專利名稱：改進(jìn)的多層顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供品質(zhì)改進(jìn)的視頻顯示系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
在視頻顯示器中產(chǎn)生深度現(xiàn)象的方法是使用多層顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)典型的包括在10和100毫米深度之間分開的至少兩個(gè)平行同軸的顯示屏。該后屏幕可以比前屏幕大，并且優(yōu)選的通過(guò)折射率實(shí)質(zhì)上大于1的透明材料板將該屏幕分開，其支撐兩個(gè)屏幕并且有助于避免通過(guò)窗口觀看的效果，由于在屏幕之間的視圖的邊緣大大的消失了。前屏幕是透明的，此外，它的象素被激活以產(chǎn)生顯示，從而有可能在大部分前屏幕的后面看到顯示在后屏幕上的背景。通過(guò)來(lái)自后屏幕的照明提供用于前屏幕的背光，或者更普遍的公共背光用于兩個(gè)屏幕，對(duì)于該情況位于后屏幕后面的背光也是透明的，此外，象素被激活。也可根據(jù)透明的場(chǎng)致發(fā)光技術(shù)來(lái)形成該前屏幕，其中象素和子象素產(chǎn)生它們自己的光。通過(guò)背光系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)即使當(dāng)激活以允許前屏幕上正常的色視覺(jué)時(shí)，來(lái)自后屏幕的光仍存在充分的擴(kuò)散。
多層顯示器(MLD)單元在現(xiàn)有的單層顯示器(SLD)單元或顯示器上提供重大的改進(jìn)。MLD單元可用于嵌套的顯示內(nèi)容，通過(guò)空間置換或疊加各層來(lái)提供增強(qiáng)機(jī)構(gòu)，用于信息吸收和用戶分析。例如在WO9942889A中公開了現(xiàn)有的多層顯示器的范例。
全面參考該說(shuō)明書也將結(jié)合在WO9942889A中公開的多層顯示器類型來(lái)使用本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚本發(fā)明也適用于其他類型的MLD單元，并且僅在上面提到的全面參考該說(shuō)明書絕不能看作一種限制。
從人類視覺(jué)的研究中可以看出，與圖像的說(shuō)明細(xì)節(jié)中的色彩相比，人眼對(duì)圖像的說(shuō)明細(xì)節(jié)中的強(qiáng)度更敏感。而且，對(duì)圖像的主要色彩紅、綠和藍(lán)，眼睛對(duì)藍(lán)最不敏感。與綠相比，眼睛對(duì)紅色的對(duì)比靈敏度是0.51，對(duì)藍(lán)色的對(duì)比靈敏度是0.19。因此，與其中藍(lán)色子象素和綠色子象素的容量相同的圖像相比，其中藍(lán)色子象素的面積是綠色子象素面積的5倍的視頻圖像不會(huì)顯示明顯的分辨率的視覺(jué)損失。因此，通過(guò)使用少量的不具有損失分辨率的較大藍(lán)色子象素，有可能減小視頻象素系統(tǒng)的成本。
象素定義為顯示設(shè)備上的圖像的最小可分辯區(qū)域。在單色圖像中的每個(gè)象素具有它自己的亮度，從黑色為零到白色的最大值(例如，用于8比特象素的255)。在彩色圖像中，每個(gè)象素具有它自己的亮度和色彩，通常表示為紅、綠和藍(lán)亮度三色組。為了激活象素，集成電路將電荷發(fā)送給一個(gè)基片上的合適的列，以及使其他基片上的合適的行有效接地。該行和列在指定象素上交叉，并且傳送電壓以分開在該象素上的液晶。子象素是濾色器和它的組成部分。
液晶顯示器依靠薄膜晶體管(TFT)。薄膜晶體管是微小的開關(guān)晶體管和電容器。它們?cè)诓Ａбr底上呈矩陣排列，并經(jīng)常稱作黑色矩陣。為了定位特定象素，接通合適的行，并將電荷發(fā)送給合適的列。由于和列交叉的所有其他行被斷開，只有在指定象素上的電容器接收電荷。該電容器能保持電荷直到下一個(gè)更新周期。并且如果仔細(xì)的控制提供給晶體的電壓量，剛好將晶體分開以允許一些光通過(guò)。通過(guò)非常精確、以非常小的增量執(zhí)行該過(guò)程，液晶顯示器能產(chǎn)生灰度級(jí)。如今大多數(shù)顯示器提供每個(gè)象素256級(jí)的亮度。
如上所述的多層顯示器的基本形式遇到特定問(wèn)題。當(dāng)類似的液晶顯示器屏幕用于前屏幕和后屏幕時(shí)，該顯示器遇到使它不能使用的莫爾條紋圖。波紋干擾通常描述為“當(dāng)兩個(gè)幾何規(guī)則圖案(如兩組平行線或兩個(gè)液晶顯示器屏幕)尤其以銳角重疊時(shí)，通?？梢钥吹揭环N單獨(dú)的閃爍圖案”?？吹降膯为?dú)圖案是兩個(gè)或多個(gè)規(guī)則圖案之間干擾的結(jié)果。如在專利WO9942889A中所公開的，例如通過(guò)在兩個(gè)顯示層之間立刻放入至少一個(gè)光漫射層可以防止上述情況發(fā)生。然而，漫射屏的一個(gè)影響是減小對(duì)著觀察者的后屏幕的銳度。其他不希望的影響是減小對(duì)著觀察者的后屏幕的對(duì)比度。
該系統(tǒng)的其他問(wèn)題是很難獲得來(lái)自背光的充足亮度用于顯示器。通過(guò)改善一個(gè)或多個(gè)象素模式的透明度，在顯示器中看到的圖像的亮度可以改善。
人類視覺(jué)系統(tǒng)的對(duì)比靈敏度是后天性(latter)的能力，以檢測(cè)景物中相鄰區(qū)域之間的亮度差值。高靈敏度意味著區(qū)分亮度中細(xì)小差別的能力。人類視覺(jué)靈敏度主要依靠所述的相鄰區(qū)域的大小。即，靈敏度是空間頻率的函數(shù)。已經(jīng)實(shí)施了許多心理物理試驗(yàn)來(lái)確定人類視覺(jué)對(duì)比靈敏度隨著空間頻率如何變化。最經(jīng)常用作測(cè)試場(chǎng)景的是條狀圖形或具有不同空間頻率和對(duì)比度的格子。對(duì)于每個(gè)頻率，向人們顯示不同對(duì)比度的格子，從而確定可辨別的最低對(duì)比度。這產(chǎn)生了人類視覺(jué)對(duì)比靈敏度也隨著格柵的方向而變化；當(dāng)格柵水平或垂直定位時(shí)獲得最高值，并且當(dāng)格柵以水平方向45度定位時(shí)獲得最低值。通過(guò)不同的試驗(yàn)者部分的處于不同的試驗(yàn)環(huán)境和假定情況可獲得不同的結(jié)果。然而，所有的結(jié)果顯示作為空間頻率函數(shù)的人類視覺(jué)對(duì)比靈敏度呈曲線變化。該曲線具有標(biāo)準(zhǔn)化的靈敏度，并且基于通過(guò)若干試驗(yàn)者獲得的數(shù)據(jù)。在大多數(shù)試驗(yàn)結(jié)果中，根據(jù)視圖的物體區(qū)的每一度的周期來(lái)表示該空間頻率。在12英寸的正常觀察距離處，該單元被轉(zhuǎn)換為周期每英寸(cpi)。根據(jù)不同的試驗(yàn)者范圍，該曲線的峰值從大約10周期每英寸到50周期每英寸，具有大約20周期每英寸的平均值。在頻率遠(yuǎn)離峰值頻率的地方，靈敏度迅速下降。
全面參考該說(shuō)明書也將使本發(fā)明應(yīng)用于用于多層顯示器系統(tǒng)的視頻屏幕。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚結(jié)合本發(fā)明，可以使用利用一個(gè)或多個(gè)屏幕的其他類型的顯示器。
所有參考，包括任何在該說(shuō)明書中引用的專利或?qū)＠暾?qǐng)?jiān)诖私Y(jié)合作為參考。不允許任何參考構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。對(duì)參考的討論聲明作者宣稱的內(nèi)容，并且申請(qǐng)人保留質(zhì)詢所引用的文獻(xiàn)的準(zhǔn)確性和相關(guān)性的權(quán)利。應(yīng)當(dāng)清楚的理解，盡管這里涉及了許多現(xiàn)有技術(shù)出版物，但在新西蘭和其他任何國(guó)家內(nèi)，該參考并不構(gòu)成允許任何這些文獻(xiàn)形成本領(lǐng)域公知常識(shí)的一部分。
應(yīng)當(dāng)肯定術(shù)語(yǔ)“包括”在變化權(quán)限內(nèi)，可以具有排除或包括之意的屬性。對(duì)于說(shuō)明書，并且除非另外注釋，術(shù)語(yǔ)“包括”應(yīng)具有包含之意，即，應(yīng)當(dāng)是指不僅包括它直接涉及的所列出的組成部分，而且包括其他未說(shuō)明的組成部分或要素。當(dāng)涉及一個(gè)或多個(gè)方法或過(guò)程的步驟中使用“包括的”或“包括”，也將使用該基本原理。
本發(fā)明的目的是處理上述問(wèn)題，或至少向公眾提供有用的選擇。
通過(guò)下面僅由范例給出的描述，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。
發(fā)明公開因此，本發(fā)明的第一方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一個(gè)顯示層不同的結(jié)構(gòu)，以便減小波紋干擾。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“不同的結(jié)構(gòu)”應(yīng)當(dāng)解釋為在部件和/或子部件級(jí)別，諸如象素模式中的變化上的任何不同的設(shè)置，使用不同的技術(shù)、子象素，如濾色器的重新排列。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“顯示層”應(yīng)當(dāng)解釋為用于顯示圖像的任何設(shè)備，可以包括(不限制)LCD、OLED、投影顯示設(shè)備；然而所使用的技術(shù)需要允許通過(guò)前層的重疊區(qū)域看到后層上顯示的圖像。這樣一來(lái)，除了后面層以外，至少所有的層都需要是透明的(至少部分)或能(至少部分)透射光。在背光系統(tǒng)是照亮圖像的唯一光源的情況下，最后一層也需要是透明的(至少部分)或能投射光(至少部分)。
優(yōu)選的，在至少兩個(gè)顯示層之間的結(jié)構(gòu)中的不同之處是它們是不同的顯示技術(shù)。替換的，對(duì)于范例(不限制)LCD，它們可以是相同的顯示技術(shù)，但是在它們的組成部分，例如(不限制)在象素和/或子象素級(jí)上具有不同之處。
通常，在具有不同結(jié)構(gòu)的至少兩個(gè)顯示層的結(jié)構(gòu)之間的差別越大，當(dāng)這些顯示層重疊時(shí)，遭受的波紋干擾越小。
因此，本發(fā)明的其他方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，該顯示層具有成小方格狀的象素模式，并且這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一個(gè)顯示層不同的象素模式，以便減小波紋干擾。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“象素模式”應(yīng)當(dāng)解釋為顯示層上象素的排列。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“成小方格狀的象素模式”應(yīng)當(dāng)解釋為在顯示層上重復(fù)的任何規(guī)則的象素模式。通過(guò)范例(且不限制)，簡(jiǎn)單的成小方格狀的象素模式將是呈棋盤排列的正方形象素。更復(fù)雜的范例將是(不限制)六邊形象素。然而，成小方格狀的象素模集合不需要具有相同的形狀，并且可以是同樣的或不同的成小方格狀的象素模集合的任何組合。
優(yōu)選的，在至少兩個(gè)顯示層之間的象素模式中的不同之處是在每個(gè)層上，成小方格狀的象素與在其他顯示層上成小方格狀的象素具有不同的形狀。
通常，在具有不同象素模式的至少兩個(gè)顯示層上的象素模式之間的差別越大或“相關(guān)性”越小，當(dāng)這些顯示層重疊時(shí)，遭受的波紋干擾越小。
在此使用的術(shù)語(yǔ)相關(guān)性用來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)信號(hào)相關(guān)的程度。例如，相關(guān)系數(shù)為1是指兩個(gè)同樣的圖像，并且系數(shù)為0是指兩個(gè)完全不同的圖案。
因此，本發(fā)明的其他方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，該顯示層具有成小方格狀的象素模式，并且這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一個(gè)顯示層不同的子象素模式，以便減小波紋干擾。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“子象素模式”應(yīng)當(dāng)解釋為是濾色器的子象素的排列和它們的相關(guān)組成部分。
優(yōu)選的，在至少兩個(gè)顯示層之間的子象素模式中的不同之處是在每個(gè)層上，子象素在形狀和/或排列上與其他顯示層上的象子素不同。例如(且不限制)在典型的顯示設(shè)備中，使用紅、綠和藍(lán)子象素或?yàn)V色器。通過(guò)重新調(diào)整它們的布局、形狀和/或大小(甚至是用于構(gòu)成這些子象素的材料)，當(dāng)該顯示層重疊時(shí)，將改變波紋干擾。
通常，在具有不同子象素模式的至少兩個(gè)顯示層上的子象素模式之間的差別越大或“相關(guān)性”越小，當(dāng)這些顯示層重疊時(shí)，遭受的波紋干擾越小。
優(yōu)選的，使用該象素和子象素模式允許通過(guò)光通過(guò)前顯示層到觀察者的高透射率。
替換的并且最簡(jiǎn)單的，在組成部分和/或子組成部分上使用不同的材料能在象素和/或子象素中產(chǎn)生不同之處，諸如(不限制)如果不同的材料用于黑色矩陣，該矩陣包含每個(gè)象素，該象素引起例如(不限制)較深的或較淺的或更加投射的黑色矩陣，將會(huì)出現(xiàn)不同的象素模式。
因此，本發(fā)明的其他方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，該顯示層具有成小方格狀的象素模式，并且這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一個(gè)顯示層不同的子象素模式，以便減小波紋干擾，并且在不同顯示層上的象素之間的所述不同之處是所述象素的至少一個(gè)邊界具有不同的曲率。
優(yōu)選的，至少一個(gè)彎曲的象素邊界將與它的相鄰象素成小方格狀。
因此，本發(fā)明的其他方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，該顯示層具有成小方格狀的子象素模式，并且這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一個(gè)顯示層不同的子象素模式，以便減小波紋干擾，并且在不同顯示層上的象素之間的所述不同之處是所述子象素的至少一個(gè)邊界具有不同的曲率。
優(yōu)選的，至少一個(gè)彎曲的象素邊界將與它的相鄰子象素成小方格狀。
因此，本發(fā)明的其他方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，該顯示層具有成小方格狀的象素模式，并且這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一個(gè)顯示層不同的象素和/或子象素模式，以便減小波紋干擾，并且顯示層之間的所述不同之處是該象素和/或子象素的至少一個(gè)邊界與另一個(gè)邊界成一定角度。
因此，本發(fā)明的其他方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中設(shè)置該顯示層以便在產(chǎn)生波紋干擾的不同顯示層上重疊的相同部分一種方式進(jìn)行排列，即該波紋產(chǎn)生部分與其他顯示層上的不同部分重疊，并由此減小波紋干擾。
因此，本發(fā)明的其他方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中設(shè)置該顯示層以便在產(chǎn)生波紋干擾的不同顯示層上重疊的相同子部分一種方式進(jìn)行排列，即每個(gè)波紋產(chǎn)生子部分與其他顯示層上的不同部分重疊，并由此減小波紋干擾。
優(yōu)選的，相同的部分和/或子部分不存在重疊，但替代的且更加實(shí)際的是在相同部分和/或子部分中的重疊部分的任何減小將影響波紋干擾，從而除了相同的部分和/或子部分的最小重疊部分之外的部分是優(yōu)選的。
相關(guān)性因此，本發(fā)明的其他方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中所述的至少兩個(gè)層具有被黑色矩陣環(huán)繞的部分，并且在不同顯示層上的所述黑色矩陣的重疊部分以一種方式進(jìn)行排列，即在一個(gè)層上的黑色矩陣的模式與另一個(gè)層上黑色矩陣的不同模式重疊。
優(yōu)選的，相同的黑色矩陣模式不存在重疊，但替代的且更加實(shí)際的是在相同黑色矩陣模式的重疊部分中的減小將影響波紋干擾，從而除了相同的黑色矩陣模式的最小重疊部分之外的部分是優(yōu)選的。
因此，本發(fā)明的其他方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少兩個(gè)層包含具有濾色器的子象素，并且對(duì)在不同顯示層上所述子象素的重疊部分進(jìn)行排列，以便在一個(gè)層上的子象素模式與另一個(gè)層上的不同模式的子象素重疊。
優(yōu)選的，相同的子象素和/或子象素模式不存在重疊，但替代的且更加實(shí)際的是在子象素和/或子象素模式的重疊部分中的減小將影響波紋干擾，從而除了相同的黑色矩陣模式的最小重疊部分之外的部分是優(yōu)選的。
因此，本發(fā)明的第一方面可以說(shuō)廣泛的存在于多層顯示設(shè)備中，該顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一顯示層不同的結(jié)構(gòu)，如(不限制)不同的象素和/或子象素模式，以便減小波紋干擾，并且通過(guò)使用在顯示層之間的至少一個(gè)透射的，光漫射間隙層來(lái)額外的減小波紋干擾。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種制造多層顯示系統(tǒng)的方法，其中(a)選擇圖像形成層，以便再現(xiàn)對(duì)人類視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)實(shí)質(zhì)上無(wú)法辨別的所產(chǎn)生的波紋干擾；(b)在前和后圖像信息層上可以選擇不同的象素模式，以防止實(shí)質(zhì)上對(duì)人類視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)可辨別的莫爾條紋圖的形成；(c)在前和后圖像形成層上使用不同的子象素模式，以防止實(shí)質(zhì)上對(duì)人類視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)可辨別的莫爾條紋圖的形式；(d)子象素模式可以包含在成小方格狀的幾何圖案中，子象素的邊緣可以彎曲，并且可以選擇子象素的形狀以避免波紋干擾；(e)在一個(gè)或多個(gè)圖像形成層中，對(duì)于每個(gè)子象素，其典型的被不同顏色的子象素環(huán)繞；(f)在一個(gè)或所有屏幕中，以成小方格狀的模式排列子象素和象素，以簡(jiǎn)化制造，并優(yōu)化行和列的連接；
(g)在前一個(gè)屏幕上形成的線素的傾斜邊界對(duì)于后來(lái)的屏幕的象素邊界具有1度到90度的角度；(h)在前一個(gè)屏幕上形成的子線素的傾斜邊界對(duì)于后來(lái)的屏幕的象素邊界具有1度到90度的角度；和/或(i)在圖像形成層之間放置間隙層，以防止當(dāng)圖像形成層的銳度、亮度和色彩特征不發(fā)生變化時(shí)，形成波紋干擾，對(duì)于人類視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這實(shí)質(zhì)上是可識(shí)別的。
理論上，當(dāng)具有類似空間頻率的幾何圖案重疊時(shí)，在分層顯示器中出現(xiàn)波紋干擾。產(chǎn)生的干擾以干擾元素的密度變化的型式存在，并且具有比提供的圖案大得多的周期。依靠所使用的技術(shù)，在所述的多層顯示器中，能進(jìn)一步劃分為三個(gè)獨(dú)立的幾何圖案。
a)黑色象素矩陣b)列和行線以及其他不透明的驅(qū)動(dòng)電子器件c)濾色器隨后，在黑色象素矩陣之間的干擾呈現(xiàn)為在水平和垂直方向上的黑線的密度的周期性變化。并且當(dāng)單獨(dú)觀察每個(gè)圖案時(shí)，由于單個(gè)線太小而不能被檢測(cè)。可以檢測(cè)到密度中的周期性變化，并且該變化經(jīng)常讓觀察者討厭。同樣的情況可用于驅(qū)動(dòng)電子元件矩陣。
隨后在濾色器元素之間的干擾呈現(xiàn)為大條紋組，每組條紋包括與提供的圖案中的色彩相同的清楚的色彩。當(dāng)相對(duì)于觀察者，相同類型的濾色器出現(xiàn)重疊或部分重疊時(shí)，出現(xiàn)單個(gè)條紋。條紋的感知顏色與提供的濾色器的顏色相比飽和度低，因?yàn)椴煌瑸V色器的重疊不會(huì)產(chǎn)生黑色。
為了獲得可察覺(jué)的最小的波紋干擾，莫爾條紋的對(duì)比度和空間頻率需要低于人類視覺(jué)系統(tǒng)的閾值。由于波紋干擾的頻率依靠觀察距離和層之間的距離變化，并且優(yōu)選的，這些參數(shù)對(duì)于其他情況自由變化，對(duì)策需要直接減輕干擾的對(duì)比度。
為了獲得由層產(chǎn)生的條紋中的最小對(duì)比度，必須仔細(xì)選擇在單個(gè)層上的彩色子象素的形狀，以便當(dāng)圖案重疊時(shí)，在彩帶的交叉區(qū)域中存在最小變化，由于一個(gè)彩帶沿著顯示器的水平或垂直軸移動(dòng)。通過(guò)將形成小方格的簡(jiǎn)單的幾何形狀劃分為具有直的或彎曲的邊界的不同的子象素區(qū)域來(lái)形成該圖案。
當(dāng)使用不同的象素和子象素排列對(duì)額外的波紋干擾是有用的對(duì)策，盡管子象素的最小模糊化對(duì)于減小莫爾條紋的對(duì)比度仍然有必要，并由此使得人類視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)它們難以覺(jué)察，這通過(guò)定向漫射體最好獲得。通過(guò)以反射或傳輸格式來(lái)干擾平面或發(fā)散具有漫射波的波，可獲得它的最簡(jiǎn)單的形式。當(dāng)以原始角度照射時(shí)，產(chǎn)生的全息圖將重構(gòu)該漫射源。原始漫射源的位置和大小將確定投影區(qū)和屏幕的擴(kuò)大率。遠(yuǎn)離全息板一米處記錄的小漫射源將形成非常高的屏幕擴(kuò)大率，只有當(dāng)觀察者在由1米處的小漫射源對(duì)著的角區(qū)域中才能看到該屏幕。
定向漫射體通過(guò)獲得由圖像發(fā)出的光，并在零到投影角之間的某個(gè)角度上隨意的改變它的方向，有效的使圖像變得模糊。由于定向漫射體放置在離圖像形成層的特定距離處，從離實(shí)際起點(diǎn)一小段距離處的點(diǎn)發(fā)出光。通過(guò)改變投影角和與圖像形成層之間的距離，可以控制顯示器的擴(kuò)大率和圖像變模糊的程度。圖像在一個(gè)象素的距離上應(yīng)當(dāng)盡可能的擴(kuò)展，因此減小提供波紋干擾的小特征的對(duì)比度，并由此觀察者能感知它。對(duì)子象素圖像的擴(kuò)展最好不超過(guò)一個(gè)象素，由于這樣能使圖像變得過(guò)于模糊，降低它的清晰度。由于大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)被優(yōu)化，能從所有角度進(jìn)行觀察，實(shí)際上期待盡可能的小的產(chǎn)生投影角，并且使得全息漫射體離圖像形成層具有較大距離，以便不放松整個(gè)顯示器的對(duì)比度。當(dāng)使用激光和屏蔽裝置記錄全息漫射圖案時(shí)，它能被再現(xiàn)，并且實(shí)際上通過(guò)許多不同的方法在指定容差內(nèi)可以產(chǎn)生任何漫射圖案。一種方法是壓光(calenderending)，其中通過(guò)紫外線輻射來(lái)處理通常是環(huán)氧樹脂的粘接劑，該方法應(yīng)用于透明基片上的理想表面和表面的3D陰性模槽，再現(xiàn)的圖案放入到粘接劑中。通過(guò)使用穿過(guò)基片的UV輻射將該粘接劑硬化，并且除去基片留下表面模槽。而且，在它的制造過(guò)程中可以將圖案應(yīng)用到表面上，諸如當(dāng)表面仍舊柔軟時(shí)，將圖案壓花在塑料片上。也可以使用材料去除系統(tǒng)，如酸或磨蝕來(lái)進(jìn)行應(yīng)用。
附圖描述根據(jù)下面僅通過(guò)范例并結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明的其他方面將變得清楚。其中

圖1描述了象素的簡(jiǎn)圖，其中子象素在垂直條紋排列中。
圖2描述了波紋干擾圖案的簡(jiǎn)圖，其中黑線表示來(lái)自條紋圖案象素的一種顏色。
圖3描述了多層顯示器的優(yōu)選實(shí)施例的斜視圖。
圖4描述了多層顯示器的優(yōu)選實(shí)施例的斜視圖。
圖5描述了一種可替換的子象素的結(jié)構(gòu)的例子。
圖6描述了由優(yōu)選實(shí)施例的中心藍(lán)色區(qū)域產(chǎn)生的波紋干擾。
圖7描述了在優(yōu)選實(shí)施例中使用的其他替代的子象素排列。
圖8描述了由優(yōu)選實(shí)施例的中心藍(lán)色區(qū)域產(chǎn)生的波紋干擾的圖像表示。
圖9描述了在從圖像形成層發(fā)出的光線(22)上的定向漫射體(21)的輸出錐形物(20)。
圖10描述了與在被漫射體模糊之前的子象素(24)的密度分布相比，在被漫射體模糊之后的矩形子象素的理想密度分布(25)，其中(25)表示X軸和(23)表示圖像形成層的水平軸。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式圖1描述了典型LCD面板的圖形表示，該LCD面板包括成小方格狀的象素圖案，該圖案包括紅色子象素(1)、綠色子象素(2)和藍(lán)色子象素(3)。
圖2描述了波紋干擾圖案的簡(jiǎn)圖，其中黑線表示來(lái)自與另一個(gè)顯示層重疊的顯示層的一種顏色，該顯示層利用條紋圖案象素，另一個(gè)顯示層也使用條紋圖案象素。通過(guò)花括號(hào)劃界的垂直部分顯示了此處波紋圖形最密集(4)，并且由花括號(hào)劃界的垂直部分顯示了此處干擾最小(5)。
圖3描述了作為多層顯示器的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該顯示器包括背光(6)，其照亮兩個(gè)圖像形成層或顯示層(7)和(9)，以及間隙投射光漫射膜(8)，顯示層(7)和(9)都是(至少部分)透明的或能透射光，這三部分都共線。在多層顯示器的典型實(shí)施例中，該顯示層使用圖1中描述的象素和子象素排列，然而，在所述的優(yōu)選實(shí)施例中，該顯示層使用不同的結(jié)構(gòu)，以便顯示層7具有圖1所述的排列的成小方格狀的象素，而顯示層9使用圖5所述的象素排列，其中中央藍(lán)色子象素或?yàn)V色器(14)是具有直線邊緣的菱形，并且將其放置在正方形中并被紅色(15)和綠色(16)子象素包圍，該紅色和綠色子象素占據(jù)了象素邊界內(nèi)的剩余面積。從重疊這些象素圖案中產(chǎn)生的波紋干擾(假設(shè)間隙投射光漫射膜對(duì)波紋干擾沒(méi)有影響)顯示在圖3中，該圖3是該優(yōu)選實(shí)施例中由中央藍(lán)色區(qū)域產(chǎn)生的波紋干擾的圖形表示。在圖6中，與圖2相比，在由花括號(hào)(17)劃界的低密度垂直區(qū)域和由花括號(hào)(18)劃界的高密度條紋之間的密度上存在很小差別。優(yōu)選的，使用的象素圖案和子象素圖案對(duì)光非常透射。
圖7描述了其他替代的子象素排列，其中具有弧形邊緣的中央藍(lán)色子象素(17)與紅色子象素(18)和綠色子象素(19)相鄰。在該優(yōu)選實(shí)施例中，在顯示層上以小方格型式使用圖7描述的子象素圖案，該顯示層與也以小方格型式使用圖1所述的象素圖案的另一個(gè)顯示層重疊。通過(guò)重疊這些象素圖案(假設(shè)間隙投射光漫射膜對(duì)波紋干擾沒(méi)有影響)產(chǎn)生的波紋干擾顯示在圖8中，圖8是由中央藍(lán)色區(qū)域產(chǎn)生的波紋干擾的圖形表示，當(dāng)圖8與圖2相比時(shí)，在由花括號(hào)(20)劃界的低密度垂直區(qū)域和由花括號(hào)(21)劃界的高密度垂直區(qū)域之間的密度上存在很小差別。
僅通過(guò)范例描述了本發(fā)明的各個(gè)方面，并且應(yīng)當(dāng)清楚，在不脫離其范圍的情況下可以進(jìn)行修改和添加。
權(quán)利要求
1.一種顯示設(shè)備，包括至少兩個(gè)顯示層，這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一個(gè)顯示層不同的結(jié)構(gòu)，以便減小波紋干擾。
2.一種顯示設(shè)備，包括至少兩個(gè)顯示層，該顯示層具有成小方格狀的象素模式，并且這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一個(gè)顯示層不同的象素模式，以便減小波紋干擾。
3.一種顯示設(shè)備，包括至少兩個(gè)顯示層，該顯示層具有成小方格狀的象素模式，并且這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一個(gè)顯示層不同的子象素模式，以便減小波紋干擾。
4.如權(quán)利要求2或3的顯示設(shè)備，其中在不同顯示層上的象素之間的不同之處是所述象素的至少一個(gè)邊界具有不同的曲率。
5.如權(quán)利要求2到4之一的顯示設(shè)備，其中在不同顯示層上的子象素之間的不同之處是所述子象素的至少一個(gè)邊界具有不同的曲率。
6.如權(quán)利要求2到5之一的顯示設(shè)備，其中在不同顯示層之間的不同之處是該象素和/或子象素的至少一個(gè)邊界與另一個(gè)邊界成一定角度。
7.如權(quán)利要求1到6之一的顯示設(shè)備，其中在不同顯示層上重疊的相同部分和/或子部分被排列，使得每個(gè)部分和/或子部分與不同的部分和/或子部分重疊。
8.如權(quán)利要求1到7之一的顯示設(shè)備，其中在不同顯示層上重疊的部分和/或子部分組被排列，使得每各部分和/或子部分組與不同排列的部分和/或子部分組重疊。
9.如權(quán)利要求1到8之一的顯示設(shè)備，其中所述顯示層具有被黑色矩陣環(huán)繞的部分，并且在不同顯示層上的所述黑色矩陣的重疊部分被排列，使得在一個(gè)層上的黑色矩陣的模式與另一個(gè)層上黑色矩陣的不同模式重疊。
10.如權(quán)利要求1到9之一的顯示設(shè)備，其中所述顯示層使用濾色器，并且對(duì)在不同顯示層上相同濾色器的重疊部分進(jìn)行排列，使得每組濾色器與不同排列的濾色器組進(jìn)行重疊。
11.如權(quán)利要求1到10之一的顯示設(shè)備，其中在所述顯示層之間使用至少一個(gè)間隙層以輔助減小波紋干擾。
全文摘要
一種顯示設(shè)備包括至少兩個(gè)顯示層，這兩個(gè)顯示層至少部分重疊，其中至少一個(gè)所述顯示層具有與另一個(gè)顯示層不同的結(jié)構(gòu)，以便減小波紋干擾。
文檔編號(hào)G02F1/1347GK1678942SQ03820728
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者加布里埃爾·達(dá)蒙·恩格爾, 加雷思·保羅·貝爾 申請(qǐng)人:普爾·代普斯有限公司