TW201629574A - 合併光擴散結構之基於快門之光調變器 - Google Patents

Abstract

本發明提供用於一合併光擴散元件之MEMS顯示設備的系統、方法及設備。該顯示設備可包括形成於一底板上方且與該底板電通信之顯示元件。該底板可包括由一或多個介電層隔離之一或多個光阻擋層。用於形成一影像之光可通過該底板之各種層。該底板之該等介電層中之一或多者可包括用於擴散由該顯示設備發射之光的光擴散元件。該等光擴散元件可提供由該顯示設備發射之光之一寬的角光分佈，且改良與該顯示設備相關聯之一視角。在一些實施中，該等光擴散元件可包括半球形、圓柱形、稜柱形、繞射光柵及/或漫射光擴散元件。

Description

合併光擴散結構之基於快門之光調變器 相關申請案

本專利申請案主張2015年1月14日申請之題為「合併光擴散結構之基於快門之光調變器(SHUTTER-BASED LIGHT MODULATORS INCORPORATING LIGHT SPREADING STRUCTURES)」之美國實用申請案第14/596,812號之優先權，且該美國實用申請案讓與給本受讓人且特此以引用之方式明確地併入本文中。

本發明係關於顯示器領域，且詳言之，係關於機電系統(EMS)顯示元件。

機電系統(EMS)包括具有電及機械元件、致動器、換能器、感測器、光學組件(諸如，鏡及光學薄膜)及電子裝置之裝置。EMS裝置或元件可以多種尺度來製造，包括(但不限於)微尺度及奈米尺度。舉例而言，微機電系統(MEMS)裝置可包括具有範圍為約一微米至數百微米或更大之大小的結構。奈米機電系統(NEMS)裝置可包括具有小於一微米之大小(包括(例如)小於數百奈米之大小)之結構。可使用沈積、蝕刻、微影及/或蝕刻掉基板及/或所沈積材料層之部分或添加層以形成電及機電裝置的其他微機械加工製程來產生機電元件。

已提議基於EMS之顯示設備，其包括藉由選擇性地將光阻擋組件 移動至穿過貫穿光阻擋層所界定之孔隙的光學路徑中且移動離開該光學路徑來調變光的顯示元件。如此操作可選擇性地使來自背光之光通過或反射來自環境或前光之光以形成影像。

本發明之系統、方法及裝置各自具有若干創新態樣，其中無單一者單獨負責引起本文中所揭示之所要屬性。

本發明中所描述之標的物之一個創新態樣可在一設備中實施。該設備包括基板、平行於該基板定向且界定第一組光學窗之第一光阻擋層。該設備進一步包括定位於第一光阻擋層上方之第一介電層，及定位於第一介電層上方之第二光阻擋層。該設備亦包括定位於第二光阻擋層上方之第二介電層。該設備進一步包括安置於第一介電層及第二介電層中之至少一者中的光擴散元件。光擴散元件與第一組光學窗對準，且光調變器鄰近光擴散元件定位。

在一些實施中，該設備進一步包括能夠朝向光擴散元件發射準直光之準直背光。在一些實施中，第二光阻擋層界定實質上與第一組光學窗對準之第二組光學窗。在一些實施中，光擴散元件之縱軸實質上平行於界定於第一介電層中之光學窗的長軸。在一些實施中，第一光阻擋層及第二光阻擋層各自包括金屬。在一些實施中，第一介電層及第二介電層中之一者包括光可界定聚碳酸酯。在一些實施中，該設備進一步包括定位於第二介電層上方且界定實質上與第一組光學窗對準之第三組光學窗的第三光阻擋層。在一些實施中，該設備進一步包括鄰近於第一介電層及第二介電層中之一者定位的第三介電層，第三介電層之邊界形成光擴散元件之邊界的至少一部分。

在一些實施中，該設備進一步包括界定於光阻擋層中之輸出光學窗，輸出光學窗為界定於設備之光阻擋層中之所有光學窗中之最窄光學窗，且其中光擴散元件形成於一介電層中，該介電層相對於背光定 位於輸出光學窗前方。在一些實施中，安置有光擴散元件之第一介電層及第二介電層中之一者具有至少1μm之厚度。在一些實施中，光擴散元件之長度、寬度及高度中之至少兩者為至少1μm。在一些實施中，光擴散元件包括由第一介電層及第二介電層實質上圍封之流體。在一些實施中，該流體與用於包圍光調變器之流體相同。在一些實施中，該流體與用於包圍光調變器之流體不同。在一些實施中，設備包括底板，底板包括第一光阻擋層、第一介電層、第二光阻擋層、第二介電層及光擴散元件，且其中光調變器與底板電通信。

在一些實施中，該設備進一步包括：顯示器；能夠與顯示器通信之處理器，該處理器能夠處理影像資料；及能夠與處理器通信之記憶體裝置。在一些實施中，該設備進一步包括能夠將至少一個信號發送至顯示器之驅動器電路，且其中處理器進一步能夠將影像資料之至少一部分發送至驅動器電路。在一些實施中，該設備進一步包括能夠將影像資料發送至處理器之影像源模組，其中影像源模組包括接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。在一些實施中，該設備進一步包括能夠接收輸入資料且將輸入資料傳達至處理器的輸入裝置。

本發明中所描述之標的物之另一創新態樣可在製造顯示設備之方法中實施。該方法包括在基板上方沈積第一光阻擋層且在第一光阻擋層中界定第一組光學窗。該方法進一步包括在第一光阻擋層上方沈積第一介電層。該方法亦包括在第一介電層上方沈積第二光阻擋層且在第二光阻擋層上方沈積第二介電層。該方法另外包括將第一介電層及第二介電層中之一者圖案化以形成光擴散元件。該方法亦包括形成鄰近光擴散元件定位之複數個顯示元件。

在一些實施中，該方法進一步包括將第二光阻擋層圖案化以界定實質上與第一組光學窗對準之第二組光學窗。在一些實施中，複數個顯示元件包括經定位以調變自背光發射且導向光擴散元件之光的複數 個光調變器。在一些實施中，將第一介電層及第二介電層中之一者圖案化以形成光擴散元件包括實質上平行於第一組光學窗之長軸地對準光擴散元件之縱軸。在一些實施中，將第一介電層及第二介電層中之一者圖案化以形成光擴散元件包括形成光擴散元件，使光擴散元件之高度、長度及寬度中之至少兩者為至少1μm。

在一些實施中，形成鄰近光擴散元件定位之複數個顯示元件包括形成與第一光阻擋層及第二光阻擋層中之至少一者電通信的複數個顯示元件。在一些實施中，該方法進一步包括將由第二組光學窗曝露之第一介電層圖案化以形成凹陷，在經圖案化第一介電層上方沈積第三介電層，在第三介電層上方沈積第二介電層，其中將第一介電層及第二介電層中之一者圖案化以形成光擴散元件包括將第二介電層圖案化以在第二介電層中界定孔且經由孔移除第三介電層。在一些此類實施中，該方法進一步包括沈積第四介電層以堵塞界定於第二介電層中之孔。

在一些實施中，該方法進一步包括在第二介電層上方沈積第三光阻擋層且在第三光阻擋層中界定實質上與光擴散元件對準之一組輸出光學窗，且其中該組輸出光學窗比第一組光學窗更窄。在一些實施中，在第二光阻擋層上方沈積第二介電層包括將具有至少1μm之厚度的第二介電層平坦化。

本發明中所描述之標的物之另一創新態樣可實施於包括基板及平行於基板定向且界定第一組光學窗之光阻擋層的設備中。該設備進一步包括定位於第一光阻擋層上方之第一介電層，及定位於第一介電層上方之第二光阻擋層。該設備亦包括定位於第二光阻擋層上方之第二介電層。該設備另外包括用於將自該設備之後側入射的光朝向該設備之前側擴散的光擴散構件。光擴散構件安置於第一介電層及第二介電層中之至少一者中，且與第一組光學窗對準。該設備亦包括鄰近光擴 散構件定位之光調變器。

在一些實施中，第二光阻擋層界定實質上與第一組光學窗對準之第二組光學窗。在一些實施中，該設備進一步包括能夠朝向光擴散構件發射準直光之準直背光。在一些實施中，光擴散構件之縱軸實質上平行於光學窗之長軸，光學窗界定於第一介電層及第二介電層中之安置有光擴散構件之一者中。

本發明中所描述之標的物之一或多個實施之細節在隨附圖式及以下描述中闡述。其他特徵、態樣及優點將自描述、圖式及申請專利範圍變得顯而易見。應注意，下列諸圖之相對尺寸可能未按比例繪製。

21‧‧‧處理器

22‧‧‧陣列驅動器

27‧‧‧網路介面

28‧‧‧圖框緩衝器

29‧‧‧驅動器控制器

30‧‧‧顯示器/顯示陣列

40‧‧‧顯示裝置

41‧‧‧外殼

43‧‧‧天線

45‧‧‧揚聲器

46‧‧‧麥克風

47‧‧‧收發器

48‧‧‧輸入裝置

50‧‧‧電源供應器

52‧‧‧調節硬體

100‧‧‧顯示設備

102a‧‧‧光調變器

102b‧‧‧光調變器

102c‧‧‧光調變器

102d‧‧‧光調變器

104‧‧‧影像

105‧‧‧燈

106‧‧‧像素

108‧‧‧快門

109‧‧‧孔隙

110‧‧‧寫入啟用互連件

112‧‧‧資料互連件

114‧‧‧共同互連件

120‧‧‧主機裝置

122‧‧‧主機處理器

124‧‧‧環境感測器

126‧‧‧使用者輸入模組

128‧‧‧顯示設備

130‧‧‧掃描驅動器

131‧‧‧掃描線互連件

132‧‧‧資料驅動器

133‧‧‧資料互連件

134‧‧‧控制器

138‧‧‧共同驅動器

139‧‧‧共同互連件

140‧‧‧紅色燈

142‧‧‧綠色燈

144‧‧‧藍色燈

146‧‧‧白色燈

148‧‧‧燈驅動器

150‧‧‧顯示元件陣列

200‧‧‧雙致動器快門組合件

202‧‧‧快門開啟致動器/第一致動器/靜電致動器

204‧‧‧快門關閉致動器/第二對置致動器/靜電致動器

206‧‧‧快門

207‧‧‧孔隙層

208‧‧‧錨定器

209‧‧‧孔隙層孔隙

212‧‧‧快門孔隙

216‧‧‧重疊

300‧‧‧顯示設備

304‧‧‧後基板

306‧‧‧快門

316‧‧‧前基板

319‧‧‧光源

320‧‧‧光導

322a‧‧‧光線

322b‧‧‧光線

324‧‧‧後孔隙層

326‧‧‧後孔隙

330‧‧‧底板

332‧‧‧M3金屬層

334‧‧‧M2金屬層

336‧‧‧M1金屬層

338‧‧‧第一光學窗

340‧‧‧第二光學窗

344‧‧‧第二介電層

346‧‧‧第一介電層

360‧‧‧光擴散元件

370‧‧‧間隙

400‧‧‧顯示設備

422a‧‧‧光線

422b‧‧‧光線

450a‧‧‧光線

450b‧‧‧光線

460‧‧‧稜柱形光擴散元件

500‧‧‧顯示設備

504‧‧‧後基板

506‧‧‧快門

516‧‧‧前基板

519‧‧‧光源

520‧‧‧光導

522a‧‧‧光線

522b‧‧‧光線

524‧‧‧後孔隙層

526‧‧‧孔隙

530‧‧‧底板

532‧‧‧M3金屬層

534‧‧‧M2金屬層

536‧‧‧M1金屬層

538‧‧‧第一光學窗

540‧‧‧第二光學窗

542‧‧‧第三光學窗

544‧‧‧第二介電層

546‧‧‧第一介電層

550a‧‧‧光線

550b‧‧‧光線

560‧‧‧光擴散元件

570‧‧‧增亮膜

600‧‧‧顯示設備

604‧‧‧後基板

606‧‧‧快門

616‧‧‧前基板

619‧‧‧光源

620‧‧‧光導

622a‧‧‧光線

622b‧‧‧光線

624‧‧‧後孔隙層

626‧‧‧孔隙

630‧‧‧底板

632‧‧‧M3金屬層

634‧‧‧M2金屬層

636‧‧‧M1金屬層

638‧‧‧第二光學窗

640‧‧‧第三光學窗

642‧‧‧第一介電層

644a‧‧‧第二介電層

644b‧‧‧第三介電層

646‧‧‧第一光學窗

650a‧‧‧光線

650b‧‧‧光線

660‧‧‧光擴散元件

702‧‧‧半球形光擴散元件

704‧‧‧稜柱形光擴散元件

706‧‧‧圓柱形光擴散元件

708‧‧‧繞射光柵

710‧‧‧光擴散元件/光擴散漫射表面

800‧‧‧形成顯示設備之實例製程

900‧‧‧顯示設備

904‧‧‧後基板

906‧‧‧快門

910‧‧‧顯示設備

916‧‧‧前基板

919‧‧‧光源

920‧‧‧光導

922a‧‧‧光線

922b‧‧‧光線

924‧‧‧後孔隙層

926‧‧‧後孔隙

930‧‧‧底板

932‧‧‧M3金屬層

934‧‧‧M2金屬層

936‧‧‧M1金屬層

938‧‧‧第一光學窗

940‧‧‧第二光學窗

942‧‧‧第三光學窗

944‧‧‧第二介電層

946‧‧‧第一介電層

950a‧‧‧光線

950b‧‧‧光線

956a‧‧‧孔

956b‧‧‧孔

960‧‧‧光擴散元件

966a‧‧‧插塞

966b‧‧‧插塞

970‧‧‧增亮膜

A‧‧‧線

A'‧‧‧線

α₁‧‧‧光分佈角度

α₂‧‧‧光分佈角度

α₃‧‧‧光分佈角度

α₄‧‧‧光分佈角度

θ₁‧‧‧光分佈角度

θ₂‧‧‧光分佈角度

θ₃‧‧‧光分佈角度

θ₄‧‧‧光分佈角度

圖1A展示實例直觀式基於微機電系統(MEMS)之顯示設備的示意圖。

圖1B展示實例主機裝置的方塊圖。

圖2A及圖2B展示實例雙致動器快門組合件的視圖。

圖3至圖6展示包括光擴散元件之各種實例基於快門之顯示設備的橫截面圖。

圖7A至圖7E展示可用於顯示設備中之各種實例光擴散元件的俯視圖。

圖8展示形成顯示設備之實例製程的流程圖。

圖9A至圖9C展示包括光擴散元件之基於快門之顯示設備之其他實例的橫截面圖。

圖10及圖11展示包括複數個顯示元件之實例顯示裝置的系統方塊圖。

各種圖式中之相同參考數字及名稱指示相同元件。

出於描述本發明之創新態樣之目的，以下描述係針對某些實施。 然而，一般熟習此項技術者將易於認識到，可以許多不同方式來應用本文中之教示。所描述之實施可在能夠顯示影像(無論係運動(諸如，視訊)抑或靜止(諸如，靜態影像)的，且無論係文字、圖形抑或圖片)之任何裝置、設備或系統中實施。本發明中所提供之概念及實例可適用於各種顯示器，諸如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、場發射顯示器及基於機電系統(EMS)及微機電(MEMS)之顯示器，以及合併來自一或多種顯示技術之特徵的顯示器。

所描述實施可包括於諸如(但不限於)以下各者之多種電子裝置中或與該等電子裝置相關聯：行動電話、具備多媒體網際網路功能之蜂巢式電話、行動電視接收器、無線裝置、智慧型手機、Bluetooth®裝置、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持型或攜帶型電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、智慧筆記型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃描器、傳真裝置、全球定位系統(GPS)接收器/導航器、攝影機、數位媒體播放器(諸如，MP3播放器)、攝錄影機、遊戲主機、腕錶、可穿戴式裝置、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀裝置(諸如，電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(諸如里程錶及速度計顯示器)、座艙控制器及/或顯示器、攝影機景觀顯示器(諸如，車輛中的後視攝像機之顯示器)、電子相片、電子廣告牌或標識、投影儀、架構結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、匣式錄音機或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、攜帶型記憶體晶片、洗衣機、乾燥器、洗衣機/乾燥器、停車儀、封裝(諸如，在包括微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用以及非EMS應用中之封裝)、美學結構(諸如，在一件珠寶或服裝上影像之顯示)及多種EMS裝置。

顯示設備可包括形成於底板上方且與底板電通信之顯示元件。底板可包括由一或多個介電層隔離之一或多個光阻擋層。用於形成影像 之光可通過底板之各種層。在一些實施中，底板之介電層中之一或多者可包括用於擴散由顯示設備發射之光的光擴散元件。光擴散元件可提供由顯示設備發射之光之寬的角光分佈。在一些實施中，光擴散元件可包括半球形、圓柱形、稜柱形、繞射光柵及/或漫射光擴散元件。在一些實施中，光擴散元件可形成於底板內之外部介電層上。在一些實施中，光擴散元件可形成於底板內之內部介電層上。在一些實施中，光擴散元件可形成有由兩個鄰近介電層界定之腔室。在一些實施中，腔室可填充有流體，其中流體可與用於包圍光調變器之流體相同。

可實施本發明中所描述之標的物之特定實施以實現以下潛在優點中之一或多者。藉由包括形成於顯示設備之底板內的光擴散元件，可提供顯示設備的寬視角而不增加顯示設備之總厚度。此外，光擴散元件可與準直背光協調工作以改良效率連同視角。光擴散元件亦可改良顯示設備之光輸出。

圖1A展示實例直觀式基於MEMS之顯示設備100的示意圖。顯示設備100包括按列及行配置的複數個光調變器102a至102d(總稱為光調變器102)。在顯示設備100中，光調變器102a及102d處於開啟狀態，從而允許光通過。光調變器102b及102c處於關閉狀態，從而阻礙光通過。藉由選擇性地設定光調變器102a至102d之狀態，顯示設備100可用以在由一或多個燈105照明之情況下形成背光顯示器之影像104。在另一實施中，設備100可藉由反射源自設備之前部的環境光而形成影像。在另一實施中，設備100可藉由反射來自定位於顯示器前部之一或多個燈的光(亦即，藉由使用前光)而形成影像。

在一些實施中，每一光調變器102對應於影像104中之像素106。在一些其他實施中，顯示設備100可利用複數個光調變器以形成影像104中之像素106。舉例而言，顯示設備100可包括三個色彩特定光調 變器102。藉由選擇性地開啟對應於特定像素106之色彩特定光調變器102中之一或多者，顯示設備100可產生影像104中之色彩像素106。在另一實例中，顯示設備100對每一像素106包括兩個或兩個以上光調變器102以在影像104中提供明度位準。關於影像，像素對應於由影像之解析度界定的最小像元。關於顯示設備100之結構組件，術語像素係指用以調變形成影像之單一像素之光的組合式機械與電組件。

顯示設備100為直觀式顯示器，此係因為其可能不包括通常在投影應用中發現之成像光學裝置。在投影顯示器中，將形成於顯示設備之表面上的影像投影至螢幕上或投影至牆壁上。顯示設備實質上小於所投影影像。在直觀式顯示器中，可藉由直接查看顯示設備而看到影像，該顯示設備含有光調變器及視情況用於增強在顯示器上所見之亮度及/或對比度的背光或前光。

直觀式顯示器可以透射或反射模式來操作。在透射式顯示器中，光調變器過濾或選擇性地阻擋源自定位於顯示器之後的一或多個燈之光。來自燈之光視情況注入至光導或背光中，以使得每一像素可得到均勻照明。透射直觀式顯示器常常建置至透明基板上以促進夾層組合件配置，在該配置中含有光調變器之一基板定位於背光之上。在一些實施中，透明基板可為玻璃基板(有時被稱作玻璃板或面板)或塑膠基板。玻璃基板可為或包括(例如)硼矽酸鹽玻璃、酒杯玻璃(wine glass)、熔融二氧化矽、鹼石灰玻璃、石英、人造石英、派熱克斯玻璃(Pyrex)或其他合適之玻璃材料。

每一光調變器102可包括快門108及孔隙109。為了照明影像104中之像素106，快門108經定位以使得其允許光通過孔隙109。為保持像素106不被照亮，快門108經定位以使得其阻礙光通過孔隙109。孔隙109係藉由貫穿每一光調變器102中之反射性或光吸收材料而圖案化之開口界定。

顯示設備亦包括耦接至基板及光調變器以用於控制快門之移動的控制矩陣。控制矩陣包括一系列電互連件(諸如，互連件110、112及114)，該等互連件包括每像素列的至少一個寫入啟用互連件110(亦被稱作掃描線互連件)、每一像素行的一個資料互連件112，及將共同電壓提供至所有像素或至少提供至來自顯示設備100中之多個行及多個列兩者之像素的一共同互連件114。回應於適當電壓(寫入啟用電壓，V_WE)之施加，用於給定像素列之寫入啟用互連件110使該列中之像素準備好接受新的快門移動指令。資料互連件112以資料電壓脈衝之形式傳達新的移動指令。在一些實施中，施加至資料互連件112之資料電壓脈衝直接促成快門之靜電移動。在一些其他實施中，資料電壓脈衝控制開關，諸如控制單獨驅動電壓(其在量值上通常高於資料電壓)向光調變器102之施加的電晶體或其他非線性電路元件。此等驅動電壓之施加導致快門108之靜電驅動移動。

控制矩陣亦可包括(但不限於)電路，諸如與每一快門組合件相關聯之電晶體及電容器。在一些實施中，每一電晶體之閘極可電連接至掃描線互連件。在一些實施中，每一電晶體之源極可電連接至對應資料互連件。在一些實施中，每一電晶體之汲極可並聯地電連接至對應電容器之電極及對應致動器之電極。在一些實施中，與每一快門組合件相關聯的電容器及致動器之另一電極可連接至共同或接地電位。在一些其他實施中，電晶體可替換為半導體二極體或金屬-絕緣體-金屬切換元件。

圖1B展示實例主機裝置120(亦即，蜂巢式電話、智慧型手機、PDA、MP3播放器、平板電腦、電子閱讀器、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、手錶、可穿戴式裝置、膝上型電腦、電視或其他電子裝置)之方塊圖。主機裝置120包括顯示設備128(諸如圖1A中所展示之顯示設備100)、主機處理器122、環境感測器124、使用者輸入模組126及 電源。

顯示設備128包括複數個掃描驅動器130(亦被稱作寫入啟用電壓源)、複數個資料驅動器132(亦被稱作資料電壓源)、控制器134、共同驅動器138、燈140至146、燈驅動器148及顯示元件陣列150(諸如圖1A中所展示之光調變器102)。掃描驅動器130將寫入啟用電壓施加至掃描線互連件131。資料驅動器132將資料電壓施加至資料互連件133。

在顯示設備之一些實施中，資料驅動器132能夠將類比資料電壓提供至顯示元件陣列150，尤其在以類比方式獲得影像之明度位準之情況下。在類比操作中，顯示元件經設計以使得當經由資料互連件133施加一系列中間電壓時，在所得影像中產生一系列中間照明狀態或明度位準。在一些其他實施中，資料驅動器132能夠將減少的一組數位電壓位準(諸如，2個、3個或4個)施加至資料互連件133。在顯示元件為基於快門之光調變器(諸如，圖1A中所展示之光調變器102)的實施中，此等電壓位準經設計以按數位方式將開啟狀態、關閉狀態或其他離散狀態設定至快門108中之每一者。在一些實施中，驅動器能夠在類比模式與數位模式之間切換。

掃描驅動器130及資料驅動器132連接至數位控制器電路134(亦被稱作控制器134)。控制器134以主要串列方式將按序組織之資料發送至資料驅動器132，在一些實施中，該資料可經預定，可按列及按影像圖框而分組)。資料驅動器132可包括串列至並列資料轉換器、位準移位及(對於一些應用)數位至類比電壓轉換器。

顯示設備視情況包括一組共同驅動器138，亦被稱作共同電壓源。在一些實施中，共同驅動器138(例如)藉由將電壓供應至一系列共同互連件139而將DC共同電位提供至顯示元件陣列150內之所有顯示元件。在一些其他實施中，共同驅動器138遵循來自控制器134之命 令而將電壓脈衝或信號發出至顯示元件陣列150，電壓脈衝或信號為例如能夠驅動及/或起始陣列之多個列及行中的所有顯示元件之同時致動的全域致動脈衝。

用於不同顯示功能之驅動器(諸如，掃描驅動器130、資料驅動器132及共同驅動器138)中之每一者可由控制器134進行時間同步。來自控制器134之時序命令協調經由燈驅動器148之紅色、綠色、藍色及白色燈(分別為140、142、144及146)之照明、顯示元件陣列150內之特定列的寫入啟用及定序、來自資料驅動器132之電壓的輸出，及提供顯示元件致動之電壓的輸出。在一些實施中，燈為發光二極體(LED)。

控制器134判定可藉以將顯示元件中之每一者重新設定成適於新影像104之照明位準的定序或定址方案。可按週期性間隔設定新影像104。舉例而言，對於視訊顯示器，按範圍為10赫茲至300赫茲(Hz)之頻率再新彩色影像或視訊之圖框。在一些實施中，影像圖框至顯示元件陣列150的設定與燈140、142、144及146之照明同步，使得交替的影像圖框由交替的一系列色彩(諸如，紅色、綠色、藍色及白色)照明。每一各別色彩之影像圖框被稱作彩色子圖框。在此方法(被稱作場序色彩方法)中，若彩色子圖框以超過20Hz之頻率交替，則人類視覺系統(HVS)將交替圖框影像平均化而感知具有廣泛且連續色彩範圍的影像。在一些其他實施中，燈可採用除紅色、綠色、藍色及白色以外的原色。在一些實施中，可在顯示設備128中採用少於四個或大於四個具有原色之燈。

在一些實施中，在顯示設備128經設計以用於使快門(諸如，圖1A中所展示之快門108)在開啟狀態與關閉狀態之間進行數位切換的情況下，控制器134藉由時分灰階之方法形成影像。在一些其他實施中，顯示設備128可經由對於每一像素使用多個顯示元件提供灰階。

在一些實施中，用於影像狀態之資料係由控制器134按個別列(亦被稱作掃描線)之序列定址而載入至顯示元件陣列150。對於序列中之每一列或掃描線，掃描驅動器130將寫入啟用電壓施加至用於顯示元件陣列150之彼列的寫入啟用互連件131，且隨後資料驅動器132為陣列之選定列中的每一行供應對應於所要快門狀態之資料電壓。此定址程序可重複，直至資料已載入顯示元件陣列150中之所有列。在一些實施中，用於資料載入之選定列的序列為線性的，在顯示元件之陣列150中自頂部向下進行。在一些其他實施中，選定列之序列係偽隨機的，以便減少潛在視覺假影。且在一些其他實施中，按區塊組織定序，其中對於一區塊，用於影像之某一部分的資料被載入至顯示元件陣列150。舉例而言，序列可經實施以依序定址顯示元件陣列150之每第五列。

在一些實施中，用於將影像資料載入至顯示元件陣列150之定址程序與致動顯示元件之程序在時間上係分離的。在此實施中，顯示元件陣列150可包括每一顯示元件之資料記憶體元件，且控制矩陣可包括用於攜載來自共同驅動器138之觸發信號以根據儲存於記憶體元件中之資料起始顯示元件之同時致動的全域致動互連件。

在一些實施中，顯示元件陣列150及控制該等顯示元件之控制矩陣可按除矩形列及行以外的組態來配置。舉例而言，可按六邊形陣列或曲線列及行來配置顯示元件。

主機處理器122一般控制主機裝置120之操作。舉例而言，主機處理器122可為用於控制攜帶型電子裝置之通用或專用處理器。關於包括於主機裝置120內之顯示設備128，主機處理器122輸出影像資料以及關於主機裝置120之額外資料。此資訊可包括：來自環境感測器124之資料，諸如環境光或溫度；關於主機裝置120之資訊，包括(例如)主機之操作模式或主機裝置之電源中剩餘的電量；關於影像資料之內 容的資訊；關於影像資料之類型的資訊；及/或供顯示設備128用於選擇成像模式之指令。

在一些實施中，使用者輸入模組126使得能夠直接地抑或經由主機處理器122將使用者之個人偏好傳送至控制器134。在一些實施中，由軟體控制使用者輸入模組126，使用者在該軟體中輸入個人偏好(例如，色彩、對比度、電力、亮度、內容及其他顯示設定及參數偏好)。在一些其他實施中，由硬體控制使用者輸入模組126，使用者在該硬體中輸入個人偏好。在一些實施中，使用者可經由話音命令、一或多個按鈕、開關或撥號盤或藉由觸控能力輸入此等偏好。至控制器134之複數個資料輸入引導控制器將資料提供至對應於最佳成像特性的各種驅動器130、132、138及148。

亦可包括環境感測器模組124以作為主機裝置120之部分。環境感測器模組124可能夠接收關於周圍環境之資料，諸如溫度及/或環境照明條件。感測器模組124可經程式化以(例如)區分裝置在室內或辦公室環境中、在明亮日光中之室外環境還是在夜間室外環境中操作。感測器模組124將此資訊傳達至顯示控制器134，使得控制器134可回應於周圍環境而使檢視條件最佳化。

圖2A及圖2B展示實例雙致動器快門組合件200之視圖。如圖2A中所描繪，雙致動器快門組合件200處於開啟狀態。圖2B展示處於關閉狀態之雙致動器快門組合件200。快門組合件200包括在快門206之任一側上的致動器202及204。每一致動器202及204經獨立控制。第一致動器(快門開啟致動器202)用以開啟快門206。第二對置致動器(快門關閉致動器204)用以關閉快門206。致動器202及204中之每一者可實施為柔性樑電極致動器。致動器202及204藉由實質上在平行於孔隙層207(快門懸置於其上方)之平面中驅動快門206來開啟及關閉快門206。快門206藉由附接至致動器202及204之錨定器208而懸置於孔隙 層207上方的短距離處。使致動器202及204沿快門206之移動軸線附接至快門206之對置末端減少了快門206之平面外運動，且將運動實質上限於平行於基板(未描繪)之平面。

在所描繪之實施中，快門206包括光可通過之兩個快門孔隙212。孔隙層207包括一組三個孔隙209。在圖2A中，快門組合件200處於開啟狀態，且因而快門開啟致動器202已被致動，快門關閉致動器204處於其鬆弛位置中，且快門孔隙212之中心線與兩個孔隙層孔隙209之中心線一致。在圖2B中，快門組合件200已移動至關閉狀態，且因而，快門開啟致動器202處於其鬆弛位置中，快門關閉致動器204已被致動，且快門206之光阻擋部分現處於適當位置中以阻擋光透射穿過孔隙209(描繪為虛線)。

每一孔隙具有圍繞其周邊之至少一個邊緣。舉例而言，矩形孔隙209具有四個邊緣。在圓形、橢圓形、卵形或其他曲線型孔隙形成於孔隙層207中之一些實施中，每一孔隙可具有單一邊緣。在一些其他實施中，孔隙無需分離或在數學意義上不相交，而實情為可經連接。亦即，雖然孔隙之部分或成形區段可維持與每一快門之對應性，但此等區段中之若干者可經連接以使得孔隙之單一連續周界由多個快門共用。

為了允許光以多種出射角通過處於開啟狀態之孔隙212及209，快門孔隙212之寬度或大小可設計為大於孔隙層207中之孔隙209的對應寬度或大小。為了在關閉狀態下有效地阻擋光逸出，快門206之光阻擋部分可經設計以與孔隙209之邊緣重疊。圖2B展示重疊216，該重疊在一些實施中可為預定義的、在快門206中之光阻擋部分的邊緣與形成於孔隙層207中之孔隙209的一個邊緣之間。

靜電致動器202及204經設計以使得其電壓移位行為將雙穩態特性提供至快門組合件200。對於快門開啟致動器及快門關閉致動器中之 每一者，存在低於致動電壓之一系列電壓，該等電壓在致動器處於關閉狀態(快門開啟或關閉)時被施加的情況下，將使致動器保持關閉且將快門保持在適當位置，即使在將驅動電壓施加至對置致動器之後亦如此。與此反作用力相抵維持快門之位置所需的最小電壓被稱作維持電壓V_m。

圖3展示包括光擴散元件之實例基於快門之顯示設備300的橫截面圖。顯示設備300包括懸浮於前基板316與後基板304之間的快門306。在圖3中展示處於開啟位置中的快門306。後孔隙層324定位於後基板304之面向前方表面上。後孔隙層324界定後孔隙326。底板330定位於前基板316之面向後方側上。底板330包括M1金屬層336、M2金屬層334及M3金屬層332。第二介電層344將M3金屬層332與M2金屬層334分離。第一介電層346將M2金屬層334與M1金屬層336分離。一般熟習此項技術者將易於理解，第一介電層346可包括具有不同折射率之一或多個層。類似地，第二介電層344亦可包括具有不同折射率之一或多個層。在一些實施中，除M1金屬層336、M2金屬層334、M3金屬層332、第一介電層346及第二介電層344以外，底板330亦可包括基板316。在一些實施中，底板330可進一步包括形成於金屬或介電層上方之電路(未圖示)。

在一些實施中，M1金屬層336、M2金屬層334、M3金屬層332可經圖案化以提供電及光學功能性。具體言之，在一些實施中，金屬層可經圖案化以提供互連件以在底板內之電路組件之間攜載信號或形成此等電路組件之組件。金屬層亦可經圖案化以藉由阻擋導向顯示設備300之前方的光路徑而提供光學功能性。舉例而言，再次參看圖3，M1金屬層338及M3金屬層332可經圖案化以不僅形成互連件，且亦分別形成第一光學窗338及第二光學窗340。光學窗338及340允許光通過所界定位置處之金屬層，同時阻擋自顯示設備300之後方入射於鄰近 於光學窗338及340之M1金屬層338及M3金屬層332之部分上的光。在一些實施中，光學窗可具有類似於後孔隙326之形狀的形狀。在一些實施中，光學窗可經圖案化以具有類似於孔隙326之尺寸的尺寸。在一些其他實施中，光學窗可與孔隙326形狀相同，但與孔隙326之彼等尺寸相比尺寸更大。在一些實施中，光學窗可影響由顯示設備300發射之光的角光分佈(下文論述)。在一些實施中，一或多個金屬層(例如，M2金屬層334)可主要經圖案化以形成互連件及其他電組件，同時提供可忽略(若存在)的光學功能性，諸如阻擋光路徑及/或影響通過金屬層之光的角分佈。

在一些實施中，可能需要包括較厚介電層(詳言之，較厚第二介電層344)以減少經圖案化至M2金屬及M3金屬層334及332中之電組件之間的電容、串擾及/或短路。然而，較厚介電層導致總體底板較厚。較厚底板可不合需要地減少顯示設備之視角。舉例而言，較厚第二介電層344可增加第一光學窗338與第二光學窗340之間的距離。第一光學窗338與第二光學窗340之間的距離之增加可減少光發射至顯示設備之外的角度且因此減少顯示設備之視角。如下文所論述，可藉由使用在較寬角度上擴散由顯示設備發射之光的光擴散元件來緩和歸因於較厚底板的顯示設備之視角減少。

M1金屬層336界定第一光學窗338。在一些實施中，可改為由代替M1金屬層336、在M1金屬層336之前或在M1金屬層336之後沈積的暗介電層(諸如，摻碳旋塗式玻璃材料，諸如矽酸鹽及包括(但不限於)三氧化矽烷(HSQ)及甲基矽氧烷之矽氧烷)界定第一光學窗338。M3金屬層界定第二光學窗340。第一光學窗338及第二光學窗340與後孔隙326對準以界定光學路徑，光可穿過該光學路徑自顯示設備300朝向檢視者漏出。光源319及光導320(一同形成背光)定位於後基板304之後。間隙370將光導320與後基板304分開。在一些實施中，間隙370可 填充有空氣。在一些其他實施中，間隙370可填充有另一流體或真空。填充間隙370之流體或真空可輔助獲取來自光導320之光的所要角分佈。

M3金屬層332、M2金屬層334及M1金屬層336可各自由金屬形成。在一些實施中，可選擇金屬以使得其實質上為非反射性的，使得照射在M3金屬層332、M2金屬層334及M1金屬層336之表面上的光被吸收且阻擋而非被反射。吸收光可減少射出顯示設備300之環境光或錯誤反射光的量。此可(例如)藉由增加顯示器之對比率而改良合併顯示設備300之顯示器的效能。在一些實施中，M3金屬層332可被保持在與快門306共同之電位下，以阻止快門306與底板330之間的吸引力。

在一些實施中，顯示設備300之快門306可以類似於圖2A及2B中所展示之光調變器200之快門206的方式起作用。快門306可回應於致動電壓而側向地移動至開啟位置及關閉位置中。當如圖3中所展示快門306處於開啟位置時，快門306定位於孔隙326與第二光學窗340之間的光學路徑旁，從而允許光傳遞至顯示設備300之外。

第二介電層344包括靠近第二光學窗340安置之光擴散元件360。光擴散元件360形成第二介電層344之整體部分，且可在顯示設備300之製造期間經圖案化至第二介電層344中。在一些實施中，光擴散元件360可形成於第二介電層344之實質上整個面向後方區域上，該面向後方區域可透過第二光學窗340曝露於背光。

光擴散元件360擴散自顯示設備300之後方(亦即，自背光)入射之光。穿過第二光學窗340入射在第二介電層344上之光線(諸如光線322a及322b)由光擴散元件360朝向顯示設備300之前方擴散。光擴散元件360亦可將入射在第二介電層344上之其他光線以各種角度及強度朝向顯示設備之前方擴散。在光線322a與322b之間，由角光分佈角度 α₁表示入射光之角光分佈。應注意，圖3僅展示在穿過第一光學窗338及第二光學窗340之最短尺寸的橫截面之平面中之角光分佈。熟習此項技術者將易於理解，在具有不同於圖3中所展示的定向的定向之其他平面中，光分佈角度可不同。在其他平面中，諸如第一光學窗338及第二光學窗340之光學窗以及後孔隙326可具有與圖3中不同之尺寸。此等不同尺寸可允許或截去導向顯示設備300之前方的光之不同部分，籍此導致不同的光分佈角度。舉例而言，在繞顯示器法線旋轉90°之平面中，沿光學窗338及340及後孔隙326之長軸，較大角度範圍之光可通過顯示設備(允許較大的光分佈角度)。

在一些實施中，顯示設備300可能夠具有寬的視角。在一些實施中，顯示設備300之視角可為顯示設備300之角光分佈的函數。較寬角光分佈可導致較大的視角。顯示設備300之角光分佈的寬度可按發射至第一光學窗338之外之光的光分佈角度來描述。在不存在光擴散元件360之情況下，發射至第一光學窗338之外之光的光分佈角度可與入射光線322a及322b之光分佈角度α₁實質上相同。然而，在光擴散元件360存在之情況下，入射光可以實質上較寬的角光分佈擴散且發射至第一光學窗338之外。具體言之，由θ₁表示發射至第一光學窗338之外之光的光分佈角度，θ₁大於光分佈角度α₁，如圖3中所展示。如上文所論述，熟習此項技術者將易於理解，光分佈角度可在具有不同於圖3中所展示的定向之定向的其他平面中不同。歸因於前基板316及空氣之折射率的差異，發射至第一光學窗338之外的光在射出顯示設備300時進一步擴散。

在一些實施中，底板330內之最窄光學窗可表示為「輸出光學窗」，因為輸出光學窗之寬度可確定光分佈角度θ₁。舉例而言，形成於M3金屬層332中之第二光學窗340(其為底板330中之最窄光學窗)為顯示設備300之輸出光學窗。如圖3中所展示，光擴散元件360定位於 輸出光學窗之前方，使得最終輸出光分佈角度在光通過光擴散元件360之後不進一步變窄。

可基於所要角光分佈選擇光擴散元件之大小、形狀及定向。下文關於圖7A至圖7E進一步論述各種類型之光擴散元件。

圖4展示包括光擴散元件460之另一實例基於快門之顯示設備400的橫截面圖。詳言之，圖4展示具有稜柱形光擴散元件460之第二介電層344的橫截面圖。稜柱形光擴散元件460可類似於如上文關於圖3論述之光擴散元件360。光擴散元件360及稜柱形光擴散元件460將自背光入射的光擴散至顯示設備400之前方。舉例而言，以角度α₂入射之光線422a及422b可由稜柱形光擴散元件460擴散為朝向顯示設備400前方之具有實質上較大光分佈角度θ₂的光線450a及450b。在一些實施中，稜柱形光擴散元件460之形狀可經設計以提供不同於由光擴散元件360提供之角光分佈的角光分佈。舉例而言，光分佈角度θ₂可不同於由圖3中所展示之光擴散元件360提供的光分佈角度θ₁。類似於圖3中所展示之顯示設備300，形成於M3金屬層332中之第二光學窗340可充當顯示設備400之輸出光學窗，且光擴散元件460可定位於輸出光學窗之前方。

圖5展示包括光擴散元件560之另一實例基於快門之顯示設備500的橫截面圖。詳言之，圖5展示形成於兩個介電層之界面處的光擴散元件560。顯示設備500包括圖3中所展示之顯示設備300之組件中的許多。舉例而言，顯示設備500包括懸浮於前基板516與後基板504之間的快門506。後孔隙層524定位於後基板504之面向前方表面上。後孔隙層524界定後孔隙526。底板530定位於前基板516之面向後方側上。底板530包括三個金屬層：M3金屬層532、M2金屬層534及M1金屬層536。第二介電層544將M3金屬層532與M2金屬層534分離。第一介電層546將M2金屬層534與M1金屬層536分離。底板530之M3金屬層 532、M2金屬層534及M1金屬層536分別界定第二光學窗540、第三光學窗542及第一光學窗538。在一些實施中，M2金屬層534可主要經圖案化以形成連接底板530內之各種電組件的互連件或形成其他電組件之部分(諸如，電晶體端子或電容器電極)，同時提供可忽略(若存在)的光學功能性。舉例而言，M2金屬層534可經圖案化以使得自光擴散元件560附近且自傳遞至光擴散元件560及自其傳遞之光的路徑移除M2金屬層534。

顯示設備500進一步包括接近於光導520之面向前方表面定位的增亮膜(BEF)570，BEF 570結合光源519形成背光。在一些實施(諸如，空氣用作前基板516與後基板504之間的流體以包圍快門506之實施)中，空氣與後基板504以及空氣與第二介電層544之相對折射率可使傳遞至後孔隙526之外的光之一部分在顯示設備內折射，而非被引導至顯示設備之外且朝向檢視者。在顯示設備內折射之光可由各種內部表面(諸如，光吸收層及孔隙層)吸收，從而導致顯示設備之不良效率及對比率。在一些此類實施中，BEF 570可輔助以適當方式(諸如，以較窄光分佈角度準直光)朝向顯示設備500之前方引導由背光發射的光，以減少在顯示設備內吸收之光的量且改良效率及對比率。BEF 570可包括薄膜之堆疊，諸如(不限於)反射薄膜、漫射薄膜及稜柱形薄膜。BEF 570可改良背光之光輸出，且亦以相對窄的角度發射光。在一些實施中，光導520亦可包括面向前方反射表面或反射薄膜以提供光再循環。在一些實施中，BEF 570可包括交叉BEF(XBEF)，亦即，經配置以使得各別稜鏡軸非平行(或在一些實施中，正交)之至少兩個稜柱形薄膜。在一些實施中，光導520之面向前方表面或BEF 570可包括用於進一步準直光且將光以窄入射角導向顯示設備500之前方的透鏡。BEF 570亦可分別合併至圖3及圖4中所展示之顯示設備300及400中。熟習此項技術者將易於理解，以適當方式(諸如，以較窄光分佈角度 準直光)朝向顯示設備500之前方引導由背光發射之光的任何背光設計將減少在顯示設備內吸收之光的量且改良效率及對比率。

不同於圖3中所展示之顯示設備300，顯示設備500包括覆蓋第一光學窗538之第一介電層546。第一介電層546包括靠近第三光學窗542安置之光擴散元件560。不同於圖3中所展示之形成於顯示設備300之第二介電層344中的光擴散元件360，光擴散元件560形成第一介電層546之整體部分，且可在顯示設備500之製造期間經圖案化至第一介電層546中。在一些實施中，光擴散元件560可形成於第一介電層546之實質上整個面向後方區域上，該面向後方區域可透過第二光學窗540曝露於背光。

光擴散元件560擴散自顯示設備500之後方(亦即，自準直透鏡570)入射之光。光線522a及522b在以角度α₃入射於第一介電層546中之光擴散元件560上之前通過第二光學窗540及第二介電層544。光擴散元件560以各種角度及強度將入射光朝向顯示設備500之前方擴散。舉例而言，光擴散元件560以由θ₃表示之光分佈角度朝向顯示設備500之前方擴散光線550a及550b，θ₃可大於光擴散元件560之後方之入射光線522a及522b的角度α₃。

在一些實施中，光擴散元件之邊界處的材料之相對折射率可影響光擴散元件之光分佈角度。舉例而言，在圖3及圖4中分別展示之顯示設備300及400中，光擴散元件360及460形成於第二介電層中。因此，光擴散元件360及460之邊界處的兩個材料為用於形成第二介電層344之材料及用於填充M3金屬層332與孔隙層324之間之間隙的流體(諸如，油，空氣或甚至在真空條件下等)。光分佈角度θ₁及θ₂可部分為流體及第二介電層344之相對折射率的函數。另一方面，在圖5中所展示之顯示設備500中，第二介電層544及第一介電層546在光擴散元件560之邊界處接觸。因此，光分佈角度θ₃可部分為第二介電層544及第一 介電層546之相對折射率的函數。在一些實施中，若將油用作流體以填充圖3中所展示之M3金屬層332與孔隙層324之間的間隙，則可選擇具有比將空氣用作流體之情況下相對更高的折射率的第二介電材料344。在一些實施中，圖3及圖4中所展示之第二介電層344及圖5中所展示之第二介電層544的折射率可為約1.3至約2.1(例如，約1.5)，或甚至更特定而言，約1.57。此外，圖3及圖4中之第一介電層346及圖5中之第一介電層546的折射率可選擇為相對較低，例如，約1.25至約2.05，或約1.45。此折射率可分別低於第二介電層344及544之折射率，(諸如)以在第一與第二介電質之間產生大的折射率差，籍此增加光擴散元件360及560之折射力。

圖6展示包括光擴散元件660之另一實例基於快門之顯示設備600的橫截面圖。詳言之，顯示設備600包括藉由將另一鄰近介電層用作蝕刻擋止件而形成於介電層內的光擴散元件660。顯示設備600包括懸浮於前基板616及後基板604之間的快門606。後孔隙層624定位於後基板604之面向前方表面上。後孔隙層624界定後孔隙626。底板630定位於前基板616之面向後方側上。底板630包括三個金屬層：M3金屬層632、M2金屬層634及M1金屬層636。第一介電層646將M2金屬層634與M1金屬層636分離。第二介電層644a與第三介電層644b之組合將M3金屬層632與M2金屬層634分離。底板630之M3金屬層632、M2金屬層634及M1金屬層636分別界定第二光學窗640、第三光學窗642及第一光學窗638。顯示設備600亦包括由光源619照明之光導620(其組合地形成背光)。在一些實施中，M2金屬層634可主要經圖案化以形成連接底板630內之各種電組件的互連件或形成此等電組件之部分，同時提供可忽略(若存在)的光學功能性。舉例而言，M2金屬層634可經圖案化以使得自光擴散元件660附近且自傳遞至光擴散元件660及自其傳遞之光的路徑移除M2金屬層634。

顯示設備600亦包括形成於第二介電層644a中之光擴散元件660。光擴散元件660以類似於上文關於圖3、圖4及圖5中分別展示之光擴散元件360、460及560描述的方式擴散光。亦即，光擴散元件660以角度α₄接收由光線622a及622b展示的入射光，且以較寬光分佈角度θ₄朝向顯示設備600之前方發射由光線650a及650b展示的光。較寬光分佈角度θ₄可改良顯示設備600之視角。

光擴散元件660可形成於第二介電層644a內。在製造期間，第二介電層644a經圖案化且經蝕刻以形成光擴散元件660。第三介電層644b由對用於蝕刻第二介電層644a之蝕刻劑(諸如，蝕刻化學品，光等)呈相對惰性的材料形成。舉例而言，若第二介電層644a為光可界定以允許藉由曝露於光而形成光擴散元件660，則第三介電層644b可由非感光材料形成。因此，在第二介電層644a之蝕刻期間，經蝕刻以形成光擴散元件660之腔室被阻止延伸超過分離第二介電層644a與第三介電層644b的邊界。亦即，第三介電層644b充當形成於第二介電層644a中之光擴散元件660之形成的蝕刻擋止件。第三介電層644b之邊界之一部分形成光擴散元件660之至少一部分。在一些實施中，可選擇第二介電層644a及第三介電層644b之厚度以達成光擴散元件660之所要尺寸。在一些實施中，可在於底板630內形成介層孔之同時形成光擴散元件660，該等介層孔將底板630中之金屬層中之一者電連接至由底板630支撐之其他裝置。在一些實施中，例如，當介層孔用於將M3金屬層632連接至M2金屬層634時，介層孔之形成亦可在第三介電層644b之邊界處中斷。在此等情況下，其他蝕刻步驟可用於將介層孔穿過第三介電層644b延伸至M2金屬層634。

在一些實施中，顯示設備600可不包括第三介電層644b，且可改為將第一介電層646用作在第二介電層644a中形成光擴散元件660的蝕刻擋止件。在一些此類實施中，可在於底板630內形成介層孔之同時 形成光擴散元件660，該等介層孔可電連接兩個或兩個以上金屬層，諸如，M3金屬層632及M2金屬層634。舉例而言，當第一介電層646充當形成於第二介電層644a中之光擴散元件的蝕刻擋止件時，M2金屬層634可充當同時形成於第二介電層644a中之介層孔的蝕刻擋止件。在蝕刻製程結束時，第二介電層646可形成光擴散元件660之邊界，而M2金屬層634可形成介層孔之邊界。因此，可不需要額外蝕刻步驟來形成將M3金屬層632連接至M2金屬層634之介層孔。在一些實施中，使用蝕刻擋止介電層之技術亦可用於在第一介電層646或顯示設備600之任何其他介電層中形成光擴散元件。

在一些實施中，圖3至圖6中所展示之顯示設備可包括一個以上介電層中之光擴散元件。舉例而言，參看圖5，除第一介電層546中之光擴散元件560以外，顯示設備500亦可包括第二介電層544中之光擴散元件。在一些實施中，第二介電層544中之光擴散元件可形成於第二介電層544之實質上整個面向後方區域上，該面向後方區域可透過第二光學窗540曝露於背光。類似地，參看圖6，除形成於第二介電層644a內之光擴散元件660以外，光擴散元件亦可包括於第一介電層646及/或第三介電層中。

圖7A至圖7E展示可用於顯示設備中之各種實例光擴散元件的俯視圖。詳言之，圖7A至圖7E中所展示之光擴散元件可用於形成圖3、圖4、圖5及圖6中分別展示之光擴散元件360、460、560及660。圖7A展示半球形光擴散元件702之陣列，圖7B展示稜柱形光擴散元件704之陣列，圖7C展示一系列圓柱形光擴散元件706，圖7D展示用作光擴散元件之繞射光柵708，且圖7E展示用作光擴散元件之漫射表面。應注意，光擴散元件之數目、形狀、配置及大小不限於圖7A至圖7E中所展示之彼等者。

參看圖7A，光擴散元件702可包括按陣列配置以用於擴散光之半 球體。光擴散元件702之配置不限於圖7A中所展示之彼等者。舉例而言，在一些實施中，光擴散元件702可經隨機配置、不規則地配置、按交錯列配置等。在一些實施中，光擴散元件702可為任何比例之球形頂蓋，且並不僅限於半球。在一些實施中，光擴散元件702可為任何比例之非球形、拋物線或雙曲線透鏡。在一些實施中，至少一個光擴散元件702之大小可不同於至少一個其他光擴散元件702。在一些實施中，至少兩個鄰近光擴散元件702之邊界可重疊。在一些實施中，光擴散元件702在至少一個維度中的長度可為約1μm至約15μm。

圖7B展示包括按陣列配置之稜鏡的光擴散元件704。如上文關於圖7A中所展示之光擴散元件702所論述，光擴散元件704亦可按不規則、隨機、交錯等配置來配置。在一些實施中，至少一個光擴散元件704之大小可不同於另一光擴散元件704之大小。在一些實施中，至少兩個鄰近光擴散元件704之邊界可重疊。

圖7C展示包括圓柱形元件之光擴散元件706。詳言之，圖7C展示形狀為圓柱體之縱向截面的光擴散元件706之俯視圖。在一些實施中，如圖7C中所展示，光擴散元件706可經配置以使得圓柱形截面之縱軸實質上平行於內部安置有光擴散元件706之窗口、開口或孔隙的較長軸。在一些實施中，圓柱形截面之縱軸可垂直於窗口之較長軸或相對於窗口之較長軸成任何其他角度。在一些實施中，光擴散元件706可包括以相對於窗口之較長軸成兩個以上角度配置的圓柱形截面。在一些實施中，任何兩個鄰近光擴散元件706可間隔開，其各別邊界不重疊。

圖7D展示可用作光擴散元件708之繞射光柵。在一些實施中，繞射光柵可包括以通常大於自背光發射之光之最小波長的距離間隔開的狹縫。在一些實施中，繞射光柵中之狹縫可經配置以使得狹縫之縱軸實質上平行於窗口之較長軸。在一些實施中，光擴散元件708可包括 具有相對於窗口之較長軸之一個以上相對定向的一個以上組繞射光柵。在一些實施中，繞射光柵可使用雷射形成於介電層上。

圖7E展示可用作光擴散元件710之漫射表面。在一些實施中，光擴散元件710可包括可隨機散射且朝向顯示設備之前方擴散光的粗糙化表面。

在一些實施中，圖7A至圖7E中所展示之光擴散元件的形狀亦可包括非球形、三角形、雙曲線或拋物線形狀。在一些實施中，上文在圖3至圖7E中展示之光擴散元件中之任一者的高度、寬度及長度中之至少兩者可為至少1μm。

在一些實施中，除關於圖7A至圖7E論述之彼等光擴散元件以外的各種光擴散元件亦可用於擴散光。舉例而言，在一些實施中，光擴散元件可包括體積漫射介電質，體積漫射介電質可包括懸浮於介電質內之光擴散顆粒或物質。除由介電質表面(諸如，上文關於圖7E論述之光擴散漫射表面710)上方之光擴散處理提供之光擴散以外，懸浮光擴散顆粒亦可提供光擴散。

圖8展示形成顯示設備之實例製程800的流程圖。詳言之，製程800包括兩個階段：製造顯示器底板(階段802)及形成在底板上方且與底板電通信的複數個顯示元件(階段804)。顯示器底板製造階段包括：在基板上方沈積第一光阻擋層且在第一光阻擋層中界定第一組光學窗(階段806)；在第一光阻擋層上方沈積第一介電層(階段808)；在第一介電層上方沈積第二光阻擋層(階段810)；在第二光阻擋層上方沈積第二介電層(階段812)；及將第一介電層及第二介電層中之一者圖案化以形成光擴散元件(階段814)。

如上文所指示，製造顯示器底板(階段802)包括在基板上方沈積第一光阻擋層且在第一光阻擋層中界定第一組光學窗(階段806)。在一些實施中，基板可由玻璃、塑膠或一些其他實質上透明的材料形 成。第一光阻擋層可包括可實質上阻擋光通過光阻擋層之光阻擋材料。在一些實施中，光阻擋材料可為諸如碳黑或鈦黑之光吸收材料。在一些其他實施中，光阻擋材料可為用於反射光之光反射材料，諸如銀(Ag)、鋁(Al)及銅(Cu)。在一些實施中，光阻擋層可包括光吸收與光反射材料之組合。第一光阻擋層可包括(例如)圖3及圖4中所展示之顯示器底板330之M1金屬層336。作為另一實例，第一光阻擋層可包括圖5中所展示之M1金屬層536、圖6中所展示之M1金屬層636及圖9A至圖9C中所展示之M1金屬層936。在一些實施中，可使用薄膜沈積製程(諸如，DC或RF濺鍍、蒸鍍或在一些情況下藉由化學或物理氣相沈積)沈積第一光阻擋層。在光阻擋層包括光阻擋樹脂之一些實施中，可使用旋塗技術沈積第一光阻擋層。

第一光阻擋層可經圖案化以形成開口、孔隙或光學窗，以允許光通過。舉例而言，光學窗可對應於圖3及圖4中所展示之形成於M1金屬層336中的光學窗338。作為另一實例，光學窗可對應於圖5及圖6中分別展示之光學窗558及光學窗668。在一些實施中，開口之寬度可在約10μm至約25μm範圍內。若第一光阻擋層包括金屬，則可使用典型蝕刻技術界定光學窗，典型蝕刻技術包括RF或DC電漿蝕刻、濺鍍蝕刻、反應性離子銑削及/或濕式化學蝕刻。在蝕刻光學窗之同時，可將組成顯示器底板之各種電互連件及組件界定至第一光吸收材料層中。在一些實施中，第一光阻擋層可主要經圖案化以界定電互連件及組件，且提供可忽略的光學功能性，諸如阻擋光。可經由直接光微影及顯影或經由上文所描述之蝕刻技術中之一或多者界定基於樹脂之第一光阻擋層中的光學窗。

製造底板之階段(階段802)進一步包括在第一光阻擋層上方沈積第一介電層(階段808)。可使用包括(但不限於)以下各者之材料形成第一介電層：二氧化矽(例如，SiO₂，或通常Si_xO_y)、氮化矽(例如， Si₃N₄，或通常Si_xN_y)、氮氧化矽(SiON，或更通常為Si_XO_YN_Z)、氧化鋁(AlO₃)、三氧化鈦(TiO₂)、氧化鉿(HfO₂)、光可界定聚碳酸酯及其他聚合物，及五氧化鉭(Ta₂O₅)，該等材料可藉由濺鍍、蒸鍍、狹縫塗佈、澆鑄、旋轉澆鑄或化學氣相沈積來沈積。在一些實施中，亦可使用用於沈積諸如SOG矽酸鹽及包括(但不限於)三氧化矽烷(HSQ)及甲基矽氧烷之矽氧烷之材料的旋塗式玻璃(SOG)技術沈積第一介電層。在一些實施中，第一介電層可經蝕刻以形成與形成於第一光阻擋層中之光學窗實質上大小相同且與該等光學窗對準的窗口。在一些實施中，第一介電層可經蝕刻以形成比形成於第一光阻擋層中之光學窗更小或更大的窗口。可使用諸如RF或DC電漿蝕刻之典型蝕刻製程將第一介電層圖案化。上文已關於圖3及圖4論述第一介電層之一個實例。舉例而言，第一介電層可對應於圖3及圖4中所展示之第一介電層346。作為另一實例，第一介電層可對應於圖5及圖6中分別展示之第一介電層546及646。在一些實施中，可在沈積期間將第一介電層平坦化。在一些實施中，沈積第一介電層可包括沈積具有不同折射率之兩個或兩個以上介電層。

製造底板之階段亦包括在第一介電層上方沈積第二光阻擋層(階段810)。第二光阻擋層可包括材料，且可以類似於上文關於第一光阻擋層論述之方式被沈積。作為一實例，第二光阻擋層可對應於圖3及圖4中所展示之M2金屬層334。在一些實施中，第二光阻擋層可以類似於上文關於第一光阻擋層論述之方式經圖案化以具有與第一光阻擋層中之第一組光學窗對準的第二組光學窗。作為一實例，第二組光學窗可對應於形成於圖3及圖4中所展示之第二光阻擋層334中的光學窗，該第二組光學窗與第一光阻擋層中之光學窗338對準。在一些實施中，第二光阻擋層可經圖案化以主要形成連接底板內之各種電組件的互連件或形成此等電組件之部分(諸如，電晶體及電容器電極)，同 時提供可忽略(若存在)的光學功能性。舉例而言，第二光阻擋層可經圖案化以使得其被自光擴散元件附近且自傳遞至光擴散元件及自其傳遞之光的路徑移除。

製造底板之階段可進一步包括在第二光阻擋層上方沈積第二介電層(階段812)。類似於第一介電層，亦可使用包括(但不限於)以下各者之材料形成第二介電層：SiO₂、Si₃N₄、AlO₃、TiO₂、HfO₂、光可界定聚碳酸酯及Ta₂O₅，該等材料可藉由濺鍍、蒸鍍或化學氣相沈積來沈積。在一些實施中，第二介電層之厚度可大於第一介電層之厚度。在一些實施中，第二介電層之厚度可大於約1μm；舉例而言，在約1μm與約2μm之間。在一些實施中，可在沈積期間將第二介電層平坦化。舉例而言，第二介電層可對應於圖3及圖4中所展示之第二介電層344。在一些實施中，沈積第二介電層可包括沈積具有不同折射率之兩個或兩個以上介電層。

製造底板之階段亦包括將第一介電層及第二介電層中之一者圖案化以形成光擴散元件(階段814)。第一介電層或第二介電層可經圖案化以形成提供寬的角光分佈之光擴散元件。上文已關於圖3至圖6論述光擴散元件之實例。具體言之，圖3展示圖案化至第二介電層344中之光擴散元件360，且圖4展示圖案化至第二介電層344中之光擴散元件460，圖5展示圖案化至第一介電層546中之光擴散元件560，且圖6展示圖案化至第二介電層644a中之光擴散元件660。上文已關於圖7A至圖7E及圖9A至圖9C論述光擴散元件之其他實例。在一些實施中，可使用各向異性或各向同性蝕刻將光擴散元件圖案化至第一或第二介電層中。舉例而言，可結合各向異性蝕刻使用灰階遮罩來形成光擴散元件。在一些實施中，第一介電層及第二介電層中之一者或兩者可為光可界定材料，諸如聚碳酸酯。在一些此類實施中，可使用灰階遮罩將光擴散元件直接光界定至第一介電層及第二介電層中之一者中。在一 些實施中，可在第一及第二介電層中之一者中將光擴散元件圖案化，且第三介電層形成蝕刻擋止件。上文關於圖6中所展示之光擴散元件660論述此技術之實例結果。

在一些實施中，製造底板之階段(階段802)可包括在第二介電層上方沈積及圖案化第三光阻擋層。舉例而言，第三光阻擋層可對應於圖3及圖4中所展示之M3金屬層324。在一些實施中，第三光阻擋層可包括類似於上文關於第一及第二光阻擋層論述之彼等光阻擋材料的光阻擋材料。

顯示元件之形成(階段804)可包括供形成快門組合件之模具之形成、結構材料沈積階段，繼之以圖案化階段及脫模階段。為了形成模具，第一犧牲材料經沈積且經圖案化以形成可在其中形成錨定器之一部分的介層孔或開口。開口形成於經圖案化至最接近對置基板之底板層中的接觸焊墊上方。在經圖案化之第一犧牲材料層之上沈積第二犧牲材料。第二犧牲材料層經圖案化以形成模具，該模具包括實質上垂直側壁及頂部表面。該模具亦包括與形成於第一犧牲層中之介層孔及開口對準的介層孔或開口。顯示元件之形成進一步包括將形成快門及錨定器之結構材料的沈積及圖案化。結構材料可包括一或多個材料層，諸如金屬及/或半導體。結構材料沈積於模具之側壁及頂部表面上方，且亦沈積於開口或介層孔中以經由接觸焊墊形成與底板之電連接。通常使用各向異性蝕刻或各向同性與各向異性蝕刻之組合將經沈積結構材料圖案化。執行圖案化，使得結構材料保持於模具之側壁上以形成致動器樑，保持於模具之上部表面上以形成快門，且保持於模具之開口中以形成錨定器。雖然上文論述形成顯示元件之一個實例製程，但一般熟習此項技術者將易於理解，可使用其他製造技術形成顯示元件。

圖9A至圖9C展示包括光擴散元件之基於快門之顯示設備之各種 其他實例的橫截面圖。詳言之，圖9A及圖9B展示包括光擴散元件960之實例基於快門之顯示設備900的橫截面圖，光擴散元件960含有可類似於包圍快門之流體的流體，而圖9C展示另一實例基於快門之顯示設備910的橫截面圖，顯示設備910中之光擴散元件960含有可不同於用於包圍快門之流體的流體。圖9A展示沿第二光學窗940之短尺寸之顯示設備900的橫截面圖，且圖9B展示沿第二光學窗940之長尺寸之顯示設備900的橫截面圖(例如，沿垂直於頁面平面且穿過圖9A中之線A及A'之平面的橫截面)。

圖9A及圖9B描繪包括可填充有流體之腔室的光擴散元件960。顯示設備900包括圖5中所展示之顯示設備500之組件中的許多。舉例而言，顯示設備900包括懸浮於前基板916與後基板904之間的快門906。形成於後基板904上之後孔隙層924界定後孔隙926。底板930定位於前基板916之面向後方側上。底板930包括三個金屬層：M3金屬層932、M2金屬層934及M1金屬層936。第一介電層946將M2金屬層934與M1金屬層936分離，且第二介電層944將M3金屬層932與M2金屬層934分離。底板930之M3金屬層932、M2金屬層934及M1金屬層936分別界定第二光學窗940、第三光學窗942及第一光學窗938。顯示設備900亦包括定位於後基板904之後的光源919及光導920(一同形成背光)。光導可由BEF 970與後基板304分離。BEF 970可類似於上文關於圖5中所展示之顯示設備500論述之BEF 570，且可輔助朝向顯示設備900之前方引導由背光發射之光，以減少在顯示設備內吸收之光的量且改良效率及對比率。

不同於圖5中所展示之光擴散元件500形成第一介電層546之整體部分的顯示設備500，圖9A及圖9B中所展示之顯示設備900包括光擴散元件960，光擴散元件960包括形成於第一介電層946與第二介電層944之間的腔室。腔室可填充有空氣或另一流體。光擴散元件960可擴 散自顯示設備900之後方入射的光。舉例而言，如圖9A中所展示，光線922a及922b在以角度α₄入射於光擴散元件960上之前通過第二光學窗940及第二介電質944。光擴散元件960將入射光朝向顯示設備900之前方以由θ₄表示之光分佈角度擴散為光線950a及950b，θ₄可大於入射光線922a及922b之角度α₄。

如上文所提及，圖9B展示沿第二光學窗940之長尺寸之顯示設備900的橫截面圖。界定光擴散元件960之腔室之一部分的第二介電層944包括自第二介電層944之由第二光學窗940曝露的表面延伸、延伸穿過第二介電層944且延伸至光擴散元件960之腔室中的孔956a及956b。孔956a及956b可為任何形狀，諸如圓形、橢圓、矩形及正方形。只要孔通入腔室，其就可位於第二介電層944之表面上的任何地方。在一些實施中，如圖9B中所展示，孔956a及956b可位於接近第二光學窗940之長尺寸之邊緣處，使得孔956a及956b儘可能不影響朝向顯示設備900之前方通過第二光學窗940之光的路徑。在一些實施中，孔956a及956b之大小可大到足以允許流體流入或流出光擴散元件960之腔室，但小到足以對朝向顯示設備900之前方的通過第二光學窗940的光具有很小影響。在一些實施中，孔956a及956b之大小可為直徑約2μm至約10μm。

在一些實施中，光擴散元件960之腔室可填充有由顯示設備用以包圍快門906之流體。在一些實施中，可由潤滑油包圍快門906。在一些此類實施中，光擴散元件960之腔室亦填充有潤滑油，潤滑油可經由孔956a及956b進入腔室。在一些其他實施中，若由空氣包圍快門906，則光擴散元件960之腔室亦填充有空氣。

圖9C展示包括光擴散元件960之另一實例基於快門之顯示設備910的橫截面圖。詳言之，圖9C展示具有安置於光擴散元件960內之插塞966a及966b的光擴散元件960。插塞966a及966b可分別堵塞孔 956a及956b，籍此將腔室與用於包圍快門906之流體隔離。因此，光擴散元件960可包括不同於包圍快門960之流體的流體。在一些實施中，光擴散元件960可包括(例如)空氣，即使快門960由油包圍。

可使用類似於上文關於圖8論述之彼等製程階段的製程階段形成上文關於圖9A至圖9C論述的基於快門之顯示設備900及910。舉例而言，類似於圖8中所展示之階段802及804，形成基於快門之顯示設備900及910可包括兩個階段：製造顯示器底板及形成在底板上方且與底板電通信的複數個顯示元件。製造顯示器底板930可包括在基板916上方沈積M1金屬層936及在M1金屬層936中界定第一光學窗938。基板916可由玻璃、塑膠或某其他實質上透明的材料形成。可以類似於在沈積圖3中所展示之M1金屬層336中論述及關於圖8論述(階段806)的方式沈積M1金屬層936。可使用類似於上文在形成圖3中所展示之第一光學窗338中論述及關於圖8論述(階段806)之彼等製程步驟的製程步驟將第一光學窗938圖案化。

底板製造階段930可進一步包括在第一光阻擋層946上方沈積第一介電層946及沈積且圖案化M2金屬層934。可使用類似於上文在沈積圖3中所展示之第一介電層346中論述及關於圖8論述(例如，製程階段808)之彼等材料及製程的材料及製程進行第一介電層946之沈積。可使用類似於沈積且圖案化M2金屬層534以形成圖3中所展示之第三光學窗542中所描述及關於圖8論述(例如，製程階段810)之彼等材料及製程的材料及製程進行M2金屬層934之沈積及圖案化以形成第三光學窗942。在一些實施中，M2金屬層934可經圖案化以使得M2金屬層不干擾前往或來自光擴散元件960之光路徑。

底板製造階段930可進一步包括將第一介電層946圖案化以形成光擴散元件960之一部分。在一些實施中，可使用諸如將第三光學窗942用作蝕刻遮罩之各向同性蝕刻的技術進行第一介電層946之圖案化。 在一些實施中，可結合各向異性蝕刻使用灰階遮罩來將第一介電層圖案化且形成光擴散元件960之一部分。可根據光擴散元件960之所要形狀形成在第一介電層946內形成之圖案的曲率。

底板製造階段930可進一步包括在M2金屬層934及由第三光學窗942曝露之第一介電層946的經圖案化部分上方沈積犧牲材料及將其圖案化(未圖示)。除犧牲材料沈積於第一介電層946上方的地方之外，可自M2金屬層934之表面移除犧牲材料。舉例而言，犧牲材料可保持於第三光學窗942之開口內的第一介電層946上方，使得犧牲材料填充形成於第一介電層946中之凹陷。在一些實施中，沈積於第一介電層946上方之犧牲材料之一部分可經圖案化以使得面向顯示設備900之後方的犧牲材料之表面與光擴散元件960之所要形狀相符。在一些實施中，第一介電層946上方之犧牲材料之部分可包括朝向顯示設備900之後方延伸且超出M2金屬層934之平面的凸狀突起。在一些實施中，犧牲材料可經圖案化以使得犧牲材料具有橢圓形橫截面，該橢圓形橫截面類似於圖9A中所展示之光擴散元件960的所要橫截面。可使用各向同性與各向異性蝕刻技術之組合將犧牲材料圖案化。在一些實施中，犧牲材料可為光可界定的，且可使用灰階光罩直接被圖案化。

底板製造階段930可進一步包括在M2金屬層934上方及在經圖案化犧牲材料上方沈積第二介電層944。第二介電層944之沈積可使用類似於上文關於沈積圖3中所展示之第二介電層344論述及關於圖8論述之彼等材料及製程的材料及製程。第二介電層944可經沈積以使得其完全覆蓋犧牲材料。第二介電層944可經圖案化以形成孔956a及956b(展示於圖9B中)，使得下伏犧牲材料被曝露。在一些實施中，可接近第三光學窗942之長尺寸的邊緣形成孔956a及956b。雖然圖9B中僅展示兩個孔956a及956b，但第二介電層944可經圖案化以形成僅一個孔或兩個以上孔。

在一些實施中，底板製造階段930可進一步包括M3金屬層932之沈積及圖案化。M3金屬層932可為類似於M1及M2金屬層936及934之金屬層。M3金屬層932可經圖案化以形成第二光學窗940以曝露覆蓋犧牲材料的第二介電層944之部分。

底板製造階段930可進一步包括移除犧牲材料。在一些實施中，可使用經由孔956a及956b接觸犧牲材料且僅蝕刻犧牲材料之蝕刻劑移除犧牲材料。在一些實施中，犧牲材料可包括光阻材料。在一些此類實施中，移除犧牲材料之製程可包括利用電漿灰化來蝕刻含有犧牲材料之光阻。如圖9A及圖9B中所展示，犧牲材料之移除在第一介電層946與第二介電層944之間產生光擴散元件960之腔室。

在一些實施中，底板製造階段903可進一步包括堵塞如圖9C中所展示之第二介電層944中之孔956a及956b。在一些實施中，方向性或各向異性沈積技術(諸如，物理氣相沈積技術，如分子及離子束沈積)可用於穿過兩個孔956a及956b中之每一者沈積材料行而不填充整個腔室。如圖9C中所展示，可沈積材料直到孔956a及956b被完全堵塞為止以形成插塞966a及966b，且可接著經由圖案化技術移除剩餘材料。插塞966a及966b可將光擴散元件960之腔室與用於包圍快門906(展示於圖9A中)之流體隔離。一旦孔956a及956b被堵塞，可終止介電質之沈積。此後，可使用蝕刻或光罩移除沈積於第二介電層944之剩餘部分上的介電質。在一些實施中，可在藉由插塞966a及966b分別堵塞孔956a及956b之後沈積M3金屬層932且將其圖案化。在一些此類實施中，M3金屬層932可經圖案化以形成第二光學窗940，使得M3金屬層932覆蓋插塞966a及966b。

在一些實施中，可藉由施配環氧化物之微滴堵塞孔956a及956b。在一些其他實施中，孔956a及956b可用連續保形塗層堵塞，其中連續保形塗層封閉孔而不完全填充腔室。在又一些其他實施中，可藉由用 足夠黏稠的可固化材料或具有足夠高之表面張力的材料在第二介電層944上方旋塗來將孔956a及956b封端，使得材料在固化之前不填充腔室。

可以類似於關於圖8中所展示之階段802論述的方式在底板上方進行顯示元件之形成。在一些實施中，在形成諸如快門906之顯示元件之後，可由諸如油之流體包圍顯示元件。在圖9A中所展示之孔956a及956b未經堵塞的顯示設備900的情況下，用於包圍顯示元件之流體亦填充光擴散元件960之腔室。另一方面，若孔956a及956b被堵塞(例如，展示於圖9C中)，則用於包圍顯示元件之流體不進入光擴散元件960之腔室。

在一些實施中，可由經摻雜旋塗式玻璃材料界定而非由各別M1金屬層(諸如，M1金屬層336、536、636或936)界定以下各物：圖3及圖4中分別展示之顯示設備300及400中之第一光學窗338；圖5中所展示之顯示設備500中之第一光學窗538；圖6中所展示之顯示設備600中之第一光學窗638；及圖9A至圖9C中所展示之顯示設備900及910中之第一光學窗938。經摻雜SOG材料可為光阻擋材料，諸如摻碳SOG材料。在一些實施中，上文所提及之顯示設備中之一或多者中的M1金屬層可用經摻雜SOG材料替換。在一些其他實施中，上文所提及之顯示設備中之一或多者中的M1金屬層可沈積於經摻雜SOG材料上方，經摻雜SOG材料又沈積於面向顯示設備之前方的基板(諸如，基板316、516、616及916)上方。在一些此類實施中，可由經摻雜SOG材料界定第一光學窗，而可由M1金屬層界定與第一光學窗對準之另一組光學窗。

在一些實施中，M2金屬層934可經圖案化以主要形成連接底板930內之各種電組件的互連件且提供可忽略的光學功能性。舉例而言，M2金屬層934可經圖案化以使得自光擴散元件960附近且自傳遞 至光擴散元件960及自其傳遞之光的路徑移除M2金屬層934。

如上文關於圖3至圖9C所描述，顯示設備可包括安置於介電層之間或介電層與基板之間的一或多個光阻擋層。在圖3至圖9C中，此類光阻擋層主要描述為由金屬(例如，形成圖3至圖6及圖9A至圖9C中所展示之M1、M2及M3金屬層中之一或多者的金屬)形成。此類金屬中之許多本質上為反射性的。在一些實施中，光阻擋層中之一或多者可包括多個材料層之堆疊，使得該一或多個光阻擋層之前及/或後反射率為低的。舉例而言，在一些實施中，層之堆疊可包括高導電性(但為反射性的)層(諸如，鋁)，其上及/或其下包覆有較暗金屬(或金屬合金)層，如鈦或鉬。在一些其他實施中，層之堆疊可包括高導電性(但為反射性的)層(諸如，鋁)，其上及/或其下包覆有經組態以產生干涉式吸收的薄金屬與介電層之組合。在其他實施中，光阻擋層中之一或多者可包括經摻雜SOG材料。

圖10及圖11展示包括複數個顯示元件之實例顯示裝置40的系統方塊圖。顯示裝置40可為(例如)智慧型手機、蜂巢式或行動電話。然而，顯示裝置40之相同組件或其略微變化亦說明各種類型之顯示裝置，諸如電視、電腦、平板電腦、電子閱讀器、手持型裝置及攜帶型媒體裝置。

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及麥克風46。可由多種製程(包括射出模製及真空成形)中之任一者形成外殼41。另外，外殼41可由包括(但不限於)以下各物的多種材料中之任一者製成：塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其組合。外殼41可包括可與不同色彩或含有不同標識、圖片或符號之其他可移除部分互換的可移除部分(未圖示)。

顯示器30可為如本文中所描述之包括雙穩態或類比顯示器的多種顯示器中之任一者。顯示器30亦可能夠包括平板顯示器(諸如，電 漿、電致發光(EL)顯示器、OLED、超扭轉向列(STN)顯示器、LCD或薄膜電晶體(TFT)LCD)，或非平板顯示器(諸如，陰極射線管(CRT)或其他管式裝置)。另外，如本文中所描述，顯示器30可包括基於機械光調變器之顯示器。

圖11中示意性地說明顯示裝置40之組件。顯示裝置40包括外殼41，且可包括至少部分地圍封於其中之額外組件。舉例而言，顯示裝置40包括網路介面27，網路介面27包括可耦接至收發器47之天線43。網路介面27可為可顯示於顯示裝置40上之影像資料的源。因此，網路介面27為影像源模組之一個實例，但處理器21及輸入裝置48亦可充當影像源模組。收發器47連接至處理器21，處理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節信號(諸如，對信號進行濾波或以其他方式操縱信號)。調節硬體52可連接至揚聲器45及麥克風46。處理器21亦可連接至輸入裝置48及驅動器控制器29。驅動器控制器29可耦接至圖框緩衝器28且耦接至陣列驅動器22，陣列驅動器22又可耦接至顯示陣列30。顯示裝置40中之一或多個元件(包括在圖10中未具體描繪之元件)可能夠充當記憶體裝置且能夠與處理器21通信。在一些實施中，電源供應器50可將電力提供至特定顯示裝置40設計中之實質上所有組件。

網路介面27包括天線43及收發器47，使得顯示裝置40可經由網路與一或多個裝置通信。網路介面27亦可具有用以降低(例如)處理器21之資料處理要求的一些處理能力。天線43可傳輸且接收信號。在一些實施中，天線43根據IEEE 16.11標準中之任一者或IEEE 802.11標準中之任一者傳輸及接收RF信號。在一些其他實施中，天線43根據Bluetooth®標準傳輸且接收RF信號。在蜂巢式電話之情況下，天線43可經設計以接收分碼多重存取(CDMA)、分頻多重存取(FDMA)、分時多重存取(TDMA)、全球行動通信系統(GSM)、GSM/通用封包無線電 服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、陸上集群無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev 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)、演進型高速封包存取(HSPA+)、長期演進(LTE)、AMPS或用以在無線網路(諸如，利用3G、4G或5G技術或其其他實施之系統)內通信之其他已知信號。收發器47可預處理自天線43接收之信號，使得該等信號可由處理器21接收及進一步操縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號，使得該等信號可經由天線43自顯示裝置40傳輸。

在一些實施中，收發器47可由接收器替換。此外，在一些實施中，可由可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料的影像源替換網路介面27。處理器21可控制顯示裝置40之總體操作。處理器21自網路介面27或影像源接收資料(諸如，經壓縮之影像資料)，且將資料處理成原始影像資料或處理成可易於處理成原始影像資料之格式。處理器21可將經處理之資料發送至驅動器控制器29或發送至圖框緩衝器28以供儲存。原始資料通常係指識別影像內之每一位置處之影像特性的資訊。舉例而言，此等影像特性可包括色彩、飽和度及灰度階。

處理器21可包括微控制器、CPU或邏輯單元以控制顯示裝置40之操作。調節硬體52可包括用於將信號傳輸至揚聲器45及用於自麥克風46接收信號之放大器及濾波器。調節硬體52可為顯示裝置40內之離散組件，或可合併於處理器21或其他組件內。

驅動器控制器29可直接自處理器21或自圖框緩衝器28獲取由處理器21產生之原始影像資料，且可適當地重新格式化原始影像資料以高速傳輸至陣列驅動器22。在一些實施中，驅動器控制器29可將原始影像資料重新格式化成具有光柵狀格式之資料流，使得該資料流具有適合於跨越顯示陣列30掃描之時間次序。接著，驅動器控制器29將經格 式化之資訊發送至陣列驅動器22。儘管驅動器控制器29常常作為獨立積體電路(IC)與系統處理器21相關聯，但可以許多方式來實施此等控制器。舉例而言，控制器可作為硬體嵌入處理器21中、作為軟體嵌入處理器21中，或與陣列驅動器22一起整合於硬體中。

陣列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化之資訊，且可將視訊資料重新格式化成一組平行波形，該組波形被每秒許多次地施加至來自顯示器之x-y顯示元件矩陣之數百且有時數千個(或更多)引線。在一些實施中，陣列驅動器22及顯示陣列30為顯示模組之一部分。在一些實施中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30為顯示模組之一部分。

在一些實施中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30適於本文中所描述之任何類型的顯示器中之任一者。舉例而言，驅動器控制器29可為習知顯示控制器或雙穩態顯示控制器(諸如，機械光調變器顯示元件控制器)。另外，陣列驅動器22可為習知驅動器或雙穩態顯示驅動器(諸如，機械光調變器顯示元件控制器)。此外，顯示陣列30可為習知顯示陣列或雙穩態顯示陣列(諸如，包括機械光調變器顯示元件陣列之顯示器)。在一些實施中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合。此實施可用於例如行動電話、攜帶型電子裝置、手錶或小面積顯示器之高度整合系統。

在一些實施中，輸入裝置48可經組態以允許(例如)使用者控制顯示裝置40之操作。輸入裝置48可包括小鍵盤(諸如，QWERTY小鍵盤或電話小鍵盤)、按鈕、開關、搖臂、觸敏螢幕、與顯示陣列30整合之觸敏螢幕，或壓敏或熱敏膜。麥克風46可組態為顯示裝置40之輸入裝置。在一些實施中，經由麥克風46之語音命令可用於控制顯示裝置40之操作。另外，在一些實施中，語音命令可用於控制顯示參數及設定。

電源供應器50可包括多種能量儲存裝置。舉例而言，電源供應器50可為可再充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用可再充電電池之實施中，可再充電電池可使用來自(例如)壁式插座或光伏打裝置或陣列之電力來充電。替代地，可再充電電池可為可無線充電的。電源供應器50亦可為可再生能源、電容器或太陽能電池(包括塑膠太陽能電池或太陽能電池漆)。電源供應器50亦可經組態以自壁式插座接收電力。

在一些實施中，控制可程式化性駐留於可位於電子顯示系統中之若干處的驅動器控制器29中。在一些其他實施中，控制可程式化性駐留於陣列驅動器22中。上文所描述之最佳化可在任何數目個硬體及/或軟體組件中且以各種組態實施。

如本文中所使用，談及項目清單「中之至少一者」的片語係指彼等項目之任何組合，包括單一成員。作為一實例，「a、b或c中之至少一者」意欲涵蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c。

結合本文中所揭示之實施所描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算法程序可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。硬體與軟體之互換性已經大體按功能性描述，且說明於上文所描述之各種說明性組件、區塊、模組、電路及程序中。在硬體抑或軟體中實施此功能性取決於特定應用及強加於整個系統之設計約束。

用於實施結合本文中所揭示之態樣而描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理設備可藉由以下各者來實施或執行：通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其經設計以執行本文中所描述之功能的任何組合。通用處理器可為微處理器、或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為計算裝置之組 合，諸如，DSP與微處理器之組合、複數個微處理器、結合DSP核心之一或多個微處理器或任何其他此類組態。在一些實施中，特定程序及方法可由特定針對給定功能之電路來執行。

在一或多個態樣中，所描述之功能可在硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(包括本說明書中所揭示之結構及其結構等效物)或其任何組合中實施。本說明書中所描述之標的物的實施亦可實施為編碼於電腦儲存媒體上的一或多個電腦程式(亦即，電腦程式指令之一或多個模組)以供資料處理設備執行或控制資料處理設備之操作。

本發明中所描述之實施的各種修改對於熟習此項技術者而言可為顯而易見的，且本文中所界定之一般原理可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下應用於其他實施。因此，申請專利範圍並不意欲限於本文中所展示之實施，而應符合與本文中揭露之本發明、原理及新穎特徵相一致之最廣泛範疇。

另外，一般熟習此項技術者將易於瞭解，有時為易於描述諸圖而使用術語「上部」及「下部」，且該等術語指示對應於圖在適當定向之頁面上的定向的相對位置，且可能並不反映如所實施之任何裝置之正確定向。

在單獨實施例之內容脈絡中描述於本說明書中之某些特徵亦可在單一實施中以組合形式實施。相反，在單一實施之內容脈絡中所描述之各種特徵亦可分別在多個實施中或在任何合適之子組合中實施。此外，儘管上文可能將特徵描述為在某些組合中起作用且甚至最初按此來主張，但來自所主張之組合之一或多個特徵在一些情況下可自該組合刪除，且所主張之組合可針對子組合或子組合之變化。

類似地，雖然在圖式中按特定次序描繪操作，但不應將此理解為要求按所展示之特定次序或按順序次序執行此等操作或執行所有所說明操作以達成所要結果。此外，圖式可以流程圖之形式示意性地描繪 一個以上實例程序。然而，未描繪之其他操作可合併於示意性說明之實例程序中。舉例而言，可在所說明之操作中之任一者之前、之後、同時或之間執行一或多個額外操作。在某些情形下，多任務及並行處理可為有利的。此外，不應將上文所描述之實施中之各種系統組件的分離理解為在所有實施中皆要求此分離，且應理解，所描述之程式組件及系統可大體一同整合於單一軟體產品或封裝至多個軟體產品中。另外，其他實施係在以下申請專利範圍之範疇內。在一些情況下，申請專利範圍中所敍述之動作可以不同次序執行且仍達成所要結果。

300‧‧‧顯示設備

304‧‧‧後基板

306‧‧‧快門

316‧‧‧前基板

319‧‧‧光源

320‧‧‧光導

322a‧‧‧光線

322b‧‧‧光線

324‧‧‧後孔隙層

326‧‧‧後孔隙

330‧‧‧底板

332‧‧‧M3金屬層

334‧‧‧M2金屬層

336‧‧‧M1金屬層

338‧‧‧第一光學窗

340‧‧‧第二光學窗

344‧‧‧第二介電層

346‧‧‧第一介電層

360‧‧‧光擴散元件

370‧‧‧間隙

α₁‧‧‧光分佈角度

θ₁‧‧‧光分佈角度

Claims (30)

1. 一種設備，其包含：一基板；一第一光阻擋層，其平行於該基板定向且界定一第一組光學窗；一第一介電層，其定位於該第一光阻擋層上方；一第二光阻擋層，其定位於該第一介電層上方；一第二介電層，其定位於該第二光阻擋層上方；光擴散元件，其安置於該第一介電層及該第二介電層中之至少一者中，其中該等光擴散元件與該第一組光學窗對準；及一光調變器，其鄰近該等光擴散元件定位。
2. 如請求項1之設備，其進一步包括能夠朝向該等光擴散元件發射準直光之一準直背光。
3. 如請求項1之設備，其中該第二光阻擋層界定實質上與該第一組光學窗對準之一第二組光學窗。
4. 如請求項1之設備，其中該等光擴散元件之一縱軸實質上平行於界定於該第一光阻擋層中之一光學窗的一長軸。
5. 如請求項1之設備，其中該第一光阻擋層及該第二光阻擋層各自包括一金屬。
6. 如請求項1之設備，其中該第一介電層及該第二介電層中之一者包括光可界定聚碳酸酯。
7. 如請求項1之設備，其中該設備進一步包括一第三光阻擋層，該第三光阻擋層定位於該第二介電層上方且界定實質上與該第一組光學窗對準之第三組光學窗。
8. 如請求項1之設備，其中該設備進一步包括鄰近於該第一介電層 及該第二介電層中之一者定位的一第三介電層，該第三介電層之一邊界形成該等光擴散元件之一邊界的至少一部分。
9. 如請求項3之設備，其中該設備進一步包括界定於一光阻擋層中之一輸出光學窗，該輸出光學窗為界定於該設備之該等光阻擋層中之所有光學窗中之一最窄光學窗，且其中該等光擴散元件形成於一介電層中，該介電層相對於該背光定位於該輸出光學窗前方。
10. 如請求項1之設備，其中安置有該等光擴散元件之該第一介電層及該第二介電層中之一者具有至少1μm之一厚度。
11. 如請求項1之設備，其中該等光擴散元件之一長度、寬度及高度中之至少兩者為至少1μm。
12. 如請求項1之設備，其中該等光擴散元件包括由該第一介電層及該第二介電層實質上圍封之一流體。
13. 如請求項12之設備，其中該流體與用於包圍該光調變器之一流體相同。
14. 如請求項12之設備，其中該流體不同於用於包圍該光調變器之一流體。
15. 如請求項1之設備，其中該設備包括一底板，該底板包括該第一光阻擋層、該第一介電層、該第二光阻擋層、該第二介電層及該等光擴散元件，且其中該光調變器與該底板電通信。
16. 如請求項1之設備，其進一步包含：一顯示器；一處理器，其能夠與該顯示器通信，該處理器能夠處理影像資料；一記憶體裝置，其能夠與該處理器通信；一驅動器電路，其能夠將至少一個信號發送至該顯示器，其 中該處理器進一步能夠將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路；一影像源模組，其能夠將該影像資料發送至該處理器，其中該影像源模組包括一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者；及一輸入裝置，其能夠接收輸入資料且將該輸入資料傳達至該處理器。
17. 一種製造一顯示設備之方法，其包含：在一基板上方沈積一第一光阻擋層且在該第一光阻擋層中界定一第一組光學窗；在該第一光阻擋層上方沈積一第一介電層；在該第一介電層上方沈積一第二光阻擋層；在該第二光阻擋層上方沈積一第二介電層；將該第一介電層及該第二介電層中之一者圖案化以形成光擴散元件；及形成鄰近該等光擴散元件定位之複數個顯示元件。
18. 如請求項17之方法，其進一步包含將該第二光阻擋層圖案化以界定實質上與該第一組光學窗對準之一第二組光學窗。
19. 如請求項17之方法，其中該複數個顯示元件包括複數個光調變器，該複數個光調變器經定位以調變自一背光發射且導向該等光擴散元件之光。
20. 如請求項17之方法，其中圖案化該第一介電層及該第二介電層中之一者以形成光擴散元件包括實質上平行於該第一組光學窗之一長軸地對準該等光擴散元件之一縱軸。
21. 如請求項17之方法，其中圖案化該第一介電層及該第二介電層中之一者以形成光擴散元件包括形成該等光擴散元件，使該等 光擴散元件之高度、長度及寬度中的至少兩者為至少1μm。
22. 如請求項17之方法，其中形成鄰近該等光擴散元件定位之複數個顯示元件包括形成與該第一光阻擋層及該第二光阻擋層中之至少一者電通信的該複數個顯示元件。
23. 如請求項17之方法，其進一步包括：將經曝露之該第一介電層圖案化以形成一凹陷；在該經圖案化第一介電層上方沈積一第三介電層；及在該第三介電層上方沈積該第二介電層；其中將該第一介電層及該第二介電層中之一者圖案化以形成該光擴散元件包括將該第二介電層圖案化以在該第二介電層中界定孔且經由該等孔移除該第三介電層。
24. 如請求項23之方法，其進一步包括沈積一第四介電層以堵塞界定於該第二介電層中之該等孔。
25. 如請求項17之方法，其進一步包括在該第二介電層上方沈積一第三光阻擋層且在該第三光阻擋層中界定實質上與該等光擴散元件對準之一組輸出光學窗，且其中該組輸出光學窗比該第一組光學窗更窄。
26. 如請求項17之方法，其中在該第二光阻擋層上方沈積一第二介電層包括將具有至少1μm之一厚度的該第二介電層平坦化。
27. 一種設備，其包含：一基板；一第一光阻擋層，其平行於該基板定向且界定一第一組光學窗；一第一介電層，其定位於該第一光阻擋層上方；一第二光阻擋層，其定位於該第一介電層上方；一第二介電層，其定位於該第二光阻擋層上方； 光擴散構件，其用於將自該設備之一後側入射的光朝向該設備之一前側擴散，該等光擴散構件安置於該第一介電層及該第二介電層中之至少一者中，其中該光擴散構件與該第一組光學窗對準；及一光調變器，其鄰近該等光擴散構件定位。
28. 如請求項27之設備，其中該第二光阻擋層界定實質上與該第一組光學窗對準之一第二組光學窗。
29. 如請求項27之設備，其進一步包括能夠朝向該等光擴散構件發射準直光之一準直背光。
30. 如請求項27之設備，其中該等光擴散構件之一縱軸實質上平行於一光學窗之一長軸，該光學窗界定於該第一介電層及該第二介電層中之安置有該等光擴散構件之一者中。