CN1755494A - 照明干涉式调制器显示器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了用来将来自一远端光源的光导向至干涉式调制器结构内的方法和设备。使用包含反射结构、散射中心和荧光或磷光材料的光重导向器来将来自一光源的光重新导向进干涉式调制器结构内。

Description

照明干涉式调制器显示器的系统和方法

技术领域

本发明涉及微机电系统(MEMS)。

背景技术

微机电系统(MEMS)包括微机械元件、激励器和电子设备。微机械元件可采用沉积、蚀刻或其他可蚀刻掉衬底及/或沉积材料层部分或可添加若干层以形成电气和机电装置的微机械加工工艺制成。一种类型的MEMS装置被称为干涉式调制器。干涉式调制器可包含一对导电板，其中之一或两者可为完全或部分透明及/或反射，且能在施加适当的电信号时相对运动。其中一个板可包含沉积在一衬底上的一个稳定层，另一个板可包含借助一气隙而与所述稳定层隔开的金属膜。上述装置具有广泛的应用范围，且在此项技术中，利用及/或修改这些类型的装置的特性以使其特征可用于改善现有产品及制造目前尚未开发的新产品将颇为有益。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各具有多个方面，任何单一方面均不能单独决定其所期望的属性。现将对其更突出的特性作简要论述，此并不限定本发明的范围。在考虑这一论述，尤其是在阅读了“具体实施方式”部分之后，人们即可理解本发明的特征如何提供相对于其他显示装置的优点。

本发明的一个实施例包含一个反射式显示设备，其包括：一具有第一表面的衬底；复数个安置在所述衬底的与所述第一表面相对的第二表面上的干涉式调制器；和一具有第三表面的盖罩，所述盖罩定位为与所述第一表面成光连通，其中所述第一与第三表面之间存在一间隙，所述盖罩包含复数个光重导向器，所述光重导向器配置为将至少一部分入射到盖罩第三表面上的光重新导向到所述第一表面上。

本发明的另一个实施例包含一种制造一反射式显示器的方法，其包括：将复数个干涉式调制器定位到一衬底的第一表面上；在一盖罩的内部或上面形成复数个光重导向器，所述盖罩具有第二表面；且将所述盖罩定位成与所述复数个干涉式调制器光连通，以使得所述第二表面与所述衬底上与所述第一表面相对的第三表面之间存在一间隙，所述光重导向器配置为将至少一部分入射到第二表面上的光重新导向到所述第三表面上。

本发明的另一个实施例包含一反射式显示设备，其包括：用来提供支撑的构件；用来干涉式调制光的构件；和用来覆盖所述支撑构件和所述调制构件的构件，所述覆盖构件定位成与所述支撑构件光连通，且两者之间有一间隙，所述覆盖构件包含用来重新导向光的构件，所述光重导向构件配置为将至少一部分入射到所述覆盖构件的光重导向到所述支撑构件上。

本发明的另一个实施例包含一反射式显示设备，其包括：一具有第一表面的衬底；复数个安置在所述衬底的与所述第一表面相对的第二表面上的反射式显示元件；和复数个光重导向器，其与所述衬底及反射式显示元件光连通，以便将至少一部分沿倾斜于所述第一表面的路径发出的光重新导向到所述衬底和反射式显示元件内。

本发明的另一个实施例包含一反射式显示设备，其包括：用来提供反射图像内容的第一构件；用来支撑所述第一构件的第二构件；和复数个用来将沿倾斜于所述第二构件的路径发出的光重新导向到所述第一构件内的第三构件。

本发明的另一个实施例包含一种制造一反射式显示器的方法，其包括：将复数个反射式显示元件定位到一衬底的第一表面上；且将复数个光重导向器定位成与所述衬底和反射式显示元件光连通，以便将至少一部分沿倾斜于所述衬底的与所述第一表面相对的第二表面的路径发出的光重新导向到所述衬底和反射式显示元件内。

本发明的另一个实施例包含一种照明一反射式显示器的方法，其包括：将光沿倾斜于一反射式显示面板的路径传输到所述显示面板上；且将至少一部分所述传输的光重新导向，以便将经重新导向的光导向成其传输路径与所述显示面板的倾斜角度小于所述所传输的光。

本发明的另一个实施例包含一反射式显示设备，其包括：用来提供反射图像内容的第一构件；用来对沿倾斜于所述第一构件的路径发出的光进行重新导向的第二构件；和用来向所述第二构件提供光的第三构件。

本发明的另一个实施例包含一反射式显示设备，其包括：一衬底，其在第一表面上安置有复数个反射式显示元件；安置在所述衬底的与所述第一表面相对的第二表面上的第一材料，所述第一材料包含复数个光重导向器。

本发明的另一个实施例包含一反射式显示设备，其包括：用来进行反射式显示的构件；用来支撑的构件，所述用来反射式显示的构件安置在所述用来支撑的构件的第一侧上；用来重新导向光的构件，其安置在所述支撑构件的第二侧上，所述用来重新导向光的构件具有第一折射率。

本发明的另一个实施例包含一种制造一反射式显示器的方法，其包括：将复数个干涉式调制器定位在一衬底的第一表面上；将第一材料安置在所述衬底的与所述第一表面相对的第二表面上，所述第一材料包含复数个光重导向器。

本发明的另一个实施例包含一种制造一反射式显示器的方法，其包括：将复数个干涉式调制器定位在一衬底上；且将复数个光重导向器定位成与所述干涉式调制器光连通，所述光重导向器配置为将至少一部分入射到光重导向器上的光重新导向到所述干涉式调制器内。

本发明的另一个实施例包含一用来照明一反射式显示器的系统，其包括：一配置为放置在所述反射式显示器前方且包含复数个光重导向器的显示器盖罩，所述显示器盖罩具有配置为面向所述反射式显示器正面的第一表面，所述第一表面与所述显示器的正面之间存在一间隙；和一配置为将光沿倾斜于所述显示器盖罩的路径传输到显示器盖罩的第一表面上的光源，其中所述光重导向器配置为将至少一部分入射光重新导向到所述反射式显示器的正面上。

本发明的另一个实施例包含一种照明一反射式显示器的方法，其包括：将光沿倾斜于显示器盖罩的路径传输到所述盖罩的第一表面上，所述显示器盖罩的第一表面面向反射式显示器的第二表面，所述第一表面与所述第二表面之间存在一间隙；且将至少一部分所传输的光重新导向成朝向反射式显示器的第二表面。

本发明的另一个实施例包含一种制造用来照明一反射式显示器的系统的方法，其包括：在一盖罩内形成复数个光重导向器，所述盖罩具有第一表面；将所述盖罩定位在反射式显示器前方，其中所述第一表面与所述显示器正面之间存在一间隙；且对一光源进行定位，以将光沿倾斜于所述显示器盖罩的路径传输到显示器盖罩的第一表面上，其中所述光重导向器配置为将至少一部分入射光重新导向到反射式显示器的正面上。

本发明的另一个实施例包含一反射式显示系统，其包括：复数个反射式显示元件；和荧光或磷光材料，所述材料定位成与所述显示元件光连通，且配置成使得所述材料吸收具有第一波长的光，并将具有不同于所述第一波长的第二波长的光发射进所述反射式显示元件内。

本发明的另一个实施例包含一反射式显示系统，其包括：用来提供反射图像内容的第一构件；和用来吸收具有第一波长的光并将具有不同于第一波长的第二波长的光发射到所述第一构件上的第二构件。

本发明的另一个实施例包含一种照明一反射式显示器的方法，其包括：将光传输到能吸收掉至少一部分所述光的荧光或磷光材料上；且从所述荧光或磷光材料发射波长与所述传输的光不同的光到反射式显示元件上。

本发明的另一个实施例包含一种制造一反射式显示系统的方法，其包括：将荧光或磷光材料定位成与复数个反射式显示元件光连通，其中所述材料吸收掉具有第一波长的光，且将具有不同于第一波长的第二波长的光发射到所述反射式显示元件内。

本发明的另一个实施例包含一干涉式调制器显示设备，其包括：复数个具有一正面的干涉式调制器，入射光从所述正面反射；复数个至少可部分透光的支柱，其支撑所述干涉式调制器的反射表面；和复数个与所述支柱对准的光重导向器。

本发明的另一个实施例包含一干涉式调制器显示设备，其包括：用来提供反射图像内容的构件，所述提供图像内容的构件包括用来进行反射的第一和第二构件；用来支撑第一反射构件并借助一间隙将第一反射构件与第二反射构件隔开的构件，所述支撑构件能传导光；和用来重新导向所述支撑构件所传导的光的构件。

本发明的另一个实施例包含一干涉式调制器显示设备，其包括：一衬底；复数个干涉式调制器，其安置在所述衬底上且具有一正面，入射光从所述正面反射；复数个至少可部分透光的支柱，其支撑所述干涉式调制器的反射表面；和复数个安置在所述衬底上或内部的光重导向器。

本发明的另一个实施例包含一种照明一反射式显示器的方法，其包括：将光穿过复数个至少可部分透光的支柱而传输进一衬底内，其中所述支柱支撑安置在衬底上的复数个干涉式调制器的反射表面；且将至少一部分所述传输的光重新导向到所述干涉式调制器内。

本发明的另一个实施例包含一种制造一干涉式调制器显示器的方法，其包括：形成复数个至少可部分透光的支柱，用以支撑复数个干涉式调制器的反射表面，所述干涉式调制器具有一正面，入射光从所述正面反射；且将复数个光重导向器定位成与所述支柱对准。

附图说明

图1为等角视图，其描绘一干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分，其中第一干涉式调制器的一可移动反射层处于释放位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于受激励位置。

图2为系统方框图，其说明一包含一3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例。

图3为图1所示干涉式调制器的一个例示性实施例的可移动镜位置与所施加电压的关系图。

图4为可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行电压和列电压的示意图。

图5A说明图2所示3×3干涉式调制器显示器内的显示数据的一个例示性帧。

图5B说明可用于写入图5A所示的帧的行信号和列信号的一个例示性时序图。

图6A为图1所示的装置沿图1中6A-6A线所截取的截面图。

图6B为沿图1中6A-6A线截取的截面图，但其说明的是一干涉式调制器的另一实施例。

图6C为沿图1中6A-6A线截取的截面图，但其说明的是一干涉式调制器的另一实施例。

图7示意说明一干涉式调制器阵列，其利用一正面光连同一光板，以将光导向进干涉式调制器元件内。

图8A示意说明一采用背光的干涉式调制器阵列，其中由定位在支撑镜面元件的支柱内的反射结构将来自背光的光反射进干涉式调制器元件内。

图8B示意说明另一采用背光的干涉式调制器阵列，其中由定位于衬底本身内的反射结构将经过透明支柱的来自背光的光反射进干涉式调制器元件内。

图8C示意说明另一采用背光的干涉式调制器阵列，其中由定位于衬底内的反射结构将经过所述阵列内的间隙的来自背光的光反射进干涉式调制器元件内。

图8D示意说明另一采用背光的干涉式调制器阵列，其中由定位于衬底上方的薄膜内的反射结构将经过所述阵列内的间隙的来自背光的光导向进干涉式调制器元件内。

图8E示意说明另一采用背光的干涉式调制器阵列，其中由定位于衬底上方的薄膜内的散射中心将经过透明支柱的来自背光的光散射进干涉式调制器元件内。

图9示意说明一正面光，它用于采用了附接到一盖罩玻璃的反射或光散射结构的干涉式调制器阵列。

图10示意说明一将衬底本身用作正面光的干涉式调制器阵列。

图11A示意说明一干涉式调制器阵列的一个实施例，其中结合角度散射中心使用侧面照明，以用来向阵列内的干涉式调制器元件供光。

图11B示意说明一千涉式调制器阵列的一个实施例，其中结合与光源方向对准的角度散射元件来使用侧面照明，以便向干涉式调制器元件供光。

图12A示意说明一采用磷光或荧光材料来改良色域的干涉式调制器阵列。

图12B示意说明一采用磷光或荧光材料以向所述阵列供光的干涉式调制器阵列，且所述阵列在所述磷光或荧光材料的表面上含有一种吸光材料。

图13A和13B为说明一包括复数个干涉式调制器的视觉显示装置的一个实施例的系统方框图。

具体实施方式

以下是针对本发明的某些具体实施例的详细描述。但是，本发明可通过许多种不同的方式实施。在以下描述中将参照附图，在附图中，相同零件自始至终标以相同的编号。根据以下描述将不难发现，本发明可在任何被配置以显示无论是运动(视频)或静止(静止图像)且无论是文字或图片形式的图像的装置中实施。更具体而言，预期本发明可在多种电子装置中实施或与这些电子装置相关联，这些装置例如是(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式计算机或便携式计算机、GPS接收器/导航器、照相机、MP3播放器、摄录机(camcorder)、游戏机、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)、驾驶舱控制器及/或显示器、照相机视图显示器(例如，车辆的后视照相机显示器)、电子照片、电子告示牌或标牌、投影仪、建筑结构、包装及美学结构(例如，一件珠宝的图像显示器)。与本文所描述的装置结构相似的MEMS装置也可用在例如电子开关装置的非显示器应用中。

干涉式调制器显示器的一个实施例包含图1所示的干涉式MEMS显示元件。在这些装置中，像素处于亮状态或暗状态。在亮(“开(on)”或“打开(open)”)状态下，显示元件将大部分入射可见光反射给用户。当处于暗(“关(off)”或“关闭(closed)”)状态下时，显示元件几乎不将入射可见光反射给用户。根据这个实施例，可颠倒“开”和“关”状态的光反射性质。MEMS像素还可配置成主要反射选定的颜色，从而除黑白显示外还可进行彩色显示。

图1为等角视图，其描绘视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素，其中每个像素均包含一MEMS干涉式调制器。在有些实施例中，干涉式调制器显示器包含由这些干涉式调制器组成的行/列阵列。每个干涉式调制器均包括一对反射层，它们彼此间的距离是可变且可控制的，以便形成一至少具有一个可变维的光学谐振腔。在一个实施例中，其中一个反射层可在两个位置之间移动。在第一位置中(本文将其称为释放状态)，所述可移动层位于距一固定的部分反射层相对较远的位置处。在第二位置中，所述可移动层位于与所述部分反射层更紧密相邻的位置处。从两个层反射的入射光根据可移动反射层的位置而相长干涉或相消干涉，从而为每个像素产生完全反射或非反射的状态。

图1中所示的像素阵列部分包括两个相邻的干涉式调制器12a和12b。在左边的干涉式调制器12a中，显示可移动且高反射层14a是处于距一固定的部分反射层16a预定距离处的释放位置中。在右边的干涉式调制器12b中，显示可移动的高反射层14b是处于与一固定的部分反射层16b相邻的受激励位置中。

固定层16a、16b具导电性，部分透明且部分反射，并可(例如)通过在透明衬底20上沉积一个或一个以上铬和氧化铟锡层来制成。所述层可图案化成平行的条带，且可在下文将进一步描述的显示装置中形成行电极。可移动层14a、14b可形成为一系列由一个或一个以上沉积在支柱18顶部上的沉积金属层(与行电极16a、16b正交)和沉积在各支柱18之间的介入牺牲材料所形成的平行条带。当牺牲材料被蚀刻掉时，借助已确定的气隙19使可变形金属层与固定金属层隔开。可用一种例如铝的高导电且反射的材料来形成可变形层，且这些条带可在一显示装置中形成列电极。

当未施加电压时，腔19保持在层14a与16a之间，且可变形层处于机械放松状态，如图1中像素12a所示。但是，当对选定的行和列施加电位差时，在相应像素的行和列电极相交处形成的电容被充电，且静电力将电极拉到一起。如果电压足够高，则可移动层会变形，且被压抵到固定层上(可在固定层上沉积一种此图中未展示的介电材料，以防止短路且控制间距)，如图1中右边的像素12b所示。不论所施加的电位差的极性如何，运转状态(behavior)均相同。通过这种方式，可控制反射对非反射像素状态的行/列激励在许多方面都与常规的LCD和其他显示技术相似。

图2至图5说明一个在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的例示性方法及系统。图2为系统方框图，其说明可包含本发明若干方面的电子装置的一个实施例。在例示性实施例中，电子装置包括一处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM、Pentium^、Pentium II^、PentiumIII^、Pentium IV^、Pentium^Pro、8051、MIPS^、Power PC^、ALPHA^)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)。按照业内惯例，可将处理器21配置成执行一个或一个以上软件模块。除执行一个操作系统外，还可将处理器配置成执行一个或一个以上软件应用程序，包括网页浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其他软件应用程序。

在一个实施例中，处理器21还可配置成与一阵列控制器22进行连通。在一个实施例中，阵列控制器22包括向像素阵列30提供信号的行驱动电路24和列驱动电路26。图1中所示阵列的横截面在图2中以线1-1示出。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列激励协议可利用图3所示的这些装置的滞后性质。它可能需要例如10伏的电位差来使可移动层从释放状态变形成受激励状态。然而，当电压从这个值降低时，在电压回降到低于10伏时，可移动层仍保持其状态。在图3所示的例示性实施例中，在电压降至低于2伏之前，可移动层都不会完全释放。因而存在一电压范围(在图3所示的实例中为约3V至7V)，在该电压范围中存在一施加电压窗口，在该施加电压窗口内，装置将稳定地处于释放状态或受激励状态。本文中将此称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3所示的滞后特性的显示器阵列来说，可将行/列激励协议设计成：在行选通期间，向选通行中待激励的像素施加约10伏的电压差，并向待释放的像素施加接近0伏的电压差。在选通之后，向像素施加约5伏的稳态电压差，以使其保持处于行选通使其所处的任何状态。在写入之后，在这个实例中，每一像素都经历3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。这个特性使图1所示的像素设计在相同的施加电压条件下稳定在既有的受激励状态或释放状态。由于无论是处于受激励状态还是释放状态，每一像素的干涉式调制器基本上都是一由固定反射层及移动反射层形成的电容器，所以这个稳定状态可保持在滞后窗口内的电压下而几乎无功率消耗。如果施加的电位是固定的，则基本上没有电流流入像素。

在典型应用中，可根据第一行中期望的一组受激励像素来确定一组列电极而形成一显示帧。此后，将行脉冲施加于行1的电极，从而激励与所确定的列线对应的像素。此后，将所确定的一组列电极变成与第二行中所期望的一组受激励像素对应。此后，将脉冲施加于行2的电极，从而根据所确定的列电极来激励行2中的适当像素。行1的像素不受行2的脉冲影响，且保持在它们在行1的脉冲期间所设定的状态下。可按顺序性对整个系列的行重复此过程，以形成所述帧。通常，通过以期望的某数目帧/秒的速度连续重复此过程，来用新的显示数据刷新及/或更新这些帧。其他还有很多种用于驱动像素阵列的行及列电极以形成显示帧的协议也为人们所熟知，且可与本发明结合使用。

图4、5A和5B说明用于在图2所示的3×3阵列上形成一显示帧的一个可能的激励协议。图4说明可用于那些展现图3的滞后曲线的像素的一组可能的列及行电压电平。在图4所示的实施例中，激励一像素包括将适当的列设定成-V_bias，并将适当的行设定成+ΔV，这两个值可分别对应-5伏和+5伏。将适当的列设定成+V_bias并将适当的行设定成相同的+ΔV，从而在像素上产生零伏的电位差，借此来实现像素的释放。在那些行电压保持在0伏的行中，像素稳定于最初所处的任何状态，而与这个列是处于+V_bias还是-V_bias无关。

图5B为一显示一系列施加给图2所示的3×3阵列的行和列信号的时序图，这将形成图5A所示的显示配置，其中受激励像素为非反射性的。在写入图5A所示的帧之前，像素可处于任何状态，且在这个实例中，所有的行均处于0伏，且所有的列均处于+5伏。在这些所施加的电压下，所有像素均稳定在其现有的受激励状态或释放状态。

在图5A所示的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)及(3，3)受激励。为实现此，在行1的“行时间(line time)”期间，将列1及列2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。这不会改变任何像素的状态，因为所有的像素均保持处于3-7伏的稳定窗口内。此后，通过0伏上升到5伏然后又下降回0伏的脉冲来选通行1。这会激励像素(1，1)和(1，2)并释放像素(1，3)。阵列中的其他像素均不受影响。为将行2设定为所期望的状态，将列2设定为-5伏，且将列1及列3设定为+5伏。此后，向行2施加相同的选通脉冲，其将激励像素(2，2)并释放像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中的其他像素均不受影响。类似地，通过将列2和列3设定为-5伏并将列1设定为+5伏而对行3进行设定。行3的选通脉冲将行3像素设定为如图5A所示。在写入帧之后，行电位为0，而列电位可保持在+5或-5伏，且此后显示将稳定为图5A所示的配置。应了解，可对由数十或数百个行和列构成的阵列使用相同的过程。还应了解，用于执行行激励和列激励的电压的定时、顺序及电平可在上述的通用原理内广泛变化，且上述实例仅为例示性的，且任何激励电压方法均可用于本发明。

按照上述原理运行的干涉式调制器的结构细节可有很大不同。例如，图6A到图6C说明移动镜结构的三个不同实施例。图6A为图1所示实施例的截面图，其中金属材料条带14沉积在正交延伸的支撑件18上。在图6B中，可移动反射材料14仅在隅角处(在系链32上)附接到支撑件。在图6C中，可移动反射材料14从可变形膜34悬挂下来。本实施例具有优势，因为反射材料14的结构设计和所用材料可在光学特性方面得到优化，且可变形层34的结构设计和所用材料可在所期望的机械特性方面得到优化。在许多公开文件中描述了各种不同类型的干涉式装置的制造，包括(例如)第2004/0051929号美国公开申请案。可使用很多种熟知技术来制造上述结构，其中包括一系列材料沉积、图案化和蚀刻步骤。

一般将干涉式调制器用于高度反射的直视平板显示器中。由于其具有高度反射性，所以干涉式调制器在大多数照明条件下几乎不需要照明。一般消费者希望能在某些缺乏周围照明的情况下阅读电子显示器。因此，对于通常采用周围照明的干涉式调制器及其他完全反射性的空间光调制器来说，有些照明形式是合乎需要的。

典型的背面照明技术在液晶显示器(LCD)中得以广泛使用，但其对于完全反射性的空间光调制器则并不奏效。在完全反射性的空间光调制器中，光无法从后向前穿过其传输以照明调制器元件。可以在完全反射性空间光调制器的元件之间留出间隙，以使得背面照明可从中穿过且在面板正面显现，但光将不会包含任何图像信息，因为光实际上并未照明所述元件，其在穿过显示面板的路径上掠过了这些元件。因而，需要提供导向到反射式显示器中的反射式显示元件正面的照明。

如下文将更详细描述，本发明的各种实施例提供了光重导向器，用以对来自位于反射式显示器内各个位置上的光源的光重新导向，以便将光导向到反射式显示器中的反射式显示元件的正面上。

经导向的正面光

在图7所示的一个实施例中，干涉式调制器阵列采用了经导向的正面光。正面光板200附接到衬底300的前表面302。虽然正面光板200显示为直接附接到衬底300，但在其他实施例中，光板200可悬挂在衬底300上方，或附接到覆盖在衬底上面的薄膜或其他层。

将例如LED的光源100连接至正面光板200，以使得从光源100处发射的光202可进入正面光板200。在图7所示的实施例中，光源100连接到正面光板200的侧面304上。正面光板200的结构经过最优化，以使得从光源100进入正面光板200的光202被重新导向进所述阵列的元件310内。虽然图7及随后的图式中描绘了单一光线202，但应当了解，光源100发射出具有特定散度的光束，因此使整个正面光板200填满了光。相应地，被重导向进元件310的光将由复数个光束组成。最好以尽量窄的光束将光202导向进所述阵列的元件310内。因而，本文中所使用的术语“光202”代表多个光束，且说明这些光束内的多个光路中的一个。

在一个实施例中，光源100发射的光202以全内反射保持在正面光板200的内部，直到光202接触表面204为止，光202从所述表面204处反射穿过衬底300且进入元件310内。光板200可包含许多凹槽210，其提供了用来反射光202的表面204。最好以狭窄的光束将光202重新导向进元件310内，所述光束与衬底300的前表面大致垂直。最好将大多数导向进元件310内的光202从元件310中反射出来，且将其传输穿过衬底300和光板200，而不会受到凹槽210显着影响。

在一个实施例中，元件310是干涉式调制器。在其他实施例中，所述元件是其他能反射具有期望波长的光的光学装置。与仅仅使用周围光相比，通过将来自正面光100的光202直接导向进干涉式调制器元件310内，可提高显示器的亮度，在周围光有限的情况下尤其如此。此外，这种配置还使得所述显示器可用于基本没有或完全没有周围光的情况下。

在图7所示的实施例中，由于大多数光202以大致垂直于衬底300前表面的角度而被反射出干涉式调制元件310，所以其视角相对狭窄。然而，通过改变凹槽210的深度和间距或通过采用其他结构，可对光202入射进干涉式调制器元件310内的角度进行控制。例如，通过改变所示凹槽210的倾斜侧面204的角度，可控制导向进干涉式调制器内的光的角度。因此，可控制视角。所属领域的技术人员将认识到，除了凹槽之外，还可在光板200中采用其他结构，以便以期望的角度来将来自光源100的光重新导向至元件310内。例如，可以对角方式将反射材料条带整合进正面光板200内部。

含有凹槽210的正面光板200可通过注入成型、受控蚀刻或所属领域技术人员已知的其他任何处理来构建。正面光板200中所用的材料可为任何合适的透明或部分透明的材料，例如塑料或玻璃。

在一个实施例中，将反射结构210分隔开来，以使得光被导向到元件310，而不是导向到元件320之间的间隙。

在另一个实施例中，正面光板200内部或上面放置的不是凹槽210，而是反射材料线条，以将光重新导向进元件310内。

在一个实施例中，正面光板200可如图7中所示抵靠衬底300放置。在另一个实施例中，正面光板200可定位成板200与衬底300之间存在一间距。

光源100(以及本文中所描述的其他光源)可为所属领域已知的任何合适光源。所述光源的实例非常多，其中包括LED或荧光灯，例如冷紧凑型荧光灯(Cold Compact Fluorescent Light)。

背光干涉式调制器

在另一个实施例中，采用背光来为干涉式调制器元件阵列提供光。例如，在已采用了背光的装置(例如蜂窝式电话)中，使用背光来增强干涉式调制器显示器的功能可能有益。

图8A中说明了一采用背光的干涉式调制器的一个实施例。背光110位于干涉式调制器结构与衬底300相对的侧面上，且经定向以使其发光表面112与衬底300平行且面向衬底300。镜面元件370由支柱400悬挂在衬底300下方。在一个实施例中，由于所述镜面元件370不透明，所以光无法从背光110直接进入干涉式调制器腔360。因而，在这个实施例中，支柱400由透明或部分透明的材料构成，且在支柱400最靠近衬底300的末端处设置有一光重导向器410。从背光110传输的光202穿过支柱400，并被光重导向器410重新导向至干涉式调制器结构的腔360内。此后，光202反射离开镜面370，且最终沿观察者50的方向穿过衬底300而离开干涉式调制器结构。

光重导向器410可包括反射性结构、光散射结构(例如复数个散射中心)、磷光或荧光材料、或其他任何经配置以对光进行重导向的合适材料。透明支柱400可由任何合适的透明或部分透明的材料(例如透明氧化物或聚合物)构成，且可为无色或有少许色泽。在一个较优实施例中，支柱400无色且透明。光重导向器410可整合进透明支柱400内部的任何期望位置，光可由所述光重导向器恰当地导向进干涉式调制器内。

在图8A所示的实施例中，光重导向器410包含配置成金属锥形结构的对角导向镜。也可使用其他将光反射进腔360内的结构。例如，可用一弯曲结构来代替所述锥形结构，以便将光更宽泛地反射进腔360内。或者，可用三角形结构来将光反射进单个干涉腔内。光重导向器410可用所属领域已知的任何方法来制成。例如，可这样构成光重导向器：在支柱的顶部形成一锥形通道，然后在通道内填进反射物质。在一个实施例中，光重导向器410是由铝构成的。在一个实施例中，可将反射材料(例如，铝)在一具有期望形状的结构上沉积成一个层。例如，可对硅或钼进行受控蚀刻以形成锥形结构，随后在所述锥形结构上沉积一铝层。

在另一实施例中，光重导向器410并非位于支柱400内，而是位于衬底300内(图8B)。在图8B所示的实施例中，衬底300内的光重导向器410在支柱400上方对准。在这种情况下，光202从背光110穿过支柱400，继而行进至紧贴支柱400上方的衬底300内部或上面的光重导向器410。光在光重导向器410处反射出，并折回腔360内。光重导向器410可为(例如)玻璃300内的凹槽，凹槽上镀有银或反射物质。在一个实施例中，衬底300内的凹槽可通过蚀刻来形成，且所述凹槽的表面可涂覆有例如铝的反射材料。在另一个实施例中，所述凹槽内可填满含有反射或散射颗粒的聚合物。例如，可通过旋涂方法来沉积所述的聚合物。

在另一个实施例中，光重导向器410可定位在衬底300内，位于各个干涉式调制器元件310之间的间隙320的上方。因此，来自背光110的光202可穿过非常微小的间隙320而行进至光重导向器410，如图8C所示。来自背光110的光202穿过间隙320，且从光重导向器410处反射进干涉式调制器元件310内。如上所述，光重导向器410可为对角镜，它是通过在衬底内形成凹槽并在凹槽内填满反射材料而构成。熟练的技术人员将易于了解光重导向器410的其他形成方式。

在另一个实施例中，光重导向器410形成在衬底300上方(图8D)。例如，光重导向器410可形成于涂覆在衬底300表面上的薄膜500内。在一个实施例中，薄膜500是漫射体或抗反射薄膜。薄膜500可位于衬底300上，从而使得光重导向器410紧贴阵列中各元件310之间的间隙320的上方。与上述实施例中一样，光重导向器410可由任何能将光反射回下方的干涉式调制器元件310内的形状和材料制成。在有些实施例中，光重导向器包括沉积在薄膜500内部的磷光或荧光材料或者散射中心。薄膜500的沉积方法可为层压法、旋涂法或其他任何合适的方法。

在另一个实施例中，可将光重导向器410以较低的密度均一地分布在整个薄膜500上。因而，例如参看图8E，可在整个薄膜500上分布光散射中心粉末325。位于间隙320或支柱400上方的光散射中心325部分可将光202从背光110处重新导向进干涉式调制器元件310内。然而，由于粉末325在薄膜500内分布得较薄，所以其不会显着干扰到干涉式调制器310的周围照明。

在上述采用背光的实施例中的每一者内，可对光重导向器410的性质进行控制以取得期望的效果，例如，可改变对角镜的角度，或采用弯曲表面来代替直面镜(straight mirror)。例如，可修改反射结构的形状，以产生更窄或更宽的反射光束。在需要更宽视角的情况下，可采用能产生较宽反射光束的反射结构，而在需要从更有限的视角获得最大亮度的情况下，则可使用能产生较窄反射光束的结构。

此外，在每个实施例中，最好将吸收材料定位于光重导向器的上方，以便在顶部形成一黑色遮罩。此种遮罩会防止周围光从光重导向器410朝观察者50反射回，上述情况将会降低对比度。

借助盖罩玻璃特征部件的远程正面光

在许多显示器应用中，显示器上方插有一盖罩玻璃或塑料，以便保护显示器(例如，手机显示屏上的表面塑料)。图9描绘了一个实施例，其中光重导向器610可位于盖罩600上，以便提供反射式显示器的照明。通常，盖罩600与显示器衬底300之间存在气隙602。可将来自光源100的光202导向进气隙602内及盖罩600的底面604上。或者，可将光202导向进盖罩600的侧面606内。当光202被导向进盖罩600的侧面606内时，可将光重导向器610定位在盖罩600内部。可利用位于盖罩600内部或上面的光重导向器610，将来自光源100的光202重新导向进衬底300内及位于衬底300上的干涉式调制器元件310内。以此种方式，大多数来自光源100的光202以锐角而非浅角(shallow angle)进入元件310。光以锐角进出干涉式调制器元件310，这使得带有显示信息的光202被导向成沿常规观察者的视线(与显示器垂直)。在图示实施例中，由于大多数光以狭角反射出干涉式调制器元件，所以视角相对较窄。因而，如果视角变宽，显示器的亮度会急剧下降，从而降低了对色移效果的观察度，通常以斜角观察可从干涉式调制器元件处观察到此。

光重导向器610可为反射结构、散射中心、荧光或磷光材料，或其他任何合适的光重导向器。可对反射结构光重导向器的形状进行选择，以便以期望的方式来导向光202。其结构特征部件可为反射性，或可充当沿所有方向散射光(包括散射进干涉式调制器元件内)的漫射型散射中心。通过改变所述特征部件的形状和深度，可调整反射率。例如，对角结构会如上所述将光202沿更窄的光束导向进元件310内。然而，如果采用了具有弯曲表面的结构(未图示)，会产生较宽的反射光束。需要较宽的光束(例如)来获得较宽的视角。然而，可能需要缩小光束的色散角，以便限制斜角角度上对色移的观察度。因而，在一个实施例中，调整光重导向器610的形状以在视角与色移的低观察度之间提供最优平衡，从而将光束的色散角最优化。所属领域的技术人员将易了解用以产生适于特定情况的期望反射率的结构类型。

可通过在盖罩600的底面604上涂覆含有光重导向器610的薄膜或涂层，在盖罩600上形成光重导向器610。因而，可将光重导向器610放置在盖罩600上的一叠层内。在一个实施例中，可将光重导向器610图案化到盖罩600的底部上，例如用光刻法在盖罩600上图案化及蚀刻特征部件。所述特征部件可包括突出物(例如图9中所示)或下陷物(例如上述蚀刻进盖罩600的底面604内的凹槽)。在一个实施例中，将光重导向器610间隔开，从而使得来自光源100的光202较优导向至元件310，而非元件310之间的间隙320。在其他实施例中，将光重导向器610均一地分布在盖罩600上。也可在盖罩600内形成例如上述的凹槽，并添加一层材料来填满所述凹槽并保护凹槽免受污垢及碎屑的影响，借此在盖罩600内形成光重导向器610。以此种方式，可将光重导向器610(例如，凹槽)定位在靠近盖罩600的顶面605或底面604附近。或者，可将光重导向器610嵌入盖罩内部，例如，通过将光重导向器610浮置在盖罩600的塑料或玻璃内。在一个实施例中，将复数个散射中心均一地分布在整个盖罩600上。

可将来自光源100的光202导向为入射到盖罩600的底面604上。因而，可如图9所示，将光源100定位在衬底300与盖罩600之间。或者，可将光源100定位到衬底300旁边，或者定位到衬底300旁边且位于其下方，只要光202仍然入射到盖罩600的底部上。在另一个实施例中，可将光源100定位在盖罩600旁边或其侧面上，以使得光导向进盖罩600的侧面606。在此种情况下，可如上所述，将光重导向器610定位在盖罩600内部。

光202最好以尽量窄的光束导向进所述阵列的元件310内。同样，将来自光源100的光202以大致垂直的角度导向进干涉式调制器元件310内，借此使得带有显示信息的光202导向成沿着常规观察者的视线(与显示器垂直)。此外，如果光束的色散角变窄，会降低斜角角度上的色移观察度。

以衬底作为正面光

在其他实施例中，透明衬底300本身充当正面光。图10中说明了此种构造的一个特定实施例。例如LED的光源100附接到衬底300的一侧304。来自光源100的光202在穿过侧面304而进入衬底300后，由于全内反射的缘故而被容纳在衬底300内部。在衬底300的正面302上定位一薄膜500。薄膜500的折射率与衬底300的折射率相符，从而使得光202可移入薄膜500，而不会从薄膜500与衬底300之间的界面反射。薄膜500在其与衬底300相对的表面502内包含有凹槽520。在薄膜500内，光遇到凹槽520，后者提供了内反射表面，从而将光202向下穿过衬底300，导向进入干涉式调制器元件310内。如上所述，对于凹槽前板来说，可对凹槽520的形状、深度及间距进行调整，以获得期望的光束202的色散角，进而获得期望的反射锥形。以此种方式，可按特定应用的需要来调整视角。在其他实施例中，薄膜500可包括用来重新导向光202的散射中心或者荧光或磷光材料。可通过层压法、旋涂法或其他合适技术来沉积薄膜500。

在有些实施例中，第一薄膜500上放置有第二薄膜700。在一个实施例中，第二薄膜700的折射率小于第一薄膜500的折射率，以便提供内反射表面，来将光反射进干涉式调制器元件310内。在一个较优实施例中，第二薄膜700的折射率与空气的折射率接近。第二薄膜700保护第一薄膜500，且尤其保护凹槽520，例如，防止污垢或碎屑进入凹槽520。

在将衬底300用作正面光的另一个实施例中，用磷光或荧光材料来代替凹槽520。在此实施例中，这些材料通过吸收和重新发射而对光进行重新导向。在一典型情况下，光源100为一蓝/UV LED，且磷光体将吸收此波长的光，并重新发出绿光或白光。

具有散射中心的侧面照明

可使用散射中心来将来自一定位于干涉式调制器阵列侧边的光源的光重新导向进干涉式调制器元件内。散射中心以多个方向散射入射光。这些中心可包括具有不平坦表面的颗粒，例如金属颗粒。在图11A所示的实施例中，散射中心800定位在附接到衬底300的前表面302的薄膜500内。薄膜可通过层压法、旋涂法或其他任何合适方法而附接到衬底300。

来自侧光源100(例如LED)的光202导向成沿倾斜于干涉式调制器元件的路径，且碰撞散射中心800。光202从散射中心800沿多个方向散射。在多个散射中心800处进行多次散射，会使得从薄膜500发射的光的方向分布得更宽。光202中有些部分会导向成穿过衬底300而进入干涉式调制器元件310内。

在另一个实施例中，散射颗粒800具有适宜的形状，用以将光较优地沿特定方向散射。这些颗粒可相对于光源100和干涉式调制器元件310的方向对准，以使得来自光源100的光较优导向进干涉式调制器元件310内，如图11B中所示。然而，并非必须将所有来自光源的光都导向进所述元件内。相反，只需改变来自光源100的光中有些光的方向，以使其进入元件310即可。

在有些实施例中，可将角散射中心800定位于薄膜500内部。例如，可将金属颗粒或薄片整合进薄膜500内。在其他实施例中，在薄膜500内整合有表面特政部分，所述表面特征部分会使得碰撞它的光被散射。在一个实施例中，所述表面特征部分是使得光发生散射的粗糙区域。在其他实施例中，表面特征部分是使得光发生散射的几何结构。

图11B中的对准散射中心800可通过层压连续的材料层来构成，每层之间沉积有散射材料。此后，可以期望角度切割分层材料，以形成材料薄片，其中的散射材料形成进以期望角度导向的条带。此后，可将所述薄材料层压到衬底300上。

或者，可使用反射材料或者荧光或磷光材料来代替散射中心用作光重导向器。

提高的色域

如以上各个实施例中所述，光重导向器可包括磷光或荧光材料。这种材料吸收入射光，并又重新发射出另一频率的光。这一特性可用来提高提供给反射式显示器的光的色域。

如图12A所示，磷光或荧光材料630可定位在衬底300的正面302上，所述材料会发出具有特定波长的光。磷光或荧光材料630受到来自光源100的光激发。虽然所示光源100配置成侧光，但可在任何位置提供光源以使得光能够激发磷光或荧光材料630。例如，可使用光源103来直接向衬底300内提供光202。磷光或荧光材料630从光202吸收能量，随后又将具有特定波长的光210发射进干涉式调制器310内。一般而言，来自磷光或荧光材料630发出的光202的波长谱比来自光源100的光202更窄，从而更有力地控制从干涉式调制器反射给观察者50的光的波长，且因此对色彩进行更好的控制。

可对磷光或荧光材料630进行选择，以发射具有期望波长的光。所述材料可结合单个磷光体或荧光体，或者可包含两个或两个以上磷光体、荧光体的组合或者磷光体与荧光体的混合物。在一个实施例中，所述材料包含三种以三种不同波长发光的不同材料。例如，磷光材料630可包括三个或三个以上磷光体，用来以较窄的光线提供红、绿、蓝光。所属领域的技术人员可根据期望的应用来选择期望使用的特定磷光体及/或荧光体。多种磷光体和荧光体(包括发射红、绿和蓝色可见光的磷光体和荧光体)已为业内人士所熟知，且可从(例如)可从美国全球贸易联盟公司(Scottsdale，AZ)购得。

此外，最好对光源100进行选择，以对材料630中的磷光体或荧光体提供足够的激发，从而使其发射出期望波长的光。在一个实施例中，光源100为可见光。在一个实施例中，光源100为紫外线辐射源。在一个实施例中，光源100为发光二极管(LED)。所述LED最好为蓝光LED。在一个特定实施例中，所述LED发出的光的波长在约300nm到约400nm之间。

可如图中所示，将磷光及/或荧光材料630整合进附接至衬底表面的薄膜500内，借此来将所述材料630涂覆到衬底300的表面上。在其他实施例中，磷光材料直接附接到衬底的一个表面上(顶面或底面上)，或者整合进衬底本身内。可通过在制造期间将所述材料浮置在玻璃或薄膜材料内，将荧光体或磷光体整合进玻璃衬底或薄膜内。如上文所述，可通过层压法或旋涂法将薄膜涂覆到衬底上。所属领域的技术人员将了解其他将荧光体或磷光体整合进显示器内的方法。

所属领域的技术人员将认识到，也可选择能提供较宽波长照明的材料630。因而，在有些实施例中，用材料630在黑暗或周围光极少的情况下提供照亮显示器所必须的照明。在一个特定实施例中，如图12A所示，将用来激发磷光材料630的光源103直接耦合到衬底300上。通常情况下，光源100/103为一蓝/UV LED，且磷光材料630将吸收此波长的光并重新发出白光。在又一个实施例中，在显示器外壳的内壁涂覆磷光材料630，借此来产生辅助照明。所述显示器外壳(未图示)固定衬底300和与之相关的干涉式调制器元件310。在此实施例中，光源100导向朝向显示器外壳的壁，而不是朝向显示器的正面。

在图12B所示的另一实施例中，可在磷光及/或荧光材料630的一部分表面上涂覆光涂层640。例如，最好可将涂层640涂覆到磷光及/或荧光材料630与光源100相对的侧面上。涂层640可吸收光源100所发出的光202及/或磷光及/或荧光材料630所发出的光210。用涂层640来吸收光，这样会增加干涉式调制器元件310的方向照明，从而借此来改善对比度。例如，具有涂层640的材料630并非沿所有方向发光，而可仅朝干涉式调制器元件310发光，因为，涂层640将吸收掉从材料630沿其他方向发出的光。

也可使用LED线性照明来提高色域。在此实施例中，所采用的光源可发射出一种特定波长或一种以上特定波长的光的窄线。由于进入干涉式调制器结构的光的波长受到限制，因而色域得以提高。此外，随视角改变(视角位移)而导致的色变得以最小化。在一个实施例中，所述光源为LED，其以窄线形式发射出红、绿及蓝光。

可结合本文所述的任何实施例来使用可发射出已界定波长的光的光源，以将来自正面光源的光导向进干涉式调制器结构内。例如，可在上述图7、9及12所示的结构中使用一发射出(一种或一种以上)特定波长的光的LED作为光源100。

图13A和图13B为说明一显示装置2040的一个实施例的系统方框图。显示装置2040可为(例如)一蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置2040的相同组件或其轻微变化也可说明不同类型的显示装置，例如电视或便携式媒体播放器。

显示装置2040包括一外壳2041、一显示器2030、一天线2043、一扬声器2045、一输入装置2048及一麦克风2046。外壳2041通常由所属领域的技术人员熟知的许多种制造工艺中的任何一种制成，包括注射成型及真空成形。另外，外壳2041可由许多种材料中的任何一种制成，这些材料包括(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。在一个实施例中，外壳2041包括可与其他具有不同颜色或含有不同标志、图片或符号的可移动部分互换的可移动部分(未图示)。

例示性显示装置2040的显示器2030可为许多种显示器中的任何一种，包括如本文中所述的双稳态显示器。在其他实施例中，如所属领域的技术人员所熟知，显示器2030包括一平板显示器(例如，如上所述的等离子体、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)或一非平板显示器(例如CRT或其他电子管装置)。不过，如本文所述，出于说明本实施例的目的，显示器2030包含一干涉式调制器显示器。

在图13B中示意性地说明例示性显示装置2040的一个实施例的组件。所示例示性显示装置2040包括一外壳2041且可包括其他至少部分封闭在外壳2041内的组件。例如，在一个实施例中，例示性显示装置2040包括一网络接口2027，网络接口2027包括一耦接至一收发器2047的天线2043。收发器2047连接至处理器2021，所述处理器与调节硬件2052相连。调节硬件2052可配置成调节一信号(例如对信号进行滤波)。调节硬件2052连接至一扬声器2045及一麦克风2046。处理器2021也连接至一输入装置2048及一驱动控制器2029。驱动控制器2029耦接至一帧缓冲器2028及阵列驱动器2022，阵列驱动器2022又耦接至一显示器阵列2030。一电源2050根据特定例示性显示装置2040的设计的要求向所有组件提供功率。

网络接口2027包括天线2043及收发器2047，以使例示性显示装置2040可通过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2027还可具有某些处理功能，以降低对处理器2021的要求。天线2043为所属领域的技术人员已知的任一种用于发送和接收信号的天线。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))发送和接收RF信号。在另一个实施例中，所述天线根据蓝牙标准发送和接收RF信号。倘若为一蜂窝式电话，则所述天线设计成接收用于在一无线手机网络内进行通信的CDMA、GSM、AMPS或其他已知信号。收发器2047预处理从天线2043接收的信号，以使这些信号可由处理器2021接收及进一步处理。收发器2047还能处理从处理器2021接收到的信号，以便可通过天线2043从例示性显示装置2040发送这些信号。

在另一个实施例中，收发器2047可由一接收器替代。在又一个实施例中，网络接口2027可由一可存储或生成待发送至处理器2021的图像数据的图像源替代。例如，所述图像源可为数字视频光盘(DVD)或包含图像数据的硬盘驱动器或生成图像数据的软件模块。

处理器2021通常对例示性显示装置2040的总体运行进行控制。处理器2021接收数据(例如来自网络接口2027或图像源的压缩图像数据)，并将这些数据处理成原始图像数据或易于处理成原始图像数据的格式。此后，处理器2021将经过处理的数据发送给驱动控制器2029或帧缓冲器2028以供存储。原始数据通常是指在图像内每个位置上识别图像特性的信息。例如，此种图像特性可包括色彩、饱和度及灰度级。

在一个实施例中，处理器2021包括用以控制例示性显示装置2040的运行的微处理器、CPU或逻辑单元。调节硬件2052一般包括放大器和滤波器，用以向扬声器2045发送信号，且从麦克风2046接收信号。调节硬件2052可为例示性显示装置2040内的离散组件，或可整合进处理器2021或其他组件内部。

驱动控制器2029直接从处理器2021或帧缓冲器2028获取处理器2021所生成的原始图像数据，并对所述原始图像数据重新格式化，以适合于向阵列驱动器2022高速传输。具体地说，驱动控制器2029将原始图像数据重新格式化成具有类似光栅的格式的数据流，以便使其具有适合扫描整个显示器阵列2030的时间顺序。随后，驱动控制器2029将经过格式化的信息发送给阵列驱动器2022。虽然例如LCD控制器的驱动控制器2029作为一个独立的集成电路(IC)通常与系统处理器2021相关联，但这些控制器可以多种方式实施。它们可作为硬件嵌入处理器2021内，可作为软件嵌入处理器2021内，或以硬件形式与阵列驱动器2022完全整合。

通常，阵列驱动器2022从驱动控制器2029接收经过格式化的信息，并将视频数据重新格式化成一组平行的波形，所述波形以多次/秒的频率施加到成百条(有时成千条)来自显示器的x-y像素矩阵的引线。

在一个实施例中，驱动控制器2029、阵列驱动器2022和显示器阵列2030适用于本文所述的任何类型的显示器。例如，在一个实施例中，驱动控制器2029是常规的显示控制器或双稳态显示控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一个实施例中，阵列驱动器2022是常规驱动器或双稳态显示驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动控制器2029与阵列驱动器2022整合。此种实施例在例如蜂窝式电话、手表或其他小面积显示器的高度集成系统中较为普遍。在又一个实施例中，显示器阵列2030为典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，一包含干涉式调制器阵列的显示器)。

输入装置2048使得用户可控制例示性显示装置2040的运行。在一个实施例中，输入装置2048包括小键盘(例如QWERTY键盘或电话按键)、按钮、开关、触摸屏、压敏或热敏膜。在一个实施例中，麦克风2046为例示性显示装置2040的输入装置。当麦克风2046被用来向所述装置输入数据时，用户可提供语音命令来控制例示性显示装置2040的运行。

电源2050可包括业内熟知的多种储能装置。例如，在一个实施例中，电源2050为可充电电池，例如镍镉电池或锂离子电池。在另一个实施例中，电源2050为可再生能源、电容器或太阳能电池，包括塑料太阳能电池及太阳能电池涂膜(solar-cell paint)。在另一个实施例中，电源2050经配置成从壁装电源插座接收电力。

在有些实施例中，控制可编程性如上文所述位于一驱动控制器内，所述驱动控制器可位于电子显示系统内的数个地方。在有些情况下，控制可编程性位于阵列驱动器2022内。所属领域的技术人员将认识到，上述最优化效果可以任何数目的硬件及/或软件组件实施，并可以多种构造实施。

尽管已根据某些实施例对本发明进行描述，但是所属领域的一般技术人员将易了解其他实施例。此外，鉴于本文所揭示的内容，所属领域的技术人员将易了解其他组合、省略、替代和修改。

Claims (152)

1.一种反射式显示设备，其包括：

一具有一第一表面的衬底；

复数个干涉式调制器，其安置在所述衬底的与所述第一表面相对的一第二表面上；和

一具有一第三表面的盖罩，所述盖罩定位成与所述第一表面光连通，且所述第一与第三表面之间存在一间隙，所述盖罩包含复数个光重导向器，所述光重导向器经配置以将至少一部分入射到所述盖罩的所述第三表面上的光重新导向到所述第一表面上。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述光重导向器为至少部分反射的表面。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述光重导向器包含散射中心。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述光重导向器包含荧光或磷光材料，其吸收所述入射光并以一与所述入射光不同的波长发出所述经重新导向的光。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述入射光具有人眼不可见的一波长。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述光重导向器安置在所述盖罩的一表面上。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述光重导向器包括位于所述盖罩的一表面内的凹槽。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述光重导向器安置在一设置于所述盖罩的一表面上的一叠层内部。

9.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括一定位在所述第一表面与所述第三表面所界定的平面之间的光源，其中所述光源提供入射到所述第三表面上的所述光。

10.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

一与所述复数个干涉式调制器电连通的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据；和

一与所述处理器电连通的存储装置。

11.根据权利要求10所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述复数个干涉式调制器发送至少一个信号的驱动电路。

12.根据权利要求11所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述驱动电路发送至少一部分所述图像数据的控制器。

13.根据权利要求10所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述处理器发送所述图像数据的图像源模块。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器和发送器中的至少一者。

15.根据权利要求10所述的设备，其进一步包括一经配置以接收输入数据并将所述输入数据传递给所述处理器的输入装置。

16.一种制造一反射式显示器的方法，其包括：

将复数个干涉式调制器定位在一衬底的一第一表面上；

在一盖罩内部或上面形成复数个光重导向器，所述盖罩具有一第二表面；及

将所述盖罩定位成与所述复数个干涉式调制器光连通，以使得所述第二表面与所述衬底上相对于所述第一表面的一第三表面之间存在一间隙，所述光重导向器经配置以将至少一部分入射到所述第二表面上的光重新导向到所述第三表面上。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述光重导向器为至少部分反射的表面。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述光重导向器包含散射中心。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述光重导向器包含荧光或磷光材料，其吸收所述入射光，并以一不同于所述入射光的波长发射所述经重新导向的光。

20.根据权利要求16所述的方法，其中所述光重导向器包括位于所述盖罩的一表面内的凹槽。

21.根据权利要求16所述的方法，其中所述光重导向器安置在一设置于所述盖罩的一表面上的叠层内部。

22.一种通过权利要求16所述的方法制造的反射式显示设备。

23.一种反射式显示设备，其包括：

用来提供支撑的构件；

用来以干涉方式调制光的构件；和

用来覆盖所述支撑构件和所述调制构件的构件，所述覆盖构件定位成与所述支撑构件光连通，且二者之间存在一间隙，所述覆盖构件包含用来重导向光的构件，所述光重导向构件经配置以将至少一部分入射到所述覆盖构件上的光重新导向到所述支撑构件上。

24.根据权利要求23所述的设备，其中所述支撑构件包括一衬底。

25.根据权利要求22所述的设备，其中所述干涉式调制构件包括复数个干涉式调制器。

26.根据权利要求22所述的设备，其中所述覆盖构件包括一盖罩。

27.根据权利要求22所述的设备，其中所述光重导向构件包括光重导向器。

28.根据权利要求22所述的设备，其中所述支撑构件具有一第一表面，且所述调制构件安置在所述衬底的与所述第一表面相对的一第二表面上。

29.根据权利要求22所述的设备，其中所述覆盖构件具有一第三表面，且所述间隙位于所述第一表面与所述第三表面之间，所述覆盖构件定位成与所述第一表面光连通。

30.根据权利要求27所述的设备，其中所述光重导向器为至少部分反射的表面。

31.根据权利要求27所述的设备，其中所述光重导向器包含散射中心。

32.根据权利要求27所述的设备，其中所述光重导向器包含荧光或磷光材料，其吸收所述入射光，并以一不同于所述入射光的波长发射所述经重新导向的光。

33.根据权利要求27所述的设备，其中所述光重导向器包括位于所述覆盖构件的一表面内的凹槽。

34.根据权利要求27所述的设备，其中所述光重导向器安置在一设置于所述覆盖构件的一表面上的叠层内部。

35.一种反射式显示设备，其包括：

一具有一第一表面的衬底；

复数个反射式显示元件，其安置在所述衬底的与所述第一表面相对的一第二表面上；和

复数个光重导向器，其与所述衬底及反射式显示元件光连通，以将至少一部分沿一倾斜于所述第一表面的路径发出的光重新导向至所述衬底及反射式显示元件内。

36.根据权利要求35所述的设备，其中所述反射式显示元件包含干涉式调制器。

37.根据权利要求35所述的设备，其中所述光重导向器整合进一安置在所述第一表面上的薄膜内部。

38.根据权利要求35所述的设备，其进一步包括：

一处理器，其与所述复数个反射式显示元件电连通，所述处理器经配置以处理图像数据；和

一与所述处理器电连通的存储装置。

39.根据权利要求38所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述复数个反射式显示元件发送至少一个信号的驱动电路。

40.根据权利要求39所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述驱动电路发送至少一部分所述图像数据的控制器。

41.根据权利要求38所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述处理器发送所述图像数据的图像源模块。

42.根据权利要求41所述的设备，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器和发送器中的至少一者。

43.根据权利要求38所述的设备，其进一步包括一经配置以接收输入数据并将所述输入数据传递给所述处理器的输入装置。

44.一种反射式显示设备，其包括：

用来提供反射图像内容的构件；

用来支撑所述提供构件的构件；和

复数个用来将沿一倾斜于所述支撑构件的路径发出的光重新导向至所述提供构件内的构件。

45.根据权利要求44所述的显示器，其中所述提供构件为复数个反射式显示元件。

46.根据权利要求45所述的显示器，其中所述反射式显示元件为干涉式调制器。

47.根据权利要求44所述的显示器，其中所述支撑构件为一衬底。

48.根据权利要求44所述的显示器，其中所述光重导向构件为光重导向器。

49.一种制造一反射式显示器的方法，其包括：

将复数个反射式显示元件定位在一衬底的一第一表面上；及

将复数个光重导向器定位成与所述衬底及反射式显示元件光连通，以便将至少一部分沿一倾斜于所述衬底的与所述第一表面相对的一第二表面的路径发出的光重新导向至所述衬底及反射式显示元件内。

50.一种通过权利要求49所述的方法制造的反射式显示器。

51.一种用来照明一反射式显示器的方法，其包括：

将光沿一倾斜于一反射式显示面板的路径传输到所述显示面板上；及对至少一部分所述传输的光进行重新导向，以便沿一倾斜度比所述传输光小的倾斜于所述显示面板的路径导向经重新导向的光。

52.根据权利要求51所述的方法，其中所述传输包含提供一沿一倾斜于所述显示面板的路径传输光的光源。

53.一种反射式显示设备，其包括：

用来提供反射图像内容的构件；

用来对沿一倾斜于所述提供反射图像的构件的路径发出的光进行重新导向的构件；和

用来向所述重导向构件提供光的构件。

54.根据权利要求53所述的设备，其中所述提供反射图像的构件为复数个干涉式调制器。

55.根据权利要求53所述的设备，其中所述重导向构件为复数个与所述提供反射图像的构件光连通的光重导向器。

56.根据权利要求53所述的设备，其中所述提供光的构件为一光源。

57.一种反射式显示设备，其包括：

一衬底，其具有复数个安置在其一第一表面上的反射式显示元件；和覆盖在所述衬底的与所述第一表面相对的一第二表面上的第一材料，所述第一材料包括复数个光重导向器。

58.根据权利要求57所述的设备，其进一步包括安置在所述第一材料上的第二材料，其中所述第二材料具有一不同于所述第一材料的折射率。

59.根据权利要求57所述的设备，其进一步包括一经调试以将光发射进所述衬底内的光源。

60.根据权利要求57所述的设备，其中所述第一材料安置在所述第二表面上。

61.根据权利要求57所述的设备，其中所述光重导向器是由所述第一材料上的一不均匀表面界定的，所述光源所发射的光从所述表面反射进所述反射式显示元件内。

62.根据权利要求57所述的设备，其中所述反射式显示元件包含干涉式调制器。

63.根据权利要求57所述的设备，其中所述光重导向器包括凹槽。

64.根据权利要求57所述的设备，其进一步包括：

一与所述复数个反射式显示元件电连通的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据；和

一与所述处理器电连通的存储装置。

65.根据权利要求64所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述复数个反射式显示元件发送至少一个信号的驱动电路。

66.根据权利要求65所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述驱动电路发送至少一部分所述图像数据的控制器。

67.根据权利要求64所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述处理器发送所述图像数据的图像源模块。

68.根据权利要求67所述的设备，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器和发送器中的至少一者。

69.根据权利要求64所述的设备，其进一步包括一经配置以接收输入数据并将所述输入数据传递给所述处理器的输入装置。

70.一种反射式显示设备，其包括：

用来进行反射式显示的构件；

用来进行支撑的构件，所述显示构件安置在所述支撑构件的一第一侧上；

用来对光进行重新导向的构件，其安置在所述支撑构件的一第二相对侧上，所述光重导向构件具有一第一折射率。

71.根据权利要求70所述的设备，其进一步包括一用来提供所述光重导向构件上的一第二折射率的构件，所述第二折射率与所述第一折射率不同。

72.根据权利要求70所述的设备，其中所述反射式显示构件包括复数个反射式显示元件。

73.根据权利要求70所述的设备，其中所述支撑构件包括一衬底。

74.根据权利要求70所述的设备，其中所述光重导向构件包括复数个光重导向器，所述光重导向器包括具有所述第一折射率的第一材料。

75.根据权利要求71所述的设备，其中所述提供构件包括具有所述第二折射率的第二材料。

76.根据权利要求72所述的设备，其中所述复数个反射式显示元件安置在所述衬底的一第一表面上，且所述第一材料安置在所述衬底的与所述第一表面相对的一第二表面上。

77.根据权利要求74所述的设备，其中所述光重导向器包括凹槽。

78.一种制造一反射式显示器的方法，其包括：

将复数个干涉式调制器定位在一衬底的一第一表面上；

将第一材料定位在所述衬底的与所述第一表面相对的一第二表面上，所述第一材料包括复数个光重导向器。

79.根据权利要求78所述的方法，其进一步包括将第二材料定位在所述第一材料上，其中所述第二材料具有一不同于所述第一材料的折射率。

80.根据权利要求78所述的方法，其进一步包括对一光源进行定位，以将光发射进所述衬底内。

81.根据权利要求78所述的方法，其中所述第一材料定位在所述衬底的所述第二表面上。

82.根据权利要求78所述的方法，其中所述光重导向器包括凹槽。

83.一种通过权利要求78所述的方法制造的反射式显示器。

84.一种制造一反射式显示器的方法，其包括：

将复数个干涉式调制器定位在一衬底上；及

将复数个光重导向器定位成与所述干涉式调制器光连通，所述光重导向器经配置以将至少一部分入射到所述光重导向器上的光重新导向至所述干涉式调制器内。

85.根据权利要求84所述的方法，其中所述光重导向器包括凹槽。

86.一种通过权利要求84或85所述的方法制造的反射式显示器。

87.一种用来照明一反射式显示器的系统，其包括：

一显示器盖罩，其经配置以定位在所述反射式显示器前方且包含复数个光重导向器，所述显示器盖罩具有一经配置以面向所述反射式显示器正面的第一表面，所述第一表面与所述显示器的所述正面之间存在一间隙；和

一光源，其经配置以将光沿一倾斜于所述显示器盖罩的路径传输到所述显示器盖罩的所述第一表面上，其中所述光重导向器经配置以将至少一部分所述入射光重新导向到所述反射式显示器的所述正面上。

88.根据权利要求87所述的系统，其中所述光重导向器安置在所述显示器盖罩的所述第一表面上。

89.一种用来照明一反射式显示器的方法，其包括：

将光沿一倾斜于一显示器盖罩的路径传输到所述盖罩的一第一表面上，所述显示器盖罩的所述第一表面面向一反射式显示器的一第二表面，所述第一表面与所述第二表面之间存在一间隙；及

将至少一部分所述传输的光重新导向至所述反射式显示器的所述第二表面。

90.根据权利要求89所述的方法，其中所述重新导向包括反射所述传输的光。

91.根据权利要求89所述的方法，其中所述重新导向包括散射所述传输的光。

92.根据权利要求89所述的方法，其中所述重新导向包括：

将所述传输的光吸收进荧光或磷光材料内；及将至少一部分所述被吸收的光从所述荧光或磷光材料发射出去。

93.根据权利要求92所述的方法，其中所述传输包括传输具有人眼不可见的一波长的光。

94.根据权利要求89所述的方法，其中所述传输包括提供一沿一倾斜于所述盖罩的路径传输光的光源。

95.一种制造一用来照明一反射式显示器的系统的方法，其包括：

在一盖罩内形成复数个光重导向器，所述盖罩具有一第一表面；

将所述盖罩定位在一反射式显示器前方，其中所述第一表面与所述显示器的所述正面之间存在一间隙；及

定位一光源，以将光沿一倾斜于所述显示器盖罩的路径传输到所述显示器盖罩的所述第一表面上，其中所述光重导向器经配置以将至少一部分所述入射光重新导向到所述反射式显示器的所述正面上。

96.一种用来照明一通过权利要求95所述的方法制造的反射式显示器的系统。

97.一种反射式显示系统，其包括：

复数个反射式显示元件；和

荧光或磷光材料，其定位成与所述显示元件光连通，且经配置以使得所述材料吸收具有一第一波长的光，并将具有一不同于所述第一波长的第二波长的光发射进所述反射式显示元件内。

98.根据权利要求97所述的系统，其中所述第一波长无法用人眼看见。

99.根据权利要求97所述的系统，其中所述反射式显示元件包含干涉式调制器。

100.根据权利要求97所述的系统，其中所述荧光或磷光材料包含两个或两个以上不同类型的荧光体或磷光体。

101.根据权利要求97所述的系统，其进一步包括安置在所述荧光或磷光材料的一部分表面上的吸光材料。

102.根据权利要求101所述的系统，其中所述吸光材料吸收具有所述第一波长的光。

103.根据权利要求101所述的系统，其中所述吸光材料吸收具有所述第二波长的光。

104.根据权利要求97所述的系统，其进一步包括一发射具有所述第一波长的光的光源。

105.根据权利要求104所述的系统，其中所述光源包含一LED。

106.根据权利要求104所述的系统，其中所述光源包含一紧凑型荧光光源。

107.根据权利要求97所述的系统，其进一步包括：

一与所述复数个反射式显示元件电连通的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据；和

一与所述处理器电连通的存储装置。

108.根据权利要求107所述的系统，其进一步包括一经配置以向所述复数个反射式显示元件发送至少一个信号的驱动电路。

109.根据权利要求108所述的系统，其进一步包括一经配置以向所述驱动电路发送至少一部分所述图像数据的控制器。

110.根据权利要求107所述的系统，其进一步包括一经配置以向所述处理器发送所述图像数据的图像源模块。

111.根据权利要求110所述的系统，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器和发送器中的至少一者。

112.根据权利要求107所述的系统，其进一步包括一经配置以接收输入数据并将所述输入数据传递给所述处理器的输入装置。

113.一种反射式显示系统，其包括：

用来提供反射图像内容的构件；和

用来吸收具有一第一波长的光并将具有一不同于所述第一波长的第二波长的光发射到所述提供构件上的构件。

114.根据权利要求113所述的系统，其中所述提供构件包括复数个反射式显示元件。

115.根据权利要求114所述的系统，其中所述反射式显示元件为干涉式调制器。

116.根据权利要求113所述的系统，其中所述吸收构件包括荧光或磷光材料。

117.一种用来照明一反射式显示器的方法，其包括：

将光传输到荧光或磷光材料上，所述材料会吸收至少一部分所述光；及

将具有一不同于所述传输光的波长的光从所述荧光或磷光材料发射到反射式显示元件上。

118.根据权利要求117所述的方法，其中所述传输的光具有人眼不可见的一波长。

119.根据权利要求117所述的方法，其中所述传输包括提供一面向所述反射式显示元件的一非反射表面的光源。

120.一种制造一反射式显示系统的方法，其包括将荧光或磷光材料定位成与复数个反射式显示元件光连通，其中所述材料吸收具有一第一波长的光，并将具有一不同于所述第一波长的第二波长的光发射进所述反射式显示元件内。

121.一种通过权利要求120所述的方法制造的反射式显示系统。

122.一种干涉式调制器显示设备，其包括：

复数个具有一正面的干涉式调制器，入射光从所述正面反射；

复数个至少部分透光的支柱，其支撑所述干涉式调制器的一反射表面；和

复数个与所述支柱对准的光重导向器。

123.根据权利要求122所述的设备，其进一步包括一定位在与所述干涉式调制器的所述正面相对的一侧上的光源。

124.根据权利要求122所述的设备，其进一步包括一上面安置有所述干涉式调制器的衬底，其中所述光重导向器安置在所述衬底内部。

125.根据权利要求122所述的设备，其进一步包括一上面安置有所述干涉式调制器的衬底，其中所述光重导向器安置在所述衬底上。

126.根据权利要求122所述的设备，其中所述光重导向器安置在所述支柱内部。

127.根据权利要求122所述的设备，其中所述光重导向器包含至少部分反射的表面。

128.根据权利要求122所述的设备，其中所述光重导向器包含散射中心。

129.根据权利要求122所述的设备，其中所述光重导向器包含荧光或磷光材料，其吸收来自所述光源的光，并以一不同于所述被吸收的光的波长发光。

130.根据权利要求129所述的设备，其中所述被吸收的光具有人眼不可见的一波长。

131.根据权利要求122所述的设备，其进一步包括：

一与所述复数个干涉式调制器电连通的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据；和

一与所述处理器电连通的存储装置。

132.根据权利要求131所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述复数个干涉式调制器发送至少一个信号的驱动电路。

133.根据权利要求132所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述驱动电路发送至少一部分所述图像数据的控制器。

134.根据权利要求131所述的设备，其进一步包括一经配置以向所述处理器发送所述图像数据的图像源模块。

135.根据权利要求134所述的设备，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器和发送器中的至少一者。

136.根据权利要求131所述的设备，其进一步包括一经配置以接收输入数据并将所述输入数据传递给所述处理器的输入装置。

137.一种干涉式调制器显示设备，其包括：

用来提供反射图像内容的构件，所述提供构件包括用来反射的第一和第二构件；

用来支撑所述第一反射构件并通过一间隙将所述第一反射构件与所述第二反射构件隔开的构件，所述支撑构件可传导光；和

用来重新导向所述支撑构件所传导的光的构件。

138.根据权利要求137所述的设备，其进一步包括用来向所述支撑构件提供光的构件。

139.根据权利要求137所述的设备，其中所述提供图像内容的构件包括复数个干涉式调制器。

140.根据权利要求137所述的设备，其中所述支撑构件包括复数个至少部分透光的支柱。

141.根据权利要求137所述的设备，其中所述第一和第二反射构件包括反射表面。

142.根据权利要求137所述的设备，其中所述光重导向构件包括复数个与所述支撑构件对准的光重导向器。

143.根据权利要求138所述的设备，其中所述提供光的构件包括一光源。

144.一种干涉式调制器显示设备，其包括：

一衬底；

复数个干涉式调制器，其安置在所述衬底上且具有一正面，入射光从所述正面反射；

复数个至少部分透光的支柱，其支撑所述干涉式调制器的一反射表面；和

复数个安置在所述衬底上面或内部的光重导向器。

145.根据权利要求144所述的设备，其进一步包括一安置在与所述干涉式调制器的所述正面相对的一侧上的光源。

146.根据权利要求144所述的设备，其中所述光重导向器与所述支柱对准。

147.一种用来照明一反射式显示器的方法，其包括：

将光穿过复数个至少部分透光的支柱传输进一衬底内，其中所述支柱支撑复数个安置在所述衬底上的干涉式调制器的一反射表面；及将至少一部分所述传输的光重新导向至所述干涉式调制器内。

148.根据权利要求147所述的方法，其中重新导向包括从所述衬底重新导向。

149.根据权利要求147所述的方法，其中所述传输包含在所述干涉式调制器后方提供一光源。

150.一种制造一干涉式调制器显示器的方法，其包括：

形成复数个至少部分透光的支柱，以便支撑复数个干涉式调制器的一反射表面，所述干涉式调制器具有一反射入射光的正面；及将复数个光重导向器定位成与所述支柱对准。

151.根据权利要求150所述的方法，其进一步包括将一光源定位在与所述干涉式调制器的所述正面相对的一侧上。

152.一种通过权利要求150所述的方法制造的显示器。

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