具有倒圓頂端的轉向膜的顯示器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了具有倒圓頂端的轉向膜的顯示器。本發明可以提供一種設置有帶背光結構的顯示器的電子裝置。該背光結構可以包括光源。來自光源的光可以被耦合到導光板的邊緣中。該背光結構可以包括多個層如漫射層和一層或多層增亮膜。增亮膜層可以用于準直從導光板散射的光從而增強背光效率。增亮膜可以由透明基板如聚酯層形成。圖案化聚合物層如圖案化固化樹脂層可以形成在背光增強膜的透明基板上。可以使用基于輥的制造工藝在基板上形成圖案化聚合物層。圖案化聚合物層可以包括一系列具有倒圓峰的平行脊。
【專利說明】具有倒圓頂端的轉向膜的顯示器
【技術領域】
[0001]本公開涉及電子裝置，更具體地講，涉及具有顯示器的電子裝置。
【背景技術】
[0002]電子裝置如蜂窩電話和計算機通常設置有顯示器。為了確保在各式各樣的照明條件下顯示器是可見的，顯示器通常設置有背光單元。光源如發光二極管陣列可以為背光單兀提供光。可以使用透明的導光板將來自發光二極管的光橫向分布在顯不器上。
[0003]為了增強背光效率從而確保顯示器表現出令人滿意的背光亮度水平，通常在顯示器背光單元中裝配增亮膜。有時被稱作棱鏡膜或轉向膜的這些膜有助于將從導光板逸出的光朝向用戶向上引導，穿過顯示器的各層。
[0004]如果不小心的話，顯示器中的各層如棱鏡或轉向膜層可能易受損。例如，在沖擊事件期間，傳統的棱鏡或轉向膜表面特征件會被壓壞，從而導致在顯示器上出現不期望的暗點和白點。
[0005]因此，將理想的是，能夠提供改進的顯示器背光結構。

【發明內容】

[0006]可以提供一種設置有帶背光結構的顯示器的電子裝置。背光結構可以包括光源。來自光源的光可以被耦合到導光板的邊緣中。
[0007]背光結構可以包括多個層如漫射層和一層或多層增亮膜。漫射層和增亮膜結構可以覆蓋導光板。在裝置使用期間，增亮膜層可以用于準直從導光板散射的光從而增強背光效率。
[0008]增亮膜可以由透明基板如聚酯層形成。圖案化聚合物層如圖案化固化樹脂層可以形成在背光增強膜的透明基板上。可以使用基于輥的制造工藝在基板上形成圖案化聚合物層。圖案化聚合物層可以包括一系列具有倒圓峰的平行脊。脊可以具有三角形的橫截面形狀。
[0009]根據附圖和下面對優選實施例的詳細描述，本發明的其它特征、其特性和各種優
點將更清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據本發明的實施例的可以設置有增亮膜的那種類型的示例性電子裝置的正視圖。
[0011]圖2是根據本發明的實施例的具有背光結構的顯示器的剖面側視圖。
[0012]圖3是示出根據本發明的實施例的背光單元的一部分的剖面側視圖，示出了可以如何使用多層增亮膜結構來將背光向上引導。
[0013]圖4是根據本發明的實施例的示例性增亮膜的一部分的立體圖。
[0014]圖5是根據本發明的實施例的在形成增亮膜的過程中可以使用的那種類型的設備的側視圖。
[0015]圖6是根據本發明的實施例的帶可以用于為增亮膜提供提高的機械強度的那種類型的倒圓頂端的三角形脊的一部分的側視圖。
【具體實施方式】
[0016]電子裝置的顯示器可以包括具有一個或多個增亮膜(有時被稱為轉向膜)的背光結構。增亮膜可以具有一系列平行脊，有助于準直顯示器的背光。脊可以具有帶頂端的三角形橫截面，這些頂端被倒圓以增強機械強度。
[0017]圖1是可以設置有具有堅固增亮膜的顯示器的那種類型的電子裝置的圖示。裝置10可以是手持裝置如蜂窩電話或媒體播放器、平板電腦、筆記本電腦、其它便攜式計算設備、可配戴或小型裝置如腕表或懸吊裝置、電視、計算機監視器或其它電子設備。
[0018]如圖1中所示，電子裝置10可以包括顯示器如顯示器14。顯示器14可以是裝配了導電電容性觸摸傳感器電極或其它觸摸傳感器組件的層的觸摸屏，或者可以是非觸摸敏感的顯示器。顯示器14可以包括由液晶顯示器(IXD)組件形成的顯示像素陣列、電泳顯示像素陣列、電潤濕顯示像素陣列或基于其它顯示技術的顯示像素。其中顯示器14包括形成液晶顯示器(LCD)像素的顯示層的構造在本文中有時可以被描述為例子。然而，這只是示例性的。顯示器14可以包括使用任何合適類型的顯示技術形成的顯示像素。
[0019]可以使用顯示器覆蓋層如透明玻璃或透明塑料的層保護顯示器14。可以在顯示器覆蓋層中形成開口。例如，開口可以形成在顯示器覆蓋層中用于容納按鈕如按鈕16，并且可以使用開口如開口 18來形成揚聲器端口。裝置10還可以使用在顯示器14中沒有開口的裝置構造。
[0020]裝置10可以具有外殼如外殼12。有時可以被稱為機殼或殼體的外殼12可以由塑料、玻璃、陶瓷、纖維復合物、金屬(例如，不銹鋼、鋁等)、其它合適材料或者這些材料中的任何兩種或更多種的組合形成。
[0021]可以使用其中外殼12中的部分或全部被加工或模制為單個結構的單片式構造形成外殼12，或者可以使用多個結構(例如，內部框架結構、形成外部外殼表面的一個或多個結構等)形成外殼12。
[0022]在圖2中示出顯示器14的剖面側視圖。如圖2的顯示器14的示例性構造中所示，顯示器14可以包括顯示模塊如顯示模塊32和相關的背光單元如背光單元30。背光單元30可以提供背光28，背光28在方向Z上垂直向上穿過顯示模塊32的各層行進。
[0023]顯示模塊32可以是液晶顯示模塊或者使用其它顯示技術形成的顯示結構。在圖2的例子中，已使用液晶顯示器技術實現顯示模塊32。如圖2中所示，這種類型的構造下的顯示模塊32可以包括夾在顯示層44和42之間的液晶材料層如液晶層50。顯示層42可以是具有透明基板如玻璃層的薄膜晶體管層。層42上的薄膜晶體管和電極可以用于向液晶層50施加電場，以向用戶呈現圖像。顯示層42可以是在透明玻璃或塑料基板上具有濾色器元件陣列的濾色器層，用于為顯示器14提供顯示彩色圖像的能力。顯示層44和40可以被插入偏光層如下偏光器40和上偏光器46之間。
[0024]背光單元30可以具有產生光26的光源如光源24。光源24可以包括發光二極管或其它發光器件的陣列。來自光源24的光26可以被耦合到導光板22的相鄰邊緣中。導光板22可以由透明材料片材如透明塑料層形成。在操作期間，光26可能由于全內反射的原理而被橫向(在圖2的維度X和Y上)分布。可以使用反射器20在向上方向Z上反射已經被向下散射回的光，從而增強背光效率。
[0025]正在導光板22中行進的光中的一些可以穿過導光板的上表面逸出，以形成背光28。背光單元30可以包括用于增強背光28質量的背光膜如層34、36和38。用一種合適的布置，層34可以是用于使熱點降到最低的漫射層并且層36和38可以是用于準直背光28的增亮膜。如果需要的話，可以在背光單元中裝配額外層(例如，另一個漫射層等)。其中在背光結構30中使用單個漫射器如漫射層34和兩個增亮膜如層36和38的圖2的構造只是示例性的。
[0026]圖3是背光結構30的一部分的剖面側視圖。導光板22可以是具有相對的上表面和下表面的平面構件。如圖3中所不,正在導光板22中傳播的光26可以散射到上表面52之外。可以在導光板22的上表面和/或下表面上設置凹陷和/或凸起的圖案，以增強光散射。
[0027]光26通常以相對于上表面52的平面(B卩，圖3的X-Y平面)的相對小角度Al散射到上表面52之外。增亮膜如膜36和38可以用于準直通過結構30產生的背光。在圖3的例子中，背光結構30包括下增亮膜如膜36和上增亮膜如膜38。如果需要，可以使用更少或更多層的增亮膜。圖3的例子只是示例性的。
[0028]射出導光板22的表面52的被散射光線28A的特征可以在于相對于表面52的相對小角度Al (例如，Al可以小于45° )。如果不正確，則光線28A的小角度將致使光線28A對于為顯示模塊32提供背光是無效的。因此，增亮膜36和38可以用于將光線28A朝向用戶向上引導。具體地講，增亮膜36可以以較大角度如角度A2將光線28A向上引導，并且增亮膜38可以以更大角度如角度A3將光線28B向上引導。角度A2可以介于30°和90°之間(舉例來說)。角度A3可以接近90° (即，使光28B經過上增亮膜38而產生的光28可以平行于垂直維度Z傳播，以相對溫和的角度擴張以提供離軸觀看時的照明)。以此方式準直來自導光板22的光確保:背光28將充當顯示層如顯示模塊32的合適照明。
[0029]在圖4中示出實現層36和38的過程中可以使用的那種類型的增亮膜結構的一部分表面的立體圖。如圖4中所示，增亮膜54(8卩，可以用于實現層36和/層38的那種類型的透明膜)可以具有一系列彼此平行延伸的細長突出部，如脊56。每個脊56可以具有56三角形的橫截面或者其它合適的橫截面形狀。脊56可以平行于脊軸62延伸。每個脊的特征可以在于峰部分58。相鄰的脊可以通過插入其間的谷60而分離開。峰58可以彼此分離開大約24微米的節距P (例如，5微米至50微米的節距或其它合適的節距尺寸)。谷60可以同樣地彼此分離開大約24微米的節距P (例如，5微米至50微米的節距或其它橫向間隔)。
[0030]峰58和谷60可以具有沿著軸62延伸的細長形狀。在組裝的背光單元中，一個增亮膜(例如，膜36)可以具有脊軸，如以相對于射出光源24的光26的一個角度定向的軸62，并且另一個增亮膜(例如，膜38)可以具有脊軸，如以相對于射出光源24的光26的另一個角度定向的軸。使用每個膜的脊軸的不同定向角度，可能有助于降低不期望的莫爾效應，莫爾效應原本會起因于膜36和38的脊彼此平行對準。
[0031]在圖4的例子中，脊58具有帶倒圓峰的三角形橫截面。這只是示例性的。例如，脊58可以被構造用于形成具有其它橫截面形狀的正弦波浪形狀或一系列平行的細長突出部。
[0032]增亮膜54可以通過壓印或者以其它方式處理聚合物膜層來形成，或者可以通過在固體聚合物基板(例如，聚酯膜如聚對苯二甲酸乙二醇酯膜)上形成液體聚合物(例如，可紫外光固化樹脂)的圖案來形成。舉例來說，增亮膜54的部分66可以由固體聚合物基板層如聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的柔性片材形成，并且增亮膜64的部分64可以由紫外光固化樹脂形成。
[0033]圖5是在形成圖4的增亮膜54的過程中可以使用的那種類型的系統的剖面側視圖。如圖5中所示，系統68可以包括輥如輥74和輥82。輥74可以繞旋轉軸80在方向78上旋轉。輥82可以繞旋轉軸84在方向86上旋轉。樹脂分配工具70可以在柔性聚合物基板66的表面上分配未固化液體樹脂(例如，液體可紫外光固化聚合物樹脂)。輥74可以具有帶突出特征件76的圖案化表面。當層66在方向92上經過輥74和82時，可以用特征件76將樹脂72圖案化。來自光源88的光90(例如，紫外光河以固化層66的表面上的樹脂，從而形成圖案化脊結構64。
[0034]如圖6的剖面圖示中所示的，脊56的峰(頂端)58可以具有倒圓形狀。這樣可以有助于使增亮膜54堅固并且有助于抵抗在顯示器14的表面上產生力的沖擊事件期間的損害。
[0035]傳統的增亮膜可以具有帶三角形橫截面和尖銳頂端(即，特征在于曲率半徑為大約0.5微米或更小的頂端形狀)的脊。這樣使得在外部物體撞擊顯示器14時傳統增亮膜的頂端易被壓壞。傳統膜的被壓壞部分會引起顯示器上不均勻的背光和不期望的白斑或暗斑。
[0036]相比之下，脊56可以具有倒圓形狀，該倒圓形狀的曲率半徑R大于0.5微米，優選地大于I微米，大于2微米、2-4微米、1-5微米，大于3微米或大于4微米。通過提供三角形脊56或具有足夠倒圓形狀的其它合適脊56的峰58，在顯示器14上出現沖擊事件期間脊56易受損的現象可以顯著減少。例如，與傳統的帶尖銳頂端膜相比，落球測試中的抗破壞性可以增加兩倍或三倍。脊56使用倒圓峰58因此可以使顯示器在用戶使用裝置10期間不太容易受:損。
[0037]根據一個實施例，提供了一種增亮膜，所述增亮膜包括具有一系列平行脊的透明層，每個脊具有帶倒圓峰的三角形橫截面，倒圓峰的曲率半徑為至少I微米。
[0038]根據另一個實施例，每個脊被構造用于呈現出曲率半徑為至少2微米的倒圓峰。
[0039]根據另一個實施例，透明材料層包括柔性基板上的圖案化材料層。
[0040]根據另一個實施例，圖案化材料層包括圖案化的可紫外光固化樹脂。
[0041]根據另一個實施例，柔性基板包括透明聚合物片材。
[0042]根據另一個實施例，透明聚合物片材包括聚酯層。
[0043]根據另一個實施例，每個脊的倒圓峰的曲率半徑為至少3微米。
[0044]根據實施例，提供一種顯示器，所述顯示器包括被構造用于產生圖像的顯示層和被構造用于為顯示層提供背光的背光單元，所述背光單元包括至少一個具有一系列平行脊的增亮膜，每個脊具有曲率半徑為至少I微米的倒圓峰。
[0045]根據另一個實施例，脊具有三角形橫截面形狀。
[0046]根據另一個實施例，背光單元包括導光板和光源，所述光源被構造用于將光發射到導光板的邊緣中，其中，增亮膜覆蓋導光板并且被構造用于準直從導光板散射的光。
[0047]根據另一個實施例，顯示層包括薄膜晶體管層和濾色器層。
[0048]根據另一個實施例，至少一個增亮膜包括至少兩個增亮膜，其中，兩個增亮膜中的每個具有一系列平行脊，每個脊具有曲率半徑為至少I微米的倒圓峰。
[0049]根據另一個實施例，增亮膜包括透明柔性基板上的圖案化材料層。
[0050]根據另一個實施例，圖案化材料層包括被固化的可紫外光固化樹脂的層。
[0051]根據另一個實施例，透明柔性基板包括聚酯。
[0052]根據另一個實施例，顯示層包括濾色器層和薄膜晶體管層。
[0053]根據一個實施例，提供一種形成顯示器背光增亮膜的方法，所述方法包括:在透明柔性基板上沉積液體樹脂；用輥在液體樹脂中壓出脊，每個脊具有帶曲率半徑為至少I微米的峰的三角形橫截面；以及固化液體樹脂。
[0054]根據另一個實施例，固化液體樹脂的步驟包括向液體樹脂施用紫外光。
[0055]根據另一個實施例，透明柔性基板包括透明聚合物層，并且其中沉積液體樹脂的步驟包括向透明聚合物層施用液體樹脂。
[0056]根據另一個實施例，透明柔性基板包括透明聚酯層，并且其中沉積液體樹脂的步驟包括向透明聚酯層施用液體樹脂。
[0057]根據一個實施例，提供一種電子設備，包括如上所述的顯示器。
[0058]以上只是本發明原理的示例并且在不脫離本發明的范圍和精神的情況下本領域的技術人員可以進行各種修改。以上的實施例可以單獨地或者以任何組合實現。
[0059]相關申請的交叉引用
[0060]本申請要求2012年6月14日提交的美國專利申請N0.13/523, 731的優先權，該美國專利申請的全部內容特此以引用方式并入本文。
【權利要求】
1.一種增亮膜，包括:透明層，其具有一系列平行脊，每個脊具有帶倒圓峰的三角形橫截面，所述倒圓峰的曲率半徑為至少I微米。
2.根據權利要求1所述的增亮膜，其中每個脊被構造用于呈現出曲率半徑為至少2微米的倒圓峰。
3.根據權利要求2所述的增亮膜，其中所述透明層包括柔性基板上的圖案化材料層。
4.根據權利要求3所述的增亮膜，其中所述圖案化材料層包括圖案化的可紫外光固化樹脂。
5.根據權利要求4所述的增亮膜，其中所述柔性基板包括透明聚合物片材。
6.根據權利要求5所述的增亮膜，其中所述透明聚合物片材包括聚酯層。
7.根據權利要求1所述的增亮膜，其中每個脊的倒圓峰的曲率半徑為至少3微米。
8.—種顯不器,包括:顯示層，其被構造用于產生圖像；以及背光單元，其被構造用于為所述顯示層提供背光，所述背光單元包括至少一個具有一系列平行脊的增亮膜，每個脊具有曲率半徑為至少I微米的倒圓峰。
9.根據權利要求8所述的顯示器，其中所述脊具有三角形橫截面形狀。
10.根據權利要求9所述的顯示器，其中所述背光單元包括:導光板；以及光源，其被構造用于將光發射到所述導光板的邊緣中，其中，所述增亮膜覆蓋所述導光板并且被構造用于準直從所述導光板散射的光。
11.根據權利要求10所述的顯示器，其中所述顯示層包括薄膜晶體管層和濾色器層。
12.根據權利要求11所述的顯示器，其中所述至少一個增亮膜包括至少兩個增亮膜，其中，所述兩個增亮膜中的每個具有一系列平行脊，每個脊具有曲率半徑為至少I微米的倒圓峰。
13.根據權利要求8所述的顯示器，其中所述增亮膜包括透明柔性基板上的圖案化材料層。
14.根據權利要求13所述的顯示器，其中所述圖案化材料層包括被固化的可紫外光固化樹脂層。
15.根據權利要求14所述的顯示器，其中所述透明柔性基板包括聚酯。
16.根據權利要求15所述的顯示器，其中所述顯示層包括:濾色器層；以及薄膜晶體管層。
17.—種形成顯不器背光增亮膜的方法,包括:在透明柔性基板上沉積液體樹脂；用輥在所述液體樹脂中壓出脊，每個脊具有帶曲率半徑為至少I微米的峰的三角形橫截面；以及固化所述液體樹脂。
18.根據權利要求17所述的方法，其中固化所述液體樹脂的步驟包括向所述液體樹脂施用紫外光。
19.根據權利要求18所述的方法，其中所述透明柔性基板包括透明聚合物層，并且其中沉積所述液體樹脂的步驟包括向所述透明聚合物層施用所述液體樹脂。
20.根據權利要求18所 述的方法，其中所述透明柔性基板包括透明聚酯層，并且其中沉積所述液體樹脂的步驟包括向所述透明聚酯層施用所述液體樹脂。
21.一種電子設備，包括如權利要求8-16中任一項所述的顯示器。
【文檔編號】B05D5/02GK103513303SQ201310230840
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月9日 優先權日:2012年6月14日
【發明者】D·A·多伊勒, J·G·沃澤爾 申請人:蘋果公司