[发明专利]透射与反射双用式的微电机光学调制器与平板显像器

说明书

技术领域

本发明涉及一种透射与反射双用式的微电机光学调制装置，尤其适用于平板式图像显示。

背景技术

液晶显像（LCD）和等离子体显像（PD）以很快的速度取代了阴极射线管显像。其主要原因是液晶显像和等离子体显像的显像板比起阴极射线管显像要簿的多。然而，液晶显像和等离子体显像都不能有效体地利用能源。比如，液晶显像中所用的偏振片就挡住了百分之五十的非偏振光，一下就将光能的利用率降底了百分之五十。而在相等的显像光强情况下，等离子体显像比液晶显像要销耗更多的能量。现在也有许多关于用微电机器件作为显像应用的文章和专利。有些微电机器件，比如德克萨斯仪器公司的DLP，能有效地应用于投影系统，但却很难用于平板电视。其它的微电机器件若用于平板显像更有它们的困难。这些困难，包括显像的性能（如光源的利用率差和对比度低），生产的难度，和器件的可靠性诸方面，使这些微电机器件不能有商业化的显像应用。因此有必要有新的，具有生产成本低，而性能更好（高能效，高对比度）的平板显像。

发明内容

本发明提供一种新型的微型电机系统（MEMS）平板显像器件（或微电机平板显像器），有效地解决了液晶显像和等离子体显像中能源利用率差的缺陷。这一新的平板显像器对光源的利用率接近于百分之百。而且它可以使用全黑的背景版面，使显像的对比度更得以提高。本微电机平板显像器件的基本材料可以是塑料板，生产成本亦低于液晶显像器。

本发明所采用的基本技术方案是：首先做一个光线分离器，它使在一个入射面上均匀分布的入射光，通过它之后在出射面（或称显像面，透光面）将每一个图像点（或显像点）的光聚缩成由一个个很小的出光孔（或一条条很窄的出光缝）而出来的出射光。每个出光孔在显像面上相对于一个显像点，但却只占显像点很小的一点面积。在显像面上，出光缝与出光缝之间有很大的面积可以用来制造与放置光线开关和集成电路。因此本显像器中集成电路的线路比起液晶显像器中的集成电路的线路要大的多。也因此要容易制造的多。

然后，在光线分离器的上面（在显像面上）制造集成电路。这集成电路成为光线分离器整体的一部分。但集成电路也可以是连在光线分离器上的分别部件。这集成电路用来控制和驱动光线开关。

当集成电路在光线分离器上被做成之后，再在其上面制造多个微型电机系统（MEMS）光线开关（简称为“微电机光线开关”，它们也是制造在光线分离器的出射面上）。这光线开关控制由每一个出光孔（或出光缝）出来的光的最后走向：要么将光挡住，要么让光自由出射。这一功能有似于液晶显像中的液晶。但不同于液晶显像的是，本发明采用微电机光线开关来控制光线，不需要偏振片。偏振片一般挡住百分之五十的光。而这光线开关则可以让它下面的光全部自由出射。与液晶显像相比，光的利用率提高了一倍。另一方面，这种由微电机光线开关而控制光的最后走向的办法，可以让我们选择使用最有效的光源。这又有别于等离子体显像中依靠能效并不高的气体放电发光。因此，本发明的技术方案比液晶显像和等离子体显像都能更有效地利用能量。

当这集成电路与微电机光线开关都做好之后，显示屏幕则被安放在其上。为了保护微电机光线开关，本发明技术方案的另一方面则是利用圆形分离小球自我对准机制。这圆形分离小球自我对准机制也是建立在光线分离器之上。它可以让微小的圆形分离小球放在其中。这小球用来保证显示屏幕与微电机光线开关之间有一定的固定距离，从而不至于使显示屏幕与微电机光线开关有直接的相碰。这显示屏幕与平板显像器连在一起之后，具有保护微电机光线开关之功用。本发明技术方案特这保护屏幕的大部方面积（除了在出射光的路经之外）做成全黑，从而提高显像的对比度。