帶有多個(gè)光學(xué)腔的顯示裝置制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及帶有多個(gè)光學(xué)腔的顯示裝置。一種顯示器1201包括限定一個(gè)顯示平面的光調(diào)制器1211的陣列、一個(gè)光導(dǎo)1204、以及前朝向和后朝向的反射表面(分別為1205和1209)。該光導(dǎo)1204包括多個(gè)幾何光轉(zhuǎn)向器1206，并且該光導(dǎo)至少50％的后表面平行于該顯示平面。該后朝向反射表面1209平行于該顯示平面并且包括多個(gè)孔1213。
【專利說(shuō)明】帶有多個(gè)光學(xué)腔的顯示裝置
[0001]分案申請(qǐng)的相關(guān)信息
[0002]本案是分案申請(qǐng)。該分案的母案是申請(qǐng)日為2007年6月5日、申請(qǐng)?zhí)枮?00780020747.1、發(fā)明名稱為“帶有多個(gè)光學(xué)腔的顯示裝置”的發(fā)明專利申請(qǐng)案。
[0003]發(fā)明背景
[0004]用機(jī)械光調(diào)制器制成的顯示器是對(duì)基于液晶技術(shù)的顯示器的一個(gè)具有吸引力的替代。機(jī)械光調(diào)制器足夠快速以顯示具有良好視角和大范圍的色彩和灰度的視頻內(nèi)容。機(jī)械光調(diào)制器已成功地應(yīng)用于投射顯示器中。采用機(jī)械光調(diào)制器的背光式顯示器尚未展示出足夠的有吸引力的亮度和低功率的組合。本領(lǐng)域存在對(duì)于結(jié)合了速度、亮度和低功率的屬性的顯示器的需要。
[0005]在共同擁有的于2005年9月2日遞交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.11/218，690中(該專利申請(qǐng)全文通過(guò)引用結(jié)合在此)公開了用于改進(jìn)包括孔陣列的顯示器的光學(xué)效率的一種結(jié)構(gòu)，通過(guò)形成這樣的孔或透光區(qū)域作為一個(gè)本來(lái)是反射表面(稱為“反射孔層”)的一部分。在與包括一個(gè)第二反射表面的背光耦接時(shí)，這種反射孔層形成一種光學(xué)腔，該光學(xué)腔允許不立即穿過(guò)這些孔的光線進(jìn)行再循環(huán)。所描述的顯示器具有在40 %至60 %范圍內(nèi)的光通量效率，雖然在該反射層中形成的孔具有低至8 %到20 %的面積比。
[0006]發(fā)明概沭
[0007]總而言之，本發(fā)明涉及一種顯示器，它具有改進(jìn)的光學(xué)腔以提供增強(qiáng)的光方向性和效率。一方面，本發(fā)明涉及的一種顯示器包括帶有多個(gè)光調(diào)制器的一個(gè)陣列、一個(gè)光導(dǎo)以及前朝向和后朝向的多個(gè)反射表面。該光導(dǎo)包括多個(gè)幾何光轉(zhuǎn)向中心，以從該背光提出光。這些轉(zhuǎn)向中心的不同實(shí)施方案描述于美國(guó)專利號(hào)5，005，108,5, 202，950,5, 884，872、6，079，838,6, 174，064,6, 731，355,6, 827，456,7, 014，349 和 7，046，905 之中，這些專利全文通過(guò)引用結(jié)合在此。
[0008]在不同實(shí)施方案中，顯示器還包括定位于該后朝向反射表面之后的一個(gè)轉(zhuǎn)向膜和/或一個(gè)亮度增強(qiáng)膜。此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，顯示器包括一個(gè)光注入系統(tǒng)，該光注入系統(tǒng)包括一個(gè)燈和一種光準(zhǔn)直器，該光準(zhǔn)直器用于將由該燈輸出的光的非隨機(jī)部分引入光導(dǎo)以產(chǎn)生在一個(gè)預(yù)定角度范圍內(nèi)的準(zhǔn)直光。準(zhǔn)直光包括輸入光的任何分布，其中在一個(gè)預(yù)定的角度范圍內(nèi)高于隨機(jī)百分比的光朝被指向該反射孔層。美國(guó)專利號(hào)5，005，108、5，884，872、6，079，838和7，046，905中描述了適合用在顯示器中的不同的光準(zhǔn)直和注入技術(shù)，這些專利全文通過(guò)引用結(jié)合在此。
[0009]在一個(gè)實(shí)施方案中，這些光調(diào)制器是基于MEMS的光調(diào)制器，例如，快門，這些快門選擇性地干擾穿過(guò)在后朝向反射層中的相應(yīng)孔的光。在另一個(gè)實(shí)施方案中，這些快門是基于液體的快門，這些基于液體的快門使用一種被稱為電潤(rùn)濕的機(jī)制可以選擇性地干擾光。在另一個(gè)實(shí)施方案中，這些光調(diào)制器是液晶小室。該光調(diào)制器陣列限定一個(gè)顯示器表面。該顯示器面優(yōu)選基本上呈平面形。
[0010]該光導(dǎo)包括前表面和后表面。在一個(gè)實(shí)施方案中，光導(dǎo)后表面的約50%至約95%之間的面積基本上平行于顯不器表面。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，該光導(dǎo)至少50%的后表面的面積基本上平行于顯示器表面。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該光導(dǎo)的后表面的至少60%的面積基本上平行于顯示器表面。在又另一個(gè)實(shí)施方案中，該光導(dǎo)的后表面的至少70%的面積基本上平行于顯不器表面。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中，這種光導(dǎo)的后表面的至少80%的面積基本上平行于該顯示器表面。在再另一個(gè)實(shí)施方案中，這種光導(dǎo)的后表面的至少80 %的面積基本上平行于顯不器表面。
[0011]這些幾何光轉(zhuǎn)向器在此還被稱為出光中心、出光結(jié)構(gòu)和偏轉(zhuǎn)器。這些轉(zhuǎn)向器的功能是從光導(dǎo)向觀看者引出光。在一個(gè)實(shí)施方案中，這些光轉(zhuǎn)向器呈棱柱形。可替代地，這些光轉(zhuǎn)向器呈圓形、曲線形、梯形、橢圓形。優(yōu)選這些光轉(zhuǎn)向器的表面是光滑的。這些光轉(zhuǎn)向器能夠引出光，其中，在一個(gè)預(yù)定的角度范圍內(nèi)高于隨機(jī)百分比的光被導(dǎo)向反射孔層。
[0012]在某些實(shí)施方案中，這些光導(dǎo)向器具有朝向一個(gè)燈的前表面和背向該燈的后表面。到達(dá)前朝向反射表面上的轉(zhuǎn)向器的前面的覆蓋區(qū)的面積可能大于該轉(zhuǎn)向器的后面的類似覆蓋區(qū)的面積?？商娲兀@些光轉(zhuǎn)向器的前面和后面的覆蓋區(qū)的面積相等。此外，該光導(dǎo)中的這些光轉(zhuǎn)向器的填充密度可隨著這些光轉(zhuǎn)向器與該燈的距離而變化。
[0013]該后朝向反射層(在此也被稱為反射孔層)包括多個(gè)孔并且被定位于該光導(dǎo)之前，即在該光導(dǎo)與所要到達(dá)的觀看者之間。優(yōu)選地該后朝向反射層定位在這些光調(diào)制器之后。在一個(gè)實(shí)施方案中，該后朝向反射層是由在該光導(dǎo)的前表面上的一種金屬的淀積所形成。還可用一個(gè)電介質(zhì)鏡或用包括電介質(zhì)和多個(gè)金屬層的薄膜疊層來(lái)形成該后朝向反射層。該后朝向反射層優(yōu)選以90 %至98 %范圍內(nèi)的反射率來(lái)將光鏡面反射。
[0014]根據(jù)一種特征，該后朝向反射層優(yōu)選定位于光調(diào)制器的陣列的附近。在一個(gè)實(shí)施方案中，該后朝向反射層定位于距該光調(diào)制器陣列0.5mm之內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，多個(gè)光調(diào)制器的一個(gè)陣列形成在一個(gè)基底上，并且該后朝向反射層與該光調(diào)制器陣列之間的距離小于該基底的厚度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該后朝向反射層具有限定孔之間距離的一個(gè)間距，并且該后朝向反射層與該光調(diào)制器陣列之間的距離小于該間距。
[0015]根據(jù)另一特征，這些孔與該光調(diào)制器陣列中特定的光調(diào)制器相關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)可以是一對(duì)一、一對(duì)多、或多對(duì)一。每個(gè)孔允許一個(gè)光通量通過(guò)。對(duì)于任何一組孔與相關(guān)聯(lián)的光調(diào)制器而言，這些光調(diào)制器基本上對(duì)通過(guò)該孔的整個(gè)光通量進(jìn)行調(diào)制。更具體地說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)單一的光調(diào)制器基本上對(duì)通過(guò)一個(gè)單一的相關(guān)聯(lián)的孔的全部光通量進(jìn)行調(diào)制。在另一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)單一光調(diào)制器基本上對(duì)通過(guò)多個(gè)相關(guān)聯(lián)孔的光通量進(jìn)行調(diào)制。在又另一個(gè)實(shí)施方案中，多個(gè)光調(diào)制器一起基本上對(duì)通過(guò)一個(gè)單一孔的所有光通量進(jìn)行調(diào)制。
[0016]在一個(gè)實(shí)施方案中，該前朝向反射層(在此也稱為背反射體或背反射表面)基本上平行于該顯示器表面。即，它優(yōu)選與該顯示器表面成小于約10度的角。在一個(gè)實(shí)施方案中，該前朝向反射層平行于該顯示器表面。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，該前朝向反射層是淀積在該光導(dǎo)的后表面上的一種金屬。該前朝向反射層還可用一個(gè)電介質(zhì)鏡或用包括電介質(zhì)和多個(gè)金屬層的薄膜疊層來(lái)形成?？商娲?，該前朝向反射層通過(guò)一個(gè)氣隙與該光導(dǎo)分離。在一個(gè)實(shí)施方案中，該前朝向反射層將光鏡面反射。它優(yōu)選具有在90%至98%范圍內(nèi)的反射率。
[0017]此類顯示器將所發(fā)射的光集中在圍繞垂直于該顯示器平面的一個(gè)軸線(稱為“顯示器法線”)的一個(gè)角度范圍內(nèi)。例如，光可以如此集中，這樣以圍繞該顯示器法線的一個(gè)有用的角度范圍內(nèi)的角度從該后朝向反射表面反射出并且朝向該前朝向反射層的高于一個(gè)隨機(jī)百分比的光同樣以圍繞該顯示器法線的有用角度范圍內(nèi)的角度被轉(zhuǎn)向該反射孔層。在不同的實(shí)施方案中，該有用角度的范圍是在距該顯示器法線從約20度至約40度的范圍內(nèi)。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，該有用的角度范圍包括在顯示器法線的20度以內(nèi)的角度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該有用的角度的范圍包括顯示器法線的30度以內(nèi)的角度。在又另一個(gè)實(shí)施方案中，該有用的角度的范圍包括顯示器法線的40度以內(nèi)的角度。
[0018]在一個(gè)實(shí)施方案中，至少50%以該有用角度范圍內(nèi)的一個(gè)角度反射離開后朝向反射表面的光同樣以在該有用角度范圍內(nèi)的一個(gè)角度離開該光導(dǎo)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，至少70%以該有用角度范圍內(nèi)的一個(gè)角度反射離開該后朝向反射表面的光同樣以在該有用角度范圍內(nèi)的一個(gè)角度離開該光導(dǎo)。在又一個(gè)實(shí)施方案中，至少90%以該有用角度范圍內(nèi)的一個(gè)角度反射離開該后朝向反射表面的光同樣以在該有用角度范圍內(nèi)的一個(gè)角度離開該光導(dǎo)。
[0019]在另一方面，本發(fā)明涉及利用改進(jìn)的光學(xué)腔形成圖像的一種方法。這種方法包括提供多個(gè)光調(diào)制器的一個(gè)陣列，該陣列限定一個(gè)顯不表面，該顯不表面在一個(gè)光學(xué)腔附近。該光學(xué)腔包括作為前表面的一個(gè)后朝向反射孔層、一個(gè)后表面、以及定位于該前表面與該后表面之間的一個(gè)光導(dǎo)。光被反射離開該后朝向反射孔層。該光的一部分被反射到圍繞垂直于顯示器表面的顯示器軸線的有用角度范圍內(nèi)。這部分光具有一個(gè)初始總的光強(qiáng)度。然后，所反射的光被光腔的后表面轉(zhuǎn)向。在圍繞該顯示器法線的有用角度范圍內(nèi)朝向該反射孔層被轉(zhuǎn)向的光具有該初始強(qiáng)度的至少50%的強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施方案中，在圍繞該顯示軸線的有用角度范圍之內(nèi)的被轉(zhuǎn)向的光的強(qiáng)度是初始全部光強(qiáng)度的至少70%。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在圍繞該顯示軸線的有用的角度范圍之內(nèi)被轉(zhuǎn)向的光的強(qiáng)度是初始全部光強(qiáng)度的至少90%。在一個(gè)實(shí)施方案中，圍繞法線的有用角度范圍是圍繞該法線約40度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，圍繞該法線的有用的角度范圍是圍繞該法線約30度。在又另一個(gè)實(shí)施方案中，圍繞該法線的有用角度范圍是圍繞該法線約20度。
[0020]這種將以有用的角度接收的光以有用的角度轉(zhuǎn)向的能力在此被稱為錐形反射能力。更具體地說(shuō)，將錐形反射能力定義為一個(gè)背光或照明系統(tǒng)接收在一個(gè)預(yù)定角度(相對(duì)于入射軸線進(jìn)行測(cè)量)范圍內(nèi)的入射光錐并且然后沿著一個(gè)等效射出軸線重新發(fā)射或反射這種光的能力，其中以相同的預(yù)定角度范圍繞著該射出軸線測(cè)量的該射出光的積分強(qiáng)度(或輻射功率)大于積分的入射光的一個(gè)限定的部分。該入射光錐優(yōu)選照亮直徑至少為2mm的一個(gè)背光的面積，并且該輻射功率優(yōu)選是通過(guò)在一個(gè)類似的或更大的面積上積分的反射光來(lái)確定。
[0021]在一個(gè)方面，本申請(qǐng)包括一種顯示器，該顯示器包括多個(gè)光調(diào)制器的一個(gè)陣列，該陣列定義了一個(gè)顯示表面。該顯示器還包括一個(gè)光導(dǎo)，該光導(dǎo)具有前表面和后表面以及在其中形成的多個(gè)幾何光轉(zhuǎn)向器，其中該光導(dǎo)至少50%的后表面是基本上平行于該顯不表面。該顯示器還包括一個(gè)后朝向反射層，該后朝向反射層定位于該顯示表面附近。該后朝向反射層包括在其中形成的多個(gè)孔，該多個(gè)孔中的每個(gè)孔與多個(gè)光調(diào)制器的所述陣列中的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的光調(diào)制器相關(guān)聯(lián)。通過(guò)每個(gè)孔的光通量由該至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的光調(diào)制器調(diào)制，而該后朝向反射層朝該光導(dǎo)反射未通過(guò)該多個(gè)孔的光。該顯示器還包括一個(gè)前朝向反射層，該前朝向反射層定位于該光導(dǎo)的后表面附近。
[0022]該光調(diào)制器的陣列可包括多個(gè)基于MEMS的光調(diào)制器，這些光調(diào)制器用于選擇性地允許光穿過(guò)在該后朝向反射層中的多個(gè)孔以便協(xié)助形成一個(gè)圖像。該光導(dǎo)至少70%的后表面可基本上平行于該顯示表面。該光導(dǎo)至少90%的后表面可基本上平行于該顯示表面。該后朝向反射層可包括一個(gè)電介質(zhì)鏡。該后朝向反射層包括一個(gè)金屬層。
[0023]該顯示器可包括一個(gè)透明的低折射率電介質(zhì)層，該透明的低折射率電介質(zhì)層具有比該光導(dǎo)的折射率小的折射率并被設(shè)置在該后朝向反射層與該光導(dǎo)的前表面之間。該光導(dǎo)可包括至少第一層和第二層的一個(gè)復(fù)合體。該光導(dǎo)的第一層可包括玻璃與塑料中的一種。該光導(dǎo)的第二層可包括玻璃與塑料中的一種。該多個(gè)幾何光轉(zhuǎn)向器可包括基本上光滑的多個(gè)反射表面。
[0024]該顯不器可包括一個(gè)光注入系統(tǒng)，該光注入系統(tǒng)包括一個(gè)燈和一種光準(zhǔn)直器，該光準(zhǔn)直器用于將由該燈輸出的光的非隨機(jī)部分引入該光導(dǎo)的在一個(gè)預(yù)定角度范圍內(nèi)的準(zhǔn)直光之中。該顯不器可包括一個(gè)棱鏡轉(zhuǎn)向膜，該棱鏡轉(zhuǎn)向膜定位于該光導(dǎo)與該后朝向反射層之間。該顯示器可包括一個(gè)亮度增強(qiáng)膜，該亮度增強(qiáng)膜定位于該光導(dǎo)與該后朝向反射層之間。該顯示器還可包括一個(gè)側(cè)朝向反射層，該側(cè)朝向反射層定位于該光導(dǎo)一側(cè)的附近。
[0025]該多個(gè)幾何光轉(zhuǎn)向器可包括多個(gè)棱鏡光轉(zhuǎn)向器。這些棱鏡光導(dǎo)向器可具有朝向一個(gè)燈的一個(gè)第一表面以及背向該燈的一個(gè)第二表面，其中投射到該前朝向反射表面上的該第一表面的覆蓋區(qū)的面積大于投射到該前朝向反射表面上的該第二表面的覆蓋區(qū)的面積。這些棱鏡光導(dǎo)向器可具有朝向一個(gè)燈的一個(gè)第一表面和背向該燈的一個(gè)第二表面，其中投射到該前朝向反射表面上的該第一表面的覆蓋區(qū)的面積大致上等于投射到該前朝向反射表面上的該第二表面的覆蓋區(qū)的面積。
[0026]在垂直于該顯示表面的軸線的40度之內(nèi)從該后朝向反射層反射離開的光的至少70%可在該軸線的40度之內(nèi)被轉(zhuǎn)向返回該后朝向反射層。在垂直于該顯示表面的軸線的30度之內(nèi)從該后朝向反射層反射離開的光的至少70 %可在該軸線的30度之內(nèi)被轉(zhuǎn)向返回該后朝向反射層。在垂直于該顯示表面的軸線的20度之內(nèi)從該后朝向反射層反射離開的光的至少70%可在該軸線的20度之內(nèi)被轉(zhuǎn)向返回該后朝向反射層。
[0027]該光導(dǎo)中的該多個(gè)幾何光偏轉(zhuǎn)器的密度可作為距一個(gè)燈的距離的一個(gè)函數(shù)而變化。該光導(dǎo)中的該多個(gè)幾何光偏轉(zhuǎn)器的密度可作為這些幾何光偏轉(zhuǎn)器相對(duì)于該光的角度的一個(gè)函數(shù)而變化。該前朝向反射層與該顯示表面所成的角度可小于約10度。該后朝向反射表面可定位于該顯不表面的0.5mm之內(nèi)。
[0028]該光調(diào)制器的陣列可具有一種光調(diào)制器間距，并且該后朝向反射表面與該顯示表面之間的距離可小于該光調(diào)制器間距。該光調(diào)制器的陣列可形成在一個(gè)基底上，并且該后朝向反射層與該顯示表面之間的距離可小于該基底的厚度。
[0029]在另一方面，本申請(qǐng)包括一種顯示器，該顯示器具有:多個(gè)光調(diào)制器；以及，一個(gè)光導(dǎo)，該光導(dǎo)耦聯(lián)到該多個(gè)光調(diào)制器并具有前和后表面，并且多個(gè)幾何光轉(zhuǎn)向器形成于其中。該顯示器還包括一個(gè)前朝向反射層，該前朝向反射層定位于該光導(dǎo)的后表面附近。該顯示器還包括一個(gè)后朝向反射層，該后朝向反射層定位于該光導(dǎo)與該多個(gè)光調(diào)制器之間，包括在其中形成的多個(gè)孔。該多個(gè)孔中每一個(gè)對(duì)應(yīng)的孔與該多個(gè)光調(diào)制器中至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的光調(diào)制器相關(guān)聯(lián)。通過(guò)每個(gè)孔的光通量由該至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的光調(diào)制器調(diào)制，而該后朝向反射層朝該光導(dǎo)反射未通過(guò)該多個(gè)孔的光。
[0030]該多個(gè)孔中每一個(gè)對(duì)應(yīng)的孔可與該多個(gè)光調(diào)制器中一個(gè)單個(gè)對(duì)應(yīng)的光調(diào)制器相關(guān)聯(lián)。該多個(gè)孔中每一個(gè)對(duì)應(yīng)的孔可與該多個(gè)光調(diào)制器中多個(gè)對(duì)應(yīng)的光調(diào)制器相關(guān)聯(lián)。該多個(gè)孔中多個(gè)對(duì)應(yīng)的孔可與一個(gè)單個(gè)對(duì)應(yīng)的光調(diào)制器相關(guān)聯(lián)。
[0031]該多個(gè)光調(diào)制器可包括多個(gè)基于MEMS的光調(diào)制器，用于選擇性地允許光穿過(guò)在該后朝向反射層內(nèi)的該多個(gè)孔中相關(guān)聯(lián)的孔以協(xié)助形成一個(gè)圖像。
[0032]附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0033]參考下面的附圖，從本發(fā)明的詳細(xì)描述中將更容易理解前面的論述:
[0034]圖1A是一個(gè)顯示裝置的一個(gè)截面視圖。
[0035]圖1B是另一顯示裝置的一個(gè)截面視圖。
[0036]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置的一個(gè)截面視圖。
[0037]圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置的一個(gè)截面視圖。
[0038]圖3A是用于錐形反射能力性能測(cè)量的示意性光學(xué)布局。
[0039]圖3B展示了在本發(fā)明的不同實(shí)施方案中采用的背光的光輸出強(qiáng)度隨著立體角的變化。
[0040]4A和4B是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的顯示裝置中使用的一個(gè)光導(dǎo)的多個(gè)部分連同它們的相關(guān)聯(lián)的前朝向反射層的截面視圖。
[0041]圖5A至是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中使用的一個(gè)光導(dǎo)的多個(gè)部分連同它們的相關(guān)聯(lián)的前朝向反射層的截面視圖。
[0042]圖6A至6D是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中使用的一個(gè)光導(dǎo)的多個(gè)部分連同它們的相關(guān)聯(lián)的前朝向反射層的截面視圖。
[0043]圖7A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的顯示裝置的一個(gè)截面視圖。
[0044]圖7B至7D是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中使用的一個(gè)光導(dǎo)的多個(gè)部分連同它們的相關(guān)聯(lián)的前朝向反射層的截面視圖。
[0045]圖8A和SB是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中使用的一個(gè)光導(dǎo)的多個(gè)部分的截面視圖。
[0046]圖SC是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中使用的一個(gè)光導(dǎo)的等軸視圖。
[0047]圖9A至9C是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中使用的一個(gè)光導(dǎo)的多個(gè)部分連同它們的相關(guān)聯(lián)的前朝向反射層的截面視圖。
[0048]圖10A、10B、10C和IOD是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)不例性實(shí)施方案的一個(gè)顯不器中使用的一個(gè)光導(dǎo)連同相關(guān)聯(lián)的光注入系統(tǒng)的等軸視圖。
[0049]圖1lA和IlB在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示器中使用的一個(gè)光導(dǎo)連同相關(guān)聯(lián)的光注入系統(tǒng)的等軸視圖。
[0050]圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中不同部件的一個(gè)組裝圖。
[0051]圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中不同部件的一個(gè)組裝圖。
[0052]圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中不同部件的一個(gè)組裝圖。
[0053]圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中不同部件的一個(gè)組裝圖。
[0054]圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中不同部件的一個(gè)組裝圖。
[0055]圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置的截面視圖。
[0056]圖18A和18B是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置中使用的一個(gè)光導(dǎo)的多個(gè)部分連同它們的相關(guān)聯(lián)的前朝向反射層的截面視圖。
[0057]圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置的截面視圖。
[0058]圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置的截面視圖。
[0059]圖21是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一個(gè)顯示裝置的截面視圖。
_0] 某些示例性實(shí)施方案的詳細(xì)i兌明
[0061]為了提供對(duì)本發(fā)明的全面了解，將對(duì)某些示例性實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明，包括顯示設(shè)備以及其多個(gè)組成部件。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解，在此說(shuō)明的裝置可根據(jù)所致力的用途適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行改裝和修改，并且在此說(shuō)明的系統(tǒng)和方法可用在其他適當(dāng)?shù)挠猛局校⑶疫@些添加和修改不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。
[0062]名稱為“用于空間光調(diào)制的方法和裝置”的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.11/218，690說(shuō)明了具有增加的光學(xué)效率的一種背光式顯示器，該顯示器依賴于多個(gè)快門組件和多個(gè)孔徑的一個(gè)陣列。在一個(gè)給定像素上的快門組件用于將穿過(guò)相應(yīng)的孔徑的光學(xué)路徑交替地打開或關(guān)閉。這些孔徑形成為原本一種反射性表面中的透光區(qū)域，我們將其稱為反射孔層。該顯示器包括一個(gè)第二反射表面，它可形成為一個(gè)背光的一部分。
[0063]圖1A中給出了在美國(guó)專利11/218,690中所說(shuō)明的一個(gè)顯示裝置的圖示。在該顯示裝置101中，將孔102限定在孔層104中，該層可用反射材料制成。這些孔可被快門106交替地打開或關(guān)閉，這些快門可與快門組件108中的機(jī)電致動(dòng)器一起形成。這些快門構(gòu)成在光調(diào)制基底109上。調(diào)制基底109定位于背光110的頂部上，該背光進(jìn)而由燈112照明?？蓮挠?005年10月14日遞交的共同擁有的美國(guó)專利號(hào)11/251035中獲知對(duì)用于打開和關(guān)閉這些快門的機(jī)械致動(dòng)器的進(jìn)一步說(shuō)明，該專利通過(guò)引用結(jié)合在此。
[0064]如圖1A所示的顯示器可具有多個(gè)孔開口，這些孔開口包括一小部分(5%至25%)的可用像素。于是，在許多情況下，光的通量效率將以類似的方式受到限制，即該背光中的僅有5至25%的可用照明功率成為可供給觀看者。然而，在用反射材料形成該孔層104并且這種背光也具有一個(gè)背反射表面114的情況下，這種背光就能夠使最初并不穿過(guò)該孔到達(dá)觀看者的光線再循環(huán)。在該圖中將這種再循環(huán)的光的示例性光線展示為118。由于這些再循環(huán)的光線，所以一個(gè)更大部分的可用背光功率就最終能夠到達(dá)觀看者。表I示出了從帶有不同部分的孔開口的背光系列以及來(lái)自其金屬表面的反射效率計(jì)算出的效率結(jié)果。可實(shí)現(xiàn)高達(dá)75 %的通量效率。帶有這種改進(jìn)的通量的顯示器在等效的燈功率下可向觀看者傳送更大的亮度，或者反之，可通過(guò)與現(xiàn)有技術(shù)相比在該背光中降低的功率傳送相同的亮度。下面將利用具有反射性能或再循環(huán)性能的多個(gè)孔層的顯示器稱為反射孔顯示器。[0065]
【權(quán)利要求】
1.一種顯示裝置，包括: 光導(dǎo)，所述光導(dǎo)具有前表面、后表面和至少兩個(gè)側(cè)表面；以及 多個(gè)鏡面反射表面，其定位于鄰近但不直接接觸所述至少兩個(gè)側(cè)表面。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中定位于鄰近所述至少兩個(gè)側(cè)表面的所述多個(gè)鏡面反射表面通過(guò)氣隙與所述至少兩個(gè)側(cè)表面分隔開。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中所述氣隙的寬度介于約10微米至約0.5毫米之間。
4.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中所述氣隙的寬度小于約10微米。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述多個(gè)鏡面反射表面的至少一個(gè)包括金屬膜。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其包括定位于鄰近所述光導(dǎo)的第三側(cè)面的鏡面反射表面。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其包括定位于鄰近所述光導(dǎo)的后側(cè)的鏡面反射表面。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其包括后朝向鏡面反射表面，所述后朝向鏡面反射表面具有在其中形成的多個(gè)孔，這些孔定位于鄰近所述光導(dǎo)的所述前表面。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其包括定位于鄰近所述光導(dǎo)的基于MEMS的光調(diào)制器的陣列。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述光導(dǎo)包括至少兩個(gè)側(cè)表面，所述顯示器包括定位于鄰近所述至少兩個(gè)側(cè)表面的多個(gè)反射性側(cè)表面。
11.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中所述多個(gè)反射性側(cè)表面包括多個(gè)鏡面反射表面。
12.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中所述多個(gè)反射性側(cè)表面包括多個(gè)漫反射表面。
13.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其包括氣隙，所述氣隙在所述至少兩個(gè)側(cè)表面與對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)反射性側(cè)表面之間。
14.如權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中所述多個(gè)反射性側(cè)表面包括多個(gè)鏡面反射表面。
15.如權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中所述多個(gè)反射性側(cè)表面包括多個(gè)漫反射表面。
【文檔編號(hào)】G02B6/00GK103698837SQ201310495533
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2007年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2006年6月5日
【發(fā)明者】J·甘德西, N·W·哈古德, R·W·巴滕 申請(qǐng)人:皮克斯特隆尼斯有限公司