[發(fā)明專利]具有輸出方向控制的顯示設(shè)備及用于這種顯示設(shè)備的背光

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580052058.3
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN107079147B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·G·范普坦;B·克魯恩
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H04N13/305
• 分類號: H04N13/305;G02B6/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 初媛媛;陳嵐

一種顯示背光，包括邊緣發(fā)光式波導(dǎo)，該邊緣發(fā)光式波導(dǎo)具有光耦出結(jié)構(gòu)的陣列，光耦出結(jié)構(gòu)的每一個例如包括伸入到波導(dǎo)內(nèi)的突起。每個突起具有射束重定向面，其與法線形成角a。將角a和波導(dǎo)的折射率以及波導(dǎo)外部(輸出面之上)的折射率設(shè)計為滿足各種關(guān)系，這確?？梢詫⒐鈱W(xué)輸出選為處于大致向前的方向上的期望的角度范圍內(nèi)(并且因此不被消減)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于顯示設(shè)備的背光，其特別適用于其中圖像顯示在窄范圍的輸出方向上的顯示設(shè)備。一個示例是自動立體顯示設(shè)備，其包括具有顯示像素陣列的顯示面板和用于向不同物理位置引導(dǎo)不同視圖的裝置。另一示例是防窺顯示裝置，其中只在觀看者的方向上提供顯示圖像。

背景技術(shù)

已知的自動立體顯示設(shè)備包括二維液晶顯示面板，該二維液晶顯示面板具有顯示像素的行和列的陣列(其中一個“像素”典型地包括一組“子像素”，并且“子像素”是單獨可尋址的、單色的最小圖像元件)，其充當(dāng)了圖像形成裝置以產(chǎn)生顯示。彼此平行延伸的細長透鏡的陣列覆蓋顯示像素陣列并且充當(dāng)視圖形成裝置。這些透鏡被稱為“柱狀透鏡(lenticular lens)”。來自顯示像素的輸出穿過這些柱狀透鏡被投射，所述柱狀透鏡起到修改輸出方向的作用。

柱狀透鏡設(shè)置為透鏡元件的板狀物，每個透鏡元件包括細長的半圓柱型透鏡元件。柱狀透鏡在顯示面板的列方向上延伸，每個柱狀透鏡覆蓋顯示子像素的兩個或更多個相鄰列的相應(yīng)的組。

每個柱狀透鏡可以與兩列顯示子像素相關(guān)聯(lián)，以使得用戶能夠觀察到單個立體圖像。替代性地，每個柱狀透鏡可以與行方向上的三個或更多個相鄰顯示子像素的組相關(guān)聯(lián)。每個組中的顯示子像素的對應(yīng)列適當(dāng)?shù)夭贾贸蓮南鄳?yīng)的二維子圖像提供垂直分片(slice)。隨著用戶的頭部從左向右移動，觀察到一系列連續(xù)的、不同的、立體的視圖，這創(chuàng)建了例如環(huán)顧印象。

圖1是已知的直視式自動立體顯示設(shè)備1的示意性透視圖。已知的設(shè)備1包括有源矩陣型的液晶顯示面板3，其充當(dāng)空間光調(diào)制器以產(chǎn)生顯示。

顯示面板3具有顯示子像素5的行和列的正交陣列。為了清楚起見，圖中只示出了少數(shù)的顯示子像素5。實際上，顯示面板3可以包括大約一千行和幾千列顯示子像素5。在黑白顯示面板中，子像素實際上構(gòu)成了完整的像素。在彩色顯示裝置中，子像素是全彩像素的一個顏色組件。根據(jù)通用術(shù)語，全彩像素包括對于創(chuàng)建所顯示的最小圖像部分的所有顏色而言所必須的所有子像素。因此，例如，全彩像素可以具有紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)子像素，可能增加白色子像素或者一個或多個其他基本顏色子像素。液晶顯示面板3的結(jié)構(gòu)是完全常規(guī)的。特別地，面板3包括一對間隔的透明玻璃基板，它們之間設(shè)置有排列的扭曲向列型的液晶材料或其他液晶材料?；逶谒鼈兊拿鎸Φ谋砻嫔铣休d了透明氧化銦錫(ITO)電極的圖案。在各基板的外表面上還設(shè)置有偏振層。

每個顯示子像素5包括在各基板上的相對的電極，在相對的電極之間具有介于中間的液晶材料。顯示子像素5的形狀和布局由電極的形狀和布局確定。顯示子像素5有規(guī)律地通過間隙彼此間隔開。

每個顯示子像素5與開關(guān)元件(諸如薄膜晶體管(TFT)或薄膜二極管(TFD))相關(guān)聯(lián)。通過向開關(guān)元件提供尋址信號，操控顯示像素以產(chǎn)生顯示，并且對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，合適的尋址方案是已知的。

顯示面板3由光源7照亮，在這種情況下，光源7包括在顯示像素陣列的區(qū)域之上延伸的平面背光。來自光源7的光被定向穿過顯示面板3，獨立的各顯示子像素5被驅(qū)動以調(diào)制光并產(chǎn)生顯示。背光7具有側(cè)邊緣7a和7b、頂邊緣7c和底邊緣7d。其具有前面，光從所述前面輸出。

顯示設(shè)備1還包括透鏡板9，其布置在顯示面板3的顯示側(cè)之上，該透鏡板執(zhí)行導(dǎo)光功能并且因此執(zhí)行視圖形成功能。透鏡板9包括彼此平行地延伸的透鏡元件11的行，為了清晰起見，僅以放大的尺寸示出了透鏡元件中的一個。