[發(fā)明專利]顯示裝置和空間光調(diào)制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110347955.0
• 申請日: 2006-02-23
• 公開（公告）號: CN102401993A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·W·哈古德;R·巴頓
• 申請（專利權(quán)）人: 皮克斯特羅尼克斯公司
• 主分類號: G02B26/02
• 分類號: G02B26/02;G09G3/34
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11285
• 代理人: 鄭建暉;楊勇

本申請為分案申請，其原申請的申請日為2006年2月23日，申請?zhí)枮?00680005842.X(國際申請?zhí)朠CT/US2006/006761)，名稱為“空間光調(diào)制方法和裝置”。?

技術(shù)領(lǐng)域

總體上本發(fā)明涉及空間光調(diào)制領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及具有改善了的背光的顯示器。?

背景技術(shù)

用機(jī)械的光調(diào)制器構(gòu)成顯示器是基于液晶技術(shù)的顯示器的一種有誘惑力的可供選擇的替代方案。機(jī)械的光調(diào)制器快速得足以用良好的視角和大范圍的色彩及灰度顯示視頻內(nèi)容。機(jī)械的光調(diào)制器在投影顯示應(yīng)用中已經(jīng)取得成功。然而使用機(jī)械的光調(diào)制器的背光顯示器卻還沒有表現(xiàn)亮度與低功率的有足夠誘惑力的組合。當(dāng)以透射的模式工作時，許多機(jī)械的光調(diào)制器，具有10％至20％范圍內(nèi)的孔徑光闌比，只能夠向該觀看者發(fā)送10％至20％的可以從該背光得到的光，以產(chǎn)生圖像。該機(jī)械的孔徑光闌與彩色濾光器組合將光學(xué)效率降低到約5％，即不優(yōu)于用當(dāng)前的彩色液晶顯示器可得到的效率。需要一種提高照明效率的低功率顯示器。?

發(fā)明內(nèi)容

在此描述的裝置和方法提供一種具有改善了的照明效率的機(jī)械光調(diào)制器，使得機(jī)械作動器(actuator)對于在便攜的和大面積的顯示器的使用有誘惑力。在一些情況下，耦接到背光的機(jī)械調(diào)制器的透射比或者光學(xué)效率可以提高到40％至?60％的程度，或者說效率是液晶顯示器中的典型效率的10倍以上。另外，本文所描述的裝置和方法可以結(jié)合到小尺寸、高分辨率的顯示器中，而不論光調(diào)制機(jī)制如何，以提高該顯示器的亮度和降低顯示應(yīng)用中的功率要求。?

在此描述的光調(diào)制器使便攜視頻顯示器能夠既亮又低功率。可以足夠快速地切換該光調(diào)制器，以使用時間序列彩色技術(shù)提供彩色圖像而不依賴于彩色濾光器。可以使用少到三個的功能層來構(gòu)造該顯示器，以既形成機(jī)械快門組件又形成陣列尋址所必要的電連接。?

在一方面，本發(fā)明涉及一種空間光調(diào)制器，該空間光調(diào)制器包括第一反射性表面和第二反射性表面。該第一反射性表面確定多個光透射區(qū)域，譬如孔徑光闌、濾光器或者液晶部件。該第二反射性表面至少部分地面對該第一反射性表面并且向由該第一反射性表面確定的該光透射區(qū)域反射光。這些反射性表面可以是鏡、介電體鏡或者功能薄膜。在一個實(shí)施方案中，該第一反射性表面平行于或者基本平行于該第二反射性表面。在另一個實(shí)施方案中，該反射性表面至少部分地相互橫向。該第一和第二反射性表面之間的空間確定基本透明的光學(xué)腔的區(qū)域。?

在一個實(shí)施方案中，該空間光調(diào)制器包括一光調(diào)制器的陣列用于選擇性地遮擋該光透射區(qū)域。遮擋可以包括，而不限于，部分地或者完全地阻斷、反射、偏轉(zhuǎn)、吸收或者以其他的方式阻止光到達(dá)該空間的光調(diào)制器的預(yù)期的觀看者。在一個實(shí)施方案中，該光調(diào)制器的陣列包括該第一反射性表面。在該光調(diào)制器的陣列中的該光調(diào)制元件的一個特征是它們可以單獨(dú)地被控制。在一個實(shí)施方案中，該光調(diào)制元件可以是基于MEMS的快門組件，并且可選地可以是雙穩(wěn)態(tài)的或者可形變的快門。在一個實(shí)現(xiàn)方式中，該快門組件包括涂覆有第一膜的快門，該第一膜用于吸收從一個方向照射在該快門上的光，并且該快門涂覆有第二膜，該第二膜用于反射從另一個方向照射在該快門上的光。在一個實(shí)施方案中，該快門在一個平面中運(yùn)動，使得在一個位置中該快門基本遮擋光穿過對應(yīng)的光透射區(qū)的通道，并且在第二位置中它們允許光穿過該光透射區(qū)域。在另一個實(shí)施方案中，該快門至少部分地運(yùn)動出由包括該快門的快門組件的陣列確定的平面。當(dāng)基本在該平面中時，該快門遮擋光穿過對應(yīng)的光透射區(qū)域的通道。當(dāng)基本在該平面外時，?該快門允許光穿過該光透射區(qū)域。在另一個實(shí)施方案中，該光調(diào)制器的陣列包括多個液晶單元。?

在另一個實(shí)施方案中，該空間光調(diào)制器包括光導(dǎo)，用于在整個光學(xué)腔上分布光。該反射性表面可以直接地布置在該光導(dǎo)的前表面和后表面上。作為可供選擇的替代方案，該前反射性表面可以布置在其上布置該光調(diào)制器的一個分開的基片上。類似地，該第二反射性表面可以直接地耦接到該光導(dǎo)的后側(cè)，或者說它可以附著到第三表面上。?

在其上形成該光調(diào)制器的陣列的該基片可以是透明的或者是不透明的。對于不透明的基片，穿過該基片蝕刻孔徑光闌，以形成光透射區(qū)域。該基片可以直接耦接到該光導(dǎo)上，或者它可以用一個或者多個墊片或者支承件與該光導(dǎo)分開。在又一個實(shí)施方案中，該空間光調(diào)制器包括散射器或者亮度增強(qiáng)膜。該空間光調(diào)制器還可以包括諸如發(fā)光二極管之類的光源。?