具有均勻的光分布和激光切割邊緣的光導的制作方法
【專利摘要】本公開提供用于通過使用光導分布光來提供照明的系統、方法和裝置。在一個方面，光導具有光注入到其中的光輸入邊緣以及與該光輸入邊緣橫切的橫向邊緣。橫向邊緣是平滑的并且充當鏡面反射器。光輸入邊緣是粗糙的并且提供漫射接口。發光器是毗鄰的并且沿光輸入邊緣為中心，其中發光器的間距為約ΔL，其中ΔL等于橫向邊緣之間的距離除以發光器的數目。漫射的光輸入邊緣可使進入光導的光漫射并且橫向邊緣以較低水平的偽像反射光，這些反射還充當虛擬光源以促成光導內高度均勻的光分布。該光導可被提供有將光重新引導到該光導之外的光轉向特性。在一些實現中，經重定向的光可被應用于照亮顯示器。
【專利說明】具有均勻的光分布和激光切割邊緣的光導
【技術領域】
[0001]本公開涉及照明設備，包括用于顯示器的照明設備，尤其涉及具有光導的照明設備，并且涉及機電系統。
[0002]相關技術描述
[0003]機電系統包括具有電氣及機械元件、致動器、換能器、傳感器、光學組件(例如，鏡子)以及電子器件的設備。機電系統可以在各種尺度上制造，包括但不限于微米尺度和納米尺度。例如，微機電系統(MEMS)器件可包括具有范圍從大約一微米到數百微米或以上的大小的結構。納米機電系統(NEMS)器件可包括具有小于一微米的大小(包括，例如小于幾百納米的大小)的結構。機電元件可使用沉積、蝕刻、光刻和/或蝕刻掉基板和/或所沉積材料層的部分、或添加層以形成電氣及機電器件的其它微機械加工工藝來制作。
[0004]一種類型的機電系統器件稱為干涉測量(interferometric)調制器(IM0D)。如本文所使用的，術語干涉測量調制器或干涉測量光調制器是指使用光學干涉原理來選擇性地吸收和/或反射光的器件。在一些實現中，干涉測量調制器可包括一對傳導板，這對傳導板中的一者或兩者可以完全或部分地是透明的和/或反射式的，且能夠在施加恰適電信號時進行相對運動。在一實現中，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該靜止層相隔一氣隙的金屬膜。一塊板相對于另一塊板的位置可改變入射在該干涉測量調制器上的光的光學干涉。干涉測量調制器器件具有范圍廣泛的應用，且預期將用于改善現有產品以及創造新產品，尤其是具有顯示能力的那些產品。
[0005]經反射的環境光被用于在一些顯示設備中形成圖像，諸如使用由干涉測量調制器形成的像素的那些顯示設備。這些顯示器的感知亮度取決于朝觀察者反射的光的量。在低環境光狀況下，來自人造光源的光被用于點亮反射式像素，這些像素隨后朝觀察者反射光以生成圖像。為了滿足市場需求和設計準則，新的照明設備正持續地被開發以滿足對包括反射式和透射式顯示器的顯示設備 的需要。
[0006]概述
[0007]本公開的系統、方法和設備各自具有若干個創新性方面，其中并不由任何單個方面單獨負責本文中所公開的期望屬性。
[0008]本公開中所描述的主題內容的一個創新性方面可在一種照明系統中實現。該照明系統包括多個發光器以及光導。光導包括用于接收來自多個發光器的光的光輸入邊緣以及與光輸入邊緣橫切的第一激光切割邊緣。光輸入邊緣可被磨砂并且可具有約0.1-5 μ m的表面粗糙度Ra。該多個發光器可沿光輸入邊緣散布并且可具有約AL的間距，其中
[0009]
AL = Ljfel1
N發光器
[0010]其中AL是相鄰發光器的等同點之間的距離；
[0011]L#是光導的橫向邊緣之間的距離；并且
[0012]是該多個發光器中的發光器的數目。[0013]在一些實現中，這些發光器沿光輸入邊緣為中心。
[0014]本公開中所描述的主題內容的另一個創新方面可在包括發光器、由玻璃形成的光導、和沿橫向邊緣的鏡面反射器的另一照明系統中實現。光導包括用于接收來自發光器的光的光輸入邊緣以及與光輸入邊緣橫切的橫向邊緣。在一些實現中，鏡面反射器可以是橫向邊緣的表面。補充地或替換地，鏡面反射器可附連至橫向邊緣。在一些實現中，鏡面反射器可與橫向邊緣間隔開。
[0015]本公開中所描述的主題內容的又一個創新性方面可實現在一種顯示系統中。該顯示系統包括具有光輸入邊緣的光導、第一鏡面反射表面、顯示器、以及多個間隔開的發光器。光導的光輸入邊緣具有一長度；以及第一橫向邊緣，該第一橫向邊緣與光輸入邊緣橫切。此第一鏡面反射表面沿第一橫向邊緣。顯示器具有活躍區域，在該活躍區域中，顯示器的主表面面朝光導的主表面并且光輸入邊緣的長度大于與長度對齊的像素區域的相應尺寸。該相應尺寸可面朝光輸入邊緣的光。發光器之間的間隔為約AL，其中
[0016]
【權利要求】
1.一種照明系統，包括: 多個發光器；以及 光導，包括: 用于接收來自所述多個發光器的光的光輸入邊緣；以及 與所述光輸入邊緣橫切的第一激光切割邊緣。
2.如權利要求1所述的照明系統，其特征在于，所述光導是由玻璃形成的。
3.如權利要求1所述的照明系統，其特征在于，所述光輸入邊緣是經磨砂的。
4.如權利要求3所述的照明系統，其特征在于，所述光輸入邊緣具有約0.1 -5μπι的表面粗糙度Ra。
5.如權利要求4所述的照明系統，其特征在于，所述發光器具有約AL的間距，其中
6.如權利要求5所述的照明系統，其特征在于，進一步包括具有比所述光導的區域小的活躍顯示區域的顯示器，其中所述光輸入邊緣的長度大于所述活躍顯示區域面朝所述光輸入邊緣的相應尺寸。
7.如權利要求1所述的照明系統，其特征在于，進一步包括具有面朝所述光導的主表面的主表面的顯示器，其中所述光導包括多個光轉向特征，所述多個光轉向特征被配置成使光從所述光導射出并且射向所述光導的所述主表面。
8.如權利要求17所述的照明系統，其特征在于，所述光導形成前光的一部分。
9.如權利要求17所述的照明系統，其特征在于，所述顯示器是包括干涉測量調制器陣列的反射式顯示器。
10.如權利要求17所述的照明系統，其特征在于，進一步包括: 配置成與所述顯示器通信的處理器，所述處理器被配置成處理圖像數據；以及 存儲器設備，其配置成與所述處理器通信。
11.如權利要求10所述的照明系統，其特征在于，進一步包括: 驅動器電路，其配置成將至少一個信號發送給所述顯示器。
12.如權利要求11所述的照明系統，其特征在于，進一步包括: 控制器，其被配置成向所述驅動器電路發送所述圖像數據的至少一部分。
13.如權利要求10所述的照明系統，其特征在于，進一步包括: 圖像源模塊，配置成將所述圖像數據發送給所述處理器。
14.如權利要求13所述的照明系統，其特征在于，所述圖像源模塊包括接收機、收發機和發射機中的至少一者。
15.如權利要求10所述的照明系統，其特征在于，進一步包括: 輸入設備，其配置成接收輸入數據并將所述輸入數據傳達給所述處理器。
16.如權利要求1所述的照明系統，其特征在于，進一步包括與所述第一激光切割邊緣相對的且與所述光輸入邊緣橫切的第二激光切割邊緣。
17.如權利要求1所述的照明系統，其特征在于，所述光導是大致平坦的光學透射材料板。
18.—種照明系統,包括: 發光器; 由玻璃形成的光導，所述光導包括: 用于接收來自所述發光器的光的光輸入邊緣；以及 與所述光輸入邊緣橫切的橫向邊緣，以及 沿所述橫向邊緣的鏡面反射器。
19.如權利要求18所述的照明系統，其特征在于，所述光輸入邊緣是經磨砂的。
20.如權利要求18所述的照明系統，其特征在于，所述鏡面反射器基本上在所述橫向邊緣的整個長度上延伸。
21.如權利要求18所述的照明系統，其特征在于，所述鏡面反射器是所述橫向邊緣的表面。
22.如權利要求21所述的照 明系統，其特征在于，進一步包括毗鄰所述橫向邊緣的輔助反射器，所述輔助反射器被配置成將離開所述橫向邊緣的光反射回所述光導中。
23.如權利要求22所述的照明系統，其特征在于，所述輔助反射器與所述橫向邊緣分隔開。
24.如權利要求18所述的照明系統，其特征在于，所述鏡面反射器附連至所述光導。
25.如權利要求18所述的照明系統，其特征在于，進一步包括多個發光器，其中所述發光器均勻地分隔約AL的距離，其中
26.如權利要求18所述的照明系統，其特征在于，進一步包括具有面朝所述光導的主表面的主表面的顯示器，其中所述光導包括多個光轉向特征，所述多個光轉向特征被配置成使光從所述光導射出并且射向所述光導的所述主表面。
27.如權利要求26所述的顯示系統，其特征在于，進一步包括位于所述光導前面的超基片，所述超基片包括從由防眩層、防刮層、防指紋層、觸摸面板、濾光層、光漫射層及其組合構成的組中選擇的結構。
28.如權利要求1所述的顯示系統，其特征在于，所述光導布置在所述超基片與所述顯示器之間，并且所述顯示系統進一步包括布置在所述光導與所述超基片和所述顯示器中的一者或兩者之間的光學覆層。
29.如權利要求18所述的照明系統，其特征在于，所述第一鏡面反射表面在所述第一橫向邊緣的連續長度上提供鏡面反射，所述長度為約5_或更多。
30.一種顯不系統,包括: 光導，包括:用于接收光的光輸入邊緣，所述光輸入邊緣具有一長度；以及 第一橫向邊緣，所述第一橫向邊緣與所述光輸入邊緣橫切； 沿所述第一橫向邊緣的第一鏡面反射表面； 具有活躍區域的顯示器，其中所述顯示器的主表面面朝所述光導的主表面并且所述光輸入邊緣的長度大于面朝所述長度的像素區域的相應尺寸；以及 多個分隔開的發光器，所述多個發光器被配置成將光注入到所述光輸入邊緣中， 其中所述發光器之間的間隔為約AL，其中
31.如權利要求30所述的顯示系統，其特征在于，所述發光器中的每個發光器具有發光面，所述發光面的高度基本上在與所述光輸入邊緣的寬度相同的軸線上延伸，其中所述發光面的高度大于或等于所述光輸入邊緣的寬度。
32.如權利要求30所述的顯示系統，其特征在于，所述第一鏡面反射表面是所述第一橫向邊緣的表面。
33.如權利要求30所述的顯示系統，其特征在于，進一步包括: 沿第二橫向邊緣的第二鏡面反射表面，所述第二橫向邊緣與所述光輸入邊緣橫切并且與所述第一橫向邊緣相對； 所述光導的與所述光輸入邊緣相對的一側上的另一光輸入邊緣；以及 另外的多個發光器，所述另外的多個發光器被配置成將光注入到所述另一光輸入邊緣中， 其中所述發光器之間的間隔為約AL’，其中
34.如權利要求30所述的顯示系統，其特征在于，所述多個發光器沿所述光輸入邊緣為中心。
35.如權利要求30所述的顯示系統，其特征在于，所述光導在所述顯示器的前面并且是前光的一部分，其中所述顯示器是反射式顯示器。
36.一種照明系統,包括: 光源； 光導，所述光導具有被配置成接收來自發光器的光的光輸入邊緣和與所述光輸入邊緣橫切的相對的橫向邊緣；以及 用于沿所述橫向邊緣中的至少一個橫向邊緣反射光的裝置。
37.如權利要求36所述的照明系統，其特征在于，所述光源包括被配置成將光注入到所述光引導裝置中的多個發光器。
38.如權利要求37所述的照明系統，其特征在于，所述光導是由玻璃形成的。
39.如權利要求37所述的照明系統，其特征在于，所述用于反射光的裝置是所述橫向邊緣中的至少一個橫向邊緣的表面。
40.如權利要求39所述的照明系統，其特征在于，所述表面在沿所述橫向邊緣中的所述至少一個橫向邊緣的至少約5mm的連續距離上提供鏡面反射。
41.如權利要求37所述的照明系統，其特征在于，所述用于反射光的裝置包括與所述橫向邊緣分隔開的鏡面反射器。
42.如權利要求37所述的照明系統，其特征在于，所述光輸入邊緣包括經磨砂表面。
43.一種用于制造照明系統的方法，包括: 提供具有作為鏡面反射器的光學邊緣的光導，所述鏡面反射器在第一橫向邊緣的連續長度上提供鏡面反射，所述長度為約5_或更多；以及 在所述光導的光輸入邊緣處提供發光器， 其中所述光學邊緣與所述光輸入邊緣橫切。
44.如權利要求43所述的方法，其特征在于，提供所述光導包括激光切割光學透射材料以在所述光導的所述邊緣處形成所述鏡面反射器。
45.如權利要求44所述的方法，其特征在于，所述光學透射材料是玻璃。
46.如權利要求43所述的方法，其特征在于，提供所述光導包括研磨和拋光所述光學邊緣。
47.如權利要求43所述的方法，其特征在于，提供所述光導包括將所述鏡面反射器附連至毗鄰所述光導的與所述光輸入邊緣橫切的邊緣。
48.如權利要求47所述的方法，其特征在于，附連所述鏡面反射器使所述鏡面反射器與所述光導的橫切于所述光輸入邊緣的所述邊緣分隔開。
49.如權利要求43所述的方法，其特征在于，提供所述發光器包括提供沿所述光輸入邊緣為中心的多個發光器，其中所述發光器的間距為約AL，其中
50.如權利要求43所述的方法，其特征在于，提供所述光導包括粗糙化所述光輸入邊緣以在所述光輸入邊緣上形成光學漫射表面。
【文檔編號】G02B6/00GK103430061SQ201180068998
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2011年12月21日 優先權日:2011年1月5日
【發明者】I·比塔, L·王, K·李, D·C·伯斯特德, Y-F·蘇 申請人:高通Mems科技公司