CN105612436A

CN105612436A - 嵌入式表面漫射器

Info

Publication number: CN105612436A
Application number: CN201480055297.XA
Authority: CN
Inventors: J·卡里; I·比塔; J·J·马; S·帕特尔; 王莱
Original assignee: Qualcomm MEMS Technologies Inc
Current assignee: Nujira Ltd
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: CN105612436B; US20150109675A1; WO2015057513A1; KR20160074537A; TW201516460A; JP2017500596A

Abstract

一种漫射器堆叠可包含具有第一折射率的第一薄膜和接近所述第一薄膜的第二薄膜。所述第二薄膜可具有高于所述第一折射率的第二折射率。所述第一薄膜与所述第二薄膜之间的界面可包含具有基本上随机化大小的微透镜的阵列。所述微透镜可包含为基本上球形、多边形、圆锥形等的特征的区段。所述第一薄膜和所述第二薄膜可安置于像素阵列与基本上透明的衬底之间。抗反射层可安置于所述第一薄膜与所述第二薄膜之间。

Description

嵌入式表面漫射器

优先权

本申请案主张题为“嵌入式表面漫射器(EMBEDDEDSURFACEDIFFUSER)”且在2013年10月18日申请的美国专利申请案第14/057,975号的优先权，所述申请在此以引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及漫射器堆叠，尤其是适合于显示装置的漫射器堆叠。

背景技术

机电系统(EMS)包含具有电和机械元件的装置、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如，镜)和电子装置。可以包含(但不限于)微尺度和纳米尺度的多种尺度制造EMS。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含具有范围从约一微米到数百微米或更大的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小(例如，包含小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、微影和/或蚀刻掉衬底和/或所沉积材料层的部分或添加层以形成电和机电装置的其它微机械加工工艺来创造机电元件。

一种类型的EMS装置叫作干涉调制器(IMOD)。如本文中所使用，术语IMOD或干涉光调制器指使用光学干涉的原理选择性吸收和/或反射光的装置。在一些实施方案中，IMOD可包含高度反射性金属板和部分吸收性且部分透明和/或反射性板，且能够在施加了恰当电信号后相对运动。在实施中，一个板可包含沉积于衬底上的静止层，且另一板可包含与静止层分开一气隙的反射膜。一个板相对于另一者的位置可改变入射于IMOD上的光的光学干涉和反射光谱。IMOD装置具有广泛范围的应用，且预期用于改进现有产品和创造新产品过程中，尤其是具有信息显示能力的那些产品。

在例如干涉调制器(IMOD)显示器的反射性显示器中，包含一漫射器层或堆叠可为有利的。这些漫射器可改进显示装置的视角。此外，包含IMOD显示器的反射性显示器可具有光源的镜面反射，其可显得眩光且由此降级在显示器上展示的图像，且漫射器可减少这些镜面反射。

发明内容

本发明的系统、方法和装置各具有若干创新方面，其中无单一者单独负责本文中所揭示的合乎需要的属性。

本发明中描述的标的物的一个创新方面可实施于一种设备中，所述设备包含：第一薄膜，其具有第一折射率；和第二薄膜，其接近所述第一薄膜，所述第二薄膜具有高于所述第一折射率的第二折射率。所述第一薄膜与所述第二薄膜之间的界面可包含具有基本上随机化大小的微透镜的阵列。

在一些实施方案中，所述微透镜可包含基本上球形、多边形或圆锥形特征的部分。所述微透镜可包含形成于所述第一薄膜中的凹面。所述微透镜可包含所述第二薄膜的填充所述凹面的部分。

所述设备还可包含接近所述第二薄膜而安置的像素阵列和接近所述第一薄膜而安置的基本上透明的衬底。在一些实施方案中，所述像素可包含干涉调制器(IMOD)像素。在一些此等实施中，所述IMOD像素可包含多态IMOD像素。在一些此等实施中，所述像素阵列中的单一像素可与多个微透镜对应。举例来说，所述像素阵列中的单一像素可与10个或10以上微透镜对应。

所述基本上透明的衬底可能够充当光导。在一些实施方案中，所述光导可包含多个光提取特征，其能够从所述光导提取光且能够将所述光的至少一部分提供到所述像素阵列。在一些实施方案中，包覆层可安置于所述基本上透明的衬底与所述第一薄膜之间。举例来说，所述包覆层可具有低于所述第一折射率的第三折射率。在一些实施方案中，所述第一薄膜具有比所述基本上透明的衬底的折射率低的折射率。

所述设备可包含控制系统，其可能够处理图像数据且可能够根据所述经处理的图像数据控制所述像素阵列。所述控制系统可包含能够将至少一个信号发送到所述像素阵列的驱动器电路和能够将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路的控制器。所述设备可包含能够将所述图像数据发送到所述控制系统的图像源模块。所述图像源模块可包含接收器、收发器和传输器中的至少一者。所述设备可包含输入装置，其能够接收输入数据且能够将所述输入数据传达到所述控制系统。

本发明中描述的标的物的另一创新方面可实施于一种制造漫射器堆叠的方法中。所述方法可涉及将具有第一折射率的第一薄膜沉积于基本上透明的层上。在一些实施方案中，所述基本上透明的层可包含具有低于所述第一折射率的第三折射率的包覆层和基本上透明的衬底。所述方法可涉及将可在本文中被称作“凹坑”或“凹面”的特征蚀刻到所述第一薄膜中。在一些实施方案中，所述凹面可具有基本上随机的大小。

在一些实施方案中，所述方法可涉及在所述蚀刻工艺后将抗反射层沉积于所述第一薄膜上。在一些实施方案中，所述抗反射层可为保形的。所述方法可涉及将第二薄膜沉积于所述第一薄膜上(或所述抗反射层上)，以形成具有基本上随机化大小的微透镜的阵列。在一些实施方案中，所述第二薄膜可具有高于所述第一折射率的第二折射率。

所述方法可涉及在所述第二薄膜上形成像素阵列。在一些实施方案中，所述像素可包含干涉调制器(IMOD)像素，其中的至少一些可为多态IMOD像素。

此说明书中所描述的标的物的一或多个实施的细节在随附图式和以下描述中阐明。虽然在此发明内容中提供的实例主要就基于MEMS的显示器来描述，但本文中提供的概念可适用于其它类型的显示器，例如，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳显示器及场发射显示器。其它特征、方面和优势将从描述、图式和权利要求书变得显而易见。应注意，以下诸图的相对尺寸可能未按比例绘制。

附图说明

图1为包含漫射器堆叠的实例元件的框图。

图2A到2C展示穿过漫射器堆叠的实例的横截面。

图2D和2E展示具有不同深度和曲率半径的微透镜的实例。

图3为概述制造漫射器堆叠的工艺的实例的流程图。

图4A到4F为说明在制造漫射器堆叠的工艺的实例中的阶段的横截面图。

图5A到5C说明在制造包含基本上圆锥形特征的部分的微透镜的工艺的一个实例中的阶段。

图6A和6B展示具有不同形状的微透镜的实例。

图7展示描绘在干涉调制器(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。

图8展示说明并有3x3IMOD显示器的电子装置的系统框图的实例。

图9A到9E为IMOD显示元件的不同实施的横截面说明。

图10为说明用于IMOD显示器或显示元件的制造工艺的流程图。

图11A到11E为在制造IMOD显示器或显示元件的工艺中的各种阶段的横截面说明。

图12A和12B展示说明包含如本文中所描述的触摸传感器的显示装置的系统框图的实例。

各种图式中的相同参考数字和标示指示相同元件。

具体实施方式

为了描述本发明的创新方面的目的，以下描述是针对某些实施。然而，所属领域的一般技术人员将易于认识到，本文中的教示可以许多不同方式来应用。所描述的实施方案可实施于可能够显示图像(无论是运动(例如，视频)或是静止(例如，静态图像)的，且无论是文字、图形或是图像)的任何装置、设备或系统中。更具体地说，预期所描述的实施可包含于例如(但不限于)以下各者的多种电子装置中或与所述电子装置相关联：移动电话、具备多媒体互联网能力的蜂窝电话、移动电视接收器、无线装置、智能手机、装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、上网本、笔记本、智能本、平板计算机、打印机、复印机、扫描器、传真装置、全球定位系统(GPS)接收器/导航器、摄影机、数字媒体播放器(例如，MP3播放器)、摄录影机、游戏控制台、手表、时钟、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、自动显示器(包含里程表和速度计显示器等)、座舱控制器和/或显示器、相机景观显示器(例如，车辆中的后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或标识、投影仪、架构结构、微波炉、冰箱、立体声系统、盒式录音机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、干燥器、洗衣机/干燥器、停车仪、封装(例如，在包含微机电系统(MEMS)应用程序的机电系统(EMS)应用程序以及非EMS应用程序中)、美学结构(例如，关于一件珠宝或服装的图像的显示)和多种EMS装置。本文中的教示还可用于非显示器应用中，例如，(但不限于)电子切换装置、射频滤波器、传感器、加速计、回转仪、运动传感装置、磁力计、用于消费型电子装置的惯性组件、消费型电子装置产品的零件、变容器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺和电子测试设备。因此，教示并不意图限于仅在图中描绘的实施，而是具有广泛适用性，如将易于对所属领域的一般技术人员显而易见。

提供足够混浊度同时使反射和非吾人所乐见的伪影最小化可具有挑战性。此外，当前可用漫射器大体由塑料或类似材料形成。此材料可具有过低而不能与其它制造工艺相容的熔点。本文中描述的一些实施提供可基本上透明(具有少量反向散射和低的反射率)同时提供相当大的混浊度值的漫射器。

本文中描述的一些实施包含一种装置，其具有具第一折射率的第一薄膜及接近所述第一薄膜的第二薄膜。所述第二薄膜可具有高于第一折射率的第二折射率。所述第一薄膜与所述第二薄膜之间的界面可包含具有基本上随机化大小的微透镜的阵列。微透镜可包含基本上球形、多边形、圆锥形等的特征的区段。根据一些实施，第一和第二薄膜可安置于显示装置像素阵列与基本上透明的衬底(例如，玻璃衬底、聚合物衬底等)之间。

微透镜可包含形成于第一薄膜中的凹面或凹坑。举例来说，可根据蚀刻工艺(其可包含干式蚀刻和/或湿式蚀刻)使凹面形成于第一薄膜中。所述微透镜可包含所述第二薄膜的填充所述凹面的部分。第二薄膜的这些部分可为基本上填充凹面的钝化层的部分。在一些实施方案中，抗反射层可安置于第一薄膜与第二薄膜之间。在一些实施方案中，抗反射层与形成于第一薄膜中的凹面或凹坑一致。

可实施本发明中所描述的标的物的特定实施以实现以下潜在优点中的一或多者。一些实施可提供少量反向散射和低反射率同时提供相当大的混浊度值的漫射器堆叠。一些漫射器堆叠具有足够高以与其它制造工艺相容的熔点。举例来说，一些此等漫射器堆叠具有足够高使得例如干涉调制器(IMOD)像素的像素阵列可形成于漫射器堆叠上而不使漫射器堆叠熔化或变形的熔点。在基本上透明的衬底(例如，显示器衬底)与像素阵列之间而非在衬底的相对边上形成漫射器堆叠可提供改进的光学性质，例如，改进的分辨率。当将漫射器堆叠定位得较远离像素时，此配置可通过使由像素形成的图像变模糊而降低分辨率。当将漫射器堆叠较靠近像素定位时，分辨率保持较高且漫射器堆叠可增大视角且减少镜面反射。

图1为包含漫射器堆叠的实例元件的框图。在此实例中，漫射器堆叠100包含具有第一折射率的第一薄膜—低折射率薄膜105。漫射器堆叠100还包含第二薄膜—高折射率薄膜110，在此实例中，其具有高于第一折射率的第二折射率。然而，在替代实施中，第二薄膜可具有低于第一折射率的折射率。第一折射率与第二折射率之间的差越高，那么漫射器堆叠的混浊度越高。因此，对于高混浊度实施，第二折射率将大于第一折射率和衬底的折射率。在此实例中，低折射率薄膜105与高折射率薄膜110之间的界面包含具有基本上随机化大小的微透镜的阵列。

图2A到2C展示穿过漫射器堆叠的实例的横截面。在这些实例中，漫射器堆叠100安置于衬底205上，在这些实例中，衬底205为玻璃衬底。在一些实施方案中，玻璃衬底可包含硼硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、石英、Pyrex^TM或其它合适的玻璃材料。在替代实施中，衬底205可包含合适的基本上透明的非玻璃材料，例如，聚碳酸酯、丙烯酸、聚对苯二甲酸伸乙酯(PET)或聚醚醚酮(PEEK)。

此处，漫射器堆叠100包含低折射率薄膜105和高折射率薄膜110。在一些实施方案中，低折射率薄膜105可包含具有相对低折射率的一或多种材料，例如，SiO₂、SiOC(碳掺杂氧化硅)、旋涂式玻璃(SOG)、氟化镁(MgF₂)、聚四氟乙烯(PTFE)等。在一些实施方案中，低折射率薄膜105可具有在1微米到10微米、或1微米到5微米或1微米到3微米的范围中的厚度。

高折射率薄膜110可包含具有比低折射率薄膜105的折射率高的折射率的一或多种材料。举例来说，在一些实施方案中，高折射率薄膜110可包含SiN_xO_x。如由所属领域的一般技术人员已知，可通过变化氮对氧的比率和/或通过变化溅射工艺期间的压力来控制SiN_xO_x的折射率。因此，由SiN_xO_x形成的薄膜的折射率可基本上变化，例如，从1.7或1.7以下到2或2以上。在替代性实例中，高折射率薄膜110可包含SiN_x、ZrO₂、TiO₂和/或Nb₂O₅。在一些实施方案中，高折射率薄膜110可具有在1微米到10微米的范围中的厚度。

在图2A到2C中展示的实施中，低折射率薄膜105与高折射率薄膜110之间的界面包含具有基本上随机化大小的微透镜212的阵列。在这些实例中，微透镜212包含基本上球形特征的部分。然而，在替代性实例中，微透镜212可包含其它形状，例如，基本上多边形或圆锥形特征的部分。

如以下更详细地描述，在一些实施方案中，微透镜212的阵列可通过将具有基本上随机化大小的特征蚀刻到低折射率薄膜105中且用高折射率薄膜110填充所述特征来形成。在一些实施方案中，蚀刻工艺可包含干式蚀刻工艺和/或湿式蚀刻工艺。在一些实施方案中，可经由基本上填充第一薄膜中的凹面的高折射率钝化涂层的沉积来形成高折射率薄膜110。然而，在替代性实施中，可通过将具有基本上随机化大小的特征蚀刻到较高折射率薄膜中且用较低折射率薄膜填充所述特征来形成微透镜212的所述阵列。一些实施可包含在较高折射率薄膜与较低折射率薄膜之间的抗反射层，例如，如本文中其它处所描述。

在图2A到2C中展示的实例中，像素阵列210安置于漫射器堆叠100上。如以下更详细地描述，在一些实施方案中，像素阵列210可制造于漫射器堆叠100上。举例来说，漫射器堆叠100可制造于包含衬底205的基本上透明的堆叠上，且随后，像素阵列210可制造于漫射器堆叠100上。如上所指出，具有安置于例如衬底205的“显示器玻璃”与像素阵列210之间的漫射器堆叠100可为有利的。然而，简单地在典型漫射薄膜上制造像素阵列210可将并不可行。这些薄膜通常由具有相对低熔点的聚合物制成。制造像素阵列210(例如，IMOD阵列)的工艺通常涉及温度基本上高于此熔点的阶段。因此，如果吾人将试图在典型漫射薄膜上制造IMOD阵列，那么所述漫射薄膜将在制造工艺期间熔化。

在图2B和2C中展示的实例中，衬底205能够充当光导。在这些实施中，包覆层220安置于衬底205与低折射率薄膜105之间。包覆层220可具有比低折射率薄膜105低的折射率，且可允许衬底205充当光导。举例来说，如果低折射率薄膜105由SiO₂形成，那么包覆层220可由旋涂式玻璃、MgF₂或SiOC形成。在一些实施方案中，包覆层220可为大约1微米厚或更厚，且具有1.38或以下的折射率。然而，在一些实施方案中，低折射率薄膜105的折射率可足够低，使得无额外包覆层对于衬底205充当光导为必要的。

图2C展示光源227的实例，其包含(在此实例中)将光提供到衬底205的发光二极管。在图2B和2C中展示的实例中，衬底205包含多个光提取特征215，其能够从光导提取光且将光的至少一部分提供到像素阵列210。应理解，图2B和2C为示意性的，且光提取特征215的形状和密度可根据应用而变化，且仅经相对于所述阵列的微透镜212的大小和密度示意性地展示。

在图2C中展示的实例中，光提取特征215能够充当触摸面板的电极。此处，钝化层229形成于光提取特征215上。

如同图2A中展示的实施，图2B和2C的实例还包含微透镜212的阵列。在图2C中展示的实例中，像素阵列210中的单一像素226与多个微透镜212对应。在一些实施方案中，像素阵列210中的单一像素226可与10个或10个以上微透镜212对应。在一些实例中，像素阵列210中的单一像素226可与25个或25个以上微透镜212对应。

为了达成漫射器堆叠100的高混浊度值，需要使在镜面方向上反射的光(归因于在平电介质-电介质界面处的菲涅尔反射)最小化。因此，微透镜212可经紧密地装填，使得仅存在少量未由微透镜212占据的区域，来自所述区域的光可以镜面方式从漫射器堆叠100反射。

如果微透镜212按规则或周期性图案形成，那么可产生例如波纹效应和绕射图案的伪影。因此，在各种实施中，微透镜212可具有基本上随机的大小和/或分布，以便避免这些伪影。在图2A到2C中展示的实例中，所述微透镜具有不同大小，其中的每一者具有曲率半径(ROC)和深度。ROC和/或深度可随机化。

图2D和2E展示具有不同深度和曲率半径的微透镜的实例。首先参考图2D，微透镜212₁具有曲率半径ROC₁和深度d₁。图2D还提供微透镜间区域230，来自所述区域的光可在镜面方向上反射。

如与微透镜212₁比较，图2E的微透镜212₂具有较大曲率半径ROC₂。然而，微透镜212₂具有相对较小深度d₂。因此，较大ROC未必与较大深度对应。

在一些实施方案中，微透镜212的曲率半径和/或深度可选自随机或准随机分布。举例来说，微透镜212的曲率半径可选自高斯随机分布，对于所述分布，具有指定平均值和指定标准差。在各种实施中，随机分布中的曲率半径的平均值可范围从2微米到10微米，或2微米到6微米。在各种实施中，到第一层的表面内的凹面的深度可范围从200nm(0.2微米)到5微米，或500nm(0.5微米)到2.5微米。在一些实施方案中，深度与曲率半径的随机或准随机分布相对地类似，而在其它实施中，深度和曲率半径两者皆具有随机或准随机分布。湿式蚀刻工艺倾向于产生具有稍微均匀深度的凹面，而干式蚀刻工艺倾向于产生较随机深度。

可通过变化ROC和/或低折射率薄膜105与高折射率薄膜110的折射率之间的差来控制漫射器堆叠100的混浊度。这些折射率之间的较高差产生较高混浊度值，其指示增大的漫射。然而，折射率之间的较高差还造成在低折射率薄膜105与高折射率薄膜110之间的界面处的较多菲涅耳反射和反向散射，此可减小像素阵列210的反射性像素的反射性对比率。举例来说，折射率之间的较高差可减小MS-IMOD像素的反射性对比率。对于一些反射性显示器，漫射器具有大约70％到80％的混浊度值。举例来说，对于包含具有大约70％到80％的混浊度值的漫射器的反射性显示器，在一些实施方案中，第一层与第二层的折射率之间的差为大约0.3或0.3以上。然而，对于极低混浊度实施，第一层与第二层的折射率之间的差可相对小。

在图2B中展示的实例中，抗反射层225安置于低折射率薄膜105与高折射率薄膜110之间。抗反射层225可减少微透镜212的菲涅耳反射和反向散射的量。在此实例中，抗反射层225基本上与在低折射率薄膜105中形成的凹面的形状一致。可(例如)在使微透镜212形成于低折射率薄膜105中后且在沉积高折射率薄膜110前沉积抗反射层225。

在一些实施方案中，所述抗反射层可包含SiN_xO_x。如上所指出，可根据氮对氧的比率和/或通过变化溅射工艺期间的压力来控制SiN_xO_x的折射率。因此，可根据用以形成漫射器堆叠100的其它材料恰当地选择由SiN_xO_x形成的抗反射层225的折射率。以下提供一些实例。然而，在替代性实施中，抗反射层225可包含其它材料，例如，MgF₂。

在一些实例中，抗反射层225可为四分之一波长折射率匹配层。在一些实施方案中，根据以下等式(1)和(2)选择抗反射层225的厚度(d_AR)和折射率(n_AR)：

在等式(1)中，n_Film1表示第一薄膜(例如，低折射率薄膜105)的折射率，且n_Film2表示第二薄膜(例如，高折射率薄膜110)的折射率。如果抗反射层225薄，那么其可采用低折射率薄膜105中的凹面的形状。高折射率薄膜110的形状可与第一薄膜中的凹面的形状一致。因此，包含抗反射层225可基本上不改变漫射层的混浊度，但仍然可减少微透镜212的菲涅耳反射和反向散射的量。

表1展示对于具有和不具有抗反射层225的漫射器堆叠的光学性质的模拟结果的一些实例：

表1

表1中表示的一个漫射器堆叠100包含SiO₂的低折射率薄膜105(具有折射率1.46)和SiN_xO_x的第二薄膜(具有折射率1.71)。表1中表示的另一漫射器堆叠包含SOG的低折射率薄膜105(其具有折射率1.4)，和SiN_xO_x的第二薄膜(具有折射率2)。在后者情况下，低折射率薄膜105还可充当包覆层，以用于允许衬底205充当光导。替代地或另外，漫射器堆叠100还可包含在低折射率薄膜105与衬底205之间的单独包覆层220(例如，如图2B中所展示)，以确保用于衬底205充当光导的足够内部反射。

在表1中展示的实例中，添加抗反射层225可将反向散射减少大约10％，且可改进前向透射。然而，添加抗反射层225可基本上不影响混浊度值。

图3为概述制造漫射器堆叠的工艺的实例的流程图。方法300的操作未必按图3中展示的次序来执行。此外，方法300可涉及比图3中所展示多或少的框。在此实例中，方法300开始于框305，其涉及将具有第一折射率的第一薄膜沉积于基本上透明的层上。举例来说，框305可涉及物理气相沉积(PVD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺或用于沉积薄膜的另一此种工艺。在一些实施方案中，第一折射率低于衬底的折射率。在一些实施方案中，基本上透明的层可包含包覆层和基本上透明的衬底。包覆层可具有低于第一折射率的折射率。

此处，框310涉及将凹面蚀刻到第一薄膜中。在此实例中，凹面具有基本上随机的大小。举例来说，凹面可具有基本上随机的曲率半径和/或深度。在此实施中，任选框315涉及在蚀刻工艺后将抗反射层沉积于第一薄膜上。框315可(例如)涉及PVD工艺、CVD工艺等。在一些实施方案中，沉积抗反射层包含保形地沉积抗反射层，使得其与经蚀刻第一薄膜的形状一致。框320可涉及PVD工艺、CVD工艺等。此处，框320涉及将第二薄膜沉积于第一薄膜或抗反射层上，以形成具有基本上随机化大小的微透镜的阵列。在此实例中，第二薄膜具有高于第一折射率的第二折射率。在一些实施方案中，沉积的第二薄膜使第一薄膜或第一薄膜与抗反射层的堆叠的形貌平坦化。

图4A到4F为说明在制造漫射器堆叠的工艺的实例中的阶段的横截面图。图4A说明沉积于衬底205上的低折射率薄膜105的实例。图4A中展示的配置可(例如)在图3的框305后产生。

在图4B中展示的阶段，光阻材料405已经沉积于低折射率薄膜105上且经图案化。图4B中展示的光阻材料405的特定图案仅为实例。在替代性实施中，可根据灰阶微影工艺处理光阻材料405。常供干式蚀刻技术使用的灰阶微影允许形成到衬底内的凹面的壁的曲率的较大控制。灰阶技术允许将凹面形成到光阻表面上，且可接着使用蚀刻剂将形成于光阻上的表面转印到衬底。

在图4C中展示的阶段，凹面已蚀刻到第一薄膜中。因此，图4C与例如图3的框310的工艺的工艺的完成对应。在此实例中，凹面具有基本上随机化大小且已经通过湿式蚀刻工艺形成。然而，在其它实施中，所述工艺可包含干式蚀刻工艺。以下参考图5A和5B描述一些此等实例。

在此实施中，光阻材料405已经图案化，使得凹面410的曲率半径和/或深度具有随机或准随机分布。举例来说，凹面410的曲率半径可选自高斯随机分布，对于所述分布，具有指定平均值和指定标准差。在一些实例中，可根据至少部分基于分子动力学的原理的计算机模拟来选择凹面410的布置。举例来说，可根据至少部分基于分子动力学的计算机模拟来选择用以图案化光阻材料405的掩模的布局。

在图4D中展示的阶段，光阻材料405已经去除，且抗反射层225已沉积于低折射率薄膜105上。在此实施中，抗反射层225基本上与凹面410的形状一致。

在图4E中展示的实例中，高折射率薄膜110层已经沉积于抗反射层225上。高折射率薄膜110的部分已经沉积于抗反射层225上的凹面410中，以形成微透镜212。因此，所得漫射器堆叠100包含具有基本上随机的大小的微透镜212的阵列。在这些实例中，微透镜212包含基本上球形特征的部分。然而，在替代性实例中，微透镜212可包含其它形状，例如，基本上多边形或圆锥形特征的部分。

图4F展示接近漫射器堆叠100的像素阵列210的实例。在此实例中，像素阵列210已经制造于漫射器堆叠100上。以下提供制造像素阵列210的一些实例，尤其在图10中。在图10中，在框82中提及的“衬底”可包含衬底205、低折射率薄膜105和高折射率薄膜110，此是由于阵列像素210形成于衬底205和漫射器堆叠100两者上。

图5A到5C说明在制造包含基本上圆锥形特征的部分的微透镜的工艺的一个实例中的阶段。在此实例中，在图5A中描绘的阶段，光阻材料405已经沉积于低折射率薄膜105上，且经图案化。然而，在此实例中，凹面410通过干式蚀刻工艺形成。在图5A中描绘的阶段，侧壁505在此实例中基本上垂直，且凹面410具有基本上相同深度。

图5B展示在热回流工艺后的图5A的堆叠的实例。在图5B中描绘的阶段，回流工艺已改变侧壁505的形状。在替代性实施中，回流工艺可产生侧壁505的其它形状，例如，弯曲形状。

图5C展示在经由光阻材料405蚀刻后且到图5B中展示的低折射率薄膜105的部分内的凹面的实例。图5C可(例如)描绘由干式蚀刻工艺产生的凹面410，干式蚀刻工艺已将图5B的光阻材料405的构形转印到图5C的低折射率薄膜105内。在此实例中，所得凹面410为基本上圆锥形。因此，如果凹面410填充有高折射率薄膜110，那么所得微透镜212还将为基本上圆锥形。

图6A和6B展示具有不同形状的微透镜的实例。在图6A中展示的实例中，微透镜212已在干式蚀刻工艺后形成于八边形凹面410中。因此，微透镜212在横截面上为八边形。在图6B中展示的实例中，凹面410在横截面上为基本上圆形，且已经通过湿式蚀刻工艺形成。因此，所得微透镜212在横截面上为基本上圆形。

图7展示描绘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。IMOD显示装置包含一或多个干涉MEMS显示元件。在这些装置中，MEMS显示元件的像素可定位于明状态或暗状态中。在亮(“松弛”、“断开”或“接通”)状态中，显示元件将大部分入射的可见光反射(例如)到用户。相反地，在暗(“致动”、“闭合”或“关断”)状态中，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像素可能够在允许除黑和白之外的彩色显示的特定波长下显著反射。在一些实施方案中，通过使用多个显示元件，可达成不同强度的原色和不同灰度阴影。

IMOD显示装置可包含可以行和列布置的IMOD显示元件的阵列。所述阵列中的每一显示元件可至少包含定位成彼此相距可变且可控制距离以形成气隙(还被称作光学间隙、空腔或光学谐振腔)的一对反射和半反射层，例如，可移动反射层(即，可移动层，还被称作机械层)和固定部分反射层(即，静止层)。可移动反射层可在至少两个位置之间移动。举例来说，在第一位置(即，松弛位置)中，可移动反射层可定位在距固定部分反射层一段距离处。在第二位置(即，致动位置)中，可移动反射层可更靠近部分反射层定位。取决于可移动反射层的位置和入射光的波长，从两个层反射的入射光可相长或相消地干涉，从而针对每一显示元件产生总体反射或非反射状态。在一些实施方案中，显示元件可在未致动时处于反射状态中，从而反射可见光谱内的光，且可当在致动时处于暗状态中，从而吸收和/或相消地干涉可见范围内的光。然而，在一些其它实施中，IMOD显示元件可在未致动时处于暗状态中，且在致动时处于反射状态中。在一些实施方案中，施加电压的引入可驱动显示元件改变状态。在一些其它实施中，施加的电荷可驱动显示元件改变状态。

图7中的阵列的所描绘部分包含呈IMOD显示元件12的形式的两个邻近干涉MEMS显示元件。在右侧(如所说明)的显示元件12中，说明可移动反射层14在光学堆叠16附近、邻近或触碰光学堆叠16，处于致动位置中。在右侧上的显示元件12上施加的电压V_bias足够移动可移动反射层14且还将其维持在致动位置中。在左侧(如所说明)的显示元件12中，说明可移动反射层14处于距光学堆叠16(其包含部分反射层)一段距离(其可基于设计参数而预定)的松弛位置中。在左侧的显示元件12上施加的电压V₀不足以引起可移动反射层14到致动位置(例如，右边的显示元件12的致动位置)的致动。

在图7中，大体用指示入射于IMOD显示元件12上的光13和从左侧的显示元件12反射的光15的箭头说明IMOD显示元件12的反射性质。入射于显示元件12上的多数光13可经由透明衬底20朝向光学堆叠16透射。入射于光学堆叠16上的光的一部分可经由光学堆叠16的部分反射层透射，且一部分将经由透明衬底20反射回。光13的经由光学堆叠透射的部分可从可移动反射层14朝向(且经由)透明衬底20反射回。在从光学堆叠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(相长和/或相消)将部分确定在装置的检视或衬底侧上从显示元件12反射的光15的波长的强度。在一些实施方案中，透明衬底20可为玻璃衬底(有时被称作玻璃板或面板)。所述玻璃衬底可为或包含(例如)硼硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、石英、Pyrex或其它合适的玻璃材料。在一些实施方案中，所述玻璃衬底可具有0.3毫米、0.5毫米或0.7毫米的厚度，但在一些实施方案中，所述玻璃衬底可更厚(例如，数十毫米)或更薄(例如，小于0.3毫米)。在一些实施方案中，可使用非玻璃衬底，例如，聚碳酸酯、丙烯酸、聚对苯二甲酸伸乙酯(PET)或聚醚醚酮(PEEK)衬底。在此实施中，非玻璃衬底将很可能具有小于0.7毫米的厚度，但所述衬底取决于设计考虑因素而可较厚。在一些实施方案中，可使用非透明衬底，例如，基于金属箔或不锈钢的衬底。举例来说，包含固定反射层和部分透射且部分反射的可移动层的基于反向IMOD的显示器可经调适成从衬底的与图7的显示元件12相对的侧检视且可由非透明衬底支撑。

光学堆叠16可包含单一层或若干层。所述层可包含电极层、部分反射且部分透射层和透明介电层中的一或多者。在一些实施方案中，光学堆叠16为导电的、部分透光的且部分反射的，且可(例如)通过将以上层中的一或多者沉积到透明衬底20上来制造。电极层可由多种材料形成，例如，各种金属，例如，氧化铟锡(ITO)。所述部分反射层可由例如各种金属(例如，铬和/或钼)、半导体和电介质的部分反射性的多种材料形成。部分反射层可由一或多个材料层形成，且所述层中的每一者可由单一材料或材料的组合形成。在一些实施方案中，光学堆叠16的某些部分可包含充当部分光学吸收体和电导体两者的单一半透明厚度的金属或半导体，而不同的较能导电的层或部分(例如，光学堆叠16或显示元件的其它结构的层或部分)可用以在IMOD显示元件之间用总线传送信号。光学堆叠16还可包含覆盖一或多个传导性层或导电/部分吸收性层的一或多个绝缘或介电层。

在一些实施方案中，光学堆叠16的所述层中的至少一些可经图案化为平行条带，且可形成显示装置中的行电极，如下文进一步描述。如将由所属领域的一般技术人员理解，术语“经图案化”在本文中用以指掩蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中，可将高度传导性且反射性材料(例如，铝(Al))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可形成为一或多个经沉积金属层的一系列平行带(与光学堆叠16的行电极正交)以形成沉积于支撑件上的柱状物，例如，说明的柱18，且介入牺牲材料位于柱18之间。当蚀刻掉牺牲材料时，定义的间隙19或光学腔室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之间的间距可为大约1μm到1000μm，而间隙19可大致小于10,000埃

在一些实施方案中，可将每一IMOD显示元件(无论是在致动或是松弛状态中)视为由固定反射层和移动反射层形成的电容器。当不施加电压时，可移动反射层14保持处于机械松弛状态中，如由在图7中左侧的显示元件12说明，在可移动反射层14与光学堆叠16之间具有间隙19。然而，当将电位差(即，电压)施加到选定行和列中的至少一者时，形成于对应的显示元件处的行电极与列电极的相交处的电容器变得带电，且静电力将电极一起拉动。如果施加的电压超过阈值，那么可移动反射层14可变形且在光学堆叠16附近或远离光学堆叠16移动。光学堆叠16内的介电层(未图示)可防止短路且控制层14与16之间的分隔距离，如由在图7中右侧的经致动显示元件12说明。与施加的电位差的极性无关，所述行为可相同。虽然阵列中的一系列显示元件可在一些例子中被称为“行”或“列”，但所属领域的一般技术人员将易于理解，将一方向称为“行”且将另一方向称为“列”为任意的。再声明，在一些取向上，可将行考虑为列，且将列考虑为行。在一些实施方案中，可将行称作“公共”线且可将列称作“段”线，或可将列称为“公共”线且可将行称为“段”线。此外，显示元件可均匀地布置于正交的行和列(“阵列”)中，或以非线性配置布置，例如，具有相对于彼此的某些位置偏移(“马赛克”)。术语“阵列”和“马赛克”可指任一配置。因此，虽然显示器被称作包含“阵列”或“马赛克”，但元件自身不需要彼此正交地布置，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和不均匀分布的元件的布置。

图8为说明电子装置的系统框图，所述电子装置并有包含IMOD显示元件的三个元件乘三个元件阵列的基于IMOD的显示器。所述电子装置包含处理器21，所述处理器可能够执行一或多个软件模块。除执行操作系统外，处理器21还可能够执行一或多个软件应用程序，包含web浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。

处理器21可能够与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包含将信号提供到(例如)显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。图7中说明的IMOD显示装置的横截面由图9中的线1-1展示。虽然图8为清晰起见说明IMOD显示元件的3×3阵列，但显示器阵列30可含有非常大的数目个IMOD显示元件，且在行中与在列中具有不同数目个IMOD显示元件，且反之亦然。

IMOD显示器和显示元件的结构的细节可广泛地变化。图9A到9E为IMOD显示元件的不同实施的横截面说明。图9A为IMOD显示元件的横截面说明，其中将金属材料条带沉积于大体从衬底20正交地延伸的支撑件18上，从而形成可移动反射层14。在图9B中，每一IMOD显示元件的可移动反射层14在形状上为大体正方形或矩形，且在系绳32上附接到在拐角处或附近的支撑件。在图9C中，可移动反射层14在形状上为大体正方形或矩形，且从可包含柔性金属的可变形层34悬挂。可变形层34可在可移动反射层14的周边直接或间接连接到衬底20。这些连接在本文中被称作“经整合”支撑件或支撑柱18的实施。图9C中展示的实施具有由将可移动反射层14的光学功能从其机械功能去耦所导出的额外益处，其中的后者由可变形层34进行。此去耦允许用于可移动反射层14的结构设计和材料以及用于可变形层34的结构设计和材料彼此独立地最佳化。

图9D为IMOD显示元件的另一横截面说明，其中可移动反射层14包含反射性子层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与下部静止电极的分开，在说明的IMOD显示元件中，下部固定电极可为光学堆叠16的部分。举例来说，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还可包含传导层14c(其可经配置以充当电极)和支撑层14b。在此实例中，传导层14c安置于支撑层14b的远离衬底20的一侧上，且反射性子层14a安置于支撑层14b的接近衬底20的另一侧上。在一些实施方案中，反射性子层14a可为传导性的，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))的一或多个层。在一些实施方案中，支撑层14b可为层的堆叠，例如，SiO₂/SiON/SiO₂三层堆叠。反射性子层14a和传导层14c中的任一者或两者可包含(例如)具有大约0.5％铜(CU)或另一反射性金属材料的铝(A1)合金。在介电支撑层14b上方和下方使用传导层14a和14c可平衡应力且提供增强型传导。在一些实施方案中，出于多种设计目的(例如，达成可移动反射层14内的具体应力分布)，反射性子层14a和传导层14c可由不同材料形成。

如在图9D中所说明，一些实施还可包含黑色掩模结构23或暗薄膜层。黑色掩模结构23可形成于光学非活性区中(例如，在显示元件之间或在支撑柱18下)以吸收环境或杂散光。黑色掩模结构23还可通过抑制光从显示器的非活性部分反射或经由显示器的非活性部分透射来改进显示装置的光学性质，由此增大对比率。另外，黑色掩模结构23的至少一些部分可为传导性，且经配置以充当电总线传送层。在一些实施方案中，列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。黑色掩模结构23可使用包含沉积和图案化技术的多种方法来形成。黑色掩模结构23可包含一或多个层。在一些实施方案中，黑色掩模结构23可为标准或干涉堆叠结构。举例来说，在一些实施方案中，黑色掩模结构23包含充当光学吸收器的钼铬(MoCr)层、SiO₂层和充当反射器和总线传送层的铝合金，其中厚度的范围分别为大约到到和到可使用包含光微影和干式蚀刻的多种技术来图案化一或多个层，包含(例如)用于MoCr和SiO₂层的四氟甲烷(或四氟化碳，CF₄)和/或氧(O₂)，以及用于铝合金层的氯(Cl₂)和/或三氯化硼(BCl₃)。在这些干涉堆叠黑色掩模结构23中，可使用传导性吸收体在每一行或列的光学堆叠16中的下部静止电极之间传输或用总线传送信号。在一些实施方案中，分隔层35可用以大体将光学堆叠16(例如，吸收体层16a)中的电极(或导体)与黑色掩模结构23中的传导层电隔离。

图9E为IMOD显示元件的另一横截面说明，其中可移动反射层14为自撑式。虽然图9D说明在结构上和/或材料上与可移动反射层14截然不同的支撑柱18，但图9E的实施包含与可移动反射层14整合的支撑柱。在此实施中，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的曲率提供足够支撑，使得当IMOD显示元件上的电压不足以引起致动时，可移动反射层14返回到图9E的未致动位置。以此方式，可移动反射层14的向下弯曲或弯折以接触衬底或光学堆叠16的部分可被考虑为“经整合”支撑柱。为了清晰起见，此处展示可含有多个若干不同层的光学堆叠16的实施，其包含光学吸收体16a和电介质16b。在一些实施方案中，光学吸收体16a可充当静止电极和部分反射层两者。在一些实施方案中，光学吸收体16a可比可移动反射层14薄一个数量级。在一些实施方案中，光学吸收体16a比反射性子层14a薄。

在例如图9A到9E中展示的实施的实施中，IMOD显示元件形成直视装置的一部分，在直视装置中，可从透明衬底20的前侧查看图像，在此实例中，前侧为与上面形成有IMOD显示元件的侧相对的侧。在这些实施中，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)图9C中说明的可变形层34)可经配置且被操作，而不影响或负面影响显示装置的图像质量，此是因为反射层14光学屏蔽装置的那些部分。举例来说，在一些实施方案中，总线结构(未说明)可包含于可移动反射层14后方，所述可移动反射层提供将调制器的光学性质与调制器的机电性质分开的能力，例如电压寻址和由此寻址产生的移动。

图10为说明用于IMOD显示器或显示元件的制造工艺80的流程图。图11A到11E为在用于制造IMOD显示器或显示元件的制造工艺80中的各种阶段的横截面说明。在一些实施方案中，制造工艺80可经实施以制造一或多个EMS装置，例如IMOD显示器或显示元件。此EMS装置的制造还可包含图10中未展示的其它框。工艺80开始于框82，其中在衬底20上形成光学堆叠16。图11A说明形成于衬底20上的此光学堆叠16。衬底20可为例如玻璃或塑料(例如，上文关于图7所论述的材料)的透明衬底。衬底20可为柔性的或相对刚性且不弯折，且可已经受先前制备工艺(例如，清洁)，以有助于光学堆叠16的有效形成。如上文所论述，光学堆叠16可为导电的、部分透光的、部分反射的且部分吸收的，且可(例如)通过将具有所要性质的一或多个层沉积到透明衬底20上来制造。

在图11A中，光学堆叠16包含具有子层16a和16b的多层结构，但在一些其它实施中可包含或多或少的子层。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可配置有光学吸收和导电性质两者(例如，组合的导体/吸收体子层16a)。在一些实施方案中，子层16a和16b中的一者可包含钼-铬(钼铬或MoCr)或具有合适的复合折射率的其它材料。另外，子层16a和16b中的一或多者可经图案化成平行条带，且可形成显示装置中的行电极。此图案化可通过掩模和蚀刻工艺或此项技术中已知的另一合适工艺来执行。在一些实施方案中，子层16a和16b中的一者可为绝缘或介电层，例如，沉积于一或多个下伏金属和/或氧化物层(例如，一或多个反射和/或导电层)上的上部子层16b。此外，光学堆叠16可经图案化成个别且平行条带，其形成显示的行。在一些实施方案中，即使子层16a和16b在图11A到11E中展示为稍厚，但光学堆叠的子层中的至少一者(例如，光学吸收层)可非常薄(例如，相对于本发明中描绘的其它层)

工艺80在框84处继续在光学堆叠16上形成牺牲层25。因为牺牲层25稍后经去除(见框90)以形成腔室牺牲层19，所以牺牲层25未展示于所得IMOD显示元件中。图11B说明部分制造的装置，其包含形成于光学堆叠16上的牺牲层25。牺牲层25在光学堆叠16上的形成可包含按经选择以在随后去除后提供具有所要的设计大小的间隙或空腔19(还见图11E)的厚度沉积二氟化氙(XeF₂)可蚀刻材料，例如，钼(Mo)或非晶硅(Si)。可使用例如物理气相沉积(PVD，其包含许多不同技术，例如，溅射)、等离子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。

工艺80在框86处继续形成例如支撑柱18的支撑结构。支撑柱18的形成可包含图案化牺牲层25以形成支撑结构孔隙，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，如氧化硅)沉积到孔隙内以形成支撑柱18。在一些实施方案中，形成于牺牲层中的支撑结构孔隙可延伸穿过牺牲层25和光学堆叠16两者到下伏衬底20，使得支撑柱18的下部端接触衬底20。替代地，如在图11C中所描绘，形成于牺牲层25中的孔隙可延伸穿过牺牲层25，但不穿过光学堆叠16。举例来说，图11E说明支撑柱18的与光学堆叠16的上表面接触的下部端。支撑柱18或其它支撑结构可通过将支撑结构材料的层沉积于牺牲层25上且图案化支撑结构材料的位置远离牺牲层25中的孔隙的部分来形成。支撑结构可位于孔隙内(如图11C中所说明)，但还可至少部分在牺牲层25的一部分上延伸。如上所指出，牺牲层25和/或支撑柱18的图案化可通过掩蔽和蚀刻工艺来执行，但还可通过替代性图案化方法来执行。

工艺80在框88处继续形成可移动反射层或膜(例如，图11D中所说明的可移动反射层14)。可通过使用一或多个沉积步骤(包含(例如)反射层(例如，铝、铝合金或其它反射材料)沉积)连同一或多个图案化、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可经图案化成形成(例如)显示器的列的个别且平行条带。可移动反射层14可导电，且被称作导电层。在一些实施方案中，可移动反射层14可包含多个子层14a、14b和14c，如图11D中所展示。在一些实施方案中，例如子层14a和14c的子层中的一或多者可包含针对其光学性质选择的高度反射性子层，且另一子层14b可包含针对其机械特性选择的机械子层。在一些实施方案中，机械子层可包含介电材料。由于牺牲层25仍存在于在框88处形成的部分制造的IMOD显示元件中，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IMOD显示元件在本文中还可被称为“未释放”IMOD。

工艺80继续在框90处形成空腔19。空腔19可通过将牺牲材料25(在框84处所沉积)暴露给蚀刻剂来形成。举例来说，可通过干式化学蚀刻通过将牺牲层25在去除所要量的材料有效的时间周期内暴露给气态或蒸气态蚀刻剂(例如，从固体XeF₂得出的蒸气)来去除例如Mo或非晶Si的可蚀刻牺牲材料。牺牲材料通常经相对于包围所述空腔19的结构选择性地去除。还可使用其它蚀刻方法，例如，湿式蚀刻和/或等离子蚀刻。由于牺牲层25在框90期间经去除，因此可移动反射层14在此阶段之后通常可移动。在去除了牺牲材料25之后，所得完全或部分制造的IMOD显示元件在本文中可被称作“释放”IMOD。

图12A和12B展示说明包含如本文中所描述的漫射器堆叠的显示装置的系统框图的实例。显示装置40可为(例如)蜂窝或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其轻微变化还说明各种类型的显示装置，例如，电视、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持式装置和便携式媒体装置。

显示装置40包含外壳41、显示器30、漫射器堆叠100、天线43、扬声器45、输入装置48和麦克风46。外壳41可由多种制造工艺中的任一者形成，包含注塑成型和真空成形。此外，外壳41可由包含(但不限于)以下多种材料中的任何者制造：塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷或其组合。外壳41可包含可与其它不同色彩或含有不同标识、图像或符号的可移动部分互换的可移动部分(未图示)。

显示器30可为如本文中所描述的多种显示器中的任一者，包含双稳态或模拟显示器。显示器30还可包含平板显示器，例如，等离子、EL、OLED、STNLCD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基于IMOD的显示器。

显示装置40的组件示意性地说明于图12B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，其包含可耦合到收发器47的天线43。网络接口27可为用于可在显示装置40上显示的图像数据的源。因此，网络接口27为图像源模块的一个实例，但处理器21和输入装置48还可充当图像源模块。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可能够调节信号(例如，滤波或另外操纵信号)。调节硬件52可连接到扬声器45和麦克风46。处理器21还可连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29可耦合到帧缓冲器28，且耦合到阵列驱动器22，阵列驱动器22又可耦合到显示器阵列30。显示装置40中的一或多个元件(包含未在图12B中具体描绘的元件)可能够充当存储器装置且能够与处理器21通信。在一些实施方案中，电力供应器50可将电力提供到特定显示装置40设计中的基本上所有组件。

在此实例中，显示装置40还包含漫射器堆叠100。在此实例中，漫射器堆叠100包含低折射率薄膜和高折射率薄膜。在此实施中，低折射率薄膜与高折射率薄膜之间的界面包含具有基本上随机化大小的微透镜的阵列。

网络接口27包含天线43和收发器47，使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。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可传输和接收信号。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(包含IEEE802.11a、b、g、n)和其另外实施来传输和接收RF信号。在一些其它实施中，天线43根据标准传输和接收RF信号。在蜂窝电话的情况下，天线43可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/通用分组无线业务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆上集群无线电(TETRA)、宽带CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DORevA、EV-DORevB、高速分组接入(HSPA)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、演进型高速分组接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用以在无线网络(例如，利用3G、4G或5G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器47可预先处理从天线43接收的信号，使得其可由处理器21接收和进一步操纵。收发器47还可处理从处理器21接收的信号，使得所述信号可经由天线43从显示装置40传输。

在一些实施方案中，收发器47可由接收器替换。此外，在一些实施方案中，网络接口27可由图像源替换，图像源可存储或产生待发送到处理器21的图像数据。处理器21可控制显示装置40的总体操作。处理器21从网络接口27或图像源接收数据，例如，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可易于处理成原始图像数据的格式。处理器21可发送经处理的数据到驱动器控制器29或到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常指识别图像内的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、饱和度和灰度阶。

处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示装置40的操作。调节硬件52可包含用于将信号传输到扬声器45且用于接收来自麦克风46的信号的放大器和滤波器。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件，或可并入于处理器21或其它组件内。

驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28获取由处理器21所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传输到阵列驱动器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，以使得其具有适合于跨显示器阵列30扫描的时间次序。接着驱动控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管例如LCD控制器的驱动器控制器29常常作为独立集成电路(IC)而与系统处理器21相关联，但可以许多方式来实施这些控制器。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，或与阵列驱动器22一起完全整合于硬件中。

阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化的信息，且可将视讯数据重新格式化为一组平行的波形，所述波形组被每秒许多次地施加到来自显示器的x-y显示元件矩阵的数百且有时数千个(或更多)导线。

在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适合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可为常规显示控制器或双稳态显示控制器(例如，IMOD显示元件控制器)。另外，阵列驱动器22可为常规显示驱动器或双稳态显示驱动器(例如，IMOD显示元件驱动器)。此外，显示器阵列30可为常规显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包含IMOD显示元件阵列的显示器)。在一些实施方案中，驱动器控制器29可与阵列驱动器22整合在一起。此实施可适用于高度整合的系统(例如，移动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器)中。

在一些实施方案中，输入装置48可能够允许(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、触敏屏幕、与显示器阵列30整合的触敏屏幕或压敏或热敏膜。麦克风46可能够充当用于显示装置40的输入装置。在一些实施方案中，经由麦克风46的语音命令可用于控制显示装置40的操作。

电力供应器50可包含多种能量存储装置。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。在使用可再充电电池的实施中，可使用来自(例如)壁式插座或光伏打装置或阵列的电力对可再充电电池充电。替代地，可再充电电池组可为可无线充电式。电力供应器50还可为可再生能源、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还可能够从壁式插座接收电力。

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。在一些其它实施中，控制可编程性驻留于阵列驱动器22中。上文所描述的优化可实施于任何数目个硬件和/或软件组件中以及以各种配置来实施。

如本文中所使用，指项目列表“中的至少一者”的短语指那些项目的任何组合，包含单一成员。作为实例，“a、b或c中的至少一者”意图涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。

结合本文中揭示的实施所描述的各种说明性逻辑、逻辑框、模块、电路和算法程序可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的互换性已经大体按功能性描述，且说明于上文所描述的各种说明性组件、框、模块、电路和程序中。将此功能性实施于硬件或是软件中取决于特定应用和强加于整个系统上的设计约束。

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、逻辑框、模块和电路的硬件和数据处理装置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)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以执行本文中所描述的功能的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。处理器还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、一或多个微处理器结合DSP核心或任何其它此配置。在一些实施方案中，特定程序和方法可由具体针对给定功能的电路执行。

在一或多个方面中，所描述的功能可以硬件、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和其结构等效物)或其任何组合来实施。此说明书中所描述的标的物的实施还可实施为编码于计算机存储媒体上的一或多个计算机程序(即，计算机程序指令的一或多个模块)以供数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。

若以软件实施，则所述功能可作为一或多个指令或代码而存储于计算机可读媒体(例如，非暂时性媒体)上或经由计算机可读媒体(例如，非暂时性媒体)传输。本文中揭示的方法或算法的程序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和通信媒体(包含可经启用以将计算机程序从一处转移到另一处的任何媒体)两者。存储媒体可为可由计算机接入的任何可用媒体。作为实例而非限制，非暂时性媒体可包含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以按指令或数据结构的形式存储所要代码且可由计算机接入的任何其它媒体。此外，可将任何连接恰当地称为计算机可读媒体。如本文中所使用的磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和blu-ray光盘，其中磁盘通常以磁性方式再生数据，而光盘用激光以光学方式再生数据。以上各者的组合还应包含于计算机可读媒体的范围内。另外，方法或算法的操作可作为代码和指令中的一者或任何组合或集合而驻留于机器可读媒体和计算机可读媒体上，可将机器可读媒体和计算机可读媒体并入到计算机程序产品内。

所属领域的技术人员可容易地显而易见对本发明中所描述的实施的各种修改，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文中所定义的一般原理可应用于其它实施。因此，权利要求书并不意图限于本文中所展示的实施，而应符合与本文中揭示的本发明、原理和新颖特征相一致的最广泛范围。另外，所属领域的一般技术人员将易于了解，有时为了易于描述诸图而使用术语“上部”和“下部”，且所述术语指示对应于在适当取向的页面上的图的取向的相对位置，且可能并不反映如所实施的IMOD(或任何其它装置)的正确取向。

在分开实施的情况下描述于此说明书中的某些特征还可在单一实施中组合地实施。相反地，在单一实施的情况下所描述的各种特征还可分开来在多个实施中或以任何合适子组合而实施。此外，虽然上文可将特征描述为以某些组合起作用且甚至一开始按此来主张，但来自所主张的组合的一或多个特征在一些情况下可从所述组合删除，且所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。

类似地，尽管在图式中以特定次序来描绘操作，但不应将此理解为需要以所展示的特定次序或以依序次序执行这些操作，或所有所说明操作经执行以达成合乎需要的结果。另外，图式可按流程图的形式示意性地描绘一或多个实例程序。然而，未描绘的其它操作可并入于示意性说明的实例程序中。举例来说，可在说明的操作中的任何者前、后、同时或之间执行一或多个额外操作。在某些情况下，多任务和并行处理可为有利的。此外，不应将在上述实施中的各种系统组件的分开理解为需要在所有实施中的此分开，且应理解，所描述的程序组件和系统可大体上在单一软件产品中整合在一起或经封装到多个软件产品中。另外，其它实施处于下列权利要求书的范围内。在一些情况下，权利要求书中所叙述的动作可以不同次序执行且仍达成合乎需要的结果。

Claims

1.一种设备，其包括：

第一薄膜，其具有第一折射率；

第二薄膜，其接近所述第一薄膜，所述第二薄膜具有高于所述第一折射率的第二折射率，所述第一薄膜与所述第二薄膜之间的界面包含具有基本上随机化大小的微透镜的阵列。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述微透镜包含基本上球形、多边形或圆锥形特征的部分。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述微透镜包含形成于所述第一薄膜中的凹面。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述微透镜包含所述第二薄膜的填充所述凹面的部分。

5.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括安置于所述第一薄膜与所述第二薄膜之间的保形抗反射层。

6.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

像素阵列，其接近所述第二薄膜而安置；和

基本上透明的衬底，其接近所述第一薄膜而安置。

7.根据权利要求6所述的设备，其进一步包括安置于所述基本上透明的衬底与所述第一薄膜之间的包覆层，所述包覆层具有低于所述第一折射率的第三折射率。

8.根据权利要求6所述的设备，其中所述基本上透明的衬底能够充当光导。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述光导包含多个光提取特征，其能够从所述光导提取光且能够将所述光的至少一部分提供到所述像素阵列。

10.根据权利要求6所述的设备，其进一步包括能够处理图像数据且能够根据所述经处理的图像数据控制所述像素阵列的控制系统。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述控制系统进一步包括：

驱动器电路，其能够将至少一个信号发送到所述像素阵列；和

控制器，其能够将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

12.根据权利要求11所述的设备，其进一步包括：

图像源模块，其能够将所述图像数据发送到所述控制系统，其中所述图像源模块包含接收器、收发器和传输器中的至少一者。

13.根据权利要求12所述的设备，其进一步包括：

输入装置，其能够接收输入数据且能够将所述输入数据传达到所述控制系统。

14.根据权利要求6所述的设备，其中所述像素包含干涉调制器IMOD像素。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述IMOD像素包含多态IMOD像素。

16.根据权利要求6所述的设备，其中所述像素阵列中的单一像素与10个或10个以上微透镜对应。

17.根据权利要求6所述的设备，其中所述第一薄膜具有比所述基本上透明的衬底的折射率低的折射率。

18.一种方法，其包括：

将具有第一折射率的第一薄膜沉积于基本上透明的层上；

将凹面蚀刻到所述第一薄膜中，所述凹面具有基本上随机的大小；

接近所述第一薄膜沉积第二薄膜以形成具有基本上随机化大小的微透镜的阵列，所述第二薄膜具有高于所述第一折射率的第二折射率。

19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括：

在所述第二薄膜上形成像素阵列。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述像素包含干涉调制器IMOD像素。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述IMOD像素包含多态IMOD像素。

22.根据权利要求18所述的方法，其中所述基本上透明的层包含：

包覆层，其具有低于所述第一折射率的第三折射率；和

基本上透明的衬底。

23.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括：

在所述蚀刻工艺后，将抗反射层保形地沉积于所述第一薄膜上；且

将第二层沉积于所述抗反射层上。