它塑料板支承，或?yàn)椴讳P鋼或鋁上的聚合物多層干涉反射膜。如果使用可反射IR的金屬支承件或其他材料來(lái)支承該聚合物多 層干涉反射膜，則優(yōu)選在IR進(jìn)入背光源空腔前阻隔IR，例如在漫射器板的上方或下方使用IR反射鏡膜，如可得自3M公司的Prestige或Crystallinea膜產(chǎn)品,來(lái)阻斷入射IR光。使用時(shí)反射器優(yōu)選具有平滑的彎曲形狀，但是也可使用具有不平滑部分的彎曲形狀。反射器優(yōu)選具有超過(guò)80%的可見(jiàn)光反射率，更優(yōu)選具有90%或更高的反射率，最優(yōu)選具有98%或更高的反射率。此類(lèi)膜的實(shí)例為ESR膜。日光耦合IXD裝置的側(cè)面板，如板24、26、44、46可采用例如下述來(lái)實(shí)現(xiàn)聚合物多層干涉反射膜、鍍銀反射器，如得自3M公司的Silverlux產(chǎn)品、朗伯曲線反射器、反射型織物或漫射器板。該面板可被實(shí)施為單獨(dú)的部件?；蛘?，該側(cè)面板及反射器可一起成形為3D空腔，如具有熱成形反射器空腔。日光耦合IXD裝置中的漫射器、反射器及側(cè)面板可通過(guò)例如框架保持在一起。日光耦合LCD裝置的所述部件可通過(guò)直接接觸、通過(guò)一種或多種其它部件如框架連接或與相鄰部件保持在一起或彼此連接而彼此相鄰?？蛇x地，相鄰部件之間可包含空氣間隙。裝置10和30以及其他日光耦合IXD裝置可在IXD面板前面包括額外的膜。那些額外的膜的例子包括防破碎膜，如得自3M公司的抗裂膜產(chǎn)品、防反射涂層或膜、反眩目膜、IR過(guò)濾膜，如得自3M公司的Prestige或Crystallinea膜產(chǎn)品和多功能單膜。同樣地，額外的膜可直接用在漫射器板的上面或下面，以提供UV保護(hù)、IR保護(hù)、防爆保護(hù)及色彩校正。多功能單膜可用在所述漫射器板的上面或下面。額外的膜也可包括在LCD面板的背面上或靠近、鄰近或接觸該背面。這些膜的例子包括反射型偏振膜，如得自3M公司的DBEF產(chǎn)品、帶有漫射粘結(jié)劑的DBEF、微復(fù)制膜，如棱鏡型膜或工程漫射器，或它們的組合。帶有轉(zhuǎn)向薄膜的日光耦合背光源圖5為一種帶有轉(zhuǎn)向薄膜和彎曲反射器的日光耦合IXD裝置50的側(cè)視圖，并且圖5a為示出該轉(zhuǎn)向薄膜的棱鏡角的圖。如圖5所示，裝置50包括IXD面板56、漫射器52、彎曲反射器54、反射型偏光片58、可選的空氣間隙59和轉(zhuǎn)向薄膜60。裝置50可以與上面描述的裝置10和30類(lèi)似的方式運(yùn)行。具體地，漫射器52至少透過(guò)一些日光至反射器54，并可能至其它部件。接著反射器54將該光反射在LCD面板56上，以便向該LCD面板提供背光照明。設(shè)計(jì)裝置50使得反射器54將反射的日光基本均勻地分布到IXD面板56上。轉(zhuǎn)向薄膜60使反射的日光沿通常視軸基本垂直于LCD面板56透過(guò)。反射型偏光片58使被反射日光的恰當(dāng)?shù)钠馔干渲罫CD面板56。反射型偏光片58和轉(zhuǎn)向薄膜60之間的而空氣間隙59雖然是可選的，但對(duì)于裝置50的運(yùn)行是優(yōu)選的。反射器54優(yōu)選提供主要沿一與IXD面板56垂直方向的軸擴(kuò)展的漫射。裝置50可具有上面描述的裝置10和30的高深比。還有，在裝置50中，盡管漫射器52可以上面描述的不同角度設(shè)置，但優(yōu)選與IXD面板56成大約90°角設(shè)置。下面是用于實(shí)現(xiàn)裝置50的部件的例子。IXD面板56包括上面描述的示例性面板。漫射器 52 可米用，例如，得自 Astra Products, Inc. (Baldwin, New York)的 Astra Clarex漫射板(產(chǎn)品號(hào)DR-50C、60C、70C、75C、80C、85C和90C)來(lái)實(shí)現(xiàn)。DR-90C漫射板可具有約90%的透射率，并且是優(yōu)選的，但具有較低透射率的漫射器也可以采用。反射型偏光片58包括上面描述的示例性反射型偏光片。反射器54可采用在基本上一個(gè)方向上提供漫射，層合或固定到聚合物多層干涉反射膜或LEF或LEF-D產(chǎn)品上的漫射器來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選在基本上一個(gè)方向上提供漫射的漫射器以從裝置50的頂?shù)降撰@得均勻的圖像輸出。在一個(gè)方向的漫射可通過(guò)采用微纖維和納米纖維嵌入不同折射率的聚合物基體獲得。所述微米級(jí)和納米級(jí)纖維具有隨機(jī)分布的從50nm到30微米,優(yōu)選從200nm到5微米的平均直徑。所述纖維優(yōu)選在顯示裝置50中水平取向，以將入射光在垂直方向上擴(kuò)展，使被顯示的圖像從頂?shù)降拙鶆颉Ｂ淦骺刹捎镁哂胁煌凵渎实膬煞N或多種透明聚合物制成。優(yōu)選地，所述兩種或多種聚合物的折射率差值大于O. 03，更優(yōu)選地，大于O. 05。在一個(gè)實(shí)施例中，在基本上一個(gè)方向上提供漫射的漫射膜通過(guò)采用組成比可在從90重量10重量至10重量90重量,優(yōu)選從30重量70重量至50重量50重量(聚丙烯聚苯乙烯)范圍內(nèi)的聚丙烯(折射率為I. 49)和聚苯乙烯(折射率為I. 58)熔融擠壓涂布制成。小心控制該熔融涂布工藝使得獲得的漫射膜具有從I : I. 5至I : 10，優(yōu)選從I : 1.8至I : 5(MD TD)的擴(kuò)展率(MD TD)。作為另外一種選擇，在基本上一個(gè)方向上提供漫射的光擴(kuò)展漫射器(LSD)可采用具有范圍從I : 1.5到I : 10，優(yōu)選從I : 1.8到I : 5(MD:TD)擴(kuò)展率的全息漫射膜達(dá)成。這種LSD膜可從Luminit, Co. (California)、Wavefront Technology, Inc (California)或 Edmund Optics (New Jersey)獲得。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向薄膜60具有以下特征由得自3M公司的Accentrim樹(shù)脂材料制成的棱鏡；棱鏡折射率n=l. 4至I. 7 ；0. 005英寸厚(任意厚度)的透光聚酯背襯；具有50°到80°角的棱鏡，該角指如圖5a所示棱鏡尖端的內(nèi)角62 ;20微米至100微米的螺距，該螺距指棱鏡尖端之間的距離64;以及0.2°到10°的紊亂(chaos)。紊亂意指在單個(gè)棱鏡中，沿幅材向下棱鏡峰在高度上連續(xù)變化，并且從棱鏡到棱鏡在高度上不連續(xù)變化?？刹捎貌ê瘮?shù)來(lái)控制峰-高度變化在一特定界限內(nèi)。紊亂指從膜或穿過(guò)膜反射或透過(guò)的激光束擴(kuò)展的平均量。光學(xué)膜棱鏡中的紊亂的一個(gè)例子描述于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6，354，709。優(yōu)選的轉(zhuǎn)向薄膜的各種參數(shù)可為近似值，其中折射率、棱鏡角、螺距和紊亂在具有相似性能和特征的膜中可發(fā)生變化。轉(zhuǎn)向薄膜的一個(gè)例子描述于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6，356，391。折射率和棱鏡角結(jié)合以調(diào)整光出射顯示器的顯性角度。雖然不垂直的出射光角也可能是優(yōu)選的，例如當(dāng)顯示器在觀眾的上方或下方時(shí)，但優(yōu)選地，所述折射率和棱鏡角調(diào)整為使得出射光方向(峰值亮度)垂直或接近垂直于該顯示器。作為另外一個(gè)選擇，棱鏡折射率和棱鏡角的組合可被選擇成使得峰值亮度在偏離顯示器垂直方向10°范圍內(nèi)或偏離顯示器垂直方向大于或等于10°。膜中的紊亂量調(diào)整為使出射光錐的截止角柔和，從而改善視覺(jué)體驗(yàn)。過(guò)少的紊亂量導(dǎo)致突然截止和更高的峰值亮度，而過(guò)多的紊亂量導(dǎo)致非常柔和的截止和非常低的峰值亮度。作為另外一種選擇，裝置50的部件可采用其它類(lèi)型的漫射器、反射器和轉(zhuǎn)向薄膜來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，作為另外一種選擇，背反射器可選擇為具有高漫射，例如采用得自3M公司的LEF產(chǎn)品。在這種情況下，彎曲背發(fā)射器可分為兩個(gè)或更多個(gè)平(基本平)的部分，包括，例如，背反射器74和底反射器72以制造圖6所示的裝置70。除了背反射器以外，裝置70可采用與所描述的裝置50 —樣的部件并具有相同的構(gòu)造。背反射器74和底反射器72可由彎曲反射器76連接。優(yōu)選地，彎曲反射器76的曲率選擇為使背反射器74和底反射器72之間相交處的可見(jiàn)人工痕跡最少。彎曲反射器76的曲率可選擇為O。反射器72、74和76可采用上面描述的用于裝置50中的反射器來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為另外一種選擇，用于反射器72、74和76的其它材料包括聚苯乙烯板、白色丙烯酸樹(shù)脂、板、白色Styrofoam材料、或任意具有高反射型漫射表面的材料。裝置50或70的部件可采用上面描述的框架保持在一起。裝置50或70還可包括上面描述的相對(duì)的側(cè)墻，所述側(cè)墻用，例如，聚合物多層干涉反射膜或半鏡面反射膜來(lái)實(shí)現(xiàn)。裝置50或70還可以可選地包括上面描述的用于裝置10和30以及其它日光耦合IXD裝置的額外的膜、特征和部件。例如，裝置50或70可包括在昏暗環(huán)境照明條件下為顯示器提供背光照明，或補(bǔ)充被動(dòng)背光照明的內(nèi)光源，如LED。被動(dòng)背光照明顯示器中內(nèi)光源的例子描述于上面引證的專(zhuān)利申請(qǐng)中。
權(quán)利要求
1.一種被動(dòng)式日光稱(chēng)合顯不器,包括 IXD面板，其具有頂邊及底邊； 轉(zhuǎn)向薄膜，其位于所述LCD面板的后面，其中所述轉(zhuǎn)向薄膜在棱鏡中具有0.2°至10°的紊亂； 漫射器，其具有與LCD面板的頂邊相鄰的前緣，且具有后緣； 和 彎曲反射器，其具有與所述漫射器后緣相鄰的頂邊，且具有與所述LCD面板底邊相鄰的底邊， 其中所述漫射器將日光透射至反射器，反射器將日光反射至LCD面板，并且在LCD面板上提供均勻分布的日光。
2.權(quán)利要求I中的顯示器，還包括反射型偏光片，其位于所述IXD面板和轉(zhuǎn)向薄膜之間。
3.權(quán)利要求I中的顯示器，其中所述反射器為漫反射器。
4.權(quán)利要求I中的顯示器，其中所述反射器包括漫射器，其在一個(gè)方向上提供漫射；和反射器。
5.權(quán)利要求4的顯示器，其中所述漫射器在垂直于所述LCD面板的方向上提供漫射。
6.權(quán)利要求I中的顯示器，其中所述轉(zhuǎn)向薄膜具有以下參數(shù)棱鏡具有I.4至I. 7的折射率；棱鏡具有50°到80°的棱鏡錐角；棱鏡尖端之間的螺距為20微米至100微米。
7.權(quán)利要求I中的顯示器，其中所述漫射器的透射率為90%。
8.權(quán)利要求I中的顯示器，還包括相對(duì)的側(cè)墻，所述側(cè)墻在所述LCD面板和所述反射器之間延伸。
9.權(quán)利要求8的顯示器，其中所述側(cè)墻的每一個(gè)包括反射膜。
10.權(quán)利要求I中的顯示器，其中所述IXD面板相對(duì)所述漫射器成90°設(shè)置。
11.權(quán)利要求I中的顯示器，其中所述LCD面板的高度與所述漫射器的深度之比為I Io
12.權(quán)利要求I中的顯示器，其中所述LCD面板的高度與所述漫射器的深度之比為I : 0. 5。
13.權(quán)利要求I中的顯示器，還包括位于所述IXD面板前面的膜，其中所述膜包括下列膜的一種或幾種防破碎膜、反眩目膜、防反射涂膜、IR膜或多功能單膜。
14.權(quán)利要求I中的顯示器，其中所述轉(zhuǎn)向薄膜的棱鏡折射率和棱鏡角的組合被選擇為使得峰值亮度與所述顯示器垂直。
15.權(quán)利要求I中的顯示器，其中所述棱鏡折射率和棱鏡角的組合被選擇為使得峰值亮度偏離所述顯示器的垂直方向在10°范圍內(nèi)。
16.權(quán)利要求I中的顯示器，其中所述棱鏡折射率和棱鏡角的組合被選擇為使得峰值亮度偏離所述顯示器的垂直方向大于或等于10°。
17.權(quán)利要求I中的顯示器，進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)入射到所述漫射器上的光的量的光收集元件。
18.權(quán)利要求17中的顯示器，其中所述光收集元件進(jìn)一步包括光聚集元件。
19.權(quán)利要求I中的顯示器，進(jìn)一步包括位于所述漫射器上面或下面的膜，其中所述膜包括下列膜中的一種或多種防破碎膜、紫外膜、IR膜、色彩校正膜或多功能單膜。
20.權(quán)利要求2中的顯示器，進(jìn)一步包括位于所述反射型偏光片和轉(zhuǎn)向薄膜之間的空氣間隙。
21.—種被動(dòng)式日光稱(chēng)合顯不器,包括 IXD面板，其具有頂邊及底邊； 轉(zhuǎn)向薄膜，其位于所述LCD面板的后面，其中所述轉(zhuǎn)向薄膜在棱鏡中具有0.2°至10°的紊亂； 漫射器，其具有與LCD面板的頂邊相鄰的前緣，且具有后緣； 和 反射器，其具有與所述漫射器后緣相鄰的頂邊，且具有與所述LCD面板底邊相鄰的底邊，其中所述反射器的頂邊和底邊的每一個(gè)為平面， 其中所述漫射器將日光透射至反射器，反射器將日光反射至LCD面板，并且在LCD面板上提供均勻分布的日光。
22.權(quán)利要求21中的顯示器，還包括連接所述反射器頂邊和底邊的彎曲反射器。
全文摘要
一種被動(dòng)式日光耦合顯示器，具有LCD面板、漫射器、在所述LCD面板后面的轉(zhuǎn)向薄膜和在所述轉(zhuǎn)向薄膜后面的彎曲反射器。為了被動(dòng)式背光照明，所述漫射器將日光透射至所述反射器，反射器將日光透過(guò)轉(zhuǎn)向薄膜反射至LCD面板，并且在LCD面板上提供基本上均勻分布的日光以背光照亮該顯示器。所述轉(zhuǎn)向薄膜帶有具有紊亂的棱鏡以獲得改善的視覺(jué)體驗(yàn)。
文檔編號(hào)G02F1/13357GK102667585SQ201080052344
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者劉宇鋒, 吉勒·J·伯努瓦, 珍妮弗·R·伊, 羅爾夫·W·比爾納特, 邁克爾·F·韋伯 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司