利用反射光或透射光产生单象素全彩色容量的衍射显示器的制作方法

专利名称：利用反射光或透射光产生单象素全彩色容量的衍射显示器的制作方法
本申请是1993年7月16日提交的申请号为08/093,255的专利申请的部份继续申请，其涉及的内容被包含在本申请的说明中以供参考。
本发明涉及一种显示器，特别是涉及一种(反射的或透射的)衍射显示器。其中通过采用一种新的衍射技术，使每一个象素能展现全范围的衍射波长(例如全范围的彩色)。
现有技术的方案是提出采用譬如说双压电晶片元件，或简言之双压电晶片，或是它们的等效物来作图形显示。双压电晶片是一种器件，它由两条压电薄膜固定在一起而制成，其上有电极，当有适当极性的电场加到膜上时，会产生电致伸缩效应。这种电致伸缩效应可以使它在平面内伸长或压缩，也可以是当膜的一端固定时，另一端向平面外偏转。
美国4,331,972号专利提出一种光阀，它由一对透明材料元件组成，每个元件包括一个有光学周期性的衍射光栅，两光栅面对面，光栅条纹相互平行。这种光阀在本专利中叫双光栅，光通过此种双光栅的透射性能，取决于沿与光栅条纹相垂直的方向上这对光栅的相对位置，其中一个光栅可以被模压在聚偏二氟乙烯双压电晶片膜上，加电压于其上可使光栅移动。作为对电信号的响应，于是一个膜带可以相对另一个膜带移动，因而可控制零级衍射或光的透射即从不透光到全部透射，或是希望得到的任一中间透射。用三种不同的重叠的双光栅光阀来获得彩色显示器所需的三种颜色，即深蓝、品红及黄色。
美国5,067,829号专利提出将光束通过光学透明的弹性材料，当加一电压时，此材料会弯曲，这种弯曲或变形引起光束和光学透明层表面相交角度的改变，由此来控制光束。
美国5,052,777号专利，利用双压电晶片作为光开关使光耦合，光在该处通过或受阻。这种双压电晶片开关可使(例如由光纤传送的)光通过双压电晶片光阀与一观察者耦合，产生图象显示。
美国4,274,101号专利公开一种激光记录仪，它采用压电双压电晶片焦距振子。
美国5,126,836号专利提出一种电视显示器，其中一白光源发射一束光到多个双色镜上，这些镜面将光束分为三束三原色的光，然后，将这三原色光束被反射到三个可变形的反射面上，这些反射面可以是压电晶体做成。由它们再将光束反射而穿过一个无反射表面上的狭缝。由此来调制三光束的光强。美国4,415,288号专利和美国4,234,245号专利一样也提出一种双压电晶片光阀。
其它的建议还有Stein等人的“一种基于可开关的零级衍射光栅光阀的显示器”刊于“显示技术进展V”专集SPI vol，526,P105～112(1985年)。他们提出一种平面板显示器，采用可寻址光阀的线阵，由一个部分准直光源从背面照射。这种显示的基本象素是一个基于两个依次排列的透射相位光栅的零级衍射而形成的光开关。光的透射由一个光栅相对另一光栅作机械位移达半个栅格而受到调制，为此用了一个双压电晶片。
最后，还有Gale等人的建议“用于显示的衍射漫射器”见“光学工程和衍射现象的新进展”专集SPIE vol.679，P165～168(1986)他们提出用衍射光学漫射器作显示，其中漫射器可用激光束写入技术来制备。
虽然，前述各种技术在某种程度上可提供图象显示，但技术上仍存在一种实际需要，使这类显示器既经济又实用，特别是在大规模生产和为提供复杂图形显示要求完全可寻址时。
本发明提供了一种适合于产生图形以及类似的显示的用衍射技术实现的显示器。概括地说，这一新型显示器是通过以一薄膜或元件(如一模压薄膜)为载体的衍射图形实现的，膜或元件连到一个可使其产徨运动的能源上。模压薄膜的运动利用来自模压图形的衍射光产生显示。
电活性薄膜在本领域是众所周知的，它包括如压电膜，电致伸缩膜，电移膜，及静电膜。磁活性薄膜在本领域也是众所周知的，任何这种膜都可带有衍射图形并可产生电致运动以产生衍射光。
一种希望的膜是压电膜，将此膜联到一个能源上以使之运动。模压膜的运动，利用来自膜压图形的衍射光产生一种显示。最好将多层压电膜形成一个载有衍射图形的双压电晶片元件以形成新型显示器。还有，最好是单独使用或用在双压电晶片元件中的压电薄膜是弹性膜，即在能源驱使的运动消除之后，它们能回到原来的位置上，所述能源最好是电源。
一种压电衍射显示器的实施例是透射式衍射显示器。这一显示器包含一个外透明刚性部件，它具有一个外表面和一个内表面，其中这一部件限制入射在其内表面上的反射光能。一个分立的透镜元件，具有一视在外表面及一个视在内表面，它靠近外透明刚性部件。一个刚性不透明的隔离片，具有一外表面及一内表面，其上有一对准上述的分立透镜元件的小孔，并放在靠近透镜元件的视在内表面处。一个透射分立双压电晶片元件对准刚性不透明隔离片的小孔，其中分立双压电晶片元件有一内表面和一靠近隔离片小孔的衍射光能的外表面。该衍射表面载有一个衍射光栅，当双压电晶片元件处于松弛状态时，用于衍射通过的光能。此分立双压电晶片元件与一用于产生选定激发状态的能源相连接，从而双压电晶片元件因物理作用从它的松弛状态的位置产生位移。当双压电晶片处于一种激发状态时，它可对通过的衍射光能产生不同的透射。因此，透过衍射光栅的光能被衍射，然后通过所述的小孔，再通过上述的透镜元件并由透镜元件将所述的衍射能量聚焦到透明刚性部件的外表面上。
另一种压电薄膜的实施例是反射式衍射显示器。该显示器包括一个外透明刚性部件，它有一个外表面和一个内表面。该外部件使入射到其外表面的光能通过，但限制入射在其内表面上的反射光能。其底面例如已镀了膜，一个分立的透镜元件有一视在外表面及一视在内表面，并放置在靠近外透明刚性部件处。该透镜元件将通过外透明刚性部件并射在其上的光能从透镜元件的视在外表面聚焦到外透明刚性部件上，然后光能被反射回来通过透镜元件。一个具有一外表面和一内表面的刚性不透明隔离片，其上有一与分立的透镜元件对准的小孔，并被放在靠近透镜元件的视在内表面处。一个双压电晶片元件与刚性不透明隔离片的小孔对准。该双压电晶片元件有一反射光能的外表面，此面靠近隔离片的小孔，反射面上载有衍射光栅，当所述双压电晶片元件处于松弛状态时，此衍射光栅反射入射在双压电晶片元件外表面上的选定衍射光能。此双压电晶片元件连接到能形成选定激发状态的能源上，从而所述的双压电晶片元件因物理作用从它的松弛状态下的位置产生位移。当双压电晶片元件处于一激发状态时，它可对入射在其外表面上的衍射光能产生不同的反射。因此，入射到透明刚性部件外表面上的光能从中通过，并经导向而穿过所述小孔入射到衍射光栅上。然后，选定光能从上述衍射光栅反射回来通过小孔，再经过上述透镜元件，透镜元件将选定光能聚焦到透明刚性部件的外表面上。
此外，可将一种全息衍射元件(HDE)做成独特的结构，从而它能将一聚焦的光谱纯的实像反射或透射到它前方一个短距离处的漫散射表面上。这种构成全息图的独特结构提供一个“自聚焦”象素。因此，当一参考光束沿共轭方向(从朝向光源方向的一侧)射在全息衍射元件(HDE)上时，在离HDE为d1的地方会再现一个缝(例如不透明隔离片的小孔)的实像。还包括有一个衍射图形和运动力。(例如一个带有衍射图的双压电晶片)的HDE放在距透明刚性部件为d1的地方。当再现光束射在HDE上时，入射角便会使狭缝的彩色图象作为一个散射“点”被投射到刚性透明部件上为观察者所见。当RDE弯曲时，入射角就会改变，投影色彩也将改变。用一个HDE阵列就可产生分立的彩色象素的显示。
虽然选定的光能或它的波长可变范围很大，从红外到紫外光谱区，但应优选考虑利用可见光谱，其中，各模压元件例如压电元件/小孔/透镜元件的组合能提供全彩色的“单个象素”。不仅如此，每个这样的元件是单独可寻址的，因此，用这些元件构成的阵列便能产生可为静态也可为动态的图象显示。最好，衍射光栅如同透镜元件一样在性质上是全息的。一种构造此种创新显示器的简易方法也已公开。这种技术包括加工显示模块，它们可以被内部联结以制造各种尺寸的显示器。
另一个实施例是应用磁矩执行元件产生平面外偏转。另一个实施例是利用作用在载流导体上的力，载流导体被放在正交磁场中以提供平面外偏转。
本发明的优点是衍射显示器没有活动部件。而其元件仅仅在松弛态与激发态之间作物理上的位移。另一个优点是此种衍射显示器在结构上相对简单，却提供显著明亮的反射色彩。再一个优点是这种衍射显示器可有效地形成用于可视图象显示的全彩色单象素。还有一个优点是能够制造用于不同尺寸显示器的模块。还有进一步的优点是能够对这些元件的阵列中的每个元件单独寻址，因此可产生动态的及动画的图象显示。再一个优点是能够以反射或透射工作模式产生显示。还有进一步的优点是本显示器有宽的视角。根据本申请公开的内容，这些和另一些优点对于本领域的技术人员来说是很明显的。
为了更完整地了解本发明的方案和优点，可参阅下面的结合附图所做的说明，其中

图1是一个双压电晶片的侧视图，示出了产生三种不同颜色的三个不同位置；图2A～2C说明一个折射率固定的物理结构如何产生折射率的显著变化；
图3A～3D是工作在透射方式下的衍射双压电晶片元件的工作示意图；图4A～4D是工作在透射方式下的一个衍射象素的工作示意图；图5A及5B是并联或串联于电压源上的双压电晶片元件的示意图；图6是白天或夜晚工作方式下，衍射光学元件(DOE)的示意图；图7是在反射工作方式下的新显示器的部分截面图；图8是新反射显示器的俯视图；图9是反射或透射工作方式下，新显示器双压电晶片元件之一的侧面断面图；图10是反射或透射工作方式下，一层双压电晶片元件的部分俯视图；图11是反射或透射工作方式下，一个压电薄膜元件实施例的侧面断面图；图12是反射或透射工作方式下，另一个双压电晶片元件实施例的侧面断面图；图13是一全息衍射元件(HDE)结构的示意图；图14是图13中的全息衍射元件(HDE)用于彩色显示时的侧面断面图；图15是一对HDE通过小孔投影以便看到分立的彩色象系的侧面断面图；图16是一个其一端由柱体134来推动的模压元件侧面断面图，这一柱体可以是电致伸缩的或是磁致伸缩的；图17是HDE装置的侧面断面图，它是利用永久磁铁的磁矩原理进行工作的，这些磁铁的磁极平面平行于松弛状态的衍射光栅平面；
图18是HDE装置的侧面断面图，它是利用永久磁铁的磁矩原理进行工作的，这些磁铁的磁极垂直于松弛状态的衍射光栅平面；图19是一HDE装置的侧断面图，它的工作原理是应用永久磁铁的磁力原理F＝B×L×i，磁铁的极性垂直于松弛状态衍射光栅的平面；图20是图19的HDE，附加有产生声波的能力；图21是图20中沿A-A线所作的断面图；图22是在图17～19中描绘过的HDE装置的公共线圈的平面图；这些插图将在下面详细地描述。
下述描述主要是针对压电元件或双压电晶片元件的，由它们的运动使光产生衍射，然而，这种描述仅是对本发明的举例说明并非是对本发明的一个限制。因为电致伸缩的、电移的、静电的及磁致伸缩的元件同样可实现衍射光栅，并可移动使入射光能衍射，因此产生显示。
对于新的衍射显示器的反射工作方式，将衍射光栅或彩虹全息衍射光栅模压在一反射性压电材料上，当被一宽带光源以特定角度照射时，它可衍射一种特定的颜色。将一电压加在这个压电材料上就会使材料移动，从而改变入射光相对于衍射光栅的角度，这就引起以特定角度衍射的光束改变其波长。对于一个宽带的可见光源，(然而本发明同样可用于紫外和红外波长的光)可以使一个象素按照加在模压的压电材料上电压的函数反射出红的、绿的和蓝的色彩。为此目的，可将一个象素限定为双压电晶片材料，在其上模压上一个全息衍射光栅。
为了获得均匀色彩及宽的视野，这种光栅应是由例如毛玻璃、感光底片膜或类似的材料做的全息光栅。衍射的彩色由光栅方程决定λ＝d(sini+sinδ)这里λ＝衍射光的波长(微米)d＝光栅一个周期的间距(微米)i＝入射光与平面法线之间的夹角(度)δ＝衍射光与平面法线的夹角(度)对一个固定的δ和d，波长将随i的变化而改变，图1示出双压电晶片10上的光栅的三个位置。当入射光18射在双压电晶片上，其衍射光栅将衍射光20反射，在位置12、14和16处再现红色、绿色和蓝色。为获得衍射光20，受参考光束18照射的双压电晶片10的表面必须既有反射性又包含一个衍射光栅。通过改变双压电晶片10的位置，便可控制被反射的衍射能量(如颜色)。
对于新型衍射显示器的透射工作方式，某些压电薄膜，诸如聚偏二氟乙烯(PVDF或PVF2)是光学透明的。例如，可将全息的或其它衍射图形直接模压在这种材料上。由于光栅厚度改变(光栅间距是双压电晶片弯曲或伸长的函数)其材料的折射率有明显改变导致透射光受衍射。图2说明了折射率这一明显改变。如果光栅结构的尺寸改变小于光波波长，材料在光波长范围内取平均折射率，如图2c所示。因此，在具有固定折射率(η＝1.4)的材料的整个表面上产生一有效调制的折射率(η＝1.2)。材料的固定折射率愈大，有效的调制深度就愈大。因此，最好在PVDF膜的上面设置一薄层折射率极高的透明材料，然后模压在这一膜上，以增大调制深度，从而增大衍射效率。可以用模压或用感光乳胶以全息方法在膜上形成这种光栅。
用全息方法产生的透射光栅的这种调制机理如下用全息方法产生的衍射图形形成与入射光强成比例的亮区和暗区。通过所谓“漂白”可把这些暗区和亮区转换成与外加电场成正比的材料的折射率的变化。这种“漂白”常用于显著增加衍射效率和生成所谓的“相位光栅”。
还须在导电性的双压电晶片元件上加一电场使之运动。这种导电性可在双压电晶片每一面加一层薄的透明导电膜而得到。(TiO2或氧化铟锡，就是这种容易得到的材料之例)。
当一个固定的宽谱带光源照射这一光栅，根据上述的光栅方程，一种特定颜色的光就以特定的角度衍射，在双压电晶片上加一电压将使晶片弯曲并改变角度i和δ。因为d是固定的，故波长的变化与角度成比例。其结果是被照射的双压电晶片呈现色彩，这彩色来自照射光谱并与外加电压成比例，如图3和4所示。在图3A～3D中，光源25照射双压电晶片29，双压电晶片分别与电源27a～d相联，在图3A中当无偏压加在双压电晶片29上时，双压电晶片29衍射来自光源25的光能让绿光通过，光源25是一个适当展宽的光源。在图3B中当电源27b产生一给定电压，双压电晶片29弯到位置31，从而使光源能量被透射并衍射产生红光。在图3C中，电源27c产生不同的给定电压，双压电晶片29弯到位置33，使光源能量透射并衍射产生蓝光。在图3D中，电源27d产生另一电压，双压电晶片29弯到位置35或37，这时使光源能量透射并衍射超出可见光谱之外，有效地阻挡了所有光的透过。在图4A～4D中，是与3A～3D中所示同样的衍射透射双压电晶片装置，只是将定向的漫射表面39a和全息光学元件(全息透镜)39b放在双压电晶片29的输出一侧，用来增大从双压电晶片29出来的有效亮度和衍射能量。
下面更详细地说明双压电晶片元件即双压电晶片。在受到电场作用下，一单层PVDF或其它压电薄膜作小量变形，采用由两个一般以粘合剂层叠在一起的压电薄膜组成的双压电晶片结构，可使这种变形高倍放大，当加一个激发电压时，一层延伸而另一层收缩，使双压电晶片作为一个独立的结构发生弯曲，双压电晶片的移动振幅比，近似等于其长度与其厚度比。因此用例如一个5微米厚的PVDF双压电晶片可很容易得到几千倍的放大。因而一个简单的双压电晶片结构就能产生很大的弯曲运动，且摩擦损耗很低。
从实验及理论分析都发现横向偏转与外加电场和负载是线性相关的，支配双压电晶片的位移、所产生的力及电压输出的公式是Δx=3Vd31L24t2]]>(串联)Δx=3Vd31L22t2]]>(并联)F=3Vd31wtY2L]]>V=3g31Yt2Δx4L2]]>这里 V＝外加电压(伏特)F＝所产生的力(牛顿)ΔX＝位移量(米)L、t、w＝分别为膜的长度、厚度和宽度(米)Y＝模的杨氏模量(对PVDF，是2×109N/m2)
d31、g31＝分别是压电应变和应力常数一个双压电晶片是用单轴定向的PVDF或其它的膜构成的，在其表面以两种不同层迭结构(即并联与串联)均匀喷镀(对于反射工作方式)金属性导电材料(如铝质油墨)。图5A和5B分别示出并联和串联层迭结构，其基本差别在于联到电压源Vi上的导线联结方式之不同。双压电晶片元件41被导电薄层43和45覆盖或粘贴。在图5A的并联分层结构中，双压电晶片41的两个膜向同一方向伸长产生较大的力，但在端部有较小的位移ΔX。在图5B的串联分层结构中，双压电晶片41的两个膜彼此向相反方向伸长，导致产生一个较小的力，但增加了自由端的位移ΔX。关于双压电晶片更进一步的信息可在下述参考资料中找到，它们被专门列在这里以供参考Toda等人，“用具有双支撑结构的PFV2双压电晶片做的大面积显示元件”“铁电体”杂志，1980年23期115～120页；Toda等人“用PFV2双压电晶片器件做的大面积电控光开关阵列”刊于同上杂志，121～124页；Linvill，“PFV2模型，测量与器件”同前杂志，28期291～296页；Negran等人，“来自低温行为的PFV2材料中热释电起源的一条思路”同上杂志，299页；Willis等人“在表面稳定化的铁电液晶显示元件中由电路场感生的层缺陷的结构”SID 90 Digest 114～116页；Kistner等人，“一个小型耐磨显示器的评价”同前杂志，136～139页；Reinke，“用各向异性CAIS(导电性粘结互联系统)实现高密度显示器/驱动器互联”SPIE.1080期，“液晶化学，物理和应用”专集(1980)。
将一全息光栅或衍射光栅模压到例如一个金属层上，该金属层粘在双压电晶片一侧(例如一个双压电晶片阵列或矩阵中的公共接地端)，它可以是反射光的(如高反射的铝膜)也可以是透射光的(如TiO2，氧化铟锡之类)，分别用于反射或透射工作方式。此外，可将全息光栅或衍射光栅模压到一透明膜上(例如MyLarR牌的聚脂)，此膜一般地是用一透明粘结剂粘贴在双压电晶片上的。
全息透镜是一种特殊类型的全息光学元件(HOE)或衍射光学元件(DOE)，其特性是通过衍射性质而不是常规光学中所用的折射性质来修改光波的。换言之，在常规光学中，光线弯曲是通过严格地连续改变折射率的宏观变化来进行的，与之相反，对全息透镜来说，波前的发散或扩展是由于微观上空间有暗区和亮区的变化，或者是空间变化的折射率使波前受衍射而成。
衍射光学元件的优点是它们较轻、较小，造价不贵且可以用常规光学元件不可能做到的方法来改变波前。然而，在用于成像中它们也有缺点，那就是它们比常规光学元件有更严重的色差。由于这里新的衍射显示器并不需要成像，这一缺点是无关紧要的。
这里描述的衍射光学元件(DOE)能从一特定角度或所选的一组角度上收集准直光，并将其聚焦到一个焦点上。当它与一个双压电晶片元件(图7中的双压电晶片50，其详细描述见后)耦合，正如这里所描述的，DOE的焦点在外刚性透明部件22(图7)的表面24(图7)上。图6中示意地画出DOE，白天参考光束47射在HOE/DOE49上，由它将透射光能聚焦在焦点51上，而夜晚参考光束53射在HOE/DOE 49上，它也将产生的透射光能聚焦在焦点51上。更进一步的信息可在下面参考资料中找到，它们已被专门列于此以供参考Hayford，“全息光学元件”，“光子学谱”杂志，77～79页(1982年4月)；Fan等人，“用彩虹全息将二维物体作彩色编码复现”，“光学工程”杂志1991年10月Vol 30，No.10 1625～1628页。
关于实现反射式衍射技术的一种容易制造的显示器，其描述可参看图7～12，首先可参看图7，在这里，本发明余下的大部分描述将针对应用入射的太阳光(或与之等价的光)，其中，在反射工作方式下的新图形显示器展现单象素全彩色生成。然而应理解，此种描述仅是便于说明，并非是一种限制，因紫外和红外光谱范围的不可见波长光能也是有效的，并可有效地用于这里描述的新显示器中，如同透射工作方式下的情形一样。特别地，对于图7，外部透明刚性部件22最适合的是玻璃，如果愿意，也可用透明塑料或陶瓷。透明部件22的刚度有助于使整个显示器牢固。受入射光26照射的外表面24被非线性镀膜法镀了膜，这种非线性镀膜，可使光26通过透明刚性部件22，但不允许射在内表面28上的反射光经过透明部件22返回，此光将在上表面24处衰减掉。正是在上表面24上产生象素信息，如象素30所示，非线性镀膜如氟化镁(MgF2)及其它材料，是本领域众所周知的。
临近玻璃22的内表面28处是由分立的透镜元件如透镜元件32～38组成的一个阵列。应当理解，虽然只画了四个透镜元件，但只对透镜元件32作详细描述，这些透镜元件代表了一个分立的透镜元件阵列，根据要制造的特定显示的要求，这些透镜元件具有适当的尺寸大小及填充密度。最好，透镜元件32～38能在层40内部形成全息透镜，每个透镜元件需是复合的，因为它要收集入射光，并将它聚焦到一个双压电晶片元件上，然后，再将反射回来的选择光聚焦到刚性部件22的外表面24上以形成象素30。制造这种全息透镜的描述，可参看例如“SPIE全息国际词典及词源指导”(The SPIE Holog-raphics Interantional Drectory&Resource Guide)一书，光学照相仪器工程师协会(The Society of Photo-Optical Instrum-entation Engineers)出版Bellingham，WA(1993)。市场上可买到的非全息透镜元件包括由康宁公司(Corning Imcorporated，Corn-ing，New York)提供的SMILETM球形微集成透镜以及由适应光学协会(Adaptive Optics Associates，Inc.Cambridge，Msss.)提供的单片透镜模块。这些参考资料在本文中作了说明以供参考。
虽然玻璃部件22和透镜元件部件40可以将其边缘压紧而固定在一起，但最好在这些介质层之间不留有无用的空气隙。因此，为了填满任何无用的空气隙并使这些介质层彼此保持合适的相互关系，最好用一粘结层(图中未画出)填在部件22和层40之间。合适的粘结剂必需是对被显示器接收和反射的光的波长是透明的。通常采用紫外(UV)辐射可固化粘结剂，因为这些粘结剂很容易制成透明的，并在室温下可迅速固化，市场上也容易买到。
构成该粘结剂的代表性成分包括，例如，象丙烯酸和甲基丙烯酸的低级烷基酯这样的活性乙烯基单体或其聚合物或预聚物。特别适于光聚合作用的乙烯基单体包括，例如，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯；相应的羟基丙烯酸酯类，例如，丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙基己基酯；还有二醇的丙烯酸酯类，例如，乙二醇二(甲基丙烯酸酯)、1，6-己二醇二(甲基丙烯酸酯)；丙烯酸烯丙酯类，例如，甲基丙烯酸烯丙基酯、甲基丙烯酸二烯丙基酯；环氧基丙烯酸酯类，例如甲基丙烯酸缩水甘油酯；和氨基塑料丙烯酸酯类，例如三聚氰胺基丙烯酸酯。其它成分包括邻苯二甲酸二烯丙基酯、醋酸乙烯酯、乙烯基和亚乙烯基卤代物、N-乙烯基吡咯烷酮，和酰胺类，例如甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、双丙酮基丙烯酰胺，丁二烯、苯乙烯、乙烯基甲苯等等，以及其混和物。特别优选的紫外可固化成分包括丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸2-乙基己基酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油基丙氧基三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚环氧乙烷和聚醋酸乙烯酯。正如本领域的技术人员所能理解的那样，可以使用许多种附加的化合物来构成该粘结剂。
将紫外光敏化剂或紫外敏化剂与所用的单体或预聚体组合来形成能在紫外照射下得以固化的粘结剂。可采用的紫外敏化剂或光敏化剂包括如美国专利3,827,957号公开的卤化多核酮以及从烷基酚、苯酚选出的有机羰基化合物，以及美国专利3,759,807号公开的三环熔环状化合物。其它可用的紫外UV敏化剂包括美国专利3,927,959中所公开的羰基酚核磺酰氯化物。典型地在成份中添加至少按重量百分比约为0.5％的紫外UV敏化剂，最好约为1～5％的敏化剂，并完全地混合或另外分散在液态载体成份中。这些参考资料已专门在这里说明以供参考。
最后，关于全息透镜元件，应当理解，这些透镜元件可有任意形状和结构，虽然当从顶上观察时它们最好是方形以便使填充因子达最大。
下一项是刚性不透明隔离片42，它有外表面44及内表面46。隔离片42上有一个小孔阵列与分立透镜元件如透镜元件32～38的阵列对准，上表面44靠近介质层40。再有，隔离片42正如部件22也是刚性的，以使显示器在结构上更牢固，隔离片42可由金属(如铝)、陶瓷材料、聚合物材料或对投射在显示器上的光波长是不透明的任何别的材料做成。虽然小孔，例如孔48可以是隔离片42上的一个孔，但也可以是成分与隔离片42的其余不透明部分相同或不同的透明材料。图8示出小孔的一种排列，正如观察该新颖显示器时将会看到的。如上所述，这些小孔(因而相应的象素)的大小、密度及排列均可由显示器制造者决定。
其次，设置有一个与刚性不透明隔离片上的小孔对准的由分立的双压电晶片元件构成的阵列。图7示出了双压电晶片元件50～58，特别是双压电晶片元件50与小孔48对准，小孔48又与透镜元件对准。小孔48把从透镜32导入的光限于射在双压电晶片元件50上，而不射在双压电晶片元件阵列的其它双压电晶片元件上。
参考图9和图10，可更详细地看到双压电晶片元件50，由图9可见，双压电元件50由压电层60和62组成。压电层60的上表面镀以连续的金属层64，它最好用导线68接地66，并在压电层上/内产生衍射图形65。由图10可见，包括双压电晶片50、52及78的外表面层76上完全镀以金属或其它导电材料，压电层62的外表面上镀有分立的金属膜70，它可由导线74接到电压源72上。图10中，双压电晶片50、52和78只在其底面上镀金属。
图10还表示了这一双压电晶片元件阵列是如何由连续的双压电晶片板76制造出来的，即切割出三个正交的边，以形成直角的双压电元件50、52和58，但另一边还连在板76上。这种结构可使每个双压电晶片元件位移到如图9中虚线所示位置。应当理解，图10所示这种几何结构仅为示例性的，其它的结构也很容易设想。
此外，由图11可见，制成的压电膜元件100加上电压后，可在平面内伸长或收缩，因而衍射图形65的有效间距会改变。关于这一点，可模压一个透明层102，衍射光栅65就生成在透明层102中如图12所示。
在双压电晶片板76(图10)及其分立双压电元件50～58的下面，可放置印刷线路板(PWB)或电路板80(图7)，它们可联到从分立的金属膜层例如金属层70接出的导线74及84～88上。PWB 80可以是一多层印制线路板，它使每个分立的双压电晶片元件通过各自相应的导线单独寻址。
分立的双压电元件或板76(图10)的镀金属膜可采用气相沉积的镀膜技术、液体镀膜技术以及类似的技术进行。应当理解这类镀金属的双压电晶片膜在市场上可买到，如KYNARR压电膜(聚亚乙烯氟膜，AMP工业公司，Valley Forge，PA)。
参考图7、9和11，可以看出图7中入射到玻璃22上的光26穿过透镜元件32，透镜元件32将光引入小孔48并射到双压电晶片50上。加一正电压于双压电晶片50上，引起元件50向上偏转，如图9中箭头90所示，达到虚线的位置。另外，双压电晶片元件100(图11)可由加电压而伸长，一束选定频带的光(如红光)将被金属层64反射回来经小孔48进入透镜元件32，然后，透镜元件将此红光聚焦到玻璃22上表面24上，其面上的镀层将会使面24上的红光衰减以产生红色象素30。可想而知，在双压电元件50上加一负电压，它将向下偏转从而产生蓝光，当双压电晶片元件为松弛状态时，则产生绿光。在上述描述中，电压及颜色的选择是为了说明的目的，可以设想，也可使双压电晶片元件50移到一个没有光被反射的位置，则双压电晶片50本身就起一个开关的作用。通过对每个双压电元件分别寻址，就产生颜色可变的象素，以提供给静态和动态图象显示器。
仅仅使金属膜层64与70成为透明的，就可使图9或12中的装置工作在透射方式下。其中，如上所述，以一定角度射到透明镀层70上的光将通过双压电晶片50，并由衍射图形65衍射，以产生一特定颜色。
图7～12中所示结构的另一实施例不用HOE/DOE 49(图6)，将它的聚焦功能并入一个全息衍射元件(HDE)中，如图13～15所示，此HDE具有一种独特的结构，它将一聚焦的光谱纯的实像反射/透射到前方一短距离处的漫散射表面上。图13说明构成这种全息的独特结构，它产生一个“自聚焦”象素。准直的或稍稍会聚的参考光束104以与平板106的法线(图中虚线所示)成θ角的方向射在感光底片106上。物光束108被透镜110聚焦到毛玻璃元件112上，在其后有平板114，其上有狭缝116，物光束108通过此缝116，并发散射出到整个单象素上并与参考光束104干涉，生成一全息图，并被记录到底片106上。缝116的作用是使再现光束光谱上分开。球透镜110的作用是使各种光谱颜色会聚到一点。底片106和平板114之间的距离d1仅需几个厘米或更小，缝116只需约2～5厘米宽。
这样，当一束参考光以共轭方向(从朝向光源方向的一侧)射到显影底片106上，该缝的实象就复现在距底片106为d1的地方。图14说明在透射工作方式(图3A～3D)下，如何通过以元件50(见图9)的方式使膜116运动来实现三原色再现。平板114也包含一个衍射图形及位移力(例如图9中所示的带有衍射图形的双压电晶片)，它位于距玻璃板118 d1的距离处(图14)，当再现光束120射在板114上时，入射角使缝116的彩色像作为一个漫射“点”投影到玻璃板118上，被观察者122看到。当板114弯曲，入射角将会改变，投射光的彩色也因此改变。图15中，具有小孔的不透明板124放在与板128和126相距为d1处，使观察者122看到一个由分立的彩色象素组成的阵列。
至于用于本发明的其它类型的元件，可参见图16，其中元件130带有衍射光栅132，它一端装在枢轴136上，另一个自由端搭靠在柱134上。柱134由电致伸缩材料做成，它可以是市售的如AVX公司(Myrtle Baach，SC)卖的编码为C060210A，C060315A，C060020A，R020305A材料等等。也可参看Uchino等人“评论钙钛矿的电致伸缩效应及其在换能器上的应用”“材料科学”杂志(J.Matls.Sci)16(1981)569～578页，此外，柱134也可用磁致伸缩材料做，如市售的Edge技术公司(Ames，IA)产品ETREMA Terfenol-D(一种铽镝和铁的合金)，柱134还可用静电元件。见Younse“集成块上的镜子”IEEE Spectrum，1993年11月27～31页。
用衍射光栅作偏转的其它实施例见图17～20。参照图17，膜138带有衍射光栅132，在膜138下面是南北极相对放置的两块磁铁140和142。这些磁铁放在底板144上，底板可以是也可以不是磁性的(例如铁)。元件138带有一个可通电线圈146(或几层线圈，可放在表面上或埋在膜138内)，线圈的轴线与膜面垂直，线圈可用例如自动胶带粘擦方法(TAB)来安装，并与一个能源(例如电源)相连接，图中未画。元件138有一枢轴148，枢轴148与侧面截面图垂直(垂直纸面向内)如图17所示。重要的是要注意枢轴或与膜138的铰接点可以在端点、重心或任何别的位置，膜138按图示方向旋转。当线圈通电时，产生磁耦合，由磁力线150所示，元件138绕其支撑轴转动。如果底板144是磁性的，则永磁铁140和142的场强会增大，因而作用在线圈146上的力矩(磁矩)也增大。有关这一技术更多的讨论可在美国专利5,295,031号中找到。应指出。可把一多层印刷电路板(PCB)152插放在元件138和磁铁140、142之间，以便为膜138的支撑轴提供一个基底，并使膜元件138中的线易于电连接。线圈146上的力矩可由下式表示 这里θ＝线圈绕组平面与线圈平面上的磁通方向之间的夹角安培＝线圈中的电流(安培)匝数＝线圈中的匝数L＝线圈绕组沿线圈轴的长度(米)B＝线圈绕组的磁通密度(忒斯拉Tesla)参看图18，永磁铁140、142放在膜138的两端，生成的磁力线150如图所示，作用在线圈146上的力矩由箭头154示出(电流方向如图中所示)。PCB 152在此说明中是磁性的。线圈146上的力矩可由下式表示 其中Cosθ＝1，θ＝线圈绕组平面与线圈平面上磁通方向之间的夹角。
安培＝线圈中的电流(安培)匝数＝线圈绕组的匝数L＝沿线圈轴的线圈绕组长度(米)
图19中描述的实施例类似于图18，只是，用钢板144代替了无磁性PCB 152，这种代替产生了磁力线150a和150b。作用在线圈146上的力F可由安培力公式表示F＝B×L×i这里，F＝作用在线圈上的力B＝线圈绕组上的磁通密度(忒斯拉)L＝线圈绕组沿线圈轴的长度(米)i＝线圈中的电流(安培)线圈146上的力矩与铰接点(支撑点)有关，对活动绕组的每个有用长度上的力矩τ可用下式表示τ＝F×r×2这里，r是绕组与支撑(铰接)点的距离F＝线圈上的力图20是图19中的全息衍射元件(HDE)，但它带有多通道立体声装置。由图20可见，磁力线156a及b不参与驱动HDE 138，由于插入线圈158～162，可以看到，在这些线圈范围内的磁力线大体与线圈中的电流方向垂直，因此所产生的力F既与磁力线也与电流垂直，如图20所示。这个力仍可由公式F＝B×l×i表示，如上述。因此，在每个象素中可加入一个或多个声驱动器(线圈)用来驱动膜164及166，膜可以是透明膜(甚至象全息透镜一样的介质层)、玻璃板或一分开的膜层。这些膜含有导电体，将一个声驱动器连到下一个驱动器(电路上串联)。注意在线圈158～162附近分别有漏磁通170～174，这些漏磁通与每个临近的声驱动器装置相互关联。如图21所示，这里178是连于前一线圈，176通向下一个线圈。
图22是一个顶部线圈和一底部线圈装置的线圈平面视图。它可作为图17～20中所示装置的实施例。接触垫片180连在膜138底面一侧的PCB 152上，并通过通道连到膜138上表面一侧的另一接触垫片上(未画)。在膜138顶部一侧有导电示踪器182，而在膜138底部一侧有导电示踪器184，并端接于接触垫片180上。这两个示踪器端接于通道186，从而形成从膜138的顶侧到底侧的电连接。自然，这一磁性线圈技术的其它实施例对熟悉这一技术的人来说是容易实现的。例如，尽管采用运动线圈来说明，但这类线圈是可以静止不动的。而将运动磁铁加入到HDE中。
这里公开的是本发明的举例说明，它应被理解为还包括对其公布的内容的各种变更、修改及等价物。对于熟悉此种技术的人来说，这是应当理解的。在本申请中，所有参考资料都包含在这里以供参考。
权利要求
1.一种显示器，包括有以一元件为载体的衍射图形，该元件被连接到能使其运动的能源上，其中所述具有衍射图形的元件的运动使入射光能受衍射而从所述衍射图形产生衍射光能。
2.如权利要求1所述的显示器，其中所述元件由一双压电晶片元件构成。
3.如权利要求2所述的显示器，其中所述衍射图形被模压在所述双压电晶片元件上。
4.如权利要求3所述的显示器，其中被模压的双压电晶片元件反射所述衍射能量。
5.如权利要求3所述的显示器，其中所述被模压的双压电晶片元件对产生所述衍射能的入射光能是透明的。
6.如权利要求3所述的显示器，其中所述衍射图形直接被模压在所述双压电晶片元件上。
7.如权利要求3所述的显示器，其中所述衍射图形被模压在一覆盖在所述双压电晶片元件上的薄膜上。
8.如权利要求1所述的显示器，其中所述元件被连接到一使其产生运动的电源或一磁源上。
9.如权利要求2所述的显示器，其中所述双压电晶片元件被并联到所述电源上。
10.如权利要求2所述的显示器，其中所述双压电晶片元件被串联到所述电源上。
11.如权利要求3所述的显示器，其中所述元件被连接到使其产生运动的电源上。
12.如权利要求11所述的显示器，其中所述双压电晶片元件被并联到所述电源上。
13.如权利要求11所述的显示器，其中所述双压电晶片元件被串联到所述电源上。
14.一个权利要求1所述元件的阵列。
15.一个权利要求3所述被模压的双压电晶片元件阵列。
16.如权利要求3所述的显示器，其中所述双压电晶片由数层聚偏二氟乙烯(PVDF)形成。
17.如权利要求1所述的显示器，其中所述元件有一枢轴和一对端部，每个端部载有电动线圈，线圈被磁性耦合到一对与所述元件端部隔开的磁铁上，从而通电的所述线圈引起所述元件绕其枢轴转动。
18.如权利要求17所述的显示器，其中所述磁铁通过磁性基底彼此磁性耦合。
19.如权利要求17所述的显示器，其中所述磁铁被置于所述元件端部的下方。
20.如权利要求17所述的显示器，其中所述磁铁被置于靠近并位于所述元件端部处。
21.如权利要求20所述的显示器，其中一个声膜被放在所述一对磁铁中的至少一个磁铁的上方，另将一个电动线圈以一定取向放在所述声膜与所述磁铁之间，从而所述另一个线圈中的电流所产生的安培力大体上与所述声膜垂直，进而，通电的所述另一个线圈引起声膜振动而发声。
22.一个透射式衍射显示器，它包括(a)一个外透明刚性部件，它具有一外表面和一内表面，所述部件限制入射在其内表面上的反射光能；(b)一个分立透镜元件，它有一视在外表面和一视在内表面，并靠近所述外透明刚性部件；(c)具有一外表面和一内表面的一个刚性不透明隔离片，其上有一与所述分立透镜元件对准的小孔，并置于靠近透镜元件的视在内表面处；(d)一个与所述的刚性不透明隔离片的小孔对准的透射，分立元件，所述分立元件有一个内表面及一个可衍射光能的外表面，此外表面临近所述隔离片小孔，该衍射面上具有衍射图形，当所述元件处于松弛状态时，用于衍射通过的光能，所述分立元件与一个电源相连，就能有效地产生可选择的激发状态，因而所述元件在物理作用下，会从松弛状态的位置发生位移，当所述元件处在一个激发状态时，它就可对通过的光能产生不同的衍射；因此，通过衍射图形的透射光能被衍射，然后通过所述小孔，再通过所述透镜元件，此透镜将衍射光能聚焦到透明刚性部件上。
23.如权利要求22所述的显示器，其中所述衍射图形被模压在所述元件上。
24.如权利要求22所述的显示器，其中所述衍射图形被模压在覆盖在所述元件上的一个透明层上。
25.如权利要求23所述的显示器，其中所述外透明刚性部件的外表面用非线性镀膜镀上膜以限制入射在透明刚性部件内表面上的光能。
26.如权利要求22所述的显示器，其中所述分立透镜元件为一个或几个全息透镜元件，或衍射透镜元件。
27.如权利要求22所述的显示器，其中所述元件是一个双压电晶片元件。
28.如权利要求22所述的显示器，其中所述元件具有一枢轴及一对端部，每个端部载有电动线圈，线圈被磁性耦合到一对与所述元件端部隔开的磁铁上，从而加电流的所述线圈会引起所述元件绕其支撑轴旋转。
29.如权利要求28所述的显示器，其中所述磁铁通过磁性基底彼此磁性耦合。
30.如权利要求28所述的显示器，其中所述磁铁被置于所述元件端部的下方。
31.如权利要求28所述的显示器，其中所述磁铁被置于紧靠并位于所述元件端部。
32.如权利要求31所述的显示器，其中一个声膜放置在所述一对磁铁中至少一个的上方，另将另一个电动线圈以一定取向放在所述声膜与所述磁铁之间，从而所述另一个线圈中的电流产生的安培力大致与所述声膜垂直，在这里，所述载流的另一个线圈引起声膜振动而发声。
33.如权利要求27所述的显示器，其中所述双压电晶片由数层聚偏二氟乙烯(PVDF)构成。
34.如权利要求22所述的显示器，其中条目(b)～(d)包括一个具有所述外衍射表面和所述小孔的聚焦显影全息象的薄膜，此膜与所述部件(a)有一距离，它将所述全息象聚焦在部件(a)的内表面上。
35.一种反射式衍射显示器，它包括(a)一个外透明刚性部件，具有一个外表面和一个内表面，所述部件可使入射在它外表面上的光能通过，但限制射在它的内表面上的反射光能；(b)一个分立的透镜元件，它有一视在外表面和一个视在内表面，并靠近所述外透明刚性部件，所述透镜元件能聚焦通过所述外透明刚性部件并入射其上的光能；(c)一个刚性不透明隔离片，具有一个外表面和一个内表面，其上有一小孔，对准所述分立透镜元件，并放置在靠近透镜元件视在外表面处；(d)一个与所述刚性不透明隔离片上小孔对准的元件，它有一个靠近所述隔离片上的小孔的能反射光能的外表面，这一能反射光能的表面上有一衍射光栅，当所述元件处于松弛状态时，该光栅可反射入射到所述元件外表面上选定的衍射光能，将所述元件连到一电源上就可有效地产生选定的激发态，因而在物理作用下，所述元件从它的松弛状态位置发生位移，当所述元件处在一种激发态时，它可对入射在所述元件外表面上的衍射光能产生不同反射；因此，入射在透明刚性部件外表面上的光能从中通过，并穿过所述小孔而聚焦，并入射在衍射光栅上，然后，选定的光能从所述衍射光栅反射回来，再通过所述小孔及所述透镜元件，透镜将所述选定光能聚焦到透明刚性部件的外表面上。
36.如权利要求35所述的显示器，其中所述衍射图形被模压在所述元件上。
37.如权利要求35所述的显示器，其中所述衍射图形被模压在覆盖在所述元件上的一个透明层中。
38.如权利要求35所述的显示器，其中所述元件是一个双压电晶片元件。
39.如权利要求35所述的显示器，其中所述元件有一枢轴及一对端部，每个端部载有电动线圈，线圈被磁性耦合到与所述元件端部隔开的一对磁铁上，从而通电的所述线圈引起所述元件绕其支撑轴转动。
40.如权利要求39所述的显示器，其中所述磁铁通过一磁性基底而相互磁性耦合。
41.如权利要求39所述的显示器，其中所述磁铁置于所述元件端部的下方。
42.如权利要求39所述的显示器，其中所述磁铁设置于靠近并位于所述元件的端部。
43.如权利要求42所述的显示器，其中一个声膜被放在所述一对磁铁中至少一个的上方，另将另一个电动线圈以一定取向放在所述声膜与所述磁铁之间，所述另一个线圈中的电流所产生的安培力大体与所述声膜垂直，从而所述载流的另一个线圈引起声膜振动而发声。
44.如权利要求35所述的显示器，其中所述双压电晶体片被串联到所述电源上。
45.如权利要求35所述的显示器，其中所述双压电晶片由数层聚偏二氟乙烯(PVDF)组成。
46.如权利要求35所述的显示器，其中条目(b)～(d)包括一个具有所述外衍射表面的透明薄膜，其上有所述小孔的聚焦显影全息象，此膜与所述部件(a)有一距离，它将所述全息象聚焦到部件(a)的内表面。
47.一种从入射在显示器上的光能产生衍射光能的方法，它包括(a)形成以一元件为载体的一种衍射图形，这一元件联到一可使之运动的能源上，其中所述载有衍射图形的元件的运动将使入射于其上的光能衍射，并从所述衍射图形产生衍射光能；(b)引导光能射在所述模压衍射图形上；(c)用所述电源来控制所述双压电晶片元件的运动，以产生选定的衍射光能。
48.如权利要求47所述的方法，其中所述显示器包括一个模压在双压电晶片元件上的衍射图形，该双压电晶片元件被连到一个使其产生运动的电源上。
49.如权利要求48所述的方法，其中所述被引导的光能由可见光组成，所述双压电晶片元件受控而产生选定的色彩。
50.如权利要求48所述的方法，其中所述显示器由所述双压电晶片元件的阵列构成，用以提供一选定衍射光能的阵列。
51.如权利要求49所述的方法，其中所述显示器由所述双压电晶片元件的阵列组成，用以提供选定的彩色的阵列。
52.如权利要求48所述的方法，其中所述模压元件反射所述被引导的光能。
53.如权利要求48所述的方法，其中所述模压元件对所述被引导的光能是透明的。
54.如权利要求47所述的方法，其中所述元件在其重心处有一支点及一对端部，每一端部载有电动线圈，线圈被磁性耦合到一对与所述元件两端部隔开的磁铁上，从而载流的所述线圈引起所述元件绕其支点转动。
55.如权利要求54所述的显示器，其中所述磁铁通过一磁性基底而相互耦合。
56.如权利要求54所述的显示器，其中所述磁铁被置于所述元件端部的下方。
57.如权利要求54所述的显示器，其中所述磁铁被放在靠近所述元件的两端部。
58.如权利要求57所述的显示器，其中一个声膜被放在所述一对磁铁中至少一个的上方，另将另一个电动线圈以一定取向放在所述声膜与所述磁铁之间，所述另一个线圈中的电流所产生的安培力大体与所述声膜垂直，从而所述载流的另一个线圈引起声膜振动而发声。
59.如权利要求47所述的方法，其中所述显示器包括(a)一个外透明刚性部件，它有一个外表面及一内表面，所述部件限制入射在其内表面上的反射光能；(b)一个分立的透镜元件，它有一个视在外表面及一视在内表面，并靠近所述外透明刚性部件；(c)一个刚性不透明隔离片，它有一外表面及一内表面，其上有一与所述分立透镜元件对准的小孔，并被放在靠近该透镜视在内表面处；(d)一个透射的分立元件，对准所述刚性不透明隔离片上的小孔，所述分立元件有一内表面及一靠近所述隔离片小孔的衍射光能的外表面，其衍射光能的表面上有一衍射图形，在所述元件处于松弛状态时，用以衍射通过的光能，将所述分立元件连到一电源上，就会有效地产生选定的激发态，因而所述元件因物理作用，从其松弛状态下的位置发生位移，当所述元件处在一激发状态时，就可对通过的光能产生不同的衍射。因此，经过衍射图形的透射光能被衍射，然后穿过所述小孔，再经过所述透镜元件，而将所述衍射光能聚焦到透明刚性部件上。
60.如权利要求要求47所述方法，其中条目(b)～(d)包括一个具有所述外衍射表面和所述小孔的聚焦显影全息像的薄膜，该膜与所述部件(a)有一距离，并将所述全息像聚焦到部件(a)的内表面上。
61.如权利要求47所述方法，其中所述显示器包括(a)一个具有一外表面和一内表面的外透明刚性部件，所述部件让入射在其外表面上的光能通过，而限制入射在其内表面上的反射光能；(b)一个分立的透镜元件，具有一视在外表面及一视在内表面，并靠近所述外透明刚性部件，所述透镜元件将通过所述外透明刚性部件并射到其上的光能从其视在外表面反射到外透明刚性部件上，然后光能反射回来通过所述透镜元件；(c)一个刚性不透明的隔离片，它有一外表面及一内表面，并有一与所述分立透镜元件对准的能量孔，此隔离片被放在靠近透镜元件视在内表面处；(d)一个与所述刚性不透明隔离片上的小孔对准的元件，该元件有一反射光能的外表面，此面靠近所述隔离片的小孔，此反射表面上有一衍射光栅，当所述元件处于松弛状态时，光栅能反射入射到所述元件外表面上的选定衍射光能；将所述元件与一电源相连，就会有效地产生选定的激发态，因此，所述元件因物理作用由其松弛状态下的位置发生位移，当所述元件处于激发状态时，便可对入射在其外表面上的衍射光能产生不同的反射。因此，入射在透明刚性部件外表面上的光能从中穿过并通过所述小孔入射在衍射光栅上，然后选定的光能从所述射光栅反射回来，通过所述小孔，再经过所述透镜元件，透镜将所述选定光能聚焦到透明刚性部件的外表面上。
62.如权利要求47所述方法，其中条目(b)～(d)包括一个具有所述外衍射表面和所述小孔的聚焦显影全息象的透明薄膜，该膜与所述部件(a)有一距离，能有效地将所述全息像聚焦到部件(a)的内表面上。
63.一种包括模压在压电薄膜上的衍射图形的显示器，该压电薄膜连接到一个使其产生运动的电源上，其中所述模压压电薄膜的运动衍射入射到其上的光能，而从压电薄膜产生衍射光能。
64.如权利要求63所述的显示器，其中所述模压的压电薄膜反射所述衍射光能。
65.如权利要求63所述的显示器，其中所述模压的压电薄膜对所述的产生所述衍射光能的入射光能是可透射的。
66.如权利要求63所述的显示器，其中所述压电薄膜并联到所述电源上。
67.如权利要求63所述的显示器，其中所述压电薄膜串联到所述电源上。
68.一个由如权利要求63所述的模压压电薄膜组成的阵列。
69.如权利要求63所述的显示器，其中所述压电薄膜是聚偏二氟乙烯(PVDF)。
70.一种包括有模压在一元件上的衍射图形的显示器，所述元件在其重心处有一支点以及一对端部，每一端部载有电动线圈，线圈被磁性耦合到一对磁铁上，磁铁与所述元件端部隔开，从而载流的所述线圈使所述元件绕其支点转动，将入射到其上的光能衍射，而从该元件产生衍射光能。
71.如权利要求70所述的显示器，其中所述磁铁通过一磁性基底彼此磁性耦合。
72.如权利要求70所述的显示器，其中所述磁铁通过一磁性基底相互磁性耦合。
73.如权利要求70所述的显示器，其中所述磁铁置于所述元件端部的下方。
74.如权利要求70所述的显示器，其中所述磁铁放在靠近并位于所述元件端部处。
75.如权利要求74所述的显示器，其中一个声膜被放在所述的一对磁铁中至少一个的上方，另将另一个电动线圈以一定取向放在所述声膜与所述磁铁之间，所述另一个电动线圈中的电流所产生的安培力大体与所述声膜垂直，从而所述载流的另一个线圈引起声膜振动而发声。
全文摘要
本发明公布了一种用于产生图形及类似显示的用衍射技术实现的显示器。该新型的显示器是通过以一例如模压的薄膜或元件(138)为载体的衍射图形(132)实现的，薄膜或元件连接到一使薄膜(138)产生运动的能源上。模压薄膜(138)的运动利用来自衍射图形(132)的衍射光产生显示。诸如压电膜、电致伸缩膜、电移膜及静电膜等电活性膜以及磁活性薄膜等在本领域是公知的，这类膜的任何一种(138)都可带有衍射图形(132)并可产生电致运动以产生衍射光。
文档编号G02B5/32GK1112375SQ94190507
公开日1995年11月22日 申请日期1994年7月12日 优先权日1993年7月16日
发明者杰斐逊·欧德纳, 丹尼尔·史密斯, 谢勒什·博哈特, 唐纳德·卡伦, 肯·G·沃森 申请人:拉科奥夫显示器公司