[發(fā)明專利]帶有多個光學(xué)腔的顯示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780020747.1
• 申請日: 2007-06-05
• 公開（公告）號: CN101460876A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·甘德西;N·W·哈古德;R·W·巴滕
• 申請（專利權(quán)）人: 皮克斯特羅尼克斯公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊 勇;鄭建暉

發(fā)明背景

用機械光調(diào)制器制成的顯示器是對基于液晶技術(shù)的顯示器的一個具有吸引 力的替代。機械光調(diào)制器足夠快速以顯示具有良好視角和大范圍的色彩和灰度的 視頻內(nèi)容。機械光調(diào)制器已成功地應(yīng)用于投射顯示器中。采用機械光調(diào)制器的背 光式顯示器尚未展示出足夠的有吸引力的亮度和低功率的組合。本領(lǐng)域存在對于 結(jié)合了速度、亮度和低功率的屬性的顯示器的需要。

在共同擁有的于2005年9月2日遞交的美國專利申請No.11/218，690中 (該專利申請全文通過引用結(jié)合在此)公開了用于改進(jìn)包括孔陣列的顯示器的光 學(xué)效率的一種結(jié)構(gòu)，通過形成這樣的孔或透光區(qū)域作為一個本來是反射表面(稱 為“反射孔層”)的一部分。在與包括一個第二反射表面的背光耦接時，這種反射 孔層形成一種光學(xué)腔，該光學(xué)腔允許不立即穿過這些孔的光線進(jìn)行再循環(huán)。所描 述的顯示器具有在40％至60％范圍內(nèi)的光通量效率，雖然在該反射層中形成的 孔具有低至8％到20％的面積比。

發(fā)明概述

總而言之，本發(fā)明涉及一種顯示器，它具有改進(jìn)的光學(xué)腔以提供增強的光 方向性和效率。一方面，本發(fā)明涉及的一種顯示器包括帶有多個光調(diào)制器的一個 陣列、一個光導(dǎo)以及前朝向和后朝向的多個反射表面。該光導(dǎo)包括多個幾何光轉(zhuǎn) 向中心，以從該背光提出光。這些轉(zhuǎn)向中心的不同實施方案描述于美國專利號 5,005,108、5,202,950、5,884,872、6,079,838、6,174,064、6,731,355、6,827,456、 7,014,349和7,046,905之中，這些專利全文通過引用結(jié)合在此。

在不同實施方案中，顯示器還包括定位于該后朝向反射表面之后的一個轉(zhuǎn) 向膜和/或一個亮度增強膜。此外，在一個實施方案中，顯示器包括一個光注入 系統(tǒng)，該光注入系統(tǒng)包括一個燈和一種光準(zhǔn)直器，該光準(zhǔn)直器用于將由該燈輸出 的光的非隨機部分引入光導(dǎo)以產(chǎn)生在一個預(yù)定角度范圍內(nèi)的準(zhǔn)直光。準(zhǔn)直光包括 輸入光的任何分布，其中在一個預(yù)定的角度范圍內(nèi)高于隨機百分比的光朝被指向 該反射孔層。美國專利號5,005,108、5,884,872、6,079,838和7,046,905中描述了 適合用在顯示器中的不同的光準(zhǔn)直和注入技術(shù)，這些專利全文通過引用結(jié)合在 此。

在一個實施方案中，這些光調(diào)制器是基于MEMS的光調(diào)制器，例如，快 門，這些快門選擇性地干擾穿過在后朝向反射層中的相應(yīng)孔的光。在另一個實施 方案中，這些快門是基于液體的快門，這些基于液體的快門使用一種被稱為電潤 濕的機制可以選擇性地干擾光。在另一個實施方案中，這些光調(diào)制器是液晶小 室。該光調(diào)制器陣列限定一個顯示器表面。該顯示器面優(yōu)選基本上呈平面形。

該光導(dǎo)包括前表面和后表面。在一個實施方案中，光導(dǎo)后表面的約50％至 約95％之間的面積基本上平行于顯示器表面。在一個具體的實施方案中，該光 導(dǎo)至少50％的后表面的面積基本上平行于顯示器表面。在另一個實施方案中， 該光導(dǎo)的后表面的至少60％的面積基本上平行于顯示器表面。在又另一個實施 方案中，該光導(dǎo)的后表面的至少70％的面積基本上平行于顯示器表面。在一個 進(jìn)一步的實施方案中，這種光導(dǎo)的后表面的至少80％的面積基本上平行于該顯 示器表面。在再另一個實施方案中，這種光導(dǎo)的后表面的至少80％的面積基本 上平行于顯示器表面。

這些幾何光轉(zhuǎn)向器在此還被稱為出光中心、出光結(jié)構(gòu)和偏轉(zhuǎn)器。這些轉(zhuǎn)向 器的功能是從光導(dǎo)向觀看者引出光。在一個實施方案中，這些光轉(zhuǎn)向器呈棱柱 形。可替代地，這些光轉(zhuǎn)向器呈圓形、曲線形、梯形、橢圓形。優(yōu)選這些光轉(zhuǎn)向 器的表面是光滑的。這些光轉(zhuǎn)向器能夠引出光，其中，在一個預(yù)定的角度范圍內(nèi) 高于隨機百分比的光被導(dǎo)向反射孔層。

在某些實施方案中，這些光導(dǎo)向器具有朝向一個燈的前表面和背向該燈的 后表面。到達(dá)前朝向反射表面上的轉(zhuǎn)向器的前面的覆蓋區(qū)的面積可能大于該轉(zhuǎn)向 器的后面的類似覆蓋區(qū)的面積。可替代地，這些光轉(zhuǎn)向器的前面和后面的覆蓋區(qū) 的面積相等。此外，該光導(dǎo)中的這些光轉(zhuǎn)向器的填充密度可隨著這些光轉(zhuǎn)向器與 該燈的距離而變化。