可拼合顯示裝置的光學(xué)構(gòu)造
【專利說明】
[0001] 與相關(guān)申請的橫向參考
[0002] 本申請基于35U.S.C§ 119(e)要求2013年7月19日提交的美國臨時(shí)申請第 61/856, 462號和2014年3月27日提交的美國非臨時(shí)申請第14/227, 915號的優(yōu)先權(quán)。該 優(yōu)先權(quán)申請的內(nèi)容通過引用整體結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開總地涉及顯示器，更具體地，但非排它地，涉及可拼合顯示器。
【背景技術(shù)】
[0004] 大型顯示器由于制造顯示面板的成本與顯示面積成指數(shù)增長而非常昂貴。這種 指數(shù)的成本增長是由大型單面板顯示器的復(fù)雜性增加、與大型顯示器相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)率下降 (對于大型顯示器而言，更多部件必須是無缺陷的）以及增加的運(yùn)輸、傳送和設(shè)置成本造成 的。拼合較小的顯示面板以形成較大的多面板顯示器能夠有助于降低與大型單面板顯示器 相關(guān)的很多成本。
[0005] 將多個(gè)較小的、不太昂貴的顯示面板拼合到一起能夠?qū)е麓笮投嗝姘屣@示器，其 可以用作大型墻壁顯示器。由每個(gè)顯示面板顯示的單個(gè)圖像能夠構(gòu)成由該多面板顯示器共 同顯示的較大的整體圖像的子部分。雖然多面板顯示器能夠降低成本，但是它具有大的視 覺缺陷。尤其是，圍繞顯示器的邊框區(qū)域在由多面板顯示器顯示的整體圖像中帶來接縫或 裂縫。這些接縫使觀察者分散注意力并降低了整體視覺體驗(yàn)。此外，當(dāng)很多高分辨率顯示 器被用于實(shí)現(xiàn)大型多面板顯示器時(shí)，整體圖像處于極其高分辨率，這對于向極其高分辨率 的顯示器驅(qū)動(dòng)圖像內(nèi)容（尤其是視頻）來說產(chǎn)生帶寬和處理挑戰(zhàn)。
【附圖說明】
[0006] 參照以下附圖描述了非限制性和非窮盡的實(shí)施方式，其中相同的附圖標(biāo)記在各個(gè) 視圖中始終表示相同的部件，除非另有說明。
[0007] 圖1A-1C分別是顯示裝置的實(shí)施方式的兩個(gè)透視圖和橫截面圖，該顯示裝置包括 設(shè)置在屏幕層和照明層之間的顯示層。
[0008] 圖2是透過屏幕層至照明層看到的顯示裝置的實(shí)施方式的半透明平面圖。
[0009] 圖3顯示了由拼合到一起的多于一個(gè)的顯示裝置形成的拼合顯示器的實(shí)施方式。
[0010] 圖4A是顯示裝置的實(shí)施方式的橫截面圖。
[0011] 圖4B是顯示裝置的另一實(shí)施方式的橫截面圖。
[0012] 圖5A是圖4A的顯示裝置的實(shí)施方式的部分橫截面圖，示出了其操作。
[0013] 圖5B是包括均勻光學(xué)元件的圖4A的顯示裝置的實(shí)施方式的部分橫截面圖。
[0014] 圖5C是圖5B中的指定區(qū)域的放大圖。
[0015] 圖6A是包括均勻化光學(xué)元件的圖4A的顯示裝置的實(shí)施方式的部分橫截面圖。
[0016] 圖6B是均勻化光學(xué)元件的實(shí)施方式的橫截面圖。
[0017] 圖7是顯示裝置的另一實(shí)施方式的部分橫截面圖。
[0018] 圖8是顯示裝置的另一實(shí)施方式的部分橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 描述了可拼合顯示器的裝置和系統(tǒng)的實(shí)施方式。在下面的描述中，陳述多種特定 細(xì)節(jié)，以提供實(shí)施方式的全面理解。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，在此描述的技術(shù)能夠 在沒有一個(gè)或多個(gè)特定細(xì)節(jié)的情況下、或利用其它方法、部件、材料等實(shí)施。在其它情況下， 眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或操作沒有被詳細(xì)示出或描述以避免使某些方面模糊不清。
[0020] 貫穿本說明書對"一個(gè)實(shí)施方式"或"實(shí)施方式"的稱謂意味著所描述的特征、結(jié)果 或特性被包括在至少一個(gè)實(shí)施方式中。因而，在本說明書中，短語"在一個(gè)實(shí)施方式中"或 "在實(shí)施方式中"的出現(xiàn)并不必全部指相同的實(shí)施方式。此外，所描述的特征、結(jié)構(gòu)或者特性 可以按照任何適當(dāng)?shù)姆绞皆谝粋€(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中組合。
[0021] 圖1A至1C示出顯示裝置101的實(shí)施方式，該顯示裝置101包括設(shè)置在屏幕層110 和照明層130之間的顯示層120。雖然圖1A-1C沒有示出在層110、120和130之間的居間 層，但應(yīng)該了解的是，實(shí)施方式可以包括各種居間的光學(xué)和結(jié)構(gòu)層，諸如透鏡陣列、光學(xué)偏 移（opticaloffsets)和透明襯底，以提供機(jī)械剛性。
[0022] 圖1A示出照明層130包括光源131、132、133、134、135和136的陣列。光源陣列 中的每個(gè)光源照明相應(yīng)的像素集（pixlet)，以將像素集的子圖像投影到屏幕層110上成為 整合圖像（unifiedimage)。在圖1A中所示的實(shí)施方式中，每個(gè)像素集包括具有布置成行 和列（例如，在一個(gè)實(shí)施方式中100像素乘100像素）的多個(gè)單獨(dú)的透射型顯示像素的透 射型像素陣列。每個(gè)像素集顯示整體圖像（overallimage)的一部分，并且當(dāng)與光源和屏 幕耦合時(shí)，如下面進(jìn)一步描述的，將整體圖像的該部分的放大版本投影到屏幕上。
[0023] 圖1B還示出照明層130包括設(shè)置在照明層130的公共平面上的光源131、132、 133、134、135和136。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)光源可以是激光器，但在其它實(shí)施方式中，每 個(gè)光源可以是從相對小的發(fā)射開口發(fā)射光的發(fā)光二極管（"LED"）。通常，考慮光源與之 耦合的像素集的尺寸，所選擇的開口尺寸將取決于亮度和分辨率之間的折衷。例如，具有 150-300微米的發(fā)射開口的LED能夠在一個(gè)實(shí)施方式中使用，但是在其它實(shí)施方式中，更小 的發(fā)射開口（例如，小于150微米）或更大的開口尺寸（大于1_平方，例如在一個(gè)特定實(shí) 施方式中1.1mm)可以被使用。LED可以發(fā)射白光。在其它實(shí)施方式中，可以使用其它技術(shù) 作為光源。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)光源是從由至少一個(gè)其它光源共享的光整合腔（light integrationcavity)發(fā)射光的開口。
[0024] 顯示層120包括像素集121、122、123、124、125和126的矩陣。所示的實(shí)施方式是 像素集121-126的2X3矩陣，但是其它顯示層可以具有不同的像素集數(shù)量和/或布置。在 所示的實(shí)施方式中，在像素集的矩陣中的每個(gè)像素集在顯示層120的共同平面上取向。像 素集可以是液晶顯示器（"IXD"），該液晶顯示器可以是彩色I(xiàn)XD或單色I(xiàn)XD。在一個(gè)實(shí)施 方式中，每個(gè)像素集是通過間隔區(qū)域128與相鄰像素集間隔開的獨(dú)立顯示器陣列。在一個(gè) 實(shí)施方式中，每個(gè)像素集測得20X20mm。在矩陣中的每個(gè)像素集之間的節(jié)距可以是相同的。 換句話說，一個(gè)像素集的中心與其相鄰像素集的中心之間的距離可以是相同的距離。在所 示的實(shí)施方式中，光源的陣列中的每個(gè)光源與像素集具有一一對應(yīng)關(guān)系。例如，光源131對 應(yīng)于像素集121，光源132對應(yīng)于像素集122,光源133對應(yīng)于像素集123等等。同樣在所 示的實(shí)施方式中，每個(gè)光源在其各自的相應(yīng)像素集之下居中。
[0025] 顯示層120還包括圍繞像素集121-126的間隔區(qū)域128。在圖1B中，像素集126 鄰近像素集123和125。像素集126與像素集125間隔開尺寸162,并與像素集123間隔開 尺寸164。尺寸162和164可以被考慮為"內(nèi)部間隔"并且不需要是相等的距離，但是在某 些實(shí)施方式中是相等的。像素集126還與顯示層120的邊緣間隔開尺寸161和163。尺寸 161和163被認(rèn)為是"外部間隔"并且不需要是相等的距離，但是在某些實(shí)施方式中是相等 的。在一個(gè)實(shí)施方式中，尺寸161和163是尺寸162和164的一半；在一個(gè)不例中，尺寸161 和163都是2mm且尺寸162和164都是4mm。在所示的實(shí)施方式中，像素集之間的內(nèi)部間隔 基本上大于在每個(gè)像素集中包括的像素的像素節(jié)距（像素之間的間隔）。
[0026] 在圖1B的實(shí)施方式中，放大的子圖像將均為相同尺寸和方形形狀。為了產(chǎn)生相 同尺寸的放大子圖像，在一個(gè)實(shí)施方式中，顯示層120和其像素集121-126可以從光源 131-136偏移固定尺寸165 (在一個(gè)實(shí)施方式中，尺寸165是8mm)，但是其它實(shí)施方式可以 包括調(diào)節(jié)照明層