用於顯示器的觸控螢幕的製作方法

2023-10-05 09:31:09 4

專利名稱：用於顯示器的觸控螢幕的製作方法
技術領域：
本發明的領域涉及微機電系統(microelectromechanicalsystems, MEMS)。
背景技術：
微機電系統(MEMS)包括微型機械元件、激活器和電子器件。微機電元件可使用沉積、蝕刻和/或將襯底和/或經沉積的材料層的部分蝕刻掉或添加層以形成電氣和機電裝置的其它微加工エ藝而製成。ー類MEMS裝置稱為幹涉式調製器。如本文所使用，術語幹渉式調製器或幹渉式光調製器指使用光學幹渉的原理來選擇性吸收和/或反射光的裝置。在某些實施例中，幹涉式調製器可包含ー對導電板，其中的一者或兩者可全部或部分為透明的和/或反射性的，且在施加適當的電信號時能夠相對運動。在特定實施例中，一個板可包 含沉積在一村底上的穩定層，且另一個板可包含通過氣隙與所述穩定層分離的金屬膜片。如本文中更詳細描述，一個板相對於另一個板的位置可改變入射到幹涉式調製器上的光的光學幹渉。這些裝置具有廣泛的應用，且此項技術中有益的是利用和/或修改這些類型裝置的特性，使得在改進現有產品和產生仍未被研製出的新產品的過程中可開發其特徵。

發明內容
本發明的系統、方法和裝置各具有若干方面，其中沒有單個的一者是本發明的期望屬性的唯一原因。在不限制本發明範圍的情況下，現將簡要討論本發明的顯著特徵。在考慮此討論之後，且尤其在閱讀題為「具體實施方式
」部分之後，將了解本發明的特徵如何提供優於其它顯示裝置的優點。在一個實施例中，提供ー種顯不器,所述顯不器包含一光調製陣列；和一觸控螢幕，其安置在光調製陣列的前部，使得來自光調製陣列的光通過所述觸控螢幕，觸控螢幕包括在來自光調製陣列的光傳播穿過觸控螢幕時漫射所述光的漫射材料。在另ー實施例中，提供一種製造顯示器的方法，所述方法包含形成一光調製陣列；和形成一觸控螢幕，所述觸控螢幕安置在光調製陣列的前部，使得來自光調製陣列的光通過所述觸控螢幕，觸控螢幕包括在來自光調製陣列的光傳播穿過所述觸控螢幕時漫射所述光的漫射材料。在另ー實施例中，提供一種顯示器，所述顯示器包含調製構件，其用於調製光；和接收構件，其用於接收使用者經由觸摸而產生的信號。所述信號接收構件安置在光調製構件的前部，使得來自光調製構件的光通過所述信號接收構件。所述顯示器進ー步包含漫射構件，所述漫射構件在來自光調製構件的光傳播穿過信號接收構件時漫射所述光。在另ー實施例中，提供一種顯示器，所述顯示器包含一光調製陣列；一觸控螢幕，其安置在光調製陣列的前部，使得來自光調製陣列的光通過所述觸控螢幕；和一光源，其位於光調製陣列與觸控螢幕之間，其中觸控螢幕包括ー層，所述層將來自所述光源的光重新引導到光調製陣列。在另ー實施例中，提供一種製造顯示器的方法，所述方法包含形成一光調製陣列；形成一觸控螢幕，所述觸控螢幕安置在光調製陣列的前部，使得來自光調製陣列的光通過所述觸控螢幕；和形成一光源，所述光源位於光調製陣列與觸控螢幕之間，其中觸控螢幕包括ー層，所述層將來自所述光源的光重新引導到光調製陣列。在另ー實施例中，提供一種顯示器， 所述顯示器包含調製構件，其用於調製光；和接收構件，其用於從使用者接收觸摸信號。所述信號接收構件安置在光調製構件的前部，使得來自光調製構件的光通過信號接收構件。所述顯示器進ー步包含用於產生光的構件，所述光產生構件安置在光調製構件與信號接收構件之間。所述顯示器還包含重新引導構件，其用於重新引導來自光產生構件的光離開信號接收構件併到達光調製構件。


圖I是描繪幹涉式調製器顯示器的一個實施例的一部分的等角視圖，其中第一幹涉式調製器的可移動反射層處於放鬆位置且第二幹涉式調製器的可移動反射層處於激活位置。圖2是說明併入有3X3幹涉式調製器顯示器的電子裝置的一個實施例的系統方框圖。圖3是針對圖I的幹涉式調製器的一個示範性實施例的可移動鏡面位置相對於施加電壓的關係圖。圖4是可用於驅動幹涉式調製器顯示器的ー組行和列電壓的說明。圖5A說明圖2的3X3幹涉式調製器顯示器中的顯示數據的ー個示範性幀。
圖5B說明可用於寫入圖5A的巾貞的行和列信號的ー個不範性時序圖。圖6A和6B是說明包含複數個幹涉式調製器的視覺顯示裝置的實施例的系統方框圖。圖7A是圖I的裝置的橫截面。圖7B是幹涉式調製器的替代實施例的橫截面。圖7C是幹涉式調製器的另ー替代實施例的橫截面。圖7D是幹涉式調製器的又一替代實施例的橫截面。圖7E是幹涉式調製器的額外替代實施例的橫截面。圖8A是具有外部膜的顯示裝置的側視圖。圖SB是經配置以用於以RGB色彩顯示信息的幹涉式調製器裝置的側視圖。圖SC是經配置以用於以黑白色顯示信息的幹涉式調製器裝置的側視圖。圖9是在外表面上配置有光漫射體的幹涉式調製器裝置的側視圖。圖10是在外表面上配置有光漫射體的幹涉式調製器裝置的側視圖，其中所述光漫射體包括漫射微粒。圖IlA是配置有帶凹槽前光板的幹涉式調製器裝置的側視圖，所述前光板與幹渉式調製器裝置分離開ー氣隙。圖IlB是配置有帶凹槽前光板的幹涉式調製器裝置的側視圖，所述前光板連接到幹涉式調製器裝置。圖IlC是配置有外部膜的幹涉式調製器裝置的側視圖，所述外部膜具有輪廓化外表面，使得從光源提供的光被重新引導到幹涉式調製器裝置並反射離開幹涉式調製器而到達觀看者。圖12A是配置有外部膜的幹涉式調製器裝置的側視圖，所述外部膜包括限制幹渉式調製器裝置的視野的隔板結構。
圖12B是展示外部膜中包含的隔板結構如何限制反射光的方向的幹涉式調製器裝置的一個實施例的側視圖。圖12C和12D是具有包含不透明圓柱體的隔板結構的外部膜的實施例。圖12E到12G是具有包含不透明部分的隔板結構的外部膜的實施例。圖12H描繪具有包含反射材料的隔板結構的外部膜。圖13A是包括觸控螢幕的幹涉式調製器顯示器的側視圖。圖13B到13D展示併入漫射材料的不同方法。圖14A是配置有包含漫射體材料的觸控螢幕的幹涉式調製器裝置的側視圖，所述漫射體材料將來自光源的光散射向幹涉式調製器裝置。圖14B1和14B2展示用於將來自光源的光傳遞到幹涉式調製器裝置的不同配置。圖14C到14E證明用於將漫射材料集成到顯示器中以便將來自光源的光引導到幹涉式調製器裝置的不同方法。圖15A和15B是配置有膜的幹涉式調製器裝置的側視圖，所述膜將入射到有效反射器區域之間的空間上的至少一部分光引導到有效反射器區域。圖16A是具有散射光的區域的外部膜的側視圖。圖16B是在較低折射率材料的矩陣中具有重新引導光的較高折射率的區域的外部膜的側視圖。圖16C是具有一表面的外部膜的側視圖，所述表面具有用作凹透鏡的凹陷區。圖16D是具有包含Fresnel透鏡的表面的外部膜的側視圖。圖16E是具有經配置以在相反方向上折射光的相對斜面的外部膜的側視圖。圖16F是具有經配置以朝ー個方向折射光的斜面的外部膜的側視圖。圖16G是具有經配置以反射光的斜面的外部膜的側視圖。圖17是配置有外部膜的幹涉式調製器裝置的側視圖，所述外部膜改變入射到外部膜上的光的方向，以將光以比其在外部膜處的入射角更垂直的角度提供到幹涉式調製器裝置的有效反射器區域。圖18A是配置有包含漫射元件的外部膜的幹涉式調製器裝置的側視圖，所述漫射元件經配置以使被引導向幹涉式調製器裝置的光照準。圖18B是圖18A的幹涉式調製器的側視圖，其展示入射光被照準並重新引導到幹涉式調製器裝置的有效反射器區域。圖18C是圖18A的幹涉式調製器裝置的側視圖，其展示從幹涉式調製器裝置的有效區域反射的光被外部膜漫射。
具體實施例方式微機電系統(MEMS)包括微型機械元件、激活器和電子器件。微機電元件可使用沉積、蝕刻和/或將襯底和/或經沉積的材料層的部分蝕刻掉或添加層以形成電氣和機電裝置的其它微加工エ藝而製成。ー類MEMS裝置稱為幹涉式調製器。如本文所使用，術語幹渉式調製器或幹渉式光調製器指使用光學幹渉的原理選擇性吸收和/或反射光的裝置。在某些實施例中，幹涉式調製器可包含ー對導電板，其中一者或兩者可全部或部分為透明的和/或反射性的，且在施加適當的電信號時能夠相對運動。在特定實施例中，一個板可包含沉積在一村底上的穩定層，且另一個板可包含通過氣隙與所述穩定層分離的金屬膜片。如本文中更詳細描述，一個板相對於另一個板的位置可改變入射到幹涉式調製器上的光的光學幹渉。這些裝置具有廣泛的應用，且此項技術中有益的是，利用和/或修改這些類型裝置的特性，使得在改進現有產品和產生仍未研製出的新產品時可開發其特徵。在本發明的各種實施例中，提供一種幹涉式光調製顯示裝置，在所述光調製顯示裝置上有一觸控螢幕。所述觸控螢幕可具有可為觸控螢幕的一部分的漫射材料。在某些實施例中，所述漫射材料可用於減少或最小化色移(color-shift),或可用於改變由顯示器反射的光的特性，使得光調製顯示裝置看上去更有漫射性且具有較少的鏡面反射。在其它實施例中，在觸控螢幕下面提供光源，並提供一個或ー個以上反射性表面以使得所述光源的被引導向觸控螢幕的至少一部分光被反射到光調製裝置而不會通過觸控螢幕。在其它實施例中，提供ー種可使用不同尺寸的散射體來散射光的漫射材料。在圖I中說明包含幹渉式MEMS顯示元件的一個幹涉式調製器顯示器實施例。在這些裝置中，像素處於亮或暗狀態。在亮(「接通」或「打開」)狀態，顯示元件將大部分入射的可見光反射到使用者。當處於暗(「斷開」或「關閉」)狀態時，顯示元件將極少的入射的可見光反射到使用者。視實施例而定，「接通」和「斷開」狀態的光反射性質可顛倒。MEMS像素可經配置而主要以選定的色彩進行反射，從而允許除了黑和白之外的彩色顯示。圖I是描繪視覺顯示器的一系列像素中的兩個相鄰像素的等角視圖，其中每ー像素均包含MEMS幹涉式調製器。在某些實施例中，幹涉式調製器顯示器包含這些幹涉式調製器的行/列陣列。每ー幹涉式調製器均包括ー對反射層，其定位在彼此可變且可控的距離處，以形成具有至少ー個可變尺寸的光諧振腔。在一個實施例中，可在兩個位置之間移動反射層中的一者。在第一位置(本文稱為鬆弛位置)中，可移動反射層定位在距固定的部分反射層相對較大的距離處。在第二位置(本文稱為激活位置)中，可移動反射層更靠近地鄰近部分反射層而定位。視可移動反射層的位置而定，從所述兩個層反射的入射光相長或相消地幹渉，從而產生每ー像素的總的反射或非反射狀態。圖I中描繪的像素陣列的部分包括兩個相鄰的幹涉式調製器12a和12b。在左邊的幹涉式調製器12a中，可移動反射層14a圖示為處於鬆弛位置，這個位置與包括部分反射層的光學堆疊16a相距預定距離。在右邊的幹涉式調製器12b中，可移動反射層14b圖示為處於鄰近光學堆疊16b的激活位置。如本文參考,光學堆疊16a和16b (共同稱為光學堆疊16)通常包含若干熔合層，所述熔合層可包括電極層(例如氧化銦錫(ITO))、部分反射層(例如鉻)和透明電介質。光學堆疊16因此為導電的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)通過將上述層中的一者或一者以上沉積到透明襯底20上來製造。在某些實施例中，所述層被圖案化為平行的條帶，且可在下文進ー步描述的顯示裝置中形成行電極。可移動反射層14a、14b可形成為沉積在柱18頂部上的一系列平行條帶的沉積金屬層(正交於行電極16a、16b)和沉積在柱18之間的介入犧牲材料。當犧牲材料被蝕刻掉時，可移動反射層14a、14b通過界定的間隙19與光學堆疊16a、16b分離。高導電和反射材料(例如鋁)可用於反射層14，且這些條帶可、形成顯示裝置中的列電極。不施加電壓時，腔19保持在可移動反射層14a與光學堆疊16a之間，其中可移動反射層14a處於機械鬆弛狀態，如圖I中像素12a所說明。然而，當將電位差施加於選定的行和列時，相應像素處的行與列電極交叉處形成的電容器被充電，且靜電カ將電極拉到一起。如果電壓足夠高，那麼反射層14變形且受カ而壓向光學堆疊16。光學堆疊16內的介電層(此圖中未圖示)可防止短路和控制層14與16之間的分離距離，如圖I中右邊的像素12b所說明。無論施加的電位差的極性如何，行為都是相同的。由此，可控制反射對非反射像素狀態的行/列激活在許多方面類似於常規LCD和其它顯示器技術中使用的行/列激活。圖2到5B說明用於在顯示器應用中使用幹涉式調製器陣列的一個示範性過程和系統。圖2是說明可合併本發明若干方面的電子裝置的一個實施例的系統方框圖。在示 範性實施例中，電子裝置包括處理器21，其可為任何通用的單晶片或多晶片微處理器，例如ARM、Pentium 、Pentium II 、Pentium III 、Pentium IV 、Pentium Pro、8051、MIPS 、PowerPC 、ALPHA ,或任何特殊用途微處理器，例如數位訊號處理器、微控制器或可編程門陣列。此項技術中常規的是，處理器21可經配置以執行ー個或ー個以上軟體模塊。除了執行作業系統之外，處理器可經配置以執行ー個或ー個以上軟體應用程式，包括web瀏覽器、電話應用程式、電子郵件程序或任何其它軟體應用程式。在一個實施例中，處理器21還經配置以與陣列驅動器22通信。在一個實施例中，陣列驅動器22包括將信號提供到顯示陣列或面板30的行驅動器電路24和列驅動器電路
26。圖I中所示陣列的橫截面由圖2中的線1-1展示。對於MEMS幹涉式調製器，行/列激活協議可利用圖3中所示的這些裝置的滯後特性。其可能需要(例如)10伏電位差來導致可移動層從鬆弛狀態變形到激活狀態。然而，當電壓從所述值減小時，可移動層保持其狀態，因為電壓降落回10伏以下。在圖3的示範性實施例中，可移動層不會完全鬆弛，直到電壓降落到2伏以下為止。因此存在ー電壓範圍，在圖3所示實例中為約3到7V，其中存在一施加電壓窗，在所述窗內裝置穩定於鬆弛狀態或激活狀態。本文將此稱為「滯後窗」或「穩定窗」。對於具有圖3的滯後特性的顯示陣列，可設計行/列激活協議，使得在行選通期間，所選通行中的將被激活的像素暴露於約10伏的電壓差，且將被鬆弛的像素暴露於接近零伏的電壓差。在選通之後，使像素暴露於約5伏的穩定狀態電壓差，使得其保持在行選通使其處於的任何狀態。在被寫入之後，在此實例中每ー像素可見「穩定窗」內的3到7伏的電位差。這個特徵使得圖I所示的像素設計在相同的施加電壓條件下穩定於激活或鬆弛的預先存在的狀態。由於幹涉式調製器的每ー像素(無論處於激活還是鬆弛狀態)本質上是由固定和移動的反射層形成的電容器，因此這個穩定狀態可保持在滯後窗內的一電壓而幾乎沒有功率耗散。如果施加的電位固定，那麼本質上沒有電流流入像素。在典型的應用中，可根據第一行中期望組的激活像素來確立ー組列電極而產生顯示幀。隨後將行脈衝施加於行I電極，從而激活對應於所確立的列線的像素。隨後將所確組立的列電極改變為對應於第二行中期望組的激活像素。隨後將脈衝施加於行2電極，從而根據所確立的列電極來激活行2中的適當像素。行I像素不受行2脈衝影響，且保持在它們在行I脈衝期間被設定成的狀態中。這可能以循序方式對整個系列的行進行重複以產生幀。大體上，通過以每秒鐘某一期望數目的幀連續重複這個過程，用新的顯示數據來刷新和/或更新幀。用於驅動像素陣列的行和列電極以產生顯示幀的很多種協議也是眾所周知的，且可結合本發明而使用。圖4、5A和5B說明用於在圖2的3X3陣列上產生顯不巾貞的一種可能的激活協議。圖4說明可用於展現圖3的滯後曲線的像素的ー組可能的列和行電壓電平。在圖4實施例中，激活ー像素涉及將適當的列設定為-Vbias，並將適當的行設定為+AV，這兩個電壓可分別對應於_5伏和+5伏。通過將適當的列設定為+Vbias,並將適當的行設定為相同的+Λ V，從而在像素上產生零伏電位差，來完成使像素鬆弛。在行電壓保持在零伏的那些行中，無論列是處於+Vbias還是-Vbias,像素均穩定在其初始處於的任何狀態中。圖4中還說明，將了解可使用與上述電壓相反極性的電壓，例如，激活ー像素可涉及將適當的列設定為+Vbias，並 將適當的行設定為-AV。在這個實施例中，通過將適當的列設定為-Vbias，並將適當的行設定為相同的-AV，從而在像素上產生零伏電位差，來完成釋放像素。圖4中還說明，將了解可使用與上述電壓相反極性的電壓，例如，激活ー像素可涉及將適當的列設定為+Vbias，並將適當的行設定為-AV。在這個實施例中，通過將適當的列設定為-Vbias，並將適當的行設定為相同的-Λ V，從而在像素上產生零伏電位差，來完成釋放像素。圖5Β是展不施加於圖2的3X3陣列的一系列行和列信號的時序圖,所述信號將導致圖5Α中所示的顯示配置，其中所激活的像素是非反射性的。在寫入圖5Α所示的幀之前，像素可處於任何狀態，且在這個實例中，所有的行處於O伏,且所有的列處於+5伏。通過這些施加的電壓，所有像素均穩定於其現有的激活或鬆弛狀態。在圖5Α的幀中，像素(1，1)、(1,2), (2,2), (3,2)和(3,3)被激活。為實現這ー點，在行I的「線時間」(line time)期間，將列I和2設定為-5伏，並將列3設定為+5伏。這不會改變任何像素的狀態，因為所有像素均保持在3到7伏的穩定窗中。接著用從O上升到5伏並回到O的脈衝來選通行I。這激活(1，1)和(1，2)像素並鬆弛(1，3)像素。陣列中沒有其它像素受到影響。為如期望那樣設定行2，將列2設定為-5伏，並將列I和3設定為+5伏。施加到行2的相同選通將隨後激活像素(2，2)並鬆弛像素(2，I)和(2，3)。同樣，陣列中沒有其它像素受到影響。通過將列2和3設定為-5伏並將列I設定為+5伏來類似地設定行3。行3選通如圖5A所示設定行3像素。在寫入幀之後，行電位為零，且列電位可保持在+5伏或-5伏，且顯示器隨後穩定在圖5A的配置中。將了解，對於具有數十或數百行與列的陣列可採用相同的程序。還將了解，用於執行行和列激活的電壓的時序、序列和電平可在上文概述的一般原理內廣泛變化，且上述實例只是示範性的，且任何激活電壓方法可與本文描述的系統和方法一起使用。圖6A和6B是說明顯示裝置40的實施例的系統方框圖。顯示裝置40可為(例如)蜂窩式電話或行動電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其微小變化也說明各種類型的顯示裝置，例如電視機和可攜式媒體播放器。顯示裝置40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器44、輸入裝置48和麥克風46。外殼41大體上由所屬領域的技術人員眾所周知的多種製造エ藝中的任一者形成，包括注射模製和真空成型。另外，外殼41可由多種材料中的任一者製成，所述材料包括但不限於塑料、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷，或其組合。在一個實施例中，夕卜殼41包括可與其它不同色彩或含有不同標誌、圖片或符號的可去除部分互換的可去除部分(未圖示)。
示範性顯示裝置40的顯示器30可為多種顯示器中的任ー種，包括如本文描述的雙穩態顯示器。在其它實施例中，顯示器30包括平板顯示器，例如等離子、EL、OLED, STNIXD或TFT IXD，如上所述；或非平板顯示器，例如CRT或其它顯像管裝置，如所屬領域的技術人員眾所周知。然而，出於描述本實施例的目的，顯示器30包括如本文描述的幹涉式調製器顯不器。在圖6B中示意性說明示範性顯示裝置40的一個實施例的組件。所說明的示範性顯示裝置40包括外殼41，且可包括至少部分包圍在其中的額外組件。舉例來說，在ー個實施例中，示範性顯示裝置40包括網絡接ロ 27，其包括一耦合到收發器47的天線43。收發器47連接到處理器21，處理器21連接到調節硬體52。調節硬體52可經配置以調節信號(例如，對信號濾波)。調節硬體52連接到揚聲器45和麥克風46。處理器21還連接到輸入裝置48和驅動器控制器29。驅動器控制器29耦合到幀緩衝器28和陣列驅動器22，陣列驅動器22又耦合到顯示陣列30。電源50提供電カ到特定示範性顯示裝置40設計所需的所有組件。 網絡接ロ 27包括天線43和收發器47，因此示範性顯示裝置40可通過網絡與ー個或ー個以上裝置通信。在一個實施例中，網絡接ロ 27也可具有一些處理能力以減輕處理器21的需求。天線43是所屬領域的技術人員已知的用於發射和接收信號的任何天線。在ー個實施例中，天線根據IEEE 802. 11標準發射和接收RF信號，所述標準包括IEEE802. 11(a),(b)或(g)。在另ー實施例中，天線根據BLUETOOTH標準發射和接收RF信號。在蜂窩式電話的情況下，天線經設計以接收CDMA、GSM、AMPS或其它已知的用於在無線手機網絡內通信的信號。收發器47預處理從天線43接收到的信號，使得信號可由處理器21接收並進一歩操作。收發器47還處理從處理器21接收到的信號，使得信號可經由天線43從示範性顯示裝置40發射出。在替代實施例中，收發器47可由接收器替換。在又一替代實施例中，網絡接ロ 27可由ー圖像源替換，所述圖像源可存儲或產生將被發送到處理器21的圖像數據。舉例來說，圖像源可為數字視頻光碟(DVD)或含有圖像數據的硬碟驅動器，或產生圖像數據的軟體模塊。處理器21通常控制示範性顯示裝置40的總體操作。處理器21從網絡接ロ 27或圖像源接收數據(例如壓縮圖像數據)，並將數據處理成原始圖像數據或容易處理成原始圖像數據的格式。處理器21接著將經處理的數據發送到驅動器控制器29或幀緩衝器28用於存儲。原始數據通常指識別ー圖像內每一位置處的圖像特性的信息。舉例來說，這些圖像特性可包括色彩、飽和度和灰度等級。在一個實施例中，處理器21包括微控制器、CPU或邏輯單元以控制示範性顯示裝置40的操作。調節硬體52 —般包括用於將信號傳輸到揚聲器45和用於從麥克風46接收信號的放大器和濾波器。調節硬體52可為示範性顯示裝置40內的離散組件，或可併入到處理器21或其它組件內。驅動器控制器29直接從處理器21或從幀緩衝器28獲得由處理器21產生的原始圖像數據，並適當地將原始圖像數據重新格式化以便高速傳輸到陣列驅動器22。具體來說，驅動器控制器29將原始圖像數據重新格式化成具有類光柵格式的數據流，使得其具有適於掃描過顯示陣列30的時間次序。接著驅動器控制器29將經格式化的信息發送到陣列驅動器22。儘管驅動器控制器29 (例如IXD控制器)常作為獨立集成電路(IntegratedCircuit, IC)與系統處理器21相關聯，但可用許多方式構建這些控制器。其可作為硬體嵌入處理器21，作為軟體嵌入處理器21，或與陣列驅動器22完全集成在硬體中。通常，陣列驅動器22從驅動器控制器29接收經格式化的信息，並將視頻數據重新格式化成一組並行的波形，所述波形毎秒鐘許多次地被施加到來自顯示器的x-y像素矩陣的數百(有時為數千)的引線。在一個實施例中，驅動器控制器29、陣列驅動器22和顯示陣列30適合於本文所述類型顯示器中的任一者。舉例來說，在一個實施例中，驅動器控制器29是常規顯示器控制器或雙穩態顯示器控制器(例如，幹涉式調製器控制器)。在另ー實施例中，陣列驅動器22是常規驅動器或雙穩態顯示器驅動器(例如，幹涉式調製器顯示器)。在一個實施例中，驅動器控制器29與陣列驅動器22集成在一起。這ー實施例在例如蜂窩式電話、手錶和其它小面積顯示器的高度集成系統中較為常見。在又一實施例中，顯示陣列30是典型的顯示陣列或雙穩態顯示陣列(例如，包括幹涉式調製器陣列的顯示器)。 輸入裝置48允許使用者控制示範性顯示裝置40的操作。在一個實施例中，輸入裝置48包括鍵盤(例如QWERTY鍵盤或電話鍵區)、按鈕、開關、觸敏屏幕、壓敏或熱敏薄膜。在一個實施例中，麥克風46是用於示範性顯示裝置40的輸入裝置。當麥克風46用於輸入數據到裝置吋，使用者可提供語音命令以控制示範性顯示裝置40的操作。電源50可包括此項技術中眾所周知的多種能量存儲裝置。舉例來說，在一個實施例中，電源50是可再充電的電池，例如鎳鎘電池或鋰離子電池。在另ー實施例中，電源50是可再生能源、電容器，或太陽能電池(包括塑料太陽能電池)和太陽能電池塗料。在另ー實施例中，電源50經配置以從壁裝電源插座接收電力。在某些實施方案中，控制可編程性如上文所述駐存在驅動器控制器中，所述驅動器控制器可位於電子顯示系統中的若干位置。在某些情況下，控制可編程性駐存在陣列驅動器22中。所屬領域的技術人員將認識到，可在任意數目的硬體和/或軟體組件中且以各種配置來實施上述優化。根據上文陳述的原理而操作的幹涉式調製器結構的細節可廣泛變化。舉例來說，圖7A到7E說明可移動反射層14及其支撐結構的五個不同的實施例。圖7A是圖I的實施例的橫截面，其中金屬材料帶14沉積在正交延伸的支撐件18上。在圖7B中，可移動反射層14僅在系鏈32上的角處附接到支撐件。在圖7C中，可移動反射層14從可變形層34懸掛，所述可變形層34可包含柔性金屬。可變形層34直接或間接連接到襯底20的圍繞可變形層34的周邊處。本文將這些連接稱為支撐柱。圖7D所示的實施例具有支撐柱插塞42，可變形層34擱置在支撐柱插塞42上。可移動反射層14保持懸掛在腔上方，如圖7A到7C，但可變形層34並沒有通過填充可變形層34與光學堆疊16之間的孔而形成支撐柱。而是，支撐柱由平面化材料形成，所述平面化材料用於形成支撐柱插塞42。圖7E所示的實施例是基於圖7D所示的實施例,但也可適於與圖7A到7C所示實施例的任一者以及未圖示的額外實施例一起起作用。在圖7E所示的實施例中，使用金屬或其它導電材料的外加層來形成總線結構44。這允許信號沿著幹涉式調製器的背部路由，從而取消了可能原本必須形成於襯底20上的若干電極。在例如圖7所示那些實施例的實施例中，幹渉檢測調製器用作直接觀看裝置，其中從透明襯底20的前側(與配置調製器的ー側相反的側)觀看圖像。在這些實施例中，反射層14光學上遮蔽與襯底20相対的反射層的那側的幹涉式調製器部分，包括可變形層34。這允許配置遮蔽區域並在其上操作而不會消極影響圖像質量。這種遮蔽允許圖7E中的總線結構44，其提供將調製器的光學特性與調製器的機電特性(例如尋址和由所述尋址引起的移動)相分離的能力。這種可分離的調製器結構允許選擇用於調製器的機電方面與光學方面的結構設計和材料並相互獨立地起作用。而且，圖7C到7E所示的實施例具有從反射層14的光學特性與其機械特性的去耦中獲得的額外益處，所述去耦由可變形層34實行。這允許關於光學特性而優化用於反射層14的結構設計和材料，和關於期望的機械特性而優化用於可變形層34的結構設計和材料。如上所述，來自直接觀看顯示器的圖片元素(像素 )可包含例如圖7A到7E所示元件的元件。在各種實施例中，處於未偏轉狀態的這些具有鏡面14的調製器元件將為亮，或「接通」。當鏡14朝向腔的前表面移動到腔內的其完全設計深度時，腔中的變化導致所得的像素為「暗」或斷開。對於彩色像素，個別調製元件的接通狀態可為白、紅、綠、藍或其它色彩，這取決於調製器配置和顯示器色彩方案。在使用紅/緑/藍(RGB)像素的某些實施例中，例如，単色像素包含產生幹涉式藍光的許多調製器元件、產生幹涉式紅光的類似數目的元件和產生幹涉式綠光的類似數目的元件。通過根據顯示信息移動鏡面，調製器可產生全色圖像。各種實施例包括可對使用各種光學膜的幹涉式調製器裝置做出的改進。所述光學膜包括成卷或成片形式的膜。所述膜附著到或接近幹涉式調製器，且經定位以使得從幹涉式調製器反射的光在其傳播到觀看者時通過所述膜。所述光學膜也可包括塗層，所述塗層擴展、濺射或以另外方式沉積在幹涉式調製器的表面上，使得從幹涉式調製器反射的光在其傳播到觀看者時通過所述膜。膜大體上安置在幹涉式調製器的外部表面上，使得可在不改變幹涉式調製器本身的情況下實現期望的光學特性。本文使用的「外部」指膜放置在製成的幹涉式調製器以外，例如，在幹涉式調製器的襯底的外表面上，使得可在製造幹涉式調製器顯示器之後施加外部膜。外部膜可安置在幹涉式調製的首先接收入射光的表面上或附近，本文將所述表面稱為幹涉式調製器的外表面。此外表面也是定位成接近觀看幹涉式調製器的人員的表面。外部膜可在形成幹涉式調製器的層上，或可在形成於幹涉式調製器上形成的ー個或ー個以上層上。儘管本文將各種實施例大體上描述成在幹涉式調製器顯示器外部，但在其它實施例中，這些類型的膜也可製造在幹涉式調製器內，且/或所描述的外部膜的特性可(例如)在幹涉式調製器製造期間併入到幹涉式調製器中以實現類似的效果。如圖8A所示，顯示器100A的一個實施例包括空間光調製器105和定位在空間光調製器105的外表面115上或附近的外部膜110。空間光調製器105是幹涉式調製器裝置的代表，其可包括(例如)襯底、導體層、部分反射器層、介電層和可移動反射器(也稱為鏡面)，其中在可移動鏡面與電介質之間配置有間隙。空間光調製器105可為(但不限幹)全色、單色或黑白幹涉式調製器顯示裝置。例如在美國專利第6，650, 455號、第5，835，255號、第5，986，796號和第6，055，090號中詳細描述幹涉式調製器的設計和操作，所述專利全部以引用的方式併入本文。外部膜110可用多種方式製成，包括(例如)使用將外部膜110澆注、旋塗、沉積或層積到顯示器的製造技木。在某些實施例中，外部膜110是單膜層，而在其它實施例中，外部膜110包括ー個以上膜層。如果外部膜110包含ー個以上膜層，那麼每ー膜層可具有不同的特性，這些特性影響從空間光調製器105反射並傳播穿過外部膜110的光的ー個或ー個以上特徵。多層外部膜110中的每ー層可通過相同的膜製造技術或不同的膜製造技術製成，例如，任一單層可(例如)澆注、旋塗、沉積或層積到相鄰的層。其它定向和配置也是可能的。參看圖SB，顯示器100B的一個實施例在包含彩色幹涉式調製器的RGB空間光調製器105B的外表面115上具有外部膜110。在這個實施例中，RGB空間光調製器105B包含在多層125上的襯底120，多層125包含(例如)導電層(至少部分為透射性的)、部分反射層和介電層125，介電層125又在ー組反射器(例如，鏡面)上，所述組反射器包括紅150、綠160和藍170反射器，其每ー者分別具有對應於色彩紅、綠和藍的不同的間隙寬度175、180、190。在某些實施例中，襯底120可在外部膜110與反射器150、160、170之間，如圖8B所描繪。在其它實施例中，反射器150、160、170可在外部膜110與襯底120之間。在其它實施例中，外部膜可安置在単色或黒白幹涉式調製器上。如圖SC所示，單 色或黑白空間光調製器105C包含在導電層上的襯底120、部分反射層124、介電層125,介電層125又在ー組反射器(例如，鏡面)130、135、140上。単色空間光調製器105C可被製造成具有反射器130、135、140，其經配置而在反射器130、135、140與介電層125之間具有單ー間隙寬度145。在某些實施例中，外部膜可漫射從幹涉式調製器顯示器反射的光。從幹涉式調製器顯示器反射的光可至少為部分漫射的，使得顯示器具有類似於紙的外觀(例如，顯示器看上去以漫射方式反射)。參看圖9，顯示器300可包括位於空間光調製器105上的外部漫射膜305。入射在顯示器300上的光320由反射空間光調製器105鏡面反射。在鏡面反射光307從顯示器300傳播吋，漫射膜305改變鏡面反射光307的特徵，所述鏡面反射光307轉變為漫射光330。漫射體305還漫射入射到幹涉式調製器上的光。漫射膜305可由許多材料製成，且可包括ー個或ー個以上漫射材料層。漫射體305可包括具有表面變化(例如，皺紋和粗糙)或材料變化的材料。這種變化在不同實施例中可折射或散射光。很多種漫射體305是可能的且不限於本文陳述的那些漫射體。圖10說明產生漫射反射光的顯示器400的示範性實施例。顯示器400包括附接到空間光調製器105的外部膜405。外部膜405包括包含散射特徵(例如，微粒)的材料410，所述散射特徵散射從空間光調製器105反射的光403，以將從幹涉式調製器裝置發射的光407的特性從鏡面的改變成漫射的。在某些實施例中，外部漫射膜305包括改變反射光403的光譜特性的材料和改變反射光的漫射或鏡面特性的材料。這種材料可包括在外部膜305、405(圖9和10)的單個層中。或者，改變反射光的光譜特性的材料可併入到外部膜305的ー個層中，且改變反射光的漫射或鏡面特性的材料可併入到外部膜的單獨層中。在一個實施例中，漫射材料可包括於在外部膜305與空間光調製器105 (圖9)之間使用的粘接劑中。如上文提到，某一類型的漫射體在期望顯示器300、400具有紙的外觀而不是鏡面的外觀的幹涉式調製器顯示器上是有用的。當然，在某些實施例中，可期望顯示器300、400或顯示器的一部分的外觀為高度反射性的或「類似鏡面的」，且在這些實施例中，顯示器可能具有覆蓋幹涉式顯示裝置305、405的全部或僅一部分的漫射膜305、405。在某些實施例中，光學透射層為「磨砂的」以便實現期望的散射。舉例來說，顯示器105 (圖9)的外表面可經磨砂以提供反射光的漫射。如果表面磨砂程度較重，那麼將比表面磨砂程度較輕情況下漫射更多的光。在某些實施例中，經磨砂的光學透射層可包含玻璃或聚合物層。在某些實施例中，可有利的是包括光源(本文稱為「前燈」)以將額外的光提供到幹涉式調製器，例如用於在較暗或較低環境照明條件下觀看幹涉式調製器。參看圖11A，顯示器500A的一個實施例包括位於前板505側面的光源515。此前板505包含對來自光源515的光507大體上為光學透射性的材料。在某些實施例中，前板505可包含(例如)玻璃或塑料。前板505具有光學特徵(例如，如帶凹槽的輪廓)，其經配置以中斷光在前板中的傳播並將光重新引導向幹涉式調製器顯示裝置105。氣隙525分離經輪廓化/帶凹槽的前板505與空間光調製器105。操作上，光源515提供進入前板505的光507，其中光520反射離開傾斜的表面特徵506並朝空間光調製器105行進。對於進入顯示器500的環境光，氣隙525由於氣隙525中的空氣與用於形成前板505和空間光調製器105的材料之間的折射率差異而減小顯示器500A的感覺到的對比度。 參看圖11B，顯示器500B向空間光調製器105提供更有效的光透射，因為其不具有分離前板505與顯示器105的氣隙。而是，前板505附接到空間光調製器105。儘管顯示器500B的配置増加了對空間光調製器105的光透射，但附接兩個部件不是好的製造實踐，因為前板505和空間光調製器105兩者均是相對昂貴的部件，且如果任一個部件在製造期間出現故障，那麼兩個部件都會報廢。現參看圖11C,顯示器500C說明如何使用外部膜而不是前板來克服圖IlA和IlB的顯示器500A、500B所經歷的問題。如圖IlC所示，顯示器500C包括光源515，其定位在空間光調製器105的邊緣531旁邊，外部膜530層積到所述邊緣531，外部膜530具有表面514，其包含例如輪廓化的光學特徵(例如，凹槽或傾斜表面特徵)，所述特徵經配置以將光重新引導向空間光調製器105。光源515可(例如)安置在支撐幹涉式調製器裝置105的 襯底的邊緣處。外部膜530附接到空間光調製器105或層積到空間光調製器105上。可使用粘接劑。外部膜530與帶凹槽前玻璃板505(圖11AU1B)的成本相比是相對廉價的，因此如果顯示器105出故障，其可被處理而不會有大的額外損失。操作上，外部膜530接收來自光源515的光511。在光傳播穿過空間光調製器105 (例如，幹涉式調製器裝置的襯底)和外部膜530時，光511反射遠離經輪廓化/帶凹槽的表面514的內部部分，且反射光513傳播穿過幹涉式調製器裝置的襯底並反射遠離幹涉式調製器的鏡表面。現參看圖12A，在其它實施例中，顯示器600可包含附接到空間光調製器105的外表面的外部膜605，其中外部膜包含減少或最小化顯示器視野的複數個結構603。在ー個實施例中，結構603是小的垂直對準的障礙物，其可形成於柵格中且「凹陷」或擴散到外部膜605中。在另ー實施例中，外部膜605的材料提供垂直對準結構603。這些結構603可稱為隔板。隔板603可大體上為不透明的。隔板603可大體上為吸收性或反射性的。圖12B說明如何大體上阻擋在大體上非垂直的方向607上反射的光使其不離開外部膜605,和如何使在大體上垂直的方向上反射的光609不會被結構603大體上阻礙。在圖12A和12B所示的實施例中，視野依據隔板結構603的形狀(和方位)、尺寸(例如，長度)和間距而受到限制。舉例來說，隔板603可具有ー種尺寸、形狀和間距以提供從垂直於顯示器600前表面606的平面610測量時不大於約20度或不大於約40度的視野。因此從法線測量時視野可在約20、25、30、35和40度之間或更小。在一個示範性實施例中，隔板603向顯示器600提供約30度的視野。如本文使用，術語隔板包括但不限於圖12A和12B中描繪的結構603。隔板結構603可根據圖12C和12D中描繪的實施例來建造。舉例來說，複數個大體上垂直對準的圓柱狀特徵612可包含圓柱形狀的透射性材料，其中在圓柱形形狀的透射性材料的外表面612a上有不透明材料的塗層。圓柱狀特徵612可捆在一起並對準。垂直對準圓柱狀特徵612之間的空間可填充有形成用於這些垂直對準圓柱狀特徵612的矩陣613的透射性材料，例如聚碳酸酷、聚對苯ニ甲酸こニ酯(PET)、丙烯酸或聚甲基丙烯酸甲酷(PMMA)。可垂直交叉線A-A切割其中安置有圓柱狀特徵612的矩陣613以產生薄膜。在圖12D中描述形成外部膜605的截面切割的俯視圖。在這個實施例中，圓柱狀特徵612的不透明外表面612a大體上阻擋在大體上非垂直的方向上離開外部膜605的光。 隔板結構603也可根據例如參看圖12E和12F描述的其它實施例來建造。在圖12E中，建造具有複數個堆疊層的多層結構618。多層結構618具有大體上透射性材料615和大體上不透明材料的層614的交替層。為製造這種多層結構618，形成可包含輕微漫射材料的光學透射性層615，且其上面形成有包含大體上不透明材料的不透明層614。可重複這些步驟，直到形成期望數目的層為止。接著可垂直交叉線A-A切割多層結構618。在圖12F中描述形成外部膜605的截面切割的俯視圖。大體上不透明層614形成隔板603，其大體上阻擋在大體上非垂直的方向上離開外部膜605的光。如圖12G中描繪，外部膜605包含ニ維柵格，其包含水平不透明層616和垂直不透明層617。可使用從多層結構618 (圖12E)切割的ー對切片，其中ー個切片安置在另ー切片之前(如圖12F中所描繪)，而製成這個ニ維柵格。所述切片中的一者相對於另一外部膜結構605大體上垂直定向。其它定向和配置也是可能的。在某些實施例中，圖12C到12G所示的隔板結構603可包含反射材料。舉例來說，參看圖12H，如果隔板結構603的最接近空間光調製器105的部分625大體上為反射性的，那麼入射到隔板的反射性部分625上的從空間光調製器105反射的光620將不會通過外部膜605，而是將被反射回空間光調製器105。或者，隔板結構603的外表面603a和603b可由大體上反射材料製成，例如在隔板結構603上快速塗覆大體上反射材料。在這個實施例中，隔板結構603的底部部分625也可用大體上反射材料快速塗覆。在某些實施例中，幹涉式調製器可併入一也可改變從幹涉式調製器反射的光的特性的使用者輸入裝置。舉例來說，圖13A中的顯示器700包括連接到空間光調製器105的外表面的觸控螢幕705。觸控螢幕705包括外部觸控螢幕部分715，其具有經配置以接收使用者觸摸信號的外部觸摸表面730，和觸控螢幕內部部分720，其附接到顯示器105。觸控螢幕內部部分720和觸控螢幕外部部分715由間隔710分離並由間隔件717保持分離。對於使用者輸入，觸控螢幕705可用此項技術中眾所周知的方式操作，例如使用者對另ー觸控螢幕部分715上的觸摸表面730施加壓力，所述觸控螢幕部分715與觸控螢幕內部部分720接觸並啟動ー電路，所述電路經配置以在被啟動時發送信號。除了提供使用者輸入功能性之外，觸控螢幕705可在觸控螢幕內部部分702中配置有光漫射材料731和/或在觸控螢幕外部部分715中配置有光漫射材料725。圖13B是具有漫射材料的觸控螢幕外部部分715和/或觸控螢幕內部部分720的實施例的側視圖。在這個實施例中，漫射材料是在上部層750a和下部層750b之間的漫射粘接劑751。漫射粘接劑751可為與填充物微粒751a相混合的粘接劑，所述填充物微粒751a用作用於散射光的散射中心。折射、反射或散射光的任何合適材料可用作填充物微粒751a。舉例來說，填充物微粒751a 可由例如(但不限幹)以下聚合物的材料製成聚苯こ烯矽石、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和空心聚合物微粒。在替代實施例中，漫射粘接劑751經配置而具有折射光的氣泡。在其它實施例中，可使用不透明的非反射性微粒。上部750a和/或下部750b層可包含例如聚碳酸酷、丙烯酸和聚對苯ニ甲酸こニ酯(PET)的材料以及其它材料。圖13C是包含漫射材料的觸控螢幕外部部分715和/或觸控螢幕內部部分720的另ー實施例，其中漫射材料752併入形成觸控螢幕上部和/或下部部分715、720的層750中。圖13D是漫射材料753在觸控螢幕705與空間光調製器105之間的實施例。舉例來說，在圖13D中，漫射材料753被塗覆在空間光調製器105的外表面754上。在這個實施例中，漫射材料753可被圖案化在顯示器105的外表面754上，其中漫射材料753在空間光調製器105的外表面754與觸控螢幕705之間。在某些實施例中，漫射材料753可旋塗(例如)到空間光調製器105的玻璃外表面上。在某些實施例中，漫射材料可包含與紫外線環氧樹脂或熱固環氧樹脂混合的散射特徵。當使用環氧樹脂吋，漫射材料753可為與環氧樹脂混合的填充物微粒，其中所述填充物微粒用作用以散射光的散射中心。其它配置也是可能的。圖14A展示包括觸控螢幕705的顯示器800的實施例，觸控螢幕705具有附接到包括襯底的空間光調製器105的內部部分720和具有用於接收使用者輸入的觸控螢幕表面730的外部部分715。間隔件717安置在內部部分720與外部部分715之間的間隙710中。顯示器800還包括光源740，其經配置以將光719提供到觸控螢幕705，例如內部部分720、外部部分715或兩者。在一個實施例中，觸控螢幕705可包括重新引導光719以使得光入射到空間光調製器105上的光學結構。在某些實施例中，所述光學結構包含在觸控螢幕705內的偏斜或傾斜表面。在某些實施例中，可使用全內反射(total internal ref lection, TIR)元件。同樣，在某些實施例中，所述光學元件包含微粒，所述微粒散射光以使得散射光的一部分入射到空間光調製器105上。在某些實施例中，觸控螢幕705的內部部分720中的材料745和/或觸控螢幕705的外部部分715中的材料735可包括磷光材料。這種磷光材料當由來自光源740的光719激發時發出光，從而將光直接提供到觸控螢幕705和空間光調製器105，光接著可被反射回到觸控螢幕705。在圖14B1和14B2中描繪的其它實施例中，具有觸控螢幕705的顯示器800也可包括經輪廓化的光導向件。舉例來說，在圖14B1中，觸控螢幕705的內部部分720可包含具有經輪廓化(例如，帶凹槽)表面765的板或層760a。此輪廓化表面765可包括複數個傾斜部分。此表面765可具有(例如)鋸齒形狀。接著可將透射性材料760b放置在表面765的輪廓或凹槽中以在板/層760a上形成大體上平坦的表面760c。光源740引導光719進入板或層760a中，在該處光719受光學導向。在板760a中傳播的光反射離開表面765的傾斜部分井向空間光調製器105行迸。在使用光導向板或層760a或任何其它合適的光導向件的實施例中，可將漫射體材料併入顯示器800中的板760a上方或下方。舉例來說，所述漫射材料可在觸控螢幕705的外部部分715內或在空間光調製器105的外表面754上。
在圖14B2中描繪的替代實施例中，板或層760a可放置在觸控螢幕705與空間光調製器105之間。在這個實施例中，透射性材料760b (圖14B1)沒有放置在板760a的表面765上。而是，空氣或真空佔據板/層760a與觸控螢幕705之間的腔760c。在圖14C所示的另ー實施例中，光源740的光719可被引導到觸控螢幕705的邊緣內，且可經導引穿過觸控螢幕705的至少一部分，且觸控螢幕705可包含將此光重新引導向空間光調製器105的特徵。舉例來說，在圖14C中，觸控螢幕705的內部部分720可併入微粒770，其使光散射向空間光調製器105。如圖14D所示，內部部分720可為具有微粒770的多層，所述微粒770混合在上部層750a與下部層750b之間的粘接劑中。上部750a和/或下部750b層可包含例如聚碳酸酷、丙烯酸和聚對苯ニ甲酸こニ酯(PET)的材料或其它材料。在例如圖14E中描繪的其它實施例中，將散射特徵或微粒770塗覆在空間光調製器105的外表面754上。這些散射特徵或微粒770可將光重新引導向幹涉式調製器的可移動反射器，參見例如2004年3月5日申請的題為「Integrated Modulator Illumination」的美國專利申請案第10/794，825號，所述申請案以引用的方式併入本文。在這個實施例中，可將散射特徵或微粒770圖案化在顯示器105的外表面754上，其中散射特徵770在空間光調製器105的外表面754與觸控螢幕705之間。在某些實施例中，可將散射特徵770旋塗到空間光調製器105的玻璃表面上。在某些實施例中，散射特徵與紫外線環氧樹脂或熱固環氧樹脂混合。當使用環氧樹脂吋，散射特徵770可包含與環氧樹脂混合的微粒，其中所述微粒用作散射中心以將光重新引導向幹涉式調製器的鏡面表面。圖15A是使用入射到有效反射器區域之間的無效區域上的光的顯示器1100的一個實施例的代表。如本文使用，術語無效區域包括但不限於幹涉式調製器的反射區域(例如，鏡面)之間的空間。如本文使用，有效區域包括但不限於幹涉式調製器的(例如)形成光學腔的反射區域(例如，鏡面)。參看圖15A，顯示器1100包括連接到空間光調製器105的外表面的膜1105。紅1121、綠1122和藍1123有效反射器區域展示為在空間光調製器105的底部上，且表示顯示器1100的許多有效反射器區域(例如，光諧振腔)。第一空間1110分離紅有效反射器區域1121與綠有效反射器區域1122，綠反射器區域1122通過第二空間1111與藍有效反射器區域1123分離。空間1110和1111可在約2到10微米寬之間，且彼此相隔約125到254微米。類似地，膜1105中空間1110和1111中的重新引導光的光學特徵可為約2到10微米寬，且彼此相隔約125到254微米。這些範圍之外的尺寸也是可能的。大體上，在沒有膜1105時，入射到第一空間1110或第二空間1111的區域上的光可能不會到達有效反射器區域1121、1122、1123中的一者。為增加幹涉式調製器1100的反射，可將入射到有效反射器區域之間的無效區域(例如，第一空間1110和第二空間1111)上的光重新引導到有效反射器區域1121、1122、1123中的一者。由於無效區域和有效反射器區域的位置是已知的，因此外部膜1105可經配置以將入射到無效區域1110、1111中的膜1105上的光1115重新引導回到有效反射器區域1121、1122、1123(例如，光學腔)中，如箭頭1120所示。在某些實施例中，膜1105包括用以重新引導光的反射器。在某些實施例中，膜1105在空間1110、1111的區域中配置有定製的折射率以使光重新引導。在其它實施例中，膜1105可在空間1110、1111的區域中含有散射元件，使得至少一部分光被散射進入並落在有效反射器區域(例如，光學腔)上。、
在圖15B中描繪的替代實施例中，膜1105可放置在反射器區域1121、1122、1123上方，但在空間光調製器105的襯底下方。膜1105因此在空間光調製器105中。在這個實施例中，膜1105經配置以將入射到有效區域上但通常將進入無效區域的光1115重新引導到有效反射器區域1121、1122、1123，如箭頭1120所示。參看圖16A到16H，說明外部膜的各種實施例。在圖16A中，外部膜1205具有散射光的散射區1212。如圖16A中描繪，這些散射光的散射區1212可插在不會散射光的區域1217之間。散射區1212可(例如)通過反射或折射來散射光。參看圖16B，外部膜1205在包含較低折射率材料的矩陣或膜內具有較高折射率的區。這個實施例使用TIR來使重新引導光。舉例來說，如果外部膜1205的具有高折射率的空間放置在幹涉式調製器的有效區上，且具有低折射率的空間放置在幹涉式調製器的無效區上，那麼入射到外部膜1205的低折射區域上的正常將通過到達無效區域的ー些光將被重新引導到幹涉式調製器的有效區域。參看圖160，外部膜1205在外部膜的單個表面上可具有用作凹透鏡的凹陷區1213。參看圖16D，外部膜1205可在區1214中具有Fresnel透鏡。在其它實施例中，全息或衍射光學元件可安置在區1214處。這些光學元件可散射或衍射光，且可用作(例如)具有負功率的透鏡，其將入射到透鏡上的光重新引導向有效區。參看圖16E，外部膜1205可具有相対的 斜面1215以使光在相反的方向上折射向不同的有效區。圖16F展示具有經類似定向以便在相同方向上折射光的表面1215的外部膜1205。參看圖16G,外部膜1205可具有ー個或ー個以上將光反射向有效區的反射斜面1216。同樣完成外部膜1205處光的期望的重新引導的許多其它配置是可能的。現參看圖17，幹涉式調製器1200可包括連接到空間光調製器105的外表面的外部膜1205，其中膜1205經配置以收集以較廣角度範圍入射的光，並將光以較窄角度範圍引導到光調製元件上。在圖17中，外部膜1205經配置而接收各種角度的入射光1206、1207，並使光大體上照準(由箭頭1208、1209表示)且引導光朝向有效反射器1211。在某些實施例中，例如圖17所示的實施例，外部膜1205包括使光大體上照準的照準元件1218。在某些實施例中，外部膜1205包括複數個非成像光學元件，例如複合拋物線集光器1218。非成像光學元件(例如複合拋物線集光器1218)使以一角度範圍入射到外部膜1205上的光1206和1207中的至少某些光照準。光1208和1209的一部分接著以更垂直的角度離開複合拋物線集光器1218，並被引導向有效反射器1211。所述光1208和1209中的ー些光接著由有效反射器1211反射並作為以一有限角度範圍從顯示器1200退出的光1210a和1210b而離開顯示器1200。因此，膜1205具有有限的視野。在某些實施例中，光1210a和1210b中的至少某些光以與垂直於外部膜1205前表面的平面610成不大於約70度的圓錐角而離開顯示器1200。在某些實施例中，所述圓錐角與垂直於外部膜1205前表面的平面610成不大於約65、60、55、50、45、40、35、30、25或20度。照準元件1205有效地限制裝置1200的視野，因為光一般不會以大體上大於入射角的角度從顯示器1200退出。因此，從法線測量的外部膜的視野可能為約70、65、60、55、50、45、40、35、30、35或20度，或更小。這些角度是半角。在這些範圍之外的其它值也是可能的。圖18A到18C描繪顯示器1300的另ー實施例，其包括安置在空間光調製器105前部的光學膜1305。光學膜1305經配置以接收以較廣角度範圍入射的光，並將光以較窄角度範圍引導到光調製元件上。光學膜1305還漫射光。在某些實施例中，光學膜1305經配置以漫射光，使得入射到漫射體元件上的光比入射光更照準地被引導到光調製元件。在一個實施例中，光學膜1305包含全息漫射體。所述全息漫射體包含衍射特徵，所述衍射特徵經配置以操縱光(例如)在較窄角度範圍中產生提高的強度分布。在另ー實施例中，光學膜1305包括複數個非成像光學元件，例如複數個例如上文所述的複合拋物線集光器和光學膜1305的上部表面1340上的漫射材料薄層。在另ー實施例中，光學膜1305包括在外表面1340上具有漫射材料膜的其它照準元件。參看圖18A，膜1305經配置以接收入射光1310。參看圖18B，膜也經配置以大體上重新引導入射光1310(經大體重新引導的光由箭頭1315表示)，所述光被引導到空間光調製器105內的有效反射器,朝向有效反射器的表面的法線。對於在+/-75度範圍中的入射光，經重新引導的光可在+/-35度的範圍中，其中所述角度是從法線測量的。在這個實施例中，經重新引導的光是大體上照準的。在某些實施例中，反射器可在空間光調製器105的 底部部分處。參看圖18C，從有效反射器反射的光1325進入膜1305的下部表面1330。膜1305經配置以在其下部表面1330處接收反射的鏡面光，且所述光在從膜1305射出之前被漫射作為漫射光。在某些實施例中，所述光在其傳播穿過膜1305時被漫射。在其它實施例中，所述光在膜1305的上部表面1340(或下部表面1330)處被漫射。在上述範圍之外的其它配置或值也是可能的。上述描述詳細說明了本發明的某些實施例。然而將了解，無論以上所述在文中出現的詳細程度如何，本發明都可用許多方式來實踐。同樣如上文所述，應注意，當描述本發明的某些特徵或方面吋，使用特定術語不應暗示所述術語在本文中被重新定義成限於包括本發明的與所述術語相關聯的特徵或方面的任何特定特徵。
權利要求
1.一種調製光的裝置，其包含 一空間光調製器； 一觸控螢幕，其安置在所述空間光調製裝置的前部，使得從所述空間光調製器反射的光穿過所述觸控螢幕，所述觸控螢幕包括具有外部觸摸表面的外部部分，和內部部分；以及 一光源，所述光源構成為邊緣照明所述觸控螢幕並引導光到所述觸控螢幕的區域，其中與所述觸控螢幕的所述外部觸摸表面接觸使得所述觸控螢幕內的電路發出一信號，所述觸控螢幕進ー步包括構成為當被來自所述光源的光激勵時發光的磷光材料。
2.根據權利要求I所述的裝置，其中所述觸控螢幕的所述區域是所述觸控螢幕的所述外部部分。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中與所述外部觸摸表面接觸使得所述外部部分與所述觸控螢幕的內部部分接觸。
4.根據權利要求I所述的裝置，其中所述磷光材料構成為當被來自所述光源的光激勵時向所述空間光調製器發光。
5.根據權利要求I所述的裝置，其中所述觸控螢幕進一歩包括散射特徵，所述散射特徵構成為將來自所述光源的光重新引導到所述空間光調製器。
6.根據權利要求I所述的裝置，其進ー步包含 一包括所述空間光調製器的顯示器； ー處理器，其與所述空間顯示器連通並且經配置以處理圖像數據； 一存儲器裝置，其與所述處理器連通。
7.根據權利要求6所述的裝置，其進ー步包含ー驅動器電路，所述驅動器電路經配置以將至少ー個信號發送到所述顯示器。
8.根據權利要求7所述的裝置，其進ー步包含ー控制器，所述控制器經配置以將所述圖像數據的至少一部分發送到所述驅動器電路。
9.根據權利要求6所述的裝置，其進ー步包含ー圖像源模塊，所述圖像源模塊經配置以將所述圖像數據發送到所述處理器。
10.根據權利要求9所述的裝置，其中所述圖像源模塊包含ー接收器、收發器或發射器。
11.根據權利要求6所述的裝置，其進ー步包含ー輸入裝置，所述輸入裝置經配置以接收輸入數據並將所述輸入數據傳送到所述處理器。
12.根據權利要求1-11中的任一項所述的裝置，其中所述空間光調製器是幹涉式調製器。
13.—種顯不器,其包含 一光調製陣列；和 一觸控螢幕，所述觸控螢幕安置在所述光調製陣列的前部，使得從所述光調製陣列反射的光穿過所述觸控螢幕，所述觸控螢幕包括具有外部觸摸表面的外部部分，和內部部分；以及一光源，所述光源構成為穿過所述觸控螢幕的邊緣引導光到所述觸控螢幕的區域，其中與所述觸控螢幕接觸使得所述觸控螢幕內的電路發出一表示所述接觸的信號，所述觸控螢幕進一歩包括 構成為當被來自所述光源的光激勵時發光的磷光材料；和 構成為將來自所述光源和所述磷光材料中的至少ー者的光的部分重引導到所述光調製陣列的微粒。
14.根據權利要求13所述的顯示器，其中所述觸控螢幕的所述區域是所述觸控螢幕的所述外部部分。
15.根據權利要求14所述的顯示器，其中與所述外部觸摸表面接觸使得所述外部部分與所述觸控螢幕的內部部分接觸。
16.根據權利要求13所述的顯示器，其中所述觸控螢幕的外部部分包括ー層，所述層包括所述微粒。
17.根據權利要求13所述的顯示器，其中所述觸控螢幕的內部部分包括ー層，所述層包括所述微粒。
18.根據權利要求13所述的顯示器，其中所述微粒與粘接劑混合。
19.根據權利要求13所述的顯示器，其中所述微粒包括聚苯こ烯矽石和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的ー種。
20.根據權利要求13所述的顯示器，其中所述微粒與紫外線環氧樹脂或熱固環氧樹脂混合。
21.根據權利要求13-20中的任一項所述的顯示器，其中所述空間光調製器包括至少一個幹涉式調製器。
22.—種調製光的裝置，其包含 調製光的光調製構件； 一觸控螢幕，所述觸控螢幕安置在所述光調製構件的前部，使得從所述光調製構件反射的光穿過所述觸控螢幕，所述觸控螢幕包括 具有外部觸摸表面的外部部分，和 內部部分；以及 邊緣照明所述觸控螢幕的邊緣照明構件，其中與所述觸控螢幕接觸使得所述觸控螢幕內的電路發出一信號，所述觸控螢幕進一歩包括經來自所述邊緣照明構件的光激勵發光的產生構件。
23.根據權利要求20所述的裝置，其中所述邊緣照明構件包括構成為邊緣照明所述觸控螢幕的光源。
24.根據權利要求22所述的裝置，其中所述產生構件包括磷光材料。
25.根據權利要求22所述的裝置，其中進ー步包括重引導構件，其重引導所述來自所述邊緣照明構件和所述產生構件中的至少ー者的光的部分到所述光調製構件。
26.根據權利要求25所述的裝置，其中所述重引導構件包括微粒，所述微粒構成為重引導來自所述邊緣照明構件和所述產生構件中的至少ー者的光的部分到所述光調製構件。
27.根據權利要求26所述的裝置，其中所述微粒與粘接劑混合。
28.根據權利要求22-27中的任一項所述的裝置，其中所述空間光調製器包括至少ー個幹涉式調製器。
全文摘要
本發明的各種實施例中，提供一種幹涉式光調製顯示裝置，在所述光調製顯示裝置上具有一觸控螢幕。所述觸控螢幕可具有一漫射材料，所述漫射材料可為所述觸控螢幕的一部分。在某些實施例中，所述漫射材料可用於減小或最小化色移或可用於改變由顯示器反射的光的性質，使得光調製顯示裝置顯現出較多的漫射和較少的鏡面反射。在其它實施例中，在所述觸控螢幕下面提供一光源，並提供一個或一個以上反射性表面，以使得來自所述光源的被引導到所述觸控螢幕的至少一部分光被反射到所述光調製裝置而不通過所述觸控螢幕。在其它實施例中，提供一種可使用不同尺寸的散射體來散射光的漫射材料。
文檔編號G02B26/00GK102722021SQ201210098168
公開日2012年10月10日 申請日期2005年8月31日 優先權日2004年9月27日
發明者威廉·J·卡明斯, 布萊恩·J·加利 申請人:高通Mems科技公司