具有嵌入式菲涅耳反射器的光導(dǎo)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于包含光導(dǎo)及多個有角度狹槽的光學(xué)系統(tǒng)的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。所述有角度狹槽是由所述光導(dǎo)中的底切界定且填充有填充物材料，所述填充物材料具有與光導(dǎo)材料的折射率失配約0.3或更小的折射率。所述有角度狹槽經(jīng)配置以主要通過菲涅耳反射將光噴射出所述光導(dǎo)。由所述填充物材料形成的層可沿著所述光導(dǎo)的底部及頂部主表面中的每一者而安置。在一些實(shí)施方案中，所述光導(dǎo)附接到光源。所述光源發(fā)射被注射到所述光導(dǎo)中的光且所述有角度狹槽朝向所要的目標(biāo)將所述光重新引導(dǎo)出所述光導(dǎo)。在一些實(shí)施方案中，所述目標(biāo)是顯示器。
【專利說明】具有嵌入式菲涅耳反射器的光導(dǎo)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及用于導(dǎo)引光的光學(xué)系統(tǒng)，且更具體來說，涉及利用菲涅耳反射 器結(jié)構(gòu)來重新引導(dǎo)光的光導(dǎo)。

【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)電系統(tǒng)包含具有電氣和機(jī)械元件、激活器、換能器、傳感器、光學(xué)組件（例如， 鏡）和電子器件的裝置。機(jī)電系統(tǒng)可在多種尺度下制造，包含（但不限于）微尺度和納米尺 度。舉例來說，微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS)裝置可包含具有范圍從約一微米到數(shù)百微米或更大的大 小的結(jié)構(gòu)。納米機(jī)電系統(tǒng)（NEMS)裝置可包含具有小于一微米的大小的結(jié)構(gòu)，包含（例如） 小于數(shù)百納米的大小?？墒褂贸练e、蝕刻、光刻和/或其它蝕刻掉襯底和/或已沉積材料層 的部分或者添加層以形成電裝置和機(jī)電裝置的微加工工藝來產(chǎn)生機(jī)電元件。
[0003] -種類型的機(jī)電系統(tǒng)裝置被稱為干涉式調(diào)制器（IMOD)。如本文中所使用，術(shù)語干 涉式調(diào)制器或干涉式光調(diào)制器指使用光學(xué)干涉的原理來選擇性地吸收和/或反射光的裝 置。在一些實(shí)施方案中，干涉式調(diào)制器可包含一對導(dǎo)電板，所述對導(dǎo)電板中的一者或兩者可 為整體或部分透明和/或反射性的，且能夠在施加適當(dāng)電信號時相對運(yùn)動。在一實(shí)施方案 中，一個板可包含沉積于襯底上的靜止層，且另一板可包含通過氣隙與所述靜止層分開的 反射膜。一個板相對于另一板的位置可改變?nèi)肷溆诟缮媸秸{(diào)制器上的光的光學(xué)干涉。干涉 式調(diào)制器裝置具有廣泛范圍的應(yīng)用，且預(yù)期用于改善現(xiàn)有產(chǎn)品且創(chuàng)造新產(chǎn)品，尤其是具有 顯示能力的產(chǎn)品。
[0004] 經(jīng)反射的環(huán)境光用于在一些顯示裝置中形成圖像，所述顯示裝置例如為使用由干 涉式調(diào)制器形成的顯示元件的反射式顯示器。這些顯示器的所感知的亮度取決于朝向觀看 者反射的光的量。在低環(huán)境光條件中，來自具有人工光源的照射裝置的光可用于照射反射 式顯示元件，所述反射式顯示元件可隨后朝向觀看者反射光以產(chǎn)生圖像。為了滿足市場需 求及顯示裝置（包含反射式及透射式顯示器）的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，正在開發(fā)新的照射裝置及其形 成方法。更一般地說，正在開發(fā)具有光導(dǎo)的光學(xué)系統(tǒng)以提供改進(jìn)的光導(dǎo)引及光重新引導(dǎo)性 質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置各自具有若干創(chuàng)新方面，其中沒有單個方面單獨(dú)負(fù)責(zé) 本文所揭示的合乎需要的屬性。
[0006] 本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的一個新穎方面可實(shí)施于光學(xué)系統(tǒng)中。所述光學(xué)系統(tǒng)可包 含由具有一折射率的材料形成的光導(dǎo)。所述光導(dǎo)可包含第一主表面、與所述第一主表面相 對的第二主表面、由從所述第一主表面朝向所述第二主表面且部分穿過所述光導(dǎo)而延伸的 底切界定的多個有角度狹槽。所述多個有角度狹槽可用具有一折射率的填充物材料填充。 所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料的折射率可失配約〇. 3或更小。在一些實(shí)施方案中，所述 填充物材料及所述光導(dǎo)材料的折射率可失配約〇. 1或更小，或〇. 05或更小。
[0007] 本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的另一新穎方面可實(shí)施于光學(xué)系統(tǒng)中。所述光學(xué)系統(tǒng)包含 由具有一折射率的材料形成的光導(dǎo)。所述光導(dǎo)包含第一主表面、與所述第一主表面相對的 第二主表面，及用于噴射傳播穿過所述光導(dǎo)的光的裝置。所述光通過全內(nèi)反射傳播穿過所 述光導(dǎo)且所述用于噴射光的裝置可主要通過使用菲涅耳反射來噴射所述光，使得所述光穿 過所述第一主表面退出所述光導(dǎo)。
[0008] 本發(fā)明中所描述的標(biāo)的物的又一新穎方面可實(shí)施于用于制造光學(xué)系統(tǒng)的方法中。 所述方法包含提供由具有一折射率的材料形成的光導(dǎo)，且形成由從所述第一主表面部分穿 過所述光導(dǎo)而延伸的底切界定的多個有角度狹槽。所述光導(dǎo)包含第一主表面及與所述第一 主表面相對的第二主表面。所述多個有角度狹槽可用具有一折射率的填充物材料填充，且 所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料的折射率可失配約〇. 3或更小。
[0009] 本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的另一新穎方面可實(shí)施于光學(xué)系統(tǒng)中。所述光學(xué)系統(tǒng)包含 光導(dǎo)，所述光導(dǎo)由具有一折射率的材料形成且具有多個有角度狹槽。所述光導(dǎo)包含第一主 表面及與所述第一主表面相對的第二主表面。所述多個有角度狹槽可由從所述第一主表面 朝向所述第二主表面且至少部分穿過所述光導(dǎo)而延伸的底切界定。所述多個有角度狹槽可 包含第一側(cè)壁及第二側(cè)壁。所述第一側(cè)壁可大體上平行于所述第二側(cè)壁。所述多個有角度 狹槽可用具有一折射率的填充物材料填充，且所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料的折射率可 失配約0.3或更小。
[0010] 在附圖和下文描述中闡述本說明書中描述的標(biāo)的物的一或多個實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。 其它特征、方面及優(yōu)點(diǎn)將從所述描述、圖式及權(quán)利要求書而變得顯而易見。應(yīng)注意，以下各 圖的相對尺寸可能未按比例繪制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1展示描繪干涉式調(diào)制器（IMOD)顯示裝置的一系列像素中的兩個鄰近像素的 等距視圖的實(shí)例。
[0012] 圖2展示說明并入有3X3干涉式調(diào)制器顯示器的電子裝置的系統(tǒng)框圖的實(shí)例。
[0013] 圖3展示說明針對圖1的干涉式調(diào)制器的可移動反射層位置對所施加的電壓的圖 的實(shí)例。
[0014] 圖4展示說明在施加各種共同和片段電壓時干涉式調(diào)制器的各種狀態(tài)的表的實(shí) 例。
[0015] 圖5A展示說明圖2的3X3干涉式調(diào)制器顯示器中的顯示數(shù)據(jù)的幀的圖的實(shí)例。
[0016] 圖5B展示可用于寫入圖5A中所說明的顯示數(shù)據(jù)的幀的共同和片段信號的時序圖 的實(shí)例。
[0017] 圖6A展示圖1的干涉式調(diào)制器顯示器的部分橫截面的實(shí)例。
[0018] 圖6B到6E展示干涉式調(diào)制器的不同實(shí)施方案的橫截面的實(shí)例。
[0019] 圖7展示說明干涉式調(diào)制器的制造工藝的流程圖的實(shí)例。
[0020] 圖8A到8E展示制作干涉式調(diào)制器的方法中的各個階段的橫截面示意性說明的實(shí) 例。
[0021] 圖9A到9B展示具有有角度狹槽的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面的實(shí)例。
[0022] 圖IOA到IOB展示有角度狹槽的橫截面的實(shí)例。
[0023] 圖11展示菲涅耳反射對有角度狹槽的折射率失配的曲線圖的實(shí)例。
[0024] 圖12展示具有光源的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面的實(shí)例。
[0025] 圖13展示具有光接收裝置的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面的實(shí)例。
[0026] 圖14A到14B展示具有顯示器的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面的實(shí)例。
[0027] 圖15A到15B展示具有在不同方向上定向的有角度狹槽的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面圖的 實(shí)例。
[0028] 圖16展不沿著光導(dǎo)的主表面具有包層的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面的實(shí)例。
[0029] 圖17A到17B是各種光學(xué)系統(tǒng)的俯視平面圖的實(shí)例。
[0030] 圖18展示說明制造光學(xué)系統(tǒng)的方法的流程圖的實(shí)例。
[0031] 圖19A和19B展示說明包含多個干涉式調(diào)制器的顯示裝置的系統(tǒng)框圖的實(shí)例。
[0032] 各種圖式中的相同參考數(shù)字和標(biāo)示指示相同元件。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 以下詳細(xì)描述針對于用于描述創(chuàng)新方面的目的的一些實(shí)施方案。然而，本文的教 示可以許多不同方式應(yīng)用?？稍诮?jīng)配置以顯示圖像（無論是運(yùn)動圖像（例如，視頻）還是靜 止圖像（例如，靜態(tài)圖像），且無論是文本圖像、圖形還是繪畫圖像）的任何裝置中實(shí)施所描 述的實(shí)施方案。更特定來說，預(yù)期所述實(shí)施方案可實(shí)施于多種電子裝置中或與所述多種電 子裝置相關(guān)聯(lián)，所述電子裝置例如為（但不限于）移動電話、具備多媒體因特網(wǎng)功能的蜂窩 式電話、移動電視接收器、無線裝置、智能電話、Bluetooth?裝置、個人數(shù)據(jù)助理（PDA)、無線 電子郵件接收器、手持式或便攜式計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本、筆記本、智能本、平板計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù) 印機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)裝置、GPS接收器/導(dǎo)航器、相機(jī)、MP3播放器、攝像機(jī)、游戲控制臺、腕 表、時鐘、計(jì)算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、電子閱讀裝置（例如，電子閱讀器）、計(jì)算機(jī)監(jiān) 視器、汽車顯示器（例如，里程表顯示器等等）、駕駛艙控制和/或顯示器、相機(jī)取景顯示器 (例如車輛中的后視相機(jī)的顯示器）、電子照片、電子廣告牌或標(biāo)志、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、微 波爐、冰箱、立體聲系統(tǒng)、磁帶錄音機(jī)或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機(jī)、便攜式 存儲器芯片、洗衣機(jī)、烘干機(jī)、洗衣機(jī)/烘干機(jī)、停車計(jì)時器、包裝（例如，MEMS和非MEMS)、 美學(xué)結(jié)構(gòu)（例如，一件首飾上的圖像的顯示）和多種機(jī)電系統(tǒng)裝置。本文中的教示還可用于 非顯示器應(yīng)用中，例如（但不限于）電子開關(guān)裝置、射頻濾波器、傳感器、加速度計(jì)、陀螺儀、 動作感測裝置磁力計(jì)、用于消費(fèi)型電子器件的慣性組件、消費(fèi)型電子產(chǎn)品的零件、可變電抗 器、液晶裝置、電泳裝置、驅(qū)動方案、制造工藝和電子測試設(shè)備。因此，所述教示無意受限于 僅圖中所描繪的實(shí)施方案，而是具有如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白的較廣適用性。 [0034] 本文中揭示的一些實(shí)施方案包含一種具有光導(dǎo)的光學(xué)系統(tǒng)，所述光導(dǎo)具有光轉(zhuǎn)向 特征，所述光轉(zhuǎn)向特征是由用折射率失配的材料填充的有角度狹槽形成的。在一些實(shí)施方 案中，所述光導(dǎo)是大體上平面的，且所述有角度狹槽可用非氣態(tài)、透明的折射率失配的材料 填充。所述有角度狹槽可由從第一主表面朝向光導(dǎo)的第二主表面延伸的底切界定。在一些 實(shí)施方案中，所述有角度狹槽部分延伸穿過所述光導(dǎo)，且在一些實(shí)施方案中，所述狹槽至少 部分延伸穿過所述光導(dǎo)。所述狹槽可具有大體上平行的側(cè)壁。所述多個有角度狹槽可用具 有一折射率的填充物材料填充，所述折射率相對于所述光導(dǎo)材料的折射率失配約〇. 3或更 小。在一些實(shí)施方案中，所述折射率失配為約0.3或更小、約0. 1或更小，或約0.05或更 小。經(jīng)填充的有角度狹槽的界面或側(cè)壁處的小折射率失配致使在所述光導(dǎo)內(nèi)行進(jìn)的光的小 部分在每一界面處被重新引導(dǎo)出光導(dǎo)，同時大部分入射光保持在所述光導(dǎo)內(nèi)且可繼續(xù)通過 全內(nèi)反射（TIR)在所述光導(dǎo)內(nèi)傳播。被重新引導(dǎo)出所述光導(dǎo)的光可被視為被提取出所述光 導(dǎo)且進(jìn)而由所述光導(dǎo)發(fā)射。
[0035] 在一些實(shí)施方案中，可沿著所述光導(dǎo)的頂部和/或底部主表面提供包層。所述包 層可由與填充物材料相同的材料形成。所述包層可包含（例如）透明粘合材料，例如UV可 固化環(huán)氧樹脂，其還用以將所述光導(dǎo)層壓到另一襯底，例如顯示器、玻璃蓋片、透明覆層或 觸摸面板。所述包層可用以例如在所述包層的折射率小于基礎(chǔ)光導(dǎo)材料的折射率時提高在 光導(dǎo)內(nèi)行進(jìn)的光的全內(nèi)反射。
[0036] 可實(shí)施本發(fā)明中所描述的標(biāo)的物的特定實(shí)施方案以實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)中的一或多者。 舉例來說，本文中揭示的一些實(shí)施方案利用包含有角度狹槽的光轉(zhuǎn)向特征，所述有角度狹 槽用折射率稍微失配的材料填充以反射入射在狹槽上的光的小部分，同時將大部分入射光 傳遞到下一有角度狹槽。因?yàn)樵诿恳挥薪嵌泉M槽的邊界處反射的入射光的百分比較小，所 以可在整個光導(dǎo)上放置大量有角度狹槽以提供對從光導(dǎo)發(fā)射的光的分布的精細(xì)控制，以便 提供從所述光導(dǎo)的主表面的光的發(fā)射的均勻或其它所要的曲線。舉例來說，有角度狹槽的 幾何形狀、位置、深度、間距及輪廓可變化，以實(shí)現(xiàn)所要的光發(fā)射曲線。
[0037] 在一些實(shí)施方案中，可跨越具有大面積的光導(dǎo)獲得大體上均勻的光發(fā)射。在一些 實(shí)施方案中，通過提供具有大體上平面邊界的有角度狹槽，狹槽的總光提取效率可較高，同 時可將非所要方向上的光的散射保持在較低水平。另外，可保持穿過所述光導(dǎo)的光的高水 平的傳輸。所述較高的光傳輸可通過允許與在狹槽的反射性較高且光傳輸較低的情況相比 有更大部分的光傳播穿過光導(dǎo)而促進(jìn)均勻或其它光發(fā)射曲線。在其中光導(dǎo)用于前照燈中以 照射反射式顯示器的實(shí)施方案中，所述狹槽的較高光傳輸針對從顯示器朝向觀看者反射的 光提供低水平的光散射或其它光學(xué)假影。
[0038] 在前照燈實(shí)施方案中，舉例來說，例如LED等一或多個光源可將光注射到光導(dǎo)的 一或多個側(cè)面或拐角中，且當(dāng)來自光源的光跨越光導(dǎo)行進(jìn)時，穿過每一有角界面的光的小 部分被朝向反射式顯示器反射。從顯示器反射的光往回傳遞穿過光導(dǎo)以用于在來自有角度 狹槽的低失真及傳輸損耗的情況下進(jìn)行外部觀看。由于本文中所述的優(yōu)點(diǎn)中的一或多者， 可顯示高質(zhì)量圖像。
[0039] 在用于IXD或其它透射式顯不器的背光實(shí)施方案中，舉例來說，一或多個光源可 將光注射到具有經(jīng)填充的有角度狹槽的光導(dǎo)的一或多個側(cè)面中。在所注射的光穿過每一經(jīng) 填充的狹槽時，小部分被反射出光導(dǎo)的主表面且穿過顯示器，同時剩余部分的光朝向下一 狹槽繼續(xù)。在住宅或商業(yè)照明實(shí)施方案中，舉例來說，注射到光導(dǎo)或面板的一或多個側(cè)面中 的光被重新引導(dǎo)出光面板的主表面?？稍谛枰獣r在整個光面板上調(diào)整狹槽深度、間距、輪廓 及位置以實(shí)現(xiàn)整個面板上的大體上均勻的發(fā)射曲線或其它曲線。在相反操作模式中，具有 經(jīng)填充的有角度狹槽的光導(dǎo)可經(jīng)配置以朝向光導(dǎo)的一或多個側(cè)面或拐角重新引導(dǎo)入射在 光導(dǎo)的主表面上的光中的一些光，其中可定位例如光電檢測器或成像裝置等傳感器。在太 陽能窗實(shí)施方案中，一或多個光伏裝置或太陽能電池可沿著光導(dǎo)的一或多個邊緣或拐角定 位，從而允許穿過所述窗的一些光被轉(zhuǎn)換為電，同時其余光穿過以供觀看及照明目的。在其 它實(shí)施方案中，狹槽可彎曲以提供透鏡化或聚焦動作，借此撞擊在光導(dǎo)的主表面上的光被 重新引導(dǎo)并聚焦到沿著光導(dǎo)的邊緣或拐角的一或多個點(diǎn)上。相反，所述狹槽可彎曲以允許 來自沿著光導(dǎo)的邊緣或拐角定位的一或多個LED或光源的光被重新引導(dǎo)、提取且從平面光 導(dǎo)的主表面發(fā)射。
[0040] 可應(yīng)用所描述的實(shí)施方案的合適的MEMS裝置的實(shí)例是反射式顯示裝置。反射式 顯示裝置可并入干涉式調(diào)制器（MOD)以使用光學(xué)干涉的原理選擇性地吸收和/或反射入 射于其上的光。頂OD可包含吸收器、可相對于吸收器移動的反射器，及在吸收器與反射器之 間界定的光學(xué)諧振腔。所述反射器可移動到兩個或更多不同位置，其可改變光學(xué)諧振腔的 大小，且進(jìn)而影響干涉式調(diào)制器的反射性。頂OD的反射光譜可產(chǎn)生相當(dāng)廣的光譜帶，所述光 譜帶可跨可見波長移位以產(chǎn)生不同的色彩?？赏ㄟ^改變光學(xué)諧振腔的厚度，即，通過改變反 射器的位置，來調(diào)整光譜帶的位置。
[0041] 圖1展示描繪干涉式調(diào)制器（IMOD)顯示裝置的一系列像素中的兩個鄰近像素的 等距視圖的實(shí)例。所述MOD顯示裝置包含一或多個干涉式MEMS顯示元件。在這些裝置中， MEMS顯示元件的像素可處于明亮狀態(tài)或黑暗狀態(tài)。在明亮（"經(jīng)松弛"、"打開"或"接通"） 狀態(tài)下，所述顯示元件將較大部分的入射可見光反射到（例如）用戶。相反，在黑暗（"經(jīng) 激活"、"關(guān)閉"或"斷開"）狀態(tài)下，所述顯示元件反射極少的入射可見光。在一些實(shí)施方案 中，可顛倒接通和斷開狀態(tài)的光反射特性。MEMS像素可經(jīng)配置以主要反射特定波長，從而允 許除了黑白以外的彩色顯示。
[0042] MOD顯示裝置可包含IMOD的行/列陣列。每一 IMOD可包含一對反射層，即可移 動反射層和固定部分反射層，其定位在彼此相距可變且可控的距離處以形成氣隙（還被稱 作光學(xué)間隙或腔）。所述可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在第一位置（即，經(jīng) 松弛位置）中，可移動反射層可定位在距固定部分反射層相對較大的距離處。在第二位置 (即，經(jīng)激活位置）中，可移動反射層可定位成更靠近所述部分反射層。視可移動反射層的 位置而定，從所述兩個層反射的入射光相長地或相消地進(jìn)行干涉，從而為每一像素產(chǎn)生全 反射狀態(tài)或非反射狀態(tài)。在一些實(shí)施方案中，MOD在未被激活時可處于反射狀態(tài)中，從而反 射可見光譜內(nèi)的光，且在被激活時可處于黑暗狀態(tài)中，從而反射可見范圍之外的光（例如， 紅外光）。然而，在一些其它實(shí)施方案中，頂OD可在未被激活時處于黑暗狀態(tài)中，且在被激 活時處于反射狀態(tài)中。在一些實(shí)施方案中，所施加的電壓的引入可驅(qū)動像素改變狀態(tài)。在 一些其它實(shí)施方案中，所施加的電荷可驅(qū)動像素改變狀態(tài)。
[0043] 圖1中的像素陣列的所描繪部分包含兩個鄰近干涉式調(diào)制器12。在左邊上的 IM0D12 (如所說明）中，說明可移動反射層14處于距包含部分反射層的光學(xué)堆疊16預(yù)定距 離處的經(jīng)松弛位置中?？缱筮吷系腗OD 12而施加的電壓Vtl不足以致使激活可移動反射 層14。在右邊上的MOD 12中，說明可移動反射層14處于光學(xué)堆疊16附近或鄰近處的經(jīng) 激活位置中?？缬疫吷系腗OD 12而施加的電壓Vbias足以將可移動反射層14維持在經(jīng)激 活位置中。
[0044] 在圖1中，一般用指示入射在像素12上的光13及從左邊上的像素12反射的光 15的箭頭說明像素12的反射性質(zhì)。雖然未詳細(xì)說明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，入射 在像素12上的光13的大多數(shù)將朝向光學(xué)堆疊16透射穿過透明襯底20。入射在光學(xué)堆疊 16上的光的一部分將透射穿過光學(xué)堆疊16的部分反射層，且一部分將反射回穿過透明襯 底20。透射穿過光學(xué)堆疊16的光13的部分將在可移動反射層14處朝向（及穿過）透射 襯底20反射回。從光學(xué)堆疊16的部分反射層反射的光與從可移動反射層14反射的光之 間的干涉（相長或相消）將確定從像素12反射的光15的（若干）波長。
[0045] 光學(xué)堆疊16可包含單一層或若干層。所述層可包含電極層、部分反射和部分透射 層及透明電介質(zhì)層中的一或多者。在一些實(shí)施方案中，光學(xué)堆疊16具導(dǎo)電性、部分透明性 及部分反射性，且可（例如）通過將上述層中的一或多者沉積到透明襯底20上而制造。所 述電極層可由多種材料（例如各種金屬，例如氧化銦錫（ITO))形成。所述部分反射層可由 具部分反射性的多種材料（例如各種金屬（例如鉻（Cr))、半導(dǎo)體及電介質(zhì)）形成。部分反 射層可由一或多個材料層形成，且所述層的每一者可由單一材料或材料的組合形成。在一 些實(shí)施方案中，光學(xué)堆疊16可包含充當(dāng)光學(xué)吸收器與導(dǎo)體兩者的單一半透明厚度的金屬 或半導(dǎo)體，而（例如，光學(xué)堆疊16或IMOD的其它結(jié)構(gòu)的）不同的更多導(dǎo)電層或部分可用來 匯流IMOD像素之間的信號。光學(xué)堆疊16還可包含覆蓋一或多個導(dǎo)電層或?qū)щ?吸收層的 一或多個絕緣或電介質(zhì)層。
[0046] 在一些實(shí)施方案中，光學(xué)堆疊16的（若干）層可被圖案化成平行條帶且可形成顯 示裝置中的行電極，如下文進(jìn)一步描述。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，術(shù)語"圖案化"在 本文中用以指代掩蓋以及蝕刻工藝。在一些實(shí)施方案中，高導(dǎo)電及反射材料（例如鋁（Al)) 可用于可移動反射層14,且這些條帶可形成顯示裝置中的列電極?？梢苿臃瓷鋵?4可形成 為經(jīng)沉積金屬層的一系列平行條帶（正交于光學(xué)堆疊16的行電極）以形成沉積在柱18頂 部上的列及沉積于柱18之間的介入犧牲材料。當(dāng)所述犧牲材料被蝕刻掉時，所界定的間隙 19或光學(xué)腔可形成于可移動反射層14與光學(xué)堆疊16之間。在一些實(shí)施方案中，柱18之間 的間隔可為約Ium到lOOOum，而間隙19可小于10, 000埃(A)0
[0047] 在一些實(shí)施方案中，頂OD的每一像素（無論處于經(jīng)激活還是經(jīng)松弛狀態(tài)）本質(zhì)上 為由固定及移動反射層形成的電容器。當(dāng)未施加電壓時，可移動反射層14保持處于機(jī)械松 弛狀態(tài)（如由圖1中的左邊上的像素12所說明），其中間隙19介于可移動反射層14與光 學(xué)堆疊16之間。然而，當(dāng)將電位差（例如電壓）施加到選定行及列中的至少一者時，對應(yīng)像 素處的形成在行與列電極的交叉點(diǎn)處的電容器變得帶電，且靜電力將所述電極拉在一起。 如果所施加的電壓超過閾值，那么可移動反射層14可變形且在光學(xué)堆疊16附近移動或抵 著光學(xué)堆疊16移動。光學(xué)堆疊16內(nèi)的電介質(zhì)層（未圖示）可防止短路并控制層14與16 之間的分離距離，如圖1中右邊上的經(jīng)激活的像素12所說明。不管所施加的電位差的極性 如何，表現(xiàn)均相同。雖然陣列中的一系列像素可在一些例子中被稱為"行"或"列"，但所屬 領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于理解，將一個方向稱為"行"且將另一方向稱為"列"是任意的。應(yīng)重 申，在一些定向中，行可被視為列且列可被視為行。此外，顯示元件可均勻地布置成正交的 行及列（"陣列"）或布置成（例如）具有相對于彼此的某些位置偏移的非線性配置（"馬 賽克"）。術(shù)語"陣列"及"馬賽克"可指代任一配置。因此，雖然顯示器被稱為包含"陣列" 或"馬賽克"，但在任何情況下，元件本身無需彼此正交布置或安置成均勻分布，但可包含具 有非對稱形狀及不均勻分布元件的布置。
[0048] 圖2展示說明并入有3X3干涉式調(diào)制器顯示器的電子裝置的系統(tǒng)框圖的實(shí)例。所 述電子裝置包含可經(jīng)配置以執(zhí)行一或多個軟件模塊的處理器21。除了執(zhí)行操作系統(tǒng)外，處 理器21可經(jīng)配置以執(zhí)行一或多個軟件應(yīng)用程序，包含網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電話應(yīng)用程序、電子郵 件程序或任何其它軟件應(yīng)用程序。
[0049] 處理器21可經(jīng)配置以與陣列驅(qū)動器22通信。陣列驅(qū)動器22可包含將信號提供 到（例如）顯示陣列或面板30的行驅(qū)動器電路24及列驅(qū)動器電路26。由圖2中的線1-1 展示圖1中所說明的MOD顯示裝置的橫截面。雖然為了清晰起見圖2說明IMOD的3X3 陣列，但顯示陣列30可含有極大量的MOD且可使行中的MOD數(shù)目不同于列中的MOD數(shù) 目，且反之亦然。
[0050] 圖3展示說明針對圖1的干涉式調(diào)制器的可移動反射層位置對所施加的電壓的圖 的實(shí)例。對于MEMS干涉式調(diào)制器，行/列（即，共同/片段）寫入程序可利用這些裝置的 滯后性質(zhì)，如圖3中所說明。干涉式調(diào)制器可需要（例如）約10伏電位差以致使可移動 反射層或鏡從經(jīng)松弛狀態(tài)改變到經(jīng)激活狀態(tài)。當(dāng)所述電壓從所述值減小時，可移動反射層 因所述電壓回降到低于（例如）10伏而維持其狀態(tài)，然而，可移動反射層未完全松弛，直到 所述電壓下降到低于2伏為止。因此，存在約3伏到7伏的電壓范圍（如圖3中所展示）， 其中存在使裝置穩(wěn)定于經(jīng)松弛或經(jīng)激活狀態(tài)的所施加電壓窗。此窗在本文中被稱為"滯后 窗"或"穩(wěn)定窗"。對于具有圖3的滯后特性的顯示陣列30,行/列寫入程序可經(jīng)設(shè)計(jì)以每 次尋址一或多個行，使得在給定行的尋址期間，經(jīng)尋址行中的待激活的像素被暴露于約10 伏的電壓差，且待松弛的像素被暴露于接近零伏的電壓差。在尋址之后，所述像素被暴露于 穩(wěn)定狀態(tài)或約5伏的偏置電壓差以使得其保持處于先前選通狀態(tài)。在此實(shí)例中，在被尋址 之后，每一像素經(jīng)歷約3伏到7伏的"穩(wěn)定窗"內(nèi)的電位差。此滯后性質(zhì)特征使（例如）圖 1中所說明的像素設(shè)計(jì)能夠在相同的所施加電壓條件下保持穩(wěn)定于經(jīng)激活或經(jīng)松弛的預(yù)先 存在狀態(tài)。由于每一頂OD像素（無論處于經(jīng)激活狀態(tài)還是經(jīng)松弛狀態(tài)）本質(zhì)上為由固定 及移動反射層形成的電容器，所以可在滯后窗內(nèi)的穩(wěn)定電壓處保持此穩(wěn)定狀態(tài)而實(shí)質(zhì)上不 消耗或損失電力。另外，如果所施加的電壓電位保持大體上固定，那么實(shí)質(zhì)上很少或無電流 流入到IMOD像素中。
[0051] 在一些實(shí)施方案中，根據(jù)給定行中的像素的狀態(tài)的所要改變（如果存在），可通過 沿列電極集合施加呈"片段"電壓的形式的數(shù)據(jù)信號而產(chǎn)生圖像的幀?？梢来螌ぶ逢嚵械?每一行，使得一次一行地寫入所述幀。為將所要數(shù)據(jù)寫入到第一行中的像素，可將與所述第 一行中的像素的所要狀態(tài)對應(yīng)的片段電壓施加于列電極上，且可將呈特定"共同"電壓或信 號形式的第一行脈沖施加到第一行電極。接著，可改變片段電壓的集合以對應(yīng)于第二行中 的像素的狀態(tài)的所要變化（如果存在），且可將第二共同電壓施加到第二行電極。在一些實(shí) 施方案中，所述第一行中的像素不受沿列電極而施加的片段電壓的變化影響，且保持于第 一共同電壓行脈沖期間對其所設(shè)定的狀態(tài)?？梢赃B續(xù)方式針對整個系列的行或列重復(fù)此過 程以產(chǎn)生所述圖像幀。可通過以每秒某所要數(shù)目的幀不斷重復(fù)此過程而用新的圖像數(shù)據(jù)刷 新及/或更新所述幀。
[0052] 跨越每一像素而施加的片段與共同信號的組合（即，跨越每一像素的電位差）確 定每一像素的所得狀態(tài)。圖4展示說明在施加各種共同和片段電壓時干涉式調(diào)制器的各種 狀態(tài)的表的實(shí)例。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，可將"片段"電壓施加到列電極或行 電極且可將"共同"電壓施加到列電極或行電極中的另一者。
[0053] 如圖4(以及圖5B中所展示的時序圖）中所說明，當(dāng)沿共同線施加釋放電壓VCi 時，無論沿片段線而施加的電壓（即，高片段電壓VSh及低片段電壓VSJ如何，均將使沿所 述共同線的全部干涉式調(diào)制器元件置于經(jīng)松弛狀態(tài)（或稱為經(jīng)釋放或未激活狀態(tài)）中。特 定來說，當(dāng)沿共同線施加釋放電壓VC1^時，跨越調(diào)制器的電位電壓（或稱為像素電壓）在松 弛窗（參看圖3,也稱為釋放窗）內(nèi)，此時沿所述像素的對應(yīng)片段線施加高片段電壓VSh與 低片段電壓兩種情況。
[0054] 當(dāng)在共同線上施加保持電壓（例如高保持電壓VChquui或低保持電壓VC hquu)時， 干涉式調(diào)制器的狀態(tài)將保持恒定。例如，經(jīng)松弛的頂OD將保持處于經(jīng)松弛位置，且經(jīng)激活 的頂OD將保持處于經(jīng)激活位置。保持電壓可經(jīng)選擇以使得在沿對應(yīng)片段線施加高片段電 壓VS h與低片段電壓V&兩種情況時，像素電壓將保持在穩(wěn)定窗內(nèi)。因此，片段電壓擺動 (艮P，高片段電壓VS h與低片段電壓V&之間的差）小于正或負(fù)穩(wěn)定窗的寬度。
[0055] 當(dāng)在共同線上施加尋址或激活電壓（例如高尋址電壓VCadd H或低尋址電壓VCadd D 時，可通過沿相應(yīng)片段線施加片段電壓而沿所述線將數(shù)據(jù)選擇性地寫入到調(diào)制器。所述片 段電壓可經(jīng)選擇以使得激活取決于所施加的片段電壓。當(dāng)沿共同線施加尋址電壓時，片段 電壓的施加將產(chǎn)生穩(wěn)定窗內(nèi)的像素電壓以導(dǎo)致像素保持未被激活。相比之下，另一片段電 壓的施加將產(chǎn)生超出所述穩(wěn)定窗的像素電壓以導(dǎo)致像素的激活。導(dǎo)致激活的特定片段電壓 可取決于使用哪一尋址電壓而變化。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)沿共同線施加高尋址電壓VC add H時，高片段電壓VSh的施加可導(dǎo)致調(diào)制器保持處于其當(dāng)前位置，而低片段電壓V&的施加可 導(dǎo)致所述調(diào)制器的激活。作為推論，當(dāng)施加低尋址電壓VC ai^時，片段電壓的效應(yīng)可相反，其 中高片段電壓VSh導(dǎo)致所述調(diào)制器的激活且低片段電不影響所述調(diào)制器的狀態(tài)（即， 保持穩(wěn)定）。
[0056] 在一些實(shí)施方案中，可使用始終產(chǎn)生跨越調(diào)制器的相同極性電位差的保持電壓、 尋址電壓及片段電壓。在一些其它實(shí)施方案中，可使用使調(diào)制器的電位差的極性交替的信 號。跨越調(diào)制器的極性的交替（即，寫入程序的極性的交替）可減少或抑制可發(fā)生在單一 極性的重復(fù)寫入操作之后的電荷積累。
[0057] 圖5A展示說明圖2的3X3干涉式調(diào)制器顯示器中的顯示數(shù)據(jù)的幀的圖的實(shí)例。 圖5B展示可用于寫入圖5A中所說明的顯示數(shù)據(jù)的幀的共同和片段信號的時序圖的實(shí)例。 所述信號可施加到（例如）圖2的3X3陣列，此將最終產(chǎn)生圖5A中所說明的線時間60e 顯示布置。圖5A中的經(jīng)激活調(diào)制器處于黑暗狀態(tài)，S卩，其中反射光的實(shí)質(zhì)部分在可見光譜 之外以便向（例如）觀看者產(chǎn)生暗色外觀。在寫入圖5A中所說明的幀之前，像素可處于任 何狀態(tài)，但圖5B的時序圖中所說明的寫入程序假定：在第一線時間60a之前，每一調(diào)制器已 被釋放且駐留于未激活狀態(tài)中。
[0058] 在第一線時間60a期間：在共同線1上施加釋放電壓70 ;施加在共同線2上的電 壓以高保持電壓72開始且移動到釋放電壓70 ;且沿共同線3施加低保持電壓76。因此， 沿共同線1的調(diào)制器（共同1，片段1)、（1，2)及（1，3)在第一線時間60a的持續(xù)時間內(nèi)保 持處于經(jīng)松弛或未激活狀態(tài)，沿共同線2的調(diào)制器（2,1)、（2, 2)及（2, 3)將移動到經(jīng)松弛 狀態(tài)，且沿共同線3的調(diào)制器（3,1)、（3, 2)及（3, 3)將保持處于其先前狀態(tài)。參考圖4,由 于共同線1、2或3均未暴露于在線時間60a期間導(dǎo)致激活的電壓電平（S卩，VC lia-松弛及 VCmD f穩(wěn)定），因此沿片段線1、2及3而施加的片段電壓將不影響干涉式調(diào)制器的狀態(tài)。
[0059] 在第二線時間60b期間，共同線1上的電壓移動到高保持電壓72,且因?yàn)楣餐€ 1上未施加尋址或激活電壓，所以無論所施加的片段電壓如何，沿共同線1的全部調(diào)制器均 保持處于經(jīng)松弛狀態(tài)。沿共同線2的調(diào)制器因施加釋放電壓70而保持于經(jīng)松弛狀態(tài)，且當(dāng) 沿共同線3的電壓移動到釋放電壓70時，沿共同線3的調(diào)制器（3,1)、（3,2)及（3,3)將松 弛。
[0060] 在第三線時間60c期間，通過在共同線1上施加高尋址電壓74而尋址共同線1。 因?yàn)樵诖藢ぶ冯妷旱氖┘悠陂g沿片段線1及2施加低片段電壓64,所以跨越調(diào)制器（1，1) 及（1，2)的像素電壓大于所述調(diào)制器的正穩(wěn)定窗的高端（S卩，電壓微分超過預(yù)定義閾值） 且調(diào)制器（1，1)及（1，2)被激活。相反，因?yàn)檠仄尉€3施加高片段電壓62,所以跨越調(diào)制 器（1，3)的像素電壓小于調(diào)制器（1，1)及（1，2)的像素電壓且保持在所述調(diào)制器的正穩(wěn)定 窗內(nèi)；調(diào)制器（1，3)因此保持松弛。同樣在線時間60c期間，沿共同線2的電壓減小到低保 持電壓76,且沿共同線3的電壓保持處于釋放電壓70以使沿共同線2及3的調(diào)制器處于經(jīng) 松弛位置。
[0061] 在第四線時間60d期間，共同線1上的電壓返回到高保持電壓72,以使沿共同線1 的調(diào)制器處于其相應(yīng)尋址狀態(tài)。共同線2上的電壓減小到低尋址電壓78。因?yàn)檠仄尉€ 2施加高片段電壓62,所以跨越調(diào)制器（2,2)的像素電壓低于所述調(diào)制器的負(fù)穩(wěn)定窗的低 端，從而導(dǎo)致調(diào)制器（2,2)激活。相反，因?yàn)檠仄尉€1及3施加低片段電壓64,所以調(diào)制 器（2,1)及（2,3)保持于經(jīng)松弛位置。共同線3上的電壓增加到高保持電壓72,從而使沿 共同線3的調(diào)制器處于經(jīng)松弛狀態(tài)。
[0062] 最后，在第五線時間60e期間，共同線1上的電壓保持處于高保持電壓72且共同 線2上的電壓保持處于低保持電壓76,從而使沿共同線1及2的調(diào)制器處于其相應(yīng)尋址狀 態(tài)。共同線3上的電壓增加到高尋址電壓74以尋址沿共同線3的調(diào)制器。當(dāng)在片段線2 及3上施加低片段電壓64時，調(diào)制器（3, 2)及（3, 3)激活，同時沿片段線1而施加的高片 段電壓62導(dǎo)致調(diào)制器（3,1)保持處于經(jīng)松弛位置。因此，在第五線時間60e結(jié)束時，3X3 像素陣列處于圖5A中所展示的狀態(tài)，且無論在沿其它共同線（未展示）的調(diào)制器被尋址時 可發(fā)生的片段電壓的變化如何，只要沿共同線施加保持電壓，3X3像素陣列將保持處于所 述狀態(tài)。
[0063] 在圖5B的時序圖中，給定的寫入程序（S卩，線時間60a到60e)可包含使用高保持 及尋址電壓，或低保持及尋址電壓。一旦已針對給定的共同線而完成寫入程序（且共同電 壓被設(shè)定為具有與激活電壓相同的極性的保持電壓）之后，像素電壓保持在給定的穩(wěn)定窗 內(nèi)且不通過松弛窗，直到將釋放電壓施加在所述共同線上為止。此外，因?yàn)樵趯ぶ访恳徽{(diào)制 器之前釋放所述調(diào)制器被以作為寫入程序的部分，所以調(diào)制器的激活時間（非釋放時間） 可確定所需的線時間。具體來說，在其中調(diào)制器的釋放時間大于激活時間的實(shí)施方案中，可 施加釋放電壓達(dá)長于單一線時間，如圖5B中所描繪。在一些其它實(shí)施方案中，沿共同線或 片段線而施加的電壓可變化以考慮到不同的調(diào)制器（例如不同色彩的調(diào)制器）的激活及釋 放電壓的變化。
[0064] 根據(jù)上文陳述的原理而操作的干涉式調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)可廣泛變化。例如，圖 6A到6E展示包含可移動反射層14及其支撐結(jié)構(gòu)的干涉式調(diào)制器的不同實(shí)施方案的橫截 面的實(shí)例。圖6A展示圖1的干涉式調(diào)制器顯示器的部分橫截面的實(shí)例，其中金屬材料條帶 (即，可移動反射層14)沉積于從襯底20正交延伸的支撐件18上。在圖6B中，每一 MOD 的可移動反射層14大體上呈方形或矩形形狀且在系鏈32上在隅角處或隅角附近附接到支 撐件。在圖6C中，可移動反射層14大體上呈方形或矩形形狀且從可包含柔性金屬的可變 形層34懸垂下來?？勺冃螌?4可圍繞可移動反射層14的周邊而直接或間接地連接到襯 底20。這些連接在本文中稱為支柱。圖6C中所展示的實(shí)施方案具有由可移動反射層14的 光學(xué)功能與由可變形層34實(shí)施的其機(jī)械功能的解耦得到的額外益處。此解耦允許用于反 射層14的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與用于可變形層34的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料獨(dú)立于彼此而優(yōu)化。
[0065] 圖6D展不IMOD的另一實(shí)例，其中可移動反射層14包含反射子層14a?？梢苿臃?射層14擱置于支撐結(jié)構(gòu)（例如支撐柱18)上。支撐柱18使可移動反射層14與下部固定 電極（即，所說明IMOD中的光學(xué)堆疊16的部分）分離，使得（例如）在可移動反射層14 處于經(jīng)松弛位置時，使間隙19形成于可移動反射層14與光學(xué)堆疊16之間?？梢苿臃瓷?層14還可包含可經(jīng)配置以充當(dāng)電極的導(dǎo)電層14c，及支撐層14b。在此實(shí)例中，導(dǎo)電層14c 安置于支撐層14b的一個側(cè)上（在襯底20的遠(yuǎn)端處），且反射子層14a安置于支撐層14b 的另一側(cè)上（在襯底20的近端處）。在一些實(shí)施方案中，反射子層14a可具導(dǎo)電性且可安 置于支撐層14b與光學(xué)堆疊16之間。支撐層14b可包含一或多層電介質(zhì)材料（例如氮氧 化硅（SiON)或二氧化硅（SiO 2))。在一些實(shí)施方案中，支撐層14b可為層堆疊，例如SiO2/ Si0N/Si02H層堆疊。反射子層14a及導(dǎo)電層14c中的任一者或兩者可包含（例如）具有 約0.5%的銅（Cu)的鋁（Al)合金或另一反射金屬材料。在電介質(zhì)支撐層14b上方及下方 采用導(dǎo)電層14a、14c可平衡應(yīng)力且提供增強(qiáng)的導(dǎo)電性。在一些實(shí)施方案中，反射子層14a 及導(dǎo)電層14c可由用于多種設(shè)計(jì)用途（例如，實(shí)現(xiàn)可移動反射層14內(nèi)的特定應(yīng)力分布）的 不同材料形成。
[0066] 如圖6D中所說明，一些實(shí)施方案還可包含黑色掩模結(jié)構(gòu)23。黑色掩模結(jié)構(gòu)23可 形成于光學(xué)非作用區(qū)（例如，介于像素之間或柱18下方）中以吸收周圍或雜散光。黑色掩 模結(jié)構(gòu)23還可通過抑制光從顯示器的非作用部分反射或抑制光透射穿過顯示器的非作用 部分而改善顯示裝置的光學(xué)性質(zhì)，借此增加對比度。另外，黑色掩模結(jié)構(gòu)23可具導(dǎo)電性且 經(jīng)配置以用作電匯流層。在一些實(shí)施方案中，行電極可連接到黑色掩模結(jié)構(gòu)23以減小所連 接的行電極的電阻?？墒褂枚喾N方法（包含沉積及圖案化技術(shù)）來形成黑色掩模結(jié)構(gòu)23。 黑色掩模結(jié)構(gòu)23可包含一或多個層。例如，在一些實(shí)施方案中，黑色掩模結(jié)構(gòu)23包含充當(dāng) 光學(xué)吸收器的鑰鉻（MoCr)層、間隔物層（其可由（例如）Si0 2形成），及充當(dāng)反射器及匯流 層的鋁合金，其分別具有約30埃到80埃、500埃到1000埃及500埃到6000埃范圍內(nèi)的厚 度?？墒褂枚喾N技術(shù)（包含光刻及干式蝕刻）來圖案化所述一或多個層，包含（例如）用 于MoCr及SiO 2層的四氟甲烷（CF4)及/或氧氣（O2)及用于鋁合金層的氯氣（Cl2)及/或 三氯化硼（BCl 3)。在一些實(shí)施方案中，黑色掩模23可為標(biāo)準(zhǔn)具（etalon)或干涉式堆疊結(jié) 構(gòu)。在此類干涉式堆疊黑色掩模結(jié)構(gòu)23中，導(dǎo)電吸收器可用以傳輸或匯流每一行或列的光 學(xué)堆疊16中的下部固定電極之間的信號。在一些實(shí)施方案中，間隔層35可用來使吸收器 層16a與黑色掩模23中的導(dǎo)電層大體上電隔離。
[0067] 圖6E展示MOD的另一實(shí)例，其中可移動反射層14為自撐式。與圖6D相比，圖 6E的實(shí)施方案不包含支撐柱18。而是，可移動反射層14在多個位置處接觸下伏光學(xué)堆疊 16,且可移動反射層14的曲率提供足夠支撐，使得在跨越干涉式調(diào)制器的電壓不足以導(dǎo)致 激活時，可移動反射層14返回圖6E的未激活位置。為清晰起見，可含有多個若干不同層的 光學(xué)堆疊16在此處展示為包含光學(xué)吸收器16a及電介質(zhì)16b。在一些實(shí)施方案中，光學(xué)吸 收器16a可充當(dāng)固定電極與部分反射層兩者。
[0068] 在例如圖6A到6E中所展示的實(shí)施方案中，MOD用作直觀式裝置，其中從透明襯 底20的前側(cè)（即，與其上布置有調(diào)制器的側(cè)相對的側(cè)）觀看圖像。在這些實(shí)施方案中，可 配置及操作顯示裝置的背部（即，可移動反射層14后方的顯示裝置的任何部分，包含（例 如）圖6C中所說明的可變形層34)而不影響或負(fù)面地影響顯示裝置的圖像質(zhì)量，這是因?yàn)?反射層14光學(xué)屏蔽裝置的那些部分。例如，在一些實(shí)施方案中，可移動反射層14后方可包 含總線結(jié)構(gòu)（未說明），其提供使調(diào)制器的光學(xué)性質(zhì)與調(diào)制器的機(jī)電性質(zhì)（例如電壓尋址 及由此尋址引起的移動）分離的能力。另外，圖6A到6E的實(shí)施方案可簡化處理，例如圖案 化。
[0069] 圖7展示說明干涉式調(diào)制器的制造工藝80的流程圖的實(shí)例，且圖8A到8E展示此 制造工藝80的對應(yīng)階段的橫截面示意性說明的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，除了圖7中未展 示的其它框之外，可實(shí)施制造工藝80以制造（例如）圖1及6中所說明的一般類型的干涉 式調(diào)制器。參考圖1、6及7,工藝80開始于框82處，其中在襯底20上形成光學(xué)堆疊16。圖 8A說明形成于襯底20上方的此光學(xué)堆疊16。襯底20可為透明襯底（例如玻璃或塑料）， 其可具柔性或相對剛性且不彎曲，且可能已經(jīng)受先前制備過程（例如清潔）以促進(jìn)光學(xué)堆 疊16的有效形成。如上所論述，光學(xué)堆疊16可具導(dǎo)電性、部分透明性及部分反射性且可 (例如）通過將具有所要性質(zhì)的一或多個層沉積到透明襯底20上來制造。在圖8A中，光學(xué) 堆疊16包含具有子層16a及16b的多層結(jié)構(gòu)，但在一些其它實(shí)施方案中可包含更多或更少 的子層。在一些實(shí)施方案中，子層16a、16b中的一者可配置有光學(xué)吸收性質(zhì)與導(dǎo)電性質(zhì)兩 者，例如經(jīng)組合導(dǎo)體/吸收器子層16a。另外，子層16a、16b中的一或多者可被圖案化成平 行條帶且可形成顯示裝置中的行電極?？赏ㄟ^此項(xiàng)技術(shù)中已知的掩蓋及蝕刻工藝或另一適 合工藝而執(zhí)行此圖案化。在一些實(shí)施方案中，子層16a、16b中的一者可為絕緣或電介質(zhì)層， 例如沉積于一或多個金屬層（例如，一或多個反射層及/或?qū)щ妼樱┥系淖訉?6b。另外， 光學(xué)堆疊16可被圖案化成形成顯示器的行的個別且平行的條帶。
[0070] 工藝80在框84處繼續(xù)，其中在光學(xué)堆疊16上形成犧牲層25。稍后移除犧牲層 25 (例如，在框90處）以形成腔19,且因此，圖1所說明的所得干涉式調(diào)制器12中未展示 犧牲層25。圖8B說明包含形成于光學(xué)堆疊16上的犧牲層25的經(jīng)部分制造裝置。在光 學(xué)堆疊16上形成犧牲層25可包含以在后續(xù)移除之后提供具有所要設(shè)計(jì)尺寸的間隙或腔 19 (也參看圖1及8E)而選擇的厚度來沉積二氟化氙（XeF2)可蝕刻材料（例如鑰（Mo)或 非晶硅（a-Si))。可使用例如物理氣相沉積（PVD，例如濺鍍）、等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積 (PECVD)、熱化學(xué)氣相沉積（熱CVD)或旋涂的沉積技術(shù)來進(jìn)行犧牲材料的沉積。
[0071] 工藝80在框86處繼續(xù)，其中形成支撐結(jié)構(gòu)，例如圖1、6及8C中所說明的柱18。柱 18的形成可包含：圖案化犧牲層25以形成支撐結(jié)構(gòu)孔口；接著，使用沉積方法（例如PVD、 PECVD、熱CVD或旋涂）來將材料（例如，聚合物或無機(jī)材料（例如氧化硅））沉積到所述孔 口中以形成柱18。在一些實(shí)施方案中，形成于犧牲層中的所述支撐結(jié)構(gòu)孔口可穿過犧牲層 25與光學(xué)堆疊16兩者而延伸到下伏襯底20,使得柱18的下端接觸襯底20,如圖6A中所說 明?；蛘撸鐖D8C中所描繪，形成于犧牲層25中的所述孔口可延伸穿過犧牲層25,但未穿 過光學(xué)堆疊16。例如，圖8E說明支撐柱18的下端與光學(xué)堆疊16的上表面接觸。可通過將 一層支撐結(jié)構(gòu)材料沉積于犧牲層25上且圖案化所述支撐結(jié)構(gòu)材料的遠(yuǎn)離犧牲層25中的孔 口而定位的部分而形成柱18或其它支撐結(jié)構(gòu)。所述支撐結(jié)構(gòu)可位于所述孔口內(nèi)（如圖8C 中所說明），但也可至少部分在犧牲層25的一部分上延伸。如上所述，犧牲層25及/或支 撐柱18的圖案化可通過圖案化及蝕刻工藝而執(zhí)行，且也可通過替代性蝕刻方法而執(zhí)行。
[0072] 工藝80在框88處繼續(xù)，其中形成可移動反射層或隔膜，例如圖1、6及8D中所說 明的可移動反射層14。通過使用一或多個沉積步驟，如反射層（例如，鋁、鋁合金）沉積連 同一或多個圖案化、掩蔽及/或蝕刻步驟，可形成可移動反射層14?？梢苿臃瓷鋵?4可具 導(dǎo)電性且被稱為導(dǎo)電層。在一些實(shí)施方案中，可移動反射層14可包含多個子層14a、14b、 14c，如圖8D中所展示。在一些實(shí)施方案中，子層中的一或多者（例如子層14a、14c)可包 含針對其光學(xué)性質(zhì)而選擇的高反射子層，且另一子層14b可包含針對其機(jī)械性質(zhì)而選擇的 機(jī)械子層。由于犧牲層25仍存在于框88處所形成的經(jīng)部分制造的干涉式調(diào)制器中，所以 可移動反射層14通常不可在此階段處移動。含有犧牲層25的經(jīng)部分制造 MOD在本文中 也可被稱為"未釋放的" MOD。如以上結(jié)合圖1所描述，可移動反射層14可被圖案化成形 成顯示器的列的個別且平行的條帶。
[0073] 工藝80在框90處繼續(xù)，其中形成腔，例如，如圖1、6及8E中所說明的腔19?？?通過將犧牲層25 (框84處所沉積）暴露于蝕刻劑而形成腔19。舉例來說，可例如通過將 犧牲層25暴露于氣態(tài)或蒸氣狀蝕刻劑（例如源自固體XeF 2的蒸汽）并持續(xù)對移除所要量 的材料（通常相對于環(huán)繞腔19的結(jié)構(gòu)而選擇性地移除）為有效的時間周期，而通過干式化 學(xué)蝕刻移除可蝕刻犧牲材料（例如Mo或非晶Si)。還可使用其它蝕刻方法，例如濕式蝕刻 及/或等離子蝕刻。由于在框90期間移除犧牲層25,所以可移動反射層14通?？稍诖穗A 段之后移動。在移除犧牲材料25之后，所得的經(jīng)完全或部分制造的MOD在本文可被稱為 "釋放的" IMOD。
[0074] 因?yàn)槔鏜OD顯示器等反射性顯示器使用環(huán)境光以產(chǎn)生圖像，所以此類顯示器 可受益于在環(huán)境中的入射環(huán)境光的水平低于所要的水平的情況下增強(qiáng)或取代所述環(huán)境光 的照明裝置。此類照明裝置可稱為前照燈，這是因?yàn)槠浯嬖谟陲@示器的"前"側(cè)，這是顯示 器的面向觀看者的側(cè)。在一些前照燈中，如本文所描述，可利用光導(dǎo)中的菲涅耳反射來照射 顯示器。另外，還可在其它應(yīng)用中使用具有基于菲涅耳反射的光轉(zhuǎn)向特征的光導(dǎo)，所述其它 應(yīng)用包含但不限于一般環(huán)境照明，如本文進(jìn)一步描述。
[0075] 圖9A到9B展示具有有角度狹槽的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面的實(shí)例。所述光學(xué)系統(tǒng)各自 包含光導(dǎo)190,所述光導(dǎo)是由光學(xué)透射材料形成且包含由第一多個IlOa有角度狹槽100形 成的多個光轉(zhuǎn)向特征。所述多個有角度狹槽100可由從所述第一主表面190b朝向所述第 二主表面190c且至少部分穿過所述光導(dǎo)190而延伸的底切界定。第二主表面190c與第一 主表面190b相對且可大體上平行于第一主表面190b。所述多個有角度狹槽100用非氣態(tài) 的光學(xué)透射填充物材料填充，所述填充物材料具有不同于形成光導(dǎo)190的材料的折射率的 折射率。所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料的折射率可失配約0.3或更小。在一些實(shí)施方案 中，所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料的折射率可失配約〇. 2或更小、0. 1或更小，或約0. 05 或更小。隨著光導(dǎo)材料與填充物材料之間的折射率失配減小，在所述兩種材料之間反射的 入射光的量減少，從而允許對在每一界面處反射或以其它方式轉(zhuǎn)向的光的量進(jìn)行控制。在 某一實(shí)施方案中，如所說明，由箭頭表示的光（其中所述箭頭的方向指示光的方向）可注射 到光導(dǎo)190的邊緣中且穿過第二主表面190c噴射出光導(dǎo)190。如所說明，在一些實(shí)施方案 中，形成于第一主表面190b上的有角度狹槽100經(jīng)配置且相對于例如LED等光源而定向， 以便將光噴射出與第一主表面190b相對的第二主表面190c。然而，在其它實(shí)施方案中，形 成于主表面上的有角度狹槽100可相對于光源而定向以便將光噴射出上面形成有角度狹 槽100的相同的主表面。"光源"還可包含反射回到光導(dǎo)190中的再循示環(huán)光（（例如，如圖 15B中所示）。
[0076] 參考圖9B，在一些實(shí)施方案中，所述光學(xué)系統(tǒng)可進(jìn)一步包含由從第二主表面190c 部分穿過光導(dǎo)190而延伸的底切界定的第二多個IlOb有角度狹槽100。在一些實(shí)施方案 中，所述第二多個IlOb有角度狹槽100不同于從第一主表面190b延伸的所述多個有角度 狹槽100。舉例來說，在一些實(shí)施方案中，第二多個IlOb有角度狹槽100可用不同于第一 多個IlOa有角度狹槽100的填充物材料的填充物材料填充，且所述填充物材料與光導(dǎo)材料 之間的折射率差異可不同。在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100的表面與在其中形成所述 表面的主表面之間界定的角度可在形成于第一主表面190b上的有角度狹槽100與形成于 第二主表面190c上的有角度狹槽之間不同。在一些實(shí)施方案中，第一主表面190b中的角 度狹槽100可指向與第二主表面190c上的角度狹槽相反的方向。如所說明，在一些實(shí)施方 案中，形成于第一主表面190b上的第一多個IlOa有角度狹槽中的有角度狹槽100相對于 光源而定向，以便將光噴射出與第一主表面190b相對的第二主表面190c，而形成于第二主 表面190c上的第二多個IlOb有角度狹槽中的有角度狹槽100相對于光源而定向，以便將 光噴射出相同的主表面，即，第二主表面190c。在一些實(shí)施方案中，表面190c上的第二多 個IlOb有角度狹槽100的分布可不同于表面190b上的第一多個IlOa有角度狹槽100的 分布。舉例來說，第二多個IlOb狹槽100的狹槽可與第一多個IlOa狹槽100的狹槽之間 的間隙垂直對準(zhǔn)，其可通過跨越光導(dǎo)190提供狹槽100的均勻分布而促進(jìn)高度均勻的光發(fā) 射。舉例來說，光導(dǎo)190的每一側(cè)面上的狹槽100的有角側(cè)壁可經(jīng)配置以使得有角側(cè)壁提 供跨越第二主表面190c的大體上連續(xù)的反射表面，使得注射到光導(dǎo)190的一側(cè)中的光轉(zhuǎn)向 且反射出第二主表面190c的一部分或全部。
[0077] 所述光導(dǎo)190可由光學(xué)透射材料的一或多個層形成。材料的實(shí)例可包含以下各 者：丙烯酸樹脂、丙烯酸酯共聚物、UV可固化樹脂、聚碳酸酯、環(huán)烯聚合物、聚合物、有機(jī)材 料、無機(jī)材料、硅酸鹽、氧化鋁、藍(lán)寶石、聚對苯二甲酸乙二酯（PET)、聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET-G)、氮氧化硅，和/或其組合。在一些實(shí)施方案中，所述光學(xué)透射材料是玻璃。光導(dǎo) 190的厚度可依據(jù)其中使用光導(dǎo)190的應(yīng)用而變化。在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)190可為約 300微米到約700微米厚。在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)190可具有在約50微米與約500微米 之間的厚度。在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)190的厚度可在約10微米與約100微米之間。
[0078] 圖IOA到IOB展示有角度狹槽的橫斷面的實(shí)例。參考圖IOA及IOB兩者，在一些 實(shí)施方案中，有角度狹槽100可包含第一側(cè)壁195及第二側(cè)壁196。在一些實(shí)施方案中，第 一側(cè)壁195可大體上平行于第二側(cè)壁196。有角度狹槽100的底表面197可大體上平行于 第一主表面190b和/或第二主表面190c。有角度狹槽100可由第一側(cè)壁195與光導(dǎo)190 的第一主表面190b之間的角度φ界定。在一些實(shí)施方案中，所述角度9小于90度。在一些 實(shí)施方案中，所述角度Φ是約45度。還預(yù)期大于或小于45度的角度，且允許視需要改變所 發(fā)射或噴射的光的方向。雖然為了易于論述及說明而說明為具有直的側(cè)壁及底表面，但還 可通過提供外形（例如，從側(cè)面或從上方觀看的不同成角度的表面或彎曲側(cè)壁）和/或這 些側(cè)壁或表面中的一或多者中的非均勻拓?fù)鋪砀淖兯l(fā)射光的方向。在一些實(shí)施方案中， 底表面197可垂直于側(cè)壁195或196而形成。
[0079] 參考圖10A，在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100部分延伸穿過光導(dǎo)190。參考圖 10B，在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100完全延伸穿過光導(dǎo)190,其相對于僅部分延伸穿過 光導(dǎo)190的有角度狹槽可提供更大的反射表面及較高水平的光提取。第一側(cè)壁195及第二 側(cè)壁196可與第二主表面190c鄰接。
[0080] 參考圖IOA及IOB兩者，有角度狹槽100填充有填充物材料。在一些實(shí)施方案中， 填充物材料可包含經(jīng)配置以附接其它結(jié)構(gòu)（例如保護(hù)蓋或顯示器）的透明粘合劑。在一些 實(shí)施方案中，填充物材料是環(huán)氧樹脂，其可提供大體上無空隙的組裝并且還促進(jìn)其它結(jié)構(gòu) (例如，其它層、顯示器等）的附接。在一些實(shí)施方案中，填充物材料是UV可固化環(huán)氧樹脂 或復(fù)合物。在一些實(shí)施方案中，填充物材料可包含非氣態(tài)、透明的填充物材料，包含但不限 于丙烯酸、聚碳酸酯、透明的聚合物、透明的環(huán)氧樹脂、透明的粘合劑、硅酮，或其組合。歸因 于光提取對填充物材料的折射率的敏感性，在一些實(shí)施方案中，材料的折射率能夠承受對 環(huán)境條件（例如，UV、溫度及濕度）的暴露且在具備有角度狹槽100的裝置的預(yù)期使用壽命 期間大體上穩(wěn)定。部分延伸穿過光導(dǎo)190的有角度狹槽100可允許高水平的機(jī)械穩(wěn)定性及 填充狹槽的簡易性。因?yàn)椴糠执┻^的狹槽已經(jīng)具有底部，所以不需要提供底部以阻止在制 造期間填充物材料的泄漏。
[0081] 在一些實(shí)施方案中，填充物材料的一部分可含有漫射顆粒，其可漫射所提取的光。 替代地或另外，可在光導(dǎo)190上方或下方提供漫射層。在一些其它實(shí)施方案中，為了減少非 所要的鏡面反射，可將抗反射涂層應(yīng)用于表面190b、190c及197或側(cè)壁195或196中的一 或多者。
[0082] 繼續(xù)參考圖IOA及IOB兩者，有角度狹槽100的寬度可在整個光導(dǎo)190上或內(nèi)變 化以增加或減少光導(dǎo)190中每區(qū)域的界面的數(shù)目，進(jìn)而分別增加或減少光導(dǎo)190的每區(qū)域 所提取的光的量。在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100的寬度可為約5到50微米、約25到 250微米，或約100到1000微米。所述寬度是有角度狹槽100的相對的側(cè)面195及196之 間的最大距離，所述距離是沿著大體上平行于其中形成了有角度狹槽的表面的軸線而測量 的。在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100的寬度小于沿著所述軸線的有角度狹槽100之間 的平均距離。舉例來說，所述平均距離可比有角度狹槽100的寬度大約1倍或更多、約2倍 或更多、約5倍或更多，或約10倍或更多。將了解，有角度狹槽100折射繼續(xù)傳播穿過那些 狹槽的光，以使得所述光被移位或以不同于在其進(jìn)入狹槽時的水平退出狹槽。這在圖IOA 及IOB兩者中說明。可通過相對窄的寬度的有角度狹槽來減少所述移位，這是因?yàn)橐莆坏?量與狹槽的寬度成比例。
[0083] 在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100可部分或完全延伸穿過光導(dǎo)190,其中鄰近狹 槽之間的間距約為光導(dǎo)190的厚度；垂直于光導(dǎo)190的主表面而測量的有角度狹槽100的 深度可為光導(dǎo)厚度的小部分、可全部延伸穿過光導(dǎo)190,或可在之間的某處。舉例來說，有角 度狹槽190可具有約25微米的寬度且一半延伸穿過500微米厚的光導(dǎo)，其中間距為約250 微米。狹槽深度可在整個光導(dǎo)190上是均勻的或變化的，以允許對所發(fā)射光的空間強(qiáng)度進(jìn) 行控制。有角度狹槽100的其它幾何特征（例如其長度、鄰近狹槽之間的間隔，及其在整個 光導(dǎo)190上的圖案）還可允許對所發(fā)射光的空間強(qiáng)度進(jìn)行控制。
[0084] 還將了解，第一側(cè)壁195處的光的折射可致使光以不同于第一側(cè)壁195的角度撞 擊在第二側(cè)壁196上。因此，由第二側(cè)壁196提取的光的角度可不同于由第一側(cè)壁195提 取的光的角度。在一些實(shí)施方案中，此差異可用于在所發(fā)射光的方向上提供一些變化（例 如，在特定方向上增加光發(fā)射及觀看角度）或可通過使第二側(cè)壁196成角度以補(bǔ)償?shù)谝粋?cè) 壁195處的光的折射來減少所述變化。
[0085] 圖11展示菲涅耳反射對有角度狹槽的折射率失配的實(shí)例曲線圖。在一些實(shí)施方 案中，有角度狹槽100可經(jīng)配置以重新引導(dǎo)光，使得光主要通過菲涅耳反射被噴射出第一 主表面190b和/或第二主表面190c中的一者。在一些實(shí)施方案中，填充物材料直接與有角 度狹槽100的側(cè)壁195及196接觸，且在那些側(cè)壁上不存在由另一材料形成的反射性（例 如，金屬）涂層的情況下反射離開那些側(cè)壁。在光穿過具有不同折射率的兩種介電材料（例 如，玻璃及空氣或兩種類型的塑料）之間的界面時，可出現(xiàn)菲涅耳反射。
[0086] 將了解，對于不具有明顯的折射率失配的材料，不出現(xiàn)菲涅耳反射。具有小失配的 材料產(chǎn)生少量的菲涅耳反射，從而允許將許多有角度狹槽100定位在光導(dǎo)190中，其中每一 有角度狹槽100反射小部分的光，同時將剩余的光傳輸?shù)较乱挥薪嵌泉M槽1〇〇。舉例來說， 如圖11中所示，針對45度有角度狹槽100繪制以百分比計(jì)的分?jǐn)?shù)菲涅耳反射對光導(dǎo)材料 與填充物材料之間的折射率的差異。展示光導(dǎo)材料的三種不同折射率（n = I. 45、1. 5及 1.55)的曲線。具有高于或低于光導(dǎo)材料的折射率的材料致使光的菲涅耳反射行進(jìn)穿過光 導(dǎo)190。將了解，約0. 05的折射率失配產(chǎn)生每側(cè)壁195及196約0. 05%的分?jǐn)?shù)反射率。折 射率上的此失配的兩倍產(chǎn)生菲涅耳反射率上的三到六倍的增加。舉例來說，如圖11中所 示，約〇. 1的折射率失配產(chǎn)生每側(cè)壁195及196約0. 17%的分?jǐn)?shù)反射率。
[0087] 再次參看圖IOA到Β，每一側(cè)壁195及196處的折射率失配致使在光導(dǎo)190內(nèi)行進(jìn) 的光的小部分被重新引導(dǎo)出第二主表面190c，同時未經(jīng)受菲涅耳反射的光保持在光導(dǎo)190 內(nèi)且傳播穿過有角度狹槽100。分?jǐn)?shù)菲涅耳反射可在較廣范圍上變化，例如從零到百分之幾 或更多，其取決于側(cè)壁195及196的角度φ及折射率失配的程度。在一些實(shí)施方案中，經(jīng)填 充的有角度狹槽100可經(jīng)配置以噴射在側(cè)壁195及196中的每一者處入射的光的約0. 01% 到約3%。在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100 (圖IOA及10Β)的表面195及196中的一 者處入射的光的約97%或更多、99%或更多、99. 5%或更多、99. 8%或更多、99. 9%或更多、 99. 95%或更多或99. 98%或更多被傳輸且傳播穿過那些表面而非被反射。
[0088] 圖12展不具有光源的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)190包 含用于從光源192接收光的第一光輸入邊緣190a。在一些實(shí)施方案中，一或多個光源192可 位于光導(dǎo)190的一側(cè)的至少一個邊緣、拐角或中心上。光源192可包含發(fā)光二極管（LED)， 但其它發(fā)光裝置也是可能的。舉例來說，光源192可為任何發(fā)光裝置，例如（但不限于）白 熾燈泡、激光，或熒光管。在一些實(shí)施方案中，光源192可為沿光輸入邊緣190a排列的多個 發(fā)光裝置。在某些實(shí)施方案中，光源192可為沿光輸入邊緣190a的大部分長度延伸的光棒。
[0089] 繼續(xù)參考圖12,從光源192發(fā)射的光傳播到光導(dǎo)190中。光在其中（例如）經(jīng) 由其表面處的全內(nèi)反射被導(dǎo)引，所述表面可與空氣或一些其它周圍流體或固體媒介形成界 面。在一些實(shí)施方案中，具有比光導(dǎo)190的折射率低的折射率（例如，比光導(dǎo)190的折射率 低大約0. 05或更多，或比光導(dǎo)190的折射率低大約0. 1或更多）的光學(xué)包層（未圖示）可 安置在光導(dǎo)190的上部和/或下部主表面190b及190c上以促進(jìn)TIR離開那些表面。
[0090] 在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光191可在第一主表面190b與第二主表面190c之間的 任一方向上以極少的失真或強(qiáng)度上的損耗行進(jìn)穿過光導(dǎo)190的厚度。因此，將了解，在具有 有角度狹槽100的光導(dǎo)中，從光源192進(jìn)入光導(dǎo)的光可主要僅從一個表面190c發(fā)射，其中 從一個主表面到另一主表面穿越光導(dǎo)的光具有最小的失真或強(qiáng)度上的損耗。在一些實(shí)施方 案中，光導(dǎo)190可經(jīng)配置以在通過第一主表面190b及第二主表面190c觀看時是大體上透 明的。因此，光線191可自由傳播穿過光導(dǎo)190。
[0091] 在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)190的一些部分可在通過第一主表面190b及第二主表面 190c觀看時不是大體上透明的。舉例來說，例如歸因于其它結(jié)構(gòu)（例如，光導(dǎo)190的主表面 上的沉積的金屬膜或彩色涂料）的存在，光導(dǎo)190的第一主表面190b或第二主表面190c 的多個部分可有顏色、刷白、刷黑、不透明、鍍銀、具反射性或鏡面化。照明面板（例如）可 包含一或多個光源192,具有填充有折射率失配的透明材料的多個有角度狹槽100的平面 光導(dǎo)190,且其中主表面190b或190c中的一者是鏡面化或有顏色（例如，白色的）主表面， 使得注射到光導(dǎo)190的邊緣中的光將被有角度狹槽100噴射出主表面190c或190b中的另 一者。在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100的有角側(cè)壁可經(jīng)配置以將在光導(dǎo)190內(nèi)行進(jìn)的 光重新引導(dǎo)出未涂覆的主表面，其中另一主表面涂覆或未涂覆有例如沉積的金屬膜或有顏 色的涂料等結(jié)構(gòu)。替代地，有角度狹槽可經(jīng)配置以將在光導(dǎo)190內(nèi)行進(jìn)的光重新引導(dǎo)到一 個主表面上的反射性或色散涂層上，所述重新引導(dǎo)的光隨后往回穿越到光導(dǎo)190中并穿過 光導(dǎo)190的厚度且穿出另一主表面。
[0092] 圖13展示具有光接收裝置的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，所述 光接收裝置可包含一或多個光學(xué)傳感器和/或光伏電池，其可定位在光導(dǎo)190的邊緣或拐 角的一部分或更多上以接收光。舉例來說，光學(xué)系統(tǒng)可進(jìn)一步包含安置在光導(dǎo)190的邊緣 190d處的光伏電池193。在存在光源192的情況下，光伏電池可用于將環(huán)境光轉(zhuǎn)換為電能 和/或通過將來自光源192的未提取的光轉(zhuǎn)換為電能來使來自光源192的能量再循環(huán)。在 一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100經(jīng)配置以主要通過菲涅耳反射朝向光伏電池193將入射 環(huán)境光噴射出光導(dǎo)190的邊緣190d。在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)190形成透射結(jié)構(gòu)，例如窗， 其允許光以較低的失真水平透射穿過其，同時還將此光的一些重新引導(dǎo)到光伏電池193。此 光導(dǎo)190可具備或可不具備光源192。在存在光源192的情況下，光導(dǎo)190可充當(dāng)環(huán)境光， 以便（例如）在外面較黑時照射其中安放所述窗的空間。
[0093] 在一些實(shí)施方案中，所述光學(xué)系統(tǒng)可包含安置在光導(dǎo)190的邊緣處的光傳感器。 在一些實(shí)施方案中，進(jìn)入第一主表面190b(或第二主表面190c)的光的一部分被有角度狹 槽100重新引導(dǎo)向光傳感器。在一些實(shí)施方案中，可省略光源192。有角度狹槽100可彎曲 以重新引導(dǎo)環(huán)境光且將環(huán)境光聚焦到沿著光導(dǎo)的一或多個側(cè)面或拐角的一或多個光伏電 池或光傳感器上。
[0094] 圖14A到14B展示具有顯示元件的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面的實(shí)例。參考圖14A及14B 兩者，光導(dǎo)190可鄰近于目標(biāo)198而安置，以使得光導(dǎo)190的主表面（例如，第二主表面 190c)面向目標(biāo)198。在一些實(shí)施方案中，所述目標(biāo)可為顯示器。有角度狹槽100可經(jīng)配置 以從光源192朝向顯不器198噴射光。顯不器198可包含各種顯不兀件，例如多個空間光 調(diào)制器、干涉式調(diào)制器、液晶元件、電泳元件等，其可平行于面板198的主表面而布置。在一 些實(shí)施方案中，顯示器198可包含例如圖1的干涉式調(diào)制器12等干涉式調(diào)制器。在一些實(shí) 施方案中，在顯示元件具反射性的情況下，包含光導(dǎo)190的系統(tǒng)充當(dāng)前照燈。光被提取出光 導(dǎo)190且被朝向顯示器198引導(dǎo)，隨后從顯示器198反射并朝向觀看者往回透射穿過且穿 出光導(dǎo)190。在一些其它實(shí)施方案中，在顯不兀件具透射性的情況下，包含光導(dǎo)190的系統(tǒng) 充當(dāng)背光。光被提取出光導(dǎo)190且朝向觀看者透射穿過顯示器198。雖然為了易于說明而 展示為均勻地間隔，但在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100的位置可"隨機(jī)化"或略微不同 于均勻的間隔，這可在有角度狹槽100與顯示元件重疊時減少光學(xué)假影，例如波紋圖案。有 角度狹槽100在圖14A中展示為在光導(dǎo)190的單一表面上，且在圖14B中展示為在光導(dǎo)190 的兩個主表面上。例如透明的粘合劑（未圖示）等偶合層可定位在光導(dǎo)190與顯示器198 之間。在一些實(shí)施方案中，所述偶合層可包含或充當(dāng)漫射器。
[0095] 圖15A到15B展示具有在不同方向上定向的有角度狹槽的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面圖的 實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，一或多個光導(dǎo)可鄰近于彼此而安置或堆疊在彼此上。參考圖15A 及15B兩者，在一些實(shí)施方案中，第一光導(dǎo)190堆疊在第二光導(dǎo)190'上。在一些實(shí)施方案 中，下部折射率包層（未展示，但在圖12的論述中簡要地描述）可安置在第一和第二光導(dǎo) 190及190'之間以防止所述兩個光導(dǎo)之間的非所要的漏光。在一些實(shí)施方案中，第一光導(dǎo) 190的有角度狹槽100在與形成于第二光導(dǎo)19(V中的有角度狹槽100相反的方向上定向。 舉例來說，光導(dǎo)190的有角度狹槽100的側(cè)壁及第二光導(dǎo)190'的有角度狹槽100的側(cè)壁可 在一般相反的方向上指向遠(yuǎn)離第一主表面190b。在一些實(shí)施方案中，形成于第一光導(dǎo)190 及第二光導(dǎo)190'中的有角度狹槽100經(jīng)配置以重新引導(dǎo)從光源192入射的入射光，使得 光傳播出光導(dǎo)190及190'(例如，傳播到第二主表面190' c的外部）。在一些實(shí)施方案 中，第一和第二光導(dǎo)190及19(V大體上相同。在一些實(shí)施方案中，第一和第二光導(dǎo)190及 190'可不同。舉例來說，第一和第二光導(dǎo)190及190'可由不同材料（例如，具有不同折射 率的材料）形成且/或可具有有角度狹槽100的不同分布和/或大小。
[0096] 參考圖15A，在一些實(shí)施方案中，所述光學(xué)系統(tǒng)可包含兩個或更多光源。在一些實(shí) 施方案中，光源192鄰近于第一光導(dǎo)190的光輸入邊緣190a而安置，且第二光源192 ^鄰 近于第二光導(dǎo)19(V的光輸入邊緣19(V d而安置。在一些實(shí)施方案中，從光源192發(fā)射的 光穿過光輸入邊緣190a傳播到第一光導(dǎo)190中。在一些實(shí)施方案中，從第二光源192'發(fā) 射的光穿過光輸入邊緣19(V d傳播到第二光導(dǎo)190'中。在一些實(shí)施方案中，（例如）經(jīng) 由分別在光導(dǎo)190及190'的表面處的全內(nèi)反射來導(dǎo)引從光源192及192'發(fā)射的光，所述 表面可與具有較低折射率的空氣或一些其它周圍流體或固體媒介形成界面。可從復(fù)合光導(dǎo) 190及190'獲得增加的光輸出。三個或更多個光導(dǎo)190可以類似方式與三個或更多個側(cè) 面上的光源堆疊（未圖示）。替代地或除此之外，經(jīng)填充的有角度狹槽100可以縱橫交錯或 交叉影線的方式配置以適應(yīng)多個側(cè)面上的光源。
[0097] 在一些實(shí)施方案中，未被提取出光導(dǎo)190的光可再循環(huán)，進(jìn)而增加光學(xué)系統(tǒng)的效 率。參考圖15B，在一些實(shí)施方案中，所述光學(xué)系統(tǒng)可在邊緣190d上包含一體的表面或附接 的再循環(huán)結(jié)構(gòu)1510以用于將敲擊與光源192相對的邊緣190d的光再循環(huán)。舉例來說，在 一些實(shí)施方案中，邊緣190d可包含再循環(huán)結(jié)構(gòu)1510,所述再循環(huán)結(jié)構(gòu)經(jīng)配置以重新引導(dǎo)逃 離光導(dǎo)190的光，使得所述光被重新引導(dǎo)以在光導(dǎo)190'內(nèi)傳播。在一些實(shí)施方案中，再循 環(huán)結(jié)構(gòu)1510具備將從光導(dǎo)190逃離的光反射到光導(dǎo)190'中的平面和/或彎曲表面。再循 環(huán)結(jié)構(gòu)1510可包含鏡面化表面。
[0098] 圖16展不沿著光導(dǎo)的主表面具有包層的光學(xué)系統(tǒng)的橫截面的實(shí)例。在一些實(shí)施 方案中，所述光學(xué)系統(tǒng)可包含安置在第一包層1610和/或第二包層1620之間的光導(dǎo)190。 在一些實(shí)施方案中，例如玻璃或塑料襯底等透明襯底可充當(dāng)包層。在一些實(shí)施方案中，反射 離開有角度狹槽100的側(cè)壁195及196的光朝向目標(biāo)198反射出第二主表面190c，所述目 標(biāo)在一些實(shí)施方案中可為顯不器。在一些實(shí)施方案中，反射出第二主表面190c的光通過光 導(dǎo)190的主表面190c及190b被重新引導(dǎo)回。在一些實(shí)施方案中，第一和第二包層1610及 1620是由光學(xué)透射材料制成。所述光學(xué)透射材料可（例如）為玻璃或聚合物。在一些實(shí)施 方案中，所述光學(xué)透射材料可具有與有角度狹槽100的填充物材料的折射率類似或相同的 折射率。因此，在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100的填充物材料的折射率比光導(dǎo)190的折 射率低約0. 3或更小、約0. 1或更小，或約0. 05或更小。如所說明，此折射率匹配可針對穿 過有角度狹槽100垂直地傳播的光提供低水平的反射，進(jìn)而促進(jìn)穿過光導(dǎo)190的厚度的光 的有效且低假影傳播。
[0099] 在一些實(shí)施方案中，層1610及1620可具有類似于光導(dǎo)190的折射率的折射率且 可不充當(dāng)包層。在一些實(shí)施方案中，例如透明粘合劑（未圖示）等薄包層可安置在層1610 及1620之間。所述薄包層可經(jīng)選擇以具有比光導(dǎo)190小的折射率，以促進(jìn)沿著光導(dǎo)190的 長度行進(jìn)的光線的TIR。在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100完全延伸穿過光導(dǎo)190,其可 通過減少在觀看者與顯示器之間由不同材料形成的界面的數(shù)目來進(jìn)一步促進(jìn)穿過光導(dǎo)190 的厚度的光的傳播。將了解，一些反射可出現(xiàn)在每一界面處及其中有角度狹槽100完全延 伸穿過光導(dǎo)100的厚度的區(qū)域中，可移除至少一個可能的界面（在狹槽100與光導(dǎo)190之 間）。
[0100] 將了解，各圖中展示的有角度狹槽100是示意性的。有角度狹槽100的大小、形狀、 密度、位置等可不同于所描繪的大小、形狀、密度、位置等，以實(shí)現(xiàn)所要的光重新引導(dǎo)性質(zhì)。 舉例來說，有角度狹槽100可以各種圖案分布在光導(dǎo)190中以實(shí)現(xiàn)所要的光轉(zhuǎn)向性質(zhì)。將 了解，在許多應(yīng)用中需要每一面積的功率的均勻性以均勻地照射例如顯示器等目標(biāo)。有角 度狹槽100可經(jīng)布置以實(shí)現(xiàn)每一面積的功率的高度均勻性。
[0101] 在一些實(shí)施方案中，多個有角度狹槽100中的一或多者可跨越光導(dǎo)190的寬度大 體上連續(xù)地延伸。在一些實(shí)施方案中，多個有角度狹槽100跨越光導(dǎo)190的寬度形成離散 片段。在一些實(shí)施方案中，不同密度的有角度狹槽100允許每單位面積的所提取的光在光 導(dǎo)190的區(qū)域上高度均勻。隨著光傳播穿過光導(dǎo)190, 一些量的光接觸有角度狹槽100且被 重新引導(dǎo)出光導(dǎo)190。因此，傳播穿過光導(dǎo)190的剩余的光隨著距光源192的距離而減少， 因?yàn)樵絹碓蕉嗟墓馔ㄟ^接觸有角度狹槽100而被重新引導(dǎo)。為了補(bǔ)償傳播穿過光導(dǎo)190的 減少的量的光，有角度狹槽100的密度可隨著距光源192的距離而增加。
[0102] 圖17A到17B是各種光學(xué)系統(tǒng)的俯視平面圖的實(shí)例。在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)190 的第一和第二主表面190b及190c (圖17A到B)中的一者或兩者中的有角度狹槽100的密 度隨著距光源192的距離增加而增加。示意性地說明的線的密度指示有角度狹槽100的密 度。雖然所說明的線表明有角度狹槽100跨越光導(dǎo)190的寬度大體上連續(xù)地延伸，如先前 所述，但在一些實(shí)施方案中，多個有角度狹槽100形成作為光導(dǎo)190的寬度的一部分的離散 的短片段。
[0103] 參考圖17A，每單位面積的有角度狹槽100的數(shù)目隨著距直接鄰近于光源192的光 導(dǎo)190的邊緣的距離增加而增加。在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100(不論是片段還是大 體上跨越光導(dǎo)的寬度而延伸）可形成平行于光源192的一般直的線。
[0104] 參考圖17B，有角度狹槽100還可圍繞光源192彎曲（從俯視圖看）。每單位面積 的有角度狹槽100的數(shù)目還可隨著距光源192的距離而增加。舉例來說，光源192可安置 在光導(dǎo)190的拐角中。有角度狹槽100可形成圍繞光源192彎曲的半圓形片段。在一些實(shí) 施方案中，可在沿著光導(dǎo)190的邊緣的離散點(diǎn)（例如，中點(diǎn)）處提供光源192,且有角度狹 槽100可圍繞所述離散點(diǎn)彎曲。在一些實(shí)施方案中，可在光導(dǎo)190中的內(nèi)部點(diǎn)處提供光源 192,且有角度狹槽100可圍繞所述內(nèi)部點(diǎn)彎曲。可（例如）使用如上文關(guān)于圖15A到15B 所描述的多層光導(dǎo)190來適應(yīng)沿著一或多個側(cè)面或拐角的光源192的提供?；蛘呋蛄硗?， 有角度狹槽100可以縱橫交錯或交叉影線圖案配置，以允許額外的光源及視需要重新引導(dǎo) 來自那些光源192的光。在一些配置中，有角度狹槽100可以光導(dǎo)190的片段配置，例如光 導(dǎo)190的二分之一片段或四分之一片段。
[0105] 將了解，有角度狹槽100的密度是指光導(dǎo)190的每單位面積由有角度狹槽100占 據(jù)的面積。給定面積中的單一大有角度狹槽100或多個較小有角度狹槽100可具有相同的 密度。因此，所述密度可歸因于（例如）每一面積的有角度狹槽100的大小和/或數(shù)目上 的改變而改變。舉例來說，在一些實(shí)施方案中，有角度狹槽100可隨著距光源192的距離增 加而進(jìn)一步延伸到光導(dǎo)190的主體中，且/或個別分段的有角度狹槽100的大小可隨著距 光源192的距離增加而增加。
[0106] 參考圖17A及17B兩者，光導(dǎo)190的邊緣可具反射性和/或吸收性。舉例來說，可 在邊緣中的一或多者處或在一或多個邊緣上局部地提供鏡面化層，以促進(jìn)光在光導(dǎo)190中 的再循環(huán)，進(jìn)而通過增加注射到光導(dǎo)190中的光將保持在光導(dǎo)中且將以允許提取光的角度 撞擊在有角度狹槽100上的概率來增加效率。在一些實(shí)施方案中，可在一或多個邊緣處或 在一或多個邊緣上局部地提供吸收器，以吸收未提取的光，進(jìn)而降低從邊緣散射的光將逃 離光導(dǎo)190或以導(dǎo)致非所要的光發(fā)射模式的角度撞擊在有角度狹槽100上的概率。在一些 實(shí)施方案中，一些有角度狹槽100 (例如，鄰近于光導(dǎo)190的邊緣的有角度狹槽）可填充有 光吸收材料，以在尚未被提取的光到達(dá)光導(dǎo)190的邊緣之前吸收所述光。
[0107] 在一些實(shí)施方案中，本文中所描述的光導(dǎo)190可用于周圍環(huán)境的照射以提供（例 如）住宅或商業(yè)照明（包含架構(gòu)或面板照明）。舉例來說，目標(biāo)198 (圖14A及14B)可為周 圍環(huán)境中的物體，例如桌子或房間邊界。在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)190可經(jīng)設(shè)定大小以適用 于周圍環(huán)境。舉例來說，為了有效地耦合到更大的光源且允許光在大區(qū)域上傳播，在一些照 明應(yīng)用中，光導(dǎo)190的厚度可為約0· 5mm到約10mm。在一些照明應(yīng)用中，光導(dǎo)190可以各種 形狀彎折或彎曲。舉例來說，光導(dǎo)190可卷成圓柱體或放置在非平面表面上。平面或彎曲 光導(dǎo)190可用于提供周圍照射。平面光導(dǎo)的寬度及長度可具有較廣的范圍。舉例來說，光 導(dǎo)可具有Icm到Im或更大的邊緣尺寸，且以正方形、矩形、圓形或其它合適的形狀形成。光 導(dǎo)可視需要再成形為圓筒、部分圓錐或其它形狀。
[0108] 圖18展示說明制造光學(xué)系統(tǒng)的方法的流程圖的實(shí)例。方法1800包含用于提供光 導(dǎo)的框1810。方法1800還包含用于提供填充有填充物材料的多個有角度狹槽的框1820。 所述有角度狹槽可由從第一主表面延伸的底切界定。填充物材料可具有與形成光導(dǎo)的材料 的折射率失配的折射率。在一些實(shí)施方案中，所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料的折射率失 配約〇. 3或更小。
[0109] 可通過各種方法形成有角度狹槽。在一些實(shí)施方案中，在形成光導(dǎo)時界定所述有 角度狹槽。舉例來說，可通過擠塑穿過模而形成光導(dǎo)，所述模具有對應(yīng)于光導(dǎo)的橫截面形狀 的開口并且還在模中具有對應(yīng)于有角度狹槽的凸出部。在其中有角度狹槽延伸的方向上將 形成光導(dǎo)的材料推動和/或抽取穿過模，進(jìn)而形成具有所要的橫截面形狀且具有有角度狹 槽的一段材料。隨后將所述段材料切割成用于光導(dǎo)的所要的尺寸。
[0110] 在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)可通過澆注或注射模制形成，其中材料放置于模具中且 允許硬化。所述模具含有對應(yīng)于有角度狹槽的延伸部。一旦經(jīng)硬化，便從模具移除光學(xué)透 射材料。所述模具可對應(yīng)于單一光導(dǎo)，以使得所移除的硬化的材料可用作單一光導(dǎo)。在其 它實(shí)施方案中，模具產(chǎn)生較大的材料薄片，可將所述材料薄片切割成用于一或多個光導(dǎo)的 所要的尺寸。
[0111] 在一些實(shí)施方案中，在形成光導(dǎo)之后形成有角度狹槽。舉例來說，可通過在光導(dǎo)中 蓋印有角度狹槽的形狀而形成有角度狹槽。此可通過（例如）壓印來實(shí)現(xiàn)，其中抵靠著光 傳播材料來按壓具有對應(yīng)于有角度狹槽的凸出部的模以在所述材料中形成有角度狹槽?？?對所述材料加熱，使得所述材料具充分的延展性而呈現(xiàn)有角度狹槽的形狀。在一些其它實(shí) 施方案中，光導(dǎo)經(jīng)受沖壓、燙印、沖孔和/或輥壓以形成有角度狹槽。
[0112] 在一些實(shí)施方案中，從光導(dǎo)移除材料以形成有角度狹槽。舉例來說，可通過蝕刻、 機(jī)械加工或切入主體中或以其它方式移除材料來形成有角度狹槽100。在一些實(shí)施方案中， 通過激光切除從主體移除材料。合適的移除工藝的其它實(shí)例包含機(jī)械加工、拋光及組裝；鋸 切及拋光；熱刀切割及3-D光機(jī)械加工。在一些實(shí)施方案中，圓鋸或帶鋸的鋸條可用于切割 狹槽。所述鋸條可制造成具有錐形邊緣以允許形成具有平坦底部的有角度狹槽。
[0113] 在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)可以若干區(qū)段形成，稍后將所述若干區(qū)段進(jìn)行組合?？墒?用本文中揭示的方法形成所述區(qū)段?？墒褂谜凵渎势ヅ洳牧蠈⑺鰠^(qū)段粘附或以其它方式 附接在一起以形成單一光導(dǎo)主體。光導(dǎo)主體的逐區(qū)段形成允許形成彎曲的有角度狹槽，特 定方法原本可能難以作為單一連續(xù)結(jié)構(gòu)形成所述彎曲的有角度狹槽。在一些實(shí)施方案中， 光導(dǎo)的區(qū)段被機(jī)械加工或鋸切，且隨后被拋光并組裝在一起以形成整個光導(dǎo)。
[0114] 有角度狹槽可在形成期間和/或之后用填充物材料填充。在一些實(shí)施方案中，形 成多個有角度狹槽包含用光學(xué)透射材料填充有角度狹槽且隨后允許材料硬化。在一些實(shí)施 方案中，所述材料可為環(huán)氧樹脂、UV可固化環(huán)氧樹脂、UV可固化化合物、丙烯酸、聚碳酸酯、 透明的聚合物、透明的環(huán)氧樹脂、透明的粘合劑、硅酮，或合適的非氣態(tài)填充物材料。
[0115] 在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)可隨后附接到光源以形成照明系統(tǒng)。還可將額外的層或 結(jié)構(gòu)（例如，擴(kuò)散器、包層或抗反射性涂層）應(yīng)用于光導(dǎo)。在一些實(shí)施方案中，光導(dǎo)可附接 到其它襯底，例如顯示器、玻璃蓋片、透明的覆層或觸摸面板。
[0116] 圖19A和19B展示說明包含多個干涉式調(diào)制器的顯示裝置40的系統(tǒng)框圖的實(shí)例。 顯示裝置40可為（例如）蜂窩式電話或移動電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其稍 微變化形式也說明例如電視、電子閱讀器和便攜式媒體播放器的各種類型的顯示裝置。
[0117] 顯示裝置40包含外殼41、顯示器30、天線43、揚(yáng)聲器45、輸入裝置48和麥克風(fēng) 46。外殼41可由多種制造工藝中的任一者形成，所述制造工藝包含注射模制和真空成形。 另外，外殼41可由多種材料中的任一者制成，所述材料包含（但不限于）：塑料、金屬、玻 璃、橡膠及陶瓷或其組合。外殼41可包含可與不同色彩或含有不同標(biāo)志、圖片或符號的其 它可移除部分互換的可移除部分（未展示）。
[0118] 如本文中描述，顯示器30可為多種顯示器（包含雙穩(wěn)態(tài)或模擬顯示器）中的任一 者。顯示器30還可經(jīng)配置以包含平板顯示器（例如等離子、EL、0LED、STN IXD或TFT IXD) 或非平板顯示器（例如CRT或其它顯像管裝置）。另外，顯示器30可包含干涉式調(diào)制器顯 示器，如本文中所描述。
[0119] 圖19B中示意地說明顯示裝置40的組件。顯示裝置40包含外殼41且可包含至 少部分圍封于所述外殼中的額外組件。舉例來說，顯示裝置40包含網(wǎng)絡(luò)接口 27,所述網(wǎng)絡(luò) 接口包含耦合到收發(fā)器47的天線43。收發(fā)器47連接到處理器21，處理器21連接到調(diào)節(jié) 硬件52。調(diào)節(jié)硬件52可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)信號（例如，對信號進(jìn)行濾波）。調(diào)節(jié)硬件52連接 到揚(yáng)聲器45和麥克風(fēng)46。處理器21也連接到輸入裝置48和驅(qū)動器控制器29。驅(qū)動器控 制器29耦合到幀緩沖器28且耦合到陣列驅(qū)動器22,所述陣列驅(qū)動器22進(jìn)而耦合到顯示器 陣列30。根據(jù)特定示范性顯示裝置40設(shè)計(jì)的要求，電力供應(yīng)器50可將電力提供到所有組 件。
[0120] 網(wǎng)絡(luò)接口 27包含天線43和收發(fā)器47以使得顯示裝置40可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與一或多個 裝置通信。網(wǎng)絡(luò)接口 27還可具有一些處理能力以減輕（例如）處理器21的數(shù)據(jù)處理需 求。天線43可發(fā)射及接收信號。在一些實(shí)施方案中，天線43根據(jù)IEEE 16. 11標(biāo)準(zhǔn)（包含 IEEE16. ll(a)、（b)或（g))或 IEEE 802. 11 標(biāo)準(zhǔn)（包含 IEEE 802. lla、b、g 或 η)來發(fā)射和 接收RF信號。在一些其它實(shí)施方案中，所述天線43根據(jù)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)來發(fā)射和接收RF信號。在 蜂窩式電話的情況下，天線43經(jīng)設(shè)計(jì)以接收碼分多址（CDM)、頻分多址（FDM)、時分多址 (TDM)、全球移動通信系統(tǒng)（GSM)，GSM/通用分組無線電服務(wù)（GPRS)、增強(qiáng)型數(shù)據(jù)GSM環(huán)境 (EDGE)、陸地集群無線電（TETRA)、寬帶-CDMA(W-CDMA)、演進(jìn)數(shù)據(jù)優(yōu)化（EV-DO)、lxEV-DO、 EV-DO版本A、EV-DO版本B、高速分組接入（HSPA)、高速下行鏈路分組接入（HSDPA)、高速 上行鏈路分組接入（HSUPA)、演進(jìn)型高速分組接入（HSPA+)、長期演進(jìn)（LTE)、AMPS，或用于 在無線網(wǎng)絡(luò)（例如利用3G或4G技術(shù)的系統(tǒng)）內(nèi)通信的其它已知信號。收發(fā)器47可預(yù)處 理從天線43接收到的信號，使得處理器21可接收所述信號并進(jìn)一步對所述信號進(jìn)行操縱。 收發(fā)器47還可處理從處理器21接收到的信號，使得可經(jīng)由天線43從顯示裝置40發(fā)射所 述信號。
[0121] 在一些實(shí)施方案中，收發(fā)器47可由接收器取代。另外，網(wǎng)絡(luò)接口 27可由可存儲或 產(chǎn)生待發(fā)送到處理器21的圖像數(shù)據(jù)的圖像源取代。處理器21可控制顯示裝置40的整個操 作。處理器21接收例如來自網(wǎng)絡(luò)接口 27或圖像源的壓縮圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù) 處理成原始圖像數(shù)據(jù)或處理成易被處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21可將已處理的 數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動器控制器29或發(fā)送到幀緩沖器28以供存儲。原始數(shù)據(jù)通常是指識別圖像 內(nèi)每一位置處的圖像特性的信息。舉例來說，這些圖像特性可包含顏色、飽和度和灰度級。
[0122] 處理器21可包含微控制器、CPU或邏輯單元以控制顯示裝置40的操作。調(diào)節(jié)硬 件52可包含放大器及濾波器以將信號發(fā)射到揚(yáng)聲器45及從麥克風(fēng)46接收信號。調(diào)節(jié)硬 件52可為顯示裝置40內(nèi)的離散組件，或可并入于處理器21或其它組件內(nèi)。
[0123] 驅(qū)動器控制器29可直接從處理器21或從幀緩沖器28獲取由處理器21產(chǎn)生的原 始圖像數(shù)據(jù)，且可適當(dāng)?shù)刂匦赂袷交紙D像數(shù)據(jù)以將其高速發(fā)射到陣列驅(qū)動器22。在一 些實(shí)施方案中，驅(qū)動器控制器29可將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化成具有類光柵格式的數(shù)據(jù) 流，使得其具有適合于跨越顯示陣列30而掃描的時間次序。接著，驅(qū)動器控制器29將已格 式化的信息發(fā)送到陣列驅(qū)動器22。盡管驅(qū)動器控制器29 (例如LCD控制器）通常與系統(tǒng)處 理器21相關(guān)聯(lián)以作為獨(dú)立的集成電路（1C)，但可以許多方式實(shí)施這些控制器。舉例來說， 控制器可作為硬件嵌入處理器21中、作為軟件嵌入處理器21中或與陣列驅(qū)動器22完全集 成于硬件中。
[0124] 陣列驅(qū)動器22可從驅(qū)動器控制器29接收經(jīng)格式化信息且可將視頻數(shù)據(jù)重新格式 化成一組平行波形，所述組平行波形每秒多次施加到來自顯示器的x-y像素矩陣的數(shù)百及 有時數(shù)千（或更多）引線。
[0125] 在一些實(shí)施方案中，驅(qū)動器控制器29、陣列驅(qū)動器22及顯示陣列30適合于本文中 所述的任何類型的顯示器。舉例來說，驅(qū)動器控制器29可為常規(guī)顯示器控制器或雙穩(wěn)態(tài)顯 示器控制器（例如MOD控制器）。另外，陣列驅(qū)動器22可為常規(guī)驅(qū)動器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器驅(qū) 動器（例如MOD顯示器驅(qū)動器）。另外，顯示陣列30可為常規(guī)顯示陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示陣列 (例如包含IMOD陣列的顯示器）。在一些實(shí)施方案中，驅(qū)動器控制器29可與陣列驅(qū)動器22 集成。此實(shí)施方案在例如蜂窩式電話、手表和其它小面積顯示器的高度集成的系統(tǒng)中是常 見的。
[0126] 在一些實(shí)施方案中，輸入裝置48可經(jīng)配置以允許（例如）用戶控制顯示裝置40 的操作。輸入裝置48可包含例如QWERTY鍵盤或電話小鍵盤的小鍵盤、按鈕、開關(guān)、搖桿、觸 敏屏幕，或者壓敏或熱敏薄膜。麥克風(fēng)46可配置為顯示裝置40的輸入裝置。在一些實(shí)施 方案中，通過麥克風(fēng)46的話音命令可用于控制顯示裝置40的操作。
[0127] 電力供應(yīng)器50可包含此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的多種能量存儲裝置。舉例來說，電力 供應(yīng)器50可為例如鎳鎘電池或鋰離子電池的可再充電電池。電力供應(yīng)器50還可為可再生 能源、電容器或太陽能電池，包含塑料太陽能電池或太陽能電池涂料。電力供應(yīng)器50還可 經(jīng)配置以從壁式插座接收電力。
[0128] 在一些實(shí)施方案中，控制可編程性駐留于可位于電子顯示系統(tǒng)中的若干位置中的 驅(qū)動器控制器29中。在一些其它實(shí)施方案中，控制可編程性駐留于陣列驅(qū)動器22中。上 述優(yōu)化可實(shí)施在任何數(shù)目的硬件和/或軟件組件中且可以各種配置實(shí)施。
[0129] 可將結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施方案而描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊、電路 和算法步驟實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。硬件與軟件的此互換性已大致關(guān) 于其功能性而描述，且在上文所描述的各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟中進(jìn)行說明。 所述功能性是實(shí)施為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用及強(qiáng)加于整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。
[0130] 可用通用單芯片或多芯片處理器、數(shù)字信號處理器（DSP)、專用集成電路（ASIC)、 現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件， 或其經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文所描述的功能的任何組合來實(shí)施或執(zhí)行用于實(shí)施結(jié)合本文中所揭 示的方面而描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊和電路的硬件和數(shù)據(jù)處理設(shè)備。通用處 理器可為微處理器，或任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可實(shí)施為 計(jì)算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器的組合、一或多個微處理器與 DSP核心的聯(lián)合，或任何其它此配置。在一些實(shí)施方案中，可由專用于給定功能的電路來執(zhí) 行特定步驟及方法。
[0131] 在一或多個方面中，可以硬件、數(shù)字電子電路、計(jì)算機(jī)軟件、固件（包含本說明書 中所揭示的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)等效物）或以其任何組合來實(shí)施所描述的功能。本說明書中所述 的標(biāo)的物的實(shí)施方案還可實(shí)施為一或多個計(jì)算機(jī)程序（即，計(jì)算機(jī)程序指令的一或多個模 塊），其在計(jì)算機(jī)存儲媒體上被編碼以由數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行或用以控制數(shù)據(jù)處理設(shè)備的操 作。
[0132] 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于明白本發(fā)明中所描述的實(shí)施方案的各種修改，且可在 不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下將本文中所界定的一般原理應(yīng)用于其它實(shí)施方案。因 此，本發(fā)明無意限于本文中所展示的實(shí)施方案，而是將賦予本發(fā)明與本文中所揭示的此揭 示內(nèi)容、原理和新穎特征相一致的最廣范圍。詞語"示范性"在本文中專門用于表示"充當(dāng) 實(shí)例、例子或說明"。在本文中描述為"示范性"的實(shí)施方案不一定解釋為比其它實(shí)施方案 優(yōu)選或有利。另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解，術(shù)語"上部"及"下部"有時用以使圖 式描述簡易，且指示與適當(dāng)定向頁上的圖式的定向?qū)?yīng)的相對位置，且可能不反映如所實(shí) 施的IMOD的適當(dāng)定向。
[0133] 在單獨(dú)實(shí)施方案的背景下描述于本說明書中的某些特征還可組合地實(shí)施于單一 實(shí)施方案中。相反，還可在多個實(shí)施方案中單獨(dú)地或以任何適合子組合實(shí)施在單一實(shí)施方 案的背景下所描述的各種特征。再者，雖然特征可在上文中被描述為以某些組合作用且甚 至最初被如此主張，但在一些情況下，可從所述組合刪除來自所主張的組合的一或多個特 征，且所述所主張的組合可針對子組合或子組合的變化。
[0134] 類似地，雖然圖式中以特定次序描繪操作，但此不應(yīng)被理解為需要以所展示的特 定次序或以連續(xù)次序執(zhí)行此類操作或需要執(zhí)行全部所說明的操作以實(shí)現(xiàn)合意的結(jié)果。此 夕卜，圖式可以流程圖的形式示意性地描繪一個以上實(shí)例過程。然而，未描繪的其它操作可并 入于示意性地說明的實(shí)例過程中。舉例來說，可在所說明的操作中的任一者之前、之后、同 時地或在其之間執(zhí)行一或多個額外的操作。在某些狀況中，多任務(wù)處理及并行處理可為有 利的。再者，上述實(shí)施方案中的各種系統(tǒng)組件的分離不應(yīng)被理解為全部實(shí)施方案中需要此 分離，且應(yīng)了解，所描述的程序組件及系統(tǒng)可一般一起集成在單一軟件產(chǎn)品中或封裝到多 個軟件產(chǎn)品中。另外，其它實(shí)施方案在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。在一些情況下，權(quán)利要求 書中所敘述的動作可以不同次序執(zhí)行且仍實(shí)現(xiàn)合意的結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)系統(tǒng)，其包括： 光導(dǎo)，其由具有一折射率的材料形成，所述光導(dǎo)包含： 第一表面； 與所述第一表面相對的第二表面；及 多個有角度狹槽，其由從所述第一表面朝向所述第二表面且部分穿過所述光導(dǎo)而延伸 的底切界定，其中所述多個有角度狹槽填充有具有一折射率的填充物材料，所述填充物材 料及所述光導(dǎo)材料的所述折射率失配約0. 3或更小。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料的所述折射 率失配約0. 1或更小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料的所述折射 率失配約0. 05或更小。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述有角度狹槽經(jīng)配置以主要通過菲涅耳反 射將光噴射出所述第一表面及所述第二表面中的一者。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述有角度狹槽的側(cè)壁經(jīng)配置以將入射在所 述側(cè)壁上的所述光的約〇. 01%到約3%噴射出所述第一表面及所述第二表面中的一者。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述填充物材料是環(huán)氧樹脂。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個有角度狹槽相對于所述第一表面成 約45度的角度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個有角度狹槽包含與所述第一表面鄰 接的第一側(cè)壁及第二側(cè)壁，其中所述第一側(cè)壁大體上平行于所述第二側(cè)壁。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括至少一個光源，其中所述光導(dǎo)包含 用于從所述光源接收光的第一光輸入邊緣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述至少一個光源位于所述光導(dǎo)的一側(cè)的 至少一個邊緣、拐角或中心上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個有角度狹槽的底表面大體上平行 于所述第一表面或所述第二表面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括安置在所述光導(dǎo)的邊緣處的光伏 電池，其中所述有角度狹槽經(jīng)配置以主要通過菲涅耳反射朝向所述光伏電池將光噴射出所 述光導(dǎo)的所述邊緣。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括安置在所述光導(dǎo)的邊緣處的光傳 感器，其中所述有角度狹槽經(jīng)配置以朝向所述光傳感器噴射進(jìn)入所述第一表面及所述第二 表面中的一者的光的一部分。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個有角度狹槽是分段的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個有角度狹槽沿著所述第一表面是 彎曲的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括由從所述第二表面部分穿過所述 光導(dǎo)而延伸的底切界定的另外多個有角度狹槽。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述填充物材料包括經(jīng)配置以附接覆蓋物 的透明粘合劑。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括： 包含多個顯示元件的顯示器，所述顯示元件面向所述第一表面及所述第二表面中的一 者，其中所述多個有角度狹槽經(jīng)配置以將光重新引導(dǎo)出所述光導(dǎo)且朝向所述顯示元件重新 引導(dǎo)光。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述顯示器是反射式顯示器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述顯示器的所述顯示元件包含干涉式調(diào) 制器。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括： 處理器，其經(jīng)配置以與所述顯示器通信，所述處理器經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù)；及 存儲器裝置，其經(jīng)配置以與所述處理器通信。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括： 驅(qū)動器電路，其經(jīng)配置以將至少一個信號發(fā)送到所述顯示器。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括： 控制器，其經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送到所述驅(qū)動器電路。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括： 圖像源模塊，其經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到所述處理器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述圖像源模塊包含接收器、收發(fā)器及發(fā) 射器中的至少一者。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括： 輸入裝置，其經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)且將所述輸入數(shù)據(jù)傳送到所述處理器。
27. -種光學(xué)系統(tǒng)，其包括： 光導(dǎo)，其由具有一折射率的材料形成，所述光導(dǎo)包含： 第一表面； 與所述第一表面相對的第二表面；及 用于噴射光的裝置，所述光通過全內(nèi)反射傳播穿過所述光導(dǎo)、主要通過菲涅耳反射通 過所述第一表面離開所述光導(dǎo)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述用于噴射光的裝置包括由從所述第一 和第二表面中的一者部分穿過所述光導(dǎo)而延伸的底切界定的多個有角度狹槽。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個有角度狹槽填充有具有一折射率 的填充物材料，所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料的所述折射率失配約〇. 3或更小。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括安置在所述光導(dǎo)的一或多個邊緣 處的光伏電池及光傳感器中的至少一者。
31. -種制造光學(xué)系統(tǒng)的方法，其包括： 提供由具有一折射率的材料形成的光導(dǎo)，所述光導(dǎo)包含： 第一表面； 與所述第一表面相對的第二表面；及 提供由從所述第一表面部分穿過所述光導(dǎo)而延伸的底切界定的多個有角度狹槽，其中 所述多個有角度狹槽填充有具有一折射率的填充物材料，所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料 的所述折射率失配約〇. 3或更小。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中提供所述光導(dǎo)包含切割光學(xué)透射材料的薄片的 至少一部分以界定所述光導(dǎo)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中提供所述多個有角度狹槽包含移除形成所述光 導(dǎo)的所述材料的一部分以界定所述底切。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中提供所述多個有角度狹槽包含用環(huán)氧樹脂填充 所述有角度狹槽。
35. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述填充物材料的所述折射率低于所述光導(dǎo)材 料的所述折射率。
36. -種光學(xué)系統(tǒng)，其包括： 光導(dǎo)，其由具有一折射率的材料形成，所述光導(dǎo)包含： 第一表面； 與所述第一表面相對的第二表面；及 多個有角度狹槽，其由從所述第一表面朝向所述第二表面且至少部分穿過所述光導(dǎo) 而延伸的底切界定，其中所述多個有角度狹槽包含第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，其中所述第一側(cè) 壁大體上平行于所述第二側(cè)壁，其中所述多個有角度狹槽填充有具有一折射率的填充物材 料，所述填充物材料及所述光導(dǎo)材料的所述折射率失配約〇. 3或更小。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中直接相鄰的有角度狹槽之間的間隔跨越所 述光導(dǎo)而變化。
38. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述有角度狹槽的深度跨越所述光導(dǎo)而變 化。
【文檔編號】G02B26/00GK104364684SQ201380028250
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】戴維·威廉·伯恩斯 申請人:高通Mems科技公司