CN105765648A - 激光二极管驱动的lcd量子点混合显示器 - Google Patents

Abstract

公开了包括一组光源的显示系统，该组光源发射能够激发一组量子点的一组频率。该显示系统还包括接收要由显示系统呈现的输入图像数据并且向各种部件发出控制信号的控制器。在一种实施例中，该显示系统还可以包括照亮该组量子点以形成最终呈现的图像的一个、两个或更多个调制器。在一种实施例中，该组光源可选地包括基本上均匀偏振的光–例如，激光光源–并且可以根据来自所述控制器的控制信号进行调制。其它可选的部件可以包括起始偏振器、中间偏振器、第一激光滤光器、结束偏振器和最终激光滤光器/反射器。

Description

激光二极管驱动的LCD量子点混合显示器

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年12月10日提交的美国临时专利申请No.61/914,055的优先权，其全部内容通过引用被结合于此。

技术领域

本发明涉及显示系统，并且更具体地，涉及高动态范围(HDR)显示系统。

背景技术

传统的LCD显示系统在本领域中是众所周知的—但是知道它不是非常能量高效的。传统的显示器通常包括背光、体漫射器、可选的光整形器、起始偏振器、液晶显示器(通常包含后面跟着颜色滤色器(colorfilter)的液晶层)、结束偏振器、以及允许广角观看的可选的最终漫射层。LED是用于高效显示器的普通光，将大约15％的电力转换为光。体漫射器可以用来将来自背光的光跨整个LCD均匀扩散，但是会吸收多达60％的光(透射40％)。来自背光的光通常是随机偏振的，并且即使不是随机偏振的，体漫射器的内部散射也可以使通过它的光随机地偏振。起始偏振器可能只允许40％的光通过，其余的被吸收。在起始偏振器前面添加反射偏振器可以通过回收非正确偏振的光来将通过率提高到大约50％。在“普通”LCD面板内部的RGB颜色滤色器充当带通滤色器，其中每个颜色子像素吸收在其它两个频带中的光，通常只有25％或更少的光被允许通过。

图1绘出了常规液晶显示器(LCD)显示系统100的一种实施例。光源102可以是任何已知白光源中的任意一种—例如，LED、CCFL等。来自光源102的光可以照亮漫射器104来为显示器提供更均匀的背光照明。来自漫射器104的光可以照亮起始偏振器106，起始偏振器又可以照亮LCD叠层108。LCD叠层108可以进一步包括液晶108a，其可以在接收输入图像数据的控制器112的控制下调制透射通过LCD叠层108的光的量。

通过液晶108a的光照射用作提供期望图像的颜色呈现的颜色滤色器阵列108b(例如，红色、绿色和蓝色滤色器)。最后，光可以通过结束偏振器110来提供最终的图像。

如以上所提到的，在这种显示系统中的每个步骤中，光的量相应地减少。例如，漫射器和/或起始偏振器会分别具有40％量级的透射率。具有颜色滤色器的LCD叠层会具有20％量级的透射率。结束偏振器会具有80％量级的透射率。因此，常规LCD显示系统的能量效率不是很高。

除了能量效率之外，更新的、新颖的显示系统的一个其它期望特征是提供高动态范围(HDR)。HDR显示器一般被定义为具有大于800比1的动态范围。最近的技术进步已经产生声称超过1,000,000比1的对比度的显示器。

一般而言，这些较高对比度HDR显示器利用照亮LCD面板的背光的局部调光。在这一领域中的早期专利，由Whitehead、Ward、Stuerzlinger和Seetzen著作的标题为“HIGHDYNAMICRANGEDISPLAYDEVICES”的US6891672描述了基本技术。这些技术包括利用期望图像的近似照亮LCD面板，并且然后进一步利用LCD面板调制该近似，使得它接近期望的图像。

还给出了提高对比度的其它形式，包括通过使用LCD面板和使用多个配准的调制层或前置调制器使LCoS投影的图像“变暗”(例如，Blackham的US5978142、Gibbon的US7050122以及其它)。但是，市售HDR显示器在再现星空(starfields)和其它具有挑战性的图像时主要由于视差、背光泄漏以及其它问题而具有缺陷，并且具有由此产生的伪像。

发明内容

公开了包括一组光源的显示系统，该组光源发射能够激发一组量子点的一组频率。该显示系统还包括接收要由显示系统呈现的输入图像数据并且向各种部件发出控制信号的控制器。在一种实施例中，该显示系统还可以包括照亮该组量子点以形成最终呈现的图像的一个、两个或更多个调制器。在一种实施例中，该组光源可选地包括基本上均匀偏振的光–例如，激光光源–并且可以根据来自所述控制器的控制信号而被调制。其它可选的部件可以包括起始偏振器、中间偏振器、第一激光滤光器、结束偏振器和最终激光滤光器/反射器。

在一种实施例中，显示器可以包括：控制器，控制器能够接收图像数据并且发出控制信号；一组光源，所述光源能够发射包括第一组频率的光；起始偏振器，起始偏振器接收来自所述一组光源的光并且透射第一偏振的光；第一调制器，第一调制器接收来自起始偏振器的光并且根据从控制器接收的控制信号来调制光；中间偏振器，中间偏振器接收来自第一调制器的光并且透射第二偏振的光；第二调制器，第二调制器接收来自中间偏振器的光并且根据从控制器接收的控制信号来调制光；以及一组量子点，该组量子点接收来自第二调制器的光，其中进一步地，第一组频率能够激发该组量子点以发射包括第二组频率的光。

在另一种实施例中，显示器可以包括：控制器，控制器能够接收图像数据并且发出控制信号；一组光源，所述光源能够发射包括第一组频率的光，所述一组光源能够根据从控制器接收的控制信号来调制光；起始偏振器，起始偏振器接收来自所述一组光源的光并且透射第一偏振的光；第一调制器，第一调制器接收来自起始偏振器的光并且根据从控制器接收的控制信号来调制光；以及一组量子点，该组量子点接收来自第二调制器的光，其中进一步地，第一组频率能够激发该组量子点以发射包括第二组频率的光。

在还有的另一种实施例中，显示器可以包括：控制器，控制器能够接收图像数据并且发出控制信号；一组光源，所述光源能够发射包括第一组频率的光，其中进一步地，来自该组光源的光包括基本上均匀的第一偏振；第一调制器，第一调制器能够根据从控制器接收的控制信号来调制光；以及一组量子点，该组量子点接收第一组频率的调制光，其中进一步地，第一组频率能够激发该组量子点以发射包括第二组频率的光。

附图说明

本发明的更完整理解及其许多附带优点将很容易获得，这是因为，通过在联系附图考虑时参考以下具体描述，这些将变得更好理解，附图中：

图1是常规的LCD显示器；

图2是如根据本申请的原理制成的显示系统的一种实施例；

图3A和图3B是激光二极管背光的替代实施例；

图4是如被本申请的许多实施例使用的制成的菲涅尔(Fresnel)透镜层的截面图；

图5A和图5B是如可以在本申请的许多实施例中使用的准直透镜布置的顶视图和侧视图。

图6A和图6B每个绘出了分别没有准直透镜和具有准直透镜部件的合适光源的侧视图和俯视图。

图7A和图7B分别绘出了具有如所绘出的光束扩散图案的光源的侧视图和顶视图。

图7C绘出了如可以被图7A和图7B中绘出的光源采用的准直透镜片的一种可能的实施例。

图8A和图8B分别绘出了具有如所绘出的光束扩散图案的光源的侧视图和顶视图。

图8C绘出了如可以被图8A和图8B中绘出的光源采用的准直透镜片的一种可能的实施例。

图9绘出了光源阵列和可能的准直透镜布置的一种可能的实施例。

具体实施方式

介绍

在共同拥有的专利申请中描述了几种新颖的HDR显示器：

(1)Erinjippurath等人的、于2011年11月17日公开的并且标题为“HIGHDYNAMICRANGEDISPLAYSUSINGFILTERLESSLCD(S)FORINCREASINGCONTRASTANDRESOLUTION”的美国专利申请20110279749；

(2)Gilbert的、于2012年9月6日公开的并且标题为“HIGHDYNAMICRANGEDISPLAYSUSINGFILTERLESSLCD(S)FORINCREASINGCONTRASTANDRESOLUTION”的美国专利申请20120224121；

(3)Basler等人的，于2013年3月14日公开的并且标题为“HIGHDYNAMICRANGEDISPLAYSCOMPRISINGMEMS/IMODCOMPONENTS”的美国专利申请20130063496；

(4)Erinjippurath的、于2013年3月14日公开的并且标题为“HIGHDYNAMICRANGEDISPLAYSHAVINGIMPROVEDFIELDSEQUENTIALPROCESSING”的美国专利申请20130063573；及

(5)Shields等人的、于2013年5月2日公开的并且标题为“SYSTEMSANDMETHODSFORACCURATELYREPRESENTINGHIGHCONTRASTIMAGERYONHIGHDYNAMICRANGEDISPLAYSYSTEMS”的美国专利申请20130106923。

--所有这些都通过引用被完整地结合于此。

在这些引用中找到的许多实施例中，来自光源的光可以通过两个调制器进行调制–例如，提供期望图像的低分辨率图像的第一调制器和提供更高分辨率图像和最终图像的期望颜色的第二调制器。在一种实施例中，第一调制器可以是单色LCD面板并且第二调制器可以是颜色滤色的LCD面板。

虽然这些显示器提供了HDR图像处理，但是能量效率仍然可以加以改进。

概述

在本申请的许多实施例中，以趋向于避免在当前显示器中存在的三种效率损失形式、以及避免由其它激光器驱动的显示器设计表现出的“散斑”问题和由其它多层或多调制显示器表现出的视差问题的方式，显示系统可以使用激光二极管(或其它产生偏振的光源)来驱动液晶显示器。

在使用激光二极管的许多实施例中，激光二极管趋向于产生单色光的线性偏振的窄(但不平行)椭圆光束。当在激光指示器中使用时，它们往往与将光束整形为平行(和圆形)的透镜耦合。当今常用的激光二极管可以在高于亮度大约两倍(不包括关闭)-即(0，1-2)的大约50Hz处被调制。它们还往往比LED更高效并且可以在25％至45％的范围将电力转换为光，相比之下，LED为15％。

在许多实施例中，根据本申请的原理制成的显示系统可以在各层中包括以下部件：

(1)(可选地亮度调制的)单色深蓝色激光二极管的2D阵列，或者其它偏振光发生器，

(2)可选的光整形层，

(3)可选的起始偏振器，

(4)没有颜色滤色器的第一LCD面板(场校正LCD)，

(5)中间偏振器，

(6)没有颜色滤色器的第二LCD面板(图像生成LCD)，

(6)结束单元偏振器层，

(7)单元量子点层结束层(光转换层)，

以及(8)深蓝色缺口或低通颜色滤色器层(抗激光滤光器)(可选的单元颜色带通滤色器)。

本文描述了可能不使用以上提到的部件中的一个或多个部件的显示系统的其它实施例。

在一种实施例中，激光器可以被布置为使得利用起始偏振器使来自各激光器的光在共同的方向上偏振，并且跨场校正LCD面板中的一组已知的图像元件扩展。可选的光整形层在将来自激光器的光更均匀地扩展的同时保留偏振，或者增大准直，或者将光引导到更精密的一组图像元件。取决于对于小尺度对比度对比成本和复杂度的期望，可以单独地、或者以小簇、或者在大的区域中调制激光二极管。

一般而言，在光源和LCD面板之间可能没有必要存在体漫射器(或光损耗)，并且由于创建的光已经被强烈地线性偏振，因此在起始偏振器处往往存在少得多的光损耗(大约80％的透射率对比40％的透射率)。如果偏振的质量不足够或者期望更大的对比度，则可以以小亮度的代价添加可选的起始偏振器。

应当理解，在这种显示器中的偏振层的次序和朝向可以变化–但是可能期望(来自所有的激光器元件的)激光偏振与起始偏振层匹配，并且场校正LCD结束偏振器与图像生成LCD偏振器的起始偏振匹配。这可以通过围绕其中一个LCD面板反转偏振膜来实现。

量子点阵列可以形成特有的颜色子像素元件(例如，单元(cell))，像素是协调使用以在小区域内产生颜色的单元的群组。应当理解，这些阵列可以形成任何已知的图案–例如条纹、PenTile、四边结构等。

首先，场校正LCD面板可以是比激光二极管阵列分辨率高得多的分辨率，因为它的功能是既提供更局部的亮度调制，又使亮度跨图像生成LCD层更均匀–例如，提供局部亮度调制层。

其次，取决于尺寸和期望的控制，图像生成LCD分辨率可以以1：1单元、1：1像素、或者多比一像素与场校正LCD匹配。应当指出，结束偏振器可以放置在量子点层的前面，因为单色光的量可以在它被量子点转换为最终观察到的光之前被双重调制。

最终的偏振器可以按单元匹配LCD的分辨率，使得光不会散射到相邻单元中。可以在这里添加可选的四分之一波偏振层来防止从前面发射的光返回到LCD层中。

量子点结束层可以布置在特有的颜色组成的单元中(很像传统显示器中的颜色滤色器)，通常以定义期望色域的红色、绿色、蓝色值(或者可以是白色的条件等色(metamer)的任何其它合适的颜色)来布置。可以在各单元之间存在光阻隔，使得驱动一个元件的光不会散射到相邻单元。

在另一种实施例中，可能能够在每个颜色单元的前面使用匹配的颜色滤色膜，以防止环境光激发量子点。在还有的另一种实施例中，可能能够在量子点层的后面使用带通(例如，围绕激光波长)干涉膜，以可能地加倍从显示器导出的光。在量子点层的前面的陷波滤光器干涉膜可以将未处理的激光反射回到显示器并且也可以用来提高效率。最终的颜色滤色器也可以是低于激光波长的较低成本的单层低通滤色器，使得没有直接的激光从显示屏的前面出来。

在许多实施例中，并且不同于其它激光驱动的显示器，可能期望没有激光从显示器中出来–例如，离开显示器的所有光基本上被量子点转换为随机偏振的、宽漫射角度的光。这应该趋向于消除直接观看的单色激光通常产生的散斑效应。

在查看这些显示系统的电力到光的效率时，显示器总的电力到光的效率可以通过将层的透射率一起相乘来计算。

在常规的LCD显示器中，它可能是这种情况：

.15(LED效率)*.4(体漫射器)*.5(起始偏振)*.25(颜色滤色器)＝0.0075

在许多当前的实施例中，如果量子点效率被假定为80％(即击中QD层的光的百分之八十被转换为适当颜色的光，并且把具有70％透射率的附加LCD和偏振器层作为因素计入)，那么效率将被计算为这样：

.45(激光二极管效率)*.8(起始偏振)*.7(第二LCD)*.8(量子点效率)＝0.2016–或者比“普通”显示器高效大约25倍。

通过利用分区激光亮度调制，这可能被进一步提高。其它替代实施例可能具有更高的效率。

几种实施例

本文描述的许多实施例实现构造比常规显示器更高效至少一个数量级、以及在颜色、亮度和对比度方面击中HDR/VDR极限的显示器的方式。在许多本发明的实施例中，构成这些新的显示器配置的大多数部件当今是可以得到的。

在几种实施例中，描述了可以实现一系列特征(或其子集)--诸如电力高效、高亮度、高动态范围、宽色域性能的显示系统。在许多这些实施例中，这些显示系统可以包括以下部件中的一个或多个：激光二极管背光或侧光、一个或多个没有颜色滤色器的液晶面板、以及量子点光致发光膜。

图2绘出了如根据本申请的原理制成的显示系统200的一种实施例。显示系统200可以包括激光二极管阵列202-其又可以包括具有或不具有帮助分散来自激光二极管的光的可选的透镜202b的激光二极管202a。来自激光二极管202的光可以照亮菲涅尔透镜片204，其中各个菲涅尔透镜204a可以用来提供激光的大体准直。

在一种实施例中，激光二极管可以处于蓝色到紫外的范围(例如，大约400nm等)--但是，激光二极管可以是可激发一组量子点以产生可基本上是白色光的条件等色的一组颜色的任何可能的颜色，如将在后面讨论的。为显示器使用量子点在以下共同拥有的专利申请中进行了描述：

(1)Ninan等人的、于2012年6月21日公开的并且标题为“TECHNIQUESFORQUANTUMDOTILLUMINATION”的美国专利申请20120154417；及

(2)Ninan等人的、于2012年6月21日公开的并且标题为“QUANTUMDOTMODULATIONFORDISPLAYS”的美国专利申请20120155060。

-所有这些都通过引用被完整地结合于此。

在另一种实施例中，光源202可以包括超发光二极管–或优选的偏振控制的光源的任何其它已知(或未知)光源，并且可能是可变的光源。在还有的另一种实施例中，光源可以是发射可激发一组量子点的一组频率的任何光源–无论是具有基本上均匀的偏振(例如激光二极管、超发光二极管)还是不具有基本上均匀的偏振(诸如LED等)。如果光源不具有基本上均匀的偏振，则起始偏振器可以强加此基本上均匀的偏振–但是这可能以能源效率为代价来实现。

如果光源具有与起始偏振器匹配的基本上均匀的偏振，则结果得到的显示系统可以实现更好的能量效率。第一或起始偏振器可以是可选的。此外，第一偏振器可以是光学叠层中单独的部件–或者可以是添加到第一调制器的层。

在许多实施例中，可能期望使来自激光二极管的光被基本上分散使得背光被平坦化，使得没有或几乎没有“热点”可以被显示系统的观看者看出。此外，可能期望使来自激光二极管的光被相对准直以向下游光学部件提供均匀的照明。

也可能期望选择作为偏振保持材料(例如，某些塑料、玻璃等)的透镜和/或透镜片。当来自激光二极管的光是基本上偏振的时，可能期望使这种初始偏振与起始(或第一)偏振器206匹配。如果是这种情况，则起始偏振器的透射率可以是80％-90％–与常规的显示系统的情况相比，这是改进。

来自起始偏振器206的光可以照亮可基于要被呈现的期望图像提供低分辨率照明的第一调制器208(例如，单色LCD)。第一调制器可以为期望图像大体上调制亮度。中间偏振器210被采用来在照亮第二调制器之前提供正确的朝向。

可选的激光滤光器212可以被采用来提供激光通过滤光器，使得从后光学阶段反射回来的激光不会不利地影响显示系统的对比度。

对于另一种实施例，部件212可以是可选的中间全息漫射器。全息漫射器212可以被采用来例如以角度受控和偏振保留的方式将来自液晶(LC)208图像元件的光扩展到LC214图像元件上的更大区域。这往往会去除两个LC面板之间的莫尔效应。此外，因为图像是在基本上观看者无关(例如，作为表面转换)的量子点(QD)层218(如下面讨论的)中被完全实现的，因此漫射强度往往会比其它双重调制型显示器小得多。

如果像素特征尺寸与显示器叠层深度相比是大的，则可能不期望这种漫射器。不具有这种漫射器(并补偿在LC214处的相对像素亮度变化)会实现更少层、更低成本和更高效率的显示器。在还有的另一种实施例中，部件212可以是组合的可选的激光滤光器和全息漫射器。

应该理解，虽然如在图2示出的显示器具有特定次序的部件–例如，在中间偏振器和第二调制器之间的激光滤光器和/或全息漫射器，但是有可能会实现具有不同次序的部件的显示器–例如，在第一调制器和中间偏振器之间的激光滤光器和/或全息漫射器–或具有不同次序的其它部件的显示器。

光然后可以照亮可提供调制来呈现用于呈现期望图像的更高空间频率数据的第二调制器214(例如，单色LCD)。结束偏振器216可以在其后面提供。

量子点阵列218被提供，使得当合适频率的激光照亮量子点时，量子点被激发以重新发射另一频率的光。在一种实施例中，量子点阵列(例如，1080x720点，或者任何其它维度)可以跨显示屏放置，以提供全色彩(例如，具有红色、绿色和蓝色发光点)图像呈现。

可能期望第二调制器214、结束偏振器216和量子点阵列218被小心地构造(例如，在合适的容差内)，使得光可以被高效地产生以形成最终图像。

可选的低通滤光器/反射镜220可以放置在末端处，以吸收和/或反射激光。这可能出于两个原因是所期望的：(1)避免激光的任何散斑被显示系统的观看者注意到和(2)将激光反射回到量子点阵列中以产生期望的彩色光，从而提高能源效率。

控制器222可以被采用来接收要由显示系统呈现的输入图像数据。图像处理算法可以产生可施加到第一调制器、第二调制器和/或激光二极管阵列的控制信号。在一种实施例中，激光二极管保持开启(ON)并且基本上不受控制器调制。在这种情况下，控制器可以控制第一调制器和第二调制器。在另一种实施例中，所有三个部件(例如，激光二极管、第一调制器和第二调制器)可以由控制器来控制。在还有的另一种实施例中，可以构造其中只有激光二极管由控制器控制以及还有显示系统只有一个调制器(而不是两个调制器)的显示系统。

在另一种实施例中，显示系统可以包括一组光源，其中光源发射激发光学路径下游的一组量子点的频率或一组频率。光源可以可选地由控制器调制，并且可以具有基本上均匀的偏振。在这种情况下，起始偏振器可以是可选的。显示系统还可以在光学路径的下游包括一个、两个或者多个调制器。如果只有一个调制器，则来自光源的调制光可以包括根据从控制器接收的控制信号的低分辨率图像并且来自单个调制器的图像可以包括根据从控制器接收的控制信号的高分辨率图像。

背光实施例

图3A和图3B分别绘出了激光二极管背光302a和302b的两种可能的实施例。在图3A中，背光302a可以包括基本上矩形的激光二极管阵列304–并且以这种充分的密度放置使得可以为下游的光学部件提供均匀的照明。在这种实施例中，菲涅尔透镜片306可以放置在激光二极管上方，使得菲涅尔透镜308可以提供任何期望的光的准直。图3B绘出了激光二极管背光302b的另一种实施例，其中激光二极管放置在三元组图案上。应当理解，任何其它图案可足以用于本申请的目的。

图4绘出了其中菲涅尔透镜可以实现不同激光区域(例如，N-1、N、N+1，如所示出的)的背光结构的一种实施例。激光二极管402可以发射激光–并且取决于是否期望对光进行任何进一步分散，可以采用可选的负透镜404。

分散的光可以照亮菲涅尔透镜406–并且由于跨透镜的斜率的期望变化–可以用来帮助使用于下游光学部件的光408准直。

准直实施例

图5A和图5B分别表示可用来帮助使激光准直的透镜布置的顶视图和侧视图。如所看到的，激光二极管502可以发射激光到正圆柱透镜504，并且在这之后，到球面透镜506。这种透镜布置可以代替之前提到的任何菲涅尔透镜布置来使用，或者与其结合使用。

继续参考图4，图6A和图6B每个分别绘出了其中没有菲涅尔透镜片和其中存在菲涅尔透镜片606的光图案的侧视图和顶视图。在图6A中，可以看到，在侧视图和顶视图两者中，光源602实现光的基本上发散的光束(如由光束604所绘出的)。在图6B中，可以看到，在侧视图和顶视图两者中，菲涅尔透镜片606提供了基本上准直的光束(如由光束608所绘出的)。

图7A和图7B分别在侧视图和顶视图中绘出了一个特定光源702的光束图案。在图7C中，可能期望采用一组重叠的菲涅尔透镜布置(704a和704b)，以便在顶部和侧面两者方向上实现更均匀的照明。

图8A和图8B分别在侧视图和顶视图中绘出了另一个光源802的光束图案。在图8C中，可能期望采用基本上更同心的一组菲涅尔透镜布置(804)来实现期望的均匀照明。

图9绘出了可以如所绘出的放置在栅格布置904上的光源阵列902的一种实施例。如可以看到的，菲涅耳透镜片可以实现一组相交的同心圆(如在源902上所绘出的)。应该理解，源可以放置在不同的图案上–这可以在片材上实现一组不同的菲涅耳透镜。

对比度

不具有动态背光的常规显示器取决于面板构造是600：1至1000：1的对比度。通常对比度越高，效率越低。

假定非调制的激光背光并且无起始偏振器，使100：1每像素簇(3至5个像素直径)亮度控制乘以1000：1每子像素图像元件控制，本文的几个实施例可以得到50k：1的测得对比度。

通过添加起始偏振器，这可以将对比度增大10倍。应当指出，这是每像素的簇，其在合理的观看距离处会远低于眼睛的正常光晕直径。

观看角度

来自显示器的光只来自前面的量子点层，并且与这一层后面的显示元件的几何形状无关。

亮度

峰值亮度往往只受量子点光致发光饱和极限、以及其通过抗激光滤光器的透射率的限制。

色域

常规显示器中的色域由背光光谱、每单元对比度、以及LCD面板中的颜色滤色器来确定。这通常与效率成反比，因为较大的色域需要较小的带通滤色器并且因此较少的光。在本文的许多实施例中，大色域可通过调制背光颜色光谱(例如，背光颜色混合)实现，并且尤其对于具有大屏幕区域的特征。这些显示系统的色域可以由每单元对比度和量子点(其被创建为具有每颜色非常窄的光谱)的选择来确定。这可以允许基于每像素的非常大的色域。

为了进一步理解这些新颖显示系统的广色域方面，常规的LCD显示器通常具有三个颜色滤色器(通常红色、绿色和蓝色)的每像素控制，每个从广谱白光源打开或关闭相当宽的颜色滤色器。相比之下，这些新的显示系统对有多少光可以从屏幕的给定区域发射—此外，对多少光可以被转换为很窄的频带原色提供好得多的控制。由于扩展的颜色空间(例如，比较Adobe宽色域RGB色彩空间与例如Rec.709)和/或由于扩展的动态范围(例如远低于普通显示器的黑色水平的深饱和蓝色)，这允许这些新的显示器击中在普通显示器上不可用的颜色。

可能的改进：

以下是具有潜在改进的可能的实施例。

双种群调制或者误差漫射调制区域

通常，激光可以被关闭、以最小亮度打开、或者打开至高达全亮度。以最小亮度打开与关闭相比相对较亮。从关闭中打开全区域对于全部关闭可能是太多的变化。

在一种实施例中，通过关闭具有被亮度LCD平坦化的场的棋盘格图案中一半的激光器，可以允许一半的最小正常亮度水平，其可以按照需要通过在打开全区域之前增大“打开”的一半激光器的亮度向上进行控制。取决于每激光的扩展，其它的图案也可以被使用。

利用光源的双种群调制区域。

在这种实施例中，可能能够以可允许从完全点亮一直到完全关闭连续亮度控制的方式来混合激光二极管和脉冲宽度调制的LED。

在描述附图中所示的本发明的优选实施例中，为了清楚起见，采用了特定的术语。但是，本发明并非要限于如此选择的特定术语，并且应当理解，每个特定的元件包括以类似方式操作的所有技术等同物。此外，发明人认识到新开发的、现在未知的技术也可以取代描述的零件并且仍然没有脱离本发明的范围。所有其它描述的项目，包括但不限于面板、LCD、偏振器、可控制面板、显示器、滤光器、镜片、软件和/或算法等也应当被认为在任何和所有可用的等同物内。

如对计算机领域的技术人员将是清楚的，本发明的部分可以方便地利用根据本公开内容的教导编程的常规的通用或专用数字计算机或微处理器来实现。

如对软件领域的技术人员将是清楚的，适当的软件编码可以容易地由熟练的程序员基于本公开内容的教导来准备。如基于本公开内容对本领域技术人员将是清楚的，本发明也可以通过准备专用集成电路或通过互连常规部件电路的适当网络来实现。

本发明也可以包括计算机程序产品，其中计算机程序产品是具有其上/其中存储有可用来控制、或使得计算机执行本发明的任何处理的指令的存储介质。存储介质可以包括，但不限于，任何类型的盘，包括软盘、迷你盘(MD)、光盘、DVD、HD-DVD、蓝光、CD-ROM、CD或DVDRW+/-、微驱动器、以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪存存储器设备(包括闪存卡、记忆棒)、磁或光卡、SIM卡、MEMS、纳米系统(包括分子存储器IC)、RAID设备、远程数据存储/存档/仓库、或适于存储指令和/或数据的任何类型的媒体或设备。

存储在任何一种计算机可读介质上，本发明包括既用于控制通用/专用计算机或微处理器的硬件、又用于使计算机或微处理器能够利用本发明的结果与人类用户或其它机制交互的软件。这种软件可以包括，但不限于，设备驱动程序、操作系统和用户应用程序。最终，这种计算机可读介质还包括用于执行如上所述的本发明的软件。

包括在通用/专用计算机或微处理器的编程(软件)中的是用于实现本发明的教导的软件模块，包括但不限于，计算局部调光面板的像素/子像素模糊、计算颜色校正或特征化、准备图像信号并将它们应用到驱动器和/或其它电子设备以激励显示器中的背光、面板或其它设备、基于本文描述的任何因素(其包括用于要被显示的图像的像素或区域的期望的照明)计算照明值、内插、求平均或调节照明、以及根据本发明的处理的结果的显示、存储或通信。

本发明可以适当地包括如本文所描述的任何元件(本发明的各种零件和特征)及其等同物，或者由它们组成或者本质上由它们组成。此外，本文说明性公开的本发明可以在没有任何元件的情况下实践，无论该元件是否在本文具体公开。显然，本发明的许多修改和变型在以上教导下是可能的。因此，应该理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以以不同于本文所具体描述的方式来实践。

Claims (21)

1.一种显示器，包括：

控制器，控制器能够接收图像数据并且发出控制信号；

一组光源，所述光源能够发射包括第一组频率的光；

起始偏振器，起始偏振器接收来自所述一组光源的光并且透射第一偏振的光；

第一调制器，第一调制器接收来自起始偏振器的光并且根据从控制器接收的控制信号来调制光；

中间偏振器，中间偏振器接收来自第一调制器的光并且透射第二偏振的光；

第二调制器，第二调制器接收来自中间偏振器的光并且根据从控制器接收的控制信号来调制光；及

一组量子点，该组量子点接收来自第二调制器的光，其中进一步地，第一组频率能够激发该组量子点以发射包括第二组频率的光。

2.如权利要求1所述的显示器，其中所述一组光源还包括发射包括基本上第一偏振的光的一组光源。

3.如权利要求1所述的显示器，其中所述一组光源包括以下群组中的一项，所述群组包括：激光二极管、LED和超发光二极管。

4.如权利要求2所述的显示器，其中显示器还包括以下群组中的一项，所述群组包括：激光滤光器和全息漫射器。

5.如权利要求4所述的显示器，其中激光滤光器或全息漫射器被放置在中间偏振器和第二调制器之间。

6.如权利要求1所述的显示器，其中显示器还包括结束偏振器，结束偏振器被放置在第二调制器和所述一组量子点之间。

7.如权利要求1所述的显示器，其中所述一组量子点以跨显示屏的图案被布置，并且进一步地，其中第二组频率是白色的条件等色。

8.如权利要求1所述的显示器，其中显示器还包括低通滤光器/反射器，低通滤光器/反射器放置在所述一组量子点的后面并且能够吸收第一组频率的光或者将第一组频率的光朝所述一组量子点反射回去。

9.如权利要求1所述的显示器，其中显示器还包括一组准直元件，准直元件能够使由所述一组光源发射的光基本上准直。

10.如权利要求9所述的显示器，其中所述准直元件包括以下群组中的一项，所述群组包括：一组准直透镜和菲涅耳透镜片。

11.如权利要求1所述的显示器，其中第一调制器能够根据从控制器接收的控制信号来形成低分辨率图像。

12.如权利要求11所述的显示器，其中第二调制器能够根据从控制器接收的控制信号来形成高分辨率图像。

13.如权利要求12所述的显示器，其中第一调制器和第二调制器包括单色LCD。

14.如权利要求1所述的显示器，其中所述一组光源能够根据从控制器接收的控制信号来调制光。

15.一种显示器，包括：

控制器，控制器能够接收图像数据并且发出控制信号；

一组光源，所述光源能够发射包括第一组频率的光，所述一组光源能够根据从控制器接收的控制信号来调制光；

起始偏振器，起始偏振器接收来自所述一组光源的光并且透射第一偏振的光；

第一调制器，第一调制器接收来自起始偏振器的光并且根据从控制器接收的控制信号来调制光；及

一组量子点，该组量子点接收来自第二调制器的光，其中进一步地，第一组频率能够激发该组量子点以发射包括第二组频率的光。

16.如权利要求15所述的显示器，其中所述一组光源能够根据从控制器接收的控制信号来形成低分辨率图像。

17.如权利要求16所述的显示器，其中第一调制器能够根据从控制器接收的控制信号来形成高分辨率图像。

18.一种显示器，包括：

控制器，控制器能够接收图像数据并且发出控制信号；

一组光源，所述光源能够发射包括第一组频率的光，其中进一步地，来自该组光源的光包括基本上均匀的第一偏振；

第一调制器，第一调制器能够根据从控制器接收的控制信号来调制光；及

一组量子点，该组量子点接收第一组频率的调制光，其中进一步地，第一组频率能够激发该组量子点以发射包括第二组频率的光。

19.如权利要求18所述的显示器，其中所述一组光源能够根据从控制器接收的控制信号来调制光。

20.如权利要求18所述的显示器，其中显示器还包括起始偏振器，起始偏振器接收来自所述一组光源的光并且使第一偏振的光透射到第一调制器。

21.如权利要求20所述的显示器，其中显示器还包括：

中间偏振器，中间偏振器接收来自第一调制器的光并且透射第二偏振的光；及

第二调制器，第二调制器接收来自中间偏振器的光并且根据从控制器接收的控制信号来调制光。