專利名稱：無反轉(zhuǎn)圖像的透射反射顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及顯示器，更具體地涉及工作在環(huán)境光和背光照明下的透射反射顯示器。
在這類裝置中最普通的是液晶顯示器(LCD)。LCD可以根據(jù)照明光源來分類。反射顯示器通過從顯示器前面進入顯示器的環(huán)境光照明。諸如設置在LCD后面的擦拭型(brushed)金屬反射器的反射表面反射通過LCD傳輸?shù)墓獠⑶冶３秩肷涞椒瓷浔砻嫔系墓馄穹较?。雖然反射顯示器符合低能耗的需要，但該顯示器只在好的環(huán)境光條件下有用。在較差的環(huán)境光條件下，該顯示器常常是暗的并且難以讀出。因此，純粹的反射顯示器實用性有限。
另一種LCD顯示器是背光(backlit)顯示器，在這顯示器中背向光用于照明顯示器。觀察者觀察從背向光通過LCD顯示器傳輸?shù)墓狻Ｍǔ?，該背光裝置包括燈，光發(fā)射二極管(LED)或其它發(fā)射光的裝置，和一些引導光從光發(fā)射器到LCD的光學元件。背光也可以用于反射顯示器這樣它能夠用于寬范圍的環(huán)境光條件。但是，使用背光裝置會增加電池的能量消耗，明顯地減少了電池的使用時間，或電池充電間的時間。
背光和環(huán)境反射顯示器的結(jié)合導致了“透射反射”薄膜的需要。透射反射薄膜設置在LCD和光源之間，用于反射通過LCD傳輸?shù)沫h(huán)境光并且傳輸來自光源的光以照明LCD。但是，在環(huán)境光條件下，當背景為亮時顯示在屏幕上的字符可以是暗的，而在背光條件下在暗背景上出現(xiàn)的字符是亮的。換言之，背光圖像相對環(huán)境反射圖像是反轉(zhuǎn)的。當背光照明時通過反轉(zhuǎn)LCD顯示器的奇偶性(parity)可以用電子方法克服這個問題。當顯示器的奇偶性從一個狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個狀態(tài)時，用戶會經(jīng)歷一些煩燥或不適。這類顯示器的另一個問題是模糊，當環(huán)境光和背景光大約相同強度時會發(fā)生這樣的問題，這樣就使觀看在顯示器顯示的信息變得困難。
另外，對于諸如移動電話和傳呼機之類的當用戶使用這些裝置時需要背景光照明的一些應用，需要不論環(huán)境光條件確保一定的最小可見能力。在這樣的例子中，因為該顯示器在所有時間中都工作在反射光模式，就不可能轉(zhuǎn)換LCD的奇偶性。因此，透射反射薄膜需要使得背光圖像相對環(huán)境光反射圖像不反轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在可用的無反轉(zhuǎn)透射反射薄膜在工作時有高的損耗，這使它們反射環(huán)境光的適用性減小，并且使觀看者正確觀看背光圖像需要的光功率量增加。
因此，需要改進無反轉(zhuǎn)透射反射薄膜，該薄膜在保持顯示圖像的高可見性時，減小了對背光照明器的功率需要。
在一個具體的實施例中，本發(fā)明包括一個透射反射裝置，其吸收偏振片有透射偏振軸。設置第一反射偏振片來接收通過吸收偏振片傳輸?shù)墓猓谝环瓷淦衿谢旧掀叫杏谖掌衿干淦褫S的透射偏振軸。設置第二反射偏振層來接收來自吸收偏振片的通過第一反射偏振層傳輸?shù)墓?，并且有不平行于該吸收偏振片透射偏振軸的透射偏振軸。
在另一個具體的實例中，本發(fā)明包括一個偏振器裝置，其吸收偏振裝置吸收第一偏振態(tài)的光并且在垂直于第一偏振態(tài)第二偏振態(tài)的透射光，并且第一偏振反射裝置反射在不平行于第一和第二偏振態(tài)的第三偏振態(tài)反射光并且傳輸在垂直于第三偏振態(tài)的第四偏振態(tài)透射光。第二偏振反射裝置設置在該吸收偏振裝置和第一偏振反射裝置之間來反射在第一偏振態(tài)的光和透射在第二偏振態(tài)的光。
在本發(fā)明的另一個具體實施例中，光學系統(tǒng)有透射反射裝置，它包括了有透射偏振軸的第一吸收偏振片，和設置為接收通過該吸收偏振片傳輸?shù)牡谝环瓷淦衿?，并且第一反射偏振片有基本上平行于第一吸收偏振片透射偏振軸的透射偏振軸。在該裝置中設置第二反射偏振層來接收來自第一吸收偏振片的通過第一反射偏振層傳輸?shù)墓?，第二反射偏振片有不平行于第一吸收偏振片透射偏振軸的透射偏振軸。該系統(tǒng)進一步包括設置為將光向透射反射裝置第二反射偏振層傳輸?shù)墓庠础?br> 本發(fā)明的另一個實施例是透射反射裝置，它包括吸收偏振片和設置為反射至少一部分通過吸收偏振片傳輸光的第一反射偏振片。第二反射偏振片設置在吸收偏振片和第一反射偏振片之間。第二反射偏振片反射通過第一反射偏振片透射的光，在吸收偏振片有可吸收偏振，并且透射通過吸收偏振片向第一反射偏振片透射的光。
本發(fā)明的上述摘要并沒有描述本發(fā)明的每個示范實施例或每個應用例。下面的附圖和詳細描述將更具體地示出這些實施例。
圖2示出在透射反射顯示器中的供電，控制信號和光流。
圖3示出有反轉(zhuǎn)圖像的透射反射顯示器。
圖4示出產(chǎn)生無反轉(zhuǎn)圖像的透射反射顯示器的實施例。
圖5示出產(chǎn)生無反轉(zhuǎn)圖像的透射反射顯示器的另一實施例。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生無反轉(zhuǎn)圖像改進的透射反射顯示器的實施例。
圖7是在圖4-6中示出的背光顯示器實施例的反射增益和背光增益的示意圖。
圖8A是用于圖6中示出的改進透射反射顯示器的根據(jù)對準角度作出的反射增益和背光增益的曲線圖。
圖8B是圖6所示實施例中，對在中間偏振片和吸收偏振片間各種對準角度的反射增益和背光增益的示意圖。
圖9-12是根據(jù)本發(fā)明的不同透射反射裝置實施例的示意圖。


圖13和14是示出根據(jù)本發(fā)明的采用反射圓偏振片的透射反射裝置的不同實施例示意圖。
圖15和16是根據(jù)本發(fā)明的反射橢圓偏振片的不同實施例的示意圖。
圖17-20是根據(jù)本發(fā)明的透射反射裝置的附加實施例的示意圖。
圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的結(jié)合光控制層的透射反射裝置實施例的示意圖。
圖22是示出根據(jù)本發(fā)明的結(jié)合濾色片層的透射反射裝置的實施例示意圖。
雖然本發(fā)明適于各種修改和替換形式，在附圖中通過實例示出了具體的例子并且將詳細描述。不過，可以理解，本發(fā)明并不限于具體實施例所描述的例子。正相反，本發(fā)明覆蓋了由附加權利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍中的所有修改，等價技術方案和替換形式。
透射反射型顯示器可用于許多類型裝置中的信息顯示，包括計算機，輕便管理器，移動電話，尋呼機，和因特網(wǎng)附件。圖1示出了在移動電話100中的透射反射顯示器。移動電話100可以包括控制按鈕102，撥號按鈕104，和一些光標按鈕106來控制在透射反射顯示器108中的光標。透射反射顯示器108顯示幾種類型的信息，例如撥號信息，通話接收信息，由移動電話100接收的信息，以及用于移動電話100本身上的選擇特定功能和設置的菜單。
在圖2中示出透射反射顯示器單元199的示意圖。顯示器200，通常是液晶顯示器(LCD)之類，連接到控制在顯示器200上顯示信息的控制器202。透射反射薄膜204布置在顯示器200下面。電源206提供能量到顯示器控制器202，顯示器200和光源208。電源206可以是電池，可充電電池，或其它供電源。當供電裝置206是電池時，減少光源208和顯示器控制器202所需的電量是有好處的，以便增加電池壽命。
光源208用于產(chǎn)生光210，它通過透射反射器204和顯示器200傳播，并且成為光212輸出到用戶。在環(huán)境顯示模式中，環(huán)境光214入射到顯示器200。由顯示器200傳輸并且由透射反射器204反射的光，成為光216傳向觀察者，留住圖像展示給觀察者。
在圖3中示出了常規(guī)的透射反射顯示器300的實施例。該裝置300有吸收偏振片302，LCD304和透射反射層306。例如，透射反射層可以是對一個偏振態(tài)光高反射并且對垂直偏振態(tài)光高透射。在透射反射薄膜306下面設置有背光源308。
首先我們考慮入射到偏振片薄膜302上的環(huán)境光。在偏振片薄膜302中吸收有垂直于吸收偏振片302的通行偏振態(tài)的偏振光線310。有由吸收偏振片302透射的偏振的光312，它通過LCD 304傳輸并且偏振沒有旋轉(zhuǎn)。光線312通過透射反射薄膜306傳輸。另一束光線314通過吸收偏振片302和LCD 304傳輸。光線314的偏振由LCD 304旋轉(zhuǎn)并且被透射反射薄膜306強反射，成為光316，是觀察者看見的圖像光。
當在背光條件下工作時，與在環(huán)境光條件下工作相比顯示器300反轉(zhuǎn)該圖像。當背光時，光線318通過透射反射薄膜306傳輸，并且當它被吸收偏振片302吸收前，由LCD 304旋轉(zhuǎn)它的偏振。光線320通過透射反射層306傳輸，通過LCD而沒有偏振旋轉(zhuǎn)，并且通過吸收偏振器302傳輸。背向光322首先由透射反射層306反射，但在通過透射反射層306和背光源308間的來回反射后它的偏振被隨機化，可以通過透射反射器。光線322的偏振在通過LCD 304的傳輸中沒有旋轉(zhuǎn)，因此通過該吸收偏振片302被傳輸。光線324首先通過透射反射層306反射，但會來回反射直到其偏振能夠傳輸。光線324的偏振由LCD 304旋轉(zhuǎn)并且在吸收偏振片302中被吸收。
因此，在環(huán)境光條件下，那些偏振在通過LCD傳輸后被旋轉(zhuǎn)的光線形成了圖像。相反，在背光下，那些偏振沒有被LCD旋轉(zhuǎn)的光線形成了被用戶觀察到的圖像。因此，在環(huán)境光條件下，在屏幕上顯示的字符是暗的，而背景是亮的，但在背光條件下出現(xiàn)在暗背景上的字符是亮的。換言之，背光圖像相對環(huán)境光反射圖像是反轉(zhuǎn)的。當背光照明時反轉(zhuǎn)LCD顯示器的奇偶性可以用電子方法克服這個問題。當顯示器的奇偶性從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個狀態(tài)時，用戶可能會經(jīng)歷一些煩燥或不適。可以理解顯示器可以是單色的，或是由不同象素產(chǎn)生不同色彩的彩色顯示器。
另外，對某些諸如移動電話和尋呼機的應用，它們需要在用戶使用該裝置時進行背光照明，不考慮環(huán)境光條件確保特定的最小可視能力。在這樣的情況下，由于顯示器必須在所有的時間能工作在反射模式，不可能切換LCD的奇偶性。因此，透射反射薄膜必須要使背光圖像相對環(huán)境光反射圖像是無反轉(zhuǎn)的?，F(xiàn)有無反轉(zhuǎn)透射反射薄膜損耗高，減小了它們反射環(huán)境光的適應能力，并且增加了能使觀察者正確地觀察到背光圖像需要產(chǎn)生的光功率量。
在圖4中示出了無反轉(zhuǎn)透射反射顯示器的一個實施例。顯示器400包括了吸收偏振片薄膜402，LCD 404和較低的偏振片薄膜406。透射反射薄膜408設置在下吸收偏振片406下面。在顯示器400中設置光源410來產(chǎn)生通過LCD 404的光。光控制層412可以被設置到透射反射薄膜408和光源410之間來提高來自光源410的光照明特性。
在這個具體實施例中，透射反射薄膜408是半反射薄膜，例如是有由絕緣層形成的奇偶反射器薄膜，或包括金屬薄片懸浮物(suspension)的聚合物薄膜。在后面的情況中，一些光由薄片反射，而其它光在薄片間傳輸。半反射薄膜也可以是有帶有沉積金屬層的織構(gòu)表面的薄膜或有在產(chǎn)生織構(gòu)的沉積后擦拭過(brushed)的金屬層薄膜。
光控制層412可以包括一層或更多層薄膜414，其上有微結(jié)構(gòu)棱鏡表面，將光從光源410改變方向到顯示器400的軸向。例如，棱鏡層414可以是由明尼蘇達St.Paul 3M公司生產(chǎn)的BEF薄膜。光控制層412可以包括兩個棱鏡薄膜414，兩個薄膜互相交叉，這樣能在兩個方向中控制光的發(fā)散，例如在圖的紙面中和在圖的紙面外。
光源410有益地均勻照明LCD，這樣觀察者看見在顯示器400上基本上不變的光強度分布。在這個具體的實施例中，光源410包括一個或更多的發(fā)射光進入光波導418的光發(fā)射器416。例如，光發(fā)射器416可以是光發(fā)射二極管(LEDs)，熒光或任意其它適宜的光發(fā)射裝置。LEDs可以是單色的或可以包括許多工作在不同波長的發(fā)射器以產(chǎn)生白光輸出。
光波導418將來自光發(fā)射器416的光引導向LCD 404。在這個具體實施例中，光波導418包括在它的下表面422上的光發(fā)散點420。沿著光波導418傳導的入射到光發(fā)散點420上的光從點420漫反射并且向上通過光波導的上表面424傳輸?shù)絃CD 404。反射薄膜426可以設置在光波導418下面以反射任意來自光控制層412的通過光波導418傳輸?shù)墓?。例如，反射?26可以是由明尼蘇達St.Paul 3M公司生產(chǎn)的EDR薄膜。
我們現(xiàn)在研究通過顯示器400的光路。在這個特定實施例中，上和下吸收偏振片402和406的傳送偏振態(tài)(也稱作透射偏振狀態(tài)，)互相交叉。入射到吸收偏振片402上的光線430由上偏振吸收器402吸收，其中光線430的偏振與上吸收偏振片402的透射偏振態(tài)垂直。光線432通過偏振吸收器402透射并且通過LCD 404而不使偏振旋轉(zhuǎn)。光線432在下偏振吸收器406被吸收。
光線434通過上偏振吸收器402透射，并且在通過LCD 404之后被轉(zhuǎn)它的偏振。光線434通過下吸收偏振器406，并且其很大一部分被透射反射薄膜408反射，反射光被往回透射出顯示器400成為圖像光線436。一部分光線434通過透射反射薄膜408透射，成為光線435，它向光源傳輸。這個光最后作為背景光泄漏出顯示器400。
我們現(xiàn)在考慮來自背光410的通過顯示器400的光。光線438由散射點420向上折射，并且通過控制層412向顯示器400的軸重新定向。光線438通過透射反射薄膜408傳播，通過在透射反射薄膜408的反射損耗一部分439。光線438的偏振垂直于下吸收偏振片406的傳送偏振態(tài)因而被下吸收偏振片406吸收。
光線440經(jīng)光線控制層412通過并且在透射反射層408被反射而損失一部分441。光線440的偏振平行于下吸收偏振片406的傳送偏振態(tài)因而通過下吸收偏振片406和LCD 404傳送。光線440的偏振不被LCD 404旋轉(zhuǎn)，因而光線440上吸收偏振片402被吸收。光線442由光控制層412重新定向并且被透射反射層408的反射損耗一部分443。光線442的偏振平行于下吸收偏振片406的透射偏振，因而向上傳輸?shù)絃CD 404，其中偏振被旋轉(zhuǎn)。因此，光線442傳出上吸收偏振片402成為被用戶看到的圖像光線。
可以預期，在這類顯示器中，被用戶觀察到環(huán)境光和背景光這兩者的偏振都由LCD 404旋轉(zhuǎn)過。因此，這可以稱作無反轉(zhuǎn)圖像顯示器。將它與圖1示出的反轉(zhuǎn)顯示器100比較，其中由用戶觀察到的環(huán)境光使它的偏振在LCD中旋轉(zhuǎn)過，而由用戶觀察到的背光它的偏振沒有在LCD中旋轉(zhuǎn)過，反之亦然。
但是，反射的透射反射層408透射環(huán)境光的很大一部分并且反射背景光的很大部分。因此，這類顯示器的效率相當?shù)投鴮е赂吣芎摹?br> 還可以預期上和下吸收偏振片402和406的透射偏振態(tài)不需要以90°互相交叉，但也可以是一些其它角度這要根據(jù)LCD 404把通過那里的光旋轉(zhuǎn)度而定。
在圖5中示出在WO97/01788中揭示的透射反射顯示器500的不同的實施例，在這里引用合并使其完整。顯示器500包括交叉的上、下吸收偏振片502和506，其間是LCD 504。在下吸收層506的下面設置透射反射層508。在透射反射層508下布置了光控制層512。在光控制層512下設置有背光源510來為背光操作引導光向上通過顯示器500。
在這個實施例中，透射反射層508由兩層形成。上層530是松弛的散射層，而下層532是反射偏振片。例如，擴散層530可以是用于粘合透射反射層508到下吸收偏振片506的粘合層。擴散層530可以用于使由觀察者觀察到的圖像均勻化。有益地，擴散層530是偏振保持層是有好處的。
在顯示器500的這個實施例中，光源510使用光波導518，光波導518在它的下表面522上備置了小平面(facet)520。來自光發(fā)射器516的光通過小平面520向上方向反射而離開光波導518。在光波導518下面設置漫反射層526來反射不是來自光控制層512就是來自反射偏振片532的被任意反射的光。
顯示器500以下面的模式工作。首先，考慮入射到上吸引偏振片502的環(huán)境光。光線540的偏振平行于上吸收偏振片502的透射偏振態(tài)，因而通過LCD 504傳輸。光線540的偏振不被LCD 504旋轉(zhuǎn)，因而在下吸收偏振片506中被吸收。光線542有被上吸收偏振片502傳送的偏振。由LCD 504旋轉(zhuǎn)光線542的偏振，因而光線542通過下吸收偏振片506傳輸。光線542通過透射反射層反射，通過下吸收偏振片和LCD 504返回，在此處其偏振再一次旋轉(zhuǎn)，并且通過上吸收偏振片502傳輸成為圖像光為觀察者所見。
光線544從光波導518和光控制層512向上傳輸。選擇反射偏振片532的方向使得有能被下吸收偏振片506透射偏振的很大一部分的從背光入射來的光被反射。因此，很大一部分的光線544，這部分的偏振與能量吸收偏振片506的透射偏振態(tài)垂直，通過透射反射層508傳輸，并且被下吸收偏振片506吸收。但是，一部分光線544通過反射偏振片532反射成為光線545向漫反射器526傳輸。因此，在光線545中的光可以通過漫反射器526的反射再來回反射。
光線546通過光波導518和光控制層512向上傳輸。一部分光線546，由反射偏振片532反射成為光線547，并來回反射。通過透射反射層508的那部分光線546，經(jīng)過下吸收偏振片506，和LCD 504傳輸。LCD 504不旋轉(zhuǎn)光線546的偏振，因此光線546在上吸收偏振片502被吸收。通過光波導518和光控制層512把光線548向上傳導。通過反射偏振片532將一部分光線548反射，并向光擴散器526傳輸，在那里光線可能來回反射。通過透射反射層508傳輸?shù)哪遣糠止饩€548通過下吸收偏振片506傳輸。光線548的偏振被LCD 504旋轉(zhuǎn)，因而光線548通過上吸收偏振片502，并成為被用戶所見的圖像光。
由透射反射顯示器500的這個實施例提供的一個優(yōu)點是由透射反射器508反射的環(huán)境光量相對于圖4示出的實施例有增加。這可以通過相對下吸收偏振片506選擇反射偏振片532的透射軸方向來得到。但是，對通過下吸收偏振片506傳輸?shù)墓?，透射反射?08的反射率增加也導致背光反射的增加，所述背光反射有通過下吸收偏振片506的傳輸偏振。另外，增加了通過透射反射層508的光，即在下吸收偏振片506中被吸收的光的透射。
根據(jù)WO9701788，通過選擇在反射偏振片532和下吸收偏振片506的透射軸之間的特定角度，在環(huán)境光條件下透射反射顯示器500的性能和在相對背光條件下的性能可以協(xié)調(diào)。通常選擇大約72°的角度作為在環(huán)境光和背光條件下工作的折衷方案。
透射軸，或透射偏振軸被定義為偏振片的偏振軸。對于線性偏振片，平行于透射軸的入射光偏振分量被偏振片透射。偏振片的透射偏振態(tài)是由偏振片透射的最大的偏振態(tài)。對于線性偏振片，透射偏振態(tài)是偏振方向平行于透射偏振軸的線性偏振態(tài)。對于圓偏振片，透射偏振態(tài)是有繞過圓偏振片的偏振手勢的圓偏振態(tài)。
在圖6中示出了根據(jù)本發(fā)明的透射反射顯示器的一種具體的實施例。顯示器600包括兩個吸收偏振片602和606，中間是LCD 604。在下吸收偏振片606下面是由松弛散射層630和反射偏振片632形成的透射反射層608。反射偏振片632的透射軸是相對于下吸收偏振片606的透射軸的一個角度而設置的。在透射反射層608的下面設置光控制層612來控制來自光源610的經(jīng)過顯示器600傳播的光的方向。在這個實施例中，光源包括有做成小平面后表面622的光波導618以從光波導618中取光。在光波導618下面可以設置高漫反射層626用來反射和再來回反射光。
反射偏振片609的透射軸基本上平行于下吸收偏振片606的透射軸，它被設置在下吸收偏振片606和透射反射層608之間。這個附加的反射偏振片609有益地增加了來自背光610的通過顯示器600的光通量。反射偏振片609，下吸收偏振片606和透射反射層608一起可以看作是形成“透射反射裝置”。
光線640是入射到上吸收偏振片602并且其偏振平行于上吸收偏振片602的透射偏振。因此，光線640通過吸收偏振片602傳輸?shù)絃CD 604。光線640的偏振在通過LCD 604的路徑上不旋轉(zhuǎn)，而光線640在下吸收偏振片606被吸收。
光線642通過上吸收偏振片602傳輸，并且其偏振由LCD 604旋轉(zhuǎn)。因此，光線642通過下吸收偏振片606。光線642也通過反射偏振片609，并且由透射反射層608反射，并且在顯示器600的輸出端成為光線643出現(xiàn)。一部分光線642可能通過透射反射層608透射向漫反射器626傳輸，且可能來回反射。
光線644從光源610和光控制層612向上傳播。光線644基本上通過透射反射層608傳輸，但是，因為它的偏振垂直于下吸收偏振片606的通行偏振態(tài)，光線644在反射偏振片609反射，并返回漫反射器626，可能在那里來回反射。這點與圖5示出的實施例不同，在那個例子中沒有在透射反射層508和下吸收偏振片506之間的反射偏振片。因此，在圖5示出的實施例中，在下吸收偏振片506吸收了很大部分來自于背光的光。在這個實施例600中由于中間反射偏振片609避免了這個問題。
光線646從光源610和光控制層612向上傳播。一部分光線646由透射反射層608反射，成為光線647并且向漫反射器626傳輸，可能在那是來回反射。一部分通過透射反射層608傳輸?shù)墓饩€646也通過中間反射偏振片609和下吸收偏振片606傳輸。光線646的偏振不被LCD 604旋轉(zhuǎn)，因此光線646由上吸收偏振片602吸收。
光線648從光源610和光控制層612向上傳播。一部分光線646通過透射反射層608反射，成為光線649向漫反射器626傳輸，可能在那里來回反射。一部分通過透射反射層606傳輸?shù)墓饩€648也通過中間反射偏振片609和下吸收偏振片606傳輸。光線648的偏振由LCD 604旋轉(zhuǎn)，從而光線648通過上吸收偏振片602傳輸并且成為圖像光出射為用戶所見。
在顯示器600中可以使用各種類型的光源。例如，在圖4中示出的這類光源也可以用于顯示器600。顯示器600不需要包括光控制層612，或可以只包括一層光引導層614。
在顯示器600中的不同層可以互相分離，可以互相粘合，例如使用粘合劑，光照，或其它適宜的將一層粘合到另一層的方法。
在圖4-6中示出的各種類型的無反轉(zhuǎn)透射反射顯示器的相對性能在圖7中示出。示出了顯示器的反射增益對背光增益的曲線圖。增益定義為相對于理想朗伯光源的同軸(on-axis)照明性能。
在圖4中示出的實施例的反射和背光增益表示為曲線700。在圖5中示出實施例的反射和背光增益表示為曲線702。在圖6中示出實施例的反射和背光增益表示為曲線704和706。曲線704和706的差別依賴于中間反射偏振片609和較低反射偏振片632的透射通行偏振軸之間的對準角度θ。曲線704相當于角度θ＝75°，而曲線706相當于角度θ＝70°。
附加的反射偏振片用作透射反射器，表示為曲線702，它相對使用金屬薄片透射反射薄膜的曲線700增加反射增益。這是因為可以選擇反射偏振片的方向來增加環(huán)境光的反射量。但是，曲線702的背光增益小于700的背光增益，因為反射偏振片的角度選擇會增加反射增益，導致來自背光的通過顯示器傳播的光量減少。
中間反射偏振片609反射并且來回反射來自背光610的光，否則該光就在下吸收偏振片606中被吸收。該附加的光來回反射導致了背光增益的增加，而不會明顯地損害反射增益。
圖8A示出了在中間反射偏振片609和反射偏振片632之間的透射軸之間的改變校準角度θ的作用。背光增益和反射增益作為兩個反射偏振片609和632之間的對準角度θ的函數(shù)測量。采用七個不同的樣品進行這些測量。各個樣品制作成三個線性偏振片的堆疊，它們是一個吸收偏振片和兩個反射偏振片，以在第二反射偏振片和吸收偏振片之間插入第一反射偏振片的次序排列。吸收偏振片是高對比碘型吸收偏振片而兩個反射偏振片是多層偏振片，是明尼蘇達St.Paul 3M公司制造的Dual Brightness Enhancement Film(DBEF)(雙增強亮度薄膜)。在所有的樣品中，該偏振片使用光學透明壓力靈敏粘合劑結(jié)合在一起。對這七個樣品中的每一個，吸收偏振片的透射偏振軸與中間反射偏振片的透射偏振軸對準。對各個樣品，在兩個反射偏振片的透射偏振軸之間的對準角度不同。這些樣品，用范圍從90°到60°，每次5°的增量的對準角度θ形成。樣品通過使用擴散壓力靈敏粘合劑使透明玻璃片與面對該片下吸收偏振片相結(jié)合。
反射增益比較了當以無偏振的10°半角照明環(huán)照明時，樣品的同軸偏振反射在測試條件下對朗伯照明標準下的比率。
背光增益比較了在有和沒有測試樣品的散射光腔的同軸傳輸照明的比率。散射光腔包括了有散射頂部表面和自由不固定底部白反射器的邊緣照明聚合物光波導。綠光LED提供了該照明源。標準顯示器吸收偏振片放置在光波導上，模仿了LCD的傳輸操作。在測試下的樣品是這樣設置的使下吸收偏振片側(cè)面從光源朝外，但基本上與固定吸收偏振片平行對準并在其下面起到了LCD層的作用。在這樣的設置下，記錄到了由偏振再循環(huán)導致的亮度增加。
可以看到，背光增益在對準角度θ從90°減小時增加，而反射增益在對準角從90°下降時下降。對準角度θ只是選擇的問題，可以通過平衡諸如照明功率和在不同照明條件下的所需屏幕亮度等的各種因素來選擇。對準角度θ可以在從0°到90°的任意角度范圍中，更適宜的是在40°和90°之間的角度范圍中。
中間反射偏振片609的透射偏振軸不需要與吸收偏振片606的透射偏振軸精確對準。圖8B示出對不同α值，即在吸收偏振片606和中間反射偏振片609之間的對準角度的背光增益相對反射增益的關系圖。第一曲線802相當于α＝0°的值，其中中間反射偏振片的透射軸與吸收偏振片的透射軸對準。曲線上的不同點相當于不同θ值，即兩個反射偏振片的透射軸之間的角度。第二曲線相當于α＝10°的值，換言之吸收偏振片和中間反射偏振片的透射軸的偏差角為10°。曲線上的三點相當于在曲線802中使用的θ的相同值。
雖然透射反射可以工作在α≠0°，例如α#15°，在圖8B中示出的結(jié)果表示當α＝0°時反射和背光增益的結(jié)合是較佳的。例如，在背光增益為1處，當α＝0°時反射增益大約為2.8，但當α＝10°時只為大約2.4。另外，當反射增益大約2.1時，當α＝0°時反射增益大約為1.6，但當α＝10°時只為大約1.2。
在圖9-12中示出了透射反射裝置的不同實施例。在圖9中，透射反射裝置900包括了吸收偏振片902，中間反射偏振片904和較低反射偏振片906。一般設置中間反射偏振片904使得中間反射偏振片904的透射偏振態(tài)大約平行于吸收偏振片902的透射偏振態(tài)。較低反射偏振片906的透射偏振態(tài)的方向為相對吸收偏振片902的透射偏振態(tài)的對準角θ。
通過任意適宜類型的反射偏振片可以形成中間和較低的反射偏振片904和906，諸如多層反射偏振片，金屬線柵反射偏振片，或漫反射偏振片，例如由明尼蘇達St.paul 3M公司制造的DRPF薄膜。另外，中間和較低反射偏振片904和906的一個或兩個可以是在下面討論的膽甾醇偏振片。
吸收和反射偏振片902，904和906可以疊層在一起，例如使用粘合層，熱迭片方法或溶解結(jié)合。任意迭片使用的粘合層可以是擴散粘合劑層，來引導一些擴散到隱藏層表缺陷，諸如彩色非均勻性或灰塵斑點，并且散射光可以在整個角度范圍中被看見。而且，擴散粘合層將有益地偏振保持來保持顯示對比度。例如，透射反射裝置900可以提供上粘合層908來得到在LCD上或其它層上下吸收偏振片902。透射反射裝置900也可以提供在吸收偏振片902和中間反射偏振片904之間的粘合層910，以及在兩個反射偏振片904和906之間的粘合層912。在示出的特定實施例中，在吸收偏振片902和中間反射偏振片904之間的粘合劑層910是擴散粘合劑層，用陰影表示。
任意一個或更多的粘合劑層908，910和912可以是擴散層。例如，在圖10中示出的透射反射裝置1000包括兩個擴散粘合劑層，即粘合劑層910在吸收偏振片902和中間反射偏振片904之間，而粘合劑層1012在兩個反射偏振片904和906之間。這個特定實施例的一個優(yōu)點是散射粘合劑壓層和反射偏振片可以用于透射反射裝置1000中的反射偏振片。
在圖11中示出透射反射裝置1100的另一個實施例。透射反射裝置1100包括吸收偏振片1102，和一對反射偏振片層1104和1106。修改的透射反射器1100可以裝備粘合劑層1108，1110和1112以將不同的偏振層902，904和906粘合一起。在這個實施例中，反射偏振片1104和1106的一個或兩個可以是漫反射偏振片。這個實施例的一個優(yōu)點是由至少一個反射偏振片1104和1106提供擴散，這樣就不需要粘合劑層1108，1110和1112中的任一個成為擴散層。即使粘合劑層1108，1110和1112一起省略，透射反射器1100還是提供了一些漫射，而透射反射裝置1100使用疊層制造。
可以包括其它特征來提供一些散射而不需要散射層。例如，可以使一層或更多層表面變粗糙，而在粗糙表面中的折射率差將足以提供一些散射。
在圖12示出的實施例中，改進的透射反射器1200包括了吸收偏振片1202，中間反射偏振片1204和下反射偏振片1206。該中間反射偏振片1204和吸收偏振片1202可以是疊層的，例如使用上述的一種疊層技術。在所示的特定實施例中，中間反射偏振片1204和吸收偏振片1202使用粘合劑層1210疊層，或可以壓層到一起，雖然可知粘合劑層不需要疊層。另外，中間反射偏振片1204和吸收偏振片1202可以作為單一單元處理，例如由WO95/17691描述的例子，在這里引用合并使其完整。
吸收偏振片1202的頂部表面可以裝備另一層粘合劑層1208以粘合吸收偏振片到另一層顯示器層，諸如LCD。在這個特定的實施例中，下反射偏振片1206不壓層或粘合到中間反射偏振片1204中，而是可自由移動的。這個實施例的一個優(yōu)點是在制造中，當它們脫離各自的滾筒時，吸收偏振片1202和中間反射偏振片1204可以壓層在一起，而下反射偏振片1206單獨包括到透射反射裝置1200中?？梢灶A期兩個反射偏振片1204和1206可以作為分離單元來壓層，它可相對吸收偏振片1202自由移動而不是只有的下反射偏振片1206是自由移動。
在圖13中示出了透射反射裝置1300的另一個實施例。對這個實施例和下面示出的所有其它透射反射層實施例，在任意或所有示出層間可以添加透明或散射的粘合劑層。但是，為了清晰起見，附圖中沒有示出粘合劑層。
透射反射裝置1300使用諸如膽甾醇偏振片之類的反射圓偏振片來代替線偏振片。該透射反射裝置1300包括吸收偏振片1302，中間反射圓偏振片1304和較低反射圓偏振片1306。在吸收偏振片和中間反射圓偏振片1304間和中間和下反射圓偏振片1304和1306之間可以分別設置延遲層1308和1310。四分之一波延遲片和反射圓偏振片的結(jié)合有類似于反射線性偏振片的光學效應。確定上四分之一波延遲片1308的快軸方向，這樣上四分之一波延遲片1308和中間反射圓偏振片1304的結(jié)合有基本上平行于吸收偏振片1302的透射偏振態(tài)的有效偏振透射態(tài)。同樣確定下四分之一波延遲片1310的快軸方向使得下四分之一波延遲片1310和下反射圓偏振片1306的結(jié)合有定向于相對吸收偏振片1302透射偏振態(tài)有對準角度θ的有效偏振透射態(tài)?？梢灶A期延遲層不需要是當結(jié)合圓偏振片光時產(chǎn)生橢圓偏振光透射的四分之一波延遲片。
這樣將下反射偏振片1306和四分之一波延遲片1310的結(jié)合來反射通過吸收偏振片1302入射的大部分環(huán)境光。中間反射圓偏振片1304和上四分之一波延遲片1308透射通過吸收偏振片1302透射的環(huán)境光。中間反射偏振片1304也反射大部分通過下反射圓偏振片1306的向吸收偏振片1302透射的光，這些光不然就被吸收偏振片1302吸收。
在圖14中示出了透射反射裝置1400的另一個實施例。透射反射裝置1400包括了吸收偏振片1402，中間反射圓偏振片1404和設置在吸收偏振片1402和中間反射圓偏振片1404之間的四分之一波延遲片層1408。在中間反射圓偏振片1404下面設置有膽甾醇反射橢圓偏振層1406。來自光源的光向上通過反射橢圓偏振片1404并以圓偏振的混合態(tài)到達中間反射圓偏振片1404，只有其中一部分通過中間反射圓偏振片1404傳輸。另外，反射橢圓偏振片1406反射通過中間反射圓偏振片1404傳輸?shù)慕^大部分環(huán)境光。
反射橢圓偏振片可以使用在薄膜中的膽甾醇材料形成，該材料與通過該薄膜的光方向不平行。在圖15中示出反射橢圓偏振片1500的一個實施例。橢圓偏振片包括了含有膽甾醇液晶材料1504的薄膜1502。膽甾醇材料1504夾在兩層表面1506之間，這兩層成結(jié)構(gòu)的表面1506定向于相對偏振片1500平面的一個角度。例如，通過微復制可以形成成結(jié)構(gòu)表面1506。極力使膽甾醇材料1504在直角與成結(jié)構(gòu)表面1506對準，使膽甾醇材料1504相對偏振片1500平面對準在一個角度上。因此，從法線入射到偏振片1500上的光1508碰到了相對傳播方向成角度的膽甾醇材料1504。結(jié)果，膽甾醇材料1504使光1508橢圓偏振，而不是當光平行于膽甾醇材料軸向傳輸時使光圓偏振。
在圖16中示出反射橢圓片1600的另一個實施例。橢圓偏振片包括含有膽甾醇材料1604的薄膜1602。膽甾醇材料1604以類似于常規(guī)圓偏振片的方式垂直對準薄膜1602的表面1606。折射層1608放置在薄膜1606的兩個表面上來在垂直于偏振片1600平面的方向使光1610入射到偏振片1600。折射層1608可以包括多個如圖所示的棱鏡結(jié)構(gòu)，或可以包括其它能再傳導通過偏振片1600的光的折射結(jié)構(gòu)可以通過微復制或其它適宜的技術形成折射層1608。通過折射率基本上與相鄰層不同的材料較佳地形成折射率層1608來增加折射層1608的方向改變效應。垂直于偏振片1600平面方向的入射到偏振片1600上的光1610通過折射層1608改變方向使得以相對膽甾醇材料1604方向的一個角度通過薄膜1602傳播。光1610再次改變方向，從偏振片1600出射到平行于光1610先前通過偏振片1600的方向。
可以預期透射反射裝置可以包括線性和圓形或橢圓偏振片的結(jié)合。在圖17中示出了包括這類結(jié)合的透射反射裝置1700的一個實施例。透射反射器1700包括吸收偏振片1702，中間反射偏振片1704和下反射偏振片1706。在這個實施例中，中間反射偏振片1704是與它的基本上與吸收偏振片1702透射偏振態(tài)平行的透射偏振態(tài)對準的線性反射偏振片。
下反射偏振片1706可以是反射圓偏振片，而層1708是四分之一波延遲片層，這樣當光是線性偏振光時透射到中間反射偏振片，而光是圓偏振光時由下反射偏振片1706反射。確定四分之一波延遲片1708的快軸方向這樣四分之一波延遲片1708與下反射偏振片1706的結(jié)合可類似一個線性偏振片使用，該線性偏振片有相對吸收偏振片1702的偏振透射態(tài)成一個對準角度θ的偏振透射態(tài)。
在相關的實施例中，(沒有示出)可以省去四分之一波延遲片層1708，而下反射偏振片1706由反射橢圓偏振片來提供，把它定向到能反射絕大部分通過中間反射偏振片1704傳輸?shù)沫h(huán)境光。
層1710可以是粘合層，或是粘合散射層，或可以一起省去。
在圖18中示出了包括了反射偏振片類型的透射反射裝置1800的另一個實施例。透射反射片1800包括吸收偏振片1802，中間反射偏振片1804和下反射偏振片1806。在這個實施例中，下反射偏振片1804是線性反射偏振片。中間反射偏振片1804可以是反射圓偏振片。層1808可以是四分之一波延遲片，將它的快軸對準到使得中間反射偏振片1804和四分之一波延遲片層1808結(jié)合起來起一個線性偏振片的作用，該線性偏振片的偏振透射態(tài)基本上與吸收偏振片1802的偏振透射態(tài)平行。
層1810可以是粘合層或粘合散射層。另外，層1810可以是諸如半波延遲層的偏振旋轉(zhuǎn)層來耦合在下反射偏振片1806和中間反射偏振片1804之間的光。例如，下反射偏振片1806的偏振透射態(tài)可以基本上與吸收偏振片1802的偏振透射態(tài)平行。在這樣的情況中，偏振旋轉(zhuǎn)層1810可以使由下反射偏振片傳輸?shù)墓馄裥D(zhuǎn)，使其相對吸收偏振片1802的偏振透射態(tài)成一個角度θ。本實施例的一個優(yōu)點是吸收偏振片1802的偏振透射態(tài)和下反射偏振片1806可以平行，這樣使得透射反射片1800能由吸收偏振薄膜和反射線性偏振片薄膜的平行滾筒裝配。
可以預期偏振轉(zhuǎn)動層1810可以一起省去，例如在圖19中示出的透射反射片1900。在這個情況中，下反射偏振片1806的偏振透射軸定向于相對吸收偏振片1802的偏振透射軸的一個角度，θ。
在圖20中示出了改進的透射反射片2000的另一個實施例。該透射反射片2000包括吸收偏振片2002，中間反射偏振片2004和下反射偏振片2006。在這個特定的實施例中，兩個反射偏振片2004和2006是反射線性偏振片，各自與其偏振透射態(tài)對準，與吸收偏振片的偏振透射態(tài)基本平行對準。在反射偏振片2004和2008之間設置設置了偏振旋轉(zhuǎn)層2008，例如是半波延遲片層，從而使通過一個反射偏振片到另一個的傳輸光偏振旋轉(zhuǎn)。這個實施例的一個優(yōu)點是允許透射反射片2000使用吸收和反射偏振片的平行滾筒制造，這樣簡化了制造工藝。
可以預期執(zhí)行附加功能的不同層可以被包括在透射反射裝置的偏振層之間，也可以放置在透射反射裝置外側(cè)，例如在透射反射裝置和光源之間。在圖21中示出了有附加層的透射反射裝置的一個特定實施例。透射反射裝置2100包括吸收偏振片層2102，中間反射偏振片層2104和下反射偏振片層2106。在兩個反射偏振片層2106和2108之間設置了導光層2108，例如是全息層。導光層2108可以用于在較佳的方向中引導光，特別是在背光中產(chǎn)生的光。在觀察者的位置像要離開相對透射反射顯示器的軸向時這是有用的。導光層2108也可以設置在吸收偏振片2102和中間反射偏振片2104之間。
在圖22中示出透射反射裝置2200的另一個實施例。該透射反射裝置2200包括吸收偏振片層2202，中間反射偏振片層2204和下反射偏振片層2206。在兩個反射偏振片層2106和2108之間設置了濾色片層2208。濾色片層可以用于過濾反射和透射光的特定波長范圍或幾個范圍。例如，濾色片層2208可以透射在第一波長λa的光，而吸收在第二波長λb的光。例如，這對于產(chǎn)生彩色背景而不是白色背景是有益的?？梢灶A期在透射反射顯示器中的一個或更多下吸收偏振片或反射偏振片可以是波長相關的，這樣可以控制被用戶觀看到的光譜。
如上所述，本發(fā)明用于透射反射顯示器，而且可以特別用于增加亮度并且減小這類裝置的能耗。
雖然上面提供了各種例子，本發(fā)明不僅限于所示的特定實施例。例如，顯示器的不同層可以壓層在一起，例如使用粘合劑，熱壓層或一些其它適宜的技術或使用這些技術的結(jié)合。顯示器層的一層或多層可以自由移動。另外，附加的結(jié)合層可以常常附著在鄰近層上，而不是使用壓層連接。透射反射顯示器可以使用任意適宜的，包括在這里示出的光源類型。另外，在LCD每一側(cè)下吸收偏振片不需要使它們的透射偏振方向互相成90。，但可以是依賴于通過LCD傳輸光偏振旋轉(zhuǎn)的一些其它角度。
因此，本發(fā)明不應該僅限于上述的特定例子，而需要考慮在附加的權利要求中闡述的本發(fā)明所有方面。那些普通技術人員將理解本發(fā)明可以應用的各種修改，等價處理和多種結(jié)構(gòu)，對他們而言，通過研究本說明書將了解本發(fā)明。權利要求覆蓋了這樣的修改和裝置。
權利要求
1.一種用于顯示器模塊和光源間的透射反射裝置，其特征在于，該裝置包括在該裝載的顯示器側(cè)上下吸收偏振片，限定了吸收偏振片透射偏振態(tài)；第一反射偏振片，設置它來接收來自該裝置顯示器側(cè)面的通過吸收偏振片透射的光，第一反射偏振片限定了第一反射偏振片透射偏振態(tài)與該吸收偏振透射偏振態(tài)的預先選定的關系；以及在該裝置光源側(cè)設置的第二反射偏振片層，它接收來自吸收偏振片的通過第一反射偏振層透射的光，第二反射偏振片限定了不同于吸收偏振透射偏振態(tài)的第二反射偏振透射偏振態(tài)。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中第一反射偏振片透射偏振態(tài)基本上類似于吸收偏振片透射偏振態(tài)。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中吸收偏振片透射偏振態(tài)是線性偏振態(tài)并且第一反射偏振片透射偏振態(tài)是與吸收偏振片透射偏振態(tài)定向在大約15°內(nèi)的線性偏振態(tài)。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中第一反射偏振片包括反射線性偏振片。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中第一反射偏振片包括反射圓偏振片和設置在反射圓偏振片和吸收偏振片之間的延遲層。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，其中延遲層是四分之一波延遲片。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中第二反射偏振片包括反射線性偏振片。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，其中吸收偏振片透射偏振態(tài)是線性偏振態(tài)并且第二反射偏振片透射偏振態(tài)是與吸收偏振片透射偏振態(tài)不平行的線性偏振態(tài)。
9.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，第二反射偏振片包括在反射線性偏振片和第一反射偏振片之間的偏振旋轉(zhuǎn)層，反射線性偏振片限定了反射線性偏振片透射偏振態(tài)基本與吸收偏振片透射偏振態(tài)平行。
10.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中第二反射偏振片包括反射圓偏振片和設置在反射圓偏振片和第一反射偏振片之間的延遲層。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，其中延遲層是四分之一波延遲片。
12.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中第二反射偏振片是反射橢圓偏振片。
13.如權利要求12所述的裝置，其特征在于，其中反射橢圓偏振片包括橢圓偏振片薄膜，它有薄膜平面并且螺旋膽甾醇材料基本上與薄膜平面非垂直對準。
14.如權利要求12所述的裝置，其特征在于，其中反射橢圓偏振片包括橢圓偏振片薄膜，它有薄膜平面并且螺旋膽甾醇材料基本上與薄膜平面垂直對準，該橢圓偏振片薄膜有第一和第二表面裝備有光折射層，使以基本上垂直于薄膜平面方向入射到光折射層的光偏移到通過基本與薄膜平面不垂直的橢圓偏振片薄膜的傳播方向。
15.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中至少第一和第二反射偏振片中的一個包括漫反射偏振片。
16.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中第一和第二反射偏振片是線性反射偏振片，第二反射偏振片的透射偏振軸的角度定向在相對第一反射偏振片透射偏振軸的60°到90°的角度范圍。
17.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括在i)吸收偏振片和第一反射偏振片之間以及ii)第一和第二反射偏振片之間中至少一個的粘合層。
18.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括在i)吸收偏振片和第一反射偏振片之間以及ii)第一和第二反射偏振片之間中至少一個的散射層。
19.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括設置的導光層，它把光通過第一反射偏振片傳播的光引導到吸收偏振片。
20.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括設置的濾色片來吸收通過吸收偏振片傳播的一個波長的光并且透射通過吸收偏振片傳播的不同波長的光。
21.一種偏振片裝置，其特征在于，包括第一偏振片裝置，吸收入射到第一偏振片裝置第一側(cè)的第一偏振態(tài)光并且反射入射到第一偏振片裝置在第一側(cè)對面的第二側(cè)的第一偏振態(tài)光，并且透射垂直于第一偏振態(tài)的第二偏振態(tài)光；以及反射偏振裝置，有不同于第一和第二偏振態(tài)的反射偏振態(tài)，以反射由第一偏振裝置接收的在第三偏振態(tài)中的光并且透射由第一偏振裝置接收的垂直于第三偏振態(tài)的在第四偏振態(tài)中的光。
22.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，其中第一偏振片裝置包括在第一側(cè)下吸收偏振片和在第二側(cè)的反射偏振片。
23.一種光學系統(tǒng)，其特征在于，包括一個光調(diào)制器；一個光源；設置在光調(diào)制器和光源之間的第一吸收偏振片，第一吸收偏振片限定了第一吸收偏振片透射偏振態(tài)；設置在第一吸收偏振片和光源間的第一反射偏振片，限定了與第一吸收偏振片透射偏振態(tài)不同的第一反射偏振片透射偏振態(tài)；以及設置在第一吸收偏振片和第一反射偏振片之間的第二反射偏振片，第二反射偏振片反射自光源通過第一反射偏振片透射的光，該透射光的光源有能在吸收偏振片中被吸收的偏振，并且第二反射偏振片將來自光調(diào)制器通過吸收偏振片透射的光傳輸?shù)降谝环瓷淦衿?br> 24.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中光源包括至少一個發(fā)射光到光波導的光發(fā)射器，并且沿著光波導設置取光器來從光波導第一側(cè)向第一反射偏振片傳輸?shù)墓馊〕觥?br> 25.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中取光器包括在光波導第一表面對面的光波導第二表面的漫射區(qū)域。
26.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中取光器包括在光波導第一表面對面的光波導第二表面的一些小平面。
27.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括設置為把光向第一反射偏振片反射的漫反射層，在第一反射偏振片和漫反射層之間設置該光源。
28.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括設置在光源和第一反射偏振片之間的光控制層來控制來自光源傳輸?shù)降谝环瓷淦衿瑐鞑サ墓獾姆较颉?br> 29.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括設置的第二吸收偏振片來接收來自第一吸收偏振片的通過光調(diào)制器傳輸?shù)墓狻?br> 30.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中光調(diào)制器裝置顯示單元是液晶顯示器單元。
31.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括耦合到光調(diào)制器單元的控制器，它控制通過光調(diào)制器傳輸?shù)挠晒庹{(diào)制器加載的圖像。
32.如權利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中控制器是移動電話的一個元件并且該控制器控制顯示器單元顯示來自移動電話給用戶的信息。
33.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括耦合到光源的電源。
34.在光調(diào)制器和光源間的顯示器中使用的透射反射裝置，其特征在于，該裝置包括設置在該裝置顯示器側(cè)下吸收偏振片；設置在該裝置光源側(cè)的第一反射偏振片，反射至少一部分通過吸收偏振片傳輸?shù)墓?；和設置在吸收偏振片和第一反射偏振片之間的第二反射偏振片，第二反射偏振片反射來自光源側(cè)的通過第一反射偏振片傳輸?shù)墓?，且該光的偏振在吸收偏振片中被吸收，并且第二反射偏振片把光通過吸收偏振片向第一反射偏振片傳輸。
35.如權利要求34所述的裝置，其特征在于，其中第二反射偏振片是線性反射偏振片，其偏振透射軸取向在相對吸收偏振片的偏振透射軸成在15°之內(nèi)。
36.如權利要求34所述的裝置，其特征在于，其中第二反射偏振片是線性反射偏振片，其偏振透射軸取向為基本上平行于吸收偏振片的偏振透射軸。
37.如權利要求34所述的裝置，其特征在于，其中第二反射偏振片基本上反射所有通過第一反射偏振片傳輸?shù)墓?，該光在吸收偏振片中有可吸收的偏振?br> 38.如權利要求34所述的裝置，其特征在于，進一步包括在吸收偏振片和第二反射偏振片間或是第一和第二反射偏振片間設置的至少一個漫散射層。
39.如權利要求34所述的裝置，其特征在于，其中第二反射偏振片包括膽甾醇偏振片和在膽甾醇偏振片和吸收偏振片間設置的延遲層來基本上使由膽甾醇偏振片、通過吸收偏振片向第二反射偏振片傳輸?shù)墓鉁p到最小。
40.如權利要求34所述的裝置，其特征在于，其中第二反射偏振片是反射線性偏振片，把它定向來基本上傳輸來自吸收偏振片接收的所有光。
41.如權利要求34所述的裝置，其特征在于，其中第一反射偏振片是線性偏振片。
42.如權利要求41所述的裝置，其特征在于，其中確定第一反射偏振片的位置使得通過第一反射偏振片的來自吸收偏振片的部分透射光由第一反射偏振片接收。
43.如權利要求41所述的裝置，其特征在于，其中第一反射偏振片是線性反射偏振片，其透射偏振軸基本上與吸收偏振片的透射偏振軸平行，并且進一步包括設置在第一和第二反射偏振片之間的雙折射延遲層，確定雙折射延遲層的位置使得在第一和第二反射偏振片間的傳輸光偏振旋轉(zhuǎn)。
44.如權利要求34所述的裝置，其特征在于，其中第一反射偏振片包括膽甾醇偏振片。
45.如權利要求44所述的裝置，其特征在于，其中膽甾醇偏振片是反射圓偏振片，并且第一反射偏振片進一步包括設置在膽甾醇偏振片和第二反射偏振片間的延遲層，確定第二反射偏振片的方向使通過第一反射偏振片的來自吸收偏振片的部分傳輸光由第一反射偏振片接收。
46.如權利要求44所述的裝置，其特征在于，其中膽甾醇偏振片是反射橢圓偏振片，確定其位置使得通過第一反射偏振片傳輸?shù)膩碜晕掌衿牟糠止庥傻谝环瓷淦衿邮铡?br> 47.如權利要求34所述的裝置，其特征在于，進一步包括光傳導層來引導來自第二反射偏振片通過吸收偏振片傳播的光。
48.如權利要求34所述的裝置，其特征在于，進一步包括濾色片層，設置它吸收由吸收偏振片傳輸?shù)脑诘谝徊ㄩL光并且傳輸由吸收偏振片傳輸?shù)脑诘诙ㄩL光。
全文摘要
一種透射反射裝置，包括吸收偏振片(606)和第一反射偏振片(632)，它們的設置是反射至少一部分通過吸收偏振片傳輸?shù)墓?642)。第二反射偏振片(609)設置在吸收偏振片和第一反射偏振片之間。第二反射偏振片反射通過第一反射偏振片透射的在吸收偏振片中有可吸收偏振的光(644)，并且通過吸收偏振片的透射光(642)向第一反射偏振片傳輸。
文檔編號G02F1/13363GK1454329SQ00819665
公開日2003年11月5日 申請日期2000年8月22日 優(yōu)先權日2000年4月18日
發(fā)明者K·M·科特契克, P·E·沃特森, R·本尼特 申請人:3M創(chuàng)新有限公司