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公開番号2025060582
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2024192658,2021518864
出願日2024-11-01,2019-11-06
発明の名称指向性ディスプレイ装置
出願人リアルディースパークエルエルシー
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類G02B 5/30 20060101AFI20250403BHJP(光学)
要約【課題】プライバシーディスプレイは、典型的に軸上位置にいる主なユーザには画像視認性をもたらし、典型的に軸外位置にいる覗き見者に対する画像コンテンツの視認性を低減する。
【解決手段】切り替え式プライバシーディスプレイは、空間光変調器と、交差する1/4波長板と偏光子との間に配置された切り替え式液晶リターダと、を含む。プライバシー動作モードでは、空間光変調器からの軸上光は、損失を伴わずに方向付けられ、一方、軸外光の輝度は低下して、軸外覗き見者へのディスプレイの視認性を低減する。パブリック動作モードでは、液晶リターダンスは、軸外輝度及び反射率が変更されないように調整される。ディスプレイはまた、例えば自動車環境での使用のために、日中動作と夜間動作との間で切り替えるように動作されてもよい。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
ディスプレイ装置であって、
出力方向に沿って光を出力するように配置された空間光変調器と、
前記空間光変調器の側に配置されたディスプレイ偏光子と、
前記空間光変調器の、前記ディスプレイ偏光子と同じ側に配置された追加の偏光子であって、前記ディスプレイ偏光子及び前記追加の偏光子は、それぞれの直線偏光された偏光成分を通過させるように配置されている、追加の偏光子と、
前記追加の偏光子と前記ディスプレイ偏光子との間に配置された第１の１／４波長板及び第２の１／４波長板であって、前記第１の１／４波長板は、前記第２の１／４波長板の入力側に配置され、かつ前記ディスプレイ偏光子及び前記追加の偏光子のうちの前記第１の１／４波長板の入力側にある一方を通過した直線偏光された偏光状態を、円形偏光された偏光状態に変換するように配置され、出力側の前記第２の１／４波長板は、その上に入射する円形偏光された偏光状態を、前記ディスプレイ偏光子及び前記追加の偏光子のうちの前記第２の１／４波長板の出力側にある他方を通過する直線偏光された偏光状態に変換するように配置されている、第１の１／４波長板及び第２の１／４波長板と、
前記一対の１／４波長板の間に配置された少なくとも１つのリターダと、を含む、ディスプレイ装置。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記一対の１／４波長板は、各々が、配向された一軸複屈折材料の層を含む受動１／４波長板を含む、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記一対の１／４波長板が、交差する光軸を有する、請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記一対の１／４波長板の各々が、隣接する前記ディスプレイ偏光子又は前記追加の偏光子の電気ベクトル伝達方向に対して４５度で配置された光軸を有する、請求項２または３に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記一対の１／４波長板が、各々、５５０ｎｍの波長の光に対して、１１０ｎｍ～１７５ｎｍの範囲、好ましくは１３０ｎｍ～１４０ｎｍの範囲のリターダンスを有する、請求項２～４のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記リターダが、液晶材料層を含む液晶リターダを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記液晶リターダが、前記液晶材料層を切り替えるための電圧を印加するように配置された電極を更に含む切り替え式液晶リターダである、請求項６に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記液晶リターダが、前記液晶材料層に隣接し、かつ前記液晶材料層の両側に配設され、各々が、前記隣接する液晶材料内にホモジニアス配向をもたらすように配置されている２つの表面配向層を含む、請求項６又は７に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記２つの表面配向層の各々が、前記ディスプレイ偏光子及び追加の偏光子のうちの少なくとも１つの電気ベクトル伝達方向に対して４５度で配置された配向方向を有する、請求項８に記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記液晶材料層が、正の誘電異方性を有する、請求項６～９のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、光変調装置からの照明に関し、より具体的には、プライバシーディスプレイ及び夜間ディスプレイを含むディスプレイで使用する照明を制御するための光学積層体に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
プライバシーディスプレイは、典型的に軸上位置にいる主なユーザには画像視認性をもたらし、典型的に軸外位置にいる覗き見者に対する画像コンテンツの視認性を低減する。プライバシー機能は、軸上方向のディスプレイからの一部の光を透過し、軸外位置では低輝度である、マイクロルーバー光学フィルムによって提供され得る。しかしながら、かかるフィルムは、正面からの照明に対して高損失であり、マイクロルーバーは、空間光変調器の画素のビートを原因とするモアレを生じさせる場合がある。マイクロルーバーのピッチは、パネル解像度の選択に応じて選択する必要があり、在庫及びコストを増加させ得る。
【０００３】
切り替え式プライバシーディスプレイは、軸外光出力の制御によってもたらされ得る。
【０００４】
制御は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）空間光変調器の切り替え式バックライトによる輝度の低下によってもたらされ得る。ディスプレイのバックライトは、概して導波路及び端部発光源を採用する。特定の結像指向性バックライトは、ディスプレイパネルを通して照明を視野窓に方向付ける追加の機能を有する。結像システムは、複数の光源とそれぞれの窓画像との間に形成することができる。結像指向性バックライトの１つの例として折りたたみ式光学システムを採用することができる光弁が挙げられ、したがってこれは、折りたたみ式結像指向性バックライトの一例でもあり得る。光は実質的に、光弁を通して一方向に損失を伴わずに伝搬することができ、同時に対向伝搬光は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第９，５１９，１５３号に記述されるように、反射傾斜ファセットによって抽出することができる。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の第１の態様によると、出力方向に沿って光を出力するように配置された空間光変調器と、空間光変調器の側に配置されたディスプレイ偏光子と、空間光変調器の、ディスプレイ偏光子と同じ側に配置された追加の偏光子であって、ディスプレイ偏光子及び追加の偏光子が、それぞれの直線偏光された偏光状態を通過させるように配置されている、追加の偏光子と、追加の偏光子とディスプレイ偏光子との間に配置された、第１及び第２の１／４波長板であって、第１の１／４波長板は、第２の１／４波長板の入力側に配置され、かつディスプレイ偏光子及び追加の偏光子のうちの第１の１／４波長板の入力側にある一方を通過した直線偏光された偏光状態を、円形偏光された偏光状態に変換するように配置され、出力側の第２の１／４波長板は、その上に入射する円形偏光された偏光状態を、ディスプレイ偏光子及び追加の偏光子のうちの第２の１／４波長板の出力側にある他方を通過する直線偏光された偏光状態に変換するように配置されている、第１及び第２の１／４波長板と、一対の１／４波長板の間に配置された少なくとも１つのリターダと、を含む、ディスプレイ装置が提供される。
【０００６】
有利なことには、横長及び縦長モードで動作することができるプライバシーディスプレイ又は低迷光ディスプレイを提供することができる。有利なことには、出力光の変更は、方位角とは無関係であってもよく、したがって、ある程度の円形対称性を有する対称性を提供することができる。更に、自動車用途のディスプレイを動作させて、夜間動作中のフロントガラス及びサイドウィンドウからの反射を低減することができる。
【０００７】
一対の１／４波長板は、各々、配向された一軸複屈折材料の層を含む受動１／４波長板を含むことができる。有利なことには、リターダは低コストで、かつ好都合なことに、大量及び大面積で製造することができる。
【０００８】
一対の１／４波長板は、交差する光軸を有していてもよい。一対の１／４波長板の各々は、隣接するディスプレイ偏光子又は追加の偏光子の電気ベクトル伝達方向に対して４５度で配置された光軸を有していてもよい。一対の１／４波長板は各々、５５０ｎｍの波長の光に対して、１１０ｎｍ～１７５ｎｍの範囲、好ましくは１３０ｎｍ～１４０ｎｍの範囲のリターダンスを有していてもよい。有利なことには、光は、軸上方向には高い効率で透過され得る。有利なことには、輝度ロールオフの色変動を低減することができる。
【０００９】
リターダは、液晶材料層を含む液晶リターダを含んでいてもよい。有利なことには、リターダのリターダンスは、透過率及び反射率の改善された極性変動を達成するために増加させることができる。
【００１０】
液晶リターダは、切り替え式液晶リターダであってもよい。液晶リターダは、液晶材料層を切り替えるために電圧を印加するように配置されている電極を更に含むことができる。有利なことには、ディスプレイは、プライバシー及び他の低迷光用途のための狭角モードと、複数のユーザによる公衆閲覧のための広角モード、又はパブリックモードとの間で切り替えることができる。更なるディスプレイ輝度均一性は、パブリック動作モードにおいて改善することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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