CN1875316A - 包括可切换微机电反射镜阵列的双模式液晶显示器 - Google Patents

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CN1875316A CNA2004800322067A CN200480032206A CN1875316A CN 1875316 A CN1875316 A CN 1875316A CN A2004800322067 A CNA2004800322067 A CN A2004800322067A CN 200480032206 A CN200480032206 A CN 200480032206A CN 1875316 A CN1875316 A CN 1875316A
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Abstract

提供了液晶显示器以及包括液晶显示器的装置，该液晶显示器包括微机电反射阵列以及和该微机电反射阵列相关联的多个板(212)。该板可在第一及第二位置之间移动，使得当多个板位于第一位置时工作于反射工作模式，当多个板位于第二位置时工作于透射工作模式。

Description

包括可切换微机电反射镜阵列的双模式液晶显示器
技术领域
本发明涉及显示器，尤其涉及液晶显示器(LCD)。
背景技术
液晶显示器通常用于例如膝上型计算机、数字时钟和手表、微波炉、致密光盘(CD)播放器、移动电话、个人数字助理(PDA)等。通常在这些装置中使用LCD，这是因为LCD和例如阴极射线管(CRT)相比，其更薄更轻且消耗的功率更低。随着对这些电子装置需求的增大，要求LCD变得更为通用以满足消费者需要。
目前存在三种类型的LCD：高度透射型、高度反射型、以及透射反射型。透射型显示器通常由例如发光二极管(LED)或有机发光(EL)面板的光源从背面照射。透射型显示器可在光线不足的环境下良好工作，但在明亮环境下例如在光照明亮的办公室环境或太阳光下时显示器无法充分地发挥作用。另一方面，反射型装置典型地由例如太阳光或办公室照明正面照射。反射型显示器在明亮照明的环境中可以良好地工作，但是在光线不足的环境下无法使用。透射反射型显示器是透射型显示器和反射型显示器的组合。特别地，透射型装置使用一成对系统，其总是将适度的光线反射并将适度的光线透射。因此，透射反射型显示器在明亮环境下正面照射时工作状况不如反射型显示器，在光线不足的环境下背面照射时工作状况不如透射型显示器。
鉴于上述内容，需要在各种产品中使用更为通用的LCD，例如在各种光照条件下能够充分工作的LCD。
发明内容
本发明的实施例提供了液晶显示器以及包括这种液晶显示器的装置，该液晶显示器包括微机电(MEMs)反射阵列以及和该微机电反射阵列相关联的多个板。这些板可在第一和第二位置之间移动，并被配置成当多个板位于第一位置时工作于第一工作模式，当多个板位于第二位置时工作于第二工作模式。在本发明的特定实施例中，该装置包括移动终端。
在本发明一些实施例中，液晶显示器可进一步包括多个像素，多个板中的一个板和该多个像素中的一个像素相对应。第一工作模式可以是反射工作模式，第二工作模式可以是透射工作模式。在本发明的特定实施例中，反射模式可包括纯反射模式，透射模式可包括纯透射模式。
在本发明的另一实施例中，液晶显示器可包括人工光源。微机电反射阵列可设置成毗邻该人工光源，在透射工作模式期间该光源可穿过该多个板而暴露。在本发明特定实施例中，该人工光源可包括和漫射体组合的发光二极管(LED)和/或电致发光(EL)面板。该漫射体可包括朗伯(Lambertian)漫射体。
在本发明另一实施例中，液晶显示器可以包括多个微机电铰链(hinge)，这些多个微机电铰链和多个板相关联并附着到该微机电阵列。该多个微机电铰链设置成在第一和第二位置之间移动该多个板。
在本发明一些实施例中，液晶显示器包括可工作地和液晶显示器相关联的传感器，该传感器设置成感测环境光并响应该环境光而产生控制信号。该多个微机电铰链可进一步设置成响应于该控制信号而在第一和第二位置之间移动该多个板。在本发明特定实施例中，该传感器可以包括光电晶体管和/或光电二极管。
在本发明另一实施例中，微机电阵列和多个板可包括导电元件。控制信号可施加到位于第一位置的板而不施加到位于第二位置的板。当施加该控制信号时导电板被吸引到导电阵列，当不施加该控制信号时导电板不被吸引到导电阵列。在本发明特定实施例中，该控制信号可以为电压控制信号。
在本发明另一实施例中，液晶显示器可进一步包括位于微机电阵列之下的人工光源、位于该微机电反射阵列之上的背面偏振层、该背面偏振层之上的第一透明层、在第一透明层之上的液晶显示层、在液晶显示层之上的第二透明层、以及在第二透明层之上的正面偏振层。在本发明特定实施例中，板基本上平行于位于第一位置的液晶层，并且板基本上垂直于位于第二位置的液晶层。
本发明的一些实施例提供了一种液晶显示器，包括置于液晶显示器内的微机电反射阵列、和该微机电反射阵列相关联的多个板、以及配置成感测环境光并产生控制信号的传感器。所述板可在第一和第二位置之间移动。第一位置基本上平行于液晶显示器，第二位置基本上垂直于液晶显示器。当施加控制信号时多个板配置成位于第一位置，当不施加控制信号时多个板配置成位于第二位置。
在本发明另一实施例中，液晶显示器进一步包括位于微机电反射阵列之下的人工光源。当板位于第一位置时，人工光源被阻断而反射环境光；当板位于第二位置时可暴露该人工光源。因此，根据本发明实施例，可以提供具有响应于环境光的双工作模式的改进的液晶显示器。
附图说明
图1为根据本发明实施例的移动终端以及基站收发器的方框图；
图2为根据本发明一些实施例的液晶显示器(LCD)的示意性截面视图；
图3为根据本发明一些实施例的微机电反射阵列和板的俯视图；
图4为描述根据本发明实施例的微机电反射阵列和包括铰链的板的示意图；
图5A和5B为根据本发明实施例的与微机电阵列及板组合使用的示例悬臂铰链的示意图；
图6A和6B为根据本发明实施例的微机电反射阵列和板的位置的示意图；
图7A和7B为根据本发明实施例的微机电反射阵列和板在第一位置和第二位置之间移动的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示意性实施例。在各图中，为了清晰而夸大了各区域或特征的相对尺寸。然而，本发明可实施成许多不同的形式，不应被理解成限于这里所述的各实施例；相反，提供这些实施例的目的是使本公开变得彻底和全面，并向本领域技术人员完整地传达本发明的保护范围。
此外，诸如“在...之上”的相对术语在这里用于描述如图所示的一层或区域和另一个层或区域的关系。将会了解到，这些术语旨在包括除了各图所描述定向之外的装置的不同定向。例如，如果翻转各图中的装置，被描述成位于其它层或区域“上方”的层或区域现在则位于这些层或区域“之下”或“下方”。术语“在...之上”旨在同时包括“在...之上”和“在...之下”两种情形。相同附图标记总是表示相同的元件。
将会了解到，尽管术语第一和第二在这里用于描述各种元件或工作模式，但这些元件或工作模式不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件或工作模式与另一个元件或工作模式区分开。因此，例如，下面讨论的第一模式可称为第二模式，相似地，第二模式可以称为第一模式而不偏离本发明的教导。
现在在下文中参考图1至7B描述本发明的各实施例。本发明的实施例提供了液晶显示器(LCD)和例如移动终端的装置，包括：微机电反射阵列，该微机电反射阵列包括多个板，当多个板位于第一位置时工作于第一工作模式，当多个板位于第二位置时工作于第二工作模式。第一模式可以是反射工作模式，第二模式可以是透射工作模式。在特定实施例中，多个铰链和相应的板相关联并附着到该微机电阵列。该多个铰链配置成响应于由传感器产生的控制信号在第一和第二位置之间移动。该传感器可感测环境光并响应于环境光条件而激励和/或去激励该控制信号。因此，本发明的实施例可提供具有纯反射工作模式和/或纯透射工作模式的双模液晶显示器。
下面参考根据本发明实施例的液晶显示器以及包括该液晶显示器的装置的方框图描述本发明。现在参考图1中移动终端的示意性方框图描述本发明的实施例。本发明的实施例可以结合移动终端22(例如图1的移动终端22)一起使用。尽管在这里的讨论中液晶显示器作为移动终端的一部分，但本发明实施例不限于这种配置。例如，根据本发明实施例的液晶显示器可以被包括在例如数字时钟和手表、微波炉、致密光盘(CD)播放器等中而不偏离本发明的教导。
图1阐述了根据本发明实施例的示例无线电话通信系统，该系统包括移动终端22和无线通信网络的基站收发器24。移动终端22包括便携外壳23，并包括键盘/键区26、显示器28、传感器29、扬声器32、麦克风34、收发器36、及存储器38，其中任意一个可以和控制器/处理器42进行通信。收发器36通常包括发送器电路44和接收器电路46，通过天线48分别发送输出射频信号到基站收发器24和接收基站收发器24发送的诸如声音信号的输入射频信号。在移动终端22和基站收发器24之间发送的射频信号同时包括交通信号和控制信号(例如呼入电话的传呼信号/消息)，这些信号用于建立和维持与其它方或目标之间的通信。控制器/处理器42可支持移动终端22的各种功能，包括处理传感器29感测到的关于环境光的信号并将传感器29产生的信号提供给显示器28从而允许液晶显示器在根据本发明实施例的第一和第二模式之间切换。
这里使用的术语“移动终端”包括：带有或不具有多线显示器的蜂窝无线电电话；使蜂窝无线电话组合了数据处理，传真，和数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；包括无线电话，传呼机，互联网/企业内部互联网访问，网页浏览器，组织器，日历和/或全球定位系统(GPS)接收器的个人数字助理(PDA)；以及包括无线电话收发器的传统膝上型和/或掌上型便携计算机。
在本发明一些实施例中，基站收发器24包括无线电收发器，该收发器定义蜂窝网络内的单个单元，并使用无线电链接协议和单元内的移动终端2 2和其它移动终端进行通信。尽管只示出了单个基站收发器24，但将会了解到，可以通过例如移动切换中心及其它装置连接许多基站收发器以定义无线通信网络。
尽管本发明可实施于诸如移动终端22的通信装置或系统，但本发明不限于这种装置和/或系统。相反，本发明可实施于使用液晶显示器的任何设备。
现在参考图2，根据本发明实施例的图1的液晶显示器28可包括光源210、微机电反射(MMR)阵列220、背面偏振层230、第一透明表面240、液晶层250、第二透明层260、以及正面偏振器270。组成液晶显示器28的各层可以如图2所示地相互交叠。光源210例如可以是点光源或面板光源。如果使用诸如发光二极管(LED)或荧光管或灯泡的点光源，则可以使用漫射体以将点光源均匀地分布在液晶显示器上。该漫射体为例如高度透射的朗伯漫射体。面板光源为例如电致发光(EL)面板。传统的液晶显示器包括背面偏振层230、例如玻璃或塑料的第一和第二透明表面240和260、诸如氧化铟锡(ITO)的液晶层250、以及正面偏振器270。因此，这里将不会进一步讨论关于这些元件的细节。
如前所述，第一和第二透明表面240及260可以是玻璃，例如第一和第二玻璃衬底。在本发明的特定实施例中，对一个玻璃衬底构图以创建滤色镜阵列，对另一个玻璃衬底构图以形成薄膜晶体管。在外玻璃衬底上提供的诸如红、绿、蓝(RGB)滤色镜的滤色镜阵列可为LCD提供全色显示器。在一些实施例中，提供黑矩阵，使得各颜色元件(红、绿、蓝)具有黑色边界区域，这对清晰度及对比度是有益的。形成于玻璃衬底上的滤色镜可以使用许多不同方法制成，例如染料方法或色素方法，而不偏离本发明的教导。滤色镜阵列的制造方法超出了本发明的范围，在这里将不进一步讨论。
将会了解到，图2的截面仅仅是出于示意目的，本发明的实施例不限于这里所描述的配置。根据本发明实施例的液晶显示器28包括例如有源或无源矩阵液晶显示器而不偏离本发明的教导。
MMR阵列220可以是高度反射阵列等例如反射镜。如图3所示，MMR阵列220包括多个板212。MMR阵列220和板212可以包括导电材料。多个板212可以配置成当多个板212位于第一位置时工作于第一工作模式，当多个板212位于第二位置时工作于第二工作模式，这将在这里进一步讨论。
第一工作模式为例如反射工作模式。在例如太阳光或者具有荧光照明的办公室环境的明亮照明环境中，反射工作模式是有用的。如前所述，MMR阵列220为高度反射的或类似反射镜，当液晶显示器28工作于反射模式时该MMR阵列220适用于反射环境光。因此，如图6A所示，板212基本上平行于反射模式中的液晶显示器；即，板212的反射表面设置成使得例如太阳光的环境光600被反射离开板212的表面(例如，路径610)。在本发明特定实施例中，当板212位于第一位置时，液晶显示器可工作于纯反射模式。这里使用的术语“纯”包括这种场景：其中不是所有板212位于第一位置即反射位置，而是基本上所有的板212位于第一位置。
第二工作模式为例如透射工作模式。在例如夜晚或者例如停电时光照不足房间的光线较差环境中，透射工作模式是有用的。因此，在透射模式中，环境光不是足够强以反射离开板212的高度反射表面。因此，在透射模式中，将光源210包括在液晶显示器28中以从背面照射显示器28(即背光)是有益的。因此，在透射模式中，板212基本上垂直于液晶显示器28，如图6B所示，即，定位板212的反射表面使得背光620可以穿过板(例如路径630)发光并从背面照射液晶显示器28。在本发明特定实施例中，液晶显示器28可在板212位于第二位置时工作于纯透射模式。如前所述，术语“纯”可以包括这种场景：其中不是所有板212位于第二位置即透射位置，而是基本上所有的板212位于第二位置。
在本发明特定实施例中，MMR阵列220的板212和液晶显示器28的多个像素对准；因此，该多个像素可排列成栅格形式等，例如图3所示的MMR阵列220。在另一实施例中，板212可以和液晶显示器28的两个或多个像素区域一样大而不偏离本发明的教导。在本发明具有大于单个像素区域的板的实施例中，将会了解到，包括液晶显示器28的装置可具有增大的尺寸以允许板在装置的外壳内(例如图1的移动终端的外壳23)从第一位置移动到第二位置。
现在参考图4，将讨论与根据本发明一些实施例的板相关联的铰链。液晶显示器28可以进一步包括多个铰链215例如微机电铰链，这些铰链和多个板212相关联并附着到微机电阵列220。铰链215可定位在例如像素间隔211即图3的各像素之间区域上。因此，多个微机电铰链215可配置成在第一(图6A)和第二位置(图6B)之间移动该多个板212。
将会了解到，根据本发明实施例的铰链不限于这里所提供的这些示例。根据本发明实施例的铰链包括如这里所述的能够在第一和第二位置之间移动板212的任意类型铰链。例如，根据本发明实施例的铰链可以是如图5A和5B所示的微机电悬臂铰链500。如图所示，悬臂铰链500的悬臂510可以具有第一(图5A)和第二(图5B)位置。响应于如下所述的对悬臂510施加的控制信号，悬臂510可以从第一位置(图5A)向下弯曲到第二位置(图5B)。
传感器(例如图1的传感器29)可工作地与液晶显示器28相关联，并配置成感测环境光并响应于该环境光而产生控制信号。传感器29应定位在靠近该液晶显示器，使其可精确地感测环境光。传感器29可以是光学传感器，例如光电晶体管和/或光电二极管。在本发明特定实施例中，铰链215可进一步配置成响应于控制信号而在第一和第二位置之间移动。例如，传感器29可配置成如果测量到环境光小于约100Lux则产生控制信号。应当理解的是，传感器29产生控制信号的点取决于环境、包括该液晶显示器的装置的类型、用户偏爱等，其不限于这里所提供的示例。
如前所述，MMR阵列220和板212可以包括导电元件。在这些实施例中，控制信号可以为例如电压控制信号。当电压控制信号施加到MMR阵列220和板212时(即，当该装置用于适合反射模式的明亮环境中时)，可在这两个元件之间出现静电吸引力，板212可从第二位置移动到第一位置，如图7A所示。类似地，当不再对MMR阵列220及板212施加电压控制信号时(即，当该装置用于适合透射模式的不良照明环境时)，静电吸引力会减小，铰链210将会释放该连接且板212可从第一位置移动到第二位置，如图7B所示。将会了解到，导电板212和MMR阵列220之间的吸引力不限于静电吸引力。例如，该吸引力可以是电磁吸引力而不偏离本发明的教导。
正如结合图1至7B所进行的如上简单描述，本发明实施例提供了具有两种工作模式的液晶显示器。该液晶显示器可配置成基于环境光(可由诸如光学传感器感测该环境光)而在反射模式和透射模式之间切换。因此，根据本发明实施例的液晶显示器提供了改进的、更为通用的液晶显示器。
在图示和说明书中，已经公开了本发明的典型示意实施例，尽管使用具体的术语，但这些术语仅仅用作一般的描述意义，而不是出于限制目的，本发明的范围由下述权利要求书限定。

Claims (35)

1.一种液晶显示器，包括：
微机电反射阵列；以及
和该微机电反射阵列相关联的多个板，该板在第一和第二位置之间移动，该板配置成当多个板位于第一位置时工作于第一工作模式，当多个板位于第二位置时工作于第二工作模式。
2.权利要求1的液晶显示器，其中该液晶显示器进一步包括多个像素，其中该多个板的一个板和该多个像素的一个像素相对应，其中第一工作模式为反射工作模式，且其中第二工作模式为透射工作模式。
3.权利要求2的液晶显示器，其中该反射模式包括纯反射模式，透射模式包括纯透射模式。
4.权利要求2的液晶显示器，进一步包括人工光源，其中该微机电反射阵列设置成毗邻该人工光源，且其中在透射工作模式期间，该光源穿过该多个板而暴露。
5.权利要求4的液晶显示器，其中该人工光源包括结合了漫射体的发光二极管(LED)以及电致发光(EL)面板中的至少一个。
6.权利要求5的液晶显示器，其中该漫射体包括朗伯漫射体。
7.权利要求4的液晶显示器，进一步包括：
多个微机电铰链，该铰链和多个板相关联并附着到微机电阵列，该多个微机电铰链配置成在第一和第二位置之间移动该多个板。
8.权利要求7的液晶显示器，进一步包括：
传感器，所述传感器和液晶显示器相关联，并且配置成感测环境光并响应于环境光而产生控制信号，其中该多个微机电铰链进一步配置成响应于该控制信号而在第一和第二位置之间移动该多个板。
9.权利要求8的液晶显示器，其中该传感器包括光电晶体管和光电二极管中的至少一个。
10.权利要求8的液晶显示器，其中该微机电阵列和多个板包括导电元件，其中控制信号被施加到位于第一位置的板，且其中控制信号未施加到位于第二位置的板。
11.权利要求10的液晶显示器，其中当施加控制信号时，该导电板被吸引到导电阵列，在不施加控制信号时该导电板不被吸引到导电阵列。
12.权利要求11的液晶显示器，其中该控制信号为电压控制信号。
13.权利要求1的液晶显示器，进一步包括：
人工光源，该微机电反射阵列位于该人工光源之上；
位于该微机电反射阵列之上的背面偏振层；
位于背面偏振层之上的第一透明层；
位于第一透明层之上的液晶显示层；
位于液晶显示层之上的第二透明层；以及
位于第二透明层之上的正面偏振层。
14.权利要求13的液晶显示器，其中在第一位置，板基本上平行于液晶层，而在第二位置，板基本上垂直于液晶层。
15.一种液晶显示器，包括：
置于液晶显示器内的微机电反射阵列；
和该微机电反射阵列相关联的多个板，该板可在第一和第二位置之间移动，第一位置基本上平行于液晶显示器，第二位置基本上垂直于该液晶显示器；以及
传感器，配置成感测环境光并产生控制信号，该多个板配置成当施加控制信号时位于第一位置，当不施加控制信号时位于第二位置。
16.权利要求15的液晶显示器，进一步包括：
人工光源，其中该微机电反射阵列位于该人工光源之上，其中当板位于第一位置时该人工光源被阻断并反射环境光，其中当板位于第二位置时暴露该人工光源。
17.权利要求16的液晶显示器，其中该人工光源包括结合了漫射体的发光二极管(LED)以及电致发光面板中的至少一个。
18.权利要求17的液晶显示器，其中该漫射体包括朗伯漫射体。
19.权利要求15的液晶显示器，进一步包括：
多个微机电铰链，该铰链和多个板相关联并附着到微机电阵列，该多个微机电铰链配置成在第一和第二位置之间移动该多个板。
20.权利要求19的液晶显示器，其中该多个微机电铰链进一步配置成响应于控制信号而在第一和第二位置之间移动该多个板。
21.权利要求15的液晶显示器，其中该传感器包括光电晶体管和光电二极管中的至少一个。
22.权利要求15的液晶显示器，其中该微机电阵列和多个板包括导电元件，其中控制信号被施加到位于第一位置的板，且其中控制信号未施加到位于第二位置的板。
23.权利要求22的液晶显示器，其中当施加控制信号时，该导电板被吸引到导电阵列，而不施加控制信号时该导电板不被吸引到导电阵列。
24.权利要求23的液晶显示器，其中该控制信号为电压控制信号。
25.权利要求15的液晶显示器，进一步包括：
人工光源，该微机电反射阵列位于该人工光源之上；
位于该微机电反射阵列之上的背面偏振层；
位于背面偏振层之上的第一透明层；
位于第一透明层之上的液晶层；
位于液晶层之上的第二透明层；以及
位于第二透明层之上的正面偏振层。
26.一种装置，包括：
外壳；
与该外壳集成的液晶显示器，该液晶显示器包括微机电反射阵列以及和该微机电反射阵列相关联的多个板，该板可在第一及第二位置之间移动，该板配置成当多个板位于第一位置时工作于第一工作模式，当多个板位于第二位置时工作于第二工作模式。
27.权利要求26的装置，其中该装置包括移动终端，其中该液晶显示器进一步包括多个像素，其中该多个板中的一个板和该多个像素中的一个像素相对应，其中第一工作模式为反射工作模式，且其中第二工作模式为透射工作模式。
28.权利要求27的装置，其中该反射模式包括纯反射模式，该透射模式包括纯透射模式。
29.权利要求27的装置，其中该液晶显示器进一步包括人工光源，其中该微机电反射阵列设置成毗邻该人工光源，且其中在透射工作模式期间该光源穿过该多个板而暴露。
30.权利要求29的装置，其中该液晶显示器进一步包括多个微机电铰链，该多个微机电铰链和该多个板相关联并附着到该微机电阵列，该多个微机电铰链配置成在第一和第二位置之间移动该多个板。
31.权利要求30的装置，进一步包括：
传感器，设置成毗邻该液晶显示器并可工作地与该液晶显示器相关联，并且配置成感测环境光并响应于该环境光而产生控制信号，其中该多个微机电铰链进一步配置成响应于该控制信号而在第一和第二位置之间移动该多个板。
32.权利要求31的装置，其中该微机电阵列和该多个板包括导电元件，其中对位于第一位置的板施加该控制信号，且其中对位于第二位置的板不施加该控制信号。
33.权利要求32的装置，其中当施加该控制信号时导电板被吸引到导电阵列，当不施加该控制信号时导电板不被吸引到导电阵列。
34.权利要求26的装置，其中在第一位置，该板基本上平行于液晶显示器，而在第二位置，该板基本上垂直于该显示器。
35.一种装置，包括工作于纯透射模式或纯反射模式的双模式液晶显示器。
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