视频屏幕保护玻璃照明的制造方法与工艺

视频屏幕保护玻璃照明相关申请交叉引用本申请基于35U.S.C.§119要求2010年10月28日提交的美国临时申请S/N61/407,698的权益，该申请的内容通过引用结合于此。

背景技术：
领域本公开属于信息显示领域，并且主要涉及能够在未活动使用时提供照明的视频显示屏。技术背景当前，非常薄的玻璃板由于其透光性、重量轻以及高物理强度潜能而适用于不断多样化的高级应用。一种这样的应用是用于视频显示器（尤其包括大屏幕等离子体和LCD电视机）的保护玻璃板。大屏幕电视机会占据大量的墙壁空间，当电视机关闭时这些空间无吸引力并且也无用处。最近，一些电视机制造商已经开始提供在电视机未使用（即所谓的“视频关闭”状态下）期间提供局部照明或最低房间照明的电视机。在一些情况下，边缘安装的发光杆或发光条设置在电视机屏幕的底部或其他边缘部分上。这些方法可提供一些照明，但在美学上不令人愉悦，并且不符合消费者当前所偏好的所谓“一体”设计理念。制造商和消费者将对用于电视机和其它信息显示器的更具吸引力或更高效的“视频关闭”照明解决方案感兴趣。类似的辅助显示器照明可为例如用于家电行业的信息显示器提供商业化优势。在任一种情况下，将需要采用廉价但高效的光源和用于以美学上令人愉悦的设计使来自光源的光输入和对用户的光输出最大化的有效设计的显示屏照明系统。

技术实现要素：
根据本公开，提供了具有用于视频关闭状态的改进型显示器照明系统的视频显示屏，其以更低成本和改进的效率提供更高的照明度。所提供的系统是光散射系统，这些光散射系统使保护玻璃板的主体内传播的光在多个方向上向外散射以从保护玻璃的正面提供广角照明和/或漫射来自保护玻璃的边缘的边缘照明。在具体实施例中，在保护玻璃板的至少边缘和/或边界区域上施加有防眩光涂层，其能在宽广的视角范围内将板内传播的光向外朝观众散射。当前用于这些显示器的防眩光系统（包括保护玻璃板上的涂层或纹理化表面）仅从当前使用的光源产生有限的光散射。此外，显著的散射仅在高视角下出现，即几乎没有光在与显示屏的平面垂直的方向上被散射。在此公开的显示器的实施例利用防眩光涂层或表面，这些防眩光涂层或表面包含具有由照明光源所发射的光的波长量级的尺寸的散射部位，从而提供在宽广的光波长范围上的广角散射。在此公开的显示器的进一步实施例包含用于高效率地向保护玻璃板中注入光的改进设计，以增强由显示器提供的照明度。在一些实施例中，设置诸如发光二极管（LED）阵列之类的具有高数值孔径的大光斑尺寸光源的阵列以将光注入保护玻璃板的后表面中。然后，光散射层或反射膜被定位在阵列附近并且在保护玻璃板的相对表面上，以使所注入的光在大范围的角度上散射或漫射。因此，可使散射光从保护玻璃板的边缘发射或在玻璃板内被引导至散射部位，散射部位将光从显示器向外朝观众引导。因此，在第一方面中，本公开提供视频显示屏，包括成像显示面板、用于显示面板的保护玻璃板、以及用于将光注入保护玻璃板的光源。保护玻璃板的至少一部分设置有至少一个光散射元件，该光散射元件典型地是表面层或涂层的形式，但替代地也可以是分散在板的主体内的光散射相的形式。光散射元件被定位成将注入到板中的源光的至少一部分以向外的方向散射，向外的方向可包括板的边缘和/或板的前表面的部分。在另一方面中，本公开提供视频显示屏，包括成像显示面板、用于显示面板的保护玻璃板、以及用于将光注入保护玻璃板的光源，其中成像显示面板具有观看区域，并且保护玻璃板具有覆盖观看区域的观看部分。在该显示器的特定实施例中，至少保护玻璃板的观看部分设置有光散射元件，诸如防眩光层，例如板的涂层或粗糙化的表面区域。还包括其中粗糙化的表面区域具有可在角度范围上有效散射光的粗糙度的实施例，该角度范围包括垂直于保护玻璃板的外表面的角度。在又一方面中，本公开提供一种视频显示屏，包括成像显示面板、用于显示面板的保护玻璃板、以及用于将光注入保护玻璃板的光源，其中至少保护玻璃板靠近光源的一部分设置有在其相对表面上的相对光散射体元件或相对光散射表面元件。在该显示器的特定实施例中，相对的光散射表面元件包括设置在至少保护玻璃板靠近光源的边界的一部分上的光散射墨层。在又一方面中，本公开提供一种视频显示屏，包括成像显示面板、用于显示面板的保护玻璃板、用于将光注入保护玻璃板的光源、以及在至少保护玻璃板一部分上的至少一个光散射元件，其中光散射元件是多层表面元件，该多层表面元件被定位成将来自光源的光散射到保护玻璃板中。在特定实施例中，光源是高数值孔径LED器件的阵列，而多层表面元件包括设置在支承膜上的用于将光从器件散射到保护玻璃板中的多个墨层。还公开了包括光学腔的保护玻璃板，光学腔能够将经引导的光高效地传播到板的平面中以实现从板边缘或主平面的受控发射。附图简述下文参考附图进一步描述在此公开的视频显示器，其中：图1是涂敷有光散射粒子的玻璃板部分的显微图；图2是包括支承光散射粒子的涂层的边界区域的保护玻璃板的部分的照片；图3a是呈现从包含常规防眩光表面层的保护玻璃板散射的光的高视角视图的照片；图3b是从图3a的玻璃板散射的光的低视角视图；图3c是从根据本公开提供的经修改的保护玻璃板散射的光的低视角视图；图4a和4b是第一照明视频显示屏的示意图；图5a、5b和5c是第二照明视频显示屏的示意图；图6是用于视频显示屏的具有印刷墨层的抗反射膜的照片；以及图7是包含产生用于边缘发射的光以提供视频屏幕边界照明的光学腔的保护玻璃板的一个视图的照片。详细描述在视频关闭状态下显示照明的当前方法包括其中光导或二极管光源附连至显示面板或保护玻璃上的边缘位置从而仅提供边缘照明的方法。不透明的边界条通常被定位以阻挡光源避免直视，由此照明被限制于以高视角从光源散射以及仅从显示器的边缘或边界区域发射的光。根据本公开提供的视频显示器包括提供增强光散射特性的保护玻璃板，从而显著提高了照明度而无需提高光源功率。诸如修改的防眩光或抗反射涂层之类的光散射层被选择性地施加在至少保护玻璃板的边缘或边界部分，以增强来自光源的在保护玻璃板内传播的光的散射。在特定实施例中，包括单层或若干层光散射粒子的光散射涂层被施加至保护玻璃板的表面部分。施加可以通过在板表面上浸涂或喷射光散射粒子的液体分散。如果需要，如此涂敷的板可经过热处理以使粒子结合至板表面，如通过使粒子层融合或下沉到玻璃表面中。之后，可根据制造完整的视频显示器的需要来进一步处理该板而不损伤光散射涂层，包括使该板经受热或化学回火以改善板强度。设置有如上所述的光散射涂层的保护玻璃板提供用于视频关闭照明的多个重要优点。使用在可见光波长范围内或附近的粒子尺寸（例如400-1000nm范围内）的散射粒子提供与角度无关的光散射。因此，散射不再限于高视角而可在宽广的角度范围上发生，包括在与视频显示器的平面垂直和接近垂直的散射方向上，从而极大地增加了可用于实际照明的光量。此外，对于至少100nm的粒子尺寸，光散射基本上与波长无关。因此，散射光的光谱特性受到更好控制，并且根据光源的光谱特性和所选粒子的散射特性，可获得宽带或窄带散射。最终，该板的防炫目或光散射特性在该板的不同区域上可不同，以允许照明源的图案化。附图的图1是玻璃板的一部分的电子显微照片，该玻璃板设置有设置在其表面上的光散射粒子的涂层。在由单层粒子覆盖的更宽区域12内，示出了包括平均粒子尺寸为300nm的多层粒子的涂敷区域10。附图的图2是用于视频显示器的保护玻璃板20的照片，其中板22的边界区域被光散射粒子的涂层覆盖。通过将板的边界浸入300nm粒子的酒精悬浮液中、然后热处理以使粒子沉入板表面至约100nm的深度，来施加该涂层。经涂敷的边界被LED阵列照明。从该照片可明显看到在垂直于该板平面的方向上的显著的光散射水平。图1和2的光散射板是所公开的视频显示器的实施例的说明，其中光散射表面元件是防眩光涂层，其中防眩光涂层包括光散射粒子层，并且其中光散射粒子分布在例如从粒子的液体分散沉积的单层中。还举例说明了后者的实施例，其中例如通过加热玻璃以使粒子层融合至玻璃的步骤而将光散射粒子层结合至保护玻璃的表面。还包括包含经涂敷的保护玻璃板的显示器，其中光散射粒子的平均粒子直径在100-1000nm的范围内。如上所示，这样的粒子直径可实现在宽广的波长范围上以及宽广的散射角范围上（包括在与视频显示屏的前表面或平面垂直的角度上）的光散射。这样的显示器的视频关闭照明可通过任何紧凑的光源，包括其中光源是LED阵列的导光杆或光纤元件的显示器。提供防眩光部件的商用视频显示器可利用在板的外表面（观众所面对的表面）具有轻微粗糙化的保护玻璃板来提供令人满意的眩光抑制。然而，即使板的相对主表面的光波导效率将注入板边缘的光的绝大部分捕获在板的平面内，常规类型的防眩目表面也只提供非常有限的光散射。因此，由这样的表面提供的散射通常仅在从垂直于板平面的观看轴的高角度下才可观测到。附图的图3a和3b是将来自通过LED阵列照明的保护玻璃板边缘的散射光强度作比较的照片。那些附图中被照明的保护玻璃板包含常规的防眩光表面层，在图3a中在从板平面的法线以高角度观看该板，而在图3b中以大致垂直于该板平面的角度观看该板。从这些照片可明显看出从这些常规防眩光表面散射的光的有限高角度特性，图3a的高角度散射是显著的，而从图3b的法线轴散射是极弱的。包含根据本说明书提供的保护玻璃板的视频显示器的实施例提供高效的引导光提取，从而提供比常规保护玻璃好得多的全屏幕照明。附图的图3c是沿垂直于板表面的平面的轴所拍摄的类似边缘照明的保护玻璃板的照片。从该照片可明显看出沿该轴从该板散射的高强度光。有利地，当保护板的边缘照明关闭时，在图3的保护玻璃板中实现的高散射效率不会显著地损害在定位于保护玻璃后方的成像显示面板上显示的视频图像质量。附图的图3a-b与图3c之间的散射特性中的明显差别从而照明效率之间的明显差别源自两个保护板的防眩光表面中存在的表面粗糙度特性的改变。图3a和3b中表征的常规防眩光保护玻璃板包含粗糙化的防眩光表面层，其具有40微米量级的表面粗糙度相关长度。作为对比，图3c中所示的保护玻璃板的经修改的防眩光表面层具有提供约500nm相关长度的粗糙度。较短的粗糙度相关长度（即约100-1000nm的光波长范围中的相关长度）的有利影响有许多。除了提供角度无关的光散射之外，该表面的散射效率得到改善，从而视频关闭照明的可能亮度也得到提高。能容易地将经修改的防眩光层扩展至覆盖视频显示器的整个表面区域，从而也改善潜在的亮度。在附图的图4中示意性地示出利用高效率保护玻璃光散射的视频显示屏设计。图4包括视频显示屏30的前视图（a）和侧视图（b），该视频显示屏30包括成像显示面板32、用于显示面板的保护玻璃板32、以及用于将光注入到保护玻璃板中的光源36。保护玻璃板34包含在该板的正面或观看面...