TW201728965A - 顯示裝置及驅動方法 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置，其具有阻光配置用於選擇性地阻斷具有或將於大橫向角度發射之光。顯示可經組態使得達到此等元件之光容許達到觀看者或阻斷達到觀看者。此意謂可選定一公用畫面模式或一私用畫面模式。光學控制阻光元件以簡化構造和控制。

Description

顯示裝置及驅動方法
本發明係關於能夠提供一私用模式及一公用模式之一顯示裝置。其特定言之但並非完全係關於具有一顯示面板之一自動立體顯示裝置，該顯示面板具有用於產生一顯示之一顯示像素陣列及用於將不同畫面引導至不同空間位置之一影像配置。
用於在此類型之顯示之一自動立體顯示裝置中使用的一影像配置之一第一實例係一屏障，(例如)具有相對於顯示之下面像素經定大小及定位之狹縫。在雙畫面設計中，若觀看者的頭部係在一固定位置，則觀看者能夠感知一3D影像。該屏障定位於顯示面板前方且經設計使得來自奇數像素行及偶數像素行之光經引導而分別朝向該觀看者的左眼及右眼。 此種類型的雙畫面顯示器設計之缺點在於觀看者必須係在一固定位置，且僅可向左或向右移動大約3公分。在一更佳實施例中，每一狹縫之下並非存在兩個子像素行，而是存在若干子像素行。以此方式，允許觀看者向左及向右移動且在觀看者的眼裡始終感知一立體影像。 屏障配置易於生產但光效率低。因此，一較佳替代者係將一透鏡配置用作為成像配置。平行於彼此延伸之一長形透鏡陣列上覆於顯示像素陣列且充當一畫面形成構件。此等被稱為「雙凸透鏡」。自顯示像素之輸出透過此等雙凸透鏡投射，其對修改輸出之方向起作用。 雙凸透鏡元件經提供為一元件薄板，元件薄板之各者包括一細長半圓柱透鏡元件。該等雙凸透鏡元件通常在顯示面板之行方向上延伸，其中每一雙凸透鏡元件上覆於兩個或兩個以上相鄰顯示子像素行之一各自群組。 顯示面板例如包括一二維液晶顯示面板，其具有顯示像素之一列及行陣列(其中一「像素」通常包括一組「子像素」，且一「子像素」係最小個別定址的、單一顏色的、圖像元件)。子像素一起充當一影像形成構件以產生一顯示。 在其中（例如）每一雙凸透鏡係與兩行顯示子像素相關聯之一配置中，每一行中之顯示子像素提供一各自二維子影像之一垂直切片。該雙凸透鏡薄板將此兩個切片及來自與其他雙凸透鏡相關聯之顯示像素行之對應切片引導至定位於該薄板前面之一使用者的左眼及右眼，使得該使用者觀看一單一立體影像。因此，雙凸透鏡元件薄板提供一光輸出引導功能。 在其他配置中，每一雙凸透鏡係與列方向上之四個或四個以上相鄰顯示子像素之一群組相關聯。每一群組中之對應顯示子像素行經適當配置以提供來自一各自二維子影像之一垂直切片。隨著一使用者的頭部從左移動至右，感知一系列連續、不同立體畫面，從而建立（例如）一身歷其境（look-around）印象。 增加畫面之數目改良3D印象但減小觀看者所感知的影像解析度，因為所有畫面係由原生顯示同時顯示。通常可找到一種折衷方案，其中若干畫面(諸如9或15)顯示於所謂畫面錐中，且此等畫面錐跨視域而重複。最終結果係具有一大視角之一顯示，但觀看者非完全自由地選擇其等觀看3D監視器或電視之位置：在畫面錐之間之邊界處缺乏3D效果且出現鬼影。此廣視角在其中顯示之使用者偏好顯示內容之所有或特定部分上無簷滴(eavesdropping)之情況中係一問題。一典型實例係在通勤期間對郵件及文件之讀取。 已提議提供具有私用及公用畫面模式之一顯示。此亦(例如)在WO 2013/179190中提議用於3D自動立體顯示。 此文件揭示一基於透鏡之自動立體顯示裝置，其中在鄰近透鏡位置之間提供一阻光配置且顯示可經組態於至少兩個不同模式中：一第一私用模式，其中阻光配置阻斷透鏡之間經引導之光；及一第二公用模式，其中阻光配置並不阻斷透鏡之間經引導之光。 可切換私用模式能夠重複開啟和關閉圓錐。在重複圓錐的情況下，顯示功能正如一規則基於透鏡之自動立體顯示，具有類似於一規則3D雙凸透鏡顯示之一寬視角。在無重複圓錐的情況下(由於透鏡之間之阻斷功能)，僅初級圓錐係可見的且所有其他圓錐呈現黑色。在私用模式中，未減小對所需觀看錐之輸出亮度，且使用全顯示解析度。 3D雙凸透鏡顯示亦可在一2D與3D模式之間可切換，因為該等透鏡係電光可切換的或因為該等透鏡係雙折射的且可控制顯示面板之偏振。特別當阻光配置之光調變並不基於偏振，兩種功能可獨立且可存在四個組合模式(2D私用、2D公用、3D私用及3D公用)。 然而，光阻結構潛在難以製造，因為其為垂直結構。 因此，需要一阻光配置以供實施私用及公用模式，其可使用低成本及低複雜性實施。
根據本發明，提供如獨立請求項所定義之顯示及方法。 在一態樣中，本發明提供具有一私用模式及一公用模式之一顯示裝置，其包括： 一顯示面板； 一背光配置，其用於照明顯示面板；及 一阻光配置，其用於選擇性地阻斷自顯示面板經引導至一橫向輸出方向之光； 其中顯示可經組態於該私用模式中，其中阻光配置阻斷橫向經引導之光，及在公用模式中，阻光配置並不阻斷橫向經引導之光， 其中阻斷配置包括由一光致變色材料形成之元件，其之阻斷功能係取決於入射於阻光配置上之一特定波長之一光刺激， 其中該背光配置具有： 一第一不可見光輸出，其係用於引發阻光元件之切換朝向一不透明狀態之光刺激； 一第二可見光輸出；及 一第三輸出，其用於引發阻光元件朝向一透明狀態。 阻光元件可阻止從大橫向角度看見一顯示輸出。例如，阻光配置可阻斷具有集中於大於60度(即，法線之各側＞30度)，或大於40度(即，法線之各側＞20度)，或大於20度(即，法線之各側＞10度)之法線方向周圍之一橫向發射角度之光。輸出角度之一更窄範圍表示更私用。因此，「阻斷橫向引導之光」意謂具有一角度之一方向之光橫向遠離大於阻斷之一臨限值之法線。此角度將取決於阻光元件之高度(即，法線方向之維度)及其之橫向間隔。其形成光管。 阻光功能係由一光學輸入控制。此意謂無需控制電極之複雜配置，且可簡化阻光元件之結構及製造。使用背光主動控制切換。 切換可基於自使用者接收之輸入，例如經由一開關(實體諸如一膝上型電腦，或軟體)以在兩個狀態之間切換。一私用模式可分配至在裝置上運行之應用，使得當具有此私用模式之至少一個應用係運行的，視角受限於一單一圓錐。 裝置具有一背光配置用於照明顯示面板。當顯示像素自身不發射時，此可用以產生光輸出，例如用於一液晶顯示。背光亦可藉由併入合適發光元件用以實施阻光元件之光學控制。 出於此目的，背光配置包括：一不可見光輸出，其用於引發阻光元件之切換朝向一不透明狀態；及一可見光輸出。背光配置可具有單獨重疊單元，或其可作為一單一結構一起整合於一共同基板上方。 舉例而言，背光配置可包括具有散射點之一單一波導以提供自波導之光之外部耦合，且多個LED或LED封裝將光提供至波導中。散射點接著應為充分波長獨立以提供所有需要光之外部耦合。 可於顯示面板輸出處提供一UV濾波器。此用以防止裝置之使用者曝露至由背光產生之UV光，且亦以防止周圍UV光達到阻光元件且藉此引發非所需切換。 用於引發阻光元件之切換朝向一透明狀態之第三輸出係用以增加阻光元件之反應速度，特定言之用於切換至透明狀態。第三輸出較佳係一不可見光輸出，例如一IR光輸出。此用以引發加熱，其可加速光致變色材料之復原。 背光配置接著可包括具有散射元件之一單一波導以提供自波導之光之外部耦合，且UV、IR及可見光LED將光提供至波導中。然而，可代替存在三個經堆疊單獨背光單元，或兩個或多個可整合至一共同結構中。 可接著於顯示面板輸出處提供一IR濾波器以防止IR輻射達到使用者。 阻光配置(例如)包括一光致變色材料，其包括一溶劑、樹脂或具有一光致變色染料之聚合物之一混合物。 顯示裝置可包括： 一透鏡陣列，其配置於顯示面板前方， 其中阻光配置係用於選擇性地阻斷該等透鏡之間之經引導之光，其中阻光配置包括鄰近透鏡位置之間提供之元件， 其中在私用模式中，阻光配置阻斷透鏡之間經引導之光，及在公用模式中，阻光配置並不阻斷透鏡之間經引導之光。 「透鏡之間經引導」意謂光具有在達到透鏡輸出之前從一個透鏡穿過至一鄰近透鏡之一方向。 在此態樣中，本發明提供一基於透鏡之自動立體顯示裝置，其中一可切換私用模式能夠重複開啟和關閉圓錐。在錐重複的情況下，顯示功能正如一規則基於透鏡之自動立體顯示。在無錐重複的情況下(由於透鏡之間之阻斷功能)，視角限於一個錐。單一視角之開口角度係基於透鏡間距與薄板厚度之間之關係的一透鏡設計選擇。 根據本發明之另一態樣之實例提供操作具有一私用模式及一公用模式之一顯示裝置之一方法，其中顯示裝置包括：一顯示面板；一背光配置，其用於照明顯示面板；及一阻光配置，其用於選擇性地阻斷自顯示面板經引導至一橫向輸出方向之光，其中阻光配置係由一光致變色材料形成，其之阻斷功能係取決於阻光配置上入射之一特定波長之一光刺激， 其中方法包括相依於阻光配置上入射光之頻譜組態私用模式及公用模式之一者中之顯示。 其中方法包括： 使用背光配置以提供一第一不可見光輸出，其係光刺激用於引發阻光元件之切換朝向一不透明狀態以實施私用模式，其中阻光配置阻斷橫向經引導之光； 使用背光配置以提供一第二可見光輸出；及 自阻光配置移除光刺激且使用背光配置以提供一第三輸出用於引發阻光元件之切換朝向一透明狀態以實施公用模式，其中阻光配置並不阻斷橫向經引導之光。 方法可為用於操作一自動立體顯示裝置，其包括：一透鏡陣列，其經配置於顯示面板前方；及阻光配置，其係用於選擇性地阻斷透鏡之間經引導之光，其中阻光配置包括鄰近頭巾位置之間提供之元件， 其中在私用模式中，阻光配置阻斷透鏡之間經引導之光；及 在公用模式中，阻光配置並不阻斷透鏡之間經引導之光。
本發明提供一顯示裝置，其具有一阻光配置用於選擇性地阻斷具有或將於大橫向角度發射之光。顯示可經組態使得達到此等元件之光容許達到觀看者或自達到觀看者處阻斷。此意謂可選擇一公用觀看模式或一私用觀看模式。阻光元件經光學控制以簡單化結構及控制。 將參考一自動顯示裝置描述本發明，但其通常可用以提供一私用或一公用觀看模式。 圖1係一已知直視自動立體顯示裝置1之一示意性透視圖。該已知裝置1包括充當一空間光調變器以產生顯示之主動矩陣類型之一液晶顯示面板3。 顯示面板3具有配置於列及行中之顯示子像素5之一正交陣列。為清楚起見，圖中僅展示少數顯示子像素5。實際上，顯示面板3可包括約一千列及數千行的顯示子像素5。在一黑白顯示面板中，一子像素事實上構成一全像素。在一彩色顯示器中，一子像素係一全彩像素之一個彩色元件。根據一般術語，全彩像素包括用以產生所顯示之一最小影像部分之所有色彩所需的所有子像素。 一全彩像素可具有可能增加有一白色子像素或一或多種其他原色子像素之紅色（R）綠色（G）及藍色（B）子像素。例如，已熟知一RGB(紅、綠、藍)子像素陣列，但已知諸如RGBW(紅、綠、藍、白)或RGBY(紅、綠、藍、黃)之其他子像素組態。 液晶顯示面板3之結構係完全習知的。特定言之，面板3包括一對隔開的透明玻璃基板，在該對隔開的透明玻璃基板之間提供一對齊式扭轉向列或其他液晶材料。該等基板在其等相面對表面上承載透明銦錫氧化物（ITO）電極圖案。在該等基板之外表面上亦提供了偏光層。 每一顯示子像素5包括該等基板上之相對電極，該等相對電極之間具有介於中間的液晶材料。該等電極之形狀及佈局決定該等顯示子像素5之形狀及佈局。藉由若干間隙將該等顯示子像素5有規則地彼此隔開。 每一顯示子像素5係與一切換元件(諸如，一薄膜電晶體(TFT)或薄膜二極體(TFD))相關。該等顯示子像素經操作以藉由將定址信號提供給該等切換元件而產生顯示，且熟習此項技術者將知道適當定址方案。 顯示面板3係由一光源7照亮，在此情形下，光源7包括延伸遍及顯示子像素陣列區域之一平面背光。來自光源7之光經引導通過該顯示面板3，個別顯示子像素5經驅動以調變光並產生顯示。 該顯示裝置1亦包括配置於顯示面板3之顯示側上方的一雙凸透鏡薄板9，雙凸透鏡薄板9執行一畫面形成功能。雙凸透鏡薄板9包括一列彼此平行延伸之雙凸透鏡元件11，為清楚起見，僅以放大尺寸展示該等雙凸透鏡元件11之一者。 該等雙凸透鏡元件11係呈凸圓柱形透鏡形式，且其等充當一光輸出引導構件以將來自顯示面板3之不同影像或畫面提供至定位於該顯示裝置1前方之一使用者之眼睛。 裝置具有控制背光及顯示面板之一控制器13。 圖1中所展示之自動立體顯示裝置1能夠在不同方向上提供若干不同透視圖。特定言之，各雙凸透鏡元件11上覆於各列中之一小群組顯示子像素5。該雙凸透鏡元件11投影不同方向上之一群組之每一顯示像素5，以便形成若干不同畫面。隨著該使用者之頭部從左移動至右，使用者的眼睛將繼而接收若干畫面之不同畫面。 熟習此項技術者將了解，因為液晶材料係雙折射的，而且在折射率切換僅應用於一特定偏振之光，所以偏光構件必須結合上述陣列一起使用。可提供偏光構件作為該裝置之該顯示面板或成像配置之部分。 圖2展示如上文描述之一雙凸透鏡類型成像配置之操作原理，且展示背光20、顯示裝置24(諸如一LCD)及透鏡27之雙凸透鏡陣列28。圖2展示雙凸透鏡配置28如何將不同像素輸出引導至三個不同空間位置。 當應用至一自動立體顯示裝置中時，本發明係關於在此等顯示裝置中之畫面重複，其在下文做出解釋。 圖3展示一多畫面自動立體顯示裝置之佈局之一橫截面。一特定雙凸透鏡27下方之每一子像素31I 至31VII 將促成32I 至32VII 之一特定畫面。此透鏡下方之所有子像素將一起促成一畫面錐。藉由若干參數之組合判定此錐(在線37'至37"之間)之寬度：其取決於從像素平面至雙凸透鏡平面之距離34(D)。其亦取決於透鏡間距35 (ΡL )。 圖4係圖3之一特寫圖，且展示藉由顯示24之一像素發射(或調變)之光由接近像素之雙凸透鏡27收集，但亦由雙凸透鏡配置28之相鄰透鏡27'及27"收集。此係發生畫面之重複錐之起因。像素31IV (例如)促成如所展示之畫面錐 29'、29"及29'"。 在每一圓錐中產生的對應畫面係相等的。在圖5中針對一9畫面系統（即，每一圓錐中有9個畫面）示意性地展示此效果。 針對3D效果與解析度損失之間之一可接受折衷方案，通常將畫面總數限制於9或15。此等畫面具有1度至2度之一角寬度。該等畫面及該等錐具有其等之週期屬性。 圖6展示其中在該等透鏡之間提供阻光元件62之WO 2013/179190之一個例示性配置。配置作為一整體(未必該等透鏡之間之該等部分)可切換至一光傳輸或阻斷模式。以此方式，自一像素之光將離開自一相鄰透鏡之顯示，其可被阻斷而初級畫面錐未改變。系統可實施為在微透鏡與額外層之間之光學元件，其提供進入/離開雙凸透鏡之控制使得啟用或停用阻光功能。 在WO 2013/179191中揭示之阻光配置之可能實例有： (i)阻光結構係一偏振器，且光學路徑包含至少一個延緩器。 (ii)阻光結構係一延緩器且光學路徑包含一偏振器。 (iii)光阻結構係一電泳胞。 圖6係基於作為阻光元件之一偏振器之使用。在顯示面板24與雙凸透鏡陣列28之間提供一第一偏振器60。在該等透鏡元件之間提供第二偏振器62之一配置。在偏振器60、62之間提供一光學延緩器64。 藉由壓印雙凸薄片製造雙凸薄片且當乾燥時用具有一偏光功能之材料填充該雙凸薄片。一替代係單獨產生雙凸透鏡及偏光帶及接著將其等膠合在一起以形成一雙凸薄片。此薄片接著可放置在其他顯示層之上。 延緩器64可為(例如)覆蓋於兩邊之上且具有一單一透明(例如，ITO)電極之一單一液晶胞，使得延緩器可作為一整體在極性狀態之間切換。另外，延緩器64可經圖案化使得一LC胞覆蓋一單一子像素、像素或像素組。在該情況下，可獨立切換胞。此容許內容、任務或應用私用模式使得顯示(例如郵箱)上之敏感資訊僅在一小畫面錐中可見，而不敏感資訊則無此要求。 所揭示之結構需求與其等相關電極配置之電控制層或帶，且此增加雙凸結構之設計之複雜性。 在WO 2013/048847中已提出一替代，其中屏障係由電致變色材料形成，使得藉由施加一電場電可控制屏障透射率。此再次需求一控制電極配置作為雙凸透鏡之部分。 本發明利用光學經控制阻光元件。因此，設計利用光致變色材料。 圖7展示一實例。 阻光元件70係由一光致變色材料形成。其等具有取決於一光刺激之一光學吸收。 選擇可在一相對較短時間內切換之一光致變色材料，例如，幾秒或幾十秒，但較佳小於一分鐘，或小於30秒。較佳地，切換時間係小於10秒。 光致變色材料通常係一溶劑、樹脂或具有一光致變色染料之聚合物之一混合物。存在許多可使用之光致變色分子。例如，光致變色分子可屬於各種類別：三芳甲基烷、二苯乙烯、多羟基芪类化合物、硝酮、浮精酸酐、螺呱喃、萘并吡喃、螺環噁嗪、苯醌及其他。 光致變色材料之一熟知使用係於光感應太陽眼鏡中。光感應太陽眼鏡中使用之一典型光致變色材料係基於氯化銀或鹵化銀之一溶液。該等分子對不存在UV光之可見光透明，其針對人造光源係正常的。當暴露至UV射線時，如在直接日光中，該等分子經歷引起一形狀改變之一化學程序。新分子結構吸收可見光之部分，引起該等透鏡變暗。分子之數目隨著UV光之強度改變形狀。 UV輻射隨後之不存在引起該等分子返回至其等之原始形狀，其導致其等之光吸收性質之損失。 光致變色染料之切換速度在溶液中通常高於當陷獲於一聚合物基質中之溶液。然而，存在已知溶液，其將一化學成分添加至一光致變色顏料中以改良針對一聚合物基質之切換速度。R.A.Evans等人中揭示一實例，光致變色染料之通用增強在一剛性聚合物基質中切換速度，Nature Materials，第4卷，第249—253頁，2005。 在WO 2013/132123中揭示用於增加切換速度之另一方法，其揭示基於油芯膠囊之一光致變色材料。 光致變色材料可具有任何所需色彩。氯化銀或鹵化物係銀色或灰色，但若需要，其他材料可經選擇以提供其他色彩。 為提供光刺激，背光72經設計以提供一可切換UV輸出。例如，背光72可包括一LED背光，該LED背光包括一LED陣列。在一項實例中，背光配置包括具有散射點之一單一波導以提供自波導之光之外部耦合，及多個LED或LED封裝包含UV及可見光LED兩者，其將光提供至波導。此提供一測光式波導背光設計，其將多個光波導提供至波導。該等散射點(或諸如凸起或鋸齒形輪廓之其他光外部耦合結構)經選擇為充分波長獨立以提供所有需要光之外部耦合。 一光致變色材料之使用意謂無需電極在公用與私用模式之間切換。 當關閉UV LED，顯示(逐漸)返回至公用模式。圖7亦展示在阻光元件70前方(即，在顯示輸出側之上)之一UV濾波器76以阻止自切換至日光存在下之私用模式之顯示，且亦阻止自經延長UV輻射之使用者。 當切換至私用模式時，可使用一高強度UV光輸出以啟用快速切換，及可使用一較低強度UV光以維持私用模式。因此，隨著強度在操作之兩個模式之間的轉變期間經控制，第二背光單元可具有一可變輸出強度。 藉由實施加熱(例如使用紅外線(IR) LED)使切換至公用模式更迅速，因為當關閉UV LED時利用一基於熱程序返回至一透明狀態。IR LED運作為一熱源，且其熱耦合至阻光元件以將所產生IR光變換至熱中。 現將提出對上述單元波導方法之一些替代。 一第一替代僅提供UV LED，且併入磷光體之一圖案化層，或量子點之一混合物之一圖案化層，以獲得可見光譜中之狹窄紅、綠及藍峰值，以及一IR峰值。以此方式，可產生可見光以及自UV光源之IR輻射。 另一替代係提供背光單元及吸收或反射UV頻率之一窄頻帶的光致變色元件70之間之一濾光片層。此可實施為一布拉格(Bragg)反射器，且此用以沿整個背光且因此在阻光元件之各者處產生熱。另一UV帶可接著透過濾波器傳輸以供實施切換功能。在此情況中，可存在針對所有功能之兩個或三個UV LED不同組。再亦可能使用一量子點層或磷光體層自一第一UV帶產生一第二UV帶。 原則上，存在許多其他一般背光配置，該等背光配置可用以提供一UV(或通常一不可見)光輸出及一可見光輸出。實例包含： 一可見光側光式波導，在其頂部上具有一直接照明UV LED陣列，其實質上係透明的(對可見光)； 一可見光側光式波導，在其頂部上具有一側光式UV波導，其實質上係透明的(對可見光)； 一UV側光式波導，在其頂部上具有一可見側光式波導，其實質上係透明的(對UV)； 一UV側光式波導，在其頂部上具有一直接照明可見LED陣列，其實質上係透明的(對UV)； 一直接照明LED陣列，在其頂部上具有一實質上透明之UV直接照明LED陣列； 一直接照明可見LED陣列，在其頂部上具有一側光式UV背光；及 穿插之直接光UV及可見LED，其在一單一支撐面之上。 散光器可用以傳播UV及可見光輸出(以及IR，若使用)。 可選擇針對UV光及可見光之不同強度。例如，由UV LED實施之一更大UV強度佔據較大比例之一共用背光區，其將增加切換速度但減小顯示均勻度。可在一側光式背光之不同側上提供不同光源(UV、RGB、IR)。 IR LED可依與UV LED相同之方式整合至背光，以及如上文所闡釋之任何方式之UV LED。在此情況中，濾波器76包括一帶通濾波器，其阻斷UV光及IR光兩者。系統接著利用兩個波導，且光致變色層中之化學程序對此等波長反應，以藉此切換私用模式與公用模式之間之透明度。 阻光元件可定位於背光與觀看者之間之任何位置。在上述實例中，該等阻光元件在透鏡元件之間且因此在顯示面板上方。然而，其等可在背光與顯示面板之間。此配置可減小波紋效應。 上述實例在私用模式與公用模式之間係主動地可切換。 在觀看者與阻光元件之間之一UV濾波器可用以阻止自切換顯示之日光。顯示因此可在任何環境光情況中之公用或私用模式中。 根據圖7之透鏡陣列可由模製及固化一聚合物製成以形成透鏡。接著亦固化在該等透鏡及光致變色聚合物之間提供之光致變色材料(聚合物及燃料)。 上述實例展示背向顯示面板24之雙凸透鏡陣列28之雙凸透鏡的弧形表面。在WO 2009/147588中詳細描述一替代設計，其具有在寬視角上之更好性能。圖8中展示此類型之設計之應用。 一膠帶80(尤其一聚合物)具有不同於雙凸透鏡陣列28之一折射率。一玻璃或聚碳酸酯片82具有類似於膠帶80之一折射率且用以針對雙凸透鏡建立足夠距離以集中於顯示面板24上。雙凸透鏡陣列28之該等雙凸之弧形表面接著面朝顯示面板24。 片82併入阻光元件70。 圖8對製造更直接，因為該等阻光元件在間隔層中且該等雙凸透鏡在頂部。因此，其可單獨製造。光致變色材料係一溶劑及燃料以致使一快速回應，在此情況下必須密封該等兩個基板。替代地，可使用一聚合之基質設計以避免密封之需要。 從上述實例可見阻光元件整合至顯示面板之結構，因此其在顯示輸出表面(例如，雙凸透鏡)及顯示背光之間，即，在顯示輸出表面下方及在背光輸出表面上方。其可為： 在一雙凸透鏡陣列之該等個別透鏡之間(圖7)； 在雙凸透鏡陣列層與顯示面板之間(圖8)；或 在背光與顯示面板之間。 如上文所闡釋，背光較佳利用諸如白光LED之LED。此給出好的能源效率且其可快速開啟和關閉，且藉此容許基於框架之局部調光以改良黑色位準及功率效率。另一步驟係使用RGB LED而非白光LED，RGB LED具有可增加之色域的優點。該等LED可放置在顯示面板後面或在一圖案化波導之側面以產生一側照明顯示。 然而，可代替使用一冷陰極螢光燈(「CCFL」)背光，其通常包括一列CCFL燈放置於襯有一白色及漫射(Lambertian)背之一腔中。自CCFL燈之光直接或經由背襯穿過一漫射器以隱藏該等燈及確保充分均勻螢幕強度。 由於該等技術容許建立一均勻發光表面，有機發光二極體(OLED)、有機發光電晶體(OLET)及量子點LED(QLED)亦可用於建立背光。此移除漫射器及波導之需要，且因此可減小組件數目且使得顯示更薄。然而，為發揮此等技術之全部潛力，該等像素自身可為發射器以改良效率。 若使用一直接發射顯示技術，則可接著省略一背光以供顯示影像之產生。對上述可控制實施，僅接著需要一UV光配置以實施阻光元件之控制。 本發明可應用至所有此等類型之顯示。 上述實例展示不可切換自動立體顯示。 藉由使一多視角顯示之該等透鏡可切換，可使一高2D解析度模式與一3D模式組合。可切換透鏡之其他使用以增加按時間順序之畫面之數目(WO 2007/072330)且以容許多個3D模式(WO 2007/072289)。已知方法藉由以下以產生一2D/3D可切換顯示替代雙凸透鏡： (i)一透鏡塑形腔，其填充有液晶材料，透鏡功能藉由控制LC分子之定向的電子開啟/關閉或(透過一可切換延緩器)藉由改變光之偏振開啟/關閉。 (ii)一盒塑形腔，其填充有液晶材料，其中電極控制LC分子之定向以建立一梯度指數(見例如WO 2007/072330)。 (iii)一電濕潤透鏡滴，其之形狀由一電場控制。 (iv)一鏡片塑形腔，其在不同折射指數之一流體中填充有透明電泳粒子(WO 2008/032248)。 本發明可應用至可切換自動立體顯示，例如上述之該等類型。 上述實例利用UV照明以控制所有顯示之切換。UV光源局部可控制為一像素化光源，以開啟一局部設定之可切換私用模式。在此情況中，裝置可操作使得私用模式以清楚且便於使用者之一方式局部設定。 上述實例展示在一自動立體顯示中本發明之使用。然而，本發明可用於一2D顯示，以提供私用及公用觀看模式。 當應用至一自動立體顯示時，阻光元件可放置於堆疊中之不同位置(即，在透鏡陣列前方或後面或在背光與顯示面板之間)。阻光元件之功能實質上係提供光之準直。為保留準直，不應存在在私用濾波器前方之強漫射元件，因為將丟失益處。 如上文所闡釋，光致變色配置並不干擾一3D雙凸透鏡顯示之3D功能，尤其當阻光元件經最佳化以穿過初級圓錐，且減小次級觀看錐。 特定於3D雙凸透鏡顯示之一重要益處係由阻光元件(至少在私用模式中)引起之強度之初級圓錐的下降可藉由沿著畫圖設定一校正強度輪廓得以補償。 圖9中展示此方法。圖9(a)展示強度(y軸)作為公用模式中之角度(x軸)之函數。初級圓錐90具有法線之各側約15度之一寬度。圖9(b)展示強度(y軸)作為私用模式中角度(x軸)之函數而無任何補償。 圖9(c)展示強度(y軸)作為角度(x軸)之函數以表示在私用模式中應用之補償函數。所得強度(y軸)作為私用模式中之角度(x軸)之函數而無圖9(d)中展示之此補償。 中心畫面在初級圓錐90內(且更確切地在每個圓錐內)適應於具有低於外觀之一強度。歸因於錐重複，對次級錐之下降如圖9(d)中所展示將更劇烈。 熟習此項技術者可在自該等圖之一研究、本發明及隨附申請專利範圍實踐申請之本發明中理解及實現對揭示之實施例之其他變化。在申請專利範圍中，字詞「包括」不排除其他元件或步驟，且不定冠詞「一」或「一個」不排除複數個。某些措施在相互不同的附屬請求項中敘述，但僅就此事實，並不表示此等措施之組合不能利用以獲得好處。不應將申請專利範圍中之任意參考符號理解為限制範疇。
1‧‧‧裝置
3‧‧‧顯示面板
5‧‧‧子像素
7‧‧‧光源
9‧‧‧雙凸透鏡薄板
11‧‧‧雙凸透鏡元件
13‧‧‧控制器
20‧‧‧背光
24‧‧‧顯示面板
27‧‧‧雙凸透鏡
27I‧‧‧透鏡
27II‧‧‧透鏡
28‧‧‧雙凸透鏡陣列
29'‧‧‧畫面錐
29"‧‧‧畫面錐
29'"‧‧‧畫面錐
31I至31VII‧‧‧子像素
34D‧‧‧像素平面至雙凸透鏡平面之間之距離
35‧‧‧透鏡間距離
37I‧‧‧線
37II‧‧‧線
32I至32VI‧‧‧子像素
60‧‧‧偏振器
62‧‧‧偏振器
64‧‧‧延緩器
70‧‧‧阻光元件
72‧‧‧背光
76‧‧‧UV濾波器
80‧‧‧膠帶
82‧‧‧聚碳酸酯片
90‧‧‧初級圓錐
現將參考隨附圖式，純粹藉由實例描述本發明之一實施例。 圖1係一已知自動立體顯示裝置之一示意性透視圖； 圖2展示一雙凸透鏡陣列如何將不同畫面提供至不同空間位置； 圖3展示一多畫面自動立體顯示裝置之佈局之一橫截面； 圖4係圖3之一特寫圖； 圖5展示其中圓錐集合之各者中所產生的畫面係相等之一9畫面系統； 圖6展示如WO 2013/179190中所揭示之顯示裝置之一實例； 圖7展示本發明之顯示裝置之一第一實例； 圖8展示本發明之顯示裝置之一第二實例；及 圖9展示畫面之強度如何在一觀看錐範圍內可經調適以改良在私用觀看模式中之切斷。
24‧‧‧顯示面板
27‧‧‧雙凸透鏡
28‧‧‧雙凸透鏡陣列
70‧‧‧阻光元件
72‧‧‧背光
76‧‧‧UV濾波器

Claims (11)

  1. 一種顯示裝置，其具有一私用模式及一公用模式，其包括： 一顯示面板(24)； 一背光配置，其用於照明該顯示面板；及 一阻光配置(70)，其用於選擇性地阻斷自該顯示面板經引導至一橫向輸出方向之光， 其中該顯示可經組態於該私用模式中，其中該阻光配置(70)阻斷該橫向經引導之光，及在該公用模式中，其中該阻光配置(70)並不阻斷該橫向經引導之光， 其中該阻光配置包括由一光致變色材料形成之元件(70)，其之阻斷功能係取決於入射於該阻光配置上之一特定波長之一光刺激， 其中該背光配置具有： 一第一不可見光輸出，其係該光刺激，用於引發該等阻光元件(70)之切換朝向一不透明狀態； 一第二可見光輸出；及 一第三輸出，其用於引發該等阻光元件(70)之切換朝向一透明狀態。
  2. 如請求項1之裝置，其中該第一不可見輸出係一UV光輸出。
  3. 如請求項2之裝置，其進一步包括在該顯示面板輸出處之一UV濾波器。
  4. 如請求項2或3之裝置，其中該第三輸出係一IR光輸出。
  5. 如請求項4之裝置，其進一步包括在該顯示面板輸出處之一IR濾波器。
  6. 如請求項4之裝置，其中該背光包括一單一波導，其具有散射元件以提供自該波導之光之外部耦合，且UV可見及IR光LED將光提供至該波導中。
  7. 如請求項1-3任一項之裝置，其中該阻光配置包括一光致變色材料，其包括一溶劑、樹脂或具有一光致變色染料之聚合物之一混合物。
  8. 如請求項1-3任一項之顯示裝置，其包括： 一透鏡(27)陣列(28)，其配置於該顯示面板(24)前方， 其中該阻光配置(70)係用於選擇性地阻斷該等透鏡(27)之間之經引導之光，其中該阻光配置包括在鄰近透鏡位置之間提供之元件， 其中在該私用模式中，該阻光配置(70)阻斷該等透鏡之間之該經引導之光，及在該公用模式中，該阻光配置(70)並不阻斷該等透鏡之間之該經引導之光。
  9. 一種方法，其操作具有一私用模式及一公用模式之一顯示裝置，其中該顯示裝置包括：一顯示面板(24)；一背光配置，其用於照明該顯示面板；及一阻光配置(70)，其用於選擇性地阻斷自該顯示面板經引導至一橫向輸出方向之光，其中該阻光配置係由一光致變色材料形成，其之阻斷功能取決於入射於該阻光配置上之一特定波長之一光刺激， 其中該方法包括相依於入射於該阻光配置上之光之頻譜將該顯示組態於該私用模式及該公共模式之一者中。 其中該方法包括： 使用該背光配置以提供一第一不可見光輸出，其係該光刺激，用於引發該阻光元件(70)之切換朝向一不透明狀態以實施該私用模式，其中該阻光配置(70)阻斷該橫向經引導之光； 使用該背光配置以提供一第二可見光輸出；及 自該阻光配置移除該光刺激且使用該背光配置以提供一第三輸出用於引發該阻光元件(70)之切斷朝向一透明狀態以實施該公用模式，其中該阻光配置(70)並不阻斷該橫向經引導之光。
  10. 如請求項9之方法，其中該第一不可見輸出係一UV光輸出及該第三輸出係一IR光輸出。
  11. 如請求項9或10之方法，其用於操作一自動立體顯示裝置，其包括配置於該顯示面板(24)前方之一透鏡(27)陣列(28)，及該阻光配置(70)係用於選擇性地阻斷該等透鏡之間之該經引導之光，其中該阻光配置包括在鄰近透鏡位置之間提供之元件， 其中在該私用模式中，該阻光配置(70)阻斷該等透鏡之間之該經引導之光；及 在該公用模式中，該阻光配置(70)並不阻斷該等透鏡之間之該經引導之光。
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