CN111919162A

CN111919162A - 用于隐私显示器的触摸屏

Info

Publication number: CN111919162A
Application number: CN201980020294.5A
Authority: CN
Inventors: J·哈罗德; G·J·伍德盖特
Original assignee: Riel D Parker LLC
Current assignee: Riel D Parker LLC
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2020-11-10
Anticipated expiration: 2039-01-24
Also published as: KR20200120650A; US20210063799A1; EP3743766A4; JP2023182614A; US20190227366A1; CA3089477A1; JP7353007B2; US10802356B2; WO2019147771A1; US11187945B2; JP2021511547A; US20220146868A1; EP3743766A1

Abstract

一种显示器包括偏振输出空间光调制器、可切换液晶延迟器、吸收偏振器和触摸面板电极。所述可切换液晶延迟器的电极使所述触摸面板电极免受空间光调制器寻址的电噪声的影响。触摸面板控制和感测可以与所述可切换液晶延迟器的驱动信号同步。可以独立于所述空间光调制器的数据寻址的时序来操作触摸面板。

Description

用于隐私显示器的触摸屏

技术领域

本公开总体上涉及在隐私显示器和低杂散光显示器中使用的具有角度照明控制的显示装置的触摸输入。

背景技术

隐私显示器为主要用户(通常位于同轴位置)提供图像可见度，并对窥探者(通常位于离轴位置)减少图像内容的可见度。可以通过微百叶窗光学膜来提供隐私功能，所述微百叶窗光学膜在同轴方向上从显示器透射较高的亮度，而在离轴位置上透射较低的亮度，然而这种膜不可电切换，并且因此显示器限于仅隐私功能。

可以通过控制离轴光学输出来提供可切换隐私显示器。

可以通过降低对比度来提供对离轴隐私的控制，例如，通过在平面内切换LCD中调整液晶的平面外倾斜度。

可以通过降低离轴亮度来进一步提供控制。可以通过用于液晶显示器(LCD)空间光调制器(SLM)的可切换背光来实现亮度降低。也可以由被布置成调制SLM的输入和/或输出方向亮度轮廓的可切换液晶延迟器、偏振器和补偿延迟器来提供离轴亮度降低。

触摸屏被布置成从观察者手指或手写笔接收输入位置，并且可以包括电容式触摸、电阻式触摸、电磁共振和其它已知的触摸感测技术。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种触摸输入显示装置，其包括：空间光调制器(SLM)，所述SLM被布置成输出光；显示偏振器，所述显示偏振器被布置在所述SLM的输出侧上，其中所述显示偏振器是线性偏振器；另外的偏振器，所述另外的偏振器被布置在所述显示偏振器的输出侧上，其中所述另外的偏振器是线性偏振器；可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器包括布置在所述显示偏振器与所述另外的偏振器之间的液晶材料层，其中所述可切换液晶延迟器是极性控制延迟器，所述极性控制延迟器被布置成在所述可切换液晶延迟器的可切换状态下同时进行以下操作：不向沿着沿所述可切换液晶延迟器的平面的法线的轴穿过所述显示偏振器的光的正交偏振分量引入净相对相移，以及向沿着倾斜于所述可切换液晶延迟器的平面的法线的轴穿过所述显示偏振器的光的正交偏振分量引入相对相移；可切换延迟器控制电极，所述可切换延迟器控制电极被布置成施加用于控制所述可切换液晶延迟器的状态的电压；以及至少一个触摸电极阵列，所述至少一个触摸电极阵列被布置在所述可切换延迟器控制电极的输出侧上的层中。有利地，可以为可切换定向显示器提供触摸感测，所述可切换定向显示器可以具有对于宽范围的观察位置具有高对比度和亮度的第一模式，以及对于正面用户具有高对比度和亮度并且对离轴观察位置具有低亮度的第二模式。这种显示器可以提供可切换隐私操作或者可以提供例如在夜间操作中使用的可切换杂散光。

所述触摸输入显示装置可以进一步包括至少一个无源延迟器，所述至少一个无源延迟器被布置在所述可切换液晶延迟器与所述另外的偏振器之间。所述至少一个无源延迟器可以是极性控制延迟器，所述极性控制延迟器同时进行以下操作：不向沿着沿所述可切换液晶延迟器的平面的法线的轴穿过所述显示偏振器通过的光的正交偏振分量引入净相对相移，以及向沿着倾斜于所述可切换液晶延迟器的平面的法线的轴穿过所述显示偏振器的光的正交偏振分量引入相对相移。有利地，可以增加在所述第一模式下实现高图像可视性的偏振角范围，并且可以增加在所述第二模式下实现高视觉安全级别的偏振角范围。

在所述显示装置包括一个触摸电极阵列的情况下的所述触摸电极阵列，或者在所述显示装置包括多于一个触摸电极阵列的情况下的所述触摸电极阵列之一，可以在所述显示装置包括一个无源延迟器的情况下形成于所述无源延迟器的表面上，或者在所述显示装置包括多于一个无源延迟器的情况下形成于所述无源延迟器之一的表面上。触摸感测结构可以在单个电极导体沉积工艺中形成，并且几乎不增加或不增加定向显示器的厚度，并且有利地可以具有低成本。

所述至少一个触摸电极阵列可以包括一对触摸电极阵列，所述一对触摸电极阵列被布置在由至少一个介电层分隔开的层中。有利地，与在单层中布置的一对触摸电极相比，可以简化电极布线拓扑，从而降低了触摸电极阵列的复杂性并提高了准确度性能。

所述一对触摸电极阵列中的每一个可以在所述显示装置包括一个无源延迟器的情况下形成于所述无源延迟器的相应表面上，或者在所述显示装置包括多于一个无源延迟器的情况下形成于所述无源延迟器之一的相应表面上。有利地，可以提供低成本的制造方法来用于形成电极阵列。所述无源延迟器对于弯曲的、可弯曲的和可折叠的显示器可以是柔性的。几乎没有或不增加厚度，并且成本最低。

所述至少一个介电层可以在所述显示装置包括一个无源延迟器的情况下包括所述无源延迟器，或者在所述显示装置包括多于一个无源延迟器的情况下包括所述无源延迟器中的至少一个无源延迟器。减少了层数，从而有利地降低了厚度、复杂性和成本。

所述显示装置可以包括多于一个无源延迟器，并且所述至少一个介电层可以包括至少两个无源延迟器。所述无源延迟器可以方便地形成于A板延迟器上，从而有利地降低了成本。进一步地，所述无源延迟器可以由适合于形成于其上的电极的材料提供。

所述至少一个介电层可以包括不是延迟器的至少一个另外的层。有利地，可以独立于延迟器材料和厚度的选择来调节所述介电层以提供适当的电性质。

所述至少一个无源延迟器可以包括无源单轴延迟器，所述无源单轴延迟器的光轴垂直于所述无源单轴延迟器的平面。可以减少延迟器的数量，从而有利地减小厚度。

所述至少一个无源延迟器可以包括一对无源单轴延迟器，所述一对无源单轴延迟器的光轴在所述无源单轴延迟器的平面中交叉。电极阵列可以形成于所述延迟器的每个延迟器的一侧，从而降低了电极形成的复杂性。有利地，可以降低制造成本。

所述至少一个触摸电极阵列可以包括形成于所述一对无源单轴延迟器的相应无源单轴延迟器的对向表面上的一对触摸电极阵列，并且所述至少一个介电层可以包括布置在所述一对无源单轴延迟器之间的至少一个另外的层。所述至少一个介电层可以包括布置在所述一对触摸电极阵列之间的粘合层。有利地，可以提供低成本结构。可以通过对所述另外的层的材料和厚度的选择来选择介电性质，以实现改善的触摸感测灵敏度。

所述至少一个触摸电极阵列可以包括形成于所述一对无源单轴延迟器的相应无源单轴延迟器的外表面上的一对触摸电极阵列，并且所述至少一个介电层可以包括所述一对无源单轴延迟器。所述一对延迟器可以是溶剂键合的，从而有利地减少了表面反射和厚度。

所述触摸输入显示装置可以进一步包括输入透明支撑衬底和输出透明支撑衬底，所述液晶材料层被布置在所述输入透明支撑衬底与所述输出透明支撑衬底之间，并且所述至少一个触摸电极阵列被布置在所述输出透明支撑衬底的输出侧上。所述触摸输入显示装置可以进一步包括输入透明支撑衬底和输出透明支撑衬底，所述液晶材料层被布置在所述输入透明支撑衬底与所述输出透明支撑衬底之间，并且所述至少一个触摸电极阵列被布置在所述可切换延迟器控制电极与所述输出透明支撑衬底之间。可以使触摸感测结构免受SLM的控制，有利地提高灵敏度。

所述至少一个触摸电极阵列可以被布置在所述可切换延迟器控制电极与所述另外的偏振器之间。有利地，可以减小来自所述触摸电极阵列的反射的可见度。进一步地，所述触摸电极阵列可以与延迟器结构集成在一起，从而有利地降低了厚度和成本。

所述至少一个触摸电极阵列可以与所述可切换延迟器控制电极分隔开。所述可切换延迟器控制电极可以被布置在所述液晶材料层的两侧上。有利地，所述可切换延迟器可以独立于所述触摸电极阵列的控制而被切换。

所述触摸输入显示装置可以进一步包括控制系统，其中所述控制系统可以被布置成向所述可切换延迟器控制电极施加驱动电压以控制所述可切换液晶延迟器，并且所述控制系统可以被布置成对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址以用于电容式触摸感测。有利地，可以在同一装置中实现对可切换定向显示器的控制和触摸控制。

所述驱动电压的波形可以包含所述驱动电压恒定的周期，并且所述控制系统可以被布置成在所述驱动电压恒定的所述周期中的至少一个周期期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址。有利地，触摸信号的信噪比更大，并且提高了触摸系统的灵敏度。

所述驱动电压的波形可以包含所述驱动电压恒定但是分别处于不同电平的周期，并且所述控制系统可以被布置成在所述驱动电压恒定且处于相同电平的所述周期中的至少一个周期期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址。增加了触摸信号的信噪比，并且有利地提高了触摸系统的灵敏度。

所述驱动电压的所述波形可以包含正寻址相位和负寻址相位，所述正寻址相位包含至少一个正极性脉冲，所述负寻址相位包含至少一个负极性脉冲，所述至少一个正极性脉冲的峰值和所述至少一个负极性脉冲的峰值是所述驱动电压恒定的所述周期。所述可切换液晶延迟器两端的平均电压保持为零，即，所述可切换液晶延迟器两端没有净DC电压，并且增加了获取触摸信号的采样周期的数量。有利地，改善了触摸位置确定的滞后性和准确度。

所述驱动电压的所述波形可以包含正寻址相位和负寻址相位，所述正寻址相位包含至少一个正极性脉冲和至少一个另外的周期，所述负寻址相位包含至少一个负极性脉冲和至少一个另外的周期，所述正寻址相位的所述至少一个另外的周期和所述负寻址相位的所述至少一个另外的周期是所述驱动电压恒定并且其电平在所述至少一个正极性脉冲的最大电平与所述至少一个负极性脉冲的最小电平中间的周期。增加了采样周期的数量并且减小了触摸信号处理电路中的共模电压范围。有利地，改善了所述触摸信号处理电路的成本和性能。

所述正寻址相位的所述至少一个另外的周期和所述负寻址相位的所述至少一个另外的周期的电平可以为零伏。增加了采样周期的数量并且进一步减小了触摸信号处理电路中的共模电压范围。有利地，改善了所述触摸信号处理电路的成本和性能。

所述正寻址相位的所述至少一个另外的周期和所述负寻址相位的所述至少一个另外的周期的电平可以为非零量值。增加了采样周期的数量并且减小了触摸信号处理电路中的共模电压范围。有利地，降低了触摸信号位置滞后性，并且改善了触摸信号处理电路的成本。

所述驱动电压的波形可以具有提供所述液晶延迟器的恒定液晶光学配向状态的均方根值，并且所述波形的算术平均值为零。所述液晶延迟器两端没有平均净DC电压。液晶材料不会发生电化学降解，并且有利地提高了液晶材料的操作寿命。

所述控制系统可以被进一步布置成对所述SLM进行寻址。所述控制系统的集成有利地降低了成本和复杂性。

所述控制系统被布置成向所述可切换延迟器控制电极施加的所述驱动电压相对于所述SLM的寻址可以是同步的。由所述可切换液晶延迟器和所述SLM的电极产生的电场的相对时序是固定的。有利地，减少了屏幕人工制品的任何外观，包含但不限于“慢扫描条”。

所述控制系统可以被布置成使用包含竖直消隐间隔的寻址方案对所述SLM进行寻址，并且所述控制系统被布置成在所述竖直消隐间隔期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址。在所述竖直消隐间隔期间，实现了减少驱动电极上的高频信号到所述SLM的过渡。减少了来自这些过渡的电场辐射，并且有利地提高了屏幕的触摸灵敏度。

所述驱动电压的所述波形可以包括寻址序列，所述寻址序列包括具有最大正电压的第一寻址正电压相位；以及具有最小负电压的第二寻址负电压相位。所述驱动电压的所述波形在第一相位可以包括多于一个正电压电平；并且所述驱动电压的所述波形在第二相位可以包括多于一个负电压电平；或者所述驱动电压的所述波形在第一相位可以包括至少一个正电压电平和零电压电平；并且所述驱动电压的所述波形在第二相位可以包括至少一个负电压电平和零电压电平。所述触摸输入显示装置可以进一步包括第三寻址相位，所述第三寻址相位包括在最大正电压与最小负电压中间的中间驱动电压电平。所述中间电压电平可以是零。所述驱动电压的所述波形的所述均方根值可以被布置成提供所述液晶延迟器的恒定的液晶光学配向状态；并且其中所述驱动电压的所述波形的所述算术平均值可以为零。当所述驱动电压处于恒定电平时，可以提供施加到所述触摸电极阵列并从所述触摸电极阵列测量的信号。所述可切换液晶延迟器可以是DC平衡的，使得所述延迟器的操作寿命延长了。有利地，减少了触摸测量系统中的噪声并且可以实现提高的准确度。

当所述驱动电压处于相同恒定电平时，可以提供施加到所述触摸电极阵列并从所述触摸电极阵列测量的信号。有利地，可以改善触摸感测设备的成本和复杂性。

施加到所述可切换液晶延迟器的所述波形相对于所述SLM的寻址可以是同步的。所述SLM的寻址可以包括竖直消隐间隔，并且在所述竖直消隐间隔期间提供施加到所述触摸电极阵列并从所述触摸电极阵列测量的信号。有利地，使来自触摸信号检测器中的所述SLM的电噪声最小化，并且提高了触摸测量的准确度和速度。

所述触摸输入显示装置可以进一步包括控制系统，其中所述控制系统可以被布置成向所述可切换延迟器控制电极施加驱动电压以控制所述可切换液晶延迟器，并且所述控制系统可以被布置成对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址以用于电容式触摸感测。有利地，可以减少所述触摸电极阵列与所述可切换延迟器控制电极之间的干扰。

所述驱动电压的波形可以包含所述驱动电压恒定的周期，并且所述控制系统可以被布置成在所述驱动电压恒定的所述周期中的至少一个周期期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址。所述驱动电压的波形可以包含所述驱动电压恒定但是分别处于不同电平的周期，并且所述控制系统可以被布置成在所述驱动电压恒定且处于相同电平的所述周期中的至少一个周期期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址。所述驱动电压的所述波形可以包含正寻址相位和负寻址相位，所述正寻址相位包含至少一个正极性脉冲，所述负寻址相位包含至少一个负极性脉冲，所述至少一个正极性脉冲的峰值和所述至少一个负极性脉冲的峰值是所述驱动电压恒定的所述周期。

所述驱动电压的所述波形可以包含正寻址相位和负寻址相位，所述正寻址相位包含至少一个正极性脉冲和至少一个另外的周期，所述负寻址相位包含至少一个负极性脉冲和至少一个另外的周期，所述正寻址相位的所述至少一个另外的周期和所述负寻址相位的所述至少一个另外的周期是所述驱动电压恒定并且其电平在所述至少一个正极性脉冲的最大电平与所述至少一个负极性脉冲的最小电平中间的周期。

所述正寻址相位的所述至少一个另外的周期和所述负寻址相位的所述至少一个另外的周期的电平可以为零伏。所述正寻址相位的所述至少一个另外的周期和所述负寻址相位的所述至少一个另外的周期的电平可以为非零量值。所述驱动电压的波形可以具有提供所述液晶延迟器的恒定液晶光学配向状态的均方根值，并且所述波形的算术平均值为零。所述控制系统可以被进一步布置成对所述SLM进行寻址。所述控制系统被布置成向所述可切换延迟器控制电极施加的所述驱动电压相对于所述SLM的寻址可以是同步的。所述控制系统可以被布置成使用包含竖直消隐间隔的寻址方案对所述SLM进行寻址，并且所述控制系统被布置成在所述竖直消隐间隔期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址。

所述触摸输入显示装置可以进一步包括反射偏振器，所述反射偏振器被布置在所述显示偏振器与所述可切换液晶延迟器之间。有利地，当在环境光中用作隐私显示器时，可以提供增加的离轴反射率，以实现相比窥探者减小的离像(off-image)对比度。在公共模式下，实现了降低的反射率，使得可以为宽视场提供高对比度的公共模式。

根据本公开的第二方面，提供了一种触摸输入显示装置，其包括：SLM；显示偏振器，所述显示偏振器被布置在所述SLM的输出侧上，其中所述显示偏振器是线性偏振器；另外的偏振器，所述另外的偏振器被布置在所述显示偏振器的输出侧上，其中所述另外的偏振器是线性偏振器；多个延迟器，所述多个延迟器被布置在所述显示偏振器与所述另外的偏振器之间；其中所述多个延迟器包括：可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器被布置在输入透明支撑衬底与输出透明支撑衬底之间；以及至少一个无源极性控制延迟器，所述至少一个无源极性控制延迟器被布置在所述可切换液晶延迟器与所述另外的偏振器之间；进一步包括被布置在所述输出透明支撑衬底与所述另外的偏振器之间的第一触摸输入电极阵列和第二触摸输入电极阵列。

可以在至少一个无源极性控制延迟器的至少一个表面上提供所述第一输入电极阵列和所述第二输入电极阵列。所述至少一个无源极性控制延迟器可以包括一对串联布置的延迟器，每个无源极性控制延迟器包括布置在一个表面上的触摸电极阵列；其中所述触摸电极阵列彼此面对，并且在所述触摸电极阵列之间布置介电材料。所述一对延迟器可以包括：一对无源单轴延迟器，所述无源单轴延迟器各自的光轴垂直于所述延迟器的平面；或一对无源单轴延迟器，所述无源单轴延迟器的光轴在所述延迟器的平面中交叉。所述介电材料可以包括粘合材料。

所述触摸输入显示装置可以进一步包括控制系统；其中所述控制系统可以被布置成控制施加到所述可切换液晶延迟器的驱动电压；并且控制施加到所述触摸电极阵列并从所述触摸电极阵列测量的信号。有利地，可以以低厚度、低成本、高准确度和高速度来提供触摸位置测量。

根据本公开的第二方面，提供了一种控制触摸输入显示装置的方法，所述装置包括：SLM，所述SLM被布置成输出光；显示偏振器，所述显示偏振器被布置在所述SLM的输出侧上；另外的偏振器，所述另外的偏振器被布置在所述显示偏振器的输出侧上；可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器包括布置在所述显示偏振器与所述另外的偏振器之间的液晶材料层；至少一个无源延迟器，所述至少一个无源延迟器被布置在所述可切换液晶延迟器与所述另外的偏振器之间；可切换延迟器控制电极，所述可切换延迟器控制电极被布置成施加用于控制所述可切换液晶延迟器的电压；以及至少一个触摸电极阵列，所述至少一个触摸电极阵列被布置在所述可切换延迟器控制电极的输出侧上的层中，其中所述方法包括：向所述可切换延迟器控制电极施加驱动电压以控制所述可切换液晶延迟器，其中所述驱动电压的波形包含所述驱动电压恒定的周期；以及在所述驱动电压恒定的所述周期的至少一个周期期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址以用于电容式触摸感测。有利地，可以向可切换定向显示器提供具有高灵敏度、高准确度和低滞后性的触摸感测。可以实现低厚度和低成本。

本公开的实施例可以在各种光学系统中使用。所述实施例可以包含或与多种投影仪、投影系统、光学组件、显示器、微型显示器、计算机系统、处理器、自含式投影仪系统、视觉和/或视听系统以及电气和/或光学装置一起使用。本公开的各个方面实际上可以与以下设备一起使用：与光学装置和电气装置、光学系统、呈现系统有关的任何设备或可以含有任何类型的光学系统的任何设备。因此，本公开的实施例可以在光学系统、在视觉和/或光学呈现中使用的装置、视觉外围等以及在多种计算环境中采用。

在详细地进行所公开的实施例之前，应当理解的是，由于本公开能够用于其它实施例，因此本公开在其应用或创建上不限于所示出的特定布置的细节。此外，可以以不同的组合和布置来阐述本公开的方面，以限定在其自身的权利中是独特的实施例。而且，本文使用的术语是出于描述的目的，而非限制。

定向背光提供了对从基本上整个输出表面发出的照明的控制，所述照明通常通过调制布置在光波导的输入孔侧处的独立的LED光源来控制。控制发射的光的定向分布可以实现：单人观察的安全功能，其中只能由单个观察者从有限的角度范围内观察显示；高电效率，其中主要在较小的角度定向分布上提供照明；左眼和右眼交替观察，以按时间顺序进行立体和自动立体显示；以及低成本。

通过阅读本公开的全部内容，本公开的这些和其它优点和特征对于本领域的普通技术人员将变得显而易见。

附图说明

在附图中通过举例的方式展示了实施例，其中相似的附图标记指示类似的部分，并且其中：

图1A是以侧视透视图展示了包括SLM、反射偏振器和可切换液晶延迟器的触摸输入显示装置的图，其中在第一无源极性控制延迟器和第二无源极性控制延迟器的对向表面上提供触摸电极阵列；

图1B是以前视图展示了对图1A的光学堆叠中的光学层和电极层进行配向的图；

图2A和图2B是以不同的侧视透视图展示了分别在隐私模式和公共模式下的图1A的触摸输入显示装置的图；

图3A是展示了在隐私模式下图1A中的透射光线的输出亮度随偏振方向变化的图；

图3B是展示了在隐私模式下图1A中的反射光线的反射率随偏振方向变化的图；

图3C是展示了在公共模式下图1A中的透射光线的输出亮度随偏振方向变化的图；

图3D是展示了在公共模式下图1A中的反射光线的反射率随偏振方向变化的图；

图4A是以前透视图展示了对来自在公共模式下的图1A的显示器的界面表面的反射环境光的观察的图；

图4B是以前透视图展示了对在隐私模式下的图1A的显示器的反射环境光的观察的图；

图4C是以侧视图展示了在娱乐模式和共享模式两者下的具有布置在车辆座舱内的可切换定向显示器的汽车的图；

图4D是以俯视图展示了在娱乐模式下的具有布置在车辆座舱内的可切换定向显示器的汽车的图；

图4E是以俯视图展示了在共享模式下的具有布置在车辆座舱内的可切换定向显示器的汽车的图；

图5是以侧视图展示了图1A的触摸输入显示装置的图；

图6A是以前透视图展示了触摸输入显示装置的电极和控制系统的图，其中所述电极被布置在介电层的相反侧上；

图6B是以前透视图展示了触摸输入显示装置的电极的图，其中所述电极被布置在介电层的同一侧上；

图6C是以前透视图展示了触摸输入显示装置的进一步布置的电极的图；

图6D是以横截面侧视图展示了对应于图6C的布置的图；

图7是展示了用于控制触摸输入装置的电路图的图；

图8是以前透视图展示了具有电压波形的可切换液晶延迟器的驱动的图；

图9A是展示了针对可切换液体电极的驱动的驱动波形的图；

图9B是展示了针对包括两个反相驱动电极的可切换液晶延迟器的驱动的驱动波形的图；

图10是展示了针对图9A-B的驱动波形和触摸控制信号在液晶延迟器两端提供的所得电压波形的图；

图11A、图11B、图11C和图11D是各自展示了在液晶延迟器两端提供的所得电压波形和施加到触摸电极阵列或从所述触摸电极阵列测量的控制信号的对应时序的图；

图12A是展示了针对包括零伏驱动电极和交流电压波形驱动电极的可切换液晶延迟器的驱动的驱动波形的图；

图12B是展示了在图12A的驱动波形的液晶延迟器两端提供的所得电压波形的图；

图13A和图13B是展示了在分别具有三个驱动电压电平和四个驱动电压电平的液晶延迟器两端提供的所得电压波形的图；

图14是展示了在液晶延迟器两端提供的所得电压波形、施加到触摸电极阵列并从所述触摸电极阵列测量的控制信号的对应时序以及与SLM的竖直消隐间隔的同步的图；

图15是展示了在液晶延迟器两端提供的所得电压波形、施加到触摸电极阵列并从所述触摸电极阵列测量的控制信号的对应时序以及与SLM的驱动异步的图；

图16A是以侧视图展示了触摸输入显示装置的图，其中介电层由一对交叉的A板提供；

图16B是以侧视透视图展示了触摸输入显示装置的图，其中介电层由一对交叉的A板提供；

图16C是以侧视透视图展示了触摸输入显示装置的图，其中介电层由一对交叉的A板之一提供；

图17是以侧视透视图展示了触摸输入显示装置的图，其中在两个C板之间提供介电层；

图18A是以侧视透视图展示了触摸输入显示装置的图，其中介电层由C板提供；

图18B是以侧视图展示了图18A的触摸输入显示装置的图；

图19A是以侧视透视图展示了触摸输入不可切换隐私显示装置的图，其中在两个A板之间提供介电层；

图19B是展示了针对图19A中的透射光线，多个无源极性控制延迟器的输出透射率随偏振方向而变化的图；

图20是以侧视图展示了触摸输入显示装置的图，其中在无源延迟器与可切换液晶延迟器的输出表面之间提供了触摸电极阵列之间的介电层；

图21A是以侧视图展示了触摸输入显示装置的图，其中触摸电极阵列之间的介电层由输出透明支撑衬底和粘合层提供；

图21B是以侧视图展示了触摸输入显示装置的图，其中在液晶控制电极之一与可切换液晶延迟器的输出透明支撑衬底之间提供触摸电极阵列；

图21C是以侧视透视图展示了触摸输入显示装置的图，其中触摸电极阵列之间的介电层由可切换液晶延迟器的输出透明支撑衬底提供；

图22是以侧视透视图展示了触摸输入可切换隐私显示装置的图，其中触摸电极阵列被布置在液晶极性控制延迟器与另外的偏振器之间；

图23A是以透视图展示了离轴光对延迟器层的照明的图；

图23B是以透视图展示了处于0度的第一线性偏振态的离轴光对延迟器层的照明的图；

图23C是以透视图展示了处于90度的第一线性偏振态的离轴光对延迟器层的照明的图；

图23D以透视图展示了处于45度的第一线性偏振态的离轴光对延迟器层的照明的图；

图24A是以透视图展示了具有正仰角的离轴偏振光对C板延迟器的照明的图；

图24B是以透视图展示了具有负侧向角的离轴偏振光对C板延迟器的照明的图；

图24C是以透视图展示了具有正仰角和负侧向角的离轴偏振光对C板延迟器的照明的图；

图24D是以透视图展示了具有正仰角和正侧向角的离轴偏振光对C板延迟器的照明的图；

图24E是展示了在图24A-D中的透射光线的输出透射率随偏振方向变化的图；

图25A是以透视图展示了具有正仰角的离轴偏振光对交叉的A板延迟器层的照明的图；

图25B是以透视图展示了具有负侧向角的离轴偏振光对交叉的A板延迟器层的照明的图；

图25C是以透视图展示了具有正仰角和负侧向角的离轴偏振光对交叉的A板延迟器层的照明的图；

图25D是以透视图展示了具有正仰角和正侧向角的离轴偏振光对交叉的A板延迟器层的照明的图；并且

图25E是展示了在图25A-D中的透射光线的输出透射率随偏振方向变化的图。

具体实施方式

现在将描述与用于本公开的目的的光学延迟器有关的术语。

在包括单轴双折射材料的层中，存在控制光学各向异性的方向，而垂直于此方向(或与其成给定角度)的所有方向都具有等效的双折射。

光学延迟器的光轴是指光线在没有经历双折射的单轴双折射材料中的传播方向。这不同于光学系统的光轴，所述光学系统的光轴可以例如平行于对称线或垂直于主光线沿其传播的显示表面。

对于在与光轴正交的方向上传播的光，当具有与慢轴平行的电矢量方向的线性偏振光以最低速度行进时，光轴是慢轴。慢轴方向是在设计波长处具有最高折射率的方向。类似地，快轴方向是在设计波长处具有最低折射率的方向。

对于正介电各向异性单轴双折射材料，慢轴方向是双折射材料的非寻常轴。对于负介电各向异性单轴双折射材料，快轴方向是双折射材料的非寻常轴。

术语半个波长和四分之一波长是指用于通常可以介于500nm与570nm之间的设计波长λ₀的延迟器的操作。在本说明性实施例中，除非另外指明，否则提供针对550nm波长的示例性延迟值。

延迟器在入射在其上的光波的两个正交偏振分量之间提供相对相移，并且由其赋予在两个偏振分量上的相对相位Γ的量表征。在一些情况下，使用术语“相移”时不使用“相对”一词，但仍意指相对相移。相对相移与双折射Δn和延迟器的厚度d有关：

Γ＝2.π.Δn.d/λ₀ 等式1

在等式1中，Δn被定义为非寻常折射率与寻常折射率之间的差值，即，

Δn＝n_e-n_o 等式2

对于半波延迟器，选择d、Δn与λ₀之间的关系以使偏振分量之间的相移为Γ＝π。对于四分之一波延迟器，选择d、Δn与λ₀之间的关系以使偏振分量之间的相移为Γ＝π/2。

本文的术语半波延迟器通常是指垂直于延迟器且垂直于空间光调制器(SLM)传播的光。

现在将描述光线通过一对偏振器之间的透明延迟器进行传播的一些方面。

光线的偏振态(SOP)由任意两个正交偏振分量之间的相对振幅和相移来描述。透明延迟器不会改变这些正交偏振分量的相对振幅，而仅作用于其相对相位。在正交偏振分量之间提供净相移会改变SOP，而维持净相对相位会保持SOP。

线性SOP具有非零振幅的偏振分量和零振幅的正交偏振分量。

线性偏振器透射独特的线性SOP，所述线性SOP的线性偏振分量与线性偏振器的电矢量传输方向平行，并以不同的SOP衰减光。

吸收偏振器是吸收入射光的一个偏振分量并透射第二正交偏振分量的偏振器。吸收线性偏振器的实例是二向色偏振器。

反射偏振器是反射入射光的一个偏振分量并透射第二正交偏振分量的偏振器。反射线性偏振器的实例是多层聚合物薄膜堆叠，如来自3M公司的DBEF^TM或APF^TM，或线栅偏振器，如来自Moxtek的ProFlux^TM。

布置在线性偏振器与平行线性分析偏振器之间的不引入相对净相移的延迟器除了线性偏振器内的残留吸收外还提供光的完全透射。

在正交偏振分量之间提供相对净相移的延迟器会改变SOP并在分析偏振器处提供衰减。

在本公开中，“A板”是指利用其光轴平行于层的平面的双折射材料层的光学延迟器。

“正A板”是指正双折射A板，即，具有正Δn的A板。

在本公开中，“C板”是指利用其光轴垂直于层的平面的双折射材料层的光学延迟器。“正C板”是指正双折射C板，即，具有正Δn的C板。“负C板”是指负双折射C板，即，具有负Δn的C板。

“O板”是指利用双折射材料层的光学延迟器，所述双折射材料层的光轴具有平行于层的平面的分量和垂直于层的平面的分量。“正O板”是指正双折射O板，即，具有正Δn的O板。

可以提供消色差延迟器，其中所述延迟器的材料提供有延迟Δn.d，所述延迟随波长λ变化为

Δn.d/λ＝κ 等式3

其中κ基本上是常数。

合适的材料的实例包含来自帝人薄膜(Teijin Films)的改性聚碳酸酯。在本实施例中可以提供消色差延迟器，以有利地最小化具有低亮度降低的偏振角观察方向与具有增加的亮度降低的偏振角观察方向之间的颜色变化，如下文将描述的。

现在将描述在本公开中使用的与延迟器和液晶有关的各个其它术语。

液晶单元具有由Δn.d给出的延迟，其中Δn是液晶单元中液晶材料的双折射并且d是液晶单元的厚度，与液晶单元中液晶材料的配向无关。

沿面配向是指可切换液晶显示器中液晶的配向，其中分子基本上平行于衬底而配向。沿面配向有时被称为平面配向。沿面配向通常可以提供有小的预倾斜度，如2度，使得液晶单元的配向层的表面上的分子稍微倾斜，如下文将描述的。布置预倾斜以使单元切换中的简并性最小化。

在本公开中，垂面配向是棒状液晶分子基本上垂直于衬底而配向的状态。在盘状液晶中，垂面配向被定义为由盘状液晶分子形成的柱结构的轴垂直于表面而配向的状态。在垂面配向中，预倾斜是接近配向层并且通常接近90度并且例如可以是88度的分子的倾斜角。

在扭曲的液晶层中，提供了向列型液晶分子的扭曲构型(也被称为螺旋结构或螺旋)。可以通过配向层的非平行配向来实现扭曲。进一步地，可以向液晶材料中添加胆甾型掺杂剂以破坏(顺时针或逆时针)扭曲方向的简并性，并在松弛(通常是未驱动)状态下进一步控制扭曲的间距。超扭曲液晶层具有大于180度的扭曲。SLM中使用的扭曲向列型层通常具有90度的扭曲。

具有正介电各向异性的液晶分子通过施加的电场从沿面配向(如A板延迟器取向)切换为垂面配向(如C板或O板延迟器取向)。

具有负介电各向异性的液晶分子通过施加的电场从垂面配向(如C板或O板延迟器取向)切换为沿面配向(如A板延迟器取向)。

棒状分子具有正双折射，使得n_e>n_o，如等式2所描述的。盘状分子具有负双折射，使得n_e<n_o。

如A板、正O板和正C板等正延迟器通常可以由拉伸的薄膜或棒状液晶分子提供。如负C板等负延迟器可以由拉伸的薄膜或盘状液晶分子提供。

平行的液晶单元配向是指沿面配向层平行或更典型地反平行的配向方向。在预倾斜的垂面配向的情况下，配向层可以具有基本上平行或反平行的分量。混合配向的液晶单元可以具有一个沿面配向层和一个垂面配向层。扭曲的液晶单元可以由不具有平行的配向(例如，彼此定向成90度)的配向层提供。

透射性SLM可以进一步包括在输入显示偏振器与输出显示偏振器之间的延迟器，例如，如美国专利第8,237,876号中所公开的，所述美国专利以全文引用的方式并入本文中。这种延迟器(未示出)处于与本实施例的无源延迟器不同的位置。这种延迟器补偿离轴观察位置的对比度下降，这对本实施例的离轴观察位置的亮度降低产生不同的效果。

显示器的一种隐私操作模式是一种观察者看到低对比灵敏度使得图像不能清晰可见的模式。对比灵敏度是对静态图像中不同亮度水平之间进行区分的能力的度量。反向对比灵敏度可以用作视觉安全的度量，因为高视觉安全级别(VSL)对应于低图像可见度。

对于向观察者提供图像的隐私显示器，视觉安全可以给出为：

VSL＝(Y+R)/(Y–K) 等式4

其中VSL是视觉安全级别，Y是在窥探者视角下显示器的白色状态的亮度，K是在窥探者视角下显示器的黑色状态的亮度，并且R是来自显示器的反射光的亮度。

面板对比度给出为：

C＝Y/K 等式5

对于高对比度光学LCD模式，白色状态透射率随视角保持基本上恒定。在本实施例的对比度降低的液晶模式下，白色状态透射率通常随着黑色状态透射率的增加而降低，使得

Y+K～P.L 等式6

然后视觉安全级别可以进一步给出为：

其中离轴相对亮度P通常被定义为正面亮度的百分比，L处于窥探者角度，并且显示器可以具有图像对比度C，并且表面反射率是ρ。

离轴相对亮度P有时被称为隐私级别。然而，这种隐私级别P描述了与正面亮度相比在给定偏振角处显示器的相对亮度，而不是隐私外观的度量。

显示器可以由朗伯型环境照明I照明。因此，在完全黑暗的环境中，高对比度显示器的VSL为约1.0。随着环境照明的增加，感知到的图像对比度降低，VSL增加，并且感知到隐私图像。

对于典型的液晶显示器，对于几乎所有视角，面板对比度C都高于100:1，从而使视觉安全级别近似为：

VSL＝1+I.ρ/(π.P.L) 等式8

与隐私显示相比，在标准环境照明条件下很容易观察到期望的广角显示。图像可见度的一种度量是由对比灵敏度给出的，如由下式给出的迈克尔逊对比度：

M＝(I_max–I_min)/(I_max+I_min) 等式9

并且因此：

M＝((Y+R)–(K+R))/((Y+R)+(K+R))＝(Y-K)/(Y+K+2.R) 等式10

因此，视觉安全级别(VSL)等于(但不同于)1/M。在本讨论中，对于给定的离轴相对亮度P，广角图像可见度W近似为

W＝1/VSL＝1/(1+I.ρ/(π.P.L)) 等式11

期望为可切换定向显示设备提供触摸面板功能，所述可切换定向显示设备包括可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器被布置在显示输出偏振器与另外的偏振器之间，以在如隐私显示器等显示器和如用于夜间使用的显示器等低杂散光显示器中使用。

图1A是以侧视透视图展示了包括空间光调制器(SLM)48、反射偏振器302和可切换液晶延迟器301的触摸输入显示装置100的示意图，其中在第一无源极性控制延迟器330A和第二无源极性控制延迟器330B的对向表面上提供触摸电极阵列500、502；并且图1B是以前视图展示了对图1A的光学堆叠中的光学层和电极层进行配向的示意图。

在本公开中，通过触摸电极阵列500、502和控制系统400、450、250、350来检测手指25的位置，如下文中将进一步描述的。

一种触摸输入显示装置100包括：SLM 48，所述SLM被布置成输出光400；显示偏振器218，所述显示偏振器被布置在所述SLM 48的输出侧上；另外的偏振器318，所述另外的偏振器被布置在所述显示偏振器218的所述输出侧上；可切换液晶延迟器301，所述可切换液晶延迟器包括布置在所述显示偏振器218与所述另外的偏振器318之间的液晶材料414的层314；无源极性控制延迟器330A、330B，所述无源极性控制延迟器被布置在所述可切换液晶延迟器301与所述另外的偏振器318之间；可切换延迟器控制电极413、415，所述可切换延迟器控制电极被布置成施加电压V以控制所述可切换液晶延迟器301；以及触摸电极阵列500、502，所述触摸电极阵列被布置在所述可切换延迟器控制电极413、415的所述输出侧上的层中。

显示偏振器218、反射偏振器302和另外的偏振器318是分别具有电矢量传输方向219、303、319的线性偏振器。

可切换液晶延迟器301包括透明支撑衬底312、316。电极413、415和配向层(未示出)分别被布置在所述支撑衬底312、316的对向表面上，以便为液晶材料414的层314提供配向和电控制。所述可切换延迟器控制电极413、415被布置在所述液晶材料414的所述层314的两侧上。

在图1A-B的情况下，一对触摸电极阵列500、502中的每一个形成于无源极性控制延迟器330A、330B之一的相应表面上，显示装置包括多于一个无源延迟器。所述触摸电极阵列500形成于无源极性控制延迟器330A的表面上，并且所述触摸电极阵列502形成于无源极性控制延迟器330B的表面上。

所述触摸电极阵列包括形成于作为单轴延迟器330A、330B的所述一对无源极性控制延迟器中的相应无源单轴延迟器的对向表面上的一对触摸电极阵列500、502，并且所述至少一个介电层504包括布置在所述一对无源单轴延迟器之间的至少一个另外的层。所述一对触摸电极阵列500、502被布置在由介电层504分隔开的层中。所述介电层504被布置在所述可切换液晶层314与所述另外的偏振器318之间。所述第一触摸电极阵列500和所述第二触摸电极阵列502被布置在所述介电层504上以及所述介电层504的相反侧上。

所述触摸电极阵列500、502被布置在所述可切换延迟器控制电极413、415与所述另外的偏振器318之间，并且与所述可切换延迟器控制电极413、415分隔开。

所述触摸输入显示装置100进一步包括控制系统400，其中所述控制系统400被布置成通过驱动器350向所述可切换延迟器控制电极413、415施加驱动电压V以控制所述可切换液晶延迟器301。所述控制系统400被进一步布置成对所述触摸电极阵列500、502进行寻址以用于电容式触摸感测。

任选的反射偏振器302被布置在所述显示偏振器218与极性控制延迟器300之间。极性控制延迟器300被布置在反射偏振器302(如果省略反射偏振器302则为输出偏振器218)与另外的偏振器318之间。反射偏振器302的电矢量传输方向303平行于显示偏振器218的电矢量传输方向219和另外的偏振器318的电矢量传输方向319。

在图1A-B的实施例中，极性控制延迟器300包括无源极性控制延迟器330和可切换液晶延迟器301，但是通常可以由至少一个延迟器的其它配置替代，其中一些实例存在于下文描述的装置中。

本实施例提供了一种可切换隐私显示器，所述可切换隐私显示器可在具有实现高视觉安全级别的宽偏振区域的隐私模式与具有实现高图像可视性的宽偏振区域的公共操作模式之间切换。如现在将描述的，所述隐私显示器的操作由极性控制延迟器300提供。

所述至少一个极性控制延迟器300包括所述可切换液晶延迟器301，所述可切换液晶延迟器被布置成在所述可切换液晶延迟器301的可切换状态下同时进行以下操作：不向沿着沿所述至少一个极性控制延迟器300的平面的法线的轴穿过所述反射偏振器302的光的正交偏振分量引入净相对相移，以及向沿着倾斜于所述至少一个极性控制延迟器300的平面的法线的轴穿过所述发射偏振器302的光的正交偏振分量引入相对相移。

所述极性控制延迟器300进一步包括至少一个无源极性控制延迟器330，所述至少一个无源极性控制延迟器在图1A-B中包括一对无源单轴延迟器330A、330B，所述一对无源单轴延迟器的光轴在所述无源单轴延迟器的平面中交叉。所述无源极性控制延迟器330A、330B提供了极性控制延迟器300，所述极性控制延迟器同时进行以下操作：不向沿着沿所述可切换液晶延迟器301的平面的法线的轴穿过所述显示偏振器218和所述反射偏振器302的光的正交偏振分量引入净相对相移，以及向沿着倾斜于所述可切换液晶延迟器的平面的法线的轴穿过所述显示偏振器的光的正交偏振分量引入相对相移。

极性控制延迟器300不影响沿着沿极性控制延迟器300的平面的法线的轴穿过反射偏振器302、极性控制延迟器300和另外的偏振器318的光的亮度，但是极性控制延迟器300至少在可切换延迟器301的可切换状态之一中确实降低了沿着倾斜于极性控制延迟器300的平面的法线的轴从其中穿过的光的亮度。下文参考图33A-35E更详细地描述了导致这种效果的原理，并且由存在或不存在由极性控制延迟器300沿相对于极性控制延迟器300的液晶材料成不同角度的轴引入相移的光引起。在下文描述的所有装置中都实现了类似的效果。

所述控制系统400被进一步布置成对所述SLM 48进行寻址。控制系统包括系统控制器400，所述系统控制器被布置成(i)通过SLM控制器250向SLM 48提供图像数据，(ii)提供电压驱动器350的控制，以控制施加到可切换液晶延迟器的驱动电压，并且(iii)通过触摸控制器450和触摸驱动器452、454控制施加到触摸电极阵列500、502并从所述触摸电极阵列测量的信号。

现在将进一步描述极性控制延迟器300的操作。

图2A-B是以不同的侧视透视图展示了分别在隐私操作模式和公共操作模式下操作的图1A的触摸输入显示装置的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图2A-B的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

触摸电极阵列被布置在一对无源单轴延迟器330A、330B的对向表面上。介电层504包括在布置在一对无源单轴延迟器的对向表面上的触摸电极阵列之间提供的粘合层。介电层504可以包括例如光学透明粘合剂(OCA)或压敏粘合剂(PSA)，或者可以由另一种介电材料提供。

触摸手指25可以靠近或接触衬底320，所述衬底可以是具有疏油硬涂层的玻璃盖，以实现机械稳健性和对手指油脂的抵抗力。触摸控制也可以由笔或手写笔提供。

在操作中，液晶材料414的层314由具有第一电压波形Va的电压驱动器350驱动以提供图2A中针对隐私操作的第一液晶配向，并且由具有第二电压波形Vb的电压驱动器350驱动以提供图2B中针对广角操作的第二液晶配向。

至少一个无源极性控制延迟器330包括一对串联布置的延迟器330A、330B，每个无源极性控制延迟器330A、330B包括布置在一个表面上的触摸电极阵列500或触摸电极阵列502；其中触摸电极阵列500、502彼此面对，并且在触摸电极阵列500、502之间布置介电材料504。

触摸电极阵列500、502可以包括透明导体，例如ITO、银纳米线或导电聚合物。它们可以通过已知的技术形成，包含物理气相沉积、溅射、蒸镀、喷墨印刷或接触印刷。它们可以通过使用掩模或光刻胶以及蚀刻来进行图案化。当电极形成于例如PC或COC/COP等柔性延迟器衬底上时，则可以控制电极沉积工艺的类型和温度以避免熔化或衬底。如喷墨印刷和接触印刷的固有低温工艺可以生产电极层，而不会超过衬底的玻璃化转变温度。

如果在延迟器的单个表面上提供电极，则形成于单独的衬底上的触摸电极阵列500、502的布线拓扑可以比布线拓扑选项更多并且更简单。当形成为单层时，两个电极阵列不能具有交叉的电极迹线(无需额外的处理步骤来添加中间绝缘桥或中间介电层)。例如，如果电极阵列500、502形成于单个表面上，则可以在电极层500、502的层之间提供中间介电层。这种阵列的制造需要在电极阵列形成过程期间进行配向，从而增加了成本。有利地，当电极阵列500、502形成于作为延迟器300A、300B的不同衬底上时，可以减少电极阵列500、502形成的成本。

现在将描述类似于图2A-B所示的说明性实施例的视觉外观。

图3A是展示了在隐私操作模式下图1A和图2A中的透射光线的输出亮度随偏振方向变化的示意图；图3B是展示了在隐私操作模式下图1A和图2A中的反射光线的反射率随偏振方向变化的示意图；图3C是展示了在公共操作模式下图1A和图2B中的透射光线的输出亮度随偏振方向变化的示意图；并且图3D是展示了在公共操作模式下图1A和图2B中的反射光线的反射率随偏振方向变化的示意图，包括表1所展示的实施例。

表1

在本实施例中，可切换液晶延迟器301包括两个表面配向层(未示出)，所述两个表面配向层安置成与液晶材料414的层314相邻并安置在其相反侧上。排列每个配向层以在相邻的液晶材料414中提供沿面配向。可切换液晶延迟器301的液晶材料414的层314包括具有正介电各向异性的液晶材料414。液晶材料414的层对在500nm到900nm的范围内的550nm波长的光有延迟，优选地在600nm到850nm的范围内，并且最优选地在700nm到800nm的范围内。至少一个无源延迟器330进一步包括一对无源延迟器308A、308B，所述一对无源延迟器的光轴在延迟器的平面中交叉，一对无源延迟器中的每个无源延迟器对在以下范围内的550nm波长的光有延迟：在300nm到800nm的范围内，优选地在350nm到650nm的范围内，并且最优选地在450nm到550nm的范围内。

在本实施例中，“交叉”是指在延迟器的平面中两个延迟器的光轴之间成大致上90°的角度。可以使用拉伸的薄膜提供无源延迟器，以有利地实现低成本和高度均匀性。为了降低延迟器材料的成本，期望提供例如由于在薄膜制造期间的拉伸误差而使延迟器取向有些变化的材料。

因此，在如图3C和3D所展示的公共操作模式下，在宽观察自由度上提供了基本上高亮度输出和低反射率。相比之下，如图3A和3B所展示的，对于定位在离轴观察位置的观察者，亮度增加并且反射率减小。

在以下专利中进一步描述了例如在隐私显示器中使用的并且包括布置在显示偏振器与另外的偏振器之间的多个延迟器的可切换定向显示设备：于2018年9月14日提交的题为“用于可切换定向显示器的光学堆叠”(代理人案卷号412101)的美国专利第10,126,575号和美国专利申请第16/131,419号，两者均通过引用整体并入本文。在美国专利公开第2018-0329245号中描述了还包括布置在显示偏振器与延迟器之间的反射偏振器的定向显示设备，所述美国专利公开通过引用整体并入本文。在美国专利公开第2018-0321553号中描述了包括布置在显示偏振器与另外的偏振器之间的无源延迟器的定向显示偏振器，所述美国专利公开通过引用整体并入本文。

有利地，可切换隐私显示器可以提供有在隐私操作模式下提供高视觉安全级别的大的偏振区域，以及在公共操作模式下提供高图像可见度的大的偏振区域。触摸电极阵列以低成本提供并且具有最小的另外的厚度。可以在隐私模式下为正面用户以及在公共模式下为多个显示用户提供高图像对比度。

现在将进一步描述图1A和图2A-B的显示器的隐私模式的操作。

图4A是以前透视图展示了对来自在公共模式下操作的显示器的界面表面的反射环境光的观察的示意图。一些光线404可以由另外的偏振器318的前表面反射，或者覆盖显示器的玻璃和其它表面。通常，由于在空气-偏振器或空气-玻璃界面处的菲涅耳反射，这种反射率对于呈法向入射的键合的光学堆叠可以是4％，对于呈45度入射的键合的光学堆叠可以是约5％。因此，可以由显示器100前面的窥探者来观察源604的低亮度反射图像605。观察者47以高亮度看到另外的暗图像数据601和亮图像数据603，使得可以清楚地观察到图像数据。显示输出光400向观察者45、47两者提供光，因此两者都可以看到图像数据并且有利地提供了公共模式。

图4B是以前透视图展示了对在隐私模式下操作的图1A的显示器的反射环境光的观察的示意图。通过与图4A进行比较，当离轴的偏振光从反射偏振器302反射时，从源604的反射606观察到基本上更高的反射亮度。

与对于区域26中的观察者45的光相比，由窥探者47占据的区域27中的另外的图像亮度基本上降低了。因此对于窥探者47而言图像可见度受到损害，并且有利地提供了隐私图像。

反射图像606的形状和分布由环境光源604的空间分布确定，但是可以进一步由扩散层确定，特别是在另外的偏振器318的输出表面处。

可以进一步期望在汽车中提供可控显示照明。

图4C是以侧视图展示了针对娱乐操作模式和共享操作模式两者的具有布置在汽车600的车辆座舱602内的可切换定向显示器100的汽车的示意图。光锥610(例如，表示亮度大于峰值亮度的50％的光锥)可以由显示器100在仰角方向上的亮度分布提供，并且不可切换。与此光锥610外部的正面反射率相比，可以提高另外的显示反射率。

图4D是以俯视图展示了在娱乐操作模式下的并且以与隐私显示类似的方式操作的具有布置在车辆座舱602内的可切换定向显示器100的汽车的示意图。光锥612提供有狭窄的角度范围，使得乘客606可以看到显示器100，而驾驶员604由于亮度降低和反射率增加而可能看不到显示器100上的图像。有利地，可以向乘客606显示娱乐图像而不会分散驾驶员604的注意力。

图4E是以俯视图展示了在共享操作模式下的具有布置在车辆座舱602内的可切换定向显示器100的汽车的示意图。光锥614提供有宽角度范围，使得例如当显示器不运动时或当提供非干扰性图像时，所有占用者都可以感知在显示器100上的图像。

可以减少夜间操作中的另外的杂散光，使得车辆座舱中的内部光分散减少，并且有利地提高了驾驶员对车辆附近物体的可见度。图4A-E的显示器可以有利地提供有具有高灵敏度和高图像质量的触摸感测能力。

现在将进一步描述触摸输入结构的操作。

图5是以侧视图展示了图1A的触摸输入显示装置的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图5的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

在触摸操作模式下，施加到触摸电极阵列500、502并从所述触摸电极阵列测量的信号为投射式电容场570提供有效电容571。手指25提供了场线572的一些失真，并修改了从触摸电极阵列500、502测量的电容。

SLM 48提供有像素驱动电极202。期望提供给SLM 48的像素的信号不受用于触摸控制系统的信号干扰，并且期望触摸控制系统的灵敏度不受提供给SLM 48的信号干扰。在本实施例中，电极413、415在像素驱动电极202与触摸感测系统之间提供屏蔽。上文所描述的电信号屏蔽提高了触摸信号检测的信噪比。有利地，增加了触摸灵敏度并且不降低图像稳定性。进一步地，本实施例不需要在SLM 48中的像素间位置处使用触摸感测方法，使得像素的开口率增加。有利地，增加的开口率允许更多的光透射穿过显示面板。进一步有利地，通过在SLM 48的像素位置处集成触摸感测电路，不会降低显示器的分辨率。

一些已知的显示器使用来自显示器的光发射与手指或触摸笔的相互作用。当光的输出角度在公共模式和隐私模式下不同时，触摸系统的灵敏度和性能可以根据显示模式变化。在所描述的实施例中，其中触摸电极500、502不定位在SLM 48的像素平面处，并且触摸感测的操作和灵敏度与显示器是否在公共模式还是在隐私模式下操作无关。

现在将描述触摸电极阵列500、502的布置。

图6A是以前透视图展示了触摸输入显示装置的电极和控制系统400、450、350、250的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图6A的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

触摸电极阵列500、502被布置在介电层504的相反侧上。系统控制器400使电压驱动器350和触摸控制器450能够同步，使得可以在可切换液晶延迟器上的驱动电压恒定(例如，为零)的时间期间进行驱动和从触摸控制器测量信号。这样使能够提高测量过程的信噪比(SNR)，提高触摸灵敏度和抗电干扰能力。要测量或检测的电容变化可以为约毫微微法拉量级。测量电路可以包括电容电压转换器电路，并且可以进一步包括模拟信号处理电路。可替代地或另外地，可以使用电容数字电路，并且进一步包括数字信号处理功能。测量电路可以用波形436进行门控以改善SNR。测量电路可以包含频率滤波以区分有利于触摸面板信号驱动的频带并且区分其它频率，从而改善SNR。电极415和413可以屏蔽从触摸电极阵列500、502到SLM 48的高频驱动信号，使得测量过程的SNR可以提高，而无需与SLM 48的竖直消隐间隔(VBI)同步。然而，系统控制器400还可以使触摸控制器450和SLM 48同步，例如使得在SLM 48寻址的VBI期间发生针对触摸控制器的信号的驱动和测量，这进一步提高了触摸测量的SNR。

控制系统400被布置成向可切换延迟器控制电极413、415施加的驱动电压相对于SLM 48的寻址是同步的。

在操作中，期望提供(i)图像数据的驱动，(ii)针对宽操作模式和隐私操作模式的可切换液晶层的控制以及(iii)触摸输入。

一些类型的显示器提供单元内触摸，即，电极202可以进一步提供触摸输入功能。通过与本实施例的比较，如果将由SLM 48的电极202的一些电极提供单元内触摸投影场线570，则液晶延迟器的电极413、415可以屏蔽来自这种单元内电极的投影场，并且可以减小来自触摸电极阵列202的信号的测量的信噪比。因此，在存在可切换液晶延迟器314的情况下，这种单元内触摸电极阵列202对于提供触摸功能可能无效。在操作中，液晶延迟器的电极413、415可以提供另外的电场线，使得来自触摸电极阵列500、502的投影场570可以减小来自触摸电极阵列500、502的信号的测量的信噪比。期望为包括触摸驱动器452、454和触摸控制系统450的触摸控制系统提供高信噪比。

期望实现触摸输入而不会被可切换液晶层314的电极413、415屏蔽触摸信号。

图6B是以前透视图展示了触摸输入显示装置的进一步电极布置的示意图。与图6A的布置相比，触摸电极阵列被布置在补偿延迟器330的单个表面上的单个阵列503。有利地，可以提供更简单的结构。触摸电极阵列503形成于至少一个无源极性控制延迟器330之一的表面上。

图6C是以前透视图展示了触摸输入显示装置的进一步布置的电极阵列500、502的示意图。与图6B相比，同一表面上的电极在电极阵列500、502之间的交叉处通过小的绝缘桥(未示出)彼此隔离。这种布置增加了电极组之间的边缘场，并且因此增加了检测和测量的SNR。

图6D是以横截面侧视图展示了图6C中的横截面A-A'的布置的示意图，其中绝缘桥被连续的介电层504替代。可以假设未进一步详细讨论的图6C-D的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

现在将描述用于驱动和测量来自触摸传感器的信号的控制电路。

图7是展示了用于控制触摸输入装置的等效电路的示意图。触摸面板系统可以相对于参考电位Vref_1产生电压Vsource，所述电压可以是复杂波形，如稍后将描述的。如下文所解释的，将Vsource施加到第一触摸面板电极阵列。第一电极阵列与第二电极阵列的元素形成电容器的空间矩阵，例如，Cmatrix。第二电极阵列可以在衬底的同一侧上，在衬底的相反侧上或在两个单独的衬底上。当脉冲Vsource被施加到第一电极阵列时，可以在第二电极阵列处检测到信号，例如，电压Vdetect。可以依次扫描电压Vsource和检测电压Vdetect或将其连接到分别包括第一电极阵列和第二电极阵列的电极中的一个或多个电极，以便测量跨越显示表面的电容的空间阵列。当触摸面板表面时，手指的存在使其附近的电场失真，并且这可以被检测为电容的变化，并且可以被测量为在电容的相关矩阵中的每个相关矩阵处的电压Vdetect的变化。电容的这种变化由Cfinger进行说明。对于插入到主电源中的设备，Vref_1和Vref_2可以被认为处于接地电位。对于电池供电的设备，Vref_1可以被认为是浮动电位。

在本说明书的图中，为清楚起见示出了一个手指25，然而，本实施例的触摸面板能够解决1个或多个手指的多次触摸。手指(或多个手指)产生适用于Cmatrix的一个或多个元素的电介质变化，这可以将所述电介质变化检测为在Vdetect处电容的变化。

第二电极阵列可以包括不同形状的电极。特别地，可以设计形状，使得检测电路可以更容易地区分由手指的存在引起的对Vdetect的想要的信号电压变化与例如由充当天线的手指拾取的注入噪声电压。

图8是以前透视图展示了通过将线427、429连接到含有包括液晶材料414的液晶层314的可切换延迟器的电极413、415来驱动的具有电压波形430、432的可切换液晶延迟器的驱动的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图8的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

现在将描述可切换液晶延迟器和触摸控制器450的驱动波形。

图9A是展示了针对可切换液晶延迟器的驱动的驱动波形的示意图，当提供双轨电源时，所述可切换液晶延迟器包括提供给电极413的零伏的第一电压波形430和提供给电极415的交流电压的第二电压波形432。电压波形430可以在电池供电的设备中处于接地电位或者处于参考电位。电压波形432可以具有提供有正最大值+V1的第一寻址正电压相位；以及提供有最小负电压-V1的第二寻址负电压相位。使用这种布置，可切换液晶延迟器可以由单个驱动放大器驱动。有利地，降低了驱动电路的复杂性。

图9B是展示了当仅向单轨电源提供电压轨道V1时针对可切换液晶延迟器的驱动的替代性驱动电压波形430、432的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图9B的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

示出了呈反相驱动的波形430、432。使用这种布置，可切换液晶延迟器可以由两个驱动放大器驱动。有利地，电源可以是单轨类型，并且因此降低了复杂性和成本。

图10是展示了针对图9A-B的驱动波形在液晶延迟器301两端提供的所得电压波形434，以及针对触摸控制器450的控制信号的波形436的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图10的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

驱动电压的波形434包括寻址序列，所述寻址序列包括具有最大正电压电平435的第一寻址正电压相位431；以及具有最小负电压电平437的第二寻址负电压相位433。在跨图10的液晶材料层314的驱动电压的波形434中，电压转变被示出为是基本上瞬时的。实际上，存在一些转变时间。跨液晶材料层314的驱动电压的波形434包含驱动电压恒定的周期451、453，并且控制系统400被布置成在驱动电压恒定的周期451、453中的至少一个周期期间对至少一个触摸电极阵列500、502进行寻址。因此，在周期451期间提供波形436。在另一个实施例中，可以在周期453期间提供波形436。

驱动电压的波形434的算数平均值为零。换言之，由电极413、415之间的可切换液晶层314经历的算术平均电位为零。有利地，液晶延迟器层314中的液晶材料414是DC平衡的。使电荷迁移效应最小化，并优化了电池寿命和性能。

图10进一步展示了施加到触摸控制器450的触摸控制波形436。当触摸控制波形436处于第一低状态时，没有向控制器450提供信号并且没有提供触摸感测。当触摸控制波形436处于第二高状态时，向控制器450提供信号，并且通过触摸驱动器452、454将信号施加到触摸电极阵列500、502并从所述触摸电极阵列测量所述信号。

当所得电压波形434的驱动电压处于恒定电平时，提供施加到触摸电极阵列500、502并从所述触摸电极阵列测量的信号。

在小于或等于波形434的恒定电压电平的长度的周期(例如，周期431)内提供触摸控制波形436的激活状态。进一步地，每次将信号施加到波形434并在所述波形中测量所述信号时，当电压波形434的驱动电压处于相同恒定电平435时，提供施加到触摸电极阵列500、502并从所述触摸电极阵列测量的信号。

可以增加检测的触摸位置的信噪比，因为归因于来自可切换液晶延迟器电极413、415上的电场变化的干扰，由触摸电极阵列500、502经历的边缘场的变化减小了，并且因此更容易区分来自手指附近的电容变化的贡献。有利地，可以增加触摸检测的灵敏度并且提高准确度。

期望增加触摸测量系统的信噪比。现在将描述另外的电压波形434和对应触摸控制波形436。

图11A-D是各自展示了在液晶延迟器层314两端提供的所得电压波形434和施加到触摸电极阵列500、502或从所述触摸电极阵列测量的控制信号436的对应时序的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图11A-D的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

因此，驱动电压的波形434在第一相位包括至少一个正电压电平和零电压电平；并且驱动电压的波形在第二相位包括至少一个负电压电平和零电压电平。

在图11A中，跨液晶材料414的层314的驱动电压的波形434包含驱动电压恒定的周期451、453、455，并且控制系统400被布置成在驱动电压恒定的周期451、455中的至少一个周期期间对至少一个触摸电极阵列500、502进行寻址。驱动电压的波形434包含含有至少一个具有电平V2的正极性脉冲461的正寻址相位431以及含有至少一个具有电平-V2的负极性脉冲463的负寻址相位433。

在周期451、455期间提供波形436。驱动电压的波形434包含驱动电压恒定但是分别处于不同电平+V2、0、-V2的周期451、453、455，并且控制系统400被布置成在驱动电压恒定且处于为零伏的相同电平的周期451、455中的至少一个周期期间对至少一个触摸电极阵列500、502进行寻址。

换言之，驱动电压的波形434包含正寻址相位431和负寻址相位433，所述正寻址相位包含至少一个正极性脉冲461和至少一个另外的周期465，所述负寻址相位包含至少一个负极性脉冲463和至少一个另外的周期467，正寻址相位431的至少一个另外的周期465和负寻址相位433的至少一个另外的周期467是所述周期451、455，在所述周期中，驱动电压恒定并且其电平在至少一个正极性脉冲461的最大电平与至少一个负极性脉冲463的最小电平中间。正寻址相位431的至少一个另外的周期465和负寻址相位433的至少一个另外的周期467的电平为零伏。

驱动电压的波形434具有提供液晶延迟器301的恒定液晶光学配向状态的均方根值，并且所述波形的算术平均值为零。

图11A展示了当驱动电压波形434处于恒定电平时并且当电压波形434为零伏时，在小于或等于Ts的时间期间，提供施加到触摸电极阵列并从所述触摸电极阵列测量的触摸控制信号。在例如在时间Td期间示出的其它时间，电压驱动波形434可以是非零的。

与图10的布置相比，可以增加检测的触摸位置的信噪比，因为归因于来自可切换液晶延迟器电极413、415上的电场的干扰，由触摸电极阵列500、502经历的边缘场的绝对电平减小了，并且因此更容易区分来自手指25附近的电容变化的贡献。有利地，可以增加触摸检测的灵敏度并且提高准确度。

高频检测降低了手指25的所记录位置中的感知滞后性。整个槽Ts或Ts内的一部分可以用于施加到触摸电极阵列并从所述触摸电极阵列测量的信号。

可替代地，波形434中的零电压时隙中的一些零电压时隙可以不用于触摸测量，即，可以去除波形436的脉冲中的一些脉冲。这在测量触摸信号的控制器450上实现了较低的处理负荷，同时允许将可切换液晶延迟器的操作频率设置为较高的电平。有利地，可以自由地设置可切换液晶延迟器的操作频率以适合材料和光学系统。

可以期望增加提供触摸测量的时间的长度。

如图11B所示，可以增加波形434的零电压时间。为了维持理想的液晶配向，最小负电压-V3和最大正电压+V3的量值可以大于图11A所示的V2。可以提供对可切换液晶层314的相同的整体均方根(RMS)驱动。增加的检测时间使能够测量更多的电极，并且这可以提高触摸位置测量的准确度。可以有利地维持定向输出，并增加检测时间使得有利地实现灵敏度、响应时间和准确度。

可以期望减少电场中来自可切换液晶延迟器电极413、415的电场中的高频时间信号。

如图11C所展示的，驱动电压的波形可以不是方波。例如，使用具有梯形波形轮廓439的波形434减小了高频傅立叶分量，并减小了来自液晶延迟器301的驱动的电干扰。有利地，可以提高触摸测量的信噪比。

通过与图11A的比较，图11D展示了至少一个正极性脉冲461的峰值和至少一个负极性脉冲463的峰值是驱动电压恒定的所述周期451、453。

一种控制触摸输入显示装置100的方法，因此所述装置包括：SLM 48，所述SLM被布置成输出光400；显示偏振器218，所述显示偏振器被布置在所述SLM 48的输出侧上；另外的偏振器318，所述另外的偏振器被布置在所述显示偏振器218的所述输出侧上；可切换液晶延迟器301，所述可切换液晶延迟器包括布置在所述显示偏振器218与所述另外的偏振器318之间的液晶材料414的层314；至少一个无源极性控制延迟器330，所述至少一个无源极性控制延迟器被布置在所述可切换液晶延迟器301与另外的偏振器318之间；可切换延迟器控制电极413、415，所述可切换延迟器控制电极被布置成施加用于控制所述可切换液晶延迟器301的电压；以及至少一个触摸电极阵列500、502，所述至少一个触摸电极阵列被布置在所述可切换延迟器控制电极413、415的所述输出侧上的至少一个层中，其中所述方法包括：向所述可切换延迟器控制电极413、415施加驱动电压以控制所述可切换液晶延迟器301，其中所述驱动电压的波形434包含所述驱动电压恒定的周期451、453、455；以及在所述驱动电压恒定的所述周期451、453、455的至少一个周期期间对所述至少一个触摸电极阵列413、415进行寻址以用于电容式触摸感测。

可以期望进一步增加触摸位置的测量频率。

图12A是展示了两个另外的示例驱动电压波形430、432的示意图；并且图12B是展示了所得电压波形434的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图12A-B的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

第一寻址相位431和第二寻址相位433中的每个寻址相位包括在最大正电压435与最小负电压437中间的驱动电压电平441。中间电压电平441可以是零伏。换言之，电压波形434在第一相位431包括至少一个正电压电平435和零电压电平441；并且驱动电压的所得波形434在第二相位433包括至少一个负电压电平437和零电压电平441。

驱动电压的波形434的均方根(RMS)值被布置成提供液晶延迟器的恒定的液晶光学配向状态，并且驱动电压的波形434的算术平均值为零。

如所展示的，其中可以提供施加到触摸电极阵列并从所述触摸电极阵列测量的信号的时隙Ts的密度或频率增加。增加测量时隙Ts的密度可以减小触摸信号测量的时延，这提高了手指25或手指移动时触摸交互的可靠性。在可切换液晶延迟器上的电压处于相同恒定值的同时提供施加到触摸电极阵列500、502并从所述触摸电极阵列测量的信号，这提高了触摸测量系统的信噪比，并有利地提高了可靠性。

在一些情况下，期望在处于除了接地之外的电压下进行触摸信号测量。

图13A-B是展示了在分别具有三个驱动电压电平和四个驱动电压电平的液晶延迟器两端提供的所得电压波形的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图13A-B的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

正寻址相位431的至少一个另外的周期465和负寻址相位433的至少一个另外的周期467的电平V1为非零量值。

在图13A中，电压波形434在第一相位431包括第一正电压电平435和第二电压电平442；并且驱动电压的所得波形434在第二相位433包括至少一个负电压电平437和第二电压电平442。

在图13B中，驱动电压的波形434在第一相位431包括多于一个正电压电平435、443；并且驱动电压的波形434在第二相位433包括多于一个负电压电平444、437。

在接地信号具有大量高频电噪声的情况下，可以在所得电压波形434远离接地的同时进行触摸信号的测量。有利地，可以提高触摸信号检测的可靠性。

图14是展示了在液晶延迟器两端提供的所得电压波形434、施加到触摸电极阵列500、502并从所述触摸电极阵列测量的控制信号波形436的对应时序以及与SLM 48的竖直消隐间隔(VBI)的同步的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图14的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

与本文其它实施例的两相寻址波形434相比，电压波形434包括第三寻址相位425，所述第三寻址相位包括在最大正电压435与最小负电压437中间的中间驱动电压电平446。中间电压电平446可以展示为零。

控制系统400被布置成使用包含竖直消隐间隔VBI的寻址方案对SLM 48进行寻址，并且控制系统400被布置成在竖直消隐间隔VBI期间对至少一个触摸电极阵列500、502进行寻址。

因此，施加到可切换液晶延迟器的波形436相对于SLM 48的寻址可以是同步的。SLM 48的寻址波形438包括竖直消隐间隔(VBI)，并且在竖直消隐间隔(VBI)期间提供施加到触摸电极阵列500、502并从所述触摸电极阵列测量的波形436。有利地，可以提高触摸检测的信噪比，因为减少了来自包括SLM 48的数据寻址的高频信号的干扰。

当可切换液晶延迟器的位置介于SLM 48与触摸电极阵列之间时，则可切换液晶延迟器的电极可以基本上屏蔽来自触摸检测电路的高频SLM数据相位438的电噪声影响，使得无法提供与SLM的同步。与SLM 48的VBI同步降低了来自触摸电极系统的位置更新的频率，并且因此增加了移动的手指的位置滞后性误差。当SLM的寻址频率降低到例如低于60Hz以节省功率时，这尤其成为问题。

可以期望提供与SLM 48寻址不同的触摸测量更新速率，例如，手指25的高速移动。

图15是展示了在液晶延迟器两端提供的所得电压波形434、施加到触摸电极阵列500、502并从所述触摸电极阵列测量的控制信号波形436的对应时序以及与SLM 48的驱动波形438异步的示意图。可以假设未进一步详细讨论的图15的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

有利地，可以由触摸系统提供增加的响应速度和降低的滞后性。另外，到SLM 48的驱动信号可以独立于触摸面板而操作，并且可以由单独的供应商提供，而无需对其进行电集成。从触摸电极阵列500屏蔽SLM 48电噪声意味着可以维持信噪比，而不会将触摸面板更新频率限制为SLM 48寻址的VBI周期，并且允许这些组件独立地操作而无需同步。特别地，触摸面板控制和测量信号可以独立于SLM 48的可变寻址刷新率并与其兼容，例如，“Freesync^TM”技术兼容的SLM中所使用的。

现在将描述包括触摸电极阵列的可切换定向显示器的其它结构。

图16A是以侧视图展示了触摸输入显示装置的示意图，其中介电层504由一对交叉的A板提供；图16B是以侧视图展示了触摸输入显示装置的示意图，其中介电层由一对交叉的A板330A、330B提供。因此，介电层504包括至少一个无源极性控制延迟器。可以假设未进一步详细讨论的图16A-B的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

显示装置100包括多于一个无源极性控制延迟器330A、330B，并且所述至少一个介电层504包括所有无源极性控制延迟器330A、330B。触摸电极阵列包括形成于一对无源单轴延迟器330A的相应无源单轴延迟器的外表面上的一对触摸电极阵列500、502，并且所述至少一个介电层504包括一对无源单轴延迟器330A、330B。

有利地，交叉的A板延迟器330A、330B可以实现针对高视觉安全级别的宽视场。可以以低成本以卷到卷的制造方法在A板延迟器330A、330B的一侧上方便地提供电极。延迟器330A、330B可以通过溶剂键合而附接，以降低厚度和复杂性并增加对环境和机械应力的稳健性。

图16A-B进一步展示了可以省略反射偏振器302以提供具有离轴亮度控制的显示器。对于其中侧面反射被认为是不期望的布置，降低了离轴反射率。有利地，可以降低厚度和成本。

图16C是以侧视图展示了触摸输入显示装置的示意图，其中介电层由一对交叉的A板无源极性控制延迟器之一330A提供。因此，介电层504包括至少一个无源极性控制延迟器。可以假设未进一步详细讨论的图16C的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

至少一个无源延迟器包括一对无源单轴延迟器330A、330B，所述一对无源单轴延迟器的光轴在无源单轴延迟器的平面中交叉。所述至少一个介电层504包括无源极性控制延迟器330A，其中显示装置100包括两个无源极性控制延迟器330A、330B。

与图1A和图2A的布置相比，介电层504包括一对交叉的A板无源极性控制延迟器330A、330B。A板可以例如通过溶剂键合而接触地键合，其中有利地提供了低厚度结构。有利地，可以减小厚度。与图16B的布置相比，电极阵列500、502形成于单个衬底上，这可以降低制造成本，因为仅单个元素提供有电极。进一步地，减小了电介质厚度，这可以改善针对触摸屏电容感测的操作特性。有利地，可以通过无源极性控制延迟器中的另一个无源极性控制延迟器330B来保护电极阵列中的至少一个电极阵列500。

可以期望提供不是A板的补偿延迟器330。

图17是以侧视透视图展示了触摸输入显示装置的示意图，其中在一对C板330A、330B之间提供了介电层，即，一对无源单轴延迟器各自的光轴垂直于延迟器的平面。可以假设未进一步详细讨论的图17的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。一对延迟器330A、330B包括一对无源单轴延迟器，所述无源单轴延迟器各自的光轴垂直于延迟器的平面。可以在电极阵列500、502之间的介电层504中提供介电材料507，并且可以是例如粘合材料。

与图16B相比，可以改善图3A-3D的高图像可见度的极区，例如，以增加在公共操作模式下的观察自由度。进一步地，C板的材料或材料处理可以与图2A的A板的材料或材料处理不同，并且可以提供如ITO等不同粘附性的透明电极。进一步地，电极取向在延迟器的平面中不期望地与拉伸方向进行配向，从而降低了成本和复杂性。

图18A是以侧视透视图展示了触摸输入显示装置的示意图，其中介电层504由单个C板330提供，其光轴垂直于延迟器的平面；并且图18B是以侧视图展示了图18A的触摸输入显示装置的示意图。表2中给出了说明性实施例。可以假设未进一步详细讨论的图18A-B的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

表2

无源极性控制延迟器330包括无源单轴延迟器，所述无源单轴延迟器的光轴垂直于无源单轴延迟器330的平面。介电层504包括无源极性控制延迟器330。触摸电极阵列500、502被布置在无源极性控制延迟器330的相反侧上。有利地，可以减少膜的数量，从而降低厚度、成本和复杂性。

单个无源极性控制延迟器330提供介电层504。有利地，降低了显示装置的厚度、成本和复杂性。通过使用C板，可以增加在公共模式下的高图像可见度的视场，并且可以提高在隐私操作模式下的高视觉安全级别的视场。

可以期望在侧向和仰角方向两者上提供降低的亮度。

图19A是以侧视透视图展示了包括两对交叉的A板的无源极性控制延迟器330A-D的光学堆叠的示意图；并且图19B是展示了图19A的无源延迟器中的透射光线的输出透射率随偏振方向变化的示意图，包括表3所展示的结构。可以假设未进一步详细讨论的图19A-B的布置的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

表3

因此，延迟器包括一对无源极性控制延迟器330A、330D，所述无源极性控制延迟器的光轴在延迟器的平面中交叉。一对延迟器各自包括多个A板，其相应光轴以彼此不同的角度进行配向。一对无源极性控制延迟器330B、330C的光轴分别相对于与显示偏振器210的电矢量传输方向211平行的电矢量传输方向各自以90°和0°延伸。

一对无源极性控制延迟器330A、330D的光轴分别相对于与显示偏振器218的电矢量传输方向平行的电矢量传输方向211分别以45°和135°延伸。

显示器进一步包括另外的一对无源极性控制延迟器330B、330C，所述另外的一对无源极性控制延迟器安置在首先提到的一对无源极性控制延迟器330A、330D之间并且其光轴在延迟器平面中交叉。另外的一对无源极性控制延迟器330B、330C的光轴分别相对于与显示偏振器210、316的电矢量传输方向平行的电矢量传输方向211、317各自以0°和90°延伸。

如例如参考图16B-C所描述的，电极阵列500、502可以形成于无源极性控制延迟器330A、330B、330C、330D中的一个无源极性控制延迟器或两个无源极性控制延迟器的表面上。

本实施例提供了具有一些旋转对称性的透射轮廓。有利地，可以提供一种具有针对窥探者的侧向或仰角观察位置来自宽视场的降低的图像可见度的隐私显示器。进一步地，这种布置可以用于实现针对移动显示器的横向操作和纵向操作的增强的隐私操作。可以在车辆中提供这种布置，以减少到离轴乘客的杂散光，并且还减少落在车辆的挡风玻璃和其它玻璃表面上的光。

与本文所提供的可切换实施例相比，省略了可切换液晶延迟器。提供触摸电极阵列500、502以使能够对无源隐私显示器进行触摸控制。有利地，可以降低显示器的厚度和成本。

现在将描述触摸电极阵列形成于可切换液晶延迟器的透明衬底312、316上或中的布置。

图20是以侧视图展示了触摸输入显示装置100的示意图，其中在可以是C板或交叉的A板330A、330B的无源极性控制延迟器330与可切换液晶延迟器301的输出透明支撑衬底316的输出表面之间提供在触摸电极阵列500、502之间的介电层504。可以假设未进一步详细讨论的图20的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

触摸输入显示装置100在输入透明支撑衬底312和输出透明支撑衬底316之间进一步包括布置在输入透明支撑衬底与输出透明支撑衬底之间的液晶材料414的层314以及布置在输出透明支撑衬底316的输出侧上的至少一个触摸电极阵列。衬底316可以具有形成于其光输出侧上的触摸电极阵列502的电极图案，并且无源极性控制延迟器330可以具有形成于其输入侧上的针对来自SLM 48的输出光的触摸电极阵列500。在触摸电极阵列500、502之间提供介电材料507，所述介电材料可以例如是无机材料，如二氧化硅和/或粘合剂。

有利地，单个延迟器可以提供有在单个表面上的电极，从而降低了厚度、成本和复杂性。在可切换液晶延迟器301的制造期间，另外的透明电极可以方便地形成于透明衬底316上。

可以期望在透明输出衬底316的仅一侧上提供电极阵列500、502、415。

图21A是以侧视图展示了触摸输入显示装置100的示意图，其中触摸电极阵列500、502之间的介电层504由输出透明支撑衬底316和粘合层322提供。电极阵列500形成于无源极性控制延迟器330上，并且电极502形成于透明衬底316上。

在触摸电极阵列502与液晶控制电极415之间提供介电材料507，所述介电材料可以例如是无机材料，如二氧化硅。使用上文所描述的本实施例的波形可以减小两个电极502、415之间的电干扰。

有利地，电极415、502形成于透明支撑衬底316的仅一侧上，从而降低了衬底316的制造复杂性，并降低了成本。

图21B是以侧视图展示了触摸输入显示装置100的示意图，其中在液晶控制电极之一415与可切换液晶延迟器的输出透明支撑衬底316之间提供触摸电极阵列500、502和介电层504。使用上文所描述的本实施例的波形可以减小电极500、502、415之间的电干扰。有利地，所有电极415、500、502可以形成于衬底的一侧上，从而降低了成本和复杂性。与下文的图21C相比，在图21A-B的布置中，可以使用仅在一侧上的触摸电极阵列500、502来处理支撑衬底316，有利地降低了复杂性并提高了工艺产量。

图21C是以侧视透视图展示了与图21A类似的触摸输入显示装置100的示意图，然而，电极阵列500形成于衬底316的输出侧上。有利地，形成于液晶层附近的电极结构比图21B的电极结构更简单。可以假设未进一步详细讨论的图21A-C的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

图22是以侧视透视图展示了触摸输入可切换隐私显示装置100的示意图，其中触摸电极阵列500、502被布置在液晶极性控制延迟器301与另外的偏振器318之间。与上文所描述的实施例相比，无源极性控制延迟器330被布置在液晶延迟器301与显示输出偏振器218之间。提供透明衬底370、372，所述透明衬底具有形成于各个表面上的电极阵列500、502，以及形成于其间的介电层504。透明衬底370、372可以具有低双折射，例如，可以具有平行于或正交于偏振器318而进行配向的光轴。使用上文所描述的本实施例的波形可以减小电极500、502、413、415之间的电干扰。可以假设未进一步详细讨论的图22的实施例的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

有利地，可以提供不具有适合于形成透明电极500、502的表面特性的无源控制延迟器330。进一步地，与图21B-C的布置相比，形成于透明衬底316上的电极结构具有降低的复杂性。

现在将进一步描述用于离轴照明的平行偏振器之间的极性控制延迟器层的操作。在上文所描述的各个装置中，以各种不同的配置将至少一个极性控制延迟器布置在反射偏振器318与另外的偏振器218之间。在每种情况下，至少一个极性控制延迟器被配置成使得其不影响沿着沿多个极性控制延迟器的平面的法线的轴穿过反射偏振器318、至少一个极性控制延迟器和另外的偏振器218的光的亮度，但是至少在可切换极性控制延迟器300的补偿可切换状态之一中确实降低了沿着倾斜于多个极性控制延迟器的平面的法线的轴穿过反射偏振器318、至少一个极性控制延迟器和另外的偏振器218的光的亮度。现在将更详细地对此效果进行描述，其原理可以总体上应用于上文所描述的所有设备。

图23A是以透视图展示了离轴光对极性控制延迟器层的照明的示意图。极性控制延迟器630可以包括由折射率椭圆体632表示的双折射材料，所述折射率椭圆体的光轴方向634与x轴成0度并且具有厚度631。可以假设下文未进一步详细讨论的图23A-25E的布置的特征对应于具有如上文所讨论的等效附图标记的特征，包含特征的任何潜在的变化。

法线光线636传播使得材料中的路径长度与厚度631相同。在y-z平面中的光线637的路径长度增加；然而，材料的双折射与射线(ray)636基本上相同。通过比较，在x-z平面中的光线638在双折射材料中路径长度增加，并且另外地，双折射与法线射线636不同。

因此，极性控制延迟器630的延迟取决于各个射线的入射角，并且还取决于入射平面，即，x-z中的射线638的延迟将与y-z平面中的法线射线636和射线637的延迟不同。

现在将描述偏振光与极性控制延迟器630的相互作用。为了在定向背光101中的操作期间将第一偏振分量与第二偏振分量区分，以下的解释将参考第三偏振分量和第四偏振分量。

图23B是以透视图展示了与x轴成90度的第三线性偏振态的离轴光对极性控制延迟器层的照明的示意图，并且图23C是以透视图展示了与x轴成0度的第四线性偏振态的离轴光对极性控制延迟器层的照明的示意图。在这种布置中，入射线性偏振态与由椭圆632表示的双折射材料的光轴配向。因此，在第三正交偏振分量与第四正交偏振分量之间没有提供相位差，并且对于每个射线636、637、638，线性偏振输入的偏振态也没有产生变化。因此，极性控制延迟器630不向沿着沿极性控制延迟器630的平面的法线的轴穿过极性控制延迟器630的输入侧上的偏振器的光的偏振分量引入相移。因此，极性控制延迟器630不影响穿过极性控制延迟器630和极性控制延迟器630的每一侧上的偏振器(未示出)的光的亮度。尽管图29A-C具体涉及无源的极性控制延迟器630，但是上文所描述的装置中的极性控制延迟器实现了类似的效果。

图23D以透视图展示了处于45度的线性偏振态的离轴光对极性控制延迟器630层的照明的示意图。线性偏振态可以分解为分别与光轴634方向正交且平行的第三偏振分量和第四偏振分量。对于设计波长，极性控制延迟器厚度631和由折射率椭圆体632表示的材料延迟可以提供使入射在其上的第三偏振分量和第四偏振分量在沿由半个波长的射线636表示的法线方向上相对相移的净效应。设计波长可以例如在500nm到550nm的范围内。

在设计波长处并且对于法向地沿射线636传播的光，则处于-45度的输出偏振可以旋转90度到线性偏振态640。由于厚度的变化，沿射线637传播的光可以看到与沿射线637的光的相位差类似但不相同的相位差，并且因此可以输出椭圆偏振态639，所述椭圆偏振态的主轴可以与射线636的输出光的线性偏振轴类似。

通过相比，沿着射线638的入射线性偏振态的相位差可以显著不同，特别是可以提供较低的相位差。这种相位差可以提供在给定倾角642处基本上为圆形的输出偏振态644。因此，极性控制延迟器630向沿着对应于倾斜于极性控制延迟器630的平面的法线的射线638的轴穿过极性控制延迟器630的输入侧上的偏振器的光的偏振分量引入相移。尽管图29D涉及无源的极性控制延迟器630，但是在对应于隐私模式的可切换液晶极性控制延迟器的可切换状态下，上文所描述的极性控制延迟器实现了类似的效果。

为了展示极性控制延迟器堆叠的离轴行为，现在将参考在平行偏振器218、210之间的C板的操作，针对各种离轴照明布置来描述在另外的偏振器318与输出显示偏振器218之间的C板330A、330B的角度亮度控制。

图24A是以透视图展示了具有正仰角的离轴偏振光对C板层的照明的示意图。入射线性偏振分量704入射到极性控制延迟器560的双折射材料632上，所述双折射材料是光轴方向507垂直于极性控制延迟器560的平面的C板。偏振分量704在穿过液晶分子透射时没有看到净相位差，并且因此输出偏振分量与分量704相同。因此，通过偏振器210可以看到最大透射率。因此，极性控制延迟器560的光轴561垂直于极性控制延迟器560的平面，即，x-y平面。光轴垂直于极性控制延迟器的平面的极性控制延迟器560包括C板。

图24B是以透视图展示了具有负侧向角的离轴偏振光对C板层的照明的示意图。与图24A的布置一样，偏振态704看不到净相位差并且以最大亮度透射。因此，极性控制延迟器560不向沿着沿极性控制延迟器560的平面的法线的轴穿过极性控制延迟器560的输入侧上的偏振器的光的偏振分量引入相移。因此，极性控制延迟器560不影响穿过极性控制延迟器560和极性控制延迟器560的每一侧上的偏振器(未示出)的光的亮度。尽管图29A-C具体涉及无源的极性控制延迟器560，但是上文所描述的装置中的极性控制延迟器实现了类似的效果。

图24C是以透视图展示了具有正仰角和负侧向角的离轴偏振光对C板层的照明的示意图。与图24A-B的布置相比，偏振态704相对于双折射材料632分解为本征态703、705，从而在穿过极性控制延迟器560透射时提供了净相位差。与图24A-B所展示的射线相比，所得椭圆偏振分量656以降低的亮度穿过偏振器210透射。

图24D是以透视图展示了具有正仰角和正侧向角的离轴偏振光对C板层的照明的示意图。以与图24C类似的方式，偏振分量704被分解成经历净相位差的本征态703、705，并且提供了椭圆偏振分量660，所述椭圆偏振分量在穿过偏振器透射之后降低了相应离轴射线的亮度。因此，极性控制延迟器560向沿着倾斜于极性控制延迟器560的平面的法线的轴穿过极性控制延迟器560的输入侧上的偏振器的光的偏振分量引入相移。尽管图29D涉及无源的极性控制延迟器560，但是在对应于隐私模式的可切换液晶极性控制延迟器的可切换状态下，上文所描述的极性控制延迟器实现了类似的效果。

图24E是展示了在图24A-D中的透射光线的输出透射率随偏振方向变化的示意图。因此，C板可以提供极性象限中的降低的亮度。结合本文其它地方所描述的可切换液晶层314，(i)可以在第一广角操作状态下去除C板的亮度降低，(ii)可以在第二隐私操作状态下实现亮度降低的扩展偏振区域。

为了展示极性控制延迟器堆叠的离轴行为，现在将针对各种离轴照明布置来描述在另外的偏振器318与输出显示偏振器218之间的交叉的A板无源极性控制延迟器330A、330B的角度亮度控制。

图25A是以透视图展示了具有正仰角的离轴偏振光对交叉的A板延迟器层的照明的示意图。具有电矢量传输方向219的线性偏振器218用于在交叉的A板无源极性控制延迟器330A、330B的第一A板330A上提供与侧向方向平行的线性偏振态704。光轴方向331A相对于侧向方向倾斜+45度。极性控制延迟器330A对于正仰角方向上的离轴角θ₁的延迟提供了在输出时通常是椭圆形的所得偏振分量650。偏振分量650入射到交叉的A板无源极性控制延迟器330A、330B的第二A板330B上，所述第二A板的光轴方向331B与第一A板330A的光轴方向331A正交。在图25A的入射平面中，第二A板330B对于离轴角θ₁的延迟与第一A板330A的延迟相等并且与其相反。因此，为入射偏振分量704提供了净零延迟，并且输出偏振分量与输入偏振分量704相同。

输出偏振分量与另外的偏振器318的电矢量传输方向配向，并且因此有效地进行了透射。有利地，对于具有零侧向角角度分量的光线基本上没有损失，从而实现了完全的透射效率。

图25B是以透视图展示了具有负侧向角的离轴偏振光对交叉的A板延迟器层的照明的示意图。因此，输入偏振分量被第一A板330A转化成通常为椭圆偏振态的中间偏振分量652。第二A板330B再次提供与第一A板相等且相反的延迟，使得输出偏振分量与输入偏振分量704相同，并且光有效地透射穿过偏振器318。

因此，极性控制延迟器包括一对延迟器330A、330B，所述一对延迟器的光轴在延迟器330A、330B的平面(在本实施例中为x-y平面)中交叉。一对延迟器330A、330B具有光轴331A、331B，每个光轴相对于与偏振器318的电矢量传输平行的电矢量传输方向成45°延伸。

有利地，对于具有零仰角角度分量的光线基本上没有损失，从而实现了完全的透射效率。

图25C是以透视图展示了具有正仰角和负侧向角的离轴偏振光对交叉的A板延迟器层的照明的示意图。偏振分量704被第一A板330A转化成椭圆偏振分量654。从第二A板330B输出所得椭圆分量656。与第一偏振分量704的输入亮度相比，椭圆偏振分量656由亮度降低的输入偏振器318分析。

图25D是以透视图展示了具有正仰角和正侧向角的离轴偏振光对交叉的A板延迟器层的照明的示意图。偏振分量658和660由第一A板无源极性控制延迟器330A和第二A板无源极性控制延迟器330B提供，因为第一延迟器和第二延迟器的净延迟不提供补偿。

因此，对于具有非零侧向角分量和非零仰角分量的光线，亮度降低。有利地，对于布置在观察象限中的窥探者，可以增加显示隐私，而基本上不降低主要显示用户的发光效率。

图25E是展示了在图25A-D中的透射光线的输出透射率随偏振方向变化的示意图。与图24E的布置相比，为离轴观察增加了亮度降低的区域。然而，与用于在第一公共操作模式状态下进行离轴观察的C板布置相比，可切换液晶层314可以提供降低的均匀性。

如本文中可以使用的，术语“基本上”和“近似地”为其对应术语和/或项之间的相对性提供了行业上可接受的公差。这种行业上可接受的公差范围是从百分之零到百分之十，并且对应于但不限于分量值、角度等。这种项之间的相对性介于约百分之零到百分之十之间。

虽然上文已经描述了根据本文所公开的原理的各个实施例，但是应当理解，所述实施例仅通过举例而非限制的方式呈现。因此，本公开的广度和范围不应受到上文描述的示例性实施例中的任一个的限制，而应仅根据从本公开发布的任何权利要求及其等同物来限定。进一步地，在所描述的实施例中提供了上述优点和特征，但是不应将这些已发布的权利要求的应用限制于实现上述优点中的任一个或全部的过程和结构。

此外，本文提供的章节标题与37CFR 1.77下的建议保持一致，或以其它方式提供组织提示。这些标题不应限制或表征本公开可能发布的任何权利要求中提出的多个实施例。具体地并且通过举例的方式，尽管标题是指“技术领域”，但是权利要求不应受到在此标题下选择的用来描述所谓的领域的语言的限制。进一步地，“背景技术”中对技术的描述不应解释为承认某些技术是本公开中的任何多个实施例的现有技术。“发明内容”也不被认为是所发布的权利要求中阐述的多个实施例的特征。此外，在本公开中对单数形式的“发明”的任何引用均不应被用来争论本公开中仅存在单一的新颖性点。可以根据从本公开发布的多个权利要求的限制来阐述多个实施例，并且此类权利要求相应地定义了受其保护的多个实施例及其等同物。在所有情况下，应根据本公开，按其自身的优点考虑此类权利要求的范围，但不应受本文所阐述的标题的限制。

Claims

1.一种触摸输入显示装置，其包括：

空间光调制器(SLM)，所述SLM被布置成输出光；

显示偏振器，所述显示偏振器被布置在所述SLM的输出侧上，其中所述显示偏振器是线性偏振器；

另外的偏振器，所述另外的偏振器被布置在所述显示偏振器的输出侧上，其中所述另外的偏振器是线性偏振器；

可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器包括布置在所述显示偏振器与所述另外的偏振器之间的液晶材料层，其中所述可切换液晶延迟器是极性控制延迟器，所述极性控制延迟器被布置成在所述可切换液晶延迟器的可切换状态下同时进行以下操作：不向沿着沿所述可切换液晶延迟器的平面的法线的轴穿过所述显示偏振器的光的正交偏振分量引入净相对相移，以及向沿着倾斜于所述可切换液晶延迟器的所述平面的法线的轴穿过所述显示偏振器的光的正交偏振分量引入相对相移；

可切换延迟器控制电极，所述可切换延迟器控制电极被布置成施加用于控制所述可切换液晶延迟器的所述状态的电压；以及

至少一个触摸电极阵列，所述至少一个触摸电极阵列被布置在所述可切换延迟器控制电极的输出侧上的层中。

2.根据权利要求1所述的触摸输入显示装置，其进一步包括至少一个无源延迟器，所述至少一个无源延迟器被布置在所述可切换液晶延迟器与所述另外的偏振器之间。

3.根据权利要求2所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个无源延迟器是极性控制延迟器，所述极性控制延迟器同时进行以下操作：不向沿着沿所述可切换液晶延迟器的所述平面的法线的轴穿过所述显示偏振器的光的正交偏振分量引入净相对相移，以及向沿着倾斜于所述可切换液晶延迟器的所述平面的法线的轴穿过所述显示偏振器的光的正交偏振分量引入相对相移。

4.根据权利要求2或3所述的触摸输入显示装置，其中在所述显示装置包括一个触摸电极阵列的情况下的所述触摸电极阵列，或者在所述显示装置包括多于一个触摸电极阵列的情况下的所述触摸电极阵列之一，在所述显示装置包括一个无源延迟器的情况下形成于所述无源延迟器的表面上，或者在所述显示装置包括多于一个无源延迟器的情况下形成于所述无源延迟器之一的表面上。

5.根据权利要求2到4中任一项所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个触摸电极阵列包括一对触摸电极阵列，所述一对触摸电极阵列被布置在由至少一个介电层分隔开的层中。

6.根据权利要求5所述的触摸输入显示装置，其中所述一对触摸电极阵列中的每一个在所述显示装置包括一个无源延迟器的情况下形成于所述无源延迟器的相应表面上，或者在所述显示装置包括多于一个无源延迟器的情况下形成于所述无源延迟器之一的相应表面上。

7.根据权利要求5或6所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个介电层在所述显示装置包括一个无源延迟器的情况下包括所述无源延迟器，或者在所述显示装置包括多于一个无源延迟器的情况下包括所述无源延迟器中的至少一个无源延迟器。

8.根据权利要求5到8中任一项所述的触摸输入显示装置，其中所述显示装置包括多于一个无源延迟器，并且所述至少一个介电层包括至少两个无源延迟器。

9.根据权利要求5到8中任一项所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个介电层包括不是延迟器的至少一个另外的层。

10.根据权利要求2到9中任一项所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个无源延迟器包括无源单轴延迟器，所述无源单轴延迟器的光轴垂直于所述无源单轴延迟器的平面。

11.根据权利要求2到9中任一项所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个无源延迟器包括一对无源单轴延迟器，所述一对无源单轴延迟器的光轴在所述无源单轴延迟器的平面中交叉。

12.根据权利要求11所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个触摸电极阵列包括形成于所述一对无源单轴延迟器的相应无源单轴延迟器的对向表面上的一对触摸电极阵列，并且所述至少一个介电层包括布置在所述一对无源单轴延迟器之间的至少一个另外的层。

13.根据权利要求12所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个介电层包括布置在所述一对触摸电极阵列之间的粘合层。

14.根据权利要求11所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个触摸电极阵列包括形成于所述一对无源单轴延迟器的相应无源单轴延迟器的外表面上的一对触摸电极阵列，并且所述至少一个介电层包括所述一对无源单轴延迟器。

15.根据前述权利要求中任一项所述的触摸输入显示装置，其进一步包括输入透明支撑衬底和输出透明支撑衬底，所述液晶材料层被布置在所述输入透明支撑衬底与所述输出透明支撑衬底之间，并且所述至少一个触摸电极阵列被布置在所述输出透明支撑衬底的输出侧上。

16.根据权利要求1到14中任一项所述的触摸输入显示装置，其进一步包括输入透明支撑衬底和输出透明支撑衬底，所述液晶材料层被布置在所述输入透明支撑衬底与所述输出透明支撑衬底之间，并且所述至少一个触摸电极阵列被布置在所述可切换延迟器控制电极与所述输出透明支撑衬底之间。

17.根据前述权利要求中任一项所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个触摸电极阵列被布置在所述可切换延迟器控制电极与所述另外的偏振器之间。

18.根据前述权利要求中任一项所述的触摸输入显示装置，其中所述至少一个触摸电极阵列与所述可切换延迟器控制电极分隔开。

19.根据前述权利要求中任一项所述的触摸输入显示装置，其中所述可切换延迟器控制电极被布置在所述液晶材料层的两侧上。

20.根据前述权利要求中任一项所述的触摸输入显示装置，其进一步包括反射偏振器，所述反射偏振器被布置在所述显示偏振器与所述可切换液晶延迟器之间。

21.根据前述权利要求中任一项所述的触摸输入显示装置，其进一步包括控制系统，其中所述控制系统被布置成向所述可切换延迟器控制电极施加驱动电压以控制所述可切换液晶延迟器，并且所述控制系统被布置成对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址以用于电容式触摸感测。

22.根据权利要求21所述的触摸输入显示装置，其中所述驱动电压的波形包含所述驱动电压恒定的周期，并且所述控制系统被布置成在所述驱动电压恒定的所述周期中的至少一个周期期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址。

23.根据权利要求22所述的触摸输入显示装置，其中所述驱动电压的波形包含所述驱动电压恒定但是分别处于不同电平的周期，并且所述控制系统被布置成在所述驱动电压恒定且处于相同电平的所述周期中的至少一个周期期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址。

24.根据权利要求23所述的触摸输入显示装置，其中所述驱动电压的所述波形包含正寻址相位和负寻址相位，所述正寻址相位包含至少一个正极性脉冲，所述负寻址相位包含至少一个负极性脉冲，所述至少一个正极性脉冲的峰值和所述至少一个负极性脉冲的峰值是所述驱动电压恒定的所述周期。

25.根据权利要求22或23所述的触摸输入显示装置，其中所述驱动电压的所述波形包含正寻址相位和负寻址相位，所述正寻址相位包含至少一个正极性脉冲和至少一个另外的周期，所述负寻址相位包含至少一个负极性脉冲和至少一个另外的周期，所述正寻址相位的所述至少一个另外的周期和所述负寻址相位的所述至少一个另外的周期是所述驱动电压恒定并且其电平在所述至少一个正极性脉冲的最大电平与所述至少一个负极性脉冲的最小电平中间的所述周期。

26.根据权利要求25所述的触摸输入显示装置，其中所述正寻址相位的所述至少一个另外的周期和所述负寻址相位的所述至少一个另外的周期的电平为零伏。

27.根据权利要求25所述的触摸输入显示装置，其中所述正寻址相位的所述至少一个另外的周期和所述负寻址相位的所述至少一个另外的周期的电平为非零量值。

28.根据权利要求21到27中任一项所述的触摸输入显示装置，其中所述驱动电压的波形的均方根值提供所述液晶延迟器的恒定液晶光学配向状态，并且所述波形的算术平均值为零。

29.根据前述权利要求中任一项所述的触摸输入显示装置，其中所述控制系统被进一步布置成对所述SLM进行寻址。

30.根据权利要求29所述的触摸输入显示装置，其中所述控制系统被布置成向所述可切换延迟器控制电极施加的所述驱动电压相对于所述SLM的所述寻址是同步的。

31.根据权利要求29或30所述的触摸输入显示装置，其中所述控制系统被布置成使用包含竖直消隐间隔的寻址方案对所述SLM进行寻址，并且所述控制系统被布置成在所述竖直消隐间隔期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址。

32.一种控制触摸输入显示装置的方法，所述触摸输入显示装置包括：

空间光调制器(SLM)，所述SLM被布置成输出光；

可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器包括布置在所述显示偏振器与所述另外的偏振器之间的液晶材料层；

至少一个无源延迟器，所述至少一个无源延迟器被布置在所述可切换液晶延迟器与所述另外的偏振器之间；

可切换延迟器控制电极，所述可切换延迟器控制电极被布置成施加用于控制所述可切换液晶延迟器的电压；以及

至少一个触摸电极阵列，所述至少一个触摸电极阵列被布置在所述可切换延迟器控制电极的输出侧上的层中，

其中所述方法包括：

向所述可切换延迟器控制电极施加驱动电压以控制所述可切换液晶延迟器，其中所述驱动电压的波形包含所述驱动电压恒定的周期；以及

在所述驱动电压恒定的所述周期的至少一个周期期间对所述至少一个触摸电极阵列进行寻址以用于电容式触摸感测。