專利名稱：具有干涉式反射器的干涉式顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及機(jī)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機(jī)電系統(tǒng)包含具有電元件和機(jī)械元件、致動器、變換器、傳感器、光學(xué)組件(例如鏡)以及電子設(shè)備的裝置。機(jī)電系統(tǒng)可在包含(但不限于)微米尺度和納米尺度的多種尺度下制造。舉例來說，微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置可包含尺寸范圍為約一微米到數(shù)百微米或更多的結(jié)構(gòu)。納米機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)裝置可包含尺寸小于一微米(例如，包括尺寸小于幾百納米)的結(jié)構(gòu)。可使用沉積、蝕刻、光刻和/或其它蝕刻掉襯底和/或已沉積材料層的部分或添加層以形成電裝置和機(jī)電裝置的微加工工藝來產(chǎn)生機(jī)電元件。機(jī)電系統(tǒng)裝置的一種類型稱為干涉式調(diào)制器。如本文中所使用，術(shù)語干涉式調(diào)制器或干涉式光調(diào)制器指代利用光學(xué)干涉的原理選擇性吸收和/或反射光的裝置。在某些實施例中，干涉式調(diào)制器可包括一對導(dǎo)電板，所述導(dǎo)電板中的一者或兩者可能是整體或部分透明和/或反射的，且能夠在施加適當(dāng)電信號后進(jìn)行相對運(yùn)動。在特定實施例中，一個板可包括在襯底上沉積的固定層，且另一板可包括通過氣隙與固定層分離的金屬膜。如本文中所更詳細(xì)描述，一個板相對于另一板的位置可改變?nèi)肷涞礁缮媸秸{(diào)制器上的光的光學(xué)干涉。這些裝置具有廣范圍的應(yīng)用，且在此項技術(shù)中，利用和/或修改這些類型裝置的特性以使得其特征可被發(fā)掘以用于改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品和創(chuàng)建尚未開發(fā)的新產(chǎn)品，將是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和裝置各自具有若干方面，其中無單一方面單獨(dú)地負(fù)責(zé)其所要屬性。在不限制本發(fā)明的范圍的情況下，現(xiàn)將簡要地論述其較顯著的特征。在考慮此論述后，且尤其在閱讀標(biāo)題為“具體實施方式
”的部分后，將理解本發(fā)明的特征如何提供優(yōu)于其它顯示器裝置的優(yōu)點(diǎn)。本文中描述的實施例可包含具有干涉式調(diào)制器的反射性顯示器。干涉式調(diào)制器中的一者或一者以上可包含吸收器層、相對于吸收器層可移動的干涉式反射器層以及由干涉式反射器層和吸收器層界定的光學(xué)諧振腔。在一個實施例中，干涉式調(diào)制器包括干涉式反射器。在一個方面中，干涉式反射器可為可移動的。干涉式反射器可包含第一反射表面、第二反射表面以及由第一反射表面和第二反射表面界定的光學(xué)諧振層。第一反射表面和/或第二反射表面可為部分反射的。第一反射表面和第二反射表面可經(jīng)配置以同時和/或獨(dú)立移動。在一個方面中，第一反射表面和/或第二反射表面包括鋁、金、銀、鉬、鉻、銅、鎳和/或其組合。根據(jù)另一方面，第一反射表面和第二反射表面各自具有約相同的厚度。在一個方面中，光學(xué)諧振層包括空氣和/ 或大體透明的電介質(zhì)(例如氧氮化硅)。在又一方面中，干涉式反射器經(jīng)配置以在透射峰波長處透射某一光譜，使得干涉式調(diào)制器在所述透射峰波長處具有減少的光反射率。在一個方面中，透射峰波長在約380nm與約750nm之間。在另一方面中，由干涉式反射器透射的光量小于干涉式調(diào)制器的反射率的約5%。在另一方面中，干涉式調(diào)制器包含吸收器層以及界定在吸收器層與干涉式反射器之間的光學(xué)諧振腔。干涉式反射器可經(jīng)配置以沿大體垂直于吸收器層的方向(例如在至少兩個位置之間)移動。光學(xué)諧振腔可包括空氣和/或大體透明的電介質(zhì)(例如氧氮化硅)。 在一個方面中，吸收器包括鉬、鈦、鎢、鉻、鉬鉻、硒化鉛和/或其組合。干涉式調(diào)制器還可包含襯底層，所述襯底層經(jīng)安置以使得吸收器層在襯底層與干涉式反射器之間。在一個方面中，襯底層包括玻璃。在另一實施例中，干涉式調(diào)制器裝置包含吸收器層和干涉式反射器。干涉式反射器可經(jīng)配置以穿過至少部分位于吸收器層與干涉式反射器元件之間的可變氣隙沿大體垂直于吸收器層的方向移動。在一些實施例中，干涉式反射器包含第一反射層、第二反射層以及安置在第一反射層與第二反射層之間的光學(xué)諧振層。在一個方面中，干涉式反射器經(jīng)配置以在透射峰波長處透射某一光譜，使得干涉式顯示器在所述透射峰波長處具有減少的光反射率。在另一方面中，干涉式調(diào)制器還包含安置在吸收器層與干涉式反射器之間的光學(xué)諧振腔。光學(xué)諧振腔可包括大體透明的電介質(zhì)和/或空氣。在一個方面中，干涉式反射器經(jīng)調(diào)諧以在光的可見范圍內(nèi)的透射峰波長(例如約 380nm與約750nm之間)處透射某一光譜。在一個方面中，吸收器層包含鉬、鈦、鎢、鉻、鉬鉻、硒化鉛和/或其組合。第一反射層和/或第二反射層可包括鋁、金、銀、鉬、鉻、銅、鎳和/ 或其組合。在一個方面中，第一反射層的厚度在約Inm與約50nm之間。在另一方面中，第二反射層的厚度在約5nm與約200nm之間。在又一方面中，光學(xué)諧振層的厚度在約200nm 與約3000nm之間。根據(jù)另一方面，干涉式調(diào)制器包含顯示器、經(jīng)配置以與顯示器通信的處理器(所述處理器經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù))以及經(jīng)配置以與處理器通信的存儲器裝置。在一個方面中，干涉式調(diào)制器裝置包含經(jīng)配置以向顯示器發(fā)送至少一個信號的驅(qū)動器電路。在另一方面中，干涉式調(diào)制器裝置包含經(jīng)配置以向驅(qū)動器電路發(fā)送圖像數(shù)據(jù)的至少一部分的控制器。在一個方面中，干涉式調(diào)制器包含經(jīng)配置以向處理器發(fā)送圖像數(shù)據(jù)的圖像源模塊。圖像源模塊可包含接收器、收發(fā)器和/或發(fā)射器中的至少一者。在另一方面中，干涉式調(diào)制器裝置包含經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)且向處理器傳送輸入數(shù)據(jù)的輸入裝置。在一個實施例中，干涉式調(diào)制器包括吸收器裝置和干涉式反射器裝置。干涉式反射器裝置可經(jīng)配置以在透射峰波長處透射某一光譜，使得干涉式調(diào)制器在所述透射峰波長處具有減少的光反射率。在一個方面中，吸收器裝置包含吸收器層。在另一方面中，干涉式反射器裝置包括第一反射表面、第二反射表面以及界定在第一反射表面與第二反射表面界之間的光學(xué)諧振層。在另一實施例中，制造干涉式調(diào)制器裝置的方法包括提供吸收器層、提供干涉式反射器，以及相對于吸收器層定位干涉式反射器以在干涉式反射器的至少一部分與吸收器層的至少一部分之間產(chǎn)生光學(xué)諧振腔。在一個實施例中，在顯示器元件中反射光的方法包括接收入射到顯示器元件上的光、從顯示器元件的第一層反射入射光的第一部分、穿過第一層透射入射光的第二部分、從顯示器元件的第二層反射入射光的第三部分、穿過第二層透射入射光的第四部分、從顯示器元件的第三層反射入射光的第五部分以及穿過顯示器元件的第三層透射入射光的第六部分，其中光的第六部分包括透射峰波長處的光譜，且其中包括光的第一部分、第三部分和第五部分中的一部分的所得光從顯示器元件反射且在所述透射峰波處具有減少的量度。在一個方面中，第二層相對于第一層是可移動的。在另一方面中，第三層相對于第一層是可移動的。


圖1是描繪干涉式調(diào)制器顯示器的一個實施例的一部分的等角視圖，其中第一干涉式調(diào)制器的可移動反射層處于松弛位置，且第二干涉式調(diào)制器的可移動反射層處于激活位置。圖2是說明并入有3X3干涉式調(diào)制器顯示器的電子裝置的一個實施例的系統(tǒng)框圖。圖3是對于圖1的干涉式調(diào)制器的一個示范性實施例來說，可移動鏡位置對所施加電壓的圖。圖4是可用于驅(qū)動干涉式調(diào)制器顯示器的一組行電壓和列電壓的說明。圖5A和5B說明可用以將顯示器數(shù)據(jù)的幀寫入到圖2的3X3干涉式調(diào)制器顯示器的行信號和列信號的一個示范性時序圖。圖6A和6B是說明包括多個干涉式調(diào)制器的視覺顯示器裝置的實施例的系統(tǒng)框圖。圖7A是圖1的裝置的橫截面。圖7B是干涉式調(diào)制器的替代實施例的橫截面。圖7C是干涉式調(diào)制器的另一替代實施例的橫截面。圖7D是干涉式調(diào)制器的又一替代實施例的橫截面。圖7E是干涉式調(diào)制器的額外替代實施例的橫截面。圖8A是干涉式調(diào)制器的額外實施例的橫截面。圖8B顯示來自如圖8A中所示而配置的干涉式調(diào)制器的前(襯底)側(cè)的模擬反射對波長。圖9A是包含干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的替代實施例的橫截面。圖9B顯示來自如圖9A中所示而配置的干涉式調(diào)制器的前(襯底)側(cè)的模擬反射對波長。圖9C顯示來自如圖9A中所示而配置的干涉式調(diào)制器的前(襯底)側(cè)的測得反射對波長。圖9D顯示穿過如圖9A中所示而配置的干涉式反射器的透射率對波長。圖IOA顯示來自干涉式調(diào)制器的替代實施例的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過包含在干涉式調(diào)制器中的干涉式反射器的透射率對波長。圖IOB顯示來自干涉式調(diào)制器的替代實施例的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過包含在干涉式調(diào)制器中的干涉式反射器的透射率對波長。圖IOC顯示來自約30°的視角下的替代實施例的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過包含在干涉式調(diào)制器中的干涉式反射器的透射率對波長。
圖IlA顯示來自干涉式調(diào)制器的替代實施例的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過包含在干涉式調(diào)制器中的干涉式反射器的透射率對波長。圖IlB顯示來自干涉式調(diào)制器的替代實施例的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過包含在干涉式調(diào)制器中的干涉式反射器的透射率對波長。圖12A顯示來自干涉式調(diào)制器的替代實施例的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過包含在干涉式調(diào)制器中的干涉式反射器的透射率對波長。圖12B顯示來自干涉式調(diào)制器的替代實施例的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過包含在干涉式調(diào)制器中的干涉式反射器的透射率對波長。圖13A顯示來自具有鉬鉻吸收器層和處于松弛位置的干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的替代實施例的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過干涉式反射器的透射率對波長。圖1 顯示來自具有處于激活位置的干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的替代實施例的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過干涉式反射器的透射率對波長。圖14A顯示來自具有硫化鉛吸收器層和處于松弛位置的干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過干涉式反射器的透射率對波長。圖14B顯示來自具有處于激活位置的干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的替代實施例的前(襯底)側(cè)的反射對波長以及穿過干涉式反射器的透射率對波長。
具體實施例方式以下詳細(xì)描述針對某些特定實施例。然而，本文的教示可以許多不同方式應(yīng)用。 在此描述中參考圖式，其中通篇以類似的數(shù)字表示類似的部件。所述實施例可實施在經(jīng)配置以顯示不論運(yùn)動(例如，視頻)還是固定(例如，靜止圖像)的且不論文字還是圖畫的圖像的任何裝置中。更明確地說，預(yù)期所述實施例可實施在多種電子裝置中或與多種電子裝置關(guān)聯(lián)，所述多種電子裝置例如(但不限于)移動電話、無線裝置、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手持式或便攜式計算機(jī)、GPS接收器/導(dǎo)航器、相機(jī)、MP3播放器、攝像機(jī)、游戲控制臺、手表、 時鐘、計算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、計算機(jī)監(jiān)視器、汽車顯示器(例如，里程表顯示器等)、座艙控制器和/或顯示器、相機(jī)視圖的顯示器(例如，車輛中后視相機(jī)的顯示器)、電子相片、電子廣告牌或指示牌、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、包裝和美學(xué)結(jié)構(gòu)(例如，對于一件珠寶的圖像的顯示器)。具有與本文中描述的裝置類似的結(jié)構(gòu)的MEMS裝置也可用于例如電子切換裝置的非顯示器應(yīng)用中。反射性顯示器裝置可并入有干涉式調(diào)制器以利用光學(xué)干涉的原理選擇性吸收和/ 或反射入射在所述反射性顯示器裝置上的光。干涉式調(diào)制器可包括吸收器、相對于吸收器可移動的反射器以及界定在吸收器與反射器之間的光學(xué)諧振腔。干涉式調(diào)制器的反射器可移動到兩個或兩個以上不同的位置，這改變光學(xué)諧振腔的尺寸從而影響干涉式調(diào)制器的反射率。干涉式調(diào)制器的反射率譜可產(chǎn)生相當(dāng)寬的譜帶，所述譜帶可在可見波長上移位以生成不同的顏色?？赏ㄟ^改變光學(xué)諧振腔的厚度來調(diào)整譜帶的位置。在一些實施例中，干涉式調(diào)制器包含經(jīng)配置以在某些波長下引起透射峰的干涉式反射器(或標(biāo)準(zhǔn)具反射器)，所述某些波長導(dǎo)致在朝向觀察器反射的光的一個或一個以上譜中產(chǎn)生一個或一個以上反射率“谷”(例如，某些波長的減少的反射率)。干涉式反射器可包含由反射器腔或光學(xué)諧振層(例如，透明電介質(zhì)材料)隔開的兩個反射性表面。反射率谷可用于增加顯示器色域和/或從干涉式顯示器反射在當(dāng)前不使用干涉式反射器的情況下不可能實現(xiàn)的顏色。圖1中說明包括干涉式MEMS顯示器元件的一個干涉式調(diào)制器顯示器的實施例。在這些裝置中，像素處于明亮狀態(tài)或黑暗狀態(tài)。在明亮(“松弛”或“開啟”)狀態(tài)下，顯示器元件將入射可見光的大部分反射到用戶。當(dāng)在黑暗(“激活”或“關(guān)閉”)狀態(tài)下時，顯示器元件將極少的入射可見光反射到用戶。依據(jù)實施例而定，可顛倒“接通”和“斷開”狀態(tài)的光反射率性質(zhì)。MEMS像素可經(jīng)配置而主要在選定的顏色處反射，從而允許除了黑白顯示以外的彩色顯示。圖1是描繪視覺顯示器的一系列像素中的兩個相鄰像素的等角視圖，其中每一像素均包括MEMS干涉式調(diào)制器。在一些實施例中，干涉式調(diào)制器顯示器包括這些干涉式調(diào)制器的行/列陣列。每一干涉式調(diào)制器均包含一對反射層，所述反射層定位成彼此相距可變且可控制的距離以形成具有至少一個可變尺寸的諧振光學(xué)間隙。在一個實施例中，可在兩個位置之間移動反射層中的一者。在第一位置(本文中稱為松弛位置)中，可移動反射層定位成距固定部分反射層相對較大的距離。在第二位置(本文中稱為激活位置)中，可移動反射層定位成更緊密鄰近所述部分反射層。視可移動反射層的位置而定，從所述兩個層反射的入射光相長地或相消地進(jìn)行干涉，從而為每一像素產(chǎn)生全反射狀態(tài)或非反射狀態(tài)。圖1中像素陣列的所描繪部分包含兩個鄰近干涉式調(diào)制器1 和12b。在左側(cè)干涉式調(diào)制器12a中，說明可移動反射層Ha處于距包含部分反射層的光學(xué)堆疊16a預(yù)定距離處的松弛位置中。在右側(cè)干涉式調(diào)制器12b中，說明可移動反射層14b處于鄰近于光學(xué)堆疊16b的激活位置中。如本文所引用的光學(xué)堆疊16a和16b (統(tǒng)稱為光學(xué)堆疊16)通常包括若干熔合層， 所述熔合層可包含例如氧化銦錫(ITO)的電極層、例如鉻的部分反射層和透明電介質(zhì)。因此，光學(xué)堆疊16是導(dǎo)電的、部分透明且部分反射的，且可通過(例如)將上述層中的一者或一者以上沉積到透明襯底20上來制造。部分反射層可由例如各種金屬、半導(dǎo)體和電介質(zhì)等部分反射的多種材料形成。部分反射層可由一個或一個以上材料層形成，且所述層中的每一者均可由單一材料或材料的組合形成。在一些實施例中，光學(xué)堆疊16的層經(jīng)圖案化成為多個平行條帶，且如下文中進(jìn)一步描述，可在顯示器裝置中形成行電極?？梢苿臃瓷鋵?4a、14b可形成為沉積金屬層(一層或多層)的一系列平行條帶(與行電極16a、16b垂直)以形成列，所述列沉積在柱18和沉積于柱18之間的介入犧牲材料的頂部上。當(dāng)蝕刻掉犧牲材料時，可移動反射層14a、14b 通過所界定的間隙19而與光學(xué)堆疊16a、16b分離。例如鋁的高度導(dǎo)電且反射的材料可用于反射層14，且這些條帶可在顯示器裝置中形成列電極。注意，圖1可能不按比例繪制。在一些實施例中，柱18之間的間隔可為大約lO-lOOum，而間隙19可為大約< 1000埃。在不施加電壓的情況下，間隙19保留在可移動反射層1 與光學(xué)堆疊16a之間， 其中可移動反射層Ha處于機(jī)械松弛狀態(tài)，如圖1中像素1 所說明。然而，當(dāng)將電位(電壓)差施加到選定的行和列時，形成在對應(yīng)像素處的行電極與列電極的交叉處的電容器變得帶電，且靜電力將所述電極拉在一起。如果電壓足夠高，那么可移動反射層14變形且被迫抵靠光學(xué)堆疊16。光學(xué)堆疊16內(nèi)的電介質(zhì)層(在此圖中未圖示)可防止短路并控制層 14與16之間的分離距離，如圖1中右側(cè)的激活像素12b所說明。不管所施加的電位差的極性如何，表現(xiàn)均相同。
圖2至5說明在顯示器應(yīng)用中使用干涉式調(diào)制器陣列的一個示范性工藝和系統(tǒng)。圖2是說明可并入有干涉式調(diào)制器的電子裝置的一個實施例的系統(tǒng)框圖。所述電子裝置包含處理器21，所述處理器21可為任何通用單芯片或多芯片微處理器，例如ARM 、 Pentium 、8051、MIPS 、Power PC 或ALPHA ，或任何專用微處理器，例如數(shù)字信號處理器、微控制器或可編程門陣列。如此項技術(shù)中常規(guī)的做法，處理器21可經(jīng)配置以執(zhí)行一個或一個以上軟件模塊。除了執(zhí)行操作系統(tǒng)外，所述處理器可經(jīng)配置以執(zhí)行一個或一個以上軟件應(yīng)用程序，包含網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電話應(yīng)用程序、電子郵件程序或任何其它軟件應(yīng)用程序。在一個實施例中，處理器21還經(jīng)配置以與陣列驅(qū)動器22通信。在一個實施例中， 所述陣列驅(qū)動器22包含將信號提供到顯示器陣列或面板30的行驅(qū)動器電路M和列驅(qū)動器電路沈。在圖2中以線1-1展示圖1中說明的陣列的橫截面。注意，盡管為了清晰起見， 圖2說明干涉式調(diào)制器的3X3陣列，但顯示器陣列30可含有非常大數(shù)目的干涉式調(diào)制器， 且行中可具有與列中不同的數(shù)目的干涉式調(diào)制器(例如，每行300個像素X每列190個像素)。圖3是對于圖1的干涉式調(diào)制器的一個示范性實施例來說，可移動鏡位置對所施加電壓的圖。對于MEMS干涉式調(diào)制器來說，行/列激活協(xié)議可利用如圖3中說明的這些裝置的滯后性質(zhì)。干涉式調(diào)制器可能需要(例如)10伏的電位差來促使可移動層從松弛狀態(tài)變形為激活狀態(tài)。然而，當(dāng)電壓從所述值減小時，可移動層在電壓降回10伏以下時維持其狀態(tài)。在圖3的示范性實施例中，可移動層直到電壓降到2伏以下時才完全松弛。因此，在圖3中說明的實例中存在約3到7V的電壓范圍，在所述范圍中存在所施加電壓的窗口，在所述窗口內(nèi)裝置在松弛狀態(tài)或激活狀態(tài)中均是穩(wěn)定的。此窗口在本文中稱為“滯后窗口” 或“穩(wěn)定窗口 ”。對于具有圖3的滯后特性的顯示器陣列來說，可設(shè)計行/列激活協(xié)議使得在行選通期間，已選通行中待激活的像素暴露于約10伏的電壓差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的電壓差。在選通后，所述像素暴露于約5伏的穩(wěn)態(tài)或偏壓差使得其維持行選通使其所處的任何狀態(tài)。在此實例中，每一像素在被寫入后經(jīng)歷3-7伏的“穩(wěn)定窗口”內(nèi)的電位差。此特征使圖1中說明的像素設(shè)計在相同的施加電壓條件下在激活或松弛預(yù)存在狀態(tài)下均是穩(wěn)定的。由于干涉式調(diào)制器的每一像素(不論處于激活還是松弛狀態(tài))本質(zhì)上是由固定反射層和移動反射層形成的電容器，因此可在滯后窗口內(nèi)的電壓下維持此穩(wěn)定狀態(tài)而幾乎無功率消耗。本質(zhì)上，如果所施加的電位是固定的，那么沒有電流流入像素中。如下文進(jìn)一步描述，在典型應(yīng)用中，可通過根據(jù)第一行中所需組的激活像素穿過所述組列電極發(fā)送一組數(shù)據(jù)信號(各自具有某一電壓電平)來產(chǎn)生圖像的幀。接著將行脈沖施加到第一行電極，從而激活對應(yīng)于所述組數(shù)據(jù)信號的像素。接著改變所述組數(shù)據(jù)信號以對應(yīng)于第二行中的所需組激活像素。接著將脈沖施加到第二行電極，從而根據(jù)數(shù)據(jù)信號激活第二行中的適當(dāng)像素。像素的第一行不受第二行脈沖影響，且維持其在第一行脈沖期間被設(shè)定的狀態(tài)。可以連續(xù)方式對行的整個系列重復(fù)此過程以產(chǎn)生幀。一般來說，通過以每秒某一所要數(shù)目的幀的速度連續(xù)地重復(fù)此過程來用新的圖像數(shù)據(jù)刷新和/或更新所述幀。 可使用用于驅(qū)動像素陣列的行電極和列電極以產(chǎn)生圖像幀的廣泛種類的協(xié)議。圖4和5說明用于在圖2的3X3陣列上形成顯示幀的一個可能的激活協(xié)議。圖 4說明可用于使像素展示出圖3的滯后曲線的一組可能的列電壓電平和行電壓電平。在圖 4實施例中，使像素激活涉及將適當(dāng)列設(shè)定為-Vbias，且將適當(dāng)行設(shè)定為+ Δ V，其可分別對應(yīng)于-5伏和+5伏。通過將適當(dāng)列設(shè)定為+Vbias，且將適當(dāng)行設(shè)定為相同的+ AV，從而在像素上產(chǎn)生零伏電位差來實現(xiàn)使像素松弛。在行電壓維持在零伏的那些行中，不管列處于+Vbias 還是-Vbias，像素均穩(wěn)定于任何其最初所處的狀態(tài)。同樣如圖4中所說明，可使用具有與上述電壓的極性相反的極性的電壓，例如，使像素激活可涉及將適當(dāng)列設(shè)定為+Vbias，且將適當(dāng)行設(shè)定為-Δ V。在此實施例中，通過將適當(dāng)列設(shè)定為-Vbias，且將適當(dāng)行設(shè)定為相同的-Δ V， 從而在像素上產(chǎn)生零伏電位差來實現(xiàn)釋放像素。圖5Β是展示施加到圖2的3X3陣列的一系列行信號和列信號的時序圖，所述系列的行信號和列信號將產(chǎn)生圖5Α中說明的顯示器布置，其中被激活像素是非反射的。在對圖5Α中說明的幀進(jìn)行寫入前，像素可處于任何狀態(tài)，且在此實例中所有行初始均處于0伏， 且所有列均處于+5伏。在這些所施加電壓的情況下，所有像素在其現(xiàn)有激活或松弛狀態(tài)下均是穩(wěn)定的。在圖5Α的幀中，像素(1，1)、(1,2), (2,2), (3,2)和(3,3)被激活。為了實現(xiàn)此目的，在針對行1的“線時間”期間，將列1和2設(shè)定為-5伏，且將列3設(shè)定為+5伏。由于所有像素均保留在3-7伏的穩(wěn)定窗口中，因此這并不改變?nèi)魏蜗袼氐臓顟B(tài)。接著用從0升到5伏且返回到零的脈沖選通行1。這激活了(1，1)和(1，2)像素且松弛了(1，3)像素。 陣列中其它像素均不受影響。為了視需要設(shè)定行2，將列2設(shè)定為-5伏，且將列1和3設(shè)定為+5伏。施加到行2的相同選通接著將使像素(2，2)激活且使像素(2，1)和(2，3)松弛。 同樣，陣列中其它像素均不受影響。通過將列2和3設(shè)定為-5伏且將列1設(shè)定為+5伏來以類似方式設(shè)定行3。行3選通設(shè)定行3像素，如圖5Α中所示。在對幀進(jìn)行寫入后，行電位為零，且列電位可保留在+5或-5伏，且接著顯示器在圖5Α的布置中是穩(wěn)定的。可將相同程序用于數(shù)十或數(shù)百個行和列的陣列。用于執(zhí)行行和列激活的電壓的時序、序列和電平可在上文所概述的一般原理內(nèi)廣泛變化，且上文的實例僅為示范性的，且任何激活電壓方法均可與本文中描述的系統(tǒng)和方法一起使用。圖6Α和圖6Β是說明顯示器裝置40的實施例的系統(tǒng)方框圖。顯示器裝置40可為 (例如)蜂窩式電話或移動電話。然而，顯示器裝置40的相同組件或其稍微變化形式也說明例如電視和便攜式媒體播放器的各種類型的顯示器裝置。顯示器裝置40包含外殼41、顯示器30、天線43、揚(yáng)聲器45、輸入裝置48和麥克風(fēng) 46。外殼41 一般來說由多種制造工藝中的任一者形成，所述工藝包含注射模制和真空成形。另外，外殼41可由多種材料中的任一者制成，所述材料包含(但不限于)塑料、金屬、 玻璃、橡膠和陶瓷，或其組合。在一個實施例中，外殼41包含可去除部分(未圖示)，所述可去除部分可與其它具有不同顏色或含有不同標(biāo)記、圖畫或符號的可去除部分互換。如本文中所描述，示范性顯示器裝置40的顯示器30可為包含雙穩(wěn)態(tài)顯示器在內(nèi)的多種顯示器中的任一者。在其它實施例中，顯示器30包含例如如上所述的等離子、EL、 0LED、STN IXD或TFT IXD的平板顯示器，或例如CRT或其它管裝置的非平板顯示器。然而， 出于描述本實施例的目的，如本文中所描述，顯示器30包含干涉式調(diào)制器顯示器。圖6B中示意說明示范性顯示器裝置40的一個實施例的組件。所說明的示范性顯示器裝置40包含外殼41且可包含至少部分封圍在所述外殼41中的額外組件。舉例來說， 在一個實施例中，示范性顯示器裝置40包含網(wǎng)絡(luò)接口 27，所述網(wǎng)絡(luò)接口 27包含耦合到收發(fā)器47的天線43。收發(fā)器47連接到處理器21，處理器21連接到調(diào)節(jié)硬件52。調(diào)節(jié)硬件52可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)信號(例如，對信號進(jìn)行濾波)。調(diào)節(jié)硬件52連接到揚(yáng)聲器45和麥克風(fēng)46。處理器21還連接到輸入裝置48和驅(qū)動器控制器四。驅(qū)動器控制器四耦合到幀緩沖器觀且耦合到陣列驅(qū)動器22，所述陣列驅(qū)動器22進(jìn)而耦合到顯示器陣列30。根據(jù)特定示范性顯示器裝置40設(shè)計的要求，電源50向所有組件提供電力。網(wǎng)絡(luò)接口 27包含天線43和收發(fā)器47以使得示范性顯示器裝置40可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與一個或一個以上裝置通信。在一個實施例中，網(wǎng)絡(luò)接口 27也可具有一些處理能力以減輕對處理器21的要求。天線43是用于發(fā)射和接收信號的任何天線。在一個實施例中，所述天線根據(jù)IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)(包含IEEE 802. 11(a), (b)或(g))來發(fā)射和接收RF信號。在另一實施例中，所述天線根據(jù)藍(lán)牙(BLUETOOTH)標(biāo)準(zhǔn)來發(fā)射和接收RF信號。在蜂窩式電話的情況下，所述天線經(jīng)設(shè)計以接收CDMA、GSM、AMPS、W-CDMA或其它用于在無線手機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信的已知信號。收發(fā)器47預(yù)處理從天線43接收到的信號，使得處理器21可接收所述信號并進(jìn)一步對所述信號進(jìn)行處理。收發(fā)器47還處理從處理器21接收到的信號使得可經(jīng)由天線43從示范性顯示器裝置40發(fā)射所述信號。在替代實施例中，收發(fā)器47可由接收器代替。在又一替代實施例中，網(wǎng)絡(luò)接口 27 可由可存儲或產(chǎn)生待發(fā)送到處理器21的圖像數(shù)據(jù)的圖像源代替。舉例來說，所述圖像源可為數(shù)字視頻光盤(DVD)或含有圖像數(shù)據(jù)的硬盤驅(qū)動器，或產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的軟件模塊。處理器21 —般來說控制示范性顯示器裝置40的全部操作。處理器21接收例如來自網(wǎng)絡(luò)接口 27或圖像源的壓縮圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或處理成易被處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21接著將已處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動器控制器四或發(fā)送到幀緩沖器觀以供存儲。原始數(shù)據(jù)通常指代識別圖像內(nèi)每一位置處的圖像特性的信息。舉例來說，這些圖像特性可包含顏色、飽和度和灰度級。在一個實施例中，處理器21包含微控制器、CPU或邏輯單元以控制示范性顯示器裝置40的操作。調(diào)節(jié)硬件52 —般來說包含放大器和濾波器，以用于將信號發(fā)射到揚(yáng)聲器 45，且用于從麥克風(fēng)46接收信號。調(diào)節(jié)硬件52可為示范性顯示器裝置40內(nèi)的離散組件， 或可并入在處理器21或其它組件內(nèi)。驅(qū)動器控制器四直接從處理器21或從幀緩沖器28取得由處理器21產(chǎn)生的原始圖像數(shù)據(jù)，并適當(dāng)?shù)刂匦赂袷交鲈紙D像數(shù)據(jù)以供高速傳輸?shù)疥嚵序?qū)動器22。具體來說，驅(qū)動器控制器四將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化為具有類似光柵的格式的數(shù)據(jù)流，使得其具有適于在顯示器陣列30上進(jìn)行掃描的時間次序。接著，驅(qū)動器控制器四將已格式化的信息發(fā)送到陣列驅(qū)動器22。盡管驅(qū)動器控制器四(例如IXD控制器)通常與系統(tǒng)處理器 21關(guān)聯(lián)而作為獨(dú)立的集成電路(IC)，但可以許多方式實施這些控制器。其可作為硬件嵌入處理器21中，作為軟件嵌入處理器21中，或與陣列驅(qū)動器22完全集成在硬件中。通常，陣列驅(qū)動器22從驅(qū)動器控制器四接收已格式化的信息且將視頻數(shù)據(jù)重新格式化為一組平行波形，所述波形以每秒多次的速度被施加到來自顯示器的χ-y像素矩陣的數(shù)百且有時數(shù)千個引線。在一個實施例中，驅(qū)動器控制器四、陣列驅(qū)動器22和顯示器陣列30適用于本文中描述的任意類型的顯示器。舉例來說，在一個實施例中，驅(qū)動器控制器四是常規(guī)顯示器控制器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器控制器(例如，干涉式調(diào)制器控制器)。在另一實施例中，陣列驅(qū)動器 22是常規(guī)驅(qū)動器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器驅(qū)動器(例如，干涉式調(diào)制器顯示器)。在一個實施例中，驅(qū)動器控制器四與陣列驅(qū)動器22集成。所述實施例在例如蜂窩式電話、手表和其它小面積顯示器的高度集成系統(tǒng)中是普遍的。在又一實施例中，顯示器陣列30是典型的顯示器陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示器陣列(例如，包含干涉式調(diào)制器陣列的顯示器)。輸入裝置48允許用戶控制示范性顯示器裝置40的操作。在一個實施例中，輸入裝置48包含例如QWERTY鍵盤或電話小鍵盤的小鍵盤、按鈕、開關(guān)、觸敏屏幕、壓敏或熱敏薄膜。在一個實施例中，麥克風(fēng)46是用于示范性顯示器裝置40的輸入裝置。當(dāng)使用麥克風(fēng) 46將數(shù)據(jù)輸入到所述裝置時，用戶可提供聲音命令以便控制示范性顯示器裝置40的操作。電源50可包含此項技術(shù)中眾所周知的多種能量存儲裝置。舉例來說，在一個實施例中，電源50是例如鎳鎘電池或鋰離子電池的可再充電電池。在另一實施例中，電源50是可再生能源、電容器或太陽能電池，包含塑料太陽能電池和太陽能電池涂料。在另一實施例中，電源50經(jīng)配置以從壁式插座接收功率。在一些實施方案中，如上文中所描述，控制可編程性駐存在驅(qū)動器控制器中，所述驅(qū)動器控制器可位于電子顯示器系統(tǒng)中的若干位置中。在一些情況下，控制可編程性駐存在陣列驅(qū)動器22中。上述優(yōu)化可實施在任何數(shù)目的硬件和/或軟件組件中且可以各種配置實施。根據(jù)上文陳述的原理而操作的干涉式調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)可廣泛變化。舉例來說，圖7A-7E說明可移動反射層14及其支撐結(jié)構(gòu)的五個不同實施例。圖7A是圖1的實施例的橫截面，其中金屬材料條帶14沉積在垂直延伸的支撐件18上。在圖7B中，每一干涉式調(diào)制器的可移動反射層14為正方形或矩形形狀且在系鏈32上僅在隅角處附接到支撐件。在圖7C中，可移動反射層14為正方形或矩形形狀且從可包括柔性金屬的可變形層34懸置下來。所述可變形層34直接或間接地連接到圍繞可變形層34的周邊的襯底20。這些連接在本文中稱為支柱。圖7D中說明的實施例具有支柱插塞42，可變形層34擱置在所述支柱插塞42上。如圖7A-7C所示，可移動反射層14保持懸置在間隙上方，但可變形層34并不通過填充可變形層34與光學(xué)堆疊16之間的孔而形成所述支柱。而是，支柱由平坦化材料形成，其用于形成支柱插塞42。圖7E中說明的實施例是基于圖7D中展示的實施例，但也可適于與圖7A-7C中說明的實施例以及未圖示的額外實施例中的任一者一起發(fā)揮作用。在圖7E 中所示的實施例中，已使用金屬或其它導(dǎo)電材料的額外層來形成總線結(jié)構(gòu)44。這允許信號沿著干涉式調(diào)制器的背面進(jìn)行路由，從而消除許多原本可能必須形成在襯底20上的電極。在例如圖7中所示的那些實施例的實施例中，干涉式調(diào)制器充當(dāng)直接觀看裝置， 其中從透明襯底20的前側(cè)觀看圖像，所述側(cè)與上面布置有調(diào)制器的一側(cè)相對。在這些實施例中，反射層14以光學(xué)方式遮蔽在反射層的與襯底20相對的側(cè)的干涉式調(diào)制器的部分，包含可變形層34。這允許對遮蔽區(qū)域進(jìn)行配置和操作而不會消極地影響圖像質(zhì)量。舉例來說，此遮蔽允許圖7E中的總線結(jié)構(gòu)44，其提供使調(diào)制器的光學(xué)性質(zhì)與調(diào)制器的機(jī)電性質(zhì)分離的能力，例如，尋址和由所述尋址引起的移動。這種可分離的調(diào)制器架構(gòu)允許選擇用于調(diào)制器的機(jī)電方面和光學(xué)方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料且使其彼此獨(dú)立而發(fā)揮作用。此外，圖7C-7E 中所示的實施例具有源自反射層14的光學(xué)性質(zhì)與其機(jī)械性質(zhì)脫離的額外益處，所述益處由可變形層34實行。這允許用于反射層14的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料在光學(xué)性質(zhì)方面得以優(yōu)化， 且用于可變形層34的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料在所要機(jī)械性質(zhì)方面得以優(yōu)化。針對彩色顯示器(不管它們是自發(fā)光類型還是非自發(fā)光類型)的常見問題是來自有限原色集的全色圖像的合成。很多彩色顯示器包含紅色、綠色和藍(lán)色顯示器元件或子像素。通過改變由紅色、綠色和藍(lán)色元件產(chǎn)生的光的相對強(qiáng)度來在所述顯示器中生成其它顏色。紅色、綠色和藍(lán)色的所述混合被人眼感知為其它顏色。就對人眼的紅色、綠色和藍(lán)色光敏部分的刺激而言，所述彩色系統(tǒng)中紅色、綠色和藍(lán)色的相對值可稱為三色刺激值。可通過特定顯示器生成的顏色范圍可稱為顯示器的顏色域。雖然本文中揭示了基于紅色、綠色和藍(lán)色的示范性彩色系統(tǒng)，但在其它實施例中，顯示器可包含具有依據(jù)除紅色、綠色和藍(lán)色以外的原色集界定其它彩色系統(tǒng)的顏色集的調(diào)制器。本文中揭示的增加干涉式調(diào)制器顯示器的色域的一種方法包含在可見譜內(nèi)的各種波長下引起譜寬度、位置和/或振幅不同的一個或一個以上透射峰以影響從干涉式調(diào)制器朝向觀察器反射的顏色。透射峰會導(dǎo)致在反射譜中產(chǎn)生改變從顯示器反射的顏色的對應(yīng)的反射率谷。透射峰的譜寬度、位置和振幅可經(jīng)調(diào)諧以增加整體顯示器的色域或產(chǎn)生當(dāng)前不可能實現(xiàn)的顏色。在一些情況下，可在干涉式調(diào)制器中利用干涉式反射器或標(biāo)準(zhǔn)具反射器來生成這些透射峰。換句話說，在一些實施例中，反射器結(jié)構(gòu)本身包含干涉腔。所述反射器可配置為靜態(tài)或可移動的。在一些實施例中，干涉式反射器可包含由一個或一個以上光學(xué)透明層(例如，一個或一個以上電介質(zhì)層)隔開的兩個部分反射層。干涉式反射器可經(jīng)配置以相對于吸收器層移動從而選擇性地透射某些波長的光且調(diào)制從調(diào)制器的吸收器側(cè)反射和/或透射的光。 本文中，在下文進(jìn)一步描述包含干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的非限制性實例。干涉式反射器可經(jīng)調(diào)諧以在某一波長下產(chǎn)生透射峰，以便在由觀察器在同一波長下觀測到的反射率譜中產(chǎn)生谷。與從類似顯示器(其中使用了標(biāo)準(zhǔn)反射器)中觀測到的顏色相比，由干涉式反射器引起的谷會改變由觀察器觀測到的顏色。透射穿過干涉式反射器的光由于并不反射回觀察器且降低顯示器的整體亮度，因此可被認(rèn)為是“丟失”光。然而， 在一些情況下，使用干涉式反射器時所丟失的光量可小于入射到顯示器上的總光量的約 1. 5%。因此，干涉式反射器可用以在不顯著降低顯示器的亮度的情況下增加顯示器的顏色域。圖8A和9A說明干涉式調(diào)制器的兩個實施例。附圖中項目的相對尺寸已經(jīng)選擇而僅用于說明性目的。因此，圖式中所示的距離和尺寸并不一定是按比例的且并不希望表示干涉式調(diào)制器或干涉式反射器的任何特定實施例。圖8A是包含干涉式調(diào)制器(“IM0D”)811的干涉式顯示器800的實施例的橫截面圖。IMOD 811可鄰近襯底層801安置。襯底801可包括任何合適的襯底，例如丙烯酸系樹脂、玻璃、聚對苯二甲酸乙二酯(“PET”)和/或聚乙烯對苯-乙二醇(“PET-G”)。IMOD 811可包含吸收器層803、反射器層809以及界定在吸收器層803與反射器層809之間的光學(xué)諧振腔層821。如上文參考圖1所述，在開啟狀態(tài)(所展示)與關(guān)閉狀態(tài)之間，反射器層 809可沿大體垂直于吸收器的方向移動穿過氣隙807。干涉式調(diào)制器811可經(jīng)配置以當(dāng)反射器809處于開啟狀態(tài)時，從襯底801側(cè)朝向一個或一個以上觀察器反射顏色(例如紅色、 綠色或藍(lán)色)，且可經(jīng)配置以當(dāng)所述反射器處于激活狀態(tài)時，反射暗色(例如，黑色或深藍(lán)色)。在圖8A中所示的實施例中，吸收器層803界定光學(xué)諧振腔821的頂部且反射器層809界定光學(xué)諧振腔821的底部。吸收器803層和反射器809層的厚度可經(jīng)選擇以控制由干涉式反射器811反射的光以及透射穿過干涉式調(diào)制器811的光的相對量。吸收器803 的厚度范圍可為約40 A到約500 A。反射器層809的厚度范圍可為約40 A到約500 A。在一些實施例中，吸收器803和反射器809可包括反射性且導(dǎo)電性的材料。吸收器803層和反射器809層兩者均可包括金屬，且均可為部分透射的。吸收器層803可包括各種材料(例如， 鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)和鉻(Cr))以及合金(例如，MoCr或H^e)。反射器層809可包括各種材料(例如，鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、鉬(Mo)、金(Au)和鉻(Cr))以及合金(例如， MoCr)?？赏ㄟ^改變反射器層809的厚度和組合物來顯著增加或減少經(jīng)由反射器層809反射或透射的光量。從干涉式調(diào)制器反射的光的所得顏色是基于光干涉原理，所述光干涉原理受光學(xué)諧振腔821的尺寸(例如厚度)以及吸收器層803的材料性質(zhì)影響。改變反射器 809的厚度將會影響所反射顏色的強(qiáng)度，且因此影響穿過反射器809的透射強(qiáng)度。在IMOD的一些實施例中，光學(xué)諧振腔821由固體層(例如，光學(xué)透明電介質(zhì)層(例如，SiON))或多個層界定。在其它IMOD中，光學(xué)諧振腔821由氣隙或光學(xué)透明層805和氣隙807的組合來界定。光學(xué)諧振腔821的厚度可經(jīng)調(diào)諧以使來自IMOD的一個或一個以上特定顏色的反射最大化或最小化。在一些實施例中，光學(xué)諧振腔821的厚度范圍可為約 1000 A到約5000 A或更大。光學(xué)諧振腔821的物理厚度可取決于形成其的材料。舉例來說，對于等效光學(xué)厚度來說，空氣腔可在物理上比由SiON形成的腔厚，這是因為SiON的折射率比空氣高。在一些實施例中，可基于腔821的光學(xué)厚度來選擇光學(xué)諧振腔821的經(jīng)配置厚度。如本文中所使用，“光學(xué)厚度”指代依據(jù)來自IMOD 811的峰反射的波長而測得的腔 821的等效光程長度。換句話說，可有用地將腔821的設(shè)計指定為光學(xué)厚度(例如，波長的數(shù)目)，因為實際物理間距可能會依據(jù)IMOD 811的設(shè)計和所選材料兩者而顯著變化。在一些實施例中，光學(xué)諧振腔821的光學(xué)厚度范圍可為IMOD 811的反射峰波長的約四分之一到約十倍。因此，可通過配置光學(xué)諧振腔821以具有某一厚度來選擇由IMOD反射的顏色(一種或多種)。圖8B是說明當(dāng)反射器處于開啟(或未激活狀態(tài))時，針對從如圖8A中所示而配置的干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)反射的光的光反射率曲線901的圖。干涉式調(diào)制器包含約50 A 厚的吸收器層、約2440 A厚的光學(xué)諧振腔以及約300 A厚的反射器層。如圖8B中所示，針對此特定干涉式調(diào)制器的反射峰在約MOnm的波長下為約90%。因此，當(dāng)反射器處于開啟狀態(tài)時，干涉式調(diào)制器經(jīng)調(diào)諧以從所述調(diào)制器的襯底側(cè)反射綠光。如上所述，干涉式調(diào)制器在被激活時呈現(xiàn)暗色?？赏ㄟ^調(diào)整吸收器層、光學(xué)諧振腔和/或反射器層來改變從干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)反射的光的反射峰和波長。舉例來說，干涉式調(diào)制器可經(jīng)配置以當(dāng)反射器處于開啟位置時反射其它顏色。圖9A是說明干涉式顯示器800的一部分的另一實施例的橫截面圖。圖9A包含干涉式反射器813而不是圖8A中所示的反射器809。干涉式反射器813可經(jīng)調(diào)諧以引起譜寬度、位置或振幅不相同的透射峰，這會導(dǎo)致在朝向觀察器反射的光的譜中產(chǎn)生對應(yīng)的谷。因此，本文中使用的術(shù)語“干涉式反射器”指代獨(dú)立地選擇性透射和反射某些波長的光且可在干涉式顯示器內(nèi)使用以作為整體來從所述顯示器選擇性反射和透射某些波長的光的元件。 在一些實施例中，干涉式反射器813可類似于可展現(xiàn)對應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)具的諧振的透射峰的法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具或標(biāo)準(zhǔn)具反射器。
干涉式反射器813包含頂部反射層815、底部反射層819以及安置在頂部反射層與底部反射層之間的光學(xué)諧振層817?？赏ㄟ^改變光學(xué)諧振層的厚度或折射率和/或通過改變頂部反射層815和底部反射層819的反射率來選擇(或“調(diào)諧”)由干涉式反射器813 引起的透射峰。頂部反射層815和底部反射層819的反射率可受所述層的厚度影響和/或受經(jīng)選擇以形成所述層的材料影響。頂部反射層815和底部反射層819兩者均可包括金屬，且均可配置為部分透射的。 反射層815、819可包括(例如)鋁(Al)、銀(Ag)、鉬(Mo)、金(Au)和/或鉻(Cr)以及合金 (例如，MoCr)。反射層815、819可由相同的材料形成，或者它們可由不同的材料形成。舉例來說，頂部反射層815可包括鋁且底部反射層可包括鋁。頂部反射層815和底部反射層819的厚度可依據(jù)所要的反射率和透射特性發(fā)生變化。在一些實施例中，頂部反射層815的厚度小于底部反射層819的厚度。在其它實施例中，頂部反射層815的厚度與底部反射層819的厚度約相同。頂部反射層815和底部反射層819的厚度范圍可為約5 A到約1200 A。舉例來說，頂部反射層可為約120 A且底部反射層可為約600 A。光學(xué)諧振層817由一個或一個以上光學(xué)諧振材料形成。合適光學(xué)諧振材料的實例包含空氣和光學(xué)透明電介質(zhì)(例如SiON)。光學(xué)諧振層817可由單層或多層形成。在一個實施例中，光學(xué)諧振層817包括單層SiON。在另一實施例中，光學(xué)諧振層817包括空氣。在另一實施例中，光學(xué)諧振層817包括一個或一個以上空氣和透明電介質(zhì)層。在其中光學(xué)諧振層817包括空氣層的實施例中，頂部反射層815和底部反射層819 可相互保持固定的距離，或者它們可相互移動。舉例來說，干涉式反射器813可包含由空氣形成的光學(xué)諧振層817，且底部反射層819可相對于頂部反射層815移動，從而當(dāng)?shù)撞糠瓷淦饕苿訒r改變光學(xué)諧振層的厚度。如下文所更詳細(xì)論述，由頂部反射層815與底部反射層 819之間的距離界定的光學(xué)諧振層817的厚度可經(jīng)調(diào)諧以調(diào)整透射峰的位置或透射峰的階數(shù)。因此，干涉式反射器813可經(jīng)配置以當(dāng)頂部反射層815與底部反射層819之間的距離改變時引起隨著時間推移而改變的一個或一個以上透射峰。圖9B是說明當(dāng)干涉式反射器處于開啟狀態(tài)時，針對從包括干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)反射的光的光反射率曲線903的圖。在此實例中，干涉式反射器包含厚度為約30 A的由鋁形成的第一反射層、厚度為約1300 A的由SiON形成的光學(xué)諧振層以及厚度為約30 A的由鋁形成的第二反射層。如圖9B中所說明，光反射率曲線903包含在約520nm的波長下由于由干涉式反射器引起的透射峰所致的谷907。與來自使用在反射器內(nèi)不具有光學(xué)諧振層且因此不會引起反射率谷的反射器的干涉式調(diào)制器的光相比時，此反射率谷907會改變所反射光903的外觀。圖9B中反射的光在觀察器看來不同于圖9A中反射的光，這是因為由干涉式反射器產(chǎn)生的透射峰使較寬范圍的波長上的反射率曲線“變平”。圖9C是說明當(dāng)干涉式反射器處于開啟狀態(tài)時，針對從包括干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)反射的光的光反射率曲線905的圖。在此實例中，干涉式反射器包含厚度為約30 A的由鋁形成的第一反射層、厚度為約1300 A的由SiON形成的光學(xué)諧振層以及厚度為約30 A的由鋁形成的第二反射層。光反射率曲線905包含在約575nm的波長下由于由干涉式反射器引起的透射峰所致的谷907。由于干涉式調(diào)制器的配置差異，圖9B中的模擬反射率谷907處于與圖9C中的測得反射率谷不同的波長下。圖9D說明針對穿過某一配置的干涉式反射器的光的光透射率曲線1003。在此實例中，干涉式反射器具有厚度為約30 A的由鋁形成的第一反射層、厚度為約1300 A的由 SiON形成的光學(xué)諧振層以及厚度為約30 A的由鋁形成的第二反射層。干涉式反射器可經(jīng)配置以依據(jù)光學(xué)諧振層的厚度而引起多個階的透射峰909。帶有較厚光學(xué)諧振層的干涉式反射器與帶有較薄光學(xué)諧振層的干涉式反射器相比將會引起更多階的透射峰909。如下所述，除了調(diào)諧峰909的階外，也可改變光學(xué)諧振層的厚度以調(diào)諧峰的對應(yīng)波長。圖IOA是說明針對從包含干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)反射的光的光反射率曲線1001的圖。圖IOA還說明針對傳播穿過干涉式調(diào)制器和干涉式反射器兩者的光的光透射率曲線1003。在此實例中，與圖IOA相關(guān)聯(lián)的干涉式調(diào)制器包含約50 A厚的吸收器層以及約2440 A厚的光學(xué)諧振腔。干涉式反射器包含厚度為約30 A的由鋁形成的第一反射層、厚度為約1300 A的由SiON形成的光學(xué)諧振層以及厚度為約30 A的由鋁形成的第二反射層。光反射率曲線1001包含在約520nm的波長處的谷907。光透射率曲線1003包含在約520nm的波長處的峰909。透射率峰909導(dǎo)致穿過干涉式反射器入射到干涉式調(diào)制器上的光的約1 %的透射率。此光由于不反射回觀察器而會丟失，但所述光損失并不會顯著減少裝置的整體反射率。由于穿過干涉式反射器的光的透射率會減少來自干涉式調(diào)制器的整體反射率，因此透射率峰909和反射率谷907—般來說沿同一波長對準(zhǔn)。然而，透射率峰909的位置不受反射率1001譜的位置影響。換句話說，可通過改變干涉式調(diào)制器中光學(xué)諧振腔的厚度來調(diào)整反射率曲線1001，但透射率峰907(其因干涉式反射器的配置而產(chǎn)生)將留在相同位置。 圖IOB說明針對從干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)反射的光的光反射率曲線1005，所述干涉式調(diào)制器與用以產(chǎn)生圖IOA的干涉式調(diào)制器相同(除光學(xué)諧振腔在圖IOB中減少以外)。圖IOB 還說明針對傳播穿過干涉式反射器的光的光透射率曲線1003。如上所述，可通過改變光學(xué)諧振腔的厚度來調(diào)整或調(diào)諧來自干涉式調(diào)制器的光的反射率。如圖IOB中所見，減少光學(xué)諧振腔層的厚度會從圖IOA所示的反射率改變反射率曲線1005。然而，干涉式反射器會引起與圖IOA中所示的峰大體上相同的峰909，且圖IOB中的透射率曲線1003與圖IOA中的透射率曲線大體上相同。因此，當(dāng)光學(xué)諧振腔變化時，透射率峰909和對應(yīng)的反射率谷907 的位置未被改變。圖IOC說明針對從特定干涉式調(diào)制器(例如類似用以產(chǎn)生圖IOA的干涉式調(diào)制器的干涉式調(diào)制器)的襯底側(cè)在約30°的視角下反射的光的光反射率曲線1015。圖IOC還說明針對穿過干涉式反射器的光的光透射率曲線1013。如圖IOC中所示，當(dāng)以不同的入射角觀察干涉式調(diào)制器時，透射率峰909和對應(yīng)的反射率谷907與整體反射率譜一起移位。圖IlA是說明針對從包含干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)反射的光的光反射率曲線1101的圖。圖IlA還顯示針對穿過干涉式反射器的光的光透射率曲線1103。 用以產(chǎn)生圖IlA的干涉式調(diào)制器包含約50 A厚的吸收器層以及約2440 A厚的光學(xué)諧振腔。 干涉式反射器包含厚度為約15 A的由鋁形成的第一反射層、厚度為約1300 A的由SiON形成的光學(xué)諧振層以及厚度為約30 A的由鋁形成的第二反射層。光反射率曲線1101包含谷 907且光透射率曲線1103包含峰909。比較圖IOA和IlA說明第一反射層的厚度對谷907的振幅的影響。圖IlA中的谷907的振幅比圖IOA中的谷907的振幅要大，這是因為在用以產(chǎn)生圖IOA的干涉式反射器中
第一反射層更厚。第一反射層的厚度會影響從干涉式調(diào)制器的整體反射率，使得較厚的第一反射層會導(dǎo)致更多的光從干涉式調(diào)制器反射且較薄的第一反射層會導(dǎo)致更少的光從干涉式調(diào)制器反射。類似地，第二反射層的厚度影響穿過干涉式調(diào)制器和干涉式反射器的整體透射率。圖IlB是說明針對從包含干涉式反射器的特定干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)反射的光的光反射率曲線1105的圖。圖IlB還說明針對穿過干涉式反射器的光的光透射率曲線1107。與圖IlB相關(guān)聯(lián)的干涉式調(diào)制器包含約50 A厚的吸收器層以及約2440 A厚的光學(xué)諧振腔。干涉式反射器包含厚度為約30 A的由鋁形成的第一反射層、厚度為約1300 A的由SiON形成的光學(xué)諧振層以及厚度為約15 A的由鋁形成的第二反射層。光反射率曲線1105在所反射光譜中包含谷907且光透射率曲線1107包含峰909。比較圖IOA和IlB說明第二反射層的厚度對峰909的振幅的影響。圖IlB中的峰 909的振幅比圖IOA中的峰909的振幅要大，這是因為在用以產(chǎn)生圖IOA的干涉式反射器中
第二反射層更厚。第二反射層的厚度會影響從干涉式調(diào)制器的整體透射率，其中較厚第二反射層會導(dǎo)致更少的光被透射且較薄第二反射層會導(dǎo)致更多的光被透射。因此，干涉式反射器中反射層的厚度可經(jīng)調(diào)整以調(diào)諧從干涉式調(diào)制器的整體反射率以及穿過干涉式反射器的透射率。圖12A是說明針對從包含干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)反射的光的光反射率曲線1203的圖。圖12A還說明針對穿過干涉式反射器的光的光透射率曲線1205。 在此實例中，用以產(chǎn)生圖12A的干涉式調(diào)制器包含約50 A厚的吸收器層以及約2440 A厚的光學(xué)諧振腔。干涉式反射器包含厚度為約270 A的由鋁形成的第一反射層、厚度為約1300 A 的由SiON形成的光學(xué)諧振層以及厚度為約300 A的由鋁形成的第二反射層。光反射率曲線 1203在反射率中包含谷907且光透射率曲線1205包含峰909。在此實例中，谷907和峰 909沿約520nm的波長大體上對準(zhǔn)，且峰909的整體振幅為約0. 4%。圖12B是說明針對從包含干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)反射的光的光反射率曲線1207的圖。圖12B還說明針對穿過干涉式反射器的光的光透射率曲線1209。 在此實例中，干涉式調(diào)制器包含約50 A厚的吸收器層以及約2440 A厚的光學(xué)諧振腔。干涉式反射器包含厚度為約270 A的由鋁形成的第一反射層、厚度為約2100 A的由SiON形成的光學(xué)諧振層以及厚度為約300 A的由鋁形成的第二反射層。光透射率曲線1209包含沿約 390nm的波長對準(zhǔn)的峰909。峰909還在光反射率曲線1207中在約390nm的波長處引起谷。 然而，反射率1207中的谷由于約390nm的波長處的反射率在5%以下而并不顯著。比較圖12A和12B說明光學(xué)諧振層的厚度對峰909的位置的影響。如上所述，可通過調(diào)整干涉式反射器中光學(xué)諧振層的厚度來調(diào)諧峰的位置和/或峰的階。因此，光學(xué)諧振層的厚度可經(jīng)選擇以便增加包括若干單獨(dú)干涉式調(diào)制器的干涉式顯示器的整體色域。圖13A是說明針對從包含處于開啟(或松弛)位置的干涉式反射器的干涉式調(diào)制器的一個實施例的襯底側(cè)反射的光的光反射率曲線1301的圖。圖13A還說明針對穿過干涉式反射器的光的光透射率曲線1303。干涉式調(diào)制器包含約40 A厚的MoCr吸收器層以及約1940 A厚的光學(xué)諧振腔。干涉式反射器包含厚度為約120 A的鋁第一反射表面、厚度為約 2840 A的SiON光學(xué)諧振層以及厚度為約600 A的由鋁形成的第二反射表面。光透射率曲線1303包含沿約520nm的波長對準(zhǔn)且在約同一波長下在光反射率曲線1301中引起谷907的峰 909。除了增加從干涉式顯示器反射的顏色的色域外，干涉式反射器還可用以改變從個別干涉式調(diào)制器反射的顏色。如下文表1中所示，由于干涉式反射器引起足以改變所反射顏色的反射率谷907，因此當(dāng)干涉式反射器處于松弛位置時，用以產(chǎn)生圖13A的干涉式調(diào)制器呈現(xiàn)白色。也就是說，將干涉式調(diào)制器中使用的干涉式反射器替換為標(biāo)準(zhǔn)反射器將導(dǎo)致不同的顏色被反射而不是白色，這是因為標(biāo)準(zhǔn)反射器不會選擇性地反射和透射某些波長。
權(quán)利要求
1.一種干涉式調(diào)制器，其包括干涉式反射器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉式調(diào)制器，其中所述干涉式反射器是可移動的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉式調(diào)制器，其中所述干涉式反射器包括 第一反射表面；第二反射表面；以及 光學(xué)諧振層，其由所述第一反射表面和所述第二反射表面界定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉式調(diào)制器，其中所述第一反射表面是部分反射的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉式調(diào)制器，其中所述第二反射表面是部分反射的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉式調(diào)制器，其中所述第一反射表面和所述第二反射表面是相對于彼此固定的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉式調(diào)制器，其中所述第一反射表面是可移動的。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉式調(diào)制器，其中所述第二反射表面是可移動的。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉式調(diào)制器，其中所述第一反射表面包括選自由鋁、金、 銀、鉬、鉻、銅、鎳及其組合組成的群組中的材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉式調(diào)制器，其中所述第二反射表面包括選自由鋁、金、 銀、鉬、鉻、銅、鎳及其組合組成的群組中的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉式調(diào)制器，其中所述第一反射表面和所述第二反射表面各自具有厚度，所述第一反射表面的所述厚度與所述第二反射表面的所述厚度約相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉式調(diào)制器，其中所述光學(xué)諧振層包括空氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉式調(diào)制器，其中所述光學(xué)諧振層包括大體透明的電介質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的干涉式調(diào)制器，其中所述光學(xué)諧振層包括氧氮化硅SiON。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉式調(diào)制器，其中所述干涉式反射器經(jīng)配置以在透射峰波長處透射某一光譜，使得所述干涉式調(diào)制器在所述透射峰波長處具有減少的光反射率。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的干涉式調(diào)制器，其中所述透射峰波長在約380nm與約 750nm之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的干涉式調(diào)制器，其中由所述干涉式反射器透射的光量小于所述干涉式調(diào)制器的反射率的約5%。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉式調(diào)制器，其進(jìn)一步包括吸收器層以及界定在所述吸收器層與所述干涉式反射器之間的光學(xué)諧振腔。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的干涉式調(diào)制器，其中所述干涉式反射器經(jīng)配置以沿大體垂直于所述吸收器層的方向移動。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的干涉式調(diào)制器，其中所述干涉式反射器經(jīng)配置以在至少兩個位置之間移動。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的干涉式調(diào)制器，其中所述光學(xué)諧振腔包括空氣。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的干涉式調(diào)制器，其中所述光學(xué)諧振腔包括大體透明的電介質(zhì)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的干涉式調(diào)制器，其中所述光學(xué)諧振腔包括氧氮化硅。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的干涉式調(diào)制器，其中所述吸收器層包括選自由鉬、鈦、鎢、 鉻、鉬鉻、硒化鉛及其組合組成的群組中的材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的干涉式調(diào)制器，其進(jìn)一步包括襯底層，所述襯底層經(jīng)安置以使得所述吸收器層在所述襯底層與所述干涉式反射器之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的干涉式調(diào)制器，其中所述襯底層包括玻璃。
27.一種干涉式調(diào)制器裝置，其包括吸收器層；以及干涉式反射器，其經(jīng)配置以沿大體垂直于所述吸收器層的方向移動穿過至少部分位于所述吸收器層與所述干涉式反射器元件之間的可變氣隙，所述干涉式反射器包括第一反射層，第二反射層，以及光學(xué)諧振層，其安置在所述第一反射層與所述第二反射層之間，其中所述干涉式反射器經(jīng)配置以在透射峰波長處透射某一光譜，使得所述干涉式調(diào)制器在所述透射峰波長處具有減少的光反射率。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的干涉式調(diào)制器裝置，其進(jìn)一步包括光學(xué)諧振腔，所述光學(xué)諧振腔安置在所述吸收器層與所述干涉式反射器之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述光學(xué)諧振腔包括大體透明的電介質(zhì)。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述干涉式反射器經(jīng)調(diào)諧以在光的可見范圍內(nèi)在透射峰波長處透射某一光譜。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述干涉式反射器經(jīng)調(diào)諧以在約 380nm與約750nm之間的一個以上透射峰波長處透射一個以上光譜。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述吸收器層包括選自由鉬、鈦、 鎢、鉻、鉬鉻、硒化鉛及其組合組成的群組中的材料。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述第一反射層包括選自由鋁、 金、銀、鉬、鉻、銅、鎳及其組合組成的群組中的材料。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述第一反射層以及所述第二反射層包括相同的材料。
35.根據(jù)權(quán)利要求27所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述第一反射層的厚度在約Inm 與約50nm之間。
36.根據(jù)權(quán)利要求27所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述第二反射層的厚度在約5nm 與約200nm之間。
37.根據(jù)權(quán)利要求27所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述光學(xué)諧振層的厚度在約 200nm與約3000nm之間。
38.根據(jù)權(quán)利要求27所述的干涉式調(diào)制器裝置，其進(jìn)一步包括顯不器；處理器，其經(jīng)配置以與所述顯示器通信，所述處理器經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù)；以及存儲器裝置，其經(jīng)配置以與所述處理器通信。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的干涉式調(diào)制器裝置，其進(jìn)一步包括驅(qū)動器電路，所述驅(qū)動器電路經(jīng)配置以向所述顯示器發(fā)送至少一個信號。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的干涉式調(diào)制器裝置，其進(jìn)一步包括控制器，所述控制器經(jīng)配置以向所述驅(qū)動器電路發(fā)送所述圖像數(shù)據(jù)的至少一部分。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的干涉式調(diào)制器裝置，其進(jìn)一步包括圖像源模塊，所述圖像源模塊經(jīng)配置以向所述處理器發(fā)送所述圖像數(shù)據(jù)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述圖像源模塊包括接收器、收發(fā)器和發(fā)射器中的至少一者。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的干涉式調(diào)制器裝置，其進(jìn)一步包括輸入裝置，所述輸入裝置經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)且向所述處理器傳送所述輸入數(shù)據(jù)。
44.一種干涉式調(diào)制器裝置，其包括吸收器裝置；以及干涉式反射器裝置，其經(jīng)配置以在透射峰波長處透射某一光譜，使得所述干涉式調(diào)制器在所述透射峰波長處具有減少的光反射率。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述吸收器裝置包括吸收器層。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的干涉式調(diào)制器裝置，其中所述干涉式反射器裝置包括第一反射表面；第二反射表面；以及光學(xué)諧振層，其界定在所述第一反射表面與所述第二反射表面之間。
47.一種制造干涉式調(diào)制器裝置的方法，其包括提供吸收器層；提供干涉式反射器；以及相對于所述吸收器層定位所述干涉式反射器以在所述干涉式反射器的至少一部分與所述吸收器層的至少一部分之間產(chǎn)生光學(xué)諧振腔。
全文摘要
本發(fā)明揭示干涉式調(diào)制器以及制作所述干涉式調(diào)制器的方法。在一個實施例中，干涉式調(diào)制器包含干涉式反射器，所述干涉式反射器具有第一反射表面、第二反射表面以及由所述第一反射表面和所述第二反射表面界定的光學(xué)諧振層。所述干涉式反射器可經(jīng)配置以在透射峰波長處透射某一光譜，使得所述干涉式調(diào)制器在所述透射峰波長處具有減少的光反射率。
文檔編號G02B26/00GK102576150SQ201080042457
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者喬納森·查爾斯·格里菲思, 馬雷克·米恩克 申請人:高通Mems科技公司