[发明专利]改进亮度的带有集成光电池的显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示装置的领域，更具体地说，涉及背光照明显示屏的领域。包括大量背光照明像素的这样的屏幕长期以来已为人所知，并用于电视机、计算机和小尺寸便携式装置，诸如移动电话、游戏机和计算器。

背景技术

在本文中术语“背光照明”图像区指的是位于光源前面由该光源从其后照明的图像区。图像区可以是例如，一个像素、多个像素或者一个像素的一部分(例如，液晶像素)，或者其上印出图像的膜的带。在背光照明屏幕中，漫射光源位于在像素平面的后面，以便改进对比度。

便携式装置一般由电池供电，其中充电之间的持续时间是使用便利性的重要因素。为了延长这一充电之间的持续时间，在这些便携式装置中集成入光电池，该光电池产生一部分运行所述装置所需要的电流。鉴于在所述便携式装置的外表面上设置光电池的可用空间非常有限，适宜于在显示屏中集成光电池。

现有技术有这样的集成的若干示例。第一种途径包括沉积半透明光电池(见EP1174756(ETA)，US7,206,044(Motorola)，WO2009/052326，US 2010/284055，WO2009/065069(Qualcomm)，US2010/245731(Intel))。另一种途径包括以带的形式沉积光电层，在该光电层的带之间通过来自像素的光(见US 2002/0119592(BP)，US4,795,500(Sanyo)，WO2009/098459(W-Solv))。所有这些途径导致的屏幕不是亮度不高，就是对于给定的电池类型，光电池表面积与转换能量成比例太小。

文献US2007/0102035(X.Yang)表示达到这样一种集成的另一种途径，其中设置在屏幕表面上的光电池覆盖区域收集周围的漫射光，而设置在显示屏后面的透镜系统将背后照明的光聚焦到未被光电池覆盖的区域上。

然而，这些光电池不应该使成像特征降级，也不应该使其中集成该光电池的屏幕亮度降级，这就是为什么事实上可用于这些光电池总的面积非常有限；的确，光电池的宽度不能明显地大于两个像素之间的空间，而为了改进屏幕分辨率希望该空间最小化。若光电池较大，而且更不必说当部分地覆盖像素表面时，正如在文献US2007/0102035中上述的实施方式的情况，由屏幕产生的图像的亮度和分辨率降级。该同一文献包括另一个实施方式，其中背后照明光通过位于背后照明光源和像素阵列处于其上的衬底之间的空间中的透镜聚焦在光电池之间的空间中；该实施方式呈现出需要极其精确定位透镜的缺点，该定位关于两方面：透镜的横向位置而且尤其是透镜与光电池相对的距离。此外，其不能使得把背光照明用的光源直接集成在控制构成屏幕像素的液晶的场效应晶体管的衬底上。

发明内容

因而本发明力求提供一种带有集成光电池的显示屏，其将光电活性表面积的高比例联合于高显示亮度。这一光电池的集成优选地是不要求对显示屏的设计，特别是“像素控制”部分的修改，以便能够利用已知的屏幕设计。

在本发明的范围内，该问题通过建立三个主要因素的明智关联解决，该三个主要因素为：产生图像的像素阵列、多个光电池和构成透镜阵列的多个透镜，这三个因素中的每一个的特征在于其形状、尺寸和相对彼此的定位，以便形成带有集成光电池的数字显示屏。

本发明的第一目标是显示装置，具体地说，是带有集成光电池的数字显示屏，包括

(a)图像区阵列，发出光或由位于图像区阵列后面的光源背光照明；

(b)由多个光电池和多个孔形成的阵列，在所述阵列中两个相邻的光电池形成孔；

(c)透镜阵列，使得可以将所述图像区发射的光聚焦进两个相邻的光电池之间的孔中；

所述装置的特征在于，所述透镜阵列定位在所述图像区阵列和所述光电池阵歹之间。

按照本发明的装置包括图像区阵列。这可以指定为像素。术语“像素”在这里包含或者是单色的单独像素，或者是像素的多个部分(一般三个，就是说，蓝、红和绿三种颜色)，其互相配合以便形成被确定为每个区发射强度的函数的颜色的光点。这些图像区或者像素形成有序阵列；该基于像素的显示技术是本领域技术人员己知的。按照本发明的屏幕可以是借助于位于图像区阵列或像素后面的光源背光照明(例如，在LCD型屏幕(液晶显示)情况下或者在包括优选是半透明的印刷平行带的形式中的图像区的广告面板情况下)，和/或该像素可以主动发光(例如，电致发光的像素)。该屏幕可以是柔性的或刚性的屏幕。其外表面上其可包括触摸层或触摸膜，以便允许用户借助于触摸的途径输入数据。