專利名稱：反射彩色顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反射彩色顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
反射顯示器期望用來在高環(huán)境光設(shè)置中觀看圖像。在高環(huán)境光中，反射顯示器由 于不需要能量來產(chǎn)生光，因此與發(fā)射或透射顯示器相比能夠節(jié)省電力。用顏料著色的紙是用于靜止圖像的優(yōu)良反射顯示器，根據(jù)顏料，該紙具有非常高 的反射率，并且不限于觀看角度。電子顯示器是可用的，電子顯示器可以使用反射光來顯示運(yùn)動(dòng)圖像。這些電子顯 示器是單色顯示器，或顯示顏色，但是與紙相比相對(duì)較暗。已知一些原理允許增加這些彩色 顯示器的亮度以接近紙的亮度，但是到目前為止證明很難實(shí)現(xiàn)。已知彩色反射顯示器的一些示例是反射液晶顯示器(在2003年6月10日公開 的US 6577364中公開了單色反射IXD)，電浸潤顯示器(參見2008年9月2日公開的US 7420549)以及基于干涉的光調(diào)制器陣列(參見1998年11月10日公開的US 5835255)?？梢酝ㄟ^對(duì)多于一個(gè)光顏色的反射的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)彩色反射顯示器。例如，紅、綠和藍(lán)(RGB)調(diào)制器可以用來實(shí)現(xiàn)彩色反射電子顯示。在白光調(diào)制器 (例如，反射單色LCD)上RGB濾色器可以按照像素布置在一起。不同的濾色器位于不同區(qū) 域上，以允許分別對(duì)顏色的反射進(jìn)行調(diào)制。然而，僅一個(gè)顏色透射過每個(gè)濾色器，從而大約 三分之二的光必須被濾色器吸收，從而導(dǎo)致較暗顯示?？梢允褂美鏤S7420M9中所公開的電浸潤顯示器或任何其他白或單色光調(diào)制 器來實(shí)現(xiàn)類似的結(jié)果。如US7420549所述，減色式濾色器(通常吸收RGB中的一個(gè)顏色，且透射兩種顏 色)可以彼此相鄰使用。這會(huì)將亮度增加達(dá)兩倍，但是導(dǎo)致顏色飽和度損失。電浸潤可以用來控制同一子像素區(qū)域上的兩種有色油墨以及減色濾色器，以提供 與具有并排RGB濾色器的顯示器的反射效率相比的改進(jìn)。因此，在2003年8月觀日公開 的W003071347A的情況下，反射效率粗略為具有RGB濾色器的顯示的反射效率的二倍，而不 會(huì)損失顏色飽和度。在于2008年4月15日公開的US7359108的情況下，原則上，反射效率(顯示亮 度)不再受限于顏色的使用，這是因?yàn)樵谕蛔酉袼貐^(qū)域上使用三種減色油墨。然而，這種 構(gòu)思很難實(shí)現(xiàn)，并且由于像素和襯底的相對(duì)尺寸而受到視差問題的影響。在2008年10月16日公開的W02008/122921A1關(guān)注用作反射顯示器的一部分的 結(jié)構(gòu)，以將光從必須始終吸收的像素區(qū)域定向至用于調(diào)制入射光的像素區(qū)域。這不會(huì)影響 傳統(tǒng)彩色反射顯示器的亮度損失的主要機(jī)制，其中，在顯示平面上分布有色子像素。W02005/1M404提出了一種可以在反射顯示面板或太陽能板中使用的布置。該布 置包括濾色光學(xué)結(jié)構(gòu)，分離顯示器前面的環(huán)境光，并且將正確顏色的光定向至相應(yīng)和像素集合。
US6064452提出了一種使用衍射光柵用于濾色的透射液晶顯示器。衍射光柵將紅、 綠和藍(lán)光分量直接或者經(jīng)由透鏡屏幕分別定向至顯示器的紅、綠和藍(lán)像素。US6104446提出了一種透射液晶顯示器。微棱鏡分色板將白光分離，并且將紅、綠 和藍(lán)分量定向至顯示器的紅、綠和藍(lán)像素。US2007/(^68^6A1提出了一種透射液晶顯示器。背光具備例如衍射光柵形式的分 色片。透鏡片對(duì)來自光柵的光進(jìn)行聚焦，使得將紅、綠和藍(lán)分量定向至顯示器的紅、綠和藍(lán)像素。US6122465提出了一種使用全息圖作為濾色器的反射液晶顯示器。環(huán)境光被轉(zhuǎn)換 成平行光，然后全息圖將紅、綠和藍(lán)分量分別定向至液晶顯示器的紅、綠和藍(lán)像素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面提供了一種反射彩色顯示設(shè)備，包括包括反射光調(diào)制像素的 顯示裝置；以及被布置為將多種顏色的光分別集中在多個(gè)集合的像素上的光學(xué)結(jié)構(gòu)；其 中，顯示裝置包括具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的浮雕結(jié)構(gòu)(relief structure) 0傳感器裝置可以包括光敏像素；并且光學(xué)結(jié)構(gòu)被布置為將多種顏色的光分別集中 在多個(gè)集合的像素上。每個(gè)像素可以與光學(xué)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，子結(jié)構(gòu)將朝著像素傳播的可見光 譜的第一部分中的光傳遞至光調(diào)制區(qū)域，并且將朝著像素傳播的可見光譜的第二部分中的 光重新定向至其他像素。 其他像素可以是緊鄰的像素?？梢姽庾V的第一部分可以包括至少一個(gè)原色，并且可見光譜的第二部分包括至少 一個(gè)其他原色。此外，結(jié)構(gòu)可以被布置為分別將朝著像素中第一和第二像素傳播的第一和第二顏 色的光傳遞至第一和第二像素，并且分別將朝著第一和第二像素傳播的第二和第一顏色的 光重新定向至第二和第一像素。第一顏色可以包括第一原色，第二顏色可以包括第二和第三原色。第一和第二像素可以沿著至少一個(gè)方向交替。所述子結(jié)構(gòu)可以包括第一、第二和第三集合，分別傳遞紅色、綠色和藍(lán)色，并且重 新定向其他顏色。所述結(jié)構(gòu)可以包括反射濾色器。所述設(shè)備可以包括置于所述結(jié)構(gòu)的至少一側(cè)上的折射率高于空氣的介質(zhì)。附加或備選地，所述結(jié)構(gòu)可以置于不同折射率的介質(zhì)之間。濾色器可以包括干涉結(jié)構(gòu)。備選地，濾色器可以包括衍射結(jié)構(gòu)。備選地，濾色器可 以包括色散介質(zhì)(dispersive medium)。所述結(jié)構(gòu)還可以包括清除吸收濾色器。在上述定義的任何設(shè)備中，與像素相關(guān)聯(lián)的子結(jié)構(gòu)可以包含第一和第二流體，彼 此之間具有不同光學(xué)特性；以及控制系統(tǒng)，用于將第一和第二流體中的一個(gè)或另一個(gè)置于 朝著像素傳播的光的光學(xué)路徑中。在上述定義的任何設(shè)備中，備選地，與像素相關(guān)聯(lián)的子結(jié)構(gòu)可以包含流體，具有彼此具有不同光學(xué)特性的第一和第二分散物質(zhì)；以及控制系統(tǒng)，用于將第一和第二分散物 質(zhì)中的一個(gè)或另一個(gè)置于朝著像素傳播的光的光學(xué)路徑中。在上述定義的任何設(shè)備中，備選地，與像素相關(guān)聯(lián)的子結(jié)構(gòu)可以包含液晶材料， 被布置在朝著像素傳播的光的光學(xué)路徑中，并且可在彼此具有不同光學(xué)特性的第一和第二 分散狀態(tài)之間切換。在上述定義的任何設(shè)備中，備選地，與像素相關(guān)聯(lián)的子結(jié)構(gòu)可以包含微機(jī)電 (MEM)系統(tǒng)，被布置在朝著像素傳播的光的光學(xué)路徑中，并且可在彼此具有不同光學(xué)特性的 第一和第二狀態(tài)之間切換。增加彩色反射顯示器的亮度是可能的，其中，針對(duì)不同顏色的光的調(diào)制區(qū)域(例 如，紅、綠和藍(lán)子像素調(diào)制器)在相同平面中。彩色反射顯示器的總反射率和對(duì)比度可以與 用作彩色反射顯示器一部分的單色光調(diào)制器的總反射率和對(duì)比度相等。與傳統(tǒng)反射顯示器相比，可以增加亮度，而不會(huì)在不同顏色的光調(diào)制器之間引入 視差。這優(yōu)于調(diào)制器(例如，黃、青、品紅)被堆疊布置的減色系統(tǒng)。結(jié)合附圖，考慮本發(fā)明的以下詳細(xì)描述，將更容易理解本發(fā)明的上述和其他目的、 特征和優(yōu)點(diǎn)。


參照附圖，通過示例進(jìn)一步描述本發(fā)明，在附圖中圖1示出了 二色顯示器；圖2示出了使用拋物面反射器的二色顯示器；圖3示出了具有交疊六邊形集光器的顯示器中的子像素的重復(fù)單元；圖4示出了從平行于集光器的每一端的兩個(gè)邊緣的方向觀察到的圖3的集光器；圖5示出了具有圖3的集光器的顯示器中所有三個(gè)反射濾色器的上邊緣的布置；圖6示出了另一顯示器的子像素的兩個(gè)視圖；圖7示出了具有圖6的子像素的顯示器的濾色器的布置；圖8示出了圖6的子像素的另一側(cè)視圖；圖9示出了具有添加的反射垂直表面的圖6子像素的側(cè)視圖；圖10示出了另一顯示器的子像素；圖11示出了當(dāng)光學(xué)結(jié)構(gòu)嵌入在高折射率介質(zhì)中時(shí)觀看自由度的增加；圖12(a)示出了具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的結(jié)構(gòu)；圖12(b)示出了包含了圖12(a)的結(jié)構(gòu)的二色顯示器；圖12(c)和(d)示出了圖12(a)的結(jié)構(gòu)的兩種操作狀態(tài)；圖13(a)示出了具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的另一結(jié)構(gòu)；圖13(b)示出了具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的另一結(jié)構(gòu)；圖14示出了具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的另一結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式示例1 二色顯示器彩色反射顯示器包括光學(xué)結(jié)構(gòu)和子像素光調(diào)制器陣列。光學(xué)結(jié)構(gòu)將不同顏色的光集中到不同子像素調(diào)制器中。在傳統(tǒng)三色反射顯示器中，僅可以反射總?cè)肷涔獾拇蠹s三分之一，因?yàn)樵诿總€(gè)濾 色器處損失三分之二的光。例如，在紅透射濾色器處吸收綠和藍(lán)光。使用本發(fā)明的顯示器， 通過將不同顏色的光集中到不同子像素中來增加亮度。綠和藍(lán)光不會(huì)到達(dá)紅調(diào)制區(qū)域，并 因此不需要由紅透射濾色器來吸收綠和藍(lán)光。圖1示出了二色顯示器。點(diǎn)線101表示反射綠光并透射紅光和藍(lán)光(品紅)的濾 色器。虛線102表示透射綠光且反射品紅光的濾色器。這是顯示器的截面圖，對(duì)于二維上 的顯示器，濾色器延長到頁面一定的距離。如所示反射光調(diào)制子像素103(例如，平面子像 素)位于濾色器之下。示出了針對(duì)綠光(104)和品紅光(10 的示例路徑。圖1的濾色器101、102 —同形成被布置為將多種顏色的光集中到多個(gè)集合的像素 上的光學(xué)結(jié)構(gòu)。在圖1的示例中，存在兩個(gè)像素集合，即，綠像素集合和品紅像素集合，但是 本發(fā)明不限于綠像素集合和品紅像素集合，并且也不限于兩個(gè)像素集合。反射綠光的濾色 器將綠光定向到綠像素集合的像素上，反射品紅光的濾色器將品紅光定向到品紅像素集合 的像素上。此外，可選地，圖1的顯示器中的每個(gè)像素與光學(xué)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，子結(jié) 構(gòu)傳遞朝著像素傳播的可見光譜的第一部分中的光，并且將朝著像素傳播的可見光譜的第 二部分中的光重新定向至其他像素，可選地朝著緊鄰的像素重新定向。作為示例考慮圖1 中標(biāo)記為109的像素。這是綠像素，并且與濾色器102所限定的子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，濾色器102 透射綠光并反射品紅光。因此，如路徑104所示，朝著像素109傳播的綠光由與該像素109 相關(guān)聯(lián)的子結(jié)構(gòu)傳遞，但是如路徑105所示，朝著像素109傳播的品紅光由于該像素109相 關(guān)聯(lián)的子結(jié)構(gòu)反射，并且朝著另一像素(可選地，同樣如路徑105所示的鄰近像素)重新定 向，另一像素是品紅像素。由于濾色器的重新布置，因此僅綠光到達(dá)區(qū)域106中的子像素109。然而，將該綠 光集中到整個(gè)區(qū)域107中的區(qū)域106，區(qū)域107相當(dāng)大。事實(shí)上，該示例可以被布置為，使得 在使用不同顏色的子像素時(shí)實(shí)質(zhì)上不會(huì)丟失亮度，并且當(dāng)在軸上觀看時(shí)二色顯示器實(shí)質(zhì)上 具有光調(diào)制器103的全對(duì)比度。在圖1的示例中，顯示器是具有綠像素和品紅像素的二色顯示器。然而，本發(fā)明不 限于此?？蛇x地，顯示器具有光學(xué)結(jié)構(gòu)，使得顯示器中的每個(gè)像素與光學(xué)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)子結(jié)構(gòu) 相關(guān)聯(lián)，子結(jié)構(gòu)將朝著像素傳播的可見光譜的第一部分中的光傳遞至光調(diào)制區(qū)域，并且將 朝著像素傳播的可見光譜的第二部分中的光重新定向至其他像素，其中可見光譜的第一部 分包括至少一個(gè)原色，可見光譜的第二部分包括至少一個(gè)其他原色。此外，為了確保盡可能高效地入射光，顯示器可選地可以具有光學(xué)結(jié)構(gòu)，該光學(xué)結(jié) 構(gòu)被布置為分別將朝著第一和第二像素傳播的第一和第二顏色的光分別傳遞至第一和第 二像素，并且分別將朝著第一和第二像素傳播的第一和第二顏色的光重新定向至第二和第 一像素。因此，在圖1的示例中，由濾色器101、102定義的光學(xué)結(jié)構(gòu)被布置為將朝著綠像素 傳播的綠光傳遞至綠像素，將朝著品紅像素傳播的品紅光傳遞至品紅像素，將朝著品紅像 素傳播的綠光重新定向至綠像素，以及將朝著綠像素傳播的品紅光傳遞重新定向至品紅像可選地，第一顏色包括第一原色，第二顏色包括第二和第三原色，在圖1的顯示器中，例如，濾色器101表示反射綠光且透射紅和藍(lán)(品紅)光的濾色器，虛線102表示透射 綠光且反射紅和藍(lán)(品紅)光的濾色器。這提供了全彩色顯示器。在另一示例中，顯示器可以具有光學(xué)結(jié)構(gòu)，使得子結(jié)構(gòu)包括分別傳遞紅色、綠色和 藍(lán)色且重新定向其他顏色的第一、第二和第三集合。這還提供了全彩色顯示器(即，RGB顯 不器)O反射濾色器例如可以是平面介電干涉濾色器或較大尺寸光子晶體。光調(diào)制器可以 是電泳或電浸潤顯示單元，或任何其他反射光調(diào)制器。在該示例的一個(gè)版本中，標(biāo)記為108的角度是70°，調(diào)制器103是所有波長在其 白狀態(tài)下的可見光鏡面反射器。濾色器被之上或之下的空氣或較高折射率介質(zhì)包圍。(如 果是較高折射率介質(zhì)，則濾色器與系統(tǒng)外空氣之間的界面平行于顯示器平面)根據(jù)幾何光 學(xué)，垂直于顯示器平面入射的所有光垂直于顯示器反射。即，由于濾色器的布置和光學(xué)特 性，不存在顯示器的反射損失，因?yàn)榭梢栽诓煌瑓^(qū)域調(diào)制不同顏色的光。圖2是與圖1實(shí)質(zhì)上相同的系統(tǒng)，但是濾色器是拋物面反射器的形狀而不是平 面的。如果如下布置，對(duì)于該系統(tǒng)二色布置獲得30°的接收角。拋物面的焦距使得拋物 面反射濾色器201的焦點(diǎn)在點(diǎn)202處，等等；濾色器Q03)的高度是子像素的5. 2倍；并 且拋物面反射器在該高度下與顯示平面成直角。該信息可以根據(jù)在‘High Collection NonimagingOptics' ,Welford and Winston, Academic Press 1989, pages 55to 62 中發(fā)現(xiàn) 的針對(duì)這種類型的集光器(復(fù)合拋物面集光器)的設(shè)計(jì)原理來計(jì)算。該二色顯示器由于一直到接收角使用調(diào)制器的顏色和全對(duì)比度而沒有亮度損失， 然后對(duì)比度為零?？梢允褂冕槍?duì)該設(shè)計(jì)的修改，在性能上低于該設(shè)計(jì)但是更容易生產(chǎn)。例如，可以降 低濾色器的高度，并不會(huì)由于該集中比(長度107除以長度106)而對(duì)集光器的效率有顯著 影響。三維復(fù)合拋物面反射器可以用于三色顯示器，盡管這些反射器不能像二維反射器一 樣理想地進(jìn)行集中。示例2 交疊六邊形集光器在圖3、4和5中示出了該示例。該顯示器的每個(gè)子像素由六邊形集光器(301)和 光調(diào)制器(30 組成；六邊形集光器的每個(gè)面是反射一個(gè)顏色(例如，紅)、透射另外兩種 顏色(例如，綠、藍(lán))的光的濾色器。光調(diào)制器控制從顯示器反射回一個(gè)顏色的集中光的多 少。集光器(301)的大端是規(guī)則六邊形，其中該六邊形的邊是小端和調(diào)制器(302)的邊的 二倍，小端和調(diào)制器(302)同樣為規(guī)則六邊形，與調(diào)制器的大端同軸。在圖4中示出了集光 器G01)的側(cè)視圖。讓圖3的集光器按照包含三個(gè)集光器集合的陣列來布置，一個(gè)集合僅反射紅光， 一個(gè)集合反射綠光，一個(gè)集合反射藍(lán)光，其中透射所有非反射光。在圖2中示出了該陣列的 布置。示出了不同集光器的大端的邊，為了清楚起見省略了其他邊緣。不同風(fēng)格的線可以 指示反射不同顏色的集光器的邊緣。例如，細(xì)實(shí)線可以指示紅反射集光器的上邊緣，虛線可 以指示綠反射集光器的上邊緣，點(diǎn)線可以指示藍(lán)反射集光器的上邊緣。在圖中沒有示出集 光器的小端的六邊形，因此光調(diào)制器嵌合(tessellate)。設(shè)圖4的角度為70°?，F(xiàn)在設(shè)光與集光器垂直入射，并且調(diào)制器(30 在其白狀 態(tài)下是鏡面反射器。同樣，根據(jù)幾何光學(xué)，集中顏色的所有光到達(dá)調(diào)制器，并且在調(diào)制器的白狀態(tài)下沿著法線方向由該調(diào)制器反射返回。因此，具有圖5的交疊顏色集光器的顯示器能夠反射垂直入射其上的所有光，而 同時(shí)將白光分成要在不同區(qū)域調(diào)制的三種不同顏色。示例3 伸長的角錐棱鏡反射濾色器可以按照被稱作伸長的角錐棱鏡的圖案來布置。圖6示出了使用這種 布置的顯示器的子像素。601是從側(cè)面看的濾色器布置，602是針對(duì)紅、綠和藍(lán)之一的調(diào)制 器，這取決于濾色器601的特性。603是從上看的子像素；僅濾色器布置是可見的，在包含 調(diào)制器的平面上覆蓋六邊形面積。長度604等于長度605。在該示例中，濾色器透射三種顏色之一(例如，紅色)，而反射其他兩種顏色(例 如，綠色、藍(lán)色)。濾色器可以以圖7的圖案來布置，其中對(duì)角陰影區(qū)域僅透射紅色、垂直陰 影區(qū)域僅透射綠色，方形區(qū)域僅透射藍(lán)色；所有未透射的光從濾色器鏡面反射。圖8示出了圖6所示子像素的另一側(cè)視圖。如果角度801是80°，則仿真顯示例 如所有紅光垂直顯示平面入射，到達(dá)圖7的紅光透射伸長角錐棱鏡下面的六邊形調(diào)制器。圖9示出了相同的子像素，但是具有附加垂直表面。這些表面反射白光。如果在圖7的布置中使用圖9的子像素，并且角度901為80°，則仿真顯示，與法 線成至少達(dá)20°入射的所有光被透射至六邊形調(diào)制器(所有紅光在紅光透射濾色器之下， 等等)，并且再次被反射離開。因此，使用以這些角度到達(dá)顯示器的所有光，相對(duì)于傳統(tǒng)彩色 反射顯示器增加了亮度，在傳統(tǒng)彩色反射顯示器中，在每個(gè)子像素處吸收了三分之二的光。如果不使用圖9的垂直反射墻，并且調(diào)制器對(duì)白光進(jìn)行調(diào)制，可以在調(diào)制器上使 用附加濾色器，以避免藍(lán)或綠光被設(shè)計(jì)為調(diào)制紅光的子像素調(diào)制。這對(duì)于以下示例4也是 適合的。示例4 六棱錐類似于示例3的顯示器可以根據(jù)圖10的重復(fù)單元來構(gòu)造，其中，1001是一個(gè)子像 素的濾色器的布置，1002是針對(duì)子像素的六邊形光調(diào)制器。長度1003是長度1004的二倍。這些示例是示出了顯示器的原理的簡單示例。存在更多可能性，例如，使用曲面以 及具有不同面數(shù)的子像素結(jié)構(gòu)。作為另一變型，濾色器的布置可以嵌入在高折射率介質(zhì)(例如，聚合物)中。在濾 色器被空氣包圍時(shí)示例針對(duì)特定角度范圍工作的情況下，在濾色器嵌入到高折射率材料中 (例如，濾色器上表面平行于顯示器的平面，其下表面在光調(diào)制器處)時(shí)示例針對(duì)更大角度 范圍工作。圖11示出了這一點(diǎn)。利用濾色器1101和光調(diào)制器1102建立二色顯示器。光線1103與法線成角度1104 入射到顯示器?，F(xiàn)在濾色器嵌入在另一介質(zhì)1105中；例如，玻璃或聚合物。如果介質(zhì)內(nèi)的 角度是同一角度(1104)，則外部角度1106比光學(xué)結(jié)構(gòu)在空氣中時(shí)更大。例如，如果光以0和30°之間的角度1104入射(或反射)被認(rèn)為獲得可接受的性 能，則如果濾色器嵌入在折射率1. 6的介質(zhì)1105中，則使用斯涅爾定律，在系統(tǒng)外的可接受 角度的新范圍應(yīng)當(dāng)是0到53°。也可以僅在濾色器布置之上或僅在濾色器布置之下使用高折射率介質(zhì)，使得濾色 器置于不同折射率的介質(zhì)之間。例如，示例1(第三頁)和圖1的濾色器位于與光調(diào)制器光 學(xué)接觸的玻璃或聚合物三角棱鏡的陣列上。
光調(diào)制器可以在其反射狀態(tài)下進(jìn)行散射，這可以改變不同觀看角度下顯示器的反 射性?？梢赃m當(dāng)選擇散射的強(qiáng)度。備選地，光調(diào)制器具有不并行于顯示器的平面的平面反 射表面，或者一個(gè)以上角度的反射表面?，F(xiàn)在參照?qǐng)D12(a)至12(d)描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示器。參照二色顯示 器描述該實(shí)施例，具體地參照如圖1所示的綠-品紅顯示器，但是該實(shí)施例不限于此。圖12(a)示出了具有可重新配置內(nèi)容的用于對(duì)光進(jìn)行調(diào)制的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的操作 原理在于，該結(jié)構(gòu)包含彼此具有不同光學(xué)屬性的兩種流體，例如，兩種液體，使得可以將流 體中的一個(gè)或另一個(gè)放入光路中。在圖12(a)的結(jié)構(gòu)中，反射濾色器(1201)形成包圍兩種不能混合的流體(1202和 1203)(例如，兩種不能混合的液體)的浮雕結(jié)構(gòu)的一部分。1204是包圍結(jié)構(gòu)的基底。這些流 體之一(1202)在預(yù)期工作波長范圍上反射光，例如，在整個(gè)可見光譜上，另一流體(1203) 在預(yù)期工作波長范圍上吸收光，例如，在整個(gè)可見光譜上。例如，可以通過使得流體1202、 1203中的至少一個(gè)作為極性流體并且利用包圍結(jié)構(gòu)內(nèi)部的靜電電荷，在包圍結(jié)構(gòu)內(nèi)移動(dòng)這 些液體，以產(chǎn)生該結(jié)構(gòu)的不同的總反射率。例如，在所示的布置中，反射液體1202直接位于 濾色器1201之下，子像素應(yīng)當(dāng)是最大反射子像素。然而，如果吸收液體1203覆蓋濾色器 1201下側(cè)，則子像素是最大吸收子像素。用于反射液體1202的適合液體例如包括水銀或無色離子液體(例如，在水中溶解 的氯化鉀(KCI))，包含散布其中的散射微粒(例如，二氧化鈦，TiO2)。用于吸收液體1203 的適合液體例如包括油，包含光吸收染料。圖12(b)示出了包含如圖12(a)所示的結(jié)構(gòu)的顯示器，在該示例中是二色顯示器。 該顯示器在許多方式上類似于圖1的顯示器，具有透射綠光且反射品紅光的濾色器1201’ 的結(jié)構(gòu)與具有反射綠光且透射品紅光的濾色器1201的結(jié)構(gòu)交替。(事實(shí)上，這些結(jié)構(gòu)按照 二維陣列布置，具有透射綠光且反射品紅光的濾色器1201’的結(jié)構(gòu)與具有反射綠光且透射 品紅光的濾色器1201的結(jié)構(gòu)沿著行和列方向交替。)在圖12(c)和12(b)中更詳細(xì)示出了圖12(a)的結(jié)構(gòu)的操作。這些圖示出了具有 透射綠光且反射品紅光的濾色器1201’的結(jié)構(gòu)的操作。圖12(c)示出了當(dāng)反射液體1202直接位于濾色器1201’之下時(shí)的結(jié)構(gòu)。濾色器 1201’傳遞朝著像素傳播的可見光譜的第一部分中的光，并且將可見光譜的第二部分中的 光重新定向至鄰域結(jié)構(gòu)。在圖12(c)的特定示例中，如光線路徑1210所示，入射在結(jié)構(gòu)上的 綠光透射通過濾色器，在濾色器1201’的內(nèi)表面與反射液體1202之間的界面處經(jīng)歷反射， 然后通過濾色器1201’透射返回。根據(jù)光線路徑1210的入射角，反射的綠光可以從顯示器 直接發(fā)射，或者可以在經(jīng)歷具有反射綠光且透射品紅光的濾色器的鄰近結(jié)構(gòu)反射之后，從 顯示器發(fā)射。圖12(d)示出了當(dāng)吸收液體1203直接置于濾色器1201’之下時(shí)的結(jié)構(gòu)。如光線 路徑1210’所示，入射在結(jié)構(gòu)上的綠光透射通過濾色器，但是然后被吸收液體1203吸收，使 得沒有(或少量)綠光被結(jié)構(gòu)反射。因此，可以通過控制反射液體1202或吸收液體1203 直接位于濾色器1201’之下，來控制由結(jié)構(gòu)所反射的綠光的強(qiáng)度。如光線路徑1211所示，入射在結(jié)構(gòu)上的品紅光由濾色器的外表面反射，而不管反 射液體1202或吸收液體1203是否直接在濾色器1201，之下。
具有反射綠光且透射品紅光的濾色器1201的結(jié)構(gòu)以類似方式進(jìn)行操作，可以通 過控制反射液體1202或吸收液體1203直接位于濾色器1201之下，來控制結(jié)構(gòu)所反射的品 紅光的強(qiáng)度，并且綠光由濾色器1201的外表面反射，而不管反射液體1202或吸收液體1203 是否直接在濾色器1201之下。因此，在圖12(b)的顯示器中，由具有反射綠光且透射品紅光的濾色器1201的 結(jié)構(gòu)反射的綠光不會(huì)如圖1所示通過鄰近結(jié)構(gòu)傳遞，而是代替地通過鄰近結(jié)構(gòu)的濾色器 1201’傳遞(該濾色器1201’透射綠光且反射品紅光)，然后或者在濾色器1201’的內(nèi)表面 與反射液體1202之間的界面處經(jīng)歷反射(如參照?qǐng)D12(c)所述)，或者被吸收液體1203 吸收(如參照?qǐng)D12(d)所述)。光線路徑1208和1209說明入射在具有反射綠光且透射品 紅光的濾色器1201的結(jié)構(gòu)上的綠光的路徑。相反，由具有反射品紅光且透射綠光的濾色器 1201’的結(jié)構(gòu)反射的品紅光不會(huì)如圖1所示通過鄰近結(jié)構(gòu)傳遞，而是代替地通過鄰近結(jié)構(gòu) 的濾色器1201(透射品紅光且反射綠光)傳遞，然后或者濾色器1201的內(nèi)表面與反射液體 1202之間的界面處經(jīng)歷反射，或者被吸收液體1203吸收。因此，在圖12(b)的顯示器中，該結(jié)構(gòu)再次用于將多種顏色的光集中在來自多個(gè) 集合的相應(yīng)集合的像素上。在圖12(b)的示例中，具有透射綠光且反射品紅光的濾色器 1201’的結(jié)構(gòu)用作綠像素集合，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)對(duì)顯示器所反射的綠光的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，而具 有透射品紅光且反射綠光的濾色器1201的結(jié)構(gòu)用作品紅像素集合，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)對(duì)顯示 器所反射的品紅光的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制。如圖12(b)所示，一個(gè)像素的收集區(qū)域的范圍1207大 于像素的范圍1206。在圖12(a)至12(d)的實(shí)施例中，在濾色器1201、1201，的內(nèi)表面處調(diào)制(吸收) 光，因此濾色器1201、1201，用作光調(diào)制區(qū)。因此不需要圖1的調(diào)制器103。在濾色器1201、 1201’處執(zhí)行吸收(調(diào)制)而不是在如圖1的顯示器的后平面處執(zhí)行吸收，極大地降低了用 于顯示器的黑狀態(tài)的亮度級(jí)，并因此將顯示器的對(duì)比度增大達(dá)20倍以上。應(yīng)當(dāng)注意，如圖1的實(shí)施例，圖12(b)的顯示器中的光調(diào)制在(顯示器的平面中 的)相同區(qū)域上發(fā)生，使得觀看圖1的顯示器的觀看者和觀看圖12(b)的顯示器的觀看者 在每種情況下看到像素矩陣，其中每個(gè)像素與結(jié)構(gòu)之一相對(duì)應(yīng)。該結(jié)構(gòu)包括如圖12(a)示意性示為1212的控制系統(tǒng)，用于控制第一和第二流體中 的一個(gè)或另一個(gè)成為朝著像素傳播的光的光路?？刂葡到y(tǒng)控制反射液體1202或吸收液體 1203直接位于濾色器1201之下，并且例如包括電極和電壓源(未示出)，電極和電壓源允 許相互無關(guān)地對(duì)濾色器1201、1201，和基底1204進(jìn)行充電；這在液體1202/1203是離子液 體的情況下是適合的。例如，液體1202可以是離子反射液體(例如，溶解于水中的KCI)并 且包含光散射微粒(例如，TiO2微粒)，液體1203可以是黑色疏水液體，例如，包含吸收染 料的油。如果對(duì)結(jié)構(gòu)的濾色器進(jìn)行充電，但是不對(duì)基底1204進(jìn)行充電，則如12(c)所 示離子反射液體將覆蓋濾色器的內(nèi)表面，并且黑色疏水液體將由離子反射液體代替，使得 與基底1204鄰近。如果對(duì)基底1204進(jìn)行充電，但是不對(duì)濾色器進(jìn)行充電，則如圖12(d)所 示離子反射液體移動(dòng)以覆蓋基底，并且黑色疏水液體位移至特征的上部區(qū)域，使得鄰近濾 色器的內(nèi)表面。這種類型的調(diào)制器布置允許圖12(b)的顯示器與例如圖1的顯示器相比在更大角 范圍上保持高對(duì)比度。因?yàn)楦鶕?jù)角度108，存在一些不會(huì)到達(dá)圖1的平面調(diào)制器103的光線
10路徑，這些光線被反射濾色器101或102反射返回而離開系統(tǒng)。然而，如果光調(diào)制發(fā)生在三 角結(jié)構(gòu)內(nèi)部，如在圖12(a)和12(b)中，仍可以對(duì)沿著這些路徑中的一些路徑傳播的光進(jìn)行 調(diào)制。圖13(a)示出了具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的另一結(jié)構(gòu)。圖13(a)的結(jié) 構(gòu)的操作原理通常類似于圖12(a)的結(jié)構(gòu)的操作原理，該結(jié)構(gòu)包含不同光學(xué)特性的兩種流 體，例如，兩種液體，使得可以將流體中的一個(gè)或另一個(gè)放入光路中。液體(流體)在光透射板1301和基底1304所限定的外殼(enclosure)中，基底 1304可以是光透射的也可以不是光透射的。該結(jié)構(gòu)包含兩種液體，無色(即，光透射)離 子液體1303(例如，溶解于水中的KCI)和黑色(光吸收)疏水液體302(例如，包含光吸收 染料的油)。在外殼中提供一個(gè)或多個(gè)內(nèi)表面1305，液體被限制在內(nèi)表面1305與光透射板 1301和基底1304的內(nèi)表面之間。內(nèi)表面1305也是或者也具備與離子液體1303接觸的電 極，將離子液體電連接至地。該結(jié)構(gòu)具備用于對(duì)板1301和基底1304彼此無關(guān)地進(jìn)行充電的電極(未示出)。 例如，板1301和基底1304可以由透明導(dǎo)體制成、被電絕緣層覆蓋、并且具有與液體接觸的 疏水表面。當(dāng)在該表面與另一表面之間施加電壓時(shí)，表面開始被充電，并且變得親水。備選 地，可以在板1301的內(nèi)表面上提供分開的透明電極。如果對(duì)板1301進(jìn)行充電，則離子無色液體1303覆蓋板的內(nèi)表面，黑色疏水液體 1302隱藏在表面1305之下(如圖13(a)所示)。在表面1305是光反射表面的實(shí)施例中， 結(jié)構(gòu)反射白光。然而，如果對(duì)基底1304進(jìn)行充電，而不對(duì)板1301進(jìn)行充電，則無色離子液 體移動(dòng)以鄰近基底1304，并且黑色疏水液體移至特征的上部區(qū)域，并且通過板1301可見。 現(xiàn)在結(jié)構(gòu)吸收入射在板1301上的光。因此，對(duì)于圖12(a)的結(jié)構(gòu)，可以通過對(duì)板1301或基 底1304進(jìn)行充電來重新定位液體1302、1303，從而實(shí)現(xiàn)光調(diào)制。在該實(shí)施例的修改中，表面1305可以是透明的，并且基底1304可以是反射式的。 當(dāng)無色離子液體1303覆蓋板的內(nèi)表面時(shí)，入射在板1301上的光透射通過表面1305，并且被 基底1304反射返回而離開結(jié)構(gòu)。對(duì)于圖12(a)的結(jié)構(gòu)，在表面1301處執(zhí)行吸收(調(diào)制)，而不是在后表面執(zhí)行吸 收，這極大地降低了用于顯示器的黑狀態(tài)的亮度級(jí)，因此，可以將其對(duì)比度增大達(dá)20倍以上。為了獲得彩色顯示器，可以在光透射板1301上提供濾色器，使得該結(jié)構(gòu)可以對(duì)一 個(gè)波長范圍的光進(jìn)行調(diào)制(例如，一個(gè)原色)，而將其他波長(例如，其他原色)傳遞至鄰近 結(jié)構(gòu)以進(jìn)行調(diào)制，或者，如果已經(jīng)在附近特征處被調(diào)制，則傳遞至觀看者。例如，可以通過提 供具有透射綠光且反射品紅光的濾色器的圖13(a)的一些結(jié)構(gòu)，并且與具有透射品紅光且 反射綠光的濾色器的結(jié)構(gòu)交替布置這些結(jié)構(gòu)，來形成顯示器。應(yīng)當(dāng)注意到，備選地，圖13(a)的結(jié)構(gòu)可以通過使用濾色器作為光透射板1301來 實(shí)現(xiàn)，如圖12(a)的結(jié)構(gòu)中那樣。相反，備選地，圖12 (a)的結(jié)構(gòu)可以通過從光透射板形成針 對(duì)流體的外殼來以提供可以調(diào)制白光的結(jié)構(gòu)、并且提供附加至光透射板的濾色器來實(shí)現(xiàn)。圖12(a)示出了反射流體1202與吸收流體1203之間的空間。該空間可以由第三 流體占據(jù)，例如，不受電場影響的流體。備選地，反射流體1202和吸收流體1203能夠完全 或幾乎完全填充結(jié)構(gòu)內(nèi)的空間。相反，圖13(a)示出了透射流體1303和吸收流體1302，填充結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由空間，但是原則上，結(jié)構(gòu)還可以包含第三流體，例如，不受電場影響的流體。本發(fā)明不限于參照?qǐng)D12(a)和13(a)描述的具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的 特定結(jié)構(gòu)。例如，該結(jié)構(gòu)可以根據(jù)電泳原理進(jìn)行操作，并且包含單個(gè)流體，例如液體，單個(gè)流 體包含彼此具有不同光學(xué)特性的兩種(或多種)分散物質(zhì)(species)，使得結(jié)構(gòu)中光路的 透射率取決于在光路中存在哪種分散物質(zhì)。電場的適當(dāng)施加或切換不會(huì)移動(dòng)周圍的流體， 而是將分散物質(zhì)的一個(gè)帶到表面，并因此改變結(jié)構(gòu)中光路的透射率，因此對(duì)光進(jìn)行調(diào)制。包 含微粒的流體例如可以置于表面(例如，板1301)與圖13(a)的內(nèi)表面1305之間，并且對(duì) 流體的電場適當(dāng)施加和切換可以改變板1301與內(nèi)表面1305之間的光路的透射率。如圖 13(a)的實(shí)施例中那樣，內(nèi)表面1305可以是反射的，或者內(nèi)表面可以是透明的，流體外殼的 基底1304可以是反射的。該實(shí)施例的適合流體是包含兩種不同類型微粒的無色液體，一種類型是光吸收 的，另一種類型是光散射的(反射的)，一種類型的微粒具有與另一種類型的微粒相反的電 荷。當(dāng)通過適當(dāng)施加或切換電場使光吸收微粒出現(xiàn)在光入射的結(jié)構(gòu)的表面時(shí)，光吸收微粒 吸收入射光；然而，當(dāng)通過適當(dāng)施加或切換電場使散射微粒出現(xiàn)在光入射的結(jié)構(gòu)的表面時(shí)， 入射光被散射微粒散射或反射。備選地，結(jié)構(gòu)可以包含具有光吸收液體，光吸收液體具有散布其中的散射微粒 (例如，包含光吸收染料和T^2散射微粒的油)。散射微粒需要進(jìn)行充電，使得電場使得它 們能夠移至特定表面。當(dāng)通過適當(dāng)施加或切換電場使散射微粒出現(xiàn)在光入射的結(jié)構(gòu)表面 時(shí)，散射微粒散射和反射入射光，使得光不會(huì)被油/染料吸收，并且結(jié)構(gòu)是反射的。然而，當(dāng) 通過適當(dāng)施加或切換電場從光入射的結(jié)構(gòu)表面移除散射微粒時(shí)，入射光被油/染料吸收， 并且結(jié)構(gòu)不反射光。作為另一示例，具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的結(jié)構(gòu)可能包括液晶材料，液 晶材料可以被電驅(qū)動(dòng)到具有不同光學(xué)特性的兩種狀態(tài)之一下，以便改變結(jié)構(gòu)中光路的透射 率。例如，可以使用具有可切換膽留模式的液晶材料(如Kent顯示器所使用的)，并且可以 在反射狀態(tài)與透射狀態(tài)之間切換。同樣，液晶材料可以置于圖13(a)的結(jié)構(gòu)的板1301的內(nèi) 表面上，其中在板1301和內(nèi)表面1305上提供電極以對(duì)液晶材料進(jìn)行尋址。作為另一示例，可以通過在結(jié)構(gòu)中提供MEM(微機(jī)電)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)具有可重新配置 內(nèi)容的用于調(diào)制光的結(jié)構(gòu)。例如，可以在圖13(a)的透射板1301的內(nèi)表面之上或之后，或 者在圖12(a)的濾色器1201、1201’的內(nèi)表面上提供MEM系統(tǒng)，并且MEM系統(tǒng)可以在光吸收 狀態(tài)和光反射狀態(tài)之間切換。圖14示出了具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的另一結(jié)構(gòu)。圖14的結(jié)構(gòu)包含MEM 系統(tǒng)。在圖14中，結(jié)構(gòu)包括透射至少一種原色且反射至少另一種原色的濾色器1401(例 如，濾色器1401可以透射綠光且反射品紅光，反之亦然)。結(jié)構(gòu)還包括MEMS反射器1402， MEMS反射器1402可以移動(dòng)，使得反射或透射濾色器1401所透射的光。該結(jié)構(gòu)還包括吸收 器1402，該吸收器1402可以吸收MEMS反射器1403沒有反射的任何光。因此，可以對(duì)MEMS 反射器1403進(jìn)行控制，使得濾色器1401所透射的光或者被MEMS反射器1402反射返回而 離開結(jié)構(gòu)，或者不被MEMS反射器反射，從而入射在吸收器1402上并被吸收器1402吸收。應(yīng)當(dāng)注意，備選地，圖14的結(jié)構(gòu)可以通過以下操作來實(shí)現(xiàn)從光透射板形成針對(duì) 流體的外殼以提供可以調(diào)制白光的結(jié)構(gòu)，以及提供附加至光透射板的濾色器。
在所描述的實(shí)施例中，將每種顏色集中到不同區(qū)域中的方式布置了反射濾色器。 可以使用其他光學(xué)結(jié)構(gòu)，例如，衍射或色散結(jié)構(gòu)。如果使用濾色器，濾色器可以包括干涉結(jié)構(gòu)。期望在多于一個(gè)維度中使用干涉 結(jié)構(gòu)，使得最小化干涉結(jié)構(gòu)的透射和反射屬性的角相關(guān)性。三維光子晶體是適合的，由于 它們具有相對(duì)的角無關(guān)性特性。Baumberg等人已經(jīng)開發(fā)了可大規(guī)模生產(chǎn)的三維光子液晶 (‘Nanopartic1e-tuned structural color from polymer opals', Pursiainen ^ Α Optics Express 15 (15)，p9553，2007)。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了二維結(jié)構(gòu)的角無關(guān)特性。(‘High angular tolerant color filter using subwavelengthgrating', Cheong 等人，Applied Physics Letters 94，p213104，2009)。還使用分開不同顏色的光的裝置，使得光落在不同調(diào)制區(qū)域上，吸收濾色器可以 用作“清除吸收濾色器”以吸收雜散光。作為示例，濾色器可以用來吸收到達(dá)用于調(diào)制紅光 的區(qū)域的雜散綠光和雜散藍(lán)光。在圖13(b)中示出了“清除吸收濾色器”的使用，圖13(b)示 出了具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的另一結(jié)構(gòu)。圖13(b)的結(jié)構(gòu)大致類似于圖13(a) 的結(jié)構(gòu)，不重復(fù)描述圖13(b)的結(jié)構(gòu)中與圖13(a)的結(jié)構(gòu)的部件相同的部件。圖13(b)的 結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)用作“清除吸收濾色器”的附加濾色器1306(在圖13(b)中示出了兩 個(gè)這樣的附加濾色器1306，但是本發(fā)明不限于此，并且可以提供一個(gè)清除附加濾色器或多 于兩個(gè)的附加濾色器)?？梢栽诮Y(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上(例如，板1301的內(nèi)表面上)提供附加濾 色器1306。附加濾色器1306將傳遞結(jié)構(gòu)將調(diào)制的波長或波長范圍的光，并且阻擋在該波長 或波長范圍之外的光。應(yīng)當(dāng)將圖13(a)的實(shí)施例中在板1301的內(nèi)表面上提供的任何部件(例如，透明電 極)放置在圖13(b)的實(shí)施例中的清除濾波器1306的內(nèi)表面上。在根據(jù)任何實(shí)施例的結(jié) 構(gòu)中，可以提供用作清除吸收濾色器的附加濾色器。將不同顏色的光集中到不同區(qū)域上的光學(xué)結(jié)構(gòu)還可以用來增大攝像機(jī)的信號(hào)，并 因此增大攝像機(jī)的信噪比。這對(duì)于將檢測器拆分成不同區(qū)域來檢測不同顏色的光的攝像機(jī) (例如當(dāng)前的數(shù)字?jǐn)z像機(jī))是事實(shí)。例如，在圖13(a)的實(shí)施例中，可以在基底1304之后提 供光傳感器，其中基底1304和無色流體1303是透明的。在這些設(shè)備中，RGB濾色器用于吸收兩種顏色的光，并且將其中一種顏色的光透射 至傳感器。如果使用顏色集中光學(xué)結(jié)構(gòu)，則在每個(gè)顏色傳感器處的信號(hào)可以增大最高達(dá)3 倍，因?yàn)闆]有光被吸收。例如，圖3中的光調(diào)制器302可以由光傳感器來代替。然后根據(jù)圖3和5和2的 濾色器和傳感器陣列可以獲得被集中到紅光傳感器的所有紅光，等等。相對(duì)于期望沿著所有方向的90°觀看角度的顯示器，攝像機(jī)中傳感器處的入射角 有限范圍增加了光學(xué)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)自由度。本發(fā)明的一些實(shí)施例公開一種顏色傳感器裝置，包括傳感器裝置，包括光敏像 素；以及光學(xué)結(jié)構(gòu)，被布置為將多個(gè)顏色的光分別集中到多個(gè)集合的像素上。本發(fā)明的一些實(shí)施例公開了一種裝置，其中像素是平面的。本發(fā)明的一些實(shí)施例公開了一種顯示設(shè)備，其中，顯示裝置包括具有可重新配置 內(nèi)容的用于調(diào)制光的浮雕結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的一些實(shí)施例公開了一種包括傳感器裝置的攝像機(jī)。
因此描述了本發(fā)明，顯而易見的是，同一方式可以以許多方式來改變。這樣的變型 不應(yīng)視為背離本發(fā)明的精神和范圍，并且希望所有對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的修改包 括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種反射彩色顯示設(shè)備，包括包括反射光調(diào)制像素的顯示裝置；以及被布置為將 多種顏色的光分別集中在多個(gè)集合的像素上的光學(xué)結(jié)構(gòu)；其中，顯示裝置包括具有可重新 配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的浮雕結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，每個(gè)像素與光學(xué)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，所述 子結(jié)構(gòu)將朝著像素傳播的可見光譜的第一部分中的光傳遞至光調(diào)制區(qū)域，并且將朝著像素 傳播的可見光譜的第二部分中的光重新定向至其他像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，其他像素是緊鄰像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，可見光譜的第一部分包括至少一個(gè)原色，并且可 見光譜的第二部分包括至少一個(gè)其他原色。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述結(jié)構(gòu)被布置為分別將朝著像素中第一和第 二像素傳播的第一和第二顏色的光傳遞至第一和第二像素，并且分別將朝著第一和第二像 素傳播的第二和第一顏色的光重新定向至第二和第一像素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，第一顏色包括第一原色，第二顏色包括第二和第三原色。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，第一和第二像素沿著至少一個(gè)方向交替。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述子結(jié)構(gòu)包括第一、第二和第三集合，分別傳 遞紅色、綠色和藍(lán)色，并且重新定向其他顏色。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述結(jié)構(gòu)包括反射濾色器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，包括置于所述結(jié)構(gòu)的至少一側(cè)上的折射率高于空氣 的介質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述結(jié)構(gòu)置于不同折射率的介質(zhì)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，濾色器包括干涉結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述結(jié)構(gòu)包括衍射結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述結(jié)構(gòu)包括色散介質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述結(jié)構(gòu)還包括清除吸收濾色器。
16.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，與像素相關(guān)聯(lián)的子結(jié)構(gòu)包含第 一和第二流體，彼此之間具有不同光學(xué)特性；以及控制系統(tǒng)，用于將第一和第二流體中的一 個(gè)或另一個(gè)置于朝著像素傳播的光的光學(xué)路徑中。
17.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，與像素相關(guān)聯(lián)的子結(jié)構(gòu)包含流 體，具有彼此具有不同光學(xué)特性的第一和第二分散物質(zhì)；以及控制系統(tǒng)，用于將第一和第二 分散物質(zhì)中的一個(gè)或另一個(gè)置于朝著像素傳播的光的光學(xué)路徑中。
18.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，與像素相關(guān)聯(lián)的子結(jié)構(gòu)包含液 晶材料，被布置在朝著像素傳播的光的光學(xué)路徑中，并且可在彼此具有不同光學(xué)特性的第 一和第二分散狀態(tài)之間切換。
19.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，與像素相關(guān)聯(lián)的子結(jié)構(gòu)包含微 機(jī)電系統(tǒng)，被布置在朝著像素傳播的光的光學(xué)路徑中，并且可在彼此具有不同光學(xué)特性的 第一和第二狀態(tài)之間切換。
全文摘要
一種反射顯示器，包括包括像素化(pixellated)顯示裝置；以及被布置為將多種顏色的光分別集中在多個(gè)集合的像素上的光學(xué)結(jié)構(gòu)。每個(gè)像素與相應(yīng)子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，子結(jié)構(gòu)傳遞朝著像素傳播的第一顏色的光，而將朝著像素傳播的第二顏色的光重新定向至其他像素。顯示裝置包括具有可重新配置內(nèi)容的用于調(diào)制光的浮雕結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK102122069SQ201110005349
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者?，敗そ芏鳌の譅栴D, 萊斯利·安妮·帕里-瓊斯, 阿蘭·伊文斯, 阿利斯代爾·保羅·科德 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社