[发明专利]用于减少环境光在发射显示器中的反射的方法和系统

说明书

描述了一种发射显示器(例如，有机发光二极管(OLED)显示器)，构造和使用这种显示器的方法，以及操作这种显示器的方法。提供了一种用于减少环境光的反射的解决方案，该解决方案引起较低的光损耗，例如，比常规解决方案更低的损耗。由于本发明的各实施例提供了一种可以减少环境光从具有反射层的显示器的反射的解决方案，这进而会在存在环境光的情况下改善显示器的对比度。

本发明处于发射显示器的领域，例如固定格式显示器，诸如有机发光二极管(OLED)显示器，用于构造和使用这种显示器的方法以及操作这种显示器的方法。

背景

OLED显示器与LCD相比的主要优点之一是其高对比度，这是由于显示深黑色的能力。缺点是在存在环境光的情况下该对比度由于来自一些发射显示器的反射内部组件(例如，(诸)金属电极和金属电源线)的反射而显著降低。

应对发射显示器的环境光反射的一种常规方法是在显示器前面放置圆偏振器(参考US 7,259,505 B2；US 6,936,960 B2)。圆偏振器包括线性偏振器和四分之一波片。入射环境光首先通过线性偏振器，该线性偏振器使光在一个维度上偏振。光随后通过四分之一波片，从显示器中的反射组件反射，并再次通过四分之一波片以使光在与线性偏振器正交的维度上旋转，以使得反射光的剩余部分被吸收。通过圆偏振器被反射回的环境光的大约99.5％被吸收。然而，用于显示图像并且通过偏振器一次的光的大约55％也被吸收。因此，由光源发射的光的大约55％被损耗。

图1a)示出了具有圆偏振器的OLED显示器的图像，其中偏振器已在显示器表面的内部矩形中被移除。显示器被关闭，并且环境光照射在显示器上。可以看到，环境光在没有任何偏振器的显示器表面上的反射强得多。图1b)示出了相同的OLED显示器，此时该OLED显示器被打开显示单一颜色。同样此处可以看到，没有偏振器的内部部分亮得多。

尽管圆偏振器是用于减少环境反射的有效方法，但显示器的最大亮度(辉度)显著减小。这也意味着需要高得多的电流流经显示器发射组件以维持可接受的亮度。已知例如OLED的寿命与流经该OLED的电流逆相关；较高的电流导致较短的寿命。经常用于近似辉度与寿命之间的关系的表达式是其中n＝1.7–2.6是典型范围。该关系提供了对寿命的估计并指示为了补偿圆偏振器的损耗(即，将OLED显示器的亮度增加2.2倍)，OLED显示器的寿命减少3.9–7.8倍。

由此，减少环境光的反射的这种常规解决方案代价很高。

在显示器上工作时有时期望添加外部光。最近已出现针对电子阅读设计的灯，参见例如http://the-gadgeteer.com/2016/12/21/benq-wit-e-reading-led-desk-lamp-review/。BenQ(明基)提供了一种WiT电子阅读LED台灯，该台灯具有沉重底座和带有两个铰链的可调节臂，这两个铰链允许灯的头部低至离桌面30cm到最多85cm。BenQ WiT灯具有两个控件：一端的镀铬环和顶部的旋钮。该环是切换电源的触摸控件。旋钮扭转并且可以被按下。按压旋钮在亮度与色温模式之间切换。扭转旋钮在亮度模式中调节亮度水平或者在色温模式中时将色温从冷变成暖。如果触摸并保持环，则绿色LED亮起并且灯处于基于环境光来设置亮度水平的护眼模式。存在白色和黄色LED。使用灯顶部的旋钮，可以调节色温以定制光的类型。照明系统可以在侧部较亮(高达1800LUX)，并在中间较暗，以减少屏幕眩光。在健康护理领域内存在某些应用，其中需要较暗的环境，但当用户坐在显示器旁边时应当仍然能够阅读例如纸质文档。这些显示器因此通常装备有外部光源。如果使用具有反射层的发射显示器，则添加的光将从反射层反射，并且所显示内容的对比度将降低。

US9142803公开了一种具有吸收滤光器的显示器，该吸收滤光器与显示器的出射光谱具有负相关性。然而，该解决方案未考虑到，当波长在滤光器通带中的外部光照射到显示器上时，它将不会被吸收而是被反射，这将导致降低的对比度。

概述