用于光导的光转向特征图案的制作方法

用于光导的光转向特征图案的制作方法
【专利摘要】本发明提供用于通过使用光导分布光来提供照明且用于确定所述光导中的光转向特征之间的间隔的系统、方法及设备。在一个方面中，确定沿第一轴线的光强度分布，且基于此分布而变化光转向特征沿彼第一轴线的间距，同时使沿第二相交轴线(例如，正交轴线)的间距及所述光转向特征的大小保持不变。在一些实施方案中，一种设备包含光导，所述光导具有经配置以使来自至少一个光发射器的光转向的光转向特征阵列。所述光转向特征可沿第一轴线非均匀地间隔开，使得间距非单调地变化，且沿与所述第一轴线相交的第二轴线，所述光转向特征以实质上相同的进展量间隔开。
【专利说明】用于光导的光转向特征图案
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明系统，包含用于显示器的照明系统，尤其是具有具光转向特征的光导的照明系统，且本发明涉及机电系统。
【背景技术】
[0002]机电系统包含具有电元件及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如，镜子)及电子装置的装置。可按包含(但不限于)微尺度及纳米尺度的多种尺度来制造机电系统。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含具有在从约一微米到数百微米或以上的范围内的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小(包含(例如)小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀刻掉衬底和/或已沉积材料层的部分或添加层以形成电装置及机电装置的其它微机械加工工艺来产生机电元件。
[0003]的机电系统装置被称为干涉调制器(IMOD)。如在本文中所使用，术语干涉调制器或干涉光调制器指代使用光学干涉的原理选择性地吸收和/或反射光的装置。在一些实施方案中，干涉调制器可包含一对导电板，所述对导电板中的一者或两者可为整体或部分透明和/或反射的，且能够在施加适当电信号时相对运动。在一实施方案中，一个板可包含沉积于衬底上的固定层，且另一板可包含与所述固定层由气隙分开的反射膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射于干涉调制器上的光的光学干涉。干涉调制器装置具有广泛范围的应用，且预期在改进现有产品及产生新产品(尤其具有显示能力的产品)时使用。
[0004]反射的周围光用以在一些显示装置(例如，使用通过干涉调制器形成的像素的反射性显示器)中形成图像。这些显示器的感知亮度取决于朝向观察者反射的光的量。在低照度周围光条件下，来自具有人工光源的照明装置的光用以对反射像素进行照明，所述反射像素接着反射所述光使其朝向观察者以产生图像。为了满足关于包含反射性显示器及透射式显示器的显示装置的市场需求及设计准则，正持续地开发新的照明装置。

【发明内容】

[0005]本发明的系统、方法及装置各自具有若干发明方面，所述发明方面中无单个方面单独负责本文中所揭示的所要属性。
[0006]本发明的一个发明方面可实施于一种照明设备中，所述照明设备包含一个或一个以上光发射器及光导。所述光导包含光转向特征阵列。所述阵列中的每一光转向特征经配置以使来自所述一个或一个以上光发射器中的至少一者的光转向。所述光转向特征沿第一轴线非均匀地间隔开，使得分离邻近光转向特征的距离沿所述第一轴线非单调地变化。所述光转向特征占据多个行，所述多个行平行于与所述第一轴线相交的第二轴线而延伸。所有所述行中的所述光转向特征沿所述第二轴线具有实质上相同的间隔进展量。
[0007]在一些实施方案中，沿所述第二轴线的相邻光转向特征之间的间隔为实质上均匀的。根据这些实施方案中的一些，每一光转向特征具有沿所述第二轴线的理想化位置，所述理想化位置为在所有光转向特征沿所述第二轴线准确均匀地间隔的情况下所述光转向特征的位置。在这些实施方案中的一些中，每一光转向特征的实际位置与所述理想化位置的变化量可不多于沿所述第二轴线的相邻光转向特征之间的平均间隔的约二分之一。
[0008]在一些其它实施方案中，每一光转向特征具有沿所述第二轴线的理想化位置，所述理想化位置为在每一光转向特征沿所述第一轴线与不同行中的多个其它光转向特征准确对准的情况下所述光转向特征的所述位置。在这些实施方案中的一些中，每一光转向特征的实际位置与所述理想化位置的变化量可不多于沿所述第二轴线的在不同行中的所述多个其它光转向特征中的每一者与对应相邻光转向特征之间的平均间隔的约二分之一。
[0009]该所述光转向特征阵列可占据所述光导的主表面的大部分区域。替代地或另外，所述光转向特征中的每一者可具有实质上相同的大小。根据特定实施方案，所述光转向特征可包含隔离的点微结构。
[0010]相比在实质上平行于所述第一轴线的第二列中的多个光转向特征，在实质上平行于所述第一轴线的第一列中的光转向特征是以不同方式间隔。所述第一轴线可实质上垂直于所述第二轴线。相比分离所述第二列中的邻近光转向特征的距离，分离所述第一列中的邻近光转向特征的距离可以不同进展量变化。替代地或另外，所述阵列中的光转向特征的密度在所述第一列与所述第二列之间是变化的，且在所述多个行内也是变化的。在一些实施方案中，所述第一列及所述第二列具有大致相等的宽度。
[0011]该所述设备可包含显示器，所述显示器包含多个干涉调制器显示元件。
[0012]本发明的另一发明方面可实施于一种设备中，所述设备包含一个或一个以上光发射器及光导。所述光导包含光转向装置阵列，其中每一光转向装置经配置以使来自所述一个或一个以上光发射器的光转向。所述光转向装置沿第轴线间隔开，使得分离邻近光转向装置的距离沿所述第一轴线非单调地变化。所述光转向装置占据平行于与所述第一轴线相交的第二轴线而延伸的行，其中所述行中的每一者中的相邻光转向装置沿所述第二轴线以实质上相同的进展量而彼此间隔开。
[0013]该等所述光转向装置可为间隔开的反射性光转向特征。相邻光转向特征可沿所述第二轴线实质上均匀地彼此间隔开。所述相邻光转向特征可沿所述第二轴线彼此间隔开，间隔量相对于沿所述第二轴线准确均匀地间隔的情况而在阈值变化量内变化，其中所述阈值变化量不多于沿所述第二轴线的相邻光转向特征之间的理想化的准确均匀间隔的约二分之一。
[0014]相邻光转向特征可沿所述第二轴线彼此间隔开，间隔量相对于沿所述第一轴线与不同行中的其它相邻光转向特征准确对准的情况而在阈值变化量内变化，其中所述阈值变化量不多于沿所述第二轴线的在不同行中的所述多个其它光转向特征中的每一者与对应相邻光转向特征之间的平均间隔的约二分之一。
[0015]在实质上平行于所述第一轴线的第一列中的光转向装置的间隔方式可不同于在实质上平行于所述第一轴线的第二列中的多个光转向装置。相比分离所述第二列中的邻近光转向装置的距离，分离所述第一列中的邻近光转向装置的距离可以不同进展量变化。替代地或另外，所述阵列中的光转向特征的密度可在所述第一列与所述第二列之间变化，且也可在所述行内变化，其中所述第一轴线实质上垂直于所述第二轴线。
[0016]该所述光转向特征阵列可对应于所述光导的主表面的大部分区域。[0017]该所述设备也可包含具有多个干涉调制器显示元件的反射性显示器，其中所述光转向装置经配置以重定向光以使其朝向所述反射性显示器。
[0018]本发明的又一发明方面可实施于一种计算机实施方法中，所述方法是在一个或一个以上经配置的计算机系统的控制下执行。所述方法包含:获得对应于光转向特征在光导的区域内的初始放置的强度分布；基于所述强度分布确定沿第一轴线的光转向特征对之间的多个所要间距，每一所要间距对应于所述区域内且沿所述第一轴线的位置；以及基于所述所要间距导出光转向特征在所述区域内的经更新放置，其中沿所述第一轴线的所述初始放置的邻近光转向特征之间的一个或一个以上间距是在所述经更新放置中调整。
[0019]在所述经更新放置中沿一第二轴线的邻近光转向特征对之间的间距沿所述第二轴线可具有实质上相同的进展量，且所述第二轴线可实质上与所述第一轴线正交。所述经更新放置中沿所述第二轴线的间距可实质上与所述初始放置中沿所述第二轴线的每一对邻近光转向特征之间的间距相同。所述方法也可包含:通过在不大于阈值变化量的变化量内调整所述经更新放置中的一个或一个以上光转向特征的放置来变化所述一个或一个以上光转向特征的所述放置，所述阈值变化量为沿所述第二轴线的相邻光转向特征之间的平均间隔的约二分之一。
[0020]相比在所述初始放置中，在所述经更新放置中所述区域沿所述第一轴线可包含不同数目个光转向特征。替代地或另外，在所述初始放置中所述区域可包含具有多个光转向特征的区，且所述导出可包含计算所述经更新放置中所述区沿所述第一轴线的调整长度及维持所述经更新放置中所述区内与所述初始放置中相等数目个光转向特征，以便调整所述经更新放置中的光转向特征之间的间距。
[0021]该所述导出可包含:针对所述初始放置中所述区域内的对应于光强度热点的位置而增加沿所述第一轴线的邻近光转向特征之间的间距，以及针对所述初始放置中所述区域内的对应于光强度冷点的位置而减小沿所述第一轴线的邻近光转向特征之间的间距。
[0022]该等所述光转向特征中的每一者可具有实质上相同的大小。
[0023]在所述经更新放置中，相比在实质上平行于第一列的第二列中的光转向特征，在所述第一列中的光转向特征沿所述第一轴线是以不同方式间隔。
[0024]在所述经更新放置中，所述阵列中的光转向特征的密度在所述阵列的第一矩形列与所述阵列的第二矩形列之间可为变化的，且其中所述第一矩形列实质上平行于所述第二矩形列。所述第一矩形列与所述第二矩形列在所述初始放置及所述经更新放置两者中可具有沿第二轴线间隔的相同数目个光转向特征，且所述第二轴线可实质上垂直于所述第一轴线。
[0025]此说明书中所描述的标的物的一或多项实施方案的细节在随附图式及以下描述中阐明。从描述、图式及权利要求书，其它特征、方面及优点将变得显而易见。注意，以下诸图的相对尺寸可能未按比例绘制。
【专利附图】

【附图说明】
[0026]图1展示描绘干涉调制器(IMOD)显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图的实例。
[0027]图2展示说明并有3x3干涉调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。[0028]图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置对所施加的电压的图的实例。
[0029]图4展示说明当施加各种共同及区段电压时的干涉调制器的各种状态的表的实例。
[0030]图5A展示说明图2的3x3干涉调制器显示器中的显示数据的帧的图的实例。
[0031]图5B展示可用以写入在图5A中说明的显示数据的帧的共同及区段信号的时序图的实例。
[0032]图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分横截面的实例。
[0033]图6B到6E展示干涉调制器的变化实施方案的横截面的实例。
[0034]图7展示说明用于干涉调制器的制造过程的流程图的实例
[0035]图8A到SE展示制造干涉调制器的方法中的各种阶段的横截面示意性说明的实例。
[0036]图9A展示照明系统的横截面的实例。
[0037]图9B展示光转向特征的横截面的实例。
[0038]图10展示说明确定光转向特征在光导中的放置的过程的流程图的实例。
[0039]图1lA展示具有固定数目个光转向特征的区的平面图的实例。
[0040]图1lB展示各自具有固定数目个光转向特征的两个相邻区的平面图的实例。
[0041]图1lC展示光转向特征在光导中的初始放置的平面图的实例。
[0042]图12A展示针对光转向特征的初始放置的强度分布的实例。
[0043]图12B展示基于图12A的强度分布计算的所要间距的曲线的实例。
[0044]图12C展示基于图12B的所要间距的曲线确定的光转向特征的经更新放置的强度分布的实例。
[0045]图13A展示光转向特征在光导中的经更新放置的平面图的实例。
[0046]图13B展示图13A的光转向特征的经更新放置中的光转向特征的列的平面图的实例。
[0047]图13C展示图13A的光转向特征的经更新放置中的光转向特征的两个列的平面图的实例。
[0048]图14A到14D展示光转向特征的经更新放置中的光转向特征的多个行的平面图的实例。
[0049]图15A及15B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置的系统框图的实例。【具体实施方式】
[0050]在各图式中的相同参考数字及编号指示相同元件。
[0051]以下[实施方式]涉及用于描述发明方面的目的的某些实施方案。然而，可以众多不同方式来应用本文中的教示。可在经配置以显示图像(无论是运动图像(例如，视频)或是静止图像(例如，静态图像)，且无论是文字图像、图形图像或是图片图像)的任何装置中实施所述所描述的实施方案。更明确来说，预期所述实施可在多种电子装置中实施或与所述电子装置相关联，所述电子装置例如(但不限于)移动电话、具备多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能型电话、蓝牙装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持型或便携式计算机、迷你笔记型计算机、笔记型计算机、智能笔记型计算机、平板计算机、打印机、影印、扫描器、传真装置、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄录影机、游戏控制台、腕表、钟表、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(例如，电子阅读器)、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、驾驶舱控制器和/或显示器、摄影机视野显示器(例如，在载具中的后视摄影机的显示器)、电子照片、电子广告牌或标牌、投影仪、建筑结构、微波装置、冰箱、立体声系统、卡式记录器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、干衣机、洗衣机/干衣机、停车计时器、封装(例如，MEMS及非MEMS)、美学结构(例如，关于一件珠宝的图像的显示)及多种机电系统装置。本文中的教示也可用于非显示应用中，例如(但不限于)电子开关装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、运动感测装置、磁力计、用于消费型电子装置的惯性组件、消费型电子产品的零件、可变电抗器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造过程及电子测试装备。因此，所述教示并不意欲限于仅在诸图中描绘的实施方案，而确切地说，具有如一般熟习此项技术者将易于显而易见的广泛适用性。
[0052]在一些实施方案中，一种照明系统具备用以分布光的光导。所述光导可具备多个光转向特征，且阵列中的所述光转向特征的放置可经设置以便实现光导内的所要光分布(例如，均匀分布)。确定所要放置的过程可包含获得对应于光转向特征在光导的区域上的初始放置的强度分布。基于所述强度分布，可确定光转向特征沿第一轴线的所要间距。接着，基于所要间距，可确定光转向特征在光导的所述区域内的经更新放置。此导出可包含沿第一轴线改变间距，此改变又可调整光转向特征的密度。同时，可使光转向特征沿与第一轴线相交(例如，以正交方式与第一轴线相交)的第二轴线的间距保持不变。沿一个轴线改变间距同时沿另一轴线使间距保持粗略不变可调整光转向特征的密度，从而校正热点和/或冷点通过初始放置中的光转向特征的产生。
[0053]包括包含经更新放置中的光转向特征的装置可包含光转向特征沿第一轴线(例如，垂直轴线)的非均匀间隔，且具有沿第二轴线(例如，水平轴线)实质上相同的间隔进展量(progression)。举例来说,光转向特征可沿第一轴线非均勻地间隔开,使得分离邻近光转向特征的距离沿第一轴线非单调地变化。可将光转向特征视为占据实质上平行于第一轴线而延伸的多个列。替代地或另外，阵列的不同列也可具有光转向特征沿第一轴线的不同间隔，其中所述列沿第一轴线的方向伸长。举例来说，分离第一列中的邻近光转向特征的距离的改变可不同于分离实质上平行于第一列的第二列中的邻近光转向特征的距离的改变。另一方面，可将光转向特征视为占据实质上平行于第二轴线而延伸的多个行，其中所有行具有光转向特征沿第二轴线的粗略相同的间隔进展量。在一些实施方案中，光转向特征可具有沿第二轴线的实质上均匀的间隔。在一些其它实施方案中，光转向特征之间的间隔可沿第二轴线而变化。光转向特征的放置可在变化量内随机或伪随机地变化，此变化可减少不合需要的视觉效应，例如波纹(moir6)图案。具有这些光转向特征的光导可在一些实施方案中实施于用于反射性显示器之前光中或在一些其它实施方案中实施于用于透射式显不器的背光中。
[0054]可实施本发明中所描述的标的物的特定实施方案以实现以下潜在优点中的一者或一者以上。与间距在多个轴线上变化的分布相比，具有沿一个轴线或维度粗略均匀的间距的光转向特征的相对规则分布可得以更准确地模拟。此情形可(例如)减少用于确定光转向特征的放置的处理功率及时间。此外，光转向特征的相对规则放置可导致较少反复和/或较不复杂的光学模拟。归因于光转向特征的相对规则分布，光学模拟工具可用光转向特征阵列替换一个或一个以上光转向特征。此情形可促进且改进较大显示面板和/或较小光转向特征的光学模拟结果。此外，可使光转向特征的大小(例如，由光转向特征占据的表面积)保持恒定，此情形可促进制造具有光转向特征的所要放置及从光导射出的光的所要强度分布的光导。在一些实施方案中，此光可射出以对显示器进行照明。结果，可提供用于产生光的所要分布以对显示器进行照明的光转向特征的图案。
[0055]所描述的实施方案可应用于的合适MEMS装置的实例为反射性显示装置。反射性显示装置可并有干涉调制器(MOD)以使用光学干涉的原理选择性吸收和/或反射入射于其上的光。頂OD可包含吸收体、可相对于吸收体移动的反射体及界定于吸收体与反射体之间的光学谐振腔。可将反射体移动到两个或两个以上不同位置，此可改变光学谐振腔的大小且由此影响干涉调制器的反射比。MOD的反射光谱可产生相当宽的光谱带，其可跨越可见波长而移位以产生不同色彩。可通过改变光学谐振腔的厚度(即，通过改变反射体的位置)来调整光谱带的位置。
[0056]图1展示描绘干涉调制器(IMOD)显示装置的一系列像素中的两个像素的等角视图的实例。MOD显示装置包含一个或一个以上干涉MEMS显示元件。在这些装置中，MEMS显示元件的像素可处于明亮或暗状态。在明亮(“松弛”、“开通”或“接通”)状态下，显示元件将大部分入射的可见光反射(例如)给用户。相反地，在暗(“致动”、“闭合”或“关断”)状态下时，显示元件几乎不反射入射的可见光。在一些实施方案中，可颠倒接通与关断状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要在特定波长下反射，除了黑色及白色之外，其也允许彩色显示。
[0057]IMOD显示装置可包含IMOD的行/列阵列。每一 IMOD可包含定位成彼此相距可变且可控制距离以形成气隙(也称为光学间隙或空腔)的一对反射层，即，可移动反射层及固定部分反射层。可移动反射层可在至少两个位置之间移动。在第一位置(即，松弛位置)中，可移动反射层可定位成与固定部分反射层相距相对远的距离。在第二位置(即，致动位置)中，可移动反射层可定位成较接近部分反射层。取决于可移动反射层的位置，从两个层反射的入射光可相长或相消地干涉，从而针对每一像素产生总体反射或非反射状态。在一些实施方案中，IMOD可在未致动时处于反射状态下，从而反射可见光谱内的光，且可当在致动时处于暗状态下，从而反射在可见范围外的光(例如，红外光)。然而，在一些其它实施方案中，IMOD可在未致动时处于暗状态下，且在致动时处于反射状态下。在一些实施方案中，所施加的电压的引入可驱动像素以改变状态。在一些其它实施方案中，所施加的电荷可驱动像素以改变状态。
[0058]图1中的像素阵列的所描绘部分包含两个邻近干涉调制器12。在左边的M0D12中(如所说明)，说明可移动反射层14处于与光学堆叠16 (其包含部分反射层)相距预定距离的松弛位置中。在左边的M0D12上施加的电压Vtl不足以引起可移动反射层14的致动。在右边的IM0D12中，说明可移动反射层14处于在光学堆叠16附近或邻近光学堆叠16的致动位置中。在右边的IM0D12上施加的电压Vbias足以将可移动反射层14维持于致动位置中。
[0059]在图1中，大体上用指示入射于像素12上的光的箭头13及从左边的像素12反射的光15说明像素12的反射性质。虽然未详细说明，但一般熟习此项技术者应理解，入射于像素12上的大多数光13将透射穿过透明衬底20,朝向光学堆叠16。入射于光学堆叠16上的光的一部分将透射穿过光学堆叠16的部分反射层，且一部分将反射回，穿过透明衬底20。光13的透射穿过光学堆叠16的部分将在可移动反射层14处反射，返回朝向(且穿过)透明衬底20。从光学堆叠16的部分反射层反射的光与从可移动反射层14反射的光之间的干涉(相长或相消)将确定从像素12反射的光15的波长。
[0060]堆叠16可包含单个层或若干层。所述(等)层可包含电极层、部分反射且部分透射层及透明介电层中的一者或一者以上。在一些实施方案中，光学堆叠16为导电、部分透明且部分反射的，且可(例如)通过将以上层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。电极层可由例如各种金属(例如，氧化铟锡(ITO))的多种材料形成。部分反射层可由例如各种金属(例如，铬(Cr))、半导体及介电质的部分反射的多种材料形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且所述层中的每一者可由单个材料或材料组合形成。在一些实施方案中，光学堆叠16可包含充当光学吸收体及导体的单个半透明厚度的金属或半导体，而不同的更多导电层或部分(例如，光学堆叠16的或IMOD的其它结构的导电层或部分)可用以在IMOD像素之间用总线传送(bus)信号。光学堆叠16也可包含覆盖一个或一个以上导电层或导电/吸收层的一个或一个以上绝缘或介电层。
[0061]在一些实施方案中，光学堆叠16的所述(等)层可经图案化为平行条带，且可形成显示装置中的行电极，如下进一步描述。如熟习此项技术者应理解，术语“经图案化”在本文中用以指代掩蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中，可将例如铝(Al)的高度导电且反射的材料用于可移动反射层14，且这些条带可形成显示装置中的列电极。可移动反射层14可形成为一个或一个以上沉积的金属层的一系列平行条带(与光学堆叠16的行电极正交)以形成沉积于柱18及沉积于柱18之间的介入牺牲材料之上的多个列。当蚀刻掉牺牲材料时，界定的间隙19或光学空腔可形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。在一些实施方案中，柱18之间的间隔可为大约Ιμπι到1000 μ m，而间隙19可大约〈10，000埃(A)。
[0062]在一些实施方案中，頂OD的每一像素(不管在致动或是松弛状态下)本质上为由固定反射层及移动反射层形成的电容器。如由在图1中左边的像素12所说明，当未施加电压时，可移动反射层14保持处于机械松弛状态下，其中间隙19存在于可移动反射层14与光学堆叠16之间。然而，当将电位差(例如，电压)施加到选定行及列中的至少一者时，在对应像素处的行电极与列电极的相交处形成的电容器变得带电，且静电力将所述电极拉在一起。如果所施加的电压超过阈值，则可移动反射层14可变形且移动到光学堆叠16附近或与光学堆叠16相抵。光学堆叠16内的介电层(图中未展示)可防止短路且控制层14与层16之间的分离距离，如由在图1中右边的致动像素12所说明。与所施加的电位差的极性无关，行为是相同的。虽然阵列中的一系列像素可在一些例子中被称为“行”或“列”，但一般熟习此项技术者将易于理解，将一方向称为“行”且将另一方向称为“列”是任意的。重申，在一些定向上，可将行考虑为列，且将列考虑为行。此外，显示元件可均匀地配置于正交的行及列(“阵列”)中，或以非线性配置中配置，例如，具有相对于彼此的某些位置偏移(“马赛克”)。术语“阵列”及“马赛克”可指代任何配置。因此，虽然显示器被称为包含“阵列”或“马赛克”，但元件自身不需要彼此正交地配置，或按均匀分布安置，而在任何例子中可包含具有不对称形状且不均匀分布的元件的配置。[0063]图2展示说明并有3x3干涉调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。所述电子装置包含处理器21，所述处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除执行作业系统外，处理器21也可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含web浏览程序、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
[0064]处理器21可经配置以与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包含将信号提供到(例如)显示阵列或面板30的行驱动器电路24及列驱动器电路26。在图1中所说明的IMOD显示装置的横截面由图2中的线1-1展示。虽然图2为了清晰起见说明IMOD的3x3阵列，但显示阵列30可含有大量M0D，且可在行中具有与在列中不同数目个M0D，且可在列中具有与在行中不同数目个IM0D。
[0065]图3展示说明用于图1的干涉调制器的可移动反射层位置对所施加的电压的图的实例。对于MEMS干涉调制器，行/列(即，共同/区段)写入过程可利用这些装置的滞后性质，如在图3中所说明。干涉调制器可能需要(例如)约10伏特的电位差来使可移动反射层或镜子从松弛状态改变到致动状态。当电压从彼值减小时，随着电压降回(例如)10伏特以下，可移动反射层维持其状态，然而，直到电压降到2伏特以下，可移动反射层方完全松弛。因此，存在一电压范围(如在图3中所展示，大约3伏特到7伏特)，在所述情况下，存在施加电压窗，在所述施加电压窗内，装置稳定地处于松弛或致动状态下。本文将此窗称为“滞后窗”或“稳定窗”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列30来说，行/列写入过程可经设计以一次寻址一个或一个以上行，使得在给定行的寻址期间，经寻址的行中待致动的像素被暴露到约10伏特的电压差，且待松弛的像素被暴露到接近零伏特的电压差。在寻址之后，像素被暴露到稳定状态或大约5伏特的偏压电压差，使得其保持处于先前选通状态下。在此实例中，在经寻址之后，每一像素经历约3伏特到7伏特的“稳定窗”内的电位差。此滞后性质特征使像素设计(例如，在图1中所说明)能够在相同施加电压条件下保持稳定地处于致动或松弛的预先存在的状态下。由于每一 MOD像素(无论处于致动状态或松弛状态下)本质上为由固定反射层及移动反射层形成的电容器，因此可在滞后窗内的稳定电压下保持此稳定状态，而实质上不消耗或损耗功率。此外，如果所施加的电压电位保持实质上固定，则本质上极少或无电流流动到MOD像素中。
[0066]在一些实施方案中，可通过根据给定行中的像素的状态的所要改变(如果存在)沿着列电极的集合以“区段”电压的形式施加数据信号来产生图像的帧。可依次寻址阵列的每一行，使得一次一行地写入帧。为了将所要的数据写入到第一行中的像素，可将对应于第一行中的像素的所要状态的区段电压施加于列电极上，且可将呈特定“共同”电压或信号形式的第一行脉冲施加到第一行电极。接着可改变区段电压的集合以对应于第二行中的像素的状态的所要改变(如果存在)，且可将第二共同电压施加到第二行电极。在一些实施方案中，第一行中的像素不受沿着列电极施加的区段电压的改变影响，且保持处于其在第一共同电压列脉冲期间所设置到的状态下。对于整个行(或者，列)系列，可以顺序方式重复此过程以产生图像帧。可通过以每秒某所要数目个帧地不断重复此过程来用新图像数据再新和/或更新帧。
[0067]在每一像素上施加的区段信号与共同信号的组合(即，在每一像素上的电位差)确定每一像素的所得状态。图4展示说明当施加各种共同及区段电压时干涉调制器的各种状态的表的实例。如一般熟习此项技术者将易于理解，可将“区段”电压施加到列电极或行电极，且可将“共同”电压施加到列电极或行电极中的另一者。
[0068]如图4中(以及在图5B中所展示的时序图中)所说明，当沿着共同线施加释放电压VC.时，沿着共同线的所有干涉调制器元件将被置于松弛状态(或者称为释放或未致动状态)下，而与沿着区段线所施加的电压(即，高区段电压VSh及低区段电压VSJ无关。确切地说，当沿着共同线施加释放电压VC.时，调制器上的电位电压(或者称为像素电压)在沿着彼像素的对应区段线施加高区段电压VSh及施加低区段电压V&两种情况时皆处于松弛窗(见图3，也称为释放窗)内。
[0069]当在共同线上施加保持电压(例如，高保持电压VC_—H或低保持电压VC_—J时，干涉调制器的状态将保持恒定。举例来说，松弛的IMOD将保持处于松弛的位置中，且致动的IMOD将保持处于致动的位置中。可选择保持电压，使得像素电压在沿着对应区段线施加高区段电压VSh及低区段电压￥&两种情况时皆将保持处于稳定窗内。因此，区段电压摆动(即，高区段电压VSh与低区段电压之间的差)小于正或负稳定窗的宽度。
[0070]当在共同线上施加寻址或致动电压(例如，高寻址电压VCadd H或低寻址电压VCaddL)时，可通过沿着相应区段线施加区段电压来沿着彼线将数据选择性地写入到调制器。可选择区段电压，使得致动取决于所施加的区段电压。当沿着共同线施加寻址电压时，一个区段电压的施加将导致在稳定窗内的像素电压，从而使像素保持未致动。相比之下，另一区段电压的施加将导致在稳定窗外的像素电压，从而导致像素的致动。引起致动的特定区段电压可取决于使用了哪一寻址电压而变化。在一些实施方案中，当沿着共同线施加高寻址电压VCadd H时，高区段电压VSh的施加可使调制器保持处于其当前位置中，而低区段电压
的施加可引起调制器的致动。作为推论，当施加低寻址电压VC-;时，区段电压的效应可相反，其中高区段电压VSh引起调制器的致动，且低区段电压V&不影响调制器的状态(即，保持稳定)。
[0071 ] 在一些实施方案中，可使用始终产生调制器上的相同极性的电位差的保持电压、寻址电压及区段电压。在一些其它实施方案中，可使用交替调制器的电位差的极性的信号。调制器上的极性的交替(即，写入过程的极性的交替)可减少或抑制在单个极性的重复写入操作之后可发生的电荷累积。
[0072]图5A展示说明图2的3x3干涉调制器显示器中的显示数据的帧的图的实例。图5B展示可用以写入图5A中所说明的显示数据的帧的共同及区段信号的时序图的实例。可将信号施加到(例如)图2的3x3阵列，其将最终导致图5A中所说明的线时间60e的显示配置。图5A中的致动的调制器处于暗状态，即，反射光的大部分处于可见光谱外以便导致(例如)对检视者来说的暗外观。在写入图5A中所说明的帧之前，像素可处于任何状态下，但在图5B的时序图中所说明的写入过程假定每一调制器在第一线时间60a之前已释放且驻留于未致动状态下。
[0073]在第一线时间60a期间:将释放电压70施加于共同线I上；施加于共同线2上的电压开始于高保持电压72，且移动到释放电压70 ;且沿着共同线3施加低保持电压76。因此，沿着共同线I的调制器(共同1，区段I)、(1，2)及(1，3)在第一线时间60a的持续时间内保持处于松弛或未致动状态下，沿着共同线2的调制器(2，I)、(2,2)及(2，3)将移动到松弛状态，且沿着共同线3的调制器(3，I)、(3,2)及(3，3)将保持处于其先前状态下。参看图4，沿着区段线1、2及3施加的区段电压将不影响干涉调制器的状态，这是因为在线时间60a期间(即，VC.-松弛及VCmil f稳定)共同线1、2或3中无一者正暴露到引起致动的电压电平。
[0074]在第二线时间60b期间，共同线I上的电压移动到高保持电压72，且沿着共同线I的所有调制器保持处于松弛状态下，而与施加的区段电压无关，这是因为无寻址或致动电压施加于共同线I上。归因于释放电压70的施加，沿着共同线2的调制器保持处于松弛状态下，且当沿着共同线3的电压移动到释放电压70时，沿着共同线3的调制器(3，I)、(3，2) R (3,3)将松弛。
[0075]在第三线时间60c期间，通过在共同线I上施加高寻址电压74来寻址共同线I。因为在此寻址电压的施加期间沿着区段线I及2施加低区段电压64，所以在调制器(1，I)及(1，2)上的像素电压大于调制器的正稳定的高端(即，电压差超过预定义的阈值)，且调制器(1，1)及(1，2)被致动。相反地，因为沿着区段线3施加高区段电压62，所以在调制器(1，3)上的像素电压小于调制器(1，1)及(1，2)的像素电压，且保持处于调制器的正稳定窗内；调制器(1，3)因此保持松弛。也在线时间60c期间，沿着共同线2的电压减小到低保持电压76，且沿着共同线3的电压保持处于释放电压70，从而使沿着共同线2及3的调制器处于松弛位置中。
[0076]在第四线时间60d期间，在共同线I的电压返回到高保持电压72，从而使沿着共同线I的调制器处于其相应经寻址状态下。共同线2上的电压减小到低寻址电压78。因为沿着区段线2施加高区段电压62，所以在调制器(2，2)上的像素电压低于调制器的负稳定窗的下端，从而使调制器(2，2)致动。相反地，因为沿着区段线I及3施加低区段电压64，所以调制器(2，I)及(2，3)保持处于松弛位置中。共同线3上的电压增加到高保持电压72，从而使沿着共同线3的调制器处于松弛状态下。
[0077]最后，在第五线时间60e期间，共同线I上的电压保持处于高保持电压72，且共同线2上的电压保持处于低保持电压76，从而使沿着共同线I及2的调制器处于其相应经寻址状态下。共同线3上的电压增加到高寻址电压74以沿着共同线3寻址调制器。因为将低区段电压64施加于区段线2及3上，所以调制器(3，2)及(3，3)致动，而沿着区段线I施加的高区段电压62使调制器(3，I)保持处于松弛位置中。因此，在第五线时间60e的末尾，3x3像素阵列处于图5A中所展示的状态下，且将保持处于彼状态下，只要沿着共同线施加保持电压即可，而与当正寻址沿着其它共同线(图中未展示)的调制器时可发生的区段电压的变化无关。
[0078]在图5B的时序图中，给定写入过程(B卩，线时间60a到60e)可包含高保持及寻址电压或低保持及寻址电压的使用。一旦已完成针对给定共同线的写入过程(且将共同电压设置到具有与致动电压相同极性的保持电压)，则像素电压保持处于给定稳定窗内，且直到将释放电压施加于彼共同线上，方穿过所述松弛窗。此外，因为在寻址调制器之前，作为写入过程的部分，释放每一调制器，所以调制器的致动时间(而非释放时间)可确定必要的线时间。具体来说，在调制器的释放时间大于致动时间的实施方案中，可施加释放电压持续长于单个线时间的时间，如图5B中所描绘。在一些其它实施方案中，沿着共同线或区段线施加的电压可变化以考量不同调制器(例如，不同色彩的调制器)的致动及释放电压的变化。
[0079]根据以上所阐明的原理操作的干涉调制器的结构细节可广泛地变化。举例来说，图6A到6E展示干涉调制器(包含可移动反射层14及其支撑结构)的变化实施方案的横截面的实例。图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分横截面的实例，其中金属材料的条带(即，可移动反射层14)沉积于与衬底20正交延伸的支撑件18上。在图6B中，每一 MOD的可移动反射层14的形状为大体正方形或矩形，且在系栓32上的角部处或附近附接到支撑件。在图6C中，可移动反射层14的形状为大体正方形或矩形，且从可包含可挠性金属的可变形层34悬垂。可变形层34可在可移动反射层14的外围周围直接或间接地连接到衬底20。这些连接在本文中称为支撑柱。图6C中所展示的实施方案具有从将可移动反射层14的光学功能与其机械功能解耦(其由可变形层34进行)得到的额外益处。此解耦允许用于反射层14的结构设计及材料以及用于可变形层34的结构设计及材料独立于彼此而最佳化。
[0080]图6D展不IMOD的另一实例,其中可移动反射层14包含反射子层14a。可移动反射层14搁置于支撑结构(例如，支撑柱18)上。支撑柱18提供可移动反射层14与下部固定电极(即，所说明的IMOD中的光学堆叠16的部分)的分离，使得(例如)当可移动反射层14处于松弛位置中时，间隙19形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。可移动反射层14也可包含:导电层14c，其可经配置以充当电极；以及支撑层14b。在此实例中，导电层14c安置于支撑层14b的远离衬底20的一个侧上，且反射子层14a安置于支撑层14b的接近衬底20的一侧上。在一些实施方案中，反射子层14a可导电，且可安置于支撑层14b与光学堆叠16之间。支撑层14b可包含介电材料(例如，氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO2))的一个或一个以上层。在一些实施方案中，支撑层14b可为多个层的堆叠，例如，SiO2 / SiON / SiO2三层堆叠。反射子层14a及导电层14c中的任一者或两者可包含(例如)具有约0.5%铜(Cu)的铝(Al)合金或另一反射性金属材料。在介电支撑层14b上方及下方使用导电层14a、14c可平衡应力，且提供增强的导电。在一些实施方案中，出于多种设计目的(例如，实现可移动反射层14内的特定应力分布)，反射子层14a与导电层14c可由不同材料形成。
[0081]如图6D中所说明，一些实施方案还可包含黑色掩模结构23。黑色掩模结构23可形成于光学非作用区中(例如，在像素之间或在柱18下)以吸收周围或杂散光。黑色掩模结构23也可通过抑制光从显示器的非作用部分反射或透射穿过显示器的非作用部分来改进显示装置的光学性质，由此增加对比率。另外，黑色掩模结构23可导电且经配置以充当电总线层。在一些实施方案中，行电极可连接到黑色掩模结构23以减小连接的行电极的电阻。可使用多种方法(包含沉积及图案化技术)形成黑色掩模结构23。黑色掩模结构23可包含一个或一个以上层。举例来说，在一些实施方案中，黑色掩模结构23包含充当光学吸收体的钥铬(MoCr)层、一层及充当反射体及总线层的铝合金，其中厚度的范围分别为约30 A到80 A 300 A到1000 A及500人到6000 A的范围中。可使用包含光刻及干式蚀刻的多种技术来图案化所述一个或一个以上层，包含(例如)用于MoCr及SiO2层的四氟化碳(CF4)和/或氧气(O2)和/或用于铝合金层的氯气(Cl2)和/或三氯化硼(BCl3)。在一些实施方案中，黑色掩模23可为标准具或干涉堆叠结构。在这些干涉堆叠黑色掩模结构23中，可使用导电吸收体在每一行或列的光学堆叠16中的下部固定电极之间传输或用总线传送信号。在一些实施方案中，间隔层35可用以大体上将吸收体层16a与黑色掩模23中的导电层电隔离。
[0082]图6E展示MOD的另一实例，其中可移动反射层14为自支撑的。与图6D相对比，图6E的实施方案不包含支撑柱18。确切地说，可移动反射层14在多个位置处接触下伏光学堆叠16，且可移动反射层14的曲率在干涉调制器上的电压不足以引起致动时提供可移动反射层14返回到图6E的未致动位置的足够支撑。此处为了清晰起见，展示可含有多个若干不同层的光学堆叠16，其包含光学吸收体16a及介电质16b。在一些实施方案中，光学吸收体16a可充当固定电极及充当部分反射层两者。
[0083]例如图6A到6E中展示的实施方案的实施方案中，MOD充当直视装置，其中从透明衬底20之前侧(即，与上面配置有调制器的侧相对的侧)检视图像。在这些实施方案中，装置的背部分(即，显示装置的在可移动反射层14后方的任何部分，包含(例如)在图6C中所说明的可变形层34)可经配置及操作，而不影响或负面影响显示装置的图像质量，这是因为反射层14光学屏蔽装置的彼等部分。举例来说，在一些实施方案中，在可移动反射层14后方可包含总线结构(未说明)，其提供将调制器的光学性质与调制器的机电性质(例如，电压寻址及由此寻址产生的移动)分离的能力。另外，图6A到6E的实施方案可简化例如图案化等处理。
[0084]图7展示说明用于干涉调制器的制造过程80的流程图的实例，且图8A到SE展示此制造过程80的对应阶段的横截面示意性说明的实例。在一些实施方案中，除了图7中未展示的其它框之外，制造过程80也可经实施以制造(例如)图1及6中所说明的一般类型的干涉调制器。参看图1、图6及7，过程80开始于框82，其中在衬底20之上形成光学堆叠16。图8A说明形成于衬底20上的此光学堆叠16。衬底20可为透明衬底(例如,玻璃或塑料)，其可为可挠性或相对硬且不弯曲，且可能已经经受先前准备工艺(例如，清洁)，以促进光学堆叠16的有效形成。如上所论述，光学堆叠16可导电、部分透明且部分反射，且可(例如)通过将具有所要性质的一个或一个以上层沉积到透明衬底20上来制造。在图8A中，光学堆叠16包含具有子层16a及16b的多层结构，但在一些其它实施方案中可包含更多或更少子层。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可配置有光学吸收及导电性质两者(例如，组合的导体/吸收体子层16a)。另外，子层16a、16b中的一者或一者以上可经图案化为平行条带，且可形成显示装置中的行电极。可通过掩蔽及蚀刻工艺或此项技术中已知的另一合适工艺来执行此图案化。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可为绝缘或介电层，例如，沉积于一个或一个以上金属层(例如，一个或一个以上反射和/或导电层)之上的子层16b。此外，光学堆叠16可经图案化为形成显示器的列的个别及平行条带。
[0085]过程80在框84处继续，其中在光学堆叠16之上形成牺牲层25。稍后(例如，在框90处)移除牺牲层25以形成空腔19，且因此在图1中所说明的所得干涉调制器12中未展示牺牲层25。图SB说明包含形成于光学堆叠16之上的牺牲层25的部分制造的装置。牺牲层25在光学堆叠16之上的形成可包含以经选择以在后续移除之后提供具有所要设计大小的间隙或空腔19 (也参见图1及图SE)的厚度来沉积二氟化氙(XeF2)可蚀刻材料(例如，钥(Mo)或非晶硅(a-Si))。可使用例如物理气相沉积(PVD，例如，溅镀)、等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂的沉积技术来进行牺牲材料的沉积。
[0086]程序过程80在框86处继续，其中形成支撑结构，例如，如图1、图6及图8C中所说明的柱18。柱18的形成可包含图案化牺牲层25以形成支撑结构孔，接着使用例如PVD、PECVD、热CVD或旋涂的沉积方法将材料(例如，聚合物或无机材料，例如，氧化硅)沉积到孔中以形成柱18。在一些实施方案中，形成于牺牲层中的支撑结构孔可延伸穿过牺牲层25及光学堆叠16两者到下伏衬底20，使得柱18的下端接触衬底20，如图6A中所说明。或者，如图SC中所描绘，形成于牺牲层25中的孔可延伸穿过牺牲层25，但不穿过光学堆叠16。举例来说，图8E说明与光学堆叠16的上表面接触的支撑柱18的下端。可通过在牺牲层25之上沉积支撑结构材料层且图案化支撑结构材料的远离牺牲层25中的孔的部分来形成柱18或其它支撑结构。支撑结构可位于孔内，如图SC中所说明，但也可至少部分在牺牲层25的一部分之上延伸。如上所指出，牺牲层25和/或支撑柱18的图案化可通过图案化及蚀刻工艺来执行,但也可通过替代蚀刻方法来执行。
[0087]程序过程80在框88处继续，其中形成可移动反射层或膜，例如，图1、图6及图8D中所说明的可移动反射层14。可通过使用一个或一个以上沉积步骤(例如，反射层(例如，铝、铝合金)沉积)连同一个或一个以上图案化、掩蔽和/或蚀刻步骤而形成可移动反射层
14。可移动反射层14可导电,且被称为导电层。在一些实施方案中，可移动反射层14可包含多个子层14a、14b、14c，如图8D中所展示。在一些实施方案中，所述子层中的一者或一者以上(例如，子层14a、14c)可包含针对其光学性质而选择的高度反射子层，且另一子层14b可包含针对其机械性质而选择的机械子层。由于牺牲层25仍存在于在框88处形成的部分制造的干涉调制器中，因此可移动反射层14在此阶段通常不可移动。含有牺牲层25的部分制造的MOD在本文中也可被称为“未释放”IM0D。如上结合图1所描述，可移动反射层14可经图案化为形成显示器的列的个别及平行条带。
[0088]程序过程80在框90处继续，其中形成空腔，例如，如图1、6及SE中所说明的空腔
19。可通过将牺牲材料25 (在框84处沉积)暴露到蚀刻剂来形成空腔19。举例来说，可通过干式化学蚀刻来移除例如Mo或非晶Si的可蚀刻牺牲材料，例如，通过将牺牲层25暴露到气态或蒸气态蚀刻剂(例如，从固体XeF2得出的蒸气)历时有效移除所要量的材料(通常相对于围绕空腔19的结构选择性地移除)的时间周期。也可使用其它蚀刻方法，例如，湿式蚀刻和/或等离子体蚀刻。由于在框90期间移除牺牲层25，因此可移动反射层14在此阶段之后通常可移动。在移除牺牲材料25之后，所得完全或部分制造的IMOD在本文中可被称为“释放” MOD。
[0089]因为反射性显示器(例如，具有干涉调制器像素的彼等反射性显示器)使用反射光来形成图像，所以在一些环境中，周围光可经加强以增加显示器的亮度。此加强可通过照明系统来提供，在所述照明系统中，将来自光源的光导引到反射性显示器，所述反射性显示器接着反射所述光使其朝向观察者。
[0090]图9A展示照明系统的横截面的实例。光导120接收来自光源130的光。光导120中的多个光转向特征121经配置以重定向来自光源130的光(例如，光线150)以使其向后朝向(例如)下伏反射性显示器160。反射性显示器160中的反射像素反射所述经重定向的光以使其向前朝向观察者170。在一些实施方案中，反射像素可由IM0D12(图1)形成。尽管在具有反射性显示器的情况下来说明一些实施方案，但可独立且与显示器分开地进行各种实施方案。
[0091 ] 继续参看图9A，光导120可为平面光学装置，其安置于显示器160上方且与其平行使得入射光穿过光导120行进到显示器160，且从显示器160反射的光也返回穿过光导120行进到观察者170。
[0092]130可包含任何合适光源，例如，白炽灯泡、边缘灯条(edge bar)、发光二极管(“LED”)、萤光灯、LED光棒、LED阵列和/或另一光源。在特定实施方案中，来自光源130的光射入到光导120中，使得光的一部分在跨越光导120的至少一部分的方向上传播，其掠射角相对于光导120的与显不器160对准的表面为低的,使得光在光导120内以全内反射(“TIR”)形式反射。在一些实施方案中，光源130包含光棒。来自光产生装置(例如，LED)的进入光棒的光可沿所述棒的一些或所有长度传播，且在光棒的一部分或所有长度上从光棒的表面或边缘传出。从光棒传出的光可进入光导120的边缘,且接着在光导120内传播。
[0093]光波导光导120中的光转向特征121重定向所述光以使其朝向显不器160中的显示元件，重定向的角度为充分的使得至少一些光穿出光导120行进到反射性显示器160。可将经重定向的光视为提取自光导120。光转向特征121可包含总体来说被称为涂层140的一个或一个以上涂层(或层)。所述涂层140可经配置以增加转向特征120的反射率，和/或充当从观察者侧看的黑色掩模以改进显示器160的如由观察者170观测到的对比度。
[0094]在某些实施方案中，转向特征121的涂层140可经配置为具有以下各层的干涉堆叠:反射层122，其重定向或反射在光导120内传播的光；间隔层123 ;以及部分反射层124，其上覆于所述间隔层123。间隔层123安置于反射层122与部分反射层124之间，且通过其厚度来界定光学谐振腔。图9B展示具有此类层配置的光转向特征的横截面的实例。
[0095]该所述干涉堆叠可经配置以使涂层140呈现暗外观，如由观察者170所见。举例来说，如图9B中所展示，光可从反射层122及部分反射层124中的每一者反射离开，其中间隔层123的厚度经选择以使得从反射层122反射离开的光与来自层124的部分光相消地干涉，使得涂层140呈现为黑的或暗的，如上文由观察者所见。
[0096]反射层122可(例如)包括金属层，例如，铝(Al)、镍(Ni)、银(Ag)、钥(Mo)、金(Au)及铬(Cr)。反射层122的厚度可在约100 A与约700人之间。在一个实施方案中，反射层122的厚度为约300 A。间隔层123可包括各种光学透射材料，例如，空气、氮氧化娃(SiOxN)、二氧化娃(SiO2)、氧化招(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、氟化镁(MgF2)、三氧化二铬(III) (Cr3O2)、氮化硅(Si3N4)、透明导电氧化物(TCO)、氧化铟锡(ITO)及氧化锌(ZnO)。在一些实施方案中，间隔层123的厚度在约500 A与约1500 A之间。在一个实施方案中，间隔层123的厚度为约800人。部分反射层124可包括各种材料，例如，钥(Mo)、钛(Ti)、钨(W)、铬(Cr)等，以及合金，例如，MoCr。在一些实施方案中，部分反射层124的厚度可在约20 A与约300 A之间。在一个实施方案中，部分反射层124的厚度为约80 A。
[0097]继续参看图9B，因为光转向特征的侧面126及127主要用以将光重定向到显示器160，所以在一些实施方案中，涂层140可具备开口 125，光可穿过所述开口 125而行进。开口 125可促进周围光到显示器160的传播和/或反射光到观察者170的传播。
[0098]再次参看图9A，例如LED等离散光源通常具有定向光输出，此情形可在光导内产生光强度高及低的区域，此不同区域产生又可在提取光以对显示器160进行照明时在显示器160中产生热点及冷点。“图案”可指代光转向特征跨越光导的主表面的配置。光转向特征140的二维图案(例如，微结构)可经设计以便减少显示器160中，尤其在接近光源的区域中的热点及冷点(明亮及暗)，从而产生光导内的所要高度均匀的光强度。举例来说，可调整二维光转向特征的密度。更具体来说，可针对一个或一个以上热点而减小密度且针对一个或一个以上冷点而增加密度。
[0099]图10展示说明根据一些实施方案的确定光转向特征在光导中的放置的过程180的流程图的实例。本文中所揭示的包含过程180的操作的各种操作可在经配置以执行彼等操作的一个或一个以上计算机系统的控制下执行。过程180可提供光转向特征的图案，以便从二维光转向特征阵列中的初始放置到二维阵列中的经更新放置而调整光转向特征的密度。在一些实施方案中，过程180可涉及确定光转向特征在光导的主表面上的区域内的放置，所述光转向特征经配置以重定向光以便实现光导内的实质上均匀的光分布。
[0100]程序过程180可包含:在框182，获得对应于光转向特征在光导的区域中的初始放置的强度分布。此可包含计算间距。如本文中所使用，“间距”可表示第一光转向特征上的点与第二相邻光转向特征上的对应点(例如，实质上相同的点)之间的距离。在一些实施方案中，所述间距可为从一个光转向特征的中心点到相邻光转向特征的中心点的距离，例如，如图1lA中所说明。所述区域可包含二维光转向特征阵列的一部分或全部。所述区域可由任何合适边界来定界限，例如矩形、圆形或其类似形状。在一些实施方案中，所述区域可为矩形且可定向为列或行。
[0101]在框184，可基于在框182所获得的强度分布确定光转向特征沿第一轴线的所要间距。举例来说，可通过对所测量的强度执行线性变换来计算所要间距中的一者或一者以上。在此线性变换中，所要间距可与初始间距乘以正规化亮度所得结果成比例。作为另一实例，所要间距可与初始间距乘以正规化亮度的平方或某次幂(例如，在一些实施方案中，其可为1.2或1.5)所得结果成比例。在一些其它实施方案中，可通过以下操作获得更复杂的变换函数:拟合在多次反复进行过程180之后光转向特征的最终放置对在过程180的第一次反复之后的经更新放置的比率。在一些实施方案中，光转向特征在光导的特定区域中的间距大体上与彼特定区域中的光强度成比例。
[0102]所要间距中的每一者可对应于光导的所述区域内的位置。在框186，基于所要间距，可确定光转向特征在光导的所述区域内的经更新放置。此导出可包含沿第一轴线改变间距，此改变又可调整光转向特征的密度。同时，可使沿第二轴线的间距实质上保持恒定。此情形可调整密度以校正热点和/或冷点通过初始放置中的光转向特征的产生。在一些实施方案中，第一轴线可实质上垂直于第二轴线。
[0103]在一些实施方案中，可通过调整特定区域的至少一个尺寸来调整分离光转向特征的距离，所述区域包含具有固定大小的固定数目个光转向特征。因此，通过调整所述区域的大小，也可调整光转向特征的密度。每一光转向特征也可具有类似的固定大小或具有不同大小。光转向特征还可具有任何合适形状。举例来说，在一些实施方案中，光转向特征的形状可为圆形或矩形(如从由上而下视图所见)。在一些实施方案中，光转向特征可包含点微结构，其可为旋转对称的且彼此间隔开(如在平面图中所见)。在一些实施方案中，阵列中的所有光转向特征可为实质上相同形状且具有相同大小。制造具有实质上相同形状的光转向特征可较为便宜和/或较快。在其它实施中，两个或两个以上光转向特征可具有不同形状。
[0104]程序过程180还可包含随机或伪随机地变化光转向特征的经更新放置。举例来说， 可在阈值变化量内随机或伪随机地变化分离经更新放置中的一或多对光转向特征的间隔。在一些实施方案中，所述阈值变化量可为沿第一轴线、第二轴线或其任何组合的分离相邻光转向特征的平均距离的约I / 8、约I / 4、约I / 3或约I / 2。在一些实施方案中，向光转向特征的经更新放置引入随机性可减少与光转向特征的规则栅格相关联的不合需要的视觉效应(例如，波纹图案)。
[0105]图1lA展示具有固定数目个光转向特征192a、192b、192c及192d的区190的平面图的实例。尽管区190经说明为矩形，但根据本文中所描述的原理及优点，可利用任何合适形状。举例来说，合适形状可为可形成格状布置(tessellation)的任何形状。如所说明，所述区包含四个光转向特征192a、192b、192c及192d。在其它实施方案中，所述区可包含任何合适数目个光转向特征。举例来说，根据一些实施方案，本文中所描述的任何区可包含I个、2个、4个、8个、16个、32个或更多光转向特征。另外，在一些实施方案中，每一光转向特征可表示和/或模型化光转向特征阵列。
[0106]该所述区沿第一轴线可具有长度a且沿第二轴线可具有长度b。在一些实施方案中，长度a可为约0.1mm到0.3mm。在这些实施方案中的一些中，长度a可为约0.15mm到
0.25_。类似地，在一些实施方案中，长度b可为约0.1mm到0.3_。在这些实施方案中的一些中，长度b可为约0.15mm到0.25mm。
[0107]每一光转向特征在所述区内可具有经界定放置，例如，光转向特征阵列作为整体可处于所述区的中心。举例来说，光转向特征沿第一轴线间隔开的间距可为所述区沿第一轴线的长度的一半，即，l/2a。此外，在此实例中，每一光转向特征可沿第一轴线与所述区的最近边界间隔开l/4a。
[0108]图1IB展示各自具有固定数目个光转向特征的两个相邻区(例如，两个图1lA中所说明的区190)的平面图的实例。如图1lB中所说明，在定位成彼此邻近的两个区190-1及190-2中，第一区(例如，区190-1)中的光转向特征192与第二区(例如，区190-2)中的邻近光转向特征192上的对应点之间的距离可为l/4ai+l/4a2，其中ai可表示第一区的长度且可a2表示第二区的长度。在此实例中，光转向特征192的阵列沿第一轴线可包含至少四个共线的光转向特征192，其中沿第一轴线的分离邻近光转向特征192的对应点的距离分别为I / 2&1、1 / 4&1+1 / 4a2及I / 2a2。在一些实施方案中，上文所描述的长度及a2彼等可能不相等。类似地，在图1lA中所说明的实例中，光转向特征沿第二轴线分离开的间距可为所述区沿第二轴线的长度的一半，即，l/2b，且每一光转向特征可沿第二轴线与所述区的最近边界间隔开l/4b。在定位成彼等邻近的两个区190 (沿第二轴线皆具有长度b)中，第一区中的光转向特征192与第二区中直接邻近的光转向特征192之间的距离可为l/2b (即，l/4b+l/4b)。
[0109]光转向特征阵列可包含多个区，例如，图1lA的多个区190。在每一区中，光转向特征的密度D可由以下方程式I来表示:
[0110]D=m*Amst / Areg(I)
[0111]在方程式I中，m可表示一区中的光转向特征的数目，Amst可表示每一光转向特征的面积，且Kes可表示所述区的面积。由于m与Amst两者可保持固定，因此Kes的改变可引起光转向特征的密度D的改变。因此，通过调整所述区在一个维度上的长度，可调整光转向特征在包含所述区的区域中的密度。举例来说，可通过调整区190的长度a同时使光转向特征192a、192b、192c及192d的数目及大小实质上相同，可调整区190的密度。
[0112]图1lC展示具有光转向特征192在光导201中的初始放置的平面图的实例的照明系统200。光转向特征192可实质上在光导201的主表面的大部分区域上延伸。在一些实施方案中，光转向特征192可实质上在光导201的整个主表面上延伸,所述主表面对应于由光导201照明的显示器(图中未展示)的检视区域。照明系统200也可包含多个光源130。尽管光源130经说明为沿光导201的相对侧定位，但可根据本文中所描述的特征的任何组合来实施光源130的任何合适配置。举例来说，光转向特征192的数目及放置可变化。可将一区域划分成多个行和/或列。尽管将出于说明性目的而参考列来描述一些特征，但原理及优点中的任一者可应用于任何合适的区域划分。举例来说，可将所述区域划分成多个行、对角线区段或其类似者。如图1lC中所说明，可将一区域划分成多个列202a、202b及202η。在一些实施方案中，每一列的宽度可为一区。在其它实施方案中，一个或一个以上列的宽度可大于一个区。这些列中的每一者可拼贴有多个区，例如参看图1lA所描述的区190。在初始放置中，所述区可皆具有实质上相同的面积，例如，如图1lB所展示。在一个实施方案中，每一区的大小可为约0.2mm乘约0.2_。或者，在初始放置中，两个或两个以上区可具有不同面积。
[0113]在一些实施方案中，可调整区190沿第一轴线的长度a，以通过改变包含固定数目个光特征的区域来变化光转向特征在阵列的特定部分中的密度。此情形可减小热点和/或冷点的强度。在这些实施方案中的一些实施方案中，区190沿第一轴线的长度a可改变，但区190沿第二轴线的长度b可保持固定。此情形可导致光转向特征沿第一轴线具有非均匀间隔(归因于a的改变)且沿第二轴线具有均匀间隔(由于使b保持固定)。
[0114]图12A展示光转向特征的初始放置的强度分布210的实例。更具体来说，强度分布210对应于图1lB中所展示的光转向特征的初始放置，且强度图以图形方式说明在光导的表面的若干部分上的光强度。沿图12A中的强度图的左侧自上而下对区进行编号，且沿图12A中的区域的底部从左向右对列进行编号。尽管出于说明性目的，本文中所描述的区中的一些(例如，图1lA的区190)包含四个光转向特征，但根据特定实施方案，本文中所描述的区中的任一者可包含任何合适数目个光转向特征。强度分布210的第一列212a可对应于图1lC的第一列202a。强度分布210的第一列212a指示区I到区12及区42到区50粗略地对应于冷点，且区14到区40粗略地对应于热点。因此，可增加图1lC的第一列202a的对应于热点的位置中的光转向特征的间距，且可减小图1lC的第一列202a的对应于冷点的位置中的光转向特征的间距，以便实现更均匀的光强度分布。这些原理中的任一者可应用于一个或一个以上其它列，例如强度分布的对应于图1lC的最后一列202η的列212η。
[0115]图12Β展示根据一个实施方案的基于图12Α的强度分布计算的所要间距的曲线220的实例。更具体来说，曲线图上的水平轴线指示为沿例如列202a、202b及202η (图11C)中的一者的列的位置处的所要间距两倍的值。在所说明的实施方案中，所述位置对应于沿列202a(图11C)的位置。对于早先在图1lA中所描述的区190，长度a为对应维度上的间距的两倍。因此，两倍间距对应于长度a，且曲线220可用以针对每一区190确定长度a。在一些实施方案中，可基于对应于相应区的强度的线性变换来计算所要间距。如所说明，y轴表示邻近光转向特征沿图1lC的垂直轴线的所要间距的两倍(例如，图1lA的区190的长度a)，且X轴表示沿垂直轴线的第一列202a(图11C)中的位置。沿x轴，说明对应于图12A的强度分布210的初始放置中的区的间距的方块226经展示为在说明经更新放置中的区的间距的方块228上方。图12C展示基于图12B的所要间距的曲线确定的光转向特征的经更新放置的强度分布21(V的实例。
[0116]再次参看图12B，图12B中所展示的数据对应于初始放置的强度分布，在初始放置中，邻近光转向特征沿垂直轴线的间距为约0.1mm。强度分布的第一列212a的区I到区12粗略地对应于冷点，且强度分布的第一列212a的区14到区17粗略地对应于热点。对于每一区，可基于图12A的强度分布210计算所要间距。由于减小间距可通过增加光转向特征的密度(以防止冷点)来增加所提取光量且增加间距可通过减小光转向特征的密度(以减小热点的强度)来减小光提取，因此对于冷点，所要间距可较低，且对于热点，所要间距可较闻。
[0117]基于所要间距，可在一个维度上调整邻近光转向特征在一区中的间距。尽管图12B中展示用于光导201的阵列的第一列202a的所要间距，但此过程可应用于阵列中的每一列。可选择任意开始点(例如，第一列202a的区I)来开始所述过程。区I的长度a可对应于图1lA中所说明的实例区190的间距的两倍。可基于初始区的所要间距来调整对应于开始点的初始区的间距。举例来说，如果区I为初始区，则可基于图12B中的所要间距的曲线图将区I沿第一轴线的长度从0.2_调整到0.15_。此情形可导致区I的沿垂直轴线的分离两个邻近光转向特征的距离从0.1mm变到0.75mm。
[0118]如图12B中所说明，由于下一区将以沿垂直轴线不同于区2的点开始，因此在此实例中，下一区的沿垂直轴线的光转向特征的所要间距可基于从与区I相关联的所要间距及与区2相关联的所要间距内插所要间距来计算。“下一”区可为直接相邻的区。在一些实施方案中，初始放置中的由方块226表示的每一区可对应于所要间距的曲线220上的离散点222。每一离散点222可对应于在区的特定位置(例如，所述区沿第一轴线的中心)处的计算的所要间距的两倍。曲线220可从多个离散点222导出。举例来说，在一些实施方案中，曲线220的处于邻近离散点222之间的部分224可从邻近离散点222内插。可基于曲线220上对应于经更新放置中的下一区的点的点来计算沿第一轴线的对应于下一邻近区的长度的所要间距。举例来说，如由虚线229所说明，可基于曲线220上对应于方块228的中心的点来计算下一区沿第一轴线的长度，所述方块228与经更新放置中的下一区相关联。在此实例中，方块228可对应于经更新放置中的区，其中沿第一轴线的间距是基于曲线220来导出。可针对每一列进行此过程，直到用具有经调整的大小的区填满所述阵列。在一些实施方案中，一旦选择了初始开始区，即用经调整的区填充所述列。可首先调整初始开始区，且可接着调整紧邻区。此后，可调整紧邻于已调整区的区，直到填满一列。
[0119]藉由通过调整所述区的大小且使每一区内的光转向特征的面积及数目保持固定，可调整光转向特征的密度。同时，也可调整沿第一轴线的间距，使得与区沿第一轴线的长度成比例地调整所述间距。此情形可改进强度分布的均匀性。替代地或另外，此过程可用以实现任何所要强度分布，包含均匀或具有非均匀性的强度分布。调整阵列密度的此过程可反复直到获得所要强度分布。
[0120]再次参看图12C，展示基于图12B的所要间距的曲线220确定的光转向特征的经更新放置的强度分布21(V。如所说明，在第一次反复之后，光强度可更为均匀(如与图12A的强度分布210相比较)。更具体来说，与图12A的强度分布210的对应第一列212a相比，强度分布210'的第一列212a'具有较少热点及较少冷点。类似地，与图12A的强度分布210的最后一列212η相比，强度分布210'的对应最后一列212η'具有较少热点及较少冷点。在一些实施方案中，可进行确定所要间距及经更新放置的两次或两次以上反复，且可根据图10的过程180执行每一反复。可进行此类反复直到经更新放置的强度分布收敛到所要强度分布。举例来说，在一些实施方案中，三次反复可收敛于所要强度分布上。
[0121]图13Α展示根据一个实施方案的光转向特征192在光导201中的经更新放置的平面图的实例。如图13Α中所展示，光转向特征192沿第一轴线(例如，y轴)可具有非均匀间隔，且沿第二轴线(例如，X轴)可具有实质上规则的间隔。在沿第二轴线具有规则间隔的情况下，与第二轴线平行的不同行中的光转向特征可沿与所述行正交的轴线对准。参看图13A的实例实施方案，列202a'、202b'及202η'中的每一者包含沿第一轴线(如所说明，y轴)具有不同间距的光转向特征192。同时，光转向特征192沿第二轴线(如所说明，X轴)的间距可为均匀的。在一些实施方案中，光转向特征192中的每一者在实质上平行于X轴的列中对准。尽管邻近光转向特征沿第二轴线的间距为均匀的，但邻近光转向特征192沿第二轴线的间距无需为相同的。举例来说，图13A中所说明的光转向特征192的列202a'、202b'及202η'无需均匀地间隔开，且因此可为非均匀的。类似地，在一些实施方案中，光转向特征192沿第二轴线的间距可为非均匀的。光转向特征可在平行于第二轴线的不同行中具有相同进展量。举例来说，在具有相同进展量的情况下，不同行中的光转向特征可沿与所述行正交的轴线对准。
[0122]作为另一实例，再次参看图12C，强度分布210'的第一列212a'对应于具有53个区的列，且图12C的强度分布210'的最后一列212η'对应于具有63个区的列。因为这些对应区中的每一者可包含相同数目个光转向特征192，所以所述区可包含沿垂直轴线具有不同间距的光转向特征192。此外，光转向特征192的放置可与区的尺寸a及b成比例，使得当调整a时，光转向特征192的放置将包含垂直间距的成比例改变，例如，如上文所描述。
[0123]图13B展示图13A中所说明的光转向特征192的经更新放置中的光转向特征192的第一列202a'的平面图的实例。虽然出于说明性目的展示第一列202a'，但第一列202a'中的光转向特征192的间距的性质也可应用于光导201中的一个或一个以上其它列(例如，第二列202b'及最后一列202η')。如所说明，光转向特征192在第一列202a'中沿I轴非均匀地间隔开，使得分离邻近光转向特征的距离沿I轴非单调地变化。举例来说，光转向特征192沿y轴的间距232、234及236彼此不同，且可随着所述间距沿y轴从所述列202a'的一个端进展到彼列的相对端而相对于彼此增加与减小。举例来说，间距234大于间距236，且间距234对应于沿y轴位置大于对应于间距236的光转向特征的光转向特征。此外，间距234大于间距232，且间距232对应于沿y轴位置大于对应于间距234的光转向特征的光转向特征。如图13B中所展示，例如，第一列202a'的光转向特征192的间距可变化，以实现光导中的所要光分布。在一些实施方案中，此情形可移除由例如LED的离散光源引起的热点和/或冷点。
[0124]图13C展示图13A中所说明的光转向特征192的经更新放置中的光转向特征192的第一列202a'及光转向特征192的第二列202V的平面图的实例。光导201的光转向特征192的任何两个列可包含沿第一轴线不规则地间隔开的光转向特征192且阵列中的光转向特征沿与第一轴线相交的第二轴线规则地间隔开。更具体来说，分离第一列202a'中的邻近光转向特征192的距离的改变可不同于分离第二列202b'中的邻近光转向特征192的距离的改变。举例来说，相比分离第二列202Y中的邻近光转向特征192的距离242及244，分离第一列202a'中的邻近光转向特征192的距离238及340以不同进展量变化。举例来说，随着沿y轴的位置增加，相比第二列202b'中的间距，第一列202a'中的间距最初以较大速率增加。由于图13C中所说明的光转向特征192的间距，第一列202a'的光转向特征192的密度可不同于第二列202V的光转向特征192的密度。可实施第一列202a'及第二列202b'中的光转向特征192的图案以通过具有固定大小的光转向特征192实现光导中的所要光分布。在一些实施方案中，甚至在结合例如LED等离散光源实施时，此图案仍可提供实质上均匀的光强度分布。
[0125]图14A到14D展示光转向特征的经更新放置中的光转向特征的多个行的平面图的实例。这些图中所说明的光转向特征192的图案可对应于在执行参看图10所描述的过程180之后的经更新放置。如图14A到图14D中所说明，光转向特征192的阵列可划分成多个行，包含行252a及252b或254a及254b。光转向特征192可占据多个行，包含行252a及252b或254a及254b，所述多个行平行于与第一轴线(如所说明的垂直轴线)相交的第二轴线(如所说明的水平轴线)而延伸，分离邻近光转向特征的距离沿第一轴线非单调地变化。出于说明性目的而提供图14A到图14D中所展示的行252a、252b、254a及254b，且将理解，可以数种不同方式来绘制所述行，使得光转向特征192占据平行于第二轴线而延伸的多个行。在一些实施方案中，每一行可具有实质上相同的高度。所述行中的每一者可包含沿第一轴线而与一个或一个以上不同行中的光转向特征192对准的一个或一个以上光转向特征192。行252a、252b、254a及254b或其任何组合可为实质上矩形。
[0126]在图14A中所展示的实施方案中，占据行252a及252b的光转向特征192可沿第二轴线均匀地间隔开距离b / 2。因此，光转向特征192可沿与第二轴线正交的第一轴线对准。不同行252a及252b可包含沿第一轴线对准的不同数目个光转向特征192。然而，如图14A中所说明，光转向特征192在一行内沿第二轴线可能未彼此对准。
[0127]在图14B中所展示的实施方案中，占据行252a'及252b'的一个或一个以上光转向特征192可相对于图14A中所展示的光转向特征的放置而在一变化量内随机或伪随机地变化。图14A中所展示的光转向特征192的位置可表示光转向特征192沿第二轴线的理想化位置。所述理想化位置可表示在所有光转向特征192沿第二轴线准确均匀地间隔开时光转向特征192的位置。每一光转向特征的实际位置与理想化位置的变化可通过变化量来表示，所述变化量可为(例如)沿第二轴线的分离相邻光转向特征的平均距离的约I / 8、约I / 4、约 I / 3 或约 I / 2。
[0128]在一些实施方案中，光转向特征192中的每一者可在变化量内变化，所述变化量可示意性地表示为围绕光转向特征192的圆，所述圆具有半径R。如图14B中所说明，所述变化量的总宽度可为2R。在其它实施方案中，光转向特征192的放置可在例如椭圆的不同形状内随机地或伪随机地变化。且在其它实施方案中，光转向特征192的放置可沿例如第二轴线的轴线变化，同时沿例如第一轴线的另一实质上正交的轴线保持实质上恒定。沿一个轴线变化一个或一个以上光转向特征192的位置同时沿另一正交轴线保持实质上相同位置可为使放置随机化同时降低计算复杂性的一种方式。
[0129]参看图14C，占据行254a及254b的光转向特征192可沿第二(水平)轴线具有相同的间隔进展量。如图14C中所展示，光转向特征192可沿与第二轴线正交的第一轴线(垂直)对准。分离相邻光转向特征192的间隔可沿第二轴线增加和/或减小。举例来说，如图14C中所说明，第一对相邻光转向特征192可分离达距离dl，且第二对相邻光转向特征192可分离达大于dl的距离d2。
[0130]在图14D中所展示的实施方案中，占据行254a'及254b'的一个或一个以上光转向特征192的位置可相对于图14C所展示的行254a及254b中的光转向特征192的放置而在一变化量内随机地或伪随机地变化。图14C中所展示的光转向特征的图案可表示光转向特征192的理想化位置，其中每一光转向特征192沿第一轴线与不同行中的多个其它光转向特征192准确地对准。在图14D的实施方案中，光转向特征192的放置可在每一光转向特征的实际位置与理想化位置的变化量内变化。所述变化量可为(例如)沿第二轴线的不同行中的所述多个其它光转向特征中的每一者与对应相邻光转向特征之间的平均间隔的约I / 8、约I / 4、约I / 3或约I / 2。
[0131]可(例如)使用参看图14B所描述的特征的任何组合来变化光转向特征的放置。由于在图14D中所展示的实施方案中一些相邻光转向特征192沿第二轴线彼此间隔开不同距离，因此取决于分离相邻光转向特征的间隔，光转向特征192的放置可变化不同量。举例来说，第一光转向特征192可变化2?的变化量，第二光转向特征192可变化大于2?的2R2的变化量，且第三光转向特征192可变化大于2R2的2R3的变化量。以此方式，光转向特征192可在阈值变化量内变化。在一些其它实施方案中，允许用于阵列中的每一光转向特征192的位置的变化量相同。
[0132]图15A及15B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置40的系统框图的实例。显示装置40可为(例如)蜂窝式或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其略微变化也说明各种类型的显示装置，例如，电视、电子阅读器及便携式媒体播放器。
[0133]显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48及麦克风46。可由多种制造过程(包含射出模制及真空成型)中的任一者形成外壳41。此外，外壳41可由多种材料中的任一材料制成，包含(但不限于):塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。外壳41可包含可与不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分互换的可移除部分(图中未展示)。
[0134]显示器30可为多种显示器中的任一者，包含如本文中所描述的双稳态或模拟显示器。显示器30也可经配置以包含:平板显示器，例如，等离子体、EL、0LED、STN IXD或TFTLCD ;或非平板显示器，例如，CRT或其它管式装置。此外，显示器30可包含如本文中所描述的干涉调制器显示器。
[0135]显示装置40的组件示意性说明于图15B中。显示装置40包含外壳41，且可包含至少部分围封于其中的额外组件。举例来说，显示装置40包含网络接口 27，所述网络接口27包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号滤波)。调节硬件52连接到扬声器45及麦克风46。处理器21也连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，阵列驱动器22又耦合到显示阵列30。电力供应器50可按特定显示装置40设计的要求将电力提供到所有组件。
[0136]网络接口 27包含天线43及收发器47使得显示装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。网络接口 27还可具有减轻(例如)处理器21的数据处理要求的一些处理能力。天线43可发射且接收信号。在一些实施方案中，天线43根据IEEE16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或 IEEE802.11 标准(包含 IEEE802.lla、b、g 或 η)发射及接收RF信号。在一些其它实施方案中，天线43根据蓝牙标准发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，天线43经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM /通用分组无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地集群无线电(TETRA)、宽频CDMA(W-CDMA)、演进数据最佳化(EV-DO)、IxEV-DO, EV-DORev A,EV-DO Rev B、高速分组存取(HSPA)、高速下行链路分组存取(HSDPA)、高速上行链路分组存取(HSUPA)、演进型高速分组存取(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用以在无线网络(例如，利用3G或4G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器47可预处理从天线43接收的信号，使得其可由处理器21接收且由处理器21进一步操纵。收发器47还可处理从处理器21接收的信号，使得可经由天线43从显示装置40发射所述信号。
[0137]在一些实施方案中，可由接收器替换收发器47。此外，可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源替换网络接口 27。处理器21可控制显示装置40的总体操作。处理器21接收数据(例如，来自网络接口 27或图像源的经压缩的图像数据)，且将数据处理成原始图像数据或处理成易于处理成原始图像数据的格式。处理器21可将经处理的数据发送到驱动器控制器29或到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常指代识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包含色彩、饱和度及灰度阶。
[0138]处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元来控制显示装置40的操作。调节硬件52可包含用于将信号发射到扬声器45及用于从麦克风46接收信号的放大器及滤波器。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件，或者可并入于处理器21或其它组件内。
[0139]驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，且可适当地重新格式化所述原始图像数据以用于高速发射到阵列驱动器22。在一些实施方案中，驱动器控制器29可将原始图像数据重新格式化为具有光栅状格式的数据流，使得其具有适合于在显示阵列30上扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。虽然例如LCD控制器的驱动器控制器29常作为单独集成电路(IC)而与系统处理器21相关联，但可以许多方式实施这些控制器。举例来说，控制器可作为硬件嵌入处理器21中、作为软件嵌入处理器21中，或以硬件与阵列驱动器22完全集成。
[0140]阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化的信息，且可将视频数据重新格式化为一组平行的波形，所述组波形被每秒许多次地施加到来自显示器的χ-y像素矩阵的数百且有时数千个(或更多)引线。
[0141 ] 在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示阵列30适用于本文所描述的任何类型的显示器。举例来说，驱动器控制器29可为常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，IMOD控制器)。另外，阵列驱动器22可为常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，IMOD显示器驱动器)。此外，显示阵列30可为常规显示阵列或双稳态显示阵列(例如，包含IMOD的阵列的显示器)。在一些实施方案中，驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成。此实施方案在例如蜂窝式电话、腕表及其它小面积显示器的高度集成系统中是常见的。[0142]在一些实施方案中，输入装置48可经配置以允许(例如)用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含小键盘(例如，QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、摇臂、触敏式屏幕或者压敏或热敏膜。麦克风46可经配置为用于显示装置40的输入装置。在一些实施方案中，经由麦克风46的话音命令可用于控制显示装置40的操作。
[0143]电力供应器50可包含如此项技术中所熟知的多种能量存储装置。举例来说，电力供应器50可为可再充电电池，例如，镍镉电池或锂离子电池。电力供应器50也可为再生能源、电容器或太阳能电池(包含塑料太阳能电池或太阳能电池漆)。电力供应器50也可经配置以从壁式插座接收电力。
[0144]在一些实施方案中，控制可编程性驻留于可位于电子显示系统中的若干处的驱动器控制器29中。在一些其它实施方案中，控制可编程性驻留于阵列驱动器22中。上述最佳化可实施于任何数目个硬件和/或软件组件中及各种配置中。
[0145]可将结合本文中所揭示的实施方案而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路及演算法步骤实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的互换性已大体按功能性进行描述，且说明于上述各种说明性组件、块、模块、电路及步骤中。将此功能性实施于硬件或是软件中取决于特定应用及强加于整个系统上的设计约束。
[0146]用以实施结合本文中所揭示的方面而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块及电路的硬件及数据处理设备可通过通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或经设计以执行本文中所描述的功能的其它可编程逻辑装置、离散闸或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器、或任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或者任何其它此配置。在一些实施方案中，特定步骤及方法可由特定用于给定功能的电路执行。
[0147]在一或多项方面中，所描述的功能可实施于硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含在此说明书中揭示的结构及其结构等效物)或其任何组合中。此说明书中所描述的标的物的实施方案还可实施为在计算机存储媒体上编码的一个或一个以上计算机程序(即，计算机程序指令的一个或一个以上模块)以供数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。
[0148]若如果实施于软件中，则可将所述功能作为一个或一个以上指令或程序代码而存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体来传输。本文中所揭示的方法或演算法的步骤可实施于可驻留于计算机可读媒体上的处理器可执行软件模块中。计算机可读媒体包含计算机存储媒体及通信媒体(包含可经启用以将计算机程序从一个位置转移到另一位置的任何媒体)两者。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。作为实例而非限制，这些计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储装置或可用于存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。又，可将任何连接适当地称为计算机可读媒体。如本文中所使用，磁盘及光盘包含紧密光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字影音光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性的方式再生数据，而光盘通过激光以光学的方式再生数据。以上各者的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。另外，方法或演算法的操作可作为程序代码及指令中的一者或程序代码及指令的任何组合或集合而驻留于机器可读媒体及计算机可读媒体上，可将机器可读媒体及计算机可读媒体并入到计算机程序产品中。
[0149]本发明中所描述的实施方案的各种修改对于熟习此项技术者来说可为易于显而易见的，且本文中界定的一般原理可在不脱离本发明的精神或范围的情况下应用于其它实施方案。因此，权利要求书并不意欲限于本文中所展示的实施方案，而应符合与本文中揭示的本发明、原理及新颖特征相一致的最广泛范围。词“示范性”在本文中用以意指“充当实例、例子或说明”。本文中经描述为“示范性”的任何实施方案未必解释为比其它实施方案优选或有利。另外，一般熟习此项技术者将易于了解，有时为了易于描述诸图而使用术语“上部”及“下部”，且指示对应于在适当定向的页面上的图的定向的相对位置，且可能并不反映如所实施的IMOD的恰当定向。
[0150]在此说明书中在单独实施方案的情境下所描述的某些特征也可在单个实施方案中以组合实施。相反，在单个实施方案的情境下所描述的各种特征也可分离地在多项实施方案中实施或以任何合适的子组合实施。此外，尽管可在上文将特征描述为以某些组合起作用且即使最初如此主张，但来自所主张组合的一个或一个以上特征在一些情况下可从组合删除，且所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。
[0151]类似地，虽然以特定次序在图式中描绘了操作，但不应将此理解为需要以所展示的特定次序或以顺序次序来执行这些操作，或执行所有说明的操作来实现所要结果。另外，图式可以流程图的形式示意性地描绘一个或一个以上实例过程。然而，未描绘的其它操作可并入于示意性说明的实例过程中。举例来说，可在所说明的操作中的任一者之前、之后、同时或之间执行一个或一个以上额外操作。在某些情况下，多任务及并行处理可为有利的。此外，不应将在以上所描述的实施方案中的各种系统组件的分离理解为在所有实施方案中皆需要此分离，且应理解，所描述的程序组件及系统可一般在单个软件产品中集成在一起或经封装到多个软件产品中。另外，其它实施方案处于以下权利要求书的范围内。在一些情况下，权利要求书中所列举的动作可以不同次序执行且仍实现所要结果。
【权利要求】
1.一种照明设备，其包括: 一个或一个以上光发射器；以及 光导，其包括: 光转向特征阵列，所述阵列中的每一光转向特征经配置以使来自所述一个或一个以上光发射器中的至少一者的光转向， 其中所述光转向特征沿第一轴线非均匀地间隔开，使得分离邻近光转向特征的距离沿所述第一轴线非单调地变化，且 其中所述光转向特征占据多个行，所述多个行平行于与所述第一轴线相交的第二轴线而延伸，其中所有所述行中的所述光转向特征沿所述第二轴线具有实质上相同的间隔进展量。
2.根据权利要求1所述的设备，其中沿所述第二轴线的相邻光转向特征之间的间隔为实质上均匀的。
3.根据权利要求2所述的设备，其中每一光转向特征具有沿所述第二轴线的理想化位置，所述理想化位置为在所有光转向特征沿所述第二轴线准确均匀地间隔的情况下所述光转向特征的位置，其中每一光转向特征的实际位置与所述理想化位置的变化量不多于沿所述第二轴线的相邻光转向 特征之间的平均间隔的约二分之一。
4.根据权利要求1所述的设备，其中每一光转向特征具有沿所述第二轴线的理想化位置，所述理想化位置为在每一光转向特征沿所述第一轴线与不同行中的多个其它光转向特征准确对准的情况下所述光转向特征的所述位置，其中每一光转向特征的实际位置与所述理想化位置的变化量不多于沿所述第二轴线的不同行中的所述多个其它光转向特征中的每一者与对应相邻光转向特征之间的平均间隔的约二分之一。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述光转向特征阵列占据所述光导的主表面的大部分区域。
6.根据权利要求1所述的设备，其中相比在实质上平行于所述第一轴线的第二列中的多个光转向特征，在实质上平行于所述第一轴线的第一列中的光转向特征是以不同方式间隔。
7.根据权利要求6所述的设备，其中相比分离所述第二列中的邻近光转向特征的距离，分离所述第一列中的邻近光转向特征的距离以不同进展量变化。
8.根据权利要求6所述的设备，其中所述阵列中的光转向特征的密度在所述第一列与所述第二列之间变化，且也在所述多个行内变化。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述第一轴线实质上垂直于所述第二轴线。
10.根据权利要求6所述的设备，其中所述第一列与所述第二列具有大致相等的宽度。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一轴线实质上垂直于所述第二轴线。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述光转向特征阵列沿所述第一轴线包含至少四个实质上共线的光转向特征，所述至少四个光转向特征包含第一光转向特征、第二光转向特征、第三光转向特征和第四光转向特征， 其中所述第一光转向特征沿所述第一轴线邻近于所述第二光转向特征，所述第一光转向特征沿所述第一轴线与所述第二光转向特征间隔约B1的距离， 其中所述第二光转向特征沿所述第一轴线邻近于所述第三光转向特征，所述第二光转向特征沿所述第一轴线与所述第三光转向特征间隔约l/2ai+l/2a2的距离，且 其中所述第三光转向特征沿所述第一轴线邻近于所述第四光转向特征，所述第三光转向特征沿所述第一轴线与所述第四光转向特征间隔约a2的距离。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述光转向特征中的每一者具有实质上相同的大小。
14.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括: 显示器； 处理器，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及 存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。
15.根据权利要求14所述的设备，其进一步包括: 驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器。
16.根据权利要求15所述的设备，其进一步包括: 控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。
17.根据权利要求14所述的设备，其进一步包括: 图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述图像源模块包含接收器、收发器和发射器中的至少一者。
19.根据权利要求14所述的设备，其进一步包括: 输入装置，其经配置以接收输入数据且将所述输入数据传达到所述处理器。
20.根据权利要求14所述的设备，其中所述显示器包括多个干涉调制器显示元件。
21.根据权利要求1所述的设备，其中所述光转向特征包含隔离的点微结构。
22.—种设备,其包括: 一个或一个以上光发射器；以及 光导，其包括: 光转向装置阵列，每一光转向装置经配置以使来自所述一个或一个以上光发射器的光转向， 其中所述光转向装置沿第一轴线间隔开，使得分离邻近光转向装置的距离沿所述第一轴线非单调地变化，且 其中所述光转向装置占据多个行，所述行平行于与所述第一轴线相交的第二轴线而延伸，其中所述行中的每一者中的相邻光转向装置沿所述第二轴线以实质上相同的进展量而彼此间隔开。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述光转向装置为间隔开的反射性光转向特征。
24.根据权利要求23所述的设备，其中所述相邻光转向特征沿所述第二轴线实质上均匀地彼此间隔开。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述相邻光转向特征沿所述第二轴线相对于沿所述第二轴线准确均匀地间隔而言在阈值变化量内彼此间隔开，其中所述阈值变化量不多于沿所述第二轴线的相邻光转向特征之间的理想化准确均匀间隔的约二分之一。
26.根据权利要求23所述的设备，其中相邻光转向特征沿所述第二轴线相对于沿所述第一轴线与不同行中的其它相邻光转向特征准确对准而言在阈值变化量内彼此间隔开，其中所述阈值变化量不多于沿所述第二轴线的在不同行中的所述多个其它光转向特征中的每一者与对应相邻光转向特征之间的平均间隔的约二分之一。
27.根据权利要求22所述的设备，其中相比在实质上平行于所述第一轴线的第二列中的多个光转向装置，在实质上平行于所述第一轴线的第一列中的光转向装置是以不同方式间隔。
28.根据权利要求27所述的设备，其中相比分离所述第二列中的邻近光转向装置的距离，分离所述第一列中的邻近光转向装置的距离以不同进展量变化。
29.根据权利要求27所述的设备，其中所述阵列中的光转向特征的密度在所述第一列与所述第二列之间变化，且也在所述行内变化，且其中所述第一轴线实质上垂直于所述第二轴线。
30.根据权利要求22所述的设备，其中所述光转向装置阵列对应于所述光导的主表面的大部分区域。
31.根据权利要求22所述的设备，其进一步包括具有多个干涉调制器显示元件的反射性显示器，其中所述光转向装置经配置以朝向所述反射性显示器重定向光。
32.—种计算机实施方法，其包括: 在一个或一个以上经配置的计算机系统的控制下， 获得对应于光转向特征在光导的区域内的初始放置的强度分布； 基于所述强度分布确定沿第一轴线的光转向特征对之间的多个所要间距，每一所要间距对应于所述区域内且沿所述第一 轴线的位置；以及 基于所述所要间距导出光转向特征在所述区域内的更新放置，其中沿所述第一轴线的所述初始放置的邻近光转向特征之间的一个或一个以上间距在所述更新放置中经调整。
33.根据权利要求32所述的计算机实施方法，其中在所述更新放置中沿第二轴线的邻近光转向特征对之间的间距沿所述第二轴线具有实质上相同的进展量，且其中所述第二轴线实质上与所述第一轴线正交。
34.根据权利要求33所述的计算机实施方法，其中所述更新放置中沿所述第二轴线的所述间距实质上与所述初始放置中沿所述第二轴线的每一对邻近光转向特征之间的间距相同。
35.根据权利要求33所述的计算机实施方法，其进一步包括通过在不大于阈值变化量的变化量内调整所述更新放置中的一个或一个以上光转向特征的放置来变化所述一个或一个以上光转向特征的所述放置，所述阈值变化量为沿所述第二轴线的相邻光转向特征之间的平均间隔的约二分之一。
36.根据权利要求32所述的计算机实施方法，其中相比在所述初始放置中，在所述更新放置中所述区域沿所述第一轴线包含不同数目个光转向特征。
37.根据权利要求32所述的计算机实施方法，其中在所述初始放置中所述区域包含具有多个光转向特征的区，且其中所述导出包含计算所述更新放置中所述区沿所述第一轴线的调整长度及维持所述更新放置中所述区内与所述初始放置中相等数目个光转向特征，以便调整所述更新放置中的光转向特征之间的间距。
38.根据权利要求37所述的计算机实施方法，其中所述区为矩形。
39.根据权利要求32所述的计算机实施方法，其中所述导出包含:针对所述初始放置中所述区域内的对应于光强度热点的位置而增加沿所述第一轴线的邻近光转向特征之间的间距，以及针对所述初始放置中所述区域内的对应于光强度冷点的位置而减小沿所述第一轴线的邻近光转向特征之间的间距。
40.根据权利要求32所述的计算机实施方法，其中所述光转向特征中的每一者具有实质上相同的大小。
41.根据权利要求32所述的计算机实施方法，其中在所述更新放置中，相比在实质上平行于第一列的第二列中的光转向特征，在所述第一列中的光转向特征沿所述第一轴线是以不同方式间隔。
42.根据权利要求32所述的计算机实施方法，其中在所述更新放置中，所述阵列中的光转向特征的密度在所述阵列的第一矩形列与所述阵列的第二矩形列之间变化，且其中所述第一矩形列实质上平行于所述第二矩形列。
43.根据权利要求 42所述的计算机实施方法，其中所述第一矩形列与所述第二矩形列在所述初始放置及所述更新放置两者中具有沿第二轴线间隔的相同数目个光转向特征，且其中所述第二轴线实质上垂直于所述第一轴线。
【文档编号】G02B26/00GK103477257SQ201280018006
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年3月8日 优先权日:2011年3月15日
【发明者】王莱, 马雷克·米恩克, 约恩·比塔 申请人:高通Mems科技公司