低损耗透反式设备显示器的制作方法

专利名称：低损耗透反式设备显示器的制作方法
低损耗透反式设备显示器
背景技术：
用于设备的显示器可以包括透射式、反射式或透反式显示器。邀寸式显示 器由照明设备/光导(例如背光源)从背面照明，并且从相对侧(即前面)观看。
这种类型的显示器可以用于需要高亮度(luminance)级的应用(例如计算初湿 示器、电视、个人数字助理(PDA)、移动式电话等等)中。反射式显示器(例 如在数字手表或计算器中经常可见)由位于该显示器后面的漫反射器所反射的 外部(例如环境)光照明。
透反式显示器以两种模式工作，即透射模式或反射模式，这取决于环境光。 例如，在较暗的环境中(例如较低环境光条件，如室内)透反式显示器通过光 导工作于邀射莫式，并且当环境光水平高(例如户外)的时候，工作于反射模 式。在透射模式下，来自光导的光被引导(例如从后侦D通过显示器像素阵列 的各个层。在反射模式下，环境光从像素阵列的前侧进入，穿过像素阵列的各 层，并由定位在光导前侧上的反射材料(例如反射膜)反射回来，通过像素阵 列。然而，该反射材料也降低了光导的强度(即高反射率意赠低娜率，反 之亦然)。在邀射莫式下，为了实IJ^够的强度，相比于无反射材料的情况，需 要来自光导的更高强度的光(消耗更多功率)。
该问题的一个解决方案可以是将反射材料移到光导的后侧。然而，利用这 种布置，反射材料与像素阵列之间的距离变得如此大，以至于在反射模式期间 会出现问题。例如，由于反射材料与像素阵列之间的距离大，入射的和反射的 环境光穿过像素阵列的不同像素。因此，不同像素的图像信息变得混合，导致 失真的显示图像。

发明内容
根据一个方面，设备显示器可以包括包含嵌入到光学透明材料中的光纤的 光导、包含与该光纤的第一端对准的像素的像素阵列以及在该光纤的第二端提 供的反射机构。该反射机构能够经由光纤将该像素接收的光反射回该像素。此外，所述反射机构可以包括在该光导的与该光导面向像素阵列一侧相反 的一侧上提供的反射膜。
此外，所述g膜可以包括離多RI寸光的基于金属的材料、白色反光材料 或者银反光材料中的至少一种。
此外，所述反射机构可以包括在光纤第二端形成的后向反射
(retro-reflective)糊犬。
此外，所述后向反射形状可以包括圆锥体或棱柱中的至少一个。
此外，所述反射机构可以包括在光纤第二端形成的反射材料。
此外，所述反射材料可以包括能够反射光的基于金属的材料、白色反光材
料或者银反光材料中的至少一种。
此外，所述光纤的折射率可以比所述光学透明材料的折射率更高。
此外，所述光学透明材料可以包括玻璃、石英、蓝宝石、聚合物或塑料材
料中的至少一种。
此外，所述光纤可以包括玻璃或塑料材料中的至少一种。 此外，所述光纤可以包括一束光纤。
此外，所述光纤可以包括圆形、正方形、长方形、椭圆、三角形或者多边 开，面中的至少一种。
此外，所述像素阵列可以包括单色或彩色像素阵列中的至少一种。
此外，所述像素阵列可以包括液晶显示器(LCD)。
此外，所述像素阵列的像素可以包括与第一子像素关联的第一薄膜晶体管 (TFT)、与第二子像素关联的第二TFT以及与第三子像素关联的第三TFT。
根据另一个方面，设备显示器可以包括像素阵列，该像素阵列包含与在该 像素阵列面向所述光导一侧上提供的一个或多个后向反射形状关联的像素。所 述一个或多个后向反射微能够将该像素接收的光反射回该像素。
此外，所述光导可以包括玻璃、石英、蓝宝石、聚合物或塑料材料中的至 少一种。
此外，所述像素阵列可以包括单色或彩色像素阵列中的至少一种。 此外，所述像素阵列可以包括液晶显示器(LCD)。 此外，所述一个或多个后向反射形状可以包括圆锥体或棱柱中的至少一个。 根据又一个方面， 一种方法可以包括为包含具有像素的像素阵列的设备显示器提供光导，该光导包括嵌入到光学透明材料中的光纤；将光纤的第一端 与像素阵列的像素对准；以及在光纤的第二端提供反射机构。该反射机构能够 经由光纤将像素接收的光反射回该像素。
此外，提供反射机构可以包括在光导的与该光导面向所述像素阵列一侧相 反的一侧上提供反射膜。
此外，提供RM机构可以包括在光纤第二端提供后向^t几何皿。 此外，提供RI寸机构可以包括在光纤第二端提供RI寸材料。 根据又一个方面， 一种方法可以包括为设备显示器提供包含像素的像素阵 列，以及在该像素阵列的一侧上形成与所述像素对准的一个或多个后向反射几 何形状。所述一个或多个后向反射几何开别犬能够将像素接收的光反射回该像素。


合并到说明书中并且构成说明书一部分的附图示出了一个或多个本文所描 述的实施例，并且与该描述一起解释了这些实施例。在附图中
图1是其中可以实施本文所述的系统和方法的示例性设备的示图； 图2A是图1所示示例性设备的显示器的局 面的局部侧视图； 图2B示出了图1和图2A所示显示器的光导的局部顶视图； 图2C绘出了图1和图2A所示显示器的另一光导的局部顶视图； 图3A是图1所示示例性设备的显示器的另一个实施例的局部截面的局部 侧视图3B-3E绘出了图3A的显示器中示出的光导的光纤的示例性实施例； 图4A是图1所示示例性设备的显示器的又一个实施例的局,面的局部
图4B和图4C绘出了图4A所示显示器的像素阵列的示例性实施例；
图5是图2A、图3A和图4A-4C所示像素阵列的示例性像素的局部侧视和
图6-9是根据本文所述示例性实施例的示例性过程的流程图。
以下详细描述参照了附图。不同附图中相同的附图标记可以标识相同或类似的元件。此外，以下详细描述没有限制本发明。
織
本文所述的实施例涉及用于提供低损耗透反式设备显示器的系统和方法。 例如，在一个实施例中，设备显示器可以包括光导、在该光导一侧提供的反射 材料以及包含多个像素的像素阵列。设备显示器的光导可以包括在光学透明材 料中提供的光纤。每个光纤可以与像素阵列的对应像素进行光通信。在另一个 实施例中，反射材料可以从显示器中移除，并且光导的光纤在其端部可以包括 反射部分和/或后向反射几何形状。在又一个实施例中，反射材料可以从显示器 中移除，并且光导可以包括光透射材料。像素阵列面向光导的表面可以包括后 向反射几何形状。这样的布置可以帮助确保环境光被提供给并且反射通过所述 设备的像素阵列的相同像素，这可以帮助阻止来自不同像素的图像信息的混合 (即串扰)以及显示图像的失真。
以下说明将描述设备。当在本文〗OT时，"设备"可以包括无线电话；可以
将蜂窝无线电话与 处理、传真和数据通信能力相结合的个AM信系统(PCS)
终端；可以包括无线电话、寻呼机、因特网/内联网接入、web浏览器、管理器、 日历、多普勒接收器和/或全球定位系统(GPS)接收器的个人数字助理(PDA); 膝上型电脑；GPS设备；个人计算机；MP3播放器；打印机；传真机；寻呼机; 计算器；照相机(例如数字的或视频的)；和/或任何其它翻夠,显示器的设备。
示例性设备显示器
图1是根据本文所述的实施例的示例性设备100的示图。如图1所示，设 备100可以包括外壳110、扬声器120、显示器130、控制按钮140，键区150、 麦克风160和/或照相机170。外壳110可以保护设备100的部件不受外部元件 的影响。扬声器120可以提供可听信息给设备100的用户。显示器130可以给 用户提供视觉信息。例如，显示器130可以提供有关到来的或发出的呼叫的信 息、游戏、电话簿、当前时间、电子邮件等等。控制按钮140可以允许用户与 设备100交互以使得设备100执行一个或多个操作。键区150可以包括标准电 话键区和/或可以包括额外的键以允许实现糊言息键入设备100。麦克风160可 以接收来自用户的可听信息。照相机170可以允许用户捕捉和/或存储视频和/虽然图1显示了设备100的示例性部件，但是在其它的实施例中，设备100 可以包括比图1所示更少的、不同的或额外的部件。在另外的实施例中，设备
ioo的一个或多个部件可以执行由设备ioo的一个或多个其它部〗m行的任务。
第一示例性设备显示器
图2A是设备100的显示器130的局部截面的局部侧视图。如图所示，显 示器130可以包括反射膜200、照明设备或光导2K)以^ 阵列220。反射膜 200、光导210和像素阵列220可以具有各种形^l^和/或尺寸，这取决于设备IOO 和域显示器130的制犬和域尺寸。
反射膜200可以包括任何育的多反射环境光的材料。例如，反射膜200可以 包括能够反射环境光的基于金属的材料(例如在聚酯薄膜、铝箔、Optilon 高 级复合反射教ACR)等等上喷涂的银)、白色反光材料、银反光材料、可以从反 光薄膜供应商(例如东丽(Toray)、帝人杜邦(Teijin DuPont)、 3M、惠和(Keiwa)、 智积电(Tsujiden)、 SKC、木本(Kimoto)等等)获得的反光材料等等。
光导210可以包括育嫩向像素阵列220 lt供照明或光照的任何设备。如果 光导210不接收光，那么显示器130可以反射式地工作，并且如果光导210接 收光，那么显示器130可以邀寸式地工作。在一个实例中，光导210可以包括 用于弓l导来自光源(例如白炽灯泡、 一个或多个发光二极管(LED)、电致发光 面板(ELP)、 一个或多个冷阴极荧光灯(CCFL)、 一个或多个热阴极荧光灯 (HCFL)等等)的光的结构部件。如果希望很高的视亮度(brightness),另P么白 炽灯泡可以用于所述光源。在小的、便宜的显示器中，LED可以用于所述光源， 并且可以包括彩色或白色LED。在更大的显示器中，或者如果希望均匀的照明， 那么ELP可以用于所述光源，并且可以是彩色的或白色的。在大显示器(例如 计^m^视器)中，CCFL可以用于所述光源，并且可以是白色的。在另一个实 例中，光导210可以包括漫射器以从不均匀的光源提供均匀照明。在又一个实 例中，光导210可以提供^壬何彩色光(例如黄色、绿色、蓝色、白色等等)或 者彩何非彩色光的任意组合。
如图2A中进一步所示，在一个实施例中，光导210可以包括具有多4^ 入其中的光纤240的光学透明材料230。光学透明材料230可以包括任何肖,允
9许光通过的材料，例如玻璃、石英、蓝宝石、聚合材料(例如聚甲基丙烯酸甲 酯、聚乙烯咔唑、聚丁二烯、聚乙烯、聚酯等等)、塑料(例如珀思配克斯有机
玻璃(Perspex)和派热克斯玻璃(Pyrex)等等)，等等。光纤240可以包括玻 璃或塑料纤维，其被设计成通过全内反射沿着它们的长度引导光。如果由玻璃 制造，那么光纤240可以包括折射率大约为例如1.5的材料(例如二氧化硅、氟 锆酸盐、氟铝,和/或硫系玻璃)。如果由塑料制造，那么光纤240可以包括诸 如聚合物和/或聚合物和任何，玻璃的组合的材料。在一个实施例中，光纤240 的材料可以具有比光学 林钭230 ,料更iWf!W。
像素阵列220可以包括任何能够向用户提供视觉信息(例如文本、图像、 视频、到来的或者发出的呼叫、游戏、电话簿、当前时间、电子邮件等等)的 设备。例如，像素阵列220可以包括液晶显示器(LCD)，例如薄膜晶体管(TFT) LCD显示器，或者高性能寻址(HPA) LCD显示器。
在一个实施例中，像素阵列220可以包括任何数目的彩色和/或单色像素 250，所述像素设置在光源(例如光导210)前面。在另一个实施例中，像素阵 列220可以包括在像素阵列220 —侧的电极，其可以被分组并且用导线与栅极 线或列线(gate or column lines)连接在一起，并且每组可以接收它自己的电压 源。像素阵列220还可以包括在像素阵列220另一侧的电极，其可以被分组并 且用导线与行线连接在一起，并且每组可以接收它自己的电压宿(voltage sink)。 这些组可以被指定，从而像素阵列220的每一个像素250可以具有电压源和电 压宿的唯一组合。
在又一个实施例中，像素阵列220可以包括无源矩阵结构或有源矩阵结构。 在无源矩阵结构中，像素阵列220的每行或每列可以包括单个电路，并且像素 250可以按行和列地址每次一个地寻址。像素250可以不借助于电荷在刷新之间 保持它们的状态。在有源矩阵结构中，可以将TFT矩阵添加到偏振和颜色滤波 器，并且^H象素250可以包括其自身的专用TFT，该TFT允许^^栅极线或 列线接入一个像素250。如果行线被激活，那么栅极线可以连接到一行像素250 并且可以驱动正确的电压到所有栅极线上。可以使该行线失活，并且可以激活 下一行线。在刷新操作期间可以依次激活所有行线。
在另外的实施例中，如果像素阵列220是彩色阵列，那么可以将每个像素 250划分成三个单元或子像素，其可以fflil附加的滤波器(例如色素滤波器、染料滤波器、金属氧化物滤波器等等)染色为红色、绿色、蓝色。可以独立地控
制*子像素，从而使^像素250得到数千或数百万种可能的颜色。在其它 的实施例中，像素阵列220的^^h像素250可以包括多于或少于三个具有不同 于红色、绿色和蓝色的各种颜色的子像素。
如图2A中进一步所示，像素阵列220的每个像素250可以与对应的光纤 240对准，从而i3A特定像素250的环境光260可以由对应的光纤240接收。该 对应的光纤240与反射膜200协作，可以反射环境光260，使得反射光270可以 舰特定像素250出射，环境光260舰赚定像素250 aA#W^J 220。虽 然图2A示出了单个光纤240与单个像素250对准，但是在其它的实施例中，每 个光纤240可以表示一束(或多个)光纤。这样的布置可以最小化像素250之 间环境光的串扰，并且可以帮助防止显示器130的图像失真。
图2B示出了显示器130的光导210的局部顶视图。图2C绘出了显示器 130的另一光导210的局部顶视图。如图2B和图2C中所示，光导210的光纤
240可以包括各种尺寸和几何皿，禾n/或可以以各种方式设置在光学透明材料
230中。例如，如图2B所示，光纤240可以包括圆形截面和/或可以在，光学 透明材料230中均匀设置。在另一个实例中，如图2C所示，光纤240可以包括 一个或多个截面形状(例如正方形、长方形、椭圆、三角形、多边形等等)，可 以具有一个或多个尺寸，和/或可以是在整个光学透明材料230中非均匀设置。 在其它的实施例中，可以确定光纤240的尺寸、皿和/劍每其设置成对应于像 素阵列220的像素250的尺寸、糊犬和/或布置。在其它的实施例中，光纤240 可以ffiil光导210的一个或多个部分提供。例如，如果显示器130的一部分是 透反式，那么光纤240可以iim应于显示器130的该透反式部分的光导的一 部分提供。
虽然图2A-2C示出了显示器130的示例性部件，但是在其它的实施例中， 显示器130可以包括比图2A-2C所示更少的、不同的^M外的部件(例如电气 部件、光学部件等等)。在其它的实施例中，显示器130的一个或多个部件可以 执行由显示器130的一个或多个其它部j，行的任务。
第二示例性设备显示器
图3A是设备100的显示器130的另一个实施例的局臓面的局部侧视图。如图所示，显示器130可以包括像素阵列220和光导300，但是可以省略Rlt膜 200。像素阵列220和光导300可以具有各种皿和/或尺寸，这取决于设备IOO 和/或显示器130的m和/或尺寸。像素阵列220可以包括上面结合图2A-2C所 述的相同的特征。
光导300可以包括任何能够向像素阵列220提供照明或光照的设备。如果 光导300不接收光，那么显示器130可以反射式地工作，并且如果光导300接 收光，那么显示器130可以慰寸式i虹作。在一个实例中，光导300可以包括 结构部件，其用于弓l导来自光源(例如白炽灯泡、 一个或多个LED、 ELP、 一 个或多个CCFL、 一个或多个热阴极荧光灯HCFL等等)的光。在另一个实例 中，光导300可以包括MI寸器以从不均匀的光源提供均匀照明。在另一个实例 中，光导300可以提f^f壬何彩色光(例如黄色、绿色、蓝色、白色等等)或者 彩何非彩色光的任意组合。
如图3A进一步所示，在一个实施例中，光导300可以包括具有多个^A 其中的光纤320的光学透明材料310。光学透明材料310可以包括任何能够允许 31的材料，例如玻璃、石英、蓝宝石、聚合材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯、 聚乙烯咔唑、聚丁二烯、聚乙烯、聚酯等等)、塑料(例如珀思配克斯有机玻璃 和派热克斯玻璃等等)等等。光纤320可以包括玻璃或塑料纤维，其被设计成 通过全内反射沿着它们的长度弓l导光。如果由玻璃制造，那么光纤320可以包 括折射率大约为例如1.5的材料(例如二氧化硅、氟锆Kk、氟铝Kk和/或硫 系玻璃)。如果由塑料制造，那么光纤320可以包括诸如聚合物和/或聚合物和任 何，玻璃的组合的材料。在一个实施例中，光纤320的材料可以具有比光学 透明材料310的材料更高的折射率。
在一个实施例中，如图3A所示， 一个或多个光纤320的端部可以形成为 导致后向反射徵亍为的几何形状(即后向反射几何形状330)。后向^lt几何形 状330可以以这样的方式反射环境光350，使得反射光360和环境光350可以穿 过相同的像素250。后向反射几何形伏330可以包括各种形状和/或尺寸，如以 下结合图3B和图3C所述。
在另一个实施例中，如图3A所示， 一个或多个光纤320的端部可以包括 反射材料340 (例如如上所述的任何用于形成反射膜200的材料)。反射材料340 可以以这样的方式反射环境光350，使得反射光360和环境光350可以穿过相同的像素250。反射材料340可以包括各种形状和/，寸，如以下结合图3D和图 3E所述。
如图3A进一步所示，像素阵列220的*像素250可以与对应的光纤320 对准，从而aA特定像素250的环境光350可以由对应的光纤320接收。该对 应的光纤320通过后向反射几何皿330和/或反射材料340可以反射环境光 350，使得反射光360 ffiil特定像素250出射，环境光350 ffiil该特定像素250 iSA像素阵列220。虽然图3A示出了单个光纤320与单个像素250对准，但是 在其它的实施例中，每个光纤320可以表示一束(或多个)光纤。这样的布置 可以最小化像素250之间环境光的串扰，并且可以帮助防止显7^器130的图像 失真。
图3B-3E描绘了光导300的光纤320的示例性实施例。如图3B-3E所示， 光纤320可以包括圆形、正方形、椭圆、三角形、多边形等等截面，并且可以 具有一个或多个尺寸。如图3B和图3C所示，后向反射几何形状330可以包括 任何导致后向反射行为的几何开娥，例如锥形(图3B)或棱形(图3C)开娥。 如图3D和图3E所示，反射材料340可以包括任何与光纤320的形状相应的形 状，例如圆形(图3D)或正方形(图3E)。在一个实例中，反射材料340可以 包括在光纤320端部(例如在远离像素阵列220的端部上)提供的反身t凃层或 薄膜。
虽然图3A-3E示出了显示器130的示例性部件，但是在其它的实施例中， 显示器130可以包括比图3A-3E所示更少的、不同的或额外的部件(例如电气 部件、光学部件等等)。在其它的实施例中，显示器130的一个或多个部件可以 执行由显示器130的一个或多个其它部##1行的任务。
第三示例性设备显示器
图4A是设备100的显示器130的又一个实施例的局臓面的局部侧视图。 如图所示，显示器130可以包括像素阵列410和光导400，但是可以省略反射膜 200。像素阵列410和光导400可以具有各种形状和/或尺寸，这取决于设备IOO 和/或显示器130的皿和/或尺寸。
光导400可以包括任何會,向像素阵列410提供照明或光照的设备。如果 光导400不接收光，夷卩么显示器130可以础式地工作，并且如果光导400接
13收光，那么显示器130可以自式地工作。在一个实例中，光导400可以包括
结构部件，其用于弓l导来自光源(例如白炽灯泡、 一个或多个LED、 ELP、 一
个或多个CCFL、 一个或多个热阴极荧光灯HCFL等等)的光。在另一个实例
中，光导400可以包括，穀寸器以从不均匀的光源提供均匀照明。在又一个实例
中，光导400可以提f射壬何彩色光(例如黄色、绿色、蓝色、白色等等)或彩
何非彩色光的任意组合。
光导400可以包括任何光学透明材料(即任何育,允许^1过的材料)，例
如玻璃、石英、蓝宝石、聚合材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯咔唑、聚
丁二烯、聚乙烯、聚酯等等)、塑料(例如珀思配克斯有机玻璃和派热克斯玻璃 坐坐、楚楚
寸寸乂 寸寸o
像素阵列410可以包括上面结合图2A-2C所述关于像素阵列220的相同的 特征。然而，像素阵列410的一侧(例如面向光导400的一侧)可以包括一个 或多个与对应像素250对准的后向反射形状420。后向反射形状420可以以这样 的方式反射环境光430，使得反射光440和环境光430可以穿过相同的像素250。 后向反射 ^1犬420可以包括各种J^l犬和/或尺寸，如以下结合图4B和图4C所述。
如图4A进一步所示，像素阵列410的每一个像素250可以与对应的一个 或多个后向反射开别犬420对准，使得进入特定像素250的环境光430可以由对 应的后向反射形状420接收。该对应的后向反射形状420可以反射环境光430， 使得反射光440可以通过该特定像素250出射，环境光430 M该特定像素250 itA像素阵列410。虽然图4A示出了多个后向反射形状420与单个像素250对 准，但是在其它的实施例中，比图4A中所示更少的或附力啲后向反射形状420 可以与单个像素250对准。这样的布置可以最小化像素250之间环境光的串扰， 并且可以帮助防止显示器130的图像失真。
图4B和图4C描绘了像素阵列410的示例性实施例。如图所示，后向反射 形状420可以包括任何导致后向反射行为的几何形沃，例如锥形(图4B)或棱 形(图4C)禾B/或锥形和棱形形状的组合。在其它的实施例中，后向反射形状 420可以包括与图4B和图4C中所示靴不同的微。
虽然图4A4C示出了显示器130的示例性部件，但是在其它的实施例中， 显示器130可以包括比图4A4C所示更少的、不同的^ 页外的部件(例如电气 部件、光学部件等等)。在其它的实施例中，显示器130的一个或多个部件可以执行由显示器130的一个或多个其它部fm行的任务。
第一、第二和第三示例性设备显示器的示例性像素
图5是像素阵列220和410的示例性像素250的局部侧视图。虽然图5示 出了彩色像素，但是在其它的实施例中，像素阵列220和410可以包括单色像 素。如图所示，像素250可以包括个红色子像素520、绿色子像素540和蓝色子 像素560，其可以与行线500和栅极线510关联。
如图5进一步所示，红色子像素520可以与薄膜晶体管(TFT) 530关联， 并且可以使用颜色滤波器(例如红色)以产生色彩。红色子像素520可以包括 任何可以(例如用光导210、 300和/或400)从背面照射的材料，并且从相对侧 (即前端)观看。TFT 530可以电耦合到行线500以及对应的栅极线510。 TFT 530 可以允许行线500和/或该对应的栅极线510接入红色子像素520。
绿色子像素540可以与TFT 550关联，并且可以j顿颜色滤波器(例如绿 色)以产生色彩。绿色子像素540可以包括任何可以(例如用光导210、 300和 /或400)从背面照射的材料，并且从相对侧(即前端)观看。TFT550可以电耦 合到行线500以及对应的栅极线510。TFT 550可以允许行线500和/或该对应的 栅极线510接入绿色子像素540。
如图5进一步所示，蓝色子像素560可以与TFT 570关联，并且可以使用 颜色滤波器(例如蓝色)以产生色彩。蓝色子像素560可以包括任何可以(例 如用光导210、 300和/或400)从背面照射的材料，并且从相对侧(即前端)观 看。TFT570可以电耦合至U行线500以及对应的栅极线510。 TFT570可以允许 行线500和/或该对应的栅极线510接入蓝色子像素570。
尽管图5示出了像素250的示例性部件，但是在其它的实施例中，像素250 可以包括比图5所示更少的、不同的或附加的部件(例如电气部件、光学部件 等等)。在其它的实施例中，像素250的一个或多个部件可以执行由像素250的 一个或多个其它部##1行的任务。
示例性鹏
图6是用于产生图2A-2C中所示显示器130的示例性过程600的流程图。 如图所示，过程600可以由提供光导开始，该光导包含嵌入到光学透明材料中的光纤(方框610)。例如，在上面结合图2A-2C所述的一个实施例中，显示器 130可以包括光导210 (例如任何能够提供照明或光照的设备)。光导210可以 包括具有多4^入其中的光纤240的光学透明材料230。光学透明材料230可以 包括任何能够允许光通过的材料，并且光纤240可以包括玻璃或塑料纤维，其 被设计成Mil全内刻寸沿着它们的长度弓l导光。在一个实例中，光纤240的材 料可以具有比光学透明材料230的材料更高的折射率。
过程600还可以包括将光导的光纤在该光导的第一侧与像素阵列的像素对 准(方框620)。例如，在上面结合图2A-2C所述的一个实施例中，显示器130 可以包括面向光导210的第一侧的像素阵列220。像素阵列220可以包括多个像 素250。像素阵列220的每一个像素250可以与对应的光纤240对准，从而iSA 特定像素250的环境光260可以由对应的光纤240接收。该对应的光纤240与 反射膜200助作，可以反射环境光260，使得反射光270可以通过特定像素250 出射，环境光260 M3i该特定像素250 i2A像素阵列220。
如图6进一步所示，过程600可以包括在光导第二侧邻近提供反射膜(方 框630)。例如，在上面结合图2A-2C所述的一个实施例中，显示器130可以包 括面向光导210第二侧的反射膜200。反射膜200可以反射通过像素阵列220 和光纤240 i4A显示器130的环境光260。
图7是用于产生图3A-3C中所示显示器130的示例性过程700的流程图。 如图所示，过程700可以由提供光导幵始，该光导包含嵌入至恍学透明材料中 的光纤(方框710)。例如，在上面结合图3A-3C所述的一个实施例中，显示器 130可以包括光导300 (例如任何能够提供照明或光照的设备)。光导300可以 包括具有多^入其中的光纤320的光学透明材料310。光学透明材料310可以 包括任何f滩允许光通过的材料，并且光纤320可以包括玻璃或塑料纤维，其 被设计成il31全内反射沿着它们的长度引导光。在一个实例中，光纤320的材 料可以具有比光学透明材料310的材料更高的折射率。
过程700可以包括在光纤的第一端形成一个后向反射几何形状(方框720 )。 例如，在上面结合图3A-3C所述的一个实施例中， 一个或多个光纤320的端部 可以形成为导致后向反射行为的几何形状(即后向反射几何形汰330)。后向反 射几何形状330可以以这样的方式反射环境光350，使得反射光360和环境光 350可以穿过相同的像素250。后向反射几何形伏330可以包括任何导致后向反射行为的几何形状，例如锥形(图3B)或棱形(图3C)微。
如图7进一步所示，过程700可以包摘每光纤的第二端与像素阵列的像素对准(方框730)。例如，在上面结合图3A所述的一个实施例中，显示器B0可以包括像素阵列220，该像素阵列可以包括多个像素250。像素阵列220的每一个像素250可以与对应的光纤320对准，从而iSA特定像素250的环境光350可以由对应的光纤320接收。该对应的光纤320通51后向反射几何形状330可以反射环境光350，使得反射光360可以通过特定像素250出射，环境光350fflil该特定像素250进入像素阵列220。
图8是用于产生图3A、图3D和图3E中所示显示器130的示例性过程800的流程图。如图所示，过程800可以由提供光导开始，该光导包含嵌入到光学透明材料中的光纤(方框810)。例如，在上面结合图3A、图3D和图3E所述的一个实施例中，显示器130可以包括光导300 (例如任何旨,提供照明或光照的设备)。光导300可以包括具有多个^A其中的光纤320的光学透明材料310。光学透明材料310可以包括任何旨,允许光ffiil的材料，并且光纤320可以包括玻璃或塑料纤维，其被设计成通过全内反射沿着它们的长度弓l导光。在一个实例中，光纤320的材料可以具有比光学透明材料310的材料更高的折射率。
过程800可以包括在光纤的第一端形成反射材料(方框820)。例如，在上面结合图3A、图3D和图3E所述的一个实施例中， 一个或多个光纤320的端部可以包括反射材料340 (例如如上所述的任何用于形成反射膜200的材料)。反射材料340可以以这样的方式反射环境光350，使得反射光360和环境光350可以穿过相同的像素250。反射材料340可以包括任何与光纤320的皿相应的形状，例如圆形(图3D)或正方形(图3E)。在一个实例中，则寸材料340可以包括在光纤320端部(例如在远离像素阵列220的端部上)提供的反針凃层或薄膜。
如图8进一步所示，过程800可以包括将光纤的第二端与像素阵列的像素对准(方框830)。例如，在上面结合图3A所述的一个实施例中，显示器130可以包括像素阵列220，该像素阵列可以包括多个像素250。像素阵列220的每一个像素250可以与对应的光纤320对准，从而itA特定像素250的环境光350可以由对应的光纤320接收。该对应的光纤320 M反射材料340可以反射环境光350，使得反射光360可以通过特定像素250出射，环境光350M31该特定
17像素250iSA像素阵列220。
图9是用于产生图4A-4C中所示显示器130的示例性过程900的流程图。如图所示，过程900可以由提供包含像素的像素阵列开始(方框910)。例如，在上面结合图4A-4C所述的一个实施例中，显示器130可以包括像素阵列410，该像素阵列可以包括多个像素250。
过程900可以包括在所述像素阵列的一侦ij上形成与像素对准的后向反射几何形状(方框920)。例如，在上靣结合图4A-4C所述的一个实施例中，像素阵列410的一侧(例如面向光导400的一侧)可以包括一个或多个与对应像素250对准的后向反射皿420 。后向反射形状420可以以这样的方式反射环境光430 ，使得反射光440和环境光430可以穿过相同的像素250。后向反射形状420可以包括任何导致后向反射行为的几何形状，例如锥形(图4B)或棱形(图4C)和/或锥形和棱形形状的组合。像素阵列410的每一个像素250可以与对应的一个或多个后向反射,420对准，使得itA特定像素250的环境光430可以由对应的后向反射开别犬420接收。该对应的后向反射皿420可以反射环境光430，使得反射光440可以通过该特定像素250出射，环境光430通过该特定像素250SA像素阵列410。
如图9进一步所示，过程900可以包括在所述像素阵列的所述侧邻近提供光导(方框930)。例如，在上面结合图4A所述的一个实施例中，显示器130可以包括光导400，该光导可以包含任何光学透明材料(即任何肖^)多允许光M)1的材料)，例如玻璃、石英、蓝宝石、聚合材料、塑料等等。光导400可以在像素阵列410的一侧邻近提供。
总结
本文所述的实施例涉及用于提供低损 反式设备显示器的系统和方法。例如，在一个实施例中，设备显示器可以包括光导、在该光导一侧提供的反射材料以及包含多个像素的像素阵列。设备显示器的光导可以包括在光学透明材料中提供的光纤。每个光纤可以与像素阵列的对应像素进行光通信。在另一个实施例中，反射材料可以被省略，并且光导的光纤在其一个端部可以包括反射部分和/或后向反射几何糊犬。在又一个实施例中，反射材料可以被省略，并且光导可以包含光透射材料。像素阵列面向光导的表面可以包括后向反射几何形状。这样的布置可以帮助确保环境光被提供给并且目通过所述设备的像素阵 列的相同像素，这可以帮助阻止来自不同像素的图像信息的混合以及显示图像 的失真。
前面的描述提供了例示和说明，但不预期是详尽的或者将本发明限制到所 公开的精确形式。根据上述教导，修改和变型是可能的，或者可以从本发明的 实践中获得。
例如，虽然已经参照图6-9描述了一系列动作，但是在其它的实施例中可 以修改这些动作的顺序。此外，独立的动作可以并行地执行。
应该强调的是，本说明书中使用的措词"包括/包含"应当被理解为指定所 述特征、整体、步骤或部件的存在，但不排除一个或多个其它的特征、整体、 步骤、部件或其组合的存在或附加。
如上所述的实施例在附图中所示的实施例中可以以许多不同形式的软件、 固件和硬件实施。用于实现本文描述的方面的实际软件代码或专门的控制硬件 不限制本发明。因此，在没有参考特定软j牛代码的情况下对这些方面的操作和 行为进行了描述一应当理解的是，实现这些方面的软件和控制硬件可以基于 本文的描《行设计。
本申请中的元件、动作或指令不应该被认为^t本发明关键的或必不可少 的，除非这样明确说明。此外，当在本文中使用时，冠词"一"意在包括一个 或多个项目。在预期仅仅一个项目的情况下，l柳措词"一个"或對以的语言。 此外，短语"基于"意在表示"至少部分地基于"，除非另有明确说明。
权利要求
1.一种设备显示器，包括包含嵌入到光学透明材料中的光纤的光导；包含与该光纤的第一端对准的像素的像素阵列；和在该光纤第二端提供的反射机构，该反射机构能够经由该光纤将所述像素接收的光反射回该像素。
2. 权利要求1的设备显示器，其中所述反射机构包括在所述光导的与该光 导面向所述像素阵列一侦湘反的一侧上提供的反射膜。
3. 权利要求2的设备显示器，其中所述反射膜包括能够反射光的基于金属 的材料、白色反光材料或者银反光材料中的至少一种。
4. 权利要求1的设备显示器，其中所述反射机构包括在所述光纤第二端形 成的后向反射形状。
5. 权利要求4的设备显示器，其中所述后向反射皿包括圆锥体或棱柱中 的至少一个。
6. 权利要求1的设备显示器，其中所述反射机构包括在所述光纤第二端形 成的刻寸材料。
7. 权利要求6的设备显示器，其中所述反射材料包括旨,反射光的基于金 属的材料、白色反光材料或者银反光材料中的至少一种。
8. 权利要求l的设备显示器，其中所述光纤的折射率比所述光学透明材料 的折射率更高。
9. 权利要求1的设备显示器，其中所述光学透明材料包括玻璃、石英、蓝 宝石、聚合物或塑料材料中的至少一种。
10. 权利要求1的设备显示器，其中所述光纤包括玻璃或塑料材料中的至 少一种。
11. 权利要求l的设备显示器，其中所述光纤包括一束光纤。
12. 权利要求1的设备显示器，其中所述光纤包括圆形、正方形、长方形、 椭圆、三角形或者多边 面中的至少一种。
13. 禾又利要求1的设备显示器，其中所述像素阵列包括单色或彩色像素阵 列中的至少一种。
14. 权利要求l的设备显示器，其中所述像素阵列包括液晶显示器(LCD)。
15. 权利要求1的设备显示器，其中所述像素阵列的像素包括与第一子像素关联的第一薄膜晶体管(TFT); 与第二子像素关联的第二TFT;禾口 与第三子像素关联的第三TFT。
16. —种设备显示器，包括像素阵列，该像素阵列包含与在该像素阵列面向该光导的一侧上提供的一 个或多个后向反射形状关联的像素，所述一个或多个后向反射形状能够将该像 素接收的光反射回该像素。
17. 权利要求16的设备显示器，其中所述光导包括玻璃、石英、蓝宝石、 聚合物或塑料材料中的至少一种。
18. 权利要求16的设备显示器，其中所述像素阵列包括单色或彩色像素阵 列中的至少一种。
19. 权利要求16的设备显示器，其中所述像素阵列包括液晶显示器(LCD)。
20. 权利要求16的设备显示器，其中所述一个或多个后向反射糊犬包括圆 锥体或棱柱中的至少一个。
21. —种方法，包括为包括具有像素的像素阵列的设备显示器提供光导，该光导包括嵌入至恍 学透明材料中的光纤；将该光纤的第一端与该像素阵列的像素对准；禾口在该光纤第二端提供反射机构，该反射机构能够经由该光纤将该像素接收 的光反射回该像素。
22. 权利要求21的方法，其中提供反射机构包括在所述光导的与该光导面向所述像素阵列的一侧相反的一侧上提供反射膜。
23. 权利要求21的方法，其中提供反射机构包括 在所述光纤的第二端提供后向反射几何形状。
24. 权利要求21的方法，其中提供反射机构包括 在所述光纤的第二端提供反射材料。
25. —种方法，包括为设备显示，供包含像素的像素阵列；以及在该像素阵列的一侧上形成与所述像素对准的一个或多个后向反射几何形 状，所述一个或多个后向反射几何形状育,将该像素接收的光反射回该像素。
全文摘要
一种设备显示器包括具有嵌入到光学透明材料中的光纤的光导、具有与该光纤第一端对准的像素的像素阵列以及在该光纤的第二端提供的反射机构。该反射机构能够经由该光纤将该像素接收的光反射回该像素。
文档编号G02F1/1335GK101680995SQ200780052601
公开日2010年3月24日 申请日期2007年10月22日 优先权日2007年4月23日
发明者G·克林赫尔特, M·克莱弗曼, M·维纳松 申请人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司