CN104350417B - 显示系统 - Google Patents

显示系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104350417B
CN104350417B CN201380028877.5A CN201380028877A CN104350417B CN 104350417 B CN104350417 B CN 104350417B CN 201380028877 A CN201380028877 A CN 201380028877A CN 104350417 B CN104350417 B CN 104350417B
Authority
CN
China
Prior art keywords
display
image display
image
function
display system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201380028877.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104350417A (zh
Inventor
N·J·史密斯
P·A·加斯
A·扎瓦兹基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN104350417A publication Critical patent/CN104350417A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104350417B publication Critical patent/CN104350417B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/001—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background
    • G09G3/003—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background to produce spatial visual effects
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/02—Composition of display devices
    • G09G2300/023—Display panel composed of stacked panels
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421—Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/0426—Layout of electrodes and connections
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/028—Improving the quality of display appearance by changing the viewing angle properties, e.g. widening the viewing angle, adapting the viewing angle to the view direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

一种显示系统，所述显示系统包括第一图像显示器；第二图像显示器；置于第一图像显示器和第二图像显示器之间的反射式偏光片，第二图像显示器被设置在显示系统的观看侧；和将图像数据递送给第一图像显示器和第二图像显示器的控制器，其中控制器、第一图像显示器和第二图像显示器被配置成根据以下显示功能，有选择地工作：观看者通过第二图像显示器看得见第一图像显示器，第二图像显示器相对于第一图像显示器看来基本透明的第一显示功能；对观看者来说，显示系统表现为平面镜的第二显示功能；和对观看者来说，显示系统表现为图案化反射镜的第三显示功能。

Description

显示系统
技术领域
本发明涉及能够实现多种显示功能，比如可切换反射镜、低功率模式和自动立体3D模式的可切换光学元件。
背景技术
可切换反射镜显示器专利EP0933663B1(Sekiguchi等；1999年8月4日)和JP3419766(Adachi等；2001年11月16日)说明了夹在第一图像显示器和第二图像显示器之间的反射式偏光片(例如，双倍增亮薄膜，或者“DBEF”)的使用。这些显示设备可在正常图像显示模式和镜像模式之间被电切换，从而从DBEF反射环境光，以产生镜像模式。
US5686979(Weber等；2011年11月11日)说明标准背光源、反射式偏光片(DBEF)、第一简单可切换液晶(LC)面板和能够显示图像的第二液晶显示器(LCD)的使用。这些组件被组装，从而产生可在利用背光源的透射显示模式和不利用背光源的反射显示模式之间切换的显示系统。反射式LCD对在高环境照明条件下观看图像尤其有用。
US5686979还说明了利用反射式偏光片(DBEF)和单一图像显示器，产生能够传达文本和单色照片的显示系统。
在日本德岛大学的论文(“Optimum parameters and viewing areas ofstereoscopic full colour LED display using parallax barrier”，HirotsuguYamamoto等，IEICE trans electron，vol.E83-c no.10 2000年10月)中，充分说明了用于观看3D图像的视差屏障技术的设计和操作。
图1表示用于和图像显示器一起使用，以便产生3D显示器的视差屏障技术的基本设计和操作。用于左眼和右眼的图像在图像显示器的交替各列像素上交错。视差屏障中的狭缝使观看者从其左眼的位置，只看到左图像像素，从其右眼的位置，只看到右图像像素。
通过利用柱状透镜，可获得如图1中所示的相同的自动立体3D效果。每个透镜大体等同于视差屏障狭缝。图2表示由柱状透镜和图像显示器构成的常规3D系统。
图1和图2中图解所示的技术可被配置成提供高质量3D模式。然而，存在还需要显示器按高质量2D模式工作的许多应用。利用在图1和图2中图解说明的技术会产生分辨率为图像显示器的物理分辨率的一半的2D图像-这是非常不可取的。为了使图像显示器按2D模式，显示具有100％原生分辨率的图像，视差光学器件(视差屏障、柱状透镜等)必须可在实质上不提供成像功能的第一模式(2D模式)和提供成像功能的第二操作模式(3D模式)之间切换。
在US7813042B2(Mather等；2010年10月12日)中，公开可切换视差屏障的一个例子。然而，可切换视差屏障技术具有在3D模式下，视差屏障吸收光，从而使透射降低～65％的缺陷。这种低效的光利用是不利的，因为2D模式和3D模式具有明显不同的亮度。以功耗的增大为代价，可以实现3D模式的亮度的增大，而功耗的增大是不可取的，尤其是对移动产品来说更是如此。
液晶渐变折射率透镜(LC GRIN透镜)是利用常规液晶显示器(LCD)制造工艺的可切换透镜。US2007296911A1(Hong；2007年12月27日)，US7375784(Smith等；2008年5月20日)和Takagi等的“30.3 Autostereoscopic Partial 2-D/3-D Switchable Display”(SIDDIGEST 2010 pp436)公开了利用LC GRIN透镜的3D显示系统。
在GB1103815.5(Smith等；2011年3月7日申请)中，公开了提供高质量2D模式和高质量3D模式的光学元件的另一个例子。为了能够实现3D模式，在GB1103815.5中公开的光学元件包括GRIN透镜的阵列，每个GRIN透镜和下一个GRIN透镜由视差屏障的区域隔开。
Bryan-Brown等的“Grating Aligned Bistable Nematic Device”，Proc SIDXXVIII 5.3,pp37-40(1997)，和专利US6249332(Bryan-Brown等；2001年6月19日)，US7019795(Jones；2006年3月28日)和US6992741(Kitson等；2002年5月21日)说明了双稳态液晶显示器。双稳态LCD具有液晶分子的两种在能量方面稳定的构型。从第一种在能量方面稳定的状态切换到第二种在能量方面稳定的状态只需要电力。从而，双稳态LCD可被无源递送以第一图像，电力只在显示不同于第一图像的第二图像时需要。双稳态LC模式可以与光学组件结合，以能够实现反射式双稳态LCD。反射式双稳态LCD对在高环境照明条件下观看图像特别有用。反射式双稳态LCD对需要很低的功耗的显示应用特别有用。
许多不同的原始资料，包括Yeh和Gu的“Optics of Liquid Crystal Displays”pp.194((Wiley,1999)已充分说明了超扭曲向列(STN)显示器的原理和操作。超扭曲向列显示器采用能够被无源寻址，以便产生图像的液晶模式。
许多不同的原始资料已充分说明了双稳态扭曲向列(BTN)显示器的原理和操作。在X.L.Xie等的“0degrees-360degrees bistable nematic liquid crystal displaywith large d delta n”(Journal of Applied Physics，Vol.88，No.4，p.1722)中，说明了BTYN LC模式的综述。双稳态扭曲向列显示器采用能够被无源寻址，以便产生图像的液晶模式。
许多不同的原始资源，包括US4840463(Clark等；1989年6月20日)和US4958916(Clark等；1990年9月25日)已充分说明了铁电液晶显示器(FLC)的原理和操作。铁电液晶显示器采用能够被无源寻址，以便产生图像的液晶模式。
US6445434说明利用另外的液晶层实现宽视角公用观看模式和窄视角私用观看模式之间的切换。
发明内容
按照本发明的一个方面，提供一种显示系统，所述显示系统包括第一图像显示器；第二图像显示器；置于第一图像显示器和第二图像显示器之间的反射式偏光片，第二图像显示器被设置在显示系统的观看侧；和将图像数据递送给第一图像显示器和第二图像显示器的控制器，其中控制器、第一图像显示器和第二图像显示器被配置成按照以下显示功能，有选择地工作：观看者通过第二图像显示器看得见第一图像显示器，第二图像显示器相对于第一图像显示器看来基本透明的第一显示功能；对观看者来说，显示系统表现为平面镜的第二显示功能；和对观看者来说，显示系统表现为图案化反射镜的第三显示功能。
为了实现上述目的和相关目的，本发明包含下面充分说明和在权利要求书中特别指出的特征。下面的说明和附图详细记载本发明的某些例证实施例。然而，这些实施例仅仅表示可采用本发明的原理的各种方式中的一些方式。结合附图，根据本发明的以下详细说明，本发明的其它目的、优点和新颖特征将变得明显。
附图说明
附图中，相同的附图标记指示相同的部件或特征：
图1表示用于产生3D显示器的视差屏障技术的常规设计和操作。
图2表示包括柱状透镜和图像显示器的常规3D系统。
图3表示特殊的顶点双稳态液晶显示器(ZBD)的常规设计和操作。
图4表示显示系统。
图5是表示液晶类第一图像显示器的侧视图。
图6是表示有机发光类第一图像显示器的侧视图。
图7是表示第二图像显示器的侧视图。
图8a表示偏光元件和反射式偏光片的组合。
图8b表示偏光元件和反射式偏光片的组合。
图8c表示偏光元件和反射式偏光片的组合。
图8d表示偏光元件和反射式偏光片的组合。
图8e表示偏光元件和反射式偏光片的组合。
图9表示与第二图像显示器有关的电极。
图10表示与第二图像显示器有关的电极。
图11表示与第二图像显示器有关的电极。
图12是表示显示在第二图像显示器上的信息的平面图。
图13是表示显示在第二图像显示器上的信息的平面图。
图14是表示显示在第二图像显示器上的信息的平面图。
图15是用于自动立体3D图像观看的显示系统。
图16是表示第一图像显示器和第二图像显示器的光学布置的分解侧视图。
图17是表示第一图像显示器和第二图像显示器的光学布置的分解侧视图。
图18是由透镜和视差屏障构成的光学器件。
图19是表示第一图像显示器和第二图像显示器的光学布置的分解侧视图。
图20是显示系统的详细示图。
图21是表示第一图像显示器、第二图像显示器和背光源(如果适用的话)的控制的表格。
图22a表示多种显示功能的同时采用。
图22b表示多种显示功能的同时采用。
图22c表示多种显示功能的同时采用。
图22d表示多种显示功能的同时采用。
图22e表示多种显示功能的同时采用。
图22f表示多种显示功能的同时采用。
图23表示关于2种不同液晶畴的TN模式下的ZBD的表面取向方向。
图24表示在LC切换阈值之上的TN模式下的ZBD的锥光亮度图。
具体实施方式
由于显示器消耗大量电力，因此移动显示设备，尤其是智能电话机上的电池需要定期充电。然而，对许多智能电话机使用情形来说，观看者不需要全色高分辨率图像，例如，查看时间，阅读文本消息或电子邮件等。除了全色、高分辨率图像显示模式之外，能够传达信息，比如文本或简单图片的低功耗显示系统于是应使智能电话机用户能够降低智能电话机功耗，延长电池再充电之间所需的时间。如在现有技术中所述，反射式双稳态LCD完美地适合于需要极低功耗的显示应用。
当阳光照射到显示器上时，图像和文本变得难以阅读。不管环境阳光的强度，能够清晰地向用户传达信息的显示系统会有益于各种应用，比如移动电话机、便携式PC、自动柜员机、广告显示器等。如在现有技术中所述，反射式LCD对在高环境照明条件下观看图像特别有用。
如现有技术中所述，与可切换光学元件结合的第一图像显示器的使用可用于实现支持全分辨率、全亮度正常图像模式和第二定向图像显示模式的显示器。定向显示模式可以是自动立体3D显示模式。定向显示模式可以是其中信息仅仅大体在光轴上，才是可辨别的私用显示模式。尽管立体3D显示模式和/或私用显示是有吸引力的光学特征，不过，可切换光学元件对显示设备增加相当大的额外厚度、重量和成本。对许多显示应用来说，难以调整额外可切换光学元件的增加的厚度、重量和成本。
按照本发明的例证实施例，提供一种显示器，所述显示器包括第一图像显示器和第二图像显示器，和夹在第一图像显示器和第二图像显示器之间的反射式偏光片(例如，DBEF)。第一、第二图像显示器和DBEF被堆叠，使得第二图像显示器被置于观看侧。第一图像显示器可以是液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)等，并且能够显示高分辨率、全色图像。第二图像显示器是液晶显示器。第二图像显示器不包含不透明薄膜晶体管(TFT)，借助无源寻址方案(Duty-type driving，工作制驱动)或者不采用不透明晶体管或者大体具有不透明特征的任何其它寻址组件的另一种寻址方案，图像被显示在第二图像显示器上。第二图像显示器优选不包含滤色片，或者会在第一图像显示器和第二图像显示器之间形成固有的不可切换的视差效应或莫尔效应的任何特征。第二图像显示器结合第一图像显示器被使用，以产生具有多种图像显示功能的显示系统，包括具有优异的阳光下可读性的低功率显示模式，和3D模式。
按照一个方面，可以实现第一显示功能，借助第一显示功能，第二图像显示器被均匀地切换成第一透明状态，从而显露第一图像显示器显示的信息。
按照一个方面，可以实现第二显示功能，借助第二显示功能，不向第一图像显示器递送图像，第二图像显示器被均匀地切换成第二状态，使得显示系统行为像平面镜，对观看者来说，表现为反射面。如果第一图像显示器具有关联的背光源，那么所述背光源被关断。
按照一个方面，可以实现第三显示功能，借助第三显示功能，不向第一图像显示器递送图像，向第二图像显示器递送图像，从而产生可传达信息，比如文本或简单图片的图案化反射镜。如果第一图像显示器具有关联的背光源，那么所述背光源被关断。
按照一个方面，可以实现第四显示功能，借助第四显示功能，图像被递送给第二图像显示器，从而产生可传达信息，比如文本或简单图片的图案化反射镜，并且图像被递送给第一图像显示器，使得显示在第一图像显示器上的图像增强了图案化反射镜的视觉效果。如果第一图像显示器具有关联的背光源，那么所述背光源被接通。
按照一个方面，可以实现第五显示功能，借助第五显示功能，自动立体三维(下面称为“3D”)图像被递送给第一图像显示器，图像被递送给产生视差光学器件的第二图像显示器，使得用裸眼看得见在第一显示器上的三维图像。视差光学器件可以形成视差屏障。视差光学器件可以形成透镜阵列。视差光学器件可以形成透镜阵列，由此，视差屏障被设置在透镜元件之间。
按照一个方面，可以实现第六显示功能，借助第六显示功能，图像被递送给第一图像显示器，图像被递送给第二图像显示器，使得第二图像显示器变成遮蔽光学器件，以便第一显示器的图像在显示系统的光轴上大体看得见，但是离轴基本上是模糊的，于是产生私用观看模式。
参见图4，显示系统40包括第一图像显示器10、第二图像显示器20和反射式偏光片30，比如双倍增亮薄膜(DBEF)。反射式偏光片30可具有镜面反射特性或漫反射特性。显示系统40还可包括对第一和第二图像显示器10、20来说在内部或外部的用于输入信息的触摸屏(未图示)。反射式偏光片30被夹在第一图像显示器10和第二图像显示器20之间。第二图像显示器20被置于显示系统40的观看侧50。例如，反射式偏光片30可被层叠到第一图像显示器10或第二图像显示器20上。例如，可利用光学粘合剂，将反射式偏光片30粘附到第一图像显示器10或第二图像显示器20。第一图像显示器10可以是液晶显示器(LCD)11(图5)，或者有机发光显示器(OLED)60(图6)或任何其它类型的图像显示器。第一图像显示器10被像素化，能够显示高分辨率、全色图像。第一图像显示器10可以是无源寻址显示器，或者可以是有源寻址显示器。第二图像显示器20是也被像素化的液晶显示器。第二图像显示器不包含不透明薄膜晶体管(TFT)，借助无源寻址方案(工作制驱动)或者不采用不透明晶体管的另一种寻址方案，图像被显示在第二图像显示器20上。第二图像显示器20不包含滤色片，或者会在第一图像显示器10和第二图像显示器20之间形成固有的不可切换的视差效应或莫尔效应的任何特征。
参见图5，第一图像显示器10可以是包括背光源12、第一偏光片13、第一基板14、液晶层15、第二(最上面的)基板16和第二偏光片17的液晶显示器11。第二偏光片17被设置在液晶显示器11的观光侧50。改善液晶显示器11的视角性能和对比度的光学延迟膜可被置于第一偏光片13和第一基板14之间，和/或置于第二基板16和第二偏光片17之间。为了图解清楚起见，省略了第一图像显示器10的取向层、控制电子器件、改善视角性能和对比度等的光学延迟膜等。
参见图6，第一图像显示器10可以是包括第一基板14、有机电致发光层61和第二基板16的有机发光显示器60。有机发光显示器60可具有设置在有机发光显示器60的观看侧50上的偏光片17。
参见图5和图6，偏光片17可以是圆偏光片或者可以是线偏光片。如果偏光片17由延迟膜和线偏光片构成，以便产生圆偏光片，那么该组成的线偏光片部分被置于第一图像显示器10的观看侧50。从第一图像显示器10射出的光将被线性偏振。
参见图7，第二图像显示器20是包括第一(最下面的)基板24、液晶层25、第二基板26和第二偏光片27的液晶显示器。改善第二图像显示器20的视角性能和对比度的光学延迟膜可被置于第一基板24的外表面上，和/或置于第二基板26和第二偏光片27之间。为了图解清楚起见，省略了第二图像显示器20的改善视角性能和对比度的光学延迟膜。为了图解清楚起见，还从图7中省略了与第二图像显示器20有关的LC取向层、控制电子器件等。
图4、图5和图7图解说明包括作为第一图像显示器10的LCD 11的显示系统40的优选结构。图4、图6和图7图解说明包括作为第一图像显示器10的OLED 60的显示系统40的优选结构。偏光光学器件领域的技术人员会认识到，借助控制光的偏振状态的光学薄膜，比如偏光片和延迟膜的替代排列，也可实现显示系统40的优选构造的功能。参见图8a、8b、8c、8d和8e，相关部分中表示的是在各个实施例中，为了实现显示系统40而可设计的偏光片17(图8c、8d和8e)、反射式偏光片30(图8a、8b、8c、8d和8e)和延迟膜19a、19b、19c、19d(图8b、8d和8e)的各种组合。通常，与偏光片17关联的透射轴和反射式偏光片30的透射轴被彼此平行地排列，以便使显示系统40内的光学组件的数目降至最小。不过，如果与偏光片17关联的透射轴和反射偏光片30的透射轴未被彼此平行地排列，那么可在偏光片17和反射式偏光片30之间插入诸如半波片之类的延迟膜。如果在偏光片17和反射式偏光片30之间插入半波片，那么半波片的光轴被设置成平分与偏光片17相关的透射轴和反射式偏光片30的透射轴。
参见图8a，显示系统40可包括置于第一图像显示器10的第二基板16和第二图像显示器20的第一基板24之间的反射式偏光片30。在这个实施例中，从第一图像显示器10中省略了偏光片17。当第一图像显示器10是OLED 60时，偏光片17不是对第一图像显示器60的操作来说必不可少的，但是通常包含偏光片17，以便减少来自图像显示层61的会降低图像质量的反射。如果图像显示层61包含至少一个第一反射式电极，那么会发生来自图像显示层61的显著反射。如果结合第一图像显示器60使用偏光片17，那么偏光片17通常是圆偏光片。当第一图像显示器10是LCD 11时，为了获得最佳的显示特性，比如对比度和视角，优选存在偏光片17。不过，为了降低显示系统40的成本和减小总厚度，偏光片17可被除去，偏光片27使图像可被显示在第一图像显示器11上。
参见图8b，显示系统40可包括置于第一图像显示器10的第二基板16和第二图像显示器20的第一基板24之间的延迟膜19a和反射式偏光片30。同样地，偏光片17可被省略。延迟膜19a可以是光学1/4波片。如果延迟膜19a是相对于反射式偏光片30的透射轴成45°角定向的光学1/4波片，那么入射在第一图像显示器10上的环境光将被圆偏振。如果第一图像显示器10是具有反射式电极的OLED 60，那么优选使圆偏振光入射在第一图像显示器10上。圆偏振光对第一图像显示器10的照射可改善图像显示器10的对比度。延迟膜19a可以是光学半波片，用于将线偏振光的定向从第一图像显示器10旋转到第二图像显示器20，或者相反。
参见图8c，显示系统40可包括直接在第一图像显示器10的第二基板16和第二图像显示器20的第一基板24之间的偏光片17和反射式偏光片30。如前所述，这是偏光光学器件的优选结构，为了完整起见，包含在此。本质上，图8c仅仅突出显示系统40的优选实施例中的各个组件的顺序，将注意力集中在第一图像显示器10的最上面各层，和第二图像显示器20的最下面各层。
参见图8d，显示系统40可包括直接在第二图像显示器20的第一基板24之下的偏光片17、延迟膜19b和反射式偏光片30。延迟膜19b可以是光学半波片，用于旋转线偏振的定向。例如，延迟膜19b可被配置成使得透射通过偏光片17的线偏振光被旋转，对准反射式偏光片30的透射轴。在本实施例中，半波片的光轴被设置成平分与偏光片17关联的透射轴和反射式偏光片30的透射轴。
参见图8e，显示系统40可包括在第一图像显示器10的第二基板16和第二图像显示器20的第一基板24之间的偏光片17、延迟膜19c、反射式偏光片30和延迟膜19d。延迟膜19c可以是光学半波片，用于旋转线偏振光的定向。例如，延迟膜19c可被配置成使得透射通过偏光片17的线偏振光被旋转，对准反射式偏光片30的透射轴。延迟膜19d可以是光学半波片，或者光学1/4波片，或者预定值的波片，以优化显示质量指标。
参见图8a、8b、8c、8d和8e，有利的是显示系统40具有尽可能少的光学组件，使得显示系统40薄、轻并且制造成本低廉。然而一般来说，更多光学组件的使用将改善显示系统40在视角、对比度等方面的指标，因为第一图像显示器10的显示指标和第二图像显示器20的显示指标可被独立地优化。从而，图8a图解说明优化成薄、轻并且制造成本低廉的显示系统40，而图8e图解说明和图8a相比，可能具有改善的显示指标的显示系统40。图8b、8c和8d图解说明意图在使组件的数目保持最小的同时，优化显示指标的显示系统40。图8b是当第一图像显示器10是常规的OLED显示器60时，尤其好的构造。图8c和8d是供作为常规LCD 11的第一图像显示器10使用的特别好的构造。如图8a、8b、8c、8d和8e图解说明的显示系统40中的光学组件的各种构造并不是详尽的，偏光光学器件和显示器领域的技术人员能够构思其它实质等同的构造。
参见图9，第二图像显示器20包括实质上透明的电极24e、26e(未按比例绘制)的矩阵阵列。电极被设置成无源矩阵排列，充当寻址组件。电极由氧化铟锡或任何其它适当的透明材料制成。通过利用基于透明电极24、26的常规无源寻址方案，第二图像显示器20避免不透明，从而降低第一图像显示器10的图像质量的附加寻址组件，比如TFT。当然，可以利用其它种类的寻址组件和方案，而不脱离本发明的范围。第二图像显示器20的第一基板24可具有多行电极24e，而第二图像显示器20的第二基板26可具有多列电极26e。在电极24e和26e之上，设置适当的LC取向层(未图示)。当基板24和26被装配在一起时，电极24e和26e形成电极的矩阵阵列，同时LC层25被夹在基板24和26之间。按照标准无源寻址方式(例如，利用行驱动器和列驱动器(未图示))，向电极24e和26e施加适当的电子波形，以空间切换LC材料。第二图像显示器20的各个像素由电极24e和26e的重叠区域限定。电极24e的宽度24ew1可以一致。电极26e的宽度26ew1可以一致。电极24e的宽度24ew1可以和电极26e的宽度26ew1相同。电极24e的宽度24ew1可以不同于电极26e的宽度26ew1。连续的电极24e之间的间距24eg可以一致。连续的电极26e之间的间距26eg可以一致。由重叠的电极24e和26e定义的像素可以是正方形或矩形。
参见图10，按照另一个实施例，第二图像显示器20的第一基板24可具有均匀宽度24ew1的多行电极24e，而第二图像显示器20的第二基板26可具有交变宽度26ew1和26ew2的多列电极26e。另一方面，第二图像显示器20的第一基板24可具有均匀宽度24ew1的多列电极24e，而第二图像显示器20的第二基板26可具有交变宽度26ew1和26ew2的多行电极26e。电极26e1和26e2的宽度26ew1、26ew2可被配置成实现周期性视差屏障，所述周期性视差屏障又可导引来自第一图像显示器10的光，以使沿第一定向的自动立体图像的观看成为可能。另一方面，电极26e1和26e2的宽度26ew1、26ew2可被配置成实现周期性透镜阵列，所述周期性透镜阵列又可导引来自第一图像显示器10的光，以使沿第一定向的自动立体图像的观看成为可能。作为另一种备选方案，电极26e1和26e2的宽度26ew1、26ew2可被配置成实现透镜和视差元件的周期性阵列，所述周期性阵列又可导引来自第一图像显示器10的光，以使沿第一定向的自动立体图像的观看成为可能。透镜和视差元件的周期性阵列可具有置于各个透镜元件之间的视差屏障元件。
参见图11，第二图像显示器20的第一基板24具有交变宽度24ew1和24ew2的多行电极24e，而第二图像显示器20的第二基板26具有交变宽度26ew1和26ew2的多列电极26e。电极26e1和26e2的宽度26ew1、26ew2可被配置成实现周期性视差屏障，所述周期性视差屏障又可导引来自第一图像显示器10的光，以使沿第一定向的自动立体图像的观看成为可能。电极24e1和24e2的宽度24ew1、24ew2可被配置成实现周期性视差屏障，所述周期性视差屏障又可导引来自第一图像显示器10的光，以使沿第二定向的自动立体图像的观看成为可能。另一方面，电极26e1和26e2的宽度26ew1、26ew2可被配置成实现周期性透镜阵列，所述周期性透镜阵列又可导引来自第一图像显示器10的光，以使沿第一定向的自动立体图像的观看成为可能。作为再一种备选方案，电极24e1和24e2的宽度24ew1、24ew2可被配置成实现周期性透镜阵列，所述周期性透镜阵列又可导引来自第一图像显示器10的光，以使沿第二定向的自动立体图像的观看成为可能。作为另一种备选方案，电极26e1和26e2的宽度26ew1、26ew2可被配置成实现透镜和视差元件的周期性阵列，所述周期性阵列又可导引来自第一图像显示器10的光，以使沿第一定向的自动立体图像的观看成为可能。透镜和视差元件的周期性阵列可具有置于各个透镜元件之间的视差屏障元件。电极24e1和24e2的宽度24ew1、24ew2可被配置成实现透镜和视差元件的周期性阵列，所述周期性阵列又可导引来自第一图像显示器10的光，以使沿第二定向的自动立体图像的观看成为可能。
显示系统40的第一显示功能使观看者能够好像第二图像显示器20不存在地观看第一图像显示器10。更具体地，第二图像显示器20被切换成使它对第一图像显示器10发出的光来说大体透明的状态。大体透明意味从反射式偏光片30入射到第二图像显示器20的至少75％的光被透过。优选，从反射式偏光片30入射到第二图像显示器20的至少90％的光被透过。与第二图像显示器20有关的LC模式可以是常白模式。当未在LC层25两端施加电压时，常白模式将透射从第一图像显示器10发出的光。与第二图像显示器20有关的LC模式可以是常黑模式。当在LC层25两端施加适当电压时，常黑模式将透射从第一图像显示器10发出的光。通常，有利的是将偏光光学器件的常白构造用于第二图像显示器20，以避免由电极间距24eg和/或26eg引起的不希望的视差效应。如果在第二图像显示器20中采用双稳态LC模式，那么不需要任何电压来维持黑色图像或白色图像(仅仅需要电压在黑色状态和白色状态之间切换)。不过，在这种双稳态LCD中设置偏光光学器件仍然是有利的，以使得电极间距24eg和/或26eg不会导致从第一图像显示器发出的光的吸收(即，电极间距24eg和/或26eg不会导致不希望的视差效应)。由于第二图像显示器20必须能够切换成大体透明状态，因此第二图像显示器20不包括或者直接看得见，或者在第一图像显示器10呈现的图像中呈现看得见的伪像，比如视差或莫尔条纹的不透明薄膜晶体管(TFT)或者任何其它不透明元件(至少在任何观看者可察觉的程度上)。
显示系统40的第二显示功能是使观看者能够观看反射图像的反射模式。通过利用常规的无源寻址技术，施加适当的驱动电压，第二图像显示器20具有影响环境光的偏振状态，使得环境光基本上从反射式偏光片30被反射的液晶构造。显示系统的观看者可观察到从反射式偏光片30反射的光。当第二显示功能被激活时，第一图像显示器10可被关断，以便减小功耗。第二显示功能可用作梳妆镜。第二显示功能可用作化妆用“待机”显示模式。
显示系统40的第三显示功能使观看者能够在第一图像显示器被关断(或者不显示图像)时，在第二图像显示器20上查看信息。通过施加适当的驱动电压，同样借助常规的无源寻址技术，第二图像显示器20具有用于改变环境光的偏振状态的至少两种液晶构型。第一液晶构型影响环境光的偏振状态，使得环境光基本通过反射式偏光片30透射向第一图像显示器10。透射通过反射式偏光片30的光被第一图像显示器10的光学组件(例如，偏光片17)吸收。从而，对观看者来说，所述第一液晶构型呈现黑色。第二液晶构型影响环境光的偏振状态，使得环境光基本上从反射式偏光片30被反射。从反射式偏光片30反射的光被显示系统40的观看者观察到。从而，和第二图像显示器20有关的像素可被配置成或者呈现黑色，或者反射环境光。通过施加适当的电压，使相当大部分的入射光能够从反射式偏光片30被反射，和使相当大部分的入射光能够被第一图像显示器10的光学组件(例如，偏光片17)吸收的另外的液晶构造也是可能的，即，能够实现部分反射像素。
显示系统40的第三显示功能使观看者能够在第一图像显示器被关断(或者不显示图像)的时候，观看第二图像显示器20，从而可用作低功率显示模式。显示系统40的第三显示功能可以用作在第一图像显示器处于“待机”模式(即，第一图像显示器接通，但不传达任何信息)的时候，显示信息的“待机”显示模式。显示系统40的第三显示功能可用于在高环境照明条件，比如强阳光下，传达信息。高环境照明条件通常降低许多显示器的可读性；不过，显示系统40的第三显示功能能够容易地向观看者传达即使在环境光最强的条件下，也可读的信息。
参见图12，第二图像显示器20用于实现显示系统40的第三显示功能，以传达诸如时间、日期、新消息提醒(文本、电子邮件、语音邮件等)、任何新消息的显示、电池电力、网络信号强度、Wi-Fi、设备锁定/解锁、应用软件(“app”)的信息、标识、装饰特征、广告、几何形状、非几何形状之类的信息101。参见图12，可按显示设备20P的纵向定向，和/或显示设备20L的横向定向，观看第二图像显示器20。借助通过触摸屏、手势、按钮、滑动块等，来自观看者的输入，可以控制第二图像显示器20显示的信息101的访问和/或操作。为了风格和/或易于使用起见，显示在第二图像显示器20上的信息可以具有与归因于第一图像显示器10的信息布局大体类似的布局。
显示系统40的第四显示功能通过利用上述第一到第三显示功能的任意组合，使观看者能够同时观看第二图像显示器20和第一图像显示器10。从而，显示系统40可传达作为黑色、白色、彩色和反射区域的组合的信息。图13中表示了第四显示功能的第一例子。第二图像显示器20、20P、20L用于传达信息101，比如时间、日期、新消息等，如前所述。信息101可被指定的空间区域102环绕。第一图像显示器10可在可被或可不被上色的指定空间区域102中，显示图像。指定的空间区域102可以是动画的，或者可以不是动画的。当连同指定的空间区域102，查看信息101时，可以实现未预料到的有吸引力的显示模式。图14中表示了第四显示功能的第二例子。除了被指定的空间区域102环绕的信息101之外，可以实现按照标准方式，传达来自第一图像显示器10的信息的另一个区域103。在区域103中，第二图像显示器20被切换成透明状态。
显示系统40的第四显示功能可用于在高环境照明条件，比如强阳光下传达信息。高环境照明条件通常降低许多显示器的可读性；不过，显示系统40的第四显示功能能够容易地向观看者传达即使在环境光最强的条件下，也可读的信息。
显示系统40的第五显示功能使观看者能够观看3D图像。交错的3D图像按照标准方式，被递送给第一图像显示器10，同时第二图像显示器20将立体图像导引到观看者的对应眼睛。第二图像显示器20按照预定方式被寻址，以便实现成像功能。第二图像显示器20的成像功能可由视差屏障的阵列实现。另一方面，第二图像显示器20的成像功能可由液晶透镜的阵列实现。另一方面，第二图像显示器20的成像功能可由其中每个透镜毗邻视差屏障元件的液晶透镜的阵列实现。
触摸输入设备或功能可被并入显示系统40中，使得观看者能够与显示在第一图像显示器10上的信息互动。触摸输入设备或功能可被并入显示系统40中，使得观看者能够与显示在第二图像显示器20上的信息互动。与第一图像显示器10和第二图像显示器20有关的触摸输入设备或功能可以是相同的触摸输入设备或功能，或者不同的触摸输入设备和/或功能。
图15中图解说明能够实现3D自动立体模式的显示系统40。根据(e.s)/(n.Pi)，计算3D(或三维)观看距离Vd，其中e是瞳孔间距离，Pi是第一图像显示器10的像素间距，n是第一图像显示器10的液晶层15或有机电致发光层61和第二图像显示器20的液晶层25之间的材料的平均折射率，s是第一图像显示器10的液晶层15或有机电致发光层61和第二图像显示器20的液晶层25之间的距离。三维自动立体图像被显示在第一图像显示器10上。2视点3D自动立体显示器向观看者呈现不同视角的两个图像。第一图像被射向观看者的左眼，而第二图像被射向观看者的右眼。参见图15，左图像和右图像可被递送给第一图像显示器10的交替像素。左图像和右图像被分别导引到观看者的左眼9b和右眼9a。为了将正确的图像导引到正确的眼睛，可以利用第二图像显示器20形成视差屏障的周期性阵列，或者透镜元件的周期性阵列，或者透镜和视差屏障元件的周期性阵列。对2视图3D自动立体显示模式来说，与第二图像显示器20有关的导光光学器件(图15中未图示)的间距或周期性Pe可近似两倍于第一图像显示器的像素间距或周期性Pi。为了校正视点，与第二图像显示器20有关的导光光学器件的精确间距或周期性Pe被设置成等于(2*Pi)/(1+s/e)。
在2视图3D自动立体系统中使用的常见视差屏障设计具有在导光光学器件间距或周期性Pe的20％和50％之间的孔径(aperture)(即，视差屏障与孔径之比在4:1和1:1之间)。在2视点3D自动立体系统中使用的优选视差屏障设计具有为导光光学器件间距或周期性Pe的～35％的孔径。
3D自动立体显示器领域的技术人员会认识到，显示系统40可被配置成是N视点3D自动立体显示系统(多视点显示系统)，其中N个不同视角的N个图像被显示在第一图像显示器10上，所述N个图像分别被导光光学器件导引到唯一的角形观看区。如在文献中所述，N视点(多视点)3D自动立体显示系统(N>5)和2视点3D系统相比，具有能够同时向多个观看者呈现3D图像，并且每个观看者的3D头观看自由度相对较宽的优点。如在文献中所述，N视点(多视点)3D自动立体显示系统(N>5)和2视点3D系统相比，具有呈现给各个观看者的3D图像分辨率较低的缺点。
优选实施例利用顶点双稳态液晶显示器(ZBD)70(图16)),它也可被称为顶点双稳态向列液晶显示器(ZBN)，作为第二图像显示器20，和具有镜面反射特性的反射式偏光片30。文献中已详尽公开ZBD 70的操作。ZBD至少具有第一双稳态LC取向表面。双稳态LC取向表面可由具有在大体相同的方位方向，引起两个不同的LC倾斜角的形状和/或定向的孔洞构成。另一方面，双稳态LC取向表面可由引起两个不同的LC倾斜角的光栅构成。下面，将只讨论具有由光栅构成的双稳态LC取向表面的ZBD，不过要认识到光栅并非可用于实现优选实施例的唯一双稳态液晶取向表面。
参见图3(常规技术)，ZBD 70具有单稳态表面基板6，在基板6上，具有可提供LC 2分子的单稳态、低表面倾斜的LC取向层(未图示)，比如聚酰亚胺。参见图3，ZBD具有双稳态表面基板4，在基板4上，具有提供LC双稳态表面的双稳态LC取向层8。双稳态LC取向层8可以是提供LC双稳态表面的光栅(如图3中所示)。具有单稳态LC取向层(未图示)的单稳态表面基板6可以是显示系统40中的第一基板24，而具有双稳态LC取向层8的双稳态表面基板4可以是显示系统40中的第二基板26。具有单稳态LC取向层(未图示)的单稳态表面基板6可以是显示系统40中的第二基板26，而具有双稳态LC取向层的双稳态表面基板4可以是显示系统40中的第一基板24。ZBD单稳态表面6的取向方向可被设置成平行于第二图像显示器20的边缘，垂直于第二图像显示器20的边缘，或者与第二图像显示器20的边缘成预定角度。ZBD单稳态表面6的取向方向可被图案化，使得至少对于第二图像显示器20的第一空间区域，与第二图像显示器20的边缘成第一角度地排列单稳态取向方向，至少对于第二图像显示器20的第二空间区域，与第二显示器20的所述边缘成第二角度地排列单稳态取向方向。图案化的第一和第二单稳态取向方向可以相互垂直。第一和第二单稳态取向方向可被设置成分别相对于第二图像显示器20的给定边缘成+45°和-45°。在上述所有情况下，相对于单稳态表面取向方向，设置ZBD 70的光栅对准方向，以实现ZBD设备的正确工作。从而，如果单稳态取向方向被图案化，那么光栅方向也必须被适当地图案化。
给定ZBD 70中的LC分子的第一种在能量方面稳定的构型是混合排列向列状态(HAN状态)25a(图3)。在HAN状态25a下，双稳态LC取向层8使LC分子在双稳态LC取向层8附近采取高倾斜。给定ZBD 70中的LC分子的第二种在能量方面稳定的构型是扭曲向列状态(TN状态)25b。在TN状态25b下，双稳态表面使LC分子在双稳态LC取向层8附近采取低倾斜。如在图3中示意所示和在文献中详细所述，通过应用适当的波形，实现HAN状态25a和TN状态25b之间的切换。脉冲的极性是选择HAN状态25a还是TN状态25b的关键因素。通过按照标准方式采用电极的矩阵阵列，可在HAN状态25a和TN状态25b之间，个别地切换ZBD 70内的像素。驱动ZBD 70不需要使用不透明TFT。ZBD 70内的不透明TFT或者任何其它基本不透明特征的使用会与第一图像显示器10呈现的图像，产生莫尔效应，这会明显有损于显示系统40的表现。
参见图16，下面说明设置成实现使第一、第二、第三、第四、第五和第六显示功能成为可能的显示系统40的光学组件的具体例子。要认识到图16是显示系统40的部分分解图；第一图像显示器10、反射式偏光片30和第二图像显示器20被彼此光学接触地设置并且优选粘合在一起(以使不必要的反射降至最少)，从而形成显示系统40。
第一图像显示器10发出平行于反射式偏光片30的透射轴30T偏振的线偏振光10P。线偏振光10P的定向可以是或者不是第一图像显示器10的设计所固有的。延迟膜(例如，19a、19b或19c(未图示)可以是半波延迟膜，用于旋转离开第一图像显示器10的光的线偏振状态，使得使从第一图像显示器10入射到反射式偏光片30上的光平行于反射式偏光片30的透射轴30T偏振。第二图像显示器20是顶点双稳态液晶显示器(ZBD)70。当ZBD 70被切换成TN状态25b时，与第一基板24关联的液晶取向方向24A被布置成平行于反射式偏光片30的透射轴30T。在TN状态25b下，与第二基板26关联的液晶取向方向26A被设置成垂直于LC取向方向24A。偏光片27的透射轴27T被设置成垂直于反射式偏光片透射轴30T。反射式偏光片30的反射轴30R可被设置成平行于偏光片27的透射轴27T。
另一方面，参见图17，当ZBD 70被切换成TN状态25b时，与最下面的基板24关联的液晶取向方向24A可被设置成垂直于反射式偏光片30的透射方向30T。在TN状态25b下，与最上面的基板26关联的液晶取向方向26A被设置成垂直于取向方向24A。偏光片27的透射轴27T被设置成垂直于反射式偏光片透射轴30T。
参见图16和图17，下面说明能够实现第一、第二、第三和第四显示功能的显示系统40的光学操作。
显示系统40的第一显示功能使观看者能够好像第二图像显示器20不存在似地观看第一图像显示器10。当ZBD 70被切换成TN状态25b时，实现第一显示功能。从图像显示器10发出的线偏振光基本不被衰减地透射通过反射式偏光片30，进入ZBD 70。当离开ZBD 70时，所述光大体被线性偏振，并且大体平行于偏光元件27的透射轴27T地被定向(即，ZBD使线偏振轴大体旋转90°)。
显示系统40的第二显示功能是使观看者能够观看反射图像的反射模式。当ZBD 70被均匀地切换成HAN状态25a时，可实现第二显示功能。第一图像显示器10被设置成不发光(即，第一图像显示器10被关断，或者处于待机模式，或者显示黑色图像)。为了降低功耗，第一图像显示器10优选被关断。大体平行于显示系统40的法线(即，θ＝显示器法线～±15°)入射的环境光当穿过切换成HAN状态25a的ZBD 70的液晶层25时，基本上未经历任何偏振变化。从而，该环境光被反射式偏光片30反射，并且基本上透射通过偏光片27，以便产生反射镜功能。
另一方面，当ZBD 70被均匀地切换成TN状态25b，并在TN状态25b两端施加电压，使得大体平行于显示系统40的法线(即，θ＝显示器法线～±15°)入射的环境光当穿过ZBD 70的液晶层25时，基本上未经历任何偏振变化，可以实现第二显示功能。第一图像显示器10被设置成不发光(即，第一图像显示器10被关断，或者处于待机模式，或者显示黑色图像)。为了降低功耗，第一图像显示器10优选被关断。从而，环境光(θ＝显示器法线～±15°)被反射式偏光片30反射，并且基本上透射通过偏光片27，以便产生反射镜功能。通过改变TN状态25b两端的电压，可以调整反射镜的反射率。通过增大TN状态25b两端的电压，可以增大反射镜的反射率。
利用HAN状态25a实现反射镜功能的优点在于在LC层被均匀地切换成HAN状态25a时，不消耗任何电力(即，不需要电压来维持反射镜功能)。利用TN状态25b实现反射镜功能的优点在于能够实现反射率可变的反射镜(即，需要电压来维持反射镜功能，并且电压的大小与反射镜功能的反射率相关)。
显示系统40的第三显示功能是能够向观看者传达信息的反射模式。第一图像显示器10被设置成不发光(即，第一图像显示器10被关断，或者处于待机模式，或者显示黑色图像)。为了降低功耗，第一图像显示器10优选被关断。通过将ZBD 70的像素切换成HAN状态25a或者TN状态25b，信息被传达给观看者。如前所述，当ZBD 70被切换成HAN状态25a时，环境光基本上从显示系统40被反射。当ZBD 70被切换成TN状态25b时，环境光基本上透射通过反射式偏光片30，被第一图像显示器10的光学组件吸收。从而，可借助反射像素和黑色像素的组合，向观看者传达图像(从而传达信息)。第三显示功能实质上是可借助寻址方案，按像素的分辨率图案化的反射镜。
显示系统40的第四显示功能是通过将图像递送给第一图像显示器10和第二图像显示器20，能够以引人注目并且有吸引力的方式，向观看者传达信息的反射模式。如前所述，当ZBD 70被切换成HAN状态25a时，环境光基本上从显示系统40被反射。当ZBD 70被切换成TN状态25b时，环境光基本上透射通过反射式偏光片30，并被第一图像显示器10的光学组件吸收。如前所述，当ZBD 70被切换成TN状态25b时，观看者能够好像第二图像显示器20不存在似地观看第一图像显示器10(即，ZBD 70看来大体透明)。当ZBD 70被切换成TN状态25b时，第一图像显示器10的像素被清晰地显露给观看者。当ZBD 70被切换成HAN状态25a时，来自第一图像显示器10的一小部分光可透射通过第二显示器20，从而被观看者观察到。这种效应可用于增大该显示模式的吸引力。当ZBD 70被切换成TN状态25b时，通过在TN状态25b两端施加电压，可以调整从第一图像显示器10透射通过第二显示器20的比例，和从反射式偏光片30反射的光的比例。这种效应可用于增大该显示模式的吸引力。从而，借助(出自ZBD70的)反射像素和出自第一图像显示器的像素的组合，可以向观看者传达信息。ZBD 70的反射像素和出自第一图像显示器10的像素可以横向分开和/或横向重合(即，观看者可感觉反射像素和出自第一图像显示器10的像素发源于显示系统40的不同空间位置，和/或观看者可感觉反射像素和出自第一图像显示器10的像素发源于显示系统40的相同空间位置)。
显示系统40的第五显示功能使观看者能够观看3D图像。交错的3D图像按照标准方式，被递送给第一图像显示器10，同时第二图像显示器20将立体图像导引到观看者的对应眼睛。参见图10和图15，现在说明能够实现自动立体3D图像的观看的电极设计的具体例子。当ZBD 70被切换成TN状态25b时，可以选择LC层25的厚度(d)，和LC层25的双折射(Δn)，使得对于波长λ的光，满足Gooch-Tarry第一最小或第二最小TN条件等(即，对于第一最小TN条件来说，√3＝2dΔn/λ(route 3＝2d delta n/lambda)，对于第二最小TN条件来说，√15＝2dΔn/λ(route 15＝2d delta n/lambda)。参见图10，通过利用电极26e2，将ZBD 70切换成HAN状态25a，和通过利用电极26e1，将ZBD 70切换成TN状态25b，可形成由透射区和非透射区构成的视差屏障。与偏光元件(27、30、19)合作，HAN状态25a形成阻止来自第一图像显示器10的光到达观看者的眼睛的非透射区的周期性阵列。与偏光元件(27、30、19)合作，TN状态25a形成使来自第一图像显示器的光能够到达观看者的眼睛的透射区的周期性阵列。对如图15中所示的2视点3D系统来说，构成视差屏障的电极26e的间距或周期性Pe由26ew1+2*26eg+26ew2给出，大体等于第一图像显示器10的像素间距或周期性Pe的两倍(即，26ew1+2*26eg+26ew2＝2*pi)。为了校正视点，构成视差屏障的电极的精确间距或周期性Pe被设置成Pe＝26ew1+2*26eg+26ew2＝(2*Pi)/(1+s/e)，其中e是瞳孔间距离，Pi是第一图像显示器10的像素间距或周期性pi，s是第一图像显示器10的液晶层15或有机电致发光层61和第二图像显示器20的液晶层25之间的距离。TN状态26b(透射区)的宽度可被设置成为间距或周期性Pe的～35％。电极26e的垂直排列使水平定向的3D图像的观看成为可能。
另一方面，通过利用ZBD 70形成透镜和视差屏障的周期性阵列，使得(对第一图像显示器来说不透射的)视差屏障被置于各个透镜元件之间，可以实现第五显示功能。参见图18，(对第一图像显示器来说不透射的)视差屏障区112的宽度主要由用于将LC层25切换成HAN状态25a的电极26e，例如，电极26e1的宽度决定(电极间间距26eg被忽略)。(对第一图像显示器来说透射的)透镜元件111的宽度主要由用于将LC层25切换成TN状态25b的电极26e，例如，电极26e2的宽度决定(电极间间距26eg被忽略)。随后对电极26e1施加电压，使得在电极26e1和24e之间形成边缘电场。这种边缘电场形成大体位于连续电极26e1之间，并且大体位于电极26e2之下的称为梯度反射率(GRIN)的透镜元件111。透镜元件111的焦距f(未图示)近似满足等式f＝a2/8Δnd，其中a(未图示)是透镜孔径(透镜孔径～电极26e2的宽度)，Δn是LC的双折射，d是LC层25的厚度。当f/n～s时，产生优选的3D成像性能，其中n是在第一图像显示器10的液晶层15或有机电致发光层61和第二图像显示器20的液晶层25之间的材料的平均折射率，s是第一图像显示器10的液晶层15或有机电致发光层61和第二图像显示器20的液晶层25之间的距离。当条件3<a/d<9满足时，也产生优选的3D成像性能。现在进行电极设计的样例。如果第一图像显示器具有100微米的像素间距或周期性Pi，那么Pe＝26ew1+2*26eg+26ew2＝200微米。对于～300毫米的3D观看距离，则s～700微米。于是，f～470微米，a～120微米，Δnd～3.8微米。如果Δn被选为～0.2，那么d～20微米。于是，如果我们假定26eg～20微米，那么宽度26ew1～45微米，和26ew2～115微米的电极26e1、26e2可被用于形成供3D图像的观看之用的透镜和视差屏障元件的阵列。
另一方面，通过将LC层25均匀地切换成TN状态25b，ZBD 70可用于形成透镜和视差屏障的周期性阵列。随后对电极26e1施加电压，使得如前所述在电极26e1和24e之间形成边缘电场，从而产生大体位于连续电极26e1之间，并且大体位于电极26e2之下的GRIN透镜元件111。
通过改变电极26e1和26e2的宽度，可以控制视差屏障区和透镜区的比例，以适合显示系统40的具体要求。例如，如果需要具有高亮度3D模式的显示系统40，那么可以使形成视差屏障的电极(例如，26e1)的宽度(例如，26ew1)降至最小。不过，如果需要具有相同大小的反射像素的显示系统40，那么26e1和26e2可被设计成宽度相同。
可以选择26eg的宽度，以优化3D成像性能。可以选择26eg的宽度，以优化如利用第二和第三显示功能说明的反射光的数量。
就3D功能(第五显示功能)来说，和透镜+视差屏障设计相比，只有视差屏障的设计的优点在于更薄的LC层25成为可能。与只有视差屏障的设计相比，透镜+视差屏障设计的另一个优点在于能够实现更明亮的3D模式，因为透射区和非透射区之比率被增大。如果要求显示系统40具有3D功能和其中反射像素具有相同大小的反射功能，那么优选透镜+视差屏障设计，因为电极26e1和26e2可被设置成具有相同的宽度，并且仍然形成对3D功能来说，成像质量良好的光学器件。
显示系统40的第六显示功能使图像能够被在轴观看，而从离轴观看则所述图像被遮蔽，于是产生私用观看模式。图像可包含图片、文本或者图片和文本的组合。参见图23，通过沿至少两个方向图案化ZBD单稳态表面6的取向方向和图案化双稳态表面8的取向方向，以便形成两个截然不同的LC畴(液晶畴1和液晶畴2)，实现第六显示功能。单稳态取向方向可被图案化，使得至少对于第二图像显示器20的第一空间区域(液晶畴1)，使单稳态取向方向与第二图像显示器20的边缘成第一角度地排列，至少对于第二图像显示器20的第二空间区域，使单稳态取向方向与第二显示器20的所述边缘成第二角度地排列。图案化的第一和第二单稳态取向方向可以相互垂直。优选单稳态表面被图案化，使得液晶畴1与第二图像显示器20的边缘成+45°，而液晶畴2与第二图像显示器20的所述边缘成-45°。在上述所有情况下，相对于单稳态表面取向方向，设置双稳态表面8的取向方向，以便能够实现ZBD设备的正确操作。优选相对于单稳态取向方向，设置双稳态表面的取向方向，使得当ZBD设备70被切换成TN模式时，在整个第二图像显示器20内，维持LC扭曲的相同手性。当ZBD 70被切换成TN状态25b，并在ZBD两端施加电压，使得LC分子被重新定向，但是仍然处于TN状态25b(即，ZBD设备未被切换成HAN状态25a)时，实现第六显示功能。在LC层两端施加的电压足以部分使LC分子重新定向，使得大部分的LC分子具有平行于单稳态表面法线排列的组成。在LC层两端必须施加的电压于是高于TN阈值电压，但是低于TN饱和电压，并且低于将ZBD从TN状态25b切换成HAN状态25a的电压。如果TN层被用作图像显示器，那么在LC层两端施加的电压于是对应于中间灰度级。参见图24，这种电压对TN状态25b的光学效应在于液晶畴1和液晶畴2具有相同的轴上亮度。不过，对于离轴角度的范围，液晶畴1和液晶畴2具有不同的亮度值。从而，对于离轴角度的第一范围，液晶畴1将显得明亮，而液晶畴2将显得阴暗，对于离轴角度的第二范围，液晶畴1将显得阴暗，而液晶畴2将显得明亮。通过遮蔽展现在图像显示器10上的信息，液晶畴1和液晶畴2之间的离轴亮度对比实现私用功能。优选液晶畴1和液晶畴2大小相同。液晶畴1和液晶畴2可以是正方形。如果是正方形，那么液晶畴1和2的大小可为1mm2～10mm2，优选3mm2～6mm2。如上所述的2个远离的LC液晶畴的使用能够实现对显示器用户的左侧和右侧的私用功能(即，信息被遮蔽，防止靠近显示器用户的人看见)。4个远离的LC液晶畴的使用能够实现360°的离轴私用功能。
参见图19，另一个实施例利用超扭曲向列液晶显示器(STN)71作为第二图像显示器20，和具有镜面反射特性的反射式偏光片30。在文献中详尽公开了STN的操作。驱动STN71不需要不透明TFT的使用。STN 71内的不透明TFT或者任何其它基本不透明特征的使用会与第一图像显示器10产生莫尔效应，这会明显有损于显示系统40的表现。本质上，STN具有使人感兴趣的两种LC构型。第一LC构型(在STN层两端施加的电压V＝0V)具有第一相位延迟量，而第二LC构型(在STN层两端施加的电压V＝～2V)具有第二相位延迟量。在穿过第一LC构型之后，离开STN 71的光的偏振状态大体垂直于在穿过第二LC构型之后，离开STN 71的光的偏振状态。
显示系统40的第一显示功能使观看者能够好像第二图像显示器20不存在似地观看第一图像显示器10。当STN按第一LC构型(0V)工作时，可实现第一显示功能。从第一图像显示器发出的光穿过LC层25，基本透射通过偏光片27。
显示系统40的第二显示功能是使观看者能够观看反射图像的反射模式。当STN按第二LC构型(V>～2V)工作时，可实现第二显示功能。第一图像显示器10被设置成不发光(即，第一图像显示器10被关断，或处于待机模式，或显示黑色图像)。为了降低功耗，第一图像显示器10优选被关断。大体平行于显示系统40的法线(即，θ＝显示器法线～±15°)入射的环境光被反射式偏光片30反射，并且基本上透射通过偏光片27，以便产生反射镜功能。
显示系统40的第三显示功能是能够向观看者传达信息的反射模式。第一图像显示器10被设置成不发光(即，第一图像显示器10被关断，或者处于待机模式，或者显示黑色图像)。为了降低功耗，第一图像显示器10优选被关断。通过将STN 71的像素切换成第一LC构型(V＝0V)或者第二LC构型(V>～2V)，信息被传达给观看者。当STN 71被切换成第一LC构型(V＝0V)时，环境光基本上透射通过反射式偏光片30，被第一图像显示器10的光学组件吸收。当STN 71被切换成第二LC构型(V>～2V)时，环境光从反射式偏光片30被反射，基本上返回透射通过偏光片27，以便产生反射镜功能。从而，借助反射像素和黑色像素的组合，可向观看者传达图像(从而传达信息)。
显示系统40的第四显示功能是通过将图像递送给第一图像显示器10和第二图像显示器20，能够以引人注目并且有吸引力的方式，向观看者传达信息的反射模式。如前所述，当STN 71被切换成第二LC构型(V>～2V)时，环境光基本上从显示系统40被反射。当STN71被切换成第一LC构型(V＝0V)时，环境光基本上透射通过反射式偏光片30，并被第一图像显示器10的光学组件吸收。如前所述，当STN 71被切换成第一LC构型(V＝0V)时，观看者能够好像第二图像显示器20不存在似地观看第一图像显示器10(即，STN 71看来大体透明)。从而，借助(出自STN 71的)反射像素和出自第一图像显示器10的像素的组合，可以向观看者传达信息。
显示系统40的第五显示功能使观看者能够观看3D图像。交错的3D图像按照标准方式，被递送给第一图像显示器10，同时第二图像显示器20将立体图像导引到观看者的对应眼睛。参见图10和图15，现在说明能够实现自动立体3D图像的观看的电极设计的具体例子。电极26e2用于将STN 71切换成第二LC构型(V>～2V)。穿过处于第二LC构型(V>～2V)时的第二基板层26的来自第一图像显示器10的光基本上被偏光片27吸收。电极26e1用于把STN 71切换成第一LC构型(V＝0V)。穿过第一LC构型(V＝0V)的来自第一图像显示器10光基本上被偏光片27透射。于是，与STN 71层和偏光元件结合的电极26e1和26e2产生用于观看显示在第一图像显示器10上的3D图像的视差屏障。
继续参见图19，另一个实施例利用双稳态扭曲向列液晶显示器(BTN)72作为第二图像显示器20，和具有镜面反射特性的反射式偏光片30。文献中详尽公开了BTN 72的操作。驱动BTN 72不需要使用不透明TFT。BNT 72内的不透明TFT或者任何其它基本不透明特征的使用会与第一图像显示器10呈现的图像，产生莫尔效应，这会明显有损于显示系统40的表现。本质上，BTN 72具有使人感兴趣的两种LC构型。第一LC构型(总LC扭曲角＝0°)具有第一延迟量，而第二LC构型(总LC扭曲角＝360°)具有第二延迟量。在穿过第一LC构型之后，离开BTN 72的光的偏振状态大体上垂直于在穿过第二LC构型之后，离开BTN 72的光的偏振状态。
显示系统40的第一显示功能使观看者能够好像第二图像显示器20不存在似地观看第一图像显示器10。当BTN 72按第一LC构型工作时，可以实现第一显示功能。从第一图像显示器发出的光穿过LC层25，基本上透射通过偏光元件27。
显示系统40的第二显示功能是使观看者能够观看反射图像的反射模式。当BTN 72按第二LC构型工作时，可实现第二显示功能。第一图像显示器10被设置成不发光(即，第一图像显示器10被关断、或者处于待机模式，或者显示黑色图像)。为了降低功耗，第一图像显示器10优选被关断。大体平行于显示系统40的法线(即，θ＝显示器法线～±15°)入射的环境光被反射式偏光片30反射，并且基本上透射通过偏光片27，以便产生反射镜功能。
显示系统40的第三显示功能是能够向观看者传达信息的反射模式。第一图像显示器10被设置成不发光(即，第一图像显示器10被关断，或者处于待机模式，或者显示黑色图像)。为了降低功耗，第一图像显示器10优选被关断。通过将BTN 72的像素切换成第一LC构型或第二LC构型，向观看者传达信息。当BTN 72被切换成第一LC构型时，环境光基本上透射通过反射式偏光片30，被第一图像显示器10的光学组件吸收。当BTN 72被切换成第二LC构型时，环境光从反射式偏光片30被反射，基本上返回透射通过偏光片27，以便产生反射镜功能。从而，借助反射像素和黑色像素的组合，可向观看者传达图像(从而传达信息)。
显示系统40的第四显示功能是通过将图像递送给第一图像显示器10和第二图像显示器20，能够以引人注目并且有吸引力的方式，向观看者传达信息的反射模式。如前所述，当BTN 72被切换成第二LC构型时，环境光基本上从显示系统40被反射。当BTN 72被切换成第一LC构型时，环境光基本上透射通过反射式偏光片30，并被第一图像显示器10的光学组件吸收。如前所述，当BTN 72被切换成第一LC构型时，观看者能够好像第二图像显示器20不存在似地观看第一图像显示器10(即，BTN 72看来大体透明)。从而，借助(出自BTN 72的)反射像素和出自第一图像显示器10的像素的组合，可以向观看者传达信息。
显示系统40的第五显示功能使观看者能够观看3D图像。交错的3D图像按照标准方式，被递送给第一图像显示器10，同时第二图像显示器20将立体图像导引到观看者的对应眼睛。参见图10和图15，现在说明能够实现自动立体3D图像的观看的电极设计的具体例子。电极26e2用于将BTN 72切换成第二LC构型。穿过第二LC构型的来自第一图像显示器10的光基本上被偏光片27吸收。电极26e1用于把BTN72切换成第一LC构型。穿过第一LC构型的来自第一图像显示器10的光基本上被偏光片27透射。于是，与BTN 72层和偏光元件结合的电极26e1和26e2产生用于观看显示在第一图像显示器10上的3D图像的视差屏障。
再次参见图19，另一个实施例利用铁电液晶显示器(FLC)73作为第二图像显示器20，和具有镜面反射特性的反射式偏光片30。文献中详细公开了FLC的操作。驱动FLC不需要使用不透明TFT。FLC 73内的不透明TFT或者任何其它基本不透明特征的使用会与第一图像显示器10呈现的图像，产生莫尔效应，这会明显有损于显示系统40的表现。本质上，FLC 73具有使人感兴趣的两种LC构型。第一LC构型具有第一延迟量(LC取向大体平行于输入线偏振方向)，而第二LC构型具有第二延迟量(LC取向大体与输入线偏振方向成45°)。在穿过第一LC构型之后，离开FLC 73的光的偏振状态大体垂直于在穿过第二LC构型之后，离开FLC73的光的偏振状态。
显示系统40的第一显示功能使观看者能够好像第二图像显示器FLC 73不存在似地观看第一图像显示器10。当FLC 73按第一LC构型工作时，可实现第一显示功能。从第一图像显示器发出的光穿过LC层25，基本上透射通过偏光元件27。
显示系统40的第二显示功能是使观看者能够观看反射图像的反射模式。当FLC 73按第二LC构型工作时，可实现第二显示功能。第一图像显示器10被设置成不发光(即，第一图像显示器10被关断、或者处于待机模式，或者显示黑色图像)。为了降低功耗，第一图像显示器10优选被关断。大体平行于显示系统40的法线(即，θ＝显示器法线～±15°)入射的环境光被反射式偏光片30反射，并且基本上透射通过偏光片27，以便产生反射镜功能。
显示系统40的第三显示功能是可向观看者传达信息的反射模式。第一图像显示器10被设置成不发光(即，第一图像显示器10被关断，或者处于待机模式，或者显示黑色图像)。为了降低功耗，第一图像显示器10优选被关断。通过将FLC 73的像素切换成第一LC构型或者第二LC构型，信息被传达给观看者。当FLC 73被切换成第一LC构型时，环境光基本上透射通过反射式偏光片30，并被第一图像显示器10的光学组件吸收。当FLC 73被切换成第二LC构型时，环境光从反射式偏光片30被反射，基本上返回透射通过偏光片27，以便产生反射镜功能。从而，借助反射像素和黑色像素的组合，可向观看者传达图像(从而传达信息)。
显示系统40的第四显示功能是通过把图像递送给第一图像显示器10和第二图像显示器20，能够以引人注目并且有吸引力的方式，向观看者传达信息的反射模式。如前所述，当FLC 73被切换成第二LC构型时，环境光基本上从显示系统40被反射。当FLC 73被切换成第一LC构型时，环境光基本上透射通过反射式偏光片30，被第一图像显示器10的光学组件吸收。如前所述，当FLC 73被切换成第一LC构型时，观看者能够好像第二图像显示器20不存在似地观看第一图像显示器10(即，FLC 73看来大体透明)。从而，借助(出自FLC 73)的反射像素和出自第一图像显示器10的像素的组合，信息可被传达给观看者。
显示系统40的第五显示功能使观看者能够观看3D图像。交错的3D图像按照标准方式，被递送给第一图像显示器10，同时第二图像显示器20将立体图像导引到观看者的对应眼睛。参见图10和图15，下面说明能够实现自动立体3D图像的观看的电极设计的具体例子。电极26e2用于将FLC 73切换成第二LC构型。穿过第二LC构型的来自第一图像显示器10的光基本上被偏光片27吸收。电极26e1用于把FLC73切换成第一LC构型。穿过第一LC构型的来自第一图像显示器10的光基本上被偏光片27透射。于是，与FLC 73层和偏光元件结合的电极26e1和26e2产生用于观看显示在第一图像显示器10上的3D图像的视差屏障。
图20是图解说明包括控制电子器件的整个显示系统40的方框图。具体地，系统包括配置成向第一图像显示器10和第二图像显示器20提供这里说明的各种控制和数据电压的控制器120。控制器120可以是按照常规编程技术编程的数字处理器，从而为了简洁起见，省略了更多的细节。还包括功能选择器122，功能选择器122可以是使得能够选择显示系统40打算按其工作的这里说明的第一到第六显示功能任意之一的用户选择的输入设备(例如，小键盘、触摸屏等)，基于应用的选择器(由利用显示系统40的特定应用自动选择)，等等。根据从功能选择器122接收的选择，控制器120向第一图像显示器10和第二图像显示器20提供控制和显示数据124。按照常规技术，提供控制和显示数据124，以使显示器的相应行和列驱动器改变显示器内的各个像素的状态，以便显示图像，提供反射像素，关断显示器等，如这里所述。当显示系统40包括背光源12时，控制器120还用于接通和关断背光源，如这里所述。
图21总结显示系统40的操作。在按照第一显示功能的操作期间，控制器120将图像数据(例如，文本、视频等)提供给第一图像显示器10，以便显示给观看者。同时，控制器120向第二图像显示器20提供数据，以将第二图像显示器20均匀地切换成第一透明状态，从而显露第一图像显示器10显示的信息。在显示系统40包括背光源12的情况下，控制器120根据例如用户选择、环境光条件，节电模式等，接通或关断背光源12。
当按照第二显示功能选择操作时，控制器120不将图像递送给第一图像显示器10(从而使第一图像显示器10不活动)。同时，控制器120向第二图像显示器20提供数据，以将第二图像显示器20均匀地切换成第二状态，使得与反射式偏光片30结合的第二图像显示器行为像平面镜。如果第一图像显示器10具有关联的背光源，那么控制器120关断背光源12。
如果选择按照第三显示功能的操作，那么同样地，控制器120不将图像递送给第一图像显示器10。同时，控制器120将图像数据递送给第二图像显示器20，从而产生可向观看者传达诸如文本或简单图片之类信息的图案化反射镜。如果第一图像显示器10具有关联的背光源12，那么控制器120关断背光源12。
当选择第四显示功能时，控制器120再次将图像递送给第二图像显示器20，从而产生可传送诸如文本或简单图片之类信息的图案化反射镜，并将图像递送给第一图像显示器10，使得利用显示在第一图像显示器10上的图像，增强利用第二图像显示器20产生的图案化反射镜的视觉效果。如果第一图像显示器10具有关联的背光源12，那么控制器120可以接通或关断背光源12。
当选择第五显示功能时，控制器120将自动立体三维图像递送给第一图像显示器10。同时，控制器120将图像递送给产生如这里所述的视差光学器件的第二图像显示器20，使得观看者用裸眼看得见第一显示器上的三维图像。如果第一图像显示器10具有关联的背光源12，那么控制器120可以接通或关断背光源12。
当选择第六显示功能(第二图像显示器20是ZBD 70)时，控制器120将图像递送给第一图像显示器10。同时，控制器120将图像递送给为如这里所述的遮蔽光学器件的第二图像显示器20，使得第一显示器10的图像在显示系统40的光轴上大体看得见，但是离轴基本上被遮蔽，于是，产生私用观看模式。如果第一图像显示器10具有关联的背光源12，那么控制器120可以接通或关断背光源12。
控制器120、功能选择器122和显示数据124可用于实现在显示系统40的不止一个空间区域中，同时采用所述显示功能中的不止一种显示功能的显示系统40。例如，图22a图解说明在显示系统40的第一空间区域中的第一显示功能的采用，和在第二空间区域中的第二显示功能的采用。例如，图22b图解说明在显示系统40的第一空间区域中的第三显示功能的采用，和在第二空间区域中的第二显示功能的采用。例如，图22c图解说明在显示系统40的第一空间区域中的第三显示功能的采用，和在第二空间区域中的第四显示功能的采用。例如，图22d图解说明在显示系统40的第一空间区域中的第一显示功能的采用，在第二空间区域中的第二显示功能的采用，和在第三空间区域中的第四显示功能的采用。例如，图22e图解说明在显示系统40的第一空间区域中的第四显示功能的采用，和在第二空间区域中的第五显示功能的采用。例如，图22f图解说明在显示系统40的第一空间区域中的第一显示功能的采用，在第二空间区域中的第五显示功能的采用，和在第三空间区域中的第六显示功能的采用。给定空间区域的大小和形状，和所述空间区域的关联显示功能1～6可由用户配置，或者由基于应用的选择器配置(由利用显示系统40的特定应用自动选择)。
按照本发明的一个方面，提供一种显示系统，所述显示系统包括第一图像显示器；第二图像显示器；置于第一图像显示器和第二图像显示器之间的反射式偏光片，第二图像显示器被设置在显示系统的观看侧；和将图像数据递送给第一图像显示器和第二图像显示器的控制器，其中控制器、第一图像显示器和第二图像显示器被配置成按照以下显示功能，有选择地工作：观看者通过第二图像显示器看得见第一图像显示器，第二图像显示器相对于第一图像显示器看来基本透明的第一显示功能；对观看者来说，显示系统表现为平面镜的第二显示功能；和对观看者来说，显示系统表现为图案化反射镜的第三显示功能。
按照另一个方面，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器被进一步配置成按照第四显示功能，有选择地工作，在所述第四显示功能中，观看者通过第二图像显示器，看得见来自第一显示器的图像数据，观看者从第二图像显示器看得见图案化反射镜。
按照另一个方面，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器被进一步配置成按照第五显示功能，有选择地工作，在所述第五显示功能中，第二图像显示器起可切换的视差光学器件作用，从而向观看者提供第一图像显示器呈现的三维数据的自动立体观看。
按照另一个方面，第二图像显示器是顶点双稳态液晶显示器(ZBD)，也可被称为顶点双稳态向列液晶显示器(ZBN)。
按照另一个方面，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器被进一步配置成按照第六显示功能，有选择地工作，在所述第六显示功能中，第二图像显示器起可切换的遮蔽光学器件作用，以便第一图像显示器呈现的图像在显示系统的光轴上，基本上看得见，但是离轴大体上被遮蔽。
按照另一个方面，控制器寻址ZBD，以在第一稳定状态和第二稳定状态之间切换像素。
按照另一个方面，处于第一稳态的像素对第一图像显示器来说大体透明，处于第二稳态的像素对观看者来说是反射的。
按照另一个方面，第二图像显示器是超扭曲向列液晶显示器(STN)。
在另一个方面，第二图像显示器是双稳态扭曲向列液晶显示器(BTN)。
按照另一个方面，第二图像显示器是铁电液晶显示器(FLC)。
按照另一个方面，反射式偏光片具有镜面反射特性。
按照另一个方面，反射式偏光片是双倍增亮薄膜(DBEF)。
按照另一个方面，延迟膜被置于第一图像显示器的最上面的基板和反射式偏光片之间。
在另一个方面，延迟膜被置于反射式偏光片和第二图像显示器的最下面的基板之间。
按照另一个方面，延迟膜是1/4波片。
在另一个方面，延迟膜是半波片。
按照另一个方面，偏光片被置于第一图像显示器的最上面的基板和反射式偏光片之间。
在另一个方面，第二图像显示器的寻址方案不利用不透明晶体管。
按照另一个方面，还包括向第一图像显示器提供背光的背光源，控制器被配置成根据特定显示功能的变化，接通或关断背光源。
在另一个方面，控制器、第一图像显示器和第二图像显示器被配置成在不同的对应空间区域中，按照同时两种或更多种的显示功能工作。
尽管参考某个或某些实施例，表示和说明了本发明，不过对本领域的技术人员来说，当阅读和理解本说明书和附图时，可以想到等同的变更和修改。尤其是就由上述元件(组件、组合体、设备、构成等)进行的各种功能来说，除非另有说明，否则用于描述这种元件的术语(包括对“装置”的引用)意图对应于进行所述元件的指定功能的任何元件(即，功能上等同的任何元件)，即使结构上不等同于在本发明的一个或多个例证实施例中，进行所述功能的公开结构。另外，尽管上面关于几个实施例中的仅仅一个或多个实施例，说明了本发明的特定特征，不过，当对任何给定或特殊应用来说需要和有利时，可以结合这样的特征和其它实施例的一个或多个结合。
[工业适用性]
一种适合于移动电话机、手持游戏控制台、便携式PC和电视机的显示系统。
[附图标记列表]
2 液晶
4 双稳态表面基板
6 单稳态表面基板
8 双稳态液晶取向层
9a 右眼
9b 左眼
10 第一图像显示器
10P 离开第一图像显示器的线性偏振光
11 液晶显示器
12 背光源
13 第一图像显示器10的偏光片
14 第一图像显示器10的第一基板
15 第一图像显示器10的液晶层
16 第一图像显示器10的第二(最上面的)基板
17 第一图像显示器10的偏光片
19a 延迟膜
19b 延迟膜
19c 延迟膜
19d 延迟膜
20 第二图像显示器
20P 纵向定向的显示设备
20L 横向定向的显示设备
24 第二图像显示器20的第一(最下面的)基板
24A 液晶取向方向
24e 与第二图像显示器20的第一基板有关的行构造中的电极
24e1 与第二图像显示器20的第一基板有关的第一电极24e
24ew1 与第二图像显示器20的第一基板有关的第一电极24e1的宽度
24e2 与第二图像显示器20的第一基板有关的第二电极24e
24ew2 与第二图像显示器20的第一基板有关的第二电极24e2的宽度
24eg 与第二图像显示器20的第一基板有关的电极之间的间距
25 第二图像显示器20的液晶层
25a 混合排列向列状态
25b 扭曲向列状态
26 第二图像显示器20的第二基板
26A 液晶取向方向
26a 第二图像显示器20的第二基板26的液晶取向方向
26e 与第二图像显示器20的第二基板有关的列构造中的电极
26e1 与第二图像显示器20的第二基板有关的第一电极26e
26ew1 与第二图像显示器20的第二基板有关的第一电极26e1的宽度
26e2 与第二图像显示器20的第二基板有关的第二电极26e
26ew2 与第二图像显示器20的第二基板有关的第二电极的宽度
26eg 与第二图像显示器20的第二基板有关的电极之间的间距
27 第二图像显示器20的偏光片
27T 偏光片的透射轴
30 反射式偏光片(双倍增亮薄膜)
30T 反射式偏光片30的透射轴
30R 反射式偏光片30的反射轴
40 显示系统
50 显示系统的观看侧
60 有机发光显示器
61 有机电致发光层
70 顶点双稳态显示器(ZBD)
71 超扭曲向列液晶显示器(STN)
72 双稳态扭曲向列液晶显示器(BTN)
73 铁电液晶显示器(FLC)
101 信息
102 显示器的指定空间区域
103 显示器的另一个指定空间区域
111 透镜元件
112 视差屏障区
120 控制器
122 功能选择器
124 显示数据
Vd 3D观看距离
E 瞳孔间距离
Pi 第一图像显示器10的像素间距或周期性
n 层(15,61)和LC层25之间的材料的平均折射率
s 层(15,61)和LC层25之间的距离
d LC层25的厚度
Δn LC层25的双折射
Pe 导光光学器件的间距或周期性
f 焦距
a 透镜孔径
n 平均折射率

Claims (16)

1.一种显示系统，包括：
第一图像显示器；
第二图像显示器；
反射式偏光片，其被设置于所述第一图像显示器和所述第二图像显示器之间，其中所述第二图像显示器被设置在所述显示系统的观看侧；和
控制器，其将图像数据递送给所述第一图像显示器和所述第二图像显示器，
其中所述控制器、所述第一图像显示器和所述第二图像显示器被配置成根据以下显示功能有选择地工作：
观看者通过所述第二图像显示器看得见所述第一图像显示器，所述第二图像显示器相对于所述第一图像显示器表现为基本透明的第一显示功能；
所述显示系统对所述观看者表现为平面镜的第二显示功能；和
所述显示系统对所述观看者表现为图案化反射镜的第三显示功能，其中
所述第一图像显示器、所述第二图像显示器和所述反射式偏光片被彼此光学接触地粘合在一起，
所述第二图像显示器具有液晶层、相对于所述液晶层设置在非观看侧的第一基板、和相对于所述液晶层设置在观看侧的第二基板，
所述第二图像显示器是顶点双稳态液晶显示器(ZBD)，其可通过所述控制器在液晶分子的扭曲向列(TN)构型和液晶分子的混合排列向列(HAN)构型之间切换，
所述第一图像显示器发出在第一方向线性偏振的光，所述反射式偏光片的透射轴被布置在所述第一方向，
当所述ZBD被切换为TN构型时，所述第一基板的液晶分子的取向方向为所述第一方向或与所述第一方向垂直的第二方向，
当所述ZBD被切换为TN构型时，所述第二基板的液晶分子的取向方向为垂直于所述第一基板的取向方向，
在所述第二图像显示器的观看侧，设置有偏光片，其具有布置在所述第二方向的透射轴。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述控制器、所述第一图像显示器和所述第二图像显示器被进一步配置成根据第四显示功能有选择地工作，在所述第四显示功能中，所述观看者通过所述第二图像显示器，看得见来自所述第一显示器的图像数据，并且所述观看者从所述第二图像显示器看得见图案化反射镜。
3.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述控制器、所述第一图像显示器和所述第二图像显示器被进一步配置成根据第五显示功能有选择地工作，在所述第五显示功能中，所述第二图像显示器起可切换的视差光学器件的作用，向所述观看者提供由所述第一图像显示器呈现的三维数据的自动立体观看。
4.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述控制器、所述第一图像显示器和所述第二图像显示器被进一步配置成根据第六显示功能有选择地工作，在所述第六显示功能中，所述第二图像显示器起可切换的遮蔽光学器件作用，以便由所述第一图像显示器呈现的图像在所述显示系统的光轴上基本上看得见，而离轴则基本上被遮蔽。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的显示系统，其中所述控制器寻址ZBD，以在第一稳态和第二稳态之间切换像素。
6.根据权利要求5所述的显示系统，其中处于第一稳态的像素对所述第一图像显示器来说大体透明，处于第二稳态的像素对所述观看者来说是反射的。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的显示系统，其中所述反射式偏光片具有镜面反射特性。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的显示系统，其中所述反射式偏光片是双倍增亮薄膜(DBEF)。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的显示系统，其中延迟膜被置于所述第一图像显示器的最上面的基板和所述反射式偏光片之间。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的显示系统，其中延迟膜被置于所述反射式偏光片和所述第二图像显示器的最下面的基板之间。
11.根据权利要求9所述的显示系统，其中所述延迟膜是1/4波片。
12.根据权利要求9所述的显示系统，其中所述延迟膜是半波片。
13.根据权利要求1-4中任一项所述的显示系统，其中在所述第一图像显示器的最上面的基板和所述反射式偏光片之间设置偏光片。
14.根据权利要求1-4中任一项所述的显示系统，其中所述第二图像显示器的寻址方案不利用不透明晶体管。
15.根据权利要求1-4中任一项所述的显示系统，还包括向所述第一图像显示器提供背光的背光源，所述控制器被配置成根据特定显示功能的变化，接通或关断所述背光源。
16.根据权利要求1-4中任一项所述的显示系统，其中所述控制器、所述第一图像显示器和所述第二图像显示器被配置成在不同的对应空间区域中，根据同时两种或更多种的显示功能工作。
CN201380028877.5A 2012-06-25 2013-06-06 显示系统 Expired - Fee Related CN104350417B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/532,154 2012-06-25
US13/532,154 US9679506B2 (en) 2012-06-25 2012-06-25 Multiple function display system
PCT/JP2013/003582 WO2014002402A1 (en) 2012-06-25 2013-06-06 Display system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104350417A CN104350417A (zh) 2015-02-11
CN104350417B true CN104350417B (zh) 2017-07-25

Family

ID=49774038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380028877.5A Expired - Fee Related CN104350417B (zh) 2012-06-25 2013-06-06 显示系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9679506B2 (zh)
CN (1) CN104350417B (zh)
WO (1) WO2014002402A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10708575B2 (en) 2012-06-25 2020-07-07 Sharp Kabushiki Kaisha Display system with diffuse and specular reflective modes
US20140192033A1 (en) * 2013-01-07 2014-07-10 Htc Corporation 3d image apparatus and method for displaying images
US20140204039A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-24 Adobe Systems Incorporated Compositing display
TWI490746B (zh) * 2013-03-29 2015-07-01 Chunghwa Picture Tubes Ltd 應用於觸控與可切換２ｄ／３ｄ模式的控制系統
EP2866165B1 (en) * 2013-10-28 2018-12-05 LG Electronics Inc. -1- Mobile terminal and controlling method thereof
US10061506B2 (en) * 2014-09-22 2018-08-28 Casio Computer Co., Ltd. Touch determination on stacked or laminated display panels
US10699612B2 (en) * 2014-10-27 2020-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Display system with specular reflective mode
WO2016067606A1 (en) * 2014-10-27 2016-05-06 Sharp Kabushiki Kaisha Display system with diffuse and specular reflective modes
US9898114B2 (en) * 2014-12-23 2018-02-20 Intel Corporation Electroactive privacy layer of a display device
EP3113158A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-04 Nokia Technologies Oy Control of selective actuation of a light filter array
CN105139786A (zh) * 2015-10-12 2015-12-09 付刚 一种多媒体信息镜面显示终端装置
CN105700166A (zh) * 2016-04-05 2016-06-22 武汉华星光电技术有限公司 一种裸眼立体显示器
US10170061B2 (en) * 2016-11-30 2019-01-01 Dell Products L.P. Backlight compensation for a computing device with two or more display devices
US10885676B2 (en) * 2016-12-27 2021-01-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for modifying display settings in virtual/augmented reality
US10823990B2 (en) 2018-05-16 2020-11-03 Sharp Kabushiki Kaisha Bistable switchable liquid crystal private device
WO2020022495A1 (ja) 2018-07-27 2020-01-30 京セラ株式会社 表示装置、ヘッドアップディスプレイ、及び移動体
CN110888270B (zh) 2018-09-10 2021-04-30 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板和显示装置
US10698284B2 (en) 2018-09-24 2020-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha ZBD liquid crystal device and methods of operating such device
CN113741083A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置和显示装置的驱动方法
CN112992095B (zh) * 2021-02-24 2022-09-23 福州京东方光电科技有限公司 一种叠屏显示面板及其制作方法、驱动方法、显示装置
CN113219711A (zh) * 2021-04-25 2021-08-06 北海惠科光电技术有限公司 显示面板和显示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1189224A (zh) * 1995-06-26 1998-07-29 美国3M公司 可在反射和透射状态之间转换的光板
CN1234878A (zh) * 1997-07-18 1999-11-10 时至准钟表股份有限公司 液晶显示装置
CN1892323A (zh) * 2005-07-08 2007-01-10 夏普株式会社 显示装置和液晶显示面板
CN102016961A (zh) * 2008-02-21 2011-04-13 夏普株式会社 显示器

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4840463A (en) 1987-08-19 1989-06-20 Clark Noel A Surface stabilized ferroelectric liquid crystal devices
US4958916A (en) 1980-01-08 1990-09-25 Clark Noel A Surface stabilized ferroelectric liquid crystal devices
US5686979A (en) 1995-06-26 1997-11-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical panel capable of switching between reflective and transmissive states
GB9521106D0 (en) 1995-10-16 1995-12-20 Secr Defence Bistable nematic liquid crystal device
CN1158561C (zh) 1997-05-30 2004-07-21 皇家菲利浦电子有限公司 带有反射偏振片的液晶显示器件及反射偏振片
EP0933633A1 (en) 1997-12-11 1999-08-04 Hoechst Marion Roussel Deutschland GmbH Process for obtaining L-dihydroorotic acid and use thereof
KR100310690B1 (ko) * 1998-07-01 2001-12-17 김순택 액정표시장치의구동방법및그구동회로
JP2000047195A (ja) * 1998-07-30 2000-02-18 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置
JP3405972B2 (ja) 2000-01-11 2003-05-12 株式会社東芝 液晶表示装置
JP3419766B2 (ja) 2000-02-29 2003-06-23 株式会社日立製作所 画像表示状態と鏡状態とを切り替え可能な装置、および、これを備えた機器
WO2002069031A1 (fr) 2001-02-28 2002-09-06 Hitachi Displays, Ltd. Dispositif commutable entre un mode de presentation d'image de haute qualite, et un mode miroir, et equipements associes
GB0114998D0 (en) 2001-06-20 2001-08-08 Secr Defence Liquid crystal device
EP1271225A1 (en) 2001-06-22 2003-01-02 Hewlett-Packard Company, A Delaware Corporation Bistable nematic liquid crystal device
JP2003066869A (ja) * 2001-08-30 2003-03-05 Sharp Corp 表示装置
US7046320B2 (en) * 2002-03-14 2006-05-16 Nitto Denko Corporation Optical element and surface light source device using the same, as well as liquid crystal display
JP3937945B2 (ja) * 2002-07-04 2007-06-27 セイコーエプソン株式会社 表示装置及びこれを備えた電子機器
US6897763B2 (en) * 2003-08-07 2005-05-24 Eastman Kodak Company Retail signage management system
JP4431952B2 (ja) 2003-11-10 2010-03-17 オムロン株式会社 面光源装置及び当該装置を用いた機器
US6961105B2 (en) * 2004-03-05 2005-11-01 Toppoly Optoelectronics Corp. Dual-display module with a tunable mirror sheet
GB2411735A (en) 2004-03-06 2005-09-07 Sharp Kk Control of liquid crystal alignment in an optical device
JP2005351953A (ja) 2004-06-08 2005-12-22 Alps Electric Co Ltd 双安定化型液晶表示装置
US8199286B2 (en) * 2004-07-29 2012-06-12 Kent State University Polymer stabilized electrically controlled birefringence transflective LCD
US7710511B2 (en) 2004-10-15 2010-05-04 3M Innovative Properties Company Liquid crystal displays with laminated diffuser plates
US20060202942A1 (en) * 2005-03-09 2006-09-14 Via Technologies, Inc. Mirrored LCD display
US7633583B2 (en) 2005-05-23 2009-12-15 Ran-Hong Raymond Wang Controlling polarization for liquid crystal displays
US7813042B2 (en) 2005-09-12 2010-10-12 Sharp Kabushiki Kaisha Multiple-view directional display
JP4339319B2 (ja) * 2005-09-29 2009-10-07 シャープ株式会社 表示装置および電子機器
TWI275876B (en) * 2005-10-28 2007-03-11 Jemitek Electronics Corp Dual panel display
JP2007127724A (ja) 2005-11-01 2007-05-24 Citizen Watch Co Ltd 液晶表示装置
JP5224230B2 (ja) 2006-04-18 2013-07-03 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 液晶表示装置
GB2437553A (en) 2006-04-28 2007-10-31 Sharp Kk Optical system with two spaced apart partial reflectors for display
CN100529861C (zh) 2006-06-27 2009-08-19 乐金显示有限公司 液晶透镜及包括其的图像显示器件
US7864269B2 (en) * 2007-02-16 2011-01-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display device switchable between reflective mode and transmissive mode by employing active reflective polarizer
US8792070B2 (en) * 2007-03-21 2014-07-29 Honeywell International Inc. Polarization plate for use in a liquid crystal display
US7643107B2 (en) * 2007-05-01 2010-01-05 Citizen Holdings Co., Ltd. Liquid crystal display apparatus
TW200910308A (en) * 2007-08-31 2009-03-01 Toppoly Optoelectronics Corp Image display system, liquid crystal display and discharge circuit of the same
KR20090128890A (ko) 2008-06-11 2009-12-16 삼성전자주식회사 반사 투과형 디스플레이 패널 및 이를 채용한 디스플레이장치
JP2010020211A (ja) 2008-07-14 2010-01-28 Sumitomo Chemical Co Ltd 光拡散性反射型偏光板、積層偏光板、偏光光源装置及び液晶表示装置
US8487913B2 (en) * 2009-01-09 2013-07-16 Sharp Kabushiki Kaisha Area sensor, liquid crystal display unit, and position detection method
JP2014517931A (ja) * 2011-04-28 2014-07-24 ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション クロスｂｅｆコリメータおよび偏光保存拡散器を備えるデュアルパネルディスプレイ
JP2013125984A (ja) 2011-12-13 2013-06-24 Japan Display West Co Ltd 液晶表示装置および電子機器
US10708575B2 (en) 2012-06-25 2020-07-07 Sharp Kabushiki Kaisha Display system with diffuse and specular reflective modes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1189224A (zh) * 1995-06-26 1998-07-29 美国3M公司 可在反射和透射状态之间转换的光板
CN1234878A (zh) * 1997-07-18 1999-11-10 时至准钟表股份有限公司 液晶显示装置
CN1892323A (zh) * 2005-07-08 2007-01-10 夏普株式会社 显示装置和液晶显示面板
CN102016961A (zh) * 2008-02-21 2011-04-13 夏普株式会社 显示器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104350417A (zh) 2015-02-11
US20130342512A1 (en) 2013-12-26
US9679506B2 (en) 2017-06-13
WO2014002402A1 (en) 2014-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104350417B (zh) 显示系统
US10708575B2 (en) Display system with diffuse and specular reflective modes
CN101216613B (zh) 可切换的双折射柱面透镜阵列
CN105009583B (zh) 透明自动立体显示器
CN101968595B (zh) 2d/3d切换的液晶透镜组件及显示装置
CN105572889B (zh) 一种3d显示装置
CN101971237B (zh) 显示器
CN101507288B (zh) 显示设备
CN104365093B (zh) 自动立体显示设备和驱动方法
CN103403606B (zh) 可切换成像光学设备和显示器
US10699612B2 (en) Display system with specular reflective mode
CN202351566U (zh) 触摸式立体显示装置
CN101675379A (zh) 光束成形设备
US20050157223A1 (en) Display capable of selectively displaying two-dimensional and three-dimensional images
CN104950544A (zh) 裸眼3d显示装置
CN204903922U (zh) 裸眼3d显示装置
CN103186008A (zh) 电控液晶透镜面板及3d/2d可切换显示装置
CN206074956U (zh) 一种显示装置
CN106990544A (zh) 显示面板及立体显示装置
CN202533685U (zh) 2d/3d切换装置和显示装置
JP5121434B2 (ja) 電気光学装置
CN107148645A (zh) 具有漫反射模式和镜面反射模式的显示系统
CN205210485U (zh) 电控液晶透镜面板及其立体显示器
TWI491965B (zh) 可切換二維與三維顯示模式之顯示裝置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170725