CN111247480A - 具有可切换漫射器的电子设备 - Google Patents

Abstract

电子设备可设置有显示器。光学组件窗口可在所述显示器的无效区域中形成。所述光学组件窗口可透射来自红外光源的红外光。所述红外光源可包括漫射器(52)以允许所述光源在泛光照明模式和结构光模式下操作。所述漫射器(52)可包括第一基板(58)和第二基板(60)之间的液晶材料(64)。密封剂(62)可围绕所述液晶层(64)，并且一个或多个间隔壁(65‑1,65‑2)可位于所述密封剂(62)和所述液晶层(64)之间。另外的间隔壁可用在所述密封剂外部以防止金属在所述漫射器中的电极之间产生电短路。所述密封剂中的导电材料可用于将顶部电极耦接到底部基板上的金属垫。

Description

具有可切换漫射器的电子设备

本申请要求于2017年11月6日提交的临时专利申请No.62/582,206的权益，该临时专利申请要求于2018年9月25日提交的非临时专利申请No.16/141,183的优先权，这两项专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有光学组件诸如漫射器的电子设备。

背景技术

电子设备诸如膝上型计算机、蜂窝电话和其他装备有时设置有基于光的组件，诸如发光二极管、激光器、相机、光传感器以及其他发光和光检测组件。

光学系统可结合到电子设备中以帮助操纵与基于光的组件相关联的光。例如，光学系统可包括在电子设备中以散射光、过滤光、聚焦光或使其准直，或者以其他方式操纵通过基于光的组件发射或检测的光。在一些情况下，光学系统可包括光漫射器。例如，光漫射器可用于漫射从光源发射的光。

如果不小心，用于电子设备中的光学系统的组件诸如光漫射器可能存在制造缺陷，诸如气泡、破封或不期望的公差。因此，期望能够为电子设备提供具有光漫射器的改进的光学系统。

发明内容

电子设备可设置有显示器。该显示器可由显示器覆盖层重叠。不透明层可形成在显示器的无效区域中的显示器覆盖层的内表面上。光学组件窗口可由开口形成。光学组件窗口也可形成于电子设备的其他部分中。

该电子设备可包括光学组件，诸如红外成像系统和发射和/或检测光的其他设备。红外成像系统可结合漫射器。该漫射器可以是可切换的，以允许光源在泛光照明模式和结构光模式下操作。该漫射器可包括第一基板和第二基板之间的液晶材料。密封剂可围绕液晶层，并且一个或多个间隔壁可位于密封剂和液晶层之间。另外的间隔壁可用在所述密封剂外部以防止金属在所述漫射器中的电极之间产生电短路。所述密封剂中的导电材料可用于将顶部电极耦接到底部基板上的金属垫。

附图说明

图1为根据实施方案的示例性电子设备的示意图。

图2为根据实施方案的具有显示器的示例性电子设备的透视图，该显示器具有与光学组件诸如环境光传感器重叠的光学组件窗口。

图3为根据实施方案的具有光学组件诸如光源和图像传感器的示例性电子设备的横截面侧视图。

图4为根据实施方案的包括漫射器的示例性光源的横截面侧视图。

图5为根据实施方案的使用图4所示类型的光源将点图案投射在其上的示例性物体的前视图。

图6为根据实施方案的使用图4所示类型的光源完全照明的示例性物体的前视图。

图7为根据实施方案的具有由密封剂和柱间隔壁围绕的液晶材料的示例性漫射器的横截面侧视图。

图8为根据实施方案的示例性密封剂和柱间隔壁布置的顶视图，其中外间隔壁不具有开口并且内间隔壁具有两个开口。

图9为根据实施方案的示例性密封剂和柱间隔壁布置的顶视图，其中外间隔壁不具有开口并且内间隔壁具有四个开口。

图10为根据实施方案的示例性密封剂和柱间隔壁布置的顶视图，其中外间隔壁和内间隔壁各自具有两个开口。

图11为根据实施方案的漫射器中的示例性顶部基板的底视图。

图12为根据实施方案的漫射器中的示例性底部基板的顶视图。

图13为根据实施方案的图12的漫射器在耦接到信号电压电极的金属垫附近的横截面侧视图。

图14为根据实施方案的图12的漫射器在耦接到公共电压电极的金属垫附近的横截面侧视图。

图15为根据实施方案的具有间隔结构的示例性漫射器的横截面侧视图，该间隔结构防止金属在公共电压电极和信号电压电极之间产生电短路。

具体实施方式

图1中示出了可设置有光学组件诸如漫射器的类型的示例性电子设备的示意图。电子设备10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他装置、或其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统诸如其中具有显示器的电子装置被安装在信息亭或汽车中的系统、实现这些设备中的两种或更多种的功能的装置、或其他电子装置。

如图1所示，电子设备10可以具有控制电路16。控制电路16可包括用于支持设备10的操作的存储和处理电路。存储和处理电路可以包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)、等等。控制电路16中的处理电路可以被用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频芯片、专用集成电路等。

设备10可具有输入输出电路诸如输入输出设备12。输入输出设备12可包括收集用户输入的用户输入设备和向用户提供输出的输出组件。设备12还可包括接收设备10的数据并且从设备10向外部设备提供数据的通信电路。设备12还可包括从环境收集信息的传感器。

输入-输出设备12可包括一个或多个显示器，诸如显示器14。显示器14可为包括用于采集来自用户的触摸输入的触摸传感器的触摸屏显示器，或者显示器14可对触摸不敏感。显示器14的触摸传感器可基于电容性触摸传感器电极的阵列、声学触摸传感器结构、电阻性触摸部件、基于力的触摸传感器结构、基于光的触摸传感器，或其他合适的触摸传感器布置。显示器14可为液晶显示器、发光二极管显示器(例如，有机发光二极管显示器)、电泳显示器或其他显示器。

输入输出设备12可包括光学组件18。光学组件18可包括发光二极管和其他光源。例如，光学组件18可包括一个或多个可见光源，诸如光源20(例如，发光二极管)。发光二极管20可提供恒定照明(例如，以实现设备10的闪光功能)和/或可发射用于可见光相机诸如可见光图像传感器26的闪光照明的脉冲。光学组件18还可包括红外光源(例如，激光器、灯、红外发光二极管、垂直腔面发射激光器(VCSEL)的阵列等)，诸如红外光源22。红外光源22可提供红外波长诸如940nm、800nm-1100nm范围内的波长等下的恒定照明和/或脉冲照明。例如，红外光源22可为红外相机诸如红外图像传感器28提供恒定照明。例如，红外图像传感器28可被配置为捕获来自用户的眼睛的虹膜扫描信息和/或可用于捕获用于在控制电路16上实现的面部识别过程的图像。

如果需要，红外光源22可用于提供泛光照明(例如，均匀覆盖给定区域的漫射红外光)以及提供结构光(例如，准直点的图案)。泛光照明可用于捕获外部物体的红外图像(例如，以检测用户的面部和/或创建深度图)，而结构光可被投射到外部物体上以执行深度映射操作(例如，以获得用户面部的三维图)。

为了使得光源22能够提供泛光照明和结构光两者，光源22可包括可切换漫射器和准直光源诸如激光器或垂直腔面发射激光器的阵列。当需要泛光照明时，可打开漫射器以漫射来自光源的光。当需要结构化照明时，可关闭漫射器以允许准直光不受抑制地穿过漫射器。漫射器诸如光源22中的漫射器可由液晶材料、电泳材料或其他可切换光调制器形成。在一些具体实施中，光源22将光投射穿过衍射光学元件(DOE)以产生点图案的复制品。

光学组件18还可包括光学接近检测器24和环境光传感器30。

光学接近检测器24可包括红外光源诸如红外发光二极管和相应的光检测器诸如红外光电探测器以用于检测被来自发光二极管的红外光照明的外部物体何时位于设备10附近。

环境光传感器30可为测量环境光的强度的单色环境光传感器，或者可为通过利用多个光电探测器进行光测量来测量环境光颜色和强度的彩色环境光传感器，每个光电探测器设置有对应的滤色器(例如，通过红光、蓝光、黄光、绿光或其他颜色的光的滤色器)，并且每个光电探测器因此对不同波长带中的环境光作出响应。

除了光学组件18之外，输入输出设备12可包括按钮、操纵杆、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、扬声器、音调发生器、振动器、相机、发光二极管及其他状态指示器、非光学传感器(例如，温度传感器、麦克风、电容式触摸传感器、力传感器、气体传感器、压力传感器、监测设备取向和运动的传感器，诸如由加速度计、罗盘和/或陀螺仪形成的惯性测量单元)、数据端口等。用户可通过输入输出设备12提供命令来控制设备10的操作，并且可使用输入输出设备12的输出资源从设备10接收状态信息和其他输出。

设备10可具有外壳。外壳可形成膝上型计算机壳体、用于手表的壳体、蜂窝电话壳体、平板电脑壳体或其他合适的设备壳体。图2中示出了例示性电子设备的一部分的透视图。在图2的示例中，设备10包括显示器，诸如安装在外壳32中的显示器14。有时可称为壳体或箱体的外壳32可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料中的任意两种或更多种的组合形成。外壳32可以利用一体式配置形成，在一体式配置中，外壳32的一部分或全部被机加工或模制成单个结构，或者可以利用多个结构(例如，内部框架结构、形成外部外壳表面的一个或多个结构等)形成。外壳32可具有任何合适的形状。在图2的示例中，外壳32具有矩形轮廓(从上方观察时的占有面积)并且具有四个周边边缘(例如，相对的上边缘和下边缘以及相对的左边缘和右边缘)。侧壁可沿着外壳32的周边延伸。

可使用显示器覆盖层诸如透明玻璃层、透明塑料、蓝宝石或其他透明层(例如，形成设备10的正面的一部分或全部或者安装在设备10的其他部分中的透明平面构件)来保护显示器14。可在显示器覆盖层中形成开口。例如，可在显示器覆盖层中形成开口以容纳按钮、扬声器端口诸如扬声器端口34或其他组件。开口可形成在外壳32中以形成通信端口(例如，音频插孔端口、数字数据端口等)，以形成用于按钮的开口等。在一些构造中，外壳32可具有由平面玻璃构件或其他透明层(例如，形成在与包括显示器覆盖层的设备10的正面相对的设备10的背面上的平面构件)形成的后外壳壁。

显示器14可在有效区域AA中具有像素阵列38(例如，液晶显示器像素、有机发光二极管像素、电泳显示器像素等)。有效区域AA的像素38可为设备10的用户显示图像。有效区域AA可为矩形的，可沿其一个或多个边缘具有凹口，可为圆形的，可为椭圆形的，可为具有圆角的矩形，和/或可具有其他合适的形状。

显示器14的无效部分诸如无效边界区域IA可沿有效区域AA的一个或多个边缘形成。无效边界区域IA可与电路、信号线和不发光以形成图像的其他结构重叠。为了从设备10的用户的视角隐藏边界区域IA中的无效电路和其他组件，显示器14的最外层(例如，显示器覆盖层或其他显示层)的下侧可涂覆有不透明掩蔽材料，诸如黑色墨水层(例如，包含黑色染料和/或黑色颜料的聚合物，其他颜色的不透明材料等)和/或其他层(例如，金属、电介质、半导体等)。诸如这些的不透明掩蔽材料也可形成在由玻璃、陶瓷、聚合物、结晶透明材料诸如蓝宝石或其他透明材料形成的平坦后外壳壁的内表面上。

在图2的示例中，扬声器端口34由细长开口(例如，条形开口)形成，该细长开口沿平行于外壳32的上部周边边缘的维度延伸。扬声器可安装在设备外壳32内，与扬声器端口34的开口对准。在设备10的操作期间，扬声器端口34用作设备10的用户的耳机扬声器端口(例如，用户可在电话呼叫期间将开口34放置在用户的耳朵附近)。

光学组件18(例如，可见数字图像传感器、红外数字图像传感器、基于光的接近传感器、环境光传感器、提供恒定照明和/或脉冲照明的可见光发光二极管和/或红外发光二极管等)可安装在一个或多个光学组件窗口诸如光学组件窗口40下方。在图2的示例中，窗口40中的四个具有圆形轮廓(例如，当从上方观察时为圆形的占有面积)，并且窗口40中的一个具有细长的条形开口(例如，当从上方观察时为细长的条形占有面积)。细长窗口40安装在沿着设备10的上部周边边缘的侧壁和扬声器端口34之间，并且平行于外壳32的上部周边边缘延伸。如果需要，窗口诸如光学窗口40可具有除圆形和矩形之外的形状。图2的示例仅是示例性的。

光学组件窗口诸如窗口40可形成在显示器14的无效区域IA中(例如，显示器覆盖层中的无效边界区域，诸如沿着外壳32的上部周边边缘延伸的无效显示区域)，或者可形成在设备10的其他部分中，诸如由涂覆有不透明掩蔽材料的透明构件形成的后外壳壁的部分、金属外壳壁的部分、聚合物壁结构等。如图2中的示例所示，窗口40邻近外壳32的上部周边边缘形成，位于显示器14的显示器覆盖层中的扬声器端口开口34和沿外壳32的上部边缘的侧壁之间。在一些构型中，不透明掩蔽层形成在无效区域IA中的显示器覆盖层的下侧上，并且光学窗口40由不透明掩蔽层内的开口形成。为了帮助光学窗口40在视觉上与不透明掩蔽层混合，深色墨水层、金属层、由电介质层叠堆形成的薄膜干涉滤光器和/或其他结构可与窗口40重叠。

在一些操作模式下，设备10可发射红外光。例如，考虑其中设备10的控制电路16正在使用红外图像传感器28来捕获眼睛扫描信息、面部图像(例如，用户的面部的图像用于执行面部识别操作以认证设备10的用户)和/或三维深度映射信息的场景。如图3所示，设备10可使用红外光源22(例如，红外发光二极管、红外激光器等)来产生红外光48。光48可照明设备10附近的外部物体，例如外部物体44(例如，用户的脸部和/或眼睛)。可使用红外数字图像传感器28接收来自外部物体44的经反射的红外光50并对其成像，以产生面部和/或眼睛的红外图像。

红外光源22可根据要由红外相机28采集的红外信息的类型在不同模式下操作。例如，在泛光照明模式下，光源22可发射均匀地覆盖期望目标区域的漫射光。在结构光模式下，光源22可将已知的光图案发射到期望目标区域上。

图4示出了当光源22在泛光照明模式下操作时来自光源22的照明。如图4所示，光源22可发射连续地覆盖外部物体44的给定区域的漫射红外光56。红外相机28可捕获漫射照明的外部物体56的红外图像。在一些布置中，来自光源22的泛光照明可用于在面部识别操作期间检测用户的面部。

图5示出了当光源22在结构光模式下操作时来自光源22的照明。在结构光模式下，光源22可将已知的红外光54的图案投射到外部物体54上。在图5的示例中，红外光54在外部物体54上形成点图案。这些点可以是有序的网格阵列(例如，彼此均匀地间隔开)，或者这些点可以随机斑点图案投射。然而，这仅为例示性的。如果需要，光源22可以其他图案(例如，水平线、垂直线、水平线和竖直线的网格、或其他合适的预先确定的图案)发射结构光。图5的结构红外光54可基于激光干涉或者可基于穿过空间光调制器发射红外光以产生期望图案的投影显示元件。

在一些布置中，光源22可包括提供泛光照明的一个光源和提供结构光的另一个光源。在其他布置中，同一光源可用于提供泛光照明和结构光两者。这可使用选择性地漫射从光源发射的光的可切换漫射器元件来实现。这种类型的布置在图6中示出。

如图6所示，光源22可包括发光元件50和可切换漫射器52。发光元件50可为激光器或穿过可切换漫射器52朝向外部物体44发射准直红外光48的其他光源。漫射器52可由可切换元件形成，该可切换元件被配置为选择性地改变来自发光元件50的准直光。可切换漫射器52可能够在至少第一状态和第二状态下操作。在第一状态下，漫射器52可散射来自源50的准直光以产生图4所示类型的漫射泛光照明。在第二状态下，漫射器52可使来自光源50的准直光通过而不改变光。这允许光48作为结构光到达物体44，如图5的示例所示。可切换漫射器52可被配置成处于打开状态(以在泛光照明模式期间漫射光48)、关闭状态(以在结构光模式期间未经改变地使光48通过)、或任选地在打开状态和关闭状态之间的一个或多个中间状态。在一些具体实施中，光源22包括投射光学器件和衍射光学元件。

图7为光源22的示例性漫射器的横截面侧视图。如图7所示，漫射器52可包括透明基板58和60之间的液晶材料64(例如，聚合物网络液晶、聚合物分散液晶、聚合物稳定液晶、向列型液晶或其他合适的液晶)。基板58和60可由玻璃、蓝宝石、塑料、或其他透明基板材料形成。电极诸如电极66和68可分别形成在基板60和58的内表面上，并且可用于控制液晶材料64的状态。电极66和68可使用透明导电材料诸如氧化铟锡、氧化铟锌、其他透明导电氧化物材料和/或薄得足以透明的金属层来实现。在一些布置中，电极66可为接收公共电极电压(有时称为Vcom)的公共电极，并且电极68可为接收信号电极电压(有时称为Vp)的信号电极。

在操作期间，电极结构66和68可用于跨漫射器52中的液晶材料64来施加受控的电场(即，所具有的量值与Vp-Vcom成比例的场)。跨液晶材料64产生的电场导致液晶材料64中的液晶的取向发生变化。液晶的取向的这种变化可用于控制光48穿过漫射器的量，从而控制该光48在其穿过漫射器52时所经历的散射量。例如，当施加电场时(例如，当光源22在泛光照明模式下操作时)，光48可在液晶层64中散射以产生图4所示类型的漫射光。当不施加电场时(例如，当光源22在结构光模式下操作时)，光48可未经改变地穿过漫射器52以产生图5所示类型的结构光。

密封剂诸如可光固化的和/或可热固化的密封剂62可用于将基板60附接到基板58。密封剂62可形成周边边界，该周边边界围绕液晶材料64并且防止液晶材料64在漫射器52的边缘处泄漏。密封粘合剂62可为可光固化粘合剂，诸如紫外环氧树脂或其他紫外可光固化材料。

在一些布置中，漫射器52可使用液晶滴落方法(有时称为一滴注入)形成。在这种类型的布置中，将密封剂62的线分配到基板(基板58或基板60)上。密封剂的线可形成围绕中心区域的连续周边(例如，连续矩形或环)，或者密封剂的线可具有一个或多个间隙。密封剂的线可具有矩形形状、圆形形状、椭圆形形状或其他合适的形状。将液晶材料64在密封剂62的线内滴落到基板上，然后在真空下将基板58和60组装到彼此。

如果不小心，液晶材料可能在真空组装操作期间损害周围的密封剂。例如，当将基板按压在一起时，液晶可向外朝向密封剂铺展，这继而可导致密封剂中的破裂、液晶越过密封剂的溢出、液晶因接触密封剂而受到的污染、或液晶中的气泡。

为了避免这些问题，可使用一个或多个间隔壁将液晶与周围的密封剂分离。如图7所示，例如，间隔结构65可插置在液晶64和密封剂62之间。间隔结构诸如间隔结构65可由光致抗蚀剂(例如，丙烯酸类树脂)、其他聚合物或非聚合物材料形成。光刻技术可用于在层诸如基板60和/或基板58上对间隔物进行图案化。在图7的示例中，间隔结构65包括外间隔壁65-1和内间隔壁65-2。间隔壁65-1和65-2可形成围绕液晶材料64的连续周边，或者间隔壁65-1和65-1可具有一个或多个间隙或开口。

如图7所示，外间隔壁65-1可接触密封剂62。间隔壁65-1和密封剂62之间的接触有助于避免在密封剂62和间隔物65-1之间形成封闭空间，所述封闭空间在真空组装操作期间将趋于吸引液晶64。为了避免外间隔壁65-1和内间隔壁65-2之间的类似问题，内间隔壁65-2可具有一个或多个间隙。内间隔壁65-2可用于在液晶材料64在真空组装操作期间向外铺展时使其减慢。

外间隔壁65-1也可用于控制密封剂62的铺展。在其中密封剂62保持未固化直到真空组装操作之后的布置中，密封剂62在组装基板58和60时可能倾向于铺展。抑制密封剂62的铺展可有助于在用于液晶材料64的漫射器52内保持期望体积。密封剂62内的可预测单元体积继而可允许更准确地计算一滴注入操作期间所需的液晶64的量。

图7的其中外间隔壁65-1接触密封剂62的示例仅为示例性的。如果需要，在外间隔壁65-1和密封剂62之间可存在间隙。

可用于漫射器52中的间隔结构65的间隔壁图案的示例性示例在图8、图9和图10中示出。

在图8的示例中，外间隔壁65-1形成无间隙的连续矩形环，而内间隔壁65-2形成矩形环，在矩形环的两个相对边中的每一个中具有开口70。如果需要，在内间隔壁65-2中可存在多于或少于两个开口70。图8的示例仅为示例性的。

在图9的示例中，外间隔壁65-1形成无间隙的连续矩形环，而内间隔壁65-2形成矩形环，在矩形环的四个边中的每一个中具有开口70。如果需要，在内间隔壁65-2中可存在多于或少于四个开口70。图9的示例仅为示例性的。

在图10的示例中，外间隔壁65-1和内间隔壁65-2均形成具有间隙的矩形环。内间隔壁65-2在矩形环的两个相对边中的每一个中具有开口70，并且外间隔壁65-1在矩形环的两个相对边中的每一个中具有开口72。如图10所示，开口70和72可彼此偏移以避免液晶64(图7)到达密封剂62的直接路径。如果需要，在每个间隔壁中可存在多于或少于两个开口。图10的示例仅为示例性的。

图8、图9和图10的其中密封剂62以及间隔壁65-1和65-2形成围绕液晶材料的矩形周边(例如，矩形环)的示例仅为示例性的。如果需要，密封剂62以及间隔壁65-1和65-2可具有其他形状(例如，椭圆形、圆形或其他合适的形状)。

类似地，图8、图9和图10的在间隔结构65中示出垂直开口(例如，在上基板60和下基板58之间延伸的垂直开口)的示例仅为示例性的。如果需要，开口70和/或开口72可为在液晶层64和密封剂62之间延伸的水平开口。水平开口可为一系列任何合适形状(矩形、圆形等)的狭缝、间隙或孔。水平开口可仅跨间隔结构65的短区段延伸，或者可围绕间隔结构65的周边的一些或全部连续延伸。一般来讲，间隔结构65中的开口可具有任何合适的形状、尺寸、数量或取向。

漫射器52的电极66和68可耦接到金属垫。在一些布置中，两个金属垫可形成在同一基板上。例如，耦接到信号电极68的第一金属垫可形成在下基板58上，并且耦接到公共电压电极66的第二金属垫也可形成在下基板58上。由于公共电极66位于顶部基板60上，因此可使用导电结构将顶部基板60上的公共电极66耦接到底部基板58上的金属垫。这种类型的布置在图11至图15中示出。

图11示出了上基板60的底视图。如图11所示，顶部公共电压电极66T可由基板60上的透明导电氧化物诸如氧化铟锡的铺盖层形成。顶部公共电压电极66T可覆盖漫射器52的有效区域。

图12示出了下基板58的顶视图。如图12所示，信号电压电极68可形成在下基板58上，但与顶部公共电压电极66T相比可覆盖漫射器52的有效区域的更小部分。金属垫诸如金属垫74和76可用于将电极66和68耦接到设备10中的控制电路。信号电压电极68可耦接到金属垫74，并且公共电压电极66可耦接到金属垫76。为了将上基板60上的顶部公共电压电极66T耦接到下基板58上的金属垫76，漫射器52可包括密封剂62中的导电结构。导电结构的顶部部分可耦接到顶部公共电压电极层66T，并且导电结构的下部部分可耦接到底部公共电压电极层66B。如图12所示，底部公共电压电极66B形成在下基板58上，并且邻近信号电压电极68形成而不接触信号电压电极68。顶部公共电压电极66T和底部公共电压电极66B之间的连接可在一个或多个位置诸如位置90处形成。

因为密封剂62包括导电结构，所以必须小心确保密封剂62中的导电结构不会在信号电压电极68和公共电压电极66之间产生电短路。为了使密封剂62与信号电压电极68绝缘，漫射器52可包括覆盖信号电压电极68的绝缘层。钝化层可包括位置90中的开口以允许密封剂62中的导电结构将顶部公共电压电极66T电耦接到底部公共电压电极66B。

图13为沿着线78截取并沿方向80观察的图12的漫射器52的横截面侧视图。如图13所示，导电结构诸如导电结构86可形成在密封剂62内。导电结构86可为导电材料诸如金属(例如，金、银或其他合适的金属)的珠粒。导电结构86的顶部部分可电耦接到顶部公共电压电极66T。为了防止导电结构86的下部部分在顶部公共电压电极66T和信号电压电极68之间产生电短路，可在信号电压电极68上方(例如，在密封剂62和信号电压电极68之间)形成绝缘层88。绝缘层88可为氧化物钝化层，可为基于聚合物的绝缘层，或者可由其他绝缘材料(例如，有机和/或无机绝缘材料)形成。

图14为沿着线82截取并沿方向84观察的图12的漫射器52的横截面侧视图。如图14所示，开口诸如开口90可形成于钝化层88中以允许导电结构86与底部公共电压电极66B进行接触。如果需要，可在钝化层88的多个位置(例如，图12的位置90和/或钝化层88的其他合适位置)处形成开口。这允许顶部公共电压电极66T通过导电结构86和底部公共电压电极66B电耦接到金属垫76。

在一些布置中，金属可用于增强与金属垫74和76的电连接和机械连接。然而，必须小心确保金属不会在顶部公共电压电极66T和信号电压电极68之间产生电短路。如果需要，可在密封剂62的外部上使用间隔结构以防止金属在顶部公共电压电极66T和信号电压电极68之间产生电短路。这种类型的布置在图15中示出。

图15为漫射器52的横截面侧视图，示出了可在密封剂62的外部上使用一个或多个另外的间隔结构以防止在电极层之间形成电短路的方式。

漫射器52包括导电结构诸如金属珠粒92(例如，银、金或其他合适的金属的珠粒)以增强形成电极68的透明导电氧化物和金属垫74之间的连接。为了防止金属珠粒92在信号电压电极68和顶部公共电压电极66T之间产生电短路，漫射器52可包括间隔结构，诸如绝缘间隔结构94。间隔结构94可由可光限定的聚合物或其他合适的绝缘材料形成。如果需要，间隔结构62可由形成间隔结构65的可光限定的聚合物的相同图案化层形成。间隔结构94可完全围绕密封剂62或者可选择性地围绕密封剂62的部分形成。例如，间隔结构94无需在垫76(图12)附近形成，因为不需要防止金属珠粒92接触顶部公共电压电极66T和底部公共电压电极66B，因为这两个电极已经使用导电结构86耦接到彼此。在图15的示例中，密封剂62内存在多个导电珠粒86以将顶部公共电极66T耦接到底部公共电极66B。

间隔结构94和外间隔壁65-1的存在可有助于控制密封剂62的宽度。当基板58和60在真空组装操作中附接时，壁65-1和结构94可抑制密封剂62的铺展，使得可保持液晶62的期望单元体积。密封剂62内的可预测单元体积继而可允许更准确地计算一滴注入操作期间所需的液晶64的量。

根据一个实施方案，提供了一种漫射器，该漫射器包括：第一透明基板和第二透明基板；液晶材料，该液晶材料在第一基板和第二基板之间；密封剂，该密封剂围绕液晶材料；以及内间隔壁和外间隔壁，该内间隔壁和外间隔壁插置在液晶材料和密封剂之间，其中外间隔壁接触密封剂并且内间隔壁具有至少一个开口。

根据另一个实施方案，内间隔壁和外间隔壁由间隙分离。

根据另一个实施方案，内间隔壁和外间隔壁包含聚合物。

根据另一个实施方案，外间隔壁形成连续周边。

根据另一个实施方案，连续周边是矩形的。

根据另一个实施方案，漫射器还包括仅形成在第一基板上的第一电极以及具有形成在第一基板上的第一部分和形成在第二基板上的第二部分的第二电极。

根据另一个实施方案，漫射器还包括密封剂内的导电材料，该导电材料将第二电极的第一部分电耦接到第二电极的第二部分。

根据另一个实施方案，漫射器还包括覆盖第一电极的钝化层。

根据另一个实施方案，钝化层具有开口，并且其中导电材料通过钝化层中的开口耦接到第二电极的第二部分。

根据另一个实施方案，间隔内壁中的至少一个开口包括第一开口和第二开口。

根据另一个实施方案，外间隔壁具有从第一开口和第二开口偏移的第三开口和第四开口。

根据另一个实施方案，液晶材料中的至少一些位于内间隔壁和外间隔壁之间。

根据一个实施方案，提供了一种能在结构光模式和泛光照明模式下操作的红外光源，该红外光源包括：红外光发射器，该红外光发射器发射红外光；以及漫射器，该漫射器形成在红外光发射器上方，其中漫射器被配置为在泛光照明模式下漫射红外光并且在结构光模式下未经改变地透射红外光，并且其中漫射器包括液晶层、围绕液晶层的间隔物、以及围绕间隔物和液晶层的密封剂，其中间隔物接触密封剂。

根据另一个实施方案，间隔物包含丙烯酸类树脂。

根据另一个实施方案，红外光源包括液晶层和间隔物之间的另外的间隔物。

根据另一个实施方案，间隔物包括连续材料周边，并且另外的间隔物具有间隙。

根据另一个实施方案，红外光发射器包括激光器。

根据一个实施方案，提供了一种漫射器，该漫射器包括：第一基板和第二基板；液晶层，该液晶层在第一基板和第二基板之间；第一电极，该第一电极在第一基板上；第二电极，该第二电极在第二基板上；密封剂，该密封剂围绕液晶层，其中密封剂包含耦接到第一电极的导电材料；以及接触该密封剂的间隔物，该间隔物将密封剂与液晶层分离。

根据另一个实施方案，漫射器还包括另外的间隔物，其中密封剂插置在间隔物和另外的间隔物之间。

根据另一个实施方案，漫射器还包括第二基板上的第一金属垫和第二金属垫，其中第一金属垫电耦接到第一基板上的第一电极，并且第二金属垫电耦接到第二基板上的第二电极。

根据另一个实施方案，漫射器还包括覆盖第二电极的钝化层，其中钝化层具有开口以允许导电材料接触第一电极。

前述内容仅为例示性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (21)

1.一种漫射器，包括：

第一透明基板和第二透明基板；

液晶材料，所述液晶材料在所述第一基板和所述第二基板之间；

密封剂，所述密封剂围绕所述液晶材料；以及

内间隔壁和外间隔壁，所述内间隔壁和所述外间隔壁插置在所述液晶材料和所述密封剂之间，其中所述外间隔壁接触所述密封剂并且所述内间隔壁具有至少一个开口。

2.根据权利要求1所述的漫射器，其中所述内间隔壁和所述外间隔壁由间隙分离。

3.根据权利要求1所述的漫射器，其中所述内间隔壁和所述外间隔壁包含聚合物。

4.根据权利要求1所述的漫射器，其中所述外间隔壁形成连续周边。

5.根据权利要求4所述的漫射器，其中所述连续周边是矩形的。

6.根据权利要求1所述的漫射器，还包括仅形成在所述第一基板上的第一电极以及具有形成在所述第一基板上的第一部分和形成在所述第二基板上的第二部分的第二电极。

7.根据权利要求6所述的漫射器，还包括所述密封剂内的导电材料，所述导电材料将所述第二电极的所述第一部分电耦接到所述第二电极的所述第二部分。

8.根据权利要求7所述的漫射器，还包括覆盖所述第一电极的钝化层。

9.根据权利要求8所述的漫射器，其中所述钝化层具有开口，并且其中所述导电材料通过所述钝化层中的所述开口耦接到所述第二电极的所述第二部分。

10.根据权利要求1所述的漫射器，其中所述内间隔壁中的所述至少一个开口包括第一开口和第二开口。

11.根据权利要求10所述的漫射器，其中所述外间隔壁具有从所述第一开口和所述第二开口偏移的第三开口和第四开口。

12.根据权利要求11所述的漫射器，其中所述液晶材料中的至少一些位于所述内间隔壁和所述外间隔壁之间。

13.一种能够在结构光模式和泛光照明模式下操作的红外光源，包括：

红外光发射器，所述红外光发射器发射红外光；以及

漫射器，所述漫射器形成在所述红外光发射器上方，其中所述漫射器被配置为在所述泛光照明模式下漫射所述红外光并且在所述结构光模式下未经改变地透射所述红外光，并且其中所述漫射器包括：

液晶层；

间隔物，所述间隔物围绕所述液晶层；和

密封剂，所述密封剂围绕所述间隔物和所述液晶层，其中所述间隔物接触所述密封剂。

14.根据权利要求13所述的红外光源，其中所述间隔物包含丙烯酸类树脂。

15.根据权利要求13所述的红外光源，所述红外光源还包括所述液晶层和所述间隔物之间的另外的间隔物。

16.根据权利要求15所述的红外光源，其中所述间隔物包括连续材料周边，并且所述另外的间隔物具有间隙。

17.根据权利要求13所述的红外光源，其中所述红外光发射器包括激光器。

18.一种漫射器，包括：

第一基板和第二基板；

液晶层，所述液晶层在所述第一基板和所述第二基板之间；

第一电极，所述第一电极在所述第一基板上；

第二电极，所述第二电极在所述第二基板上；

密封剂，所述密封剂围绕所述液晶层，其中所述密封剂包含耦接到所述第一电极的导电材料；以及

接触所述密封剂的间隔物，所述间隔物将所述密封剂与所述液晶层分离。

19.根据权利要求18所述的漫射器，还包括另外的间隔物，其中所述密封剂插置在所述间隔物和所述另外的间隔物之间。

20.根据权利要求18所述的漫射器，还包括所述第二基板上的第一金属垫和第二金属垫，其中所述第一金属垫电耦接到所述第一基板上的所述第一电极，并且所述第二金属垫电耦接到所述第二基板上的所述第二电极。

21.根据权利要求18所述的漫射器，还包括覆盖所述第二电极的钝化层，其中所述钝化层具有开口以允许所述导电材料接触所述第一电极。

Images