專利名稱：由拼接的發(fā)光屏幕構(gòu)成的組合屏幕的制作方法
由拼接的發(fā)光屏幕構(gòu)成的組合屏幕
背景技術(shù)：
本專利文件涉及顯示屏幕、顯示設(shè)備和系統(tǒng)。大型顯示屏幕是多種應(yīng)用所需要的。由于屏幕技術(shù)的多種限制，能夠?qū)⒍鄠€小型 顯示屏幕按照陣列的方式進(jìn)行拼接來構(gòu)成大型顯示屏幕，而不是通過單一的顯示屏幕來制 造大型顯示屏幕。這種由更小屏幕構(gòu)成的顯示屏幕的實(shí)例包括由多個電視機(jī)按照二維陣列 堆積而成的電視墻。當(dāng)在該多個拼接的電視機(jī)上顯示較大圖像時，每個電視機(jī)被控制來顯 示整個圖像的一部分，并且不同的電視機(jī)顯示整體圖像的不同部分。在掃描光束顯示系統(tǒng)中，一個或多個光束可以在屏幕上掃描從而在屏幕上形成圖 像。所述一個或多個掃描光束能夠是從激光器產(chǎn)生的激光，以提供足夠的光功率來獲得期 望的屏幕顯示亮度。在這種顯示系統(tǒng)的一些實(shí)施中，屏幕是不發(fā)光的并通過對一個或多個 掃描光束的光進(jìn)行反射、漫射或散射而成像的被動式屏幕。在其它的實(shí)施中，這種顯示系統(tǒng) 的屏幕具有吸收一個或多個掃描光束的光并發(fā)出新的成像光的發(fā)光材料，并且所述一個或 多個掃描光束的光不直接用于形成觀眾要看的圖像。各種掃描光束顯示系統(tǒng)中光束掃描可以通過例如使用一個或多個光束掃描儀來 獲得。一些激光顯示系統(tǒng)采用具有多個反射面的多邊掃描儀來提供水平掃描，并采用例如 使用電流驅(qū)動反射鏡的垂直掃描鏡來提供垂直掃描。在操作中，多邊掃描器的一個面掃描 一條水平線，當(dāng)多邊掃描器通過旋轉(zhuǎn)來改變該面的朝向和位置時，下一個面掃描下一個水 平線。通過水平掃描和垂直掃描的互相同步而將圖像投影到屏幕上。

發(fā)明內(nèi)容
除了別的以外，本文描述了提供組合顯示屏幕的技術(shù)和顯示設(shè)備的示例和實(shí)施， 該組合顯示屏幕通過基于發(fā)光屏幕技術(shù)將多個小型屏幕單元放置為使得不依賴于屏幕的 相互朝向而在兩個相鄰屏幕單元之間實(shí)現(xiàn)基本上的無縫過渡而制成。一方面，提供了一種顯示設(shè)備，其包括包括多個相互靠近設(shè)置的顯示屏幕單元的 組合顯示屏幕，其中兩個相鄰的顯示屏幕單元沿著公共邊界相互交接。每個顯示屏幕單元 包括主動式圖像顯示區(qū)域，所述圖像顯示區(qū)域包括平行發(fā)光條紋，所述平行發(fā)光條紋吸收 一個或者多個掃描光束的光以便發(fā)出可見光來生成由所述一個或者多個掃描光束所攜帶 的圖像，并且全部延伸到所述顯示屏幕單元的每個邊緣，使得在兩個相鄰顯示屏幕單元邊 界處，一個顯示屏幕單元的邊緣發(fā)光區(qū)域的邊緣到另一顯示屏幕單元的邊緣發(fā)光區(qū)域的邊 緣之間的距離相當(dāng)于或者小于圖像像素的尺寸。所述兩個相鄰顯示屏幕單元方向相向，使 得一個顯示屏幕單元的平行發(fā)光條紋平行于另一顯示屏幕單元的平行發(fā)光條紋。另一方面，提供了一種顯示設(shè)備，其包括一種包括兩個或者更多顯示屏幕單元的 組合屏幕，所述顯示屏幕單元被相互臨近的設(shè)置來形成組合顯示表面，所述組合顯示表面 的每個位置都具有空間基本上一致的像素區(qū)。兩個相鄰顯示屏幕單元的兩個相鄰并交接的 邊緣之間的邊界的寬度小于一個像素區(qū)域的尺寸。每個顯示屏幕單元包括形成像素區(qū)域并 發(fā)出用來顯像的可見光的發(fā)光材料，所述可見光在大于70度的立體角上是基本上空間均勻的，并且每個顯示屏幕單元的結(jié)構(gòu)使得由一個或者多個相鄰屏幕單元構(gòu)成的任意屏幕單 元之間的任意兩個空隙的比例小于1. 3。而在另一方面，提供了一種顯示設(shè)備，包括顯示屏幕單元，相互臨近放置而形成 空間基本上均勻的發(fā)光像素的基本上相連的顯示平面，所述顯示平面包括當(dāng)每個顯示屏幕 單元被激發(fā)能量激發(fā)而顯示圖像時兩個相鄰顯示屏幕單元之間的邊界，每個顯示屏幕單元 包括前屏幕層、后屏幕層和位于所述前屏幕層和所述后屏幕層之間的發(fā)光材料的發(fā)光層， 所述發(fā)光材料接收穿過所述后屏幕層的激發(fā)能而發(fā)出穿過所述前屏幕層形成被顯示圖像 的可見光；以及一種施加所述激發(fā)能量來穿過所述后屏幕層而不經(jīng)過所述顯示屏幕單元附 近任何周邊區(qū)域的裝置。所述發(fā)光材料發(fā)出的可見光在大于70度的立體角內(nèi)具有基本上 的空間均勻性。
這些特征和實(shí)施以及其它特征和實(shí)施在附圖具體實(shí)施方式
和權(quán)利要求中進(jìn)行了 詳細(xì)說明。


圖1A、1B、2A和2B示出了具有組合顯示屏幕的顯示系統(tǒng)的實(shí)例，所述組合顯示屏 幕由多個發(fā)光屏幕單元構(gòu)成。圖3示出了具有不同形狀和尺寸的屏幕單元的組合顯示屏幕的實(shí)例。圖4示出了用于組合顯示屏幕的發(fā)光屏幕單元的實(shí)例。圖5和6示出了構(gòu)成組合顯示屏幕的發(fā)光屏幕單元的排列方式的實(shí)例。
具體實(shí)施例方式許多顯示屏幕在顯像區(qū)域的周圍具有一定寬度的框架或者邊框。顯像區(qū)域?qū)崿F(xiàn)具 有圖像像素區(qū)或者圖像像素元素，所述圖像像素區(qū)或者圖像像素元素的每個均產(chǎn)生圖像的 成像元素并且組合產(chǎn)生整個圖像。在彩色顯示器中，屏幕上的每個圖像像素區(qū)或者圖像像 素元素是基礎(chǔ)顏色成像單元，且在一些實(shí)施例中可包括分別產(chǎn)生三種不同顏色的三個子像 素元素。每個圖像元素區(qū)或者圖像像素元素在由該圖像像素區(qū)或者圖像像素元素所占據(jù)區(qū) 域中的一個或者多個主動成像位置發(fā)出用于成像的光，并且包括一個或者多個不發(fā)光從而 也沒有圖像的位置，如圖像像素區(qū)或者圖像像素元素外部的周邊區(qū)域。圖像顯示屏幕四周 的邊框發(fā)出用于成像的光，并且不同顯示屏幕邊框的至少一側(cè)被用于操作顯示器的電子器 件所占據(jù)?？梢酝ㄟ^將這種具有邊框的顯示屏幕彼此相鄰拼接而形成大型顯示區(qū)域來構(gòu)成 組合顯示屏幕。邊框以及兩個相鄰并交接的顯示屏幕單元的邊框交接邊緣之間的間距在兩 個相鄰屏幕單元之間形成了公共空隙或者邊界，并且這種空隙或者邊界不產(chǎn)生圖像。兩個 相鄰并交接的顯示屏幕單元的邊框交接邊緣之間的空間能夠包括由于兩個屏幕邊緣之間 的不良接觸或者在每個屏幕的邊緣表面存在某種物質(zhì)而形成的氣隙。當(dāng)空隙或者邊界具有 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顯示屏幕單元的圖像像素尺寸的寬度時，空隙或者邊界能夠顯現(xiàn)為屏幕間的不連 續(xù)帶，并且在一些系統(tǒng)中顯現(xiàn)為由組合顯示屏幕顯示的圖像上的黑色網(wǎng)格線條，所述黑色 網(wǎng)格線條在視覺上將一個顯示屏幕單元與其它相鄰的顯示屏幕單元分離開來。這種屏幕中 的不連續(xù)帶或者相鄰顯示屏幕單元之間的黑色網(wǎng)格線條降低了大型組合顯示屏幕顯示圖像的質(zhì)量，并且當(dāng)這些顯示屏幕單元是顯示高清動作或者靜止圖像的高清屏幕時，圖像的 低畫質(zhì)能夠顯得特別明顯。本文所述的技術(shù)和顯示系統(tǒng)的示例和實(shí)施采用發(fā)光屏幕技術(shù)，通過由施加至屏幕 的能量引起的屏幕發(fā)射的通過背板而不經(jīng)過屏幕邊緣的光來形成圖像，并且將主動顯像區(qū) 域或者像素置于屏幕邊緣并通過以屏幕間空隙相當(dāng)于或者小于圖像像素尺寸的陣列方式 拼接這種發(fā)光屏幕來形成組合屏幕。結(jié)果，當(dāng)觀眾感知時，兩個相鄰屏幕單元之間的邊界基 本上等同于每個顯示屏幕單元的相 鄰圖像像素之間的不成像區(qū)域，并且當(dāng)組合屏幕用來顯 示圖像時觀眾實(shí)際上看不到邊界。因此，在觀眾的感知中，組合顯示屏幕的成像像素具有基 本或者幾乎是空間均勻的外觀，而在兩個相鄰連續(xù)屏幕邊界處沒有感知上的空間不連續(xù)感 或者分隔感。圖IA和IB示出了具有組合顯示屏幕100的顯示系統(tǒng)的示例，組合顯示屏幕100由 彼此以陣列形式相鄰放置的多個顯示屏幕單元101而構(gòu)成。每個屏幕單元101是通過將施 加給屏幕的激發(fā)能量轉(zhuǎn)化為發(fā)出的可見光如通過吸收激發(fā)光來發(fā)射彩色可見光的發(fā)光屏 幕。發(fā)出的可見光對觀眾形成圖像。屏幕101包括多個屏幕層，所述屏幕層的一個或者多 個具有將激發(fā)能量轉(zhuǎn)化為構(gòu)成圖像的發(fā)出的可見光的發(fā)光組件。兩個相鄰的屏幕單元101 互相相靠并通過不顯示圖像的屏間邊界或者空隙(102H或者102V)分隔。如圖所示，沿著 組合顯示屏幕100垂直方向的屏間空隙是垂直空隙102V，而沿著組合顯示屏幕100水平方 向的屏間空隙是水平空隙102H。在這種示例中，每個屏幕單元101具有平直邊緣，因此屏 間邊界102V和102H是直線的。在發(fā)光屏幕的其它實(shí)施中，屏幕單元101可以具有曲線邊 界，產(chǎn)生了曲線屏間的空隙102V或者102H。在實(shí)施中，屏間空隙102H和102V的寬度被設(shè) 置為相當(dāng)于或者小于顯示像素尺寸，因此當(dāng)組合屏幕被用來向觀眾顯示圖像時屏間空隙是 感覺不到的，從而消除了其它組合顯示屏幕技術(shù)中拼接時顯示的在被顯示圖像上的可見暗 網(wǎng)格線條。顯而易見地，施加到屏幕單元101上來發(fā)射成像可見光的激發(fā)能量通過屏幕101 的后表面被引導(dǎo)到屏幕101上，穿過一個或者多個屏幕層而到達(dá)將激發(fā)能量轉(zhuǎn)化為發(fā)出的 可見光的發(fā)光器件。這樣，每個屏幕101不需要屏幕101邊緣的外圍區(qū)域來放置邊緣電子 器件或者將激發(fā)能量傳遞給屏幕101上發(fā)光器件的其它器件。激發(fā)能量可以采用各種形 式，如電路施加的電能以及將光學(xué)激發(fā)能量導(dǎo)向到屏幕的光學(xué)模塊施加的光能。在將激發(fā) 能量引導(dǎo)到發(fā)光器件的模式中，屏幕101的邊框區(qū)域能夠或者通過將發(fā)光器件放置在屏幕 101的邊緣處而去除，或者通過設(shè)計為與圖像像素的尺寸類似而去除，來適應(yīng)當(dāng)組合屏幕用 來顯示屏幕時從一個屏幕到另外一個屏幕的“無邊界”轉(zhuǎn)變。本文提供的示例采用一個或者多個激發(fā)光束形式的光能作為激發(fā)能量來對屏幕 101中的發(fā)光器件進(jìn)行光學(xué)激發(fā)，所述發(fā)光器件具有由位于發(fā)光條紋之間的不發(fā)光條分隔 的平行發(fā)光條紋。每個發(fā)光條紋能夠包括發(fā)光材料如含磷材料，所述發(fā)光材料或者形成相 鄰的條紋或者沿條紋分布在不同區(qū)域。一個或者多個激發(fā)光束被弓I導(dǎo)到對于一個或者多個 激發(fā)光束的光是透明的一個或者多個屏幕層上，并且被控制來對發(fā)光條紋中的不同發(fā)光區(qū) 域進(jìn)行光學(xué)尋址。在這種設(shè)計方式中，屏幕101的每個邊緣都沒有任何成像控制元件。這 種邊緣能夠維持在屏幕102的整個周邊，并且如果需要可以用來支撐發(fā)光材料，或者留有 與另一相鄰屏幕101的發(fā)光材料保持適當(dāng)間距的非發(fā)光邊緣區(qū)域，以便在跨越兩個相鄰屏幕101邊界的發(fā)光區(qū)域維持空間連續(xù)性。隨著發(fā)光邊緣向屏幕101的任意一邊的屏幕邊緣 處延伸或者靠近，任意屏幕邊緣發(fā)光區(qū)域以及其最近的顯示邊緣之間的距離能夠非常小并 且在屏幕周邊的任意一點(diǎn)都基本上相等在一些實(shí)施中，將一個或者多個激發(fā)光束引向屏幕101的光學(xué)器件和電子器件能 夠被置于屏幕101的后面，并封閉于屏幕101的所有邊界之內(nèi)以方便此屏幕與其它屏幕的 拼接。圖IB示出了在后激發(fā)結(jié)構(gòu)中與圖IA中的每個發(fā)光顯示屏幕101的單元相連的 裝置，在所述后激發(fā)結(jié)構(gòu)中，光源和觀眾分別位于顯示屏幕101的兩個相反側(cè)，即后側(cè)和前 側(cè)。發(fā)光模塊110被提供用于屏幕101并產(chǎn)生沿兩個不同方向(例如水平方向和垂直方 向)在屏幕101上的光柵掃描圖案中掃描的一個或者多個掃描光束120。發(fā)光模塊110位 于屏幕110的后面，并且在示出的例子中尺寸小于屏幕101的周長。發(fā)光模塊110內(nèi)部的 光束掃描裝置在水平和垂直方向掃描光束120，以便在屏幕101上每次生成一個圖像幀。發(fā) 光模塊110還包括對每個光束120進(jìn)行調(diào)制來攜帶圖像的紅綠藍(lán)色的圖像通道信息的信號 調(diào)制裝置。屏幕101在屏幕101的一側(cè)接收一個或者多個掃描光束120的光，并且在屏幕 101的另一側(cè)(即觀眾側(cè))輸出圖像光103。發(fā)光模塊110可以是具有一個或者多個激光 器的激光模塊，所述激光器產(chǎn)生形成一個或者多個光學(xué)激發(fā)發(fā)光屏幕101的掃描光束120 的激光。屏幕101包括發(fā)光材料或者熒光材料，在接收到的一個或者多個掃描光束120的 光的光學(xué)激發(fā)下發(fā)出新的光，在朝向觀眾的方向產(chǎn)生可見圖像光103。在這種設(shè)計中，圖像 光103是由屏幕101的發(fā)光材料或者熒光材料發(fā)出的波長與一個或者多個掃描光束120的 波長不同的光。通過將發(fā)光材料布置在屏幕上的不同區(qū)域，能將屏幕101的發(fā)光材料布置 以形成發(fā)光圖像像素，并且每個不同區(qū)域都能用作一個發(fā)光圖像像素或者兩個或更多相鄰 發(fā)光像素。在圖IB的示例中，發(fā)光材料在屏幕101上在垂直方向形成為平行彩色熒光條紋， 并且兩個相鄰熒光條紋由發(fā)出不同顏色光的不同熒光材料制成。例如，紅色熒光體吸收激 光來發(fā)出紅光，綠色熒光體吸收激光來發(fā)出綠光，藍(lán)光熒光體吸收激光來發(fā)出綠光。相鄰 的三色熒光條紋具有三種不同的顏色。圖IB示出了條紋的一種特定空間顏色序列，紅綠 藍(lán)。也可以采用其它的顏色序列。激光束120的波長位于彩色熒光體的光吸收帶寬之內(nèi)， 并且通常小于彩色圖像的可見藍(lán)光、綠光和紅光的波長。作為一種示例，彩色熒光體是吸 收紫外光來產(chǎn)生期望紅色、綠色和藍(lán)色光的磷光體。激光模塊110能夠包括一個或者多 個產(chǎn)生光束120的激光器，如紫外線二極管激光器；在水平和垂直方向掃描光束120以在 屏幕101上一次生成一個圖像幀的激光掃描裝置；以及使光束120被調(diào)制以攜帶用于紅、 綠、藍(lán)色的圖像通道信息的信號調(diào)制模塊。圖IB中掃描激光顯示系統(tǒng)中的各種特征、模塊 和部件的實(shí)施例在以下專利申請中進(jìn)行了說明2006年5月2號提交的、名稱為“Display Systems and Devices Having Screens With OpticalFluorescent Materials (具有光 學(xué)熒光材料屏幕的顯示系統(tǒng)和設(shè)備)”的第10/578，038號美國專利申請(美國專利公開 號 US 2008/0291140A1) ；2007 年 2 月 15 號提交的、名稱為 “Servo-Assisted Scanning BeamDisplay Systems Using Fluorescent Screens (采用熒光屏的伺服輔助掃描光束顯 示系統(tǒng))”的第 PCT/US2007/004004 號 PCT 專利申請(PCT
發(fā)明者羅杰·A·哈賈 申請人:Prysm公司