[发明专利]用于光提取和控制的光学微结构

权利要求书

1.一种像素，它包括：

具有全内反射光波的光波导；和

有源层，在所述有源层的内表面上所述有源层具有第一组收集器-耦合器特征， 所述有源层被配置成将所述第一组收集器-耦合器特征移至非常接近所述光波导的 表面，从而使光波出射该光波导的表面并进入所述第一组收集器-耦合器特征，在 所述第一组收集器-耦合器特征的收集器-耦合器特征之间填充空隙地放置有一种 材料，所述材料不与光波导的所述表面相接触并且是颜色吸收或反射性材料。

2.如权利要求1所述的像素，其特征在于，所述第一组收集器-耦合器特征的 一个侧面是有斜角的。

3.如权利要求1所述的像素，其特征在于，选择所述第一组收集器-耦合器特 征中的每一个收集器-耦合器特征的一个侧面的角度，使得从光波导进入所述收集 器-耦合器特征的光将会在足以使所述光在该收集器-耦合器特征内发生内全反射 的条件下接触所述收集器-耦合器所述侧面的边界，然后所述光才接触所述收集器- 耦合器和有源层之间的边界。

4.如权利要求1所述的像素，其特征在于，所述材料包括导电体。

5.如权利要求1所述的像素，其特征在于，所述第一组收集器-耦合器特征包 括许多微透镜。

6.如权利要求5所述的像素，其特征在于所述微透镜一个侧面的形状被设置 成使得耦合至微透镜第一端的光线与所述微透镜的内侧面在足以在所述微透镜內 发生全内反射的条件下接触，随后该光线从该微透镜的第二端出射，所述微透镜的 第二端与所述第一端平行并相反。

7.如权利要求5所述的像素，其特征在于所述微透镜包括金字塔形平截头台。

8.如权利要求5所述的像素，其特征在于所述微透镜包括圆锥形平截头 台。

9.如权利要求5所述的像素，其特征在于所述微透镜包括复合抛物体。

10.一种显示系统，它包括：

位于显示器上的多个像素，其中所述多个像素中的每一个像素均包括：

光波导；和

有源层，在所述有源层的内表面上具有第一组收集器-耦合器特征，所述有源 层被配置成将所述第一组收集器-耦合器特征移至非常接近所述光波导的表面，从 而使该光波导中的光波出射该光波导的表面并进入所述第一组收集器-耦合器特 征，在所述第一组收集器-耦合器特征的收集器-耦合器特征之间填充间隙地放置有 一种材料，所述材料不与光波导的所述表面相接触并且是不透明的。

11.如权利要求10所述的显示系统，其特征在于，所述第一组收集器-耦合器 特征的一个侧面是有斜角的。

12.如权利要求10所述的显示系统，其特征在于，所述材料包括导电体。

13.如权利要求10所述的显示系统，其特征在于，所述第一组收集器-耦合器 特征包括许多微透镜。

14.如权利要求13所述的显示系统，其特征在于所述微透镜一个侧面的形状 被设置成使得耦合至微透镜第一端的光线与所述微透镜的内侧面在足以在所述微 透镜內发生全内反射的条件下接触，随后该光线从该微透镜的第二端出射，所述微 透镜的第二端与所述第一端平行并相反。

15.如权利要求13所述的显示系统，其特征在于所述微透镜包括金字塔形平 截头台。

16.如权利要求13所述的显示系统，其特征在于所述微透镜包括圆锥形平 截头台。

17.如权利要求13所述的显示系统，其特征在于所述微透镜包括复合抛物 体。

18.如权利要求10所述的显示系统，其特征在于，所述有源层被设置成，当 所述像素活化出射光线时，它以这样的方式朝所述光波导物理地移动，即至少部分 所述第一组收集器-耦合器特征与所述光波导接触。