CN105190404A - 在填满液体的显示器中用于微气泡产生的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于包含填满流体的腔的显示器的系统、方法及设备。所述显示器可包含多个光调制器,以及可视部分及不可视部分。气泡产生器可定位于所述腔的所述不可视部分内且经布置以在所述不可视部分内形成气泡。所述显示器的所述不可视部分可包含其中产生一或多个气泡且容许所述气泡移动的区域。所述显示器可包含经布置以控制所述气泡产生器的操作的控制器。所述显示器还可包含经布置以测量显示设备的温度或压力的温度传感器或压力传感器。所述控制器可响应于来自所述温度传感器、压力传感器中的一者或两者的信号而控制所述气泡产生器的所述操作。
Description
技术领域
本发明涉及显示器的领域,且更特定来说涉及填满液体的显示器。
背景技术
机电系统(EMS)包含具有电元件及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如镜及光学膜)及电子元件的装置。EMS装置或元件可以多种尺度制造,包含(但不限于)微米尺度及纳米尺度。例如,微机电系统(MEMS)装置可包含具有在约一微米到数百微米或更大的范围内的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小(包含例如小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻或蚀除衬底及/或经沉积材料层的部分或添加层以形成电装置及机电装置的其它微机械加工工艺来产生机电元件。
MEMS装置可用作例如蜂窝式电话、消费者电子装置及电视监视器或显示器等装置的开关、传感器及显示元件。某些显示器并入有使用可移动机电元件执行光调制的机械光调制器。这些显示器可包含数百、数千或在一些情况中数百万个移动元件。在一些装置中,元件的每一移动易受可能停用或大幅降低机电装置的性能及可靠性的未对准的影响。
不同于液晶显示器,基于MEMS的显示器包含数百、数千或在一些情况中数百万个移动元件。在一些装置中,元件的每一移动提供静摩擦使所述元件中的一或多者停用的机会。通过将全部零件浸入工作流体(也称作为流体)中来促进此移动,所述工作流体通常是具有低摩擦系数且长期具有最小降级影响的工作流体。
此外,因为所使用的任何工作流体变成装置的光学路径的部分(且因此其光学质量的组成部分),所以工作流体的状态的最小改变可不利地影响装置的外观及操作。MEMS直观式设备中含有流体的壁形成显示器的部分。事实上,所述壁是MEMS直接显示器的最大部分是常见的。这迫使制造者限制工作流体在其下操作的压力量。过多压力且显示衬底的中心可凸起,从而影响其光学质量。在另一极端,如果工作流体是液体,那么过低的内部压力将引起流体沸腾,这可形成气泡。
当工作流体是例如油的液体时,气泡可由至少两个主要来源形成。第一气泡来源是在制造过程期间可已捕获或通过密封件泄漏进入的空气;第二气泡来源是通过低压情形产生的油气。实际上,随着温度下降,油以不同于衬底形成围封的速率的速率收缩。当此发生且不存在先前气泡时,一或多个气泡可突然再结晶于显示器的一或多个位置中。当这些气泡形成于用户观看的可视部分内时,所述气泡变成烦扰,通常导致更换装置。
因此,存在控制显示器气泡的形成及气泡在显示器内的位置以使得气泡在用户不可视的显示器的一部分内的需要。
发明内容
本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面,所述方面中的任何单个方面均不单独地决定本文中所揭示的合意属性。
本发明中描述的标的物的一个创新方面可在一种包含具有多个光调制器的腔的显示设备中实施,其中所述腔填满液体。所述腔还包含可视部分及不可视部分。所述显示设备还包含气泡产生器,所述气泡产生器定位于所述腔的不可视部分内且经布置以在所述不可视部分内形成气泡。
在一些实施方案中,所述显示设备包含经布置以控制气泡产生器的操作的控制器。所述显示设备还可包含经布置以测量所述显示设备的温度的温度传感器。在一些实施方案中,所述控制器响应于来自所述温度传感器的信号而控制气泡产生器的操作。所述温度传感器可定位于腔内、腔外或接近于腔。
所述显示设备可包含与腔物理连通且与控制器电连通的压力传感器。控制器可响应于来自所述压力传感器的信号而控制气泡产生器的操作。气泡产生器可包含热源。所述热源可包含经布置以响应于来自控制器的信号而产生热的电阻器或电阻性元件。在一些实施方案中,所述显示设备的不可视部分包含其中容许气泡形成或移动的区域。
所述显示设备可经布置以与处理器通信,其中所述处理器经配置以处理图像数据且与存储器装置通信。所述显示设备可从驱动器电路接收至少一个信号,所述驱动器电路经配置以从控制器接收所述图像数据的至少一部分。所述处理器可经配置以从图像源模块接收所述图像数据,其中所述图像源模块包含接收器、收发器和发射器中的至少一者。所述处理器可经配置以从输入装置接收输入数据。所述处理器可用作用于气泡产生的控制器。
本发明中描述的标的物的另一创新方面可在一种用于控制显示器内的气泡形成的方法中实施。所述方法包含:提供具有多个光调制器的腔,其中所述腔包含可视部分及不可视部分;用液体填充所述腔;及使用定位于所述腔的不可视部分内的气泡产生器产生气泡。所述方法还可包含测量显示器的温度。在一些实施方案中,所述方法包含响应于测量显示器的温度而控制气泡产生器的操作。可通过定位于腔内的温度传感器执行测量。可响应于来自与腔物理连通的压力传感器的信号而执行控制气泡产生器的操作的过程。气泡产生器可包含热源。所述热源可包含经布置以响应于来自控制器的信号而产生热的电阻器。
本发明中描述的标的物的另一创新方面可在一种用于控制显示器内的气泡形成的系统中实施。所述系统包含腔,所述腔具有多个光调制器且填满液体。所述腔包含可视部分及不可视部分。所述系统还包含用于在所述腔的不可视部分内产生气泡的装置。在一些实施方案中,所述系统包含用以控制气泡产生器的操作的装置。所述系统还可包含用以测量显示器的温度的装置,使得所述用以控制气泡产生器的操作的装置从所述用以测量温度的装置接收信号。
本发明中描述的标的物的另一创新方面可在一种制造显示器组合件的方法中实施。所述方法包含:提供第一衬底及第二衬底;在所述第一衬底及所述第二衬底中的至少一者上提供气泡产生器;经由部分布置于所述第一衬底及所述第二衬底的外围周围的密封材料接合所述第一衬底及所述第二衬底以形成腔,使得所产生的气泡定位于所述腔的不可视部分内;用流体实质上填充所述腔;及密封所述腔。所述方法还可包含在所述第一衬底及所述第二衬底中的至少一者的表面上形成至少一个气泡捕获区域。
在随附图式及下文描述中阐述本发明中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。尽管主要根据基于EMS及MEMS的显示器描述本发明中提供的实例,但本文中提供的概念可应用于其它类型的显示器,例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器及场发射显示器。从描述、图式及权利要求书将明白其它特征、方面及优点。应注意,下列图的相对尺寸可能未按比例绘制。
附图说明
参考以下图式从以下详细描述将更容易了解前述论述
图1A是实例性显示设备的等角视图。
图1B是图1A的显示设备的框图。
图2是适合于并入到图1A的基于MEMS的显示器中的说明性基于快门的光调制器的透视图。
图3A是适合于控制并入到图1A的基于MEMS的显示器中的光调制器的控制矩阵的示意图。
图3B是连接到图3A的控制矩阵的基于快门的光调制器阵列的透视图。
图4A及4B分别是处于敞开及闭合状态中的双致动快门组合件的平面视图。
图5是基于快门的显示设备的横截面视图。
图6A是包含气泡产生器的显示器组合件的图。
图6B是包含电阻性元件的显示器组合件的图。
图7A到7C是在衬底上包含气泡产生器及气泡捕获区域的显示器组合件的视图。
图8是沿衬底的外围包含气泡产生器及连续气泡捕获区域的显示器组合件的另一视图。
图9是具有气泡捕获区域的显示器组合件的又一视图。
图10A及10B是包含通过衬底的几何匹配形成的气泡捕获区域位置的显示器组合件的视图。
图11A及11B分别是包含间隔件及壁气泡捕获区域配置的显示器组合件的俯视图及侧视图。
图12是用于控制显示器组合件中的气泡形成的过程的流程图。
图13是用于制造包含气泡产生器的显示器组合件的过程的流程图。
图14A及14B是图解说明包含多个光调制器显示元件的显示装置的系统框图。
具体实施方式
出于阐述本发明的创新方面的目的,以下描述是针对于特定实施方案。然而,所属领域的技术人员将容易地认识到,可以许多不同方式应用本文中的教示。所阐述的实施方案可实施于可经配置以显示图像(无论是运动图像(例如,视频)还是静止图像(例如,静态图像),且无论是文字、图形还是图片)的任何装置、设备或系统中。更特定来说,预期所述所阐述的实施方案可包含于以下各种电子装置中或与其相关联:(例如但不限于)移动电话、具有多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能电话、装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、上网本、笔记本计算机、智能本、平板计算机、打印机、复印机、扫描器、传真装置、全球定位系统(GPS)接收器/导航仪、相机、数字媒体播放器(例如MP3播放器)、摄录影机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(举例来说,电子阅读器)、计算机监视器、汽车显示器(包含里程计及速度计显示器等)、驾驶舱控制件或显示器、摄影机景物显示器(例如,车辆中的后视摄影机的显示器)、电子相片、电子告示牌或标牌、投影机、建筑结构、微波炉、冰箱、立体声系统、卡式记录器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、无线电设备、便携式存储器芯片、洗衣机、干衣机、洗衣机/干衣机、停车计时器、封装(例如,在包含微机电系统(MEMS)应用的机电系统(EMS)应用以及非EMS应用中)、美学结构(例如,一件珠宝或衣服上的图像显示器)及各种EMS装置。本文中的教示也可用于非显示器应用中,例如但不限于:电子切换装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、运动感测装置、磁力计、消费性电子装置的惯性组件、消费性电子装置产品的零件、变容器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造过程及电子测试设备。因此,所述教示并不既定限于仅绘示于所述图中的实施方案,而是具有如所属领域的技术人员将容易地明了的宽广适用性。
某些显示器使用填满液体的腔来容纳用以调制光且借此将图像提供到观看者的光调制器。所述腔可以前玻璃衬底及后玻璃衬底为界限且沿其边缘可通过环氧树脂密封。因为玻璃衬底的热系数不同于用以填充腔的液体,所以在显示器的温度降低时,液体以大于玻璃收缩的速率的速率收缩,从而导致在腔内形成气泡。形成于显示器的可视部分内的气泡不利地阻挡显示图像,从而导致降级的显示质量。而且,气泡可导致对光调制器的损害,从而导致降低的显示质量。代替于防止腔内的气泡形成,一种方法是以防止气泡形成的不利影响的方式控制气泡的形成。
这可通过(例如)具有包含容纳光调制器的填满液体的腔的显示设备来实现,其中所述腔包含可视部分及不可视部分。气泡产生器定位于腔的不可视部分内且经布置以在所述不可视部分内形成气泡。通过促进不可视部分内的气泡的形成,抑制可视部分内的气泡的形成。
本发明中描述的标的物的特定实施方案可经实施以实现以下潜在优点中的一或多者。通过在特定位置中(例如,在显示器的填满流体的腔的不可视部分中)包含气泡产生器,促进气泡形成于腔的不可视部分内而非可视部分中。因此,抑制腔的可视部分中的不利气泡形成。此外,各种实施方案可利用温度传感器来测量腔中流体的温度且将温度数据提供到控制器。所述控制器可使用温度数据在可在腔的非所要部分中形成气泡之前预测性地确定何时使用气泡产生器起始气泡形成。有利地,所述控制器可与显示器腔内或外的多个温度传感器介接,以准确地及可靠地存取显示器组合件温度。此外,各种实施方案可包含将压力数据发送到控制器的压力传感器。所述控制器可响应于温度及压力中的一者或两者而控制气泡产生器。通过实施气泡产生器,特定实施方案还避免需要在制造显示器或组装显示器期间将气泡引入到腔中。此外,不再存在对于将气泡维持于显示器腔中的关注,因为当需要时气泡产生器可在腔中引发气泡。
图1A展示实例性直观式基于MEMS的显示设备100的示意图。显示设备100包含布置成行及列的多个光调制器102a到102d(统称“光调制器102”)。在显示设备100中,光调制器102a及102d处于敞开状态中,从而允许光通过。光调制器102b及102c处于闭合状态中,从而阻碍光通过。通过选择性地设定光调制器102a到102d的状态,如果由一或多个灯105照明,则显示设备100可用于针对背光显示器形成图像104。在另一实施方案中,设备100可通过反射源自所述设备的前方的周围光来形成图像。在另一实施方案中,设备100可通过反射来自定位于所述显示器的前方的一或多个灯的光(即,通过使用正面光)来形成图像。
在某些实施方案中,每一光调制器102对应于图像104中的像素106。在某些其它实施方案中,显示设备100可利用多个光调制器来形成图像104中的像素106。举例来说,显示设备100可包含三个色彩特定的光调制器102。通过选择性地敞开对应于特定像素106的色彩特定的光调制器102中的一或多者,显示设备100可产生图像104中的彩色像素106。在另一实例中,显示设备100包含每像素106两个或两个以上光调制器102以在图像104中提供照度级。相对于图像,“像素”对应于由图像的分辨率界定的最小图片元素。相对于显示设备100的结构组件,术语“像素”指用于调制形成所述图像的单个像素的光的组合机械与电组件。
显示设备100是直观式显示器,因为其可不包含常见于投影应用中的成像光学装置。在投影显示器中,将形成于所述显示设备的表面上的图像投影到屏幕上或墙壁上。所述显示设备实质上小于所投影图像。在直观式显示器中,用户通过直接注视所述显示设备而看到所述图像,所述显示设备含有所述光调制器及任选地背光或正面光以用于增强在所述显示器上所看到的亮度及/或对比度。
直观式显示器可以透射模式或反射模式操作。在透射显示器中,光调制器滤光或选择性地阻挡源自定位于所述显示器后面的一或多个灯的光。将来自所述灯的光任选地注射到光导或“背光”中以使得可均匀地照明每一像素。透射直观式显示器通常构建于透明或玻璃衬底上以促进其中含有光调制器的一个衬底直接定位于背光的顶部上的夹层组合件布置。
每一光调制器102可包含快门108及光圈109。为照明图像104中的像素106,快门108经定位以使得其允许光通过光圈109朝向观看者。为保持像素106未被照亮,快门108经定位以使得其阻碍光通过光圈109。光圈109由穿过每一光调制器102中的反射或吸光材料图案化的开口界定。
所述显示设备还包含连接到所述衬底且连接到所述光调制器以用于控制所述快门的移动的控制矩阵。所述控制矩阵包含一系列电互连件(举例来说,互连件110、112及114),所述系列电互连件至少包含每行像素一个写入启用互连件110(也称为“扫描线互连件”)、每列像素一个数据互连件112及将共同电压提供到所有像素或至少到来自显示设备100中的多个列及多个行两者的像素的一个共同互连件114。响应于施加适当电压(“写入启用电压,VWE”),一给定行像素的写入启用互连件110使所述行中的像素准备好接受新快门移动指令。数据互连件112以数据电压脉冲的形式传递新移动指令。在某些实施方案中,施加到数据互连件112的数据电压脉冲直接促成快门的静电移动。在某些其它实施方案中,数据电压脉冲控制开关,举例来说,晶体管或其它非线性电路元件,所述开关控制单独致动电压(其量值通常高于数据电压)到光调制器102的施加。这些致动电压的施加然后产生快门108的静电驱动的移动。
图1B展示实例性主机装置120(即,手机、智能电话、PDA、MP3播放器、平板计算机、电子阅读器、上网本、笔记型计算机等)的框图。主机装置120包含显示设备128、主机处理器122、环境传感器124、用户输入模块126及电源。
显示设备128包含多个扫描驱动器130(也称为“写入启用电压源”)、多个数据驱动器132(也称为“数据电压源”)、控制器134、共同驱动器138、灯140到146、灯驱动器148及显示元件(例如图1A中所展示的光调制器102)的阵列150。扫描驱动器130将写入启用电压施加到扫描线互连件110。数据驱动器132将数据电压施加到数据互连件112。
在显示设备的某些实施方案中,数据驱动器132经配置以将模拟数据电压提供到显示元件的阵列150,尤其在图像104的照度级将以模拟方式导出的情况下。在模拟操作中,光调制器102经设计以使得当通过数据互连件112施加中间电压范围时,在快门108中产生中间敞开状态范围且因此在图像104中产生中间照明状态或照度级范围。在其它情形中,数据驱动器132经配置以仅将一组减少的2、3或4个数字电压电平施加到数据互连件112。这些电压电平经设计而以数字方式为快门108中的每一者设定敞开状态、闭合状态或其它离散状态。
扫描驱动器130及数据驱动器132连接到数字控制器电路134(也称为“控制器134”)。控制器以主要为串行的方式将数据发送到数据驱动器132,所述数据组织成按行且按图像帧分组的序列(所述序列在一些实施方案中可为预定的)。数据驱动器132可包含串行到并行数据转换器、电平移位及(针对某些应用)数/模电压转换器。
所述显示设备任选地包含一组共同驱动器138(也称为共同电压源)。在某些实施方案中,共同驱动器138(例如)通过将电压供应到一系列共同互连件114而将DC共同电位提供到显示元件的阵列150内的所有显示元件。在某些其它实施方案中,共同驱动器138遵循来自控制器134的命令而把电压脉冲或信号发给显示元件的阵列150,例如,能够驱动及/或起始阵列150的多个行及列中的所有显示元件的同时致动的全局致动脉冲。
用于不同显示功能的所有驱动器(举例来说,扫描驱动器130、数据驱动器132及共同驱动器138)由控制器134来进行时间同步。来自控制器的时序命令协调红色、绿色及蓝色以及白色灯(分别为140、142、144及146)经由灯驱动器148的照明、显示元件的阵列150内的特定行的写入启用及定序、来自数据驱动器132的电压的输出及提供显示元件致动的电压的输出。在某些实施方案中,所述灯是发光二极管(LED)。
控制器134确定可借以将快门108中的每一者复位为适于新图像104的照明级的定序或寻址方案。可以周期性间隔设定新图像104。例如,对于视频显示,以从10到300赫兹(Hz)的范围内的频率刷新彩色图像104或视频帧。在某些实施方案中,图像帧到阵列150的设定与灯140、142、144及146的照明同步以使得用一系列交替色彩(例如,红色、绿色及蓝色)照明交替图像帧。每一相应色彩的图像帧称为色彩子帧。在称为场序色彩方法的此方法中,如果色彩子帧以超过20Hz的频率交替,则人类大脑将把交替帧图像平均化为感知到具有广泛及连续范围的色彩的图像。在替代实施方案中,在显示设备100中可采用具有原色的四个或四个以上灯,从而采用除红色、绿色及蓝色以外的原色。
在某些实施方案中,在显示设备100经设计用于快门108在敞开与闭合状态之间的数字切换的情况下,控制器134通过分时灰阶的方法形成图像,如先前所阐述。在某些其它实施方案中,显示设备100可通过使用每像素多个快门108来提供灰阶。
在某些实施方案中,图像104状态的数据由控制器134通过对个别行(也称为扫描线)的顺序寻址而加载到显示元件阵列150。对于所述序列中的每一行或扫描线,扫描驱动器130将写入启用电压施加到阵列150的所述行的写入启用互连件110,且随后数据驱动器132为选定行中的每一列供应对应于所要快门状态的数据电压。重复此过程直到数据已针对阵列150中的所有行经加载。在某些实施方案中,用于数据加载的选定行的序列是线性的,在阵列150中从顶部进行到底部。在某些其它实施方案中,选定行的序列是伪随机化的,以便最小化视觉假象。且在某些其它实施方案中,按块组织定序,其中针对块,将图像104状态的仅某一分数的数据加载到阵列150,例如通过仅依序寻址阵列150中的每第5行。
在某些实施方案中,将图像数据加载到阵列150的过程与致动阵列150中的显示元件的过程在时间上分开。在这些实施方案中,显示元件阵列150可包含用于阵列150中的每一显示元件的数据存储器元件,且控制矩阵可包含全局致动互连件以用于从共同驱动器138载运触发信号以根据存储器元件中所存储的数据起始快门108的同时致动。
在替代实施方案中,显示元件的阵列150及控制所述显示元件的控制矩阵可布置成除矩形行及列以外的配置。举例来说,所述显示元件可布置成六边形阵列或曲线行及列。通常,如本文中所使用,术语“扫描线”应指共享写入启用互连件的任何多个显示元件。
主机处理器122通常控制主机的操作。举例来说,主机处理器122可为用于控制便携式电子装置的通用或专用处理器。关于包含在主机装置120内的显示设备128,主机处理器122输出图像数据以及关于主机的额外数据。此种信息可包含来自环境传感器的数据,例如周围光或温度;关于主机的信息,包含(例如)主机的操作模式或主机的电源中所剩余的电力的量;关于图像数据的内容的信息;关于图像数据类型的信息;及/或用于显示设备在选择成像模式中使用的指令。
用户输入模块126直接或经由主机处理器122将用户的个人偏好传达给控制器134。在某些实施方案中,用户输入模块126由用户在其中编程个人偏好(例如“较深色彩”、“较好对比度”、“较低功率”、“增加的亮度”、“体育”、“现场演出”或“动画”)的软件来控制。在某些其它实施方案中,使用硬件(例如开关或拨号盘)将这些偏好输入到主机。到控制器134的多个数据输入引导所述控制器将对应于最佳成像特性的数据提供到各种驱动器130、132、138及148。
环境传感器模块124也可包含为主机装置120的部分。环境传感器模块124接收关于周围环境的数据,例如温度及/或周围光照条件。传感器模块124可经编程以区分所述装置是在明亮白天的室内或办公环境还是室外环境中还是在夜间的室外环境中操作。传感器模块124将此信息传递到显示器控制器134,以使得控制器134可响应于周围环境而优化观看条件。
图2展示实例性基于快门的光调制器200的透视图。基于快门的光调制器200适于并入到图1A的直观式基于MEMS的显示设备100中。光调制器200包含耦合到致动器204的快门202。致动器204可由两个单独顺应性电极梁致动器205(“致动器205”)形成。快门202在一侧上耦合到致动器205。致动器205使快门202在表面203上方实质平行于表面203的运动平面中横向移动。快门202的相对侧耦合到提供与由致动器204所施加的力相反的恢复力的弹簧207。
每一致动器205包含将快门202连接到负载锚208的顺应性负载梁206。负载锚208连同顺应性负载梁206一起用作机械支撑件,从而保持快门202接近于表面203悬吊。表面203包含用于容许光通过的一或多个光圈孔211。负载锚208将顺应性负载梁206及快门202物理连接到表面203,且将负载梁206电连接到偏置电压(在某些实例中,接地)。
如果所述衬底是不透明的(例如硅),则通过穿过衬底204蚀刻一孔阵列来在所述衬底中形成光圈孔211。如果衬底204是透明的(例如玻璃或塑料),则光圈孔211形成于沉积于衬底203上的挡光材料层中。光圈孔211可呈大体圆形、椭圆形、多边形、曲折或不规则形状。
每一致动器205还包含邻近于每一负载梁206定位的顺应性驱动梁216。驱动梁216在一端处耦合到在驱动梁216之间共享的驱动梁锚218。每一驱动梁216的另一端自由移动。每一驱动梁216呈弧形以使得其在驱动梁216的自由端及负载梁206的经锚定端附近最靠近于负载梁206。
在操作中,并入有光调制器200的显示设备经由驱动梁锚218将电位施加到驱动梁216。可将第二电位施加到负载梁206。驱动梁216与负载梁206之间的所得电位差朝向负载梁206的经锚定端牵拉驱动梁216的自由端,且朝向驱动梁216的经锚定端牵拉负载梁206的快门端,借此朝向驱动锚218横向驱动快门202。顺应性部件206充当弹簧,以使得当跨越梁206及216电位的电压移除时,负载梁206将快门202推回到其初始位置中,从而释放存储在负载梁206中的应力。
光调制器(例如,光调制器200)并入有被动恢复力(例如弹簧)以用于在已移除电压之后使快门回位到其静止位置。其它快门组合件可并入有用于将快门移动到敞开或闭合状态中的一组双重“敞开”及“闭合”致动器及一组单独“敞开”及“闭合”电极。
存在可借以经由控制矩阵来控制快门及光圈阵列以产生具有适当照度级的图像(在许多情形中,移动图像)的各种方法。在某些情形中,控制是借助于连接到所述显示器的外围上的驱动器电路的行和列互连件的无源矩阵阵列来实现。在其它情形中,适当地将切换及/或数据存储元件包含在所述阵列(所谓的有源矩阵)的每一像素内以改善显示器的速度、照度级及/或功耗性能。
图3A展示实例性控制矩阵300的示意图。控制矩阵300适于控制并入到图1A的基于MEMS的显示设备100中的光调制器。图3B展示连接到图3A的控制矩阵300的基于快门的光调制器的实例性阵列320的透视图。控制矩阵300可寻址像素阵列320(“阵列320”)。每一像素301可包含由致动器303控制的例如图2的快门组合件200的弹性快门组合件302。每一像素还可包含光圈层322,所述光圈层包含光圈324。
控制矩阵300制作为快门组合件302形成于其上的衬底304的表面上的扩散或薄膜沉积电路。控制矩阵300针对控制矩阵300中的每一行像素301包含扫描线互连件306且针对控制矩阵300中的每一列像素301包含数据互连件308。每一扫描线互连件306将写入启用电压源307电连接到一行对应像素301中的像素301。每一数据互连件308将数据电压源309(“Vd源”)电连接到一列对应像素中的像素301。在控制矩阵300中,Vd源309提供将用于致动快门组合件302的能量的大部分。因此,数据电压源(Vd源309)也作为致动电压源。
参考图3A及3B,针对每一像素301或针对像素阵列320中的每一快门组合件302,控制矩阵300包含晶体管310及电容器312。每一晶体管310的栅极电连接到像素301位于其中的阵列320中的行的扫描线互连件306。每一晶体管310的源极电连接到其对应数据互连件308。每一快门组合件302的致动器303包含两个电极。每一晶体管310的漏极并联电连接到对应电容器312的一个电极及对应致动器303的电极中的一者。电容器312的另一电极及快门组合件302中的致动器303的另一电极连接到共同或接地电位。在替代实施方案中,可用半导体二极管及/或金属绝缘体金属夹层型开关元件来替换晶体管310。
在操作中,为形成图像,控制矩阵300通过轮流将Vwe施加到每一扫描线互连件306来依次写入启用阵列320中的每一列。对于经写入启用行,将Vwe施加到所述行中的像素301的晶体管310的栅极允许电流通过晶体管310流动穿过数据互连件308以将电位施加到快门组合件302的致动器303。在写入启用所述行的同时,将数据电压Vd选择性地施加到数据互连件308。在提供模拟灰阶的实施方案中,施加到每一数据互连件308的数据电压相对于位于经写入启用扫描线互连件306与数据互连件308的相交处的像素301的所要亮度而改变。在提供数字控制方案中的实施方案中,将数据电压选择为相对较低量值电压(即,接近接地的电压)或者满足或超过Vat(致动阈值电压)。响应于将Vat施加到数据互连件308,对应快门组合件中的致动器303致动,从而敞开所述快门组合件302中的快门。施加到数据互连件308的电压甚至在控制矩阵300停止将Vwe施加到一行之后仍保持存储于像素301的电容器312中。因此,电压Vwe不必在一行上等待并保持长得足以致动快门组合件302的时间;此致动可在已从所述行移除所述写入启用电压之后进行。电容器312也充当阵列320内的存储器元件,从而存储用于照明图像帧的致动指令。
像素301以及阵列320的控制矩阵300形成于衬底304上。阵列320包含安置于衬底304上的光圈层322,所述光圈层包含用于阵列320中的相应像素301的一组光圈324。光圈324与每一像素中的快门组合件302对准。在某些实施方案中,衬底304由例如玻璃或塑料的透明材料制成。在某些其它实施方案中,衬底304由不透明材料制成,但在所述不透明材料中蚀刻孔以形成光圈324。
快门组合件302连同致动器303可制成为双稳态的。即,所述快门可存在于至少两个平衡位置(举例来说,敞开或闭合)中而几乎不需要电力来使其保持处于两个位置中的任一位置中。更特定来说,快门组合件302可为机械双稳态的。一旦将快门组合件302的快门设定处于适当位置,即不需要电能或保持电压来维持所述位置。快门组合件302的物理元件上的机械应力可使所述快门保持就位。
快门组合件302连同致动器303也可制成为电双稳态的。在电双稳态快门组合件中,存在低于所述快门组合件的致动电压的电压范围,所述电压范围如果施加到闭合的致动器(同时所述快门敞开或闭合)则使所述致动器保持闭合并使所述快门保持处于适当位置,即使对所述快门施加相反力也是如此。所述相反力可由弹簧(例如图2中所绘示的基于快门的光调制器200中的弹簧207)施加,或者所述相反力可由例如“敞开”或“闭合”的致动器的相对致动器施加。
光调制器阵列320绘示为具有每像素单个MEMS光调制器。其中在每一像素中提供多个MEMS光调制器的其它实施方案是可能的,借此在每一像素中提供不只是二元式“接通”或“关断”光学状态的可能性。其中提供像素中的多个MEMS光调制器且其中与所述光调制器中的每一者相关联的光圈324具有不等面积的特定形式的经译码分区灰阶是可能的。
图4A及4B展示实例性双重致动器快门组合件400的视图。如图4A中所绘示的双重致动器快门组合件400处于敞开状态中。图4B展示处于闭合状态中的双重致动器快门组合件400。与快门组合件200对比,快门组合件400包含快门406的两侧上的致动器402及404。独立控制每一致动器402及404。第一致动器(快门敞开致动器402)用来敞开快门406。第二相对致动器(快门闭合致动器404)用来闭合快门406。致动器402及404两者都是顺应性梁电极致动器。致动器402及404通过实质在平行于快门406悬吊于其上方的光圈层407的平面中驱动快门406来敞开和闭合所述快门。快门406通过附接到致动器402及404的锚408悬吊于光圈层407上方的一短距离处。包含沿着其移动轴线附接到快门406的两端的支撑件减少快门406的平面外运动且将运动实质上拘限于平行于所述衬底的平面。通过类似于图3A的控制矩阵300,适于与快门组合件400一起使用的控制矩阵可针对相对快门敞开致动器402及快门闭合致动器404中的每一者包含一个晶体管及一个电容器。
快门406包含光可通过的两个快门光圈412。光圈层407包含一组三个光圈409。在图4A中,快门组合件400处于敞开状态中且由此,已致动快门敞开致动器402,快门闭合致动器404处于其松弛位置中,且快门光圈412的中心线与光圈层光圈409中的两者的中心线重合。在图4B中,快门组合件400已移动到闭合状态,且由此,快门敞开致动器402处于其松弛位置中,已致动快门闭合致动器404,且快门406的挡光部分此刻处于适当位置中以阻挡光透射穿过光圈409(绘示为虚线)。
每一光圈具有环绕其外围的至少一个边缘。举例来说,矩形光圈409具有四个边缘。在其中于光圈层407中形成圆形、椭圆形、卵形或其它弧形光圈的替代实施方案中,每一光圈可具有仅单个边缘。在某些其它实施方案中,无需在机械意义上分开或分离所述光圈,而是可连接所述光圈。即,虽然所述光圈的部分或成形区段可维持与每一快门的对应,但可连接这些区段中的数个区段以使得所述光圈的单个连续周边由多个快门共享。
为了允许光以各种退出角度通过处于敞开状态中的光圈412及409,为快门光圈412提供大于光圈层407中的光圈409的对应宽度或大小的宽度或大小是有利的。为了在闭合状态中有效地阻挡光逸出,快门406的挡光部分与光圈409重叠是优选的。图4B展示快门406中的挡光部分的边缘与形成于光圈层407中的光圈409的一个边缘之间的预定义重叠416。
静电致动器402及404经设计以使得其电压位移行为向快门组合件400提供双稳态特性。针对快门敞开致动器及快门闭合致动器中的每一者,存在低于所述致动电压的电压范围,所述电压范围如果在所述致动器处于闭合状态中(同时所述快门敞开或闭合)时施加则将使所述致动器保持闭合且使所述快门保持处于适当位置,即使在施加致动电压到所述相对致动器之后也是如此。克服此相反力来维持快门的位置所需的最小电压称为维持电压Vm。
图5展示并入有基于快门的光调制器(快门组合件)502的实例性显示设备500的横截面图。每一快门组合件502并入有快门503及锚505。未展示在连接于锚505与快门503之间时帮助将快门503悬吊于表面上方一短距离处的顺应性梁致动器。快门组合件502安置于透明衬底504上,此衬底由塑料或玻璃制成。安置于衬底504上的面向后的反射层、反射膜506界定位于快门组合件502的快门503的闭合位置下面的多个表面光圈508。反射膜506使未通过表面光圈508的光朝向显示设备500的后部往回反射。反射光圈层506可为不具有夹杂物的细粒金属膜,其通过包含溅镀、蒸发、离子电镀、激光剥蚀或化学气相沉积(CVD)的若干种气相沉积技术以薄膜方式形成。在某些其它实施方案中,面向后的反射层506可由例如电介质镜的镜形成。电介质镜可制作为在高折射率与低折射率的材料之间交替的电介质薄膜堆叠。将快门503与反射膜506分开的垂直间隙(快门在其内自由移动)介于0.5微米到10微米的范围内。所述垂直间隙的量值优选地小于快门503的边缘与处于闭合状态中的光圈508的边缘之间的侧向重叠,例如图4B中所绘示的重叠416。
显示设备500包含将衬底504与平坦光导516分开的任选扩散器512及/或任选亮度增强膜514。光导516包含透明(即,玻璃或塑料)材料。光导516由一或多个光源518照明,从而形成背光。光源518可为(举例来说,且不具限制地)白炽灯、荧光灯、激光或发光二极管(LED)。反射体519帮助将来自灯518的光朝向光导516引导。面向前的反射膜520安置于背光516后面,从而朝向快门组合件502反射光。未通过快门组合件502中的一者的来自背光的光射线(例如射线521)将返回到背光且再次从膜520反射。以此方式,未能离开显示设备500以在第一遍时形成图像的光可再循环且使其可用于透射穿过快门组合件502的阵列中的其它敞开光圈。已展示此光再循环以增加显示器的照明效率。
光导516包含将来自灯518的光朝向光圈508且因此朝向显示器的前方重定向的一组几何光重定向器或棱镜517。光重定向器517可以可为交替地三角形、梯形或弯曲横截面的形状模制到光导516的塑料主体中。棱镜517的密度通常随距灯518的距离增加。
在某些实施方案中,光圈层506可由光吸收材料制成,且在替代实施方案中快门503的表面可涂布有光吸收或光反射材料。在某些其它实施方案中,光圈层506可直接沉积于光导516的表面上。在某些实施方案中,光圈层506不必安置于与快门503及锚505相同的衬底上(例如在下文所阐述的MEMS向下配置中)。
在某些实施方案中,光源518可包含不同色彩(例如,红色、绿色及蓝色)的灯。彩色图像可通过以对于人脑足以将不同色彩的图像平均化成单个多色彩图像的速率用不同色彩的灯依序照明图像而形成。使用快门组合件502的阵列形成各种色彩特定的图像。在另一实施方案中,光源518包含具有三种以上不同色彩的灯。举例来说,光源518可具有红色、绿色、蓝色及白色灯,或红色、绿色、蓝色及黄色灯。在某些其它实施方案中,光源518可包含青色、洋红色、黄色及白色灯,红色、绿色、蓝色及白色灯。在某些其它实施方案中,额外灯可包含于光源518中。举例来说,如果使用五种色彩,则光源518可包含红色、绿色、蓝色、青色及黄色灯。在某些其它实施方案中,光源518可包含白色、橙色、蓝色、紫色及绿色灯或白色、蓝色、黄色、红色及青色灯。如果使用六种色彩,则光源518可包含红色、绿色、蓝色、青色、洋红色及黄色灯或白色、青色、洋红色、黄色、橙色及绿色灯。
盖板522形成显示设备500的前部。盖板522的后侧可覆盖有黑色基质524以增加对比度。在替代实施方案中,所述盖板包含彩色滤光器,例如对应于快门组合件502中的不同者的相异红色、绿色及蓝色滤光器。盖板522被支撑于远离快门组合件502的一距离(所述距离在一些实施方案中可为预定的)处从而形成间隙526。通过机械支撑件或间隔件527及/或通过将盖板522附接到衬底504的粘合密封件528维持间隙526。
粘合密封件528密封于流体530中。流体530经工程设计而具有优选地低于约10厘泊的粘度且具有优选地高于约2.0的相对介电常数及高于约104V/cm的介电击穿强度。流体530也可用作润滑剂。在某些实施方案中,流体530是具有高表面润湿能力的疏水液体。在替代实施方案中,流体530具有大于或小于衬底504的折射率的折射率。
并入有机械光调制器的显示器可包含数百个、数千个或在某些情形中数百万个移动元件。在某些装置中,一元件的每一移动提供静摩擦的机会以使所述元件中的一或多者停用。通过将所有部件浸没于流体(也称为流体530)中且将所述流体密封于MEMS显示单元中的流体空间或间隙内(举例来说,借助粘合剂)而促进此移动。流体530通常是具有低摩擦系数、低粘度及在长期内的最小降级效应的流体。当基于MEMS的显示组合件包含用于流体530的液体时,所述液体至少部分地环绕基于MEMS的光调制器的移动部件中的某些移动部件。在某些实施方案中,为了减少致动电压,所述液体具有低于70厘泊的粘度。在某些其它实施方案中,所述液体具有低于10厘泊的粘度。具有低于70厘泊的粘度的液体可包含具有低分子量的材料:低于4000克/摩尔,或在某些情形中低于400克/摩尔。也可适用于此些实施方案的流体530不具限制地包含去离子水、甲醇、乙醇及其它酒精、石蜡、烯烃、乙醚、硅酮油、氟化硅酮油或其它天然或合成溶剂或润滑剂。有用流体可为例如六甲基二硅氧烷及八甲基三硅氧烷的聚二甲基硅氧烷(PDMS)或例如已基五甲基二硅氧烷的烷基甲基硅氧烷。有用流体可为例如辛烷或癸烷的烷烃。有用流体可为例如硝基甲烷的硝基烷。有用流体可为例如甲苯或二乙基苯的芳族化合物。有用流体可为例如丁酮或甲基异丁基酮的酮。有用流体可为例如氯苯的氯碳化合物。有用流体可为例如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯的氟氯碳化合物。经考虑用于这些显示器组合件的其它流体包含乙酸丁酯及二甲基甲酰胺。用于这些显示器的又其它有用流体包含氢氟醚、全氟聚醚、氢氟聚醚、戊醇及丁醇。实例性适合氢氟醚包含乙基九氟丁基醚及2-三氟甲基-3-乙氧基十二氟己烷。
金属薄片或经模制塑料组合件托架532将盖板522、衬底504、背光及其它组件部分围绕边缘固持在一起。借助螺丝或凹入薄片扣接组合件托架532以将刚性添加到组合的显示设备500。在某些实施方案中,通过环氧灌注化合物将光源518模制就位。反射体536帮助使从光导516的边缘逸出的光往回返回到光导516中。图5中未绘示将控制信号以及电力提供到快门组合件502及灯518的电互连件。
显示设备500称为MEMS向上配置,因此基于MEMS的光调制器形成于衬底504的前表面(即,面朝观看者的表面)上。快门组合件502直接构建于反射光圈层506的顶部上。在称为MEMS向下配置的替代实施方案中,快门组合件安置于与反射光圈层形成于其上的衬底分开的衬底上。界定多个光圈的衬底(反射光圈层形成于其上)在本文中称为光圈板。在MEMS向下配置中,承载基于MEMS的光调制器的衬底占据显示设备500中的盖板522的地方且经定向以使得基于MEMS的光调制器定位于顶部衬底的后表面(即,背对观看者且朝向光导516的表面)上。基于MEMS的光调制器借此直接与反射光圈层506相对地且跨越与反射膜506的间隙定位。可通过连接光圈板与MEMS调制器形成于其上的衬底的一系列间隔柱而维持所述间隙。在某些实施方案中,所述间隔件安置于阵列中的每一像素内或之间。将MEMS光调制器与其对应光圈分开的间隙或距离优选地小于10微米,或小于快门与光圈之间的重叠(例如重叠416)的距离。
图6A是包含气泡产生器602的显示器组合件600的图。所述显示器组合件还包含具有可视部分606及不可视部分608的腔604。气泡产生器602与控制器610电连接。所述显示器组合件进一步包含与控制器610电连接的温度传感器612。温度传感器612可定位成接近于显示器组合件600。虽然图6A展示所述温度传感器定位于腔604外,但温度传感器612可定位于腔604外、腔604内、邻近于腔604或与腔604物理接触。温度传感器612可定位于腔604内以更直接测量腔604内的液体的温度。所述传感器还可与显示器组合件600接触。所述液体可为例如本文中相对于图5描述的流体的工作流体。此外,温度传感器612可定位成接近于气泡产生器602。温度传感器612可定位于腔604外以测量四周环境的周围温度。在一些实施方案中,可存在多个温度传感器612,其中每一温度传感器612定位于腔604外、腔604内、邻近于腔604或与腔604物理接触。
气泡产生器602可包含能够在腔604内形成气泡的任何类型的装置。气泡产生器602可包含(不限于)热能来源、声能来源、电能来源或化学能来源以产生气泡。在一些实施方案中,气泡产生器602包含与控制器610电连通的电阻性元件。响应于来自控制器610的电脉冲或电流,所述电阻性元件可发出热能,有效地加热包围所述电阻性元件的流体的一部分。所述电阻性元件可增加其四周流体的温度,使得四周流体经历从液相到气相的相变。因此,电阻性元件能够作为气泡产生器602操作。
气泡产生器602可包含被动气泡产生器或主动气泡产生器。被动气泡产生器可包含促进气泡形成的被动成核位点。所述被动成核位点可包含特定材料(例如环氧树脂)或工程设计表面以促使气泡形成(例如表面缺陷、不连续或表面不一致)。主动气泡产生器可包含例如电阻器或电阻性元件的加热元件,如上文论述,然而可以其它方式实施主动气泡产生。例如,气泡产生器602可利用电解形成气泡。或者,气泡产生器602可产生声波或声压波以产生气泡。且在一些实施方案中,气泡产生器602可包含主动气泡产生元件与被动气泡产生元件的组合。
在一些实施方案中,控制器610响应于来自温度传感器612的信号而控制气泡产生器602的操作。当通过传感器612测量设定温度(例如,高于当期望在填满液体的腔604内形成气泡时的临界温度一或多摄氏度(C))时,控制器610可经配置以通过提供电流或脉冲到气泡产生器602而激活气泡产生器602。
在操作中,腔604至少部分填充有工作流体。在一些实施方案中,当工作流体处于低于典型周围温度的温度时填充腔604,然而,在一些其它实施方案中,所述温度可更高。周围温度可包含在全部季节及地理位置的四周环境的温度。本文中描述的显示器的操作的周围温度可包含从约-20摄氏(C)度到约60摄氏(C)度的范围,且期望此些显示器在所述范围内执行。储存本文中描述的显示器的周围温度包含从约-30摄氏(C)度到约80摄氏(C)度的温度范围。典型周围温度可包含在约15到30摄氏(C)度的范围中的温度。在显示器组合件600的温度降低时,工作流体及显示器组合件600的组件收缩。然而,与显示器组合件600组件相比,工作流体可以更快速率收缩,导致降低的压力且在腔604内形成空隙或气泡。为防止在可视部分606中形成气泡,控制器610及气泡产生器602可改为经实施以引导在不可视部分608中形成气泡。控制器610可监视来自温度传感器612的温度信号。当温度下降到设定温度阈值(例如,约6摄氏(C)度)时,控制器610可发送电信号以激活气泡产生器602。气泡产生器602继而在不可视部分608内产生一或多个气泡,此抑制在腔604内的其它各处形成气泡。
当腔604内部的压力在约温度阈值下达到流体的蒸气压时,可通过气泡产生器602产生一或多个气泡。然而,一旦气泡形成,只要存在气泡,腔604中的压力在给定温度便将保持恒定,这是因为气泡可膨胀或收缩以补偿剩余流体的体积变化。因此,一旦通过气泡产生器602在不可视部分608中形成气泡,压力在给定温度便将保持足够稳定,以防止在腔604的另一位置中形成气泡。在一些实施方案中,显示器组合件600中的流体的临界温度可为约5摄氏(C)度。因此,控制器610的温度阈值可设定于(例如)约6摄氏(C)度,以确保气泡形成发生于气泡产生器602处而非腔604内的其它各处。
图6B是包含电阻性元件652的显示器组合件650的图。显示器组合件650包含具有可视部分658及不可视部分660的填满液体的腔656。显示器组合件650包含与电阻性元件652及传感器654电连通的控制器662。传感器654可为温度传感器、压力传感器或包含压力传感器及温度传感器两者。在一些实施方案中,显示器组合件650可包含多个传感器654。例如,显示器组合件650可包含一或多个温度传感器654及一或多个压力传感器654。无论是温度传感器还是压力传感器,每一传感器654可定位于腔656外、腔656内、邻近于腔656或与腔656物理接触。
在操作中,腔656至少部分填充有工作流体。在一些实施方案中,当工作流体处于低于典型周围温度的温度时填充腔656。然而,在其它实例中,所述温度可更高。随着显示器组合件650的温度降低,工作流体收缩。为防止在可视部分658中形成气泡,控制器662改为引导在不可视部分660中形成气泡。控制器662监视来自传感器654的信号。当控制器662确定传感器654信号超过阈值或减小到低于阈值(在一些实施方案中可预定义所述阈值)时,控制器662将电信号发送到不可视部分660内的电阻性元件652。控制器662可经配置以在约6摄氏(C)度起始电阻性元件652处的气泡形成。接着,来自气泡产生器的热使接近于电阻性元件652的液体的温度增加到高于6摄氏(C)度,使得一些工作流体变相成气体,导致接近于定位于不可视部分660中的电阻性元件652形成气泡。
更一般来说,因为气泡形成温度取决于密封显示器组合件时的温度,所以控制器662可配置有温度设定或阈值(在一些实施方案中,可预先确定所述温度设定或阈值)以基于密封显示器组合件时的温度而激活气泡产生器。在一些实施方案中,显示器可在可形成蒸气气泡之前冷却到低于密封温度15到20摄氏(C)度。例如,如果在22摄氏(C)度密封显示器组合件,那么可在22减15摄氏(C)度(其为7摄氏(C)度)形成蒸气气泡。在另一实例中,如果在0摄氏(C)度密封显示器,那么可形成气泡的温度将为约-15摄氏(C)度。所属领域的技术人员将容易了解,在可形成气泡之前,显示器可冷却甚至多于这些实例中所描述,此取决于设计约束及密封温度。在一些实施方案中,当流体非常接近于其蒸气压(即,小温度变化可影响相)时可形成气泡。因此,在一些实施方案中,通过在密封显示器组合件时测量显示器组合件或流体的温度来确定温度阈值设定。或者,控制器662可经配置或编程有温度阈值,且密封时的温度受控制为比所述温度阈值高约5度到80度,例如10度到20度或15度到40度。
控制器662还可从压力传感器654接收压力信号信息。控制器662可响应于腔656内的经测量压力而调节电阻性元件652的激活。例如,控制器662可将电流发送到电阻性元件652以引起气泡的形成,但接着监视腔656内的压力且调节到电阻性元件652的电流量以控制腔656内的压力。当腔656内的压力超过高压限制时,控制器662可中止发送电流或脉冲到电阻性元件652。当防止玻璃随腔604或656中的流体进一步收缩时,显示器内部的压力将降低。这可归因于界定腔604或656的衬底上的凸块或间隔件防止玻璃跟随流体收缩。此刻,腔604或656内部的压力将在显示器冷却时下跌。当腔604或656内部的压力达到流体的蒸气压时,将在所述压力及温度形成气泡。只要存在气泡,腔604或656内的压力便将保持恒定。如果温度继续降低,那么控制器610或662可不再激活气泡产生器602或654或不再将脉冲信号发送到气泡产生器602或654,因为气泡将保持形成。如果温度增加且存在气泡,那么腔604或656中的压力将保持恒定。压力将仅在气泡消失时增加。因此,当达到设定压力阈值时,控制器662可去激活或中止发送电流或脉冲到电阻性元件652。当检测到压力变化时,控制器662可激活或去激活例如电阻性元件652的气泡产生器。在一些实施方案中,控制器662使用传感器654进行温度感测及压力感测两者以控制气泡产生器652。
图7A到7C是在衬底上分别包含气泡产生器708、710及714及气泡捕获区域704、706及718的显示器组合件700的视图。为消除在显示器的某一部分(例如分别在图6A及6B中描绘的可视部分606及658)内形成气泡,气泡产生器708、710或714引发一或多个气泡形成于显示器的不同部分内。显示器的不同部分可包含处于盖下的区域。气泡产生器708、710或714可在通过例如图5中的密封材料及衬底围封的腔或图6A及6B的腔604及656中含有的工作流体体积的一部分内引发一或多个气泡。显示器组合件600或650内的腔604及656(如图6A及6B中所描绘)可分别由跨一间隙面向彼此的两个衬底表面及接合所述两个衬底表面的密封材料界定。如果气泡在显示器组合件600的整个寿命中保持于不可视部分608或空间内,那么其将防止形成其它气泡。然而,如果条件(例如,由于高压、高温或其它条件)导致全部气泡的溶解,那么当条件最适于气泡形成时,气泡可重形成于工作流体的任何位置内。图7A到7C图解说明一或多个气泡产生器708、710及714及气泡捕获区域704、706、718在通过密封件围封的腔的衬底界定部分中的任一者或两者内(且优选在不干扰装置操作的位置中)的定位,以及所述腔的不可视部分内的气泡的引发。
由于来自气泡捕获区域的高度(主要由图5中描绘的粘合密封件528的高度决定)的毛细管作用及积极有利的工作流体(一个实例是油,然而具有类似特性的任何工作流体可为适合的)的选择,一旦气泡驻留在气泡捕获区域704、706及718中,气泡便将留在那里,气泡本身主要在气泡捕获区域内位移。只要气泡体积未超过气泡捕获区域704、706及718内的可用体积,气泡702、712及716便将不逸出。以此方式,通过使用气泡产生器708、710及714在气泡捕获区域内或接近于气泡捕获区域产生气泡且维持气泡,以及工程设计气泡对气泡捕获区域比率,显示器组合件700可控制任何显示气泡702、712及716的位置。
气泡捕获区域704、706及718的大小及深度可受若干因素影响。这些因素包含(不限于):工作流体的性质;正在显示器中使用的工作流体的体积(其本身大致是显示器大小及衬底之间的高度的量度);显示器将暴露于的期望最低及最高温度;以及工作流体及衬底及/或形成工作流体体积的其它材料两者的膨胀系数。考虑所述因素及其它因素,建立足够大的气泡捕获区域704、706及718以保持(通常在最低温度)期望形成的最大可能气泡,而在全部条件下不容许所述最大可能气泡溢出气泡捕获区域。一般地,深达其两倍到三倍宽的气泡捕获区域704、706及718可为最佳的,然而其它组合也是有效的。在一些实施方案中,气泡捕获区域深度可为约10微米到约500微米(依据衬底厚度而变,而不危及衬底机械完整性),其中相应宽度如上文所描述。在一些实施方案中,气泡捕获区域704、706及718呈沟槽的形式或形状。沟槽可最适于显示器组合件或装置,其中显示器组合件的边缘在用于机械附接且用户不可视的有源区域(例如图6A中描绘的不可视部分608)外或具较小光学值。可在这些装置的此些区域中建立气泡产生器602及气泡捕获区域704、706及718,同时最小化或消除气泡在显示器组合件的操作或感知质量中可具有的任何不利影响。在一些实施方案中,气泡捕获区域704、706及718的位置及形状可为任何数目个其它几何形状,例如圆形、正方形、矩形。
在一些实施方案中,可经由多种方法产生每一气泡捕获区域704、706及718。这些方法可包含酸性蚀刻、激光蚀刻、电火花切割(spark-cutting)、等离子蚀刻、机械钻孔或锯切、喷砂及可以所要形状移除材料的任何其它方法。所使用的方法可决定气泡捕获区域704、706及718的形状。例如,机械研磨方式(例如锯、等离子蚀刻)可用以产生尖锐边缘气泡捕获区域。或者,许多烧蚀方法(例如激光蚀刻、喷砂以及一些化学方法的形式)可建立战壕式(dug-out)、沟槽或凹勺式(scooped)气泡捕获区域704、706及718。
在制造过程期间,可以任何数目个步骤在任一衬底(例如图5的衬底504及522)内产生气泡捕获区域704、706及718。半导体及玻璃制作领域的技术人员将明白,如果在薄膜处理之前完成所述过程,那么回填材料将有助于处理对构形的敏感性。或者,在已执行全部MEMS产生步骤之后,在任一衬底上产生的任何气泡捕获区域704、706及718应保护脆弱机械零件以免形成任何碎屑。在一些实施方案中,这可通过添加保护层而实现,随后在气泡捕获区域产生之后移除所述保护层。在一些其它实施方案中,可进行例如运用光吸收膜涂布气泡捕获区域704、706及718的壁等额外步骤。
图7A到7C展示可用以实施气泡捕获区域704、706及718的各种布局。在图7A中,沿显示器组合件700的侧实施气泡捕获区域704。图7A还展示气泡捕获区域704内或邻近于气泡捕获区域704的气泡产生器708。气泡702占用可用气泡捕获区域704体积的一部分。如图7B中所见,可连同对应气泡产生器708及710实施多个离散气泡捕获区域704及706。每一气泡捕获区域704及706可包含气泡702及712。图7C图解说明其中三个离散气泡捕获区域704、706及718在同一显示器组合件700内的配置,其中每一气泡捕获区域704、706及718含有气泡产生器708、710及714连同气泡702、712及716。
图8是显示器组合件800的另一视图,其沿显示器组合件800的外围包含气泡产生器806及连续气泡捕获区域804。在说明性实施方案中,气泡捕获区域804占用显示器组合件800的侧的大部分。在一些其它实施方案中,气泡捕获区域804可沿显示器组合件800的全部侧延伸。
图9是具有气泡捕获区域948的显示器组合件900的横截面视图。显示器组合件900是利用MEMS向下调制器衬底908的显示器的实例,所述MEMS向下调制器衬底908通过围绕外围的密封材料922而跨一间隙耦合到光圈板902。密封材料922及前述第一衬底及第二衬底产生通过密封件围封的空间或腔920,接着用流体实质上填充所述空间或腔920。气泡捕获区域948已产生为沿光圈衬底902的至少一个边缘的大部分延伸的沟槽的形状。在一些实施方案中,气泡捕获区域948定位于显示器组合件900的可视部分外(例如,不可视部分内)。显示器组合件900在气泡捕获区域948内或接近于气泡捕获区域948可包含气泡产生器。
显示器组合件900可另外并入有控制器910及衬底902与908之间的电连接924。控制器910可与传感器、或与气泡产生器或与两者电连通。在一些实施方案中,气泡捕获区域948产生于第二衬底902的表面内,而第一衬底908不具有气泡捕获区域。在一些其它实施方案中,气泡捕获区域948包含于第一衬底908表面上。在一些实施方案中,一或多个气泡捕获区域可包含于衬底902及908两者上。
尽管显示器组合件900图解说明其中光调制器呈MEMS向下配置的气泡捕获区域948,然在一些实施方案中,可形成其中光调制器呈MEMS向上配置的气泡捕获区域948。对于所述配置,(例如)气泡捕获区域948可形成到任一调制器衬底(例如图5中描绘的衬底504或盖板(例如盖板522))中。
各种方面还适用于并入有液晶显示器。尽管液晶显示器经常并入有高粘度(>100厘泊)及相对低蒸气压的液体,但已知仍可将气泡引入于液晶内而作为流体填充或制造过程的部分。接着,这些气泡经受体积随着周围温度及/或显示器上的压力而变的非所要及无控制增加或降低。可采用具有LCD显示器组合件腔的气泡捕获区域的并入以含有气泡的位置(尤其在所述气泡捕获区域沿显示器的一个边缘的大部分延伸的情况下)。所属领域的技术人员将快速掌握,在一些实施方案中,气泡捕获区域可位于调制器衬底上,而在一些其它实施方案中,其可位于彩色滤光器衬底上。此外,这些实施方案还适用于其中气泡产生器及气泡捕获区域可布置有或形成到调制器衬底(其为流体的运动提供驱动信号)或盖板上的电湿润显示器。
一旦产生气泡捕获区域且接近于气泡捕获区域布置气泡产生器,便可仔细对准衬底且将衬底结合在一起以产生腔。
图10A及10B是包含通过衬底1002、1004及1006的几何匹配形成的气泡捕获区域1016的显示器组合件1000的视图。在一些实施方案中,类似于通过架悬垂物(shelfoverhang)产生的空间或凹部,可通过衬底在彼此上的几何放置而实现气泡捕获区域或气泡装载功能。图10A展示其中通过跨通过间隔件1010维持的间隙而将MEMS向下调制器衬底1004放置于光圈衬底1002的顶部上实现的配置。图10A展示中心衬底1004可为调制器衬底,而在另一显示器组合件中,中心衬底1004可为光圈,且在进一步显示器组合件中,中心衬底1004可为薄膜。在一些实施方案中,中心衬底1004是附接到第三衬底1006的光圈衬底,所述第三衬底1006经定大小以匹配调制器衬底1002。在一些其它实施方案中,中心衬底1004可为附接到与光圈衬底1002相对的第三衬底1006的调制器衬底。在一些实施方案中,第三衬底1006保持为光圈衬底,而中心衬底1004是薄膜或带。
围绕外围可使用密封件1008,此产生通过密封材料1008围封的腔1014。可通过流体实质上填充腔1014,但气泡捕获区域1016的一或多者内通过可如关于图6A及6B描述般引发的气泡1012占用的体积的部分除外。在一些实施方案中,间隔件1010维持衬底之间的间隙,所述衬底有效地包含显示器组合件1000的有效光学区域或可视部分。此间隙可小达1微米或大达15微米到20微米(例如约10微米)。此气泡捕获区域1016的高度源自密封材料1008的高度及中心衬底1004的厚度。
在一些实施方案中,气泡捕获区域1016占用通过间隔件1010产生的间隙的高度的至少两倍以防止气泡迁移到既定用于用户观看的衬底之间的间隙(例如如图6A中描绘的可视部分606)中。在一些其它实施方案中,气泡捕获区域1016产生为中心架,完全包围中心衬底1004。在一些实施方案中,通过产生三面架、两面架或一侧上的架而实现类似效应。
可以图10B中展示的实施方案实现类似架效应,其中衬底1005以较高厚度产生,且(再次使用类似于用于产生气泡捕获区域的方式的机械或化学方式)磨损或研磨围绕边缘的一或多个空间,以确保气泡1012保持定位于此空间中。
在一些实施方案中,显示器组合件1000在通过密封件1008围封的空间内包含到衬底表面的电连接。如图9中所展示,在一些实施方案中,这是通过衬底之间的电连接924实现。如图10A或10B的实例中所展示,这还可在此空间或腔1014内实现。在一些实施方案中,这可通过将具有适当信号的垫放置于衬底中的一者、跨间隙在所述衬底上具有通孔的类似垫上、接着放置导电或银环氧树脂间隔件1011(或类似硬化导电材料)代替非导电间隔件1010结构而实现。以此方式,将经由跨衬底之间的间隙的连接件而连接显示器组合件1000的两侧。如同图10B中的气泡捕获区域的情况,导电垫及间隔件1011可用以电连接上部衬底及下部衬底。再者,由于其为图10A的几何情况,因此架可建构于全部周围、三个侧、两个侧或一个侧上。
图11A及11B是利用紧密隔开的间隔件1110的间隔件壁产生气泡捕获区域的显示器组合件1100的俯视图及横截面视图。显示器组合件1100还包含气泡产生器1118,例如关于图6A及6B描述的气泡产生器。气泡产生器1118可受控于例如关于图6A及6B描述的控制器610及662的控制器。不同于其中产生较大或较高气泡捕获区域或空间以容纳气泡的其它配置,此配置具有在完整显示器组合件1100中使用单一间隙距离的优点。衬底1104放置于另一衬底1102上。如在图9的情况中,衬底1104可为光圈衬底或调制器衬底,只要另一衬底1102是其互补。密封材料1108用以产生由密封件1116围封的腔或空间,所述腔或空间将填满工作流体。间隔件1110用以维持衬底之间的恰当间隙距离。在所图解说明的配置中,间隔件1110经紧密定位以产生在显示器区域与密封材料1108之间具有间隙的壁结构。
由密封件围封的腔通过使用一或多个塞1109而对外界密封,同时如关于图6A及6B描述般形成气泡1112。此外围走廊在由密封件围封的腔中用作分隔,以限制任何产生的气泡进入显示器组合件600或1100的内部可视部分606或1114。在此配置中,因为气泡捕获区域高度等于由密封件围封的腔的高度,所以特别关注以防止气泡跨间隔件壁1110迁移到显示器的可视部分中。这是通过将间隔件壁开口1106跨间隔件壁1110的大小最小化到约1微米或2微米而实现。这容许流体流动,同时使气泡1112保持于气泡捕获区域内。然而,一般所属领域的技术人员将容易了解,取决于显示装置的设计限制,可调整间隔件壁开口1106的大小。
在一些实施方案中,通过用其中油未湿润的高表面张力涂层处理由密封件围封的腔内的衬底的部分而产生气泡捕获区域。如前文,这可沿边缘或在视为适当的任何区域中完成。因为油不容易湿润用涂层处理的区域,所以通过气泡产生器1118产生的任何气泡将形成且保持于用涂层处理的区域上。
图12是用于控制例如上文描述的显示器组合件600、700、800、900、1000和1100的显示器组合件中的气泡形成的过程1200的流程图。用于控制显示器内的气泡形成的过程1200包含提供具有多个光调制器的腔,其中所述腔包含可视部分及不可视部分(框1202)。可用液体填充所述腔(框1204)。且可使用可定位于所述显示器组合件的不可视部分内的气泡产生器产生气泡(框1206)。
过程1200还可包含测量显示器组合件的温度。在一些实施方案中,过程1200包含响应于测量显示器组合件的温度而控制气泡产生器的操作。测量可由定位于腔内的温度传感器执行。可响应于来自与腔物理连通的压力传感器的信号而执行控制气泡产生器的操作的过程。气泡产生器可包含热源。所述热源可包含经布置以响应于来自控制器的信号而产生热的电阻器。
图13是用于制造包含气泡产生器的显示器组合件(例如上文描述的显示器组合件600、700、800、900、1000及1100)的过程1300的流程图。制造显示器组合件的过程1300包含提供第一衬底及第二衬底(框1302)。在所述第一衬底及所述第二衬底中的至少一者上提供气泡产生器(框1304)。(例如)可通过使用密封材料将第一衬底及第二衬底接合在一起。所述密封材料可部分布置于所述第一衬底及所述第二衬底的外围周围以形成腔。可接合所述第一衬底及所述第二衬底,使得气泡产生器位于腔的不可视部分内(框1306)。可用流体实质上填充腔(框1308)。且可密封腔(框1310)。过程1300还可包含在所述第一衬底及所述第二衬底中的至少一者的表面上形成至少一个气泡捕获区域。
图14A及14B是图解说明包含多个光调制器显示元件的显示装置40的系统框图。光调制器显示器元件可包含例如本文中关于图6A到13描述的一或多个显示器组合件。显示装置40可为(例如)智能电话、蜂窝式或移动电话。然而,显示装置40的相同组件或其稍微变动还图解说明各种类型的显示装置,例如电视机、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持式装置及便携式媒体装置。
显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48及麦克风46。外壳41可由多种制造过程中的任一过程形成,包含注射模制及真空成形。此外,外壳41可由多种材料中的任一材料制成,包含(但不限于):塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。外壳41可包含可移除部分(未展示),所述可移除部分可与不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分互换。
如本文所述,显示器30可为多种显示器中的任一者,包含双稳态或模拟显示器。显示器30还可经配置以包含平板显示器(例如等离子、EL、OLED、STNLCD或TFTLCD)或非平板显示器(例如CRT或其它显像管装置)。此外,如本文所述,显示器30可包含基于光调制器的显示器。
图14A中示意性地图解说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41,且可包含至少部分地封围于其中的额外组件。举例来说,显示装置40包含网络接口27,所述网络接口包含可耦合到收发器47的天线43。网络接口27可为可显示于显示装置40上的图像数据的源。因此,网络接口27是图像源模块的一个实例,但处理器21及输入装置48也可用作图像源模块。收发器47连接到处理器21,所述处理器连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如滤波或以其它方式操纵信号)。调节硬件52可连接到扬声器45及麦克风46。处理器21也可连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29可耦合到帧缓冲器28及阵列驱动器22,所述阵列驱动器又可耦合到显示阵列30。显示装置40中的一或多个元件(包含图14A中未具体绘示的元件)可经配置以用作存储器装置且经配置以与处理器21通信。在某些实施方案中,电力供应器50可将电力提供到特定显示装置40设计中的实质上所有组件。
网络接口27包含天线43及收发器47,以使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27也可具有某些处理能力以减轻(例如)处理器21的数据处理要求。天线43可发射和接收信号。在某些实施方案中,天线43根据IEEE16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE802.11标准(包含IEEE802.11a、b、g、n及其进一步实施方案)发射和接收RF信号。在某些其它实施方案中,天线43根据标准发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情形中,天线43可经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用包无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、地面中继无线电(TETRA)、宽带-CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修订版A、EV-DO修订版B、高速包接入(HSPA)、高速下行链路包接入(HSDPA)、高速上行链路包接入(HSUPA)、经演进的高速包接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用于在无线网络(例如利用3G、4G或5G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器47可预处理从天线43接收的信号,以使得其可由处理器21接收并进一步操纵。收发器47也可处理从处理器21接收的信号,以使得可经由天线43从显示装置40发射所述信号。
在某些实施方案中,可由接收器来替换收发器47。另外,在某些实施方案中,可由图像源来替换网络接口27,所述图像源可存储或产生待发送到处理器21的图像数据。处理器21可控制显示装置40的总体操作。处理器21从网络接口27或图像源接收数据(例如经压缩图像数据),且将所述数据处理成原始图像数据或处理成容易被处理成原始图像数据的格式。处理器21可将经处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28进行存储。原始数据通常指识别图像内的每一位置处的图像特性的信息。举例来说,此些图像特性可包含色彩、饱和度及灰阶等级。
处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示装置40的操作。调节硬件52可包含用于将信号发射到扬声器45及用于从麦克风46接收信号的放大器及滤波器。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件,或可并入于处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28获取由处理器21产生的原始图像数据且可适当地重新格式化所述原始图像数据以供高速传输到阵列驱动器22。在某些实施方案中,驱动器控制器29可将所述原始图像数据重新格式化成具有光栅样格式的数据流,以使得其具有适于跨越显示阵列30扫描的时间次序。然后驱动器控制器29将经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)经常作为独立集成电路(IC)与系统处理器21相关联,但此些控制器可以许多方式来实施。举例来说,控制器可作为硬件嵌入于处理器21中、作为软件嵌入于处理器21中或以硬件形式与阵列驱动器22完全集成在一起。
阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化信息且可将视频数据重新格式化成一组平行波形,所述组平行波形每秒多次地施加到来自显示器的x-y显示元件矩阵的数百条且有时数千条(或更多)引线。
在某些实施方案中,驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示阵列30适于本文中所描述的显示器类型中的任一者。举例来说,驱动器控制器29可为常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如光调制器显示元件控制器)。另外,阵列驱动器22可为常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如光调制器显示元件驱动器)。此外,显示阵列30可为常规显示阵列或双稳态显示阵列(例如包含光调制器显示元件阵列的显示器)。在某些实施方案中,驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成。此实施方案可在高度集成系统(例如,移动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器)中为有用的。
在某些实施方案中,输入装置48可经配置以允许(例如)用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含小键盘(例如,QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕、与显示阵列30集成在一起的触敏屏幕或者压敏或热敏薄膜。麦克风46可经配置而作为显示装置40的输入装置。在某些实施方案中,可使用通过麦克风46的话音命令来控制显示装置40的操作。
电力供应器50可包含各种能量存储装置。举例来说,电力供应器50可为可再充电电池,例如镍镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中,所述可再充电电池可为可使用来自(例如)壁式插座或光伏装置或阵列的电力充电的。替代地,所述可再充电电池可无线充电。电力供应器50也可为可再生能量源、电容器或太阳能电池,包含塑料太阳能电池或太阳能电池涂料。电力供应器50也可经配置以从墙上插座接收电力。
在某些实施方案中,控制可编程性驻存于驱动器控制器29中,所述驱动器控制器可位于电子显示器系统中的数个地方中。在某些其它实施方案中,控制可编程性驻存于阵列驱动器22中。上文所阐述的优化可以任一数目的硬件组件、软件组件或其组合实施且可以各种配置实施。
如本文中所使用,提及一项目列表中的“至少一者”的短语是指那些项目的任何组合,包含单个部件。作为实例,“a、b或c中的至少一者”既定涵盖:a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c。
可将结合本文中所揭示的实施方案阐述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路及算法过程实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。已就功能性大体阐述了硬件与软件的可互换性且在上文所阐述的各种说明性组件、块、模块、电路及过程中图解说明了硬件与软件的可互换性。此功能性是实施成硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。
可借助通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文中所阐述功能的其任何组合来实施或执行用于实施连同本文中所揭示的方面一起阐述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块及电路的硬件及数据处理设备。通用处理器可为微处理器或任一常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算装置的组合,例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一或多个微处理器或任一其它此类配置。在某些实施方案中,可通过特定于给定功能的电路来执行特定过程及方法。
在一或多个方面中,可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含本说明书中所揭示的结构及其结构等效物)或其任何组合来实施所阐述的功能。也可将本说明书中所阐述的标的物的实施方案实施为一或多个计算机程序,即,编码于计算机存储媒体上供数据处理设备执行或用于控制数据处理设备的操作的一或多个计算机程序指令模块。
所属领域的技术人员可容易地明了对本发明中所描述的实施方案的各种修改,且本文中所定义的一般原理可适用于其它实施方案而不背离本发明的精神或范围。因此,权利要求书并不既定限于本文中所展示的实施方案,而应被赋予与本发明、本文中所揭示的原理及新颖特征相一致的最宽广范围。
另外,所属领域的技术人员应容易地了解,术语“上部”及“下部”有时用于便于阐述所述图,且指示对应于图在一适当定向的页面上的定向的相对位置,且可能不反映如所实施的任何装置的适当定向。
也可结合单个实施方案来实施本说明书中在单独实施方案的情况下阐述的特定特征。相反地,也可将在单个实施方案的情况下阐述的各种特征单独地或以任一适合子组合的形式实施于多个实施方案中。此外,尽管上文可将特征阐述为以特定组合形式起作用且甚至最初主张如此,但来自所主张组合的一或多个特征在某些情形中可从所述组合去除,且所主张组合可针对于子组合或子组合的变化形式。
类似地,虽然在所述图式中以特定次序绘示操作,但不应将此理解为需要以所展示的特定次序或以顺序次序执行此些操作或执行所有所图解说明的操作以实现合意结果。此外,所述图式可以流程图的形式示意性地绘示一或多个实例性过程。然而,可将未绘示的其它操作并入于示意性地图解说明的实例性过程中。举例来说,可在所图解说明操作中的任一者之前、之后、同时或之间执行一或多个额外操作。在某些情况下,多任务及并行处理可为有利的。此外,上文所阐述的实施方案中的各种系统组件的分开不应被理解为需要在所有实施方案中进行此分开,而应理解为所描述的程序组件及系统通常可一起集成于单个软件产品中或封装到多个软件产品中。另外,其它实施方案也在所附权利要求书的范围内。在某些情形中,权利要求书中所陈述的动作可以不同次序执行且仍实现合意结果。
Claims (20)
1.一种显示设备,其包括:
腔,其包含多个光调制器,所述腔填满液体,所述腔包含可视部分及不可视部分;及
气泡产生器,其定位于所述腔的所述不可视部分内且经布置以在所述不可视部分内形成气泡。
2.根据权利要求1所述的显示设备,其进一步包括经布置以控制所述气泡产生器的操作的控制器。
3.根据权利要求2所述的显示设备,其进一步包括经布置以测量所述显示设备的温度的温度传感器。
4.根据权利要求3所述的显示设备,其中所述控制器响应于来自所述温度传感器的信号而控制所述气泡产生器的所述操作。
5.根据权利要求3所述的显示设备,其中所述温度传感器定位于所述腔内。
6.根据权利要求2所述的显示设备,其进一步包括:
压力传感器,其与所述腔物理连通且与所述控制器电连通,其中所述控制器响应于来自所述压力传感器的信号而控制所述气泡产生器的所述操作。
7.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述气泡产生器包含热源。
8.根据权利要求7所述的显示设备,其中所述热源包含经布置以响应于来自所述控制器的信号而产生热的电阻器。
9.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述不可视部分包含其中容许气泡形成或移动的区域。
10.根据权利要求1所述的显示设备,其中显示器经布置以与处理器通信,所述处理器经配置以处理图像数据,且与存储器装置通信,且从输入装置接收输入数据。
11.根据权利要求10所述的显示设备,其中所述显示设备从驱动器电路接收至少一个信号,所述驱动器电路经配置以从控制器接收所述图像数据的至少一部分。
12.根据权利要求11所述的显示设备,其中所述处理器经配置以从图像源模块接收所述图像数据,所述图像源模块包含接收器、收发器和发射器中的至少一者。
13.一种用于控制显示器内的气泡形成的方法,其包括:
提供包含多个光调制器的腔,所述腔包含可视部分及不可视部分;
用液体填充所述腔;及
使用定位于所述腔的所述不可视部分内的气泡产生器来产生气泡。
14.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括测量所述显示器的温度。
15.根据权利要求14所述的方法,其进一步包括响应于测量所述显示器的所述温度而控制所述气泡产生器的操作。
16.一种用于控制显示器内的气泡形成的系统,其包括:
腔,其包含多个光调制器,所述腔填满液体,所述腔包含可视部分及不可视部分;及
用于在所述腔的所述不可视部分内产生气泡的装置。
17.根据权利要求16所述的系统,其进一步包括用以控制气泡产生器的操作的装置。
18.根据权利要求17所述的系统,其进一步包括用以测量所述显示器的温度的装置,其中所述用以控制所述气泡产生器的所述操作的装置从所述用以测量所述温度的装置接收信号。
19.一种制造显示器组合件的方法,其包括:
提供第一衬底及第二衬底;
在所述第一衬底及所述第二衬底中的至少一者上提供气泡产生器;
经由部分布置于所述第一衬底及所述第二衬底的外围周围的密封材料来接合所述第一衬底及所述第二衬底以形成腔,使得所述气泡产生器定位于所述腔的不可视部分内;
用流体实质上填充所述腔;及
密封所述腔。
20.根据权利要求19所述的方法,其进一步包括在所述第一衬底及所述第二衬底中的至少一者的表面上形成至少一个气泡捕获区域。
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