专利名称：具有背光源的显示器的制作方法
具有背光源的显示器
背景技术：
反射式显示器通常使用很少的功率且比较适合在日光或明亮室内照明中使用。由于反射式显示器通常不发光，所以其在缺少环境光时表现并不是很好。可以使用正面光(front light)来照亮反射式显示器，例如通过使用结构化光学膜来从显示器的侧面获取光并将其指引回至用于向用户反射出该光的显示器。然而，此类光学膜是复杂的，并且可能会通过将进入的光散射回到用户而降低显示器的对比度。
发明内容
依照本发明的实施例，一种显示器包括背光源(backl ight)。另外，该显示器针对至少一个波长带中的每一个包括放置在背光源之上的多个层。所述多个层包括吸收层、发光层和反射层。该吸收层能够吸收一波长带中的光而对其他波长带中的光基本上透明。发光层能够响应于来自背光源的光而发射该波长带内的光。反射层适合于反射该波长带中的光。图I是根据本发明的实施例的反射式显示器件的示意性剖视图。
图I是根据本发明的实施例的反射式显示器件的示意性剖视图。图2是根据本发明的另一实施例的反射式显示器件的示意性剖视图。
具体实施例方式图I是包括背光源40的反射式显示器件41的示意性剖视图。例如，背光源40提供具有在300至380纳米范围内的波长的紫外(UV)光或具有在380至420纳米范围内的波长的深蓝光。反射式显示器件40包括吸收层12、22和32，可以使得其吸收不同颜色的光。例如，吸收层12、22和32是电光层，其由诸如液晶主体中的二色性染料、电泳致动颜料颗粒之类的选择性光吸收材料或能够被控制而从透明变成吸收特定波长带中的颜色的已知选择性光吸收材料中的另一种组成。例如，吸收层12、22和32中的每一个的厚度是3微米。吸收层12、22和32被夹在透明导电材料之间。本文中的透明材料意指使光通过的材料。因此，术语透明材料意图包括其中存在大量的光漫射的半透明材料以及其中存在相对很少或者甚至可忽略的量的光漫射的清澈透明材料。例如，吸收层12在透明导电层11与透明导电层13之间。吸收层22在透明导电层21与透明导电层23之间。吸收层32在透明导电层31和透明导电层33之间。例如，透明导电层11、13、21、23、31和33中的每一个为50至100纳米厚且由例如氧化铟锡(ITO)或聚(3，4-二氧乙基噻吩)聚(苯乙烯磺酸(styrenesu Ifonate) ) (Pedot-PSS)或显示器制造领域的技术人员已知的某种其他透明导电材料。透明导电材料载送控制所选光带在显示器中的什么位置处被吸收的电控制信号。如图I所示，透明导电层紧邻相应的吸收层，从而使操作所需的电压最小化。然而，在某些情况下，可能存在中间层。例如，液晶致动二色性染料宾主系统中的用于液晶的对准层可以将吸收层与其相应透明导电层中的一者或两者分离。在吸收层12、22和32下面，在被上面的吸收层所吸收的波长处的光被反射。例如，由多个反射层实现光的反射。反射层15作为波长选择反射镜(wavelength selectivemirror)进行操作。反射层15位于吸收层12下面,并且选择性地反射能够被吸收层12吸收的光。反射层25作为波长选择反射镜进行操作。反射层25位于吸收层22下面，并且选择性地反射能够被吸收层22吸收的光。反射层25可以可选地还反射能够被层12吸收的光而不反射能够被层32吸收的光。反射层35作为波长选择反射镜进行操作。反射层35位于吸收层32下面，并且选择性地反射能够被吸收层32吸收的光。反射层35可以可选地还反射能够被层12和被层22吸收的光。例如，反射层15、25和35由反应性中介物胆甾醇膜(reactive mesogen cholesteric film)制成。例如,可以使用Merck材料RMS03-008来选择性地反射蓝光。可以使用Merck材料RMS03-010来选择性地反射绿光。可以使用Merck材料RMS03-009来选择性地反射红光。要获得关于构造反射层15、25和35的更多信息,参见用于Reflective Display的2009年6月4日公开的美国专利申请公开2009/0140961 Al。紧邻在反射层15、25和35中的每一个之上放置发光层，其在被来自背光源40的光激励时发射主要在能够被相应吸收层吸收的波长范围内的光。因此，发光层14发射在主要在能够被吸收层12吸收的波长范围内的波长带内的光。发光层24发射在主要在能够被吸收层22吸收的波长范围内的波长带内的光。发光层34发射在主要在能够被吸收层32吸收的波长范围内的波长带内的光。例如，发光层是发荧光或发磷光的。例如，发光层14、24和34中的每一个吸收由发光背光源40发射的光的约三分之一。替换地，根据基于所使用的材料和所期望的性能的设计选择，发光层14、24和34可以吸收由发光背光源40发射的不相称的光量。如果其发射效率足够高且能够平衡原色之间的发射的话，则可以可选地将发光层内的发光体选择为吸收某些可见光波长而不仅仅是来自背光源的光的波长。允许此可见光吸收能够扩宽发光材料的选择。反射层15、25和35在从背光源40发射的激励发光层的光的波长处基本上是透明的。可以基于吸收层12、22和32的组成来选择发光层14、24和34的组成。例如，如果在吸收层12、22和32中，使用电泳单元(electrophoretic cell)来在像素区域中扫入或扫出颜料以实现颜色吸收，则在发光层14、24和34中不需要极化。在这种情况下，发光层14、24和34可以由例如发光染料掺杂透明聚合物或发光聚合物或具有1-20微米的厚度的树形化合物组成。如果吸收层12、22和32基于极化实现了颜色吸收，则也可能需要使发光层14、24和34极化。这可以通过使用例如二色性荧光染料来组成发光层14、24和34而实现，其可以在可固化液晶聚合物层中对准。在XUEL0NG ZHANG ; G0R0HMARU Hideki;KADOffAKI Masami; K0BAYASHI Takako ; ISHI- I Tsutomu ; THIEMANN Thies ; MATAKAShuntaro; Benzo-2,I, 3-thiadiazole-based, highly dichroic fluorescent dyes forfluorescent host-guest liquid crystal displays; Journal of Material Chemistry;ISSN 0959-9428 2004，vol. 15，nol2, pp. 1901_1904n 中描述了此类染料。
图I示出了根据色谱分组的层。层10包括吸收层12、发光层14、反射层15和衬底层11和13，其实现第一颜色的显示。层20包括吸收层22、发光层24、反射层25和衬底层21和23，其实现第二颜色的显示。层30包括吸收层32、发光层34、反射层35和衬底层31和33，其实现第三颜色的显示。例如，第一颜色是蓝色，第二颜色是绿色且第三颜色是红色。替换地，第一颜色是红色，第二颜色是绿色且第三颜色是蓝色。通常，颜色的次序是基于例如颜色吸收和所选材料的反射率及当显示器主要使用环境光进行操作时和当显示器使用从发光层产生的光进行操作时的显示器性能的期望最优化的设计选择。替换地，可以按照不同的次序来布置颜色，或者可以使用不同的颜色。虽然标准惯例是使用三原色来实现彩色显示器，但本发明还可以用来用一个、两个、四个、五个或更多原色来实现显示器。当环境光为高时，显示器41充当反射式显示器，其中，环境光基于被吸收层选择 性地吸收的光的波长被选择性地反射到用户。因此，当存在足够的环境光时，可能不需要背光源40来产生适合于用户需要的显示。当背光源40被开启时，环境光的反射可以通过在背光源的激励下在发光层内产生的光致发光的光来加强。此光致发光的光基于被吸收层选择性地吸收的光的波长被选择性地允许逸出显示器。虽然图I示出了一个堆叠次序，但在替换实施例中，根据色谱来将层分组，并且可以使用其他方案来将层分组。例如，图2示出了具有不同层次序的反射式显示器件42。如图2所示，在反射式显示器件42的顶部处将透明导电层11、吸收层12和透明导电层13分组。然后定位的是透明导电层21、吸收层22和透明导电层23、透明导电层31、吸收层32和透明导电层33，如所示。布置在这些层下面的是发光层34、反射层35、发光层24、反射层25、发光层14和反射层15。替换地，可以用放置在发光层14、发光层24和发光层34下面的单个宽带反射镜来替代反射层35、选择性反射镜25和选择性反射镜15。在替换实施例中，例如,发光层14、发光层24和发光层34全部位于反射层15、反射层25和反射层35 (或者替代反射层15、25和35的单个宽带反射镜)之上，并且全部位于吸收层11、吸收层21和吸收层31下面。针对每个颜色，发光层位于相应的吸收层下面，并且位于相应的反射镜之上。
权利要求
1.一种显不器，包括 背光源(40)； 针对至少一个波长带中的每一个，放置在背光源(40)之上的多个层，所述多个层包括 吸收层(12、22、32)，其能够吸收一波长带中的光而对其他波长带中的光基本上透明，以及 发光层(14、24、34),其能够响应于来自背光源(40)的光而发射该波长带内的光；以及至少一个反射层(15、25、35)，所述至少一个反射层适合于反射所述至少一个波长带中的光。
2.如权利要求I所述的显示器，其中，所述背光源(40)发射紫外光和深蓝光之一。
3.如权利要求I所述的显示器，其中，所述至少一个波长带包括准确地三个波长带。
4.如权利要求I所述的显示器，其中，所述至少一个波长带包括红色波长带、蓝色波长带和绿色波长带。
5.如权利要求I所述的显示器，其中，发光层(14、24、34)被极化。
6.如权利要求I所述的显示器，其中，使用二色性发光染料将发光层(14、24、34)极化。
7.如权利要求I所述的显示器，其中，所述吸收层(12、22、32)是电光层。
8.一种用于显示的方法，包括 利用背光源(40)产生光； 使来自背光源(40)的光传播通过适合于反射第一波长带中的光的第一反射层(15)；响应于来自背光源(40)的光到达第一发光层(14)而从第一发光层(14)发射第一波长带内的光；以及 使第一波长带内的发射光传播至第一吸收层(12)，其能够吸收第一波长带中的光而对其他波长带中的光基本上透明，第一吸收层(12)根据控制信号而吸收或不吸收第一波长带中的光。
9.如权利要求8所述的方法，另外包括 响应于来自背光源(40)的光到达第二发光层(24)而从第二发光层(24)发射第二波长带内的光；以及 使第二波长带内的发射光传播至第二吸收层(22)，其能够吸收第二波长带中的光而对其他波长带中的光基本上透明，第二吸收层(22)根据控制信号而吸收或不吸收第二波长带中的光。
10.如权利要求9所述的方法，另外包括 响应于来自背光源(40)的光到达第三发光层(34)而从第三发光层(34)发射第三波长带内的光；以及 使第三波长带内的发射光传播至第三吸收层(32)，其能够吸收第三波长带中的光而对其他波长带中的光基本上透明，第三吸收层(32 )根据控制信号而吸收或不吸收第三波长带中的光。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述第一波长带是蓝色波长带，所述第二波长带是绿色波长带且所述第三波长带是红色波长带。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述第一发光层(14)、所述第二发光层(24)和所述第三发光层(34)中的每一个被极化。
13.如权利要求10所述的方法，其中，使用二色性发光染料将所述第一发光层(14)、所述第二发光层(24)和所述第三发光层(34)中的每一个极化。
14.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一吸收层(12、22、32)是电光层。
15.如权利要求8所述的方法，另外包括 接收通过第一吸收层(12)到达第一反射层(15)的环境光；以及 由第一反射层(15)将环境光反射回通过第一吸收层(12)。
全文摘要
显示器包括背光源(40)。另外，该显示器针对至少一个波长带中的每一个包括放置在背光源(40)之上的多个层。所述多个层包括吸收层(13、23、33)、发光层(14、24、34)和反射层(15、25、35)。该吸收层(12、22、32)能够吸收一波长带中的光而对其他波长带中的光基本上透明。发光层(14、24、34)能够响应于来自背光源(40)的光而发射该波长带内的光。反射层(15、25、35)适合于反射该波长带中的光而对其他波长带中的光基本上透明。
文档编号G02F1/13357GK102939559SQ201080067614
公开日2013年2月20日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者A.D.盖索, S.C.基特森, G.A.吉布森 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业