用于静态和可切换图像显示器的高亮度后向反射器的制作方法

本公开要求于2018年11月6日提交的美国临时申请序列第62/756,186号(标题为“用于静态和可切换图像显示器的新型高亮度后向反射器(novelhighbrightnessretroreflectorforstaticandswitchableimagedisplays)”)的优先权，该申请的说明书以其整体并入本文。

所公开的实施例总体上涉及反射式图像显示器。在一个实施例中，本公开涉及一种新型混合后向反射器。在另一实施例中，本公开涉及用于静态图像显示器的混合镜面/全内反射后向反光性显示器。在又一实施例中，本公开涉及用于可切换图像显示器的混合镜面/全内反射后向反光性显示器。

背景技术：

传统的后向反光性静态交通显示标牌主要由两种基本类型的设计构成。第一种传统设计包括嵌入膜中的高折射率玻璃珠粒。珠粒进一步在珠粒的相对侧上具有金属反光涂层。在玻璃珠粒的制造和应用中存在健康危害。例如，为了获得高折射率，珠粒包含重金属。必须为相关工人采取额外的安全措施。由于增加了制造步骤和安全措施，这大大增加了制造珠粒和后向反光性膜的成本。

第二种类型的传统后向反光性标牌设计包括微复制角锥棱镜后向反射器。角锥棱镜标牌包括角锥棱镜结构，该结构后面具有气隙以允许全内反射。

其他标牌和显示应用使用反射而非后向反光性显示技术。传统的微囊化电泳显示器(例如，基于电子墨水的显示器)以所谓的朗伯(lambertian)方式特征地反射白色状态的光。在白色状态下，反射光以相同的亮度在所有方向上均匀地辐射。因此，大部分反射光不被反射回观察者，从而限制了显示器的感知亮度。

图1示意性地图示了传统的微囊化电泳型显示器，其图示了白色状态下的朗伯反射。具体地，图1示出了具有微囊层102的显示器100，微囊层102包含光吸收黑色颗粒104和光反射颗粒106。显示器100以白色或反射状态示出，在该状态下，光反射颗粒106位于显示器100朝向观察者108的向外表面。

虚线120表示入射光束，其中光束几乎垂直于显示器100的向外表面。如多个光反射线122所示，光以朗伯方式在所有方向上反射。如图1所示，大量的光没有被反射回观察者108。由于反射回观察者的光量有限，这也阻止了添加滤色层以形成彩色显示。因此，需要解决传统反射可切换图像显示器的缺点。

附图说明

将参考以下示例性且非限制性的说明来讨论本公开的这些和其他实施例，其中类似的元件被类似地编号，并且其中：

图1示意性地图示了传统的微囊化电泳型显示器，其图示了白色状态下的朗伯反射；

图2a示意性地图示了混合镜面反射和全内反射的新型后向反射器；

图2b示意性地图示了新型后向反射器结构200的横向截面；

图2c示意性地图示了新型后向反射器结构200的俯视图；

图2d示意性地图示了面向小面206的新型后向反射器结构200的纵向截面；

图2e示意性地图示了面向镜面反射表面208的新型后向反射器结构200的纵向截面；

图2f图示了后向反射器200的一部分的近视图；

图3示意性地图示了根据本公开的一个实施例的新型后向反光性静态显示器的一部分的截面；

图4示意性地图示了混合tir-镜面反射器可切换图像显示器的一部分的截面；

图5示意性地图示了用于驱动基于混合tir-镜面反射器的显示器的有源矩阵薄膜晶体管阵列的一部分的实施例；以及

图6示意性地图示了用于实现本公开的实施例的示例性系统。

具体实施方式

在整个以下描述中，阐述了具体细节以便为本领域技术人员提供更彻底的理解。然而，可能没有详细示出或描述公知的元件，以避免不必要地模糊本公开。因此，说明书和附图被认为是说明性的，而不应理解为限制性的。

在示例性实施例中，反射结构包括至少一个光反射重复单元，其中该光反射重复单元包括第一小面(facet)、第二小面和第三小面，其中当第一小面与更低(lower)折射率的介质接触时，通过全内反射(totalinternalreflection，tir)反射入射光，其中当第二小面与更低折射率的介质接触时，通过tir反射入射光线，并且第三小面进一步包括能够镜面反射入射光线的反射涂层。在一个实施例中，反射结构包括多个反射重复单元，其中重复单元以类似行的方式相邻布置。在另一实施例中，光通过tir反射的第一小面和第二小面彼此正交地布置。在另一实施例中，入射光通过tir反射的第一小面和第二小面与能够镜面反射的第三小面正交地布置。在示例性实施例中，第三小面包括金属化的镜面反射涂层。在一些实施例中，第三小面可以包括部分漫反射涂层。在示例性实施例中，包括一个或多个光反射重复单元的光反射结构进一步包括折射率大于约1.4的材料。在一些实施例中，该材料可以包括在约1.4至2.4范围内的折射率。在示例性实施例中，使用移动到倏逝波区域中的光吸收材料，例如悬浮在液体或空气介质或电泳流体中的多个电泳颗粒，可以在第一小面或第二小面的表面附近抑制tir。

在一个实施例中，后向反射器包括至少一个棱镜，其中棱镜包括第一小面和第二小面。在示例性实施例中，小面中的一个进一步被构造有沿着正交方向延伸的更小(smaller)棱镜。另一个小面涂覆有反射材料，例如金属。在示例性实施例中，当与更低折射率的介质接触时，全内反射(tir)可发生在更小棱镜的表面附近，而镜面反射可发生在金属化小面上。后向反射器可以被称为组合tir和镜面反射的混合反射器。在示例性实施例中，使用在更高折射率棱镜和更低折射率介质的界面处移动到倏逝波区域中的光吸收材料，例如悬浮在液体或空气介质或电泳流体中的多个电泳颗粒，可以在更小棱镜的表面附近抑制tir。

如本文所用，混合tir-镜面后向反光性显示器通常是指使入射方向的角度范围(大约+/-40°)内的反射光线主要沿着入射方向返回的显示器。后向反射特性是两个小面可以通过tir反射光的结果，这两个面相对于彼此以基本上正交的布置放置，并且基本上正交于相对的第三镜面反射表面。因此，光线在返回观察者之前经历的反射次数是三次，两次是通过tir，一次是通过镜面反射。通过将吸收材料或物质移动到小面附近的倏逝波区域中并吸收光或抑制tir，可以衰减tir的反射。混合几何形状使得每条反射光线通过tir经历两次反射，这意味着可以获得反射光的显著衰减，而反射光仅有中等程度的抑制。本文中描述的混合tir-镜面后向反光性显示器可用于静态图像显示器和电子可切换图像显示器。

图2a示意性地图示了混合镜面反射和全内反射的新型后向反射器结构。图2a中的新型后向反射器结构200包括具有向外表面204的片材202。片材202可以包括玻璃。片材202可以包括聚合物。片材202可以包括透明聚合物。在示例性实施例中，片材202可以包括聚碳酸酯、丙烯酸或其组合。片材202可以包括聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙烯醇(pva)。在一些实施例中，片材202可以是柔性的或适形的(柔性也可以被称为可滚动的或可弯曲的，具有弯曲而不断裂的能力)。在一些实施例中，片材202可以具有在约1-2000iim范围内的厚度。在示例性实施例中，片材202可以具有在约20-250μιη范围内的厚度。片材202可以具有约1.4或更高(higher)的折射率。在一些实施例中，片材202可以包括折射率在约1.5-2.4范围内的材料。在其他实施例中，片材202可以包括折射率在约1.5-2.2范围内的材料。在示例性实施例中，片材202可以具有约1.5-1.9的折射率。在某些其他实施例中，片材202可以是折射率在约1.6-1.9范围内的材料。片材202可以由基本上刚性、高折射率的材料组成。可以使用的高折射率聚合物可以进一步包括诸如金属氧化物的高折射率添加剂。金属氧化物可以包括s1o2、zrc>2、znc>2、zno或tic>2中的一种或多种。在一个实施例中，片材202可以包括分散在pva中的t1o2。在示例性实施例中，片材202可以包括分散在丙烯酸类聚合物中的zr02。

片材202包括向外表面204。图2a中的结构200的向内表面包括第一线性棱镜结构212，该第一线性棱镜结构212包括以基本正交的方式布置的小面206。线性棱镜片材的特征在于三个垂直的几何平面：一个平面平行于片材本身，第二个平面垂直于片材并平行于线性棱镜，并且第三个平面垂直于片材并也垂直于线性棱镜。小面206和线性棱镜212可以被认为是分级棱镜结构。结构200进一步包括以镜面方式反射光的相邻表面208(由图2a至图2e中的交叉阴影线表示)。小面206的表面可以以垂直于表面208的方式布置。表面208可以包括薄的镜面反射涂层。在一些实施例中，表面208可以包括薄金属涂层。表面208上的薄金属涂层可以包括铝、银、铬、镍、铜或金中的一种或多种。在其他实施例中，表面208可以包括能够镜面反射的多层介电涂层。在一些实施例中，表面208可以包括部分漫反射涂层。部分漫反射涂层可以包括t1o2、特氟龙或其他材料。

图2b示意性地图示了新型后向反射器结构200的横向截面。图2b中的截面图示出了面向观察者210的向外表面204。相对的或向内表面包括棱镜结构212。单个棱镜结构212包括一对小面206，这对小面206被布置成基本上彼此垂直并且另外基本上垂直于相对的相邻镜面反射表面208。在一些实施例中，线性棱镜结构的小面206的宽度(表示为wf)小于(优选地小于约一半，并且更优选地小于约四分之一)镜面反射表面208的最小尺寸的宽度(表示为wsf)。在其他实施例中，线性棱镜结构的小面206的宽度小于镜面反射表面208的最小尺寸的宽度的约一半。在示例性实施例中，线性棱镜结构的每个小面206的宽度小于镜面反射表面208的最小(smallest)尺寸的宽度的约四分之一。

棱镜结构212可以布置成行214。棱镜结构212的行之间的距离或间隔可以由间距216(在图2b中由p表示)表示，其中间距是表面206和208相遇处之间的距离。行间距216可以是基本上规则或随机的阵列。在一些实施例中，间距216可以在约0.1微米至约5000微米的范围内。在其他实施例中，间距216可以在约1微米至约3000微米的范围内。在另一些实施例中，间距216可以在约10微米至约1000微米的范围内。

在一些实施例中，小面206的表面与镜面反射表面208之间形成的角度α可在约75°至约105°的范围内。在其他实施例中，角度α可以在约85°至约95°的范围内。在示例性实施例中，角度α可以是约90°，其中小面206基本上正交于小面208。在一些实施例中，在小面206的表面与镜面反射表面208之间形成且面向外表面204的角度β可以在约75°至约105°的范围内。在其他实施例中，角度β可以在约85°至约95°的范围内。在示例性实施例中，角度β可以是约90°，其中小面206基本上正交于小面208。

图2b所示的后向反射器200也可以被描述为包括一个或多个棱镜212，其中棱镜包括第一小面211，第一小面211进一步包括具有小面206的更小棱镜。棱镜212包括与第一小面206的更小棱镜正交布置的第二小面213，并且进一步包括光反射涂层208。第一小面211可以由具有第一折射率的透明材料组成，并且当在具有更低第二折射率的棱镜206的表面处与介质接触时，通过全内反射来反射入射光。第二小面213上的光反射涂层208可以包括金属，例如铝、银、镍、铬、铜或金中的一种或多种。

图2c示意性地图示了的新型后向反射器结构200的俯视图。俯视图图示了小面206如何彼此垂直并且可以成对218布置。小面206的对218进一步布置成行220。小面206的行220由镜面反射表面208分开。在与镜面反射表面208基本正交的方向上对齐的小面206的行220可以形成棱镜结构212的行214(在图2b中表示)。

图2d示意性地图示了面向小面206的新型后向反射器结构200的纵向截面。在此视图中，纵向截面形成在小面206的行220和镜面反射层208之间，其中暴露小面206的行220的直接视图。此视图进一步图示小面206可如何成对218布置。小面206的对之间的角度由角度γ表示。在一些实施例中，角度g可以在约75°至约105°的范围内。在其他实施例中，角度γ可以在约85°至约95°的范围内。在示例性实施例中，角度γ可以是约90°。

图2e示意性地图示了面向镜面反射涂层表面208的新型后向反射器结构200的纵向截面。在此视图中，纵向截面形成于小面206的行220与镜面反射层208之间，其中暴露镜面反射表面208的直接视图。

图2f图示了后向反射器200的一部分的近视图。后向反射器200的部分也可称为光反射重复单元222。后向反射器可以包括一个或多个光反射重复单元222。重复单元222包括基本上相同尺寸的第一小面和第二小面206，它们以基本上彼此正交的角度γ布置。重复单元222进一步包括第三小面，该第三小面进一步包括光反射涂层208，并且基本上正交于第一小面和第二小面206(由角度a表示)。在一些实施例中，角度a可以在约75°至约105°的范围内。在其他实施例中，角度α可以在约85°至约95°的范围内。在示例性实施例中，角度α可以是约90°。第一小面和第二小面206可以由具有第一折射率的透明材料组成，并且当与具有更低第二折射率的介质接触时，通过全内反射(tir)在表面反射入射光。

图2f图示了小面206和光反射涂层208的表面处的典型反射模式。下面是混合后向反射器实施例200中的后向反射的示例模式。其他反射模式也是可能的。由虚线表示的入射光线240进入结构212，在结构212处，光通过tir在位置242处反射离开第一小面206。光线在位置244处朝向第二小面206反射，在该位置244处光线在构成具有更低折射率介质(例如空气)的后向反射器200的高折射率材料的表面之间的界面处再次经历tir。然后，光线可以朝向镜面反射层208反射，其中，光线在位置246处被镜面反射为沿着入射光线240起源的方向朝向观察者210的反射光线248。所描述的反射模式图示了光学结构200混合全内反射和镜面反射的能力。结构200结合了第一棱镜线性结构和相邻表面208，该第一棱镜线性结构包括通过全内反射反射光的两个正交表面206，相邻表面208以镜面方式反射光并进一步以正交方式与小面206对准。选择三个表面之间的几何关系以确保在最后一次反射之后，光线在与其入射方向相反的方向上行进。该几何关系导致三个反射模式中的一个，其中光在包括两个tir反射和一个镜面反射的三次反射之后被后向反射：小面-小面-镜面层(在图2f中图示)，小面-镜面层-小面，或镜面层-小面-小面。此外，三个表面的尺寸和取向的选择使得在近法线方向的优选范围内入射的光线的大部分能够经历后向反射。线性棱镜的表面的法向矢量基本上彼此正交，并且与系统的整个入射平面的法向矢量倾斜大于55°。本文中描述的后向反射器设计200实际上在约+/-400的有用观察范围内后向反射所有入射光。

可以使用各种当前的微制造技术来产生本文中描述的新型后向反射器设计。这种微制造技术包括以下中的一种或多种：光刻、阴影掩模、化学气相沉积(chemicalvapordeposition，cvd)、物理气相沉积(physicalvapordeposition，pvd)、等离子体蚀刻、反应离子蚀刻(reactive-ionetching，rie)、湿法蚀刻、抛光、电镀、微成型、微挤出、微冲压、微切割和化学机械平面化(chemicalmechanicalplanarization，cmp)。

图3示意性地图示了根据本公开的一个实施例的新型后向反光性静态显示器的一部分的截面。图3中的后向反光性显示器实施例300包括如图2a至图2e描述的混合后向反射器。显示器300包括具有面向观察者306的向外表面304的透明片材302。片材302包括小面308和镜面反射层310，以形成如前所述的棱镜结构。棱镜结构布置成行和列的阵列312。在示例性实施例中，片材302可以包括柔性玻璃或聚合物。在示例性实施例中，片材302可以包括厚度在约20-500微米范围内的玻璃或聚合物或其组合。片材302可以包括诸如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯或其他丙烯酸类聚合物的聚合物。在示例性实施例中，片材302可以包括透明聚合物。在一些实施例中，片材302可以是柔性的或适形的(柔性也可以被称为可卷曲的或可弯曲的，具有弯曲而不断裂的能力)。在一些实施例中，片材302可以具有在约1-2000μm范围内的厚度。在示例性实施例中，片材302可以具有在约20-250μιη范围内的厚度。片材302可以具有约1.4或更高的折射率。在示例性实施例中，片材302可以具有约1.5-1.9的折射率。在某些实施例中，片材302可以包括折射率在约1.5-2.4范围内的材料。在某些其他实施例中，片材302可以是折射率在约1.6-1.9范围内的材料。片材302可以包括基本上刚性、高折射率的材料。可以使用的高折射率聚合物可以进一步包括诸如金属氧化物的高折射率添加剂。金属氧化物可以包括si02、zr02、zn02、zno或ti02中的一种或多种。

后向反光性显示器300可以进一步包括后支承件片材314。后支撑片材314可以是金属、聚合物、木材或其他材料中的一种或多种。片材314可以是玻璃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，pmma)、聚氨酯、丙烯酸、聚氯乙烯(polyvinylchloride，pvc)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)中的一种或多种。片材314可以是刚性的或柔性的。

后向反光性显示器实施例300可以进一步包括位于后支承件片材314上的光反射层316。层316可以包括诸如铝、铬、镍、铜、金或银的金属。光反射层316可以通过溅射、真空沉积或其他方法形成。光反射层316可以是连续的或图案化的。光反射层316可以是漫反射器，并且可以包括ti02或特氟龙(teflon^tm)中的一种或多种。

后向反光性显示器实施例300可以进一步包括间隔件318。间隔件可以在片材302和层314之间保持基本均匀的间隔距离或间隙320。间隔件结构可以用于支承显示器中的各层。间隔件结构可以是圆形或椭圆形珠形状、块形状、圆柱形状、壁形状或其他几何形状或其组合。间隔件结构318可以包括玻璃、金属或聚合物。间隙320可以充满液体或气体介质322。在示例性实施例中，介质322可以包括环境空气或诸如氩气或n2的气体。在示例性实施例中，间隙320中的介质322的折射率可以小于片材302的折射率。介质322可以具有约1-1.5范围内的折射率。在示例性实施例中，片材302的折射率与介质322的折射率的比率可以在约1.05至约2.20的范围内。

后向反光性显示器实施例300可以进一步包括粘合剂层324。粘合剂层324可以位于后支承件片材314后面。在其他实施例中，粘合剂层324可以插置于光反射层316与后支承件314之间，使得后支承件层314也可充当剥离片材以暴露粘合剂层324。粘合剂层324可以包括聚合物。粘合剂324可以包括溶剂基粘合剂、乳液粘合剂、聚合物分散粘合剂、压敏粘合剂、接触粘合剂、热熔粘合剂、多组分粘合剂、紫外线(ultra-violet，uv)固化粘合剂、热固化粘合剂、湿固化粘合剂、天然粘合剂或任何其他合成粘合剂中的一种或多种。

后向反光性显示器300可以进一步包括剥离片材326。剥离片材326可以包括使得它可以容易地被移除的材料，因此多层结构300可以被层压或粘附到期望静态半后向反光性显示器的任何结构或位置。显示器300可以放置在交通标志、墙壁、道路、衣服、自行车、机动车辆或可能希望具有反射式显示器的其他应用上。剥离片材326可以包括聚合物或纸。

后向反光性显示器300可以进一步包括透明图像层328。层328可以是连续的或图案化的，以向观察者传递信息，例如图片、字母、数字、单词、短语或标牌中的一个或多个。层328可以包括一种或多种颜色。图像层328可以包括至少一种染料。图像层328可以将至少一种颜色赋予显示器。层328可以通过位于层328和片材302之间的光学透明粘合剂(未示出)粘附到显示器300。

后向反光性显示器300可以进一步包括可选的透明外层或涂层330。层330可以是保护层。层330可以保护显示器免受物理损坏或紫外光损坏。保护层330还可以包括连续或图案化方式的至少一种颜色。层330可以包括聚合物或玻璃。

显示器实施例300可以如下反射光并且显示图像。在图3中由光线340表示的入射光可以穿过层328、330和片材302。如果光线到界面的角度大于临界角度6c，光线340可以在更高折射率的折射小面308和更低折射率的介质322的界面处经历tir。小的临界角度(例如，小于约50°)在小面308处是优选的，因为这提供了tir可能发生的大范围角度。最好使空气位于具有优选地尽可能小的折射率(η3)的间隙320中，并使小面308包括具有优选地尽可能大的折射率(η1)的材料。临界角度9c通过以下等式(等式1)计算：

在反射的第一示例模式中，光线340可以通过全内反射在小面308处朝向镜面反射表面310反射，在镜面反射表面310处光线然后可以作为基本上后向反射的光线342朝向观察者306反射回去。在光反射的第二示例模式中，入射光线344可以穿过层328、330和片材302朝向镜面反射层310。光线344然后可以被镜面反射向更高折射率小面308和更低折射率介质322的界面。在该位置处，全内反射可以发生在光线344作为光线346朝向观察者306反射的第一小面和第二小面308处。在两种示例性反射模式中，光可以从第一小面和第二小面以及镜面反射层反射，使得每次光在显示器300中被后向反射时发生三次反射。来自静态显示器300的反射光通过图像层328增强了到观察者306的显示图像。

在一些情况下，基于静态显示器300的应用，具有更白、更漫射的外观可能是重要的。显示器300可以包括光漫射层。漫射层可以用于软化入射光或反射光或减少眩光。漫射层可以包括柔性聚合物。漫射层可以包括在柔性聚合物基体中的磨砂玻璃。漫射层可以包括微结构或纹理聚合物。漫射层可以包括3m^tm防闪光或防眩光膜。漫射层可以包括3m^tmglr320膜(梅普尔伍德，明尼苏达州)或agf6200膜。漫射层可以位于本文中描述的显示器实施例内的一个或多个不同位置。在一个实施例中，漫射层可以位于图像层328之上或之下。

另一种为静态显示器300产生更白、更漫射的外观的方法是向片材302添加添加剂。可以添加尺寸大于光的波长的添加剂以散射入射光。散射的大小可以通过添加剂的尺寸和类型来控制。例如，ti02可以添加并分散在片材302中。ti02可以具有最佳尺寸范围，以不阻止光穿过片材302，但散射足够的光以产生视觉上更吸引人、更白的显示。

图4示意性地图示了混合tir-镜面反射器可切换图像显示器的一部分的截面。图4中的显示器400包括透明片材402，透明片材402进一步包括混合棱镜线性结构404的向内阵列406，混合棱镜线性结构404包括小面408和相对的镜面反射表面410，如先前在图2a至图2f中所示和本文中描述的。在一些实施例中，片材402和混合后向反射器404可以是相同材料的连续片材。在其他实施例中，片材402和混合后向反射器404可以是分离的层并且包括不同材料。在示例性实施例中，片材402和混合后向反射器404可以包括基本相同的折射率或不同的折射率。在示例性实施例中，片材402可以包括柔性玻璃。在示例性实施例中，片材402可以包括厚度在约20-250微米范围内的玻璃。片材402可以包括柔性玻璃，例如schottafeco或teco超薄玻璃。片材402可以包括透明聚合物，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或其他丙烯酸类聚合物。在示例性实施例中，片材402可以包括柔性聚合物。

片材402包括小面408和镜面反射层410，以形成如前所述的棱镜结构404。棱镜结构404可以布置成行和列的阵列406。在示例性实施例中，片材402可以包括柔性玻璃或聚合物。在示例性实施例中，片材402可以包括厚度在约20-500微米范围内的玻璃或聚合物或其组合。在示例性实施例中，片材402可以包括透明聚合物。在一些实施例中，片材402可以是柔性的或适形的(柔性也可以被称为可卷曲的或可弯曲的，具有弯曲而不断裂的能力)。在一些实施例中，片材402可以具有在约1-2000pm范围内的厚度。在示例性实施例中，片材402可以具有在约20-250pm范围内的厚度。片材402和结构404可具有约1.4或更高的折射率。在示例性实施例中，片材402可以具有约1.5-1.9的折射率。在某些实施例中，片材402可以包括折射率在约1.5-2.4范围内的材料。在一些实施例中，片材402可以包括折射率在约1.5-2.2范围内的材料。在某些其他实施例中，片材402可以是折射率为约1.6-1.9的材料。片材402可以包括基本上刚性、高折射率的材料。可以使用的高折射率聚合物可以进一步包括诸如金属氧化物的高折射率添加剂。金属氧化物可以包括si02、zr02、zn02、zno或ti02中的一种或多种。

图4中的显示器实施例400可以包括滤色器阵列层412。滤色器阵列层412可以位于面向观察者414的片材402的向外表面上。在示例性实施例中，滤色器阵列层412可以位于片材402和混合后向反射器阵列层406之间。滤色器层412可以包括红色(r)、绿色(g)、蓝色(b)、白色(w)、透明、黑色、青色、品红色或黄色子像素滤色器中的一种或多种。在示例性实施例中，滤色器层412可以是刚性的、柔性的或适形的中的一种或多种。

在示例性实施例中，每个混合后向反射器404可以基本上与单个子滤色器对准。在示例性实施例中，滤色器阵列层412可以包括子像素滤色器的pentile^tm阵列。滤色器阵列层412可以包括子像素滤色器的pentile^tmrgbg阵列或子像素滤色器的pentile^tmrgbw阵列中的一者或两者。子滤色器可以被布置为使得示例性像素可以包括例如三个不同的子滤色器(例如，红色、绿色和蓝色)。因此，根据应用，像素可以反射红色、绿色和蓝色中的一种。

图4中的显示器实施例400可以包括至少一个阻挡层414。阻挡层414可以是透明的。阻挡层414可以是刚性的、柔性的和适形的中的一种或多种。阻挡层414可以位于本文中描述的基于混合后向反射器的显示器实施例内的各个位置中。阻挡层414可以用作气体阻挡件或湿气阻挡件中的一个或多个，并且可以是水解稳定的。阻挡层414可以是柔性的或适形的聚合物中的一种或多种。阻挡层414可以包括聚酯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或共聚物、或聚乙烯中的一个或多个。阻挡层414可以包括玻璃。阻挡层414可以包括在聚合物基板上的化学气相沉积(chemicalvapordeposited，cvd)或溅射涂覆的陶瓷基薄膜中的一个或多个。陶瓷可以包括ai2o3、s1o2或其他金属氧化物中的一种或多种。阻挡层414可以包括以下各项中的一种或多种：vitriflex阻挡膜；英威达(invista)阻隔性树脂；日本凸版印刷公司(toppan)gl^tm阻挡膜gl-aec-f、gx-p-f、gl-ar-df、gl-arh、gl-rd；celplastcpt-036、cpt-001、cpt-022、cpa-001、cpa-002、cpp-004、cpp-005氧化硅(siox)阻挡膜；celplast氧化铝(alox)涂覆的透明阻挡膜；celplasttalox-聚酯膜；cbh或cblh双轴向定向的透明阻隔性聚丙烯膜。

图4中的显示器实施例400可以包括漫射层416。漫射层416可以用于软化入射光或反射光，或减少眩光。漫射层416可以包括柔性聚合物或玻璃。漫射层416可以是刚性的、柔性的和适形的中的一种或多种。漫射层416可以在柔性聚合物基质中包括毛玻璃。层416可以包括微结构化或纹理化聚合物。漫射层416可以包括明尼苏达矿业及制造公司(3m^tm)防闪烁或防眩光膜。漫射层416可以包括3m^tmglr320膜(明尼苏达州梅普尔伍德(maplewood))或agf6200膜。漫射层416可以位于图4中显示器实施例400内的一个或多个不同位置处。

在一些实施例中，图4中的显示器实施例400可以包括至少一个光学透明粘合剂(opticallyclearadhesive，oca)层418。oca层418可以是刚性的、柔性的或适形的聚合物中的一种或多种。oca可用于将显示器层粘附在一起并光学耦合这些层。图4中的基于tir的显示器实施例400可以包括光学透明粘合剂层，该光学透明粘合剂层进一步包括以下各项中的一种或多种：3m^tm光学透明胶3m^tm8211、3m^tm8212、3m^tm8213、3m^tm8214、3m^tm8215、3m^tmoca8146-x、3m^tmoca817x、3m^tmoca821x、3m^tmoca9483、3m^tmoca826xn或3m^tmoca8148-x、3m^tmcef05xx、3m^tmcef06xxn、3m^tmcef19xx、3m^tmcef28xx、3m^tmcef29xx、3m^tmcef30xx、3m^tmcef31、3m^tmcef71xx、琳得科(lintec)mo-t020rw、琳得科mo-3015uv系列、琳得科mo-t015、琳得科mo-3014uv2+、琳得科mo-3015uv。

图4中的显示器400可以包括具有面向观察者414的外表面422的前光系统420。前光系统420可以包括光源424，以通过导光件426的边缘发射光。光源424可以包括发光二极管(lightemittingdiode，led)、冷阴极荧光灯(coldcathodefluorescentlamp，ccfl)或表面贴装技术(surfacemountedtechnology，smt)白炽灯中的一个或多个。在示例性实施例中，光源424可以限定led，该led的输出光从折射或反射光学元件发出，该折射或反射光学元件将压缩的角度范围内的所述二极管的输出发射集中到导光件426的边缘。在示例性实施例中，前光系统420可以包括角度变换器(未示出)。在一些实施例中，光源424可以光学地耦合到导光件426。前光系统420可以是柔性的或刚性的。

导光件426可以包括刚性的、柔性的或适形的聚合物中的一种或多种。导光件426可以包括多于一层。导光件426可以包括彼此平行的一个或多个连续导光子层。导光件426可以至少包括形成透明底部表面的第一导光子层(未示出)。导光件426可以包括形成透明顶部表面或外表面的第二子层。导光件426可以包括形成中心透明核心的第三子层。导光件426的子层的折射率可以相差至少0.05。多个子层可以光耦合。

在示例性实施例中，导光件426可以包括光提取器元件的阵列(未示出)。光提取器元件可以是刚性的、柔性的或适形的聚合物中的一种或多种。光提取器元件可以包括以下各项中的一个或多个：光散射颗粒、分散的聚合物颗粒、倾斜的棱柱小面、平行的棱镜凹槽、曲线棱镜凹槽、弯曲的圆柱形表面、圆锥形压痕、球形压痕、非球面压痕或气穴。光提取器元件可以被布置成使得它们以非朗伯窄角分布在基本垂直的方向上将光重定向到片材402。在其他实施例中，光提取器元件可以被布置成使得它们以稍微偏离轴线的角度将光重定向到片材402，使得菲涅耳和其他不期望的反射被反射远离观察者。导光件426可以包括扩散性光学雾度。显示器实施例中的导光系统400可以包括由flexlighting(伊利诺伊州芝加哥(chicago，il))制造的flex前光板(flexfrontlightpanel)。导光件426可以包括由nanocompoy公司(芬兰莱默)制造的超薄柔性导光件膜。

片材402可以进一步包括位于小面408的表面上或小面408和镜面反射层410上的前电极层428。前电极层428可以是刚性的、柔性的或适形的中的一种或多种。前电极层428可以包括透明导电材料，例如铟锡氧化物(indiumtinoxide，ito)、贝通(baytron^tm)，或导电纳米颗粒、银导线、金属纳米线、石墨烯、纳米管，或其他导电碳同素异形体，或这些分散在基本上透明的聚合物中的材料的组合。前电极层428可以包括透明导电材料，该透明导电材料进一步包括由c3nano(美国加利福尼亚州海沃德(hayward，ca，usa))制造的银纳米导线。前电极层428可以包括c3nanoactivegrid^tm导电墨水。

图4中的显示器实施例400可以进一步包括刚性的、柔性的或适形的后支承件层430。后支承件层430可以是金属、聚合物、木材或其他材料中的一种或多种。片材430可以是玻璃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚氨酯、丙烯酸、聚氯乙烯(pvc)、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)中的一种或多种。

在示例性实施例中，后电极层432可以位于后支承件层430的内表面上。后电极层432可以是刚性的、柔性的或共形的。层432可以包括透明导电材料或诸如铝、银、金或铜的非透明导电材料。可以对后电极层432进行气相沉积或电镀。后电极432可以是连续的或图案化的。后电极432可以与后支承件层430集成。可替换地，后电极432可以定位在后支承件430的近端。在另一实施例中，后电极432可以层压或附接到后支承件层430。后支承件430可以与混合后向反射器406的阵列层一起在它们之间形成间隙或空腔434。后电极层432可以包括薄膜晶体管(thinfilmtransistor，tft)阵列或无源矩阵阵列。后电极层432可以包括直接驱动图案化电极阵列或分段电极阵列。后电极层432可以包括有机场效应晶体管(field-effecttransistor，fet)的有源矩阵。有机fet可以包括共轭聚合物或共轭小分子的有源半导体层。有机fet可以包括呈溶液处理的介电质或化学气相沉积的介电质形式的有机介电层。层432可以包括铝、ito、银、铜、金或其他导电材料。在一个实施例中，层432可以包括有机tft。在其他实施例中，后电极层432可以包括铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide，igzo)tft。层432可以包括低温多晶硅、通过聚酰亚胺“剥离”工艺制造的低温多晶硅、由flexenable(英国剑桥(cambridge，unitedkingdom))制造的柔性基板上的非晶硅或柔性基板上的tft，或由flexenable和merck(德国达姆施塔特市(darmstadt，germany)制造的那些。在示例性实施例中，后电极层432中的每个tft可以与滤色器阵列层412中的至少一个子像素滤色器基本对准或配对。

在示例性实施例中，层432可以包括平坦化层(未示出)。平坦化层可以用于使背板驱动电子器件的表面光滑。平坦化层可以允许在平坦化层的顶部放置或形成完整的侧壁或部分侧壁。平坦化层可以是柔性的和/或适形的。平坦化层可以包括聚合物。平坦化层可以使用狭缝式模具涂布工艺或柔版印刷工艺来沉积。平坦化层可以包括光刻胶。平坦化层也可以用作介电层。平坦化层可以包括聚酰亚胺。

在一些实施例中，显示器400可被弯曲，使得显示器可被强制为凸形或凹形或相对于观察者414期望的任何其他形状。在一些实施例中，显示器400可以在多于一个方向上弯曲，例如以s曲线的形式。

显示器400也可以是可弯曲的、可卷动的、可卷绕的、可折叠的、可扭转的或抗冲击的。柔性显示器400本质上可以是柔性的，使得显示器可以如在非弯曲或非挠曲状态下一样，在弯曲或挠曲状态下基本上保持最佳的光学特性和性能。在示例性实施例中，在去除引起弯曲(或扭曲)的力之后，显示器400可以保持其原始形状。在又一实施例中，即使在去除引起弯曲(或扭曲)的力之后，显示器400也可保持在变形状态。显示器400可以弯曲或挠曲，以用于例如电子报纸和电子标牌的可滚动显示器或可折叠显示器的应用。显示器400可以放置在弯曲的或有轮廓的表面上，例如仪表板、器具或甚至人或动物的皮肤上，以用于医学诊断或其他目的。

当显示器实施例400处于非挠曲或挠曲状态时，可以将侧壁436或间隔单元(未示出)实现为帮助保持前电极428和后电极432之间基本均匀的距离。侧壁也可以被称为横壁、像素壁或分隔壁。侧壁436可以限制颗粒沉降、漂移和扩散，以改善显示性能和双稳定性。在示例性实施例中，当显示器挠曲或弯曲时，侧壁可以基本上保持前电极428和后电极432之间的均匀间隙距离。侧壁436还可以用作阻挡件，以帮助防止湿气和氧气进入到显示器中。侧壁436可以位于包括颗粒440和介质438的光调制层内。

侧壁436可以从前电极、后电极、或者前电极和后电极二者完全地或部分地延伸。侧壁436可以包括聚合物、金属或玻璃或其组合。侧壁436可以是任何尺寸或形状。侧壁436可以具有圆形横截面。

侧壁436的折射率可以在混合后向反射器结构404的折射率的约0.01-0.2内。在示例性实施例中，侧壁436可以是光学活性的。侧壁436可以形成孔或隔室，以限制悬浮在介质438中的电泳移动颗粒440。侧壁436可以被配置为用于形成例如呈似正方形状、三角形、五边形或六边形或其组合的孔或隔室。

侧壁436可以包括聚合物材料，并且通过一种或多种常规技术(包括光刻、压花或模制)来图案化。在某些实施例中，显示器400包括完全地桥接间隙434的侧壁436。在其他实施例中，显示器实施例400可以包括仅部分地桥接间隙434的部分侧壁。在某些实施例中，反射式图像显示器400可以包括可以完全地或部分地桥接间隙434的侧壁和部分侧壁的组合。在示例性实施例中，侧壁434可以包括刚性、柔性或适形聚合物。在其他实施例中，侧壁434可以与滤色器层412的滤色器子像素基本对准。

在一些实施例中，侧壁436可以形成在后介电层444、后电极层432或后基板430的顶部上。在图4的示例中，侧壁436直接形成在后介电层444上。在其他实施例中，侧壁可以形成为混合后向反射器结构的阵列406的一部分。介电层448还可以位于侧壁436上。侧壁436可以形成在平坦化层的顶部上。

在示例性实施例中，基于混合tir-镜面反射器的显示器400可以由包括通常用于液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)中的有源矩阵薄膜晶体管阵列的背板电子器件驱动。图5示意性地图示了用于驱动基于混合tir-镜面反射器的显示器的有源矩阵薄膜晶体管阵列的一部分的实施例。背板电子器件实施例500包括像素502阵列，该阵列可以用于驱动柔性的基于tir的显示器。单个像素502由图5中的虚线框突出显示。像素502可以布置成行504和列506，如图5所示，但是其他布置也是可能的。在示例性实施例中，每个像素502可以包括单个tft508。在阵列实施例500中，每个tft508位于每个像素502的左上。在其他实施例中，tft508可以放置于每个像素502内的其他位置。每个像素502可以进一步包括导电层510以寻址显示器的每个像素。层510可以包括ito、铝、银、铜、金、贝通(baytron^tm)，或导电纳米颗粒、银线、金属纳米线、石墨烯、纳米管，或其他导电碳同素异形体，或这些分散在聚合物中的材料的组合。背板电子器件实施例500可以进一步包括列导线512和行导线514。列导线512和行导线514可以包括金属，例如铝、银、铜、金或其他导电金属。列导线512和行导线514可以包括ito。列导线512和行导线514可以附接到tft508。像素502可以按行和列寻址。tft508可以使用非晶硅或多晶硅来形成。可以使用等离子体增强化学气相沉积(plasma-enhancedchemicalvapordeposition，pecvd)来沉积tft508的硅层。在示例性实施例中，每个像素可以与层412中的单个滤色器基本上对准。列导线512和行导线514可以进一步连接到集成电路和驱动电子器件，以驱动显示器。

显示器实施例400可以进一步包括低折射率介质438，该低折射率介质438位于间隙434中的前电极层428与后电极层432之间。介质438可以是空气或液体。介质438可以是惰性的低折射率流体介质。介质438可以是碳氢化合物。在一些实施例中，介质438的折射率可以在约1-1.5的范围内。在另一些实施例中，介质438的折射率可以在约1.1-1.4的范围内。在示例性实施例中，介质438可以是氟化烃。在另一示例性实施例中，介质438可以是全氟化烃。在示例性实施例中，介质438的折射率小于片材402或混合后向反射器404的折射率。在其他实施例中，介质438可以是烃和氟化烃的混合物。在示例性实施例中，介质438可以包括fluorinert^tm、novec^tm7000、novec^tm7100、novec^tm7300、novec^tm7500、novec^tm7700、novec^tm8200、电润湿材料、特氟龙(teflon^tm)af、cytop^tm或fluoropel^tm中的一种或多种。

介质438可以进一步包括粘度改性剂或电荷控制剂中的一种或多种。传统的粘度改性剂包括低聚物或聚合物。粘度改性剂可以包括苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或其他基于烯烃的聚合物中的一种或多种。在一个实施例中，粘度改性剂是聚异丁烯。在另一实施例中，粘度改性剂是卤化聚异丁烯。

介质438可以进一步接收多个光吸收电泳移动颗粒440。移动颗粒440可以包括第一电荷极性和第一光学特性(即，颜色或光吸收特性)。在一些实施例中，介质438可以进一步包括第二多个电泳移动颗粒，第二多个电泳移动颗粒包括相反极性的第二电荷以及第二光学特性。颗粒440可以由有机材料或无机材料或有机材料和无机材料的组合形成。颗粒可以具有聚合物涂层。颗粒440可以包括有机材料或无机材料或有机材料和无机材料的组合的涂层。颗粒440可以是染料或颜料或其组合。颗粒440可以是炭黑、金属或金属氧化物中的至少一者。在示例性实施例中，颗粒440可以包括cucr04。在一个实施例中，图4的实施例400中所示的颗粒440可以由正电荷极性或负电荷极性或其组合组成。颗粒440可以包括弱带电荷或不带电荷的颗粒。颗粒440可以是光吸收的或光反射的或其组合。颗粒440还可以具有光吸收特性，使得它们可以赋予可见光谱的任何颜色或颜色的组合以给出特定的明暗度或色调。

在另一实施例中，显示器实施例400可以包括多个光吸收颗粒440和第二多个光反射颗粒。光反射颗粒可以包括诸如二氧化钛(t1o2)的白色反射颗粒。光反射颗粒可以为约200-300nm。这是涂料工业中使用的使光反射特性最大化的t1o2颗粒的典型尺寸。也可以使用更大或更小尺寸的颗粒。光反射颗粒可以进一步包括涂层(未示出)。光反射材料上的涂层可以包括有机材料或无机材料，例如金属氧化物。该涂层可以包括基本上类似于介质438的折射率的有效折射率。在一些实施例中，光反射颗粒上的涂层的折射率与介质438的折射率之间的差异可以为约40％或更小。在其他实施例中，光反射颗粒上的涂层的折射率与介质438的折射率之间的差异可以为约0.5-40％。

在其他实施例中，介质438还可以包括电润湿流体。在示例性实施例中，电润湿流体可以包括染料。电润湿流体可以向混合后向反射器404移动进入倏逝波区域，以抑制tir。电润湿流体可以远离混合后向反射器404并离开倏逝波区域，以允许全内反射。电润湿流体可以是硅油，该硅油可以经由小通道被泵入和泵出由侧壁形成的孔。

显示器400可以进一步包括定位在透明前电极428的表面上并且插置在透明前电极428与介质438之间的可选介电层442。显示器400可以进一步包括定位在后电极432的表面上并且插置在后电极432与介质438之间的可选后介电层444。

后介电层可以是柔性的和/或适形的。一个或多个可选的介电层可以用于保护前电极层428或后电极层432中的一者或两者。在一些实施例中，前电极428上的介电层442可以包括与后电极432上的介电层444不同的成分。在示例性实施例中，介电层442、444可以包括两个或多个介电材料子层。

子层可以包括不同的材料。例如，前介电层442或后介电层444可以包括si02子层和聚酰亚胺第二子层。介电层可以是基本上均匀的、连续的并且基本上没有表面缺陷。介电层的厚度可以为至少约0.05nm(即，大约单层)或更厚。在一些实施例中，介电层厚度可以在约1-300nm的范围内。在其他实施例中，介电层厚度可以在约1-200nm的范围内。在另一些实施例中，介电层厚度可以为约1-100nm。在另一些实施例中，介电层厚度可以为约1-50nm。在另一些实施例中，介电层厚度可以为约1-20nm。在另一些实施例中，介电层厚度可以为约1-10nm。介电层可以包括至少一个针孔。介电层可以限定保形涂层并且可以没有针孔或者可以具有最小针孔。介电层还可以用作阻挡层以防止湿气或气体进入。介电层可以具有高或低介电常数。

在一些实施例中，介电层可以具有约1-30范围内的介电常数。在其他实施例中，介电层可以具有约1-15范围内的介电常数。

介电化合物可以是有机或无机类型。最常见的无机介电材料是通常用于集成芯片的si02。介电层可以是sin、sinx或sion。介电层可以是al0x或a12c>3。介电层可以是陶瓷。有机介电材料通常是聚合物，例如聚酰亚胺、含氟聚合物、聚降冰片烯和不含极性基团的烃基聚合物。介电层可以是聚合物或聚合物的组合。介电层可以是聚合物、金属氧化物和陶瓷的组合。介电层442、444可以包括以下基于聚酰亚胺的电介质道尔顿(dalton)dl-5260t、tc-139、dl-2193、nissanse-150、se-410、se-610、se-3140n、se-3310、se-3510、se-5661、se-5811、se-6414、se-6514、se-7492、se-7992或jsral-1054、al-3046、al22620、al16301、al60720中的一种或多种。在示例性实施例中，介电层包括聚对二甲苯。在其他实施例中，介电层可以包括卤化聚对二甲苯。介电层442、444可以包括聚对二甲苯c、聚对二甲苯n、聚对二甲苯f、聚对二甲苯fit或聚对二甲苯f[tx。其他无机或有机介电材料或其组合也可以用于介电层。介电层中的一个或多个可以是cvd、pecvd或溅射涂覆的。介电层442、444中的一个或多个可以是溶液涂覆的聚合物、气相沉积的电介质、溅射沉积的或者热或等离子体增强的ald电介质。介电层444可以与后电极结构共形，或者可以用于使电极结构平坦化。电极结构的平坦化导致更光滑和更均匀的表面，这可以允许沉积具有更均匀的高度和厚度的侧壁。

在示例性实施例中，在刚性的、柔性的或适形的基于tir的图像显示器400中的前电极428上的一个或多个介电层442或后电极432上的一个或多个介电层444可以通过热或等离子体增强原子层沉积(atomiclayerdeposition，ald)的方法来沉积。ald也可以被称为原子层外延(atomiclayerepitaxy，ale)、原子层生长(atomiclayergrowth，alg)、分子层外延(molecularlayerepitaxy，mle)、分子分层(molecularlayering，ml)和原子层cvd(atomiclayercvd，alcvd)。在示例性实施例中，介电层442、444中的一个或两个可以包括ald涂布的s1o2、siox、sin、sinx或sion。介电层442、444可以包括其他金属氧化物，例如以下各项中的一种或多种：ai2o3、a10x、cao、cuo、er2o3、ga2c>3、flfcl、hfox、inzno、ingazno、la2c>3、mgo、nb2o5、sc2o3、sn02、ta20s、t1o2、vxoy、y2o3、yb2o3、znsnox、zno或zrc>2。介电层442、444可以包括一种或多种金属氮化物，例如ain、bn、gan、sin、sinx、tan、tanx、tiain、tin、wn或tinx。介电层442、444可以包括金属氧化物和金属氮化物的组合。

所公开的显示器实施例可以采用至少一个边缘密封件。边缘密封件可以防止湿气或其他环境污染物进入显示器。边缘密封件可以是热、化学或辐射固化材料或其组合。边缘密封件可以包括环氧树脂、硅树脂、聚异丁烯、丙烯酸酯或其他聚合物基材料中的一种或多种。在一些实施例中，边缘密封件可以包括金属化箔。在一些实施例中，边缘密封剂可以包括诸如s1o2或a1203的填充物。在其他实施例中，边缘密封件在固化之后可以是柔性的或适形的。在另一些实施例中，边缘密封件还可以用作湿气、氧气和其他气体的阻挡层。

显示器实施例400可以进一步包括偏压源446。偏压源446可以在形成于前电极428与后电极432之间的间隙434中产生电场或电磁通量。通量可以延伸到设置在间隙434中的任何介质438。通量可以将颗粒440中的至少一个移向一个电极并远离相对的电极。通量可以将一个或多个颗粒移动到倏逝波区域中或移出倏逝波区域。倏逝波区域大致位于高折射率小面408和更低折射率介质438的界面处。

偏压源446可以耦合到一个或多个处理器电路和存储器电路，该一个或多个处理器电路和存储器电路被配置为以预定方式和/或在预定持续时间内改变或切换所施加的偏压。例如，处理电路可以切换所施加的偏压，以在显示器400上显示字符。处理和存储器电路可以包括硬件、软件或硬件和软件的组合。在示例性实施例中，处理或存储器电路中的一个或多个是柔性的和/或适形的。例如，电路可以印刷在柔性基板上以实现柔性。

显示器400可以进一步包括环境光传感器(ambientlightsensor，als)450和前光控制器452。als450可用于检测可用的环境光的量，并且将信息发送到前光控制器452。前光控制器452然后可以根据可用的环境光的量来控制前光系统420中的光源424的输出。例如，在诸如夜晚的昏暗照明条件下，als450可以向前光控制器452发送信息以增加从前光系统420中的光源424发出的光的量。在明亮的条件下，例如在晴天的海滩上，als450可以向前光控制器452发送信息以减少来自前光系统420中的光源424的光输出。随着环境光可用性的增加，反射式显示器显得更亮。

显示器实施例400可以如下操作。可通过与前电极428处的颗粒440的极性相反的源446施加偏压，使得颗粒440朝前电极428移动。这使颗粒440电泳移动到前电极428附近，在那里它们可以进入倏逝波区域，并且当光线在小面408和镜面反射表面410之间反射时抑制全内反射。这在虚线454的右侧示出，并且由颗粒440吸收的入射光线456图示。显示器的这个区域对于观察者414来说可能表现为暗状态。并非所有的颗粒都位于前电极上，如图4所示。图4中颗粒440的放置仅用于说明的目的。

当颗粒从前电极428移向后电极432(如虚线454的左边所示)时，入射光线可以在本文中描述的混合后向反射器404处被全内反射和镜面反射。这由第一入射光线458表示，第一入射光线458在小面408处被全内反射，然后由镜面层410反射，然后作为反射光线460离开显示器朝向观察者414。另一代表性反射模式由入射光线462图示。光线462首先被镜面反射表面410反射，然后朝向小面408反射，在小面408处，光线在作为反射光线464反射回观察者414之前经历两次基于tir的反射。在这两种反射模式中，显示像素可能对观察者呈现白色或明亮。应当注意，后电极432处的颗粒440的位置仅用于说明目的。颗粒440可以恰好位于前电极428附近的倏逝波区域之外。颗粒440可以位于间隙434内的任何地方，使得当需要白色状态时它们基本上不抑制tir。通过使一部分颗粒440在层428处的倏逝波区域中而另一部分颗粒在间隙434中的倏逝波区域之外，可以形成灰色状态。

重要的是要注意，本文中描述的混合后向反射器系统的几何结构使tir和镜面反射混合。tir可以通过电泳移动颗粒440的移动来开启和关闭，而在该几何形状中，镜面反射不能通过吸收材料的移动来控制。本发明的目的是实现可切换显示器，并且tir和镜面反射的混合是本发明不明显的原因之一。要求镜面反射分量使光按照需要被后向反射，而镜面反射分量不能被切断。利用tir和镜面表面的组合，存在大量的层次微结构排列。对于有用的宽视角范围(在这种情况下，距离法向入射大约+/-40度)，本文描述的混合后向反射器发明的几何形状使实际上在有用的视角范围内入射的所有光后向反射，并且对于该几何形状，tir的抑制基本上通过吸收来消除在该范围内的所有反射光。这与存在镜面反射持续的事实无关，因为镜面反射不能被吸收。不明显的是，对于包括不可切换镜面反射的显示器，可能实现足够暗的黑色状态。本文描述的本发明的另一个优点是几何形状是由于每个反射的光线通过tir经历两次反射。这意味着可以获得反射光的显著衰减，而反射光仅有中等程度的作用(frustration)。

重要的是进一步要注意，粗略地看，本文中描述的后向反射器设计可能类似于专利us2216325(称为“瑞德，ryder”)和us9575225(称为“金，kim”)中描述的现有技术的后向反射器设计。存在明显的差异，这使得本文描述的后向反射器设计独特并且更好地适用于本文还描述的静态和可切换图像显示器。首先，如果ryder和kim所描述的塑料结构与悬浮颗粒的氟化烃流体介质而不是空气接触，则他们的设计将不是有效的后向反射器。这是因为在一种或多种结构小面面(即，206、308、408)处不再满足tir的临界角度(9c)。其次，ryder和kim没有描述使用部分金属化在结构小面中的一个或多个处引起镜面反射。最后，ryder和kim描述的后向反射器没有设计成可切换的后向反射器，因此它们没有描述抑制tir的方法或氟化烃流体的用途。氟化烃流体需要提供使电泳移动颗粒悬浮的介质并且提供与更高折射率后向反射器接触的低折射率流体介质。这允许实现可切换显示器的方法，并且允许更低的6c以允许更多的光被全内反射，从而使得显示器更亮。

在通过受到抑制tir防止入射光反射的可切换图像显示器(即，400)中，需要诸如氟化烃流体的流体来提供使电泳移动颗粒440悬浮的介质。通常用于传统后向反光性标牌应用中的后向反光性角锥棱镜结构不适用于其中角锥棱镜结构与氟化烃流体、颗粒悬浮介质而不是与空气接触的可切换图像显示器。这是因为在一种或多种结构小面处不再满足tir的临界角度(θc)，结果入射光将不能被有效地反射。

本发明的各种控制机制可以完全或部分地在软件和/或固件中实现。该软件和/或固件可以采取包含在非暂时性计算机可读存储介质中或其上的指令的形式。这些指令继而可以由一个或多个处理器读取和执行，以能够实现本文中描述的性能。指令可以是任何合适的形式，例如但不限于源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码等。这种计算机可读介质可以包括用于以一个或多个计算机可读的形式存储信息的任何有形非暂时性介质，例如但不限于只读存储器(readonlymemory，rom)；随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存等。

在一些实施例中，包含指令的有形机器可读非暂时性存储介质可与所公开的显示器实施例结合使用。在其他实施例中，有形的机器可读非暂时性存储介质可以进一步与一个或多个处理器结合使用。

图6示出了根据本公开的一个实施例的用于控制显示器的示例性系统。在图6中，显示器400由具有处理器630和存储器620的控制器640控制。在不脱离所公开的原理的情况下，控制器640中可以包括其他控制机构和/或设备。控制器640可以定义硬件、软件或硬件和软件的组合。例如，控制器640可以定义用指令(例如，固件)编程的处理器。处理器630可以是实际处理器或虚拟处理器。类似地，存储器620可以是实际存储器(即，硬件)或虚拟存储器(即，软件)。

存储器620可以存储由处理器630执行的用于驱动显示器400的指令。这些指令可以被配置为操作显示器400。在一个实施例中，指令可以包括通过电源650与显示器400相关联的偏置电极。当被偏置时，电极可导致电泳颗粒朝向或远离在前透明片材向内表面处的多个未涂覆小面408的表面的近侧的区域移动，从而吸收或反射在前透明片材向内表面处接收的光。通过适当地偏置电极，颗粒(例如，图4中的颗粒440)可以在前透明片材向内表面处的多个未涂覆小面408的表面附近移动到倏逝波区域中或附近，以便基本上或选择性地吸收或反射入射光。吸收入射光产生黑暗或着色状态。通过适当地偏置电极，颗粒(例如，图4中的颗粒444)可以远离前透明片材向内表面处的多个小面408的表面，并移出倏逝波区域，以便反射或吸收入射光。反射入射光产生亮状态。

在本文中描述的示例性显示器实施例中，其可用于物联网(internetofthings，iot)设备中。iot设备可以包括本地无线或有线通信接口，以与一个或多个iot集线器或客户端设备建立本地无线或有线通信链路。iot设备可以进一步包括使用本地无线或有线通信链路通过因特网与iot服务通信的安全通信信道。包括本文中描述的显示设备中的一种或多种的iot设备可以进一步包括传感器。传感器可以包括温度、湿度、光、声音、运动、振动、邻近度、气体或热传感器中的一种或多种。包括本文中描述的显示设备中的一个或多个的iot设备可以与家用电器相连接，例如冰箱、冷冻机、电视(television，tv)、闭路字幕tv(closecaptionedtv，cctv)、立体声系统、加热件、通风件、空调(hvac)系统、吸尘机器人、空气净化器、照明系统、洗衣机、烘干机、烤箱、火警、家庭安全系统、水池设备、除湿器或洗碗机之类的家电对接。包括本文所述的一个或多个显示设备的iot设备可以与诸如心脏监测、糖尿病监测、温度监测、生物芯片应答器或计步器之类的健康监测系统对接。包括本文所述的一个或多个显示设备的iot设备可以与诸如汽车、摩托车、自行车、踏板车、船舶、公共汽车或飞机之类的运输监测系统对接。

本文所述的示例性显示器实施例中，它们可以用于iot和非iot应用，例如但不限于电子书阅读器、便携式计算机、平板计算机、蜂窝电话、智能卡、指示牌、手表、可穿戴物、军事显示应用、汽车显示器、汽车牌照、货架标签、闪存驱动器和包括显示器的户外广告牌或户外指示牌。显示器可以由电池、太阳能电池、风、发电机、电源插座、ac(交流)电源、dc(直流)电源或其他装置中的一个或多个供电。

在本文中描述的示例性静态显示器实施例中，它们可以用作反光服装、自行车反射器、机动车反射器、标志、道路标识、户外广告牌、交通标志、墙壁标志、广告标志、紧急标志或户外标志。

对于图像显示器技术领域的技术人员来说，很明显，在不脱离本发明范围的情况下，可以对上述本发明的优选实施例进行许多变化和修改。因此，前面的描述是例示性的而不是限制性的。

提供以下示例以进一步说明所公开原理的不同实施例。这些示例是非限制性的。

示例1涉及一种后向反射器，该后向反射器包括：一种或多种光反射重复单元，其中重复单元包括：第一小面；第二小面，其基本上正交于第一小面；以及第三小面，其进一步包括光反射涂层并且基本上正交于第一小面和第二小面。

示例2涉及根据权利要求1的后向反射器，其中第一小面和第二小面由具有第一折射率的透明材料组成，并且当与具有更低第二折射率的介质接触时以及当第一小面或第二小面上的入射光的角度超过临界角度6c时，通过全内反射来反射入射光。

示例3涉及根据示例1的后向反射器，其中光反射涂层包括金属。

示例4涉及根据示例1的后向反射器，其中光反射涂层包括铝、银、铜、金、镍或铬。

示例5涉及根据示例2的后向反射器，其中第一折射率在1.5-2.2的范围内。

示例6涉及根据示例2的后向反射器，其中第一折射率在1.6-1.9的范围内。

示例7涉及根据示例1的后向反射器，其中在第一小面与第二小面之间形成角度，并且该角度在85-95度的范围内。

示例8涉及根据示例1的后向反射器，其中在第一小面与第三小面之间形成角度，并且该角度在85-95度的范围内。

示例9涉及根据示例1的后向反射器，其中在第二小面与第三小面之间形成角度，并且该角度在85-95度的范围内。

示例10涉及一种后向反射器，该后向反射器包括：一个或多个棱镜，其中棱镜进一步包括：第一小面，该第一小面进一步包括更小棱镜；以及第二小面，该第二小面与第一小面的更小棱镜正交布置，并且进一步包括镜面反射涂层。

示例11涉及根据示例10的后向反射器，其中第一小面包括具有第一折射率的透明材料，并且当与具有更低第二折射率的介质接触时以及当第一小面上的入射光的角度超过临界角度6c时，第一小面全内反射入射光。

示例12涉及根据示例10的后向反射器，其中光反射涂层包括金属。

示例13涉及根据示例10的后向反射器，其中光反射涂层包括铝、银、铜、金、镍或铬。

示例14涉及根据示例10的后向反射器，其中在第一小面与第二小面之间形成角度，并且该角度在85-95度的范围内。

示例15涉及一种全内反射(“totallyinternallyreflective，tir”)显示器，包括：透明前片材；多个光反射重复单元，其定位在透明前片材的向内表面上方，每个重复单元包括第一小面、第二小面和第三小面，其中第一小面和第二小面由具有第一折射率的材料组成；光反射涂层，其在每个光反射重复单元的第三小面上；一个或多个前电极，其形成在光反射重复单元上方；一个或多个后电极，其定位成与前电极形成间隙；以及多个电泳移动颗粒，其悬浮在设置在间隙中的介质中，其中介质具有比包括第一小面和第二小面的材料的第一折射率低的第二折射率。

示例16涉及根据示例15的tir显示器，进一步包括定位在透明前片材的向外表面上方的多个滤色器子像素。

示例17涉及根据示例15的tir显示器，进一步包括定位在前电极和后电极中的一者或两者上方的介电层。

示例18涉及根据示例15的tir显示器，进一步包括定位在透明前片材的间隙中的至少一个像素壁。

示例19涉及根据示例15的tir显示器，其中电泳移动颗粒悬浮在氟化介质中。

示例20涉及根据示例15的tir显示器，进一步包括偏压源，用于在前电极和后电极之间的间隙上施加偏压，以在第一小面和第二小面的表面附近移动至少一个电泳移动颗粒，从而抑制光的全内反射。

示例21涉及根据示例15的tir显示器，其中具有第一折射率的材料包括在1.5-2.2范围内的折射率。

示例22涉及根据示例15的tir显示器，其中具有第一折射率的材料包括在1.6-1.9范围内的折射率。

示例23涉及根据示例15的tir显示器，进一步包括位于前电极或后电极上的至少一个介电层。

示例24涉及根据示例15的tir显示器，进一步包括前光系统。

示例25涉及根据示例15的tir显示器，进一步包括阻挡层。

示例26涉及根据示例15的tir显示器，进一步包括边缘密封件。

示例27涉及根据示例15的tir显示器，其中在第一小面与第二小面之间形成角度，并且该角度在85-95度的范围内。

示例28涉及根据示例15的tir显示器，其中在第一小面与第三小面之间形成角度，并且该角度在85-95度的范围内。

示例29涉及根据示例15的tir显示器，其中在第二小面与第三小面之间形成角度，并且该角度在85-95度的范围内。

示例30涉及一种全内反射(“totallyinternallyreflective，tir”)显示器，包括：透明前片材；多个棱镜，其定位在透明前片材的向内表面上方，其中棱镜进一步包括：第一小面，其进一步包括更小棱镜并且包括具有第一折射率的材料；第二小面，其与第一小面的更小棱镜正交布置并且进一步包括光反射涂层；一个或多个前电极，其形成在所述多个棱镜上方；一个或多个后电极，其定位成与前电极形成间隙；以及多个电泳移动颗粒，其悬浮在设置在间隙中的介质中粒，其中介质具有比包括第一小面的材料的第一折射率低的第二折射率。

示例31涉及根据示例30的tir显示器，进一步包括定位在透明前片材的向外表面上方的多个滤色器子像素。

示例32涉及根据示例30的tir显示器，进一步包括定位在前电极和后电极中一者或两者上方的介电层。

示例33涉及根据示例30的tir显示器，进一步包括定位在透明前片材的间隙中的至少一个像素壁。

示例34涉及根据示例30的tir显示器，其中电泳移动颗粒悬浮在氟化介质中。

示例35涉及根据示例30的tir显示器，进一步包括偏压源，用于在前电极和后电极之间的间隙上施加偏压，以在第一小面的棱镜表面附近移动至少一个电泳移动颗粒，从而抑制光的全内反射。

示例36涉及根据示例30的tir显示器，其中棱镜包括在1.5-2.2范围内的折射率。

示例37涉及根据示例30的tir显示器，其中棱镜包括在1.6-1.9范围内的折射率。

示例38涉及根据示例30的tir显示器，进一步包括位于前电极或后电极上的至少一个介电层。

示例39涉及根据示例30的tir显示器，进一步包括前光系统。

示例40涉及根据示例30的tir显示器，进一步包括阻挡层。

示例41涉及根据示例30的tir显示器，进一步包括边缘密封件。

示例42涉及根据示例30的tir显示器，其中在第一小面与第二小面之间形成角度，并且该角度在85-95度的范围内。

示例43涉及一种用于将tir图像显示器从亮状态切换到暗状态的方法，包括：施加第一非零电压以朝向前电极吸引多个电泳地移动颗粒，该前电极定位在光反射重复单元的上方；电泳移动颗粒进入不包括光反射涂层的光反射重复单元的小面的表面附近的倏逝波区域；并且其中入射光的全内反射被抑制，并且光被电泳移动颗粒吸收以形成暗状态。

虽然已经相对于本文中示出的示例性实施例图示了本公开的原理，但是本公开的原理不限于此，并且包括其任何修改、变化或置换。