微镜阵列和应用其的背光模组及显示装置的制造方法_3

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极层);
(4)旋涂非光敏聚酰亚胺作为牺牲层,对牺牲层进行光刻并且在其中湿蚀刻出用于容纳要沉积的支柱的沟槽;
(5)利用无电镀在沟槽中填充镍以形成用于支撑反射镜(并且更具体地框架)且提供反射镜与反射镜电极之间的电连接的支柱;
(6)在牺牲层上旋涂光刻胶光刻出第一、第二、第三和第四铰链以及框架的图案,并且沉积铝以形成铰链和框架层;再次旋涂光刻胶光刻出反射镜图案,并且沉积铝以形成反射镜层;
(7)释放聚酰亚胺牺牲层以得到偏转式微镜阵列。
[0036]取决于具体的设计要求,可以在硅基片上制作阵列形式的预定数目(例如32X48)的微镜单元200。在如图3 (b)所示的示例中,该微镜单元200的参数可以如下:
正方形反射镜202:边长A为60 μ m,厚度为650nm ;
(空心)正方形框架203:外边长72为88 μ m,内边长72’为72 μ m,厚度为150nm ;
第一铰链204、第二铰链205:长73为6 μ m,宽%为4 μ m,厚度为150nm ;
第三铰链208、第四铰链209:长74为8μπι,宽#^6μπι,厚度为150nm ;
第一支柱206、第二支柱207:长75为16 μ m,宽#5为12 μ m,高度为10 μ m。
[0037]这样的反射镜202的最大偏转角大约为±18度。应当理解,如果需要的话,可以通过改变第一支柱206和第二支柱207的高度来改变反射镜202的允许的最大偏转角。
[0038]为了驱动微镜阵列中的各反射镜202中的每一个偏转特定的角度,背光模组还包括控制单元(未示出),其包括偏转角度确定单元、角度-驱动电压转换单元和微镜阵列驱动器。
[0039]图4示意性地图示了用于根据本发明的实施例的背光模组的背光方向调节原理。在默认状态下,微镜阵列将从光源发射的光均匀地反射到显示屏幕,每一个反射镜在显示屏幕上具有一个对应的区域。当(例如从显示面板)接收到指示在显示屏幕上要照亮的目标区域的背光控制信号时,偏转角度确定单元可以根据当前照亮区域与目标照亮区域之间的位置关系为每一个反射镜确定一个偏转角度。所述确定基于如图4所示的光反射原理。如图所示,在反射镜偏转土 Θ的情况下,反射到显示屏幕上的光可以移动最多ΔΑ出于解释的目的,图4中仅图示了反射镜绕一个偏转轴偏转的情况。然而,由偏转角度确定单元确定的偏转角度可以包括对应于第一偏转轴的第一偏转分量和对应于第二偏转轴的第二偏转分量。角度-驱动电压转换单元将用于每一个反射镜的相应第一偏转分量和第二偏转分量分别转换为用于驱动对应于该反射镜的第一电极对和第二电极对的驱动电压值。微镜阵列驱动器根据所转换的驱动电压值向对应于每一个反射镜的第一电极对和第二电极对分别施加相应的驱动电压。
[0040]具体地,微镜阵列中的所有反射镜电极可以被施加一个相同的参考电压Vr。在微镜阵列的每一个微镜单元中,第一驱动电极被施加第一驱动电压(α.Vr),而第二驱动电极被施加与第一驱动电压反相的驱动电压(_α.Vr)o第一驱动电压作为第一偏转分量的函数而与所述参考电压Vr成比例。类似地,第三驱动电极被施加第二驱动电压(β -Vr),而第四驱动电极被施加与第二驱动电压反相的驱动电压(_β.Vr)o第二驱动电压作为第二偏转分量的函数而与所述参考电压Vr成比例。α和β为控制反射镜分别绕第一偏转轴和第二偏转轴的偏转角度的系数。在一个示例中,α和β可以介于0.1与0.9之间。
[0041]为此目的,微镜阵列驱动器可以包括多个数模转换器和多个电压反相器。数模转换器根据角度-驱动电压转换单元所转换的驱动电压值输出要被施加到驱动电极的模拟电压,并且电压反相器用来将数模转换器输出的模拟电压进行反相。数模转换器和电压反相器两者的实现方式都是本领域中已知的。微镜单元中的每一个都具有相应的两个数模转换器和相应的两个电压反相器。所述两个数模转换器中的一个为第一驱动电极提供所述第一驱动电压(α.νΓ),另一个为所述第三驱动电极提供所述第二驱动电压(β.Vr)o所述两个电压反相器中的一个为所述第二驱动电极提供与所述第一驱动电压反相的驱动电压(_α.νΓ),另一个为所述第四驱动电极提供与所述第二驱动电压反相的驱动电压
(-β.Vr)o
[0042]在前面的实施例中,关于静电驱动的偏转式微镜阵列描述了背光方向调节的原理。应当理解,该原理同样地适用于利用其他驱动方式的任何微镜阵列,只要该微镜阵列中的每一个反射镜具有相互垂直的两个偏转轴,并且其偏转角度单独连续可控。
[0043]现在继续对根据本发明的实施例的背光模组中其他部件的讨论。在前面的描述中,光源110被描述为点光源。然而,点光源发射的光方向杂乱,不利于提高光学效率。在另一实施例中,背光模组中的光源可以为平行光源。如已知的,平行光源可以通过点光源(UHP、LED等)与凸透镜(以及可能地反射罩,聚光柱等)的组合来提供。这样,在默认状态下,照射到反射镜的光和从反射镜反射的光都为平行光,使得由于微镜阵列的尺寸较小(并且因此反射面积较小)的原因而能够被微镜阵列所提供的反射光照亮的显示屏幕的面积较小。因此,背光模组可以还包括投影透镜。
[0044]图5示意性地图示了根据本发明另一实施例的一种背光模组500。与图1所示的背光模组100不同,背光模组500具有作为平行光源的光源510,并且还包括投影透镜540。在这种情况下,投影透镜540布置于微镜阵列520的反射光路上,用于使来自微镜阵列520的反射光发散以匹配显示屏幕530的尺寸。当然,在光源为点光源的情况下(如图1所示的),背光模组100也可以包括投影透镜。由于投影透镜进行的光的发散,反射光路可以被大大缩短,从而导致背光模组的尺寸减小。此外,投影透镜还可以对反射光的畸变进行校正。
[0045]无论哪种情况,背光模组100、500可以还包括散光板(未示出),其可以布置于显示屏幕130、530的背侧,用于改善最终照射到显示屏幕的光的性质,例如提供均匀的亮度。
[0046]根据本发明的一个方面,还提供了一种显示装置,其包括前面描述的背光模组100,500中的任一个。以示例的方式,显示装置可以是液晶显示器、液晶电视、数码相框、手机、平板电脑或任何其他具有液晶显示器件的产品或者部件。
[0047]本领域技术人员将意识到,结合本文中公开的实施例而描述的控制单元可以被实现为电子硬件或电子硬件与计算机软件两者的组合。上文按照功能和/或模块以及各种处理步骤描述了实施例和实现方式中的一些。然而,应当意识到的是,可以由被配置成施行指定功能的任何数目的硬件、软件和/或固件组件来实现这样的功能或模块。这样的功能被实现为硬件还是软件取决于特定应用和施加于总体系统的设计约束。技术人员可以针对每一个
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