CN116997853A - 拼接和部分层压的液晶显示器背光源 - Google Patents

拼接和部分层压的液晶显示器背光源 Download PDF

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德米特里·弗拉迪斯拉沃维奇·库森科夫
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Abstract

一种用于显示设备的背光单元，包括具有第一光源和第二光源的光板。背光单元还包括光导，光导靠近光板设置，以分配从第一光源和第二光源发出的光。补充连接器，补充连接器位于第一光源和第二光源之间的连接器位置以将光导接合到光板，其中光板在连接器位置或补充连接器的光学特性与在相邻位置的光学特性不同，从而使得补充连接器对于背光单元的观察者而言是不可检测的。

Description

拼接和部分层压的液晶显示器背光源
相关申请的交叉引用
本申请案根据专利法第28条的规定，请求对于申请于2021年2月23日的美国临时申请案第63/152,463号的优先权，在此仰赖且并入此美国临时申请案的内容以作为参考。
技术领域
本公开内容涉及拼接和部分层压的液晶(LCD)背光源。更特定而言，本公开内容涉及背光源，背光源可包括彼此层迭的拼接式光板和/或拼接式光导，以产生具有改进的机械可靠性和均匀亮度的坚固的背光源组件。
背景技术
在现代和新兴显示技术中，显示趋势，例如液晶显示器(LCD)的趋势，包括提高分辨率、更高的峰值亮度和动态范围(HDR)、更高的对比度、更薄的设置设计和更窄的边框。为了应对这些趋势，显示器可以包括直下式背光源，直下式背光源可以包括直接位于LCD面板后面的二维光源阵列。光源的二维阵列可以包括发光二极管(LED)阵列。各种元件可以将来自光源阵列的光均匀分布在显示面板上，以满足显示器的亮度、对比度和其他要求。
在一些显示器设计中，光源阵列可以使用光导分布在显示器上，光导可以包括各种元件，例如光导板、膜、图案或其他光学元件和层，以满足显示器的需求。然而，现有设计存在几个缺点。例如，一个缺点是很难将光导与光源阵列对齐。另一个示例性缺点是现有背光源设计包括的材料可能不允许更薄和/或窄的边框。另一个示例性缺点是现有背光源设计可能会遇到机械可靠性问题。又一个示例性缺点是现有设计可能需要复杂和/或昂贵的制造处理。因此，需要改进的背光源，此背光源更容易将光导与光源对齐，具有允许更薄的显示器厚度和更窄的边框的设计，具有改进的机械可靠性，并且可以使用不太复杂和成本更低的处理来制造。
发明内容
本公开内容提供了一种可用于显示器的背光源，显示器包括在光导板和光板之间间歇地定位在光板上的光源之间的预定位置处的补充连接器。可以调整补充连接器的光学特性，使得背光单元的观察者无法检测到补充连接器。额外的连接器可以提高背光单元的机械可靠性，并允许使用拼接光板来提高将光导正确对准光板的准确性和可重复性。
在一个方面中，本公开内容提供了一种背光单元。根据一些具体实施方式，一种用于显示设备的背光单元，包括具有第一光源和第二光源的光板。背光单元还包含光导，光导靠近光板设置，以分配从第一光源和第二光源发出的光。连接器位于第一光源和第二光源之间的连接器位置以将光导接合到光板，其中光板在连接器位置或连接器的光学特性与在相邻位置的光学特性不同，从而使得连接器对于背光单元的观察者而言是不可检测的。
在另一方面中，光学特性可以包括连接器的透明度。
在另一方面中，补充连接器可被染成灰色以降低补充连接器的透明度。
在另一方面中，补充连接器可被染成黄色以减少蓝光的透射。
在另一方面中，光学特性可以包括光板在连接器位置处的反射率。
在另一方面中，光板在连接器位置处的反射率可低于光板在连接器位置附近的反射率。
在另一方面中，光板可以在连接器位置处包括灰色涂层，以降低光板在连接器位置处的反射率。
在另一方面中，光板可以在连接器位置处包括黄色涂层，以降低光板在连接器位置处的蓝光的透射。
在另一方面中，光导可包括具有第一边缘的第一光导拼接块和具有第二边缘的第二光导拼接块，连接器与第一边缘和第二边缘对齐。
在另一方面中，光板可包括光源阵列，并且连接器位于光源阵列中的相邻光源之间。
在另一方面中，光导可被接合到第一光源和第二光源。
根据一些具体实施方式，用于显示器中的背光单元可包含：包含多个光源的光板；以及第一光导拼接块和第二光导拼接块，第一光导拼接块和第二光导拼接块彼此相邻定位，而第一光导拼接块的第一边缘定位在第二光导拼接块的第二边缘附近，以在第一光导拼接块和第二光导拼接块之间限定拼接块接缝。背光单元还可包含连接器，连接器位于光板和第一光导拼接块和第二光导拼接块之间的该拼接块接缝处，其中连接器将第一光导拼接块和第二光导拼接块接合到光板。
在另一方面中，提供了一种组装背光单元的方法。根据一些具体实施方式，方法包括：提供包括第一光源和第二光源的光板；以及将连接器定位在光板上的第一光源和第二光源之间的连接器位置处。方法还可以包括将光导板施加到光板，以在连接器位置将光导板接合到光板。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开内容。需要强调的是，根据惯例，附图的各种特征不一定按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。在整个说明书和附图中，相同的附图标记表示相同的特征。
图1是示出示例性背光单元的截面图。
图2是根据一些具体实施方式的具有光源阵列的示例性光板的平面图。
图3是示出在光板和光导板之间具有连结的示例性背光单元的截面图。
图4是示出根据一些具体实施方式的包括在光板和光导板之间的补充连结的示例性背光单元的截面图。
图5是示出根据一些具体实施方式的包括拼接块光导板的示例性背光单元的截面图。
图6是示出了示例性背光单元的截面图，背光单元包括图4的光板和拼接式光导板之间的补充连结。
图7是示出了根据一些具体实施方式的示例性背光单元的截面图，背光单元包括在光板和另一示例性拼接块光导板之间的补充连结。
图8是示出根据一些具体实施方式的图4的示例性背光单元的截面图，包括多个光学层。
图9是示出根据一些具体实施方式的制造背光单元的示例性方法的流程图，背光单元包括在光板和光导板之间的补充连结。
具体实施方式
本文对于示例性具体实施方式的描述旨在结合附图来阅读，这些附图被认为是整个说明书描述的一部分。在描述中，诸如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“上方”、“下方”、“上面”、“下面”、“顶”和“底”等等的相对术语及其衍生词(例如“水平的”、“向下的”、“向上的”等)，应被解释为是指如随后描述的或如讨论中的附图中所示的方向。这些相对术语是为了便于描述，并不要求设备以特定方向建置或操作。关于附接、耦合等的术语，例如“连接”和“互连”，是指一种关系，其中结构通过中间结构直接或间接地彼此固定或附接，以及可动或刚性附接或关系，除非另有明确说明。
出于下文描述的目的，应当理解，下文描述的具体实施方式可以采用替代变型和具体实施方式。还应理解，本文所述的具体制品、组合物和/或处理是示例性的，而不应被视为限制性的。
在本公开内容中，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用，并且对特定数值的引用至少包括特定值，除非上下文另有明确指示。在值被表示为估计值时，通过使用前缀词“约”，将了解到特定值形成另一具体实施方式。如本文所用，“约X”(其中X是数值)优选地是指所述值的±10％，包括端点。例如，短语“约8”优选地是指7.2到8.8的值，包括7.2到8.8。在存在的情况下，所有范围均包含在内且可组合。例如，当列举“1到5”的范围时，所列举的范围应该被解释为包括“1到4”、“1到3”、“1至2”、“1至2&4至5”、“1至3&5”、“2至5”的范围。此外，当肯定地提供了备选列表时，这种列表可以被解释为意味着可以排除任何备选，例如，通过权利要求书中的负面表列。例如，当列举“1至5”的范围时，列举的范围可以解释为包括负面排除1、2、3、4或5中的任何一个的情况；因此，“1至5”的记载内容可以被解释为“1和3至5，但不是2”，或者简单地解释为“其中不包括2”。意在明确地在权利要求书中排除在此明确引用的任何组件、元件、属性或步骤，无论这些组件、元件、属性或步骤是否被列为备选方案，或者它们是否被单独引用。
本公开内容提供了一种背光单元，背光单元包括在光板和光导板之间的一个或多个补充连接。补充连接可以提供增加的机械稳健性并允许改善光板和光导板之间的尺寸对准。与现有设计相比，改进的机械稳健性可以降低背光单元发生机械故障的可能性，并且可以提高背光单元的效率和尺寸精度。这进而可以降低成本并提高背光单元在包含背光单元的显示器中提供均匀亮度的能力。
在一些具体实施方式中，背光单元的光导板可以包括由玻璃制成的面板。除非另有明确说明，否则本文使用的术语“玻璃制品”或“玻璃”应理解为包括全部或部分由玻璃制成的任何物体。玻璃制品包括单片基板，或玻璃和玻璃、玻璃和非玻璃材料、玻璃和晶体材料以及玻璃和玻璃陶瓷(包括无定形相和结晶相)的层压板。
玻璃制品(例如玻璃光导板)可以是平坦的或弯曲的，并且是透明的或实质透明的。如本文所用，术语“透明”旨在表示制品在约1mm的厚度下在光谱的可见区域(400-700nm)具有大于约85％的透射率。例如，示例性透明玻璃面板在可见光范围内可具有大于约85％的透射率，例如大于约90％、大于约95％或大于约99％的透射率，包括其间的所有范围和子范围。根据各种具体实施方式，玻璃制品在可见光区域中可具有小于约50％的透射率，例如小于约45％、小于约40％、小于约35％、小于约30％、小于约25％、或小于约20％，包括其间的所有范围和子范围。在某些具体实施方式中，示例性玻璃面板在紫外(UV)区域(100-400nm)中可具有大于约50％的透射率，例如大于约55％、大于约60％、大于约65％、大于约70％、大于约75％、大于约80％、大于约85％、大于约90％、大于约95％或大于约99％的透射率，包括所有范围和之间的子范围。
示例性玻璃可以包括但不限于铝硅酸盐、碱金属铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱金属硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、碱金属铝硼硅酸盐和其他合适的玻璃。适合用作光导的可用玻璃的非限制性示例包括例如来自康宁公司的IRISTM和玻璃。玻璃制品可以任选地被强化。在一些具体实施方式中，玻璃制品可通过利用制品各部分之间的热膨胀系数的失配以产生压应力区域和表现出拉应力的中心区域来机械强化。在一些具体实施方式中，可以通过将玻璃加热到高于玻璃化转变点的温度然后快速淬火来对玻璃制品进行热强化。在一些其他具体实施方式中，玻璃制品可以通过离子交换进行化学强化。
参考图1，示出了示例性背光单元100。背光单元100例如可以用在液晶显示器(LCD)中。一些LCD具有使用直下式背光单元可以满足的亮度、对比度和其他要求。直下式背光单元通常包括二维光源阵列。二维光源阵列可以布置为位于印刷电路板(PCB)上的多个发光二极管(LED)。这种PCB或光板向显示器的观察者传递光，并位于显示器面板的后面。从光板发出的光可以使用光导使其均匀分布。通过这种方式，可以根据对显示器的各种要求(例如亮度、对比度等)对显示器进行照明。
在图1所示的例子中，背光单元100可以包括光板102和光导104。光板102可以包括多个光源106，当背光单元100用于显示器时，多个光源106位于光板102面向观察者的表面上。例如，光源106可以是LED。光源106可以安装到安装板108。安装板108可以是例如可以向光源106输送电力的印刷电路板(PCB)。光板106还可以包括后反射器110，后反射器110与光源106位于安装板108的同一表面上。光导104可邻近光源106定位。光导104可以包括可以分布从光源106发射的光的各种特征和/或层。光导104可以分配从光源106发出的光，使得光在光导104上均匀分布，使得在观看显示器时人眼无法检测到光源的位置。光导104可以包括例如印刷反射器118，其位于光导104的表面上的与光源106相对的位置。印刷反射器118可以反射从光源106发射的光，使得局部亮点不会出现在每个光源的位置上方。光导104还可以包括可以定位在光导104的表面上的各种光提取器120。光提取器120可以是可以印刷、蚀刻或以其他方式沉积或形成在光导中的点、凹坑或其他特征。光提取器120可以沿着光导104分布以将光均匀地分布在光导上。
如图1所示，来自光源106的发射光(如箭头122所示)可以在光导104中被折射、反射或以其他方式引导，以将来自光源106的光分布在光导104上。光导104可以包括光导板124，光导板124可以由合适的材料制成以引导从光源发射的光。在一些示例中，光导板124可以由玻璃材料制成。现代显示器的尺寸和可靠性要求使玻璃成为理想的光导板材料。玻璃的热和机械特性允许背光单元100被设计和制造得更薄，并且与具有由诸如聚合物或其他合适的塑料材料的其他材料制成的光导板124的那些相比，具有增加的尺寸稳定性。与将背光单元与由非玻璃材料制成的光导板结合在一起的LCD相比，玻璃光导板还允许LCD的边框具有更小的整体宽度。
在图1中示出背光单元100，这可以说明背光单元的一部分。如可以理解的，背光单元100可以以各种轮廓再现，使得背光单元可以包括多个光源106。这样的例子示于图2。在示例中，光板200可以包括安装板202，例如PCB，PCB可以将电力输送到LED 204。如图所示，光板200可以包括多个LED 204，这些LED 204可以布置成具有多行和多列LED的阵列。光板200可以是照亮LCD所需的任何合适的尺寸。如图所示，光板200包括二十个LED 204。在其他示例中，光板200可以包括多于或少于二十个LED。在一些显示器中，光板200包括数百个LED是常见的情况。例如，光板200可用于具有80英寸或更大对角线尺寸的显示器中。在这样的示例中，光板200可以包括900个或更多个LED。在每个LED处，背光单元可以包括图1所示的结构，其中光导设置在光板200上方。
在具有多个光源106的设计中，光导板104需要相对于光板102仔细定位和固定。可以理解，反射器118需要相对于光源106定位，以确保光导中的光的管理在光导104中产生均匀的光分布。如果反射器118和光源106之间存在过度失配，则背光单元100中可能存在亮点或其他不均匀性，称为Mura。为了最小化Mura效应，在背光单元100的制造过程中，应仔细控制光导104与光板102的对准。随着光源106的数量增加，确保光导104和光板102之间的正确对准变得更加困难。
使光导104与光板102的组装和对准更容易控制并且在合适的公差内可重复完成的一种可能的解决方案，是将光导104和光板102中的一个或两个分离成拼接块。在这样的示例设计中，不是具有包括具有整个显示屏幕尺寸的单个光导板124的单个光导板104，而是可以将光导板104分离成彼此相邻定位的单独拼接块。当组装在一起时，导光拼接块可以具有整个显示屏幕的整体尺寸。这样的设计还可以包括由组装在一起的多个拼接块光板创建的光板102。这种拼接块结构允许相对于彼此调整单独的拼接块，以确保光导拼接块和/或光板拼接块之间的正确对准。在各种示例中，可以由组装到一体式光板的多个光导拼接块产生光导104。在另一个示例中，可以将单个光导板组装到由多个光板拼接块制成的光板。在其他示例中，光导和光板可以分别由多个光导拼接块和光板拼接块制成。这种拼接块设计在申请于2020年4月29日的美国申请案第63/017,078号中进一步描述，其内容全文并入本文。
在直下式背光单元的组装中可能出现的另一个问题是背光单元的机械稳健性和可靠性。在一些设计中，背光单元需要非常薄，以便组装成薄的或超薄的背光单元，以组装成薄的或超薄的LCD装置。这种薄或超薄背光单元的总厚度t(见图1)可以在约1mm至约5mm之间。图1显示厚度t的例子中没有额外的光学扩散器、层和膜，例如BEF、DBEF。这些光学漫射器、层和/或膜的附加厚度可以使背光单元的总厚度增加约0.5mm至约3mm的厚度。在这样的薄和/或超薄设计中，光导板124和/或安装板108可以具有小于约1mm的厚度。在其他设计中，光导板124和/或安装板108可以具有小于约0.5mm的厚度。
现在参照图2，示出了另一示例背光单元300。背光单元300在许多方面与先前描述的背光单元100相似。如图所示，背光单元300包括光板102、光源106和光导104。如该示例中所示，可以使用一定量的光学透明粘合剂(OCA)302将光导104相对于光板102固定。OCA 302可以施加于光源106，因为光源106可以在光板的表面上方延伸。在这样的示例中，光导104在光源106的每个位置处结合到光板。OCA可以施加于光源的面向光导104的表面。此外，OCA可以存在于每个光源106周围，使得OCA的覆盖区可以大于光源106的覆盖区。
可以使用各种合适的方法和处理将光导104和光板102组装到每一个。在一些示例中，光导104和光板102使用光学透明粘合剂彼此层压。虽然光导104和光板102可以制造成具有实质平坦的表面，但是光导104和光板102都不是完全平坦的。光导104与光板102可具有弹性，以使光导104与光板102彼此施加时，光导104与光板102贴合。在一些示例过程中，在将光导104施加到光板102之后，光导104和光板可以被压在一起或拉到一起以彼此贴合。可以通过抽真空或通过在光导104或光板102的表面上提供流体静压而将光导104和光板102彼此施加。在其他示例中，可以使用其他处理。
在将光导104和光板102彼此施加且OCA位于其间之后，光导104将被固定到光板102。光导104和光板102之间的接合强度可能由于多种因素而受到损害。然而，这种结合需要足以承受背光单元的正常使用，以及在背光单元组装到显示设备中时背光单元可能发生的正常运输和处理。光导104和光板102之间的接合的完整性会受到损害，例如，由于正常应力、振动和冲击的发生。此外，温度变化和热膨胀也会对接合施加应力并损害它们的完整性。此外，由于接合的表面可能非常小，因此接合的强度可能不足。在某些设计中，光源可能非常小。在一个示例中，光板102可以包括具有大约1.4mm×1.4mm的表面积的LED芯片并且LED芯片之间的距离可以是38mm。在此示例中，当OCA施加于LED芯片时，OCA覆盖区可以具有封装LED的大约3mm直径圆盘的覆盖区，如图3所示。有了这个覆盖区，每个LED芯片的表面积约为7mm2。即使在每个光板有许多LED的情况下，接合表面的量也可以是光导总面积的约0.5％。该表面量可能不足以将光导104牢固地结合到光板102。
在本公开内容的一些具体实施方式中，补充连接器可以定位在光源106之间以增加光导104和光板之间的补充接合。这种背光单元400的一个示例在图4中示出。在此示例中，补充连接器410可以定位在光源106之间。在此示例中，补充连接器410可以在光导104和光板102之间提供额外的接合力。可以在光源106之间定位任意数量的补充连接器。在所示示例中，一个补充连接器410位于光源106之间。在其他示例中，可以在光源之间添加一个以上的补充连接器。在所示示例中，补充连接器410被添加在背光源中，其中每个光源106的顶表面通过光学透明粘合剂(OCA)层404结合到光导104。在包括封装在OCA中的光源的背光单元中，还可以添加补充连接器410(参见图3)。
任何合适的接合元件都可以用于补充连接器410。例如，补充连接器410可以是一定量的光学透明粘合剂(OCA)。OCA可以是UV、催化或热固化OCA。在其他示例中，补充连接器410可以是通常称为安装带的压敏粘合剂(PSA)。这种安装带可以是双面的，使得安装带在一侧接合到光板102并且在相对侧接合到光导104。可以选择安装带以具有合适的厚度，以在远离光板102的一距离处支撑光板102，以保持由光源106的高度确定的恒定间隙。
为了使补充连接器410不影响由光导和可能位于光导104上方的其他光学膜(图4中未示出)引起的均匀光分布，补充连接器是至少部分透明的。由于补充连接器410与光导板104光学接触，可以预期补充连接器410将导致在连接器位置处提取一些额外的光。因此，如果补充连接器410被包括在背光单元400中而不采取任何额外措施，则观看背光单元400的观察者将在连接器位置(即，背光单元400中补充连接器410所在的位置)看到亮点。为了防止本领域中称为mura的这种不均匀性，可以采取一些措施。第一个措施可以是将补充连接器410定位在由补充连接器410引起的光提取将不太明显的位置。这样的位置可以在光导104的具有最大光提取器120密度的区域下方的位置处。其他合适的位置可以在光导104的调光区的边缘。其他合适的位置可以在光源106阵列中的光源106之间等距间隔的位置处，所述光源106可以被包括在光板102中。在六边形阵列中，补充连接器可以位于三个光源106之间的中间。在矩形阵列中，补充连接器可以放置在与四个光源等距的调光区的角落。
可采取以使补充连接器410为观察者所不可见的另一措施，包括改变连接器位置处的光板或补充连接器相对于背光单元的相邻区域的至少一个光学特性。通过将补充连接器定位在有利的连接器位置并改变连接器位置处的光板或补充连接器的光学特性，可以使得在组装成显示设备后补充连接器410的存在对于正在观看背光源的观察者来说是不可见的。出于本公开内容的目的，对于观察者而言不可见，是指观察者在没有诸如照相机、光检测器或其他光传感器之类的光学检测装置的帮助下不能看到背光单元中的局部不均匀区域。
可以在连接器位置改变各种光学特性以使补充连接器410不能被观察者检测到。在一些示例中，可以调节光板102在连接器位置处的反射率以导致更少的光被反射。例如，可以在连接器位置调整后反射器110的反射率。例如，可以通过在连接器位置处的光板102上印刷合适的颜色(例如，灰色)墨水来改变光板102的反射率。
在其他示例中，可以改变补充连接器410的光学特性以调整补充连接器410的透明度。例如，可以在安装带的顶面上印刷合适的颜色(例如，灰色)墨水。在另一个示例中，可以将合适的彩色墨水印刷在安装带的底面上。在又一个示例中，可以将合适的彩色颜料添加到接合材料中，例如添加到光学透明粘合剂(OCA)中。可以将任何前述或其他***物或彩色颜料添加到补充连接器410以调整补充连接器410的透明度。可以理解，可以使用实验来确定要改变或要调整的优选光学特性，以使背光单元的观察者无法检测到补充连接器。
在一项实验中，将1.1毫米厚的光导接合到光板上。测试光板包括1.4毫米方形LED光源，在一个方向上相距约38毫米，在第二方向上相距约39毫米。测试补充连接器在光源之间等距放置。测试补充连接是在6毫米直径的白纸圆盘的两侧使用光学透明粘合剂(OCA)层构建的。通过使用激光打印机在盘的朝上表面上印刷可变灰度，来调整纸盘的反射率。测试背光单元是通过将光导施加到光板上来组装的，测试补充连接器位于它们之间。背光源组件中使用的典型后反射器的反射率约为97％。实验结果表明，当在纸盘上打印1％密度的灰色时(从而导致反射率下降到80％左右)，可以将测试补充连接器调整为无法检测到。出于本公开内容目的的反射率描述了材料或表面的光学性质，此光学性质描述了材料或表面反射指向或朝向材料或表面的光的能力。可以使用百分比来描述反射率，该百分比测量相对于指向或朝向材料或表面的光反射的光量。因此，具有大约97％反射率的表面可以反射大约97％的指向或朝向该表面的光。本公开内容中讨论的漫反射表面的反射率可以使用本领域已知的任何合适的技术来测量。在本文所述的实验中，使用包括光谱仪和积分球的漫反射率测量装置测量漫反射率表面的反射率。
根据实验结果，已经确定可以调整光板上的后反射器在连接器位置处的反射率，以使观察者无法检测到补充连接器。在一些示例中，后反射器(即，与连接器位置相邻的光板区域)可以具有在大约90％到大约98％的范围内的反射率。为了使补充连接器无法被检测到，可以将连接器位置处的光板(或后反射器)的光学特性调整为具有大约50％到大约90％的反射率。在另一个示例中，光板或后反射器在与连接器位置相邻的区域处可具有约90％至约98％的反射率，并且光板或后反射器可具有约50％至约85％的反射率。在另一个示例中，光板或后反射器在与连接器位置相邻的区域处可具有约90％至约98％的反射率，并且光板或后反射器可具有约50％至约80％的反射率。可以使用任何合适的技术来调整反射率，例如将低密度灰色墨水印刷到光板或后反射器上。可以使用任何合适的印刷方法(例如，喷墨印刷、丝网印刷、缩微印刷等)来沉积或印刷低密度灰色墨水(或其他涂层)。在先前描述的低密度灰色的背景内容中，术语低密度可以例如通过可用于将灰色印刷到基板上的印刷或成像软件来表征。例如，此类软件可以使用百分比来表征灰色的密度。在上述示例中，低密度灰色是1％密度的灰色。在其他示例中并且取决于背光单元的具体构造，可以使用其他低密度灰色，例如在1％至5％密度灰色范围内的低密度灰色。在其他示例中，可以使用其他密度。
现在参照图5，示出了另一示例背光单元500。在此示例中，光导502可以包括第一光导拼接块504和第二光导拼接块506。背光单元500可以包括两个或更多个可以接合到光板102的导光拼接块。这种类型的配置可用于提高光导拼接块相对于光板102进行调整的能力，以确保保持适当的对准，从而减少光源106处出现mura的可能性。在诸如图5所示的拼接光导的背景下可能出现的一个挑战，是第一光导拼接块504的第一边缘508和第二光导拼接块506的第二边缘510之间的光提取的可能性。第一边缘508和第二边缘510可以限定光可以通过其逸出的拼接块间隙512。当用户观看时，拼接块间隙512可以表现为亮点或亮线。
即使在第一光导拼接块504和第二光导拼接块506彼此邻接使得拼接块间隙512可以忽略不计的情况下，第一边缘508和第二边缘510的表面和边缘质量也会导致每个拼接块提取出光。例如，边缘表面处的划痕、凹痕和其他缺陷可以使第一边缘508和第二边缘510之间的接缝为观察者所察觉。
为了降低在拼接块间隙512处光提取的可能性并且使背光单元500的观察者无法检测到拼接块间隙512，可以采取一种或多种措施。第一个例子示于图5。如图所示，通常印刷、蚀刻或以其他方式形成在光导502上的光提取器120可以被去除或不被蚀刻、印刷或以其他方式形成在接缝区域514中。接缝区域514可以分别沿着第一光导拼接块504和第二光导拼接块506从第一边缘508和第二边缘510延伸。接缝区域514的宽度可以通过实验确定并且可以取决于光导拼接块的结构和尺寸。实验结果表明，在每个光导拼接块的顶面上，接缝区域可以具有约3mm的宽度。在其他示例中，接缝区域514可以具有沿每个光导拼接块的顶面测量的大约0.5mm至大约5mm的宽度。在其他示例中，接缝区域可以具有其他宽度。
可以采取以使观察者无法检测到拼接块间隙512(或拼接块接缝)的另一措施是在拼接块间隙512处添加补充连接器。示例背光单元600示出了其中补充连接器610位于光板102和光导502之间的配置。在所示配置中，补充连接器610定位在与拼接块间隙512对齐的连接器位置612处。在第一光导拼接块504邻接第二光导拼接块506的情况下，连接器位置612可以与第一边缘508和第二边缘510对齐。
补充连接器610可以类似于之前描述的补充连接器410。例如，补充连接器610可以由OCA或安装带制成。然而，补充连接器610可以沿着相邻光导拼接块之间的整个间隙或接缝延伸，例如在第一光导拼接块504和第二光导拼接块506之间。如图所示，补充连接器610可以位于光源106之间并且可以与第一边缘508和/或第二边缘510对齐。在此位置，补充连接器610不仅可以将第一光导拼接块504和第二光导拼接块506接合到光板102上，而且可以使拼接块间隙512(或拼接块接缝)和补充连接器610无法被背光单元600的观察者检测到。
补充连接器610或连接器位置612处的光板102的光学特性可以与邻近连接器位置612的光导的光学特性不同，以使补充连接器和拼接块间隙或接缝无法被背光单元600的观察者检测到。在一些示例中，可以调整补充连接器610的透明度或反射率以使补充连接器和拼接块间隙或接缝对于背光单元600的观察者来说是不可检测的。在其他示例中，可以调整后反射器110的反射率以使补充连接器和拼接块间隙或接缝对于背光单元600的观察者来说是不可检测的。例如，可以在补充连接器610上或在连接器位置612处的后反射器110上印刷彩色墨水或其他涂层，以使补充连接器和拼接块间隙或接缝对于背光单元600的观察者来说是不可检测的。
实验结果验证了图6所示背光单元600结构的成功实现。在一项实验中，使用5毫米宽的聚酯(PET)薄膜条作为补充连接器。补充连接器放置在光板与第一光导拼接块和第二光导拼接块的边缘之间。在将OCA添加到PET薄膜的两面之前，使用激光打印机在PET薄膜上印刷一层黄色墨水。在测试过程中改变黄色墨水的密度。在一项测试中，印刷在PET薄膜上的黄色墨水的密度对应于图像生成软件设置的10％不透明度。根据测量，将这种密度的黄色墨水添加到PET薄膜中会导致薄膜在蓝色波长(450nm)中的透射率降低至约75％，同时使PET薄膜在绿色波长(550nm)和红色波长(650nm)中大部分透明(由于两个表面的反射，测量为92％)。
基于上述实验，已经证实，通过调整蓝色波长的透射率，可以使背光单元的观察者无法检测到拼接块间隙和/或拼接块接缝以及补充连接器。在调整补充连接器(例如，安装带)的透明度的示例中，补充连接器的透射率需要在蓝色波长中降低到大约50％到90％。在调整后反射器并且补充连接器保持实质透明或透明的示例中，在连接器位置处的后反射器的反射率可以在蓝色波长中降低25％至80％。为了实现补充连接器或后反射器的光学特性的改变，可以使用各种具体实施方式。例如，可以在补充连接器(例如，安装带)的顶面上印刷低密度黄色墨水。在另一个示例中，可以在补充连接器(例如，安装带)的底表面上印刷低密度黄色墨水。在另一个示例中，低密度墨水可以在连接器位置处的后反射器表面上印刷在透明的补充连接器(例如，安装带)下方。在又一个示例中，可以将低密度黄色颜料添加到补充连接器的材料中以对补充连接器进行着色。
在上述实验和上述对补充连接器和/或后反射器的推荐传输更改中，使用了包括发出蓝光的LED的光板。现代显示器中最先进的背光单元通常会出现这种情况。背光单元包括位于光导和/或光导拼接块上方的各种光学膜和其他层。更完整的背光单元在图7中示出。在该示例中，先前描述的背光单元600被示出为具有块状漫射板702以及邻近光导502定位的各种光学层和膜704。例如，光学层和膜704可以包括亮度增强膜(BEF)、双亮度增强膜(DBEF)、反射偏振器、漫射膜和量子点(QD)颜色转换器层。量子点(QD)颜色转换层可用于将红光和绿光添加到背光源输出。应当注意，光学层和膜704还起到消除背光单元600中可能存在的剩余局部亮度变化的作用。此外，由于光板102中的LED包括发出蓝光的LED，因此在第一光导拼接块504和第二光导拼接块506的边缘处存在需要由补充连接器610衰减的多余蓝光。
如果使用包括发射其他颜色光或发出白光的光源或LED的其他光板，则可调整补充连接器和/或后反射器的光学特性，以根据需要衰减必要颜色的光，而使得补充连接器和/或拼接块间隙或拼接块接缝对于背光源的观察者来说是不可检测的。例如，在光板包括发射白光的光源并且不存在量子点(QD)颜色转换器层的情况下，在第一光导拼接块504和第二光导拼接块506的边缘处使用的补充连接器可以具有在连接器位置印刷的中性灰色，以将所有颜色衰减与先前关于图4的补充连接器410所描述的大致相同的量。
图8中示出了另一个示例背光单元800。在该示例中，背光单元800可以包括第一光导拼接块802、第二光导拼接块804和光板806。背光单元800类似于先前描述的背光单元。背光单元800示出了一个具体实施方式，其中可以使用位于单个光导拼接块上的光源106之间和光导拼接块边缘处的补充连接器将光导拼接块802、804接合到光板806。如图所示，背光单元800可以包括第一补充连接器810和第二补充连接器820。第一补充连接器810可以定位在光源106之间以增加额外的机械接合强度以将第二光导拼接块806固定到光板806。第一补充连接器810可以类似于之前描述的补充连接器410。可以调整第一补充连接器810或第一连接器位置812处的后反射器110的透明度或反射率，以使背光单元800的观察者无法检测到第一补充连接器810。
第二补充连接器820可以定位在第二连接器位置822处，第二连接器位置822可以沿着第一光导拼接块802的边缘814和沿着第二光导拼接块804的边缘816延伸。第二补充连接器820可以类似于之前描述的补充连接器610。可以调整第二补充连接器820或第二连接器位置822处的后反射器110的透明度或反射率，以使第二补充连接器820和边缘814、816之间的拼接块间隙或拼接块接缝不会被背光单元800的观察者检测到。
可以理解，背光单元800的结构可以在构造成用于大型显示单元的背光单元中再现。因此，像第一补充连接器810这样的补充连接器可以被包括在包括如前所述的光源阵列的光板上的每个光源之间。此外，像第二补充连接器820这样的补充连接器可以用在可以用于构建大型背光单元的每个光导拼接块之间的接缝处。第二补充连接器820可以沿着光导拼接块的边缘在任一方向上延伸。
现在参考图9，示出了组装背光单元的方法900。例如，方法900可用于组装前述背光单元之一。为简洁起见，图8中所示的背光单元800用于描述方法900。然而，应当理解，该方法(或其变体)也可以用于组装背光单元400、600。
在步骤902，提供光板。例如，光板可以是光板806。光板可以包括多个光源106，这些光源106可以沿着光板排列成阵列或其他图案。光源106可以从光板806的安装板突出，使得当光板水平定向时光源106可以在安装板上方延伸。
在步骤904，补充连接器可以定位在光源之间。在示例背光单元800中，第一补充连接器810可以位于光源106之间。第一补充连接器810可以定位在距每个光源106大约相等的距离处。第一补充连接器810可以使用粘合剂或其他连接方式定位在光板806上。第一补充连接器810可以具有与第一连接器位置812相邻区域中的光板的光学特性不同的光学特性。以这种方式，当背光单元用于显示设备时，第一补充连接器810可以不被背光单元的观察者检测到。
在步骤906，可以将补充连接器定位在边缘位置。在示例背光源800中，第二补充连接器820可以定位在分别与第一光导拼接块802和第二光导拼接块804的第一边缘814和/或第二边缘816对齐的位置处。例如，第二补充连接器820可以是一段安装带。第二补充连接器820可以具有与在与第二连接器位置822相邻的区域中的光板的光学特性不同的光学特性。以这种方式，当背光单元用于显示设备时，第二补充连接器820和边缘814、816可能不会被背光单元的观察者检测到。
在步骤908，可以将主连接器施加于光源。在示例背光单元800中，可以将安装带或粘合剂层，例如光学透明粘合剂(OCA)施加到光源106的面向第一光导拼接块802和/或第二光导拼接块804的表面。
在步骤910，可以将光导施加于光板。第一光导拼接块802和第二光导拼接块804可以施加到光板806，使得力施加在光导拼接块802、804接触光源106、第一补充连接器810和第二补充连接器820的每个位置处。例如，可以通过抽真空以将光导拼接块802、804和光板806吸在一起，或通过向光导拼接块802、804和/或光板806施加静水压力来施加施加力。在其他示例中，可以使用其他方法来施加施加力。可以理解的是，当第一光导拼接块802和/或第二光导拼接块804施加至光板时，光导拼接块与光板对齐以确保在光导拼接块802、804和光板806之间保持正确对齐。
本文描述的方法和***可以至少部分地以计算机实现的过程和用于实践那些过程的设备的形式来体现。所公开的方法还可以至少部分地以用计算机程序码编码的有形的、非瞬时性的机器可读取储存介质的形式来体现。介质可包括例如RAM、ROM、CD-ROM、DVD-ROM、BD-ROM、硬盘机、闪存或任何其他非瞬时性机器可读取储存介质，或这些介质的任何组合，其中，当计算机程序码被加载到计算机中并由计算机执行时，计算机成为实施方法的设备。方法也可以至少部分地以计算机的形式体现，在计算机中加载或执行计算机程序码，从而此计算机成为用于实践此方法的设备。当在通用处理器上实现时，计算机程序码区段将处理器配置为创建特定的逻辑电路。该方法可替代地至少部分地体现在由用于执行该方法的专用集成电路形成的数字信号处理器中。
尽管已经根据示例性具体实施方式描述了主题，但不限于此。相反的，所附权利要求书应被广义地解释，以包括本领域技术人员可以做出的其他变体和具体实施方式。

Claims (20)

1.一种背光单元，包括：
光板，所述光板包括第一光源和第二光源；
光导，所述光导靠近所述光板设置，以分配从所述第一光源和所述第二光源发出的光；和
连接器，所述连接器位于所述第一光源和所述第二光源之间的连接器位置以将所述光导接合到所述光板，
其中所述光板在所述连接器位置或所述连接器的光学特性与在相邻位置的光学特性不同，从而使得所述连接器对于所述背光单元的观察者而言是不可检测的。
2.如权利要求1所述的背光单元，其中所述光学特性包括所述连接器的透明度。
3.如权利要求1所述的背光单元，其中所述连接器被染成灰色以降低所述补充连接器的所述透明度。
4.如权利要求1所述的背光单元，其中所述连接器被染成黄色。
5.如权利要求1所述的背光单元，其中所述光学特性包括所述光板在所述连接器位置处的反射率。
6.如权利要求1所述的背光单元，其中所述光板在所述连接器位置处的反射率低于所述光板在所述连接器位置附近的反射率。
7.如权利要求1所述的背光单元，其中所述光板在所述连接器位置处包括灰色涂层。
8.如权利要求1所述的背光单元，其中所述光板在所述连接器位置处包括黄色涂层。
9.如权利要求1所述的背光单元，其中所述光导包括具有第一边缘的第一光导拼接块和具有第二边缘的第二光导拼接块，所述连接器与所述第一边缘和所述第二边缘对齐。
10.如权利要求1所述的背光单元，其中所述光板包括光源阵列，并且所述连接器位于所述光源阵列中的相邻光源之间。
11.如权利要求1所述的背光单元，其中所述光导接合到所述第一光源和所述第二光源。
12.一种用于显示器的背光单元，所述背光单元包括：
光板，所述光板包括多个光源；
第一光导拼接块和第二光导拼接块，所述第一光导拼接块和所述第二光导拼接块彼此相邻定位，而所述第一光导拼接块的第一边缘定位在所述第二光导拼接块的第二边缘附近，以在所述第一光导拼接块和所述第二光导拼接块之间限定拼接块接缝；和
连接器，所述连接器位于所述光板和所述第一光导拼接块和所述第二光导拼接块之间的所述拼接块接缝处，其中所述连接器将所述第一光导拼接块和所述
第二光导拼接块接合到所述光板。
13.如权利要求12所述的背光单元，其中在所述连接器的连接位置处的所述光板的一部分具有比所述光板的相邻部分低的反射率，以使所述连接器以及所述第一边缘和所述第二边缘不会被所述背光单元的观察者检测到。
14.如权利要求13所述的背光单元，其中在所述连接位置处的所述光板的所述部分的所述反射率被降低以具有在大约25％至大约80％的范围内的蓝光反射率。
15.如权利要求12所述的背光单元，其中所述连接器被着色以减少在所述连接器的连接器位置处的所述光透射，从而使所述补充连接器以及所述第一边缘和所述第二边缘不会被所述背光单元的观察者检测到。
16.如权利要求15所述的背光单元，其中所述连接器对约450nm波长的蓝光透射率降低到约50％至约90％的范围内。
17.一种组装背光单元的方法，所述方法包括：
将连接器定位在光板上在第一光源和第二光源之间的连接器位置处；和
在所述连接器位置将光导板接合到所述光板上。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述连接器被着色以减少在所述连接器位置处的光透射。
19.如权利要求17所述的方法，其中在所述连接位置处的所述光板的一部分相对于所述光板的相邻部分具有较低的反射率。
20.如权利要求17所述的***，进一步包括：将所述连接器定位为与所述光导板的边缘对齐。
CN202280021614.0A 2021-02-23 2022-02-10 拼接和部分层压的液晶显示器背光源 Pending CN116997853A (zh)

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