RU2603947C2 - Автостереоскопическое устройство отображения - Google Patents

Автостереоскопическое устройство отображения Download PDF

Info

Publication number
RU2603947C2
RU2603947C2 RU2014101702/28A RU2014101702A RU2603947C2 RU 2603947 C2 RU2603947 C2 RU 2603947C2 RU 2014101702/28 A RU2014101702/28 A RU 2014101702/28A RU 2014101702 A RU2014101702 A RU 2014101702A RU 2603947 C2 RU2603947 C2 RU 2603947C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
pixel
pixels
display
display device
Prior art date
Application number
RU2014101702/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014101702A (ru
Inventor
Марк Томас ДЖОНСОН
Марселлинус Петрус Каролус Михал КРЕЙН
Барт КРУН
Филип Стивен НЬЮТОН
Адрианус СЕМПЕЛ
ЗВАРТ Сибе Тьерк ДЕ
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2014101702A publication Critical patent/RU2014101702A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2603947C2 publication Critical patent/RU2603947C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/18—Growth factors; Growth regulators
    • A61K38/1875—Bone morphogenic factor; Osteogenins; Osteogenic factor; Bone-inducing factor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/18—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing inorganic materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/425—Porous materials, e.g. foams or sponges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/44—Medicaments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/62—Compostable, hydrosoluble or hydrodegradable materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/04—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres having existing or potential cohesive properties, e.g. natural fibres, prestretched or fibrillated artificial fibres
    • D04H1/30—Collagen
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4266—Natural fibres not provided for in group D04H1/425
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/879—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/20—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
    • A61L2300/252—Polypeptides, proteins, e.g. glycoproteins, lipoproteins, cytokines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/412—Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
    • A61L2300/414—Growth factors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133524—Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2213/00—Details of stereoscopic systems
    • H04N2213/001—Constructional or mechanical details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Abstract

Автостереоскопическое устройство отображения содержит устройство дисплея, содержащее массив разнесенных пикселей (50), световодное устройство, содержащее массив столбцов (51) световодов, и автостереоскопическое линзовое устройство (49), содержащее множество двояковыпуклых линз над световодным устройством. Столбцы (51) световодов содержат боковую стенку, которая сужается снаружи для определения формы воронки с пикселем или пикселями у меньшего основания воронки. Двояковыпуклые линзы проходят в направлении столбца пикселей или наклонены под острым углом к направлению столбца пикселей. Каждая линза покрывает множество ширин столбцов пикселей, которые ограничивают угловое распространение света в разные стороны от нижележащего пикселя различно. Технический результат - снижение перекрестных помех на дисплее. 11 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к автостереоскопическому устройству отображения такого типа, который содержит панель дисплея, имеющую массив пикселей дисплея для изготовления дисплея и устройство формирования изображения для направления различных видов в различных пространственных положениях.
Уровень техники
Первым примером устройства формирования изображения для использования в таком типе дисплея является барьер, например, с прорезями, которые имеют размер и позиционированы относительно нижележащих пикселей дисплея. В двухвидовой конструкции зритель способен воспринимать трехмерное (3D) изображение, если его голова находится в фиксированном положении. Барьер расположен в передней части панели дисплея и спроектирован таким образом, что свет от четных и нечетных столбцов пикселей направлен в сторону левого и правого глаза зрителя, соответственно.
Недостатком этого типа двухвидового отображения является то, что зритель должен находиться в фиксированном положении и может двигаться только приблизительно на 3 см влево или вправо. В более предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения, под каждой прорезью имеется не два столбца субпикселей, а несколько. Таким образом, зритель может перемещаться влево и вправо и воспринимать стереоизображение своими глазами все время.
Барьерное устройство является простым в производстве, но не эффективно в свете. Поэтому предпочтительной альтернативой является использование линзовых устройств в качестве устройства формирования изображения. Например, может быть обеспечен массив удлиненных двояковыпуклых элементов, расположенных параллельно друг другу и перекрывающих массив пикселей дисплея, и пиксели дисплея наблюдаются через эти двояковыпуклые элементы.
Двояковыпуклые элементы обеспечиваются в виде листа из элементов, каждый из которых содержит удлиненный полуцилиндрический линзовый элемент. Двояковыпуклые элементы проходят в направлении столбцов панели дисплея, с каждый двояковыпуклым элементом, лежащим выше соответствующей группы из двух или более смежных столбцов пикселей дисплея.
В устройстве, в котором, например, каждая двояковыпуклая линза ассоциирована с двумя столбцами пикселей дисплея, пиксели дисплея в каждом столбце обеспечивают вертикальную часть соответствующей двумерной части изображения. Лист двояковыпуклых линз направляет эти две части и соответствующие части от столбцов пикселей дисплея, ассоциированных с другими двояковыпуклыми линзами, в левый и правый глаз пользователя, находящегося перед листом, так что пользователь наблюдает единое стереоскопическое изображение. Лист двояковыпуклых элементов, таким образом, обеспечивает направляющую функцию светового выхода.
В других устройствах, каждая двояковыпуклая линза ассоциирована с группой из четырех или более смежных пикселей дисплея в направлении строки. Соответствующие столбцы пикселей дисплея в каждой группе расположены соответствующим образом для обеспечения вертикальной части от соответствующей двумерной части изображения. Когда голова пользователя перемещается слева направо, воспринимается последовательность последующих разных стереоскопических видов, создавая, например, впечатление окружения.
Известные автостереоскопические дисплеи используют жидкокристаллические дисплеи для генерирования изображения.
Имеется возрастающий интерес к использованию эмиссионных дисплеев, таких как электролюминесцентные дисплеи, например, дисплеи на органических светоизлучающих диодах (OLED), поскольку они не нуждаются в поляризаторах, и потенциально они должны быть способны обеспечить повышение эффективности, так как пиксели выключаются, когда они не используются для отображения изображения, по сравнению с ЖК-панелями, которые используют постоянно светящуюся подсветку.
Имеется также возрастающий интерес к использованию отражающих дисплеев, таких как электрофоретические дисплеи и дисплеи на основе электросмачивания.
Настоящее изобретение основано на использовании в автостереоскопической системе отображения устройства дисплея, которое является эмиссионным или отражающим.
Эмиссионные дисплеи, такие как OLED дисплеи и отражательные дисплеи, такие как электрофоретические дисплеи существенно отличаются от ЖК-дисплеев в том, как свет излучается от пикселя. OLED пиксели являются излучателями, которые излучают свет в широком диапазоне направлений, и электрофоретические пиксели являются отражателями, которые отражают свет в широком диапазоне направлений. В контексте настоящего изобретения, такие излучатели и отражатели также называют диффузными излучателями и диффузными отражателями, соответственно. Для обычного (2D) отображения, OLED-дисплеи имеют явное преимущество перед ЖК-дисплеями, которые требуют задней подсветки и которые, без принятия специальных мер, излучают свет только в узком пучке. Однако диффузное излучение OLED материала также создает проблемы, так как много света возвращается внутрь органических слоев и не излучается, что приводит к низкой эффективности. В целях улучшения, эти различные решения создавались для улучшения выхода света, исходящего из OLED.
Однако это улучшение для 2D дисплеев на самом деле является проблемой для 3D автостереоскопических OLED дисплеев. Решения для повышения светоотдачи не могут быть использованы в автостереоскопических дисплеях на основе двояковыпуклых линз, так как свет, предназначенный для излучения от одной двояковыпуклой линзы, может быть оптически отражен к соседней линзе. Это снижает контрастность и увеличивает перекрестные помехи.
Отражающие дисплеи, такие как электрофоретические и дисплеи электросмачивания, могут привести к возникновению похожих недостатков, как описано выше для эмиссионных дисплеев в виде OLED дисплеев.
Таким образом, возникает противоречие между стремлением к использованию эмиссионных и отражающих дисплеев и стремлением к низким перекрестным помехам внутри автостереоскопического 3D дисплея.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением, обеспечено автостереоскопическое устройство отображения, содержащее:
устройство дисплея, содержащее массив разнесенных пикселей;
световодное устройство, содержащее массив столбцов световодов, с одним столбцом над каждым пикселем дисплея или группой пикселей, причем столбцы световодов содержат боковую стенку, которая сужается снаружи для определения формы воронки с пикселем или пикселями у меньшего основания воронки; и
автостереоскопическое устройство линз, содержащее множество линз над световодным устройством.
В варианте осуществления настоящего изобретения, устройство дисплея является эмиссионным дисплеем, таким как электролюминесцентный дисплей, например, дисплей OLED. В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения, устройство дисплея является отражающим дисплеем, таким как электрофоретический дисплей или дисплей электросмачивания.
Функцией световодного устройства в виде световых воронок является преднамеренное уменьшение светосилы пикселя дисплея. Воронки имеют конструкцию, специально оптимизированную для автостереоскопического дисплея, в частности устройство линз, для уменьшения перекрестных помех и улучшения характеристик.
Множество пикселей могут быть обеспечены под каждой линзой линзового устройства (хотя одна микролинза на пиксель также возможна). Например, автостереоскопическое линзовое устройство может содержать множество двояковыпуклых линз, проходящих в направлении столбца пикселей или наклоненных под острым углом к направлению столбца пикселей, причем каждая линза покрывает множество столбцов пикселей. Линзы, таким образом, покрывают некоторое количество столбцов пикселей. За счет уменьшения количества света, проходящего параллельно или под небольшим углом к плоскости дисплея, перекрестные помехи уменьшаются.
Боковая стенка может иметь первый наклон на одной стороне в направлении ширины двояковыпуклой линзы и другой второй наклон на противоположной стороне. Это означает, что способ, которым воронка ограничивает угловое распространение света, различен на разных сторонах пикселя. Пиксели находятся в различных положениях под линзами, и эта особенность позволяет управлять углом падения на поверхности линзы в зависимости от локальной формы линзы по краям светового конуса, излучаемого из пикселя. Основание воронки может иметь ширину, которая соответствует ширине эмиссионной или отражающей области пикселя, которая будет обозначена “шириной пикселя”.
Другой способ изменения углового распространения света на разных сторонах существует для боковой стенки, имеющей одинаковый наклон на обеих сторонах в направлении ширины двояковыпуклой линзы, но основание воронки может иметь ширину, которая больше, чем ширина пикселя, и не симметрично расположено по отношению к пикселю.
Формы воронки могут объединяться у своей большей вершины, таким образом, заполняя расстояние между пикселями, или формы воронки могут быть разнесены у их вершины. Таким образом, угол наклона боковой стенки может быть больше или меньше для управления величиной коллимации света посредством воронки.
Боковая стенка может быть отражающей для определения светового конуса.
Когда устройство дисплея является устройством электролюминесцентного дисплея в варианте осуществления с верхним излучением, тогда устройство электролюминесцентного дисплея содержит подложку, массив отражающих анодов поверх подложки, массив участков электролюминесцентного слоя поверх анодов, и массив прозрачных катодов поверх участков электролюминесцентного слоя, причем световодное устройство и затем автостереоскопическое линзовое устройство обеспечиваются поверх катодов.
Прокладки могут быть обеспечены между пикселями, которые выступают над катодами и поверх которых проходит световодное устройство. Отражающее покрытие может быть обеспечено поверх прокладок.
Когда устройство дисплея является устройством электролюминесцентного дисплея в варианте осуществления с нижним излучением, тогда устройство электролюминесцентного дисплея содержит подложку, световодное устройство поверх подложки, массив прозрачных анодов поверх световодного устройства, массив участков электролюминесцентного слоя поверх анодов, и массив зеркально отражающих катодов поверх участков электролюминесцентного слоя, причем автостереоскопическое линзовое устройство обеспечено на противоположной стороне подложки к световодному устройству.
Настоящее изобретение обеспечивает также способ отображения автостереоскопических изображений, содержащий этапы, на которых:
генерируют пикселированное изображение с помощью устройства дисплея, содержащего массив разнесенных пикселей;
направляют световой выход пикселя с помощью световодного устройства, содержащего массив столбцов световодов, с одним столбцом над каждым пикселем дисплея или группой пикселей, причем столбцы световодов содержат боковую стенку, которая сужается снаружи для определения формы воронки с пикселем или пикселями у меньшего основания воронки; и
направляют свет от различных пикселей в различных направлениях с помощью автостереоскопического линзового устройства, содержащего множество линз поверх световодного устройства.
Краткое описание чертежей
Вариант осуществления настоящего изобретения будет теперь описан только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид в перспективе известного автостереоскопического устройства отображения;
Фиг. 2 показывает, как массив двояковыпуклых линз обеспечивает различные виды на различных пространственных месторасположениях;
Фиг. 3 схематично показывает структуру одного пикселя OLED дисплея и в виде обратно излучающей структуры;
Фиг. 4 показывает, как оказывается влияние на пути прохождения света при применении двояковыпуклых линз на верхней излучающей структуре;
Фиг. 5 показывает первый пример структуры пикселей в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 6 показывает структуру пикселей по фиг. 5 более подробно;
Фиг. 7 показывает второй пример структуры пикселей в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 8 показывает третий пример структуры пикселей в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 9 показывает четвертый пример структуры пикселей в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 10 показывает пятый пример структуры пикселей в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 11 показан один из примеров реализации изобретения в виде сверху.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает автостереоскопическое устройство отображения, содержащее устройство дисплея, содержащее массив разнесенных пикселей. Световодное устройство имеет массив столбцов световодов, с одним столбцом над каждым пикселем дисплея или группой пикселей. Столбцы световодов содержат боковую стенку, которая сужается снаружи для определения формы воронки с пикселем или пикселями у меньшего основания воронки. Воронка обеспечивает коллимацию для снижения перекрестных помех в отображении, что особенно проблематично для автостереоскопических 3D дисплеев.
Ниже будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения на основе электролюминесцентного дисплея, который является примером эмиссионного дисплея. Специалисту в данной области техники будет понятно, что изобретение может быть применено в автостереоскопических устройствах отображения на основе двояковыпуклых линз, содержащих любой тип эмиссионного дисплея, а также в автостереоскопическоих устройствах отображения на основе двояковыпуклых линз, содержащих любой вид отражающего дисплея, как и во всех этих типах дисплея свет будет направляться (посредством излучения или отражения) от пикселя к двояковыпуклым линзам в широком диапазоне направлений.
Сначала будет описана основная работа известного 3D автостереоскопического дисплея.
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид в перспективе известного автостереоскопического устройства 1 отображения прямого видения, использующего ЖК-панель для генерирования изображений. Известное устройство 1 содержит жидкокристаллическую панель 3 дисплея активного матричного типа, которая действует как пространственный модулятор света для получения отображения.
Панель 3 дисплея имеет ортогональный массив пикселей 5 дисплея, расположенных в строках и столбцах. Для ясности, на фигуре показано только небольшое количество пикселей 5 дисплея. На практике панель 3 дисплея может содержать около тысячи строк и несколько тысяч столбцов пикселей 5 дисплея.
Структура жидкокристаллической панели 3 дисплея, обычно используемой в автостереоскопических дисплеях, является полностью обычной. В частности, панель 3 содержит пару разнесенных прозрачных стеклянных подложек, между которыми обеспечен выровненный скрученный нематический или другой жидкокристаллический материал. Подложки несут на себе структуру из прозрачных электродов из оксида индия-олова (ITO) на их лицевых поверхностях. Поляризующие слои также обеспечены на наружных поверхностях подложек.
Каждый пиксель 5 дисплея содержит противоположные электроды на подложке, с промежуточным между ними жидкокристаллическим материалом. Форма и расположение пикселей 5 дисплея определяются формой и расположением электродов. Пиксели 5 дисплея пространственно разнесены друг от друга через одинаковые промежутки.
Каждый пиксель 5 дисплея связан с переключающим элементом, таким как тонкопленочный транзистор (TFT) или тонкопленочный диод (TFD). Пиксели дисплея управляются для формирования отображения путем обеспечения адресацию сигналов к переключающим элементам, причем соответствующие схемы адресации известны специалистам в данной области техники.
Панель 3 дисплея освещается источником 7 света, содержащим, в данном случае, плоскую заднюю подсветку, проходящую за областью массива пикселей дисплея. Свет от источника 7 света направляется через панель 3 дисплея, при этом возбуждаются отдельные пиксели 5 дисплея, чтобы модулировать свет и получать отображение.
Устройство 1 отображения также содержит лист 9 двояковыпуклых линз, расположенный над стороной дисплея панели 3 дисплея, которая выполняет функцию формирования вида. Лист 9 двояковыпуклых линз содержит ряд двояковыпуклых элементов 11, проходящих параллельно друг другу, из которых только один показан в увеличенных размерах для ясности.
Двояковыпуклые элементы 11 имеют форму выпуклых цилиндрических линз, и они действуют как средство, направляющее световой выход для обеспечения различных изображений или видов от панели 3 дисплея к глазам пользователя, находящегося перед устройством 1 отображения.
Устройство содержит контроллер 13, который управляет фоновой подсветкой и панелью дисплея.
Автостереоскопическое устройство 1 отображения, показанное на Фиг. 1, способно обеспечивать несколько различных видов в перспективе в разных направлениях. В частности, каждый двояковыпуклый элемент 11 перекрывает небольшую группу пикселей 5 дисплея в каждом ряду. Двояковыпуклый элемент 11 проектирует каждый пиксель 5 дисплея группы в другом направлении, чтобы образовывать несколько различных видов. Когда голова пользователя движется слева направо, его глаза будут принимать отличающиеся из разных видов по очереди.
В случае ЖК-панели, средство поляризации света также должно быть использовано в сочетании с описанными выше массивом, так как жидкокристаллический материал имеет двойное лучепреломление, причем показатель преломления переключается только при приложении света с конкретной поляризацией. Средство поляризации света может быть обеспечено как часть панели дисплея или устройство формирования изображения упомянутого устройства.
Фиг. 2 показывает принцип работы устройства формирования изображения двояковыпуклого типа, как описано выше, и показывает подсветку 20, устройство 24 отображения, такое как ЖК дисплей и массив 28 двояковыпуклых линз. Фиг. 2 показывает, как устройство 28 двояковыпуклых линз направляет различные выходы пикселя в три различных пространственных положения 22', 22”, 22”'. Все эти положения находятся в так называемом видовом конусе, в котором все виды различные. Виды повторяются в других видовых конусах, которые генерируются светом пикселя, проходящим через соседние линзы. Пространственные положения 23', 22”, 22”' находятся в следующем видовом конусе.
Использование OLED-дисплея позволяет исключить необходимость в отдельной задней подсветке и поляризаторах. OLED обещает быть технологией отображения будущего. Однако проблемой, в настоящее время, связанной с OLED-дисплеем, является извлечение света из устройства. Без принятия каких-либо мер свет, извлекаемый из OLED, может быть на уровне ниже 20%.
Фиг. 3 схематично показывает структуру одного пикселя OLED-дисплея и в форме обратной излучающей структуры (т.е. через подложку).
Дисплей содержит стеклянную подложку 30, прозрачный анод 32, слой 34, излучающий свет, и зеркально отражающий катод 36.
Линии представляют путь, который может проходить свет при излучении из точки 38 в органическом слое. Так как свет излучается из источника, то он может распространяться во всех направлениях. Когда свет достигает точки перехода с одного слоя на другой слой, разница между показателями преломления каждого из слоев определяет, может ли свет выйти из одного слоя и попасть в следующий. Показатель преломления определяется скоростью света в материале и задается законом Снеллиуса:
sin θ 1 sin θ 2 = υ 1 υ 2 = n 2 n 1
Figure 00000001
υ = с к о р о с т ь       ( м / с )
Figure 00000002
n = п о к а з а т е л ь     п р е л о м л е н и я     ( б е з р а з м е р н ы й )
Figure 00000003
В примере на Фиг. 3, показатель преломления органического материала, образующего слой 34, излучающий свет, велик ( n = 1,8
Figure 00000004
 ), тогда как показатель преломления стекла составляет 1,45.
Когда угол падения света, который проходит от материала с большим показателем преломления к материалу с низким показателем преломления, является достаточно большим, свет не может покинуть материал. Угол падения является критическим углом и задается соотношением a = arcsin     ( n 2 / n 1 )
Figure 00000005
 для органического материала в стекле. Это дает 54 градусов.
Таким образом, ясно, что большое количество света, генерируемого в органическом слое, никогда не покидает слой и остается внутри материала, где он повторно поглощается и возбуждает излучение другого фотона или превращается в тепло.
То же самое происходит для света, который действительно покидает органический слой и проникает в стеклянную подложку. Большое количество света не может покинуть стекло на границе раздела стекла с воздухом.
Были предложены некоторые решения как для обеспечения ввода света из органических слоев в стекло, так и для ввода света из стекла в воздух.
Статья Д.С. Макхта и. др, “Light out-coupling strategies in organic light emitting devices”, Proc. Of ASID'06, 8-12 октября, Нью-Дели, дает краткий обзор различных решений.
Хотя OLED устройства обычно являются излучающими снизу и излучают свет через стеклянную подложку, другой подход обеспечивает излучение сверху пакета OLED, таким образом, что свет излучается через прозрачный катодный и тонкий герметизирующий слой, а не через стеклянную подложку. В общем, разные подходы к увеличению извлечения света работают лучше (или только) как с верхними, так и с нижними излучающими структурами OLED.
Изобретение, описанное ниже, основано, главным образом, на использовании верхне-излучающего OLED дисплея. Однако основной принцип этого изобретения может также использоваться с излучающим снизу OLED дисплеем, и все варианты воплощения применимы, как для верхних, так и для нижних излучающих структур OLED.
Хотя известные решения помогают улучшить эффективность извлечения света до 80% для приложений освещения и для 2D-дисплеев, но они не обеспечивают хорошее решение для автостереоскопических дисплеев. Проблема возникает при установке двояковыпуклой линзы на ЖК-дисплее для создания автостереоскопического телевизора. Даже с верхне-излучающим OLED, свет будет по-прежнему входить в относительно толстый слой стекла, что вызывает вышеописанные проблемы, и значительное количество света будет оставаться в световодной моде в стекле. В принципе, использование двояковыпуклой линзы улучшает извлечение света из стекла в воздух по сравнению с нижне-излучающим OLED, но для 3D-дисплея это дает побочный эффект снижения контрастности и увеличения перекрестных помех. Это является особой проблемой для 3D-дисплеев. Для 2D дисплеев, во многих случаях, соседние пиксели отображают тот же цвет (т.е. белые или цветные области экрана, линии одного цвета и т.д.), так что, если любой свет выходит из соседнего пикселя, он будет просто добавляться к желаемому цвету. Однако в 3D дисплее соседние пиксели, в общем, не имеют отношения друг к другу, так как они относятся к различным видам и обычно будут иметь различное цветовое содержание. Таким образом, если любой свет выходит из соседнего пикселя, это может серьезно повлиять на качество изображения.
Кроме того, существенное количество света будет по-прежнему оставаться в световодной моде в стекле. Часть его будет повторно поглощаться.
Фиг. 4 показывает, как влияет на пути прохождения света применение двояковыпуклой линзы для верхне-излучающей структуры. Верхне-излучающая структура содержит стеклянную подложку 40, зеркальный анод 42, пиксели 44, определяющие светоизлучающий слой, и прозрачный катод 46. Герметизирующий и пассивирующий слой 48 находится между катодом 46 и массивом 49 стеклянных двояковыпуклых линз.
Как проиллюстрировано на Фиг. 4, свет генерируется в органическом слое, и некоторая часть света попадает на стекло устройства 49 двояковыпуклых линз. Некоторая часть света будет оставаться в световодной моде в стекле в силу внутренних отражений 50 и попадать в оптический путь соседнего вида (или пиксель/субпиксель). Здесь он может отражаться назад и покидать линзу (как показано для светового луча 52), или он может быть повторно поглощен в пикселе.
Если свет покидает линзу смежного вида, то он будет создавать перекрестные помехи.
Изобретение обеспечивает пиксельную структуру, которая преднамеренно уменьшает светосилу эмиттера OLED и добавляет структуры перенаправления света (в виде воронки/конусов), предназначенные для перенаправления света, излучаемого выше критического угла в направлениях, более перпендикулярных к поверхности дисплея, при этом будет излучаться больше света.
Фиг. 5 показывает первый пример структуры пикселей в соответствии с настоящим изобретением.
Несколько пикселей 50 выполнены под одной двояковыпуклой линзой 52, так, чтобы оптика линзы приводила к направлению света от различных пикселей в разных направлениях. Фиг. 5 показывает верхне-излучающий 3D OLED-дисплей.
Предусмотрена структура со структурами 51 вывода света. Эти структуры 51 проходят над пикселями. Они имеют основание 54, которое лежит на пикселях, и они расширяются (расходятся) при увеличении по высоте выше пикселя. Это определяет структуру типа воронки с пикселями на меньшем конце воронки. Воронка функционирует как коллиматор света. Опоры 56 определены между основаниями 54, и они представлены как часть способа изготовления. Опоры 56 сужаются, так, чтобы определить наклоненные боковые поверхности. Опоры покрыты отражающей поверхностью, так что боковые поверхности являются отражающими. Эти отражающие поверхности ограничивают распространение света в направлении, параллельном или близком к параллельному к основанию, между пикселями, и, таким образом, они ограничивают проблему волновода.
Показатель преломления структур для вывода света выбран с учетом смежных слоев для исключения волнового распространения в материале структур 51.
Например, структуры 51 вывода света могут состоять из материала с показателем преломления, большим в n раз, чем у воздуха, и меньшим, чем у материала смежного слоя пакета OLED (то есть 1<n<1,8), так что они имеют показатель преломления между показателями этого материала OLED пакета и воздуха. Это будет называться “промежуточным показателем преломления”.
Более высокий показатель преломления может вызвать проблемы извлечения света на финальной границе раздела, поэтому верхний предел для показателя преломления структур 51 n=1 является физическим нижним пределом. Тем не менее, показатель преломления структур 51 может быть выше, чем показатель материала двояковыпуклой линзы, так как это позволит повысить извлечение света из OLED.
Структура 49 двояковыпуклой линзы обеспечена над структурами 51 вывода света.
Форма структур 51 может быть получена структурированием фоторезиста или асимметричным вытравливанием слоя для формирования опор 56 с наклонными сторонами, с последующим нанесением отражающего покрытия 58, например, тонкой пленки из алюминия. Опоры 56 и структуры 51 могут быть из того же материала, например, фоторезиста.
В этом случае, структуры 51 выполнены наверху OLED после нанесения. Структуры 51 могут иметь форму закругленного горшка с наклонными сторонами во всех направлениях. Фиг. 5 показывает поперечное сечение в направлении, перпендикулярном к направлению двояковыпуклой линзы.
Кроме того, можно создавать структуры с более квадратным, прямоугольным, треугольным, шестиугольным (или другой формы), верхним профилем, и нет необходимости, чтобы все стороны имели наклон и/или были отражающими.
Структура 51 функционирует путем перенаправления диффузно излучаемого света от OLED в среду с промежуточным показателем преломления, так что свет падает на границу раздела стекло/воздух (на выходе линзы) с меньшим углом, чем обычно. В идеале, свет ограничен углом ниже, чем критический угол (обычно 42°) для стекла с n=1,5. Таким образом, извлекается большая часть или весь свет, и перекрестные помехи снижаются.
Чтобы создать пространство между пикселями для опор 56, пространственное разнесение пикселей увеличено, и, таким образом, область эмиттерных областей уменьшена. Тем не менее, увеличение оптической эффективности, по меньшей мере, частично компенсирует уменьшение поверхности эмиттера.
Фиг. 6 показывает структуру более подробно. Анод 42, материал 44 эмиттера и катод 46 являются такими же, как на Фиг. 4, следовательно, используются те же ссылочные позиции. Тонкая пленка 60 покрытия обеспечена над структурой OLED, она может включать в себя газопоглощающий слой.
Фиг. 7 показывает ту же концепцию, применяемую к нижне-излучающим OLED.
Структура OLED содержит стеклянную подложку 40, структуру 51 вывода света и ее отражающее покрытие 58, прозрачный анод 72, светоизлучающий слой 44 и зеркально отражающий катод 74. Тонкий слой 76 пленки покрытия и газопоглащающий материал покрывает катод 74.
В этой конструкции свет излучается через стеклянную подложку 40 перед прохождением через двояковыпуклую линзу 49. Вновь, структура 51 вывода света состоит из материала с показателем преломления, в n раз большим, чем у воздуха, и обычно меньшим, чем у материала OLED. Структурирование материала слоя 51 (например, фоторезиста (SU8)) осуществляется с образованием наклонных сторон, с последующим нанесением отражающего покрытия, такого как тонкая пленка алюминия. В этом случае, структуры 51 выполняются на стеклянной подложке перед нанесением OLED пакета. Структуры вновь могут иметь форму закругленного горшка с наклонными сторонами во всех направлениях или другие формы.
Структура 51 действует таким же образом, как описано выше, перенаправляя диффузно излучаемый свет от OLED в среду с промежуточным показателем преломления, так что свет падает на границу раздела стекло/воздух при более низких углах, чем обычно.
Одна из проблем, связанная с применением конструкции, показанной на Фиг. 6 и 7, состоит в том, что функция линзы означает, что свет от пикселя отображается на различные части линзы, которые не находятся непосредственно над областью пикселей эмиттера, а это означает, что могут возникать световые лучи с углами выше критического угла.
Ниже описаны различные решения этой проблемы.
В примере по фиг.8 (который может быть использован как для верхне-излучающих, так и для нижне-излучающих структур), отражающие поверхности 58 расположены так, что свет излучается более коллимированным образом.
Это достигается за счет наличия крутых боковых поверхностей. Кроме того, более коллимированный свет может быть получен за счет увеличения высоты боковых поверхностей.
Это означает, что диапазон углов, под которыми свет может выйти из воронки без отражения, уменьшается. Свет, который почти параллелен подложке и отражается от боковых стенок, все еще имеет небольшой угол, когда он выходит из воронки. Однако, чем длиннее воронка, тем лучше коллимация (так как при каждом отражении, свет приближается к нормали). Однако более длинная воронка и более крутые стороны снижают световую эффективность, так как отражается больше света. Таким образом, при выборе длины воронки и крутизны сторон существует компромисс между эффективностью света и степенью коллимации.
Степень коллимации должна быть увеличена в достаточной степени, чтобы учитывать самый крутой угол наклона двояковыпуклой линзы, который может составлять до 20°, и скорректирована с учетом промежуточного показателя преломления среды.
Например, излучение света может быть ограничено примерно до 30-35° в типичных случаях. Это достигается путем расположения отражающих поверхностей под более крутым углом, как показано на Фиг. 8. Таким образом, будет меньше света, падающего на (локальную) поверхность линзы под углами, выше критического угла, так что свет излучается более эффективно, и перекрестные помехи уменьшаются. Однако одна проблема такого подхода заключается в том, что изображения, повторяемые при некотором более высоком угле, могут подавляться большей коллимацией света.
В конструкции по Фиг. 8 низ структур вывода света, а также верх пространственно разнесены, и более крутые стороны создают световые трубки.
Углы боковых стенок будут зависеть от ширины линзы и общего угла обзора дисплея. В частности, боковые стенки определяют максимальный угол, при котором свет испускается непосредственно, и этот максимальный угол уменьшается более крутыми боковыми стенками на Фиг. 8. В примерах, показанных на Фиг. 6 и 7, боковые стенки обычно могут находиться в диапазоне от 30 до 60° по отношению к нормали (нормали к области подложки), тогда как в примере по Фиг. 8 боковые стенки обычно могут быть в диапазоне от 10 до 40° к нормали.
Угол стенок определяет, как коллимируется свет. Если стенки будут слишком крутыми, то лучи от эмиттера попадают на обе клиновидных стенки перед их выходом. Это означает, что видимый источник луча может стать другим пикселем, чего надо избегать, поскольку это эффективно соответствует перекрестным помехам.
Углы должны быть, по существу, выбраны такими, чтобы исключать направленное волновое распространение, и это будет зависеть от формы и размеров линзы.
В примере по Фиг. 9 (который снова может быть использован как для верхне-излучающих, так и для нижне-излучающих структур OLED) отражающие поверхности 58 расположены таким образом, что свет излучается асимметрично коллимированным образом. Это достигается посредством задания структурам вывода света различных углов наклона на различных сторонах, где “сторона” принимается в направлении ширины линзы. Как правило, асимметрия коллимации должна быть такой, чтобы достичь равной степени коллимации на обеих сторонах профиля светового излучения от пикселя, как отображено посредством линзы.
Коллимация должна быть в пределах критического угла на обеих сторон этого конуса светового излучения. Таким образом, будет меньше света, падающего на (локальную) поверхность линзы под углами за пределом критического угла, посредством чего свет излучается более эффективно, и уменьшаются перекрестные помехи, и имеет место уменьшенное подавление изображений, повторенных с более высоким углом.
Фиг. 10 показывает дополнительную модификацию (которая вновь может быть использована как для верхне-излучающих, так и для нижне-излучающих структур OLED) с асимметричным размещением эмиттера пикселя относительно структуры вывода света.
Отражающие поверхности 58 расположены таким образом, что свет излучается асимметрично коллимированным образом. Это достигается дополнительным уменьшением апертуры эмиттеров, по сравнению с основанием 54, и расположением эмиттеров OLED асимметричным образом, по сравнению со структурой вывода света. Таким образом, свет излучается в асимметричном конусе, несмотря на то, что угол наклона отражающих поверхностей является тем же самым на обеих сторонах пикселя.
Фиг. 10 показывает более четко, как структура вывода света обеспечивает коллимацию. Лучи, показанные как 100, являются самыми крутыми лучами, которые могут непосредственно исходить из структуры вывода света. В этом случае и для простоты, структуры 51 вывода света предполагаются имеющими тот же показатель преломления, что и стекло двояковыпуклой линзы 49, так что никакое угловое изменение не показано.
В качестве примера Фиг. 9, асимметрия коллимации должна быть такой, чтобы достигать равной степени коллимации на обеих сторонах по направлению излучения света пикселя, как отображено линзой. Угол, который световой луч составляет с нормалью к поверхности линзы в положениях 102 и 104, является тем же самым, и световой конус, оставляющий поверхность линзы, симметричен относительно желаемого направления излучения видового конуса, показанного как 106. Таким образом, внутреннее отражение исключается и одновременно сохраняется желаемое выходное распределение света.
Следует отметить, что фигуры схематичны, и световые лучи не должны рассматриваться как показывающие корректные относительные углы.
Структуры 51 влияют на световой конус на (локальной) поверхности излучения двояковыпуклой линзы. Идеальное расширение (световой контур, определенный местоположениями 102 и 104 исходящего света) будет с самыми предельными световыми лучами при точно критическом угле для полного внутреннего отражения (TIR). Однако более крутые боковые стенки приводят к таким предельным лучам, которые имеют угол меньше, чем угол TIR (т.е. 80% TIR).
В обоих случаях угол, образованный самыми крутыми лучами, которые могут непосредственно исходить из световой воронки, составляет около или меньше критического угла, так что будет меньшее падение света на (локальной) поверхности линзы под углами выше критического угла, так что свет излучается более эффективно, и перекрестные помехи уменьшаются.
Преимущество этого примера по сравнению с примером по Фиг. 9 состоит в том, что необходимо только определить единственный угол наклона отражающих поверхностей для всего дисплея. Это главное технологическое преимущество, поскольку создание наклона может быть выполнено на единственном этапе обработки (например, этап вытравливания). Кроме того, возможно точно настроить дисплеи для различных оптических (двояковыпуклых) структур или желаемых видовых конусов, просто регулируя расположение и размер эмиттера в пикселе. Это является просто выбором шаблона маски при сохранении того же производственного процесса.
Толстые стрелки 106 указывают на центральное направление конусов излучения, тонкие стрелки 100 указывают на края конусов излучения (выполнены не в масштабе).
В автостереоскопическом 3D дисплее наличие массива двояковыпуклых (или других) линз означает, что требуемое направление света от пикселя к линзе будет пространственно различным, в зависимости от того, где расположен пиксель по сравнению с линзой, и направления светового конуса, который образует вид. Некоторые вышеуказанные примеры обеспечивают связанную с выходом света оптику, адаптируемую от пикселя к пикселю, следуя локальной геометрии, как определено оптикой, формирующей 3D.
Пример, описанный выше, имеет световые воронки выше каждого пикселя. Чтобы сформировать это, опора 56 окружает пиксель и определяет боковую стенку по всей окружности пикселя. Сетка определена опорой 56 с отверстием у пикселя.
Однако структуры вывода света являются существенными только в направлении строки пикселей, поперек ширины двояковыпуклой линзы, так как это является перекрестной помехой между видами поперек направления строки, что является проблемой. Таким образом, стороны воронки могут быть только в пространствах между пикселями в направлении строки. Фиг. 11 показывает схематичный вид в плоскости пикселей 110 и прокладок 112, которые находятся только между столбцами, так что форма световой воронки существует только в направлении ширины линзы. В этом случае каждая воронка является длинным прямоугольником и покрывает столбец пикселей.
Вместо этого прокладки могут окружать каждый пиксель, таким образом, определяя конус вокруг и выше каждого пикселя. Примеры нижнего излучения не используют прокладки для определения боковых стенок воронки, но те же аспекты используются в том, что коллимация света может быть дополнительно ограничена направлением ширины линзы.
OLED обычно содержит дисплей с активной матрицей, с массивом проводников строк и столбцов, с пикселями, определенными на пересечении, и с соответствующим элементом переключения и дополнительной электронной схемой возбуждения тока, связанной с каждым пикселем.
Решение изобретения является несколько неожиданным, поскольку обычно требуются большие усилия, чтобы максимизировать апертуру дисплея и обеспечить то, что структура дисплея является однородной по дисплею (т.е. не адаптирована к 3D оптике).
Изобретение позволяет регулировать пиксельную оптику, согласно геометрии 3D оптики дисплея в позиции пикселя, чтобы увеличить извлечение света из OLED через двояковыпуклую линзу в воздух для улучшения характеристик. Кроме того, ввиду формы двояковыпуклой линзы (т.е. верхняя и нижняя поверхности наклонены друг другу), необходимо, чтобы в некоторых случаях оптические структуры были определены для уменьшения направлений света к углам, значительно меньшим критического угла света в структуре двояковыпуклой линзы, чтобы свет излучался сверху двояковыпуклой линзы.
Примеры изобретения, описанные выше, применимы к любому дисплею на основе OLED, где направление, перпендикулярное к поверхности дисплея, изменяется по дисплею, как может быть реализовано в мультифокусных дисплеях, дисплеях с сенсорной панелью, добавленной сверху дисплея, дисплеях с сенсорными структурами, добавленными к поверхности, и т.д.
Прозрачный материал, используемый для катода или анода, может обычно содержать ITO.
Другие изменения в раскрытых вариантах осуществления могут быть поняты и осуществлены специалистами в данной области техники при практическом осуществлении заявленного изобретения, при изучении чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово “содержащий” не исключает других элементов или этапов, а единственное число не исключает множество. Простой факт, что некоторые элементы изложены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация этих элементов не может быть использована. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие ее объем.

Claims (12)

1. Автостереоскопическое устройство отображения, содержащее:
устройство дисплея, содержащее массив разнесенных пикселей (50);
световодное устройство, содержащее массив столбцов (51) световодов, с одним столбцом (51) над каждым пикселем (50) дисплея или группой пикселей, причем столбцы (51) световодов содержат боковую стенку, которая сужается снаружи для определения формы воронки с пикселем или пикселями у меньшего основания воронки; и
автостереоскопическое линзовое устройство (49), содержащее множество двояковыпуклых линз над световодным устройством, причем двояковыпуклые линзы проходят в направлении столбца пикселей или наклонены под острым углом к направлению столбца пикселей, причем каждая линза покрывает множество ширин столбцов пикселей,
причем столбцы световодов ограничивают угловое распространение света в разные стороны от нижележащего пикселя различно, потому что либо:
боковая стенка имеет первый наклон на одной стороне в направлении ширины двояковыпуклой линзы и другой второй наклон на противоположной стороне;
либо боковая стенка имеет тот же наклон на обеих сторонах в направлении ширины двояковыпуклой линзы, и основание воронки имеет ширину, которая больше, чем ширина пикселя, и расположена несимметрично по отношению к пикселю.
2. Устройство по п. 1, в котором устройство дисплея является устройством эмиссионного дисплея.
3. Устройство по п. 2, в котором устройство эмиссионного дисплея является устройством электролюминесцентного дисплея.
4. Устройство по п. 1, в котором устройство дисплея является устройством отражающего дисплея.
5. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором множество пикселей обеспечивается под каждой из линз линзового устройства.
6. Устройство по п. 1, в котором боковая стенка имеет первый наклон на одной стороне в направлении ширины двояковыпуклой линзы и другой второй наклон на противоположной стороне, и основание воронки имеет ширину, которая соответствует ширине пикселя.
7. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором формы воронки соединяются у их большей вершины, таким образом заполняя расстояние между пикселями.
8. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором формы воронки разнесены у их вершины.
9. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором устройство дисплея является устройством электролюминесцентного дисплея, которое содержит подложку (40), массив отражающих анодов (42) над подложкой, массив частей (44) электролюминесцентного слоя над анодами и массив прозрачных катодов (46) над частями электролюминесцентного слоя, причем световодное устройство и автостереоскопическое линзовое устройство (49) обеспечены над катодами (46).
10. Устройство по п. 9, дополнительно содержащее прокладки (56) между пикселями, которые выступают над катодами и над которыми проходит световодное устройство.
11. Устройство по п. 10, дополнительно содержащее отражающее покрытие (58) над прокладками.
12. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором устройство дисплея является устройством электролюминесцентного дисплея, которое содержит подложку (40), световодное устройство над подложкой, массив прозрачных анодов (72) над световодным устройством, массив частей (44) электролюминесцентного слоя над анодами и массив зеркально отражающих катодов (74) над частями электролюминесцентного слоя, причем автостереоскопическое линзовое устройство (49) обеспечено на противоположной стенке подложки (40) к световодному устройству.
RU2014101702/28A 2011-06-22 2012-06-07 Автостереоскопическое устройство отображения RU2603947C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11170972 2011-06-22
EP11170972.1 2011-06-22
PCT/IB2012/052875 WO2012176089A1 (en) 2011-06-22 2012-06-07 Autostereoscopic display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014101702A RU2014101702A (ru) 2015-07-27
RU2603947C2 true RU2603947C2 (ru) 2016-12-10

Family

ID=46397347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014101702/28A RU2603947C2 (ru) 2011-06-22 2012-06-07 Автостереоскопическое устройство отображения

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9798151B2 (ru)
EP (1) EP2724543B1 (ru)
JP (1) JP6214528B2 (ru)
CN (1) CN103609108B (ru)
BR (1) BR112013032590A2 (ru)
RU (1) RU2603947C2 (ru)
TW (1) TWI595266B (ru)
WO (1) WO2012176089A1 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201250999A (en) * 2011-06-13 2012-12-16 Wintek Corp Organic electroluminescent display device
JP5838290B1 (ja) * 2012-11-16 2016-01-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 自動立体視表示装置
DE102014113732B4 (de) * 2014-09-23 2022-11-24 Pictiva Displays International Limited 3D-OLED und Verfahren zum Herstellen einer 3D-OLED
RU2720660C2 (ru) * 2015-11-10 2020-05-12 Конинклейке Филипс Н.В. Устройство отображения и способ управления устройством отображения
CN105654874B (zh) * 2016-03-18 2022-01-25 京东方科技集团股份有限公司 双视显示装置及其制造方法
US10748879B2 (en) * 2018-02-28 2020-08-18 Sharp Kabushiki Kaisha Image display device and display
EP3575845B1 (en) * 2018-05-30 2021-07-14 Depixus Multichannel close-up imaging device
TWI695577B (zh) * 2018-08-03 2020-06-01 聖約翰科技大學 一種入射廣角聚能無眩光之光漏斗
KR20200046513A (ko) * 2018-10-24 2020-05-07 삼성전자주식회사 디스플레이 장치
CN110429203A (zh) * 2019-07-24 2019-11-08 昆山维信诺科技有限公司 一种显示基板、显示面板、显示装置及显示基板制备方法
CN110432931A (zh) * 2019-08-19 2019-11-12 深圳瀚维智能医疗科技有限公司 乳腺扫查导引装置及乳腺扫查导引方法
US11782190B2 (en) 2019-09-06 2023-10-10 Apple Inc. Optical film arrangements for electronic device displays
CN113066945A (zh) * 2021-03-25 2021-07-02 安徽熙泰智能科技有限公司 一种改善出光准直性的微显示器结构及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5712732A (en) * 1993-03-03 1998-01-27 Street; Graham Stewart Brandon Autostereoscopic image display adjustable for observer location and distance

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09318910A (ja) * 1996-05-24 1997-12-12 Sharp Corp ３次元画像情報再生装置
US6504981B1 (en) 2001-09-07 2003-01-07 Intel Corporation Structured faceplate for emissive displays
JP2003282255A (ja) * 2002-03-22 2003-10-03 Seiko Epson Corp 表示装置
TW200402012A (en) 2002-07-23 2004-02-01 Eastman Kodak Co OLED displays with fiber-optic faceplates
US7011420B2 (en) * 2002-09-04 2006-03-14 Eastman Kodak Company Planar directed light source
GB0317714D0 (en) * 2003-07-29 2003-09-03 Koninkl Philips Electronics Nv Autostereoscopic display apparatus
JP2005338270A (ja) * 2004-05-25 2005-12-08 Dainippon Printing Co Ltd 視野角制御シート
WO2006082870A1 (ja) * 2005-02-02 2006-08-10 Dai Nippon Printing Co., Ltd. 反射スクリーン、反射スクリーンの製造方法、および反射型投影システム
JP4708042B2 (ja) 2005-02-04 2011-06-22 株式会社 日立ディスプレイズ 立体映像表示装置
JP5465430B2 (ja) * 2005-06-07 2014-04-09 リアルディー インコーポレイテッド オートステレオスコピック視域の角度範囲の制御
JP2007248484A (ja) 2006-03-13 2007-09-27 Sony Corp 表示装置
US20080144174A1 (en) * 2006-03-15 2008-06-19 Zebra Imaging, Inc. Dynamic autostereoscopic displays
WO2008026136A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Autostereoscopic display device
WO2009009695A1 (en) 2007-07-10 2009-01-15 University Of Florida Research Foundation, Inc. Top-emission organic light-emitting devices with microlens arrays
GB2461907A (en) * 2008-07-17 2010-01-20 Sharp Kk Angularly restricted display
JP5333050B2 (ja) * 2009-08-25 2013-11-06 ソニー株式会社 立体映像表示装置および立体映像表示装置の製造方法
EP2475226B1 (en) * 2009-08-31 2017-08-02 Joled Inc. Light emitting element and method for producing the same, and light emitting device
US20110234605A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Nathan James Smith Display having split sub-pixels for multiple image display functions
TWI452739B (zh) 2010-10-20 2014-09-11 Macroblock Inc 發光二極體封裝結構及發光二極體立體顯示裝置
JP2014216970A (ja) * 2013-04-27 2014-11-17 キヤノン株式会社 測距装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5712732A (en) * 1993-03-03 1998-01-27 Street; Graham Stewart Brandon Autostereoscopic image display adjustable for observer location and distance

Also Published As

Publication number Publication date
EP2724543B1 (en) 2015-10-07
BR112013032590A2 (pt) 2017-01-17
RU2014101702A (ru) 2015-07-27
JP6214528B2 (ja) 2017-10-18
JP2014526061A (ja) 2014-10-02
TW201307898A (zh) 2013-02-16
US20140111855A1 (en) 2014-04-24
CN103609108B (zh) 2017-03-22
CN103609108A (zh) 2014-02-26
US9798151B2 (en) 2017-10-24
TWI595266B (zh) 2017-08-11
EP2724543A1 (en) 2014-04-30
WO2012176089A1 (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2603947C2 (ru) Автостереоскопическое устройство отображения
US11314103B2 (en) Autostereoscopic display device
US20140078274A1 (en) Autostereoscopic display device
US20110255159A1 (en) Autostereoscopic display device
RU2746983C2 (ru) Устройство отображения с управлением направлением выхода, задняя подсветка для такого устройства отображения и способ направления света
US10393943B2 (en) Display device with directional control of the output, and a back light for such a display device
JP2014135120A (ja) 面光源装置、表示装置および照明装置
JP7483015B2 (ja) マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ、そのシステム及び方法
CN116597742A (zh) 一种显示面板及显示装置
TW201314267A (zh) 自動立體顯示裝置
WO2012164496A1 (en) Autostereoscopic display device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161121