BR122024004325A2 - DISPLAY DEVICES AND VIEWING ANGLE CONTROL OPTICAL ELEMENT FOR APPLICATION ON THE OUTPUT SIDE OF A DISPLAY DEVICE FOR USE IN AMBIENT LIGHTING - Google Patents
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Abstract
Trata-se de um visor de privacidade que compreende um modulador de luz espacial de saída polarizada, polarizador refletivo, múltiplos retardadores de controle polar e um polarizador. Em um modo de operação de privacidade, a luz no eixo geométrico do modulador espacial é direcionada sem perdas, enquanto a luz fora do eixo geométrico reduz a luminância. Além disso, a refletividade do visor é reduzida para reflexões no eixo geométrico da luz ambiente, enquanto a refletividade é aumentada para a luz fora do eixo geométrico. A visibilidade do visor para curiosos fora do eixo geométrico é reduzida por meio da redução de luminância e do aumento da refletividade frontal à luz ambiente. Em um modo público de operação, o retardo do cristal líquido é ajustado para que a luminância e a refletividade fora do eixo geométrico não sejam modificadas.This is a privacy visor comprising a polarized output spatial light modulator, reflective polarizer, multiple polar control retarders, and a polarizer. In a privacy mode of operation, on-axis light from the spatial modulator is directed without loss, while off-axis light is reduced in luminance. In addition, the reflectivity of the visor is reduced for on-axis reflections of ambient light, while reflectivity is increased for off-axis light. Visibility of the visor to on-axis onlookers is reduced by reducing luminance and increasing front reflectivity to ambient light. In a public mode of operation, the liquid crystal delay is adjusted so that off-axis luminance and reflectivity are not changed.
Description
[0001] Dividido do BR112020015167-0, depositado em 24/01/2019.[0001] Divided from BR112020015167-0, filed on 01/24/2019.
[0002] Esta divulgação se refere, em geral, à iluminação proveniente de dispositivos de modulação de luz e, mais especificamente, a pilhas ópticas refletivas para uso em um visor, incluindo um visor de privacidade.[0002] This disclosure relates generally to illumination from light modulating devices, and more specifically to reflective optical stacks for use in a display, including a privacy display.
[0003] Os visores de privacidade fornecem visibilidade de imagem para um usuário primário que normalmente está em uma posição no eixo geométrico visibilidade reduzida do conteúdo de imagem para um curioso, que normalmente está em uma posição fora do eixo geométrico. Uma função de privacidade pode ser fornecida por filmes ópticos de MicroLouvre que transmitem uma alta luminância a partir de um visor em uma direção no eixo geométrico com baixa luminância em posições fora do eixo geométrico, no entanto, esses filmes não são comutáveis e, portanto, o visor é limitado à função única de privacidade.[0003] Privacy displays provide image visibility to a primary user who is typically at an on-axis position and reduced visibility of image content to an onlooker who is typically at an off-axis position. A privacy function may be provided by MicroLouvre optical films that transmit high luminance from a display in an on-axis direction with low luminance at off-axis positions, however, such films are not switchable and therefore the display is limited to the sole privacy function.
[0004] Visores de privacidade comutáveis podem ser fornecidos pelo controle da saída óptica fora do eixo geométrico.[0004] Switchable privacy visors may be provided by controlling the off-axis optical output.
[0005] O controle pode ser fornecido por meio de redução de luminância, por exemplo por meio de luzes de fundo comutáveis para um modulador de luz espacial (SLM) de visor de cristal líquido (LCD). As luzes de fundo de visor, em geral, empregam guias de ondas e fontes de luz dispostas ao longo de pelo menos uma borda de entrada do guia de ondas. Certas luzes de fundo direcionais de imageamento têm a capacidade adicional de direcionar a iluminação através de um painel de exibição para as janelas de visualização. Um sistema de imageamento pode ser formado entre várias fontes e as respectivas imagens de janela. Um exemplo de uma luz de fundo direcional de imageamento é uma válvula óptica que pode empregar um sistema óptico dobrado e, portanto, pode ser também um exemplo de uma luz de fundo direcional de imagem dobrada. A luz pode se propagar substancialmente sem perda em uma direção através da válvula óptica, enquanto a luz de contra-propagação pode ser extraída por reflexão de facetas inclinadas, conforme descrito na Patente no US 9.519.153, que é incorporada ao presente documento a título de referência em sua totalidade.[0005] Control may be provided by means of luminance reduction, for example by means of switchable backlights for a liquid crystal display (LCD) spatial light modulator (SLM). Display backlights generally employ waveguides and light sources disposed along at least one leading edge of the waveguide. Certain directional imaging backlights have the additional capability of directing illumination across a display panel to viewing windows. An imaging system may be formed between multiple sources and their respective window images. An example of a directional imaging backlight is an optical valve which may employ a folded optical system and therefore may also be an example of a folded imaging directional backlight. Light may propagate substantially without loss in one direction through the optical valve, while counter-propagating light may be extracted by reflection from inclined facets, as described in U.S. Pat. No. 9,519,153, which is incorporated herein by reference in its entirety.
[0006] O controle da privacidade fora do eixo geométrico pode ainda ser fornecido por meio de redução de contraste, por exemplo ajustando-se a inclinação do viés de cristal líquido em um LCD de comutação em plano.[0006] Off-axis privacy control may further be provided by means of contrast reduction, for example by adjusting the slope of the liquid crystal bias in an in-plane switching LCD.
[0007] De acordo com um primeiro aspecto da presente divulgação, é fornecido um dispositivo de exibição para uso em iluminação ambiente, compreendendo: um SLM disposto para emitir luz; em que o SLM compreende um polarizador de saída disposto no lado de saída do SLM, sendo que o polarizador de saída é um polarizador linear; um polarizador adicional disposto no lado de saída do polarizador de saída, sendo que o polarizador adicional é um polarizador linear; um polarizador refletivo disposto entre o polarizador de saída e o polarizador adicional, sendo que o polarizador refletivo é um polarizador linear; e pelo menos um retardador de controle polar disposto entre o polarizador refletivo e o polarizador adicional, em que o pelo menos um retardador de controle polar tem a capacidade de introduzir simultaneamente nenhuma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar e introduzir uma mudança de fase relativa aos componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar.[0007] According to a first aspect of the present disclosure, there is provided a display device for use in ambient lighting, comprising: an SLM arranged to emit light; wherein the SLM comprises an output polarizer disposed on the output side of the SLM, the output polarizer being a linear polarizer; an additional polarizer disposed on the output side of the output polarizer, the additional polarizer being a linear polarizer; a reflective polarizer disposed between the output polarizer and the additional polarizer, the reflective polarizer being a linear polarizer; and at least one polar control retarder disposed between the reflective polarizer and the additional polarizer, wherein the at least one polar control retarder is capable of simultaneously introducing no net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer along an axis along a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder and introducing a relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder.
[0008] O pelo menos um retardador de controle polar pode ser disposto para introduzir nenhuma mudança de fase nos componentes de polarização da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar e/ou introduzir uma mudança de fase nos componentes de polarização da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar.[0008] The at least one polar control retarder may be arranged to introduce no phase shift in the polarization components of light passed through the reflective polarizer along an axis along a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder and/or to introduce a phase shift in the polarization components of light passed through the reflective polarizer along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder.
[0009] Vantajosamente, um visor direcional pode ser fornecido, proporcionando alta refletividade e baixa luminância para posições de visualização fora do eixo geométrico; e baixa refletividade e alta luminância para posições de visualização no eixo geométrico. Essa refletividade aumentada e luminância reduzida fornecem desempenho aprimorado de privacidade, incluindo um nível de segurança visual aumentado (VSL) para visualizadores fora do eixo geométrico do visor em um ambiente com iluminação ambiente. Um visor de privacidade pode ser dotado de baixa visibilidade de imagens para um curioso fora do eixo geométrico que visualiza o visor em condições de ambiente. O visualizador no eixo geométrico pode observar um visor substancialmente não modificado. Um visor com pouca luz difusa pode ser dotado de baixa visibilidade de imagem para alguns visualizadores e alta visibilidade de imagem para outros visualizadores. O visor pode ser usado em um veículo automotivo para impedir a visibilidade dos passageiros ou motoristas.[0009] Advantageously, a directional display may be provided that provides high reflectivity and low luminance for off-axis viewing positions; and low reflectivity and high luminance for on-axis viewing positions. This increased reflectivity and reduced luminance provides enhanced privacy performance, including an increased visual safety level (VSL) for viewers off-axis of the display in an ambient lighting environment. A privacy display may have low image visibility to an off-axis onlooker viewing the display under ambient conditions. The on-axis viewer may observe a substantially unmodified display. A display with low stray light may have low image visibility to some viewers and high image visibility to other viewers. The display may be used in a motor vehicle to block visibility to passengers or drivers.
[0010] O pelo menos um retardador de controle polar pode compreender um retardador de cristal líquido (LC) comutável compreendendo uma camada de material de LC, em que o pelo menos um retardador de controle polar pode ser disposto, em um estado comutável do retardador de LC comutável, simultaneamente para introduzir nenhuma mudança de fase relativa líquida para componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar e para introduzir uma mudança de fase relativa líquida para componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo refletivo polarizador ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar.[0010] The at least one polar control retarder may comprise a switchable liquid crystal (LC) retarder comprising a layer of LC material, wherein the at least one polar control retarder may be arranged, in a switchable state of the switchable LC retarder, simultaneously to introduce no net relative phase shift for orthogonal polarization components of light passed by the reflective polarizer along an axis along a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder and to introduce a net relative phase shift for orthogonal polarization components of light passed by the reflective polarizer along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder.
[0011] Vantajosamente, um visor pode ser comutado entre um modo de privacidade ou de baixa dispersão com alta refletividade e baixa luminância para um curioso; e um modo de ângulo de visão amplo com luminância aumentada e refletividade reduzida para usuários fora do eixo geométrico alcançando imagens de alto contraste para vários usuários do visor. O usuário principal pode observar o visor com substancialmente a mesma alta luminância e baixa refletividade nos dois modos de operação.[0011] Advantageously, a display can be switched between a privacy or low-dispersion mode with high reflectivity and low luminance for an onlooker; and a wide-viewing-angle mode with increased luminance and reduced reflectivity for off-axis users, achieving high-contrast images for multiple users of the display. The primary user can view the display with substantially the same high luminance and low reflectivity in both modes of operation.
[0012] O pelo menos um retardador de controle polar pode compreender ainda pelo menos um retardador passivo que pode ser disposto para introduzir nenhuma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador passivo e para introduzir uma mudança de fase relativa líquida para componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador passivo.[0012] The at least one polar control retarder may further comprise at least one passive retarder which may be arranged to introduce no net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer along an axis along a line perpendicular to the plane of the at least one passive retarder and to introduce a net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one passive retarder.
[0013] Vantajosamente, a região polar sobre a qual pode ser alcançado um alto VSL pode ser substancialmente aumentada em comparação com visores com um retardador de controle polar de LC comutável e nenhum retardador de controle polar passivo.[0013] Advantageously, the polar region over which a high VSL can be achieved can be substantially increased compared to displays with a switchable LC polar control retarder and no passive polar control retarder.
[0014] Quando o pelo menos um retardador de controle polar compreender um retardador de LC comutável, em uma alternativa, o retardador de LC comutável pode compreender duas camadas de alinhamento de superfície dispostas adjacentes ao material de LC em lados opostos do mesmo e cada uma disposta para fornecer alinhamento homeotrópico no material de LC adjacente. A camada de material de LC do retardador de LC comutável pode compreender um material de LC com uma anisotropia dielétrica negativa. A camada de material de LC pode ter uma retardância para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1.000 nm, preferencialmente em uma faixa de 600 nm a 900 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 850 nm.[0014] Where the at least one polar control retarder comprises a switchable LC retarder, in an alternative, the switchable LC retarder may comprise two surface alignment layers disposed adjacent to the LC material on opposite sides thereof and each disposed to provide homeotropic alignment on the adjacent LC material. The LC material layer of the switchable LC retarder may comprise an LC material having a negative dielectric anisotropy. The LC material layer may have a retardance for light of a wavelength of 550 nm in a range of 500 nm to 1,000 nm, preferably in a range of 600 nm to 900 nm, and most preferably in a range of 700 nm to 850 nm.
[0015] Quando duas camadas de alinhamento de superfície que fornecem alinhamento homeotrópico são fornecidas, o pelo menos um retardador de controle polar pode compreender ainda um retardador passivo com um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador, sendo que o retardador passivo tem uma retardância para a luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -900 nm, preferencialmente em uma faixa de -450 nm a - 800 nm e mais preferencialmente na faixa de -500 nm a -725 nm.[0015] When two surface alignment layers that provide homeotropic alignment are provided, the at least one polar control retarder may further comprise a passive retarder with an optical axis perpendicular to the plane of the retarder, the passive retarder having a retardance for light of a wavelength of 550 nm in a range of -300 nm to -900 nm, preferably in a range of -450 nm to -800 nm, and most preferably in the range of -500 nm to -725 nm.
[0016] Alternativamente, quando são fornecidas duas camadas de alinhamento de superfície que fornecem alinhamento homeotrópico, o pelo menos um retardador de controle polar compreende ainda um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador passivo do par de retardadores passivos tem uma retardância para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 300 nm a 800 nm, preferencialmente em uma faixa de 500 nm a 700 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 550 nm a 675 nm. Vantajosamente, nesse caso, alta transmissão e baixa refletividade podem ser fornecidas em um amplo campo de visão sem tensão aplicada. Além disso, um campo de visão estreito pode ser fornecido em uma direção lateral em um modo de operação de privacidade, com baixo consumo de energia.[0016] Alternatively, when two surface alignment layers are provided that provide homeotropic alignment, the at least one polar control retarder further comprises a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein each passive retarder of the pair of passive retarders has a retardance for light of a wavelength of 550 nm in a range of 300 nm to 800 nm, preferably in a range of 500 nm to 700 nm, and most preferably in a range of 550 nm to 675 nm. Advantageously, in this case, high transmission and low reflectivity can be provided over a wide field of view without applied voltage. Furthermore, a narrow field of view can be provided in a lateral direction in a privacy mode of operation, with low power consumption.
[0017] Quando o pelo menos um retardador de controle polar compreende um retardador de LC comutável, em outra alternativa, o retardador de LC comutável pode compreender duas camadas de alinhamento de superfície dispostas adjacentes à camada de material de LC e em lados opostos do mesmo e cada uma das mesmas disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de LC adjacente. Vantajosamente, em comparação com o alinhamento homeotrópico em lados opostos do LC, pode ser alcançada maior resiliência à visibilidade de fluxo de material de LC durante a pressão aplicada.[0017] Where the at least one polar control retarder comprises a switchable LC retarder, in another alternative, the switchable LC retarder may comprise two surface alignment layers disposed adjacent to the LC material layer and on opposite sides thereof and each disposed to provide homogeneous alignment in the adjacent LC material. Advantageously, compared to homeotropic alignment on opposite sides of the LC, greater resilience to LC material flow visibility during applied pressure may be achieved.
[0018] A camada de material de LC do retardador de LC comutável pode compreender um material de LC com uma anisotropia dielétrica positiva. A camada de material de LC pode ter uma retardância para luz com comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 900 nm, preferencialmente em uma faixa de 600 nm a 850 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 800 nm.[0018] The LC material layer of the switchable LC retarder may comprise an LC material having a positive dielectric anisotropy. The LC material layer may have a retardance for light having a wavelength of 550 nm in a range of 500 nm to 900 nm, preferably in a range of 600 nm to 850 nm, and more preferably in a range of 700 nm to 800 nm.
[0019] Quando duas camadas de alinhamento de superfície que fornecem alinhamento homogêneo forem fornecidas, o pelo menos um retardador de controle polar pode compreender ainda um retardador passivo com um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador, sendo que o retardador passivo tem uma retardância para a luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -700 nm, preferencialmente em uma faixa de -350 nm a - 600 nm e mais preferencialmente na faixa de -400 nm a -500 nm.[0019] When two surface alignment layers that provide homogeneous alignment are provided, the at least one polar control retarder may further comprise a passive retarder with an optical axis perpendicular to the plane of the retarder, the passive retarder having a retardance for light of a wavelength of 550 nm in a range of -300 nm to -700 nm, preferably in a range of -350 nm to -600 nm, and most preferably in the range of -400 nm to -500 nm.
[0020] Alternativamente, quando as duas camadas de alinhamento de superfície que fornecem alinhamento homogêneo forem fornecidas, o pelo menos um retardador de controle polar pode compreender ainda um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador passivo do par de retardadores passivos tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 300 nm a 800 nm, preferencialmente em uma faixa de 350 nm a 650 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 450 nm a 550 nm.[0020] Alternatively, when two surface alignment layers providing homogeneous alignment are provided, the at least one polar control retarder may further comprise a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein each passive retarder of the pair of passive retarders has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 300 nm to 800 nm, preferably in a range of 350 nm to 650 nm, and most preferably in a range of 450 nm to 550 nm.
[0021] O campo de visão usando um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados pode ter uma redução aprimorada de luminância e aumento de refletividade no modo de operação de privacidade.[0021] The field of view using a pair of passive retarders that have optical axes in the plane of the retarders that are crossed may have an enhanced luminance reduction and reflectivity increase in the privacy mode of operation.
[0022] Quando o pelo menos um retardador de controle polar compreender um retardador de LC comutável, em outra alternativa, o retardador de LC comutável pode compreender duas camadas de alinhamento de superfície dispostas adjacentes à camada de material de LC e em lados opostos, sendo que uma das camadas de alinhamento de superfície é disposta para fornecer alinhamento homeotrópico no material de LC adjacente e a outra dentre as camadas de alinhamento de superfície é disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de LC adjacente.[0022] When the at least one polar control retarder comprises a switchable LC retarder, in another alternative, the switchable LC retarder may comprise two surface alignment layers disposed adjacent to the LC material layer and on opposite sides, wherein one of the surface alignment layers is disposed to provide homeotropic alignment in the adjacent LC material and the other of the surface alignment layers is disposed to provide homogeneous alignment in the adjacent LC material.
[0023] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homogêneo estiver entre a camada de material de LC e o retardador de controle polar, a camada de material de LC pode ter uma retardância para luz com comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 700 nm a 2.000 nm, preferencialmente em uma faixa de 1.000 nm a 1.500 nm e, mais preferencialmente, de 1.200 nm a 1.500 nm.[0023] When the surface alignment layer arranged to provide homogeneous alignment is between the LC material layer and the polar control retarder, the LC material layer may have a retardance for light with a wavelength of 550 nm in a range of 700 nm to 2,000 nm, preferably in a range of 1,000 nm to 1,500 nm, and more preferably from 1,200 nm to 1,500 nm.
[0024] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homogêneo estiver entre a camada de material de LC e o retardador de controle polar, o pelo menos um retardador de controle polar pode compreender ainda um retardador passivo tendo seu eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador, sendo que o pelo menos um retardador passivo tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -400 nm a -1.800 nm, preferencialmente em uma faixa de -700 nm a -1.500 nm e mais preferencialmente em uma faixa de -900 nm a -1.300 nm.[0024] When the surface alignment layer arranged to provide homogeneous alignment is between the LC material layer and the polar control retarder, the at least one polar control retarder may further comprise a passive retarder having its optical axis perpendicular to the plane of the retarder, wherein the at least one passive retarder has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of -400 nm to -1800 nm, preferably in a range of -700 nm to -1500 nm and more preferably in a range of -900 nm to -1300 nm.
[0025] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homogêneo estiver entre a camada de material de LC e o retardador de controle polar, o pelo menos um retardador de controle polar pode compreender ainda um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador do par de retardadores tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1.800 nm, preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 1.500 nm e mais preferencialmente na faixa de 900 nm a 1.300 nm. Vantajosamente, pode-se alcançar uma resiliência aumentada à visibilidade de fluxo de material de LC durante a pressão aplicada.[0025] When the surface alignment layer arranged to provide homogeneous alignment is between the LC material layer and the polar control retarder, the at least one polar control retarder may further comprise a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein each retarder of the pair of retarders has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 400 nm to 1800 nm, preferably in a range of 700 nm to 1500 nm and most preferably in the range of 900 nm to 1300 nm. Advantageously, increased resilience to the visibility of LC material flow during applied pressure may be achieved.
[0026] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homeotrópico estiver entre a camada de material de LC e o retardador de controle polar, a camada de material de LC pode ter uma retardância para luz com comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1.800 nm, preferencialmente em variam de 700 nm a 1.500 nm e, mais preferencialmente, de 900 nm a 1.350 nm.[0026] When the surface alignment layer arranged to provide homeotropic alignment is between the LC material layer and the polar control retarder, the LC material layer may have a retardance for light with a wavelength of 550 nm in a range of 500 nm to 1800 nm, preferably in a range of 700 nm to 1500 nm, and most preferably in a range of 900 nm to 1350 nm.
[0027] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homeotrópico estiver entre a camada de material de LC e o retardador de controle polar, o pelo menos um retardador de controle polar pode compreender ainda um retardador passivo com seu eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador, sendo que o pelo menos um retardador passivo tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -1.600 nm, preferencialmente em uma faixa de -500 nm a -1.300 nm e mais preferencialmente em uma faixa de -700 nm a -1.150 nm.[0027] When the surface alignment layer arranged to provide homeotropic alignment is between the LC material layer and the polar control retarder, the at least one polar control retarder may further comprise a passive retarder with its optical axis perpendicular to the plane of the retarder, wherein the at least one passive retarder has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of -300 nm to -1,600 nm, preferably in a range of -500 nm to -1,300 nm, and more preferably in a range of -700 nm to -1,150 nm.
[0028] Quando a camada de alinhamento de superfície disposta para fornecer alinhamento homeotrópico estiver entre a camada de material de LC e o retardador de controle polar, o pelo menos um retardador de controle polar pode compreender ainda um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador do par de retardadores tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1.600 nm, preferencialmente em uma faixa de 600 nm a 1.400 nm e mais preferencialmente na faixa de 800 nm a 1.300 nm. Vantajosamente, em comparação com o alinhamento homeotrópico em lados opostos do LC, pode ser alcançada maior resiliência à visibilidade de fluxo de material de LC durante a pressão aplicada.[0028] When the surface alignment layer arranged to provide homeotropic alignment is between the LC material layer and the polar control retarder, the at least one polar control retarder may further comprise a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein each retarder of the pair of retarders has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 400 nm to 1600 nm, preferably in a range of 600 nm to 1400 nm and most preferably in the range of 800 nm to 1300 nm. Advantageously, compared to homeotropic alignment on opposite sides of the LC, greater resilience to the visibility of LC material flow during applied pressure may be achieved.
[0029] Cada camada de alinhamento pode ter uma pré-inclinação que tem uma direção de pré-inclinação com um componente no plano da camada de material de LC que é paralelo, ou antiparalelo, ou ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador refletivo. Uma luminância vantajosamente alta pode ser alcançada para posições de visualização frontal.[0029] Each alignment layer may have a pre-tilt that has a pre-tilt direction with a component in the plane of the LC material layer that is parallel, or antiparallel, or orthogonal to the electric vector transmission direction of the reflective polarizer. Advantageously high luminance may be achieved for front viewing positions.
[0030] Cada camada de alinhamento pode ter uma pré-inclinação que tem uma direção de pré-inclinação com um componente no plano da camada de material de LC que é paralelo, ou antiparalelo, ou ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador refletivo.[0030] Each alignment layer may have a pre-tilt that has a pre-tilt direction with a component in the plane of the LC material layer that is parallel, or antiparallel, or orthogonal to the electric vector transmission direction of the reflective polarizer.
[0031] Quando o pelo menos um retardador de controle polar compreender um retardador de LC comutável, o pelo menos um retardador passivo pode compreender ainda dois retardadores passivos, sendo que o retardador de LC comutável é fornecido entre os dois retardadores passivos. O dispositivo de exibição pode compreender ainda um eletrodo transmissivo e uma camada de alinhamento de superfície de LC formada em um lado de cada um dos dois retardadores passivos adjacentes ao retardador de LC comutável. O dispositivo de exibição pode compreender ainda o primeiro e o segundo substratos entre os quais o retardador de LC comutável é fornecido, sendo que o primeiro e o segundo substratos compreendem, cada um, um dos dois retardadores passivos. Os dois retardadores passivos podem, cada um, compreender um retardador passivo com um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador com uma retardância total para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -700 nm, preferencialmente em uma faixa de -350 nm a -600 nm e mais preferencialmente na faixa de -400 nm a -500 nm. Cada um dos dois retardadores passivos pode ter um eixo geométrico óptico no plano do retardador passivo, em que os eixos geométricos ópticos são cruzados, e cada retardador passivo do par de retardadores passivos tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 150 nm a 800 nm, preferencialmente em uma faixa de 200 nm a 700 nm e mais preferencialmente na faixa de 250 nm a 600 nm. Vantajosamente a espessura, o custo e a complexidade podem ser reduzidos.[0031] When the at least one polar control retarder comprises a switchable LC retarder, the at least one passive retarder may further comprise two passive retarders, wherein the switchable LC retarder is provided between the two passive retarders. The display device may further comprise a transmissive electrode and an LC surface alignment layer formed on one side of each of the two passive retarders adjacent to the switchable LC retarder. The display device may further comprise first and second substrates between which the switchable LC retarder is provided, wherein the first and second substrates each comprise one of the two passive retarders. The two passive retarders may each comprise a passive retarder with an optical axis perpendicular to the plane of the retarder with a total retardance for light of wavelength 550 nm in a range of -300 nm to -700 nm, preferably in a range of -350 nm to -600 nm and more preferably in the range of -400 nm to -500 nm. Each of the two passive retarders may have an optical axis in the plane of the passive retarder, where the optical axes are crossed, and each passive retarder of the pair of passive retarders has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 150 nm to 800 nm, preferably in a range of 200 nm to 700 nm and more preferably in the range of 250 nm to 600 nm. Advantageously the thickness, cost and complexity may be reduced.
[0032] O retardador de LC comutável pode compreender ainda eletrodos transmissivos dispostos para aplicar uma tensão para controlar a camada de material de LC. Os eletrodos transmissivos podem estar em lados opostos da camada de material de LC. O dispositivo de exibição pode compreender ainda um sistema de controle disposto para controlar a tensão aplicada através dos eletrodos do retardador de LC comutável. Vantajosamente, o visor pode ser controlado para alternar entre modos de operação de privacidade e pública.[0032] The switchable LC retarder may further comprise transmissive electrodes arranged to apply a voltage to control the LC material layer. The transmissive electrodes may be on opposite sides of the LC material layer. The display device may further comprise a control system arranged to control the voltage applied across the electrodes of the switchable LC retarder. Advantageously, the display may be controlled to switch between privacy and public modes of operation.
[0033] Os eletrodos podem ser padronizados para fornecer pelo menos duas regiões padrão. Vantajosamente, um padrão de camuflagem pode ser aplicado no modo de privacidade para luminância e refletividade, e a luminância e refletividade frontais podem ser substancialmente não modificadas.[0033] The electrodes may be patterned to provide at least two pattern regions. Advantageously, a camouflage pattern may be applied in the privacy mode for luminance and reflectivity, and the front luminance and reflectivity may be substantially unchanged.
[0034] O pelo menos um retardador de controle polar pode compreender pelo menos um retardador passivo que está disposto para introduzir nenhuma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador passivo e para introduzir uma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador passivo. Vantajosamente, a espessura e o custo podem ser reduzidos e a eficiência pode ser aumentada se nenhum retardador de controle polar de LC comutável for fornecido.[0034] The at least one polar control retarder may comprise at least one passive retarder that is arranged to introduce no net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer along an axis along a line perpendicular to the plane of the at least one passive retarder and to introduce a net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one passive retarder. Advantageously, thickness and cost may be reduced and efficiency may be increased if no switchable LC polar control retarder is provided.
[0035] O pelo menos um retardador de controle polar pode compreender pelo menos um retardador passivo. O pelo menos um retardador passivo pode compreender pelo menos dois retardadores passivos com pelo menos duas orientações diferentes de eixos geométricos ópticos. Vantajosamente, um visor de privacidade de baixo custo e um visor de pouca luz dispersa podem ser fornecidos.[0035] The at least one polar control retarder may comprise at least one passive retarder. The at least one passive retarder may comprise at least two passive retarders with at least two different orientations of optical axes. Advantageously, a low cost privacy visor and a low stray light visor may be provided.
[0036] Em uma alternativa, o pelo menos um retardador passivo pode compreender um retardador com um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador. Vantajosamente, a espessura pode ser reduzida.[0036] In an alternative, the at least one passive retarder may comprise a retarder with an optical axis perpendicular to the plane of the retarder. Advantageously, the thickness may be reduced.
[0037] Em outra alternativa, o pelo menos um retardador passivo pode compreender um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados. Vantajosamente, o custo do retardador passivo pode ser reduzido e filmes esticados de alta uniformidade usados para o retardador passivo.[0037] In another alternative, the at least one passive retarder may comprise a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed. Advantageously, the cost of the passive retarder may be reduced and high uniformity stretch films used for the passive retarder.
[0038] O par de retardadores pode ter eixos geométricos ópticos que se estendem a 45° e a 135°, respectivamente, em relação à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída.[0038] The retarder pair may have optical axes that extend 45° and 135°, respectively, relative to the electric vector transmission direction of the output polarizer.
[0039] O dispositivo de exibição pode compreender ainda um par adicional de retardadores passivos dispostos entre o par de retardadores passivos mencionado primeiramente e que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores passivos que são cruzados. Vantajosamente, um visor de privacidade ou visor de pouca luz dispersa pode ser fornecido para as orientações de paisagem e retrato. Em um veículo automotivo, as reflexões dos para-brisas e outras superfícies de vidro podem ser reduzidas.[0039] The display device may further comprise an additional pair of passive retarders disposed between the first-mentioned pair of passive retarders and having optical axes in the plane of the passive retarders that are crossed. Advantageously, a privacy visor or low stray light visor may be provided for both landscape and portrait orientations. In an automotive vehicle, reflections from windshields and other glass surfaces may be reduced.
[0040] O par adicional de retardadores passivos pode ter eixos geométricos ópticos que se estendem a 0° e 90°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão do vetor elétrico do polarizador de saída. Vantajosamente, um VSL alto pode ser fornecido em regiões polares com alguma simetria rotacional.[0040] The additional pair of passive retarders may have optical axes that extend 0° and 90°, respectively, relative to an electric vector transmission direction that is parallel to the electric vector transmission of the output polarizer. Advantageously, a high VSL may be provided in polar regions with some rotational symmetry.
[0041] Em outra alternativa, o pelo menos um retardador de controle polar passivo pode compreender um retardador com um eixo geométrico óptico que é orientado com um componente perpendicular ao plano do retardador e um componente no plano do retardador. O componente no plano do retardador passivo pode se estender a 0°, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela ou perpendicular à transmissão de vetor elétrico do polarizador de visor. O pelo menos um retardador de controle polar passivo pode compreender ainda um retardador passivo com um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador passivo ou um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores passivos que são cruzados.[0041] In another alternative, the at least one passive polar control retarder may comprise a retarder with an optical axis that is oriented with a component perpendicular to the plane of the retarder and a component in the plane of the retarder. The in-plane component of the passive retarder may extend at 0°, relative to an electrical vector transmission direction that is parallel or perpendicular to the electrical vector transmission of the display polarizer. The at least one passive polar control retarder may further comprise a passive retarder with an optical axis perpendicular to the plane of the passive retarder or a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the passive retarders that are crossed.
[0042] Vantajosamente, pode ser fornecido um visor de privacidade que alcance redução de luminância e aumento de reflexos na direção lateral com baixo custo e complexidade. Um visor móvel pode ser girado em torno de um eixo geométrico horizontal enquanto alcança uma visibilidade de imagem confortável para um usuário principal.[0042] Advantageously, a privacy visor may be provided that achieves luminance reduction and reflection enhancement in the lateral direction with low cost and complexity. A movable visor may be rotated about a horizontal axis while achieving comfortable image visibility for a primary user.
[0043] O dispositivo de exibição pode compreender ainda pelo menos um outro retardador de controle polar disposto entre o polarizador de saída e o polarizador refletivo. Vantajosamente, pode ser fornecida modificação adicional do perfil do campo de visão para luz transmitida. A luminância pode ser reduzida para um curioso, enquanto o usuário principal pode observar substancialmente a mesma luminância.[0043] The display device may further comprise at least one other polar control retarder disposed between the output polarizer and the reflective polarizer. Advantageously, further modification of the field of view profile for transmitted light may be provided. The luminance may be reduced for an onlooker, while the primary user may observe substantially the same luminance.
[0044] O dispositivo de exibição pode compreender ainda uma luz de fundo disposta para emitir luz, em que o SLM é um SLM transmissivo disposto para receber luz de saída da luz de fundo, em que a luz de fundo fornece uma luminância em ângulos polares em relação à linha perpendicular ao SLM superior a 45 graus que está em no máximo 30% da luminância ao longo da linha perpendicular ao SLM, preferencialmente no máximo 20% da luminância ao longo da linha perpendicular ao SLM e mais preferencialmente no máximo 10% da luminância ao longo da linha perpendicular ao SLM. Vantajosamente, um VSL alto pode ser dotado de baixa espessura e baixo custo. Além disso, o VSL pode ser alto em ambientes com iluminação ambiente reduzida.[0044] The display device may further comprise a backlight arranged to emit light, wherein the SLM is a transmissive SLM arranged to receive light output from the backlight, wherein the backlight provides a luminance at polar angles to the line perpendicular to the SLM greater than 45 degrees that is at most 30% of the luminance along the line perpendicular to the SLM, preferably at most 20% of the luminance along the line perpendicular to the SLM, and most preferably at most 10% of the luminance along the line perpendicular to the SLM. Advantageously, a high VSL may be provided with low thickness and low cost. Furthermore, the VSL may be high in environments with reduced ambient lighting.
[0045] Um outro polarizador adicional pode ser disposto entre o outro retardador de controle polar e o polarizador refletivo. O dispositivo de exibição pode compreender ainda pelo menos um outro retardador de controle polar e um outro polarizador adicional, em que o pelo menos um outro retardador de controle polar está disposto entre o polarizador adicional mencionado anteriormente e o outro polarizador adicional. Vantajosamente, a luminância pode ser reduzida para um curioso.[0045] A further additional polarizer may be disposed between the further polar control retarder and the reflective polarizer. The display device may further comprise at least one further polar control retarder and a further additional polarizer, wherein the at least one further polar control retarder is disposed between the aforementioned further polarizer and the further additional polarizer. Advantageously, the luminance may be reduced to a dim.
[0046] O pelo menos um outro retardador de controle polar adicional pode compreender pelo menos um outro retardador passivo. Vantajosamente, o aumento na espessura e no custo pode ser pequeno.[0046] The at least one further additional polar control retarder may comprise at least one further passive retarder. Advantageously, the increase in thickness and cost may be small.
[0047] O pelo menos um retardador de controle polar primeiramente mencionado pode compreender um primeiro retardador de LC comutável compreendendo uma primeira camada de material de LC, e o pelo menos um outro retardador de controle polar pode compreender um segundo retardador de LC comutável compreendendo uma segunda camada de material de LC. O outro retardador de LC comutável pode compreender pelo menos uma camada de alinhamento de superfície disposta adjacente ao material de LC tendo uma pré-inclinação com uma direção de pré-inclinação com um componente no plano da camada de material de LC que está alinhado de modo paralelo ou antiparalelo ou ortogonal ao polarizador refletivo.[0047] The at least one first-mentioned polar control retarder may comprise a first switchable LC retarder comprising a first layer of LC material, and the at least one other polar control retarder may comprise a second switchable LC retarder comprising a second layer of LC material. The other switchable LC retarder may comprise at least one surface alignment layer disposed adjacent the LC material having a pre-tilt with a pre-tilt direction with an in-plane component of the LC material layer that is aligned parallel or antiparallel or orthogonal to the reflective polarizer.
[0048] Vantajosamente, o campo de visão no modo de operação público pode ser substancialmente não modificado, enquanto outras modificações do perfil do campo de visão podem ser fornecidas para a luz transmitida no modo de operação de privacidade. A luminância pode ser reduzida para um curioso, enquanto o usuário principal pode observar substancialmente a mesma luminância. O primeiro e o segundo retardadores de LC podem ter retardâncias diferentes. Variações cromáticas com o ângulo de visão podem ser reduzidas.[0048] Advantageously, the field of view in the public operating mode may be substantially unmodified, while other field of view profile modifications may be provided for the transmitted light in the privacy operating mode. Luminance may be reduced for an onlooker, while the primary user may observe substantially the same luminance. The first and second LC retarders may have different retardances. Chromatic variations with viewing angle may be reduced.
[0049] A direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador refletivo pode ser paralela à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador adicional e/ou paralela à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída.[0049] The electric vector transmission direction of the reflective polarizer may be parallel to the electric vector transmission direction of the additional polarizer and/or parallel to the electric vector transmission direction of the output polarizer.
[0050] As camadas de material de LC de cada um dentre o primeiro e o segundo retardadores de LC comutáveis podem ter uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 450 nm a 850 nm, preferencialmente em uma faixa de 500 nm a 750 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 550 nm a 650 nm. O VSL em ângulos de visão polares altos pode ser aumentado.[0050] The LC material layers of each of the first and second switchable LC retarders may have a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 450 nm to 850 nm, preferably in a range of 500 nm to 750 nm, and most preferably in a range of 550 nm to 650 nm. The VSL at high polar viewing angles may be increased.
[0051] O pelo menos um retardador de controle polar primeiramente mencionado compreende ainda um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, em que o primeiro do par de retardadores passivos tem um eixo geométrico óptico que se estende a 45° e 135°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída, e o segundo do par de retardadores passivos tem um eixo geométrico óptico que se estende a 135° em relação à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída; e o pelo menos um outro retardador de controle polar compreende um outro par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, em que o primeiro do outro par de retardadores passivos tem um eixo geométrico óptico que se estende a 45° e 135°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída; e os eixos geométricos ópticos de um do par primeiramente mencionado de retardadores passivos e do outro par de retardadores passivos que são mais próximos um do outro se estendem na mesma direção.[0051] The at least one first-mentioned polar control retarder further comprises a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein the first of the pair of passive retarders has an optical axis that extends 45° and 135°, respectively, relative to an electric vector transmission direction of the output polarizer, and the second of the pair of passive retarders has an optical axis that extends 135° relative to the electric vector transmission direction of the output polarizer; and the at least one other polar control retarder comprises a further pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein the first of the other pair of passive retarders has an optical axis that extends 45° and 135°, respectively, relative to an electric vector transmission direction of the output polarizer; and the optical axes of one of the first-mentioned pair of passive retarders and of the other pair of passive retarders that are closest to each other extend in the same direction.
[0052] Vantajosamente, a aparência da cor da luz refletida e transmitida para um curioso fora do eixo geométrico pode ser simétrica para ângulos de visão laterais positivos e negativos. O VSL mínimo pode ser aumentado.[0052] Advantageously, the color appearance of reflected and transmitted light to an off-axis viewer may be symmetrical for positive and negative side viewing angles. The minimum VSL may be increased.
[0053] Cada retardador passivo do par mencionado primeiramente de retardadores passivos e cada retardador passivo do outro par de retardadores passivos têm uma retardância para luz com comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 300 nm a 800 nm, preferencialmente em uma faixa de 350 nm a 650 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 400 nm a 550 nm. O VSL em ângulos de visão polares altos pode ser aumentado.[0053] Each passive retarder of the first-mentioned pair of passive retarders and each passive retarder of the other pair of passive retarders has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 300 nm to 800 nm, preferably in a range of 350 nm to 650 nm and most preferably in a range of 400 nm to 550 nm. The VSL at high polar viewing angles may be increased.
[0054] O dispositivo de exibição pode compreender ainda: uma luz de fundo disposta para emitir luz, em que o SLM é um SLM transmissivo disposto para receber luz de saída da luz de fundo, e o SLM compreende ainda um polarizador de entrada disposto no lado de entrada do SLM, sendo que o polarizador de entrada é um polarizador linear; e um outro polarizador adicional disposto no lado de entrada do polarizador de entrada, sendo que o outro polarizador adicional é um polarizador linear; e pelo menos um outro retardador de controle polar é disposto entre o outro polarizador adicional e o polarizador de entrada. Vantajosamente, o aumento de espessura entre o SLM e o visualizador é reduzido. Maior fidelidade da imagem pode ser fornecida e a difusão pode ser aumentada para reduzir a aparência de reflexões especulares da superfície frontal para o usuário frontal. O número de etapas de laminação pode ser reduzido e o VSL pode ser aumentado. Um modo público pode ser dotado de ângulo de visão amplo.[0054] The display device may further comprise: a backlight arranged to emit light, wherein the SLM is a transmissive SLM arranged to receive output light from the backlight, and the SLM further comprises an input polarizer arranged on the input side of the SLM, the input polarizer being a linear polarizer; and an additional polarizer arranged on the input side of the input polarizer, the additional polarizer being a linear polarizer; and at least one other polar control retarder is arranged between the additional polarizer and the input polarizer. Advantageously, the increase in thickness between the SLM and the display is reduced. Higher image fidelity may be provided and diffusion may be increased to reduce the appearance of specular reflections from the front surface to the front viewer. The number of lamination steps may be reduced and the VSL may be increased. A public mode may be provided with a wide viewing angle.
[0055] O dispositivo de exibição pode compreender ainda um sistema de controle disposto para controlar a aplicação de uma tensão comum no primeiro e no segundo retardadores de LC comutáveis, e em que o material de LC do primeiro retardador de LC é diferente do material de LC do segundo retardador de LC. Vantajosamente, o custo do sistema de controle pode ser reduzido. Variações cromáticas com o ângulo de visão podem ser reduzidas.[0055] The display device may further comprise a control system arranged to control the application of a common voltage across the first and second switchable LC retarders, and wherein the LC material of the first LC retarder is different from the LC material of the second LC retarder. Advantageously, the cost of the control system may be reduced. Chromatic variations with viewing angle may be reduced.
[0056] O polarizador refletivo e o polarizador de saída podem ter direções de transmissão de vetor elétrico paralelas. O polarizador refletivo e o polarizador adicional podem ter direções de transmissão de vetor elétrico paralelas. O polarizador refletivo e o polarizador adicional podem ter direções de transmissão de vetor elétrico que não são paralelas, e o dispositivo de exibição pode compreender ainda um retardador de rotador disposto entre o polarizador refletivo e o polarizador adicional, sendo que o retardador de rotador é disposto para girar uma direção de polarização da luz polarizada incidente no mesmo entre as direções de transmissão do vetor elétrico do polarizador do visor e o polarizador adicional. Vantajosamente, alta eficiência pode ser fornecida. O polarizador adicional pode ser alinhado com uma direção de transmissão de vetor elétrico para transmitir luz através de óculos de sol polarizados para orientações típicas do usuário. Podem ser utilizados SLMs com direções de transmissão de vetores elétricos de saída não paralela, como TN-LCD.[0056] The reflective polarizer and the output polarizer may have parallel electric vector transmission directions. The reflective polarizer and the additional polarizer may have parallel electric vector transmission directions. The reflective polarizer and the additional polarizer may have electric vector transmission directions that are not parallel, and the display device may further comprise a rotator retarder disposed between the reflective polarizer and the additional polarizer, the rotator retarder being arranged to rotate a polarization direction of polarized light incident thereon between the electric vector transmission directions of the display polarizer and the additional polarizer. Advantageously, high efficiency may be provided. The additional polarizer may be aligned with an electric vector transmission direction to transmit light through polarized sunglasses for typical user orientations. SLMs with non-parallel output electric vector transmission directions, such as TN-LCD, may be used.
[0057] De acordo com um segundo aspecto da presente divulgação, é fornecido um elemento óptico de controle de ângulo de visão para aplicação no lado de saída de um dispositivo de exibição para uso em iluminação ambiente compreendendo um SLM disposto para emitir luz; em que o SLM compreende um polarizador de saída disposto no lado de saída do SLM; sendo que o elemento óptico de controle de ângulo de visão compreende um polarizador adicional; um polarizador refletivo disposto entre o polarizador de saída e o polarizador adicional na aplicação do elemento óptico de controle de ângulo de visão no dispositivo de exibição; e pelo menos um retardador de controle polar disposto entre o polarizador refletivo e o polarizador adicional, em que o pelo menos um retardador de controle polar é capaz de introduzir simultaneamente nenhuma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar e introduzir uma mudança de fase relativa aos componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar.[0057] According to a second aspect of the present disclosure, there is provided a viewing angle control optical element for application on the output side of a display device for use in ambient lighting comprising an SLM arranged to emit light; wherein the SLM comprises an output polarizer disposed on the output side of the SLM; wherein the viewing angle control optical element comprises an additional polarizer; a reflective polarizer disposed between the output polarizer and the additional polarizer in the application of the viewing angle control optical element to the display device; and at least one polar control retarder disposed between the reflective polarizer and the additional polarizer, wherein the at least one polar control retarder is capable of simultaneously introducing no net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer along an axis along a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder and introducing a relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder.
[0058] Vantajosamente, um elemento pós- venda pode ser anexado aos visores pelos usuários do visor. O elemento não requer alinhamento complexo. A batida Moiré entre o elemento e os pixels do visor não está presente e a seleção do componente em relação à afinação dos pixels não é necessária. O custo do estoque é reduzido. Alternativamente, o elemento óptico de controle de ângulo de visão pode ser convenientemente instalado de fábrica nos módulos de visor.[0058] Advantageously, an aftermarket element can be attached to the displays by the display users. The element does not require complex alignment. Moiré beating between the element and the display pixels is not present and component selection with respect to pixel pitch is not necessary. Stock cost is reduced. Alternatively, the viewing angle control optical element can be conveniently factory-installed in the display modules.
[0059] As várias características e alternativas definidas acima em relação ao primeiro aspecto da presente divulgação podem ser aplicadas de forma semelhante ao segundo aspecto da presente divulgação.[0059] The various features and alternatives defined above in relation to the first aspect of the present disclosure may be similarly applied to the second aspect of the present disclosure.
[0060] De acordo com um terceiro aspecto da presente divulgação, é fornecido um dispositivo de exibição que compreende: um SLM; um polarizador de visor disposto em pelo menos um lado do SLM, sendo que o polarizador de visor é um polarizador linear; e um primeiro polarizador adicional disposto no mesmo lado do SLM que um dentre o pelo menos um polarizadores de visor, sendo que o primeiro polarizador adicional é um polarizador linear; e primeiros múltiplos retardadores de controle polar dispostos entre o primeiro polarizador adicional e o um dentre o pelo menos um polarizadores de visor; um outro polarizador adicional disposto no mesmo lado do SLM que o dito pelo menos um dentre o pelo menos um polarizadores de visor, fora do primeiro polarizador adicional, sendo que o outro polarizador adicional é um polarizador linear; e múltiplos outros retardadores de controle polar dispostos entre o outro primeiro polarizador adicional e o um dentre o pelo menos um polarizadores de visor outro polarizador adicional; em que os múltiplos retardadores de controle polar primeiramente mencionados compreendem um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, em que o primeiro do par de retardadores passivos tem um eixo geométrico óptico que se estende a 45° em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída, e o segundo do par de retardadores passivos tem um eixo geométrico óptico que se estende a 135° em relação à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de visor que é um polarizador de saída e se estende a 45° e 135°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída, e em que os múltiplos outros retardadores de controle polar compreendem um outro par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, em que o primeiro do par de retardadores passivos tem um eixo geométrico óptico que se estende a 135° em relação à direção de transmissão de vetor elétrico de o polarizador de saída e o segundo do outro par de retardadores passivos tem um eixo geométrico óptico que se estende a 45° em relação à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de visor que é o polarizador de saída e se estende a 45° e 135°, respectivamente em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída e os eixos geométricos ópticos do um do primeiro par de retardadores de controle polar passivos e do um do outro par de retardadores de controle polar passivos que são mais próximos um do outro se estendem na mesma direção.[0060] According to a third aspect of the present disclosure, there is provided a display device comprising: an SLM; a display polarizer disposed on at least one side of the SLM, the display polarizer being a linear polarizer; and a first additional polarizer disposed on the same side of the SLM as one of the at least one display polarizers, the first additional polarizer being a linear polarizer; and multiple first polar control retarders disposed between the first additional polarizer and the one of the at least one display polarizers; a further additional polarizer disposed on the same side of the SLM as said at least one of the at least one display polarizers, outside the first additional polarizer, the other additional polarizer being a linear polarizer; and multiple further polar control retarders disposed between the other first additional polarizer and the one of the at least one display polarizers another additional polarizer; wherein the first-mentioned multiple polar control retarders comprise a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein the first of the pair of passive retarders has an optical axis that extends 45° relative to an electric vector transmission direction of the output polarizer, and the second of the pair of passive retarders has an optical axis that extends 135° relative to the electric vector transmission direction of the display polarizer that is an output polarizer and extends 45° and 135°, respectively, relative to an electric vector transmission direction of the output polarizer, and wherein the other multiple polar control retarders comprise a further pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein the first of the pair of passive retarders has an optical axis that extends 135° relative to the electric vector transmission direction of the output polarizer and the second of the other pair of passive retarders has an optical axis that extends at 45° relative to the electric vector transmission direction of the display polarizer which is the output polarizer and extends at 45° and 135° respectively relative to an electric vector transmission direction of the output polarizer, and the optical axes of the one of the first pair of passive polar control retarders and the one of the other pair of passive polar control retarders that are closest to each other extend in the same direction.
[0061] Vantajosamente, um visor de privacidade comutável pode ser dotado de alta visibilidade da imagem em um amplo campo de visão em um modo de operação público. Uma luz de fundo de grande angular pode ser fornecida, com custo reduzido e maior robustez em comparação a luzes de fundo colimadas. Em um modo de operação de privacidade, VSLs altos podem ser alcançados em um amplo campo de visão no qual um curioso fora do eixo geométrico pode ser posicionado, com baixa refletividade do visor. Os retardadores e polarizadores adicionais podem ser dispostos entre a luz de fundo e o SLM de modo que os difusores com robustez de superfície possam ser dispostos na superfície frontal do visor para minimizar a visibilidade das reflexões frontais enquanto alcança alta fidelidade de pixels. Rolagens de cromaticidade e luminância podem ser simétricas.[0061] Advantageously, a switchable privacy display may be provided with high image visibility over a wide field of view in a public operating mode. A wide-angle backlight may be provided, with reduced cost and increased robustness compared to collimated backlights. In a privacy operating mode, high VSLs may be achieved over a wide field of view in which an off-axis onlooker may be positioned, with low reflectivity of the display. Additional retarders and polarizers may be arranged between the backlight and the SLM so that surface-robust diffusers may be arranged on the front surface of the display to minimize visibility of front reflections while achieving high pixel fidelity. Chromaticity and luminance rolloffs may be symmetrical.
[0062] De acordo com um quarto aspecto da presente divulgação, é fornecido um SLM transmissivo disposto para receber luz de saída da luz de fundo; um polarizador de entrada disposto no lado de entrada do SLM e um polarizador de saída disposto no lado de saída do SLM, sendo que o polarizador de entrada e o polarizador de saída são polarizadores lineares; um primeiro polarizador adicional disposto no lado de saída do polarizador de saída, sendo que o primeiro polarizador adicional é um polarizador linear; e primeiros retardadores de controle polar dispostos entre o primeiro polarizador adicional e o polarizador de saída; um outro polarizador adicional disposto entre a luz de fundo e o polarizador de entrada, sendo que o outro polarizador adicional é um polarizador linear; e outros retardadores de controle polar dispostos entre o primeiro polarizador adicional e o polarizador de entrada; em que os primeiros retardadores de controle polar compreendem um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados e se estendem a 45° e 135°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída, os outros retardadores de controle polar compreendem um outro par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados e se estendem a 45° e 135°, respectivamente em relação à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída, e os eixos geométricos ópticos do um do primeiro par de retardadores de controle polar passivos e o um do outro par de retardadores de controle polar passivos que são mais próximos um do outro se estendem na mesma direção.[0062] According to a fourth aspect of the present disclosure, there is provided a transmissive SLM arranged to receive output light from the backlight; an input polarizer arranged on the input side of the SLM and an output polarizer arranged on the output side of the SLM, the input polarizer and the output polarizer being linear polarizers; a first additional polarizer arranged on the output side of the output polarizer, the first additional polarizer being a linear polarizer; and first polar control retarders arranged between the first additional polarizer and the output polarizer; another additional polarizer arranged between the backlight and the input polarizer, the other additional polarizer being a linear polarizer; and further polar control retarders arranged between the first additional polarizer and the input polarizer; wherein the first polar control retarders comprise a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed and extend at 45° and 135°, respectively, with respect to an electric vector transmission direction of the output polarizer, the other polar control retarders comprise another pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed and extend at 45° and 135°, respectively with respect to an electric vector transmission direction of the output polarizer, and the optical axes of the one of the first pair of passive polar control retarders and the one of the other pair of passive polar control retarders that are closest to each other extend in the same direction.
[0063] Vantajosamente, um visor de privacidade comutável pode ser dotado de alta visibilidade da imagem em um amplo campo de visão em um modo de operação público. Uma luz de fundo de grande angular pode ser fornecida, com custo reduzido e maior robustez em comparação a luzes de fundo colimadas. Em um modo de operação de privacidade, VSLs altos podem ser alcançados em um amplo campo de visão no qual um curioso fora do eixo geométrico pode ser posicionado, com baixa refletividade do visor. Alguns dos retardadores e dos polarizadores adicionais podem ser dispostos entre a luz de fundo e o SLM de modo que os difusores com robustez de superfície possam ser dispostos na superfície frontal do visor para minimizar a visibilidade das reflexões frontais enquanto alcança alta fidelidade de pixel e alto contraste de imagem. Rolagens de cromaticidade e luminância podem ser simétricas. A dispersão do SLM pode não afetar a luz que é transmitida através de um dos retardadores e do polarizador adicional, de modo que o VSL pode ser aumentado.[0063] Advantageously, a switchable privacy display may be provided with high image visibility over a wide field of view in a public operating mode. A wide-angle backlight may be provided, with reduced cost and greater robustness compared to collimated backlights. In a privacy operating mode, high VSLs may be achieved over a wide field of view in which an off-axis onlooker may be positioned, with low reflectivity of the display. Some of the retarders and additional polarizers may be arranged between the backlight and the SLM so that surface-robust diffusers may be arranged on the front surface of the display to minimize the visibility of front reflections while achieving high pixel fidelity and high image contrast. Chromaticity and luminance rolloffs may be symmetrical. SLM dispersion may not affect the light that is transmitted through one of the retarders and additional polarizer, so that the VSL may be increased.
[0064] Modalidades da presente divulgação podem ser usadas em uma variedade de sistemas ópticos. As modalidades podem incluir ou trabalhar com uma variedade de projetores, sistemas de projeção, componentes ópticos, visores, microvisores, sistemas de computador, processadores, sistemas de projetor independentes, sistemas visuais e/ou audiovisuais e dispositivos elétricos e/ou ópticos. Aspectos da presente divulgação podem ser usados com praticamente qualquer aparelho relacionado a dispositivos ópticos e elétricos, sistemas ópticos, sistemas de apresentação ou qualquer aparelho que possa conter qualquer tipo de sistema óptico. Por conseguinte, modalidades da presente divulgação podem ser empregadas em sistemas ópticos, dispositivos usados em apresentações visuais e/ou ópticas, periféricos visuais e assim por diante e em vários ambientes de computação.[0064] Embodiments of the present disclosure may be used in a variety of optical systems. Embodiments may include or work with a variety of projectors, projection systems, optical components, displays, microdisplays, computer systems, processors, stand-alone projector systems, visual and/or audiovisual systems, and electrical and/or optical devices. Aspects of the present disclosure may be used with virtually any apparatus related to optical and electrical devices, optical systems, presentation systems, or any apparatus that may contain any type of optical system. Accordingly, embodiments of the present disclosure may be employed in optical systems, devices used in visual and/or optical presentations, visual peripherals, and so forth, and in various computing environments.
[0065] Antes de prosseguir com as modalidades divulgadas em detalhes, deve-se entender que a divulgação não é limitada em sua aplicação ou criação aos detalhes das disposições particulares mostradas, porque a divulgação tem capacidade para outras modalidades. Além disso, os aspectos da divulgação podem ser estabelecidos em diferentes combinações e disposições para definir modalidades exclusivas por si só. Além disso, a terminologia usada neste documento é para fins de descrição e não de limitação.[0065] Before proceeding to the disclosed embodiments in detail, it should be understood that the disclosure is not limited in its application or creation to the details of the particular arrangements shown, because the disclosure has the capacity for other embodiments. Furthermore, aspects of the disclosure may be set forth in different combinations and arrangements to define unique embodiments in and of themselves. Furthermore, the terminology used herein is for purposes of description and not limitation.
[0066] Essas e outras vantagens e características da presente divulgação tornar-se-ão evidentes para aqueles versados na técnica após a leitura desta divulgação em sua totalidade.[0066] These and other advantages and features of the present disclosure will become apparent to those skilled in the art after reading this disclosure in its entirety.
[0067] Modalidades são ilustradas a título de exemplo nas FIGURAS anexas, nas quais números de referência semelhantes indicam partes semelhantes e nas quais:[0067] Embodiments are illustrated by way of example in the accompanying FIGURES, in which like reference numerals indicate like parts and in which:
[0068] A FIGURA 1A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um visor de privacidade comutável para uso em iluminação ambiente compreendendo um SLM transmissivo, polarizador refletivo e retardador comutável compensado;[0068] FIGURE 1A is a diagram illustrating in perspective side view a switchable privacy visor for use in ambient lighting comprising a transmissive SLM, reflective polarizer, and compensated switchable retarder;
[0069] A FIGURA 1B é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um visor de privacidade comutável para uso em iluminação ambiente compreendendo um SLM emissivo e um retardador comutável compensado;[0069] FIGURE 1B is a diagram illustrating in perspective side view a switchable privacy visor for use in ambient lighting comprising an emissive SLM and a compensated switchable retarder;
[0070] A FIGURA 2A é um diagrama que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas na pilha óptica da FIGURA 1A;[0070] FIGURE 2A is a diagram illustrating in front view the alignment of optical layers in the optical stack of FIGURE 1A;
[0071] A FIGURA 2B é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um elemento de controle do ângulo de visão que compreende um polarizador refletivo, um retardador de controle polar passivo, um retardador de LC comutável e um polarizador adicional;[0071] FIGURE 2B is a diagram illustrating in perspective side view a viewing angle control element comprising a reflective polarizer, a passive polar control retarder, a switchable LC retarder, and an additional polarizer;
[0072] A FIGURA 3 é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador de LC comutável compreendendo um retardador de controle polar negativo passivo em placa C em um modo de privacidade;[0072] FIGURE 3 is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable LC retarder comprising a passive negative polar control retarder on plate C in a privacy mode;
[0073] A FIGURA 4A é um diagrama que ilustra em vista lateral a propagação da luz de saída de um SLM através da pilha óptica da FIGURA 1A em um modo de privacidade;[0073] FIGURE 4A is a diagram illustrating in side view the propagation of output light from an SLM through the optical stack of FIGURE 1A in a privacy mode;
[0074] A FIGURA 4B é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 4A;[0074] FIGURE 4B is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 4A;
[0075] A FIGURA 5A é um diagrama que ilustra, em vista superior, a propagação da luz de iluminação ambiente através da pilha óptica da FIGURA 1A em um modo de privacidade;[0075] FIGURE 5A is a diagram illustrating, in top view, the propagation of ambient illumination light through the optical stack of FIGURE 1A in a privacy mode;
[0076] A FIGURA 5B é um gráfico que ilustra a variação da refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 5A;[0076] FIGURE 5B is a graph illustrating the variation of reflectivity with polar direction for the reflected light rays in FIGURE 5A;
[0077] A FIGURA 5C é um gráfico que ilustra uma medição da variação da refletividade com direção lateral para os raios de luz refletidos na FIGURA 5A;[0077] FIGURE 5C is a graph illustrating a measurement of the variation of reflectivity with lateral direction for the reflected light rays in FIGURE 5A;
[0078] A FIGURA 6A é um diagrama que ilustra em de vista em perspectiva frontal uma observação da luz de saída transmitida para um visor no modo de privacidade;[0078] FIGURE 6A is a diagram illustrating in front perspective view an observation of the output light transmitted to a display in privacy mode;
[0079] A FIGURA 6B é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva frontal uma observação da luz ambiente refletida das superfícies da interface de um visor;[0079] FIGURE 6B is a diagram illustrating in front perspective view an observation of ambient light reflected from interface surfaces of a display;
[0080] A FIGURA 6C é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva frontal uma observação da luz ambiente refletida para o visor da FIGURA 1A e da FIGURA 1B no modo de privacidade;[0080] FIGURE 6C is a diagram illustrating in front perspective view an observation of ambient light reflected to the display of FIGURE 1A and FIGURE 1B in privacy mode;
[0081] A FIGURA 7A é um diagrama que ilustra em vistas em perspectiva frontal a aparência do visor da FIGURA 1A e da FIGURA 1B no modo de privacidade;[0081] FIGURE 7A is a diagram illustrating in front perspective views the appearance of the display of FIGURE 1A and FIGURE 1B in privacy mode;
[0082] A FIGURA 7B é um gráfico que ilustra a variação de faixa dinâmica percebida em relação à iluminação ambiente para um curioso fora do eixo geométrico do visor de privacidade comutável da FIGURA 1A e da FIGURA 1B em um modo de privacidade para disposições com e sem o polarizador refletivo;[0082] FIGURE 7B is a graph illustrating the perceived dynamic range variation relative to ambient lighting for an off-axis onlooker of the switchable privacy visor of FIGURE 1A and FIGURE 1B in a privacy mode for arrangements with and without the reflective polarizer;
[0083] A FIGURA 7C é um gráfico que ilustra a variação de VSL com direção polar para um visor da FIGURA 1A compreendendo uma luz de fundo colimada;[0083] FIGURE 7C is a graph illustrating the variation of VSL with polar direction for a display of FIGURE 1A comprising a collimated backlight;
[0084] A FIGURA 7D é um gráfico que ilustra a variação de VSL com direção polar para um visor que não compreende múltiplos retardadores;[0084] FIGURE 7D is a graph illustrating the variation of VSL with polar direction for a display that does not comprise multiple retarders;
[0085] A FIGURA 8A é um diagrama que ilustra em vista lateral um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo para os modos de entretenimento e compartilhamento;[0085] FIGURE 8A is a diagram illustrating in side view a motor vehicle with a switchable directional display disposed within the vehicle cabin for entertainment and sharing modes;
[0086] A FIGURA 8B é um diagrama que ilustra em vista superior um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo em um modo de entretenimento;[0086] FIGURE 8B is a diagram illustrating in top view a motor vehicle with a switchable directional display disposed within the cabin of the vehicle in an entertainment mode;
[0087] A FIGURA 8C é um diagrama que ilustra em vista superior um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo em um modo de compartilhamento;[0087] FIGURE 8C is a diagram illustrating in top view a motor vehicle with a switchable directional display disposed within the cabin of the vehicle in a sharing mode;
[0088] A FIGURA 8D é um diagrama que ilustra em vista superior um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo para os modos noturno e diurno;[0088] FIGURE 8D is a diagram illustrating in top view a motor vehicle having a switchable directional display disposed within the vehicle cabin for night and day modes;
[0089] A FIGURA 8E é um diagrama que ilustra em vista lateral um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo no modo noturno;[0089] FIGURE 8E is a diagram illustrating in side view a motor vehicle with a switchable directional display disposed within the cabin of the vehicle in night mode;
[0090] A FIGURA 8F é um diagrama que ilustra em vista lateral um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo no modo diurno;[0090] FIGURE 8F is a diagram illustrating in side view a motor vehicle with a switchable directional display disposed within the cabin of the vehicle in daytime mode;
[0091] A FIGURA 9A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo público, em que o retardador comutável compreende uma camada LC comutável com alinhamento homeotrópico e um retardador de controle polar de placa C passivo;[0091] FIGURE 9A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a public mode, wherein the switchable retarder comprises a switchable LC layer with homeotropic alignment and a passive C-plate polar control retarder;
[0092] A FIGURA 9B é um diagrama que ilustra, em vista lateral, a propagação da luz de saída de um SLM através da pilha óptica da FIGURA 1A em um modo público;[0092] FIGURE 9B is a diagram illustrating, in side view, the propagation of output light from an SLM through the optical stack of FIGURE 1A in a public mode;
[0093] A FIGURA 9C é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 9B;[0093] FIGURE 9C is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 9B;
[0094] A FIGURA 9D é um diagrama que ilustra em vista superior a propagação da luz de iluminação ambiente através da pilha óptica da FIGURA 1A em um modo público;[0094] FIGURE 9D is a diagram illustrating in top view the propagation of ambient lighting light through the optical stack of FIGURE 1A in a public mode;
[0095] A FIGURA 9E é um gráfico que ilustra a variação da refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 9D;[0095] FIGURE 9E is a graph illustrating the variation of reflectivity with polar direction for light rays reflected in FIGURE 9D;
[0096] A FIGURA 10A é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva frontal a observação da luz de saída transmitida para um visor em modo público;[0096] FIGURE 10A is a diagram illustrating in front perspective view the observation of output light transmitted to a display in public mode;
[0097] A FIGURA 10B é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva frontal a observação da luz ambiente refletida a partir do visor comutável da FIGURA 1A em modo público;[0097] FIGURE 10B is a diagram illustrating in front perspective view the observation of reflected ambient light from the switchable display of FIGURE 1A in public mode;
[0098] A FIGURA 10C é um diagrama que ilustra vistas em perspectiva frontal a aparência do visor da FIGURA 1A em modo público;[0098] FIGURE 10C is a diagram illustrating front perspective views of the appearance of the display of FIGURE 1A in public mode;
[0099] A FIGURA 11A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo público, em que o retardador comutável compreende uma camada LC comutável com alinhamento homogêneo e retardadores de controle polar de placa A cruzada;[0099] FIGURE 11A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a public mode, wherein the switchable retarder comprises a switchable LC layer with homogeneous alignment and cross-plate A polar control retarders;
[0100] A FIGURA 11B é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 11A em um modo de privacidade;[0100] FIGURE 11B is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 11A in a privacy mode;
[0101] A FIGURA 11C é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 11A em um modo de privacidade;[0101] FIGURE 11C is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 11A in a privacy mode;
[0102] A FIGURA 11D é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 11A em um modo público;[0102] FIGURE 11D is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 11A in a public mode;
[0103] A FIGURA 11E é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 11A em um modo público;[0103] FIGURE 11E is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 11A in a public mode;
[0104] A FIGURA 11F é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de privacidade compreendendo os retardadores de controle polar passivos de placa A cruzada e o retardador de LC comutável homogeneamente alinhado, compreendendo ainda um retardador de rotação passivo;[0104] FIGURE 11F is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a privacy mode switchable compensated retarder comprising the passive cross-plate A polar control retarders and the homogeneously aligned switchable LC retarder, further comprising a passive rotation retarder;
[0105] A FIGURA 12A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de privacidade que compreende um retardador de LC comutável homogeneamente alinhado e um retardador de placa C negativa passivo acionado com uma primeira tensão;[0105] FIGURE 12A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode comprising a homogeneously aligned switchable LC retarder and a passive negative C plate retarder actuated with a first voltage;
[0106] A FIGURA 12B é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de privacidade que compreende um retardador de LC comutável homogeneamente alinhado e um retardador de placa C negativa passivo acionado com uma segunda tensão diferente da primeira tensão;[0106] FIGURE 12B is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode comprising a homogeneously aligned switchable LC retarder and a passive negative C plate retarder driven with a second voltage different from the first voltage;
[0107] A FIGURA 12C é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 12A em um modo de privacidade;[0107] FIGURE 12C is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 12A in a privacy mode;
[0108] A FIGURA 12D é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 12A em um modo de privacidade;[0108] FIGURE 12D is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 12A in a privacy mode;
[0109] A FIGURA 12E é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 12B em um modo público;[0109] FIGURE 12E is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 12B in a public mode;
[0110] A FIGURA 12F é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 12B em um modo público;[0110] FIGURE 12F is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 12B in a public mode;
[0111] A FIGURA 13A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de privacidade que compreende um retardador de LC comutável homogeneamente alinhado;[0111] FIGURE 13A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode comprising a homogeneously aligned switchable LC retarder;
[0112] A FIGURA 13B é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 13A em um modo de privacidade;[0112] FIGURE 13B is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 13A in a privacy mode;
[0113] A FIGURA 13C é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 13A em um modo de privacidade;[0113] FIGURE 13C is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 13A in a privacy mode;
[0114] A FIGURA 13D é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 13A em um modo público;[0114] FIGURE 13D is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 13A in a public mode;
[0115] A FIGURA 13E é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 13A em um modo público;[0115] FIGURE 13E is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 13A in a public mode;
[0116] A FIGURA 13F é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um elemento de controle do ângulo de visão que compreende um polarizador refletivo, um retardador de LC comutável e um polarizador adicional;[0116] FIGURE 13F is a diagram illustrating in perspective side view a viewing angle control element comprising a reflective polarizer, a switchable LC retarder, and an additional polarizer;
[0117] A FIGURA 14A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de privacidade compreendendo retardadores passivos de placa A cruzada e retardador de LC comutável homeotropicamente alinhado;[0117] FIGURE 14A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a privacy mode switchable retarder comprising passive cross-plate A retarders and a homeotropically aligned switchable LC retarder;
[0118] A FIGURA 14B é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 14A em um modo de privacidade;[0118] FIGURE 14B is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 14A in a privacy mode;
[0119] A FIGURA 14C é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 14A em um modo de privacidade;[0119] FIGURE 14C is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 14A in a privacy mode;
[0120] A FIGURA 14D é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em modo público compreendendo retardadores passivos de placa A cruzada e retardador de LC comutável homeotropicamente alinhado;[0120] FIGURE 14D is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a public mode switchable retarder comprising passive cross-plate A retarders and homeotropically aligned switchable LC retarder;
[0121] A FIGURA 14E é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 14D em um modo público;[0121] FIGURE 14E is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for light rays transmitted in FIGURE 14D in a public mode;
[0122] A FIGURA 14F é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 14D em um modo de privacidade;[0122] FIGURE 14F is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected in FIGURE 14D in a privacy mode;
[0123] A FIGURA 15A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de privacidade compreendendo um retardador de LC comutável alinhado homogeneamente e homeotropicamente e um retardador de placa C negativa passivo;[0123] FIGURE 15A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode comprising a homogeneously and homeotropically aligned switchable LC retarder and a passive negative C plate retarder;
[0124] A FIGURA 15B é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 15A em um modo de privacidade;[0124] FIGURE 15B is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 15A in a privacy mode;
[0125] A FIGURA 15C é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 15A em um modo de privacidade;[0125] FIGURE 15C is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 15A in a privacy mode;
[0126] A FIGURA 15D é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 15A em um modo público;[0126] FIGURE 15D is a graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 15A in a public mode;
[0127] A FIGURA 15E é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 15A em um modo público;[0127] FIGURE 15E is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 15A in a public mode;
[0128] A FIGURA 16 é um diagrama que ilustra em vista lateral um visor de privacidade comutável para uso em iluminação ambiente que compreende uma luz de fundo não colimadora, um retardador passivo disposto entre um polarizador de recirculação refletivo e um SLM transmissivo, um polarizador refletivo, um retardador comutável compensado e adicional polarizador;[0128] FIGURE 16 is a diagram illustrating in side view a switchable privacy visor for use in ambient lighting comprising a non-collimating backlight, a passive retarder disposed between a reflective recirculating polarizer and a transmissive SLM, a reflective polarizer, a compensated switchable retarder, and additional polarizer;
[0129] A FIGURA 17A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um visor de privacidade comutável para uso em iluminação ambiente compreendendo um SLM emissivo, um retardador de controle passivo, um outro polarizador adicional, um polarizador refletivo, um retardador comutável compensado e um polarizador adicional;[0129] FIGURE 17A is a diagram illustrating in perspective side view a switchable privacy visor for use in ambient lighting comprising an emissive SLM, a passive control retarder, a further additional polarizer, a reflective polarizer, a compensated switchable retarder, and a further polarizer;
[0130] A FIGURA 17B é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um elemento de controle do ângulo de visão que compreende um retardador de controle passivo, um primeiro polarizador adicional, um polarizador refletivo, um retardador de controle polar passivo, um retardador de LC comutável e um segundo polarizador adicional;[0130] FIGURE 17B is a diagram illustrating in perspective side view a viewing angle control element comprising a passive control retarder, a first additional polarizer, a reflective polarizer, a passive polar control retarder, a switchable LC retarder, and a second additional polarizer;
[0131] A FIGURA 18A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um visor de privacidade comutável para uso em iluminação ambiente compreendendo uma luz de fundo de grande angular, em que os primeiros múltiplos retardadores estão dispostos entre a luz de fundo e o SLM e múltiplos outros retardadores são dispostos para receber luz do SLM;[0131] FIGURE 18A is a diagram illustrating in perspective side view a switchable privacy visor for use in ambient lighting comprising a wide-angle backlight, wherein multiple first retarders are disposed between the backlight and the SLM and multiple other retarders are disposed to receive light from the SLM;
[0132] A FIGURA 18B é um diagrama que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas de uma pilha óptica que compreende múltiplos retardadores dispostos entre um polarizador refletivo e um polarizador adicional e múltiplos outros retardadores dispostos entre o polarizador de entrada e um outro polarizador adicional de um SLM transmissivo em que múltiplos retardadores e múltiplos outros retardadores compreendem, cada um, placas A cruzadas;[0132] FIGURE 18B is a diagram illustrating in front view the alignment of optical layers of an optical stack comprising multiple retarders disposed between a reflective polarizer and an additional polarizer and multiple other retarders disposed between the input polarizer and an additional polarizer of a transmissive SLM wherein multiple retarders and multiple other retarders each comprise crossed plates A;
[0133] A FIGURA 18C é um gráfico que ilustra a variação da luminância de saída logarítmica com a direção polar para raios de luz transmitidos de múltiplos retardadores compreendendo placas A passivas cruzadas e um retardador de LC comutável homogeneamente alinhado;[0133] FIGURE 18C is a graph illustrating the variation of logarithmic output luminance with polar direction for light rays transmitted from multiple retarders comprising crossed passive A plates and a homogeneously aligned switchable LC retarder;
[0134] A FIGURA 18D é um gráfico que ilustra em uma direção lateral a variação da luminância de saída logarítmica com ângulo de visão lateral para raios de luz transmitidos de múltiplos retardadores compreendendo placas A passivas cruzadas e um retardador de LC comutável homogeneamente alinhado;[0134] FIGURE 18D is a graph illustrating in a lateral direction the variation of logarithmic output luminance with lateral viewing angle for light rays transmitted from multiple retarders comprising crossed passive A plates and a homogeneously aligned switchable LC retarder;
[0135] A FIGURA 18E é um diagrama que ilustra em vista lateral um visor de privacidade comutável para uso em iluminação ambiente compreendendo um SLM emissivo, um primeiro retardador de LC comutável compensado, um primeiro polarizador adicional, um polarizador refletivo, um segundo retardador de LC comutável compensado e um segundo polarizador adicional;[0135] FIGURE 18E is a diagram illustrating in side view a switchable privacy visor for use in ambient lighting comprising an emissive SLM, a first compensated switchable LC retarder, a first additional polarizer, a reflective polarizer, a second compensated switchable LC retarder, and a second additional polarizer;
[0136] A FIGURA 18F é um diagrama que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas de uma pilha óptica que compreende múltiplos retardadores dispostos entre um polarizador refletivo e um polarizador adicional e múltiplos outros retardadores dispostos entre o polarizador de saída e um outro polarizador adicional que é o polarizador refletivo em que o múltiplos retardadores e múltiplos outros retardadores compreendem, cada um, placas A cruzadas;[0136] FIGURE 18F is a diagram illustrating in front view the alignment of optical layers of an optical stack comprising multiple retarders disposed between a reflective polarizer and an additional polarizer and multiple other retarders disposed between the output polarizer and another additional polarizer which is the reflective polarizer wherein the multiple retarders and multiple other retarders each comprise crossed plates A;
[0137] A FIGURA 18G é um diagrama que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas de uma pilha óptica compreendendo múltiplos retardadores dispostos entre um outro polarizador de absorção de luz adicional e um polarizador adicional e múltiplos outros retardadores dispostos entre o polarizador de saída e o outro polarizador adicional em que múltiplos retardadores e múltiplos outros retardadores compreendem, cada um, placas A cruzadas;[0137] FIGURE 18G is a diagram illustrating in front view the alignment of optical layers of an optical stack comprising multiple retarders disposed between a further light absorbing polarizer and a further polarizer and multiple other retarders disposed between the output polarizer and the further polarizer wherein multiple retarders and multiple other retarders each comprise crossed plates A;
[0138] A FIGURA 18H é um diagrama que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas de uma pilha óptica para um SLM transmissivo compreendendo múltiplos retardadores dispostos entre um outro polarizador de absorção de luz adicional e um polarizador adicional e múltiplos outros retardadores dispostos entre o polarizador de entrada e o outro polarizador adicional em que os múltiplos retardadores e múltiplos outros retardadores compreendem placas A cruzadas;[0138] FIGURE 18H is a diagram illustrating in front view the alignment of optical layers of an optical stack for a transmissive SLM comprising multiple retarders disposed between a further light absorbing polarizer and a further polarizer and multiple other retarders disposed between the input polarizer and the further polarizer wherein the multiple retarders and multiple other retarders comprise crossed A plates;
[0139] A FIGURA 18I é um diagrama que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas de uma pilha óptica para um SLM transmissivo compreendendo múltiplos retardadores dispostos entre um outro polarizador adicional e o polarizador de entrada de um SLM transmissivo e múltiplos retardadores dispostos entre o polarizador de saída e um polarizador adicional em que os múltiplos retardadores e múltiplos outros retardadores compreendem placas A cruzadas;[0139] FIGURE 18I is a diagram illustrating in front view the alignment of optical layers of an optical stack for a transmissive SLM comprising multiple retarders disposed between a further polarizer and the input polarizer of a transmissive SLM and multiple retarders disposed between the output polarizer and a further polarizer wherein the multiple retarders and multiple further retarders comprise crossed plates A;
[0140] A FIGURA 18J é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de privacidade compreendendo um primeiro retardador passivo de placa C negativa e o primeiro retardador de LC comutável homogeneamente alinhado disposto entre o polarizador de saída e um polarizador refletivo; e um segundo retardador passivo de placa C negativa e um segundo retardador de LC comutável homogeneamente alinhado disposto entre o polarizador refletivo e um outro polarizador adicional;[0140] FIGURE 18J is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a privacy mode switchable retarder comprising a first negative C-plate passive retarder and the first homogeneously aligned switchable LC retarder disposed between the output polarizer and a reflective polarizer; and a second negative C-plate passive retarder and a second homogeneously aligned switchable LC retarder disposed between the reflective polarizer and an additional polarizer;
[0141] A FIGURA 18K é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um elemento de controle de ângulo de visão compreendendo um primeiro retardador de LC comutável compensado, um primeiro polarizador adicional, um polarizador refletivo, um segundo retardador de LC comutável compensado e um segundo polarizador adicional;[0141] FIGURE 18K is a diagram illustrating in perspective side view a viewing angle control element comprising a first compensated switchable LC retarder, a first additional polarizer, a reflective polarizer, a second compensated switchable LC retarder, and a second additional polarizer;
[0142] A FIGURA 19A é um diagrama que ilustra em vista superior um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo para os modos diurnos e/ou de compartilhamento;[0142] FIGURE 19A is a diagram illustrating in top view a motor vehicle with a switchable directional display disposed within the vehicle cabin for daytime and/or sharing modes;
[0143] A FIGURA 19B é um diagrama que ilustra em vista lateral um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo para os modos diurnos e/ou de compartilhamento;[0143] FIGURE 19B is a diagram illustrating in side view a motor vehicle with a switchable directional display disposed within the vehicle cabin for daytime and/or sharing modes;
[0144] A FIGURA 19C é um diagrama que ilustra em vista superior um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo para modos noturnos e/ou de entretenimento;[0144] FIGURE 19C is a diagram illustrating in top view a motor vehicle with a switchable directional display disposed within the vehicle cabin for night and/or entertainment modes;
[0145] A FIGURA 19D é um diagrama que ilustra em vista lateral um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo para modos noturnos e/ou de entretenimento;[0145] FIGURE 19D is a diagram illustrating in side view a motor vehicle with a switchable directional display disposed within the vehicle cabin for night and/or entertainment modes;
[0146] A FIGURA 20A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um visor de privacidade para uso em iluminação ambiente que compreende uma luz de fundo, um SLM transmissivo, um polarizador refletivo, uma pilha de retardadores e um polarizador adicional;[0146] FIGURE 20A is a diagram illustrating in perspective side view a privacy visor for use in ambient lighting comprising a backlight, a transmissive SLM, a reflective polarizer, a retarder stack, and an additional polarizer;
[0147] A FIGURA 20B é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um elemento de controle do ângulo de visão que compreende um polarizador refletivo, uma pilha retardadora e um polarizador adicional;[0147] FIGURE 20B is a diagram illustrating in perspective side view a viewing angle control element comprising a reflective polarizer, a retarder stack, and an additional polarizer;
[0148] A FIGURA 20C é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva lateral um elemento de controle do ângulo de visão que compreende uma primeira pilha retardadora e um polarizador adicional; um polarizador refletivo; uma segunda pilha retardadora e outro polarizador adicional;[0148] FIGURE 20C is a diagram illustrating in side perspective view a viewing angle control element comprising a first retarder stack and an additional polarizer; a reflective polarizer; a second retarder stack and another additional polarizer;
[0149] A FIGURA 20D é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva lateral, um visor de privacidade para uso em iluminação ambiente compreendendo uma luz de fundo, um polarizador de recirculação refletiva, uma pilha retardadora de entrada, um SLM transmissivo, um polarizador refletivo, uma pilha retardadora e um polarizador adicional;[0149] FIGURE 20D is a diagram illustrating in side perspective view a privacy visor for use in ambient lighting comprising a backlight, a reflective recirculating polarizer, an input retardant stack, a transmissive SLM, a reflective polarizer, a retardant stack, and an additional polarizer;
[0150] A FIGURA 21A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma pilha óptica de um retardador passivo compreendendo uma placa C negativa e disposta para fornecer modificações no campo de visão de um dispositivo de exibição;[0150] FIGURE 21A is a diagram illustrating in perspective side view an optical stack of a passive retarder comprising a negative C plate and arranged to provide modifications in the field of view of a display device;
[0151] A FIGURA 21B é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos no retardador passivo da FIGURA 21A;[0151] FIGURE 21B is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted into the passive retarder of FIGURE 21A;
[0152] A FIGURA 21C é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma pilha óptica de um retardador passivo compreendendo uma placa O negativa inclinada em um plano ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de visor e uma placa C negativa e disposta para fornecer modificação de campo de visão de um dispositivo de exibição;[0152] FIGURE 21C is a diagram illustrating in perspective side view an optical stack of a passive retarder comprising a negative plate O inclined in a plane orthogonal to the electric vector transmission direction of the display polarizer and a negative plate C and arranged to provide field of view modification of a display device;
[0153] A FIGURA 21D é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos no retardador passivo da FIGURA 21C;[0153] FIGURE 21D is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted into the passive retarder of FIGURE 21C;
[0154] A FIGURA 21E é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma pilha óptica de um retardador passivo compreendendo uma placa O positiva inclinada em um plano ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de visor e placas A cruzadas e dispostas para fornecer uma modificação de campo de visão de um dispositivo de exibição;[0154] FIGURE 21E is a diagram illustrating in perspective side view an optical stack of a passive retarder comprising a positive plate O inclined in a plane orthogonal to the electric vector transmission direction of the display polarizer and crossed plates A arranged to provide a field of view modification of a display device;
[0155] A FIGURA 21F é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos no retardador passivo da FIGURA 21E;[0155] FIGURE 21F is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted into the passive retarder of FIGURE 21E;
[0156] A FIGURA 22A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma pilha óptica disposta para fornecer modificações de campo de visão de um dispositivo de exibição compreendendo dois pares de placas A cruzadas;[0156] FIGURE 22A is a diagram illustrating in perspective side view an optical stack arranged to provide field of view modifications of a display device comprising two pairs of crossed plates A;
[0157] A FIGURA 22B é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos no retardador passivo da FIGURA 22A;[0157] FIGURE 22B is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted into the passive retarder of FIGURE 22A;
[0158] A FIGURA 23A e a FIGURA 23B são diagramas que ilustram em vista lateral um visor de privacidade para uso em iluminação ambiente compreendendo um SLM transmissivo, um polarizador refletivo, um retardador de LC, retardadores de compensação e um polarizador adicional;[0158] FIGURE 23A and FIGURE 23B are diagrams illustrating in side view a privacy visor for use in ambient lighting comprising a transmissive SLM, a reflective polarizer, an LC retarder, compensating retarders, and an additional polarizer;
[0159] A FIGURA 24A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de privacidade compreendendo um retardador de LC comutável homogeneamente alinhado disposto entre o primeiro e o segundo retardadores de controle polar passivos de placa C;[0159] FIGURE 24A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a privacy mode switchable compensated retarder comprising a homogeneously aligned switchable LC retarder disposed between first and second C-plate passive polar control retarders;
[0160] A FIGURA 24B e a FIGURA 24C são gráficos que ilustram a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na pilha óptica da FIGURA 24A em um modo público e um modo de privacidade, respectivamente;[0160] FIGURE 24B and FIGURE 24C are graphs illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted in the optical stack of FIGURE 24A in a public mode and a privacy mode, respectively;
[0161] A FIGURA 24D é um gráfico que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 24A em um modo de privacidade;[0161] FIGURE 24D is a graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 24A in a privacy mode;
[0162] A FIGURA 25A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva um visor compreendendo um retardador compensado comutável disposto entre o primeiro e o segundo substratos do retardador de controle polar passivo de placa C;[0162] FIGURE 25A is a diagram illustrating in perspective side view a display comprising a switchable compensated retarder disposed between the first and second substrates of the passive polar control retarder of plate C;
[0163] A FIGURA 25B é um diagrama que ilustra em vista lateral parte de um visor que compreende um retardador compensado comutável disposto entre o primeiro e o segundo substratos do retardador de controle polar passivo de placa C;[0163] FIGURE 25B is a diagram illustrating in side view part of a display comprising a switchable compensated retarder disposed between the first and second substrates of the passive polar control retarder of plate C;
[0164] A FIGURA 25C é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva lateral uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo público compreendendo um retardador de LC comutável homogeneamente alinhado disposto entre o primeiro e o segundo retardadores de controle polar passivos cruzados de placa A;[0164] FIGURE 25C is a diagram illustrating in side perspective view an arrangement of a public mode switchable compensated retarder comprising a homogeneously aligned switchable LC retarder disposed between the first and second passive cross polar control retarders of plate A;
[0165] A FIGURA 25D e a FIGURA 25E são gráficos que ilustram a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos para a disposição da FIGURA 25C nos modos de grande angular e privacidade, respectivamente;[0165] FIGURE 25D and FIGURE 25E are graphs illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted to the array of FIGURE 25C in wide angle and privacy modes, respectively;
[0166] A FIGURA 26A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de privacidade compreendendo um retardador passivo de placa C negativa e um retardador de LC comutável homeotropicamente alinhado compreendendo ainda uma camada de eletrodo padronizada;[0166] FIGURE 26A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a privacy mode switchable retarder comprising a negative C plate passive retarder and a homeotropically aligned switchable LC retarder further comprising a patterned electrode layer;
[0167] A FIGURA 26B é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação da vista frontal de um visualizador primário e um curioso por um visor de privacidade controlada por luminância camuflada;[0167] FIGURE 26B is a diagram illustrating in perspective view the illumination of the front view of a primary viewer and a looker through a camouflaged luminance controlled privacy visor;
[0168] A FIGURA 26C é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação lateral de um curioso por um visor de privacidade controlada por luminância camuflada;[0168] FIGURE 26C is a diagram illustrating in perspective view the side illumination of an onlooker by a camouflaged luminance controlled privacy visor;
[0169] A FIGURA 27A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador de LC comutável homogeneamente alinhado;[0169] FIGURE 27A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a homogeneously aligned switchable LC retarder;
[0170] A FIGURA 27B é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 27A para uma primeira tensão aplicada;[0170] FIGURE 27B is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 27A for a first applied voltage;
[0171] A FIGURA 27C é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 27A para uma segunda tensão aplicada maior que a primeira tensão aplicada;[0171] FIGURE 27C is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 27A for a second applied voltage greater than the first applied voltage;
[0172] A FIGURA 27D é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva lateral uma placa C disposta entre polarizadores paralelos;[0172] FIGURE 27D is a diagram illustrating in side perspective view a plate C disposed between parallel polarizers;
[0173] A FIGURA 27E é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 27D;[0173] FIGURE 27E is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 27D;
[0174] A FIGURA 28A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador de LC comutável homogeneamente alinhado disposto entre polarizadores paralelos em série com uma placa C disposta entre polarizadores paralelos;[0174] FIGURE 28A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a homogeneously aligned switchable LC retarder disposed between parallel polarizers in series with a plate C disposed between parallel polarizers;
[0175] A FIGURA 28B é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 28A para uma primeira tensão aplicada;[0175] FIGURE 28B is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 28A for a first applied voltage;
[0176] A FIGURA 28C é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 28A para uma segunda tensão aplicada maior que a primeira tensão aplicada;[0176] FIGURE 28C is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 28A for a second applied voltage greater than the first applied voltage;
[0177] A FIGURA 29A é um diagrama que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador de LC comutável homogeneamente alinhado em série com um retardador de controle polar de placa C em que o retardador de controle polar de placa C e de LC comutável homogeneamente alinhado estão dispostos entre um único par de polarizadores paralelos;[0177] FIGURE 29A is a diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a homogeneously aligned switchable LC retarder in series with a C-plate polar control retarder wherein the C-plate polar control retarder and the homogeneously aligned switchable LC are disposed between a single pair of parallel polarizers;
[0178] A FIGURA 29B é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 29A para uma primeira tensão aplicada;[0178] FIGURE 29B is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 29A for a first applied voltage;
[0179] A FIGURA 29C é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 29A para uma segunda tensão aplicada maior que a primeira tensão aplicada;[0179] FIGURE 29C is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 29A for a second applied voltage greater than the first applied voltage;
[0180] A FIGURA 30A é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva frontal uma luz de fundo direcional;[0180] FIGURE 30A is a diagram illustrating in front perspective view a directional backlight;
[0181] A FIGURA 30B é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva frontal uma luz de fundo não direcional;[0181] FIGURE 30B is a diagram illustrating in front perspective view a non-directional backlight;
[0182] A FIGURA 30C é um gráfico que ilustra variação com luminância com ângulo de visão lateral de visores com diferentes campos de visão;[0182] FIGURE 30C is a graph illustrating variation with luminance with side viewing angle of displays with different fields of view;
[0183] A FIGURA 31A é um diagrama que ilustra em vista lateral um aparelho de visor direcional comutável compreendendo um guia de ondas de imageamento e um retardador de LC comutável;[0183] FIGURE 31A is a diagram illustrating in side view a switchable directional display apparatus comprising an imaging waveguide and a switchable LC retarder;
[0184] A FIGURA 31B é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva traseira uma operação de um guia de ondas de imageamento em modo de ângulo estreito;[0184] FIGURE 31B is a diagram illustrating in rear perspective view an operation of a narrow-angle mode imaging waveguide;
[0185] A FIGURA 31C é um gráfico que ilustra uma plotagem de luminância do campo de visão da saída da FIGURA 31B quando usado em um aparelho de visor sem retardador de LC comutável;[0185] FIGURE 31C is a graph illustrating a field of view luminance plot of the output of FIGURE 31B when used in a display apparatus without a switchable LC retarder;
[0186] A FIGURA 32A é um diagrama que ilustra em vista lateral um aparelho de visor direcional comutável compreendendo um guia de ondas colimador comutável e um retardador de LC comutável em um modo de privacidade;[0186] FIGURE 32A is a diagram illustrating in side view a switchable directional display apparatus comprising a switchable collimator waveguide and a switchable LC retarder in a privacy mode;
[0187] A FIGURA 32B é um diagrama que ilustra em vista superior uma saída de um guia de ondas colimador;[0187] FIGURE 32B is a diagram illustrating in top view an output of a collimating waveguide;
[0188] A FIGURA 32C é um gráfico que ilustra uma plotagem polar de campo de visão de iso- luminância para o aparelho de visor da FIGURA 32A;[0188] FIGURE 32C is a graph illustrating a polar plot of isoluminance field of view for the display apparatus of FIGURE 32A;
[0189] A FIGURA 33A é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de uma camada de retardador por luz fora do eixo geométrico;[0189] FIGURE 33A is a diagram illustrating in perspective view the illumination of a retarder layer by off-axis light;
[0190] A FIGURA 33B é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de uma camada de retardador pela luz fora do eixo geométrico de um primeiro estado de polarização linear a 0 graus;[0190] FIGURE 33B is a diagram illustrating in perspective view the illumination of a retarder layer by off-axis light from a first linear polarization state at 0 degrees;
[0191] A FIGURA 33C é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de uma camada de retardador pela luz fora do eixo geométrico de um primeiro estado de polarização linear a 90 graus;[0191] FIGURE 33C is a diagram illustrating in perspective view the illumination of a retarder layer by off-axis light of a first 90 degree linear polarization state;
[0192] A FIGURA 33D é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de uma camada de retardador pela luz fora do eixo geométrico de um primeiro estado de polarização linear a 45 graus;[0192] FIGURE 33D is a diagram illustrating in perspective view the illumination of a retarder layer by off-axis light of a first linear polarization state at 45 degrees;
[0193] A FIGURA 34A é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de um retardador de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva;[0193] FIGURE 34A is a diagram illustrating in perspective view the illumination of a plate retarder C by off-axis polarized light having a positive elevation;
[0194] A FIGURA 34B é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de um retardador de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com um ângulo lateral negativo;[0194] FIGURE 34B is a diagram illustrating in perspective view the illumination of a plate retarder C by off-axis polarized light having a negative lateral angle;
[0195] A FIGURA 34C é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de um retardador de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e ângulo lateral negativo;[0195] FIGURE 34C is a diagram illustrating in perspective view the illumination of a plate retarder C by off-axis polarized light having a positive elevation and negative lateral angle;
[0196] A FIGURA 34D é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de um retardador de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e ângulo lateral positivo;[0196] FIGURE 34D is a diagram illustrating in perspective view the illumination of a plate retarder C by off-axis polarized light having a positive elevation and positive side angle;
[0197] A FIGURA 34E é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos nas FIGURAS 34A a 34D;[0197] FIGURE 34E is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the light rays transmitted in FIGURES 34A through 34D;
[0198] A FIGURA 35A é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de camadas de retardador de placa A cruzada por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva;[0198] FIGURE 35A is a diagram illustrating in perspective view the illumination of cross-plate A retarder layers by off-axis polarized light having a positive elevation;
[0199] A FIGURA 35B é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de camadas de retardador de placa A cruzada por luz polarizada fora do eixo geométrico com um ângulo lateral negativo;[0199] FIGURE 35B is a diagram illustrating in perspective view the illumination of cross-plate A retarder layers by off-axis polarized light having a negative lateral angle;
[0200] A FIGURA 35C é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de camadas de retardador de placa A cruzada por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e ângulo lateral negativo;[0200] FIGURE 35C is a diagram illustrating in perspective view the illumination of cross-plate A retarder layers by off-axis polarized light having a positive elevation and negative side angle;
[0201] A FIGURA 35D é um diagrama que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de camadas de retardador de placa A cruzada por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e ângulo lateral positivo; e[0201] FIGURE 35D is a diagram illustrating in perspective view the illumination of cross-plate A retarder layers by off-axis polarized light having a positive elevation and positive side angle; and
[0202] A FIGURA 35E é um gráfico que ilustra a variação da transmissão de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos nas FIGURAS 35A a 35D.[0202] FIGURE 35E is a graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURES 35A through 35D.
[0203] Termos relacionados a retardadores ópticos para os fins da presente divulgação serão agora descritos.[0203] Terms related to optical retarders for the purposes of the present disclosure will now be described.
[0204] Em uma camada compreendendo um material birrefringente uniaxial, existe uma direção que governa a anisotropia óptica, ao passo que todas as direções perpendiculares a ela (ou em um determinado ângulo a ela) têm birrefringência equivalente.[0204] In a layer comprising a uniaxial birefringent material, there is a direction that governs the optical anisotropy, whereas all directions perpendicular to it (or at a certain angle to it) have equivalent birefringence.
[0205] O eixo geométrico óptico de um retardador óptico se refere à direção de propagação de um raio de luz no material birrefringente uniaxial no qual nenhuma birrefringência é experimentada. Isto é diferente do eixo geométrico óptico de um sistema óptico que pode, por exemplo, ser paralelo a uma linha de simetria ou uma linha perpendicular a uma superfície de visor ao longo da qual um raio principal se propaga.[0205] The optical axis of an optical retarder refers to the direction of propagation of a light ray in uniaxial birefringent material in which no birefringence is experienced. This is distinct from the optical axis of an optical system which may, for example, be parallel to a line of symmetry or a line perpendicular to a display surface along which a principal ray propagates.
[0206] Para a propagação da luz em uma direção ortogonal ao eixo geométrico óptico, o eixo geométrico óptico é o eixo geométrico lento quando a luz polarizada linearmente com uma direção de vetor elétrico paralela ao eixo geométrico lento viaja na velocidade mais baixa. A direção de eixo geométrico lento é a direção com o maior índice de refração no comprimento de onda do projeto. Da mesma forma, a direção de eixo geométrico rápido é a direção com o menor índice de refração no comprimento de onda do projeto.[0206] For light propagation in a direction orthogonal to the optic axis, the optic axis is the slow axis when linearly polarized light with an electric vector direction parallel to the slow axis travels at the lowest speed. The slow axis direction is the direction with the highest refractive index at the design wavelength. Similarly, the fast axis direction is the direction with the lowest refractive index at the design wavelength.
[0207] Para materiais birrefringentes uniaxiais anisotrópicos dielétricos positivos, a direção de eixo geométrico lento é o eixo geométrico extraordinário do material birrefringente. Para materiais birrefringentes uniaxiais anisotrópicos dielétricos negativos, a direção doeixo geométrico rápido é o eixo geométrico extraordinário do material birrefringente.[0207] For positive dielectric anisotropic uniaxial birefringent materials, the slow axis direction is the extraordinary axis of the birefringent material. For negative dielectric anisotropic uniaxial birefringent materials, the fast axis direction is the extraordinary axis of the birefringent material.
[0208] Os termos meio comprimento de onda e um quarto de comprimento de onda se referem à operação de um retardador para um comprimento de onda de projeto Xo que normalmente pode estar entre 500 nm e 570 nm. Nas presentes modalidades ilustrativas, são fornecidos valores de retardância exemplificativos para um comprimento de onda de 550 nm, a menos que especificado de outra forma.[0208] The terms half wavelength and quarter wavelength refer to the operation of a retarder for a design wavelength Xo which may typically be between 500 nm and 570 nm. In the present illustrative embodiments, exemplary retardation values are provided for a wavelength of 550 nm unless otherwise specified.
[0209] O retardador fornece uma mudança de fase relativa entre dois componentes de polarização ortogonal da onda de luz incidente sobre o mesmo e é caracterizado pela quantidade de fase relativa, r, que confere aos dois componentes de polarização. Em alguns contextos, o termo “mudança de fase” é usado sem a palavra “relativo”, mas ainda significa mudança de fase relativa. A mudança de fase relativa está relacionada à birrefringência Δn e à espessura d do retardador por: [0209] The retarder provides a relative phase shift between two orthogonal polarization components of the light wave incident upon it and is characterized by the amount of relative phase, r, it imparts to the two polarization components. In some contexts, the term “phase shift” is used without the word “relative” but still means relative phase shift. The relative phase shift is related to the birefringence Δn and the thickness d of the retarder by:
[0210] Na eq. 1, Δn é definido como a diferença entre o índice de refração extraordinário e o comum, isto é, [0210] In eq. 1, Δn is defined as the difference between the extraordinary and ordinary refractive index, i.e.,
[0211] Para um retardador de meia onda, a relação entre d, Δn e ÀQ é escolhida para que a mudança de fase entre os componentes de polarização seja r = n. Para um retardador de um quarto de onda, a relação entre d, Δn e à0 é escolhida para que a mudança de fase entre os componentes de polarização seja r = n/2.[0211] For a half-wave retarder, the relationship between d, Δn, and ÀQ is chosen so that the phase shift between the polarization components is r = n. For a quarter-wave retarder, the relationship between d, Δn, and À0 is chosen so that the phase shift between the polarization components is r = n/2.
[0212] O termo retardador de meia onda neste documento se refere tipicamente à propagação de luz em linha perpendicular ao retardador e ao modulador de luz espacial em linha perpendicular (SLM).[0212] The term half-wave retarder in this document typically refers to the in-line light propagation perpendicular to the retarder and the in-line perpendicular spatial light modulator (SLM).
[0213] Alguns aspectos da propagação dos raios de luz através de um retardador transparente entre um par de polarizadores serão agora descritos.[0213] Some aspects of the propagation of light rays through a transparent retarder between a pair of polarizers will now be described.
[0214] O estado de polarização (SOP) de um raio de luz é descrito pela amplitude relativa e mudança de fase entre quaisquer dois componentes de polarização ortogonal. Retardadores transparentes não alteram as amplitudes relativas desses componentes de polarização ortogonal, mas atuam apenas em sua fase relativa. Fornecer uma mudança de fase líquida entre os componentes de polarização ortogonal altera o SOP, ao passo que a manutenção da fase relativa líquida preserva o SOP.[0214] The state of polarization (SOP) of a light ray is described by the relative amplitude and phase shift between any two orthogonal polarization components. Transparent retarders do not change the relative amplitudes of these orthogonal polarization components, but act only on their relative phase. Providing a net phase shift between the orthogonal polarization components changes the SOP, whereas maintaining the net relative phase preserves the SOP.
[0215] Um SOP linear tem um componente de polarização com amplitude diferente de zero e um componente de polarização ortogonal que tem amplitude zero.[0215] A linear SOP has a polarization component with nonzero amplitude and an orthogonal polarization component that has zero amplitude.
[0216] Um polarizador linear transmite um SOP linear único que tem um componente de polarização linear paralelo à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador linear e atenua a luz com um SOP diferente.[0216] A linear polarizer transmits a single linear SOP that has a linear polarization component parallel to the electric vector transmission direction of the linear polarizer and attenuates light with a different SOP.
[0217] Polarizadores absorvedores são polarizadores que absorvem um componente de polarização da luz incidente e transmitem um segundo componente de polarização ortogonal. Exemplos de polarizadores lineares absorventes são os polarizadores dicroicos.[0217] Absorbing polarizers are polarizers that absorb one polarization component of incident light and transmit a second orthogonal polarization component. Examples of absorptive linear polarizers are dichroic polarizers.
[0218] Polarizadores refletivos são polarizadores que refletem um componente de polarização da luz incidente e transmitem um segundo componente de polarização ortogonal. Exemplos de polarizadores refletivos que são polarizadores lineares são pilhas de filmes poliméricos multicamadas, como DBEFTM ou APFTM, da 3M Corporation, ou polarizadores de grade de arame, como ProFluxTM da Moxtek. Os polarizadores lineares refletivos podem compreender ainda materiais refletores colestéricos e uma quarta placa de onda disposta em série.[0218] Reflective polarizers are polarizers that reflect one polarization component of incident light and transmit a second orthogonal polarization component. Examples of reflective polarizers that are linear polarizers are multilayer polymer film stacks such as 3M Corporation's DBEFTM or APFTM, or wire grid polarizers such as Moxtek's ProFluxTM. Reflective linear polarizers may further comprise cholesteric reflective materials and a fourth waveplate arranged in series.
[0219] Um retardador disposto entre um polarizador linear e um polarizador de análise linear paralelo que não introduz nenhuma mudança de fase líquida relativa fornece transmissão completa da luz que não seja a absorção residual dentro do polarizador linear.[0219] A retarder disposed between a linear polarizer and a parallel linear analysis polarizer that introduces no relative net phase change provides complete transmission of light other than residual absorption within the linear polarizer.
[0220] Um retardador que fornece uma mudança de fase líquida relativa entre componentes de polarização ortogonal altera o SOP e fornece atenuação no polarizador de análise.[0220] A retarder that provides a relative net phase change between orthogonal polarization components alters the SOP and provides attenuation in the analysis polarizer.
[0221] Na presente divulgação, uma “placa A” se refere a um retardador óptico utilizando uma camada de material birrefringente com seu eixo geométrico óptico paralelo ao plano da camada.[0221] In the present disclosure, an “A plate” refers to an optical retarder utilizing a layer of birefringent material with its optical axis parallel to the plane of the layer.
[0222] Uma “placa A positiva” se refere a placas A positivas birrefringentes, ou seja, placas A com um Δn positivo.[0222] A “positive A-plate” refers to birefringent positive A-plates, i.e. A-plates with a positive Δn.
[0223] Na presente divulgação, uma “placa C” se refere a um retardador óptico utilizando uma camada de material birrefringente com seu eixo geométrico óptico perpendicular ao plano da camada. Uma “placa C positiva” se refere à placa C birrefringente positiva, ou seja, uma placa C com um Δn positivo. Uma “placa C negativa” se refere a uma placa C negativamente birrefringente, ou seja, uma placa C com um Δn negativo.[0223] In the present disclosure, a “C-plate” refers to an optical retarder utilizing a layer of birefringent material with its optical axis perpendicular to the plane of the layer. A “positive C-plate” refers to a positively birefringent C-plate, i.e., a C-plate with a positive Δn. A “negative C-plate” refers to a negatively birefringent C-plate, i.e., a C-plate with a negative Δn.
[0224] “Placa O” se refere a um retardador óptico que utiliza uma camada de material birrefringente com o seu eixo geométrico óptico tendo um componente paralelo ao plano da camada e um componente perpendicular ao plano da camada. Uma “placa O positiva” se refere a placas O birrefringentes positivamente, ou seja, placas O com um Δn positivo.[0224] “O plate” refers to an optical retarder that utilizes a layer of birefringent material with its optical axis having a component parallel to the plane of the layer and a component perpendicular to the plane of the layer. A “positive O plate” refers to positively birefringent O plates, i.e., O plates with a positive Δn.
[0225] Podem ser fornecidos retardadores acromáticos em que o material do retardador é dotado de uma retardância Δn.d que varia com o comprimento de onda Δ como [0225] Achromatic retarders may be provided wherein the retarder material has a retardance Δn.d that varies with wavelength Δ as
[0226] em que K é substancialmente uma constante.[0226] where K is substantially a constant.
[0227] Exemplos de materiais adequados incluem policarbonatos modificados da Teijin Films. Retardadores acromáticos podem ser fornecidos nas presentes modalidades para minimizar vantajosamente as mudanças de cor entre as direções de visão angulares polares que têm baixa redução de luminância e as direções de visão angulares polares que têm reduções de luminância aumentadas, como será descrito abaixo.[0227] Examples of suitable materials include modified polycarbonates from Teijin Films. Achromatic retarders may be provided in the present embodiments to advantageously minimize color shifts between polar angular viewing directions that have low luminance reduction and polar angular viewing directions that have increased luminance reductions, as will be described below.
[0228] Vários outros termos usados na presente divulgação relacionados a retardadores e cristais líquidos serão agora descritos.[0228] Various other terms used in the present disclosure relating to retarders and liquid crystals will now be described.
[0229] Uma célula de cristal líquido tem uma retardância dado por Δn . d em que Δn é a birrefringência do material de cristal líquido na célula de cristal líquido e d é a espessura da célula de cristal líquido, independente do alinhamento do material de cristal líquido na célula de cristal líquido.[0229] A liquid crystal cell has a retardance given by Δn . d where Δn is the birefringence of the liquid crystal material in the liquid crystal cell and d is the thickness of the liquid crystal cell, independent of the alignment of the liquid crystal material in the liquid crystal cell.
[0230] Alinhamento homogêneo se refere ao alinhamento de cristais líquidos em LCDs comutáveis, em que as moléculas se alinham substancialmente paralelas a um substrato. O alinhamento homogêneo às vezes é chamado de alinhamento planar. O alinhamento homogêneo pode normalmente ser dotado de uma pequena pré-inclinação, como 2 graus, de modo que as moléculas nas superfícies das camadas de alinhamento da célula de cristal líquido sejam levemente inclinadas, como será descrito abaixo. A pré-inclinação é organizada para minimizar as degenerescências na troca de células.[0230] Homogeneous alignment refers to the alignment of liquid crystals in switchable LCDs, where the molecules align substantially parallel to a substrate. Homogeneous alignment is sometimes called planar alignment. Homogeneous alignment can typically be provided with a small pre-tilt, such as 2 degrees, so that the molecules on the surfaces of the alignment layers of the liquid crystal cell are slightly tilted, as will be described below. The pre-tilt is arranged to minimize degeneracies in cell switching.
[0231] Na presente divulgação, o alinhamento homeotrópico é o estado no qual as moléculas cristalinas líquidas em forma de haste se alinham de modo substancialmente perpendicular ao substrato. Nos cristais líquidos discóticos, o alinhamento homeotrópico é definido como o estado no qual um eixo geométrico da estrutura da coluna, formado por moléculas cristalinas líquidas do tipo disco, se alinha perpendicularmente a uma superfície. No alinhamento homeotrópico, a pré-inclinação é o ângulo de inclinação das moléculas que estão próximas da camada de alinhamento e normalmente é perto de 90 graus e, por exemplo, pode ser de 88 graus.[0231] In the present disclosure, homeotropic alignment is the state in which rod-shaped liquid crystalline molecules align substantially perpendicular to the substrate. In discotic liquid crystals, homeotropic alignment is defined as the state in which a geometric axis of the column structure formed by disk-like liquid crystalline molecules aligns perpendicular to a surface. In homeotropic alignment, pre-tilt is the tilt angle of the molecules that are close to the alignment layer and is typically close to 90 degrees and, for example, can be 88 degrees.
[0232] Em uma camada de cristal líquido torcida, é fornecida uma configuração torcida (também conhecida como estrutura ou hélice helicoidal) de moléculas nemáticas de cristal líquido. A torção pode ser alcançada por meio de um alinhamento não paralelo de camadas de alinhamento. Além disso, dopantes colestéricos podem ser adicionados ao material de cristal líquido para interromper a degeneração da direção da torção (no sentido horário ou anti-horário) e para controlar ainda mais o passo da torção no estado relaxado (tipicamente indiferente). Uma camada de cristal líquido supertorcida tem uma torção superior a 180 graus. Uma camada nemática torcida usada em SLMs normalmente tem uma torção de 90 graus.[0232] In a twisted liquid crystal layer, a twisted configuration (also known as a helical structure or helix) of liquid crystal nematic molecules is provided. The twist can be achieved through a non-parallel alignment of alignment layers. Additionally, cholesteric dopants can be added to the liquid crystal material to stop the degeneracy of the twist direction (clockwise or counterclockwise) and to further control the twist pitch in the relaxed (typically indifferent) state. A super-twisted liquid crystal layer has a twist greater than 180 degrees. A twisted nematic layer used in SLMs typically has a twist of 90 degrees.
[0233] Moléculas de cristal líquido com anisotropia dielétrica positiva são comutadas de um alinhamento homogêneo (como uma orientação do retardador de placa A) para um alinhamento homeotrópico (como uma orientação do retardador de placa C ou O) por meio de um campo elétrico aplicado.[0233] Liquid crystal molecules with positive dielectric anisotropy are switched from a homogeneous alignment (such as an A-plate retarder orientation) to a homeotropic alignment (such as a C- or O-plate retarder orientation) by an applied electric field.
[0234] Moléculas de cristal líquido com anisotropia dielétrica negativa são comutadas de um alinhamento homeotrópico (como uma orientação de retardador de placa C ou O) para um alinhamento homogêneo (como uma orientação de retardador de placa A) por meio de um campo elétrico aplicado.[0234] Liquid crystal molecules with negative dielectric anisotropy are switched from a homeotropic alignment (such as a C or O plate retarder orientation) to a homogeneous alignment (such as an A plate retarder orientation) by an applied electric field.
[0235] Moléculas do tipo haste têm uma birrefringência positiva, de modo que ne > no, como descrito na equação 2. Moléculas discóticas têm birrefringência negativa, de modo que ne < no.[0235] Rod-like molecules have a positive birefringence, so that ne > no, as described in equation 2. Discotic molecules have negative birefringence, so that ne < no.
[0236] Retardadores positivos tais como placas A, placas O positivas e placas C positivas podem ser tipicamente fornecidos por filmes esticados ou moléculas de cristal líquido do tipo haste. Retardadores negativos, como placas C negativas, podem ser fornecidos por filmes esticados ou moléculas de cristal líquido do tipo discótico.[0236] Positive retarders such as A-plates, positive O-plates, and positive C-plates can typically be provided by stretched films or rod-type liquid crystal molecules. Negative retarders, such as negative C-plates, can be provided by stretched films or discotic-type liquid crystal molecules.
[0237] O alinhamento paralelo de células de cristal líquido se refere à direção de alinhamento de camadas de alinhamento homogêneas sendo paralelas ou mais tipicamente antiparalelas. No caso de alinhamento homeotrópico pré-inclinado, as camadas de alinhamento podem ter componentes que são substancialmente paralelos ou antiparalelos. As células de cristal líquido alinhadas híbridas podem ter uma camada de alinhamento homogênea e uma camada de alinhamento homeotrópico. As células de cristal líquido torcidas podem ser fornecidas por camadas de alinhamento que não têm alinhamento paralelo, por exemplo, orientadas a 90 graus entre si.[0237] Parallel alignment of liquid crystal cells refers to the alignment direction of homogeneous alignment layers being parallel or more typically antiparallel. In the case of pre-tilted homeotropic alignment, the alignment layers may have components that are substantially parallel or antiparallel. Hybrid aligned liquid crystal cells may have a homogeneous alignment layer and a homeotropic alignment layer. Twisted liquid crystal cells may be provided by alignment layers that do not have parallel alignment, e.g., oriented at 90 degrees to each other.
[0238] Os SLMs transmissivos podem compreender ainda retardadores entre o polarizador de visor de entrada e o polarizador de visor de saída, por exemplo, como divulgado na Patente no US 8.237.876, que é incorporada ao presente documento a título de referência na sua totalidade. Esses retardadores (não mostrados) estão em um local diferente dos retardadores passivos das presentes modalidades. Tais retardadores compensam degradações de contraste para locais de visualização fora do eixo geométrico, o que é um efeito diferente da redução de luminância para posições de visualização fora do eixo geométrico das presentes modalidades.[0238] Transmissive SLMs may further comprise retarders between the input display polarizer and the output display polarizer, for example, as disclosed in U.S. Pat. No. 8,237,876 , which is incorporated herein by reference in its entirety. Such retarders (not shown) are in a different location than the passive retarders of the present embodiments. Such retarders compensate for contrast degradations for off-axis viewing locations, which is a different effect than the luminance reduction for off-axis viewing positions of the present embodiments.
[0239] Um modo privado de operação de um visor é aquele em que um observador vê uma sensibilidade de baixo contraste, de modo que uma imagem não é claramente visível. A sensibilidade ao contraste é uma medida da capacidade de discernir entre luminâncias de diferentes níveis em uma imagem estática. A sensibilidade ao contraste inverso pode ser usada como uma medida de segurança visual, pois um alto nível de segurança visual (VSL) corresponde à baixa visibilidade da imagem.[0239] A private mode of operation of a display is one in which an observer sees a low contrast sensitivity, such that an image is not clearly visible. Contrast sensitivity is a measure of the ability to discern between luminances of different levels in a static image. Inverse contrast sensitivity can be used as a measure of visual safety, since a high visual safety level (VSL) corresponds to low image visibility.
[0240] Para um visor de privacidade que fornece uma imagem a um observador, a segurança visual pode ser dada como: [0240] For a privacy display that provides an image to an observer, the visual security can be given as:
[0241] em que VSL é o nível de segurança visual, Y é a luminância do estado branco do visor em um ângulo de visão curioso, K é a luminância do estado preto do visor no ângulo de visão de curioso e R é a luminância da luz refletida do visor.[0241] where VSL is the visual safety level, Y is the luminance of the white state of the display at a curious viewing angle, K is the luminance of the black state of the display at the curious viewing angle, and R is the luminance of the reflected light from the display.
[0242] A taxa de contraste do painel é dada como: [0242] The contrast ratio of the panel is given as:
[0243] Para os modos de LCD óptico de alto contraste, a transmissão de estado branco permanece substancialmente constante com o ângulo de visão. Nos modos de cristal líquido para redução de contraste das presentes modalidades, a transmissão de estado branco tipicamente reduz à medida que a transmissão de estado preto aumenta de modo que [0243] For high contrast optical LCD modes, the white state transmission remains substantially constant with viewing angle. In the contrast-reducing liquid crystal modes of the present embodiments, the white state transmission typically reduces as the black state transmission increases so that
[0244] O nível de segurança visual pode ser fornecido ainda como: [0244] The visual safety level can be further provided as:
[0245] em que a luminância relativa fora do eixo geométrico, P, é normalmente definida como a porcentagem de luminância frontal, L, no ângulo de curioso, e o visor pode ter uma razão de contraste de imagem C, e a refletividade da superfície é p.[0245] wherein the relative off-axis luminance, P, is typically defined as the percentage of frontal luminance, L, at the looking angle, and the display may have an image contrast ratio C, and the surface reflectivity is p.
[0246] A luminância relativa fora do eixo geométrico, P, às vezes é referida como nível de privacidade. No entanto, esse nível de privacidade P descreve a luminância relativa de um visor em um determinado ângulo polar em comparação com a luminância frontal e não é uma medida da aparência da privacidade.[0246] The relative off-axis luminance, P, is sometimes referred to as the privacy level. However, this privacy level P describes the relative luminance of a display at a given polar angle compared to the frontal luminance and is not a measure of the appearance of privacy.
[0247] O visor pode ser iluminado pela iluminação ambiente lambertiana I. Assim, em um ambiente perfeitamente escuro, um visor de alto contraste tem VSL de aproximadamente 1,0. À medida que a iluminação ambiente aumenta, o contraste da imagem percebida diminui, o VSL aumenta e uma imagem privada é percebida.[0247] The display may be illuminated by Lambertian ambient illumination I. Thus, in a perfectly dark environment, a high contrast display has a VSL of approximately 1.0. As ambient illumination increases, the perceived image contrast decreases, the VSL increases, and a private image is perceived.
[0248] Para visores de cristal líquido típicos, o contraste C do painel está acima de 100:1 para quase todos os ângulos de visão, permitindo que o nível de segurança visual seja aproximado a: [0248] For typical liquid crystal displays, the panel contrast C is above 100:1 for almost all viewing angles, allowing the visual safety level to be approximated to:
[0249] Em comparação com visores de privacidade, os visores de grande angular desejável são facilmente observados em condições de iluminação ambiente padrão. Uma medida de visibilidade da imagem é dada pela sensibilidade ao contraste, como o contraste Michelson, que é dado por: [0249] Compared to privacy displays, desirable wide-angle displays are easily observed under standard ambient lighting conditions. A measure of image visibility is given by contrast sensitivity, such as Michelson contrast, which is given by:
[0250] e então: [0250] and then:
[0251] Assim, o nível de segurança visual (VSL) é equivalente (mas não idêntico a) 1/M. Na presente discussão, para uma dada luminância relativa fora do eixo geométrico, P, a visibilidade da imagem de grande angular, W, é aproximada como [0251] Thus, the visual safety level (VSL) is equivalent to (but not identical to) 1/M. In the present discussion, for a given off-axis relative luminance, P, the wide-angle image visibility, W, is approximated as
[0252] Aparelhos de visor direcional comutáveis para uso em visor de privacidade, por exemplo, e compreendendo múltiplos retardadores dispostos entre um polarizador de visor e um polarizador adicional, são descritos na Patente no US 10.126.575 e no Pedido de Patente no US 16/131.419, intitulado “Optical stack for switchable directional display” (número do dossiê do advogado 412101), depositados em 14 de setembro de 2018, ambos os quais são incorporados ao presente documento a título de referência em sua totalidade. Aparelhos direcionais de visor compreendendo ainda polarizadores refletivos dispostos entre o polarizador e retardadores de visor são descritos na Publicação de Patente no US 2018-0329245, que é incorporada ao presente documento a título de referência na sua totalidade. Os polarizadores direcionais de visor compreendendo retardadores passivos dispostos entre um polarizador de visor e um polarizador adicional são descritos na Publicação de Patente no US 2018-0321553, que é incorporado ao presente documento a título de referência na sua totalidade.[0252] Switchable directional display apparatuses for use in a privacy display, for example, and comprising multiple retarders disposed between a display polarizer and an additional polarizer, are described in U.S. Patent No. 10,126,575 and U.S. Patent Application No. 16/131,419, entitled “Optical stack for switchable directional display” (Attorney Dossier No. 412,101), filed September 14, 2018, both of which are incorporated herein by reference in their entirety. Directional display apparatuses further comprising reflective polarizers disposed between the polarizer and display retarders are described in U.S. Patent Publication No. 2018-0329,245, which is incorporated herein by reference in its entirety. Directional display polarizers comprising passive retarders disposed between a display polarizer and an additional polarizer are described in U.S. Patent Publication No. 2018-0321553, which is incorporated herein by reference in its entirety.
[0253] A estrutura e a operação de vários dispositivos de visor comutáveis serão agora descritas. Nesta descrição, elementos comuns têm números de referência comuns. Deve-se observar se que a divulgação relativa a qualquer elemento se aplica a cada dispositivo no qual o mesmo elemento ou um elemento correspondente é fornecido. Por conseguinte, por questões de brevidade, tal divulgação não se repete.[0253] The structure and operation of various switchable display devices will now be described. In this description, common elements have common reference numerals. It should be noted that the disclosure relating to any element applies to each device in which the same or a corresponding element is provided. Accordingly, for the sake of brevity, such disclosure is not repeated.
[0254] A FIGURA 1A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma pilha óptica de um dispositivo de exibição para uso em iluminação ambiente; A FIGURA 1B é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva um visor de privacidade comutável para uso em iluminação ambiente compreendendo um modulador de luz espacial emissivo (SLM) e retardador comutável compensado; e a FIGURA 2A é um diagrama esquemático que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas na pilha óptica da FIGURA 1.[0254] FIGURE 1A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an optical stack of a display device for use in ambient lighting; FIGURE 1B is a schematic diagram illustrating in perspective side view a switchable privacy display for use in ambient lighting comprising an emissive spatial light modulator (SLM) and compensated switchable retarder; and FIGURE 2A is a schematic diagram illustrating in front view the alignment of optical layers in the optical stack of FIGURE 1.
[0255] Um dispositivo de exibição 100 para uso na iluminação ambiente 604 compreende: um SLM 48 disposto para emitir a luz 400; em que o SLM 48 compreende um polarizador de saída 218 disposto no lado de saída do SLM 48, sendo que o polarizador de saída 218 é um polarizador linear; um polarizador adicional 318 disposto no lado de saída do polarizador de saída 218, sendo que o polarizador adicional 318 é um polarizador linear; e um polarizador refletivo 302 disposto entre o polarizador de saída 218 e o polarizador adicional 318, sendo que o polarizador refletivo 302 é um polarizador linear. Os polarizadores típicos 210, 218, 318 podem ser polarizadores como polarizadores dicroicos.[0255] A display device 100 for use in ambient lighting 604 comprises: an SLM 48 arranged to emit light 400; wherein the SLM 48 comprises an output polarizer 218 disposed on the output side of the SLM 48, the output polarizer 218 being a linear polarizer; an additional polarizer 318 disposed on the output side of the output polarizer 218, the additional polarizer 318 being a linear polarizer; and a reflective polarizer 302 disposed between the output polarizer 218 and the additional polarizer 318, the reflective polarizer 302 being a linear polarizer. Typical polarizers 210, 218, 318 may be polarizers such as dichroic polarizers.
[0256] Pelo menos um retardador de controle polar 300 é disposto entre o polarizador refletivo 302 e o polarizador adicional 318. A direção de transmissão de vetor elétrico 303 do polarizador refletivo 302 é paralela à direção de transmissão de vetor elétrico 319 do polarizador adicional 318. A direção de transmissão de vetor elétrico 303 do polarizador refletivo 302 é paralela à direção de transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de saída 218.[0256] At least one polar control retarder 300 is disposed between the reflective polarizer 302 and the additional polarizer 318. The electric vector transmission direction 303 of the reflective polarizer 302 is parallel to the electric vector transmission direction 319 of the additional polarizer 318. The electric vector transmission direction 303 of the reflective polarizer 302 is parallel to the electric vector transmission direction 219 of the output polarizer 218.
[0257] Assim, um dispositivo de exibição para uso na iluminação ambiente 604 compreende um SLM 48 disposto para emitir luz 400. Na presente divulgação, o SLM 48 pode compreender um visor de cristal líquido compreendendo o polarizador de entrada 210, o polarizador de saída 218 com substratos 212, 216, a camada de cristal líquido 214 e pixels vermelho, verde e azul 220, 222, 224. A luz de fundo 20 pode ser disposta para iluminar o SLM 48 e pode compreender fontes de luz de entrada 15, guia de onda 1, refletor traseiro 3 e pilha óptica 5 compreendendo difusores, películas de mudança de luz e outras estruturas de luz de fundo óptica conhecidas. Difusores assimétricos, que podem compreender recursos de alívio de superfície assimétricos, por exemplo, podem ser fornecidos na pilha óptica 5 com maior difusão na direção de elevação em comparação com a direção lateral. Vantajosamente, a uniformidade da imagem pode ser aumentada.[0257] Thus, a display device for use in ambient lighting 604 comprises an SLM 48 arranged to emit light 400. In the present disclosure, the SLM 48 may comprise a liquid crystal display comprising input polarizer 210, output polarizer 218 with substrates 212, 216, liquid crystal layer 214, and red, green, and blue pixels 220, 222, 224. Backlight 20 may be arranged to illuminate the SLM 48 and may comprise input light sources 15, waveguide 1, rear reflector 3, and optical stack 5 comprising diffusers, light shifting films, and other known optical backlight structures. Asymmetric diffusers, which may comprise asymmetric surface relief features, for example, may be provided in the optical stack 5 with greater diffusion in the elevation direction compared to the lateral direction. Advantageously, the uniformity of the image can be increased.
[0258] A estrutura e a operação das luzes de fundo 20 para uso em visor de privacidade são ainda descritas com referência às FIGURAS 30A a 32C abaixo. Em uma modalidade ilustrativa da FIGURA 1A, a luminância em ângulos polares para a linha perpendicular ao SLM superior a 45 graus pode ser no máximo 18%.[0258] The structure and operation of the backlights 20 for use in a privacy display are further described with reference to FIGURES 30A through 32C below. In an illustrative embodiment of FIGURE 1A, the luminance at polar angles to the line perpendicular to the SLM greater than 45 degrees may be at most 18%.
[0259] O visor pode compreender ainda um polarizador de recirculação refletivo 208 disposto entre a luz de fundo 20 e o SLM 48. O polarizador de recirculação refletivo 208 é diferente do polarizador refletivo 302 das presentes modalidades. O polarizador de recirculação refletivo 208 fornece reflexão da luz polarizada da luz de fundo que tem uma polarização ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de entrada dicroico 210. O polarizador de recirculação refletivo 208 não reflete a luz ambiente 604 para um curioso.[0259] The display may further comprise a reflective recirculating polarizer 208 disposed between the backlight 20 and the SLM 48. The reflective recirculating polarizer 208 is different from the reflective polarizer 302 of the present embodiments. The reflective recirculating polarizer 208 provides reflection of polarized light from the backlight having a polarization orthogonal to the electric vector transmission direction of the dichroic input polarizer 210. The reflective recirculating polarizer 208 does not reflect ambient light 604 to an onlooker.
[0260] Como ilustrado na FIGURA 1B, o SLM 48 pode ser alternativamente fornecido por outros tipos de visor que fornecem luz de saída 400 por emissão, como visores de LED orgânicos (OLED), com polarizador de saída 218. O polarizador de saída 218 pode fornecer redução de luminância para a luz refletida a partir do plano de pixel OLED por meio de um ou mais retardadores 518 inseridos entre o polarizador de visor de saída 218 e o plano de pixel OLED. O um ou mais retardadores 518 podem ser um quarto de placa de onda e é diferente do retardador 330 da presente divulgação.[0260] As illustrated in FIGURE 1B, the SLM 48 may alternatively be provided by other types of displays that provide output light 400 by emission, such as organic LED (OLED) displays, with output polarizer 218. The output polarizer 218 may provide luminance reduction for light reflected from the OLED pixel plane via one or more retarders 518 inserted between the output display polarizer 218 and the OLED pixel plane. The one or more retarders 518 may be a quarter wave plate and is different from the retarder 330 of the present disclosure.
[0261] Assim, o SLM 48 compreende um polarizador de saída 218 disposto no lado de saída do SLM 48. O polarizador de saída 218 pode ser disposto para fornecer uma razão alta de extinção para a luz dos pixels 220, 222, 224 do SLM 48 e para evitar reflexões traseiras do polarizador refletivo 302 em direção aos pixels 220, 222, 224.[0261] Thus, the SLM 48 comprises an output polarizer 218 disposed on the output side of the SLM 48. The output polarizer 218 may be arranged to provide a high extinction ratio for light from pixels 220, 222, 224 of the SLM 48 and to prevent back reflections from the reflective polarizer 302 toward the pixels 220, 222, 224.
[0262] O retardador de controle polar 300 é disposto entre o polarizador refletivo 302 e o polarizador adicional 318. Na modalidade das FIGURAS 1A a 1B, o retardador de controle polar 300 compreende retardador de controle polar passivo 330 e retardador de cristal líquido comutável 301, mas, em geral, pode ser substituído por outras configurações de pelo menos um retardador, alguns exemplos dos quais estão presentes nos dispositivos descritos abaixo.[0262] Polar control retarder 300 is disposed between reflective polarizer 302 and additional polarizer 318. In the embodiment of FIGURES 1A-1B, polar control retarder 300 comprises passive polar control retarder 330 and switchable liquid crystal retarder 301, but in general it may be replaced by other configurations of at least one retarder, some examples of which are present in the devices described below.
[0263] O pelo menos um retardador de controle polar 300 tem a capacidade de introduzir simultaneamente nenhuma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo 302 ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar 300 e introduzir uma mudança de fase relativa para componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo 302 ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar 300. O retardador de controle polar 300 não afeta a luminância da luz que passa através do polarizador refletivo 302, do retardador de controle polar 300 e do polarizador adicional 318 ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do retardador de controle polar 300, mas o retardador de controle polar 300 reduz a luminância da luz que passa através do mesmo ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do retardador de controle polar 300, pelo menos em um dos estados comutáveis do retardador comutável 301. Os princípios que levam a esse efeito são descritos em mais detalhes abaixo com referência às FIGURAS 33A a 35E e decorrem da presença ou da ausência de uma mudança de fase introduzida pelo retardador de controle polar 300 para iluminar ao longo de eixos geométricos que são angulados de maneira diferente em relação ao material de cristal líquido do retardador de controle polar 300. Um efeito semelhante é alcançado em todos os dispositivos descritos abaixo.[0263] The at least one polar control retarder 300 has the capability of simultaneously introducing no net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer 302 along an axis along a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder 300 and introducing a relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer 302 along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder 300. The polar control retarder 300 does not affect the luminance of light passing through the reflective polarizer 302, the polar control retarder 300, and the additional polarizer 318 along an axis along a line perpendicular to the plane of the polar control retarder 300, but the polar control retarder 300 reduces the luminance of light passing therethrough along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder 300. of the polar control retarder 300, at least in one of the switchable states of the switchable retarder 301. The principles leading to this effect are described in more detail below with reference to FIGURES 33A-35E and arise from the presence or absence of a phase shift introduced by the polar control retarder 300 to light along geometric axes that are angled differently relative to the liquid crystal material of the polar control retarder 300. A similar effect is achieved in all of the devices described below.
[0264] O retardador de controle polar 300 compreende um retardador de cristal líquido comutável 301 compreendendo uma camada 314 de material de cristal líquido e substratos 312, 316 dispostos entre o polarizador refletivo 302 e o polarizador adicional 318. Assim, pelo menos um retardador de controle polar 300 compreende um retardador de cristal líquido comutável 301 compreendendo uma camada 314 de material de cristal líquido 414, em que o pelo menos um retardador de controle polar 300 é disposto, em um estado comutável do retardador de cristal líquido comutável 301, simultaneamente para introduzir nenhuma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo 302 ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar 300 e para introduzir uma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal de luz passada pelo polarizador refletivo 302 ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar.[0264] The polar control retarder 300 comprises a switchable liquid crystal retarder 301 comprising a layer 314 of liquid crystal material and substrates 312, 316 disposed between the reflective polarizer 302 and the additional polarizer 318. Thus, the at least one polar control retarder 300 comprises a switchable liquid crystal retarder 301 comprising a layer 314 of liquid crystal material 414, wherein the at least one polar control retarder 300 is disposed, in a switchable state of the switchable liquid crystal retarder 301, simultaneously to introduce no net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed by the reflective polarizer 302 along an axis along a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder 300 and to introduce a net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed by the reflective polarizer 302 along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder.
[0265] Como ilustrado na FIGURA 2A, no caso em que o SLM 48 é um visor de cristal líquido, a direção de transmissão de vetor elétrico de entrada 211 no polarizador de entrada 210 fornece um componente de polarização de entrada que pode ser transformado pela camada de cristal líquido 214 para fornecer o componente de polarização de saída determinado pela direção de transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de saída 218. A direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador refletivo 302 é paralela à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída 218. Além disso, a direção de transmissão de vetor elétrico 303 do polarizador refletivo 302 é paralela à direção de transmissão de vetor elétrico 319 do polarizador adicional 318.[0265] As illustrated in FIGURE 2A, in the case where the SLM 48 is a liquid crystal display, the input electric vector transmission direction 211 in the input polarizer 210 provides an input polarization component that can be transformed by the liquid crystal layer 214 to provide the output polarization component determined by the electric vector transmission direction 219 of the output polarizer 218. The electric vector transmission direction of the reflective polarizer 302 is parallel to the electric vector transmission direction of the output polarizer 218. Furthermore, the electric vector transmission direction 303 of the reflective polarizer 302 is parallel to the electric vector transmission direction 319 of the additional polarizer 318.
[0266] Os substratos 312, 316 ilustrados na FIGURA 1A do retardador de cristal líquido comutável 301 compreendem eletrodos 413, 415 (ilustrados na FIGURA 3) dispostos para fornecer uma tensão através da camada 314 do material de cristal líquido 414. O sistema de controle 352 está disposto para controlar a tensão aplicada pelo acionador de tensão 350 através dos eletrodos do retardador de cristal líquido comutável 301.[0266] The substrates 312, 316 illustrated in FIGURE 1A of the switchable liquid crystal retarder 301 comprise electrodes 413, 415 (illustrated in FIGURE 3) arranged to provide a voltage across the layer 314 of the liquid crystal material 414. The control system 352 is arranged to control the voltage applied by the voltage driver 350 across the electrodes of the switchable liquid crystal retarder 301.
[0267] O retardador de controle polar 300 compreende ainda um retardador de controle polar passivo 330, como será descrito mais adiante. O pelo menos um retardador de controle polar 300 compreende pelo menos um retardador passivo 330 que está disposto para introduzir nenhuma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo 302 ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador passivo e para introduzir uma mudança de fase relativa líquida para componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo 302 ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador passivo.[0267] The polar control retarder 300 further comprises a passive polar control retarder 330, as will be described later. The at least one polar control retarder 300 comprises at least one passive retarder 330 that is arranged to introduce no net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer 302 along an axis along a line perpendicular to the plane of the at least one passive retarder and to introduce a net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer 302 along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one passive retarder.
[0268] O retardador de controle polar passivo 330 pode compreender uma camada de retardação com um material birrefringente sólido 430, enquanto o retardador de cristal líquido comutável 301 pode compreender uma camada 314 de material de cristal líquido 414, como será descrito abaixo.[0268] The passive polar control retarder 330 may comprise a retarder layer of a solid birefringent material 430, while the switchable liquid crystal retarder 301 may comprise a layer 314 of liquid crystal material 414, as will be described below.
[0269] A FIGURA 2B é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva um elemento de controle de ângulo de vista 260 compreendendo um polarizador refletivo 302; um retardador de controle polar 300 compreendendo um retardador de controle polar passivo 330, um retardador de cristal líquido comutável 301; e um polarizador adicional. As características da disposição da FIGURA 2B não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0269] FIGURE 2B is a schematic diagram illustrating in perspective side view a viewing angle control element 260 comprising a reflective polarizer 302; a polar control retarder 300 comprising a passive polar control retarder 330, a switchable liquid crystal retarder 301; and an additional polarizer. Features of the arrangement of FIGURE 2B not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0270] O elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 é para aplicação no lado de saída de um dispositivo de exibição para uso na iluminação ambiente 604 compreendendo um SLM 48 disposto para emitir luz; em que o SLM 48 compreende um polarizador de saída 218 disposto no lado de saída do SLM 48; em que o elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 compreende um polarizador adicional 318; um polarizador refletivo 302 disposto entre o polarizador de saída 218 e o polarizador adicional 318 na aplicação do elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 ao dispositivo de exibição; e pelo menos um retardador de controle polar 300 disposto entre o polarizador refletivo 302 e o polarizador adicional 318; em que o pelo menos um retardador de controle polar 300 tem a capacidade de introduzir simultaneamente nenhuma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo 302 ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar 300 e introduzir uma mudança de fase relativa nos componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo polarizador refletivo 302 ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do pelo menos um retardador de controle polar.[0270] The viewing angle control optical element 260 is for application on the output side of a display device for use in ambient lighting 604 comprising an SLM 48 arranged to emit light; wherein the SLM 48 comprises an output polarizer 218 disposed on the output side of the SLM 48; wherein the viewing angle control optical element 260 comprises an additional polarizer 318; a reflective polarizer 302 disposed between the output polarizer 218 and the additional polarizer 318 in applying the viewing angle control optical element 260 to the display device; and at least one polar control retarder 300 disposed between the reflective polarizer 302 and the additional polarizer 318; wherein the at least one polar control retarder 300 has the capability of simultaneously introducing no net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer 302 along an axis along a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder 300 and introducing a relative phase shift to the orthogonal polarization components of light passed through the reflective polarizer 302 along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the at least one polar control retarder.
[0271] Em uso, o elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 pode ser anexado por um usuário ou pode ser encaixado em fábrica a uma saída polarizada SLM 48. O elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 pode ser dotado de um filme flexível para visores curvos e dobrados. Alternativamente, o elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 pode ser fornecido em um substrato rígido, como um substrato de vidro.[0271] In use, the viewing angle control optical element 260 may be attached by a user or may be factory fitted to a polarized output SLM 48. The viewing angle control optical element 260 may be provided on a flexible film for curved and folded displays. Alternatively, the viewing angle control optical element 260 may be provided on a rigid substrate, such as a glass substrate.
[0272] Vantajosamente, um elemento de controle de privacidade pós-mercado e/ou elemento de controle de luz dispersa podem ser fornecidos que não exijam correspondência com a resolução de pixel do painel para evitar artefatos Moiré. O elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 pode ser fornecido ainda para encaixe em fábrica ao SLM 48.[0272] Advantageously, an after-market privacy control element and/or stray light control element may be provided that does not require matching to the pixel resolution of the panel to avoid Moiré artifacts. The 260° viewing angle control optical element may further be provided for factory fit to the SLM 48.
[0273] Ao se conectar o elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 da FIGURA 2B a um dispositivo de exibição existente, é possível formar um dispositivo de exibição como mostrado em qualquer uma das FIGURAS 1A a 2A.[0273] By connecting the viewing angle control optical element 260 of FIGURE 2B to an existing display device, it is possible to form a display device as shown in any of FIGURES 1A through 2A.
[0274] A disposição e a operação do retardador de controle polar 300 compreendendo um retardador de cristal líquido comutável 301 serão agora discutidas.[0274] The arrangement and operation of the polar control retarder 300 comprising a switchable liquid crystal retarder 301 will now be discussed.
[0275] A FIGURA 3 é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição do retardador de controle polar 300 em um modo de operação de privacidade compreendendo um retardador de controle polar passivo negativo de placa C 330 e um retardador de cristal líquido comutável homeotropicamente alinhado 301 em um modo de operação de privacidade.[0275] FIGURE 3 is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of polar control retarder 300 in a privacy mode of operation comprising a C-plate negative passive polar control retarder 330 and a homeotropically aligned switchable liquid crystal retarder 301 in a privacy mode of operation.
[0276] Na FIGURA 3 e em outros diagramas esquemáticos abaixo, algumas camadas da pilha óptica são omitidas para maior clareza. Por exemplo, o retardador de cristal líquido comutável 301 é mostrado omitindo os substratos 312, 316. As características da disposição da FIGURA 3 não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0276] In FIGURE 3 and other schematic diagrams below, some layers of the optical stack are omitted for clarity. For example, switchable liquid crystal retarder 301 is shown omitting substrates 312, 316. Features of the array of FIGURE 3 not discussed in more detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features.
[0277] O retardador de cristal líquido comutável 301 compreende uma camada 314 de material de cristal líquido 414 com uma anisotropia dielétrica negativa. O retardador de controle polar passivo 330 compreende uma placa C negativa com um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador 330, ilustrado esquematicamente pela orientação do material discótico 430.[0277] The switchable liquid crystal retarder 301 comprises a layer 314 of liquid crystal material 414 having a negative dielectric anisotropy. The passive polar control retarder 330 comprises a negative plate C with an optical axis perpendicular to the plane of the retarder 330, illustrated schematically by the orientation of the discotic material 430.
[0278] O retardador de cristal líquido 301 compreende ainda eletrodos transmissivos 413, 415 dispostos para controlar o material de cristal líquido, sendo que a camada de material de cristal líquido é comutável por meio do ajuste da tensão aplicada aos eletrodos. Os eletrodos 413, 415 podem estar ao longo da camada 314 e são dispostos para aplicar uma tensão para controlar o retardador de cristal líquido 301. Os eletrodos transmissivos estão em lados opostos da camada de material de cristal líquido 414 e podem, por exemplo, por eletrodos ITO.[0278] The liquid crystal retarder 301 further comprises transmissive electrodes 413, 415 arranged to control the liquid crystal material, the layer of liquid crystal material being switchable by adjusting the voltage applied to the electrodes. The electrodes 413, 415 may be along the layer 314 and are arranged to apply a voltage to control the liquid crystal retarder 301. The transmissive electrodes are on opposite sides of the layer of liquid crystal material 414 and may, for example, be ITO electrodes.
[0279] Camadas de alinhamento podem ser formadas entre os eletrodos 413, 415 e o material de cristal líquido 414 da camada 314. A orientação das moléculas de cristal líquido no plano x-y é determinada pela direção de pré-inclinação das camadas de alinhamento de modo que cada camada de alinhamento tenha uma pré-inclinação em que a pré- inclinação de cada camada de alinhamento tenha uma direção de pré-inclinação com um componente 417a, 417b no plano da camada 314 que é paralelo ou antiparalelo ou ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico 303 do polarizador refletivo 302.[0279] Alignment layers may be formed between electrodes 413, 415 and the liquid crystal material 414 of layer 314. The orientation of the liquid crystal molecules in the x-y plane is determined by the pre-tilt direction of the alignment layers such that each alignment layer has a pre-tilt wherein the pre-tilt of each alignment layer has a pre-tilt direction with a component 417a, 417b in the plane of layer 314 that is parallel or antiparallel or orthogonal to the electric vector transmission direction 303 of reflective polarizer 302.
[0280] O acionador 350 fornece uma tensão V para os eletrodos 413, 415 ao longo da camada 314 do material de cristal líquido comutável 414, de modo que as moléculas de cristal líquido sejam inclinadas em um ângulo de inclinação para a vertical, formando uma placa O. O plano da inclinação é determinado pela direção de pré-inclinação das camadas de alinhamento formadas nas superfícies internas dos substratos 312, 316.[0280] The driver 350 supplies a voltage V to the electrodes 413, 415 along the layer 314 of the switchable liquid crystal material 414, such that the liquid crystal molecules are tilted at an angle of inclination to the vertical, forming a plate O. The plane of the inclination is determined by the pre-tilting direction of the alignment layers formed on the inner surfaces of the substrates 312, 316.
[0281] Em uso típico para alternar entre um modo público e um modo de privacidade, a camada de material de cristal líquido é comutável entre dois estados, sendo que o primeiro estado é um modo público de modo que o visor possa ser usado por vários usuários, sendo que o segundo estado é um modo de privacidade para uso por um usuário primário com visibilidade mínima dos curiosos. A comutação pode ser por meio de uma tensão sendo aplicada através dos eletrodos.[0281] In typical use for switching between a public mode and a privacy mode, the liquid crystal material layer is switchable between two states, the first state being a public mode so that the display can be used by multiple users, and the second state being a privacy mode for use by a primary user with minimal visibility to onlookers. Switching may be by means of a voltage being applied across the electrodes.
[0282] Em geral, tal visor pode ser considerado como tendo um primeiro estado de grande angular e um segundo estado de luminância fora do eixo geométrico reduzido. Tal visor pode fornecer um visor de privacidade. Em outro uso ou para fornecer luminância controlada a observadores fora do eixo geométrico, por exemplo, em um ambiente automotivo, quando um passageiro ou motorista pode desejar alguma visibilidade da imagem exibida, sem obscurecimento total, por meio de níveis de tensão intermediários. A luz difusa pode ser reduzida para operação noturna.[0282] In general, such a display may be considered to have a first wide-angle state and a second reduced off-axis luminance state. Such a display may provide a privacy visor. In another use or to provide controlled luminance to off-axis observers, for example in an automotive environment, when a passenger or driver may desire some visibility of the displayed image, without total obscuration, through intermediate voltage levels. Stray light may be reduced for nighttime operation.
[0283] A propagação de luz polarizada a partir do polarizador de saída 218 será agora considerada para as direções no eixo geométrico e fora do eixo geométrico.[0283] Polarized light propagation from output polarizer 218 will now be considered for both on-axis and off-axis directions.
[0284] A FIGURA 4A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral a propagação da luz de saída de um SLM através da pilha óptica da FIGURA 1A em um modo de operação de privacidade; e a FIGURA 4B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 4A. Quando a camada 314 de material de cristal líquido está em um segundo estado dos ditos dois estados, o retardador de controle polar 300 não fornece transformação geral do componente de polarização 360 para emitir raios de luz 400 passando através do mesmo ao longo de um eixo geométrico perpendicular ao plano do retardador comutável, mas fornece uma transformação geral do componente de polarização 361 em raios de luz 402 passando através do mesmo para alguns ângulos polares que estão em um ângulo agudo em relação à perpendicular ao plano dos retardadores. As características da disposição da FIGURA 4A não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0284] FIGURE 4A is a schematic diagram illustrating in side view the propagation of output light from an SLM through the optical stack of FIGURE 1A in a privacy mode of operation; and FIGURE 4B is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 4A. When the liquid crystal material layer 314 is in a second state of said two states, the polar control retarder 300 does not provide overall transformation of the polarization component 360 to emit light rays 400 passing therethrough along an axis perpendicular to the plane of the switchable retarder, but provides overall transformation of the polarization component 361 into light rays 402 passing therethrough for some polar angles that are at an acute angle to the perpendicular to the plane of the retarders. Features of the arrangement of FIGURE 4A not discussed in further detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features.
[0285] O componente de polarização 360 do polarizador de saída 218 é transmitido pelo polarizador refletivo 302 e incidente nos retardadores 300. A luz no eixo geométrico tem um componente de polarização 362 que não é modificado a partir do componente 360, enquanto a luz fora do eixo geométrico tem um componente de polarização 364 que é transformado pelo retardador de controle polar 300. No mínimo, o componente de polarização 361 é transformado em um componente de polarização linear 364 e absorvido pelo polarizador adicional 318. Mais geralmente, o componente de polarização 361 é transformado em um componente de polarização elíptica, que é parcialmente absorvido pelo polarizador adicional 318.[0285] The polarization component 360 of the output polarizer 218 is transmitted by the reflective polarizer 302 and incident on the retarders 300. On-axis light has a polarization component 362 that is unchanged from the component 360, while off-axis light has a polarization component 364 that is transformed by the polar control retarder 300. At a minimum, the polarization component 361 is transformed to a linear polarization component 364 and absorbed by the additional polarizer 318. More generally, the polarization component 361 is transformed to an elliptical polarization component, which is partially absorbed by the additional polarizer 318.
[0286] Assim, em uma representação polar de transmissão pelo retardador de controle polar 300 e pelo polarizador adicional 318 em um modo de privacidade, regiões de alta transmissão e regiões de baixa transmissão são fornecidas como ilustrado na FIGURA 4B.[0286] Thus, in a polar representation of transmission by polar control retarder 300 and additional polarizer 318 in a privacy mode, high transmission regions and low transmission regions are provided as illustrated in FIGURE 4B.
[0287] A distribuição polar da transmissão de luz ilustrada na FIGURA 4B modifica a distribuição polar da saída de luminância do SLM 48 subjacente. No caso em que o SLM 48 compreende uma luz de fundo direcional 20, a luminância fora do eixo geométrico pode ser ainda mais reduzida como descrito acima.[0287] The polar distribution of light transmission illustrated in FIGURE 4B modifies the polar distribution of luminance output from the underlying SLM 48. In the case where the SLM 48 comprises a directional backlight 20, the off-axis luminance may be further reduced as described above.
[0288] Vantajosamente, é fornecido um visor de privacidade com baixa luminância para um curioso fora do eixo geométrico, mantendo alta luminância para um observador no eixo geométrico.[0288] Advantageously, a privacy visor is provided with low luminance for an onlooker off-axis while maintaining high luminance for an on-axis observer.
[0289] A operação do polarizador refletivo 302 para a luz da fonte de luz ambiente 604 será agora descrita.[0289] The operation of reflective polarizer 302 for light from ambient light source 604 will now be described.
[0290] A FIGURA 5A é um diagrama esquemático que ilustra em vista superior a propagação da luz de iluminação ambiente através da pilha óptica da FIGURA 1A em um modo de operação de privacidade; e a FIGURA 5B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da refletividade com direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 5A. As características da disposição da FIGURA 5A não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0290] FIGURE 5A is a schematic diagram illustrating in top view the propagation of ambient illumination light through the optical stack of FIGURE 1A in a privacy mode of operation; and FIGURE 5B is a schematic graph illustrating the variation of reflectivity with polar direction for reflected light rays in FIGURE 5A. Features of the arrangement of FIGURE 5A not discussed in further detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features.
[0291] A fonte de luz ambiente 604 ilumina o visor 100 com luz não polarizada. O polarizador adicional 318 transmite o raio de luz 410 em linha perpendicular à superfície do visor com um primeiro componente de polarização 372 que é um componente de polarização linear paralelo à direção de transmissão de vetor elétrico 319 do polarizador adicional 318.[0291] The ambient light source 604 illuminates the display 100 with unpolarized light. The additional polarizer 318 transmits the light ray 410 in a line perpendicular to the display surface with a first polarization component 372 that is a linear polarization component parallel to the electric vector transmission direction 319 of the additional polarizer 318.
[0292] Em ambos os estados de operação, o componente de polarização 372 permanece não modificado pelo retardador de controle polar 300 e, portanto, o componente de polarização transmitido 382 é paralelo ao eixo geométrico de transmissão do polarizador refletivo 302 e do polarizador de saída 218, para que a luz ambiente seja direcionada através do SLM 48 e perdida.[0292] In both operating states, the polarization component 372 remains unmodified by the polar control retarder 300, and therefore the transmitted polarization component 382 is parallel to the transmission axis of the reflective polarizer 302 and the output polarizer 218, so that ambient light is directed through the SLM 48 and lost.
[0293] Em comparação, para o raio 412, a luz fora do eixo geométrico é direcionada através do retardador de controle polar 300 de modo que o componente de polarização 374 incidente no polarizador refletivo 302 possa ser refletido. Esse componente de polarização é reconvertido no componente 376 após passar pelos retardadores 300 e é transmitido através do polarizador adicional 318.[0293] In comparison, for beam 412, off-axis light is directed through polar control retarder 300 so that polarization component 374 incident on reflective polarizer 302 can be reflected. This polarization component is reconverted to component 376 after passing through retarders 300 and is transmitted through additional polarizer 318.
[0294] Assim, quando a camada 314 de material de cristal líquido está no segundo estado dos ditos dois estados, o polarizador refletivo 302 não fornece luz refletida para os raios de luz ambiente 410 passando através do polarizador adicional 318 e, em seguida, do retardador de controle polar 300 ao longo de um eixo geométrico perpendicular ao plano do retardador de controle polar 300, mas fornece raios de luz refletidos 412 para a luz ambiente passando através do polarizador adicional 318 e, em seguida, do retardador de controle polar 300 em alguns ângulos polares que estão em um ângulo agudo em relação à perpendicular ao plano do polar retardador de controle 300; em que a luz refletida 412 passa de volta através do retardador de controle polar 300 e é então transmitida pelo polarizador adicional 318.[0294] Thus, when the liquid crystal material layer 314 is in the second state of said two states, the reflective polarizer 302 does not provide reflected light to the ambient light rays 410 passing through the additional polarizer 318 and then the polar control retarder 300 along an axis perpendicular to the plane of the polar control retarder 300, but provides reflected light rays 412 to the ambient light passing through the additional polarizer 318 and then the polar control retarder 300 at some polar angles that are at an acute angle to the perpendicular to the plane of the polar control retarder 300; wherein the reflected light 412 passes back through the polar control retarder 300 and is then transmitted by the additional polarizer 318.
[0295] O retardador de controle polar 300, portanto, não fornece transformação geral do componente de polarização 380 em raios de luz ambiente 410 passando através do polarizador adicional 318 e, em seguida, do retardador de controle polar 300 ao longo de um eixo geométrico perpendicular ao plano do retardador comutável, mas fornece uma transformação geral de componente de polarização 372 para os raios de luz ambiente 412 passando através do polarizador de absorção 318 e, em seguida, do retardador de controle polar 300 em alguns ângulos polares que estão em um ângulo agudo em relação à perpendicular ao plano do retardador de controle polar 300.[0295] The polar control retarder 300 therefore does not provide overall transformation of the polarization component 380 in ambient light rays 410 passing through the additional polarizer 318 and then the polar control retarder 300 along an axis perpendicular to the plane of the switchable retarder, but rather provides an overall transformation of polarization component 372 for the ambient light rays 412 passing through the absorption polarizer 318 and then the polar control retarder 300 at some polar angles that are at an acute angle to the perpendicular to the plane of the polar control retarder 300.
[0296] A distribuição polar da reflexão de luz ilustrada na FIGURA 5B ilustra, portanto, que alta refletividade pode ser fornecida em locais de curioso típicos por meio do estado de privacidade do retardador de controle polar 300. Assim, no modo de operação de privacidade, a refletividade para posições de visualização fora do eixo geométrico é aumentada e a luminância para a luz fora do eixo geométrico do SLM é reduzida conforme ilustrado na FIGURA 4B.[0296] The polar distribution of light reflection illustrated in FIGURE 5B therefore illustrates that high reflectivity can be provided in typical onlooker locations via the privacy state of the polar control retarder 300. Thus, in the privacy mode of operation, reflectivity for off-axis viewing positions is increased and luminance for off-axis light from the SLM is reduced as illustrated in FIGURE 4B.
[0297] Vantajosamente, é fornecido um visor de privacidade com alta refletividade para um curioso fora do eixo geométrico enquanto mantém baixa refletividade para um observador no eixo geométrico. Como descrito acima, essa refletividade aumentada fornece um nível de segurança visual aumentado para o visor em um ambiente iluminado.[0297] Advantageously, a privacy visor is provided with high reflectivity to an off-axis onlooker while maintaining low reflectivity to an on-axis observer. As described above, this increased reflectivity provides an increased level of visual safety for the visor in a bright environment.
[0298] Em outra aplicação, esse visor pode fornecer uma aparência de espelho comutável. Esso visor pode melhorar a aparência estética de visores que não estão em operação. Por exemplo, em aplicações em uma televisão em um ambiente doméstico, o visor pode ser dotado de um espelho para visualização fora do eixo geométrico, ocultando o “buraco negro” típico das TVs de grande área, refletindo a luz ambiente, proporcionando vantajosamente expansão percebida da área de convivência.[0298] In another application, such a display may provide a switchable mirror appearance. Such a display may improve the aesthetic appearance of displays that are not in operation. For example, in a television application in a home environment, the display may be provided with a mirror for off-axis viewing, hiding the “black hole” typical of large area televisions by reflecting ambient light, advantageously providing perceived expansion of the living area.
[0299] As medições de refletividade da disposição da FIGURA 5A serão agora descritas.[0299] The reflectivity measurements of the arrangement of FIGURE 5A will now be described.
[0300] A FIGURA 5C é um gráfico esquemático que ilustra uma medição da variação da refletividade 390 com ângulo de visão lateral 392 para alguns raios de luz refletidos 412. O perfil 394 ilustra a variação da refletividade para um visor no modo de privacidade, enquanto o perfil 396 ilustra a variação da refletividade para um visor no modo público.[0300] FIGURE 5C is a schematic graph illustrating a measurement of the variation of reflectivity 390 with side viewing angle 392 for some reflected light rays 412. Profile 394 illustrates the variation of reflectivity for a display in privacy mode, while profile 396 illustrates the variation of reflectivity for a display in public mode.
[0301] Em comparação com a FIGURA 5B, o pico de refletividade é de aproximadamente 20%, em que 50% representa a refletividade de um polarizador refletivo perfeito 302. Essa refletividade reduzida é devido a perdas de transmissão do polarizador adicional 318, eficiência de reflexão da polarização do polarizador refletivo, variação cromática do ponto de ajuste para o retardador de controle polar 300 e outras perdas de reflexão e dispersão dentro da pilha óptica.[0301] In comparison to FIGURE 5B, the peak reflectivity is approximately 20%, where 50% represents the reflectivity of a perfect reflective polarizer 302. This reduced reflectivity is due to transmission losses of the additional polarizer 318, polarization reflection efficiency of the reflective polarizer, chromatic drift of the set point for the polar control retarder 300, and other reflection and scattering losses within the optical stack.
[0302] A operação do modo de privacidade do visor da FIGURA 1A será agora adicionalmente descrita.[0302] The operation of the privacy mode of the display of FIGURE 1A will now be further described.
[0303] A FIGURA 6A é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva frontal uma observação da luz de saída transmitida para um visor que opera no modo de privacidade. O visor 100 pode ser dotado de regiões brancas 603 e de regiões pretas 601. Um curioso pode observar uma imagem no visor se for detectada uma diferença de luminância entre as regiões observadas 601, 603. Em operação, o usuário primário 45 observa imagens de luminância total por raios 400 para os locais de visualização 26 que podem ser janelas ópticas de um visor direcional. O curioso 47 observa raios de luminância reduzida 402 em locais de visualização 27 que podem, por exemplo, ser janelas ópticas de um visor direcional compreendendo um guia de ondas de imageamento. As regiões 26, 27 representam ainda regiões no eixo geométrico e fora do eixo geométrico dos gráficos polares 4B e 5B.[0303] FIGURE 6A is a schematic diagram illustrating in front perspective view an observation of output light transmitted to a display operating in privacy mode. The display 100 may be provided with white regions 603 and black regions 601. An observer may observe an image on the display if a difference in luminance is detected between the observed regions 601, 603. In operation, the primary user 45 observes full luminance images by beams 400 to viewing locations 26 which may be optical windows of a directional display. The observer 47 observes reduced luminance beams 402 at viewing locations 27 which may, for example, be optical windows of a directional display comprising an imaging waveguide. Regions 26, 27 further represent on-axis and off-axis regions of polar graphs 4B and 5B.
[0304] A FIGURA 6B é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva frontal uma observação da luz ambiente refletida das superfícies de interface de um visor. Assim, alguns raios de luz 404 ilustrados na FIGURA 5A podem ser refletidos pela superfície frontal do polarizador adicional 318 e outras superfícies do visor. Normalmente, essa refletividade pode ser de 4% para uma pilha óptica ligada em incidência em linha perpendicular e de aproximadamente 5% para uma pilha óptica ligada para incidência de 45 graus, devido a reflexões de Fresnel na interface polarizador-ar. Assim, uma imagem refletida de baixa luminância 605 da fonte 604 pode ser observada pelo curioso na frente do visor 100.[0304] FIGURE 6B is a schematic diagram illustrating in front perspective view an observation of ambient light reflected from interface surfaces of a display. Thus, some of the light rays 404 illustrated in FIGURE 5A may be reflected by the front surface of the additional polarizer 318 and other surfaces of the display. Typically, this reflectivity may be 4% for an optical stack connected at perpendicular incidence and approximately 5% for an optical stack connected at 45 degree incidence, due to Fresnel reflections at the polarizer-air interface. Thus, a low luminance reflected image 605 from source 604 may be observed by the onlooker in front of display 100.
[0305] A FIGURA 6C é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva frontal uma observação da luz ambiente refletida para o visor da FIGURA 1A operando no modo de privacidade. A título de comparação com a FIGURA 6B, uma luminância refletida substancialmente mais alta é observável a partir da reflexão 606 da fonte 604. As características da disposição das FIGURAS 6A a 6C não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0305] FIGURE 6C is a schematic diagram illustrating in front perspective view an observation of reflected ambient light for the display of FIGURE 1A operating in privacy mode. By way of comparison with FIGURE 6B, a substantially higher reflected luminance is observable from reflection 606 of source 604. The array features of FIGURES 6A-6C not discussed in further detail can be assumed to correspond to the features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0306] O formato e a distribuição da imagem refletida 606 são determinados pela distribuição espacial da fonte de luz ambiente 604, mas podem ser determinados ainda por camadas de difusão, particularmente na superfície de saída do polarizador adicional 318.[0306] The shape and distribution of the reflected image 606 are determined by the spatial distribution of the ambient light source 604, but may be further determined by diffusion layers, particularly at the output surface of the additional polarizer 318.
[0307] A FIGURA 7A é um diagrama esquemático que ilustra em vista frontal a aparência do visor da FIGURA 1A operando no modo de privacidade 1 com variações de luminância e refletividade, como ilustrado na FIGURA 4B e FIGURA 5B a partir de diferentes posições de visualização. Assim, cada uma das nove vistas 520, 522, 524, 526, 528, 530, 532, 534 e 536 corresponde a uma vista da posição de visualização correspondente, como mostrado pelas perspectivas dessas vistas.[0307] FIGURE 7A is a schematic diagram illustrating in front view the appearance of the display of FIGURE 1A operating in privacy mode 1 with variations in luminance and reflectivity as illustrated in FIGURE 4B and FIGURE 5B from different viewing positions. Thus, each of the nine views 520, 522, 524, 526, 528, 530, 532, 534, and 536 corresponds to a view from the corresponding viewing position, as shown by the perspectives of these views.
[0308] Assim, as vistas do quadrante de visualização superior 530, 532, vistas do quadrante de visualização inferior 534, 536 e as vistas da posição de visualização lateral 526, 528 fornecem tanto luminância reduzida quanto reflexões aumentadas 606, 605 da fonte de luz ambiente 604, ao passo que as vistas de regiões de visualização central para cima e para baixo 522, 524 e a vista frontal 520 fornecem uma região de luminância muito maior e baixa refletividade 605, com substancialmente nenhuma visibilidade da reflexão do polarizador refletivo 302.[0308] Thus, the upper viewing quadrant views 530, 532, lower viewing quadrant views 534, 536, and side viewing position views 526, 528 provide both reduced luminance and increased reflections 606, 605 from the ambient light source 604, whereas the views from the central upward and downward viewing regions 522, 524 and the front view 520 provide a region of much greater luminance and low reflectivity 605, with substantially no visibility of the reflection from the reflective polarizer 302.
[0309] A FIGURA 7B é um gráfico esquemático que ilustra a variação do Nível de Segurança Visual 620 em relação à razão 622 de iluminação ambiente e luminância frontal para um curioso fora do eixo geométrico do visor de privacidade comutável da FIGURA 1A em um modo de operação de privacidade para disposições de perfil 624 com o polarizador refletivo 302 e para o perfil 626 sem polarizador refletivo 302 e para a modalidade ilustrativa da TABELA 1. TABELA 1[0309] FIGURE 7B is a schematic graph illustrating the variation of the Visual Safety Level 620 with respect to the ratio 622 of ambient illumination and frontal luminance for an off-axis onlooker of the switchable privacy visor of FIGURE 1A in a privacy mode of operation for profile arrangements 624 with reflective polarizer 302 and for profile 626 without reflective polarizer 302 and for the illustrative embodiment of TABLE 1. TABLE 1
[0310] A FIGURA 7B ilustra, assim, que o nível de segurança visual vantajosamente é aumentado pelo polarizador refletivo 302.[0310] FIGURE 7B thus illustrates that the level of visual safety is advantageously increased by the reflective polarizer 302.
[0311] Em comparação com as presentes modalidades, a omissão do polarizador refletivo 302 fornece um nível de segurança visual, V, que é menor que 4,0 para a iluminação ambiente típica. Tais níveis de segurança visual não alcançam privacidade desejável para curioso 27. As presentes modalidades alcançam altos níveis de segurança visual acima de 4,0 para uma razão lux/nit de 20% ou menos. Por exemplo, a segurança visual desejável pode ser alcançada para um usuário frontal 26 observando uma imagem de 200 nits em um ambiente com iluminação ambiente de 40 nits. À medida que a iluminação ambiente aumenta, o nível de segurança visual aumenta.[0311] In comparison to the present embodiments, the omission of the reflective polarizer 302 provides a visual safety level, V, that is less than 4.0 for typical ambient lighting. Such visual safety levels do not achieve desirable privacy for onlooker 27. The present embodiments achieve high visual safety levels above 4.0 for a lux/nit ratio of 20% or less. For example, desirable visual safety may be achieved for a front-facing user 26 viewing a 200 nit image in an environment with 40 nit ambient lighting. As ambient lighting increases, the visual safety level increases.
[0312] A FIGURA 7C é um gráfico esquemático que ilustra a variação do nível de segurança visual com a direção polar para um visor da FIGURA 1A compreendendo uma luz de fundo colimada 20, como será descrito mais adiante em relação às FIGURAS 32A a 32C e uma razão (lux/nit) de iluminação ambiente (lux) para luminância frontal (nits) de 20%.[0312] FIGURE 7C is a schematic graph illustrating the variation of visual safety level with polar direction for a display of FIGURE 1A comprising a collimated backlight 20 as will be described later with respect to FIGURES 32A through 32C and an ambient illumination (lux) to front luminance (nits) ratio (lux/nit) of 20%.
[0313] A FIGURA 7C ilustra uma primeira região polar 690 para visualização pelo usuário primário 26, em que é atingido um nível de segurança visual, V, inferior a 1,2, proporcionando uma visibilidade de imagem, W, superior a 83%. Vantajosamente, o visor 100 pode ser visto convenientemente com alto contraste. Em uma segunda região polar 692, o nível de segurança visual, V, é maior que 4,0 e o olho de um curioso posicionado nessa região não será capaz de discernir facilmente as informações no visor. A região polar 694 é intermediária às regiões 690 e 692 e é uma região de visibilidade reduzida da imagem, embora não em níveis desejáveis de segurança visual. Vantajosamente, as presentes modalidades alcançam uma grande região polar 690 para o usuário primário e uma grande região polar 692 para o curioso e uma pequena região de transição 694.[0313] FIGURE 7C illustrates a first polar region 690 for viewing by the primary user 26, wherein a visual safety level, V, of less than 1.2 is achieved, providing image visibility, W, of greater than 83%. Advantageously, the display 100 can be conveniently viewed with high contrast. In a second polar region 692, the visual safety level, V, is greater than 4.0 and the eye of an onlooker positioned in that region will not be able to easily discern the information on the display. Polar region 694 is intermediate to regions 690 and 692 and is a region of reduced image visibility, although not at desirable levels of visual safety. Advantageously, the present embodiments achieve a large polar region 690 for the primary user and a large polar region 692 for the onlooker and a small transition region 694.
[0314] A FIGURA 7D é um gráfico esquemático que ilustra a variação do nível de segurança visual com a direção polar para um visor que não compreende múltiplos retardadores para a mesma razão lux/nit que a FIGURA 7C. Em comparação com as presentes modalidades, a região polar 692 de nível de segurança visual desejável V > 4 é significativamente reduzida e a região polar 694 de visibilidade de imagem reduzida, mas de nível de segurança visual insuficiente, é aumentada.[0314] FIGURE 7D is a schematic graph illustrating the variation of visual safety level with polar direction for a display not comprising multiple retarders for the same lux/nit ratio as FIGURE 7C. Compared to the present embodiments, the polar region 692 of desirable visual safety level V > 4 is significantly reduced and the polar region 694 of reduced image visibility but insufficient visual safety level is increased.
[0315] A título de comparação com a presente divulgação, retardadores únicos que fornecem alta refletividade em uma faixa angular estreita (como padrões de “alvo” típicos de camadas de retardador únicas e descritos, por exemplo, com referência às FIGURAS 27A e 27B) não alcançam alta refletividade em uma ampla faixa angular. Em particular, a passagem dupla da luz refletida ilustrada na FIGURA 5A fornece uma região muito estreita de alta refletividade. A luz refletida deve passar duas vezes pelo retardador, com as direções dos raios de entrada e saída invertidas em relação à linha perpendicular do visor. Isso multiplica o efeito óptico e limita a alta refletividade a raios com ângulos de elevação próximos ao ângulo do projeto (por exemplo, +/- 45 graus de ângulo lateral e elevação de zero graus). O desempenho de privacidade estendida subjacente em torno da horizontal das presentes modalidades produz regiões muito maiores de alta segurança visual, por exemplo, região polar 692.[0315] By way of comparison with the present disclosure, single retarders that provide high reflectivity over a narrow angular range (such as typical “bullseye” patterns of single retarder layers and described, e.g., with reference to FIGURES 27A and 27B) do not achieve high reflectivity over a wide angular range. In particular, the double passage of reflected light illustrated in FIGURE 5A provides a very narrow region of high reflectivity. The reflected light must pass through the retarder twice, with the directions of the incoming and outgoing rays reversed relative to the perpendicular line of the display. This multiplies the optical effect and limits high reflectivity to rays with elevation angles close to the design angle (e.g., +/- 45 degrees side angle and zero degrees elevation). The underlying extended privacy performance around the horizontal of the present embodiments produces much larger regions of high visual security, e.g., polar region 692.
[0316] Os presentes múltiplos retardadores das presentes modalidades proporcionam alta refletividade em uma ampla faixa angular e alcançam privacidade desejável para um curioso fora do eixo geométrico. Além disso, os presentes retardadores podem ser comutados para fornecer baixa refletividade e alta visibilidade da imagem em um modo de operação público. Vantajosamente, os múltiplos retardadores alcançam região polar 692 significativamente aumentada e região polar 694 significativamente reduzida enquanto alcançam uma visibilidade de imagem confortável para o usuário primário na região polar 690.[0316] The present multiple retarders of the present embodiments provide high reflectivity over a wide angular range and achieve desirable privacy for an off-axis onlooker. Furthermore, the present retarders can be switched to provide low reflectivity and high image visibility in a public operating mode. Advantageously, the multiple retarders achieve significantly increased polar region 692 and significantly reduced polar region 694 while achieving comfortable image visibility for the primary user in polar region 690.
[0317] Pode ser desejável fornecer iluminação de visor controlável em um veículo automotivo.[0317] It may be desirable to provide controllable display illumination in an automotive vehicle.
[0318] A FIGURA 8A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral um veículo automotivo com um visor direcional comutável 100 disposto dentro da cabine do veículo 602 de um veículo automotivo 600 para modos de operação tanto de entretenimento quanto de compartilhamento. O cone de luz 610 (por exemplo, representando o cone de luz dentro do qual a luminância é maior que 50% da luminância de pico) pode ser fornecido pela distribuição de luminância do visor 100 na direção da elevação e não é comutável. Uma refletividade de visor adicional pode ser aumentada em comparação com a refletividade frontal fora desse cone de luz 610.[0318] FIGURE 8A is a schematic diagram illustrating in side view a motor vehicle with a switchable directional display 100 disposed within the vehicle cabin 602 of a motor vehicle 600 for both entertainment and sharing modes of operation. The light cone 610 (e.g., representing the light cone within which the luminance is greater than 50% of the peak luminance) may be provided by the luminance distribution of the display 100 in the elevation direction and is not switchable. Additional display reflectivity may be increased compared to the frontal reflectivity outside of this light cone 610.
[0319] A FIGURA 8B é um diagrama esquemático que ilustra em vista superior um veículo automotivo com um visor direcional comutável 100 disposto dentro da cabine do veículo 602 em um modo de operação de entretenimento e opera de maneira semelhante a um visor de privacidade. O cone de luz 612 é dotado de uma faixa angular estreita, de modo que o passageiro 606 possa ver o visor 100 enquanto o motorista 604 pode não ver uma imagem no visor 100 como consequência da luminância reduzida e aumento da refletividade. Vantajosamente, imagens de entretenimento podem ser exibidas para o passageiro 606 sem distração para o motorista 604.[0319] FIGURE 8B is a schematic diagram illustrating in top view a motor vehicle with a switchable directional display 100 disposed within the vehicle cabin 602 in an entertainment mode of operation and operates in a manner similar to a privacy visor. The light cone 612 is provided with a narrow angular range so that the passenger 606 can see the display 100 while the driver 604 may not see an image on the display 100 as a result of the reduced luminance and increased reflectivity. Advantageously, entertainment images may be displayed to the passenger 606 without distraction to the driver 604.
[0320] A FIGURA 8C é um diagrama esquemático que ilustra em vista superior um veículo automotivo com um visor direcional comutável 100 disposto dentro da cabine do veículo 602 em um modo de operação de compartilhamento. O cone de luz 614 é dotado de uma ampla faixa angular, de modo que todos os ocupantes possam perceber uma imagem no visor 100, por exemplo, quando o visor não estiver em movimento ou quando forem fornecidas imagens não distrativas.[0320] FIGURE 8C is a schematic diagram illustrating in top view a motor vehicle with a switchable directional display 100 disposed within the vehicle cabin 602 in a sharing mode of operation. The light cone 614 is provided with a wide angular range so that all occupants can perceive an image on the display 100, for example, when the display is not moving or when non-distracting images are provided.
[0321] A FIGURA 8D é um diagrama esquemático que ilustra em vista superior um veículo automotivo com um visor direcional comutável 100 disposto dentro da cabine do veículo 602 para os modos de operação noturnos e diurnos. Em comparação com as disposições das FIGURAS 7C a 7E, a saída óptica é girada de modo que a direção de elevação do visor esteja ao longo de um eixo geométrico entre os locais do motorista 604 e do passageiro 606. O cone de luz 620 ilumina o motorista 604 e o passageiro 606 e com baixa refletividade do visor.[0321] FIGURE 8D is a schematic diagram illustrating in top view a motor vehicle with a switchable directional display 100 disposed within vehicle cabin 602 for nighttime and daytime operating modes. In comparison to the arrangements of FIGURES 7C-7E, the optical output is rotated such that the elevation direction of the display is along an axis between the locations of driver 604 and passenger 606. Light cone 620 illuminates driver 604 and passenger 606 and with low reflectivity of the display.
[0322] A FIGURA 8E é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral um veículo automotivo com um visor direcional comutável 100 disposto dentro da cabine do veículo 602 em um modo de operação noturno. Assim, o visor pode fornecer um cone de luz de saída angular estreito 622. A luz dispersa que ilumina superfícies internas e ocupantes da cabine do veículo 602 e causa distração ao motorista 604 pode vantajosamente ser substancialmente reduzida. O motorista 604 e o passageiro 606 podem vantajosamente ser capazes de observar as imagens exibidas.[0322] FIGURE 8E is a schematic diagram illustrating in side view a motor vehicle with a switchable directional display 100 disposed within the vehicle cabin 602 in a nighttime operating mode. Thus, the display may provide a narrow angular output cone of light 622. Stray light that illuminates interior surfaces and occupants of the vehicle cabin 602 and causes distraction to the driver 604 may advantageously be substantially reduced. The driver 604 and passenger 606 may advantageously be able to observe the displayed images.
[0323] A FIGURA 8F é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral um veículo automotivo com um visor direcional comutável 100 disposto dentro da cabine do veículo 602 em um modo de operação durante o dia. Assim, o visor pode fornecer um cone de luz de saída angular estreito 624. Vantajosamente, o visor pode ser convenientemente observado por todos os ocupantes da cabine 602.[0323] FIGURE 8F is a schematic diagram illustrating in side view a motor vehicle with a switchable directional display 100 disposed within the vehicle cabin 602 in a daytime operating mode. Thus, the display may provide a narrow angular output cone of light 624. Advantageously, the display may be conveniently observed by all occupants of the cabin 602.
[0324] Os visores 100 das FIGURAS 8A a 8F podem ser dispostos em outros locais da cabine do veículo, como visores de instrumentos do motorista, visores do console central e visores do encosto do banco.[0324] The displays 100 of FIGURES 8A through 8F may be arranged in other locations within the vehicle cabin, such as driver instrument displays, center console displays, and seatback displays.
[0325] A operação do dispositivo de exibição 100 no modo público representando um primeiro estado será agora descrita, e mais detalhes do retardador de controle polar 300, ilustrados.[0325] The operation of the display device 100 in the public mode representing a first state will now be described, and further details of the polar control retarder 300 illustrated.
[0326] A FIGURA 9A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição do retardador de controle polar 300 em um modo público de operação. Na presente modalidade, zero volts é fornecido através do retardador de cristal líquido 301; e a TABELA 2 descreve uma modalidade ilustrativa para a disposição da FIGURA 9A. As características da disposição da FIGURA 9A não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características. TABELA 2[0326] FIGURE 9A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of polar control retarder 300 in a public mode of operation. In the present embodiment, zero volts is supplied across liquid crystal retarder 301; and TABLE 2 describes an illustrative embodiment for the arrangement of FIGURE 9A. Features of the arrangement of FIGURE 9A not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features. TABLE 2
[0327] O retardador de cristal líquido comutável 301 compreende duas camadas de alinhamento de superfície dispostas nos eletrodos 413, 415 e adjacentes à camada de material de cristal líquido 414 e em lados opostos da mesma e cada uma das mesmas disposta para fornecer alinhamento homeotrópico no material de cristal líquido adjacente 414. A camada de material de cristal líquido 414 do retardador de cristal líquido comutável 301 compreende um material de cristal líquido com uma anisotropia dielétrica negativa. As moléculas de cristal líquido 414 podem ser dotadas de uma pré-inclinação, por exemplo, 88 graus a partir da horizontal para remover a degeneração na comutação.[0327] The switchable liquid crystal retarder 301 comprises two surface alignment layers disposed on electrodes 413, 415 and adjacent to the liquid crystal material layer 414 and on opposite sides thereof and each disposed to provide homeotropic alignment on the adjacent liquid crystal material 414. The liquid crystal material layer 414 of the switchable liquid crystal retarder 301 comprises a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy. The liquid crystal molecules 414 may be pre-tilted, e.g., 88 degrees from horizontal to remove degeneracy upon switching.
[0328] Nas presentes modalidades, as faixas desejáveis para retardações e tensões foram estabelecidas por meio de simulação de pilhas retardadoras e experimento com pilhas ópticas de visor. Agora serão descritas faixas de retardâncias que fornecem configurações de projeto para várias camadas ópticas.[0328] In the present embodiments, desirable ranges for retardations and voltages have been established through simulation of retardant stacks and experimentation with display optical stacks. Retardance ranges that provide design configurations for various optical layers will now be described.
[0329] A camada 314 de material de cristal líquido tem uma retardância para luz com comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1.000 nm, preferencialmente em uma faixa de 600 nm a 900 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 850 nm; e o retardador 330 compreende ainda um retardador passivo com um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador, sendo que o retardador passivo tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -900 nm, preferencialmente em uma faixa de - 450 nm a -800 nm e mais preferencialmente na faixa de -500 nm a -725 nm.[0329] The liquid crystal material layer 314 has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 500 nm to 1,000 nm, preferably in a range of 600 nm to 900 nm, and more preferably in a range of 700 nm to 850 nm; and the retarder 330 further comprises a passive retarder with an optical axis perpendicular to the plane of the retarder, the passive retarder having a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of -300 nm to -900 nm, preferably in a range of -450 nm to -800 nm, and more preferably in the range of -500 nm to -725 nm.
[0330] Alternativamente, o retardador de controle polar passivo 330 pode compreender um retardador de placa O com um eixo geométrico óptico que é orientado com um componente perpendicular ao plano do retardador e um componente no plano do retardador. Esse retardador pode fornecer compensação adicional para inclinações residuais do material de cristal líquido 414.[0330] Alternatively, the passive polar control retarder 330 may comprise an O-plate retarder with an optical axis that is oriented with a component perpendicular to the plane of the retarder and a component in the plane of the retarder. Such a retarder may provide additional compensation for residual tilts of the liquid crystal material 414.
[0331] A FIGURA 9B é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral a propagação da luz de saída de um SLM através da pilha óptica da FIGURA 1A em um modo público de operação; e a FIGURA 9C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 9B. As características das disposições das FIGURAS 9B e 9C não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0331] FIGURE 9B is a schematic diagram illustrating in side view the propagation of output light from an SLM through the optical stack of FIGURE 1A in a public mode of operation; and FIGURE 9C is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 9B. Features of the arrangements of FIGURES 9B and 9C not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features.
[0332] Assim, quando o retardador de cristal líquido 301 está em um primeiro estado dos ditos dois estados, o retardador de controle polar 300 não fornece transformação geral do componente de polarização 360, 361 para emitir luz passando através do mesmo perpendicular ao plano do retardador comutável 301 ou em um ângulo agudo em relação à perpendicular ao plano do retardador comutável 301. Esse é o componente de polarização 362 é substancialmente o mesmo que o componente de polarização 360 e o componente de polarização 364 é substancialmente o mesmo que o componente de polarização 361. Assim, o perfil de transmissão angular da FIGURA 9C está transmitindo substancialmente uniformemente através de uma ampla região polar. Vantajosamente, um visor pode ser alternado para um amplo campo de visão.[0332] Thus, when liquid crystal retarder 301 is in a first state of said two states, polar control retarder 300 does not provide overall transformation of polarization component 360, 361 to emit light passing therethrough perpendicular to the plane of switchable retarder 301 or at an acute angle to the perpendicular to the plane of switchable retarder 301. That is, polarization component 362 is substantially the same as polarization component 360 and polarization component 364 is substantially the same as polarization component 361. Thus, the angular transmission profile of FIGURE 9C is transmitting substantially uniformly across a wide polar region. Advantageously, a display can be switched to a wide field of view.
[0333] A FIGURA 9D é um diagrama esquemático que ilustra em vista superior a propagação da luz de iluminação ambiente através da pilha óptica da FIGURA 1A em um modo público de operação; e a FIGURA 9E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 9D. As características das disposições das FIGURAS 9D e 9E não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0333] FIGURE 9D is a schematic diagram illustrating in top view the propagation of ambient lighting light through the optical stack of FIGURE 1A in a public mode of operation; and FIGURE 9E is a schematic graph illustrating the variation of reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 9D. Features of the arrangements of FIGURES 9D and 9E not discussed in further detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features.
[0334] Assim, quando o retardador de cristal líquido 301 está no primeiro estado dos ditos dois estados, o retardador de controle polar 300 não fornece transformação geral do componente de polarização 372 em raios de luz ambiente 412 passando através do polarizador adicional 318 e, em seguida, do retardador de controle polar 300, que é perpendicular ao plano do retardador de controle polar 300 ou em um ângulo agudo em relação à perpendicular ao plano do retardador de controle polar 300.[0334] Thus, when the liquid crystal retarder 301 is in the first state of said two states, the polar control retarder 300 does not provide overall transformation of the polarization component 372 into ambient light rays 412 passing through the additional polarizer 318 and then the polar control retarder 300, which is perpendicular to the plane of the polar control retarder 300 or at an acute angle to the perpendicular to the plane of the polar control retarder 300.
[0335] Em operação no modo público, o raio de luz de entrada 412 tem o estado de polarização 372 após a transmissão através do polarizador adicional 318. Para as direções frontal e fora de eixo geométrico, não ocorre transformação de polarização e, portanto, a refletividade para os raios de luz 402 do polarizador refletivo 302 é baixa. O raio de luz 412 é transmitido pelo polarizador refletivo 302 e perdido nos polarizadores de visor 218, 210 ou na luz de fundo da FIGURA 1A ou no isolador óptico 218, 518 em um SLM emissivo 38 da FIGURA 1B.[0335] In public mode operation, input light ray 412 has polarization state 372 after transmission through additional polarizer 318. For the forward and off-axis directions, no polarization transformation occurs and therefore the reflectivity for light rays 402 from reflective polarizer 302 is low. Light ray 412 is transmitted by reflective polarizer 302 and lost in display polarizers 218, 210 or in the backlight of FIGURE 1A or in optical isolator 218, 518 in an emissive SLM 38 of FIGURE 1B.
[0336] Vantajosamente, em um modo de operação público, é fornecida alta luminância e baixa refletividade em um amplo campo de visão. Esse visor pode ser convenientemente visto com alto contraste por vários observadores.[0336] Advantageously, in a public operating mode, high luminance and low reflectivity are provided over a wide field of view. Such a display can be conveniently viewed with high contrast by multiple observers.
[0337] A aparência do visor da FIGURA 1A em modo público para o primeiro estado será agora descrita.[0337] The appearance of the display of FIGURE 1A in public mode for the first state will now be described.
[0338] A FIGURA 10A é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva frontal a observação da luz de saída transmitida para um visor que opera em modo público; a FIGURA 10B é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva frontal a observação da luz ambiente refletida a partir do visor comutável da FIGURA 1A em modo público; e a FIGURA 10C é um diagrama esquemático que ilustra, em perspectiva frontal, a aparência do visor da FIGURA 1A operando em modo público.[0338] FIGURE 10A is a schematic diagram illustrating in front perspective view the observation of output light transmitted to a display operating in public mode; FIGURE 10B is a schematic diagram illustrating in front perspective view the observation of ambient light reflected from the switchable display of FIGURE 1A in public mode; and FIGURE 10C is a schematic diagram illustrating, in front perspective, the appearance of the display of FIGURE 1A operating in public mode.
[0339] Assim, a posição de visualização fora do eixo geométrico desejável para o usuário 49 tem alta luminância de visor e é substancialmente sem reflexos do polarizador refletivo 302. Um alto valor de visibilidade da imagem pode ser alcançado e exibir informações convenientemente resolvidas por vários usuários. A reflexão de Fresnel 605 ainda está presente como nos visores convencionais e está em um nível baixo habitual. Um modo público de alto desempenho é fornecido.[0339] Thus, the desirable off-axis viewing position for user 49 has high display luminance and is substantially free of reflections from the reflective polarizer 302. A high image visibility value can be achieved and display information conveniently resolved by multiple users. Fresnel reflection 605 is still present as in conventional displays and is at a customary low level. A high performance public mode is provided.
[0340] Disposições adicionais de retardadores serão agora descritos.[0340] Additional retarding arrangements will now be described.
[0341] A FIGURA 11A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo público de operação em que o retardador comutável compreende uma camada de cristal líquido comutável com alinhamento homogêneo e retardadores de controle polar de placa A cruzada; a FIGURA 11B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 11A em um modo de operação de privacidade; a FIGURA 11C é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 11A em um modo de operação de privacidade; a FIGURA 11D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 11A em um modo público de operação; e a FIGURA 11E é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 11A em um modo público de operação compreendendo as modalidades ilustradas na TABELA 3A. As características das disposições das FIGURAS 11A a 11E não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características. TABELA 3A[0341] FIGURE 11A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a public mode of operation wherein the switchable retarder comprises a homogeneously aligned switchable liquid crystal layer and cross-plate A polar control retarders; FIGURE 11B is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for transmitted light rays in FIGURE 11A in a privacy mode of operation; FIGURE 11C is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for reflected light rays in FIGURE 11A in a privacy mode of operation; FIGURE 11D is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for transmitted light rays in FIGURE 11A in a public mode of operation; and FIGURE 11E is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 11A in a public mode of operation comprising the embodiments illustrated in TABLE 3A. Features of the arrangements of FIGURES 11A through 11E not discussed in more detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features. TABLE 3A
[0342] O retardador de cristal líquido comutável 301 compreende duas camadas de alinhamento de superfície 419a, 419b dispostas adjacentes à camada de material de cristal líquido 421 e em lados opostos da mesma e cada uma das mesmas disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente 421. A camada 314 do material de cristal líquido 421 do retardador de cristal líquido comutável 301 compreende um material de cristal líquido 421 com uma anisotropia dielétrica positiva. A camada de material de cristal líquido 421 tem uma retardância para luz com comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 900 nm, preferencialmente em uma faixa de 600 nm a 850 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 800 nm. O retardador 330 compreende ainda um par de retardadores passivos 330A, 330B que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador passivo do par de retardadores passivos tem um retardado para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 300 nm a 800 nm, preferencialmente em uma faixa de 350 nm a 650 nm e mais preferencialmente na faixa de 450 nm a 550 nm.[0342] The switchable liquid crystal retarder 301 comprises two surface alignment layers 419a, 419b disposed adjacent to the liquid crystal material layer 421 and on opposite sides thereof and each disposed to provide homogeneous alignment in the adjacent liquid crystal material 421. The layer 314 of the liquid crystal material 421 of the switchable liquid crystal retarder 301 comprises a liquid crystal material 421 having a positive dielectric anisotropy. The liquid crystal material layer 421 has a retardance for light having a wavelength of 550 nm in a range of 500 nm to 900 nm, preferably in a range of 600 nm to 850 nm, and more preferably in a range of 700 nm to 800 nm. The retarder 330 further comprises a pair of passive retarders 330A, 330B having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein each passive retarder of the pair of passive retarders has a retarder for light of wavelength 550 nm in a range of 300 nm to 800 nm, preferably in a range of 350 nm to 650 nm and more preferably in a range of 450 nm to 550 nm.
[0343] Em comparação com as modalidades da TABELA 2, o retardador de controle polar passivo 330 é fornecido por um par de placas A 330A, 330B que têm eixos geométricos cruzados. Nas presentes modalidades, “cruzado” se refere a um ângulo de substancialmente 90° entre os eixos geométricos ópticos dos dois retardadores no plano dos retardadores. Para reduzir o custo dos materiais retardadores, é desejável fornecer materiais com alguma variação da orientação do retardador devido a erros de esticamento durante a fabricação do filme, por exemplo. Variações na orientação do retardador longe das direções preferenciais podem reduzir a luminância frontal e aumentar a transmissão mínima. De preferência, o ângulo 310A é de pelo menos 35° e no máximo 55°, mais preferencialmente pelo menos 40° e no máximo 50° e mais preferencialmente pelo menos 42,5° e no máximo 47,5°. De preferência, o ângulo 310B é pelo menos 125° e no máximo 145°, mais preferencialmente pelo menos 130° e no máximo 135° e mais preferencialmente pelo menos 132,5° e no máximo 137,5°.[0343] Compared to the embodiments of TABLE 2, the passive polar control retarder 330 is provided by a pair of A plates 330A, 330B having crossed axes. In the present embodiments, “crossed” refers to an angle of substantially 90° between the optical axes of the two retarders in the plane of the retarders. To reduce the cost of the retarder materials, it is desirable to provide materials with some variation in retarder orientation due to stretching errors during film manufacture, for example. Variations in retarder orientation away from the preferred directions can reduce front luminance and increase minimum transmission. Preferably, the angle 310A is at least 35° and at most 55°, more preferably at least 40° and at most 50°, and most preferably at least 42.5° and at most 47.5°. Preferably, angle 310B is at least 125° and at most 145°, more preferably at least 130° and at most 135°, and most preferably at least 132.5° and at most 137.5°.
[0344] Em comparação com as modalidades da TABELA 2, o alinhamento do retardador de cristal líquido é fornecido por um alinhamento homogêneo em vez de homeotrópico. O alinhamento homogêneo proporciona vantajosamente um tempo de recuperação reduzido durante distorções mecânicas, como ao tocar no visor.[0344] In comparison to the embodiments of TABLE 2, the alignment of the liquid crystal retarder is provided by a homogeneous rather than a homeotropic alignment. The homogeneous alignment advantageously provides a reduced recovery time during mechanical distortions, such as when touching the display.
[0345] Os retardadores passivos podem ser fornecidos usando películas esticadas para alcançar vantajosamente baixo custo e alta uniformidade. Um campo de visão adicional para retardadores de cristal líquido com alinhamento homogêneo é aumentado, proporcionando resiliência à visibilidade do fluxo de material de cristal líquido durante a pressão aplicada.[0345] Passive retarders can be provided using stretched films to advantageously achieve low cost and high uniformity. An additional field of view for liquid crystal retarders with homogeneous alignment is increased, providing resilience to the visibility of the liquid crystal material flow during applied pressure.
[0346] Pode ser desejável fornecer ao polarizador adicional 318 uma direção de transmissão de vetor elétrico diferente da direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída 218 e do polarizador refletivo 302.[0346] It may be desirable to provide the additional polarizer 318 with an electric vector transmission direction different from the electric vector transmission direction of the output polarizer 218 and the reflective polarizer 302.
[0347] A FIGURA 11F é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de retardadores 300 em um modo de operação de privacidade compreendendo os retardadores de controle polar passivos de placa A cruzada 330A, 330B e o retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado 301, compreendendo ainda um retardador de rotação passivo 460 compreendendo as modalidades ilustradas na TABELA 3B. As características da disposição da FIGURA 11F não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características. TABELA 3B[0347] FIGURE 11F is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of retarders 300 in a privacy mode of operation comprising the passive polar control retarders of cross-plate A 330A, 330B and the homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder 301, further comprising a passive rotation retarder 460 comprising the embodiments illustrated in TABLE 3B. Features of the arrangement of FIGURE 11F not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features. TABLE 3B
[0348] O polarizador refletivo 302 e o polarizador adicional 318 têm direções de transmissão de vetor elétrico 303, 319 que não são paralelas, e o dispositivo de exibição 100 compreende ainda um retardador de rotador 406 disposto entre o polarizador refletivo 302 e o polarizador adicional 318, sendo que o retardador de rotador 406 é disposto para girar uma direção de polarização de luz polarizada incidente no mesmo entre a direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de visor 218 e a direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador adicional 318.[0348] The reflective polarizer 302 and the additional polarizer 318 have electric vector transmission directions 303, 319 that are not parallel, and the display device 100 further comprises a rotator retarder 406 disposed between the reflective polarizer 302 and the additional polarizer 318, the rotator retarder 406 being arranged to rotate a polarization direction of polarized light incident thereon between the electric vector transmission direction of the display polarizer 218 and the electric vector transmission direction of the additional polarizer 318.
[0349] O polarizador de saída 218 e o polarizador refletivo 302 podem ser dotados de direções de transmissão de vetor elétrico 219, 303 que podem estar, por exemplo, em um ângulo 317 de 45 graus no caso de um visor LCD nemático torcido. O polarizador adicional 318 pode ser disposto para fornecer luz polarizada verticalmente a um usuário que pode estar usando óculos de sol polarizados que normalmente transmitem luz polarizada verticalmente.[0349] The output polarizer 218 and the reflective polarizer 302 may be provided with electric vector transmission directions 219, 303 that may be, for example, at an angle 317 of 45 degrees in the case of a twisted nematic LCD display. The additional polarizer 318 may be arranged to provide vertically polarized light to a user who may be wearing polarized sunglasses that normally transmit vertically polarized light.
[0350] O retardador de rotação passivo 460 é diferente do retardador de controle polar 330 das presentes modalidades e sua operação será agora descrita. O retardador de rotação passivo 460 pode compreender um material birrefringente 462 e ser uma meia placa de onda, com retardância em um comprimento de onda de 550 nm de 275 nm, por exemplo. O retardador de rotação passivo 460 tem uma orientação de eixo geométrico rápida 464 que é inclinada em um ângulo 466 que pode ser 22,5 graus em relação à direção de transmissão de vetor elétrico 319 do polarizador adicional 318. O retardador de rotação passiva 460 gira, assim, a polarização do polarizador de saída 218, de modo que a direção de polarização da luz que é incidente no retardador de controle polar 330B seja paralela à direção 319.[0350] Passive rotation retarder 460 is different from polar control retarder 330 of the present embodiments and its operation will now be described. Passive rotation retarder 460 may comprise a birefringent material 462 and be a half wave plate, with retardation at a wavelength of 550 nm of 275 nm, for example. Passive rotation retarder 460 has a fast axis orientation 464 that is tilted at an angle 466 that may be 22.5 degrees relative to the electric vector transmission direction 319 of additional polarizer 318. Passive rotation retarder 460 thus rotates the polarization of output polarizer 218 such that the polarization direction of light that is incident on polar control retarder 330B is parallel to direction 319.
[0351] Em operação, o retardador de rotação passivo 460 modifica o estado de polarização no eixo geométrico fornecendo uma rotação angular do componente de polarização a partir do polarizador de saída 218. Em comparação com os retardadores de controle polar 330A, 330B, juntos não modificam o estado de polarização no eixo geométrico. Além disso, o retardador de rotação passivo 460 fornece uma rotação de polarização que fornece apenas uma pequena variação da luminância de saída com ângulo de visão para direções fora do eixo geométrico. Em comparação, os retardadores de controle polar 330A, 330B fornecem modificações substanciais da luminância de saída com ângulo de visão.[0351] In operation, passive rotation retarder 460 modifies the polarization state on the geometric axis by providing an angular rotation of the polarization component from output polarizer 218. In comparison, polar control retarders 330A, 330B together do not modify the polarization state on the geometric axis. Furthermore, passive rotation retarder 460 provides a polarization rotation that provides only a small variation of output luminance with viewing angle for off-axis directions. In comparison, polar control retarders 330A, 330B provide substantial modifications of output luminance with viewing angle.
[0352] Vantajosamente, um visor pode ser dotado de uma direção de polarização de saída 319 que é diferente da direção de polarização do polarizador de visor 219, por exemplo, para fornecer visualização com óculos de sol polarizadores.[0352] Advantageously, a display may be provided with an output polarization direction 319 that is different from the polarization direction of the display polarizer 219, for example, to provide viewing with polarizing sunglasses.
[0353] Em uma modalidade alternativa, o retardador separado 460 pode ser omitido, e a retardância do retardador 330B da FIGURA 11A, aumentada para fornecer a rotação de meia onda. Para continuar a modalidade ilustrativa, a retardância do retardador 330B em um comprimento de onda de 550 nm pode ser 275 nm maior que a retardância do retardador 330A. Vantajosamente, o número de camadas, a complexidade e o custo podem ser reduzidos.[0353] In an alternative embodiment, the separate retarder 460 may be omitted, and the retardance of retarder 330B of FIGURE 11A increased to provide half-wave rotation. To continue the illustrative embodiment, the retardance of retarder 330B at a wavelength of 550 nm may be 275 nm greater than the retardance of retarder 330A. Advantageously, the number of layers, complexity, and cost may be reduced.
[0354] Em outras modalidades, o retardador de rotação passivo 460 pode ser fornecido entre o polarizador de saída de visor 218 e o polarizador refletivo 302, de modo que as direções de transmissão do vetor elétrico 303, 319 do polarizador refletivo 302 e do polarizador adicional 318 sejam paralelas.[0354] In other embodiments, passive rotation retarder 460 may be provided between display output polarizer 218 and reflective polarizer 302 such that the electric vector transmission directions 303, 319 of reflective polarizer 302 and additional polarizer 318 are parallel.
[0355] A FIGURA 12A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação de privacidade compreendendo um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado compreendendo cristal líquido 421 e um retardador de placa C negativa passivo 330 acionado com uma segunda tensão V1; e a FIGURA 12B é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação de privacidade compreendendo um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado e um retardador de placa C negativa passivo acionado com uma segunda tensão V2 diferente da primeira tensão V1. As características das disposições das FIGURAS 12A e 12B não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0355] FIGURE 12A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode of operation comprising a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder comprising liquid crystal 421 and a passive negative C plate retarder 330 driven with a second voltage V1; and FIGURE 12B is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode of operation comprising a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder and a passive negative C plate retarder driven with a second voltage V2 different from the first voltage V1. Features of the arrangements of FIGURES 12A and 12B not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0356] Em comparação com a disposição da FIGURA 12A, a tensão de acionamento V2 é aumentada para fornecer inclinação aumentada para as moléculas do material de cristal líquido 414 no centro da camada 314 do retardador de cristal líquido. Essa inclinação aumentada altera a retardação do retardador de cristal líquido comutável 301 entre os modos de privacidade e público.[0356] Compared to the arrangement of FIGURE 12A, the drive voltage V2 is increased to provide increased tilt for the molecules of the liquid crystal material 414 in the center of the liquid crystal retarder layer 314. This increased tilt changes the retardation of the switchable liquid crystal retarder 301 between privacy and public modes.
[0357] A FIGURA 12C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 12A em um modo de operação de privacidade; e a FIGURA 12D é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 12A em um modo de operação de privacidade. A FIGURA 12E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 12B em um modo público de operação; e a FIGURA 12F é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 12B em um modo público de operação. Modalidades ilustrativas da disposição do alinhamento homogêneo em combinação com retardadores passivos são mostradas na Tabela 4A. TABELA 4A[0357] FIGURE 12C is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 12A in a privacy mode of operation; and FIGURE 12D is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for the reflected light rays in FIGURE 12A in a privacy mode of operation. FIGURE 12E is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 12B in a public mode of operation; and FIGURE 12F is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for the reflected light rays in FIGURE 12B in a public mode of operation. Illustrative embodiments of the arrangement of homogeneous alignment in combination with passive retarders are shown in Table 4A. TABLE 4A
[0358] O retardador de cristal líquido comutável 301 compreende duas camadas de alinhamento de superfície dispostas adjacentes à camada de material de cristal líquido e em lados opostos da mesma e cada uma das mesmas disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente 414. A camada 314 do material de cristal líquido 414 do retardador de cristal líquido comutável 301 compreende um material de cristal líquido 414 com uma anisotropia dielétrica positiva. A camada de material de cristal líquido 414 tem uma retardância para luz com comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 900 nm, preferencialmente em uma faixa de 600 nm a 850 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 800 nm. O retardador 330 compreende ainda um retardador passivo com um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador, o retardador passivo com uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -700 nm, preferencialmente em uma faixa de -350 nm a -600 nm e mais preferencialmente de -400 nm a -500 nm.[0358] The switchable liquid crystal retarder 301 comprises two surface alignment layers disposed adjacent to the liquid crystal material layer and on opposite sides thereof and each disposed to provide homogeneous alignment in the adjacent liquid crystal material 414. The liquid crystal material layer 414 of the switchable liquid crystal retarder 301 comprises a liquid crystal material 414 having a positive dielectric anisotropy. The liquid crystal material layer 414 has a retardance for light having a wavelength of 550 nm in a range of 500 nm to 900 nm, preferably in a range of 600 nm to 850 nm, and more preferably in a range of 700 nm to 800 nm. The retarder 330 further comprises a passive retarder with an optical axis perpendicular to the plane of the retarder, the passive retarder having a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of -300 nm to -700 nm, preferably in a range of -350 nm to -600 nm and more preferably from -400 nm to -500 nm.
[0359] Em comparação com a FIGURA 11A, vantajosamente a espessura e a complexidade do retardador 330 podem ser reduzidas.[0359] Compared to FIGURE 11A, advantageously the thickness and complexity of the retarder 330 may be reduced.
[0360] Uma estrutura que omite o retardador de controle polar passivo 330 será agora descrita.[0360] A structure that omits the passive polar control retarder 330 will now be described.
[0361] A FIGURA 13A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação de privacidade compreendendo um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado 301 em um modo de operação de privacidade. O retardador de cristal líquido comutável 301 compreende as camadas de alinhamento de superfície 419a, 419b dispostas adjacentes à camada de material de cristal líquido 421 e dispostas para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente 421. A FIGURA 13B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 13A em um modo de operação de privacidade; a FIGURA 13C é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 13A em um modo de operação de privacidade; a FIGURA 13D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 13A em um modo público de operação; e a FIGURA 13E é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 13A em um modo público de operação.[0361] FIGURE 13A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode of operation comprising a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder 301 in a privacy mode of operation. The switchable liquid crystal retarder 301 comprises surface alignment layers 419a, 419b disposed adjacent to the liquid crystal material layer 421 and arranged to provide homogeneous alignment in the adjacent liquid crystal material 421. FIGURE 13B is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for light rays transmitted in FIGURE 13A in a privacy mode of operation; FIGURE 13C is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected in FIGURE 13A in a privacy mode of operation; FIGURE 13D is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for transmitted light rays in FIGURE 13A in a public mode of operation; and FIGURE 13E is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for reflected light rays in FIGURE 13A in a public mode of operation.
[0362] Uma modalidade ilustrativa da disposição da FIGURA 13A é apresentada na TABELA 4B. TABELA 4B[0362] An illustrative embodiment of the arrangement of FIGURE 13A is shown in TABLE 4B. TABLE 4B
[0363] O retardador de cristal líquido comutável 301 compreende duas camadas de alinhamento de superfície dispostas adjacentes à camada de material de cristal líquido e em lados opostos da mesma e cada uma das mesmas disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente 414. A camada de material de cristal líquido do retardador de cristal líquido comutável compreende um material de cristal líquido com uma anisotropia dielétrica positiva. O retardador de cristal líquido 301 pode ter uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1.500 nm, preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 1.200 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 800 nm a 1.000 nm.[0363] The switchable liquid crystal retarder 301 comprises two surface alignment layers disposed adjacent to the liquid crystal material layer and on opposite sides thereof and each disposed to provide homogeneous alignment in the adjacent liquid crystal material 414. The liquid crystal material layer of the switchable liquid crystal retarder comprises a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy. The liquid crystal retarder 301 may have a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 500 nm to 1500 nm, preferably in a range of 700 nm to 1200 nm, and most preferably in a range of 800 nm to 1000 nm.
[0364] As modalidades das FIGURAS 13A a 13E alcançam vantajosamente custo e complexidade reduzidos, pois nenhum retardador passivo é fornecido. Além disso, o modo público pode ser um estado não acionado do material de cristal líquido da camada 314 e uma tensão relativamente baixa é usada no modo de privacidade. Além disso, em comparação com o alinhamento homeotrópico, as camadas de alinhamento homogêneas podem proporcionar vantajosamente visibilidade reduzida do fluxo de material de cristal líquido que surge do manuseio da superfície do visor, por exemplo, quando um painel de toque é usado.[0364] The embodiments of FIGURES 13A-13E advantageously achieve reduced cost and complexity since no passive retarder is provided. Furthermore, the public mode may be a non-driven state of the liquid crystal material of layer 314 and a relatively low voltage is used in the privacy mode. Furthermore, compared to homeotropic alignment, homogeneous alignment layers may advantageously provide reduced visibility of the flow of liquid crystal material arising from handling the display surface, e.g., when a touch panel is used.
[0365] A FIGURA 13F é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva um elemento de controle do ângulo de visão que compreende um polarizador refletivo, um retardador de cristal líquido comutável e um polarizador adicional. Pode ser fornecida uma camada de pós-mercado comutável e de baixo custo que forneça privacidade a um perfil de campo de visão “de alvo” comutável.[0365] FIGURE 13F is a schematic diagram illustrating in perspective side view a viewing angle control element comprising a reflective polarizer, a switchable liquid crystal retarder, and an additional polarizer. A low-cost, switchable aftermarket layer may be provided that provides privacy to a switchable “target” field of view profile.
[0366] Disposições adicionais de retardadores comutáveis 300 serão agora descritas.[0366] Additional arrangements of switchable retarders 300 will now be described.
[0367] A FIGURA 14A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação de privacidade compreendendo retardadores passivos de placa A cruzada 330A, 330B e retardador de cristal líquido comutável homeotropicamente alinhado 301. A FIGURA 14B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 14A em um modo de operação de privacidade; e a FIGURA 14C é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 14A em um modo de operação de privacidade. As características das disposições das FIGURAS 14A a 14C não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0367] FIGURE 14A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode of operation comprising passive cross-plate A-retarders 330A, 330B and homeotropically aligned switchable liquid crystal retarder 301. FIGURE 14B is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for light rays transmitted in FIGURE 14A in a privacy mode of operation; and FIGURE 14C is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected in FIGURE 14A in a privacy mode of operation. Features of the arrangements of FIGURES 14A through 14C not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0368] A FIGURA 14D é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo público de operação compreendendo retardadores passivos de placa A cruzada e retardador de cristal líquido comutável homeotropicamente alinhado. A FIGURA 14E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 14D em um modo público de operação; e a FIGURA 14F é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 14D em um modo público de operação. As características das disposições das FIGURAS 14D a 14F não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0368] FIGURE 14D is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a public mode of operation comprising passive cross-plate A-retarders and a homeotropically aligned switchable liquid crystal retarder. FIGURE 14E is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for light rays transmitted in FIGURE 14D in a public mode of operation; and FIGURE 14F is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected in FIGURE 14D in a public mode of operation. Features of the arrangements of FIGURES 14D through 14F not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0369] Assim, o retardador de controle polar passivo 330 compreende um par de retardadores 330A, 330B que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados. O par de retardadores 330A, 330B tem eixos geométricos ópticos que se estendem a +/- 45° em relação à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída. O par de retardadores 330A, 330B compreende, cada um, uma única placa A. Uma modalidade ilustrativa é descrita na Tabela 5. TABELA 5[0369] Thus, the passive polar control retarder 330 comprises a pair of retarders 330A, 330B having optical axes in the plane of the retarders that are crossed. The pair of retarders 330A, 330B have optical axes that extend +/- 45° relative to the electric vector transmission direction of the output polarizer. The pair of retarders 330A, 330B each comprise a single plate A. An illustrative embodiment is described in Table 5. TABLE 5
[0370] O retardador de cristal líquido comutável 301 compreende duas camadas de alinhamento de superfície dispostas nos eletrodos 413, 415 e adjacentes à camada de material de cristal líquido 414 e em lados opostos da mesma e cada uma das mesmas disposta para fornecer alinhamento homeotrópico no material de cristal líquido adjacente 414. A camada de material de cristal líquido 414 do retardador de cristal líquido comutável 301 compreende um material de cristal líquido com uma anisotropia dielétrica negativa. A camada 314 de material de cristal líquido tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1.000 nm, de preferência em uma faixa de 600 nm a 900 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 850 nm. O retardador 301 compreende ainda um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, sendo que cada retardador passivo do par de retardadores passivos tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 300 nm a 800 nm, preferencialmente na faixa de 500 nm a 700 nm e mais preferencialmente na faixa de 550 nm a 675 nm.[0370] The switchable liquid crystal retarder 301 comprises two surface alignment layers disposed on electrodes 413, 415 and adjacent to the liquid crystal material layer 414 and on opposite sides thereof and each disposed to provide homeotropic alignment on the adjacent liquid crystal material 414. The liquid crystal material layer 414 of the switchable liquid crystal retarder 301 comprises a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy. The liquid crystal material layer 314 has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 500 nm to 1,000 nm, preferably in a range of 600 nm to 900 nm, and most preferably in a range of 700 nm to 850 nm. The retarder 301 further comprises a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein each passive retarder of the pair of passive retarders has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 300 nm to 800 nm, preferably in the range of 500 nm to 700 nm and more preferably in the range of 550 nm to 675 nm.
[0371] Vantajosamente, alta refletividade pode ser fornecida em um amplo campo de visão no modo de privacidade. As placas A podem ser fabricadas de maneira mais conveniente a um custo menor do que para os retardadores de placa C.[0371] Advantageously, high reflectivity can be provided over a wide field of view in privacy mode. A-plates can be manufactured more conveniently at a lower cost than for C-plate retardants.
[0372] Os retardadores de cristal líquido alinhados híbridos 301 serão agora descritos.[0372] Hybrid aligned liquid crystal retarders 301 will now be described.
[0373] A FIGURA 15A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação de privacidade compreendendo um retardador de cristal líquido comutável homogênea e homeotropicamente alinhado 301 compreendendo material de cristal líquido 423 e um retardador de placa C negativa passivo 330. A FIGURA 15B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 15A em um modo de operação de privacidade; e a FIGURA 15C é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 15A em um modo de operação de privacidade. A FIGURA 15D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída com a direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 15A em um modo público de operação; e a FIGURA 15E é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 15A em um modo público de operação. As características das disposições das FIGURAS 15A a 15E não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0373] FIGURE 15A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode of operation comprising a homogeneously and homeotropically aligned switchable liquid crystal retarder 301 comprising liquid crystal material 423 and a passive negative C plate retarder 330. FIGURE 15B is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for light rays transmitted in FIGURE 15A in a privacy mode of operation; and FIGURE 15C is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected in FIGURE 15A in a privacy mode of operation. FIGURE 15D is a schematic graph illustrating the variation of output luminance with polar direction for light rays transmitted in FIGURE 15A in a public mode of operation; and FIGURE 15E is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 15A in a public mode of operation. Features of the arrangements of FIGURES 15A through 15E not discussed in more detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features.
[0374] Uma modalidade da disposição de alinhamento híbrido compreendendo camadas de alinhamento homeotrópico e homogêneo em combinação com um retardador passivo é ilustrada na TABELA 6. TABELA 6[0374] One embodiment of the hybrid alignment arrangement comprising homeotropic and homogeneous alignment layers in combination with a passive retarder is illustrated in TABLE 6. TABLE 6
[0375] O retardador de cristal líquido comutável 301 compreende duas camadas de alinhamento de superfície 419a, 419b dispostas adjacentes à camada 314 do material de cristal líquido 414 e em lados opostos da mesma, sendo que uma das camadas de alinhamento de superfície 419a é disposta para fornecer alinhamento homeotrópico no material de cristal líquido adjacente 414 e a outra dentre as camadas de alinhamento de superfície 419b é disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente 414.[0375] The switchable liquid crystal retarder 301 comprises two surface alignment layers 419a, 419b disposed adjacent to layer 314 of liquid crystal material 414 and on opposite sides thereof, wherein one of the surface alignment layers 419a is disposed to provide homeotropic alignment in the adjacent liquid crystal material 414 and the other of the surface alignment layers 419b is disposed to provide homogeneous alignment in the adjacent liquid crystal material 414.
[0376] Em comparação com modalidades com duas camadas de alinhamento homeotrópico ou duas camadas de alinhamento homogêneo, o projeto do retardador de controle polar passivo 330 pode ser diferente se colocado no lado da camada de alinhamento homeotrópico 419a ou colocado no lado da camada de alinhamento homogêneo 419b.[0376] Compared to embodiments with two homeotropic alignment layers or two homogeneous alignment layers, the design of passive polar control retarder 330 may be different if placed on the side of homeotropic alignment layer 419a or placed on the side of homogeneous alignment layer 419b.
[0377] Quando a camada de alinhamento de superfície 419b disposta para fornecer alinhamento homogêneo está entre a camada 314 do material de cristal líquido 414 e o retardador de controle polar 330, o retardador de cristal líquido 301 tem uma retardância para a luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 700 nm a 2.000 nm, preferencialmente na faixa de 1.000 nm a 1.500 nm e mais preferencialmente na faixa de 1.200 nm a 1.500 nm. O retardador de controle polar 300 pode compreender ainda um retardador de controle polar passivo 330 tendo seu eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador, sendo que o retardador de controle polar passivo 330 tem uma retardância para luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -400 nm a - 1.800 nm, preferencialmente em uma faixa de -700 nm a -1.500 nm e mais preferencialmente na faixa de -900 nm a -1.300 nm.[0377] When the surface alignment layer 419b arranged to provide homogeneous alignment is between the layer 314 of the liquid crystal material 414 and the polar control retarder 330, the liquid crystal retarder 301 has a retardance for light of a wavelength of 550 nm in a range of 700 nm to 2000 nm, preferably in the range of 1000 nm to 1500 nm and most preferably in the range of 1200 nm to 1500 nm. The polar control retarder 300 may further comprise a passive polar control retarder 330 having its optical axis perpendicular to the plane of the retarder, wherein the passive polar control retarder 330 has a retardance for light of a wavelength of 550 nm in a range of -400 nm to -1,800 nm, preferably in a range of -700 nm to -1,500 nm, and most preferably in the range of -900 nm to -1,300 nm.
[0378] A placa C da FIGURA 15A pode ser substituída por placas A cruzadas. Quando o retardador de controle polar 300 compreende ainda um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, cada retardador do par de retardadores tendo uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1.800 nm, preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 1.500 nm e mais preferencialmente na faixa de 900 nm a 1.300 nm.[0378] Plate C of FIGURE 15A may be replaced by crossed plates A. When the polar control retarder 300 further comprises a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, each retarder of the retarder pair having a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 400 nm to 1800 nm, preferably in a range of 700 nm to 1500 nm and more preferably in the range of 900 nm to 1300 nm.
[0379] Quando a camada de alinhamento da superfície 419a disposta para fornecer alinhamento homeotrópico está entre a camada 314 do material de cristal líquido 414 e o retardador de controle polar 330, o retardador de cristal líquido 301 tem uma retardância para a luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1.800 nm, preferencialmente na faixa de 700 nm a 1.500 nm e mais preferencialmente na faixa de 900 nm a 1.350 nm. O retardador de controle polar 300 pode compreender ainda um retardador de controle polar passivo 330 tendo seu eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador 330, sendo que o retardador de controle polar passivo 330 tem uma retardância para a luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -1.600 nm, preferencialmente em uma faixa de -500 nm a -1.300 nm e mais preferencialmente na faixa de -700 nm a -1.150 nm; ou o retardador 330 pode compreender ainda um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, em que cada retardador do par de retardadores tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 400 nm a 1.600 nm, preferencialmente na faixa de 600 nm a 1.400 nm e mais preferencialmente na faixa de 800 nm a 1.300 nm.[0379] When the surface alignment layer 419a arranged to provide homeotropic alignment is between the layer 314 of the liquid crystal material 414 and the polar control retarder 330, the liquid crystal retarder 301 has a retardance for light of a wavelength of 550 nm in a range of 500 nm to 1800 nm, preferably in the range of 700 nm to 1500 nm, and most preferably in the range of 900 nm to 1350 nm. The polar control retarder 300 may further comprise a passive polar control retarder 330 having its optical axis perpendicular to the plane of the retarder 330, wherein the passive polar control retarder 330 has a retardation for light of a wavelength of 550 nm in a range of -300 nm to -1,600 nm, preferably in a range of -500 nm to -1,300 nm, and more preferably in the range of -700 nm to -1,150 nm; or the retarder 330 may further comprise a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein each retarder of the pair of retarders has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 400 nm to 1600 nm, preferably in the range of 600 nm to 1400 nm and more preferably in the range of 800 nm to 1300 nm.
[0380] Vantajosamente, o alinhamento híbrido da FIGURA 15A alcança um maior alcance angular polar ao longo do qual a refletividade do polarizador refletivo 302 é aumentada.[0380] Advantageously, the hybrid alignment of FIGURE 15A achieves a greater polar angular range over which the reflectivity of the reflective polarizer 302 is increased.
[0381] Serão agora descritas estruturas de visor adicionais que compreendem várias pilhas ópticas para alcançar o controle do campo de visão de um aparelho de visor de privacidade ou com pouca luz dispersa.[0381] Additional display structures comprising multiple optical stacks will now be described to achieve field of view control of a privacy or low stray light display apparatus.
[0382] A FIGURA 16 é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva um visor de privacidade comutável 100 para uso em iluminação ambiente compreendendo uma luz de fundo não colimadora 20, um retardador de controle polar adicional passivo 300B disposto entre um polarizador de recirculação refletivo 318B e o SLM 48 transmissivo, um polarizador refletivo 302, retardador de controle polar 300A e polarizador adicional 318A. Assim, em comparação com o visor da FIGURA 1A, a FIGURA 16 compreende ainda um retardador de controle polar adicional passivo 300B disposto entre o polarizador de entrada 210 do SLM transmissivo 48 e o outro polarizador adicional 318B. Um outro polarizador 318B adicional é fornecido pelo polarizador refletivo 318B disposto para recircular a luz na luz de fundo 20 e aumentar vantajosamente a eficiência de uma maneira semelhante ao polarizador refletivo 208 da FIGURA 1A.[0382] FIGURE 16 is a schematic diagram illustrating in perspective side view a switchable privacy visor 100 for use in ambient lighting comprising a non-collimating backlight 20, an additional passive polar control retarder 300B disposed between a reflective recirculating polarizer 318B and the transmissive SLM 48, a reflective polarizer 302, polar control retarder 300A, and additional polarizer 318A. Thus, compared to the visor of FIGURE 1A, FIGURE 16 further comprises an additional passive polar control retarder 300B disposed between the input polarizer 210 of the transmissive SLM 48 and the other additional polarizer 318B. A further additional polarizer 318B is provided by reflective polarizer 318B arranged to recirculate light in the backlight 20 and advantageously increase efficiency in a manner similar to reflective polarizer 208 of FIGURE 1A.
[0383] Vantajosamente, o campo de visão do visor é modificado pelo outro polarizador 318B adicional para reduzir a luminância fora do eixo geométrico do SLM 48. A luz dispersa é reduzida e o nível de segurança visual contra um curioso é aumentado. O polarizador adicional 318B pode ser um polarizador refletivo. Isso é diferente do polarizador refletivo 302. O polarizador refletivo adicional 318B fornece recirculação de luz na luz de fundo 20 e não aumenta a reflexão frontal no modo de privacidade. Vantajosamente, a eficiência é aumentada.[0383] Advantageously, the field of view of the display is modified by the further additional polarizer 318B to reduce off-axis luminance of the SLM 48. Stray light is reduced and the level of visual security against an eavesdropper is increased. The further polarizer 318B may be a reflective polarizer. This is different from the reflective polarizer 302. The further reflective polarizer 318B provides light recirculation in the backlight 20 and does not increase forward reflection in privacy mode. Advantageously, efficiency is increased.
[0384] A FIGURA 17A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral um visor de privacidade comutável para uso em iluminação ambiente compreendendo um SLM 48 emissivo, um retardador de controle passivo 300B, um outro polarizador adicional 318B, um polarizador refletivo 302, múltiplos retardadores 300 e um polarizador adicional 318A. Um retardador de controle polar adicional 300B é disposto entre o polarizador de saída 218 e o polarizador refletivo 302. Um outro polarizador adicional 318A é disposto entre o retardador de controle polar adicional 300B e o polarizador refletivo 302.[0384] FIGURE 17A is a schematic diagram illustrating in side view a switchable privacy visor for use in ambient lighting comprising an emissive SLM 48, a passive control retarder 300B, an additional polarizer 318B, a reflective polarizer 302, multiple retarders 300, and an additional polarizer 318A. An additional polar control retarder 300B is disposed between the output polarizer 218 and the reflective polarizer 302. An additional polarizer 318A is disposed between the additional polar control retarder 300B and the reflective polarizer 302.
[0385] A FIGURA 17B é um diagrama esquemático que ilustra na vista em perspectiva lateral um elemento de controle do ângulo de vista 260 para um visor emissiva.[0385] FIGURE 17B is a schematic diagram illustrating in side perspective view a 260° viewing angle control element for an emissive display.
[0386] Em operação, a luz do polarizador de saída de visor 218 tem uma modificação do campo de visão do retardador de controle polar passivo 300B e do polarizador adicional 318B. Vantajosamente, o campo de visão do visor emissivo é reduzido. O polarizador refletivo 302, os múltiplos retardadores de controle polar 300A e um polarizador adicional 318A fornecem comutação entre um modo público determinado pelo SLM 48, pelo retardador 300B e pelo outro polarizador adicional 318B e um modo de privacidade com alta refletividade fora do eixo geométrico e redução de luminância do eixo geométrico em comparação com a alcançada pelo visor 100 da FIGURA 1B.[0386] In operation, the light from the display output polarizer 218 has a modification of the field of view of the passive polar control retarder 300B and the additional polarizer 318B. Advantageously, the field of view of the emissive display is reduced. The reflective polarizer 302, the multiple polar control retarders 300A, and an additional polarizer 318A provide switching between a public mode determined by the SLM 48, the retarder 300B, and the other additional polarizer 318B and a privacy mode with high off-axis reflectivity and on-axis luminance reduction compared to that achieved by the display 100 of FIGURE 1B.
[0387] Em comparação com o visor da FIGURA 1B, a FIGURA 17A compreende ainda um retardador de controle polar adicional 300B e um polarizador adicional 318B, em que o retardador de controle polar adicional 300B é disposto entre o polarizador adicional mencionado anteriormente e o outro polarizador adicional 318.[0387] Compared to the display of FIGURE 1B, FIGURE 17A further comprises an additional polar control retarder 300B and an additional polarizer 318B, wherein the additional polar control retarder 300B is disposed between the aforementioned additional polarizer and the other additional polarizer 318.
[0388] Seria desejável fornecer um modo público com alta visibilidade de imagem para visualização fora do eixo geométrico e um modo de privacidade com alto nível de segurança visual. Modalidades de visores de privacidade comutáveis compreendendo múltiplos outros retardadores e outros polarizadores adicionais serão agora descritas.[0388] It would be desirable to provide a public mode with high image visibility for off-axis viewing and a privacy mode with a high level of visual security. Embodiments of switchable privacy displays comprising multiple other retarders and other additional polarizers will now be described.
[0389] A FIGURA 18A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral um visor de privacidade comutável 100 para uso na iluminação ambiente 604 compreendendo uma luz de fundo de grande angular 20, em que o primeiro retardador de controle polar 300A está disposto entre a luz de fundo 20 e o SLM 48 e outro retardador de controle polar 300B está disposto para receber luz do SLM 48. As características das disposições das FIGURAS 16 a 18B não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0389] FIGURE 18A is a schematic diagram illustrating in side view a switchable privacy visor 100 for use in ambient lighting 604 comprising a wide-angle backlight 20, wherein a first polar control retarder 300A is disposed between the backlight 20 and the SLM 48 and another polar control retarder 300B is disposed to receive light from the SLM 48. Features of the arrangements of FIGURES 16-18B not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0390] A FIGURA 18A tem uma estrutura semelhante à FIGURA 1A com o elemento de controle do ângulo de vista 260A fornecido para receber luz do polarizador de saída 218 do SLM.[0390] FIGURE 18A has a structure similar to FIGURE 1A with view angle control element 260A provided to receive light from output polarizer 218 of the SLM.
[0391] A título de comparação, a luz de fundo 20 pode ser fornecida por uma luz de fundo de grande angular 20, como descrito em outro lugar, em vez de uma luz de fundo direcional. O SLM 48 é um SLM transmissivo disposto para receber a luz de saída 400 da luz de fundo 20, e o SLM 48 compreende ainda um polarizador de entrada 210 disposto no lado de entrada do SLM 48, sendo o polarizador de entrada 210 um polarizador linear. Um outro polarizador adicional 318B está disposto no lado de entrada do polarizador de entrada 210, o outro polarizador adicional 318B sendo um polarizador linear. Pelo menos um outro retardador de controle polar 300B está disposto entre o outro polarizador adicional 318B e o polarizador de entrada 210.[0391] By way of comparison, the backlight 20 may be provided by a wide-angle backlight 20, as described elsewhere, rather than a directional backlight. The SLM 48 is a transmissive SLM arranged to receive the output light 400 from the backlight 20, and the SLM 48 further comprises an input polarizer 210 disposed on the input side of the SLM 48, the input polarizer 210 being a linear polarizer. A further polarizer 318B is disposed on the input side of the input polarizer 210, the further polarizer 318B being a linear polarizer. At least one further polar control retarder 300B is disposed between the further polarizer 318B and the input polarizer 210.
[0392] O pelo menos um retardador de controle polar primeiramente mencionado 300A compreende um primeiro retardador de cristal líquido comutável 301A compreendendo uma primeira camada 314A de material de cristal líquido e o pelo menos um outro retardador de controle polar 300B compreende um segundo retardador de cristal líquido comutável 301B compreendendo uma segunda camada 314B de material de cristal líquido.[0392] The at least one first-mentioned polar control retarder 300A comprises a first switchable liquid crystal retarder 301A comprising a first layer 314A of liquid crystal material and the at least one other polar control retarder 300B comprises a second switchable liquid crystal retarder 301B comprising a second layer 314B of liquid crystal material.
[0393] O retardador de controle polar 300A compreende o retardador de controle polar passivo 330A e o retardador de cristal líquido comutável 301A. O retardador de controle polar adicional 300B compreende o retardador de controle polar passivo 330B e o retardador de cristal líquido comutável 301B. O retardador de controle polar 300B fornece uma modificação do perfil de luminância polar da transmissão de saída e o retardador de controle polar 300A fornece uma modificação dos perfis de luminância polar e de refletividade da transmissão de saída, como descrito neste documento em outro lugar.[0393] Polar control retarder 300A comprises passive polar control retarder 330A and switchable liquid crystal retarder 301A. Additional polar control retarder 300B comprises passive polar control retarder 330B and switchable liquid crystal retarder 301B. Polar control retarder 300B provides a modification of the output transmission polar luminance profile and polar control retarder 300A provides a modification of the output transmission polar luminance and reflectivity profiles, as described elsewhere herein.
[0394] Em comparação com a FIGURA 16, o aumento da luminância fora do eixo geométrico é alcançado no modo público visto que a luz de fundo 20 tem maior luminância para locais polares fora do eixo geométrico, de modo que a visibilidade da imagem é aumentada para usuários fora do eixo geométrico pelo controle de ambas as camadas de cristal líquido 314A, 314B. No modo de privacidade, o nível de segurança visual é aumentado para curiosos fora do eixo geométrico devido ao fato de que a luminância fora do eixo geométrico é reduzida por dois retardadores de controle polar de controle de luminância multiplicativa 300A, 300B e respectivos polarizadores adicionais 318A, 318B. Uma alta refletividade adicional é fornecida para usuários fora do eixo geométrico.[0394] In comparison to FIGURE 16 , increased off-axis luminance is achieved in public mode since the backlight 20 has higher luminance for off-axis polar locations, so that image visibility is increased for off-axis users by controlling both liquid crystal layers 314A, 314B. In privacy mode, the level of visual security is increased for off-axis onlookers due to the fact that off-axis luminance is reduced by two multiplicative luminance control polar control retarders 300A, 300B and respective additional polarizers 318A, 318B. Additional high reflectivity is provided for off-axis users.
[0395] Vantajosamente, o polarizador de recirculação refletivo com operação conforme descrito com referência à FIGURA 1A (que é diferente em função do polarizador refletivo 302) pode fornecer o outro polarizador adicional 318B para alcançar ainda mais alta eficiência e campo de visão reduzido para operação de privacidade.[0395] Advantageously, the reflective recirculation polarizer operating as described with reference to FIGURE 1A (which is different in function from the reflective polarizer 302) may provide the other additional polarizer 318B to achieve even higher efficiency and reduced field of view for privacy operation.
[0396] A disposição da FIGURA 18A tem um elemento de controle de ângulo de visão único 260A na superfície frontal do SLM 48. Vantajosamente, a frente da espessura do visor pode ser reduzida. Difusores adicionais podem ser dispostos na superfície frontal do polarizador 318 ou entre o elemento de controle do ângulo de visão 260A e o polarizador de saída 218. Vantajosamente, a visibilidade das reflexões da superfície frontal pode ser reduzida. Além disso, o elemento de controle do ângulo de visão 260B pode ser convenientemente fornecido entre o SLM 48 e a luz de fundo 20. O custo e a complexidade da montagem podem ser reduzidos. O número de superfícies entre a camada de pixel 214 e o usuário do visor 26 pode ser reduzido vantajosamente, alcançando um maior contraste de imagem.[0396] The arrangement of FIGURE 18A has a single viewing angle control element 260A on the front surface of the SLM 48. Advantageously, the front of the display thickness can be reduced. Additional diffusers can be arranged on the front surface of the polarizer 318 or between the viewing angle control element 260A and the output polarizer 218. Advantageously, the visibility of reflections from the front surface can be reduced. Furthermore, the viewing angle control element 260B can be conveniently provided between the SLM 48 and the backlight 20. The cost and complexity of the assembly can be reduced. The number of surfaces between the pixel layer 214 and the display user 26 can be advantageously reduced, achieving greater image contrast.
[0397] Uma disposição semelhante à FIGURA 18A, em que os retardadores passivos 330A, 330B compreendem um par de múltiplos retardadores passivos, será agora descrita.[0397] An arrangement similar to FIGURE 18A, wherein passive retarders 330A, 330B comprise a pair of multiple passive retarders, will now be described.
[0398] A FIGURA 18B é um diagrama esquemático que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas de uma pilha óptica compreendendo o retardador de controle polar 300A disposto entre um polarizador refletivo 302 e um polarizador adicional 318A e outro retardador de controle polar 300B disposto entre o polarizador de entrada 210 e um outro polarizador adicional 318B de um SLM transmissivo 48, em que o retardador de controle polar 300A e outro retardador de controle polar 300B compreendem placas A cruzadas. Uma modalidade ilustrativa é fornecida na TABELA 7 e TABELA 8A.[0398] FIGURE 18B is a schematic diagram illustrating in front view the alignment of optical layers of an optical stack comprising polar control retarder 300A disposed between a reflective polarizer 302 and an additional polarizer 318A and another polar control retarder 300B disposed between input polarizer 210 and another additional polarizer 318B of a transmissive SLM 48, wherein polar control retarder 300A and another polar control retarder 300B comprise crossed plates A. An illustrative embodiment is provided in TABLE 7 and TABLE 8A.
[0399] TABELA 7 TABELA 8A[0399] TABLE 7 TABLE 8A
[0400] Em comparação com a modalidade da FIGURA 11A, a modalidade das FIGURAS 18A a 18F compreende um SLM transmissivo 48 que tem alta luminância no amplo campo de visão e uma luz de fundo grande angular 20 ou um SLM emissivo 48.[0400] Compared to the embodiment of FIGURE 11A, the embodiment of FIGURES 18A-18F comprises a transmissive SLM 48 having high luminance in the wide field of view and a wide-angle backlight 20 or an emissive SLM 48.
[0401] Além disso, as modalidades incluem retardador de controle polar 300A, polarizador adicional 318A, outro retardador de controle polar 300B e outro polarizador adicional 318B. Os perfis de transmissão de tais disposições são multiplicativos. Assim, uma luminância muito baixa pode ser alcançada em ângulos polares de projeto, como em um ângulo lateral de +/- 45 graus e elevação de 0 grau. No entanto, a alta luminância da luz de fundo ou do SLM emissivo em ângulos mais altos que o ângulo polar do projeto fornece níveis de luz aumentados e refletividade reduzida. O nível de segurança visual pode ser reduzido para curiosos de alto ângulo. O pelo menos um outro retardador de controle polar 300B compreende pelo menos um outro retardador passivo, na modalidade da FIGURA 18B são fornecidos dois retardadores de controle polar passivos cruzados 330BA, 330BB.[0401] Further embodiments include polar control retarder 300A, additional polarizer 318A, another polar control retarder 300B, and another additional polarizer 318B. The transmission profiles of such arrangements are multiplicative. Thus, very low luminance can be achieved at design polar angles, such as at a +/- 45 degree lateral angle and 0 degree elevation. However, high luminance of the backlight or emissive SLM at angles higher than the design polar angle provides increased light levels and reduced reflectivity. The level of visual safety can be reduced for high angle onlookers. The at least one other polar control retarder 300B comprises at least one other passive retarder, in the embodiment of FIGURE 18B two crossed passive polar control retarders 330BA, 330BB are provided.
[0402] Pode ser desejável fornecer projetos ajustados para mínimos que estão em ângulos laterais superiores a 45 graus, por exemplo, entre 50 graus e 65 graus. Em disposições com outro retardador de controle polar 300B, as camadas 314A, 314B do material de cristal líquido 414 dos retardadores de cristal líquido comutáveis 301A, 301B podem ter, cada uma, uma retardância para a luz de um comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 450 nm a 850 nm, de preferência em uma faixa de 500 nm a 750 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 550 nm a 650 nm.[0402] It may be desirable to provide designs tuned to minima that are at lateral angles greater than 45 degrees, e.g., between 50 degrees and 65 degrees. In arrangements with another polar control retarder 300B, layers 314A, 314B of liquid crystal material 414 of switchable liquid crystal retarders 301A, 301B may each have a retardance for light of a wavelength of 550 nm in a range of 450 nm to 850 nm, preferably in a range of 500 nm to 750 nm, and most preferably in a range of 550 nm to 650 nm.
[0403] Os múltiplos retardadores primeiramente mencionados e os múltiplos outros retardadores podem, cada um, compreender um par de retardadores passivos que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados, em que cada retardador passivo do par de retardadores passivos mencionado primeiramente 330A, 330B tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 300 nm a 800 nm, preferencialmente em uma faixa de 350 nm a 650 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 400 nm a 550 nm.[0403] The first-mentioned multiple retarders and the multiple other retarders may each comprise a pair of passive retarders having optical axes in the plane of the retarders that are crossed, wherein each passive retarder of the first-mentioned pair of passive retarders 330A, 330B has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 300 nm to 800 nm, preferably in a range of 350 nm to 650 nm, and more preferably in a range of 400 nm to 550 nm.
[0404] Vantajosamente, a luminância e a refletividade em ângulos altos podem ser reduzidas e o nível de segurança visual pode ser aumentado para curiosos em um ângulo de visão alto. A redução da assimetria de cores no visor de privacidade comutável será discutida agora.[0404] Advantageously, the luminance and reflectivity at high angles can be reduced and the level of visual safety can be increased for onlookers at a high viewing angle. Reducing color asymmetry in the switchable privacy display will now be discussed.
[0405] A FIGURA 18C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da luminância de saída logarítmica com direção polar para raios de luz transmitidos de múltiplos retardadores compreendendo placas A passivas cruzadas e um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado para um dos retardadores de controle polar 300B compreendendo retardadores de placa A cruzada 330AA, 330AB e camada de cristal líquido 314A da TABELA 8A; e a FIGURA 18D é um gráfico esquemático que ilustra em uma direção lateral a variação 470A da luminância de saída logarítmica com ângulo de visão lateral para raios de luz transmitidos de múltiplos retardadores compreendendo placas A passivas cruzadas e um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado para um dos retardador de controle polar 300B compreendendo os retardadores 330AA, 330AB, 314A da TABELA 8B.[0405] FIGURE 18C is a schematic graph illustrating the logarithmic output luminance variation with polar direction for light rays transmitted from multiple retarders comprising crossed passive A plates and a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder to one of polar control retarders 300B comprising crossed A plate retarders 330AA, 330AB and liquid crystal layer 314A of TABLE 8A; and FIGURE 18D is a schematic graph illustrating in a lateral direction the logarithmic output luminance variation 470A with lateral viewing angle for light rays transmitted from multiple retarders comprising crossed passive A plates and a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder to one of polar control retarders 300B comprising retarders 330AA, 330AB, 314A of TABLE 8B.
[0406] As FIGURAS 18C e FIGURA 18D ilustram que existe alguma assimetria de luminância que é fornecida pela sequência das placas A cruzadas 330AA, 330AB. Como os perfis de luminância dependem do comprimento de onda, em operação, essa assimetria pode fornecer uma mudança de cor perceptível que tem uma aparência diferente em ambos os lados do visor, conforme ilustrado nas regiões angulares 472L, 472R. Na disposição da FIGURA 11A, essa mudança de cor não é tipicamente muito visível devido à baixa luminância da luz de fundo colimada 20. No entanto, com o aumento da luminosidade da luz de fundo 20 em ângulos altos, ou para SLMs emissivos, então a assimetria é mais claramente visível. Seria desejável fornecer uma aparência de cor assimétrica.[0406] FIGURES 18C and FIGURE 18D illustrate that there is some luminance asymmetry that is provided by the sequence of crossed A plates 330AA, 330AB. Since luminance profiles are wavelength dependent, in operation this asymmetry can provide a noticeable color shift that has a different appearance on either side of the display, as illustrated in angled regions 472L, 472R. In the arrangement of FIGURE 11A, this color shift is typically not very visible due to the low luminance of the collimated backlight 20. However, as the luminance of the backlight 20 increases at high angles, or for emissive SLMs, then the asymmetry is more clearly visible. It would be desirable to provide an asymmetric color appearance.
[0407] Voltando à FIGURA 18B, o retardador de controle polar primeiramente mencionado 300A compreende um par de retardadores passivos 330AA, 330AB que têm eixos geométricos ópticos 331AA, 331AB no plano dos retardadores 330AA, 330AB que são cruzados, em que o primeiro do par de retardadores passivos 330AA tem um eixo geométrico óptico 331AA que se estende a 45° em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de saída 218, e o segundo do par de retardadores passivos 331AB tem um eixo geométrico óptico 331AB que se estende a 135° em relação à direção de transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de saída 218.[0407] Turning to FIGURE 18B, the first-mentioned polar control retarder 300A comprises a pair of passive retarders 330AA, 330AB having optical axes 331AA, 331AB in the plane of the retarders 330AA, 330AB that are crossed, wherein the first of the pair of passive retarders 330AA has an optical axis 331AA that extends 45° to an electric vector transmission direction 219 of the output polarizer 218, and the second of the pair of passive retarders 331AB has an optical axis 331AB that extends 135° to the electric vector transmission direction 219 of the output polarizer 218.
[0408] O pelo menos um retardador de controle polar adicional 300B compreende um par adicional de retardadores passivos 330BA, 330BB que têm eixos geométricos ópticos 331BA, 331BB no plano dos retardadores 330BA, 330BB que são cruzados, em que o primeiro do par adicional de retardadores passivos 330BA tem um eixo geométrico óptico 331BA que se estende a 135° em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de saída 218, e o segundo do par adicional de retardadores passivos 330BB tem um eixo geométrico óptico 331BB que se estende a 45° em relação a um direção de transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de saída 218. O segundo retardador 330AB, 330BB de cada par de retardadores passivos é disposto para receber luz do primeiro retardador 330AA, 330BA do respectivo par de retardador de controle polar passivo 330A, 330B. Assim, o retardador passivo 330 AA do primeiro par e o retardador passivo 330BB do outro par que estão mais próximos um do outro têm os respectivos eixos geométricos ópticos 331AA e 331AB que se estendem na mesma direção.[0408] The at least one additional polar control retarder 300B comprises an additional pair of passive retarders 330BA, 330BB having optical axes 331BA, 331BB in the plane of the retarders 330BA, 330BB that are crossed, wherein the first of the additional pair of passive retarders 330BA has an optical axis 331BA that extends 135° relative to an electric vector transmission direction 219 of the output polarizer 218, and the second of the additional pair of passive retarders 330BB has an optical axis 331BB that extends 45° relative to an electric vector transmission direction 219 of the output polarizer 218. The second retarder 330AB, 330BB of each pair of passive retarders is arranged to receive light from the first retarder 330AA, 330BA of the respective passive polar control retarder pair 330A, 330B. Thus, the passive retarder 330 AA of the first pair and the passive retarder 330BB of the other pair that are closest to each other have respective optical axes 331AA and 331AB extending in the same direction.
[0409] Para a presente divulgação, a direção de rotação dos eixos geométricos ópticos do retardador passivo pode ser no sentido horário ou anti- horário, de modo que qualquer um dos eixos geométricos ópticos dentro de cada par de retardadores passivos se estenda a 45° e 135°, respectivamente. No exemplo ilustrativo, a direção de rotação é no sentido horário.[0409] For the present disclosure, the direction of rotation of the optical axes of the passive retarder may be clockwise or counterclockwise, such that any of the optical axes within each pair of passive retarders extends 45° and 135°, respectively. In the illustrative example, the direction of rotation is clockwise.
[0410] Voltando à FIGURA 18D, o perfil de luminância das placas A cruzadas 330BA 330BB e do retardador de cristal líquido 314B é ilustrado pelo perfil 470B. Em combinação, os perfis 470A, 470B são multiplicativos. A disposição dos retardadores da FIGURA 18B alcança, assim, uma média dos dois perfis de luminância e alcança ainda a simetria da cor. A uniformidade vantajosa angular é melhorada.[0410] Returning to FIGURE 18D, the luminance profile of the crossed A plates 330BA 330BB and the liquid crystal retarder 314B is illustrated by profile 470B. In combination, profiles 470A, 470B are multiplicative. The arrangement of the retarders of FIGURE 18B thus achieves an average of the two luminance profiles and further achieves color symmetry. Advantageous angular uniformity is improved.
[0411] Opcionalmente, no exemplo das FIGURAS 18A e 18B, o polarizador refletivo 318B pode ser omitido. Nesse caso, o polarizador refletivo 318B pode ser opcionalmente substituído por um polarizador absorvente dicroico (não mostrado).[0411] Optionally, in the example of FIGURES 18A and 18B, reflective polarizer 318B may be omitted. In this case, reflective polarizer 318B may optionally be replaced with a dichroic absorbing polarizer (not shown).
[0412] Outra disposição do retardador de controle polar 300A e do outro retardador de controle polar 300B será dada agora.[0412] Another arrangement of the polar control retarder 300A and the other polar control retarder 300B will now be given.
[0413] A FIGURA 18E é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral um visor de privacidade comutável para uso em iluminação ambiente compreendendo um SLM emissivo 48, um primeiro retardador de controle polar 300A, um primeiro polarizador adicional 318A, um polarizador refletivo 302, um segundo retardador de controle polar 300B e um segundo polarizador adicional 318B; e a FIGURA 18F é um diagrama esquemático que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas de uma pilha óptica compreendendo retardadores de controle polar 300A dispostos entre um polarizador adicional de absorção de luz 318A e um outro polarizador adicional 318B que é um polarizador refletivo 302 e outros retardadores de controle polar 300B dispostos entre o polarizador de saída 218 e o outro polarizador adicional 318B, 302, em que os retardadores de controle polar 300A e múltiplos outros retardadores 300B compreendem placas A cruzadas 330AA, 330AB, 330BA e 330BB.[0413] FIGURE 18E is a schematic diagram illustrating in side view a switchable privacy visor for use in ambient lighting comprising an emissive SLM 48, a first polar control retarder 300A, a first additional polarizer 318A, a reflective polarizer 302, a second polar control retarder 300B, and a second additional polarizer 318B; and FIGURE 18F is a schematic diagram illustrating in front view the alignment of optical layers of an optical stack comprising polar control retarders 300A disposed between an additional light absorbing polarizer 318A and another additional polarizer 318B that is a reflective polarizer 302 and other polar control retarders 300B disposed between output polarizer 218 and another additional polarizer 318B, 302, wherein polar control retarders 300A and multiple other retarders 300B comprise crossed A plates 330AA, 330AB, 330BA, and 330BB.
[0414] Uma modalidade ilustrativa é fornecida na TABELA 8B. TABELA 8B[0414] An illustrative embodiment is provided in TABLE 8B. TABLE 8B
[0415] Em comparação com a disposição da FIGURA 18A, a luminância reduzida para locais de visualização fora do eixo geométrico pode ser vantajosamente fornecida visto que a dispersão do SLM 48 não modifica o campo de visão do perfil de luminância a partir do elemento de controle do ângulo de vista 260B. Além disso, uma única pilha de componente óptico pode ser fornecida para um pós-mercado ou encaixe em fábrica conveniente.[0415] Compared to the arrangement of FIGURE 18A, reduced luminance for off-axis viewing locations may be advantageously provided since the dispersion of the SLM 48 does not modify the field of view luminance profile from the viewing angle control element 260B. Furthermore, a single optical component stack may be provided for convenient aftermarket or factory fitment.
[0416] A modalidade das FIGURAS 18E e 18F ilustra ainda que o polarizador refletivo 302 pode fornecer ainda o polarizador adicional 318B dos múltiplos outros retardadores 300B. Vantajosamente, o custo e a espessura são reduzidos e a eficiência é aumentada.[0416] The embodiment of FIGURES 18E and 18F further illustrates that reflective polarizer 302 may further provide additional polarizer 318B of multiple other retarders 300B. Advantageously, cost and thickness are reduced and efficiency is increased.
[0417] Modalidades de visores de controle de luminância com saída simétrica de cores e luminância serão agora descritas.[0417] Embodiments of luminance control displays with symmetrical color and luminance output will now be described.
[0418] A FIGURA 18G é um diagrama esquemático que ilustra na vista frontal o alinhamento de camadas ópticas de uma pilha óptica compreendendo retardadores de controle polar 300A dispostos entre um polarizador adicional de absorção de luz 318A e um polarizador adicional 318B adicional e outros retardadores de controle polar adicionais 300B dispostos entre o polarizador de saída 218 e o outro polarizador adicional 318B, em que os retardadores de controle polar 300A e múltiplos outros retardadores 300B compreendem, cada um, retardadores de placa A cruzada 330AA, 330AB, 330BA e 330BB.[0418] FIGURE 18G is a schematic diagram illustrating in front view the alignment of optical layers of an optical stack comprising polar control retarders 300A disposed between an additional light absorption polarizer 318A and an additional polarizer 318B and further additional polar control retarders 300B disposed between output polarizer 218 and further additional polarizer 318B, wherein polar control retarders 300A and multiple further retarders 300B each comprise cross-plate A retarders 330AA, 330AB, 330BA, and 330BB.
[0419] Um dispositivo de exibição compreende assim: um SLM 48; um polarizador de visor disposto em pelo menos um lado do SLM, sendo que o polarizador de visor é um polarizador linear; um primeiro polarizador adicional 318A disposto no mesmo lado do SLM 48 que um do pelo menos um polarizador de visor, o primeiro polarizador adicional 318A sendo um polarizador linear; e primeiros retardadores de controle polar 300A dispostos entre o primeiro polarizador adicional 318A e o um do pelo menos um polarizador de visor; um outro polarizador adicional 318B disposto no mesmo lado do SLM que o dito um do pelo menos um polarizador de visor, fora do primeiro polarizador adicional 318A, o outro polarizador adicional 318B sendo um polarizador linear; e retardadores de controle polar adicionais 300B dispostos entre o primeiro polarizador adicional 318A e o outro polarizador adicional 318B, em que os primeiros retardadores de controle polar compreendem um par de retardadores passivos 330AA, 330AB que têm eixos geométricos ópticos 331AA, 331AB no plano dos retardadores que são cruzados e se estendem a 45° e 135°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída 218, os outros retardadores de controle polar compreendem um outro par de retardadores passivos 330BA, 330BB que têm eixos geométricos ópticos 331BA, 331BB no plano de os retardadores que são cruzados e se estendem a 45° e 135°, respectivamente, em relação à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída 218, e os eixos geométricos ópticos 331BB, 331AA do um do primeiros par de retardadores de controle polar passivos e do um do outro par de retardadores de controle polar passivos mais próximos se estendem na mesma direção.[0419] A display device thus comprises: an SLM 48; a display polarizer disposed on at least one side of the SLM, the display polarizer being a linear polarizer; a first additional polarizer 318A disposed on the same side of the SLM 48 as one of the at least one display polarizer, the first additional polarizer 318A being a linear polarizer; and first polar control retarders 300A disposed between the first additional polarizer 318A and the one of the at least one display polarizer; a further additional polarizer 318B disposed on the same side of the SLM as said one of the at least one display polarizer, outside the first additional polarizer 318A, the other additional polarizer 318B being a linear polarizer; and additional polar control retarders 300B disposed between the first additional polarizer 318A and the other additional polarizer 318B, wherein the first polar control retarders comprise a pair of passive retarders 330AA, 330AB having optical axes 331AA, 331AB in the plane of the retarders that are crossed and extend at 45° and 135°, respectively, with respect to an electric vector transmission direction of the output polarizer 218, the other polar control retarders comprise a further pair of passive retarders 330BA, 330BB having optical axes 331BA, 331BB in the plane of the retarders that are crossed and extend at 45° and 135°, respectively, with respect to the electric vector transmission direction of the output polarizer 218, and the optical axes 331BB, 331AA of the first one of the pair of passive polar control retarders and of the one of the other pair of closest passive polar control retarders extend in the same direction.
[0420] Os primeiros retardadores de controle polar 300A e outros retardadores de controle polar 300B compreendem ainda um retardador de cristal líquido comutável 301A, 301B compreendendo uma camada 314A, 314B de material de cristal líquido 414A, 414B, sendo que os primeiros retardadores de controle polar 300A e os outros retardadores de controle polar 300B são, cada um, dispostos, em um estado comutável do retardador de cristal líquido comutável 301A, 301B, simultaneamente para introduzir nenhuma mudança de fase relativa líquida a componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo dito um dentre o pelo menos um polarizador de visor ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano dos retardadores de controle polar e para introduzir uma mudança de fase relativa líquida aos componentes de polarização ortogonal da luz passada pelo dito um dentre o pelo menos um polarizador de visor ao longo de um eixo geométrico inclinado à linha perpendicular dos planos dos retardadores de controle polar.[0420] The first polar control retarders 300A and the further polar control retarders 300B further comprise a switchable liquid crystal retarder 301A, 301B comprising a layer 314A, 314B of liquid crystal material 414A, 414B, wherein the first polar control retarders 300A and the further polar control retarders 300B are each arranged, in a switchable state of the switchable liquid crystal retarder 301A, 301B, simultaneously to introduce no net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through said one of the at least one display polarizers along an axis along a line perpendicular to the plane of the polar control retarders and to introduce a net relative phase shift to orthogonal polarization components of light passed through said one of the at least one display polarizers along an axis inclined to the perpendicular line of the polar control retarders. plans of polar control retarders.
[0421] O exemplo da FIGURA 18G é o mesmo que o das FIGURAS 18E e 18F, com a exceção de que o polarizador refletivo 302 é substituído pelo polarizador adicional 318B. Vantajosamente, pode ser alcançado um visor de controle de luminância com saída simétrica de cor e luminância na direção lateral, da mesma maneira que ilustrada pelas FIGURAS 18C e 18D. Além disso, a refletividade do polarizador refletivo 302 é eliminada para ambientes em que alta refletividade fora do eixo geométrico é indesejável.[0421] The example of FIGURE 18G is the same as that of FIGURES 18E and 18F, except that reflective polarizer 302 is replaced by additional polarizer 318B. Advantageously, a luminance control display with symmetrical color and luminance output in the lateral direction can be achieved in the same manner as illustrated by FIGURES 18C and 18D. Furthermore, the reflectivity of reflective polarizer 302 is eliminated for environments where high off-axis reflectivity is undesirable.
[0422] A FIGURA 18H é um diagrama esquemático que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas de uma pilha óptica para um SLM 48 transmissivo compreendendo múltiplos outros retardadores 300B dispostos entre um polarizador absorvente de luz adicional 318B e um polarizador adicional 318A e múltiplos retardadores 300A dispostos entre o polarizador de entrada 210 e o polarizador adicional 318A, em que os múltiplos retardadores 300A e múltiplos outros retardadores 300B compreendem placas A cruzadas.[0422] FIGURE 18H is a schematic diagram illustrating in front view the alignment of optical layers of an optical stack for a transmissive SLM 48 comprising multiple other retarders 300B disposed between an additional light absorbing polarizer 318B and an additional polarizer 318A and multiple retarders 300A disposed between input polarizer 210 and additional polarizer 318A, wherein multiple retarders 300A and multiple other retarders 300B comprise crossed plates A.
[0423] O exemplo da FIGURA 18H é o mesmo da FIGURA 18G, com a exceção de que a pilha óptica está disposta no lado de entrada de um SLM e entre a luz de fundo 20 e o SLM 48. Vantajosamente, a espessura da frente do visor é reduzida e uma maior difusão pode ser fornecida na superfície frontal sem desfocar os pixels. Um contraste adicional da imagem pode ser aumentado.[0423] The example of FIGURE 18H is the same as that of FIGURE 18G, except that the optical stack is disposed on the input side of an SLM and between the backlight 20 and the SLM 48. Advantageously, the thickness of the front of the display is reduced and greater diffusion can be provided on the front surface without blurring the pixels. Further image contrast can be increased.
[0424] A FIGURA 18I é um diagrama esquemático que ilustra em vista frontal o alinhamento de camadas ópticas de uma pilha óptica para um SLM transmissivo 48 compreendendo múltiplos outros retardadores 300B dispostos entre um polarizador adicional 318B e o polarizador de entrada 210; e múltiplos retardadores 300A dispostos entre o polarizador de saída 218 e um polarizador adicional 318A, em que os múltiplos retardadores 300A, 300B e múltiplos outros retardadores compreendem placas A cruzadas 330AA, 330AB, 330BA, 330BB.[0424] FIGURE 18I is a schematic diagram illustrating in front view the alignment of optical layers of an optical stack for a transmissive SLM 48 comprising multiple other retarders 300B disposed between an additional polarizer 318B and input polarizer 210; and multiple retarders 300A disposed between output polarizer 218 and an additional polarizer 318A, wherein multiple retarders 300A, 300B, and multiple other retarders comprise crossed A plates 330AA, 330AB, 330BA, 330BB.
[0425] Um dispositivo de exibição compreende: uma luz de fundo 20 disposta para emitir luz, um SLM transmissivo 48 disposto para receber luz de saída da luz de fundo 20; um polarizador de entrada 210 disposto no lado de entrada do SLM 48 e um polarizador de saída 218 disposto no lado de saída do SLM 48, sendo o polarizador de entrada 210 e o polarizador de saída 218 polarizadores lineares; um primeiro polarizador adicional 318A disposto no lado de saída do polarizador de saída 218, o primeiro polarizador adicional 318A sendo um polarizador linear; e primeiros retardadores de controle polar 300A dispostos entre o primeiro polarizador adicional 318A e o polarizador de saída 218; um outro polarizador adicional 318B disposto entre a luz de fundo 20 e o polarizador de entrada 210, sendo o outro polarizador adicional 318B um polarizador linear; e outros retardadores de controle polar 300B dispostos entre o polarizador de entrada 210 e o outro polarizador adicional 318B; em que os primeiros retardadores de controle polar 300A compreendem um par de retardadores passivos 330AA, 330AB que têm eixos geométricos ópticos 331AA, 331AB no plano dos retardadores que são cruzados e se estendem a 45° e 135°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída 218, os outros retardadores de controle polar 300B compreendem um par adicional de retardadores passivos 330BA, 330BB que têm eixos geométricos ópticos 331BA, 331BB no plano dos retardadores que são cruzados e se estendem a 45° e 135°, respectivamente em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de saída 218, e os eixos geométricos ópticos 331BB, 331AA do um do primeiro par de retardadores de controle polar passivos e do um do outro par de retardadores de controle polar passivos mais próximos um do outro se estendem na mesma direção.[0425] A display device comprises: a backlight 20 arranged to emit light, a transmissive SLM 48 arranged to receive light output from the backlight 20; an input polarizer 210 arranged on the input side of the SLM 48 and an output polarizer 218 arranged on the output side of the SLM 48, the input polarizer 210 and the output polarizer 218 being linear polarizers; a first additional polarizer 318A arranged on the output side of the output polarizer 218, the first additional polarizer 318A being a linear polarizer; and first polar control retarders 300A arranged between the first additional polarizer 318A and the output polarizer 218; a further additional polarizer 318B arranged between the backlight 20 and the input polarizer 210, the further additional polarizer 318B being a linear polarizer; and other polar control retarders 300B disposed between the input polarizer 210 and the other additional polarizer 318B; wherein the first polar control retarders 300A comprises a pair of passive retarders 330AA, 330AB having optical axes 331AA, 331AB in the plane of the retarders that are crossed and extend at 45° and 135°, respectively, with respect to an electric vector transmission direction of the output polarizer 218, the other polar control retarders 300B comprises an additional pair of passive retarders 330BA, 330BB having optical axes 331BA, 331BB in the plane of the retarders that are crossed and extend at 45° and 135°, respectively, with respect to an electric vector transmission direction of the output polarizer 218, and the optical axes 331BB, 331AA of the one of the first pair of passive polar control retarders and of the one of the other pair of polar control retarders passives closest to each other extend in the same direction.
[0426] O exemplo da FIGURA 18I é o mesmo que o da FIGURA 18H, com a exceção de que a pilha óptica está disposta em ambos os lados de um SLM 48 e entre a luz de fundo 20 e o SLM 48. Vantajosamente, a dispersão do SLM não fornece luz dispersa ao curioso, e pode ser alcançado um nível de segurança visual mais alto.[0426] The example of FIGURE 18I is the same as that of FIGURE 18H, except that the optical stack is disposed on either side of an SLM 48 and between the backlight 20 and the SLM 48. Advantageously, the stray light from the SLM does not provide stray light to the onlooker, and a higher level of visual safety can be achieved.
[0427] A FIGURA 18J é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação de privacidade que compreende um retardador de controle polar passivo de placa C negativa 330A e um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado 301A disposto entre o polarizador de saída 218 e o refletivo polarizador 302 e um retardador de controle polar passivo de placa C negativa 330B e um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado 301B disposto entre o polarizador de absorção 318 e o polarizador refletivo 302 em um modo de operação de privacidade. Assim, o dispositivo de exibição pode compreender ainda uma camada de controle de retardância 300A disposta entre o polarizador de saída 218 e o polarizador refletivo 302. A camada de controle de retardância 300A pode compreender um outro retardador de cristal líquido comutável 301A disposto entre o polarizador de saída 218 e o polarizador refletivo 302.[0427] FIGURE 18J is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode of operation comprising a negative C-plate passive polar control retarder 330A and a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder 301A disposed between output polarizer 218 and reflective polarizer 302 and a negative C-plate passive polar control retarder 330B and a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder 301B disposed between absorption polarizer 318 and reflective polarizer 302 in a privacy mode of operation. Thus, the display device may further comprise a retardance control layer 300A disposed between the output polarizer 218 and the reflective polarizer 302. The retardance control layer 300A may comprise another switchable liquid crystal retardant 301A disposed between the output polarizer 218 and the reflective polarizer 302.
[0428] O retardador de controle polar primeiramente mencionado 300B compreende um primeiro retardador de cristal líquido comutável 301B compreendendo uma primeira camada de material de cristal líquido 414B, e o outro retardador de controle polar 300A compreende um segundo retardador de cristal líquido comutável 301A compreendendo uma segunda camada de material de cristal líquido 414A. O outro retardador de cristal líquido comutável 301A compreende uma camada de alinhamento de superfície 307A disposta adjacente ao material de cristal líquido 414A tendo uma pré-inclinação com uma direção de pré-inclinação com um componente no plano da camada de material de cristal líquido que está alinhado paralelo ou antiparalelo ou ortogonal ao polarizador refletivo.[0428] The first-mentioned polar control retarder 300B comprises a first switchable liquid crystal retarder 301B comprising a first layer of liquid crystal material 414B, and the other polar control retarder 300A comprises a second switchable liquid crystal retarder 301A comprising a second layer of liquid crystal material 414A. The other switchable liquid crystal retarder 301A comprises a surface alignment layer 307A disposed adjacent to the liquid crystal material 414A having a pre-tilt with a pre-tilt direction with an in-plane component of the liquid crystal material layer that is aligned parallel or antiparallel or orthogonal to the reflective polarizer.
[0429] As direções de pré-inclinação 307A, 331A das camadas de alinhamento do outro retardador de cristal líquido comutável 301A podem ter um componente no plano da camada de cristal líquido 314A que está alinhado paralelo ou antiparalelo ou ortogonal às direções de pré- inclinação das camadas de alinhamento 307B, 331B do primeiro retardador de cristal líquido comutável 301B. Em um modo público de operação, as duas camadas de cristal líquido comutáveis 301B, 301A são acionadas para fornecer um amplo ângulo de visão. Em um modo de operação de privacidade, os retardadores de cristal líquido comutáveis 301A, 301B podem cooperar para obter vantajosamente uma maior redução de luminância e, assim, melhorar a privacidade em um único eixo geométrico.[0429] The pre-tilt directions 307A, 331A of the alignment layers of the other switchable liquid crystal retarder 301A may have a component in the plane of the liquid crystal layer 314A that is aligned parallel or antiparallel or orthogonal to the pre-tilt directions of the alignment layers 307B, 331B of the first switchable liquid crystal retarder 301B. In a public mode of operation, the two switchable liquid crystal layers 301B, 301A are actuated to provide a wide viewing angle. In a privacy mode of operation, the switchable liquid crystal retarders 301A, 301B may cooperate to advantageously achieve greater luminance reduction and thereby improve privacy on a single geometric axis.
[0430] O primeiro e o segundo retardadores de cristal líquido 301A, 301B podem ter retardâncias diferentes. A retardação fornecida pelo primeiro retardador de cristal líquido 301B e pela outra camada de cristal líquido 314A pode ser diferente. O sistema de controle 352 pode ser disposto para controlar a aplicação de uma tensão comum ao longo do primeiro e do segundo retardadores de cristal líquido comutáveis 301A, 301B. O material de cristal líquido 414B do primeiro retardador de cristal líquido 301B pode ser diferente do material de cristal líquido 414A da segunda camada de cristal líquido 301A. A variação cromática dos perfis de luminância polar ilustrados em outras partes deste documento pode ser reduzida, de modo que a aparência de cor fora do eixo geométrico seja vantajosamente melhorada.[0430] The first and second liquid crystal retarders 301A, 301B may have different retardances. The retardance provided by the first liquid crystal retarder 301B and the other liquid crystal layer 314A may be different. The control system 352 may be arranged to control the application of a common voltage across the first and second switchable liquid crystal retarders 301A, 301B. The liquid crystal material 414B of the first liquid crystal retarder 301B may be different from the liquid crystal material 414A of the second liquid crystal layer 301A. The chromatic variation of the polar luminance profiles illustrated elsewhere herein may be reduced, so that off-axis color appearance is advantageously improved.
[0431] Alternativamente, os retardadores de cristal líquido comutáveis 301A, 301B podem ter alinhamentos ortogonais, de modo que uma luminância reduzida seja alcançada nas direções horizontal e vertical para obter vantajosamente operação de privacidade em paisagem e retrato.[0431] Alternatively, the switchable liquid crystal retarders 301A, 301B may have orthogonal alignments such that reduced luminance is achieved in both the horizontal and vertical directions to advantageously achieve landscape and portrait privacy operation.
[0432] A camada de controle de retardância 300A pode compreender um retardador de controle polar passivo 330A disposto entre o polarizador de saída 218 e o polarizador refletivo 302. Mais geralmente, o retardador de cristal líquido comutável 301A pode ser omitido e uma redução de luminância fixa pode ser fornecida pelos retardadores passivos 330A. Por exemplo, a redução de luminância nos quadrantes de visualização pode ser fornecida apenas através da camada 330A. Vantajosamente, a região polar para redução de luminância pode ser alcançada.[0432] The retardance control layer 300A may comprise a passive polar control retarder 330A disposed between the output polarizer 218 and the reflective polarizer 302. More generally, the switchable liquid crystal retarder 301A may be omitted and a fixed luminance reduction may be provided by the passive retarders 330A. For example, luminance reduction in the viewing quadrants may be provided only through layer 330A. Advantageously, the polar region for luminance reduction may be achieved.
[0433] A FIGURA 18J ilustra ainda que o polarizador refletivo 302 pode fornecer o outro polarizador adicional 318B e que o polarizador dicroico 318B da FIGURA 18F, por exemplo, pode ser omitido. Vantajosamente, pode ser alcançada eficiência aumentada e espessura reduzida.[0433] FIGURE 18J further illustrates that reflective polarizer 302 may provide another additional polarizer 318B and that dichroic polarizer 318B of FIGURE 18F, for example, may be omitted. Advantageously, increased efficiency and reduced thickness may be achieved.
[0434] A FIGURA 18K é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva um elemento de controle de ângulo de visão 260 compreendendo um primeiro retardador de controle polar 300A, um primeiro polarizador adicional 318A, um polarizador refletivo 302, um segundo retardador de controle polar 300B e um segundo polarizador adicional 318B. Vantajosamente, um elemento de controle de privacidade pós-mercado e/ou elemento de controle de luz dispersa podem ser fornecidos que não exijam correspondência com a resolução de pixel do painel para evitar artefatos Moiré. O elemento óptico de controle de ângulo de visão 260 pode ser fornecido ainda para encaixe em fábrica ao SLM 48. As características das disposições das FIGURAS 18E a 18H não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0434] FIGURE 18K is a schematic diagram illustrating in perspective side view a viewing angle control element 260 comprising a first polar control retarder 300A, a first additional polarizer 318A, a reflective polarizer 302, a second polar control retarder 300B, and a second additional polarizer 318B. Advantageously, an after-market privacy control element and/or stray light control element may be provided that does not require matching to the pixel resolution of the panel to avoid Moiré artifacts. The viewing angle control optical element 260 may further be provided for factory fit to the SLM 48. Features of the arrangements of FIGURES 18E-18H not discussed in further detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0435] Pode ser desejável fornecer modos de operação de entretenimento e noturnos em um veículo automotivo.[0435] It may be desirable to provide entertainment and night modes of operation in a motor vehicle.
[0436] A FIGURA 19A é um diagrama esquemático que ilustra em vista superior um veículo automotivo com um visor direcional comutável, como o ilustrado nas FIGURAS 19A e B, disposto dentro da cabine do veículo 602 para modos de operação diurnos e/ou compartilhados; e a FIGURA 19B é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo 602 para modos de operação diurnos e/ou compartilhados. O cone de luz 630, 632 é dotado de um amplo campo de visão angular e, portanto, o visor é vantajosamente visível por vários ocupantes com baixa refletividade.[0436] FIGURE 19A is a schematic diagram illustrating in top view a motor vehicle having a switchable directional display, as illustrated in FIGURES 19A and B, disposed within vehicle cabin 602 for daytime and/or shared modes of operation; and FIGURE 19B is a schematic diagram illustrating in side view a motor vehicle having a switchable directional display disposed within vehicle cabin 602 for daytime and/or shared modes of operation. The light cone 630, 632 has a wide angular field of view and therefore the display is advantageously visible to multiple occupants with low reflectivity.
[0437] A FIGURA 19C é um diagrama esquemático que ilustra em vista superior um veículo automotivo com um visor direcional comutável, como o ilustrado nas FIGURAS 19A e 19B, disposto dentro da cabine do veículo 602 para modos de operação noturnos e/ou de entretenimento; a FIGURA 19D é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral um veículo automotivo com um visor direcional comutável disposto dentro da cabine do veículo 602 para modos de operação noturnos e/ou de entretenimento. O cone de luz 634, 636 é dotado de um campo de visão angular estreito e, portanto, o visor é vantajosamente visível apenas por um único ocupante. Os ocupantes fora do eixo geométrico veem reflexões aumentadas no visor, reduzindo a visibilidade. A luz dispersa vantajosamente para operação noturna é reduzida, aumentando a segurança do motorista. Além disso, os reflexos do visor do para-brisa 601 são reduzidos, minimizando a distração para o motorista 604. As características das disposições das FIGURAS 19A a 19D não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0437] FIGURE 19C is a schematic diagram illustrating in top view a motor vehicle having a switchable directional display, as illustrated in FIGURES 19A and 19B, disposed within vehicle cabin 602 for nighttime and/or entertainment modes of operation; FIGURE 19D is a schematic diagram illustrating in side view a motor vehicle having a switchable directional display disposed within vehicle cabin 602 for nighttime and/or entertainment modes of operation. The light cone 634, 636 has a narrow angular field of view and therefore the display is advantageously visible to only a single occupant. Off-axis occupants see increased reflections in the display, reducing visibility. Stray light advantageously for nighttime operation is reduced, increasing driver safety. Additionally, reflections from the windshield display 601 are reduced, minimizing distraction to the driver 604. Features of the arrangements of FIGURES 19A through 19D not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0438] Os visores 100 compreendendo retardadores de controle polar 300 que são retardadores passivos 272 e compreendendo o polarizador refletivo 302 e o polarizador adicional 318 serão agora descritos em mais detalhes.[0438] Displays 100 comprising polar control retarders 300 which are passive retarders 272 and comprising reflective polarizer 302 and additional polarizer 318 will now be described in more detail.
[0439] A FIGURA 20A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral um visor de privacidade 100 para uso na iluminação ambiente 604 compreendendo uma luz de fundo 20, um SLM transmissivo 48, um polarizador refletivo 302, retardadores de controle polar passivos 300 compreendendo os retardadores passivos 272A, 272B, 272C e 272C; e polarizador adicional 318; e a FIGURA 20B é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva um elemento de controle de ângulo de visão compreendendo um polarizador refletivo 302, retardadores de controle polar passivos 300 e um polarizador adicional 318.[0439] FIGURE 20A is a schematic diagram illustrating in side view a privacy visor 100 for use in ambient lighting 604 comprising a backlight 20, a transmissive SLM 48, a reflective polarizer 302, passive polar control retarders 300 comprising passive retarders 272A, 272B, 272C, and 272C; and additional polarizer 318; and FIGURE 20B is a schematic diagram illustrating in perspective side view a viewing angle control element comprising a reflective polarizer 302, passive polar control retarders 300, and an additional polarizer 318.
[0440] A operação de tal visor é descrita abaixo com referência às FIGURAS 22A a 22B. Vantajosamente, pode ser fornecida uma privacidade de baixo custo ou outro tipo de visor de luz difusa. Além disso, a complexidade e a espessura do visor são reduzidas em comparação com os visores comutáveis 100.[0440] The operation of such a display is described below with reference to FIGURES 22A-22B. Advantageously, a low-cost privacy or other type of diffuse light display may be provided. In addition, the complexity and thickness of the display are reduced compared to switchable displays 100.
[0441] A FIGURA 20C é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva um elemento de controle de ângulo de visão 260 compreendendo retardadores de controle polar passivos 300A compreendendo os retardadores passivos 272AA, 272AB, 272AC, 272AD dispostos entre um polarizador adicional 318A e um polarizador refletivo 302; e um outro polarizador adicional 318B e outros retardadores de controle polar passivos 300B compreendendo os retardadores passivos 272BA, 272BB, 272BC, 272BD dispostos no lado de entrada do polarizador refletivo 302. O polarizador adicional e adicional em comparação com a FIGURA 20B, a luminância fora do eixo geométrico vantajosamente pode ser ainda mais reduzida enquanto a luminância frontal pode ser substancialmente mantida quando conectada à saída de um SLM.[0441] FIGURE 20C is a schematic diagram illustrating in perspective side view a viewing angle control element 260 comprising passive polar control retarders 300A comprising passive retarders 272AA, 272AB, 272AC, 272AD disposed between an additional polarizer 318A and a reflective polarizer 302; and another additional polarizer 318B and other passive polar control retarders 300B comprising passive retarders 272BA, 272BB, 272BC, 272BD disposed on the input side of the reflective polarizer 302. The additional polarizer and in comparison to FIGURE 20B, the off-axis luminance advantageously can be further reduced while the front luminance can be substantially maintained when connected to the output of an SLM.
[0442] A FIGURA 20D é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva lateral, um visor de privacidade para uso em iluminação ambiente. Em comparação à FIGURA 20A, um outro polarizador adicional 318B que é um polarizador refletivo e outros retardadores de controle polar 300B compreendendo os retardadores 272BA, 272BB estão dispostos na entrada do SLM. O outro polarizador adicional 318B e 300B alcançam maior redução de luminância para luzes de fundo de grande angular 20. O nível de segurança visual vantajosamente pode ser aumentado para luzes de fundo de grande angular. Em comparação com as disposições comutáveis descritas em outras partes, a espessura e o custo são reduzidos. As características das disposições das FIGURAS 20A a 20D não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0442] FIGURE 20D is a schematic diagram illustrating in side perspective view a privacy visor for use in ambient lighting. In comparison to FIGURE 20A, another additional polarizer 318B which is a reflective polarizer and other polar control retarders 300B comprising retarders 272BA, 272BB are arranged at the input of the SLM. The other additional polarizer 318B and 300B achieve greater luminance reduction for wide angle backlights 20. The level of visual safety can advantageously be increased for wide angle backlights. In comparison to the switchable arrangements described elsewhere, the thickness and cost are reduced. Features of the arrangements of FIGURES 20A through 20D not discussed in more detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0443] As modalidades das FIGURAS 20A a 20D ilustram a pilha de retardadores de controle polar passivos 300 que compreende quatro retardadores passivos, como será ilustrado nas FIGURAS 22A e 22B abaixo. No entanto, outros tipos de pilhas de retardador passivo também serão descritos abaixo e podem ser incorporados. Várias combinações de retardadores de controle polar 300 compreendendo retardadores passivos 272 dispostos entre um polarizador refletivo 302 e um polarizador adicional 318 serão agora descritas.[0443] The embodiments of FIGURES 20A-20D illustrate the passive polar control retarder stack 300 comprising four passive retarders, as will be illustrated in FIGURES 22A and 22B below. However, other types of passive retarder stacks will also be described below and may be incorporated. Various combinations of polar control retarders 300 comprising passive retarders 272 disposed between a reflective polarizer 302 and an additional polarizer 318 will now be described.
[0444] A FIGURA 21A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma pilha óptica de um retardador passivo compreendendo uma placa C negativa e disposta para fornecer modificação no campo de visão de um dispositivo de exibição; e a FIGURA 21B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos no retardador passivo da FIGURA 21A.[0444] FIGURE 21A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an optical stack of a passive retarder comprising a negative C plate and arranged to provide field of view modification of a display device; and FIGURE 21B is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted in the passive retarder of FIGURE 21A.
[0445] A FIGURA 21C é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma pilha óptica de um retardador passivo compreendendo uma placa O negativa inclinada em um plano ortogonal à direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador de visor e uma placa C negativa e disposta para fornecer campo de modificação da visão de um dispositivo de exibição; e a FIGURA 21D é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos no retardador passivo da FIGURA 21C, compreendendo a estrutura ilustrada na TABELA 9A. TABELA 9A[0445] FIGURE 21C is a schematic diagram illustrating in perspective side view an optical stack of a passive retarder comprising a negative plate O inclined in a plane orthogonal to the electric vector transmission direction of the display polarizer and a negative plate C and arranged to provide field of view modification of a display device; and FIGURE 21D is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted in the passive retarder of FIGURE 21C comprising the structure illustrated in TABLE 9A. TABLE 9A
[0446] O retardador de controle polar passivo 300B compreende, assim, um retardador passivo 272A que é uma placa O negativa que tem um eixo geométrico óptico com um componente no plano do retardador passivo 272A e um componente perpendicular ao plano do retardador passivo 272A. Além disso, o componente no plano do retardador passivo se estende a 90°, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de visor 218. O retardador passivo 272B compreende um retardador passivo tendo um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador passivo.[0446] Passive polar control retarder 300B thus comprises a passive retarder 272A that is a negative O-plate having an optical axis with a component in the plane of passive retarder 272A and a component perpendicular to the plane of passive retarder 272A. Furthermore, the in-plane component of the passive retarder extends 90° to an electrical vector transmission direction that is parallel to electrical vector transmission 219 of display polarizer 218. Passive retarder 272B comprises a passive retarder having an optical axis perpendicular to the plane of the passive retarder.
[0447] Vantajosamente, a luminância pode ser reduzida para as direções de visualização laterais. Um visor móvel pode ser girado confortavelmente em torno de um eixo geométrico horizontal ao mesmo tempo em que obtém privacidade para curiosos fora do eixo geométrico na direção lateral.[0447] Advantageously, luminance may be reduced for lateral viewing directions. A mobile display may be comfortably rotated about a horizontal axis while still achieving privacy for onlookers off the axis in the lateral direction.
[0448] A FIGURA 21E é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma pilha óptica de um retardador passivo compreendendo placas A cruzadas e uma placa O positiva; e a FIGURA 21F é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos no retardador passivo da FIGURA 21E, compreendendo a estrutura ilustrada na TABELA 9B. TABELA 9B[0448] FIGURE 21E is a schematic diagram illustrating in perspective side view an optical stack of a passive retarder comprising crossed A plates and a positive O plate; and FIGURE 21F is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted in the passive retarder of FIGURE 21E comprising the structure illustrated in TABLE 9B. TABLE 9B
[0449] O retardador de controle polar passivo 300B compreende, assim, retardadores passivos 272A, 272B que são placas A cruzadas e o retardador 272C que tem um eixo geométrico óptico com um componente no plano do retardador passivo 272C e um componente perpendicular ao plano do retardador passivo 272C. O componente no plano do retardador passivo se estende a 90°, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão de vetor elétrico 219 do polarizador de visor 218. Vantajosamente, a luminância pode ser reduzida para as direções de visualização laterais. Um visor móvel pode ser girado confortavelmente em torno de um eixo geométrico horizontal ao mesmo tempo em que obtém privacidade para curiosos fora do eixo geométrico na direção lateral.[0449] Passive polar control retarder 300B thus comprises passive retarders 272A, 272B that are crossed A plates and retarder 272C that has an optical axis with a component in the plane of passive retarder 272C and a component perpendicular to the plane of passive retarder 272C. The in-plane component of the passive retarder extends 90° to an electrical vector transmission direction that is parallel to electrical vector transmission 219 of display polarizer 218. Advantageously, luminance may be reduced for lateral viewing directions. A movable display may be comfortably rotated about a horizontal axis while achieving privacy from onlookers off the axis in the lateral direction.
[0450] Pode ser desejável fornecer redução de luminância nas direções lateral e de elevação.[0450] It may be desirable to provide luminance reduction in both the lateral and elevation directions.
[0451] A FIGURA 22A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma pilha óptica de retardadores passivos 272A a 272D compreendendo dois pares de placas A cruzadas; e a FIGURA 22B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos no retardador passivo da FIGURA 22A, compreendendo a estrutura ilustrada na TABELA 10. As características das disposições das FIGURAS 22A e 22B não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características. TABELA 10[0451] FIGURE 22A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an optical stack of passive retarders 272A-272D comprising two pairs of crossed plates A; and FIGURE 22B is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted in the passive retarder of FIGURE 22A comprising the structure illustrated in TABLE 10. Features of the arrangements of FIGURES 22A and 22B not discussed in further detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features. TABLE 10
[0452] O retardador compreende, assim, um par de retardadores passivos 272A, 272D que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados. Cada par de retardadores compreende várias placas A com os respectivos eixos geométricos ópticos alinhados em ângulos diferentes um do outro. O par de retardadores passivos 272B, 272C tem eixos geométricos ópticos que se estendem a 90° e 0°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão de vetor elétrico 211 do polarizador de visor 210.[0452] The retarder thus comprises a pair of passive retarders 272A, 272D having optical axes in the plane of the retarders that are crossed. Each pair of retarders comprises a plurality of plates A with their respective optical axes aligned at different angles to each other. The pair of passive retarders 272B, 272C have optical axes that extend at 90° and 0°, respectively, to an electrical vector transmission direction that is parallel to the electrical vector transmission 211 of the display polarizer 210.
[0453] O par de retardadores passivos 272A, 272D tem eixos geométricos ópticos que se estendem a 45° e a 135°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico 211 que é paralela à transmissão de vetor elétrico do polarizador de visor 218, respectivamente.[0453] The pair of passive retarders 272A, 272D have optical axes that extend 45° and 135°, respectively, relative to an electrical vector transmission direction 211 that is parallel to the electrical vector transmission of the display polarizer 218, respectively.
[0454] O visor compreende ainda um par adicional de retardadores passivos 272B, 272C dispostos entre o primeiro par de retardadores passivos 272A, 272D e que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores que são cruzados. O par adicional de retardadores passivos 272B, 272C tem eixos geométricos ópticos que se estendem a 0° e 90°, respectivamente, em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico 211, 317 que é paralela à transmissão de vetor elétrico do polarizador de visor 210, 316.[0454] The display further comprises an additional pair of passive retarders 272B, 272C disposed between the first pair of passive retarders 272A, 272D and having optical axes in the plane of the retarders that are crossed. The additional pair of passive retarders 272B, 272C have optical axes that extend 0° and 90°, respectively, relative to an electric vector transmission direction 211, 317 that is parallel to the electric vector transmission of the display polarizer 210, 316.
[0455] A retardância de cada placa A para luz de comprimento de onda de 550 nm pode estar na faixa de 600 nm a 850 nm, preferencialmente em uma faixa de 650 nm a 730 nm, e mais preferencialmente na faixa de 670 nm a 710 nm. A mudança de cor da luz absorvida de um local central para um local fora do eixo geométrico pode ser vantajosamente reduzida.[0455] The retardance of each plate A to light of wavelength 550 nm may be in the range of 600 nm to 850 nm, preferably in the range of 650 nm to 730 nm, and most preferably in the range of 670 nm to 710 nm. The color shift of absorbed light from a central location to an off-axis location may be advantageously reduced.
[0456] Em outras modalidades ilustrativas, de preferência o ângulo 273A é pelo menos 40° e no máximo 50°, mais preferencialmente pelo menos 42,5° e no máximo 47,5° e mais preferencialmente pelo menos 44° e no máximo 46°. De preferência, o ângulo 273D é pelo menos 130° e no máximo 140°, mais preferencialmente pelo menos 132,5° e no máximo 137,5° e mais preferencialmente pelo menos 134° e no máximo 136°.[0456] In other illustrative embodiments, preferably angle 273A is at least 40° and at most 50°, more preferably at least 42.5° and at most 47.5°, and most preferably at least 44° and at most 46°. Preferably, angle 273D is at least 130° and at most 140°, more preferably at least 132.5° and at most 137.5°, and most preferably at least 134° and at most 136°.
[0457] Em outras modalidades ilustrativas, o par de retardador interno 272B, 272C pode ter tolerâncias mais frouxas do que o par de retardador externo 272A, 272D. De preferência, o ângulo 273B é de pelo menos -10° e no máximo 10°, de preferência pelo menos -5° e no máximo 5° e mais preferencialmente pelo menos -2° e no máximo 2°. De preferência, o ângulo 273C é de pelo menos 80° e no máximo 100°, mais preferencialmente pelo menos 85° e no máximo 95° e mais preferencialmente pelo menos 88° e no máximo 92°.[0457] In other illustrative embodiments, the inner retarder pair 272B, 272C may have looser tolerances than the outer retarder pair 272A, 272D. Preferably, angle 273B is at least -10° and at most 10°, preferably at least -5° and at most 5°, and more preferably at least -2° and at most 2°. Preferably, angle 273C is at least 80° and at most 100°, more preferably at least 85° and at most 95°, and most preferably at least 88° and at most 92°.
[0458] A presente modalidade fornece um perfil de transmissão que tem alguma simetria rotacional. Vantajosamente, um visor de privacidade pode ser dotado de visibilidade reduzida da imagem de um amplo campo de visão para posições de visualização laterais ou elevadas de um curioso. Além disso, esse arranjo pode ser usado para alcançar uma operação de privacidade aprimorada para operação em paisagem e retrato de um visor móvel. Tal arranjo pode ser fornecido em um veículo para reduzir a luz dispersa para passageiros fora do eixo geométrico e também para reduzir a luz que cai no para-brisas e outras superfícies de vidro no veículo.[0458] The present embodiment provides a transmission profile that has some rotational symmetry. Advantageously, a privacy display may be provided with reduced image visibility from a wide field of view to lateral or elevated viewing positions of an onlooker. Furthermore, such an arrangement may be used to achieve enhanced privacy operation for landscape and portrait operation of a mobile display. Such an arrangement may be provided in a vehicle to reduce stray light to off-axis passengers and also to reduce light falling on the windshield and other glass surfaces in the vehicle.
[0459] As FIGURAS 23A e 23B são diagramas esquemáticos que ilustram em vistas laterais parte de um visor que compreende um retardador compensado comutável e camadas de ligação óptica 380. As características das disposições das FIGURAS 23A e 23B não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características. As camadas de ligação óptica 380 podem ser fornecidas para laminar filmes e substratos, alcançando maior eficiência e luminância reduzida em altos ângulos de visão no modo de privacidade. Além disso, um espaço de ar 384 pode ser fornecido entre o SLM 48 e o retardador de controle polar 300. Para reduzir o umedecimento das duas superfícies no espaço de ar 384, uma superfície antiumectante 382 pode ser fornecida a pelo menos um dos retardadores de controle polar 300 ou SLM 48.[0459] FIGURES 23A and 23B are schematic diagrams illustrating in side views part of a display comprising a switchable compensated retarder and optical bonding layers 380. Features of the arrangements of FIGURES 23A and 23B not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features. Optical bonding layers 380 can be provided to laminate films and substrates, achieving higher efficiency and reduced luminance at high viewing angles in privacy mode. Additionally, an air gap 384 can be provided between the SLM 48 and the polar control retarder 300. To reduce wetting of the two surfaces in the air gap 384, an anti-wetting surface 382 can be provided to at least one of the polar control retarder 300 or SLM 48.
[0460] O retardador 330 pode ser fornecido entre a camada de cristal líquido comutável 314 e SLM 48, como ilustrado na FIGURA 23B, ou pode ser fornecido entre o polarizador adicional 318 e a camada de cristal líquido comutável 314, como ilustrado na FIGURA 23A. Substancialmente, o mesmo desempenho óptico é fornecido em ambos os sistemas, exceto no alinhamento híbrido, como descrito em outras partes deste documento. Seria desejável fornecer espessura reduzida e número total reduzido de componentes ópticos.[0460] Retarder 330 may be provided between switchable liquid crystal layer 314 and SLM 48, as illustrated in FIGURE 23B, or may be provided between additional polarizer 318 and switchable liquid crystal layer 314, as illustrated in FIGURE 23A. Substantially the same optical performance is provided in both systems, except in hybrid alignment as described elsewhere herein. It would be desirable to provide reduced thickness and reduced total number of optical components.
[0461] A FIGURA 24A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo de operação com ângulo de privacidade compreendendo um retardador de cristal líquido comutável homeotropicamente alinhado disposto entre o primeiro e o segundo retardadores de controle polar passivos da placa C; a FIGURA 24B e a FIGURA 24C são gráficos esquemáticos que ilustram a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na pilha óptica da FIGURA 24A em um modo público e um modo de operação de privacidade, respectivamente; e a FIGURA 24D é um gráfico esquemático que ilustra a variação na refletividade com a direção polar para os raios de luz refletidos na FIGURA 24A em um modo de operação de privacidade, compreendendo as modalidades ilustradas na TABELA 11. As características das disposições das FIGURAS 24A a 24D não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características. TABELA 11[0461] FIGURE 24A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable compensated retarder in a privacy angle mode of operation comprising a homeotropically aligned switchable liquid crystal retarder disposed between the first and second passive polar control retarders of plate C; FIGURE 24B and FIGURE 24C are schematic graphs illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted in the optical stack of FIGURE 24A in a public mode and a privacy mode of operation, respectively; and FIGURE 24D is a schematic graph illustrating the variation in reflectivity with polar direction for light rays reflected from FIGURE 24A in a privacy mode of operation comprising the embodiments illustrated in TABLE 11. Features of the arrangements of FIGURES 24A through 24D not discussed in more detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features. TABLE 11
[0462] O retardador de controle polar passivo 330 compreende primeira e segunda placas C 330A, 330B; e a camada de cristal líquido comutável 314 é fornecida entre a primeira e a segunda placas C 330A, 330B. O retardador de cristal líquido comutável compreende duas camadas de alinhamento de superfície 419a, 419b dispostas adjacentes à camada 314 do material de cristal líquido 414 e em lados opostos da mesma e cada uma das mesmas disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente 414. A camada de material de cristal líquido 414 do retardador de cristal líquido comutável compreende um material de cristal líquido 414 com uma anisotropia dielétrica positiva negativa.[0462] The passive polar control retarder 330 comprises first and second C plates 330A, 330B; and the switchable liquid crystal layer 314 is provided between the first and second C plates 330A, 330B. The switchable liquid crystal retarder comprises two surface alignment layers 419a, 419b disposed adjacent to the layer 314 of the liquid crystal material 414 and on opposite sides thereof and each disposed to provide homogeneous alignment in the adjacent liquid crystal material 414. The liquid crystal material layer 414 of the switchable liquid crystal retarder comprises a liquid crystal material 414 having a positive-negative dielectric anisotropy.
[0463] A camada de material de cristal líquido 314 tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1.000 nm, preferencialmente em uma faixa de 600 nm a 900 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 850 nm. Os dois retardadores passivos compreendem, cada um, um retardador passivo com um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador com uma retardância total para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de -300 nm a -700 nm, preferencialmente em uma faixa de -350 nm a -600 nm e mais preferencialmente de -400 nm a -500 nm.[0463] The liquid crystal material layer 314 has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 500 nm to 1000 nm, preferably in a range of 600 nm to 900 nm and more preferably in a range of 700 nm to 850 nm. The two passive retarders each comprise a passive retarder with an optical axis perpendicular to the plane of the retarder with a total retardance for light of wavelength 550 nm in a range of -300 nm to -700 nm, preferably in a range of -350 nm to -600 nm and more preferably of -400 nm to -500 nm.
[0464] A FIGURA 25A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva um visor que compreende um retardador compensado comutável disposto entre o primeiro e o segundo substratos do retardador de controle polar passivo da placa C; e a FIGURA 25B é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral parte de um visor que compreende um retardador compensado comutável disposto entre o primeiro e o segundo substratos do retardador de controle polar passivo da placa C.[0464] FIGURE 25A is a schematic diagram illustrating in perspective side view a display comprising a switchable compensated retarder disposed between the first and second passive polar control retarder substrates of plate C; and FIGURE 25B is a schematic diagram illustrating in side view part of a display comprising a switchable compensated retarder disposed between the first and second passive polar control retarder substrates of plate C.
[0465] O retardador de controle polar 300 compreende dois retardadores passivos 330A, 330B e um retardador de cristal líquido comutável 301 compreendendo uma camada 314 de material de cristal líquido fornecida entre os dois retardadores passivos 330A, 330B. O dispositivo de exibição 100 compreende ainda eletrodos transmissivos 413, 415 e camadas de alinhamento de superfície de cristal líquido 409, 411 formados em um lado de cada um dos dois retardadores passivos 330A, 330B adjacentes à camada de retardador de cristal líquido comutável 314. O dispositivo de exibição 100 compreende ainda primeiro e segundo substratos entre os quais a camada de retardador de cristal líquido comutável 314 é fornecida, sendo que o primeiro e o segundo substratos compreendem, cada um, um dos dois retardadores passivos 330A, 330B.[0465] The polar control retarder 300 comprises two passive retarders 330A, 330B and a switchable liquid crystal retarder 301 comprising a layer 314 of liquid crystal material provided between the two passive retarders 330A, 330B. The display device 100 further comprises transmissive electrodes 413, 415 and liquid crystal surface alignment layers 409, 411 formed on one side of each of the two passive retarders 330A, 330B adjacent the switchable liquid crystal retarder layer 314. The display device 100 further comprises first and second substrates between which the switchable liquid crystal retarder layer 314 is provided, the first and second substrates each comprising one of the two passive retarders 330A, 330B.
[0466] Assim, a primeira placa C 330A tem uma camada de eletrodo transparente 415 e a camada de alinhamento de cristal líquido 411 formada em um lado e a segunda placa C 330B tem uma camada de eletrodo transparente 413 e a camada de alinhamento de cristal líquido 409 formada em um lado.[0466] Thus, the first C plate 330A has a transparent electrode layer 415 and the liquid crystal alignment layer 411 formed on one side and the second C plate 330B has a transparent electrode layer 413 and the liquid crystal alignment layer 409 formed on one side.
[0467] A camada de cristal líquido 314 é fornecida entre o primeiro e o segundo substratos 312, 316, e o primeiro e o segundo substratos 312, 316, cada um, compreendem uma dentre a primeira e a segunda placas C 330A, 330B. As placas C podem ser fornecidas em películas COP estiradas duplas que são revestidas com ITO para fornecer eletrodos 413, 415 e têm camadas de alinhamento de cristal líquido 409, 411 formadas nas mesmas.[0467] Liquid crystal layer 314 is provided between first and second substrates 312, 316, and first and second substrates 312, 316 each comprise one of first and second C plates 330A, 330B. The C plates may be provided on double drawn COP films that are coated with ITO to provide electrodes 413, 415 and have liquid crystal alignment layers 409, 411 formed thereon.
[0468] Vantajosamente, o número de camadas pode ser reduzido em comparação com a disposição da FIGURA 1, reduzindo a espessura, o custo e a complexidade. Além disso, as placas C 330A, 330B podem ser substratos flexíveis e podem fornecer um visor de privacidade flexível.[0468] Advantageously, the number of layers may be reduced compared to the arrangement of FIGURE 1, reducing thickness, cost, and complexity. Furthermore, the C plates 330A, 330B may be flexible substrates and may provide a flexible privacy display.
[0469] Seria desejável fornecer uma camada de cristal líquido 314 entre o primeiro e o segundo substratos da placa A.[0469] It would be desirable to provide a liquid crystal layer 314 between the first and second substrates of plate A.
[0470] A FIGURA 25C é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador compensado comutável em um modo público de operação compreendendo um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado, disposto entre o primeiro e o segundo retardadores de controle polar passivos de placa A cruzada; e a FIGURA 25D e a FIGURA 25E são gráficos esquemáticos que ilustram a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos para a estrutura da FIGURA 25C quando acionada em modos de operação de grande angular e privacidade, respectivamente, compreendendo as modalidades ainda ilustradas na TABELA 11. As características das disposições das FIGURAS 25A a 25E não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0470] FIGURE 25C is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable compensated retarder in a public mode of operation comprising a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder disposed between first and second cross-plate A passive polar control retarders; and FIGURE 25D and FIGURE 25E are schematic graphs illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted into the structure of FIGURE 25C when actuated in wide-angle and privacy modes of operation, respectively, comprising embodiments further illustrated in TABLE 11. Features of the arrangements of FIGURES 25A through 25E not discussed in further detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0471] O retardador de cristal líquido comutável compreende duas camadas de alinhamento de superfície 419a, 419b dispostas adjacentes à camada 314 do material de cristal líquido 414 e em lados opostos da mesma e cada uma das mesmas disposta para fornecer alinhamento homogêneo no material de cristal líquido adjacente 414. A camada de material de cristal líquido 414 do retardador de cristal líquido comutável compreende um material de cristal líquido 414 com uma anisotropia dielétrica positiva negativa.[0471] The switchable liquid crystal retarder comprises two surface alignment layers 419a, 419b disposed adjacent to layer 314 of liquid crystal material 414 and on opposite sides thereof and each disposed to provide homogeneous alignment in the adjacent liquid crystal material 414. The liquid crystal material layer 414 of the switchable liquid crystal retarder comprises a liquid crystal material 414 having a positive-negative dielectric anisotropy.
[0472] A camada de material de cristal líquido 314 tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 500 nm a 1.000 nm, preferencialmente em uma faixa de 600 nm a 900 nm e mais preferencialmente em uma faixa de 700 nm a 850 nm. Cada um dos dois retardadores passivos tem um eixo geométrico óptico no plano do retardador passivo, em que os eixos geométricos ópticos são cruzados, e sendo que cada retardador passivo do par de retardadores passivos tem uma retardância para luz de comprimento de onda de 550 nm em uma faixa de 150 nm a 800 nm, preferencialmente em uma faixa de 200 nm a 700 nm e mais preferencialmente na faixa de 250 nm a 600 nm.[0472] The liquid crystal material layer 314 has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 500 nm to 1000 nm, preferably in a range of 600 nm to 900 nm and more preferably in a range of 700 nm to 850 nm. Each of the two passive retarders has an optical axis in the plane of the passive retarder, wherein the optical axes are crossed, and each passive retarder of the pair of passive retarders has a retardance for light of wavelength 550 nm in a range of 150 nm to 800 nm, preferably in a range of 200 nm to 700 nm and more preferably in the range of 250 nm to 600 nm.
[0473] Em comparação com a disposição da FIGURA 24A, vantajosamente as placas A podem ser fabricadas a um custo reduzido em comparação com as placas C.[0473] In comparison to the arrangement of FIGURE 24A, advantageously plates A can be manufactured at a reduced cost compared to plates C.
[0474] Seria desejável proporcionar uma aparência de imagem aprimorada por meio da adição de camuflagem à imagem privada vista pelo curioso 47 no modo de operação de privacidade.[0474] It would be desirable to provide an enhanced image appearance by adding camouflage to the private image viewed by onlooker 47 in the privacy mode of operation.
[0475] A FIGURA 26A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador comutável em um modo de operação de privacidade compreendendo um retardador passivo de placa C negativa e um retardador de cristal líquido comutável homeotropicamente alinhado compreendendo ainda uma camada de eletrodo padronizado 415. Pelo menos um dos eletrodos 413, 415 pode ser modelado; neste exemplo, o eletrodo 415 é modelado com as regiões 415a, 415b, 415c e acionado pelos respectivos acionadores de tensão 350a, 350b, 350c com as tensões Va, Vb, Vc. As lacunas 417 podem ser fornecidas entre as regiões de eletrodo 415a, 415b, 415c. A inclinação das moléculas 414a, 414b, 414c pode, assim, ser ajustada independentemente para revelar um padrão de camuflagem com diferentes níveis de luminância para visualização fora do eixo geométrico.[0475] FIGURE 26A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a switchable retarder in a privacy mode of operation comprising a negative C-plate passive retarder and a homeotropically aligned switchable liquid crystal retarder further comprising a patterned electrode layer 415. At least one of the electrodes 413, 415 may be patterned; in this example, electrode 415 is patterned with regions 415a, 415b, 415c and driven by respective voltage drivers 350a, 350b, 350c with voltages Va, Vb, Vc. Gaps 417 may be provided between the electrode regions 415a, 415b, 415c. The tilt of molecules 414a, 414b, 414c can thus be adjusted independently to reveal a camouflage pattern with different luminance levels for off-axis viewing.
[0476] Assim, o retardador de cristal líquido comutável 301 disposto entre o polarizador refletivo 302 e o polarizador adicional 318 é controlado por meio dos eletrodos de endereçamento 415a, 415b, 415c e do eletrodo uniforme 413. Os eletrodos de endereçamento podem ser padronizados para fornecer pelo menos duas regiões de padrão compreendendo o eletrodo 415a e o espaço 417.[0476] Thus, the switchable liquid crystal retarder 301 disposed between the reflective polarizer 302 and the additional polarizer 318 is controlled via the addressing electrodes 415a, 415b, 415c and the uniform electrode 413. The addressing electrodes may be patterned to provide at least two pattern regions comprising the electrode 415a and the space 417.
[0477] A FIGURA 26B é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação da vista frontal de um visualizador primário e um curioso por um visor de privacidade controlada por luminância camuflada. O visor 100 pode ter dados de imagem escura 601 e dados de plano de fundo branco 603 que são visíveis para o visualizador primário 45 na janela de visualização 26p. A título de comparação, o curioso 47 pode ver a imagem camuflada, como ilustrado na FIGURA 26C, que é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação lateral de um curioso por um visor de privacidade controlada por luminância camuflada. As características das disposições das FIGURAS 26A a 26C não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0477] FIGURE 26B is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of the front view of a primary viewer and an onlooker by a cloaked luminance-controlled privacy visor. The display 100 may have dark image data 601 and white background data 603 that are visible to the primary viewer 45 in the viewing window 26p. By way of comparison, the onlooker 47 may see the cloaked image as illustrated in FIGURE 26C, which is a schematic diagram illustrating in perspective view the side illumination of an onlooker by a cloaked luminance-controlled privacy visor. Features of the arrangements of FIGURES 26A-26C not discussed in further detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0478] Assim, nas regiões de fundo branco 603, uma estrutura de camuflagem pode ser fornecida que tem luminância mista da região branca 603. As regiões de padrão dos eletrodos 415a, 415b, 415c são, portanto, padrões de camuflagem. Pelo menos uma das regiões de padrão é endereçável individualmente e está disposta para operar em um modo de operação de privacidade.[0478] Thus, in the white background regions 603, a camouflage structure may be provided that has mixed luminance of the white region 603. The pattern regions of the electrodes 415a, 415b, 415c are therefore camouflage patterns. At least one of the pattern regions is individually addressable and is arranged to operate in a privacy mode of operation.
[0479] As regiões de padrão podem ser dispostas para fornecer camuflagem para múltiplas frequências espaciais por meio do controle de quais padrões são fornecidos durante o modo de operação de privacidade. Em um exemplo ilustrativo, uma apresentação pode ser dotada de texto com 20 mm de altura. Um padrão de camuflagem com tamanho de padrão semelhante pode ser dotado de um primeiro controle de um padrão de eletrodo. Em um segundo exemplo, uma foto pode receber um conteúdo de grande área que é mais visível para um curioso 47. A frequência espacial do padrão de camuflagem pode ser reduzida para ocultar as estruturas de área maiores, combinando a primeira e a segunda regiões de eletrodo para fornecer a tensão e alcançar um padrão de frequência espacial mais baixo resultante.[0479] The pattern regions may be arranged to provide camouflage for multiple spatial frequencies by controlling which patterns are provided during the privacy mode of operation. In an illustrative example, a presentation may be provided with text that is 20 mm in height. A camouflage pattern with a similar pattern size may be provided with a first electrode pattern control. In a second example, a photo may be provided with large area content that is more visible to an onlooker 47. The spatial frequency of the camouflage pattern may be reduced to hide the larger area structures by combining the first and second electrode regions to provide the voltage and achieve a resulting lower spatial frequency pattern.
[0480] Vantajosamente, uma estrutura de camuflagem controlável pode ser fornecida por meio do ajuste das tensões Va, Vb, Vc através da camada 892. Substancialmente nenhuma visibilidade da estrutura de camuflagem pode ser vista para operação frontal. Além disso, a imagem de camuflagem pode ser removida, fornecendo Va, Vb e Vc para serem as mesmas.[0480] Advantageously, a controllable cloaking structure may be provided by adjusting the voltages Va, Vb, Vc across layer 892. Substantially no visibility of the cloaking structure may be seen for frontal operation. Furthermore, the cloaking image may be removed, providing Va, Vb, and Vc to be the same.
[0481] Além de fornecer camuflagem a partir da modulação de luminância da imagem privada, as presentes modalidades fornecem reflexão camuflada a partir da iluminação ambiente 604, conseguindo vantajosamente ocultar ainda mais imagens privadas para o curioso 47 enquanto obtém reflexão não camuflada para o usuário principal 45.[0481] In addition to providing camouflage from luminance modulation of the private image, the present embodiments provide camouflaged reflection from ambient lighting 604, advantageously achieving further concealment of private images from onlooker 47 while achieving uncamouflaged reflection for primary user 45.
[0482] O desempenho dos retardadores entre polarizadores paralelos quando dispostos em série será agora descrito. Primeiro, o campo de visão de um retardador de cristal líquido homogeneamente alinhado 301 será agora descrito para duas tensões de acionamento diferentes.[0482] The performance of retarders between parallel polarizers when arranged in series will now be described. First, the field of view of a homogeneously aligned liquid crystal retarder 301 will now be described for two different drive voltages.
[0483] A FIGURA 27A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado; a FIGURA 27B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 27A para uma primeira tensão aplicada; e a FIGURA 27C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 27A para uma segunda tensão aplicada que é maior que a primeira tensão aplicada, compreendendo a estrutura ilustrada na TABELA 12.[0483] FIGURE 27A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder; FIGURE 27B is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 27A for a first applied voltage; and FIGURE 27C is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 27A for a second applied voltage that is greater than the first applied voltage, comprising the structure illustrated in TABLE 12.
[0484] A FIGURA 27D é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma placa C disposta entre polarizadores paralelos; e a FIGURA 27E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 27D, compreendendo a estrutura ilustrada na TABELA 12. TABELA 12[0484] FIGURE 27D is a schematic diagram illustrating in perspective side view a plate C disposed between parallel polarizers; and FIGURE 27E is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted in FIGURE 27D, comprising the structure illustrated in TABLE 12. TABLE 12
[0485] A FIGURA 28A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado 390 disposto entre polarizadores paralelos 394, 396 em série com um retardador passivo de controle de campo de visão compreendendo um retardador de placa C 392 disposto entre polarizadores paralelos 396, 398; a FIGURA 28B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 28A para uma primeira tensão aplicada; a FIGURA 28C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 28A para uma segunda tensão aplicada que é maior que a primeira tensão aplicada, compreendendo a estrutura ilustrada na TABELA 12.[0485] FIGURE 28A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder 390 disposed between parallel polarizers 394, 396 in series with a passive field-of-view control retarder comprising a C-plate retarder 392 disposed between parallel polarizers 396, 398; FIGURE 28B is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the light rays transmitted in FIGURE 28A for a first applied voltage; FIGURE 28C is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the light rays transmitted in FIGURE 28A for a second applied voltage that is greater than the first applied voltage, comprising the structure illustrated in TABLE 12.
[0486] A FIGURA 29A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral em perspectiva uma disposição de um retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado em série com um retardador de controle polar de placa C em que o retardador de cristal líquido comutável homogeneamente alinhado e o retardador de controle polar de placa C estão dispostos entre um único par de polarizadores paralelos; a FIGURA 29B é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 29A para uma primeira tensão aplicada; e a FIGURA 29C é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos na FIGURA 29A para uma segunda tensão aplicada que é maior que a primeira tensão aplicada, compreendendo a estrutura ilustrada na TABELA 12. As características das disposições das FIGURAS 27A a 29C não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0486] FIGURE 29A is a schematic diagram illustrating in perspective side view an arrangement of a homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder in series with a C-plate polar control retarder wherein the homogeneously aligned switchable liquid crystal retarder and the C-plate polar control retarder are disposed between a single pair of parallel polarizers; FIGURE 29B is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for light rays transmitted in FIGURE 29A for a first applied voltage; and FIGURE 29C is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURE 29A for a second applied voltage that is greater than the first applied voltage, comprising the structure illustrated in TABLE 12. The characteristics of the arrangements of FIGURES 27A through 29C not discussed in more detail can be assumed to correspond to the characteristics with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the characteristics.
[0487] Inesperadamente, as condições ideais para a operação máxima do campo de visão são fornecidas pela retardação líquida igual e oposta do retardador de controle polar 330 em comparação com a camada de retardador de cristal líquido comutável 314 em seu estado não acionado. Um retardador de controle polar ideal 330 e uma camada de retardador de cristal líquido comutável 314 podem conseguir (i) nenhuma modificação do desempenho do modo público a partir da luz de entrada e (ii) redução ideal do ângulo de visão lateral para posições fora do eixo geométrico para todas as elevações quando dispostas para fornecer um estado de ângulo estreito. Esse ensinamento pode ser aplicado a todos os dispositivos de visor divulgados neste documento.[0487] Unexpectedly, the ideal conditions for maximum field of view operation are provided by equal and opposite net retardation of polar control retarder 330 compared to switchable liquid crystal retarder layer 314 in its non-driven state. An ideal polar control retarder 330 and switchable liquid crystal retarder layer 314 can achieve (i) no modification of public mode performance from incoming light and (ii) ideal reduction of side viewing angle to off-axis positions for all elevations when arranged to provide a narrow angle state. This teaching can be applied to all display devices disclosed herein.
[0488] Seria desejável fornecer uma redução adicional da luminância fora do eixo geométrico por meio de iluminação direcional do SLM 48. A iluminação direcional do SLM 48 pelas luzes de fundo direcionais 20 será agora descrita.[0488] It would be desirable to provide further off-axis luminance reduction by directional illumination of the SLM 48. Directional illumination of the SLM 48 by directional backlights 20 will now be described.
[0489] A FIGURA 30A é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva frontal uma luz de fundo direcional 20 (ou luz de fundo de “ângulo estreito” ou “colimada”), e a FIGURA 30B é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva frontal uma luz de fundo não direcional 20 (ou luz de fundo de “ângulo estreito” ou “não colimada”), qualquer um dos quais pode ser aplicado em qualquer um dos dispositivos descritos neste documento. Assim, uma luz de fundo direcional 20, como mostrado na FIGURA 30A, fornece um cone estreito 450, enquanto uma luz de fundo não direcional 20, como mostrado na FIGURA 30B, fornece um amplo cone de distribuição angular 452 de raios de saída de luz.[0489] FIGURE 30A is a schematic diagram illustrating in front perspective view a directional backlight 20 (or “narrow angle” or “collimated” backlight), and FIGURE 30B is a schematic diagram illustrating in front perspective view a non-directional backlight 20 (or “narrow angle” or “non-collimated” backlight), either of which may be applied in any of the devices described herein. Thus, a directional backlight 20 as shown in FIGURE 30A provides a narrow cone 450, while a non-directional backlight 20 as shown in FIGURE 30B provides a wide cone of angular distribution 452 of light output rays.
[0490] A FIGURA 30C é um gráfico esquemático que ilustra variação com luminância com ângulo de visão lateral para várias disposições diferentes de luz de fundo. O gráfico da FIGURA 30C pode ser um corte transversal através dos perfis de campo de visão polar descritos neste documento. As características das disposições das FIGURAS 30A a 30C não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes, como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0490] FIGURE 30C is a schematic graph illustrating variation with luminance with side viewing angle for several different backlight arrangements. The graph of FIGURE 30C may be a cross-section through the polar field of view profiles described herein. Features of the arrangements of FIGURES 30A through 30C not discussed in further detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features.
[0491] Uma luz de fundo lambertiana tem um perfil de luminância 846 que é independente do ângulo de visão. Nas presentes modalidades, a luz de fundo 20 pode ser disposta para fornecer uma distribuição de luz angular que tem luminância reduzida para posições de visualização fora do eixo geométrico em comparação com a luminância frontal.[0491] A Lambertian backlight has a luminance profile 846 that is independent of viewing angle. In the present embodiments, the backlight 20 may be arranged to provide an angular light distribution that has reduced luminance for off-axis viewing positions compared to the front luminance.
[0492] Uma luz de fundo típica de grande angular tem um deslocamento em ângulos mais altos, de modo que a largura máxima da metade da luminância relativa possa ser preferencialmente maior que 40°, mais preferencialmente maior que 60° e mais preferencialmente maior que 80°. Uma luz de fundo típica de grande angular apresenta um deslocamento em ângulos mais altos, de modo que a largura total e metade do máximo 866 da luminância relativa possa ser maior que 40°, de preferência maior que 60° e mais preferencialmente maior que 80°. Além disso, a luminância relativa 864 a +/-45°, é preferencialmente superior a 7,5%, mais preferencialmente superior a 10% e mais preferencialmente superior a 20%. Vantajosamente, um visor que obtém um deslocamento semelhante à luz de fundo de grande angular pode fornecer alta visibilidade da imagem para usuários fora do eixo geométrico.[0492] A typical wide-angle backlight has an offset at higher angles such that the full width and half maximum relative luminance may preferably be greater than 40°, more preferably greater than 60°, and most preferably greater than 80°. A typical wide-angle backlight has an offset at higher angles such that the full width and half maximum relative luminance 866 may be greater than 40°, preferably greater than 60°, and most preferably greater than 80°. Furthermore, the relative luminance 864 at +/-45° is preferably greater than 7.5%, more preferably greater than 10%, and most preferably greater than 20%. Advantageously, a display achieving an offset similar to the wide-angle backlight may provide high image visibility to off-axis users.
[0493] Os visores que compreendem luzes de fundo de grande angular 20 e apenas um polarizador adicional 318 e retardador de controle polar 330 (não compreendendo outros retardadores de controle polar 300B e outro polarizador adicional 318B) normalmente não alcançam o nível de segurança visual desejável para usuários fora do eixo geométrico no modo de operação de privacidade. Desejavelmente, esses visores podem ser dotados de uma luz de fundo direcional 20, como será agora descrito.[0493] Displays comprising wide-angle backlights 20 and only one additional polarizer 318 and polar control retarder 330 (not comprising further polar control retarders 300B and another additional polarizer 318B) typically do not achieve the level of visual safety desirable for off-axis users in the privacy mode of operation. Desirably, such displays may be provided with a directional backlight 20, as will now be described.
[0494] A luz de fundo 20 pode ser uma luz de fundo direcional que fornece uma luminância em ângulos polares à linha perpendicular ao SLM superior a 45 graus em pelo menos uma direção azimutal que é no máximo 30% da luminância ao longo da linha perpendicular ao SLM, de preferência no máximo 20% da luminância ao longo da linha perpendicular ao SLM, e mais preferencialmente no máximo 10% da luminância ao longo da linha perpendicular ao SLM. A luz de fundo direcional 20 pode ter um deslocamento em ângulos mais altos, de modo que a largura máxima e metade do máximo 862 da luminância relativa possa ser inferior a 60°, de preferência inferior a 40° e mais preferencialmente menor que 20°. Em um exemplo ilustrativo, a luminância 868 a 45 graus pode ser 18% da luminância frontal da luz de fundo 20.[0494] The backlight 20 may be a directional backlight that provides a luminance at polar angles to the line perpendicular to the SLM greater than 45 degrees in at least one azimuthal direction that is at most 30% of the luminance along the line perpendicular to the SLM, preferably at most 20% of the luminance along the line perpendicular to the SLM, and more preferably at most 10% of the luminance along the line perpendicular to the SLM. The directional backlight 20 may have an offset at higher angles such that the maximum width and half-maximum 862 of the relative luminance may be less than 60°, preferably less than 40°, and most preferably less than 20°. In an illustrative example, the luminance 868 at 45 degrees may be 18% of the front luminance of the backlight 20.
[0495] Tais perfis de luminância podem ser fornecidos pelas luzes de fundo direcionais 20 descritas abaixo ou também podem ser fornecidas por luzes de fundo de grande angular em combinação com outros polarizadores adicionais 318B e retardadores de controle polar 300B, como descrito em outra parte neste documento.[0495] Such luminance profiles may be provided by the directional backlights 20 described below or may also be provided by wide-angle backlights in combination with other additional polarizers 318B and polar control retarders 300B, as described elsewhere in this document.
[0496] Um tipo de luz de fundo comutável 20 será agora descrito.[0496] A type of switchable backlight 20 will now be described.
[0497] A FIGURA 31A é um diagrama esquemático que ilustra em vista lateral um aparelho de visor direcional comutável 100 compreendendo um retardador de controle polar de cristal líquido comutável 300 e luz de fundo 20. A luz de fundo 20 da FIGURA 31A pode ser aplicada em qualquer um dos dispositivos descritos neste documento e que compreende um guia de ondas de imageamento 1 iluminado por uma matriz de fontes de luz 15 através de uma extremidade de entrada 2. A FIGURA 31B, que é um diagrama esquemático que ilustra em vista traseira em perspectiva uma operação do guia de ondas de imageamento 1 da FIGURA 31A em um modo de operação em ângulo estreito.[0497] FIGURE 31A is a schematic diagram illustrating in side view a switchable directional display apparatus 100 comprising a switchable liquid crystal polar control retarder 300 and backlight 20. The backlight 20 of FIGURE 31A may be applied in any of the devices described herein and comprising an imaging waveguide 1 illuminated by an array of light sources 15 through an input end 2. FIGURE 31B is a schematic diagram illustrating in perspective rear view an operation of the imaging waveguide 1 of FIGURE 31A in a narrow angle mode of operation.
[0498] Os guias de onda de imageamento 1 são do tipo descrito na Patente no US 9.519.153, que é incorporada ao presente documento a título de referência na sua totalidade. O guia de ondas 1 tem uma extremidade de entrada 2 que se estende em uma direção lateral ao longo do guia de ondas 1. Um arranjo de fontes de luz 15 é disposta ao longo da extremidade de entrada 2 e entrada de luz no guia de ondas 1.[0498] Imaging waveguides 1 are of the type described in U.S. Pat. No. 9,519,153, which is incorporated herein by reference in its entirety. Waveguide 1 has an input end 2 extending in a lateral direction along waveguide 1. An array of light sources 15 is disposed along the input end 2 and inputs light into waveguide 1.
[0499] O guia de ondas 1 também se opôs à primeira e à segunda superfícies guia 6, 8, estendendo-se através do guia de ondas 1 da extremidade de entrada 2 para uma extremidade refletiva 4 para guiar a entrada de luz na extremidade de entrada 2 para a frente e para trás ao longo do guia de ondas 1. A segunda superfície guia 8 tem uma pluralidade de recursos de extração de luz 12 voltados para a extremidade refletiva 4 e dispostos para desviar pelo menos uma parte da luz guiada de volta através do guia de ondas 1 da extremidade refletiva 4 de diferentes posições de entrada através da extremidade de entrada 2 em diferentes direções através da primeira superfície guia 6 que dependem da posição de entrada.[0499] Waveguide 1 also opposed to first and second guiding surfaces 6, 8 extending through waveguide 1 from input end 2 to a reflective end 4 to guide light input to input end 2 back and forth along waveguide 1. Second guiding surface 8 has a plurality of light extraction features 12 facing reflective end 4 and arranged to deflect at least a portion of the light guided back through waveguide 1 from reflective end 4 from different input positions through input end 2 in different directions through first guiding surface 6 that depend on the input position.
[0500] Em operação, os raios de luz são direcionados do arranjo de fontes de luz 15 através de uma extremidade de entrada e são guiados entre a primeira e a segunda superfícies guia 6, 8 sem perda para uma extremidade refletiva 4. Os raios refletidos são incidentes nas facetas 12 e emitidos por reflexão como raios de luz 230 ou transmitidos como raios de luz 232. Os raios de luz transmitidos 232 são direcionados de volta através do guia de ondas 1 pelas facetas 803, 805 do refletor traseiro 800. A operação de refletores traseiros é descrita adicionalmente na Patente no US 10.054.732, que é incorporada ao presente documento a título de referência na sua totalidade.[0500] In operation, light rays are directed from light source array 15 through an input end and are guided between first and second guide surfaces 6, 8 without loss to a reflective end 4. The reflected rays are incident on facets 12 and emitted by reflection as light rays 230 or transmitted as light rays 232. The transmitted light rays 232 are directed back through waveguide 1 by facets 803, 805 of rear reflector 800. The operation of rear reflectors is further described in U.S. Pat. No. 10,054,732, which is incorporated herein by reference in its entirety.
[0501] Como ilustrado na FIGURA 31B, a potência óptica da extremidade refletiva curva 4 e das facetas 12 fornece uma janela óptica 26 que é transmitida através do SLM 48 e tem um eixo geométrico 197 que é tipicamente alinhado ao eixo geométrico óptico 199 do guia de onda 1. A janela óptica semelhante 26 é fornecida pelos raios de luz transmitidos 232 que são refletidos pelo refletor traseiro 800.[0501] As illustrated in FIGURE 31B, optical power from curved reflective end 4 and facets 12 provides an optical window 26 that is transmitted through SLM 48 and has an axis 197 that is typically aligned with optical axis 199 of waveguide 1. Similar optical window 26 is provided by transmitted light rays 232 that are reflected by rear reflector 800.
[0502] A FIGURA 31C é um gráfico esquemático que ilustra o gráfico de luminância em campo de visão da saída da FIGURA 31B quando usado em um aparelho de visor sem retardador de cristal líquido comutável. As características das disposições das FIGURAS 31A a 31C não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0502] FIGURE 31C is a schematic graph illustrating the field-of-view luminance graph of the output of FIGURE 31B when used in a switchable liquid crystal non-retardant display apparatus. Features of the arrangements of FIGURES 31A through 31C not discussed in more detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features.
[0503] Assim, para visualização fora do eixo geométrico, posições observadas pelos curiosos 47 podem ter luminância reduzida, por exemplo, entre 1% e 3% da luminância de pico central a uma elevação de 0 grau e ângulo lateral de +/-45 graus. Uma redução adicional da luminância fora do eixo geométrico é alcançada pelos múltiplos retardadores 301, 330 das presentes modalidades.[0503] Thus, for off-axis viewing, positions observed by onlookers 47 may have reduced luminance, for example, between 1% and 3% of the central peak luminance at a 0 degree elevation and +/- 45 degree lateral angle. Further reduction of off-axis luminance is achieved by the multiple retarders 301, 330 of the present embodiments.
[0504] A luz de fundo 20 pode, assim, compreender ainda uma luz de fundo comutável disposta para alternar o perfil de luminância angular de saída a fim de fornecer luminância reduzida fora do eixo geométrico em um modo de operação de privacidade e maior luminância fora do eixo geométrico em um modo de operação público.[0504] The backlight 20 may thus further comprise a switchable backlight arranged to switch the output angular luminance profile to provide reduced off-axis luminance in a privacy operating mode and increased off-axis luminance in a public operating mode.
[0505] Outro tipo de luz de fundo direcional com baixa luminância fora do eixo geométrico será agora descrito.[0505] Another type of directional backlight with low off-axis luminance will now be described.
[0506] A FIGURA 32A é um diagrama esquemático que ilustra uma vista lateral de um aparelho de visor direcional comutável compreendendo uma luz de fundo 20 incluindo um guia de ondas colimador comutável 901 e um retardador de controle polar de cristal líquido comutável 300 e um polarizador adicional 318. A luz de fundo 20 da FIGURA 32A pode ser aplicada em qualquer um dos dispositivos descritos neste documento e está disposta da seguinte forma.[0506] FIGURE 32A is a schematic diagram illustrating a side view of a switchable directional display apparatus comprising a backlight 20 including a switchable collimating waveguide 901 and a switchable liquid crystal polar control retarder 300 and an additional polarizer 318. The backlight 20 of FIGURE 32A may be applied to any of the devices described herein and is arranged as follows.
[0507] O guia de ondas 901 tem uma extremidade de entrada 902 que se estende em uma direção lateral ao longo do guia de ondas 901. Uma matriz de fontes de luz 915 é disposta ao longo da extremidade de entrada 902 e entrada de luz no guia de ondas 1. O guia de ondas 901 também tem primeira e segunda superfícies guia 906, 908 que se estendem através do guia de ondas 1 da extremidade de entrada 2 a uma extremidade refletiva 4 para orientar a entrada de luz na extremidade de entrada 2 para a frente e para trás ao longo do guia de ondas 1. Em operação, a luz é guiada entre a primeira e a segunda superfície guia 906, 908.[0507] Waveguide 901 has an input end 902 that extends in a lateral direction along waveguide 901. An array of light sources 915 is disposed along input end 902 and inputs light into waveguide 1. Waveguide 901 also has first and second guiding surfaces 906, 908 that extend through waveguide 1 from input end 2 to a reflective end 4 to guide light input to input end 2 back and forth along waveguide 1. In operation, light is guided between first and second guiding surfaces 906, 908.
[0508] A primeira superfície guia 906 pode ser dotada de uma estrutura lenticular 904 compreendendo uma pluralidade de elementos lenticulares alongados 905 e a segunda superfície guia 908 pode ser dotada de estruturas prismáticas 912 que são inclinadas e atuam como recursos de extração de luz. A pluralidade de elementos lenticulares alongados 905 da estrutura lenticular 904 e a pluralidade de recursos de extração de luz inclinada desviam a luz de entrada guiada através do guia de ondas 901 para sair através da primeira superfície guia 906.[0508] The first guide surface 906 may be provided with a lenticular structure 904 comprising a plurality of elongated lenticular elements 905 and the second guide surface 908 may be provided with prismatic structures 912 that are tilted and act as light extraction features. The plurality of elongated lenticular elements 905 of the lenticular structure 904 and the plurality of tilted light extraction features deflect the input light guided through the waveguide 901 to exit through the first guide surface 906.
[0509] Um refletor traseiro 903 que pode ser um refletor plano é fornecido para direcionar a luz que é transmitida através da superfície 908 de volta através do guia de ondas 901.[0509] A rear reflector 903 which may be a flat reflector is provided to direct light that is transmitted through surface 908 back through waveguide 901.
[0510] Os raios de luz de saída que são incidentes nas estruturas prismáticas 912 e nos elementos lenticulares 905 da estrutura lenticular 904 são emitidos em ângulos próximos à incidência rasante na superfície 906. Um filme de torneamento prismático 926 compreendendo facetas 927 é disposto para redirecionar os raios de luz de saída 234 por reflexão interna total através do SLM 48 e retardador de controle polar de cristal líquido comutável compensado 300.[0510] The output light rays that are incident on the prismatic structures 912 and the lenticular elements 905 of the lenticular structure 904 are emitted at angles approaching grazing incidence on the surface 906. A prismatic turning film 926 comprising facets 927 is arranged to redirect the output light rays 234 by total internal reflection through the SLM 48 and compensated switchable liquid crystal polar control retarder 300.
[0511] A FIGURA 32B é um diagrama esquemático que ilustra na saída da vista superior do guia de ondas colimador 901. As estruturas prismáticas 912 são dispostas para fornecer luz em ângulos de incidência sobre a estrutura lenticular 904 que estão abaixo do ângulo crítico e, portanto, podem escapar. Na incidência nas bordas de uma superfície lenticular, a inclinação da superfície fornece uma deflexão da luz para escapar dos raios e fornece um efeito colimador. O raio de luz 234 pode ser fornecido pelos raios de luz 188a-c e raios de luz 189a-c, com incidência nos locais 185 da estrutura lenticular 904 do guia de ondas colimado 901.[0511] FIGURE 32B is a schematic diagram illustrating the top view exit of the collimating waveguide 901. Prismatic structures 912 are arranged to provide light at angles of incidence on the lenticular structure 904 that are below the critical angle and therefore can escape. At incidence at the edges of a lenticular surface, the slope of the surface provides a deflection of the light to escape the rays and provides a collimating effect. Light ray 234 may be provided by light rays 188a-c and light rays 189a-c incident at locations 185 of the lenticular structure 904 of the collimated waveguide 901.
[0512] A FIGURA 32C é um gráfico esquemático que ilustra uma plotagem polar de campo de visão de iso-luminância para o aparelho de visor da FIGURA 32A. Assim, um cone de luz de saída estreito pode ser fornecido, com tamanho determinado pelas estruturas das estruturas 904, 912 e pela película de torneamento 926. As características das disposições das FIGURAS 32A a 32C não discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0512] FIGURE 32C is a schematic graph illustrating an iso-luminance field-of-view polar plot for the display apparatus of FIGURE 32A. Thus, a narrow output cone of light can be provided, with size determined by the structures of frames 904, 912 and lathing film 926. Features of the arrangements of FIGURES 32A through 32C not discussed in further detail can be assumed to correspond to features with equivalent reference numbers as discussed above, including any potential variations in the features.
[0513] Vantajosamente, em regiões nas quais curiosos podem estar localizados com ângulos laterais de 45 graus ou mais, por exemplo, a luminância da saída do visor é pequena, geralmente menor que 2%. Seria desejável obter uma redução adicional da luminância de saída. Essa redução adicional é fornecida pelo retardador de controle polar de cristal líquido comutável compensado 300 e pelo polarizador adicional 318, como ilustrado na FIGURA 32A. Vantajosamente, um visor de privacidade de alto desempenho com baixa luminância fora do eixo geométrico pode ser fornecida em um amplo campo de visão.[0513] Advantageously, in regions where bystanders may be located at lateral angles of 45 degrees or greater, for example, the output luminance of the display is small, typically less than 2%. It would be desirable to obtain additional reduction of the output luminance. This additional reduction is provided by the compensated switchable liquid crystal polar control retarder 300 and additional polarizer 318, as illustrated in FIGURE 32A. Advantageously, a high performance privacy display with low off-axis luminance can be provided over a wide field of view.
[0514] As luzes de fundo direcionais, como os tipos descritos nas FIGURAS 31A e FIGURA 32A, em conjunto com os múltiplos retardadores 301, 330 das presentes modalidades, podem alcançar luminância fora do eixo geométrico de menos de 1,5%, de preferência menor que 0,75% e mais preferencialmente menor que 0,5% pode ser alcançado para locais típicos de curioso 47. Além disso, alta luminância e uniformidade no eixo geométrico podem ser fornecidas para o usuário primário 45. Vantajosamente, um visor de privacidade de alto desempenho com baixa luminância fora do eixo geométrico pode ser fornecido em um amplo campo de visão, que pode ser alternado para um modo público por meio do controle do retardador comutável 301 por meio do sistema de controle 352 ilustrado na FIGURA 1A.[0514] Directional backlights, such as the types depicted in FIGURES 31A and FIGURE 32A, in conjunction with the multiple retarders 301, 330 of the present embodiments, can achieve off-axis luminance of less than 1.5%, preferably less than 0.75%, and most preferably less than 0.5% can be achieved for typical onlooker locations 47. Additionally, high on-axis luminance and uniformity can be provided for the primary user 45. Advantageously, a high performance privacy display with low off-axis luminance can be provided over a wide field of view, which can be switched to a public mode by controlling the switchable retarder 301 via the control system 352 illustrated in FIGURE 1A.
[0515] A operação de camadas de retardador de controle polar entre polarizadores paralelos para iluminação fora do eixo geométrico será agora descrita mais adicionalmente. Nos vários dispositivos descritos acima, pelo menos um retardador de controle polar está disposto entre o polarizador refletivo 318 e o polarizador adicional 218 em várias configurações diferentes. Em cada caso, o pelo menos um retardador de controle polar é configurado para que não afete a luminância da luz que passa através do polarizador refletivo 318, do pelo menos um retardador de controle polar e do polarizador adicional 218 ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do retardador (ou retardadores) de controle polar, mas reduz a luminância da luz que passa através do polarizador refletivo 318, do pelo menos um retardador de controle polar e do polarizador adicional 218 ao longo de um eixo geométrico inclinado a uma linha perpendicular ao plano do retardador (ou retardadores) de controle polar, pelo menos em um dos estados comutáveis do retardador de controle polar comutável compensado 300. Agora será dada uma descrição desse efeito com mais detalhes, cujos princípios podem ser aplicados em geral a todos os dispositivos descritos acima.[0515] The operation of polar control retarder layers between parallel polarizers for off-axis illumination will now be described further. In the various devices described above, at least one polar control retarder is disposed between reflective polarizer 318 and additional polarizer 218 in various different configurations. In each case, the at least one polar control retarder is configured so that it does not affect the luminance of light passing through the reflective polarizer 318, the at least one polar control retarder, and the additional polarizer 218 along an axis along a line perpendicular to the plane of the polar control retarder (or retarders), but reduces the luminance of light passing through the reflective polarizer 318, the at least one polar control retarder, and the additional polarizer 218 along an axis inclined to a line perpendicular to the plane of the polar control retarder (or retarders), in at least one of the switchable states of the compensated switchable polar control retarder 300. A description of this effect will now be given in more detail, the principles of which can be applied in general to all of the devices described above.
[0516] A FIGURA 33A é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de uma camada de retardador de controle polar por luz fora do eixo geométrico. O retardador de controle polar 630 pode compreender material birrefringente, representado pelo elipsoide de índice de refração 632 com direção de eixo geométrico óptico 634 a 0 grau em relação ao eixo geométrico x, e ter uma espessura 631. As características das disposições das FIGURAS 33A a 35E abaixo que não são discutidas em mais detalhes podem ser assumidas como correspondendo às características com números de referência equivalentes como discutido acima, incluindo quaisquer variações potenciais nas características.[0516] FIGURE 33A is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of a polar control retarder layer by off-axis light. The polar control retarder 630 may comprise birefringent material, represented by refractive index ellipsoid 632 with optical axis direction 634 at 0 degrees relative to the x-axis, and have a thickness 631. Features of the arrangements of FIGURES 33A through 35E below that are not discussed in further detail may be assumed to correspond to features with equivalent reference numerals as discussed above, including any potential variations in the features.
[0517] Os raios de luz normais 636 se propagam para que o comprimento do caminho no material seja o mesmo que a espessura 631. Os raios de luz 637 que estão no plano y-z têm um comprimento de caminho aumentado; no entanto, a birrefringência do material é substancialmente a mesma que os raios 636. A título de comparação, os raios de luz 638 que estão no plano x-z têm um comprimento de caminho aumentado no material birrefringente e, além disso, a birrefringência é diferente do raio normal 636.[0517] Normal light rays 636 propagate so that the path length in the material is the same as the thickness 631. Light rays 637 that are in the y-z plane have an increased path length; however, the birefringence of the material is substantially the same as rays 636. By way of comparison, light rays 638 that are in the x-z plane have an increased path length in the birefringent material, and furthermore, the birefringence is different from that of normal ray 636.
[0518] A retardância do retardador de controle polar 630 é, portanto, dependente do ângulo de incidência do respectivo raio, e também do plano de incidência, ou seja, os raios 638 no plano x-z terão uma retardância diferente dos raios normais 636 e dos raios 637 no plano y-z.[0518] The retardation of the polar control retarder 630 is therefore dependent on the angle of incidence of the respective ray, and also on the plane of incidence, i.e. rays 638 in the x-z plane will have a different retardation than normal rays 636 and rays 637 in the y-z plane.
[0519] A interação da luz polarizada com o retardador de controle polar 630 será agora descrita. Para distinguir do primeiro e do segundo componentes de polarização durante a operação em uma luz de fundo direcional 101, a explicação a seguir se refere ao terceiro e ao quarto componentes de polarização.[0519] The interaction of polarized light with the polar control retarder 630 will now be described. To distinguish from the first and second polarization components during operation in a directional backlight 101, the following explanation refers to the third and fourth polarization components.
[0520] A FIGURA 33B é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva um a iluminação de uma camada de retardador de controle polar pela luz fora do eixo geométrico de um terceiro estado de polarização linear a 90 graus em relação ao eixo geométrico x, e a FIGURA 33C é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva uma iluminação de uma camada de retardador de controle polar pela luz fora do eixo geométrico de um quarto estado de polarização linear a 0 grau em relação ao eixo geométrico x. Em tais disposições, os estados de polarização linear incidentes são alinhados aos eixos geométricos ópticos do material birrefringente, representados pela elipse 632. Consequentemente, nenhuma diferença de fase entre o terceiro e o quarto componentes de polarização ortogonal é fornecida, e não há mudança resultante do estado de polarização da entrada polarizada linearmente para cada raio 636, 637, 638. Assim, o retardador de controle polar 630 não introduz mudança de fase nos componentes de polarização da luz passada pelo polarizador no lado de entrada do retardador de controle polar 630 ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do retardador de controle polar 630. Por conseguinte, o retardador de controle polar 630 não afeta a luminância da luz que passa através do retardador de controle polar 630 e dos polarizadores (não mostrados) em cada lado do retardador de controle polar 630. Embora as FIGURAS 29A a 29C se refiram especificamente ao retardador de controle polar 630 que é passivo, um efeito semelhante é alcançado pelos retardadores de controle polar nos dispositivos descritos acima.[0520] FIGURE 33B is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of a polar control retarder layer by off-axis light from a third linear polarization state at 90 degrees to the x-axis, and FIGURE 33C is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of a polar control retarder layer by off-axis light from a fourth linear polarization state at 0 degrees to the x-axis. In such arrangements, the incident linear polarization states are aligned with the optical axes of the birefringent material, represented by ellipse 632. Accordingly, no phase difference between the third and fourth orthogonal polarization components is provided, and there is no resulting change in the polarization state of the linearly polarized input for each ray 636, 637, 638. Thus, polar control retarder 630 introduces no phase shift in the polarization components of light passed through the polarizer on the input side of polar control retarder 630 along an axis along a line perpendicular to the plane of polar control retarder 630. Accordingly, polar control retarder 630 does not affect the luminance of light passing through polar control retarder 630 and the polarizers (not shown) on either side of polar control retarder 630. Although FIGURES 29A-29C specifically refer to polar control retarder 630 which is passive, a similar effect is achieved by the polar control retarders in the devices described above.
[0521] A FIGURA 33D é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de uma camada de retardador de controle polar 630 por luz fora do eixo geométrico de um estado de polarização linear a 45 graus. O estado de polarização linear pode ser resolvido em terceiro e quarto componentes de polarização que são respectivamente ortogonais e paralelos à direção do eixo geométrico óptico 634. A espessura do retardador de controle polar 631 e a retardância do material representado pelo elipsoide de índice de refração 632 podem fornecer um efeito líquido de mudar relativamente a fase do terceiro e quarto componentes de polarização incidentes no mesmo em uma direção de linha perpendicular representada pelo raio 636 por meio comprimento de onda, para um comprimento de onda de projeto. O comprimento de onda de projeto pode, por exemplo, estar na faixa de 500 a 550 nm.[0521] FIGURE 33D is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of a polar control retarder layer 630 by off-axis light from a 45 degree linear polarization state. The linear polarization state may be resolved into third and fourth polarization components that are respectively orthogonal and parallel to the direction of the optical axis 634. The thickness of the polar control retarder 631 and the retardance of the material represented by the refractive index ellipsoid 632 may provide a net effect of relatively shifting the phase of the third and fourth polarization components incident thereon in a perpendicular line direction represented by the ray 636 by one-half wavelength, to a design wavelength. The design wavelength may, for example, be in the range of 500 to 550 nm.
[0522] No comprimento de onda de projeto e para a propagação da luz normalmente ao longo do raio 636, a polarização de saída pode ser girada em 90 graus para um estado de polarização linear 640 a -45 graus. A luz que se propaga ao longo do raio 637 pode ver uma diferença de fase que é semelhante, mas não idêntica, à diferença de fase ao longo do raio 637 devido à mudança na espessura e, portanto, um estado de polarização elíptica 639 pode ser emitido, o que pode ter um eixo geométrico principal semelhante ao eixo geométrico de polarização linear da luz de saída do raio 636.[0522] At the design wavelength and for light propagating normally along beam 636, the output polarization may be rotated by 90 degrees to a linear polarization state 640 at -45 degrees. Light propagating along beam 637 may see a phase difference that is similar, but not identical, to the phase difference along beam 637 due to the change in thickness, and therefore an elliptical polarization state 639 may be emitted which may have a principal axis similar to the linear polarization axis of the light output from beam 636.
[0523] A título de contraste, a diferença de fase para o estado de polarização linear incidente ao longo do raio 638 pode ser significativamente diferente, em particular uma diferença de fase mais baixa pode ser fornecida. Essa diferença de fase pode fornecer um estado de polarização de saída 644 que é substancialmente circular em um determinado ângulo de inclinação 642. Assim, o retardador de controle polar 630 introduz uma mudança de fase para os componentes de polarização da luz passados pelo polarizador no lado de entrada do retardador de controle polar 630 ao longo de um eixo geométrico correspondente ao raio 638 que é inclinado a uma linha perpendicular ao plano do controle polar retardador 630. Embora a FIGURA 29D se refira ao retardador de controle polar 630 que é passivo, um efeito semelhante é alcançado pelos retardadores de controle polar descritos acima, em um estado comutável do retardador de controle polar comutável de cristal líquido correspondente ao modo de privacidade.[0523] By way of contrast, the phase difference for the incident linear polarization state along beam 638 may be significantly different, in particular a lower phase difference may be provided. Such a phase difference may provide an output polarization state 644 that is substantially circular at a given tilt angle 642. Thus, polar control retarder 630 introduces a phase shift to the polarization components of light passed through the polarizer on the input side of polar control retarder 630 along an axis corresponding to beam 638 that is tilted to a line perpendicular to the plane of polar control retarder 630. Although FIGURE 29D refers to polar control retarder 630 that is passive, a similar effect is achieved by the polar control retarders described above, in a switchable state of the liquid crystal switchable polar control retarder corresponding to the privacy mode.
[0524] Para ilustrar o comportamento fora do eixo geométrico das pilhas retardadoras de controle polar, o controle de luminância angular das placas C 330A, 330B entre um polarizador adicional 318 e o polarizador de visor de saída 218 será agora descrito para várias disposições de iluminação fora do eixo geométrico com referência à operação de uma placa C entre os polarizadores paralelos 500, 210.[0524] To illustrate the off-axis behavior of polar control retarder stacks, the angular luminance control of C plates 330A, 330B between an additional polarizer 318 and output display polarizer 218 will now be described for various off-axis lighting arrangements with reference to the operation of a C plate between parallel polarizers 500, 210.
[0525] A FIGURA 34A é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de uma camada de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva. O componente de polarização linear incidente 704 é incidente no material birrefringente 632 do retardador de controle polar 560 que é uma placa C com direção de eixo geométrico óptico 507 que é perpendicular ao plano do retardador de controle polar 560. O componente de polarização 704 não vê diferença de fase líquida na transmissão através da molécula de cristal líquido e, portanto, o componente de polarização de saída é o mesmo que o componente 704. Assim, uma transmissão máxima é vista através do polarizador 210. Assim, o retardador de controle polar 560 tendo um eixo geométrico óptico 561 perpendicular ao plano do retardador de controle polar 560, que é o plano x-y. O retardador de controle polar 560 que tem um eixo geométrico óptico perpendicular ao plano do retardador de controle polar compreende uma placa C.[0525] FIGURE 34A is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of a plate layer C by off-axis polarized light having a positive elevation. The incident linear polarization component 704 is incident on the birefringent material 632 of the polar control retarder 560 which is a plate C with optical axis direction 507 that is perpendicular to the plane of the polar control retarder 560. The polarization component 704 sees no net phase difference in transmission through the liquid crystal molecule and therefore the output polarization component is the same as component 704. Thus, maximum transmission is seen through the polarizer 210. Thus, the polar control retarder 560 having an optical axis 561 perpendicular to the plane of the polar control retarder 560 which is the x-y plane. The polar control retarder 560 having an optical axis perpendicular to the plane of the polar control retarder comprises a plate C.
[0526] A FIGURA 34B é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de uma camada de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com um ângulo lateral negativo. Como na disposição da FIGURA 34A, o estado de polarização 704 não vê diferença de fase líquida e é transmitido com luminância máxima. Assim, o retardador de controle polar 560 não introduz mudança de fase nos componentes de polarização da luz passados pelo polarizador no lado de entrada do retardador de controle polar 560 ao longo de um eixo geométrico ao longo de uma linha perpendicular ao plano do retardador de controle polar 560. Por conseguinte, o retardador de controle polar 560 não afeta a luminância da luz que passa através do retardador de controle polar 560 e dos polarizadores (não mostrados) em cada lado do retardador de controle polar 560. Embora as FIGURAS 29A a 29C se refiram especificamente ao retardador de controle polar 560 que é passivo, um efeito semelhante é alcançado pelos retardadores de controle polar nos dispositivos descritos acima.[0526] FIGURE 34B is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of a plate layer C by off-axis polarized light having a negative lateral angle. As in the arrangement of FIGURE 34A, the polarization state 704 sees no net phase difference and is transmitted with maximum luminance. Thus, polar control retarder 560 does not introduce phase shift in the polarization components of light passed through the polarizer on the input side of polar control retarder 560 along an axis along a line perpendicular to the plane of polar control retarder 560. Accordingly, polar control retarder 560 does not affect the luminance of light passing through polar control retarder 560 and the polarizers (not shown) on either side of polar control retarder 560. Although FIGURES 29A-29C refer specifically to polar control retarder 560 that is passive, a similar effect is achieved by the polar control retarders in the devices described above.
[0527] A FIGURA 34C é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de uma camada de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e ângulo lateral negativo. Em comparação com a disposição das FIGURAS 34A e 34B, o estado de polarização 704 é resolvido nos estados próprios 703, 705 em relação ao material birrefringente 632, proporcionando uma diferença de fase líquida na transmissão através do retardador de controle polar 560. O componente de polarização elíptica resultante 656 é transmitido através do polarizador 210 com luminância reduzida em comparação com os raios ilustrados nas FIGURAS 34A e 34B.[0527] FIGURE 34C is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of a plate layer C by off-axis polarized light having a positive elevation and negative lateral angle. In comparison to the arrangement of FIGURES 34A and 34B, the polarization state 704 is resolved into eigenstates 703, 705 with respect to the birefringent material 632, providing a net phase difference in transmission through the polar control retarder 560. The resulting elliptical polarization component 656 is transmitted through the polarizer 210 with reduced luminance compared to the rays illustrated in FIGURES 34A and 34B.
[0528] A FIGURA 34D é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de uma camada de placa C por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e ângulo lateral positivo. De maneira semelhante à FIGURA 34C, o componente de polarização 704 é resolvido nos estados próprios 703, 705 que sofrem uma diferença de fase líquida, e o componente de polarização elíptica 660 é fornecido, o que após a transmissão através do polarizador reduz a luminância do respectivo raio fora do eixo geométrico. Assim, o retardador de controle polar 560 introduz uma mudança de fase para os componentes de polarização da luz passada pelo polarizador no lado de entrada do retardador de controle polar 560 ao longo de um eixo geométrico que é inclinado a uma linha perpendicular ao plano do retardador de controle polar 560. Embora a FIGURA 29D se refira ao retardador de controle polar 560 que é passivo, um efeito semelhante é alcançado pelos retardadores de controle polar descritos acima, em um estado comutável do retardador de controle polar comutável de cristal líquido correspondente ao modo de privacidade.[0528] FIGURE 34D is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of a plate layer C by off-axis polarized light having a positive elevation and positive lateral angle. In a manner similar to FIGURE 34C, polarization component 704 is resolved into eigenstates 703, 705 which undergo a net phase difference, and elliptical polarization component 660 is provided which upon transmission through the polarizer reduces the luminance of the respective off-axis ray. Thus, the polar control retarder 560 introduces a phase shift to the polarization components of the light passed through the polarizer at the input side of the polar control retarder 560 along an axis that is inclined to a line perpendicular to the plane of the polar control retarder 560. Although FIGURE 29D refers to the polar control retarder 560 that is passive, a similar effect is achieved by the polar control retarders described above in a switchable state of the liquid crystal switchable polar control retarder corresponding to the privacy mode.
[0529] A FIGURA 34E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos nas FIGURAS 34A a 34D. Assim, a placa C pode fornecer redução de luminância em quadrantes polares. Em combinação com a camada de cristal líquido comutável 314 descrita em outra parte deste documento, (i) a remoção da redução de luminância da placa C pode ser fornecida em um primeiro estado de grande angular de operação (ii) a região polar estendida para redução de luminância pode ser alcançada em um segundo estado de operação de privacidade.[0529] FIGURE 34E is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURES 34A through 34D. Thus, plate C can provide luminance reduction in polar quadrants. In combination with the switchable liquid crystal layer 314 described elsewhere herein, (i) removal of luminance reduction from plate C can be provided in a first wide-angle state of operation (ii) the extended polar region for luminance reduction can be achieved in a second privacy state of operation.
[0530] Para ilustrar o comportamento fora do eixo geométrico das pilhas retardadoras de controle polar, o controle de luminância angular das placas A cruzadas 330A, 330B entre um polarizador adicional 318 e o polarizador de visor de saída 218 será agora descrito para várias disposições de iluminação fora do eixo geométrico.[0530] To illustrate the off-axis behavior of the polar control retarder stacks, the angular luminance control of the crossed A plates 330A, 330B between an additional polarizer 318 and the output display polarizer 218 will now be described for various off-axis lighting arrangements.
[0531] A FIGURA 35A é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de camadas de retardador de placa A cruzada por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva. O polarizador linear 218 com direção de transmissão de vetor elétrico 219 é usado para fornecer um estado de polarização linear 704 que é paralelo à direção lateral na primeira placa A 330A das placas A cruzadas 330A, 330B. A direção do eixo geométrico óptico 331A é inclinada em +45 graus em relação à direção lateral. A retardância do retardador de controle polar 330A para o ângulo fora do eixo geométrico θi na direção de elevação positiva fornece um componente de polarização resultante 650 que geralmente é elíptico na saída. O componente de polarização 650 é incidente na segunda placa A 330B das placas A cruzadas 330A, 330B que tem uma direção de eixo geométrico óptico 33iB que é ortogonal à direção de eixo geométrico óptico 33iA da primeira placa A 330A. No plano de incidência da FIGURA 35A, a retardância da segunda placa A 330B para o ângulo fora do eixo geométrico θi é igual e oposto à retardância da primeira placa A 330A. Assim, é fornecido uma retardação zero líquida para o componente de polarização incidente 704 e o componente de polarização de saída é o mesmo que o componente de polarização de entrada 704.[0531] FIGURE 35A is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of cross-plate A retarder layers by off-axis polarized light having a positive elevation. Linear polarizer 218 with electric vector transmission direction 219 is used to provide a linear polarization state 704 that is parallel to the lateral direction on the first A plate 330A of the cross-plates A 330A, 330B. The optical axis direction 331A is tilted by +45 degrees relative to the lateral direction. Retarding the polar control retarder 330A to the off-axis angle θi in the positive elevation direction provides a resultant polarization component 650 that is generally elliptical at the output. The polarization component 650 is incident on the second plate A 330B of the crossed plates A 330A, 330B having an optical axis direction 33iB that is orthogonal to the optical axis direction 33iA of the first plate A 330A. In the plane of incidence of FIGURE 35A, the retardance of the second plate A 330B for the off-axis angle θi is equal and opposite to the retardance of the first plate A 330A. Thus, a net zero retardance is provided for the incident polarization component 704 and the output polarization component is the same as the input polarization component 704.
[0532] O componente de polarização de saída está alinhado com a direção de transmissão de vetor elétrico do polarizador adicional 318 e, portanto, é transmitido com eficiência. Vantajosamente, substancialmente nenhuma perda é fornecida para os raios de luz que têm componente angular de ângulo lateral nulo, de modo que a eficiência total da transmissão seja alcançada.[0532] The output polarization component is aligned with the electric vector transmission direction of the additional polarizer 318 and is therefore transmitted efficiently. Advantageously, substantially no loss is provided for light rays having zero lateral angle angular component, so that full transmission efficiency is achieved.
[0533] A FIGURA 35B é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de camadas de retardador de placa A cruzada por luz polarizada fora do eixo geométrico com um ângulo lateral negativo. Assim, o componente de polarização de entrada é convertido pela primeira placa A 330A em um componente de polarização intermediário 652 que geralmente é um estado de polarização elíptica. A segunda placa A 330B fornece novamente uma retardação igual e oposta à primeira placa A, de modo que o componente de polarização de saída seja o mesmo que o componente de polarização de entrada 704 e a luz seja transmitida eficientemente através do polarizador 318.[0533] FIGURE 35B is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of cross-plate A retarder layers by off-axis polarized light having a negative lateral angle. Thus, the input polarization component is converted by the first A plate 330A to an intermediate polarization component 652 which is generally an elliptical polarization state. The second A plate 330B again provides equal and opposite retardation to the first A plate, so that the output polarization component is the same as the input polarization component 704 and light is efficiently transmitted through the polarizer 318.
[0534] Assim, o retardador de controle polar compreende um par de retardadores 330A, 330B que têm eixos geométricos ópticos no plano dos retardadores 330A, 330B que são cruzados, que é o plano x-y nas presentes modalidades. O par de retardadores 330A, 330B tem eixos geométricos ópticos 331A, 331B que se estendem, cada um, a 45° em relação a uma direção de transmissão de vetor elétrico que é paralela à transmissão de vetor elétrico do polarizador 318.[0534] Thus, the polar control retarder comprises a pair of retarders 330A, 330B having optical axes in the plane of the retarders 330A, 330B that are crossed, which is the x-y plane in the present embodiments. The pair of retarders 330A, 330B have optical axes 331A, 331B that each extend 45° to an electric vector transmission direction that is parallel to the electric vector transmission of the polarizer 318.
[0535] Vantajosamente, substancialmente nenhuma perda é fornecida para os raios de luz que têm componente angular de elevação zero, de modo que a eficiência total da transmissão seja alcançada.[0535] Advantageously, substantially no loss is provided for light rays having zero elevation angular component, so that full transmission efficiency is achieved.
[0536] A FIGURA 35C é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de camadas de retardador de placa A cruzada por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e ângulo lateral negativo. O componente de polarização 704 é convertido em um componente de polarização elíptica 654 pela primeira placa A 330A. Um componente elíptico resultante 656 é emitido a partir da segunda placa A 330B. O componente elíptico 656 é analisado pelo polarizador de entrada 318 com luminância reduzida em comparação com a luminância de entrada do primeiro componente de polarização 704.[0536] FIGURE 35C is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of retarder layers of cross-plate A by off-axis polarized light having a positive elevation and negative lateral angle. Polarization component 704 is converted to an elliptical polarization component 654 by first plate A 330A. A resulting elliptical component 656 is emitted from second plate A 330B. Elliptical component 656 is analyzed by input polarizer 318 with reduced luminance compared to the input luminance of first polarization component 704.
[0537] A FIGURA 35D é um diagrama esquemático que ilustra em vista em perspectiva a iluminação de camadas de retardador de placa A cruzada por luz polarizada fora do eixo geométrico com uma elevação positiva e ângulo lateral positivo. Os componentes de polarização 658 e 660 são fornecidos pela primeira e pela segunda placas A 330A, 330B visto que a retardância líquida do primeiro e do segundo retardadores não fornece compensação.[0537] FIGURE 35D is a schematic diagram illustrating in perspective view the illumination of cross-plate A retarder layers by off-axis polarized light having a positive elevation and positive lateral angle. The polarization components 658 and 660 are provided by the first and second A plates 330A, 330B since the net retardance of the first and second retarders does not provide compensation.
[0538] Assim, a luminância é reduzida para raios de luz que têm ângulo lateral diferente de zero e componentes de elevação diferentes de zero. Vantajosamente, a privacidade do visor pode ser aumentada para curiosos dispostos nos quadrantes de visão enquanto a eficiência luminosa para os usuários do visor principal não é substancialmente reduzida.[0538] Thus, luminance is reduced for light rays that have non-zero lateral angle and non-zero elevation components. Advantageously, display privacy can be increased for onlookers arranged in the viewing quadrants while luminous efficiency for users of the primary display is not substantially reduced.
[0539] A FIGURA 35E é um gráfico esquemático que ilustra a variação da transmissão de saída com direção polar para os raios de luz transmitidos nas FIGURAS 35A a 35D. Em comparação com a disposição da FIGURA 34E, a área de redução de luminância é aumentada para visualização fora do eixo geométrico. No entanto, a camada de cristal líquido comutável 314 pode fornecer uniformidade reduzida em comparação com as disposições de placa C para visualização fora do eixo geométrico no primeiro estado de operação em modo público.[0539] FIGURE 35E is a schematic graph illustrating the variation of output transmission with polar direction for the transmitted light rays in FIGURES 35A through 35D. Compared to the arrangement of FIGURE 34E, the luminance reduction area is increased for off-axis viewing. However, the switchable liquid crystal layer 314 may provide reduced uniformity compared to the C plate arrangements for off-axis viewing in the first public mode operating state.
[0540] Como pode ser usado neste documento, os termos “substancialmente” e “aproximadamente” fornecem uma tolerância aceita pela indústria por seu termo correspondente e/ou relatividade entre itens. Essa tolerância aceita pela indústria varia de zero a dez por cento e corresponde a, porém sem limitação, valores de componentes, ângulos, etc. Essa relatividade entre itens varia entre aproximadamente zero e dez por cento.[0540] As used herein, the terms “substantially” and “approximately” provide an industry-accepted tolerance for its corresponding term and/or inter-item relativity. This industry-accepted tolerance ranges from zero to ten percent and corresponds to, but is not limited to, component values, angles, etc. This inter-item relativity ranges from approximately zero to ten percent.
[0541] Embora várias modalidades de acordo com os princípios divulgados neste documento tenham sido descritas acima, deve-se entender que elas foram apresentadas apenas a título de exemplo, e não como limitação. Assim, a amplitude e o escopo desta divulgação não devem ser limitados por nenhuma das modalidades exemplificativas descritas acima, mas devem ser definidos apenas de acordo com quaisquer reivindicações e seus equivalentes procedentes desta divulgação. Além disso, as vantagens e recursos acima são fornecidos nas modalidades descritas, mas não devem limitar a aplicação de tais reivindicações expedidas a processos e estruturas que realizam uma ou todas as vantagens acima. Além disso, os títulos das seções neste documento são fornecidos para consistência com as sugestões sob 37 CFR 1.77 ou de outra forma para fornecer sugestões organizacionais. Esses títulos não devem limitar ou caracterizar as modalidades estabelecidas em quaisquer reivindicações que possam resultar desta divulgação. Especificamente e a título de exemplo, embora os títulos se refiram a um “Campo da Técnica”, as reivindicações não devem ser limitadas pela linguagem escolhida sob esse título para descrever o chamado campo. Além disso, uma descrição de uma tecnologia nos “Antecedentes” não deve ser interpretada como uma admissão de que determinada tecnologia é técnica anterior a qualquer modalidade (ou modalidades) nesta divulgação. O “Sumário” também não deve ser considerado como uma caracterização da (ou modalidades) estabelecida nas reivindicações expedidas. Além disso, qualquer referência nesta divulgação a “invenção” no singular não deve ser usada para argumentar que há apenas um único ponto de novidade nesta divulgação. Múltiplas modalidades podem ser estabelecidas de acordo com as limitações das múltiplas reivindicações procedentes desta divulgação, e tais reivindicações definem adequadamente a modalidade (ou modalidades) e seus equivalentes que são protegidos por ela. Em todos os casos, o escopo de tais reivindicações deve ser considerado por seus próprios méritos à luz desta divulgação, mas não deve ser limitado pelos títulos apresentados neste documento.[0541] Although various embodiments in accordance with the principles disclosed herein have been described above, it should be understood that they have been presented by way of example only, and not by way of limitation. Accordingly, the breadth and scope of this disclosure are not to be limited by any of the exemplary embodiments described above, but are to be defined solely in accordance with any claims and their equivalents arising from this disclosure. Furthermore, the above advantages and features are provided in the embodiments described, but are not to limit the application of such claims to processes and structures that realize any or all of the above advantages. Furthermore, section headings in this document are provided for consistency with the suggestions under 37 CFR 1.77 or otherwise to provide organizational suggestions. Such headings are not to limit or characterize the embodiments set forth in any claims that may arise from this disclosure. Specifically and by way of example, although the headings refer to a “Field of the Art,” the claims are not to be limited by the language chosen under that heading to describe the so-called field. Furthermore, a description of a technology in the “Background” should not be construed as an admission that such technology is prior art to any embodiment (or embodiments) in this disclosure. Nor should the “Summary” be construed as a characterization of the embodiment (or embodiments) set forth in the claims. Furthermore, any reference in this disclosure to “invention” in the singular should not be used to argue that there is only a single point of novelty in this disclosure. Multiple embodiments may be established within the limitations of the multiple claims arising from this disclosure, and such claims adequately define the embodiment (or embodiments) and their equivalents that are protected by it. In all cases, the scope of such claims should be considered on their own merits in light of this disclosure, but should not be limited by the headings set forth herein.
Claims (58)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62/641,657 | 2018-03-12 | ||
US62/673,576 | 2018-05-18 | ||
US62/673,359 | 2018-05-18 | ||
US62/699,914 | 2018-07-18 | ||
US62/699,906 | 2018-07-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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BR122024004325A2 true BR122024004325A2 (en) | 2024-07-16 |
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