用于具有多像素阵列的可拼合显示装置的构造_2

文档序号:9650663阅读:来源:国知局
矩形/方形开口)。额外的光学器件可以设置在光源的阵列中的每个光源上,以限定从光源发射的发散投影光束147的有限角度扩展(例如,20至70度)和/或横截面形状。额外的光学器件(包括折射性和/或衍射性的光学器件)也可以增加发散投影光束147中的显示光的亮度均匀性,使得入射在给定像素集中的每个像素上的发散投影光束147的强度基本上类似。
[0023]在图1C中未示出的一些实施方式中,来自不同光源的发散投影光束147能够重叠在显示层120的背侧上的间隔区域128上。在一些实施方式中,每个像素集仅由来自其相应光源的一个发散投影光束直接照射,该光源可以近似是点光源。在某些实施方式中,来自非相应光源的非常小百分比的光可能由于来自该非相应光源的发散投影光束147的未被吸收的反射而间接地入射到像素集上。间隔区域128和照明层130可以涂有光吸收涂层,以减少来自非相应光源的反射,以免最终入射到与光源不对应的像素集上。光源的有限的角度扩展可以被设计为确保发散投影光束147仅直接照亮对应于特定光源的像素集。相反,传统LCD技术利用具有大致朗伯(Lambertian)光分布的灯(例如,LED或冷阴极荧光灯)以及漫射滤光器,以试图产生用于从背面照亮LCD面板的均匀漫射光。
[0024]在操作中,在来自光源(例如光源131)的发散投影光束147中的显不光朝向其相应的像素集(例如,像素集121)传播。每个像素集驱动其像素,以在像素集上显示子图像,因此传播经过像素集的显示光包括由像素集显示的子图像。由于光源从小开口产生发散投影光束147,且发散投影光束147具有有限的角度扩展,所以显示光中的子图像随着它进一步远离像素集而变大。因此,当显示光(包括子图像)遇到屏幕层110时,子图像的放大版本被投影到屏幕层110的背侧上。
[0025]屏幕层110从像素集121-126偏移固定距离166,以随着显示光(在发散投影光束147中)从驱动子图像的像素集进一步传播而允许子图像变大。因此,固定距离166可以是子图像放大率有多大的一个分量。在一个实施方式中,固定距离166是2mm。在一个实施方式中,由像素集121-126产生的每个子图像被放大1.5X。在一些实施方式中,由每个像素集121-126产生的每个子图像被放大1.05-1.25X。固定距离166的偏移可以通过利用透明中间件(例如,玻璃或塑料层)来实现。
[0026]在一个实施方式中,屏幕层110由适于后投影的不光滑(matte)材料制造,该不光滑材料涂覆在透明衬底上,该透明衬底提供固定距离166的偏移。屏幕层110的背侧与屏幕层110的观察侧112相对。屏幕层110可以由漫射屏幕制成,该漫射屏幕通过散射来自每个像素集121-126的发散投影光束147(包括子图像)中的显示光而在屏幕层110的观察侧112上呈现整合图像。屏幕层110可以类似于后投影系统中使用的那些。
[0027]图2示出透过屏幕层110至显示层120看到的显示装置101的半透明平面图。显示装置101可以利用由光源131-136以及它们相应的像素集121-126产生的放大子图像192来产生整合图像193。在图2中,像素集124产生子图像191,该子图像191被投影(利用来自光源134的发散投影光束147中的显示光)到屏幕层110上成为放大子图像192。虽然未示出,但是每个像素集121、122、123、125和126也可以将与放大子图像192是相同尺寸的放大子图像投影到屏幕层110上。这五个放大子图像,与放大子图像192组合,形成整合图像193。并且由于放大子图像的几何对准会在放大子图像之间实际上不留间隙(如果有的话),则整合图像193将被观察者观察为无缝的。屏幕层110的背侧上的放大子图像横向组合以形成整合图像193。子图像的放大允许整合图像达到屏幕层110的边缘,同时显示层120和照明层130仍可以包括机械边框,该机械边框为电连接提供刚性和支撑,但是在显示装置101的观察者的视线之外。
[0028]在图2中,放大子图像将每个为相同尺寸并且可以是方形的。为了产生相同尺寸的放大子图像,显示层120和它的像素集121-126能够从光源131-136偏移固定尺寸165,如图1所示。在一个实施方式中,尺寸165是8mm。虽然图1A-1C并未示出层110、120和130之间的居间层,但是应该理解的是,实施方式可以包括各种居间光学和结构层,如透镜阵列、光学偏移(optical offset)和透明衬底,以提供机械刚性。
[0029]图3示出拼合到一起以形成拼合显示器300的一对显示装置101和301。拼合显示器300显示整体图像,该整体图像是由显示装置101投影的整合图像(例如,整合图像193)和由显示装置301投影的整合图像的组合。在所示的实施方式中,显示装置301基本上与显示装置101相同,但是使用了不同的附图标记用于讨论。显示装置101可以与其它显不装置以模块化方法拼合到一起,以构建拼合显不器300。在一个实施方式中,自愈性(self-healing)粘合剂施加在屏幕层110和屏幕层310之间。该粘合剂将混合屏幕层110和屏幕层310,以隐藏拼合显示器300中的屏幕层110和310之间的容易被察觉的接缝。在一个实施方式中,自愈性粘合剂由聚合物制成。在另一实施方式中,单片屏幕层设置在显示层120和320上,使得屏幕层没有接缝。具有适当的机械夹具的单片屏幕层可以尺寸确定为多个显示装置101的共同拼合布置(例如,2X2、3X3、4X4)。与显示装置101相同的第三和第四显示装置可以被加入到拼合显示器300中,以形成是显示装置101的2X2矩阵的较大拼合显示器,并且该较大显示器可以具有与如与拼合显示器300相关联解释的相同潜在优点。当然,也可以形成大于2X2矩阵的显示器。
[0030]在图3中,尺寸167是与尺寸162相同的距离。这保持像素集126和324之间的节距,如所示,并确保由光源334和像素集324产生的放大子图像的边缘与由光源136和像素集126产生的放大子图像的边缘几何对准。类似地,由光源331和像素集321产生的放大子图像的边缘与由光源133和像素集123产生的放大子图像的边缘几何对准。以这种方式,投影到屏幕层310上的整合图像与投影到屏幕层110上的整合图像对准,以形成由拼合显示器300显示的整体图像。
[0031]由于显示装置101和301的放大子图像并因此整合图像在屏幕层110/310的边缘处对准,所以整体图像的像素节距和密度可以保持相同,甚至在显示装置101和301耦合到一起的位置也保持相同。由此,在传统拼合显示器在两个显示层耦接到一起的位置具有分散注意力的边框的情况下,拼合显示器300由于整合图像的近乎无缝的视觉整合作为在拼合显示器300上的整体图像而具有不可察觉的接缝。
[0032]在一些实施方式(未示出)中,机械结构可以加入到每个显示装置101中,以有助于额外显示装置的正确物理对准。在一个实施方式中,有助于功率和图像信号的电连接器被包括在显示装置101中,以有助于利用显示装置101的拼合显示器的模块化构造。
[0033]图4A-4C示出显示层420的实施方式,该显示层420包括位于显示层上在像素集之间的间隔区域128中的部件。图4A是平面图,图4B-4C是沿着图4A的剖面线B-B和C-C截取的截面图。显示面板420是可以用作显示装置101和/或拼合显示器300的实施方式中的显示面板120的显示面板的示例。在显示面板420中,一个或多个部件可以位于显示层上在像素
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