專利名稱：用于顯示器的觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及微機(jī)電系統(tǒng)(microelectromechanical systems，MEMS)。
背景技術(shù)：
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)包括微型機(jī)械元件、激活器和電子器件。微機(jī)電元件可使用沉積、蝕刻和/或?qū)⒁r底和/或經(jīng)沉積的材料層的部分蝕刻掉或添加層以形成電氣和機(jī)電裝置的其它微加工工藝而制成。一類MEMS裝置稱為干涉式調(diào)制器。如本文所使用，術(shù)語(yǔ)干涉式調(diào)制器或干涉式光調(diào)制器指使用光學(xué)干涉的原理來(lái)選擇性吸收和/或反射光的裝置。在某些實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器可包含一對(duì)導(dǎo)電板，其中的一者或兩者可全部或部分為透明的和/或反射性的，且在施加適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)時(shí)能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在特定實(shí)施例中，一個(gè)板可包含沉積在一襯底上的穩(wěn)定層，且另一個(gè)板可包含通過(guò)氣隙與所述穩(wěn)定層分離的金屬膜片。如本文中更詳細(xì)描述，一個(gè)板相對(duì)于另一個(gè)板的位置可改變?nèi)肷涞礁缮媸秸{(diào)制器上的光的光學(xué)干涉。這些裝置具有廣泛的應(yīng)用，且此項(xiàng)技術(shù)中有益的是利用和/或修改這些類型裝置的特性，使得在改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品和產(chǎn)生仍未被研制出的新產(chǎn)品的過(guò)程中可開(kāi)發(fā)其特征。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和裝置各具有若干方面，其中沒(méi)有單個(gè)的一者是本發(fā)明的期望屬性的唯一原因。在不限制本發(fā)明范圍的情況下，現(xiàn)將簡(jiǎn)要討論本發(fā)明的顯著特征。在考慮此討論之后，且尤其在閱讀題為“具體實(shí)施方式
”部分之后，將了解本發(fā)明的特征如何提供優(yōu)于其它顯示裝置的優(yōu)點(diǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種顯示器，所述顯示器包含一光調(diào)制陣列；和一觸摸屏，其安置在光調(diào)制陣列的前部，使得來(lái)自光調(diào)制陣列的光通過(guò)所述觸摸屏，觸摸屏包括在來(lái)自光調(diào)制陣列的光傳播穿過(guò)觸摸屏?xí)r漫射所述光的漫射材料。
在另一實(shí)施例中，提供一種制造顯示器的方法，所述方法包含形成一光調(diào)制陣列；和形成一觸摸屏，所述觸摸屏安置在光調(diào)制陣列的前部，使得來(lái)自光調(diào)制陣列的光通過(guò)所述觸摸屏，觸摸屏包括在來(lái)自光調(diào)制陣列的光傳播穿過(guò)所述觸摸屏?xí)r漫射所述光的漫射材料。
在另一實(shí)施例中，提供一種顯示器，所述顯示器包含調(diào)制構(gòu)件，其用于調(diào)制光；和接收構(gòu)件，其用于接收使用者經(jīng)由觸摸而產(chǎn)生的信號(hào)。所述信號(hào)接收構(gòu)件安置在光調(diào)制構(gòu)件的前部，使得來(lái)自光調(diào)制構(gòu)件的光通過(guò)所述信號(hào)接收構(gòu)件。所述顯示器進(jìn)一步包含漫射構(gòu)件，所述漫射構(gòu)件在來(lái)自光調(diào)制構(gòu)件的光傳播穿過(guò)信號(hào)接收構(gòu)件時(shí)漫射所述光。
在另一實(shí)施例中，提供一種顯示器，所述顯示器包含一光調(diào)制陣列；一觸摸屏，其安置在光調(diào)制陣列的前部，使得來(lái)自光調(diào)制陣列的光通過(guò)所述觸摸屏；和一光源，其位于光調(diào)制陣列與觸摸屏之間，其中觸摸屏包括一層，所述層將來(lái)自所述光源的光重新引導(dǎo)到光調(diào)制陣列。
在另一實(shí)施例中，提供一種制造顯示器的方法，所述方法包含形成一光調(diào)制陣列；形成一觸摸屏，所述觸摸屏安置在光調(diào)制陣列的前部，使得來(lái)自光調(diào)制陣列的光通過(guò)所述觸摸屏；和形成一光源，所述光源位于光調(diào)制陣列與觸摸屏之間，其中觸摸屏包括一層，所述層將來(lái)自所述光源的光重新引導(dǎo)到光調(diào)制陣列。
在另一實(shí)施例中，提供一種顯示器，所述顯示器包含調(diào)制構(gòu)件，其用于調(diào)制光；和接收構(gòu)件，其用于從使用者接收觸摸信號(hào)。所述信號(hào)接收構(gòu)件安置在光調(diào)制構(gòu)件的前部，使得來(lái)自光調(diào)制構(gòu)件的光通過(guò)信號(hào)接收構(gòu)件。所述顯示器進(jìn)一步包含用于產(chǎn)生光的構(gòu)件，所述光產(chǎn)生構(gòu)件安置在光調(diào)制構(gòu)件與信號(hào)接收構(gòu)件之間。所述顯示器還包含重新引導(dǎo)構(gòu)件，其用于重新引導(dǎo)來(lái)自光產(chǎn)生構(gòu)件的光離開(kāi)信號(hào)接收構(gòu)件并到達(dá)光調(diào)制構(gòu)件。


圖1是描繪干涉式調(diào)制器顯示器的一個(gè)實(shí)施例的一部分的等角視圖，其中第一干涉式調(diào)制器的可移動(dòng)反射層處于放松位置且第二干涉式調(diào)制器的可移動(dòng)反射層處于激活位置。
圖2是說(shuō)明并入有3×3干涉式調(diào)制器顯示器的電子裝置的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)方框圖。
圖3是針對(duì)圖1的干涉式調(diào)制器的一個(gè)示范性實(shí)施例的可移動(dòng)鏡面位置相對(duì)于施加電壓的關(guān)系圖。
圖4是可用于驅(qū)動(dòng)干涉式調(diào)制器顯示器的一組行和列電壓的說(shuō)明。
圖5A說(shuō)明圖2的3×3干涉式調(diào)制器顯示器中的顯示數(shù)據(jù)的一個(gè)示范性幀。
圖5B說(shuō)明可用于寫(xiě)入圖5A的幀的行和列信號(hào)的一個(gè)示范性時(shí)序圖。
圖6A和6B是說(shuō)明包含復(fù)數(shù)個(gè)干涉式調(diào)制器的視覺(jué)顯示裝置的實(shí)施例的系統(tǒng)方框圖。
圖7A是圖1的裝置的橫截面。
圖7B是干涉式調(diào)制器的替代實(shí)施例的橫截面。
圖7C是干涉式調(diào)制器的另一替代實(shí)施例的橫截面。
圖7D是干涉式調(diào)制器的又一替代實(shí)施例的橫截面。
圖7E是干涉式調(diào)制器的額外替代實(shí)施例的橫截面。
圖8A是具有外部膜的顯示裝置的側(cè)視圖。
圖8B是經(jīng)配置以用于以RGB色彩顯示信息的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖。
圖8C是經(jīng)配置以用于以黑白色顯示信息的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖。
圖9是在外表面上配置有光漫射體的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖。
圖10是在外表面上配置有光漫射體的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖，其中所述光漫射體包括漫射微粒。
圖11A是配置有帶凹槽前光板的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖，所述前光板與干涉式調(diào)制器裝置分離開(kāi)一氣隙。
圖11B是配置有帶凹槽前光板的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖，所述前光板連接到干涉式調(diào)制器裝置。
圖11C是配置有外部膜的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖，所述外部膜具有輪廓化外表面，使得從光源提供的光被重新引導(dǎo)到干涉式調(diào)制器裝置并反射離開(kāi)干涉式調(diào)制器而到達(dá)觀看者。
圖12A是配置有外部膜的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖，所述外部膜包括限制干涉式調(diào)制器裝置的視野的隔板結(jié)構(gòu)。
圖12B是展示外部膜中包含的隔板結(jié)構(gòu)如何限制反射光的方向的干涉式調(diào)制器裝置的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖12C和12D是具有包含不透明圓柱體的隔板結(jié)構(gòu)的外部膜的實(shí)施例。
圖12E到12G是具有包含不透明部分的隔板結(jié)構(gòu)的外部膜的實(shí)施例。
圖12H描繪具有包含反射材料的隔板結(jié)構(gòu)的外部膜。
圖13A是包括觸摸屏的干涉式調(diào)制器顯示器的側(cè)視圖。
圖13B到13D展示并入漫射材料的不同方法。
圖14A是配置有包含漫射體材料的觸摸屏的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖，所述漫射體材料將來(lái)自光源的光散射向干涉式調(diào)制器裝置。
圖14B1和14B2展示用于將來(lái)自光源的光傳遞到干涉式調(diào)制器裝置的不同配置。
圖14C到14E證明用于將漫射材料集成到顯示器中以便將來(lái)自光源的光引導(dǎo)到干涉式調(diào)制器裝置的不同方法。
圖15A和15B是配置有膜的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖，所述膜將入射到有效反射器區(qū)域之間的空間上的至少一部分光引導(dǎo)到有效反射器區(qū)域。
圖16A是具有散射光的區(qū)域的外部膜的側(cè)視圖。
圖16B是在較低折射率材料的矩陣中具有重新引導(dǎo)光的較高折射率的區(qū)域的外部膜的側(cè)視圖。
圖16C是具有一表面的外部膜的側(cè)視圖，所述表面具有用作凹透鏡的凹陷區(qū)。
圖16D是具有包含F(xiàn)resnel透鏡的表面的外部膜的側(cè)視圖。
圖16E是具有經(jīng)配置以在相反方向上折射光的相對(duì)斜面的外部膜的側(cè)視圖。
圖16F是具有經(jīng)配置以朝一個(gè)方向折射光的斜面的外部膜的側(cè)視圖。
圖16G是具有經(jīng)配置以反射光的斜面的外部膜的側(cè)視圖。
圖17是配置有外部膜的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖，所述外部膜改變?nèi)肷涞酵獠磕ど系墓獾姆较?，以將光以比其在外部膜處的入射角更垂直的角度提供到干涉式調(diào)制器裝置的有效反射器區(qū)域。
圖18A是配置有包含漫射元件的外部膜的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖，所述漫射元件經(jīng)配置以使被引導(dǎo)向干涉式調(diào)制器裝置的光照準(zhǔn)。
圖18B是圖18A的干涉式調(diào)制器的側(cè)視圖，其展示入射光被照準(zhǔn)并重新引導(dǎo)到干涉式調(diào)制器裝置的有效反射器區(qū)域。
圖18C是圖18A的干涉式調(diào)制器裝置的側(cè)視圖，其展示從干涉式調(diào)制器裝置的有效區(qū)域反射的光被外部膜漫射。
具體實(shí)施例方式
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)包括微型機(jī)械元件、激活器和電子器件。微機(jī)電元件可使用沉積、蝕刻和/或?qū)⒁r底和/或經(jīng)沉積的材料層的部分蝕刻掉或添加層以形成電氣和機(jī)電裝置的其它微加工工藝而制成。一類MEMS裝置稱為干涉式調(diào)制器。如本文所使用，術(shù)語(yǔ)干涉式調(diào)制器或干涉式光調(diào)制器指使用光學(xué)干涉的原理選擇性吸收和/或反射光的裝置。在某些實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器可包含一對(duì)導(dǎo)電板，其中一者或兩者可全部或部分為透明的和/或反射性的，且在施加適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)時(shí)能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在特定實(shí)施例中，一個(gè)板可包含沉積在一襯底上的穩(wěn)定層，且另一個(gè)板可包含通過(guò)氣隙與所述穩(wěn)定層分離的金屬膜片。如本文中更詳細(xì)描述，一個(gè)板相對(duì)于另一個(gè)板的位置可改變?nèi)肷涞礁缮媸秸{(diào)制器上的光的光學(xué)干涉。這些裝置具有廣泛的應(yīng)用，且此項(xiàng)技術(shù)中有益的是，利用和/或修改這些類型裝置的特性，使得在改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品和產(chǎn)生仍未研制出的新產(chǎn)品時(shí)可開(kāi)發(fā)其特征。
在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，提供一種干涉式光調(diào)制顯示裝置，在所述光調(diào)制顯示裝置上有一觸摸屏。所述觸摸屏可具有可為觸摸屏的一部分的漫射材料。在某些實(shí)施例中，所述漫射材料可用于減少或最小化色移(color-shift)，或可用于改變由顯示器反射的光的特性，使得光調(diào)制顯示裝置看上去更有漫射性且具有較少的鏡面反射。在其它實(shí)施例中，在觸摸屏下面提供光源，并提供一個(gè)或一個(gè)以上反射性表面以使得所述光源的被引導(dǎo)向觸摸屏的至少一部分光被反射到光調(diào)制裝置而不會(huì)通過(guò)觸摸屏。在其它實(shí)施例中，提供一種可使用不同尺寸的散射體來(lái)散射光的漫射材料。
在圖1中說(shuō)明包含干涉式MEMS顯示元件的一個(gè)干涉式調(diào)制器顯示器實(shí)施例。在這些裝置中，像素處于亮或暗狀態(tài)。在亮(“接通”或“打開(kāi)”)狀態(tài)，顯示元件將大部分入射的可見(jiàn)光反射到使用者。當(dāng)處于暗(“斷開(kāi)”或“關(guān)閉”)狀態(tài)時(shí)，顯示元件將極少的入射的可見(jiàn)光反射到使用者。視實(shí)施例而定，“接通”和“斷開(kāi)”狀態(tài)的光反射性質(zhì)可顛倒。MEMS像素可經(jīng)配置而主要以選定的色彩進(jìn)行反射，從而允許除了黑和白之外的彩色顯示。
圖1是描繪視覺(jué)顯示器的一系列像素中的兩個(gè)相鄰像素的等角視圖，其中每一像素均包含MEMS干涉式調(diào)制器。在某些實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器顯示器包含這些干涉式調(diào)制器的行/列陣列。每一干涉式調(diào)制器均包括一對(duì)反射層，其定位在彼此可變且可控的距離處，以形成具有至少一個(gè)可變尺寸的光諧振腔。在一個(gè)實(shí)施例中，可在兩個(gè)位置之間移動(dòng)反射層中的一者。在第一位置(本文稱為松弛位置)中，可移動(dòng)反射層定位在距固定的部分反射層相對(duì)較大的距離處。在第二位置(本文稱為激活位置)中，可移動(dòng)反射層更靠近地鄰近部分反射層而定位。視可移動(dòng)反射層的位置而定，從所述兩個(gè)層反射的入射光相長(zhǎng)或相消地干涉，從而產(chǎn)生每一像素的總的反射或非反射狀態(tài)。
圖1中描繪的像素陣列的部分包括兩個(gè)相鄰的干涉式調(diào)制器12a和12b。在左邊的干涉式調(diào)制器12a中，可移動(dòng)反射層14a圖示為處于松弛位置，這個(gè)位置與包括部分反射層的光學(xué)堆疊16a相距預(yù)定距離。在右邊的干涉式調(diào)制器12b中，可移動(dòng)反射層14b圖示為處于鄰近光學(xué)堆疊16b的激活位置。
如本文參考，光學(xué)堆疊16a和16b(共同稱為光學(xué)堆疊16)通常包含若干熔合層，所述熔合層可包括電極層(例如氧化銦錫(ITO))、部分反射層(例如鉻)和透明電介質(zhì)。光學(xué)堆疊16因此為導(dǎo)電的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)通過(guò)將上述層中的一者或一者以上沉積到透明襯底20上來(lái)制造。在某些實(shí)施例中，所述層被圖案化為平行的條帶，且可在下文進(jìn)一步描述的顯示裝置中形成行電極。可移動(dòng)反射層14a、14b可形成為沉積在柱18頂部上的一系列平行條帶的沉積金屬層(正交于行電極16a、16b)和沉積在柱18之間的介入犧牲材料。當(dāng)犧牲材料被蝕刻掉時(shí)，可移動(dòng)反射層14a、14b通過(guò)界定的間隙19與光學(xué)堆疊16a、16b分離。高導(dǎo)電和反射材料(例如鋁)可用于反射層14，且這些條帶可形成顯示裝置中的列電極。
不施加電壓時(shí)，腔19保持在可移動(dòng)反射層14a與光學(xué)堆疊16a之間，其中可移動(dòng)反射層14a處于機(jī)械松弛狀態(tài)，如圖1中像素12a所說(shuō)明。然而，當(dāng)將電位差施加于選定的行和列時(shí)，相應(yīng)像素處的行與列電極交叉處形成的電容器被充電，且靜電力將電極拉到一起。如果電壓足夠高，那么反射層14變形且受力而壓向光學(xué)堆疊16。光學(xué)堆疊16內(nèi)的介電層(此圖中未圖示)可防止短路和控制層14與16之間的分離距離，如圖1中右邊的像素12b所說(shuō)明。無(wú)論施加的電位差的極性如何，行為都是相同的。由此，可控制反射對(duì)非反射像素狀態(tài)的行/列激活在許多方面類似于常規(guī)LCD和其它顯示器技術(shù)中使用的行/列激活。
圖2到5B說(shuō)明用于在顯示器應(yīng)用中使用干涉式調(diào)制器陣列的一個(gè)示范性過(guò)程和系統(tǒng)。
圖2是說(shuō)明可合并本發(fā)明若干方面的電子裝置的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)方框圖。在示范性實(shí)施例中，電子裝置包括處理器21，其可為任何通用的單芯片或多芯片微處理器，例如ARM、Pentium、Pentium II、Pentium III、Pentium IV、PentiumPro、8051、MIPS、Power PC、ALPHA，或任何特殊用途微處理器，例如數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器或可編程門(mén)陣列。此項(xiàng)技術(shù)中常規(guī)的是，處理器21可經(jīng)配置以執(zhí)行一個(gè)或一個(gè)以上軟件模塊。除了執(zhí)行操作系統(tǒng)之外，處理器可經(jīng)配置以執(zhí)行一個(gè)或一個(gè)以上軟件應(yīng)用程序，包括web瀏覽器、電話應(yīng)用程序、電子郵件程序或任何其它軟件應(yīng)用程序。
在一個(gè)實(shí)施例中，處理器21還經(jīng)配置以與陣列驅(qū)動(dòng)器22通信。在一個(gè)實(shí)施例中，陣列驅(qū)動(dòng)器22包括將信號(hào)提供到顯示陣列或面板30的行驅(qū)動(dòng)器電路24和列驅(qū)動(dòng)器電路26。圖1中所示陣列的橫截面由圖2中的線1-1展示。對(duì)于MEMS干涉式調(diào)制器，行/列激活協(xié)議可利用圖3中所示的這些裝置的滯后特性。其可能需要(例如)10伏電位差來(lái)導(dǎo)致可移動(dòng)層從松弛狀態(tài)變形到激活狀態(tài)。然而，當(dāng)電壓從所述值減小時(shí)，可移動(dòng)層保持其狀態(tài)，因?yàn)殡妷航德浠?0伏以下。在圖3的示范性實(shí)施例中，可移動(dòng)層不會(huì)完全松弛，直到電壓降落到2伏以下為止。因此存在一電壓范圍，在圖3所示實(shí)例中為約3到7V，其中存在一施加電壓窗，在所述窗內(nèi)裝置穩(wěn)定于松弛狀態(tài)或激活狀態(tài)。本文將此稱為“滯后窗”或“穩(wěn)定窗”。對(duì)于具有圖3的滯后特性的顯示陣列，可設(shè)計(jì)行/列激活協(xié)議，使得在行選通期間，所選通行中的將被激活的像素暴露于約10伏的電壓差，且將被松弛的像素暴露于接近零伏的電壓差。在選通之后，使像素暴露于約5伏的穩(wěn)定狀態(tài)電壓差，使得其保持在行選通使其處于的任何狀態(tài)。在被寫(xiě)入之后，在此實(shí)例中每一像素可見(jiàn)“穩(wěn)定窗”內(nèi)的3到7伏的電位差。這個(gè)特征使得圖1所示的像素設(shè)計(jì)在相同的施加電壓條件下穩(wěn)定于激活或松弛的預(yù)先存在的狀態(tài)。由于干涉式調(diào)制器的每一像素(無(wú)論處于激活還是松弛狀態(tài))本質(zhì)上是由固定和移動(dòng)的反射層形成的電容器，因此這個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)可保持在滯后窗內(nèi)的一電壓而幾乎沒(méi)有功率耗散。如果施加的電位固定，那么本質(zhì)上沒(méi)有電流流入像素。
在典型的應(yīng)用中，可根據(jù)第一行中期望組的激活像素來(lái)確立一組列電極而產(chǎn)生顯示幀。隨后將行脈沖施加于行1電極，從而激活對(duì)應(yīng)于所確立的列線的像素。隨后將所確組立的列電極改變?yōu)閷?duì)應(yīng)于第二行中期望組的激活像素。隨后將脈沖施加于行2電極，從而根據(jù)所確立的列電極來(lái)激活行2中的適當(dāng)像素。行1像素不受行2脈沖影響，且保持在它們?cè)谛?脈沖期間被設(shè)定成的狀態(tài)中。這可能以循序方式對(duì)整個(gè)系列的行進(jìn)行重復(fù)以產(chǎn)生幀。大體上，通過(guò)以每秒鐘某一期望數(shù)目的幀連續(xù)重復(fù)這個(gè)過(guò)程，用新的顯示數(shù)據(jù)來(lái)刷新和/或更新幀。用于驅(qū)動(dòng)像素陣列的行和列電極以產(chǎn)生顯示幀的很多種協(xié)議也是眾所周知的，且可結(jié)合本發(fā)明而使用。
圖4、5A和5B說(shuō)明用于在圖2的3×3陣列上產(chǎn)生顯示幀的一種可能的激活協(xié)議。圖4說(shuō)明可用于展現(xiàn)圖3的滯后曲線的像素的一組可能的列和行電壓電平。在圖4實(shí)施例中，激活一像素涉及將適當(dāng)?shù)牧性O(shè)定為-Vbias，并將適當(dāng)?shù)男性O(shè)定為+ΔV，這兩個(gè)電壓可分別對(duì)應(yīng)于-5伏和+5伏。通過(guò)將適當(dāng)?shù)牧性O(shè)定為+Vbias，并將適當(dāng)?shù)男性O(shè)定為相同的+ΔV，從而在像素上產(chǎn)生零伏電位差，來(lái)完成使像素松弛。在行電壓保持在零伏的那些行中，無(wú)論列是處于+Vbias還是-Vbias，像素均穩(wěn)定在其初始處于的任何狀態(tài)中。圖4中還說(shuō)明，將了解可使用與上述電壓相反極性的電壓，例如，激活一像素可涉及將適當(dāng)?shù)牧性O(shè)定為+Vbias，并將適當(dāng)?shù)男性O(shè)定為-ΔV。在這個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將適當(dāng)?shù)牧性O(shè)定為-Vbias，并將適當(dāng)?shù)男性O(shè)定為相同的-ΔV，從而在像素上產(chǎn)生零伏電位差，來(lái)完成釋放像素。圖4中還說(shuō)明，將了解可使用與上述電壓相反極性的電壓，例如，激活一像素可涉及將適當(dāng)?shù)牧性O(shè)定為+Vbias，并將適當(dāng)?shù)男性O(shè)定為-ΔV。在這個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將適當(dāng)?shù)牧性O(shè)定為-Vbias，并將適當(dāng)?shù)男性O(shè)定為相同的-ΔV，從而在像素上產(chǎn)生零伏電位差，來(lái)完成釋放像素。
圖5B是展示施加于圖2的3×3陣列的一系列行和列信號(hào)的時(shí)序圖，所述信號(hào)將導(dǎo)致圖5A中所示的顯示配置，其中所激活的像素是非反射性的。在寫(xiě)入圖5A所示的幀之前，像素可處于任何狀態(tài)，且在這個(gè)實(shí)例中，所有的行處于0伏，且所有的列處于+5伏。通過(guò)這些施加的電壓，所有像素均穩(wěn)定于其現(xiàn)有的激活或松弛狀態(tài)。
在圖5A的幀中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被激活。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在行1的“線時(shí)間”(line time)期間，將列1和2設(shè)定為-5伏，并將列3設(shè)定為+5伏。這不會(huì)改變?nèi)魏蜗袼氐臓顟B(tài)，因?yàn)樗邢袼鼐３衷?到7伏的穩(wěn)定窗中。接著用從0上升到5伏并回到0的脈沖來(lái)選通行1。這激活(1，1)和(1，2)像素并松弛(1，3)像素。陣列中沒(méi)有其它像素受到影響。為如期望那樣設(shè)定行2，將列2設(shè)定為-5伏，并將列1和3設(shè)定為+5伏。施加到行2的相同選通將隨后激活像素(2，2)并松弛像素(2，1)和(2，3)。同樣，陣列中沒(méi)有其它像素受到影響。通過(guò)將列2和3設(shè)定為-5伏并將列1設(shè)定為+5伏來(lái)類似地設(shè)定行3。行3選通如圖5A所示設(shè)定行3像素。在寫(xiě)入幀之后，行電位為零，且列電位可保持在+5伏或-5伏，且顯示器隨后穩(wěn)定在圖5A的配置中。將了解，對(duì)于具有數(shù)十或數(shù)百行與列的陣列可采用相同的程序。還將了解，用于執(zhí)行行和列激活的電壓的時(shí)序、序列和電平可在上文概述的一般原理內(nèi)廣泛變化，且上述實(shí)例只是示范性的，且任何激活電壓方法可與本文描述的系統(tǒng)和方法一起使用。
圖6A和6B是說(shuō)明顯示裝置40的實(shí)施例的系統(tǒng)方框圖。顯示裝置40可為(例如)蜂窩式電話或移動(dòng)電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其微小變化也說(shuō)明各種類型的顯示裝置，例如電視機(jī)和便攜式媒體播放器。
顯示裝置40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚(yáng)聲器44、輸入裝置48和麥克風(fēng)46。外殼41大體上由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的多種制造工藝中的任一者形成，包括注射模制和真空成型。另外，外殼41可由多種材料中的任一者制成，所述材料包括但不限于塑料、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷，或其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，外殼41包括可與其它不同色彩或含有不同標(biāo)志、圖片或符號(hào)的可去除部分互換的可去除部分(未圖示)。
示范性顯示裝置40的顯示器30可為多種顯示器中的任一種，包括如本文描述的雙穩(wěn)態(tài)顯示器。在其它實(shí)施例中，顯示器30包括平板顯示器，例如等離子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD，如上所述；或非平板顯示器，例如CRT或其它顯像管裝置，如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知。然而，出于描述本實(shí)施例的目的，顯示器30包括如本文描述的干涉式調(diào)制器顯示器。
在圖6B中示意性說(shuō)明示范性顯示裝置40的一個(gè)實(shí)施例的組件。所說(shuō)明的示范性顯示裝置40包括外殼41，且可包括至少部分包圍在其中的額外組件。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，示范性顯示裝置40包括網(wǎng)絡(luò)接口27，其包括一耦合到收發(fā)器47的天線43。收發(fā)器47連接到處理器21，處理器21連接到調(diào)節(jié)硬件52。調(diào)節(jié)硬件52可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)信號(hào)(例如，對(duì)信號(hào)濾波)。調(diào)節(jié)硬件52連接到揚(yáng)聲器45和麥克風(fēng)46。處理器21還連接到輸入裝置48和驅(qū)動(dòng)器控制器29。驅(qū)動(dòng)器控制器29耦合到幀緩沖器28和陣列驅(qū)動(dòng)器22，陣列驅(qū)動(dòng)器22又耦合到顯示陣列30。電源50提供電力到特定示范性顯示裝置40設(shè)計(jì)所需的所有組件。
網(wǎng)絡(luò)接口27包括天線43和收發(fā)器47，因此示范性顯示裝置40可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)或一個(gè)以上裝置通信。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口27也可具有一些處理能力以減輕處理器21的需求。天線43是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的用于發(fā)射和接收信號(hào)的任何天線。在一個(gè)實(shí)施例中，天線根據(jù)IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射和接收RF信號(hào)，所述標(biāo)準(zhǔn)包括IEEE802.11(a)、(b)或(g)。在另一實(shí)施例中，天線根據(jù)BLUETOOTH標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射和接收RF信號(hào)。在蜂窩式電話的情況下，天線經(jīng)設(shè)計(jì)以接收CDMA、GSM、AMPS或其它已知的用于在無(wú)線手機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信的信號(hào)。收發(fā)器47預(yù)處理從天線43接收到的信號(hào)，使得信號(hào)可由處理器21接收并進(jìn)一步操作。收發(fā)器47還處理從處理器21接收到的信號(hào)，使得信號(hào)可經(jīng)由天線43從示范性顯示裝置40發(fā)射出。
在替代實(shí)施例中，收發(fā)器47可由接收器替換。在又一替代實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口27可由一圖像源替換，所述圖像源可存儲(chǔ)或產(chǎn)生將被發(fā)送到處理器21的圖像數(shù)據(jù)。舉例來(lái)說(shuō)，圖像源可為數(shù)字視頻光盤(pán)(DVD)或含有圖像數(shù)據(jù)的硬碟驅(qū)動(dòng)器，或產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的軟件模塊。
處理器21通常控制示范性顯示裝置40的總體操作。處理器21從網(wǎng)絡(luò)接口27或圖像源接收數(shù)據(jù)(例如壓縮圖像數(shù)據(jù))，并將數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或容易處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21接著將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器控制器29或幀緩沖器28用于存儲(chǔ)。原始數(shù)據(jù)通常指識(shí)別一圖像內(nèi)每一位置處的圖像特性的信息。舉例來(lái)說(shuō)，這些圖像特性可包括色彩、飽和度和灰度等級(jí)。
在一個(gè)實(shí)施例中，處理器21包括微控制器、CPU或邏輯單元以控制示范性顯示裝置40的操作。調(diào)節(jié)硬件52一般包括用于將信號(hào)傳輸?shù)綋P(yáng)聲器45和用于從麥克風(fēng)46接收信號(hào)的放大器和濾波器。調(diào)節(jié)硬件52可為示范性顯示裝置40內(nèi)的離散組件，或可并入到處理器21或其它組件內(nèi)。
驅(qū)動(dòng)器控制器29直接從處理器21或從幀緩沖器28獲得由處理器21產(chǎn)生的原始圖像數(shù)據(jù)，并適當(dāng)?shù)貙⒃紙D像數(shù)據(jù)重新格式化以便高速傳輸?shù)疥嚵序?qū)動(dòng)器22。具體來(lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)器控制器29將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化成具有類光柵格式的數(shù)據(jù)流，使得其具有適于掃描過(guò)顯示陣列30的時(shí)間次序。接著驅(qū)動(dòng)器控制器29將經(jīng)格式化的信息發(fā)送到陣列驅(qū)動(dòng)器22。盡管驅(qū)動(dòng)器控制器29(例如LCD控制器)常作為獨(dú)立集成電路(IntegratedCircuit，IC)與系統(tǒng)處理器21相關(guān)聯(lián)，但可用許多方式構(gòu)建這些控制器。其可作為硬件嵌入處理器21，作為軟件嵌入處理器21，或與陣列驅(qū)動(dòng)器22完全集成在硬件中。
通常，陣列驅(qū)動(dòng)器22從驅(qū)動(dòng)器控制器29接收經(jīng)格式化的信息，并將視頻數(shù)據(jù)重新格式化成一組并行的波形，所述波形每秒鐘許多次地被施加到來(lái)自顯示器的x-y像素矩陣的數(shù)百(有時(shí)為數(shù)千)的引線。
在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器控制器29、陣列驅(qū)動(dòng)器22和顯示陣列30適合于本文所述類型顯示器中的任一者。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器控制器29是常規(guī)顯示器控制器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器控制器(例如，干涉式調(diào)制器控制器)。在另一實(shí)施例中，陣列驅(qū)動(dòng)器22是常規(guī)驅(qū)動(dòng)器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器驅(qū)動(dòng)器(例如，干涉式調(diào)制器顯示器)。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器控制器29與陣列驅(qū)動(dòng)器22集成在一起。這一實(shí)施例在例如蜂窩式電話、手表和其它小面積顯示器的高度集成系統(tǒng)中較為常見(jiàn)。在又一實(shí)施例中，顯示陣列30是典型的顯示陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示陣列(例如，包括干涉式調(diào)制器陣列的顯示器)。
輸入裝置48允許使用者控制示范性顯示裝置40的操作。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置48包括鍵盤(pán)(例如QWERTY鍵盤(pán)或電話鍵區(qū))、按鈕、開(kāi)關(guān)、觸敏屏幕、壓敏或熱敏薄膜。在一個(gè)實(shí)施例中，麥克風(fēng)46是用于示范性顯示裝置40的輸入裝置。當(dāng)麥克風(fēng)46用于輸入數(shù)據(jù)到裝置時(shí)，使用者可提供語(yǔ)音命令以控制示范性顯示裝置40的操作。
電源50可包括此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的多種能量存儲(chǔ)裝置。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，電源50是可再充電的電池，例如鎳鎘電池或鋰離子電池。在另一實(shí)施例中，電源50是可再生能源、電容器，或太陽(yáng)能電池(包括塑料太陽(yáng)能電池)和太陽(yáng)能電池涂料。在另一實(shí)施例中，電源50經(jīng)配置以從壁裝電源插座接收電力。
在某些實(shí)施方案中，控制可編程性如上文所述駐存在驅(qū)動(dòng)器控制器中，所述驅(qū)動(dòng)器控制器可位于電子顯示系統(tǒng)中的若干位置。在某些情況下，控制可編程性駐存在陣列驅(qū)動(dòng)器22中。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可在任意數(shù)目的硬件和/或軟件組件中且以各種配置來(lái)實(shí)施上述優(yōu)化。
根據(jù)上文陳述的原理而操作的干涉式調(diào)制器結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)可廣泛變化。舉例來(lái)說(shuō)，圖7A到7E說(shuō)明可移動(dòng)反射層14及其支撐結(jié)構(gòu)的五個(gè)不同的實(shí)施例。圖7A是圖1的實(shí)施例的橫截面，其中金屬材料帶14沉積在正交延伸的支撐件18上。在圖7B中，可移動(dòng)反射層14僅在系鏈32上的角處附接到支撐件。在圖7C中，可移動(dòng)反射層14從可變形層34懸掛，所述可變形層34可包含柔性金屬?？勺冃螌?4直接或間接連接到襯底20的圍繞可變形層34的周邊處。本文將這些連接稱為支撐柱。圖7D所示的實(shí)施例具有支撐柱插塞42，可變形層34擱置在支撐柱插塞42上?？梢苿?dòng)反射層14保持懸掛在腔上方，如圖7A到7C，但可變形層34并沒(méi)有通過(guò)填充可變形層34與光學(xué)堆疊16之間的孔而形成支撐柱。而是，支撐柱由平面化材料形成，所述平面化材料用于形成支撐柱插塞42。圖7E所示的實(shí)施例是基于圖7D所示的實(shí)施例，但也可適于與圖7A到7C所示實(shí)施例的任一者以及未圖示的額外實(shí)施例一起起作用。在圖7E所示的實(shí)施例中，使用金屬或其它導(dǎo)電材料的外加層來(lái)形成總線結(jié)構(gòu)44。這允許信號(hào)沿著干涉式調(diào)制器的背部路由，從而取消了可能原本必須形成于襯底20上的若干電極。
在例如圖7所示那些實(shí)施例的實(shí)施例中，干涉檢測(cè)調(diào)制器用作直接觀看裝置，其中從透明襯底20的前側(cè)(與配置調(diào)制器的一側(cè)相反的側(cè))觀看圖像。在這些實(shí)施例中，反射層14光學(xué)上遮蔽與襯底20相對(duì)的反射層的那側(cè)的干涉式調(diào)制器部分，包括可變形層34。這允許配置遮蔽區(qū)域并在其上操作而不會(huì)消極影響圖像質(zhì)量。這種遮蔽允許圖7E中的總線結(jié)構(gòu)44，其提供將調(diào)制器的光學(xué)特性與調(diào)制器的機(jī)電特性(例如尋址和由所述尋址引起的移動(dòng))相分離的能力。這種可分離的調(diào)制器結(jié)構(gòu)允許選擇用于調(diào)制器的機(jī)電方面與光學(xué)方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料并相互獨(dú)立地起作用。而且，圖7C到7E所示的實(shí)施例具有從反射層14的光學(xué)特性與其機(jī)械特性的去耦中獲得的額外益處，所述去耦由可變形層34實(shí)行。這允許關(guān)于光學(xué)特性而優(yōu)化用于反射層14的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料，和關(guān)于期望的機(jī)械特性而優(yōu)化用于可變形層34的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料。
如上所述，來(lái)自直接觀看顯示器的圖片元素(像素)可包含例如圖7A到7E所示元件的元件。在各種實(shí)施例中，處于未偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的這些具有鏡面14的調(diào)制器元件將為亮，或“接通”。當(dāng)鏡14朝向腔的前表面移動(dòng)到腔內(nèi)的其完全設(shè)計(jì)深度時(shí)，腔中的變化導(dǎo)致所得的像素為“暗”或斷開(kāi)。對(duì)于彩色像素，個(gè)別調(diào)制元件的接通狀態(tài)可為白、紅、綠、藍(lán)或其它色彩，這取決于調(diào)制器配置和顯示器色彩方案。在使用紅/綠/藍(lán)(RGB)像素的某些實(shí)施例中，例如，單色像素包含產(chǎn)生干涉式藍(lán)光的許多調(diào)制器元件、產(chǎn)生干涉式紅光的類似數(shù)目的元件和產(chǎn)生干涉式綠光的類似數(shù)目的元件。通過(guò)根據(jù)顯示信息移動(dòng)鏡面，調(diào)制器可產(chǎn)生全色圖像。
各種實(shí)施例包括可對(duì)使用各種光學(xué)膜的干涉式調(diào)制器裝置做出的改進(jìn)。所述光學(xué)膜包括成卷或成片形式的膜。所述膜附著到或接近干涉式調(diào)制器，且經(jīng)定位以使得從干涉式調(diào)制器反射的光在其傳播到觀看者時(shí)通過(guò)所述膜。所述光學(xué)膜也可包括涂層，所述涂層擴(kuò)展、濺射或以另外方式沉積在干涉式調(diào)制器的表面上，使得從干涉式調(diào)制器反射的光在其傳播到觀看者時(shí)通過(guò)所述膜。
膜大體上安置在干涉式調(diào)制器的外部表面上，使得可在不改變干涉式調(diào)制器本身的情況下實(shí)現(xiàn)期望的光學(xué)特性。本文使用的“外部”指膜放置在制成的干涉式調(diào)制器以外，例如，在干涉式調(diào)制器的襯底的外表面上，使得可在制造干涉式調(diào)制器顯示器之后施加外部膜。外部膜可安置在干涉式調(diào)制的首先接收入射光的表面上或附近，本文將所述表面稱為干涉式調(diào)制器的外表面。此外表面也是定位成接近觀看干涉式調(diào)制器的人員的表面。外部膜可在形成干涉式調(diào)制器的層上，或可在形成于干涉式調(diào)制器上形成的一個(gè)或一個(gè)以上層上。盡管本文將各種實(shí)施例大體上描述成在干涉式調(diào)制器顯示器外部，但在其它實(shí)施例中，這些類型的膜也可制造在干涉式調(diào)制器內(nèi)，且/或所描述的外部膜的特性可(例如)在干涉式調(diào)制器制造期間并入到干涉式調(diào)制器中以實(shí)現(xiàn)類似的效果。
如圖8A所示，顯示器100A的一個(gè)實(shí)施例包括空間光調(diào)制器105和定位在空間光調(diào)制器105的外表面115上或附近的外部膜110。空間光調(diào)制器105是干涉式調(diào)制器裝置的代表，其可包括(例如)襯底、導(dǎo)體層、部分反射器層、介電層和可移動(dòng)反射器(也稱為鏡面)，其中在可移動(dòng)鏡面與電介質(zhì)之間配置有間隙?？臻g光調(diào)制器105可為(但不限于)全色、單色或黑白干涉式調(diào)制器顯示裝置。例如在美國(guó)專利第6,650,455號(hào)、第5,835,255號(hào)、第5,986,796號(hào)和第6,055,090號(hào)中詳細(xì)描述干涉式調(diào)制器的設(shè)計(jì)和操作，所述專利全部以引用的方式并入本文。
外部膜110可用多種方式制成，包括(例如)使用將外部膜110澆注、旋涂、沉積或?qū)臃e到顯示器的制造技術(shù)。在某些實(shí)施例中，外部膜110是單膜層，而在其它實(shí)施例中，外部膜110包括一個(gè)以上膜層。如果外部膜110包含一個(gè)以上膜層，那么每一膜層可具有不同的特性，這些特性影響從空間光調(diào)制器105反射并傳播穿過(guò)外部膜110的光的一個(gè)或一個(gè)以上特征。多層外部膜110中的每一層可通過(guò)相同的膜制造技術(shù)或不同的膜制造技術(shù)制成，例如，任一單層可(例如)澆注、旋涂、沉積或?qū)臃e到相鄰的層。其它定向和配置也是可能的。
參看圖8B，顯示器100B的一個(gè)實(shí)施例在包含彩色干涉式調(diào)制器的RGB空間光調(diào)制器105B的外表面115上具有外部膜110。在這個(gè)實(shí)施例中，RGB空間光調(diào)制器105B包含在多層125上的襯底120，多層125包含(例如)導(dǎo)電層(至少部分為透射性的)、部分反射層和介電層125，介電層125又在一組反射器(例如，鏡面)上，所述組反射器包括紅150、綠160和藍(lán)170反射器，其每一者分別具有對(duì)應(yīng)于色彩紅、綠和藍(lán)的不同的間隙寬度175、180、190。在某些實(shí)施例中，襯底120可在外部膜110與反射器150、160、170之間，如圖8B所描繪。在其它實(shí)施例中，反射器150、160、170可在外部膜110與襯底120之間。
在其它實(shí)施例中，外部膜可安置在單色或黑白干涉式調(diào)制器上。如圖8C所示，單色或黑白空間光調(diào)制器105C包含在導(dǎo)電層上的襯底120、部分反射層124、介電層125，介電層125又在一組反射器(例如，鏡面)130、135、140上。單色空間光調(diào)制器105C可被制造成具有反射器130、135、140，其經(jīng)配置而在反射器130、135、140與介電層125之間具有單一間隙寬度145。
在某些實(shí)施例中，外部膜可漫射從干涉式調(diào)制器顯示器反射的光。從干涉式調(diào)制器顯示器反射的光可至少為部分漫射的，使得顯示器具有類似于紙的外觀(例如，顯示器看上去以漫射方式反射)。
參看圖9，顯示器300可包括位于空間光調(diào)制器105上的外部漫射膜305。入射在顯示器300上的光320由反射空間光調(diào)制器105鏡面反射。在鏡面反射光307從顯示器300傳播時(shí)，漫射膜305改變鏡面反射光307的特征，所述鏡面反射光307轉(zhuǎn)變?yōu)槁涔?30。漫射體305還漫射入射到干涉式調(diào)制器上的光。
漫射膜305可由許多材料制成，且可包括一個(gè)或一個(gè)以上漫射材料層。漫射體305可包括具有表面變化(例如，皺紋和粗糙)或材料變化的材料。這種變化在不同實(shí)施例中可折射或散射光。很多種漫射體305是可能的且不限于本文陳述的那些漫射體。
圖10說(shuō)明產(chǎn)生漫射反射光的顯示器400的示范性實(shí)施例。顯示器400包括附接到空間光調(diào)制器105的外部膜405。外部膜405包括包含散射特征(例如，微粒)的材料410，所述散射特征散射從空間光調(diào)制器105反射的光403，以將從干涉式調(diào)制器裝置發(fā)射的光407的特性從鏡面的改變成漫射的。
在某些實(shí)施例中，外部漫射膜305包括改變反射光403的光譜特性的材料和改變反射光的漫射或鏡面特性的材料。這種材料可包括在外部膜305、405(圖9和10)的單個(gè)層中?；蛘撸淖兎瓷涔獾墓庾V特性的材料可并入到外部膜305的一個(gè)層中，且改變反射光的漫射或鏡面特性的材料可并入到外部膜的單獨(dú)層中。在一個(gè)實(shí)施例中，漫射材料可包括于在外部膜305與空間光調(diào)制器105(圖9)之間使用的粘接劑中。
如上文提到，某一類型的漫射體在期望顯示器300、400具有紙的外觀而不是鏡面的外觀的干涉式調(diào)制器顯示器上是有用的。當(dāng)然，在某些實(shí)施例中，可期望顯示器300、400或顯示器的一部分的外觀為高度反射性的或“類似鏡面的”，且在這些實(shí)施例中，顯示器可能具有覆蓋干涉式顯示裝置305、405的全部或僅一部分的漫射膜305、405。在某些實(shí)施例中，光學(xué)透射層為“磨砂的”以便實(shí)現(xiàn)期望的散射。舉例來(lái)說(shuō)，顯示器105(圖9)的外表面可經(jīng)磨砂以提供反射光的漫射。如果表面磨砂程度較重，那么將比表面磨砂程度較輕情況下漫射更多的光。在某些實(shí)施例中，經(jīng)磨砂的光學(xué)透射層可包含玻璃或聚合物層。
在某些實(shí)施例中，可有利的是包括光源(本文稱為“前燈”)以將額外的光提供到干涉式調(diào)制器，例如用于在較暗或較低環(huán)境照明條件下觀看干涉式調(diào)制器。參看圖11A，顯示器500A的一個(gè)實(shí)施例包括位于前板505側(cè)面的光源515。此前板505包含對(duì)來(lái)自光源515的光507大體上為光學(xué)透射性的材料。在某些實(shí)施例中，前板505可包含(例如)玻璃或塑料。前板505具有光學(xué)特征(例如，如帶凹槽的輪廓)，其經(jīng)配置以中斷光在前板中的傳播并將光重新引導(dǎo)向干涉式調(diào)制器顯示裝置105。氣隙525分離經(jīng)輪廓化/帶凹槽的前板505與空間光調(diào)制器105。操作上，光源515提供進(jìn)入前板505的光507，其中光520反射離開(kāi)傾斜的表面特征506并朝空間光調(diào)制器105行進(jìn)。對(duì)于進(jìn)入顯示器500的環(huán)境光，氣隙525由于氣隙525中的空氣與用于形成前板505和空間光調(diào)制器105的材料之間的折射率差異而減小顯示器500A的感覺(jué)到的對(duì)比度。
參看圖11B，顯示器500B向空間光調(diào)制器105提供更有效的光透射，因?yàn)槠洳痪哂蟹蛛x前板505與顯示器105的氣隙。而是，前板505附接到空間光調(diào)制器105。盡管顯示器500B的配置增加了對(duì)空間光調(diào)制器105的光透射，但附接兩個(gè)部件不是好的制造實(shí)踐，因?yàn)榍鞍?05和空間光調(diào)制器105兩者均是相對(duì)昂貴的部件，且如果任一個(gè)部件在制造期間出現(xiàn)故障，那么兩個(gè)部件都會(huì)報(bào)廢。
現(xiàn)參看圖11C，顯示器500C說(shuō)明如何使用外部膜而不是前板來(lái)克服圖11A和11B的顯示器500A、500B所經(jīng)歷的問(wèn)題。如圖11C所示，顯示器500C包括光源515，其定位在空間光調(diào)制器105的邊緣531旁邊，外部膜530層積到所述邊緣531，外部膜530具有表面514，其包含例如輪廓化的光學(xué)特征(例如，凹槽或傾斜表面特征)，所述特征經(jīng)配置以將光重新引導(dǎo)向空間光調(diào)制器105。光源515可(例如)安置在支撐干涉式調(diào)制器裝置105的襯底的邊緣處。外部膜530附接到空間光調(diào)制器105或?qū)臃e到空間光調(diào)制器105上?？墒褂谜辰觿?。外部膜530與帶凹槽前玻璃板505(圖11A、11B)的成本相比是相對(duì)廉價(jià)的，因此如果顯示器105出故障，其可被處理而不會(huì)有大的額外損失。操作上，外部膜530接收來(lái)自光源515的光511。在光傳播穿過(guò)空間光調(diào)制器105(例如，干涉式調(diào)制器裝置的襯底)和外部膜530時(shí)，光511反射遠(yuǎn)離經(jīng)輪廓化/帶凹槽的表面514的內(nèi)部部分，且反射光513傳播穿過(guò)干涉式調(diào)制器裝置的襯底并反射遠(yuǎn)離干涉式調(diào)制器的鏡表面。
現(xiàn)參看圖12A，在其它實(shí)施例中，顯示器600可包含附接到空間光調(diào)制器105的外表面的外部膜605，其中外部膜包含減少或最小化顯示器視野的復(fù)數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)603。在一個(gè)實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)603是小的垂直對(duì)準(zhǔn)的障礙物，其可形成于柵格中且“凹陷”或擴(kuò)散到外部膜605中。在另一實(shí)施例中，外部膜605的材料提供垂直對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)603。這些結(jié)構(gòu)603可稱為隔板。隔板603可大體上為不透明的。隔板603可大體上為吸收性或反射性的。
圖12B說(shuō)明如何大體上阻擋在大體上非垂直的方向607上反射的光使其不離開(kāi)外部膜605，和如何使在大體上垂直的方向上反射的光609不會(huì)被結(jié)構(gòu)603大體上阻礙。在圖12A和12B所示的實(shí)施例中，視野依據(jù)隔板結(jié)構(gòu)603的形狀(和方位)、尺寸(例如，長(zhǎng)度)和間距而受到限制。舉例來(lái)說(shuō)，隔板603可具有一種尺寸、形狀和間距以提供從垂直于顯示器600前表面606的平面610測(cè)量時(shí)不大于約20度或不大于約40度的視野。因此從法線測(cè)量時(shí)視野可在約20、25、30、35和40度之間或更小。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，隔板603向顯示器600提供約30度的視野。如本文使用，術(shù)語(yǔ)隔板包括但不限于圖12A和12B中描繪的結(jié)構(gòu)603。
隔板結(jié)構(gòu)603可根據(jù)圖12C和12D中描繪的實(shí)施例來(lái)建造。舉例來(lái)說(shuō)，復(fù)數(shù)個(gè)大體上垂直對(duì)準(zhǔn)的圓柱狀特征612可包含圓柱形狀的透射性材料，其中在圓柱形形狀的透射性材料的外表面612a上有不透明材料的涂層。圓柱狀特征612可捆在一起并對(duì)準(zhǔn)。垂直對(duì)準(zhǔn)圓柱狀特征612之間的空間可填充有形成用于這些垂直對(duì)準(zhǔn)圓柱狀特征612的矩陣613的透射性材料，例如聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、丙烯酸或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)?？纱怪苯徊婢€A-A切割其中安置有圓柱狀特征612的矩陣613以產(chǎn)生薄膜。在圖12D中描述形成外部膜605的截面切割的俯視圖。在這個(gè)實(shí)施例中，圓柱狀特征612的不透明外表面612a大體上阻擋在大體上非垂直的方向上離開(kāi)外部膜605的光。
隔板結(jié)構(gòu)603也可根據(jù)例如參看圖12E和12F描述的其它實(shí)施例來(lái)建造。在圖12E中，建造具有復(fù)數(shù)個(gè)堆疊層的多層結(jié)構(gòu)618。多層結(jié)構(gòu)618具有大體上透射性材料615和大體上不透明材料的層614的交替層。為制造這種多層結(jié)構(gòu)618，形成可包含輕微漫射材料的光學(xué)透射性層615，且其上面形成有包含大體上不透明材料的不透明層614?？芍貜?fù)這些步驟，直到形成期望數(shù)目的層為止。接著可垂直交叉線A-A切割多層結(jié)構(gòu)618。在圖12F中描述形成外部膜605的截面切割的俯視圖。大體上不透明層614形成隔板603，其大體上阻擋在大體上非垂直的方向上離開(kāi)外部膜605的光。
如圖12G中描繪，外部膜605包含二維柵格，其包含水平不透明層616和垂直不透明層617?？墒褂脧亩鄬咏Y(jié)構(gòu)618(圖12E)切割的一對(duì)切片，其中一個(gè)切片安置在另一切片之前(如圖12F中所描繪)，而制成這個(gè)二維柵格。所述切片中的一者相對(duì)于另一外部膜結(jié)構(gòu)605大體上垂直定向。其它定向和配置也是可能的。
在某些實(shí)施例中，圖12C到12G所示的隔板結(jié)構(gòu)603可包含反射材料。舉例來(lái)說(shuō)，參看圖12H，如果隔板結(jié)構(gòu)603的最接近空間光調(diào)制器105的部分625大體上為反射性的，那么入射到隔板的反射性部分625上的從空間光調(diào)制器105反射的光620將不會(huì)通過(guò)外部膜605，而是將被反射回空間光調(diào)制器105?；蛘撸舭褰Y(jié)構(gòu)603的外表面603a和603b可由大體上反射材料制成，例如在隔板結(jié)構(gòu)603上快速涂覆大體上反射材料。在這個(gè)實(shí)施例中，隔板結(jié)構(gòu)603的底部部分625也可用大體上反射材料快速涂覆。
在某些實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器可并入一也可改變從干涉式調(diào)制器反射的光的特性的使用者輸入裝置。舉例來(lái)說(shuō)，圖13A中的顯示器700包括連接到空間光調(diào)制器105的外表面的觸摸屏705。觸摸屏705包括外部觸摸屏部分715，其具有經(jīng)配置以接收使用者觸摸信號(hào)的外部觸摸表面730，和觸摸屏內(nèi)部部分720，其附接到顯示器105。觸摸屏內(nèi)部部分720和觸摸屏外部部分715由間隔710分離并由間隔件717保持分離。對(duì)于使用者輸入，觸摸屏705可用此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的方式操作，例如使用者對(duì)另一觸摸屏部分715上的觸摸表面730施加壓力，所述觸摸屏部分715與觸摸屏內(nèi)部部分720接觸并啟動(dòng)一電路，所述電路經(jīng)配置以在被啟動(dòng)時(shí)發(fā)送信號(hào)。除了提供使用者輸入功能性之外，觸摸屏705可在觸摸屏內(nèi)部部分702中配置有光漫射材料731和/或在觸摸屏外部部分715中配置有光漫射材料725。
圖13B是具有漫射材料的觸摸屏外部部分715和/或觸摸屏內(nèi)部部分720的實(shí)施例的側(cè)視圖。在這個(gè)實(shí)施例中，漫射材料是在上部層750a和下部層750b之間的漫射粘接劑751。漫射粘接劑751可為與填充物微粒751a相混合的粘接劑，所述填充物微粒751a用作用于散射光的散射中心。折射、反射或散射光的任何合適材料可用作填充物微粒751a。舉例來(lái)說(shuō)，填充物微粒751a可由例如(但不限于)以下聚合物的材料制成聚苯乙烯硅石、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和空心聚合物微粒。在替代實(shí)施例中，漫射粘接劑751經(jīng)配置而具有折射光的氣泡。在其它實(shí)施例中，可使用不透明的非反射性微粒。上部750a和/或下部750b層可包含例如聚碳酸酯、丙烯酸和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)的材料以及其它材料。圖13C是包含漫射材料的觸摸屏外部部分715和/或觸摸屏內(nèi)部部分720的另一實(shí)施例，其中漫射材料752并入形成觸摸屏上部和/或下部部分715、720的層750中。圖13D是漫射材料753在觸摸屏705與空間光調(diào)制器105之間的實(shí)施例。舉例來(lái)說(shuō)，在圖13D中，漫射材料753被涂覆在空間光調(diào)制器105的外表面754上。在這個(gè)實(shí)施例中，漫射材料753可被圖案化在顯示器105的外表面754上，其中漫射材料753在空間光調(diào)制器105的外表面754與觸摸屏705之間。在某些實(shí)施例中，漫射材料753可旋涂(例如)到空間光調(diào)制器105的玻璃外表面上。在某些實(shí)施例中，漫射材料可包含與紫外線環(huán)氧樹(shù)脂或熱固環(huán)氧樹(shù)脂混合的散射特征。當(dāng)使用環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，漫射材料753可為與環(huán)氧樹(shù)脂混合的填充物微粒，其中所述填充物微粒用作用以散射光的散射中心。其它配置也是可能的。
圖14A展示包括觸摸屏705的顯示器800的實(shí)施例，觸摸屏705具有附接到包括襯底的空間光調(diào)制器105的內(nèi)部部分720和具有用于接收使用者輸入的觸摸屏表面730的外部部分715。間隔件717安置在內(nèi)部部分720與外部部分715之間的間隙710中。顯示器800還包括光源740，其經(jīng)配置以將光719提供到觸摸屏705，例如內(nèi)部部分720、外部部分715或兩者。在一個(gè)實(shí)施例中，觸摸屏705可包括重新引導(dǎo)光719以使得光入射到空間光調(diào)制器105上的光學(xué)結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，所述光學(xué)結(jié)構(gòu)包含在觸摸屏705內(nèi)的偏斜或傾斜表面。在某些實(shí)施例中，可使用全內(nèi)反射(total internal reflection，TIR)元件。同樣，在某些實(shí)施例中，所述光學(xué)元件包含微粒，所述微粒散射光以使得散射光的一部分入射到空間光調(diào)制器105上。在某些實(shí)施例中，觸摸屏705的內(nèi)部部分720中的材料745和/或觸摸屏705的外部部分715中的材料735可包括磷光材料。這種磷光材料當(dāng)由來(lái)自光源740的光719激發(fā)時(shí)發(fā)出光，從而將光直接提供到觸摸屏705和空間光調(diào)制器105，光接著可被反射回到觸摸屏705。
在圖14B1和14B2中描繪的其它實(shí)施例中，具有觸摸屏705的顯示器800也可包括經(jīng)輪廓化的光導(dǎo)向件。舉例來(lái)說(shuō)，在圖14B1中，觸摸屏705的內(nèi)部部分720可包含具有經(jīng)輪廓化(例如，帶凹槽)表面765的板或?qū)?60a。此輪廓化表面765可包括復(fù)數(shù)個(gè)傾斜部分。此表面765可具有(例如)鋸齒形狀。接著可將透射性材料760b放置在表面765的輪廓或凹槽中以在板/層760a上形成大體上平坦的表面760c。光源740引導(dǎo)光719進(jìn)入板或?qū)?60a中，在該處光719受光學(xué)導(dǎo)向。在板760a中傳播的光反射離開(kāi)表面765的傾斜部分并向空間光調(diào)制器105行進(jìn)。在使用光導(dǎo)向板或?qū)?60a或任何其它合適的光導(dǎo)向件的實(shí)施例中，可將漫射體材料并入顯示器800中的板760a上方或下方。舉例來(lái)說(shuō)，所述漫射材料可在觸摸屏705的外部部分715內(nèi)或在空間光調(diào)制器105的外表面754上。
在圖14B2中描繪的替代實(shí)施例中，板或?qū)?60a可放置在觸摸屏705與空間光調(diào)制器105之間。在這個(gè)實(shí)施例中，透射性材料760b(圖14B1)沒(méi)有放置在板760a的表面765上。而是，空氣或真空占據(jù)板/層760a與觸摸屏705之間的腔760c。
在圖14C所示的另一實(shí)施例中，光源740的光719可被引導(dǎo)到觸摸屏705的邊緣內(nèi)，且可經(jīng)導(dǎo)引穿過(guò)觸摸屏705的至少一部分，且觸摸屏705可包含將此光重新引導(dǎo)向空間光調(diào)制器105的特征。舉例來(lái)說(shuō)，在圖14C中，觸摸屏705的內(nèi)部部分720可并入微粒770，其使光散射向空間光調(diào)制器105。如圖14D所示，內(nèi)部部分720可為具有微粒770的多層，所述微粒770混合在上部層750a與下部層750b之間的粘接劑中。上部750a和/或下部750b層可包含例如聚碳酸酯、丙烯酸和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)的材料或其它材料。在例如圖14E中描繪的其它實(shí)施例中，將散射特征或微粒770涂覆在空間光調(diào)制器105的外表面754上。這些散射特征或微粒770可將光重新引導(dǎo)向干涉式調(diào)制器的可移動(dòng)反射器，參見(jiàn)例如2004年3月5日申請(qǐng)的題為“Integrated Modulator Illumination”的美國(guó)專利申請(qǐng)案第10/794,825號(hào)，所述申請(qǐng)案以引用的方式并入本文。在這個(gè)實(shí)施例中，可將散射特征或微粒770圖案化在顯示器105的外表面754上，其中散射特征770在空間光調(diào)制器105的外表面754與觸摸屏705之間。在某些實(shí)施例中，可將散射特征770旋涂到空間光調(diào)制器105的玻璃表面上。在某些實(shí)施例中，散射特征與紫外線環(huán)氧樹(shù)脂或熱固環(huán)氧樹(shù)脂混合。當(dāng)使用環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，散射特征770可包含與環(huán)氧樹(shù)脂混合的微粒，其中所述微粒用作散射中心以將光重新引導(dǎo)向干涉式調(diào)制器的鏡面表面。
圖15A是使用入射到有效反射器區(qū)域之間的無(wú)效區(qū)域上的光的顯示器1100的一個(gè)實(shí)施例的代表。如本文使用，術(shù)語(yǔ)無(wú)效區(qū)域包括但不限于干涉式調(diào)制器的反射區(qū)域(例如，鏡面)之間的空間。如本文使用，有效區(qū)域包括但不限于干涉式調(diào)制器的(例如)形成光學(xué)腔的反射區(qū)域(例如，鏡面)。
參看圖15A，顯示器1100包括連接到空間光調(diào)制器105的外表面的膜1105。紅1121、綠1122和藍(lán)1123有效反射器區(qū)域展示為在空間光調(diào)制器105的底部上，且表示顯示器1100的許多有效反射器區(qū)域(例如，光諧振腔)。第一空間1110分離紅有效反射器區(qū)域1121與綠有效反射器區(qū)域1122，綠反射器區(qū)域1122通過(guò)第二空間1111與藍(lán)有效反射器區(qū)域1123分離?？臻g1110和1111可在約2到10微米寬之間，且彼此相隔約125到254微米。類似地，膜1105中空間1110和1111中的重新引導(dǎo)光的光學(xué)特征可為約2到10微米寬，且彼此相隔約125到254微米。這些范圍之外的尺寸也是可能的。
大體上，在沒(méi)有膜1105時(shí)，入射到第一空間1110或第二空間1111的區(qū)域上的光可能不會(huì)到達(dá)有效反射器區(qū)域1121、1122、1123中的一者。為增加干涉式調(diào)制器1100的反射，可將入射到有效反射器區(qū)域之間的無(wú)效區(qū)域(例如，第一空間1110和第二空間1111)上的光重新引導(dǎo)到有效反射器區(qū)域1121、1122、1123中的一者。由于無(wú)效區(qū)域和有效反射器區(qū)域的位置是已知的，因此外部膜1105可經(jīng)配置以將入射到無(wú)效區(qū)域1110、1111中的膜1105上的光1115重新引導(dǎo)回到有效反射器區(qū)域1121、1122、1123(例如，光學(xué)腔)中，如箭頭1120所示。在某些實(shí)施例中，膜1105包括用以重新引導(dǎo)光的反射器。在某些實(shí)施例中，膜1105在空間1110、1111的區(qū)域中配置有定制的折射率以使光重新引導(dǎo)。在其它實(shí)施例中，膜1105可在空間1110、1111的區(qū)域中含有散射元件，使得至少一部分光被散射進(jìn)入并落在有效反射器區(qū)域(例如，光學(xué)腔)上。
在圖15B中描繪的替代實(shí)施例中，膜1105可放置在反射器區(qū)域1121、1122、1123上方，但在空間光調(diào)制器105的襯底下方。膜1105因此在空間光調(diào)制器105中。在這個(gè)實(shí)施例中，膜1105經(jīng)配置以將入射到有效區(qū)域上但通常將進(jìn)入無(wú)效區(qū)域的光1115重新引導(dǎo)到有效反射器區(qū)域1121、1122、1123，如箭頭1120所示。
參看圖16A到16H，說(shuō)明外部膜的各種實(shí)施例。在圖16A中，外部膜1205具有散射光的散射區(qū)1212。如圖16A中描繪，這些散射光的散射區(qū)1212可插在不會(huì)散射光的區(qū)域1217之間。散射區(qū)1212可(例如)通過(guò)反射或折射來(lái)散射光。參看圖16B，外部膜1205在包含較低折射率材料的矩陣或膜內(nèi)具有較高折射率的區(qū)。這個(gè)實(shí)施例使用TIR來(lái)使重新引導(dǎo)光。舉例來(lái)說(shuō)，如果外部膜1205的具有高折射率的空間放置在干涉式調(diào)制器的有效區(qū)上，且具有低折射率的空間放置在干涉式調(diào)制器的無(wú)效區(qū)上，那么入射到外部膜1205的低折射區(qū)域上的正常將通過(guò)到達(dá)無(wú)效區(qū)域的一些光將被重新引導(dǎo)到干涉式調(diào)制器的有效區(qū)域。參看圖16C，外部膜1205在外部膜的單個(gè)表面上可具有用作凹透鏡的凹陷區(qū)1213。參看圖16D，外部膜1205可在區(qū)1214中具有Fresnel透鏡。在其它實(shí)施例中，全息或衍射光學(xué)元件可安置在區(qū)1214處。這些光學(xué)元件可散射或衍射光，且可用作(例如)具有負(fù)功率的透鏡，其將入射到透鏡上的光重新引導(dǎo)向有效區(qū)。參看圖16E，外部膜1205可具有相對(duì)的斜面1215以使光在相反的方向上折射向不同的有效區(qū)。圖16F展示具有經(jīng)類似定向以便在相同方向上折射光的表面1215的外部膜1205。參看圖16G，外部膜1205可具有一個(gè)或一個(gè)以上將光反射向有效區(qū)的反射斜面1216。同樣完成外部膜1205處光的期望的重新引導(dǎo)的許多其它配置是可能的。
現(xiàn)參看圖17，干涉式調(diào)制器1200可包括連接到空間光調(diào)制器105的外表面的外部膜1205，其中膜1205經(jīng)配置以收集以較廣角度范圍入射的光，并將光以較窄角度范圍引導(dǎo)到光調(diào)制元件上。在圖17中，外部膜1205經(jīng)配置而接收各種角度的入射光1206、1207，并使光大體上照準(zhǔn)(由箭頭1208、1209表示)且引導(dǎo)光朝向有效反射器1211。在某些實(shí)施例中，例如圖17所示的實(shí)施例，外部膜1205包括使光大體上照準(zhǔn)的照準(zhǔn)元件1218。在某些實(shí)施例中，外部膜1205包括復(fù)數(shù)個(gè)非成像光學(xué)元件，例如復(fù)合拋物線集光器1218。非成像光學(xué)元件(例如復(fù)合拋物線集光器1218)使以一角度范圍入射到外部膜1205上的光1206和1207中的至少某些光照準(zhǔn)。光1208和1209的一部分接著以更垂直的角度離開(kāi)復(fù)合拋物線集光器1218，并被引導(dǎo)向有效反射器1211。所述光1208和1209中的一些光接著由有效反射器1211反射并作為以一有限角度范圍從顯示器1200退出的光1210a和1210b而離開(kāi)顯示器1200。因此，膜1205具有有限的視野。在某些實(shí)施例中，光1210a和1210b中的至少某些光以與垂直于外部膜1205前表面的平面610成不大于約70度的圓錐角而離開(kāi)顯示器1200。在某些實(shí)施例中，所述圓錐角與垂直于外部膜1205前表面的平面610成不大于約65、60、55、50、45、40、35、30、25或20度。照準(zhǔn)元件1205有效地限制裝置1200的視野，因?yàn)楣庖话悴粫?huì)以大體上大于入射角的角度從顯示器1200退出。因此，從法線測(cè)量的外部膜的視野可能為約70、65、60、55、50、45、40、35、30、35或20度，或更小。這些角度是半角。在這些范圍之外的其它值也是可能的。
圖18A到18C描繪顯示器1300的另一實(shí)施例，其包括安置在空間光調(diào)制器105前部的光學(xué)膜1305。光學(xué)膜1305經(jīng)配置以接收以較廣角度范圍入射的光，并將光以較窄角度范圍引導(dǎo)到光調(diào)制元件上。光學(xué)膜1305還漫射光。在某些實(shí)施例中，光學(xué)膜1305經(jīng)配置以漫射光，使得入射到漫射體元件上的光比入射光更照準(zhǔn)地被引導(dǎo)到光調(diào)制元件。
在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)膜1305包含全息漫射體。所述全息漫射體包含衍射特征，所述衍射特征經(jīng)配置以操縱光(例如)在較窄角度范圍中產(chǎn)生提高的強(qiáng)度分布。在另一實(shí)施例中，光學(xué)膜1305包括復(fù)數(shù)個(gè)非成像光學(xué)元件，例如復(fù)數(shù)個(gè)例如上文所述的復(fù)合拋物線集光器和光學(xué)膜1305的上部表面1340上的漫射材料薄層。在另一實(shí)施例中，光學(xué)膜1305包括在外表面1340上具有漫射材料膜的其它照準(zhǔn)元件。
參看圖18A，膜1305經(jīng)配置以接收入射光1310。參看圖18B，膜也經(jīng)配置以大體上重新引導(dǎo)入射光1310(經(jīng)大體重新引導(dǎo)的光由箭頭1315表示)，所述光被引導(dǎo)到空間光調(diào)制器105內(nèi)的有效反射器，朝向有效反射器的表面的法線。對(duì)于在+/-75度范圍中的入射光，經(jīng)重新引導(dǎo)的光可在+/-35度的范圍中，其中所述角度是從法線測(cè)量的。在這個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)重新引導(dǎo)的光是大體上照準(zhǔn)的。在某些實(shí)施例中，反射器可在空間光調(diào)制器105的底部部分處。參看圖18C，從有效反射器反射的光1325進(jìn)入膜1305的下部表面1330。膜1305經(jīng)配置以在其下部表面1330處接收反射的鏡面光，且所述光在從膜1305射出之前被漫射作為漫射光。在某些實(shí)施例中，所述光在其傳播穿過(guò)膜1305時(shí)被漫射。在其它實(shí)施例中，所述光在膜1305的上部表面1340(或下部表面1330)處被漫射。在上述范圍之外的其它配置或值也是可能的。
上述描述詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的某些實(shí)施例。然而將了解，無(wú)論以上所述在文中出現(xiàn)的詳細(xì)程度如何，本發(fā)明都可用許多方式來(lái)實(shí)踐。同樣如上文所述，應(yīng)注意，當(dāng)描述本發(fā)明的某些特征或方面時(shí)，使用特定術(shù)語(yǔ)不應(yīng)暗示所述術(shù)語(yǔ)在本文中被重新定義成限于包括本發(fā)明的與所述術(shù)語(yǔ)相關(guān)聯(lián)的特征或方面的任何特定特征。
權(quán)利要求
1.一種顯示器，其包含一光調(diào)制陣列；和一觸摸屏，其安置在所述光調(diào)制陣列的前部，使得來(lái)自所述光調(diào)制陣列的光穿過(guò)所述觸摸屏，所述觸摸屏包括在來(lái)自所述光調(diào)制陣列的光傳播穿過(guò)所述觸摸屏?xí)r漫射所述光的漫射材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中漫射材料包括散射特征，所述散射特征包含具有一第一折射率的至少部分光學(xué)透射性微粒，所述微粒嵌入在一具有一不同于所述第一折射率的第二折射率的矩陣中，使得入射到所述微粒上的光被折射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述漫射材料包括包含反射材料的散射特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述漫射材料包括包含不透明非反射材料的散射特征。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述漫射材料包括包含空氣的散射特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一光源，所述光源相對(duì)于所述光調(diào)制陣列和所述觸摸屏而定位，以將光提供到所述光調(diào)制陣列的至少一部分而不穿過(guò)所述觸摸屏。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器，其中所述觸摸屏包括一層，所述層將來(lái)自所述光源的光重新引導(dǎo)到所述光調(diào)制陣列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一處理器，其與所述光調(diào)制陣列電連通，所述處理器經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù)；一存儲(chǔ)器裝置，其與所述處理器電連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一驅(qū)動(dòng)器電路，所述驅(qū)動(dòng)器電路經(jīng)配置以將至少一個(gè)信號(hào)發(fā)送到所述光調(diào)制陣列。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一控制器，所述控制器經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送到所述驅(qū)動(dòng)器電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一圖像源模塊，所述圖像源模塊經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到所述處理器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示器，其中所述圖像源模塊包含一接收器、收發(fā)器或發(fā)射器。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一輸入裝置，所述輸入裝置經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)并將所述輸入數(shù)據(jù)傳送到所述處理器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述光調(diào)制陣列包含復(fù)數(shù)個(gè)干涉式調(diào)制器。
15.一種制造一顯示器的方法，所述方法包含形成一光調(diào)制陣列；和形成一觸摸屏，所述觸摸屏安置在所述光調(diào)制陣列的前部，使得來(lái)自所述光調(diào)制陣列的光穿過(guò)所述觸摸屏，所述觸摸屏包括在來(lái)自所述光調(diào)制陣列的光傳播穿過(guò)所述觸摸屏?xí)r漫射所述光的漫射材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包含將一光源相對(duì)于所述光調(diào)制陣列和所述觸摸屏而定位，以將光提供到所述光調(diào)制陣列的至少一部分而不穿過(guò)所述觸摸屏。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述觸摸屏包括一層，所述層將來(lái)自所述光源的光重新引導(dǎo)到所述光調(diào)制陣列。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述光調(diào)制陣列包含復(fù)數(shù)個(gè)干涉式調(diào)制器。
19.一種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求15到18中任一權(quán)利要求所述的方法形成的顯示器。
20.一種顯示器，其包含調(diào)制構(gòu)件，其用于調(diào)制光；接收構(gòu)件，其用于接收一使用者經(jīng)由觸摸而產(chǎn)生的信號(hào)，所述信號(hào)接收構(gòu)件安置在所述光調(diào)制構(gòu)件的前部，使得來(lái)自所述光調(diào)制構(gòu)件的光穿過(guò)所述信號(hào)接收構(gòu)件；和漫射構(gòu)件，其用于在來(lái)自所述光調(diào)制構(gòu)件的光傳播穿過(guò)所述信號(hào)接收構(gòu)件時(shí)漫射所述光。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的顯示器，其中所述光調(diào)制構(gòu)件包含一光調(diào)制陣列。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示器，其中所述光調(diào)制陣列包含復(fù)數(shù)個(gè)干涉式調(diào)制器。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的顯示器，其中所述信號(hào)接收構(gòu)件包含一觸摸屏。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的顯示器，其中所述漫射構(gòu)件包含漫射材料，所述觸摸屏包括所述漫射材料。
25.一種顯示器，其包含一光調(diào)制陣列；一觸摸屏，其安置在所述光調(diào)制陣列的前部，使得來(lái)自所述光調(diào)制陣列的光穿過(guò)所述觸摸屏；和一光源，其位于所述光調(diào)制陣列與所述觸摸屏之間，其中所述觸摸屏包括一層，所述層將來(lái)自所述光源的光重新引導(dǎo)到所述光調(diào)制陣列。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示器，其中所述層包含散射元件。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示器，其中所述層包含磷光材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示器，其中所述層包含傾斜的反射性表面。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示器，其中所述層包含一輪廓化結(jié)構(gòu)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的顯示器，其中所述輪廓化結(jié)構(gòu)包含一鋸齒反射性結(jié)構(gòu)、一帶凹槽反射性結(jié)構(gòu)或復(fù)數(shù)個(gè)傾斜的反射性特征。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的顯示器，其中所述輪廓化結(jié)構(gòu)經(jīng)配置以經(jīng)由全內(nèi)反射或通過(guò)折射來(lái)重新引導(dǎo)光。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一位于所述觸摸屏下方的高折射率區(qū)，所述高折射率區(qū)具有一高于所述層的折射率，使得光從所述層被全內(nèi)反射。
33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一處理器，其與所述光調(diào)制陣列電連通，所述處理器經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù)；一存儲(chǔ)器裝置，其與所述處理器電連通。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一驅(qū)動(dòng)器電路，所述驅(qū)動(dòng)器電路經(jīng)配置以將至少一個(gè)信號(hào)發(fā)送到所述光調(diào)制陣列。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一控制器，所述控制器經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送到所述驅(qū)動(dòng)器電路。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一圖像源模塊，所述圖像源模塊經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到所述處理器。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的顯示器，其中所述圖像源模塊包含一接收器、收發(fā)器和發(fā)射器中的至少一者。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的顯示器，其進(jìn)一步包含一輸入裝置，所述輸入裝置經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)并將所述輸入數(shù)據(jù)傳送到所述處理器。
39.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示器，其中所述光調(diào)制陣列包含復(fù)數(shù)個(gè)干涉式調(diào)制器。
40.一種制造一顯示器的方法，所述方法包含形成一光調(diào)制陣列；形成一觸摸屏，所述觸摸屏安置在所述光調(diào)制陣列的前部，使得來(lái)自所述光調(diào)制陣列的光穿過(guò)所述觸摸屏；和形成一光源，所述光源位于所述光調(diào)制陣列與所述觸摸屏之間，其中所述觸摸屏包括一層，所述層將來(lái)自所述光源的光重新引導(dǎo)到所述光調(diào)制陣列。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述層包含散射元件。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述層包含一個(gè)或一個(gè)以上傾斜的反射性表面。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述層包含磷光材料。
44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述層包含一全內(nèi)反射性表面。
45.一種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求40到44中任一權(quán)利要求所述的方法形成的顯示器。
46.一種顯示器，其包含調(diào)制構(gòu)件，其用于調(diào)制光；接收構(gòu)件，其用于從一使用者接收一觸摸信號(hào)，所述信號(hào)接收構(gòu)件安置在所述光調(diào)制構(gòu)件的前部，使得來(lái)自所述光調(diào)制構(gòu)件的光穿過(guò)所述信號(hào)接收構(gòu)件；產(chǎn)生構(gòu)件，其用于產(chǎn)生光，所述光產(chǎn)生構(gòu)件安置在所述光調(diào)制構(gòu)件與所述信號(hào)接收構(gòu)件之間；和重新引導(dǎo)構(gòu)件，其用于重新引導(dǎo)來(lái)自所述光產(chǎn)生構(gòu)件的光離開(kāi)所述信號(hào)接收構(gòu)件并到達(dá)所述光調(diào)制構(gòu)件。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的顯示器，其中所述光調(diào)制構(gòu)件包含一光調(diào)制陣列。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的顯示器，其中所述光調(diào)制陣列包含復(fù)數(shù)個(gè)干涉式調(diào)制器。
49.根據(jù)權(quán)利要求46、47或48所述的顯示器，其中所述信號(hào)接收構(gòu)件包含一觸摸屏。
50.根據(jù)權(quán)利要求46、47、48或49所述的顯示器，其中所述光產(chǎn)生構(gòu)件包含一光源。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的顯示器，其中所述光重新引導(dǎo)構(gòu)件包含一層，所述層將來(lái)自所述光源的光重新引導(dǎo)到所述光調(diào)制陣列。
全文摘要
在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，提供一種干涉式光調(diào)制顯示裝置，在所述光調(diào)制顯示裝置上具有一觸摸屏。所述觸摸屏可具有一漫射材料，所述漫射材料可為所述觸摸屏的一部分。在某些實(shí)施例中，所述漫射材料可用于減小或最小化色移或可用于改變由顯示器反射的光的性質(zhì)，使得光調(diào)制顯示裝置顯現(xiàn)出較多的漫射和較少的鏡面反射。在其它實(shí)施例中，在所述觸摸屏下面提供一光源，并提供一個(gè)或一個(gè)以上反射性表面，以使得來(lái)自所述光源的被引導(dǎo)到所述觸摸屏的至少一部分光被反射到所述光調(diào)制裝置而不通過(guò)所述觸摸屏。在其它實(shí)施例中，提供一種可使用不同尺寸的散射體來(lái)散射光的漫射材料。
文檔編號(hào)G02B5/02GK101019071SQ200580030991
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者布萊恩·J·加利, 威廉·J·卡明斯 申請(qǐng)人:Idc公司