定向显示设备制造技术

一种可切换隐私显示器包括空间光调制器(SLM)、第一对偏振器之间的第一可切换液晶(LC)延迟器和第一无源延迟器、以及第二对偏振器之间的第二可切换LC延迟器和第二无源延迟器。第一可切换LC延迟器包括一垂面取向层和一沿面取向层。第二可切换LC液晶延迟器包括两个垂面取向层或者两个沿面取向层。在横屏或者竖屏隐私模式下，来自SLM的同轴光被无损地引导，而离轴光具有降低的亮度以降低对于离轴窥探者的可见性。显示反射率可以针对环境光的同轴反射被降低，而反射率可以针对离轴光被提高，以实现提高的视觉安全性。在公共模式下，LC延迟被调整，以使得离轴亮度和反射率未被改变。显示器可以在白天和夜间操作之间切换。显示器可以在白天和夜间操作之间切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】定向显示设备


[0001]本公开大体上涉及来自光调制装置的照明，并且更具体地涉及用于提供用于包含隐私显示器和夜间显示器的显示器中的照明控制的光学堆叠。

技术介绍

[0002]隐私显示器对通常在同轴位置上的主要用户提供图像可见性，并且对于通常在离轴位置上的窥探者提供图像内容的降低的可见性。隐私功能可以通过微型百叶窗光学膜来提供，微型百叶窗光学膜使来自显示器的一些光在同轴方向上透射，而在离轴位置上亮度低。然而，这样的膜对于正面照明具有高损耗，并且微型百叶窗由于随空间光调制器的像素跳动，可以引起摩尔伪像。微型百叶窗的间距可能需要针对面板分辨率做出选择，增加了库存和成本。
[0003]可切换隐私显示器可以通过离轴光学输出的控制来提供。
[0004]控制可以借助于亮度降低、例如借助于用于液晶显示器(LCD)空间光调制器的可切换背光源来提供。显示器背光源一般采用波导和边缘发射源。某些成像定向背光源具有引导照明通过显示器面板进到观看窗口中的附加能力。成像系统可以被形成在多个源和各自的窗口图像之间。成像定向背光源的一个示例是可以采用折叠光学系统的光学阀，并且因此也可以是折叠成像定向背光源的示例。光可以在一个方向上基本上没有损耗地传播通过光学阀，而逆向传播的光可以通过反射出倾斜小平面的反射而被提取，如美国专利No.9,519,153中所描述，该专利整体通过引用并入本文。

技术实现思路

[0005]根据本公开的第一方面，提供一种显示装置，显示装置包括：空间光调制器；显示偏振器，显示偏振器被布置在空间光调制器的一侧上，显示偏振器是线性偏振器；第一附加偏振器，第一附加偏振器被布置在空间光调制器的与显示偏振器相同的侧上，第一附加偏振器是线性偏振器；至少一个第一极控制延迟器，至少一个第一极控制延迟器被布置在第一附加偏振器和显示偏振器之间；第二附加偏振器，第二附加偏振器是线性偏振器；以及至少一个第二极控制延迟器，其中或者：第二附加偏振器被布置在空间光调制器的与第一附加偏振器相同的侧上、第一附加偏振器的外侧，并且至少一个第二极控制延迟器被布置在第一附加偏振器和第二附加偏振器之间；或者显示装置进一步包括被布置为输出光的背光源，空间光调制器包括被布置为接收来自背光源的输出光的透射空间光调制器，所述显示偏振器是被布置在空间光调制器的输入侧上的输入显示偏振器，并且显示装置进一步包括被布置在空间光调制器的输出侧上的输出显示偏振器，第二附加偏振器被布置在空间光调制器的输出侧上，并且至少一个第二极控制延迟器被布置在第二附加偏振器和输出显示偏振器之间，其中：至少一个第一极控制延迟器和至少一个第二极控制延迟器中的每个都包括各自的可切换液晶延迟器，可切换液晶延迟器包括液晶材料层和两个表面取向层，两个表面取向层被设置为与液晶材料层相邻并且在液晶材料层的相对侧上，关于至少一个第一
极控制延迟器和至少一个第二极控制延迟器中的一个，表面取向层中的一个被布置为在相邻的液晶材料中提供均匀(homogenous)取向，并且表面取向层中的另一个被布置为在相邻的液晶材料中提供垂面(homeotropic)取向，并且关于至少一个第一极控制延迟器和至少一个第二极控制延迟器中的另一个，两个表面取向层都被布置为在相邻的液晶材料中提供均匀取向或者两个表面取向层都被布置为在相邻的液晶材料中提供垂面取向。有利地，可切换隐私显示器可以被提供有延伸的极区，在极区上，期望的安全性级别可以被实现。
[0006]至少一个第一极控制延迟器和至少一个第二极控制延迟器中的所述一个的可切换液晶延迟器对波长550nm的光可以具有延迟，延迟具有在700nm到2500nm的范围内、优选地在850nm到1800nm的范围内的第一延迟值。有利地，期望的极区上的亮度可以被降低；在包括反射偏振器的实施方案中，在宽极区域上的反射率可以被提高并且安全性级别可以以期望的级别在宽极区上被提供。
[0007]至少一个第一极控制延迟器和至少一个第二极控制延迟器中的所述一个可以进一步包括至少一个无源补偿延迟器。有利地，亮度降低的区域可以被增大。进一步地，公共模式下亮度的均匀性可以被提高。
[0008]空间光调制器可以包括布置为输出光的发射空间光调制器，显示偏振器可以是被布置在发射空间光调制器的输出侧上的输出显示偏振器，第二附加偏振器可以被布置在空间光调制器的输出侧上、第一附加偏振器的外侧，并且至少一个第二极控制延迟器可以被布置在第一附加偏振器和第二附加偏振器之间。有利地，具有高安全性因子的可切换隐私显示器可以被提供用于发射空间光调制器。
[0009]显示装置可以进一步包括被布置为输出光的背光源，并且空间光调制器可以包括被布置为接收来自背光源的输出光的透射空间光调制器。有利地，具有高安全性因子的可切换隐私显示器可以被提供用于透射空间光调制器。
[0010]至少一个第一极控制延迟器和至少一个第二极控制延迟器中的所述一个的至少一个无源补偿延迟器可以被布置在可切换液晶延迟器的与被布置为在相邻的液晶材料中提供垂面取向的表面取向层相同的侧上。至少一个第一极控制延迟器和至少一个第二极控制延迟器中的所述一个的至少一个无源补偿延迟器可以包括一无源单轴延迟器，无源单轴延迟器具有其垂直于延迟器的平面的光轴。无源单轴延迟器对波长550nm的光可以具有在
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400nm到
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2100nm的范围内、优选地在
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700nm到
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1700nm的范围内的延迟。有利地，针对期望的安全性级别的极区的尺寸被增大。
[0011]显示装置可以进一步包括反射偏振器，反射偏振器是线性偏振器，并且或者：所述显示偏振器可以是被布置在空间光调制器的输出侧上的输出显示偏振器，第二附加偏振器可以被布置在空间光调制器的与第一附加偏振器相同的侧上、第一附加偏振器的外侧，至少一个第二极控制延迟器可以被布置在第一附加偏振器和第二附加偏振器之间，并且反射偏振器可以被布置在第一附加偏振器和至少一个第二极控制延迟器之间；或者显示装置可以进一步包括被布置为输出光的背光源，空间光调制器可以包括被布置为接收来自背光源的输出光的透射空间光调制器，所述显示偏振器可以是被布置在空间光调制器的输入侧上的输入显示偏振器，并且显示装置可以进一步包括被布置在空间光调制器的输出侧上的输出显示偏振器，第二附加偏振器可以被布置在空间光调制器的输出侧上，至少一个第二极控制延迟器可以被布置在第二附加偏振器和输出显示偏振器之间，并且反射偏振器可以被
布置在输出显示偏振器和至少一个第二极控制延迟器之间。有利地，在隐私操作模式下，提高的显示器反射率可以被提供。在环境照度下，显示器的提高的安全性级别可以针对窥探者地点被实现。
[0012]至少一个第一极控制延迟器和至少一个第二极控制延迟器中的所述一个可以是至少一个第二极控制延迟器，并且至少一个第一极控制延迟器和至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个可以是至少一个第一极控制延迟器。
[0013]至少一个第一极控制延迟器和至少一个第二极控制延迟器中的所述一个的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种显示装置，所述显示装置包括：空间光调制器；显示偏振器，所述显示偏振器被布置在所述空间光调制器的一侧上，所述显示偏振器是线性偏振器；第一附加偏振器，所述第一附加偏振器被布置在所述空间光调制器的与所述显示偏振器相同的侧上，所述第一附加偏振器是线性偏振器；至少一个第一极控制延迟器，所述至少一个第一极控制延迟器被布置在所述第一附加偏振器和所述显示偏振器之间；第二附加偏振器，所述第二附加偏振器是线性偏振器；以及至少一个第二极控制延迟器，其中或者：所述第二附加偏振器被布置在所述空间光调制器的与所述第一附加偏振器相同的侧上、所述第一附加偏振器的外侧，并且所述至少一个第二极控制延迟器被布置在所述第一附加偏振器和所述第二附加偏振器之间；或者所述显示装置进一步包括被布置为输出光的背光源，所述空间光调制器包括被布置为接收来自所述背光源的输出光的透射空间光调制器，所述显示偏振器是被布置在所述空间光调制器的输入侧上的输入显示偏振器，并且所述显示装置进一步包括被布置在所述空间光调制器的输出侧上的输出显示偏振器，所述第二附加偏振器被布置在所述空间光调制器的所述输出侧上，并且所述至少一个第二极控制延迟器被布置在所述第二附加偏振器和所述输出显示偏振器之间，其中：所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的每个都包括各自的可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器包括液晶材料层和两个表面取向层，两个所述表面取向层被设置为与所述液晶材料层相邻并且在所述液晶材料层的相对侧上，关于所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的一个，所述表面取向层中的一个被布置为在相邻的液晶材料中提供均匀取向，并且所述表面取向层中的另一个被布置为在相邻的液晶材料中提供垂面取向，并且关于所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的另一个，两个所述表面取向层都被布置为在相邻的液晶材料中提供均匀取向或者两个所述表面取向层都被布置为在相邻的液晶材料中提供垂面取向。2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述一个的所述可切换液晶延迟器对波长550nm的光具有延迟，所述延迟具有在700nm到2500nm的范围内、优选地在850nm到1800nm的范围内的第一延迟值。3.根据前述权利要求中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述一个进一步包括至少一个无源补偿延迟器。4.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述一个的所述至少一个无源补偿延迟器被布置在所述可切换液晶延迟器的与被布置为在相邻的液晶材料中提供垂面取向的所述表面取向层相同的侧上。
5.根据权利要求3或4所述的显示装置，其中所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述一个的所述至少一个无源补偿延迟器包括一无源单轴延迟器，所述无源单轴延迟器具有其垂直于所述延迟器的平面的光轴。6.根据权利要求5所述的显示装置，其中所述无源单轴延迟器对波长550nm的光具有在
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400nm到
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2100nm的范围内、优选地在
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700nm到
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1700nm的范围内的延迟。7.根据权利要求1至6中任一项所述的显示装置，其中所述显示装置进一步包括反射偏振器，所述反射偏振器是线性偏振器，并且或者：所述显示偏振器是被布置在所述空间光调制器的输出侧上的输出显示偏振器，所述第二附加偏振器被布置在所述空间光调制器的与所述第一附加偏振器相同的侧上、所述第一附加偏振器的外侧，所述至少一个第二极控制延迟器被布置在所述第一附加偏振器和所述第二附加偏振器之间，并且所述反射偏振器被布置在所述第一附加偏振器和所述至少一个第二极控制延迟器之间；或者所述显示装置进一步包括被布置为输出光的背光源，所述空间光调制器包括被布置为接收来自所述背光源的输出光的透射空间光调制器，所述显示偏振器是被布置在所述空间光调制器的输入侧上的输入显示偏振器，并且所述显示装置进一步包括被布置在所述空间光调制器的输出侧上的输出显示偏振器，所述第二附加偏振器被布置在所述空间光调制器的输出侧上，所述至少一个第二极控制延迟器被布置在所述第二附加偏振器和所述输出显示偏振器之间，并且所述反射偏振器被布置在所述输出显示偏振器和所述至少一个第二极控制延迟器之间。8.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述一个是所述至少一个第二极控制延迟器，并且所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个是所述至少一个第一极控制延迟器。9.根据前述权利要求中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述一个的所述可切换液晶延迟器对波长550nm的光具有延迟，所述延迟具有第一延迟值，并且所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个的所述可切换液晶延迟器对波长550nm的光具有延迟，所述延迟具有第二延迟值，所述第一延迟值大于所述第二延迟值。10.根据权利要求9所述的显示装置，其中所述第一延迟值的一半和所述第二延迟值之间的差值的幅值至多为400nm。11.根据权利要求9或10所述的显示装置，其中关于所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个，两个所述表面取向层被布置为在相邻的液晶材料中提供均匀取向，所述相邻的液晶材料对波长550nm的光具有在450nm到900nm的范围内、优选地在550nm到800nm的范围内的延迟，并且所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个进一步包括一对无源单轴延迟器，无源单轴延迟器对具有在所述延迟器的平面中的相交的光轴，并且每个都对波长550nm的光具有在250nm到800nm的范围内、优选地在400nm到625nm范围内的延迟。
12.根据权利要求9或10所述的显示装置，其中关于所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个，两个所述表面取向层被布置为在相邻的液晶材料中提供均匀取向，所述相邻的液晶材料对波长550nm的光具有在500nm到900nm的范围内、优选地在600nm到850nm的范围内的延迟，并且所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个进一步包括一无源单轴延迟器，所述无源单轴延迟器具有其垂直于所述延迟器的平面的光轴，并且对波长550nm的光具有在
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300nm到
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700nm的范围内、优选地在
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350nm到
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600nm范围内的延迟。13.根据权利要求9或10所述的显示装置，其中关于所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个，两个所述表面取向层被布置为在相邻的液晶材料中提供垂面取向，所述相邻的液晶材料对波长550nm的光具有在500nm到900nm的范围内、优选地在600nm到850nm的范围内的延迟，并且所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个进一步包括一无源单轴延迟器，所述无源单轴延迟器具有其垂直于所述延迟器的平面的光轴，并且对波长550nm的光具有在
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300nm到
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900nm的范围内、优选地在
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400nm到
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800nm范围内的延迟。14.根据权利要求9至13中任一项所述的显示装置，其中所述空间光调制器包括被布置为输出光的发射空间光调制器，所述显示偏振器是被布置在所述发射空间光调制器的输出侧上的输出显示偏振器，所述第二附加偏振器被布置在所述空间光调制器的输出侧上、所述第一附加偏振器的外侧，并且所述至少一个第二极控制延迟器被布置在所述第一附加偏振器和所述第二附加偏振器之间。15.根据权利要求14所述的显示装置，其中所述发射空间光调制器具有输出亮度曲线，所述输出亮度曲线具有至少为40度、优选地至少50度的全宽半高。16.根据权利要求9至13中任一项所述的显示装置，其中所述显示装置进一步包括被布置为输出光的背光源，并且所述空间光调制器包括被布置为接收来自所述背光源的输出光的透射空间光调制器。17.根据权利要求16所述的显示装置，其中所述背光源具有输出亮度曲线，所述输出亮度曲线具有至少为40度、优选地至少50度的全宽半高。18.根据权利要求1至8中任一项所述的显示装置，其中所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述一个的所述可切换液晶延迟器对波长550nm的光具有延迟，所述延迟具有第一延迟值，并且所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个的所述可切换液晶延迟器对波长550nm的光具有延迟，所述延迟具有第二延迟值，所述第一延迟值的一半小于所述第二延迟值。19.根据权利要求18所述的显示装置，其中关于所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个，两个所述表面取向层被布置为在相邻的液晶材料中提供均匀取向，所述相邻的液晶材料对波长550nm的光具有在700nm到2500nm的范围内、优选地在850nm到1800nm的范围内
的延迟，并且所述至少一个第一极控制延迟器和所述至少一个第二极控制延迟器中的所述另一个进一步包括一对无源单轴延迟器，无源单轴延迟器对具有在所述延迟器的平面中的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：瑞尔D斯帕克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：