熒光顯示器中強(qiáng)度振蕩的減少的制作方法
【專利摘要】描述了在發(fā)光熒光層與激勵(lì)濾光器層之間具有中間層的熒光顯示屏幕的實(shí)施方式。中間層包括：（1）布置在發(fā)光熒光層與激勵(lì)濾光器層之間的低指數(shù)層和（2）備置在低指數(shù)層與激勵(lì)濾光器層之間的指數(shù)橋接層。根據(jù)上述配置的低指數(shù)層和指數(shù)橋接層的插入，減少激勵(lì)耦合到激勵(lì)濾光器層中的非均勻性和激勵(lì)源的輸出頻率中的變化性的靈敏度，從而在不顯著損害激勵(lì)耦合效率的情況下改善顯示強(qiáng)度的均勻性。由硬涂覆制造的指數(shù)橋接區(qū)域還提供耐磨性并且提供對(duì)于相鄰激勵(lì)濾光器層的結(jié)構(gòu)鋼性。
【專利說(shuō)明】熒光顯示器中強(qiáng)度振蕩的減少
【背景技術(shù)】
[0001 ] 本說(shuō)明書涉及顯示屏幕和顯示裝置。
[0002]電子顯示系統(tǒng)通常用于顯示源自電腦或其他來(lái)源的信息。掃描光束顯示系統(tǒng)使用含熒光材料的屏幕以在光激勵(lì)下發(fā)光從而產(chǎn)生圖像。在一些實(shí)施方式中，光激勵(lì)是通過(guò)一個(gè)或多個(gè)掃描激勵(lì)激光束提供。熒光材料被排列在顯示器的熒光層中的像素或子像素的周期性圖案內(nèi)。當(dāng)熒光層的特定像素或子像素被源自激勵(lì)源(例如，掃描UV激光)的激勵(lì)光照射時(shí)，在該特定像素或子像素中的熒光材料發(fā)出可見光，并且形成對(duì)應(yīng)像素或子像素的輸出圖像。在一些實(shí)施方式中，不同顏色的熒光材料被排列在顯示器的熒光層中的平行帶的重復(fù)圖案內(nèi)。當(dāng)掃描激光束掃描過(guò)每個(gè)熒光帶時(shí)，在熒光帶上的掃描激光束的足跡在輸出圖像中限定每個(gè)子像素的邊界。在操作中，掃描激光束的強(qiáng)度根據(jù)每個(gè)子像素的圖像信息被時(shí)間調(diào)制。隨著掃描激光束掃描過(guò)熒光帶，通過(guò)不同的彩色熒光帶發(fā)出的復(fù)合光在每個(gè)圖像像素中形成具有適當(dāng)顏色和強(qiáng)度的圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本說(shuō)明書描述用于減少圖像形成中的非均勻性的技術(shù)，該圖像形成中的非均勻性是因?yàn)橥ㄟ^(guò)顯示裝置的熒光層接收的激勵(lì)光中意想不到的強(qiáng)度變化而導(dǎo)致。在一些實(shí)施方式中，該技術(shù)還在相對(duì)低成本下生產(chǎn)堅(jiān)固且耐劃痕的屏幕層。
[0004]—方面,在一些實(shí)施方式(A):顯不屏幕包括:發(fā)光層,該發(fā)光層被配置成在不同于第一波長(zhǎng)范圍的第二波長(zhǎng)范圍中的激勵(lì)光的照射下發(fā)出第一波長(zhǎng)范圍中的可見光，該發(fā)光層具有與顯示屏幕的觀察者側(cè)相對(duì)的第一側(cè)面和與顯示屏幕的激勵(lì)側(cè)相對(duì)的第二側(cè)面；激勵(lì)濾光器層，該激勵(lì)濾光器層被布置在相對(duì)于發(fā)光層的顯示屏幕的激勵(lì)側(cè)上，并且被配置成反射第一波長(zhǎng)范圍中的可見光并透射第二波長(zhǎng)范圍中的激勵(lì)光；以及中間層，該中間層被布置在發(fā)光層與激勵(lì)濾光器層之間并且與發(fā)光層和激勵(lì)濾光器層相鄰，其中該中間層包括與發(fā)光層接觸的一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域和將一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域與激勵(lì)濾光器層分離的第二區(qū)域，并且其中第二區(qū)域具有在一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域的第一折射率與激勵(lì)濾光器層的第二折射率之間的橋接折射率。
[0005]在顯示屏幕(A)的一些實(shí)施方式(B)中，中間層的第二區(qū)域?yàn)椴Ａ樱灰约耙粋€(gè)或多個(gè)第一區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)或多個(gè)空氣間隙，該一個(gè)或多個(gè)空氣間隙通過(guò)將玻璃層與發(fā)光層分離的多個(gè)隔離元件生成。
[0006]在顯示屏幕(A)的一些實(shí)施方式(C)中，中間層的第二區(qū)域?yàn)镻ET層；以及一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)或多個(gè)空氣間隙，該一個(gè)或多個(gè)空氣間隙通過(guò)將PET層與發(fā)光層分離的多個(gè)隔離元件生成。
[0007]在顯示屏幕(A-C)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(D)中，多個(gè)隔離元件為多個(gè)支承脊；以及多個(gè)支承脊在從發(fā)光層分離第二區(qū)域的低指數(shù)層中生成多個(gè)空氣間隙。
[0008]在顯示屏幕(A-D)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(E)中，發(fā)光層包括多個(gè)彩色熒光帶；以及多個(gè)隔離元件為帶間隔物。分別用于在發(fā)光層中分離相鄰對(duì)的彩色熒光帶。[0009]在顯示屏幕(A-C)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(F)中，多個(gè)隔離元件為多個(gè)支承柱；以及多個(gè)支承柱生成將第二區(qū)域與發(fā)光層分離的空氣間隙。
[0010]在顯示屏幕(A-F)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(G)中，多個(gè)隔離元件分別延伸通過(guò)中間層和發(fā)光層的至少一部分。
[0011]在顯示屏幕(A-F)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(H)中，多個(gè)隔離元件分別延伸在發(fā)光層與激勵(lì)濾光器層之間。
[0012]在顯示屏幕(A)的一些實(shí)施方式(I)中，中間層包括具有橋接折射率的整體結(jié)構(gòu)，該整體結(jié)構(gòu)具有與激勵(lì)濾光器層接觸的平坦的第一表面以及與發(fā)光層接觸的脊?fàn)畹诙砻妫渲性谡w結(jié)構(gòu)的脊?fàn)畹诙砻嫔系囊粋€(gè)或多個(gè)凹槽區(qū)域在中間層中形成一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域。
[0013]在顯示屏幕(A-1)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(J)中，激勵(lì)濾光器層為共擠多層膜疊層，該共擠多層膜疊層被配置成生成用于第二波長(zhǎng)范圍中的激勵(lì)光的透射諧振。
[0014]在顯示屏幕(A-J)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(K)中，激勵(lì)濾光器層被配置成生成用于405至415nm波長(zhǎng)的紫外光的透射諧振。
[0015]在顯示屏幕(A-K)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(L)中，中間層中的第二區(qū)域減少由于激勵(lì)濾光器層中的制造變化導(dǎo)致的通過(guò)激勵(lì)濾光器層透射到發(fā)光層的激勵(lì)光中的強(qiáng)度變化。
[0016]在顯示屏幕(A-L)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(M)中，激勵(lì)光為405至415nm波長(zhǎng)的紫外光。
[0017]在顯示屏幕(A-M)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(N)中，第一折射率大約為1.0，第二折射率大約為1.67，并且橋接折射率大約為1.43。
[0018]在顯示屏幕(A-N)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(O)中，中間層中的第二區(qū)域具有大約5微米的厚度并且橋接折射率大約為1.4至1.5。
[0019]在顯不屏幕(A-O)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(P)中，發(fā)光層為突光層，該突光層的厚度大約10倍于中間層中的第二區(qū)域的厚度。
[0020]在顯示屏幕(A-P)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(Q)中，中間層中的一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域分別具有大約20微米的厚度并且中間層中的第二區(qū)域具有大約5微米的厚度。
[0021]在顯示屏幕(A-Q)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(R)中，顯示屏幕還包括彩色濾光器層，該彩色濾光器層在相對(duì)于發(fā)光層的顯示屏幕的觀察者側(cè)上，并且該彩色濾光器層包括彩色濾光元件的周期性陣列，該彩色濾光元件的周期性陣列被配置成根據(jù)預(yù)定子像素圖案透射不同顏色的光。
[0022]在顯示屏幕(A-R)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(S)中，發(fā)光層為在激勵(lì)光的照射下發(fā)出廣譜可見光的熒光層。
[0023]在顯示屏幕(A-S)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(T)中，發(fā)光層為包括彩色熒光元件的周期性陣列的熒光層，該彩色熒光元件被配置成當(dāng)通過(guò)激勵(lì)光照射時(shí)根據(jù)預(yù)定子像素圖案發(fā)出不同顏色的光。
[0024]在顯示屏幕(A-T)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(U)中，顯示屏幕還包括一個(gè)或多個(gè)觀察者側(cè)層，該一個(gè)或多個(gè)觀察者側(cè)層被布置在相對(duì)于發(fā)光層的顯示屏幕的觀察者側(cè)上，并且該一個(gè)或多個(gè)觀察者側(cè)層包括一個(gè)或多個(gè):uv遮擋層、對(duì)比度增強(qiáng)層和外保護(hù)層。[0025]在顯示屏幕(A-U)中的任意一個(gè)的一些實(shí)施方式(V)中，顯示屏幕還包括:激勵(lì)源；以及一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)測(cè)層，該激勵(lì)側(cè)層被布置在相對(duì)于激勵(lì)濾光器層的顯示屏幕的激勵(lì)側(cè)上，該一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)測(cè)層包括一個(gè)或多個(gè):菲涅耳層、伺服層、機(jī)械支承層和抗反射涂層。
[0026]另一方面，用于制造顯示屏幕的工藝包括:將涂層施加到激勵(lì)濾光器層的第一側(cè)面，激勵(lì)濾光器層被配置成選擇性地反射第一波長(zhǎng)范圍中的可見光并且透射在不同于第一波長(zhǎng)范圍的第二波長(zhǎng)范圍中的激勵(lì)光，其中涂層的橋接折射率小于激勵(lì)濾光器層的折射率；在施加涂層之后，將粘接層施加到激勵(lì)濾光器層的第二側(cè)面；在將粘接層適用到激勵(lì)濾光器層之后，通過(guò)將粘接層滾動(dòng)到基板，將激勵(lì)濾光器層層壓到基板；以及在層壓之后，將發(fā)光層布置在激勵(lì)濾光器層的第一側(cè)面上的涂層上，其中通過(guò)多個(gè)空氣間隙將發(fā)光層從涂層分離。
[0027]在本說(shuō)明書中描述的主體的特性實(shí)施可以被實(shí)施為實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)以下優(yōu)點(diǎn)中。
[0028]介入于屏幕的發(fā)光層(包括發(fā)光熒光層和光學(xué)薄基板)與激勵(lì)濾光器層之間的低指數(shù)區(qū)域生成耦合至熒光層的激勵(lì)光的增強(qiáng)的耦合并且減少射入到屏幕的激勵(lì)側(cè)中的熒光的損耗。然而，耦合至熒光層的激勵(lì)光的增強(qiáng)的耦合伴隨著加大對(duì)于激勵(lì)濾光器層的均勻性和激勵(lì)源的頻率穩(wěn)定性的靈敏度。由此，激勵(lì)濾光器層中的小的非均勻性和激勵(lì)光源中的頻率漂移可以導(dǎo)致可見的偽影(例如，水印)和顯示屏幕的輸出圖像中的強(qiáng)度非均勻性。在低指數(shù)區(qū)域與激勵(lì)濾光器層之間的指數(shù)橋接區(qū)域的插入將減少激發(fā)耦合至激勵(lì)濾光器層的非均勻性和激勵(lì)源的輸出頻率的變化性的靈敏度，由此在不顯著損害激勵(lì)耦合效率的情況下改善顯示強(qiáng)度的均勻性。
[0029]此外，在一些實(shí)施方式中，由層壓在預(yù)先制作的激勵(lì)光濾光片上的單一硬涂層制作的指數(shù)橋接結(jié)構(gòu)提供對(duì)于強(qiáng)度振蕩問(wèn)題的簡(jiǎn)單、有效且減價(jià)的解決方法。在無(wú)需顯著修改現(xiàn)有組裝設(shè)備和顯示元件的情況下，硬涂覆的激勵(lì)濾光器層可以被用于現(xiàn)有的顯示器組裝工藝中。此外，多種制造技術(shù)可以被用于生產(chǎn)指數(shù)橋接結(jié)構(gòu)，提供適應(yīng)于多種不同的顯示器制造工藝的靈活且經(jīng)濟(jì)的解決方法。
[0030]此外，硬涂層還在制造工藝期間保護(hù)激勵(lì)光濾光片免受劃傷或損壞，并且改善屏眷層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和完整性。
[0031]與相鄰屏幕結(jié)構(gòu)結(jié)合的指數(shù)橋接層提升從激勵(lì)源輸送到顯示器的發(fā)光熒光元件的激勵(lì)能量的輸送，提升輸送到每個(gè)光產(chǎn)生熒光元件的激勵(lì)能量的均勻性，并且減少?gòu)囊粋€(gè)光產(chǎn)生熒光元件泄露到相鄰光產(chǎn)生熒光元件中的可見光的泄露。由此，改善屏幕對(duì)比度、亮度和電力效率。
[0032]在本說(shuō)明書中描述的主題一個(gè)或多個(gè)實(shí)施的細(xì)節(jié)載于所附附圖和下面的描述中。通過(guò)描述、附圖和權(quán)利要求書，主題的其他特征、方面、優(yōu)點(diǎn)將變得明確。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1不出根據(jù)一些實(shí)施方式的具有突光屏幕的掃描激光顯不系統(tǒng)的不例。
[0034]圖2A和圖2B示出示例性屏幕結(jié)構(gòu)和圖1中屏幕上像素和子像素的結(jié)構(gòu)。
[0035]圖3不出根據(jù)一些實(shí)施方式的突光屏幕的不例性激光模塊。
[0036]圖4示出根據(jù)一些實(shí)施方式的熒光屏幕的多種屏幕層。[0037]圖5不出根據(jù)一些實(shí)施方式的突光屏幕的結(jié)構(gòu),該突光屏幕在發(fā)光層與激勵(lì)濾光器層之間的中間層中具有低指數(shù)區(qū)域和指數(shù)橋接區(qū)域。
[0038]圖6A至圖61示出根據(jù)一些實(shí)施方式的圖5所示屏幕結(jié)構(gòu)的變形。
[0039]圖7為根據(jù)一些實(shí)施方式的用于制造顯示屏幕的示例性工藝的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]本說(shuō)明書描述顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用含熒光材料的屏幕以在光激勵(lì)下發(fā)出可見光從而產(chǎn)生圖像。在本說(shuō)明書中，在一個(gè)或多個(gè)掃描激勵(lì)激光束的激勵(lì)下含磷光材料的屏幕將被描述并被用作多種顯示系統(tǒng)和裝置的特定示例。其他非激光激勵(lì)光源，例如水銀燈和發(fā)光二極管(LED)，還可以被用在根據(jù)一些實(shí)施方式的多種顯示系統(tǒng)和裝置中。此外，光激勵(lì)性、發(fā)光、非磷光熒光材料，例如在適當(dāng)?shù)墓饧?lì)下發(fā)光的量子點(diǎn)材料，還可以被用在根據(jù)一些實(shí)施方式的多種顯示系統(tǒng)和裝置中。
[0041]在一些實(shí)施方式中，可通過(guò)激光束光激勵(lì)以分別產(chǎn)生紅色光、綠色光和藍(lán)色光的三種不同顏色的磷光可以形成在屏幕上作為像素點(diǎn)或者作為平行紅色磷光帶、平行綠色磷光帶、平行藍(lán)色磷光帶的重復(fù)圖案以生成顯示屏幕的熒光層。圖1示出了使用具有彩色磷光帶的屏幕的基于激光的顯示系統(tǒng)的示例。該系統(tǒng)包括產(chǎn)生和投射至少一個(gè)掃描激光束120至屏幕101的激光模塊110。屏幕101在豎直方向上具有三個(gè)平行且不同顏色的磷光帶的重復(fù)圖案。紅色磷光帶吸收激光以發(fā)出紅色光，綠色磷光帶吸收激光以發(fā)出綠色光，并且藍(lán)色磷光帶吸收激光以發(fā)出藍(lán)色光。帶的一個(gè)特定空間顏色順序在圖1所述為如紅色、綠色和藍(lán)色。還可以使用其他顏色序列。在一些實(shí)施方式中，可以使用四種或更多種不同的彩色熒光帶(例如，紅色、藍(lán)色、綠色、黃色)。
[0042]通常，激勵(lì)光束處于一頻率上或者位于一頻譜范圍內(nèi)，該頻率或頻譜范圍位于熒光材料的吸收帶寬內(nèi)并且高于由熒光材料發(fā)出的可見光的一個(gè)或多個(gè)頻率。因此，激光束120的波長(zhǎng)位于用于屏幕101中的彩色磷光的光學(xué)吸收帶寬內(nèi)，并且其波長(zhǎng)通常短于用于屏幕101的輸出圖像的可見的藍(lán)色、綠色和紅色的波長(zhǎng)。作為一個(gè)示例，彩色磷光可以為吸收光譜范圍在大約380nm至大約420nm的UV光以產(chǎn)生紅色光、綠色光和藍(lán)色光的磷光。因此，激勵(lì)光束可以在紫色光譜范圍中和并且紫外線(UV)光譜范圍中，即，波長(zhǎng)在420nm以下或者波長(zhǎng)在405nm至415nm的范圍中。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)UV激光產(chǎn)生激光束120。
[0043]在一些實(shí)施方式中，激光模塊110包括:一個(gè)或多個(gè)激光器，例如，UV 二極管激光器，用于產(chǎn)生光束120 ;光束掃描機(jī)構(gòu),用于每次在屏幕101上水平和豎直掃描光束120以呈現(xiàn)一個(gè)圖像幀；以及信號(hào)調(diào)制機(jī)構(gòu)，用于調(diào)制光束120以攜帶用于紅色、綠色和藍(lán)色圖像通道的信息。在一些實(shí)施方式中，圖1所示顯示系統(tǒng)被配置成背投影系統(tǒng)，其中，觀察者和激光模塊110位于屏幕101的相反側(cè)?？蛇x地，在一些實(shí)施方式中，顯示系統(tǒng)被配置成正投影系統(tǒng)，其中，觀察者和激光模塊110位于屏幕101的相同側(cè)。
[0044]圖2A示出根據(jù)一些實(shí)施方式的圖1中的屏幕101的一種示意性設(shè)計(jì)。圖2A示出垂直于激光束120的豎直掃描方向的屏幕101的截面。如圖所示，屏幕101包括:由發(fā)光的、彩色磷光帶制成的熒光層203。屏幕101還包括在相對(duì)于熒光層203的屏幕101的激勵(lì)側(cè)的背面基板201。背面基板201為基本透明于掃光激光束120并且與激光模塊110相對(duì)以接收掃描激光束120并且以將掃描激光束120耦合至熒光層203。在背投影配置中，正面基板202被固定在相對(duì)于背面基板201的屏幕101的觀察者側(cè)。在多種實(shí)施方式中，分別地，正面基板202包括一個(gè)或多個(gè)觀察者側(cè)屏幕層，并且背面基板201包括一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)側(cè)
屏幕層。
[0045]在圖2A中，用于發(fā)出紅色、綠色和藍(lán)色可見光的彩色磷光帶分別被表示為“R”、“G”和“B”。正面基板202基本透明于通過(guò)磷光帶發(fā)出的紅色、綠色和藍(lán)色光。每個(gè)顏色像素210包括水平方向上三個(gè)相鄰彩色磷光帶的部分，并且其豎直尺寸被豎直方向上的激光束120的光束延展限定。由此，每個(gè)顏色像素210包括三種不同顏色(例如，紅色、綠色和藍(lán)色)的三個(gè)子像素212。激光模塊110使激光束120每次掃描一個(gè)水平線，例如，從左至右和從上至下，以充滿屏幕101。激光模塊110相對(duì)于屏幕101被固定到位，從而以預(yù)定方式控制光束120的掃描以確保激光束120與屏幕101上每個(gè)像素位置之間的合適對(duì)準(zhǔn)。
[0046]圖2B還示出根據(jù)一些實(shí)施方式在垂直于熒光層203的表面的截面中屏幕101的操作。在一些實(shí)施方式中，因?yàn)槊總€(gè)彩色帶形狀上是縱向的，所以光束120的截面成形為沿著帶的方向延伸，以最大化光束在用于像素的每個(gè)彩色帶內(nèi)的填充因數(shù)。在一些實(shí)施方式中，這通過(guò)在激光模塊110中使用光束成形光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)。
[0047]在一些實(shí)施方式中，在操作期間，激光束120被空間性地掃描過(guò)屏幕101以在不同時(shí)間激勵(lì)不同顏色像素。根據(jù)圖像信息調(diào)制每個(gè)激光束120的強(qiáng)度。每個(gè)調(diào)制的光束120攜帶在不同時(shí)間用于每個(gè)像素和在不同時(shí)間用于不同像素的紅色、綠色和藍(lán)色的圖像信號(hào)。通過(guò)信號(hào)調(diào)制控制器，光束120與在不同時(shí)間用于不同像素的圖像信息進(jìn)行編碼。因此，光束將光束120中編碼有圖像信號(hào)的時(shí)域映射到屏幕101上的空間像素上。例如，在一些實(shí)施方式中，調(diào)制的激光束120具有等同地分配至用于三個(gè)不同顏色通道的三個(gè)顏色子像素的三個(gè)連續(xù)的時(shí)隙的每個(gè)顏色像素時(shí)間。在一些實(shí)施方式中，光束120的調(diào)制使用脈沖調(diào)制技術(shù)以產(chǎn)生在每個(gè)顏色中所需的灰色帶、在每個(gè)像素中合適的顏色組合以及所需的圖像亮度。
[0048]圖3為根據(jù)一些實(shí)施方式的顯示系統(tǒng)的示意圖。顯示系統(tǒng)包括熒光屏幕101和激光模塊110。激光模塊110包括信號(hào)調(diào)制控制器320、激光器陣列310、中繼光學(xué)模塊330、鏡340、多邊形掃描器350和成像透鏡360。
[0049]在一些實(shí)施方式中，激光器陣列310包括多個(gè)激光器，例如，5個(gè)、10個(gè)、20個(gè)或者更多，并且產(chǎn)生多個(gè)掃描激光束312以同時(shí)掃描屏幕101。在一些實(shí)施方式中,激光器陣列310中的激光器為產(chǎn)生具有大約400nm至450nm之間(例如，在405nm至420nm的范圍)的波長(zhǎng)光的紫外線(UV)激光器。在一些實(shí)施方式中，信號(hào)調(diào)制控制器320控制和調(diào)制激光器陣列310中的激光器以便將掃描激光束312調(diào)制在適當(dāng)輸出強(qiáng)度以在屏幕101上產(chǎn)生所需圖像。在一些實(shí)施方式中，信號(hào)調(diào)制控制器320包括用于生成激光調(diào)制信號(hào)的數(shù)字圖像處理器。激光調(diào)制信號(hào)包括三種不同顏色通道并且被適用為調(diào)制激光器陣列310中的激光器。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)改變激光二極管的輸入電流或輸入功率，調(diào)節(jié)激光器陣列310的輸出強(qiáng)度。在一些實(shí)施方式中，激光器陣列310還包括用于生成伺服光束(未示出)的激光二極管，其在掃描激光束312上提供伺服反饋控制。在一些實(shí)施方式中，伺服光束為IR激光束。
[0050]在一些實(shí)施方式中，如圖1所不，中繼光學(xué)模塊330、鏡340、多邊形掃描器350和成像透鏡360 —同將掃描激光束312和伺服光束(未不出)導(dǎo)向屏幕101并且使所述光束以光柵掃描圖案水平和豎直地掃描過(guò)屏幕101以產(chǎn)生圖像。在一些實(shí)施方式中，中繼光學(xué)模塊330被布置在掃描激光束312和伺服光束的光學(xué)路徑上,并且被配置成將掃描激光束312成形為所需光斑形狀并且將掃描激光束312引導(dǎo)成一捆緊密間隔的近似平行光束332。鏡340為可以快速且精確地轉(zhuǎn)動(dòng)至所需方向的反射光學(xué)元件，例如檢流計(jì)鏡、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)鏡等。鏡340將源自中繼光學(xué)模塊330的掃描激光束332和伺服光束導(dǎo)向多邊形掃描器350，鏡340的方向在一定程度上確定掃描激光束332和伺服光束在屏幕101上的豎直定位。多邊形掃描器350為可轉(zhuǎn)動(dòng)的、具有多個(gè)反射面，例如5至10個(gè)表面的多面光學(xué)元件，并且將掃描激光束332和伺服光束通過(guò)成像透鏡360弓I導(dǎo)至屏幕101。通過(guò)多邊形掃描器350的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得掃描激光束332水平掃過(guò)屏幕101表面并且進(jìn)一步限定掃描激光束332在屏幕101上的豎直定位。成像透鏡360被設(shè)計(jì)成將每個(gè)掃描激光束332引導(dǎo)至屏幕101上的緊密間隔的像素元件上。在操作中，通過(guò)鏡340的定位和多邊形掃描器350的轉(zhuǎn)動(dòng)，使掃描激光束332和伺服光束水平和豎直地掃描過(guò)屏幕101以便根據(jù)需要照亮屏幕101的所有像素元件。
[0051]在一些實(shí)施方式中，顯示處理器和控制器(未示于圖3)被配置成執(zhí)行除了激光模塊110的管理操作以外的控制功能。這種功能包括:接收用于生成圖像的圖像數(shù)據(jù)；將圖像數(shù)據(jù)信號(hào)提供到信號(hào)調(diào)制控制器320 ;將激光控制信號(hào)提供到激光器陣列310 ;生成用于控制和同步多邊形掃描器350和鏡340的掃描控制信號(hào)；以及執(zhí)行校準(zhǔn)功能。
[0052]在一些實(shí)施方式中，顯示處理器和控制器(未示出)包括一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)配置的處理器，包括:中央處理單元(CPU)、圖像處理單元(GPU)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、集成電路(1C)、專用集成電路(ASIC)或者系統(tǒng)單芯片(SOC)等等，并且被配置成根據(jù)顯示系統(tǒng)適當(dāng)操作需要執(zhí)行軟件應(yīng)用程序。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，顯示處理器和控制器還可以包括一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(I/O)裝置和任意適當(dāng)配置的存儲(chǔ)器以存儲(chǔ)用于控制正常操作和校準(zhǔn)操作的命令。適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器包括:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)模塊、只讀存儲(chǔ)器(ROM)模塊、硬盤和/或閃存裝置等等。
[0053]在一些實(shí)施方式中，當(dāng)激光器陣列310包括一個(gè)或多個(gè)伺服激光束時(shí)，屏幕101包括對(duì)應(yīng)的反射性伺服參考標(biāo)記以將遠(yuǎn)離屏幕101的伺服光束反射為伺服反饋光。顯示系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)放射伺服檢測(cè)器(未示出)以檢測(cè)伺服反饋光并且將伺服檢測(cè)信號(hào)導(dǎo)向顯不處理器和控制器以進(jìn)行處理。在標(biāo)題為“Servo Feedback Control Basedon Designated Scanning Servo Beam in Scanning Beam Display Systems withLight-Emitting Screens (基于具有發(fā)光屏幕的掃描光束顯示系統(tǒng)中的指定掃描伺服光束的伺服反饋控制)”并提交于2009年12月21日的第2010/0097678號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)公開中更加詳細(xì)地描述了配置有伺服光束的激光磷光顯示器(LPD)系統(tǒng)，并且該申請(qǐng)通過(guò)引用并入本文。
[0054]在圖1至圖3所示的背投影系統(tǒng)中，可選為屏幕101將盡可能多的光從入射的掃描激勵(lì)光束稱合至突光層，同時(shí)最小化源自朝向屏幕101的觀察者側(cè)的突光層的發(fā)光量?？梢栽谄聊?01中以獨(dú)立或組合的方式實(shí)施多種屏幕層和結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)屏幕性能，包括激勵(lì)光的有效收集和耦合、朝向觀察者側(cè)的熒光的最大化、屏幕對(duì)比度的增強(qiáng)和屏幕眩光的減少。屏幕101的結(jié)構(gòu)和材料可以被設(shè)計(jì)和選擇為滿足成本約束和特定應(yīng)用的其他要求。
[0055]圖4示出根據(jù)一些實(shí)施方式的屏幕101配置的示例。在一些實(shí)施方式中，如圖4所不，屏幕101包括發(fā)光突光層402 (例如,包括彩色突光帶的突光層)以在掃描激勵(lì)光的光激勵(lì)下發(fā)出可見光(例如，紅色、綠色、藍(lán)色光)。屏幕101還在熒光層402的相反側(cè)面上包括多個(gè)觀察者側(cè)屏幕層404和激勵(lì)側(cè)屏幕層406。圖4所示特定屏幕層為說(shuō)明性示例，并且選擇性地實(shí)施在特定屏幕中。具有圖4所示的層中的僅僅一些的特定熒光屏幕可能足夠于特定顯示器應(yīng)用。圖4所示的其他特征和屏幕層還可以與圖4所示的屏幕層中的一個(gè)或多個(gè)以組合的方式實(shí)施。
[0056]在一些實(shí)施方式中，如圖4所示，熒光層402包括具有重復(fù)性顏色圖案的平行熒光帶408，例如紅色、綠色和藍(lán)色磷光帶。在一些實(shí)施方式中，如圖1所示，熒光帶408在垂直于掃描激勵(lì)光束120的水平掃描方向的方向上延伸。帶間隔物410可以光學(xué)反射且不透明或者光學(xué)吸收，該帶間隔物410被選擇性地形成在每對(duì)相鄰熒光帶408之間以最小化或減少兩個(gè)相鄰子像素之間的串?dāng)_。由此，可以減少在一個(gè)顏色像素內(nèi)的兩個(gè)相鄰子像素之間的污潰和兩個(gè)相鄰顏色像素之間的污潰，并且可以改善屏幕的分辨率和對(duì)比度。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)帶間隔物410的側(cè)壁進(jìn)行光學(xué)反射以改善每個(gè)子像素的亮度和屏幕101的效率。
[0057]在一些實(shí)施方式中，熒光層402被沉積在薄基板(未示出)上。可選地，在一些實(shí)施方式中，熒光帶408被形成在相鄰觀察者側(cè)層的下表面(與激勵(lì)源相對(duì))上或者相鄰激勵(lì)側(cè)層的上表面(與觀察者相對(duì))上。
[0058]在一些實(shí)施方式中，帶間隔物410在垂直于屏幕101的方向上具有與熒光帶的厚度相同的高度。在一些實(shí)施方式中，帶間隔物410在垂直于屏幕101的方向上具有大于熒光帶的厚度的高度，在熒光帶408的層與相鄰觀察者側(cè)層之間生成空氣間隙。在一些實(shí)施方式中，作為彩色熒光帶層的替代，熒光層402包括在激勵(lì)光束的照射下發(fā)出白光的廣譜熒光材料的均勻?qū)?不同顏色的磷光的均勻混合)。在一些實(shí)施方式中，廣譜熒光材料的均勻?qū)颖挥糜谏a(chǎn)單色顯示屏幕，或者用于與用戶側(cè)彩色濾光器層(例如，彩色濾光器層412)結(jié)合以生產(chǎn)彩色顯示屏幕。
[0059]在圖4中，熒光層402為屏幕101的“激勵(lì)側(cè)”與“用戶側(cè)”之間的區(qū)分部，其中兩側(cè)的光學(xué)特性被設(shè)計(jì)成非常不同以便在兩側(cè)的每個(gè)中實(shí)施所需光學(xué)效果，從而增強(qiáng)屏幕性能。這種光學(xué)效果的示例包括:增強(qiáng)進(jìn)入到熒光層的激勵(lì)光束的耦合；將未被熒光層吸收的的反射和散射的激勵(lì)光再循環(huán)回?zé)晒鈱?；最大化通過(guò)熒光層發(fā)出的可見光朝著屏幕的觀察者側(cè)的傳播；減少由環(huán)境光的反射導(dǎo)致的對(duì)于觀察者的屏幕眩光；遮擋從現(xiàn)有屏幕朝向觀察者的激勵(lì)光；增強(qiáng)屏幕的對(duì)比度等。
[0060]參照?qǐng)D4，在一些實(shí)施方式中，在屏幕101的激勵(lì)側(cè)上，激勵(lì)側(cè)層406被設(shè)置成將激勵(lì)光束120耦合至屏幕101。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)側(cè)層406包括用于控制掃描激勵(lì)光束120的入射方向的菲涅耳透鏡層414。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)側(cè)層406還包括棱形層416(或高指數(shù)介質(zhì)層)以將光再循環(huán)回屏幕101，所述光包括激勵(lì)光和通過(guò)熒光層402發(fā)出的可見光。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)側(cè)層406包括機(jī)械支承層420以向屏幕101提供結(jié)構(gòu)支承和剛性。機(jī)械支承層420基本透明于激勵(lì)光束120。在一些實(shí)施方式中，抗反射涂層422被涂覆在與激勵(lì)光源相對(duì)的機(jī)械支承層420的下表面上?？狗瓷渫繉?22有助于減少在機(jī)械支承層420表面上的激勵(lì)光反射。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)側(cè)層406還包括伺服層424。伺服層424包括用于反射伺服光束并且產(chǎn)生用于校準(zhǔn)和控制掃描激勵(lì)光源(包括激勵(lì)光束120)的位置和時(shí)機(jī)的伺服反饋光的多個(gè)伺服標(biāo)記。
[0061]在一些實(shí)施方式中，為了改善屏幕101對(duì)于觀察者的亮度，屏幕101還包括激勵(lì)濾光器層418。激勵(lì)濾光器層418被放置在自熒光層402上游的激勵(lì)光束120的路徑上(例如，在屏幕101的激勵(lì)側(cè))。激勵(lì)濾光器層418被配置成透射在激勵(lì)光束120的波長(zhǎng)上的光并且配置成反射通過(guò)熒光層402發(fā)出的可見光。激勵(lì)濾光器層418被配置成減少可見熒光的光損耗并由此增強(qiáng)屏幕亮度。
[0062]在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)濾光器層418為用于選擇性地透射位于激勵(lì)頻率范圍下的光并且選擇性地反射在可見頻率范圍中的光的二向色層。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)濾光器層418為用于選擇性地透射從激勵(lì)側(cè)朝著觀察者側(cè)傳播的激勵(lì)光并且選擇性地反射從觀察者側(cè)朝著屏幕101的激勵(lì)側(cè)傳播的可見光的共擠多層膜疊層。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)濾光器層418為用于選擇性地透射在兩個(gè)方向上傳播的激勵(lì)光并且選擇性地反射在兩個(gè)方向上傳播的可見光的共擠多層膜疊層。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)濾光器層418被層壓在相鄰激勵(lì)側(cè)層的平坦的表面上。將在下面通過(guò)與圖5和圖6A至圖61相關(guān)的說(shuō)明更加詳細(xì)地描述激勵(lì)濾光器層418的結(jié)構(gòu)和其周圍結(jié)構(gòu)。
[0063]在屏幕101的觀察者側(cè)，屏幕101包括至少一個(gè)前保護(hù)基板層426以向包括熒光層402多種屏幕組件提供剛性結(jié)構(gòu)支承。在一些實(shí)施方式中，前保護(hù)基板層426為由基本透明于通過(guò)熒光層402發(fā)出的可見顏色光的材料制成的薄剛性片。在一些實(shí)施方式中，前保護(hù)基板層426由塑料材料(例如，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET))、剝離材料或其他合適的介質(zhì)材料制成。在一些實(shí)施方式中，前保護(hù)基板層426的厚度為幾毫米。
[0064]在一些實(shí)施方式中，部分透明材料被用于形成前保護(hù)基板426。部分透明材料具有均勻衰減于包括由熒光帶發(fā)出的彩色光的可見光從而像光學(xué)中性密度濾光器似地進(jìn)行操作。均勻衰減可以作用為減少?gòu)娘@示屏幕的觀察者側(cè)進(jìn)入顯示器的環(huán)境光的眩光和反射。在一些實(shí)施方式中，前保護(hù)基板層426的均勻衰減功能通過(guò)獨(dú)立的中性密度濾光層(例如，中性密度濾光層428)被提供或增強(qiáng)。
[0065]在一些實(shí)施方式中，前保護(hù)基板層426被制成反射并且不透明于激勵(lì)光束120的激勵(lì)光以遮擋激勵(lì)光到達(dá)觀察者并且將未被吸收的激勵(lì)光再循環(huán)回?zé)晒鈱?02。在一些實(shí)施方式中，前保護(hù)基板層426的激勵(lì)遮擋功能通過(guò)獨(dú)立的激勵(lì)遮擋層(例如，激勵(lì)遮擋層430)提供或增強(qiáng)。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)遮擋層430由選擇性地透射可見光并且吸收或反射激勵(lì)光的材料制成。例如，在一些實(shí)施方式中，基于聚酯的濾光片被用作激勵(lì)遮擋層430以遮擋在400至415nm波長(zhǎng)范圍中的激勵(lì)光。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)遮擋層430具有小于0.01%的410nm以下透射，并且具有大于50%的430nm以上透射。在一些實(shí)施方式中，中性密度過(guò)濾功能被合并入激勵(lì)遮擋層430中。例如，在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)遮擋層430提供對(duì)于430nm至670nm之間的可見光的均勻衰減。
[0066]在一些實(shí)施方式中，觀察者側(cè)層404還包括發(fā)光濾光片434作為與激勵(lì)濾光器層418的共軛部分。在一些實(shí)施方式中，發(fā)光濾光片434為配置成選擇性地透射通過(guò)熒光層402發(fā)出的可見光并且配置成反射位于激勵(lì)光束120的波長(zhǎng)范圍上或中的光的二向色層。在一些實(shí)施方式中，發(fā)光濾光片434為被配置成選擇性地透射通過(guò)熒光層402發(fā)出的可見光并且選擇性地反射穿過(guò)熒光層402的未被吸收的激勵(lì)光的共擠多層膜疊層。因此，發(fā)射濾光層434可以將經(jīng)由熒光層402的激勵(lì)光再循環(huán)回?zé)晒鈱?02并且提升激勵(lì)光和屏幕亮度的利用效率。
[0067]在一些實(shí)施方式中，觀察者側(cè)層404包括用于光學(xué)增強(qiáng)屏幕101亮度和視角的屏幕增益層432。在一些實(shí)施方式中，增益層432包括具有透鏡元件的透鏡狀層、衍射元件的衍射光學(xué)層、具有全息元件的全息層或者這些和其他結(jié)構(gòu)的組合。
[0068]在一些實(shí)施方式中，觀察者側(cè)層404包括對(duì)比度增強(qiáng)層436。在一些實(shí)施方式中，對(duì)比度增強(qiáng)層436包括沿著垂直于屏幕層的方向與熒光層402中的彩色熒光帶空間對(duì)應(yīng)且對(duì)準(zhǔn)的顏色選擇性吸收帶。由此，顏色選擇性吸收帶透射相應(yīng)顏色的光并吸收其他顏色的光，并且增強(qiáng)屏幕101中顏色子像素的色彩界限。
[0069]在一些實(shí)施方式中，對(duì)比度增強(qiáng)層436的對(duì)比度增強(qiáng)功能通過(guò)均勻衰減不同頻率的可見光的中性密度濾光器(例如，中性密度濾光器428或附加的中性密度濾光器)提供或增強(qiáng)。中性密度濾光器降低進(jìn)入顯示器的環(huán)境光的反射并且防止通過(guò)環(huán)境光的色偏。
[0070]在一些實(shí)施方式中，對(duì)比度增強(qiáng)層436的對(duì)比度增強(qiáng)功能通過(guò)相鄰地置于熒光層402的彩色濾光器層412提供或增強(qiáng)。彩色濾光器層412包括分別選擇性地透射相應(yīng)顏色光并且吸收其他顏色光的不同的彩色濾光帶。彩色濾光帶與熒光層402中對(duì)應(yīng)顏色的熒光帶空間對(duì)應(yīng)并對(duì)準(zhǔn)。在一些實(shí)施方式中，彩色濾光帶為層壓在透明基板的下表面(與激勵(lì)源相對(duì))上的薄膜帶。在一些實(shí)施方式中，每對(duì)相鄰彩色濾光帶通過(guò)相應(yīng)的帶間隔物被分離。在一些實(shí)施方式中，熒光層402中的彩色熒光帶和彩色濾光器層412中的彩色濾光帶共享通過(guò)熒光層402和彩色濾光器層412延伸的相同組的帶間隔物。在一些實(shí)施方式中，熒光層402包括不同顏色的磷光的均勻混合并且發(fā)出廣譜白光，并且彩色濾光器層412中的彩色濾光帶被用于限定彩色圖像像素的邊界。
[0071]圖4所示的屏幕層僅僅是可以被實(shí)施在熒光屏幕中的功能類型的說(shuō)明。通過(guò)單一屏幕層或多個(gè)屏幕層的復(fù)合，多種功能可以被組合并提供。圖4中屏幕層的空間順序僅僅為說(shuō)明性。例如，在熒光層402的觀察者側(cè)上的層428、層430、層434和層432的空間順序可以不同于圖4所示。相似地，在熒光層402的激勵(lì)側(cè)上的層414、層416、層424的空間順序可以不同于圖4所示。此外，屏幕101還包括附加層，例如用于連接和/或支承其他層的基板層、支承層、粘接層。在一些實(shí)施方式中，可以存在附加的結(jié)構(gòu)原件，例如介入于一個(gè)或多個(gè)屏幕層之間的間隔、柱和支承脊、膠線等。在一些實(shí)施方式中，多種結(jié)構(gòu)(例如，帶間隔物、隔離元件、柱和脊)可以穿透屏幕101的多層。將在下面通過(guò)與圖5和圖6A至圖61相關(guān)的說(shuō)明更加詳細(xì)地描述屏幕101的變形。
[0072]如圖4所示，在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)濾光器層(例如，激勵(lì)層濾光片418)被置于顯示屏幕的激勵(lì)光源與發(fā)光熒光層之間。激勵(lì)濾光器層選擇性地透射第一波長(zhǎng)范圍(例如，UV范圍)中的激勵(lì)光，并且反射第二波長(zhǎng)范圍(例如，可見范圍)中的可見光。具體地，當(dāng)激勵(lì)濾光器層與熒光層相鄰地置于屏幕的激勵(lì)側(cè)上時(shí)，激勵(lì)濾光器層選擇性地透射從激勵(lì)側(cè)朝著熒光層傳播的激勵(lì)光，并且選擇性地反射從熒光層朝著激勵(lì)側(cè)傳播的可見光。因此，激勵(lì)濾光器層有助于增加導(dǎo)向顯示屏幕的觀察者側(cè)的可見光的量，并且改善顯示器的圖像亮度。
[0073]雖然與熒光層相鄰地放置的激勵(lì)濾光器層減少逸出到顯示屏幕的激勵(lì)側(cè)的可見光的量，緊鄰于激勵(lì)濾光器層的熒光層的存在有時(shí)將導(dǎo)致在熒光層與激勵(lì)濾光器層之間的界面上引起激勵(lì)光的反射?；谠撛颍恍┘?lì)光未被熒光層利用以產(chǎn)生可見光，并且降低屏幕的效率。為了解決該問(wèn)題，在一些實(shí)施方式中，窄的低指數(shù)區(qū)域(例如，空氣間隙)被介入于熒光層與激勵(lì)濾光器層之間，以便更多的激勵(lì)光可以被耦合至熒光層，并且減少反射回激勵(lì)源的激勵(lì)光的反射。通過(guò)耦合至熒光層的激勵(lì)光增加，增加了顯示屏幕的整體圖像亮度。此外，低指數(shù)區(qū)域還導(dǎo)致在熒光層與低指數(shù)區(qū)域之間的界面上朝著觀察者側(cè)反射回由熒光層發(fā)射的更多可見光。介入于熒光層與激勵(lì)濾光器層之間的低指數(shù)區(qū)域的折射率小于熒光層的折射率和激勵(lì)濾光器層的折射率。在N0.2011/0305000 Al美國(guó)公開中描述了包括熒光層與激勵(lì)濾光器層之間的低指數(shù)區(qū)域以改善屏幕亮度的示例性屏幕，該公開通過(guò)引用并入本文。
[0074]雖然，介入于激勵(lì)濾光器層與熒光層之間的低指數(shù)區(qū)域有助于將更多激勵(lì)光耦合至熒光層，并且改善顯示屏幕的效率，但是低指數(shù)區(qū)域的存在還將增加激勵(lì)濾光器層的光學(xué)均勻性上的要求。在沒有提及任何特性理論的情況下，激勵(lì)濾光器層通常是生成用于激勵(lì)光束的共振條件的多層結(jié)構(gòu)(例如，共擠多層膜疊層)，以便在激勵(lì)光波長(zhǎng)上具有透射峰值，并且顯著減少或無(wú)遠(yuǎn)離激勵(lì)光波長(zhǎng)的透射。激勵(lì)濾光器層的提高頻率選擇性是指，即使激勵(lì)激光源上的激勵(lì)光束強(qiáng)度不發(fā)生變化，激勵(lì)濾光器層的厚度或光學(xué)特性的小變化(例如，制造變化)也將導(dǎo)致通過(guò)激勵(lì)濾光器層的激勵(lì)光的透光率的足夠的改變從而導(dǎo)致輸出圖像中的可見非均勻性(例如，“水印”或“強(qiáng)度振蕩”)。此外，即使在激勵(lì)激光源上的激勵(lì)光束強(qiáng)度不發(fā)生變化，在掃過(guò)屏幕期間激勵(lì)光源的小的波長(zhǎng)變化(例如，頻率漂移)也將導(dǎo)致通過(guò)激勵(lì)濾光器層的激勵(lì)光的透光率的足夠的改變從而導(dǎo)致輸出圖像中的可見非均勻性。
[0075]根據(jù)本說(shuō)明書中描述的實(shí)施方式，當(dāng)指數(shù)橋接結(jié)構(gòu)被介入于屏幕的低指數(shù)區(qū)域與激勵(lì)濾光器層之間時(shí)，可以減少通過(guò)熒光層接收的激勵(lì)光強(qiáng)度的意想不到的變化。指數(shù)橋接結(jié)構(gòu)的折射率位于相應(yīng)的激勵(lì)濾光器層與低指數(shù)區(qū)域的折射率之間。選擇指數(shù)橋接結(jié)構(gòu)的折射率，使得其不顯著減少透射至熒光層的激勵(lì)光的總體透射。與此同時(shí)，指數(shù)橋接結(jié)構(gòu)減少對(duì)于激勵(lì)濾光器層中物理和光學(xué)非均勻性的激勵(lì)透光率和激勵(lì)光源中不穩(wěn)定性的靈敏度。圖5示出包括屏幕的低指數(shù)區(qū)域與激勵(lì)濾光器層之間的指數(shù)橋接結(jié)構(gòu)的示例性屏幕500。圖6A至圖61示出可對(duì)于圖6所示的示例性屏幕600進(jìn)行的附加的示例性變化。
[0076]圖5為屏幕500在垂直于屏幕層平面和激勵(lì)光束120的豎直掃描方向上的局部剖視圖。屏幕500包括一個(gè)或多個(gè)觀察者側(cè)層516、發(fā)光層504、中間層502、激勵(lì)濾光器層506和一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)側(cè)層518。發(fā)光層504包括突光層508,并且可選地,基板層510和低指數(shù)間隙524。中間層502被布置在發(fā)光層504與激勵(lì)濾光器層506之間并且緊鄰于發(fā)光層504和激勵(lì)濾光器層506。激勵(lì)光光束120以如下不同順序抵達(dá)不同的屏幕層:激勵(lì)側(cè)層518、激勵(lì)濾光器層506、中間層502 (指數(shù)橋接層530和低指數(shù)層528)、發(fā)光層504 (基板層510、熒光層508和間隙層524)和觀察者側(cè)層516 (彩色濾光器層520和其他觀察者側(cè)層)。
[0077]在一些實(shí)施方式中，如圖5所不,發(fā)光層504包括突光層508和基板層510,其中基板層510被設(shè)置成與低指數(shù)層528緊鄰并且在激勵(lì)側(cè)上支承熒光層508。在一些實(shí)施方式中，與激勵(lì)側(cè)相對(duì)的熒光層508的表面可以使用粘接層或者通過(guò)范德華力層壓在基板層510上。在一些實(shí)施方式中(未圖不于圖5中),發(fā)光層504并不包括基板510或間隙524,并且熒光層508被層壓在相鄰觀察者側(cè)層(例如，彩色濾光器層520)的下表面上。
[0078]在一些實(shí)施方式中，熒光層508包括多個(gè)平行熒光帶514。在一些實(shí)施方式中，熒光層508中的每個(gè)熒光帶514隔開400微米至550微米(例如450微米或500微米)的間距，以便屏幕500上的像素元件的像素寬度在大約1350至1500微米的量級(jí)。在其他實(shí)施方式中，每個(gè)熒光帶514隔開大約180微米至220微米的間距，以便屏幕500上的像素元件的像素寬度在大約600微米的量級(jí)。在又其他實(shí)施方式中，屏幕500的像素元件包括獨(dú)立的磷光區(qū)域，而不是磷光帶部分。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)像素是離散和獨(dú)立的磷光電或者一個(gè)特定磷光發(fā)光材料的矩形區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，熒光層508具有大約50微米的厚度。在一些實(shí)施方式中，熒光帶514分別具有大約60英寸的長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方式中，熒光帶514分別具有大約450微米的寬度。
[0079]在一些實(shí)施方式中，可選的薄基板510為透明于UV和可見光并且折射率比較接近于熒光層508中的熒光材料的折射率的半剛性材料。因?yàn)橥该骰?10的折射率被選擇為約等于熒光層508的折射率，透明基板510和熒光層508與發(fā)生在透明基板510與熒光帶514之間的界面上的小反射進(jìn)行選擇性偶合。透明基板510的其他特征包括低系數(shù)的熱膨脹和低吸濕性，并且容易制造在薄層中。此外，透明基板510優(yōu)選為由不易碎并且不會(huì)因?yàn)楸┞队赨V光而損壞和在顯不系統(tǒng)500使用壽命期間褪色的材料組成。在一些實(shí)施方式中，透明基板510聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。通常，透明基板510被配置成盡可能薄，以改善屏幕亮度和色域，以及減少由漏光到透明基板510的邊緣導(dǎo)致的光損耗。在一些實(shí)施方式中，透明基板510為具有小于或等于6微米的厚度的PET膜。在一些實(shí)施方式中，透明基板510的厚度被選擇為大約小于熒光帶514厚度的三分之一。在一些實(shí)施方式中，透明基板510的厚度被選擇為大約15至20微米，其中熒光層508的厚度大約為50微米。
[0080]在一些實(shí)施方式中，發(fā)光層504還包括:分別用于分離熒光層508的相應(yīng)對(duì)的熒光帶514的多個(gè)帶間隔物512。在一些實(shí)施方式中(未圖不于圖5中),帶間隔物512在垂直于屏幕層的方向上具有與熒光層508 (例如，熒光帶514)的厚度相同的高度。也就是說(shuō)，帶間隔物512不將相鄰觀察者側(cè)層抬離熒光層508以形成空氣間隙，并且?guī)чg隔物512的頂部與熒光帶514的頂部持平。
[0081]在一些實(shí)施方式中，如圖5所不,帶間隔物512在垂直于屏幕層的方向上具有大于熒光層508厚度的高度，因此，將觀察者側(cè)層516抬離熒光層508以在熒光層508與發(fā)光層504的緊鄰的觀察者側(cè)層之間生成多個(gè)間隙524。通過(guò)使用被布置在間隙524中的具有低折射率的材料(例如空氣)，減少通過(guò)熒光層508發(fā)出的可見光反射回激勵(lì)側(cè)。在一些實(shí)施方式中，間隙524相對(duì)小于熒光帶514和帶間隔物512的尺寸。
[0082]在一些實(shí)施方式中，帶間隔物512具有法向于基板510和/或相鄰觀察者側(cè)層(例如，彩色濾光器層520)的側(cè)壁。在一些實(shí)施方式中，帶間隔物522具有傾斜壁，即不法向于基板510和/或相鄰觀察者側(cè)層。在一些實(shí)施方式中(未示出)，帶間隔物512具有豎直壁，并且每個(gè)帶間隔物512以從上到下的方式與其相鄰熒光帶接觸。在一些實(shí)施方式中，帶間隔物512具有豎直或傾斜壁，并且該壁不與相鄰熒光帶接觸(例如，如圖5所示)。在一些實(shí)施方式中，帶間隔物512由吸收通過(guò)相鄰磷光帶514發(fā)出的可見光的材料制成。在一些實(shí)施方式中，帶間隔物512由反射通過(guò)相鄰磷光帶514發(fā)出的可見光的材料制成。在一些實(shí)施方式中，帶間隔物512沿著延伸的熒光帶514的線性脊。在一些實(shí)施方式中，熒光層508包括獨(dú)立的熒光子像素元件，并且?guī)чg隔物512為圍住離散和獨(dú)立的子像素元件的間隔物。
[0083]在一些實(shí)施方式中，觀察者側(cè)層516包括與發(fā)光層504緊鄰的彩色濾光器層520。在一些實(shí)施方式中，彩色濾光器層520包括分別用于透射一種特定顏色光的彩色濾光元件522的帶。每個(gè)彩色濾光元件522與相同顏色的對(duì)應(yīng)的熒光帶514對(duì)準(zhǔn)。在一些實(shí)施方式中，彩色濾光器層520為剛性結(jié)構(gòu)或半剛性板。在其他實(shí)施方式中，彩色濾光器層520為通過(guò)屏幕500的其他結(jié)構(gòu)元件(例如，相鄰觀察者側(cè)層)保持定位的相對(duì)柔性基板或片。在一些實(shí)施方式中，彩色濾光器層520還包括:在位置和顏色方面對(duì)應(yīng)于帶間隔物512的帶間隔物元件。在一些實(shí)施方式中，如圖5所示，延伸至彩色濾光器層520中的帶間隔物512用于在突光層508中分離突光帶514,并且還被用于在彩色濾光器層502中分離相鄰彩色濾光兀件 522。
[0084]在屏幕500中，激勵(lì)濾光器層506被配置成選擇性地反射在可見波長(zhǎng)范圍中的可見光并且透射在不同于可見波長(zhǎng)范圍的激勵(lì)波長(zhǎng)范圍中的激勵(lì)光的分色濾光層。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)濾光器層506為透射在兩個(gè)方向上行進(jìn)的UV光并且反射在兩個(gè)方向上的可見光的多層光學(xué)膜。因此，當(dāng)UV激勵(lì)光源被用于產(chǎn)生激勵(lì)光束120時(shí)，激勵(lì)濾光器層502允許包含在掃描激勵(lì)光束120中的UV光進(jìn)入屏幕的熒光層508，并且反射通過(guò)熒光層508發(fā)出的可見光和一直在屏幕500內(nèi)散射回觀察者側(cè)的未被吸收的UV光。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)激勵(lì)源為405至415nm波長(zhǎng)的紫外光時(shí)，激勵(lì)濾光器層為配置成生成用于405至415nm波長(zhǎng)的紫外光的透射諧振的共擠多層膜疊層。
[0085]在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)濾光器層506為由非常薄的共擠多層膜疊層制成的二向色層。更具體地，具有不同折射率的膜的多片被層壓或融合在一起以構(gòu)成復(fù)合片作為二向色層。在一些實(shí)施方式中，具有不同指數(shù)的兩個(gè)不同材料的多層可以被用于通過(guò)交替的方式放置兩種材料以形成復(fù)合膜疊層。在一些實(shí)施方式中，具有不同指數(shù)的三個(gè)或更多不同材料可以被層疊在一起以形成符合膜疊層。這種用于二向色層的復(fù)合片本質(zhì)上為透射用于激勵(lì)發(fā)出彩色可見光的磷光材料并且反射彩色可見光的激勵(lì)光(例如，UV光)的光學(xué)干涉反射器。這種復(fù)合片可以由有機(jī)、無(wú)機(jī)或有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的組合物形成。多層復(fù)合片可以為剛性或柔性。柔性多層復(fù)合片可以由聚合物、非聚合物材料或聚合物和非聚合物材料形成。
[0086]在N0.6，010, 751和N0.6，172，810美國(guó)專利中公開了包括聚合物和非聚合物材料的示例性二向色膜，這些專利的全文通過(guò)引用并入本文作為本申請(qǐng)說(shuō)明書的一部分。用于這種復(fù)合片的全聚合物結(jié)構(gòu)可以提供制造和成本效益。如果具有高光透射和大指數(shù)差異的高溫聚合物被利用在干涉濾光片中，之后薄且非常柔軟的環(huán)境穩(wěn)定濾光片可以被制造成滿足短通(SP)和(LP)濾光片的光學(xué)需要。尤其是，如N0.6，531，230美國(guó)專利中的教導(dǎo)的共擠多層干涉濾光片，可以在非常低成本有效地制造復(fù)合層組的方式中提供精確的波長(zhǎng)選擇以及大面積。N0.6，531，230美國(guó)專利的所有公開通過(guò)引用并入本文作為本申請(qǐng)說(shuō)明書的一部分。具有高指數(shù)差異的聚合物對(duì)允許獨(dú)立的、非常薄且高反射率的鏡的結(jié)構(gòu)，例如，不具有基板但是依然可以輕易地處理以構(gòu)成大屏幕。這種復(fù)合片功能上為多層光學(xué)膜(MOF)的一塊，并且包括:例如PET和C0-PMMA的交替層以顯示出適用于本申請(qǐng)的屏幕應(yīng)用的正入射反射帶。作為示例，3M公司的由多層聚酯類膜制成的增強(qiáng)鏡面反射器(ESR)可以被配置成產(chǎn)生用于本申請(qǐng)的所需二向色反射和透射帶。在N0.5，976，424美國(guó)專利、N0.5, 080, 467美國(guó)專利和N0.6，905，220美國(guó)專利中描述了多層膜的多種特征的示例，這些專利通過(guò)引用并入本文作為本申請(qǐng)說(shuō)明書的一部分。
[0087]如圖6所示，替代“單層”低指數(shù)層，通過(guò)被稱為中間層502的復(fù)合(或“雙層”)低指數(shù)層占用發(fā)光層504與激勵(lì)濾光器層506之間的區(qū)域。中間層502包括:與發(fā)光層504接觸的一個(gè)或多個(gè)第一(上)部分532 (例如，低指數(shù)層528中一個(gè)或多個(gè)區(qū)域)，將一個(gè)或多個(gè)第一部分532與激勵(lì)濾光器層506分離的第二(下)部分(例如，指數(shù)橋接層530)。第二(下)部分具有第一部分532的折射率與激勵(lì)濾光器層506的折射率之間橋接的折射率。在一些實(shí)施方式中，中間層502中的第二區(qū)域530具有大約5微米的厚度。在一些實(shí)施方式中，中間層502的低指數(shù)層528為充滿空氣的間隔?？蛇x地，低指數(shù)層528充滿相對(duì)于基板510和激勵(lì)濾光器層506具有適當(dāng)?shù)驼凵渎实墓腆w或半固體材料(例如，凝膠層、氣溶膠層或聚合物層)。在一些實(shí)施方式中，第二區(qū)域(指數(shù)橋接層530)具有大約144至1.5的橋接折射率。在一些實(shí)施方式中，低指數(shù)層528中的第一部分532的折射率大約為1.0，激勵(lì)濾光器層506的折射率大約為1.67，并且橋接折射率(例如，第二部分的折射率)大約為1.43。在更通常的方面，指數(shù)橋接區(qū)域的折射率在低指數(shù)區(qū)域的折射率與激勵(lì)濾光器層的折射率之間(例如，一半之間)，并且低指數(shù)區(qū)域的折射率在發(fā)光層的折射率與指數(shù)橋接區(qū)域的折射率之間(例如，一半之間)。發(fā)光層的折射率為與中間層的低指數(shù)區(qū)域緊鄰的層的折射率。
[0088]因?yàn)樘畛涞椭笖?shù)層528的材料具有小于指數(shù)橋接層530的折射率，故朝著屏幕500的激勵(lì)側(cè)行進(jìn)的相當(dāng)一部分光(包括通過(guò)熒光帶514發(fā)出的可見光和通過(guò)觀察者側(cè)層516反射的未被吸收的激勵(lì)光)將通過(guò)指數(shù)橋接層530被反射回觀察者側(cè)。此外，激勵(lì)濾光器層506被配置成選擇性地遮擋通過(guò)激勵(lì)濾光器層506從觀察者側(cè)朝著激勵(lì)側(cè)透射的基本所有的可見光。因此，朝著觀察者側(cè)發(fā)出的可見光的透射被最大化。此外，指數(shù)橋接層530具有激勵(lì)濾光器層530的折射率以下的折射率，并且低指數(shù)層532具有指數(shù)橋接層530的折射率以下的折射率。因此，在數(shù)橋接層530與激勵(lì)濾光器層506之間的截面上的指數(shù)的變化不會(huì)如低指數(shù)區(qū)域(例如，單層低指數(shù)層)與激勵(lì)濾光器層506緊鄰地被設(shè)置的其他屏幕的屏幕500中那樣突然。這種減少的指數(shù)變化減少在激勵(lì)濾光器層506中對(duì)于物理和光學(xué)非均勻性的激勵(lì)透光率和激勵(lì)光源中不穩(wěn)定性的靈敏度。由此，在不顯著違背整體屏幕亮度的情況下，減少輸出圖像的亮度中的意想不到的非均勻性。
[0089]在一些實(shí)施方式中，低指數(shù)層528除了低指數(shù)部分532以外還包括多個(gè)隔離元件526。隔離元件526為配置成限定和保持低指數(shù)層528的均勻性和厚度的間隔部件。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)整體定位在激勵(lì)濾光器層506與發(fā)光層504之間的一個(gè)或多個(gè)隔離元件526，低指數(shù)層528的高度被限定。隔離元件526的高度可以與熒光層508相當(dāng)或者小至與發(fā)出的可見光的一個(gè)波長(zhǎng)相當(dāng)。在一些實(shí)施方式中，為了最小化發(fā)出的光的水平行程，中間層502的高度被制成為盡可能小，以便非常小的發(fā)出光可以前往屏幕500的不必要的區(qū)域，例如前往至帶間隔物512中。在一些實(shí)施方式中，隔離元件526延伸通過(guò)低指數(shù)層528并且具有嵌入發(fā)光層508的相應(yīng)的端部。
[0090]在一些實(shí)施方式中，隔離兀件526由透明于可見光和UV光并且在形成于屏幕500中的壓力下保持尺寸穩(wěn)定性的材料制成。隔離元件526的其他所需特征包括低吸濕性和在長(zhǎng)時(shí)間暴露于UV光下的抗光學(xué)和機(jī)械損壞。在一些實(shí)施方式中，隔離兀件526由樹脂或粘接劑(例如，PSA)制成。
[0091]在一些實(shí)施方式中，隔離元件526相對(duì)于熒光帶514被隨機(jī)定位以防止觀察者見到圖案效果和其他偽影(例如，云紋圖案)。在一些實(shí)施方式中，隔離元件526被定位在低指數(shù)層528的具體區(qū)域中，其中這種結(jié)構(gòu)元件的存在不太可能被觀察者檢測(cè)到。例如，在一些實(shí)施方式中，隔離元件526僅僅被定位成與藍(lán)色磷光區(qū)域相鄰，因?yàn)榫G色光與人眼明視峰值對(duì)齊并且由隔離元件526引起的綠色光中的變化更加容易被檢測(cè)到。在一些實(shí)施方式中，隔離元件526被定位成與帶間隔物512相鄰，因?yàn)閹чg隔物512的區(qū)域中以任意方式發(fā)出小光。
[0092]在一些實(shí)施方式中，隔離元件526被配置成屏幕401的結(jié)構(gòu)組件以增強(qiáng)制成屏幕401的多個(gè)層的凝聚力。例如，將激勵(lì)濾光器層506機(jī)械耦合至發(fā)光層504 (例如，耦合至透明基板510)的膠線可以作為一些實(shí)施方式中的隔離元件526。在一些實(shí)施方式中，隔離元件526為將低指數(shù)層528分隔為多個(gè)獨(dú)立低指數(shù)區(qū)域(例如，多個(gè)第一區(qū)域532)的直線或曲線細(xì)長(zhǎng)帶形狀。在一些實(shí)施方式中，隔離元件526為單獨(dú)的阻隔柱形狀。在一些實(shí)施方式中，低指數(shù)層506單一的連續(xù)低指數(shù)區(qū)域(例如，單一第一區(qū)域532)，其中分布有隔離元件526 (例如，阻隔柱)。
[0093]在一些實(shí)施方式中，指數(shù)橋接層530為與隔離元件526分開制成的層。在一些實(shí)施方式中，指數(shù)橋接層530為粘接層(例如，壓敏粘接劑)。在一些實(shí)施方式中，指數(shù)橋接層530為在其上適用粘接層(例如，壓敏粘接劑)的玻璃層。在一些實(shí)施方式中，指數(shù)橋接層530為適用在激勵(lì)濾光器層506層的與觀察者相對(duì)的表面上的壓敏粘接劑層。在一些實(shí)施方式中，指數(shù)橋接層530為PET層。在一些實(shí)施方式中，指數(shù)橋接層530布置在激勵(lì)濾光器層506的與觀察者相對(duì)的表面上的固化涂層的層。在一些實(shí)施方式中，指數(shù)橋接層530為適用薄粘接層層壓在激勵(lì)濾光器層506上的層。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)耐磨材料制成的指數(shù)橋接層530提供在屏幕組裝期間保護(hù)潛在激勵(lì)濾光器層免受劃傷的附加優(yōu)點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，指數(shù)橋接層530，例如由固體層或“硬質(zhì)涂層”制成的指數(shù)橋接層還提供或增強(qiáng)相鄰屏幕層(例如，激勵(lì)濾光器層506)的結(jié)構(gòu)鋼性并且保持其免受彎曲或破壞。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)保持激勵(lì)濾光器層506免受彎曲或破壞，指數(shù)橋接層530還有助于保持激勵(lì)濾光器層506的光學(xué)均勻性。在一些實(shí)施方式中，多個(gè)第一區(qū)域532為通過(guò)多個(gè)支承脊(例如，隔離元件526)將固體指數(shù)橋接層530與發(fā)光層504分離生成多個(gè)空氣間隙。在一些實(shí)施方式中，多個(gè)第一區(qū)域532可以被不同于空氣的低指數(shù)材料充滿。例如，低指數(shù)膠或氣溶膠可以被用于填充第一區(qū)域532。
[0094]在一些實(shí)施方式中，指數(shù)橋接層530和隔離元件526為整體結(jié)構(gòu)的一部分，例如使用模具由樹脂制成的整體結(jié)構(gòu)，并且整體結(jié)構(gòu)具有橋接指數(shù)。整體結(jié)構(gòu)具有與激勵(lì)濾光器層506的上表面接觸的平坦的第一表面，以及與發(fā)光層504接觸的脊?fàn)畹诙砻妫渲姓w結(jié)構(gòu)的脊?fàn)畹诙砻娴陌枷輩^(qū)域在中間層502中形成多個(gè)第一區(qū)域532。
[0095]在一些實(shí)施方式中，發(fā)光層504的厚度大約10倍于指數(shù)橋接層530的厚度。例如，在一些實(shí)施方式中，熒光層508大約為50微米的厚度，并且指數(shù)橋接層530大約為5微米的厚度。在一些實(shí)施方式中，在低指數(shù)層528中的多個(gè)第一區(qū)域532分別具有大約20微米的厚度并且第二區(qū)域530區(qū)域大約5微米的厚度。
[0096]在一些實(shí)施方式中，作為具有彩色熒光帶514的熒光層508的替代，發(fā)光層504為在激勵(lì)光的照射下發(fā)出廣譜可見光的突光層。在這種實(shí)施方式中，顯不屏幕500在突光層的觀察者側(cè)包括彩色濾光器層(例如，彩色濾光器層520)，其中彩色濾光器層包括配置成根據(jù)預(yù)定子像素圖案透射不同顏色光的彩色濾光元件522的周期性陣列。在這些實(shí)施方式中，熒光層發(fā)出白光，并且彩色濾光器層被用于限定彩色像素的邊界。[0097]圖5示出根據(jù)一些實(shí)施方式的示例性屏幕500。圖6A至圖61分別示出根據(jù)多種實(shí)施方式的包括對(duì)于一個(gè)或多個(gè)屏幕500的變化的相應(yīng)的屏幕600。
[0098]例如，在一些實(shí)施方式中，如圖6A所示，在熒光層中分離熒光帶514的帶間隔物(例如，帶間隔物512’)不延伸至觀察者側(cè)層516中，而改為整體延伸在觀察者側(cè)層516與基板層510之間。
[0099]在一些實(shí)施方式中，如圖6B所示，分離相鄰熒光帶514的帶間隔物(例如，帶間隔物512”)具有直側(cè)壁而非傾斜側(cè)壁，并且給個(gè)帶間隔物512”以從上到下的方式與兩個(gè)相鄰熒光帶514接觸。在一些實(shí)施方式中，如圖6B所示，每個(gè)帶間隔物512”與其相鄰熒光帶514之間不存在低指數(shù)間隙。此外，如圖6B所示，觀察者側(cè)層516與熒光層中的熒光帶514之間不存在低指數(shù)間隙。
[0100]在一些實(shí)施方式中，如圖6C所示，帶間隔物512”具有直側(cè)壁而非傾斜側(cè)壁。在一些實(shí)施方式中，觀察者側(cè)層516包括彩色濾光器層520’，并且彩色濾光器層520’與突光帶514和帶間隔物512”接觸，并且在熒光帶514與帶間隔物512”之間不具有低指數(shù)間隙。在一些實(shí)施方式中，熒光層和彩色濾光器層分別包括其各自的帶間隔物組。在一些實(shí)施方式中，熒光層和the彩色濾光器層共享通過(guò)熒光層和彩色濾光器層延伸的相同組的帶間隔物。
[0101]在一些實(shí)施方式中，如圖6D所示，彩色濾光器層由中性密度濾光層604取代，并且放置為與在觀察者側(cè)上的發(fā)光層504相鄰。中性密度濾光層604有助于提供對(duì)比度增強(qiáng)功能和減少?gòu)挠^察者側(cè)進(jìn)入到屏幕的環(huán)境光的反射。
[0102]在一些實(shí)施方式中，如圖6E所示，包含彩色熒光帶和帶間隔物的熒光層可以由在激勵(lì)光光束的照射下發(fā)出廣譜白光的熒光層606取代。在這種實(shí)施方式中，觀察者側(cè)層516包括彩色濾光器層520’。彩色濾光器層520’包括用于限定彩色子像素的邊界的彩色濾光元件522。彩色濾光器層520’還包括每對(duì)相鄰彩色濾光元件522之間的帶間隔物602。
[0103]在一些實(shí)施方式中，如圖6F所不,在觀察者側(cè)層516與突光帶514之間不存在低指數(shù)間隙。在一些實(shí)施方式中，如圖6F所示，在激勵(lì)側(cè)上沒有任何支承基板(例如，基板510)的情況下，熒光層中的熒光帶514被附接到觀察者側(cè)層。如圖6F所示，熒光帶514的下表面(與激勵(lì)側(cè)相對(duì)的表面)與低指數(shù)層528 (包括中間層502的第一區(qū)域532)接觸，并且通過(guò)指數(shù)橋接層530 (中間層502的第二區(qū)域)與激勵(lì)濾光器層506分離。在一些實(shí)施方式中，如圖6F所示，用于將發(fā)光層504 (僅僅包括熒光層并不包括激勵(lì)側(cè)支承基板)與通過(guò)中間層502的第一區(qū)域532延伸的激勵(lì)濾光器層506分離的隔離元件(例如，隔離元件608)。如圖6F所示，隔離元件608分別具有立于獨(dú)立的固體指數(shù)橋接層530 (例如，由PET或玻璃制成的指數(shù)橋接層)上的一端，并且具有延伸至發(fā)光層504中的另一端。在一些實(shí)施方式中，指數(shù)橋接層530為將帶間隔物608保持到激勵(lì)濾光器層506的PSA層。在一些實(shí)施方式中，如圖6F所示，隔離元件608也可作為分別彼此分離一對(duì)相鄰熒光帶514的帶間隔物。在一些實(shí)施方式中，隔離元件608由適用于作為帶間隔物的材料制成，例如吸收可見光的材料，或者反射于可見光和激勵(lì)光的材料。在一些實(shí)施方式中，作為帶間隔物的隔離元件可以進(jìn)一步延伸至觀察者側(cè)層516中，例如，延伸至與熒光層相鄰的彩色濾光器層中。
[0104]在一些實(shí)施方式中，如圖6G所不,激勵(lì)濾光器層506與發(fā)光層504之間的中間層(例如，中間層502’ )包括由單一材料(例如，樹脂或玻璃)制成的整體結(jié)構(gòu)(例如，整體結(jié)構(gòu)610)。整體結(jié)構(gòu)610包括作為中間層502’的指數(shù)橋接區(qū)域的平面部分。平面部分的平面底表面與激勵(lì)濾光器層506接觸(例如，通過(guò)薄粘結(jié)層層壓在激勵(lì)濾光器層506上)。整體結(jié)構(gòu)610還在平面部分上包括脊?fàn)钌喜俊＜範(fàn)钌喜坑兄趯⑵矫娌糠峙c發(fā)光層504分離。在一些實(shí)施方式中，脊?fàn)畈康捻敱砻媾c緊鄰觀察者側(cè)層的底表面接觸。在一些實(shí)施方式中，脊?fàn)钌喜堪ㄔ谡w結(jié)構(gòu)610的脊?fàn)铐敱砻嬷猩砂疾?32的多個(gè)線性脊。凹槽532作為中間層502’的第一區(qū)域具有小于整體結(jié)構(gòu)610的平面部分(中間層502’的第二區(qū)域)的折射率。凹槽532選擇性地通過(guò)空氣或其他低指數(shù)材料填充。在一些實(shí)施方式中，脊?fàn)钌喜糠职ǘ鄠€(gè)柱。柱被分布在通過(guò)柱生成的在平面部分與發(fā)光層504之間的連續(xù)低指數(shù)區(qū)域532 內(nèi)。
[0105]在一些實(shí)施方式中，圖6G中所示整體結(jié)構(gòu)610被修改以便整體結(jié)構(gòu)610的脊?fàn)畈糠滞ㄟ^(guò)中間層502’的低指數(shù)區(qū)域并且延伸至發(fā)光層504中。如圖6H所示，整體結(jié)構(gòu)610’具有包括部分延伸至基板510’中的脊，其中基板510’用于發(fā)光層504中的熒光層的激勵(lì)側(cè)支承基板。
[0106]在一些實(shí)施方式中，圖6G中所示整體結(jié)構(gòu)610進(jìn)一步被修改以便整體結(jié)構(gòu)610的脊?fàn)畈糠滞ㄟ^(guò)中間層的低指數(shù)區(qū)域并且延伸至發(fā)光層504中。如圖61所示，在一些實(shí)施方式中，
[0107]在整體結(jié)構(gòu)610”的頂表面上的延伸的脊(例如，“肋”)作為用于在發(fā)光層504中分離每對(duì)相鄰彩色熒光元件514的帶間隔物(例如，帶間隔物512)。在一些實(shí)施方式中，熒光元件514被附接到支承層602 (與發(fā)光層504緊鄰的特定觀察者側(cè)層)的下表面。在整體結(jié)構(gòu)610”的頂表面上延伸的脊有助于將觀察者側(cè)層516 (包括支承層602)和附接的熒光元件514從整體結(jié)構(gòu)610”的平面部分分離，由此生成多個(gè)低指數(shù)區(qū)域532’。多個(gè)低指數(shù)區(qū)域532’作為中間層502’的低指數(shù)層528。在一些實(shí)施方式中，整體結(jié)構(gòu)610”的延伸的脊與熒光元件514的側(cè)面接觸。在一些實(shí)施方式中，整體結(jié)構(gòu)610”的延伸的脊并不與熒光元件514的側(cè)面接觸。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)制造圖61中所示顯示屏幕結(jié)構(gòu)時(shí)，分開組裝屏幕的下部分(包含整體結(jié)構(gòu)610”和激勵(lì)濾光器層506)和屏幕的上部分(包含熒光元件514、支承層602和選擇性附加的觀察者側(cè)層)。之后，上部分和下部分被匯聚到一起以彼此對(duì)齊并粘結(jié)。在一些實(shí)施方式中，在支承層602上，若干個(gè)低指數(shù)間隙524’通過(guò)多個(gè)隔離元件512’被生成在支承層602與其他觀察者側(cè)層之間。低指數(shù)間隙524’減少反射回激勵(lì)側(cè)的通過(guò)熒光元件514發(fā)出的可見光的反射。在一些實(shí)施方式中，支承層602被制作為盡可能薄。
[0108]圖6A至圖61僅僅為可以對(duì)屏幕進(jìn)行的一些變形的說(shuō)明。圖6A至圖61中所述屏幕元件的特定組合并不意味著位移可能的組合?？梢赃M(jìn)行其他組合的變化，并且通過(guò)包含于本說(shuō)明書中的描述，該變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
[0109]圖7示出用于制造包括指數(shù)橋接層(從隔離元件分開的固體層，其中隔離元件用于將指數(shù)橋接層與發(fā)光層分離)的顯示屏幕的示例性工藝700。在工藝700中，涂層被適用702到激勵(lì)濾光器層的第一側(cè)面。激勵(lì)濾光器層被配置成選擇性地反射第一波長(zhǎng)范圍(例如，光譜的可見范圍，或用于通過(guò)彩色熒光帶發(fā)出的彩色光的光譜的離散范圍)中的可見光并且透射在不同于第一波長(zhǎng)范圍的第二波長(zhǎng)范圍中的激勵(lì)光。涂層具有小于激勵(lì)濾光器層的折射率的橋接折射率。在一些實(shí)施方式中，激勵(lì)濾光器層大片的共擠多層膜。在一些實(shí)施方式中，液態(tài)涂覆材料(例如，溶解于溶劑中的固體涂覆材料)被噴射到共擠多層膜的一個(gè)側(cè)面上，并且之后固化(通過(guò)UV曝光)在共擠多層膜上。在固化后，固體硬涂層被形成在共擠多層膜上。
[0110]在一些實(shí)施方式中，粘接層(例如，壓敏粘接層)被適用704到激勵(lì)濾光器層的暴露的側(cè)面，例如，在涂層被適用于激勵(lì)濾光器層之后。例如，在一些實(shí)施方式中，壓敏粘接層(PSA)被適用到未被涂覆固體硬涂層的共擠多層膜的側(cè)面，并且在不施加足夠的壓力以粘接壓敏粘接劑的情況下，共擠多層被高速滾動(dòng)。因?yàn)檫m用在共擠多層膜上的壓敏粘接劑未被激活，在不損壞膜或粘接層的情況下，共擠多層膜卷仍然可以被展開。
[0111]在一些實(shí)施方式中，通過(guò)將粘接層滾動(dòng)到基板，激勵(lì)濾光器層被層壓706到基板，例如在將粘接層適用到激勵(lì)濾光器層之后。例如，在一些實(shí)施方式中，共擠多層膜的卷被緩慢地展開與基板(例如，激勵(lì)側(cè)層，如由玻璃制成的伺服層)表面相對(duì)的PSA涂覆側(cè)面。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)共擠多層膜卷被緩慢展開時(shí)，壓力被施加以激活PSA層，以便通過(guò)激活的PSA將共擠多層膜被層壓到基板上。
[0112]在一些實(shí)施方式中，發(fā)光層被布置708在激勵(lì)濾光器層的第一側(cè)面上的涂層上，例如，在層壓之后，其中通過(guò)多個(gè)低指數(shù)間隙，發(fā)光層與涂層分離。例如，在一些實(shí)施方式中，多個(gè)膠線被適用到發(fā)光層中的基板，并且通過(guò)膠線，激勵(lì)濾光器層的第一側(cè)面被附接到發(fā)光層。
[0113]在一些實(shí)施方式中，當(dāng)共擠多層膜在一個(gè)側(cè)面上已涂覆有PSA層并且在另一側(cè)面上涂覆有脫模劑時(shí)，工藝700被修改。例如，共擠多層膜的一些供應(yīng)商提供具有很難去除的PSA涂覆的膜。在這種情況下，固體指數(shù)橋接層由PET或玻璃層制成。在PSA側(cè)面與PET或玻璃層相對(duì)的情況下，PSA涂覆的多層膜被緩慢地滾動(dòng)在PET或玻璃層上。之后，足夠的壓力可以被施加以激活PSA，以便通過(guò)PSA，共擠多層膜被層壓在PET或玻璃層上。之后，通過(guò)使用適用在發(fā)光層底表面的多個(gè)膠線，玻璃或PET層可以與共擠多層膜一同被附接到發(fā)光層。還可以使用在發(fā)光層與激勵(lì)濾光器層之間包含中間層的屏幕的其他方法。
[0114]雖然本文包含多個(gè)細(xì)節(jié)，但是這些細(xì)節(jié)不應(yīng)當(dāng)被解釋為本發(fā)明的范圍上的限制或者要求的范圍上的限制，而是作為本發(fā)明的特定實(shí)施方式的特征的描述。在獨(dú)立實(shí)施方式的上下文中的本文中描述的一些特征還可以以組合或者單一實(shí)施方式實(shí)施。相反，在單一實(shí)施方式的上下文中描述的多種特征可以分別以多個(gè)實(shí)施方式實(shí)施或者以任意合適的子組合實(shí)施。此外，盡管上面描述的特征可以作用在一些組合中并且甚至初始要求如，自要求的組合的一個(gè)或多個(gè)特征在一些情況中可以從組合中刪除，并且要求的組合可以被導(dǎo)向子組合或者子組合的變化。
[0115]只有少數(shù)幾個(gè)實(shí)施被公開。然而可以基于本文中的描述和圖示進(jìn)行所描述實(shí)施的變化和改進(jìn)和其他實(shí)施。
【權(quán)利要求】
1.一種顯示屏幕，包括: 發(fā)光層，所述發(fā)光層被配置成在不同于第一波長(zhǎng)范圍的第二波長(zhǎng)范圍中的激勵(lì)光的照射下發(fā)出所述第一波長(zhǎng)范圍中的可見光，所述發(fā)光層具有與所述顯示屏幕的觀察者側(cè)相對(duì)的第一側(cè)和與所述顯示屏幕的激勵(lì)側(cè)相對(duì)的第二側(cè)； 激勵(lì)濾光器層，所述激勵(lì)濾光器層被布置在所述顯示屏幕的相對(duì)于所述發(fā)光層的所述激勵(lì)側(cè)上，并且被配置成選擇性地反射所述第一波長(zhǎng)范圍中的所述可見光并透射所述第二波長(zhǎng)范圍中的所述激勵(lì)光；以及 中間層，所述中間層被布置在所述發(fā)光層與所述激勵(lì)濾光器層之間并且與所述發(fā)光層和所述激勵(lì)濾光器層相鄰，其中所述中間層包括與所述發(fā)光層接觸的一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域和將所述一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域與所述激勵(lì)濾光器層分離的第二區(qū)域，并且其中所述第二區(qū)域的橋接折射率位于所述一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域的第一折射率與所述激勵(lì)濾光器層的第二折射率之間。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述中間層的所述第二區(qū)域?yàn)椴Ａ樱灰约? 所述一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)或多個(gè)空氣間隙，所述一個(gè)或多個(gè)空氣間隙通過(guò)將所述玻璃層與所述發(fā)光層分離的多個(gè)隔離元件產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述中間層的所述第二區(qū)域?yàn)镻ET層；以及 所述一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)或多個(gè)空氣間隙，所述一個(gè)或多個(gè)空氣間隙通過(guò)將所述PET層與所述發(fā)光層分離的多個(gè)隔離元件產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述多個(gè)隔離元件為多個(gè)支承脊；以及 所述多個(gè)支承脊在將所述第二區(qū)域與所述發(fā)光層分離的低指數(shù)層中產(chǎn)生多個(gè)空氣間隙。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述發(fā)光層包括多個(gè)彩色熒光帶；以及 所述多個(gè)隔離元件為帶間隔物，所述帶間隔物分別在所述發(fā)光層中分離相鄰對(duì)的彩色熒光帶。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述多個(gè)隔離元件為多個(gè)支承柱；以及 所述多個(gè)支承柱產(chǎn)生用于將所述第二區(qū)域與所述發(fā)光層分離的空氣間隙。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述多個(gè)隔離元件分別延伸通過(guò)所述中間層和所述發(fā)光層的至少一部分。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述多個(gè)隔離元件分別延伸在所述發(fā)光層與所述激勵(lì)濾光器層之間。
9.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述中間層包括具有所述橋接折射率的整體結(jié)構(gòu)，所述整體結(jié)構(gòu)具有與所述激勵(lì)濾光器層接觸的平坦的第一表面以及與所述發(fā)光層接觸的脊?fàn)畹诙砻妫渲性谒稣w結(jié)構(gòu)的所述脊?fàn)畹诙砻嫔系囊粋€(gè)或多個(gè)凹陷區(qū)域在所述中間層中形成所述一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述激勵(lì)濾光器層為共擠多層膜疊層，共擠多層膜疊層被配置成對(duì)所述第二波長(zhǎng)范圍中的所述激勵(lì)光產(chǎn)生透射諧振。
11.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述激勵(lì)濾光器層被配置成對(duì)405至415nm波長(zhǎng)的紫外光產(chǎn)生透射諧振。
12.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述中間層中的所述第二區(qū)域減少由于所述激勵(lì)濾光器層中的制造變化性導(dǎo)致的通過(guò)所述激勵(lì)濾光器層透射到所述發(fā)光層的所述激勵(lì)光的強(qiáng)度變化。
13.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述激勵(lì)光為405至415nm波長(zhǎng)的紫外光。
14.如權(quán)利要求1所述 的顯示屏幕，其中: 所述第一折射率大約為1.0，所述第二折射率大約為1.67，并且所述橋接折射率大約為 1.43。
15.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述中間層中的所述第二區(qū)域具有大約5微米的厚度并且所述橋接折射率大約為1.4至 1.5。
16.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述發(fā)光層為熒光層，所述熒光層的厚度大約10倍于所述中間層中的所述第二區(qū)域的厚度。
17.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述中間層中的所述一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域分別具有大約20微米的厚度并且所述中間層中的所述第二區(qū)域具有大約5微米的厚度。
18.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述顯示屏幕還包括彩色濾光器層，所述彩色濾光器層位于所述顯示屏幕的相對(duì)于所述發(fā)光層的觀察者側(cè)上，并且所述彩色濾光器層包括彩色濾光器元件的周期性陣列，所述彩色濾光器元件的周期性陣列被配置成根據(jù)預(yù)定子像素圖案透射不同顏色的光。
19.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述發(fā)光層為在所述激勵(lì)光的照射下發(fā)出廣譜可見光的熒光層。
20.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，其中: 所述發(fā)光層為包括彩色熒光元件的周期性陣列的熒光層，所述彩色熒光元件的周期性陣列被配置成當(dāng)通過(guò)所述激勵(lì)光照射時(shí)根據(jù)預(yù)定子像素圖案發(fā)出不同顏色的光。
21.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，還包括: 一個(gè)或多個(gè)觀察者側(cè)層，所述一個(gè)或多個(gè)觀察者側(cè)層被布置在所述顯示屏幕的相對(duì)于所述發(fā)光層的所述觀察者側(cè)上，并且所述一個(gè)或多個(gè)觀察者側(cè)層包括UV遮擋層、對(duì)比度增強(qiáng)層和外保護(hù)層中的一個(gè)或多個(gè)。
22.如權(quán)利要求1所述的顯示屏幕，還包括: 激勵(lì)源；以及 一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)測(cè)層，所述激勵(lì)側(cè)層被布置在所述顯示屏幕的相對(duì)于所述激勵(lì)濾光器層的所述激勵(lì)側(cè)上，所述一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)測(cè)層包括菲涅耳層、伺服層、機(jī)械支承層和抗反射涂層中的一個(gè)或多個(gè)。
23.一種用于制造顯示屏幕的工藝，包括: 將涂層施加至激勵(lì)濾光器層的第一側(cè)，所述激勵(lì)濾光器層被配置成選擇性地反射第一波長(zhǎng)范圍中的可見光并且透射在不同于所述第一波長(zhǎng)范圍的第二波長(zhǎng)范圍中的激勵(lì)光，其中所述涂層的橋接折射率小于所述激勵(lì)濾光器層的折射率； 將粘接層施加至所述激勵(lì)濾光器層的第二側(cè)； 通過(guò)將粘接層滾動(dòng)到基板，將所述激勵(lì)濾光器層層壓到所述基板；以及將發(fā)光層布置在所述激勵(lì)濾光器層的所述第一側(cè)上的所述涂層上，其中通過(guò)多個(gè)空氣間隙將所述發(fā)光層與所述涂層分離。
【文檔編號(hào)】G09F9/00GK103675971SQ201310409659
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】菲利普·J·萊利 申請(qǐng)人:Prysm公司