利用定向背光的顯示設(shè)備的制造方法
【專利說明】利用定向背光的顯示設(shè)備
[0001]本申請根據(jù)35 U.S.C.§ 119要求2012年3月9日提交的美國臨時申請N0.61/608960的優(yōu)先權(quán)，且其內(nèi)容作為基礎(chǔ)并通過引用整體援引于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開涉及無邊框(bezel-free)顯示器，尤其涉及包含定向背光的無邊框液晶顯示器。
【背景技術(shù)】
[0003]本文使用的術(shù)語顯示設(shè)備用于涵蓋能夠顯示視覺內(nèi)容的所有設(shè)備，包括但不限于計算機，包括膝上計算機、筆記本、平板計算機以及臺式計算機；移動電話以及電視機(TV)。每個前述設(shè)備包括多個組件部分，包括各個組件可位于其中的物理外殼或機殼、電路板、諸如集成電子組件的電路元件，當(dāng)然還包括顯示面板本身。目前，這些顯示面板是平板顯示面板，包括液晶顯示元件、有機發(fā)光二極管(OLED)顯示元件或等離子顯示元件，當(dāng)然還包括這些元件中的多個元件可設(shè)置在其上和/或由其封裝的玻璃或塑料基板。通常，這些平板顯示面板和顯示設(shè)備本身的邊緣部分用于電引線和與顯示面板的操作相關(guān)的各種其它電子組件，諸如在LCD顯示面板的情況下驅(qū)動面板像素以及LED照明器的電路。這就造成了平板顯示面板制造商將邊緣部分封裝在邊框內(nèi)和/或邊框后，邊框用于隱藏上述組件，但也掩蓋顯示面板的邊緣部分，由此減小圖像總尺寸。
[0004]出于美觀原因，平板面板顯示器制造商努力使圖像觀看區(qū)域最大化，并提供更賞心悅目的外觀，且因而使圍繞圖像的邊框的尺寸最小化。但是，對于最小化有實踐上的限制，且目前邊框尺寸的寬度為3mm至1mm的量級。因此，為了實現(xiàn)完全無邊框的終極目標(biāo)，提出了光學(xué)方案，該方案給觀察者的印象是圖像占據(jù)整個面板表面，而同時減小圖像形成顯示面板與顯示器蓋板之間的氣隙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本文所描述的實施例，通過利用例如漫射構(gòu)件和定向背光，向顯示設(shè)備提供無邊框外觀。
[0006]在一個示例性實施例中公開了一種顯示設(shè)備，包括定向背光；漫射構(gòu)件；位于定向背光和漫射構(gòu)件之間的顯示面板，顯示面板配置成顯示圖像；邊框，圍繞顯示面板設(shè)置；圖像擴展器，配置成擴展顯示面板圖像并且隱藏邊框；其中由定向背光發(fā)射的光相對于顯示面板平面的法向的半角發(fā)散不超過15°。LCD顯示面板情況下，顯示面板包括，例如，第一基板、密封至第一基板的第二基板，其中IXD材料位于第一和第二基板之間。基板通常由玻璃形成。顯示面板可進一步包括沉積在一個或兩個基板上的各種薄膜材料，包括但不限于薄膜晶體管、偏振膜、濾色膜、透明導(dǎo)電膜(諸如ITO(氧化銦錫))、防反射膜、間隔元件、取向膜。
[0007]漫射構(gòu)件可包括，例如，位于顯示面板和顯示面板形成圖像的觀察者之間的顯示器蓋板。漫射構(gòu)件可包括分布在基板內(nèi)(諸如在基板主體內(nèi)，在其表面下)的漫射顆粒。在一些示例中，漫射顆粒的平均顆粒尺寸在10nm和300nm之間。在其它示例中，漫射顆粒的平均顆粒尺寸是在從約150nm到約250nm的范圍中。在一些示例中，顯示器蓋板包括玻璃。該玻璃可以是化學(xué)強化玻璃，如離子交換玻璃。顯示器蓋板可包括包含透明區(qū)域陣列的光吸收層。定向背光可包括漫射屏，其中該漫射屏未在顯示面板的相對邊緣部分延伸。分束膜可位于顯示面板的邊緣部分上。
【附圖說明】
[0008]參照附圖閱讀以下詳細描述，可更好地理解這些以及其它方面，在附圖中:
[0009]圖1A是包括顯示面板和邊框的顯示設(shè)備的正視圖；
[0010]圖1B是顯示設(shè)備的平鋪陣列的正視圖；
[0011]圖2是顯示器蓋的正視圖，包括用于隱藏邊框的棱鏡區(qū)域；
[0012]圖3A是定位在顯示器蓋板16的外表面(面向觀察者)上的棱鏡區(qū)域的一部分的示意圖，示出單獨的棱鏡；
[0013]圖3B是示出作為顯示器設(shè)備上位置的函數(shù)的棱鏡角Θ的曲線圖；
[0014]圖4示意性地示出遠離用邊框隱藏顯示器蓋覆蓋的顯示設(shè)備的顯示面板的觀察者；
[0015]圖5是氣隙距離D與邊框?qū)挾萕的比值作為棱鏡角Θ的函數(shù)的曲線圖；
[0016]圖6是包含相對于顯示面板的觀察者位于邊框和顯示面板前方的棱鏡陣列的顯示器蓋板邊緣部分的截面圖，示出觀察者看到的顯示面板的視圖；
[0017]圖7是顯示面板和邊框的一部分以及圖6的棱鏡陣列中單個棱鏡的截面圖；
[0018]圖8是包含位于顯示面板和觀察者之間的漫射構(gòu)件的顯示設(shè)備的截面圖；
[0019]圖9是顯示設(shè)備邊緣部分的一部分的近視圖，該顯示設(shè)備包含位于顯示面板和觀察者之間的漫射構(gòu)件；
[0020]圖10是位于顯示面板和觀察者之間的漫射構(gòu)件的一部分的截面圖，其中該漫射構(gòu)件包括棱鏡陣列和包含吸收層的基板，該吸收層包括允許光傳輸通過的開口 ；
[0021]圖11是包含導(dǎo)光板的定向背光的截面圖；
[0022]圖12是導(dǎo)光板以及轉(zhuǎn)光膜的一部分的截面圖；
[0023]圖13是其中漫射構(gòu)件與背光結(jié)合使用的顯示設(shè)備的一部分的截面圖，其中從背光去除部分漫射屏以產(chǎn)生發(fā)射光的方向性；
[0024]圖14是圖13的顯示設(shè)備的邊緣部分的近視圖，其中轉(zhuǎn)光膜被配置在漫射構(gòu)件上;
[0025]圖15是漫射構(gòu)件的一部分的截面圖，其中漫射元(例如顆粒)分散在位于漫射構(gòu)件內(nèi)的漫射層中。
[0026]圖16是對于顆粒尺寸約為25μπι的歸一化散射截面作為散射角的函數(shù)的曲線圖；
[0027]圖17是對于顆粒尺寸約為200μm的歸一化散射截面作為散射角的函數(shù)的曲線圖；
[0028]圖18是對于顆粒尺寸約為500μm的歸一化散射截面作為散射角的函數(shù)的曲線圖；
[0029]詳細描述
[0030]此后將參照示出示例實施例的附圖更完整地描述各實例。在可能時，將在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來指示相同或類似的部分。然而，各個方面可以以許多不同形式實施，而不應(yīng)理解成僅限于本文所述的實施例。
[0031]顯示設(shè)備(諸如電視顯示面板、計算機監(jiān)視器和膝上計算機顯示面板)的美觀性受到圍繞在這些顯示設(shè)備周邊的邊框的尺寸和外觀的影響?？墒褂蔑@示設(shè)備的邊框以例如容納用于驅(qū)動顯示面板的像素的電子器件以及在某些情況下為顯示設(shè)備提供背光。例如，LCD電視顯示面板可包括保持在顯示設(shè)備的邊框區(qū)域內(nèi)的多個背光發(fā)光二極管(LED)。
[0032]過去幾年的趨勢是邊框越來越小。目前的邊框?qū)挾葹?至1mm量級。但是，具有非常大顯示面板的電視型號已經(jīng)獲得在至少兩個邊界上小至2mm的寬度和在另兩個邊界上小至4_的寬度的邊框區(qū)域。但是，即使很小，但是邊框的存在仍然分散注意力，尤其是顯示設(shè)備以平鋪布置組裝以形成非常大的顯示圖像時。這些平鋪顯示設(shè)備的邊框給出了不希望的圖像“網(wǎng)格”外觀而不是無縫的銜接大圖像。肉眼對于將平鋪顯示設(shè)備分開的黑線的存在非常敏感，這使得圖像不美觀。
[0033]本公開的實施例包括邊框隱藏顯示器蓋板，該顯示器蓋板隱藏邊框使得在可預(yù)測視角內(nèi)對觀察者來說邊框的存在不可見或者至少不可察覺。這種顯示器蓋板可由例如玻璃形成。在某些實施例中，玻璃可以是化學(xué)強化玻璃。
[0034]現(xiàn)參見圖1A，示出配置成平板顯示面板電視的顯示設(shè)備10。盡管以下描述主要是關(guān)于電視，但應(yīng)指出，本文描述的各實施例可適用于其它顯示設(shè)備，且因此所描述的各實施例并不限于電視。顯示設(shè)備10包括具有圍繞其周邊定位的邊框14的顯示面板12。邊框14包括邊框部分14a-14d。邊框部分14a_14d可封圍顯示驅(qū)動電子器件以及為顯示面板12提供背光的背光硬件，諸如邊緣發(fā)光二極管(LEDs)。邊框部分14a-14d可具有特定寬度，例如3mm至1mm之間。邊框部分14a_14d可能會分散觀眾的注意力，尤其是在若干顯示設(shè)備布置成矩陣來觀看整個圖像的情況下，如圖1B所示。
[0035]獲得這種邊框隱藏特性的一種方式包含將光學(xué)放大器件(如菲涅爾(Fresnel)透鏡)設(shè)置在距顯示面板預(yù)定距離處，例如如圖2所示。菲涅爾透鏡包括光學(xué)結(jié)構(gòu)，諸如微棱鏡。該透鏡結(jié)構(gòu)可，例如，在附加于顯示器蓋板16的塑料膜中。為了最小化顯示面板和透鏡(例如顯示器蓋板)間的氣隙距離，棱鏡需要引入非常高的光束偏轉(zhuǎn)。然而，在棱鏡上非常陡峭的光束入射角下，在棱鏡面可能發(fā)生全內(nèi)反射。為避免這種情況，應(yīng)限制由棱鏡引入的偏轉(zhuǎn)角。這導(dǎo)致需要非常大的氣隙(通常，邊框?qū)挾鹊?到5倍)。然而，通過利用定向背光以及顯示器蓋板上的漫射面，氣隙的大小可被減小到小于約邊框?qū)挾鹊?倍。
[0036]邊框隱藏顯示器蓋板16可例如包括棱鏡區(qū)域，