用于提供顯示器組件的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】用于提供顯示器組件的方法和設(shè)備
相關(guān)申請(qǐng)交叉參考
[0001]本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§ 119要求2012年4月5日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)系列號(hào)61/620，677的優(yōu)先權(quán)，本文以該申請(qǐng)的內(nèi)容為基礎(chǔ)并通過參考將其完整地結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于提供一種或更多種用于顯示器系統(tǒng)的組件的方法和設(shè)備，特別是用于產(chǎn)生漫射光的組件。
背景
[0003]用于產(chǎn)生漫射光的常規(guī)組件包括漫射玻璃，其已用于顯示器工業(yè)中的多種應(yīng)用中。這些應(yīng)用包括無承載框(bezel-free)電視系統(tǒng)，液晶顯示器(IXD)，電泳顯示器(EPD),有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器，等離子體顯示面板(PDP)，微機(jī)電(MEMS)結(jié)構(gòu)顯示器，電子閱讀器(電子書)設(shè)備等等。
[0004]但是，已發(fā)現(xiàn)市售的漫射玻璃不能滿足新興顯示器工業(yè)的某些新的和重要的要求。
[0005]此外，已發(fā)現(xiàn)顯示器工業(yè)中的某些類型的顯示器例如半透(半透明)的顯示器，因常規(guī)的顯示器組件而遭受不良的性能特征，特別是關(guān)于提供背板照射來源時(shí)，不能滿足市場(chǎng)的性能要求。
概述
[0006]已發(fā)現(xiàn)一種有市場(chǎng)前景的顯示器系統(tǒng)包括玻璃組件，該玻璃組件作為基礎(chǔ)并在其上面設(shè)置多個(gè)可電子控制的顯示器組件。玻璃組件包括總體平坦的板材結(jié)構(gòu)，其具有導(dǎo)向觀看者的表面和相對(duì)的表面，在該相對(duì)表面上設(shè)置多個(gè)顯示器組件(例如MEMS組件、OLED組件等)。單個(gè)顯示器組件的集合限定大量的像素位點(diǎn)，用于根據(jù)電子控制信號(hào)來操控光，從而為觀看者提供理想的顯示器分辨率。
[0007]玻璃組件提供光漫射特征，從而當(dāng)從一種或更多種邊緣、一種或更多種邊界和/或觀看表面進(jìn)入玻璃板的任意光在向顯示元件傳播時(shí)，漫射該任意光。就這一點(diǎn)而言，玻璃組件包括一種或更多種光漫射特征，從而玻璃組件作為漫射玻璃組件操作。光漫射特征可包括在接近和觀看表面相對(duì)的玻璃板的表面處提供多個(gè)光散射位點(diǎn)，即接近上面設(shè)置了顯示元件的表面處。
[0008]漫射玻璃的重要性能特征包括大的向前-對(duì)-向后散射比、高霧度比、高透光率比和寬的角度光散射特征。在某些顯示器系統(tǒng)應(yīng)用中，光散射位點(diǎn)需要鄰近上面設(shè)置顯示元件的表面但埋在該表面以下。實(shí)際上，它們必須使得能在表面的幾微米之內(nèi)發(fā)生光散射。當(dāng)在這種表面以上且在玻璃板的表面和顯示元件之間沉積透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層時(shí)，尤其如此。此外，對(duì)上面設(shè)置顯示元件的表面有顯著的平坦度要求，其具體為像素長(zhǎng)度(和相當(dāng)小的單個(gè)顯示元件的尺度相關(guān)的量度)的函數(shù)。另一重要的要求是當(dāng)進(jìn)行下游加工例如在其上沉積顯示元件(這可能將玻璃組件暴露于大于或等于約400°C的加工溫度)時(shí)，具有光漫射特征(例如光散射元件和相關(guān)的結(jié)構(gòu))的玻璃板必須保持它們的性能特征。
[0009]盡管能發(fā)現(xiàn)有市售的漫射玻璃，但這些市售漫射玻璃都不能滿足如上所述的對(duì)新興顯示器工業(yè)的新的和重要的要求。例如，可從埃木達(dá)光學(xué)器件公司(Edmund Optics)購買漫射玻璃，其具有設(shè)計(jì)成在寬的角度散射光的粗糙表面。但是，這種玻璃不能用于上述的新的一種或更多種顯示器應(yīng)用，因?yàn)樯⑸涔δ芤蕾囉诖植诒砻?，其中散射特征尺寸顯著大于沉積顯示元件(例如沉積TCO層)時(shí)可接受的尺寸。此外，這些大的尺寸特征將導(dǎo)致對(duì)顯示器系統(tǒng)中電氣性質(zhì)不利的高電阻和分流(shunting)。還可使用相分離的玻璃、玻璃陶瓷或用晶體摻雜的玻璃料，來實(shí)現(xiàn)玻璃中的散射。但是，這些玻璃都不能使得在玻璃表面的幾微米內(nèi)發(fā)生散射。
[0010]根據(jù)本文所述的一種或更多種實(shí)施方式，開發(fā)了用于提供漫射玻璃結(jié)構(gòu)的方法和設(shè)備，其中將散射元件(即顆粒、團(tuán)聚體(agglomerate)或聚集體(aggregate))吸附到玻璃基片上并使用粘合劑材料固定在那里。元件的尺寸可在幾百納米的量級(jí)，例如約250納米。在一些應(yīng)用中，和玻璃板和粘合劑的折射率(其可為約1.4 - 1.6或約1.43-1.56的量級(jí))相比，元件具有較高的折射率(例如約2.0)。在其它應(yīng)用中，元件無需具有高折射率，但可具有量級(jí)和玻璃板和粘合劑材料的折射率量級(jí)相同的折射率?？赏ㄟ^由單一層的顆粒、團(tuán)聚體或聚集體形成的元件，或者有多層形成的元件，來實(shí)現(xiàn)光散射特征。任一實(shí)施方式可得到元件的高度尺寸在亞微米和微米之間或以上?？墒褂谜澈蟿﹣聿糠只蛉刻畛湓g的空隙，來控制玻璃組件的表面的表面特征(例如平坦度)。當(dāng)使用足夠的粘合劑(其可包括多層)時(shí)，粘合劑可形成從元件向上延伸亞微米到幾微米的平坦化層。
[0011]如上所述的玻璃組件提供高霧度比、高透光率、適于下游薄膜沉積工藝的平坦的表面、在玻璃板表面的幾微米之內(nèi)的理想的光散射特征(例如，寬角度散射)、以及在下游大于或等于約400°C的加工溫度下的幸存。此外，可使用多種玻璃基片類型來制備設(shè)想的玻璃組件。
[0012]根據(jù)本發(fā)明所述的一種或更多種其它實(shí)施方式，已開發(fā)了提供用于顯示器系統(tǒng)的背板的方法和設(shè)備。
[0013]市售的半透顯示器系統(tǒng)，例如半透(半透明的)IXD電視，已經(jīng)商業(yè)用于數(shù)碼標(biāo)牌和廣告應(yīng)用中。處于“關(guān)狀態(tài)”(即，當(dāng)驅(qū)動(dòng)該LCD元件的相關(guān)電子器件沒有命令形成圖像時(shí))時(shí)，這些顯示器系統(tǒng)是半透明的。為了維持半透明特征，這些顯示器系統(tǒng)不使用不透明光學(xué)背板來產(chǎn)生光以激發(fā)LCD。相反，處于“開狀態(tài)”(即當(dāng)相關(guān)的電子器件命令形成圖像時(shí))，顯示器系統(tǒng)使用背景、環(huán)境光來激發(fā)IXD。這樣，觀看者可看透顯示器系統(tǒng)，并觀察在顯示器平面后面的物體(例如商品等)。同時(shí)，觀看者還可接收某部分屏幕(或整個(gè)屏幕)上的視覺信息，這在商業(yè)應(yīng)用中將可能涉及屏幕后的商品。
[0014]但是，使用半透明顯示器系統(tǒng)的一個(gè)重要問題在于它們不是特別透明的。實(shí)際上，測(cè)量顯示它們只呈現(xiàn)約15%的透光率比。這樣，必須常常在接近屏幕處提供較高水平的環(huán)境光，因?yàn)橹T多原因這樣不一定是可行的或甚至是不利的。就穿過顯示器的圖像質(zhì)量的均勻性而言，這導(dǎo)致了一系列問題，例如顏色、對(duì)比度等不均勻。
[0015]因此根據(jù)本文所述的一種或更多種其它實(shí)施方式，提供了用于透明顯示器系統(tǒng)的透明背板。使用上述的一些或全部的組件和漫射玻璃結(jié)構(gòu)結(jié)合，來形成透明背板。漫射玻璃結(jié)構(gòu)置于透明顯示器系統(tǒng)后面，且沿著該漫射玻璃結(jié)構(gòu)的一種或更多種邊緣和/或一種或更多種邊界，將光引入玻璃板。光在玻璃板內(nèi)以波導(dǎo)方式傳播，并在光散射部分入射。這樣，光散射出透明背板，照射半透明顯示器系統(tǒng)的LCD。因此，透明背板改善了用于半透明顯示器系統(tǒng)的LCD元件的光源。選定和布置散射元件，從而提供合適的折射率特征和尺寸來實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)和取決于角度的對(duì)LCD的激發(fā)。此外，散射元件產(chǎn)生合適的霧度比，它足夠低從而當(dāng)部分顯示器系統(tǒng)處于關(guān)狀態(tài)時(shí)，實(shí)現(xiàn)高水平的背板透明度(觀察者可視覺看透背板)。
[0016]透明背板的優(yōu)勢(shì)包括增加的亮度、保持透明度(處于關(guān)狀態(tài)時(shí))、改善的光均勻性、改善的光波長(zhǎng)和入射角、改善的顏色坐標(biāo)，以及更簡(jiǎn)單和成本-效率的輸入光學(xué)器件。
[0017]本領(lǐng)域技術(shù)人員在結(jié)合附圖閱讀本文所述之后，將清楚地了解本發(fā)明的實(shí)施方式的其他方面、特征、優(yōu)點(diǎn)等。
【附圖說明】
[0018]出于說明之目的，在附圖中示出優(yōu)選形式，但是應(yīng)理解，本實(shí)施方式不限于所示的精確排列和手段。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種或更多種實(shí)施方式的光漫射設(shè)備的側(cè)面截面視圖；
[0020]圖2是圖1所示的光漫射設(shè)備的前視圖；
[0021]圖3是各種尺寸的散射顆粒的散射橫截面和散射角度的圖片；
[0022]圖4A、4B和4C是用于制造一種如圖1所示的光漫射設(shè)備的方法的中間結(jié)構(gòu)的側(cè)面截面視圖；
[0023]圖5A-5E分別是設(shè)置在光漫射設(shè)備的表面上的光散射元件的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，各圖像顯示不同的粘合劑特征；
[0024]圖6A-6B分別是當(dāng)將表面活性劑添加到溶液用于把散射顆粒沉積到圖1所示的光漫射設(shè)備上時(shí)的霧度比和透光率比(表達(dá)為百分比)；
[0025]圖7A-7B分別是當(dāng)將或不將表面活性劑添加到溶液用于把散射顆粒沉積到圖1所示的光漫射設(shè)備上時(shí)的霧度比和透光率比(表達(dá)為百分比)隨開孔面積和粗糙度的變化；
[0026]圖8是用于一些樣品的頻率相對(duì)于周界-最大費(fèi)雷特(Feret)比例的柱狀圖，該樣品是使用添加到溶液用于把散射