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用于表面顯示的增強的觀看亮度的制作方法

文檔序號:2681873閱讀:210來源:國知局
專利名稱:用于表面顯示的增強的觀看亮度的制作方法
用于表面顯示的增強的觀看亮度
背景技術(shù)
根據(jù)顯示面板相對于一個或多個觀看者的取向,可以從各種角度觀看它。在觀看顯示面板的很多應用中,這樣的取向落在可預見的范圍之內(nèi)。對于電視觀看和計算機監(jiān)視而言,例如,觀看者可以直接坐在顯示面板前方,或至少眼睛與顯示面板同一高度。因此,可以將這些應用中使用的顯示面板配置成在與顯示面板表面正交的方向上發(fā)射最大光強,隨著視角增大,強度各向同性地或各向異性地下降。不過,這樣的配置在觀看者眼睛不和顯示面板平齊或未直接坐在顯示面板前方的應用中可能分布可用光能的效率很低。

發(fā)明內(nèi)容
因此,一個實施例提供了一種顯示面板,包括布置于襯底上的折射元件陣列。定位該陣列以接收第一強度輪廓的光并配置其以第二強度輪廓透射至少一些接收的光。在這一實施例中,第二強度輪廓比第一強度輪廓具有更低的正交于襯底的相對強度,更高的斜交 于襯底的相對強度。將要理解,提供以上發(fā)明內(nèi)容是為了以簡化形式介紹稍后在具體實施方式
中進一步描述的概念選擇。并非要識別所要求保護主題的關(guān)鍵或必要特征,其范圍由具體實施方式
之后的權(quán)利要求界定。此外,所要求保護的主題不限于解決這里所述任何缺點的實施方式。


圖I示意性示出了涉及觀看者和垂直取向的顯示面板的參考布置。圖2示意性示出了根據(jù)本公開實施例,涉及觀看者和水平取向大型顯示面板的范例布置。圖3示出了根據(jù)本公開的實施例由顯示面板發(fā)射的光的期望強度輪廓的曲線圖。圖4示意性示出了根據(jù)本公開實施例用于顯示面板的范例光學系統(tǒng)的各方面。圖5示意性示出了根據(jù)本公開實施例的光學系統(tǒng)角度擴展層的垂直截面。圖6示出了根據(jù)本公開實施例的光學系統(tǒng)的范例微結(jié)構(gòu)折射器。圖7和8示出了根據(jù)本公開實施例的光學系統(tǒng)其他范例角度擴展層的垂直截面。圖9示意性示出了根據(jù)本公開實施例用于顯示面板的另一范例光學系統(tǒng)的各方面。
具體實施例方式現(xiàn)在通過舉例并參考某些例示的實施例描述本公開的主題。統(tǒng)一標識在一個或多個實施例中可能基本類似的部件。不過,將要指出,統(tǒng)一標識的部件也可能在某種程度上不同。進一步要指出,本公開中包括的附圖是示意性的,一般不是按比例繪制的。相反,可以蓄意地改變圖中所示的各種繪圖比例、高寬比和部件數(shù)量以使某些特征或關(guān)系更容易看到。圖I示意性示出了涉及觀看者10和垂直取向的顯示面板12的參考布置。在圖I中,觀看者坐在顯示面板的正前方。因此,可以針對垂直取向優(yōu)化顯示面板發(fā)射的光的強度輪廓。這里使用術(shù)語“強度輪廓”表示作為視角函數(shù)的光功率或通量。具體而言,可以將顯示面板配置成正交于其前表面,即在相對于表面法線的O度,發(fā)射最大光強。這種配置能夠通過將發(fā)射引導到可能被觀看的角度范圍中而有效利用可用光能。在這樣的配置中,光強可能根據(jù)高斯或Lambertian輪廓或Lambertian輪廓的各向異性積隨著視角增大而下降。例如,在垂直方向上,光強可能隨著視角增大而急劇下降,在水平方向上隨著視角增大更緩慢地下降。這是因為觀看者正常情況下可能會從左側(cè)或右側(cè)觀看垂直取向的顯示面板,但不太可能從上方或下方觀看。原則上,可以將顯示面板12用于它未垂直取向的應用中,即使針對垂直取向優(yōu)化其照明輪廓。不過,顯示面板相對于觀看者的一 些替代取向可能導致觀看顯示面板的角度范圍上光強更低,使得可用光能的利用效率低。在圖2中通過舉例示出了這樣的取向。圖2示意性示出了涉及觀看者和顯示面板的另一布置。在圖2中,觀看者10坐在大型水平取向的顯示面板14旁邊。顯示面板的尺寸使得觀看者通常相對于表面法線從傾斜的視角觀看。在一個范例中,對于坐在舒適高度,距顯示面板舒適距離處的平均身材的成年觀看者而言,概率最大的視角可能是51度。當然,視角將隨著觀看者的身高和部署而變化——對于更高的觀看者和站在顯示面板旁邊的觀看者,小于51度,對于身材小的觀看者,大于51度。在一個范例中,在考慮一定范圍的觀看者和觀看者部署時,適當?shù)囊暯强赡苈湓?0到70度范圍中。因此,如下文進一步所述,顯示面板14可以被配置成在這樣的傾斜角度或角度范圍發(fā)射最大光強。通過這種方式,可以優(yōu)化顯示面板以在水平取向時有效利用可用光能。將要理解的是,這里列舉的數(shù)值和范圍僅僅是范例,其他值和范圍完全符合本公開。圖3的曲線圖示出了范例強度輪廓,其可能是針對顯示面板14發(fā)射的光所希望的輪廓。圖示的強度輪廓是環(huán)形和擴散的,在距法線O度具有局部極小值,在距法線土,在本范例中±40度具有局部極大值。此外,強度輪廓之內(nèi)的局部極大值大致是高斯型的,具有45度半高全寬(FWHM)。此外,從圖3將注意到,在距法線90度處光強接近消失。為了避免顯示面板部件中的反向散射和全內(nèi)反射(TIR),這種特征是可取的,否則會引起照明偽像,例如“模糊現(xiàn)象”或“光暈”。當然,各種其他形狀的期望強度輪廓也完全符合本公開。例如,另一種期望的強度輪廓可能沒有局部極小值,而是在O度附近區(qū)間基本平坦。這樣的強度輪廓可能允許水平和垂直形狀因子之間有可行的性能折衷,以使得同一顯示面板可能在兩種情況下都一定程度上可高效率地使用。相對于針對垂直取向優(yōu)化的顯示面板強度輪廓,圖3中所示的強度輪廓在更大視角處提供了增加的相對強度。這種更大的視角在如圖2所示取向的顯示面板14的預期范圍之內(nèi)。在50和70度視角處,相對強度分別可以是針對垂直取向優(yōu)化的顯示面板的1.3和I. 5倍。此外,圖3中所示的強度輪廓在非常尖銳的視角提供了更小相對強度,不太可能從這樣的角度觀看顯示面板14。例如,在O度視角處,相對強度可以是針對垂直取向優(yōu)化的顯不面板的O. I倍?,F(xiàn)在返回圖2,顯示面板14包括光學系統(tǒng)16。光學系統(tǒng)包括配置成在顯示面板上形成顯示圖像的電子和光學部件的組件。此外,光學系統(tǒng)可以利用具有如上所述強度輪廓的光形成顯示圖像。圖2還示出了操作性耦合到光學系統(tǒng)16的計算機系統(tǒng)18??梢耘渲糜嬎銠C系統(tǒng)以向顯示面板提供數(shù)據(jù),用于形成顯示圖像。在一些實施例中,光學系統(tǒng)16還可以包括配置成感測位于顯示面板14上或附近的對象的成像堆棧。因此,計算機系統(tǒng)可以被配置成從成像堆棧接收輸入數(shù)據(jù)。通過這種方式,光學系統(tǒng)可以為計算機系統(tǒng)18提供至少一些輸入功能。在圖2所示的實施例中,計算機系統(tǒng)包含在基座20之內(nèi),基座位于顯示面板14下方;合起來,基座和顯示面板包括控制臺22。在其他實施例中,計算機系統(tǒng)的全部或部分可以位于遠方并通過有線或無線通信鏈路操作性耦合到光學系統(tǒng)。在還其他的實施例中,計算機系統(tǒng)和光學系統(tǒng)都可以位于顯示面板之內(nèi)。圖4不意性不出了一個實施例中的光學系統(tǒng)16的各方面。光學系統(tǒng)包括圖像投影儀24,其中布置了光源26。在一個實施例中,光源可以包括波長選擇性元件,例如旋轉(zhuǎn)棱鏡或色盤,與任何適當?shù)陌坠庠唇M合,所述白光源例如弧光燈、白熾燈或冷陰極熒光燈(CCFL)。在其他實施例中,光源可以包括多個窄帶光源,例如激光器或發(fā)光二極管(LED)。圖像投影儀24還包括布置成從光源接收光的圖像形成矩陣28。圖像形成矩陣可 以是配置成在空間和時間上調(diào)制光以形成顯示圖像的任何適當部件。在圖4所示的實施例中,圖像形成矩陣是數(shù)字光處理(DLP)矩陣,其將來自光源的波長選擇光分到多個像素中,有選擇地將一些光從像素引導到成像光學系統(tǒng)30,并有選擇地引導其他光從像素離開成像光學系統(tǒng)。其他實施例可以包括多個圖像形成矩陣,配置成從多個窄帶光源接收和引導光。在還其他的實施例中,圖像形成矩陣可以包括與濾色器配對的光閥陣列。在這樣的實施例中,圖像形成矩陣可以被配置成有選擇地透射來自像素的一些光,并有選擇地吸收來自像素的其他光,由此形成顯示圖像。繼續(xù)參考圖4,光學系統(tǒng)16包括準直層32。準直層可以是布置成從圖像投影儀24接收光并準直其接收的光的任何適當光學層。在一個實施例中,準直層可以包括聚合物膜上支持的菲涅耳透鏡或菲涅耳透鏡陣列。在圖4所示的實施例中,將準直層定位于圖像投影儀24和角度擴展層34之間,從而以準直的形式將接收到準直層中的光引導到角度擴展層中??梢远ㄎ唤嵌葦U展層以從準直層接收準直光;可以配置它以期望的強度輪廓(例如圖3中所示的強度輪廓)再次透射這樣的光。圖5示意性示出了一個范例實施例中的角度擴展層34的垂直截面。角度擴展層包括微結(jié)構(gòu)折射器36和漫射體38。微結(jié)構(gòu)折射器被定位成接收第一強度輪廓的光(即來自準直層32的準直光)并被配置成以第二強度輪廓透射至少一些接收的光。圖6更詳細地示出了微結(jié)構(gòu)折射器36的一個實施例。在圖示的實施例中,微結(jié)構(gòu)折射器包括旋轉(zhuǎn)三棱鏡陣列,即六邊形堆砌圓錐小透鏡40的陣列。在本公開的各實施例中,陣列的節(jié)距,以及因此密度,可能會不同,并且可能取決于成像堆棧(參見下文)是否包括在光學系統(tǒng)中。具體而言,選擇的節(jié)距可以足夠小,以最小程度地干擾成像堆棧,同時不導致偽像,例如偽信號產(chǎn)生,出現(xiàn)在顯示內(nèi)容中。在一個實施例中,微結(jié)構(gòu)折射器可以包括每平方厘米(cm2) 600個圓錐形小透鏡。這種小透鏡密度可以適于提供顯示像素尺寸d量級的節(jié)距,其中d=0. 43mm ;因此,在d=0. 43mm時,可以使用320/cm2的小透鏡密度。在將節(jié)距設(shè)置成顯示像素尺寸三分之一的實施例中,小透鏡密度可以高達5000/cm2。在一個實施例中,每個圓錐形小透鏡40都包含直立圓錐,其高度為h,并具有定義為椎體任何兩條genatrix線之間的最大角度的孔徑。在一個具體實施例中,h可以是O. 46mm,可以是66. 5度。更一般地,可以基于期望的最終光強輪廓,基于形成角度擴展層的材料折射率,基于漫射體38的光漫射能力,確定針對微結(jié)構(gòu)折射器各元件的適當度量。通過這種方式,微結(jié)構(gòu)折射器可以非常有效率地對其接收的光進行再分布。繼續(xù)參考圖6,微結(jié)構(gòu)折射器36的圓錐形小透鏡40可以布置于,受支持于,并且在某些例子中形成于襯底層42上(中)。襯底層可以具有任何適當厚度t。在某些實施例中,整個微結(jié)構(gòu)折射器(折射元件 加襯底層)可以包括事先形成的聚合物膜。在一個具體實施例中,可以將這樣的膜層壓到漫射體38上。如圖6中所示,圓錐形小透鏡40的頂點取向遠離襯底。更一般地,微結(jié)構(gòu)折射器的任何折射元件的頂點都可以取向成遠離襯底。微結(jié)構(gòu)折射器36透射其接收的光的第二強度輪廓與第一強度輪廓相比,可以具有正交于襯底層42更低的相對強度。因此,與第一強度輪廓相比,它可能具有斜交于襯底層的更高的相對強度。在一個實施例中,第二強度輪廓可以是環(huán)形的。此外,微結(jié)構(gòu)折射器可以引導透射光通過明確的焦點;在一些實施例中可以利用這種性質(zhì)增強顯示面板拒絕環(huán)境光的能力,如下文進一步所述?,F(xiàn)在回到圖5,漫射體38是定位成接收微結(jié)構(gòu)折射器36透射的光并配置成以第三強度輪廓透射至少一些接收光的光學層。在第二強度輪廓是環(huán)形的實施例中,第三強度輪廓可以是漫射和環(huán)形的。通過這種方式,離開漫射體的光可以獲得諸如圖3所示的強度輪廓,其中斜交于顯示面板14的強度是最強的強度。此外,漫射體可以帶給角度擴展層34期望的環(huán)境光拒絕質(zhì)量。這樣的質(zhì)量可以有效地隱藏光學系統(tǒng)16的各種內(nèi)部結(jié)構(gòu),并可以減少來自環(huán)境光源的鏡面反射。漫射體38可以通過任何適當方式耦合到微結(jié)構(gòu)折射器36 ;例如,可以將其膜層壓到微結(jié)構(gòu)折射器,利用光學粘合劑、紫外線(UV)澆鑄來結(jié)合,或通過多片模制來形成。在圖5所示的實施例中,漫射體38是體型漫射體,其中在三維體積之內(nèi)分布多個折射和/或光散射元件。在一個范例中,體型漫射體可以包括柔性膜,其中分布并固定了密度受控的光散射元件,例如顆粒。通過這種方式配置,體型漫射體可以根據(jù)Henyey-Greenstein因子擴展所接收光的強度輪廓,它可以用相同的Henyey-Greenstein因子擴散入射的環(huán)境光。一種這樣的體型漫射體是Fusion Optix公司的產(chǎn)品ADF4040(40度FWHM情況)。在其他實施例中,體型漫射體可以結(jié)合受控量的著色劑(即染料或其他可見光吸收物質(zhì)),以用于增強對環(huán)境光的排斥。在還其他的實施例中,體型漫射體可以支持粗糙或帶凹痕的上表面(即,面對觀察者的表面),以進一步限制鏡面反射并排斥環(huán)境光。圖7示意性示出了包括微結(jié)構(gòu)折射器和體型漫射體的另一角度擴展層44的垂直截面。圖7中所示的角度擴展層是單片式的,因為(如上文所述的)微結(jié)構(gòu)折射器的圓錐形小透鏡是直接模制到體型漫射體的表面(即,背離觀看者的表面)上的。于是,漫射體可以就是布置圓錐形小透鏡或其他折射元件的襯底。例如,可以通過模壓在角度擴展層中形成這樣的元件。在一個實施例中,可以不均勻地分布角度擴展層的光散射元件,例如,至少與其中形成的圓錐形小透鏡部分地分離。圖8示意性示出了一個實施例中的另一角度擴展層46的垂直截面。在這里,在襯底層42的表面上布置多個折射和/或光散射元件48,由此形成表面起伏型漫射體50。這樣的光漫射表面特征在一個實施例中可以包括凹或凸小透鏡、小凹痕或凸塊的周期性或非周期性陣列。在一個實施例中,可以直接向襯底層42上模制表面特征。例如,適當?shù)哪V萍夹g(shù)包括熱模制和紫外澆鑄。在另一實施例中,具有這種特征的膜可以被層壓到襯底層上,在其上軋制(例如,通過熱壓輥),或通過絲網(wǎng)印刷形成??梢酝ㄟ^軋制或絲網(wǎng)印刷涂布的表面特征包括白點、微點或漫射襯墊。在一個實施例中,這樣的特征可以漫射可見光,但在紅外線區(qū)中基本透明。通過這種方式配置,表面起伏型漫射體50可以根據(jù)高斯型因子擴展顯示圖像光的強度輪廓并可以用相同的高斯型因子擴散環(huán)境光。在圖8中所示的實施例中,在襯底層42上與漫射體相對地布置微結(jié)構(gòu)折射器36。一種這樣的表面起伏型漫射體是來自加利福尼亞Torrance的Luminit LLC的產(chǎn)品L45E5光成形漫射體(提供45度FWHM角分散)。為了進一步增強角度擴展層46對環(huán)境光的排斥,在襯底層42上,與光漫射特征48一起布置不透明元件51的陣列。在圖8中所示的實施例中,定位不透明元件,與微結(jié)構(gòu)折射器36的頂點對準,以使得微結(jié)構(gòu)折射器的圓錐形小透鏡的焦點(或模糊圈)位于漫射體50平面中或附近和相鄰不透明元件之間。這種方法允許通過焦點低損耗地透射顯示光,同時 通過吸收照射這些區(qū)域的環(huán)境光,減少焦點之間環(huán)境光的反射。原則上,可以通過這種方式將總體環(huán)境光反射減少等于漫射體透明與不透明區(qū)比例的倍數(shù),在某些范例中為I :4。因此,可以顯著改善環(huán)境光的排斥,而不劣化照明強度。這種方法需要相對于微結(jié)構(gòu)折射器的頂點精確定位不透明元件??梢酝ㄟ^圖案化掩蔽工藝實現(xiàn)這樣的精確度??梢酝ㄟ^任何適當?shù)哪V乒に囆纬裳谀!谝粋€范例中為自對準蔭罩工藝。在一個實施例中,不透明元件51可以是黑色的。在另一實施例中,不透明元件可以對可見光不透明,但至少對紅外光部分透明。這種變體尤其適于如下所述的光學系統(tǒng)實施例,其包括位于角度擴展層上方的基于紅外線的成像堆棧。在這些和其他實施例中,希望將角度擴展層34設(shè)計得足夠厚以便相當魯棒。為了維持平衡然而提高魯棒性,可以將角度擴展層層壓到更厚的襯底,該襯底可以充當接觸表面,但這種襯底的厚度應當受到充分限制,以便限制接觸位置和顯示內(nèi)容位置之間的視差量。一個范例會是O. 5和I毫米(mm)厚,層壓到化學方式硬化玻璃襯底的底側(cè)的角度擴展層,襯底例如是2到5mm厚的Gorilla Glass (紐約Corning, Corning Inc.的產(chǎn)品)。菲涅耳透鏡可以位于這種層壓板下方,以向角度擴展層提供準直輸入??梢栽谧銐蚝竦陌逯心V品颇哥R以保持其自重,同時由頂部厚玻璃襯底支撐層壓的角度擴展層,在受到重量和跌落影響時提供顯著的魯棒性??梢詾轫敱砻嫱坎伎狗瓷渫繉?,以便減少環(huán)境反射。此夕卜,可以增加硬涂層,或可以層壓抗反射和硬涂布的額外膜,以便提供額外的壽命。在這種情形下,也可以使用環(huán)境排斥掩模,以使得顯示面板堆棧包括折射元件陣列、體漫射體、掩模、層壓結(jié)合和玻璃襯底(其可以是帶抗反射涂層的)。在這種情況下,菲涅耳透鏡位于顯示面板堆棧下方,具有空氣隙,并會具有其自己的支撐,或者很厚,或者層壓到適當厚度的襯底上以支撐其重量并防止下垂,菲涅爾溝槽向上面對顯示面板堆棧的底部。除了上述那些之外,設(shè)想了其他實施例。在一些實施例中,例如,角度擴展層可以根本不包括漫射體。在向角度擴展層中接收適當漫射(未完全準直)光時,或在角度擴展層的光學下游布置一個或多個光漫射部件時,這樣的配置可能是合適的。在其他實施例中,微結(jié)構(gòu)折射器可以包括其他折射元件,取代或補充旋轉(zhuǎn)三棱鏡陣列。這些包括頂點修圓或頂點平坦化的偽圓錐形小透鏡陣列、錐形微柱陣列或受控的凹痕陣列,這種情況下,改變凹痕的大小和位置,使得照射這種特征區(qū)域的光實現(xiàn)角度擴展。為針對投影顯示屏情況的一個替代實施例中,對折射器陣列的節(jié)距進行偽隨機化,以便減小顯示像素節(jié)距和陣列節(jié)距之間偽信號產(chǎn)生的可能性。此外,可以使用一維陣列中兩個或更多層對準的棱鏡元件取代旋轉(zhuǎn)三棱鏡陣列。在一個范例中,角度擴展層可以包括沿第一方向排列的第一棱鏡陣列和沿正交于第一方向的第二方向排列的第二棱鏡陣列。在另一個范例中,角度擴展層可以包括彼此間隔60度排列的第一、第二和第三棱鏡陣列。圖9示意性示出了一個實施例中的另一范例光學系統(tǒng)52。該光學系統(tǒng)包括布置于背光封套56內(nèi)部的多個燈54。例如,燈可以包括白熾燈、CCFL或LED。背光封套可以包括光逃逸的一側(cè)上一個或多個開口(例如,圖中的頂部)。背光封套還可以包括至少部分反射的內(nèi)表面,用于重復利用未逃逸的光。漫射體58被示為耦合到背光封套的開口側(cè)。漫射體的光漫射能力可以足以在背光封套開口側(cè)上提供均勻照明;離開漫射體的光可以具有高斯型強度輪廓。在圖9中所示的實施例中,第一角度限制層60耦合到漫射體58,第二角度限制層62耦合到第一角度限制層。第一和第二角度限制層可以均被配置成透射在一定范圍角度之內(nèi)入射的光并反射該范圍角度之外入射的光。在一個實施例中,第一和第二角度限制層均 可以包括具有棱鏡微結(jié)構(gòu)或毫結(jié)構(gòu)的層。第一角度限制陣列的棱鏡元件可以沿第一方向取向,而第二角度限制層的棱鏡元件可以沿與第一方向正交的第二方向取向。此外,限制透射光的入射角范圍對于第一和第二角度限制層而言可以相同或不同。通過這種方式,第一和第二角度限制層可以被配置成透射各向同性或各向異性強度輪廓。在一個實施例中,第一和/或第二角度限制層可以包括光循環(huán),亮度增強膜(BEF)5BEF可以將透射光的輪廓限制到例如40到50度的出口錐形。在其他實施例中,不過,可以省略角度限制層,導致更大視角處強度增大。在圖9所示的實施例中,光學系統(tǒng)52還包括成像堆棧64。該成像堆??梢园ㄅ渲贸蓪υO(shè)置于顯示面板14上或上方的一個或多個對象成像的電子和光學部件的組件。這樣的對象可以包括手指或指示筆;對對象成像可以實現(xiàn)用于計算機系統(tǒng)(例如,圖I的計算機系統(tǒng)18)的觸摸或?qū)ο竺舾械妮斎霗C構(gòu)。成像堆棧布置于光學系統(tǒng)52中的背光上方,可以被配置成用于高可見透明度,尤其是在與顯示面板表面正交的方向上。因此,成像堆??梢圆捎谜瓗Ъt外線照射源(圖中未示出)并可以被配置成對從顯示面板上或附近的對象反射的紅外光成像。在圖9中所示的具體實施例中,楔形光導66支撐著與顯示面板觀看表面相對的二向色轉(zhuǎn)動膜,以及帶鏡面的端面。這個結(jié)構(gòu)將反射紅外光聚焦到攝像機68上,在此對對象成像。不過,將要理解,同樣設(shè)想了其他相當不同的成像堆,一些采用了偏移成像方法。在這樣的實施例中,成像堆??梢苑瓷渑c輸入圖像相關(guān)聯(lián)的紅外光,同時透射可見光,以用于形成顯示圖像。繼續(xù)參考圖9,光學系統(tǒng)52包括角度擴展層46,布置于成像堆棧62上方并基本如上所述配置。光學系統(tǒng)還包括圖像形成矩陣70,布置成從角度擴展層接收光,并通過對光進行空間和時間調(diào)制來形成顯示圖像。在一個實施例中,圖像形成矩陣包括多個光閥,例如液晶顯示器(IXD)矩陣。光學系統(tǒng)還包括耦合到圖像形成層的漫射體72,其被配置成透射顯示圖像,同時散射環(huán)境光并掩蔽光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)部件。還設(shè)想了其他實施例。在一個實施例中,可以直接在角度限制層或背光組件層上方布置一個或多個角度擴展層。在這里,可以將成像堆棧與非常接近顯示面板頂側(cè)或底側(cè)層壓的漫射體一起使用,此外,漫射體可以包括可切換漫射體,例如聚合物分散的液晶(PDLC)。在這種情況下,可以包括基于光導的前向光(圖中未示出)以便在顯示面板上方提供紅外線照射?;蛘?,可以省去成像堆棧,或可以利用所謂的“像素中傳感器”(SIP)技術(shù)將其集成到圖像形成矩陣中。在這種情況下,角度擴展層可以位于背光單元上方,漫射體或漫射體層可以位于SIP面板正下方。在另一實施例中,可以直接在背光組件上方布置角度擴展層,可以省去第一和第二角度限制層。這種配置將進一步增強在相對于顯示面板法線的更大視角提供的光強。在另一實施例中,使用BEF膜將背光的光輸出包含在期望的40到50度擴展之內(nèi),沒有視覺系統(tǒng)可以不需要漫射體,因為BEF的輸出近似為漫射體會提供的期望角分散。這樣的實施例可以包括旋轉(zhuǎn)三棱鏡陣列或兩個或三個交叉的一維棱鏡陣列,以提供期望的光強度輪廓。此外,在使用LED陣列用于可見顯示光以及紅外成象照明時,可以使用旋轉(zhuǎn)三棱鏡陣列和/或交叉棱鏡陣列的堆棧來實現(xiàn)高的角度偏置,可以使用離開一定距離的漫射體來隱藏正好位于SIP/IXD面板下方的腔。最后,顯然這里描述的物品、系統(tǒng)和方法本質(zhì)上是示范性的,這些具體實施例或范
例不應被視為限制性的,因為設(shè)想了眾多變化。因此,本公開包括這里公開的各種系統(tǒng)和方法的所有新穎和不顯然的組合和子組合以及其任何等價組合。
權(quán)利要求
1.一種顯不面板,包括 布置于襯底上的折射元件陣列,定位成接收第一強度輪廓的光,并配置成以第二強度輪廓透射至少一些接收的光,所述第二強度輪廓相對于所述第一強度輪廓具有較低的正交于襯底的相對強度,以及較高的斜交于襯底的相對強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,還包括漫射體,定位成接收由折射元件陣列透射的光并配置成以第三強度輪廓透射至少一些接收的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,其中斜交于所述襯底的強度是所述第三強度輪廓的最強強度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,其中所述折射元件陣列包括多個頂點,且其中所述頂點取向遠離所述襯底。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,其中所述折射元件陣列包括兩個或更多棱鏡陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,其中所述折射元件陣列包括圓錐形小透鏡的陣列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示面板,其中所述圓錐形小透鏡陣列是六邊形堆砌的。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,其中所述漫射體包括多個分布于漫射體體積之內(nèi)的折射和/或光散射元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,其中所述漫射體包括表面層,其上布置多個折射和/或光散射兀件。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,其中所述漫射體還包括著色劑和不透明元件陣列中的一種或多種。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,其中所述漫射體是其上布置折射元件陣列的襯。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,其中所述襯底和折射元件陣列包括膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的顯示面板,其中所述膜層壓到所述漫射體。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示面板,還包括圖像投影儀和準直層,其中所述準直層位于所述圖像投影儀和折射元件陣列之間,且其中將光從所述準直層接收到所述折射元件陣列中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示面板,還包括光閥,其中從所述折射元件陣列或從所述漫射體透射的光被接收到所述光閥中。
全文摘要
顯示面板包括布置于襯底上的折射元件陣列。定位該陣列以接收第一強度輪廓的光并配置其以第二強度輪廓透射至少一些接收的光。顯示面板還包括漫射體,其定位成接收由折射元件陣列透射的光并配置成以第三強度輪廓透射至少一些接收的光。第二強度輪廓比第一強度輪廓具有更低的正交于襯底的相對強度。
文檔編號G02F1/13357GK102822730SQ201180017875
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者K.鮑威爾 申請人:微軟公司
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