TW201128282A - Touchscreens for displays - Google Patents

Description

201128282 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明領域係關於微機電系統（MEMS)。 【先前技術】 微機電系統（MEMS)包括微機械元件、觸發器及電子設 備。微機械元件可使用沉積、蝕刻及/或其它蝕刻掉基板及 /或沉積材料層之部分或添加（若干）層以形成電氣裝置及機 電裝置之其它微機械方法來創建。一類MEMS裝置被稱為 干涉調變器。如本文中所使用的，術語干涉調變器或干涉 光調變盗係指一種使用光學干涉原理選擇性地吸收及/或 反射光之裝置。在某些實施例中，一干涉調變器可包含一 對傳導板，㈣傳導板中之__者或其兩者可為全部或部分 透月及/或反射性的，且能在施加—適當電訊號時作出相對 運動。在一特定實施例中，一個傳導板可包含一沉積於一 基板上之穩定層，且另_個傳導板可包含—由一线間隙 而與該穩定層分離之金屬薄膜。如本文中更詳細描述的， 個^導板相對於另—個傳導板之位置可改變人射至干涉 調變器上之光的光學干涉。該等裝置具有廣泛的應用範 圍’且可在所屬技術領域中有益地利用及/或修正此等類型 裝置之特徵，以使其牲 、，徵可用於改良現有產品及創建目前 尚未開發之新產品中。 【發明内容】 本發明之系統、方法；5 # 能样 裝置各自具有若干態樣’任一單 一態樣均不可單獨沐中 干 、其所期望之屬性。在不限定本發明 154683.doc 201128282 之範疇之前提下，現將簡要論述本發明之更突出之特徵。 在研究此論述後，且尤其係在閱讀了題為"實施方式”之部 分後’吾等即可理解本發明之特徵是如何提供優於其它顯 示裝置之優點。 ’ 在一實施例中，提供一顯示器，該顯示器包含：_光調 變陣列’及-觸控螢幕，該觸控螢幕安置於該光調變陣列 之刖，以使來自光學調變陣列之光穿過該觸控螢幕，該觸 控螢幕包括使來自該光調變陣列之光在該光傳播通過該觸 控螢幕時漫射的漫射材料。 在另-實施例中’提供一製造一顯示器之方法該方法 包含n光調變陣列；及形成—觸控螢幕，該觸控登 幕安置於該光調變陣列之前，以使來自該光調變陣列之光 穿過該觸控螢幕，朗控螢幕包括使來自該光調變陣列之 光在該光傳播通過該觸控螢幕時漫射的漫射材料。 在另一實施例中，提供一顯示器，該顯示器包含：用於 調變光之構件及用㈣由觸摸來接收來自—使用者之訊號 的構件。該訊號接收構件係安置於該光調變構件之前以 使來自該光調變構件之光穿過該訊號接收構件。該顯示器 進一步包含用於使來自該光調變構件之光在該光傳播通過 該訊號接收構件時漫射的構件。 在另一實施例中，提供一顯示器，該顯示器包含：一光 調變陣列；一觸控螢幕，該觸控螢幕安置於該光調變陣列 之前，以使來自該光學調變陣列之光穿過該觸控螢幕；及 一在該光調變陣列與該觸控螢幕之間的光源，其中該觸控 154683.doc 201128282 螢幕匕括將來自該光源之光重新^向至該光調變陣列之 層0 在另-實施例中’提供一製造一顯示器之方法該方法 包含：形成一光調變陣列；形成一觸控螢幕，該觸控勞幕 安置於該光調變陣列之前，以使來自該光學調變陣列之光 穿過該觸控登幕；及形成—在該光調變陣列與該觸控榮幕 之間的光源’纟中該觸控勞幕包括—將來自該光源之光重 新定向至該光調變陣列之層。 在另貫知例中，k供一顯示器’該顯示器包含：用於 調變光之構件及用於接收—來自—使用者之觸摸訊號之構 件。該訊號接收構件係安置於該光調變構件之前以使來 自該光調變構件之光穿過該訊號接收構件。該顯示器進一 步包含安置於該光調變構件與訊號接收構件之間的用於產 生光之構件。該顯示器亦包含用於使來自該光產生構件之 光離開該訊號接收構件並重新定向至該光調變構件的構 件0 【實施方式】 微機電系統（MEMS)包括微機械元件、觸發器及電子設 備。微機械元件可使用沉積、蝕刻、及/或可蝕刻掉基板及 /或沉積材料層之部分或添加（若干）層以形成電氣裝置及機 電裝置之其它微機械方法來創建。一類MEMS裝置被稱為 干涉調變器。如本文中所使用的，術語干涉調變器或干涉 光調變器係指一種可使用光學干涉原理選擇性地吸收及/ 或反射光之裝置。在某些實施例中，一干涉調變器可包含 I54683.doc 201128282 一對傳導板，該等傳導板中 八读明乃… 令之—者或其兩者可為全部或部 刀透明及/或反射性的，且 此在施加一適當電訊號時作出相 對運動。在一特定音尬& ,. 也例中，—個傳導板可包含一沉積於 一基板上之穩定層， 且另一個傳導板可包含一由一空氣間 隙而與該穩定層分離之金眉 刀雕 < 金屬潯膜。如本文令更詳細描述 的，一個傳導板相對於另一 '另個傳導板之位置可改變入射至 干涉調變器上之光的光學干涉。此簟护署 ^ _ 于丁孑此4裝置具有廣泛的應用 ，且可在所屬技術領域中有益地利用及/或修正此等類 型=裝置的特徵，以使其特徵可用於改良現有產品及創建 目刖尚未開發之新產品。 發月之各種貫把例中，提供一干涉光調變顯示裝 置，其具有一在該光調變顯示裝置上之觸控螢幕。該觸控 螢幕可具有—為該觸控螢幕之部分的漫射材料。在一些實 施例中，該漫射材料可用以降低或最小化色移或可用以改 變由該顯示器反射之光之特性’以使光調變顯示裝置顯現 出較多漫射及較少鏡面反射。在其它實施例中，可提供一 在該觸控螢幕之下的光源且可提供一或多個反射面，以使 導向至°玄觸控帛幕之來自該光源之光的至少一部分反射至 該光調變裝置而不穿過該觸控螢幕。在其它實施例中，提 供一可使用不同尺寸之散射體使光散射之漫射材料。 於圖1中說明一個包含一干涉MEMS顯示元件之干涉調 變器顯示器實施例。在此等裝置中，I素處於明亮狀態或 黑暗狀態中之任一者。在明亮（"接通，，或，，打開，，）狀態下，顯 示元件將大部分入射可見光反射給使用者。在黑暗（，，斷開” 154683.doc 201128282 或關閉’’）狀態下，顯示元件幾乎不將入射可見光反射給使 用者。視實施例而定，可使"接通"及"斷開"狀態之光反射性 質顛倒。MEMS像素可組態以主要反射選定之色彩，從而 允許除黑色及白色之外的彩色顯示。 圖1為描繪一視覺顯示器之一系列像素中的兩個相鄰像 素的等角視圖，其中每一像素包含一 MEMS干涉調變器。 在一些實施例中，一干涉調變器顯示器包含一陣列列/行陣 列之此等干涉調變器。每一干涉調變器包括一對反射層， δ亥等反射層係彼此相距一可變且可控制距離定位以形成一 具有至少一可變尺寸的光學共振腔。在一實施例中，該等 反射層之一可在兩位置之間移動。在第一位置（本文中稱其 為鬆弛位置）中’該可移動反射層係定位於距離一固定部分 反射層相對較遠處。在第二位置（本文中稱其為觸發位置） 中’該可移動反射層係更緊密地鄰近於該部分反射層定位 於。由該等兩個層反射之入射光可視該可移動反射層之位 置而發生相長干涉或相消干涉，從而產生每一像素之一全 部反射（overall reflective)或不反射狀態。 圖1中描繪之部分像素陣列包括兩個相鄰干涉調變器i 2 a 及12b。在左側之干涉調變器12a中，說明一可移動反射層 14a，其處於一距離一光學堆疊16a —預定距離處之一鬆他 位置中，該光學堆疊包括一部分反射層。在右侧之干涉調 變器12b中’說明可移動反射層14b，其處於一與該光學堆 疊16b相鄰之觸發位置處。 本文中所參考之光學堆疊16a及16b(其共同稱為光學堆 154683.doc 201128282 疊16)通常包含若干個熔融層’該等熔融層可包括一電極層 (諸如氧化銦錫（ITO))、一部分反射層（諸如鉻）及一透明介 電層。因此，該光學堆疊16係導電的、部分透明及部分反 射的，且其可藉由（例如）於一透明基板2〇上沉積—或多個上 述層來製造。在一些實施例令，該等層可經圖案化為平行 條，且如下文所進一步描述的，該等層可形成—顯示裝置 中之列電極。該等可移動反射層14a，丨4b可形成為沉積在 柱子18頂部上之一或多個沉積金屬層（垂直於16&、丄❿之列 電極）及沉積在柱子18之間的介入犧牲材料的一系列平行 條。當犧牲材料經蝕刻掉時，該等可移動反射層i4a、i4b 係藉由一經界定之間隙19而與該等光學堆疊Ua、161?分 離。諸如鋁之高導電反射材料可用於該等反射層14，及此 等條可形成一顯示裝置中之行電極。 如圖1中之像素12a所說明的，由於未施加電壓，空腔19 保持在可移動反射層14a與光學堆疊16a之間，並且該可移 動反射層14a處於一機械鬆弛狀態下。然而，當將一電位差 施加至一選定之列及行時，形成於相應像素之列電極與行 電極之相交處的電容器得以充電，且靜電力使該等電極聚 在一起。若電壓足夠高，則該可移動反射層丨4發生變形且 壓迫該光學堆疊1 6。如圖1中右側之像素！ 2b所說明的，該 光學堆疊16内之一介電層（此圖中未說明）可防止短路並控 制層14與16之間的分離距離。不管所施加之電位差之極性 如何，此行為均相同。以此方式，可控制反射_不反射像素 狀嘘之行/列觸發在很多方面類似於習知LCD及其它顯示技 154683.doc 201128282 術中所使用之行/列觸發》 圖2至圖5B說明在一顯示器應用中使用一干涉調變器陣 列之一例示性方法及系統。 圖2為說明可併有本發明之態樣之一電子裝置之一實施 例的系統方塊圖。在該例示性實施例中，該電子裝置包括 一處理态21，該處理器21可為任何通用的單晶片或多晶片 微處理器’諸如 ARM、pentium ®、pentium n<&、penthjm III®、Pentium IV®、Pentium® Pro、8〇5卜 MIps@、p_r pc®、 ALPHA®，或其可為任何專㈣處理器，諸如數位訊號處理 器、微控制器或可程式化閘極陣列。如此項技術中所習知 的，該處理器21可經組態以執行—或多個軟體模組。除執 行一操作系統外，該處理器亦可經組態以執行一或多個軟 體應用程式，其包括網頁劉覽器、電話應用程式、電子郵 件程式或任何其它軟體應用程式。 在實靶例中，該處理器21亦可經組態以與一陣列驅動 器22通信。在一實施例中，該陣列驅動㈣包括提供訊號 至一顯示陣列或面板3〇之一列驅動器電路24及一行驅動器 電路26。圖2中之線μ展示出圖】令所說明之陣列之截面。 對MEMS干涉調變器而言，列/行觸發協定可利用圖3中所說 明之此等裝置之滞後性質。可能需要（例如）一丨〇伏特之電位 差以使一可移動層自鬆弛狀態變形至觸發狀態。然而，當 電壓自該值降低時，該可移動層隨電壓下降至1〇伏特之^ 而仍保持其狀態。在圖3之例示性實施例中，該可移動層直 到電壓下降至2伏特以下才完全鬆他。因此，在圖3所說明 i54683.doc -J0- 201128282 之貫例中存在一大約3 V至7 + 中在/ . 的電壓範圍，在該電壓範圍 在该固口中，該裝置在鬆弛狀態 或觸發狀態下均為穩宏的。 口、戈，，稃定窗口 在本文中將此窗口稱為"滯後窗 二穩…。對-具有圖3之滯後特徵之顯示陣列而 曰’列/行觸發協定可經設 選通列中之傻m 〇使在列選通期間’待觸發之 像素被曝露至-大物伏特之電Μ差下，且待 奉々弛之像素被曝露至一接 該等像素被曝露至-大^^特之電麼差下。選通後’ 持在列選通使其所處 具保 〈任订狀態。寫入後，此實例中之每 一像素均經歷3-7伏牡夕"禮〜& 蚀〜固 特之穩疋窗口 "内的一電位差。此特徵 使传圖1中說明之像紊却_蚪 素。又计在相同外施電壓的條件下穩定 —一預先存在之觸發狀態或鬆弛狀態。由於干涉調變号之 母-像素無論是處於觸發狀態還是處於鬆他狀態， ^皆為一由固定反射層及運動反射層形成之電容器:、故此 =定狀態可保持在滞後窗口内之一電厂整下而幾乎無功率耗 政。若所施加電位為固定的，則基本上無電流流入至該等 像素中。 在典型應用中，—翩+ m 1 員不圖框可藉由根據第一行中 觸發像素組確定行電極纟來產生。 、木座生接耆，將一列脈衝施加 列1電極’從而觸發對應已確定之行線之像素。接著，改 變已確定行電極組以對應第二列中之所要觸發之像素组。 接者’將-脈衝施加至列2電極，從而根據e^定行電極來 觸發列2中之適當像素。該列1像素不受m脈衝影響且保持 其在列1脈衝期間所設定之狀態。可按-順序方式在列之整 154683.doc 201128282 個系列中重複此過程以產生圖框。一般而言，此等圖框係 藉由以所要圖框數/秒之速度連續重複此過程而以新的顯 不資料來刷新及/或更新。用於驅動像素陣列之列電極及行 電極以產生顯示圖框之各種協定亦係眾所周知的，且其可 與本發明結合使用。 圖4、圖5Α及5Β說明用於在圖2之3x3陣列上創建一顯示 圖框之一個可能觸發協定。圖4說明可用於展現圖3之滯後 曲線之像素的一組可能之行電壓及列電壓位準。在圖4之實 施例中，觸發-像素涉及將適當行設定為·ν “及將適當列 設定為+△▽，-Vu及+Δν可分別對應於_5伏特及+5伏特。 鬆他像素係藉由將適當行設定為+Vu且將適設定為 相同MV，從而在像素上產生一零伏特電位差來實現。在 列電廢保持為〇伏特之彼等财，無論該等行是處於+V" 還疋，該等像素穩定於其最初所處之任何狀態。亦如 圖4中所說明的，應瞭解，可使用相反極性之電壓而不是彼 等上述電壓’例如，觸發—像素可涉及將適當行設定為 及將適當列設定為-0。在此實施例中，釋放像素係藉由將 適當行設定為_v “及將適#列設定為相同·Δν，從而在像 素上產生一零伏特電位差來實現。亦如圖4中所說明的，應 瞭解可使用相反極性之電麗而不是彼等上述電壓，例如， 觸發-像素可涉及將適當行設定為+ν“及將適當列設定 為-AV。在此實施财，釋放像㈣藉由將適#行設定為·〜 及將適當列設定為相同之-△▽，從而在像素上產生一零伏特 電位差來實現。 154683.doc -12· 201128282 圖5B為展示施加至圖2之3x3陣列之一系列列及行訊號的 時序圖，該等訊號導致圖5 A中所說明之顯示排列，其中觸 發像素為不反射的。在寫入圖5A中所說明之圖框之前，該 等像素可處於任何狀態，且在此實例中，所有列均處於〇 伏特且所有行均處於+5伏特。由於此等外施電壓，所有像 素均穩定於其當前觸發狀態或鬆弛狀態。 在圖 5A之圖框中’像素（1，1)、（1，2)、（2,2)、（3,2)及（3,3) 被觸發。為實現此目的，在列丨之，，線時間（Hnetime)”期間， 將行1及行2設定為_5伏特且將行3設定為+5伏特。因為所有 像素均保持在3-7伏特之穩定窗口中’所以此操作不改變任 何像素之狀態。接著’利用一自。伏特上升至5伏特然後 又下降回至0伏特的脈衝來選通列丨。此操作觸發像素（丨，^ 及（1，2)且使像素（1，3)鬆弛。該陣列中之其它像素皆不受影 響。為按所要地設定列2，可將行2設定為-5伏特，且將行】 及行3設定為+5伏特。接著，施加至列2之相同選㈣㈣ 觸發像素（2,2)並使像素（2，D及（2,3)鬆弛。同樣，該陣列中 之其它像素皆不受影響。列3係藉由將行2及行3設定為巧伏 特及將行1設定為+5伏特而類似地加以設定。如圖5A中所 不’列3之選通脈衝設定列3像素。在寫入該圖框後，列電 位為〇,且行電位可保持在+5伏特或_5伏特 著穩定在圖5A所示之排列。應瞭解，相同程序可用:數= 或數百個列及行構成之_ j心數十 干巧亦應瞭解，用以勃仵而丨雜欲 及行觸發之電屡的時序、序列及 丁歹）觸發 廑泛轡化，日卜、+，一 J在上述一般原理内 廣泛變化且上迦貫例僅為例示性 且任何觸發電壓方 1546S3.doc •13· 201128282 法皆可用於本文中所描述之系統及方法。 圖6A及圖6B為說明-顯示裂置40之-實施例的系統方 塊圖。該顯示裝置4〇可為（例如）—蜂寫式電話或行動電話。 然而’顯示裝置40之相同組件或其輕微變化亦可說明各種 類型之顯不裝置’如電視及攜帶型媒體播放器。 該顯示裝置40包括一外殼41、一顯示器3〇、一天線43、 -揚聲器44、-輸入裝置48及—麥克風46。該外_通常 係由彼等熟習此項技術者所熟知之多種製造方法中(包括 射出成形及真空成形）中之任何__種來形成。另外該外殼 41可由多種材料中之任何一種製成，該等材料包括（但不限 於）塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶€或其組合。在―實施例 中該外殼41包括可與具有不同色彩或含有不同標誌、圖 片或符號之其匕可移除部分互換的可移除部分（未圖示）。 如本文中所述的，例示性顯示裝置4〇之顯示器3〇可為包 括雙穩態顯示器之多種顯示器中之任何一種。在其它實施 例中，如彼等熟習此項技術者所熟知的，該顯示器3 〇包括 一平板顯示器’諸如’上述之電漿、El、〇LED、STN LCD 或TFT LCD ;或一非平板顯示器，如cRT或其它電子管裝 置。然而，出於描述本實施例之目的，如本文中所述的， 该顯示器30包括一干涉調變器顯示器。 於圖6B中示意地說明例示性顯示裝置4〇之一實施例的組 件。所說明之例示性顯示裝置40包括一外殼41且可包括至 少部分地密封於該外殼41内之額外組件。舉例而言，在一 實施例中，該例示性顯示裝置40包括一網絡介面27，該網 J54683.doc 201128282 絡介面27包括一耦接至一收發器47之天線43。該收發器47 係連接至一與調節硬體52相連之處理器21。該調節硬體52 可經組態以調節一訊號（例如，對訊號進行濾波）。該調節硬 體52係連接至一揚聲器44及一麥克風46。該處理器21亦被 連接至一輸入裝置48及一驅動器控制器29。該驅動器控制 器29係耦接至一圖框緩衝器28且耦接至一陣列驅動器22， 該陣列驅動器22又耦接至一顯示陣列3 〇 ^ —電源5〇按該特 定例示性顯示裝置40之設計要求為所有組件提供電力。 該網絡介面27包括天線43及收發器47，使得該例示性顯 示裝置40可經由一網絡而與一或多個裴置通信。在一實施 例中，該網絡介面27亦可具有某些處理功能以減輕對處理 器2 1之要求。該天線43為彼等熟習此項技術者已知之用於 發射及接收訊號之任何天線。在一實施例中，該天線根據 IEEE 802.U 標準（包括 IEEE 8〇2u(a)、（b)或（g))發射及接 收RF訊號。在另一實施例中，該天線根據藍牙 (BLUETOOTH)標準發射及接收RF訊號。在一蜂窩式電話 中天線被5又计成接收CDMA、GSM、AMPS或用於在一無 線蜂窩電話網絡tit行通信之其它已知訊i該收發器47 預處理自該天線43接收之訊號，以使此等訊號可為該處理 窃21所接收並由其進行進一步處理。該收發器亦處理自 孩處理器21接收之訊號，以使該等訊號可經由該天線自 該例示性顯示裝置4〇發射。 在一替代實施例中，該收發器47可用―接收器來替代。 在另-替代實施例中，網絡介面27可用一可儲存或產生待 154683.doc 15 201128282 發送至處理器21之影像資料的影像源來替代。舉例而言， 該影像源可為一數位影音光碟（DVD)或一含有影像資料之 硬盤驅動器或一產生影像資料之軟體模組。 處理器21通常控制該例示性顯示裝置4〇之整體運作。該 處理器21接收來自該網絡介面27或一影像源之資料（諸 如，壓縮影像資料）並將該資料處理成原始影像資料或一種 易於處理成原始影像資料的格式。處理器21接著將經處理 之資料發送至驅動器控制器29或發送至圖框緩衝器Μ以進 行儲存。原始資料通常係指標識一影像内之每—位置處之 影像特徵的資訊。舉例而言，該等影像特徵可包括色彩、 飽和度及灰度級。 在一實施例中，該處理器21包括一微控制器、cpu或邏 輯單元以控制該例示性顯示裝置4〇之運作。調節硬體52通 常包括用於向揚聲器44發射訊號及自麥克風46接收訊號之 放大器及濾波器》調節硬體52可為該例示性顯示裝置4〇内 之離散組件或可倂入該處理器21或其它組件中。 該驅動器控制器29直接自該處理器21或自該圖框緩衝器 28獲得由該處理器21產生之原始影像資料，並將該原始影 像資料適當地重新格式化，以便高速傳輸至陣列驅動器 22。具體而言，該驅動器控制器29將該影像資料重新格式 化為一具有一光柵類格式之資料流，以使其具有一適用於 掃描整個顯示陣列30之時間次序。該驅動器控制器29接著 將格式化之資訊發送至該陣列驅動器22。儘管一驅動器控 制器29(諸如，一LCD控制器）經常作為一獨立積體電路（IC) 154683.doc -16 - 201128282 而與系統處理器21相關聯，但該等控制器可以多種方式實 施。其可作為硬體嵌入處理器21中，作為軟體嵌入處理器 21中’或以硬體形式與陣列驅動器22完全整合在一起。 通常4陣列驅動器22自該驅動器控制器Μ接收格式化 之資訊並將視訊資料重新格式化為_組平行波形，該組平 行波形每秒被多次施加至顯示器之^像素矩陣的數百、有 時為數千條引線。 一在實施例f4驅動II控制器29、陣列驅動器22及顯 不陣列30適用於本文中所述之任何類型之顯示器。舉例而 言’在-實施例中’驅動器控制器29為一習知顯示控制器 或:雙穩態顯示控制器（例如，—干涉調變器控制器）。在另 _貫：例中’陣列驅動器22為一習知驅動器或一雙穩態顯 ㈣（例如’―干涉調變器顯示器）。在-實施例中，一 驅動器控制器29係與該陣列驅動器22整合在一起。此實於 例在諸如蜂窩式電話、表及其它小面積顯示器之高度整二 糸統中报常見。在又一實施例中，顯示陣列3〇為一典型顯 不陣列或一雙穩態顯示陣列（ _ 器之顯示器）。 包括一系列干涉調變 輸入裝置4 8允許—使用者控制該例示性顯示裝置4 〇之運 作。在-實施例中，輸入裝置48包括一鍵盤(諸如，一 =二鍵盤或-電話鍵盤按mi㈣ -㈣堡敏或熱敏膜。在一實施例中’該麥克風46為該例 之—輸入裝置。當該麥克風46用於向該裝 月成資料時’語音指令可由-使用者來提供以用於控制 154683.doc -17- 201128282 該例示性顯示裝置4 0之運作。

再生能源、一電容器或一 池塗料之太陽能電池。在另一 自一壁式插座接收電能。 ，電源50為一可充電電池，諸如 在另一實施例中，電源5〇為一可 包括塑膠太陽能電池及太陽能電 另一實施例中，電源5〇經組態以

一些狀況下，控制可程式性存在於該陣列驅動器22中。彼 等熟習此項技術者將瞭解，可以任何數目之硬體及/或軟體 組件及各種組態來實施上述之最優化。 根據上述原理運作之干涉調變器之結構的細節可有很大 不同。舉例而言，圖7Α-圖7Ε說明可移動反射層14及其支撐 結構的五個不同實施例。圖7Α為圖丨之實施例的截面其中 一金屬材料條14係沉積於正交延伸之支撐件18上。在圖7Β 中，可移動反射層14係僅藉由系繩32而附著至支撐件之端 角處。在圖7C中，可移動反射層丨4懸掛在一可包含一可撓 金屬之可變形層34下。該可變形層34可直接或間接地連接 至基板20，環繞該可變形層34之周邊。此等連接件在本文 中被稱為支樓柱。圖7D中說明之實施例具有可擱置該可變 形層34之支撐柱塞42。如圖7A-7C中所示，可移動反射層14 保持懸掛於空腔上方，但可變形層34並不藉由填補可變形 層34與光學堆疊16之間的孔而形成該等支撐柱。實情為， 154683.doc •18- 201128282 該等支樓柱係由—用以形成支撐柱塞42之平坦化材料形 成。圖7E中說明之實施例係基於圖7D中所示之實施例，但 其亦可經調適以與圖7A_7C*說明之該等實施例中之任一 者以及未圖示之額外實施例一起作用。在圖7E所示之實施 例中’一額外金屬層或其它導電材料已用於形成一匯流排 結構44。此允許訊號路由沿著干涉調變器之背面，從而消 除了其它情況下必須形成於該基板2〇上之許多電極。 在諸如圖7所示之彼等實施例之實施例中，該等干涉調變 器充當直視裝置’其中影像可自透明基板2〇之前側檢視， 該透明基板20之前側與上面排列有調變器之一側相對。在 此等實施例中，該反射層14光學遮蔽位於與基板2〇相對之 該反射層之側上的干涉調變器之部分（包括可變形層34)。此 允許該被遮蔽區域在不對影像品質產生負面影響之前提下 經組態及運作。此遮蔽允許圖7£中之匯流排結構44，該結 構提供將該調變器之光學性質與該調變器之機電性質分離 之能力，諸如定址及由該定址引起之運動。此可分離式調 變器架構允許選擇用於調變器之機電態樣及光學態樣之結 構設計及材料且可彼此獨立地工作。此外，圖7C_7E所示之 該等實施例具有得自將反射層14之光學性質與其機械性質 分離之額外益處，此係藉由可變形層34來執行。此允許相 對於光學性質來最優化用於反射層14之結構設計及材料， 且允許相對於所需之機械性質來最優化用於可變形層“之 結構設計及材料。 如上所述，一直視顯示器之圖像元素（像素）可包含諸如 154683.doc 19 201128282 圖7A-7E所不之疋件。在各種實施例中，具有一未偏轉狀態 下之鏡子14之此等調變器元件將為明亮或，接通，的。當鏡子 向工腔之則面移動至其全部設計深度而進入空腔時，空 腔之變化將導致所得像素變成"黑暗"或斷開。對彩色像素 而言’各別調變元件之接通狀態可為自色、红色、綠色、 藍色或視調變器、组態及顯示3色彩機制而定之其它顏色。 在使用紅/綠/藍（GRB)像素之一些實施例中，例如，一單一 彩色像素可包含創建干涉藍光之許多調變器元件、類似數 目之創建干涉紅光之元件及類似數目之創建干涉綠光之元 件。藉由根據顯#資訊#動該等鏡+，該㈣胃可產生完 整之彩色影像。 各種實施例'句包括對-使用I種光學膜之干涉調變以 作之改良。該等光學膜包括來自捲筒或薄片之膜。該膜4 附著至該干涉調變器或靠近該干涉調變器且經定位，則 由該干涉調變器反射之光在其傳播至一觀察者時穿過言 膜。該等光學膜亦可包括以散佈、濺鑛或其它方法沉積方 干涉調變ϋ之-表面上的塗層，錢由該干涉調變器反身 之光在其傳播至一觀察者時穿過該膜。 該等膜通常沉積於干涉調變器之一外部表面上，以使所 需光學特徵可達成而不改變干涉調變器本身。本文中所用 之"外部"係指在所製造之干涉調變器之外之膜之方位(例 如’在-干涉調變器之基板的外部表面上），以使該外部膜 可在製造該干涉㈣11顯㈣之後塗覆。該外部膜可安置 於首先接收入射光之干涉調變写 π燹益之表面上或靠近該表面安 154683.doc -20- 201128282 置’該表面在本文中被稱為干涉調變器之外部表面。該外 部表面亦可為最接近一觀察干涉調變器之人定位之表面。 該外部膜可位於形成干涉調變器之該等層上或其可形成於 在該干涉調變器上形成的一或多個層上。儘管本文所述之 各種實施例通常在干涉調變器顯示器之外，但亦可在其它 實施例中之干涉調變器之内製造此等類型之膜，及/或所述 之該等外部膜之特徵可倂入該干涉調變器之中（例如，在干 涉調變器之製造期間）以達成一類似效果。 如圖8A所說明的，一顯示器1〇〇A之一實施例包括一空間 光調變器105及一定位於該空間光調變器1〇5之外部表面 115上或靠近該外部表面U5定位之外部膜11〇。該空間光調 變器105為一干涉調變器裝置之一代表，其可包括（例如）一 基板、—導體層、一部分反射層、一介電層及若干可移動 反射器（亦稱為鏡子），該等反射器經組態為該等可移動鏡子 與該介電層之間的一間隙。該空間光調變器105可為（但不 限於）一全色、單色或黑白干涉調變器顯示裝置。干涉調變 益之設計及運作係詳細地描述於（例如）美國專利案第 M50,455號、第 5,835,255號、第 5 986 796號、及第 6 〇55 〇9〇 號中’其全部以引用之方式併入本文中。 該外部膜110可以多種方式製造，該等方式包括（例如）： 使用m卜部膜丨i 〇洗&、旋塗、沉積於或層壓於顯示器上 之製造技術。在一些實施例中，該外部膜11〇為一單一膜 層，而在其它實施例中，該外部膜no包括一個以上之臈 層。若該外部膜110包含一個以上之膜層，則各個膜層可具 154683.doc

•2U 201128282 有影響由該空間光調變器105反射且傳播通過該外部膜11〇 之光的一或多個特徵之不同性質。一多層外部膜11〇之每一 層可藉由相同的膜製造技術或一不同的膜製造技術來製 造，例如，任何單一層可（例如）澆注、旋塗、沉積於或層壓 於一鄰近層上製造。其它定向及組態亦係可能的。 參看圖8B ’ 一顯示器ιοοΒ之一實施例具有一在包含彩色 干涉調變器之一 RGB空間光調變器ι〇5Β之一外部表面U5 上的外部膜110。在此實施例中，該RGB空間光調變器105B 包含一在一多層125上之基板120,該多層包含（例如）一傳導 層（其係至少部分透射的）、一部分反射層及介電層125，該 基板又位於一組包括紅光反射器150、綠光反射器160及藍 光反射器170之反射器（例如’鏡子）之上，該等反射器各自 分別具有一對應於紅光、綠光及藍光之不同間隙寬度丨75、 180、190。在某些實施例中，如圖8B中所描繪的，該基板 120可位於該外部膜110與該等反射器15〇、i60、ι7〇之間。 在其它實施例中’該等反射器150、160、170可位於該外部 膜110與該基板120之間。 在其它實施例中’該外部膜可安置於單色或黑白干涉調 變器上。如圖8C所示，該單色或黑白空間光調變器1 〇5C包 含一位於一傳導層、一部分反射層124、一介電層125上之 基板120，該基板又位於一組反射器（例如，鏡子）13〇、135、 14〇之上。該單色空間光調變器105C可經製造以具有反射器 130、135、140 ’該等反射器130、135、140經組態以具有 該等反射器130、135、140與該介電層125之間的一單一間 154683.doc -22- 201128282 隙寬度145。 在某些實施例中，該外部 射之An 膜了使由干涉調變器顯示器反 由干涉調㈣顯示器反射之光可至少部分散 射，以使該顯示器具有一類 顯現出漫射性反射)。於紙張之外觀(例如’顯示器 參看圖9…顯示器300可包括_定位於該空間 105上之外。p漫射膜3〇5。入射於該顯示器彻上之光32〇為 反射型空間光調變器105所鏡面反射。當鏡面反射光3〇7自 該顯示器300傳播時’漫射膜3〇5改變該鏡面反射光之特 徵’其被轉變為散射光33〇。散射體奶亦使入射於該等干 涉調變器上之光散射。 漫射膜305可由多種材料製造且可包括一或多個漫射材 料層。該散射體305可包括具有表面變化（例如，波紋及不 平）之材料或各種材料。此變化可使不同實施例中之光折射 或散射。多種散射體3 05亦係可能的且不限於本文所述之彼 等散射體。 圖10說明可產生散射反射光之一顯示器4Q0之一例示性 實施例。該顯示器400包括一附著至一空間光調變器1〇5之 外部膜405。該外部膜405包括材料410，該材料410包含使 由該空間光調變器105反射之光403散射以將該干涉調變器 裝置發射之光407之特徵自反射變至散射的散射部件（例 如，粒子）。 在一些實施例中，該外部漫射膜305包括一改變反射光 403之光譜特徵的材料及一改變該反射光之散射或反射特 154683.doc -23- 201128282 徵的材料。此材料可包括於該外部膜305、4〇5(圖9及圖i〇) 之一單一層中。或者，改變反射光之光譜特徵之材料可併 入該外部膜305的一個層中，且改變反射光之散射或反射特 徵之材料可併入外部膜之一單獨層中。在一實施例中，該 漫射材料可包括於一在該外部膜3〇5與該空間光調變器1〇5 之間使用的一黏合劑中（圖9)。 如上所提及的，一些類型之散射體係用於干涉調變器顯 示器中，其中需要顯示器300、400具有紙張外觀而非一鏡 子外觀。當然’在一些實施例中’可能需要顯示器3〇〇、4〇〇 之外觀或顯示器之一部分為高度反射性或"類似於鏡子，, 的，且在此等實施例中，顯示器可具有一覆蓋干涉顯示裝 置305、405之全部或僅一部分之漫射膜3〇5、405。在一些 實施例中，一光學透射層可經”磨砂"以達成所需散射。舉 例而言，該顯示器1〇5之外部表面（圖9)可經磨砂以提供反射 光之散射。若表面經重度磨砂，則相比於經輕度磨砂之表 面，光將較多地散射。在一些實施例中，該經磨砂之光學 透射層可包含一玻璃層或聚合物層。 在一些實施例中’包括一光源（本文中被稱為"前部光,·） 以將額外光提供至干涉調變器（例如）以用於在黑暗或低環 境照明條件下觀察該干涉調變器係有利的。參看圖^八，一 顯不器500A之一實施例包括一定位於一前板5〇5之側上之 光源515。此前板5〇5包含對來自該光源515之光5〇7大體上 光學透射之材料。在一些實施例中’該前板5〇5可包含（例 如）玻璃或塑膠。該前板5〇5具有經組態以阻斷光在該前板 154683.doc -24- 201128282 中之傳播並將該光重新定向至該干涉調變器顯示裝置m 之光學部件（例如’諸如槽之輪扉）。-空氣間隙525將該外 /槽形m板505與$空間光調變器1()5隔開。操作上，該光 源515提供進入該前板5G5中之光507,其中光52G反射離開 傾斜的表面部件506日/ί ·ν* ‘ 一 午6且向5亥空間光調變器1〇5行進。對於進 該..、具器500中之ί哀境光，因為空氣間隙525中之空氣與 用以升/成”玄刖板505及該空間光調變器1〇5之材料之間的折 射率之差異，所以該空氣間隙525降低該顯示器500Α之感知 對比度。 >看圖11Β ’顯不益5咖提供至該空間光調變器奶之光 的更有效透射，目為該顯咖不具有—將該前板5〇5 與該顯示器Η)5隔開之空氣間隙。替代地，該前板5〇5係附 著至該空間光調變器⑽。當顯示器5娜之組態增加至該空 間光調變H 1G5之光透射時，將該等^個零件附著在一起不 是-良好的製造實肖，因為該前板5〇5及該空間光調變器 1〇5均為相對較昂貴之零件，且若任—零件在製造期間展示 出一缺陷’則兩件零件均將失效。 現參看圖11C，顯示器500C說明如何使用一外部膜而非 一前板來克服圖11Α及11Β中之該等顯示器5〇〇α、5〇〇β所遭 遇之問題。如圖lie所示，該顯示器500C包括一靠近經—外 部膜530層壓之空間光調變器1〇5之一邊緣定位之光源 515，该外部膜53〇具有一包含經組態以將光重新定向至該 空間光調變器1〇5之光學部件（諸如外形（例如槽或傾斜2 面）部件）的表面514。該光源515可（例如）安置於一支撐該干 154683.doc •25· 201128282 涉調變器裝置105之基板之一邊緣處。該外部膜530係附著 至該空間光調變器105或層壓於該空間光調變器1〇5上。可 使用一黏合劑。與一槽形前玻璃板505(圖11A、11B)之成本 相比’該外部膜530係相對較便宜的’因此’若該顯示器1 〇5 出現缺陷，在可將其處理掉而無大的額外損失。操作上， 該外部膜530接收來自該光源515之光51卜當該光傳播通過 該空間光s周變器1 〇 5 (例如，該干涉調變器裝置之基板）及該 外部膜530時，該光511將反射離開該等外形/槽形表面514 之一内部部分且該反射光513將傳播通過該干涉調變器裝 置之基板且反射離開該干涉調變器之鏡表面。 現參看圖12A，在其它實施例中，一顯示器6〇〇可包含一 附著至該空間光調變器1 〇5之外部表面的外部膜605，其中 該外部膜包含降低或最小化該顯示器之視野的複數個結構 603。在一實施例中’結構6〇3為可形成於一柵格中且可在 該外部膜605中"下陷"或散射之垂直排列之微小障礙物。在 另一實施例中’該外部膜605之材料可提供垂直排列結構 6〇3。該等結構603可被稱為擋板。該等擋板6〇3可為大體上 不透明的。該等擋板603可為大體上為吸收性或反射性。 圖UB說明如何大體上阻斷一大體上非垂直方向中反射 之光退出該外部膜605及如何使一大體上垂直方向中反射 之光6〇9大體上不受該等結構6〇3阻礙。在圖12A及12B所示 之實施例中，視野視該等擋板結構603之形狀（及定向）、尺 寸（例如’長度）及間距而受到限制。舉例而言，該等擋板603 可具有一尺寸、形狀及間距以提供自一垂直於該顯示器6〇〇 154683.doc • 26 - 201128282 之一前表面606之平面610量測之不大於約20度或不大於約 40度的視野。因此，自法線量測時，該視野可在約2〇、25、 3 0、3 5及4 0度或更小的範圍内。在一例示性實施例中，該 等檔板603提供該顯示器600—約30度之視野。如本文中所 使用的，術語擋板包括（但不限於）圖12 Α及12Β中所描繪之 該等結構603。 該等擋板結構603可根據圖12C及12D中所描繪之實施例 來構造。舉例而言，複數個大體上垂直排列之柱形部件6丄2 可包含一成圓柱形狀之透射材料，其在該圓柱形透射材料 之一外部表面61 2a上具有一不透明材料塗層。該等柱形部 件6 12可捆紮在一起且排列。該等垂直排列之柱形部件& 12 之間的間隔可由一形成此等垂直排列之柱形部件612之一 基質613的透射材料（諸如聚碳酸脂、聚對苯二甲酸乙二醋 (PET)、丙烯酸、或聚曱基丙烯酸曱酯（ΡΜΜΑ))來填充。可 穿過線A-Α垂直切割具有安置於其中之該等柱形部件6丨2之 該基質613以產生一薄膜。於圖〖2D中描繪經切割以形成該 外部膜605之部分的俯視圖。在此實施例中，該等柱形部件 612之不透明外部表面612a可大體上阻斷在大體上非垂直 方向上退出該外部膜605之光。 亦可根據諸如參看圖12E及12F所描述之其它實施例來構 造該等擋板結構603。在圖12E中’構造一具有複數個堆疊 層之多層結構618。該多層結構618具有一大體上透射材料 615之交替層及大體上不透明材料之層614。為製造此多層 結構618’可形成一包含一輕微漫射材料之光學透射層615 154683.doc -27- 201128282 且可於其上形成一包含一大體上不透明材料之不透明層 614。可重複此等步驟，直至已形成所要數目之層。然後可 穿過線A-A垂直切割該多層結構6〗8。於圖丨2F中描繪該經 切割以形成該外部膜605之部分的俯視圖。該等大體上不透 明層614形成大體上阻斷在一大體上非垂直方向上退出該 外部膜605之光。 如圖12G中所述，該外部膜6〇5包含一包含水平不透明層 616及垂直不透明層617之二維柵格。此二維柵格可使用一 對自該多層結構618(圖12E)切割之部分來製造，並且諸如 圖12F中所描繪的，一個部分安置在另一個部分之前。該等 部分之一係相對於其它外部膜結構605大體上垂直地定 向。其它定向及組態亦係可能的。 在某些實施例中，圖12C-12G中所示之該等擋板結構6〇3 可包含反射材料。舉例而言，參看圖12H，若最靠近該空間 光調變器105之該專撞板結構603之一部分625係大體上反 射性的，則入射於該擋板之反射部分625上之由該空間光調 變器105反射之光將不穿過該外部膜結構6〇5，卻將被反射 回至該空間光調變器105。或者，該等擋板結構6〇3之外部 表面603a及603b可由一大體上之反射材料製成，諸如該等 擋板結構603上之大體上之反射材料之一閃光塗層 coating)。在此實施例中，該等擋板結構603之底部部分625 亦可以該大體上之反射材料來閃光塗布。 在一些實施例中’一干涉調變器可併入一亦可改變由該 干涉調變器反射之光之一特徵的使用者輸入裝置中。舉例 154683.doc -28- 201128282 而言，圖13A中之顯示器700包括—連接至空間光調變器ι〇5 之外部S面的觸控螢幕705。該觸控營幕7〇5包括一且有一 經組態以接收來自-使㈣之觸携訊號之外部接觸表面 730的外部觸控螢幕部分715及—附著至該顯示器之觸 控螢幕内部部分720。該觸控螢幕内部部分72()及觸控勞幕 外部部分715為-間隔71〇所隔開且藉由間隔物717保持分 離。對使用者輸入而t ’該觸控螢幕7〇5可以此項技術中之 一熟知方式來運作，例如，一使用者施加壓力於其它觸控 勞幕部分715上之接觸表面73〇,其將與該觸控螢幕内部部 分720接觸並啟動一經組態以在啟動時發送一訊號之電 路。除提供使用者輸入功能外，該觸控螢幕7〇5亦可以該觸 控營幕内部部分720中之-光漫射材料731及/或該觸控螢 幕外部部分7 1 5中之一光漫射材料725來組態。 圖13B為具有一漫射材料之該觸控螢幕外部部分715及/ 或該觸控螢幕内部部分720之一實施例的側視圖。在此實施 例中，該漫射材料為一上部層75〇a及一下部層75〇b之間的 一擴散黏合劑75 1。該擴散黏合劑75丨可為一與充當散射光 之散射中心之填補粒子751a混合之黏合劑。使光折射、反 射或之任何適當材料均可用作該等填補粒子75U。舉例而 言，該等填補粒子751a可由諸如（但不限於）下列聚合物之材 料製成.聚笨乙烯矽石（P〇lystyrene siliea)、聚甲基丙烯酸 甲酯（PMMA)及中空聚合物粒子。在另一實施例中，該擴散 黏合劑75 1可經組態以具有可折射光之空氣氣泡。在其它實 施例中，可使用不透明之不反射粒子。該上部層75〇&及/或 154683.doc -29- 201128282 該下部層750b可包含諸如聚碳㈣、㈣酸及聚對苯二甲 酸乙二酯(PET)之材料及其它材料。圖uc為包含一漫射材 料之觸控發幕外部部分715及/或觸控螢幕内部部分72〇之 另貫施例其中没射材料752被併入一形成該觸控勞幕之 上部部分及/或下部部分715、72〇之層75〇中。圖⑽為漫射 材：753位於該觸控螢幕7〇5與該空間光調變器105之間的 貫把例|例而舌，在圖j 3〇中，該漫射材料係塗布 於該空間光調變ϋ1()5之外部表面754之頂部上。在此實施 例中，可在該顯示器1()5之外部表面754上圖案化該漫射材 料753其中該漫射材料753係位於該空間光調變器1 〇5之外 Ρ表面754與D亥觸控螢幕7G5之間。在__些實施例中，該漫 射材料753可旋塗於（例如）該空間光調變器1〇5之一玻璃外 郤表面上。在某些實施例中，該漫射材料可包含與一紫外 線裒氧树月曰（ultraviolet epoxy)或熱固化之環氧樹脂 epoxy)混合之散射部件。當使用環氧樹脂 (thermally cured 時’该漫射材料753可為與該環氧樹脂混合之填補粒子，其 專真補粒子充當散射中心以使光散射。其它組態亦係 可能的。 圖14A展不包括一觸控螢幕705之一顯示器800的一實施 Ή該觸控螢幕7〇5具有一附著至一包括一基板之空間光調 k益105的内部部分72〇及一具有一用於接收使用者輸入之 觸控榮幕表面730的外部部分715。間隔物717係安置於一在 該内°卩部分720與該外部部分715之間的間隙710内。該顯示 器800亦包括一經組態以提供光719至該觸控螢幕705(例 154683.doc •30· 201128282 如’該内部部分720、該外部部分7丨5或其兩者）之光源74〇。 在一實施例中，該觸控螢幕7〇5可包括光學結構，該等結構 可重新定向該光719以使該光入射於該空間光調變器1〇5 上°在一些實施例中’該等光學結構包含該觸控螢幕7〇5 内之斜坡之或傾斜表面。在一些實施例中，可使用全内反 射（TIR)元件。又，在某些實施例中，該等光學元件包含使 光政射之粒子’以使散射光之一部分入射於該空間光調變 器105上。在一些實施例中’該觸控螢幕7〇5之内部部分72〇 中之材料745及/或該觸控螢幕7〇5之外部部分715中之材料 735可包括碌光材料。該磷光材料在被來自該光源74〇之光 719激活時發射光，直接將光提供至該觸控螢幕7〇5及該空 間光調變器105，該光然後可被反射回至該觸控螢幕7〇5。 在圖14B1及14B2所描繪之其它實施例中，具有一觸控勞 幕705之5亥顯示器800亦可包括一外形之光導。舉例而言， 在圖14B1中’該觸控螢幕7〇5之内部部分720可包含一具有 一外形（例如，槽形）表面765之板或層760a。此外形表面765 可包括複數個傾斜部分。此表面765可具有（例如）一鋸齒形 狀。然後可將一透射材料760b置放在該表面765之輪廓或槽 中以形成一在該板/層760a上方之大體上較平坦表面76〇c。 s亥光源740將光719導入至該板或層760a中，其中該光71 9被 光學引導。在該板760a中傳播之光反射離開該表面765之傾 斜部分並向該空間光調變器105行進。在使用光導板或潛 760a或任何其它適當之光導之實施例中，一漫射材料可被 併入在該板760a上方或其下之該顯示器800中。舉例而古， 154683.doc -31 · 201128282 該漫射材料可在該觸控螢幕705之外部部分715中或可在該 空間光調變器105之外部表面754之上。 在圖14B2所描繪之另一實施例中，該板或層760a可置放 於該觸控螢幕705與該空間光調變器1〇5之間。在此實施例 中’該透射材料760b(圖14B1)並不置放於該板760a之表面 765上。相反’空氣或真空佔據該板/層76〇a與該觸控螢幕 7〇5之間的一空腔760c。 在圖14C所說明之另一實施例中，可將該光源74〇之光719 導入該觸控螢幕705之一邊緣中且可引導其通過該觸控螢 幕705之至少一部分，且該觸控螢幕7〇5可包含將此光重新 定向至該空間光調變器105之部件。舉例而言，在圖14(：之 中’該觸控螢幕705之内部表面720可併有使朝向該空間光 調變器105之光散射的粒子770。如圖14D所說明的，該内部 部分720可為一具有混合入一在一上部層75〇a與一下部層 750b之間的黏合劑中之粒子之多層。該上部層75〇a及/或下 部層750b可包含諸如聚碳酸酯、丙烯酸及聚對苯二甲酸乙 二酯（PET)之材料或其它材料。在諸如圖14E所描繪之其它 實施例中，散射部件或粒子770係塗布於該空間光調變器 105之外部表面754之頂部上。此等散射部件或粒子77〇可將 光重新定向至該等干涉調變器之可移動反射器’參見（例如） 以引用之方式併入本文中之2004年3月5曰申請且題為 "Integrated Modulator lUuminati〇n"之美國專利申請案第 10/794,825號。在此實施例中，t亥等散射料或粒子77〇可 於該顯示器105之外部表面754上被圖案化，其中該等散射 154683.doc -32- 201128282 =牛m位於該空間光調變器105之外部表面7M與該觸控 之間。在某些實施例中’該等散射部件770可旋塗 於該空間光調之—玻璃表面上。在_些實施例中， :射：件係與一紫外線環氧樹脂或熱固化之環氧樹脂混 。。虽使用環氧樹脂時，該等散射部件77〇可包含與環氧樹 脂混合之粒子，其中該等粒子充當將光重新定向至該等干 涉調變器之反射面之散射中心。 圖15Α為一使用入射於該等主動反射區域之間的非主動 區域上之光之顯示器1100之一實施例的示意圖。如本文中 所使用的，術語非主動區域包括（但不限於）一干涉調變器之 該等反射區域（諸如鏡子）之間的間隔。如本文中所使用的， 該主動區域包括（但不限於）（例如）形成一光學空腔之反射 區域的一干涉調變器之該等反射區域（諸如鏡子）。 參看圖15Α，一顯示器π 〇〇包括一連接至一空間光調變器 105之外部表面的膜1105〇紅色主動反射區域1121、綠色主 動反射區域1122及藍色主動反射區域1123係展示於空間光 調變器105之底部之上且其代表該顯示器11〇〇之眾多主動 反射區域（例如，光學共振腔）。一第一間隔丨丨丨〇將該紅色主 動反射區域1121與該綠色主動反射區域1122隔開，該綠色 主動反射區域1122係藉由一第二間隔1111而與該藍色主動 反射區域隔開。該等間隔1110及1111可為約2至1〇微米寬且 彼此相隔分開約125至254微米。類似地，重新定向光之該 膜1105中之該等間隔1110及mi中之光學部件可為約2至 10微米寬其彼此相隔分開約125至254微米。在此等範圍外 154683.doc -33- 201128282 之尺寸亦係可能的。 一般而言，沒有膜1105時，入射於該第一間隔ιιι〇或該 第一間隔1111之區域上之光將不會到達該等主動反射區域 Π21、1122、Π23中之一。為增加干涉調變器11〇〇之反射 率 射於°亥專主動反射區域（例如，第一間隔與第二 間隔111〗）之間的之非主動區域上之光可被重新定向至該 等主動反射區域1121、1122、1123中之一。由於該等非主 動區域及該等主動反射區域之位置係已知的，故該外部膜 11〇5可組態以將該等主動區域111〇、1111中之膜11〇5上之 入射光1115重新定向回至主動反射區域112卜1122、1123(例 如，光學空腔）中，如箭頭1120所示。在一些實施例中，該 膜1105包括重新定向光之反射器。在一些實施例中，該膜 110 5經組態以在該等間隔111 〇、1111之區域中具有一定製 之折射率以重新定向該光。在其它實施例中，該膜11〇5可 含有在該等間隔111 〇、1111之區域中之散射元件，以使該 光之至少一部分散射至一主動反射區域（例如，光學空腔） 中且落在該主動反射區域上。 在圖15B所描繪另一實施例中’該膜1105可置放於反射區 域1121、1122、1123之上但卻在該空間光調變器ι〇5之基板 之下。因此，該膜1105位於該空間光調變器1 〇5中。在此實 施例中，該膜1105經組態以重新定向光1115，如箭頭112〇 所示，該光1115入射於一主動區域上但正常情況下其應進 入一非主動區域中、該等主動反射區域1121、1122、1123 中〇 154683.doc -34· 201128282 參看圖16A-H，其說明該外部膜之各種實施例。在圖16A 中，外部膜1205具有使光散射之散射區域1212。如圖16A 所描繪的，使光散射之此等散射區域1212可介入不散射光 之區域1217。該等散射區域1212可（例如）藉由反射或折射來 使光散射。參看圖16B，外部膜1205具有在一包含具較低折 射率之材料之基質或膜中之具有較高折射率之區域。此實 施例使用TIR來重新定向光。舉例而言，若具有一高折射率 之該外部膜1205的間隔係置放於一干涉調變器之主動區域 上且具有一低折射率之該等間隔係置放於該干涉調變器之 非主動區域上，則正常情況下應穿過以至非主動區域之入 射於該外部膜1205之低折射區域上之光的一些將會被重新 定向至該干涉調變器之該等主動區域。參看圖l6c，外部膜 1205可具有充當凹透鏡之該外部膜之一單一表面上之凹陷 區域1213。參看圖16〇，該外部膜1205可具有一在該等區域 1214中之菲涅耳透鏡（Fresne丨iens)。在其它實施例中全 像或繞射光學元件可安置於該等區域1214處。此等光學元 件可使光散射或繞射且可（例如）利用將入射於透鏡上之光 重新定向至主動區域之負功率而如同透鏡一樣運作。參看 圖16E，外部膜1205可具有反相傾斜表面i2i5以在相反方向 向不同主動區域折射光。圖16F展示具有類似定位之表面 1215之該外部膜1205，以便在相同方向上折射光。參看圖 ⑽，外部膜U05可具有向主動區域反射光之—或多個反射 傾斜表面1216。亦可在該外部膜咖處達成所要之光的重 新定向之許多其它組態亦係可能的。 154683.doc •35· 201128282 現參看圖17，一干涉調變器12〇〇可包括一連接至該空間 光調邊器105之外部表面的外部膜12〇5，其中該膜12〇5經組 態以收集以一寬角度範圍入射之光且將該光在一較狹之角 度範圍中導向至該等光調變元件上。在圖17中，該外部膜 1205經組態以接收各個角度之入射光12〇6、12〇7且大體上 校準光（由箭頭1208、1209表示）且將該光導向至該等主動反 射器1211。在一些實施例中，諸如圖〗7所示之該實施例， 該外部膜1205包括大體上可校準光之校準元件1218。在一 些貫施例中，該外部膜〗2〇5包括複數個非成像光學元件（例 如，複合拋物線集光器）1218❶該等非影像性光學元件（例 如，複合拋物線集光器）1218可校準以一角度範圍入射於該 外4膜1205上之光1206及1207中之至少一些。然後，光丨2〇8 及1209之一部分以一更垂直之角退出該等複合抛物線集光 器1218且可將該光導向至該等主動反射器1211。然後光 1208及1209之一些被該等主動反射器1211反射且如自該顯 示器1200出去之光1210a及121〇b 一樣，以一有限角度範圍 退出該顯示器1200。因此，該膜12〇5具有一有限視野。在 一些實施例中，光1210a及1210b中之至少一些以一不大於 約70度之錐角自一垂直於該外部膜12〇5之一前面之平面 610退出該顯示器12〇〇。在一些實施例中，自該垂直於外部 膜1205之前面的平面610計，錐角之角度不大於約65、6〇、 55、50、45、40、35、30、25或20度。因為光一般不會以 一大體上大於入射角之角度自該顯示器12〇〇出去，所以該 等校準元件1205有效地限制了該裝置12〇〇之視野。因此， 154683.doc •36- 201128282 如自法線所量測的’該外部膜之視野為約7〇、65、60、55、 50 ' 45、40、35、30、25或20度或更少。此等角皆為半角。 在此等範圍外之其它值亦係可能的。 圖18A-C描繪一顯示器1300之另一實施例，該顯示器13〇〇 包括一安置於該空間光調變器105之前的光學膜13〇5。該光 學膜1305經組態以接收以一寬範圍角度入射之光並將該光 在一較狹範圍之角度中導向至該等光調變元件上。該光學 膜1305亦使光散射。在某些實施例中，該光學膜13〇5經組 態以使光散射，以使入射於該散射元件上之光比該入射光 可更校準的導向至該等光調變元件。 在一實施例中’該光學膜1305包含一全像擴散器。該全 像擴散器包含經配置以操作光（例如）在一狹窄範圍之角度 上產生一增高之亮度分佈的繞射部件。在另一實施例中， 該光學膜1305包括複數個非成像光學元件（例如，諸如上述 之複數個複合拋物線集光器）及一在該光學膜丨；^〗之一上 部表面1340上的漫射材料薄層。在另一實施例中，該光學 膜1305包括在外部表面1340上具有一漫射材料膜之其它校 準元件。 參看圖18A，該膜1305經組態以接收入射光131〇。參看圖 18B，該膜亦可經组態以大體上重新定向該入射光131〇(該 經大體上重新定向之光可用箭頭1315來表示），該入射光係 向垂直於主動反射器之表面的方向而導向至該空間光調變 器105中之主動反射器。對於在+/_75度範圍外之入射光，經 重新定向之光可在+/-3 5度之範圍内，其中該等角度係自法 154683.doc •37- 201128282 線量測的。在此實施例中，該經重新定向之光為大體上經 校準的。在一些實施例中，該等反射器可位於該空間光調 變器105之一底部部分。參看圖18C’由該等主動反射器反 射之光1325進入膜1305之下部表面1330。該膜1305經組態 以於其下部表面1330接收該經反射之反射光並在其作為漫 射光自該膜1305發射之前將其散射。在一些實施例中，光 在其傳播通過該膜1305散射。在其它實施例中，該光係於 該膜1305之上部表面134〇(或下部表面133〇)上散射。在以上 範圍外之其它組態或值亦係可能的。 前述說明詳細地描述了本發明之某些實施例。然而，换 瞭解’不論前述說明在文中顯得多麼詳細，本發明亦可 多種方式實踐。亦如上所關總&

所闌釋的，應注意，在描述本發日J 之某些特徵或態樣時使用之牲^ 1 用义特疋術語不應理解為暗示該摘 語在本文中經重新界定以限 叹&包括與該術語相關之本發印 之特徵或態樣的任何特定特徵。 【圖式簡單說明】 圖1為描繪一干涉調變器_ _ ..具不Is之一實施例之一部分的 4角視圖，其中一第一干涉堆 '"變Is之一可移動反射層處於 一鬆弛位置且一第二干涉調 n 雙益之一可移動反射層處於一 觸發位置。 圖2為說明一併有一 3 X 3干渉#

Tv調變器顯示器之電子裝置之 一實施例的系統方塊圖。 圖3為圖1之一干涉調變器夕 < —例示性實施例之可移動鏡 子位置與外施電壓的關係圖。 154683.doc -38. 201128282 圖4為可用於驅動一干涉調變器顯示器之一組列電壓及 行電壓的說明。 圖5A說明圖2之3x3干涉調變器顯示器中之顯示資料的 例示性圖框。 圖5B說明可用於記錄圖5A之圖框之列訊號及行訊號的 例示性時序圖。 圖6A及6B為說明包含複數個干涉調變器之一視覺顯示 裝置之一實施例的系統方塊圖。 圖7A為圖1之裝置的截面。 圖7B為一干涉調變器之替代實施例之截面。 圖7C為一干涉調變器之另一替代實施例之截面。 圖7D為一干涉調變器之又一替代實施例之截面。 圖7E為一干涉調變器之額外替代實施例之截面。 圖8A為具有一外部膜之一顯示裝置之側視圖。 圖8B為組態以顯示RGB色彩資訊之一干涉調變器裝置的 側視圖。 圖8C為組態以顯示黑白資訊之一干涉調變器裝置的側視 圖。 圖9為經組態以在外部表面具有一光擴散劑之—干涉調 變器裝置的側視圊。 圖10為經組態以在外部表面具有一光擴散劑之一干涉調 變器裝置的側視圖，其中該光擴散器包括擴散粒子。 圖11A為經組態以具有一槽型前部光板之一干涉調變器 裝置的側視圖，該槽型前部光板係藉由一空氣間隙而與該 154683.doc •39- 201128282 干涉調變器裝置分離。 圖11B為經組態以具有—連接至—干涉調變器裝置之槽 型前部光板之干涉調變器裝置的側視圖。 圖11C為經組態具有_外部膜之—干涉調變器裝置的側 視圖，該外部膜具有一外形外部表面，以使由一光源提供 之光重新定向至干涉調變器裝置且將該光反射出干涉調變 器至一觀察者。

圖12A為經組態以具有一外A 頁外邛膜之一干涉調變器裝置的 側視圖，該外部膜包括限制干涉調變器裝置之視野之擋板 結構。 圖12B為展示包含於外部财之擋板結構如何限制反射 光之方向之一干涉調變器裝置之-實施例的側視圖。 圖12C及㈤為具有包含不透明柱之擋板結構之一外部 膜的實施例。 W2E-12G為具有包含不透明部分之擋板結 的實施例。 圖Μ為包括一觸控勞幕之-干涉調變器顯示器的側視 圖i2H描繪具有包含反射材料之楷板結構之一外部膜 圖 圖13B-D展示用於倂入一漫射材料之不同方法。 圖14A為經組態以具有一觸拎 &耸幕之一干涉調變 的側視圖，該觸控螢幕包含可將央 ____ 衣直 自 光源之光向千诛·嘴 變器裝置散射之漫射材料。 7洞 圖14Β1及14Β2展示用於將來白 來自—光源之光傳遞至干涉 154683.doc •40· 201128282 調變器裝置之不同組態。 圖14C-E說明將漫射材料整合於用於將來自—光、源之光 ·· 導向至干涉顯示裝置之顯示器中的不同方法。 圖15A及15B為經組態以具有一膜之干涉調變器裝置的 侧視圖’該膜將入射於主動反射區域之間的間隔上之光的 至少一部分導向至該等主動反射區域。 圖16A為具有散射光之區域之一外部膜的側視圖。 圖16B為具有一具重新定向光之較低折射率材料之基質 中的具較高折射率之區域之一外部膜的側視圖。 圖16C為具有一具有充當凹透鏡之凹陷區域之表面之一 外部膜的側視圖》 圖16D為具有一包含菲〉圼耳透鏡之表面之一外部膜的側 視圖。 圖16E為具有經組態可於相對方向上折射光之相反傾斜 表面的一外部膜的側視圖。 圖16F為具有經組態以向一個方向折射光之傾斜表面之 一外部膜的側視圖。 圖16G為具有經組態以反射光之傾斜表面之一外部膜的 侧視圖。 圖1 7為經組態具有一外部膜之一干涉調變器裝置的側視 圖’該外部膜可改變入射在該外部膜上之光的方向，以便 以較外部膜處之入射角更垂直之角度將該光提供至該干 涉調變器裝置之主動反射區域。 圖18A為經組態以一具有外部膜之一干涉調變器裝置的 154683.doc 201128282 側視圖，該外部膜包含一經組態以校準導向至該干涉調變 器裝置之光的散射元件。 圖18B為圖18A之干涉調變器的側視圖，其展示校準入射 光並將其重新定向至該干涉調變器裝置之該等主動反射區 域。 圖18C為圖18A之干涉調變器裝置的側視圖，其展示由該 干涉調變器裝置之該等主動性區域反射之光可藉由該外部 膜來散射。 【主要元件符號說明】 1 列1，行1 2 列2，行2 3 列3，行3 12a、12b 干涉調變器 14a > 14b 可移動反射層 16a ' 16b 光學堆疊 18 柱子 19 、 710 間隙 20 基板/透明基板 21 處理器 22 陣列驅動器 24 列驅動器電路 26 行驅動器電路 27 網絡介面 28 圖框緩衝器 154683.doc -42- 201128282 29 驅動器控制器 30 顯示陣列/面板/顯示器 32 系繩 34 可變形層 40 顯示裝置 41 外殼 42 支撐柱塞 43 天線 44 揚聲器 46 麥克風 47 收發器 48 輸入裝置 50 電源 52 調節硬體 100A、100B、300、 顯示器 400 ' 500A ' 500B ' 500C 、 600 、 700 ' 800 、 1300 105 空間光調變器/顯示器, 器顯示裝置 105B 、 105C 空間光調變器 110 、 530 、 1205 外部膜 115 外部表面 120 基板 154683.doc • 43 · 201128282 124 125 130 、 135 、 140 145 、 175 、 180 、 190 部分反射層 多層/介電層 反射器 間隙寬度 150 160 170 305 307 、 320 、 403 、 407 、 507 、 511 、 513 、 520 、 紅光反射器 綠光射器 藍光反射器 外部漫射膜/外部膜/干涉顯示裝置 光 719、1210a、1210b、 1325 330 漫射光 405 外部膜/干涉顯示裝置 410 ' 735 ' 745 材料 505 前板 506 表面部件 515 、 740 光源 525 空氣間隙 514 表面 603 擋板結構 603a ' 612a 外部表面 605 外部膜 606 前表面 154683.doc -44 - 201128282 610 平面 612 柱形部件 613 基質 614 不透明層 615 光透射層 616 水平不透明層 617 垂直不透明層 618 多層結構 625 擋板結構之底部部分 705 觸控螢幕 715 觸控螢幕之外部部分 717 間隔物 720 觸控螢幕之内部部分 725 ' 731 光漫射材料 730 觸控螢幕表面 750 層 750a 上部層 750b 下部層 751 擴散黏合劑 751a 填補粒子 752 、 753 漫射材料 754 空間光調變器之外部表面 760a 層/板 760b 透射材料 154683.doc - 45 - 201128282 760c 空腔/表面 765 表面 770 散射部件 1100 1105 1110 、 1111 1115 、 1206 、 1207 、 1208 、 1209 、 1310 1120 、 1208 、 1209 、 1315 1121 、 1122 、 1123 1200 1211 1212 1213 1214 1215 1216 1217 1218 1305 1330 1340 干涉調變器，顯示器 外部膜 間隔 入射光 箭頭 主動反射區域 干涉調變器/顯示器 主動反射器 散射區域 凹陷區域 區域 反相傾斜表面 反射傾斜表面 區域 校準元件 光學膜 光學膜1305之下部表面 光學膜1305之上部表面/外部表面 154683.doc •46·

Claims (1)

1. 201128282 七、申請專利範圍： 1. 一種用於調變光之裝置，其包含： 一空間光調變器； 控Γ幕其安置於該空間光調變器之前，以使自該 ;咖變器所反射之光穿過該觸控螢幕，該觸控螢幕包 -具有-外部接觸表面之外部部分及—與該外部部分 相隔分開之内部部分； i 一光源，其經組態以邊緣照明該觸控螢幕及定向光至 该觸控螢幕之-區域，其t與該觸控螢幕之該外部接觸 造成在該觸㈣幕中之-電路發送-訊號，該 :控螢幕進—步包含多個散射部件，該等散射部件自該 源重新定向該光之-部分至該空間光調變器， 卜㈣分包含—第—邊緣表面，其長度比該外 轉觸表面短’且該内部部分包含一内部表面與一第二 :緣：面’該第二邊緣表面之長度比該内部表面短，該 :::::面與該第二邊緣表面之每―自該 2· 項1之裝置，其中該觸控螢幕之該區域係該觸控螢 幕之該外部部分。 部部之裝置，其中與該外部接觸表面接觸造成該外 °刀接觸該觸控螢幕之該内部部分。 4·如睛求項 5.如請求項丨之‘置 ' 〃二間光調變盗係-干涉調變器。 之裒置’其進_步包含： 4不器，其包含該空間光調變器； 154683.doc 201128282 一經組態以與該顯示 態以處理影像資料；及 一經組態以與該處理 示器通信之處理器，該處理器經組 6·如清求項5之裝置 l理器通信之記憶體裝置。 其進一步包含一驅動器電路，其經組

   7.如请求項6之裝置， 訊號至該顯示器。 I ’其進一步包含一控制器，其經組態以 發送該影像資料之至少一部分至該驅動器電路。 8. 如明求項5之裝置’其進一步包含一影像源模組，其經組 態以發送該影像資料至該處理器。 9. 如明求項8之裝置，其中該影像源模組包含一接收器、一 收發器及一發射器之至少一者。 10. 如请求項5之裝置，其進一步包含一輸入裝置，其經組態 以接收輸入資料以將該輸入資料與該處理器通信。 11. 一種顯示器，其包含： 一光調變陣列； 一觸控螢幕，其安置於該光調變陣列之前，以使自該 光調變陣列所反射之光穿過該觸控螢幕，該觸控螢幕包 括一具有一外部接觸表面之外部部分及一與該外部部分 相隔分開之内部部分； 一光源’其經組態以透過該觸控螢幕之一邊緣來定向 光至該觸控螢幕之一區域’其中與該觸控螢幕接觸造成 在該觸控螢幕中之一電路發送一指示該接觸的訊號，該 觸控螢幕進一步包含在該觸控螢幕之一層内的多個粒 子，其自該光源重新定向該光之一部分至該光調變陣列， 154683.doc 201128282 其中該外部部分包含〜 A ^ 第一邊緣表面，其長度比該外部 接觸表面短，且该内部 ^^ ,丨邻刀包含—内部表面與一第二邊 緣表面，該第二邊緣表 面之長度比該内部表面短笛 -邊緣表面與該第二邊续“ 門丨表面短，該第 源接收光。 緣表面之母—者經組態以自該光 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 如S青求項11之顯示器 控螢幕之該外部部分 如請求項12之顯示器 表面接觸造成該外部 分0 如清求項11之顯示器 含該層。 如5青求項11之顯示器 含該層。 其中該觸控螢幕之職域係該觸 i其中與該外部部》之該外部接觸 部分接觸該觸Μ幕之該内部部 如請求項11之顯示器， 涉調變器。 其中該觸控螢幕 其中該觸控螢幕 之該外部部分包 之該内部部分包 其中該光調變陣列包含至少—干 項U之顯不器，其中該等粒子係與如㈡求項11之顯示器，其中該等粒子包含Μ 見5。 及聚甲基丙烯酸甲酯(ΡΜΜΑ)之一者。 乙烯矽石 如β求項11之顯示器’其中該等粒子係與 脂或熱固化之環氧樹脂混合。 、卜線環氧樹 種用於調變光之裝置，其包含： 一空間光調變器； -觸控螢幕’其安置於該空間光調變器之前 154683.doc 201128282 該空間光調變器所反射之光穿過該觸控螢幕，該觸控螢幕 包括一具有一外部接觸表面之外部部分及一與該外部部 分相隔分開之内部部分； :邊緣照明構件，纟用於邊緣照明該觸控螢幕，其中與 k觸控螢幕之该外部接觸表面接觸造成在該觸控螢幕中 之一電路發送-訊號，該觸控勞幕進—步包含重新定向 構件’其用於自該邊緣照明構件重新定向該光之一部分 至該空間光調變器， 〃中-亥外部部分包含—第—邊緣表面，其長度比該外 部接觸表面短，且該内部部分包含表面與―第二 表面’該第二邊緣表面之長度比該内部表面短，該 邊緣表面與該第二邊緣表面之每一者經組態以自該 邊緣照明構件接收光。 21.如明求項20之裝置，其中該邊緣照 其經組態以邊緣照明該觸控營幕。 先源， 22=求項Μ之裝置，其中該重新定向構件包含多個散射 23.如清求項20之裝置，並 螢幕之一層内的多個粒 一部分至該光調變陣列 24·如清求項23之裝置，其 中該重新定向構件包含在該觸控 子，其自該光源重新定向該光之 0 中該等粒子係與-黏合劑混合。 154683.doc