[发明专利]用于静态和可切换图像显示器的高亮度后向反射器

说明书

反射式显示器通常亮度更低。一种由线性棱镜结构形成的新型后向反射器具有基于全内反射的分级微结构阵列和相对的镜面反射表面，有可能取代传统的后向反射器。几乎所有的入射光都被后向反射回观察者，从而导致显示器更亮。本文中描述的新型后向反射器可用于静态显示标牌和电子可切换显示器。

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(Novel High BrightnessRetroreflector for Static and Switchable Image Displays)”)的优先权，该申请的说明书以其整体并入本文。

技术领域

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；