自动多视点有机发光二极管像素


背景技术：

1.光场显示器可生成合成光场，所述合成光场可在提供环视能力的同时将物体或场景的立体再现传递给一个或多个观察者，即当观察者在显示器周围移动时，体验到的视角及角度以与天然光场相似的方式发生改变，因此看起来好像场景或物体真实存在。光场显示器通常水平地定向，因此观察者可在其周围走动，此充分得益于环视能力，但光场显示器可定位在许多定向。
2.光场显示器依赖于方向性像素(有时称为全息元)的基本原理。方向性像素能够以不同的角度发射不同强度及颜色的光线。光场显示器通常包括微透镜及非常小的子像素阵列。透镜将各个子像素的光聚焦在对应的发射方向上。光场显示器通常被构造为具有重叠微透镜阵列的非常高分辨率的显示器。
3.光场显示器可在以下模式找那个进行操作：在所述模式下，单独的系统追踪观察者的位置且仅呈现朝向观察者眼球发射的视图，即未被观察到的视图不被呈现或传送到显示器。此种配置被称为自动多视点显示器。此可简化向显示器提供静止图像或运动图像的图像产生手段，但由于此种配置仍必须提供在眼球可能位于的任何方向上发射光线的能力，因此其未必会降低显示器本身的复杂性。
4.高角度分辨率，即离散“视图”(来自像素的基本均匀辐照度的立体角间隔)的数目是所期望的，这是由于其可减小每个视图的视角差异且因此在观察者的瞳孔从一个视图移动到邻近视图时分散突然变化的注意力。此外，当观察者的瞳孔位于视图之间的边界处时，高角度分辨率可减少物体的感知模糊，使得来自两个视图的光进入瞳孔。此外，高角度分辨率增加了可观察到立体效果的距离及/或显示器的视野。
5.存在的一个问题是角度分辨率是以极端复杂性为代价的且复杂性与角度分辨率的平方成比例。考虑必须能够从5米的距离观察到的显示器且像素应具有90度的视野。假设观察者的最小眼睛距离为55mm，显示器的角度分辨率必须为2
×
tan-1
((55mm/2)/5000mm度)＝0.63度，以确保每只眼睛可看到不同的视图。对于完美的光学系统，此将要求水平方向上至少有143个视图且垂直方向上至少有143个视图，总计最小理论数目为1432＝20,449个视图，对应于每像素20,449个子像素。此是对于单色显示器来说，对于像素具有每一原色的子像素的彩色显示器将需要该数目的三倍，即每一像素61,347个子像素。对于全高清显示器，此对应于1920
×
1080
×
61,347＝多于1270亿个子像素。相比之下，目前商业上可获得的最高分辨率的显示器(8k显示器)具有1亿个子像素，少了一千多倍。即使可构建此种显示器，目前也没有技术可存储、再现或实时呈现每帧1270亿个子像素的运动图像。
6.此意味着即使是目前可用的最好的光场显示器及自动多视点显示器也需要在分辨率、观看距离、视野及色彩再现方面做出重大妥协，同时仍表现出分散注意力的伪像，例如在观察显示器的同时四处移动时离散视图之间的突然变化及/或视图边界上观察位置的模糊边界。尽管如此，对于某些用例来说，自然的深度感知及环视能力是非常重要的因素，以至于尽管存在这些质量限制，但实际上对于某些应用来说，光场及自动多视点显示器仍有市场。为获得更广泛的市场认可，需要对性能参数进行显著改善。


技术实现要素：

7.本发明的目的是克服上述问题并提供一种具有更好性能及更低制造复杂性的自动多视点显示像素，从而提供一种适用于更广阔市场的自动多视点显示器。
8.像素是选择性更新及时间复用的。例如，如果八个眼球(四个观察者各具有两只眼睛)在看显示器，则可以高帧速率(例如480fps)仅朝向每一眼球发射光，即在八个不同的方向上，一次向一个眼球发射。因此，每一观察者可以480/8＝60fps体验立体图像。因此，在此实例中，包括像素的显示器的带宽可仅比对应的正常显示器的带宽大8倍，而不是几千倍。此外，通过提高帧速率而并非增加子像素电路来增大带宽，此容易得多，尤其是在发光二极管、有机发光二极管及一些最新类型的液晶显示器上。此是通过在显示器本身之外追踪观察者的面部位置且以8个交替图案的序列使用不可见的红外照射来对观察者进行照射，使得每一图案的区对包括观察者眼睛区的区进行照射，且使得所有8个照射图案在系统的整个工作周期中至少被投影一次来实现。然后，在一个时隙期间从眼睛区反射的红外光被像素探测带且控制发射的可见光，因此来自像素的可见光仅在与红外反射相同的方向上发射回来，即朝向眼睛区域。(替代配置将在具体实施方式中公开)。以下附图将阐述一种基于探测到的红外反射来控制发射的可见光方向的新方法。
9.根据本发明的第一方面，以上目的及优点连同从对本发明的说明中显而易见的许多其他目的及优点通过以下方式获得：
10.一种针对观察者对图像进行方向性控制的显示器，所述显示器包括：
11.多个图像像素，布置在覆盖所述显示器的区域的第一区段中；
12.每一图像像素界定具有多个子像素的区域；
13.每一子像素是光学可寻址的且包括：
[0014]-电致发光层与感光层的薄膜堆叠，
[0015]
所述电致发光层与所述感光层构成光学转换器，使得入射在相应子像素上的光导致产生通过所述感光层且通过所述电致发光层的第一电流，使得当在所述薄膜堆叠上施加电压时，所述电致发光层从所述图像像素内的所述相应子像素的位置发射光，
[0016]
所述显示器包括：
[0017]-寻址光元件，具有多个寻址像素，用于从相应寻址像素向所述第一区段发射光并对所述区段的子像素进行光学寻址；
[0018]
每一寻址像素界定从所述第一区段朝向视点的方向，
[0019]-光学装置，位于所述寻址光元件与所述光学转换器之间，
[0020]
所述光学装置具有光学功率；
[0021]-控制器，用于对相应寻址像素进行寻址，以从所述相应寻址像素发光，
[0022]
所述光学装置适于将来自所述相应寻址像素的光导向所述区段的子像素，使得所述第一区段的子像素发射从所述视点可见的光。
[0023]
根据本发明的第二方面，以上目的及优点通过以下方式获得：
[0024]
一种针对观察者对图像进行方向性控制的显示器，所述显示器包括：
[0025]-多个图像像素，每一图像像素界定具有多个子像素的区域；
[0026]
每一子像素是光学可寻址的且包括：
[0027]-电致发光层与感光层的薄膜堆叠，
[0028]
所述电致发光层与所述感光层构成光学转换器，使得入射在相应子像素上的光导致产生通过所述感光层且通过所述电致发光层的第一电流，使得当在所述薄膜堆叠上施加电压时，所述电致发光层从所述图像像素内的所述相应子像素的位置发射光，
[0029]
所述显示器包括：
[0030]-寻址光元件，具有多个寻址像素，每一寻址阵列具有用于向所述光学转换器发射光的多个寻址像素；
[0031]
所述多个寻址阵列被布置成使得每一图像像素由寻址阵列进行寻址，
[0032]
用于相应图像像素的相应寻址阵列中的每一寻址像素界定从所述相应图像像素朝向视点的方向，
[0033]-控制器，用于针对每一寻址阵列对相应寻址像素进行寻址，使得来自所述相应寻址像素的光被导向每一图像像素的相应子像素，使得所述图像从所述视点可见。
[0034]
根据本发明的第三方面，以上目的及优点通过以下方式获得：
[0035]
一种在显示器(例如电视)中对图像进行方向性控制的系统，所述系统包括：
[0036]-图像像素，界定构成多个子像素的区域，每一子像素是光学可寻址的，
[0037]
每一子像素包括：
[0038]-电致发光层与感光层的薄膜堆叠，
[0039]
所述电致发光层与所述感光层构成光学转换器，使得入射在相应子像素上的光导致产生通过所述感光层且通过所述电致发光层的电流，使得当在所述薄膜堆叠上施加电压时，所述电致发光层从所述图像像素内的所述相应子像素的位置发射光，
[0040]
所述系统包括：
[0041]-寻址光元件，具有多个寻址像素，用于从相应寻址像素向所述光学转换器发射光；
[0042]
每一寻址像素界定从所述图像像素朝向视点的方向，
[0043]-光学装置，位于所述寻址光元件与所述光学转换器之间；
[0044]
所述光学装置具有光学功率；
[0045]-控制器，用于对相应寻址像素进行寻址，以从所述相应寻址像素发光，
[0046]
所述光学装置适于将来自所述相应寻址像素的光导向相应子像素，使得所述图像像素发射从所述视点可见的光。
[0047]
根据本发明的第四方面，以上目的及优点通过以下方式获得：
[0048]
一种用于针对观察者产生3d图像的系统，所述系统包括：
[0049]
显示器，用于子像素的自对准，所述显示器包括
[0050]
多个像素，排列成栅格，每一像素界定用于从所述区域的一部分发射光的区域，且
[0051]
每一像素包括：
[0052]
电致发光层与感光/二极管层的薄膜堆叠，所述电致发光层与所述感光/二极管层构成光学转换器，
[0053]
所述系统还包括：
[0054]
多个光发射器或寻址像素，用于对所述薄膜堆叠进行照射；以及
[0055]
电路，用于产生通过所述电致发光层的电流，通过所述电致发光层的所述电流的电流密度具有相对于电流密度的平均幅度最大变化20％的幅度，
[0056]
来自所述多个光发射器或寻址像素的光被调制成使得所述薄膜堆叠在第一时间间隔中以对所述薄膜堆叠与所述观察者左眼之间的光学路径进行界定的第一图案被照射，且
[0057]
所述薄膜堆叠在第二时间间隔中以对所述薄膜堆叠与所述观察者右眼之间的光学路径进行界定的第二图案被照射，
[0058]
使得：
[0059]
在所述第一时间间隔中针对所述观察者左眼发射第一图像，且在所述第二时间间隔中针对所述观察者右眼发射第二图像，用于产生所述三维图像。
[0060]
根据本发明的第五方面，以上目的及优点通过以下方式获得：
[0061]
一种针对第一观察者产生第一图像且针对第二观察者产生第二图像的系统，所述系统包括：
[0062]
显示器，用于子像素的自对准，所述显示器包括
[0063]
多个像素，排列成栅格，每一像素界定用于从所述区域的一部分发射光的区域，且
[0064]
每一像素包括：
[0065]
电致发光层与感光/二极管层的薄膜堆叠，所述电致发光层与所述感光/二极管层构成光学转换器，
[0066]
所述系统还包括：
[0067]
多个光发射器或寻址像素，用于对所述薄膜堆叠进行照射，
[0068]
来自所述多个光发射器或寻址像素的光被调制成使得所述薄膜堆叠在第一时间间隔中以对所述薄膜堆叠与所述第二观察者第一只眼睛之间的光学路径进行界定的第一图案被照射，且
[0069]
所述薄膜堆叠在第二时间间隔中以对所述薄膜堆叠与所述第二观察者第二只眼睛之间的光学路径进行界定的第二图案被照射，
[0070]
使得
[0071]
在所述第一时间间隔中针对所述第一观察者的所述第一只眼睛发射所述第一图像，且在所述第二时间间隔中针对所述第二观察者的所述第二只眼睛发射所述第二图像。
[0072]
根据本发明的第六方面，以上目的及优点通过以下方式获得：
[0073]
一种降低显示器的功耗的系统，所述系统包括：
[0074]
显示器，用于子像素的自对准，所述显示器包括
[0075]
多个像素，排列成栅格，每一像素界定用于从所述区域的一部分发射光的区域，且
[0076]
每一像素包括：
[0077]
电致发光层与感光/二极管层的薄膜堆叠，所述电致发光层与所述感光/二极管层构成光学转换器，
[0078]
所述系统包括：
[0079]
多个光发射器或寻址像素，用于对所述薄膜堆叠进行照射，
[0080]
来自所述多个光发射器或寻址像素的光被调制成使得所述薄膜堆叠以对所述薄膜堆叠与观察者的第一只眼睛之间的光学路径进行界定的第一图案被第一强度照射且使得所述薄膜堆叠在所述第一图案之外的区域中被第二强度照射，其中所述第二强度低于所述第一强度。
[0081]
根据本发明的第七方面，以上目的及优点通过以下方式获得：
[0082]
一种单视点显示器，用于显示图像且在向观察者显示所述图像时降低功耗，所述单视点显示器包括：
[0083]
多个像素，排列成栅格，每一像素界定用于从所述区域的一部分发射光的区域，且
[0084]
每一像素包括：
[0085]
电致发光层与感光/二极管层的薄膜堆叠，所述电致发光层与所述感光/二极管层构成光学转换器，
[0086]
所述单视点显示器包括：
[0087]
多个寻址像素，包括用于对所述薄膜堆叠进行照射的第一寻址像素及第二寻址像素；
[0088]
控制器，用于对所述第一寻址像素及所述第二寻址像素进行寻址，
[0089]
用于从所述第一寻址像素及所述第二寻址像素发射光，
[0090]
所述第一寻址像素界定从相应图像像素朝向所述观察者的第一方向，
[0091]
所述第二寻址像素界定来自相应图像像素的第二方向，所述第一方向不同于所述第二方向，
[0092]
来自所述第一寻址像素的光具有比来自所述第二寻址像素的光高的强度。
具体实施方式
[0093]
图1a示出观察者1在工作循环的第一时隙中观察所公开的像素2的实例的俯视图。第一红外照射源3可位于观察者的左侧且可能够在电磁光谱的第一区中使用基本上不可见的红外光对他的面部的左侧部分(包括他的左眼)进行照射。
[0094]
第二红外照射源4可位于他的脸的右侧且可能够使用电磁光谱的第一区中基本上不可见的红外光对他的脸的右侧部分(包括他的右眼)进行照射。
[0095]
电磁光谱的第一红外区可以900nm的波长为中心。
[0096]
控制器5可能够控制来自第一红外照射源3的光发射且能够控制来自第二红外照射源4的光发射。
[0097]
在第一时隙中，控制器5可引导第一红外照射源3发光且第二红外照射源4变暗。因此，在电磁光谱的第一区中，包括左眼在内的观察者面部的左侧可被红外光照射，而包括右眼在内的观察者面部的右侧在电磁光谱的第一红外区中基本上是暗的。
[0098]
像素2可能够感测电磁光谱的第一区中的红外光且能够在电磁光谱的第一区中在入射红外光具有低于第一阈值t1的强度的方向上基本上不发射可见光，且能够在电磁光谱的第一区中在入射红外光具有高于第二阈值t2的强度的方向上发射具有一组光特性的可见光。当电磁光谱的第一区中的入射红外光的强度高于第二阈值t2时，所述一组光特性可基本上与所述强度无关。所述一组光特性可包括光强度。像素2、第一红外照射源3及对观察者进行照射的其他光源(未示出)可被配置成使得从观察者1的面部右侧反射的电磁光谱的第一区中接收的红外光低于阈值t1，且使得从观察者1的面部左侧反射的电磁光谱的第一区中接收的红外光高于阈值t2。因此，像素2可向观察者1的面部左侧发射可见光且可基本上不向观察者1的面部右侧发射可见光，因此观察者1可看到像素2用左眼发射光而用右眼看到基本上是暗的。像素2可能够根据从控制器5传送的接收信号来更改所述一组光特性。
在第一时隙中，控制器5可传送信号，使得像素将所述一组光特性设定为预期由观察者1的左眼观察的一组光特性。因此，在第一时隙中，观察者1可用左眼看到像素2发射具有针对左眼预期的一组特性的光且可用右眼看到像素是暗的。
[0099]
图1b示出在工作循环的第二时隙中与图1a相同的配置的俯视图。在第二时隙中，第一红外照射源3可为暗的，第二红外照射源4可发射电磁光谱的第一区中的光，且控制器5可传送信号，使得像素将所述一组光特性设定为预期由观察者1的右眼观察的一组光特性。以与以上针对图2a的说明中阐述的操作四盎司的方式，观察者1可在第二时隙中用右眼看到像素2发射具有针对右眼预期的一组特性的光且可用左眼看到像素是暗的。
[0100]
控制器5可在工作循环期间在针对第一时隙阐述的状态与针对第二时隙阐述的状态之间交替。因此，在工作循环期间，观察者1将在第一时隙中用左眼看到针对左眼预期的像素2且用右眼看到像素2是暗的，且观察者1在第二时隙中将用右眼看到针对右眼预期的像素2且用他的左眼看到像素2是暗的。控制器5可每秒执行n个工作循环。n可被选择为足够高的数目，使得观察者1不能感知第一时隙与第二时隙之间的变化，但由于视网膜时间积分而观察到时间积分的光特性。例如，n可被选择成每秒60个工作循环或更高。因此，观察者1可用左眼看到基本上50％的预期光及50％的暗的时间积分值。控制器5可在第一时隙中增大发射光的强度来对此进行补偿。因此，观察者1可用左眼看到具有针对左眼预期的一组特征的光。相似地，控制器5可增大第二时隙中发射光的强度。因此，观察者1可用右眼看到具有针对右眼预期的一组特征的光。
[0101]
像素2可包含在具有多个像素的显示器中。
[0102]
第一红外照射源3及第二红外照射源4可为细长的或者可包括数个发射器，且可例如位于房间的墙壁处，使得即使当在不同位置之间移动时，观察者1也基本上如上所述被照射。因此，观察者1可有相对大的自由度四处移动。可替换地，第一红外照射源3及/或第二红外照射源4可包括实时动态投影映射系统，例如韩国专利kr101465497b1中阐述的系统，所述专利全文并入到说明书中供参考。高速投影映射的另一实例是富士通dynaflash投影仪，其软件由石川渡边实验室及东京电子设备有限公司开发，用于inori艺术项目中的超高速人脸映射。
[0103]
动态实时投影映射系统中的投影仪中的光源可用红外光源代替。多于一个观察者可能正在观察像素。观察者可例如以基本上以下此种顺序在工作循环中被照射：第一观察者的面部左侧、第二观察者的面部左侧、第三观察者的面部左侧、第一观察者的面部右侧、第二观察者的面部右侧及第三观察者的面部右侧。与面部侧面的照射同步，可以与上述时隙相似的方式发射对应眼睛的特性光。在此种配置中，每秒工作循环的数目n也可为每秒60个工作循环，因此每只眼睛每秒可被照射60次，且因此时隙可更短。可例如通过包括在投影映射系统中的追踪系统或者可替换地通过单独的眼睛追踪或观察者追踪系统来追踪观察者眼睛的位置，且被追踪的眼睛位置可用于计算与观察者眼睛的透视图对应的像素2的所述一组光特性，此在现有眼睛追踪自动立体及自动多视点显示系统中是已知的。可替代地，与场景的左眼透视图对应的一组光特性可被发射到观察者的左眼且与场景的右眼透视图对应的一组光特性可被发射到观察者的右眼，次在现有自动立体显示器中已知的。
[0104]
图2a更详细地示出像素2的侧视图，从而例示出在强度低于第一阈值t1的电磁光谱的第一区中的红外光被接收的方向上不发射可见光且在强度高于第二阈值t2的电磁光
谱的第一区中的红外光被接收的方向上发射具有一组光特性的可见光的能力。
[0105]
提供微透镜6，其可为例如聚乙烯钠盐、非晶聚酯或聚丙烯的六边形平面凸透镜。微透镜6可具有例如近似200微米的直径及基本上与平面表面重合的焦平面。
[0106]
例如，微透镜6可为包含在透镜阵列中的透镜，例如由美国威斯康星州的forward optics制造的商业上可获得的microlux
tm
蝇眼透镜阵列片。
[0107]
在微透镜6的平面侧可沉积薄膜透明电极层7，其可为氧化铟锡(ito)层。在ito层上，可沉积光电二极管层8，其可包括构成有机光电二极管(opd)的数个有机薄膜层。在光电二极管层8上，可沉积电致发光层9，其可包括构成有机发光二极管(oled)的数个有机薄膜层。在电致发光层上，可沉积电极层10，其可为薄膜铝层。
[0108]
应注意，图式并非按比例绘制，且为在图式上可见，薄膜层的厚度被极大地夸大。
[0109]
层7、8、9及10可体统构成能够感测红外光的有机上转换器件且在被红外光照射的地方可发射可见光。(上转换器件的详细操作将在以下部分中进行阐述)。
[0110]
观察者1(未示出)可位于例如距像素50cm的位置，此可对应于透镜焦距的一千倍以上，因此通过透镜投影到层上的观察者1的图像可基本上在整个层上聚焦。观察者1可在电磁光谱的第一区中用红外光照射面部左侧，且面部右侧可为红外暗的，即在电磁光谱的第一区中基本上不用红外光照射。观察者1的面部图像可通过微透镜6投影到上转换器件上。观察者1的面部的投影图像的右侧在所有区中可具有低于第三阈值t1’的电磁光谱的第一区中的红外光强度，此可对应于在像素处接收到的且被投影到上转换器件上的强度低于第一阈值t1的红外光强度。观察者1的面部的投影图像的左侧在所有区中可具有高于第四阈值t2’的强度，此可对应于在像素处接收到的且被投影到上转换器件上的强度高于第二阈值t2的红外光的强度。
[0111]
因此，其面部左侧的投影红外图像可使得上转换器件在与其面部左侧的投影红外图像对应的区域中发射具有一组光特性的可见光。所述区域的可见图像将通过透镜基本上沿着与红外光相同的路径但是在相反的方向上被投影回观察者1，且可见光可覆盖观察者的面部左侧。因此，观察者可用左眼看到发射光的像素2，而用右眼看到暗的像素2。同样地，如果其面部右侧被红外光照亮，而左侧是红外光暗的，其可用右眼看到发射光的像素2，而用左眼看到暗的像素2。像素2也可被阐述为具有阈值函数的上转换回射器。
[0112]
图2b示出与像素2基本上相似的多个像素的实例的透视图，所述多个像素可位于显示器中。当微透镜6位于微透镜阵列中时，微透镜6的六边形形状可允许非常高的填充因子，即微透镜可被紧密封装，因此微透镜之间的空间可非常小。此具有漏光非常少的优点，即非常少的可见光可逸出透镜之外且因此发射的可见光的高百分比被投影到观察者面部的一侧。低漏光具有例如显示在包括像素2的显示器上的立体图像的左眼透视图与右眼透视图之间的低串扰的优点。可包括附加的透明电极(未示出)并将其连接到像素，例如以与传统无源矩阵或有源矩阵oled或lcd显示器中的电极的方式。像素驱动电路可例如以与传统有源矩阵oled或lcd显示器中的像素驱动电路的方式被包括，例如以透明薄膜电子电路的形式或者以背板上的薄膜电子电路的形式，所述背板可包括例如批量温度多晶硅或非晶硅或结晶硅。
[0113]
图3示出其中微透镜间隔开的替代配置的实例的截面图的特写。微透镜6可被塑形成使得其具有透镜曲率的侧的表面且微透镜可为共用结构的一部分，其中所述表面可位于
面对观察者1的侧上的微透镜之间。所述表面可为平坦的或粗糙的或结构化的。在表面上，可沉积不透明层50，其可包括例如墨水、染料或油漆。此种配置的优点可在于，通过避免邻近像素以不期望的发射角度投影发射光的像素中的电致发光层9上的区且进一步通过避免邻近像素的透镜阻挡像素2的视场，透镜可在更宽的角度范围内发射光，而不会导致像素之间的串扰。
[0114]
图4示出与图3所示配置相似的替代配置的实例的截面图的特写，其中可包括滤色片掩模45。滤色片掩模可包括滤色片，其可为例如红色、绿色及蓝色滤色片且可能够以与例如传统的白色oled滤色片(woled-cf)显示器相似的方式显示彩色图像。电致发光层9可被配置成发射白光，例如被配置成与woled显示器中的电致发光层相似。滤色片可包括墨水或染料且可对电磁光谱的第一区中的红外光透明。滤色片可位于微透镜6与透明电极层7之间。滤色片可例如沉积在微透镜6上，例如通过喷墨印刷或光刻工艺沉积在数个微透镜的基底或片上。另外，外涂层(未示出)可沉积在滤色片与透明电极层7之间。所述外涂层可为与在彩色掩模与透明电极层之间的传统lcd中使用的外涂层相似的类型。
[0115]
图5示出用于演示及测试上转换器件11的配置的透视图，所述上转换器件11能够在强度低于第三阈值t1’的入射红外照射的区中基本上不发射可见光且能够在入射红外照射的强度高于第四阈值t2’时发射强度基本上与入射红外照射的强度无关的可见光。所述配置并不代表所公开的发明，而是作为背景信息被包括在内，用于传达对基本原理的理解。上转换器件由电压源14供电。红外发光led12通过具有打孔图案的掩模13对上转换器件11进行照射，且上转换器件11以与掩模13相同的图案发出可见光。宋等人在《物理化学》杂志上发表的论文《具有超过100％的光子对光子转换效率及简单的无像素器件结构的有机上转换显示器》中阐述了有机上转换器件的相似配置及结构(2018年9月，第6818-6824页)，所述专利全文并入本说明书供参考。当红外照射具有低于第三阈值t1’的强度时，构成电致发光层9的一组有机层之上的正向偏置电压可能太小而不能引起基本上任何可见光发射。当红外照射具有高于第四阈值t2的强度时，发射光的强度可能受到与红外照射强度无关的现象的限制，例如空穴及电子注入层的限制以及光电二极管层8的饱和，因此当发射光的强度高于第四阈值t2时，发射光的强度可能基本上与入射红外光的强度无关。
[0116]
图6示出像素2中的薄膜层的实例的截面图的特写。(应注意，所述层中指示的名称标签是参考实例，旨在使图式更容易一目了然。其不应被解释成限制材料的选择或以任何方式对说明施加任何其他限制。此适用于本说明中的所有图式)。应注意，层8本身可包括若干层，且层9本身同样可包括若干层。此将在以下进一步详细阐述。
[0117]
电压源14的正端子连接到透明电极层7，且负端子连接到电极层10。电压源相对于传统上在没有光电二极管层的oled器件中使用的电流源的优点在于，使用电压源，薄膜层的一个区域中的电流密度基本上不依赖于层的其他区域中的电流密度，因此一个区域中的可见光发射基本上仅依赖于同一区域的入射红外照射。
[0118]
薄膜层可被配置成使得当入射红外照射的强度大于阈值t2’时，发射的可见光的强度很少或基本上不依赖于入射红外照射的强度，且因此很少或基本上不依赖于例如观察者1的面部的反射率的变化、来自与像素2无关的源的红外照射的变化等因素以及其他可能难以控制的因素。(薄膜层的配置将在以下进行更详细地论述)。强度大于阈值t2的入射红外照射区中发射的可见光的强度可由控制器5控制，例如通过控制电极层上供应的电压电
平或通过电极层上供应的电压的脉宽调制或其组合。
[0119]
然而，由于使用电压源，发射的可见光的强度可进一步取决于薄膜层中的温度变化，这可能导致层上电压降的变化，且强度可进一步取决于从电压源到电极层的电路径中的电流变化，此可能会导致电极上电压降的变化。此可能会导致从像素2发射的光的不期望的强度变化。为减轻这些影响，可包括温度控制系统(未示出)，其能够将薄膜层保持在例如介于20与22度之间温度范围。
[0120]
温度控制系统可例如包括通风系统或珀尔帖元件。此外，从电压源到电极层的电路径可做得更厚，以增大电导且因此降低电压降。然而，实际应用可包括具有与像素2相似的多个像素的显示器，且将所有像素的温度控制在窄范围内可能是昂贵的、不切实际的及/或耗电的。此外，从电压源到不在显示器边缘的像素的透明电极层的电路径本身可能需要是显示基板上的透明电极，且厚电极通常不太透明，因此引入效率损失。
[0121]
图7示出配置的实例的示意图，其可减少不期望的强度变化，而不会显著增加成本、功耗或降低效率。
[0122]
像素2可位于显示器(未示出)的边缘附近，且像素2的电极层可通过一组低电阻导体(未示出)连接到电压源14。由于所述一组导体中的大部分因像素2位于边缘而不需要是透明的，因此所述一组导体可具有低电阻。
[0123]
低电阻导体可例如具有1欧姆的组合串联电阻。例如可包括珀尔帖元件的温度控制系统(未示出)将像素2中的薄膜层的温度保持在例如介于19.5与20.5度之间的窄范围内。
[0124]
控制器5可引导电压源向像素2输出与期望的最大亮度对应的电压。电压可由观看像素2的操作者选择，且操作者可使用控制器上的用户界面来引导控制器调整电压，直到像素2具有操作者期望的亮度。
[0125]
可替代地，电压可在设计显示器类型时或制造显示器时决定。
[0126]
光学低通滤波器16可位于面对观察者1的侧处的像素2前面。光学低通滤波器16可通过吸收及/或反射来透射红外光并阻挡可见光，因此其可允许像素2感测红外光，而不会向观察者1发射分散注意力的可见光。光学低通滤波器16可被定位成使得操作者能够看到来自像素2的可见光，而光学低通滤波器16不阻挡光。光学低通滤波器16例如可为简单的红外透射聚合物染料滤波器，且其可集成在显示框中或者显示框本身可为红外透射、可见光阻挡的染色聚合物。
[0127]
包括在显示器中的还有第二像素17，第二像素17被配置成基本上与像素2相同，不同的是第二像素17可不具有温度控制且其可连接到电流源18而不是电压源，并且其可与一组较高电阻导体连接，所述一组组较高电阻导体可具有比所述一组低电阻导体高的电阻。例如，较高电阻的导体可具有10欧姆的组合串联电阻。像素2与第二像素16可被定位成使得它们基本上接收相同的红外光，例如其二者皆可位于显示器的表面处。
[0128]
还可包括负载监视器15，其能够测量通过像素2的电流且能够向电流源18的最大信号输入发送参考信号。电流源18可为能够将最大信号及值信号作为输入的电流控制电流源，其中最大信号引导最大电流且值信号引导目标电流，目标电流表示为最大电流的一部分。电流源18可能够基本上保持其输出的目标电流。因此，通过第二像素17的电流由通过像素2的电流以一定水平持续校准，因此由于像素2接收相同量的入射红外光，红外照射区中
的电流密度基本上与第二像素17中的薄膜层上的电压降及到其电极的电路径上的电压降无关，但其电压降的变化被减小或消除。
[0129]
因此，从第二像素17及相似配置的显示器中的其他像素发射的可见光的强度变得基本上与温度及电流变化无关且减少或消除了不期望的强度变化。电流源18例如可包含在多路led显示控制器(未示出)中。控制器5可通过调制发送到电流源的值输入的信号来调制发射的可见光的强度。可替代地，其可通过脉宽调制来调制强度。可替代地，其可使用调制发送到电流源的值输入的信号及脉宽调制的组合。脉宽调制可在多路复用显示控制器中执行，且可由控制器5引导。脉宽调制可与无源矩阵复用相结合。多路led显示控制器可为例如由美国得克萨斯州得克萨斯仪器公司制造的集成电路tlc5958，或者来自中国深圳的macroblox或相似公司的无源矩阵led显示控制器。
[0130]
图8示出包括在像素2中的薄膜层的实例的截面图的特写。在透明电极层7的顶部，在背离微透镜6的一侧可沉积第一有机光电二极管层19，且在第一有机光电二极管层19顶部可沉积第二有机光电二极管层20。
[0131]
第一有机光电二极管层19与第二有机光电二极管层20可一同构成光电二极管层8，所述光电二极管层8可具有高的内部量子效率且可对峰值波长为例如近似900nm的红外光敏感。第一有机光电二极管层19可为65nm厚的c
60
层，且第二有机光电二极管层20可为60nm厚的pbpc层。
[0132]
在第二有机光电二极管层20的顶部上可沉积第一oled层21。在第一oled层21的顶部上可沉积第二oled层22。在第二oled层22的顶部上可沉积第三oled层23。第一oled层21、第二oled层22及第三oled层23可一起构成电致发光层9，电致发光层9能够发射例如峰值波长为900nm的可见光。
[0133]
光电探测器层9与电致发光层9可一同构成有机上转换器件，所述器件可具有高的光子对光子上转换效率。宋等人在《物理化学》杂志上发表的论文《具有超过100％的光子对光子转换效率及简单的无像素器件结构的有机上转换显示器》中阐述了上转换器件的实例(2018年9月，第6818-6824页)，所述专利全文并入本说明书供参考。
[0134]
图9示出包括在像素2中的薄膜层的另一实例的截面图的特写。在此种配置中，第二有机光电二极管层20可为znpc层，第一oled层21可为4p-npd层，第二oled层22可为alq3层，且第三oled层23可为bcp层。
[0135]
图10是示出与图8中的层配置对应的特性的图，包括示出光电二极管层8的吸收光谱的近似实例的第一曲线图24、示出电致发光层9的发射光谱的近似实例的第二曲线图25及示出光电二极管层8的外部量子效率的近似实例的第三曲线图26。这些图表被示出为其之间的相对比较值，因为它们并不都是共享相同单元的属性。可看出，第一曲线图24与第二曲线图25之间的截面面积相对小，因此在此配置中自吸收可最小化，此可提高器件效率。还可看出，第二曲线图25与第三曲线图26之间的截面面积也相对小，因此自激也可相对小。
[0136]
图11是示出与图9中的层配置对应的特性的图，包括示出电致发光层9的发射光谱的近似实例的第三曲线图27及示出光电二极管层9的外部量子效率的近似实例的第四曲线图28。可看出，第三曲线图27与第四曲线图28之间的截面面积大于图10中的对应截面面积，因此自激可更大。自激可能通过引入正反馈回路而导致迟滞。
[0137]
当上转换器件暗时，可能需要强度大于第四阈值t2的入射红外照射来达到工作状
态，在此工作状态下，发射的可见光的强度与入射红外照射的强度无关，但一旦其发射可见光，其中的一些可能引起自激发，因此红外入射照射的强度可低于第四阈值t2’且仍保持工作状态。
[0138]
可操作第一红外照射源3及/或第二红外照射源4来利用此种迟滞。在工作循环的时隙中，第一红外照射源可在第一间隔中发射电磁光谱的第一区中的第一强度的红外光，且在随后的第二间隔中发射第二强度的光，第二强度可低于第一强度。可替代地，第一红外照射源的强度在整个工作循环中可基本相同，且电极上的电压可在第一时间间隔期间增大，因此暗电流可增大，导致可见光的发射。
[0139]
可替代地，可包括在工作循环的第一间隔期间增大电压及在工作循环的第一间隔期间更高的红外照射的组合。因此，对观察者1进行照射的红外光的平均光学功率可降低，例如达到完全对眼睛安全且与市场上的其他系统不相上下的水平，如在另一种配置中，像素2可具有导致光子对光子效率大于1的自激发的层配置。因此，一旦光电二极管层8由强度大于第四阈值t2的第一电磁波谱内的红外照射进行照射，红外照射可被完全关闭，且自激发将保持工作状态。在此种配置中，被照射的点可随着时间的推移而增长，因为来自所述点的光以使附近区进入相似状态的强度对所述区进行照射。
[0140]
这样，点可根据光电二极管层8及电致发光层9的时间常数在时间上增长。在定义的截止间隔之后，透明电极层7及电极层10上的电压可被设定为低(例如0伏)，并可选择截止间隔，使得点不会扩散得太多，以至于导致不期望的方向(例如朝向第二观察者(未示出)的眼睛)的光被发射。在另一种配置中，像素2可被配置成使得自激发的光子对光子效率可低于1(例如0.9)，且红外照射可最初在一个间隔中具有刚好高于第三阈值t1’的强度。可替换地，电极上的电压可在所述间隔内增大。由于正反馈，发射可能增长，直到组合的入射红外及自激发达到第四阈值t2’。因此，可实现放大及基本的双稳态阈值行为，以降低所需的红外照射强度。
[0141]
图12示出像素2中的薄膜层的另一配置的实例的截面图的特写，其中自激励可用于实现迟滞及/或放大。如图所示，第二光电二极管层29、第二电致发光层30及第二透明电极层31可包括在透明电极层7与光电二极管层8之间。可包括第二电压源32，其阴极连接到第二透明电极层31且其阳极连接到透明电极层7。
[0142]
自激正反馈回路可以与图11中阐述的正反馈回路相似的方式存在于第二电致发光层30与第二光电二极管层29之间。电致发光层30可比第一红外照射源3及第二红外照射源4进一步发射红外光谱的第二区中的光，且光电二极管层8可对红外光谱的第二区中的红外光敏感。此外，光学滤波器可位于电致发光层30与观察者1之间的光学路径中，例如在显示器前面的前玻璃中，且光学滤波器可阻挡红外光谱的第二区中的光或者对其具有低透射率，因此可减少在观察者方向上透射的红外光的量。
[0143]
图13示出像素2中的薄膜层的另一种配置的实例的截面图的特写，作为图7中阐述的配置的替代，此可允许更好的电流控制并因此减少不期望的亮度变化。如图所示，可包括基本上阻挡红外的载流子传输层33、第三光电二极管层34、第三透明电极层35及第三电致发光层36。如图所示，恒流源37可连接到电极层10及第三透明电极层35。第三电致发光层36可发射基本均匀及恒定的红外光，此可导致第三光电二极管层34将通过光电二极管层8的电流密度限制到最大电流密度。恒流源37可为可变的且可由控制器5控制，因此从电致发光
层9上的任何点发射的可见光的最大强度可由控制器5控制。
[0144]
图14示出像素2中的薄膜层的替代配置的实例的截面图的特写，其相似于图13中的配置，不同的是省略第三电致发光层36及电极层10，且第三红外照射源38位于像素2的与观察者1相反的侧处。第三红外照射源38可对第三光电二极管层34进行照射，此可导致第三光电二极管层34以与图13阐述的操作相似的方式限制电流密度。因此，从电致发光层9上任何点的任何点发射的可见光的最大强度可由第三红外照射源38的强度控制。
[0145]
图15示出与图14所示配置相似的配置的实例的俯视图，其中第三红外照射源38可为红外投影仪。红外投影仪可对与像素2相似的多个像素进行照射，且可能够以第一强度对多个像素中的第一像素进行照射且以第二强度对多个像素中的第二像素进行照射。因此，观察者1可用面部一侧的眼睛观察多个像素上的图像，所述图像被电磁波谱的第一区中的红外光照射。红外投影仪可能够将图像投影到与工作循环中的时隙同步的多个像素上。例如，控制器5可能够将投影仪5与工作循环的时隙同步或者能够将工作循环的时隙与投影仪同步。可替代地，投影仪可发射电磁波谱中除红外以外的其他区的光。
[0146]
例如，投影仪可为可见光投影仪且第三光电二极管层34可对可见光敏感。可替代地或另外地，可包括对第一图像(例如左眼透视图)进行投影的第一投影仪及对第二图像(例如右眼透视图)进行投影的第二投影仪。第一投影仪中的第一光源可能够与工作循环中的时隙同步，且第二投影仪中的第二光源能够与工作循环中的时隙同步。另外，还可包括与工作循环中的时隙同步的投影仪且更多的观察者可观察单独的透视图。
[0147]
图16示出与图15中的配置相似的另一配置的实例的截面图的特写，其中可包括第一滤色片掩模39。在此种配置中，光电二极管层34可为宽带光电二极管，其可对电磁波谱的可见部分中的波长的光敏感。基本上阻挡红外的载流子传输层33可由阻挡电磁波谱可见部分波长的光的载流子传输层代替。电致发光层9可被配置成发射白光，例如被配置为相似于传统的白色oled(woled)显示器中的电致发光层。第一滤色片掩模39可包括滤色片，其可以与图4所示的配置相似的方式配置。
[0148]
另外，可包括第二滤色片掩模40。第二滤色片掩模40可基本上相似于第一滤色片掩模39，且其可位于第三透明电极层35的面对投影仪的侧。第二滤色片掩模40可与第一滤色片掩模39对准，即其可被定位成使得第一滤色片掩模39中的第一滤色片41基本上与第二滤色片掩模40中的第二滤色片42相邻，其中第一滤色片41可与第二滤色片42基本上具有相同的颜色。投影仪38可为能够同时投影第一彩色平面图像、第二彩色平面图像及第三彩色平面图像的彩色投影仪。彩色平面图像可为例如基本上红色、绿色及蓝色的图像。第一滤色片掩模39可包括与第一彩色平面图像、第二彩色平面图像及第三彩色平面图像的颜色对应的滤色片，且第二滤色片掩模40可包括与第一彩色平面图像、第二彩色平面图像及第三彩色平面图像的颜色对应的滤色片。因此，由投影仪38投影的红色平面图像可通过第二滤色片掩模40中的红色滤色片被过滤，且导致在电致发光层9的与第二滤色片掩模40中的红色滤色片相邻的区中发射白光，所述白光然后可透射通过第一滤色片掩模39中的红色滤色片，因为第一滤色片掩模39的红色滤色片与第二滤色片掩模40的红色滤色片可对准。因此，由投影仪38投影的红色平面图像在面对观察者1的多个像素的侧上可被观察者面部一侧的眼睛作为红色图像看到，所述眼睛在电磁光谱的第一区中被红外光照射。
[0149]
相似地，由投影仪38投影的绿色平面图像可在面对观察者1的多个像素的侧上被
观察者面部一侧的眼睛作为绿色图像可见，观察者面部一侧在电磁光谱的第一区中被红外光照射。相似地，由投影仪38投影的蓝色平面图像在面对观察者1的多个像素的侧上可通过观察者面部一侧的眼睛作为蓝色图像可见，其在电磁波谱的第一区中被红外光照射。因此，由投影仪38投影的彩色图像可作为彩色图像在面对观察者1的多个像素的侧上被观察者面部一侧的眼睛看到，所述眼睛在电磁光谱的第一区中被红外光照射。应注意，附图并非按比例绘制，且薄膜层相对于透镜可能比所示的薄得多，且从投影仪到透镜的距离可能比所示的大得多。
[0150]
图17示出像素2的替代配置的实例的截面图的特写，其中可能没有观察者1的红外照射，且其中发射的可见光的方向改为由光发射或透射元件阵列43控制，光发射或透射元件可为例如微型led阵列或oled显示器。光发射或透射元件可位于第三透明电极层35的背离观察者的侧上。
[0151]
薄膜层的配置可相似于图14所示的配置，修改之处在于第三红外发射电致发光层39可沉积在透明电极层7的背对微透镜6的侧上，且第四透明电极层40可沉积在第三电致发光层39的背对微透镜6的侧上。恒流源37的阳极可连接到透明电极层7，且阴极可连接到第四透明电极层40。红外漫射器44(例如漫射片)可包括在第三透明电极35与阵列43之间。因此，其可减少与光发射或透射元件之间的间隙的视角中的伪像。
[0152]
另外地或可替代地，阵列43中的光发射或漫射元件可具有非常小的间隙。例如，它们可为具有彼此如此靠近的电极的oled，使得当相邻的oled被照射时，横向电流也从电极之间的区引起照射，且它们可被操作，使得期望的照射点周围的oled群集被照射。
[0153]
光发射或透射元件阵列中的光发射或透射元件可对光电二极管层34的区进行照射，此可导致从电致发光层9中的相邻区发射可见光，且可见光可在与光发射或透射元件的位置对应的方向上透射通过微透镜6。
[0154]
电流密度可受到光电二极管层8的限制且可取决于光电二极管层8的红外照射强度，此可取决于来自红外发射电致发光层39的红外发射，此也可取决于通过电流源37的电流。因此，通过电致发光层9的电流密度的最大极限可由可为可变电流源的电流源37控制。
[0155]
可将来自光发射或透射元件的光发射或透射的强度选择成使得光电二极管层34的照射足够高，使得当电流源被调节到最大电流时，光电二极管层34不限制电流密度。因此，来自像素的可见光的强度可通过调整或调制电流源37来控制。电流源可例如通过改变电流或通过脉宽调制来调整或调制。
[0156]
图18示出与图17中的配置相似的配置的实例的截面图，但修改之处为第二微透镜46位于光发射或透射元件43的阵列与薄膜堆叠47之间，薄膜堆叠47可包括如图17所示配置的薄膜层。此外，可以与图4所示配置相似的方式包括滤色片掩模45。第二微透镜46可被设计成具有光学特性，使得其可将阵列43的图像聚焦到薄膜层上。其还可被设计成可补偿阵列43相对于第二微透镜46的中心位置的偏移位置。
[0157]
因此，除光学功率之外，其还可展现出棱镜特性。因此，在不同位置的不同于像素2的另一像素可将阵列43的基本相同的图像投影到另一像素的薄膜层上。因此，多个像素可将阵列43的基本相同的图像投影到薄膜层上，且因此在基本相同的方向上发射可见光。此种多个像素及阵列43可包括能够在由阵列43控制的方向上显示图像或图像的一部分的显示模块。从此种显示模块发射的光的方向可由显示模块控制器计算，所述显示模块控制器
能够控制阵列43。显示器可包括多个此种显示模块，且显示模块控制器可能够在期望的方向上控制基本上所有包括的显示模块的方向。可计算所述期望方向，使得例如基本上所有方向都朝向观察者1的眼睛。
[0158]
可替代地，薄膜堆叠47可基本上相似于图6所示的薄膜堆叠，但修改之处在于薄膜层10可被配置为对于从光发射或透射元件的阵列43发射的光是透明的，且电压源14可被恒流源代替。薄膜层10可例如根据由伊士曼柯达公司提交的美国专利us6,875,320“用于oled器件的高度透明的顶部电极”中的说明来配置，所述专利并入本说明书供参考。
[0159]
阵列43可发射红外及/或可见光谱光，且漫射器44可对从阵列43发射的红外及/或可见光进行慢射。可操作阵列43，使得由阵列43照射的漫射器44上的一个或多个区域基本恒定，例如阵列43中向漫射器发射或透射光的发光元件或透光元件的数目基本恒定。可替代地，可省略漫射器44，且操作阵列43，使得阵列43上的照射面积基本恒定。因此，源自阵列43且由第二微透镜46聚焦到薄膜层上的光的图像可具有基本恒定的面积或恒定的面积，且薄膜堆叠47中的电流密度可基本上仅取决于电流源，因此在期望方向上发射的光基本上仅取决于电流源。
[0160]
电流源可被调制且可包含在像素驱动电路中，例如高速像素驱动电路。因此，显示器可能够以具有例如每秒240个周期的高频工作循环的时间复用操作来进行操作。由三星显示提交的美国专利8,941,567“像素及使用所述像素的有机发光显示器件”中阐述了可包括的高速像素驱动电路的实例，所述专利并入本说明书供参考。
[0161]
薄膜层10可包括例如12nm厚的ag层或者例如8nm厚的au层。此外，薄膜层10可包括例如20nm或55nm厚的alq3层。由于ag及au的薄层具有相对高的红外光及可见光透射率，此可通过添加例如alq3层以减少反射来进一步增加，因此层10可具有来自阵列43的相对好的可见光及近红外光透射率。
[0162]
另外，可包括位于薄膜堆叠与观察者1之间的滤色片(未示出)。滤色片可基本上阻挡来自阵列的光。因此，从阵列43发射的光可基本上未到达观察者1的眼睛，且可防止观察者1看到来自阵列43的可见光或防止观察者1的与暴露于红外光相关的眼睛危险。滤色片可位于微透镜6与观察者1之间。可代替地或另外地，可选择滤色片掩模45，使得其基本上阻挡来自阵列43的光。
[0163]
滤色片及/或滤色片掩模45可位于微透镜6与观察者之间或者薄膜堆叠47与微透镜6之间。微透镜6可被设计用于与在滤色片掩模相邻于微透镜6的位置处透射通过滤色片掩模45的波长对应的波长。第二微透镜46可被设计用于从阵列43发射的波长。微透镜6可为折射透镜或衍射光学元件。第二微透镜46可为折射透镜或衍射光学元件。
[0164]
显示器可包括根据图18的多种配置，所述配置可为具有低感知的不可见接缝的拼接模块。模块中的第一模块可在第一方向上发射光，且模块中的第二模块可在第二方向上发射光，且第一方向可不同于第二方向。例如，第一方向可为从第一模块朝向观察者的第一只眼睛的方向，且第二方向可为从第二模块朝向观察者的第一只眼睛的方向。
[0165]
薄膜堆叠47可为由模块共享的第一显示结构的一部分。阵列43可为由模块共享的第二显示结构的一部分。第二显示结构可为oled显示器，例如直接寻址的oled显示器、无源矩阵oled显示器或有源矩阵oled显示器。第二显示结构可被配置成发射可见光或红外光。阵列43可与第二显示结构上的相邻阵列同步操作，且它们可操作成基本上用相同的图案照
射，例如它们可具有电耦合的对应光发射元件。因此，可减少驱动电路的数目及寻址逻辑的复杂性。第一显示结构可包括薄膜堆叠47。其还可包括无源矩阵电极结构。可替代地，其可包括有源矩阵结构，例如有源矩阵驱动底板，有源矩阵驱动底板可包括像素驱动电路，像素驱动电路可用例如非晶硅或低温多晶硅光刻形成。
[0166]
像素驱动电路可位于来自阵列43的光聚焦到第二透镜46上的区域之外。阵列43可与第一显示结构的更新图案同步，例如使得当第一显示结构上的相邻像素被更新时(即当其处于过渡阶段时)，阵列43不被照射，且因此被照射的图案对应于从透镜6朝向观察者眼睛的发射角度，相邻像素的光针对所述发射角度。例如，第一显示结构可具有像素的滚动更新，且第二显示结构可具有与滚动更新模式基本上同步的更新模式，因此像素值与像素发射方向更新是同步的。此具有的优点在于，根据本发明的显示器上的大多数像素可在任何时间被指明，此与快门眼镜的典型三维立体操作相反，在快门眼镜中，例如视频帧被示出为两个连续的帧，且快门眼镜仅允许在第二次更新期间进行观察，在第二次更新期间，相同的视频帧被同时显示在所有像素上，且因此提供比典型快门眼镜操作高的效率。应注意，由于光可基本上朝着观察者的眼睛而不是不必要的方向发射，因此效率可更高，此为本发明的一般优点。
[0167]
图19示出与图18的配置相似的配置的实例的俯视图，修改之处在于阵列43可对可见光透明，且像素可用投影仪38进行光学寻址。投影仪可为全色投影仪且滤色片可包括在像素2中。以下是详细的说明。
[0168]
图20示出图19所示配置的像素2及阵列43的俯视图的特写。详细说明如下所示。
[0169]
图21示出图19及图20中所示配置的截面图的特写。在此种配置中，像素2可包括第一薄膜堆叠48(在此俯视图中未示出，参见图21中的特写剖视图)，所述第一薄膜堆叠48可沉积在透镜6的面对投影仪的侧上，其中第一薄膜堆叠48可对红外光及可见光二者敏感，且当其被来自另一侧的红外光及可见光照射时，可向观察者发射可见光。此外，像素2可包括第二薄膜堆叠49(在此俯视图中未示出，参见图21中的特写截面图)，所述第二薄膜堆叠49可位于第二微透镜46与阵列43之间，且其可能够在使用入射可见光照射的区域中向第二微透镜46发射可见光，例如绿光。第二薄膜堆叠49可能够在与入射可见光的方向不同的方向上发射可见光，例如其可在基本上覆盖第二微透镜46的方向范围内发射光，基本上与入射可见光的方向无关。另外，第二薄膜堆叠49可对红外光透明。因此，薄膜堆叠49可基本上不改变地通过红外光，同时除了转换可见光的波长之外，其可基本上充当可见光的漫射器。由于第二薄膜堆叠49是散焦的，因此第二薄膜堆叠49可位于距第二微透镜46一定距离处。例如，第二薄膜堆叠49可位于与第二微透镜46的直径的十分之一对应的距离处。因此，第二薄膜堆叠49可在相邻于第一微透镜6的区内基本均匀地照射第一薄膜堆叠48。
[0170]
第一滤色片掩模39可相似于图16所示的配置进行定位。第二滤色片掩模40可位于第二薄膜堆叠49与阵列43之间，例如其可沉积在第二薄膜堆叠49上。可包括不透明区域51以减少或消除串扰。不透明区域51可例如在第二滤色片掩模40中的滤色片周围形成孔径开口。阵列43可对可见光透明，例如其可包含在透明的红外oled显示器中且投影仪38可投影可见光图像。
[0171]
因此，像素2可在由阵列43控制的方向上发射光，且强度由投影到像素2上的可见图像中的点的强度控制。第一滤色片掩模39与第二滤色片掩模40可以与图16所示配置相似
的方式对准。因此，由投影仪38投影的彩色图像对于位于由阵列43控制的方向上的观察者1的眼睛可作为彩色图像而为可见的。投影仪38可为高速全色投影仪，例如上述富士通动态闪光灯投影仪。
[0172]
可替代地，可包括具有时间复用光源的数个较慢速度的投影仪，其中投影仪可能够被时间复用而不具有伪像，例如其可使用与脉宽调制不同的其他类型的像素调制，例如强度调制，例如使用液晶空间光调制器。因此，使用与像素2相似的多个像素，可提供能够实现高帧率的全色时间复用方向性oled显示器。此种配置的优点还在于，其可在不具有能够构建图案化电极或薄膜像素驱动电路的oled设施(例如oled工厂)的情况下制造，但可仅使用针对oled照射及有机光伏电池设计的设施来制造。
[0173]
图22示出第二薄膜堆叠49的配置的实例的截面图的特写。可包括第五透明电极层52。此外，可包括第四电致发光层53，其可能够发射可见光(例如绿光)，例如沉积在第五透明电极层52上的背对第二微透镜46的侧。此外，可包括能够感测红外光的第四光电二极管层54，例如沉积在第四电致发光层53上的背对第五透明电极层52的侧。此外，第六透明电极层55可包括例如沉积在第四光电二极管层54上的背对第四电致发光层53的侧。
[0174]
另外，可包括位于第四电致发光层53与第四光电二极管层54之间的电荷传输层，所述电荷传输层可透射红外光且基本上阻挡可见光。光电二极管层54可为具有灵敏度的宽带光电二极管，所述灵敏度在可见光谱中比在红外光谱中高，例如其可基本上对可见光谱中的波长的光同样敏感且基本上对红外光不敏感。因此，当第二薄膜堆叠49例如通过第二滤色片掩模40从投影仪38接收入射可见光时，其可向第二微透镜46发射漫射绿光，且漫射绿光可照射第一薄膜堆叠48上的相邻于第二微透镜6的区，且来自阵列43的红外光可穿过第二薄膜堆叠49，且阵列43的红外图像可通过第二微透镜46投射到第一薄膜堆叠48上。
[0175]
图23示出第一薄膜堆叠48的配置的实例的截面图的特写。电致发光层可发射白光，例如其可为oled堆叠。可阻挡可见光并透射红外光且可为载流子传输的视觉阻挡层56可沉积在电致发光层9上的背对光电二极管层8的侧上。此外，第五光电二极管层57可沉积在视觉阻挡层56上的背对电致发光层9的侧。
[0176]
第五光电二极管层57可对可见光谱中的光敏感(例如对绿感光感)，且其可对红外光基本不敏感。第六透明电极层58可沉积在第五光电二极管层57上的背对视觉阻挡层56的侧上。因此，第一薄膜堆叠48可根据来自另一侧的入射绿光及红外光向透镜6发射白光：在其接收入射绿光及红外光二者的区域中可发射白光，而在其他区中可为暗的，且白光发射的强度可取决于绿光及红外光照射中较弱的一者，因此如果红外光以开/关方式被二进制调制，则绿光可在间隔内调制发射的白光的强度。
[0177]
图24示出与图23所示配置相似的配置的实例的截面图的特写，修改之处在于阵列43可对可见光不透明，且第三微透镜59包括在第二薄膜堆叠49与投影仪38之间，且第二漫射器60包括在第三微透镜59与投影仪38之间，因此漫射器上的图像可聚焦在第二薄膜堆叠49上。投影仪38可将图像投影到漫射器60上。
[0178]
第三微透镜59可将漫射器上的图像的图像投影到第二薄膜堆叠49上。第三微透镜可被配置成使得投影到第二薄膜衬底上的图像与来自相邻相似配置的图像重叠。投影仪可将多个图像投影到漫射体上，且多个图像可通过与第三微透镜59相似的多个微透镜聚焦到第二薄膜堆叠上。图像处理器(未示出)可多个图像中的图像进行扭曲及混合，使得多个图
像基本上重叠及混合在一起成为第二薄膜漫射体上的一个图像。图像处理器可包括用于对重叠投影的图像进行切片、扭曲及混合的软件。软件的输出可为用于投影的单独图像的形式且附加的软件可将输出图像平铺成单个图像以供投影仪38投影。
[0179]
图25示出与图23所示配置相似的配置的实例的顶视图，其修改之处在于阵列43可对可见光不透明且波导61位于阵列43与第二薄膜堆叠49之间，并且投影仪38可将图像投影到波导61的入耦合中，并且聚焦透镜62还可包括在投影仪38与波导61的入耦合之间。波导可对红外光透明，因此来自阵列43的红外光可基本不变地通过波导61发射。波导61的外耦合可基本面对第二薄膜堆叠49。因此，投影仪38可通过第二滤色片掩模40将可见光图像通过波导投射到第二薄膜堆叠49上，且第二微透镜46可将阵列43的红外图像投射到第一薄膜堆叠48上。
[0180]
图25示出与所述配置相似的配置的实例的横截面的特写，修改之处在于其可使用垂直堆叠的彩色oled层实现彩色发射。在对此种配置的阐说明中，短语“在
……
的顶部”是指“在背离微透镜6的侧上”，而不是指重力。电致发光层9可被配置成能够发射蓝光。在电致发光层9的顶部上可沉积第六透明电极层63。在第六透明电极层63的顶部上可沉积第六光电二极管层64。在第六光电二极管层64的顶部上可沉积第六电致发光层65，其可被配置成能够发射绿光。在第六电致发光层65的顶部上可沉积第七透明电极层66。在第七透明电极层66的顶部上可沉积第七光电二极管层67。在第七光电二极管层67的顶部上可沉积第七电致发光层68，第七电致发光层68可被配置成能够发射红光。在第七电致发光层68的顶部上可沉积电极层10。
[0181]
图27示出根据图18中阐述的配置的包括像素2的配置的实施方案的实例的后透视图。
[0182]
图27的配置包括用于形成向观察者显示图像的显示器的多个像素。图27的配置构成原型显示系统。
[0183]
观察者1(此处未示出)可位于图中显示系统的右侧，即显示系统的观看侧(前侧)。
[0184]
一般来说，显示系统可界定观看方向，即朝向观看侧的方向。
[0185]
在整个文件中，术语“寻址光元件”可同义地用来指光发射或透射元件43的阵列，且术语“寻址像素”可同义地用来指光发射或透射像素43的阵列中的光发射或透射元件。
[0186]
显示系统可包括薄膜堆叠47，其可根据2019年6月10日在瑞士洛桑美国化学学会出版的strassel等人的文章“溶液处理的有机光学上转换器件”来配置。
[0187]
显示系统可包括观察者追踪系统，例如眼睛追踪系统79，其可相似于在图1b的说明中阐述的眼睛追踪或观察者追踪系统。例如，其可为微软kinect。
[0188]
眼睛追踪系统可包括照相机，其可面对观察者的方向。
[0189]
眼睛追踪系统79可向控制器5输出追踪数据。控制器5可计算发射的可见光的方向及/或角度数据。此数据可用于控制具有多个寻址阵列的寻址光元件43，每一寻址阵列具有多个寻址像素，此又可控制/界定发射的可见光的方向，如以下更详细解释的。
[0190]
例如光发射或透射元件阵列43等寻址光元件可包括至少一个寻址像素(例如led)，其可具有中心波长介于720nm与740nm之间的发射光谱。薄膜堆叠的光电二极管或感光层可对此范围内的波长敏感。
[0191]
优选地，寻址光元件可包括多个寻址像素。
[0192]
可替代地，寻址光元件43可包括至少一个寻址像素(例如led)，其可具有中心波长介于960nm与1000nm之间的发射光谱。
[0193]
可将漫射器44配置成使得其基本上消除从微透镜46观察到的光发射或透射元件阵列中的光发射或透射元件之间的暗区。
[0194]
相对于显示系统的观察方向，漫射器44可位于寻址光元件43的前面，即漫射器比寻址光元件43更靠近观察者。
[0195]
此外，漫射体44可增加位于薄膜堆叠47与光发射或透射元件阵列43之间的透镜的照射强度的均匀性。扩散器44可包括圆形对称扩散器、椭圆形扩散器及/或蝙蝠翼扩散器。
[0196]
薄膜堆叠47可适于最小化横向载流子扩散，从而减少点扩散且能够实现非常小的光学寻址子像素，这又能够实现像素2的高角度分辨率，即使对于小像素也是如此。
[0197]
薄膜堆叠的光电二极管或感光层可适于最小化暗电流，因此增加薄膜堆叠47执行的上转换的开/关比，并因此降低了显示的3d图像中的串扰。参考2016年12月kielar等人在《自然
·
科学报告》发表的文章编号为39201的第6卷文章“用于高探测率应用的超低暗电流长期稳定的有机光电探测器”。
[0198]
图28示出图27中的配置的中心元件的分解图。
[0199]
为清晰起见，元件被示出为分开的(“分解图”)，但在操作中可使用位于元件边缘周围的孔及螺钉(未示出)机械地组装在一起。
[0200]
薄膜堆叠47可在一侧上包括衬底(未示出)，所述衬底例如可为0.7mm厚的玻璃，且其可在另一侧上包括保护顶盖78(用虚线示出)。
[0201]
保护顶盖可为例如1.0mm厚的玻璃。
[0202]
薄膜堆叠47可连接到一组导线76，其中所述一组导线76中的导线可将透明电极7连接到电路(例如电压源(未示出))，所述电压源可包括在控制器5中，用于在薄膜堆叠上施加电压，使得电流可注入到薄膜堆叠中。
[0203]
电压源可例如被选择或设定成输出6伏的电压。控制器5可能够调制电压源14且因此控制像素的强度。
[0204]
另外，控制器5可能够与时分复用同步地调制电压源14，例如以与图1a的说明中阐述的时分复用相似的方式。
[0205]
显示系统可包括光学滤波器72，光学滤波器72可位于薄膜堆叠47与观察者1之间，即相对于观察者位于薄膜堆叠的前侧。
[0206]
光学滤波器72可阻挡源自光发射或透射元件阵列43并透射通过薄膜堆叠47的部分光或基本上全部的光。因此，可减少或消除来自光发射或透射元件阵列43的可见光或红外光显示器的不希望的发射。
[0207]
显示系统可包括前光学装置，例如微透镜阵列70，其位于薄膜堆叠47的朝向观察者1的侧(薄膜堆叠的前侧)上且包括多个微透镜，例如可包括第一微透镜6。
[0208]
微透镜6可为双面透镜(例如凸/凹透镜)且可具有例如5.5mm的焦距。透镜间距(即前微透镜阵列70中透镜中心之间的距离)可为例如4mm，且前微透镜阵列70可例如包括与微透镜6基本上相似的38
×
10个微透镜。
[0209]
显示系统可包括前孔径掩模75，其可位于前微透镜阵列70与观察者1之间(前微透镜阵列70的前侧)。
[0210]
前孔径掩模75可包括具有第一孔径开口的不透明掩模，所述第一孔径开口可基本上以微透镜6的光轴线为中心。
[0211]
第一孔径开口可为圆形的且可具有例如1.5mm的直径。前孔径掩模可包括黑色镍垫片。因此，第一孔径开口可提高微透镜6的性能。
[0212]
显示系统可包括间隔件71，间隔件71可被配置成使得从微透镜6的透镜中心及薄膜堆叠47的距离基本上等于微透镜6的焦距。例如，所述距离可为5mm。
[0213]
微透镜6的聚焦平面可基本上位于薄膜堆叠47处。在微透镜6相对于薄膜的相对侧上，微透镜6可将光图案聚焦在薄膜堆叠47上基本上极其远的位址(即，在实际上极其远的位址具有第二聚焦平面，所述第二聚焦平面距微透镜6大于至少20cm)，
[0214]
当观察者1位于例如距微透镜30cm或更远的位置时，此可很好地近似将光图案聚焦在观察者1的眼睛处。
[0215]
间隔件71可包括空腔77(用虚线示出)，所述空腔77可包含薄膜堆叠47及光学滤波器72。空腔77的深度基本上等于薄膜堆叠47(包括衬底及保护顶盖)的厚度加上公差。可将公差选择成使得当组装显示器时，包含在薄膜堆叠47中的玻璃基板或覆盖玻璃不会破裂。公差可为例如100微米。
[0216]
可包括弹性元件73且弹性元件73可位于空腔中。弹性元件例如可为例如0.5mm厚的聚合物泡沫细绳，其可位于空腔边缘附近。空腔可包括用于将弹性元件73保持在适当位置的导轨。因此，弹性元件73可防止薄膜基板47在空腔中四处移动且可将其牢固地保持在适当的位置而不会使玻璃破碎。
[0217]
显示系统可包括例如后微透镜阵列69等光学装置，所述光学装置可位于薄膜堆叠47的背对观察者1的侧上(在薄膜的另一侧上，而不是观察者观察来自显示系统的光的位置，即与薄膜堆叠的前侧相对)。可替代地，光学装置可布置在薄膜的前侧上。
[0218]
光学装置可包括第二微透镜46。后透镜阵列69可具有面对薄膜堆叠47的平坦侧。第二微透镜46可为平凸透镜，其可为平非球面透镜且其可具有6mm的焦距。
[0219]
第二微透镜46可在光发射或透射元件阵列43处具有用于物场的图像平面，所述阵列基本上位于包括在薄膜堆叠47中的感光/二极管层处。
[0220]
因此，第二微透镜46可基本上将光发射或透射元件阵列43的图像聚焦在光电二极管层上。第二微透镜46可具有与微透镜阵列69中另一微透镜的透镜倾斜不同的透镜倾斜。此外，第二微透镜46可具有棱镜特性，所述棱镜特性可不同于微透镜阵列69中的另一透镜的棱镜特性。
[0221]
显示系统可包括后孔径掩模74，其可位于后微透镜阵列69与光发射或透射元件阵列43之间。
[0222]
后孔径掩模74可包括具有第二孔径开口的不透明掩模，所述第二孔径开口可基本上以第二微透镜46的光轴线为中心。第二孔开口可为圆形的且可具有例如1.5mm的直径。
[0223]
后孔镜掩模74可包括黑镍垫片。因此，第二孔径开口可提高第二微透镜46的性能。
[0224]
光学装置的第一区段(后微透镜阵列69)可具有多个光学元件，这些光学元件被配置用于将寻址光元件43的第一区段中的第一组基本相同的图像投影到光电二极管层的第一区段上。
[0225]
在图28中，示出寻址光元件的四个区段。每一区段具有20
×
20个寻址光像素，例如
20
×
20个led。
[0226]
20
×
20的led界定400个方向或角度，在这些方向或角度上可发射来自显示系统的图像，也就是说，所述图像仅从位于由特定寻址光像素界定的特定方向上的视点看到。如果视点改变(例如，如果观察者移动)，控制器可对另一个寻址光像素进行寻址以发射光，使得观察者可从新视点观看图像。
[0227]
光学装置的第一区段可被示出为具有10
×
10个光学元件。光学装置69的区段中的光学元件的数目可对应于薄膜堆叠的区段中的图像像素的数目。
[0228]
每一光学元件或透镜可被布置(使用例如光线追踪模拟工具/软件程序)成使得来自寻址光像素的光被控制器寻址以用于从寻址光像素发射光，是光被引导到薄膜区段中的图像像素。因此，显示器被布置成使得每一光学元件可具有一个图像像素。
[0229]
具有10
×
10个光学元件意味着在薄膜的区段中具有10
×
10个像素。在图28中总共有四个具有10
×
10像素的区段，每一区段使显示器具有4
×
10
×
10个图像像素，从而具有400个图像像素。
[0230]
寻址光元件的区段中的寻址像素的数目对应于图像像素中的子像素的数目。具有20
×
20个寻址像素意味着在一个图像像素中有20
×
20个子像素。
[0231]
光学装置的区段的光学元件将来自寻址光元件的区段的(单个)寻址光像素的光导向图像像素的区段中的每一图像像素的子像素，使得来自图像像素的区段中的每一图像像素的每一子像素的光以基本相同的方向发射，使得从给定的视点可看到薄膜的区段的图像像素。
[0232]
一个寻址光像素对应于视点的一个方向。因此，当存在单个视点时，用于从显示器向所述视点发射光的寻址光像素被寻址——取决于到所述视点的距离，与被寻址光像素相邻的寻址光像素也可被寻址，使得对寻址光像素群集进行寻址。
[0233]
当存在两个视点时，可对两个单独的寻址光像素进行寻址，使得显示器可向两个视点发射光(例如在不同的时间窗口或相同或重叠的时间窗口中)。
[0234]
因此，来自已被控制器寻址的寻址光像素的光线被细分为与薄膜的区段中的图像像素的数目对应的光线的数目，例如以上实例中的10
×
10“子”光线。
[0235]
对应地，光学装置(后微透镜阵列)69的四个区段中的第二组可能够将寻址光元件(光发射或透射元件阵列)43的第二区段的第二组基本相同的图像投影到感光/二极管层8的第二区段上，即控制器对寻址光元件的第二区段中的寻址像素中的一者进行寻址，用于从寻址像素发射光。光学装置的第二区段中的光学元件将光从寻址像素引导到薄膜堆叠的第二区段的图像像素的子像素。
[0236]
第一组后微透镜(光学元件)可位于后微透镜阵列(光学装置)69的第一区段中，且第二组后微透镜(光学元件)可位于后微透镜阵列(光学装置)69的第二区段中。
[0237]
根据图18所示的原理，位于与光电二极管层8的第一区段相邻的前微透镜阵列(前光学装置)70的第一区段中的第一组前微透镜(前光学元件)可(在薄膜堆叠的前面)以与光发射或透射元件阵列43的第一区段上的第一照射图案对应的第一投影图案向观察者1发射光。
[0238]
位于与光电二极管层8的第二区段相邻的前微透镜阵列70的第二区段中的第二组前微透镜可以与光发射或透射元件阵列的第二区段上的第二照射图案对应的第二投影图
案向观察者1发射光。
[0239]
因此，通过选择所述第一照射图案及所述第二照射图案，可选择从前微透镜阵列的第一区段发射的所述第一投影图案，且通过选择所述第二照射图案，可选择由前微透镜阵列的第二区段发射的所述第二投影图案。
[0240]
例如，第一照照射图案可被选择为第一基本上圆形对称的光发射或透射元件集群，其中光发射或透射元件之间基本上没有暗间隙，因此基本上在暗背景上形成第一照射盘。相似地，可选择第二照射图案来形成第二照射盘。
[0241]
因此，可通过分别选择第一照射盘的位置及半径来选择从第一区段中的像素发射的可见光束的第一方向及第一发散度。
[0242]
相似地，可通过分别选择第二照射盘的位置及半径来选择从第二区段中的像素发射的可见光束的第一方向及第一发散度。
[0243]
可设计例如第二微透镜46等光学元件，使得其可补偿阵列(寻址光元件)43相对于第二微透镜46的中心位置的偏移位置。
[0244]
可替代地，补偿透镜可包括在第二微透镜46与光发射或透射元件阵列43之间的光学路径中，其可补偿偏移位置。补偿透镜可大于第二微透镜46，例如其可基本上与后微透镜阵列69的第一区段的大小相同且其可位于后微透镜阵列69的第一区段中的多个微透镜与光发射或透射元件阵列43之间的光学路径中。补偿透镜可为准直透镜。
[0245]
眼睛追踪系统79可探测第一只眼睛的位置且控制器80可从眼睛追踪系统79接收所述位置并计算或选择第一方向、第一发散度、第二方向及第二发散度。
[0246]
可将第一区段的形状及大小选择成使得其可被内接在直径不大于最小眼间距离的圆中。此可具有的优点在于，对于基本上位于所述区段中所有图像像素的视场内的任何位置的第一只眼睛，可选择光束方向与发散度的组合，使得来自所述区段中所有像素的光束将覆盖第一只眼睛，而不覆盖位于或大于距眼睛最小眼间距离的任何点，因此眼间距离等于或大于最小眼间距离的观察者基本上可看到所述区段中的所有图像像素被第一只眼睛照亮而被另一只眼睛变暗。
[0247]
当第一只眼睛靠近第一区段定位时，可选择较大的发散度，而当第一只眼睛远离第一区段定位时，可选择较小的发散度。最小眼间距离可被选择为60mm，第一区段的所选形状可为正方形且大小可被选择为至少1
×
1mm(例如40毫米
×
40毫米)，因为此大小可被内接在直径小于60mm的圆中。
[0248]
可根据从观察者到显示器的预期观看距离或者根据显示器大小来选择区段的大小。
[0249]
区段的大小可包括至少两个像素。
[0250]
可替代地，考虑到几乎所有的人类(包括小孩)，最小眼间距可设定为40mm。可以相似的方式选择第二区段的形状及大小。
[0251]
在第一时间间隔中，可选择第一方向(且例如也可选择第一发散度)，使得来自第一区段中基本上所有图像像素(图像像素的子像素)的光束照射观察者1的第一只眼睛，且对于第三区段及第四区段，可选择第二方向(且例如也可选择第二发散度)，使得来自第二区段中基本上所有图像像素(图像像素的子像素)的光束也照射观察者1的第一只眼睛，且反之亦然。
[0252]
在第二时间间隔中，可选择第一方向(以及例如第一发散度)，使得来自第一区段中基本上所有图像像素(图像像素的子像素)的光束照射观察者1的第二只眼睛，且可选择第二方向(以及例如第二发散度)，使得来自第二区段中基本上所有图像像素(图像像素的子像素)的光束也照射观察者1的第二只眼睛。
[0253]
本公开中阐述的配置是本发明的实例且不应被解释为限制本发明的范围。相反，光学器件、薄膜电子器件及图像处理领域的普通技术人员可进行的配置或修改的实例的任意组合应该被解释为包括在所述范围内。作为实例，图16及图25中所示的配置可被组合用于包括观察者的红外照射及另外的光导的配置，且作为另一实例，根据说明的一个像素或多个像素可被用作液晶显示器的方向性背光。
[0254]
要点
[0255]
现在在以下阐述一组要点，这些要点构成可独立考虑的本发明的方面
[0256]
可申请专利且因此下各组讨点构成未来可能的各组权利要求的基础：
[0257]
1、一种针对观察者对图像进行方向性控制的显示器，所述显示器包括：
[0258]
多个图像像素，布置在覆盖所述显示器的区域的第一区段中；
[0259]
每一图像像素界定具有多个子像素的区域；
[0260]
每一子像素是光学可寻址的且包括：
[0261]-电致发光层与感光层的薄膜堆叠，
[0262]
所述电致发光层与所述感光层构成光学转换器，使得入射在相应子像素上的光导致产生通过所述感光层且通过所述电致发光层的第一电流，使得当在所述薄膜堆叠上施加电压时，所述电致发光层从所述图像像素内的所述相应子像素的位置发射光，
[0263]
所述显示器包括：
[0264]-寻址光元件，具有多个寻址像素，用于从相应寻址像素向所述第一区段发射光并对所述区段的子像素进行光学寻址；
[0265]
每一寻址像素界定从所述第一区段朝向视点的方向，
[0266]-光学装置，位于所述寻址光元件与所述光学转换器之间，所述光学装置具有光学功率；
[0267]-前光学装置，所述前光学装置具有光学功率以及第一焦点及第二焦点，所述第一焦点实质上处于所述光学转换器处，所述第二焦点位于所述前光学装置与位于所述前光学装置前面且距所述前光学装置极其远的点之间；
[0268]-控制器，用于对相应寻址像素进行寻址，以从所述相应寻址像素发光，
[0269]
所述光学装置适于将来自所述相应寻址像素的光导向所述区段的子像素，使得所述第一区段的子像素发射从所述视点可见的光。
[0270]
2、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述光学转换器具有朝向所述观察者的前侧及与所述前侧相对的后侧。
[0271]
3、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述电致发光层构成有机发光二极管或有机光发射器。
[0272]
4、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述光学装置及所述寻址光元件相对于所述视点布置在所述光学转换器后面。
[0273]
5、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述光学装置及所述寻址光元件相对
于所述视点布置在所述光学转换器前面。
[0274]
6、根据前述要点中的任一项所述的显示器，相应的第一寻址像素界定从所述第一区段朝向所述视点的第一方向，且相应的第二寻址像素界定从所述第一区段朝向第二视点的第二方向，所述第一方向不同于所述第二方向。
[0275]
7、根据前述要点中的任一项所述的显示器，包括第二多个图像像素，所述第二多个图像像素布置在覆盖所述显示器的区域的第二区段中，以用于发射从所述视点可见的光。
[0276]
8、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述第二区段邻近于所述第一区段布置。
[0277]
9、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述第二区段具有与从所述视点到所述第一区段的视角不同的从所述视点到所述第二区段的视角。
[0278]
10、根据前述要点中的任一项所述的显示器，包括第二寻址光元件，所述第二寻址光元件具有第二多个寻址像素，用于从相应寻址像素向所述第二区段发射光并对所述第二区段的子像素进行光学寻址。
[0279]
11、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述光学装置包括多个光学元件。
[0280]
12、根据前述要点中的任一项所述的显示器，光学元件的数目对应于图像像素的数目。
[0281]
13、根据前述要点中的任一项所述的显示器，相应光学元件适于对所述光学元件相对于寻址光元件的中心轴线的离轴位置进行补偿。
[0282]
14、根据前述要点中的任一项所述的显示器，相应光学元件具有棱镜性质及/或相对于寻址光元件的平面倾斜。
[0283]
15、根据前述要点中的任一项所述的显示器，包括补偿光学装置，所述补偿光学装置位于相应光学元件与寻址光元件之间的光学路径中，所述补偿光学元件适于对所述光学装置相对于寻址光元件的中心轴线的离轴位置进行补偿。
[0284]
16、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述补偿光学装置位于由所述光学装置及寻址光元件构成的多于一个光学元件之间的光学路径中。
[0285]
17、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述补偿光学装置是准直透镜。
[0286]
18、根据前述要点中的任一项所述的显示器，包括位于所述寻址光元件与所述光学转换器之间的第二光学装置，所述第二光学装置具有光学功率，所述第二光学装置适于将来自所述第二多个寻址像素的相应寻址像素的光导向所述第二区段的子像素，使得所述区段的子像素发射从所述视点可见的光。
[0287]
19、根据前述要点中的任一项所述的显示器，包括具有多个寻址像素的寻址光元件层。
[0288]
20、根据前述要点中的任一项所述的显示器，包括光学装置层，每一光学装置具有光学功率。
[0289]
21、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述光学装置是会聚透镜。
[0290]
22、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述光学装置包括衍射光学元件。
[0291]
23、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述寻址像素被投影到观察者眼睛的周围区域并被朝向所述光学装置反射。
[0292]
24、根据前述要点中的任一项所述的显示器，包括用于发射从所述视点可见的光的多个区段。
[0293]
25、根据前述要点中的任一项所述的显示器，包括第二控制器，用于对所述多个区段的图像像素进行寻址，使得电压被施加到构成所述图像的所述多个区段的像素。
[0294]
26、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述第二控制器与第一控制器同步，使得所述寻址光元件被寻址，同时像素被寻址。
[0295]
27、一种针对观察者对图像进行方向性控制的显示器，所述显示器包括：
[0296]-多个图像像素，每一图像像素界定具有多个子像素的区域；
[0297]
每一子像素是光学可寻址的且包括：
[0298]-电致发光层与感光层的薄膜堆叠，
[0299]
所述电致发光层与所述感光层构成光学转换器，使得入射在相应子像素上的光导致产生通过所述感光层且通过所述电致发光层的电流，使得当在所述薄膜堆叠上施加电压时，所述电致发光层从所述图像像素内的所述相应子像素的位置发射光，所述显示器包括：
[0300]-寻址光元件，具有多个寻址阵列，每一寻址阵列具有用于向所述光学转换器发射光的多个寻址像素；
[0301]
所述多个寻址阵列被布置成使得每一图像像素由寻址阵列进行寻址，
[0302]
用于相应图像像素的相应寻址阵列中的每一寻址像素界定从所述相应图像像素朝向视点的方向，
[0303]-控制器，用于针对每一寻址阵列对相应寻址像素进行寻址，使得来自所述相应寻址像素的光被导向每一图像像素的相应子像素，使得所述图像从所述视点可见。
[0304]
28、根据前述要点中的任一项所述的显示器，所述控制器远离所述显示器。
[0305]
29、根据前述要点中的任一项的显示器，所述控制器适于使得来自所述寻址像素的光被调制成使得所述光学转换器在第一时间间隔中以对所述区段与所述观察者左眼之间的光学路径进行界定的第一图案被照射，且在第二时间间隔中以对所述区段与所述观察者右眼之间的光学路径进行界定的第二图案被照射，用于以三维方式显示所述图像。
[0306]
30、根据前述要点中的任一项的显示器，所述光学转换器具有朝向所述观察者的前侧及与所述前侧相对的后侧。
[0307]
31、根据前述要点中的任一项的显示器，所述寻址光元件相对于所述视点布置在所述光学转换器后面。
[0308]
32、根据前述要点中的任一项的显示器，所述寻址光元件相对于所述视点布置在所述光学转换器前面。
[0309]
33、根据前述要点中的任一项的显示器，所述第二焦点实质上位于极其远处。
[0310]
34、根据前述要点中的任一项的显示器，所述前光学装置相对于所述视点布置在所述光学转换器前面。
[0311]
35、根据前述要点中的任一项的显示器，所述第一焦点位于到所述光学转换器的+/-2cm距离内的平面内，例如+/-100微米(μm)。
[0312]
36、根据前述要点中的任一项的显示器，包括用于追踪或探测所述观察者位置的追踪系统。
[0313]
37、根据前述要点中的任一项的显示器，所述追踪系统构成用于追踪或探测所述
观察者的眼睛位置的眼睛追踪系统。
[0314]
38、根据前述要点中的任一项的显示器，所述追踪系统包括可见光或红外照相机、或能够用结构化或非结构化照射对所述观察者进行照射的照射系统、或者雷达及/或无源红外探测器。
[0315]
39、根据前述要点中的任一项的显示器，所述控制器适于根据所述观察者的位置对相应寻址像素进行寻址。
[0316]
40、根据前述要点中的任一项的显示器，所述薄膜堆叠包括一对端子，所述堆叠的每一侧各有一个端子，用于在所述薄膜堆叠上施加所述电压。
[0317]
41、根据前述要点中的任一项的显示器，相应端子具有与图像像素的区域对应的区域。
[0318]
42、一种针对观察者产生三维图像的系统，所述系统包括：
[0319]
显示器，用于子像素的自对准，所述显示器包括
[0320]
多个像素，排列成栅格，每一像素界定用于从所述区域的一部分发射光的区域，且
[0321]
每一像素包括：
[0322]
电致发光层与感光/二极管层的薄膜堆叠，所述电致发光层与所述感光/二极管层构成光学转换器，
[0323]
所述系统还包括：
[0324]
多个光发射器或寻址像素，用于对所述薄膜堆叠进行照射；以及
[0325]
电路，用于产生通过所述电致发光层的电流，通过所述电致发光层的所述电流的电流密度具有相对于电流密度的平均幅度最大变化20％的幅度，
[0326]
来自所述多个光发射器或寻址像素的光被调制成使得所述薄膜堆叠在第一时间间隔中以对所述薄膜堆叠与所述观察者左眼之间的光学路径进行界定的第一图案被照射，且
[0327]
所述薄膜堆叠在第二时间间隔中以对所述薄膜堆叠与所述观察者右眼之间的光学路径进行界定的第二图案被照射，
[0328]
使得在所述第一时间间隔中针对所述观察者左眼发射第一图像，且在所述第二时间间隔中针对所述观察者右眼发射第二图像，用于产生所述三维图像。
[0329]
43、一种产生针对第一观察者产生第一图像且针对第二观察者产生第二图像的系统，所述系统包括：
[0330]
显示器，用于子像素的自对准，所述显示器包括
[0331]
多个像素，排列成栅格，每一像素界定用于从所述区域的一部分发射光的区域，且
[0332]
每一像素包括：
[0333]
电致发光层与感光/二极管层的薄膜堆叠，所述电致发光层与所述感光/二极管层构成光学转换器，
[0334]
所述系统还包括：
[0335]
多个光发射器或寻址像素，用于对所述薄膜堆叠进行照射，
[0336]
来自所述多个光发射器或寻址像素的光被调制成使得所述薄膜堆叠在第一时间间隔中以对所述薄膜堆叠与所述第二观察者第一只眼睛之间的光学路径进行界定的第一图案被照射，且
[0337]
所述薄膜堆叠在第二时间间隔中以对所述薄膜堆叠与所述第二观察者第二只眼睛之间的光学路径进行界定的第二图案被照射，
[0338]
使得在所述第一时间间隔中针对所述第一观察者的所述第一只眼睛发射所述第一图像，且在所述第二时间间隔中针对所述第二观察者的所述第二只眼睛发射所述第二图像。
[0339]
44、一种降低显示器的功耗的系统，所述系统包括：
[0340]
显示器，用于子像素的自对准，所述显示器包括
[0341]
多个像素，排列成栅格，每一像素界定用于从所述区域的一部分发射光的区域，且
[0342]
每一像素包括：
[0343]
电致发光层与感光/二极管层的薄膜堆叠，所述电致发光层与所述感光/二极管层构成光学转换器，
[0344]
所述系统包括：
[0345]
多个光发射器或寻址像素，用于对所述薄膜堆叠进行照射，
[0346]
来自所述多个光发射器或寻址像素的光被调制成使得所述薄膜堆叠以对所述薄膜堆叠与观察者的第一只眼睛之间的光学路径进行界定的第一图案被第一强度照射且使得所述薄膜堆叠在所述第一图案之外的区域中被第二强度照射，其中所述第二强度低于所述第一强度。
[0347]
45、一种在显示器(例如电视)中对图像进行方向性控制的系统，所述系统包括：
[0348]-图像像素，界定构成多个子像素的区域，每一子像素是光学可寻址的，
[0349]
每一子像素包括：
[0350]-电致发光层与感光层的薄膜堆叠，
[0351]
所述电致发光层与所述感光层构成光学转换器，使得入射在相应子像素上的光导致产生通过所述感光层且通过所述电致发光层的电流，使得当在所述薄膜堆叠上施加电压时，所述电致发光层从所述图像像素内的所述相应子像素的位置发射光，
[0352]
所述系统包括：
[0353]-寻址光元件，具有多个寻址像素，用于从相应寻址像素向所述光学转换器发射光；
[0354]
每一寻址像素界定从所述图像像素朝向视点的方向，
[0355]-光学装置，位于所述寻址光元件与所述光学转换器之间；
[0356]
所述光学装置具有光学功率，
[0357]-控制器，用于对相应寻址像素进行寻址，以从所述相应寻址像素发光，
[0358]
所述光学装置适于将来自所述相应寻址像素的光导向相应子像素，使得所述图像像素发射从所述视点可见的光。
[0359]
46、一种单视点显示器，用于显示图像且在向观察者显示所述图像时降低功耗，所述单视点显示器包括：
[0360]
多个像素，排列成栅格，每一像素界定用于从所述区域的一部分发射光的区域，且
[0361]
每一像素包括：
[0362]
电致发光层与感光/二极管层的薄膜堆叠，所述电致发光层与所述感光/二极管层构成光学转换器，
[0363]
所述单视点显示器包括：
[0364]
多个寻址像素，包括用于对所述薄膜堆叠进行照射的第一寻址像素及第二寻址像素；
[0365]
控制器，用于对所述第一寻址像素及所述第二寻址像素进行寻址，
[0366]
用于从所述第一寻址像素及所述第二寻址像素发射光，
[0367]
所述第一寻址像素界定从相应图像像素朝向所述观察者的第一方向，
[0368]
所述第二寻址像素界定来自相应图像像素的第二方向，所述第一方向不同于所述第二方向，
[0369]
来自所述第一寻址像素的光具有比来自所述第二寻址像素的光高的强度。