可拼合顯示裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】可拼合顯示裝置
[0001]與相關(guān)申請(qǐng)的橫向參考
[0002]本申請(qǐng)基于35U.S.C.§ 119(e)的規(guī)定要求2013年7月19日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/856，458號(hào)和2013年12月31日提交的美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)第14/144，998號(hào)的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請(qǐng)總地涉及顯示器，并尤其是但非排它地涉及可拼合(tileable)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(zhǎng)而非常昂貴。這種指數(shù)的成本增長(zhǎng)是由大型單片(monolithic)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(duì)于大型顯示器而言，更多部件必須是無(wú)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整片顯示器相關(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)崿F(xiàn)大型多面板顯示器，其可以用作大型墻壁顯示器。每個(gè)顯示面板所顯示的單個(gè)圖像可以構(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，但是在視覺(jué)上其具有大的缺陷。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(lái)接縫或裂縫。這些接縫使觀察者分心并降低了整體視覺(jué)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(duì)于向極其高分辨率顯示器驅(qū)動(dòng)圖像內(nèi)容(尤其是視頻)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生帶寬和處理挑戰(zhàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0006]參照附圖描述本發(fā)明的非限制性且非窮盡的實(shí)施方式，其中相同的附圖標(biāo)記在各個(gè)視圖中表示相同的部件，除非另有說(shuō)明。
[0007]圖1A-1C示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的顯示裝置，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示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的通過(guò)屏幕層至顯示層看到的顯示裝置的半透明平面圖。
[0009]圖3示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的拼合到一起以形成拼合顯示器的多于一個(gè)的顯示裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0010]在此描述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(shí)到在此描述的技術(shù)能夠在沒(méi)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(méi)有詳細(xì)示出或描述以避免使某些方面模糊不清。
[0011]貫穿這個(gè)說(shuō)明書(shū)對(duì)“一個(gè)實(shí)施方式”或“實(shí)施方式”的稱謂意味著結(jié)合實(shí)施方式描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式中。因而，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中在各個(gè)地方，短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施方式中”或“在實(shí)施方式中”的出現(xiàn)并不必全部指代相同的實(shí)施方式。此外，特定的特征、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)施方式中結(jié)合。
[0012]圖1A-1C示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的顯示裝置101，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。圖1A示出照明層130包括陣列光源131、132、133、134、135和136。光源陣列中的每個(gè)光源照射相應(yīng)的像素集(pixelet)以將像素集的子圖像投影到屏幕層110上成為整合圖像。在圖1A所示的實(shí)施方式中，每個(gè)像素集包括布置成行和列(例如100像素乘100像素)的透射式像素陣列。
[0013]圖1B包括用于更詳細(xì)討論顯示裝置101的額外附圖標(biāo)記。圖1B也示出包括光源131、132、133、134、135和136的照明層130。在所示的實(shí)施方式中，每個(gè)光源設(shè)置在照明層130的共同平面上。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)光源是激光器。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)光源是從相對(duì)小的發(fā)射開(kāi)口發(fā)射光的發(fā)光二極管(“LED”)。例如，可以使用具有150-300微米的發(fā)射開(kāi)口的LED。LED可以發(fā)射白光?？梢允褂闷渌夹g(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 integrat1n cavity)發(fā)射光的開(kāi)口。
[0014]顯示層120包括像素集121、122、123、124、125和126的矩陣。在所示的實(shí)施方式中，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(“^0”)，該液晶顯示器可以是彩色^0或單色^?。像素集可以利用其它空間光調(diào)制器技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)像素集是通過(guò)間隔區(qū)域128在顯示層120上隔開(kāi)的獨(dú)立顯示陣列。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)像素集測(cè)量為20X20mm。圖1B示出像素集121-126的2X3矩陣。矩陣內(nèi)的每個(gè)像素集之間的節(jié)距可以是相同的。換言之，一個(gè)像素集的中心和其相鄰像素集的中心之間的距離可以是相等距離。在所示的實(shí)施方式中，光源陣列中的每個(gè)光源與像素集具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，光源131對(duì)應(yīng)于像素集121，光源132對(duì)應(yīng)于像素集122，光源133對(duì)應(yīng)于像素集123，等等。而且，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。
[0015]每個(gè)光源131-136被構(gòu)造成發(fā)射具有有限角擴(kuò)展的發(fā)散投影光束147，該發(fā)散投影光束147被指向顯示層120中的特定相應(yīng)像素集，如圖1C所示。在實(shí)施方式中，發(fā)散投影光束147可以基本上成形為錐形(圓形開(kāi)口 )或顛倒的金字塔(矩形/方形開(kāi)口 )。額外的光學(xué)器件可以設(shè)置在光源陣列中的每個(gè)光源上以限定從光源發(fā)射的發(fā)散投影光束147的有限的角擴(kuò)展(例如，20-70度)和/或橫截面形狀。額外的光學(xué)器件(包括折射性的和/或衍射性的光學(xué)器件)也可以增加在發(fā)散投影光束147中的顯示光的亮度均勻性，使得入射在給定像素集中的每個(gè)像素上的發(fā)散投影光束147的強(qiáng)度基本上類似。
[0016]在一些實(shí)施方式(圖1C中未示出)中，來(lái)自不同光源的發(fā)散投影光束147可以在顯示層120的背側(cè)上重疊在間隔區(qū)域128上。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)像素集僅通過(guò)來(lái)自其相應(yīng)的光源的一個(gè)發(fā)散投影光束被直接照射，該光源可以大概是點(diǎn)光源。在某些實(shí)施方式中，來(lái)自非相應(yīng)光源的非常小的百分比的光會(huì)由于來(lái)自非相應(yīng)光源的發(fā)散投影光束147的未被吸收反射而間接入射在像素集上。間隔區(qū)域128和照明層130可以涂有光吸收涂層(本領(lǐng)域中是已知的)，以減少來(lái)自非相應(yīng)光源的反射最終入射在與該光源不對(duì)應(yīng)的像素集上。光源的有限角擴(kuò)展可以被設(shè)計(jì)成確保發(fā)散投影光束147僅直接照射與特定光源相應(yīng)的像素集。相反，傳統(tǒng)LCD技術(shù)利用具有大致朗伯(Lambertian)光分布的燈(例如，LED或冷陰極熒光燈)和漫射濾光器，以試圖產(chǎn)生用于從后面照亮LCD面板的均勻漫射光。
[0017]返回參照?qǐng)D1B，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(kāi)尺寸162并且與像素集123間隔開(kāi)尺寸164。在一些實(shí)施方式中，尺寸162和164可以被認(rèn)為是“內(nèi)部間隔”并且是相同的距離。像素集126還與顯示層120的邊緣間隔開(kāi)尺寸161和163。在一些實(shí)施方式中，尺寸161和163可以被認(rèn)為是“外部間隔”并且是相同的距離。在一個(gè)實(shí)施方式中，尺寸161和163是尺寸162和164的距離的一半。在一個(gè)不例中，尺寸161和163都是2mm，而尺寸162和164都是4mm。在所示的實(shí)施方式中，像素集之間的內(nèi)部間隔顯著大于包括在每個(gè)像素集內(nèi)的像素的像素節(jié)距(像素之間的間隔)。
[0018]間隔區(qū)域128包含背板區(qū)域，該背板區(qū)域包括用于驅(qū)動(dòng)像素集中的像素的像素邏輯。顯示裝置101的架構(gòu)的一個(gè)潛在優(yōu)點(diǎn)是增加用于背板區(qū)域內(nèi)的額外電路的空間。在一個(gè)實(shí)施方式中，背板區(qū)域用于像素內(nèi)存儲(chǔ)器(memory-1n-pixel)邏輯。導(dǎo)致該像素存儲(chǔ)器可以允許每個(gè)像素被單獨(dú)刷新，而非在每個(gè)刷新間隔(例如，60幀每秒)刷新一行內(nèi)的每個(gè)像素。在一個(gè)實(shí)施方式內(nèi)，背板區(qū)域用于輔助成圖處理。當(dāng)顯示裝置101用于高分辨率大格式顯示器時(shí)，額外的圖像處理能力將對(duì)于圖像信號(hào)處理，例如將圖像分成由像素集顯示的子圖像來(lái)說(shuō)是有用的。在另一實(shí)施方式中，背板區(qū)域用于嵌入圖像傳感器。在一個(gè)實(shí)施方式中，背板區(qū)域包括用于感測(cè)顯示裝置環(huán)境內(nèi)的3D場(chǎng)景的紅外圖像傳感器。
[0019]在操作中，來(lái)自光源(例如，光源131)的發(fā)散投影光束147內(nèi)的顯示光朝向其相應(yīng)的像素集(例如，像素集121)傳播。每個(gè)像素集驅(qū)動(dòng)它們的像素以在像素集上顯示子圖像，使得傳播經(jīng)過(guò)像素集的顯示光包括由像素集顯示的子圖像。由于光源從小開(kāi)口產(chǎn)生發(fā)散投影光束147，并且發(fā)散投影光束147具有有限的角擴(kuò)展，所以顯示光中的子圖像隨著它進(jìn)一步遠(yuǎn)離像素集而變大。因此，當(dāng)顯示光(包括子圖像)遇到屏幕層110時(shí)，子圖像的放大版本被投影到顯示層110的背側(cè)上。
[0020]屏幕層110從像素集121-126偏移固定距離166，以允許子圖像隨著顯示光(在發(fā)散投影光束147內(nèi))從驅(qū)動(dòng)子圖像的像素集進(jìn)一步傳播而變大。因此，固定距離166將是子圖像的放大率多大的一個(gè)分量。在一個(gè)實(shí)施方式中，固定距離166是2mm。在一個(gè)實(shí)施方式中，由像素集121-126產(chǎn)生的每個(gè)子圖像被放大1.5xo在一些實(shí)施方式中，由每個(gè)像素集121-126產(chǎn)生的每個(gè)子圖像被放大1.05至1.25x。偏移固定距離166可以通過(guò)利用透明的中間件(例如，玻璃或塑料層)實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，屏幕層110由適于后投影的不光滑(matte)材料制成，該不光滑材料被涂覆到透明襯底上，該透明襯底提供偏移固定距離166。
[0021]屏幕層110的背側(cè)與屏幕層110的觀察側(cè)112相對(duì)。屏幕層110可以由漫射屏幕制成，該漫射屏幕通過(guò)散射來(lái)自每個(gè)像素集121-126的發(fā)散投影光束147(包括子圖像)內(nèi)的顯示光而在屏幕層110的觀察側(cè)112上呈現(xiàn)整合圖像。屏幕層110可以類似于后投影系統(tǒng)中使用的那些。
[0022]圖2示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的透過(guò)屏幕層110至顯示層120看到的顯示裝置101的半透明平面圖。圖2示出顯示裝置如何能夠利用由光源131-136以及它們相應(yīng)的像素集121-126產(chǎn)生的放大子圖像192來(lái)產(chǎn)生整合圖像193。在圖2中，像素集124產(chǎn)生子圖像