Procedimientos y aparatos para accionar visualizaciones.

Un aparato de visualización que presenta un lado frontal para emitir luz a través de dicho lado frontal para formar una imagen,

comprendiendo dicho aparato:

un primer sustrato (2104, 2222) trasparente que presenta una superficie orientada hacia delante y unasuperficie orientada hacia atrás;

un segundo sustrato (2122, 2204) trasparente situado en posición adyacente a la superficie orientada hacia delante del primer sustrato;

una película (2106, 2224) reflectante que incluye una pluralidad de aberturas (2108, 2208) dispuestas sobre la superficie orientada hacia delante del primer sustrato (2104, 2222); y

una pluralidad de moduladores (2102, 2202) de luz MEMS dispuestos en un espacio libre (2126, 2226) entre dicha película (2106, 2204) reflectante y dicho segundo sustrato (2122, 2204) para modular la luz dirigida hacia la pluralidad de aberturas (2108, 2208) para formar una imagen.

Procedimientos y aparatos para accionar visualizaciones Campo de la invención En general, la invención se refiere al campo de las pantallas de vídeo, en particular, la invención se refiere a los 5 aparatos de visualización accionados mecánicamente.

Antecedentes de la invención Las pantallas construidas a partir de moduladores de luz mecánicos son una alternativa atractiva a las pantallas basadas en la tecnología de cristal líquido. Los moduladores de luz mecánicos son lo suficientemente rápidos para visualizar el contenido de vídeo con ángulos de visualización satisfactorios y con una amplia gama de la escala de colores y grises. Los moduladores de luz mecánicos han obtenido éxito en aplicaciones de visualización de proyecciones. Las pantallas retroiluminadas que utilizan moduladores de luz mecánicos no han todavía demostrado combinaciones suficientemente atractivas de brillo y potencia baja.

El documento EP 1202096 divulga un modulador óptico de estructura mecánica microeléctrica (MEMS) y un sistema de visualización óptico. El modulador óptico de MEMS incorpora un sustrato plano que incluye múltiples aberturas. 15 Un accionador de MEMS divide en porciones de forma selectiva unos obturadores de MEMS sobre las aberturas. Sin embargo el sistema no incluye una película reflectante para formar las aberturas.

Se necesitan en la técnica unas pantallas accionadas mecánicamente de baja potencia, brillantes, rápidas. En concreto, se necesitan unas pantallas accionadas mecánicamente que incluyan unos mecanismos biestables y que puedan ser excitadas por bajas tensiones para conseguir un consumo de energía bajo.

La presente invención proporciona un aparato de visualización de acuerdo con la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos El sistema y los procedimientos pueden ser comprendidos de manera más acabada a partir de la descripción ilustrativa subsecuente con referencia a los dibujos que siguen, en los cuales:

La Figura 1 es una vista isométrica conceptual de un aparato de visualización;

las Figuras 2A -2B son vistas desde arriba de conjuntos de obturador basados en accionador de haz doble de electrodos elásticos para su uso en un aparato de visualización;

la Figura 3A es un diagrama que ilustra diversas formas de electrodos elásticos apropiados para su inclusión en conjuntos de obturador basados en accionador de haz doble de electrodos elásticos;

la Figura 3B es un diagrama que ilustra la energía incremental necesaria para desplazar los conjuntos de 30 obturador basados en accionador de haz doble de electrodos elásticos ilustrados en la Figura 3A;

las Figuras 3C -3F son vistas desde arriba del conjunto de obturador basado en accionador de haz doble de electrodos elásticos de la Figura 2A en diversas etapas de accionamiento;

las Figuras 4A y 4B son vistas en sección transversal de un modulador de luz basado en espejos basado en accionador de haz doble electrodos elásticos en un estado activo y en un estado inactivo;

la Figura 5 es una vista desde arriba de un conjunto de obturador basado en accionador de haz doble de electrodos elásticos que presentan un haz con un grosor que varía a lo largo de su extensión;

la Figura 6 es una vista isométrica de un conjunto de obturador basado en accionador de haz doble de electrodos elásticos;

la Figura 7 es una vista desde arriba de un conjunto de obturador basado en accionador de haz doble de 40 electrodos elásticos que incluye un muelle de retorno;

la Figura 8 es una vista desde arriba de un conjunto de obturador basado en accionador de haz doble de electrodos elásticos que presenta unos accionadores separados abiertos y cerrados;

la Figura 9 es una vista en sección transversal del conjunto de obturador basado en accionador de haz doble de electrodos elásticos de la Figura 8;

la Figura 10 es una vista desde arriba de un conjunto de obturador basado en accionador de haz doble de electrodos elásticos y estables;

la Figura 11 es una vista desde arriba de un segundo conjunto basado en accionador de haz doble de electrodos elásticos biestables;

la Figura 12 es una vista desde arriba de un conjunto de obturador triestable que incorpora un accionador de electrodos dobles elásticos;

las Figuras 13A -C son diagramas conceptuales de otra realización de un conjunto de obturador biestable que ilustra el estado del conjunto de obturador durante un cambio en la posición del obturador;

la Figura 14A es un diagrama conceptual de un conjunto de obturador biestable que incluye unos haces sustancialmente rígidos;

la Figura 14B es una vista desde arriba de un conjunto de obturador biestable rotacional;

la Figura 15 es un diagrama conceptual de un conjunto de obturador biestable que incorpora unos obturadores bieléctricos;

la Figura 16 es una vista en sección transversal de un aparato de visualización, de acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la invención; y

la Figura 17 es una vista en sección transversal de otro aparato de visualización, de acuerdo con otra forma de realización ilustrativa de la invención.

Descripción La Figura 1A es una vista isométrica de un aparato 100 de visualización, de acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la invención. El aparato 100 de visualización incluye una pluralidad de moduladores de luz, en particular, una pluralidad de conjuntos 102a -102d de obturador (genéricamente “conjuntos 102 de obturador”) dispuestos en filas y en columnas. En general, un conjunto 102 de obturador presenta dos estados, abierto y cerrado (aunque se pueden emplear aberturas parciales para conferir una escala de grises) . Los conjuntos 102a y 102d de obturador están en el estado abierto, permitiendo que la luz pase. Los conjuntos 102b y 102c de obturador están en el estado cerrado, obstruyendo el paso de la luz. Mediante el ajuste de manera selectiva de los estados de los conjuntos 102a -102d de obturador, el aparato 100 de visualización puede ser utilizado para formar una imagen 104 para una proyección o una visualización retroiluminada, si es iluminada por una lámpara 105. En otra realización, el aparato 100 puede formar una imagen por reflexión de luz ambiente procedente de la parte frontal del aparato. En el aparato 100 de visualización, cada conjunto 102 de obturador se corresponde con un píxel 106 de la imagen 104.

Cada conjunto 102 de obturador incluye un obturador 112 y una abertura 114. Para iluminar un píxel 106 de la imagen 104, el obturador 112 es situado de forma que deje pasar la luz, sin ninguna obstrucción significativa, a través de la abertura 104 hacia un espectador. Para mantener un píxel 106 no iluminado, el obturador 112 es situado de forma que obstruya el paso de luz a través de la abertura 114. La abertura 114 se define por una abertura estructurada a través de un material reflectante o absorbente de luz en cada conjunto 102 de obturador.

En realizaciones alternativas, un aparato 100 de visualización incluye múltiples conjuntos 102 de obturador para cada píxel 106. Por ejemplo, el aparato 100 de visualización puede incluir tres conjuntos 102 de obturador de color específico. Mediante la apertura selectiva de uno o más de los conjuntos 102 de obturador de color específico correspondientes a un concreto píxel 106, el aparato 100 de visualización puede generar un píxel 106 de color en la imagen 104. En otro ejemplo, el aparato 100 de visualización incluye dos o más conjuntos 102 de obturador por píxel 106 para proporcionar una escala de grises en una imagen 104. En otras realizaciones adicionales, el aparato 100 de visualización puede incluir otras formas de obturadores de luz, como por ejemplo microespejos, filtros, polarizadores, dispositivos interferométricos, y otros dispositivos apropiados, en lugar de los conjuntos 102 de obturador para modular la luz para formar una imagen.

Los conjuntos 102 de obturador del aparato 100 de visualización se forman utilizando técnicas de micromecanizado estándar conocidas en la técnica, incluyendo litografía; técnicas de mordentado al ácido, como por ejemplo eliminación fotorresistente química en húmedo y seco, oxidación térmica de silicio; galvanoplastia y revestimiento por vía química sin electrodos, procesos de difusión, como por ejemplo difusión de fósforo, arsénico y antimonio; implantación iónica; deposición de película, como por ejemplo evaporación (filamento, haz de electrones, destellos y sombreado y cobertura de escalones) , bombardeo iónico, deposición química de vapor (CVD) , CVD potenciada con plasma, hepitaxia (fase de vapor, fase líquida y haz molecular) , galvanoplastia, impresión con estarcido,... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de visualización que presenta un lado frontal para emitir luz a través de dicho lado frontal para formar una imagen, comprendiendo dicho aparato:

un primer sustrato (2104, 2222) trasparente que presenta una superficie orientada hacia delante y una 5 superficie orientada hacia atrás;

un segundo sustrato (2122, 2204) trasparente situado en posición adyacente a la superficie orientada hacia delante del primer sustrato;

una película (2106, 2224) reflectante que incluye una pluralidad de aberturas (2108, 2208) dispuestas sobre la superficie orientada hacia delante del primer sustrato (2104, 2222) ; y

una pluralidad de moduladores (2102, 2202) de luz MEMS dispuestos en un espacio libre (2126, 2226) entre dicha película (2106, 2204) reflectante y dicho segundo sustrato (2122, 2204) para modular la luz dirigida hacia la pluralidad de aberturas (2108, 2208) para formar una imagen.

2. El aparato de visualización de la reivindicación 1, que comprende una guía (2116, 2216) de luz situada en posición adyacente a la superficie orientada hacia atrás del primer sustrato (2104, 2222) , en el que la película (2106, 15 2224) reflectante retrorrefleja la luz que no pasa a través de la pluralidad de aberturas (2108, 2208) incluidas en la película reflectante hacia la guía (2116, 2216) de luz.

3. El aparato de visualización de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de moduladores (2102, 2224) de luz MEMS comprende unos moduladores de luz basados en un obturador.

4. El aparato de visualización de la reivindicación 1, en el que los moduladores (2102) de luz MEMS están 20 dispuestos sobre el primer sustrato (2104) .

5. El aparato de visualización de la reivindicación 1, en el que la película (2106, 2224) reflectante está formada a partir de uno de un espejo, un espejo dieléctrico, y una película metálica.

6. El aparato de visualización de la reivindicación 1, en el que el primer sustrato (2104, 2222) está situado con respecto a una guía (2116, 2216) de luz para formar un espacio libre entre el primer sustrato (2104, 2222) y la guía 25 (2116, 2216) de luz.

7. El aparato de visualización de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de moduladores (2224) de luz MEMS está formada sobre el segundo sustrato (2204) .

8. El aparato de visualización de la reivindicación 7, en el que la pluralidad de moduladores (2224) de luz MEMS está formada sobre una superficie orientada hacia atrás del segundo sustrato (2204) .

9. El aparato de visualización de la reivindicación 1, en el que el primer sustrato (2104, 2222) comprende una guía de luz.

10. El aparato de visualización de la reivindicación 1, que comprende una junta (2128, 222) de epoxi para fijar los primer y segundo sustratos.

11. El aparato de visualización de la reivindicación 1, en el que el primer sustrato está situado con respecto al 35 segundo sustrato para formar el espacio libre (2126, 2226) entre el primer sustrato y el segundo sustrato, comprendiendo el aparato de visualización unos soportes mecánicos para mantener el espacio libre.

12. El aparato de visualización de la reivindicación 11, que comprende un fluido (2130, 2232) que llena el espacio libre.

13. El aparato de visualización de la reivindicación 12, en el que el fluido (2130, 2232) es un lubricante.