用于前光半后向反射显示器的方法和装置制造方法及图纸

本披露总体上涉及一种具有透明的和选择性发射的光定向的前光显示器。该披露的半后向反射显示器、半镜面显示器和镜面显示器包括多个定向前光系统，这些定向前光系统用一种保留了光输出的非朗伯特性的方式对光进行反射。在具有基本上朗伯反射系数的常规的微囊化电泳显示器中，很多光没有被反射回朝向观看者，与之相比，本披露引出具有更高照明度的更亮的显示器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求在2013年9月30日提交的临时申请号61/884,854的提交日期的优先权；该申请的说明书以其全部内容通过引用结合在此。
本披露涉及前光半后向反射显示器及其制造的方法。在一个实施例中，本披露涉及一种具有透明的和选择性发射光定向的前光显示器。
技术介绍
常规的前光照明微囊化电泳显示器典型地以所谓的朗伯方式在白状态中反射光。从前灯发出的光在白状态下在所有方向上等同地辐射并且具有相等的亮度。从而，反射光的一大部分没有被反射回给观看者，由此限制了显示器的被感知亮度。被感知亮度和屏幕出射度之比是低效的大约2的因子，其中大约50％的光被反射远离观看者。光输出不同于常规的后照明LCD显示器，其中，发射光很大程度上被限制在围绕垂直于该前灯的平面的方向上的以大约30°半角锥为中心的范围内。受照的LCD显示器大致地加倍对于典型视角上的被感知亮度与屏幕出射度之比。这粗略地加倍了电池寿命。也就是说，被感知亮度与屏幕出射度之比从1/p(朗伯光的值)增长到了粗略地2/p。因此，为了公众更多采用反射式显示器，需要一种改善的具有增加的被感知亮度与屏幕出射度之比的前光反射式显示器，增加的被感知亮度与屏幕出射度之比带来更明亮的显示器。附图说明将参考以下示例性和非限制性图示讨论本披露的这些以及其他实施例，在附图中，类似的元件被相似地编号，并且在附图中：图1A示意性地展示了一种常规微囊化电泳式显示器，示出了在白状态下的朗伯反射；图1B示意性地展示了一种常规的可抑制TIR显示器，在白状态下以半后向反射方式将光基本上反射回给观看者；图2展示了根据本披露的一个实施例的一种可抑制TIR半后向反射式显示器；图3是光由半后向反射式TIR显示器中在定向前光系统的光导中的提取器元件反射的全貌图；图4展示了根据本披露的另一个实施例的一种示例性显示器；图5展示了具有穿孔片的本披露的一个示例性实施例；图6展示了具有穿孔片以及导电镜面式反射层的本披露的一个示例性实施例；并且图7展示了具有带有反射层的穿孔片的本披露的一个示例性实施例。具体实施方式图1A示意性地展示了一种常规微囊化电泳式显示器，示出了在白状态下的朗伯反射。具体地，图1A示出了具有一层微囊体12的一个显示器10，该微囊体包含多个吸收光的黑色颗粒15和多个反光颗粒14。显示器10被示出在白状态或反射状态，其中反光颗粒14位于该显示器10朝向观看者16的外表面。常规的反光颗粒包括二氧化钛(TiO2)。示出了由虚线18描绘的一条入射光束，其中该光束几乎垂直于显示器10的外表面。该光以朗伯方式在所有方向上被反射，如由多条反射光线20所描绘的。如图1A所示，大量光没有被反射回给观看者16。图1B示意性地展示了一种常规的可抑制TIR显示器，在白状态下以半后向反射方式将光基本上反射回给观看者。具体地，图1B示出了具有一个半球形焊珠前片52的一个可抑制全内反射(TIR)显示器50。例如在美国专利号6,885,496B2中公开了这种显示器。当其以一种半后向反射方式将光反射回给观看者54时，显示器52在明状态。由虚线56描绘的在几乎垂直于前表面52的方向上的一条入射光束被反射回给观看者54。当光以一种半后向反射方式(或一种半镜面方式)被反射时，如反射光线58所描绘的，大部分的光被反射回给观看者54。因而，该显示器具有更高的被感知亮度并且可以对观看者显得更明亮。在一个实施例中，本披露涉及一种显示器，该显示器具有：(a)一个前灯，该前灯大体上透明并且选择性地定向地在相对于该显示器的外片的表面的垂直方向上发射光，以及(b)一个反射式电子纸表面，该反射式电子纸表面具有包括半镜面或半后向反射的漫射更少的特性使得基本上保留了光输出的非朗伯特性，以便最大化亮度与出射度之比。在一个实施例中，图3粗略地示出了光源和光导如何工作，其中光源在平行于显示器的外片的表面的方向上注入光并且进入到光导中，其中然后该光导将光重定向到与该显示器的外片的表面垂直的方向上。在某些实施例中，本披露涉及一种从一个前灯与一个反射式电子纸表面的组合中形成的显示器。在一个示例性实施例中，该前灯被配置成在相对于该显示器的外表面的一个窄角内在垂直方向上定向地发射光。常规地，镜面反射被定义为光在一个表面的类镜面反射，在该表面上光从一个单一进入方向(即光线)被反射到一个单一离开方向。这种行为由反射定律描述，反射定律规定进入光(入射光线)的方向与被反射的离开光(反射光线)的方向相对于表面法线具有相同的夹角。也就是说，入射角等于反射角，并且入射方向、法线方向和反射方向是共面的。在本披露的一个实施例中，该电子纸表面是半镜面或半后向反射式的，其中反射维持高亮度但是对观看者而言看起来更白或更柔和。漫射更少(即更镜面的)的前光透明表面的组合提供了对光进行反射并且保留前光源的非朗伯输出的一种显示器，带来了一种更明亮的显示器。图2展示了根据本披露的一个实施例的一种可抑制TIR半后向反射式显示器。图2的显示器100配备了一个定向前灯系统。显示器100包括一个半后向反射式前片102，该半后向反射式前片具有多个部分嵌入的高折射率透明凸突起。取决于应用，这些凸突起可具有变化的设计和形状。在图2中，这些凸突起呈向内延伸的半球形焊珠104的形状。图2中的该显示器进一步由在这些半球形焊珠104的向内表面上的一个透明前电极106和配备有一个后电极110的一个后支撑件108组成。后电极110可包括一个薄膜晶体管(TFT)阵列或一个图案化电极阵列。显示器100还被示出为具有将前电极106与后电极110相连的电压源112。包含在由前电极106和后电极110形成的腔体内的是惰性的低折射率介质114。介质114可包含悬浮的电泳地迁移的颗粒116。显示器100可进一步包括一个定向前灯系统，该前灯系统配备有光源118、光导120和光提取器元件阵列122。在一个实施例中，该前光源可以但不限于由一个发光二极管(LED)、一个冷阴极荧光灯(CCFL)或一个表面安装技术(SMT)白炽灯组成。该光导将光定向到片102的整个前表面，同时光提取器元件在垂直方向将光定向到朝向半后向反射式片102的外表面。应注意的是，在图2中展示的包括提取器元件122的该光导是一个概念绘图。在常规光导系统中，这些提取器元件可以但不限于是嵌入式反射元件或空气袋，其中反射由在光导聚合材料与空气袋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射式显示设备，包括：具有一个或多个凸突起的一个半后向反射显示片，该半后向反射显示片相对于入射光的方向以一个窄角对光进行反射；一个光源，该光源在垂直于该显示片的方向上发射光；一个前电极；一个后电极；布置在该前电极与该后电极之间的一个流体；悬浮在该光学透明的流体中的多个电泳地迁移的颗粒；以及一个电压源，该电压源与该前电极和该后电极通信以在该流体中选择性地移动这些电泳地迁移的颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.30 US 61/884,8541.一种反射式显示设备，包括：
具有一个或多个凸突起的一个半后向反射显示片，该半后向反射显示片相
对于入射光的方向以一个窄角对光进行反射；
一个光源，该光源在垂直于该显示片的方向上发射光；
一个前电极；
一个后电极；
布置在该前电极与该后电极之间的一个流体；
悬浮在该光学透明的流体中的多个电泳地迁移的颗粒；以及
一个电压源，该电压源与该前电极和该后电极通信以在该流体中选择性地
移动这些电泳地迁移的颗粒。
2.如权利要求1所述的显示器，其中，该光源定义了一个发光二极管
(LED)、一个冷阴极荧光灯(CCFL)或一个表面安装技术(SMT)白炽灯。
3.如权利要求1所述的显示器，其中，该前电极是透明的并且被布置在
该半后向反射显示片上。
4.如权利要求1所述的显示器，其中，该后电极进一步包括一个薄膜晶
体管或一个有源图案化阵列。
5.如权利要求1所述的显示器，其中，该流体定义了折射率小于该半后
向反射显示片的折射率的一个光学透明的流体。
6.如权利要求1所述的显示器，其中，该电压源提供了：
一个第一电压，该第一电压使基本上所有的电泳地迁移的颗粒朝向该后电
极移动，从而允许入射光线在该半后向反射显示片上完全地朝向观看者内反射；
以及
一个第二电压，该第二电压使基本上所有的电泳地迁移的颗粒朝向该前电
极移动并且在该半后向反射表面聚集从而抑制全内反射。
7.如权利要求1所述的显示器，进一步包括一个或多个交叉壁。
8.如权利要求1所述的显示器，其中，该前灯和该半后向反射显示片相
对于彼此安排以提供一个基本上非朗伯光显示器。
9.如权利要求1所述的显示器，其中，该窄角定义了在大约10°至大约
30°的范围内的一个角。
10.一种反射式显示器，包括：
一个透明外片；
一个光源，该光源在垂直于该透明外片的方向上发射光；
一个后电极；
位于该光源与该后电极之间的一个穿孔片；
布置在该穿孔片之上的一个前电极；
在该穿孔片之上的一个半后向反射表面；
一个介质，该介质布置在形成于该透明外片与该后电极之间的空腔内；
悬浮在该介质中的多个电泳地迁移的颗粒；以及
一个电压源，该电压源与该前电极和该后电极通信以在该流体中选择性地
移动这些电泳地迁移的颗粒。
11.如权利要求10所述的显示器，进一步包括一个或多个交叉壁。
12.如权利要求10所述的显示器，其中，该光源和该半后向反射表面相对
于彼此安排以提供一个基本上非朗伯光显示器。
13.如权利要求10所述的显示器，其中，该后电极进一步包括一个薄膜晶
体管或一个有源图案化阵列。
14.如权利要求10所述的显示器，其中，该电压源提供了：
一个第一电压，该第一电压使基本上所有的电泳地迁移的颗粒朝向该后电
极移动，从而允许入射光线在该半后向反射显示片上朝向观看者反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：洛恩·A·怀特黑德，
申请(专利权)人：清墨显示股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US