用于表面显示的增强的观看亮度制造技术

显示面板包括布置于衬底上的折射元件阵列。定位该阵列以接收第一强度轮廓的光并配置其以第二强度轮廓透射至少一些接收的光。显示面板还包括漫射体，其定位成接收由折射元件阵列透射的光并配置成以第三强度轮廓透射至少一些接收的光。第二强度轮廓比第一强度轮廓具有更低的正交于衬底的相对强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于表面显示的增强的观看亮度
技术介绍
根据显示面板相对于一个或多个观看者的取向，可以从各种角度观看它。在观看显示面板的很多应用中，这样的取向落在可预见的范围之内。对于电视观看和计算机监视而言，例如，观看者可以直接坐在显示面板前方，或至少眼睛与显示面板同一高度。因此，可以将这些应用中使用的显示面板配置成在与显示面板表面正交的方向上发射最大光强，随着视角增大，强度各向同性地或各向异性地下降。不过，这样的配置在观看者眼睛不和显示面板平齐或未直接坐在显示面板前方的应用中可能分布可用光能的效率很低。
技术实现思路
因此，一个实施例提供了一种显示面板，包括布置于衬底上的折射元件阵列。定位该阵列以接收第一强度轮廓的光并配置其以第二强度轮廓透射至少一些接收的光。在这一实施例中，第二强度轮廓比第一强度轮廓具有更低的正交于衬底的相对强度，更高的斜交 于衬底的相对强度。将要理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化形式介绍稍后在具体实施方式中进一步描述的概念选择。并非要识别所要求保护主题的关键或必要特征，其范围由具体实施方式之后的权利要求界定。此外，所要求保护的主题不限于解决这里所述任何缺点的实施方式。附图说明图I示意性示出了涉及观看者和垂直取向的显示面板的参考布置。图2示意性示出了根据本公开实施例，涉及观看者和水平取向大型显示面板的范例布置。图3示出了根据本公开的实施例由显示面板发射的光的期望强度轮廓的曲线图。图4示意性示出了根据本公开实施例用于显示面板的范例光学系统的各方面。图5示意性示出了根据本公开实施例的光学系统角度扩展层的垂直截面。图6示出了根据本公开实施例的光学系统的范例微结构折射器。图7和8示出了根据本公开实施例的光学系统其他范例角度扩展层的垂直截面。图9示意性示出了根据本公开实施例用于显示面板的另一范例光学系统的各方面。具体实施例方式现在通过举例并参考某些例示的实施例描述本公开的主题。统一标识在一个或多个实施例中可能基本类似的部件。不过，将要指出，统一标识的部件也可能在某种程度上不同。进一步要指出，本公开中包括的附图是示意性的，一般不是按比例绘制的。相反，可以蓄意地改变图中所示的各种绘图比例、高宽比和部件数量以使某些特征或关系更容易看到。图I示意性示出了涉及观看者10和垂直取向的显示面板12的参考布置。在图I中，观看者坐在显示面板的正前方。因此，可以针对垂直取向优化显示面板发射的光的强度轮廓。这里使用术语“强度轮廓”表示作为视角函数的光功率或通量。具体而言，可以将显示面板配置成正交于其前表面，即在相对于表面法线的O度，发射最大光强。这种配置能够通过将发射引导到可能被观看的角度范围中而有效利用可用光能。在这样的配置中，光强可能根据高斯或Lambertian轮廓或Lambertian轮廓的各向异性积随着视角增大而下降。例如，在垂直方向上，光强可能随着视角增大而急剧下降，在水平方向上随着视角增大更缓慢地下降。这是因为观看者正常情况下可能会从左侧或右侧观看垂直取向的显示面板，但不太可能从上方或下方观看。原则上，可以将显示面板12用于它未垂直取向的应用中，即使针对垂直取向优化其照明轮廓。不过，显示面板相对于观看者的一 些替代取向可能导致观看显示面板的角度范围上光强更低，使得可用光能的利用效率低。在图2中通过举例示出了这样的取向。图2示意性示出了涉及观看者和显示面板的另一布置。在图2中，观看者10坐在大型水平取向的显示面板14旁边。显示面板的尺寸使得观看者通常相对于表面法线从倾斜的视角观看。在一个范例中，对于坐在舒适高度，距显示面板舒适距离处的平均身材的成年观看者而言，概率最大的视角可能是51度。当然，视角将随着观看者的身高和部署而变化——对于更高的观看者和站在显示面板旁边的观看者，小于51度，对于身材小的观看者，大于51度。在一个范例中，在考虑一定范围的观看者和观看者部署时，适当的视角可能落在20到70度范围中。因此，如下文进一步所述，显示面板14可以被配置成在这样的倾斜角度或角度范围发射最大光强。通过这种方式，可以优化显示面板以在水平取向时有效利用可用光能。将要理解的是，这里列举的数值和范围仅仅是范例，其他值和范围完全符合本公开。图3的曲线图示出了范例强度轮廓，其可能是针对显示面板14发射的光所希望的轮廓。图示的强度轮廓是环形和扩散的，在距法线O度具有局部极小值，在距法线土，在本范例中±40度具有局部极大值。此外，强度轮廓之内的局部极大值大致是高斯型的，具有45度半高全宽(FWHM)。此外，从图3将注意到，在距法线90度处光强接近消失。为了避免显示面板部件中的反向散射和全内反射(TIR)，这种特征是可取的，否则会引起照明伪像，例如“模糊现象”或“光晕”。当然，各种其他形状的期望强度轮廓也完全符合本公开。例如，另一种期望的强度轮廓可能没有局部极小值，而是在O度附近区间基本平坦。这样的强度轮廓可能允许水平和垂直形状因子之间有可行的性能折衷，以使得同一显示面板可能在两种情况下都一定程度上可高效率地使用。相对于针对垂直取向优化的显示面板强度轮廓，图3中所示的强度轮廓在更大视角处提供了增加的相对强度。这种更大的视角在如图2所示取向的显示面板14的预期范围之内。在50和70度视角处，相对强度分别可以是针对垂直取向优化的显示面板的1.3和I. 5倍。此外，图3中所示的强度轮廓在非常尖锐的视角提供了更小相对强度，不太可能从这样的角度观看显示面板14。例如，在O度视角处，相对强度可以是针对垂直取向优化的显不面板的O. I倍。现在返回图2，显示面板14包括光学系统16。光学系统包括配置成在显示面板上形成显示图像的电子和光学部件的组件。此外，光学系统可以利用具有如上所述强度轮廓的光形成显示图像。图2还示出了操作性耦合到光学系统16的计算机系统18。可以配置计算机系统以向显示面板提供数据，用于形成显示图像。在一些实施例中，光学系统16还可以包括配置成感测位于显示面板14上或附近的对象的成像堆栈。因此，计算机系统可以被配置成从成像堆栈接收输入数据。通过这种方式，光学系统可以为计算机系统18提供至少一些输入功能。在图2所示的实施例中，计算机系统包含在基座20之内，基座位于显示面板14下方；合起来，基座和显示面板包括控制台22。在其他实施例中，计算机系统的全部或部分可以位于远方并通过有线或无线通信链路操作性耦合到光学系统。在还其他的实施例中，计算机系统和光学系统都可以位于显示面板之内。图4不意性不出了一个实施例中的光学系统16的各方面。光学系统包括图像投影仪24，其中布置了光源26。在一个实施例中，光源可以包括波长选择性元件，例如旋转棱镜或色盘，与任何适当的白光源组合，所述白光源例如弧光灯、白炽灯或冷阴极荧光灯(CCFL)。在其他实施例中，光源可以包括多个窄带光源，例如激光器或发光二极管(LED)。图像投影仪24还包括布置成从光源接收光的图像形成矩阵28。图像形成矩阵可 以是配置成在空间和时间上调制光以形成显示图像的任何适当部件。在图4所示的实施例中，图像形成矩阵是数字光处理(DLP)矩阵，其将来自光源的波长选择光分到多个像素中，有选择地将一些光从像素引导到成像光学系统30，并有选择地引导其他光从像素离开成像光学系统。其他实施例可以包括多个图像形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K鲍威尔，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：
国别省市：