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1、(10)申请公布号 CN 103988118 A (43)申请公布日 2014.08.13 CN 103988118 A (21)申请号 201280056916.8 (22)申请日 2012.10.11 61/546,296 2011.10.12 US 61/608,995 2012.03.09 US G02F 1/1333(2006.01) (71)申请人 康宁股份有限公司 地址 美国纽约州 (72)发明人 M艾坦内 J高里尔 DA诺兰 WP维克斯 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 李玲 (54) 发明名称 边框隐藏的显示器盖和显示设备 (57) 摘要。
2、 本发明公开了边框隐藏的显示器盖和显示设 备。在一实例中， 一种边框隐藏显示器盖 (16) 包 括边框 (14)， 且显示面板 (12) 包括周界部分， 该 周界部分具有第一表面和第二表面， 使得周界部 分构造成从显示设备的边框偏移了间隙 GA。边框 隐藏显示器盖还包括从周界部分的边缘延伸到距 离 L 的周界部分的第一表面或第二表面中至少一 个上的第一棱镜阵列 (22)。第一棱镜阵列中每 个棱镜具有棱镜角 ， 且第一棱镜阵列被构造成 使显示面板所产生的靠近边框的图像的一部分移 位， 使得图像的移位部分对于观察者来说出现在 边框上。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 20。
3、14.05.20 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2012/059649 2012.10.11 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/055853 EN 2013.04.18 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 10 页 附图 17 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书10页 附图17页 (10)申请公布号 CN 103988118 A CN 103988118 A 1/2 页 2 1. 一种边框隐藏显示器盖， 用于耦合到包括边框和显示面板的显示设备， 所述边框隐 藏显示器盖包括 ： 周界部分， 所述周界。
4、部分包括第一表面和第二表面， 其中所述周界部分被构造成从所 述显示设备的边框偏移了间隙 GA； 第一棱镜阵列， 所述第一棱镜阵列在所述周界部分的所述第一表面或所述第二表面中 的至少一个之上， 所述第一棱镜阵列从所述周界部分的边缘延伸到距离 L， 其中 ： 所述第一棱镜阵列中的每个棱镜具有棱镜角 ； 所述第一棱镜阵列被构造成使所述显示面板所产生的靠近所述边框的图像的一部分 移位， 使得所述图像的移位部分对于观察者来说出现在所述边框上 ； 以及 中心区域， 所述中心区域由所述周界部分界定， 其中在所述中心区域处不存在所述第 一棱镜阵列。 2. 如权利要求 1 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于，。
5、 所述中心区域是基本上透明 的。 3. 如权利要求 1 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于， 所述周界部分包括玻璃， 且所 述第一棱镜阵列被整合到所述玻璃中。 4. 如权利要求 1 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于， 所述周界部分包括玻璃， 且所 述第一棱镜阵列由定位在所述周界部分的所述第一表面或所述第二表面上的角度滤光器 提供。 5. 如权利要求 1 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于， 所述第一棱镜阵列中各个棱 镜的棱镜角 沿从所述周界部分的边缘朝向所述边框隐藏显示器盖的中心的方向减小。 6. 如权利要求 5 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于， 所述第一棱镜阵列中各个棱 镜的棱。
6、镜角 线性地减小。 7. 如权利要求 5 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于， 所述第一棱镜阵列中各个棱 镜的棱镜角 非线性地减小。 8. 如权利要求 1 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于 ： 所述第一棱镜阵列中每个单独的棱镜包括通过小平面和非通过小平面 ； 所述通过小平面透射由所述显示设备产生的光 ； 以及 所述非通过小平面是不透明的。 9. 如权利要求 1 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于， 所述第一棱镜阵列被定位在 所述周界部分的所述第一表面上， 且所述周界部分的所述第一表面面向观察者。 10. 如权利要求 1 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于， 所述第一棱镜阵列被定位在 。
7、所述周界部分的所述第二表面上， 且所述周界部分的所述第二表面被构造成面向所述显示 设备。 11. 如权利要求 1 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于， 所述第一棱镜阵列形成菲涅 尔透镜。 12. 如权利要求 11 所述的边框隐藏显示器盖， 其特征在于， 所述菲涅尔透镜是非球面 的。 13. 一种显示设备， 包括 ： 显示器盖， 包括 ： 权 利 要 求 书 CN 103988118 A 2 2/2 页 3 周界部分和由所述周界部分界定的中心区域 ； 第一表面和第二表面 ； 以及 第一棱镜阵列， 所述第一棱镜阵列位于所述第一表面或所述第二表面中的至少一个 上， 其中所述第一棱镜阵列从所述显示器。
8、盖的边缘朝向所述显示器盖的所述中心区域延伸 到距离 L ； 背光 ； 显示面板， 所述显示面板定位在所述背光与所述显示器盖之间， 使得在所述显示面板 与所述显示器盖的所述第二表面之间存在间隙 GA， 其中所述显示面板被构造成显示图像 ； 以及 具有宽度 W 的边框， 所述边框围绕所述显示面板的周界边缘而设置。 14. 如权利要求 13 所述的显示设备， 其特征在于， L W+GAtan(), 其中 是边框对 于观察者来说不可见的最大角。 15. 如权利要求 13 所述的显示设备， 其特征在于， 所述第一棱镜阵列中的每个单独棱 镜包括棱镜角 ， 所述第一棱镜阵列中各个棱镜的棱镜角 沿从所述显示器。
9、盖的所述周 界部分的边缘朝向所述显示器盖的中心的方向减小。 16. 如权利要求 15 所述的显示设备， 其特征在于， 所述第一棱镜阵列中各个棱镜的棱 镜角 非线性地减小。 17. 如权利要求 13 所述的显示设备， 其特征在于， 所述第一棱镜阵列定位在所述周界 部分的所述第一表面上。 18. 如权利要求 13 所述的显示设备， 其特征在于， 所述第一棱镜阵列形成非球面菲涅 尔透镜。 19. 如权利要求 13 所述的显示设备， 其特征在于， 所述间隙 GA是在所述边框的所述宽 度 W 的约 2 倍至约 5 倍之间。 20. 一种显示设备， 包括 ： 显示器盖， 包括 ： 周界部分和由所述周界部分。
10、界定的中心区域 ； 第一表面和第二表面 ； 以及 棱镜阵列， 所述棱镜阵列位于所述第一表面或所述第二表面中的至少一个上， 其中所 述棱镜阵列从所述显示器盖的边缘朝向所述显示器盖的所述中心区域延伸到距离 L， 且所 述棱镜阵列中各个棱镜的棱镜角在所述距离L上从约45至约60度之间的角1减小到零 ； 背光 ； 显示面板， 所述显示面板定位在所述背光与所述显示器盖之间， 使得在所述显示面板 与所述显示器盖的所述第二表面之间存在间隙 GA， 其中所述显示面板被构造成显示图像 ； 以及 具有宽度W的边框， 所述边框围绕所述显示面板的周界边缘而设置， 其中所述距离L是 所述边框的宽度 W 的至少两倍， 且。
11、所述间隙 GA是在所述边框的宽度 W 的约 2 倍至约 5.5 倍 之间。 权 利 要 求 书 CN 103988118 A 3 1/10 页 4 边框隐藏的显示器盖和显示设备 相关申请的交叉引用 0001 本申请根据35U.S.C.119要求2012年3月9日提交的美国临时申请61/608995 以及 2011 年 10 月 12 日提交的美国临时申请 61/546296 的优先权权益， 且基于其内容并通 过引用将其内容整体结合于此。 技术领域 0002 本发明涉及用于诸如电视机这样的显示设备的边框隐藏的显示器盖以及无边框 显示设备。 背景技术 0003 本文使用的术语显示设备用于涵盖能够显。
12、示视觉内容的所有设备， 包括但不限于 计算机、 移动电话以及电视机 (TV)， 计算机包括膝上型电脑、 笔记本电脑、 平板电脑和台式 电脑。 每个前述设备包括多个组件部分， 包括各个组件可位于其中的物理外壳或机壳、 电路 板、 诸如集成电子组件的电路元件， 以及当然显示面板本身。目前， 这些显示面板是平板显 示面板， 包括液晶显示元件、 发光二极管 (OLED) 显示元件或等离子显示元件以及当然这些 元件可设置在其上和 / 或由器封装的玻璃或塑料基板。通常， 这些平板显示面板和显示设 备本身的边缘部分用于电引线和与显示面板的操作相关的各种其它电子组件， 诸如在 LCD 显示面板的情况下驱动面板。
13、像素以及 LED 照明器的电路。这就造成了平板显示面板制造商 将边缘部分封装在边框内和 / 边框后面， 用于隐藏上述组件， 但也掩盖显示面板的边缘部 分， 由此缩小全体图像尺寸。 0004 出于美观原因， 平板面板显示器制造商努力使图像观看区域最大， 并提供更赏心 悦目的外观， 且因而使围绕图像的边框的尺寸最小。但是， 关于该最小化有实践上的限制， 且目前的边框尺寸宽度为 3mm 至 10mm 量级。因此， 为了实现完全没有边框的终极目标， 提 出了光学方案， 该方案给观察者的印象是图像占据整个面板表面， 而同时减小图像形成显 示面板与显示器盖之间的间隙。 发明内容 0005 一般而言， 本文。
14、描述的各实施例涉及边框隐藏的显示器盖， 其为显示设备提供大 致无边框的外观。边框隐藏显示设备使靠近显示设备边框的图像的多个部分移位， 使得这 些部分对于观察者来说出现在边框上， 由此使边框的外观最小。 0006 一方面， 一种边框隐藏显示器盖， 用于耦合到具有边框和显示面板的显示设备， 所 述边框隐藏显示器盖具有周界部分， 所述弯曲周界部分具有第一表面和第二表面， 使得周 界部分构造成从显示设备的边框偏移了间隙GA。 边框隐藏显示器盖还包括从周界部分的边 缘延伸到距离 L 的周界部分的第一表面或第二表面中至少一个上的第一棱镜阵列。第一棱 镜阵列中每个棱镜具有棱镜角 ， 且第一棱镜阵列被构造成使。
15、显示面板所产生的靠近边框 的图像的一部分移位， 使得图像的移位部分对于观察者来说出现在边框上。 在某些实例中， 说 明 书 CN 103988118 A 4 2/10 页 5 间隙 GA可以是在边框宽度 W 的约 2 至 5 倍的范围内。LCD 显示面板情况下的显示面板还可 包括而非限制 ： 薄膜晶体管、 偏振膜、 彩色滤光膜、 如ITO(氧化铟锡)的透明导电膜、 防反射 膜、 隔离元件、 以及取向膜。周界部分可由例如玻璃制成。第一棱镜阵列可整合到玻璃内， 或由角度滤光器提供。第一棱镜阵列可定位在周界部分的第一表面上， 使得第一表面面向 观察者。 在其它实例中， 第一棱镜阵列可定位在周界部分的。
16、第二表面上， 使得周界部分的第 二表面面向显示设备。 0007 例如， L 可等于 W+GAtan()， 其中 是边框不可见的最大角。在某些实例中， 棱 镜阵列中每个棱镜具有定义为来自现实面板的主要光纤进入和 / 或射出的入射小平面与 输出小平面之间角度的棱镜角 ， 不包括由于多次内部反射发生的光的外部光线 ( 诸如环 境光)。 棱镜阵列的棱镜角沿从显示器盖的周界边缘朝向显示器盖的中心区域的方向减小。 棱镜阵列的棱镜角可线性减小。或者， 棱镜阵列的棱镜角可非线性减小。在某些实例中， 棱 镜阵列中各个棱镜的棱镜角在距离 L 上从约 45至约 60之间的角 1减小到零。 0008 第一棱镜阵列中的。
17、各棱镜可定位在显示器盖的周界部分的第一表面上。 在某些实 例中， 第二棱镜阵列可定位在显示器盖的周界部分的第二表面上。 在某些实例中， 边框隐藏 显示器盖还包括由周界部分界定的基本上透明的中心区域。 0009 在某些实例中， 第一棱镜阵列中每个单独的棱镜具有通过小平面和非通过小平 面。该通过小平面透射由显示设备产生的光， 而该非通过小平面是不透明的。在某些实例 中， 棱镜阵列形成菲涅尔透镜。例如， 在某些实例中， 菲涅尔透镜可以是非球面的。 0010 在另一方面， 显示设备包括显示器盖、 背光、 显示面板以及围绕显示面板的周界边 缘设置的具有宽度 W 的边框。在某些实例中， 显示器盖包括周界部。
18、分和由周界部分界定的 中心部分、 第一表面和第二表面、 以及设置在第一表面或第二表面中至少一个上的第一棱 镜阵列。第一棱镜阵列从显示器盖的边缘朝向显示器盖的中心区域延伸到距离 L。显示面 板定位在背光与显示器盖之间， 使得在显示面板与显示器盖的第二表面之间存在间隙 GA， 其中显示面板被构造成显示图像。 0011 在又一方面， 显示设备包括显示器盖、 背光、 显示面板以及围绕显示面板的周界边 缘设置的具有宽度 W 的边框。在某些实例中， 显示器盖包括周界部分和由周界部分界定的 中心部分、 第一表面和第二表面、 以及设置在第一表面或第二表面中至少一个上的棱镜阵 列。棱镜阵列从显示器盖的边缘朝向显。
19、示器盖的中心区域延伸到距离 L。在某些实例中， 棱镜阵列中各个棱镜的棱镜角在距离 L 上从约 45至约 60之间的角 1减小到零。显 示面板定位在背光与显示器盖之间， 使得在显示面板与显示器盖的第二表面之间存在间隙 GA， 其中显示面板被构造成显示图像。距离 L 是边框的宽度 W 的至少两倍， 且间隙 GA是在边 框的宽度 W 的约 2 至约 5.5 倍之间。 附图说明 0012 在参照附图阅读了本发明的以下详细描述之后， 就可更好地理解这些和其它方 面， 在附图中 ： 0013 图 1A 是包括显示面板和边框的显示设备的正视图 ； 0014 图 1B 是显示设备的平铺阵列的正视图 ； 001。
20、5 图 2 是显示器盖的正视图， 包括用于隐藏边框的棱镜区域 ； 说 明 书 CN 103988118 A 5 3/10 页 6 0016 图 3A 是示出各个棱镜的棱镜区域的一部分的示意图 ； 0017 图 3B 是示出作为显示器设备上位置的函数的棱镜角 的图表 ； 0018 图 4 是示意性地示出远离用边框隐藏显示器盖覆盖的显示设备的显示面板的观 察者 ； 0019 图 5 是显示设备上位置相对于边框隐藏显示器盖上位置的曲线 ； 0020 图 6 是间隙宽度 D 与边框宽度 W 的比值作为棱镜角 的函数的图表 ； 0021 图 7 是通过包括各棱镜的显示器盖的的一部分观察的图像的视图， 并。
21、示出棱镜位 置处的局部图像放大 ( 条纹 ) ； 0022 图 8 是红、 绿、 蓝 (RGB) 像素阵列的示意图， 其中各像素垂直于棱镜阵列的各棱镜 的长轴布置以减少条纹 ； 0023 图 9 是布置成减少条纹的 RGB 像素阵列的示意图 ； 0024 图 10 是通过包括各棱镜的显示器盖观察的图像的一部分的视图， 示出没有棱镜 的部分、 具有棱镜而没有局部模糊的部分、 以及具有棱镜且局部模糊的部分 ； 0025 图 11 是包括弯曲前部小平面的棱镜的示意图 ； 0026 图 12 是针对法向入射和 10视角的情况显示设备上的位置相对于边框隐藏显示 器盖上位置的图 ； 0027 图13是显示。
22、面板和边框， 显示器盖包括从显示器盖的边缘在长度L上分布的棱镜 阵列 ； 0028 图 14 是显示面板和边框以及图 13 的棱镜阵列中单个棱镜的示意图， 示出正负视 角和间隙 GA； 0029 图 15 是作为棱镜角 的函数的间隙 / 边框宽度比的图表 ； 0030 图 16 是设置在显示器盖的观察者侧上棱镜阵列的示意图， 示出产生边框的视图 的棱镜内的内部反射 ； 0031 图 17 是设置在显示器盖的观察者侧上棱镜阵列的示意图， 示出棱镜角度设置成 使得观察者通过入射小平面观察到图像， 由此允许边框有图像 ； 0032 图 18 是作为棱镜角 的函数的沿错误方向 ( 朝向边框 ) 的百分。
23、比观察者视图的 图 ； 0033 图 19 是全内反射根据棱镜角发生的视角的图 ； 0034 图 20 是产生寄生图像的边框隐藏显示器盖的棱镜的示意图 ； 0035 图 21 是当显示器盖上棱镜阵列的各棱镜具有相同角度时观察者怎样两次观察到 图像点的示意图 ； 0036 图 22A 是设置在显示器盖的观察者侧上棱镜阵列的示意图， 其中棱镜阵列的各棱 镜角从显示器盖的边缘在棱镜阵列的长度上慢速减小 ； 0037 图 22B 是设置在显示器盖的观察者侧上棱镜阵列的示意图， 其中棱镜阵列的各棱 镜角从显示器盖的边缘在棱镜阵列的长度上快速减小 ； 0038 图 23 是放大因子作为棱镜阵列从显示器盖的。
24、边缘延伸的距离的函数的图表 ； 0039 图 24 是对于给定放大因子棱镜角作为阵列从显示器盖的边缘延伸的距离的函数 的图表 ； 0040 图 25 是包括棱镜和显示面板的显示器盖的示意图， 其中反射器定位在显示器盖 说 明 书 CN 103988118 A 6 4/10 页 7 与显示面板之间 ； 0041 图 26 是在光导板的一表面处包括棱镜阵列的光导板的侧剖视图 ； 0042 图 27 是设置在显示器盖上棱镜阵列中单个棱镜的示意图， 其中各棱镜定位在显 示器盖的显示面板侧上 ； 0043 图 28 是全内反射作为定位在显示器盖的观察者侧上的棱镜和定位在显示器盖的 显示面板侧上棱镜的棱镜。
25、角函数的视角的角度的图 ； 以及 0044 图 29 是示出全内反射的位于显示器盖的显示面板侧上棱镜阵列的示意图。 具体实施方式 0045 此后将参照示出本发明各示例实施例的附图更完整地描述各实例。只要有可能， 在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。然而， 各方面可实施成许多 不同形式， 而不应理解成对这里所述的实施例进行限制。 0046 诸如电视显示面板、 计算机显示器和膝上电脑显示面板的显示设备的美观性受到 围绕这些显示设备的边界存在的边框的尺寸和外观的影响。 可使用显示设备的边框以例如 容纳用于驱动显示面板的像素的电子器件以及在某些情况下提供用于显示设备的背光。 例 如，。
26、 LCD 电视显示面板可包括保持在显示设备的边框区域内的多个背光发光二极管 (LED)。 0047 过去几年的趋势是边框越来越小。目前的边框宽度为 3.0mm 至 10mm 量级。但是， 具有非常大显示面板的电视型号已经达到至少两个边界上小至 2mm 的宽度和另两个边界 上 4mm 的宽度的边框区域。但是， 即使小的边框的存在仍然分散注意力， 尤其是显示设备以 平铺布置组装以形成非常大的显示图像时。 这些平铺显示设备的边框给出了图像 “网格” 的 不希望的外观而不是无缝的紧密结合大图像。 肉眼对于将平铺显示设备分开的黑线的存在 非常敏感， 这使得图像非常难看。 0048 本公开的各实施例包括隐。
27、藏边框的边框隐藏显示器盖， 使得边框的存在不可见或 者或者对观察者来说至少不明显。这种显示器盖可由例如玻璃形成。在某些实施例中， 玻 璃可以是化学强化玻璃。 0049 现参见图 1A， 示出构造成平板显示面板电视的显示设备 10。尽管以下描述主要是 关于电视机， 但应指出， 本文描述的各实施例可适用于其它显示设备且因此所描述的各实 施例并不限于电视机。显示设备 10 包括具有围绕其周界定位的边框 14 的显示面板 12。边 框14包括边框部分14a-14d。 边框部分14a-14d可封围显示驱动电子器件以及为显示面板 部分 12 提供背光的背光硬件， 诸如边缘发光二极管 (LED)。边框部分 。
28、14a-14d 可具有特定 宽度， 例如 3mm 至 10mm 之间。边框部分 14a-14d 可分散观察者注意力， 尤其是如果几个显 示设备布置成矩阵来观看整个图像， 如图 1B 所示。 0050 图2示意性地示出根据一实施例的边框隐藏显示器盖16。 所示实施例的边框隐藏 显示器盖 16 构造成机械耦合到显示设备 ( 例如图 1A 所示的显示设备 10)。边框隐藏显示 器盖 16 应安装在显示设备 10 上， 使得在边框隐藏显示器盖 16 与显示设备 10 的表面之间 有间隙 ( 例如低折射率间隙或空气间隙 )。在一实施例中， 边框隐藏显示器盖 16 通过边框 隐藏显示器盖 16 的角部处的。
29、透明支柱 ( 未示出 ) 耦合到显示设备 10。 0051 边框隐藏显示器盖 16 可例如包括周界部分 17， 周界部分 17 包括与显示器盖的周 界相邻的四个棱镜部分18a-18d。 如下文更详细描述的， 棱镜部分18a-18d包括布置成阵列 说 明 书 CN 103988118 A 7 5/10 页 8 的多个棱镜， 用作显示面板12的相对于观察者定位在边框部分14a-14d后面的区域的光弯 曲 ( 折射 ) 滤光器。显示器盖和由棱镜部分 18a-18d 提供的光弯曲滤光器使得能够隐藏边 框， 使得在可预测视角内对观察者来说其存在是不可见的或者至少不明显。 0052 在某些实施例中， 边框。
30、隐藏显示器盖16还可包括由棱镜部分18a-18d界定的视觉 上透明的中心部分20， 该中心部分20不包含任何棱镜且因此是大致平坦的。 在其它实施例 中， 边框隐藏显示器盖 16 不包括中心区域， 从而仅提供由周界部分 17 限定的框架。 0053 边框隐藏显示器盖 16 可由玻璃制成。例如， 玻璃可以是诸如离子交换玻璃、 酸洗 玻璃或两者的化学强化玻璃。棱镜部分 18a-18d 可例如由可粘结至显示器盖的市售光弯曲 滤光材料制成， 诸如由 3M 公司制造的 Vikuiti 图像定向膜 (IDF II)。应理解， Vikuiti 仅 是多个可能的光弯曲滤光器方案中的一个， 且本文仅作为非限制性实。
31、例提供。在另一实例 中， 光弯曲滤光器可直接包含在显示器盖 16 中。例如， 棱镜可直接形成在显示器盖材料内。 如下文更详细描述的， 为了隐藏边框不让观察者看到， 可优化和开发专用光弯曲滤光器。 应 指出， 当使用 Vikuiti 光弯曲滤光器时， 可能需要所需的侧向图像移位的约 2.7 倍的间隙。 0054 在另一实施例中， 棱镜也可以是围绕显示器的框架的一部分并由诸如塑料或玻璃 的透明材料制成。该框架可例如通过注塑模制形成， 且模具本身可包括产生所需光学效果 所必需的微棱镜结构。在一些实施例中， 中心区域 20 可以是自由空间。 0055 现参照图 3A， 示出定位在边框隐藏显示器盖 16。
32、 上的棱镜区域 18 的一部分。棱镜 部分 18 包括呈三角形的多个棱镜 22。图中， 各棱镜 22 定位在显示器盖 16 的外表面 ( 面向 观察者)上。 棱镜22包括使边框附近的图像移位的棱镜角， 其中棱镜角是由光主要地穿 过棱镜的棱镜的表面 ( 小平面 ) 所界定的角。图 3B 是示出作为显示设备 10 上位置的函数 的棱镜角 的图表。通常， 各棱镜 22 的角度 应在边框隐藏显示器盖 16 的边缘处最大 且远离显示器盖的边缘减为零 ( 即完全没有棱镜 )。因而， 仅使由显示面板 12 产生的一小 部分的图像发生移位。棱镜阵列的频率， 即棱镜的周期性应当大于显示面板的像素的频率 以防止所。
33、产生图像的混叠。通常， 棱镜应当具有小于显示面板的像素的尺寸。例如， 各个棱 镜可小至显示面板的单个像素的 1/10 尺寸。 0056 实线24示出各棱镜的角从边框隐藏显示器盖16的边缘线性减小且在距离L上 的中心区域处减为零的实例。虚线 26 示出各棱镜的角 在距离 L 上非线性变化的实例。 为了避免干扰图像连续性， 可考虑虚线 26 的更复杂轮廓。 0057 图4示意性地示出远离显示装置10的显示面板12定位的观察者O， 其中边框隐藏 显示器盖 16 定位在显示面板与观察者 O 之间。在边框隐藏显示器盖 16 与显示面板 12 之 间存在间隙 GA。从显示面板 12 发射到观察者 O 的模。
34、拟追踪光线指示了对于显示面板 12 上 的给定位置 X1 而言光线入射到边框隐藏显示器盖 16 的位置 X2。在一模拟中， 各棱镜面向 观察者O， 且各棱镜的棱镜角从边框隐藏显示器盖16的每个边缘处(即边框14的一部分的 上方 ) 的 30 线性变化到远离显示器盖 16 的外边缘约 10mm 的 0 。在该模拟中边框隐 藏显示器盖 16 的折射率为 1.5， 而间隙 GA为约 15mm。 0058 图 5 是模拟结果的图， 显示在边框隐藏显示器盖 16 的每个边缘处 (X2 0)， 由观 察者 O 看到的显示设备 10 的显示面板 12 上的位置 X1 远离显示器屏 13 的边缘约 4.8mm。
35、。 因而， 边框 14 如果尺寸 ( 宽度 ) 小于 4.8mm， 则对观察者不可见。 0059 可由棱镜产生的光束偏差量是棱镜角 的函数。图 6 示出的图表显示， 假设折射 说 明 书 CN 103988118 A 8 6/10 页 9 率为 1.5， 且还假设边框对于 20 视角保持基本上不可见， 间隙 GA与边框宽度 W 的比值为 棱镜角 的函数。例如而非限制， 通过使用 45 度棱镜角 ， 间隙必需是边框宽度的至少 4 倍 (GA/W 比值为 4)。 0060 本文所述的边框隐藏显示器盖的引入可在由显示设备显示的图像中引入对观察 者可能可见的伪像和 / 或扭曲。以下描述集中可能引入的伪。
36、像以及可优化以使这种伪像和 / 或扭曲的出现最少的设计参数。 0061 由边框隐藏显示器盖16的前述各实例在诸如显示设备10的显示设备的边框附近 提供的局部光弯曲滤光器可产生局部图像放大。该局部放大的第一个影响是引入图像变 形， 该图像变形可通过使用图像扭曲矫正算法来部分补偿。图像扭曲矫正算法可处理由显 示面板12显示的图像以使放大的出现最小。 但是， 由于图像中的扭曲是视角的函数(例 如图12所示)， 仅可对于给定视角补偿该图像(例如， 当显示器在正常入射角或某些其它静 态视角 处观察时 )。 0062 关于局部放大的另一图像伪像是个别像素的图像可能被高度放大， 在图像中引入 彩色或黑白条纹。
37、。图 7 示出通过使用放置在像素屏前面的变角棱镜结构来局部放大的图 像。由于放大， 由于像素之间的空间被高度放大， 宽黑部 28 在区域 30 内成条带， 由此导致 在图像中可视的显著的黑线。该效果称为 “条纹” 。 0063 作为示例， 可通过最小化相同颜色像素之间的空间来降低或消除条纹。图 8 示出 一示例， 其中， 显示面板 12 中的红色、 绿色和蓝色像素 ( 分别为 32、 34 和 36) 与棱镜的长轴 线 36 方向正交地对齐。图 9 显示另一方法。该方法包括以相对于彼此成大角度 ( 例如约 45 度 ) 对齐像素 ( 例如， 分别是红色、 绿色和蓝色像素 32、 34 和 36。
38、) 并每隔一行切换颜色。 该情形中， 有颜色的或黑色的条纹每隔一行切换， 且由此变得较不可见。 0064 此外， 可以控制各个像素的大小来最小化放大效果。在大型显示器中， 诸如 55 英 寸对角显示器， 典型的单个像素大小取决于分辨率， 意味着在 5 倍放大因子时， 像素是容易 见到的。这可通过将显示面板的像素做得更小或具有不同几何形状来避免。对于 5 倍的放 大因子， 利用小 5 倍的子像素将消除感知到的条纹。从电子角度看， 每组子像素仍可由相同 的晶体管驱动， 由此避免更复杂的电路。 0065 也可改变边框隐藏的显示器盖， 以减少或消除条纹。 例如， 可通过使得单个像素的 图像略微模糊来减。
39、小或消除条纹， 这通过使得棱镜的小平面具有粗糙度， 或者通过使得这 些表面稍微弯曲而不是平坦 ( 例如对棱镜增加透镜元件 ) 来实现。合适的粗糙度可例如通 过金刚石切割技术而形成原版和原版的微复制来获得。图 10 示出一图像， 其中， 棱镜的部 分40具有曲率(部分模糊区)， 而另一部分42中， 棱镜仅具有平坦小平面(无模糊区)。 如 可看到的， 像素之间的宽的黑线在部分 42 中消失。可以看出部分 44 无棱镜。图 11 是包括 弯曲正小平面 46 的棱镜 22 的示意图。 0066 当观察者不以垂直入射观察显示设备 10 时， 边框 14 对于观察者是局部或完全可 视的。具体地， 当观察者。
40、 O 位于非常靠近显示设备 10 的位置时， 观察者将以高入射角观察 显示器盖的所有边缘， 这使得所有的边框部分可视并给予电视是在盒子内的印象。 0067 图12是示出关于在图4所示以法向入射观察显示设备10的相同条件下(曲线A) 以及在图 6 所示以 10入射角的类似条件下 ( 曲线 B， 10) 显示设备 10 上看到的位 置的模拟结果的图表。如该图表所示， 曲线 A 和 B 类似， 除了他们相对于彼此偏移。在第一 说 明 书 CN 103988118 A 9 7/10 页 10 次逼近时， 曲线 B 偏移量为 AG*sin()， 其中 AG 是空气间隙， 且 是视角。因此， 在相对小 的。
41、视角 ( 例如 10 )， 边框开始变得不可见。应注意， 各棱镜角可非线性变化以提供更大的 视角 ( 见图 3B 的虚线曲线 26)。 0068 一些实施例中， 以增加视角来降低边框的可见度可通过在边框隐藏显示器盖 16 的棱镜部分 18a-18d 上增加散射纹理来实现。在靠近边框部分 14a-14d 的该区域， 图像可 能部分模糊， 因为， 该图像部分在边框隐藏显示器盖 16 上产生。但是， 对于大型电视， 10mm 的模糊区域可能不会有显著的视觉分散注意力， 因为观察者通过将注意力放在图像的中心 附近， 而周围信息不那么显著。一些示例中， 棱镜部分 18a-18d 可具有在边框隐藏显示器盖。
42、 16 的每边上的棱镜， 以放大视角。 0069 现参考图 13， 假设观察者 O 以相对于显示面板 12 的法线以观察角 观看显示设 备 10( 例如电视 )。为了确保边框 14 在观察角 看不到， 通过定位在显示器盖 16 上的棱 镜 22 引入的偏离角 需要符合 ： +arctan(W/GA) (1) 或者 GA W/tan(-) 其中， 是棱镜偏离角， 是视角， W 是边框宽度， 而是 GA显示面板 12 与显示盖 16 之 间的间隙的距离。图 13 还示出棱镜需要定位在该范围上的从显示器盖的边缘到显示器盖 的内部延伸的最小距离 L 是 ： L W+GAtan() (2) 0070 公。
43、式 1 示出间隙 GA将随着棱镜偏离角 的增加或者视角 的降低而降低， 意味 着在更小视角下， 对于观察者， 边框14变得可见。 而且， 公式2示出为了隐藏边框， 对于小间 隙 GA， 棱镜 22 离显示器盖的边缘所需要的分布长度 L 将减小， 意味着图像伪像将维持局限 于图像的靠近显示设备的边缘的小部分内。现参照图 14， 示出观察者 O 观察显示设备 10， 该显示设备 10 具有由宽度 W 的边框 14 围绕的显示面板 12。示出棱镜阵列中的单个棱镜 22。棱镜 22 具有前部小平面 56、 非通过小平面 48、 以及后部小平面 50。后部小平面 56 和 前部小平面 50 限定棱镜角 。
44、。假设各棱镜 22 面向观察者 O( 在玻璃盖的观察者侧上 )， 在 将视角固定为不同值的同时可计算相对于棱镜角和确定的间隙与边框宽度比值 GA/W 计算 偏差角 。 0071 图 15 是示出最小间隙 - 边框宽度比值 GA/W 的图表， 假设理想的是在高达 +30 度 的正视角 + 保持边框不可见。假设棱镜的折射率为 1.56。如图 15 可见， 棱镜角 应当 至少为 55 以保持边框对观察者来说不可见并保持合理的间隙 GA。用于边框隐藏显示器 盖 116 构造的最佳设计可以根据下文更详细描述的其它伪像。 0072 图 16 示出当使用具有小棱镜角 且相反非通过小平面 48( 光线不穿过的。
45、小平 面 ) 相对于相邻的通过前部小平面 50( 即由 角形成的直角西安角形 ) 设为 90 时的结 果。当沿射线 52 观察显示平板图像时， 射线 52 通过全内反射由相对小平面 48 反射并沿着 使得边框 14 可见的方向传播。例如， 用 55 的棱镜角 ， 进入棱镜的约 40的射线沿错 误方向传播。 0073 或者， 棱镜 22 的角 使得棱镜 22 的非通过小平面 48 平行于棱镜内部的通过射 线 54， 如图 17 所示。但该部分光线现将通过棱镜 22 的小平面 48 之一直接传递， 且对于 55 说 明 书 CN 103988118 A 10 8/10 页 11 的棱镜角， 穿过棱。
46、镜的约40的光将沿错误方向传播。 但该部分光线现将通过棱镜22 的小平面之一直接传递， 且对于 55 的棱镜角， 穿过棱镜的约 40的光将沿错误方向传 播。图 18 中的图表示出沿错误方向折射的光的量是棱镜角 的函数， 并示出对于约 55 的棱镜角 ， 约 40的射线到达错误小平面， 意味着观察者 O 看到的图像在边缘处看起来 较暗。尽管 40对于大多数观察者来说是可接受的， 但假设大于 40的错误偏离光的量是 视觉上不可接收的。因此， 拉伸的图像在其边缘处较暗， 且 55 的棱镜角 是维持量度减 小低于 40的最大棱镜角。 0074 再参见图 14， 当棱镜 22 面向观察者 O 并定位在平。
47、坦玻璃基材上时， 后部小平面 56( 显示器盖 16 处的小平面 ) 平行于显示面板 12 的平面。在大的负视角 (-) 下， 光线在 后部小平面 56 处的入射角变得非常大， 且光线在后部小平面 56 处以全内反射被反射。图 19 的图表示出对于棱镜内全内反射的发生， 棱镜角 为视角 的函数， 并示出对于约 55 的棱镜角 ， 在约 -31 的视角处开始全内反射。对于小于 -31 的负视角 -， 棱镜 22 会看上去像扩散反射器。 0075 在某些情况下， 当观察者在特定视角范围内观察边框隐藏显示器盖 16 时， 他或她 可能看到两个偏移的图像。图 20 示出观察者 O 看到的边框隐藏显示器。
48、盖 16 的一部分。观 察者 O 看到两个图像 ： 由通过棱镜 22 的通过前部小平面 50 传播的射线 21 形成的一个偏移 的图像， 以及由穿过假设为非通过的小平面 48 传播的射线 61 形成的一个寄生图像。在一 实施例中， 通过将每个棱镜的非通过小平面做成不透明的， 从而防止光穿过其中而减轻双 图像。例如， 非通过小平面可涂有不透明涂层 ( 例如通过静电涂工艺 )。因此， 光可仅穿过 各棱镜 22 的通过前部小平面 50。 0076 现参照图 21， 当各棱镜 ( 例如棱镜 22) 具有恒定角 ， 显示面板边缘附近的对象 ( 诸如点 60 处的图像部分 ) 可被复制， 这会是视觉干扰。可通过使通过各棱镜 22 看到的图 像模糊来减轻这种扭曲。或者， 棱镜角 可从显示器盖的边缘向内在距离 L 上空间上慢慢 减小， 直到偏离角 接近于零。假设棱镜角减速为线性的， 则棱镜阵列变得等同于圆柱形 菲涅尔透镜， 并具有位于空间内某处的焦点。 0077 图 22A 和 22B 示出棱镜角减速的两种不同情况。图 22A 示意性地示出棱镜角 空间上快速见效的实例。焦点 fp位于显示面板的表面上。因而， 可使用上述方程 2 确定需 要棱镜的从显示器盖16边缘的距离L。 但是， 在该情况下， 观察者O看到的所有的光来自同 一点， 产生大放大因子。图 22 示意性地示出棱镜角 。