用于外观匹配的具有漫射构件的显示组件的制作方法

本公开总体上涉及一种具有漫射构件的显示组件。

背景技术：

许多装置包括玻璃盖片下方的液晶显示(lcd)屏，其中主动显示屏由边界包围。主动显示屏与其边界之间的反射率差可赋予显示屏和边界的不匹配外观。另外，当液晶显示屏是无盖板显示系统的部分时，诸如杂光、漫反射和干扰性眩光的问题影响显示屏的可读性。

技术实现要素：

一种显示单元包括显示区域和边界区域。该显示区域配置成包括暗状态。该显示区域的暗状态可以限定为具有黑色设定的显示单元的通电状态。该显示区域的暗状态可以限定为显示单元的断电状态。漫射构件定位成邻近于边界区域使得漫射构件与边界区域共同延伸。入射在处于暗状态的显示区域上的第一电磁光线束产生第一双向反射分布作用。入射在边界区域上的第二电磁光线束产生第二双向反射分布作用。漫射构件配置成使得第一双向反射分布作用与第二双向反射分布作用基本上相同。

漫射构件可以包括基层和记录至基层上的表面全息图。表面全息图配置成以基层的不透明性、密度和表面高度中的至少一个来编码空间图案。基层可以由具有光聚合物涂层的玻璃组成。基层可以由具有胶卷涂层的玻璃组成。

漫射构件的前表面定位成邻近于边界区域。不透明层可以定位成邻近于漫射构件的背面，不透明层配置成吸收光。触敏面板可以定位成邻近于不透明层。图像面板可以定位成邻近于触敏面板并且配置成显示图像。图像面板可以包括背光单元，其具有配置成发射光的至少一个发光二极管(led)光源。颜色转换层可以定位成邻近于背光单元并且配置成从背光单元接收光。图像面板可以包括薄膜晶体管层、液晶层和彩色滤光片层，其各自操作地连接至颜色转换层。颜色转换层包括与透射轴线对准的多个量子点。

具有多个对准特征的离轴限幅器可以定位在相应的固定间隔处并且近似平行于透射轴线。对准特征配置成吸收光的离轴分量。玻璃盖片可以定位在漫射构件的前表面处。光学上透明的层压材料可以插入在漫射构件的前表面与玻璃盖片之间。第一抗反射层可以操作地连接至薄膜晶体管层。第二抗反射层可以操作地连接至玻璃盖片。第一抗反射层和第二抗反射层中的每一个抗反射层包括多个相应的凸块，该相应的凸块各自具有小于400纳米的宽度和具有比宽度大一个数量级的高度。

本发明的以上特征和优点以及其它特征和优点从结合附图取得的用于实行本发明的最佳模式的以下详细描述能够容易地显而易见。

附图说明

图1是具有显示单元的显示组件的示意局部侧视图；

图2是显示单元的示意前视图，其示出了显示区域和边界区域；

图3是图1的显示单元的示意局部截面图；

图4是图1的显示单元的示意局部分解图；

图5a是由入射在图3的显示区域上的第一电磁光线束产生的第一双向反射分布作用的示意图；

图5b是由入射在边界区域上的第二电磁光线束产生的第二双向反射分布作用的示意图，其中漫射构件在显示单元中；以及

图5c是由入射在边界区域上的第三电磁光线束产生的第三双向反射分布作用的示意图，其中没有漫射构件在显示单元中。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标号是指相同部件，图1示意地说明具有配置成显示图像的显示单元14的显示组件10。参考图1，显示组件10可以是车辆12的部分。装置12可以是移动平台，诸如但不限于标准乘用车、运动型多用途车、轻型卡车、重型车辆，atv、小型货车、公共汽车、公共交通车辆、自行车、机器人、农具、运动相关设备、船、飞机、火车或任何其它运输装置。设备12可以是非移动平台，诸如但不限于台式计算机、手机和平板计算机。装置12可以采取许多不同形式并且包括多个和/或替代部件。

参考图1，显示单元14可以操作地连接至仪表盘或仪表板16。显示单元14显示配置成用户u可见的图像。在非限制性实例中，用户u可以跨过车辆12的方向盘18坐在驾驶员座椅(未示出)中或可以坐在乘客座椅中。组件10可以包括用于控制显示单元14的控制器c和用于对显示单元14供电的电源p。本领域技术人员已知的任何电源p均可以用于对显示单元14供电。

参考图1，显示单元14可以定位在“下视”定向上，使得用户u的视平线24高于显示单元14的顶端26。最佳地，显示单元14定位成如允许的高度和向前。在此定向上，用户u需要相对细微地改变扫视角以从挡风玻璃20外侧的场景转移至显示单元14的亮度输出22。靠前显示器使得用户u的眼晶状体聚焦更快地重新适应，从而提高了可用性。为了提供改进的可读性，显示单元14可以配置在无盖板系统中，即，没有侧盖或侧板。然而，这造成许多光学问题，包括(但不限于)杂光，其中显示亮度照射在挡风玻璃20上并且被反射至用户的眼睛中。另外，漫射环境光源28中的漫反射可以照射在显示器上并且被引导至用户的眼睛中，干扰了显示对比度。另外，太阳32的入射光线30可经由反射光线34造成干扰性眩光。

图2是如所示的显示单元14的示意前视图。图3是显示单元14的示意局部截面图。本文所述的显示单元14提供了相对较低的漫反射率和相对较低的镜面反射率。参考图2至3，显示单元14包括显示区域40和边界区域41。显示区域40配置成显示图像，而边界区域41不显示图像。在所示的实施例中，显示区域40和边界区域41被第一边界线42和第二边界线44分离，该边界线基本上彼此垂直。虽然显示区域40是以图2中的矩形形状示出，但是应当明白的是，显示区域40和边界区域41可以形成有任何形状。边界区域41与显示区域40之间的反射率差赋予边界区域41相对于显示区域40的不匹配外观。显示区域40配置成包括暗状态。显示区域40的暗状态可以限定为具有黑色设定的显示单元14的通电状态。替代地，显示区域40的暗状态可以限定为显示单元14的断电状态。

参考图3，漫射构件46定位成与边界区域41共同延伸。换言之，漫射构件46可以分为多个部分47(图2中的虚线所示)，其中多个部分47中的每一个部分均在边界区域41下方。漫射构件46具有前表面48和背面50，其中前表面48定位成邻近于玻璃盖片52。漫射构件46包括基层54。基层54可以由前表面48处具有光聚合物涂层的玻璃组成。光聚合物涂层具有可通过辐射曝光处理调整的结构和反射性质。基层54可以由前表面48处具有胶卷涂层的玻璃组成，该胶卷涂层具有光敏卤化银晶体。替代地，基层54可以包括玻璃盖片52的下侧(即，图3的前表面48处)上的光聚合物涂层。参考图3，表面全息图55可以被压印至前表面48处的基层54上。

参考图3，表面全息图55限定为将原始电磁场的编码或记录为基层54的不透明性、密度和表面轮廓或高度中的至少一个的空间图案。空间图案可以由多个部分47的不透明性(oi)、密度(d)和表面高度(sh)值限定的矩阵m来编码。矩阵m可以表达为：

m＝[oi,di,shi]；其中i＝1至n，且存在n个部分47。

当第二电磁光线束入射在表面全息图55上时，记录的空间图案将第二电磁光线束转换为原始电磁场的重现。可以使用本领域技术人员已知的任何方式来对表面全息图55执行记录。在一个实例中，可以使用机械压印工艺来产生表面全息图55。如果基层54是由具有光聚合物涂层的玻璃组成，那么激光束(未示出)可以用于创建表面全息图55。如果基层54是由具有胶卷涂层的玻璃组成，那么选择性曝光于紫外光可以用于创建表面全息图55。

参考图3，不透明层56定位成邻近于漫射构件46的背面50，并且与边界区域41共同延伸。在一个实施例中，不透明层56被实施为涂覆在漫射构件46的背面50上的吸光涂层56。触敏面板58可以定位成邻近于不透明层56。图像面板60可以定位成邻近于触敏面板58并且配置成显示图像。不透明层56阻止通过边界区域41看到图像。光学上透明的层压材料61可以插入在触敏面板58与图像面板60之间以增加光的透射并且减小反射率变化。光学上透明的层压材料61可以施用在漫射构件46与玻璃盖片52之间。图像面板60的实例在图4的分解图中示出、在下文进行详细描述。

参考图3，第一电磁光线束62被示为入射在处于暗状态的显示区域40上。第一电磁光线束62的不同部分从显示区域40下方的不同表面中反射回来。例如，第一电磁光线束62的第一部分62a从玻璃盖片52中反射回来，而第二部分62b从图像面板60中反射回来。参考图3，第二电磁光线束64被示为入射在边界区域41上。第二电磁光线束64的不同部分从边界区域41下方的不同表面中反射回来。例如，第一部分64a从玻璃盖片52中反射回来，且第二部分64b从漫射构件46中反射回来。参考图5a，第一电磁光线束62(全部)入射在显示区域40(处于暗状态)上产生第一双向反射分布作用63。参考图5b，第二电磁光线束64(全部)入射在边界区域41上产生第二双向反射分布作用65。

参考图3，漫射构件46配置成使得第一双向反射分布作用63基本上相似于第二双向反射分布作用65。换言之，选择以表面全息图55的不透明性、密度和表面高度中的至少一个编码的空间图案使得第一双向反射分布作用63与第二双向反射分布作用65基本上相同。为了比较，参考图5c，示出已移除了漫射构件46的第二显示单元102。如图5c中所示，在缺少漫射构件46的情况下，通过第三电磁光线束104撞击边界区域41产生的第三双向反射分布作用106与第一双向反射分布作用63显著地不同。

现在参考图4，详细地示出了示例性图像面板60(参照图3)的分解图。图像面板60包括背光单元108，其具有配置成发射光的至少一个发光二极管(led)光源110。光可以从另一个构件(未示出)中反射回来，并且在行进通过显示单元14的各个层之前通过光导112。参考图4，背光单元108产生第一亮度分布114。如本领域技术人员所已知，亮度是投影在给定区域和方向上的发光强度。亮度是客观可测量的属性，以坎德拉/平方米为单位。

参考图4，颜色转换层116定位成邻近于背光单元108并且配置成接收由背光单元108发射的光。在一个实例中，颜色转换层116包括量子棒117，其相应轴线与lcd输入偏光器115的透射轴线(a)对准。还可采用量子点或本领域技术人员已知的其它任何其它颜色转换材料。如本领域技术人员所理解，量子棒117包括严格约束的三维电子或电子空穴，其可通过胶体合成、等离子体合成、机械制造和其它工艺而得到。量子点117的电子性质可调谐为给定组合物的颗粒大小和性质的作用。因为量子棒117对准，所以它们将吸收平行于它们的相应轴线的偏光状态，但将不会吸收垂直于它们的相应轴线的偏光状态。激发的量子棒117将发射具有平行于棒轴的偏光状态的辐射，该棒轴与lcd输入偏光器115的透射轴线(a)对准。在一个实例中，发光二极管(led)光源110配置成发射所有偏光状态的蓝光122，其具有454纳米的波长。基于颜色转换层116的耦接效率来选取精确的led发射波长。在此情况中，在通过颜色转换层116之后，发射的红光126和发射的绿光128平行于lcd输入偏光器115的透射轴线(a)而偏光，且发射的蓝光124具有两种偏光状态。

参考图3，图像面板60可以包括具有多个透镜119的透镜棱镜阵列118，该透镜119配置成通过将离轴光改向至垂直于显示表面的方向而缩小光的亮度分布，产生窄于第一亮度分布114的第二亮度分布120。在所示的实施例中，透镜119是由塑料组成。

参考图4，图像面板60包括定位成邻近于透镜棱镜阵列118的薄膜晶体管层131、液晶层132以及彩色滤光片层134。参考图4，离轴限幅器136可以定位成邻近于彩色滤光片层134。离轴限幅器136包括多个对准的光学吸收特征138，其定位在相应的固定间隔处并且近似垂直于正常的显示器。对准的吸收特征138配置成吸收任何入射辐射的离轴分量，从而产生窄于第二亮度分布120的第三亮度分布140。

参考图3，图像面板60可以包括定位成邻近于薄膜晶体管层131的第一抗反射层142。第二抗反射层144可以定位成邻近于漫射构件46的前表面48。第一抗反射层142和第二抗反射层144各自具有多个相应的顶点143。每个相应顶点143具有小于可见光的波长的宽度(w)和比宽度(w)约大一个数量级的高度(h)。在一个实例中，顶点143的宽度(w)小于400纳米。

总之，可以集成多种元件以生产高性能显示组件10，其对于边界区域41和显示区域40具有外观匹配特征以及相对较低反射率、塑形的亮度分布和高色域。这些特征提高了高环境对比度性能以使得能够实施无盖板下视显示器。

组件10的控制器c包括计算机可读介质(又称为处理器可读介质)，其包括参与提供可以由计算机(例如，由计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的任何非暂时性(例如，有形)介质。这样的介质可以采取许多形式，包括(但不限于)非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括(例如)光盘或磁盘和其它持久存储器。易失性介质可以包括(例如)可以构成主存储器的动态随机存取存储器(dram)。这样的指令可以由一个或多个传输介质来传输，所述传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括具有耦接至计算机的处理器的系统总线的导线。某些形式的计算机可读介质包括(例如)软盘片、软盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、cd-rom、dvd、任何其它任何光学介质、穿孔卡、纸带、带有穿孔图案的任何其它物理介质、ram、prom、eprom、闪烁-eeprom、任何其它存储器芯片或存储器盒或计算机可读的任何其它介质。

查找表、数据库、数据仓库或本文描述的其它数据存储装置可以包括用于存储、存取和检索各种数据的各种机构，包括分层数据库、文件系统中的文件集、专用格式的应用程序数据库、关系型数据库管理系统(rdbms)等。每个这样的数据存储装置均可以包括在采用诸如上述一种操作系统的计算机操作系统的计算装置内，并且可以经由网络以各种方式中的任何一种或多种来存取。文件系统可以从计算机操作系统存取，并且可以包括以各种格式存储的文件。rdbms除用于创建、存储、编辑和执行已存储的程序的语言(诸如上述pl/sql语言)之外还可以采用结构化查询语言(sql)。

详述和图式或图支持并且描述本发明，但是本发明的范围仅仅是由权利要求书限定。虽然已详细地描述了用于实行本发明的某些最佳模式和其它实施例，但是也存在用于实践所附权利要求书中限定的本发明的各种替代设计和实施例。另外，附图中所示的实施例或本描述中提及的各种实施例的特性不一定被理解为实施例彼此独立。实情是，可行的是，实施例的一个实例中描述的每个特性可结合来自其它实施例的一种或多种其它期望特性，从而导致其它实施例没有用语言或没有参考图式来描述。因此，这样的其它实施例落在所附权利要求书的范围的框架内。