CN101019071A

CN101019071A - 用于显示器的触摸屏

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Publication number: CN101019071A
Application number: CNA2005800309917A
Authority: CN
Inventors: 布莱恩·J·加利; 威廉·J·卡明斯
Original assignee: IDC LLC
Current assignee: Nujira Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: TW201128282A; WO2006036440A1; CN101019071B; BRPI0515509A; CN102621685A; IL180969A0; CN102636872A; AU2005290035A1; TW200624974A; EP1800183A1; TWI388915B; CN102707429A; CN102722021A; US20060066586A1

Abstract

在本发明的各种实施例中，提供一种干涉式光调制显示装置，在所述光调制显示装置上具有一触摸屏。所述触摸屏可具有一漫射材料，所述漫射材料可为所述触摸屏的一部分。在某些实施例中，所述漫射材料可用于减小或最小化色移或可用于改变由显示器反射的光的性质，使得光调制显示装置显现出较多的漫射和较少的镜面反射。在其它实施例中，在所述触摸屏下面提供一光源，并提供一个或一个以上反射性表面，以使得来自所述光源的被引导到所述触摸屏的至少一部分光被反射到所述光调制装置而不通过所述触摸屏。在其它实施例中，提供一种可使用不同尺寸的散射体来散射光的漫射材料。

Description

用于显示器的触摸屏

技术领域

本发明的领域涉及微机电系统(microelectromechanical systems，MEMS)。

背景技术

微机电系统(MEMS)包括微型机械元件、激活器和电子器件。微机电元件可使用沉积、蚀刻和/或将衬底和/或经沉积的材料层的部分蚀刻掉或添加层以形成电气和机电装置的其它微加工工艺而制成。一类MEMS装置称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指使用光学干涉的原理来选择性吸收和/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包含一对导电板，其中的一者或两者可全部或部分为透明的和/或反射性的，且在施加适当的电信号时能够相对运动。在特定实施例中，一个板可包含沉积在一衬底上的稳定层，且另一个板可包含通过气隙与所述稳定层分离的金属膜片。如本文中更详细描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射到干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广泛的应用，且此项技术中有益的是利用和/或修改这些类型装置的特性，使得在改进现有产品和产生仍未被研制出的新产品的过程中可开发其特征。

发明内容

本发明的系统、方法和装置各具有若干方面，其中没有单个的一者是本发明的期望属性的唯一原因。在不限制本发明范围的情况下，现将简要讨论本发明的显著特征。在考虑此讨论之后，且尤其在阅读题为“具体实施方式”部分之后，将了解本发明的特征如何提供优于其它显示装置的优点。

在一个实施例中，提供一种显示器，所述显示器包含：一光调制阵列；和一触摸屏，其安置在光调制阵列的前部，使得来自光调制阵列的光通过所述触摸屏，触摸屏包括在来自光调制阵列的光传播穿过触摸屏时漫射所述光的漫射材料。

在另一实施例中，提供一种制造显示器的方法，所述方法包含：形成一光调制阵列；和形成一触摸屏，所述触摸屏安置在光调制阵列的前部，使得来自光调制阵列的光通过所述触摸屏，触摸屏包括在来自光调制阵列的光传播穿过所述触摸屏时漫射所述光的漫射材料。

在另一实施例中，提供一种显示器，所述显示器包含：调制构件，其用于调制光；和接收构件，其用于接收使用者经由触摸而产生的信号。所述信号接收构件安置在光调制构件的前部，使得来自光调制构件的光通过所述信号接收构件。所述显示器进一步包含漫射构件，所述漫射构件在来自光调制构件的光传播穿过信号接收构件时漫射所述光。

在另一实施例中，提供一种显示器，所述显示器包含：一光调制阵列；一触摸屏，其安置在光调制阵列的前部，使得来自光调制阵列的光通过所述触摸屏；和一光源，其位于光调制阵列与触摸屏之间，其中触摸屏包括一层，所述层将来自所述光源的光重新引导到光调制阵列。

在另一实施例中，提供一种制造显示器的方法，所述方法包含：形成一光调制阵列；形成一触摸屏，所述触摸屏安置在光调制阵列的前部，使得来自光调制阵列的光通过所述触摸屏；和形成一光源，所述光源位于光调制阵列与触摸屏之间，其中触摸屏包括一层，所述层将来自所述光源的光重新引导到光调制阵列。

在另一实施例中，提供一种显示器，所述显示器包含：调制构件，其用于调制光；和接收构件，其用于从使用者接收触摸信号。所述信号接收构件安置在光调制构件的前部，使得来自光调制构件的光通过信号接收构件。所述显示器进一步包含用于产生光的构件，所述光产生构件安置在光调制构件与信号接收构件之间。所述显示器还包含重新引导构件，其用于重新引导来自光产生构件的光离开信号接收构件并到达光调制构件。

附图说明

图1是描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于放松位置且第二干涉式调制器的可移动反射层处于激活位置。

图2是说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统方框图。

图3是针对图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜面位置相对于施加电压的关系图。

图4是可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行和列电压的说明。

图5A说明图2的3×3干涉式调制器显示器中的显示数据的一个示范性帧。

图5B说明可用于写入图5A的帧的行和列信号的一个示范性时序图。

图6A和6B是说明包含复数个干涉式调制器的视觉显示装置的实施例的系统方框图。

图7A是图1的装置的横截面。

图7B是干涉式调制器的替代实施例的横截面。

图7C是干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。

图7D是干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。

图7E是干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。

图8A是具有外部膜的显示装置的侧视图。

图8B是经配置以用于以RGB色彩显示信息的干涉式调制器装置的侧视图。

图8C是经配置以用于以黑白色显示信息的干涉式调制器装置的侧视图。

图9是在外表面上配置有光漫射体的干涉式调制器装置的侧视图。

图10是在外表面上配置有光漫射体的干涉式调制器装置的侧视图，其中所述光漫射体包括漫射微粒。

图11A是配置有带凹槽前光板的干涉式调制器装置的侧视图，所述前光板与干涉式调制器装置分离开一气隙。

图11B是配置有带凹槽前光板的干涉式调制器装置的侧视图，所述前光板连接到干涉式调制器装置。

图11C是配置有外部膜的干涉式调制器装置的侧视图，所述外部膜具有轮廓化外表面，使得从光源提供的光被重新引导到干涉式调制器装置并反射离开干涉式调制器而到达观看者。

图12A是配置有外部膜的干涉式调制器装置的侧视图，所述外部膜包括限制干涉式调制器装置的视野的隔板结构。

图12B是展示外部膜中包含的隔板结构如何限制反射光的方向的干涉式调制器装置的一个实施例的侧视图。

图12C和12D是具有包含不透明圆柱体的隔板结构的外部膜的实施例。

图12E到12G是具有包含不透明部分的隔板结构的外部膜的实施例。

图12H描绘具有包含反射材料的隔板结构的外部膜。

图13A是包括触摸屏的干涉式调制器显示器的侧视图。

图13B到13D展示并入漫射材料的不同方法。

图14A是配置有包含漫射体材料的触摸屏的干涉式调制器装置的侧视图，所述漫射体材料将来自光源的光散射向干涉式调制器装置。

图14B1和14B2展示用于将来自光源的光传递到干涉式调制器装置的不同配置。

图14C到14E证明用于将漫射材料集成到显示器中以便将来自光源的光引导到干涉式调制器装置的不同方法。

图15A和15B是配置有膜的干涉式调制器装置的侧视图，所述膜将入射到有效反射器区域之间的空间上的至少一部分光引导到有效反射器区域。

图16A是具有散射光的区域的外部膜的侧视图。

图16B是在较低折射率材料的矩阵中具有重新引导光的较高折射率的区域的外部膜的侧视图。

图16C是具有一表面的外部膜的侧视图，所述表面具有用作凹透镜的凹陷区。

图16D是具有包含Fresnel透镜的表面的外部膜的侧视图。

图16E是具有经配置以在相反方向上折射光的相对斜面的外部膜的侧视图。

图16F是具有经配置以朝一个方向折射光的斜面的外部膜的侧视图。

图16G是具有经配置以反射光的斜面的外部膜的侧视图。

图17是配置有外部膜的干涉式调制器装置的侧视图，所述外部膜改变入射到外部膜上的光的方向，以将光以比其在外部膜处的入射角更垂直的角度提供到干涉式调制器装置的有效反射器区域。

图18A是配置有包含漫射元件的外部膜的干涉式调制器装置的侧视图，所述漫射元件经配置以使被引导向干涉式调制器装置的光照准。

图18B是图18A的干涉式调制器的侧视图，其展示入射光被照准并重新引导到干涉式调制器装置的有效反射器区域。

图18C是图18A的干涉式调制器装置的侧视图，其展示从干涉式调制器装置的有效区域反射的光被外部膜漫射。

具体实施方式

微机电系统(MEMS)包括微型机械元件、激活器和电子器件。微机电元件可使用沉积、蚀刻和/或将衬底和/或经沉积的材料层的部分蚀刻掉或添加层以形成电气和机电装置的其它微加工工艺而制成。一类MEMS装置称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指使用光学干涉的原理选择性吸收和/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包含一对导电板，其中一者或两者可全部或部分为透明的和/或反射性的，且在施加适当的电信号时能够相对运动。在特定实施例中，一个板可包含沉积在一衬底上的稳定层，且另一个板可包含通过气隙与所述稳定层分离的金属膜片。如本文中更详细描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射到干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广泛的应用，且此项技术中有益的是，利用和/或修改这些类型装置的特性，使得在改进现有产品和产生仍未研制出的新产品时可开发其特征。

在本发明的各种实施例中，提供一种干涉式光调制显示装置，在所述光调制显示装置上有一触摸屏。所述触摸屏可具有可为触摸屏的一部分的漫射材料。在某些实施例中，所述漫射材料可用于减少或最小化色移(color-shift)，或可用于改变由显示器反射的光的特性，使得光调制显示装置看上去更有漫射性且具有较少的镜面反射。在其它实施例中，在触摸屏下面提供光源，并提供一个或一个以上反射性表面以使得所述光源的被引导向触摸屏的至少一部分光被反射到光调制装置而不会通过触摸屏。在其它实施例中，提供一种可使用不同尺寸的散射体来散射光的漫射材料。

在图1中说明包含干涉式MEMS显示元件的一个干涉式调制器显示器实施例。在这些装置中，像素处于亮或暗状态。在亮(“接通”或“打开”)状态，显示元件将大部分入射的可见光反射到使用者。当处于暗(“断开”或“关闭”)状态时，显示元件将极少的入射的可见光反射到使用者。视实施例而定，“接通”和“断开”状态的光反射性质可颠倒。MEMS像素可经配置而主要以选定的色彩进行反射，从而允许除了黑和白之外的彩色显示。

图1是描绘视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图，其中每一像素均包含MEMS干涉式调制器。在某些实施例中，干涉式调制器显示器包含这些干涉式调制器的行/列阵列。每一干涉式调制器均包括一对反射层，其定位在彼此可变且可控的距离处，以形成具有至少一个可变尺寸的光谐振腔。在一个实施例中，可在两个位置之间移动反射层中的一者。在第一位置(本文称为松弛位置)中，可移动反射层定位在距固定的部分反射层相对较大的距离处。在第二位置(本文称为激活位置)中，可移动反射层更靠近地邻近部分反射层而定位。视可移动反射层的位置而定，从所述两个层反射的入射光相长或相消地干涉，从而产生每一像素的总的反射或非反射状态。

图1中描绘的像素阵列的部分包括两个相邻的干涉式调制器12a和12b。在左边的干涉式调制器12a中，可移动反射层14a图示为处于松弛位置，这个位置与包括部分反射层的光学堆叠16a相距预定距离。在右边的干涉式调制器12b中，可移动反射层14b图示为处于邻近光学堆叠16b的激活位置。

如本文参考，光学堆叠16a和16b(共同称为光学堆叠16)通常包含若干熔合层，所述熔合层可包括电极层(例如氧化铟锡(ITO))、部分反射层(例如铬)和透明电介质。光学堆叠16因此为导电的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)通过将上述层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。在某些实施例中，所述层被图案化为平行的条带，且可在下文进一步描述的显示装置中形成行电极。可移动反射层14a、14b可形成为沉积在柱18顶部上的一系列平行条带的沉积金属层(正交于行电极16a、16b)和沉积在柱18之间的介入牺牲材料。当牺牲材料被蚀刻掉时，可移动反射层14a、14b通过界定的间隙19与光学堆叠16a、16b分离。高导电和反射材料(例如铝)可用于反射层14，且这些条带可形成显示装置中的列电极。

不施加电压时，腔19保持在可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中像素12a所说明。然而，当将电位差施加于选定的行和列时，相应像素处的行与列电极交叉处形成的电容器被充电，且静电力将电极拉到一起。如果电压足够高，那么反射层14变形且受力而压向光学堆叠16。光学堆叠16内的介电层(此图中未图示)可防止短路和控制层14与16之间的分离距离，如图1中右边的像素12b所说明。无论施加的电位差的极性如何，行为都是相同的。由此，可控制反射对非反射像素状态的行/列激活在许多方面类似于常规LCD和其它显示器技术中使用的行/列激活。

图2到5B说明用于在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性过程和系统。

图2是说明可合并本发明若干方面的电子装置的一个实施例的系统方框图。在示范性实施例中，电子装置包括处理器21，其可为任何通用的单芯片或多芯片微处理器，例如ARM、Pentium、Pentium II、Pentium III、Pentium IV、PentiumPro、8051、MIPS、Power PC、ALPHA，或任何特殊用途微处理器，例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列。此项技术中常规的是，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统之外，处理器可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包括web浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。

在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22通信。在一个实施例中，阵列驱动器22包括将信号提供到显示阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。图1中所示阵列的横截面由图2中的线1-1展示。对于MEMS干涉式调制器，行/列激活协议可利用图3中所示的这些装置的滞后特性。其可能需要(例如)10伏电位差来导致可移动层从松弛状态变形到激活状态。然而，当电压从所述值减小时，可移动层保持其状态，因为电压降落回10伏以下。在图3的示范性实施例中，可移动层不会完全松弛，直到电压降落到2伏以下为止。因此存在一电压范围，在图3所示实例中为约3到7V，其中存在一施加电压窗，在所述窗内装置稳定于松弛状态或激活状态。本文将此称为“滞后窗”或“稳定窗”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列，可设计行/列激活协议，使得在行选通期间，所选通行中的将被激活的像素暴露于约10伏的电压差，且将被松弛的像素暴露于接近零伏的电压差。在选通之后，使像素暴露于约5伏的稳定状态电压差，使得其保持在行选通使其处于的任何状态。在被写入之后，在此实例中每一像素可见“稳定窗”内的3到7伏的电位差。这个特征使得图1所示的像素设计在相同的施加电压条件下稳定于激活或松弛的预先存在的状态。由于干涉式调制器的每一像素(无论处于激活还是松弛状态)本质上是由固定和移动的反射层形成的电容器，因此这个稳定状态可保持在滞后窗内的一电压而几乎没有功率耗散。如果施加的电位固定，那么本质上没有电流流入像素。

在典型的应用中，可根据第一行中期望组的激活像素来确立一组列电极而产生显示帧。随后将行脉冲施加于行1电极，从而激活对应于所确立的列线的像素。随后将所确组立的列电极改变为对应于第二行中期望组的激活像素。随后将脉冲施加于行2电极，从而根据所确立的列电极来激活行2中的适当像素。行1像素不受行2脉冲影响，且保持在它们在行1脉冲期间被设定成的状态中。这可能以循序方式对整个系列的行进行重复以产生帧。大体上，通过以每秒钟某一期望数目的帧连续重复这个过程，用新的显示数据来刷新和/或更新帧。用于驱动像素阵列的行和列电极以产生显示帧的很多种协议也是众所周知的，且可结合本发明而使用。

图4、5A和5B说明用于在图2的3×3阵列上产生显示帧的一种可能的激活协议。图4说明可用于展现图3的滞后曲线的像素的一组可能的列和行电压电平。在图4实施例中，激活一像素涉及将适当的列设定为-V_bias，并将适当的行设定为+ΔV，这两个电压可分别对应于-5伏和+5伏。通过将适当的列设定为+V_bias，并将适当的行设定为相同的+ΔV，从而在像素上产生零伏电位差，来完成使像素松弛。在行电压保持在零伏的那些行中，无论列是处于+V_bias还是-V_bias，像素均稳定在其初始处于的任何状态中。图4中还说明，将了解可使用与上述电压相反极性的电压，例如，激活一像素可涉及将适当的列设定为+V_bias，并将适当的行设定为-ΔV。在这个实施例中，通过将适当的列设定为-V_bias，并将适当的行设定为相同的-ΔV，从而在像素上产生零伏电位差，来完成释放像素。图4中还说明，将了解可使用与上述电压相反极性的电压，例如，激活一像素可涉及将适当的列设定为+V_bias，并将适当的行设定为-ΔV。在这个实施例中，通过将适当的列设定为-V_bias，并将适当的行设定为相同的-ΔV，从而在像素上产生零伏电位差，来完成释放像素。

图5B是展示施加于图2的3×3阵列的一系列行和列信号的时序图，所述信号将导致图5A中所示的显示配置，其中所激活的像素是非反射性的。在写入图5A所示的帧之前，像素可处于任何状态，且在这个实例中，所有的行处于0伏，且所有的列处于+5伏。通过这些施加的电压，所有像素均稳定于其现有的激活或松弛状态。

在图5A的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被激活。为实现这一点，在行1的“线时间”(line time)期间，将列1和2设定为-5伏，并将列3设定为+5伏。这不会改变任何像素的状态，因为所有像素均保持在3到7伏的稳定窗中。接着用从0上升到5伏并回到0的脉冲来选通行1。这激活(1，1)和(1，2)像素并松弛(1，3)像素。阵列中没有其它像素受到影响。为如期望那样设定行2，将列2设定为-5伏，并将列1和3设定为+5伏。施加到行2的相同选通将随后激活像素(2，2)并松弛像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中没有其它像素受到影响。通过将列2和3设定为-5伏并将列1设定为+5伏来类似地设定行3。行3选通如图5A所示设定行3像素。在写入帧之后，行电位为零，且列电位可保持在+5伏或-5伏，且显示器随后稳定在图5A的配置中。将了解，对于具有数十或数百行与列的阵列可采用相同的程序。还将了解，用于执行行和列激活的电压的时序、序列和电平可在上文概述的一般原理内广泛变化，且上述实例只是示范性的，且任何激活电压方法可与本文描述的系统和方法一起使用。

图6A和6B是说明显示装置40的实施例的系统方框图。显示装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其微小变化也说明各种类型的显示装置，例如电视机和便携式媒体播放器。

显示装置40包括外壳41、显示器30、天线43、扬声器44、输入装置48和麦克风46。外壳41大体上由所属领域的技术人员众所周知的多种制造工艺中的任一者形成，包括注射模制和真空成型。另外，外壳41可由多种材料中的任一者制成，所述材料包括但不限于塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。在一个实施例中，外壳41包括可与其它不同色彩或含有不同标志、图片或符号的可去除部分互换的可去除部分(未图示)。

示范性显示装置40的显示器30可为多种显示器中的任一种，包括如本文描述的双稳态显示器。在其它实施例中，显示器30包括：平板显示器，例如等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD，如上所述；或非平板显示器，例如CRT或其它显像管装置，如所属领域的技术人员众所周知。然而，出于描述本实施例的目的，显示器30包括如本文描述的干涉式调制器显示器。

在图6B中示意性说明示范性显示装置40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示装置40包括外壳41，且可包括至少部分包围在其中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示装置40包括网络接口27，其包括一耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21还连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28和阵列驱动器22，阵列驱动器22又耦合到显示阵列30。电源50提供电力到特定示范性显示装置40设计所需的所有组件。

网络接口27包括天线43和收发器47，因此示范性显示装置40可通过网络与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有一些处理能力以减轻处理器21的需求。天线43是所属领域的技术人员已知的用于发射和接收信号的任何天线。在一个实施例中，天线根据IEEE 802.11标准发射和接收RF信号，所述标准包括IEEE802.11(a)、(b)或(g)。在另一实施例中，天线根据BLUETOOTH标准发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS或其它已知的用于在无线手机网络内通信的信号。收发器47预处理从天线43接收到的信号，使得信号可由处理器21接收并进一步操作。收发器47还处理从处理器21接收到的信号，使得信号可经由天线43从示范性显示装置40发射出。

在替代实施例中，收发器47可由接收器替换。在又一替代实施例中，网络接口27可由一图像源替换，所述图像源可存储或产生将被发送到处理器21的图像数据。举例来说，图像源可为数字视频光盘(DVD)或含有图像数据的硬碟驱动器，或产生图像数据的软件模块。

处理器21通常控制示范性显示装置40的总体操作。处理器21从网络接口27或图像源接收数据(例如压缩图像数据)，并将数据处理成原始图像数据或容易处理成原始图像数据的格式。处理器21接着将经处理的数据发送到驱动器控制器29或帧缓冲器28用于存储。原始数据通常指识别一图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包括色彩、饱和度和灰度等级。

在一个实施例中，处理器21包括微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示装置40的操作。调节硬件52一般包括用于将信号传输到扬声器45和用于从麦克风46接收信号的放大器和滤波器。调节硬件52可为示范性显示装置40内的离散组件，或可并入到处理器21或其它组件内。

驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28获得由处理器21产生的原始图像数据，并适当地将原始图像数据重新格式化以便高速传输到阵列驱动器22。具体来说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化成具有类光栅格式的数据流，使得其具有适于扫描过显示阵列30的时间次序。接着驱动器控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)常作为独立集成电路(IntegratedCircuit，IC)与系统处理器21相关联，但可用许多方式构建这些控制器。其可作为硬件嵌入处理器21，作为软件嵌入处理器21，或与阵列驱动器22完全集成在硬件中。

通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收经格式化的信息，并将视频数据重新格式化成一组并行的波形，所述波形每秒钟许多次地被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百(有时为数千)的引线。

在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示阵列30适合于本文所述类型显示器中的任一者。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成在一起。这一实施例在例如蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器的高度集成系统中较为常见。在又一实施例中，显示阵列30是典型的显示阵列或双稳态显示阵列(例如，包括干涉式调制器阵列的显示器)。

输入装置48允许使用者控制示范性显示装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包括键盘(例如QWERTY键盘或电话键区)、按钮、开关、触敏屏幕、压敏或热敏薄膜。在一个实施例中，麦克风46是用于示范性显示装置40的输入装置。当麦克风46用于输入数据到装置时，使用者可提供语音命令以控制示范性显示装置40的操作。

电源50可包括此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50是可再充电的电池，例如镍镉电池或锂离子电池。在另一实施例中，电源50是可再生能源、电容器，或太阳能电池(包括塑料太阳能电池)和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从壁装电源插座接收电力。

在某些实施方案中，控制可编程性如上文所述驻存在驱动器控制器中，所述驱动器控制器可位于电子显示系统中的若干位置。在某些情况下，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将认识到，可在任意数目的硬件和/或软件组件中且以各种配置来实施上述优化。

根据上文陈述的原理而操作的干涉式调制器结构的细节可广泛变化。举例来说，图7A到7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同的实施例。图7A是图1的实施例的横截面，其中金属材料带14沉积在正交延伸的支撑件18上。在图7B中，可移动反射层14仅在系链32上的角处附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14从可变形层34悬挂，所述可变形层34可包含柔性金属。可变形层34直接或间接连接到衬底20的围绕可变形层34的周边处。本文将这些连接称为支撑柱。图7D所示的实施例具有支撑柱插塞42，可变形层34搁置在支撑柱插塞42上。可移动反射层14保持悬挂在腔上方，如图7A到7C，但可变形层34并没有通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔而形成支撑柱。而是，支撑柱由平面化材料形成，所述平面化材料用于形成支撑柱插塞42。图7E所示的实施例是基于图7D所示的实施例，但也可适于与图7A到7C所示实施例的任一者以及未图示的额外实施例一起起作用。在图7E所示的实施例中，使用金属或其它导电材料的外加层来形成总线结构44。这允许信号沿着干涉式调制器的背部路由，从而取消了可能原本必须形成于衬底20上的若干电极。

在例如图7所示那些实施例的实施例中，干涉检测调制器用作直接观看装置，其中从透明衬底20的前侧(与配置调制器的一侧相反的侧)观看图像。在这些实施例中，反射层14光学上遮蔽与衬底20相对的反射层的那侧的干涉式调制器部分，包括可变形层34。这允许配置遮蔽区域并在其上操作而不会消极影响图像质量。这种遮蔽允许图7E中的总线结构44，其提供将调制器的光学特性与调制器的机电特性(例如寻址和由所述寻址引起的移动)相分离的能力。这种可分离的调制器结构允许选择用于调制器的机电方面与光学方面的结构设计和材料并相互独立地起作用。而且，图7C到7E所示的实施例具有从反射层14的光学特性与其机械特性的去耦中获得的额外益处，所述去耦由可变形层34实行。这允许关于光学特性而优化用于反射层14的结构设计和材料，和关于期望的机械特性而优化用于可变形层34的结构设计和材料。

如上所述，来自直接观看显示器的图片元素(像素)可包含例如图7A到7E所示元件的元件。在各种实施例中，处于未偏转状态的这些具有镜面14的调制器元件将为亮，或“接通”。当镜14朝向腔的前表面移动到腔内的其完全设计深度时，腔中的变化导致所得的像素为“暗”或断开。对于彩色像素，个别调制元件的接通状态可为白、红、绿、蓝或其它色彩，这取决于调制器配置和显示器色彩方案。在使用红/绿/蓝(RGB)像素的某些实施例中，例如，单色像素包含产生干涉式蓝光的许多调制器元件、产生干涉式红光的类似数目的元件和产生干涉式绿光的类似数目的元件。通过根据显示信息移动镜面，调制器可产生全色图像。

各种实施例包括可对使用各种光学膜的干涉式调制器装置做出的改进。所述光学膜包括成卷或成片形式的膜。所述膜附着到或接近干涉式调制器，且经定位以使得从干涉式调制器反射的光在其传播到观看者时通过所述膜。所述光学膜也可包括涂层，所述涂层扩展、溅射或以另外方式沉积在干涉式调制器的表面上，使得从干涉式调制器反射的光在其传播到观看者时通过所述膜。

膜大体上安置在干涉式调制器的外部表面上，使得可在不改变干涉式调制器本身的情况下实现期望的光学特性。本文使用的“外部”指膜放置在制成的干涉式调制器以外，例如，在干涉式调制器的衬底的外表面上，使得可在制造干涉式调制器显示器之后施加外部膜。外部膜可安置在干涉式调制的首先接收入射光的表面上或附近，本文将所述表面称为干涉式调制器的外表面。此外表面也是定位成接近观看干涉式调制器的人员的表面。外部膜可在形成干涉式调制器的层上，或可在形成于干涉式调制器上形成的一个或一个以上层上。尽管本文将各种实施例大体上描述成在干涉式调制器显示器外部，但在其它实施例中，这些类型的膜也可制造在干涉式调制器内，且/或所描述的外部膜的特性可(例如)在干涉式调制器制造期间并入到干涉式调制器中以实现类似的效果。

如图8A所示，显示器100A的一个实施例包括空间光调制器105和定位在空间光调制器105的外表面115上或附近的外部膜110。空间光调制器105是干涉式调制器装置的代表，其可包括(例如)衬底、导体层、部分反射器层、介电层和可移动反射器(也称为镜面)，其中在可移动镜面与电介质之间配置有间隙。空间光调制器105可为(但不限于)全色、单色或黑白干涉式调制器显示装置。例如在美国专利第6,650,455号、第5,835,255号、第5,986,796号和第6,055,090号中详细描述干涉式调制器的设计和操作，所述专利全部以引用的方式并入本文。

外部膜110可用多种方式制成，包括(例如)使用将外部膜110浇注、旋涂、沉积或层积到显示器的制造技术。在某些实施例中，外部膜110是单膜层，而在其它实施例中，外部膜110包括一个以上膜层。如果外部膜110包含一个以上膜层，那么每一膜层可具有不同的特性，这些特性影响从空间光调制器105反射并传播穿过外部膜110的光的一个或一个以上特征。多层外部膜110中的每一层可通过相同的膜制造技术或不同的膜制造技术制成，例如，任一单层可(例如)浇注、旋涂、沉积或层积到相邻的层。其它定向和配置也是可能的。

参看图8B，显示器100B的一个实施例在包含彩色干涉式调制器的RGB空间光调制器105B的外表面115上具有外部膜110。在这个实施例中，RGB空间光调制器105B包含在多层125上的衬底120，多层125包含(例如)导电层(至少部分为透射性的)、部分反射层和介电层125，介电层125又在一组反射器(例如，镜面)上，所述组反射器包括红150、绿160和蓝170反射器，其每一者分别具有对应于色彩红、绿和蓝的不同的间隙宽度175、180、190。在某些实施例中，衬底120可在外部膜110与反射器150、160、170之间，如图8B所描绘。在其它实施例中，反射器150、160、170可在外部膜110与衬底120之间。

在其它实施例中，外部膜可安置在单色或黑白干涉式调制器上。如图8C所示，单色或黑白空间光调制器105C包含在导电层上的衬底120、部分反射层124、介电层125，介电层125又在一组反射器(例如，镜面)130、135、140上。单色空间光调制器105C可被制造成具有反射器130、135、140，其经配置而在反射器130、135、140与介电层125之间具有单一间隙宽度145。

在某些实施例中，外部膜可漫射从干涉式调制器显示器反射的光。从干涉式调制器显示器反射的光可至少为部分漫射的，使得显示器具有类似于纸的外观(例如，显示器看上去以漫射方式反射)。

参看图9，显示器300可包括位于空间光调制器105上的外部漫射膜305。入射在显示器300上的光320由反射空间光调制器105镜面反射。在镜面反射光307从显示器300传播时，漫射膜305改变镜面反射光307的特征，所述镜面反射光307转变为漫射光330。漫射体305还漫射入射到干涉式调制器上的光。

漫射膜305可由许多材料制成，且可包括一个或一个以上漫射材料层。漫射体305可包括具有表面变化(例如，皱纹和粗糙)或材料变化的材料。这种变化在不同实施例中可折射或散射光。很多种漫射体305是可能的且不限于本文陈述的那些漫射体。

图10说明产生漫射反射光的显示器400的示范性实施例。显示器400包括附接到空间光调制器105的外部膜405。外部膜405包括包含散射特征(例如，微粒)的材料410，所述散射特征散射从空间光调制器105反射的光403，以将从干涉式调制器装置发射的光407的特性从镜面的改变成漫射的。

在某些实施例中，外部漫射膜305包括改变反射光403的光谱特性的材料和改变反射光的漫射或镜面特性的材料。这种材料可包括在外部膜305、405(图9和10)的单个层中。或者，改变反射光的光谱特性的材料可并入到外部膜305的一个层中，且改变反射光的漫射或镜面特性的材料可并入到外部膜的单独层中。在一个实施例中，漫射材料可包括于在外部膜305与空间光调制器105(图9)之间使用的粘接剂中。

如上文提到，某一类型的漫射体在期望显示器300、400具有纸的外观而不是镜面的外观的干涉式调制器显示器上是有用的。当然，在某些实施例中，可期望显示器300、400或显示器的一部分的外观为高度反射性的或“类似镜面的”，且在这些实施例中，显示器可能具有覆盖干涉式显示装置305、405的全部或仅一部分的漫射膜305、405。在某些实施例中，光学透射层为“磨砂的”以便实现期望的散射。举例来说，显示器105(图9)的外表面可经磨砂以提供反射光的漫射。如果表面磨砂程度较重，那么将比表面磨砂程度较轻情况下漫射更多的光。在某些实施例中，经磨砂的光学透射层可包含玻璃或聚合物层。

在某些实施例中，可有利的是包括光源(本文称为“前灯”)以将额外的光提供到干涉式调制器，例如用于在较暗或较低环境照明条件下观看干涉式调制器。参看图11A，显示器500A的一个实施例包括位于前板505侧面的光源515。此前板505包含对来自光源515的光507大体上为光学透射性的材料。在某些实施例中，前板505可包含(例如)玻璃或塑料。前板505具有光学特征(例如，如带凹槽的轮廓)，其经配置以中断光在前板中的传播并将光重新引导向干涉式调制器显示装置105。气隙525分离经轮廓化/带凹槽的前板505与空间光调制器105。操作上，光源515提供进入前板505的光507，其中光520反射离开倾斜的表面特征506并朝空间光调制器105行进。对于进入显示器500的环境光，气隙525由于气隙525中的空气与用于形成前板505和空间光调制器105的材料之间的折射率差异而减小显示器500A的感觉到的对比度。

参看图11B，显示器500B向空间光调制器105提供更有效的光透射，因为其不具有分离前板505与显示器105的气隙。而是，前板505附接到空间光调制器105。尽管显示器500B的配置增加了对空间光调制器105的光透射，但附接两个部件不是好的制造实践，因为前板505和空间光调制器105两者均是相对昂贵的部件，且如果任一个部件在制造期间出现故障，那么两个部件都会报废。

现参看图11C，显示器500C说明如何使用外部膜而不是前板来克服图11A和11B的显示器500A、500B所经历的问题。如图11C所示，显示器500C包括光源515，其定位在空间光调制器105的边缘531旁边，外部膜530层积到所述边缘531，外部膜530具有表面514，其包含例如轮廓化的光学特征(例如，凹槽或倾斜表面特征)，所述特征经配置以将光重新引导向空间光调制器105。光源515可(例如)安置在支撑干涉式调制器装置105的衬底的边缘处。外部膜530附接到空间光调制器105或层积到空间光调制器105上。可使用粘接剂。外部膜530与带凹槽前玻璃板505(图11A、11B)的成本相比是相对廉价的，因此如果显示器105出故障，其可被处理而不会有大的额外损失。操作上，外部膜530接收来自光源515的光511。在光传播穿过空间光调制器105(例如，干涉式调制器装置的衬底)和外部膜530时，光511反射远离经轮廓化/带凹槽的表面514的内部部分，且反射光513传播穿过干涉式调制器装置的衬底并反射远离干涉式调制器的镜表面。

现参看图12A，在其它实施例中，显示器600可包含附接到空间光调制器105的外表面的外部膜605，其中外部膜包含减少或最小化显示器视野的复数个结构603。在一个实施例中，结构603是小的垂直对准的障碍物，其可形成于栅格中且“凹陷”或扩散到外部膜605中。在另一实施例中，外部膜605的材料提供垂直对准结构603。这些结构603可称为隔板。隔板603可大体上为不透明的。隔板603可大体上为吸收性或反射性的。

图12B说明如何大体上阻挡在大体上非垂直的方向607上反射的光使其不离开外部膜605，和如何使在大体上垂直的方向上反射的光609不会被结构603大体上阻碍。在图12A和12B所示的实施例中，视野依据隔板结构603的形状(和方位)、尺寸(例如，长度)和间距而受到限制。举例来说，隔板603可具有一种尺寸、形状和间距以提供从垂直于显示器600前表面606的平面610测量时不大于约20度或不大于约40度的视野。因此从法线测量时视野可在约20、25、30、35和40度之间或更小。在一个示范性实施例中，隔板603向显示器600提供约30度的视野。如本文使用，术语隔板包括但不限于图12A和12B中描绘的结构603。

隔板结构603可根据图12C和12D中描绘的实施例来建造。举例来说，复数个大体上垂直对准的圆柱状特征612可包含圆柱形状的透射性材料，其中在圆柱形形状的透射性材料的外表面612a上有不透明材料的涂层。圆柱状特征612可捆在一起并对准。垂直对准圆柱状特征612之间的空间可填充有形成用于这些垂直对准圆柱状特征612的矩阵613的透射性材料，例如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、丙烯酸或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。可垂直交叉线A-A切割其中安置有圆柱状特征612的矩阵613以产生薄膜。在图12D中描述形成外部膜605的截面切割的俯视图。在这个实施例中，圆柱状特征612的不透明外表面612a大体上阻挡在大体上非垂直的方向上离开外部膜605的光。

隔板结构603也可根据例如参看图12E和12F描述的其它实施例来建造。在图12E中，建造具有复数个堆叠层的多层结构618。多层结构618具有大体上透射性材料615和大体上不透明材料的层614的交替层。为制造这种多层结构618，形成可包含轻微漫射材料的光学透射性层615，且其上面形成有包含大体上不透明材料的不透明层614。可重复这些步骤，直到形成期望数目的层为止。接着可垂直交叉线A-A切割多层结构618。在图12F中描述形成外部膜605的截面切割的俯视图。大体上不透明层614形成隔板603，其大体上阻挡在大体上非垂直的方向上离开外部膜605的光。

如图12G中描绘，外部膜605包含二维栅格，其包含水平不透明层616和垂直不透明层617。可使用从多层结构618(图12E)切割的一对切片，其中一个切片安置在另一切片之前(如图12F中所描绘)，而制成这个二维栅格。所述切片中的一者相对于另一外部膜结构605大体上垂直定向。其它定向和配置也是可能的。

在某些实施例中，图12C到12G所示的隔板结构603可包含反射材料。举例来说，参看图12H，如果隔板结构603的最接近空间光调制器105的部分625大体上为反射性的，那么入射到隔板的反射性部分625上的从空间光调制器105反射的光620将不会通过外部膜605，而是将被反射回空间光调制器105。或者，隔板结构603的外表面603a和603b可由大体上反射材料制成，例如在隔板结构603上快速涂覆大体上反射材料。在这个实施例中，隔板结构603的底部部分625也可用大体上反射材料快速涂覆。

在某些实施例中，干涉式调制器可并入一也可改变从干涉式调制器反射的光的特性的使用者输入装置。举例来说，图13A中的显示器700包括连接到空间光调制器105的外表面的触摸屏705。触摸屏705包括外部触摸屏部分715，其具有经配置以接收使用者触摸信号的外部触摸表面730，和触摸屏内部部分720，其附接到显示器105。触摸屏内部部分720和触摸屏外部部分715由间隔710分离并由间隔件717保持分离。对于使用者输入，触摸屏705可用此项技术中众所周知的方式操作，例如使用者对另一触摸屏部分715上的触摸表面730施加压力，所述触摸屏部分715与触摸屏内部部分720接触并启动一电路，所述电路经配置以在被启动时发送信号。除了提供使用者输入功能性之外，触摸屏705可在触摸屏内部部分702中配置有光漫射材料731和/或在触摸屏外部部分715中配置有光漫射材料725。

图13B是具有漫射材料的触摸屏外部部分715和/或触摸屏内部部分720的实施例的侧视图。在这个实施例中，漫射材料是在上部层750a和下部层750b之间的漫射粘接剂751。漫射粘接剂751可为与填充物微粒751a相混合的粘接剂，所述填充物微粒751a用作用于散射光的散射中心。折射、反射或散射光的任何合适材料可用作填充物微粒751a。举例来说，填充物微粒751a可由例如(但不限于)以下聚合物的材料制成：聚苯乙烯硅石、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和空心聚合物微粒。在替代实施例中，漫射粘接剂751经配置而具有折射光的气泡。在其它实施例中，可使用不透明的非反射性微粒。上部750a和/或下部750b层可包含例如聚碳酸酯、丙烯酸和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的材料以及其它材料。图13C是包含漫射材料的触摸屏外部部分715和/或触摸屏内部部分720的另一实施例，其中漫射材料752并入形成触摸屏上部和/或下部部分715、720的层750中。图13D是漫射材料753在触摸屏705与空间光调制器105之间的实施例。举例来说，在图13D中，漫射材料753被涂覆在空间光调制器105的外表面754上。在这个实施例中，漫射材料753可被图案化在显示器105的外表面754上，其中漫射材料753在空间光调制器105的外表面754与触摸屏705之间。在某些实施例中，漫射材料753可旋涂(例如)到空间光调制器105的玻璃外表面上。在某些实施例中，漫射材料可包含与紫外线环氧树脂或热固环氧树脂混合的散射特征。当使用环氧树脂时，漫射材料753可为与环氧树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。

图14A展示包括触摸屏705的显示器800的实施例，触摸屏705具有附接到包括衬底的空间光调制器105的内部部分720和具有用于接收使用者输入的触摸屏表面730的外部部分715。间隔件717安置在内部部分720与外部部分715之间的间隙710中。显示器800还包括光源740，其经配置以将光719提供到触摸屏705，例如内部部分720、外部部分715或两者。在一个实施例中，触摸屏705可包括重新引导光719以使得光入射到空间光调制器105上的光学结构。在某些实施例中，所述光学结构包含在触摸屏705内的偏斜或倾斜表面。在某些实施例中，可使用全内反射(total internal reflection，TIR)元件。同样，在某些实施例中，所述光学元件包含微粒，所述微粒散射光以使得散射光的一部分入射到空间光调制器105上。在某些实施例中，触摸屏705的内部部分720中的材料745和/或触摸屏705的外部部分715中的材料735可包括磷光材料。这种磷光材料当由来自光源740的光719激发时发出光，从而将光直接提供到触摸屏705和空间光调制器105，光接着可被反射回到触摸屏705。

在图14B1和14B2中描绘的其它实施例中，具有触摸屏705的显示器800也可包括经轮廓化的光导向件。举例来说，在图14B1中，触摸屏705的内部部分720可包含具有经轮廓化(例如，带凹槽)表面765的板或层760a。此轮廓化表面765可包括复数个倾斜部分。此表面765可具有(例如)锯齿形状。接着可将透射性材料760b放置在表面765的轮廓或凹槽中以在板/层760a上形成大体上平坦的表面760c。光源740引导光719进入板或层760a中，在该处光719受光学导向。在板760a中传播的光反射离开表面765的倾斜部分并向空间光调制器105行进。在使用光导向板或层760a或任何其它合适的光导向件的实施例中，可将漫射体材料并入显示器800中的板760a上方或下方。举例来说，所述漫射材料可在触摸屏705的外部部分715内或在空间光调制器105的外表面754上。

在图14B2中描绘的替代实施例中，板或层760a可放置在触摸屏705与空间光调制器105之间。在这个实施例中，透射性材料760b(图14B1)没有放置在板760a的表面765上。而是，空气或真空占据板/层760a与触摸屏705之间的腔760c。

在图14C所示的另一实施例中，光源740的光719可被引导到触摸屏705的边缘内，且可经导引穿过触摸屏705的至少一部分，且触摸屏705可包含将此光重新引导向空间光调制器105的特征。举例来说，在图14C中，触摸屏705的内部部分720可并入微粒770，其使光散射向空间光调制器105。如图14D所示，内部部分720可为具有微粒770的多层，所述微粒770混合在上部层750a与下部层750b之间的粘接剂中。上部750a和/或下部750b层可包含例如聚碳酸酯、丙烯酸和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的材料或其它材料。在例如图14E中描绘的其它实施例中，将散射特征或微粒770涂覆在空间光调制器105的外表面754上。这些散射特征或微粒770可将光重新引导向干涉式调制器的可移动反射器，参见例如2004年3月5日申请的题为“Integrated Modulator Illumination”的美国专利申请案第10/794,825号，所述申请案以引用的方式并入本文。在这个实施例中，可将散射特征或微粒770图案化在显示器105的外表面754上，其中散射特征770在空间光调制器105的外表面754与触摸屏705之间。在某些实施例中，可将散射特征770旋涂到空间光调制器105的玻璃表面上。在某些实施例中，散射特征与紫外线环氧树脂或热固环氧树脂混合。当使用环氧树脂时，散射特征770可包含与环氧树脂混合的微粒，其中所述微粒用作散射中心以将光重新引导向干涉式调制器的镜面表面。

图15A是使用入射到有效反射器区域之间的无效区域上的光的显示器1100的一个实施例的代表。如本文使用，术语无效区域包括但不限于干涉式调制器的反射区域(例如，镜面)之间的空间。如本文使用，有效区域包括但不限于干涉式调制器的(例如)形成光学腔的反射区域(例如，镜面)。

参看图15A，显示器1100包括连接到空间光调制器105的外表面的膜1105。红1121、绿1122和蓝1123有效反射器区域展示为在空间光调制器105的底部上，且表示显示器1100的许多有效反射器区域(例如，光谐振腔)。第一空间1110分离红有效反射器区域1121与绿有效反射器区域1122，绿反射器区域1122通过第二空间1111与蓝有效反射器区域1123分离。空间1110和1111可在约2到10微米宽之间，且彼此相隔约125到254微米。类似地，膜1105中空间1110和1111中的重新引导光的光学特征可为约2到10微米宽，且彼此相隔约125到254微米。这些范围之外的尺寸也是可能的。

大体上，在没有膜1105时，入射到第一空间1110或第二空间1111的区域上的光可能不会到达有效反射器区域1121、1122、1123中的一者。为增加干涉式调制器1100的反射，可将入射到有效反射器区域之间的无效区域(例如，第一空间1110和第二空间1111)上的光重新引导到有效反射器区域1121、1122、1123中的一者。由于无效区域和有效反射器区域的位置是已知的，因此外部膜1105可经配置以将入射到无效区域1110、1111中的膜1105上的光1115重新引导回到有效反射器区域1121、1122、1123(例如，光学腔)中，如箭头1120所示。在某些实施例中，膜1105包括用以重新引导光的反射器。在某些实施例中，膜1105在空间1110、1111的区域中配置有定制的折射率以使光重新引导。在其它实施例中，膜1105可在空间1110、1111的区域中含有散射元件，使得至少一部分光被散射进入并落在有效反射器区域(例如，光学腔)上。

在图15B中描绘的替代实施例中，膜1105可放置在反射器区域1121、1122、1123上方，但在空间光调制器105的衬底下方。膜1105因此在空间光调制器105中。在这个实施例中，膜1105经配置以将入射到有效区域上但通常将进入无效区域的光1115重新引导到有效反射器区域1121、1122、1123，如箭头1120所示。

参看图16A到16H，说明外部膜的各种实施例。在图16A中，外部膜1205具有散射光的散射区1212。如图16A中描绘，这些散射光的散射区1212可插在不会散射光的区域1217之间。散射区1212可(例如)通过反射或折射来散射光。参看图16B，外部膜1205在包含较低折射率材料的矩阵或膜内具有较高折射率的区。这个实施例使用TIR来使重新引导光。举例来说，如果外部膜1205的具有高折射率的空间放置在干涉式调制器的有效区上，且具有低折射率的空间放置在干涉式调制器的无效区上，那么入射到外部膜1205的低折射区域上的正常将通过到达无效区域的一些光将被重新引导到干涉式调制器的有效区域。参看图16C，外部膜1205在外部膜的单个表面上可具有用作凹透镜的凹陷区1213。参看图16D，外部膜1205可在区1214中具有Fresnel透镜。在其它实施例中，全息或衍射光学元件可安置在区1214处。这些光学元件可散射或衍射光，且可用作(例如)具有负功率的透镜，其将入射到透镜上的光重新引导向有效区。参看图16E，外部膜1205可具有相对的斜面1215以使光在相反的方向上折射向不同的有效区。图16F展示具有经类似定向以便在相同方向上折射光的表面1215的外部膜1205。参看图16G，外部膜1205可具有一个或一个以上将光反射向有效区的反射斜面1216。同样完成外部膜1205处光的期望的重新引导的许多其它配置是可能的。

现参看图17，干涉式调制器1200可包括连接到空间光调制器105的外表面的外部膜1205，其中膜1205经配置以收集以较广角度范围入射的光，并将光以较窄角度范围引导到光调制元件上。在图17中，外部膜1205经配置而接收各种角度的入射光1206、1207，并使光大体上照准(由箭头1208、1209表示)且引导光朝向有效反射器1211。在某些实施例中，例如图17所示的实施例，外部膜1205包括使光大体上照准的照准元件1218。在某些实施例中，外部膜1205包括复数个非成像光学元件，例如复合抛物线集光器1218。非成像光学元件(例如复合抛物线集光器1218)使以一角度范围入射到外部膜1205上的光1206和1207中的至少某些光照准。光1208和1209的一部分接着以更垂直的角度离开复合抛物线集光器1218，并被引导向有效反射器1211。所述光1208和1209中的一些光接着由有效反射器1211反射并作为以一有限角度范围从显示器1200退出的光1210a和1210b而离开显示器1200。因此，膜1205具有有限的视野。在某些实施例中，光1210a和1210b中的至少某些光以与垂直于外部膜1205前表面的平面610成不大于约70度的圆锥角而离开显示器1200。在某些实施例中，所述圆锥角与垂直于外部膜1205前表面的平面610成不大于约65、60、55、50、45、40、35、30、25或20度。照准元件1205有效地限制装置1200的视野，因为光一般不会以大体上大于入射角的角度从显示器1200退出。因此，从法线测量的外部膜的视野可能为约70、65、60、55、50、45、40、35、30、35或20度，或更小。这些角度是半角。在这些范围之外的其它值也是可能的。

图18A到18C描绘显示器1300的另一实施例，其包括安置在空间光调制器105前部的光学膜1305。光学膜1305经配置以接收以较广角度范围入射的光，并将光以较窄角度范围引导到光调制元件上。光学膜1305还漫射光。在某些实施例中，光学膜1305经配置以漫射光，使得入射到漫射体元件上的光比入射光更照准地被引导到光调制元件。

在一个实施例中，光学膜1305包含全息漫射体。所述全息漫射体包含衍射特征，所述衍射特征经配置以操纵光(例如)在较窄角度范围中产生提高的强度分布。在另一实施例中，光学膜1305包括复数个非成像光学元件，例如复数个例如上文所述的复合抛物线集光器和光学膜1305的上部表面1340上的漫射材料薄层。在另一实施例中，光学膜1305包括在外表面1340上具有漫射材料膜的其它照准元件。

参看图18A，膜1305经配置以接收入射光1310。参看图18B，膜也经配置以大体上重新引导入射光1310(经大体重新引导的光由箭头1315表示)，所述光被引导到空间光调制器105内的有效反射器，朝向有效反射器的表面的法线。对于在+/-75度范围中的入射光，经重新引导的光可在+/-35度的范围中，其中所述角度是从法线测量的。在这个实施例中，经重新引导的光是大体上照准的。在某些实施例中，反射器可在空间光调制器105的底部部分处。参看图18C，从有效反射器反射的光1325进入膜1305的下部表面1330。膜1305经配置以在其下部表面1330处接收反射的镜面光，且所述光在从膜1305射出之前被漫射作为漫射光。在某些实施例中，所述光在其传播穿过膜1305时被漫射。在其它实施例中，所述光在膜1305的上部表面1340(或下部表面1330)处被漫射。在上述范围之外的其它配置或值也是可能的。

上述描述详细说明了本发明的某些实施例。然而将了解，无论以上所述在文中出现的详细程度如何，本发明都可用许多方式来实践。同样如上文所述，应注意，当描述本发明的某些特征或方面时，使用特定术语不应暗示所述术语在本文中被重新定义成限于包括本发明的与所述术语相关联的特征或方面的任何特定特征。

Claims

1.一种显示器，其包含：

一光调制阵列；和

一触摸屏，其安置在所述光调制阵列的前部，使得来自所述光调制阵列的光穿过所述触摸屏，所述触摸屏包括在来自所述光调制阵列的光传播穿过所述触摸屏时漫射所述光的漫射材料。

2.根据权利要求1所述的显示器，其中漫射材料包括散射特征，所述散射特征包含具有一第一折射率的至少部分光学透射性微粒，所述微粒嵌入在一具有一不同于所述第一折射率的第二折射率的矩阵中，使得入射到所述微粒上的光被折射。

3.根据权利要求1所述的显示器，其中所述漫射材料包括包含反射材料的散射特征。

4.根据权利要求1所述的显示器，其中所述漫射材料包括包含不透明非反射材料的散射特征。

5.根据权利要求1所述的显示器，其中所述漫射材料包括包含空气的散射特征。

6.根据权利要求1所述的显示器，其进一步包含一光源，所述光源相对于所述光调制阵列和所述触摸屏而定位，以将光提供到所述光调制阵列的至少一部分而不穿过所述触摸屏。

7.根据权利要求6所述的显示器，其中所述触摸屏包括一层，所述层将来自所述光源的光重新引导到所述光调制阵列。

8.根据权利要求1所述的显示器，其进一步包含：

一处理器，其与所述光调制阵列电连通，所述处理器经配置以处理图像数据；

一存储器装置，其与所述处理器电连通。

9.根据权利要求8所述的显示器，其进一步包含一驱动器电路，所述驱动器电路经配置以将至少一个信号发送到所述光调制阵列。

10.根据权利要求9所述的显示器，其进一步包含一控制器，所述控制器经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

11.根据权利要求8所述的显示器，其进一步包含一图像源模块，所述图像源模块经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。

12.根据权利要求11所述的显示器，其中所述图像源模块包含一接收器、收发器或发射器。

13.根据权利要求8所述的显示器，其进一步包含一输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。

14.根据权利要求1所述的显示器，其中所述光调制阵列包含复数个干涉式调制器。

15.一种制造一显示器的方法，所述方法包含：

形成一光调制阵列；和

形成一触摸屏，所述触摸屏安置在所述光调制阵列的前部，使得来自所述光调制阵列的光穿过所述触摸屏，所述触摸屏包括在来自所述光调制阵列的光传播穿过所述触摸屏时漫射所述光的漫射材料。

16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包含将一光源相对于所述光调制阵列和所述触摸屏而定位，以将光提供到所述光调制阵列的至少一部分而不穿过所述触摸屏。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述触摸屏包括一层，所述层将来自所述光源的光重新引导到所述光调制阵列。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述光调制阵列包含复数个干涉式调制器。

19.一种通过根据权利要求15到18中任一权利要求所述的方法形成的显示器。

20.一种显示器，其包含：

调制构件，其用于调制光；

接收构件，其用于接收一使用者经由触摸而产生的信号，所述信号接收构件安置在所述光调制构件的前部，使得来自所述光调制构件的光穿过所述信号接收构件；和

漫射构件，其用于在来自所述光调制构件的光传播穿过所述信号接收构件时漫射所述光。

21.根据权利要求20所述的显示器，其中所述光调制构件包含一光调制阵列。

22.根据权利要求21所述的显示器，其中所述光调制阵列包含复数个干涉式调制器。

23.根据权利要求21或22所述的显示器，其中所述信号接收构件包含一触摸屏。

24.根据权利要求23所述的显示器，其中所述漫射构件包含漫射材料，所述触摸屏包括所述漫射材料。

25.一种显示器，其包含：

一光调制阵列；

一触摸屏，其安置在所述光调制阵列的前部，使得来自所述光调制阵列的光穿过所述触摸屏；和

一光源，其位于所述光调制阵列与所述触摸屏之间，

其中所述触摸屏包括一层，所述层将来自所述光源的光重新引导到所述光调制阵列。

26.根据权利要求25所述的显示器，其中所述层包含散射元件。

27.根据权利要求25所述的显示器，其中所述层包含磷光材料。

28.根据权利要求25所述的显示器，其中所述层包含倾斜的反射性表面。

29.根据权利要求25所述的显示器，其中所述层包含一轮廓化结构。

30.根据权利要求29所述的显示器，其中所述轮廓化结构包含一锯齿反射性结构、一带凹槽反射性结构或复数个倾斜的反射性特征。

31.根据权利要求29所述的显示器，其中所述轮廓化结构经配置以经由全内反射或通过折射来重新引导光。

32.根据权利要求25所述的显示器，其进一步包含一位于所述触摸屏下方的高折射率区，所述高折射率区具有一高于所述层的折射率，使得光从所述层被全内反射。

33.根据权利要求25所述的显示器，其进一步包含：

一存储器装置，其与所述处理器电连通。

34.根据权利要求33所述的显示器，其进一步包含一驱动器电路，所述驱动器电路经配置以将至少一个信号发送到所述光调制阵列。

35.根据权利要求34所述的显示器，其进一步包含一控制器，所述控制器经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

36.根据权利要求33所述的显示器，其进一步包含一图像源模块，所述图像源模块经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。

37.根据权利要求36所述的显示器，其中所述图像源模块包含一接收器、收发器和发射器中的至少一者。

38.根据权利要求33所述的显示器，其进一步包含一输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。

39.根据权利要求25所述的显示器，其中所述光调制阵列包含复数个干涉式调制器。

40.一种制造一显示器的方法，所述方法包含：

形成一光调制阵列；

形成一触摸屏，所述触摸屏安置在所述光调制阵列的前部，使得来自所述光调制阵列的光穿过所述触摸屏；和

形成一光源，所述光源位于所述光调制阵列与所述触摸屏之间，

41.根据权利要求40所述的方法，其中所述层包含散射元件。

42.根据权利要求40所述的方法，其中所述层包含一个或一个以上倾斜的反射性表面。

43.根据权利要求40所述的方法，其中所述层包含磷光材料。

44.根据权利要求40所述的方法，其中所述层包含一全内反射性表面。

45.一种通过根据权利要求40到44中任一权利要求所述的方法形成的显示器。

46.一种显示器，其包含：

调制构件，其用于调制光；

接收构件，其用于从一使用者接收一触摸信号，所述信号接收构件安置在所述光调制构件的前部，使得来自所述光调制构件的光穿过所述信号接收构件；

产生构件，其用于产生光，所述光产生构件安置在所述光调制构件与所述信号接收构件之间；和

重新引导构件，其用于重新引导来自所述光产生构件的光离开所述信号接收构件并到达所述光调制构件。

47.根据权利要求46所述的显示器，其中所述光调制构件包含一光调制阵列。

48.根据权利要求47所述的显示器，其中所述光调制阵列包含复数个干涉式调制器。

49.根据权利要求46、47或48所述的显示器，其中所述信号接收构件包含一触摸屏。

50.根据权利要求46、47、48或49所述的显示器，其中所述光产生构件包含一光源。

51.根据权利要求50所述的显示器，其中所述光重新引导构件包含一层，所述层将来自所述光源的光重新引导到所述光调制阵列。