BR112020005126A2

BR112020005126A2 - cadeia ótica para tela direcional comutável

Info

Publication number: BR112020005126A2
Application number: BR112020005126-8A
Authority: BR
Inventors: Michael G. Robinson; Graham J. Woodgate; Robert A. Ramsey; Jonathan Harrold
Original assignee: Reald Spark, Llc
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2020-09-15
Also published as: CN116626935A; US11474397B2; RU2020112461A3; JP2023089136A; US20200019006A1; CN111295617A; US20230125159A1; CA3073352A1; EP3682293A4; AU2018331459A1; JP2020534556A; US20210018782A1; WO2019055753A1; KR102610147B1; BR112020005126B1; EP3682293A1; US20210026170A1; US20190086706A1; CN111344628A; EP3682289A4

Abstract

Uma tela de privacidade que compreende um modulador de luz espacial e um retardador de cristal líquido compensado comutável disposto entre o primeiro e o segundo polarizadores dispostos em série com o modulador de luz espacial. Em um modo de operação privativo, a luz dentro do eixo geométrico do modulador de luz espacial é direcionada sem perdas, enquanto que a luz fora do eixo geométrico tem luminância reduzida. A visibilidade da tela para curiosos fora do eixo geométrico é reduzida através da redução da luminância ao longo de um campo polar amplo. Em um modo de operação de ângulo amplo, o retardamento de cristal líquido comutável é ajustado de modo que a luminância fora do eixo geométrico seja substancialmente inalterada.

Description

"CADEIA ÓTICA PARA TELA DIRECIONAL COMUTÁVEL" CAMPO TÉCNICO

[0001] Esta revelação se refere genericamente à iluminação a partir de dispositivos de modulação de luz, e mais especificamente se refere a cadeias ópticas comutáveis para fornecer controle de iluminação para uso em uma tela incluindo uma tela (filtro ou filme) de privacidade.

ANTECEDENTES

[0002] As telas de privacidade fornecem visibilidade de imagem a um usuário primário que está tipicamente em uma posição dentro do eixo geométrico e visibilidade reduzida do conteúdo de imagem a um curioso que está tipicamente em uma posição fora do eixo geométrico. Uma função de privacidade pode ser fornecida por filmes ópticos com microdefletores que transmitem alguma luz a partir de uma tela em uma direção dentro do eixo geométrico com baixa luminância nas posições fora do eixo geométrico. Entretanto, tais filmes têm altas perdas de iluminação frontal e os microdefletores podem causar artefatos de Moiré devido ao padrão de interferência com os pixels do modulador de luz espacial. Pode ser necessário selecionar o passo dos microdefletores para a resolução do painel, aumentando estoque e custo.

[0003] As telas de privacidade comutáveis podem ser fornecidas pelo controle da saída óptica fora do eixo geométrico.

[0004] O controle pode ser fornecido através da redução de luminância, por exemplo por meio de retroiluminação comutável para um modulador de luz espacial de tela de cristal líquido (LCD, de "liquid crystal display"). As retroiluminações da tela, em geral, empregam guias de onda e fontes de emissão da borda. Certas retroiluminações direcionais de imageamento têm a capacidade adicional de dirigir a iluminação através de um painel de exibição para dentro de janelas de observação. Um sistema de formação de imagens pode ser formado entre as múltiplas fontes e as respectivas imagens da janela. Um exemplo de uma iluminação de fundo direcional de imageamento é uma válvula óptica que pode empregar um sistema óptico dobrado e, portanto, pode também ser um exemplo de uma retroiluminação direcional de imageamento dobrado. A luz pode se propagar substancialmente sem perdas em uma direção através da válvula óptica, enquanto a luz de contrapropagação pode ser extraída por reflexão de facetas inclinadas, conforme descrito na Patente US n° 9.519.153, que está aqui incorporada, por referência, em sua totalidade.

[0005] O controle de privacidade fora do eixo geométrico pode ser adicionalmente fornecido através da redução de contraste, por exemplo mediante ajuste da inclinação do cristal líquido em uma LCD com comutação no plano.

BREVE SUMÁRIO

[0006] De acordo com um primeiro aspecto da presente revelação é fornecido um dispositivo de exibição que compreende: um modulador de luz espacial; um polarizador de tela disposto em um lado do modulador de luz espacial; um polarizador adicional disposto no mesmo lado do modulador de luz espacial que o polarizador de tela; e múltiplos retardadores dispostos entre o polarizador adicional e o polarizador de tela; sendo que os múltiplos retardadores compreendem: um retardador de cristal líquido comutável que compreende uma camada de material de cristal líquido disposta entre o polarizador de tela e o polarizador adicional; e pelo menos um retardador de compensação passivo.

[0007] Os múltiplos retardadores podem ser dispostos de modo a não afetar a luminância da luz que passa através do polarizador de tela, do polarizador adicional e dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico ao longo da normal ao plano dos retardadores, e/ou reduzir a luminância da luz que passa através do polarizador de tela, do polarizador adicional e dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico inclinado em relação à normal ao plano dos retardadores.

[0008] O pelo menos um retardador de compensação passivo pode ser disposto para não introduzir nenhum deslocamento de fase nos componentes de polarização da luz que passou por um dentre o polarizador de tela e o polarizador adicional no lado de entrada dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico ao longo da normal ao plano do pelo menos um retardador de compensação passivo, e/ou para introduzir um deslocamento de fase nos componentes de polarização da luz que passou por um dentre o polarizador de tela e o polarizador adicional no lado de entrada dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico inclinado em relação à normal ao plano do pelo menos um retardador de compensação passivo.

[0009] O retardador de cristal líquido comutável pode ser disposto para não introduzir nenhum deslocamento de fase nos componentes de polarização da luz que passou por um dentre o polarizador de tela e o polarizador adicional no lado de entrada dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico ao longo da normal ao plano do retardador de cristal líquido comutável, e/ou para introduzir um deslocamento de fase nos componentes de polarização da luz que passou por um dentre o polarizador de tela e o polarizador adicional no lado de entrada dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico inclinado em relação à normal ao plano do retardador de cristal líquido comutável em um estado comutável do retardador de cristal líquido.

[0010] Vantajosamente, pode ser fornecida uma tela de privacidade comutável que pode ser comutada entre um estado operacional de ângulo amplo e um estado operacional privativo. O campo de visão para operação em modo privativo pode ser estendido em comparação com disposições conhecidas, e podem ser obtidos níveis de luminância mais baixos fora do eixo geométrico aumentando-se o grau de privacidade observado por um curioso fora do eixo geométrico. Adicionalmente, a luminância fora do eixo geométrico pode ser mantida em ambos os estados de operação de ângulo amplo e privativo para usuários primários dentro do eixo geométrico.

[0011] O polarizador de tela e o polarizador adicional podem ter direções de transmissão de vetor elétrico que são paralelas.

[0012] Em uma alternativa, o retardador de cristal líquido comutável pode compreender duas camadas de alinhamento de superfície dispostas em posição adjacente à camada de material de cristal líquido e em lados opostos da mesma, e cada uma disposta para fornecer alinhamento homeotrópico no material de cristal líquido adjacente. A camada de material de cristal líquido do retardador de cristal líquido comutável pode compreender um material de cristal líquido com uma anisotropia dielétrica negativa. A camada de material de cristal líquido pode ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1000 nm, de preferência em uma faixa de 600 nm a 900 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 700 nm a 850 nm.

[0013] Onde duas camadas de alinhamento de superfície fornecendo alinhamento homeotrópico são fornecidas, o pelo menos um retardador de compensação passivo pode compreender um retardador que tem seu eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, o pelo menos um retardador passivo tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -900 nm, de preferência em uma faixa de -450 nm a -800 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -500 nm a -725 nm.

[0014] Alternativamente, onde duas camadas de alinhamento de superfície fornecendo alinhamento homeotrópico são fornecidas, o ao menos um retardador de compensação passivo pode compreender um par de retardadores que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador do par de retardadores tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 300 nm a 800 nm, de preferência em uma faixa de 500 nm a 700 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 550 nm a 675 nm. Vantajosamente, nesse caso, um campo de visão aumentado no modo de operação de ângulo amplo pode ser fornecido. Adicionalmente, uma operação de tensão zero no modo de operação de ângulo amplo pode ser fornecida, reduzindo o consumo de energia.

[0015] Em outra alternativa, o retardador de cristal líquido comutável pode compreender duas camadas de alinhamento de superfície dispostas em posição adjacente à camada de material de cristal líquido e em lados opostos da mesma, e cada uma disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente. Vantajosamente, em comparação com o alinhamento homeotrópico em lados opostos do cristal líquido, pode ser alcançada uma resiliência aumentada à visibilidade do fluxo de material de cristal líquido durante a pressão aplicada.

[0016] A camada de material de cristal líquido do retardador de cristal líquido comutável pode compreender um material de cristal líquido com uma anisotropia dielétrica positiva. A camada de material de cristal líquido pode ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 900 nm, de preferência em uma faixa de 600 nm a 850 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 700 nm a 800 nm.

[0017] Onde duas camadas de alinhamento de superfície fornecendo alinhamento homogêneo são fornecidas, o pelo menos um retardador de compensação passivo pode compreender um retardador que tem seu eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, o pelo menos um retardador passivo tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -700 nm, de preferência em uma faixa de -350 nm a -600 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -400 nm a -500 nm.

[0018] Alternativamente, onde as duas camadas de alinhamento de superfície fornecendo alinhamento homogêneo são fornecidas, o ao menos um retardador de compensação passivo pode compreender um par de retardadores que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador do par de retardadores tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 300 nm a 800 nm, de preferência em uma faixa de 350 nm a 650 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 450 nm a 550 nm. Vantajosamente, nesse caso, pode ser obtida uma resiliência aumentada à visibilidade do fluxo de material de cristal líquido durante a pressão aplicada.

[0019] Em outra alternativa, o retardador de cristal líquido comutável pode compreender duas camadas de alinhamento de superfície dispostas em posição adjacente à camada de material de cristal líquido e em lados opostos da mesma, sendo uma das camadas de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homeotrópico no material de cristal líquido adjacente e a outra camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente.

[0020] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homogêneo está entre a camada de material de cristal líquido e o retardador de compensação, a camada de material de cristal líquido pode ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 700 nm a 2000 nm, de preferência em uma faixa de 1000 nm a 1500 nm, e com a máxima preferência de 1200 nm a 1500 nm.

[0021] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homogêneo situa-se entre a camada de material de cristal líquido e o retardador de compensação, o pelo menos um retardador de compensação passivo pode compreender um retardador que tem seu eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, o pelo menos um retardador passivo tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -400 nm a -1800 nm, de preferência em uma faixa de -700 nm a -1500 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -900 nm a -1300 nm.

[0022] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homogêneo situa-se entre a camada de material de cristal líquido e o retardador de compensação, o pelo menos um retardador de compensação passivo pode compreender um par de retardadores que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que se cruzam, cada retardador do par de retardadores tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1800 nm, de preferência em uma faixa de 700 nm a 1500 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 900 nm a 1300 nm.

[0023] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homeotrópico está entre a camada de material de cristal líquido e o retardador de compensação, a camada de material de cristal líquido pode ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1800 nm, de preferência em uma faixa de 700 nm a 1500 nm, e com a máxima preferência de 900 nm a 1350 nm.

[0024] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homeotrópico situa-se entre a camada de material de cristal líquido e o retardador de compensação, o pelo menos um retardador de compensação passivo pode compreender um retardador que tem seu eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, o pelo menos um retardador passivo tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -1600 nm, de preferência em uma faixa de -500 nm a -1300 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -700 nm a -1150 nm.

[0025] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homeotrópico situa-se entre a camada de material de cristal líquido e o retardador de compensação, o pelo menos um retardador de compensação passivo pode compreender um par de retardadores que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que se cruzam, cada retardador do par de retardadores tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1600 nm, de preferência em uma faixa de 600 nm a 1400 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 800 nm a 1300 nm. Vantajosamente, nesse caso, pode ser obtida uma resiliência aumentada à visibilidade do fluxo de material de cristal líquido durante a pressão aplicada.

[0026] Cada camada de alinhamento pode ter uma pré-inclinação que tem uma direção de pré-inclinação com um componente no plano da camada de cristal líquido que é paralelo ou antiparalelo ou ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela. Vantajosamente, uma tela pode ser fornecida com um ângulo de visão estreito em uma direção lateral e uma liberdade de observação ampla para rotação da tela em torno de um eixo geométrico horizontal. Tal tela pode ser confortável de se ver para um usuário diante da tela e difícil de se ver para um usuário fora do eixo geométrico da tela.

[0027] O pelo menos um retardador passivo pode compreender pelo menos dois retardadores passivos com pelo menos duas orientações diferentes de eixos ópticos que podem ter eixos ópticos no plano dos retardadores que se cruzam. O campo de visão para retardadores de cristal líquido com alinhamento homogêneo é aumentado enquanto se fornece resiliência à visibilidade do fluxo de material de cristal líquido durante a pressão aplicada.

[0028] O par de retardadores passivos pode ter eixos ópticos que se estendem a 45° e 135°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela. Os retardadores passivos podem ser fornecidos usando-se filmes estirados para se alcançar vantajosamente um baixo custo e uma alta uniformidade.

[0029] O retardador de cristal líquido comutável pode ser fornecido entre o par de retardadores passivos. Vantajosamente, a espessura e a complexidade dos múltiplos retardadores podem ser reduzidas.

[0030] Um eletrodo transparente e uma camada de alinhamento de cristal líquido podem ser formados em um lado de cada um dentre o par de retardadores passivos adjacentes ao retardador de cristal líquido comutável; e podem compreender adicionalmente um primeiro e um segundo substratos entre os quais o retardador de cristal líquido comutável é fornecido, sendo que o primeiro e o segundo substratos compreendem, cada um, um dentre o par de retardadores passivos, sendo que cada um dentre o par de retardadores passivos tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 150 nm a 800 nm, de preferência em uma faixa de 200 nm a 700 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 250 nm a 600 nm.

[0031] Em uma alternativa, o pelo menos um retardador de compensação passivo pode compreender um retardador que tem um eixo óptico perpendicular ao plano do retardador. Vantajosamente, a espessura e a complexidade da cadeia de retardadores passivos podem ser reduzidas.

[0032] O pelo menos um retardador de compensação passivo pode compreender dois retardadores passivos que têm um eixo óptico perpendicular ao plano dos retardadores passivos, e o retardador de cristal líquido comutável é fornecido entre os dois retardadores passivos. Vantajosamente, a espessura e a complexidade dos múltiplos retardadores podem ser reduzidas. Uma alta eficiência frontal pode ser obtida em ambos os modos amplo e privativo, um campo de visão amplo para o modo de ângulo amplo e curiosos podem ser incapazes de perceber os dados de imagem a partir de uma ampla gama de locais de observação fora do eixo geométrico.

[0033] Um eletrodo transparente e uma camada de alinhamento de cristal líquido podem ser formados em um lado de cada um dentre os dois retardadores passivos adjacentes ao retardador de cristal líquido comutável. Um primeiro e um segundo substratos entre os quais o retardador de cristal líquido comutável pode ser fornecido, o primeiro e o segundo substratos compreendendo, cada um, um dentre os dois retardadores passivos. Os dois retardadores passivos podem ter um retardamento total

[0034] para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -700 nm, de preferência em uma faixa de -350 nm a -600 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -400 nm a -500 nm.

[0035] Em outra alternativa, o pelo menos um retardador de compensação passivo pode compreender um retardador que tem um eixo óptico com um componente perpendicular ao plano do retardador e com um componente no plano do retardador. Vantajosamente, os campos de visão no modo de ângulo amplo podem ser aumentados e curiosos podem ser incapazes de perceber os dados de imagem a partir de uma ampla gama de locais de observação fora do eixo geométrico.

[0036] O componente no plano do retardador passivo pode se estender a 0°, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela ou perpendicular à transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela. O pelo menos um retardador passivo pode compreender adicionalmente um retardador passivo que tem um eixo óptico perpendicular ao plano do retardador passivo ou um par de retardadores passivos que têm eixos ópticos no plano dos retardadores passivos que se cruzam.

[0037] O retardamento do pelo menos um retardador de compensação passivo pode ser igual e oposto ao retardamento do retardador de cristal líquido comutável.

[0038] O retardador de cristal líquido comutável pode compreender uma primeira e uma segunda pré-inclinações; e o pelo menos um retardador de compensação passivo pode compreender um retardador de compensação com uma primeira e uma segunda pré-inclinações, a primeira pré-inclinação do retardador de compensação sendo igual à primeira pré-inclinação do retardador de cristal líquido, e a segunda pré-inclinação do retardador de compensação sendo igual à segunda pré-inclinação do retardador de cristal líquido.

[0039] O retardador de cristal líquido comutável pode compreender adicionalmente eletrodos dispostos para aplicar uma tensão para controlar a camada de material de cristal líquido. Os eletrodos podem estar em lados opostos da camada de material de cristal líquido. A tela pode ser comutada por controle da camada de cristal líquido, alcançando-se vantajosamente uma tela de privacidade comutável, ou outra tela com luz difusa reduzida fora do eixo geométrico. A tela pode compreender adicionalmente um sistema de controle disposto para controlar a tensão aplicada aos eletrodos do pelo menos um retardador de cristal líquido comutável.

[0040] Os eletrodos podem ser padronizados para fornecer ao menos duas regiões de padrão. Vantajosamente, o desempenho de privacidade aumentado pode ser fornecido por ocultação dos dados de imagem. A tela pode ser comutada entre um modo de ângulo amplo com nenhuma visibilidade da estrutura de camuflagem e um modo privativo com camuflagem adicional para fornecer visibilidade reduzida a um curioso fora do eixo geométrico sem visibilidade substancial do padrão de camuflagem para um usuário frontal.

[0041] O sistema de controle pode compreender adicionalmente um meio para determinar a localização de um curioso em relação à tela e o sistema de controle é disposto para ajustar a tensão aplicada aos eletrodos do pelo menos um retardador de cristal líquido comutável em resposta à localização do curioso. Vantajosamente, a visibilidade de uma imagem para um curioso detectado pode ser minimizada para uma faixa de locais do curioso.

[0042] O dispositivo de exibição pode compreender adicionalmente ao menos um retardador adicional e um outro polarizador adicional, sendo que o pelo menos um retardador adicional é disposto entre o primeiro polarizador adicional mencionado e o outro polarizador adicional. Vantajosamente, a luminância fora do eixo geométrico pode ser reduzida ainda mais, reduzindo a visibilidade da imagem para um curioso fora do eixo geométrico.

[0043] Em uma alternativa para o dispositivo de exibição, o modulador de luz espacial é um modulador de luz espacial transmissivo disposto para receber a luz emitida de uma retroiluminação. Vantajosamente, a retroiluminação pode fornecer luminância reduzida fora do eixo geométrico em comparação com telas emissivas.

[0044] A retroiluminação pode fornecer, em ângulos polares com a normal ao modulador de luz espacial maiores que 45 graus, uma luminância que é no máximo 33% da luminância ao longo da normal ao modulador de luz espacial, de preferência no máximo 20% da luminância ao longo da normal ao modulador de luz espacial, e com a máxima preferência no máximo 10% da luminância ao longo da normal ao modulador de luz espacial. Vantajosamente, a luminância pode ser reduzida para curiosos fora do eixo geométrico.

[0045] A retroiluminação pode compreender: uma matriz de fontes de luz; um guia de ondas direcional que compreende: uma extremidade de entrada que se estende em uma direção lateral ao longo de um lado do guia de ondas direcional, sendo que as fontes de luz são dispostas ao longo da extremidade de entrada e dispostas para inserir luz de entrada no guia de ondas; e uma primeira e uma segunda superfícies de guia opostas que se estendem através do guia de ondas direcional desde a extremidade de entrada para guiar a entrada de luz na extremidade de entrada ao longo do guia de ondas, sendo o guia de ondas disposto para defletir a luz de entrada guiada através do guia de ondas direcional para sair através da primeira superfície de guia. Vantajosamente, uma iluminação de área ampla e uniforme pode ser fornecida com alta eficiência.

[0046] A retroiluminação pode compreender adicionalmente um filme reflexivo e o guia de ondas direcional é um guia de ondas de colimação. O guia de ondas de colimação pode compreender (i) uma pluralidade de elementos lenticulares alongados; e (ii) uma pluralidade de recursos de extração de luz inclinados, sendo que a pluralidade de elementos lenticulares alongados e a pluralidade de recursos de extração de luz inclinados são orientadas para defletir a luz de entrada guiada através do guia de ondas direcional para sair através da primeira superfície de guia. Vantajosamente, uma saída angular estreita pode ser fornecida pela retroiluminação.

[0047] O guia de ondas direcional pode ser um guia de ondas de imageamento disposto para imagear as fontes de luz na direção lateral de modo que a luz emitida das fontes de luz seja direcionada para as respectivas janelas ópticas em direções de saída que são distribuídas com base nas posições de entrada das fontes de luz. O guia de ondas de imageamento pode compreender uma extremidade reflexiva para refletir a luz de entrada de volta ao longo do guia de ondas de imageamento, sendo que a segunda superfície de guia é disposta para defletir a luz de entrada refletida através da primeira superfície de guia como a luz de saída, a segunda superfície de guia compreende recursos de extração de luz e regiões intermediárias entre os recursos de extração de luz, sendo que os recursos de extração de luz são orientados para defletir a luz de entrada refletida através da primeira superfície de guia como uma luz de saída e as regiões intermediárias são dispostas para direcionar a luz através do guia de ondas sem extrai-la; e a extremidade reflexiva pode ter uma potência óptica positiva na direção lateral estendendo-se entre os lados do guia de ondas que se estendem entre a primeira e a segunda superfícies de guia.

[0048] Vantajosamente, pode ser fornecida uma iluminação direcional comutável que pode ser comutada entre iluminação de ângulo estreito e de ângulo amplo.

[0049] Em uma alternativa onde o modulador de luz espacial é um modulador de luz espacial transmissivo, o polarizador de tela pode ser um polarizador de tela de entrada disposto no lado de entrada do modulador de luz espacial entre a retroiluminação e o modulador de luz espacial, e o polarizador adicional é disposto entre o polarizador de tela de entrada e a retroiluminação. Vantajosamente, a eficiência da tela é aumentada. O polarizador adicional pode ser um polarizador reflexivo.

[0050] Nesse caso, o dispositivo de exibição pode compreender adicionalmente um polarizador de saída disposto no lado de saída do modulador de luz espacial.

[0051] Em uma alternativa onde o modulador de luz espacial é um modulador de luz espacial transmissivo, o polarizador de tela pode ser um polarizador de saída disposto no lado de saída do modulador de luz espacial. Vantajosamente, a eficiência da tela é aumentada.

[0052] O dispositivo de exibição pode compreender adicionalmente um polarizador de entrada disposto no lado de entrada do modulador de luz espacial.

[0053] O dispositivo de exibição pode compreender adicionalmente um outro polarizador adicional disposto no lado de entrada do modulador de luz espacial e ao menos um retardador adicional disposto entre o ao menos um outro polarizador adicional e o polarizador de entrada. Vantajosamente, a luminância pode ser reduzida para curiosos fora do eixo geométrico.

[0054] Em uma alternativa para o dispositivo de exibição, o modulador de luz espacial pode compreender um modulador de luz espacial emissivo disposto para emitir luz. Nesse caso, o polarizador de tela pode ser um polarizador de tela de saída disposto no lado de saída do modulador de luz espacial emissivo. Vantajosamente, a espessura da tela pode ser reduzida em comparação com telas com retroiluminação, e telas flexíveis e dobráveis podem ser convenientemente fornecidas.

[0055] O dispositivo de exibição pode compreender ao menos um retardador adicional e um outro polarizador adicional, sendo que o pelo menos um retardador adicional é disposto entre o primeiro polarizador adicional mencionado e o outro polarizador adicional. Vantajosamente, a luminância pode ser reduzida para curiosos fora do eixo geométrico.

[0056] Os vários recursos opcionais e alternativas estabelecidas acima em relação ao primeiro aspecto da presente invenção podem ser aplicados em conjunto em qualquer combinação.

[0057] De acordo com um segundo aspecto da presente revelação é fornecido um elemento óptico de controle de ângulo de visão para aplicação a um dispositivo de exibição, que compreende um modulador de luz espacial e um polarizador de tela disposto em um lado do modulador de luz espacial, o elemento óptico de controle de ângulo de visão compreendendo um polarizador de controle e múltiplos retardadores para disposição entre o polarizador adicional e o polarizador de tela na aplicação do elemento óptico de controle de ângulo de visão ao dispositivo de exibição, os múltiplos retardadores compreendendo: um retardador de cristal líquido comutável compreendendo uma camada de material de cristal líquido; e pelo menos um retardador de compensação passivo.

[0058] Vantajosamente, o elemento óptico de controle de ângulo de visão pode ser distribuído como um elemento de pós-venda e pode ser fixado a dispositivos de exibição por usuários da tela. O elemento não exige alinhamento complexo. O padrão de interferência de Moiré entre o elemento e os pixels da tela não está presente e a seleção do componente em relação à distância entre pixels não é necessária. Os custos de estoque são reduzidos.

[0059] Alternativamente, o elemento óptico de controle de ângulo de visão pode ser convenientemente instalado pela fábrica em dispositivos de exibição.

[0060] Os vários recursos e alternativas estabelecidos acima em relação ao primeiro aspecto da presente revelação podem também ser aplicados ao segundo aspecto da presente revelação.

[0061] As modalidades da presente revelação podem ser usadas em uma variedade de sistemas ópticos. As modalidades podem incluir ou trabalhar com uma variedade de projetores, sistemas de projeção, componentes ópticos, telas, microtelas, sistemas de computadores, processadores, sistemas de projeção autossuficientes, sistemas visuais e/ou audiovisuais, e dispositivos ópticos e/ou elétricos. Os aspectos da presente revelação podem ser usados com praticamente qualquer aparelho relacionado a dispositivos ópticos e elétricos, sistemas ópticos, sistemas de apresentação, ou qualquer aparelho que possa conter qualquer tipo de sistema óptico. Consequentemente, as modalidades da presente revelação podem ser empregadas em sistemas ópticos, dispositivos usados em apresentações visuais e/ou ópticas, periféricos visuais, etc., e em inúmeros ambientes de computação.

[0062] Antes de considerar detalhadamente as modalidades apresentadas, deve-se compreender que a revelação não se limita na sua aplicação ou criação aos detalhes de disposições específicas mostradas, porque a revelação é capaz de outras modalidades. Além disso, os aspectos da revelação podem ser definidos em diferentes combinações e disposições para definir modalidades únicas por si mesmos. Além disso, a terminologia usada na presente invenção tem como finalidade a descrição e não a limitação.

[0063] Estas e outras vantagens e características da presente revelação serão evidentes aos versados na técnica mediante a leitura desta revelação, em sua totalidade.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0064] As modalidades são ilustradas a título de exemplo nas figuras em anexo, nas quais números de referência similares indicam partes similares, e nas quais:

[0065] A Figura 1A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um dispositivo de exibição direcional que compreende um retardador frontal comutável;

[0066] a Figura 1B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista frontal do alinhamento das camadas ópticas na cadeia óptica da Figura 1A;

[0067] a Figura 1C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um dispositivo de exibição direcional que compreende um modulador de luz espacial emissivo e um retardador compensado comutável disposto no lado de saída do modulador de luz espacial emissivo;

[0068] a Figura 1D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de um elemento óptico de controle de ângulo de visão que compreende um retardador de compensação passivo, um retardador de cristal líquido comutável e um polarizador de controle;

[0069] a Figura 2A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um dispositivo de exibição direcional que compreende uma retroiluminação, um retardador compensado comutável traseiro e um modulador de luz espacial transmissivo, sendo que o polarizador adicional compreende um polarizador reflexivo;

[0070] a Figura 2B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista frontal do alinhamento das camadas ópticas na cadeia óptica da Figura 2A;

[0071] a Figura 2C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um dispositivo de exibição direcional que compreende uma retroiluminação, um retardador compensado comutável traseiro, e um modulador de luz espacial transmissivo, sendo que o polarizador adicional compreende um polarizador dicroico;

[0072] a Figura 3 é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de uma disposição de um retardador de cristal líquido compensado comutável;

[0073] a Figura 4A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável que compreende uma placa C negativa em um modo de operação de ângulo amplo;

[0074] a Figura 4B é um diagrama esquemático que ilustra um gráfico do ângulo direcionador contra local fracionado do cristal líquido através da célula retardadora de cristal líquido comutável;

[0075] a Figura 4C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral da propagação da luz de saída a partir de um modulador de luz espacial através da cadeia óptica da Figura 4A em um modo de operação de ângulo amplo;

[0076] a Figura 4D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para os raios de luz transmitidos na Figura 4C;

[0077] a Figura 5A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável que compreende uma placa C negativa em um modo de operação privativo;

[0078] a Figura 4C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral da propagação da luz de saída a partir de um modulador de luz espacial através da cadeia óptica da Figura 5A em um modo de operação privativo;

[0079] a Figura 5C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para os raios de luz transmitidos na Figura 5B;

[0080] a Figura 6A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva frontal da luz de saída transmitida para uma tela operando em modo privativo;

[0081] a Figura 6B é um diagrama esquemático que ilustra vistas em perspectiva frontal da aparência da tela das Figuras 1A a 1C operando em modo privativo;

[0082] a Figura 6C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo para os modos de operação de entretenimento e de compartilhamento;

[0083] a Figura 6D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo em um modo de operação de entretenimento;

[0084] a Figura 6E é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo em um modo de operação de compartilhamento;

[0085] a Figura 6F é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo para os modos de operação noturno e diurno;

[0086] a Figura 6G é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo em um modo de operação noturno;

[0087] a Figura 6H é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo em um modo de operação diurno;

[0088] as Figura 7A, a Figura 7B, a Figura 7C e a Figura 7D são diagramas esquemáticos que ilustram a variação da transmissão de saída com direções polares para diferentes tensões de acionamento;

[0089] a Figura 8 é um fluxograma que ilustra o controle de uma tela de privacidade;

[0090] a Figura 9A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação de ângulo amplo que compreende retardadores de compensação passivos de placas A cruzadas e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente;

[0091] a Figura 9B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende retardadores de compensação passivos de placas A cruzadas e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente;

[0092] a Figura 9C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 9A em um modo de operação de ângulo amplo;

[0093] a Figura 9D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 9B em um modo de operação privativo;

[0094] a Figura 10A e a Figura 10B são diagramas esquemáticos que ilustram uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de ângulo amplo e um modo de operação privativo, respectivamente, que compreende um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente e um retardador passivo de placa C negativa;

[0095] a Figura 10C é um diagrama esquemático que ilustra um gráfico do ângulo direcionador contra local fracionado do cristal líquido através da célula retardadora de cristal líquido comutável da Figura 10A para diferentes tensões aplicadas;

[0096] a Figura 11A, a Figura 11B e a Figura 11C são gráficos esquemáticos que ilustram a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos do retardador compensado comutável que compreende uma célula de cristal líquido alinhada homogeneamente e uma C placa negativa em um modo privativo, e para duas tensões de acionamento de endereçamento diferentes de modo de ângulo amplo, respectivamente;

[0097] a Figura 12A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende retardadores de compensação passivos de placas A cruzadas e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente;

[0098] a Figura 12B, a Figura 12C e a Figura 12D são gráficos esquemáticos que ilustram a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos do retardador compensado comutável que compreende uma célula de cristal líquido alinhada homogeneamente e placas A cruzadas em um modo privativo e modos de ângulo amplo para diferentes tensões de acionamento;

[0099] a Figura 13A e a Figura 13B são diagramas esquemáticos que ilustram vistas laterais parciais de uma tela que compreende um retardador compensado comutável e camadas de ligação ópticas;

[0100] a Figura 14 é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende retardadores de compensação passivos de placas A cruzadas e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente, compreendendo adicionalmente um retardador de rotação passivo;

[0101] a Figura 15A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende um retardador de cristal líquido alinhado homeotropicamente disposto entre o primeiro e o segundo retardadores de compensação passivos de placa C;

[0102] a Figura 15B e a Figura 15C são gráficos esquemáticos que ilustram a variação de transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na cadeia óptica da Figura 15A em um modo de ângulo amplo e um modo de operação privativo, respectivamente;

[0103] a Figura 16A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma tela que compreende um retardador de cristal líquido comutável disposto entre o primeiro e o segundo substratos, cada um compreendendo retardadores de compensação passivos de placa C;

[0104] a Figura 16B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral parcial de uma tela que compreende um retardador de cristal líquido comutável disposto entre o primeiro e o segundo substratos, cada um compreendendo retardadores de compensação passivos de placa C;

[0105] a Figura 17A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação de ângulo amplo que compreende um retardador de cristal líquido alinhado homogeneamente disposto entre o primeiro e o segundo retardadores de compensação passivos de placas A cruzadas;

[0106] a Figura 17B e a Figura 17C são gráficos esquemáticos que ilustram a variação de transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos para a disposição da Figura 17A em modos de ângulo amplo e privativo, respectivamente;

[0107] a Figura 18A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente e homeotropicamente e um retardador passivo de placa C negativa;

[0108] a Figura 18D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 18A em um modo de operação privativo;

[0109] a Figura 18C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 18A em um modo de operação de ângulo amplo;

[0110] a Figura 19A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente;

[0111] a Figura 19B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 19A para uma primeira tensão aplicada;

[0112] a Figura 19C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 19A para uma segunda tensão aplicada que é maior que a primeira tensão aplicada;

[0113] a Figura 19D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma placa C disposta entre polarizadores paralelos;

[0114] a Figura 19E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 19D;

[0115] a Figura 20A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente disposto entre polarizadores paralelos dispostos em série com uma placa C disposta entre os polarizadores paralelos;

[0116] a Figura 20B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 20A para uma primeira tensão aplicada;

[0117] a Figura 20C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 20A para uma segunda tensão aplicada que é maior que a primeira tensão aplicada;

[0118] a Figura 21A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente disposto em série com um retardador de compensação de placa C, sendo que os retardadores de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente e de compensação de placa C são dispostos entre um único par de polarizadores paralelos;

[0119] a Figura 21B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 21A para uma primeira tensão aplicada;

[0120] a Figura 21C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 21A para uma segunda tensão aplicada que é maior que a primeira tensão aplicada;

[0121] a Figura 22A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende um retardador de compensação passivo de placa C negativa e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente dispostos entre o polarizador de saída e o polarizador adicional; e um retardador de compensação passivo de placa C negativa e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente disposto entre o primeiro polarizador adicional mencionado e o outro polarizador adicional em um modo de operação privativo;

[0122] a Figura 22B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição do primeiro retardador compensado comutável na entrada de uma tela de cristal líquido e um segundo retardador compensado comutável disposto na saída de uma tela de cristal líquido;

[0123] a Figura 22C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de um elemento óptico de controle de ângulo de visão que compreende um primeiro retardador de compensação passivo, um primeiro retardador de cristal líquido comutável, um primeiro polarizador de controle, um segundo retardador de compensação passivo, um segundo retardador de cristal líquido comutável e um segundo polarizador de controle;

[0124] a Figura 22D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo para modos de operação diurno e/ou de compartilhamento;

[0125] a Figura 22E é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo para modos de operação diurno e/ou de compartilhamento;

[0126] a Figura 22F é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo para modos de operação noturno e/ou de entretenimento;

[0127] a Figura 22G é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo para modos de operação noturno e/ou de entretenimento;

[0128] a Figura 23A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um polarizador reflexivo adicional e um retardador passivo dispostos na entrada de uma tela de cristal líquido, e um retardador compensado comutável e um polarizador adicional dispostos na saída de uma tela de cristal líquido;

[0129] a Figura 23B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de um elemento óptico de controle de ângulo de visão que compreende um retardador passivo, um primeiro polarizador de controle, um retardador de compensação passivo, um retardador de cristal líquido comutável e um segundo polarizador de controle;

[0130] a Figura 24A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um retardador passivo que compreende uma placa O negativa inclinada em um plano ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela e uma placa C negativa, e disposto para fornecer modificação do campo de visão de um dispositivo de exibição;

[0131] a Figura 24B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para os raios de luz transmitidos na Figura 24A;

[0132] a Figura 24C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um retardador passivo que compreende placas A cruzadas e uma placa O positiva;

[0133] a Figura 24D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos no retardador passivo da Figura 24C;

[0134] a Figura 24E é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um retardador passivo que compreende dois pares de placas A cruzadas;

[0135] a Figura 24F é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos no retardador passivo da Figura 24E;

[0136] a Figura 25A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende um retardador de compensação passivo de placa C negativa, e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente que compreende adicionalmente uma camada de eletrodo dotada de um padrão;

[0137] a Figura 25B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva frontal da iluminação de um observador primário e um curioso próximo a uma tela privativa com luminância controlada camuflada;

[0138] a Figura 25C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma iluminação de um curioso próximo a uma tela privativa com luminância controlada camuflada;

[0139] a Figura 26A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva frontal de uma retroiluminação direcional;

[0140] a Figura 26B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva frontal de uma retroiluminação não-direcional;

[0141] a Figura 26C é um gráfico esquemático que ilustra uma variação de luminância em ângulos de visão lateral de telas com diferentes campos de visão;

[0142] a Figura 27A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um aparelho de exibição direcional comutável que compreende um guia de ondas de imageamento e um retardador de cristal líquido comutável;

[0143] a Figura 27B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva traseira da operação de um guia de ondas de imageamento em um modo de operação de ângulo estreito;

[0144] a Figura 27C é um gráfico esquemático que ilustra uma plotagem de luminância de campo de visão da saída da Figura 27B quando usada em um aparelho de exibição sem nenhum retardador de cristal líquido comutável;

[0145] a Figura 28A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um aparelho de exibição direcional comutável que compreende um guia de ondas de colimação comutável e um retardador de cristal líquido comutável operando em um modo de operação privativo;

[0146] a Figura 28B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo da saída de um guia de ondas de colimação;

[0147] a Figura 28C é um gráfico esquemático que ilustra uma plotagem polar do campo de visão de iso-luminância para o aparelho de exibição da Figura 28A;

[0148] a Figura 29A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de retardador por luz fora do eixo geométrico;

[0149] a Figura 29B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de retardador por luz fora do eixo de um primeiro estado de polarização linear a 0 grau;

[0150] a Figura 29C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de retardador por luz fora do eixo geométrico de um primeiro estado de polarização linear a 90 graus;

[0151] a Figura 29D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de retardador por luz fora do eixo geométrico de um primeiro estado de polarização linear a 45 graus;

[0152] a Figura 30A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de um retardador de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva;

[0153] a Figura 30B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de um retardador de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com um ângulo lateral negativo;

[0154] a Figura 30C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de um retardador de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e um ângulo lateral negativo;

[0155] a Figura 30D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de um retardador de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e um ângulo lateral positivo;

[0156] a Figura 30E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos nas Figuras 30A a 30D;

[0157] a Figura 31A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação das camadas de um retardador de placas A cruzadas por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva;

[0158] a Figura 31B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação das camadas de um retardador de placas A cruzadas por luz polarizada fora do eixo geométrico com um ângulo lateral negativo;

[0159] a Figura 31C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação das camadas de um retardador de placas A cruzadas por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e um ângulo lateral negativo;

[0160] a Figura 31D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação das camadas de um retardador de placas A cruzadas por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e um ângulo lateral positivo; e

[0161] a Figura 31E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos nas Figuras 31A a 31D.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0162] Os termos relacionados a retardadores ópticos para os propósitos da presente revelação serão agora descritos.

[0163] Em uma camada que compreende material birrefringente uniaxial há uma direção que rege a anisotropia óptica, enquanto todas as direções perpendiculares à dita camada (ou a um dado ângulo com a mesma) têm birrefringência equivalente.

[0164] Eixos ópticos se referem à direção de propagação de um raio de luz no material birrefringente uniaxial na qual nenhuma birrefringência é experimentada para a luz que se propaga em uma direção ortogonal ao eixo óptico; o eixo óptico é o eixo geométrico lento quando luz linearmente polarizada com uma direção de vetor elétrico paralela ao eixo geométrico lento se movimenta na velocidade mais lenta. A direção do eixo geométrico lento é a direção com o maior índice de refração no comprimento de onda do design. De modo similar, a direção do eixo geométrico rápido é a direção com o menor índice de refração no comprimento de onda do design.

[0165] Para materiais birrefringentes uniaxiais com anisotropia dielétrica positiva, a direção do eixo geométrico lento é o eixo geométrico extraordinário do material birrefringente. Para materiais birrefringentes uniaxiais com anisotropia dielétrica negativa, a direção do eixo geométrico rápido é o eixo geométrico extraordinário do material birrefringente.

[0166] Os termos "meio comprimento de onda" e "um quarto de comprimento de onda" se referem à operação de um retardador para um comprimento de onda λ0 do design que pode estar, tipicamente, entre 500 nm e 570 nm. Nas presentes modalidades ilustrativas, são fornecidos valores de retardamento exemplificadores para um comprimento de onda de 550 nm, exceto onde especificado em contrário.

[0167] O retardador fornece um deslocamento de fase entre dois componentes de polarização perpendiculares da onda de luz incidente sobre o retardador e é caracterizado pela quantidade de fase relativa, Γ, que ele confere aos dois componentes de polarização; que está relacionada à birrefringência Δn e à espessura d do retardador pela relação

[0168] Na equação 1, Δn é definida como a diferença entre os índices de refração extraordinário e ordinário, isto é

[0169] Para um retardador de meia onda, a relação entre d, Δn e λ 0 é escolhida de modo que o deslocamento de fase entre os componentes de polarização seja Γ = π. Para um retardador de quarto de onda, a relação entre d, Δn e λ0 é escolhida de modo que o deslocamento de fase entre os componentes de polarização seja Γ = π/2.

[0170] O termo "retardador de meia onda" na presente invenção se refere tipicamente à luz que se propaga na direção normal ao retardador e normal ao modulador de luz espacial.

[0171] Na presente revelação, uma 'placa A' se refere a um retardador óptico que utiliza uma camada de material birrefringente com seu eixo óptico paralelo ao plano (x-y) da camada.

[0172] Uma 'placa A positiva' se refere a placas A positivamente birrefringentes, isto é, placas A com uma Δn positiva.

[0173] Na presente revelação, uma 'placa C' se refere a um retardador óptico que utiliza uma camada de material birrefringente com seu eixo óptico perpendicular ao plano da camada. Uma 'placa C positiva' se refere uma placa C positivamente birrefringente, isto é, uma placa C com uma Δn positiva. Uma 'placa C negativa' se refere uma placa C negativamente birrefringente, isto é, uma placa C com uma Δn negativa.

[0174] Uma 'placa O' se refere a um retardador óptico que utiliza uma camada de material birrefringente com seu eixo óptico tendo um componente paralelo ao plano da camada e um componente perpendicular ao plano da camada. Uma 'placa O positiva' se refere a placas O positivamente birrefringentes, isto é, placas O com uma Δn positiva.

[0175] Retardadores acromáticos podem ser fornecidos, sendo que o material do retardador é dotado de um retardamento Δn. d que varia com o comprimento de onda λ conforme a relação onde κ é substancialmente uma constante.

[0176] Exemplos de materiais adequados incluem policarbonatos modificados disponíveis junto à Teijin Films. Retardadores acromáticos podem ser fornecidos nas presentes modalidades para minimizar vantajosamente as mudanças de cor entre direções de observação angular polares que têm baixa redução de luminância e direções de observação angular polares que têm reduções de luminância aumentada conforme será descrito a seguir.

[0177] Vários outros termos usados na presente revelação relacionados a retardadores e cristais líquidos serão agora descritos.

[0178] Uma célula de cristal líquido tem um retardamento dado por Δn. d onde An é a birrefringência do material de cristal líquido na célula de cristal líquido e d é a espessura da célula de cristal líquido, independente do alinhamento do material de cristal líquido na célula de cristal líquido.

[0179] Alinhamento homogêneo se refere ao alinhamento de cristais líquidos em telas de cristal líquido comutáveis onde as moléculas se alinham substancialmente em paralelo a um substrato. O alinhamento homogêneo é algumas vezes chamado de alinhamento plano. O alinhamento homogêneo pode ser tipicamente fornecido com uma pequena pré-inclinação como 2 graus, de modo que as moléculas nas superfícies das camadas de alinhamento da célula de cristal líquido fiquem ligeiramente inclinadas, conforme será descrito a seguir. A pré- inclinação é disposta para minimizar degenerescências na comutação das células.

[0180] Na presente revelação, alinhamento homeotrópico é o estado no qual moléculas de cristal líquido em formato de haste se alinham de modo substancialmente perpendicular ao substrato. Em cristais líquidos discóticos o alinhamento homeotrópico é definido como o estado no qual um eixo geométrico da estrutura de coluna, que é formada por moléculas de cristal líquido similares a disco, se alinha perpendicularmente a uma superfície. No alinhamento homeotrópico, a pré-inclinação é o ângulo de inclinação das moléculas que estão próximas à camada de alinhamento e está tipicamente perto de 90 graus e, por exemplo, pode ser 88 graus.

[0181] Moléculas de cristal líquido com anisotropia dielétrica positiva são comutadas de um alinhamento homogêneo (como uma orientação do retardador de placa A) para um alinhamento homeotrópico (como uma orientação do retardador de placa C ou de placa O) mediante aplicação de um campo elétrico.

[0182] Moléculas de cristal líquido com anisotropia dielétrica negativa são comutadas de um alinhamento homeotrópico (como uma orientação do retardador de placa C ou de placa O) para um alinhamento homogêneo (como uma orientação do retardador de placa A) mediante aplicação de um campo elétrico.

[0183] As moléculas em formato de haste têm uma birrefringência positiva de modo que ne > n0, conforme descrito na equação 2. As moléculas discóticas têm birrefringência negativa de modo que ne < n0.

[0184] Retardadores positivos como os de placas A, placas O positivas e placas C positivas podem ser tipicamente fornecidos por filmes estirados ou moléculas de cristal líquido em formato de haste. Retardadores negativos como os de placas C negativas podem ser fornecidos por filmes estirados ou moléculas de cristal líquido em formato de disco.

[0185] O alinhamento paralelo das células de cristal líquido se refere à direção de alinhamento das camadas de alinhamento homogêneo sendo paralelas ou mais tipicamente antiparalelas. No caso de alinhamento homeotrópico pré-inclinado, as camadas de alinhamento podem ter componentes que são substancialmente paralelos ou antiparalelos. Células de cristal líquido alinhadas de maneira híbrida podem ter uma camada de alinhamento homogêneo e uma camada de alinhamento homeotrópico. Células de cristal líquido torcidas podem ser fornecidas por camadas de alinhamento que não têm alinhamento paralelo, por exemplo orientadas a 90 graus umas das outras.

[0186] Os moduladores de luz espacial transmissivos podem compreender adicionalmente retardadores entre o polarizador de tela de entrada e o polarizador de tela de saída, por exemplo conforme apresentado na patente US n° 8.237.876, que está aqui incorporada, por referência, em sua totalidade. Tais retardadores (não mostrados) situam-se em locais diferentes daqueles dos retardadores passivos das presentes modalidades. Tais retardadores compensam degradações de contraste para locais de observação fora do eixo geométrico, que é um efeito diferente daquele da redução de luminância para posições de observação fora do eixo geométrico das presentes modalidades.

[0187] Os retardadores de isolamento óptico fornecidos entre o polarizador de tela e uma camada de emissão da tela de OLED são adicionalmente descritos na patente US n° 7.067.985. Os retardadores de isolamento óptico situam-se em locais diferentes daqueles dos retardadores passivos das presentes modalidades. O retardador de isolamento reduz as reflexões frontais da camada de emissão da tela de OLED que é um efeito diferente daquele da redução de luminância para posições de observação fora do eixo geométrico das presentes modalidades.

[0188] A estrutura e a operação de vários dispositivos de exibição comutáveis serão agora descritas. Nesta descrição, elementos similares têm números de referência similares. Deve-se notar que a revelação relacionada a qualquer elemento se aplica a cada dispositivo no qual o mesmo elemento ou um elemento correspondente é fornecido. Consequentemente, por uma questão de brevidade, tal descrição não será repetida.

[0189] A Figura 1A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um dispositivo de exibição.

[0190] O dispositivo de exibição 100 compreende um modulador de luz espacial 48 que compreende ao menos um polarizador de tela que é o polarizador de saída 218. A retroiluminação 20 é disposta para emitir luz, e o modulador de luz espacial 48 compreende um modulador de luz espacial transmissivo 48 disposto para receber luz emitida a partir da retroiluminação 20. O dispositivo de exibição 100 é disposto para emitir luz de saída 400 com propriedades de luminância angular, conforme será descrito na presente revelação.

[0191] Na presente revelação, o modulador de luz espacial 48 pode compreender uma tela de cristal líquido que compreende substratos 212, 216, e a camada de cristal líquido 214 tem pixels vermelhos, verdes e azuis 220, 222, 224. O modulador de luz espacial 48 tem um polarizador de tela de entrada 210 e um polarizador de tela de saída 218 em lados opostos do modulador. O polarizador de tela de saída 218 é disposto para fornecer alta razão de extinção para a luz proveniente dos pixels 220, 222, 224 do modulador de luz espacial 48. Polarizadores típicos 210, 218 podem ser polarizadores absorventes como polarizadores dicroicos.

[0192] Opcionalmente, um polarizador reflexivo 208 pode ser fornecido entre o polarizador de tela de entrada dicroico 210 e a retroiluminação 210 para fornecer luz recirculada e aumentar a eficiência da tela. Vantajosamente, a eficiência pode ser aumentada.

[0193] A retroiluminação 20 pode compreender fontes de luz de entrada 15, um guia de ondas 1, um refletor traseiro 3 e uma cadeia óptica 5 que compreende difusores, filmes reflexivos e outras estruturas de retroiluminação óptica conhecidas. Difusores assimétricos, que podem compreender elementos em relevo de superfície assimétrica, por exemplo, podem ser fornecidos na cadeia óptica 5 com o aumento da difusão na direção de elevação em comparação com a direção lateral. Vantajosamente, a uniformidade da imagem pode ser aumentada.

[0194] Nas presentes modalidades, a retroiluminação 20 pode ser disposta para fornecer uma distribuição de luz angular que tem luminância reduzida para posições de observação fora do eixo geométrico em comparação com a luminância frontal, conforme será descrito com referência às Figuras 26A a 28C abaixo. A retroiluminação 20 pode compreender adicionalmente uma retroiluminação comutável disposta para comutar o perfil de luminância angular de saída a fim de fornecer luminância reduzida fora do eixo geométrico em um modo de operação privativo e luminância mais alta fora do eixo geométrico em um modo de operação de ângulo amplo. Tal comutação da retroiluminação 20 pode cooperar com o retardador compensado comutável 300 das presentes modalidades.

[0195] Um polarizador adicional 318 é disposto no mesmo lado de saída do modulador de luz espacial 48 que o polarizador de tela de saída 218, que pode ser um polarizador de absorção dicroico.

[0196] O polarizador de tela 218 e o polarizador adicional 318 têm direções de transmissão de vetor elétrico 219, 319 que são paralelas. Conforme será descrito abaixo, tal alinhamento paralelo fornece alta transmissão para locais de observação central.

[0197] Os múltiplos retardadores, que juntos são chamados na presente invenção de retardador compensado comutável 300, são dispostos entre o polarizador adicional 318 e o polarizador de tela 218 e compreendem: (i) um retardador de cristal líquido comutável 301 que compreende uma camada 314 de material de cristal líquido disposta entre o polarizador de tela 218 e o polarizador adicional 318; e (ii) um retardador de compensação passivo 330.

[0198] A Figura 1B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista frontal do alinhamento das camadas ópticas na cadeia óptica da Figura 1A. A direção de transmissão de vetor elétrico de entrada 211 no polarizador de tela de entrada 210 do modulador de luz espacial 48 fornece um componente de polarização de entrada que pode ser transformado pela camada de cristal líquido 214 para fornecer um componente de polarização de saída determinado pela direção de transmissão de vetor elétrico 219 no polarizador de tela de saída 218.

[0199] O retardador de compensação passivo 330 pode compreender uma camada de retardamento com um material birrefringente discótico 430, enquanto o retardador de cristal líquido comutável 301 pode compreender um material de cristal líquido.

[0200] O retardador compensado comutável 300 compreende, dessa forma, um retardador de cristal líquido comutável 301 que compreende um retardador de cristal líquido comutável 301, substratos 312, 316 e um retardador de compensação passivo 330 disposto entre um polarizador adicional 318 e um polarizador de tela 218.

[0201] Os substratos 312, 316 podem ser substratos de vidro ou substratos de polímero como substratos de poli-imida. Substratos flexíveis podem ser convenientemente fornecidos com eletrodos transparentes. Vantajosamente, telas curvas, dobradas e dobráveis podem ser fornecidas.

[0202] O dispositivo de exibição 100 compreende adicionalmente um sistema de controle 352 disposto para controlar a tensão aplicada pelo acionador de tensão 350 aos eletrodos do retardador de cristal líquido comutável 301.

[0203] Pode ser desejável fornecer luz difusa reduzida ou controle de privacidade de uma tela emissiva.

[0204] A Figura 1C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um dispositivo de exibição direcional que compreende um modulador de luz espacial emissivo 48 e um retardador compensado comutável 300 disposto no lado de saída do modulador de luz espacial emissivo 48.

[0205] O modulador de luz espacial 48 pode ser alternativamente fornecido por outros tipos de tela que fornecem luz de saída 400 por emissão, como telas de LED orgânicas (OLED), com um polarizador de tela de saída 218, substratos 512, 516 e uma camada de emissão de luz 514. O polarizador de saída 218 pode fornecer redução da luminância para luz refletida proveniente do plano de pixels de OLED por meio de um ou mais retardadores 518 inseridos entre o polarizador de tela de saída 218 e o plano de pixels de OLED. O um ou mais retardadores 518 podem ser uma placa (lâmina) de quarto de onda e são diferentes do retardador de compensação 330 da presente revelação.

[0206] Na modalidade da Figura 1C, o modulador de luz espacial 48 compreende dessa forma um modulador de luz espacial emissivo, e o polarizador de tela é o polarizador de tela de saída 218.

[0207] Caso contrário, o dispositivo de exibição direcional da Figura 1C é igual ao da Figura 1A, conforme descrito acima.

[0208] Será descrito a seguir um elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 para aplicação a um dispositivo de exibição. Os elementos ópticos de controle de ângulo de visão 260 podem ser adicionados a moduladores de luz espacial que compreendem um polarizador de tela 210, 218 para alcançar as características de campo de visão comutáveis.

[0209] A Figura 1D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de um elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 para aplicação a um dispositivo de exibição que compreende um retardador de compensação passivo 330, um retardador de cristal líquido comutável 301 e um polarizador de controle 250.

[0210] Em uso, o elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 pode ser fixado por um usuário ou pode ser fixado pela fábrica a um modulador de luz espacial de saída polarizado 48. O elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 pode ser fornecido como um filme flexível para telas curvas e dobradas. Alternativamente, o elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 pode ser fornecido em um substrato rígido como um substrato vítreo.

[0211] Vantajosamente, pode ser fornecido um elemento de controle de privacidade e/ou elemento de controle de luz difusa de pós-venda que não exige correspondência com a resolução de pixels do painel para evitar artefatos Moiré. O elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 pode ser adicionalmente fornecido para fixação pela fábrica ao modulador de luz espacial 48.

[0212] Mediante fixação do elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 da Figura 1D a um dispositivo de exibição existente, é possível formar um dispositivo de exibição conforme mostrado em qualquer uma das Figuras 1A a 1C.

[0213] As modalidades das Figuras 1A a 1D fornecem um controle de luminância polar para a luz 400 que é emitida a partir do modulador de luz espacial

48. Ou seja, o retardador compensado comutável 300 (que compreende o retardador de cristal líquido comutável 301 e o retardador de compensação passivo 330) não afeta a luminância da luz que passa através do polarizador de tela de entrada 210, do retardador compensado comutável 300 e do polarizador adicional 318 ao longo de um eixo geométrico ao longo da normal ao plano do retardador compensado comutável 300, mas o retardador compensado comutável 300 não reduz a luminância da luz que passa através dele ao longo de um eixo geométrico inclinado em relação à normal ao plano do retardador compensado comutável 300, ao menos em um dos estados comutáveis do retardador compensado comutável

300. Os princípios que conduzem a este efeito são descritos com mais detalhes abaixo com referência às Figuras 29A a 31E e derivam da presença ou ausência de um deslocamento de fase introduzido pelo retardador de cristal líquido comutável 301 e o retardador de compensação passivo 330 para iluminar eixos que estão em um ângulo diferente em relação ao material de cristal líquido do retardador de cristal líquido comutável 301 e o retardador de compensação passivo

330. Um efeito similar é obtido em todos os dispositivos descritos abaixo.

[0214] Além disso, a provisão do retardador de compensação passivo 330, em adição ao retardador de cristal líquido comutável 301, otimiza o desempenho, conforme será descrito em mais detalhes com referência a alguns dispositivos de exibição específicos, e em comparação com alguns exemplos comparativos descritos com referência às Figuras 19A a 19E.

[0215] Pode ser desejável reduzir o número de camadas ópticas entre um modulador de luz espacial 48 e um observador. Será descrita a seguir uma disposição na qual os múltiplos retardadores 300 são dispostos no lado de entrada do modulador de luz espacial 48.

[0216] A Figura 2A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um dispositivo de exibição direcional que compreende uma retroiluminação 20, um retardador posterior comutável traseiro 300, um modulador de luz espacial transmissivo 48, sendo que o polarizador adicional 318 compreende um polarizador reflexivo; e a Figura 2B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista frontal do alinhamento das camadas ópticas na cadeia óptica da Figura 2A.

[0217] O dispositivo de exibição 100 compreende um modulador de luz espacial 48; um polarizador de tela 210 disposto no lado de entrada do modulador de luz espacial 48. Um polarizador adicional 318 é disposto no mesmo lado do modulador de luz espacial 48 que o polarizador de tela 210. O polarizador adicional 318 é um polarizador reflexivo que opera em cooperação com a retroiluminação 20 para alcançar maior eficiência.

[0218] Os múltiplos retardadores 300 são dispostos entre o retardador adicional reflexivo 318 e o polarizador de tela 210. Com referência à Figura 1A, os múltiplos retardadores 300 compreendem: um retardador de cristal líquido comutável 301 que compreende uma camada 314 de material de cristal líquido disposta entre o polarizador de tela 210 e o polarizador adicional refletivo 318; e um retardador de compensação passivo 330. Dessa forma, o polarizador adicional reflexivo 318 é disposto no lado de entrada do polarizador de tela de entrada 210 entre o polarizador de tela de entrada 210 e a retroiluminação 20, e os múltiplos retardadores 300 são dispostos entre o polarizador adicional refletivo 318 e o polarizador de tela de entrada 210.

[0219] A direção de transmissão de vetor elétrico 319 do polarizador adicional reflexivo 318 é paralela à direção de transmissão de vetor elétrico 211 do polarizador de entrada 210 para alcançar propriedades direcionais comutáveis, conforme será descrito mais adiante neste documento.

[0220] Em modalidades alternativas, o polarizador adicional 318 pode compreender tanto um polarizador reflexivo como um polarizador de absorção dicroico, ou pode compreender apenas um polarizador dicroico.

[0221] O polarizador adicional reflexivo 318 pode ser, por exemplo, um filme multicamadas como o DBEF™ disponível junto à 3M Corporation, ou pode ser um polarizador de grade de arame. Vantajosamente, a eficiência de exibição pode ser aprimorada devido à reciclagem de luz a partir da reflexão polarizada do polarizador 372. Custos e espessura adicionais podem ser reduzidos em comparação com o uso de um polarizador de absorção dicroico e de um polarizador reflexivo como o polarizador adicional 318.

[0222] Em comparação com a disposição da Figura 1A, a Figura 2A pode fornecer contraste melhorado da imagem na frente da tela devido ao número reduzido de camadas entre os pixels 220, 222, 224 e um observador.

[0223] A Figura 2C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um dispositivo de exibição direcional que compreende uma retroiluminação 20, um retardador compensado comutável traseiro 300 e um modulador de luz espacial transmissivo 48, sendo que o polarizador adicional 318 compreende um polarizador dicroico. Em comparação com o polarizador adicional reflexivo 318 da Figura 2A, o polarizador adicional dicroico 318 não recicla a luz de ângulo elevado para a retroiluminação e, dessa forma, pode reduzir a luminância fora do eixo geométrico em comparação com a disposição da Figura 2A. Vantajosamente, o desempenho de privacidade é melhorado.

[0224] A disposição e o funcionamento dos retardadores compensados comutáveis 300 e do polarizador adicional 318 das Figuras 1A a 1C e das Figuras 2A e 2B serão agora descritos.

[0225] A Figura 3 é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de uma disposição ilustrativa de um retardador de cristal líquido comutável 301 que compreende uma camada 314 de material de cristal líquido 414 com uma anisotropia dielétrica negativa. Os substratos 312, 316 podem ter eletrodos transparentes 413, 415 dispostos sobre os mesmos e camadas de alinhamento de superfície homeotrópico 409, 411 dispostas em lados opostos do retardador de cristal líquido comutável 301. As camadas de alinhamento homeotrópico 409, 411 podem proporcionar alinhamento homeotrópico no material de cristal líquido adjacente 414 com um ângulo de pré-inclinação 407.

[0226] A orientação do material de cristal líquido 414 no plano x-y é determinada pela direção da pré-inclinação das camadas de alinhamento, de modo que cada camada de alinhamento tenha uma pré-inclinação, sendo que a pré-inclinação de cada camada de alinhamento tem uma direção de pré- inclinação com um componente 417a, 417b no plano do retardador de cristal líquido comutável 301 que é paralela ou antiparalela ou ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico 303 do polarizador de tela de saída 218.

[0227] A pré-inclinação 407a, 407b pode ser, por exemplo, de 88 graus, de modo que o componente 417 seja pequeno o bastante para alcançar a redução de defeitos ("declinações") no estado relaxado (tensão zero) de alinhamento da camada 314 de material de cristal líquido 414. Dessa forma, a camada 314 é fornecida substancialmente por uma placa C positiva na disposição de tensão zero. Na prática, a camada de cristal líquido tem adicionalmente pequenas características de placa O fornecidas pela pré-inclinação da camada de alinhamento homeotrópico em ângulo 407a e um componente residual 417.

[0228] O retardador de cristal líquido comutável 301 compreende eletrodos 413, 415 dispostos em posição adjacente ao retardador de cristal líquido comutável 301 e em lados opostos do retardador de cristal líquido comutável

301. A camada 314 do material de cristal líquido 414 é comutável através de uma tensão sendo aplicada aos eletrodos 413, 415.

[0229] No estado não-acionado, o material de cristal líquido 414 é alinhado com um componente 418 perpendicular ao plano do retardador 301 e um componente 417 no plano do retardador.

[0230] O retardador 330 é ilustrado como compreendendo uma placa O passiva negativa que compreende material birrefringente discótico 430. O retardamento do retardador de compensação passivo 330 pode ser igual e oposto ao retardamento do retardador comutável de cristal líquido comutável 301. O retardador de cristal líquido comutável 301 pode compreender uma primeira e uma segunda pré-inclinações 407a, 407b; e o retardador de compensação passivo 330 compreende um retardador de compensação com a primeira e a segunda pré- inclinações 405a, 405b, a primeira pré-inclinação 405a do retardador de compensação 330 sendo igual à primeira pré-inclinação 407a do retardador de cristal líquido 301, e a segunda pré-inclinação 405b do retardador de compensação 330 sendo igual à segunda pré-inclinação 307b do retardador de cristal líquido 301.

[0231] As placas O passivas podem compreender, por exemplo, camadas de mesógeno curado que podem ser camadas de mesógenos reativos discóticos. A pré-inclinação do retardador de compensação pode ser obtida pela cura de materiais de mesógeno reativos após alinhamento com uma camada de alinhamento adequada. As placas O podem compreender também filmes poliméricos estendidos duplos como policarbonato.

[0232] Em funcionamento, o retardador de cristal líquido comutável 301 é comutável entre dois estados de orientação. O primeiro estado pode permitir a observação da tela por múltiplos observadores. O segundo estado pode ser fornecido com um modo de ângulo estreito para operação em modo privativo, ou luz difusa reduzida, por exemplo em operação noturna. Conforme será descrito adicionalmente abaixo, tais elementos podem fornecer alta transmissão para uma ampla gama de ângulos polares no modo de operação de ângulo amplo, e um campo de visão polar com luminância restrita em um modo de operação privativo.

[0233] Será descrita agora a operação da tela da Figura 1A no modo de ângulo amplo representando um primeiro estado.

[0234] A Figura 4A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição do retardador compensado comutável 300 em um modo de operação de ângulo amplo. Uma tensão de zero volt é aplicada no retardador de cristal líquido comutável 301. Na Figura 4A e em outros diagramas esquemáticos abaixo, algumas camadas da cadeia óptica são omitidas para maior clareza. Por exemplo, o retardador de cristal líquido comutável 301 é mostrado omitindo-se os substratos 312, 316.

[0235] O retardador de cristal líquido comutável 301 compreende duas camadas de alinhamento de superfície dispostas em posição adjacente à camada de material de cristal líquido 414 em lados opostos da mesma e dispostas para fornecer alinhamento homeotrópico no material de cristal líquido adjacente 414. Conforme descrito acima, o material de cristal líquido 414 pode ser fornecido com uma pré-inclinação, por exemplo, de 88 graus em relação à horizontal para remover a degeneração do alinhamento do material de cristal líquido 414.

[0236] O retardador de compensação passivo 330 compreende uma placa C negativa que tem um eixo óptico que é um eixo geométrico rápido perpendicular ao plano do retardador. Dessa forma, o material 430 do retardador de placa C pode ter uma anisotropia dielétrica negativa. As placas C podem compreender materiais birrefringentes transparentes como: policarbonatos ou mesógenos reativos que são moldados em um substrato que fornece o alinhamento homeotrópico por exemplo; Polímero de Olefina Cíclica (COP, de "Cyclo Olefin Polymer") Zeonex™; polímeros discóticos; e policarbonatos estendidos duplos Nitto Denko™.

[0237] A Figura 4B é um diagrama esquemático que ilustra um gráfico do ângulo direcionador 407 contra a localização fracionada 440 do cristal líquido através da célula retardadora de cristal líquido comutável, onde a localização fracionada 440 varia entre 0, para uma localização na camada de alinhamento de superfície 409, e 1 para uma localização na camada de alinhamento de superfície 411.

[0238] Para um modo alinhado verticalmente sem nenhuma tensão aplicada, conforme ilustrado na Figura 4A, os direcionadores de cristal líquido estão a uma inclinação 407 de 88 graus através da espessura da célula conforme indicado pelo perfil de inclinação 442. O perfil de inclinação para a camada 314 pode ser igual ao perfil 442. O retardador de compensação 330 pode fornecer correção para a direção de pré-inclinação do retardador de cristal líquido comutável 301. O retardador de compensação 330 pode ter alternativamente um ângulo de inclinação uniforme de 90 graus, sendo que tal diferença da pré-inclinação da camada de cristal líquido fornece apenas uma pequena diferença nas propriedades de observação fora do eixo geométrico.

[0239] Dessa forma, o retardamento fora do eixo geométrico do retardador de compensação 330 é substancialmente igual e oposto ao retardamento fora do eixo geométrico do retardador de cristal líquido comutável 301 quando nenhuma tensão é aplicada.

[0240] A Figura 4C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral da propagação da luz de saída a partir de um modulador de luz espacial 48 através da cadeia óptica da Figura 1A em um modo de operação de ângulo amplo; e a Figura 4D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 4C em um modo de operação de ângulo amplo.

[0241] Um retardador compensado comutável 300 ideal compreende um retardador de compensação 330 em combinação com um retardador de cristal líquido comutável variável 301 no qual as constantes dielétricas, a anisotropia e a dispersão de anisotropia do retardador de compensação 330 têm constantes dielétricas, anisotropia e dispersão de anisotropia iguais e opostas àquelas da camada 314. O retardamento do retardador de compensação passivo 330 é igual e oposto ao retardamento do retardador comutável de cristal líquido comutável 301.

[0242] Tal retardador compensado comutável ideal obtém uma compensação para luz transmitida em um primeiro estado de ângulo amplo da camada 314 do material de cristal líquido 414 para todos os ângulos polares; e um campo de visão estreito em uma direção lateral em um segundo estado privativo do retardador de cristal líquido comutável 301.

[0243] Adicionalmente, o eixo óptico do retardador de compensação 330 tem a mesma direção que o eixo óptico do retardador de cristal líquido 301 em seu estado de ângulo amplo. Tal retardador de compensação 330 anula o retardamento do retardador de cristal líquido para todos os ângulos de visão, e fornece um estado de observação de ângulo amplo ideal com nenhuma perda de luminância para todas as direções de observação.

[0244] O perfil polar de transmissão de ângulo amplo para seleções de material não-ideal será agora descrito.

[0245] As modalidades ilustrativas da presente revelação ilustram retardadores de compensação 330 que podem não compensar exatamente o retardamento do retardador de cristal líquido comutável 301 devido a pequenas diferenças nas propriedades do material que são típicas para os retardadores 330, 301. No entanto, vantajosamente, tais desvios são pequenos e estados de ângulo amplo e estreito de alto desempenho podem ser obtidos com tais desvios que podem estar próximos a um desempenho ideal.

[0246] Dessa forma, quando o retardador de cristal líquido comutável 301 está em um primeiro estado dos ditos dois estados, o retardador compensado 300 não fornece transformação geral do componente de polarização 360, 361 para emitir raios de luz 400 que passam através dele perpendicularmente ao plano do retardador comutável ou em um ângulo agudo com a perpendicular do plano do retardador comutável, como os raios de luz 402.

[0247] O componente de polarização 362 é substancialmente igual ao componente de polarização 360, e o componente de polarização 364 é substancialmente igual ao componente de polarização 361. Dessa forma, o perfil de transmissão angular de Figura 4D é transmitido de maneira substancialmente uniforme através de uma ampla região polar.

[0248] Em outras palavras, quando a camada de material de cristal líquido 414 está no primeiro estado de orientação dos ditos dois estados de orientação, os múltiplos retardadores 330, 301 não fornecem nenhum retardamento geral da luz que passa através deles perpendicularmente ao plano dos retardadores ou em um ângulo agudo com a perpendicular do plano dos retardadores 330, 301.

[0249] Vantajosamente, a variação de luminância da tela com o ângulo de visão no primeiro estado é substancialmente inalterada. Múltiplos usuários podem convenientemente observar a tela a partir de uma ampla gama de ângulos de visão.

[0250] A operação do retardador compensado 300 e do polarizador adicional 318 em um modo de ângulo estreito, por exemplo para uso em um modo de operação privativo, será descrita a seguir.

[0251] A Figura 5A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável 300 em um modo de operação privativo que compreende um retardador de compensação passivo de placa C negativa 330, e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente 301 em um modo de operação privativo.

[0252] O retardador de cristal líquido 301 compreende adicionalmente eletrodos transparentes 413, 415 como eletrodos de ITO (óxido de índio e estanho) dispostos ao longo do retardador de cristal líquido comutável 301. Os eletrodos 413, 415 controlam o retardador de cristal líquido comutável 301 através do ajuste da tensão sendo aplicada aos eletrodos 413, 415.

[0253] O sistema de controle 352 é disposto para controlar a tensão aplicada pelo acionador de tensão 350 aos eletrodos 413, 415 do retardador de cristal líquido comutável 301.

[0254] Novamente com referência à Figura 4B, quando uma tensão é aplicada, o perfil de inclinação oblíquo 444 é fornecido ao retardador de cristal líquido comutável 301 de modo que o retardamento da camada 314 de material de cristal líquido 414 é modificado.

[0255] A direção do desempenho de privacidade ideal pode ser ajustada em resposta à posição do observador pelo controle da tensão de acionamento. Em outro modo de uso ou para fornecer luminância controlada para observadores fora do eixo geométrico, por exemplo em um ambiente automotivo quando um passageiro ou condutor pode desejar alguma visibilidade da imagem exibida, sem obscurecimento completo, por meio de níveis de tensão intermediários.

[0256] A Figura 5B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral da propagação da luz de saída do modulador de luz espacial 48 através da cadeia óptica da Figura 1A em um modo de operação privativo no qual o retardador de cristal líquido comutável 301 é orientado pela aplicação de uma tensão.

[0257] Nas presentes modalidades, o retardador de cristal líquido comutável 330 compensado pode ser configurado, em combinação com o polarizador de tela 210, 218, 316 e o polarizador adicional 318, para ter o efeito de que a luminância da luz emitida do dispositivo de exibição em um ângulo agudo com o eixo óptico (fora do eixo geométrico) é reduzida, isto é, em comparação com o retardador não estando presente. O retardador de cristal líquido comutável 330 compensado pode também ser configurado, em combinação com o polarizador de tela 210, 218, 316 e o polarizador adicional 318, para ter o efeito de que a luminância da luz emitida do dispositivo de exibição ao longo do eixo óptico (fora do eixo geométrico) não é reduzida, isto é, em comparação com o retardador não estando presente.

[0258] O componente de polarização 360 do polarizador de tela de saída 218 é transmitido pelo polarizador de tela de saída 218 e incide sobre o retardador compensado comutável 300. A luz no eixo geométrico tem um componente de polarização 362 que não é modificado a partir do componente 360, enquanto a luz fora do eixo geométrico tem um componente de polarização 364 que é transformado pelos retardadores do retardador compensado comutável 300. No mínimo, o componente de polarização 361 é transformado em um componente de polarização linear 364 e absorvido pelo polarizador adicional 318. De modo mais genérico, o componente de polarização 361 é transformado em um componente de polarização elíptico, que é parcialmente absorvido pelo polarizador adicional 318.

[0259] Dessa forma, quando o retardador do retardador de cristal líquido comutável 301 está na segunda orientação dos ditos dois estados de orientação, os múltiplos retardadores 301, 330 não fornecem nenhum retardamento geral da luz que passa através deles ao longo de um eixo geométrico perpendicular ao plano dos retardadores, mas fornecem um retardamento geral diferente de zero para a luz que passa através deles para alguns ângulos polares 363 que estão em um ângulo agudo com a perpendicular do plano dos retardadores 301, 330.

[0260] Em outras palavras, quando o retardador de cristal líquido comutável 301 está em um segundo estado dos ditos dois estados, o retardador compensado comutável 330 não fornece transformação geral do componente de polarização 360 para emitir raios de luz 400 que passam através dele ao longo de um eixo geométrico perpendicular ao plano do retardador comutável 301, mas fornece uma transformação geral do componente de polarização 361 para raios de luz 402 que passam através dele para alguns ângulos polares que estão em um ângulo agudo com a perpendicular do plano dos retardadores 301, 330.

[0261] Um sistema de material ilustrativo será descrito para operação em ângulo estreito.

[0262] A Figura 5C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para os raios de luz transmitidos na Figura 5B, com os parâmetros descritos na Tabela 1.

Retardador(es) de Retardador de LC ativo compensação passivo(s) Figura Modo Tipo Δn.d Camadas de Pré- Δn.d Δε Tensão /nm alinhamento inclinação/ /nm /V grau 4A e 4D Amplo C Homeotrópico 88 0 -700 810 -4,3 5A e 5C Privativo negativo Homeotrópico 88 2,2 Tabela 1

[0263] Nas presentes modalidades, foram estabelecidas faixas desejáveis para retardamentos e tensões por meio de simulação de cadeias de retardador e experimentos com cadeias ópticas de telas.

[0264] O retardador de cristal líquido comutável 300 compreende uma primeira camada de alinhamento de superfície 409 disposta em um primeiro lado da camada de material de cristal líquido 414, e uma segunda camada de alinhamento de superfície 411 disposta no segundo lado da camada de material de cristal líquido 414 oposto ao primeiro lado; sendo que a primeira camada de alinhamento de superfície 409 é uma camada de alinhamento homeotrópico, e a segunda camada de alinhamento de superfície 411 é uma camada de alinhamento homeotrópico, sendo que a camada de material de cristal líquido tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm entre 500 nm e 1000 nm, de preferência entre 600 nm e 900 nm, e com a máxima preferência entre 700 nm e 850 nm.

[0265] Quando o retardador de compensação passivo 330 compreende um retardador que tem um eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, o retardador passivo tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm entre -300 nm e -900 mn, de preferência entre -450 mn e -800 mn, e com a máxima preferência entre -500 nm e -725 nm.

[0266] A distribuição polar da transmissão de luz ilustrada na Figura 5C modifica a distribuição polar da saída de luminância do modulador de luz espacial 48 subjacente e onde aplicável à retroiluminação 20.

[0267] Vantajosamente, é fornecida uma tela privativa que tem baixa luminância para um curioso fora do eixo geométrico, ao mesmo tempo em que mantém alta luminância para um observador no eixo geométrico. É fornecida uma grande região polar sobre a qual a luminância da tela para um curioso fora do eixo geométrico é reduzida. Adicionalmente, a luminância no eixo geométrico é substancialmente inalterada para o usuário primário da tela no modo de operação privativo.

[0268] A tensão aplicada aos eletrodos é zero para o primeiro estado de orientação e diferente de zero para o segundo estado de orientação. Vantajosamente, o modo de operação amplo pode não ter consumo de energia adicional, e o modo de falha para acionar o retardador de cristal líquido comutável 301 é projetado para o modo de ângulo amplo.

[0269] A operação do modo privativo da tela da Figura 1A será agora descrita em detalhe.

[0270] A Figura 6A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva frontal da luz de saída transmitida para uma tela operando em modo privativo. O dispositivo de exibição 100 pode ser fornecido com regiões brancas 603 e regiões pretas 601. Um curioso poderá observar uma imagem na tela se a diferença de luminância entre as regiões observadas 601, 603 puder ser percebida. Em funcionamento, o usuário primário 45 observa uma imagem com luminância total através de raios 400 para locais de observação 26 que podem ser janelas ópticas de um dispositivo de exibição direcional. O curioso 47 observa raios de luminância reduzidos 402 em locais de observação 27 que podem ser janelas ópticas de um dispositivo de exibição direcional. As regiões 26, 27 representam adicionalmente regiões dentro do eixo geométrico e fora do eixo geométrico da Figura 5C.

[0271] A Figura 6B é um diagrama esquemático que ilustra vistas em perspectiva frontal da aparência da tela da Figura 1A operando em modo privativo 1 com variações de luminância conforme ilustrado na Figura 5C. Dessa forma, quadrantes de observação superiores 530, 532, quadrantes de observação inferiores 534, 536 e posições de observação laterais 526, 528 fornecem uma luminância reduzida, ao passo que regiões de observação centrais superiores/inferiores 522, 520 e de observação frontal fornecem uma luminância muito maior.

[0272] Pode ser desejável fornecer iluminação de tela controlável em um veículo automotivo.

[0273] A Figura 6C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável 100 disposta dentro da cabine do veículo 602 de um veículo automotor 600 para ambos os modos de operação de entretenimento e de compartilhamento. Um cone de luz 610 (por exemplo, representando o cone de luz dentro do qual a luminância é maior que 50% da luminância de pico) pode ser fornecido pela distribuição de luminância da tela 100 na direção de elevação e não é comutável.

[0274] A Figura 6D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável 100 disposta dentro da cabine do veículo 602 em um modo de operação de entretenimento e opera de uma maneira similar àquela de uma tela privativa. O cone de luz 612 é dotado de uma faixa angular estreita para que o passageiro 606 possa ver a tela 100 e o condutor 604 não possa ver uma imagem na tela 100. Vantajosamente, as imagens de entretenimento podem ser exibidas ao passageiro 606 sem distração para o condutor 604.

[0275] A Figura 6E é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável 100 disposta dentro da cabine do veículo 602 em um modo de operação de compartilhamento. O cone de luz 614 é fornecido com uma faixa angular ampla de modo que todos os ocupantes possam perceber uma imagem na tela 100, por exemplo quando a tela não está em movimento ou quando não são fornecidas imagens que desviam a atenção.

[0276] A Figura 6F é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável 100 disposta dentro da cabine do veículo 602 para ambos os modos de operação noturno e diurno. Em comparação com as modalidades das Figuras 6C a 6E, a saída óptica é girada de modo que a direção de elevação da tela fique situada ao longo de um eixo geométrico entre as localizações do condutor 604 e do passageiro 606. O cone de luz 620 ilumina ambos o condutor 604 e o passageiro 606.

[0277] A Figura 6G é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável 100 disposta dentro da cabine do veículo 602 em um modo de operação noturno. Dessa forma, a tela pode fornecer um cone de luz de saída angular estreito

622. A luz difusa que ilumina as superfícies internas e os ocupantes da cabine do veículo 602 e causa distração ao condutor 604 pode ser vantajosamente reduzida substancialmente. Ambos o condutor 604 e o passageiro 606 podem ser vantajosamente capazes de observar as imagens exibidas.

[0278] A Figura 6H é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável 100 disposta dentro da cabine do veículo 602 em um modo de operação diurno. Dessa forma, a tela pode fornecer um cone de luz de saída angular estreito 624. Vantajosamente, a tela pode ser convenientemente observada por todos os ocupantes da cabine 602.

[0279] As telas 100 das Figuras 6C a 6H podem ser dispostas em outros locais da cabine do veículo como no painel de instrumentos do condutor, na tela do console central e em telas no encosto de bancos.

[0280] As Figuras 7A a 7D são diagramas esquemáticos ilustrando a variação da transmissão de saída com direções polares para quatro tensões de acionamento diferentes de 2,05 V a 2,35 V em incrementos de 0,1 V. Dessa forma, a tensão aplicada pode fornecer controle da luminância mínima em locais do campo de visão no modo de operação privativo. Adicionalmente, a luminância mínima pode ser controlada entre uma elevação que é de zero ou menos até elevações que estão nos quadrantes superiores do perfil polar.

[0281] A Figura 8 é um fluxograma que ilustra o controle de uma tela privativa implementado por um sistema de controle. O controle pode ser aplicado a cada um dos dispositivos aqui descritos.

[0282] Em uma primeira etapa 870, um usuário pode habilitar um modo de operação privativo.

[0283] No caso de serem fornecidos um primeiro retardador de cristal líquido compensado comutável e um retardador de cristal líquido compensado comutável adicional 300B (como, por exemplo, no dispositivo da Figura 22A descrito abaixo), o sistema de controle é disposto no segundo estado de orientação para controlar a tensão aplicada aos eletrodos 413, 415 do primeiro retardador de cristal líquido comutável 314a mencionado e para controlar a tensão aplicada aos eletrodos do retardador de cristal líquido comutável adicional 314B; sendo que o retardamento total da luz que passa através do primeiro retardador de cristal líquido comutável 314A mencionado e do primeiro retardador de compensação passivo 330A mencionado a alguns ângulos polares em um ângulo agudo com a perpendicular do plano dos retardadores 314A, 330A é diferente do retardamento total da luz que passa através do retardador de cristal líquido comutável adicional 314B e do retardador de compensação passivo adicional 330B nos mesmos ângulos polares.

[0284] Tal definição de modo privativo pode ser fornecida por configuração manual (por exemplo, uma operação de teclado), ou por detecção automática através do uso de um sensor para localizar a presença de um curioso, conforme descrito, por exemplo, no pedido de patente US n° 2017-0236494, que está aqui incorporado por referência em sua totalidade. Opcionalmente, a orientação da tela em relação ao curioso pode ser adicionalmente detectada através de um detector 873.

[0285] Em uma segunda etapa 872, o local do curioso pode ser detectado, por exemplo, através de uma câmera ou por uma configuração de teclado, ou outro método. Em um exemplo ilustrativo, pode ser contemplado um ambiente de escritório no qual pode ser desejável otimizar o desempenho de privacidade para curiosos que estão se movendo ao redor de um ambiente de escritório compartilhado e, assim, otimizar o desempenho para quadrantes de observação na direção para baixo. A título de comparação, em um ambiente de voo pode ser desejável fornecer otimização do nível de privacidade para curiosos sentados, com melhor nível de privacidade para altitudes mais baixas que aquelas desejáveis para um ambiente de escritório.

[0286] Em uma terceira etapa 876, a tensão aplicada ao retardador de cristal líquido comutável 301 pode ser ajustada e em uma quarta etapa 878 um perfil de LED pode ser ajustado com o sistema de controle.

[0287] Dessa forma, o sistema de controle pode compreender adicionalmente um meio 872 para determinar a localização de um curioso 47 em relação ao dispositivo de exibição 100, e o sistema de controle é disposto para ajustar a tensão aplicada pelo acionamento 350 aos eletrodos 413, 415 do retardador de cristal líquido comutável 314 em resposta à localização medida do curioso 47.

[0288] Vantajosamente, a operação de privacidade da tela pode ser controlada para otimizar a geometria de observação do curioso.

[0289] De volta à discussão das presentes modalidades, serão descritas a seguir disposições adicionais dos retardadores compensados comutáveis 300.

[0290] A Figura 9A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação privativo que compreende retardadores de compensação passivos de placas A cruzadas 308A, 308B e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente 301; e a Figura 9B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende retardadores de compensação passivos de placas A cruzadas e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente.

[0291] Em comparação com a disposição da Figura 4A e da Figura 5A, o retardador de compensação 330 pode compreender alternativamente um par de retardadores 308A, 308B que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que se cruzam. O retardador de compensação 330 compreende assim um par de retardadores 308A, 308B em que cada um compreende uma única placa A.

[0292] O par de retardadores 308A, 308B compreende, cada um, múltiplas placas A que têm respectivos eixos ópticos 309A, 309B alinhados em ângulos diferentes uns em relação aos outros. O par de retardadores tem eixos ópticos 309A, 309B que se estendem cada um a 45° em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à direção de transmissão de vetor elétrico 211 do polarizador de tela de entrada 210, no caso em que o polarizador adicional 318 é disposto no lado de entrada do polarizador de tela de entrada ou é paralelo à direção de transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de tela de saída 218 no caso em que o polarizador adicional 318 é disposto no lado de saída do polarizador de tela de entrada 218.

[0293] a Figura 9C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 9A em um modo de operação de ângulo amplo; e a Figura 9D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 9B em um modo de operação privativo fornecido pela modalidade ilustrativa da Tabela 2.

Retardador(es) de Retardador de LC ativo compensação passivo(s) Figura Modo Tipo Δn.d Camadas de Pré- Δn.d Δε Tensão /nm alinhamento inclinação/ /nm /V grau 9A e 9C Amplo A +650 @ Homeotrópico 88 810 -4,3 0 cruzadas 45° 9B e 9D Privativo +650 @ Homeotrópico 88 2,3 135° Tabela 2

[0294] Quando o retardador de compensação passivo 330 compreende um par de retardadores que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que se cruzam, cada retardador do par de retardadores tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm entre 300 nm e 800 nm, de preferência entre 500 nm e 700 nm, e com a máxima preferência entre 550 nm e 675 nm.

[0295] Vantajosamente, as placas A podem ser fabricadas de forma mais conveniente a um custo mais baixo do que o retardador de placa C da Figura 4A e da Figura 5A. Adicionalmente, um estado de tensão zero pode ser fornecido para o modo de operação de ângulo amplo, minimizando o consumo de energia durante a operação de ângulo amplo.

[0296] Nas presentes modalidades, o termo 'cruzado', bem como suas flexões, se refere a um ângulo de substancialmente 90° entre os eixos ópticos dos dois retardadores no plano dos retardadores. Para reduzir o custo dos materiais do retardador, é desejável fornecer materiais com alguma variação de orientação de retardador devido a erros de estiramento durante a fabricação de filme, por exemplo. Variações na orientação do retardador na direção oposta às direções preferenciais podem reduzir a luminância frontal e aumentar a transmissão mínima. De preferência, o ângulo de 310A é de no mínimo 35° e no máximo 55°, com mais preferência de no mínimo 40° e no máximo 50°, e com a máxima preferência de no mínimo 42,5° e no máximo 47,5°. De preferência, o ângulo 310B é de no mínimo 125° e no máximo 145°, com mais preferência de no mínimo 130° e no máximo 135°, e com a máxima preferência de no mínimo 132,5° e no máximo 137,5°.

[0297] Durante distorção mecânica, como quando se toca na tela, os retardadores de cristal líquido alinhados homeotropicamente 301 das Figuras 9A e 9B podem ter tempos de recuperação indesejavelmente longos, criando artefatos de desalinhamento visíveis. Seria desejável fornecer tempos de recuperação rápidos após a distorção mecânica.

[0298] As Figuras 10A e 10B são diagramas esquemáticos que ilustram uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação de ângulo amplo e privativo, respectivamente, que compreende um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente que compreende material de cristal líquido 414 com uma anisotropia dielétrica positiva e um retardador passivo de placa C negativa 330 para a primeira e a segunda tensões de acionamento, respectivamente.

[0299] O retardador de cristal líquido comutável compreende adicionalmente camadas de alinhamento de superfície 431, 433 dispostas em posição adjacente à camada de material de cristal líquido 414, e cada uma disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente. Em outras palavras, o retardador de cristal líquido comutável compreende duas camadas de alinhamento de superfície 431, 433 dispostas em posição adjacente à camada de material de cristal líquido 414 e em lados opostos da mesma, e cada uma disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente 414.

[0300] A Figura 10C é um diagrama esquemático que ilustra um gráfico do ângulo direcionador 407 contra local fracionado 440 do cristal líquido através da célula retardadora de cristal líquido comutável 301 da Figura 10A para várias tensões diferentes aplicadas. A Figura 10C difere da Figura 4B pelo fato de que o ângulo de pré-inclinação é pequeno e aumenta com a tensão aplicada. O perfil 441 ilustra o ângulo de inclinação do material de cristal líquido 414 para 0 V de tensão aplicada, o perfil de inclinação 443 ilustra orientações de direção para 2,5 V e o perfil de inclinação 445 ilustra orientações de direção para 5 V. Dessa forma, as camadas de cristal líquido são tipicamente inclinadas em estados comutados desejáveis, e compensadas pelos retardadores de compensação 330. Aumentar a tensão acima de 2,5 V para 10 V progressivamente reduz a espessura do retardador 301 na tela na qual ele está presente, e vantajosamente aumenta o campo de visão polar ao longo do qual a transmissão é maximizada.

[0301] O componente resolvido 419a, 419b da inclinação de cristal líquido em comparação com a direção perpendicular ao plano do retardador é substancialmente maior que os componentes 417a, 417b da Figura 5A.

[0302] A amplitude maior do componente resolvido 419a, 419b pode proporcionar maior força de restauração após distorção mecânica em comparação com a disposição de Figura 9A, por exemplo. A sensibilidade a distorções mecânicas como durante um toque na tela pode ser vantajosamente reduzida.

[0303] A tensão operacional pode ser reduzida abaixo de 10 V para um campo de visão de ângulo amplo aceitável, reduzindo o consumo de energia; e reduzindo os custos e a complexidade do acionamento elétrico.

[0304] As Figuras 11A a 11C são gráficos esquemáticos que ilustram a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos do retardador compensado comutável que compreende um retardador de cristal líquido alinhado homogeneamente 301 e um retardador de compensação passivo de placa C negativa 330, de modo similar ao dispositivo de exibição das Figuras 10A e 10B, em um modo privativo e dois modos de ângulo amplo diferentes para diferentes tensões de acionamento compreendendo as modalidades ilustradas na Tabela 3.

Retardador(es) de Retardador de LC ativo compensação passivo(s) Figura Modo Tipo Δn.d Camadas de Pré- Δn.d Δε Tensão /nm alinhamento inclinação/ /nm /V grau 11A Privativo Homogêneo 2 2,3

C 11B Amplo -500 750 +13,2 5,0 negativo Homogêneo 2 11C Amplo 10,0 Tabela 3

[0305] Faixas desejáveis de retardamento óptico para o retardador LC ativo 301 que compreende camadas de alinhamento homogêneo 431, 433 em ambos os substratos e um retardador de compensação passivo de placa C negativa 330 são adicionalmente descritas na Tabela 4.

Retardamento da Retardamento de placa Retardamento de placa Retardamento de placa camada de LC ativa /nm C negativa mínimo /nm C negativa típico /nm C negativa máximo /nm 600 -300 -400 -500 750 -350 -450 -600 900 -400 -500 -700 Tabela 4

[0306] Dessa forma, o retardador de cristal líquido comutável 300 compreende uma primeira camada de alinhamento de superfície 431 disposta em um primeiro lado da camada de material de cristal líquido 414, e uma segunda camada de alinhamento de superfície 433 disposta no segundo lado da camada de material de cristal líquido 414 oposto ao primeiro lado; sendo que a primeira camada de alinhamento de superfície 409 é uma camada de alinhamento homogêneo e a segunda camada de alinhamento de superfície é uma camada de alinhamento homogêneo; sendo que a camada de material de cristal líquido pode ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1000 nm, de preferência em uma faixa de 600 nm a 850 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 700 nm a 800 nm. Dessa forma, quando a primeira e a segunda camadas de alinhamento são, cada uma, camadas de alinhamento homogêneo e quando o retardador de compensação passivo 330 compreende um retardador que tem um eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, o retardador passivo tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -700 nm, de preferência em uma faixa de -350 nm a -600 nm, e com a máxima preferência de -400 nm a - 500 nm.

[0307] Vantajosamente, uma privacidade fora do eixo geométrico pode ser fornecida através de redução da luminância e do aumento do nível de privacidade sobre amplas regiões polares. A resistência adicional a artefatos visuais decorrentes de fluxo de material de cristal líquido na camada 314 pode ser aprimorada em comparação com o alinhamento homeotrópico.

[0308] Várias outras configurações da estrutura óptica e do acionamento da Figura 10A serão agora descritas.

[0309] A operação a 5 V fornece menor consumo de energia e circuitos eletrônicos de baixo custo e ao mesmo tempo uma redução aceitável de luminância no modo de ângulo amplo. O campo de visão no modo de ângulo amplo pode ser ainda mais estendido com operação a 10 V.

[0310] A Figura 12A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende retardadores de compensação passivos de placas A cruzadas 308A, 308B e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente 301; e as Figuras 12B a 12D são gráficos esquemáticos que ilustram a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos do retardador compensado comutável 301 que compreende um material de cristal líquido alinhado homogeneamente 414 e retardadores passivos de placas A cruzadas 308A, 308B em um modo privativo e um modo de ângulo amplo para diferentes tensões de acionamento que compreendem as respectivas modalidades ilustradas na Tabela 5.

Retardador(es) de Retardador de LC ativo compensação passivo(s) Figura Modo Tipo Δn.d Camadas de Pré- Δn.d Δε Tensão /nm alinhamento inclinação/ /nm /V grau 12B Privativo A +500 @ Homogêneo 2 750 +13,2 2,3 cruzadas 45° 12C Amplo +500 @ 5 Homogêneo 2 135° 12D Amplo 10 Tabela 5

[0311] Faixas desejáveis de retardamento óptico para o retardador LC ativo 301 que compreende camadas de alinhamento homogêneo 409, 411 em ambos os substratos e retardadores de placas A positivas 308A, 308B são adicionalmente descritas na Tabela 6.

Retardamento da Retardamento de placa Retardamento de placa Retardamento de placa camada de LC ativa /nm A positiva mínimo /nm A positiva típico /nm A positiva máximo /nm 600 +300 +400 +600 750 +350 +500 +700 900 +400 +600 +800 Tabela 6

[0312] Dessa forma, quando: a primeira e a segunda camadas de alinhamento são, cada uma, camadas de alinhamento homogêneo; a camada de material de cristal líquido pode ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1000 nm, de preferência em uma faixa de 600 nm a 850 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 700 nm a 800 nm; e o retardador de compensação passivo 330 compreende um par de retardadores que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que se cruzam, então cada retardador do par de retardadores tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm entre 300 nm e 800 nm, de preferência entre 350 nm e 650 nm, e com a máxima preferência entre 450 nm e 550 nm.

[0313] Adicionalmente, as placas A cruzadas podem ser convenientemente fornecidas a partir de materiais de baixo custo.

[0314] A título de ilustração, várias outras modalidades exemplificadoras da estrutura óptica e do acionamento da Figura 12A serão agora descritas. A Figura 12C e a Figura 12D ilustram adicionalmente que, por meio do ajuste da tensão de controle e dos retardamentos, podem ser alcançados campos de visão de amplo ângulo vantajosamente diferentes.

[0315] Serão descritas a seguir disposições das estruturas de cadeia óptica.

[0316] A Figura 13A e a Figura 13B são diagramas esquemáticos que ilustram vistas laterais parciais de uma tela que compreende um retardador compensado comutável e camadas de ligação ópticas 380. As camadas de ligação óptica 380 podem ser fornecidas para laminar filmes e substratos, resultando em maior eficiência e luminância reduzida em ângulos de visão altos no modo privativo. Adicionalmente, um vão de ar 384 pode ser fornecido entre o modulador de luz espacial 48 e o retardador compensado comutável

300. Para reduzir o umedecimento das duas superfícies no vão de ar 384, uma superfície antiumedecimento 382 pode ser fornecida a pelo menos um dentre o retardador compensado comutável 300 e o modulador de luz espacial 48.

[0317] O retardador de compensação passivo 330 pode ser fornecido entre a camada de cristal líquido comutável 301 e o modulador de luz espacial 48, conforme ilustrado na Figura 13A, ou pode ser fornecido entre o polarizador adicional 318 e o retardador de cristal líquido comutável 301, conforme ilustrado na Figura 13B. Substancialmente, o mesmo desempenho óptico é fornecido em ambos os sistemas.

[0318] A Figura 13A ilustra que as camadas ópticas são ligadas aos lados externos dos substratos 312, 316. Vantajosamente, a flexão dos substratos 312, 316 a partir das camadas fixadas devido às tensões armazenadas durante a laminação pode ser reduzida e o nivelamento da tela mantido.

[0319] De modo similar, o retardador compensado comutável 300 pode ser disposto de modo que o polarizador de saída 218 seja o polarizador de tela. A dispersão que pode ser fornecida pelo modulador de luz espacial 48, como a partir das estruturas de fase nos pixels 220, 222, 224, não degrada o perfil de luminância de saída em comparação com disposições nas quais o retardador compensado comutável 301 é disposto atrás do modulador de luz espacial 48.

[0320] Pode ser desejável fornecer ao polarizador adicional uma direção de transmissão de vetor elétrico diferente da direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela.

[0321] A Figura 14A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende retardadores de compensação passivos de placas A cruzadas 308A, 308B e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente 301, conforme descrito acima mas compreendendo adicionalmente um retardador de rotação passivo 460.

[0322] O polarizador de tela 218 pode ser fornecido com uma direção de transmissão de vetor elétrico 219, que pode estar, por exemplo, em um ângulo 317 de 45 graus no caso de uma tela de LCD nemática torcida. O polarizador adicional 318 pode ser disposto para fornecer luz verticalmente polarizada a um usuário que pode estar vestindo óculos de sol polarizantes que tipicamente transmitem luz verticalmente polarizada.

[0323] O retardador de rotação passivo 460 é diferente do retardador de compensação 330 das presentes modalidades e seu funcionamento será agora descrito.

[0324] O retardador de rotação passivo 460 pode compreender um material birrefringente 462 e ser uma placa de meia onda, com um retardamento a um comprimento de onda de 550 nm de 275 nm, por exemplo.

[0325] O retardador de rotação passivo 460 tem uma orientação de eixo geométrico rápido 464 que é inclinada em um ângulo 466 que pode estar a 22,5 graus da direção de transmissão de vetor elétrico 319 do polarizador adicional

318. Dessa forma, o retardador de rotação passivo 460 gira a polarização do polarizador de saída 218 de modo que a direção de polarização da luz que incide sobre o retardador de compensação 308b seja paralela à direção 319.

[0326] O retardador de rotação passivo 460 modifica o estado de polarização dentro do eixo geométrico, fornecendo uma rotação angular do componente de polarização do polarizador de tela 218. Em comparação, os retardadores de compensação 308A, 308B juntos não modificam o estado de polarização dentro do eixo geométrico.

[0327] Adicionalmente, o retardador de rotação passivo 460 fornece uma rotação de polarização que pode ser substancialmente independente do ângulo de visão. Em comparação, os retardadores de compensação 308A, 308B fornecem modificações substanciais de luminância de saída com o ângulo de visão.

[0328] Vantajosamente, uma tela pode ser dotada de uma direção de polarização de saída 319 que é diferente da direção de polarização do polarizador de tela 219, por exemplo, para fornecer uma observação com óculos de sol polarizantes.

[0329] Em uma modalidade alternativa o retardador separado 460 pode ser omitido e o retardamento 308B da Figura 11A aumentado para fornecer uma rotação de meia onda adicional em comparação com o retardamento do retardador 308A. Ainda na modalidade ilustrativa, o retardamento do retardador 308B a um comprimento de onda de 550 nm pode ser 275 nm maior que o retardamento do retardador 308A. Vantajosamente, o número de camadas, a complexidade e o custo podem ser reduzidos.

[0330] Seria desejável fornecer uma espessura reduzida e um número total de componentes ópticos reduzido.

[0331] A Figura 15A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação privativo que compreende um retardador de cristal líquido alinhado homogeneamente 301 disposto entre o primeiro e o segundo retardadores de compensação passivos de placas C 330A, 330B, ilustrados com mais detalhes na Tabela 7.

Retardador(es) de Retardador de LC ativo compensação passivo(s) Figura Modo Tipo Δn.d Camadas de Pré- Δn.d Δε Tensão /nm alinhamento inclinação/ /nm /V grau 15B Amplo C negativa, 5,0 -275 Homogêneo 2 330A 750 +13,2 15A e 15C Privativo C negativa, -275 2,6 Homogêneo 2 330B 17A e 17B Amplo Placa A, 330A 575 Homogêneo 2 5,0 750 +13,2 17C Privativo Placa A, 330B 575 Homogêneo 2 2,6 Tabela 7

[0332] A Figura 15B e a Figura 15C são gráficos esquemáticos que ilustram a variação de transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na cadeia óptica da Figura 15A em um modo de ângulo amplo e um modo de operação privativo, respectivamente.

[0333] O retardador de compensação passivo 330 compreende uma primeira e uma segunda placas C 330A, 330B; e a camada de cristal líquido comutável 301 é fornecida entre a primeira e a segunda placas C 330A, 330B.

[0334] O retardador de compensação passivo 330A, 330B compreende dois retardadores passivos que têm um eixo óptico perpendicular ao plano dos retardadores passivos, e o retardador de cristal líquido comutável 301 é fornecido entre os dois retardadores passivos. Dessa forma, o primeiro e o segundo substratos 312, 316 da Figura 1A compreendem, cada um, um dentre os dois retardadores passivos 330A, 330B.

[0335] Em combinação os dois retardadores passivos 330A, 330B têm um retardamento total para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -800 nm, de preferência em uma faixa de -350 nm a -700 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -400 nm a -600 nm.

[0336] A Figura 16A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma tela que compreende um retardador de cristal líquido comutável 301 disposto entre o primeiro e o segundo substratos, cada um compreendendo retardadores de compensação passivos de placas C 330A, 330B; e a Figura 16B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral parcial de uma tela que compreende um retardador de cristal líquido comutável 301 disposto entre o primeiro e o segundo substratos, cada um compreendendo retardadores de compensação passivos de placas C 330A, 330B.

[0337] A primeira placa C 330A tem uma camada de eletrodo transparente 415 e uma camada de alinhamento de cristal líquido 411 formadas em um lado, e a segunda placa C 330b tem uma camada de eletrodo transparente 413 e uma camada de alinhamento de cristal líquido 409 formadas em um lado.

[0338] A camada 314 de material de cristal líquido é fornecida entre o primeiro e o segundo substratos 312, 316, e o primeiro e o segundo substratos 312, 316 compreendem, cada um, uma dentre a primeira e a segunda placas C 330A, 330B. As placas C podem ser fornecidas em filmes de COP estendidos duplos que são revestidos com ITO para fornecer eletrodos 413, 415 e têm camadas de alinhamento de cristal líquido 409, 411 formadas sobre as mesmas.

[0339] Vantajosamente, o número de camadas pode ser reduzido em comparação com a disposição da Figura 1, reduzindo a espessura, o custo e a complexidade. Adicionalmente, as placas C 330A, 330B podem ser substratos flexíveis, e podem fornecer uma tela de privacidade flexível.

[0340] Seria desejável fornecer uma camada 314 de material de cristal líquido entre um primeiro e um segundo substratos de placas A.

[0341] A Figura 17A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador compensado comutável 300 em um modo de operação de ângulo amplo que compreende um retardador de cristal líquido alinhado homogeneamente 301 disposto entre o primeiro e o segundo retardadores de compensação passivos de placas A cruzadas 330A, 330B, conforme descrito acima; e a Figura 17B e a Figura 17C são gráficos esquemáticos que ilustram a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos para a estrutura da Figura 17A quando acionada em modos de operação de ângulo amplo e privativos, respectivamente, compreendendo as modalidades ilustrativas adicionais ilustradas na Tabela 7.

[0342] Em comparação com a disposição da Figura 15A, as placas A podem vantajosamente ser fabricadas a um custo reduzido em comparação com as placas C.

[0343] Serão descritas a seguir estruturas híbridas alinhadas que compreendem camadas de alinhamento homogêneo e homeotrópico.

[0344] A Figura 18A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação privativo que compreende um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente e homeotropicamente 301 que compreende um material de cristal líquido 423 e um retardador passivo de placa C negativa 330.

[0345] As Figuras 18B e 18C são gráficos esquemáticos que ilustram a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 18A em um modo de operação de ângulo amplo e privativo, respectivamente, e fornecidos pela disposição da Tabela 8.

Retardador(es) de Retardador de LC ativo compensação passivo(s) Figura Modo Tipo Δn.d Camadas de Pré- Δn.d Δε Tensão /nm alinhamento inclinação/ /nm /V grau 18C Amplo C Homogêneo 2 15,0 -1100 1300 +4,3 18A Privativo negativo Homeotrópico 88 2,8 Não Amplo +1100 @ 45° Homeotrópico 2 15,0 mostrada A 1300 +4,3 Não Privativo cruzadas 2,8 +1100 @ 135° Homogêneo 88 mostrada

Tabela 8

[0346] O retardador de cristal líquido comutável alinhado de modo híbrido 301 tem inclinação variável tal que, para uma dada escolha de material e espessura de célula, é fornecida uma birrefringência reduzida eficaz. Dessa forma, o design do retardador deve ser ajustado para fazer uma compensação, em comparação às disposições nas quais as camadas de alinhamento são iguais. O retardador de cristal líquido comutável 330 compreende uma primeira camada de alinhamento de superfície 441 disposta em um primeiro lado da camada de material de cristal líquido 423, e uma segunda camada de alinhamento de superfície 443 disposta no segundo lado da camada de material de cristal líquido 423 oposto ao primeiro lado. A primeira camada de alinhamento de superfície 441 é uma camada de alinhamento homeotrópico disposta para fornecer alinhamento homeotrópico do material de cristal líquido adjacente 423, e a segunda camada de alinhamento de superfície 443 é uma camada de alinhamento homogêneo disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente 423.

[0347] Adicionalmente, os designs de retardadores ideais estão relacionados à localização relativa do retardador de compensação passivo 330 em relação às camadas de alinhamento homeotrópico e homogêneo.

[0348] Quando a camada de alinhamento de superfície 443 disposta para fornecer alinhamento homeotrópico está entre a camada de material de cristal líquido 423 e o retardador de compensação 330, a camada de material de cristal líquido 423 pode ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1800 nm, de preferência em uma faixa de 700 nm a 1500 nm, e com a máxima preferência de 900 nm a 1350 nm. Quando a camada de alinhamento de superfície 443 disposta para fornecer alinhamento homogêneo situa-se entre a camada de material de cristal líquido 423 e o retardador de compensação 330, o retardador de compensação passivo pode compreender um retardador 330 que tem seu eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, conforme mostrado na Figura 18A, o retardador passivo 330 tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -1600 nm, de preferência em uma faixa de -500 nm a - 1300 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -700 nm a -1150 nm; ou, alternativamente, o retardador de compensação passivo pode compreender um par de retardadores (não mostrados) que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador do par de retardadores tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1600 nm, de preferência em uma faixa de 600 nm a 1400 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 800 nm a 1300 nm.

[0349] Quando a camada de alinhamento de superfície 441 disposta para fornecer alinhamento homeotrópico está entre a camada de material de cristal líquido 423 e o retardador de compensação 330, a camada de material de cristal líquido 423 pode ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 700 nm a 2000 nm, de preferência em uma faixa de 1000 nm a 1700 nm, e com a máxima preferência de 1200 nm a 1500 nm. Quando a camada de alinhamento de superfície 441 disposta para fornecer alinhamento homeotrópico situa-se entre a camada de material de cristal líquido 423 e o retardador de compensação 330, o retardador de compensação passivo pode compreender um retardador 330 que tem seu eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, conforme mostrado na Figura 18 A, o retardador passivo tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -400 nm a -1800 nm, de preferência em uma faixa de -700 nm a -1500 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -900 nm a -1300 nm; ou, alternativamente, o retardador de compensação passivo pode compreender um par de retardadores (não mostrados) que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador do par de retardadores tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1800 nm, de preferência em uma faixa de 700 nm a 1500 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 900 nm a 1300 nm.

[0350] Em comparação com a disposição da Figura 5A, o modo de operação privativo pode alcançar vantajosamente uma resiliência aumentada ao aparecimento do fluxo de material quando o retardador de cristal líquido é pressionado.

[0351] A título de comparação com as presentes modalidades, será descrito a seguir o desempenho dos retardadores entre polarizadores paralelos quando dispostos em série. Primeiro, o campo de visão de um retardador de cristal líquido alinhado homogeneamente 301 será agora descrito para duas tensões de acionamento diferentes.

[0352] A Figura 19A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente 390; a Figura 19B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 19A para uma primeira tensão aplicada; e a Figura 19C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 19A para uma segunda tensão aplicada que é maior que a primeira tensão aplicada, compreendendo a estrutura ilustrada na Tabela 9. O retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente 390 corresponde ao retardador de cristal líquido comutável 330 descrito acima e pode ser aplicado como o retardador de cristal líquido comutável em qualquer um dos dispositivos aqui revelados.

[0353] A Figura 19D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de um retardador passivo de placa C 392 disposto entre polarizadores paralelos; e a Figura 19E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para os raios de luz transmitidos na Figura 19D, que compreende a estrutura ilustrada na Tabela 9. O retardador passivo de placa C 392 corresponde ao retardador de compensação passivo 330 e pode ser aplicado como o ao menos um retardador de compensação passivo em qualquer um dos dispositivos aqui revelados.

Retardador(es) de Retardador de LC ativo Polarizador Figura compensação central? passivo(s)

Tipo Δn.d Camadas de Pré- Δn.d Δε Tensão /nm alinhamento inclinação/ /nm /V grau 19A e 19B Homogêneo 2,4 - - - 1 900 +15 19C Homogêneo 20,0 19D e 19E C -700 - - - - - - negativo 20A e 20B Homogêneo 2,4

C -700 Sim 1 900 +15 20C negativo Homogêneo 20,0 21A e 21B Homogêneo 2,4

C -700 Não 1 900 +15 21C negativo Homogêneo 20,0 Tabela 9

[0354] A Figura 20A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente 390 disposto entre polarizadores paralelos 394, 396 em série com um retardador passivo com controle de campo de visão que compreende um retardador de placa C 392 disposto entre polarizadores paralelos 396, 398; a Figura 20B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 20A para uma primeira tensão aplicada; a Figura 20C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 20A para uma segunda tensão aplicada que é maior que a primeira tensão aplicada, compreendendo a estrutura ilustrada na Tabela 9.

[0355] A Figura 21A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente 301 disposto em série com um retardador de compensação de placa C 330, sendo que o material de cristal líquido comutável alinhado homogeneamente 712 e o retardador de compensação de placa C 330 são dispostos entre um único par de polarizadores paralelos; a

Figura 21B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 21A para uma primeira tensão aplicada; e a Figura 21C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos na Figura 21A para uma segunda tensão aplicada que é maior que a primeira tensão aplicada, compreendendo a estrutura ilustrada na Tabela 9.

[0356] Inesperadamente, as condições ideais para uma operação de campo de visão máxima são fornecidas por retardamento de rede igual ou oposto ao do retardador de compensação comutável 330 em comparação com o retardador de cristal líquido comutável 301 em seu estado não-acionado. Um retardador de compensação 330 e um retardador de cristal líquido comutável 301 ideais podem alcançar (i) nenhuma modificação do desempenho do modo de ângulo amplo a partir da luz de entrada e (ii) ótima redução do ângulo de visão lateral para posições fora do eixo geométrico para todas as elevações quando dispostos para fornecer um estado de ângulo estreito. Este ensinamento pode ser aplicado a todos os dispositivos de exibição aqui revelados.

[0357] Pode ser desejável aumentar a redução da luminância para posições de observação fora do eixo geométrico. Em particular seria desejável fornecer maior redução de privacidade em uma tela de cristal líquido com uma retroiluminação de ângulo amplo.

[0358] A Figura 22A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral (e observando-se a vista invertida na qual o eixo z, juntamente com a luz de saída, é direcionado para baixo) de uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação privativo, que compreende: um primeiro retardador compensado comutável 300A (nesse caso, um retardador de compensação passivo de placa C negativa 330A e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente 301A, mas isso é apenas um exemplo e pode ser substituído por qualquer uma das outras disposições de múltiplos retardadores aqui reveladas) disposta entre o polarizador de tela de saída 218 e um polarizador adicional 318A; e um retardador compensado comutável adicional 300B (neste caso, um retardador de compensação passivo de placa C negativa

330B e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente 301B, mas isso é apenas um exemplo e pode ser substituído por qualquer uma das outras disposições de múltiplos retardadores aqui revelados) disposto entre o primeiro polarizador adicional mencionado 318A e um outro polarizador adicional 318B com uma direção de transmissão de vetor elétrico 319B.

[0359] Como uma alternativa, o primeiro polarizador adicional mencionado 318A pode ser disposto no lado de entrada do polarizador de tela de entrada 210, caso em que o outro polarizador adicional 318B pode ser disposto no lado de entrada do polarizador de tela de entrada 210 entre o primeiro polarizador adicional mencionado 318A e a retroiluminação 20, e o retardador compensado comutável adicional 300B pode ser disposto entre o outro polarizador adicional 318B e o primeiro polarizador adicional mencionado 318A.

[0360] Em ambas destas alternativas, cada um dentre os primeiros múltiplos retardadores 300 e os múltiplos retardadores adicionais 300B é disposto entre um respectivo par de polarizadores, produzindo assim um efeito similar àquele da estrutura correspondente nos dispositivos descritos acima.

[0361] As direções de pré-inclinação 307A, 309AA das camadas de alinhamento do retardador de cristal líquido comutável adicional 301A podem ter um componente no plano da camada de cristal líquido que é alinhado de modo paralelo ou antiparalelo ou ortogonal às direções de pré-inclinação das camadas de alinhamento 307B, 309AB do primeiro retardador de cristal líquido comutável 301B. Em um modo de operação de ângulo amplo, ambos os retardadores de cristal líquido comutáveis 301A, 301B são acionados para fornecer um ângulo de visão amplo. Em um modo de operação privativo, os retardadores de cristal líquido comutáveis 301B, 301A podem cooperar para alcançar vantajosamente uma redução de luminância aumentada e, dessa, forma uma melhor privacidade em um único eixo geométrico.

[0362] Os retardamentos fornecidos pelo primeiro retardador de cristal líquido comutável 301B e pelos retardadores de cristal líquido adicionais 301A podem ser diferentes. O retardador de cristal líquido comutável 301B e o retardador de cristal líquido comutável adicional 301A podem ser acionados por uma tensão elétrica comum e o material de cristal líquido 408B no primeiro retardador de cristal líquido comutável 301B pode ser diferente do material de cristal líquido 408A no retardador de cristal líquido comutável adicional 301A. A variação cromática dos perfis de luminância polar ilustrada em outro ponto da presente invenção pode ser reduzida, de modo que, vantajosamente o aparecimento de cores fora do eixo geométrico seja aprimorado.

[0363] Alternativamente, os retardadores de cristal líquido comutáveis 301B, 301A podem ter alinhamentos ortogonais de modo que a luminância reduzida seja alcançada em ambas as direções horizontal e vertical, para fornecer vantajosamente uma operação de privacidade de paisagem e retrato.

[0364] Alternativamente, as camadas 301A, 301B podem ser dotadas de diferentes tensões de acionamento. Vantajosamente, um controle maior da redução do perfil de luminância pode ser alcançado ou uma comutação entre operações de privacidade e de paisagem pode ser fornecida.

[0365] A camada de controle de retardamento 330B pode compreender um retardador de compensação passivo 330A disposto entre o primeiro polarizador adicional 318A e o outro polarizador adicional 318B. De modo mais genérico, o retardador de cristal líquido comutável 301A pode ser omitido e uma redução de luminância fixa pode ser fornecida pelos retardadores de compensação passivos 330A. Por exemplo, a redução de luminância em quadrantes de observação pode ser fornecida apenas por meio da camada 330A. Vantajosamente, pode-se obter uma área aumentada da região polar para redução de luminância. Além disso, podem ser fornecidas retroiluminações que têm um ângulo de saída de iluminação mais amplo do que retroiluminações colimadas, aumentando a visibilidade da tela no modo de operação de ângulo amplo.

[0366] A Figura 22B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição do primeiro retardador compensado comutável na entrada de uma tela de cristal líquido e um segundo retardador compensado comutável disposto na saída de uma tela de cristal líquido.

[0367] O primeiro polarizador adicional mencionado 318A é disposto no lado de entrada do polarizador de tela de entrada 210 entre o polarizador de tela de entrada 210 e a retroiluminação 20, e o dispositivo de exibição compreende adicionalmente: um outro polarizador adicional 318B disposto no lado de saída do polarizador de tela de saída 218; e retardadores adicionais 301B, 330B dispostos entre o outro polarizador adicional 318B e o polarizador de tela de saída 218. Os retardadores adicionais compreendem um retardador de cristal líquido comutável 301B que compreende uma camada de material de cristal líquido 414B e eletrodos 413B, 415B em lados opostos da camada de material de cristal líquido 414B, a camada de material de cristal líquido 414B sendo comutável entre dois estados de orientação através de uma tensão sendo aplicada aos eletrodos 413B, 415B.

[0368] A Figura 22C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de um elemento óptico de controle de ângulo de visão que compreende um primeiro retardador de compensação passivo, um primeiro retardador de cristal líquido comutável, um primeiro polarizador de controle 250, um segundo retardador de compensação passivo, um segundo retardador de cristal líquido comutável e um segundo polarizador de controle 250. Tal elemento pode alcançar desempenho similar ao da disposição da Figura 22B quando fornecido para um dispositivo de exibição 100 que compreende um modulador de luz espacial 48.

[0369] Pode ser desejável fornecer ambos os modos de operação de entretenimento e noturno em um veículo automotor.

[0370] A Figura 22D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável como aquela ilustrada na Figura 22B disposta dentro da cabine do veículo 602 para modos de operação diurno e/ou de compartilhamento; e a Figura 22E é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo 602 para modos de operação diurno e/ou de compartilhamento. O cone de luz 630, 632 é dotado de um campo de visão angular amplo e dessa forma a tela é vantajosamente visível por múltiplos ocupantes.

[0371] A Figura 22F é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável como aquela ilustrada na Figura 22B disposta dentro da cabine do veículo 602 para modos de operação noturno e/ou de entretenimento; a Figura 22G é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um veículo automotivo com uma tela direcional comutável disposta dentro da cabine do veículo 602 para modos de operação noturno e/ou de entretenimento. O cone de luz 634, 636 é dotado de um campo de visão angular estreito e dessa forma a tela é vantajosamente visível apenas por um único ocupante. Vantajosamente, a luz difusa para operação noturna é reduzida, aumentando a segurança do condutor. Adicionalmente, reflexões da tela a partir da janela 601 são reduzidas, minimizando a distração do condutor 604.

[0372] Seria desejável fornecer uma redução no campo de visão para cones de luz que são criados por retroiluminações de iluminação de ângulo amplo e moduladores de luz espacial emissivos e de baixo custo.

[0373] A Figura 23A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um polarizador reflexivo adicional 318A e um retardador passivo 270 disposto na entrada de um modulador de luz espacial 48. Na saída do modulador de luz espacial 48 existem múltiplos retardadores 300 similares àqueles no dispositivo da Figura 22B. Em comparação com a disposição da Figura 22B, o retardador passivo 270 é fornecido no lugar do retardador de cristal líquido comutável compensado traseiro 300A. Vantajosamente, o custo e a espessura são reduzidos, enquanto se alcança baixa iluminação fora do eixo geométrico no modo de operação privativo e um ângulo de visão aceitável no modo de operação amplo.

[0374] A Figura 23B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de um elemento óptico de controle de ângulo de visão que compreende um retardador passivo 270, um primeiro polarizador de controle 250A, um retardador de compensação passivo 330, um retardador de cristal líquido comutável 301 e um segundo polarizador de controle 250B. O elemento óptico é disposto na frente de um modulador de luz espacial 48 para fornecer um dispositivo de exibição.

[0375] Vários retardadores passivos 270 serão agora descritos, sendo que qualquer um deles pode ser aplicado a qualquer um dos dispositivos acima.

[0376] A Figura 24A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um retardador passivo 270 que compreende um retardador de placa O negativa 272A inclinado em um plano ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela e um retardador de placa C negativa 272B, e disposto para fornecer modificação do campo de visão de um dispositivo de exibição; e a Figura 24B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para os raios de luz transmitidos na Figura 24A, que compreende a estrutura ilustrada na Tabela 10.

Retardador passivo Figuras Camada Tipo Ângulo fora do Ângulo dentro Δn.d plano/° do plano/° /nm 272A O negativa 65 90 -550 24A e 24B 272B C positiva 90 0 +500 Tabela 10

[0377] O retardador passivo 270 compreende, dessa forma, um retardador passivo 272A que é um opiato negativo que tem um eixo óptico com um componente no plano do retardador passivo 272A e um componente perpendicular ao plano do retardador passivo 272A. Além disso, o componente no plano do retardador passivo se estende a 90°, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de tela 218. O retardador passivo 272B compreende um retardador passivo que tem um eixo óptico perpendicular ao plano do retardador passivo.

[0378] Vantajosamente, a luminância pode ser reduzida para direções de observação lateral. Uma tela móvel pode ser confortavelmente girada em torno de um eixo geométrico horizontal enquanto se obtém privacidade para curiosos fora do eixo geométrico em uma direção lateral.

[0379] A Figura 24C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de um retardador passivo 270 que compreende placas A cruzadas e uma placa O positiva; e a Figura 24D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos no retardador passivo da Figura 24C, que compreende a estrutura ilustrada na Tabela 11.

Retardador passivo Figuras Camada Tipo Ângulo fora do Ângulo dentro Δn.d plano/° do plano/° /nm 272A A positiva 0 45 +500 24C e 24D 272B A positiva 0 135 +500 272C O positiva 65 90 +550 Tabela 11

[0380] O retardador passivo 270 compreende, dessa forma, retardadores passivos 272A, 272B que são placas A cruzadas e o retardador 272C que tem um eixo óptico com um componente no plano do retardador passivo 272C e um componente perpendicular ao plano do retardador passivo 272C. O componente no plano do retardador passivo se estende a 90°, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de tela 218. Vantajosamente, a luminância pode ser reduzida para direções de observação lateral. Uma tela móvel pode ser confortavelmente girada em torno de um eixo geométrico horizontal enquanto se obtém privacidade para curiosos fora do eixo geométrico em uma direção lateral.

[0381] Pode ser desejável fornecer redução de luminância em ambas as direções lateral e elevada.

[0382] A Figura 24E é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma cadeia óptica de retardadores passivos compreendendo dois pares de placas A cruzadas; e a Figura 24F é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos no retardador passivo da Figura 24E, que compreende a estrutura ilustrada na Tabela 12.

Retardador passivo Figuras Camada Tipo Ângulo fora do Ângulo dentro Δn.d plano/° do plano/° /nm 272A 45 272B 90 24E, 24F A positiva 0 700 272C 0 272D 135 Tabela 12

[0383] O retardador 270 compreende, dessa forma, um par de retardadores passivos 272, 272D que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que se cruzam. O par de retardadores compreende, cada um, múltiplas placas A que têm respectivos eixos ópticos alinhados em ângulos diferentes uns dos outros. O par de retardadores passivos 272B, 272C tem eixos ópticos que se estendem a 90° e 0°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão de vetor elétrico 211 do polarizador de tela 210.

[0384] O par de retardadores passivos 272A, 272D tem eixos ópticos que se estendem a 45° e 135°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico 211 que é paralela à transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela 218.

[0385] A tela compreende adicionalmente um par adicional de retardadores passivos 272B, 272C disposto entre o primeiro par de retardadores passivos 272A, 272D mencionado e que tem eixos ópticos no plano dos retardadores que se cruzam. O par de retardadores passivos 272B, 272C tem eixos ópticos que se estendem a 0° e 90°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico 211, 317 que é paralela à transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela 210, 316.

[0386] O retardamento de cada placa A para luz de um comprimento de onda de 550 nm pode estar em uma faixa de 600 nm a 850 nm, de preferência em uma faixa de 650 nm a 730 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 670 nm a 710 nm. A alteração de cor da luz absorvida a partir de um local de observação central para um local de observação fora do eixo geométrico pode ser vantajosamente reduzida.

[0387] Em modalidades ilustrativas adicionais, o ângulo 273A é, de preferência, de no mínimo 40° e no máximo 50°, com mais preferência de no mínimo 42,5° e no máximo 47,5°, e com a máxima preferência de no mínimo 44° e no máximo 46°. De preferência, o ângulo 273D é de no mínimo 130° e no máximo 140°, com mais preferência de no mínimo 132,5° e no máximo 137,5°, e com a máxima preferência de no mínimo 134° e no máximo 136°.

[0388] Em modalidades ilustrativas adicionais, o par de retardadores interno 272B, 272C pode ter tolerâncias mais flexíveis que o par de retardadores externo 272A, 272D. De preferência, o ângulo 273B é de no mínimo -10° e no máximo 10°, com mais preferência de no mínimo -5° e no máximo 5°, e com a máxima preferência de no mínimo -2° e no máximo 2°. De preferência, o ângulo 273C é de no mínimo 80° e no máximo 100°, com mais preferência de no mínimo 85° e no máximo 95°, e com a máxima preferência de no mínimo 88° e no máximo 92°.

[0389] A presente modalidade fornece um perfil de transmissão que tem alguma simetria rotacional. Vantajosamente, a tela de privacidade pode ser dotada de visibilidade reduzida da imagem a partir de um campo de visão amplo para posições de observação lateral ou elevada de um curioso. Adicionalmente, tal disposição pode ser usada para se alcançar uma operação de privacidade melhorada para operações de paisagem e retrato de uma tela móvel. Tal disposição pode ser fornecida em um veículo para reduzir a luz difusa para passageiros fora do eixo geométrico, e também para reduzir a luz que incide sobre as janelas e outras superfícies de vidro no veículo.

[0390] Seria desejável fornecer um aparecimento melhorado da imagem através da adição de camuflagem à imagem privada vista pelo curioso 47 no modo de operação privativo.

[0391] A Figura 25A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral de uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação privativo que compreende um retardador de compensação passivo de placa C negativa, e um retardador de cristal líquido comutável alinhado homeotropicamente que compreende adicionalmente uma camada de eletrodo 415 dotada de um padrão. Dessa forma, os eletrodos 415a, 415b, 415c são dotados de um padrão para fornecer pelo menos duas regiões dotadas de um padrão.

[0392] Pelo menos um dos eletrodos 413, 415 pode ser dotado de um padrão; neste exemplo o eletrodo 415 é padronizado com as regiões 415a, 415b, 415c e acionado pelos respectivos acionadores de tensão 350a, 350b, 350c com as tensões Va, Vb, e Vc. Vãos 417 podem ser fornecidos entre as regiões de eletrodo 415a, 415b, 415c. A inclinação do material 414a, 414b, 414c pode então ser ajustada independentemente para revelar um padrão de camuflagem com diferentes níveis de luminância para observação fora do eixo geométrico.

[0393] Dessa forma, o retardador de cristal líquido comutável disposto entre o polarizador de tela de saída 218 e o polarizador de absorção adicional 318 é controlado através de eletrodos de endereçamento 415a, 415b, 415c e um eletrodo uniforme 413. Os eletrodos de endereçamento podem ser dotados de um padrão para fornecer ao menos duas regiões dotadas de um padrão que compreendem o eletrodo 415a e o vão 417.

[0394] A Figura 25B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva frontal da iluminação de um observador primário e um curioso próximos a uma tela privativa com luminância controlada camuflada. O dispositivo de exibição 100 pode ter dados de imagem escuros 601 e dados de plano de fundo brancos 603 que são visíveis ao observador primário 45 na janela de observação 26p. A título de comparação, o curioso 47 pode ver a imagem camuflada conforme ilustrado na Figura 25C que é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva lateral da iluminação de um curioso próximo a uma tela de privacidade de luminância controlada camuflada. Dessa forma, nas regiões de plano de fundo brancas 603, pode ser fornecida uma estrutura de camuflagem que tem luminância mista das regiões brancas 603. As regiões dotadas de um padrão dos eletrodos 415a, 415b, 415c são, portanto, padrões de camuflagem. Pelo menos uma das regiões dotadas de um padrão é individualmente endereçável e é disposta para operar em um modo de operação privativo.

[0395] As regiões dotadas de um padrão podem ser dispostas para fornecer camuflagem para múltiplas frequências espaciais através do controle de quais padrões são fornecidos durante o modo de operação privativo. Em um exemplo ilustrativo, pode ser fornecida uma apresentação com texto de 20 mm de altura. Um padrão de camuflagem com um padrão de tamanho similar pode ser fornecido com um primeiro controle de um padrão de eletrodo. Em um segundo exemplo, pode ser fornecida uma foto com conteúdo de área amplo que é mais visível para um curioso 47. A frequência espacial do padrão de camuflagem pode ser reduzida para esconder as estruturas de área maiores, pela combinação da primeira e da segunda regiões de eletrodo para fornecer a tensão e alcançar um padrão de frequência espacial inferior resultante.

[0396] Vantajosamente, uma estrutura de camuflagem controlável pode ser fornecida através do ajuste das tensões Va, Vb, e Vc na camada 892. Substancialmente, nenhuma visibilidade da estrutura de camuflagem pode ser vista durante operação frontal. Adicionalmente, a imagem camuflada pode ser removida desde que Va, Vb e Vc sejam iguais.

[0397] Seria desejável fornecer aos curiosos luminância fora do eixo geométrico com um valor de luminância, por exemplo, menor que 1%. Serão descritas agora as retroiluminações direcionais que fornecem baixa luminância fora do eixo geométrico e que podem ser usadas juntamente com os retardadores de cristal líquido compensados comutáveis das presentes modalidades. Serão descritas primeiramente as retroiluminações direcionais.

[0398] Uma formação de padrões similar pode ser aplicada a qualquer um dos dispositivos aqui descritos.

[0399] Seria desejável fornecer uma redução adicional da luminância fora do eixo geométrico através de iluminação direcional proveniente do modulador de luz espacial 48. A iluminação direcional do modulador de luz espacial 48 por retroiluminações direcionais 20 será agora descrita.

[0400] A Figura 26A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva frontal de uma retroiluminação direcional 20, e a Figura 26B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva frontal de uma retroiluminação não-direcional 20, e qualquer uma delas pode ser aplicada em qualquer um dos dispositivos aqui descritos. Dessa forma, uma retroiluminação direcional 20 conforme mostrado na Figura 26A apresenta um cone estreito 450, enquanto uma retroiluminação não-direcional 20 conforme mostrado na Figura 26B oferece um cone de distribuição angular amplo 452 dos raios de luz de saída.

[0401] A Figura 26C é um gráfico esquemático que ilustra uma variação de luminância com ângulo de visão lateral para várias disposições de retroiluminação diferentes. O gráfico da Figura 26C pode ser uma seção transversal através dos perfis de campo de visão polar aqui descritos.

[0402] Uma retroiluminação lambertiana tem um perfil de luminância 846 que é independente do ângulo de visão.

[0403] Uma retroiluminação de ângulo amplo tem uma redução em ângulos maiores de modo que a largura total à meia altura 866 de luminância relativa possa ser maior que 40°, de preferência maior que 60°, e com a máxima preferência maior que 80°. Adicionalmente, a luminância relativa 864° a +/-45°, é, de preferência, maior que 7,5%, com mais preferência maior que 10%, e com a máxima preferência maior que 20%.

[0404] A título de comparação, uma retroiluminação direcional 20 tem uma redução em ângulos maiores de modo que a largura total à meia altura 862 de luminância relativa possa ser menor que 60°, de preferência menor que 40°, e com a máxima preferência menor que 20°. Além disso, a retroiluminação 20 pode fornecer, em ângulos polares com a normal ao modulador de luz espacial 48 maiores que 45 graus, uma luminância que é no máximo 33% da luminância ao longo da normal ao modulador de luz espacial 48, de preferência no máximo 20%

da luminância ao longo da normal ao modulador de luz espacial 48, e com a máxima preferência no máximo 10% da luminância ao longo da normal ao modulador de luz espacial 48.

[0405] A dispersão e a difração no modulador de luz espacial 48 podem degradar o modo de operação privativo quando o retardador comutável 300 é disposto entre o polarizador de tela de entrada 210 e o polarizador adicional

318. A luminância em ângulos polares com a normal ao modulador de luz espacial maiores que 45 graus pode ser aumentada em disposições nas quais o retardador comutável 300 é disposto entre o polarizador de tela de saída 218 e o polarizador adicional 318, em comparação com disposições nas quais o retardador comutável 300 é disposto entre o polarizador de tela de entrada 210 e o polarizador adicional 318.

[0406] Vantajosamente, uma luminância menor fora do eixo geométrico pode ser obtida para a disposição da Figura 1A em comparação com a Figura 2A para a mesma retroiluminação 20.

[0407] Em uma modalidade ilustrativa da Figura 1A, a luminância em ângulos polares com a normal ao modulador de luz espacial 48 maiores que 45 graus pode ser de no máximo 18%, enquanto que em uma modalidade ilustrativa da Figura 2A a luminância em ângulos polares com a normal ao modulador de luz espacial 48 maiores que 45 graus pode ser de no máximo 10%. Vantajosamente, a modalidade da Figura 1A pode fornecer uma liberdade de observação mais ampla no modo de operação de ângulo amplo e ao mesmo tempo alcançar liberdade de observação similar à da modalidade da Figura 2A no modo de operação privativo.

[0408] Tais perfis de luminância podem ser fornecidos pelas retroiluminações direcionais 20 descritas abaixo ou podem também ser fornecidos pelas retroiluminações de ângulo amplo em combinação com o outro polarizador adicional 318B e retardadores passivos 270, ou um retardador de cristal líquido comutável compensado adicional 300B.

[0409] A Figura 27A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um aparelho de exibição direcional comutável 100 que compreende um retardador de cristal líquido comutável 300 e uma retroiluminação 20. A retroiluminação 20 da Figura 27A pode ser aplicada a qualquer um dos dispositivos aqui descritos e que compreendem um guia de ondas de imageamento 1 iluminado por uma matriz de fonte de luz 15 através de uma extremidade de entrada 2. A Figura 27B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva traseira da operação do guia de ondas de imageamento 1 da Figura 27A em um modo de operação de ângulo estreito.

[0410] Os guias de ondas de imageamento 1 são do tipo descrito na patente US n° 9.519.153, que está aqui incorporada, por referência, em sua totalidade. O guia de ondas 1 tem uma extremidade de entrada 2 que se estende em uma direção lateral ao longo do guia de ondas 1. Uma matriz de fontes de luz 15 é disposta ao longo da extremidade de entrada 2 e insere luz no guia de ondas 1.

[0411] O guia de ondas 1 também tem uma primeira e uma segunda superfícies de guia 6, 8 que se estendem através do guia de ondas 1 desde a extremidade de entrada 2 até uma extremidade reflexiva 4 para guiar a entrada de luz na extremidade de entrada 2 para frente e para trás ao longo do guia de ondas 1. A segunda superfície de guia 8 tem uma pluralidade de recursos de extração de luz 12 voltados para a extremidade reflexiva 4 e dispostos para defletir pelo menos parte da luz guiada de volta através do guia de ondas 1 da extremidade reflexiva 4, a partir de diferentes posições de entrada em toda a extremidade de entrada 2 em diferentes direções através da primeira superfície de guia 6, que dependem da posição de entrada.

[0412] Em funcionamento, os raios de luz são direcionados a partir da matriz de fonte de luz 15 através de uma extremidade de entrada e são guiados entre a primeira e segunda superfícies de guia 6, 8 para uma extremidade reflexiva 4, sem perdas. Os raios refletidos incidem sobre as facetas 12 e são refletidos como os raios de luz 230 ou são transmitidos como os raios de luz 232. Os raios da luz transmitidos 232 são direcionados de volta através da guia de ondas 1 pelas facetas 803, 805 do refletor traseiro 800. A operação dos refletores traseiros é adicionalmente descrita na patente US n°

10.054.732, que está aqui incorporada, por referência, em sua totalidade.

[0413] Conforme ilustrado na Figura 27B, a potência óptica da extremidade reflexiva curva 4 e das facetas 12 fornecem uma janela óptica 26 que é transmitida através do modulador de luz espacial 48 e tem um eixo geométrico 197 que é tipicamente alinhado com o eixo óptico 199 do guia de ondas 1. Uma janela óptica 26 similar é fornecida pelos raios da luz transmitidos 232 que são refletidos pelo refletor traseiro 800.

[0414] A Figura 27C é um gráfico esquemático que ilustra a plotagem de luminância de campo de visão da saída da Figura 27B quando usada em um aparelho de exibição sem nenhum retardador de cristal líquido comutável.

[0415] Dessa forma, posições de observação fora do eixo geométrico para curiosos 47 podem ter luminância reduzida, por exemplo entre 1% e 3% da luminância de pico central a uma elevação de 0 grau e ângulo lateral de +/- 45 graus. Adicionalmente, a redução da luminância fora do eixo geométrico é obtida pelos múltiplos retardadores 301, 330 das presentes modalidades.

[0416] O texto a seguir descreve outro tipo de retroiluminação direcional com baixa luminância fora do eixo geométrico.

[0417] A Figura 28A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um aparelho de exibição direcional comutável que compreende uma retroiluminação 20 que inclui um guia de ondas de colimação comutável 901 e um retardador de cristal líquido comutável 300, e um polarizador adicional 318. A retroiluminação 20 da Figura 28A pode ser aplicada a qualquer um dos dispositivos aqui descritos e é disposta da forma descrita abaixo.

[0418] O guia de ondas 901 tem uma extremidade de entrada 902 que se estende em uma direção lateral ao longo do guia de ondas 901. Uma matriz de fontes de luz 915 é disposta ao longo da extremidade de entrada 902 e insere luz no guia de ondas 1. O guia de ondas 901 também tem uma primeira e uma segunda superfícies de guia 906, 908 que se estendem através do guia de ondas 1 desde a extremidade de entrada 2 até uma extremidade reflexiva 4 para guiar a entrada de luz na extremidade de entrada 2 para frente e para trás ao longo do guia de ondas 1. Em funcionamento, a luz é guiada entre a primeira e a segunda superfícies de guia 906, 908.

[0419] A primeira superfície de guia 906 pode ser dotada de uma estrutura lenticular 904 que compreende uma pluralidade de elementos lenticulares alongados 905, e a segunda superfície de guia 908 pode ser dotada de estruturas prismáticas 912 que são inclinadas e agem como recursos de extração de luz. A pluralidade de elementos lenticulares alongados 905 da estrutura lenticular 904 e a pluralidade de recursos de extração de luz inclinados defletem a luz de entrada guiada através do guia de ondas 901 para sair através da primeira superfície de guia 906.

[0420] Um refletor traseiro 903, que pode ser um refletor plano, é fornecido para direcionar a luz que é transmitida através da superfície 908 de volta através do guia de ondas 901.

[0421] Os raios de luz de saída que incidem sobre as estruturas prismáticas 912 e os elementos lenticulares 905 da estrutura lenticular 904 são emitidos em ângulos próximos ao de incidência rasante com a superfície 906. Um filme curvo prismático 926 que compreende as facetas 927 é disposto para redirecionar os raios de luz de saída 234 por reflexão interna total através do modulador de luz espacial 48 e do retardador de cristal líquido comutável compensado 300.

[0422] A Figura 28B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista de topo da saída do guia de ondas de colimação 901. As estruturas prismáticas 912 são dispostas para fornecer luz em ângulos de incidência sobre a estrutura lenticular 904 que estão abaixo do ângulo crítico e, dessa forma, podem escapar. Em incidência nas bordas de uma superfície lenticular, a inclinação da superfície fornece uma deflexão de luz para os raios que escapam e fornece um efeito de colimação. O raio de luz 234 pode ser fornecido pelos raios de luz 188a-c e os raios de luz 189a-c, com incidência nos locais 185 da estrutura lenticular 904 do guia de ondas colimado 901.

[0423] A Figura 28C é um gráfico esquemático que ilustra uma plotagem polar do campo de visão de iso-luminância para o aparelho de exibição da Figura 28A. Dessa forma, um cone de luz de saída estreito pode ser fornecido, com seu tamanho determinado pelas estruturas 904, 912 e pelo filme curvo 926.

[0424] Vantajosamente, em regiões nas quais curiosos podem estar situados em ângulos laterais de 45 graus ou mais, por exemplo, a luminância de saída da tela é pequena, tipicamente menor que 2%. Seria desejável alcançar uma redução adicional da luminância de saída. Tal redução adicional é fornecida pelo retardador de cristal líquido compensado comutável 300 e pelo polarizador adicional 318 ilustrados na Figura 28A. Vantajosamente, uma tela de privacidade de alto desempenho com baixa luminância fora do eixo geométrico pode ser fornecida ao longo de um campo de visão amplo.

[0425] As retroiluminações direcionais, como os tipos descritos com referência às Figuras 27A e 28A, em conjunto com os múltiplos retardadores 301, 330 das presentes modalidades, podem alcançar luminância fora do eixo geométrico menor que 1,5%, de preferência menor que 0,75%, e com a máxima preferência menor que 0,5% para locais típicos de um curioso 47. Adicionalmente, uma alta luminância e uniformidade no eixo geométrico podem ser fornecidas ao usuário primário 45. Vantajosamente, uma tela de privacidade de alto desempenho com baixa luminância fora do eixo geométrico pode ser fornecida ao longo de um campo de visão amplo, que pode ser comutado para um modo de ângulo amplo através de controle do retardador comutável 301 por meio do sistema de controle 352 ilustrado na Figura 1A.

[0426] A operação das camadas de um retardador entre polarizadores paralelos para iluminação fora do eixo será agora descrita em detalhe. Nos vários dispositivos descritos acima, os retardadores são dispostos entre um par de polarizadores (tipicamente o polarizador adicional 318 e um dentre o polarizador de entrada 210 e o polarizador de saída 218) em várias configurações diferentes. Em cada caso, os retardadores são configurados de modo a não afetar a luminância da luz que passa através do par de polarizadores e dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico ao longo da normal ao plano dos retardadores, mas eles de fato reduzem a luminância da luz que passa através do par de polarizadores e dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico inclinado em relação à normal ao plano dos retardadores, pelo menos em um dos estados comutáveis do retardador compensado comutável 300. Será fornecida agora em mais detalhes uma descrição desse efeito, cujos princípios podem ser aplicados de modo geral a todos os dispositivos descritos acima.

[0427] A Figura 29A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de retardador por luz fora do eixo geométrico. Um retardador de correção 630 pode compreender material birrefringente, representado pelo elipsoide de índice de refração 632 com a direção de eixo óptico 634 a 0 grau do eixo x, e ter uma espessura 631. Os raios de luz normais 636 se propagam de modo que o comprimento da trajetória no material seja igual à espessura 631. Os raios de luz 637 que estão no plano y-z têm um comprimento de trajetória aumentado; no entanto, a birrefringência do material é substancialmente igual à dos raios 636. A título de comparação, os raios de luz 638 que estão no plano x-z têm um aumento no comprimento da trajetória do material birrefringente e, adicionalmente, a birrefringência é diferente do raio normal 636.

[0428] O retardamento do retardador 630 depende, portanto, do ângulo de incidência do respectivo raio, e também do plano de incidência, ou seja, os raios 638 no plano x-z terão um retardamento diferente dos raios normais 636 e dos raios 637 no plano y-z.

[0429] A interação da luz polarizada com o retardador 630 será agora descrita. Para se distinguir entre o primeiro e o segundo componentes de polarização durante o funcionamento em uma retroiluminação direcional 101, a explicação a seguir fará referência a um terceiro e a um quarto componentes de polarização.

[0430] A Figura 29B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de retardador por luz fora do eixo geométrico de um terceiro estado de polarização linear a 90 graus do eixo x, e a Figura 29C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de retardador por luz fora do eixo geométrico de um quarto estado de polarização linear a 0 grau do eixo x. Em tais disposições, os estados de polarização lineares incidentes são alinhados com os eixos ópticos do material birrefringente, representado pela elipse 632. Consequentemente, não há nenhuma diferença de fase entre o terceiro e o quarto componentes de polarização ortogonal, e não há nenhuma mudança resultante do estado de polarização da entrada polarizada linearmente para cada raio 636, 637, 638. Dessa forma, o retardador 630 não introduz um deslocamento de fase nos componentes polarizadores da luz que passou pelo polarizador no lado de entrada do retardador 630 ao longo de um eixo geométrico ao longo da normal ao plano do retardador

630. Consequentemente, o retardador 630 não afeta a luminância da luz que passa através do retardador 630 e dos polarizadores (não mostrados) em cada lado do retardador 630. Embora as Figuras 29A a 29C se refiram especificamente ao retardador 630 que é passivo, um efeito similar é obtido por um retardador de cristal líquido comutável e por múltiplos retardadores nos dispositivos descritos acima.

[0431] A Figura 29D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de retardador 630 por luz fora do eixo geométrico de um primeiro estado de polarização linear a 45 graus. O estado de polarização linear pode ser separado em um terceiro e um quarto componentes de polarização que são, respectivamente, ortogonal e paralelo à direção do eixo óptico 634. A espessura do retardador 631 e o retardamento do material representado pelo elipsoide de índice de refração 632 pode fornecer um efeito líquido de deslocamento de fase relativo do terceiro e do quarto componentes de polarização incidentes no mesmo em uma direção normal representada pelo raio 636 por metade de um comprimento de onda, para um comprimento de onda projetado. O comprimento de onda projetado pode, por exemplo, estar na faixa de 500 a 550 nm.

[0432] No comprimento de onda projetado e para a luz que se propaga normalmente ao longo do raio 636, a polarização de saída pode ser girada 90 graus para um estado de polarização linear 640 a -45 graus. A luz que se propaga ao longo do raio 637 pode experimentar uma diferença de fase que é similar, mas não idêntica, à diferença de fase ao longo do raio 637 devido à mudança na espessura, e dessa forma pode ser transmitido um estado de polarização elíptico 639 que pode ter um eixo principal similar ao eixo de polarização linear da luz de saída para o raio 636.

[0433] A título de contraste, a diferença de fase para o estado de polarização linear incidente ao longo do raio 638 pode ser significativamente diferente, em particular uma diferença de fase inferior pode ser fornecida. Tal diferença de fase pode fornecer um estado de polarização de saída 644 que é substancialmente circular em um dado ângulo de inclinação 642. Dessa forma, o retardador 630 introduz um deslocamento de fase nos componentes polarizadores da luz que passou pelo polarizador no lado de entrada do retardador 630 ao longo de um eixo geométrico correspondente ao raio 638 que é inclinado em relação à normal ao plano do retardador 630. Embora a Figura 29D esteja relacionada ao retardador 630 que é passivo, um efeito similar é obtido por um retardador de cristal líquido comutável, e nos múltiplos retardadores descritos acima, em um estado comutável do retardador de cristal líquido comutável correspondente ao modo privativo.

[0434] Para ilustrar o comportamento fora do eixo geométrico das cadeias de retardador, o controle de luminância angular de placas C 308A, 308B entre um polarizador adicional 318 e um polarizador de tela de saída 218 será agora descrito em várias disposições de iluminação fora do eixo geométrico em relação à operação de uma placa C 560 entre polarizadores paralelos 500, 210.

[0435] A Figura 30A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva. O componente de polarização linear incidente 704 incide sobre o material birrefringente 632 do retardador 560 que é uma placa C com uma direção de eixo óptico 507 que é perpendicular ao plano do retardador 560. O componente de polarização 704 não vê diferença de fase líquida na transmissão através da molécula de cristal líquido e, portanto, o componente de polarização de saída é igual ao componente 704. Assim, uma transmissão máxima é vista através do polarizador 210. Dessa forma, o retardador compreende um retardador 560 que tem um eixo óptico 561 perpendicular ao plano do retardador 560, que é o plano x-y. O retardador 560 que tem um eixo óptico perpendicular ao plano do retardador compreende uma placa C.

[0436] A Figura 30B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com um ângulo lateral negativo. Como ocorre com a disposição da Figura 30A, o estado de polarização 704 não vê nenhuma diferença de fase líquida e é transmitido com luminância máxima. Dessa forma, o retardador 560 não introduz um deslocamento de fase nos componentes polarizadores da luz que passou pelo polarizador no lado de entrada do retardador 560 ao longo de um eixo geométrico ao longo da normal ao plano do retardador 560. Consequentemente, o retardador 560 não afeta a luminância da luz que passa através do retardador 560 e dos polarizadores (não mostrados) em cada lado do retardador 560. Embora as Figuras 29A a 29C se refiram especificamente ao retardador 560 que é passivo, um efeito similar é obtido por um retardador de cristal líquido comutável e por múltiplos retardadores nos dispositivos descritos acima.

[0437] A Figura 30C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e um ângulo lateral negativo. Em comparação com a disposição das Figuras 30A e 30B, o estado de polarização 704 é resolvido nos autovetores 703, 705 em relação ao material birrefringente 632 fornecendo uma diferença de fase líquida na transmissão através do retardador 560. O componente de polarização elíptico resultante 656 é transmitido através do polarizador 210 com luminância reduzida em comparação com os raios ilustrados nas Figuras 30A e 30B.

[0438] A Figura 30D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação de uma camada de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e um ângulo lateral positivo. De uma maneira similar à Figura 30C, o componente de polarização 704 é resolvido nos autovetores 703, 705 que sofrem uma diferença de fase líquida, e é fornecido um componente de polarização elíptico 660, que após a transmissão através do polarizador reduz a luminância do respectivo raio fora do eixo geométrico. Dessa forma, o retardador 560 introduz um deslocamento de fase nos componentes polarizadores da luz que passou pelo polarizador no lado de entrada do retardador 560 ao longo de um eixo geométrico que é inclinado em relação à normal ao plano do retardador 560. Embora a Figura 29D esteja relacionada ao retardador 560 que é passivo, um efeito similar é obtido por um retardador de cristal líquido comutável,

e nos múltiplos retardadores descritos acima, em um estado comutável do retardador de cristal líquido comutável correspondente ao modo privativo.

[0439] A Figura 30E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos nas Figuras 30A a 30D. Dessa forma, a placa C pode fornecer redução de luminância em quadrantes polares. Em combinação com o retardador de cristal líquido comutável 301 descrito em outros pontos deste documento, (i) a remoção de redução da luminância da placa C pode ser feita em um primeiro estado de operação de ângulo amplo, e (ii) uma região polar estendida para redução de luminância pode ser obtida em um segundo estado de operação privativo.

[0440] Para ilustrar o comportamento fora do eixo geométrico das cadeias de retardador, o controle de luminância angular de placas A cruzadas 308a, 308b entre um polarizador adicional 318 e um polarizador de tela de saída 218 será agora descrito em várias disposições de iluminação fora do eixo geométrico.

[0441] A Figura 31A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação das camadas de um retardador de placas A cruzadas por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva. Um polarizador linear 218 com uma direção de transmissão de vetor elétrico 219 é usado para fornecer um estado de polarização linear 704 que é paralelo à direção lateral sobre a primeira placa A 308A dentre as placas A cruzadas 308A, 308B. A direção de eixo óptico 309A é inclinada a +45 graus na direção lateral. O retardamento do retardador 308A para o ângulo fora do eixo geométrico θ 1 na direção de elevação positiva fornece um componente de polarização resultante 650 que é genericamente elíptico na saída. O componente de polarização 650 incide sobre a segunda placa A 308B dentre as placas A cruzadas 308A, 308B que tem uma direção de eixo óptico 309B que é ortogonal à direção de eixo óptico 309A da primeira placa A 308A. No plano de incidência da Figura 31A, o retardamento da segunda placa A 308B para o ângulo fora do eixo geométrico θ1 é igual e oposto ao retardamento da primeira placa A 308A. Dessa forma, um retardamento com perda zero é fornecido para o componente de polarização incidente 704 e o componente de polarização de saída é o mesmo que o componente de polarização de entrada 704.

[0442] O componente de polarização de saída é alinhado com a direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador adicional 318, e dessa forma é transmitido de forma eficiente. Vantajosamente, nenhuma perda substancial é experimentada pelos raios de luz que têm um componente angular de ângulo lateral zero, de modo que seja alcançada uma eficiência de transmissão total.

[0443] A Figura 31B é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação das camadas de um retardador de placas A cruzadas por luz polarizada fora do eixo geométrico com um ângulo lateral negativo. Dessa forma, o componente de polarização de entrada é convertido pela primeira placa A 308A em um componente de polarização intermediário 652 que é genericamente um estado de polarização elíptico. A segunda placa A 308B fornece novamente um retardamento igual e oposto ao da primeira placa A de modo que o componente de polarização de saída seja igual ao componente de polarização de entrada 704 e a luz é transmitida eficientemente através do polarizador 318.

[0444] Dessa forma, o retardador compreende um par de retardadores 308, 308B que têm eixos ópticos no plano dos retardadores 308A, 308B que se cruzam, que é o plano x-y nas presentes modalidades. O par de retardadores 308A, 308B tem eixos ópticos 309A, 309B que se estendem a 45° em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão de vetor elétrico do polarizador 318.

[0445] Vantajosamente, nenhuma perda substancial é experimentada pelos raios de luz que têm um componente angular de elevação lateral zero, de modo que seja alcançada uma eficiência de transmissão total.

[0446] A Figura 31C é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação das camadas de um retardador de placas A cruzadas por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e um ângulo lateral negativo. O componente de polarização 704 é convertido em um componente de polarização elíptico 654 pela primeira placa A 308A. Um componente elíptico resultante 656 é transmitido a partir da segunda placa

A 308B. O componente elíptico 656 é analisado pelo polarizador de entrada 318 com luminância reduzida em comparação com a luminância de entrada do primeiro componente de polarização 704.

[0447] A Figura 31D é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em perspectiva da iluminação das camadas de um retardador de placas A cruzadas por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e um ângulo lateral positivo. Os componentes de polarização 658 e 660 são fornecidos pela primeira e pela segunda placas A 308A, 308B, uma vez que o retardamento líquido do primeiro e do segundo retardadores não fornece compensação.

[0448] Dessa forma, a luminância é reduzida para raios de luz que têm um ângulo lateral diferente de zero e componentes de elevação diferente de zero. Vantajosamente, a privacidade da tela pode ser aumentada para curiosos que estão dispostos em quadrantes de observação, enquanto a eficiência luminosa para os usuários principais da tela não é substancialmente reduzida.

[0449] A Figura 31E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direções polares para raios de luz transmitidos nas Figuras 30A a 30D. Em comparação com a disposição da Figura 30E, a área de redução de luminância é aumentada para observação fora do eixo geométrico. Entretanto, o retardador de cristal líquido comutável 301 pode fornecer uniformidade reduzida em comparação com as disposições de placa C para observação fora do eixo geométrico no primeiro estado de operação de modo amplo.

[0450] Como usado aqui, os termos "substancialmente" e "aproximadamente" fornecem uma tolerância aceita na indústria para seu termo correspondente e/ou relatividade entre itens. Tal tolerância aceita na indústria varia de zero por cento a dez por cento, e corresponde a, mas não se limita a, valores de componentes, ângulos, etc. Tal relatividade entre itens varia entre aproximadamente zero por cento e dez por cento.

[0451] Embora tenham sido descritas acima várias modalidades de acordo com os princípios aqui revelados, deve-se compreender que elas foram apresentadas somente a título de exemplo, e não de limitação. Dessa forma, a extensão e o escopo desta revelação não devem ser limitados por nenhuma das modalidades exemplificadoras descritas anteriormente, mas devem ser definidos apenas de acordo com quaisquer reivindicações e seus equivalentes decorrentes desta revelação. Ademais, as vantagens e os recursos apresentados acima são fornecidos nas modalidades descritas, mas não devem limitar a aplicação de tais reivindicações concedidas a processos e estruturas que proporcionem qualquer uma das ou todas as vantagens acima.

[0452] Adicionalmente, os cabeçalhos de seção no presente documento são fornecidos para consistência com as sugestões sob 37 CFR 1.77, ou para fornecer, de outro modo, deixas organizacionais. Esses cabeçalhos não devem limitar ou caracterizar a(s) modalidade(s) definida(s) em qualquer uma das reivindicações que podem derivar desta revelação. Especificamente e a título de exemplo, embora os cabeçalhos refiram-se a um "Campo Técnico", as reivindicações não devem ser limitadas pelo idioma escolhido sob esse cabeçalho para descrever o denominado campo. Adicionalmente, uma descrição de uma tecnologia na seção "Antecedentes" não deve ser interpretada como uma admissão de que uma determinada tecnologia é da técnica anterior para qualquer modalidade nesta revelação. Da mesma forma, a seção "Sumário" não deve ser considerada como uma caracterização da(s) modalidade(s) apresentada(s) nas reivindicações concedidas. Ademais, qualquer referência nesta revelação à "invenção" usada no modo singular não deve ser usada como argumento de que há apenas um único ponto de inovação nesta revelação. Múltiplas modalidades podem ser apresentadas de acordo com as limitações das múltiplas reivindicações decorrentes desta revelação, e tais reivindicações definem consequentemente as modalidades, e seus equivalentes, que são assim protegidos. Em todas as instâncias, o escopo de tais reivindicações deverá ser considerado por si mesmo à luz desta revelação, mas não deverá ser constrito pelos cabeçalhos aqui descritos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de exibição, caracterizado por compreender: um modulador de luz espacial; um polarizador de tela disposto em um lado do modulador de luz espacial; um polarizador adicional disposto no mesmo lado do modulador de luz espacial que o polarizador de tela; e múltiplos retardadores dispostos entre o polarizador adicional e o polarizador de tela; sendo que os múltiplos retardadores compreendem: um retardador de cristal líquido comutável compreendendo uma camada de material de cristal líquido; e pelo menos um retardador de compensação passivo.

2. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o polarizador de tela e o polarizador adicional terem direções de transmissão de vetor elétrico que são paralelas.

3. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado por o retardador de cristal líquido comutável compreender duas camadas de alinhamento de superfície dispostas em posição adjacente à camada de material de cristal líquido e em lados opostos da mesma, e cada uma disposta para fornecer alinhamento homeotrópico no material de cristal líquido adjacente.

4. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a camada de material de cristal líquido do retardador de cristal líquido comutável compreender um material de cristal líquido com uma anisotropia dielétrica negativa.

5. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 3 ou a reivindicação 4, caracterizado por a camada de material de cristal líquido ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1000 nm, de preferência em uma faixa de 600 nm a 900 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 700 nm a 850 nm.

6. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações 3 a 5, caracterizado por: o pelo menos um retardador de compensação passivo compreender um retardador que tem seu eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, o pelo menos um retardador passivo ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -900 nm, de preferência em uma faixa de -450 nm a -800 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -500 nm a -725 nm; ou pelo menos um retardador de compensação passivo compreender um par de retardadores que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador do par de retardadores tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1800 nm, de preferência em uma faixa de 700 nm a 1500 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 900 nm a 1300 nm.

7. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado por o retardador de cristal líquido comutável compreender duas camadas de alinhamento de superfície dispostas em posição adjacente à camada de material de cristal líquido e em lados opostos da mesma, e cada uma disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente.

8. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a camada de material de cristal líquido do retardador de cristal líquido comutável compreender um material de cristal líquido com uma anisotropia dielétrica positiva.

9. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 7 ou a reivindicação 8, caracterizado por a camada de material de cristal líquido ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1000 nm, de preferência em uma faixa de 600 nm a 850 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 700 nm a 800 nm.

10. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações 7 a 9, caracterizado por:

o pelo menos um retardador de compensação passivo compreender um retardador que tem seu eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, o pelo menos um retardador passivo tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -700 nm, de preferência em uma faixa de -350 nm a -600 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -400 nm a -500 nm; ou o ao menos um retardador de compensação passivo compreender um par de retardadores que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador do par de retardadores tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 300 nm a 800 nm, de preferência em uma faixa de 350 nm a 650 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 450 nm a 550 nm.

11. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado por o retardador de cristal líquido comutável compreender duas camadas de alinhamento de superfície dispostas em posição adjacente à camada de material de cristal líquido e em lados opostos da mesma, sendo uma das camadas de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homeotrópico no material de cristal líquido adjacente e a outra camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente.

12. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homogêneo estar entre a camada de material de cristal líquido e o retardador de compensação; a camada de material de cristal líquido ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 700 nm a 2000 nm, de preferência em uma faixa de 1000 nm a 1500 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 1200 nm a 1500 nm; e o pelo menos um retardador de compensação passivo compreender um retardador que tem seu eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, o pelo menos um retardador passivo tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -400 nm a -1800 nm, de preferência em uma faixa de -700 nm a -1500 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -900 nm a -1300 nm; ou o ao menos um retardador de compensação passivo compreender um par de retardadores que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador do par de retardadores tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1800 nm, de preferência em uma faixa de 700 nm a 1500 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 900 nm a 1300 nm.

13. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homeotrópico estar entre a camada de material de cristal líquido e o retardador de compensação; a camada de material de cristal líquido ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1800 nm, de preferência em uma faixa de 700 nm a 1500 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 900 nm a 1350 nm; e o pelo menos um retardador de compensação passivo compreender um retardador que tem seu eixo óptico perpendicular ao plano do retardador, o pelo menos um retardador passivo tendo um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -1600 nm, de preferência em uma faixa de -500 nm a -1300 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -700 nm a -1150 nm; ou o ao menos um retardador de compensação passivo compreender um par de retardadores que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador do par de retardadores tem um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1600 nm, de preferência em uma faixa de 600 nm a 1400 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 800 nm a 1300 nm.

14. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações 3 a 13, caracterizado por cada camada de alinhamento ter uma pré-inclinação que tem uma direção de pré-inclinação com um componente no plano da camada de cristal líquido que é paralela ou antiparalela ou ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela.

15. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o pelo menos um retardador passivo compreender ao menos dois retardadores passivos com pelo menos duas orientações de eixos ópticos diferentes.

16. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o pelo menos um retardador de compensação passivo compreender um par de retardadores passivos que têm eixos ópticos no plano dos retardadores que se cruzam.

17. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o par de retardadores passivos ter eixos ópticos que se estendem a 45° e 135°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela.

18. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 16 ou a reivindicação 17, caracterizado por o retardador de cristal líquido comutável ser fornecido entre o par de retardadores passivos.

19. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por compreender adicionalmente um eletrodo transparente e uma camada de alinhamento de cristal líquido formada em um lado de cada um dentre o par de retardadores passivos adjacentes ao retardador de cristal líquido comutável.

20. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por compreender adicionalmente um primeiro e um segundo substratos entre os quais o retardador de cristal líquido comutável é fornecido, o primeiro e o segundo substratos compreendendo, cada um, um dentre o par de retardadores passivos.

21. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por cada um dentre o par de retardadores ter um retardamento para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 150 nm a 800 nm, de preferência em uma faixa de 200 nm a 700 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de 250 nm a 600 nm.

22. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o pelo menos um retardador de compensação passivo compreender um retardador que tem um eixo óptico perpendicular ao plano do retardador.

23. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por o pelo menos um retardador de compensação passivo compreender dois retardadores passivos que têm um eixo óptico perpendicular ao plano dos retardadores passivos, e o retardador de cristal líquido comutável ser fornecido entre os dois retardadores passivos.

24. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por compreender adicionalmente um eletrodo transparente e uma camada de alinhamento de cristal líquido formada em um lado de cada um dentre os dois retardadores passivos adjacentes ao retardador de cristal líquido comutável.

25. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 23 ou a reivindicação 24, caracterizado por compreender adicionalmente um primeiro e um segundo substratos entre os quais o retardador de cristal líquido comutável é fornecido, o primeiro e o segundo substratos compreendendo, cada um, um dentre os dois retardadores passivos.

26. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações 23 a 25, caracterizado por os dois retardadores passivos terem um retardamento total para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -700 nm, de preferência em uma faixa de -350 nm a -600 nm, e com a máxima preferência em uma faixa de -400 nm a -500 nm.

27. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o pelo menos um retardador de compensação passivo compreender um retardador que tem um eixo óptico com um componente perpendicular ao plano do retardador e com um componente no plano do retardador.

28. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por o componente no plano do retardador passivo se estender a 0°, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela ou perpendicular à transmissão de vetor elétrico do polarizador de tela.

29. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 27 ou a reivindicação 28, caracterizado por o pelo menos um retardador passivo compreender adicionalmente um retardador passivo que tem um eixo óptico perpendicular ao plano do retardador passivo ou um par de retardadores passivos que têm eixos ópticos no plano dos retardadores passivos que se cruzam.

30. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o retardamento do pelo menos um retardador de compensação passivo ser igual e oposto ao retardamento do retardador de cristal líquido comutável.

31. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por: o retardador de cristal líquido ajustável compreender uma primeira e uma segunda pré-inclinações; e o pelo menos um retardador de compensação passivo compreender um retardador de compensação com uma primeira e uma segunda pré-inclinações, a primeira pré-inclinação do retardador de compensação ser igual à primeira pré-inclinação do retardador de cristal líquido e a segunda pré- inclinação do retardador de compensação ser igual à segunda pré-inclinação do retardador de cristal líquido.

32. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o pelo menos um retardador de compensação passivo ser disposto para não introduzir nenhum deslocamento de fase nos componentes de polarização da luz que passou por um dentre o polarizador de tela e o polarizador adicional no lado de entrada dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico ao longo da normal ao plano do pelo menos um retardador de compensação passivo.

33. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o pelo menos um retardador de compensação passivo ser disposto para introduzir um deslocamento de fase nos componentes de polarização da luz que passou por um dentre o polarizador de tela e o polarizador adicional no lado de entrada dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico inclinado em relação à normal ao plano do pelo menos um retardador de compensação passivo.

34. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o retardador de cristal líquido comutável ser disposto para não introduzir nenhum deslocamento de fase nos componentes de polarização da luz que passou por um dentre o polarizador de tela e o polarizador adicional no lado de entrada dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico ao longo da normal ao plano do retardador de cristal líquido comutável.

35. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o retardador de cristal líquido comutável ser disposto para introduzir um deslocamento de fase nos componentes de polarização da luz que passou por um dentre o polarizador de tela e o polarizador adicional no lado de entrada dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico inclinado em relação à normal ao plano do retardador de cristal líquido comutável em um estado comutável do retardador de cristal líquido comutável.

36. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelos múltiplos retardadores serem dispostos para não afetar a luminância da luz que passa através do polarizador de tela, do polarizador adicional e dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico ao longo da normal ao plano dos retardadores.

37. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelos múltiplos retardadores serem dispostos para reduzir a luminância da luz que passa através do polarizador de tela, do polarizador adicional e dos múltiplos retardadores ao longo de um eixo geométrico inclinado em relação à normal ao plano dos retardadores.

38. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o retardador de cristal líquido comutável compreender adicionalmente eletrodos para aplicar uma tensão para controlar a camada de material de cristal líquido.

39. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado por os eletrodos estarem em lados opostos da camada de material de cristal líquido.

40. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 38 ou a reivindicação 40, caracterizado por os eletrodos serem dotados de um padrão para fornecer pelo menos duas regiões dotadas de um padrão.

41. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações 38 a 40, caracterizado por compreender adicionalmente um sistema de controle disposto para controlar a tensão aplicada aos eletrodos do pelo menos um retardador de cristal líquido comutável.

42. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado por o sistema de controle compreender adicionalmente um meio para determinar a localização de um curioso em relação à tela e o sistema de controle ser disposto para ajustar a tensão aplicada aos eletrodos do pelo menos um retardador de cristal líquido comutável em resposta à localização do curioso.

43. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender adicionalmente ao menos um retardador adicional e um outro polarizador adicional, sendo que o pelo menos um retardador adicional é disposto entre o primeiro polarizador adicional mencionado e o outro polarizador adicional.

44. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender adicionalmente uma retroiluminação disposta para emitir luz, sendo que o modulador de luz espacial é um modulador de luz espacial transmissivo disposto para receber luz de saída da retroiluminação.

45. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado por a retroiluminação fornecer, em ângulos polares com a normal ao modulador de luz espacial maiores que 45 graus, uma luminância que é no máximo 33% da luminância ao longo da normal ao modulador de luz espacial, de preferência no máximo 20% da luminância ao longo da normal ao modulador de luz espacial, e com a máxima preferência no máximo 10% da luminância ao longo da normal ao modulador de luz espacial.

46. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 44 ou a reivindicação 45, caracterizado por a retroiluminação compreender: um conjunto de fontes de luz; um guia de onda direcional que compreende: uma extremidade de entrada que se estende em uma direção lateral ao longo de um lado do guia de ondas direcional, sendo que as fontes de luz são dispostas ao longo da extremidade de entrada e dispostas para inserir luz de entrada no guia de ondas; e uma primeira e uma segunda superfícies de guia opostas que se estendem através do guia de ondas direcional desde a extremidade de entrada para guiar a entrada de luz na extremidade de entrada ao longo do guia de ondas, sendo o guia de ondas disposto para defletir a luz de entrada guiada através do guia de ondas direcional para sair através da primeira superfície de guia.

47. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 46, caracterizado por a retroiluminação compreender adicionalmente um filme reflexivo curvo e o guia de ondas direcional ser um guia de ondas de colimação.

48. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 47, caracterizado por o guia de ondas de colimação compreender: (i) uma pluralidade de elementos lenticulares alongados; e (ii) uma pluralidade de recursos de extração de luz inclinados, sendo que a pluralidade de elementos lenticulares alongados e a pluralidade de recursos de extração de luz inclinados são orientadas para defletir a luz de entrada guiada através do guia de ondas direcional para sair através da primeira superfície de guia.

49. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 46, caracterizado por o guia de ondas direcional ser um guia de ondas de imageamento disposto para imagear as fontes de luz na direção lateral de modo que a luz de saída das fontes de luz seja direcionada para as respectivas janelas ópticas em direções de saída que são distribuídas com base nas posições de entrada das fontes de luz.

50. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 49, caracterizado por o guia de ondas de imageamento compreender uma extremidade reflexiva para refletir a luz de entrada de volta ao longo do guia de ondas de imageamento, sendo que a segunda superfície de guia é disposta para defletir a luz de entrada refletida através da primeira superfície de guia como a luz de saída, a segunda superfície de guia compreende recursos de extração de luz e regiões intermediárias entre os recursos de extração de luz, sendo que os recursos de extração de luz são orientados para defletir a luz de entrada refletida através da primeira superfície de guia como uma luz de saída e as regiões intermediárias são dispostas para direcionar a luz através do guia de ondas sem extrai-la; e a extremidade reflexiva ter uma potência óptica positiva na direção lateral estendendo-se entre os lados do guia de ondas que se estendem entre a primeira e a segunda superfícies de guia.

51. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações 44 a 50, caracterizado por o polarizador de tela ser um polarizador de tela de entrada disposto no lado de entrada do modulador de luz espacial entre a retroiluminação e o modulador de luz espacial, e o polarizador adicional ser disposto entre o polarizador de tela de entrada e a retroiluminação.

52. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 51, caracterizado por o polarizador adicional ser um polarizador reflexivo.

53. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 51 ou a reivindicação 52, caracterizado por o dispositivo de exibição compreender adicionalmente um polarizador de saída disposto no lado de saída do modulador de luz espacial.

54. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 50, caracterizado por o polarizador de tela ser um polarizador de saída disposto no lado de saída do modulador de luz espacial.

55. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 54, caracterizado por o dispositivo de exibição compreender adicionalmente um polarizador de entrada disposto no lado de entrada do modulador de luz espacial.

56. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 55, caracterizado por compreender adicionalmente um outro polarizador adicional disposto no lado de entrada do modulador de luz espacial e ao menos um retardador adicional disposto entre o ao menos um outro polarizador adicional e o polarizador de entrada.

57. Dispositivo de exibição, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 43, caracterizado por o modulador de luz espacial compreender um modulador de luz espacial emissivo para emitir luz e o polarizador de tela ser um polarizador de tela de saída disposto no lado de saída do modulador de luz espacial emissivo.

58. Dispositivo de exibição, de acordo com a reivindicação 57, caracterizado por compreender adicionalmente ao menos um retardador adicional e um outro polarizador adicional, sendo que o pelo menos um retardador adicional é disposto entre o primeiro polarizador adicional mencionado e o outro polarizador adicional.

59. Elemento óptico de controle de ângulo de visão para aplicação a um dispositivo de exibição que compreende um modulador de luz espacial e um polarizador de tela disposto em um lado do modulador de luz espacial, sendo o elemento óptico de controle de ângulo de visão caracterizado por compreender um polarizador de controle e múltiplos retardadores para disposição entre o polarizador adicional e o polarizador de tela na aplicação do elemento óptico de controle de ângulo de visão para o dispositivo de exibição, sendo que os múltiplos retardadores compreendem:

um retardador de cristal líquido comutável compreendendo uma camada de material de cristal líquido; e pelo menos um retardador de compensação passivo.