TW201407189A - 用於反射式顯示器的環形散射漫射器 - Google Patents

用於反射式顯示器的環形散射漫射器 Download PDF

Info

Publication number
TW201407189A
TW201407189A TW102123669A TW102123669A TW201407189A TW 201407189 A TW201407189 A TW 201407189A TW 102123669 A TW102123669 A TW 102123669A TW 102123669 A TW102123669 A TW 102123669A TW 201407189 A TW201407189 A TW 201407189A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
display device
angle
light
incident
recited
Prior art date
Application number
TW102123669A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI481898B (zh
Inventor
Jian J Ma
John H Hong
Bing Wen
Original Assignee
Qualcomm Mems Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Mems Technologies Inc filed Critical Qualcomm Mems Technologies Inc
Publication of TW201407189A publication Critical patent/TW201407189A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI481898B publication Critical patent/TWI481898B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0252—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties using holographic or diffractive means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/001—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on interference in an adjustable optical cavity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/001—Axicons, waxicons, reflaxicons
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0215—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having a regular structure
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0469—Details of the physics of pixel operation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/06—Passive matrix structure, i.e. with direct application of both column and row voltages to the light emitting or modulating elements, other than LCD or OLED
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0202—Addressing of scan or signal lines
    • G09G2310/0205—Simultaneous scanning of several lines in flat panels
    • G09G2310/0208—Simultaneous scanning of several lines in flat panels using active addressing
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • G09G3/3466—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on interferometric effect
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

本案提供用於增強顯示裝置的輝度及/或對比率的系統、方法和裝置。在一個態樣，這些顯示裝置可包括配置成使光散射到環狀區域中的環形漫射器。環形漫射器可包括複數個軸錐透鏡或全息特徵。反射式顯示器可包括環形漫射器以將經調制光中的絕大部分光散射所沿的方向從光被這些顯示裝置鏡面反射所沿的方向移開，以減少鏡面眩光並增強輝度及/或對比率。

Description

用於反射式顯示器的環形散射漫射器
本案係關於漫射器，且更特定而言係關於可將視角從與光入射的方向相關聯的鏡面反射方向移開的漫射器。本文中揭露的漫射器可與基於機電系統的顯示裝置整合。
機電系統(EMS)包括具有電氣及機械元件、致動器、換能器、感測器、光學元件(諸如鏡子和光膜層)以及電子裝置的設備。機電系統可以各種尺度製造，包括但不限於微米尺度和奈米尺度。例如，微機電系統(MEMS)裝置可包括具有範圍從大約一微米到數百微米或以上的大小的結構。奈米機電系統(NEMS)裝置可包括具有小於一微米的大小(包括，例如小於幾百奈米的大小)的結構。機電元件可使用沉積、蝕刻、光刻及/或蝕刻掉基板及/或所沉積材料層的部分或添加層以形成電氣及機電裝置的其它微機械加工製程來製作。
一種類型的機電系統裝置稱為干涉量測(interferometric)調制器(IMOD)。如本文所使用的，術語干涉量測調制器或干涉量測光調制器是指使用光學干涉原理來 選擇性地吸收及/或反射光的裝置。在一些實施中，干涉量測調制器可包括一對導電板，這對導電板中的一者或兩者可以完全或部分地是透明的及/或反射式的，且能夠在施加合適電信號時進行相對運動。在一實施中，一塊板可包括沉積在基板上的靜止層，而另一塊板可包括與靜止層相隔一氣隙的反射膜。一塊板相對於另一塊板的位置可改變入射在干涉量測調制器上的光的光學干涉。干涉量測調制器裝置具有範圍廣泛的應用，且預期將用於改良現有產品以及創造新產品，尤其是具有顯示能力的彼等產品。
各種顯示裝置中的最亮的視角通常與光從顯示裝置的不同部分(例如，顯示元件、玻璃罩等)鏡面反射所沿的方向重合。各種系統和方法已被開發以減少來自鏡面反射的入射光的眩光來增強顯示裝置的輝度。
本案的系統、方法和設備各自具有若干個創新性態樣，其中並不由任何單個態樣單獨負責本文中所揭示的期望屬性。
本案中所描述的標的的一個創新性態樣可實施在一種具有表面法線的顯示裝置中。入射在顯示裝置上的光的至少一部分是從相對於表面法線的入射方向入射的。鏡面反射方向與入射方向相關聯。顯示裝置包括配置成調制入射在顯示裝置上的光的複數個反射式顯示元件，和置於這複數個反射式顯示元件之上的第一漫射器層。第一漫射器層配置成重新分佈入射光，從而從顯示元件反射的光被重新分佈到關於 鏡面反射方向具有第一角度θ1的第一圓形區域與關於鏡面反射方向具有第二角度θ2的第二圓形區域之間的環狀區域中，第二角度θ2大於第一角度θ1，並且第一角度θ1大於0度。在各種實施中，θ2-θ1的值可大於5度。在各種實施中，θ1可在大約5度與大約15度之間。在各種實施中，θ2可在大約10度與大約30度之間。
在各種實施中，第一漫射器層可包括複數個軸錐透鏡。這複數個軸錐透鏡之每一軸錐型透鏡是錐體形狀的並具有基座、頂點和使頂點接合到基座的傾斜側壁。這複數個軸錐透鏡可以按隨機圖案佈置。在各種實施中，這些傾斜側壁可以是直的或彎曲的。在各種實施中，基座的表面可以是平坦的或彎曲的。椎體的傾斜側壁與基座之間的角度可選成提供第一角度θ1的期望值。在各種實施中，基座和側壁中的至少一者可以一曲率來彎曲。這複數個軸錐透鏡可置於每個反射式顯示像素之上。在各種實施中，這複數個軸錐透鏡的數目可在每顯示像素約10個與10000個軸錐透鏡之間。複數個軸錐透鏡中之每一軸錐透鏡可具有反射式顯示像素面積的大約0.01%到大約10%之間的基座面積。這複數個軸錐透鏡的密度可在大約每平方釐米105個與大約每平方釐米109個之間。在各種實施中，第一漫射器層可包括複數個全息特徵。在各種實施中，第二漫射器可置於這複數個反射式顯示元件之上。
本案中描述的標的的另一創新態樣可在具有表面法線的顯示裝置中實施，其中入射光中的至少一部分是從相對於表面法線的入射方向入射的，且其中鏡面反射方向與入射 方向相關聯。顯示裝置包括配置成調制入射在顯示裝置上的光的複數個反射式顯示元件，和用於重定向光的裝置。重定向裝置置於這複數個反射式顯示元件之上。重定向裝置配置成重新分佈入射光，從而從顯示元件反射的光被重新分佈到關於鏡面反射方向具有第一角度θ1的第一圓形區域與關於鏡面反射方向具有第二角度θ2的第二圓形區域之間的環狀區域中，第二角度大於第一角度，並且第一角度大於0度。在各種實施中，重定向裝置可包括具有複數個軸錐透鏡的漫射器層。
本案中所描述的標的的另一創新性態樣可實施在製造顯示裝置的方法中。方法包括提供配置成調制入射在顯示裝置上的光的複數個反射式顯示元件，以及提供置於顯示裝置的這複數個反射式顯示元件之上的漫射器層。顯示裝置具有表面法線。入射光中的至少一部分光是從相對於表面法線的入射方向入射的，並且鏡面反射方向與入射方向相關聯。漫射器層配置成重新分佈入射光，從而從顯示元件反射的光被重新分佈到關於鏡面反射方向具有第一角度θ1的第一圓形區域與關於鏡面反射方向具有第二角度θ2的第二圓形區域之間的環狀區域中，第二角度大於第一角度，並且第一角度大於0度。
在各種實施中，漫射器層可包括複數個光學特徵，其包括但不限於複數個軸錐透鏡和複數個全息特徵。在各種實施中，這些光學特徵可由包括以下至少一者的製程形成：壓花、壓印和表面光刻。在各種實施中，這複數個反射式顯 示元件可置於基板的第一側上，並且漫射器層可置於基板的第二側上，第二側與第一側相對。在各種實施中，漫射器層可用壓敏黏合劑來佈置。在各種實施中，漫射器層可層疊在基板的第二側上。在各種實施中，這複數個反射式顯示元件和漫射器層可置於基板的同一側上。在各種實施中，漫射器層可置於基板與這複數個反射式顯示元件之間。
本說明書中所描述的標的的一或多個實施的詳情在附圖及以下描述中闡述。其它特徵、態樣和優點將從該描述、附圖和申請專利範圍中變得明瞭。注意，以下附圖的相對尺寸可能並非按比例繪製。
12‧‧‧干涉量測調制器
13‧‧‧箭頭
14‧‧‧可移動反射層
14a‧‧‧反射子層
14b‧‧‧支承層
14c‧‧‧傳導層
15‧‧‧光
16‧‧‧光學堆疊
16a‧‧‧吸收體層
16b‧‧‧電媒體
18‧‧‧柱子
19‧‧‧腔
20‧‧‧基板
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
23‧‧‧黑色掩模
24‧‧‧行驅動器電路
25‧‧‧犧牲層
26‧‧‧列驅動器電路
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧訊框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示陣列
32‧‧‧系帶
34‧‧‧可形變層
35‧‧‧分隔層
40‧‧‧顯示裝置
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧話筒
47‧‧‧收發機
48‧‧‧輸入裝置
50‧‧‧電源
52‧‧‧調節硬體
62‧‧‧高分段電壓
64‧‧‧低分段電壓
70‧‧‧釋放電壓
72‧‧‧高保持電壓
74‧‧‧高定址電壓
76‧‧‧低保持電壓
78‧‧‧低定址電壓
80‧‧‧製造程序
82‧‧‧方塊
84‧‧‧方塊
86‧‧‧方塊
88‧‧‧方塊
90‧‧‧方塊
900‧‧‧反射式顯示裝置
901‧‧‧反射式顯示元件
903‧‧‧層
905‧‧‧層
905a‧‧‧表面
907‧‧‧入射方向
908‧‧‧表面法線
909‧‧‧鏡面反射方向
910a‧‧‧光線
910b‧‧‧光線
911‧‧‧方向
920‧‧‧單射線
925‧‧‧單射線
1005‧‧‧曲線
1010‧‧‧反射率曲線
1105‧‧‧虛線
1110‧‧‧散射分佈
1115a‧‧‧波瓣
1115b‧‧‧波瓣
1120a‧‧‧峰值
1120b‧‧‧峰值
1125‧‧‧暗區
1200‧‧‧漫射器
1201a‧‧‧第一表面
1201b‧‧‧第二表面
1205‧‧‧入射方向
1210‧‧‧環帶
1215‧‧‧第一區域
1220‧‧‧第二區域
1225‧‧‧錐形區域
1300‧‧‧軸錐體
1305‧‧‧基座
1305a‧‧‧表面
1305b‧‧‧表面
1307‧‧‧錐形區域
1310‧‧‧頂點
1315a‧‧‧傾斜側壁
1315b‧‧‧傾斜側壁
1400‧‧‧光束
1405‧‧‧中心暗部
1407‧‧‧亮環帶
1409a‧‧‧內緣
1409b‧‧‧外緣
1410‧‧‧圖像平面
1501‧‧‧軸錐體
1505a‧‧‧光線
1505b‧‧‧光線
1510a‧‧‧環帶
1510b‧‧‧環帶
1515‧‧‧觀察平面
1520a‧‧‧中心暗區
1520b‧‧‧中心暗區
1605‧‧‧方塊
1610‧‧‧方塊
圖1示出圖示了干涉量測調制器(IMOD)顯示裝置的一系列像素中的兩個毗鄰像素的等軸視圖的實例。
圖2示出圖示併入了3×3干涉量測調制器顯示器的電子設備的系統方塊圖的實例。
圖3示出圖示圖1的干涉量測調制器的可移動反射層位置相對於所施加電壓的圖示的實例。
圖4示出圖示在施加各種共用電壓和分段電壓時干涉量測調制器各種狀態的表的實例。
圖5A示出圖示圖2的3×3干涉量測調制器顯示器中的一訊框顯示資料的圖示的實例。
圖5B示出可用於寫圖5A中所圖示的該訊框顯示資料的共用信號和分段信號的時序圖的實例。
圖6A示出圖1的干涉量測調制器顯示器的局部橫截 面的實例。
圖6B-6E示出干涉量測調制器的不同實施的橫截面的實例。
圖7示出圖示干涉量測調制器的製造程序的流程圖的實例。
圖8A-8E示出製作干涉量測調制器的方法中的各個階段的橫截面示意圖示的實例。
圖9圖示反射式顯示裝置的一實施，其中從入射方向入射的光沿著與入射方向相關聯的鏡面反射方向被反射。
圖10圖示反射式顯示裝置的一實施的作為視角的函數的反射和對比率。
圖11圖示習知漫射器的一實施和環形漫射器的一實施的散射分佈。
圖12A圖示具有呈環形的正向散射分佈的漫射器的一實施。
圖12B圖示設有圖12A中圖示的環形漫射器的反射式顯示裝置的一實施。
圖13A-13D是軸錐體的各種實施的橫截面視圖。
圖14A圖示在經準直光束傳播穿過軸錐體時軸錐體對經準直光束的影響。
圖14B-14C圖示具有彎曲表面的軸錐體的實施的光線發散性質。
圖15A-15C圖示對軸錐體的各種實施的模擬結果。
圖16是圖示用於製造包括環形漫射器的顯示裝置的 方法的實施的流程圖。
圖17A和17B示出圖示包括複數個干涉量測調制器的顯示裝置的系統方塊圖的實例。
各個附圖中相似的元件符號和命名指示相似要素。
以下描述針對意欲用於描述本案的創新性態樣的某些實施。然而，普通熟習此項技術者將容易認識到本文的教示可以眾多不同方式來應用。所描述的實施可在能配置成顯示圖像的任何設備或系統中實施，無論圖像是運動的(例如，視訊)還是不動的(例如，靜止圖像)，且無論其是本文的、圖形的還是畫面的。具體而言，設想了所描述的實施可包括在諸如但不限於以下項的各種各樣的電子設備中或與其相關聯：行動電話、具有網際網路能力的多媒體蜂巢式電話、行動電視接收器、無線設備、智慧型電話、藍芽®設備、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、掌上型或可攜式電腦、小筆電、筆記本、智慧型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃瞄器、傳真設備、GPS接收器/導航儀、相機、MP3播放機、攝錄影機、遊戲控制台、手錶、鐘錶、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀設備(例如，電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(例如，里程表顯示器、速度表顯示器等)、駕駛座艙控制項及/或顯示器、相機取景顯示器(例如，車輛中的後視相機的顯示器)、電子照片、電子告示牌或招牌、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、身歷聲音響系統、卡式答錄機或播放機、DVD播放機、CD播放機 、VCR、無線電、可攜式記憶體晶片、洗衣機、烘乾機、洗衣機/烘乾機、停車計時器、封裝(例如，在機電系統(EMS)、微機電系統(MEMS)和非MEMS應用中)、美學結構(例如，關於一件珠寶的圖像的顯示)以及各種各樣的EMS裝置。本文中的教示亦可用在非顯示器應用中，諸如但不限於：電子交換設備、射頻濾波器、感測器、加速計、陀螺儀、運動感測設備、磁力計、用於消費者電子設備的慣性元件、消費者電子產品的部件、可變電抗器、液晶設備、電泳設備、驅動方案、製造製程以及電子測試裝備。因此，這些教示無意被局限於只是在附圖中圖示的實施，而是具有如普通熟習此項技術者將容易明白的廣泛應用性。
如下所論述，在顯示裝置的某些實施中，入射在顯示裝置上的光可由顯示裝置的顯示元件調制並散射去往觀看方向。入射在顯示裝置上的光亦可被可包括在顯示裝置的上部中的蓋窗及/或其他層所鏡面反射。在一些實施中，其中經調制光最亮的觀看方向基本上與鏡面反射方向重合，並且鏡面反射光可使經調制光的輝度降低或降格。另外，鏡面反射方向與具有最大輝度的觀看方向的大體重合可使顯示裝置的對比率降低或降格。
相應地，在本文中描述的各種實施中，漫射器可用來將經調制光的方向從鏡面反射方向移開以減少或消除來自鏡面反射光的眩光。例如，漫射器可具有其中來自傳入方向的光從傳入方向散射開並進入相對於傳入方向的環形的環狀區域中的正向散射分佈。在各種實施中，漫射器可包括軸錐 透鏡或全息特徵的陣列。軸錐透鏡可具有使光折射到環形區域中的錐形表面。漫射器可有利地與其中顯示元件包括機電系統裝置(例如，干涉量測調制器)的反射式顯示裝置聯用。
可使用本案中所描述的標的的具體實施以達成以下潛在優點中的一項或更多項。包括具有環形正向散射分佈的漫射器的顯示裝置的各種實施可用來減小或消除來自顯示裝置的經調制光的傳播方向與從顯示裝置的各部分(例如，顯示器蓋、顯示元件等)鏡面反射的光的傳播方向之間的重合，以減少、緩解及/或消除來自從顯示裝置的不同部分的表面所鏡面反射的入射光的眩光。另外，包括具有環形正向散射分佈的漫射器的顯示裝置的各種實施可經由將經調制光定向成離開光鏡面反射所沿的方向來高效地使用顯示器照明或可用的環境光。相應地，包括具有環形正向散射分佈的漫射器的顯示裝置的各種實施可具有提高的輝度及/或對比率(與不具有此類漫射器的設備相比)。減小或消除來自顯示裝置的經調制光的傳播方向與從顯示裝置的各部分所鏡面反射的光的傳播方向之間的重合亦可改良顯示器色彩的色飽和度。
所描述的實施可應用於其中的合適EMS或MEMS裝置的示例是反射式顯示裝置。反射式顯示裝置可併入干涉量測調制器(IMOD)以使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射入射在其上的光。IMOD可包括吸收體、可相對於吸收體移動的反射體，以及界定在吸收體與反射體之間的光學諧振腔。反射體可被移至兩個或兩個以上不同位置，這可以改 變光學諧振腔的大小並由此影響干涉量測調制器的反射。IMOD的反射譜可建立相當廣的譜帶，這些譜帶可跨可見波長移位以產生不同顏色。譜帶的位置可經由改變光學諧振腔的厚度來調節。改變光學諧振腔的一種方式是經由改變反射體的位置。
圖1示出圖示了干涉量測調制器(IMOD)顯示裝置的一系列像素中的兩個毗鄰像素的等軸視圖的實例。該IMOD顯示裝置包括一或多個干涉量測MEMS顯示元件。在這些設備中，MEMS顯示元件的像素可處於亮狀態或暗狀態。在亮(「鬆弛」、「打開」或「接通」)狀態，顯示元件反射所入射的可見光的很大部分(例如，去往使用者)。相反，在暗(「致動」、「關閉」或「關斷」)狀態，顯示元件幾乎不反射所入射的可見光。在一些實施中，可顛倒接通和關斷狀態的光反射性質。MEMS像素可配置成主導性地在特定波長上發生反射，從而除了黑白以外亦允許彩色顯示。
IMOD顯示裝置可包括IMOD的行/列陣列。每個IMOD可包括一對反射層，亦即，可移動反射層和固定的部分反射層，這些反射層位於彼此相距可變且可控的距離處以形成氣隙(亦稱為光學間隙或腔)。可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在第一位置(亦即，鬆弛位置)，可移動反射層可定位在離該固定的部分反射層有相對較大距離處。在第二位置(亦即，致動位置)，該可移動反射層可定位於更靠近該部分反射層處。取決於可移動反射層的位置，從這兩個層反射的入射光可相長地或相消地干涉，從而產生每個 像素整體上的反射或非反射的狀態。在一些實施中，IMOD在未致動時可處於反射狀態，此時反射可見譜內的光，並且在致動時可處於暗狀態，此時吸收及/或相消地干涉可見範圍內的光。然而，在一些其它實施中，IMOD可在未致動時處於暗狀態，而在致動時處於反射狀態。在一些實施中，所施加電壓的引入可驅動像素改變狀態。在一些其它實施中，所施加電荷可驅動像素改變狀態。
圖1中所圖示的像素陣列部分包括兩個毗鄰的干涉量測調制器12。在左側(如圖所示)的IMOD 12中，可移動反射層14圖示為處於離光學堆疊16有預定距離的鬆弛位置，光學堆疊16包括部分反射層。跨左側的IMOD 12施加的電壓V0不足以引起對可移動反射層14的致動。在右側的IMOD 12中，可移動反射層14圖示為處於靠近或毗鄰光學堆疊16的致動位置。跨右側的IMOD 12施加的電壓V偏置足以將可移動反射層14維持在致動位置。
在圖1中，像素12的反射性質用指示入射在像素12上的光的箭頭13以及從左側的像素12反射的光15來一般化地圖示。儘管未詳細地圖示，但普通熟習此項技術者將理解，入射在像素12上的光13的大部分將透射穿過透明基板20去往光學堆疊16。入射在光學堆疊16上的光的一部分將透射穿過光學堆疊16的部分反射層，且一部分將被反射回去穿過透明基板20。光13透射穿過光學堆疊16的那部分將在可移動反射層14處朝向透明基板20反射回去(且穿過透明基板20)。從光學堆疊16的部分反射層反射的光與從可移動反射層14反射 的光之間的干涉(相長的或相消的)將決定從像素12反射的光15的波長。
光學堆疊16可包括單層或若干層。此(等)層可包括電極層、部分反射且部分透射層以及透明介電層中的一者或多者。在一些實施中，光學堆疊16是導電的、部分透明且部分反射的，並且可以例如經由將上述層中的一者或多者沉積在透明基板20上來製造。電極層可從各種各樣的材料來形成，諸如各種金屬，例如氧化銦錫(ITO)。部分反射層可由各種各樣的部分反射的材料形成，諸如各種金屬(諸如鉻(Cr))、半導體以及電媒體。部分反射層可由一層或多層材料形成，且其中每一層可由單種材料或由諸材料的組合形成。在一些實施中，光學堆疊16可包括單個半透明的金屬或半導體厚層，其既用作光吸收體又用作電導體，而(例如，IMOD的光學堆疊16或其它結構的)不同的、更導電的層或部分可用於在IMOD像素之間匯流信號。光學堆疊16亦可包括覆蓋一或多個傳導層或導電/光吸收層的一或多個絕緣或介電層。
在一些實施中，光學堆疊16的(諸)層可圖案化為平行條帶，並且可如下文進一步描述地形成顯示裝置中的行電極。如普通熟習此項技術者將理解的，術語「圖案化」在本文中用於指掩模以及蝕刻製程。在一些實施中，可將高導電性和高反射性的材料(諸如，鋁(Al))用於可移動反射層14，且這些條帶可形成顯示裝置中的列電極。可移動反射層14可形成為一個或數個沉積金屬層的一系列平行條帶(與光學堆疊16的行電極正交)，以形成沉積在柱子18頂上以及 各個柱子18之間所沉積的居間犧牲材料頂上的列。當犧牲材料被蝕刻掉時，便可在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成界定的間隙19或即光學腔。在一些實施中，各個柱子18之間的間距可大約為1-1000 um，而間隙19可小於10,000埃(Å)。
在一些實施中，IMOD的每個像素(無論處於致動狀態還是鬆弛狀態)實質上是由該固定反射層和移動反射層形成的電容器。在無電壓被施加時，可移動反射層14保持在機械鬆弛狀態，如由圖1中左側的像素12所圖示的，其中在可移動反射層14與光學堆疊16之間存在間隙19。然而，當將電位差(電壓)施加至所選行和列中的至少一者時，在對應像素處的行電極和列電極的交叉處形成的電容器變為帶電，且靜電力將這些電極拉向一起。若所施加電壓超過閾值，則可移動反射層14可形變並且移動到靠近或靠倚光學堆疊16。光學堆疊16內的介電層(未圖示)可防止短路並控制層14與層16之間的分隔距離，如圖1中右側的致動像素12所圖示的。不管所施加電位差的極性如何，行為皆是相同的。儘管陣列中的一系列像素在一些實例中可稱為「行」或「列」，但普通熟習此項技術者將容易理解，將一個方向稱為「行」並將另一方向稱為「列」是任意的。要重申的是，在一些取向中，行可視為列，而列視為行。此外，顯示元件可均勻地排列成正交的行和列(「陣列」)，或排列成非線性配置，例如關於彼此具有某些位置偏移(「馬賽克」)。術語「陣列」和「馬賽克」可以指任一種配置。因此，儘管將顯示器稱為包括 「陣列」或「馬賽克」，但在任何實例中，這些元件本身不一定要彼此正交地排列或佈置成均勻分佈，而是可包括具有非對稱形狀以及不均勻分佈的元件的佈局。
圖2示出圖示併入了3×3干涉量測調制器顯示器的電子設備的系統方塊圖的實例。電子設備包括處理器21，其可配置成執行一或多個軟體模組。除了執行作業系統，處理器21亦可配置成執行一或多個軟體應用，包括web瀏覽器、電話應用、電子郵件程式或任何其它軟體應用。
處理器21可配置成與陣列驅動器22通訊。陣列驅動器22可包括例如向顯示陣列或面板30提供信號的行驅動器電路24和列驅動器電路26。圖1中所圖示的IMOD顯示裝置的橫截面由圖2中的線1-1示出。儘管圖2為清晰起見圖示了3×3的IMOD陣列，但顯示陣列30可包含很大數目的IMOD，並且可在行中具有與列中不同的數目的IMOD，反之亦然。
圖3示出圖示圖1的干涉量測調制器的可移動反射層位置相對於所施加電壓的圖示的實例。對於MEMS干涉量測調制器，行/列(亦即，共用/分段)寫規程可利用這些裝置的如圖3中所圖示的滯後性質。在一個示例實施中，干涉量測調制器可使用約10伏的電位差以使可移動反射層或鏡從鬆弛狀態改變為致動狀態。當電壓從值減小時，可移動反射層隨電壓降回至(在此示例中為)10伏以下而維持其狀態，然而，可移動反射層並不完全鬆弛，直至電壓降至2伏以下。因此，如圖3中所示，在此實例中，存在一電壓範圍(大約為3至7伏)，在此電壓範圍中有裝置要麼穩定於鬆弛狀態要麼穩定於致 動狀態的所施加電壓訊窗。訊窗在本文中稱為「滯後窗」或「穩定態窗」。對於具有圖3的滯後特性的顯示陣列30，行/列寫規程可設計成每次定址一行或多行，以使得在對給定行定址期間，被定址行中要被致動的像素暴露於(在此示例中為)約10伏的電壓差，而要被鬆弛的像素暴露於接近0伏的電壓差。在定址之後，這些像素可暴露於(在此示例中為)約5伏的穩態或偏置電壓差，以使得其保持在先前的閘選狀態中。在本實例中，在被定址之後，每個像素皆經受落在約3-7伏的「穩定態窗」內的電位差。此滯後性質特徵使得(諸如圖1中所圖示的)像素設計能夠在相同的所施加電壓條件下保持穩定在要麼致動要麼鬆弛的事先存在的狀態中。由於每個IMOD像素(無論是處於致動狀態還是鬆弛狀態)實質上是由固定反射層和移動反射層形成的電容器，因此穩定狀態在落在滯後窗內的平穩電壓處可得以保持，而基本上不消耗或損失功率。此外，若所施加電壓電位保持基本上固定，則實質上很少或沒有電流流入IMOD像素中。
在一些實施中，可根據對給定行中像素的狀態所期望的改變(若有)，經由沿該組列電極施加「分段」電壓形式的資料信號來建立圖像的訊框。可輪流定址陣列的每一行，以使得以一次一行的形式寫訊框。為了將期望資料寫到第一行中的像素，可在諸列電極上施加與該第一行中的像素的期望狀態相對應的分段電壓，並且可向第一行電極施加特定的「共用」電壓或信號形式的第一行脈衝。該組分段電壓隨後可被改變為與對第二行中像素的狀態的期望改變(若有) 相對應，且可向第二行電極施加第二共用電壓。在一些實施中，第一行中的像素不受沿諸列電極施加的分段電壓的改變所影響，而是保持於在第一共用電壓行脈衝期間被設定的狀態。可按順序方式對整個行系列(或替代地對整個列系列)重複此程序以產生圖像訊框。經由以每秒某個期望的訊框數來不斷地重複此程序，便可用新圖像資料來刷新及/或更新該等訊框。
跨每個像素施加的分段信號和共用信號的組合(亦即，跨每個像素的電位差)決定每個像素的所得狀態。圖4示出圖示在施加各種共用電壓和分段電壓時干涉量測調制器各種狀態的表的實例。如普通熟習此項技術者將理解的，可將「分段」電壓施加於列電極或行電極，並且可將「共用」電壓施加於列電極或行電極中的另一者。
如圖4(以及圖5B中所示的時序圖)中所圖示的，當沿共用線施加有釋放電壓VC釋放時，沿共用線的所有干涉量測調制器元件將被置於鬆弛狀態，替代地稱為釋放狀態或未致動狀態，不管沿各分段線所施加的電壓如何(亦即，高分段電壓VSH和低分段電壓VSL)。具體而言，當沿共用線施加有釋放電壓VC釋放時，在沿調制器像素的對應分段線施加有高分段電壓VSH和低分段電壓VSL這兩種情況下，跨該調制器像素的電位電壓(替代地稱為像素電壓)皆落在鬆弛窗(參見圖3，亦稱為釋放窗)內。
當在共用線上施加有保持電壓時(諸如高保持電壓VC保持_H或低保持電壓VC保持_L)，干涉量測調制器的狀態將保 持恆定。例如，鬆弛的IMOD將保持在鬆弛位置，而致動的IMOD將保持在致動位置。保持電壓可選擇成使得在沿對應的分段線施加有高分段電壓VSH和低分段電壓VSL這兩種情況下，像素電壓皆將保持落在穩定態窗內。因此，分段電壓擺幅(亦即，高分段電壓VSH與低分段電壓VSL之差)小於正穩定態窗或負穩定態窗任一者的寬度。
當在共用線上施加有定址或即致動電壓(諸如高定址電壓VC定址_H或低定址電壓VC定址_L)時，經由沿各自相應的分段線施加分段電壓，就可選擇性地將資料寫入到沿該線的各調制器。分段電壓可被選擇成使得致動取決於所施加的分段電壓。當沿共用線施加有定址電壓時，施加一個分段電壓將結果得到落在穩定態窗內的像素電壓，從而使該像素保持未致動。相反，施加另一個分段電壓將結果得到超出該穩定態窗的像素電壓，從而導致該像素的致動。引起致動的特定分段電壓可取決於使用了哪個定址電壓而變化。在一些實施中，當沿共用線施加有高定址電壓VC定址_H時，施加高分段電壓VSH可使調制器保持在其當前位置，而施加低分段電壓VSL可引起調制器致動。作為推論，當施加有低定址電壓VC定址_L時，分段電壓的效果可以是相反的，其中高分段電壓VSH引起該調制器的致動，而低分段電壓VSL對該調制器的狀態無影響(亦即，保持穩定)。
在一些實施中，可使用產生相同極性的跨調制器電位差的保持電壓、定址電壓和分段電壓。在一些其他實施中，可使用使調制器的電位差的極性不時地交變的信號。跨調 制器極性的交變(亦即，寫規程極性的交變)可減少或抑制在反覆的單極性寫操作之後可能發生的電荷累積。
圖5A示出圖示圖2的3×3干涉量測調制器顯示器中的一訊框顯示資料的圖示的實例。圖5B示出可用於寫圖5A中所圖示的該訊框顯示資料的共用信號和分段信號的時序圖的實例。可將這些信號施加於類似於圖2的陣列的3×3陣列，這將最終導致圖5A中所圖示的線時間60e的顯示佈局。圖5A中的致動調制器處於暗狀態，亦即，其中所反射光的大體部分在可見譜之外，從而給例如觀看者造成暗觀感。在寫圖5A中所圖示的訊框之前，這些像素可處於任何狀態，但圖5B的時序圖中所圖示的寫規程假設了在第一線時間60a之前，每個調制器皆已被釋放且常駐在未致動狀態中。
在第一線時間60a期間：在共用線1上施加有釋放電壓70；在共用線2上施加的電壓始於高保持電壓72且移向釋放電壓70；並且沿共用線3施加有低保持電壓76。因此，沿共用線1的調制器(共用1，分段1)、(1,2)和(1,3)在第一線時間60a的歷時期間保持在鬆弛或即未致動狀態，沿共用線2的調制器(2,1)、(2,2)和(2,3)將移至鬆弛狀態，而沿共用線3的調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將保持在其先前狀態中。參考圖4，沿分段線1、2和3施加的分段電壓將對諸干涉量測調制器的狀態沒有影響，這是因為線時間60a期間，共用線1、2或3皆不暴露於引起致動的電壓位準(亦即，VC釋放-鬆弛和VC保持_L-穩定)。
在第二線時間60b期間，共用線1上的電壓移至高保 持電壓72，並且由於沒有定址或即致動電壓施加在共用線1上，因此沿共用線1的所有調制器皆保持在鬆弛狀態中，不管所施加的分段電壓如何。沿共用線2的諸調制器由於釋放電壓70的施加而保持在鬆弛狀態中，而當沿共用線3的電壓移至釋放電壓70時，沿共用線3的調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將鬆弛。
在第三線時間60c期間，經由在共用線1上施加高定址電壓74來定址共用線1。由於在該定址電壓的施加期間沿分段線1和2施加了低分段電壓64，因此跨調制器(1,1)和(1,2)的像素電壓大於這些調制器的正穩定態窗的高端(亦即，電壓差分超過了預定義閾值)，並且調制器(1,1)和(1,2)被致動。相反，由於沿分段線3施加了高分段電壓62，因此跨調制器(1,3)的像素電壓小於調制器(1,1)和(1,2)的像素電壓，並且保持在該調制器的正穩定態窗內；調制器(1,3)因此保持鬆弛。同樣線時間60c期間，沿共用線2的電壓減小至低保持電壓76，且沿共用線3的電壓保持在釋放電壓70，從而使沿共用線2和3的調制器留在鬆弛位置。
在第四線時間60d期間，共用線1上的電壓返回至高保持電壓72，從而讓沿共用線1的調制器處於其各自相應的被定址狀態中。共用線2上的電壓減小至低定址電壓78。由於沿分段線2施加了高分段電壓62，因此跨調制器(2,2)的像素電壓低於該調制器的負穩定態窗的下端，從而導致調制器(2,2)致動。相反，由於沿分段線1和3施加了低分段電壓64，因此調制器(2,1)和(2,3)保持在鬆弛位置。共用線3上的電 壓增大至高保持電壓72，從而讓沿共用線3的調制器留在鬆弛狀態中。
最終，在第五線時間60e期間，共用線1上的電壓保持在高保持電壓72，且共用線2上的電壓保持在低保持電壓76，從而使沿共用線1和2的調制器留在其各自相應的被定址狀態中。共用線3上的電壓增大至高定址電壓74以定址沿共用線3的調制器。由於在分段線2和3上施加了低分段電壓64，因此調制器(3,2)和(3,3)致動，而沿分段線1施加的高分段電壓62使調制器(3,1)保持在鬆弛位置。因此，在第五線時間60e結束時，該3×3像素陣列處於圖5A中所示的狀態，且只要沿這些共用線施加有保持電壓，該3×3像素陣列就將保持在該狀態中，而不管在沿其它共用線(未圖示)的調制器正被定址時可能發生的分段電壓變動如何。
在圖5B的時序圖中，給定的寫規程(亦即，線時間60a-60e)可包括使用高保持和定址電壓或使用低保持和定址電壓。一旦針對給定的共用線已完成該寫規程(且該共用電壓被設為與致動電壓具有相同極性的保持電壓)，該像素電壓就保持在給定的穩定態窗內且不會穿越鬆弛窗，直至在共用線上施加釋放電壓。此外，由於每個調制器在被定址之前作為寫規程的一部分被釋放，因此調制器的致動時間而非釋放時間可決定線時間。具體而言，在調制器的釋放時間大於致動時間的實施中，釋放電壓可被施加長於單個線時間，如圖5B中所圖示的。在一些其它實施中，沿共用線或分段線施加的電壓可變化以計及不同調制器(諸如不同顏色的調制器 )的致動電壓和釋放電壓的變動。
根據上文闡述的原理來操作的干涉量測調制器的結構細節可以廣泛地變化。例如，圖6A-6E示出包括可移動反射層14及其支承結構的干涉量測調制器的不同實施的橫截面的實例。圖6A示出圖1的干涉量測調制器顯示器的局部橫截面的實例，其中金屬材料條帶(亦即，可移動反射層14)沉積在從基板20正交延伸出的支承18上。在圖6B中，每個IMOD的可移動反射層14的形狀為大致方形或矩形，且在拐角處或拐角附近靠系帶32附連到支承。在圖6C中，可移動反射層14為大致方形或矩形的形狀且懸掛於可形變層34，可形變層34可包括柔性金屬。可形變層34可圍繞可移動反射層14的周界直接或間接地連接到基板20。這些連接在本文中稱為支承柱。圖6C中所示的實施具有主動自可移動反射層14的光學功能與其機械功能(這由可形變層34實施)解耦的額外益處。這種解耦允許用於反射層14的結構設計和材料與用於可形變層34的結構設計和材料彼此被獨立地最佳化。
圖6D示出IMOD的另一實例，其中可移動反射層14包括反射子層14a。可移動反射層14支托在支承結構(諸如，支承柱18)上。支承柱18提供了可移動反射層14與下靜止電極(亦即，所圖示IMOD中的光學堆疊16的部分)的分離，從而使得(例如當可移動反射層14處在鬆弛位置時)在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成間隙19。可移動反射層14亦可包括傳導層14c和支承層14b，該傳導層14c可配置成用作電極。在此實例中，傳導層14c佈置在支承層14b的在基板20遠 端的一側上，而反射子層14a佈置在支承層14b的在基板20近端的另一側上。在一些實施中，反射子層14a可以是傳導性的並且可佈置在支承層14b與光學堆疊16之間。支承層14b可包括一層或多層介電材料，例如氧氮化矽(SiON)或二氧化矽(SiO2)。在一些實施中，支承層14b可以是諸層的堆疊，諸如舉例而言SiO2/SiON/SiO2三層堆疊。反射子層14a和傳導層14c中的任一者或這兩者可包括例如具有約0.5%銅(Cu)的鋁(Al)合金或另一種反射性金屬材料。在介電支承層14b上方和下方採用傳導層14a、14c可平衡應力並提供增強的傳導性。在一些實施中，反射子層14a和傳導層14c可由不同材料形成以用於各種各樣的設計目的，諸如達成可移動反射層14內的特定應力分佈。
如圖6D中所圖示的，一些實施亦可包括黑色掩模結構23。黑色掩模結構23可形成於光學非活躍區域中(例如，在各像素之間或在柱子18下方)以吸收環境光或雜散光。黑色掩模結構23亦可經由抑制光從顯示器的非活躍部分反射或透射穿過顯示器的非活躍部分以由此提高對比率來改良顯示裝置的光學性質。另外，黑色掩模結構23可以是傳導性的並且配置成用作電匯流層。在一些實施中，行電極可連接至黑色掩模結構23以減小所連接的行電極的電阻。黑色掩模結構23可使用各種各樣的方法來形成，包括沉積和圖案化技術。黑色掩模結構23可包括一層或多層。例如，在一些實施中，黑色掩模結構23包括用作光學吸收體的鉬鉻(MoCr)層、一層、以及用作反射體和匯流層的鋁合金，其厚度分別在約 30-80 Å、500-1000 Å和500-6000 Å的範圍內。這一層或多層可使用各種各樣的技術來圖案化，包括光刻和幹法蝕刻，包括例如用於MoCr及SiO2層的四氟化碳(CF4)及/或氧氣(O2)，以及用於鋁合金層的氯(Cl2)及/或三氯化硼(BCl3)。在一些實施中，黑色掩模23可以是標準具(etalon)或干涉量測堆疊結構。在此類干涉量測堆疊黑色掩模結構23中，傳導性的吸收體可用於在每行或每列的光學堆疊16中的下靜止電極之間傳送或匯流信號。在一些實施中，分隔層35可用於將吸收體層16a與黑色掩模23中的傳導層大體上電隔離。
圖6E示出IMOD的另一實例，其中可移動反射層14是自支承的。與圖6D形成對比的是，圖6E的實施不包括支承柱18。作為代替，可移動反射層14在多個位置接觸底層光學堆疊16，且可移動反射層14的曲度提供足夠的支承以使得在跨干涉量測調制器的電壓不足以引起致動時，可移動反射層14返回至圖6E的未致動位置。出於清晰起見，可包含複數個(若干)不同層的光學堆疊16在此處被示為包括光學吸收體16a和電媒體16b。在一些實施中，光學吸收體16a既可用作固定電極又可用作部分反射層。在一些實施中，光學吸收體16a在比可移動反射層14薄(數十倍或更多)的數量級上。在一些實施中，光學吸收體16a比反射子層14a薄。
在諸實施中，諸如圖6A-6E中所示的彼等實施中，IMOD用作直視設備，其中是從透明基板20的前側(亦即，與佈置調制器的一側相對的那側)來觀看圖像。在該等實施中，可對該設備的背部(亦即，該顯示裝置的在可移動反射層 14後面的任何部分，包括例如圖6C中所圖示的可形變層34)進行配置和操作而不衝突或不利地影響該顯示裝置的圖像品質，因為反射層14在光學上遮罩了設備的彼等部分。例如，在一些實施中，在可移動反射層14後面可包括匯流排結構(未圖示)，這提供了將調制器的光學性質與該調制器的機電性質(諸如，電壓定址和由此類定址所導致的移動)分離的能力。另外，圖6A-6E的實施可簡化處理(諸如舉例而言圖案化)。
圖7示出圖示用於干涉量測調制器的製造程序80的流程圖的實例，並且圖8A-8E示出此類製造程序80的相應階段的橫截面示意圖示的實例。在一些實施中，製造程序80可被實施以製造諸如圖1和6中所圖示的一般類型的干涉量測調制器之類的機電系統裝置。機電系統裝置的製造亦可包括圖7中未圖示的其它方塊。參考圖1、6和7，程序80在方塊82處開始以在基板20上方形成光學堆疊16。圖8A圖示了在基板20上方形成的此類光學堆疊16。基板20可以是透明基板(諸如，玻璃或塑膠)，其可以是柔性的或是相對堅硬且不易彎曲的，並且可能已經歷了在先製備製程(諸如清洗)以便於高效地形成光學堆疊16。如上文所論述的，光學堆疊16可以是導電的、部分透明且部分反射的，並且可以是例如經由將具有期望性質的一層或多層沉積在透明基板20上來製造的。在圖8A中，光學堆疊16包括具有子層16a和16b的多層結構，但在一些其它實施中可包括更多或更少的子層。在一些實施中，子層16a、16b中的一者可配置成具有光學吸收和導電性質兩者 ，諸如組合式導體/吸收體子層16a。另外，子層16a、16b中的一者或多者可圖案化成平行條帶，並且可形成顯示裝置中的行電極。可經由掩模和蝕刻製程或所屬領域所知的另一合適製程來執行此類圖案化。在一些實施中，子層16a、16b中的一者可以是絕緣層或介電層，諸如沉積在一或多個金屬層(例如，一或多個反射及/或傳導層)上方的子層16b。另外，光學堆疊16可圖案化成形成顯示器的諸行的個體且平行的條帶。注意，圖8A-8E可能不是按比例繪製的。例如，在一些實施中，儘管子層16a、16b在圖8A-8E中被示為頗厚，但是光學堆疊的子層中之一者，即光學吸收層可以非常薄。
程序80在方塊84處繼續以在光學堆疊16上方形成犧牲層25。犧牲層25稍後被移除(例如，在方塊90處)以形成腔19，且因此在圖1中所圖示的結果所得的干涉量測調制器12中未圖示犧牲層25。圖8B圖示包括形成在光學堆疊16上方的犧牲層25的經部分製造的裝置。在光學堆疊16上方形成犧牲層25可包括以所選厚度來沉積二氟化氙(XeF2)可蝕刻材料(諸如，鉬(Mo)或非晶矽(a-Si))，該厚度被選擇成在後續移除之後提供具有期望設計大小的間隙或腔19(亦參見圖1和8E)。沉積犧牲材料可使用諸如物理汽相沉積(PVD，其包括許多不同的技術，諸如濺鍍)、電漿增強型化學汽相沉積(PECVD)、熱化學汽相沉積(熱CVD)或旋塗等沉積技術來實施。
程序80在方塊86處繼續以形成支承結構，諸如圖1、6和8C中所圖示的柱子18。形成柱子18可包括：圖案化犧牲 層25以形成支承結構孔，隨後使用沉積方法(諸如PVD、PECVD、熱CVD或旋塗)將材料(諸如聚合物或諸如氧化矽之類的無機材料)沉積至該孔中以形成柱子18。在一些實施中，在犧牲層中形成的支承結構孔可延伸穿過犧牲層25和光學堆疊16兩者到達底層基板20，從而柱子18的下端接觸基板20，如圖6A中所圖示的。替代地，如圖8C中所圖示的，在犧牲層25中形成的孔可延伸穿過犧牲層25，但不穿過光學堆疊16。例如，圖8E圖示了支承柱18的下端與光學堆疊16的上表面接觸。可經由在犧牲層25上方沉積支承結構材料層並將該支承結構材料的遠離犧牲層25中的孔的部分圖案化來形成柱子18或其它支承結構。該等支承結構可位於這些孔內(如圖8C中所圖示的)，但是亦可至少部分地在犧牲層25的一部分上方延伸。如上所述，對犧牲層25及/或支承柱18的圖案化可經由圖案化和蝕刻製程來執行，但亦可經由替代的蝕刻方法來執行。
程序80在方塊88處繼續以形成可移動反射層或膜，諸如圖1、6和8D中所圖示的可移動反射層14。可移動反射層14可經由採用一或多個沉積步驟(包括例如反射層(諸如鋁、鋁合金或其它反射層)沉積)連同一或多個圖案化、掩模及/或蝕刻步驟來形成。可移動反射層14可以是導電的，且被稱為導電層。在一些實施中，可移動反射層14可包括如圖8D中所示的複數個子層14a、14b、14c。在一些實施中，這些子層中的一者或多者(諸如子層14a、14c)可包括為其光學性質所選擇的高反射子層，且另一子層14b可包括為其機械性質 所選擇的機械子層。由於犧牲層25仍存在於在方塊88處形成的經部分製造的干涉量測調制器中，因此可移動反射層14在此階段通常是不可移動的。包含犧牲層25的經部分製造的IMOD在本文亦可稱為「未脫模」IMOD。如上文結合圖1所描述的，可移動反射層14可被圖案化成形成顯示器的諸列的個體且平行的條帶。
程序80在方塊90繼續以形成腔，諸如圖1、6和8E中所圖示的腔19。腔19可經由將(在方塊84處沉積的)犧牲材料25暴露於蝕刻劑來形成。例如，可蝕刻的犧牲材料(諸如Mo或非晶Si)可經由幹法化學蝕刻、經由將犧牲層25暴露於氣態或蒸汽蝕刻劑(諸如由固態XeF2得到的蒸汽)長達能有效地移除期望量的材料的一段時間來移除。通常相對於圍繞腔19的結構選擇性地移除犧牲材料。亦可使用其它蝕刻方法，諸如濕法蝕刻及/或等離子蝕刻。由於在方塊90期間移除了犧牲層25，因此可移動反射層14在此階段之後通常是可移動的。在移除犧牲材料25之後，所得的已完全或部分製造的IMOD在本文中可稱為「已脫模」IMOD。
與以上描述的設備相似的包括複數個反射式顯示元件的顯示裝置可依賴於日光中的環境光照或良好照明環境來照亮這些顯示元件。附加地，內部照明源(例如，前照明器)可被提供以用於在黑暗的周圍環境中照亮這些顯示元件。入射在顯示裝置上的環境光或來自附加照明源的光可從顯示裝置的各部分被鏡面反射。例如，入射在顯示裝置上的光可被顯示器蓋所鏡面反射。如另一實例，入射在顯示裝置上的 光可被反射式顯示元件所鏡面反射。在一些實施中，經調制光最亮的觀看方向可基本上與光被鏡面反射的方向重合。鏡面反射光導致的眩光可能影響經調制光的輝度或對比率。能夠將由顯示元件調制的光的傳播方向從入射光被鏡面反射的方向移開的漫射器在減小或消除經調制光最亮的方向與光被鏡面反射的方向之間的重合性方面可以是有用的，並且能夠改良顯示裝置的輝度和對比率。本文中描述的實施包括具有正向散射分佈的漫射器，該漫射器可用來減小或消除來自顯示裝置的經調制光的傳播方向與從顯示裝置的各部分所鏡面反射的光的傳播方向之間的重合性，緩解及/或消除來自從顯示裝置的各部分(不限於顯示器蓋、顯示元件和顯示裝置的任何其他部分反射表面或介面)所鏡面反射的入射光的眩光。
圖9圖示反射式顯示裝置900的一實施，其中從入射方向907入射的光沿著與入射方向907相關聯的鏡面反射方向909被反射。例如，從幾何光學來看，鏡面反射方向909可與入射方向907相關聯，以使得相對於表面法線908而言，入射角θi等於反射角θr。圖9中圖示的反射式顯示裝置900包括複數個反射式顯示元件901。顯示元件901可包括以上論述的干涉量測調制器的各種實施。顯示裝置900可任選地包括諸如漫射器、顯示器蓋、一或多個濾光器、抗反射層及/或其他光學層之類的一層或多層903和905。
顯示裝置900具有前側(圖9的側1)和背側(圖9的側2)。來自置於顯示裝置900的前側上的源的沿著入射方向 907入射的光中的一部分光可沿著鏡面反射方向909被顯示裝置900的各部分(例如，反射式顯示元件901及/或複數個層903和905)所鏡面反射。光中未被鏡面反射的一部分光(由光線910a表示)被顯示裝置900調制並被反射或散射去往顯示裝置的前側，如由光線910b表示。在各種實施中，經調制光中的很大部分光沿著與圖9中所示的鏡面反射方向909平行(或與其重合)的方向911被反射或散射。在一些實施中，為了使經調制光910b與沿著鏡面反射方向909反射的光分開，可以使用習知漫射器來使經調制光910b散佈或漫射到錐體中。在此類實施中，可沿著離開鏡面反射方向909的方向觀看顯示器。習知漫射器且因此顯示裝置900可具有沿著鏡面反射方向909的最大正向散射，從而顯示裝置900在沿著鏡面反射方向909被觀看時看起來最亮。然而，如以下參照圖10論述的，從設備的各上層所鏡面反射的光可能使顯示裝置900的對比率降格。
圖10圖示反射式顯示裝置的一實施的作為視角的函數的反射和對比率，其中直射光關於顯示裝置的表面的法線成大約35度地從法線的左邊入射。反射式顯示裝置可與以上論述的包含習知漫射器的反射式顯示裝置900相似。視角可相對於顯示裝置的前表面的法線(例如，圖9中示出的法線908)來量測。反射式顯示裝置的反射由反射曲線1010指示。反射率曲線1010可提供對在反射式顯示裝置以各種視角被觀看時的光量的衡量，並且可經由量測被具有習知漫射器的反射式顯示裝置沿著不同方向所反射和散射的光量來獲得。在圖10中，被反射式顯示裝置反射的光量是在反射式顯示裝置關 閉時量測出的以獲得反射率曲線1010。顯示裝置的對比率由曲線1005指示。在各種實施中，對比率曲線1005可經由決定在反射式顯示裝置沿著不同視角被觀看時最亮顏色(例如，白色)與最暗顏色(例如，黑色)之比來獲得。
在圖10中，反射率曲線1010的峰值與顯示器的鏡面反射角(亦即，關於顯示器法線成35度)重合。而且，反射率曲線1010的峰值與對比率曲線1005降低至最小值時的角度重合。該效應可部分地歸因於反射曲線1010的峰值與鏡面反射角的重合，因為鏡面反射光與由顯示裝置調制的光組合並且提高了黑色狀態的亮度，結果是，其降低了由顯示裝置產生的圖像的對比度。從圖10中亦觀察到，對比率曲線1005的峰值發生在反射式顯示裝置從關於顯示裝置的前表面的法線成大約0度與關於顯示裝置的前表面的法線成大約20到25度之間的角度被觀看時。對比率曲線1005中的峰值可部分地歸因於自顯示裝置發生的鏡面反射的減少，正如從反射曲線1010所觀察到的。可從圖10中的示例反射和對比率曲線1010和1005大致推斷出，當視角越來越接近於鏡面反射角時，顯示裝置的對比率在降低，這可歸因於顯示裝置的鏡面反射的增多。由此，當顯示裝置的視角與入射光被鏡面反射所沿的方向重合時，顯示裝置的對比率可能顯著降格。相應地，期望減少因鏡面反射引起的眩光，從而顯示裝置可沿著與最大輝度相對應的方向被觀看而不使對比率降格。
反射式顯示裝置的各種實施設有漫射器，從而可離開鏡面反射地觀看顯示器。在各種實施中，設有習知漫射器 的顯示裝置可包括抗反射塗覆以減少鏡面反射。然而，習知漫射器通常使傳入光散射到包括並圍繞光被鏡面反射所沿的方向的類錐體區域中。該類錐體區域的角寬通常小於約10度。例如，當光穿過75霧度的高斯漫射器時，最大光強一半處的漫射光角寬是約9度；從而顯著的光功率保持在光被鏡面反射所沿的方向附近。儘管抗反射塗覆可以能夠將鏡面反射眩光減小到很小程度，但是鏡面反射光的殘餘眩光可使對比率降格及/或使設備所顯示的色彩飽和度降低。
因此，顯示裝置不是使用習知漫射器，而是可包括配置成將經調制光沿其具有最大正向散射的方向從鏡面反射方向移開的一層或多層。當設備從此類「經移位」方向被觀看時，鏡面反射光在被觀看者感知到的光中的份額可以是不顯著的，藉此減少或消除來自鏡面反射的眩光。在此類實施中，由於顯示器沿其看起來最亮的視角不與光沿其被鏡面反射的方向重合，所以顯示裝置可被最佳化成提供增強的輝度、增大的對比率以及經改良的色彩飽和度。在各種實施中，若將經調制光沿其具有最大正向散射的方向從鏡面反射方向移開在約10度到約30度範圍中的角度以減少經調制光在鏡面反射方向上被散射的量及/或增大顯示裝置的輝度和對比率將會是有利的。該移位角可大於習知漫射器所提供的錐角(其如上論述地通常為小於約10度)。
為了提供經移位的觀看方向，本文中描述的各種實施包括具有不同於習知漫射器的散射分佈的漫射器。漫射器具有如在圖11中所圖示並參照圖11描述的環形正向散射分佈 ，並在本文中被稱為環形漫射器。
圖11圖示習知漫射器的一實施和環形漫射器的一實施的散射分佈。若傳入光被認為是以關於習知漫射器的實施的表面的法線成大約0度入射的，則如上論述的，入射光將被散射在包括並圍繞光沿其被鏡面反射的方向(其基於反射定律亦將是在關於法線成大約0度處)的類錐體區域中。習知漫射器的散射分佈由虛線1105示出。在圖11中，被習知漫射器散射的光在最大光強一半處的全角寬是約20度。相反，以關於環形漫射器的實施的表面的法線成大約0度入射的光如由散射分佈1110(由實線表示)所示地被散射到環形的環狀區域中。
散射分佈1110包括指示環形環狀區域的兩個波瓣1115a和1115b。環形漫射器的散射分佈包括在這兩個波瓣1115a和1115b之間的、直接圍繞光沿其被鏡面反射的方向的暗區1125。這兩個波瓣1115a和1115b可以是對稱的。替代地，在環形漫射器的一些實施中，這兩個波瓣1115a和1115b可以是不對稱的。散射分佈1110可包括與最亮或具有最大光強的區域相對應的峰值1120a和1120b。儘管圖11將暗區1125中的光強示為大約為0，但在環形漫射器的其他實施中，暗區1125中的光強可以是最大光強的分數。在各種實施中，暗區1125中的光強可以是散射分佈的峰值1120a和1120b中的最大光強的1/2、1/4、1/8、1/10等。
如圖11所示，環形漫射器的散射分佈中的暗區1125可具有2θ1的全形寬，並且明亮的環形環狀區域可具有θ2-θ1的 角寬。角度θ2和θ1可對應於在其處光強是散射分佈的峰值1120a和1120b中的最大光強的1/2、1/4、1/8、1/10等的散射角。在各種實施中，θ1可具有大約5度與15度之間的值，並且θ2可具有大約10度與30度之間的值，從而θ2-θ1的值大於大約5度。
圖12A圖示具有呈環形的正向散射分佈的漫射器1200的一實施。例如，漫射器1200可具有圖11中圖示的散射分佈1110(由實線示出)。漫射器1200具有第一表面1201a和第二表面1201b。漫射器1200配置成將沿著入射方向1205從漫射器的第一側(圖12A的側1)入射在第一表面1201a上的光散射在圍繞漫射器1200的第二側(圖12A的側2)上的表面法線N的環帶1210中。環形環狀區域1210在關於表面法線N具有角度θ2的第一區域1215與關於表面法線N具有角度θ1的第二區域1220之間。相應地，環帶1210的角寬由θ2-θ1提供。如上所論述，在各種實施中，θ1可具有大約5度與15度之間的值，並且θ2可具有大約10度與30度之間的值，從而θ2-θ1的值大於大約5度。第一和第二區域1215和1220可以是圓形、橢圓形或具有某種其他形狀。沿著表面法線N且由環帶1210封圍的錐形區域1225與環帶1210相比相對較暗，因為漫射器1200使光從法線N散射開並進入環帶1210中。如以下進一步論述，環形漫射器1200的各種實施可設在顯示裝置900中。
圖12B圖示設有圖12A中圖示的環形漫射器1200的反射式顯示裝置900的一實施。顯示裝置900可大致與以下參照圖17A和17B描述的顯示裝置40相似。如圖12B所示，從入 射方向907入射的入射光將沿著鏡面反射方向909被鏡面反射。一般而言，經反射光線將以等於入射角、但處在表面905a的法線908的相反側上的角度來行進。在不具有環形漫射器1200的情況下，從顯示元件反射的攜帶圖像資料的經調制光本將被定向成沿著射線911(被示為虛線)，其與鏡面反射方向909重合或平行。替代地，因環形漫射器1200的存在，經調制光被定向在由所圖示的落入參照圖12A描述的環帶1210內的單射線920和925界定的環形區域中。一般而言，在一些實施中，如圖15A-15C所描述，由漫射器1200形成的中心暗圓(圖12A中的錐形區域1225)可與鏡面反射方向909和射線911重合。這是因為，在一些實施中，暗環的中心隨輸入角近似線性地移位，如以下進一步描述。在各種實施中，環形漫射器1200可配置成使得沿著與鏡面反射方向909重合或平行的方向911產生與參照圖12A描述的錐形暗區1225相似的暗區。顯示裝置900可例如沿著方向920或925(其對應於環帶1210內的方向)被觀看。在此類實施中，環形漫射器1200的存在使得來自經調制光的光功率幾乎不沿著鏡面反射方向909被散射。在各種實施中，當2θ1相對較大時(例如，大於大約10度)，鏡面反射眩光可很大程度上被忽略，因為觀看方向920、925從鏡面反射方向909被移開。在此類實施中，與設有習知漫射器或其他可影響經調制光的方向、但在如圖11中的散射分佈1105所圖示的鏡面反射方向909上保持最大反射的光學元件的顯示裝置相比，由顯示裝置產生的圖像有利地可具有增大的輝度和增大的對比率。在各種實施中，環形漫射器1200 可配置成使得能夠舒適的角容限和良好均勻性來觀看顯示裝置。在各種實施中，由(θ2-θ1)提供的顯示裝置的視角範圍可在關於鏡面反射方向成大約5度與大約30度之間。如在圖11中見到的，環形漫射器1200可形成包括經顯示器調制的、包含圖像的光的兩個波瓣，因此考慮這兩個波瓣，可認為全視角範圍由2(θ2-θ1)提供，其可以是10到60度。
在各種實施中，環形漫射器1200可包括光學特徵，諸如舉例而言透鏡或全息特徵(例如，電腦產生的全息圖)。在各種實施中，這些光學特徵可以隨機圖案佈置在漫射器1200的一個或兩個表面上。在各種實施中，這些光學特徵的尺寸可與顯示元件的尺寸相當或比其更小。在光學特徵的尺寸與顯示元件的尺寸相當的實施中，可使每個光學特徵與每個顯示元件配準。在一些實施中，光學特徵的尺寸可在顯示元件的尺寸的大約1%到50%之間，這可減少莫爾條紋的出現。例如，可以每顯示元件或像素有約10到10000個光學特徵。在各種實施中，光學特徵的密度可在每平方釐米大約105個與每平方釐米大約109個之間。
一種將入射光分佈到環帶中的方法要使用複數個軸錐透鏡。不受制於任何特定理論地，軸錐體包括具有錐形表面的透鏡。軸錐透鏡可包括旋轉對稱的稜鏡。軸錐體可將點源成像為線。軸錐透鏡可將經準直光束(例如，來自雷射器的光束)投射成環帶。軸錐透鏡示例及其光透射性質在以下進一步詳細論述。
圖13A-13D是軸錐體1300的各種實施的橫截面視圖 。圖13A中圖示的軸錐體1300是錐體形狀的並具有基座1305和錐形區域1307，錐形區域1307包括頂點1310和將基座1305接合到頂點1310的傾斜側壁1315a和1315b。傾斜側壁1315a和1315b中的每一者可與基座1305形成角度α。在各種實施中，傾斜壁可以如圖13A-13C所示地是直的。在一些實施中，傾斜壁可以是彎曲的。例如，如圖13D所示，傾斜壁1315a可以是凹的。在其他實施中，傾斜壁1315a可以是凸的。在各種實施中，基座1305的一或多個表面可以是彎曲的。例如，如圖13B所示，基座1305的較遠離頂點1310的表面1305a是凸的。如另一實例，基座的表面1305a可以是凹的。如另一實例，如圖13C所示，基座1305的較靠近頂點1310的表面1305b是凹的。如又一實例，基座1305的表面1305b可以是凸的。在各種實施中，基座1305可包括折射率不同於包括在錐形區域1307中的材料的折射率的材料。
在各種實施中，角α可在大約10度到大約40度之間。藉由幾何原理，頂點1310處的軸錐體頂角是180-2α度。在各種實施中，基座1305可具有圓形橫截面，其具有直徑D。如上論述的，在一些實施中，基座1305的一個或兩個表面可被彎曲成具有曲率半徑R。在各種實施中，基座1305的經彎曲表面的曲率半徑R與基座1305的直徑D或軸錐體1300的尺寸相比可以非常大，從而基座1305的表面可被認為是相對平坦的。入射在圖13A-13D中圖示的軸錐體1300的各種實施上的光被正向散射在與以上參照圖12A論述的環帶1210相似的環帶中。在各種實施中，基座1305的曲率半徑R和直徑D可被選成使由軸 錐體1300產生的環帶的角寬(θ2-θ1)在約5到30度之間。當直徑D相對於傳入光的波長而言較大時，例如當直徑D是傳入光譜的最大可覺察分量的10倍或更多時，則折射效應將佔主導地位。在此類體制中，一般而言，環帶的角寬(θ2-θ1)可受基座1305和傾斜側壁1315a和1315b中的一者或多者的曲率半徑R所影響。例如，當所有表面皆平坦時，則環帶的角寬在一些實施中可以是非常小的，例如，大約為零，並且軸錐體1300將形成具有很小以至無角寬的狹窄亮環。當基座1305和傾斜側壁1315a和1315b中的一者或多者彎曲時，則環帶的角寬(θ2-θ1)可以是可察覺的，並且在各種實施中可在約5到30度之間。
在各種其他實施中，例如基座1305的直徑D相對於傳入光波長在大小上粗略相似，例如當直徑D小於傳入光譜的最大可察覺分量的10倍且大於傳入光譜中的最小可察覺分量的1/10時，則由軸錐體1300產生的折射和衍射效應兩者可對由軸錐體1300產生的環形的環狀區域的形狀作出貢獻。例如，在直徑D很小的體制中，在軸錐體1300的所有表面均平坦的情況下，由軸錐體1300產生的環形區域的角寬可主要產生自衍射並且在基座的直徑D為大約6 μm時可以是大約5度。在一些其他此類實施中，基座1305的一或多個表面可以是彎曲的，並且衍射和折射兩者可對角寬作出顯著貢獻，從而環狀區域的角寬(θ2-θ1)大於5度。相應地，表面的曲率半徑和軸錐體的尺寸兩者皆可被選擇以為環形的環狀區域提供期望的角寬。在各種實施中，基座1305的橫截面可以是橢圓形或多邊形 而不是圓形。基座1305可由厚度t表徵。在各種實施中，厚度t可以是大約10-3釐米或更小。
圖14A圖示在經準直光束傳播穿過軸椎體時軸椎體對經準直光束的影響。入射在軸錐體1300的基座1305上的具有波束直徑db的光束1400被投射到離軸錐體1300的頂點1310有距離L處的平面1410上成為具有外直徑dL的環狀區域。環狀區域包括中心暗部1405和亮環帶1407。環帶1407可與以上參照圖12A論述的環帶1210相似。環帶1407的內緣1409a與軸錐體1310的頂點對向成角θ1。環帶1407的外緣1409b與軸錐體1310的頂點對向成角為θ2。由軸錐體1300產生的環帶1407具有厚度x。環帶1210的直徑與圖像平面1410離軸錐體1300的距離L成比例。例如，若圖像平面1410的距離增大，則環狀區域的直徑dL亦增大。光束1400中入射在傾斜側壁1315b上的一部分光被傾斜側壁折射，從而其關於穿過軸錐體1300的頂點的光軸形成角度γ1。在所圖示的實施中，當不考慮衍射並且γ1=θ2時，環帶1210的厚度x隨著圖像平面1410的距離L變化而保持恆定。可使用公式dL=2 L tan[(n-1)α來演算環狀區域的直徑dL，其中n是軸錐體的材料的折射率。可使用公式x=db cos(α+γ1)/2cos α來演算環的厚度x。
在所有表面皆平坦的彼等軸錐體1300的實施中，角度γ1和θ2彼此相等並且可由共同角度γ代表。在此類實施中，γ與角α和軸錐體的材料的折射率‘n’有關並且可由公式γ sin-1(n sinα)-α來演算。在此類實施中，可使用公式x=db cos(α+γ)/2cos α來演算環的厚度x。如可從公式可看到的，當 維度db非常小時，x的維度亦將非常小，因此，對於具有如所圖示的平坦表面的軸錐體1300而言，環形環將非常細並且角寬(θ2-θ1)將可忽略，環形環因此是一細線。而且，應理解，在各種實施中，遠離軸錐體1300處(亦即，當L與db相比非常大時)γ1 θ1。
圖14B-14C圖示具有彎曲表面的軸椎體的實施的光線發散性質。圖14B圖示與圖13C中圖示的實施相似的具有彎曲的基座表面的軸錐體的一實施的光線發散性質。由於基座的彎曲表面的凹度，圖14B中圖示的軸錐體1300用作導致θ2>γ1的發散透鏡或稱負透鏡。圖14C圖示與圖13D中圖示的實施相似的具有彎曲側壁的軸錐體的一實施的光線發散性質。在具有彎曲側壁的軸錐體的一些實施中，角度θ2可大於γ1。而且，如從圖14B和14C中可見的，在離軸錐體非常遠的距離處，γ1 θ1。當軸錐體在顯示裝置中的像素的尺寸的量級上或更小時，絕大多數的正常觀看距離將被認為是非常遠離該軸錐體的。
如上所論述，軸錐體將入射光重新分佈在環帶中，從而在入射光方向(或入射光沿其被鏡面反射的方向)上的光強是最小的。不受任何特定理論制約地，軸錐體的各種實施的漫射特性在如下意義上近似獨立於光入射在顯示裝置或軸錐體上的角度：隨著環境光入射到顯示器表面上的入射角(以及鏡面反射角)從法線移開，在圖12A中示出的環帶的中心中的暗圓(錐形區域1225)亦移位，從而鏡面反射角保持在暗圓之內。這是因為暗環的中心隨著入射到軸錐體上的入 射角而從法線近似線性地移位，並且如圖12B所圖示，入射在環形漫射器1200上的光藉由其從顯示元件901的反射來沿著鏡面反射方向。例如，以關於軸錐體的基座的法線成約0度入射的光和以關於軸錐體的基座的法線成約35度入射的光兩者均將產生在入射光方向(或入射光沿其被鏡面反射的方向)上具有最小能量(或強度)的環形區域。因此，當光以離軸錐體的基座上的法線大約0度入射時，由軸錐體產生的暗圓亦以離法線大約0度為中心。類似地，在軸錐體被以關於軸錐體的基座的法線成約35度入射的光點亮時，由軸錐體產生的環帶包括近似以關於軸錐體的基座的法線成約35度為中心的暗圓。對此將參照圖15A-15C更詳細地解釋。
圖15A-15C圖示對軸椎體的各種實施的模擬結果。圖15A示出由軸錐體的一實施輸出的光的模擬結果。這些模擬結果是由光線追蹤軟體(例如，可從華盛頓州雷蒙德市的Radiant Zemax公司獲取的ZEMAX光學設計軟體)獲得。出於模擬的目的，考慮了具有直徑為10 mm的基座和大約3度的頂角的軸錐體1501的一實施，並且所有表面均是平坦的。以關於軸錐體1501的光軸成大約0度入射的光線1505a(為了易於圖示被示為單條光線)和以關於光軸成大約10度入射的光線1505b(為了易於圖示被示為單條光線)被投射到位於離軸錐透鏡1501大約250 mm的觀察平面1515上。如從圖15A所觀察到的，入射光線1505a被軸錐體1501投射成環帶1510a，該環帶1510a在觀察平面1515上看起來是圍繞中心暗區1520a的亮環1510a。由於入射光線1505a是以離法線成0度入射的，所以 中心暗區1520a的中心亦位於離軸錐體1501的中心大約0度處。入射光線1505b被軸錐透鏡1501投射成環帶1510b，該環帶1510b在觀察平面1515上看起來是圍繞中心暗區1520b的環1510b。中心暗區1520a和1520b的模擬全形寬是大約3度。如以下進一步論述的，由軸錐透鏡投射的環帶的各種性質至少部分地取決於軸錐透鏡的幾何性。例如，環帶的中心暗區的角寬及/或其外表面的角寬可經由改變軸錐體的幾何性來改變。
圖15B示出以關於軸錐體1501的光軸成大約0度入射的光線1505a在觀察平面1515處的模擬光強圖案。模擬光強圖案圖示了被環1510a圍繞的中心暗區1520a。圖15C示出以關於軸錐體1501的光軸成大約10度入射的光線1505b在觀察平面1515處的模擬光強圖案。模擬光強圖案圖示了被環1510b圍繞的中心暗區1520b。圖15C中的光強圖案(與圖15B中示出的圖案相比)發生了與10度入射角相符的移位。亦即，中心暗區1520b的中心從軸錐體底座穿過軸錐體中心的法線移位約10度(模擬表明，中心暗區的中心不是恰好10度，而是與10度偏離約~0.35度)。結果是，可認為暗圓的中心的位置粗略地隨著輸入角線性移位。亦從圖15B和15C觀察到，儘管中心暗區1520a和中心暗區1520b具有近似相同的角展度(跨內錐的全天頂大約3度)，但是圍繞中心暗區1520b的環1510b與圍繞中心暗區1520a的環1510a相比略微不對稱。可從圖15B和15C推斷，對於入射在軸錐體上的光而言，中心暗區1520a、1520b內部的光能將是非常少的。
由於軸錐體1300配置成將入射光分佈在環形區域中，所以環形漫射器1200的各種實施可包括複數個軸錐透鏡1300。這複數個軸錐透鏡1300可佈置在漫射器1200的一個或兩個表面1201a和1201b上，或佈置在漫射器1200的體量中，或部分地佈置在漫射器1200的表面上且部分地佈置在其體量中。在各種實施中，這複數個軸錐透鏡1300可以佈置成隨機陣列。在各種實施中，這複數個軸錐透鏡1300之每一者之軸錐透鏡的光軸可沿著環形漫射器1200的表面法線對準。在各種實施中，這複數個軸錐透鏡1300之每一者之軸錐透鏡的光軸可關於環形漫射器1200的表面法線成角度地對準。
參照圖12B中示出的顯示裝置900，軸錐漫射器1200可置於這複數個顯示元件901之上。在各種實施中，漫射器1200的一個或兩個表面1201a、1201b包括複數個軸錐透鏡1300。例如，在一些此類實施中，這些軸錐體被設在漫射器的一個表面上，並且漫射器1200可取向成使各軸錐體在比表面1201b(近端)遠離顯示元件901的表面1201a(遠端)上。因此，在此類實施中，這複數個軸錐透鏡1300的基座1305在顯示元件901的近端，並且這複數個軸錐透鏡1300的頂點在顯示元件901的遠端。在其他實施中，附加地或替代地，軸錐體可設在表面1201b上。例如，在某些此類實施中，這些軸錐體1300中的一些軸錐體的基座1305在顯示元件901的遠端，並且這些軸錐體的頂點在顯示元件901的近端。如上所論述，軸錐體可具有與顯示元件的尺寸相當的或比顯示元件的尺寸更小的尺寸。在其中軸錐體的尺寸與顯示元件的尺寸相當的實施 中，每個軸錐體可與相對應顯示元件相匹配及/或對準。
這複數個軸錐體1300的幾何性(例如，頂角、基座1305的半徑、基座1305的厚度t)可被決定成使角θ1在大約5度與大約15度之間且由θ2-θ1提供的環帶1210的角寬在大約10度與大約30度之間。
在各種實施中，例如如圖13B-13D中所示，使傾斜側壁1315a和1315b及/或軸錐體1300的基座的一或多個表面1305a和1305b彎曲可以是有利的。模擬結果已經表明，使軸錐體1300的基座的一或多個表面1305a和1305b彎曲可使光散佈在更寬的角θ2上，從而環帶1210的角寬θ2-θ1增大。更寬的角寬可增大顯示裝置的視角範圍。例如，由於顯示裝置900可沿著環帶內的彼此在直徑上相對的方向(例如，見圖12B中的觀看方向920和925)被觀看，所以顯示裝置的視角範圍可以是約2(θ2-θ1)。在各種實施中，軸錐角α(及/或頂角)可被選成提供具有期望角寬2θ1的暗區。軸錐體基座1305的這一或多個表面1305a和1305b的曲率可被選成提供環帶的期望角寬θ2-θ1。相應地，在某些實施中，這些軸錐體的一或多個幾何性質可被用來調諧漫射器的光學性質以將經調制光的方向從鏡面反射方向移開，從而同時達成設備的相對較低的鏡面反射眩光和相對較高的色彩對比。
在各種實施中，第二漫射器(例如習知漫射器(及/或抗眩光塗覆))可設在環形漫射器的正向或後向以進一步使光散佈以改良顯示器上的圖像的美觀性。
圖16是圖示用於製造包括環形漫射器的顯示裝置 的方法的實施的流程圖。方法包括提供配置成調制入射在顯示裝置上的光的複數個反射式顯示元件(如方塊1605所示)以及提供配置成將經調制光分佈在環帶中的漫射器層(如方塊1610所示)。漫射器層可配置成將入射在設備上的光重新分佈，以使從這些顯示元件反射的光被重新分佈在關於鏡面反射方向具有第一角度θ1的第一圓形區域與關於鏡面反射方向具有第二角度θ2的第二圓形區域之間的環狀區域中。第二角度θ2可大於第一角度θ1，而第一角度θ1可大於0度。在各種實施中，環形漫射器可在這複數個顯示元件之上的、在這些顯示元件的與光被配置成入射在顯示裝置中的那一側相同的一側上。在各種實施中，這些顯示元件可佈置於基板的第一側上。在各種實施中，環形漫射器可佈置於基板的與基板的第一側相對的第二側上。在各種實施中，環形漫射器可佈置於基板的與其上佈置有這些反射式顯示元件的那一側相同的一側上。在各種實施中，漫射器層可佈置於基板與這些反射式顯示元件之間。在各種實施中，漫射器層可在佈置這些反射式顯示元件之前被製造及/或佈置在基板上。在各種實施中，環形漫射器可使用壓敏黏合劑來佈置或可層疊在基板上。環形漫射器可包括諸如舉例而言複數個軸錐透鏡或全息特徵之類的光學特徵。這些光學特徵可經由使用諸如舉例而言壓花、壓印、表面光刻等製程來形成。
已參照反射式顯示裝置900描述了漫射器1200的某些實施。然而，這僅是為了便於介紹而非意欲限定。在其他實施中，漫射器1200可與透射式或透反式顯示裝置聯用。漫 射器層1200的各實施可與諸如照明設備、光導、燈具等其他光學裝置聯用。
圖17A和17B示出圖示包括複數個干涉量測調制器的顯示裝置40的系統方塊圖的實例。顯示裝置40可大體類似於以上描述的顯示裝置900的實施。例如，顯示裝置40可包括以上描述的漫射器1200的實施。顯示裝置40可以是例如智慧型電話、蜂巢或行動電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其稍有變動的變體亦圖示諸如電視、平板電腦、電子閱讀器、掌上型設備和可攜式媒體播放機等各種類型的顯示裝置。
顯示裝置40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入裝置48以及話筒46。外殼41可由各種各樣的製造製程(包括注模和真空成形)中的任何製造製程來形成。另外，外殼41可由各種各樣的材料中的任何材料製成，包括但不限於：塑膠、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷或其組合。外殼41可包括可拆卸部分(未圖示)，其可與具有不同顏色或包含不同徽標、圖片或符號的其它可拆卸部分互換。
顯示器30可以是各種各樣的顯示器中的任何顯示器，包括雙穩態顯示器或模擬顯示器，如本文中所描述的。在一些實施中，顯示器30可與以上論述的反射式顯示裝置900相似且包括環形漫射器1200。顯示器30亦可配置成包括平板顯示器(諸如，電漿、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)或非平板顯示器(諸如，CRT或其它電子管設備)。另外，顯示器30可包括干涉量測調制器顯示器，如本文中所描述的。
在圖17B中示意性地圖示顯示裝置40的組件。顯示裝置40包括外殼41，並且可包括被至少部分地包封於其中的附加元件。例如，顯示裝置40包括網路介面27，該網路介面27包括耦合至收發機47的天線43。收發機47連接至處理器21，該處理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可配置成調節信號(例如，對信號濾波)。調節硬體52連接到揚聲器45和話筒46。處理器21亦連接到輸入裝置48和驅動器控制器29。驅動器控制器29耦合至訊框緩衝器28並且耦合至陣列驅動器22，該陣列驅動器22進而耦合至顯示陣列30。在一些實施中，電源50可向特定顯示裝置40設計中的幾乎所有元件提供電力。
網路介面27包括天線43和收發機47，從而顯示裝置40可在網路上與一或多個設備通訊。網路介面27亦可具有一些處理能力以減輕例如對處理器21的資料處理要求。天線43可發射和接收信號。在一些實施中，天線43根據IEEE 16.11標準(包括IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包括IEEE 802.11a、b、g、n)及其進一步實施來發射和接收RF信號。在一些其它實施中，天線43根據藍芽標準來發射和接收RF信號。在蜂巢式電話的情形中，天線43設計成接收分碼多工存取(CDMA)、分頻多工存取(FDMA)、分時多工存取(TDMA)、行動通訊全球系統(GSM)、GSM/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、地面集群無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、進化資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO 修訂版A、EV-DO修訂版B、高速封包存取(HSPA)、高速下行鏈路封包存取(HSDPA)、高速上行鏈路封包存取(HSUPA)、進化高速封包存取(HSPA+)、長期進化(LTE)、AMPS或用於在無線網路(諸如，利用3G或4G技術的系統)內通訊的其它已知信號。收發機47可預處理從天線43接收的信號，以使得這些信號可由處理器21接收並進一步操縱。收發機47亦可處理從處理器21接收的信號，以使得可從顯示裝置40經由天線43發射這些信號。
在一些實施中，收發機47可由接收器代替。另外，在一些實施中，網路介面27可由圖像源代替，該圖像源可儲存或產生要發送給處理器21的圖像資料。處理器21可控制顯示裝置40的整體操作。處理器21接收資料(諸如來自網路介面27或圖像源的經壓縮圖像資料)，並將資料處理成原始圖像資料或容易被處理成原始圖像資料的格式。處理器21可將經處理資料發送給驅動器控制器29或發送給訊框緩衝器28以進行儲存。原始資料通常是指標識圖像內每個位置處的圖像特性的資訊。例如，此類圖像特性可包括色彩、飽和度和灰度級。
處理器21可包括微控制器、CPU或用於控制顯示裝置40的操作的邏輯單元。調節硬體52可包括用於將信號傳送至揚聲器45以及用於從話筒46接收信號的放大器和濾波器。調節硬體52可以是顯示裝置40內的個別元件，或者可被併入在處理器21或其它元件內。
驅動器控制器29可直接從處理器21或者可從訊框 緩衝器28獲取由處理器21產生的原始圖像資料，並且可適當地重新格式化原始圖像資料以用於向陣列驅動器22高速傳輸。在一些實施中，驅動器控制器29可將原始圖像資料重新格式化成具有類光柵格式的資料串流，以使得其具有適合跨顯示陣列30進行掃瞄的時間次序。隨後，驅動器控制器29將經格式化的資訊發送至陣列驅動器22。儘管驅動器控制器29(諸如，LCD控制器)往往作為自立的積體電路(IC)來與系統處理器21相關聯，但此類控制器可用許多方式來實施。例如，控制器可作為硬體嵌入在處理器21中、作為軟體嵌入在處理器21中或以硬體形式完全與陣列驅動器22整合在一起。
陣列驅動器22可從驅動器控制器29接收經格式化的資訊並且可將視訊資料重新格式化成一組並行波形，這些波形被每秒許多次地施加至來自顯示器的x-y像素矩陣的數百條且有時是數千條(或更多)引線。
在一些實施中，驅動器控制器29、陣列驅動器22以及顯示陣列30適用於本文中所描述的任何類型的顯示器。例如，驅動器控制器29可以是習知顯示器控制器或雙穩態顯示器控制器(例如，IMOD控制器)。另外，陣列驅動器22可以是習知驅動器或雙穩態顯示器驅動器(例如，IMOD顯示器驅動器)。此外，顯示陣列30可以是習知顯示陣列或雙穩態顯示陣列(例如，包括IMOD陣列的顯示器)。在一些實施中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合在一起。此類實施在高度整合的系統中可能是有用的，這些系統例如有 行動電話、可攜式電子設備、手錶或小面積顯示器。
在一些實施中，輸入裝置48可配置成允許例如使用者控制顯示裝置40的操作。輸入裝置48可包括按鍵板(諸如，QWERTY鍵盤或電話按鍵板)、按鈕、開關、搖桿、觸敏螢幕與顯示陣列30相整合的觸敏螢幕或者壓敏或熱敏膜。話筒46可配置成作為顯示裝置40的輸入裝置。在一些實施中，可使用經由話筒46的語音命令來控制顯示裝置40的操作。
電源50可包括各種能量存放裝置。例如，電源50可以是可再充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用可再充電電池的實施中，可再充電電池可以是可使用例如來自牆壁插座或光致電壓設備或陣列的電力來充電的。替代地，可再充電電池可以是可無線地充電的。電源50亦可以是可再生能源、電容器或太陽能電池，包括塑膠太陽能電池或太陽能電池塗料。電源50亦可配置成從牆上插座接收電力。
在一些實施中，控制可程式設計性常駐在驅動器控制器29中，驅動器控制器29可位於電子顯示系統中的若干個地方。在一些其它實施中，控制可程式設計性常駐在陣列驅動器22中。上述最佳化可以用任何數目的硬體及/或軟體元件並在各種配置中實施。
結合本文中所揭示的實施來描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路和演算法步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或這兩者的組合。硬體與軟體的這種可互換性已以其功能性的形式作了一般化描述，並在上文描述的各種說明 性元件、方塊、模組、電路和步驟中作瞭圖示。此類功能性是以硬體還是軟體來實施取決於具體應用和加諸於整體系統的設計約束。
用於實施結合本文中所揭示的態樣描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組和電路的硬體和資料處理裝置可用通用單晶片或多晶片處理器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式設計閘陣列(FPGA)或其它可程式設計邏輯裝置、個別閘門或電晶體邏輯、個別的硬體元件或其設計成執行本文中描述的功能的任何組合來實施或執行。通用處理器可以是微處理器，或者是任何習知的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可以被實施為計算設備的組合，諸如DSP與微處理器的組合、複數個微處理器、與DSP核心協調的一或多個微處理器或任何其他此類配置。在一些實施中，特定步驟和方法可由專門針對給定功能的電路系統來執行。
在一或多個態樣，所描述的功能可以用硬體、數位電子電路系統、電腦軟體、韌體(包括本說明書中所揭示的結構及其結構均等物)或其任何組合來實施。本說明書中所描述的標的的實施亦可實施為一或多個電腦程式，亦即，編碼在電腦儲存媒體上以供資料處理裝置執行或用於控制資料處理裝置的操作的電腦程式指令的一或多個模組。
若在軟體中實施，則諸功能可以作為一或多個指令或代碼儲存在電腦可讀取媒體上或藉其進行傳送。本文中所揭示的方法或演算法的步驟可在可常駐在電腦可讀取媒體上 的處理器可執行軟體模組中實施。電腦可讀取媒體包括電腦儲存媒體和通訊媒體兩者，其包括可被賦予將電腦程式從一地轉移到另一地的能力的任何媒體。儲存媒體可以是能被電腦存取的任何可用媒體。作為示例而非限定，此類電腦可讀取媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光碟儲存、磁碟儲存或其它磁存放裝置或能被用來儲存指令或資料結構形式的期望程式碼且能被電腦存取的任何其它媒體。任何連接亦可被正當地稱為電腦可讀取媒體。如本文中所使用的盤(disk)和碟(disc)包括壓縮光碟(CD)、鐳射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟和藍光光碟，其中盤往往以磁的方式再現資料而碟用鐳射以光學方式再現資料。上述的組合亦可被包括在電腦可讀取媒體的範圍內。另外，方法或演算法的操作可作為代碼和指令之一或者代碼和指令的任何組合或集合而常駐在可被併入電腦程式產品中的機器可讀取媒體和電腦可讀取媒體上。
對本案中描述的實施的各種改動對於本領域技藝人士可能是明顯的，並且本文中所定義的普適原理可應用於其它實施而不會脫離本案的精神或範圍。由此，請求項並非意欲被限定於本文中示出的實施，而是應被授予與本案、本文中所揭示的原理和新穎性特徵一致的最廣義的範圍。本文中專門使用詞語「示例性」來表示「用作示例、實例或圖示」。本文中描述為「示例性」的任何實施不必然被解釋為優於或勝過其他可能性或實施。另外，普通熟習此項技術者將容易領會，術語「上」和「下/低」有時是為了便於描述附圖而使 用的，且指示與取向正確的頁面上的附圖取向相對應的相對位置，且可能並不反映如所實施的IMOD的真正取向。
本說明書中在分開實施的上下文中描述的某些特徵亦可組合地實施在單個實施中。相反，在單個實施的上下文中描述的各種特徵亦可分開地或以任何合適的子群組合實施在多個實施中。此外，儘管諸特徵在上文可能被描述為以某些組合的方式起作用且甚至最初是如此要求保護的，但來自所要求保護的組合的一或多個特徵在一些情形中可從該組合被切除，且所要求保護的組合可以針對子群組合或子群組合的變體。
類似地，儘管在附圖中以特定次序圖示了諸操作，但普通熟習此項技術者將容易認識到此類操作無需以所示的特定次序或按順序次序來執行、亦無需要執行所有所圖示的操作才能達成期望的結果。此外，附圖可能以流程圖的形式示意性地圖示一或多個示例程序。然而，未圖示的其它操作可被併入示意性地圖示的示例程序中。例如，可在任何所圖示操作之前、之後、同時或之間執行一或多個附加操作。在某些情況下，多工和並行處理可以是有利的。此外，上文所描述的實施中的各種系統元件的分開不應被理解為在所有實施中皆要求此類分開，並且應當理解，所描述的程式元件和系統一般可以一起整合在單個軟體產品中或封裝成多個軟體產品。另外，其他實施亦落在所附申請專利範圍的範圍內。在一些情形中，請求項中敘述的動作可按不同次序來執行並且仍達成期望的結果。
900‧‧‧反射式顯示裝置
901‧‧‧反射式顯示元件
903‧‧‧層
905‧‧‧層
905a‧‧‧表面
907‧‧‧入射方向
908‧‧‧表面法線
909‧‧‧鏡面反射方向
910a‧‧‧光線
910b‧‧‧光線
911‧‧‧方向
920‧‧‧單射線
925‧‧‧單射線
1200‧‧‧漫射器
1201a‧‧‧第一表面
1201b‧‧‧第二表面

Claims (31)

  1. 一種具有一表面法線的顯示裝置，其中入射光中的至少一部分光是從相對於該表面法線的一入射方向入射的，並且其中一鏡面反射方向與該入射方向相關聯，該顯示裝置包括：複數個反射式顯示元件，其配置成調制入射在該顯示裝置上的光；及一置於該複數個反射式顯示元件之上的第一漫射器層，該第一漫射器層配置成重新分佈該入射光，以使從該顯示元件反射的該光被重新分佈到關於該鏡面反射方向具有一第一角度θ1的一第一圓形區域與關於該鏡面反射方向具有一第二角度θ2的一第二圓形區域之間的一環狀區域中，該第二角度θ2大於該第一角度θ1，並且該第一角度θ1大於0度。
  2. 如請求項1述及之顯示裝置，其中該第一漫射器層包括複數個軸錐透鏡，該複數個軸錐透鏡中之每一軸錐透鏡是錐體形狀的並具有一基座、一頂點和將該頂點接合到該基座的傾斜側壁。
  3. 如請求項2述及之顯示裝置，其中該複數個軸錐透鏡以一隨機圖案佈置。
  4. 如請求項2述及之顯示裝置，其中該等傾斜側壁是直的。
  5. 如請求項2述及之顯示裝置，其中該等傾斜側壁是彎曲的。
  6. 如請求項2述及之顯示裝置，其中該基座的一表面是平坦的。
  7. 如請求項2述及之顯示裝置，其中該基座的一表面是彎曲的。
  8. 如請求項2述及之顯示裝置，其中該等傾斜側壁與該椎體的該基座之間的一角度選成提供該第一角度θ1的一期望值。
  9. 如請求項2述及之顯示裝置，其中該基座和該等側壁中的至少一者以一曲率彎曲。
  10. 如請求項9述及之顯示裝置，其中θ2-θ1的一值大於5度。
  11. 如請求項2述及之顯示裝置，其中複數個軸錐透鏡置於每個反射式顯示像素之上。
  12. 如請求項11述及之顯示裝置，其中該複數個軸錐透鏡的數目在每顯示像素約10個與10000個軸錐透鏡之間。
  13. 如請求項11述及之顯示裝置，其中該複數個軸椎透鏡中 之每一軸椎透鏡具有在該反射式顯示像素的一面積的大約0.01%到大約10%之間的一基座面積。
  14. 如請求項2述及之顯示裝置，其中該複數個軸錐透鏡的一密度在每平方釐米大約105個與每平方釐米大約109個之間。
  15. 如請求項1述及之顯示裝置，其中該第一漫射器層包括複數個全息特徵。
  16. 如請求項1述及之顯示裝置，其中該第一角度θ1在大約5度與大約15度之間。
  17. 如請求項1述及之顯示裝置，其中該第二角度θ2在大約10度與大約30度之間。
  18. 如請求項1述及之顯示裝置，亦包括一置於該複數個反射式顯示元件之上的第二漫射器。
  19. 如請求項1述及之顯示裝置，其中該複數個反射式顯示元件中之每一反射式顯示元件包括至少一個干涉量測調制器。
  20. 一種具有一表面法線的顯示裝置，其中入射光中的至少一部分光是從相對於該表面法線的一入射方向入射的，並且其中一鏡面反射方向與該入射方向相關聯，該顯示裝置包括 ：複數個反射式顯示元件，其配置成調制入射在該顯示裝置上的光；及用於重定向光的裝置，該重定向裝置置於複數個反射式顯示元件之上，該重定向裝置配置成重新分佈該入射光，以使從該顯示元件反射的光被重新分佈在關於該鏡面反射方向具有一第一角度θ1的一第一圓形區域與關於該鏡面反射方向具有一第二角度θ2的一第二圓形區域之間的一環狀區域中，該第二角度大於該第一角度，並且該第一角度大於0度。
  21. 如請求項20述及之顯示裝置，其中該重定向裝置包括一具有複數個軸錐透鏡的漫射器層。
  22. 如請求項21述及之顯示裝置，其中該複數個軸錐透鏡以一隨機圖案佈置。
  23. 一種製造一顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟：提供配置成調制入射在該顯示裝置上的光的複數個反射式顯示元件，該顯示裝置具有一表面法線，其中該入射光中的至少一部分是從相對於該表面法線的一入射方向入射的，並且其中一鏡面反射方向與該入射方向相關聯；及提供一置於該複數個反射式顯示元件之上的漫射器層，該漫射器層配置成重新分佈該入射光，以使從該顯示元件反射的該光被重新分佈在關於該鏡面反射方向具有一第一角度 θ1的一第一圓形區域與關於該鏡面反射方向具有一第二角度θ2的一第二圓形區域之間的一環狀區域中，該第二角度大於該第一角度，並且該第一角度大於0度。
  24. 如請求項23述及之方法，其中該漫射器層包括複數個光學特徵。
  25. 如請求項24述及之方法，其中該等光學特徵包括複數個軸錐透鏡。
  26. 如請求項24述及之方法，其中該等光學特徵包括複數個全息特徵。
  27. 如請求項24述及之方法，其中該等光學特徵由包括以下至少一者的製程形成：壓花、壓印和表面光刻。
  28. 如請求項23述及之方法，其中該複數個反射式顯示元件置於一基板的一第一側上，並且其中該漫射器層用一壓敏黏合劑佈置在該基板的一第二側上，該第二側與該第一側相對。
  29. 如請求項23述及之方法，其中該複數個反射式顯示元件置於一基板的一第一側上，並且其中該漫射器層被層疊在該基板的一第二側上，該第二側與該第一側相對。
  30. 如請求項23述及之方法，其中該複數個反射式顯示元件和漫射器層置於一基板的同一側上。
  31. 如請求項30述及之方法，其中該漫射器層置於該基板與該複數個反射式顯示元件之間。
TW102123669A 2012-07-03 2013-07-02 用於反射式顯示器的環形散射漫射器 TWI481898B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/540,886 US8717660B2 (en) 2012-07-03 2012-07-03 Annulus scattering diffuser for reflective display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201407189A true TW201407189A (zh) 2014-02-16
TWI481898B TWI481898B (zh) 2015-04-21

Family

ID=48771774

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104107242A TW201530185A (zh) 2012-07-03 2013-07-02 用於反射式顯示器的環形散射漫射器
TW102123669A TWI481898B (zh) 2012-07-03 2013-07-02 用於反射式顯示器的環形散射漫射器

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104107242A TW201530185A (zh) 2012-07-03 2013-07-02 用於反射式顯示器的環形散射漫射器

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8717660B2 (zh)
JP (1) JP2015534092A (zh)
KR (1) KR20150021589A (zh)
CN (1) CN104428693B (zh)
TW (2) TW201530185A (zh)
WO (1) WO2014008180A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8717660B2 (en) 2012-07-03 2014-05-06 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Annulus scattering diffuser for reflective display
US20150130896A1 (en) * 2013-11-08 2015-05-14 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light redirection hologram for reflective displays
JP6609943B2 (ja) * 2015-03-12 2019-11-27 セイコーエプソン株式会社 タンク、タンクユニットおよび液体噴射システム
DE102016107595B4 (de) * 2016-04-25 2018-12-13 Precitec Gmbh & Co. Kg Strahlformungsoptik für Materialbearbeitung mittels eines Laserstrahls sowie Vorrichtung mit derselben
FR3076619B1 (fr) * 2018-01-05 2020-01-24 Tiama Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimensionnelle d'une surface de bague de recipient
US10964905B2 (en) 2019-04-08 2021-03-30 Interdigital Ce Patent Holdings Organic light emitting diode cell comprising a set of right circular hollow cylinders

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5035490A (en) 1990-01-09 1991-07-30 Hewlett-Packard Company Fiber optic
JPH095745A (ja) 1995-06-07 1997-01-10 Xerox Corp カラー液晶ディスプレイ装置の光ファイバフェースプレート
KR20010042282A (ko) 1999-02-04 2001-05-25 모리시타 요이찌 회절, 산란을 이루는 광학소자를 사용한 투광, 표시장치
US6788368B2 (en) 2000-03-23 2004-09-07 Daicel Chemical Industries, Ltd. Transmission light-scattering layer sheet and liquid crystal display
JP4756755B2 (ja) * 2000-03-23 2011-08-24 ダイセル化学工業株式会社 透過型光散乱シートおよび液晶表示装置
US6821810B1 (en) 2000-08-07 2004-11-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company High transmittance overcoat for optimization of long focal length microlens arrays in semiconductor color imagers
US6898012B2 (en) * 2002-05-16 2005-05-24 Eastman Kodak Company Light reflector with variable diffuse light reflection
US7321456B2 (en) * 2004-09-27 2008-01-22 Idc, Llc Method and device for corner interferometric modulation
US7630123B2 (en) * 2004-09-27 2009-12-08 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for compensating for color shift as a function of angle of view
US7508571B2 (en) 2004-09-27 2009-03-24 Idc, Llc Optical films for controlling angular characteristics of displays
JP4483793B2 (ja) 2006-01-27 2010-06-16 セイコーエプソン株式会社 微細構造体の製造方法及び製造装置
US7535646B2 (en) 2006-11-17 2009-05-19 Eastman Kodak Company Light emitting device with microlens array
KR101540216B1 (ko) * 2008-11-03 2015-07-29 삼성디스플레이 주식회사 광학 부재 및 그를 포함하는 표시 장치
EP2435867A1 (en) * 2009-05-29 2012-04-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination devices and methods of fabrication thereof
US20110241977A1 (en) 2010-04-01 2011-10-06 Microsoft Corporation Enhanced viewing brightness for surface display
US8717660B2 (en) 2012-07-03 2014-05-06 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Annulus scattering diffuser for reflective display

Also Published As

Publication number Publication date
TW201530185A (zh) 2015-08-01
WO2014008180A1 (en) 2014-01-09
TWI481898B (zh) 2015-04-21
JP2015534092A (ja) 2015-11-26
US20140009816A1 (en) 2014-01-09
US9140830B2 (en) 2015-09-22
US8717660B2 (en) 2014-05-06
CN104428693B (zh) 2016-11-16
KR20150021589A (ko) 2015-03-02
CN104428693A (zh) 2015-03-18
US20140240813A1 (en) 2014-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI438483B (zh) 顯示器中減少色彩偏移之系統及方法
KR101229320B1 (ko) 간섭 광학 변조기 및 확산기를 이용하는 시스템 및 방법
TWI510827B (zh) 具有嵌入式菲涅耳反射器之光導
TWI481898B (zh) 用於反射式顯示器的環形散射漫射器
TWI403769B (zh) 照明使用背光之干涉調變器之系統及方法
TW201321794A (zh) 基於環境照明條件控制顯示器照明之裝置及方法
JP2006099063A (ja) 干渉変調のための方法及び支柱構造
TWI576635B (zh) 用於顯示器件之斜角端面
TW201300827A (zh) 作為監視器覆蓋板之彎曲攝影機鏡頭
TW201227137A (en) Display having an embedded microlens array
US20130127922A1 (en) Structures for directing incident light onto the active areas of display elements
TW201350904A (zh) 具有窄角光輸出之光導及方法
JP6000468B2 (ja) 電気機械システムディスプレイデバイスのブルーシフトに対する実時間補償
TW201617682A (zh) 非對稱光轉向特徵
US20130328943A1 (en) Diffuser including particles and binder
TW201333528A (zh) 用於產生多重虛擬光源之光準直分歧裝置
TW201520605A (zh) 用於反射式顯示器之光再導向全像圖
TW201629574A (zh) 合併光擴散結構之基於快門之光調變器
US20130328838A1 (en) Diffusers for different color display elements

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees