CN101889225A - 具有前方光导及耦合元件的显示器的光照明 - Google Patents

Abstract

在本文中所描述的各种实施例中，一种显示器装置(90)包括前方照明设备，所述前方照明设备包含安置于例如干涉式调制器阵列的显示器元件(96)阵列前方的第一光导(97)以跨越所述显示器元件(96)阵列而分布光。由定位在所述阵列显示器元件(96)后方的光源(92)对光导面板进行边缘照明。来自此光源(92)的光被耦合到安置在所述显示器元件(96)阵列后方且相对于所述光源(92)而横向定位的第二光导(98)。使用例如转向镜的小型光学耦合元件(91)而将所述第二光导(98)中的光耦合到所述第一光导(97)中。在一些实施例中，所述第二光导可包含所述显示器装置(90)的背板。

Description

具有前方光导及耦合元件的显示器的光照明

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2007年12月7日所申请的题为“具有前方光导及耦合元件的显示器的光照明(LIGHT ILLUMINATION OF DISPLAYS WITH FRONT LIGHT GUIDE ANDCOUPLING ELEMENTS)”的美国专利申请案第11/952,872号(代理人案号QCO.174A)的优先权，所述申请案的全文以引用的方式明确并入本文中。

技术领域

本发明涉及微机电系统(MEMS)，且更明确地说涉及包含MEMS的显示器。

背景技术

微机电系统(MEMS)包括微机械元件、激活器和电子元件。可使用沉积、蚀刻和/或其它蚀刻掉衬底和/或已沉积材料层的部分或者添加层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生微机械元件。一种类型的MEMS装置称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指的是一种使用光学干涉原理选择性地吸收且/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包含一对导电板，其中之一或两者可能整体或部分透明且/或具有反射性，且能够在施加适当电信号时进行相对运动。在特定实施例中，一个板可包含沉积在衬底上的固定层，且另一个板可包含通过气隙与固定层分离的金属薄膜。如本文更详细描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广范围的应用，且在此项技术中，利用且/或修改这些类型装置的特性使得其特征可被发掘用于改进现有产品和创建尚未开发的新产品，将是有益的。

发明内容

本文中所描述的各种实施例包含用于跨越显示器元件阵列而分布光的光导。光导可包括将在光导中传播的光转向到所述显示器元件阵列上的表面起伏特征。表面起伏特征可包含反射光的刻面。可由放置于所述显示器元件阵列后方的光源来对光导进行照明。

在本发明的一个实施例中，一种显示器装置包含反射性空间光调制器、位于所述反射性空间光调制器后方的光源、位于所述反射性空间光调制器前方的第一光导及经安置以接收来自所述光源的光且将所述光引导到所述第一光导中的转向镜(turning mirror)。所述第一光导经配置以将在其中耦合的光引导到所述反射性空间光调制器。

在本发明的另一实施例中，一种显示器装置包含反射性空间光调制器、光源、经安置以接收来自所述光源的光的光条(light bar)、位于所述反射性空间光调制器前方的光导及经安置以接收来自所述光条的光且将所述光引导到所述光导中的光学耦合器。所述光导经配置以将在其中耦合的光引导到所述反射性空间光调制器。

在一个实施例中，一种显示器装置包含用于反射性地调制光的装置。所述显示器装置进一步包含：用于照明的装置；用于接收来自所述照明装置的光的装置；用于导引光的装置，其安置于所述反射性光调制装置前方；及用于耦合光的装置，其经安置以接收来自所述光接收装置的光且将所述光引导到所述光导引装置中。所述光导引装置经配置以将在其中耦合的光引导到所述反射性光调制装置。

在另一实施例中，一种显示器装置包含用于反射性地调制光的装置；用于照明的装置，其安置于所述反射性光调制装置后方；用于导引光的第一装置，其位于所述反射性光调制装置前方；及用于反射光的装置，其经安置以接收来自所述照明装置的光且将所述光引导到所述第一光导引装置中。所述第一光导引装置经配置以将在其中耦合的光引导到所述反射性光调制装置。

在某些实施例中，一种制造显示器装置的方法包含提供反射性空间光调制器。所述方法进一步包含：将光源安置于所述反射性空间光调制器后方；将第一光导安置于所述反射性空间光调制器前方；及安置转向镜以接收来自所述光源的光且将所述光引导到所述第一光导中。

在另一实施例中，一种制造显示器装置的方法包含提供反射性空间光调制器。所述方法进一步包含：提供光源；安置光条以接收来自所述光源的光；及将光导安置于所述反射性空间光调制器前方。所述方法还包含安置光学耦合器以接收来自所述光条的光且将所述光引导到所述光导中。

在另一实施例中，一种显示器装置包含用于反射性地调制光的装置；用于照明的装置，其安置于所述反射性光调制装置前方；用于导引光的第一装置，其位于所述反射性光调制装置前方；及用于反射光的装置，其经安置以接收来自所述照明装置的光且将所述光引导到所述第一光导引装置中。所述第一光导引装置经配置以将在其中耦合的光引导到所述反射性光调制装置。

在一个实施例中，一种显示器装置包含反射性空间光调制器；位于所述反射性空间光调制器前方的光源；位于所述反射性空间光调制器前方的第一光导；及经安置以接收来自所述光源的光且将所述光引导到所述第一光导中的转向镜。所述第一光导经配置以将在其中耦合的所述光引导到所述反射性空间光调制器。

在某些实施例中，一种制造显示器装置的方法包含提供反射性空间光调制器。所述方法进一步包含：将光源安置于所述反射性空间光调制器前方；将第一光导安置于所述反射性空间光调制器前方；及安置转向镜以接收来自所述光源的光且将所述光引导到所述第一光导中。

附图说明

在仅用于说明性目的的所附示意图中说明本文中所揭示的实例实施例。

图1是描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于激活位置。

图2是说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统框图。

图3是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对所施加电压的图。

图4是可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行和列电压的说明。

图5A说明图2的3×3干涉式调制器显示器中的显示器数据的一个示范性帧。

图5B说明可用于写入图5A的帧的行和列信号的一个示范性时序图。

图6A和图6B是说明包含多个干涉式调制器的视觉显示器装置的实施例的系统框图。

图7A是图1的装置的横截面。

图7B是干涉式调制器的替代实施例的横截面。

图7C是干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。

图7D是干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。

图7E是干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。

图8为包含可对干涉式调制器阵列进行照明的光源、光条反射器及光导面板的显示器装置的俯视图。

图9为显示器装置的实施例的一部分的横截面，所述显示器装置包含将来自光源的光耦合到光导面板中的椭圆形转向镜。

图10为弯曲转向镜的透视图。

图11为显示器装置的实施例的一部分的横截面，所述显示器装置包含具有相对于彼此成角度的两个平面反射性表面的转向镜。

图12为显示器装置的另一实施例的一部分的横截面，所述显示器装置包含具有相对于彼此成角度的三个平面反射性表面的转向镜。

图13为显示器装置的另一替代性实施例的一部分的横截面，其中隔离层安置在前方光导与所述干涉式调制器阵列之间。

图14为显示器装置的实施例的一部分的横截面，其中将上面形成有所述干涉式调制器阵列的衬底用作光导。

图15为显示器装置的实施例的透视图，其包含安置于光导面板上的光条及经配置以将来自所述光条的光耦合到所述光导面板中的转向镜。

具体实施方式

以下详细描述针对本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以许多不同方式实施。在本描述内容中参看了附图，附图中所有相同部分用相同标号表示。如从以下描述中将了解，所述实施例可实施在经配置以显示不论运动(例如，视频)还是固定(例如，静止图像)的且不论文字还是图画的图像的任何装置中。更明确地说，预期所述实施例可实施在多种电子装置中或与多种电子装置关联，所述多种电子装置例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、座舱控制器和/或显示器、相机视图的显示器(例如，车辆中后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或指示牌、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如，一件珠宝上的图像显示器)。具有与本文中描述的装置类似的结构的MEMS装置也可用于例如电子切换装置的非显示器应用中。

在本文中所描述的各种实施例中，显示器装置包括前方照明设备，其包含安置于例如干涉式调制器阵列的显示器元件阵列的前方以跨越所述显示器元件阵列而分布光的光导。举例来说，光导面板可包含透明薄片或板及位于其上的转向膜。由光源对光导面板进行边缘照明且跨越所述显示器元件阵列而均一地传递此光的至少一部分。然而，对于许多便携式显示器应用来说，使显示器紧凑是有用的。因此，在本文中所描述的各种实施例中，光源被直接定位于所述阵列显示器元件后方以减少显示器装置的占据面积。在某些实施例中，举例来说，可使用两个光导面板。第一光导安置于显示器元件的前方且第二光导安置于显示器元件的后方。由光源对第二光导进行边缘照明。第一光导包含支撑所述显示器元件阵列的衬底及形成于其上的转向膜。使用例如转向镜的小型光学耦合元件将来自第二光导的光耦合到第一光导。在某些实施例中，第二光导可包含支撑显示器元件的衬底或显示器装置的背板。在一些实施例中，第一光导包含衬底，且第二光导包含背板。此类设计可有用于解决大小或形状因数限制。第二光导与衬底及所述显示器元件阵列的相比为薄的。因此，整个显示器的总厚度仅略微地增加超出形成在衬底上的显示器元件自身的厚度。然而，通过将光源定位于显示器元件后方而非其侧面上，占据面积得以减小。

图1中说明包含干涉式MEMS显示器元件的一个干涉式调制器显示器的实施例。在这些装置中，像素处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“接通”或“开启”)状态下，显示器元件将入射可见光的大部分反射到用户。当在黑暗(“断开”或“关闭”)状态下时，显示器元件将极少的入射可见光反射到用户。依据实施例而定，可颠倒“接通”和“断开”状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要在所选颜色下反射，从而除了黑色及白色以外还允许彩色显示器。

图1是描述视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图，其中每一像素包含MEMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包含这些干涉式调制器的一行/列阵列。每一干涉式调制器包括一对反射层，其定位成彼此相距可变且可控制的距离以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学间隙。在一个实施例中，可在两个位置之间移动所述反射层之一。在第一位置(本文中称为松弛位置)中，可移动反射层定位成距固定部分反射层相对较大的距离。在第二位置(本文中称为激活位置)中，可移动反射层定位成更紧密邻近所述部分反射层。视可移动反射层的位置而定，从所述两个层反射的入射光相长地或相消地进行干涉，从而针对每一像素产生全反射状态或非反射状态。

图1中像素阵列的所描绘部分包括两个相邻干涉式调制器12a和12b。在左侧干涉式调制器12a中，说明可移动反射层14a处于距包括部分反射层的光学堆叠16a预定距离处的松弛位置中。在右侧干涉式调制器12b中，说明可移动反射层14b处于邻近于光学堆叠16b的激活位置中。

如本文所引用的光学堆叠16a和16b(统称为光学堆叠16)通常包含若干熔合层(fused layer)，所述熔合层可包括例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层和透明电介质。因此，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可通过(例如)将上述层的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。部分反射层可由为部分反射的多种材料(例如，各种金属、半导体及电介质)形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且层中的每一者可由单一材料或材料的组合形成。

在一些实施例中，光学堆叠16的层经图案化成为多个平行条带，且如下文中进一步描述，可在显示器装置中形成行电极。可移动反射层14a、14b可形成为沉积金属层(一层或多层)的一系列平行条带(与行电极16a、16b垂直)，所述金属层沉积在柱18和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上。当蚀刻去除牺牲材料时，可移动反射层14a、14b通过所界定的间隙19而与光学堆叠16a、16b分离。例如铝的高度导电且反射的材料可用于反射层14，且这些条带可在显示器装置中形成列电极。

在不施加电压的情况下，间隙19保留在可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中像素12a所说明。然而，当将电位差施加到选定的行和列时，形成在相应像素处的行电极与列电极的交叉处的电容器变得带电，且静电力将所述电极拉在一起。如果电压足够高，那么可移动反射层14变形且被迫抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的电介质层(在此图中未图示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离，如图1中右侧的像素12b所说明。不管所施加的电位差的极性如何，表现均相同。以此方式，可控制反射像素状态对非反射像素状态的行/列激活在许多方面类似于常规LCD和其它显示技术中所使用的行/列激活。

图2到图5B说明在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性工艺和系统。

图2是说明可并入有本发明各方面的电子装置的一个实施例的系统框图。在所述示范性实施例中，所述电子装置包括处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM、

8051、

)，或任何专用微处理器(例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列)。如此项技术中常规的做法，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统外，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包括网络浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。

在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22通信。在一个实施例中，所述阵列驱动器22包括将信号提供到显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。在图2中以线1-1展示图1中说明的阵列的横截面。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列激活协议可利用图3中说明的这些装置的滞后性质。可能需要(例如)10伏的电位差来促使可移动层从松弛状态变形为激活状态。然而，当电压从所述值减小时，可移动层在电压降回10伏以下时维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到电压降到2伏以下时才完全松弛。因此，在图3中所说明的实例中，存在约3到7V的经施加电压窗口，在所述窗口内，装置在松弛状态或激活状态中均是稳定的。此窗口在本文中称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特性的显示器阵列来说，可设计行/列激活协议使得在行选通期间，已选通行中待激活的像素暴露于约10伏的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的电压差。在选通之后，所述像素暴露于约5伏的稳态电压差使得其维持在行选通使其所处的任何状态中。在此实例中，每一像素在被写入之后经历3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。此特征使图1中说明的像素设计在相同的施加电压条件下在激活或松弛预存在状态下均是稳定的。因为干涉式调制器的每一像素(不论处于激活还是松弛状态)本质上是由固定反射层和移动反射层形成的电容器，所以可在滞后窗口内的一电压下维持此稳定状态而几乎无功率消耗。本质上，如果所施加的电压是固定的，那么没有电流流入像素中。

在典型应用中，可通过根据第一行中所需组的激活像素断言所述组列电极来产生显示帧。接着将行脉冲施加到行1电极，从而激活对应于所断言的列线的像素。接着改变所述组已断言列电极以对应于第二行中所需组的激活像素。接着将脉冲施加到行2电极，从而根据已断言的列电极而激活行2中的适当像素。行1像素不受行2脉冲影响，且维持在其在行1脉冲期间被设定的状态中。可以连续方式对整个系列的行重复此过程以产生帧。通常，通过以每秒某一所需数目的帧的速度连续地重复此过程来用新的显示器数据刷新且/或更新所述帧。用于驱动像素阵列的行和列电极以产生显示帧的广泛种类的协议也是众所周知的且可结合本发明使用。

图4、图5A和图5B说明用于在图2的3×3阵列上形成显示帧的一个可能的激活协议。图4说明可用于使像素展示出图3的滞后曲线的一组可能的列和行电压电平。在图4实施例中，激活像素涉及将适当列设定为-V_bias，且将适当行设定为+ΔV，其分别可对应于-5伏和+5伏。松弛像素是通过将适当列设定为+V_bias，且将适当行设定为相同的+ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。在行电压维持在零伏的那些行中，不管列处于+V_bias还是-V_bias，像素在任何其最初所处的状态中均是稳定的。同样如图4中所说明，将了解，可使用具有与上述电压的极性相反的极性的电压，例如，激活像素可涉及将适当列设定为+V_bias，且将适当行设定为-ΔV。在此实施例中，释放像素是通过将适当列设定为-V_bias，且将适当行设定为相同的-ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。

图5B是展示施加到图2的3×3阵列的一系列行和列信号的时序图，所述系列的行和列信号将产生图5A中说明的显示器布置，其中被激活像素为非反射的。在对图5A中说明的帧进行写入之前，像素可处于任何状态，且在本实例中所有行均处于0伏，且所有列均处于+5伏。在这些所施加的电压的情况下，所有像素在其既有的激活或松弛状态中均是稳定的。

在图5A的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被激活。为了实现此目的，在行1的“线时间(line time)”期间，将列1和2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。因为所有像素均保留在3-7伏的稳定窗口中，所以这并不改变任何像素的状态。接着用从0升到5伏且返回零的脉冲选通行1。这激活了(1，1)和(1，2)像素且松弛了(1，3)像素。阵列中其它像素均不受影响。为了视需要设定行2，将列2设定为-5伏，且将列1和3设定为+5伏。施加到行2的相同选通接着将激活像素(2，2)且松弛像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中其它像素均不受影响。通过将列2和3设定为-5伏且将列1设定为+5伏来类似地设定行3。行3选通设定行3像素，如图5A中所示。在对帧进行写入之后，行电位为零，且列电位可维持在+5或-5伏，且接着显示器在图5A的布置中是稳定的。将了解，可将相同程序用于数十或数百个行和列的阵列。还将应了解，用于执行行和列激活的电压的时序、序列和电平可在上文所概述的一般原理内广泛变化，且上文的实例仅为示范性的，且任何激活电压方法均可与本文描述的系统和方法一起使用。

图6A和图6B是说明显示器装置40的实施例的系统框图。显示器装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示器装置40的相同组件或其稍微变化形式也说明例如电视和便携式媒体播放器的各种类型的显示器装置。

显示器装置40包括外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48和麦克风46。外壳41通常由所属领域的技术人员众所周知的多种制造工艺的任一者形成，所述工艺包括注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料的任一者制成，所述材料包括(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。在一个实施例中，外壳41包括可去除部分(未图示)，所述可去除部分可与其它具有不同颜色或含有不同标记、图画或符号的可去除部分互换。

如本文中所描述，示范性显示器装置40的显示器30可为包括双稳态显示器(bi-stable display)在内的多种显示器的任一者。在其它实施例中，如所属领域的技术人员众所周知，显示器30包括例如如上所述的等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD的平板显示器，或例如CRT或其它电子管装置的非平板显示器。然而，出于描述本实施例的目的，如本文中所描述，显示器30包括干涉式调制器显示器。

图6B中示意说明示范性显示器装置40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示器装置40包括外壳41且可包括至少部分封围在所述外壳41中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示器装置40包括网络接口27，所述网络接口27包括耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器22进而耦合到显示器阵列30。根据特定示范性显示器装置40设计的要求，电源50将功率提供到所有组件。

网络接口27包括天线43和收发器47使得示范性显示器装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有某些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43是所属领域的技术人员已知的用于发射和接收信号的任何天线。在一个实施例中，所述天线根据IEEE 802.11标准(包括IEEE 802.11(a)、(b)或(g))来发射和接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准来发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，所述天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS或其它用于在无线手机网络内通信的已知信号。收发器47预处理从天线43接收到的信号，使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行处理。收发器47还处理从处理器21接收到的信号使得可经由天线43从示范性显示器装置40发射所述信号。

在一替代实施例中，收发器47可由接收器代替。在又一替代实施例中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源代替。举例来说，所述图像源可为数字视频光盘(DVD)或含有图像数据的硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。

处理器21大致上控制示范性显示器装置40的全部操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21接着将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包括颜色、饱和度和灰度级。

在一个实施例中，处理器21包括微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示器装置40的操作。调节硬件52通常包括放大器和滤波器，以用于将信号发射到扬声器45，且用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为示范性显示器装置40内的离散组件，或可并入在处理器21或其它组件内。

驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，并适当地重新格式化所述原始图像数据以供高速发射到阵列驱动器22。具体来说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有类似光栅的格式的数据流，使得其具有适于在显示器阵列30上进行扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21关联而作为独立的集成电路(IC)，但可以许多方式实施这些控制器。其可作为硬件嵌入处理器21中，作为软件嵌入处理器21中，或与阵列驱动器22完全集成在硬件中。

通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收已格式化的信息且将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形以每秒多次的速度被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千个引线。

在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于本文描述的任意类型的显示器。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成。此实施例在例如蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器的高度集成系统中是普遍的。在又一实施例中，显示器阵列30是典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包括干涉式调制器阵列的显示器)。

输入装置48允许用户控制示范性显示器装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包括例如QWERTY键盘或电话键区的键区、按钮、开关、触敏屏幕或压敏或热敏薄膜。在一个实施例中，麦克风46是用于示范性显示器装置40的输入装置。当使用麦克风46将数据输入到所述装置时，用户可提供声音命令以便控制示范性显示器装置40的操作。

电源50可包括此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50是例如镍镉电池或锂离子电池的可再充电电池。在另一实施例中，电源50是可再生能源、电容器或太阳能电池，包括塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收功率。

在某些实施例中，如上文中所描述，控制可编程性驻存在驱动器控制器中，所述驱动器控制器可位于电子显示器系统中的若干位置中。在某些实施例中，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将了解，上述优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。

根据上文陈述的原理而操作的干涉式调制器的结构的细节可广泛变化。举例来说，图7A-7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同实施例。图7A是图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积在垂直延伸的支撑件18上。在图7B中，可移动反射层14在系链(tether)32上仅在隅角处附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14从可包含柔性金属的可变形层34悬置下来。所述可变形层34直接或间接地连接到围绕可变形层34的周边的衬底20。这些连接在本文中称为支柱。图7D中说明的实施例具有支柱插塞42，可变形层34搁置在所述支柱插塞42上。如图7A-7C所示，可移动反射层14保持悬置在间隙上方，但可变形层34并不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔而形成所述支柱。而是，支柱由平坦化材料形成，其用于形成支柱插塞42。图7E中说明的实施例是基于图7D中展示的实施例，但也可适于与图7A-7C中说明的实施例以及未图示的额外实施例的任一者一起发挥作用。在图7E中所示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的额外层来形成总线结构44。这允许信号沿着干涉式调制器的背面进行路由，从而消除许多原本可能必须形成在衬底20上的电极。

在例如图7中所示的那些实施例的实施例中，干涉式调制器充当直接观看装置，其中从透明衬底20的前侧观看图像，所述侧与上面布置有调制器的一侧相对。在这些实施例中，反射层14以光学方式遮蔽在反射层的与衬底20相对侧的干涉式调制器的部分，其包括可变形层34。这允许对遮蔽区域进行配置和操作而不会消极地影响图像质量。此遮蔽允许图7E中的总线结构44，其提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质分离的能力，例如，寻址或由所述寻址引起的移动。这种可分离的调制器结构允许选择用于调制器的机电方面和光学方面的结构设计和材料且使其彼此独立而发挥作用。此外，图7C-7E中所示的实施例具有源自反射层14的光学性质与其机械性质脱离的额外益处，所述益处由可变形层34执行。这允许用于反射层14的结构设计和材料在光学性质方面得以优化，且用于可变形层34的结构设计和材料在所需的机械性质方面得以优化。

如上文所描述，干涉式调制器为反射性显示器元件且可依赖于日光或良好照明的环境中的周围照明。此外，可提供内部照明源以用于在黑暗的周围环境中对这些反射性显示器元件进行照明。可由前方照明器提供对反射性显示器的照明。图8展示包含经配置以提供前方照明的照明设备的显示器装置80的一部分的俯视图。显示器装置80包含光源82、光条81及光导面板83。在此特定实施例中，光源82包含LED。相对于光源82而安置光条81以接收来自光源82的光。相对于光条81的侧面及末端而安置反射性区段85a及85b。还可在光条81上方及/或下方包括反射器。光条81包含支持沿其长度的光传播的大体光学透射性材料。从发光器82发出的光传播到光条81中且(例如)经由在光条的侧壁处的全内反射而在其中得以导引，光条的侧壁与空气或某一其它周围介质形成界面。光条81包括位于与光导面板83相对的一个侧面上的转向微结构84。转向微结构84经配置以将入射在光条81的所述侧面上的光的大部分转向且将此光的一部分从光条81引导到光导面板83中。在某些实施例中，照明设备可进一步包含位于光条81与光导面板83之间的耦合光学装置(未图示)。举例来说，耦合光学装置可校准从光条81传播的光。其它配置也是可能的。

相对于光条81而安置光导面板83以便接收已由转向微结构84转向且引导出光条81的光。在某些实施例中，举例来说，光导面板83包含薄片或板，其上具有将来自光条81的光反射到位于图8中的光导面板下方的多个显示器元件(未图示)上的棱镜膜。所述多个显示器元件可包含(例如)多个空间光调制器(例如，干涉式调制器、液晶元件等)。

为减小显示器装置的占据面积，在某些实施例中，可由例如转向镜的另一较小光学耦合元件来替代安置成邻近于图8中的光导面板83的一个边缘的光条81。从光导面板83的侧面移除光条81通过减小在X-Y平面中的显示器装置的尺寸来减小占据面积。此外，无需包括光条81，从而降低装置复杂性及可能的成本。此配置还可允许将光源82定位在所述多个显示器元件后方，从而可能进一步减小占据面积。此类设计可有用于解决大小或形状因数限制或其它考虑因素。因此，本文中所描述的各种方法可使用位于显示器元件后方的光源及转向镜以对反射性显示器元件进行前方照明。

图9说明显示器装置90的一个实施例的一部分的横截面，其中由任选耦合元件来替代图8的光条81。图9中的显示器装置90包含反射性显示器，所述反射性显示器包含例如反射性空间光调制器的多个反射性元件96。在图9中所展示的实施例中，反射性显示器元件96包含干涉式调制器，但可在装置中使用其它类型的显示器元件。显示器元件的其它实例包括MEMS及液晶结构。显示器元件96可形成于光学透射性衬底95上。在于衬底95上制造显示器元件96期间及之后，此衬底95可提供结构支撑。衬底95可为大体透明的，以使得观看者可透过衬底看见显示器元件96。在一些实施例中，衬底95可包含玻璃或塑料，但还可使用其它材料。

在图9中所展示的实施例中，衬底95具有形成于其上的转向膜94。转向膜94可包含(例如)棱镜膜，所述棱镜膜包括形成于其中的转向特征。在一些实施例中，转向膜94可包含层压到衬底95上的塑料膜。可使用粘合剂将转向膜94粘附到衬底95上。可使用压敏粘合剂。在一些实施例中，粘合剂还可提供折射率匹配。可使用将转向膜94附着到衬底95的其它方法。在某些实施例中，转向膜94可为多层堆叠，而非单个层。在多层堆叠的状况下，不同层的折射率可接近，以使得光透射穿过各种层而不会被大体反射或折射。所述膜可为硬质的或柔性的。在某些实施例中，所述膜具有大体类似于衬底95的折射率的折射率。

衬底95与转向膜94一起形成位于显示器装置90的干涉式调制器96上方的第一光导引元件97。在其中转向膜94通过折射率匹配粘合剂而附着到衬底95的某些实施例中，第一光导引元件97的厚度增加。较厚的第一光导引元件97的一些优势为相对易于实现亮度均一性及增加耦合到第一光导引元件97中的光的效率。

在一些其它实施例中，转向膜94可通过具有大体低于转向膜94的折射率的折射率的粘合层而接合到衬底95。可将例如光学隔离层、漫射器层或滤色器层的其它层或膜安置在粘合层与衬底之间。可通过在转向膜与粘合层之间的界面处的全内反射而在转向膜94中导引光。在此类实施例中，仅由转向膜94来形成第一光导引元件。

转向膜94中的多个转向特征重新引导在光导97中垂直导引的光，以使得光朝向显示器元件96而被引导出光导。被转向的光的方向与显示器元件的表面的法线形成小于45度的角度。在各种实施例中，光被重新引导穿过大体垂直于光导及所述显示器元件96阵列的第一光导97的厚度。因此，此光不再于光导的下部侧壁处全内反射且穿过所述侧壁而射出。同样，光优选以垂直入射或接近于垂直入射而透射到干涉式调制器。

在一些实施例中，转向特征可包含沿第一光导97的长度而延伸的多个微棱镜。微棱镜可经配置以接收沿转向膜94的长度而传播的光且使所述光通过多次掠入射反射以通常在约70°到90°之间的大角度而转向。棱镜微结构可包含相对于彼此成角度的两个或两个以上转向刻面以用于经由全内反射而在空气/刻面界面处反射光且使光以近垂直入射或接近于近垂直入射而朝向所述显示器元件96阵列转向。

在替代性实施例中，转向特征可包含一个或一个以上衍射性光学元件或全息图(例如，体积或表面全息图或光栅)，其经配置以接收在第一光导97中垂直导引的光且使光转向，以使得光被重新引导朝向显示器元件96。在某些实施例中，被转向的光的传播方向与显示器元件96的法线形成小于45度的角度。

在显示器装置90的第一侧(侧1)上将光源92安置在干涉式调制器96的后方。相对于光源92来安置第二光导98以接收由光源92注入于其中的光。在某些实施例中，第二光导98可包含显示器装置的背板。在某些其它实施例中，第二光导98可包含显示器装置90中的现有背光。此光源92可为单个LED或LED阵列，所述LED阵列沿第二光导98的边缘而延伸。在某些实施例中，举例来说，光源92可包含平行于x轴的多个LED，其发出平行于y轴的光(例如，在负y方向上)以均一地对第二光导98进行照明。在其它实施例中，光源92可包含在平行于x轴的方向上(例如，在负x方向上)发光的LED，所述LED耦合到具有转向特征的光条，所述转向特征使平行于x轴而传播的大量光转向到平行于y轴的方向(例如，在负y方向上)。还可使用其它类型的发光器。此外，在一些实施例中，可使用光学透镜或其它光学组件以将来自光源92的光耦合到第二光导98。还可包括光学特征以扩展在第二光导98中传播的来自光源92的光束的宽度或发散在第二光导98中传播的来自光源92的光束。在一些实施例中，此类特征可能在接近光源92的光导的输入端上。

在第二光导98内，通过全内反射而将从光源92发出的光从侧1导引到侧2。在一些实施例中，第二光导98可包含玻璃或透明塑料或某一其它光学透射性材料。在(例如)其中第二光导98由玻璃构成的实施例中，第二光导98的厚度可为200μm到1mm。在(例如)其中第二光导由塑料或其它柔性材料构成的某些其它实施例中，第二光导的厚度可为100μm到1mm。可使用其它材料及厚度。在某些实施例中，第二光导98的长度足够长以允许来自光源92的光均一地跨越(例如)平行于x轴的第二光导98的宽度(例如，在图9中所描绘的实施例中所展示的侧2上)而散布。在一些实施例中，第二光导98可包含显示器装置90的透明背板。装置的背板可能为封闭及/或支撑显示器元件96的封装。在一些实施例中，背板可形成气密密封的封装。在其中显示器装置90的背板并非透明的某些其它实施例中，第二光导98可安置在背板的前方。在此类实施例中，第二光导98可并入有折射性特征以发散来自光源92的光。在其中通过背光对主显示器元件进行照明的包含主显示器元件及子显示器元件的一些实施例中，第二光导98可包含背光。在(例如)其中光导由背板构成的实施例中，光导的厚度可为400μm到700μm或可高达1mm或更大。在(例如)其中光导由位于显示器的后方的单独组件构成的某些实施例中，光导的厚度可为100μm到700μm。超出这些范围的值也是可能的。

有利地，将光源92及第二光导98安置在多个显示器元件96下方。与例如图8中将光源及光安置在前方光导面板的侧面的装置相比，此配置可有用于减小由显示器装置占用的占据面积。

在一些实施例中，可使用间隔物99将显示器元件96与第二光导98分开。在一些实施例中，间隔物99可将第二光导98结构性地支撑到硬质衬底95。在某些其它实施例中，间隔物99可为将背板附着到衬底95的其它外围粘合特征。

在其中转向膜94通过具有大体低于转向膜94的折射率的粘合层而附着到衬底95的那些实施例中，安置转向镜91以接收来自远离光源91的第二光导98的边缘(侧2)的光且将光引导到接近转向镜的第一光导97的边缘中。或者，当转向膜94通过折射率匹配粘合层而附着到衬底95时，转向镜91经配置以将来自第二光导98的边缘的光引导到接近转向镜的衬底95的边缘中。在图9中所展示的实施例中，转向镜91通过反射光的大部分来重新引导大体在负y方向上传播的光且使其旋转180度且大体在正y方向上传播。在一些实施例中，可由转向镜91反射大于90％的光。

转向镜91包含圆柱形状的反射性表面。在图9中所展示的实施例中，反射性表面在Z-Y平面中(即，平行于与X轴平行的圆柱的长度)具有弯曲横截面。弯曲横截面可为圆形的、椭圆形的、其它圆锥形的或非球面形的。弯曲横截面可为平滑的或具有刻面的。刻面可为平面或非平面的。弯曲表面可为包含(例如)三个、四个、五个、十个或更多刻面的多刻面式的。在图9中所展示的实施例中，转向镜91的表面的横截面为椭圆形的。转向镜91还具有光学孔径，所述光学孔径在其光学路径中与第一光导97的边缘及第二光导98的边缘两者重叠。在所展示的实施例中，孔径大于第一光导与第二光导中的较厚者。明确地说，孔径与第一光导及第二光导及间隔物一样大。转向镜的高度(例如，孔径的高度)可在0.5mm与2.0mm之间。在其它实施例中，转向镜的高度可在0.25mm与1.0mm之间。在一些实施例中，转向镜可具有0.25到1或到3到4毫米的宽度。转向镜可具有其它大小。

在此特定实施例中，转向镜91的椭圆形横截面具有两个线焦点，其在图9的横截面图中由点9A及9B来表示。焦点分别安置在第一光导97及第二光导98的中部。如果从第二光导98的边缘射出的光线穿过第一焦点9A，则所述光线将在从镜91反射之后穿过第二焦点9B且以良好的效率(例如，大于50％)注入到第一光导97中。朝向侧2的第二光导98的边缘处的光分布将在朝向侧2的第一光导97的边缘处成像。其它配置是可能的。举例来说，焦点9A、9B无需精确安置于第一光导及第二光导的中心或边缘处。此外，在某些实施例中，镜具有不同形状，以使得第一线焦点及第二线焦点未被提供。

无论转向镜91的形状如何，均通过转向镜而将光从第二光导98耦合到第一光导97。举例来说，可在侧1处将来自光源92的光耦合到第二光导98中。光通过全内反射而在第二光导98内从输入边缘侧1传播到输出边缘侧2。入射在转向镜91上的光线由转向镜91反射到第一光导97中。转向膜94使在光导97中导引的光转向，以使得光被重新引导向显示器元件96。经重新引导的光大体垂直于光导及所述显示器元件96阵列而穿过导引部分97且优选以垂直入射或接近于垂直入射而透射到干涉式调制器96。

在另一实施例中，转向镜的反射性表面可具有抛物线横截面。在抛物线转向镜的状况下，穿过抛物线反射表面的线焦点的光将在反射后在垂直于抛物线的准线的方向上射出。在具有抛物线转向镜的那些实施例中，抛物线反射表面的大小及形状可经调整以增加或最大化将光从第二光导98耦合到第一光导97的效率。

在一些实施例中，转向镜与中空壳层相比可为实心的。举例来说，转向镜可包含例如玻璃或塑料的大体光学透射性材料的杆体。图10说明具有第一弯曲表面101及第二平面表面102的实心圆柱转向镜100的实施例。弯曲表面101沿Z-Y平面(即，垂直于圆柱的长度)具有椭圆形横截面。转向镜的平面表面102为平坦的且可与显示器装置的边缘接触。弯曲表面101涂有反射性层。在一些实施例中，反射性层可为金属的。可使用其它反射性涂层，包括电介质涂层、干涉涂层等。光穿过第二平面表面102进入实心转向镜且在第一弯曲表面101处被反射。

在一些实施例中，转向镜可为经挖空的，且包含(例如)具有两个弯曲表面的壳层。弯曲表面中的一者可为反射性的。在(例如)其中转向镜包含例如塑料的光学透射性材料的一个实施例中，弯曲表面中的一者可为经金属化的或具有形成于其上的电介质涂层或干涉涂层。在其它实施例中，转向镜可包含金属，其中所述弯曲表面中的一者经抛光以增加反射率。

在某些实施例中，转向镜可包含相对于彼此以一角度安置的多个平面反射表面。举例来说，图11中所说明的特定实施例展示相对于彼此成角度的两个反射平面表面。两个平面表面之间的角度可在(例如)90度与120度之间或90度与100度之间或90度与110度之间变化。在某些实施例中，所述平面镜表面相对于彼此以90度、95100度、105度、110度、115度或120度的角度定向。实例包括97度及117度。角度不限于这些特定实例的角度或范围。图11中所描述的转向镜包含实心杆体或其可如上文所述为经挖空的。转向镜可包含例如玻璃、塑料的光学透射性材料。在其它实施例中，所述镜可为金属的。在一些其它实施例中，反射表面可包含金属膜或电介质膜。在一些实施例中，反射膜包含干涉涂层。可将两个反射表面融合、粘合或粘附在一起。在一些实施例中，举例来说，可通过挤压或模制上面有平面表面的细长结构来形成镜。可使用形成两个反射表面的其它方法。

在操作中，将来自光源112的光耦合到第二光导118中。光通过全内反射而在第二光导118内从输入边缘侧1传播到输出边缘侧2。来自第二光导118的光线入射在平面转向镜111的第一反射平面111A上。在反射后，光线入射在第二反射平面111B上。在由第二反射表面111B反射之后，光线入射于在侧2上的第一光导117的输入上。转向膜114进一步包含多个转向特征以用于使在光导117中导引的光转向，以使得光被重新引导朝向显示器元件116。经重新引导的光大体垂直于光导117及所述显示器元件116阵列而穿过导引部分117且优选以垂直入射或接近于垂直入射而透射到干涉式调制器116。

在某些其它实施例中，转向镜121可如图12中所说明具有梯形形状的横截面。转向镜121的梯形几何形状的一个优势在于：与图11的转向镜111相比，平行于y轴的转向镜的尺寸可减小。梯形转向镜121由三个反射表面121a、121b及121c形成。反射表面121a及121c相对于反射表面121b成角度。反射表面121a与121b之间的角间隔可等于反射表面121b与121c之间的角度。反射表面121a与121b之间的角度可在90度与151度之间变化。反射表面121b与121c之间的角度可在90度与151度之间变化。在各种实施例中，反射表面121a与121b之间的角间隔可大于151度。类似地，在各种其它实施例中，反射表面121b与121c之间的角间隔可大于151度。

在某些实施例中，干涉式调制器可吸收在第一光导内导引的以从干涉式调制器的法线测量为45度到90度的角度行进的光线。因此，传播穿过第一光导的光的一些在足够次数的反射之后可大体上被干涉式调制器吸收。光学隔离层可减少、最小化或防止此归因于吸收的光损失。在图13中说明包含光学隔离层1301的显示器装置130。由光学隔离层1301将显示器装置130的转向膜134与上面形成有多个干涉式调制器136的衬底135分开。显示器装置130从前向后包含第二光导134、光学隔离层1301、衬底135及干涉式调制器136。还可包括介入层。在这些实施例中，前方光导137包含转向膜134。光学隔离层1301有利地具有大体低于玻璃衬底135的折射率，以使得行进穿过第一光导137且以(例如)大于临界角(例如大于40°或50°，如相对于法线所测量)的斜角或掠入角撞击玻璃/光学隔离膜界面的光将被全内反射回到照明设备130的第一光导137中。然而，以大倾角(较接近于所述显示器元件136阵列的法线)传播穿过第一光导137的光(例如，由转向膜134转向成大体垂直于第一光导137的光)将透射穿过玻璃/光学隔离膜界面。此垂直入射的光或近垂直入射的光优选损失小于其强度的约0.5％，且更优选损失小于其强度的约0.1％。因此，光学隔离层1201形成第一光导137的边界，以使得在由转向膜134转向之前以斜角或掠入角传播穿过第一光导137的光可反射回到第一光导137中，且继续传播穿过第一光导137直到其被转向特征以近垂直入射朝向干涉式调制器136而转向为止，从而提供被逐渐照亮的显示器装置。

在其中转向膜144由光学隔离层1401而与衬底145分开的某些其它实施例中，可使用上面形成有多个干涉式调制器146的衬底145作为如图14中所说明的第二光导。显示器装置140从前向后包含转向膜144、光学隔离层1401、衬底145、干涉式调制器146及背板148。还可包括介入层。光源142被安置到衬底145的一侧(例如，侧1)。衬底145充当第二光导且将来自位于侧1上的光源142的光导引到位于侧2上的转向镜141。此配置可尤其有利于减小显示器装置140的总厚度。

在各种实施例中，可由光条来替代第二光导。可使用转向镜以将来自光条的光耦合到前方光导面板的边缘。图15说明由LED 152、光条154、转向镜151、光导面板155及转向膜153构成的显示器装置150的特定实施例的透视图。显示器装置150由包含例如反射性空间光调制器的多个反射性元件156的反射性显示器构成。光导面板155位于所述多个反射性元件156的前方。光导面板155包括包含(例如)棱镜膜的转向膜153。还可使用例如本文中所描述的形成转向膜153且将其附着到光导面板155的其它方法。如上文所论述，转向膜将传播穿过光导面板155的光引导到显示器元件156上。接着，使从显示器元件156反射的光朝向观看者透射出光导面板155。此设计尤其有利于减小在X-Y平面中的尺寸。

在图15中所展示的装置中，光源152安置于光导面板155及所述显示器元件156阵列的前方。光源152经配置以使得发光方向平行于负x轴。光源152可包含LED。相对于光源152而安置光条154以将光接收到接近光源152的末端中。光条154包含支持沿光条154的长度的光传播的大体光学透射性材料。从发光器152发出的光传播到平行于负x轴的光条154中且(例如)经由光条154的侧壁处的全内反射而在其中得以导引，光条154的侧壁与空气或某一其它周围介质形成界面。因此，光从接近光源152的末端行进到光条154的远离光源152的第二末端。如图所示，可相对于光条154的侧面及末端来安置反射性区段158。还可在光条154上方及/或下方包括反射器。光条154安置于光导面板155及所述显示器元件156阵列的第一侧(侧1)上。

在图15中，光条154包括位于较接近于侧2的一个侧壁上的转向微结构。光条154安置于光导面板155及所述显示器元件156阵列的第一侧(侧1)上。转向微结构经配置以使入射于光条154的所述侧壁上的光的至少一大部分转向且朝向侧1(在负y方向上)将光的一部分引导出光条154。

光条154的转向微结构包含多个转向特征。如图15中所展示，所述转向特征可包含三角形刻面。图15中所展示的特征为示意性的，未按比例绘制且夸示了大小及其间的间距。在一些实施例中，转向微结构的刻面化的特征中的一些或全部可形成在形成于光条154上或层压到光条154的膜中。在其它实施例中，通过模制来形成光条154，且在此模制工艺中形成所述刻面。转向特征的刻面或倾斜表面经配置以沿负y轴将光散射出光条154。光可(例如)通过全内反射而从平行于光条的长度的光条的侧壁的一部分反射到所述倾斜表面中的一者。此光可从所述倾斜表面在负y方向上在离开光条154的方向上朝向显示器的侧1反射。

转向镜151经安置以接收在负y方向上传播出光条154的光且在相反方向上向侧1转向(例如，约转向180度)以沿正y方向朝向显示器的侧2传播到光导面板155中。转向镜151通过反射来重新引导光。图15说明由彼此以一角度安置的两个平面反射表面151A及151B形成的转向镜151的特定实施例。还可使用例如上文所述的转向镜的替代实施例。如本文中所描述，提供可产生减小的占据面积的配置。各种实施例采用转向镜来实现减小的大小。应注意，所有实施例均需要使用转向镜或需要产生减小的占据面积。

广泛多种其它变化也是可能的。可添加、移除或重新布置膜、层、组件及/或元件。此外，可添加、移除或重新排序处理步骤。并且，虽然已在本文中使用术语膜及层，但如本文中所使用的此类术语包括膜堆叠及多个层。可使用粘合剂将此类膜堆叠及多个层粘合到其它结构，或可使用沉积或以其它方式将其形成于其它结构上。

上文所描述的实例仅为示范性的，且所属领域的技术人员现可在不偏离本文中所揭示的发明概念的情况下大量利用上述实例且与对上述实例有所偏离。所属领域的技术人员可容易明了对这些实例的各种修改，且可在不偏离本文中所描述的新颖方面的精神或范围的情况下将本文中所界定的通用原理应用于其它实例。因此，不希望将本发明的范围限于本文中所展示的实例，而将赋予其与本文中所揭示的原理及新颖特征一致的最广范围。本文中专门使用词“示范性”以意味着“充当实例、例子或说明”。不必将本文中描述为“示范性”的任何实例理解为与其它实例相比为优选的或有利的。

Claims (126)

1.一种显示器装置，其包含：

反射性空间光调制器；

光源，其位于所述反射性空间光调制器后方；

第一光导，其位于所述反射性空间光调制器前方；以及

转向镜，其经安置以接收来自所述光源的光且将所述光引导到所述第一光导中，

其中所述第一光导经配置以将在其中耦合的所述光引导到所述反射性空间光调制器。

2.根据权利要求1所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含微机电系统(MEMS)。

3.根据权利要求1所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含多个干涉式调制器。

4.根据权利要求1所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含上面形成有多个调制元件的衬底。

5.根据权利要求1所述的显示器装置，其中所述光源包含发光二极管。

6.根据权利要求1所述的显示器装置，其中所述光源包含光条。

7.根据权利要求4所述的显示器装置，其中所述第一光导包含所述上面形成有所述多个调制元件的衬底。

8.根据权利要求4所述的显示器装置，其中所述第一光导包含安置在所述衬底前方的薄片、板、膜、或膜堆叠或其组合。

9.根据权利要求8所述的显示器装置，其进一步包含位于所述第一光导与所述衬底之间的隔离层。

10.根据权利要求1所述的显示器装置，其进一步包含安置在所述第一光导上或所述第一光导中以将在其中传播的所述光转向到所述反射性空间光调制器上的转向特征。

11.根据权利要求10所述的显示器装置，其中所述转向特征包含反射性、折射性、全息或衍射性光学元件。

12.根据权利要求1所述的显示器装置，其进一步包含位于所述反射性空间光调制器后方以使得所述来自所述光源的光穿过第二光导到所述转向镜的所述第二光导。

13.根据权利要求12所述的显示器装置，其中所述第二光导包含用于所述反射性空间光调制器的背板。

14.根据权利要求12所述的显示器装置，其中所述第二光导包含用于所述反射性空间光调制器的现有背光。

15.根据权利要求12所述的显示器装置，其中所述第二光导包含所述上面形成有所述多个调制元件的衬底。

16.根据权利要求15所述的显示器装置，其中所述第二光导包含薄片、板、膜、膜堆叠或其组合。

17.根据权利要求15所述的显示器装置，其进一步包含安置在所述第二光导与所述衬底之间的隔离层。

18.根据权利要求1所述的显示器装置，其中所述转向镜包含弯曲反射性表面。

19.根据权利要求18所述的显示器装置，其中所述弯曲反射性表面为椭圆形的。

20.根据权利要求19所述的显示器装置，其中所述椭圆形表面具有接近所述第一及第二光导的末端的焦点。

21.根据权利要求1所述的显示器装置，其中所述转向镜包含相对于彼此以一角度定向的多个平面镜表面。

22.根据权利要求21所述的显示器装置，其中所述角度介于约90与120度之间。

23.根据权利要求21所述的显示器装置，其中所述角度为约90度。

24.根据权利要求21所述的显示器装置，其中所述角度为约120度。

25.根据权利要求1所述的显示器装置，其中所述转向镜包含经金属化的表面。

26.根据权利要求1所述的显示器装置，其中所述转向镜包含反射性电介质堆叠。

27.根据权利要求1所述的显示器装置，其进一步包含：

处理器，其经配置以与所述空向光调制器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及

存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。

28.根据权利要求27所述的显示器装置，其进一步包含经配置以将至少一个信号发送到所述空间光调制器的驱动器电路。

29.根据权利要求28所述的显示器装置，其进一步包含经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路的控制器。

30.根据权利要求27所述的显示器装置，其进一步包含经配置以将所述图像数据发送到所述处理器的图像源模块。

31.根据权利要求30所述的显示器装置，其中所述图像源模块包含接收器、收发器及发射器中的至少一者。

32.根据权利要求27所述的显示器装置，其进一步包含经配置以接收输入数据且将所述输入数据传送到所述处理器的输入装置。

33.一种显示器装置，其包含：

反射性空间光调制器；

光源；

光条，其经安置以接收来自所述光源的光；

光导，其位于所述反射性空间光调制器前方；以及

光学耦合器，其经安置以接收来自所述光条的光且将所述光引导到所述光导中，

其中所述光导经配置以将在其中耦合的所述光引导到所述反射性空间光调制器。

34.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含微机电系统(MEMS)。

35.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含多个干涉式调制器。

36.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含上面形成有多个调制元件的衬底。

37.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述光源包含发光二极管。

38.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述光条位于所述光导前方。

39.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述光条位于所述光导后方。

40.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述光导进一步包含位于所述光导中或所述光导上的多个转向特征，其将在所述光导中传播的所述光引导到所述反射性空间光调制器上。

41.根据权利要求40所述的显示器装置，其中所述转向特征包含凹槽。

42.根据权利要求40所述的显示器装置，其中所述转向特征包含衍射性特征。

43.根据权利要求36所述的显示器装置，其中所述光导包含所述上面形成有所述多个调制元件的衬底。

44.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述光导包含薄片、板、膜、膜堆叠或其组合。

45.根据权利要求36所述的显示器装置，其进一步包含位于所述光导与所述衬底之间的隔离层。

46.根据权利要求33所述的显示器装置，其进一步包含安置在所述光条上或所述光条中以将在其中传播的所述光转向到所述光学耦合器上的转向特征。

47.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述光学耦合器包含转向镜。

48.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述转向镜包含弯曲反射性表面。

49.根据权利要求48所述的显示器装置，其中所述弯曲反射性表面为椭圆形的。

50.根据权利要求49所述的显示器装置，其中所述椭圆形表面具有接近所述光条及所述光导的末端的焦点。

51.根据权利要求33所述的显示器装置，其中所述转向镜包含相对于彼此以一角度定向的多个平面镜表面。

52.根据权利要求51所述的显示器装置，其中所述角度介于约90与120度之间。

53.根据权利要求51所述的显示器装置，其中所述角度为约90度。

54.根据权利要求51所述的显示器装置，其中所述角度为约120度。

55.根据权利要求33所述的显示器装置，其进一步包含：

处理器，其经配置以与所述空间光调制器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及

存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。

56.根据权利要求55所述的显示器装置，其进一步包含经配置以将至少一个信号发送到所述空间光调制器的驱动器电路。

57.根据权利要求56所述的显示器装置，其进一步包含经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路的控制器。

58.根据权利要求57所述的显示器装置，其进一步包含经配置以将所述图像数据发送到所述处理器的图像源模块。

59.根据权利要求58所述的显示器装置，其中所述图像源模块包含接收器、收发器及发射器中的至少一者。

60.根据权利要求59所述的显示器装置，其进一步包含经配置以接收输入数据且将所述输入数据传送到所述处理器的输入装置。

61.一种显示器装置，其包含：

反射性空间光调制器；

光源，其位于所述反射性空间光调制器前方；

第一光导，其位于所述反射性空间光调制器前方；以及

转向镜，其经安置以接收来自所述光源的光且将所述光引导到所述第一光导中，

其中所述第一光导经配置以将在其中耦合的所述光引导到所述反射性空间光调制器。

62.根据权利要求61所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含微机电系统(MEMS)。

63.根据权利要求61所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含多个干涉式调制器。

64.根据权利要求61所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含上面形成有多个调制元件的衬底。

65.根据权利要求61所述的显示器装置，其中所述光源包含发光二极管。

66.根据权利要求61所述的显示器装置，其中所述光源包含光条。

67.根据权利要求64所述的显示器装置，其中所述第一光导包含所述上面形成有所述多个调制元件的衬底。

68.根据权利要求64所述的显示器装置，其中所述第一光导包含安置在所述衬底前方的薄片、板、膜、或膜堆叠或其组合。

69.根据权利要求67所述的显示器装置，其进一步包含位于所述第一光导与所述衬底之间的隔离层。

70.根据权利要求61所述的显示器装置，其进一步包含安置在所述第一光导上或所述第一光导中以将在其中传播的所述光转向到所述反射性空间光调制器上的转向特征。

71.根据权利要求70所述的显示器装置，其中所述转向特征包含反射性、折射性、全息或衍射性光学元件。

72.根据权利要求61所述的显示器装置，其进一步包含位于所述反射性空间光调制器后方以使得所述来自所述光源的光穿过第二光导到所述转向镜的所述第二光导。

73.根据权利要求72所述的显示器装置，其中所述第二光导包含用于所述反射性空间光调制器的背板。

74.根据权利要求72所述的显示器装置，其中所述第二光导包含用于所述反射性空间光调制器的现有背光。

75.根据权利要求72所述的显示器装置，其中所述第二光导包含所述上面形成有所述多个调制元件的衬底。

76.根据权利要求72所述的显示器装置，其中所述第二光导包含薄片、板、膜、膜堆叠或其组合。

77.根据权利要求61所述的显示器装置，其中所述转向镜包含弯曲反射性表面。

78.根据权利要求77所述的显示器装置，其中所述弯曲反射性表面为椭圆形的。

79.根据权利要求78所述的显示器装置，其中所述椭圆形表面具有接近所述第一及第二光导的末端的焦点。

80.根据权利要求61所述的显示器装置，其中所述转向镜包含相对于彼此以一角度定向的多个平面镜表面。

81.根据权利要求80所述的显示器装置，其中所述角度介于约90与120度之间。

82.根据权利要求80所述的显示器装置，其中所述角度为约90度。

83.根据权利要求80所述的显示器装置，其中所述角度为约120度。

84.根据权利要求61所述的显示器装置，其中所述转向镜包含经金属化的表面。

85.根据权利要求61所述的显示器装置，其中所述转向镜包含反射性电介质堆叠。

86.一种显示器装置，其包含：

用于反射性地调制光的装置；

用于照明的装置；

用于接收来自所述照明装置的光的装置；

用于导引光的装置，其安置在所述反射性光调制装置前方；以及

用于耦合光的装置，其经安置以接收来自所述光接收装置的光且将所述光引导到所述光导引装置中，

其中所述光导引装置经配置以将在其中耦合的所述光引导到所述反射性光调制装置。

87.根据权利要求86所述的显示器装置，其中所述反射性光调制装置包含反射性空间光调制器。

88.根据权利要求87所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含微机电系统(MEMS)。

89.根据权利要求86所述的显示器装置，其中所述照明装置包含发光二极管。

90.根据权利要求86所述的显示器装置，其中所述光接收装置包含光条。

91.根据权利要求86所述的显示器装置，其中所述光导引装置包含光导。

92.根据权利要求86所述的显示器装置，其中所述光导引装置进一步包含用于使光转向的装置。

93.根据权利要求92所述的显示器装置，其中所述光转向装置包含凹槽。

94.根据权利要求92所述的显示器装置，其中所述光转向装置包含衍射性特征。

95.根据权利要求86所述的显示器装置，其中所述光耦合装置包含转向镜。

96.根据权利要求86所述的显示器装置，其进一步包含用于支撑所述反射性光调制装置的装置。

97.根据权利要求96所述的显示器装置，其进一步包含用于隔离的装置，所述用于隔离的装置安置在所述支撑装置与所述光导引装置之间。

98.根据权利要求96所述的显示器装置，其中所述支撑装置包含衬底。

99.一种显示器装置，其包含：

用于反射性地调制光的装置；

用于照明的装置，其安置在所述反射性光调制装置后方；

用于导引光的第一装置，其位于所述反射性光调制装置前方；以及

用于反射光的装置，其经安置以接收来自所述照明装置的光且将所述光引导到所述第一光导引装置中，

其中所述第一光导引装置经配置以将在其中耦合的所述光引导到所述反射性光调制装置。

100.根据权利要求99所述的显示器装置，其中所述光调制装置包含反射性空间光调制器。

101.根据权利要求100所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含微机电系统(MEMS)。

102.根据权利要求99所述的显示器装置，其中所述照明装置包含发光二极管。

103.根据权利要求99所述的显示器装置，其中所述第一光导引装置包含第一光导。

104.根据权利要求99所述的显示器装置，其中所述第一光导引装置包含用于使光转向的装置。

105.根据权利要求104所述的显示器装置，其中所述光转向装置包含反射性、折射性、全息或衍射性光学元件。

106.根据权利要求99所述的显示器装置，其中所述用于反射光的装置包含转向镜。

107.根据权利要求99所述的显示器装置，其进一步包含用于支撑所述反射性光调制装置的装置。

108.根据权利要求107所述的显示器装置，其进一步包含用于隔离的装置，所述用于隔离的装置安置在所述支撑装置与所述第一光导引装置之间。

109.根据权利要求107所述的显示器装置，其中所述支撑装置包含衬底。

110.一种显示器装置，其包含：

用于反射性地调制光的装置；

用于照明的装置，其安置在所述反射性光调制装置前方；

用于导引光的第一装置，其位于所述反射性光调制装置前方；以及

用于反射光的装置，其经安置以接收来自所述照明装置的光且将所述光引导到所述第一光导引装置中，

其中所述第一光导引装置经配置以将在其中耦合的所述光引导到所述反射性光调制装置。

111.根据权利要求110所述的显示器装置，其中所述光调制装置包含反射性空间光调制器。

112.根据权利要求111所述的显示器装置，其中所述反射性空间光调制器包含微机电系统(MEMS)。

113.根据权利要求110所述的显示器装置，其中所述照明装置包含发光二极管。

114.根据权利要求110所述的显示器装置，其中所述第一光导引装置包含第一光导。

115.根据权利要求110所述的显示器装置，其中所述第一光导引装置包含用于使光转向的装置。

116.根据权利要求115所述的显示器装置，其中所述光转向装置包含反射性、折射性、全息或衍射性光学元件。

117.根据权利要求110所述的显示器装置，其中所述用于反射光的装置包含转向镜。

118.根据权利要求110所述的显示器装置，其进一步包含用于支撑所述反射性光调制装置的装置。

119.根据权利要求118所述的显示器装置，其进一步包含用于隔离的装置，所述用于隔离的装置安置在所述支撑装置与所述第一光导引装置之间。

120.根据权利要求118所述的显示器装置，其中所述支撑装置包含衬底。

121.一种制造显示器装置的方法，所述方法包含：

提供反射性空间光调制器；

将光源安置在所述反射性空间光调制器后方；

将第一光导安置在所述反射性空间光调制器前方；以及

安置转向镜以接收来自所述光源的光且将所述光引导到所述第一光导中。

122.根据权利要求121所述的方法，其进一步包含在所述第一光导上形成多个转向特征。

123.一种制造显示器装置的方法，所述方法包含：

提供反射性空间光调制器；

提供光源；

安置光条以接收来自所述光源的光；以及

将光导安置在所述反射性空间光调制器前方；

安置光学耦合器以接收来自所述光条的光且将所述光引导到所述光导中。

124.根据权利要求123所述的方法，其进一步包含在所述光导上形成多个转向特征。

125.一种制造显示器装置的方法，所述方法包含：

提供反射性空间光调制器；

将光源安置在所述反射性空间光调制器前方；

将第一光导安置在所述反射性空间光调制器前方；以及

安置转向镜以接收来自所述光源的光且将所述光引导到所述第一光导中。

126.根据权利要求125所述的方法，其进一步包含在所述第一光导上形成多个转向特征。

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