CN1308734A - 基于失效的全内反射的图像显示 - Google Patents

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Abstract

一种图像显示装置和方法,其中利用电泳和/或双棱镜性表面来控制使具有不同折射指数的物质之间的接触面处的全内反射失效。在一个实施例中,一个阵列的固体电介质光纤(20A、20B、20C)被诸如乙腈的电泳介质(26)围绕。在没有电泳活动时,光纤将进入光纤的光线全内反射,并且反射器(22)通过光纤端部(24)将散射的光线返回。如果光纤参与电泳活动,那么它们的TIR能力就会被失效。第二个实施例中,以一种方式使通过两块棱镜性表面(30、32)的光线改变方向,这种方式使TIR现象发生并且可在平坦表面(38)处控制。在第三个实施例中,可利用电泳和双棱镜性表面(52、54)这两者来实现平坦表面(58)处的TIR现象的无缝控制。

Description

基于失效的全内反射的图像显示
                       技术领域
一种显示装置和方法，其中电泳和/或双棱镜性表面(dual prismaticsurfaces)用于在具有不同折射指数的物质之间的分界面上可控制地使全内反射失效(frustrate)。
                       技术背景
在WO 98/57212中公开了一种多像素的图像显示装置。每个像素至少含有这样一种元素(element)，它具有使入射光线全内反射(total internalreflection，“TIR”)的反射状态，并且具有预防TIR(即，“使失效(frustrated)”)的非反射状态。这种预防措施是通过调整与TIR有关的易消散波而取得的。具体讲，在该元素附近的位置安装有一个元件(member)，该元件在第一和第二位置之间能够变形。在第一位置中，该元件和元素之间仍然保留一定的间隙，使易消散波具有通常的TIR的特性。在第二位置中，该元件与元素成光学接触(即，其间隙实际上比光的波长还要小)，这实际上干涉了易消散波，从而预防了TIR现象。
本发明在WO 98/57212中公开的发明的基础上进行了改进。一个实施例就是利用电泳来控制TIR现象的。第二个实施例以一种方式通过两个棱镜性表面使光线改变方向，这种方式能使得在一个平坦表面上发生TIR现象并且对其进行控制。第三个实施例利用电泳和双棱镜性表面来实现对平坦表面上的TIR现象的无缝控制。
                       本发明的总结
按照第一个实施例，本发明提供了一种图像显示装置和方法，其中多个固体电介质光纤大体上互相平行地延伸。这些光纤具有第一和第二端，在两端之间延伸有侧壁。在两端之间，电泳介质围绕在光纤侧壁的周围。诸如硅石微粒的多个微粒悬浮在所述介质中。垂直于所述光纤的第一端设置有反射器(reflector)。提供了电压源，用以在介质之间施加电压，用以在该介质与光纤侧壁之间大约0.25微米的接触面之间利用电泳来移动所述微粒，以防止在光线进入所述光纤并通过光纤第二端时的接触面上形成的全内反射。所述光纤是由具有第一折射指数的材料形成的，而电泳介质具有第二折射指数。第一折射指数比第二折射指数大很多，使得在没有施加电压的情况下，大多数进入光纤的光线都经受全内反射。
按照第二个实施例，本发明提供了一种图像显示装置和方法，包括具有棱镜性外表面和相对的平坦表面的第一和第二薄片。第二薄片的位置与第一薄片平行，并且第二薄片的棱镜性表面紧靠第一薄片的平坦表面。象弹性薄片这样的元件位于紧靠第二薄片的平坦表面的位置。所述元件在第一位置与第二位置之间变形，其中在第一位置处，元件与第二薄片的平坦表面之间还留有间隙，在第二位置处，元件与第二薄片的平坦表面成光学接触。当元件在第一位置时，它不能防止通过第一和第二薄片的光线在第二平坦表面上发生全内反射。然而，当元件位于第二位置处时，这种全内反射便得到防止。各个棱镜性表面都有角度特性，因此，第一棱镜性表面将入射光线折射后，以一定的角度穿出第一棱镜性平坦表面，在这种角度下，光线在通过第二棱镜性表面，并且基本上没有折射。最好，元件能参照第二薄片的平坦表面可选择地定位于多个点上，使得元件与第二薄片的平坦表面在一些点上成光学接触，而在剩下的点上不与第二薄片的平坦表面成光学接触。这样组成可转换“像素”的每个点与像素一起形成了一屏显示。
按照第三个实施例，本发明提供了一种图像显示装置和方法，包括具有棱镜性外表面和棱镜性内表面并且折射指数为n1的反射薄片。折射指数为n2的材料层与所述内表面粘合，从而形成了大体上平坦的后向表面。电泳介质与所述后向表面接触，该电泳介质的折射指数为n3。诸如硅石微粒的多个粒子悬浮在该介质中。一个电压源在该介质上施加了电压，以便能有选择地利用电泳对后向表面的大约0.25微米的范围内移动微粒，从而避免了在光线通过薄片以及通过材料层的后向表面上发生全内反射。棱镜性外表面与内表面具有角度特性，因而使外棱镜性表面对入射光线折射后，以一定的角度穿出内棱镜性表面，在所述角度处，光线在通过材料层到达平坦后向表面时基本上不产生折射。n2比n1大很多，而n3比n2小很多，因此在没有施加电压时，通过内棱镜性表面的大部分光线都在后向表面上经受全内反射。
                      附图的简要描述
图1是描述光线在玻璃与空气的接触面上进行折射的示意图。
图2是描述现有技术的回射器(retro-reflector)的示意图。
图3描述了安装在金属反射器的上面的一个固体电介质光纤的阵列，该阵列周围围饶着电泳介质，通过该电泳介质，微粒被有选择性地传输，以改变通常发生TIR的光纤侧壁处的介质的光学特性。
图4描述了两个平行的薄片，由反射性棱镜材料制成，其位置使得入射到第一薄片的棱镜性外表面上的光线在经过两块薄片的折射后，在第二薄片的平坦后向表面上得到TIR，简化了TIR在该表面的失效。
图5描述了由两边都有棱镜的反射性材料制成的一种薄片，在其一边，一层薄的高折射指数材料与棱镜给合，形成一平坦表面，该表面与电泳介质相接触，以便在不需要空气间隙的情况下，可控制地实现使该表面的TIR失效。
                        对本发明的详细描述
背景描述
众所周知，光在不同的介质中以不同的速率传输。速率的改变导致了折射现象。斯奈尔(Snell)定律表示了光线从一种介质进入另一种具有不同于第一种介质的折射指数的介质时的特征。具体表示为：
          n1sinθ1＝n2sinθ2                     (1)
其中，如图1所示，n1是第一种介质的折射指数，n2是第二种介质的折射指数，θ1是第一种介质中光线与两种介质之间接触面的法线向量之间的入射角(或折射角)，θ2是第二种介质中光线与法线之间的夹角。
如图1所示，当光线10从诸如玻璃这样的折射指数较高的介质，进入诸如空气这样的折射指数较低的介质时，光线10向远离法线12的方向折射。反之，如果光线10的方向相反，即光线从低指数的介质进入高指数的介质时，光线向靠近法线12的方向折射。
因此，当光线10离开玻璃进入空气时，光线10的折射部分向远离法线12的方向弯曲。光线10的入射部分偏离法线12越多，光线10的折射部分就偏离法线12越多。如下形式的斯奈尔定律可以确定光线10的折射部分从玻璃出来进入空气时的夹角θ1： θ 1 = acr sin ( n 2 n 1 sin θ 2 ) - - - ( 2 )
sinθ1随玻璃中光线10的入射部分偏离法线12的增大而增大。arcsine函数中的算术部分n2/n1大于1(例如，对于玻璃，n2≈1.5；对于空气，n2≈1；因此n2/n1≈1.5)。但是sine函数的最大值为1，所以arcsine函数在值n2/n1大于1时不能得出实数值。因此，如果n2/n1sinθ2≥1，则折射角θ1没有解。实际上，如果n2/n1sinθ2≥1，则会发生TIR，并且入射光线反射回玻璃。随着光线10的折射部分偏离法线12而首次发生TIR的角度称为临界角θc，其值为： θ c = acr sin ( n 1 n 2 ) - - - ( 3 )
公式(3)表示临界角的大小与两个折射指数的比率有关。如果两种折射指数之间的差值很大，则临界角相对就比较小(例如，靠近法线)，反之亦然。为达到本发明的目的，最好选择较小的临界角，因为它们所提供的TIR可能发生的角度范围较大。这就意味着可以反射更多的入射光线，因而有可能提供一种具有改善的观看角度范围和/或更白的外观的显示装置，这些都是所需的特性。
众所周知，发生TIR现象的光线的入射部分略微穿透了发生TIR的接触面。这种所谓的“易消散波穿透(evanescent wave penetration)”的数量级是可见光的大约0.25微米。通过与易消散波进行干涉(例如，散射和/或吸收)，便有可能防止TIR或使其失效。
具体讲，可以通过改变第二种介质的折射指数，使n2的大小接近于n1的大小来使TIR失效。例如，图2示出了角形(corner)反射器(也叫“角形立方体(cube)”)，并且表示入射光线在形成角的三个垂直相对的镜面上的三次单独反射的每一次中都发生TIR现象，其结果是光线从角形反射器回射回来，其方向与入射光线的方向相反。如果棱镜性表面(n≈1.6)外的空气(n≈1)用柔软的橡胶凝胶体(n≈1.4)替代，那么临界角将从约38°变化到约61°，防止了大多数入射光线的反射。因此，如WO 98/57212中解释的，可以通过将弹性薄片与一组回射元件成“光学接触”来防止TIR。弹性薄片与元件组之间的光学接触基本上使弹性薄片到元件组的距离小于一微米，从而散射和/或吸收元件组附近的易消散波，这样就能够防止角形反射器组对入射光线的全内反射，或者使这项功能失效。
本发明描述
本发明的第一个实施例使TIR的失效变得容易，无论TIR何时没有被失效，都不需要诸如前面所述的弹性薄片这类零件的机械运动，也不需要保持间隙(例如，具有不同折射指数的物质之间的非光学接触的区域)。如图3所示，一个固体电介质(例如，聚碳酸酯(polycarbonate)，n≈1.6)光纤20A、20B、20C等的阵列安置在金属反射器22的上面，这些光纤的排列方向基本上互相平行，但彼此之间并不接触，并且都垂直于反射器22。光纤20对立于反射器22的一端24具有带少量曲率和/或表面纹理的输入表面，这样当它们通过端24进入光纤20时，入射光线被扩散。散射光线被光纤20中的各个光纤的内壁全内反射。相应地，光线通过光纤20到达反射器22，该反射器22将光线反射，因此这些光线通过各个光纤被返回，并且通过光纤的一端24被散射，就象图3中对光纤20A、20B、20C和20D中的每个光纤所描述的那样。
光纤20中每个光纤的纵向延伸侧壁而非光纤的任何一个对立端，被诸如乙腈(acetonitrile)(n≈1.34)的电泳介质26包围，该电泳介质包含有大量的电泳微粒的悬浮体，比如纯硅石(fine silica)(n≈1.44)微粒28。“电泳”是一种众所周知的现象，由于所加电场的影响，带电物质(例如，微粒、离子或分子)通过介质运动。然而，电泳介质(例如，诸如乙腈的有机溶液)的折射指数至少为1.33。很明显，利用折射指数在1.5到1.7范围之间的传统的塑胶介质(比如，聚碳酸酯，其n≈1.59)作电泳介质不能得到较大的折射指数比率。因此，在这样的接触面上实现TIR现象需要的临界角比较高(至少为56°)，并且利用廉价的塑胶物质实际上难以实现。而本发明可以克服这些困难。
在没有电泳作用时，图3的实施例的特征如前面段落所描述的那样，通过光纤20中的每根光纤，进入光纤的所有入射光线基本上被全内反射，并且反射器22将光线返回，通过光纤24将光线散射。然而，如果光纤20中的一根或多根，如图3所示的光纤20E和20F中的每根光纤，参与了电泳作用，那么这些光纤的TIR能力被失效，防止了入射光线到达反射器22和/或防止有可能到达反射器22的任何入射光再回射，并且通过一端24散射。
光纤20通过电源29进行电泳活动，所述电源29可控制性地将通常在大约10到100V范围内的电压施加到电泳介质26上。这就使得硅石微粒28在TIR发生的接触面上，也就是说光纤20中每根光纤纵向延伸的侧壁上，的大约0.25微米的范围内移进移出。由于硅石微粒的折射指数(n≈1.5)与乙腈的折射指数(n≈1.34)的不同而产生的散射现象，在接触面处使TIR失效。
乙腈与聚碳酸酯接触面的临界角大约为56°。为了在这样的接触面上实现TIR现象，必须确保入射光线以较高的角度(即≥56°)入射界面。如图3中描述的本发明的实施例可以实现这种情况。光纤20，或光纤20中的一小组，可被单独驱动，光纤中的每根光纤都包含单独的显示像素。举例来说，光纤20中的每根光纤的外层壁可被涂以透明的导电物质，并且该物质并不干涉TIR现象，但是能够吸附电泳微粒28。用于单个光纤(或光纤组)的导电涂层与相邻光纤(或光纤组)的涂层并没有电气连接。相应地，每根光纤(或光纤组)可通过对光纤的涂层施加适当的电气控制信号而被单独驱动。
图3中的实施例可确保入射光线以很高入射角到达乙腈与聚碳酸酯的接触面，这是因为当光线进入光纤端24时发生的折射使得发射光线与原先情况下相比距离垂直于光纤侧壁的向量更远。而且，由于光纤20的直径比光纤的长度要小得多，图3的实施例还确保每束光线都在接触面上发生多重反射，这样就增加了光线通过光纤20时使TIR失效的机会次数。
本发明的第二个实施例描述于图4。其目的是为了实现并且能可控制地使平坦表面TIR的失效。由于表面是平坦的，容易实现表面与控制装置比如弹性薄片之间的光学接触，这样就简化了平坦表面上TIR的失效。在WO/57212中公开的角形反射器组的棱镜性表面结构使得要实现光学接触所需的对齐准确性变得相当困难。
如图4中所述，棱镜性薄片材料的第一和第二薄片30、32，比如3MDiamond GradeTM反射薄片，其位置互相平行，第一薄片30上的棱镜面向外部，而第二薄片32上的棱镜面向第一薄片30的平坦内表面34。最好，薄片30上的棱镜与薄片32上的棱镜具有实质上不同的斜度(pitch)和/或角度，以便使两片薄片的光学作用中的波纹效应(moire effect)最小。到达第一薄片30的入射光线36的最初折射角大约为45°，并且穿过平坦表面34，到达第二块薄片32，由于薄片32本身有棱镜性表面，这就使得进入薄片32的光线基本上不会有发生在平坦接触面上的折射现象。因此，在薄片32中，光线36也会以相对于平坦表面34、38大约45°的角度延伸，因而超过了临界角(对于聚碳酸酯与空气的接触的平坦表面38，该临界角大约为38°)。薄片30、32中的任何一种都不单独具备将光线充分折射并在薄片的相应平坦表面34或38上实现TIR的能力。但是，两块薄片的综合折射却足以将入射在薄片30的棱镜性外表面上的光线在一定的角度范围内改变方向，在该角度范围内，折射光线在第二薄片32的平坦表面38上发生TIR现象。
使弹性塑胶薄片40与平坦表面38(参见图4中的42)成光学接触比起与棱镜性表面成光学接触要容易得多。相应地，WO98/57212中描述的图像显示装置类型可以更容易和廉价地制成，并且其运行会更可靠。具体讲，塑胶薄片40可以有选择性地在其表面上不同的点驱动，以便使薄片40在某些点处与表面38成光学接触，而在其它点处薄片40与表面38不成光学接触，这样每个点就构成了用于显示的可转换“像素”。例如，在图4中，薄片40的右半部分被描绘成与表面38光学接触，薄片40的左半部分被描绘成在薄片40与表面38之间还有一定的空气间隙44(即，薄片40的左半部分上方不与表面38成光学接触)。
图5描述了本发明的第三实施例。该实施例结合了先前描述的实施例的各种特征，它不需要图4中的实施例中描述的诸如间隙44这样的空气间隙就可以实现在平坦表面上可控制地使TIR失效。在图5的实施例中，诸如聚碳酸酯(n≈1.6)这样的低折射指数物质制成的上层薄片50粘合到诸如硫化锌(zine sulphide)、五氧化铌(niobium pentoxide)、二氧化钛(titanium dioxide)等(n≈2.2)的高折射指数物质制成的低层薄片56上。上层薄片50在其外表面上具有第一棱镜系列52，而在其内表面上具有第二棱镜系列54。棱镜52、54没有独特或最佳的形状。如果第一棱镜系列52能使光线偏离一定的角度，该角度可以使高折射指数的层56的平坦表面58上发生TIR现象，并且如果第二棱镜系列54的角度使得光线以近似垂直于入射光线的方向穿过这些棱镜，使得在层56中几乎没有发生光线的偏离，那么各式各样的棱镜或形状上类似棱镜的物体都有能力做到。在示例中，棱镜52相对于平坦表面58的向量法线的倾斜角大约为15°，而棱镜54相对于该相同法线垂线的倾斜角大约为45°。
层56可以包含具有较高折射指数材料(硫化锌、五氧化铌、二氧化钛等)的薄层，该薄层喷射或者粘合到带有棱镜54的薄片50的内表面上。棱镜54仅需大约2微米深。层56仅需要足以有助于提供大体上而不是完美平坦的后向表面58的厚度(例如5-10微米)。
诸如乙腈(n≈1.34)的电泳介质60含有精细分离的诸如硅石微粒(n≈1.44)或染色硅石微粒的微粒61的悬浮物，所述微粒放在与后向表面58接触的位置。在没有电泳活动时(例如，即象图5所示的介质60的左侧所描述的那样)，到达上层薄片50的入射光线62最初被棱镜52折射，然后通过棱镜54发射出，最后进入层56，并且没有进一步的实质性偏离。对于前面所述的图5中的示例来说，在平坦的后向表面58上发生TIR，这是因为光线以大约40°角度发射进层56，该角度超过了硫化锌与乙腈接触面的临界角37°，该角度是平坦后向表面58上提供的最佳角度。在平坦后向表面58上发生TIR后，光线通过棱镜54重新发射进上层薄片50，并且也没有进一步的实质性偏离。当光线通过聚碳酸酯与空气接触面时，棱镜52将光线折射，其方向与最初的入射光线62的方向成大约180°的相反方向。
薄片50和层56都不能单独将光线折射得足以实现这种光线方向的全部逆转。但是，薄片50和层56的折射的结合却足以使入射到棱镜52的光线方向改变一定范围的角度，在该角度范围内，改变方向的光线在平坦表面58上发生TIR现象，然后将反射的光线返回，其方向同入射光线的方向几乎相反，这样就得到了反射光线中的“白色”外观(“white”appearance)。
如图5中描述的介质60的右半部分所示，如果打开电压源63，在介质60上施加电压，从而驱动电泳介质60，那么悬浮的硅石微粒61就会在图5中的右半部分所示的TIR接触面(即，平坦表面58)的大约0.25微米范围内运动。由于在微粒接触面上的折射指数不匹配，光线被硅石微粒的表面散射，或者被染色的硅石微粒吸收，因而使得接触面上的TIR失效。
相应地，图5中的实施例提供了一种平坦的电泳接触面，在平坦表面的TIR接触面58处的易消散波区域中，电泳介质60的光学特性可通过在介质上施加电压差来通过电泳控制。例如可通过在平坦表面58上利用透明电极(未示出)来实现，该电极被分割，以便于控制个别的“像素”，从而形成了图像显示装置。
在前面所公开内容的启示下，本领域的技术人员应该知道，在不偏离本发明范围的情况下，在本发明的实际应用中，可以对本发明作出各种改变和调整。具体讲，在图4的实施例中，可以使用各种各样的机械驱动方法将塑胶薄片40在相对于平坦表面38的光学接触与非光学接触位置之间移动；并且，图3或图5实施例的任何一种都可使用各种各样的电泳介质和电泳微粒。相应地，本发明的范围可按照下述的权利要求所确定的主旨来解释。

Claims (8)

1、一种图像显示装置，包括：第一薄片(30)，具有棱镜性外表面和相对的平坦表面(34)；第二薄片(32)，具有棱镜性外表面和相对的平坦表面(38)，所述第二薄片与所述第一薄片位置上平行，所述第二薄片棱镜性表面与所述第一薄片平坦表面相邻；以及一元件(40)，与所述第二薄片平坦表面相邻，所述元件在第一位置与第二位置之间能够变形，在所述第一位置中，所述元件与所述第二薄片平坦表面之间保持一定的气隙(44)，在所述第二位置中，所述元件与所述第二薄片平坦表面之间成光学接触(42)，所述元件在所述第一位置中不能防止在光线通过所述第一和第二薄片的所述第二薄片处发生的全内反射，所述元件在所述第二位置中能够防止在所述第二位置处发生的所述全内反射，其特征在于，所述第一和第二薄片棱镜性表面具有角度特性，因此，所述第一棱镜性表面将入射光线折射，使其以一定的角度穿出所述第一薄片平坦表面，在这种角度下，所述光线在没有实质性折射的情况下通过所述第二棱镜性表面。
2、按照权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述元件可有选择地定位在所述第二薄片平坦表面上的多个点上，使得在某些所述点上，所述元件与所述第二薄片平坦表面成光学接触，而在其余的所述点上，所述元件与所述第二薄片平坦表面没有成光学接触。
3、一种图像显示装置，其特征在于：
(a)多个大体上平行、纵向延伸的固体电介质光纤(20A、20B、20C)，
   所述光纤中的每一个都具有第一端、第二端(24)和在所述第一端
   与第二端之间延伸的侧壁；
(b)一电泳介质(26)，围饶在所述第一和第二端之间的所述光纤侧壁
   上；
(c)大量的微粒(28)，悬浮在所述介质中；
(d)一反射器(22)，其位置与所述光纤第一端垂直；
(e)装置(29)，用于在所述介质上施加电压，从而利用电泳的方法在
   所述介质与所述光纤侧壁之间的接触面的大约0.25微米的范围内
   移动所述微粒，从而使光线通过所述光纤第二端进入所述光纤的
   所述接触面处的全内反射失效；
其中：
    (i)所述光纤由具有第一折射指数的材料制成；
    (ii)所述电泳介质由具有第二折射指数的材料制成；以及，
    (iii)所述第一折射指数比所述第二折射指数大很多，因此，在没
         有所述施加电压的情况下，进入所述光纤的大部分所述光线
         在所述接触面上发生全内反射。
4、按照权利要求3所述的图像显示装置，其中：
(a)所述第一折射指数在大约1.5到1.7的范围内；以及
(b)所述第二折射指数在大约1.3到1.4的范围内。
5、一种图像显示装置，包括具有棱镜性外表面(52)和内表面(54)的反射性薄片(50)，所述薄片的折射指数为n1，所述装置还包括层(56)，其材料的折射指数为n2，并且被粘合到所述内表面上，从而形成一个大体上平坦的后向表面(58)，所述图像显示装置的特征在于：
(a)一电泳介质(60)，与所述后向表面邻接，所述介质的折射指数为n3；
(b)大量的微粒(61)，悬浮于所述介质中；
(c)装置(63)，用于在所述介质上施加一电压，以便有选择性地、利用
   电泳的方法在所述后向表面的大约0.25微米的范围内移动所述微
   粒，从而使通过所述薄片并通过所述层的光线在所述后向表面处
   形成的全内反射失效；
其中：
(i)所述棱镜性外表面和内表面具有角度特性，因此所述外棱镜性
   表面将入射光线折射，并且以一定的角度穿过所述内棱镜性表
   面，在这种角度下，所述光线在没有进一步折射的情况下穿过
   所述层并到达所述平坦后向表面；以及，
(ii)n2比n1大很多，n3比n2小很多，因此在没有施加电压的情况
   下，大部分所述光线穿过所述内部棱镜性，并且在所述后向表
   面处发生全内反射。
6、一种图像显示方法，其特征在于：
(a)安排了多个固体电介质光纤，这些光纤纵向延伸，并且大体上互
   相平行，所述光纤的每根光纤具有第一端和第二端，所述光纤由
   具有第一折射指数的材料制成；
(b)在所述第一和第二端之间，使所述光纤被电泳介质围饶，所述介
   质具有第二折射指数；
(c)使大量的微粒悬浮在所述介质中；
(d)使反射器的位置与所述光纤的第一端垂直；以及，
(e)有选择性地将电压施加在所述介质上，并且在所述介质与所述光
   纤之间的接触面的大约0.25微米的范围内利用电泳来移动所述微
   粒，从而使通过所述光纤的第二端进入所述光纤的光线在所述接
   触面处的全内反射失效；
其中所述第一折射指数比所述第二折射指数大很多，因此在没有所述施加电压的情况下，进入所述光纤的大部分所述光线在所述接触面处进行了全内反射。
7、一种图像显示装置，其中具有棱镜性外表面和相对的平坦表面的第一反射薄片与具有棱镜性外表面和相对的平坦表面的第二反射薄片在位置上相互平行，所述第二薄片棱镜性表面与所述第一薄片平坦表面邻接；在所述第二薄片平坦表面附近有一个可变形的元件；以及，所述元件在第一位置与第二位置之间可控制地变形，其中在所述第一位置中，所述元件与所述第二薄片平坦表面之间保持有间隙，在所述第二位置中，所述元件与所述第二薄片平坦表面成光学接触，在所述第一位置中，所述元件不能防止通过所述第一和第二薄片的光线在所述第二薄片平坦表面处发生全内反射，在所述第二位置中，所述元件可防止在所述第二位置中的所述全内反射，所述方法的特征在于，所述第一和第二薄片棱镜性表面具有角度特性，因此所述第一棱镜性表面将入射光线折射，使其以一定的角度穿过所述第一薄片平坦表面，在这种角度下，所述光线在没有实质性折射的情况下通过所述第二棱镜性表面。
8、一种图像显示方法，其特征在于：
(a)提供一反射薄片，它具有棱镜性外表面和棱镜性内表面，所述薄片
   的折射指数为n1；
(b)将一层折射指数为n2的材料粘合到所述内表面上，以形成大体上平
   坦的后向表面；
(c)将所述后向表面与折射指数为n3的一电泳介质相接触；
(d)使大量的微粒悬浮在所述介质中；(e)在所述介质上施加一电压，以便有选择性地利用电泳在所述后向表面的大约0.25微米的范围内移动所述微粒，从而使通过所述薄片和通过所述层的光线在所述后向表面上的全内反射失效；其中：
(i)所述棱镜性外表面和内表面具有角度特性，因此所述外棱镜性
   表面将入射光线折射，并且以一定的角度穿过所述内棱镜性表
   面，在这种角度下，所述光线在没有实质性折射的情况下通过
   所述层到达所述平坦后向平坦表面；以及，
(ii)n2比n1大很多，n3比n2大很多，在没有所述施加电压的情况下，
   穿过所述内棱镜性表面的大部分光线在所述后向表面处进行了
   全内反射。
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