CN118176455A - 用于防窥显示器的标记 - Google Patents

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CN118176455A
CN118176455A CN202280070308.6A CN202280070308A CN118176455A CN 118176455 A CN118176455 A CN 118176455A CN 202280070308 A CN202280070308 A CN 202280070308A CN 118176455 A CN118176455 A CN 118176455A
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G·伍德盖特
M·鲁宾逊
R·拉姆西
B·艾海子
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RealD Inc
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Abstract

一种可切换防窥显示器包括具有输出偏振器、反射偏振器、极性控制液晶延迟器和附加偏振器的空间光调制器。该极性控制液晶延迟器的电极利用标记来图案化。在宽角和窄角操作模式中，驱动该液晶延迟器的该电极以使得该标记不可见。在标记显示状态下，驱动该电极以提供反射光中的该标记对于离轴观察者的可见性。

Description

用于防窥显示器的标记
技术领域
本公开整体涉及来自光调制设备的照明，并且更具体地涉及防窥显示器的控制。
背景技术
防窥显示器向通常处于同轴位置的主要用户提供图像可见性，并且减小了通常处于离轴位置的窥探者对图像内容的可见性。防窥功能可由微型百叶窗光学膜提供，该微型百叶窗光学膜在离轴位置以低亮度在同轴方向上透射来自显示器的一些光。然而，此类膜在正面照明方面具有高损耗，并且由于与空间光调制器的像素一起跳动，微型百叶窗可造成摩尔纹伪影。微型百叶窗的间距可能需要选择面板分辨率，从而增加库存和成本。
可通过对离轴光学输出的控制来提供可切换防窥显示器。
可通过亮度减小(例如，通过液晶显示器(LCD)空间光调制器的可切换背光源)来提供控制。显示器背光源通常采用波导和边缘发光源。某些成像定向背光源具有将照明导向穿过显示器面板到观察窗中的另外的能力。成像系统可在多个源和相应的窗图像之间形成。成像定向背光源的一个示例是可采用折叠式光学系统的光学阀，因此也可以是折叠式成像定向背光源的示例。光可在基本上无损耗的情况下在一个方向上传播穿过光学阀，同时反向传播光可通过反射离开倾斜小平面而被提取，如美国专利号9,519,153中所述，该专利全文以引用方式整体并入本文。
在已知的防窥显示器中，通过添加可移除的百叶窗膜(诸如由3M公司销售)来提供防窥模式，该百叶窗膜可能不会由用户可靠地装配或移除，并且因此在实践中，不会每当用户在办公室之外时由用户辛勤地附接。在另一种已知的防窥显示器中，防窥模式的控制是电子激活的，但将控制授予必须执行击键以进入防窥模式的用户。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供了一种用于在环境照明中使用的显示设备，该显示设备包括：空间光调制器，该空间光调制器被布置成输出光，其中该空间光调制器包括布置在该空间光调制器的输出侧上的输出偏振器，该输出偏振器是线性偏振器；视角控制布置，该视角控制布置包括：布置在该输出偏振器的该输出侧上的附加偏振器，该附加偏振器是线性偏振器；布置在该输出偏振器与该附加偏振器之间的反射偏振器，该反射偏振器是线性偏振器；以及布置在该反射偏振器与该附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，该至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，该可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的该层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中该第一透射电极和该第二透射电极中的至少一者在由间隙间隔开的区域中被图案化以提供液晶材料的该层的多个可寻址区域，该多个区域中的至少一者处于用于向观察者显示的标记的形状；以及控制系统，该控制系统被布置成控制该空间光调制器并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压以用于驱动液晶材料的该层，其中该控制系统被布置成可在多个操作模式下操作，该多个操作模式包含：宽角操作显示模式，其中该控制系统控制该空间光调制器以显示操作图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的相同状态，使得该操作图像在宽角和窄角下可见，并且该标记在该窄角或该宽角下不可见；至少一个窄角操作显示模式，其中该控制系统控制该空间光调制器以显示操作图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的状态，使得该操作图像在该窄角下可见但在该宽角下不可见，并且该标记在该窄角下不可见；以及至少一个标记显示模式，其中该控制系统跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的不同状态以使得该标记可见。
显示设备还可被设置有共享模式，其中该显示器可由多个观察者以高图像可见性和高图像均匀性观察。该显示设备还可被设置有防窥模式，其中该显示器可由显示器用户以高均匀性以高图像可见性观察，并且有利地以高安全系数向显示器窥探者(在机动车辆中，其可以是车辆的驾驶员)提供图像。该显示设备的该防窥模式还可被设置为防窥标志模式，其中该窥探者可观察标记并且所显示的图像数据不可见；并且该用户可能没有观察到标记并且所显示的图像数据清晰可见。该显示设备可被设置有休眠模式，其中当该空间光调制器不输出光时，该标记从一些观看位置可见。该标记可提供关于该显示器的期望信息，诸如是图标或文本。该图标或文本可用于至少宣传品牌、指示有用信息和/或提供该显示器的改进美学外观。
该至少一个标记显示模式可包含其中该控制系统控制该空间光调制器以不显示图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压的标记显示模式，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的不同状态，使得该标记在该宽角下可见但在该窄角下不可见。有利地，当可显示该标记时，可显著降低该标记显示模式的功耗。
该至少一个标记显示模式可包含其中该控制系统控制该空间光调制器以显示用于照明该标记的照明图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压的标记显示模式，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的不同状态，使得该标记在该宽角下和该窄角下可见。该照明图像可以是静止图像。该照明图像可与该标记对准。有利地，多个用户可观察该标记并且该标记可具有期望颜色。
该至少一个窄角操作显示模式可包含其中该控制系统控制该空间光调制器以显示操作图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压的窄角操作显示模式，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的该相同状态，使得该标记在该宽角下不可见。有利地，可向该窥探者提供跨该显示器的安全系数的高均匀性。
该至少一个窄角操作显示模式可包含其中该控制系统控制该空间光调制器以显示操作图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压的窄角操作显示模式，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的不同状态，使得该标记在该宽角下可见。
有利地，该标记可以是可见的，而该图像对于该窥探者而言可以是不可见的。
该间隙的宽度可至多为液晶材料的该层的厚度的两倍，并且优选地至多为液晶材料的该层的该厚度。有利地，对于该显示器观察者而言，可降低该间隙的可见性。
该第一透射电极和该第二透射电极中的每一者可被图案化以提供由间隙间隔开的多个区。有利地，可提供远侧标记而没有连接电极的可见性。
跨液晶材料的该层对准的该间隙可以被偏置。该偏置量可以至少是液晶材料的该层的该厚度，并且优选地至少是液晶材料的该层的该厚度的两倍。有利地，可降低该多个区域之间的间隙的可见性。
该多个区域可包含至少一个岛区域和围绕该岛区域延伸的至少一个周边区域，并且与该至少一个周边区域对准的该第一透射电极和该第二透射电极的区域可具有桥接狭缝，该桥接狭缝可跨液晶材料的该层对准，并且连接到与该至少一个岛区域对准的该第一透射电极和该第二透射电极的区域的桥接轨道可延伸通过该桥接狭缝。有利地，可提供具有岛区域的远侧标记，其中连接电极的可见性减小。
该多个区域可包含可不与该第一透射电极和该第二透射电极的外边缘相邻的至少一个远侧区域以及可与该第一透射电极和该第二透射电极的该外边缘相邻的至少一个近侧区域，并且与该至少一个近侧区域对准的该第一透射电极和该第二透射电极的区域可具有至少一个连接狭缝，连接到与该至少一个远侧区域对准的该第一透射电极和该第二透射电极的区域的至少一个连接轨道可延伸通过该至少一个连接狭缝，该至少一个连接轨道延伸到该第一透射电极和该第二透射电极的该外边缘，该控制系统在该外边缘处连接到该至少一个连接轨道以用于将电压施加到该至少一个远侧区域。有利地，可用期望的电压来驱动该远侧区域。
连接到与该至少一个远侧区域对准的该第一透射电极和该第二透射电极的该区域的该至少一个连接轨道可不跨液晶材料的该层彼此对准。该连接轨道的该可见性可被降低，使得有利地，该远侧区域可远离该电极的该边缘出现，而没有到该远侧标记区域的可见连接。
该控制系统可被布置成向该至少一个连接轨道和该至少一个近侧区域施加相应的电压信号，该电压信号具有可被选择以跨该第一透射电极和第二透射电极施加电压的振幅和相位，该电压根据该至少一个远侧区域、与该至少一个连接轨道对准的该至少一个近侧区域的部分和该近侧区域的剩余部分中的每一者中的操作模式将液晶材料的该层的该多个区域驱动到期望状态。该标记区域中的液晶材料的该层可与该背景区域中的液晶材料的该层不同地被驱动，其为该标记区域的反转。该电极可与该标记区域中的区域重叠以提供液晶材料的该层的第一状态。该电极可与该背景区域中的区域重叠以提供不同于该第一状态的液晶材料的该层的第二状态。
该至少一个连接轨道可具有邻近其可连接到的该至少一个远侧区域的宽度减小的颈部。有利地，可减小该连接电极的电阻，并且减小靠近该远侧区域的该连接电极的至少一部分的可见性。该第一电极和该第二电极之间的对准公差可被放宽，从而有利地降低成本。
该第一透射电极和第二透射电极中的一者可被图案化以提供由间隙间隔开的多个区，并且该第一透射电极和第二透射电极中的另一者可能未被图案化。有利地，可降低成本和复杂性。
该多个区域可包括可不与该第一透射电极和该第二透射电极的外边缘相邻的至少一个远侧区域和可与该第一透射电极和该第二透射电极的该外边缘相邻的至少一个近侧区域，其中与该至少一个远侧区域对准的该第一透射电极和该第二透射电极中的至少一者的区域可通过连接件连接到与该至少一个近侧区域对准的相同的透射电极的区域，该连接件可被配置为提供所连接的区之间的电阻。有利地，可降低该第一电极和第二电极中的至少一者的成本和复杂性。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于在环境照明中使用的显示设备，该显示设备包括：空间光调制器，该空间光调制器被布置成输出光，其中该空间光调制器包括布置在该空间光调制器的一侧上的显示偏振器，该显示偏振器是线性偏振器；视角控制布置，该视角控制布置包括：附加偏振器，该附加偏振器在该显示偏振器之被外布置在该空间光调制器的与该显示偏振器相同的一侧上，该附加偏振器是线性偏振器；以及布置在该显示偏振器与该附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，该至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，该可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的该层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中该第一透射电极和该第二透射电极中的至少一者在由间隙间隔开的区域中被图案化以提供液晶材料的该层的多个可寻址区域，该多个区域中的至少一者处于用于向观察者显示的标记的形状；以及控制系统，该控制系统被布置成控制该空间光调制器并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压以用于驱动液晶材料的该层，其中该控制系统被布置成可在多个操作模式下操作，该多个操作模式包含：宽角操作显示模式，其中该控制系统控制该空间光调制器以显示操作图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的相同状态，使得该操作图像在宽角和窄角下可见，并且该标记在该窄角或该宽角下不可见；以及至少一个窄角操作显示模式，其中该控制系统控制该空间光调制器以显示操作图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的附加状态，使得该操作图像在该窄角下可见但在该宽角下不可见，并且该标记在该窄角下不可见但在该宽角下可见。
在该防窥操作模式中，该标记对于该窥探者是可见的。该窥探者可看到期望的图像，诸如标志或文本，其指示该显示器正在由该用户使用，但该显示器用户看到的图像有利地不可见。可改善显示器的美学外观。
该显示偏振器可以是布置在该空间光调制器的输入侧上的输入偏振器，并且该附加偏振器可被布置在该显示偏振器的输入侧上。
可降低该显示器的正面反射率，从而有利地实现改进的“黑色”图像外观，其可被感知为具有更高的美学质量。
该显示偏振器可以是布置在该空间光调制器的输出侧上的输出偏振器，并且该附加偏振器可被布置在该显示偏振器的输出侧上。该视角控制布置还可包括布置在该输出偏振器和该附加偏振器之间的反射偏振器，该反射偏振器是线性偏振器，并且该至少一个极控制延迟器可被布置在该反射偏振器和该附加偏振器之间。对于显示器照度与显示器最大亮度的给定比率，可有利地增加该安全系数。可增加该标记对于该窥探者的美学外观和对比度。
当在所讨论的角度下限定的安全系数Sn针对所有区域分别小于1.0或为至少1.0时，该操作图像可以是可见的或可以是不可见的，其中该安全系数Sn由以下等式给出：
Sn＝log10[1+ρn.α/(π.Pn)]
其中：ρn是在所讨论的角度下的该显示设备的反射率；Pn是在所讨论的角度下的该显示设备的亮度与该显示设备的最大亮度的比率；π是以球面度为单位的立体角；并且α是值为4.0球面度的系数。当在所讨论的角度下限定的该安全系数Sn分别在标记形状中的该多个区域中的该至少一者中以及其他区域中可以不同或可以相同时，该标记可以是可见的或可以是不可见的。该宽角可以是在围绕该显示设备的法线的预定方位角下与该显示设备的该法线形成的45°的极角。该窄角可以在该预定方位角下与该空间光调制器的法线形成的0°至20°的极角的范围内。有利地，可使用人为因素测量和照明测量来实现对于该窥探者的期望图像安全性，同时至少在标记显示模式和防窥标志显示操作模式中提供该标记的可见性。
根据本公开的第三方面，提供了一种用于在环境照明中使用的显示设备，该显示设备包括：空间光调制器，该空间光调制器被布置成输出光，其中该空间光调制器包括布置在该空间光调制器的一侧上的显示偏振器，该显示偏振器是线性偏振器；视角控制布置，该视角控制布置包括：附加偏振器，该附加偏振器在该显示偏振器之外布置在该空间光调制器的与该显示偏振器相同的一侧上，该附加偏振器是线性偏振器；以及布置在该显示偏振器与该附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，该至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，该可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的该层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中该第一透射电极和该第二透射电极中的每一者在由间隙间隔开的区域中被图案化以提供液晶材料的该层的多个可寻址区域，该多个区域中的至少一者处于用于向观察者显示的标记的形状。有利地，如本文中所描述的，可提供共享模式、防窥模式和防窥标记模式的操作。另外，可提供远侧标记区域而没有连接电极的可见性。
根据本公开的第四方面，提供了一种用于在环境照明中使用的显示设备，该显示设备包括：空间光调制器，该空间光调制器被布置成输出光，其中该空间光调制器包括布置在该空间光调制器的一侧上的显示偏振器，该显示偏振器是线性偏振器；视角控制布置，该视角控制布置包括：附加偏振器，该附加偏振器在该显示偏振器之外被布置在该空间光调制器的与该显示偏振器相同的一侧上，该附加偏振器是线性偏振器；以及布置在该显示偏振器与该附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，该至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，该可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的该层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中该第一透射电极和该第二透射电极中的至少一者是由间隙间隔开的图案化的区，以提供液晶材料的该层的多个可寻址区域，该区域中的至少一者处于用于向观察者显示的标记的形状；其中该多个区域包含不与该第一透射电极和该第二透射电极的外边缘相邻的至少一个远侧区域以及与该外边缘相邻的至少一个近侧区域，其中与该至少一个远侧区域对准的该第一透射电极和该第二透射电极中的至少一者的区域通过连接件连接到与该至少一个近侧区域对准的相同的透射电极的区，该连接件被配置为提供所连接的区之间的电阻。有利地，可降低该第一透射电极和该第二透射电极中的至少一者的复杂性和成本。
该至少一个极控制延迟器还可包括无源延迟器。有利地，可增大在该窄角模式中或在该标记区域或背景区域的至少一部分中针对其提供减小的亮度或增大的反射率的极区域的尺寸。
该空间光调制器可以是透射式空间光调制器并且该显示设备还可包括被布置成向该空间光调制器供应光的背光源。有利地，可修改背光源的发光强度随极角的分布，使得可减小该离轴亮度并且可增加安全系数。
该空间光调制器可以是发射式空间光调制器。有利地，可降低该显示设备的厚度。
根据本公开的第五方面，提供了一种防窥显示装置，该防窥显示装置包括：用于在环境照明中使用的显示设备，该显示设备包括：空间光调制器，该空间光调制器被布置成输出光，其中该空间光调制器包括布置在该空间光调制器的输出侧上的输出偏振器，该输出偏振器是线性偏振器；视角控制布置，该视角控制布置包括：布置在该输出偏振器的该输出侧上的附加偏振器，该附加偏振器是线性偏振器；布置在该输出偏振器和该附加偏振器之间的反射偏振器，该反射偏振器是线性偏振器；以及布置在该反射偏振器与该附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，该至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，该可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的该层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中该第一透射电极和该第二透射电极中的至少一者被图案化以提供由间隙间隔开的多个区域，该多个区域中的至少一者处于用于向观察者显示的标记的形状；以及控制系统，该控制系统被布置成控制该空间光调制器并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压以用于驱动液晶材料的该层，其中该控制系统被设置成可在多个操作模式下操作，该多个操作模式包含：宽角操作显示模式，其中该控制系统控制该空间光调制器以显示操作图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的相同状态；窄角操作显示模式，其中该控制系统控制该空间光调制器以显示操作图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的该相同状态；和至少一个标记显示模式，其中该控制系统跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的不同状态以使得该标记可见。有利地，显示设备可被提供有防窥模式，其中该显示器可由用户以高图像可见性和高均匀性观察，并且以高安全系数和高均匀性向窥探者提供图像。该显示设备可被设置有共享模式，其中该显示器可由多个观察者以高图像可见性和高均匀性观察。该显示设备还可被设置有一种模式，其中可针对至少一些观察者观察标记。该标记可提供关于该显示器的期望信息，诸如是图标或文本。
该至少一个标记显示模式可包含其中该控制系统控制该空间光调制器以不显示图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压的标记显示模式，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的不同状态，使得该标记可在宽角下而不是窄角下可见。有利地，可显著降低该标记显示模式的功耗。
该至少一个标记显示模式可包含其中该控制系统控制该空间光调制器以显示用于照明该标记的照明图像并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压的标记显示模式，该电压将液晶材料的该层驱动到不同区域中的该不同状态，使得该标记可在宽角和窄角下可见。该照明图像可以是静止图像。该照明图像可与该标记对准。
有利地，多个用户可观察该标记并且该标记可具有期望颜色。
该第一透射电极和该第二透射电极中的每一者可被图案化以提供由间隙间隔开的多个区域，该第一透射电极和该第二透射电极的该多个区域跨液晶材料的该层对准。有利地，可提供远侧标记而没有连接电极的可见性。
将跨液晶材料的该层对准的该第一透射电极和该第二透射电极的多个区域间隔开的间隙可以被偏置。该偏置量可为液晶材料的该层的厚度的至少两倍。有利地，可降低该多个区域之间的间隙的可见性。
该多个区域可包括岛区域和围绕该岛区域延伸的周边区域，并且跨液晶材料的该层对准的该周边区具有桥接狭缝，该桥接狭缝可以是对准的并且连接到可跨液晶材料的该层对准的该岛区域的桥接轨道延伸通过该桥接狭缝。有利地，可方便地提供具有岛区域的标记，同时在窄角和宽角操作模式中实现高均匀性。
该多个区域可包含不与该第一透射电极和该第二透射电极的边缘相邻的至少一个远侧区域以及与该第一透射电极和该第二透射电极的边缘相邻的至少一个近侧区域，并且该第一透射电极和该第二透射电极还可被图案化以提供连接到该至少一个远侧区域并且延伸到该第一透射电极和第二透射电极的边缘的至少一个连接轨道，在该边缘处该控制系统可连接到该连接轨道以用于将电压施加到该至少一个远侧区域。连接到跨该液晶材料的层对准的该第一透射电极和第二透射电极的远侧区域的该连接迹线可跨液晶材料的该层彼此不对准。该控制系统可被布置成将相应的电压信号施加到连接到第一透射电极和第二透射电极的远侧区域的至少一个连接轨道中的每一者以及该至少一个近侧区域中的每一者，该电压信号具有被选择以跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压的振幅和相位，该电压根据该远侧区域、该连接轨道与该相应近侧区域之间的重叠以及该近侧区域的剩余部分中的每一者中的操作模式将液晶材料的该层驱动到期望状态。有利地，可提供远侧标记而没有连接电极的可见性。可减小该连接电极的电阻并且可增加操作模式的均匀性。
该至少一个连接轨道可具有邻近其可连接到的该至少一个远侧区域的宽度减小的颈部。有利地，可减小该连接电极的电阻，并且减小该连接电极的至少一部分的可见性。
该第一透射电极和第二透射电极中的一者可被图案化以提供由间隙间隔开的多个区域，并且该第一透射电极和第二透射电极中的另一者可能未被图案化。有利地，可降低成本和复杂性。
该多个区域可包含不与该第一透射电极和该第二透射电极的边缘相邻的至少一个远侧区域以及与该第一透射电极和该第二透射电极的边缘相邻的至少一个近侧区域，其中至少一个远侧区域通过连接件连接到该至少一个近侧区域，该连接件被配置为提供该至少一个远侧区域和该至少一个近侧区域之间的电阻。有利地，可降低成本和复杂性。
根据本公开的第六方面，提供了一种用于在环境照明中使用的显示设备，该显示设备包括：空间光调制器，该空间光调制器被布置成输出光，其中该空间光调制器包括被布置在该空间光调制器的输出侧上的输出偏振器，该输出偏振器是线性偏振器；视角控制布置，该视角控制布置包括：布置在该输出偏振器的该输出侧上的附加偏振器，该附加偏振器是线性偏振器；布置在该输出偏振器和该附加偏振器之间的反射偏振器，该反射偏振器是线性偏振器；和布置在该反射偏振器与该附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，该至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，该可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的该层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中该第一透射电极和该第二透射电极中的每一者被图案化以提供由间隙分隔的多个区域，该第一透射电极和该第二透射电极的该多个区跨液晶材料的该层对准，并且该多个区域中的至少一个区域处于用于向观察者显示的标记的形状。
该多个区域可包含不与该第一透射电极和该第二透射电极的边缘相邻的至少一个远侧区域以及与该第一透射电极和该第二透射电极的边缘相邻的至少一个近侧区域，并且该第一透射电极和第二透射电极还可被图案化以提供连接到该至少一个远侧区域并且延伸到该第一透射电极和第二透射电极的边缘以用于连接到控制系统的至少一个连接轨道。
连接到跨液晶材料的该层对准的该第一透射电极和该第二透射电极的该至少一个远侧区域的该至少一个连接轨道可跨液晶材料的该层彼此不对准。
该显示设备还可包括控制系统，该控制系统被布置成控制该空间光调制器并且跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压以用于驱动液晶材料的该层，其中控制系统可被布置成向连接到该第一透射电极和该第二透射电极的该远侧区域的至少一个连接轨道中的每一者以及该至少一个近侧区域中的每一者施加相应的电压信号，该电压信号具有可被选择以跨该第一透射电极和该第二透射电极施加电压的振幅和相位，该电压用于根据该远侧区域、该至少一个连接轨道与该至少一个近侧区域之间的重叠以及该至少一个近侧区域的剩余部分中的每一者中的操作模式将该液晶材料的层驱动到期望状态。
根据本公开的第七方面，提供了一种用于在环境照明中使用的显示设备，该显示设备包括：空间光调制器，该空间光调制器被布置成输出光，其中该空间光调制器包括被布置在该空间光调制器的输出侧上的输出偏振器，该输出偏振器是线性偏振器；视角控制布置，该视角控制布置包括：布置在该输出偏振器的该输出侧上的附加偏振器，该附加偏振器是线性偏振器；布置在该输出偏振器和该附加偏振器之间的反射偏振器，该反射偏振器是线性偏振器；和布置在该反射偏振器和该附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，该至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，该可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中该第一透射电极和该第二透射电极中的至少一者被图案化以提供由间隙间隔开的多个区域，该区域中的至少一者呈用于向观察者显示的标记的形状，其中该多个区域包含不与该第一透射电极和该第二透射电极的边缘相邻的至少一个远侧区域以及与边缘相邻的至少一个近侧区域，其中至少一个远侧区域可通过连接件连接到该至少一个近侧区域，该连接件可被配置为提供该至少一个远侧区域和该至少一个近侧区域之间的电阻。
本公开的实施例可用于多种光学系统中。实施方案可包括或利用各种投影仪、投影系统、光学部件、显示器、微型显示器、计算机系统、处理器、独立成套的投影仪系统、视觉和/或视听系统以及电和/或光学设备。实际上，本公开的方面可以几乎跟与光学和电气设备、光学系统、演示系统有关的任何装置，或者可包括任何类型的光学系统的任何装置一起使用。因此，本公开的实施例可用于光学系统、视觉和/或光学演示中使用的设备、视觉外围设备等，并且可用于多种计算环境。
在详细讨论所公开的实施例之前，应当理解，本发明并不将其应用或形成限于所示的具体布置的细节，因为本发明能够采用其他实施例。此外，可以不同的组合和布置来阐述本公开的各个方面，以限定实施例在其本身权利内的独特性。另外，本文使用的术语是为了说明的目的，而非限制。
本领域的普通技术人员在阅读本公开的全文后，本公开的这些和其他优点以及特征将变得显而易见。
附图说明
实施例通过示例的方式在附图中示出，其中类似的附图标号表示类似的部件，并且其中：
图1A是示出防窥显示器的前透视图的示意图，该防窥显示器被布置成在环境照明中操作并且包括由背光源照明的透射式空间光调制器、反射偏振器和极控制延迟器，该极控制延迟器包括包含图案化电极的液晶极控制延迟器；
图1B是示出防窥显示器的前透视图的示意图，该防窥显示器被布置成在环境照明中操作并且包括发射式空间光调制器、反射偏振器和极控制延迟器，该极控制延迟器包括包含图案化电极的液晶极控制延迟器并且还包括滤色器层；
图1C是示出视角控制光学元件的前透视图的示意图，该视角控制光学元件包括反射偏振器和极控制延迟器，该极控制延迟器包括包含图案化电极的液晶极控制延迟器并且还包括滤色器层；
图1D是示出防窥显示设备的前透视图的示意图，该防窥显示设备包括由背光源照明的透射式空间光调制器、吸收性输出显示偏振器和极控制延迟器，该极控制延迟器包括包含图案化电极的液晶极控制延迟器；
图1E是示出防窥显示设备的前透视图的示意图，该防窥显示设备包括背光源、极控制延迟器和透射式空间光调制器，该极控制延迟器包括包含图案化电极的液晶极控制延迟器，该透射式空间光调制器包括吸收性输入显示偏振器；
图1F是示出当电极被布置成驱动液晶延迟器层以获得高离轴反射率时的图1A的极控制延迟器的反射率的极变化的示意性曲线图；
图1G是示出当电极被布置成驱动液晶延迟器层以获得低离轴反射率时的图1A的极控制延迟器的反射率的极变化的示意性曲线图；
图1H是示出图1A的例示性背光源的亮度的极变化的示意性曲线图；
图1I是示出针对为4.0的每尼特勒克斯比率α在防窥模式中操作的图1A和表1的显示器的安全系数的极变化的示意性曲线图；
图1J是示出针对为1.0的每尼特勒克斯比率α在防窥模式中操作的图1A和表1的显示器的安全系数的极变化的示意性曲线图；
图1K是示出针对为1.0的每尼特勒克斯比率α在共享模式中操作的图1A和表1的显示器的安全系数的极变化的示意性曲线图；
图1L是示出针对为4.0的每尼特勒克斯比率α在防窥模式中操作的图1E和表1的显示器的安全系数的极变化的示意性曲线图；
图2A是示出由环境光源照明的膝上型计算机的前透视图的示意图，该膝上型计算机包括可切换防窥显示设备，该可切换防窥显示设备包括图案化电极液晶极控制延迟器，其中没有光从空间光调制器输出；
图2B是示出由环境光源照明的膝上型计算机的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括可切换防窥显示设备，该可切换防窥显示设备包括图案化电极液晶极控制延迟器，其中没有光从空间光调制器输出；
图3A是示出由环境光源照明的膝上型计算机的前透视图的示意图，该膝上型计算机包括可切换防窥显示设备，该可切换防窥显示设备包括图案化电极液晶极控制延迟器，其中光从空间光调制器输出并且在空间光调制器上提供图像；
图3B是示出由环境光源照明的膝上型计算机的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括可切换防窥显示设备，该可切换防窥显示设备包括图案化电极液晶极控制延迟器，其中光从空间光调制器输出并且在空间光调制器上提供图像；
图4A是示出由环境光源照明的膝上型计算机的前透视图的示意图，该膝上型计算机包括以防窥模式操作的可切换防窥显示器，该可切换防窥显示设备包括图案化电极液晶极控制延迟器，其中图案化电极通过共同电压驱动并且其中光从空间光调制器输出并且在空间光调制器上提供图像；
图4B是示出由环境光源照明的膝上型计算机的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括以防窥模式操作的可切换防窥显示器，该可切换防窥显示设备包括图案化电极液晶极控制延迟器，其中图案化电极通过共同电压驱动并且其中光从空间光调制器输出并且在空间光调制器上提供图像；
图4C是示出由环境光源照明的膝上型计算机的前透视图的示意图，该膝上型计算机包括以共享模式操作的可切换防窥显示器，该可切换防窥显示设备包括图案化电极液晶极控制延迟器，其中图案化电极通过共同电压驱动并且其中光从空间光调制器输出并且在空间光调制器上提供图像；
图4D是示出由环境光源照明的膝上型计算机的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括以共享模式操作的可切换防窥显示器，该可切换防窥显示设备包括图案化电极液晶极控制延迟器，其中图案化电极通过共同电压驱动并且其中光从空间光调制器输出并且在空间光调制器上提供图像；
图5A是示出膝上型计算机的前透视图的示意图，该膝上型计算机包括以标记防窥模式操作的可切换防窥显示器，该可切换防窥显示器包括图案化电极液晶极控制延迟器，其中图案化电极通过不同电压驱动并且其中在空间光调制器上提供图像数据；
图5B是示出由环境光源照明的膝上型计算机的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括以标记防窥模式操作的可切换防窥显示器，该可切换防窥显示器包括图案化电极液晶极控制延迟器，其中图案化电极通过不同电压驱动并且其中在空间光调制器上提供图像数据；
图5C是示出膝上型计算机的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括以全屏防窥模式操作的可切换防窥显示器；
图5D是示出膝上型计算机的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括以标记防窥模式操作的可切换防窥显示器，该可切换防窥显示器包括没有反射偏振器的图案化电极液晶极控制延迟器，其中图案化电极通过不同电压驱动并且其中在空间光调制器上提供图像数据；
图6A是示出包括以防窥模式操作的可切换防窥乘客信息娱乐显示器的机动车辆的顶视图的示意图；
图6B是示出包括以共享模式操作的可切换防窥乘客信息娱乐显示器的机动车辆的顶视图的示意图；
图6C是示出包括以共享模式操作的另选的可切换防窥乘客信息娱乐显示器的机动车辆的顶视图的示意图；
图7A是示出用于在图6C的汽车显示器中使用的防窥显示器的前透视图的示意图；
图7B是示出图7A的背光源角度控制元件的侧视图的示意图；
图7C是示出图7B的背光源角度控制元件的透射的极变化的示意性曲线图；
图7D是示出图7A的背光源和背光源角度控制元件的亮度的极变化的示意性曲线图；
图7E是示出图7A的另一极控制延迟器在低驾驶员分心模式中的透射的极变化的示意性曲线图；
图7F是示出图7A的极控制延迟器在低驾驶员分心模式中的透射的极变化的示意性曲线图；
图7G是示出图7A的极控制延迟器在低驾驶员分心模式中的反射率的极变化的示意性曲线图；
图7H是示出在具有以尼特为单位测量的值Ymax(其是具有以勒克斯为单位测量的值I的照度的一半)的显示器正面亮度下的具有图7D的亮度分布、图7E至图7F的透射分布和图7G的反射率分布的图7A的显示设备的在防窥操作模式中的表2的例示性实施方案的安全系数S的极变化的示意性曲线图；
图7I是示出图7A的另一极控制延迟器在共享模式中的透射的极变化的示意性曲线图；
图7J是示出图7A的极控制延迟器在共享模式中的透射的极变化的示意性曲线图；
图7K是示出图7A的极控制延迟器在共享模式中的反射率的极变化的示意性曲线图；
图7L是示出图7A的显示器在共享模式中的亮度的极变化的示意性曲线图；
图8A是示出可切换液晶极控制延迟器的电极的顶视图以及通过电压VFA的对顶部电极图案区域A的驱动的示意图；
图8B是示出可切换液晶极控制延迟器的电极的顶视图以及通过电压VFB的对顶部电极图案区域B的驱动的示意图；
图8C是示出可切换液晶极控制延迟器的电极的顶视图以及通过电压VRA的对底部电极图案区域A的驱动的示意图；
图8D是示出可切换液晶极控制延迟器的电极的顶视图以及通过电压VRB的对底部电极图案区域B的驱动的示意图；
图8E是以前视图示出图8A至图8D的已对准的第一电极和第二电极的示意图，该第一电极和第二电极被布置成提供远侧区域和近侧区域；
图8F是示出用于可切换液晶极控制延迟器的另选的顶部电极和底部电极的透视侧视图的示意图；
图9A是示出可切换液晶极控制延迟器的另选电极的顶视图以及通过电压VFA的对顶部电极图案区域A的驱动的示意图；
图9B是示出可切换液晶极控制延迟器的另选电极的顶视图以及通过电压VFB的对顶部电极图案区域B的驱动的示意图；
图9C是示出可切换液晶极控制延迟器的另选电极的顶视图以及通过电压VRA的对底部电极图案区域A的驱动的示意图；
图9D是示出可切换液晶极控制延迟器的另选电极的顶视图以及通过电压VRB的对底部电极图案区域B的驱动的示意图；
图10A是示出用于图7A至图7B和图8A至图8B的图案化电极的寻址的电路的示意图；
图10B是示出用于图8A至图8D的图案化电极的寻址的示例性电压信号的示意图；
图10C是示出由环境光源照明的显示器的俯视离轴透视图的示意图，其中图案化电极液晶极控制延迟器通过图10B的电压信号来寻址；
图10D是示出用于图8A至图8D的图案化电极的寻址的示例性电压信号的示意图；
图10E是示出由环境光源照明的显示器的俯视离轴透视图的示意图，其中图案化电极液晶极控制延迟器通过图10D的电压信号来寻址；
图11A是用于在标记显示模式中借助于相位控制驱动图8A至图8D的布置的相应相位的示意性相位图；
图11B是示出包括恒定振幅电压和相移控制的用于图8A至图8D的图案化电极的寻址的示例性电压信号的示意图；
图11C是示出作为相位阶跃的函数的正则化RMS电压的比率的示意性曲线图；
图11D是示出用于图8A至图8D的图案化电极的寻址的示例性数字电压信号的示意图；
图11E是示出针对图11D的布置的跨可切换液晶延迟器的所得施加电压的示意性曲线图；
图11F是示出针对图11D的布置的作为相位阶跃Δ的函数的rms电压的示意性曲线图；
图11G是示出用于产生如图11D所示的相移Δ的数字相移电路的示例性具体实施的电路框图；
图12A是示出用于具有岛区域的标记的可切换液晶极控制延迟器的顶部电极的顶视图的示意图；
图12B是示出用于具有岛区域的标记的可切换液晶极控制延迟器的底部电极的顶视图的示意图；
图12C是示出用于具有岛区域的标记的可切换液晶极控制延迟器的图12A至图12B的顶部电极和底部电极的对准的顶视图的示意图；
图12D是示出用于具有岛区域的标记的可切换液晶极控制延迟器的底部电极的顶视图的示意图；
图12E是示出用于具有岛区域的标记的可切换液晶极控制延迟器的图12A和图12D的顶部电极和底部电极的对准的顶视图的示意图；
图13A是示出用于可切换液晶极控制延迟器的顶部电极和底部电极的未对准的顶视图的示意图；
图13B是示出用于可切换液晶极控制延迟器的另选顶部电极和底部电极的顶视图的示意图；
图14A是示出标记和连接轨道的布置的顶视图的示意图；
图14B是示出标记和连接轨道的布置的顶视图的示意图，其中显示设备布置在汽车仪表板中；
图14C是示出包括第一近侧区域和第二近侧区域的标记和连接轨道的布置的顶视图的示意图；
图14D是示出包括可寻址电极的分段阵列的可切换液晶极控制延迟器的电极的顶视图的示意图；
图14E是示出包括可寻址电极的分段阵列的显示设备的操作的示意图，该可寻址电极的分段阵列构成标记和触摸屏；
图14F是示出包括可寻址电极的分段阵列和触摸屏的显示设备的操作的示意图；
图15A是示出以零伏特模式操作并且包括用于顶部电极和底部电极的偏移间隙的极控制延迟器的侧视图的示意图；
图15B是示出以防窥模式操作并且包括用于顶部电极和底部电极的偏移间隙的极控制延迟器的侧视图的示意图；
图15C是示出以防窥模式操作并且包括用于顶部电极和底部电极的对准间隙的极控制延迟器的侧视图的示意图；
图15D是示出包括包含负C板延迟器的无源延迟器的极控制延迟器的配向方向的透视前视图的示意图；
图15E是示出包括包含交叉正A板延迟器的无源延迟器的极控制延迟器的配向方向的透视前视图的示意图；
图15F是示出包括扭曲配向层的极控制延迟器的配向方向的透视前视图的示意图；
图15G是示出包括旋转配向层的极控制延迟器的配向方向的透视前视图的示意图；
图16是示出可切换液晶极控制延迟器的另选电极的顶视图的示意图；
图17A、图17B和图17C是示出图16的顶部电极的连接件的顶视图的示意图；
图18是示出跨图16的电极的电压的驱动的示意性电路图；
图19A是示出可切换液晶极控制延迟器的电极的顶视图以及通过用于近侧标记的电压VFA的对顶部电极图案区域A的驱动的示意图；
图19B是示出可切换液晶极控制延迟器的电极的顶视图以及通过用于近侧标记的电压VFB的对顶部电极图案区域B的驱动的示意图；
图19C是示出用于反射背景区域的图7A至图7B的图案化电极的寻址的示例性电压信号的示意图；
图19D是示出用于反射标记区域的图7A至图7B的图案化电极的寻址的示例性电压信号的示意图；
图20A是示出用于可切换液晶极控制延迟器的另选的顶部电极和底部电极的透视侧视图的示意图；
图20B是示出图20A的可切换液晶极控制延迟器的电极的顶视图的示意图；
图20C是示出由环境光源照明的膝上型计算机的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括可切换防窥显示设备，该可切换防窥显示设备包括图20A和图20B的图案化电极液晶极控制延迟器，其中没有光从空间光调制器输出；
图21A是以侧视图示出针对共享操作模式中的来自空间光调制器的透射光的图1A的布置的操作的示意图；
图21B是以侧视图示出针对防窥操作模式中的具有环境光的高反射率的来自空间光调制器的透射光的图1A的布置的操作的示意图；
图21C是以侧视图示出共享操作模式中的针对环境光的图1A的布置的操作的示意图；并且
图21D是以侧视图示出针对防窥操作模式中的具有环境光的高反射率的环境光的图1A的布置的操作的示意图。
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相关的术语。
在具有单轴双折射材料的层中，存在控制光学各向异性的方向，而与之垂直(或与之成给定角度)的所有方向具有等同的双折射。
光学延迟器的光轴是指单轴双折射材料中不会经历双折射的光线的传播方向。这不同于光学系统的光轴，该光轴可例如平行于对称线或垂直于主光线沿其传播的显示表面。
对于在正交于光轴的方向上传播的光，光轴是慢轴，此时具有平行于慢轴的电矢量方向的线性偏振光以最慢速度行进。慢轴方向是在设计波长下具有最高折射率的方向。类似地，快轴方向是在设计波长下具有最低折射率的方向。
对于正电介质各向异性单轴双折射材料，慢轴方向是双折射材料的非常轴。对于负电介质各向异性单轴双折射材料，快轴方向是双折射材料的非常轴。
术语“半波长”和“四分之一波长”是指延迟器对于可通常在500nm至570nm之间的设计波长λ0的操作。在本例示性实施方案中，除非另外指明，否则提供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垂直偏振分量之间提供相移，其特征在于它赋予两个偏振分量的相对相位的量Γ；其通过以下等式与延迟器的双折射Δn和厚度d相关
Γ＝2.π.Δn.d/λ0 等式1
在等式1中，Δn被定义为非常折射率和寻常折射率之间的差值，即
Δn＝ne-no 等式2
对于半波长延迟器，选择d、Δn和λ0之间的关系，使得偏振分量之间的相移为Γ＝π。对于四分之一波长延迟器，选择d、Δn和λ0之间的关系，使得偏振分量之间的相移为Γ＝π/2。
本文术语半波长延迟器通常是指垂直于延迟器传播并且垂直于空间光调制器传播的光。
现在将描述光线传播穿过一对偏振器之间的透明延迟器的一些方面。
光线的偏振态(SOP)由任何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改变SOP，而保持净相对相位保持SOP。在本说明书中，SOP可被称为偏振态。
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，该线性SOP的线性偏振分量与线性偏振器的电矢量传输方向平行，并且衰减具有不同SOP的光。术语“电矢量传输方向”是指平行于入射光的电矢量传输的方向的偏振器的非定向轴线，即使传输的“电矢量”总是具有瞬时方向。术语“方向”通常用于描述该轴线。
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。吸收线性偏振器的示例为二向色性偏振器。
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。作为线性偏振器的反射偏振器的示例为多层聚合物膜叠堆(诸如得自3M公司的DBEFTM或APFTM)或线栅偏振器(诸如得自Moxtek的ProFluxTM)。反射线性偏振器还可包括串联布置的胆甾型反射材料和四分之一波片。
布置在线性偏振器与不引入相对净相移的平行的线性分析偏振器之间的延迟器提供光的完全透射，而不是线性偏振器内的残余吸收。
在正交偏振分量之间提供相对净相移的延迟器改变SOP，并且在分析偏振器处提供衰减。
在本公开中，“A板”是指利用双折射材料层的光学延迟器，该双折射材料层的光轴平行于该层的平面。
“正A板”是指正双折射A板，即Δn为正的A板。
在本公开中，“C板”是指利用双折射材料层的光学延迟器，其中该双折射材料层的光轴垂直于该层的平面。“正C板”是指正双折射C板，即Δn为正的C板。“负C板”是指负双折射C板，即Δn为负的C板。
“O板”是指利用双折射材料层的光学延迟器，其中该双折射材料层的光轴具有平行于该层的平面的分量和垂直于该层的平面的分量。“正O板”是指正双折射O板，即Δn为正的O板。
可提供消色差延迟器，其中该延迟器的材料具有随波长λ变化的延迟即
Δn.d/λ＝κ 等式3
其中κ基本上是常数。
合适的材料的示例包括得自帝人膜(Teijin Films)的改性聚碳酸酯。在本发明的实施方案中可提供消色差延迟器，以有利地最小化具有低亮度减小的极性角观察方向和具有增加的亮度减小的极性角观察方向之间的颜色变化，如下文将描述的。
现在将描述本公开中所使用的与延迟器和液晶相关的各种其他术语。
液晶单元具有Δn.d给出的延迟，其中Δn是液晶单元中的液晶材料的双折射，并且d是液晶单元的厚度，它们与液晶单元中的液晶材料的配向无关。
水平配向是指可切换液晶显示器中的液晶的配向，其中分子基本上与基底平行配向。水平配向有时被称为平面配向。水平配向通常可具有诸如2度的小预倾角，使得液晶单元的配向层的表面处的分子轻微倾斜，如下文将描述。预倾角被布置成使单元切换时的简并最小化。
在本公开中，垂直配向是棒状液晶分子基本上与基底垂直配向的状态。在盘状液晶中，垂直配向被定义为由盘状液晶分子形成的柱状结构的轴线与表面垂直配向的状态。在垂直配向中，预倾角是靠近配向层的分子的倾角，并且通常接近90度，例如可为88度。
在扭曲液晶层中，提供了向列型液晶分子的扭曲构型(也称为螺旋结构或螺旋)。扭曲可通过配向层的非平行配向来实现。另外，可将胆甾型掺杂剂添加到液晶材料中，以破坏扭曲方向(顺时针或逆时针)的简并性，并进一步控制松弛(通常为未驱动)状态下的扭曲间距。超扭曲液晶层具有大于180度的扭曲。用于空间光调制器的扭曲向列层通常具有90度的扭曲。
具有正电介质各向异性的液晶分子在施加的电场的作用下从水平配向(诸如A板延迟器取向)切换到垂直配向(诸如C板或O板延迟器取向)。
具有负电介质各向异性的液晶分子在施加的电场的作用下从垂直配向(诸如C板或O板延迟器取向)切换到水平配向(诸如A板延迟器取向)。
棒状分子具有正双折射，使得ne>no，如等式2所述。盘状分子具有负双折射，使得ne<no。
正延迟器诸如A板、正O板和正C板通常可由拉伸膜或棒状液晶分子来提供。负延迟器诸如负C板可由拉伸膜或盘状液晶分子来提供。
平行液晶单元配向是指水平配向层平行或更通常反平行的配向方向。就预倾垂直配向而言，配向层可具有基本上平行或反平行的部件。混合配向的液晶单元可具有一个水平配向层和一个垂直配向层。扭曲的液晶单元可由不具有平行配向(例如彼此以90度取向)的配向层提供。
透射式空间光调制器还可包括输入显示偏振器和输出显示偏振器之间的延迟器，例如美国专利号8237876中所公开的，该专利全文以引用方式并入本文。此类延迟器(未示出)与本发明实施方案的无源延迟器处于不同的位置。此类延迟器补偿了离轴观察位置的对比度劣化，这与本发明实施方案的离轴观察位置的亮度减小的效果不同。
显示器的防窥操作模式是其中观察者看到低对比灵敏度使得图像不清晰可见的模式。对比灵敏度是对静态图像中不同级别的亮度进行区分的能力的量度。逆对比灵敏度(Inverse contrast sensitivity)可用作视觉安全性的量度，因为高视觉安全性水平(VSL)对应于低图像可见度。
对于向观察者提供图像的防窥显示器，视觉安全性可给定为：
V＝(Y+R)/(Y–K) 等式4
其中V为视觉安全性水平(VSL)，Y为在窥探者视角下显示器的白态的亮度，K为在窥探者视角下显示器的黑态的亮度，并且R为来自显示器的反射光的亮度。
面板对比度给定为：
C＝Y/i 等式5
因此视觉安全性水平可进一步给定为：
V＝(P.Ymax+I.ρ/π)/(P.(Ymax–Ymax/C)) 等式6
其中：Ymax是显示器的最大亮度；P是离轴相对亮度，典型地被定义为在窥探者角度下的亮度与最大亮度Ymax的比率；C是图像对比度；ρ是表面反射率；π是立体角系数(单位为球面度)，并且I是照度。Ymax的单位是I的单位除以立体角(以球面度为单位)。
显示器的亮度随角度而变化，并且因此显示器的最大亮度Ymax出现在取决于显示器的配置的特定角处。
在许多显示器中，最大亮度Ymax出现在正面，即垂直于显示器。本文所公开的任何显示设备可被布置成具有出现在正面的最大亮度Ymax，在这种情况下，对显示设备的最大亮度Ymax的引用可由对显示设备的亮度法线的引用来代替。
另选地，本文所描述的任何显示器可被布置成具有出现在与显示设备法线形成的大于0°的极角处的最大亮度Ymax。作为示例，最大亮度Ymax可出现在非零极角处以及具有例如零横向角的方位角处，使得最大亮度针对向下看向显示设备的同轴用户。极角可例如是10度并且方位角可以是向北方向(从向东方向逆时针90度)。因此，观看者可期望地以典型的非垂直视角看到高亮度。
离轴相对亮度P有时被称为防窥级别。然而，此类防窥级别P描述了在给定极角下显示器相对于正面亮度的相对亮度，并且实际上不是防窥外观的量度。
照度I是入射在显示器上并且从显示器朝向观察者位置反射的每单位面积的光通量。对于朗伯照度以及对于具有朗伯前漫射器的显示器，照度I相对于极角和方位角不变。对于其中非朗伯前漫射器布置在具有定向(非朗伯)环境光的环境中的有关显示器的布置，照度I随观察的极角和方位角变化。
因此，在完全黑暗的环境中，高对比度显示器具有大约1.0的VSL。随着环境照度提高，感知到的图像对比度降低，VSL提高并且感知到防窥图像。
对于典型的液晶显示器，几乎所有视角的面板对比度C均高于100:1，使得视觉安全性水平近似于：
V＝1+I.ρ/(π.P.Ymax) 等式7
在本实施方案中，除了等式4的示例性定义之外，可提供视觉安全性水平V的其他测量，例如以包括对窥探者位置的窥探者的图像可见性、图像对比度、图像颜色和白点以及对向图像特征尺寸的影响。因此，视觉安全性水平可以是显示器的防窥程度的度量，但是可不限于参数V。
可根据眼睛的对数响应来确定感知图像安全性，使得安全系数S由下式给出
S＝log10(V) 等式8
S＝log10(1+α.ρ/(π.P)) 等式9
其中α是照度I与最大亮度Ymax的比率。
以下面方式确定S的期望极限。在第一步骤中，提供了防窥显示设备。使用适光测量装备来测量显示设备的防窥级别随极视角的变化P(θ)以及显示设备的反射率随极视角的变化ρ(θ)。光源(诸如基本上均匀亮度的灯箱)被布置成从被照明区域提供照明，该被照明区域被布置成沿着入射方向照明防窥显示设备，以用于以与显示设备法线形成的大于0°的极角反射到观看者位置。基本上朗伯发射的灯箱的照度随极视角的变化I(θ)是通过测量所记录的反射亮度随极视角的变化并考虑到反射率的变化P(θ)来确定的。P(θ)、ρ(θ)和I(θ)的测量用于确定沿着零仰角轴线的安全系数随极视角的变化S(θ)。
在第二步骤中，在防窥显示器上提供了一系列高对比度图像，包括(i)最大字体高度为3mm的小文本图像、(ii)最大字体高度为30mm的大文本图像和(iii)移动图像。
在第三步骤中，每个观察者(在适当的情况下具有针对1000mm处的观看的视力校正)从1000mm的距离观看每个图像，并且在零仰角处调整其观看极角，直到从显示器上处于或接近显示器的中心线的位置针对一只眼睛实现了图像不可见。记录观察者眼睛的极位置。根据关系式S(θ)，确定了所述极位置处的安全系数。针对不同图像、针对各种显示器亮度Ymax、不同灯箱照度I(θ＝0)、针对不同背景照明条件并且针对不同观察者重复测量。
根据上述测量，S<1.0提供了低视觉安全性或没有提供视觉安全性，并且S≥1使得图像不可见。在范围1.0≤S<1.5中，即使图像出于实际目的是不可见的，但图像的一些特征仍然可取决于图像内容的对比度、空间频率和时间频率而被感知，而在范围1.5≤S<1.8中，图像对于大多数图像和大多数观察者而言是不可见的，并且在范围S≥1.8中，图像对于所有观察者而言是不可见的，与图像内容无关。
在实际显示设备中，这意味着期望针对作为窥探者的离轴观看者提供满足关系式S≥Smin的S值，其中：Smin具有1.0或更大的值，以实现实际上所显示的图像对于离轴观看者而言不可见的效果。
在所讨论的观察角度θ下，由索引n标记的显示器的区域的安全系数Sn通过以下根据等式8和等式9给出：
Sn(θ)＝log10[1+ρn(θ).α(θ)/(π.Pn(0))] 等式10
其中：α是从显示器反射到所讨论的角度并且以勒克斯(lumen.m-2)为单位的到显示器上的照度I(θ)与以尼特(lumen.m-2.sr-1)为单位的最大照度Ymax的比率，其中α的单位是球面度，π是以球面度为单位的立体角，ρn(θ)是相应的第n个区域中的沿着观察方向的显示设备的反射率，并且Pn(θ)是在相应的第n个区域中的沿着观察方向的显示设备的亮度的比率。
在人为因素测量中，已发现了下文描述的本发明实施方案的期望防窥显示器通常在照度I与最大亮度Ymax的比率α为4.0时在观察角度下以安全系数Sn≥1.0进行操作。例如，照明显示器并且在从显示器反射之后指向处于观察方向(θ＝+45°)的窥探者的照度I(θ＝-45°)可以是1000勒克斯并且为用户提供的最大显示器照度Ymax可以是250尼特。这提供了对于大范围的实际显示器而言不可见的图像。
更优选地，通过在比率α为2.0时在观察角度下以安全系数Sn≥1.0进行操作，显示器可具有改进的特性：反射率ρn(θ＝45°)和防窥性Pn(θ＝45°)。这种布置期望地改进了显示器对于靠近Ymax方向的主要用户的相对感知亮度和对比度，同时实现了期望安全系数Sn≥1.0。最优选地，通过在比率α为1.0时在观察角度下以安全系数Sn≥1.0进行操作，显示器可具有改进的特性：反射率ρn(θ＝45°)和防窥性Pn(θ＝45°)。与显示器周围的被照明区域的亮度相比，这种布置实现了显示器对于靠近Ymax的方向的主要用户的期望高感知亮度和对比度，同时针对处于观察方向的离轴观察者47实现了期望安全系数Sn≥1.0。
以上讨论集中于降低所显示图像对于作为窥探者的离轴观看者的可见性，但类似的考虑适用于所显示图像对于通常为同轴的显示设备的预期用户的可见性。在这种情况下，视觉安全性水平(VSL)V的水平的降低对应于图像对于观看者的可见性的增加。在观察期间，S＜0.2可提供所显示图像的可接受的可见性(感知对比度)并且更期望地S＜0.1。在实际显示设备中，这意味着期望为作为显示设备的预期用户的同轴观看者提供满足关系式S≤Smax的S值，其中Smax的值为0.2。
在本讨论中，来自期望白点(uw’，vw’)的输出颜色(uw’+Δu’，vw’+Δv’)的颜色变化Δε可通过CIELUV色差度量来确定，假设为典型的显示光谱照明体并且由下式给出：
Δε＝(Δu’2+Δv'2)1/2 等式11
现在将描述各种定向显示设备的结构和操作。在本说明书中，公共元件具有共同的附图标记。应当注意，涉及任何元件的公开内容适用于其中提供了相同或对应元件的每个设备。因此，为了简洁起见，不重复此类公开内容。
图1A是示出防窥显示设备100的前透视图的示意图，该防窥显示设备被布置成在被环境光源410照明时操作(以如将描述的各种模式)并且包括被背光源20照明的透射式空间光调制器48、反射偏振器302和极控制延迟器300，该极控制延迟器包括无源延迟器330以及包括图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301。
用于在环境照明410中使用的显示设备100包括：被布置成输出光的空间光调制器48，其中空间光调制器48包括被布置在空间光调制器48的输出侧上的输出偏振器218，该输出偏振器218是线性偏振器；视角控制布置，该视角控制布置包括：布置在输出偏振器218的输出侧上的附加偏振器318，该附加偏振器318是线性偏振器；布置在输出偏振器218和附加偏振器318之间的反射偏振器302，该反射偏振器302是线性偏振器；和布置在反射偏振器302和附加偏振器318之间的至少一个极控制延迟器300，该至少一个极控制延迟器300包含可切换液晶延迟器301，该可切换液晶延迟器包括液晶材料414的层314以及在液晶材料414的层314的相对侧上的第一透射电极317F和第二透射电极317R。
第一透射电极317F和第二透射电极317R中的至少一者在由间隙390间隔开的区域327A、327B中被图案化。在图1A的实施方案中，第一透射电极317F被图案化为具有区域327FA、327FB，并且第二透射电极317R被图案化为具有区域327RA、327RB。
电极317F、317R提供液晶材料414的层314的多个可寻址区域320A、320B，它们是呈用于显示给离轴观察者47的标记322的形状的多个可寻址标记区域320A(或者在更一般的情况下是至少一个可寻址标记区域320A)以及呈标记322的背景的形状的多个可寻址背景区域320B(即标记322的反转)。在显示设备100的操作模式中的至少一个操作模式中，区域320A、320B通过期望的驱动方案来寻址，其例示性示例将在下文中描述，使得标记区域320A中的液晶材料414的配向方向415A不同于背景区域320B中的液晶材料414的配向方向415B。
在图1A的实施方案中，第一透射电极317F和第二透射电极317R都被图案化为具有区域327FA、327FB、327RA、327RB，这些区域呈构成文本“LOGO”的标记322的形状。更一般地，标记322可以是图标或文本或某个其他图形图像。
控制系统500被布置成控制空间光调制器48并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压以用于驱动液晶材料414的层314。
至少一个极控制延迟器300还包括无源延迟器330。
空间光调制器48是透射式空间光调制器48并且显示设备100还包括被布置成向空间光调制器48供应光的背光源20。
现在将更详细地描述显示设备100的结构。
显示设备100包括被布置成输出光400的背光源20和被布置成从背光源20接收输出光的透射式空间光调制器48。
背光源装置20包括后反射器3和波导布置，该波导布置包括波导1、光源15和光控制部件5，该光控制部件可包括诸如光转向膜或亮度增强膜的光学元件，以及漫射器，并且被布置成接收从波导1出射并直接通过空间光调制器48的光。
在另选实施方案中，光源15可包括微型LED阵列，可省略波导1，并且可提供颜色转换膜和光散射膜以照明空间光调制器48。有利地，可实现增加的动态范围和亮度。
在图1A的实施方案中，空间光调制器48可包括液晶显示设备，该液晶显示设备包括基底212、216以及具有红、绿和蓝像素220、222、224的液晶层214。空间光调制器48在其相对两侧上具有输入显示偏振器210和输出显示偏振器218。输出显示偏振器218被布置成向来自空间光调制器48的像素220,222,224的光提供高消光率。典型偏振器210、218可为吸收型偏振器，诸如二向色性偏振器(诸如拉伸PVA上的碘偏振器。)。
任选地，反射偏振器208可设置在背光源20和输入偏振器210之间以提高来自背光源20的输出光的效率。反射偏振器208不同于下文所述的反射偏振器302。反射偏振器208、302可由来自3M公司的材料(诸如DBEFTM或APFTM)提供。
附加偏振器318布置在空间光调制器48的输出侧上，其中附加偏振器318是线性偏振器。反射偏振器302布置在附加偏振器318和显示偏振器218之间。显示器输出偏振器218、反射偏振器302和附加偏振器318分别具有与输入偏振器218的透射方向平行和正交的电矢量传输方向。有利地提高了透射效率。
极控制延迟器300布置在反射偏振器302和显示偏振器218之间，极控制延迟器300包含可切换液晶延迟器301，该可切换液晶延迟器包括布置在设置有透明电极317F、317R的基底312、316之间的液晶材料414的层314。
下文将参考图15A至图15C进一步描述可切换液晶延迟器301的结构。
图1A的极控制延迟器还包括至少一个无源补偿延迟器330。这种无源补偿延迟器330可包括C板、A板或它们的组合并且有利地实现增加尺寸的极区域，在该极区域上可实现减小的亮度和增加的反射率，如下文将描述的。
显示设备100由来自环境光源410的光线412照明。
极控制延迟器300、附加偏振器318和反射偏振器的结构和操作在下文中相对于图21A至图21D以及在美国专利号10,976,578中进一步描述，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。
电极317F包括由间隙390F间隔开的第一区域327FA和第二区域327FB，并且电极317R包括由间隙390R间隔开的第一区域327RA和第二区域327RB。在图1A的实施方案中，电极317F被示为在电极317R和附加偏振器318之间。在图1A的另选实施方案中以及在下文中描述的那些另选实施方案中，电极317R可被布置在电极317F和附加偏振器318之间。
控制系统500被布置成提供电压驱动器501的控制，该电压驱动器被布置成将电压分别驱动到电极区域327FA、327FB、327RA、327RB，如下文将描述的。
图1B是示出防窥显示设备100的前透视图的示意图，该防窥显示设备被布置成在被环境光源410照明时进行操作并且包括发射式空间光调制器48、反射偏振器302和极控制延迟器300，该极控制延迟器包括包含图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301并且还包括任选滤色器层380。未进一步详细讨论的图1B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图1B的另选实施方案在若干方面不同于图1A的布置。在第一方面，空间光调制器48是发射式空间光调制器48并且没有输入偏振器210。
另一附加偏振器318A设置在反射偏振器302和输出偏振器218之间。包括另一液晶延迟器301A和无源补偿延迟器330A的另一极控制延迟器300A设置在另一附加偏振器318A和输出偏振器218之间。另一液晶延迟器301包括透明基底312A、316A和均匀电极317FA、317RA之间的液晶层314A。
与图1A的布置相比，空间光调制器48可提供在离轴位置中具有较高亮度的光锥，使得安全系数S低于可由定向背光源20实现的安全系数。附加极控制延迟器300A可有利地在防窥模式中实现减小的离轴亮度并且在共享模式中实现从宽观看位置的图像可见性。有利地，可为了防窥显示操作增加安全系数。
在图1B的另选实施方案中，电极317F还可分别包括分段区域392A-D，如下文将进一步描述的。附加极控制延迟器301A可包括电极317AF、317AR中的一者，其也在区域392AA-AD中被分段，尽管可不具有标记322。区段392A-D和392AA-AD可分别被对准。有利地，可提供包括混合的宽角和防窥区域的显示设备。区段可以是如图所示的象限，可以是线性条带，或可具有一些其他形状。
在图1B的另选实施方案中，滤色器380设置在反射偏振器302和附加偏振器318之间。反射光线可具有通过两次穿过滤色器380而修改的颜色，以提供与环境的美观匹配的颜色或例如与品牌颜色匹配的颜色。单次穿过滤色器380的从空间光调制器48输出的光的颜色可被修改以提供适当白点。
图1B的另选方案可进一步应用于图1A的布置。另一附加偏振器318A可设置在背光源20和输入显示偏振器210之间。极控制延迟器300A可设置在输入显示偏振器210和另一附加偏振器318A之间。有利地，可实现增加的离轴亮度控制。
图1C是示出视角控制光学元件101的前透视图的示意图，该视角控制光学元件包括反射偏振器302和极控制延迟器300，该极控制延迟器包括至少一个无源延迟器330和包括图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301并且还包括滤色器层380。未进一步详细讨论的图1C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在图1C的另选实施方案中，可提供视角控制元件101以用于与空间光调制器48一起使用。有利地，可实现可切换防窥功能。
在表1中提供了极控制延迟器300的例示性布置，其包括具有反平行水平配向层417F、417R(如下文进一步描述的)的液晶层314。配向方向平行于y轴取向(相对于水平显示轴线旋转)。无源控制延迟器330包括交叉的A板330A、330B，并且具有大约比防窥模式电压大三倍的共享模式电压。电压信号520是DC平衡的并且具有正方形、正弦曲线或其他形状。典型地，在操作中，液晶层314的液晶材料414响应于寻址电压的均方根电压。
表1
在表1的例示性实施方案中，防窥模式的寻址电压期望地为2.3V。共享模式的寻址电压通常>5V，高于该电压时，层314的液晶材料414的重新配向是基本上饱和的。因此，三倍于共享模式的防窥电压的寻址电压是期望电平。
现在将描述不具有反射偏振器302的结构。
图1D是示出防窥显示设备100的前透视图的示意图，该防窥显示设备包括由背光源20照明的透射式空间光调制器48、吸收性输出显示偏振器218和极控制延迟器300，该极控制延迟器包括包含图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301。未进一步详细讨论的图1D的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
用于在环境照明410中使用的显示设备100包括被布置成输出光的空间光调制器48，其中空间光调制器48包括被布置在空间光调制器48的一侧上的显示偏振器，该显示偏振器是线性偏振器并且在图1D中是布置在空间光调制器48的输出侧上的输出偏振器218。视角控制布置包括：作为显示偏振器布置在空间光调制器48的相同侧上的附加偏振器318，该附加偏振器318是线性偏振器。至少一个极控制延迟器300布置在显示偏振器218与附加偏振器318之间，该至少一个极控制延迟器300包含可切换液晶延迟器301，该可切换液晶延迟器包括液晶材料414的层314以及在液晶材料414的层314的相对侧上的第一透射电极317F和第二透射电极317R，其中第一透射电极317F和第二透射电极317R中的至少一者在由间隙390F、390R间隔开的区域327FA、327FB、327RA、327RB中被图案化以提供液晶材料414的层314的多个可寻址区域320A、320B，该多个区域320A、320B中的至少一者处于用于向观察者47显示的标记322的形状。
图1D的布置可进一步由其中空间光调制器48包括发射显示器并且省略背光源20的另选实施方案提供。
与图1A的实施方案相比，图1D的另选实施方案示出了可省略反射偏振器302。来自环境光源410的光412被附加偏振器318的前表面反射，然而显示器反射率ρ由菲涅耳反射确定并且在提供前表面漫射的情况下由表面粗糙度调节。有利地，降低了堆叠复杂性和成本。显示设备100的反射率可被减小，使得在共享模式中针对显示器观察者45、47实现增加的图像对比度；并且在操作的关闭模式中提供更黑外观显示。有利地，可实现改进的美学外观。
如下文将在图5D中描述的，在标记防窥模式中的操作中，则由远侧标记区域320A提供的安全系数SA可被设置为与由近侧远侧背景区域320B提供的安全系数SB不同，使得标记322可在标记防窥模式中作为远侧标记区域320A与近侧背景区域320B之间的输出亮度的对比的差异而可见。
图1E是示出防窥显示设备100的前透视图的示意图，该防窥显示设备包括背光源20、极控制延迟器300和透射式空间光调制器48，该极控制延迟器包括包含图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301，该透射式空间光调制器包括吸收性输入显示偏振器210。未进一步详细讨论的图1E的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
与图1D的实施方案相比，在图1E的另选实施方案中，显示偏振器是线性偏振器，其是布置在空间光调制器48的输入侧上的输入偏振器210。附加偏振器318布置在空间光调制器48的输入侧上。至少一个极控制延迟器300布置在输入偏振器210和附加偏振器318之间。
与图1D的实施方案相比，在图1E的另选实施方案中，显示偏振器是空间光调制器48的输入偏振器210，并且包括图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301布置在附加偏振器318和输入偏振器210之间。
有利地，可减小来自可在图1D的布置中可见的图案化电极317F、317R的残留反射的可见性，并且可实现显示设备100的改进的黑色外观。
图1F是示出当电极317F、317R被布置成驱动液晶层314以获得高离轴反射率时的图1A的极控制延迟器300A和表1的例示性实施方案的反射率的极变化的示意性曲线图；图1G是示出当电极317F、317R被布置成驱动液晶层314以获得低离轴反射率时的图1A的极控制延迟器300A和表1的例示性实施方案的反射率的极变化的示意性曲线图；并且图1H是示出图1A的例示性背光源20的亮度的极变化的示意性曲线图。示出了示例性观察者45、47的极位置445、447。
现在将描述针对不同布置的安全系数随极角的变化。
图1I是示出针对为4.0的每尼特勒克斯比率α在防窥模式中操作的图1A和表1的显示器的安全系数S随图1H的背光源20分布的极变化的示意性曲线图；图1J是示出针对为1.0的每尼特勒克斯比率α在防窥模式中操作的图1A和表1的显示器的安全系数S随图1H的背光源20分布的极变化的示意性曲线图；图1K是示出针对为1.0的每尼特勒克斯比率α在共享模式中操作的图1A和表1的显示器的安全系数S随图1H的背光源20分布的极变化的示意性曲线图；并且图1L是示出针对为4.0的每尼特勒克斯比率α在防窥模式中操作的图1E和表1的显示器的安全系数S随图1H的背光源20分布的极变化的示意性曲线图。未进一步详细讨论的图1H至图1K的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在本说明书中，术语“极角”是指观察者45、47观看显示器的方向。在下面的描述中，使用具有仰角坐标角和横向坐标角的坐标约定来描述极角。在另选坐标约定中，极角可具有作为从平面的法线方向的倾斜角的极坐标角(其不同于本文所指的极角)，以及作为在所述平面中从所述平面中的参考方向的旋转角的方位坐标角。
参照图1H至图1K，同轴观察者45的标称极角由极角445标记，并且同轴观察者47的标称极角由极角447标记。示出了等安全系数的轮廓线，其指示极区域的尺寸，针对该极区域实现了各种水平的图像安全性，如通过上文所描述的人为因素测量建立的。
图1H至图1I示出了针对不同照明条件的防窥模式(光锥401)的安全系数S的变化。在窄角操作模式中，窄角光锥401的尺寸可由针对其S<0.2以使得极角445处的观察者45看到图像的极区域示出。减小照度与最大显示器亮度(在图1H至图1K中，其是在显示设备100的平面的法线方向上)的比率α会减小针对其S≥1的极区域的尺寸。
图1K示出了共享操作模式中的安全系数S(其针对光锥402)。在共享操作模式中，宽角光锥402可以是针对其S<1.0的极区域。在图1K的实施方案中，在观察者47的极角447处的安全系数S接近0.2，并且因此图像将是清楚可见的，尽管可能不具有最期望的对比度。
通过与图1I的比较，图1L示出了从光学堆叠中移除反射偏振器302的效果，即减小显示器反射率ρ。因此，观察者47处的安全系数S不如可通过图1A的光学堆叠实现的安全系数那么高。
控制系统500被布置成可以多种操作模式进行操作，如现在将描述的。
图2A是示出由环境光源410照明的膝上型计算机102的前透视图的示意图，该膝上型计算机包括可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括具有图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301，其中没有光400从空间光调制器48输出；并且图2B是示出由环境光源410照明的膝上型计算机102的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括具有图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301，其中没有光400从空间光调制器48输出。未进一步详细讨论的图2A至图2B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图2A至图2B示出了标记显示模式(其也可称为“标记休眠模式”)的操作。显示设备100可包括例如图1A或图1B的显示设备100。控制系统500控制空间光调制器48以不显示图像(例如，通过关闭空间光调制器48并且在存在背光源20的情况下)，并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压VF、VR，该电压将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的不同状态，使得标记322在窄角下对于观察者45而言不可见，但是在宽角下对于观察者47而言可见。
控制系统500跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压VF、VR，如下文将进一步描述。相应电压VF、VR将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的不同状态，即可在标记区域320A中提供电压VFA、VRA，并且可在背景区域320B中提供电压VFB、VRB。
标记322包括远侧标记区域320A和近侧背景区域320B，其中通常远侧标记区域320A包括要显示的插图、图像、文本或其他标记信息。
至少一个标记显示模式包括控制系统500控制空间光调制器48以不显示图像336，并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压VF、VR的标记显示模式，该电压将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的不同状态，使得标记区域320A在宽角下对于离轴观察者47而言可见，而在窄角下对于观察者45而言不可见。
在本实施方案中，观察者45可典型地(但不一定)位于同轴位置中或附近并且典型地是显示器用户。观察者47可通常位于离轴位置中并且可以是显示器窥探者，其是图像数据的不想要的接收者，或者在车辆中可以是车辆的驾驶员，其中所接收的图像数据可提出分心。
现在将进一步描述标记显示模式中的显示设备100的操作。
图2A示出了当没有光从空间光调制器48输出时的显示器对于正面显示器观察者45的外观。
考虑到通过视角控制元件302、300、318的透射光，没有来自空间光调制器48的输出并且因此没有显示器输出亮度。可在休眠操作模式中提供这种布置。有利地，显示设备100的功耗是用于仅驱动极控制延迟器300而不驱动空间光调制器48或背光源20的非常低的功率。当提供标记322以实现对预期购买者的品牌或其他美学吸引力时，也可在销售操作模式中提供这种布置。
考虑到正面显示器观察者45可看到的入射环境光线412，则不管跨液晶层314的电压VF、VR如何，极控制延迟器300操作以针对附加偏振器318在两个区域320A、320B中透射的入射偏振态不提供相移。入射到反射偏振器302上的偏振环境光被透射而不是被反射。因此，对于两个区域320A、320B，观察者45看到来自显示器的低反射率，并且标记不可见。
图2B示出了当没有光从空间光调制器48输出时的显示器对于离轴显示器离轴观察者47的外观。
考虑到通过视角控制元件302、300、318的透射光，没有来自空间光调制器48的输出并且因此没有显示器输出亮度。
考虑到可被离轴显示器离轴观察者47看作反射光线413的入射环境光线412，则极控制延迟器300进行操作以针对附加偏振器318在由第一驱动电压VFA、VRA驱动的标记区域320A中透射的入射偏振态提供第一相移；并且针对附加偏振器318在由第二驱动电压VFB、VRB驱动的背景区域320B中透射的入射偏振态提供第二不同相移。
不同相移提供了入射到反射偏振器302上的不同偏振态，并且因此提供了在反射偏振器302处的不同反射率。反射光线413透射通过附加偏振器318并且反射到离轴观察者47。
在一个标记区域320A中，可提供第一反射率，并且在背景区域320B中，可提供不同反射率。例如，在图2B的例示性示例中，标记区域320A可具有低反射率并且背景区域320B可具有高反射率，使得标记区域320A作为反射背景上的暗标记对于离轴观察者47而言可见。
回到表1和图1D至图1E的例示性实施方案。标记区域320A由图1G的极反射率分布提供，使得离轴观察者47在具有零仰角的-45度横向角的极坐标位置处看到低反射率。背景区域320B由图1F的极反射率分布提供，使得离轴观察者47在相同极位置处看到高反射率。然后，在两个区域320A、320B中，观察者45看到相同的低反射率并且没有观察到标记或者以低对比度观察到标记。
标记可有利地实现例如商标信息或安全信息的显示。
与用于从空间光调制器48提供光的功耗相比，用于驱动极控制延迟器300的区域320A、320B的功耗可为显著更低的。在例示性示例中，针对典型膝上型计算机，极控制延迟器300的功耗可小于250mW，而空间光调制器在操作中的功耗可为5W。有利地通过低功耗，标记可对于离轴观察者47而言可见。
现在将描述另一标记显示模式的操作。可能期望向正面显示器观察者45提供标记信息，同时向离轴显示器离轴观察者47提供反射标记区域320A。
图3A是示出由环境光源410照明的膝上型计算机102的前透视图的示意图，该膝上型计算机包括可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括具有图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301，其中光400从空间光调制器48输出并且在空间光调制器48上提供图像336；并且图3B是示出由环境光源410照明的膝上型计算机102的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括具有图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301，其中光400从空间光调制器48输出并且在空间光调制器48上提供图像336。未进一步详细讨论的图3A至图3B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图3A至图3B的另选实施方案示出了可被称为“标记防窥模式”的窄角操作显示模式，其中控制系统500控制空间光调制器48以显示操作图像338并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压VF、VR，该电压将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的不同状态，使得操作背景图像336B、336C在宽角下不可见并且在窄角下(即，在窄角光锥401内的角度下)可见。由照明标记图像336A提供的标记322在窄角下对于观察者45而言可见，并且由照明标记图像336A和极控制延迟器300的区域320A、320B提供的标记322在宽角下对于观察者47而言可见。
现在将进一步描述图3A至图3B的另选标记显示模式中的显示设备100的操作。
图3A示出了当从空间光调制器48输出照明图像时的显示器对于正面显示器观察者45的外观。观察者45可在背景图像336B上看到作为静止照明图像的标记照明标记图像336A。标记照明图像336A可与极控制延迟器300的标记区域320A对准。有利地，标记322的可见性可设置在与视角无关的共同位置中。
图像还可被设置有对于观察者45而言可见，但是对于离轴观察者47而言是隐私的用户数据336C(例如，信息娱乐或控制信息)。
考虑到通过视角控制元件302、300、318的透射光，不管跨液晶层314的电压VF、VR如何，极控制延迟器300操作以针对显示偏振器218和反射偏振器302在两个区域320A、320B中透射的入射偏振态不提供相移。入射到附加偏振器318上的来自空间光调制器48的偏振光被透射。观察者因此看到图像区域336A、336B、336C。在另选实施方案中，标记照明图像336A可不被照明，并且可在区域336B、336C中提供用于观察者45的图像数据。
考虑到正面显示器观察者45可看到的入射环境光线412，操作与相对于图2A描述的操作相同。
图3B示出了当图像从空间光调制器48输出时的显示器对于离轴显示器离轴观察者47的外观。对于来自空间光调制器48的输出光，在标记区域320A中提供宽角光锥402A，并且在背景区域320B中提供窄角光锥401B。在包括图10E的实施方案的另选实施方案中，标记区域320A可被设置有窄角光锥401A，并且背景区域320B可被设置有宽角光锥402B。
考虑到通过视角控制元件302、300、318的透射光，极控制延迟器300操作以针对显示偏振器218在由第一驱动电压VFA、VRA驱动的标记区域320A中透射的入射偏振态提供第一相移；并且针对显示偏振器218在由第二驱动电压VFB、VRB驱动的背景区域320B中透射的入射偏振态提供第二不同相移。
不同相移提供了入射到附加偏振器318上的不同偏振态，并且因此提供了以指向离轴观察者47的角度的不同透射。在背景区域320B中，到离轴观察者47的离轴透射减小，如窄角光锥401B所示的。通过比较，在标记区域320A中，实现了更高的透射，并且与窄角光锥401B相比，宽角光锥402A的尺寸增加。在图3B的例示性示例中，在背景区域320B中提供到离轴观察者47的低透射，而在标记区域320A中提供高透射。
在例示性实施方案中，在预定方位角下，窄角光锥401在与空间光调制器的法线形成的0°到20°的极角的范围内，在该预定方位角处，图像在窄角操作模式中可见。在该模式中，由于以安全系数S<1、期望地S<0.2且更期望地S<0.1操作，图像在窄角光锥401内的角度下是可见的。
显示器观察者45可具有同轴的标称视角，其垂直于例如膝上型计算机102的显示器的中心。另选地，观察者45可具有离轴的标称视角，例如在机动车辆中，其中观察者45可为同轴或者可具有与显示器中心相比例如0°至10°离轴位置的标称位置，并且还取决于汽车客舱中的坐姿几何形状。
在例示性实施方案中，宽角光锥402是其中图像在宽角操作模式中可见的与显示器中心形成的角度的范围。在该模式中，由于以安全系数S<1、期望地安全系数S≤0.2且更期望地安全系数S≤0.1操作，图像在宽角光锥402内的角度下是可见的。
考虑到可被离轴显示器离轴观察者47看作反射光线413的入射环境光线412，操作与相对于图2B描述的操作相同。
在图3B的例示性示例中，标记区域320A可具有低反射率并且背景区域320B可具有高反射率，使得标记区域320A作为反射背景上的照明标记对于离轴观察者47而言可见。此外，包括图像数据的区域336C通过由环境照度、显示器反射率和离轴观察者47的视角下的显示器亮度确定的安全系数而被遮蔽。
在本实施方案中，标记或标志区域具有可操作的透明电极，而不是作为没有透明导电电极的区域。这意味着区域320A、320B具有匹配的透射，这降低了标记电极区域的可见性，其可能由于与非电极区域相比的通过导电电极的透射的略微减小而发生。其次，标记或标志区域中的电极的存在使得能够向其施加电压，这可将标志的可见性或对比度以及电极接线的可见性或对比度调谐为从定义角度可见并且从不同角度不可见。标记区域的对比度可比参考图2A描述的模式的背光源中的对比度低。
标记区域320A的颜色可有利地被修改以匹配期望的品牌外观，并且观察者45可进一步观察标记区域336A。
现在将描述窄角操作显示模式。
图4A是示出由环境光源410照明的膝上型计算机102的前透视图的示意图，该膝上型计算机包括以防窥模式操作的可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括具有图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301，其中图案化电极317F、317R由共同电压驱动，并且其中光400从空间光调制器48输出并且在空间光调制器48上提供图像336；并且图4B是示出由环境光源410照明的膝上型计算机102的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括以防窥模式操作的可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括具有图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301，其中图案化电极317F、317R由共同电压驱动，并且其中光400从空间光调制器48输出并且在空间光调制器48上提供图像336。未进一步详细讨论的图4A至图4B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图4A至图4B示出了可被称为“均匀防窥模式”的窄角操作显示模式，其中控制系统500控制空间光调制器48以显示操作图像338并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压VF、VR，该电压将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的相同状态，使得操作图像338在宽角下不可见并且在窄角下(即，在窄角光锥401内的角度下)可见。标记322在窄角下对于观察者45而言不可见或在宽角下对于观察者47而言不可见。
换句话说，至少一个窄角操作显示模式包括控制系统500控制空间光调制器48以显示操作图像338并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压的窄角操作显示模式，该电压将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的相同状态，使得标记322在宽角下不可见。
考虑到图4A，通过视角控制元件302、300、318的透射光，极控制延迟器300操作以针对显示偏振器218和反射偏振器302在两个区域320A、320B中透射的入射偏振态不提供相移。入射到附加偏振器318上的来自空间光调制器48的偏振光被透射。观察者45因此看到操作图像338。
考虑到正面显示器观察者45可看到的入射环境光线412，操作与相对于图2A描述的操作相同并且显示设备100在显示设备100上具有显著低的反射率。
图4B示出了当操作图像338从空间光调制器48输出时的显示器对于离轴显示器离轴观察者47的外观。
考虑到通过视角控制元件302、300、318的透射光，极控制延迟器300操作以针对显示偏振器218在由第一驱动电压VFA、VRA驱动的标记区域320A中透射的入射偏振态提供相移；并且针对显示偏振器218在由第二驱动电压VFB、VRB驱动的背景区域320B中透射的入射偏振态提供相同相移。
针对两个区域320A、320B，相同偏振态入射到附加偏振器318上，并且因此提供了以指向离轴观察者47的角度的相同透射，如与来自空间光调制器48的窄角光锥401相比尺寸减小的宽角光锥402所示。
考虑到可被离轴显示器离轴观察者47看作反射光线413的入射环境光线412，则极控制延迟器300进行操作以针对附加偏振器318在由驱动电压VFA、VRA驱动的标记区域320A中透射的入射偏振态提供相移；并且针对附加偏振器318在由可与驱动电压VFA、VRA相同的驱动电压VFB、VRB驱动的背景区域320B中透射的入射偏振态提供相同相移。
相移提供了入射到反射偏振器302上的相同偏振态，并且因此提供了在反射偏振器302处的相同反射率。反射光线413透射通过附加偏振器318并且反射到离轴观察者47。
对于离轴观察者47，在区域320A、320B中提供了相同的高反射率。来自图像338的图像数据通过由环境照度、显示器反射率和离轴观察者47的视角下的显示器亮度确定的安全系数而被遮蔽。
作为用户的观察者45具有高图像可见性，并且作为不想要的窥探者的离轴观察者47被提供有高安全系数，使得图像338难以辨别或不可见。有利地实现了防窥显示操作模式。
现在将描述宽角操作显示模式。
图4C是示出由环境光源410照明的膝上型计算机102的前透视图的示意图，该膝上型计算机包括以共享模式操作的可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括具有图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301，其中图案化电极317F、317R由共同电压驱动，并且其中光400从空间光调制器48输出并且在空间光调制器48上提供图像336；并且图4D是示出由环境光源410照明的膝上型计算机102的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括以共享模式操作的可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括具有图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301，其中图案化电极317F、317R由共同电压驱动，并且其中光400从空间光调制器48输出并且在空间光调制器48上提供图像336。未进一步详细讨论的图4C至图4D的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图4C至图4D示出了可被称为“均匀防窥模式”的宽角操作显示模式，其中控制系统500控制空间光调制器48以显示操作图像338并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压VF、VR，该电压将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的相同状态，使得操作图像338在宽角(即，在宽角光锥402内的角度)下可见并且在窄角下(即，在窄角光锥401内的角度下)可见。标记322在窄角下对于观察者45而言不可见或在宽角下对于观察者47而言不可见。
在图4C至图4D的实施方案中，控制系统500控制空间光调制器48以显示操作图像340并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压VF、VR，该电压将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的相同状态，使得操作图像338在窄角和宽角下可见并且标记在窄角或宽角下不可见。
考虑到图4C，通过视角控制元件302、300、318的透射光，极控制延迟器300操作以针对显示偏振器218和反射偏振器302在两个区域320A、320B中透射的入射偏振态不提供相移。入射到附加偏振器318上的来自空间光调制器48的偏振光被透射。观察者45因此看到操作图像340。
考虑到正面显示器观察者45可看到的入射环境光线412，操作与相对于图4A描述的操作相同并且显示设备100在显示设备100上具有显著低的反射率。
图4D示出了当操作图像340从空间光调制器48输出时的显示器对于离轴显示器离轴观察者47的外观。
考虑到通过视角控制元件302、300、318的透射光，极控制延迟器300操作以针对显示偏振器218在由驱动电压VFA、VRA驱动的标记区域320A中透射的入射偏振态基本上不提供相移。并且针对显示偏振器218在由可与电压VFA、VRA相同，但与图4A至图4B的驱动电压不同的驱动电压VFB、VRB驱动的背景区域320B中透射的入射偏振态基本上不提供相移。
针对两个区域320A、320B，相同偏振态入射到附加偏振器318上，并且因此提供了以指向离轴观察者47的角度的相同透射，如与来自空间光调制器48的窄角光锥401相比尺寸相同的宽角光锥402所示。光线416从显示设备100输出到离轴观察者47。
考虑到可被离轴显示器离轴观察者47看作反射光线413的入射环境光线412，则极控制延迟器300进行操作以针对附加偏振器318在由驱动电压VFA、VRA驱动的标记区域320A中透射的入射偏振态基本上不提供相移。并且针对附加偏振器318在由可与驱动电压VFA、VRA相同的驱动电压VFB、VRB驱动的背景区域320B中透射的入射偏振态基本上不提供相移。
入射到反射偏振器302上的偏振态与反射偏振器302的电矢量传输方向对准并且因此不被反射。
对于离轴观察者47，在区域320A、320B中提供了相同的低反射率。来自图像340的图像数据对于离轴观察者47是以高图像可见性可见的。有利地实现了共享显示操作模式。
现在将描述标记防窥模式的操作。
图5A是示出膝上型计算机102的前透视图的示意图，该膝上型计算机包括以标记防窥模式操作的可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括图案化电极液晶极控制延迟器301，其中图案化电极317F、317R通过不同电压驱动并且其中在空间光调制器48上提供图像数据；并且图5B是示出由环境光源410照明的膝上型计算机102的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括以标记防窥模式操作的可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括图案化电极液晶极控制延迟器301，其中图案化电极317F、317R通过不同电压驱动并且其中在空间光调制器48上提供图像数据。未进一步详细讨论的图5A至图5B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图5A至图5B的另选实施方案示出了可被称为“标记防窥模式”的窄角操作显示模式，其中控制系统500控制空间光调制器48以显示操作图像338并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压VF、VR，该电压将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的不同状态，使得操作图像338在宽角下不可见并且在窄角下(即，在窄角光锥401内的角度下)可见。标记322在窄角下对于观察者45而言不可见并且在宽角下对于观察者47而言可见。
图5A至图5B的另选实施方案示出了用于环境照明410的显示设备100(例如图1A的类型)，其中视角控制布置还包括反射偏振器302并且其中控制系统500被布置成可在多种操作模式中操作。
在宽角操作显示模式中，例如如图4B所示，其中控制系统500控制空间光调制器48以显示操作图像338并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压，该电压将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的相同状态，使得操作图像338在锥402中的宽角下和在窄角下可见并且标记在窄角或宽角下不可见。
在图5B所示的至少一个窄角操作显示模式中，控制系统500控制空间光调制器48以显示操作图像338并且跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压，该电压将液晶材料414的层314驱动到不同区域320A、320B中的不同状态，使得操作图像338在窄角(在窄角光锥401中)下可见但在宽角(在宽角光锥402中)下不可见，并且标记322在窄角下不可见但在宽角下可见。
参考等式10和上文的相关描述，安全系数Sn由以下等式给出：
Sn＝log10[1+ρn.α/(π.Pn)] 等式12
其中：ρn是在所讨论的角度下的显示设备的反射率，Pn是在所讨论的角度下的显示设备的亮度与显示设备的最大亮度的比率；π是以球面度为单位的立体角；并且α是具有4.0球面度的值的因子，使得等式12的测量条件是指朝向所讨论的角度反射并且以勒克斯为单位测量的显示器照度I，其是以尼特为单位测量的峰值显示器亮度Ymax的四倍。
当在所讨论的角度下限定的安全系数Sn对于所有区域320A、320B小于1.0时，操作图像338是可见的。针对充当显示器用户的离轴观察者47更期望高对比度图像，在所讨论的角度下限定的安全系数Sn对于所有区域320A、320B期望是0.2或更小。对于大于0.2且小于1.0的安全系数Sn的值，充当显示器用户的离轴观察者47将看到具有降低的对比度的图像。
当在所讨论的角度下限定的安全系数Sn对于所有区域320A、320B为至少1.0时，操作图像338是不可见的。对于0.2与1.0之间的安全系数Sn的值，充当显示器窥探者的离轴观察者47将体验到某种图像可见性，并且因此显示设备100可被认为在所讨论的角度下不是防窥的。
此外，当在多个标记区域320A(以标记322的形状)中的在所讨论的角度下限定的安全系数S320A与在其他区域320B中的安全系数S320B分别不同时，标记322是可见的。当在多个标记区域320A中的在所讨论的角度下限定的安全系数S320A与在另一背景区域320B中的安全系数S320B相同时，标记322是不可见的。
在本说明书中，宽角是在围绕显示设备100的法线的预定方位角下与显示设备的法线形成的45°的极角；并且窄角是在预定方位角下与空间光调制器的法线形成的0°至20°的极角的范围内。
图5B的实施方案的例示性示例在下文的表3D中给出。
可能期望的是减小显示设备100的成本和正面反射率。
图5C是示出膝上型计算机102的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括以全屏防窥模式操作的可切换防窥显示设备100。未进一步详细讨论的图5C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图5C的另选实施方案示出了其中显示设备100不包括反射偏振器302的实施方案，例如如图1D或图1E中所示的。区域320A、320B被驱动，因此液晶材料的层314通过与本文其他地方所述的状态相同的状态来驱动。提供了具有相对低的正面反射率的防窥显示器。有利地，在一些被认为是期望的应用中，可改进美学外观，并且可减小成本。
图5D是示出膝上型计算机102的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括以标记防窥模式操作的可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括没有反射偏振器的图案化电极液晶极控制延迟器301，其中图案化电极317F、317R通过不同电压驱动并且其中在空间光调制器48上提供图像数据。未进一步详细讨论的图5D的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图5D的另选实施方案示出了与图5B的实施方案类似的实施方案，其中区域320A、320B两者被设置有为1.0或更大的安全系数S320A、S320B，但相应安全系数S320A、S320B是不同的。
防窥标志模式的目的是提供标记区域320A和背景区域320B两者内的期望安全系数，并且提供区域320A和背景区域320B之间的安全系数S320A、S320B的对比，使得标记是可见的。
通过与本实施方案进行比较，一些类型的现有技术的防窥显示器提供了不足以使图像在防窥操作模式中在期望的照度水平和最大显示器亮度下在宽角下不可见的安全系数。为了补偿不足的安全系数S，现有技术的伪装显示器提供了破坏性结构，该破坏性结构将图像中断图案添加到由离轴窥探者看到的图像。虽然一些具体实施可涉及电极的图案化以形成破坏性图案，但目的不同于本文中所描述的技术，其中结果是图案的形状和操作是不同的。典型地，在窄角操作显示模式中，由离轴观察者看到的操作图像的部分通过形成破坏性图案的显示器的区域是可见的，但是破坏性图案的形状被选择为使得当通过它看到图像的部分时，操作图像的内容被破坏，并且因此原则上整个操作图像不难被感知。伪装显示器的目的和功能因此不同于本实施方案的标记模式的目的，并且在窄角操作显示模式中，操作伪装显示器以允许图像通过破坏性图案可见，这不是本文所描述的窄角操作显示模式中的情况。
本实施方案的显示设备100可至少设置在监视器、膝上型计算机、图形终端(诸如销售点终端)、移动电话和包括汽车显示器的其他显示设备中。现在将描述显示设备100在机动车辆中的布置。
图6A是示出包括以均匀防窥模式、标记休眠模式或标记防窥模式操作的可切换防窥乘客信息娱乐显示设备100的机动车辆600的顶视图的示意图；图6B是示出包括以第一均匀共享模式操作的可切换防窥乘客信息娱乐显示设备100的机动车辆600的顶视图的示意图；并且图6C是示出包括以第二共享模式操作的另选的可切换防窥乘客信息娱乐显示设备100的机动车辆600的顶视图的示意图。未进一步详细讨论的图6A至图6C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图6A至图6C的显示设备100可至少具有与相对于图2A至图2B、图3A至图3B、图4A至图4D和图5A至图5D的膝上型计算机102所描述的模式相同的模式。
与膝上型计算机102相比，例如用作乘客信息娱乐显示设备100的可切换防窥显示设备100可被布置成最小化对作为驾驶员的观察者47的分心，并且向作为乘客或副驾驶员的观察者45提供高图像可见性。在均匀防窥模式和标记防窥模式操作中，乘客观察者45可有利地观看信息娱乐图像。有利地减小了在驾驶员观察者47可朝向显示设备100的光轴199倾斜的角度下的显示设备100上的用户图像338的可见性，并且减小了驾驶员分心，从而有利地增加显示设备100的操作的安全性。
此外，标记显示模式可被设置为具有低功耗的标记休眠模式，使得驾驶员观察者47至少在以下情况下看到标记322：当没有乘客观察者45正在观看显示设备100时；在车辆陈列室中；当车辆被配置在礼仪模式中时；或者当环境照明条件和驾驶员观察者47的位置不适于用于实现低驾驶员分心的安全系数S的期望限制时，在这种情况下，非分心图像338可呈现在显示设备100上以供乘客观察者45观看。
在现有技术的非防窥显示器中，不时地认为期望提供非常低的显示器反射率以实现没有驾驶员分心，例如“钢琴黑”外观可被认为是美学上令人愉悦的。防窥显示器通常依赖于显示器反射率来实现用于低驾驶员分心的期望的安全系数，并且因此防窥显示器通常不具有钢琴黑外观。有利地，对于使用反射率来增强显示器防窥性能的显示器，即当没有提供图像时不具有钢琴黑外观的显示器，标记322外观可实现增强的美学外观。例如，驾驶员观察者47可感知显示器表面上的显示车辆品牌标志，而乘客观察者45看不到标志。品牌标志标记区域可具有比背景区域更高的反射率，或者可具有更低的反射率，这取决于制造商或显示器用户可选择的美学偏好。
此外，可能希望提供与品牌颜色的匹配，这可例如通过图3A至图3B的标记显示模式来实现。此外，在标记显示模式中的标记320A的外观可被布置成类似于车辆美学环境的外观，诸如仪表板外观，例如如以下图14B中所示。
此外，可通过插入滤色器380来修改显示器的反射率的颜色，例如如图1B的另选实施方案中所示。另选地，可通过选择具有期望透射光谱的偏振器来修改反射率的颜色。
现在将描述用于车辆防窥显示设备100的另选布置。
在图6C的另选实施方案中，示出了用于共享模式的照明的另选布置。
与图6B的布置相比，提供了分别指向乘客观察者45和驾驶员观察者47的两个光锥404A、404B。光锥404A、404B的照明可借助于定向背光源20来单独地控制。整体以引用方式并入本文的美国专利号11,442,316示出了使能显示器背光源20，其包括与第一波导1A和第二波导1B对准的第一LED阵列15A和第二LED阵列15B来代替图1A的单个波导1和单个LED阵列15。在操作中，阵列15A、15B中的一者被控制以照明光锥404A，并且阵列15A、15B中的另一者被控制以照明光锥404B。当两个光锥404A、404B都被照明时，则显示设备100以与宽角光锥402类似的方式操作；并且当仅光锥404A被照明时，则显示设备100以与窄角光锥401类似的方式操作，如上文所述。当仅光锥404B被照明时，则显示设备100仅实现用于驾驶员观察者47的照明的较低功耗。
光锥404A、404B的这种布置可在防窥模式中实现改进的性能，因为与光锥402相比，被引导到光锥404B中的来自背光源20的杂散光可被极控制延迟器300的透射和反射率抑制。与图6B的布置相比，有利地减小了在驾驶员观察者47倾斜到光轴199中的角度下的显示设备100的可见性，并且减小了驾驶员分心。可有利地降低显示设备100的复杂性和成本。
现在将描述图6C的示例性乘客信息娱乐显示设备100的结构和操作。
图7A是示出用于在图6C的汽车显示设备100中使用的防窥显示设备100的前透视图的示意图。未进一步详细讨论的图7A的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
与图1A的布置相比，另一附加偏振器318A设置在背光源20和输入偏振器210之间。另一极控制延迟器300A包含可切换液晶延迟器301和交叉A板无源补偿延迟器330A、330B，并且设置在另一附加偏振器318A和输入偏振器210之间。在例示性实施方案中，极控制延迟器300和另一极控制延迟器300A可如表2中所描述的那样布置。
表2
与图1A的具有边缘输入光源15的波导1相比，背光源20包括微型LED光源15的阵列。光控制部件5可包括诸如磷光体或量子点片的颜色转换层、漫射器和棱镜膜(诸如来自3M公司的亮度增强膜BEFTM)。在另选实施方案中，光控制部件15还可包括至少一个波导或其他反折射光学元件。
微型LED光源15的阵列可由控制器500控制并且被提供有与空间光调制器48的像素220、222、224对准的图像数据。有利地，可实现高动态范围操作、功率节省和高亮度。
光学叠堆还可包括布置在背光源20与另一附加偏振器318A之间的背光源角度控制元件700。在另选实施方案中，可省略另一附加偏振器318A、另一极控制延迟器300A以有利地实现降低的成本和复杂性。
现在将描述背光源角度控制元件700的操作。
图7B是示出图7A的背光源角度控制元件700的侧视图的示意图。未进一步详细讨论的图7B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
背光源控制元件700包括透镜阵列702，其包括结构化前表面704和后表面706，该后表面包括光吸收区域708和孔区域710的阵列。结构化前表面可包括透镜阵列，该透镜阵列可以是二维的或者可以是一维的，诸如双凸透镜。
透镜阵列704被布置成朝向乘客观察者45对与相应透镜对准的孔区域710成像，并且朝向驾驶员观察者47对与相邻透镜对准的孔区域710A成像。图6C的光锥404A、404B因此被设置有由光线712L形成的具有尺寸714L的中间光锥716L。
图7C是示出图7B的背光源角度控制元件的透射的极变化的示意性曲线图。针对到显示器中心上的约10度的俯视视角，标记了标称驾驶员观察者47和乘客观察者45的位置。在驾驶员观察者47朝向乘客的倾斜的极限附近，光锥716L具有最小透射。此外，在朝向乘客窗口的一侧上，亮度有利地降低，以防止夜间操作中的可见性。
现在将描述图7A和表2的例示性显示堆叠在防窥模式中的性能，对于在防窥模式中的图6C的汽车显示设备100，对于乘客信息娱乐显示器，该防窥模式是低驾驶员分心模式。
图7D是示出图7A和图7C的包括微型LED阵列和亮度增强膜以及背光源角度控制元件700的背光源20的亮度的极变化的示意性曲线图。
图7E是示出图7A和表2的另一极控制延迟器300A在低驾驶员分心模式中的透射的极变化的示意性曲线图。
图7F是示出图7A和表2的极控制延迟器300在低驾驶员分心模式中的透射的极变化的示意性曲线图。并且图7G是示出图7A和表2的极控制延迟器300在低驾驶员分心模式中的反射率的极变化的示意性曲线图。
图7H是示出在具有以尼特为单位测量的值Ymax(其是具有以勒克斯为单位测量的值I的照度的一半)的显示器正面亮度下的具有图7D的亮度分布、图7E至图7F的透射分布和图7G的反射率分布的图7A的显示设备的在防窥操作模式中的表2的例示性实施方案的安全系数S的极变化的示意性曲线图。有利地，驾驶员观察者47在大角度范围内具有高图像安全性，而乘客观察者45具有高图像可见性。
现在将描述图7A和表2的例示性显示堆叠在防窥模式中的性能，对于图6C的汽车显示设备100，该防窥模式是低驾驶员分心模式。
图7I是示出图7A的另一极控制延迟器300A在共享模式中的透射的极变化的示意性曲线图。针对乘客观察者45和驾驶员45有利地实现了高透射。
图7J是示出图7A的极控制延迟器在共享模式中的透射的极变化的示意性曲线图；并且图7K是示出图7A的极控制延迟器在共享模式中的反射率的极变化的示意性曲线图。
图7L是示出图7A的显示器在共享模式中的亮度的极变化的示意性曲线图。有利地，驾驶员观察者47可以可接受的亮度观察显示器，同时乘客观察者45看到高亮度图像。
返回到包括图7A的极控制延迟器300的显示设备100的图1A和图2B的描述，离轴观察者47的高反射率背景区域320B可由图7G所示的反射率提供，并且离轴观察者47的低反射率标记区域320A可由图7K所示的反射率提供。离轴观察者47在所述位置处的反射率的差异可提供高背景区域320B在环境照明412中的可见性。
将期望提供可切换防窥显示设备100的控制。在以下示例中实现了提供控制的一些方法。在下面的示例中，示出了电极结构和控制电路的具体示例，但是这不是限制性的，并且通常本文所公开的电极结构和控制电路中的任一者可另选地应用于下面的示例中。类似地，以下示例的各种特性可以任意组合在一起。
现在将描述极控制延迟器300的例示性电极317F、317R的结构和寻址。
图8A是示出可切换液晶极控制延迟器301的电极317F、317R的顶部透视图以及通过电压VFA的对阴影顶部电极图案区域326FA的驱动的示意图；图8B是示出可切换液晶极控制延迟器301的电极的顶部透视图以及通过电压VFB的对阴影顶部电极图案区域327FB的驱动的示意图；图8C是示出可切换液晶极控制延迟器301的电极的顶部透视图以及通过电压VRA的对阴影底部电极图案区域326RA的驱动的示意图；并且图8D是示出可切换液晶极控制延迟器301的电极的顶部透视图以及通过电压VRB的对阴影底部电极图案区域327RB的驱动的示意图。未进一步详细讨论的图8A至图8D的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在本说明书中，在电极特征分别邻近电极317F、317R的活动区域的外边缘321F、321R的情况下，则电极特征被称为近侧(即，位于连接点附近)。在电极特征与电极317F、317R的活动区域的外边缘321F、321R分离的情况下，则电极特征被称为远侧(即，远离连接点定位)。
考虑到图8A，第一透射电极317F被图案化以提供极电极326FA，其包含不与第一透射电极317F的外边缘321F相邻的远侧区域327FA和在远侧区域327FA与电极317F的外边缘321F之间延伸的连接轨道328FA。电压VFA被施加到显示设备100的活动区域(可视部分)之外的位置处的连接电极328FA。
考虑到图8B，第一透射电极317F被图案化以提供包括邻近第一透射电极317F的外边缘321F的近侧区域327FB的电极326FB。区域327FB是近侧的，因此连接轨道328FB可被省略并且电极326FB包括近侧区域327FB。电压VFB被施加到显示设备100的活动区域(可视部分)之外的位置处的近侧区域327FB。
远侧区域327FA和近侧区域327FB以及连接轨道328FA和近侧区域327FB由间隙390F间隔开，并且第二透射电极317R被图案化以提供由间隙390R间隔开的多个区域327RA、327RB。
考虑到图8C，第二透射电极317R被图案化以提供极电极326RA，其包含不与第一透射电极317R的外边缘321R相邻的远侧区域327RA和在远侧区域327RA与电极317R的外边缘321R之间延伸的连接轨道328RA。电压VRA被施加到显示设备100的活动区域(可视部分)之外的位置处的连接电极328RA。
考虑到图8D，第一透射电极317R被图案化以提供包括邻近第一透射电极317R的外边缘321R的近侧区域327RB的电极326RB。区域327RB是近侧的，因此连接轨道328RB可被省略并且电极326RB包括近侧区域327RB。电压VRB被施加到显示设备100的活动区域(可视部分)之外的位置处的近侧区域327RB。
远侧区域327RA和近侧区域327RB以及连接轨道328RA和近侧区域327RB由间隙390R间隔开，并且第二透射电极317R被图案化以提供由间隙390R间隔开的多个区域327RA、327RB。
例如，多个远侧区域327FA、327RA各自呈标记322A的形状以用于向图2B的离轴观察者47显示。第一透射电极317F和第二透射电极317R的多个区域327FA、327RA跨液晶材料414的层314对准。
因此，再次参照图1A的例示性实施方案，用于在环境照明410中使用的显示设备100包括：被布置成输出光的空间光调制器48，其中空间光调制器48包括被布置在空间光调制器48的输出侧上的输出偏振器218，该输出偏振器218是线性偏振器；视角控制布置，该视角控制布置包括：布置在输出偏振器218的输出侧上的附加偏振器318，该附加偏振器318是线性偏振器；布置在输出偏振器218和附加偏振器318之间的反射偏振器302，该反射偏振器302是线性偏振器；和布置在反射偏振器302与附加偏振器318之间的至少一个极控制延迟器300，该至少一个极控制延迟器300包含可切换液晶延迟器301，该可切换液晶延迟器包括液晶材料414的层314以及在液晶材料414的层314的相对侧上的第一透射电极317F和第二透射电极317R，其中第一透射电极317F和第二透射电极317R中的每一者被图案化以提供由间隙390间隔开的多个可寻址区域327A、327B，并且多个可寻址区域327A、327B中的至少一者呈用于向离轴观察者47显示的标记区域320A的形状。
多个区域各自包含不与第一透射电极317F和第二透射电极317R的外边缘321F、321R相邻的至少一个远侧区域327FA、327RA以及与第一透射电极317F和第二透射电极317R的外边缘321F、321R相邻的至少一个近侧区域327FB、327RB。
图8E是以前视图示出图8A至图8D的已对准的第一电极和第二电极的示意图，该第一电极和第二电极被布置成提供标记322的远侧区域320A和近侧区域320B。未进一步详细讨论的图8E的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
连接到与至少一个远侧标记区域320A对准的第一透射电极317F和第二透射电极317R的区域327FA、327RA的至少一个连接轨道328FA、328RA不跨液晶材料414的层314彼此对准。也就是说，连接轨道328FA不与连接轨道328RA对准，而远侧区域327FA与远侧区域327RA对准。
与至少一个近侧背景区域320B对准的第一透射电极317F和第二透射电极317R的区域具有至少一个连接狭缝324F、324R，连接到与至少一个远侧标记区域320A对准的第一透射电极317F和第二透射电极317R的区域的至少一个连接轨道328FA、328RA延伸穿过该连接狭缝，至少一个连接轨道328FA、328RA延伸到第一透射电极317F和第二透射电极317R的外边缘321F、321R，控制系统500在外边缘321F、321R处连接到至少一个连接轨道328FA、328RA以用于将电压VFA、VRA施加到至少一个远侧标记区域320A。换句话说，第一透射电极317F和第二透射电极317R被进一步图案化以提供连接到至少一个远侧区域327FA、327RA并且延伸到第一透射电极317F和第二透射电极317R的外边缘321F、321R的连接轨道328FA、328RA。控制系统500分别在外边缘321F、321R处连接到连接轨道328FA、328RA以用于将电压VFA、VRA施加到远侧区域327FA、327RA。
图8E示出了在远侧区域327FA、327RA的对准的区域中，则提供第一标记区域320A，否则提供第二背景区域320B。
多个区域320A、320B包含不与第一透射电极317F和第二透射电极317R的外边缘321F、321R相邻的至少一个远侧标记区域320A以及与第一透射电极317F和第二透射电极317R的外边缘相邻的至少一个近侧背景区域320B。
标记322可有利地包括远侧标记区域320A，而不会在标记322的图案中看到连接轨道328FA、328RA。
图8E还示出了连接重叠区域3202，如下文将在图13B中进一步讨论的。
图8F是示出用于可切换液晶极控制延迟器301的另选的顶部电极317F和底部电极317R的透视侧视图的示意图。未进一步详细讨论的图8F的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图8F示出连接电极328FA可提供远侧区域327FA与汇流条325F之间的连接，并且连接电极328RA可提供远侧区域327RA与汇流条325R之间的连接。对应于区域327FA、327RA的重叠的标记区域320A的电连接可以降低的复杂性提供。桥接轨道333F、333R可被提供以用于连接到标记322中的岛329，如下文将描述的。
在操作中，电极326FA、326FB、326RA、326RB如下文将描述的那样被期望地驱动，使得标记区域320A和标记背景区域320B处于如表3A所述的电极区域的重叠区域中。
表3A
现在将描述各种操作模式的例示性实施方案。期望提供至少具有表3B所示的模式的特性的包括反射偏振器302的图1A至图1B的标记322的驱动。
表3B
在“高ρ和低P”的例示性实施方案中，在方位角θ为45°的观察方向下的到离轴观察者47的高显示器反射率ρ(θ＝45°)可为30％，并且低离轴相对亮度P(θ＝45°)可为0.3％。
在“低ρ和高P”的例示性实施方案中，在方位角θ为45°的观察方向下的到离轴观察者47的低显示器反射率ρ(θ＝45°)可为6％，并且高离轴相对亮度P(θ＝45°)可为10％。
在“高ρB>ρΑ’”的例示性实施方案中，在方位角θ为45°的观察方向下的到离轴观察者47的高显示器反射率ρ(θ＝45°)可以是25％和30％，并且在“PB>PΑ’”的例示性实施方案中，低离轴相对亮度P(θ＝45°)可分别为0.4％和0.3％。可通过分别控制电压VFA、VFB、VRA、VRB来实现亮度和反射率的这种反射率差异，如下文将进一步描述的。
将期望提供至少具有表3C所示的模式的特性的图1D至图1G中的标记322的驱动。表3C的实施方案与表3B的不同之处在于没有提供反射偏振器302，使得反射率不在操作模式之间或者在远侧标记区域320A和近侧标记背景区域320B之间切换。
表3C
现在将在表3D中进一步描述示例性操作模式的例示性实施方案。
考虑图2B的例示性实施方案，离轴观察者47将看到远侧标记区域320A和近侧背景区域320B的对比度，这是因为由显示器的照明提供的不同反射率。有利地，将观察到标记322。
考虑图3B的例示性实施方案，离轴观察者47将看到被照明的标志，而在近侧背景区域320B中提供的图像数据被提供有高安全系数S>1，因此未观察到图像数据。
考虑图4B的例示性实施方案，离轴观察者47被提供有S>1.0，使得在远侧标记区域320A和近侧背景区域320B中都看不到图像。
考虑图4D的例示性实施方案，离轴观察者47被提供有S>0.2，使得在远侧标记区域320A和近侧背景区域320B中以期望的高对比度看到图像。
考虑图5B的例示性实施方案，离轴观察者47被提供有S>1.0，使得在远侧标记区域320A和近侧背景区域320B中都看不到图像。远侧标记区域320A和近侧标记区域320B具有略微不同的反射率和亮度，使得观察到标记322的某个对比。有利地，对于同轴用户，在显示器上看到的反射率和亮度的变化为小的，并且看到均匀的高对比度图像。
表3D
现在将描述电极326的另选布置。
图9A是示出可切换液晶极控制延迟器的另选电极的顶视图以及通过电压VFA的对顶部电极图案区域A的驱动的示意图；图9B是示出可切换液晶极控制延迟器的另选电极的顶视图以及通过电压VFB的对顶部电极图案区域B的驱动的示意图；图9C是示出可切换液晶极控制延迟器的另选电极的顶视图以及通过电压VRA的对底部电极图案区域A的驱动的示意图；并且图9D是示出可切换液晶极控制延迟器的另选电极的顶视图以及通过电压VRB的对底部电极图案区域B的驱动的示意图。未进一步详细讨论的图9A至图9D的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在图9A至图9D的另选实施方案中，仅前电极317F包括电极326FA和连接轨道328FA，该电极包括具有标记322A的形状的远侧区域327FA。与图8A至图8B的实施方案相比，后电极317R包括具有不具有标记形状的区域327RA的电极326RA。
图9A至图9D的实施方案的操作和驱动与图8A至图8D类似或相同以实现如本文别处所述的期望的标记322A。
可降低后电极317R的复杂性，从而有利地实现减小的成本。
此外，图9A至图9D示出了标志的字符可被单独寻址以例如根据标志实现动态调制模式。动态调制可以是通过逐渐调整电压和/或相位值或者可以是阶跃变化。标志的字符或部分可被一起寻址或在不同时间寻址。可通过调整到相应不同连接轨道328FA的电压来提供寻址，例如为VFA1和VFA2提供不同的寻址信号时序、电压和/或相位。有利地，可提高标志的可见性。此类时间调制模式可在如本文别处所述的其他标记中提供，并且所述时间调制不限于图9A至图9D的实施方案。
图10A是示出用于驱动图7A至图7B和图8A至图8B的图案化电极317F、317R的控制系统500的电路的示意图。未进一步详细讨论的图10A的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
四个电压被形成到输入总线504中，该输入总线将信号递送到四个多路复用器502a-d中的每一者。输入总线504上的电压可以是模拟信号，并且可例如采取由如图10B和图10D中所示的两个电压及其反转对组成的方波的示例性形式。每个多路复用器502a-d选择四个输入电压中的一者并且将其转移到其相应输出510a-d。通过2位数字地址506a来选择将四个输入中的哪一者转移到输出510a。类似地，对于其他多路复用器和输出，为了简单起见没有标记它们。来自每个多路复用器502a-d的四个2位地址形成地址A0-A7，字节508。因此，电压VFB、VFA、VRB、VRA中的每一者可独立地选自如由数字地址字节508所确定的四个输入电压504。控制来自例如微处理器的地址字节508可用于选择防窥显示设备100以哪个模式操作，如本文别处所述。
回到表1的描述，寻址电压是指跨液晶层314施加以实现液晶分子414的重新取向，从而针对选定模式实现传播通过单元的光的期望延迟的电压。
此外，寻址电压信号520提供输出的DC平衡。针对用于防窥模式的表1的例示性示例中的方波电压信号520，方波因此将提供+2.3V和-2.3V的输出。
现在将描述使用图8A至图8D的多个电极326FA、326FB、326RA、326RB的图1A的布置的驱动。
图10B是示出用于图8A至图8D的图案化电极317F、317R的寻址的分别针对时间t的电压VFA、VFB、VRA、VRB的示例性电压信号520FA、520FB、520RA、520RB的示意图；并且图10C是示出由环境光源410照明的显示设备100的俯视离轴透视图的示意图，其中具有图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301通过图10B的电压信号520FA、520FB、520RA、520RB来寻址。未进一步详细讨论的图10B至图10C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
控制系统500被布置成将相应的电压信号520FA、520RA施加到连接到第一透射电极317F和第二透射电极317R的远侧区域327FA、327RA的连接轨道328FA、328RA中的每一者。控制系统500还被布置成将相应的电压信号520FB、520RB施加到近侧区域327FB、327RB中的每一者，即控制系统500还被布置成将相应的电压信号520FB、520RB施加到至少一个近侧背景区域320B。
电压信号520FA、520RA、520FB、520RB具有被选择以跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压的振幅和相位，该电压根据至少一个远侧标记区域320A、与至少一个连接轨道328FA、328RA对准的至少一个近侧背景区域320B的部分和近侧背景区域320B的其余部分中的每一者中的操作模式来将液晶材料414的层314的多个区域320A、320B驱动成期望状态。
在表4的第一数据列中提供了电压信号的例示性电压振幅VFA、VFB、VRA、VRB和相应相位φFA、φFB、φRA、φRB，其中x为选定电压电平。还提供了DC平衡的重叠电压。
表4
电压信号520中的每一者具有被选择以跨第一透射电极317F和第二透射电极317R施加电压VF、VR的振幅和相位，该电压根据以下中的每一者中的操作模式将液晶材料414的层314驱动成期望状态：(i)远侧区域327FA、327RA重叠；(ii)连接轨道328FA分别与近侧区域327RB、327FB之间的重叠；以及(iii)近侧区域327FB、327RB的剩余部分。
对于表1和图1D至图1E的例示性实施方案，x的值为1.15V。在包括极控制延迟器300的不同结构的另选实施方案中，可相应地调整x的值以在标记显示模式中实现期望的高反射率。
在标记显示模式中，电极326FA与电极326RA的重叠区域向标记区域320A提供为6.9V的电压。正电介质各向异性液晶分子414被驱动到为离轴观察者47提供低反射率的状态，例如如图1G所示。
在图2A至图2B的标记显示模式中，电极326FA与电极326RB的重叠、电极326FB与电极326RB的重叠、以及电极326FB与电极326RA的重叠向背景区域320B提供各自为6.9V的电压。正电介质各向异性液晶分子414被驱动到为离轴观察者47提供低反射率的状态，例如如图1F所示。
有利地，连接电极328FA、328RA的可见性被最小化。可向大尺寸连接电极328FA、328RA提供低电阻。可跨显示设备100的孔实现电压的高均匀性。可有利地实现窄角和宽角操作模式中的透射和反射率的均匀性。
在显示设备100的操作共享模式和窄角模式中，电极317FA、317FB可用共同电压信号来驱动，并且电极317RA、317RB可例如连接到地。有利地，可降低寻址布置的复杂性并且降低剩余标记区域320A的可见性。
可能期望提供反射标记区域320A和非反射背景区域320B。
图10D是示出用于图8A至图8D的图案化电极317F、317R的寻址的分别针对时间t的电压VFA、VFB、VRA、VRB的另选示例性电压信号520FA、520FB、520RA、520RB的示意图；并且图10E是示出由环境光源410照明的显示设备100的俯视离轴透视图的示意图，其中具有图案化电极317F、317R的液晶极控制延迟器301通过图10D的电压信号520FA、520FB、520RA、520RB来寻址。未进一步详细讨论的图10D至图10E的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在图10D至图10E的另选实施方案中，在表4的第二数据列中提供了电压信号的例示性电压振幅VFA、VFB、VRA、VRB和相应相位φFA、φFB、φRA、φRB。针对表1和图1D至图1E的例示性实施方案进一步提供了DC平衡的重叠电压，x的示例性值是1.15V。
在标记显示模式中，标记区域320A由2.3V的电压提供。正电介质各向异性液晶分子414被驱动到为离轴观察者47提供高反射率的状态，例如如图1G所示。
在标记显示模式中，电极326FB与电极326RB的重叠向背景区域320B提供为11.5V的电压；并且电极326FA与电极326RB的重叠或电极326FB与电极326RA的重叠向该背景区域提供各自为6.9V的电压。在此类不同电压下，正电介质各向异性液晶分子414被驱动为基本上饱和的配向状态，即配向方向对于两个不同电压实际上是相同的。对于离轴观察者47，针对标记区域320A有利地提供例如如图1F所示的高反射率，并且背景区域320B具有低反射率。
电极326FA、326RA和电极326FB、326RB根据标记322的形状而具有不同的面积，使得与标记区域320A、320B相关联的电容取决于标记形状。类似地，电极的片电阻意味着由驱动电路驱动的两个区域中的电极的串联电阻也略有不同。通常，两个区域320A、320B对驱动电路呈现略微不同的RC(电阻*电容)阻抗。该差异可通过添加与电极串联的电阻器和/或与一对电极(例如，电极326FA和电极326RA)并联的电容器来校正以改进相应RC负载与驱动电路的匹配。可将电容添加到具有最小固有电容的电极对。可调整相应驱动信号的相位和/或振幅以调谐显示器的视觉外观。在共享模式、防窥模式和正面使用模式中的电极对于用户47的可见性可有利地减小。平衡区域320A、320B的阻抗意味着在一些操作模式中可用相同电压而不是略微不同的电压来驱动这些区域。另选地，电极电压和/或相位可被调整以补偿两个区域320A、320B的阻抗的差异。
可能期望仅借助于相位来提供对电压的控制。
图11A是在标记显示模式中借助于相位控制的图8A至图8D的布置的示例性驱动实施方案的相应相位的示意性相位图；并且图11B是示出包括恒定振幅电压和相移控制的用于图8A至图8D的图案化电极的寻址的示例性电压信号的示意图。未进一步详细讨论的图11A至图11B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
现在将描述由相位控制信号驱动的液晶层的操作。
考虑跨液晶层314的一对电极317F、317R，例如如图8A至图8D所示，电压VF被施加到第一电极317F并且电压VR被施加到第二电极317R。对于振幅A，角频率ω和相位差φ，则时间t相关电压VF、VR由以下表达式给出：
VF(t)＝A sin(ωt) 等式13a
VR(t)＝A sin(ωt+φ) 等式13b
液晶层314的液晶材料414响应于跨该层施加的RMS电压，该RMS电压可通过在一个周期上的积分被示为：
考虑图8A至图8D的实施方案，可提供另选驱动方案，其中提供具有恒定正弦振幅A的信号并且提供相位修改，其中相应驱动电压VFA、VFB、VRA、VRB被提供有相对相位φFA、φFB、φRA、φRB，其中：
VFA(t)＝A sin(ωt+φFA) 等式15a
VFB(t)＝A sin(ωt+φFB) 等式15b
VRA(t)＝A sin(ωt+φRA) 等式15c
VRB(t)＝A sin(ωt+φRB) 等式15d
在图11A的例示性实施方案中，示出了相位φFA、φFB、φRA、φRB，具有相应共同相位差Δ。
在图11B的另选实施方案中，信号VFA、VFB、VRA、VRB具有相等振幅A和变化相位时移Φ，其为对应于相移Δ的时移Φ的倍数。相邻相位φFA、φFB、φRA、φRB之间的相等相位差意味着它们具有相同RMS电压并且因此将驱动液晶单元极控制延迟器301在相应电极重叠区域中达到相同光学状态。然而，对应于标记(标志)区域的电极φFA和φRA之间的相位差为3Δ，从而导致不同RMS电压和液晶单元极控制延迟器301的不同光学状态。
对于近侧标记背景区域320B的期望RMS寻址电压VB，相位差Δ由以下关系式给出：
并且由于远侧标记区域320A中的驱动波的相位差为3Δ，因此其RMS电压VA是
VA＝A.√(1-cos(3Δ)) 等式17
从而给出电压驱动RMS比VA/VB，＝RMSr：
图11C是示出作为相位阶跃Δ的函数的正则化RMS电压的比率RMSr的示意性曲线图。未进一步详细讨论的图11C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
驱动远侧标记区域320A的正则化RMS电压VA可小于驱动近侧背景区域320B的VB或更大直到因子三的最大值。
继续表1和图2A至图2B的例示性示例，其中防窥和共享电压被示为都非零，VA和VB电压之间的差以及它们的比率可用于选择操作点。具有共同正弦振幅A的电压信号VFA、VFB、VRA、VRB中的每一者的相移Δ可被调整以使得RMS电压VB为2.3V以实现最佳反射率，并且RMS电压VA可高达6.9V以实现非反射远侧标记区域320A。换句话说，寻址相应电极326FA、326FB、326RA、326RB的振幅A是相同的，并且相位被相应地修改。有利地，可降低控制系统的成本和复杂性。
除了正弦输入电压之外，还可执行类似的分析方法，例如如现在将描述的方波。
图11D是示出用于图8A至图8D的图案化电极的寻址的示例性数字电压信号的示意图；图11E的底部迹线是示出针对如图11E的顶部迹线所示的两个相控电压的布置的跨可切换液晶延迟器301的所得施加电压差的示意性曲线图；并且图11F是示出针对图11D的布置的作为以度为单位的相位阶跃Δ的函数的以伏特为单位的RMS电压的示意性曲线图。未进一步详细讨论的图11D至图11F的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在图11D的另选实施方案中，示出了具有相等振幅和频率但通过相位阶跃Δ分开的四个数字相控波形。分布571、573、575、577被布置用于分别驱动电极区域326FA、326RB、326FB、326RA，例如如图8A至图8D所示。
参照表3A，提供标记背景区域320B的三个电极重叠区域具有电压差570、572、574以及它们之间的共同相位阶跃Δ。
通过比较，标记区域320A由电压差576提供并且具有VFA和VRA之间的3Δ阶跃。即使方波的电压振幅和频率相同，由三个重叠区域经历以提供标记背景区域320B的RMS电压也可不同。
具有方波的数字相控波形的RMS电压可以与图11C中所述的方式类似的方式来计算。
驱动波形571、573、575、577可从共同地任意偏移，这实现单极方波驱动，因为施加到液晶单元极控制延迟器301的场是差分的。以上简化了数字驱动电路的具体实施。有利地，可降低驱动电路的成本和复杂性。跨液晶材料414的层314实现DC平衡，从而有利地实现稳定操作。
图11E示出了具有振幅V0和相位偏移或相位差Δφ的两个数字波形分布560和562。当波形分布560被施加到液晶材料414的层314上的一个电极(例如，326FA)并且波形562被施加到相对电极(例如，326RA)时，液晶材料414响应于与分布560和562之间的电压差相对应的波形分布564的RMS。波形560、562的频率通常比液晶材料414的响应时间快，使得有利的是光学功能不会引起任何可见闪烁。
图11F示出了具有表3A所示的三个重叠电极区域的背景区域320B的电压差的分布568，该三个重叠电极区域中的每一者具有共同相位差Δ。标记区域320A的电压差的分布566具有相位差3Δ。
期望的操作点存在于值Δ处，其中对应于背景区域320B的分布566与对应于标记区域320A的分布568之间的电压差为大的，例如在60°时具有电压差567或在125°时具有电压差569。
现在将描述例示性控制电路。
图11G是示出用于产生如图11D所示的相移Δ的数字相移电路的示例性具体实施的示例性电路框图。未进一步详细讨论的图11G的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在图11D的示例性实施方案中，相移具有数字方波而不是图11B的正弦波。电路在N级计数器中使用级联的D型触发器，出于例示性目的示为542a-542n。级数N可以是正整数并且基于所需的相移来选择(N的使用并不意味着14级计数器，因为N是字母表的第14个字母)。计数器将每个触发器542a的Q输出546a连接到后续触发器542b的D输入544b。触发器542a-542n由N倍于期望输出频率F的频率540计时。最后触发器542n的输出被反馈到第一触发器542a的D输入544a以产生连续循环波形发生器。所使用的触发器级越多，即N越高，所产生的相位的粒度越精细，并且所需要的相位可根据需要从Q0“分接”到QN-1。该电路将针对任何频率输入保持相移。如果相位延迟另选地例如由电容性定时部件产生，则该定时不随着频率的漂移或变化而调整，从而导致远离期望操作点的漂移。
该电路对于频率漂移和设备间的可变性更有弹性，从而有利地使其更可靠。此外，电路可以集成电路形式生产并且比使用无源电容器作为定时部件的电路更紧凑。
表5是使用图11G的电路以使用32个触发器来产生123.75°的Δ例示性实施方案。当波形在360°的角度上重复时，在计算中使用减去使角度低于360°所需的360°的倍数的角度模数。
表5
所选择的相移可被调谐或修改以补偿电极326FA、326FB、326RA、326RB之间的RC负载的差异。
可能期望确保标记在窄角光锥401内可见。参照图1D至图1E，区域320A、320B的亮度和反射率可在窄角光锥401内不同地变化，使得标记322可在显示设备100的至少一些部分上对于观察者45部分地可见。相移和/或电压可附加地或另选地被修改以操作相应电极326FA、326FB、326RA、326RB，从而借助于减小两个区域320A、320B的相对对比度而不提供向标记322对于正面观看者(观察者45)的可见性。对于观察者47而言，区域320A、320B之间的安全系数Sn的差异可被修改，并且可有利地维持标记322的可见性。
表5示出了选择相位差Δ的操作点，其中电压之间的比率是有限的，因为表1的电光效应对于防窥模式和共享模式都具有非零电压。
换句话说，提供四个电极326FA、326FB、326RA、326RB以及它们的布局使得能够改进性能，其中到标记区域320A的前连接328FA和后连接328RA相对于前背景电极327FB和后背景电极327RB偏移。具体地，电极结构使得标记区域320A的连接区域328FA、328RA能够经历与标记区域320A本身不同的电压差，使得连接区域328FA、328RA能够被布置成显示与背景区域320B类似的透射(以及当存在反射偏振器302时的反射率)。这实现了可如何驱动电极326FA、326FB、326RA、326RB的灵活性，如以下示例性实施方案中所示。
具体地，可产生至少以下模式。
在“均匀共享模式”(诸如图4C至图4D)中，标记322的可见性在正面和离轴角度下被抑制，并且显示内容可从相应光锥401、402中的窄角和宽角来观看。
在“均匀防窥模式”(诸如图4A至图4B和图5C)中，标记322的可见性在正面和离轴角度下被抑制，并且显示内容仅从光锥401中的窄角可见，并且从光锥402中的离轴角度看到均匀反射效果。
在“标记防窥模式”(诸如图5A至图5B和图5D)中，标记322的可见性针对正面角度而言被抑制，但对于离轴角度而言是可见的并且由作为标记区域320A的背景的反射背景区域320B围绕。显示内容对于正面观看者而言是可见的，但是离轴观看者不能在标记区域320A和背景区域320B两者中看到显示内容，而是可看到作为标记区域320A和背景区域320B之间的亮度和/或反射率的对比的标记322。另选地，标记区域320A可为较暗的和/或反射的，并且背景区域320B可为较亮的和/或具有较低反射率，使得标记322的感测是相反的。例如，与图10C和图10E的例示性实施方案相比，可通过调整驱动电压振幅和相位来调整标记区域320A与背景区域320B的对比以最小化对于窄角光锥401中的正面观察者45的可见性。
在“标记休眠模式”(诸如图2A至图2B)中，其中当显示设备100的空间光调制器48和/或当前背光源20被关闭时，标记322对于正面观察者45而言不可见，但对于离轴观察者47而言可见。除了极控制延迟器300之外，显示设备100被关闭，使得正面观看者45不能看到图像内容，并且离轴观看者47看到具有反射标记区域的暗背景区域。另选地，标记区域320A可为暗的和/或反射的，并且背景区域320B可为亮的和/或具有较低反射率，使得标记322的感测是相反的。
表6提供了用于均匀操作模式的电极电压(振幅和/或相位)的例示性实施方案，其中驱动区域320A、320B以提供液晶材料414的层314的相同响应。
表6
表7提供了用于均匀操作模式的电极电压(振幅和/或相位)的例示性实施方案，其中驱动区域320A、320B以提供液晶材料414的层314的不同响应。
表7
表7还示出了图2A至图2B的标记休眠模式和图5A至图5B的标记防窥模式的例示性电压驱动条件的差异。此类驱动差异实现了区域320A、320B中的光学性能的差异，例如如表3D的例示性光学性能条件所示。
在标记休眠模式中，电压VFB、VFA、VRB、VRA被布置成提供标记区域320A和背景区域320B之间的大对比。有利地，标记可以高对比度并且在可接近显示设备100的法线方向附近的方向的宽角度范围内可见。
通过比较，在标记防窥模式中，期望标记322对于正面观察者45而言不可见。调整电压VFB、VFA、VRB、VRA的振幅和/或相位以减小标记区域320A和背景区域320B之间的液晶材料414的层314的状态的配向的差异，使得标记322在窄角光锥401中对于观察者45而言不可见。出于实际目的，与休眠模式相比，离轴观察者47所看到的标记322的对比度减小，然而标记322清晰可见。
在标记防窥模式中，与背景区域320B相比，标记区域320A内的所实现的安全系数S可能存在某个差异，然而如表3D所示的，维持整个图像的有效防窥(即，S>1.0)。观察者45可在没有标记322的可见性的情况下使用显示器，并且显示设备100可提供标记322对于观察者47的可见性。
表6至表7的电压(振幅和/或相位)可被调整以减轻标记和背景区域之间的电容和电阻差异以及驱动电路的输出阻抗的影响。另选地，两个区域的阻抗可通过添加跨电极对的并联电容和串联电极电阻来平衡。这可实现更简单的驱动电路，但是通常略微增加功耗。
现在将描述标志内的岛区域的控制。
图12A是示出用于具有岛区域329的标记的可切换液晶极控制延迟器301的顶部电极317F的顶视图的示意图；图12B是示出用于具有岛区域329的标记的可切换液晶极控制延迟器301的底部电极317R的顶视图的示意图；并且图12C是示出用于具有岛区域329的标记的可切换液晶极控制延迟器301的图12A至图12B的顶部电极317F和底部电极317R的对准的顶视图的示意图。未进一步详细讨论的图12A至图12C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
考虑到图12A，区域327FA包括围绕岛区域329FB延伸的周边区域339FA。外部区域331FB通过桥接轨道333FB连接到岛区域329FB。周边区域339FA具有桥接狭缝335FA，桥接轨道333FB延伸通过该桥接狭缝。连接轨道328FA连接到周边区域339FA。
考虑到图12B，区域327RA包括围绕岛区域329RB延伸的周边区域339RA。外部区域331RB通过桥接轨道333RB连接到岛区域329RB。周边区域339RA具有桥接狭缝335RA，桥接轨道333RB延伸通过该桥接狭缝。连接轨道328RA连接到周边区域339RA。
图12C示出了第一透射电极317F和第二透射电极317R的对准。周边区域339FA、339RA跨液晶材料414的层314被对准并且具有分别被对准的桥接狭缝335FA、335RA。在标记显示模式中，桥接轨道可提供标记区域320A的可见性的损失。有利地减小了桥接狭缝的可见性。
多个可寻址区域327A、327B包括至少一个岛区域329和围绕岛区域329延伸的至少一个周边区域331。与至少一个周边区域331对准的第一透射电极317F和第二透射电极317R的区域具有跨液晶材料414的层314对准的桥接狭缝335，并且连接到与至少一个岛区域329对准的第一透射电极317F和第二透射电极317R的区域的桥接轨道333延伸通过该桥接狭缝。
参照图12A，区域327FB包括岛区域329FB和围绕岛区域329FB延伸的周边区域331FB。桥接狭缝335F被布置成将周边区域331FB连接到岛区域329FB。
参照图12B，区域327RB包括岛区域329RB和围绕岛区域329RB延伸的周边区域331RB。桥接狭缝335R被布置成将周边区域331RB连接到岛区域329RB。
参照图12C，跨液晶材料414的层314对准的周边区域331FB、331RB具有分别被对准的桥接狭缝335F、335R。在标记显示模式中，桥接轨道可提供标记区域320A的可见性的损失。有利地减小了桥接狭缝的可见性。在未示出的其他实施方案中，桥接狭缝335F、335R可不被对准。可提供此类布置以实现标记322的设计的改进美观性。
图12D是示出用于具有岛区域的标记的可切换液晶极控制延迟器的底部电极的顶视图的示意图；并且图12E是示出用于具有岛区域的标记的可切换液晶极控制延迟器的图12A和图12D的顶部电极和底部电极的对准的顶视图的示意图。未进一步详细讨论的图12D至图12E的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在图12D的另选实施方案中，后电极317R包括比图12B所示的结构更简单的结构，从而有利地实现了降低的复杂性和成本。此外，图12E中的电极326RB的尺寸示出了电极326FA和电极326RA之间的电极重叠提供远侧标记区域320A。
在未示出的其他实施方案中，间隙390R可被成形为与期望的远侧标记区域320A的形状对准以减小作为连接轨道328FA与电极326RA的重叠的区域3201中的形状误差。有利地，可实现标记322的增加的保真度。
图13A是示出用于可切换液晶极控制延迟器的顶部电极和底部电极的未对准的顶视图的示意图。未进一步详细讨论的图13A的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在标记显示模式中，重叠电极326FA、326FB提供标记区域320A。远侧区域327FA、327RA的未对准可提供标记322A分布的某种劣化，例如在连接重叠区域3201、3202中。将期望的是最小化所述劣化。
图13B是示出用于可切换液晶极控制延迟器300的另选顶部电极317F和底部电极317R的顶视图的示意图。未进一步详细讨论的图13B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
连接轨道328FA、328RA分别具有邻近其所连接到的至少一个远侧区域327FA、327RA的宽度减小的颈部348FA、348RA。有利地，劣化区域3202的尺寸因此减小。此外，远侧区域327FA、327RA的尺寸可以是不同的，以进一步提供减小的劣化，即例如可省略重叠区域3201。
此外，连接轨道328FA、328RA的宽度可增加，从而减小除了颈部处之外的阻力。跨连接轨道328FA、328RA的电压降可减小，并且操作宽角和窄角模式的均匀性可有利地增加。
现在将描述连接轨道的另选布置。
图14A是示出标记322和连接轨道328的布置的顶视图的示意图；图14B是示出标记322和连接轨道328的布置的顶视图的示意图，其中显示设备100布置在汽车仪表板610中；并且图14C是示出远侧标记区域320A的布置的顶视图并且包括第一近侧背景区域320B1和第二近侧背景区域320B2的示意图。未进一步详细讨论的图14A至图14C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在图14A的另选实施方案中，云符号表示符号标记，该符号标记可用作本文其他地方示出的LOGO文本的另选方案。与图8E相比，多个标记区域320A被设置有不同尺寸。标记320A各自借助于单独连接轨道328FA、328RA连接，如本文别处所示。
在图14B的另选实施方案中，提供连接轨道328FA、328RA以将标记区域320A成组地以菊花链连接在一起。与图14A的实施方案相比，可以降低的复杂性和成本提供多个连接轨道328和驱动系统。
图14B还示出了标记320A可被布置成匹配在仪表板610的表面上提供(可能通过印刷)的标记符号620。有利地，当显示器处于标记模式(诸如图2A至图2B所示)或处于防窥标志模式(诸如图5A至图5D所示)时，由离轴驾驶员看到的显示器的美学外观可与汽车客舱的美观性混合。
在图14C的另选实施方案中，第一近侧背景区域320B1和第二近侧背景区域320B2，其中对应的电极区域327FB1和327FB2以及电极区域327RB1、327RB2由间隙393间隔开。此类布置可提供显示设备100的部分的单独切换。显示设备100的一些部分可以与显示设备100的其他部分不同的模式操作。有利地，观察者45、47可共享显示设备100的一些部分中的一些信息，并且观察者47可能不会看到显示设备100的其他部分。
可能期望修改提供防窥和共享模式操作的显示设备的区域的比例。
图14D是示出包括可寻址电极326FBa-n和326RBa-n的分段阵列的可切换液晶极控制延迟器301的电极317F、317R的顶视图的示意图；图14E是示出包括图14D的可寻址电极的分段阵列的显示设备100的操作的示意图，该可寻址电极的分段阵列构成标记322和触摸屏420；并且图14F是示出包括可寻址电极的分段阵列和触摸屏420的显示设备100的操作的示意图。未进一步详细讨论的图14D至图14F的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在图14D的另选实施方案中，电极326FB、326RB被分段以分别提供分段区域326FBa-n和326RBa-n。
图14D的布置的一种操作模式在图14E中示出。提供触摸屏420以使得用户的手指25确定防窥和共享操作模式之间的划分。在上图中，手指被定位以指示通过从背景区域320B输出的窄角光锥401B以防窥模式驱动右手三个分段背景区域320Ba-c。在其他区段中，则跨显示设备100的剩余区域提供宽角光锥402B。在中间图中，手指25被定位成使得更多区段320Ba-n被驱动以在背景区域320Ba-e中提供窄角光锥401B。在标记区域320A中，则通过宽角光锥402A展现标记322的一部分。在下图中，手指25被定位成使得更多区段320Ba-n被驱动以在背景区域320Ba-i中提供窄角光锥401并且展现整个标记322。可控制由观察者45、47使用的显示设备100区域的相对比例。有利地，可提供显示器使用的增加的灵活性。这种布置在超高纵横比显示器中可能是特别期望的，例如用于柱对柱型汽车显示器中。在另选布置中，相对区域的控制可通过其他手段来设定，例如取决于应用或图像内容、检测到的用户45的存在。电极326FBa-n、326RBa-n的分段区域还可与分段背光源20(例如，诸如上文图7A中所示的微型LED背光源)协作布置。
在图14F的另选实施方案中，标记322可不被驱动，使得可实现均匀防窥或共享模式操作。
图15A是示出以零伏特操作并且包括用于顶部电极317F和底部电极317R的偏移间隙390F、390R的可切换液晶延迟器301的侧视图的示意图；并且图15B是示出以用于驱动模式操作并且包括用于顶部电极317F和底部电极317R的偏移间隙390F、390R的可切换液晶延迟器301的侧视图的示意图。未进一步详细讨论的图15B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图15A至图15B还示出了布置在电极317F、317R与液晶层314的材料414之间的配向层417F、417R。在上文的表1-2中描述了例示性配向层。
第一透射电极317F和第二透射电极317R中的每一者被图案化以提供由间隙390间隔开的多个可寻址区域327A、327B，第一透射电极317F和第二透射电极317R的多个可寻址区域327A、327B跨液晶材料414的层314进行对准。
在窄角和宽角操作模式中，期望液晶材料414跨间隙390F、390F配向到基本上均匀的状态。
间隙390F、390R的宽度γF、γR可至多是液晶材料414的层314的厚度t的两倍，并且优选地至多是液晶材料的层的厚度t。在此类实施方案中，液晶材料414可在间隙390的区域中被提供有配向方向419，该配向方向类似于分别在电极317F、317R的区域327FA、327FB与区域327RA、327RB之间的间隙390的区域中的配向方向415。可有利地最小化间隙390F、390R的可见性，并且实现没有标记322的残留可见性的均匀图像，例如如图4B和图4D中所示。
当跨液晶层314施加电压时，材料根据所得rms电场重新配向。期望最小化未配向。此外，将跨液晶材料414的层314配向的第一透射电极317F和第二透射电极317R的多个可寻址区域327A、327B间隔开的间隙390F、390R被偏置。偏移距离δ可至少是液晶材料414的层314的厚度t并且优选地是液晶材料414的层314的厚度t的至少两倍。液晶材料414的配向方向417的未配向减小并且有利地减小了间隙可见性。
图15C是示出以防窥模式操作并且包括用于顶部电极和底部电极317F、317R的对准间隙的极控制延迟器的侧视图的示意图。未进一步详细讨论的图15C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
通过与图15A至图15B比较，间隙390F、390R可被对准。电极间隙的可见性可被限制到较小区域。
现在将描述表1和表2所示的极控制延迟器300的另选例示性实施方案。
图15D是示出包括包含负C板延迟器的无源延迟器330的极控制延迟器300的配向方向的透视前视图的示意图；图15E是示出包括包含交叉正A板延迟器330A、330B的无源延迟器的极控制延迟器300的配向方向的透视前视图的示意图；图15F是示出包括扭曲液晶层314的极控制延迟器300的配向方向的透视前视图的示意图；并且图15G是示出包括旋转配向层417F、417R和无源延迟器330的极控制延迟器的配向方向的透视前视图的示意图。未进一步详细讨论的图15D至图15F的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
第一配向层417F和第二配向层417R的面内配向的方向φF、φR分别由箭头419F、419R示出，其中配向层417F、417R可以是水平的或垂直的，如表8的例示性(但非穷尽的)实施方案中所示。
无源延迟器330可包括至少一个C板延迟器，如图15D所示。另选地，无源延迟器330可以是诸如具有135°的方向θF和45°的方向θR的交叉正A板330A、330N的延迟器的组合，例如如图15E所示。另选地，如图15F所示，对于液晶材料414的扭曲层314的示例，可省略无源延迟器330。
在图15G的另选例示性实施方案中，与如美国专利号11,099,448中描述的图15D的实施方案相比，配向层417F、417R的配向方向φF、φR分别可各自旋转例如10°或15°，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。有利地，在操作中，此类布置可提供从显示设备100的平面的法线偏移的峰值亮度。例如考虑到图6A，此类偏移可远离驾驶员观察者47的方向，并且可被布置成有利地针对朝向显示设备100倾斜的驾驶员实现改进的安全系数S。
在本实施方案中，无源延迟器330可以是负C板、正C板、正A板或0板中的至少一者。在美国专利号10,976,578中进一步描述了液晶材料414的层314的延迟值和无源延迟器的延迟值的期望范围，该专利的全部内容通过引用并入本文。
表8
可能期望减小液晶延迟器301的配向电极326FA、326RA的组装成本。
图16是示出可切换液晶极控制延迟器301的另选电极的顶视图的示意图。未进一步详细讨论的图16的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在图16的另选实施方案中，第一透射电极317F和第二透射电极317R中的一者被图案化以提供由间隙390间隔开的多个可寻址区域327A、327B，并且第一透射电极317F和第二透射电极317R中的另一者未被图案化。
最一般地，多个区域320A、320B包含不与第一透射电极317F和第二透射电极317R的外边缘321F、321R相邻的至少一个远侧区域320A以及与第一透射电极317F和第二透射电极317R的外边缘321F、321R相邻的至少一个近侧区域320B，其中与至少一个远侧区域320A对准的第一透射电极317F和第二透射电极317R中的至少一者的区域327FA通过连接件370F连接到与至少一个近侧区域320B对准的相同透射电极317F的区域327FB，该连接件被配置为提供连接区域327FA、327FB之间的电阻。
换句话说，电极317F、317R的多个区域包含不与第一透射电极317F的外边缘321F相邻的至少一个远侧可寻址区域327A、327B以及与第一透射电极317F的外边缘321相邻的至少一个近侧区域327FB。
在未示出的另选实施方案中，第一透射电极317F的电极布置还可设置在第二透射电极317R上，并且设置有另一连接件370R，该另一连接件被配置为提供第二透射电极317R的连接区域327RA、327RB之间的电阻。
换句话说，至少一个远侧区域327F通过连接件370F连接到至少一个近侧可寻址区域327B，该连接件被配置为提供至少一个远侧区域327FA和至少一个近侧区域327FB之间的电阻。
在图16所示的实施方案中，第二透射电极317R是均匀的。有利地，减小了制造和对准的成本。
图17A至图17是示出图16的连接件370F的顶视图的示意图。未进一步详细讨论的图17A至图17C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。例如通过提供窄电极通道、连接件370F中移除透明导体材料的区域371或通过Z字形连接件370F分布，可提供高电阻跟踪。
现在将更详细地描述区域320A、320B的驱动。
图18是示出跨图16的电极的电压的驱动的示意性电路图。
电压VIN被施加到包括电极317F的近侧电极可寻址区域327B的片状透明电极。对于低片电阻，近侧电极可寻址区域327B中的跨液晶层314的电压VB基本上与VIN相同并且对电容器CB进行充电。连接件370F的电阻向区域327FA提供电压降并且在标记区域320A中提供不同的电容CA。通过连接件370电阻的设计以及选择驱动电压的寻址频率，可控制跨区域327FA中的液晶材料看到的电压以实现与区域327FB不同的反射率。
有利地，可降低液晶延迟器314的电极317F、317R的复杂性和成本。
换句话说，用于在环境照明410中使用的显示设备100包括：被布置成输出光的空间光调制器48，其中空间光调制器48包括被布置在空间光调制器48的输出侧上的输出偏振器218，该输出偏振器218是线性偏振器；视角控制布置，该视角控制布置包括：布置在输出偏振器218的输出侧上的附加偏振器318，该附加偏振器318是线性偏振器；布置在输出偏振器218和附加偏振器318之间的反射偏振器302，该反射偏振器302是线性偏振器；和布置在反射偏振器302和附加偏振器318之间的至少一个极控制延迟器300，该至少一个极控制延迟器300包含可切换液晶延迟器301，该可切换液晶延迟器包括液晶材料414的层314以及在液晶材料414的层314的相对侧上的第一透射电极317F和第二透射电极317R，其中第一透射电极317F和第二透射电极317R中的至少一者被图案化以提供由间隙390间隔开的多个可寻址区域327A、327B，该区域中的至少一者呈用于向离轴观察者47显示的标记区域320A的形状，其中多个可寻址区域327A、327B包含不与第一透射电极317F和第二透射电极317R的外边缘321相邻的至少一个远侧区域以及与外边缘321相邻的至少一个近侧区域，其中至少一个远侧可寻址区域327A通过连接件370连接到至少一个近侧可寻址区域327B，该连接件被配置为提供至少一个远侧可寻址区域327A和至少一个近侧可寻址区域327B之间的电阻。
现在将描述用于标记区域320A和背景区域320B的另选电极布置。
图19A是示出可切换液晶极控制延迟器300的电极317F、317R的顶视图以及通过电压VFA的对顶部电极图案区域A的驱动的示意图；并且图19B是示出可切换液晶极控制延迟器的电极的顶视图以及通过电压VFB的对顶部电极图案区域B的驱动的示意图。未进一步详细讨论的图19A至图19B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
图19A示出了由电极317F的外边缘321F之外的连接件347FA通过电压VFA驱动的近侧区域327FA；并且图19B示出了由电极317F的外边缘321F之外的连接件347FB通过电压VFB驱动的近侧区域327FB。共同均匀电极317R布置在液晶层314的相对侧上。
图19C是示出用于反射背景区域320B的图19A至图19B的电极317F、317R的寻址的示例性电压信号520FA、520FA、520R的示意图。未进一步详细讨论的图19C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
在图19C的实施方案中，电极317R接地，电极区域327FA提供以低反射率驱动的标记区域320A，并且电极区域327FB提供标记背景区域320B。因此，例如可提供图2B的显示。有利地降低了寻址电极317F、317R的复杂性并且降低了成本。
图19D是示出用于反射标记区域的图19A至图19B的图案化电极的寻址的示例性电压信号的示意图。未进一步详细讨论的图19D的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。在图19D的另选实施方案中，标记区域320A通过波形520FA对电极区域327FA的驱动而被设置为反射的，并且标记背景区域320B通过波形520FB对电极可寻址区域327B的驱动而被设置为非反射的。
图20A是示出用于可切换液晶极控制延迟器301的另选的顶部电极317F和底部电极317R的透视侧视图的示意图，并且图20B是示出图20A的可切换液晶极控制延迟器301的电极的顶视图的示意图。未进一步详细讨论的图20A至图20B的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
第一透射电极317F和第二透射电极317R中的一者被图案化以提供由间隙390间隔开的多个可寻址区域327A、327B，并且第一透射电极317F和第二透射电极317R中的另一者未被图案化。
图20C是示出由环境光源410照明的膝上型计算机102的俯视离轴透视图的示意图，该膝上型计算机包括可切换防窥显示设备100，该可切换防窥显示设备包括图20A和图20B的图案化电极液晶极控制延迟器301，其中没有光400从空间光调制器48输出。未进一步详细讨论的图20C的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
与图19A的布置相比，汇流条连接电极325设置在活动区域内并且形成在离轴位置中显示给离轴观察者47的标记区域320A的一部分。有利地，降低了液晶延迟器301的复杂性和成本。
现在将描述针对同轴和离轴光的极控制延迟器的操作。
图21A是以侧视图示出针对共享操作模式中的来自空间光调制器48的透射光的图2的布置的操作的示意图。在下面将描述的实施方案中，垂直于显示器(或在正面方向上)的光线445由显示器偏振器219以未被极控制延迟器300A、300B和偏振器318A、302和318B修改的偏振态360透射。此类光以高亮度透射。
在共享模式中，具有与法线方向形成的非零极角的光线447也以基本上不被极控制延迟器300A、300B和偏振器318A、302、318B修改的相同偏振态360透射。来自空间光调制器48的亮度的极分布可以是基本上未修改的。有利地，显示器可从宽范围的极观看位置可见并且可由多个显示器用户观看。
图21B是以侧视图示出针对防窥操作模式中的具有环境光的高反射率的来自空间光调制器48的透射光的图2的布置的操作的示意图。正面光线445具有基本上未被极控制延迟器300A、300B修改的偏振态360。相比之下，离轴光线447具有来自第一极控制延迟器的输出，该输出具有所赋予的相位差以通常提供椭圆态362A。在入射到第一附加偏振器318A时，光线447的亮度随着输出状态360而减小。所述光线447以小损失透射通过反射偏振器302并且入射在第二极控制延迟器300B上，在该第二极控制延迟器处提供进一步的相位调制并且实现输出偏振态362B。此类状态362B至少部分由第二附加偏振器318B吸收。因此，与图21A中的光线447相比，光线447以减小的亮度在离轴极位置处透射。
现在将描述反射偏振器302的操作。
图21C是以侧视图示出共享操作模式中的针对入射环境光604的图18A的布置的操作的示意图。光线404、406以基本上非偏振态370入射在显示设备100上。偏振器318B提供入射在第一极控制延迟器上并且对于正面光线404和离轴光线406基本上未改变的偏振态360。因此，基本上不被显示器反射的光线在空间光调制器48和背光源20(如果存在的话)中被吸收。对于宽范围的观看方向，显示器反射率保持在低水平，并且有利地，多个显示器用户看到高对比度图像。
图21D是以侧视图示出针对防窥操作模式中的具有环境光的高反射率的环境光的图2的布置的操作的示意图。正面入射的环境光线404在来自反射偏振器302的大量反射下被透射。未进一步详细讨论的图21A至图21D的实施方案的特征结构可被假定为对应于具有如上所讨论的等效附图标号的特征结构，包括特征结构中的任何潜在变化。
相比之下，光线406在极控制延迟器300B处经历相位调制，使得状态364照明反射偏振器。与反射偏振器302的电矢量传输方向303正交的分解偏振态366被反射并且穿过极性延迟器，使得偏振态368入射到第二附加偏振器上。平行于偏振器318B的电矢量传输方向的状态368的分量因此被透射。对于离轴观察者47，显示器表现为具有增加的反射率。所述增加的反射率有利地实现了如上所述的增加的安全系数S。
如在本文中可使用的，术语“基本上”和“大约”为其相应术语和/或术语之间的相对性提供业内可接受的公差。此类业内可接受的公差在0％至10％的范围内，并对应于但不限于分量值、角度等。在各项之间的此相对性在大约0％至10％的范围内。
虽然上文描述了根据本文所公开的原理的各种实施方案，但应理解，这些实施方案仅以举例的方式示出，而并非进行限制。因此，本公开的广度和范围不应受到上述任何示例性实施方案的限制，而应该仅根据本公开发布的任何权利要求及其等同物来限定。另外，所描述的实施方案中提供了上述优点和特征结构，但不应将发布的这些权利要求的应用限于实现任何或全部上述优点的方法和结构。
除此之外，本文章节标题是为符合37CFR 1.77的建议而提供，或者用于提供组织线索。这些标题不应限制或表征可产生于本公开的任何权利要求中所列出的一个或多个实施方案。具体来说并且以举例的方式，虽然标题是指“技术领域”，但权利要求书不应受到在该标题下选择用于描述所谓的领域的语言的限制。另外，“背景技术”中对技术的描述不应被理解为承认某些技术对本公开中的任何一个或多个实施方案而言是现有技术。“发明内容”也并非要被视为是对发布的权利要求书中所述的一个或多个实施方案的表征。此外，本公开中对单数形式的“发明”的任何引用不应用于辩称在本公开中仅有单一新颖点。可根据产生于本公开的多项权利要求的限制来阐述多个实施方案，并且此类权利要求因此限定由其保护的一个或多个实施方案及其等同物。在所有情况下，应根据本公开基于所述权利要求书本身的特点来考虑其范围，而不应受本文给出的标题的约束。

Claims (45)

1.一种用于在环境照明中使用的显示设备，所述显示设备包括：
空间光调制器，所述空间光调制器被布置成输出光，其中所述空间光调制器包括布置在所述空间光调制器的输出侧上的输出偏振器，所述输出偏振器是线性偏振器；
视角控制布置，所述视角控制布置包括：
布置在所述输出偏振器的输出侧上的附加偏振器，所述附加偏振器是线性偏振器；
布置在所述输出偏振器与所述附加偏振器之间的反射偏振器，所述反射偏振器是线性偏振器；以及
布置在所述反射偏振器与所述附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，所述至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的所述层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中所述第一透射电极和所述第二透射电极中的至少一者在由间隙间隔开的区中被图案化以提供液晶材料的所述层的多个可寻址区域，所述多个区域中的至少一者处于用于向观察者显示的标记的形状；以及
控制系统，所述控制系统被布置成控制所述空间光调制器并且跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压以用于驱动液晶材料的所述层，
其中所述控制系统被布置成能够在多个操作模式下操作，所述多个操作模式包含：
宽角操作显示模式，其中所述控制系统控制所述空间光调制器以显示操作图像并且跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压，所述电压将液晶材料的所述层驱动到不同区域中的相同状态，使得所述操作图像在宽角和窄角下可见，并且所述标记在所述窄角或所述宽角下不可见；
至少一个窄角操作显示模式，其中所述控制系统控制所述空间光调制器以显示操作图像并且跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压，所述电压将液晶材料的所述层驱动到不同区域中的状态，使得所述操作图像在所述窄角下可见但在所述宽角下不可见，并且所述标记在所述窄角下不可见；以及
至少一个标记显示模式，其中所述控制系统跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压，所述电压将液晶材料的所述层驱动到不同区域中的不同状态以使得所述标记可见。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述至少一个标记显示模式包含其中所述控制系统控制所述空间光调制器以不显示图像并且跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压的标记显示模式，所述电压将液晶材料的所述层驱动到不同区域中的不同状态，使得所述标记在所述宽角下可见但在所述窄角下不可见。
3.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中所述至少一个标记显示模式包含其中所述控制系统控制所述空间光调制器以显示用于照明所述标记的照明图像并且跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压的标记显示模式，所述电压将液晶材料的所述层驱动到不同区域中的不同状态，使得所述标记在所述宽角下和所述窄角下可见。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中所述照明图像是静止图像。
5.根据权利要求3或4所述的显示设备，其中所述照明图像与所述标记对准。
6.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述至少一个窄角操作显示模式包含其中所述控制系统控制所述空间光调制器以显示操作图像并且跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压的窄角操作显示模式，所述电压将液晶材料的所述层驱动到不同区域中的相同状态，使得所述标记在所述宽角下不可见。
7.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述至少一个窄角操作显示模式包含其中所述控制系统控制所述空间光调制器以显示操作图像并且跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压的窄角操作显示模式，所述电压将液晶材料的所述层驱动到不同区域中的不同状态，使得所述标记在所述宽角下可见。
8.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述标记是图标或文本。
9.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述间隙的宽度至多为液晶材料的所述层的厚度的两倍，并且优选地至多为液晶材料的所述层的所述厚度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述第一透射电极和所述第二透射电极中的每一者被图案化以提供由间隙间隔开的多个区。
11.根据权利要求10所述的显示设备，其中跨液晶材料的所述层对准的所述间隙被偏置。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中偏置量至少是液晶材料的所述层的所述厚度，并且优选地至少是液晶材料的所述层的所述厚度的两倍。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的显示设备，其中
所述多个区域包含至少一个岛区域和围绕所述岛区域延伸的至少一个周边区域，并且
与所述至少一个周边区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极的区具有桥接狭缝，所述桥接狭缝跨液晶材料的所述层对准，并且连接到与所述至少一个岛区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极的区的桥接轨道延伸通过所述桥接狭缝。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的显示设备，其中
所述多个区域包含不与所述第一透射电极和所述第二透射电极的外边缘相邻的至少一个远侧区域以及与所述第一透射电极和所述第二透射电极的所述外边缘相邻的至少一个近侧区域，并且
与所述至少一个近侧区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极的区具有至少一个连接狭缝，连接到与所述至少一个远侧区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极的区的至少一个连接轨道延伸通过所述至少一个连接狭缝，所述至少一个连接轨道延伸到所述第一透射电极和所述第二透射电极的所述外边缘，所述控制系统在所述外边缘处连接到所述至少一个连接轨道以用于将电压施加到所述至少一个远侧区域。
15.根据权利要求14所述的显示设备，其中连接到与所述至少一个远侧区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极的所述区的所述至少一个连接轨道不跨液晶材料的所述层彼此对准。
16.根据权利要求15所述的显示设备，其中所述控制系统被布置成向所述至少一个连接轨道和所述至少一个近侧区域施加相应的电压信号，所述电压信号具有被选择以跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压的振幅和相位，所述电压根据所述至少一个远侧区域、与所述至少一个连接轨道对准的所述至少一个近侧区域的部分和所述近侧区域的剩余部分中的每一者的操作模式将液晶材料的所述层的所述多个区域驱动到期望状态。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的显示设备，其中所述至少一个连接轨道具有邻近其所连接到的所述至少一个远侧区域的宽度减小的颈部。
18.根据权利要求1至9中任一项所述的显示设备，其中所述第一透射电极和所述第二透射电极中的一者在由间隙间隔开的区中被图案化，并且所述第一透射电极和所述第二透射电极中的另一者未被图案化。
19.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述多个区域包含不与所述第一透射电极和所述第二透射电极的外边缘相邻的至少一个远侧区域以及与所述第一透射电极和所述第二透射电极的所述外边缘相邻的至少一个近侧区域，其中与所述至少一个远侧区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极中的至少一者的区通过连接件连接到与所述至少一个近侧区域对准的相同的透射电极的区，所述连接件被配置为提供所连接的区之间的电阻。
20.一种用于在环境照明中使用的显示设备，所述显示设备包括：
空间光调制器，所述空间光调制器被布置成输出光，其中所述空间光调制器包括布置在所述空间光调制器的一侧上的显示偏振器，所述显示偏振器是线性偏振器；
视角控制布置，所述视角控制布置包括：
附加偏振器，所述附加偏振器在所述显示偏振器之外被布置在所述空间光调制器的与所述显示偏振器相同的一侧上，所述附加偏振器是线性偏振器；以及
布置在所述显示偏振器与所述附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，所述至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的所述层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中所述第一透射电极和所述第二透射电极中的至少一者在由间隙间隔开的区中被图案化以提供液晶材料的所述层的多个可寻址区域，所述多个区域中的至少一者处于用于向观察者显示的标记的形状；以及
控制系统，所述控制系统被布置成控制所述空间光调制器并且跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压以用于驱动液晶材料的所述层，
其中所述控制系统被布置成能够在多个操作模式下操作，所述多个操作模式包含：
宽角操作显示模式，其中所述控制系统控制所述空间光调制器以显示操作图像并且跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压，所述电压将液晶材料的所述层驱动到不同区域中的相同状态，使得所述操作图像在宽角下和窄角下可见，并且所述标记在所述窄角或所述宽角下不可见；以及
至少一个窄角操作显示模式，其中所述控制系统控制所述空间光调制器以显示操作图像并且跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压，所述电压将液晶材料的所述层驱动到不同区域中的不同状态，使得所述操作图像在所述窄角下可见但在所述宽角下不可见，并且所述标记在所述窄角下不可见但在所述宽角下可见。
21.根据权利要求20所述的显示设备，其中所述显示偏振器是布置在所述空间光调制器的输入侧上的输入偏振器，并且所述附加偏振器被布置在所述显示偏振器的输入侧上。
22.根据权利要求20所述的显示设备，其中所述显示偏振器是布置在所述空间光调制器的输出侧上的输出偏振器，并且所述附加偏振器被布置在所述显示偏振器的输出侧上。
23.根据权利要求22所述的显示设备，其中所述视角控制布置还包括布置在所述输出偏振器和所述附加偏振器之间的反射偏振器，所述反射偏振器是线性偏振器，并且所述至少一个极控制延迟器被布置在所述反射偏振器与所述附加偏振器之间。
24.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中当在所讨论的角度下限定的安全系数Sn针对所有所述区域小于1.0或为至少1.0时，所述操作图像分别是可见的或不可见的，其中所述安全系数Sn由以下等式给出：
Sn＝log10[1+ρn.α/(π.Pn)]
其中：
ρn是在所讨论的角度下的所述显示设备的反射率；
Pn是在所讨论的角度下的所述显示设备的亮度与所述显示设备的最大亮度的比率；
π是以球面度为单位的立体角；并且
α是值为4.0球面度的系数。
25.根据权利要求24所述的显示设备，其中当在所讨论的角度下限定的所述安全系数Sn在标记形状中的所述多个区域中的所述至少一者中以及其他区域中不同或相同时，所述标记分别是可见的或不可见的。
26.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述宽角是在围绕所述显示设备的法线的预定方位角下与所述显示设备的所述法线形成的45°的极角。
27.根据权利要求26所述的显示设备，其中所述窄角在所述预定方位角下与所述空间光调制器的法线形成的0°至20°的极角的范围内。
28.一种用于在环境照明中使用的显示设备，所述显示设备包括：
空间光调制器，所述空间光调制器被布置成输出光，其中所述空间光调制器包括布置在所述空间光调制器的一侧上的显示偏振器，所述显示偏振器是线性偏振器；
视角控制布置，所述视角控制布置包括：
附加偏振器，所述附加偏振器在所述显示偏振器之外被布置在所述空间光调制器的与所述显示偏振器相同的一侧上，所述附加偏振器是线性偏振器；以及
布置在所述显示偏振器与所述附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，所述至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的所述层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中所述第一透射电极和所述第二透射电极中的每一者在由间隙间隔开的区中被图案化以提供液晶材料的所述层的多个可寻址区域，所述多个区域中的至少一者处于用于向观察者显示的标记的形状。
29.根据权利要求28所述的显示设备，其中所述显示偏振器是布置在所述空间光调制器的输入侧上的输入偏振器，并且所述附加偏振器被布置在所述显示偏振器的输入侧上。
30.根据权利要求28所述的显示设备，其中所述显示偏振器是布置在所述空间光调制器的输出侧上的输出偏振器，并且所述附加偏振器被布置在所述显示偏振器的输入侧上。
31.根据权利要求30所述的显示设备，其中所述视角控制布置还包括布置在输出偏振器与所述附加偏振器之间的反射偏振器，所述反射偏振器是线性偏振器，并且所述至少一个极控制延迟器被布置在所述反射偏振器与所述附加偏振器之间。
32.根据权利要求28至31中任一项所述的显示设备，其中所述间隙的宽度至多为液晶材料的所述层的厚度的两倍，并且优选地至多为液晶材料的所述层的所述厚度。
33.根据权利要求28至32中任一项所述的显示设备，其中跨液晶材料的所述层对准的所述间隙被偏置。
34.根据权利要求28至33中任一项所述的显示设备，其中
所述多个区域包含至少一个岛区域和围绕所述岛区域延伸的至少一个周边区域，并且
与所述至少一个周边区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极的区具有桥接狭缝，所述桥接狭缝跨液晶材料的所述层对准，并且连接到与所述至少一个岛区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极的区的桥接轨道延伸通过所述桥接狭缝。
35.根据权利要求28至34中任一项所述的显示设备，其中
所述多个区域包含不与所述第一透射电极和所述第二透射电极的外边缘相邻的至少一个远侧区域以及与所述第一透射电极和所述第二透射电极的所述外边缘相邻的至少一个近侧区域，并且
与所述至少一个近侧区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极的区具有至少一个连接狭缝，连接到与所述至少一个远侧区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极的区的至少一个连接轨道延伸通过所述至少一个连接狭缝，所述至少一个连接轨道延伸到所述第一透射电极和所述第二透射电极的所述外边缘，所述控制系统在所述外边缘处连接到所述至少一个连接轨道以用于将电压施加到所述至少一个远侧区域。
36.根据权利要求35所述的显示设备，其中连接到与所述至少一个远侧区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极的所述区域的所述至少一个连接轨道不跨液晶材料的所述层彼此对准。
37.根据权利要求36所述的显示设备，所述显示设备还包括控制系统，所述控制系统被布置成控制所述空间光调制器并跨所述第一透射电极和所述第二透射电极施加电压以用于驱动液晶材料的所述层，其中所述控制系统被布置成向所述至少一个连接轨道和所述至少一个近侧区域施加相应的电压信号，所述电压信号具有被选择以跨所述第一透射电极和第二透射电极施加电压的振幅和相位，所述电压根据所述至少一个远侧区域、与所述至少一个连接轨道对准的所述至少一个近侧区域的部分和所述近侧区域的剩余部分中的每一者中的操作模式将液晶材料的所述层的所述多个区域驱动到期望状态。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的显示设备，其中所述至少一个连接轨道具有邻近其所连接到的所述至少一个远侧区域的宽度减小的颈部。
39.一种用于在环境照明中使用的显示设备，所述显示设备包括：
空间光调制器，所述空间光调制器被布置成输出光，其中所述空间光调制器包括布置在所述空间光调制器的一侧上的显示偏振器，所述显示偏振器是线性偏振器；
视角控制布置，所述视角控制布置包括：
附加偏振器，所述附加偏振器在所述显示偏振器之外被布置在所述空间光调制器的与所述显示偏振器相同的一侧上，所述附加偏振器是线性偏振器；以及
布置在所述显示偏振器与所述附加偏振器之间的至少一个极控制延迟器，所述至少一个极控制延迟器包含可切换液晶延迟器，所述可切换液晶延迟器包括液晶材料的层以及在液晶材料的所述层的相对侧上的第一透射电极和第二透射电极，其中所述第一透射电极和所述第二透射电极中的至少一者是由间隙间隔开的图案化的区，以提供液晶材料的所述层的多个可寻址区域，所述区域中的至少一者处于用于向观察者显示的标记的形状；
其中所述多个区域包含不与所述第一透射电极和所述第二透射电极的外边缘相邻的至少一个远侧区域以及与所述外边缘相邻的至少一个近侧区域，其中与所述至少一个远侧区域对准的所述第一透射电极和所述第二透射电极中的至少一者的区通过连接件连接到与所述至少一个近侧区域对准的相同的透射电极的区，所述连接件被配置为提供所连接的区之间的电阻。
40.根据权利要求39所述的显示设备，其中所述显示偏振器是布置在所述空间光调制器的输入侧上的输入偏振器，并且所述附加偏振器被布置在所述显示偏振器的输入侧上。
41.根据权利要求39所述的显示设备，其中所述显示偏振器是布置在所述空间光调制器的输出侧上的输出偏振器，并且所述附加偏振器被布置在所述显示偏振器的输出侧上。
42.根据权利要求41所述的显示设备，其中所述视角控制布置还包括布置在所述输出偏振器与所述附加偏振器之间的反射偏振器，所述反射偏振器是线性偏振器，并且所述至少一个极控制延迟器被布置在所述反射偏振器与所述附加偏振器之间。
43.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述至少一个极控制延迟器还包括无源延迟器。
44.根据前述权利要求中任一项所述的显示设备，其中所述空间光调制器为透射式空间光调制器，并且所述显示设备还包括被布置成向所述空间光调制器供应光的背光源。
45.根据权利要求1至43中任一项所述的显示设备，其中所述空间光调制器是发射式空间光调制器。
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