TW200827898A - Optical loss structure integrated in an illumination apparatus - Google Patents

Description

200827898 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於結合於發光裝置中之光損失結構。 【先前技術】 微機電系統（MEMS)包括微機械元件、致動器及電子器 件。可使用沈積、蝕刻及/或蝕刻掉基板及/或沈積材料層 之部分或添加層以形成電氣及機電設備的其他微切削製程 來產生微機械元件。一種類型之MEMS設備被稱為干涉調 變器。如本文中所使用，術語干涉調變器或干涉光調變器 係指使用光干涉原理來選擇性地吸收及/或反射光的設 備。在某些實施例中，一干涉調變器可包含一對傳導板， 其一者或二者可為整體或部分透明及/或反射的，且能夠 在施加適當之電信號後發生相對運動。在一特定實施例 中’一個板可包含一沈積於基板上之靜止層，且另一板可 包含一以一氣隙而與該靜止層分離之金屬隔膜。如本文中 更詳細所述，一個板相對於另一個板之位置可改變入射於 該干涉調變器上之光之光干涉。該等設備具有廣泛應用， 且在此項技術中利用及/或修改此等類型之設備的特性以 使得其特徵可用於改良現存產品並產生尚未開發出之新產 品將係有益的。 【發明内容】 在某些實施例中，一種顯示設備包含一光傳播區域、至 少一光扣失結構、一光隔離層及複數個顯示元件。該光傳 播區域包含一光導，在該光導中經由全内反射而導引光。 125193.doc 200827898 該光傳播區域進一步包含經組態以將光重導向出該光傳播 區域的轉向特徵。若緊鄰該光傳播區域安置該至少一光損 失、、、口構則忒至少一光損失結構將中斷在該光傳播區域内 v引光中之至少一些者的全内反射。該光隔離層包含一在 該光傳播區域與該光損失結構之間的非氣態材料。該光隔 離層經組態以增加在該光傳播區域中全内反射之光的量。 該複數個顯示s件經定位以接收重導向出該光傳播區域之 光。該光損失結構被置於該複數個顯示元件與該光傳播區 域之間。 在某些實施例中，一種顯示設備包含：導光構件，用於 經由全内反射導引光；全内反射中斷構件，用於若緊鄰該 導光構件安置該全内反射中斷構件，則該全内反射中斷構 件中斷在該導光構件内導引之該光中之至少一些者的該全 内反射；光隔離構件，用於使該導光構件與該全内反射中 斷構件光學隔離；及影像顯示構件，用於顯示一影像。該 導光構件包含光重導向構件，用於將光重導向出該導光構 件且重‘向至该影像顯示構件。該光隔離構件包含一非氣 態材料。該光隔離構件#置於該導光構件與該全内反射中 斷構件之間。該光隔離構件經組態以增加在該導光構件中 王内反射之光的里。该影像顯示構件經定位以接收重導向 出該導光構件之光。該全内反射中斷構件被置於該影像顯 示構件與該導光構件之間。 在某些實施例中’-種製造一顯示設備之方法包含：提 供複數個顯示元件；接近該複數個顯示元件安置一光傳播 125193.doc 200827898 區域；在該複數個顯示元件與該光傳播區域之間安置一光 損失結構；及在該光傳播區域與該光損失結構之間安置一 光隔離層。該光傳播區域包含—光導，在該光導中經由全 内反射而‘引光。s亥光傳播區域包含經組態以將光重導向 出該光傳播區域的轉向特徵。若緊鄰該光傳播區域安置該 光損失結構，則該光損失結構將中斷在光傳播區域内導引 之光中至少一些者的全内反射。該光隔離層增加在該光傳 播區域中全内反射之光的量。 在某些實施例中，一種發光裝置包含：一光傳播區域， 其包含一光導，在該光導中經由全内反射而導引光；及一 層，其耦合至該光傳播區域。該光傳播區域進一步包含經 組態以將光重導向出該光傳播區域的轉向特徵。該層包括 一基質及一微觀結構。該層之至少一部分具有小於該光傳 播區域之折射率的折射率。該層經組態以增加在該光傳播 區域中全内反射之光的量。 在某些實施例中，一種發光裝置包含：一光傳播區域， 其包含一光導，在該光導中經由全内反射而導引光；至少 一光損失結構；及一包含在該光傳播區域與該光損失結構 之間的非氣態材料之光隔離層。該光傳播區域進一步包含 經組態以將光重導向出該光傳播區域的轉向特徵。該至少 一光損失結構係選自由一漫射器、一偏振器及一彩色濾光 器組成之群。該光隔離層經組態以增加在該光傳播區域中 全内反射之光的量。 在某些實施例中，一種製造一顯示設備之方法包含提供 125193.doc 200827898 光傳播區域、提供一光損失結構及在該光傳播區域與該 光損失結構之間安置一光隔離層。該光傳播區域包含一光 導’在該光導中經由全内反射而導引光。該光傳播區域包 含經組態以將光重導向出該光傳播區域的轉向特徵。該光 損失結構係選自由一漫射器、一偏振器及一彩色濾光器組 成之群。該光隔離層增加在該光傳播區域中全内反射之光 的量。 【實施方式】 下列洋細描述係針對本發明之某些特定實施例。然而， 本發明可以許多不同方式體現。在此描述中，參看圖式， 其中通篇以相似數字表示相似部件。如自下列描述將顯而 易見，該等實施例可以經組態而顯示一影像之任何設備來 實施，該影像無論是運動（例如，視訊）還是靜止（例如，靜 態影像）的且無論是文字還是圖形。更特定言之，預期該 等實施例可以多種電子設備來實施或與多種電子設備相關 聯，該等電子設備諸如（但不限於）：行動電話、無線設 備、個人資料助理（PDA)、手持式或攜帶型電腦、Gps接 收器/導航器、攝影機、MP3播放機、攝錄影機（camc〇rder)、 遊戲控制台、腕錶、鐘錶、計算器、電視監視器、平板顯 示器、電腦監視器、自動顯示器（例如，里程計顯示器 等）、駕駛艙控制器及/或顯示器、攝影機視野顯示器（例 如車輛上之後視攝影機的顯示器）、電子照片、電子看 板或私牌、投影儀、建築結構、封裝及美學結構（例如一 件珠寶上之影像顯$器）。與本文中所豸之mems設備結構 125193.doc •10- 200827898 類似的MEMS設備亦可用於諸如電子交換設備之非顯示器 應用中。 提供一可用於一顯示設備之發光總成中的光隔離層。該 光隔離層*置於-用於發光之光導之一光傳播區域與一光 損失結構或層之間。如本文中所使用，術語”光損失結構” 或光扣失層”將被賦予最為廣泛可能之意義，包括（但不限 於）吸收光之特徵或將光之傳播料向至並非為在光傳播 區域中傳播光所需之方向上的特徵。舉例而言，若緊鄰光 傳播區域安置光損失結構，則光損失結構將中斷在光傳 播區域内導引之光中之至少一些的全内反射。光損失結構 或層可包含（無限制地）漫射器、吸收器、偏振器、彩色濾 光器及其類似物。光傳播區域具有支持光沿光傳播區域傳 播的上界面及下界面。在無光隔離層的情況下，下界面可 由光傳播區域及光損失層形成。在該組態中，光損失層可 中斷以掠人射人射於下界面上之光之反射。光隔離層用以 將光傳播區域與光損失結構或層分離，藉此促進掠入射下 之反射。纟某些實施例中，例如，光隔離層使得以掠入射 (例如，大於約4〇。之角度）導向至光傳播區域之下界面處的 光自其反射。光因此沿光傳播區域導引而不會被光損失結 構或層實質中斷。光隔離層亦使得以低角度（例如，大於 、勺4〇之角度）V向至光傳播區域之下界面處的光穿過其而 幾乎無反射（例如，小於4%，小於2%，小於1%)。如本文 中所使用，術語，，光傳播區域”可用以描述光導薄膜或板、 光導薄膜堆疊、上面形成有光導薄膜或光導薄膜堆疊之基 125193.doc 200827898 板。如本文中所使用， 、 之意義，包括σσ 、”將被賦予最為廣泛一般 获 匕括（但不限於）且 料。在—达上實 ' 一厚度之材料或複數種材 —只細例中’光隔離屉 的折射率之材料，儘管^離Ρ3具有比光傳播區域低 k e尤知離層可包含且右 高的折射率之材料。在 /、有比先傳㈣域 層干涉堆疊。在-也實施= 光隔離層包含一多 人#抑 1中，光扣失結構及光隔離層結 3於早一層中。在某些該等實施例中 :數個粒子或微觀結構之材料。該等微觀結構可經= =成選定光學功能（例如，漫射器、彩色遽光器、偏振器 等）〇 囷中"兒月包含一干涉MEMS顯示元件之干涉調變器 :示器實施例。在此等設備中，像素處於亮狀態或暗狀 悲。在亮(”開啟”或"打開”)狀態下，顯示元件將大部分入 射可見光反射至使用者。當處於暗（"斷開，，或，，關閉，，）狀態 時，顯示元件將極少量入射可見光反射至使用者。視該實 施例而定，”開啟”及，，斷開”狀態之光反射性質可顛倒。 MEMS像素可經組態以主要反射選定色彩，以允許發生除 黑白之外之色彩顯示。 圖1為描繪一視覺顯示器之一系列像素中之兩個鄰近像 素的等角視圖，其中每一像素包含一 MEMS干涉調變器。 在一些實施例中，一干涉調變器顯示器包含此等干涉調變 裔之一列/行陣列。每一干涉調變裔包括一對反射層，該 對反射層定位為彼此相距一可變且可控距離，以形成一具 有至少一可變尺寸之諧振光學間隙（resonant optical gap)。 125193.doc -12- 200827898 在員把例中4等反射層中之一者可在兩個位置之間移 動。在第一位置(本文中被稱作鬆弛位置)中，可移動反射 層置於距-固定部分反射層相對較遠之距離處。在第二位 置（本文中被稱作致動位置）中，可移動反射層置於較接近 該部分反射層處。視可移動反射層之位置而定，自兩個層 反射之入射光發生相長或相消干涉，從而針對每一像素產 生總體反射狀態或非反射狀態。 @圖！中所料之像素陣狀部分包括兩個鄰近干涉調變 器12a及12b。在左邊之干涉調變器丨以中，可移動反射層 Ma經說明為距光學堆疊16a 一預定距離而處於鬆他位置 中’該光學堆疊16a包括一部分反射層。在右邊之干涉調 變器12b中，可移動反射層14b經說明為鄰近光學堆疊ία 而處於致動位置中。 如本文中所參考，光學堆疊16a及16b(合稱為光學堆疊 16)通常包含若干融合層，該等融合層可包括一諸如氧化 銦錫（ITO)之電極層、一諸如鉻之部分反射層及一透明介 電質。光學堆疊16因此導電、部分透明且部分反射且可 (例如）藉由將以上層中之一或多者沈積至透明基板2〇上而 製造。部分反射層可由部分反射之多種材料（諸如各種金 屬、半導體及介電質）形成。部分反射層可由一或多個材 料層形成，且該等層中之每一者可由單一材料或材料之組 合形成。 *在—些實施例中，將光學堆疊16之層圖案化成平行條 帶，且可如以下進一步所述形成顯示設備中之列電極。可 125193.doc -13- 200827898 移動反射層14a、Ub可形成為沈積於支柱以之 多個沈積金屬層（與16a、16b之列電極正交）與沈積二 =的插入犧牲材料之一系列平行條帶。當兹刻掉= 材料時，可移動反射層14a、14“所界定之間隙 學堆璺16a、16b分離。高度導電且反射之材料（諸如㈤可 用於反射層U，且此等條帶可形成顯示設備中之行電極。 在無施加電逐的情況下，如圖1中之像素12_”1 隙19保持於可移動反射層…與光學堆疊—之間，且可移 動反射層14a處於機械鬆弛狀態。然而，當施加電位差^ 選定列及行時，形成於在對應像素處之列電極與行電極之 交點處的電容器變得帶電’且靜電力將電極拉在一起。若 電壓足夠而，則可移動反射層14變形且被壓至光學堆疊16 上。如圖1中右邊之像素12b所說明，光學堆疊16内之一介 電層（未在此圖中加以說明）可防止短路且控制層^與“^ 間的分離距離。此性質不管施加電位差之極性而均為相同 的。以此方式，可控制反射像素狀態對非反射像素狀態之 列/打致動在許多方面類似於用於習知LCD及其他顯示器技 術中的該等。 圖2至圖5B說明一用於在一顯示器應用中使用一干涉調 變器陣列之例示性方法及系統。 圖2為說明一可併有本發明之態樣之電子設備之一實施 例的系統方塊圖。在該例示性實施例中’該電子設備包括 一處理器2 1 ’其可為任何通用單晶片或多晶片微處理器， 諸如 ARM、Pentium®、Pentium h®、Pentiuin ΠΙ⑧、 125193.doc -14- 200827898

Pentiu?v⑧、Pentium® Pr〇、8〇5i、面⑧、p〇…c⑧、 ALPHA®，或任何專用微處理器，諸如數位信號處理器、 微控制器或可程式化間陣列。如此項技術中所習知，處理 益21可經組態以執行一或多個軟體模組。除執行作業系統 之外，處理器可經組態以執行一或多個軟體應用程式，包 括網路W覽器、電話應用程式、電子郵件程式或任何其他 軟體應用程式。 α 在- κ施例中，處理器21亦經組態以與—陣列驅動器22 通信。在-實施例中，陣列驅動器22包括提供信號至一顯 示陣列或面板30的列驅動器電路24及行驅動器電路^。圖 1中所說明之陣列之橫截面由圖2中之線丨]展示。對於 MEMS干涉凋變器而言，列/行致動協定可利用圖3中所說 明之此等設備之遲滞性質。可能需要（例如）1()伏特的電位 差以使可移動層自鬆弛狀態變形至致動狀態。然而，當電 壓自彼值減小時，隨著電壓降回1〇伏特以下，可移動層將 仍保持其狀態。在圖3之例示性實施例中，可移動層並不 完全鬆弛直至電壓降至2伏特以下為止。因此，在圖3中所 說^之實例中存在約3 V之施加電壓f，設備在該電 壓窗内穩定地處於鬆弛或致動狀態。此在本文中被稱作 ”遲滯窗”或”穩定窗”。料-具有圖3之遲滯特性的顯示陣 列而言，列/行致動協定可經設計以致在列選通期間，所 選通之列中的待致動之像素被暴露至約1〇伏特之電壓差 下，且待鬆弛之像素被暴露至接近零伏特之電壓差下。在 k通之後，像素被暴露至約為5伏特之穩態電壓差下以致 125193.doc -15- 200827898 其保持於其被列選通所置之狀態中。在被寫入之後，每— 像素在此實例中顯現在3-7伏特之"穩定窗"内的電位差。此 特徵使圖1中所說明之像素設計在相同的施加電Μ條件下 保持穩定於預先存在之致動或鬆弛狀態。由於干涉調變器 之每一像素（無論處於致動狀態還是鬆弛狀態）基本上為i 由固疋及移動反射層形成之電容器，故此穩定狀態可保持 於-在遲滯窗内之電塵處而幾乎沒有功率耗散。若施加電 位固定，則基本上沒有電流流入像素中。

行電極集合接著改變以對應於第二列中之所要致動像素集 合。接著施加脈衝至列2電極，根據所斷定之行電極而致 動列2中之適當像素。列丨像素不受列2脈衝影響，且保持 於其在列1脈衝期間被設m態。可以順序 此過 程重複用於整個列系列以產生驗。大體而言，藉由以某 -所要圖框數/秒來不斷地重複此過程而以新心示資料 刷新及/或更新圖框。用於驅動像素陣列之列電極及行電 極以產生顯示圖框的多種協定亦為熟知的，且可結合 明而使用。 、、口 口 X 在典型應用中，-顯示圖框可藉由根據第_列中之所要 致動像素集合而斷定行電極集合來建立。接著施加列脈衝 至列1電極，致動對應於所斷定之行線之像素。所斷定之 圖4、圖5A及圖5B說明一用於在圖2之3><3陣列上建立一 顯示圖框的可能致動協定。圖4說明 ⑺於顯不圖3之遲滯 曲線之像素的一組可能之行及列電壓 卡在圖4實施例 甲’致動一像素包含將適當之行設定 〜王Vbias，及將適當 125193.doc -16 - 200827898 之列叹疋至+Δν，-Vbias+及Δν可分別對應於_5伏特及+5伏 特。藉由將適當之行設定至+Vbias及將適當之列設定至相 同+AV從而在像素上產生零伏特電位差來實現使像素鬆 弛。在列電壓保持於零伏特之彼等财，像素穩定於其最、 初所處之狀態而不管行是處於+Vbia4 ns。#如圖4中 所說明，將瞭解，可使用與以上所述之電壓極性相反之電 壓，例如，致動一像素可包含將適當之行設定至及 將適當之列設定至·Δν。在此實施例中，#由將適當之行 設定至-vbias及將適當之列設定至相同_Δν從而在像素上產 生零伏特電位差來實現釋放像素。 圖5Β為展示施加至圖2之3χ3陣列之一系列列及行信號的 時序圖，其將導致產生圖5Α中所說明之顯示排列，其中致 動像素為非反射的。在寫入圖5Α中所說明之圖框之前，該 等像素可處於任何狀態，且在此實例巾，所有列處於。伏 特且所有行處於+5伏特。在此等施加電壓下，所有像素皆 穩定於其現存的致動或鬆弛狀態。 、在圖 5Α 圖框中，像素（1，1)、（1，2)、（2,2)、（3,2)及（3,3) 被致動。為實現此目的，在列k，，線時間"期間，將行1及 2 σ又疋至5伏特，且將行3設定至+5伏特。此做法不會改變 *可像素之狀恶’因為所有像素皆保持在Μ伏特之穩定 固中。列1接著以一自〇升至5伏特且返回至零之脈衝得以 選通。如此致動（1，D及（1，2)像素且使（1，3)像素鬆弛。陣列 中之其他像素不受影響。為視需要設定列2,將行2設定 至一5伏特且將行1及3設定至+5伏特。施加至列2之相同選 125193.doc •17- 200827898 通接著將致動像素（2,2)且使像素（2J)及（2,3)鬆弛。同樣， 陣列之其他像素不受影響。列3類似地藉由將行2及3設定 至-5伏特及將行丨設定至+5伏特而設定。列3選通如圖^八中 所示。又疋列3像素。在寫入圖框之後，列電位為零，且行 電位可保持於+5伏特或_5伏特，且顯示器接著穩定於圖5Α 之排列。將瞭解，相同程序可用於數十或數百個列及行之 陣列。亦將瞭解，用以執行列及行致動之電壓的時序、序 列及位準可在以上所概述之一般原理之範圍内廣泛地變 化，且以上實例僅為例示性的，且任何致動電壓方法可供 本文中所述之系統及方法使用。 圖及圖6Β為說明一顯示設備4〇之一實施例的系統方 塊圖。顯示設備4G可為（例如）蜂巢式電話或行動電話。然 而，顯示設備40之相同組件或其輕微變化亦說明各種類型 之顯示設備，諸如電視及攜帶型媒體播放機。 顯示設備40包括一外殼41、一顯示器3〇、一天線“、一 揚聲器45、-輸入設㈣及一麥克風46。外殼4卜般由如 熟習此項技術者所熟知之多種製造方法中之任 »亥等製造方法包括射出成形及真空成型。另外，外咬Μ可 料中之任一者製成，該等材料包括(但不限於)塑 :=、玻璃、橡膠及陶£或其組合。在一實施例中， 卜几又41匕括可與具有不同色彩或含 號之其他可移除部分互換的可移除部分(;;；)、。圖片或符 例=示設備40之顯示器3〇可為多種顯示器中之任一 β亥相不器包括如本文中所述之雙穩態顯示器。在其 125193.doc 200827898 他實施例中，如熟習此項技術者所熟知，顯示器3〇包括如 以上所述諸如電漿、EL、0LED、STN LCD或TFT lcd之 平板顯示器或諸如CRT或其他管設備之非平板顯示器。然 而，出於描述本發明實施例之目的，顯示器3〇如本文中所 述包括一干涉調變器顯示器。 圖6B中示意性地說明例示性顯示設備4〇之一實施例的組 件。所說明之例示性顯示設備4〇包括一外殼41且可包括至 少部分地附入本文中之額外組件。舉例而言，在一實施例 中，例不性顯示設備40包括一網路介面27，該網路介面27 包括一耦合至一收發器47之天線43。收發器47連接至一處 理菇2 1，該處理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可經 組悲以調節一信號（例如，對信號進行濾波）。調節硬體52 連接至一揚聲器45及一麥克風46。處理器21亦連接至一輸 入設備48及一驅動器控制器29。驅動器控制器29耦合至一 圖框緩衝器28且耦合至一陣列驅動器22，陣列驅動器22又 耗合至一顯示陣列30。一電源50視特定例示性顯示設備4〇 設計所需而提供電力至所有組件。 網路介面27包括天線43及收發器47，以使得例示性顯示 没備40可經網路與一或多個設備通信。在一實施例中，網 路介面27亦可具有減輕對處理器2丨之要求的一些處理能 力。天線43係熟習此項技術者所已知的用於發射及接收信 號之任何天線。在一實施例中，該天線根據IEEE 8〇211標 準（包括IEEE 802.11(a)、（b)或（g))而發射及接收rf信號。 在另一實施例中，天線根據藍芽（bluetooth)標準而發 125193.doc -19- 200827898 射及接收RF信號。在蜂巢式電話之狀況下，天線經設計以 接收用以在無線蜂巢式電話網路内通信的CDma、GSM、 AMPS或其他已知信號。收發器47預處理自天線43接收之 信號以使得其可由處理器21接收且由處理器21進一步操 作。收發器47亦處理自處理器21接收之信號以使得其可自 例示性顯示設備40經由天線43發射。 在一替代實施例中，收發器47可由一接收器替換。在又 —替代實施例中’網路介面27可由—影像源㈣，該影像 源可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料。舉例而 "，衫像源可為含有影像資料之數位視訊光碟（DVD)或硬 碟機或產生影像資料之軟體模組。 處理為21 —般控制例示性顯示設備4〇之總體操作。處理 1接收資料（諸如來自網路介面27或影像源之壓縮影像 貝料）且將身料處理成原始影像資料或處理成易於處理成 原始影像資料的格式。處理器21接著發送已處理資料至驅 動杰控制器29或至圖框緩衝器28以供儲存。原始資料通常 係指識別-影像内每_位置處之影像特性的資訊。舉例而 言，該等影像特性可包括色彩、飽和度及灰階。 在一實施例中，處理器21包括一用以控制例示性顯示設 備4〇之操作的微控制器、cpu或邏輯單元。調節硬體μ 一 般包括用於發射信號至揚聲器45且用於自麥克風46接收作 就之放大器及濾波器。調節硬體52可為例示性顯示設備4〇 内之離散組件或可併人處理器21或其他組件内。 驅動器控制器29直接自處理器21或自圖框緩衝器28取得 125193.doc -20- 200827898 由處理器21產生之原始影像資料且適當地重新格式化原始 影像資料以高速發射至陣列驅動器22。具體言之，驅動器 控制器29將原始影像資料重新格式化成具有光柵狀格式之 資料流，以致其具有適合於穿越顯示陣列3〇而掃描之時間 次序。接著驅動器控制器29發送經格式化之資訊至陣列驅 動器22。儘管諸如LCD控制器之驅動器控制器29經常作為 單獨積體電路（ic)而與系統處理器21相關聯，但該等控制 器可以許多方式實施。其可作為硬體嵌入處理器2 1中、作 為軟體嵌入處理器21中，或以硬體而與陣列驅動器22完全 結合。 1-吊陣列驅動器22自驅動器控制器29接收經格式化之 貝汛，並將視訊資料重新格式化成一組平行波形，該組波 形每秒數次地被施加至來自顯示器之x—y像素矩陣之數百 且有時數千個引線。 在貝施例中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示 陣列30適於本文中所述之任何類型之顯示器。舉例而言，

At 、 〇中，驅動器控制器29為習知顯示控制器或雙穩 ;’、、、員不控制态（例如，干涉調變器控制器）。在另一實施例 車歹】驅動裔22為習知驅動器或雙穩態顯示驅動器（例 如’干涉調轡哭、# _ ^i _ 員不态）。在一實施例中，驅動器控制器 2 9與陣列驅氣。口 n 動裔22結合。該實施例在高度結合之系統（諸 如蜂巢式電# ^ σ 、手錶及其他小面積顯示器）中係常見的。 j 也歹1中，顯示陣列30為典型顯示陣列或一雙穩態 顯不陣列（例‘ ’匕括一干涉調變器陣列之顯示器）。 125193.doc -21 · 200827898 輸入設備48允許使用者控制例示性顯示設備糾之操作。 在—實施例中’輸入設備48包括小鍵盤（諸如QWERTY鍵 盤或電話小鍵盤）、按鈕、開關、觸敏榮幕或壓敏或熱敏 隔膜。在-實施例中，麥克風46為用於例示性顯示設備4〇 之輸入設備。當麥克風46用以輸入資料至設備時，可由使 用者提供語音指令以控制例示性顯示設備4〇之操作。 電源50可包括如此項技術中所熟知之多種能量儲存設 備。舉例而言，在一些實施例中，電源5〇為可再充電電 池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在另一實施例中，電源 50為可再生能源、電容器或太陽能電池（包括塑膠太陽能 電池及太陽能電池漆P在另一實施例中’電源50經組態 以自壁裝電源插座接收電力。 在一些實施例中，如以上所述，控制可程式化性駐留於 可位於電子顯示系統中之若干位置處的驅動器控制器中。 在一些實施例中，控制可程式化性駐留於陣列驅動器22 中。熟習此項技術者將認識到，以上所述最佳化可以任何 數目之硬體及/或軟體組件及以各種組態來實施。 根據以上所陳述之原理而操作的干涉調變器之結構的細 節可廣泛地變化。舉例而言，圖7A至圖7E說明可移動反 射層14及其支撐結構之五個不同實施例。圖7A為圖丨之實 施例之橫截面，其中一金屬材料條帶14沈積於正交延伸之 支撑件18上。在圖7B中，可移動反射層14僅在繫栓件32上 之轉角處附著至支撐件。在圖7C中’可移動反射層14自一 可變形層34懸掛下來，可變形層34可包含可撓性金屬。可 125193.doc -22- 200827898 變形層34圍繞可變形層34之周邊直接或間接地連接至基板 20。此等連接在本文中被稱作支撐柱。圖7D中所說明之實 施例具有支撐柱插塞42，可變形層34擱置在支撐柱插塞42 上。可移動反射層14如在圖7A至圖7C中保持懸掛於間隙 之上，但可變形層34並未藉由填充可變形層34與光學堆疊 16之間的孔而形成支撐柱。實情為，支撐柱由用以形成支 撐柱插塞42之平坦化材料形成。圖7E中所說明之實施例係 基於圖7D中所示之實施例，但亦可經調適以基於圖7a至 圖7C中所說明之任何實施例以及未圖示之額外實施例。在 圖7E中所示之實施例中，一附加金屬層或其他導電材料層 已用以形成一匯流排結構44。此允許信號沿干涉調變器背 面而投送’從而消除原本可能必須形成於基板2〇上的眾多 電極。 在諸如圖7中所示之實施例的實施例中，干涉調變器充 當直觀設備’其中自透明基板20之前側觀看影像，該側與 上面排列有調變器之側相反。在此等實施例中，反射層14 光學地屏蔽干涉調變器之在與基板2〇相反之反射層一側上 的部分（包括可變形層34)。此允許被屏蔽區域在不會負面 地影響影像品質之情況下得到組態及操作。此屏蔽允許具 有圖7E中之匯流排結構44，該匯流排結構44提供將調變器 之光學性質與調變器之機電性質（諸如定址及由彼定址產 生之移動）分離的能力。此可分離的調變器架構使得能選 擇用於調變器之機電態樣及光學態樣的結構設計及材料且 使得其能彼此獨立作用。此外，圖7C至圖7E中所示之實施 125193.doc -23- 200827898 例具有由於反射層14之光學性質與其機械性質之解耦合而 造成的額外益處，該等機械性質由可變形層34執行。此允 許用於反射層14之結構設計及材料關於光學性質而最佳 化，且用於可變形層34之結構設計及材料關於所要機械性 質而最佳化。 可提供一内部發光源以用於在暗的周圍環境中照亮反射 顯示設備。在某些實施例中，將一發光源結合於包含複數 個顯示元件（例如，干涉調變器）之顯示設備中包括層壓一 提供一些或所有光學功能至一基板的薄膜或薄膜堆疊。光 可注入此薄膜s戈薄膜堆4中且可在其中傳播而穿越顯示設 備之表面。在某些實施例中，例如，可使用一光漫射性壓 敏黏著劑（PSA)來將一光導薄膜或光導薄膜堆疊層壓至一 基板。光導薄膜或光導薄膜堆疊形成一具有一，， 域”之’’光導”，光注入該光傳播區域中且光沿光導之長度 傳播而穿過光傳播區域。在某些實施例中，光傳播區域包 含一光導薄膜或料薄膜堆疊且並不包括基板。在其他實 施例中’光傳播區域包含一光導薄膜或光導薄膜堆疊及一 基板。無關於特定組態，光傳播區域均包括上界面及下界 =，該等界面反射以掠入射入射於其上之光以支持光沿光 ^之長度的傳播。纟一些實施例中，光導包括一，，轉向薄 膜”（例如，”稜鏡薄膜”)，其形成為在顯示元件之遠側處 面，且經組態以將在光導中傳播之光線朝向顯示元 件反射（或”轉向”）。 當光傳播區域緊鄰顯示設備之顯示元件時，在光傳播區 125193.doc •24- 200827898 域與顯示元件之間以掠入射 遂矸妒备丁 至下界面上之光線之反射 羊了此肖不利地減小。該減 八土 . <反射率可導致顯示設備之 务光、色彩、對比度及/式 ^度及/或冗度均一性降低。因此，在一 些實施例中，一井隘雛爲2丨 、 ^入於光傳播區域與顯示元件之 間以便增加掠入射光之反射 午上界面及下界面將光導與 具有比包含光傳播區域之元件之最小折射率小的折射率之 兩種材料分離。在此應用中，掠入射係關於以大於兩個角 度（該兩個角度描述兩個界面中之每一者處之全内反射 (R))巾之最大者之-角度在光傳播區域内傳播的光線 而界疋’以使得在掠人射下，傳播光線在光傳播區域之上 界面與下界面處發生全内反射。 在各種實施例中，光隔離層經組態以反射自光傳播區域 内以相對於光傳播區域之下界面之法線成大於約4〇。、約 50、約 55。、約 60。、約 65。、約 70。、約 75。、力 80。、約 85或更大之入射角而入射於光隔離層上的大於約、約 25%、約 30%、約 35%、約 40。/〇、約 45%、約 50%、約 55%、約 60%、約 65%、約 70%、約 75%、約 80%、約 85%、約90%、約95%或更多的光。在一些實施例中，”高” 入射角為對應於該兩個界面（其上之入射光之反射接近 100%)之最大TIR角或超過該最大TIR角（例如，若兩個TIR 角為約39。及68。，則為約68。）。以，，較低，，角度入射之光在 其與光傳播區域之界面中之一者相互作用時部分反射且部 分折射，在該界面處該入射角小於該界面之全内反射角。 光隔離層之反射率與入射角之其他組合亦係可能的。 125193.doc -25- 200827898 _實施例中，除了為掠入射光線提供相對較高之反 射率之外，光隔離層經調適以提供以低入射角入射（例 界面及/或下界面處）之光線的高透射率。因此， 如）被轉向薄膜重導向或源自環境之光可自由地穿過光 &離層而在來自於光隔離層之表面的反射減小的情況下進 、、頁示元件中。在某些該等實施例中，來自顯示元件之光 (例如，由干涉調變器反射）可自由地穿過光隔離層且穿過 八表面而無實質費涅（Fresnel)反射（例如，小於約4%、 3%、2%、1%、〇·5%、0.3%、0.1%等）。 干涉凋變器本質上一般係鏡面的，因此包含干涉調變器 之顯示設備之某些實施例較佳包含一漫射光之元件（或漫 射器）。當一漫射器或其他光損失結構鄰近一光學光導 呀，以掠入射（例如，以大於4〇。之角度）（|，光導引模式，，）傳 播而穿過該光導之光（其應藉由全内反射而在光導内反射） 可代替地被散射一或多次且被重導向成非光導引模式，或 歸因於光學系統内之可與光相互作用的某些元件之固有材 料吸收性而被吸收。圖8八示意性地說明一包含顯示元件 8 1(例如，干涉調變器）之一陣列、一基板82(例如，包含玻 璃、塑膠等）、一光損失層或結構83(例如，包含漫射器、 吸收器、偏振器、彩色濾光器等）及一光導84的顯示設備 80之一橫截面部分。由於光導84緊鄰光損失層83，因此在 光導84與光損失層83之間掠入射至光傳播區域之下界面上 之光線之反射率可能會不利地減小。可能由鄰近光損失層 83引起的不必要之效應之一實例為在光導84中傳播之光可 125193.doc -26 - 200827898 :具有散射性質之光損失層83相互作用，此可能減小由光 、載運之有用光之總量。另夕卜，光線可能會以被顯示設備 8〇之某些組件(例如，顯示元件81)更強烈地吸收之角度散 射，此可能減小顯示設備80之發光、亮度均一性、色彩及 /或對比度。在顯示元件81包含干涉調變器之狀況下，散 射至干涉腔中之光之部分可被吸收而不管干涉調變器之狀 態如何，此可能會導致產生減小顯示設備8〇之亮度、均一 性、色彩及/或對比度的光損失。緊鄰光導84之光損失層 83之存在可藉此引起可能會中斷光傳播之非吾人所樂見之 散射，或引起可能會減小均一性及/或亮度之非吾人所樂 見之吸收。 一種增加以掠入射角傳播之光之内反射的方式為在光損 失層83與光導84之間提供一氣隙。圖犯說明一顯示設備％ 之一部分，其中光損失層83以一氣隙85而與光導84分離。 空氣之折射率為1.0，其小於光導84之折射率。因此，以 掠入射傳播而穿過光導84之光進行全内反射且不與鄰近光 損失層83相互作用。光可因此反射回至光導料中且傳播而 穿過光導84，藉此提供更亮之顯示設備86。然而，氣隙85 可能使顯示設備86之厚度增加（例如，增加幾百微米（μιη)) 且可能減小顯示設備86之對比度。形成氣隙85可能涉及增 加之複雜性。另外，可能需要在氣隙85之一或多側上之一 或多個抗反射塗層（例如，以達成某一對比度等級），藉此 會顯著增加製造成本。 因此，在一些實施例中，將一包含薄膜或材料之光隔離 125193.doc -27- 200827898 層（或”光隔離區域”）引入於光傳播區域與光損失層（例如， 度射器）之間以便增加掠入射光線之反射率。在光隔離層 之材料之折射率不同於（例如，低於）光傳播區域之折射率 的各種實施例中，光傳播區域與光損失層之間的一界面使 得以掠入角（例如，大於臨界角之角度）入射於其上之光全 内反射。 在某些實施例中，光傳播區域包含一平坦或大體上扁平 之光導且光隔離層緊鄰該光導。在各種實施例中，光隔離 層經調適以反射自光傳播區域内以相對於光傳播區域之下 界面之法線成大於約40。、約50。、約55。、約60。、約65。、 約70。、約75。、約80。、約85。或更大之角度入射於光隔離 層上的大於約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約 45%、約 50%、約 55%、約 6〇%、約 65%、約 7〇%、約 75%、約80%、約85%、約90%、約95%或更多的光。在某 些實施例中，光隔離層經調適以反射以相對於光傳播區域 之法線大於約70。之角度入射於下界面上的大於約4〇%之 光。在各種實施例中，光隔離層較佳介於約ι〇〇奈米0⑷ 與1〇〇 μιη之間，較佳介於約1〇〇 11111與1〇 μιη之間或更佳介 於約100 run與3 μιη之間。其他厚度亦係可能的。 在一些實施例中，除了為掠入射光線提供相對較高之反 射率之外，光隔離層經調適以提供以低入射角入射於下界 面處之光線的高透射率。在光隔離層之材料之折射率大體 上接近（但小於）光傳播區域之折射率的實施例中，光傳播 區域與光損失層之間的界面對於以較低角度（例如，接近 125193.doc -28- 200827898 於界面法線之角度，諸如藉由轉向薄膜朝向界面轉向或來 自％楗)入射於其上的光基本上係透明的且具有減小之費 涅反射。因此，（例如)藉由轉向薄膜在上界面處重導向或 來自％扰的傳播而穿過上界面之光可自由地穿過下界面。 在某些實施例中，（例如)藉由轉向薄膜在上界面上重導向 或來自壞境的傳播而穿過上界面之光可自由地穿過光隔離 層之下界面且進入緊接下界面之一側的顯示元件中。在某 些名等只施例中，來自顯示元件之光（例如，由干涉調變 器反射）可自由地穿過光隔離層且穿過上界面。 在某些貫施例中，在不利用氣隙的情況下（例如，代替 地使用光隔離層）將光損失層（例如，漫射層或吸收層）與光 傳播區域解耦合可有利地增加傳播而穿過光傳播區域之光 的ΐ而大體上不會增加厚度或不會顯著增加製造成本。藉 由允許光傳播而穿過光傳播區域而不會帶來歸因於鄰近光 損失層之損失，與光損失層直接光學耦合至光傳播區域的 發光裝置對比，光傳播區域之效能可得到驚人地增加。此 外，該等實施例允許漫射器與光導之有效結合，藉此使得 能開發獨立於下伏顯示元件及/或光學器件之狀態而執行 的光導。可在不影響光導之效能的情況下改變之光學參數 之其他實例包括（例如）光學緩衝干涉調變器、具有不同架 構之干涉調變器之反射率之差、改變顯示内容及亮度等級 等因此，可將光導當作一，，落入（drop-in)"模組，因為光 導之光學功能性係與其被層壓所至或添加所至之顯示元件 陣列之狀悲解耦合。儘管本文中在很大程度上依據漫射器 125193.doc -29- 200827898 來對於包含干涉調變器及光導之顯示設備加以描述，但將 瞭解，一包含與光損失區域（例如，包括偏振器、漫射 益、彩色濾光器、吸收器及其類似物）解耦合之光傳播區 域的發光裝置可應用於多種顯示技術（例如，反射液晶、 透射液晶、透射反射液晶、電泳等）。 當未與光傳播區域光學解耦合時，漫射器可對光傳播區 域中之光能損失（例如，視顯示設備之長度、漫射器之厚 度、光傳播區域之厚度及光漫射強度（亦即，混濁度等級） 而定，大於約25%，大於約50%，大於約75%等）負責。然 而，將光傳播區域與光損失層光學解耦合之實際益處甚至 更而’因為光導引模式對光損失層（例如，漫射器、吸收 層）與顯示元件（例如，干涉調變器）之結合光損失可能非常 嚴重，且將光傳播區域（例如，光導薄膜或光導薄膜堆 疊、光導加基板等）與光隔離層解耦合同樣隱含將光傳播 區域與顯示元件解耗合。 圖9 A說明一包含顯示元件9 1 (例如，干涉調變器）之一陣 列、一基板92(例如，包含玻璃、塑膠等），及一包含一光 損失層93(例如，包含漫射器、吸收器、偏振器、彩色濾 光器4)及一光傳播區域97(包含一光導94)之發光裝置的顯 示設備90之一部分。在某些實施例中，基板92提供用於在 顯示元件91之製造期間支撐顯示元件91及/或某些其他層 的構件。顯示設備90之發光裝置進一步包含一在光傳播區 域97與光損失層93之間的光隔離層％。光隔離層％包含一 種材料。在一些實施例中，該材料為固體。在一些實施例 125193.doc -30- 200827898 中，該材料為液體（例如，黏性液體）。在一些實施例中， 材料為凝膠狀。光隔離層95經組態以致以掠入射傳播而穿 過光傳播區域97之光並不與光損失層93相互作用，而且以 致以低角度（例如，歸因於藉由光導94之轉向薄膜朝向顯 示元件91之陣列轉向或來自環境）傳播而穿過光傳播區域 97之光可與光損失層93、基板92及顯示元件91之陣列相互 作用。 將光隔離層95結合於顯示設備90内允許在基板92上製造 顯示元件91之前、期間及/或之後形成。舉例而言，在製 造干涉調變器顯示器中，可作為製造之第一步驟將光損失 層93沈積至基板92上。將瞭解，基板92在該等實施例中可 充當用於在製造期間支撐顯示元件91及/或某些其他層的 構件。可採用包括旋塗、刮塗、喷塗、流體施配、薄膜塗 佈等的塗佈製程。沈積可藉由合適之沈積技術進行，包括 (但不限於）化學氣相沈積（CVD)及/或物理氣相沈積 (PVD)。在某些實施例中，亦可將光損失層93層壓至基板 92。在一些實施例中，將光隔離層95施加至光導94上，且 接著將包括光隔離層95及光導94之堆疊施加至基板92上。 了使用壓敏黏者劑。在光損失層9 3包含一漫射器之一歧實 施例中’該漫射器包含其中併入有散射粒子之黏著基質。 光隔離層95可形成於光損失層93上。舉例而言，在製造 干涉調變器顯示器中，可將光隔離層95沈積或施加至基板 92上之光損失層93上。將瞭解，基板92在該等實施例中可 充當用於在製造期間支撐顯示元件91及/或某些其他層的 125193.doc -31 - 200827898 構件。在光隔離層95包含多個材料層的實施例中，可順序 地沈積每一層。 光隔離層95亦可（例如）在圖9A之結構98及以下關於圖u 所述之結構11 8中與光損失層93結合。舉例而言，在製造 干涉調變器顯示器中’可將包含光隔離層95及光損失芦93 之結合結構98沈積至基板92之與顯示元件91相反的一側 上。將瞭解，基板92在該等實施例中可充當用於在製造期 間支樓顯示元件91及/或某些其他層的構件。在一些實施 例中，將結合結構9 8施加至光導9 4上，且接著將包括结人 結構98及光導94之堆疊施加至基板92上或施加至一包含基 板92及顯示元件91之顯示設備上。在一些實施例中，結合 結構9 8具有雙重光學功能性·光隔離及光損失。在某进^該 等實施例中，結合結構98包含將光導94附著至基板92之與 顯示元件側91相反之一側的多功能壓敏黏著劑。 在形成光隔離層95之後，可執行用以形成顯示元件（例 如，干涉調變器，如以上所述）的一般沈積及圖案化步驟 以在基板92之另一側上製造顯示元件91，基板92可用於在 製造期間對顯示元件91及/或某些其他層進行結構支撐。 在完成製造顯示元件91後，可將光導94在光隔離層95上附 著（例如，層壓、壓印、施加等）至基板92之相反側。舉例 而言，可將包括一轉向薄膜之光導94層壓至基板92上。對 於另一實例而言，可藉由首先將一基底薄膜（或層或多層 堆疊）層壓至基板92及隨後將一稜鏡薄膜層壓至該基底薄 膜來附著光導94。對於又一實例而言，可藉由首先將一稜 125193.doc -32- 200827898 鏡薄膜層壓至—基底薄膜（或層或多層堆疊）上及隨後將上 面具有該稜鏡薄臈之基底薄膜層壓至基板92上來附著光導 94。在其他實施例巾，可使用不同步驟次序。舉例而言， 在一些實施例中’可在光損失層93及光隔離層95任一者或 兩者形成之前形成顯示元件91(例如，干涉調變器）。其他 變化亦係可能的。 ^ ί

囷況月包含顯示元件91 (例如，干涉調變器）之一陣 列及一包含一基板92(例如，包含玻璃、塑膠等）、一光損 失層93及光V 94之發光裝置的顯示設備96之一部分。在 該實施例中，光傳播區域97包含光導薄膜或光導薄膜堆疊 94及基板92。在某些實施例中，基板92提供用於在顯示元 件91之製造期間支撐顯示元件91及/或某些其他層的構 件。光損失層93鄰近顯示元件91之陣列，因此光隔離層％ 在基板92與光損失層93之間。照此，圖叩中所說明之實施 例亦包含一與光損失層93解耦合及因此亦與顯示元件91解 耦合之光傳播區域97。 在某些實施例中，一發光裝置包含一基板92(例如，包 含玻璃、塑膠等）、一光損失層93及一光導94。若移除光 隔離層95且若基板92因此鄰近光損失層93，則該裝置看起 來類似圖9B。基板92安置於光損失層93與光導94之間以致 基板92充當光隔離層。舉例而言，基板92經組態以致以掠 入射傳播而穿過光學光導94之光並不與光損失層93相互作 甩，而且以致以低角度傳播而穿過光導94之光可透射過光 損失層93、基板92且入射於顯示元件9 1之陣列上。在該等 125193.doc -33- 200827898 實施例中，基板92包含具有低於光導94之折射率的折射率 之材料。舉例而言’在光導94具有約1 · 5 9之折射率的實施 例中’基板92可包含石英（具有約^扔之折射率）、鋁矽酸 鹽顯示玻璃（具有約1·52之折射率）等。如以下關於圖1〇c所 論述，隨著光導94與光隔離層（其在此實施例為基板92)之 折射率之間的差增加，可全内反射之入射角之範圍增加。 在該等實施例中，可消除以上所論述之獨立光隔離層95且 基板可用作光隔離層，使得有利地降低成本。然而，包括 獨立光隔離層95之實施例可在材料之選擇方面提供更多靈 活性。 如以上所述，將光隔離層95結合於顯示設備96内允許在 基板92上製造顯示元件91之前、期間及/或之後形成。在 某些實施例中，光隔離層95形成於光導94上以使得可一步 施加基板92上方之整個堆疊以產生顯示設備％。在製造干 涉調變器顯不器之某些實施例中，在施加光導94至基板92 上之岫，將光隔離層95沈積至基板92上。將瞭解，基板92 在該等實施例中可充當用於在製造期間支撐顯示元件91及 /或某些其他層的構件。在光隔離層95包含多個材料層（例 如，複數個薄膜）的實施例中，可順序地沈積每一層。在 形成光隔離層95之後，（例如）如以上所述，可使用沈積或 層壓技術來將光損失層93安置於光隔離層95上。在形成光 損失層93之後，可執行用以形成顯示元件（例如，干涉調 變器，如以上所述）之一般沈積及圖案化步驟以在光損失 層93上製造顯示元件91。在製造顯示元件91之前、之後或 125193.doc -34- 200827898 期間可將光導94附著（例如，層壓、壓印、施加等）於基板 92之相反側上。舉例而言，可將包括一轉向薄膜之光導94 層壓至基板92上。對於另一實例而言，可藉由首先將一基 底薄膜（或層或多層堆疊）層壓至基板92及隨後將一稜鏡薄 膜層壓至該基底薄膜來附著光導94。對於又一實例而言， 可藉由首先將一稜鏡薄膜層壓至一基底薄膜（或層或多層 堆疊）上及隨後將上面具有該棱鏡薄膜之基底薄膜層壓至 基板92上來附著光導94。其他變化亦係可能的。在形成光 導94(例如，藉由附著）之後，光導94及基板92形成光傳播 區域97。其他方法係可能的。在某些實施例中，例如，在 形成顯示元件（例如，干涉調變器）之後形成光損失層及/或 光隔離層。 如以上對於圖9A之結構98所述，光隔離層95可（例如）在 圖9A及圖9B之結構98及以下關於圖11所述之結構118中與 光損失層93結合。舉例而言，在製造干涉調變器顯示器 中’可將與光損失層98結合之光隔離層沈積至基板92之與 顯示元件91相同的側上。將暸解，基板92在該等實施例中 可充當用於在製造期間支撐顯示元件91及/或某些其他層 的構件。 圖l〇A說明包含一在光傳播區域106與光損失層1〇2之間 的光隔離層1〇4之發光裝置1〇〇的一實例實施例之一部分。 光損失層102可包含漫射器、彩色濾光器、吸收器、偏振 器或其他類型之層。光隔離層104包含一種材料。在一些 實施例中，該材料為固體。在一些實施例中，材料為液體 125193.doc -35- 200827898 (例如黏性液體）。在一些實施例中，材料為凝膠狀。在 -些實施例中，光隔離層1〇4包含基板。光傳播區域1〇6可 包3 (例如）光導（例如，如圖9A中所說明）、光導及基板（例 如如圖9B中所說明）、上面層壓有轉向薄膜之光導、黏 著層及類似物。當光傳播區域丨〇6包含光導薄膜時，該 光‘薄膜可包含諸如聚碳酸酯、玻璃（例如，銘石夕酸鹽、 硼矽酸鹽等）及其類似物之材料。聚碳酸酯在可見光譜中 之波長下具有約1.59之折射率，且玻璃通常在可見光波長 下具有約1 ·52之折射率。為了增加以掠入射進入光傳播區 域106中之光線的反射（例如，藉由致能全内反射），光隔離 層104具有低於光傳播區域1〇6之折射率的折射率。光傳播 區域106與光隔離層104之間的折射率之差使得掠入射光線 自光傳播區域106與光隔離層1〇4之間的下界面ι〇5全内反 射。因此，當光傳播區域丨〇6包含聚碳酸酯時，光隔離層 !〇4可具有低於約ι·59之折射率，且當光傳播區域1〇6包含 玻璃柃，光隔離層104可具有低於約152之折射率。光隔 離層104可（例如）包含具有介於14與145之間的折射率之 聚矽氧（例如，光學透明之基於聚矽氧之黏著劑）、具有介 於1.4與1.45之間的折射率之奈米多孔玻璃狀材料（例如， 不米夕孔矽石、旋塗式玻璃等）、具有對玻璃及塑膠之良 好黏著力及介於約^與丨·#之間的折射率之氣聚合物（例 如，諸如DuPontNC-211之非晶透明氟聚合物），及其他（例 如，具有小於約1.2之折射率的氣凝膠及具有約147之折射 率的基於丙烯酸酯之材料）。基於丙烯酸酯之材料由於其 125193.doc -36 - 200827898 低成本及易於結合而為較佳的，但具有大體上小於光傳播 區域106之折射率的折射率(例如，具有約(M或超過(M之 折射率差)之材料係關於光學特性而較㈣，如以下關於 圖10C所述。亦可使用其他材料。 以低入射角(例如，歸因於藉由光傳播區域106之光轉向 薄膜轉向或來自環境）傳播而穿過光隔離層104之材料的光 較佳損失小於其強度或通量之約4%，更佳損失小於其強 度或通量之約2%，再佳損失小於其強度或通量之約1%， 再佳損失小於其強度或通量之約〇·6%，再佳損失小於其強 度或通量之約0.2%，或再佳損失小於其強度或通量之約 〇· I0/。。此損失可歸因於（例如）由折射率不匹配產生之費涅 反射。將瞭解，光隔離層1〇4與光傳播區域106之間的折射 率之差愈大’低入射角光之反射量愈大。舉例而言，I馬合 至基於丙烯酸酯之光隔離層1〇4(具有約1.47之折射率）的聚 碳酸酯光傳播區域106(具有約1_59之折射率）具有約〇·2%之 偏振平均反射率，耦合至聚矽氧光隔離層1〇4(具有約141 之折射率）的聚碳酸酯光傳播區域106具有約0.4%之偏振平 均反射率’耗合至氟聚合物光隔離層1〇4(具有約ι·37之折 射率）的聚碳酸酯光傳播區域106具有約0.6%之偏振平均反 射率，且耦合至塑膠光隔離層1〇4(具有約1.3之折射率）的 聚碳酸酯光傳播區域106具有約1%之偏振平均反射率，而 耦合至氣凝膠光隔離層104(具有約1.2之折射率）的聚碳酸 酯光傳播區域106具有約2%之偏振平均反射率。為了在使 用氣凝膠光隔離層104時增加進入顯示元件中之通量之 125193.doc •37- 200827898 量’可改質包含光隔離層104之材料。舉例而言，聚甲基 丙烯酸甲酯（PMMA)具有約1.47之折射率，耦合至氣凝膠 光隔離層104之PMMA具有約1%之偏振平均反射率。此 外耗&至氣聚合物光隔離層之PMMA光傳播區域1〇6 具有約0.1%之偏振平均反射率。相對而言，在包含介於光 傳播區域84與光損失層83之間的氣隙85(例如，如圖叩中 所。兒明）之發光裝置中’以低入射角（例如，歸因於藉由光 傳播區域84之光轉向薄膜轉向或來自環境）傳播而穿過氣 隙85之光每當其穿越聚碳酸酯光導84(具有約丨·59之折射 率）與氣隙85(具有約i.o之折射率）之間的界面時便損失其 強度或通量之至少約5.2%。 圖10Β說明傳播而穿過光傳播區域1〇6之傳播角仏（例 如，入射角）。入射角^係與界面1〇5(在光傳播區域1〇6與 光隔離層104之間）之法線之間的角度。以掠入射角入射之 光與該界面之法線通常大於約4〇。。 在些實加例中，光隔離層104之材料係至少部分地藉 由以費涅方程式建模而加以選擇，費涅方程式描述在不同 角度及光偏振下具有不同折射率之材料之間的反射率。圖 1 〇 c描繪根據圖i 〇 Α之發光裝置之某些實施例的各種物質 之S及P偏振之平均反射率，此係關於具有較小的光導折射 率差的界面（亦即，在光導1〇6在包含轉向特徵之界面處鄰 近空氣的實施例中之界面105)而計算。實線1〇7描繪包含 具有約1·59之折射率之聚碳酸酯的光傳播區域1〇6及包含 具有約1.37之折射率之氟聚合物的光隔離層1〇4之平均反 125193.doc -38- 200827898 射率。折射率之差為約斗對於大於約价 入射角，反射率為100%，且對於低於約5〇〇之入射角，之 射率幾乎為零。點線108描緣包含具有約159之折射率反 聚碳酸醋的光傳播區域106及包含具有約i4i之折射率之 聚矽氧的光隔離層104之平均反射率。折射率之差為T 0.18(1.59-1.41)。對於大於约62。之入射角反射率: ’且對於低於約55。之人射角，反射率幾乎為零^ 線109描緣包含具有約1-59之折射率之聚碳酸醋的光傳^ 區域106及包含具有約丨.47之折射率之基於丙烯酸酿之材 料的光隔離層104之平均反射率。折射率之差為約 〇·12(1·59-1·47)。對於大於約67。之入射角，反射率為 1〇〇%，且對於低於約60。之入射角，反射率幾乎為零。將 暸解，常見氟聚合物可能歸因於其對玻璃及塑膠之低黏著 力而不易於結合至某一顯示設備中。然而，已開發出確實 具有對玻璃及塑膠之良好黏著力的某些氟聚合物（例如，' DuPont NCJli)。如圖10C中所說明，隨著光傳播區域ι〇6 與光隔離層104之折射率之間的差增加，可全内反射之入 射角之範圍（亦即，曲線107、108、1〇9在1〇0%平均反射率 處之直線部分的長度）增加。應理解的是，光導之另一界 面（此處假定具有較大折射率差）顯示出隨入射角而變的類 似反射率性質，其中全内反射開始於大體上小於圖1〇c中 所示之TIR角（例如，約60。或更大）的入射角（例如，對於聚 石反自文S曰-空氣而吕，3 9。）處。本發明之某些實施例增大了 (例如，最大化）在光導106之上界面及下界面處發 生TIR的 125193.doc -39· 200827898 角度的la圍’ @時最小化了在接近於上界面及下界面之法 線的角度下的反射之和。 / 儘管曲線107、108、1〇9中之每一者將平均反射率描繪 為在为40處漸進地接近約〇%，但將瞭解，如以上所述， 反射率可文費涅反射影響。因此，實線107在約〇。之入射 角（亦即，對於界面1〇5之法線入射）處的平均反射率為約 0篇，點線1G8在約Q。之人㈣處的平均反射率為約 4/〇且虛線109在約0。之入射角處的平均反射率為約 相對而a ，在約0。之入射角處，描繪包含具有約 1·59之折射率之聚碳酸酯的光傳播區域及具有約之折 射率的氣隙85之平均反射率的曲線在約〇。之入射角處的平 均反射率為約5 2%。因&，除以上所論述與增加之厚度及 製k成本相關聯的問題之外，與包含光隔離層（例如，包 含具有高於空氣之折射率及更緊密地匹配光傳播區域之折 射率的材料）之發光裝置相比，該發光裝置中在該等角度 處之強度或通量之損失係大而不利的。 圖11為包含一藉由一光隔離層（包含一經設計之體漫射 )而與光損失層解麵合的光傳播區域116之發光裝 置110之另一實例實施例之一部分的橫截面。光傳播區域 16可包3 (例如）光導（例如，如圖9八中所說明）、光導及基 例如如圖叩中所說明）、上面層壓有轉向薄膜之光 ^黏著層及其類似物。體漫射器118經設計以使得光導 116中的掠入射光(例如，圖之光線"被全内反射且大 體上不與漫射器118相互作用，而光導116中的以較低入射 125193.doc 200827898 角入射之光（例如，圖11中之光線2)與漫射器118相互作用 且隨後被散射。因此，經設計之體漫射器11 8可提供多個 光學功能：充當光導116之光隔離層，減少較低入射光在 光導116之下界面115處之反射，及漫射由光導116之光轉 向微觀結構轉向或源自環境的光至顯示器11 〇上方。經設 計之體漫射器11 8包含基底材料（或”基質”）114及安置於其 中之填充劑（或11微觀結構”）112。 在某些實施例中，填充劑包含粒子或微粒或空隙。此等 微粒或空隙可具有散射光之大小及/或幾何形狀。在一些 實施例中，此等微粒為吸收性的。在各種實施例中，例 如，微粒可吸收所有可見光譜且漫射光。（在其他實施例 中’微粒可吸收可見光譜之一部分且濾除色彩。在某些實 施例中，微粒係狹長的且可類似地定向以便使光偏振）。 在一些實施例中，填充劑或微觀結構丨12佔據經設計之 體漫射器118之約1〇體積。/〇、約5體積％或更小。在某些實 施例中，基底或基質材料114具有低於光傳播區域116之折 射率的折射率。因此，光傳播區域11 6與經設計之體漫射 器$之間的下界面115使得以掠入角（例如，大於相對於 在光傳播區域116與漫射器118之基質材料114之間的界面 115之臨界角的角度）入射於其上之光全内反射，而界面 11 5對於以較南角度（例如，接近於界面之法線之角度） 钍射於/、上之光基本上係透明的。在某些實施例中，微觀 結構112具有高於及7或低於基底材料114之折射率的折射 率 〇 125193.doc -41 - 200827898 在至少一微觀結構112a不與界面115間隔開的一些實施 例中，特徵112a具有低於光傳播區域116之折射率的折射 率。因此，光傳播區域116與該至少一微觀結構112a之間 的下界面11 5使得以掠入角（例如，大於臨界角之角度）入射 於其上之光全内反射，而界面115對於以較高角度（例如， 接近於界面115之法線之角度）入射於其上之光基本上係透 明的。在某些實施例中，至少一微觀結構U2a不與界面 115間隔開，且該微觀結構112&不具有低於光傳播區域U6 之折射率的折射率。因此，以掠入角（例如，大於臨界角 之角度）在下界面處入射於微觀結構112a上的光可能受影 響。然而，在特徵112之密度較低以致界面115處之微觀結 構112a之面積相對於界面115之總面積較低的實施例中， 該等損失可變得無關緊要（例如，可忽略）。 在至少一微觀結構112b與界面115間隔開的一些實施例 中’體漫射器118包含在特徵112b與界面115之間的有效界 面層117(例如，包含基質114之材料）。隨著有效界面層117 變得較厚，存在與微觀結構112b相互作用之減小之機會。 因此’當層11 7之厚度充分厚以使得對於特別掠入角，消 逝場衰減至可忽略的等級時，以掠入角（例如，大於臨界 角之角度）入射於界面115上之光大體上不與微觀結構U2b 相互作用。在一些實施例中，層117之厚度小於約〇·5 。 在一些實施例中，層U7之厚度小於約丨μιη。其他厚度亦 係可能的且所選擇之厚度可在一些實施例中視光傳播區域 116之折射率及基質114之折射率而定。 125193.doc -42- 200827898 在一些實施例中，發光裝置110包含一包括塗佈有光漫 射塗層之增補塑膠薄膜的光傳播區域116且/或製造於干涉 調變器基板玻璃上。舉例而言，在光傳播區域i i 6包含光 導（例如，圖9A中所說明之光傳播區域97)且光隔離層與光 損失層結合於經設計之體漫射器（例如，圖9A中所說明之 結構98或圖11中所說明之結構118)中的實施例中，漫射器 • 可包含光漫射性壓敏黏著劑（PSA)。對於另一實例而言， 看 在光傳播區域116包含光導及基板（例如，圖9B中所說明之 、 光傳播區域97)且光隔離層與光損失層結合於經設計之體 漫射器（例如，圖9B中所說明之詰構98或圖u中所說明之 結構118)中的實施例中，漫射器可包含在基板之與顯示元 件相Π之側上的填充粒子之玻璃狀材料（"玻璃内漫射器"）。 玻璃狀材料包括藉由熱處理有機矽旋塗式玻璃而獲得之玻 璃、藉由熱處理溶膠-凝膠型材料而獲得之玻璃、分散於 黏口；=11 丨中之粉末玻璃及其他。將瞭解，在光傳播區域 ( 包含光導（例如，圖9A中所說明之光傳播區域97)且光隔離 層與光損失層結合於經設計之體漫射器（例如，圖9A中所 說明之結構98或圖11中所說明之結構118)中的實施例中， • 、漫射器'亦可包含在基板之與顯示元件相反之侧上的玻璃内 漫射器。在一些實施例中，發光裝置110包含-包括干涉 調變器基板玻璃及/或塗佈有黏著劑（諸如低折射率”幻之 光漫射調配物的增補塑膠薄膜之光傳播區域⑽。該等實 施例可具有類似於以上參看圖10C所述之基底材料114對光 傳播區域116的反射率曲線圖。 125193.doc -43- 200827898 Μ觀、、、σ構112可為任何大小或形狀，且可針對某些所要 光損失性質而進行選擇。作為—實例，對於光損失層包含 光沒射Is的實施例而言，微觀結構丨12可包含光散射特 徵。作為另一實例，對於光損失層包含彩色濾光器的實施 例而言，微觀結構112可經組態以吸收某些波長之光。作 為又μ例，對於光損失層包含漫射器或偏振器的實施例 而言，微觀結構112可經組態以吸收所有可見波長及一特 定偏振之光。在某些該等實施例中，對於光損失層包含偏 振器的實施例而言，微觀結構丨12係狹長的（例如，具有大 於寬度之長度）且可沿較佳全局方向定向。 圖11亦說明一包含一光傳播區域116及一層118之發光裝 置110。光傳播區域116可包含光導（例如，如圖9A中所說 明）、光導及基板（例如，如圖9B中所說明）、上面層壓有轉 向薄膜之光導、黏著層及其類似物。轉向特徵經組態以將 光自光傳播區域116向外朝向界面115重導向。層H8包括 基質材料114及安置於基質114中的微觀結構112，微觀結 構112具有小於包含光傳播區域116之層之最小折射率的折 射率。因此，層118經組態以增加在光傳播區域116中全内 反射之光的ϊ。層118可包含漫射器，（例如）其中微觀結構 經組態以散射光。層118可包含彩色濾光器，（例如）其中微 觀結構經組態以吸收選定波長之光。層U8可包含偏振 器，（例如）其中微觀結構為狹長的且/或經組態以吸收所有 可見波長之光。微觀結構可具有小於光傳播區域之折射率 的折射率。基質可具有小於光傳播區域之折射率的折射 125193.doc -44 - 200827898 率 ο 在某些替代實施例中，發光裝置110之光隔離層118包含 以受控或不受控制之方式改變光之方向的體積全像器件 (volume hologram)。該全像器件可包含（例如）全像漫射 器。此體積全像器件可包含具有小於光傳播區域116之折 射率之折射率的基質材料。因此，傾斜入射或以掠入射角 (大於臨界角）入射於光傳播區域116與全像器件之間的界面 上之光可藉由全内反射而反射。如以上所述，以掠入射傳 播而穿過光傳播區域116之光線經由反射而被含於光傳播 區域116内，光傳播區域丨丨6具有比經設計之體漫射器i】8 高的折射率，而源於環境中的或藉由發光薄膜轉向之以低 入射角入射之光（例如）可忽略或可得到最低限度地反射。 圖12說明包含一在光傳播區域126與包含一表面結構化 光學元件之光損失層122之間的一光隔離層124之發光裝置 120的又一實例實施例之一部分。光傳播區域126可包含 (例如）光導（例如，如圖9A中所說明）、光導及基板（例如， 如圖9B中所說明）、上面層壓有轉向薄膜之光導、黏著層 及其類似物。光隔離層124包含具有低於包含光傳播區域 126之元件之最小折射率的折射率之材料，藉此（例如）經由 全内反射將光傳播區域126與光損失層122解耦合。因此， 光傳播區域126與光損失層122之間的下界面125使得以掠 入角（例如，大於臨界角之角度）入射於其上之光全内反 射，而界面125對於以較低角度（例如，接近於界面125之 法線之角幻入射於其上之光基本上係、透明#則吏得光可 125193.doc -45- 200827898 與光學元件122相互作用。圖l〇C之反射率曲線圖同樣亦可 應用於圖12中所說明之發光裝置的某些實施例。 光損失層122包含漫射器122，漫射器122包括經設計的 表面結構123，該表面結構123具有經組態以漫射光的大體 上空間週期性、隨機或空間非週期性的特徵。該表面結構 可包含（例如）全像漫射器。漫射器122之表面結構123可經 調整以使得當漫射器122鄰近具有低折射率之光隔離層124 時，漫射器122之漫射性質類似於漫射器122鄰近空氣時之 /哭射性質。在某些實施例中，光隔離層124平坦化在光損 失層122之經設計的表面結構123與發光裝置12〇之其餘者 之間的界面125。該平坦界面125可允許光損失層122較佳 及/或較易地附著（例如，層壓）至光傳播區域丨26。舉例而 曰’光彳貝失層12 2至光傳播區域12 6之附著否則可能包括氣 隙。光損失層122亦可包含隨機化的全像微觀結構化薄膜 (例如，可購自 Physical Optics Corporation of Torrance，

California之定向漫射器等）、全像光柵及其類似物。光隔 離層124可藉由（例如）在卷軸式製程中濕式塗佈結構化之光 損失層122之表面以便有效地平坦化表面起伏123，而輕合 至光損失層122。 圖13 A說明包含一藉由一包含低折射率材料之光隔離層 134而與光損失層132解耦合的光傳播區域136之發光裝置 130之又一實例實施例。光傳播區域136可包含（例如）光導 (例如，如圖9A中所說明）、光導及基板（例如，如圖9B中 所說明）、上面層壓有轉向薄膜之光導、黏著層及其類似 125193.doc -46- 200827898 物。光隔離層134包含在多層 層，該堆疊經組態以具有對於 '134t之複數個材料 d ^ 136^ # ^ ^ ^ ^ ^ 、厅、入射傳播而穿過光傳播 (例如，藉由發光薄臈轉向或：之先 率。A宜此杳# μ占 ^兄Τ之先）的低反射 在某二實細例中，該複數個材料層 性質來獲得所要反射特性的干# 以相干涉 V增舉例而言，該等 匕括各種材料（例如，介電材料 曰 _ _人波長（例如，λ/4)薄 於光傳播區域13 6之折射率的折射率 、。-些實施例中，光隔離層134包括具有變化的折射 率之薄膜。在該實施例中，提供在高於光傳播區域136之 折射率與低於光傳播區域136之折射率的折射率之間交替 的薄膜。舉例而言’光隔離層134可包括兩個薄膜，一者 具有高於光傳播區域136之折射率的折射率且—者具有低 類似於本文中所述之其他光隔離層，多層干涉堆疊^斗 可用以將光傳播區域136(例如，光導薄膜或光導薄膜堆 疊、光導薄膜或光導薄膜堆疊加基板等）與任何類別之光 損失層132(例如，漫射器、偏振器、彩色濾光器、吸收器 及其類似物）解耦合。因此，光傳播區域丨3 6與光損失層 132之間的下界面137使得以掠入角（例如，大於臨界角之 角度）入射於其上之光全内反射，而界面13 7對於以較高角 度（例如，接近於界面137之法線之角度）入射於其上之光基 本上係透明的。光隔離層134可實體提供（例如，塗佈或沈 積）於光傳播區域136上，可提供於變為光傳播區域136之 部分的基底薄膜（或層或多層堆疊）上，或可塗佈或沈積於 125193.doc -47· 200827898 光損失層132上。其他製造方法亦係可能的。 圖13B說明包含一具有約2.32之折射率的二氧化鈦（Ti〇2) 層131、一具有約1.38之折射率的氟化鎂（MgF2)層ι33及一 具有約2.32之折射率的第二二氧化鈦層ι35之多層干涉堆 疊134之一實例實施例。其他材料亦係可能的。層131、 133、135中之至少一者包含具有低於光傳播區域136之折 射率的折射率之材料，例如，在光傳播區域丨36包含具有 約1 · 5 2之折射率之玻璃的實施例中，為i化鎮。 圖13C圖解說明一實例多層干涉堆疊134在不同入射角下 之適光反射率。實線138描繪包含具有約159之折射率之 1石厌I曰的光傳播區域13 6及包含6 · 7 nm之二氧化鈦、 22 1 ·8 nm之氟化鎂及117.5 nm之二氧化鈦131的多層干涉堆 疊134之適光反射率。對於大於約7〇。之入射角，反射率為 約100%，且對於低於約4〇。之入射角，反射率幾乎為零（例 如.，如以上所述，歸因於費涅反射）。將瞭解，各種結構 (材料、厚度、層數、層之定向、均一性及其類似者）可能 影響反射率曲線，且可因此經最佳化以改良光學解耦合。 多種不同實施例亦係可能的。可添加、移除或重排薄 膜、層、組件及/或元件。另外，可添加、移除或重排序 處理步驟。又，儘管本文中已使用術語"薄膜，，及"層"，作 如本文中所使用之該等術語可包括薄膜堆疊及多層。該等 薄膜堆疊及多層可使用黏著劑而黏附至其他結構或可使用 沈積或以其他方式形成於其他結構上。 此外，儘官已在某些較佳實施例及實例的情況下揭示了 125193.doc -48 - 200827898 本發明，但熟習此項技術者將理解，本發明可超越特定揭 示之實施例而擴展至其他替代實施例及/或擴展至對本發 明及其明顯修改及均等物之使用。另夕卜，儘管已詳細展示 且描述了本發明之若干變體，但基於本揭示案，在本發明 之㈣内的其他修改對於熟f此項技術者而言將為顯而易 見的。亦_可對實施狀特定特徵及‘㈣進行各種組合 或次組合且其仍屬於本發明之範疇。應理解，所揭示之實 施例之各種特徵及態樣可彼此結合或代替以便形成所揭示 之本發明之變化模式。因此，希望本文中所揭示之本發明 之範轉不應受以上所揭示之特定實施例限制，而應僅藉由 對隨後之申請專利範圍進行清楚判讀來判定。 【圖式簡單說明】 *圖1為描繪一干涉調變器1 貝示器之-實施例之-部分的 等角視圖’其中第一干涉調變器之可移動反射層處於鬆弛 位置，且第二干涉調變器之可移動反射層處於致動位置。 —圖2為說明—併有3x3干涉調變器顯示器之電子設備之- 實施例的系統方塊圖。 圖3為對於以之干涉調變器之一例示性實施例的可移動 鏡面位置對施加電壓之圖。 圖4為對可用以驅動干涉調變器顯示器之一組列及行電 壓的說明。 圖5Α說明圖2之3χ3干涉調變器顯示器中的顯示資料之 一例示性圖框。 圖5Β說明可用以書寫圖5Α之圖框之列及行信號的一例 125193.doc •49· 200827898 示性時序圖。 圖6A及圖6B為說明一包含複數個干涉調變器之視覺顯 示設備之一實施例的系統方塊圖。 圖7A為圖1之設備之橫截面。 圖7B為一干涉調變器之一替代實施例之橫截面。 圖7C為一干涉調變器之另一替代實施例之橫截面。 圖7D為一干涉調變器之又一替代實施例之橫截面。 圖7E為一干涉調變器之一額外替代實施例之橫截面。 圖8A為包含一鄰近漫射器之光導之顯示設備之一部分的 橫截面。 圖8B為包含一以氣隙而與漫射器間隔開之光導之顯示設 備之一部分的橫截面。 圖9A為包含一藉由光隔離層而與漫射器解輕合之光導光 傳播區域的顯示設備之一實例實施例之一部分的橫截面。 圖9B為包含一藉由光隔離層而與漫射器解耦合的、由光 導及基板形成之光傳播區域的顯示設備之另一實例實施例 之一部分的橫截面。 圖10A為包含一藉由光隔離層而與光損失層（例如，漫射 器）解耦合之光傳播區域的圖9A之實施例之橫截面。 圖10B說明以入射角θί傳播而穿過光導之光傳播區域的 實例光線。 圖10C說明在不同入射角下對於不同實例光隔離層的平 均反射率。 圖11為一顯示設備之另一實例實施例之一部分的橫截 125193.doc -50- 200827898 面’其中光損失層與光隔離層一起結合在一體漫射器 (volume diffuser)中，光隔離係由該體漫射器之基質材料 k供’且光損失係由基質材料中之散射特徵提供。 圖12為一顯示設備之又一實例實施例之一部分的橫截 面，其中光損失層包含具有表面變異之表面漫射器且光隔 離層包含平坦化該表面變異之層。 圖13A為包含-具有藉由光隔離層而與光損失層解輕合 之光傳播區域之光導的顯示設備之再一實例實施例之—部 分的橫截面，其中光隔離層包含多層堆疊。 圖13B為圖13A之多層堆疊之擴展橫截面。 圖13C說明在不同人射角下對於-光傳播區域之-實例 實施例的適光反射率。 【主要元件符號說明】 1 光線 2 光線 12a 干涉調變器/像素 12b 干涉調變器/像素 14 可移動反射層/金屬材料條帶 14a 可移動反射層 14b 可移動反射層 16 光學堆疊 16a 光學堆疊 16b 光學堆疊 18 支挺/支撐件 125193.doc -51- 200827898 19 間隙 20 基板 21 處理器 22 陣列驅動器 24 列驅動器電路 26 行驅動器電路 27 網路介面 28 圖框緩衝器 29 驅動器控制器 30 顯示陣列或面板/顯示器 32 繫栓件 34 可變形層 40 顯示設備 41 外殼 42 支撐柱插塞 43 天線 44 匯流排結構 45 揚聲器 46 麥克風 47 收發器 48 輸入設備 50 電源 52 調節硬體 80 顯示設備 125193.doc 52- 200827898

81 顯示元件 82 基板 83 光損失層或結構 84 光導 85 氣隙 86 顯示設備 90 顯示設備 91 顯示元件 92 基板 93 光損失層/光損失結構 94 光導 95 光隔離層 96 顯示設備 97 光傳播區域 98 結合結構 100 發光裝置 102 光損失層 104 光隔離層 105 界面 106 光傳播區域 107 實線 108 點線 109 虛線 110 發光裝置 125193.doc -53- 200827898 112 填充劑或微觀結構 112a 微觀結構 112b 微觀結構 114 基底材料或基質 115 界面 116 光傳播區域/光導 117 有效界面層 118 經設計之體漫射器/層 120 發光裝置 122 光損失層/漫射器 123 漫射器122之表面結構 124 光隔離層 125 界面 126 光傳播區域 130 發光裝置 131 二氧化鈦層 132 光損失層 133 氟化鎂層 134 光隔離層/多層干涉堆疊 135 第二二氧化鈦層 136 光傳播區域 137 界面 138 實線 〇i 入射角 54- 125193.doc

Claims (1)

1. 200827898 十、申請專利範圍： 1 · 一種顯示設備，其包含： 一光傳播區域，其包含一光導，在該光導中經由全内 反射而導引光，該光傳播區域進一步包含經組態以將該 光重導向出該光傳播區域的轉向特徵； 至少一光損失結構，若緊鄰該光傳播區域安置該至少 一光損失結構，則該至少一光損失結構將中斷在該光傳 播區域内導引之該光中之至少一些者的該全内反射； 一光隔離層，其包含一在該光傳播區域與該光損失結 構之間的非氣態材料，該光隔離層經組態以增加在該光 傳播區域中全内反射之光的量；及 複數個顯示元件，其經定位以接收重導向出該光傳播 區域之該光，其中該光損失結構被置於該複數個顯示元 件與該光傳播區域之間。 2·如請求項1之顯示設備，其中該光傳播區域包含一薄膜 或一板層。 3·如請求項2之顯示設備，其中該光傳播區域進一步包含 一上面形成有該薄膜或該薄片之基板。 4.如睛求項丨之顯示設備，其中該光傳播區域包含一薄膜 堆疊。 、 5·如睛求項4之顯示設備，其中該光傳播區域進一步包含 一上面形成有該薄膜堆疊之基板。 6·:請求項1之顯示設備’其進一步包含一轉向薄膜或一 其中形成有該等轉向特徵之繞射光學元件。 125193.doc 200827898 如明求項1之顯示設備，其中該光損失結構包含一漫射 器0 8 ·如明求項7之顯示設備，其中該漫射器包括體漫射特 徵。 9·如睛求項7之顯示設備，其中該漫射器包括表面漫射特 1〇·如請求項1之顯示設備，其中該光損失結構包含一吸收 器0 11 ·如凊求項1之顯示設備，其中該光損失結構包含一偏振 器或一彩色濾光器。 12·如凊求項丨之顯示設備，其中該光隔離層之一厚度係介 於約1〇〇 nm與1〇〇 μπι之間。 13.如睛求項12之顯示設備，其中該光隔離層之一厚度係介 於約100 nm與ίο μχη之間。 14·如明求項π之顯示設備，其中該光隔離層之一厚度係介 於約100 nm與3 μπι之間。 1 5 ·如明求項1之顯不設備，其中該光隔離層之一折射率低 於該光傳播區域之一折射率。 16·如明求項15之顯不设備’其中該光隔離層之該折射率盥 該光傳播區域之該折射率充分接近以使得以法線入射： 費淫反射小於約4%。 17. 其中該光隔離層之該折射率與 充分接近以使得以法線入射之 如請求項15之顯示設備， 該光傳播區域之該折射率 費淫反射小於約2 %。 125193.doc 200827898 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 如凊求項15之顯示設備，其中該光隔離層之該折射率與 該光傳播區域之該折射率充分接近以使得以法線入射之 費涅反射小於約10/。。 如請求項1之顯示設備，其中該光隔離層包含一體積全 像光學元件。 如明求項19之顯不設備，其中該體積全像光學元件之一 部分的折射率低於該光傳播區域之一部分的折射率。 如明求項19之顯示設備，其中該光傳播區域包含第一界 面及第一界面，該等轉向特徵經組態以經由該第二界面 進行重導向，該光隔離層包含安置於一基質材料中之至 少一微觀結構，該等微觀結構中之至少一者與該第二界 面間隔開以致一基質材料層安置於該第二界面與該至少 一微觀結構之間。 如凊求項19之顯示㈣，其中該等微觀結構中之至少一 者=有—小於該光傳播區域之一折射率的折射率。 如明求項19之顯示設備，其中該基皙且古 丞貝具有一小於該光傳 夺f (he域之_折射率的折射率。 中忒4被觀結構經組態以散 中忒4极觀結構經組態以吸 其中該等微觀結構係狹長的。 其中該等微觀結構經組態以吸 如睛求項19之顯示設備 射光。 如請求項19之顯示設備 收一選定波長之光。 如請求項19之顯示設備 如請求項19之顯示設備 收所有可見波長之光。 125193.doc 200827898 2 8 ·如請求項1之顯示設備，其中該光隔離層包含至少一散 射特徵。 29.如請求項1之顯示設備，其中該光隔離層包含一多層干 涉堆疊。 30·如請求項29之顯示設備，其中該多層干涉堆疊包含複數 個材料層，每一材料層具有一小於約一可見波長之厚 度。 31.如請求項29之顯示設備，其中該多層干涉堆疊包含複數 個光學薄膜，每一光學薄膜具有一高於或低於該光傳播 區域之一折射率的折射率。 32·如請求項29之顯示設備，其中該多層干涉堆疊包含·· 包含一氧化欽之第一層及第二層；及 在忒第一層與該第二層之間的包含氟化鎂之第三 層。 33. 如請求们之顯示設備，其進一步包含—安置於該光傳 播區域之一端上以在其中注入光的光源。 34. 如請求項丨之顯示設備，其中該複數個顯示元件形成一 反射顯示器。 35. 如睛求項！之顯示設備，其中該複數個顯示元件包含 MEMS 〇 36. 如請求们之顯示設備’其中該複數個顯示元件包含複 數個干涉調變器。 37·如請求項1之顯示設備，其進一步包含： 一處理器，其經組態箄 興忑寻”、貝不兀件通信，該處理 125193.doc 200827898 器經組態以處理影像資料；及 一记憶體設備，其經組態以與該處理器通信。 38. 39. 40. 41. 42. 43. 如請求項37之顯示設備’其進一步包含一經組態以發送 至少一信號至該等顯示元件的驅動器電路。 如請求項38之顯示設備’其進—步包含_經組態以發送 該影像資料之至少一部分至該驅動器電路的控制器。 如請求項37之顯示設備’其進一步包含一經組態以發送 邊景像資料至該處理器的影像源模組。 如請求項40之顯示設備，其中該影像源模組包含一接收 夯、一收發器及一發射器中之至少一者。 如請求項37之顯示設備’其進—步包含_經組態以接收 輸入貝料且將該輸入資料傳達至該處理器的輸入設備。 一種顯示設備，其包含： 導光構件，用於經由全内反射導引光，該導光構件包 含光重導向構件，用於將光重導向出該導光構件且重導 向至該影像顯示構件； 全内反射中斷構件，用於若緊鄰該導光構件安置該全 内反射中斷構件，則該全内反射中斷構件中斷在該導光 構件内導弓丨之該光中之至少-些者的該全内反射； 光隔離構件，用於使該導光構件與該全内反射中斷構 件光予隔離，該光隔離構件包含一非氣態材料，該光隔 離構件安置於該導光構件與該全内反射中斷構件之間， 該光隔離構件經組態以增加在該導光構件中全内反射之 光的量；及 125193.doc 200827898 影像顯示構件，用於顯示一影像，該影像顯示構件於 定位以接收重導向出該導光構件之該光，其中兮入〜c 、τ碭全内反 射中斷構件被置於該影像顯示構件與該導光構件之間。 44·如請求項43之顯示設備，其中該導光構件包含—光傳播 區域。 45 ·如請求項43之顯示設備，其中該光重導向構件包含轉向 特徵。 46.如請求項43之顯示設備，其中該全内反射中斷構件包含 一光損失結構。 47·如請求項43之顯示設備，其中該光隔離構件包含一光隔 離層。 48·如請求項43之顯示設備，其中該影像顯示構件包含複數 個顯示元件。 49·如請求項48之顯示設備，其中該複數個顯示元件包含反 射顯示元件。 50.如請求項48之顯示設備，其中該複數個顯示元件包含 MEMS結構。 51·如請求項48之顯示設備，其中該複數個顯示元件包含干 涉調變器。 52. —種製造一顯示設備之方法，該方法包含·· 提供複數個顯示元件； 接近該複數個顯示元件安置一光傳播區域，該光傳播 區域包3 -光導’在該光導中經由全内反射而導引光， 該光傳播區域包含經組態以將該光重導向出該光傳播區 125193.doc 200827898 域的轉向特徵； 在該複數個顯示元件與該光傳播區域之間安置一光損 失結構’其♦若緊鄰該光傳播區域安置該光損失結構， 則该光損失結構將中斷在該光傳播區域内導引之該光中 之至少一些者的該全内反射；及 在該光傳播區域與該光損失結構之間安置一光隔離 層’該光隔離層增加在該光傳播區域中全内反射之光的 量。 53. 54. 55. 56. 57. 如請求項52之方法，其進一步包含： 提供一具有一第一側及一第二側之基板； 在该基板之該第一側之上形成該複數個顯示元件；及 在该基板之該第二側之上安置該光傳播區域。 如清求項53之方法，其中該光損失結構安置於該基板之 該第二側上。 如明求項53之方法，其中該光損失結構安置於該基板之 該第一側上。 一種藉由如請求項52之方法而製造的顯示設備。 一種發光裝置，其包含： 一光傳播區域，其包含一光導，在該光導中經由全内 反射而導引光，該光傳播區域進一步包含經組態以將該 光重導向出該光傳播區域的轉向特徵；及 ^其麵合至該光傳播區域，該層包括一基質及一 微觀結構’該層之至少一部分具有一小於該光傳播區域 之-折射率的折射率’該層經組態以增加在該光傳播區 125193.doc 200827898 域中全内反射之光的量。 58. 如明求項57之發光裝置，其中該微觀結構具有 光傳播區域之一折射率的折射率。 59. 如凊求項57之發光裝置，其中該基質具有 播區域之-折射率的折射率。 ^傳 月求員57之發光裝置’丨中該微觀結構經組態以散射 光。 61.如請求項57之發光裝置’其中該微觀結構經組態以吸收 一選定波長範圍之光。 62·如請求項57之發光裝置，其中該等微觀結構係狹長的。 63 ·如明求項57之發光裝置，該微觀結構進一步包含複數個 Μ # "亥專《粒中之一第一者的大小不同於該等微粒中 之一第二者的大小。 64· —種發光裝置，其包含： 一光傳播區域，其包含一光導，在該光導中經由全内 反射而‘引光，該光傳播區域進一步包含經組態以將該 光重導向出該光傳播區域的轉向特徵； 至少一光損失結構，其係選自由一漫射器、一偏振器 及一彩色濾光器組成之群；及 一光隔離層，其包含一在該光傳播區域與該光損失結 構之間的非氣態材料，該光隔離層經組態以增加在該光 傳播區域中全内反射之光的量。 65. —種顯示設備，其包含： 如請求項64之發光裝置；及 125193.doc 200827898 衩數個顯示元件，盆中号望 "專轉向特徵經組態以將光導 引朝向該等顯示元件。 66.

   一種製造—發光裝置之方法，該方法包含： 提供一光傳播區域，該光傳播區域包含一光導，在該 光導中經由全内反射而導引光，該光傳播區域包含經組 悲以將该光重導向出該光傳播區域的轉向特徵·， 提供一光損失結構，其係選自由一漫射器、一偏振器 及一彩色濾光器組成之群；及 在該光傳播區域與該光損失結構之間安置一光隔離 層，該光隔離層增加在該光傳播區域中全内反射之光的 量° 125193.doc