用于前光半后向反射顯示器的方法和裝置的制造方法
【專利說明】用于前光半后向反射顯示器的方法和裝置
[0001 ]本申請要求在2013年9月30日提交的臨時申請號61/884,854的提交日期的優先權;該申請的說明書以其全部內容通過引用結合在此。
技術領域
[0002]本披露涉及前光半后向反射顯示器及其制造的方法。在一個實施例中，本披露涉及一種具有透明的和選擇性發射光定向的前光顯示器。
【背景技術】
[0003]常規的前光照明微囊化電泳顯示器典型地以所謂的朗伯方式在白狀態中反射光。從前燈發出的光在白狀態下在所有方向上等同地輻射并且具有相等的亮度。從而，反射光的一大部分沒有被反射回給觀看者，由此限制了顯示器的被感知亮度。被感知亮度和屏幕出射度之比是低效的大約2的因子，其中大約50%的光被反射遠離觀看者。
[0004]光輸出不同于常規的后照明LCD顯示器，其中，發射光很大程度上被限制在圍繞垂直于該前燈的平面的方向上的以大約30°半角錐為中心的范圍內。受照的LCD顯示器大致地加倍對于典型視角上的被感知亮度與屏幕出射度之比。這粗略地加倍了電池壽命。也就是說，被感知亮度與屏幕出射度之比從Ι/p(朗伯光的值)增長到了粗略地2/p。
[0005]因此，為了公眾更多采用反射式顯示器，需要一種改善的具有增加的被感知亮度與屏幕出射度之比的前光反射式顯示器，增加的被感知亮度與屏幕出射度之比帶來更明亮的顯示器。
【附圖說明】
[0006]將參考以下示例性和非限制性圖示討論本披露的這些以及其他實施例，在附圖中，類似的元件被相似地編號，并且在附圖中:
[0007]圖1A示意性地展示了一種常規微囊化電泳式顯示器，示出了在白狀態下的朗伯反射；
[0008]圖1B示意性地展示了一種常規的可抑制TIR顯示器，在白狀態下以半后向反射方式將光基本上反射回給觀看者；
[0009]圖2展示了根據本披露的一個實施例的一種可抑制TIR半后向反射式顯示器；
[0010]圖3是光由半后向反射式TIR顯示器中在定向前光系統的光導中的提取器元件反射的全貌圖；
[0011]圖4展示了根據本披露的另一個實施例的一種示例性顯示器；
[0012]圖5展示了具有穿孔片的本披露的一個示例性實施例；
[0013]圖6展示了具有穿孔片以及導電鏡面式反射層的本披露的一個示例性實施例；并且
[0014]圖7展示了具有帶有反射層的穿孔片的本披露的一個示例性實施例。
【具體實施方式】
[0015]圖1A示意性地展示了一種常規微囊化電泳式顯示器，示出了在白狀態下的朗伯反射。具體地，圖1A示出了具有一層微囊體12的一個顯示器10，該微囊體包含多個吸收光的黑色顆粒15和多個反光顆粒14。顯示器10被示出在白狀態或反射狀態，其中反光顆粒14位于該顯示器10朝向觀看者16的外表面。常規的反光顆粒包括二氧化鈦(Ti02)。
[0016]不出了由虛線18描繪的一條入射光束，其中該光束幾乎垂直于顯不器10的外表面。該光以朗伯方式在所有方向上被反射，如由多條反射光線20所描繪的。如圖1A所示，大量光沒有被反射回給觀看者16。
[0017]圖1B示意性地展示了一種常規的可抑制TIR顯示器，在白狀態下以半后向反射方式將光基本上反射回給觀看者。具體地，圖1B示出了具有一個半球形焊珠前片52的一個可抑制全內反射(TIR)顯示器50。例如在美國專利號6,885,496 B2中公開了這種顯示器。當其以一種半后向反射方式將光反射回給觀看者54時，顯示器52在明狀態。由虛線56描繪的在幾乎垂直于前表面52的方向上的一條入射光束被反射回給觀看者54。當光以一種半后向反射方式(或一種半鏡面方式)被反射時，如反射光線58所描繪的，大部分的光被反射回給觀看者54。因而，該顯示器具有更高的被感知亮度并且可以對觀看者顯得更明亮。
[0018]在一個實施例中，本披露涉及一種顯示器，該顯示器具有:(a)—個前燈，該前燈大體上透明并且選擇性地定向地在相對于該顯示器的外片的表面的垂直方向上發射光，以及(b) —個反射式電子紙表面，該反射式電子紙表面具有包括半鏡面或半后向反射的漫射更少的特性使得基本上保留了光輸出的非朗伯特性，以便最大化亮度與出射度之比。在一個實施例中，圖3粗略地示出了光源和光導如何工作，其中光源在平行于顯示器的外片的表面的方向上注入光并且進入到光導中，其中然后該光導將光重定向到與該顯示器的外片的表面垂直的方向上。
[0019]在某些實施例中，本披露涉及一種從一個前燈與一個反射式電子紙表面的組合中形成的顯示器。在一個示例性實施例中，該前燈被配置成在相對于該顯示器的外表面的一個窄角內在垂直方向上定向地發射光。
[0020]常規地，鏡面反射被定義為光在一個表面的類鏡面反射，在該表面上光從一個單一進入方向(即光線)被反射到一個單一離開方向。這種行為由反射定律描述，反射定律規定進入光(入射光線)的方向與被反射的離開光(反射光線)的方向相對于表面法線具有相同的夾角。也就是說，入射角等于反射角，并且入射方向、法線方向和反射方向是共面的。在本披露的一個實施例中，該電子紙表面是半鏡面或半后向反射式的，其中反射維持高亮度但是對觀看者而言看起來更白或更柔和。
[0021]漫射更少(即更鏡面的)的前光透明表面的組合提供了對光進行反射并且保留前光源的非朗伯輸出的一種顯示器，帶來了一種更明亮的顯示器。
[0022]圖2展示了根據本披露的一個實施例的一種可抑制TIR半后向反射式顯示器。圖2的顯示器100配備了一個定向前燈系統。顯示器100包括一個半后向反射式前片102，該半后向反射式前片具有多個部分嵌入的高折射率透明凸突起。取決于應用，這些凸突起可具有變化的設計和形狀。在圖2中，這些凸突起呈向內延伸的半球形焊珠104的形狀。圖2中的該顯示器進一步由在這些半球形焊珠104的向內表面上的一個透明前電極106和配備有一個后電極110的一個后支撐件108組成。后電極110可包括一個薄膜晶體管(TFT)陣列或一個圖案化電極陣列。
[0023]顯示器100還被示出為具有將前電極106與后電極110相連的電壓源112。包含在由前電極106和后電極110形成的腔體內的是惰性的低折射率介質114。介質114可包含懸浮的電泳地迀移的顆粒116。
[0024]顯示器100可進一步包括一個定向前燈系統，該前燈系統配備有光源118、光導120和光提取器元件陣列122。在一個實施例中，該前光源可以但不限于由一個發光二極管(LED)、一個冷陰極熒光燈(CCFL)或一個表面安裝技術(SMT)白熾燈組成。
[0025]該光導將光定向到片102的整個前表面，同時光提取器元件在垂直方向將光定向到朝向半后向反射式片102的外表面。應注意的是，在圖2中展示的包括提取器元件122的該光導是一個概念繪圖。在常