[发明专利]反射式显示器以及用于制造这种显示器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括衬底和布置为反射入射光的反射层的反射式

显示器。

本发明还涉及一种用于制造这种反射式显示器的方法。

背景技术

在例如电泳显示器这样的上述类型的显示器中，如果反射角θ_s(相 对于散射层的法线而言的角度)大于临界角θ_TIR，那么在反射层所反射 的光无法通过衬底而逃逸到空气中。临界角θ_TIR由arcsin 1/n_s给出， 其中n_s是衬底的折射率。典型地，当无法传播到空气中的光到达衬底 -空气界面时，它受到全内反射。这意味着典型地几乎60％的大部分光 反射回到显示器中。这在图1中进行了说明。

反射回到显示器中的光被反射层第二次反射，并且再次受到全内 反射的光的一小部分被第三次反射，诸如此类。这种反复循环限制了 光损失，但是在当前显示器中，由于反射层的漫反射率R_s显著地小于 1并且由于衬底上的电极层(ITO)的吸收，而使该处理的效率相当地 低。

此外，在两个反向散射事件之间光可朝着远离初始反射位置的方 向与显示面相平行地游历过某个距离。对于一百至几百微米的衬底的 典型厚度而言，平均游历距离大于典型的大约200微米的像素大小。 因此像素所接收到的光的总量取决于相邻像素的状态，即像素的感知 亮度取决于相邻像素的状态。这被称为光串扰，并且反复循环效率越 高就越可见。

对于诸如E-Ink(电子墨水)显示器这样的、利用散布在包含 在囊体之中的液体中的反射和吸收型粒子的封装电泳显示器而言，在 白色状态下R_s典型地接近70％，并且全白显示(即其中所有相邻像素 也处于白色状态)的外部感知的漫反射率R_ex仅是大约40％。这最低限 度地足以用于单色显示器，但是不足以通过添加滤色器来建造全色显 示器。即使彩色像素与白色像素相结合地使用(RGBW方案)，处于全 白状态的彩色显示器最多仅具有单色显示器的白色状态的亮度的一 半。

对于利用散布在包含在隔室之中的吸收液体中的散射粒子的电泳 显示器而言，R_ex典型是大约30％，并且甚至单色显示器具有不足够的 亮度。

发明内容

本发明的目的是克服这个问题，并且提供具有改善反射率的反射 式显示器。

该目的及其他目的是由具有观看侧的反射式显示器实现的，从观 看侧起，该显示器依次包括透明衬底和反射层，其特征在于该衬底包 括多个漏斗形突起，每个突起包括：底端，该底端具有与衬底相面对 的底面区域；顶端，该顶端具有朝着反射层方向的与衬底远距离相面 对的顶面区域；以及一个或多个侧壁，这一个或多个侧壁与底端和顶 端相连，底面区域大于顶面区域，并且所述侧壁布置为对透射过所述 突起的光进行反射。

根据这个设计，以足够大的反射角反射的光受到所述突起壁的一 次或多次反射。在每次反射时，穿过衬底的光的传播角度降低了壁与 反射层的法线(也称为Z轴)之间的角度α的两倍。

本发明尤其是可用在其中以衬底与环境大气之间的界面所定义的 全内反射的角度来反射光的一部分的情况。更好地，使漏斗形突起形 成为反射使传播角度降低，直至当光到达衬底/环境界面时，光的传播 角度会小于θ_TIR(即衬底和环境的折射率所定义的全内反射的角度)。 在典型情况下，环境是折射率为大约1的空气，并且θ_TIR是arcsin (1/n_s)，其中n_s是衬底的折射率。在典型情况下，衬底是折射率为 大约1.5的玻璃或透明塑料。

因为避免了内反射，因此显示器的感知反射率增大了。因为限制 了衬底/环境界面处的内反射，因此像素之间的光串扰问题也降低或消 除了。

因为当光从空气进入衬底层时的入射角减小了，因此甚至具有大 入射角θ_in的光将穿过漏斗形物并且在只有少数反射之后到达反射层， 即在漏斗形物壁对它进行反向散射之前它到达反射层。