CN104160318A - 用于显示器的有源矩阵发光单元 - Google Patents

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CN104160318A CN201280071203.9A CN201280071203A CN104160318A CN 104160318 A CN104160318 A CN 104160318A CN 201280071203 A CN201280071203 A CN 201280071203A CN 104160318 A CN104160318 A CN 104160318A
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Abstract

本公开一般地涉及一种光操纵装置。光操纵装置能够包括光引导部和位于光引导部上方的致动器并且至少一个透镜连接到致动器。所述至少一个透镜和光引导部能够具有基本上类似的折射率。

Description

用于显示器的有源矩阵发光单元
技术领域
这里的实施方式一般地涉及发光系统。
背景技术
使用背光来照亮显示器的显示装置在传统上受到由于来自背光的光的泄漏导致的对比度降低的问题的困扰。另外，将LED布置为矩阵以改进对比度增加了功耗，增加了成本并且增加了背光的温度(这增加了对于控制散热的需求)。
发明内容
这里提供的一些实施方式涉及一种光操纵装置。在一些实施方式中，光操纵装置能够包括光引导部和位于光引导部之上的致动器。致动器能够包括底电极、可致动层和位于底电极上方的顶电极。光操纵装置能够进一步包括至少一个透镜，其连接到可致动层。所述至少一个透镜和光引导部能够具有基本上类似的折射率。
在至少一些实施方式中，提供了一种操作光操纵装置的方法。该方法能够包括提供光操纵装置，其包括光引导部和位于光引导部之上的致动器。致动器能够包括底电极、顶电极和位于底电极与顶电极之间的可致动层。光操纵装置能够进一步包括至少一个透镜，其连接到可致动层。所述至少一个透镜和光引导部能够具有基本上类似的折射率。该方法能够进一步包括通过弯曲致动器来将至少一个透镜与光引导部接触。该方法还能够包括将光提供到光引导部。该方法能够进一步包括，当至少一个透镜接触光引导部时，使光引导部中的光通过至少一个透镜，从而操作光操纵装置。
在一些实施方式中，提供了一种制造光操纵装置的方法。该方法能够包括在第一柔性薄膜的顶表面上形成至少第一电极。该方法能够进一步包括在第一柔性薄膜的底表面上形成至少第二电极。该方法能够进一步包括穿过第一柔性薄膜形成至少一个孔。该方法能够进一步包括在至少一个孔中提供至少一个透镜。
在一些实施方式中，这里提供了一种发光显示器。发光显示器能够包括光引导部和位于光引导部之上的致动器。致动器能够包括底电极、顶电极和位于底电极与顶电极之间的可致动层。发光显示器能够进一步包括位于可致动层内的球形透镜的阵列。球形透镜的阵列中的至少一个透镜能够具有与光引导部的折射率足够类似的折射率以在球形透镜的阵列的至少一个透镜接触光引导部时允许光学透射。
上面的概述仅是说明性的且并不旨在以任意方式表示限制。除了如上描述的说明性方面、实施方式和特征，通过参考附图和下面的详细描述将显见其他方面、实施方式和特征。
附图说明
图1是描绘根据一些实施方式的光操纵装置的透视图的图。
图2是根据一些实施方式的光操纵装置的示意图。
图3A-图3Q是描绘如何制备根据一些实施方式的光操纵装置的示意图。
图4是示出用于制备光操纵装置的一些实施方式的流程图。
图5是描绘光操纵装置的一些实施方式的图。
具体实施方式
在下面的详细说明中，参照附图，这些附图形成了本说明书的一部分。在附图中，除非上下文另行说明，否则相似的符号通常标识相似的部件。在具体说明书、附图和权利要求中描述的例示性实施方式不意味着为限制。在不脱离本文表现的主题的精神或范围的情况下，可利用其它实施方式，并且可以进行其它改变。容易理解的是，如本文总体描述的和附图例示的本公开的各个方面，可以按照各种不同的配置来布置、替换、组合和设计，其在这里是明确地设想到的。
在一些实施方式中，这里公开的方法和设备一般地涉及一种光操纵装置。在一些实施方式中，光操纵装置能够包括引导部和位于光引导部之上的致动器，并且至少一个透镜连接到致动器。至少一个透镜和光引导部能够具有基本上类似的折射率。在一些实施方式中，致动器能够是凝胶致动器。在一些实施方式中，至少一个透镜能够是大致球形的。在一些实施方式中，透镜与光引导部的接触能够允许光引导部中的光的透射以通过透镜。在一些实施方式中，这允许利用光引导部沿着某一区域提供光，同时允许根据需要利用透镜对该光进行聚焦和/或特定解除(specific release)。
图1是描绘根据一些实施方式的光操纵装置100的透视图的图。在一些实施方式中，光操纵装置100能够包括光引导部106。在一些实施方式中，光操纵装置100能够包括一个或多个透镜102。在一些实施方式中，透镜102中的一个或多个能够大致为球形。如图1(和图2)中所示，透镜102能够被布置为横跨致动器101的阵列。在一些实施方式中，透镜102能够连接到致动器101。在一些实施方式中，致动器101能够位于光引导部106上方。致动器101能够包括底电极105、可致动层104和位于底电极105上方的顶电极103。在一些实施方式中，可致动层104能够包括凝胶。在一些实施方式中，可致动层104能够包括柔性有机薄膜。在一些实施方式中，有机薄膜能够包括电活性聚合物致动器。在一些实施方式中，电活性聚合物致动器能够包括通过离子交换膜的离子移动。在一些实施方式中，电活性聚合物致动器能够包括电活性聚合物人工肌肉。在一些实施方式中，电活性聚合物致动器能够包括电介质材料、具有塑化剂(例如，已二酸丁二酯(DBA))的电介质材料、包括离子材料的凝胶、聚合物和/或碳纳米管。在一些实施方式中，致动器101能够被构造为朝向底电极105弯曲。
在一些实施方式中，光操纵装置100能够包括光源107，其被构造为将光发射到光引导部中。在一些实施方式中，光源107能够设置在光引导部的侧壁上，但是这不是必须的。这样的布置能够允许单个光源在阵列的整个长度上提供光。在一些实施方式中，能够在阵列的x轴和/或y轴上使用多个光源。在一些实施方式中，光源能够是诸如红光、绿光和蓝光的光源的组合，从而能够通过单个透镜(例如，其中，光源进入同一光引导部)或通过不同透镜(例如，其中，存在馈送各种透镜的多个光引导部并且每个光源前往各自的光引导部)透射各种颜色和/或各种强度的组合。在一些实施方式中，光源被构造为提供白光或波长的其它组合，以例如通过a)组合三原色(红色：例如，700nm，绿色：例如546.1nm，和/或蓝色：例如435.8nm)或b)基于磷的LED(例如，蓝光谱465nm+500-700nm附近的宽带斯托克位移光)。
在一些实施方式中，光引导部106能够具有与透镜102中的至少一个相同的折射率。在一些实施方式中，光引导部106能够具有与透镜102中的至少一个基本上类似的折射率(例如，足够类似以允许由于透镜相对于光引导部的反射和透射的不同状态导致的来自透镜的光发射的想要的不同量)。在一些实施方式中，光引导部106能够引导多个透镜102下方的光。在一些实施方式中，致动器101被构造为朝向底电极105偏转。在一些实施方式中，透镜能够由下述材料制成，该材料是透明的并且具有基本上相同或足够接近的反射率，例如为各种有机玻璃，例如丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃聚合物和/或聚碳酸酯。
在一些实施方式中，构成致动器101的顶电极103和底电极105能够由塑料材料制成。例如，在一些实施方式中，顶电极103和底电极105中的至少一个能够包括至少一个碳纳米管。在一些实施方式中，顶电极103和底电极105中的至少一个能够包括导电聚合物。
如上所述，在一些实施方式中，可制动层104能够位于顶电极103和底电极105之间。在一些实施方式中，可制动层104能够包括有机薄膜。例如，在一些实施方式中，可制动层104能够为电活性聚合物致动器。在一些实施方式中，电活性聚合物能够是介电EAP、铁电聚合物、电致伸缩接枝共聚物、液晶聚合物、阴离子EAP、电流变流体、离子聚合物金属复合物。电活性聚合物致动器能够基于下述来致动：电介质材料的电致伸缩、通过离子交换膜的离子移动、聚合物的结构变化或者电活性聚合物人工肌肉(EPAM)。在一些实施方式中，可致动层能够不需要位于顶电极与底电极之间，而是能够替代地位于顶电极和底电极上方或下方，只要经由顶电极和底电极仍然发生偏转，例如，电极的对能够偏转，并且它们的偏转仍然对可致动层施加力。
在一些实施方式中，图1能够示出发光显示器100。发光显示器100能够包括光引导部106和位于光引导部106上方的致动器101。致动器能够包括底电极105、顶电极103和位于底电极105和顶电极103之间的可致动层104。发光显示器能够进一步包括位于可致动层104内的球形透镜102的阵列。在一些实施方式中，球形透镜102的阵列的至少一个透镜能够具有与光引导部106的折射率足够类似的折射率以在球形透镜102的阵列的至少一个透镜接触光引导部106时允许光学透射。
在一些实施方式中，发光显示器100能够用作背光单元。球形透镜102的阵列能够更高效地使能显示器中的局部调光。在一些实施方式中，能够通过减少球形透镜102的尺寸(例如，直径)或者减少球形透镜102的节距和增加球形透镜102的数目。
图2是根据一些实施方式的光操纵装置的示意图。图2示出了光操纵装置100中的两个球形透镜102，透镜102中的一个与光引导部106接触并且透镜102的另一个没有与光引导部106接触。
图2示出了操作光操纵装置100的方法的一些实施方式。该方法能够包括提供光操纵装置100。在一些实施方式中，光操纵装置100能够包括光引导部106和位于光引导部106上方的致动器101。致动器101能够包括底电极105、顶电极103和位于底电极105与顶电极103之间的可致动层104。在一些实施方式中，光操纵装置100能够还包括连接到可致动层104的至少一个透镜102。在一些实施方式中，所述至少一个透镜102和光引导部106能够具有基本上类似的折射率。在一些实施方式中，该方法能够进一步包括通过弯曲和/或偏转致动器101来使至少一个透镜102与光引导部106接触。在一些实施方式中，该方法能够进一步包括将光提供给光引导部106。在一些实施方式中，该方法能够进一步包括当至少一个透镜102接触光引导部106时，使光引导部106中的光通过至少一个透镜102，从而操作光操纵装置100。
在一些实施方式中，操作光操纵装置100的方法能够包括通过弯曲致动器101来使至少一个透镜102与光引导部106接触。在一些实施方式中，该方法能够进一步包括在底电极105与顶电极103之间施加电压，从而弯曲致动器。在一些实施方式中，底电极105和顶电极103能够与电源201电通信。在一些实施方式中，当开关204和205闭合时，能够在底电极105与顶电极103之间施加电压。如图2中所示，当施加电压时，可致动层104中的正离子能够被吸引到底电极105(阳极)并且可致动层104中的负离子能够被吸引到顶电极103(阴极)。可致动层104能够被耗尽，从而可致动层104能够朝向底电极105弯曲。在一些实施方式中，操作光操纵装置100的方法能够包括经由所施加的电压使致动器101朝向底电极105移动。
在一些实施方式中，致动器101能够包括聚合物，并且使得致动器101朝向底电极105移动能够包括减少聚合物的厚度。例如，当电压被施加到聚合物时，聚合物的正侧和负侧由于静电力而被吸引，这能够使得聚合物的厚度减小(例如，压缩)并且聚合物在平面方向上拉伸。
在一些实施方式中，操作光操纵装置100的方法能够包括将光提供到光引导体106。在一些实施方式中，一个或多个光源108能够将光发射到光引导部106。在一些实施方式中，一个或多个光源108能够是一个或多个发光二极管(LED)。在一些实施方式中，一个或多个光源108能够位于光引导部106的一个或多个侧壁上。
在一些实施方式中，操作光操纵装置100的方法能够包括当至少一个透镜102足够地接触光引导部106时使得通过光引导部106的光通过至少一个透镜102。
在一些实施方式中，至少一个透镜102能够为大致球形或为球形。进入球形透镜102的底部点的光能够在透镜102的对侧离开透镜102。在一些实施方式中，当至少一个透镜102和光引导部106具有相同的折射率并且彼此接触时，光没有在至少一个透镜102与光引导部106之间的界面反射，并且光能够通过透镜(如图2的部分B中所示)。在一些实施方式中，当至少一个透镜102和光引导部106没有实际具有相同的折射率但是彼此接触时，光在至少一个透镜102和光引导部106之间的界面处折射。这能够导致通过至少一个透镜102的光提取的效率的损失。在一些实施方式中，组件不需要具有相同的折射率，只要透射足够或想要的量的光。在一些实施方式中，本领域技术人员能够采用菲涅尔的等式(等式1)和斯内尔定律(等式2)来确定例如如下面所示的可接受的这样的范围。
R = { sin ( α - β ) sin ( α + β ) } 2 + { tan ( α - β ) tan ( α + β ) } 2 2
                                  等式1
sin α sin β = n 2 n 1
              等式2
sin β = n 1 n 2 sin α
                等式2
其中，R是反射比率，α是入射角，β是折射角，n1是材料1(例如，光引导部106)的反射率，并且n2是材料2(例如，透镜102)的反射率。例如，如果光的入射角为30度，并且如果对于光引导部106使用丙烯酸树脂(其反射率为1.49)并且还对于透镜102使用丙烯酸树脂，则反射比率R为0(100％透明)。如果n1为1.49(丙烯酸树脂)，并且如果对于透镜使用其反射率n2为1.48(与n199％相同)的材料，则R为3.49×10-5。如果n1为1.49(丙烯酸树脂)，并且如果对于透镜使用其反射率n2为1.482(与n195％相同)的材料，则R为8.94×10-4。R的值根据入射角而变化。
在一些实施方式中，操作光操纵装置100的方法能够进一步包括使至少一个透镜102解除与光引导部106接触的状态。在一些实施方式中，使至少一个透镜102解除与光引导部接触的状态能够通过反转底电极105与顶电极103之间的电压来实现。在一些实施方式中，使透镜102解除与光引导部接触的状态能够通过移除或减小底电极105与顶电极103之间的电压来实现。在一些实施方式中，移除或减小底电极105与顶电极103之间的电压能够通过断开开关202和203来实现。在一些实施方式中，可致动层104能够保持足够的弹簧力以在减小或移除电压时足够地使至少一个透镜102解除与光引导部106接触的状态。
在一些实施方式中，操作光操纵装置100的方法能够进一步包括当至少一个透镜102被解除与光引导部106接触的状态(图2，部分A)时在光引导部106中对光进行内反射。一个或多个光源108能够将光透射到光引导部106中，其能够入射在光引导部106与空气之间的界面上。在一些实施方式中，光能够由于光引导部106与空气的折射率的差导致被全内反射，从而光没有离开光引导部106。在一些实施方式中，即使光到达光引导部106的末端，该能够被重定向回光引导部，从而其能够具有额外的机会来经由被致动的透镜离开光引导部。这样的实施方式能够进一步增加系统的效率。
存在这些阵列的各种构造，并且当然存在各种方式来获得这样的阵列。图3A至图3Q是描绘如何制备根据一些实施方式的光操纵装置的示意图。
如图3A中所示，在一些实施方式中，在第一柔性薄膜104的顶表面上形成至少第一电极105。在一些实施方式中，形成至少第一电极105能够包括在第一柔性薄膜104的顶表面上沉积第一导电薄膜。另外，形成至少第一电极105能够包括对第一导电薄膜进行图案化以形成第一电极105(如图3B中所示)。在一些实施方式中，对第一导电薄膜进行图案化能够包括将光致抗蚀剂301a施加在第一电极105的将要形成电极的部分上。在一些实施方式中，对第一导电薄膜进行图案化能够进一步包括对第一导电薄膜进行蚀刻(如图3C中所示)。例如，对第一导电薄膜进行蚀刻能够包括干法或湿法蚀刻。在图3D中，在一些实施方式中，对第一导电薄膜进行图案化能够进一步包括移除光致抗蚀剂301a。
如图3E中所示，在一些实施方式中，光致抗蚀剂301b能够被施加到第一柔性薄膜104的顶表面并且位于第一电极105上方。在一些实施方式中，制造光操纵装置100的方法能够包括对第一柔性薄膜104、第一电极105和光致抗蚀剂301b的整体进行反转(如图3F中所示)。现在能够对第一柔性薄膜104的底表面进行处理。
在图3G中，在一些实施方式中，该方法能够包括在第一柔性薄膜104的地表面上形成至少第二电极103。在一些实施方式中，形成至少第二电极103能够包括在第一柔性薄膜104的底表面上沉积第二导电薄膜。另外，形成至少第二电极103能够包括对第二导电薄膜进行图案化以形成第二电极103(如图3H中所示)。在一些实施方式中，对第二导电薄膜进行图案化能够包括将光致抗蚀剂301c施加在第二电极103的将要形成电极的部分上。在一些实施方式中，对第二导电薄膜进行图案化能够进一步包括对第二导电膜进行蚀刻(如图3I中所示)。例如，对第二导电薄膜进行蚀刻能够包括干法蚀刻或湿法蚀刻。在图3J中，在一些实施方式中，对第二导电薄膜进行图案化能够进一步包括移除光致抗蚀剂301c。
在一些实施方式中，该方法能够包括穿过第一柔性薄膜104形成至少一个孔109。在一些实施方式中，形成至少一个孔109能够包括在第二电极103上方以及在第一柔性薄膜104的底表面的一部分上方施加光致抗蚀剂301d(如图3K中所示)。在一些实施方式中，形成至少一个孔109能够包括对第一柔性薄膜104和光致抗蚀剂301b的一部分进行蚀刻(如图3L中所示)。在一些实施方式中，在图3M中，形成至少一个孔109能够进一步包括移除光致抗蚀剂301d。
在一些实施方式中，该方法能够包括在至少一个孔109中提供至少一个透镜102(如图3N中所示)。在一些实施方式中，提供至少一个透镜102能够包括使用刮刀印刷来在至少一个孔109中提供至少一个透镜102。
在一些实施方式中，该方法能够进一步包括将至少一个透镜102固定到第一柔性薄膜104。能够以各种方式来固定透镜，并且在一些实施方式中，不需要利用单独的步骤来固定透镜。在一些实施方式中，固定至少一个透镜102能够包括在第一柔性薄膜104的顶表面、底表面或顶表面和底表面上方以及在至少一个透镜102上方沉积光塑性有机薄膜304(如图3O中所示)。在一些实施方式中，光塑性物能够是单体和/或低聚物(例如，环氧丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯、聚酯丙烯酸酯等等)。另外，在一些实施方式中，固定至少一个透镜102能够包括在光塑性有机薄膜304的一部分上方沉积光致抗蚀剂301e。在一些实施方式中，该方法能够进一步包括对光塑性有机薄膜304的至少一部分进行硬化(图3P)。在一些实施方式中，该方法能够进一步分解光塑性有机薄膜304的至少非硬化部分。在一些实施方式中，该方法能够进一步包括从第一柔性薄膜104的表面移除光致抗蚀剂301b(如图3Q中所示)。
图4是示出用于制备光操纵装置的一些实施方式的流程图。在一些实施方式中，处理400能够包括在第一柔性薄膜的顶表面上形成至少第一电极(块410)。在一些实施方式中，处理400进一步包括在第一柔性薄膜的底表面上形成至少第二电极(块420)。在一些实施方式中，处理400进一步包括穿过第一柔性薄膜形成至少一个孔(块430)。在一些实施方式中，处理400进一步包括在至少一个孔中提供至少一个透镜(块440)。
本领域技术人员将了解的是，对于这里公开的这和其它处理和方法，在处理和方法中执行的功能可以按不同的顺序来实施。此外，所述的步骤和操作仅用作示例，并且在不偏离所公开的实施方式的本质的情况下，步骤和操作中的一些可以是可选的，组合为更少的步骤和操作，或扩展为额外的步骤和操作。
图5描绘了其中球形透镜阵列510能够用作背光单元以产生图像500的一些实施方式。在一些实施方式中，通过在想要的区域中从透镜发射光，能够更高效地在显示器中执行局部调光。在将要显示暗或“黑色”(或任何更低级别的光)的区域中，来自球形透镜的光发射被控制为关闭，而在屏幕上将要显示为“明亮”的区域中，光发射被控制为开启。在其中想要更高的分辨率或对比度的实施方式中。能够通过下述方式来利用增加的密度和分辨率来执行局部调光，所述方式例如为：1)减少大小(球形透镜的直径)和/或2)减少节距并且增加球形透镜的数目。因此，在一些实施方式中能够以更高的分辨率显示图像。
在一些实施方式中，能够使用任何光源来将光提供给光引导部。在一些实施方式中，光源能够是荧光光源(例如，冷阴极荧光灯)、二极管、激光器和白炽光源，或者简单地为已经被重定向的环境光。在一些实施方式中，光源包括白色LED和/或红色、绿色和/或蓝色LED。
在一些实施方式中，装置和/或阵列包括单个光引导部。在一些实施方式中，装置包括用于阵列的各部分的多个光引导部。在一些实施方式中，装置包括遍布整个阵列的多个光引导部。在一些实施方式中，光引导部是透镜下方的单个平面。在一些实施方式中，光引导部被成形为处于阵列的整体或大部分下方。在一些实施方式中，光引导部具有图案或设计，从而一个光源能够被提供给图案，而另一光源能够将光提供到不同地图案化的光引导部(在一些实施方式中，能够紧邻第一光引导部的阵列的区域)。
在一些实施方式中，透镜在被致动时将仅接触单个光引导部。在一些实施方式中，透镜能够在被致动时接触一个或多个光引导部，从而允许一个或多个光引导部中的光被发射通过透镜。
在一些实施方式中，提供了单个透镜。在一些实施方式中，提供了超过一个透镜，例如，提供了2、3、5、10、100、100、1000、10000、100000、1000000或更多透镜(包括前述值中的任一个以上的任何范围以及前述值中的任意两个之间的任何范围)。在一些实施方式中，前述值是每平方英寸的透镜的密度。在一些实施方式中，嵌入的透镜的最大数目为(显示器宽度)/2r，其中，r是透镜的半径。
在一些实施方式中，透镜能够是基本上球形的。在一些实施方式中，透镜能够是不同的形状。在一些实施方式中，透镜的上半(致动器以上)和下半(致动器以下)能够被成形为彼此镜像(例如，均为半球形状)。在其它实施方式中，透镜能够在每侧具有不同形状。在一些实施方式中，下半部能够是扁平或方形的，以便于允许与光引导部更多的表面接触。在一些实施方式中，下半部能够是更有棱角的，以便于减少光的透射量。在一些实施方式中，上半能够是扁平或方形的，以便于将光的发射改变为更受引导的方式。在一些实施方式中，上半能够是更有棱角的，以便于以不同的方式引导光的发射。
在一些实施方式中，作为重放置透镜的替代，能够将光引导部的一部分向上偏转以与透镜中的一个或多个相遇。
如本领域技术人员将了解的，在本公开中，这里提供的阵列能够用于各种使用和应用。在一些实施方式中，阵列被布置为背光系统或其一部分。背光布置能够用于需要背光的任何应用。在一些实施方式中，阵列被设置为用于液晶显示(LCD)或其它可视显示器(例如，电视、计算机监视器、仪器面板、车辆显示器、电话、标志牌、游戏装置、时钟、平板电脑、触摸屏)的背光。因此，在一些实施方式中，阵列是将被照明的LCD显示器或其它装置的一部分并且被相应地布置。在一些实施方式中，阵列被放置为在显示器上或者在可视显示器的至少一部分上提供可控的但是均匀的照明。在一些实施方式中，阵列和LCD或其它显示器的系统被设置为当在LCD或显示器上需要纯黑时，透镜没有抵靠光引导部，确保了光的最少的泄漏。在一些实施方式中，当LCD(或其它)显示器用于提供明亮(或非黑)信号时，透镜被布置为抵靠光引导部。
在一些实施方式中，透镜的密度使得其匹配其照明的装置的像素的密度。在一些实施方式中，透镜的密度和/或间隔大于将要照明的显示器的像素，从而与图像显示分辨率相比，能够提供更大的照明分辨率；然而，在各种实施方式中不限于此。在一些实施方式中，透镜与LCD像素的比率能够根据装置的想要的性质来改变。在一些实施方式中，比率能够从1000：1，100：1，10：1，1：1，1：10，1：100或1：1000变化，这样的比率包括上述比率中的任意两个之间限定的比率的任意范围以及上述比率中的任一个以下的比率的任何范围。
在一些实施方式中，阵列将光直接提供给观众(而不是照明LCD或用作背光)。因此，在一些实施方式中，透镜中的每一个能够用作像素(或子像素(例如，彼此相邻的红、绿和蓝子像素))。在一些实施方式中，阵列被因此布置为可由对象直接(或间接)看到。
在一些实施方式中，透镜的致动的频率能够被设置为避免或减少图像闪烁。在一些实施方式中，能够提供70Hz以上的竖直扫描频率。在一些实施方式中，致动器的响应速度能够与用于被照明的显示器的刷新速率一样高或更高。在一些实施方式中，频率为70，100，1000，10000，20000，30000，40000，50000，60000Hz或更高，包括前述值中的任一个以上的任何范围以及前述值中的任意两个之间的任何范围。
在一些实施方式中，这里提供的阵列和/或系统能够用作用于任何想要的装置的背光系统或用途。
示例
示例1
获得阵列的方法
通过在第一柔性薄膜的顶表面上沉积第一导电薄膜来形成第一柔性薄膜的顶表面上的至少第一电极。然后对第一导电薄膜进行图案化以形成第一电极。对第一导电薄膜进行图案化包括在第一电极的将要形成电极的部分上施加光致抗蚀剂。然后利用干法蚀刻来蚀刻第一导电薄膜。然后能够移除光致抗蚀剂。
接下来，在第一柔性薄膜的顶表面以及第一电极上方施加光致抗蚀剂。然后反转第一柔性薄膜、第一电极和光致抗蚀剂的整体以对第一柔性薄膜的底表面进行处理。
然后通过在第一柔性薄膜的底表面上沉积第二导电薄膜并且对第二导电薄膜进行图案化以形成第二电极来在第一柔性薄膜的底表面上形成至少第二电极。图案化包括在第二电极的将要形成电极的部分上施加光致抗蚀剂，对第二导电薄膜进行湿法蚀刻，并且然后移除光致抗蚀剂。
然后穿过第一柔性薄膜形成至少一个孔并且通过刮刀印刷来在孔中提供透镜。然后通过在第一柔性薄膜的顶表面上方沉积光塑性有机薄膜来在柔性薄膜中固定至少一个透镜。然后，如果任何阻挡透镜自身的光塑性有机薄膜与透镜的光学性质发生干扰，则能够移除该光塑性有机薄膜。
示例2
操纵阵列的方法
首先提供包括光引导部和位于光引导部上方的致动器的光操纵装置。致动器包括底电极、顶电极和位于底电极与顶电极之间的可致动层。光操纵装置包括连接到可致动层的透镜的阵列。透镜的阵列和光引导部具有基本上类似的折射率以当透镜与光引导部接触时允许光引导部内的内反射光通过透镜。然后通过弯曲和/或偏转致动器来使透镜中的一个与光引导部接触。已经在光引导部中存在的光通过透镜并且然后从透镜出射。
示例3
操作阵列作为背光的方法
利用LCD装置的操作来采用示例2的方法，其中，阵列被布置为照亮LCD表面。在包括亮区域和黑区域的LCD表面上生成图像。将要为亮的部分具有来自被致动以在这些位置向LCD表面提供额外照明的阵列的对应组的透镜。LCD上将要保持黑的部分具有来自未致动以减少LCD的显示表面上的黑区域的任何照明的对应组的透镜。当LCD显示器的亮和黑部分随着LCD上的图像改变而改变时，相应地对阵列中的对应透镜进行更新，以保持显示器上将为亮的区域的照明并且保持那些将保持黑的部分处于未照明状态。LCD将具有60Hz的刷新速率，并且照明阵列将具有1kHz的刷新速率。
示例4
操作阵列作为显示器的方法
示例2的方法能够用于从阵列提供图像。所提供的透镜阵列为1000乘以1000个透镜。每个透镜被设置为像素，并且在像素将要被照亮时被致动。信号被发送给阵列，对第一组透镜进行致动，以向观看者提供光，同时保持第二组透镜未致动，从而提供了阵列的对比起来更暗的部分。第一组透镜与第二组透镜之间的亮度的差异导致观看者能够观看到的图像。该图像能够被以1kHz的速率刷新。
本公开不限于在本申请中描述的旨在示出各种方面的特定实施方式。对于本领域中技术人员来说应当明显的是，能够在不偏离其精神和范围的情况下进行许多修改和变形。除了这里所列举的以外，在本公开的范围内的功能等同的方法和设备对于本领域中技术人员来说根据之前的描述应当是明显的。这样的修改和变形旨在落在所附权利要求书的范围内。本公开仅由所附权利要求书的条款以及这些权利要求书的权利等价物的完整范围所限定。应当理解，本公开不限于显然能够变化的特定的方法、系统或者组件。还应当理解，这里使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并且不旨在限制。
关于这里基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员能够以对于背景和/或应用适当的方式从复数解释成单数和/或从单数解释成复数。为清楚起见，各种单数/复数排列可以清楚地列在这里。
本领域技术人员将会理解，一般地，这里使用的术语并且特别是在随附权利要求书中的术语(例如，随附权利要求书的正文)一般旨在为“开放的”术语(例如，术语“包括”应当解释为“包括但不限于”，术语“具有”应当解释为“至少具有”，术语“包含”应当解释为“包含但不限于”等)。本领域技术人员还将理解，如果意图特定数量的提出的权利要求详述，这样的意图将在权利要求中明确地叙述，并且在不存在这样的详述的情况下，不存在这样的意图。例如，为帮助理解，以下随附权利要求书可能包含介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求详述。然而，使用这样的短语不应当被解释为暗示以“一”引入的权利要求详述将包含这样引入的权利要求详述的任何特定的权利要求限制为只包含一个这样的详述的实施方式，即使是在相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一”的词(例如，“一”应当被解释为指“至少一个”或“一个或多个”)的情况下；相同道理对于使用定冠词引入权利要求详述的情况也成立。此外，即使在明确地表述了引入的权利要求详述的特定数量的情况下，本领域中的技术人员也将认识到这样的详述应当解释为是指至少表述的数量(例如，在没有其它修饰语的情况下，仅是“两个详述”的表述是指至少两个详述或者两个或更多详述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的情况下，通常这种构造的目的是本领域技术人员将会理解该惯例的含义(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C等的系统)。本领域技术人员还将会理解，呈现两个或更多可供选择的术语的几乎任何转折性词语和/或短语，不管是在说明书、权利要求书或附图中，都应当被理解为考虑包括术语之一、术语的任何一个或者两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
从上文应当意识到，此处用于说明目的，描述了本公开的各种实施方式，且可以在不偏离本公开的范围和精神的条件下做出各种修改。因此，此处公开的各种实施方式并不旨在限制，真实范围和精神通过随附权利要求书指示。

Claims (38)

1.一种光操纵装置，所述装置包括：
光引导部；
致动器，所述致动器位于所述光引导部上方，所述致动器包括：
底电极；
可致动层；以及
顶电极，所述顶电极位于所述底电极上方；以及
至少一个透镜，所述至少一个透镜连接到所述可致动层，其中，所述至少一个透镜和所述光引导部具有基本上类似的折射率。
2.根据权利要求1所述的光操纵装置，其中，所述至少一个透镜为大致球形。
3.根据权利要求1所述的光操纵装置，其中，所述可致动层包括凝胶。
4.根据权利要求1所述的光操纵装置，其中，所述可致动层包括柔性有机薄膜。
5.根据权利要求1所述的光操纵装置，其中，所述致动器被构造为朝向所述底电极偏转。
6.根据权利要求5所述的光操纵装置，其中，所述至少一个透镜被构造为在所述致动器被朝向所述底电极偏转时与所述光引导部直接接触。
7.根据权利要求1所述的光操纵装置，所述光操纵装置进一步包括光源，所述光源被构造为将光发射到所述光引导部。
8.根据权利要求1所述的光操纵装置，其中，所述顶电极和所述底电极中的至少一个包括至少一个碳纳米管。
9.根据权利要求1所述的光操纵装置，其中，所述顶电极和所述底电极中的至少一个包括导电聚合物。
10.根据权利要求1所述的光操纵装置，其中，所述可致动层被布置在所述底电极与所述顶电极之间。
11.一种操作光操纵装置的方法，所述方法包括：
提供光操纵装置，所述装置包括：
光引导部；
致动器，所述致动器位于所述光引导部上方，所述致动器包括：
底电极；
顶电极；以及
可致动层，所述可致动层位于所述底电极与所述顶电极之间；以及
至少一个透镜，所述至少一个透镜连接到所述可致动层，其中，所述至少一个透镜和所述光引导部具有基本上类似的折射率；
通过弯曲所述致动器来使所述至少一个透镜与所述光引导部接触；
将光提供到所述光引导部；以及
当所述至少一个透镜与所述光引导部接触时，使所述光引导部中的光通过所述至少一个透镜，从而操作光操纵装置。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法进一步包括在所述底电极与所述顶电极之间施加电压。
13.根据权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括经由所施加的电压迫使所述致动器朝向所述底电极。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述致动器包括聚合物，并且其中，迫使所述致动器朝向所述底电极包括减少所述聚合物的厚度。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个透镜是球形的，并且其中，进入球形透镜的底部点的光在所述透镜的对侧离开所述透镜。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述可致动层包括有机薄膜。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述有机薄膜包括电活性聚合物致动器。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述电活性聚合物致动器包括可移动离子交换膜。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述电活性聚合物致动器包括电活性聚合物人工肌肉。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述电活性聚合物致动器包括电介质材料。
21.根据权利要求11所述的方法，所述方法进一步包括使所述至少一个透镜解除与所述光引导部接触的状态。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，使所述至少一个透镜解除与所述光引导部接触的状态是通过反转所述底电极与所述顶电极之间的电压而实现的。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，使所述至少一个透镜解除与所述光引导部接触的状态是通过移除或减少所述底电极与所述顶电极之间的电压而实现的。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述可致动层包含足够的弹簧力以便于在所述电压被减少或移除时使所述至少一个透镜解除与所述光引导部接触的状态。
25.根据权利要求21所述的方法，所述方法进一步包括当所述至少一个透镜被解除与所述光引导部接触的状态时，在所述光引导部中对光进行内反射。
26.一种制造光操纵装置的方法，所述方法包括：
在第一柔性薄膜的顶表面上形成至少第一电极；
在所述第一柔性薄膜的底表面上形成至少第二电极；
穿过所述第一柔性薄膜形成至少一个孔；以及
在所述至少一个孔中提供至少一个透镜。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，形成至少第一电极包括：
在所述第一柔性薄膜的所述顶表面上沉积第一导电薄膜；以及
对所述第一导电薄膜进行图案化以形成所述第一电极。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，对所述第一导电薄膜进行图案化包括对所述第一导电薄膜进行蚀刻。
29.根据权利要求26所述的方法，其中，形成至少第二电极包括：
在所述第一柔性薄膜的所述底表面上沉积第二导电薄膜；以及
对所述第二导电薄膜进行图案化以形成所述第二电极。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，对所述第二导电薄膜进行图案化包括对所述第二导电薄膜进行蚀刻。
31.根据权利要求26所述的方法，所述方法进一步包括在所述第一柔性薄膜的所述顶表面、所述底表面或所述顶表面和所述底表面上方以及所述至少一个透镜上方沉积光塑性有机薄膜。
32.根据权利要求31所述的方法，所述方法进一步包括对所述光塑性有机薄膜的至少一部分进行硬化。
33.根据权利要求32所述的方法，所述方法进一步包括分解所述光塑性有机薄膜的至少未硬化的部分。
34.根据权利要求26所述的方法，其中，提供所述至少一个透镜包括使用刮刀印刷来在所述至少一个孔中形成所述至少一个透镜。
35.一种发光显示器，所述显示器包括：
光引导部；
致动器，所述致动器位于所述光引导部上方，所述致动器包括：
底电极；
顶电极；以及
可致动层，所述可致动层位于所述底电极与所述顶电极之间；以及
球形透镜的阵列，所述球形透镜的阵列位于所述可致动层内，其中，所述球形透镜的阵列的至少一个透镜具有与所述光引导部的折射率足够类似的折射率以在所述球形透镜的阵列的至少一个透镜与所述光引导部接触时允许光学透射。
36.根据权利要求35所述的发光显示器，其中，所述可致动层包括凝胶。
37.根据权利要求35所述的发光显示器，其中，所述可致动层包括柔性有机薄膜。
38.根据权利要求35所述的发光显示器，其中，所述致动器被构造为朝向所述底电极弯曲。
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