TIR－调制电泳反射图像显示器中的亮度增强

摘要

一种反射型显示器具有多个透明半珠(60)，每个半珠(60)具有包围非反射区域(82)的反射区域(80)。光吸收颗粒(26)在其中悬浮，并朝向或远离半珠(60)移动，选择地抑制或促成入射到半珠(60)上的光线发生全内反射。通过选择地使光线通过半珠(60)的非反射区域(82)反射，例如通过利用导电区域(104)和多个反射区域(108)形成图案化电极(48)；使电极的反射区域(108)与半珠的非反射区域(82)对准；以及穿过电极(48)在介质(20)上施加电压，使得颗粒(26)在它们基本覆盖半珠(60)的位置与它们基本覆盖电极的导电区域(104)而不覆盖电极的反射区域(108)的另一位置之间进行电泳移动，来提高该显示器的反射率。

说明书

相关申请的参考

本申请要求在2005年4月15日提交的美国临时专利申请系列号为 no.60/671,538的专利申请的优先权，并要求在2006年1月17日提交的美 国临时专利申请系列号为no.60/759,772的专利申请的优先权。

技术领域

本申请关于在专利号为No.5,999,307、6,064,784、6,215,920、6,865,011、 6,885,496和6,891,658的美国专利中所述类型的反射图像显示器(reflective image display)的亮度增强，所有这些专利以引用方式被包含在本文中。

背景技术

图1A表示在美国专利No.6,885,496和6,891,658中所述类型的现有技 术反射(即前光)电泳受抑全内反射(TIR，total internal reflection)调制 (modulated)显示器10的一部分。显示器10包括透明外板12，该透明外 板12是通过在具有平坦外观表面17的高折射率(例如η₂＞～1.75)聚合物 材料16的内表面中部分地嵌入大量高折射率(例如η₁＞～1.90)透明球形 或大致球形的珠子14形成的，其中观察者V通过观察方向Y的角度范围 观察平坦外观表面17。“向内”和“向外”方向由双头箭头Z表示。珠子 14被紧密封装在一起，从而从成向内突出的单层18，该单层18的厚度大 致等于一个珠子14的直径。理想地，每一个珠子14接触与这个珠子直接 相邻的所有珠子。在相邻珠子之间保持最小空隙间隙(理想地，没有间隙)。

通过在由下板24限定的贮存器22内容纳介质20，电泳介质20保持 与珠子14的从材料16向内突出的部分相邻。惰性的、低折射率(即小于 约1.35)、低粘性的电绝缘液体如可从3M，St.Paul，MN获得的Flourinert^TM全氟化碳氢液体(η₃～1.27)是合适的电泳介质。其它液体，或水也可以 用作电泳介质20。因此形成珠子：液体TIR界面。介质20含有散射光和/ 或吸收光的颗粒26的精细分散的悬浮液，如颜料、被染的或其它散射/吸 收硅石或乳胶颗粒等。板24的光学特性相对不重要：板24只须形成用于 容纳电泳介质20和颗粒26的贮存器，并用作底板电极48的支架。

众所周知，具有不同折射率的两种介质之间的TIR界面的特征在于临 界角θ_c。以小于θ_c的角度入射到该界面上的光线通过该界面被传输。以大 于θ_c的角度入射到该界面的光线在该界面经受TIR。由于这提供发生TIR 的大角度范围，因此在TIR界面优选小的临界角。

在没有电泳行为的情况下，如图1A中的虚线28的右侧所示，通过板 12和珠子14的光线的大部分在珠子14的内侧进行TIR。例如，入射光线 30、32通过材料16和珠子14折射。这些光线在珠子：液体TIR界面处经 受两次或更多次的TIR，如在光线30情况下的点34、36所示；和在光线 32的情况下的点38、40所示。然后总内反射光线通过珠子14和材料16 折射回来并分别作为光线42、44射出，实现了在每个反射区域或像素中 的“白色”外观。

可以经电极46、48(如虚线所示)穿过介质20施加电压，所述电极 46、48例如可以通过向珠子14的向内突出表面部分和板24的外表面进行 汽相淀积来获得。电极46是透明的并且实质上很薄，以便使光线在珠子： 液体TIR界面的干扰最小。底板电极48不必是透明的。如果通过激励电 压源50以在电极46、48之间施加电压来激活电泳介质20，如虚线28的 左侧所示，悬浮颗粒26则电泳地移动到消散波相对强(即在向内突出的 珠子14的内表面的0.25微米内或更近)的区域中。当如上所述发生电泳 移动时，颗粒26散射或吸收光，因此通过虚拟地和可能地修改在珠子： 液体TIR界面处的有效折射率的实数部分来抑止或调制TIR。这由光线52、 54所示，光线53、54被散射和/或吸收，因为它们在薄地(～0.5μm)消 散波区域内、在珠子：液体TIR界面处照射到颗粒26上，分别如56/58 所示，由此实现在每个TIR-抑止非反射吸收区域或像素中的“黑暗”外观。 通过适当地激励电压源50，颗粒26只须移动到薄消散波区域的外部，以 便恢复珠子：液体TIR界面的TIR能力，并将每个“黑暗”非反射吸收区 域或像素转换成“白的”反射区域或像素。

如上所述，外板12的净光学特性可通过控制经电极46、48施加于介 质20的电压来控制。可以分割这些电极，以便穿过板12的分开的区域或 像素控制介质20的电泳激活，由此形成图像。

图2表示球形珠子14之一的向内半球形或“半珠”部分60的放大的 剖面图。半珠60具有标准化半径r＝1和折射率η₁。以到半珠60的中心C 为半径距离a的距离垂直入射(经过材料16)到半珠60上的光线62以相 对于半径轴66为角度θ₁与半珠60的内表面相遇。为了进行这种在理论上 理想的讨论，假设材料16具有与半珠60相同的折射率(即η₁＝η₂)，因 此光线62经过材料16进入半珠60而不发生折射。光线62在半珠60的 内表面上发生折射，并作为光线64以相对于半径轴66的角度θ₂进入电泳 介质20。

现在考虑入射光线68，该入射光线在与半珠60的中心C距离$a_c=\frac{{\eta }_3}{{\eta }_1}$的 位置处垂直入射(经过材料16)到半珠60。光线68以临界角θc(相对于半 径轴70)，即发生TIR所需要的最小角，入射到半珠60的内表面上。因而 光线68作为光线72发生全内反射，光线72再次以临界角θc入射到半珠 60的内表面。相应地，光线74作为光线76发生全内反射，光线76垂直 经过半珠60并进入珠子14的嵌入部分和进入材料16。因此光线68作为 光线76在与入射光线68大致相反的方向反射回来。

在到半珠60的中心C的距离a≥a_c处入射到半珠60上的所有光线朝向 光源往回反射(但是不是精确的向后反射)；这意味着当光源从上面通过 和稍微在观察者后面时，增强了反射，并且反射光具有漫射(diffuse)特 性，这赋予其白色外观，这在反射型显示器应用中是希望的。图3A、3B 和3C表示半珠60的反射模式中的三个。这些和其它模式共存，但是对于 分开讨论每个模式是有用的。

在图3A中，在距离a_c＜a＜a₁的范围内入射的光线进行两次TIR(2-TIR 模式)并且反射光线在以与入射光线的方向相反的方向为中心的相对宽的 弧φ₁内发散。在图3B中，在距离a₁＜a＜a₂的范围内入射的光线进行三次 TIR(3-TIR模式)并且反射光线在以与入射光线的方向相反的方向为中心 的相对窄的弧φ₂＜φ₁内发散。在图3C中，在距离a₂＜a≤a₃的范围内入射的 光线进行四次TIR(4-TIR模式)并且反射光线在以与入射光线的方向相 反的方向为中心的更窄的弧φ₃＜φ₂内发散。因此半珠60具有“半往后反射”、 部分漫反射(diffuse reflection)的特性，使显示器10具有类似于纸的散射 外观。

当主要照明源位于观察者后面时，与纸相比，显示器10在小角度范 围内具有相对高的外观亮度。这示于图1B中，图1B表示了观察者V能 观察显示器10的宽角度范围α和照明源S相对于观察者V的角度偏离的 角度β。只要β不太大，显示器10保持高表面亮度，。在正常入射时，半 珠60的反射率R(即入射到半珠60上的光线被TIR反射的部分)由以下 等式(1)给出：

$R=1-{\left(\frac{{\eta }_3}{{\eta }_1}\right)}^2---\left(1\right)$

其中η₁是半珠60的折射率，η₃是与发生TIR的半珠60的表面相邻 的介质的折射率。因此，如果半珠60由低折射率材料如聚碳酸酯(η₁～ 1.59)形成和如果相邻介质是Fluorinert(η₃～1.27)，则达到大约36％的 反射率R，而如果半珠60由高折射率纳米复合材料(η₁～1.92)形成，则 达到大约56％的反射率。当照明源S(图1B)位于观察者的头部后面，则 借助于上述半-往后反射特性可以进一步增强显示器10的外观亮度。

如图4A-4G所示，半珠60的反射率保持在入射角的宽范围内，因此 提高了显示器10的宽角度观察特性和外观亮度。例如，图4A表示从垂直 入射-即，从相对于垂直方向偏离0度的入射角观看到的半珠60。在这种 情况下，对于a≥a_c的半珠60的部分80作为环出现。环表示为白色，对应 于通过TIR反射入射光的半珠60的区域，如上所述。该环包围表示为暗 区的环形区域82，对应于半珠60的非反射区，在非反射区中吸收入射光 和不进行TIR。图4B-4G表示从相对于垂直方向分别偏离15度、30度、 45度、60度、75度和90度的观察角看到的半珠60。图4B-4G与图4A的 比较证实了对于a≥a_c的半珠60的反射部分的观察区域随着入射角增加而 只是逐渐减小。甚至在几乎切线入射的角度(例如图4F)，观察者仍然看 到反射部分80的大部分，因此给显示器10提供保持高外观亮度的宽角观 察范围。

通过将独立半珠的反射率乘以半珠的封装效率系数f，可获得对应图 1A所示的每一个球形珠子14的向内“半珠”部分的半球阵列的反射率的 评估。紧密封装的结构的封装效率系数f的计算涉及本领域技术人员公知 的直接几何技术的应用。假设珠子14都是相同尺寸的，图5中所示的六 方最密堆积(HCP)结构产生封装效率f∝π/(6·tan30°)～90.7％。

尽管HCP结构产生半球的最高堆积密度，即不必将半珠堆积在矩形设 置中，也不需要半珠是相同尺寸的。具有在大约1-50μm范围内的非均匀 尺寸半珠的随机分布具有大约80％的堆积密度，并具有基本上类似于相同 尺寸半珠的HCP设置的光学外观。对于一些反射型显示器应用，这种随机 分布的设置可能更适合于制造，为此，由于小密度堆积而导致的减少的反 射率是可接受的。然而，为了简化起见，下面的说明重点在于图5的相同 尺寸半珠的HCP设置，并假设采用产生折射率η₁/η₃＝1.5的材料。这些因 素并不认为限制本公开的范围。

如前面关于图2所述的，以到半珠60的中心C为距离a＜a_c垂直入射 到半珠60的平坦外表面上的光线的主要部分不进行TIR，因此不被半珠 60反射。代替地，这种光线的大部分被现有技术显示器10散射和/或吸收， 在半珠60上产生黑暗非反射环形区域82(图4A-4G)。图5表示多个这样 的黑暗非反射区域82，每个黑暗非反射区域82被反射环形区域80包围， 如前所述。

半珠60的平均表面反射率R由反射环80的面积与包括反射环80和 黑暗环形区域82的总面积的比来确定。根据等式(1)，这个比值又由半 珠60的折射率η₁与邻接于发生TIR的半珠60的表面的介质的折射率η₃的比值来确定。因此，明显的是平均表面反射率R随着半珠60的折射率η₁与相邻介质的折射率η₃的比值增加。例如，空气(η₃～1.0)中的半球形水 滴(η₁～1.33)的平均表面反射率R大约为43％；空气中的玻璃半球(η₁～ 1.5)的平均表面反射率R大约为55％；并且金刚石半球(η₁～2.4)的平均 表面反射率R超过82％。

尽管使用前述的球形(或半球形)形状的珠子来制造显示器10是很 方便的，即使球形(或半球形)珠子14尽可能紧密地在单层18内堆积在 一起(图1A)，在相邻珠子之间还是不可避免地保持中间间隙84(图5)。 入射到任何间隙84上的光线在感觉上“丢失”，它们直接经过电泳介质20， 在观察表面17上产生不希望的暗斑点。这些斑点小到看不见，因此不会 损害显示器10的外观，但是它们损害了观察表面17的净平均表面反射率 (net average surface reflectance)R。

上述的“半-往后反射(semi-retro-reflective)”特性在反射型显示器中 是很重要的，因为在光源S位于观察者V的上方和后部的典型观察条件下， 反射光的大部分朝观察者V返回。这产生由于“半-往后反射增强因素” 超过值$R=1-{\left(\frac{{\eta }_3}{{\eta }_1}\right)}^2$大约1.5的外观反射率(apparent reflectance)(参见“A High Reflectance，Wide Viewing Angle Reflective Display Using Total Internal Reflection in Micro-Hemispheres，”Mossman，M.A.等人，Society for Information Display，23^rd International Display Research Conference， pages233-236，September15-18，2003，Phoenix，AZ)。例如，在折射率η₁/η₃＝1.5的系统中，根据等式(1)确定的55％的平均表面反射率R在上述半 -往后反射型观察条件下被提高到大约85％。

单独半珠60可以小到看不见，直径在2-50μm范围内，并如图5所示， 它们可以被组装成阵列，从而产生由于大量微小的、相邻的、反射环形区 域80而出现高度反射的显示表面。在这些区域80中，发生TIR，当颗粒 26不与珠子14的向内的、半球部分接触时，它们(图1A)不妨碍入射光 的反射。然而，在区域82和84中，不发生TIR，颗粒26可能吸收入射光 线-即使颗粒26移动到消散波区域外部，从而它们不与珠子14的向内的、 半球部分光学接触。为了增加每个反射环形区域80的尺寸和由此减少这 种吸收损失，可以增加折射率比值η₁/η₃。非反射区域82、84累积地减少 显示器10的总表面反射率R。由于显示器10是反射型显示器，因此希望 使这种减少最小化。

忽视上述半-往后反射增强因素，具有折射率比值η₁/η₃＝1.5的系统具 有55％的平均表面反射率R，如前所述。假定HCP设置的前述封装效率 为大约91％，该系统的总平均表面反射率为55％的91％或者大约50％， 这暗示着大约50％的损失。这个损失的41％是由于环形非反射区域82中 的光吸收造成的；这个损失的9％是由于中间非反射间隙84中的光吸收造 成的。通过使用具有特殊选择的折射率值、光学微观结构或位于单层18 (图1A)的外侧或内侧上的图案化表面(patterned surface)的材料来减小 这个吸收损失，可以提高显示器10的反射率。

例如，由于显示器10的最大表面反射率由半珠60和电泳介质20的 折射率值来确定，因此通过用空气(反射率＝1.0)作为电泳介质来代替低 折射率液体(折射率小于1.35)可以提高反射率。

可以提高显示器10的表面反射率，如下所述，改进显示器的外观。

相关技术的前述例子和与其相关的限制旨在进行解释说明而非限制 性的。对于本领域技术人员来说通过阅读说明书和学习附图可以使相关技 术的其它限制更明显。

附图说明

典型实施例示于参考附图中。这里公开的实施例和附图被认为只是说 明性的而非限制性的。

图1A是电泳受抑或调制(modulated)现有技术反射型图像显示器的 一部分的片段剖面侧视图的非比例放大图。

图1B示意性地表示图1A显示器的宽角度观察范围α和照明源的角度 范围β。

图2是图1A装置的球形珠子之一的半球形(“半珠”)部分的放大剖 面侧视图。

图3A、3B和3C表示以增加的偏离距离垂直入射到图2半珠上的光 线的半-往后反射，其中在该增加的偏离距离入射光线分别进行两次、三次 和四次TIR。

图4A、4B、4C、4D、4E、4F和4G表示从分别相对于垂直方向偏离 0度、15度、30度、45度、60度、75度和90度的观察角看到的半珠60。

图5是图1显示器的一部分的剖面图的俯视图(即从偏离垂直方向为 0度的观察角看到的)，表示设置成六方最密堆积(HCP)结构的球形珠子。

图6A和6B是与图5结构一起使用的两个任选底板电极图案(pattern) 的放大尺寸的俯视图。

图7A和7B是结合图6A底板电极图案的电泳受抑(即调制)反射型 图像显示器的一部分的放大尺寸的部分剖面侧视图。

图8是结合了电泳悬浮吸收和反射颗粒的电泳受抑或调制反射型图像 显示器的不是按比例放大的剖面图。

图9是结合了反射多孔薄膜的电泳受抑或调制反射型图像显示器的一 部分的不是按比例放大的剖面图。

图10是在相邻半珠之间的间隙中结合了额外的聚合物材料的电泳受 抑或调制反射型图像显示器的一部分的不是按比例放大的剖面图。

具体实施方式

为了更利于本领域技术人员的理解，下面介绍具体的细节。然而，为 了避免给本公开带来不必要的模糊不清而没有示出或介绍公知的元件。相 应地，下面的说明和附图只是说明性的而不是限制性的。

可以使用图6A或6B中分别描述的图形100或102之一在板24上形 成底板电极48。黑色区域104、106是导电区域，并且可以是反射性或非 反射性的。白色区域108、110、112是反射区域，并且可以是导电或非导 电的-只要在区域108、110和112与区域104、106之间不导电即可。

反射区域108、110优选分别为圆形形状，并且半径大于或等于(优选 等于)半珠60之一的非反射圆形区域82之一的半径。图案100的区域104 的总体尺寸和形状基本上类似于半珠60的区域80、84的总体尺寸和形状。

区域104、106的光学性能相对不重要，与板24的光学性能一样。然 而，在板24上提供反射外表面和在其上形成区域104(或106)，并且板 24的反射外表面的其余部分构成区域108(或110、112)，这是有利的。

当如下所述那样使用时，图案化(patterned)底板电极100减小了由 于在区域82中的光吸收造成的吸收损失，但是没有减小由于间隙区域84 中的光吸收造成的吸收损失。相反，当如下所述那样使用时，图案化底板 电极102减小了由于区域82和84中的光吸收造成的吸收损失。这是通过 使图形102形成有每一个反射区域112来实现的，其中每一个反射区域112 的尺寸和形状基本上类似于间隙84之一的尺寸和形状，每个区域112相对 于其相邻反射区域110位于与相对于那个间隙的相邻区域82的对应一个间 隙84的位置相同的位置上。

图案化底板电极100(或102)相对于单层18设置，从而使每个圆形 反射区域108(或110)与相应一个非反射圆形区域82对准；由此还使导 电区域104(或106)与反射区域80对准。

当通过激励电压源50以在电极46和48之间施加电压来激活电泳介 质20时，颗粒26基本上覆盖单层18的半珠60的内表面，如图7A所示 (图7A表示利用图案化底板电极100的非反射状态)。颗粒26通过如上 所述的抑制或调制TIR来吸收入射到反射环形区域80上的光线(例如光 线114)，并且还吸收不进行TIR且以其它方式通过珠子14的光线(例如 光线116)。颗粒26不必完全覆盖半珠60的内表面，因为如前面参照图2 介绍的，很多入射光线与半珠60多次相合，因而实质覆盖率导致吸收的 可接受水平。

在图7B所示的反射状态中，颗粒26被吸附到图案化底板电极100的 导电区域104(或吸附到图案化底板电极102的导电区域106)。由于区域 104与反射环形区域80对准，因此颗粒26从观察角度看不见(即，由于 以其它方式照射颗粒26的光线114被区域80反射)。不经受TIR而是经 过半珠60传输的光线116照射到反射区域108之一上，因此也被反射。

如果半珠单层18位于反射区域108上方的适当距离处，则被传输的 光线朝向反射环形区域80聚焦，使得这些光线大致在它们来的方向上返 回。这进一步增强了显示器的板-往后反射特性，并且能导致超过100％的 感觉到的反射率值。甚至利用与红-绿-蓝(RGB)滤色器阵列相关的吸收 损失，图案化底板电极100、102便于制造具有可与白纸上的彩色墨的亮 度相比的亮度的反射图像显示器。

图8表示另一种显示亮度(即反射率)增强技术，其中在电泳介质20 内混合了吸收颗粒26，并利用了反射珠子或颗粒118的精细分散的悬浮液。 反射珠子118的平均直径基本上比吸收颗粒26的平均直径大(例如，是大 约10倍)。反射珠子118可以是静电中性的(electrostatically neutral)，从 而它们将不受施加的电场的影响。或者，反射珠子118可以具有与吸收颗 粒26相反的静电电荷，使得珠子118在经受施加电场时将从颗粒26在相 反的方向运动。尽管好像保持相反带电颗粒的稳定悬浮液是反向直觉的， 但是这可以通过使用合适的稳定化悬浮分散剂来实现(参见Amundson，K.， 等人，“Microencapsulated Electrophoretic Materials for Electronic Paper Displays，”Society for Information Display，20^th International Display Research Conference Proceeding，pages 84-87，2000年9月25-28日，Palm Beach， FL)。反射珠子118可以是具有合适颗粒尺寸分布的任何基本上反射(例 如白色的)的颗粒状材料，尽管高折射率材料如二氧化钛(η～2.4)是优 选的。

在没有电泳行为的情况下，如图8的虚线28的左侧所示，较小的吸 收颗粒26趋于朝向下板24、在较大的反射珠子118的下面设置。因此增 加反射率，这是因为已经以其它方式被非反射圆形区域82吸收的入射光 线(例如光线120)被珠子118反射(例如光线122)。入射到反射环形区 域80上的光线(例如光线124)发生如上所述的全内反射(例如光线126)。

当电压施加于介质20时，如图8中的虚线28右侧所示，较小的吸收 颗粒26经珠子118之间的间隙电泳移动到半珠60的内表面。当如此移动 到这种吸收状态时，颗粒26通过如上所述的抑止或调制TIR来吸收入射 到反射环形区域80上的光线(例如光线128)，并且还吸收不进行TIR而 是以其它方式经过珠子14的光线(例如光线130)。相应地，反射珠子118 形成多孔滤波器，允许吸收颗粒26向外移动，从而与处于吸收状态的半 珠60接触；并且从处于反射状态的半珠60向内移动，由此从直视的角度 考虑，使吸收颗粒26在反射状态变模糊。本领域技术人员将理解尽管图8 表示了球形的反射珠子118，但是这种形状不是主要的-珠子118可以是任 意形状的。

除了亮度增强之外，图8技术还提供了其它优点。例如，如果反射珠 子118以足够高的密度设置，则它们趋于阻碍吸收颗粒26的长期横向移动， 因此使吸收颗粒26的聚集变慢。这种聚集可能引起电泳图像显示器的图 像降级。

可以评估经过图8技术可实现的亮度增强(即反射率)。例如，如果 假设反射珠子118具有大约40％的漫反射率，并且如果还假设反射珠子118 影响前述的50％吸收损失区域的全部，则实现大约20％(即，40％的50 ％)的亮度增强。

图9表示又一可选的显示器亮度(即反射率)增强技术，其中反射多 孔薄膜140设置在半珠60的内表面和下板24之间。薄膜140中的小孔的 平均直径基本上比吸收颗粒26的平均直径大(例如，是大约10倍)。薄 膜140中的小孔构成薄膜140的总表面面积的足够大的部分(例如至少20 ％)，从而允许吸收颗粒26基本不受阻碍地通过薄膜140。薄膜140可以 由多孔薄膜材料如聚碳酸酯或纤维编织薄膜构成。薄膜140的外表面142 是高度反射的，并且可以是散射的或镜面反射的。合适的反射薄膜140可 以由固有反射材料如多层宽带反射器(例如可从3M，St.Paul，MN获得的多 层光学膜)或铝化Mylar^TM柔性膜形成，或者通过使用标准汽相淀积技术 用反射(例如铝)膜涂覆外表面142来形成。

在不存在电泳行为的情况下，如图9中的虚线28的左侧所示，较小 的吸收颗粒26趋于通过薄膜140的小孔、朝向下板24设置。因此增加反 射率，这是因为已经另外地被非反射圆形区域82吸收的入射光线(例如 光线144)被薄膜140的反射外表面142反射(例如光线146)。入射到反 射环形区域80上的光线(例如光线148)发生如上所述的全内反射(例如 光线150)。

当电压施加于介质20时，如图9中的虚线28右侧所示，吸收颗粒26 经薄膜140的孔电泳移动到半珠60的内表面。当如此移动到这种吸收状 态时，颗粒26通过如上所述的抑制或调制TIR来吸收入射到反射环形区 域80上的光线(例如光线152)，并且还吸收不进行TIR而是经过珠子14 的光线(例如光线154)。薄膜140的孔允许吸收颗粒26向外移动，从而 与处于吸收状态的半珠60接触；并且从处于反射状态的半珠60向内移动， 由此从直视的角度考虑，使吸收颗粒26在反射状态变模糊。

可以评估经过图9技术可实现的亮度增强(即反射率)。例如，如果 假设薄膜140的外表面142具有大约60％的总反射率，并且还假设影响前 述的50％吸收损失区域的全部，则实现大约30％(即60％的50％)的亮 度增强。

图10表示另一可选的显示器亮度(即反射率)增强技术，其中修改 了半珠60之间的外板12的空隙区域160，从而增加了反射率。这是通过 在外板12中部分地嵌入球形珠子14从而使用形成板12的反射聚合物材 料以大致半球形的形状经过空隙区域160向内突出，并处于球形珠子14 的半珠部分60之间，如在162所示。

如果每个反射聚合物结构162具有“完美的”半球形形状(理论上理 想的，但是在实践中是不可能达到的)，则聚合物结构162的光反射和吸 收特性将与如上所述的半珠60的特性相同。尽管聚合物结构162优选是 半球形，以便实现所希望的反射率特性，但是它们不必是完美的半球形。 聚合物结构162只须是大致的半球形，其中它们的内表面应该具有足够高 的曲率以引起入射光线的TIR。可以通过吸收颗粒26利用与前面关于半珠 60所述的方式相同的方式来抑制在聚合物结构162中发生的TIR。

TIR通常在空隙区域160中不会发生，因此减少了板12的总反射率。 如果半珠60具有六方最密堆积设置，则它们的总平均表面反射率是91％， 如上所述，其余9％是由于空隙区域160中的光吸收而损失的。通过便于 在空隙区域160中发生TIR，图10表示亮度增强技术通过理论上增加到接 近于板12的100％百分比而减少这个9％的损失，其中板12具有有用的 光反射结构。

代替在外板12中部分掩埋球形珠子14，通过使空隙区域160的尺寸 最小化可以提高亮度。例如，通过采用聚合物材料如具有塑性变形特性的 聚碳酸酯，以使非固化或软化的树脂材料固有地形成半球形结构，人们可 以作为单个整体阵列来制造半珠60和聚合物结构，避免需要高精度铸模。

图10的亮度增强技术可以与图7A-7B、8或9的亮度增强技术组合使 用，从而进一步提高显示器亮度。

前面已经介绍了大量示例性方案和实施例，本领域技术人员将认识到 某些修改、置换、添加和其子组合。因此下面随附权利要求和后面引入的 权利要求旨在被解释成包括落入它们真实精神和范围内的这种修改、置 换、添加和子组合。