本發(fā)明涉及激光顯示領(lǐng)域，特別涉及激光顯示系統(tǒng)用像素輸出耦合器。

背景技術(shù)：

已經(jīng)開發(fā)了各種圖像顯示技術(shù)來改善電視、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器和便攜式電子設(shè)備等電子設(shè)備顯示的圖像。幾種常見的顯示技術(shù)包括液晶顯示器(LCD)、等離子體、有機(jī)發(fā)光二極管(OLEDs)以及這些技術(shù)和其它技術(shù)的多種變體。LCD技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為電子設(shè)備使用中最常見的顯示技術(shù)。然而，現(xiàn)有顯示技術(shù)存在若干缺點(diǎn)，因此需要進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種激光顯示系統(tǒng)用像素輸出耦合器，改善激光顯示的圖像效果。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)，包括：

基板；

耦合到所述基板的波導(dǎo)，所述波導(dǎo)包括：

設(shè)置在所述基板上的第一覆層；

設(shè)置在所述第一覆層上的芯層；

設(shè)置在所述芯層上的第二覆層；

設(shè)置在所述波導(dǎo)上的第一導(dǎo)電層；

設(shè)置在所述第一導(dǎo)電層上的第一電光聚合物(EOP)層；

設(shè)置在所述第一電光聚合物層上的第二導(dǎo)電層；

控制器，可調(diào)整施加在所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層之間的第一偏置電壓；

其中所述第一電光聚合物層的第一折射率響應(yīng)于所述第一偏置電壓而變化，從而調(diào)整從所述波導(dǎo)耦合到所述第一電光聚合物層中的光能量。

進(jìn)一步的，所述基板包括塑料聚合物材料。

進(jìn)一步的，所述基板包括陶瓷材料。

進(jìn)一步的，所述第一覆層和所述第二覆層包括SiO₂，所述芯層包括Si₃N₄。

進(jìn)一步的，所述波導(dǎo)包括單模波導(dǎo)。

進(jìn)一步的，所述第一電光聚合物層包括液晶聚合物。

進(jìn)一步的，所述第一電光聚合物層包括分散在聚甲基丙烯酸甲酯中的發(fā)色團(tuán)。

進(jìn)一步的，所述顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述第二導(dǎo)電層上的擴(kuò)散層，所述擴(kuò)散層用于將耦合到所述第一電光聚合物層中的光轉(zhuǎn)換成來自所述擴(kuò)散層的朗伯發(fā)射光。

進(jìn)一步的，所述顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)還包括分散在所述第一電光聚合物層中的多個(gè)散射中心，所述多個(gè)散射中心用于將耦合到所述第一電光聚合物層中的光轉(zhuǎn)換成來自所述第一電光聚合物層的朗伯發(fā)射光。

進(jìn)一步的，所述顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述第二導(dǎo)電層上的覆蓋層。

所述顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)還包括形成在所述第一電光聚合物層和所述第一導(dǎo)電層之間的光柵結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，于所述光柵結(jié)構(gòu)包括計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的全息圖。

進(jìn)一步的，所述計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的全息圖包括啁啾光柵。

進(jìn)一步的，所述顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)還包括：

設(shè)置在所述第二導(dǎo)電層上的第二電光聚合物層；

設(shè)置在所述第二電光聚合物層上的第三導(dǎo)電層；

其中還可操作所述控制器，用于調(diào)整施加在所述第二導(dǎo)電層和所述第三導(dǎo)電層之間的第二偏置電壓，并且其中所述第二電光聚合物層的第二折射率響應(yīng)于所述第二偏置電壓而變化，從而調(diào)整耦合到第一電光聚合物層中的光能量。

一種操作顯示裝置的像素的方法，包括：提供像素結(jié)構(gòu)，所述像素結(jié)構(gòu)包括：

基板；

耦合到所述基板的波導(dǎo)，所述波導(dǎo)包括：

設(shè)置在所述基板上的第一覆層；

設(shè)置在所述第一覆層上的芯層；

設(shè)置在所述芯層上的第二覆層；

設(shè)置在所述波導(dǎo)上的第一導(dǎo)電層；

設(shè)置在所述第一導(dǎo)電層上的電光聚合物(EOP)層；

設(shè)置在所述電光聚合物層上的第二導(dǎo)電層；

在所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層之間施加偏置電壓；

在波導(dǎo)中傳輸光；

改變偏置電壓以調(diào)整從波導(dǎo)耦合到電光聚合物層中的光能量。

進(jìn)一步的，所述基板包括塑料聚合物材料。

進(jìn)一步的，所述基板包括陶瓷材料。

進(jìn)一步的，所述波導(dǎo)的所述第一覆層和第二覆層包括SiO₂，所述波導(dǎo)的所述芯層包括Si₃N₄。

進(jìn)一步的，所述波導(dǎo)包括單模波導(dǎo)。

進(jìn)一步的，所述電光聚合物層包括液晶聚合物。

進(jìn)一步的，所述電光聚合物層包括分散在聚甲基丙烯酸甲酯中的發(fā)色團(tuán)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過改變各像素的折射率，可動(dòng)態(tài)改變分配給各像素的光能量，從而大幅增加顯示器的對(duì)比度且不實(shí)質(zhì)性降低顯示裝置的效率。

附圖說明

圖1示出了顯示組件集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的后視圖；

圖2示出了可變強(qiáng)度光源和控制器的示例性實(shí)施例；

圖3A示出了如圖1所示顯示組件的一部分的近視圖；

圖3B示出了如圖1所示顯示組件的按照?qǐng)D3A所示剖面線A-A的剖視圖；

圖3C示出了如圖1所示顯示組件的按照?qǐng)D3A所示剖面線B-B的剖視圖；

圖4A-4D示出了適用于顯示組件的替代性波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；

圖5A示出了顯示組件一部分以及相應(yīng)子像素、閥門和控制線的前視圖；

圖5B示出了顯示組件替代實(shí)施例的一部分以及相應(yīng)子像素、閥門和控制線的前視圖；

圖6示出了示例性顯示控制配置；

圖7示出了可根據(jù)所述實(shí)施例顯示在顯示器上的示例性圖像；

圖8示出了控制顯示器的示例性流程圖；

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置的局部俯視示意圖。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)的截面示意圖；

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)的截面示意圖；

圖12示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)的截面示意圖；

圖13示出了根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)的截面示意圖；

圖14示出了用于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例操作顯示裝置的像素的方法的簡(jiǎn)化流程圖。

具體實(shí)施方式

本節(jié)描述了根據(jù)本申請(qǐng)的方法和裝置的代表性應(yīng)用情況。提供這些示例僅僅是為了增加上下文并且?guī)椭斫馑枋龅膶?shí)施例。因此，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)施所描述的實(shí)施例。在其他情況下，為了避免不必要地模糊所描述的實(shí)施例，沒有詳細(xì)描述公知處理步驟。由于其他應(yīng)用同樣可能，因此不應(yīng)認(rèn)為以下實(shí)施例具有限制。

在下面的詳細(xì)描述中，參考附圖，這些附圖形成描述的一部分，并且根據(jù)所描述的實(shí)施例通過圖示的方式示出了具體實(shí)施例。盡管足夠詳細(xì)地描述了這些實(shí)施例以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┧枋龅膶?shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，這些示例不具有限制性，因此可以使用其他實(shí)施例，并且可以在不脫離所述實(shí)施例的精神和范圍的情況下進(jìn)行改變。

許多顯示技術(shù)提供比照亮顯示裝置顯示區(qū)域所需更多的光，因此浪費(fèi)了大量的能量。在涉及顯示器向后顯示表面均勻照明的顯示器領(lǐng)域中，這種低效現(xiàn)象特別突出。這個(gè)問題可通過像素來稍微改善，這些像素可以利用有機(jī)發(fā)光二極管和等離子體顯示技術(shù)等離散照明。不幸的是，可傳送到任何單個(gè)像素的光能量仍然受制于該特定像素可實(shí)現(xiàn)的輸出。由于這些原因，人們期望出現(xiàn)能夠在顯示區(qū)域局部有效產(chǎn)生大量光的顯示器。

用于顯示器組件的配光系統(tǒng)常常出現(xiàn)大量光浪費(fèi)現(xiàn)象。尤其是對(duì)于每個(gè)像素不具有離散光源的背光顯示器通常浪費(fèi)最多的能量，因?yàn)閭鞯矫總€(gè)像素的光能量通常保持恒定，這導(dǎo)致了在需要較少光的暗場(chǎng)景中出現(xiàn)能量浪費(fèi)。一些情況下，廢光可能在顯示器的邊緣周圍泄漏，從而降低顯示器的性能。甚至包括沿著面板背面分布光的波導(dǎo)的顯示器仍然通常是低效的，因?yàn)椴▽?dǎo)通常用于在預(yù)定區(qū)域上均勻散布光。

解決該問題的其中一個(gè)方案是在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中加入閥門，這樣可以根據(jù)由顯示組件接收的輸入信號(hào)讓光進(jìn)入波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，然后沿著顯示組件不對(duì)稱地分布。閥門可以以許多方式分布在整個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，方式包括但不限于連接接收光的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一部分和用于將光傳到顯示組件的許多像素的多個(gè)波導(dǎo)分支。可通過這種方式分布光，以便最有效地用于顯示器那些需要最多光的部分。在沿著波導(dǎo)分支順序地布置顯示器組件的像素的實(shí)施例中，每個(gè)像素可以包括其自己的閥門或子像素位置，用于為每個(gè)像素位置吸引適當(dāng)量的光。理想情況是，當(dāng)傳給波導(dǎo)分支的光基本上到達(dá)與波導(dǎo)分支相關(guān)的最后一個(gè)像素時(shí)，已通過其中一個(gè)像素發(fā)出所有光?？墒褂眠@種方式從根本上消除光浪費(fèi)現(xiàn)象。使顯示組件進(jìn)一步理想化以滿足消除或盡量減少光損失這一目標(biāo)的一種方式是將被引入波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的光能量改變?yōu)檫m合于由顯示組件顯示的當(dāng)前內(nèi)容的量。

在一些實(shí)施例中，每個(gè)像素可以各自具有與特定光色相關(guān)的閥門或子像素。通過這種方式，每個(gè)子像素可以吸引所需量的特定波長(zhǎng)的光，從而在與子像素相關(guān)的像素位置處實(shí)現(xiàn)期望的光色和光強(qiáng)。例如，在用于向顯示組件的各個(gè)波導(dǎo)提供紅色、綠色和藍(lán)色光的顯示組件中，每個(gè)像素可以具有紅色、藍(lán)色和綠色子像素，用于從與該像素相關(guān)的紅色、綠色和藍(lán)色波導(dǎo)中吸入光。還應(yīng)當(dāng)注意，上述閥門和子像素可以用于以多種方式從波導(dǎo)中吸入光。在一個(gè)特定實(shí)施例中，閥門和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以由可變折射率材料形成，可以調(diào)整折射率從而調(diào)整通過特定子像素或閥門被吸入的光能量。

下文參考圖1-14描述了這些實(shí)施例以及其他實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解到：本文關(guān)于這些附圖的詳細(xì)描述僅用于解釋目的，而不應(yīng)被理解為具有限制。

波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和布局

圖1示出了包括集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的顯示組件100的后視圖。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括將可變強(qiáng)度光源104發(fā)出的光傳送到多個(gè)波導(dǎo)分支106的波導(dǎo)總線102。波導(dǎo)總線102用于通過限制光波在其經(jīng)過所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)時(shí)的擴(kuò)展來使光束通過顯示組件100。可變強(qiáng)度光源104可以采用許多形式，包括發(fā)光二極管，激光器等。

可變強(qiáng)度光源104可用于發(fā)射多個(gè)不同波長(zhǎng)的光。在一些實(shí)施例中，可變強(qiáng)度光源104可以表示多個(gè)發(fā)光器件，例如紅色，綠色和藍(lán)色激光器。閥門108用于將來自波導(dǎo)總線102的光分布到波導(dǎo)分支106中。閥門108可允許變化能量的光進(jìn)入與每個(gè)波導(dǎo)分支106相關(guān)的波導(dǎo)。然后構(gòu)成每個(gè)波導(dǎo)分支106的一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)將光傳遞到像素組件100的每個(gè)像素110。通過這種方式，像素110陣列可以共同形成顯示給用戶的圖像、系列圖像或視頻。雖然顯示組件100被示為顯示相對(duì)有限數(shù)量的像素110，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，該配置可以縮放到滿足高清晰度、超高清晰度或其他合適的視頻標(biāo)準(zhǔn)的程度。例如，高清晰度信號(hào)或1080p分辨率具有1920(垂直列)×1080(水平列)的像素分辨率，總共2,073,600個(gè)像素。

顯示組件100的控制器112被示為通信耦合到可變強(qiáng)度光源104和像素陣列110，因此控制器112可以向可變強(qiáng)度光源104、閥門108和/或像素110發(fā)送命令信號(hào)。命令信號(hào)由控制器112發(fā)送到可變強(qiáng)度光源104，可以根據(jù)輸入信號(hào)114改變可變強(qiáng)度光源104的總光輸出量。當(dāng)控制器112確定當(dāng)前視頻幀所需的總光能量與先前視頻幀所需光能量不同時(shí)，總光輸出量被改變。以這種方式，可以通過產(chǎn)生許多的光來防止可變強(qiáng)度光源104浪費(fèi)能量。由可變強(qiáng)度光源104發(fā)出的光能量可以以許多方式變化。當(dāng)可變強(qiáng)度光源104采用多個(gè)激光器的形式時(shí)，可以通過使用脈沖寬度調(diào)制來調(diào)整激光器輸出的方式調(diào)整每個(gè)激光器發(fā)出的光能量。在其他實(shí)施例中，可改變施加到固態(tài)光源的驅(qū)動(dòng)電流，從而減少光輸出量并減少能量浪費(fèi)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將識(shí)別出許多變型、修改和備選。

由于可變強(qiáng)度光源104沒有發(fā)射額外的光或僅發(fā)射非常少的額外光，因此所發(fā)出的光有效地分布到每個(gè)像素110中，從而減少光損失/浪費(fèi)現(xiàn)象。在可以預(yù)期光損失的情況下，控制器112可用于在計(jì)算光分配量時(shí)將光損失考慮在內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，使用閥門108，其能夠?qū)⒆銐虻墓廪D(zhuǎn)向到每個(gè)波導(dǎo)支路106，足以照亮與相應(yīng)波導(dǎo)支路106相關(guān)的像素110。當(dāng)光通過各波導(dǎo)支路106的波導(dǎo)穿過顯示器組件100時(shí)，根據(jù)在每個(gè)像素110處接收的命令信號(hào)，一部分光在穿過波導(dǎo)時(shí)通過每個(gè)像素110傳遞。從控制器112延伸的箭頭示出了命令信號(hào)從控制器112發(fā)送到可變強(qiáng)度光源104、閥門108和像素110的路徑。

圖2示出了可變強(qiáng)度光源104和控制器112的示例性實(shí)施例。圖2示出了可變強(qiáng)度光源104是如何可以包括三個(gè)光源的，三個(gè)光源即第一發(fā)射器202、第二發(fā)射器204和第三發(fā)射器206。發(fā)射器可以采用許多形式，例如，包括激光器，發(fā)光二極管等。在使用激光器的實(shí)施例中，紅外激光器可以與頻率倍增器一起使用以產(chǎn)生紅色、綠色和藍(lán)色波長(zhǎng)的可見光。在這些實(shí)施例中，第一發(fā)射器202可以發(fā)射紅光，第二發(fā)射器204可以發(fā)射綠光，第三發(fā)射器206可以發(fā)射藍(lán)光。還應(yīng)當(dāng)注意，也可以產(chǎn)生其它顏色，例如，可以向紅色、綠色和藍(lán)色激光器添加黃色激光器，或者可以采用不同顏色光發(fā)射器的另一種混合。每個(gè)發(fā)射器可以光學(xué)耦合到自己的離散波導(dǎo)。波導(dǎo)共同形成波導(dǎo)總線102，波導(dǎo)總線102將發(fā)出的光傳到閥門108(未示出)。

圖2還示出了控制器112如何與發(fā)射器202-206通信。由控制器112接收的輸入信號(hào)114可以由控制器112分析，從而確定每種顏色需要多少光才能生成特定圖像或視頻幀?？梢酝ㄟ^該分析產(chǎn)生光強(qiáng)度信號(hào)，然后將其傳輸?shù)焦獍l(fā)射器202-206。應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些實(shí)施例中，從光發(fā)射器202發(fā)出的光遠(yuǎn)多于從光發(fā)射器206發(fā)出的光，或者反之亦然?？刂破?12還與像素陣列110和閥門108通信。從控制器112發(fā)送到像素110和閥門108的信號(hào)指示構(gòu)成像素陣列和閥門108的每個(gè)像素110有多少光轉(zhuǎn)到每個(gè)像素108和波導(dǎo)分支106。

圖3A示出了顯示組件100的一部分的近視圖。具體地，每個(gè)波導(dǎo)分支106可以由三個(gè)離散波導(dǎo)302、304和306組成。每個(gè)波導(dǎo)接收來自波導(dǎo)總線102的光，所述波導(dǎo)總線102相應(yīng)地由三個(gè)波導(dǎo)308、310和312構(gòu)成。如圖所示，波導(dǎo)總線102的波導(dǎo)308向每個(gè)波導(dǎo)302提供光。在一些實(shí)施例中，波導(dǎo)308可以負(fù)責(zé)向每個(gè)波導(dǎo)302提供藍(lán)光，波導(dǎo)310和312可以分別傳遞紅光和綠光。雖然可以看出，波導(dǎo)302、304和306不覆蓋各像素110的所有區(qū)域，但是構(gòu)成波導(dǎo)分支106的波導(dǎo)覆蓋各像素110的大部分，這盡量增加了可以通過各像素110傳遞的光能量。

圖3B示出了按照?qǐng)D3A所示剖面線A-A的顯示組件100的截面圖。圖3B示出了波導(dǎo)302、304、308、310和312中各波導(dǎo)如何具有層疊結(jié)構(gòu)的，該層疊結(jié)構(gòu)包括由兩個(gè)覆層包圍的芯層。在一些實(shí)施例中，芯層可以采用Si₃N₄的形式，覆層可以采用SiO₂.的形式。芯層用作通過每個(gè)波導(dǎo)傳輸光的導(dǎo)管，包層的厚度可以有助于防止光從波導(dǎo)逸出。圖3B還示出了子像素314。子像素314可以由可變折射率材料形成，其折射率可以通過向可變折射率材料施加電力而改變。通過改變傳送到各子像素314的電量，可以改變從各像素的波導(dǎo)304逃逸的光能量。因此，通過向子像素314-1提供與314-2不同的電量，子像素304-1可以通過相關(guān)像素配置重新定向比子像素314-2更大量的由波導(dǎo)304攜帶的波長(zhǎng)的光。每個(gè)像素110可以由三個(gè)不同子像素314形成，這三個(gè)不同子像素314彼此電隔離并且光學(xué)耦合到不同波導(dǎo)。在一些實(shí)施例中，可以使與子像素314相關(guān)的接口變粗，從而提高波導(dǎo)304和子像素314之間的光透射量。在一些實(shí)施例中，可以通過菲涅耳透鏡形狀的衍射光柵實(shí)現(xiàn)粗糙化。通過控制菲涅爾透鏡的幾何形狀，可以調(diào)整形成各子像素314的材料的折射率，使得在某些折射率下，可以防止所有的光透過子像素314，但在其他折射率下，大量的光可以透過子像素314。應(yīng)當(dāng)注意，發(fā)射特定量的透過子像素314的光所需的折射率可以隨著透過與子像素314光學(xué)耦合的波導(dǎo)部分的光能量而變化。這些變量可以由控制器112處理和計(jì)算。

圖3B還示出了用作子像素314-1保護(hù)器的保護(hù)蓋316。在一些實(shí)施例中，保護(hù)蓋可以由聚合物材料形成，而在其他實(shí)施例中，保護(hù)蓋可以由玻璃層形成。在又一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)蓋316可以由任何堅(jiān)固的光學(xué)透明材料形成。圖3B還示出了閥門318，其用于控制從波導(dǎo)總線傳到波導(dǎo)支路的光能量。閥門318也可由與用于形成子像素314的材料相同或不同的可變折射率材料形成。以與子像素314相似的方式，閥門318可以改變離開波導(dǎo)308并進(jìn)入波導(dǎo)302的光能量。顯示組件100可以包括導(dǎo)熱層320。導(dǎo)熱層320可以由具有高導(dǎo)熱性的材料形成，其覆蓋顯示組件100的后表面的全部或僅僅特定部分。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)熱層320可以由具有特高熱導(dǎo)率的石墨烯材料形成。導(dǎo)熱層320可用于驅(qū)散和散布由顯示組件100產(chǎn)生的熱。來自光發(fā)射器202-206的熱尤其可通過導(dǎo)熱層320分布和驅(qū)散。在導(dǎo)熱層320沿著顯示組件100后表面選擇性布置的實(shí)施例中，導(dǎo)熱層320可以被布置成將熱量分布到特別適于散熱的特定位置處。例如，導(dǎo)熱層320可以用于將大部分的熱量傳遞到與導(dǎo)熱層320熱接觸的散熱片堆。在一些實(shí)施例中，可以結(jié)合使用冷卻風(fēng)扇和散熱片堆進(jìn)一步改善散熱。

圖3C示出了依照?qǐng)D3A所示剖面線B-B的顯示組件100的截面圖。圖3C特別示出了波導(dǎo)總線102的波導(dǎo)308如何將光傳到多個(gè)波導(dǎo)302。如圖所示，與波導(dǎo)302-2相比，更多的光是從波導(dǎo)308傳到波導(dǎo)302-1的。這可以通過向與波導(dǎo)302-1相關(guān)的閥門318施加與波導(dǎo)302-2相關(guān)的閥門318不同量的電力來實(shí)現(xiàn)。

圖4A-4B示出了適用于顯示組件的替代性波導(dǎo)結(jié)構(gòu).圖4A示出了用于為將光傳到多個(gè)像素402的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。每個(gè)像素402可以包括兩個(gè)用于每種顏色的子像素，并且每個(gè)像素402可以接收來自六個(gè)不同波導(dǎo)的光，每個(gè)顏色兩個(gè)波導(dǎo)。以這種方式，每個(gè)像素可以具有兩個(gè)不同的光輸出，其可以用于實(shí)現(xiàn)各種視覺效果，例如三維或在一些情況下的全息輸出。圖4B示出了單一的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)配置，其包括用于將來自光發(fā)射器202、204和206的輸出組合成多波長(zhǎng)波導(dǎo)454的光組合器裝置452。多波長(zhǎng)波導(dǎo)454將不同波長(zhǎng)的光帶到閥門456，從而控制從多波長(zhǎng)波導(dǎo)454傳送到每個(gè)波導(dǎo)分支458的光能量。閥門456可以用于在多波長(zhǎng)波導(dǎo)和波導(dǎo)分支458之間傳送多個(gè)波長(zhǎng)的光。波導(dǎo)分支458將光傳到與每個(gè)波導(dǎo)分支458相關(guān)的像素處。每個(gè)像素包括由諸如結(jié)晶聚合物的可變折射率材料形成的光學(xué)耦合層460。光學(xué)耦合層460可以具有經(jīng)優(yōu)化以僅拉出與特定光學(xué)耦合層/子像素460相關(guān)的單個(gè)所需波長(zhǎng)或窄帶波長(zhǎng)的厚度和/或折射率。以此方式，單個(gè)波導(dǎo)可傳遞所有用于各波導(dǎo)分支458的光。

雖然在圖4A中示出了提供六個(gè)不同輸出的六個(gè)波導(dǎo)，但是本發(fā)明的實(shí)施例不限于該特定實(shí)現(xiàn)。例如，在使用八個(gè)不同輸出的實(shí)施例中，例如用于四種顏色的兩個(gè)偏振，可以使用八個(gè)波導(dǎo)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將識(shí)別出許多變型、修改和備選。

圖4C-4D示出了另一可選波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)施例。圖4C示出了顯示組件480如何包括用于向多個(gè)波導(dǎo)482和484提供光的可變強(qiáng)度光源104。顯示組件480包括彎曲和重疊的波導(dǎo)482和484。由于波導(dǎo)482和484的形狀因數(shù)相當(dāng)小，其總高不到100微米，因此可通過改變?cè)O(shè)置在波導(dǎo)和顯示組件480的前表面之間的可變折射率材料層的厚度來解決波導(dǎo)重疊問題。此外，顯示組件480可以包括具有可變寬度的波導(dǎo)482。如圖所示，波導(dǎo)482朝向顯示組件408的右側(cè)變得越來越寬，因此它們可以覆蓋像素486的大部分。顯示組件480還可以具有可變長(zhǎng)度的波導(dǎo)482。當(dāng)需要較少的光傳到顯示組件480的特定部分時(shí)，配置具有可變長(zhǎng)度的波導(dǎo)可以是有益的。應(yīng)當(dāng)注意，顯示組件480被描繪為具有波浪形狀，但是任何形狀均是可能的，并且可以以多種方式改變其尺寸從而匹配與其相關(guān)的顯示器顯示區(qū)域。例如，顯示組件480可以是多層柔性聚合物基板的一部分，使多層柔性聚合物基板彎曲和屈曲，讓其裝在裝置內(nèi)。顯示組件480可以采用環(huán)形或多邊形以適合特定的裝置形狀顯示器采用柔性形狀，質(zhì)量不可知，這使得這種類型的顯示組件特別適于與可穿戴設(shè)備一同使用。

圖4D示出了像素488的截面視圖，并且示出了如何通過將子像素314-1的尺寸設(shè)置為遠(yuǎn)厚于子像素314-2讓波導(dǎo)452與波導(dǎo)454重疊。以此方式，像素488可由三個(gè)不同子像素(子像素314-1、314-2和314-3)驅(qū)動(dòng)。雖然圖4C-4D示出了與先前所述相當(dāng)不同的實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，圖4C-4D可以與前述實(shí)施例中的任一個(gè)組合。例如，顯示組件100可以包括重疊和交叉波導(dǎo)。

電氣配置

圖5A示出了可以是圖1所示顯示組件100一部分的系統(tǒng)500。系統(tǒng)500被示為包括子像素314a-s。子像素314d-f被示出為像素110的一部分。還示出了閥門318a-f以及相應(yīng)波導(dǎo)308-312和分支302a、302b、304a、304b、306a和306b。如圖所示，波導(dǎo)302a和302b可以與可變強(qiáng)度光源發(fā)出光的特定顏色或波長(zhǎng)相關(guān)。如圖所示，波導(dǎo)分支302a和302b和與紅色相關(guān)的波導(dǎo)312相關(guān)。通過調(diào)整在波導(dǎo)312和波導(dǎo)302a之間傳輸?shù)墓饽芰?，可以改變傳到子像?14a、314d和314g的紅光能量。類似地，波導(dǎo)310被示為傳輸綠光，而波導(dǎo)308被示為傳輸藍(lán)光?？赏ㄟ^增加透過閥門318a-c的光能量調(diào)整傳到子像素314a-314i的紅光能量。通過以相等的比例調(diào)整傳到子像素314a-314i的各色光能量，可以調(diào)整由子像素314a-314i組成的像素的亮度/強(qiáng)度。

如圖所示，閥門318a-f可分別將光傳到多個(gè)像素。示出了一種附加機(jī)制，其可以控制多個(gè)像素中各唯一像素發(fā)出的光的能量和顏色。像素110的每個(gè)子像素314a-s可以包括電光聚合物，例如可通過施加電壓來調(diào)整其折射率。通過單獨(dú)改變每個(gè)子像素的折射率，可以調(diào)整子像素與相應(yīng)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)分支之間的折射率差，其中所述子像素耦合到所述相應(yīng)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)分支。以這種方式，穿過波導(dǎo)分支302-306的光可以通過子像素傳輸出去或者不傳輸?shù)斤@示器之外，而是允許光沿著波導(dǎo)302-306傳輸，并且可用于光學(xué)耦合到波導(dǎo)302-306的其他子像素。

圖5A還示出了幾個(gè)列驅(qū)動(dòng)器506a-c和幾個(gè)行驅(qū)動(dòng)器504a-f，以更好地示出子像素尋址機(jī)制示例。電壓源508被示為包括負(fù)極性和正極性。應(yīng)當(dāng)理解的是，負(fù)極性和正極性僅示出由電壓源508輸出的電壓差。電壓差可以傳到顯示器的子像素314，以改變子像素的折射率。如本文所述，子像素314可以包括可光學(xué)耦合到波導(dǎo)的電光聚合物?？赏ㄟ^在子像素314上施加電壓差調(diào)整從波導(dǎo)傳到子像素的光。

例如，通過在打開行驅(qū)動(dòng)器504b-504f和列驅(qū)動(dòng)器506b-c的同時(shí)閉合行驅(qū)動(dòng)器504a和列驅(qū)動(dòng)器506a，可以將電壓差施加到子像素314a上。盡管驅(qū)動(dòng)器被示為開路和閉合開關(guān)，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，可以使用各種機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)來向子像素314(或閥門318)的電光聚合物施加變化的電壓和/或電流。恒定電壓源可以是脈沖寬度調(diào)制(PWM)電壓源，以便調(diào)整施加到子像素的平均電壓，該平均電壓可以小于恒壓源輸出的電壓?；蛘?，電壓源508可以是線性可調(diào)整電壓源。盡管線性電壓源的效率可能低于開關(guān)(即，脈沖寬度調(diào)制)電壓源，但是與開關(guān)源相比，線性電壓源可以產(chǎn)生相對(duì)較少的電磁發(fā)射。電光聚合物電池可以被制造為需要相對(duì)較小的功率來改變電池的折射率，因而可能需要最小的功率來改變折射率。

因此，線性電壓調(diào)整器可以有利于改變顯示組件100的子像素314的折射率。

通過使用行驅(qū)動(dòng)器504a-f和列驅(qū)動(dòng)器506a-c，子像素陣列的各個(gè)子像素314可以通過隨時(shí)間變化的方式單獨(dú)尋址。例如，前文示例包括啟用行驅(qū)動(dòng)器504a和列驅(qū)動(dòng)器506a。在另一時(shí)間周期，可以啟用行驅(qū)動(dòng)器504a和列驅(qū)動(dòng)器506b來對(duì)子像素314d進(jìn)行尋址并相應(yīng)調(diào)整其折射率。通過在子像素之間快速切換，可以改變包括顯示圖像在內(nèi)的子像素陣列。陣列可以被細(xì)分為若干個(gè)可尋址陣列，以減少顯示圖像所需的時(shí)間。

為了進(jìn)一步解釋像素的功能，現(xiàn)在參考像素110。在該示例中，將子像素314d稱為紅色子像素，將子像素314e稱為綠色子像素，將子像素314f稱為藍(lán)色子像素。對(duì)于在用戶面前呈現(xiàn)為白色像素的像素110，子像素314d-f中的每一個(gè)像素可用于發(fā)射相對(duì)等量的紅色、綠色和藍(lán)色光。紅色、綠色和藍(lán)色光的總和可以在用戶面前呈現(xiàn)為白色光。此外，可以通過改變由每個(gè)子像素314d-f發(fā)出的光能量來控制由白色發(fā)光像素發(fā)出的白光的強(qiáng)度(即，像素的亮度)，并同時(shí)保持等量的紅色、綠色和藍(lán)色光組分。或者，可以通過改變由各子像素314d-f發(fā)出的光的比例來調(diào)整由像素110發(fā)出的不同光色。例如，可以通過從綠色子像素314e和藍(lán)色子像素314f發(fā)射比從紅色子像素314d發(fā)出相對(duì)更多的光，像素110可發(fā)出藍(lán)-綠深青色光。如果期望像素呈現(xiàn)黑色，則可將像素的所有子像素配置為防止光發(fā)射。以這種方式，可以通過尋址像素的每個(gè)子像素來調(diào)整每個(gè)像素的顏色和亮度。

如本文所所述，通過調(diào)整透過閥門318a-c的光能量，也可將像素110配置為黑色像素。通過防止光傳到與波導(dǎo)302a、304a和306a相關(guān)的波導(dǎo)分支中，像素110(以及耦合到波導(dǎo)分支的所有像素)可以黑色像素的方式呈現(xiàn)。另外，閥門318或子像素314可能無法防止所有的光傳到用戶。可以結(jié)合使用閥門318和對(duì)應(yīng)的子像素314防止光通過兩個(gè)單獨(dú)機(jī)制傳輸并且向像素提供“較深”的黑色。

圖5B示出了在另一示例配置中體現(xiàn)本公開內(nèi)容的特征的示例性顯示系統(tǒng)502。在該系統(tǒng)502中，每個(gè)像素110包括六個(gè)子像素(分別標(biāo)記為“R1”、“R2”、“G1”、“G2”、“B1”和“B2”)。在系統(tǒng)502中，每個(gè)像素110包括兩組原色子像素，每組子像素能夠產(chǎn)生可見光光譜中的絕大部分顏色。使用兩組像素可以具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，可以使用各種技術(shù)向用戶的不同眼睛顯示每組原色。以這種方式，可以顯示三維圖像。例如，每組原色子像素可以在不同方向上偏振。用戶可以佩戴帶有雙眼用偏振濾波器的眼鏡，每個(gè)眼睛與來自一組原色子像素的允許光對(duì)準(zhǔn)。像素110可以包括許多不同組合和數(shù)量且顏色不同的子像素。例如，像素可以包括兩個(gè)綠色子像素、一個(gè)紅色子像素和一個(gè)藍(lán)色子像素。像素可以包括一個(gè)綠色子像素、一個(gè)黃色子像素、一個(gè)藍(lán)色子像素和一個(gè)紅色子像素。此外，每個(gè)像素和子像素可采用多種不同的幾何形狀。雖然像素和子像素被示為矩形，但是每個(gè)像素和子像素仍然可以采用多邊形、圓形或有機(jī)形狀。例如，像素110可包括兩個(gè)紅色子像素，兩個(gè)紅色子像素均小于該像素的藍(lán)色或綠色子像素。

圖6示出了一個(gè)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中控制器112耦合到像素110的陣列602(每個(gè)像素110可由控制器112尋址)，與可變強(qiáng)度光源104相關(guān)的多個(gè)光發(fā)射器，以及多個(gè)閥門108。請(qǐng)注意，像素陣列602、可變光源104和閥門108未以特定模式耦合，以強(qiáng)調(diào)可將控制器112配置成以任何特定組合或配置控制這些元件。例如，圖6所示的系統(tǒng)600可包括與可變強(qiáng)度光源104相關(guān)的多個(gè)光發(fā)射器，每個(gè)光源使用波導(dǎo)(未示出)耦合到像素陣列602的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)部分。閥門108可以以各種結(jié)構(gòu)耦合在可變強(qiáng)度光源104的光發(fā)射器和像素陣列602之間。例如，閥門108還可耦合在兩個(gè)光發(fā)射器和像素陣列602的像素110之間的常用波導(dǎo)，或者沿著各種配置的奇異波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(未示出)串聯(lián)?？蓪⒖勺児庠?04布置成使顯示器邊緣發(fā)光。

控制器112可以是或者可以包括處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)或其他邏輯和/或電子組件?？刂破?12可以包括單個(gè)或多個(gè)基板上的幾個(gè)集成芯片?？刂破?12可以包括多個(gè)電路卡，每個(gè)電路卡具有各種連接線、集成電路和/或功能。控制器112可包括調(diào)諧器或其他輸入設(shè)備，用于接收通過無線方式或通過電纜(例如經(jīng)由同軸電纜或經(jīng)由以太網(wǎng))傳送的視頻信息。視頻信息可以以各種方式編碼，包括運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MPEG)、音頻視頻交錯(cuò)(AVI)、QuickTime或其他格式?？刂破?12可用于從接收的視頻信息獲得圖像特性，包括亮度，伽馬，對(duì)比度、伽馬或其他特性。如本文所述，控制器112可采用該信息優(yōu)化由顯示系統(tǒng)600或100顯示的圖像。

上述MPEG壓縮技術(shù)通?？梢园▊魉投鄠€(gè)幀?？蓪殖刹煌愋?。一些幀可以包括在某個(gè)時(shí)間產(chǎn)生圖像所需的所有信息(即，幀內(nèi)編碼幀，I幀或關(guān)鍵幀)。后續(xù)幀可以包含關(guān)于僅改變幀一部分(即，預(yù)測(cè)幀)的信息。以這種方式，圖像的某些部分可以保持為靜態(tài)，并且不需要傳送/存儲(chǔ)信息來改變這些靜態(tài)部分。因此，該技術(shù)可以用于壓縮視頻數(shù)據(jù)。然而，本文所述的用于預(yù)測(cè)增強(qiáng)顯示器對(duì)比度和亮度一些技術(shù)可以從在給定時(shí)間獲得圖像總體評(píng)估中受益。盡管這里使用運(yùn)MPEG作為示例，但是應(yīng)當(dāng)理解，各種其他壓縮和/或加密技術(shù)可以與顯示系統(tǒng)一起使用。加密模式正變得越來越受歡迎，以保護(hù)受版權(quán)保護(hù)的作品免于未經(jīng)授權(quán)的復(fù)制(例如高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù))。其它壓縮獲加密技術(shù)可以使用波、小波、顆粒或各種技術(shù)的組合。

顯示驅(qū)動(dòng)過程

圖7示出了高對(duì)比度圖像700，用來說明本公開內(nèi)容的特征。例如，圖像700的區(qū)域706表示顯示器相對(duì)較亮的區(qū)域。與此相反，區(qū)域708表示顯示器相對(duì)較暗的區(qū)域。使用本文公開的顯示技術(shù)，可將光送至區(qū)域706的像素，讓光從區(qū)域708遠(yuǎn)離從而增強(qiáng)顯示組件100顯示的圖像700的對(duì)比度。如果閥門318被布置成隔離像素行，則可以關(guān)閉對(duì)應(yīng)于像素行702的閥門，以防止或盡量減少光通過耦合到區(qū)域708中像素的波導(dǎo)分支。通過盡量減少可用于這些像素的光，可變強(qiáng)度光源104發(fā)出的光可通過對(duì)應(yīng)于像素行704的閥門并進(jìn)入?yún)^(qū)域710。另外，區(qū)域706中的電光聚合物可用于將光傳到顯示器外。通過將光傳至區(qū)域706的像素，由光源發(fā)出的光能集中到這幾個(gè)像素中?？赏ㄟ^集中光線增強(qiáng)顯示器的對(duì)比度增強(qiáng)。例如在標(biāo)準(zhǔn)LCD顯示器中，顯示器各像素通?？梢暂敵鲎钚『妥畲髲?qiáng)度的光，無論顯示器其它像素的構(gòu)成是什么。與此相反，顯示組件100可以傳送由光源輸出的光到任意數(shù)量的像素。如果像素?cái)?shù)量較多，則每個(gè)像素將對(duì)較暗。如果像素?cái)?shù)量較少，則每個(gè)像素將對(duì)較亮。

圖8示出了顯示器(例如顯示組件100)的操作方法的流程圖800。在步驟802中，顯示器可接收?qǐng)D像信息。例如，控制器112可以接收如圖像數(shù)字表示等信息。為了以各種方式表示該數(shù)字信息，可對(duì)數(shù)字信息編碼。例如，可使用壓縮算法盡量減少一張圖像或一組圖像的數(shù)據(jù)傳輸量。MPEG格式廣泛用于傳輸視頻到數(shù)字顯示器。MPEG格式可以使用不同幀類型傳輸視頻信息。例如，可傳輸含有表示整張圖像所需數(shù)據(jù)的基幀。所傳送的幀可以僅包含預(yù)測(cè)幀，在該預(yù)測(cè)幀中，僅從基本幀改變的圖像部分被傳送，然后由顯示器更新。還可使用其他一些技術(shù)，例如微滴壓縮、波壓縮或其他壓縮類型。

在步驟804中，控制器112可使用該信息從使用步驟802的信息的圖像中獲得圖像特征。特征可包括待顯示圖像的總光能量，將由顯示器像素子集顯示的光能量的子集像素強(qiáng)度、圖像的白平衡、圖像的對(duì)比度，伽馬校正信息、圖像色調(diào)或飽和度或其他信息。例如，可通過合計(jì)圖像各像素編碼的光度分析顯示圖像所需的總光能量。如上文所述，信息僅包括待顯示圖像子集，這是數(shù)字編碼視頻流的通常情況。例如，可傳輸MPEG的預(yù)測(cè)幀，該幀僅包含待顯示圖像的一部分。因此，控制器112可包含幀緩沖器，并且可從幀緩沖器的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出總光能量。以這種方式，幀緩沖器可包含與當(dāng)前待顯示圖像相關(guān)的信息，該圖像是根據(jù)該信息更新的。

可通過類似方式，使用該信息獲得子集像素強(qiáng)度。子集像素強(qiáng)度可能與耦合至常用波導(dǎo)的像素(或子像素)相關(guān)?？赏ㄟ^閥門控制傳入常用波導(dǎo)的光能量。因此，子集像素強(qiáng)度可表示將通過閥門傳入波導(dǎo)分支的總光能量，然后可供該波導(dǎo)分支的像素(或子像素)使用。幀緩沖器也可用于該信息。如本文所述，閥門可與顯示器的行相關(guān)。MPEG預(yù)測(cè)幀通常在圖像塊中編碼。因此，為了獲得將在圖像行中分配的總光能量，可能需要使用存儲(chǔ)在幀緩沖器的幀。但是，應(yīng)了解這僅僅是一個(gè)示例。圖像信息可以以與顯示器的配置匹配的方式編碼。例如，MPEG的預(yù)測(cè)幀可以被改成行而不是塊?；蛘?，閥門可配置成與通用編碼方案匹配。例如，閥門可以布置為形成像素塊以與現(xiàn)有MPEG編碼方案的預(yù)測(cè)幀匹配。閥門可以布置成各種結(jié)構(gòu)，包括行、列、塊、圈、波浪或其他形狀。

步驟806中，可使用該信息施加校準(zhǔn)配置。可整理校準(zhǔn)信息，并將其用于該方法的各種步驟。例如，校準(zhǔn)配置可以包含與顯示器的可變光源相關(guān)的校準(zhǔn)信息。例如，可以通過向可變光源施加可變電壓來調(diào)整由可變光源發(fā)出的光能量為了響應(yīng)施加的電壓，由光發(fā)射器發(fā)出的光可能不是線性的。因此，校準(zhǔn)配置可以用作查找表，用來使輸出線性化?？蛇x擇地或附加地，考慮到制造差異，顯示器的每個(gè)可變光源可以以相同的方式單獨(dú)校準(zhǔn)。某些光發(fā)射器供應(yīng)商可能與校準(zhǔn)配置相關(guān)。還可以單獨(dú)校準(zhǔn)光源光發(fā)射器發(fā)出的各種光色。

校準(zhǔn)配置還可用于在顯示器的像素或閥門中使用的電光聚合物。如本文所述，為了響應(yīng)于施加的電壓或其它電信號(hào)，可以使用具有變化折射率的電光聚合物。然而，折射率的變化對(duì)電信號(hào)的變化而言可能不是線性的。因此，校準(zhǔn)配置或查找表可用于使電光聚合物的響應(yīng)線性化。另外，校準(zhǔn)配置可以包括用于顯示裝置物理結(jié)構(gòu)的校正。例如，根據(jù)裝置的結(jié)構(gòu)，顯示器右上角的像素可以從公共光源接收比顯示器左下角像素更多或更少的光。例如，如果使用波導(dǎo)將光傳到像素，則波導(dǎo)的幾何形狀可以影響傳到每個(gè)像素的光能量。由于沿著波導(dǎo)傳播的光的亮度存在損失，距光源較遠(yuǎn)的像素可以接收比距光源較近的像素相對(duì)更少的光。

校準(zhǔn)信息還可以包括取決于顯示器各種結(jié)構(gòu)的查找表/變量的樹。例如，如果顯示器的某些閥門用于傳輸光，則校準(zhǔn)信息可以包括用于顯示器其他閥門和/或像素的校正系數(shù)。校準(zhǔn)信息然后可以采用樹的形式，并且可使用生成算法根據(jù)顯示器的當(dāng)前或期望未來結(jié)構(gòu)來遍歷校準(zhǔn)信息。

在步驟808，根據(jù)經(jīng)由步驟804確定的總光能量從可變光源發(fā)射光束?？偣饬靠赡芘c待顯示圖像有關(guān)。例如，因?yàn)榭梢允褂蔑@示組件100將光分配給顯示器的像素，因此總光能量可稱為光能預(yù)測(cè)值。可以通過合并待顯示圖像所有像素的亮度來計(jì)算總光量。例如，可采用數(shù)字信息表示圖像的各像素。

數(shù)字信息的一部分可以是對(duì)應(yīng)于像素亮度的值。可通過對(duì)這些值求和確定圖像的總光能量。

然而，假定可以使用各種編碼協(xié)議來盡量減少發(fā)送到顯示器的數(shù)據(jù)量，則可能需要執(zhí)行各種附加步驟。例如，如本文所述，MPEG或其他編碼方案可以僅傳送待顯示數(shù)據(jù)的一部分。待顯示的信息部分可以是圖像的特定區(qū)域(預(yù)測(cè)幀)或者多個(gè)像素由公式或共享數(shù)據(jù)值表示的技術(shù)。例如，相鄰像素可以被描述為描述相鄰像素在顏色和/或亮度上的變化的函數(shù)，以減少傳遞信息所需的信息量。因此，確定總光能量的控制器可以包括幀緩沖器。幀緩沖器可以用作待顯示圖像(即，幀)的存儲(chǔ)區(qū)域。即使接收到的信息不包含顯示圖像所需的所有信息，幀仍然可以包括與整個(gè)待顯示圖像有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)。例如，幀可以包含通過經(jīng)接收/編碼的圖像信息更新的圖像信息。通過使用該幀，即使接收到的信息被編碼和/或僅包含顯示圖像所需相關(guān)信息的一部分，仍然可以確定與該圖像有關(guān)的總光能量。

因此，總光能量(像素亮度)可稱為L(zhǎng)_t，每個(gè)像素的亮度稱為L(zhǎng)_p。然后，用于總光能量的方程可以采用的形式，其中n指顯示器的像素總數(shù)。然而，如果給定合計(jì)顯示器所有像素所有亮度所需的時(shí)間，則可能對(duì)使用采樣方案是有利的，其中只對(duì)總像素?cái)?shù)的子集的亮度求和，然后應(yīng)用于整個(gè)圖像。例如，可以使用亮度僅間隔添加像素，然后將結(jié)果乘以2以獲得顯示器的總光能量。另外，可以實(shí)現(xiàn)包括自適應(yīng)或可變算法在內(nèi)的算法，相對(duì)于其他區(qū)域(例如，圖像中心或圖像經(jīng)檢測(cè)的高亮度區(qū)域)，這些算法更強(qiáng)調(diào)圖像的某些區(qū)域。作為替代方法，如果編碼信息僅包含顯示器的一部分，則可以合計(jì)編碼信息的像素亮度，并且從顯示器的總亮度的動(dòng)態(tài)記錄中增加或減去像素亮度。作為又一個(gè)替代方法，信息可包括偏移字段，其中圖像的總光能量被編碼或者偏移到屏幕亮度的動(dòng)態(tài)記錄。在其他實(shí)施例中，信息可以僅包括被編碼為相對(duì)于顯示器其他像素而不是絕對(duì)值的亮度信息。在這種情況下，可以通過計(jì)算顯示像素之間的亮度相對(duì)差(即，圖像的對(duì)比度)所需的光能量來確定總光能量。然后可以選擇總光能量以增強(qiáng)或盡量減少所顯示圖像的像素之間的亮度差異，從而改變所顯示圖像的對(duì)比度。

步驟810中，引導(dǎo)閥門，用來將光傳到像素子集。如本文所述，閥門可用于對(duì)波導(dǎo)總線的波導(dǎo)與波導(dǎo)分支的波導(dǎo)進(jìn)行光耦合。多個(gè)像素均可耦合到波導(dǎo)分支。每個(gè)閥門可用于將光從波導(dǎo)總線的波導(dǎo)傳到波導(dǎo)分支的波導(dǎo)中，使光可用于與波導(dǎo)分支的相關(guān)波導(dǎo)相關(guān)的像素子集?？捎糜谙袼刈蛹墓饪梢允窃谠撨^程的步驟804中獲得的子集像素強(qiáng)度。其中可將總光能量計(jì)算為可用于顯示器所有像素的光能量總和，子集像素強(qiáng)度可以被計(jì)算為可用于像素子集的光能量總和。因此，子集像素強(qiáng)度可以是總光能量的子集。通過配置用來發(fā)射總光能量的可變光源以及引導(dǎo)閥門以將光束的一部分傳到像素子集，像素子集可接收等效于子集光強(qiáng)度的光束的一部分。因此，子集像素強(qiáng)度可稱為L(zhǎng)_s，子集每個(gè)像素的亮度稱為L(zhǎng)_ps。然后，用于子集像素強(qiáng)度的方程可以采用的形式，其中n指子集中像素的總數(shù)。另外，總光能量可以表示為其中n指顯示器中子集的數(shù)量。

通過使用待顯示圖像的總光能量和子集像素強(qiáng)度，顯示系統(tǒng)(例如顯示組件100)的控制器可以以迭代方式將光分配給各種子集和像素。例如，控制器可以并行地計(jì)算每個(gè)子集所需的光能量。然后控制器可以添加子集像素強(qiáng)度以獲得圖像的總光能量?？刂破魅缓罂梢悦羁勺児庠窗l(fā)射總光能量(并可選地考慮校準(zhǔn)參數(shù))。控制器可以并行地命令顯示器的閥門根據(jù)相應(yīng)子集像素強(qiáng)度將總光能量的一部分傳到每個(gè)子集。此外，如本文將討論的那樣，控制器可以并行命令每個(gè)子集的子像素發(fā)光。

另外，可以通過引導(dǎo)顯示器的閥門來提高顯示器的對(duì)比度。通過重新配置閥門，來自光源的光可以集中到特定像素組中。可以使用閥門來盡量減少傳到其他像素組的光，以同時(shí)減少其它像素的光泄露量。除了重新配置閥門之外，在步驟810可以調(diào)整從光源發(fā)出的光能量?？梢韵拗朴晒庠摧敵龅墓饽芰繌亩岣咚@示圖像的對(duì)比度。例如，如果關(guān)閉許多閥門從而將從光源發(fā)出的光集中到相對(duì)少量的像素中，則可能難以以高精度控制像素發(fā)出的光能量。作為另一個(gè)示例，這些像素發(fā)的光可能太亮，讓用戶感到不舒服。在這些情況下，限制一個(gè)或多個(gè)光源的光輸出可能有益。

在可選步驟812，可以調(diào)整像素或子像素的折射率。如前文所述，可通過改變像素或子像素的折射率來改變所顯示圖像的像素的顏色和/或亮度?？梢酝ㄟ^向每個(gè)子像素的電光聚合物施加電功率來改變折射率。每個(gè)子像素包括電極。電極可以為透明電極。例如，電光聚合物的折射率可以由電壓控制。換句話說，可通過改變施加到電光聚合物電極的電壓來改變?cè)撾姽饩酆衔锏恼凵渎省Ｔ撾妷嚎梢杂删€性或開關(guān)電壓調(diào)整器控制。線性電壓調(diào)整器可有助于產(chǎn)生最小的電磁環(huán)境效應(yīng)(EEE)。減少電磁輻射EEE的優(yōu)點(diǎn)是，可能僅需最小的額外屏蔽便可容納輻射?？赏ㄟ^盡量減少屏蔽盡量減少成本和重量，并減少制造這種裝置所需的步驟數(shù)量。

顯示器的先前狀態(tài)可用于改變像素的狀態(tài)以顯示后續(xù)圖像。如本文所討論的那樣，本文所述的顯示組件100可以使用幾種方法來增強(qiáng)用戶的觀看體驗(yàn)。這些技術(shù)中的許多技術(shù)均可以用于增強(qiáng)觀看圖像的對(duì)比度。然而，例如當(dāng)觀看視頻時(shí)，這些技術(shù)可能導(dǎo)致觀看體驗(yàn)不一致。作為一個(gè)特定示例，特定圖像可以包括整個(gè)觀看區(qū)域上相對(duì)明亮的圖像。換句話說，圖像中的總光能量可能相對(duì)較高。在隨后的圖像中，圖像的一部分可能相對(duì)亮于圖像其余部分。如果盡量增加兩張圖像的對(duì)比率，則第一圖像的總光能量將集中到第二圖像的較亮部分中，并且第二圖像的區(qū)域的亮度可大幅超過第一圖像的亮度。這種效果可能導(dǎo)致觀看體驗(yàn)不愉快和/或令人不安。因此，隨著時(shí)間的推移，一些圖像分析技術(shù)可以幫助解釋這樣的差異并使用戶的觀看體驗(yàn)更理想?；蛘撸娠@示第一圖像相對(duì)較小的明亮區(qū)域，然后顯示總體較亮的第二圖像。在這種情況下，如果盡量增加對(duì)比度化，則第一圖像的絕對(duì)亮度可超過第二圖像的絕對(duì)亮度。

可以使用幾種方法來盡量減少上述偽像。例如，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間延遲的亮度變化，從而盡量減少變得更亮或更暗區(qū)域之間的突然轉(zhuǎn)變?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)顯示器所傳輸絕對(duì)光能量的閾值限制，以減少這些偽像的出現(xiàn)次數(shù)或者確保顯示器不超過讓人感到舒適的觀看亮度級(jí)。

可以考慮若干附加特征，以便使用顯示組件改善顯示的圖像。例如，可以考慮像素和光源之間的距離。當(dāng)光沿著位于光源和像素之間的波導(dǎo)分支行進(jìn)時(shí)，波導(dǎo)分支和周圍材料之間的泄漏或其他現(xiàn)象可導(dǎo)致捕獲在其中的光緩慢消散。當(dāng)光沿著波導(dǎo)分支行進(jìn)時(shí)，較少的光可用于距離光源更遠(yuǎn)的像素。距離不需要是線性距離，而是可以考慮光在像素和光源之間行進(jìn)的距離。

應(yīng)當(dāng)理解的是，波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的幾何形狀還可能影響可用于波導(dǎo)分支各像素的光能量。如圖5A所示，可將每個(gè)波導(dǎo)分支布置成耦合到線性像素陣列。或者，可將波導(dǎo)分支布置成以各種方式形成不同像素圖案。例如，波導(dǎo)可以是圓形的，因此可形成圓形像素陣列。

或者，波導(dǎo)可以通過顯示器遵照蛇形圖案，并且耦合到波導(dǎo)分支的像素同樣可形成蛇形圖案。因此，關(guān)于光源和圖案之間距離的計(jì)算可能變得相對(duì)復(fù)雜，另外還可能需要計(jì)算附加的相關(guān)變量或獨(dú)立變量。

這樣的變量可以是目標(biāo)像素和光源之間像素的狀態(tài)，并且耦合到相同的波導(dǎo)分支。例如，現(xiàn)在參考圖5A，光可以從波導(dǎo)312進(jìn)入波導(dǎo)302a。子像素314g的狀態(tài)可影響子像素314d和314a可用的光能量。例如，如果子像素314g被配置為抑制顯示器發(fā)出光，則與子像素314g被配置為從顯示器發(fā)射光相比，更多的光可能對(duì)子像素314d可用。這是因?yàn)榭赡艽嬖趶墓庠春?或閥門318c可用的有限光能量。通過從波導(dǎo)302a的子像素發(fā)光，較少的光可用于光學(xué)耦合到波導(dǎo)302a的其它子像素。

另一變量可以是波導(dǎo)和/或結(jié)構(gòu)的實(shí)際幾何形狀。每個(gè)波導(dǎo)可以單獨(dú)地設(shè)計(jì)成具有不同的橫截面形狀，由不同材料和/或從不同材料層制成。因此，當(dāng)光沿著波導(dǎo)行進(jìn)時(shí)所耗散的光能量可能不同，并將其考慮在內(nèi)。例如，供應(yīng)到波導(dǎo)的光能量可用于補(bǔ)償當(dāng)光沿著波導(dǎo)分支行進(jìn)到隨后像素時(shí)耗散的光能量。例如，可以通過使用這種技術(shù)來避免上述關(guān)于像素和光源之間距離的計(jì)算。另外，波導(dǎo)的幾何形狀可以配置為以非線性方式向一些像素提供更多的光，而向其他像素提供更少的光。當(dāng)期望使顯示器的中心比周圍層更亮?xí)r，這種配置可能是有益的?；蛘?，可在顯示器的一些部分中增強(qiáng)或者可選地抑制子像素的某些顏色。

像素輸出耦合器說明

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置100的局部俯視示意圖。顯示裝置100包括多個(gè)像素110。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)像素110可包括三個(gè)子像素314-1、314-2和314-3，每個(gè)子像素用于每個(gè)原色。每個(gè)子像素314-1、314-2或314-3耦合到相應(yīng)的波導(dǎo)302、304或306，并且用于將光波的可調(diào)量光在相應(yīng)波導(dǎo)中傳輸，下文將做詳細(xì)描述。參考圖9，可操作波導(dǎo)302來傳輸可見光譜紅色部分中的光。因此，子像素314-1用R標(biāo)記以表示可見光譜的紅色部分。可操作波導(dǎo)304以在可見光譜的綠色部分中傳輸光。因此，子像素314-2用G標(biāo)記以表示可見光譜的綠色部分?？刹僮鞑▽?dǎo)306以在可見光譜的藍(lán)色部分中傳輸光。因此，子像素314-3用B標(biāo)記以表示可見光譜的藍(lán)色部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，如果采用三種以上的基色，則可根據(jù)顯示器中所用基色的數(shù)量提供附加波導(dǎo)和相應(yīng)的子像素。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將識(shí)別出許多變型、修改和備選。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置100沿著如圖9所示C-C方向的像素結(jié)構(gòu)(即，子像素的結(jié)構(gòu))的截面示意圖。

像素結(jié)構(gòu)901由基板910支撐，并利用耦合到基板910的波導(dǎo)304。波導(dǎo)304包括形成在基板910上的第一覆層922，形成在第一覆層922上的芯層924以及形成在芯層924上的第二覆層926。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基板910可包括塑料聚合物材料、半導(dǎo)體材料、陶瓷材料等。在一些實(shí)施例中，在結(jié)構(gòu)的各個(gè)層之間使用粘附層、緩沖層等。因此，圖10所示的層不必彼此物理接觸，而是可以具有適于特定應(yīng)用的中間層，因此在上文描述中，由于粘附層、緩沖層和其他合適的層可以用于促進(jìn)裝置的制造，關(guān)于第一覆層922形成在基板910上的陳述并不意味著沒有中間層。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將識(shí)別出許多變型、修改和備選。

光波可以通過全內(nèi)反射被限制在芯層924中，如果芯層924的折射率大于周圍層(即第一覆層922和第二覆層926)的折射率，則可能發(fā)生這種情況。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一覆層922具有第一折射率，第二覆層926具有第二折射率，而芯層924具有第三折射率。在可見波長(zhǎng)處，芯層924的第三折射率大于第一覆層922的第一折射率和第二覆層926的第二折射率，使得可以限制可見波長(zhǎng)的光波在芯層924中，并且沿著波導(dǎo)304的縱向長(zhǎng)度(圖10所示粗箭頭的方向)傳輸。

在第一覆層922和第二覆層926中形成漸逝光波，光波強(qiáng)度分別隨著與芯層924和第一覆層922之間邊界以及與芯層924和第二覆層926之間邊界的距離而呈指數(shù)式衰減。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一覆層922和第二覆層926包括二氧化硅(SiO₂)，其在可見波長(zhǎng)區(qū)域中具有1.45左右的折射率。在實(shí)施例中，芯層924包括氮化硅(Si₃N₄)，其在可見光波長(zhǎng)區(qū)域中具有約2.22的折射率。

盡管圖10示出了利用SiO₂和Si₃N₄的波導(dǎo)304，但是仍然可以使用具有適當(dāng)折射率的介電材料制成第一覆層922、第二覆層926和芯層924。此外，第一覆層922和第二覆層926可以包括不同的材料。其他芯層材料示例包括Si_xN_y、非化學(xué)計(jì)量氮化硅、氮氧化硅，InGaAsP、Si、SiON、苯并環(huán)丁烯(BCB)等。其他覆層材料示例包括Si_xO_y、SiON、氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鎂、氧化鈦(TiO₂)等。根據(jù)一些實(shí)施例，第一覆層922和第二覆層926可包括塑料材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

在一個(gè)實(shí)施例中，波導(dǎo)304是單模波導(dǎo)。由于來自單模波導(dǎo)光散射非常少，可根據(jù)一些實(shí)施例實(shí)現(xiàn)大于一百萬的屏幕對(duì)比率。芯層924約0.5μm厚。第一覆層922和第二覆層926中的每一個(gè)約10μm厚。這些數(shù)字僅是幾個(gè)非限制性示例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將識(shí)別出許多變化、替代和修改?；蛘?，波導(dǎo)304是多模波導(dǎo)。在這種情況下，芯層924約0.5μm厚，例如10μm、20μm、30μm等。

像素結(jié)構(gòu)901還包括設(shè)置在波導(dǎo)304上的第一導(dǎo)電層942，設(shè)置在第一導(dǎo)電層942上的電光聚合物(EOP)層944和設(shè)置在電光聚合物層944上的第二導(dǎo)電層946。第一導(dǎo)電層942和第二導(dǎo)電層946可以包括氧化銦錫(ITO)、石墨烯或其他合適的透明導(dǎo)電材料。可以通過在第一導(dǎo)電層942和第二導(dǎo)電層946之間施加偏置電壓來將電場(chǎng)施加到電光聚合物層944上。

電光聚合物材料呈現(xiàn)出泡克耳斯效應(yīng)，其中折射率的變化與外加電場(chǎng)成線性正比。電光聚合物的電光系數(shù)大于無機(jī)電光材料的電光系數(shù)。例如，電光聚合物的電光效應(yīng)通常是鈮酸鋰(LiNbO₃)的6至10倍。一類電光聚合物材料包括某些呈現(xiàn)出電光效應(yīng)的液晶聚合物類型。液晶電光聚合物的電光系數(shù)可達(dá)到每伏300皮米。根據(jù)實(shí)施例，形成電光聚合物層944的方法包括形成像素界定層960。像素界定層960界定了多個(gè)口袋，每個(gè)口袋對(duì)應(yīng)一個(gè)像素(或一個(gè)子像素)。該方法還包括使用液晶電光聚合物填充每個(gè)口袋。在卷對(duì)卷制程中，可通過噴頭使用液晶電光聚合物填充口袋。然后在填充物頂部覆蓋一層密封膜。密封膜將口袋外多余的液晶電光聚合物擠出，并固定口袋內(nèi)的液晶電光聚合物。

另一類電光聚合物包括摻雜了有機(jī)非線性發(fā)色團(tuán)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物基質(zhì)，摻雜了有機(jī)非線性發(fā)色團(tuán)的氟化聚合物基質(zhì)以及類似物。氟化聚合物基質(zhì)具備另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：為容易受到水汽侵害的SiO₂提供防潮層。摻雜了有機(jī)非線性發(fā)色團(tuán)的聚甲基丙烯酸甲酯或摻雜了有機(jī)非線性發(fā)色團(tuán)的氟化聚合物基質(zhì)的電光系數(shù)可高達(dá)每伏200皮米。這些材料中的發(fā)色團(tuán)需要依次極化，以改變其在外加電壓下的折射率。這意味著發(fā)色團(tuán)的分子必須沿同一方向整齊排列。某些制造工藝通過加熱和施加高壓對(duì)電光聚合物進(jìn)行初步對(duì)準(zhǔn)。在本過程中，聚合物被冷卻，并且電壓被關(guān)斷，從而固定分子的取向，并且隨時(shí)可對(duì)該材料進(jìn)行操作。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，像素結(jié)構(gòu)包括可用于調(diào)整第一導(dǎo)電層942和第二導(dǎo)電層946之間的偏置電壓，從而改變電光聚合物層944的折射率的控制器。當(dāng)電光聚合物層944的折射率小于第二覆層926的第二折射率時(shí)，第二覆層926的瞬逝光波不能透射入電光聚合物層944。這可被稱為電光聚合物層944的“關(guān)閉”狀態(tài)。相反，當(dāng)電光聚合物層944的折射率大于第二覆層926的第二折射率時(shí)，第二覆層926的部分瞬逝光波會(huì)被透射入電光聚合物層944。這可被稱為電光聚合物層944的“開啟”狀態(tài)?？稍凇伴_啟”狀態(tài)下改變電光聚合物層944的折射率，從而改變透射入電光聚合物層944的光能量。在一般情況下，透射入電光聚合物層944的光能量隨著電光聚合物層944的折射率值增大而增加。根據(jù)某些實(shí)施例，電光聚合物層944在“開啟”狀態(tài)下的折射率范圍為1.55至1.85。

根據(jù)實(shí)施例，像素結(jié)構(gòu)還包括布置在第二導(dǎo)電層946的擴(kuò)散層980。透入電光聚合物層944的光一般與電光聚合物層944平面的方向平行傳播。擴(kuò)散層980將透入電光聚合物層944的光轉(zhuǎn)換為來自擴(kuò)散層980表面的朗伯發(fā)射。擴(kuò)散層980可采用微珠填充擴(kuò)散層，遍布光散射粒子的薄膜，無光澤面的薄膜，表面有微透鏡幾何結(jié)構(gòu)的薄膜，或本領(lǐng)域使用的任何其它類型的擴(kuò)散體。

圖11示出了本發(fā)明另一實(shí)施例中的顯示裝置像素結(jié)構(gòu)的截面示意圖。電光聚合物層944包括在該層中散布的多個(gè)散射中心948。散射中心948對(duì)透入電光聚合物層944的光進(jìn)行散射，并將其轉(zhuǎn)換成來自電光聚合物層944的朗伯發(fā)射。散射中心948可采用微珠或散射粒子。散射粒子可包括聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸烷基酯、聚四氟乙烯、硅、鋅、銻、鈦、鋇和類似物，或氧化物和硫化物，或其混合物。

根據(jù)實(shí)施例，像素結(jié)構(gòu)還包括第二導(dǎo)電層946上的透明覆蓋層316。覆蓋層316可延伸至整個(gè)顯示裝置100的表面，包括像素界定層960。覆蓋層316使像素結(jié)構(gòu)免受污染和物理損害。

圖12示出了本發(fā)明另一實(shí)施例中的顯示裝置100像素結(jié)構(gòu)的截面示意圖。像素結(jié)構(gòu)還包括在電光聚合物層944和第一導(dǎo)電層942之間形成的光柵結(jié)構(gòu)950。光柵結(jié)構(gòu)950用于收集和衍射第二覆層926的瞬逝光波，以形成基本垂直離開顯示裝置100表面的輸出光，如圖12中的細(xì)箭頭所示。根據(jù)實(shí)施例，光柵結(jié)構(gòu)950可包括周期性鋸齒結(jié)構(gòu)?？赏ㄟ^合理選擇鋸齒結(jié)構(gòu)的閃耀角選擇輸出光的方向。

在一個(gè)實(shí)施例中，光柵結(jié)構(gòu)950在摻雜了有機(jī)非線性發(fā)色團(tuán)的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物膜中形成，該聚合物膜構(gòu)成電光聚合物層944的一部分。在“關(guān)閉”狀態(tài)下，光柵結(jié)構(gòu)950的折射率與第二覆層926的折射率基本一致，以便減少“關(guān)閉”狀態(tài)下的光散射。當(dāng)光柵結(jié)構(gòu)950通過增大折射率變?yōu)椤伴_啟”狀態(tài)，耦合至像素的光能量明顯大于沒有光柵結(jié)構(gòu)950的像素結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，第二覆層926耦合至像素的光能量可高達(dá)90％瞬逝光波。

根據(jù)實(shí)施例，光柵結(jié)構(gòu)950被定義為計(jì)算機(jī)制全息圖(CHG)?？梢酝ㄟ^數(shù)字計(jì)算全息干涉圖案生成全息圖像，并打印至膜，如聚甲基丙烯酸甲酯聚合物膜、氟化聚合物膜和類似膜。發(fā)射圖案通過對(duì)計(jì)算機(jī)制全息圖進(jìn)行傅立葉轉(zhuǎn)換確定。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)制全息圖為一個(gè)啁啾光柵?？赏ㄟ^設(shè)計(jì)啁啾光柵中的啁啾設(shè)定發(fā)射圖案的方向性。例如，可以設(shè)計(jì)啁啾，使發(fā)射圖案在視角內(nèi)為平頂，然后迅速下降。這意味著，顯示裝置的觀看者能在身旁有人的情況下確保觀看的隱私性，如乘坐飛機(jī)并且被人群環(huán)繞時(shí)?？梢酝ㄟ^結(jié)合啁啾和衍射控像法獲得任意形狀的發(fā)射圖案。

圖13示出了本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中顯示裝置像素結(jié)構(gòu)的截面示意圖。像素結(jié)構(gòu)還包括在第二導(dǎo)電層946上的第二電光聚合物層970以及在第二電光聚合物層970上的第三導(dǎo)電層972。因?yàn)榈诙姽饩酆衔飳?70不能耦合至波導(dǎo)304，所以其折射率不再控制耦合至來自波導(dǎo)304的像素的光能量。相反，它通過變化折射率調(diào)整像素透出的光的相位。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步操作控制器從而施加在第二導(dǎo)電層946和第三導(dǎo)電層972之間的偏置電壓，進(jìn)而改變第二電光聚合物層970的折射率?？赡芫哂邢袼仃嚵校@些像素陣列經(jīng)波陣面發(fā)射光波，所述波陣面通過以像素為基礎(chǔ)設(shè)置各像素相位創(chuàng)建。可通過這種方式創(chuàng)建全息顯示。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，基板910包括一種塑料材料。本文所述的像素結(jié)構(gòu)(包括波導(dǎo)304、像素界定層960、電光聚合物層944和覆蓋層316)均可通過卷對(duì)卷制程形成。顯示裝置可采用矩形，如應(yīng)用于電視屏幕時(shí)?；蛘撸@示裝置可采用不規(guī)則形狀。例如，顯示裝置采用手形，以便顯示多套指紋。根據(jù)其他實(shí)施例，基板910包括陶瓷材料，諸如氮化鋁、氧化鈹和類似物?？墒褂锰沾苫逯С指唠娏?。這種像素結(jié)構(gòu)可用于發(fā)射高達(dá)數(shù)千瓦光能量的單片投影引擎。根據(jù)一些實(shí)施例，基板910可呈平面狀或彎曲狀。彎曲的顯示器可用于汽車和/或戶外標(biāo)識(shí)牌。

圖14示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的顯示裝置的像素操作方法的簡(jiǎn)化流程圖。在1402中，該方法包括提供一個(gè)像素結(jié)構(gòu)。像素結(jié)構(gòu)901包括基板910、耦合至基板910的波導(dǎo)304、設(shè)置在波導(dǎo)304上的第一導(dǎo)電層942、設(shè)置在第一導(dǎo)電層942上的電光聚合物層944以及設(shè)置在電光聚合物層944上的第二導(dǎo)電層946。波導(dǎo)304包括設(shè)置在基板910上的第一覆層922，設(shè)置在第一覆層922上的芯層924，以及設(shè)置在芯層924上的第二覆層926。在1404中，該方法還包括在第一導(dǎo)電層942和第二導(dǎo)電層946之間施加偏置電壓；在1406中，方法包括在波導(dǎo)304中傳播的光；以及在1408中，通過改變偏置電壓來調(diào)整從波導(dǎo)304耦合至電光聚合物層944的光能量。

應(yīng)了解的是，根據(jù)實(shí)施例，圖14所示的具體步驟提供了操作顯示裝置像素的具體方法。也可根據(jù)備選實(shí)施例執(zhí)行其他步驟順序。例如，備選實(shí)施例可以按不同的順序執(zhí)行上述步驟。此外，圖14所示的各步驟可包括多個(gè)子步驟，并可根據(jù)各步驟適用的順序分別執(zhí)行。此外還可添加或刪除額外的步驟。本領(lǐng)域的任何普通技術(shù)人員可識(shí)別多種變型、修改和備選。

所述實(shí)施例的各方面、具體表現(xiàn)、實(shí)現(xiàn)或特征均可單獨(dú)或以組合方式使用。所述實(shí)施例的各方面可通過軟件、硬件或軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)。所述實(shí)施例也可表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上用于控制制造過程的計(jì)算機(jī)可讀代碼，或表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上用于控制生產(chǎn)線的計(jì)算機(jī)可讀代碼。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)是能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以供電腦系統(tǒng)其后讀取的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的實(shí)例包括只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀光盤驅(qū)動(dòng)器CD-ROMs、硬盤驅(qū)動(dòng)器HDDs、DVD光盤、磁帶和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)也可分布在網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，以便以分布式方式存儲(chǔ)和執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀代碼。

為便于理解，前文描述中使用了具體名稱，以便透徹理解所述實(shí)施例。然而，當(dāng)本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施所述實(shí)施例時(shí)，這些具體細(xì)節(jié)明顯并非必要。因此，上文對(duì)具體實(shí)施例的描述僅用于例證和描述，并沒有詳盡列出所有實(shí)施列，本發(fā)明也不僅限于上述公開實(shí)施例的具體形式。根據(jù)上文啟示，本領(lǐng)域的任何普通技術(shù)人員明顯能進(jìn)行多種變更和修改。