CN100412678C - 悬浮粒子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3D显示器。该3D显示器包括具有细长粒子的悬浮液的悬浮粒子设备,该细长粒子与入射光束成预定角度取向。该显示器可以将有关左眼和右眼的信息分开。一套电子可控的悬浮粒子设备可调整射出的光束的偏转角。
Description
本发明涉及一种3D显示器,尤其涉及一种包括为了对显示器透射或反射的光辐射的方向进行控制的粒子悬浮液(particle suspension)的电光元件(cell)的用法。
悬浮粒子设备(SPD)在需要对光进行控制的应用中用作光闸和光阀,并且可在透射状态和非透射状态之间切换。它们可以例如与LCD屏幕结合用在个人计算机的屏幕中以及移动通信设备中。当屏幕的环境很暗时SPD可以将来自背光的光透射到LCD屏幕,或者,当屏幕前面有明亮的光时,SPD可以将周围环境的光反射而不是利用该背光。
常规的SPD包括第一和第二通常平行、隔开的支承构件,如玻璃板,悬浮粒子介质位于其间。该悬浮粒子介质可包括载液中的细长反射粒子。在支承构件上设置电极,用以向一个或多个独立元件中的悬浮粒子施加电场。粒子在没有外加场的情况下采取随机取向。早期的SPD利用悬浮粒子的随机取向来提供非透射状态。入射光被随机取向的粒子阻挡并被散射。改进的SPD利用与光的方向垂直的电场来提供非透射状态。这些粒子与外加场平行,它们的大区域垂直于光的方向,导致高度反射的状态。这种状态的优点在于反射率提高并且切换时间加快。通过沿光的方向施加电场,使这些粒子的长轴平行于入射光方向,来形成透射状态,同时显著降低了散射。
关于3D显示器的研究正变得更为普及和广泛。已经存在各种自动立体屏幕,使得观看者不使用滤光器和专用眼镜就可以观看3D图像。这种屏幕的例子可以在C.van Berkel等人的“多视图3D-LCD(Multiview 3D-LCD)”(SPIE Proceedings,Vol.2653,1996,第32-39页)中得到。
当显示器显示两个图像,一个针对左眼且一个针对右眼,其中这两个图像略微移位以考虑两眼之间的视差时,呈现3D图像。包含每个图像的信息的像素以循环图案散布在屏幕上。对屏幕发出的光进行控制,从而将穿过含有针对左眼的信息的像素的光随后引向左眼,并且将穿过含有针对右眼的信息的像素的光随后引向右眼。与每对像素关联的光束需要以正确的角度进入这些像素。通常通过下面的方式来控制光束的方向:通过使用在每隔适当距离的细平行缝隙中发射光的背光,如在US-A-4717949中所述;或者通过在光和像素之间使用具有缝隙的滤光器,或利用双凸透镜从而使光以适当角度传播,如GB-A-2196166中所公开的。但是,这些方法都没有提供能够在操作过程中改变光的方向的屏幕。因此,不可能将屏幕转换成2D显示模式。另外,不可能作为观看者位置的函数改变光的方向。已经报道了关于对下述显示器的研究,所述显示器包含可切换漫射滤光器,用于在发出光之前使定向的光散射,并因此能够将显示模式从2D变为3D。这一研究的例子可以在J.Eichenlaub等的“A lightweight,compact 2D/3Dautostereoscopic lcd backlight(重量轻、紧凑的2D/3D自动立体LCD背光)”(SPIE proceedings,Vol.3295,1998,pp.180-185)中得到。但是,漫射滤光器经常会降低屏幕的效率。而且,在任何特定屏幕上仅仅能够显示包含特定数量视图的图像,因为来自每个视图的光的方向在制造时被固定,并且在之后不能改变。
根据本发明提供一种电光元件,其包括第一和第二支承构件,至少其中之一对光辐射是透明的;位于支承构件之间的粒子悬浮液;以及在至少第一支承构件上的电极布置,其用于按照一定方式向粒子悬浮液施加电场,该方式至少使粒子的绝大部分在其预定区域内按照相对于支承构件倾斜的方式进行取向,以便倾斜地引导光辐射在该支承构件之间通过。
进一步提供一种显示器,其包括光源,包含像素阵列的显示器件,以及多个上述电光元件。
本发明的优点在于可以由电力来控制光的方向,并且能够在操作过程中改变光的方向。背光发出的光可以由电光元件引向适当的像素,并随后引向适当的眼睛,从而形成可调的3D图像。如果观看者改变位置,或者增大或减小3D图像的视图数量,那么可以相应地改变光束的方向。
本发明进一步提供一种显示器,其可用于提供可切换为透射模式的第一显示窗口,其中该窗口的尺寸对应于一组电光元件的尺寸,所述组包括至少一个电光元件,该组的电光元件可用于按照一定方式向所述组的粒子悬浮液施加垂直于支承构件的电场,从而使所述组中至少的粒子的大部分在其预定区域内按照垂直于支承构件的配置进行取向,以便对在支承构件之间穿过的光辐射产生可忽略的阻挡。
如果与所述第一窗口对应的像素进一步包含用于2D图像的信息,那么该窗口可以在2D和3D显示模式之间切换。
再一方面,本发明提供一种显示器,其可用于提供可切换为反射模式的第二窗口,其中该窗口的尺寸对应于一组电光元件的尺寸,所述组包括至少一个电光元件,该组的电光元件可用于按照一定方式向所述组的粒子悬浮液施加与支承构件平行的电场,从而使所述组中至少大部分粒子在其预定区域内按照平行于支承构件的方式来取向,以便反射穿过其间的光辐射。
如果这些像素位于反射电光元件之后,那么所述第二窗口在反射模式中将表现为一面镜子,如果这些像素位于反射电光元件之前,并且这些像素包含用于2D图像的信息,那么可以利用环境光来照亮在该窗口中的2D图像。
本发明的另一个优点在于,由于电光元件可以使光透射、反射以及以大幅度倾斜角度偏转,因此可以将光的方向调整为适应不同的用户或者不同距离处的操作。
现在参照附图以举例的方式来描述本发明的各个实施例,在附图中:
图1是在3D显示器中的电光元件的示意性截面图,其中悬浮粒子处于随机状态;
图2是在3D显示器中的电光元件的示意性截面图,其中悬浮粒子处于透射状态;
图3是显示器的电光元件的示意性截面图,其中悬浮粒子处于反射状态;
图4是显示器的电光元件的示意性截面图,其中悬浮粒子处于部分偏转状态;
图5是示出光在图4的电光元件中的路径的示意图;
图6(a)-(c)是显示器的电光元件分别在与显示器平面垂直、平行以及成斜角的电场作用下的截面图,并且在右手侧放大地示出了的悬浮粒子的取向;
图7(a)-(b)示出悬浮粒子在显示器的电光元件中的自由度;
图8(a)-(d)示出处于偏转状态的显示器的电光元件的详细实施例;
图9(a)-(d)示出处于反射状态的图8的电光元件;
图10(a)-(d)示出处于透射状态的图8和9的电光元件;
图11示出怎样形成3D图像;
图12示出怎样利用使光偏转的悬浮粒子设备来形成3D图像;
图13示出包含两个电光元件的显示器的一部分,这两个电光元件将两个光束中的每一个光束通过独立的液晶(LC)像素引导到适当的眼睛中;
图14(a)-(b)示出图13中的显示器所需的电光元件的电极结构的例子;
图15示出一种电光元件,其中一半元件将光偏转到左边,一半元件将光偏转到右边;
图16示出能够提供图15中所述偏转的电光元件的电极结构;
图17示出包括一个电光元件的显示器的一部分,该电光元件使一部分光偏转通过LC像素并进入一只眼睛,使另一部分光透射通过另一个LC像素并进入另一只眼睛;
图18示出包括处于透射状态的两个电光元件以及两个LC像素的显示器的一部分;
图19示出处于反射状态的图18中的显示器;
图20示出包括两个电光元件和两个LC像素的显示器的不同实施例,其中该显示器处于3D显示模式;
图21示出处于透射状态的图20的显示器;以及
图22示出处于反射状态的图20和图21的显示器。
图1示出没有施加电场的电光元件1。该元件包括两个平面支承构件2和3,以及在这两个支承构件之间的介质5中的悬浮粒子4。该支承构件是透明的,允许光6穿过该元件。该粒子悬浮液包括在绝缘流体中悬浮的许多反射粒子。这些粒子进一步是不等轴的,即它们具有不对称的特征。通常,它们是细长的悬浮体(platelet),具有不相等的高度、宽度和深度。悬浮介质可以是具有一定粘性的乙酸丁酯或液态有机硅氧烷聚合物,所述粘性允许粒子的布朗运动,但是阻止沉淀。适当的粒子的例子包括银、铝或铬的金属悬浮体、云母粒子或者无机钛化合物的粒子。粒子的长度是约1至50微米,厚度为5至300nm。在图1中,粒子随机地取向。光6将散射离开随机取向的粒子4。因此,该元件没有很好地透射光。
图2示出施加了与支承构件2和3垂直的电场时的电光元件。粒子4以其长轴平行于外加场方向的方式来取向,使光6能够穿过该元件而不会发生明显的散射。因此,该元件处于透射模式中。
图3示出当施加与支承构件2和3平行的电场时的电光元件。悬浮粒子因此以其长轴平行于场方向且垂直于光6的方式来取向。该元件可包含由于光6散射离开粒子4而反射光6的反射粒子,因此该元件不会使光透射。图3中所示的非透射配置在考虑切换时间时比图1中所示配置更好。从高度对准的状态获得图1中取向的切换时间取决于粒子的热弛豫,而到图3中取向的切换时间取决于电力。在大尺寸粒子的情况下,后者比前者快得多。
图4示出当施加倾斜电场时的电光元件。粒子4使自己相对于支承构件2、3的法线成一定角度地取向,因此使通过的光偏转。但是,仅仅一部分光将被偏转。图5示出从该元件出来的三个光束8、9、10。一小部分光8直行通过该元件,没有散射离开任何粒子。另一部分光9散射离开奇数个粒子,其偏转的角是粒子与支承构件的法线所成角7的大小的两倍。此外,第三部分光10散射离开偶数个粒子,其中由第二个粒子引起的偏转与由第一个粒子引起的偏转方向相反,导致透射的光束平行于入射光束。
图6示出能够获得图2、3和4中所述电场的详细的电极结构和元件特征的例子。图6示出分别在支承构件2和3上的电极11和12的阵列。支承构件2上的电极11与支承构件3上的电极12在相对的位置对准。而且,这些电极分开间隙13,从而使电极之间绝缘。这些支承构件通常用绝缘的透明材料制成,如玻璃、石英、塑料或二氧化硅(SiO2)。电极通常利用在CVD或溅射工艺中淀积的导电材料而形成,所述导电材料例如为氧化铟锡(ITO)。支承构件之间的空间包括含悬浮介质5的中间层和两个外钝化层14,其中悬浮介质5具有高介电常数,而钝化层14具有较低的介电常数。钝化层14的目的是降低元件的粒子悬浮液中电场的不均匀性。可能的钝化层是可以通过浸渍基底2、3进行淀积的含氟聚合物,或是可以通过CVD等进行溅射或淀积的SiO2。
典型的元件具有200微米的元件间隙,其中钝化层为50微米,且具有250微米的电极宽度,以及50微米的电极间隙13。中间层14的电常数为10,每个钝化层15的介电常数为2。
图6示出粒子悬浮液中的等势线15比较平行,电场线的梯度在很大程度上位于钝化层中。图6还示意性地示出悬浮粒子4在元件中如何取向。粒子4垂直于等势线取向。为了实现图6a、6b和6c中的变化电场,必须针对每个电场对电极11和12进行不同的寻址。图6中电极的不同阴影表示不同的电势。淡灰对应于带负电,白色对应于带正电,黑色对应于中性。
图6a示出怎样获得垂直于支承构件的电场。使第一支承构件的电极11上的电势与第二支承构件的电极12上的电势相反可产生垂直于支承构件的电场。图6b示出如何在右手和左手电极上分别带有相反的电荷以产生与支承构件一致的电场,图6c示出对电极不对称的寻址怎样导致相对于支承构件成斜角的电场。电元件中的电场的斜角不限于图6c的斜角。可以通过对其他适当的电极组合进行寻址来进一步调谐该斜角,这对于有经验的读者来说是很清楚的。
为了获得倾斜配置,在图6c中使用位于每个支承构件上的三个电极。因此,六个电极用于形成使光部分偏转的电光元件。包含六个电极的元件也可以配置为透射和反射的。
在一个电场作用下的电光元件中的悬浮粒子具有多于一个的自由度。图7a示出在从第二支承构件的左手侧到第一支承构件的右手侧成斜角的电场的作用下的四个粒子。这些支承构件上的电极未示出。粒子16和粒子17具有不同的取向,但是都与电场一致(align)。观察到穿过该元件的光反射到反射圆中,这是由于该光反射离开由图7a中的粒子形成的管的所有侧造成的。该反射圆的直径取决于粒子与光的方向所成的角。但是,可以施加与第一场垂直的第二场(图7b)来避免该反射环(ring)。当间歇地施加这两个场时,选择满足这两个场的取向。粒子17的取向满足这两个场。因此,减少了该粒子的自由度,并能精确选择该粒子的取向。如果这些粒子处于反射状态,那么选择大多数粒子的取向为粒子的大面积平行于基底,这会导致高度反射的状态。当这些粒子具有多于一个的自由度时,不能达到高度反射的状态。
为了减少悬浮粒子的自由度的数量,可以使用包括电极11和12的矩阵的元件18,如将参考图8所描述的。第一和第二支承构件2和3每一个均包括九个电极,这些电极排列成三个电极的行R1至R3和三个电极的列C1至C3。每一行都可以用行解码器19和20进行寻址,每一列都可以用列解码器21和22进行寻址。在电极与连接到电压源的接线之间的每个节点处都有开关(未示出),使得每个电极都可以与该元件中的其余电极绝缘。因此,可以单独地对这些电极进行寻址。行、列解码器和开关进一步连接到驱动电子装置(未示出)。可选择的是,有源矩阵布置可用于对每个电极单独进行寻址。
图8a示出不对称地寻址位于第一和第二支承构件上的列。在第一和第二支承构件上的列C1都带正电,在第一支承构件上的列C2带负电,在第二支承构件上的列C2带正电,在第一和第二支承构件上的列C3均带负电。不对称带电的电极形成了从第一支承构件2的右手侧到第二支承构件3的左手侧成斜角的电场,如图8b中所示。这些粒子以多于一个自由度取向,如粒子16和17所示。但是,如果施加第二电场,如图8c中所示,那么仅仅一种取向满足这两个电场。第二电场不允许图8b中粒子16的取向。另一方面,第二电场允许图8d中粒子16的取向,但第一电场不允许。但是,两个电场都允许粒子17的取向。因此,如果间歇地施加第一和第二场,那么大多数粒子采取粒子17的取向。图8c和8d中的场平行于支承构件,即其从图8d中纸张平面中出来,并且这可以通过使第一和第二支承构件的顶行R1与其余电极带相反的电荷来实现。应该按照比粒子的弛豫时间更快的速度重复施加这两个电场,以便强迫这些粒子呈特定的取向。可选择的是,借助于不同频率的AC场,能够以短时间间隔间歇地施加两个垂直的场,使得不会到达每个场的平衡状态,因此粒子采取两个场都允许的取向。
而且,通过如图9中所示对元件进行寻址,可以将该元件变成非透射的和高度反射的。在图9a中,对第一和第二支承构件2和3上的电极对称地进行寻址,其中右手列C3与其他列中的电极带相反电荷,实现如图9b中所示从右手侧到左手侧的平行于支承构件的电场。由图9c中的带电的电极获得的第二场也平行于支承构件,但垂直于在图9a和9b中的场,因此迫使粒子呈粒子17所示的取向。当重复施加两个电场时,不允许粒子16所示的取向。
而且,通过对第一支承构件上的电极进行寻址使其与第二支承构件上的电极具有相反的电荷导致粒子以垂直于这些支承构件的配置进行取向,而将该元件变成透射的。通过施加图10所示的第二场,选择粒子17的取向。但是,在透射状态中,由于粒子全都不具有与入射光相互作用的取向,因此不需要第二场。当比较图8、9和10时,很清楚,由图8c、9c和10c中的带电电极所实现的第二场能够在偏转、反射和透射状态中保持相同,虽然其对透射状态没有附加值。仅仅需要改变一个场来将该元件切换到偏转、反射或透射状态。因此,即使需要第二场能够控制粒子的取向,但为了将电光元件切换到新的状态也仅仅需要切换一个场。因此,如果将本发明用于减少电极数量是有利的应用中,那么可以使用可选择的电极布置,其中大量电光元件所共用的电极用于提供第二场。
现在将描述根据本发明的3D图像的构造。图11中示出了构造3D图像的常规方法。显示器由像素列23和24组成,一半的像素23包含用于左眼的信息,一半的像素24包含用于右眼的信息。如果分开观看用于左眼和右眼的像素所表示的图像,那么这些图像会是相同的,只是考虑到两眼之间的视差而略微移位。当用适当的眼睛同时看这两幅图像时,会出现3D图像。在现有技术中,与每对像素关联的光束来源于独立的光源25、26或27。通常由跨过显示器以特定空间间隔发射光的背光,例如位于标准背光前面的滤光器中的缝隙,或者通过以不同角度传播光的双凸透镜,来产生这些独立的光源。在下文中描述的本发明的例子中,可以将与每个像素相关联的独立的电光元件用于构造3D图像。电光元件可用于沿适当的方向偏转入射光,并使该入射光通过适当的像素。图12示出包括位于每个像素后面的电光元件的显示器怎样使光辐射以适当的角度偏转。在图13中更详细地描述了具有相关联的电光元件28的画有阴影的像素对。
图13示出包括位于两个液晶像素23和24之后的两个电光元件18a和18b的显示器28的一部分,这两个液晶像素23和24分别包含用于左眼和右眼的信息。像素显示器不限于液晶显示器。可以使用任何类型的无源显示器,如电润湿、电泳、电致变色(electrochromic)或其它光阀显示器。这些像素由夹在基底30上的电极之间的液晶29构成。左电光元件18a将光部分地偏转通过左像素23而进入左眼。右电光元件18b将光部分地偏转通过右像素24而进入右眼。通过正确的粒子浓度可以将平行于入射光继续直行通过电光元件的这部分光变为最少,或者通过元件的适当结构而挡住这部分光。例如,在偏转和直行光束空间分开之处,可距电光元件一定距离放置光闸。图14示出为获得图13中电光元件所需的偏转而需要的电极上电势的细节。在图14a中,获得的电场具有从第一支承构件2的右手侧到第二支承构件3的左手侧的方向,实现了元件18a的场。在图14b中,得到的电场具有从第一支承构件2的左手侧到第二支承构件3的右手侧的方向,与元件18b的场等效。
图15示出减少形成两个光束所需的电极数量的方法,其中所述光束中的每个光束引向不同的眼睛。该图示出在第一支承构件2上的一行中的五个电极,以及在第二支承构件3上的一行中的五个电极。图16示出在第一支承构件2和第二支承构件3上的每行五个电极的三行电极。由于左电光元件18a的列C3和右电光元件18b的列C1(在图14中)具有相同的电势,因此可以将这两列组成一列,从而将列的数量从6减为5。新的元件31具有带负电的位于第一支承构件上的列C2至C4和位于第二支承构件上的列C3,以及其它带正电的列。带电的电极所实现的电场使进入该元件到达中心靠左的光被偏转到左边,进入到中心靠右的光被偏转到右边。进一步减少也是可能的,并且将导致每行四个电极。
图17示出能够进一步减少所需电极数量的电光元件的特征,从而提高了显示器的分辨率。如参考图5所述,仅仅使一部分入射光偏转。另一部分光平行于入射光透射。平行于入射光透射的光8和10可用作朝右眼引导的光束,偏转光束9可向左眼引导,或反之亦然。利用每对像素一个电光元件并且使用电光元件中的透射光束和偏转光束的显示器的分辨率是每像素具有一个电光元件的显示器的分辨率的两倍。
图18示出显示器28的一部分,其中电光元件18处于透射模式。光穿过该元件而不朝特定眼睛偏转。如果这些像素传递的信息是形成2D图像的信息,那么通过将电光元件从偏转模式切换到透射模式,可实现在3D显示模式和2D显示模式之间的切换。在3D和2D模式之间切换的窗口的尺寸可以与显示器的尺寸一样大,或者与单独的电光元件一样小,这允许用户挑选待切换的显示器的区域。图19示出当电光元件18处于反射模式时的显示器28的一部分。来自背光的光被反射;这样,没有光从背面到达这些像素。因此,可以将其关断以降低功耗。当周围环境中存在足以照亮显示器的环境光时可以利用这种状态。因此,该电光元件可以用作透反射器(transflector)。
图20中示出本发明的另一个实施例。该显示器32现在包括位于电光元件18后面的像素23和24。在该实施例中,包括这些像素的显示装置可以由结合光源的器件制成,如聚合物LED(polyLED)或CRT。这样,对于这些例子来说不需要独立的背光。但是,同样可以使用所有透射显示器,如背光照射LCD显示器。进入偏转电光元件的光已经包含用于3D图像的信息,并被向适当的眼睛偏转。在透射状态下,图21,像素可包含用于2D图像的信息,并且因此该显示器的窗口能够在2D和3D显示模式之间切换。图22示出处于反射模式的电光元件。没有光能够穿过该显示器,但是环境光将反射离开该显示器。因此,该显示器现在可看作是一面镜子。
应该清楚,电板布置不限于上面的附图。在上面的例子中,能够将光偏转为两个光束(每只眼睛一束)而不产生反射环的最小电光元件在每个支承构件上包含九个电极。利用附加的电极并改变电场的幅值和电极上的电荷可以获得上面没有描述的大量另外的偏转角。由于粒子相对于支承构件所成的角是由电场来控制的,因此在显示器的操作过程中可以改变光的偏转。3D图像可以具有多于一个视图,因此当观看者移动头部时将看到新的视图。在显示器处于操作中时可以改变视图的数量和观看方向,并且由于通过施加变化的电场能够相应地改变电光元件因此视图的数量和观看方向将不受限于该显示器的硬件。
尽管在本申请中权利要求书已经明确地表达为特征的特定组合,但是应该理解,本发明公开的范围也包括这里明确或隐含公开的任何新特征或特征的任何新组合,或其任何概括,无论是否其涉及与任何权利要求中目前要求的相同的发明,并且无论是否其减轻了与本发明所做的相同的任何或所有技术问题。因此申请人告知在本申请或由此获得的任何其他申请的执行过程中,可以将新的权利要求书明确表达为这些特征和/或这些特征的组合。
Claims (26)
1. 一种电光元件(1,18),其包括第一和第二支承构件(2,3),至少其中之一对光辐射(6)是透明的,
在支承构件之间的不等轴粒子的悬浮液(5),以及
在至少第一支承构件(2)上的电极布置(11,12),用以按照一定方式向粒子悬浮液(5)施加第一电场,该方式至少使大部分粒子(4)在其预定区域内按照相对于支承构件(2,3)倾斜配置的方式来取向,以便倾斜地引导光辐射在支承构件之间通过(6),
其中该电极布置(11,12)还被布置为向该粒子悬浮液(5)施加与第一电场垂直的第二电场,以减少粒子的自由度。
2. 根据权利要求1的电光元件(1,18),其中电极布置(11,12)位于第一和第二支承构件(2,3)上。
3. 根据权利要求1的电光元件(1,18),还包含两个分别在粒子悬浮液(5)和第一支撑构件(2,3)之间以及粒子悬浮液(5)和第二支撑构件(2,3)之间的钝化层(14),以降低在第一和第二电场中的不均匀性。
4. 一种显示器(28,32),其包括:
光辐射(6)的源(25),
包括像素阵列的显示器件(23,24),以及
多个如权利要求1-3中的任一个中所述的电光元件(1,18),其中所述电光元件(1,18)位于光辐射的源(25)与显示器件(23,24)之间,或者其中所述电光元件(1,18)位于显示器件(23,24)之前。
5. 根据权利要求4的显示器(28,32),其中将电光元件(1,18)中不同的电光元件配置成沿不同的方向引导光辐射。
6. 根据权利要求5的显示器(28,32),其中第一组电光元件(18a)配置成将光辐射引导到左眼,且第二组电光元件(18b)配置成将光辐射引导到右眼。
7. 根据权利要求6的显示器(28,32),其中第二组电光元件以循环图案夹杂在第一组电光元件中。
8. 根据权利要求7的显示器(28,32),其中该图案包括含有第一和第二电光元件的电光元件对(18a,18b),
第一电光元件(18a)将光辐射偏转到左眼,
第二电光元件(18b)将光辐射偏转到右眼,以及
多个所述对沿一条线并排排列。
9. 根据权利要求4的显示器(28,32),其中电光元件(1,18)进一步配置成将从光源(25)沿第一方向入射在电光元件(1,18)上的光辐射(6)分成通常平行于第一方向从而引导到一只眼睛的第一光束(8,10),以及沿着与倾斜粒子配置相对应的倾斜方向引导到另一只眼睛的第二光束(9)。
10. 根据权利要求4至9中任一项权利要求的显示器(28,32),其中电光元件(1,18)包括位于第一支承构件上形成第一行(R1)的三个电极(11a,11b,11c),
这三个电极中的每一个都具有在第二支承构件上相对地对准的电极(12a,12b,12c),以及
第一和第二支承构件上的电极配置为不对称地带电,以便施加第一电场。
11. 根据权利要求10的显示器(28,32),其中电光元件(18)具有在第一支承构件(2)上、在矩阵中的与第一行相同的另两行电极(R2,R3),这三行中的每个电极(11a-11i)都具有在第二支承构件上的相对地对准的电极(12a-12i),第一和第二支承构件上的电极可用于施加与第一电场垂直的第二电场,从而迫使悬浮粒子(17)与两个场一致以减少这些粒子的自由度数量。
12. 根据权利要求4的显示器(28,32),其中将电光元件(18,1)配置成将入射在元件的第一部分中的光辐射(6)部分地偏转到左眼,入射在元件的第二部分中的光辐射(6)部分地偏转到右眼。
13. 根据权利要求12的显示器(28,32),其中电光元件(18,1)包括在第一支承构件(2)上形成第二行(R1)的电极(11a-11e),
所述第二行(R1)中的每一个电极都具有在第二支承构件(3)上的相对地对准的电极(12a-12e),以及
第一和第二支承构件上的电极可被布置为形成第一电场,以便使粒子(4)的取向使得进入该元件到达中心靠左的光辐射(6)部分地偏转到左眼,进入该元件到达中心靠右的光辐射部分地偏转到右眼。
14. 根据权利要求13的显示器(28,32),其中第二行(R1)包括五个电极。
15. 根据权利要求14的显示器(28,32),其中所述电光元件(18具有在第一支承构件(2)上、在矩阵中的与第二行(R1)相同且相邻的另两行(R2,R3),该矩阵的每个电极(11a-11o)都具有在第二支承构件(3)上的相对地对准的电极(11a-12o),第一和第二支承构件上的电极配置成形成所述第二电场,该第二电场迫使粒子(17)与两个电场一致以减少悬浮粒子(16,17)的自由度。
16. 根据权利要求9和12-15中任一项权利要求的显示器(28,32),其中准备供右眼使用的光辐射(6)随后穿过可用于包含针对右眼的信息的显示像素(24),准备供左眼使用的光辐射随后穿过可用于包含针对左眼的信息的显示像素(23),
并且其中针对左眼和右眼的信息的组合允许构造3D图像。
17. 根据权利要求16的显示器(28,32),其可用于提供第一显示窗口,该窗口可切换成透射模式,
其中,该窗口的尺寸与一组电光元件(1,18)的尺寸对应,
所述组包括至少一个电光元件,
该组电光元件可用于按照一定方式向所述组的粒子悬浮液(5)施加垂直于支承构件(2,3)的电场,该方式使得至少所述组中大部分粒子(4)在其预定区域内按照通常垂直于支承构件的配置来取向,以便对在支承构件之间通过的光辐射(6)引起可忽略的阻碍。
18. 根据权利要求17的显示器(28,32),其中通过所述第一窗口的光辐射(6)随后穿过可用于包含构造2D图像的信息的像素(23,24),从而使该窗口能够在2D和3D显示模式之间切换。
19. 根据权利要求17的显示器(28,32),其可用于提供第二窗口,该窗口可切换成反射模式,
其中,该窗口的尺寸与一组电光元件(1,18)的尺寸对应,
所述组包括至少一个电光元件,以及
该组电光元件可用于按照一定方式向所述组的粒子悬浮液(5)施加与支承构件(2,3)一致的电场,该方式使得至少所述组中大部分粒子(4)在其预定区域内按照与支承构件(2,3)一致的方式来取向,以便反射在其间通过的光辐射(6)。
20. 根据权利要求19的显示器(28,32),其中第一窗口与第二窗口相同。
21. 根据权利要求4的显示器(28),其中如果所述电光元件(1,18)位于光辐射的源(25)与显示器件(23,24)之间,则显示器件(23,24)是液晶器件。
22. 根据权利要求21的显示器(28),其中像素(23,24)可用于包含用于2D图像的信息,使得当所述第二窗口处于反射模式时可以反射环境光从而在所述第二窗口中构造2D图像。
23. 根据权利要求4的显示器(32),其中如果所述电光元件(1,18)位于显示器件(23,24)之前,则显示器件(23,24)包括发射显示器,如聚合物LED器件、阴极射线管(CRT)、等离子体显示器、场致发射显示器、背部照明光阀显示器或OLED显示器。
24. 根据权利要求23的显示器(32),其中当第二窗口处于反射模式时第二窗口看起来是一面镜子。
25. 根据权利要求4的显示器(28,32),其中可以调整偏转角以适应不同的用户或者不同距离处的操作。
26. 根据权利要求4的显示器(28,32),包括改变电极(11,12)的电势的驱动电子装置,以便切换悬浮不等轴粒子(4)的取向。
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