CN114258510A - 显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显示系统，该显示系统包括扩展照明源、设置在该扩展照明源上的第一液晶组件以及设置在该第一液晶显示器组件上的第二液晶组件。该第一液晶组件包括底部反射偏振器、顶部反射偏振器以及设置在该顶部反射偏振器和该底部反射偏振器之间的底部液晶面板。该第二液晶组件包括顶部吸收偏振器以及设置在该顶部吸收偏振器和该第一液晶组件之间的顶部液晶面板。

Description

显示系统

技术领域

本公开整体涉及一种显示系统，并且具体地涉及一种液晶显示系统。

背景技术

液晶显示器(LCD)使用液晶的光调制特性。液晶不直接发光，并且背光或反射器用于以彩色或单色产生图像。常规LCD面板显示器可具有低轴上对比度和低效率。

发明内容

在一个方面，本公开提供了一种显示系统。显示系统包括扩展照明源、第一液晶组件和第二液晶组件。扩展照明源被配置为在扩展照明源的扩展发射表面之上发光，并且该扩展照明源包括至少一个光源。第一液晶组件被配置为选择性地透射和反射从扩展照明源的扩展发射表面接收的光。第一液晶组件设置在扩展照明源上。第一液晶组件包括：底部反射偏振器，该底部反射偏振器面向扩展照明源，并且被配置为实质上透射具有第一偏振态的光并且实质上反射具有正交的第二偏振态的光；以及顶部反射偏振器，该顶部反射偏振器背对扩展照明源，并且被配置为实质上透射具有第二偏振态的光并且实质上反射具有第一偏振态的光。第一液晶组件还包括底部液晶面板，该底部液晶面板设置在顶部反射偏振器和底部反射偏振器之间，并且被配置为选择性地且至少部分地透射和反射由底部反射偏振器透射的光。第二液晶组件被配置为接收来自第一液晶组件的光，并且发射图像，以供观察者观察。第二液晶组件设置在第一液晶组件上。第二液晶组件包括：顶部吸收偏振器，该顶部吸收偏振器背对第一液晶组件，并且被配置为实质上透射具有第一偏振态的光并且实质上吸收具有第二偏振态的光；以及顶部液晶面板，该顶部液晶面板设置在顶部吸收偏振器和第一液晶组件之间，并且被配置为接收由第一液晶组件透射的光，并且形成图像，以供观察者观察。

在另一方面，本公开提供了一种显示系统，该显示系统包括单色显示器，该单色显示器包括N1个可单独寻址的像素。显示系统还包括彩色显示器，该彩色显示器设置在单色显示器上并且包括N2个可单独寻址的像素，N2≥N1>100。彩色显示器包括滤色器，单色显示器不包括滤色器。单色显示器和彩色显示器形成实质上相同的图像。单色显示器包括至少一个反射偏振器，而不包括吸收偏振器，以形成图像。彩色显示器包括至少一个吸收偏振器，以形成图像。

在又一方面，本公开提供了一种扩展偏振光源系统，该扩展偏振光源系统包括扩展照明源和液晶组件。扩展照明源包括：第一扩展发射表面；反射层；光学漫射层，该光学漫射层面向反射层并且与反射层间隔开，该反射层和该光学漫射层限定在两者之间的光学腔；以及至少一个光源，该至少一个光源向光学腔提供光。液晶组件设置在扩展照明源上。液晶组件包括与第一扩展发射表面实质上共同扩展的第二扩展发射表面以及设置在第一反射偏振器和第二反射偏振器之间的像素化液晶面板。从第一扩展发射表面离开扩展照明源的第一光具有跨第一扩展发射表面的第一强度变化。液晶组件接收第一光并且透射所接收的光的至少一部分。从第二扩展发射表面离开液晶组件的透射光具有跨第二扩展发射表面的第二强度变化。第二强度变化小于第一强度变化。

附图说明

考虑到以下结合附图的详细描述，可更全面地理解本文公开的示例性实施方案。附图未必按比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一个图中用相同数字标记的部件。

图1是根据本公开的一个实施方案的显示系统的示意图；

图2是根据本公开的一个实施方案的液晶面板的示意图；并且

图3是根据本公开的一个实施方案的通过光学粘合剂层彼此粘结的第一液晶组件和第二液晶组件的示意图。

具体实施方式

在以下描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了各种实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，能够设想并作出其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。

本公开涉及一种显示系统。显示系统可用于并入液晶显示器(LCD)的电子装置中，这些液晶显示器诸如计算机监视器、电视监视器、移动电话、数码相机、便携式音乐播放器、个人数字助理(PDA)、可穿戴装置以及其他便携式装置。显示系统包括扩展照明源、第一液晶组件以及第二液晶组件。扩展照明源被配置为发光，并且该扩展照明源包括至少一个光源。第一液晶组件设置在扩展照明源上，并且被配置为选择性地透射和反射从扩展照明源接收的光。第一液晶组件包括底部反射偏振器和顶部反射偏振器。第一液晶组件还包括设置在顶部反射偏振器和底部反射偏振器之间的底部液晶面板。第二液晶组件被配置为接收来自第一液晶组件的光，并且发射图像，以供观察者观察。

通过包括具有顶部反射偏振器和底部反射偏振器的第一液晶组件，通常被第二液晶组件吸收的光可被反射并再循环。光的再循环可能导致显示系统的轴上对比度增加。在一些情况下，本公开的显示系统可被配置为发射图像，该显示系统具有比包括相同构造但不包括第一液晶组件的比较显示系统大至少两倍的轴上对比度。再循环光可被传送到接通状态区域，从而提高显示系统的效率。因此，显示系统可进一步减少电池上的电力消耗(power drain)，并且减小手持式或便携式装置中的电池大小。

本公开还涉及扩展偏振光源，该扩展偏振光源包括扩展照明源和设置在扩展照明源上的液晶组件。液晶组件包括设置在两个反射偏振器之间的液晶面板。液晶面板组件可减少由扩展偏振光源发射的光的强度变化。

现在参考附图，图1例示了包括扩展照明源200、第一液晶组件300以及第二液晶组件400的显示系统500。

显示系统500限定互相正交的x轴、y轴以及z轴。x轴和y轴是显示系统500的面内轴，而z轴是沿显示系统500的厚度设置的横向轴。换句话说，x轴和y轴沿显示系统500的平面设置，而z轴垂直于显示系统500的平面。显示系统500的扩展照明源200、第一液晶组件300以及第二液晶组件400沿z轴邻近彼此设置。

扩展照明源200被配置为在扩展照明源200的扩展发射表面21或21'上发光10、11，并且该扩展照明源包括至少一个光源30、31。至少一个光源30、31生成照亮显示系统500的光。在一些实施方案中，至少一个光源30、31包括发光的一个或多个光发射器。光发射器可以是例如发光二极管(LED)、荧光灯或任何其他合适的发光装置。LED可以是单色的，或者可包括在不同波长下操作以便产生白光输出的多个发射器。

在一些实施方案中，扩展照明源200还包括光导20，以用于沿光导20的长度和宽度在其中传播光10、11。光导20的长度沿x轴限定，而光导20的宽度沿y轴限定。光导20面向第一液晶组件300并且包括扩展发射表面21。光导20包括相对于x轴彼此间隔开的一对相对的边缘表面22。光导20可由光学透明材料制成。光导20可以是具有用于引导光的多个结构的板。

在一些实施方案中，至少一个光源30被设置成靠近光导20的边缘表面22。在图1的例示的实施方案中，显示系统500包括第一组光源30和第二组光源31。第一组光源30被定位成靠近光导20的相应边缘表面22。此外，第二组光源31被定位成靠近光导20的纵向表面。在一些其他实施方案中，可存在仅第一组光源30和第二组光源31。第一组光源30发光11，而第二组光源31发光10。

来自光源31的光10朝向第一液晶组件300传播通过光导20。光导20进一步引导来自光源30的光11并且朝向第一液晶组件300导引光11。在一些实施方案中，光导20可使用全内反射(TIR)朝向第一液晶组件300传送或引导来自定位成靠近相应边缘表面22的光源30的光11。在一些情况下，光导20可改善由显示系统500发射的光的均匀性。

扩展照明源200包括反射层100，该反射层面向光导20的远离第一液晶组件300的底侧23。反射层100被配置为将朝向反射层100离开光导20的光16反射回去。来自反射层100的反射光17朝向第一液晶组件300传播。在一些实施方案中，反射层100还可用于使光在显示系统500内再循环。反射层100可以是镜面反射器或漫反射器。在一些实施方案中，反射层100可以是由3M公司生产的增强的漫反射器(EDR)膜。反射层100的反射特性可通过双向反射率分布函数(BRDF)来描述。BRDF描述对于以任何向外方向入射的单位发光度而言，反射入各个向内方向的发光度。反射层100可具有至少80％、至少90％、至少95％、至少98％或至少99％的任何偏振的正常入射光的反射率。反射层100可包括反射表面(例如，金属表面)或可具有多层配置。反射层100具有平均漫反射率(RD)和平均镜面反射率(RS)。在一些实施方案中，对于在从约420nm至约680nm的可见波长范围内的实质上法向入射的光，反射层100具有RS>RD>10％。

在一些实施方案中，扩展照明源200包括用于散射光的第一光学漫射层110。第一光学漫射层110面向第一液晶组件300并且包括扩展发射表面21'。第一光学漫射层110可用于漫射从光源30、31接收的光10、11。这可增加入射在第一液晶组件300上的照明光的均匀性。因此，这可使得观察者察觉到亮度更为均匀的图像。在一些实施方案中，第一光学漫射层110可包括粘合剂层。

在一些实施方案中，第一光学漫射层110是实质上偏振保持的。在一些实施方案中，对于具有预定偏振态的法向入射光，第一光学漫射层110透射入射光，其中至少70％的所透射的光具有预定偏振态。在一些实施方案中，对于具有预定偏振态的法向入射光，第一光学漫射层110透射入射光，其中至少80％、至少90％、至少95％或至少98％的所透射的光具有预定偏振态。

第一光学漫射层110可以是任选的部件。在不存在第一光学漫射层110的情况下，光导20包括扩展照明源200的扩展发射表面21。

扩展照明源200包括面向第一光学漫射层110的反射层100。反射层100和第一光学漫射层110限定在两者之间的光学腔120。在一些实施方案中，至少一个光源31设置在光学腔120中。换句话说，光学腔120是设计成容纳至少一个光源31并且将来自至少一个光源31的光朝向第一液晶组件300导引的外壳。在一些实施方案中，光学腔120可通过模制、压印、浇铸或电铸单独制造。在图1的例示的实施方案中，光源30设置成靠近光导20的相应边缘表面22，而光源31设置在光学腔120中。

显示系统500包括第一液晶组件300，该第一液晶组件被配置为选择性地透射和反射从扩展照明源200的扩展发射表面21或21'接收的光10、11、17。光10由光源31发射。光11由光源30发射。光17从反射层100反射并且传播通过光导20。第一液晶组件300设置在扩展照明源200上。在一些实施方案中，第一液晶组件300和扩展照明源200例如借助于光学粘合剂、环氧树脂、层压或任何其他合适的附接方法粘结在一起。

第一液晶组件300包括面向扩展照明源200的底部反射偏振器40和背对扩展照明源200的顶部反射偏振器50。在一些实施方案中，顶部反射偏振器50和底部反射偏振器40中的每一者包括多层聚合物反射偏振器、线栅反射偏振器以及漫反射偏振器中的一者或多者。

在一些实施方案中，底部反射偏振器40被配置为沿x轴实质上透射具有第一偏振态41的光，并且沿y轴实质上反射具有正交的第二偏振态42的光。在一些实施方案中，第一偏振态41是S偏振态，并且第二偏振态42是P偏振态。在一些其他实施方案中，第一偏振态41是P偏振态，并且第二偏振态42是S偏振态。

在一些实施方案中，顶部反射偏振器50被配置为实质上透射具有第二偏振态42的光并且实质上反射具有第一偏振态41的光。

第一液晶组件300还包括设置在顶部反射偏振器50和底部反射偏振器40之间的底部液晶面板60。底部液晶面板60被配置为选择性地且至少部分地透射和反射由底部反射偏振器40透射的光12。在一些实施方案中，底部液晶面板60包括多个可单独寻址的像素61(图2所示)。在一些实施方案中，底部液晶面板60是包括多个可单独寻址的像素61的单色显示器。

显示系统500还包括第二液晶组件400，该第二液晶组件被配置为接收来自第一液晶组件300的光13，并且发射图像14，以供观察者510观察。第二液晶组件400设置在第一液晶组件300上。在一些实施方案中，第二液晶组件400和第一液晶组件300例如借助于光学粘合剂、环氧树脂、层压或任何其他合适的附接方法彼此粘结。

第二液晶组件400包括背对第一液晶组件300的顶部吸收偏振器80以及设置在顶部吸收偏振器80和第一液晶组件300之间的顶部液晶面板90。

在一些实施方案中，顶部吸收偏振器80被配置为实质上透射具有第一偏振态41的光并且实质上吸收具有第二偏振态42的光。

顶部液晶面板90被配置为接收由第一液晶组件300透射的光15，并且形成图像14，以供观察者510观察。在一些实施方案中，顶部液晶面板90包括多个可单独寻址的像素91(图2所示)。

在一些实施方案中，第一液晶组件300包括单色显示器，该单色显示器包括N1个可单独寻址的像素61，并且第二液晶组件400包括彩色显示器，该彩色显示器包括N2个可单独寻址的像素91。单色显示器不包括滤色器，并且彩色显示器包括滤色器92。在一些实施方案中，N2≥N1>100。第一液晶组件300和第二液晶组件400形成实质上相同的图像(即，图像14)。

在一些实施方案中，第二液晶组件400还包括设置在顶部液晶面板90和第一液晶组件300之间的底部吸收偏振器70。在一些实施方案中，底部吸收偏振器70被配置为实质上透射具有第二偏振态42的光并且实质上吸收具有第一偏振态41的光。在一些其他实施方案中，底部偏振器70可以是反射偏振器。

在一些实施方案中，顶部吸收偏振器80和底部吸收偏振器70中的每一者是二色性吸收偏振器。在一些情况下，可省略底部吸收偏振器70。

在一些实施方案中，显示系统500还包括设置在第一液晶组件300和第二液晶组件400之间的第二光学漫射层130。在一些实施方案中，第二光学漫射层130可用于漫射从第一液晶组件300接收的光13。这可增加入射在第二液晶组件400上的照明光的均匀性。因此，这可使得观察者察觉到亮度更为均匀的图像。在一些实施方案中，第二光学漫射层130可包括粘合剂层。在一些实施方案中，第二光学漫射层130是实质上偏振保持的，使得对于具有预定偏振态的正常入射光，第二光学漫射层130透射入射光，其中至少70％的所透射的光具有预定偏振态。在一些实施方案中，对于具有预定偏振态的法向入射光，第二光学漫射层130透射入射光，其中至少80％、至少90％、至少95％或至少98％的所透射的光具有预定偏振态。

在一些实施方案中，显示系统500还包括一个或多个棱镜层140，该一个或多个棱镜层设置在第一液晶组件300和扩展照明源200之间以用于通过至少部分地准直并再循环由扩展照明源200发射的光10、11、17来增强由显示系统500发射的图像(例如，图像14)的亮度。一个或多个棱镜层140包括多个棱镜结构141。多个棱镜结构141可在更靠近显示系统500的轴线的方向上重定向离轴光。在一些实施方案中，每个棱镜结构141的顶角可根据期望的应用特性而变化。

一个或多个棱镜层140可以是由3M公司以商品名BEF制造的膜中的一者，就像增亮膜。一个或多个棱镜层140还可以是用光学透明材料(诸如丙烯酸、聚酯或聚碳酸酯)模制、压印或铸造的更加特别适合的自定义设计的棱镜阵列。

在一些实施方案中，显示系统500被配置为发射图像(例如，图像14)，该显示系统具有比包括相同构造但不包括第一液晶组件300的比较显示系统大至少两倍的轴上对比度。在一些实施方案中，该轴上对比度大至少10倍。在一些其他实施方案中，该轴上对比度大至少100倍。在一些其他实施方案中，该轴上对比度大至少20、30、40、50、60、70、80或90倍。

第一液晶组件300的顶部反射偏振器50和底部反射偏振器40可增加光在显示系统500内的再循环。由于再循环增加，第一液晶组件300可减少递送到第二液晶组件400的关断状态区域的光的量，从而增加显示系统500的轴上对比度。

由第一液晶组件300和第二液晶组件400形成的图像可能必须配准。换句话说，来自第一液晶组件300和第二液晶组件400的输出图像可能必须正确地叠加。在一些情况下，用于第一液晶组件300和第二液晶组件400的像素配准的像素可通过第一液晶组件300相对于第二液晶组件400的物理对齐来实现，反之亦然。

第一液晶组件300也可称为液晶组件300。在一些实施方案中，扩展偏振光源系统600包括扩展照明源200和设置在该扩展照明源200上的液晶组件300。换句话说，扩展照明源200和液晶组件300可组合并组装在一起，以形成扩展偏振光源系统600。在一些实施方案中，液晶组件300和扩展照明源200例如借助于光学粘合剂、环氧树脂、层压或任何其他合适的附接方法粘结在一起。

扩展发射表面21也可称为第一扩展发射表面21。此外，第一光学漫射层110也可称为光学漫射层110。扩展照明源200包括第一扩展发射表面21、反射层100、光学漫射层110以及至少一个光源30、31。光学漫射层110面向反射层100并且与该反射层间隔开。

反射层100和光学漫射层110限定在两者之间的光学腔120。至少一个光源30、31向光学腔120提供光。在一些实施方案中，至少一个光源31设置在光学腔120内。在一些其他实施方案中，至少一个光源30设置在光学腔120外部。

设置在扩展照明源200上的液晶组件300包括第二扩展发射表面51。第二扩展发射表面51与第一扩展发射表面21实质上共同扩展。

底部液晶面板60也可称为像素化液晶面板60。此外，底部反射偏振器40和顶部反射偏振器50可分别称为第一反射偏振器40和第二反射偏振器50。在一些实施方案中，液晶组件300包括设置在第一反射偏振器40和第二反射偏振器50之间的像素化液晶面板60。在一些实施方案中，像素化液晶面板60是包括多个可单独寻址的像素61的单色显示器。在一些实施方案中，像素化液晶面板60与第一扩展发射表面21和第二扩展发射表面51实质上共同扩展。

从第一扩展发射表面21离开扩展照明源200的第一光(即，光12)具有跨第一扩展发射表面21的第一强度变化。液晶组件300接收第一光12并且透射所接收的光的至少一部分。从第二扩展发射表面51离开液晶组件300的透射光(即，光13)具有跨第二扩展发射表面51的第二强度变化。第二强度变化小于第一强度变化。在一些实施方案中，第二强度变化比第一强度变化小至少二分之一。

包括第一反射偏振器40和第二反射偏振器50的液晶组件300可减小由扩展偏振光源系统600发射的光的强度变化。因此，扩展偏振光源系统600可充当发射强度变化减小的光的光源。因此，第二液晶组件400可接收强度变化减小的光。

图2例示了液晶面板。液晶面板可以是底部液晶面板60和顶部液晶面板90中的一者。

底部液晶面板60包括多个可单独寻址的像素61。类似地，顶部液晶面板90包括多个可单独寻址的像素91。

在一些实施方案中，第一液晶组件300能够可互换地称为单色显示器300，并且第二液晶组件400能够可互换地称为彩色显示器400。

参考图1和图2，显示系统500包括单色显示器300以及设置在单色显示器300上的彩色显示器400。单色显示器300包括N1个可单独寻址的像素61，并且彩色显示器400包括N2个可单独寻址的像素91。在一些实施方案中，N2≥N1>100。

在一些实施方案中，彩色显示器400包括滤色器92，单色显示器300不包括滤色器92。单色显示器300和彩色显示器400形成实质上相同的图像，即，图像14。在一些实施方案中，单色显示器300包括至少一个反射偏振器40、50，而不包括吸收偏振器，以形成图像。在一些实施方案中，彩色显示器400包括至少一个吸收偏振器70、80，以形成图像。

在一些实施方案中，单色显示器300包括两个反射偏振器40、50，以形成图像。

在一些实施方案中，彩色显示器400包括一个吸收偏振器80和一个反射偏振器70，以形成图像(例如，图像14)。在该情况下，显示系统500包括三个反射偏振器40、50、70。在一些其他实施方案中，彩色显示器400包括两个吸收偏振器70、80，以形成图像14。

由单色显示器300和彩色显示器400形成的图像可能必须配准。换句话说，来自单色显示器300和彩色显示器400的输出图像可能必须正确地叠加。在一些情况下，用于单色显示器300和彩色显示器400的像素配准的像素可通过单色显示器300相对于彩色显示器400的物理对齐来实现，反之亦然。

另外，也可期望消除波纹效应。当两个类似的点阵重叠时，可观察到作为一种干涉现象的波纹效应。波纹效应可能是由于具有不同固有频率的两个或更多个规则排列的结构间的干涉引起的。由于多个可单独寻址的像素61、91具有规则的间距结构，因此在由单色显示器300形成的图像和由彩色显示器400形成的图像之间可具有波纹效应的可能性。为了防止波纹效应，多个可单独寻址的像素61、91可具有相同大小次序。例如，在一些情况下，N2≥2N1，N2≥5N1，N2≥10N1或N2≥15N1。另一种方法可以是相对于彩色显示器400的像素阵列旋转或偏移单色显示器300的像素阵列，或相对于该单色显示器的像素阵列旋转或偏移该彩色显示器的像素阵列，以帮助减少波纹效应。

图3例示了第一液晶组件300和第二液晶组件400。第一液晶组件300包括顶部反射偏振器50和底部反射偏振器40。第一液晶组件300还包括设置在顶部反射偏振器50和底部反射偏振器40之间的底部液晶面板60。第二晶体组件400包括至少一个吸收偏振器70、80，以形成图像。在一些实施方案中，第二晶体组件400包括两个吸收偏振器70、80，以形成图像。在一些其他实施方案中，第二晶体组件400包括一个反射偏振器70和一个吸收偏振器80。

显示系统500(图1中示出)还包括将第一液晶组件300和第二液晶组件400彼此粘结的光学粘合剂层150。在一些实施方案中，光学粘合剂层150可包括光学透明的粘合剂(OCA)。

参考图1和图2，底部液晶面板60的像素61可被激活(接通状态)或停用(关断状态)。类似地，顶部液晶面板90的像素91可被激活(接通状态)或停用(关断状态)。在关断状态下，像素61、91可能实质上不会改变穿过其中的光的偏振。在接通状态下，像素61、91可改变穿过其中的光的偏振。底部液晶面板60和顶部液晶面板90都可具有接通状态区域和关断状态区域。

底部反射偏振器40可允许具有实质上第一偏振态41的光到达底部液晶面板60。底部液晶面板60的接通状态区域可将具有第一偏振态41的光的偏振实质上改变成第二偏振态42。顶部反射偏振器50实质上透射具有第二偏振态42的光并且实质上反射具有第一偏振态41的光。因此，顶部反射偏振器50可透射来自底部液晶面板60的接通状态区域的光。第二液晶组件400可接收来自底部液晶面板60的接通状态区域的光。顶部液晶面板90的接通状态区域可将光的偏振态从第二状态改变成第一状态。因此，顶部液晶面板90和底部液晶面板60的接通状态区域可透射光。

底部液晶面板60的关断状态区域可能不会改变所接收的光的偏振。由于存在顶部反射偏振器50和底部反射偏振器40，因此第一偏振态41和第二偏振态42两者下的光反射回扩展照明源200。因此，光被再循环而不是被第二液晶组件400的关断状态区域吸收。由于通过底部反射偏振器40和顶部反射偏振器50实质上减少了递送到关断状态区域的光，因此可增加显示系统500的轴上对比度。此外，再循环光可被传送到其他接通状态区域，从而提高显示系统500的效率。因此，显示器系统500可消耗较少的能量并且减少手持式或便携式装置中的电池大小。在一些实施方案中，系统效率可取决于光学腔120的厚度。在一些其他情况下，系统效率还可取决于反射层100的BRDF。

除非另有说明，否则在说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字应理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。

虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。

Claims (15)

1.一种显示系统，所述显示系统包括：

扩展照明源，所述扩展照明源被配置为在所述扩展照明源的扩展发射表面之上发光，并且所述扩展照明源包括至少一个光源；

第一液晶组件，所述第一液晶组件被配置为选择性地透射和反射从所述扩展照明源的所述扩展发射表面接收的光，所述第一液晶组件设置在所述扩展照明源上并且包括：

底部反射偏振器，所述底部反射偏振器面向所述扩展照明源，并且被配置为实质上透射具有第一偏振态的光并且实质上反射具有正交的第二偏振态的光；

顶部反射偏振器，所述顶部反射偏振器背对所述扩展照明源，并且被配置为实质上透射具有所述第二偏振态的光并且实质上反射具有所述第一偏振态的光；和

底部液晶面板，所述底部液晶面板设置在所述顶部反射偏振器和所述底部反射偏振器之间，并且被配置为选择性地且至少部分地透射和反射由所述底部反射偏振器透射的光；和

第二液晶组件，所述第二液晶组件被配置为接收来自所述第一液晶组件的光，并且发射图像，以供观察者观察，所述第二液晶组件设置在所述第一液晶组件上并且包括：

顶部吸收偏振器，所述顶部吸收偏振器背对所述第一液晶组件，并且被配置为实质上透射具有所述第一偏振态的光并且实质上吸收具有所述第二偏振态的光；和

顶部液晶面板，所述顶部液晶面板设置在所述顶部吸收偏振器和所述第一液晶组件之间，并且被配置为接收由所述第一液晶组件透射的光，并且形成图像，以供所述观察者观察。

2.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述扩展照明源包括：

光导，所述光导用于沿所述光导的长度和宽度在其中传播光，所述光导面向所述第一液晶组件并且包括所述扩展发射表面；

所述至少一个光源，所述至少一个光源设置成靠近所述光导的边缘表面；和

反射层，所述反射层面向所述光导的远离所述第一液晶组件的底侧，并且被配置为将朝向所述反射层离开所述光导的光反射回去，所反射的光朝向所述第一液晶组件传播，并且其中，对于从约420nm至约680nm的可见波长范围内的实质上法向入射光，所述反射层具有平均漫反射率RD和平均镜面反射率RS，RS>RD>10％。

3.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述扩展照明源包括：

第一光学漫射层，所述第一光学漫射层用于散射光，所述第一光学漫射层面向所述第一液晶组件并且包括所述扩展发射表面；

反射层，所述反射层面向所述第一光学漫射层，所述反射层和所述第一光学漫射层限定在两者之间的光学腔；和

所述至少一个光源，所述至少一个光源设置在所述光学腔中。

4.根据权利要求1所述的显示系统，所述显示系统被配置为发射图像，所述显示系统具有比包括相同构造但不包括所述第一液晶组件的比较显示系统大至少两倍的轴上对比度，其中所述轴上对比度大至少10倍。

5.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述第二液晶组件还包括底部吸收偏振器，所述底部吸收偏振器设置在所述顶部液晶面板和所述第一液晶组件之间，并且被配置为实质上透射具有所述第二偏振态的光并且实质上吸收具有所述第一偏振态的光。

6.根据权利要求1所述的显示系统，所述显示系统还包括第二光学漫射层，所述第二光学漫射层设置在所述第一液晶组件和所述第二液晶组件之间，其中所述第二光学漫射层是实质上偏振保持的，使得对于具有预定偏振态的法向入射光，所述第二光学漫射层透射所述入射光，其中至少70％的所透射的光具有所述预定偏振态。

7.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述底部液晶面板包括多个可单独寻址的像素，其中所述顶部液晶面板包括多个可单独寻址的像素。

8.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述第一液晶组件包括单色显示器，所述单色显示器包括N1个可单独寻址的像素，其中所述第二液晶组件包括彩色显示器，所述彩色显示器包括N2个可单独寻址的像素，其中所述单色显示器不包括滤色器，其中所述彩色显示器包括滤色器，并且其中N2≥N1>100，并且其中所述单色显示器和所述彩色显示器形成实质上相同的图像。

9.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述底部液晶面板是单色显示器，所述单色显示器包括多个可单独寻址的像素，并且其中所述顶部反射偏振器和所述底部反射偏振器中的每一者包括多层聚合物反射偏振器、线栅反射偏振器和漫反射偏振器中的一者或多者，并且其中所述显示系统还包括：一个或多个棱镜层，所述一个或多个棱镜层设置在所述第一液晶组件和所述扩展照明源之间，以用于通过至少部分地准直并再循环由所述扩展照明源发射的光来增强由所述显示系统发射的图像的亮度，所述一个或多个棱镜层包括多个棱镜结构；以及光学粘合剂层，所述光学粘合剂层将所述第一液晶组件和所述第二液晶组件彼此粘结。

10.一种显示系统，所述显示系统包括：

单色显示器，所述单色显示器包括N1个可单独寻址的像素；

彩色显示器，所述彩色显示器设置在所述单色显示器上并且包括N2个可单独寻址的像素，N2≥N1>100，其中：

所述彩色显示器包括滤色器，所述单色显示器不包括滤色器；

所述单色显示器和所述彩色显示器形成实质上相同的图像；

所述单色显示器包括至少一个反射偏振器，而不包括吸收偏振器，以形成图像；并且

所述彩色显示器包括至少一个吸收偏振器，以形成图像。

11.根据权利要求10所述的显示系统，其中所述单色显示器包括两个反射偏振器，以形成图像，并且其中所述彩色显示器包括一个吸收偏振器和一个反射偏振器，以形成图像。

12.根据权利要求10所述的显示系统，其中所述彩色显示器包括两个吸收偏振器，以形成图像。

13.根据权利要求10所述的显示系统，所述显示系统包括三个反射偏振器。

14.一种扩展偏振光源系统，所述扩展偏振光源系统包括：

扩展照明源，所述扩展照明源包括：

第一扩展发射表面；

反射层；

光学漫射层，所述光学漫射层面向所述反射层并且与所述反射层间隔开，所述反射层和所述光学漫射层限定在两者之间的光学腔；和

至少一个光源，所述至少一个光源向所述光学腔提供光；和液晶组件，所述液晶组件设置在所述扩展照明源上并且包括：

第二扩展发射表面，所述第二扩展发射表面与所述第一扩展发射表面实质上共同扩展；和

像素化液晶面板，所述像素化液晶面板设置在第一反射偏振器和第二反射偏振器之间，其中：

从所述第一扩展发射表面离开所述扩展照明源的第一光具有跨所述第一扩展发射表面的第一强度变化，所述液晶组件接收所述第一光并且透射所接收的光的至少一部分，从所述第二扩展发射表面离开所述液晶组件的所透射的光具有跨所述第二扩展发射表面的第二强度变化，所述第二强度变化小于所述第一强度变化。

15.根据权利要求14所述的扩展偏振光源系统，其中所述至少一个光源设置在所述光学腔内，其中所述至少一个光源设置在所述光学腔外部，其中所述像素化液晶面板与所述第一扩展发射表面和所述第二扩展发射表面实质上共同扩展，并且其中所述第二强度变化比所述第一强度变化小至少二分之一。

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