TW201447380A - 針對時間上交插自動立體視覺三維(3d)顯示裝置之視差快門屏障 - Google Patents
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Abstract
本發明提供與顯示3D影像相關之系統、方法及裝置。在一個態樣中,一裝置包括顯示元件之一陣列及複數個視差屏障快門。每一視差屏障快門對應於該等顯示元件中之一者且經組態而被驅動成來自該對應顯示元件的通過該視差屏障快門之光的角分佈朝向該裝置之一第一側加權之一第一狀態,或被驅動成來自該對應顯示元件的通過該視差屏障快門之光的該角分佈朝向該裝置的與該第一側相反之一第二側加權之一第二狀態。
Description
本專利申請案主張美國實用申請案第13/794,249號之優先權,該美國實用申請案在2013年3月11日申請,題為「針對時間上交插自動立體視覺三維(3D)顯示裝置之視差快門屏障(PARALLAX SHUTTER BARRIER FOR TEMPORALLY INTERLACED AUTOSTEREOSCOPIC THREE DIMENSIONAL(3D)DISPLAY APPARATUS)」,且讓渡給本發明之受讓人且因此以引用方式明確地併入本文中。
本發明係關於機電系統(electromechanical system,EMS)之領域,且詳言之,係關於供顯示裝置使用之視差快門屏障。
藉由在影像中創建或增強深度之幻覺來三維地感覺影像。此處理係藉由向觀察者之左眼及右眼分開呈現兩個偏移影像來達成。傳統地,藉由為觀察者提供經由變化之技術使觀察者之眼睛中之每一者能夠觀看稍微不同之影像的眼鏡已達成3D觀看。舉例而言,用於每一眼之影像係使用不同極性或不同顏色之光形成,且因此,觀察者佩戴之眼鏡包括偏光或彩色濾光片。兩個影像之間的差別導致深度之感覺或感覺之三維。
本發明之系統、方法及器件各自具有若干創新態樣,該等態樣中之任何單一態樣皆不單獨負責本文中所揭示之所要屬性。
本發明中所描述之標的之一創新態樣可在包括顯示元件之一陣列及複數個視差屏障快門之一裝置中實施。每一視差屏障快門對應於該等顯示元件中之一者且經組態而被驅動成來自該對應顯示元件的通過該視差屏障快門之光的角分佈朝向該裝置之一第一側加權之一第一狀態,或被驅動成來自該對應顯示元件的通過該視差屏障快門之光的該角分佈朝向該裝置的與該第一側相反之一第二側加權之一第二狀態。
在一些實施中,該等顯示元件具有實質上等同於該等視差屏障快門之機電結構的機電結構。在一些實施中,該等顯示元件具有實質上不同於該等視差屏障快門之結構的結構。在一些實施中,該等視差屏障快門中之每一者包括一機電系統(EMS)快門。
在一些實施中,一控制器經組態以使一各別視差屏障快門之該EMS快門藉由使一第一電壓施加至耦接至該視差屏障快門之一第一致動器而被驅動成該第一狀態且藉由使一第二電壓施加至耦接至該視差屏障快門之一第二致動器而被驅動成該第二狀態。在一些實施中,一控制器經組態以在一第一時間結合提供對應於一第一眼影像之一對應顯示元件影像資料而將該複數個視差屏障快門中之一視差屏障快門驅動至該第一狀態。該控制器亦經組態以在一第二時間結合提供對應於一第二眼影像之該對應顯示元件影像資料而將該視差屏障快門驅動至該第二狀態。
在一些實施中,該複數個視差屏障快門耦接至一共同電壓源,以使得,在一第一時間,該複數個視差屏障快門之全部係結合提供對應於一第一眼影像之該顯示元件影像資料而被驅動至該第一狀態,且
在一第二時間,該複數個視差屏障快門之全部係結合提供對應於一第二眼影像之該顯示元件影像資料而被驅動至該第二狀態。
在一些實施中,一控制器經組態以結合提供對應於一第一眼影像之一部分的顯示元件影像資料之一對應集合而將該等視差屏障快門之一第一集合獨立地驅動至該第一狀態,且經組態以結合提供對應於一第二眼影像之一部分的顯示元件影像資料之一對應集合而將該等視差屏障快門之一第二集合獨立地驅動至該第二狀態。
在一些實施中,一後基板定位於一背光與該等視差屏障快門之間。該後基板具有界定複數個後孔徑之一光阻斷層。該等後孔徑中之每一者對應於該等視差屏障快門中之一者。該等視差屏障快門進一步包括光阻斷部分,該等光阻斷部分在該等視差屏障快門處於一第一狀態中時與該等對應後孔徑之一第一側重疊,且在該等視差屏障快門處於一第二狀態中時與同該等對應後孔徑之該第一側相反的一第二側重疊。
在一些實施中,該等視差屏障快門之該等光阻斷部分在該等視差屏障快門處於該第一狀態中時與該等對應後孔徑之該第一側重疊一預定距離。該等視差屏障快門之該等光阻斷部分在該等視差屏障快門處於該第二狀態中時與該等對應後孔徑之該第二側重疊該同一預定距離。
在一些實施中,該等顯示元件係形成於該後基板上且該等視差屏障快門係形成於支撐於該後基板上方之一前基板上。在一些實施中,該等顯示元件係形成於支撐於一後基板上方之一調變器基板上,該後基板定位於一背光與該調變器基板之間。該後基板上形成有後孔徑。該等視差屏障快門係形成於支撐於該調變器基板上方之一前基板上。
在一些實施中,該等視差屏障快門經一抗反射塗料層塗佈。在
一些實施中,該等視差屏障快門包括光阻斷部分及貫穿該等光阻斷部分形成之視差屏障快門孔徑。一第一視差屏障快門之該等光阻斷部分自該第一視差屏障快門之該視差屏障快門孔徑延伸至該第一視差屏障快門孔徑與一相鄰視差屏障快門之一第二視差屏障快門孔徑之間的距離的約一半。
在一些實施中,該裝置包括:包括顯示元素之該陣列之一顯示器;經組態以處理影像資料之一處理器;及經組態以與該處理器通信之一記憶體器件。在一些實施中,該裝置包括經組態以將至少一信號發送至該顯示器之一驅動器電路,且該處理器經進一步組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。在一些實施中,該裝置包括經組態以將該影像資料發送至該處理器之一影像源模組。在一些此等實施中,該影像源模組包括一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。在一些實施中,該裝置包括經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳達至該處理器之一輸入器件。
在一些實施中,該等顯示元件包括EMS顯示元件。在一些實施中,該等顯示元件包括微機電系統(MEMS)顯示元件。在一些實施中,該等顯示元件包括光調變器。
本發明中所描述之標的之一創新態樣可在包括顯示元件之一陣列及用於限制對應於該等顯示元件中之一者之光的角分佈之構件之一裝置中實施用於限制光的角分佈之該構件經組態而被驅動成來自該對應顯示元件的通過用於限制光的角分佈之該構件之光的角分佈朝向該裝置之一第一側加權之一第一狀態,或被驅動成來自該對應顯示元件的通過用於限制光的角分佈之該構件之光的該角分佈朝向該裝置的與該第一側相反之一第二側加權之一第二狀態。
在一些實施中,該裝置包括用於進行以下操作之構件:藉由使一第一電壓施加至耦接至用於限制光的角分佈之該構件之一第一致動
構件而將用於限制光的角分佈之該構件驅動成該第一狀態;及藉由使一第二電壓施加至耦接至用於限制光的角分佈之該構件之一第二致動構件而將用於限制光的角分佈之該構件驅動成該第二狀態。
在一些實施中,該裝置包括用於進行以下操作之構件:結合提供對應於一第一眼影像之一對應顯示元件影像資料而在一第一時間將用於限制光的角分佈之該構件驅動至該第一狀態;及結合提供對應於一第二眼影像之該對應顯示元件影像資料而在一第二時間將用於限制光的角分佈之該構件驅動至該第二狀態。
在一些實施中,用於限制光的角分佈之該構件耦接至一共同電壓源,以使得,在一第一時間,用於限制光的角分佈之該構件係結合提供對應於一第一眼影像之該顯示元件影像資料而被驅動至該第一狀態,用於限制光的角分佈之該構件係結合提供對應於一第二眼影像之該顯示元件影像資料而被驅動至該第二狀態。
在一些實施中,該裝置包括用於進行以下操作之構件:結合提供對應於一第一眼影像之一部分之顯示元件影像資料之一對應集合而將用於限制光的角分佈之該構件之一第一集合獨立地驅動至該第一狀態;及結合提供對應於一第二眼影像之一部分之顯示元件影像資料之一對應集合而將用於限制光的角分佈之該構件之一第二集合獨立地驅動至該第二狀態。
在以下隨附圖式及描述中陳述本說明書中所描述之標的之一或多個實施之細節。雖然此概述中提供之實例係主要關於基於MEMS之顯示器而描述,但本文中所提供之概念可應用於其他類型之顯示器,諸如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、電泳顯示器及場發射顯示器,亦可應用於其他非顯示MEMS器件,諸如MEMS顯微鏡、感測器及光學開關。根據描述、圖式及申請專利範圍,其他特徵、態樣及優勢將變得顯而易見。請注意,以下諸圖之相對尺寸可不
按比例繪製。
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧圖框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示器/顯示陣列
40‧‧‧顯示裝置
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧麥克風
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入器件
50‧‧‧電源供應器
52‧‧‧調節硬體
100‧‧‧顯示裝置
102a‧‧‧光調變器
102b‧‧‧光調變器
102c‧‧‧光調變器
102d‧‧‧光調變器
104‧‧‧影像
105‧‧‧燈
106‧‧‧像素
108‧‧‧快門
109‧‧‧孔徑
110‧‧‧互連件
112‧‧‧互連件/資料互連件
114‧‧‧互連件/共同互連件
120‧‧‧主機器件
122‧‧‧主機處理器
124‧‧‧環境感測器模組
126‧‧‧使用者輸入模組
128‧‧‧顯示裝置
130‧‧‧掃描驅動器
132‧‧‧資料驅動器
134‧‧‧控制器/數位控制器電路/顯示控制器
138‧‧‧共同驅動器
140‧‧‧燈
142‧‧‧燈
144‧‧‧燈
146‧‧‧燈
148‧‧‧燈驅動器
150‧‧‧顯示元件之陣列
200‧‧‧基於快門之光調變器/快門總成
202‧‧‧快門
203‧‧‧基板
204‧‧‧致動器
205‧‧‧柔性電極樑式致動器
206‧‧‧柔性負載樑
207‧‧‧彈簧
208‧‧‧負載固定器
211‧‧‧孔徑孔
216‧‧‧柔性驅動樑
218‧‧‧驅動樑固定器
300‧‧‧控制矩陣
301‧‧‧像素
302‧‧‧彈性快門總成
303‧‧‧致動器
304‧‧‧基板
306‧‧‧掃描線互連件
307‧‧‧寫入啟用電壓源
308‧‧‧資料互連件
309‧‧‧資料電壓源/Vd源
310‧‧‧電晶體
312‧‧‧電容器
320‧‧‧基於快門之光調變器之陣列/像素之陣列
322‧‧‧孔徑層
324‧‧‧孔徑
400‧‧‧雙致動器快門總成
402‧‧‧第一致動器/快門打開致動器
404‧‧‧快門關閉致動器
406‧‧‧快門
407‧‧‧孔徑層
408‧‧‧固定器
409‧‧‧孔徑
412‧‧‧快門孔徑
416‧‧‧重疊
500‧‧‧顯示裝置
502‧‧‧基於快門之光調變器
503‧‧‧快門
504‧‧‧透明基板
505‧‧‧固定器
506‧‧‧面向後之反射層或反射膜
508‧‧‧表面孔徑
512‧‧‧漫射器
514‧‧‧亮度增強膜
516‧‧‧光導/背光
517‧‧‧光轉向器或稜鏡
518‧‧‧光源/燈
519‧‧‧反射器
520‧‧‧面向前之反射膜
521‧‧‧射線
522‧‧‧覆蓋板
524‧‧‧黑色基質
526‧‧‧間隙
527‧‧‧機械支撐件或隔片
528‧‧‧黏性密封劑
530‧‧‧流體
532‧‧‧總成托架
536‧‧‧反射器
600‧‧‧顯示總成
602‧‧‧調變器基板
604‧‧‧孔徑板
606‧‧‧快門總成
608‧‧‧反射性孔徑層
610‧‧‧孔徑
612‧‧‧隔片
614‧‧‧隔片
700‧‧‧顯示裝置
702‧‧‧顯示表面
704‧‧‧觀察者
706‧‧‧觀察者之左眼
708‧‧‧觀察者之右眼
711‧‧‧左眼影像光
712‧‧‧光射線
713‧‧‧右眼影像光
714‧‧‧平均角
716‧‧‧光射線
718‧‧‧平均角
722‧‧‧顯示表面之左側
724‧‧‧顯示表面之右側
725‧‧‧顯示表面之軸線
750‧‧‧曲線圖
752‧‧‧第一曲線
754‧‧‧第二曲線
802‧‧‧顯示器
900‧‧‧顯示器/顯示裝置
902‧‧‧後基板/孔徑板
904‧‧‧光反射層
905‧‧‧背光
906a‧‧‧第一後孔徑
906b‧‧‧第二後孔徑
908‧‧‧透明調變器基板
910a‧‧‧EMS基於快門之顯示元件/第一顯示元件
910b‧‧‧EMS基於快門之顯示元件/第二顯示元件
914‧‧‧固定器
916‧‧‧第一驅動電極
917‧‧‧第二驅動電極
918‧‧‧第一負載電極
919‧‧‧第二負載電極
920a‧‧‧第一顯示快門
920b‧‧‧第二顯示快門
922‧‧‧第一顯示快門之光阻斷部分
924‧‧‧左光阻斷部分
926‧‧‧右光阻斷部分
928a‧‧‧顯示快門孔徑
928b‧‧‧顯示快門孔徑
930‧‧‧前基板
932a‧‧‧視差屏障快門總成
932b‧‧‧視差屏障快門總成
934‧‧‧固定器
936‧‧‧第一驅動電極
937‧‧‧第二驅動電極
938‧‧‧第一負載電極
939‧‧‧第二負載電極
940a‧‧‧第一視差屏障快門
940b‧‧‧第二視差屏障快門
942‧‧‧第一視差屏障快門之光阻斷部分
944‧‧‧左光阻斷部分
946‧‧‧右光阻斷部分
948a‧‧‧第一視差屏障快門孔徑
948b‧‧‧第二視差屏障快門孔徑
960‧‧‧第一線
962‧‧‧第二線
970‧‧‧顯示器
972‧‧‧光阻斷層
976a‧‧‧第一前孔徑
976b‧‧‧第二前孔徑
1102‧‧‧顯示器
1152‧‧‧顯示器
1300‧‧‧顯示器
1340a‧‧‧第一視差屏障快門
1340b‧‧‧第二視差屏障快門
1342‧‧‧光阻斷部分
1344‧‧‧左光阻斷部分
1346‧‧‧右光阻斷部分
1400‧‧‧顯示器
1402‧‧‧後基板/孔徑板
1404‧‧‧光阻斷層
1410a‧‧‧顯示元件
1410b‧‧‧顯示元件
1414‧‧‧固定器
1416‧‧‧第一驅動電極
1417‧‧‧第一負載電極
1418‧‧‧第二驅動電極
1419‧‧‧第二負載電極
1420a‧‧‧顯示快門
1420b‧‧‧顯示快門
1430‧‧‧前基板
1432a‧‧‧第一視差屏障快門總成
1432b‧‧‧第二視差屏障快門總成
1500‧‧‧時間多工顯示程序
1502‧‧‧階段
1504‧‧‧階段
1506‧‧‧階段
1508‧‧‧階段
1600‧‧‧顯示程序
1602‧‧‧階段
1604‧‧‧階段
1606‧‧‧階段
1608‧‧‧階段
1610‧‧‧階段
1612‧‧‧階段
d1‧‧‧距離
d2‧‧‧厚度
d3‧‧‧距離
圖1A展示直觀式基於MEMS之顯示裝置之實例示意圖。
圖1B展示主機器件之實例方塊圖。
圖2展示說明性基於快門之光調變器之實例透視圖。
圖3A展示控制矩陣之實例示意圖。
圖3B展示連接至圖3A之控制矩陣的基於快門之光調變器之陣列的實例透視圖。
圖4A及圖4B展示雙致動器快門總成之實例視圖。
圖5展示併有基於快門之光調變器的顯示裝置之實例截面圖。
圖6展示供顯示器之MEMS在下組態使用之光調變器基板及孔徑板的實例截面圖。
圖7A展示產生供觀察者觀看之左眼影像及右眼影像的顯示裝置之實例平面圖。
圖8展示顯示器802在兩個時間點處之實例部分。
圖9A展示實例顯示器之截面圖。
圖9B展示顯示器之實例截面圖。
圖9C展示如圖9A所示的顯示器之部分之一實例俯視圖。
圖9D展示如圖9A所示的顯示器之部分之另一實例俯視圖。
圖10A展示圖9A之顯示器之實例截面圖。
圖10B如圖10A所示的顯示器之部分之一實例俯視圖。
圖11A展示顯示器在兩個時間點處之實例部分。
圖11B展示顯示器在兩個時間點處之實例部分。
圖12A展示實例顯示器之截面圖。
圖12B如圖12A所示的顯示器之部分之一實例俯視圖。
圖13A展示實例顯示器之截面圖。
圖13B如圖12A所示的顯示器之部分之一實例俯視圖。
圖14展示另一實例顯示器之截面圖。
圖15展示控制器可用來顯示3D影像之時間多工顯示程序之實例流程圖。
圖16展示用於顯示影像之顯示程序之實例流程圖。
圖17A及圖17B為說明包括複數個顯示元件之顯示器件之系統方塊圖的實例。
各種圖式中之相同參考數字及編號指示相同元件。
為了描述本發明之創新態樣,以下描述係針對特定實施。然而,一般熟習此項技術者將容易認識到,本文中之教示可以許多不同方式來應用。可在經組態以顯示影像(無論是運動影像(例如,視訊)抑或靜止影像(例如,靜態影像),且無論是文字影像、圖形抑或圖片影像)之任何器件、裝置或系統中實施該等所描述實施。更特定言之,希望該等所描述實施可包括於多種電子器件中或與多種電子器件相關聯,該等電子器件諸如(但不限於):行動電話、具多媒體網際網路功能之蜂巢式電話、行動電視接收器、無線器件、智慧型電話、Bluetooth®器件、個人數位助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或攜帶型電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、智慧小筆記型電腦(smartbook)、平板、印表機、影印機、掃描儀、傳真器件、全球定位系統(GPS)接收器/導航儀、攝影機、數位媒體播放器(諸如MP3播放器)、攝錄影機、遊戲控制台、腕錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀器件(例如,電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(包括里程錶及速度計顯示器等)、駕駛艙控制件及/或顯示器、相機視野顯示器(例如,車輛中的後視攝影機之顯示器)、電子照片、電子廣告牌或電子標誌、投影儀、建築結構、微波、冰箱、立體聲系
統、匣式記錄器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、無線電、攜帶型記憶體晶片、洗衣機、乾衣機、洗衣機/乾衣機、停車計時器、封裝(例如,諸如,在包括微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用以及非EMS應用中)、美學結構(諸如,一件珠寶或衣服之影像之顯示),及多種EMS器件。本文中之教示亦可用於諸如(但不限於)以下各者之非顯示應用中:電子切換器件、射頻濾波器、感測器、加速度計、迴轉儀、運動感測器件、磁力計、消費型電子設備之內部組件、消費型電子設備產品之部件、可變電抗器、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製造程序及電子測試設備。因此,教示不欲限於僅在諸圖中所描繪之實施,而改為具有廣泛適用性,如一般熟習此項技術者將顯而易見。
包括視差屏障快門之顯示裝置可用以達成3D影像產生而無需觀察者佩戴眼鏡。為了產生3D影像,可使顯示裝置分開地形成左眼影像及可不同於左眼影像之右眼影像。左眼影像係由具有朝向顯示器之左側且因此朝向觀察者之左眼更多地加權的角分佈之光形成的影像。相反地,右眼影像係由具有朝向顯示器之右側且因此朝向觀察者之右眼更多地加權的角分佈之光形成的影像。如本文中所使用,左眼影像或右眼影像可指全影像圖框或作為分時多工顯示程序之部分輸出的影像子圖框。上文提及之視差屏障快門限制由顯示器輸出之光之角分佈,交替地向左且接著向右,以使得顯示器可如上所述地形成單獨左眼影像及右眼影像。
在一些實施中,顯示裝置可包括對應於穿過下伏後孔徑之光反射層形成之複數個後孔徑的複數個顯示元件。顯示裝置亦包括形成於前基板上的複數個視差屏障快門。視差屏障快門中之每一者對應於該複數個顯示元件中之一者。視差屏障快門包括光阻斷部分,視差屏障快門孔徑係穿過該光阻斷部分而形成。視差屏障快門可在左眼影像狀
態與右眼影像狀態之間驅動。當視差屏障快門處於左眼影像狀態中時,視差屏障快門孔徑之中心偏移至下伏後孔徑之左邊,以使得視差屏障快門之光阻斷部分與後孔徑之右側重疊。來自背光的通過後孔徑及下伏顯示元件之光的一些由與後孔徑之右側重疊的視差屏障快門之光阻斷部分阻斷。來自背光的通過視差屏障快門孔徑之剩餘光具有朝向觀察者之左眼更多地加權的角分佈。相反地,當視差屏障快門處於右眼影像狀態中時,視差屏障快門孔徑之中心偏移至下伏後孔徑之右邊,以使得視差屏障快門之光阻斷部分與後孔徑之左側重疊。來自背光的通過後孔徑及下伏顯示元件之光的一些由與後孔徑之左側重疊的視差屏障快門之光阻斷部分阻斷。來自背光的通過視差屏障快門孔徑之剩餘光具有朝向觀察者之右眼更多地加權的角分佈。
在一些實施中,視差屏障快門係共同地切換。在此實施中,所有快門元件共同地由與顯示內容同步之單一控制信號控制。因而,視差屏障快門可同時全部驅動至左眼影像狀態或右眼影像狀態中之一者。以此方式,顯示器可視視差屏障快門之狀態而輸出左眼影像或右眼影像。在一些此等實施中,顯示器經組態以藉由使用顯示器之相同視差屏障快門在時間上多工顯示器上之左眼影像及右眼影像而顯示3D影像。
在一些實施中,視差屏障快門係獨立地控制。因而,在任何給定時間,視差屏障快門中之一或多者可被驅動至左眼影像狀態或右眼影像狀態中之一者,而剩餘視差屏障快門可被驅動至左眼影像狀態或右眼影像狀態中之另一者。在一些此等實施中,顯示器經組態以藉由在空間上多工顯示器上之左眼影像及右眼影像而顯示3D影像。在第一子圖框中,視差屏障快門中之一或多者可被驅動至左眼影像狀態或右眼影像狀態中之一者,而剩餘視差屏障快門可被驅動至左眼影像狀態或右眼影像狀態中之另一者。在後續子圖框中,經驅動至左眼影像
狀態之視差屏障快門被驅動至右眼影像狀態,而先前經驅動至右眼影像狀態之視差屏障快門被驅動至左眼影像狀態。顯示器經組態以將左眼影像資料提供至對應於經驅動至左眼影像狀態之視差屏障快門之顯示元件,且將右眼影像資料提供至對應於經驅動至右眼影像狀態之視差屏障快門之顯示元件。
在一些實施中,視差屏障快門總成在結構上可等同於該等視差屏障快門對應於的下伏顯示快門總成。在一些其他實施中,顯示元件快門總成可不同於視差屏障快門總成。在一些其他實施中,關於視差屏障快門總成之陣列,可使用交替顯示元件架構而非快門總成。
在一些實施中,顯示快門總成可形成於後基板上而非形成於調變器基板上。在一些此等實施中,顯示器可包括僅兩個基板,即上面形成有顯示快門總成的後基板及上面形成於視差屏障快門總成的前基板。
可實施本發明中所描述之標的之特定實施以實現以下可能優點之一或多者。當左眼影像及右眼影像之顯示內容正確地形成時,將其中發射自顯示像素之光具有朝向左眼更多地加權的角分佈之左眼影像與其中發射自顯示像素之光具有朝向觀察者之右眼更多地加權的角分佈之右眼影像一起顯示可創建3D影像之感覺。使用本文中所描述之技術,顯示裝置可產生左眼影像及右眼影像以形成可由觀察者無需使用特殊眼鏡即可感覺之3D影像。
藉由併有在前表面上塗佈有光吸收材料層之視差屏障快門,視差屏障快門可共同地形成光吸收層,從而避免需要形成於前基板上之單獨光吸收層。於前基板上形成單獨光吸收層涉及可使製造程序之成本及複雜性增加之額外製造步驟。此等額外孔徑亦可限制顯示器之視角。在一些實施中,視差屏障快門可具有延長光阻斷部分。該等延長光阻斷部分可使反射離開顯示器內的除光阻斷部分外的表面之周圍光
之量減少。另外,該等光阻斷部分亦可使來自顯示器內之光洩漏之量減少。以此方式,改良顯示器之對比率。
在視差屏障快門可獨立地受控制之一些實施中,顯示器在顯示影像中具有更大靈活性。額外靈活性可允許顯示器基於影像內容特性或基於來自主機器件之指令而使用空間、時間或空間時間多工選擇性地產生3D影像。使用時間多工的3D影像之格式化具有將顯示解析度維持成與用以形成二維(2D)影像之顯示解析度相同之優點。本文中所揭示之顯示裝置可在2D影像及3D影像之顯示期間動態地切換。
圖1A展示實例直觀式基於MEMS之顯示裝置100之示意圖。顯示裝置100包括按行及列配置的複數個光調變器102a至102d(通常為「光調變器102」)。在顯示裝置100中,光調變器102a及102d處於打開狀態中而允許光通過。光調變器102b及102c處於閉合狀態中而阻礙光之通過。藉由選擇性地設定光調變器102a至102d之狀態,顯示裝置100可用以形成用於背光顯示(在由一燈或多個燈105照明之情況下)之影像104。在另一實施中,裝置100可藉由來源於裝置的前部之周圍光之反射而形成一影像。在另一實施中,裝置100可藉由來自定位於顯示器前面之一燈或多個燈之光之反射(亦即,藉由使用正面光)而形成一影像。
在一些實施中,每一光調變器102對應於影像104中之像素106。在一些其他實施中,顯示裝置100可利用複數個光調變器來形成影像104中之像素106。舉例而言,顯示裝置100可包括三個顏色特定光調變器102。藉由選擇性地打開對應於特定像素106之顏色特定光調變器102中之一或多者,顯示裝置100可產生影像104中之彩色像素106。在另一實例中,顯示裝置100包括每個像素106兩個或兩個以上光調變器102以提供影像104中之明度位準。關於影像,「像素」對應於由影像之解析度界定的最小圖像元素。關於顯示裝置100之結構組件,術語
「像素」係指用以調變形成影像之單一像素之光的組合式機械及電組件。
顯示裝置100為直觀式顯示器,因為該顯示裝置可不包括通常在投影應用中發現之成像光學部件。在投影顯示器中,形成於顯示裝置之表面上的影像係投影至螢幕上或投影至牆壁上。顯示裝置實質上小於所投影影像。在直觀式顯示器中,使用者藉由直接看顯示裝置而見到影像,該顯示裝置含有光調變器且可能含有用於增強在顯示器上見到之亮度及/或對比度的背光或正面光。
直觀式顯示器可以透射或反射模式操作。在透射顯示器中,光調變器過濾或選擇性地阻斷來源於定位於顯示器後面之一燈或多個燈之光。來自該等燈之光視情況而注入至一光導或「背光」中,使得每一像素可被均勻地照射。透射直觀式顯示器常常建置至透明或玻璃基板上以利於含有光調變器的一個基板係直接定位於背光之上之一夾心裝配配置。
每一光調變器102可包括一快門108及一孔徑109。為了照明影像104中之像素106,定位快門108以使得該快門允許光通過孔徑109朝向一觀察者。為了保持像素106未被照亮,定位快門108以使得該快門阻礙光經由孔徑109通過。孔徑109係藉由每一光調變器102中的穿過反射性或光吸收材料圖案化之開口界定。
顯示裝置亦包括連接至基板且連接至光調變器以用於控制快門之移動之一控制矩陣。該控制矩陣包括一系列電互連件(例如,互連件110、112及114),該等電互連件包括每個像素列之至少一寫入允許互連件110(亦被稱為「掃描線互連件」)、用於每一行像素之一個資料互連件112及用於將一共同電壓提供至所有像素或至少提供至來自顯示裝置100中之多個行及多個列兩者之像素的一個共同互連件114。回應於一適當電壓(「寫入致能電壓VWE」)之施加,用於像素之一給
定列之寫入致能互連件110使該列中之像素準備好接受新的快門移動指令。資料互連件112以資料電壓脈衝之形式來傳達該等新的移動指令。在一些實施中,施加至資料互連件112之資料電壓脈衝直接有助於快門之靜電移動。在一些其他實施中,資料電壓脈衝控制開關,例如,控制在量值上通常高於資料電壓之單獨致動電壓至光調變器102之施加的電晶體或其他非線性電路元件。此等致動電壓之施加接著導致快門108之靜電驅動移動。
圖1B展示實例主機器件120(亦即,行動電話、智慧型電話、PDA、MP3播放器、平板、電子閱讀器、迷你筆記型電腦、筆記型電腦等)之方塊圖。主機器件120包括一顯示裝置128、一主機處理器122、多個環境感測器124、一使用者輸入模組126及一電源。
顯示裝置128包括複數個掃描驅動器130(亦被稱為「寫入啟用電壓源」)、複數個資料驅動器132(亦被稱為「資料電壓源」)、一控制器134、多個共同驅動器138、多個燈140至146、多個燈驅動器148及顯示元件(諸如,圖1A所示之光調變器102)之一陣列150。掃描驅動器130將寫入啟用電壓施加至掃描線互連件110。資料驅動器132將資料電壓施加至資料互連件112。
在顯示裝置之一些實施中,資料驅動器132經組態以將類比資料電壓提供至顯示元件之陣列150,尤其在影像104之明度位準將以類比方式導出之情況下。在類比操作中,設計光調變器102以使得當中間電壓之一範圍係經由資料互連件112而施加時,在快門108中產生中間打開狀態之一範圍,且因此在影像104中產生中間照明狀態或明度位準之一範圍。在其他情況下,資料驅動器132經組態以僅將2個、3個或4個數位電壓位準之一減小集合施加至資料互連件112。此等電壓位準經設計而以數位方式設定一打開狀態、一閉合狀態或其他離散狀態至快門108中之每一者。
掃描驅動器130及資料驅動器132係連接至一數位控制器電路134(亦被稱為「控制器134」)。該控制器以通常串列之方式將資料發送至資料驅動器132(按序列組織),在一些實施中,該等序列可為預定的、按列且按影像圖框來分組。資料驅動器132可包括串列至並列資料轉換器、位準移位及用於一些應用之數位至類比電壓轉換器。
顯示裝置視情況包括共同驅動器138(亦被稱為共同電壓源)之一集合。在一些實施中,共同驅動器138例如藉由將電壓供應至一系列共同互連件114而將一DC共同電位提供至顯示元件之陣列150內之所有顯示元件。在一些其他實施中,共同驅動器138遵守來自控制器134之命令而將電壓脈衝或信號發出至顯示元件之陣列150,例如,能夠驅動及/或起始陣列150之多個列及行中之所有顯示元件之同時致動的全域致動脈衝。
用於不同顯示功能之所有該等驅動器(例如,掃描驅動器130、資料驅動器132及共同驅動器138)係藉由控制器134來時間同步。來自控制器之時序命令經由燈驅動器148、顯示元件之陣列150內之特定列之寫入啟用及定序、自資料驅動器132之電壓之輸出及提供顯示元件致動之電壓之輸出來協調紅燈、綠燈及藍燈及白燈(分別為140、142、144及146)之照明。在一些實施中,該等燈為發光二極體(LED)。
控制器134判定定序或定址方案,快門108中之每一者可藉由該方案而重設至適於新影像104之照明位準。新影像104可以週期性間隔設定。舉例而言,對於視訊顯示,彩色影像104或視訊之圖框係以10至300赫茲(Hz)變化之頻率再新。在一些實施中,影像圖框至陣列150之設定係與燈140、142、144及146之照明同步,以使得交替影像圖框經照明而具有一交替系列之色彩(諸如,紅、綠及藍)。每一各別色彩之影像圖框被稱為彩色子圖框。在被稱為場序彩色方法(field sequential color method)之此方法中,若彩色子圖框係以超過20Hz之
頻率交替,則人腦會將交替訊框影像平均成具有寬廣且連續之色彩範圍之影像之感覺。在替代實施中,可在顯示裝置100中使用具有原色之四個或四個以上燈,從而使用除紅、綠及藍以外之原色。
在一些實施中,在顯示裝置100係針對快門108在打開狀態與閉合狀態之間的數位切換而設計之情況下,控制器134藉由分時灰階之方法來形成一影像,如先前所描述。在一些其他實施中,顯示裝置100可經由對每個像素使用多個快門108來提供灰階。
在一些實施中,用於影像狀態104之資料係由控制器134按各別列(亦被稱為掃描線)之順序定址而載入至顯示元件陣列150。對於序列中之每一列或掃描線,掃描驅動器130將一寫入啟用電壓施加至用於陣列150之該列之寫入啟用互連件110,且隨後,資料驅動器132為所選列中之每一行供應對應於所要快門狀態之資料電壓。此程序重複,直至對於陣列150中所有列,資料已載入。在一些實施中,用於資料載入的所選列之序列係線性的,在陣列150中自頂部至底部前進。在一些其他實施中,所選列之序列係偽隨機化的,以便將視覺假影減至最少。且在一些其他實施中,定序係按區塊來組織,在此情況下,對於一區塊,用於影像狀態104之僅特定部分之資料係例如藉由在序列中僅每隔陣列150之5個列來定址而載入至陣列150。
在一些實施中,用於將影像資料載入至陣列150中之程序在時間上與致動陣列150中之顯示元件之程序分開。在此等實施中,顯示元件陣列150可包括用於陣列150中之每一顯示元件的資料記憶體元件,且控制軍陣可包括一全域致動互連件,其用於載運來自共同驅動器138的用以根據儲存於記憶體元件中之資料來起始快門108之同時致動的觸發器信號。
在替代實施中,顯示元件之陣列150及控制顯示元件之控制矩陣可以除矩形列及行以外之組態來配置。舉例而言,顯示元件可以六邊
形陣列或曲線列及行來配置。一般而言,如本文中所使用,術語掃描線應指共用一寫入啟用互連件之任意複數個顯示元件。
主機處理器122通常控制主機之操作。舉例而言,主機處理器122可為用於控制攜帶型電子器件之通用或專用處理器。關於包括於主機器件120內之顯示裝置128,主機處理器122輸出影像資料以及關於主機之額外資料。此資訊可包括:來自環境感測器之資料,諸如周圍光或溫度;關於主機之資訊,包括(例如)主機之操作模式或主機之電源中剩餘的電力之量;關於影像資料之內容之資訊;關於影像資料之類型之資訊;及/或用於顯示裝置之供選擇成像模式用之指令。
使用者輸入模組126將使用者之個人偏好傳送至控制器134,直接地或經由主機處理器122。在一些實施中,使用者輸入模組126係由軟體來控制,在軟體中,使用者程式化諸如「較深顏色」、「較好對比度」、「較低功率」、「增加之亮度」、「運動」、「現場活動(live action)」或「動畫」之個人偏好。在一些其他實施中,此等偏好係使用硬體(諸如,開關或標度盤)輸入至主機。至控制器134的複數個資料輸入引導控制器將資料提供至對應於最佳成像特性之各種驅動器130、132、138及148。
亦可包括環境感測器模組124以作為主機器件120之部分。環境感測器模組124接收關於周圍環境之資料,諸如溫度及或周圍照明條件。感測器模組124可經程式化以區分器件係在室內或辦公室環境中或在明亮日光之室外環境中或在夜間室外環境中操作。感測器模組124將此資訊傳達至顯示控制器134,使得控制器134可回應於周圍環境來最佳化觀察條件。
圖2展示實例基於快門之光調變器200之透視圖。基於快門之光調變器200適合於併入至圖1A之直觀式基於MEMS之顯示裝置100中。光調變器200包括耦接至致動器204之快門202。致動器204可由兩個單
獨的柔性電極樑式致動器205(「致動器205」)形成。快門202在一側上耦接至致動器205。致動器205使快門202在實質上平行於基板203之運動平面中在基板203上橫向地移動。快門202之相反側耦接至提供對抗由致動器204施加之力的復原力之彈簧207。
每一致動器205包括將快門202連接至負載固定器208之柔性負載樑206。負載固定器208與柔性負載樑206一起充當機械支撐件,從而將快門202保持為接近於基板203懸垂。基板203包括用於准許光通過之一或多個孔徑孔211。負載固定器208以實體方式將柔性負載樑206及快門202連接至基板203,且以電方式將負載樑206連接至偏壓電壓(在一些例子中,接地)。
若基板不透明(諸如,矽),則孔徑孔211係藉由蝕刻穿過基板203之一陣列之孔而形成於基板中。若基板203係透明的(諸如,玻璃或塑膠),則孔徑孔211係形成於沈積在基板203上之光阻斷材料之層中。孔徑孔211在形狀上可為大體上圓形、橢圓形、多邊形、蛇形或不規則的。
每一致動器204亦包括鄰近於每一負載樑206定位之柔性驅動樑216。驅動樑216在一個末端處耦接至在驅動樑216之間共用之驅動樑固定器218。每一驅動樑216之另一末端能夠自由移動。每一驅動樑216係彎曲的,以使得驅動樑靠近驅動樑216之自由末端及負載樑206之固定末端最接近負載樑206。
在操作中,併有光調變器200之顯示裝置經由驅動樑固定器218而將電位施加至驅動樑216。一第二電位可施加至負載樑206。驅動樑216與負載樑206之間的所得電位差朝向負載樑206之固定末端拉驅動樑216之自由末端,且朝向驅動樑216之固定末端拉負載樑206之快門末端,藉此朝向驅動樑固定器218橫向地驅動快門202。柔性負載樑206充當彈簧,以使得當樑206及216上之電壓電位被移除時,負載樑
206將快門202推動回至其初始位置,釋放儲存於負載樑206中之應力。
光調變器(諸如光調變器200)併有被動復原力(諸如,彈簧)以用於在電壓已移除之後使快門返回其停止位置。其他快門總成可併有「打開」及「閉合」致動器之雙集合及「打開」及「閉合」電極之單獨集合以用於使快門移動至打開或閉合狀態中。
存在多種方法,藉由該等方法,可經由控制矩陣來控制快門之陣列及孔徑以產生具有適當明度位準之影像(在許多情況下,移動影像)。在一些情況下,借助於連接至顯示器之周邊上之驅動器電路的列及行互連件之被動矩陣陣列來完成控制。在其他情況下,在陣列(所謂的主動矩陣)之每一像素內包括切換及/或資料儲存元件以改良顯示器之速度、明度位準及/或電力消耗效能係適當的。
圖3A展示實例控制矩陣300之示意圖。控制矩陣300適合於控制併入至圖1A之基於MEMS之顯示裝置100中的光調變器。圖3B展示連接至圖3A之控制矩陣300的基於快門之光調變器之實例陣列320的透視圖。控制矩陣300可定址像素之一陣列320(「陣列320」)。每一像素301可包括由致動器303控制之彈性快門總成302,諸如圖2之快門總成200。每一像素亦可包括孔徑層322,該孔徑層包括多個孔徑324。
控制矩陣300係製造為基板304之表面(快門總成302係形成於該表面上)上的擴散式或薄膜沈積式電路。控制矩陣300包括控制矩陣300中的用於像素301之每一列的掃描線互連件306及控制矩陣300中的用於像素301之每一行的資料互連件308。每一掃描線互連件306以電方式將寫入啟用電壓源307連接至像素301之對應列中之像素301。每一資料互連件308以電方式將資料電壓源309(「Vd源」)連接至像素之對應行中之像素301。在控制矩陣300中,Vd源309提供將用於致動快門總成302之大部分能量。因此,該資料電壓源(Vd源309)亦充當致動電
壓源。
參看圖3A及圖3B,對於每一像素301或對於像素陣列320中之每一快門總成302,控制矩陣300包括一電晶體310及一電容器312。每一電晶體310之閘極電連接至像素301定位所在的陣列320中之列之掃描線互連件306。每一電晶體310之源極係電連接至其對應資料互連件308。每一快門總成302之致動器303包括兩個電極。每一電晶體310之汲極係平行地電連接至對應電容器312之一個電極及對應致動器303之電極中之一者。電容器312之另一電極及快門總成302中之致動器303之另一電極係連接至共同或接地電位。在替代實施中,電晶體310可用半導體二極體及或金屬-絕緣體-金屬夾心型切換元件來替換。
在操作中,為了形成影像,控制矩陣300藉由依次將Vwe施加至每一掃描線互連件306而以一序列寫入啟用陣列320中之每一列。對於經寫入啟用之列,Vwe至該列中之像素301之電晶體310之閘極的施加允許電流經由電晶體310流動通過資料互連件308,從而將一電位施加至快門總成302之致動器303。當列被寫入啟用時,資料電壓Vd係選擇性地施加至資料互連件308。在提供類比灰階之實施中,施加至每一資料互連件308之資料電壓係關於位於經寫入啟用之掃描線互連件306與資料互連件308之交叉處的像素301之所要亮度而改變。在提供數位控制方式之實施中,資料電壓經選擇而為相對較低量值之電壓(亦即,接近接地之電壓),或滿足或超過Vat(致動臨限電壓)。回應於Vat至資料互連件308的施加,對應快門總成中之致動器303致動,從而打開該快門總成302中之快門。即使在控制矩陣300停止將Vwe施加至列之後,施加至資料互連件308之電壓保持儲存於像素301之電容器312中。因此,電壓Vwe不必等待且在一列上保持達對快門總成302而言足夠長以致動的時間;此致動可在寫入啟用電壓已自該列移除之後繼續進行。電容器312亦充當陣列320內之記憶體元件,儲存用於照明影像
圖框之致動指令。
像素301以及陣列320之控制矩陣300係形成於基板304上。陣列320包括安置於基板304上之一孔徑層322,其包括用於陣列320中之各別像素301之孔徑324之一集合。孔徑324與每一像素中之快門總成302對準。在一些實施中,基板304係由透明材料(諸如玻璃或塑膠)製成。在一些其他實施中,基板304係由不透明材料製成,而其中蝕刻孔以形成孔徑324。
快門總成302與致動器303一起可變為雙穩態的。亦即,快門可以至少兩個平衡位置(例如,打開或閉合)存在,而將該等快門保持在任一位置需要很少電力或不需要電力。更特定言之,快門總成302可為機械雙穩態的。一旦快門總成302之快門經設定在適當位置,即不需要電能或保持電壓來維持該位置。快門總成302之實體元件上之機械應力可將快門保持在適當位置。
快門總成302與致動器303一起亦可變為電雙穩態的。在電氣雙穩態快門總成中,存在低於快門總成之致動電壓之一系列電壓,致動電壓在施加至閉合致動器(快門打開或閉合)後將使致動器保持閉合且將快門保持在適當位置,即使將反作用力施加在快門上。反作用力可由一彈簧(諸如,圖2中所描繪之基於快門之光調變器200中之彈簧207)來施加,或反作用力可由對置致動器(諸如,「打開」或「閉合」之致動器)來施加。
光調變器陣列320經描繪為每個像素具有單一MEMS光調變器。在每一像素中設置多個MEMS光調變器的其他實施係可能的,藉此提供每一像素中多於僅二元「開」或「關」可選狀態之可能性。特定形式之寫碼區域分割灰階係可能的,其中設置像素中之多個MEMS光調變器,且與光調變器中之每一者相關聯的孔徑324具有不等面積。
圖4A及圖4B展示實例雙致動器快門總成400之視圖。如圖4A中
所描繪,雙致動器快門總成400處於打開狀態中。圖4B展示閉合狀態中之雙致動器快門總成400。與快門總成200對比,快門總成400包括在快門406之任一層上之致動器402及404。每一致動器402及404係獨立地控制。第一致動器(快門打開致動器402)用來打開快門406。第二對置致動器(快門關閉致動器404)用來關閉快門406。致動器402及404皆為柔性樑式電極致動器。致動器402及404藉由在平行於孔徑層407(快門係懸垂於該孔徑層上方)中之平面實質上驅動快門406來打開及關閉快門406。快門406係藉由附接至致動器402及404之固定器408懸垂在孔徑層407上方一短距離處。沿著快門406的移動軸包括附接至快門406之兩端的支撐件減少快門406之平面外運動,且將運動實質上限於平行於基板之平面。由於類似於圖3A之控制矩陣300,供快門總成400使用之控制矩陣可包括用於對置的快門打開致動器402及快門關閉致動器404中之每一者的一個電晶體及一個電容器。
快門406包括光可通過之兩個快門孔徑412。孔徑層407包括三個孔徑409之一集合。在圖4A中,快門總成400處於打開狀態中,且因而,快門打開致動器402已致動,快門關閉致動器404處於其放鬆位置中,且快門孔徑412之中心線與孔徑層孔徑409中之兩者之中心線重合。在圖4B中,快門總成400已移動至閉合狀態,且因而,快門打開致動器402處於其放鬆位置中,快門關閉致動器404已致動,且快門406之光阻斷驅動電極現處於適當位置中以阻斷光透射穿過孔徑409(描繪為虛線)。
每一孔徑具有環繞孔徑之周邊之至少一邊緣。舉例而言,矩形孔徑409具有四個邊緣。在圓形、橢圓形、卵形或其他彎曲孔徑係形成於孔徑層407中之替代實施中,每一孔徑可僅具有單一邊緣。在一些其他實施中,孔徑在數學意義上不必分開或不相交,而實情可為連接的。換言之,當驅動電極或孔徑之成形區段可維持與每一快門之對
應性時,此等區段中之若干區段可連接,以使得孔徑之單一連續周邊係由多個快門共用。
為了允許光以多種出射角通過處於打開狀態中之孔徑412及409,為快門孔徑412提供大於孔徑層407中之孔徑409之對應寬度或大小的寬度或大小係有利的。為了有效地阻止光在閉合狀態逃脫,快門406之光阻斷驅動電極與孔徑409重疊係較佳的。圖4B展示快門406中之光阻斷驅動電極之邊緣與形成於孔徑層407中之孔徑409的一個邊緣之間的重疊416,其可為預界定的。
設計靜電致動器402及404,使得該等致動器之電壓移位行為將雙穩態特性提供至快門總成400。對於快門打開致動器及快門關閉致動器中之每一者,存在低於致動電壓之一系列電壓,致動電壓在當致動器處於閉合狀態中(快門打開或閉合)時施加後將使致動器保持閉合且將快門保持在適當位置,即使在致動電壓施加至對置致動器之後。抵抗此反作用力來維持快門之位置所需的最小電壓被稱為維持電壓Vm。
圖5展示併有基於快門之光調變器(快門總成)502之實例顯示裝置500的截面圖。每一快門總成502併有快門503及固定器505。未展示柔性樑式致動器,該等致動器在連接於固定器505與快門503之間時幫助將快門503懸垂在表面之上一短距離。快門總成502係安置於透明基板504(諸如,由塑膠或玻璃製成之基板)上。安置於基板504上的面向後之反射層或反射膜506界定位於快門總成502之快門503之閉合位置之下的複數個表面孔徑508。反射膜506將未通過表面孔徑508之光反射回至顯示裝置500的後部。反射膜506可為細粒金屬膜,其不具有藉由包括濺鍍、蒸發、離子電鍍、雷射切除或化學氣相沈積(CVD)之許多氣相沈積技術以薄膜方式形成之內含物。在一些其他實施中,反射膜506可由鏡子(諸如,介電質鏡)形成。介電質鏡可製造為在高及低折
射率之材料之間交替的介電質薄膜之堆疊。將快門503與反射膜506分開的垂直間隙在0.5微米至10微米之範圍中,快門在該垂直間隙內能夠自由移動。該垂直間隙之量值較佳小於閉合狀態中的快門503之邊緣與孔徑508之邊緣之間的側向重疊,諸如,圖4B中所描繪之重疊416。
顯示裝置500包括將基板504與平坦光導516分開之可選漫射器512及/或可選亮度增強膜514。光導516包括透明(亦即,玻璃或塑膠)材料。光導516係由形成背光之一或多個光源518來照明。光源518可為(例如,但不限於)白熾燈、螢光燈、雷射或發光二極體(LED)。反射器519幫助朝向光導516導引來自燈518之光。面向前之反射膜520係安置於背光516後面,以朝向快門總成502反射光。光射線(諸如,來自背光的未通過快門總成502中之一者的射線521)將返回至背光且再次自膜520反射。以此方式,不能離開顯示裝置500以在第一遍次中形成影像之光可經再循環且可變得透射穿過快門總成502之陣列中之其他打開孔徑。已展示此光再循環以增加顯示器之照明效率。
光導516包括使來自燈518之光朝向孔徑508且因此朝向顯示器的前部轉向的幾何形狀光轉向器或稜鏡517。光轉向器517可模製成光導516的具有在截面上替代地可為三角形、梯形或彎曲之形狀的塑膠體。稜鏡517之密度通常隨與燈518之距離而增加。
在一些實施中,反射膜506可由光吸收材料製成,且在替代實施中,快門503之表面可經光吸收或光反射材料塗佈。在一些其他實施中,反射膜506可直接沈積在光導516之表面上。在一些實施中,反射膜506不必與快門503及固定器505安置在同一基板上(諸如,在下文所描述之MEMS在下(MEMS-down)組態中)。
在一些實施中,光源518可包括不同顏色(例如,顏色紅、綠及藍)之燈。可藉由用不同顏色之燈以人腦足以將不同彩色影像平均成
單一多色影像之速率來順序地照明影像而形成彩色影像。各種顏色特定影像係使用快門總成502之陣列形成。在另一實施中,光源518包括具有多於三個不同顏色之燈。舉例而言,光源518可具有紅色、綠色、藍色及白色燈,或紅色、綠色、藍色及黃色燈。在一些其他實施中,光源518可包括青色、紫紅色、黃色及白色燈,紅色、綠色、藍色及白色燈。在一些其他實施中,額外燈可包括於光源518中。舉例而言,若使用五種顏色,則光源518可包括紅色、綠色、藍色、青色及黃色燈。在一些其他實施中,光源518可包括白色、橙色、藍色、紫色及綠色燈,或白色、藍色、黃色、紅色及青色燈。若使用六種顏色,則光源518可包括紅色、綠色、藍色、青色、紫紅色及黃色燈,或白色、青色、紫紅色、黃色、橙色及綠色燈。
覆蓋板522形成顯示裝置500的前部。覆蓋板522的後側可用黑色基質524覆蓋以增加對比度。在替代實施中,覆蓋板包括彩色濾光器,例如,對應於快門總成502之不同快門的不同紅色、綠色及藍色濾光器。覆蓋板522係離開快門總成502一距離(在一些實施中,該距離可為預定的)而支撐,從而形成間隙526。間隙526係藉由機械支撐件或隔片527及/或藉由將覆蓋板522附接至基板504之黏性密封劑528來維持。
黏性密封劑528封入流體530。流體530經工程設計而具有較佳低於約10厘泊之黏度,且具有較佳高於約2.0之相對介電常數及高於約104V/cm之介電擊穿強度。流體530亦可充當潤滑劑。在一些實施中,流體530為具有高表面潤濕能力之疏水性液體。在替代實施中,流體530具有大於或小於基板504之折射率的折射率。
併有機械光調變器之顯示器可包括幾百個、幾千個或,在一些情況下,幾百萬個移動元件。在一些器件中,元件之每一次移動提供用以停用元件中之一或者的靜摩擦之機會。藉由將所有部件浸沒在一
流體(亦被稱為流體530)中及將該流體(例如,用黏著劑)密封在MEMS顯示胞元中之一流體空間或間隙內而使此移動容易。流體530通常為具有低摩擦係數、低黏度及最小長期降級效應的流體。當基於MEMS之顯示總成包括用於流體530之一液體時,該液體至少部分地圍繞基於MEMS之光調變器之移動部件中之一些。在一些實施中,為了減小致動電壓,該液體具有低於70厘泊之黏度。在一些其他實施中,該液體具有低於10厘泊之黏度。具有低於70厘泊之黏度的液體可包括具有低於4000公克/莫耳或在一些情況下,低於400公克/莫耳之低分子量之材料。亦可適合於此等實施之流體530包括(但不限於)去離子水、甲醇、乙醇及其他醇類、石蠟、烯烴、醚類、聚矽氧油、氟化聚矽氧油,或其他天然或合成溶劑或潤滑劑。有用流體可為諸如六甲基二矽氧烷及八甲基三矽氧烷的聚二甲基矽氧烷類(PDMS),或諸如己基五甲基二矽氧烷的烷基甲基矽氧烷。有用流體可為烷類,諸如辛烷或癸烷。有用流體可為硝基烷類,諸如硝基甲烷。有用流體可為芳香族化合物,諸如甲苯或二乙基苯。有用流體可為酮類,諸如丁酮或甲基異丁基酮。有用流體可為氯碳化物,諸如氯苯。有用流體可為氯氟碳化物,諸如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯。考慮用於此等顯示總成之其他流體包括乙酸丁酯及二甲基甲醯胺。此等顯示器之另外其他有用流體包括氫氟醚類、全氟聚醚類、氫氟聚醚類、戊醇及丁醇。實例合適氫氟醚類包括乙基九氟丁基醚及2-三氟甲基-3-乙氧基十二氟己烷。
薄片金屬或模製塑膠總成托架532將覆蓋板522、基板504、背光及其他組件部件一起保持在邊緣周圍。總成托架532係用螺釘或刻痕突片緊固以將剛性添加至組合式顯示裝置500。在一些實施中,光源518係藉由環氧灌注化合物而在適當位置模製。反射器536幫助返回光逃離光導516之邊緣而回至光導516中。圖5中未描繪將控制信號以及電力提供至快門總成502及燈518的電互連件。
在基於MEMS之光調變器係形成於基板504的前表面(亦即,朝向觀察者面對之表面)上之情況下,顯示裝置500被稱為MEMS在上(MEMS-up)組態。快門總成502係直接建置於反射膜506之上。在被稱為MEMS在下組態之替代實施中,該等快門總成係安置於與上面形成有反射性孔徑層之基板分開的一基板上。界定複數個孔徑的上面形成有反射性孔徑層的基板在本文中被稱為孔徑板。在MEMS在下組態中,承載基於MEMS之光調變器之基板替代顯示裝置500中之覆蓋板522,且經定向以使得該等基於MEMS之光調變器定位於頂部基板的後表面(亦即,遠離觀察者且朝向光導516面對之表面)上。該等基於MEMS之光調變器藉此直接與反射膜506相反地定位且跨越與該反射膜之一間隙。該間隙可由連接孔徑板及上面形成有MEMS調變器之基板的一系列隔片柱來維持。在一些實施中,該等隔片係安置於陣列中之每一像素內或安置於陣列中之每一像素之間。將該等MEMS光調變器與其對應孔徑分開的間隙或距離較佳小於10微米,或小於快門與孔徑之間的重疊(諸如,重疊416)之距離。
圖6展示供顯示器之MEMS在下組態使用之實例光調變器基板及實例孔徑版的截面圖。顯示總成600包括調變器基板602及孔徑板604。顯示總成600亦包括快門總成606及反射性孔徑層608之一集合。反射性孔徑層608包括孔徑610。調變器基板602與孔徑板604之間的間隙或分隔(在一些實施中,其可為預定的)係藉由隔片612及614之對置集合來維持。隔片612係形成於調變器基板602上或作為調變器基板602之部分。隔片614係形成於孔徑板604上或作為孔徑板604之部分。在裝配期間,對準兩個基板602及604,使得調變器基板602上之隔片612可接觸其各自隔片614。
此說明性實例之分隔或距離為8微米。為了建立此分隔,隔片612為2微米高且隔片614為6微米高。替代地,隔片612及614均可為4
微米高,或隔片612可為6微米高,而隔片614為2微米高。事實上,可使用隔片高度之任何組合,只要隔片之總高度建立所要分隔H12。
在接著在裝配期間對準或匹配之基板602及604兩者上提供隔片具有關於材料及處理成本之優點。提供極高(諸如,大於8微米之)隔片可為高成本的,因為此需要相對較長時間來固化、曝光及顯影光可成像聚合物。在顯示總成600中使用匹配隔片允許在該等基板中之每一者上使用聚合物之較薄塗層。
在另一實施中,形成於調變器基板602上之隔片612可由用以形成快門總成606的相同材料及圖案化區塊形成。舉例而言,用於快門總成606之固定器亦可執行類似於隔片612之功能。在此實施中,可不需要單獨塗覆聚合物材料以形成隔片,且可不需要用於隔片之單獨曝光遮罩。
包括MEMS基於快門之光調變器的顯示裝置可用以達成3D影像產生而無需觀察者佩戴眼鏡。為了產生3D影像,可使顯示裝置形成左眼影像及可不同於左眼影像之右眼影像。右眼影像係由發射自顯示像素之具有朝向顯示器之右側且因此朝向觀察者之右眼更多地加權的角分佈之光形成的影像。相反地,左眼影像係由發射自顯示像素之具有朝向顯示器之左側且因此朝向觀察者之左眼更多地加權的角分佈之光形成的影像。如本文中所使用,右眼影像或左眼影像可指全影像圖框或作為分時多工顯示程序之部分輸出的影像子圖框。
圖7A展示產生供觀察者704檢視之左眼影像及右眼影像的顯示裝置700之實例平面圖。顯示裝置700包括具有左側722及右側724之顯示表面702。顯示表面702包括孔徑,光朝向觀察者704導引穿過該等孔徑。朝向顯示器之左側722且因此朝向觀察者704之左眼706導引的光形成左眼影像(「左眼影像光711」)。朝向顯示器之右側724且因此朝向觀察者704之右眼708導引的光形成右眼影像(「右眼影像光
713」)。射出顯示器之光相對於顯示表面702的自顯示裝置700之左側722延伸至右側724的軸線725形成一角714。平行於顯示表面702完全朝向左側722導引之光與軸線725形成零角。平行於顯示表面702完全朝向右側724導引之光與軸線725形成180度角。如圖7A中所描繪,根據對應於左眼影像光711之平均強度角的光射線712,左眼影像光711相對於軸線725形成小於90度之平均角714。如對應於右眼影像光713之平均強度角之光射線716所描繪,右眼影像光713相對於顯示表面702之同一軸線形成大於90度之平均角718。
圖7B展示指示在圖7A中所描繪之顯示裝置700中形成左眼影像及右眼影像之光的角分佈之兩個曲線的實例圖式750。參看圖7A及圖7B,第一曲線752描繪左眼影像光711之實例角分佈。第二曲線754描繪右眼影像光713之實例角分佈。由於通常朝向左眼導引之光具有相對於顯示表面702之軸線725的小於90度之角714,故左眼影像光711之角分佈更多地以小於90度之角加權,如曲線752所指示。相反地,由於通常朝向右眼導引之光具有相對於顯示表面702之軸線725的大於90度之角718,故右眼影像光713之角分佈更多地以大於90度之角加權,如曲線754所指示。加權不必過大以達成其效應。在一些實施中,左眼影像光711與右眼影像光713之間的峰值強度角的約1度之差足以誘發觀察者之某一3D感覺。換言之,若左眼影像之峰值強度角自右眼影像之峰值強度角偏移約1度,則觀察者可將影像感覺為3D影像。因此,在一些實施中,顯示器產生具有自右眼影像之峰值強度角偏移約至少1度之峰值強度角的角強度分佈之左眼影像。在一些實施中,左眼影像及右眼影像之峰值強度角之間的偏移在約1度與約5度之間。在一些其他實施中,由顯示器產生之左眼影像及右眼影像之峰值強度角之間的偏移大於約5度。在一些其他實施中,顯示器產生具有峰值強度在第一方向上離開顯示法線至少1度之角強度分佈的左眼影像,且
產生具有峰值強度在第二相反方向上離開顯示法線至少1度之角強度分佈的左眼影像。在一些實施中,右眼影像及左眼影像之峰值強度之角介於在相反方向上離開顯示法線約1度與約5度之間。在一些其他實施中,左眼影像及右眼影像之峰值強度角大於離開顯示法線約5度。
顯示器可藉由將視差屏障快門之一陣列併入至顯示器中來輸出左眼影像及右眼影像。在一些實施中,顯示器包括上面形成有光阻斷層的後基板。複數個後孔徑穿過該光阻斷層而形成。顯示器亦包括複數個顯示元件,例如,數個快門總成,該等快門總成中之每一者對應於一下伏後孔徑。顯示元件中之每一者經組態以調變來自背光的通過該等後孔徑之光。在一些實施中,可將任何給定顯示元件驅動至顯示元件阻斷通過下伏後孔徑之光的光阻斷狀態,或顯示元件允許通過下伏後孔徑之光通過顯示元件的光透射狀態。
上文提及的視差屏障快門之陣列係形成於透明前基板的面向後之表面上。在一些實施中,視差屏障快門中之每一者對應於各別顯示元件且經組態以相對於下伏後孔徑而驅動至左眼影像狀態或右眼影像狀態。當特定視差屏障快門被驅動至左眼影像狀態時,視差屏障快門阻斷來自對應顯示元件之某些光。未阻斷且繞過或通過視差屏障快門之剩餘光具有朝向觀察者之左眼加權以形成左眼影像的角分佈。當該特定視差屏障快門被驅動至右眼影像狀態時,視差屏障快門亦阻斷來自對應顯示元件之某些光。然而,在此情況下,剩餘未阻斷光具有朝向觀察者之右眼加權以形成右眼影像的角分佈。以此方式,視視差屏障快門之位置而定,通過下伏顯示元件之光形成左眼影像或右眼影像。
在一些其他實施中,每一視差屏障快門可經大小設定以對應於兩個或兩個以上顯示元件。在此等實施中,每一視差屏障快門可同時影響由其對應顯示元件中之每一者輸出之光之角分佈。
在一些實施中,形成視差屏障快門之陣列的視差屏障快門經電連接且由一共同控制信號(例如,一電壓)來控制,例如,藉由耦接至一共同電壓互連件、耦接至一共同電壓源或經組態以輸出實質上相同之電壓之多個電壓源。結果,所有該等快門可容易在同一時間驅動至相同狀態。在此等實施中,一顯示控制器在一給定時間將對應於左眼影像之顯示元件資料輸出至顯示器中之所有顯示元件。在一後續時間,該顯示控制器將對應於右眼影像之顯示元件資料輸出至顯示器中之所有顯示元件,顯示器在該兩個影像之間交替。
圖8展示顯示器802在兩個時間點處之實例部分。顯示器802根據時間多工程序而操作以形成3D影像。顯示器802包括顯示元件之一陣列。每一顯示元件具有對應之視差屏障快門。圖8中所示之網格表示此等視差屏障快門之一陣列。圖8中之每一視差屏障快門經標記為L或R。標示指示視差屏障快門是否處於繞過或通過視差屏障快門之光是否有助於左眼影像(L)或右眼影像(R)之狀態中。如所示,在時間t=1,顯示器802之部分中之所有視差屏障快門係在一狀態中,以使得繞過或通過視差屏障快門之光有助於左眼影像。在時間t=2,顯示器802之部分中之相同視差屏障快門係在一狀態中,以使得繞過或通過視差屏障快門之光有助於右眼影像。在一些實施中,該等視差屏障快門可經指派而在左眼影像狀態與右眼影像狀態之間交替。以此方式,顯示控制器可使用顯示器802之相同視差屏障快門而在顯示器802上在時間上多工左眼影像及右眼影像。在一些實施中,該等視差屏障快門可根據一子圖框序列而在左眼影像狀態與右眼影像狀態之間轉變。該子圖框序列可經配置以使得左眼影像及右眼影像係以交替方式顯示。
圖9A展示實例顯示器900之截面圖。顯示器900經組態以形成左眼影像及右眼影像。詳言之,顯示器900包括定位在EMS基於快門之顯示元件910a及910b之一陣列前面的視差屏障快門總成932a及932b之
一陣列。在任何給定時間,該等視差屏障快門總成932a及932b可被驅動至右眼影像狀態或左眼影像狀態中之一者。如圖9A所示,視差屏障快門總成932a及932b處於右眼影像狀態中。當該等視差屏障快門總成932a及932b經驅動至右眼影像狀態時,自顯示器900輸出之光形成右眼影像,如上所述,該右眼影像具有朝向觀察者之右眼更多地加權的角分佈。相反地,當該等視差屏障快門總成932a及932b經驅動至左眼影像狀態時,自顯示器900輸出之光形成左眼影像,如上所述,該左眼影像具有朝向觀察者之左眼更多地加權的角分佈。圖9B展示顯示器900,其中視差屏障快門總成932a及932b經驅動至左眼影像狀態。
參看圖9A及圖9B,顯示器900包括具有光反射層904之後基板902,包括第一後孔徑906a及第二後孔徑906b(整體為後孔徑906)之複數個後孔徑係穿過該光反射層而形成。此後基板902亦被稱為孔徑板902。
顯示器900包括定位於顯示器900的後部之背光905,以使得來自背光905之光可朝向顯示器900的前部通過後孔徑906a及906b以形成左眼影像及右眼影像。
透明調變器基板908定位於後基板902前面。包括第一顯示元件910a及第二顯示元件910b(整體為顯示元件910)之複數個顯示元件係形成於調變器基板908的面向後之表面上。第一顯示元件910a對應於第一後孔徑906a且第二顯示元件910b對應於第二後孔徑906b。
在一些實施中,第一顯示元件910a為快門總成。在一些此等實施中,第一顯示元件910a包括固定器914、形成第一致動器之第一驅動電極916及第一負載電極918、形成第二致動器之第二驅動電極917及第二負載電極919,及經組態以由第一致動器及第二致動器驅動之顯示快門920a。在一些實施中,顯示快門孔徑928a係穿過第一顯示快門
920a之光阻斷部分922形成。光阻斷部分922包括界定第一顯示快門孔徑928a之左側的左光阻斷部分924及界定第一顯示快門孔徑928a之右側的右光阻斷部分926。
第二顯示元件910b包括等同於第一顯示元件910a之快門總成。第二顯示元件910b之快門總成包括固定器914、形成第一致動器之第一驅動電極916及第一負載電極918、形成第二致動器之第二驅動電極917及第二負載電極919,及經組態以由第一致動器及第二致動器驅動之第二顯示快門920b。在一些實施中,顯示快門孔徑928b係穿過第二顯示快門920b之光阻斷部分922形成。光阻斷部分922包括界定第二顯示快門孔徑928b之左側的左光阻斷部分924及界定第二顯示快門孔徑928b之右側的右光阻斷部分926。
第一顯示快門920a及第二顯示快門920b(整體為顯示快門920)可在光阻斷狀態與光透射狀態之間驅動。第一顯示快門920a及第二顯示快門920b經組態以在平行於後基板902之平面的平面中行進。當顯示快門920處於光阻斷狀態中時,顯示快門920之光阻斷部分922與各別下伏後孔徑906a或906b重疊,以使得朝向顯示器的前部導引之通過後孔徑906之光被顯示快門920之光阻斷部分922阻斷。相反地,當顯示快門920處於光透射狀態中時,快門孔徑928之中心實質上與下伏後孔徑906a或906b之中心對準,以使得光阻斷部分922實質上不與下伏孔徑906重疊。結果,通過後孔徑906之光朝向顯示器的前部通過顯示快門孔徑928。如圖9A所示,第一顯示快門920a及第二顯示快門920b處於光透射狀態中。
前基板930係安置於調變器基板908上方。類似於第一顯示元件910a及第二顯示元件910b之快門總成,第一視差屏障快門總成932a及第二視差屏障快門總成932b(視差屏障快門總成932)係形成於前基板930的面向後基板902的後表面上。
第一視差屏障快門總成932a對應於第一顯示元件910a及第一後孔徑906a。第一視差屏障快門總成932a包括固定器934、形成第一致動器之第一驅動電極936及第一負載電極938、形成第二致動器之第二驅動電極937及第二負載電極939,及經組態以由第一致動器及第二致動器驅動之第一視差屏障快門940a。在一些實施中,第一視差屏障快門孔徑948a係穿過第一視差屏障快門940a之光阻斷部分942形成。光阻斷部分942包括界定第一視差屏障快門孔徑948a之左側的左光阻斷部分944及界定第一視差屏障快門孔徑948a之右側的右光阻斷部分946。
第二視差屏障快門總成932b對應於第二顯示元件910b及第二後孔徑906b。第二視差屏障快門總成932b包括固定器934、形成第一致動器之第一驅動電極936及第一負載電極938、形成第二致動器之第二驅動電極937及第二負載電極939,及經組態以由第一致動器及第二致動器驅動之第二視差屏障快門940b。在一些實施中,第二視差屏障快門孔徑948b係穿過第二視差屏障快門940b之光阻斷部分942形成。光阻斷部分942包括界定第二視差屏障快門孔徑948b之左側的左光阻斷部分944及界定第二視差屏障快門孔徑948b之右側的右光阻斷部分946。
在圖9A及圖9B中所示之顯示器900中,第一視差屏障快門總成932a及第二視差屏障快門總成932b中之每一者以相同方式操作。為論述容易起見,在下文描述第一視差屏障快門總成932a之操作。第一視差屏障快門總成932a經組態以在左眼影像狀態與右眼影像狀態之間驅動第一視差屏障快門940a。第一視差屏障快門940a經組態以實質上在平行於第一顯示快門920a及第二顯示快門920b之行進平面的平面中行進。當第一視差屏障快門940a處於右眼影像狀態中時,第一視差屏障快門940a之左光阻斷部分944與下伏第一後孔徑906a之各別第一側部分地重疊。結果,假設第一顯示快門920a處於光透射狀態中,通過第
一後孔徑906a及第一顯示快門920a之顯示快門孔徑928之光被第一視差屏障快門940a之左光阻斷部分944阻斷。通過第一後孔徑906a及第一顯示快門920a之第一顯示快門孔徑928a之剩餘光通過第一視差屏障快門孔徑948a。此剩餘光具有朝向觀察者之右眼更多地加權的角分佈,藉此形成右眼影像。因而,光可以大於由觀察者之左眼觀察到之強度的強度由觀察者之右眼觀察到。相反地,當視差屏障快門940處於左眼影像狀態中時,視差屏障快門940之右光阻部分946與下伏第一後孔徑906a之各別第二側部分地重疊。將在下文關於圖9B來描述關於左眼影像狀態之額外細節。
圖9B展示圖9A中所示之顯示器900之實例截面圖。圖9B中所示之顯示器900經組態以使得第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b處於左眼影像狀態中。以此組態,顯示器900可形成左眼影像。當第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b處於左眼影像狀態中時,第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b之右光阻斷部分946與下伏後孔徑906a及906b之各別第二側重疊。結果,假設第一顯示快門920a處於光透射狀態中,通過第一後孔徑906a及第一顯示快門920a之第一顯示快門孔徑928a之光被第一視差屏障快門940a之右光阻斷部分946阻斷。通過第一後孔徑906a及第一顯示快門920a之第一顯示快門孔徑928a之剩餘光通過第一視差屏障快門孔徑948a。此剩餘光具有朝向觀察者之左眼更多地加權的角分佈,藉此形成左眼影像。因而,光可以大於由觀察者之右眼觀察到之強度的強度由觀察者之左眼觀察到。
仍參看圖9A及圖9B,該等顯示快門920及該等視差屏障快門940具有面向前基板930的前表面及面向後基板902的後表面。在一些實施中,第一顯示快門920a及第二顯示快門920b以及第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b的前表面可經用以吸收入射於快門上之
周圍光之光吸收材料塗佈。第一顯示快門920a及第二顯示快門920b以及第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b的後表面可經高反射材料(諸如,高反射率金屬,例如,Al、Ag或具有額外多層介電塗層的高反射率金屬)塗佈以反射來自背光905之光從而增加光效率。光吸收材料之實例包括(但不限於)金屬及金屬合金、半導體及金屬氧化物或氮化物。特定言之,對吸收光有效之金屬合金之實例包括(但不限於)MoCr、MoW、MoTi、MoTa、TiW及TiCr。由以上合金或純金屬(諸如鎳(Ni)及鉻(Cr))形成的具有粗糙表面之金屬膜亦可對在吸收光有效。半導體材料(諸如,非晶態或多晶矽(Si)、鍺(Ge)、碲化鎘(CdTe)、膠態石墨(碳)及諸如SiGe之合金)亦對吸收光有效。金屬氧化物或氮化物亦可對吸收光有效,其中包括(但不限於)氧化銅(CuO)、氧化鉻(Cr2O3)、氧化銀(AgO)、氧化錫(SnO)、氧化鋅(ZnO)。
雖然圖9A及圖9B中未展示,但顯示器900亦包括控制器,例如,圖1B中所示之控制器134。該控制器經組態以使第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b被驅動至左眼影像狀態及右眼影像狀態中。在一些實施中,該控制器可藉由使第一電壓施加至耦接至第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b之各別第一致動器而將第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b驅動至左眼影像狀態中。相反地,該控制器可藉由使第二電壓施加至耦接至第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b之各別第二致動器而將第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b驅動至右眼影像狀態中。
在一些實施中,該控制器可結合將對應於左眼影像之影像資料提供之對應第一顯示元件910a及第二顯示元件910b而將第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b驅動至左眼影像狀態中。以此方式,當顯示元件910a及910b採用對應於左眼影像資料之狀態時,對應視差屏障快門940a及940b可被驅動至適當狀態中,以使得通過視差屏
障快門孔徑948a及948b之光具有朝向觀察者之左眼加權的角分佈。相反地,若顯示元件910a及910b經提供影像資料以產生右眼影像,則該控制器可驅動對應視差屏障快門940a及940b以移動至右眼影像狀態,以使得來自顯示元件910a及910b的通過視差屏障快門孔徑948a及948b中任一者的光具有朝向右眼加權的角分佈,從而使右眼影像形成。
視差屏障快門(例如,第一視差屏障快門940a)在自左眼狀態移動至右眼狀態時所行進的距離取決於許多因素。該等因素包括視差屏障快門940a之光阻斷部分942a之大小、視差屏障快門孔徑948a之大小及下伏後孔徑906a之大小。通常,視差屏障快門孔徑948a之大小經組態以為與後孔徑906a之大小大致相同稍微大於該大小的大小。具有小於後孔徑906a之大小之視差屏障快門孔徑948a將導致不必要光被視差屏障快門940a之光阻斷部分942阻斷。相反地,具有遠大於後孔徑906a之大小之視差屏障快門孔徑948a可導致來自顯示器900內的光洩漏。另外,在一些實施中,視差屏障快門940a的前表面可用來吸收周圍光。在此等實施中,具有遠大於後孔徑906a之大小之視差屏障快門孔徑948a使由視差屏障快門940a吸收之周圍光之量減少,藉此不利地影響顯示器900之對比率。
在一些實施中,視差屏障快門940a及視差屏障快門孔徑948a及顯示快門孔徑928a可具有大致相同之寬度。在一些此等實施中,視差屏障快門940a在左眼影像狀態與右眼影像狀態之間行進的距離比顯示快門920a在光阻斷狀態與光透射狀態之間行進的距離短。在一些其他實施中,視差屏障快門940a在左眼影像狀態與右眼影像狀態之間行進的距離可與顯示快門920a在光阻斷狀態與光透射狀態之間行進的距離相同。
當處於左眼影像狀態或右眼影像狀態中時,視差屏障快門940a可相對於下伏顯示快門920a偏移。詳言之,視差屏障快門孔徑948a之中
心可相對於顯示快門孔徑928a及下伏後孔徑906a之中心偏移一預定偏移距離△。在圖9A中,該預定偏移距離△係展示為通過第一後孔徑906a之中心之第一線960與通過第一視差屏障快門孔徑948a之中心之第二線962之間的距離。該預定偏移距離△係部分地基於後孔徑906與顯示快門920之光阻斷部分922之底面之間的距離d1、調變器基板908之厚度d2及調變器基板908與視差屏障快門940之底面之間的距離d3。該預定偏移距離△亦基於觀察者之左眼或右眼相對於垂直於前基板930的面向觀察者之平坦表面延伸之顯示法線的視角θ。視角θ可基於觀察者與顯示器之間的距離而改變。詳言之,該特定偏移距離△可藉由關於△對以下兩個聯立方程式求解來判定。
△=(d 1+d 2)tanθ+d 2 tanθ' (i)
在一個實例實施中,後孔徑906與顯示快門920之光阻斷部分922之底面之間的距離d1及調變器基板908與視差屏障快門940之底面之間的距離d3為約10微米。調變器基板908之厚度d2為約0.5mm,且該調變器基板之折射率n為約1.5。對於適合於離開觀察者之眼約24吋之手持式顯示器的約4度之視角θ,該預定偏移距離△為約27微米,該預定偏移距離足夠小以容納於顯示器900之顯示像素中之每一者中。在一些其他實施中,以上尺寸係不同的,且所得偏移在約10微米與約40微米之間。
如圖9A所示,視差屏障快門孔徑之中心朝向孔徑層孔徑之第一側與對應孔徑層孔徑之中心偏移該預定偏移距離△。以此組態,通過該等孔徑之光形成右眼影像。相反地,為了形成左眼影像,視差屏障快門孔徑之中心朝向孔徑層孔徑的與第一側相反之第二側與對應孔徑層孔徑之中心偏移相同的預定偏移距離△。因而,視差屏障快門在右
眼影像狀態與左眼影像狀態之間必須行進之距離為兩倍的預定偏移距離△(2△)。
在一些實施中,顯示快門總成910a及910b以及視差屏障快門總成932a及932b為EMS快門總成。舉例而言,顯示快門總成910a及910b以及視差屏障快門總成932a及932b均可為微機電系統基於MEMS之快門總成。在一些此等實施中,第一顯示快門920a及第二顯示快門920b具有實質上等同於視差屏障快門940a及940b之機電結構的機電結構。
在一些實施中,第一視差屏障快門總成932a及第二視差屏障快門總成932b可具有不同於第一顯示元件910a及第二顯示元件910b之設計或架構。在一些實施中,顯示元件910a及910b可並非基於快門之顯示元件。舉例而言,顯示元件910a及910b可為OLED,或可選擇性地透射光之任何其他光調變器。
圖9C展示顯示器900之一部分之實例俯視圖。圖9C中所示的顯示器900之該部分對應於如圖9A所示的顯示器900之部分。應注意,該俯視圖對應於正交於顯示器900的前基板930之視圖。如上文關於圖9A所描述,第一視差屏障快門總成932a及第二視差屏障快門總成932b兩者之第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b處於右眼影像狀態中,以使得分別通過第一視差屏障快門總成932a及第二視差屏障快門總成932b之視差屏障快門孔徑948a及948b之光具有朝向右眼更多地加權的角分佈。
在圖9C中,展示當自正交於顯示器900之位置觀察時的前基板930的前表面。由於前基板930為透明的,故可看到形成於前基板930的後表面上之第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b。第一視差屏障快門940a包括具有一起界定視差屏障快門孔徑948a之左光阻斷部分944及右光阻斷部分946的光阻斷部分942。
如圖9A所示,顯示快門920a之第一顯示快門孔徑928a之中心實
質上與後孔徑906a之中心對準。此外,視差屏障快門940a相對於顯示快門孔徑928a之中心及後孔徑906a之中心偏移。詳言之,視差屏障快門940a朝向後孔徑906a之右側偏移,以使得左光阻斷部分944阻斷下伏後孔徑906a之左側,而右光阻斷部分946與下伏顯示快門920之光阻斷部分922重疊。
因而,當觀察到第一視差屏障快門孔徑948a正交於前基板930(如圖9C所示)時,顯示快門920之光阻斷部分922之一部分的面向前之表面可見。假設顯示快門孔徑928a稍大於下伏後孔徑906a,光阻斷層904之界定後孔徑906a之右側的一部分亦可見。以此方式,當視差屏障快門940a處於右眼影像狀態中且顯示快門920處於光透射狀態中時,顯示快門920之一部分、後基板902之下伏光阻斷層904之一部分及第一後孔徑906a之一部分可見。第一顯示快門920a、光阻斷層904及後孔徑906a之經由第一視差屏障快門孔徑948a可見之部分的寬度之比取決於視差屏障快門孔徑948之大小、第一視差屏障快門940a之左光阻斷部分944與第一後孔徑906a之間的重疊量、第一顯示快門孔徑928a之寬度及第一後孔徑906a之寬度。
由於第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b均處於第一眼影像狀態中且下伏第一顯示快門920a及第二顯示快門920b兩者處於光透射狀態中,故經由第二視差屏障快門孔徑948b可看到類似視圖。詳言之,當第二視差屏障快門孔徑948b處於右眼影像狀態中且第二顯示快門920b處於光透射狀態中時,第二顯示快門928b之光阻斷部分922的前表面、後基板902之下伏光阻斷層904之一部分及第二後孔徑906b之一部分可見。
圖9D展示顯示器900之一部分之另一實例俯視圖。圖9D中所示的顯示器900之該部分對應於如圖9B所示的顯示器900之部分。應注意,該俯視圖對應於正交於顯示器900的前基板930之視圖。如上文關
於圖9B所描述,第一視差屏障快門總成932a及第二視差屏障快門總成932b兩者之視差屏障快門940處於左眼影像狀態中,以使得通過第一視差屏障快門孔徑948a及第二視差屏障快門孔徑948b之光具有朝向左眼更多地加權的角分佈。
如圖9D所示,展示當自正交於顯示器900之位置觀察時的前基板930的前表面。由於前基板930為透明的,故可看到形成於前基板930的後表面上之第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b。第一視差屏障快門940a包括具有一起界定視差屏障快門孔徑948a之左光阻斷部分944及右光阻斷部分946的光阻斷部分942。
如圖9B所示,顯示快門920a之顯示快門孔徑928a之中心與後孔徑906a之中心對準。此外,第一視差屏障快門940a相對於第一顯示快門孔徑928a之中心及第一後孔徑906a之中心偏移。詳言之,第一視差屏障快門940a朝向後孔徑906a之左側偏移,以使得右光阻斷部分946阻斷下伏後孔徑906a之右側,而左光阻斷部分944與下伏第一顯示快門920a之光阻斷部分重疊。
因而,當觀察到第一視差屏障快門孔徑948a正交於前基板930(如圖9D所示)時,顯示快門920a之光阻斷部分922之一部分的面向前之表面可見。假設顯示快門孔徑928a稍大於下伏後孔徑906a,光阻斷層904之界定後孔徑906a之右側的一部分亦可見。以此方式,當第一視差屏障快門940a處於左眼影像狀態中且第一顯示快門920a處於光透射狀態中時,第一顯示快門920a之一部分、後基板902之下伏光阻斷層904之一部分及第一後孔徑906a之一部分可見。第一顯示快門920a、光阻斷層904及第一後孔徑906a之經由第一視差屏障快門孔徑948a可見之部分的寬度之比取決於第一視差屏障快門孔徑948a之大小、第一視差屏障快門940a之左光阻斷部分944與後孔徑906a之間的重疊量、第一顯示快門孔徑928a之寬度及第一後孔徑906a之寬度。
由於圖9B中所示之第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b均處於左眼影像狀態中且下伏第一顯示快門920a及第二顯示快門920b兩者處於光透射狀態中,故經由第二視差屏障快門孔徑948b可看到類似視圖。詳言之,當第二視差屏障快門孔徑948b處於右眼影像狀態中且第二顯示快門920b處於光透射狀態中時,第二顯示快門928b之光阻斷部分922的面向前之表面、後基板902之下伏光阻斷層904及後孔徑906b之一部分可見。
圖9E展示顯示器970之實例截面圖。顯示器970實質上類似於圖9A所示之顯示器900。顯示器970能夠同時顯示左眼影像及右眼影像兩者之部分。如圖9E所示,第一視差屏障快門940a可經定位以允許通過視差屏障快門孔徑948a之光形成右眼影像,而第二視差屏障快門940b可經定位以允許通過視差屏障快門孔徑948b之光形成左眼影像。
顯示器970與圖9A所示之顯示器900之不同之處在於,顯示器970包括前基板930,該前基板包括光阻斷層972。光阻斷層972係形成於前基板930的面向後之表面上。光阻斷層972具有穿過其形成之孔徑976,該等孔徑與對應後孔徑906對準。前孔徑976中之每一者經設定大小,以使得通過對應後孔徑906之形成左眼影像或右眼影像之光可通過前孔徑976a。此外,光阻斷層972可吸收入射於光阻斷層972的前表面上之周圍光。以此方式,改良顯示器之對比率。在一些實施中,穿過光阻斷層972形成之孔徑976之大小係部分地基於後孔徑906之大小、後基板902與光阻斷層972之間的距離及顯示快門920及視差屏障快門940之行進距離及大小。
圖9F展示顯示器900之一部分之實例俯視圖。圖9F所示的顯示器900之該部分對應於如圖9E所示的顯示器900之部分。應注意,該俯視圖對應於正交於顯示器900的前基板930之視圖。如圖9F所示,展示前基板930的前表面。由於前基板930為透明的,故可看到形成於前基板
930的後表面上之光阻斷層972。
如圖9E所示,前孔徑976a之中心及顯示快門920a之第一顯示快門孔徑928a之中心實質上與後孔徑906a之中心對準。此外,第一視差屏障快門940a相對於前孔徑976a之中心、顯示快門孔徑928a之中心及後孔徑906a之中心偏移。詳言之,第一視差屏障快門940a朝向後孔徑906a之左側偏移,以使得右光阻斷部分946阻斷下伏後孔徑906a之右側,而左光阻斷部分944與下伏第一顯示快門920a之光阻斷部分重疊。
因而,當觀察到第一前孔徑976a正交於前基板930(如圖9F所示)時,可看到視差屏障快門940a之光阻斷部分之一部分的面向前之表面及視差屏障快門孔徑948a。經由視差屏障快門孔徑948a,顯示快門920a之光阻斷部分之一部分的面向前之表面可見。假設顯示快門孔徑928a稍大於下伏後孔徑906a,光阻斷層904之界定後孔徑906a之右側的一部分亦可見。以此方式,當第一視差屏障快門940a處於左眼影像狀態中且第一顯示快門920a處於光透射狀態中時,第一顯示快門920a之一部分、後基板902之下伏光阻斷層904之一部分及第一後孔徑906a之一部分可見。第一顯示快門920a、光阻斷層904及第一後孔徑906a之經由第一視差屏障快門孔徑948a可見之部分的寬度之比取決於第一視差屏障快門孔徑948a之大小、第一視差屏障快門940a之左光阻斷部分944與後孔徑906a之間的重疊量、第一顯示快門孔徑928a之寬度及第一後孔徑906a之寬度。
如圖9E進一步所示,第二前孔徑976b之中心及第二顯示快門920b之第二顯示快門孔徑928b之中心與第二後孔徑906b之中心對準。此外,第二視差屏障快門940b相對於第二前孔徑976b之中心、第二顯示快門孔徑928b之中心及第二後孔徑906b之中心偏移。詳言之,第二視差屏障快門940b朝向第二後孔徑906b之右側偏移,以使得左光阻斷
部分944阻斷下伏後孔徑906b之左側,而右光阻斷部分946與下伏第二顯示快門920b之光阻斷部分重疊。
因而,當觀察到第二前孔徑976b正交於前基板930(如圖9F所示)時,可看到視差屏障快門940b之光阻斷部分之一部分的面向前之表面及第二視差屏障快門孔徑948b。經由第二視差屏障快門孔徑948b,第二顯示快門920b之光阻斷部分之一部分的面向前之表面可見。假設第二顯示快門孔徑928b稍大於下伏後孔徑906b,光阻斷層904之界定後孔徑906b之右側的一部分亦可見。以此方式,當第二視差屏障快門940b處於右眼影像狀態中且顯示快門920處於光透射狀態中時,顯示快門920之一部分、後基板902之下伏光阻斷層904之一部分及後孔徑906b之一部分可見。第二顯示快門920b、光阻斷層904及後孔徑906b之經由第二視差屏障快門孔徑948b可見之部分的寬度之比取決於視差屏障快門孔徑948b之大小、視差屏障快門940b之右光阻斷部分946與第二後孔徑906b之間的重疊量、第二顯示快門孔徑928b之寬度及第二後孔徑906b之寬度。
圖10A展示圖9A之顯示器900之實例截面圖。圖10A所示之顯示器900實質上等同於圖9A所示之顯示器900。圖10A所示之顯示器900亦以實質上類似於圖9A所示之顯示器900的方式組態,但與圖9A所示之顯示器900之不同之處在於,第二顯示快門920b處於光阻斷狀態中而非處於光透射狀態中。亦即,第二顯示快門920b之光阻斷部分922定位於後孔徑906b上方。因而,來自背光905之通過後孔徑906b之光被第二顯示快門920之光阻斷部分922阻斷。
圖10B展示顯示器900之一部分之實例俯視圖。圖10B所示的顯示器900之該部分對應於如圖10A所示的顯示器900之部分。如上文關於圖10A所描述,除第二顯示快門920處於光阻斷狀態中而非處於光透射狀態中外,顯示器900實質上類似於圖9A所示之顯示器900。
如圖10B所示,展示當自正交於顯示器900之位置觀察時的前基板930的前表面。由於前基板930為透明的,故可看到形成於前基板930的後表面上之第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b。經由第一視差屏障快門940a之第一視差屏障快門孔徑948a的視圖類似於圖9C所示的第一視差屏障快門940a之第一視差屏障快門孔徑948a的視圖,其對應於圖9A所示之顯示器900之組態。此係因為圖10A所示的對應於第一視差屏障快門940a及第一顯示快門920a的顯示器900之部分具有與圖10A所示的對應於圖9A所示之第一視差屏障快門940及第一顯示快門920的顯示器900之部分相同的組態。
相比而言,圖10B所示的經由第二視差屏障快門孔徑948b之視圖不同於圖9C所示的經由第二視差屏障快門孔徑948b之視圖。圖10B所示的經由第二視差屏障快門孔徑948b之視圖包括第二顯示快門920b之光阻斷部分922的前表面。如上所述,當顯示快門920b經驅動至光阻斷狀態時,顯示快門920b之光阻斷部分922與下伏後孔徑906b重疊。在一些實施中,圖10B所示的經由第二視差屏障快門孔徑948b之視圖可包括顯示快門920b之光阻斷部分922及光阻斷層904之一部分。
如上所述,在一些實施中,該等視差屏障快門總成係耦接至一共同電壓互連件,以使得所有該等視差屏障快門可同時容易地驅動至相同影像狀態。在一些實施中,可獨立地控制視差屏障快門之陣列中的快門總成中之一或多者。結果,視差屏障快門中之一些可驅動至左眼影像狀態,而其他視差屏障快門可驅動至右眼影像狀態。以此方式,顯示器可經組態以在同一第一時間執行個體顯示左眼影像及右眼影像兩者之部分。在跟隨第一時間執行個體之第二時間執行個體期間,顯示器可經組態以反轉各別視差屏障快門之狀態,且將對應於左眼影像及右眼影像之剩餘部分的資料輸出至對應顯示元件。結果,在第二時間執行個體,在第一時間執行個體期間顯示左眼影像之部分的
顯示元件現顯示右眼影像之剩餘部分,且在第一時間執行個體期間顯示右眼影像之部分的顯示元件現顯示左眼影像之剩餘部分。
圖11A展示顯示器1102在兩個時間點處之實例部分。顯示器1102根據空間時間多工程序而操作以形成3D影像。顯示器1102包括顯示元件之一陣列。每一顯示元件具有對應之視差屏障快門。圖11A所示之網格表示此等視差屏障快門之一陣列。圖11A中之每一視差屏障快門經標記為L或R。該標記指示視差屏障快門是否處於繞過或通過視差屏障快門之光有助於左眼影像或右眼影像之狀態中。如所示,在時間t=1,顯示器1102之部分中的視差屏障快門之第一集合處於一狀態中,以使得繞過或通過視差屏障快門之光有助於左眼影像,而顯示器1102之部分中的視差屏障快門之第二集合處於一狀態中,以使得繞過或通過視差屏障快門之光有助於右眼影像。在時間t=2,顯示器1102之部分中的視差屏障快門之第一集合處於一狀態中,以使得繞過或通過視差屏障快門之光有助於右眼影像,而顯示器1102之部分中的視差屏障快門之第二集合處於一狀態中,以使得繞過或通過視差屏障快門之光有助於左眼影像。在一些實施中,該等視差屏障快門可經指派而在左眼影像狀態與右眼影像狀態之間交替。以此方式,顯示控制器可使用顯示器1102之視差屏障快門而在顯示器1102上在時間上多工左眼影像及右眼影像。在顯示器1102中,視差屏障快門之第一集合及視差屏障快門之第二集合係以「棋盤」方式(亦即,交替每一列及行)配置。
圖11B展示顯示器1152在兩個時間點處之實例部分。除視差屏障快門之第一集合及視差屏障快門之第二集合每行地而非以棋盤方式交替外,顯示器1152等同於顯示器1102。因此,如圖11B所示,在時間t=1,顯示器1152之奇數編號行中的視差屏障快門全部處於左眼狀態中,且偶數行中的所有視差屏障快門處於右眼狀態中。在時間t=2,反向所有視差屏障快門之狀態。類似地,在其他實施中,視差屏障快
門之狀態可每一列地或每隔n個列或行或以任何其他合適圖案來交替。
圖12A展示實例顯示器900之截面圖。顯示器900在結構上等同於圖9A及圖9B所示之顯示器900。圖12A所示之顯示器900與圖9A及圖9B所示之顯示器900的不同之處僅在於,第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b係獨立地控制,類似於如圖11A及圖11B所示。在一些實施中,第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b中之每一者可耦接至一獨立電壓源。在一些其他實施中,顯示器可包括與每一快門總成相關聯而以差分方式控制由單一電壓源輸出之電壓的邏輯。在任何狀態下,在一給定第一時間執行個體,第一視差屏障快門940a可驅動至右眼影像狀態,而第二視差屏障快門940b可驅動至左眼影像狀態,如圖12A所示。在一給定第二時間執行個體,第一視差屏障快門940a可驅動至左眼影像狀態,而第二視差屏障快門940b可驅動至右眼影像狀態。
圖12B展示顯示器900之一部分之實例俯視圖。圖12B所示的顯示器900之該部分對應於如圖12A所示的顯示器900之部分。如上文關於圖12A所描述,第一視差屏障快門940a處於右眼影像狀態中,以使得通過第一視差屏障快門孔徑944a之光具有朝向右眼更多地加權的角分佈。第二視差屏障快門940b處於左眼影像狀態中,以使得通過第二視差屏障快門孔徑944b之光具有朝向左眼更多地加權的角分佈。
如圖12B所示,類似於圖9C所示之顯示器900,展示當自正交於顯示器900之位置觀察時的前基板930的前表面。由於前基板930為透明的,故可看到形成於前基板930的後表面上之第一視差屏障快門940a及第二視差屏障快門940b。第一視差屏障快門940a包括具有一起界定視差屏障快門孔徑944a之左光阻斷部分944及右光阻斷部分946的光阻斷部分942。
如圖12A所示,第一顯示快門920a之顯示快門孔徑928a之中心與第一後孔徑906a之中心對準。此外,第一視差屏障快門940a相對於第一顯示快門孔徑928a之中心及後孔徑906a之中心偏移。詳言之,視差屏障快門940a朝向第一後孔徑906a之右側偏移,以使得左光阻斷部分944阻斷下伏後孔徑906a之左側,而右光阻斷部分946與下伏顯示快門920之光阻斷部分922重疊。此組態等同於圖9A所示的顯示器900之部分之組態,其對應於第一視差屏障快門940a、第一顯示快門920a及下伏第一後孔徑906a。
因而,當觀察到第一視差屏障快門孔徑944a正交於前基板930(如圖12B所示)時,視圖等同於圖9C所示的經由第一視差屏障快門孔徑948a之視圖。如先前關於圖9C所描述,當視差屏障快門940a處於右眼影像狀態中且第一顯示快門920a處於光透射狀態中時,第一顯示快門920a之一部分、後基板902之下伏光阻斷層904之一部分及後孔徑906之一部分可見。
如圖12A所進一步展示,第二顯示快門920b之第二顯示快門孔徑928b之中心與第二後孔徑906b之中心對準。此外,第二視差屏障快門940b相對於第二顯示快門孔徑928b之中心及第二後孔徑906b之中心偏移。詳言之,第二視差屏障快門940b朝向第二後孔徑906b之右側偏移,以使得右光阻斷部分946阻斷下伏後孔徑906b之右側,而左光阻斷部分944與下伏第二顯示快門920b之光阻斷部分重疊。
因而,當觀察到第二視差屏障快門孔徑944b正交於前基板930(如圖12B所示)時,視圖等同於圖9D所示的經由第二視差屏障快門孔徑948b之視圖。如先前關於圖9D所描述,當第二視差屏障快門940b處於左眼影像狀態中且第二顯示快門920b處於光透射狀態中時,第二顯示快門920b之一部分、後基板902之下伏光阻斷層904之一部分及第二後孔徑906b之一部分可見。
在一些實施中,顯示裝置可包括形成顯示裝置的前部之覆蓋板。舉例而言,圖5A所示之顯示裝置500包括覆蓋板522。如上所述,覆蓋板522的後側可用光阻斷層524覆蓋以使對比度增加。在併有視差屏障快門之一些實施中,顯示器的前基板不包括光吸收層。實情為,視差屏障快門的前表面經光吸收材料塗佈,以使得視差屏障快門共同充當前部光吸收層。然而,在一些實施中,所有視差屏障快門的前表面之總共大小相比前基板的總大小而言相對較小。因而,有可能,來自背光之光可經由前基板下的未被視差屏障快門的前表面佔用之區域而漏出顯示器外。此外,來自顯示器外之周圍光可反射離開顯示器內之表面而非視差屏障快門的前表面。因而,在一些顯示器中,視差屏障快門可經設計以包括具有光吸收前表面之延遲光阻斷部分。在圖13中展示此顯示器之一實例。
圖13A展示實例顯示器1300之截面圖。顯示器1300實質上類似於圖9A及圖9B所示之顯示器900。顯示器1300與圖9A及圖9B所示之顯示器900之不同之處僅在於,第一視差屏障快門1340a及第二視差屏障快門1340b具有延長光阻斷部分1342。另外,顯示器1300之顯示元件及視差屏障快門總成處於等同於圖9A所示之顯示器900之顯示元件及視差屏障快門總成之組態的組態中。
第一視差屏障快門1340a包括光阻斷部分1342,視差屏障快門孔徑1340a係穿過該光阻斷部分而形成。光阻斷部分1342包括一起界定視差屏障快門孔徑1340a之左光阻斷部分1344及右光阻斷部分1346。與圖9A所示之左光阻斷部分944及右光阻斷部分946對比,左光阻斷部分1344及右光阻斷部分1346沿著平行於下伏後基板902之水平平面延伸。
圖13B展示顯示器1300之一部分之實例俯視圖。圖13B所示的顯示器1300之該部分對應於如圖13A所示的顯示器1300之部分。如上文
關於圖13A所描述,顯示器1300之顯示元件及視差屏障快門總成處於
等同於圖9A所示之顯示器900之顯示元件及視差屏障快門總成之組態
的組態中。因而,經由第一視差屏障快門孔徑1344a及第二視差屏障
快門孔徑1344b之視圖等同於圖9C所示的經由第一視差屏障快門孔徑
948a及第二視差屏障快門孔徑948b之視圖。
然而,圖13B所示之顯示器1300與圖9C所示之顯示器900之不同之處在於,視差平直快門1340a及1340b之光阻斷部分遠大於圖9C所示的視差屏障快門940a及940b之光阻斷部分。光阻斷部分1342之大小之此增加可有助於視差屏障快門1340a及1340b之延長光阻斷部分。因而,光阻斷部分相對於前基板之總表面積的總比較大。此導致改良之對比率,因為來自顯示器內之光洩漏之量減少且經反射的周圍光之量亦減少。
圖14展示另一實例顯示器1400之截面圖。顯示器1400實質上類似於圖9A所示之顯示器900。
顯示器1400包括上面形成有光阻斷層1404的後基板1402。包括第一後孔徑1406a及第二後孔徑1406b(整體為後孔徑1406)之複數個後孔徑係穿過光阻斷層1404而形成。基板1402亦被稱為孔徑板1402。
顯示器1400亦包括複數個顯示元件,包括第一顯示元件1410a及第二顯示元件1410b。在一些實施中,第一顯示元件1410a及第二顯示元件1410b為快門總成。第一顯示元件1410a及第二顯示元件1410b係形成於後基板上且藉由一對固定器1414而支撐於下伏孔徑層1402上方。將其中顯示元件係形成於朝向顯示器的前部面向的後基板上之顯示器稱為具有MEMS在上組態。類似於圖9A所示之第一顯示元件910a及第二顯示元件910b,第一顯示元件1410a及第二顯示元件1410b中之每一者亦包括形成第一致動器之第一驅動電極1416及第一負載電極
1417、形成第二致動器之第二驅動電極1418及第二負載電極1419,及經組態以之顯示快門1420a或1420b。
前基板1432係安置於後基板1402上方。第一視差屏障快門總成1432a及第二視差屏障快門總成1432b係形成於前基板1432之面向後基板1402的後表面上。第一視差屏障快門總成1432a及第二視差屏障快門總成1432b對應於形成於後基板上之顯示總成,且下伏之第一視差屏障快門總成1432a及第二視差屏障快門總成1432b實質上類似於圖9A所示之第一視差屏障快門總成932a及第二視差屏障快門總成932b。
此顯示器1400藉以形成3D影像之方式等同於圖9A所示之顯示器900藉以形成3D影像之方式。然而,在此實施中,顯示器僅包括兩個基板。結果,如圖14所示的併有視差屏障快門之MEMS在上顯示器可具有比MEMS在下顯示器(諸如,圖9A、圖9B、圖10A及圖12A所示之顯示器900)薄的佔據面積,因為MEMS在下顯示器包括三個基板,即後基板902、調變器基板908及前基板930。
圖15展示控制器可用來顯示3D影像之時間多工顯示程序1500之實例流程圖。顯示程序1500以控制視差屏障快門之一第一集合以使得繞過或通過視差屏障快門之該第一集合之光形成一第一影像(階段1502)開始。照明一光源以顯示該第一眼影像(階段1504)。控制視差屏障快門之該同一集合以使得繞過或通過視差屏障快門之該第一集合之光形成一第二眼影像(階段1506),且照明該光源以顯示該第二眼影像(階段1508)。
如上所述,顯示程序1500以控制視差屏障快門之一集合(階段1502)以使得繞過或通過視差屏障快門之該第一集合之光形成一第一眼影像開始。該第一眼影像具有朝向觀察者之第一眼加權的光之角分佈。該控制器可使該等視差屏障快門驅動至基於相關聯於該第一眼影
像之輸入資料判定的狀態之一第一集合。在一些實施中,該等視差屏障快門係由基於快門之MEMS光調變器形成。
在將視差屏障快門之陣列控制至其所要狀態(階段1502),該控制器照明一或多個光源以顯示該第一眼影像(階段1504)。來自光源(諸如背光)之光繞過或通過對應視差屏障快門之各別孔徑以顯示一第一眼影像。形成該第一眼影像之光具有朝向觀察者之第一眼之方向更多地加權的角分佈。
該控制器亦控制視差屏障快門之該同一集合,以使得繞過或通過視差屏障快門之該第一集合之光形成一第二眼影像(階段1506)。該第二眼影像具有朝向觀察者之第二眼更多地加權的光之角分佈。該控制器使該等視差屏障快門驅動至基於相關聯於該第二眼影像之輸入資料判定的狀態之一第二集合。
在將視差屏障快門之該同一集合控制至其所要狀態(階段1506),該控制器可照明一或多個光源以顯示該第二眼影像(階段1508)。來自光源之光繞過或通過對應視差屏障快門之各別孔徑以顯示該第二影像。形成該第二影像之光具有朝向觀察者之第二眼之方向更多地加權的角分佈。使用此程序1500,一控制器可在具有視差屏障快門之陣列之顯示裝置上產生3D影像。
在一些其他實施中,該顯示器可實施空間多工3D顯示程序,在該程序中,可照明光源以使用交替之光調變器同時形成第一眼影像及第二眼影像。
圖16展示用於顯示影像之顯示程序1600之實例流程圖。顯示程序1600以接收影像資料(階段1602)開始。進行關於影像資料是否為3D影像資料之判定(階段1604)。若影像資料為3D影像資料,則輸出一第一眼影像(階段1608)且輸出一第二眼影像(階段1610)以形成一立體影像。對於可使用空間多工或時間多工產生3D影像之某一顯示裝置,
在產生該第一眼影像(階段1608)及該第二眼影像(1610)之前,該顯示裝置進行是否使用空間多工或時間多工之判定(階段1606)。若影像資料並非3D影像資料,則該第一眼影像及該第二眼影像兩者輸出相同影像以形成2D影像(階段1612)。
如上所述,顯示程序1600以顯示裝置接收待顯示之影像資料(階段1602)開始。顯示裝置判定影像資料是否為3D的(階段1604)。影像資料可對應於2D影像或3D影像。在一些實施中,影像資料可包括後設資料或某一其他形式的識別影像資料為2D或3D之識別。顯示裝置可藉由評估此後設資料來判定影像資料為3D的。在一些其他實施中,顯示裝置可接收來自主機處理器之單獨資料,其指示影像資料為3D的。舉例而言,圖1B所示的主機器件120之主機處理器122可將資料信號發送至顯示裝置128之控制器134,資料信號指示影像資料為3D的。
某一顯示裝置可使用空間多工或時間多工來產生3D影像。此顯示裝置之實例為圖12A之顯示裝置1200。因此,若在階段1604判定接收影像為3D影像,則此顯示裝置判定是否使用空間多工或時間多工(階段1606)來產生3D影像。可影響將利用之多工之類型的一個實例因素包括相關聯於併有顯示中之影像之視訊的圖框率。具有較高圖框率之視訊中之影像可更適合於使用空間多工之顯示。具有較低圖框率之視訊中之影像可更適合於使用用於顯示之時間多工之顯示。可考慮之另一因素為影像之複雜性位準。若影像具有較高變化位準或精細細節(fine detail),則時間多工可更適合。對於利用分時灰階來產生不同顏色之顯示器,第三因素可為影像中之顏色的變化量。具有許多不同但類似顏色(例如,具有許多不同紅色色調)之影像可更適合於使用空間多工而非時間多工之顯示。在此等情況下,較佳將時間用在呈現具有增加數目之位元平面之影像以適當地顯示不同顏色。在一些實施中,
顯示裝置可判定(例如)基於逐個圖框抑或單一媒體塊一次地使用空間多工或時間多工。
在一些實施中,可以自約24Hz變至240Hz之圖框率來顯示影像圖框。在一些實施中,可以約60Hz之圖框率來顯示影像圖框。在此等實施中,每一影像圖框具有約16.6ms之圖框持續時間。因此,以對應於約16.6ms之圖框持續時間的60Hz之圖框率,每一右眼影像及每一左眼影像之定址時間及照明時間可限於僅約8.3ms。在利用時間多工之實施(例如,其中視差屏障快門以交替方式顯示左眼影像及右眼影像)中,藉以顯示左眼影像及右眼影像之圖框率可為總圖框率之兩倍。因而,為了達成約60Hz之總圖框率,藉以顯示左眼影像及右眼影像之圖框率可為約120Hz。
在利用空間多工之一些實施(其中左眼影像及右眼影像同時顯示)中,藉以顯示左眼影像及右眼影像之圖框率可實質上與總圖框率相同。舉例而言,若影像圖框將以60Hz之圖框率來顯示,左眼影像圖框及右眼影像圖框可以60Hz之圖框率來顯示。
假設影像為3D影像,顯示裝置輸出第一眼影像(階段1608)及第二眼影像(階段1610)。如上所述,第一眼影像可藉由顯示朝向顯示裝置之第一側成角度之光來形成,且第二眼影像可藉由顯示朝向顯示裝置之與第一側相反之第二側成角度之光來形成。在經設計(或已選擇)以使用空間多工來產生3D影像之顯示裝置中,將光調變器之第一集合致動至適合於形成第一眼影像之狀態中。將光調變器之第二集合致動至適合於形成第二眼影像之狀態中。在空間多工配置中,第一眼影像及第二眼影像通常同時顯示,儘管在一些實施中,該等影像亦可順序地顯示。在時間多工配置中,第一眼影像及第二眼影像係順序地顯示,因為使用相同光調變器來顯示第一眼影像及第二眼影像兩者。
若影像資料並非3D影像資料(階段1604),則顯示裝置輸出2D影
像(階段1612)。若由觀察者之左眼及右眼感覺之影像實質上相同,則影像係以2D感覺。併有視差屏障快門之顯示裝置(諸如,圖9A所示之顯示裝置900)可經組態以藉由使視差屏障快門處於左眼影像狀態下輸出影像、繼而使視差屏障快門處於右眼影像狀態下輸出影像來顯示2D影像。在一些實施中,顯示元件可不必重新定址。實情為,可使視差屏障快門經由影像圖框之照明而部分地轉變狀態。以此方式,左眼及右眼均感覺具有相同強度之相同影像。
在一些其他實施中,視差屏障快門可經組態以被驅動至中性影像狀態。當視差屏障快門處於中性影像狀態中時,視差屏障快門孔徑實質上與對應下伏後孔徑對準。以此方式,視差屏障快門之光阻斷部分與兩側上之下伏後孔徑不重疊或均勻地重疊。結果,通過後孔徑之光以朝向觀察者之左眼及右眼均勻加權的角分佈通過視差屏障快門孔徑。
在一些實施中,視差屏障快門可被驅動至三個以上影像狀態。在一些此等實施中,視差屏障快門可被驅動至額外影像狀態,在該等額外影像狀態中,視差屏障快門之光阻斷部分與下伏後孔徑之間的重疊之量大於當視差屏障快門處於中性影像狀態中時的重疊之量且小於當視差屏障快門處於左眼影像狀態或右眼影像狀態中時的重疊之量。在一些此等實施中,視差屏障快門可被驅動至具有對應於觀察者與顯示器的前部的特定觀看距離之預定偏移距離之特定影像狀態。因而,視觀察者離開顯示器有多遠而定,控制器可選擇視差屏障快門被驅動至的狀態。所選擇之狀態對應於觀察者之觀看距離。在一些實施中,可藉由併入至顯示器中之感測器來判定觀看距離。
圖17A及圖17B為說明包括複數個顯示元件之顯示器件40之系統方塊圖的實例。顯示器件40可為(例如)智慧型電話、蜂巢式或行動電
話。然而,顯示器件40之相同組件或其輕微變化亦說明各種類型之顯示器件,諸如,電視、電腦、平板、電子閱讀器、手持型器件及攜帶型媒體器件。
顯示器件40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入器件48及麥克風46。外殼41可由多種製造程序(包括射出成形及真空成形)中之任一者形成。另外,外殼41可由多種材料中之任一者製成,該等材料包括(但不限於):塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷,或其組合。外殼41可包括可與具不同顏色或含有不同標識、圖片或符號之其他可移除部分互換的可移除部分(未圖示)。
顯示器30可為多種顯示器中之任一者,包括如本文中所描述之雙穩態或類比顯示器。顯示器30亦可經組態以包括平板顯示器,諸如電漿、電致發光(EL)、有機發光二極體(OLED)、超級扭轉向列液晶顯示器(super-twisted nematic liquid crystal display,STN LCD),或薄膜電晶體(TFT)LCD,或非平板顯示器,諸如陰極射線管(CRT)或其他管器件。
在圖17A中示意地說明顯示器件40之組件。顯示器件40包括外殼41且可包括至少部分封閉於該外殼中之額外組件。舉例而言,顯示器件40包括網路介面27,該網路介面包括可耦接至收發器47之天線43。網路介面27可為可顯示於顯示器件40上之影像資料之源。因此,網路介面27為影像源模組之一個實例,但處理器21及輸入器件48亦可充當影像源模組。收發器47連接至處理器21,該處理器連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節信號(例如,對信號濾波或以其他方式操縱信號)。調節硬體52可連接至揚聲器45及麥克風46。處理器21亦可連接至輸入器件48及驅動器控制器29。驅動器控制器29可耦接至圖框緩衝器28及陣列驅動器22,該陣列驅動器又可耦接至顯示陣列30。顯示器件40中之一或多個元件(包括圖17A中未特定描繪之元件)
可經組態以充當記憶體器件且可經組態以與處理器21通信。在一些實施中,電源供應器50可將電力提供至特定顯示器件40設計之實質上所有組件。
網路介面27包括天線43及收發器47,使得顯示器件40可經由網路與一或多個器件通信。網路介面27亦可具有一些處理能力以減輕(例如)處理器21之資料處理需求。天線43可傳輸及接收信號。在一些實施中,天線43根據包括IEEE 16.11(a)、(b)或(g)之IEEE 16.11標準或包括IEEE 801.11a、b、g或n之IEEE 801.11標準及其進一步實施來傳輸及接收RF信號。在一些其他實施中,天線43根據Bluetooth®標準來傳輸及接收RF信號。在蜂巢式電話之情況下,天線43可經設計以接收分碼多重存取(CDMA)、分頻多重存取(FDMA)、分時多重存取(TDMA)、全球行動通信系統(GSM)、GSM/整合封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、陸地集群無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修訂A、EV-DO修訂B、高速封包存取(HSPA)、高速下行鏈路封包存取(HSDPA)、高速上行鏈路封包存取(HSUPA)、演進高速封包存取(HSPA+)、長期演進(LTE)、AMPS,或用以在諸如利用3G、4G或5G技術之系統的無線網路內進行通信之其他已知信號。收發器47可預處理自天線43接收之信號,使得該等信號可由處理器21接收且進一步操縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號,使得該等信號可經由天線43而自顯示器件40傳輸。
在一些實施中,收發器47可由接收器替換。另外,在一些實施中,網路介面27可由影像源替換,該影像源可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料。處理器21可控制顯示器件40之總體操作。處理器21自網路介面27或影像源接收資料(諸如,壓縮影像資料),且將該資料處理為原始影像資料或可易於處理為原始影像資料之格式。處理器
21可將經處理資料發送至驅動器控制器29或發送至圖框緩衝器28以供儲存。原始資料通常指識別影像內之每一位置處之影像特性的資訊。舉例而言,此等影像特性可包括顏色、飽和度及灰階位準。
處理器21可包括微控制器、CPU或用以控制顯示器件40之操作之邏輯單元。調節硬體52可包括用於將信號傳輸至揚聲器45及用於自麥克風46接收信號之放大器及濾波器。調節硬體52可為顯示器件40內之離散組件,或可併入於處理器21或其他組件內。
驅動器控制器29可直接自處理器21或自圖框緩衝器28取得由處理器21產生之原始影像資料,且可適當地重新格式化該原始影像資料以適用於高速傳輸至陣列驅動器22。在一些實施中,驅動器控制器29可將該原始影像資料重新格式化為具有類光柵格式之資料流,以使得該資料具有適合於跨越顯示陣列30掃描之時間次序。接著,驅動器控制器29將經格式化之資訊發送至陣列驅動器22。雖然諸如LCD控制器之驅動器控制器29常作為獨立積體電路(IC)而與系統處理器21相關聯,但可以許多方式實施此等控制器。舉例而言,控制器可作為硬體嵌入於處理器21中、作為軟體嵌入於處理器21中,或以硬體形式與陣列驅動器22完全整合。
陣列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化之資訊,且可將視訊資料重新格式化為一組平行波形,該組波形每秒許多次地施加至來自顯示器之顯示元件之x-y矩陣的數百且有時數千(或更多)條引線。在一些實施中,陣列驅動器22及顯示陣列30為顯示模組之一部分。在一些實施中,驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30為顯示模組之一部分。
在一些實施中,驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30適合於本文中所描述的多個類型之顯示器中之任一者。舉例而言,驅動器控制器29可為習知顯示控制器或雙穩態顯示控制器(諸如,上文
關於圖1所描述之控制器134)。另外,陣列驅動器22可為習知驅動器或雙穩態顯示驅動器。此外,顯示陣列30可為習知顯示陣列或雙穩態顯示陣列(諸如,包含諸如圖3B中所描繪之光調變器陣列320之顯示元件之陣列的顯示器)。在一些實施中,驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合。此實施在高度整合之系統(例如,行動電話、攜帶型電子器件、手錶或小面積顯示器)中有用。
在一些實施中,輸入器件48可經組態以允許(例如)使用者控制顯示器件40之操作。輸入器件48可包括小鍵盤(諸如,QWERTY鍵盤或電話小鍵盤)、按鈕、開關、搖桿、觸敏螢幕、與顯示陣列30整合之觸敏螢幕或壓敏或熱敏薄膜。麥克風46可組態為顯示器件40之一輸入器件。在一些實施中,經由麥克風46之語音命令可用於控制顯示器件40之操作。
電源供應器50可包括多種能量儲存器件。舉例而言,電源供應器50可為可再充電電池,諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用可再充電電池之實施中,可再充電電池可使用來自(例如)牆上插座或光伏器件或陣列之電力充電。或者,可再充電電池可以無線方式充電。電源供應器50亦可為可再生能源、電容器或太陽能電池(包括塑膠太陽能電池及太陽能電池漆)。電源供應器50亦可經組態以自牆上插座接收電力。
在一些實施中,控制可程式化性駐留於可位於電子顯示系統中之若干處的驅動器控制器29中。在一些其他實施中,控制可程式化性駐留於陣列驅動器22中。可以任何數目之硬體及/或軟體組件及以各種組態來實施上述最佳化。
如本文中所使用,提及項目之清單中之「至少一者」之片語係指彼等項目之任何組合,包括單一部件。作為實例,「a、b或c中之至少一者」意欲涵蓋a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c。
結合本文中所揭示之實施所描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算法程序可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。已就功能性對硬體與軟體之互換性加以大體描述,且以上述之各種說明性組件、區塊、模組、電路及程序加以說明。此功能性係實施為硬體還是軟體取決於特定應用及強加於整個系統之設計約束。
用以實施結合本文中所揭示之態樣所描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置可用下列各者來實施或執行:通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件,或其經設計以執行本文中所描述之功能的任何組合。通用處理器可為微處理器,或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為多個計算器件之組合,例如,一DSP與一微處理器之組合、複數個微處理器、結合一DSP核心之一或多個微處理器,或任何其他此組態。在一些實施中,可由特定於一給定功能之電路來執行特定程序及方法。
在一或多個態樣中,可以硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(包括本說明書中所揭示之結構及其結構均等物)或以前述各者之任何組合來實施所描述之該等功能。本說明書中所描述之標的之實施亦可實施為一或多個電腦程式,亦即,在電腦儲存媒體上編碼以由資料處理裝置執行或用以控制資料處理裝置之操作的電腦程式指令之一或多個模組。
若以軟體實施,則該等功能可作為一或多個指令或程式碼而儲存於一電腦可讀媒體上或經由一電腦可讀媒體來傳輸。本文中所揭示之方法或演算法之程序可以可駐留於電腦可讀媒體上之處理器可執行軟體模組來實施。電腦可讀媒體包括電腦儲存媒體與通信媒體兩者,通信媒體包括可啟用以將電腦程式自一處傳送至另一處的任何媒體。
儲存媒體可為可由電腦存取的任何可用媒體。以實例說明(但非限制),此電腦可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器件、磁碟儲存器件或其他磁性儲存器件,或可用以儲存呈指令或資料結構形式之所要程式碼且可由電腦存取之任何其他媒體。又,可將任何連接適當地稱作電腦可讀媒體。如本文中所使用,磁碟及光碟包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位影音光碟(DVD)、軟性磁碟及Blu-ray光碟,其中磁碟通常以磁性方式再現資料,而光碟用雷射以光學方式再現資料。以上各者之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇內。另外,方法或演算法之操作可作為程式碼及指令之一或任何組合或集合而駐留於可併入至電腦程式產品中的機器可讀媒體及電腦可讀媒體上。
本發明中所描述之實施之各種修改對熟習此項技術者而言可為顯而易見的,且本文中所界定之一般原理可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下應用於其他實施。因此,申請專利範圍不欲限於本文中所示之實施,而是應符合與本文中所揭示之本發明、原理及新穎特徵相一致的最廣範疇。
另外,一般熟習此項技術者將容易瞭解,為易於描述特徵,有時使用術語「上部」及「下部」,且該等術語指示對應於圖在適當定向之頁上之定向的相對位置,且可能不反映所實施之任何器件之準確定位。
在單一實施中,亦可以組合方式實施本說明書中在單獨實施之情況下所描述之特定特徵。相反,在單一實施情況下所描述之各種特徵亦可單獨地在多個實施中實施或以任何合適子組合來實施。此外,儘管上文可將特徵描述為以特定組合起作用且甚至最初如此主張,但來自所主張組合之一或多個特徵在一些情況下可自該組合刪除,且所主張組合可針對子組合或子組合之變化。
類似地,雖然操作在圖式中以特定次序加以描繪,但此不應被理解為需要此等操作以所示之特定次序或順序次序執行,或應執行所有所說明之操作以達成所要結果。此外,圖式可以流程圖之形式示意地描繪一或多個實例程序。然而,未描繪之其他操作可併入於經示意地說明之實例程序中。舉例而言,可在所說明操作中之任一者之前、在所說明操作中之任一者之後、與所說明操作中之任一者同時地或在所說明操作中之任一者之間執行一或多個額外操作。在某些情形下,多任務及並行處理可為有利的。此外,不應將上述實施中之各種系統組件之分離理解為在所有實施中需要此分離,且應理解,所描述之程式組件及系統可大體上在單一軟體產品中整合在一起或封裝至多個軟體產品中。另外,其他實施在以下申請專利範圍之範疇內。在一些情況下,申請專利範圍中所列舉之動作可以不同次序執行且仍達成所要結果。
900‧‧‧顯示器/顯示裝置
902‧‧‧後基板/孔徑板
904‧‧‧光反射層
905‧‧‧背光
906a‧‧‧第一後孔徑
906b‧‧‧第二後孔徑
908‧‧‧透明調變器基板
910a‧‧‧EMS基於快門之顯示元件/第一顯示元件
910b‧‧‧EMS基於快門之顯示元件/第二顯示元件
914‧‧‧固定器
916‧‧‧第一驅動電極
917‧‧‧第二驅動電極
918‧‧‧第一負載電極
919‧‧‧第二負載電極
920a‧‧‧第一顯示快門
920b‧‧‧第二顯示快門
922‧‧‧第一顯示快門之光阻斷部分
924‧‧‧左光阻斷部分
926‧‧‧右光阻斷部分
928a‧‧‧顯示快門孔徑
928b‧‧‧顯示快門孔徑
930‧‧‧前基板
932a‧‧‧視差屏障快門總成
932b‧‧‧視差屏障快門總成
934‧‧‧固定器
936‧‧‧第一驅動電極
937‧‧‧第二驅動電極
938‧‧‧第一負載電極
939‧‧‧第二負載電極
940a‧‧‧第一視差屏障快門
940b‧‧‧第二視差屏障快門
942‧‧‧第一視差屏障快門之光阻斷部分
944‧‧‧左光阻斷部分
946‧‧‧右光阻斷部分
948a‧‧‧第一視差屏障快門孔徑
948b‧‧‧第二視差屏障快門孔徑
960‧‧‧第一線
962‧‧‧第二線
d1‧‧‧距離
d2‧‧‧厚度
d3‧‧‧距離
Claims (26)
- 一種裝置,其包含:顯示元件之一陣列;及複數個視差屏障快門,每一視差屏障快門對應於該等顯示元件中之一者且經組態而被驅動成來自該對應顯示元件的通過該視差屏障快門之光的一角分佈朝向該裝置之一第一側加權之一第一狀態,或被驅動成來自該對應顯示元件的通過該視差屏障快門之光的該角分佈朝向該裝置的與該第一側相反之一第二側加權之一第二狀態。
- 如請求項1之裝置,其中該等顯示元件具有實質上等同於該等視差屏障快門之機電結構的機電結構。
- 如請求項1之裝置,其中該等顯示元件具有實質上不同於該等視差屏障快門之結構的結構。
- 如請求項1之裝置,其中該等視差屏障快門中之每一者包括一機電系統(EMS)快門。
- 如請求項4之裝置,其進一步包含一控制器,該控制器經組態以使一各別視差屏障快門之該EMS快門藉由使一第一電壓施加至耦接至該視差屏障快門之一第一致動器而被驅動成該第一狀態且藉由使一第二電壓施加至耦接至該視差屏障快門之一第二致動器而被驅動成該第二狀態。
- 如請求項1之裝置,其進一步包含一控制器,該控制器經組態以在一第一時間結合提供對應於一第一眼影像之一對應顯示元件影像資料而將該複數個視差屏障快門中之一視差屏障快門驅動至該第一狀態,且在一第二時間結合提供對應於一第二眼影像之該對應顯示元件影像資料而將該視差屏障快門驅動至該第二 狀態。
- 如請求項1之裝置,其中該複數個視差屏障快門耦接至一共同電壓源,以使得,在一第一時間,該複數個視差屏障快門之全部係結合提供對應於一第一眼影像之該顯示元件影像資料而被驅動至該第一狀態,且在一第二時間,該複數個視差屏障快門之全部係結合提供對應於一第二眼影像之該顯示元件影像資料而被驅動至該第二狀態。
- 如請求項1之裝置,其進一步包含一控制器,該控制器經組態以結合提供對應於一第一眼影像之一部分的顯示元件影像資料之一對應集合而將該等視差屏障快門之一第一集合獨立地驅動至該第一狀態,且結合提供對應於一第二眼影像之一部分的顯示元件影像資料之一對應集合而將該等視差屏障快門之一第二集合獨立地驅動至該第二狀態。
- 如請求項1之裝置,其進一步包含:定位於一背光與該等視差屏障快門之間的一後基板,該後基板具有界定複數個後孔徑之一光阻斷層,該等後孔徑中之每一者對應於該等視差屏障快門中之一者;其中該等視差屏障快門進一步包括光阻斷部分,該等光阻斷部分在該等視差屏障快門處於一第一狀態中時與該等對應後孔徑之一第一側重疊,且在該等視差屏障快門處於一第二狀態中時與同該等對應後孔徑之該第一側相反的一第二側重疊。
- 如請求項9之裝置,其中該等視差屏障快門之該等光阻斷部分在該等視差屏障快門處於該第一狀態中時與該等對應後孔徑之該第一側重疊一預定距離;且其中該等視差屏障快門之該等光阻斷部分在該等視差屏障快門處於該第二狀態中時與該等對應後孔徑之該第二側重疊同一預定距離。
- 如請求項9之裝置,其中該等顯示元件係形成於該後基板上且該等視差屏障快門係形成於支撐於該後基板上方之一前基板上。
- 如請求項1之裝置,其中該等顯示元件係形成於支撐於一後基板上方之一調變器基板上,該後基板定位於一背光與該調變器基板之間且該後基板上形成有後孔徑;且其中該等視差屏障快門係形成於支撐於該調變器基板上方之一前基板上。
- 如請求項1之裝置,其中該等視差屏障快門塗佈有一抗反射塗料層。
- 如請求項1之裝置,其中該等視差屏障快門包括光阻斷部分及貫穿該等光阻斷部分形成之視差屏障快門孔徑;其中一第一視差屏障快門之該等光阻斷部分自該第一視差屏障快門之該視差屏障快門孔徑延伸至該第一視差屏障快門孔徑與一相鄰視差屏障快門之一第二視差屏障快門孔徑之間的距離的約一半。
- 如請求項1之裝置,其進一步包含:一顯示器;經組態以與該顯示器通信之一處理器,該處理器經組態以處理影像資料;及經組態以與該處理器通信之一記憶體器件。
- 如請求項15之裝置,其進一步包含:經組態以將至少一信號發送至該顯示器之一驅動器電路;且其中該控制器經進一步組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。
- 如請求項15之裝置,其進一步包含:經組態以將該影像資料發送至該處理器之一影像源模組,其 中該影像源模組包含一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。
- 如請求項15之裝置,其進一步包含:經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳達至該處理器之一輸入器件。
- 如請求項15之裝置,其中該等顯示元件包括機電系統(EMS)顯示元件。
- 如請求項15之裝置,其進一步包含:經組態以支撐顯示元件之該陣列之一第一基板;及與該第一基板分開之一第二基板。
- 如請求項15之裝置,其中該第一基板、該第二基板及該等顯示元件中之至少一者包含光吸收結構。
- 一種裝置,其包含:顯示元件之一陣列;及用於限制對應於該等顯示元件中之一者的光的角分佈之構件,且其經組態而被驅動成來自該對應顯示元件的通過用於限制光的該角分佈之該構件之光的一角分佈朝向該裝置之一第一側加權之一第一狀態,或被驅動成來自該對應顯示元件的通過用於限制光的該角分佈之該構件之光的該角分佈朝向該裝置的與該第一側相反之一第二側加權之一第二狀態。
- 如請求項22之裝置,其進一步包含用於進行以下操作之構件:藉由使一第一電壓施加至耦接至用於限制光的該角分佈之該構件之一第一致動構件而將用於限制光的該角分佈之該構件驅動成該第一狀態;及藉由使一第二電壓施加至耦接至用於限制光的該角分佈之該構件之一第二致動構件而將用於限制光的該角分佈之該構件驅動成該第二狀態。
- 如請求項22之裝置,其進一步包含用於進行以下操作之構件:在一第一時間結合提供對應於一第一眼影像之一對應顯示元件影像資料而將用於限制光的該角分佈之該構件驅動至該第一狀態;及在一第二時間結合提供對應於一第二眼影像之該對應顯示元件影像資料而將用於限制光的該角分佈之該構件驅動至該第二狀態。
- 如請求項22之裝置,其中用於限制光的該角分佈之構件耦接至一共同電壓源,以使得,在一第一時間,用於限制光的該角分佈之該構件係結合提供對應於一第一眼影像之該顯示元件影像資料而被驅動至該第一狀態,且在一第二時間,用於限制光的該角分佈之該構件係結合提供對應於一第二眼影像之該顯示元件影像資料而被驅動至該第二狀態。
- 如請求項22之裝置,其進一步包含用於進行以下操作之構件:結合提供對應於一第一眼影像之一部分之顯示元件影像資料之一對應集合而將用於限制光的該角分佈之該構件之一第一集合獨立地驅動至該第一狀態;及結合提供對應於一第二眼影像之一部分之顯示元件影像資料之一對應集合而將用於限制光的該角分佈之該構件之一第二集合獨立地驅動至該第二狀態。
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TWI651547B (zh) * | 2017-09-29 | 2019-02-21 | 胡繼忠 | 多角度出光顯示單元及具有2d或3d同時間分區域顯示或全屏功能切換之顯示裝置 |
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