專利名稱：利用反向反射器提高亮度的箔顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)彩色顯示器，如動(dòng)態(tài)箔顯示器，特別涉及具有亮度增強(qiáng)性質(zhì)的這種顯示器。
光學(xué)顯示器是其中每個(gè)像素均獨(dú)立地調(diào)制來自光源的光以產(chǎn)生圖像的顯示器，所述光如背光、正面光、照明光或光波導(dǎo)。
動(dòng)態(tài)箔顯示器(DFD)通常包括顯示板，該顯示板具有作為有源板的光波導(dǎo)板、無源板和夾在這些板中間的柔性散射箔，以及致動(dòng)裝置，包括與該柔性箔相關(guān)聯(lián)的透明電極、與無源板相關(guān)聯(lián)的水平掃描電極，以及與有源板相關(guān)聯(lián)的垂直地址電極，這些元件按照下面的方式工作。該柔性箔與透明電極設(shè)置在一起，可以向該透明電極施加箔電壓。像素通常以矩陣結(jié)構(gòu)排列，每個(gè)像素位于無源板上設(shè)置的水平掃描電極和有源板上設(shè)置的垂直地址電極的交點(diǎn)處。
根據(jù)在掃描、地址和箔電極之間的電壓設(shè)置，可以局部產(chǎn)生迫使箔接觸有源板或接觸無源板的靜電力，分別導(dǎo)致激活像素或使像素不活動(dòng)。這樣，每個(gè)像素或者處于活動(dòng)的光去耦狀態(tài)，或者處于不活動(dòng)的阻光狀態(tài)，不存在這兩種狀態(tài)之間的狀態(tài)。
在激活像素的情況下，將柔性箔局部地與光波導(dǎo)板相接觸，光因此去耦合離開光波導(dǎo)板到散射箔中，并在該散射箔中沿各個(gè)方向散射。一些光散射離開顯示器，通過無源板，產(chǎn)生亮像素。
從WO 99/28890獲知一般類型的DFD。
在彩色箔顯示器中，將每個(gè)像素分成三個(gè)子像素。分別通過濾色片的綠、紅或藍(lán)色部分來設(shè)置每個(gè)子像素的顏色。濾色片通常是吸收濾色片，這意味著例如在濾色片的紅色部分吸收綠色和藍(lán)色光子，只有紅色光子透射。

圖1中示出這種顯示器。
但是，當(dāng)光在散射箔中沿各個(gè)方向散射時(shí)，大約一半的光沿著與觀察者相反的方向通過光波導(dǎo)自然地背散射。這意味著“損失”大約一半的光，在這種意義上，僅僅達(dá)到顯示器大約一半的可能亮度。因此例如很難提供用于日照條件下的足夠亮的圖像。因此，需要改進(jìn)的光學(xué)彩色顯示器設(shè)備，在這種顯示器設(shè)備中可以減輕上面的問題。
通過根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)顯示器設(shè)備基本上減輕了有關(guān)背散射的問題。隨附的從屬權(quán)利要求提供了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明的基本概念是利用反射裝置將從每個(gè)像素背散射的光反射回到同一個(gè)像素。
根據(jù)本發(fā)明，光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備包括光波導(dǎo)、柔性元件和將柔性元件的一個(gè)或多個(gè)部分與光波導(dǎo)的第一側(cè)相接觸的致動(dòng)裝置，其中在鄰近與第一側(cè)相對的光波導(dǎo)的第二側(cè)的位置提供反射裝置，并將其設(shè)置為將從光波導(dǎo)第一側(cè)入射的光基本上沿入射方向反射回去。
這是有利的，因?yàn)榉瓷涞谋成⑸涔馓岣吡孙@示器的亮度。
該柔性元件可以包括散射箔。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該顯示器分為像素，來自這些像素的光線朝反射裝置散射，該反射裝置設(shè)置為將入射光線反射回到從其中發(fā)生散射的同一個(gè)像素。這具有在無源板和柔性元件之間設(shè)置濾色片時(shí)使其可以應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。該反射裝置適宜地包括反向反射器。
該反向反射器優(yōu)選包括多個(gè)傾斜表面。這具有使其易于沿正確方向反射光的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，傾斜表面設(shè)置在頂角大約為90°的像帳篷一樣的結(jié)構(gòu)中。這提供了有效反射光線的優(yōu)點(diǎn)。
該反向反射器可以包括至少一個(gè)垂直表面，該垂直表面位于垂直于傾斜表面的平面中。這提供了如下優(yōu)點(diǎn)，即限制反射光線的位移，并由此防止光反射回到距離其入射位置太遠(yuǎn)的地方。
根據(jù)本發(fā)明的可替換實(shí)施例，傾斜表面設(shè)置在四個(gè)組中，每個(gè)組都具有拐角形狀。這是有利的，因?yàn)槠涮峁┝擞行У姆瓷洹?br> 反射裝置可由反射金屬制成。這是提供反射裝置良好反射性能的容易且有效的方式。
顯示器設(shè)備可以是動(dòng)態(tài)箔顯示器。
本發(fā)明的這些和其他方面將通過下文中描述的實(shí)施例顯而易見，并且參考下文中描述的這些實(shí)施例來進(jìn)行說明。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)情況的光學(xué)電子顯示器設(shè)備的一部分的示意側(cè)視圖，圖2是反向反射器的一部分的透視圖(為了清楚沒有按比例繪制)，圖3是根據(jù)本發(fā)明的具有反向反射器的光學(xué)電子顯示器設(shè)備的一部分的示意側(cè)視圖，圖4是反向反射器的可替換實(shí)施例的側(cè)視圖，以及圖5是圖4中的反向反射器的頂視圖。
圖1中的已知光學(xué)電子顯示器設(shè)備包括光波導(dǎo)2、呈散射箔3形式的柔性元件、無源板4和隔離物5。光波導(dǎo)2起有源板的作用。濾色片12位于無源板4面向散射箔的一側(cè)。
入射到光波導(dǎo)2的內(nèi)表面10上的光線9在散射箔3沒有接觸光波導(dǎo)2的像素中發(fā)生全內(nèi)反射。如圖1中所示，在散射箔3通過致動(dòng)裝置按照如上面根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的情況所描述的方式與光波導(dǎo)2相接觸的地方，入射光9耦合離開光波導(dǎo)2，并通過散射箔3沿各個(gè)方向散射。在一些情況下，如圖1中附圖標(biāo)記11所表示的，大部分光背散射到光波導(dǎo)2中，只有少量的光朝無源板4散射，并離開該顯示器。這種背散射導(dǎo)致顯示器亮度的損失。
為了至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的這一缺點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備具有反向反射器。反向反射器是沿著與入射光束入射方向平行的方向反射該入射光束的反射器。圖2中示出反向反射器6，其包括多個(gè)傾斜表面7和多個(gè)垂直表面8。圖3中示出該反向反射器在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中的定位，該圖也示出圖1的一些部件，這些部件具有與圖1中相同的附圖標(biāo)記。正如所看到的，該反向反射器位于光波導(dǎo)2上與其面向箔3的一側(cè)相對的一側(cè)。如圖3中所示，該反向反射器將背散光從其發(fā)生散射的位置朝向子像素(對應(yīng)于相互接觸的箔3和光波導(dǎo)2的表面)反射。光沿著相同的方向從基本上相同的位置耦合離開光波導(dǎo)，好像其根本沒有發(fā)生背散射。按照這種方式，由于更大部分的光沿著觀察者的方向耦合離開該光波導(dǎo)，因此增強(qiáng)了顯示器的亮度。由于光反射回到同一個(gè)子像素，因此將使視差效應(yīng)減為最小。
如圖2中所示，入射光例如相對于兩個(gè)傾斜表面7反射(圖2中左側(cè)所示)，或者相對于兩個(gè)傾斜表面7和其中一個(gè)垂直表面8反射。光線稍微位移，并沿著與入射方向平行的方向行進(jìn)，這意味著光線將重新定向到與其發(fā)生背散射大致相同的位置。
圖2中所示的反向反射器具有頂角為90°的像帳篷一樣的結(jié)構(gòu)。其優(yōu)選由反射金屬材料制成。假定每個(gè)像素是200μm寬，在該反向反射器中的每個(gè)像帳篷一樣的結(jié)構(gòu)的寬度是200μm。這意味著像帳篷一樣的結(jié)構(gòu)或反射棱鏡的深度是200μm。垂直表面8沿兩個(gè)維度反射入射光線。
大多數(shù)入射光線將經(jīng)歷三次反射，一次相對于垂直表面8反射，兩次相對于傾斜表面反射。這在圖2的右側(cè)示出。
一些入射光線將僅僅經(jīng)歷在傾斜表面上的兩次反射。這些光線的容許角度確定垂直表面的必要間隔。該容許角度又通過像素長度、光波導(dǎo)的厚度和反射棱鏡的深度來確定。標(biāo)準(zhǔn)的像素長度是600μm，如前所述，反射棱鏡的深度是200μm。光波導(dǎo)通常的厚度是2mm。
假定光行進(jìn)的距離是光波導(dǎo)厚度的兩倍，即2*2000μm＝4000μm，該距離超過一個(gè)像素的長度，即600μm，那么使用下面的關(guān)系式n*sin(θglass)＝sin(θair)，n＝1.5，并且假定光線在空氣中行進(jìn)的路徑長度至少為200μm＝＞1.5*(600/4000)＝X/200，其中X是所需的垂直間隔。
在上面的例子中，得到X＝45。因此，在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，垂直表面之間的間隔應(yīng)該是45μm，以使當(dāng)光線從反向反射器反射回來時(shí)保持該光線不會(huì)傳播到該像素外面。
圖4和5中示出反向反射器的可替換實(shí)施例。圖4和5中的反射器具有用于每個(gè)像素的拐角形狀，其將入射光沿著與如圖中所示相同的方向反射回去。優(yōu)選由反射金屬材料制成該反射器。
本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于所示的實(shí)施例。本發(fā)明在于每一個(gè)新特征，以及這些特征的每種組合。此外，權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不解釋為限制其保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備，包括光波導(dǎo)(2)，柔性元件(3)和將柔性元件(3)的一個(gè)或多個(gè)部分與光波導(dǎo)(2)的第一側(cè)相接觸的致動(dòng)裝置，其特征在于反射裝置(6)，設(shè)置在鄰近與第一側(cè)相對的光波導(dǎo)(2)的第二側(cè)的位置，并將其設(shè)置為將從光波導(dǎo)第一側(cè)入射的光基本上沿入射方向反射回去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備，其中柔性元件(3)包括散射箔(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備，其中該顯示器設(shè)備分為像素，來自這些像素的光線朝反射裝置(3)散射，該反射裝置(3)設(shè)置為將入射光線反射回到從其中發(fā)生散射的同一個(gè)像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備，其中反射裝置(6)包括反向反射器(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備，其中反向反射器(6)包括多個(gè)傾斜表面(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備，其中傾斜表面(7)設(shè)置在頂角大約為90°的像帳篷一樣的結(jié)構(gòu)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備，其中反向反射器(6)包括至少一個(gè)垂直表面(8)，該垂直表面位于垂直于傾斜表面(7)的平面中。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備，其中傾斜表面設(shè)置在四個(gè)組中，其中每個(gè)組都具有拐角形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備，其中反射裝置(6)由反射金屬制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)電子信息顯示器設(shè)備，其中顯示器設(shè)備是動(dòng)態(tài)箔顯示器。
全文摘要
箔顯示器設(shè)備具有無源板(4)和光波導(dǎo)(2)，以及置于這兩者之間的柔性箔(3)。該箔(3)可選擇性地與光波導(dǎo)(2)相接觸，以使光去耦合離開光波導(dǎo)(2)。反射裝置(6)位于光波導(dǎo)(2)與朝向柔性箔(3)那一側(cè)相對的一側(cè)。反射裝置(6)將背散射光反射回到從其中發(fā)生散射的位置，由此增強(qiáng)顯示器的亮度。
文檔編號G09F9/37GK1761905SQ200480007216
公開日2006年4月19日 申請日期2004年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月18日
發(fā)明者T·M·H·克里梅斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司