專利名稱：反射型顯示器的制作方法
反射型顯示器
背景技術(shù)：
反射型可視顯示器能夠被用在包括計算機監(jiān)視器、個人數(shù)字助理、蜂窩電話、手表以及其它設(shè)備的各種應用中。反射型顯示器具有勝過傳統(tǒng)的背光式LCD設(shè)備的多個優(yōu)點，包括低功耗和太陽光下極好的可見性。理想地，反射型顯示器將反射回給定譜帶內(nèi)的高百分比的入射光，而不管偏振如何。對于反射型顯示器內(nèi)的像素來說，展示快速的切換次數(shù)也可以是所期望的。


附示了本文中所描述的原理的各種實施例，并且構(gòu)成說明書的一部分。所圖 示的實施例僅僅是示例并且不限制權(quán)利要求的范圍。圖I是根據(jù)本文中所描述的原理的一個實施例的、使用來自膽甾醇型(cholesteric)液晶流體的說明性反射型顯示器的截面圖。圖2是根據(jù)本文中所描述的原理的一個實施例的、使用來自膽留醇型液晶流體的說明性反射型顯示器的截面圖。圖3是根據(jù)本文中所描述的原理的一個實施例的、使用來自膽留醇型液晶流體的說明性反射型顯示器的截面圖。圖4是根據(jù)本文中所描述的原理的一個實施例的、使用來自膽留醇型液晶流體的說明性反射型顯示器的截面圖。圖5A和5B是根據(jù)本文中所描述的原理的一個實施例的說明性反射型顯示器的頂視圖。圖5C是示出了根據(jù)本文中所描述的原理的一個實施例的反射型顯示器的阱區(qū)域與總的反射之間的說明性的相關(guān)性的圖表。圖6是根據(jù)本文中所描述的原理的一個實施例的說明性反射型彩色顯示器的截面圖。在全部圖中，相同的附圖標記指明類似的但未必相同的元素。
具體實施例方式反射型顯示器目前為止僅展示出有限的亮度，特別是如果它們是全色彩的話。根據(jù)本發(fā)明的一個說明性實施例，膽留醇型液晶流體的使用能夠改進反射型顯示器的亮度。膽甾醇型液晶流體能夠提高反射単元的有效孔徑并且還可以提供切換閾值，使得無源矩陣能夠被用來對顯示器進行尋址。例如，反射可見光的指定的譜帶中的一個偏振的膽留醇型液晶流體能夠與額外的反射鏡層相結(jié)合以反射該譜帶的另ー偏振，以及能夠與吸收所述指定的譜帶的互補顏料相結(jié)合。所述顏料能夠被收集到通過膽留醇型流體而被隱藏從而免受環(huán)境光的一個或多個小的區(qū)中一這導致將擊中此區(qū)并且被吸收的半數(shù)光通過來自膽甾醇型流體的反射被返還給用戶一等同于二等分收集區(qū)域的面積。這改進了等同的幾何結(jié)構(gòu)的亮度，或者通過允許其對于相同的光損耗來說更大來使收集區(qū)域更易于制造。
在以下的描述中，為了解釋的目的，陳述了大量的具體細節(jié)以便提供對本系統(tǒng)和方法的徹底理解。然而，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實現(xiàn)本裝置、系統(tǒng)以及方法。說明書中對“實施例”、“示例”的引用或類似的語言意指與該實施例或示例相聯(lián)系地所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在至少該ー個實施例中，但是并不一定被包括在其它實施例中。短語“在一個實施例中”或說明書中各個地方的類似短語的各種實例未必都指的是同一實施例。存在用于制造反射型顯示器的各種技木。然而，這些反射型顯示器目前為止僅展示出有限的亮度，特別是如果它們是全色彩的話。一些電泳反射型顯示器通過將顏料顆粒移動通過顯示單元的深度來工作。當顏料靠近顯示單元的頂部時，顔料的色彩被觀察者看見；當顏料靠近底表面時，流體或相反地移動的顏料的色彩被看見。因為這些顯示單元必須使用ー個色彩來隱藏另ー個色彩，所以他們僅能夠示出兩種色彩的組合。為了制造全色彩顯示器，可以將一系列這些顯示單元并排地組合。例如，可以將紅色/黒色、綠色/黒色以及藍色/黒色顯示單元并排地組合。在另ー實施例中，黒色/白色切換顯示單元與頂部上的紅色、綠色以及藍色濾色器并排地布置。這些配置嚴重地限制了能夠獲得的亮度，這是因 為對于給定的色彩來說只有小部分的顯示區(qū)域是反射性的。此外，這些顯示器會具有大的吸收損耗。其它電泳単元可逆地收集并且散布有色顔料，而不是僅將它們從單元的頂部移動到単元的底部。除了其它方面，則亮度受到收集區(qū)域與全部像素區(qū)域的比率的限制。為了得到良好的反射色彩，吸收性顏料被散布在處于吸收狀態(tài)下的像素的區(qū)域內(nèi)，并且被集中到處于清除狀態(tài)的小區(qū)域或區(qū)中。例如，為了將像素的狀態(tài)從吸收狀態(tài)改變到清除狀態(tài)，可以將該吸收性顏料收集到像素內(nèi)的電極表面上，其僅覆蓋単元區(qū)域的一部分。這將吸收性顏料集中到覆蓋電極表面的像素的小區(qū)域中。在顯示器中，可以將對紅色、緑色以及藍色進行調(diào)制的単元堆疊在一起以給出全色彩顯示。在顯示器中通常存在也阻擋光的諸如電極和/或薄膜晶體管之類的其它結(jié)構(gòu)，從而進ー步減小了亮度。為了實現(xiàn)像素化的顯示器，通常使用有源矩陣。有源矩陣會増加復雜性并且進一步減小像素的孔徑。如上文所討論的那樣，將膽留醇型液晶流體包含到顯示單元中既能夠増大反射型顯示器的亮度，又能夠降低制造該反射型顯示器的復雜性和成本。圖I是包含膽甾醇型液晶流體(115)的說明性顯示單元(100)的截面圖。這些顯示単元(100)的陣列能夠被用來形成反射型顯示器。在圖I的左邊部分顯示單元(100)被示出為處于反射狀態(tài)，而在圖I的右手邊部分顯示單元(100)被示出為處于吸收狀態(tài)。如在下文所描述的，顯示單元(100)能夠在反射狀態(tài)與吸收狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。根據(jù)ー個說明性實施例，顯示單元(100)具有光入射壁(105)和第二壁(140)。當顏料顆粒(145)朝向第二壁(140)被聚集時顯示單元(100)處于其反射狀態(tài)，而當顏料顆粒(145)朝向光入射壁(105)被聚集時顯示單元(100)處于其吸收狀態(tài)。上電極(110)可以被布置為接近顯示單元的光入射壁(105)?？梢砸愿鞣N方式來形成上電極(110)，所述各種方式包括在襯底上沉積圖案化的氧化銦錫(ITO)、氧化鋅或鋅氧化錫(ZTO)。在一些實施例中，光入射壁(105)和上電極(110)在一系列光波長上可以基本上是透明的。相似地，下電極(135)可以被布置為接近第二壁(140)。上和下電極(110，135)可以被連接到提供額外的切換和矩陣化能力的薄膜晶體管。如說明書和隨附權(quán)利要求所使用的那樣，術(shù)語“第二壁”指代顯示單元內(nèi)的、顔料被收集到的壁。顯示單元的第二壁可以為底壁、側(cè)壁或顯示單元的其它部分。膽甾醇型液晶流體(115)提供了顔料(145)可以通過其移動的介質(zhì)。在反射狀態(tài)下，顔料(145)被吸引到阱(150)中。根據(jù)ー個說明性實施例，阱(150)可以是穿過形成在底部電極(135)上面的ー個或多個層的孔。例如，這些層可以包括波片(120)、膽留醇型聚合物層(125)以及可選的隔離物層(130)。在一些實施例中，膽甾醇型液晶流體(115)與頂部和底部電極(110，135)這兩者都接觸。在電極與流體之間可以存在薄絕緣層(為了清楚起見未示出)，以防止電極材料與流體的直接接觸。這些薄絕緣層還可以被用來向膽留醇型液晶層(115)提供適當?shù)呐湎? (alignment)。根據(jù)ー個說明性實施例，膽留醇型液晶流體(115)可以被配置成反射具有特定的偏振和波長或波長范圍的光。膽留醇型液晶流體(115)的反射特性通常與流體所采用的螺距有關(guān)——流體的ー個或多個分子成分是手性的(chiral)，并且大部分成分是剛性的、棒狀的分子。這導致分子與它們的鄰居基本上對準，然而具有通過流體的塊體的此平均方向的總扭曲。膽留醇型流體或固體反射左旋或右旋圓偏振光。例如，如果形成膽留醇型液晶流體(115)的足夠的分子具有左旋手性結(jié)構(gòu)，則流體(115)可以反射左旋圓偏振光，同時允許光的右旋偏振通過液晶流體(115)。在圖I的左邊部分中示出的說明性示例中，隨機偏振的光線(155)進入顯示単元(100)。在這個示例中，液晶流體(115)具有反射包含在入射光線(155)中的一個偏振的左旋手性結(jié)構(gòu)。這將入射光線(155)劃分成兩個部分光(157)的左旋偏振被從液晶流體(115)反射，而光的右旋偏振穿過液晶流體(115)。在圖I中，左旋偏振光由疊加在光線上的“L”來指示，而右旋偏振光由疊加在光線上的“R”來指示。既不具有“L”指示也不具有“ R”指不的光線由左旋偏振光和右旋偏振光的組合構(gòu)成。液晶流體(115)充當単元的整個表面上的入射光的一個偏振分量的反射器。在這個說明性示例中，液晶流體(115)反射左旋偏振光(157)。這通過阻止左旋偏振光到達吸收性顏料(145)來部分地掩蔽阱(150)中的吸收性顏料(145)的存在。因此，與左旋偏振光被阱(150)中的顔料(145)吸收相反，左旋偏振光被反射出顯示器。這通過減少顏料的吸收最大化了處于其反射狀態(tài)下的顯示器的亮度。這能夠給顯示器提供増加的亮度和/或允許更大的阱尺寸。為了最大化顯示器的亮度，期望的是兩個偏振都被反射。為了實現(xiàn)其，未被膽甾醇型流體反射的右旋偏振光(159)穿過波片(120)。如在說明書中和隨附權(quán)利要求中所使用的那樣，術(shù)語“波片”指的是改變傳播通過它的光的偏振的光延遲器。波片可以為零級波片或多級波片。典型的波片可以是具有特定的厚度和方位的雙折射晶體或膜。根據(jù)ー個說明性實施例，波片(120)可以是將一個偏振轉(zhuǎn)換成相反偏振的半波片。在這個示例中，波片(120)將光從左旋偏振轉(zhuǎn)換成右旋偏振，并且反之亦然。因此，隨著光線離開波片(120)并且進入膽甾醇型聚合物層(125)，該光線具有相反的偏振，如由疊置在光線(159)上的“L”所示出的那樣。根據(jù)ー個說明性實施例，膽甾醇型聚合物層(125)被用作為附加的反射鏡來反射未被膽留醇型流體反射的光。膽留醇型聚合物層(125)可以以各種方式來加以制作，所述各種方式包括將膽留醇型單體涂覆到襯底上并且對它們進行UV固化處理以形成固體聚合物層。膽留醇型聚合物層(125)能夠以各種方式被圖案化以產(chǎn)生阱(150)，所述各種方式包括掩模曝光、圖案化沉積或壓印。在圖I中所示出的實施例中，膽甾醇型聚合物層(125)也具有左旋手性結(jié)構(gòu)并且將穿過波片(120)的光線(159)反射回到波片中。當光線(159)第二次穿過波片時，其偏振被恢復為其原始的右旋偏振狀態(tài)。具有所恢復的其原始的偏振的光線(159)繼續(xù)通過液晶流體(115)并且從顯示單元(100)出射。在圖I的右手邊部分上圖示的吸收狀態(tài)下，通過跨越上和下電極(110，135)施加電壓，顏料被鄰近上電極(110)分布。這些顏料(145)吸收給定光波帶內(nèi)的入射光(155)并且在其它光波帶內(nèi)是透射性的。為了清楚起見，已經(jīng)圖示了僅幾個顏料顆粒(145)。此外，已經(jīng)改變了顏料顆粒(145)的比例。實際上，在顯示單元內(nèi)可以存在更多數(shù)目的顆粒。通過使用膽留醇型液晶和聚合物反射器來反射光的兩個偏振，提高了顯示器的給定顏色的總亮度。如上文所描述的那樣，膽留醇型液晶的使用改進了反射単元的有效孔徑。顔料被收集到通過膽留醇型流體而被隱藏從而免受環(huán)境光的一個偏振的一個或多個小的區(qū)中。與入射光照射所收集的顔料并且被吸收相反，膽留醇型流體反射入射光的ー個偏振。這相當于二等分收集區(qū)域的面積。如說明書和隨附權(quán)利要求中所使用的那樣，術(shù)語“收集區(qū)域”指的是顏料被集中到其內(nèi)以減少像素內(nèi)的光的吸收的區(qū)域。使用膽甾醇型流體作為反射器改進了等效幾何結(jié)構(gòu)的亮度，或者通過允許其對于相同的光損耗而言更大而使收集區(qū)域更易于制造。相似地，膽留醇型流體可以有助于減少由于有源矩陣顯示器中的開關(guān)晶體管而導致的損耗。有源矩陣通常使用各個晶體管來將期望的電壓引導給各個像素電極。這會需要多個層和制造復雜性以制造并且連接晶體管、像素電極以及驅(qū)動線路。他們也可能需要通過有時被稱為黑色矩陣的光吸收層而被屏蔽會影響晶體管的性能的光。根據(jù)ー個說明性實施例，開關(guān)晶體管可以存在于顯示単元的底層中并且控制底部電極的電氣開關(guān)。在反射狀態(tài)下，膽留醇型層在光到達開關(guān)晶體管之前反射光的一半。因此，能夠減少開關(guān)晶體管以及任何相關(guān)的黑色矩陣的不期望的光吸收。當結(jié)合無源矩陣使用吋，膽留醇型流體也可以提供多個額外的好處。無源矩陣顯示器在顯示單元內(nèi)不使用晶體管。相反，無源矩陣在前表面上使用帯狀電極陣列，以及在后表面上使用交叉帯狀電極陣列。像素被布置在前帯狀電極與后帶狀電極之間的交叉點處。使用液晶作為工作流體導致了用于移動電泳顏料顆粒的閾值電壓，并且導致切換狀態(tài)的雙穩(wěn)態(tài)。例如，在顏料移動通過液晶流體之前最小電壓電勢被施加到電極兩端。在電壓被移除之后，顔料趨于保持在適當?shù)奈恢枚鵁o需進ー步施加電功率。移動膽留醇型液晶內(nèi)的顔料所需要的最小閾值電壓僅僅在前電極和后電極二者都被通電時才發(fā)生。訪問給定單元所需要的全部是激活交叉電極。這會導致具有顯著減小的復雜性和制造成本的顯示器。這可以導致多個好處，包括顯著的電カ節(jié)約以及無源矩陣而不是有源矩陣的使用。
在有源或無源顯示器中，膽留醇型液晶反射器的使用還通過在光穿過堆疊在下面的任何顯示層之前就返回光來增強亮度。作為減少不期望的光損耗的結(jié)果，還提高了色彩純度和色域。圖2是說明性顯示單元(200)的反射狀態(tài)和吸收狀態(tài)的截面圖。此顯示単元(200)類似于圖I的顯示單元。然而，此說明性顯示單元(200)未使用波片(120，圖I)來改變?nèi)肷湓谀懥舸夹途酆衔飳?225)上的光的偏振。相反，膽留醇型聚合物層(225)具有右旋手性結(jié)構(gòu)并且反射穿過左旋膽甾醇型液晶流體(115)的光的偏振。使用與液晶層接觸的固化介晶層(225)的ー個優(yōu)點在干固化層的表面將對其之上的液晶進行配向。隔離物層(230)也可以被包括在顯示器中。在一些實施例中，隔離物層(230)可以包括底切(147)，以使得顔料中的一些能夠隱藏在上面的反射鏡之下，如圖2中所示出的那樣。這將進一步提高顯示單元(200)的反射效率。在這個說明性實施例中，包含兩個偏振分量的光線(155)穿過光入射壁(105)和透明電極(110)。左旋膽甾醇型液晶流體(115)反射光線(155)內(nèi)的光的第一偏振。剩下的偏振(159)照射右旋膽留醇型聚合物層(225)并且被反射出顯示器。如上文所討論的那樣，顔料(145)能夠被選擇性地吸收到阱(150)和隔離物層(230)的底切部分(147)中，以最小化在反射狀態(tài)下它們對入射光(155)的吸收。為了從反 射改變到吸收狀態(tài)，通過跨越上和下電極(110，135)施加電壓，顏料(145)能夠被從阱中吸出來并且吸引到上電極(110)。通過將顏料(145)定位為靠近上電極(110)，在入射光(155)能夠被液晶流體(115)反射之前該入射光(155)就被吸收了。為了清楚起見，已經(jīng)圖示了僅幾個顏料顆粒(145)。此外，已經(jīng)改變了顏料顆粒(145)的比例。實際上，在顯示單元內(nèi)可以存在更多數(shù)目的顆粒。此說明性顯示單元(200)還改進了其反射単元的有效孔徑。如說明書和隨附權(quán)利要求中所使用的那樣，術(shù)語“孔徑”指的是展示出對反射的光進行調(diào)制的動態(tài)光效應的単元的實際的或等效的區(qū)域。類似于圖I中所示出的實施例，收集在阱中的顔料通過膽甾醇型流體而被部分地遮蔽從而免受環(huán)境光。因此，將擊中顔料的一半光通過來自膽留醇型流體的反射而返回到用戶。此外或可替換地，固體膽留醇型層(225)能夠被諸如布拉格反射鏡或光子晶體之類的波長選擇性反射鏡所代替。布拉格反射鏡是包括具有不同折射率的光學材料的交錯序列的結(jié)構(gòu)。常常使用的設(shè)計是四分之一波布拉格反射鏡，其中每個光學層都具有對應于反射鏡被設(shè)計用于的波長的四分之一的厚度。布拉格反射鏡將反射所設(shè)計波長的光的兩個偏振并且在其它波長處基本上是透明的。光子晶體是影響光的傳播的周期性光學納米結(jié)構(gòu)。廣泛范圍的光子晶體能夠被用來反射ー個光波長或ー個波長帶，而對其它光學波長是透明的。在這個和其它實施例中，可能希望顯示器的對光的反射是散射的，以產(chǎn)生寬視角。這可以以包括在粗糙表面上涂覆反射性成分的各種方式來完成。在膽留醇型液晶中，使用自然地趨于形成的域可能是足夠的。在一些實施例中，可以修改膽留醇型液晶的組分或結(jié)構(gòu)以增強來自膽甾醇型液晶的漫反射。圖3是說明性顯示單元(300)內(nèi)的一個單元的截面圖，該說明性顯示單元(300)使用膽留醇型流體(115)來反射光的一個偏振(357)，并且使用定位在単元之下的反射鏡(365)來反射光的另ー偏振(359)。根據(jù)ー個說明性實施例，反射鏡(365)可以是選擇性地反射給定波段而透射其它波段的反射表面。例如，反射鏡(365)可以是布拉格反射鏡、膽甾醇型反射器、波片和膽留醇型反射器的組合或光子晶體。如上文所討論的那樣，在顯示單元(300)的反射狀態(tài)下顏料(145)被收集在阱(150)中。在此說明性實施例中，阱(150)是透明隔離物層(330)中的孔。在吸收狀態(tài)下顏料(145)被從阱(150)中吸引出而到達上電極(110)。圖4是說明性反射単元(400)的截面圖。在此說明性實施例中，形成阱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不存在的。相反，底部電極(435)的面積已被減小。根據(jù)ー個說明性實施例，底部電極(435)已經(jīng)被圖案化在第二壁(440)上。底部電極(435)能夠以包括平面印刷技術(shù)、絲網(wǎng)印制法、照相凹版印刷、微接觸印刷、壓印或其它適當?shù)膱D案化技術(shù)的各種方式來被圖案化。更小的底部電極(435)從膽甾醇型液晶流體(115)的容積中吸出顏料(145)并且吸入到電極(435)上的相對小的區(qū)域中。因此，在反射狀態(tài)下，光的第一偏振(457)在単元(400)的整個區(qū)域上被反射。光的第二偏振在單元(400)的各部分中被下面的反射器(470)反射，其中反射器(470)未被底部電極(435)和吸收性顏料(145)覆蓋。在圖4的右邊所圖示的吸收狀態(tài)以與先前描述的實施例類似的方式工作。具有兩個偏振的入射光(455)被接近上電極(110)的顔料(145)吸收。底部電極(435)能夠形成在遍及單元的各種位置中。例如，底部電極(435)能夠位于單元(400)的底表面上或側(cè)壁(437)上的任何地方。如說明書和隨附權(quán)利要求中所使用的那樣，術(shù)語“側(cè)壁”指的是顯示単元的被用來橫向地限定単元的范圍的表面。単元的側(cè)壁不必基本上垂直于顯示器的平面，而是能夠具有用來橫向地限定顯示器內(nèi)的ー個或多個單元的范圍的各種角度和結(jié)構(gòu)。在電極位于在側(cè)壁上的實施例中，側(cè)壁可以變成收集顏料的顯示單元的“第二壁”。圖5A是顯示單元(500)內(nèi)的四個單元(505)的頂視圖。在此說明性實施例中，底部矩形電極(515)覆蓋每個単元的總區(qū)域的中心部分。如上文所描述的那樣，底部電極可以被布置在阱內(nèi)。単元區(qū)域的剰余部分(510)被反射表面所覆蓋。例如，底部電極(515)可以覆蓋単元的總區(qū)域的11%。在沒有膽留醇型液晶流體的情況下，最大的期望的總反射在單元處于其反射狀態(tài)下時將是89%，其是未被聚集在電極上的顔料遮蔽的単元的區(qū)域。然而，當在底部電極上使用了膽甾醇型液晶流體時，反射光的11%的損耗被減少一半。如上文所討論的那樣，膽留醇型液晶選擇性地反射光的ー個偏振。當顔料被吸引到底部電極(515)吋，膽留醇型液晶在単元的整個區(qū)域上反射光的ー個偏振。光的另ー偏振由被吸引到底部電極的顔料所吸收，但是被剩下的表面區(qū)域反射。因此，對于包括膽留醇型液晶的單元來說最大的期望的反射為約95%。圖5B是反射型顯示器(520)中的四個單元(535)的圖。在此說明性實施例中，底部電極(525)采取跨越經(jīng)過每個單元(535)的帶的形式。根據(jù)ー個說明性實施例，底部電極(525)可以覆蓋每個單元(535)的總區(qū)域的25%。如上文所討論的那樣，在沒有膽留醇型液晶流體的情況下，來自此單元的最大的期望的反射為約75%，其對應于反射區(qū)域(530)。當膽甾醇型液晶流體被放入在單元中時，25%的光損耗能夠被減少一半。因此，最大的反射光將提高到入射光的88%。圖5C是示出了底部電極區(qū)域/阱區(qū)域與顯示單元的總反射之間的說明性相關(guān)性的圖表。如能夠從該圖表中看出的那樣，膽甾醇型液體層的引入將光損耗減少一半。例如， 當相對于像素區(qū)域的阱的區(qū)域為6%時，膽甾醇型液晶層反射額外的3%的入射光。這導致約97%的總的期望的反射。如上文所描述的顯示器有效地對一個譜帶內(nèi)的反射性進行調(diào)制。該波段內(nèi)的入射光或者被膽留醇型液晶流體或額外的反射鏡而反射，或者被顏料吸收。例如，顯示單元可以被調(diào)諧成空間地調(diào)制紅光波長。當紅光波長在反射圖像中不是期望的分量時，青色顔料被帶到單元的表面以吸收該紅光波長。當在發(fā)射圖像中期望紅光波長時，顔料被拉到阱中并且紅光波長中的多數(shù)被膽留醇型液晶和額外的反射器反射。
全色彩顯示器能夠通過堆疊3個這樣的顯示器來實現(xiàn)，每個都被指定為對不同的譜帶(例如紅光、綠光以及藍光)進行調(diào)制。因為每ー層中的反射器立即返回相關(guān)的譜帶，而不是通過所有層傳遞光，所以顯示器的效率被進ー步增強勝過常規(guī)堆疊式顯示器。圖6是由三個堆疊的單元(605，610, 615)組成的說明性彩色顯示器(600)的截面圖。這些單元圖示對應圖4中的設(shè)計，但是可以是包括上文所圖示或描述的那些設(shè)計的多個設(shè)計中的任何ー個。単元出05，610，615)中的每ー個都可以被調(diào)諧成對特定的波長帶進行調(diào)制。例如，上単元(605)可以被調(diào)諧成對紅光波長(630)進行調(diào)制。包括膽甾醇型流體￠35)、顔料以及反射性夾層(650)的上単元(605)的各個組成部分可以被調(diào)諧到紅 光波長￠30)。上単元(605)中的顔料可以被特別地選擇成吸收紅光波長￠30)，并且膽甾醇型流體(635)和反射性夾層(650)可以被特別地調(diào)諧成反射紅光(630)中的至少ー個偏振。相似地，第二単元(610)可以被調(diào)諧成對緑色譜帶(625)進行調(diào)制，其中顔料被調(diào)諧成吸收綠色譜帶(625)并且膽留醇型液晶(640)和反射性夾層(655)被調(diào)諧成反射緑色譜帶(625)。第三単元(615)可以被調(diào)諧成對藍色譜帶(620)進行調(diào)制，其中顔料被調(diào)諧成吸收藍色譜帶(620)，并且膽留醇型液晶(645)和反射性夾層(660)被調(diào)諧成反射藍色譜帶(620)。各個單元(605，610，615)可以具有各種配置和材料。例如，在堆疊中下面較低的光譜選擇性層(655，660)是否具有不想要的吸收帶或反射帶不要緊，只要這些層與上面較高的層重疊即可，這是因為，那些波段中的光在到達較低的層出55，660)之前將被反射或吸收?？傊@示單元的改進的亮度可以通過將膽留醇型液晶用作為選擇性反射器并且作為用于吸收性顏料的運動的流體介質(zhì)而被獲得。膽留醇型液晶流體通過隱藏收集的顔料而使其免受環(huán)境光的一個偏振來改進反射単元的有效孔徑。這導致一半的光被反射回用戶，否則這些光將由于吸收性顔料的吸收而被損耗掉。這改進了等效幾何結(jié)構(gòu)的亮度，或者通過允許其對于相同的光損耗而言更大而使收集區(qū)域更易于制造。已經(jīng)給出了僅用以圖示并且描述所描述的原理的實施例和示例的前述描述。本描述不g在是窮舉的或?qū)⑦@些原理限制到所公開的任何精確形式。按照上文的教導，許多修改和變化是可能的。
權(quán)利要求
1.ー種反射型顯示器，包括 具有光入射壁(105)和第二壁(140，437)的顯示單元(100，200, 300, 400, 500，.520)； 反射層(125，225，365，470, 650, 655，660)； 布置在所述顯示單元(100，200, 300, 400, 500, 520)內(nèi)、位于所述光入射壁與反射層之間的膽甾醇型液晶流體(115);以及 可移動地懸浮在所述膽留醇型液晶流體(115)內(nèi)的多個顏料顆粒(145)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示器，還包括 接近所述顯示單元(100，200, 300, 400, 500, 520)的所述光入射壁(105)的上電極(110);以及 接近所述顯示器的所述第二壁(140，437)的下電極(135，435，515，525)； 其中，跨越所述上電極(110)和所述下電極(135，435，515，525)施加的電壓在所述膽甾醇型液晶流體(115)內(nèi)移動所述多個顏料顆粒。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的顯示器，其中，所述顯示単元(100，200,300,.400，500, 520)展示出反射狀態(tài)，在所述反射狀態(tài)下，所述多個顏料顆粒(145)被收集在所述顯示單元(100，200, 300, 400, 500, 520)的所述第二壁(140，437)附近，所述膽甾醇型液晶流體(115)被布置在所述顏料顆粒(145)與入射光(155)之間，所述膽留醇型液晶流體(115)反射入射光(155，355)的第一部分(157，357)，并且所述反射層(125，.225，365，470, 650, 655，660)反射所述入射光(155，355)的第二部分(159，359)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的顯示器，其中，所述顯示単元(100，200,300,.400，500, 520)展示出吸收狀態(tài)，在該吸收狀態(tài)下，所述多個顏料顆粒(145)被吸引到所述光入射壁(105)并且吸收所述入射光(155，355)的一部分。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的顯示器，其中，所述第二壁(140，437)是所述顯示單元(100，200, 300, 400, 500, 520)的側(cè)壁(437)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的顯示器，所述反射層(125，225，365，470，.650，655，660)與所述顯示單元(100，200, 300, 400, 500, 520)的所述第二壁(140，.437)平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器，其中，所述反射層(125，225，365，470，650，.655，660)是具有手性的固體膽留醇型層(225)，該手性為所述膽留醇型液晶流體(115)的相反手性。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器，還包括插入在膽留醇型液晶流體(115)與所述反射層(125)之間的半波片(120)，所述反射層(125)為與所述膽甾醇型液晶流體(115)具有相同的手性的固體膽留醇型層。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器，其中，所述反射層(365，470)位于所述下電極(135，435，515，525)之下。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-9中任一項權(quán)利要求所述的顯示器，其中，所述下電極(135，435，.515，525)處于阱(150)的底部，所述多個顏料(145)被吸引到所述阱(150)中以產(chǎn)生所述反射狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示器，其中，所述阱(150)包括在透明的聚合物隔離物(130, 230, 330)內(nèi)的孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示器，其中，所述阱(150)包括底切(147)，以使得顔料(145)被吸引到所述講(150)和底切(147)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示器，其中，所述阱(150)包括在固體膽留醇型層(125，225)內(nèi)的孔。
14.ー種彩色反射型顯示器￠00)，包括 至少兩個堆疊的顯示單元(605，610, 615)，所述堆疊的顯示單元(605，610, 615)中的每ー個均包括 光入射壁(105)和第二壁(140，437)； 布置在所述顯示單元出05，610，615)內(nèi)的膽留醇型液晶流體(115，635， 640，645)； 可移動地懸浮在所述膽留醇型液晶流體(115，635，640，645)內(nèi)的顏料顆粒(145);以及反射層(125，225，365，470, 650, 655，660)； 其中，所述膽留醇型流體(115，635，640，645)、顏料顆粒(145)以及反射層(125，225，365，470, 650, 655，660)被調(diào)諧成對光出20，625，630)的顏色進行調(diào)制；第一顯示單元(605)被調(diào)諧成對光的第一顔色(630)進行調(diào)制，而第二顯示單元(610)被調(diào)諧成對光的第二顔色(625)進行調(diào)制。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示器，其中，當與所述第一顯示單元(605)—起的所述顏料顆粒被吸引到所述第一顯示單元￠05)的所述第二壁(140，437)時，所述顯示器(600)反射光的所述第一顔色￠30)，所述第一顯示單元(605)中的所述膽留醇型液晶流體(635)反射光的所述第一顔色￠30)的第一偏振，而所述反射層(650)反射光的所述第一顔色(630)的第二偏振。
全文摘要
一種反射型顯示器包括具有光入射壁(105)和第二壁(140,437)的顯示單元(100,200,300,400,500,520)。膽甾醇型液晶流體(115)布置在所述顯示單元(100,200,300,400,500,520)內(nèi)，并且多個顏料顆粒(145)可移動地懸浮在所述膽甾醇型液晶流體(115)內(nèi)。反射層(125,225,365,470,650,655,660)在顯示單元(100,200,300,400,500,520)的光入射壁(105)對面。
文檔編號G02F1/1335GK102652278SQ200980163037
公開日2012年8月29日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者A.蓋索, S.基特森 申請人:惠普發(fā)展公司，有限責任合伙企業(yè)