專利名稱：能夠改變色彩飽和度的方法和結(jié)構(gòu)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括機電系統(tǒng)的顯示器。
背景技術：
機電系統(tǒng)包括具有電元件和機械元件、激活器、換能器、傳感器、光學組件(例如， 鏡面)和電子設備的裝置?？梢远喾N尺度來制造機電系統(tǒng)，所述多種尺度包括(但不限于) 微尺度和納米尺度。舉例來說，微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置可包括如下結(jié)構(gòu)具有在從約一微 米到數(shù)百微米或數(shù)百微米以上的范圍內(nèi)的大小。納米機電系統(tǒng)(NEMS)裝置可包括如下結(jié) 構(gòu)具有小于一微米的大小(包括(例如)小于幾百納米的大小)?？墒褂贸练e、蝕刻、光 刻，和/或蝕刻掉襯底和/或所沉積材料層的多個部分或添加層以形成電裝置和機電裝置 的其它微機械加工工藝來產(chǎn)生機電兀件。
一種類型的機電系統(tǒng)裝置稱為干涉式調(diào)制器(IMOD)。如本文中所使用，術語“干 涉式調(diào)制器”或“干涉式光調(diào)制器”指代使用光學干涉的原理選擇性地吸收和/或反射光的 裝置。在一些實施方案中，干涉式調(diào)制器可包括一對導電板，所述對導電板中的一者或兩者 可整體或部分為透明的和/或反射的，且能夠在施加適當電信號后即刻進行相對運動。在 一實施方案中，一個板可包括沉積于襯底上的固定層，且另一板可包括通過氣隙與所述固 定層分離的金屬薄膜。一個板相對于另一板的位置可改變?nèi)肷溆诟缮媸秸{(diào)制器上的光的光 學干涉。干涉式調(diào)制器裝置具有廣泛范圍的應用，且被預期用于改進現(xiàn)存產(chǎn)品且創(chuàng)造新的 產(chǎn)品，尤其是具有顯示能力的產(chǎn)品。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創(chuàng)新方面，其中無單一者僅負責本文中 所揭示的合意的屬性。
本發(fā)明中所描述的標的物的一個發(fā)明性方面可實施于一種用于調(diào)制光的裝置中， 所述裝置包含可移動反射器；部分反射器，其定位于距所述可移動反射器第一距離處；襯 底，其定位于距所述部分反射器固定距離處，所述襯底具有與所述部分反射器不同的折射 率；以及多層，其經(jīng)配置以提供所述部分反射器與所述襯底之間的折射率梯度，所述多層包括至少兩個電介質(zhì)層，其中所述至少兩個電介質(zhì)層的相應折射率經(jīng)配置以提供從所述部分 反射器到所述襯底的所述折射率的減小，借此此增加由所述裝置反射的光的色彩飽和度。
在一些實施方案中，所述部分反射器的所述折射率可大于所述襯底的所述折射 率。在一些實施方案中，包括于所述多層中的至少一個電介質(zhì)層可形成彩色濾光片。在一 些實施方案中，所述彩色濾光片可為紅色濾光片，其實質(zhì)上抑制與青色色調(diào)相關聯(lián)的光波 長。在一些實施方案中，所述彩色濾光片可為藍色濾光片，其實質(zhì)上抑制與黃色色調(diào)相關聯(lián) 的光波長。在一些實施方案中，所述彩色濾光片可為綠色濾光片，其實質(zhì)上抑制與洋紅色色 調(diào)相關聯(lián)的光波長。
在一些實施方案中，所述至少兩個電介質(zhì)層的相應折射率可經(jīng)配置以提供從所述 部分反射器到所述襯底的所述折射率的多個減小，借此增加由所述裝置反射的光的所述色 彩飽和度。在一些實施方案中，所述至少兩個電介質(zhì)層的相應折射率可經(jīng)配置以提供從所 述部分反射器到所述襯底的所述折射率的至少三個減小，借此增加由所述裝置反射的光的 所述色彩飽和度。在一些實施方案中，至少三個電介質(zhì)層的相應折射率可經(jīng)配置以提供從 所述部分反射器到所述襯底的所述折射率的至少四個減小，借此增加由所述裝置反射的光 的所述色彩飽和度。
本發(fā)明中所描述的標的物的另一發(fā)明性方面可實施于一種用于調(diào)制光的裝置中， 所述裝置包含可移動反射器；部分反射器，其定位于距所述可移動反射器第一距離處；襯 底，其定位于距所述部分反射器固定距離處，所述襯底具有與所述部分反射器不同的折射 率；以及電介質(zhì)層，其具有在所述部分反射器的折射率與所述襯底的折射率之間的折射率 和足以產(chǎn)生增加由所述裝置反射的光的飽和度的干涉濾光效應的厚度，其中從所述電介質(zhì) 層與所述襯底之間排除金屬層。
本發(fā)明中所描述的標的物的另一發(fā)明性方面可實施于一種包含多個顯示元件的 顯示器中，所述顯示元件中的每一者包含用于反射光的構(gòu)件，所述反射構(gòu)件是可移動的； 用于部分反射光的構(gòu)件，其中所述可移動反射構(gòu)件和所述部分反射構(gòu)件經(jīng)配置以干涉地調(diào) 制光；襯底，其定位于距所述部分反射構(gòu)件固定距離處，所述襯底具有與所述部分反射構(gòu)件 不同的折射率，其中在所述襯底與所述部分反射構(gòu)件之間不存在金屬層；以及用于匹配所 述部分反射構(gòu)件與所述襯底的折射率的構(gòu)件，其中所述折射率匹配構(gòu)件提供從所述部分反 射構(gòu)件到所述襯底的所述折射率的減小，借此增加由所述裝置反射的光的特定色彩的飽和 度。
在一些實施方案中，所述可移動反射構(gòu)件可包含反射層；或所述部分反射構(gòu)件包 含部分反射材料；或所述折射率匹配構(gòu)件包含電介質(zhì)層，所述電介質(zhì)層經(jīng)配置以提供部分 反射器與襯底之間的折射率梯度，且其中所述電介質(zhì)層還經(jīng)配置為彩色濾光片，所述彩色 濾光片具有足以產(chǎn)生增加由所述裝置反射的光的飽和度的干涉效應的厚度。
本發(fā)明中所描述的標的物的另一發(fā)明性方面可實施于一種制造用于調(diào)制光的裝 置的方法中，所述方法包含形成可移動反射器；形成部分反射器，所述部分反射器定位于 距所述可移動反射器第一距離處；提供襯底，所述襯底定位于距所述部分反射器固定距離 處，所述襯底具有與所述部分反射器不同的折射率；以及形成電介質(zhì)層，所述電介質(zhì)層經(jīng)配 置以提供所述部分反射器與所述襯底之間的折射率梯度，且其中所述電介質(zhì)層還經(jīng)配置為 彩色濾光片，所述彩色濾光片具有足以產(chǎn)生增加由所述裝置反射的光的飽和度的干涉效應的厚度。
此說明書中所描述的標的物的一個或一個以上實施方案的細節(jié)在附圖和以下描 述中陳述。其它特征、方面和優(yōu)勢從描述、圖式和權(quán)利要求書將變得顯而易見。應注意，下 列各圖的相對尺寸可能未按比例繪制。


圖1展示描繪干涉式調(diào)制器(IMOD)顯示裝置的一系列像素中的兩個鄰近像素的 等角視圖的實例。
圖2展示說明并入有3 X 3干涉式調(diào)制器顯示器的電子裝置的系統(tǒng)方框圖的實例。
圖3展示說明圖1的干涉式調(diào)制器的可移動反射層位置對所施加的電壓的圖的實 例。
圖4展示說明當施加各種共同和片段電壓時干涉式調(diào)制器的各種狀態(tài)的表的實 例。
圖5A展示說明圖2的3X3干涉式調(diào)制器顯示器中的顯示數(shù)據(jù)的幀的圖的實例。
圖5B展示可用以寫入在圖5A中說明的顯示數(shù)據(jù)的幀的共同和片段信號的時序圖 的實例。
圖6A展示圖1的干涉式調(diào)制器顯示器的部分橫截面的實例。
圖6B到6E展示干涉式調(diào)制器的不同實施方案的橫截面的實例。
圖7展示說明用于干涉式調(diào)制器的制造工藝的流程圖的實例。
圖8A到SE展示制造干涉式調(diào)制器的方法中的各個階段的橫截面示意性說明的實 例。
圖9為說明由顯示器的一個實施方案提供的擴展色域的實例的色度圖，所述顯示 器包括與具有折射率梯度的多層組合的干涉式調(diào)制器。
圖10為機電系統(tǒng)裝置的一實施方案的側(cè)視橫截面圖，所述機電系統(tǒng)裝置包括干 涉式調(diào)制器和具有折射率梯度的多層。
圖1lA和IlB展示說明包括多個干涉式調(diào)制器的顯示裝置的系統(tǒng)方框圖的實例。
在各個圖式中的相同參考數(shù)字和標示指示相同元件。
具體實施方式
出于描述創(chuàng)新方面的目的，以下詳細描述是針對某些實施方案。然而，可以眾多不 同方式應用本文中的教示?？稍诮?jīng)配置以顯示圖像(不管處于運動中(例如，視頻)還是 固定的(例如，靜態(tài)圖像)，且不管是文字、圖形還是圖像)的任何裝置中實施所描述的實施 方案。更特定來說，預期所述實施方案可在多種電子裝置和多種機電系統(tǒng)裝置中實施或與 多種電子裝置和多種機電系統(tǒng)裝置相關聯(lián)，所述電子裝置例如為(但不限于)移動電話、具 備多媒體因特網(wǎng)功能的蜂窩式電話、移動電視接收器、無線裝置、智能電話、藍牙裝置、個人 數(shù)據(jù)助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持型或便攜式計算機、上網(wǎng)本、筆記本計算機、智 能本(smartbook)、打印機、復印機、掃描儀、傳真裝置、GPS接收器/導航器、相機、MP3播放 器、攝像機、游戲控制臺、腕表、時鐘、計算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、電子讀取裝置(例 如，電子讀取器)、計算機監(jiān)視器、汽車顯示器(例如，里程表顯示器等)、駕駛艙控制和/或顯示器、相機取景顯示器(例如，車輛中的后視相機的顯示器)、電子照片、電子廣告牌或標 志、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、微波、冰箱、立體聲系統(tǒng)、磁帶錄音機或播放器、DVD播放器、CD播放 器、VCR、無線電、便攜式存儲器芯片、洗衣機、烘干機、洗衣機/烘干機、封裝(例如，MEMS和 非MEMS)、美學結(jié)構(gòu)(例如，一件珠寶上的圖像的顯示)。本文中的教示還可用于非顯示器 應用中，例如(但不限于)電子切換裝置、射頻濾波器、傳感器、加速計、陀螺儀、運動感測裝 置、磁力計、消費型電子設備的慣性組件、消費型電子產(chǎn)品的部分、可變電抗器、液晶裝置、 電泳裝置、驅(qū)動方案、制造工藝、電子測試設備。因此，所述教示無意限于僅在各圖中所描繪 的實施方案，而是具有廣泛適用性，所屬領域的技術人員將容易明白。
各種實施方案包括干涉式調(diào)制器裝置，其經(jīng)配置以提供改進的飽和度。在添加了 彩色濾光片層的情況下，改進了干涉式調(diào)制器的色彩飽和度。具體來說，通過使用多層光學 匹配干涉式調(diào)制器中的兩種材料的阻抗來提供增加的飽和度和濾光，所述多層具有具經(jīng)布 置以產(chǎn)生折射率梯度的不同折射率的若干層。在各種實施方案中，選擇所述層中的一者或 一者以上的厚度以提供增加的飽和度。因此，在各種實施例中，具有折射率梯度的多層使像 素的諧振變窄，使得從像素反射的波長的頻帶較小。又，包括紅色、綠色與藍色像素的組合 的裝置可擴展由裝置在操作中反射的色彩的光譜。另外，可存在白色與黑色之間的較好對 比度，其中黑色顯得為更真實的黑色且含有較少色調(diào)。
可實施本發(fā)明中所描述的標的物的特定實施方案以實現(xiàn)以下潛在優(yōu)勢中的一者 或一者以上。舉例來說，可實施本文中所描述的標的物的特定實施方案以實現(xiàn)由顯示器反 射的一個或一個以上色彩的改進的色彩飽和度。
所描述的實施方案可應用到的合適的MEMS裝置的一個實例為反射顯示裝置。反 射顯示裝置可并入有干涉式調(diào)制器(IMOD)，以使用光學干涉的原理選擇性地吸收和/或反 射入射于其上的光。MOD可包括吸收體、可相對于所述吸收體移動的反射體，和界定于所述 吸收體與所述反射體之間的光學諧振腔。所述反射體可移動到兩個或兩個以上不同位置， 此可改變光學諧振腔的大小，且借此影響干涉式調(diào)制器的反射率。MOD的反射光譜可產(chǎn)生 相當廣泛的光譜帶，所述光譜帶可跨越可見波長而移位以產(chǎn)生不同色彩?？赏ㄟ^改變光學 諧振腔的厚度(即，通過改變反射體的位置)而調(diào)整光譜帶的位置。
圖1展示描繪干涉式調(diào)制器(IMOD)顯示裝置的一系列像素中的兩個鄰近像素的 等角視圖的實例。所述IMOD顯示裝置包括一個或一個以上干涉式MEMS顯示元件。在這些 裝置中，MEMS顯示元件的像素可處于明亮或黑暗狀態(tài)。在明亮(“經(jīng)松弛”、“打開”或“接 通”)狀態(tài)中，顯示元件將大部分入射可見光反射(例如)到用戶。相反地，在黑暗(“經(jīng)激 活”、“閉合”或“斷開”)狀態(tài)中，顯示元件幾乎不反射入射可見光。在一些實施方案中，接 通狀態(tài)和斷開狀態(tài)的光反射質(zhì)可顛倒。MEMS像素可經(jīng)配置以主要在特定波長下反射，從而 允許除了黑色與白色之外的彩色顯示。
IMOD顯示裝置可包括IMOD的行/列陣列。每一:[MOD可包括一對反射層，即，可移 動反射層和固定的部分反射層，其定位于彼此相距可變且可控制的距離處以形成氣隙(還 被稱作光學間隙或腔)?？梢苿臃瓷鋵涌稍谥辽賰蓚€位置之間移動。在第一位置(即，經(jīng) 松弛位置)中，可移動反射層可定位于距固定的部分反射層相對大的距離處。在第二位置 (即，經(jīng)激活位置)中，可移動反射層可定位成更接近于部分反射層。從所述兩個層反射的 入射光可視可移動反射層的位置而相長或相消地干涉，從而產(chǎn)生每一像素的整體反射或非反射狀態(tài)。在一些實施方案中，IMOD在未經(jīng)激活時可處于反射狀態(tài)，從而反射可見光譜內(nèi)的光，且在未經(jīng)激活時可處于黑暗狀態(tài)，從而反射可見范圍外部的光(例如，紅外光)。然而，在一些其它實施方案中，頂OD在未經(jīng)激活時可處于黑暗狀態(tài)，且在經(jīng)激活時可處于反射狀態(tài)。在一些實施方案中，引入所施加電壓可驅(qū)使像素改變狀態(tài)。在一些其它實施方案中， 所施加電荷可驅(qū)使像素改變狀態(tài)。
圖1中的像素陣列的所描繪部分包括兩個鄰近干涉式調(diào)制器12。在左側(cè)的 IM0D12 (如所說明)中，將可移動反射層14說明為處于在與光學堆疊16相距預定距離處的經(jīng)松弛位置中，光學堆疊16包括部分反射層。跨越左側(cè)的MOD 12所施加的電壓Vtl不足以致使激活可移動反射層14。在右側(cè)的IMOD 12中，將可移動反射層14說明為處于接近或鄰近于光學堆疊16的經(jīng)激活位置中?？缭接覀?cè)的IMOD 12所施加的電壓Vbias足以將可移動反射層14維持在經(jīng)激活位置中。
在圖1中，一般用指示入射于像素12上的光的箭頭13和從左側(cè)的像素12反射的光15來說明像素12的反射性質(zhì)。盡管未詳細說明，但所屬領域的技術人員應理解，入射于像素12上的大多數(shù)光13將通過透明襯底20朝向光學堆疊16透射。入射于光學堆疊16上的光的一部分將透射通過所述光學堆疊16的部分反射層，且一部分將通過透明襯底20反射回。光13的透射通過光學堆疊16的部分將在可移動反射層14處朝向(且通過)透明襯底20反射回。從光學堆疊16的部分反射層所反射的光與從可移動反射層14所反射的光之間的干涉(相長或相消)將確定從像素12所反射的光15的波長。
光學堆疊16可包括單一層或若干層。所述層可包括電極層、部分反射和部分透射層和透明電介質(zhì)層中的一者或一者以上。在一些實施方案中，光學堆疊16為導電的，部分透明且部分反射的，且可(例如)通過將以上各層中的一者或一者以上沉積到透明襯底20 上 來制造。電極層可由例如各種金屬(例如，氧化銦錫(ITO))的多種材料形成。部分反射層可由具部分反射性的多種材料形成，例如各種金屬(例如，鉻(Cr))、半導體和電介質(zhì)。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可由單一材料或材料的組合形成。在一些實施方案中，光學堆疊16可包括充當光學吸收體與導體兩者的單一半透明厚度的金屬或半導體，而不同的(例如，IMOD的光學堆疊16的或其它結(jié)構(gòu)的)更多導電層或部分可用以將信號在IMOD像素之間以總線傳輸。光學堆疊16還可包括覆蓋一個或一個以上導電層或?qū)щ?吸收層的一個或一個以上絕緣或電介質(zhì)層。
在一些實施方案中，光學堆疊16的所述層可被圖案化成平行條帶，且可形成顯示裝置中的行電極，如下文進一步描述。如所屬領域的技術人員應理解，術語“圖案化”在本文中用以指代掩蓋以及蝕刻工藝。在一些實施方案中，例如鋁(Al)的高導電和反射材料可用于可移動反射層14，且這些條帶可形成顯示裝置中的列電極?？梢苿臃瓷鋵?4可形成為經(jīng)沉積的金屬層的一系列平行條帶(正交于光學堆疊16的行電極)，以形成沉積于柱18 和沉積于柱18之間的介入犧牲材料的頂部上的若干列。當犧牲材料被蝕刻掉時，所界定間隙19或光學腔可在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成。在一些實施方案中，柱18 之間的間距可為約I μ m到1000 μ m,而間隙19可為約<10,000挨(A),,
在一些實施方案中，每一 MOD像素(不管是處于經(jīng)激活狀態(tài)還是經(jīng)松弛狀態(tài))基本上為由固定和移動反射層形成的電容器。當不施加電壓時，可移動反射層14a保持于機械上松弛的狀態(tài)(如由圖1中左側(cè)的像素12所說明)，其中間隙19處于可移動反射層14與光學堆疊16之間。然而，當將電位差(例如，電壓)施加到所選擇的行和列中的至少一 者時，在對應像素處于行電極與列電極的交叉點處所形成的電容器變得帶電，且靜電力將 所述電極拉于一起。如果所施加電壓超過閾值，則可移動反射層14可變形，且移動接近或 抵靠光學堆疊16。光學堆疊16內(nèi)的電介質(zhì)層(未圖示)可防止短接，且控制層14與層16 之間的分離距離，如由圖1中右側(cè)的經(jīng)激活像素12所說明。不管所施加的電位差的極性如 何，表現(xiàn)皆為相同的。盡管在一些情況下，陣列中的一系列像素可被稱作“行”或“列”，但所 屬領域的技術人員應容易理解，將一個方向稱作“行”且另一方向稱作“列”是任意的。重 申，在一些定向中，行可被視為列，且列可被視為行。此外，顯示元件可以正交的行與列(“陣 列”)均勻地布置，或以非線性配置布置(例如，具有相對于彼此的某些位置偏移(“馬賽 克(mosaic)”))。術語“陣列”和“馬賽克”可指代任一配置。因此，盡管顯示器被稱作包括 “陣列”或“馬賽克”，但在任何情況下，元件自身無需布置成正交于彼此，或以均勻分布來安 置，但可包括具有不對稱形狀且不均勻分布的元件的布置。
圖2展示說明并入有3X3干涉式調(diào)制器顯示器的電子裝置的系統(tǒng)方框圖的實例。 所述電子裝置包括可經(jīng)配置以執(zhí)行一個或一個以上軟件模塊的處理器21。除了執(zhí)行操作系 統(tǒng)之外，處理器21還可經(jīng)配置以執(zhí)行一個或一個以上軟件應用程序，包括網(wǎng)絡瀏覽器、電 話應用程序、電子郵件程序或任何其它軟件應用程序。
處理器21可經(jīng)配置以與陣列驅(qū)動器22通信。陣列驅(qū)動器22可包括將信號提供 到(例如)顯示陣列或面板30的行驅(qū)動器電路24和列驅(qū)動器電路26。圖1中所說明的 IMOD顯示裝置的橫截面是通過圖2中的線1-1來展示。盡管為清晰起見，圖2說明IMOD的 3X3陣列，但顯示陣列30可含有極大數(shù)目個M0D，且可在行中具有與列中不同的MOD的 數(shù)目，且反之亦然。
圖3展示說明圖1的干涉式調(diào)制器的可移動反射層位置對所施加電壓的圖的實 例。針對MEMS干涉式調(diào)制器，行/列(即，共同/片段)寫入程序可利用這些裝置的滯后 性質(zhì)，如圖3中所說明。干涉式調(diào)制器可能需要(例如)約10伏電位差，以致使可移動反 射層或鏡面從經(jīng)松弛狀態(tài)改變到經(jīng)激活狀態(tài)。當電壓從那個值減小時，隨著電壓下降回到 低于(例如)10伏，可移動反射層維持其狀態(tài)，然而，可移動反射層直到電壓下降到低于2 伏才完全松弛。因此，存在一電壓范圍(大約3伏到7伏)，如圖3中所示，其中存在所施 加電壓的窗，在所述窗內(nèi)，裝置穩(wěn)定于經(jīng)松弛狀態(tài)或經(jīng)激活狀態(tài)。此窗在本文中被稱作“滯 后窗”或“穩(wěn)定窗”。對于具有圖3的滯后特性的顯示陣列30而言，行/列寫入程序可經(jīng)設 計成一次尋址一個或一個以上行，以使得在給定行的尋址期間，經(jīng)尋址行中的待激活的像 素暴露到約10伏的電壓差，且待松弛的像素暴露到接近零伏的電壓差。在尋址之后，像素 暴露到穩(wěn)定狀態(tài)或大約5伏的偏置電壓差，以使得其保持于先前選通狀態(tài)。在此實例中，在 尋址之后，每一像素經(jīng)歷約3伏到7伏的“穩(wěn)定窗”內(nèi)的電位差。此滯后性質(zhì)特征使得像素 設計(例如，圖1中所說明)能夠在相同的所施加電壓條件下保持穩(wěn)定于經(jīng)激活或經(jīng)松弛 的預先存在狀態(tài)。由于每一 MOD像素(不管是處于經(jīng)激活狀態(tài)還是經(jīng)松弛狀態(tài))基本上 為由固定和移動反射層形成的電容器，所以此穩(wěn)定狀態(tài)可在滯后窗內(nèi)的穩(wěn)定電壓下得以保 持，而不會實質(zhì)上消耗或損失電力。此外，如果所施加電壓電位保持實質(zhì)上固定，則基本上 幾乎無或無電流流入IMOD像素中。
在一些實施方案中，通過根據(jù)給定行中的像素的狀態(tài)的所要改變(如果存在)沿著列電極集合施加呈“片段”電壓的形式的數(shù)據(jù)信號，可產(chǎn)生圖像的幀。可依次尋址陣列的每一行，以使得一次寫入一行幀。為了將所要數(shù)據(jù)寫入到第一行中的像素，可將對應于所述第一行中的像素的所要狀態(tài)的片段電壓施加于列電極上，且可將呈特定“共同”電壓或信號的形式的第一行脈沖施加到第一行電極?？山又鴮⑵坞妷旱募细淖兂蓪诘诙兄械南袼氐臓顟B(tài)的所要改變(如果存在)，且可將第二共同電壓施加到第二行電極。在一些實施方案中，第一行中的像素不受沿著列電極所施加的片段電壓的改變影響，且保持于其在第一共同電壓行脈沖期間被設定到的狀態(tài)?？梢匝虻姆绞綄φ麄€系列的行或者列重復此過程，以產(chǎn)生圖像幀。可通過以每秒某所要數(shù)目個幀連續(xù)地重復此過程而用新的圖像數(shù)據(jù)刷新和/或更新所述幀。
跨越每一像素所施加的片段和共同信號的組合(即，跨越每一像素的電位差)確定每一像素的所得狀態(tài)。圖4展示說明在施加各種共同電壓和片段電壓時干涉式調(diào)制器的各種狀態(tài)的表的實例。如所屬領域的技術人員應容易理解，可將“片段”電壓施加到列電極或行電極，且可將“共同”電壓施加到列電極或行電極中的另一者。
如圖4中(以及圖5B中所展示的時序圖中)所說明，當沿著共同線施加釋放電壓 VCeel時，沿著所述共同線的所有干涉式調(diào)制器元件將置于經(jīng)松弛狀態(tài)(或者被稱作釋放或未激活狀態(tài))，而不管沿著片段線所施加的電壓(即，高片段電壓VSh和低片段電壓VSJ如何。具體來說，當沿著共同線施加釋放電壓VC·時，在沿著像素的對應片段線施加高片段電壓VSh和低片段電壓V&兩者時，跨越調(diào)制器的電位電壓(或者被稱作像素電壓)處于松弛窗(參看圖3，還被稱作釋放窗)內(nèi)。
當將保持電壓施加于共同線上(例如，高保持電壓VCmD—H或低保持電壓VC_—) 時，干涉式調(diào)制器的狀態(tài)將保持恒定。舉例來說，經(jīng)松弛MOD將保持于經(jīng)松弛位置，且經(jīng)激活IMOD將保持于經(jīng)激活位置。可選擇保持電壓，以使得在沿著對應片段線施加高片段電壓 VSh和低片段電壓V&兩者時，像素電壓將保持在穩(wěn)定窗內(nèi)。因此，片段電壓擺動(即，高VSh 與低片段電壓VSlj之間的差)小于正穩(wěn)定窗或負穩(wěn)定窗的寬度。
當將尋址或激活電壓施加于共同線上(例如，高尋址電壓VCadd h或低尋址電壓 VCadd l)時，可通過沿著相應片段線施加片段電壓而沿著所述共同線將數(shù)據(jù)選擇性地寫入到調(diào)制器?？蛇x擇片段電壓，以使得激活取決于所施加的片段電壓。當沿著共同線施加尋址電壓時，施加片段電壓將產(chǎn)生處于穩(wěn)定窗內(nèi)的像素電壓，從而致使所述像素保持未激活。相比而言，施加另一片段電壓將產(chǎn)生在穩(wěn)定窗外的像素電壓，從而導致所述像素的激活。引起激活的特定片段電壓可視使用哪一尋址電壓而變化。在一些實施方案中，當沿著共同線施加高尋址電壓VCadd H時，施加高片段電壓VSh可致使調(diào)制器保持于其當前位置，而施加低片段電壓￥&可引起調(diào)制器的激活。作為推論，當施加低尋址電壓VCai^時，片段電壓的效應可為相反的，其中高片段電壓VSh引起調(diào)制器的激活，且低片段電壓V&對調(diào)制器的狀態(tài)無影響(即，保持穩(wěn)定)。
在一些實施方案中，可使用始終產(chǎn)生跨越調(diào)制器的相同極性電位差的保持電壓、 地址電壓和片段電壓。在一些其它實施方案中，可使用使調(diào)制器的電位差的極性交替的信號?？缭秸{(diào)制器的極性的交替(即，寫入程序的極性的交替)可減小或抑制可在單一極性的重復的寫入操作之后發(fā)生的電荷累積。
圖5A展示說明圖2的3X3干涉式調(diào)制器顯示器中的顯示數(shù)據(jù)的幀的圖的實例。圖5B展示可用以寫入圖5A中所說明的顯示數(shù)據(jù)的幀的共同信號和片段信號的時序圖的實 例?？蓪⑿盘柺┘拥?例如)圖2的3X3陣列，此將最終產(chǎn)生圖5A中所說明的線時間60e 顯示布置。圖5A中的經(jīng)激活調(diào)制器處于黑暗狀態(tài)，即，其中大部分的反射光在可見光譜外 以對(例如)觀看者產(chǎn)生黑暗外觀。在寫入圖5A中所說明的幀之前，像素可處于任何狀態(tài)， 但圖5B的時序圖中所說明的寫入程序假定在第一線時間60a之前，每一調(diào)制器已被釋放 且駐留于未激活狀態(tài)中。
在第一線時間60a期間將釋放電壓70施加于共同線I上；施加于共同線2上的 電壓在高保持電壓72處開始且移動到釋放電壓70 ;且沿著共同線3施加低保持電壓76。 因此，沿著共同線I的調(diào)制器(共同1，片段I) (1,2)和(1，3)保持于經(jīng)松弛或未激活狀態(tài) 并持續(xù)第一線時間60a的持續(xù)時間，沿著共同線2的調(diào)制器(2，I)、(2,2)和(2，3)將移動 到經(jīng)松弛狀態(tài)，且沿著共同線3的調(diào)制器(3，I)、(3,2)和(3，3)將保持于其先前狀態(tài)。參 看圖4，沿著片段線1、2和3所施加的片段電壓將對干涉式調(diào)制器的狀態(tài)無影響，因為共同 線1、2或3均未正暴露到在線時間60a期間引起激活的電壓電平(即，VC·-松弛和VCrail L-穩(wěn)定)。
在第二線時間60b期間，共同線I上的電壓移動到高保持電壓72，且沿著共同線 I的所有調(diào)制器保持于經(jīng)松弛狀態(tài)，而不管所施加的片段電壓如何，因為無尋址或激活電壓 施加于共同線I上。沿著共同線2的調(diào)制器歸因于施加釋放電壓70而保持于經(jīng)松弛狀態(tài)， 且當沿著共同線3的電壓移動到釋放電壓70時，沿著共同線3的調(diào)制器(3，1)、(3,2)和 (3,3)將松弛。
在第三線時間60c期間，通過將高地址電壓74施加于共同線I上來尋址共同線I。 因為在施加此地址電壓期間沿著片段線I和2施加低片段電壓64，所以跨越調(diào)制器(1，1) 和(1，2)的像素電壓大于所述調(diào)制器的正穩(wěn)定窗的高端(即，電壓微分超過預定義閾值)， 且激活調(diào)制器(1，1)和(1，2)。相反地，因為沿著片段線3施加高片段電壓62，所以跨越調(diào) 制器(1，3)的像素電壓小于調(diào)制器(1，1)和(1，2)的像素電壓，且保持在所述調(diào)制器的正 穩(wěn)定窗內(nèi)；調(diào)制器(1，3)因此保持松弛。而且，在線時間60c期間，沿著共同線2的電壓減 小到低保持電壓76，且沿著共同線3的電壓保持于釋放電壓70，從而使得沿著共同線2和 3的調(diào)制器保持處于經(jīng)松弛位置。
在第四線時間60d期間，共同線I上的電壓返回到高保持電壓72，從而使得沿著 共同線I的調(diào)制器保持處于其相應經(jīng)尋址狀態(tài)。共同線2上的電壓減小到低地址電壓78。 因為沿著片段線2施加高片段電壓62，所以跨越調(diào)制器(2，2)的像素電壓低于所述調(diào)制器 的負穩(wěn)定窗的下端，從而引起所述調(diào)制器(2，2)激活。相反地，因為沿著片段線I和3施加 低片段電壓64，所以調(diào)制器(2，I)和(2，3)保持于經(jīng)松弛位置。共同線3上的電壓增大到 高保持電壓72，從而使得沿著共同線3的調(diào)制器保持處于經(jīng)松弛狀態(tài)。
最后，在第五線時間60e期間，共同線I上的電壓保持于高保持電壓72，且共同線 2上的電壓保持于低保持電壓76，從而使得沿著共同線I和2的調(diào)制器處于其相應經(jīng)尋址 狀態(tài)。共同線3上的電壓增大到高地址電壓74，以沿著共同線3尋址調(diào)制器。隨著將低片 段電壓64施加于片段線2和3上，調(diào)制器(3，2)和(3，3)激活，而沿著片段線I所施加的高 片段電壓62使得調(diào)制器(3，I)保持于經(jīng)松弛位置。因此，在第五線時間60e的末尾，3X3 像素陣列處于圖5A中所展示的狀態(tài)，且只要沿著共同線施加保持電壓，則所述3 X 3像素陣列將保持于那個狀態(tài)，而不管在沿著其它共同線(未圖示)的調(diào)制器正被尋址時可能發(fā)生的片段電壓的變化如何。
在圖5B的時序圖中，給定的寫入程序(S卩，線時間60a到60e)可包括高保持電壓和地址電壓或低保持電壓和地址電壓的使用。一旦已針對給定的共同線完成寫入程序(且將共同電壓設定到具有與激活電壓相同的極性的保持電壓)，則像素電壓保持在給定的穩(wěn)定窗內(nèi)，且直到釋放電壓被施加于那個共同線上才通過松弛窗。此外，由于在尋址每一調(diào)制器之前釋放所述調(diào)制器作為寫入程序的部分，所以調(diào)制器的激活時間(而非釋放時間)可確定必要的線時間。特定來說，在調(diào)制器的釋放時間大于激活時間的實施方案中，與單一線時間相比，可更長久地施加釋放電壓，如圖5B中所描繪。在一些其它實施方案中，沿著共同線或片段線所施加的電壓可變化，以考慮不同調(diào)制器(例如，具有不同色彩的調(diào)制器)的激活電壓和釋放電壓的變化。
根據(jù)上文所闡述的原理而操作的干涉式調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的細節(jié)可廣泛變化。舉例來說，圖6A到6E展示干涉式調(diào)制器的不同實施方案的橫截面的實例，所述干涉式調(diào)制器包括可移動反射層14和其支撐結(jié)構(gòu)。圖6A展示圖1的干涉式調(diào)制器顯示器的部分橫截面的實例，其中金屬材料條帶(即，可移動反射層14)沉積于從襯底20正交地延伸的支撐件18上。 在圖6B中，每一 MOD的可移動反射層14的形狀一般為正方形或矩形，且在系鏈32上在隅角處或附近附接到支撐件。在圖6C中，可移動反射層14的形狀一般為正方形或矩形，且從可包括柔性金屬的可變形層34懸置?？勺冃螌?4可在可移動反射層14的周邊周圍直接或間接地連接到襯底20。這些連接件在本文中被稱作支撐柱。圖6C中所展示的實施方案具有得自將可移動反射層14的光學功能與其機械功能去耦的額外益處，所述去耦由可變形層34執(zhí)行。此去耦允許用于反射層14的結(jié)構(gòu)設計和材料和用于可變形層34的結(jié)構(gòu)設計和材料獨立于彼此而優(yōu)化。
圖6D展示MOD的另一實例,其中可移動反射層14包括反射子層14a?？梢苿臃瓷鋵?4擱置于例如支撐柱18等支撐結(jié)構(gòu)上。支撐柱18提供可移動反射層14與下部固定電極(即，所說明的IMOD中的光學堆疊16的部分)的分離，使得(例如)在可移動反射層 14處于經(jīng)松弛位置時，間隙19形成于可移動反射層14與光學堆疊16之間?？梢苿臃瓷鋵?14還可包括可經(jīng)配置以充當電極的導電層14c和支撐層14b。在此實例中，導電層14c安置于支撐層14b的遠離襯底20的一側(cè)上，且反射子層14a安置于支撐層14b的接近襯底20 的另一側(cè)上。在一些實施方案中，反射子層14a可為導電的，且可安置于支撐層14b與光學堆疊16之間。支撐層14b可包括一個或一個以上電介質(zhì)材料(例如，氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO2))層。在一些實施方案中，支撐層14b可為若干層的堆疊，例如Si02/Si0N/ SiO2三層堆疊。反射子層14a和導電層14c中的任一者或兩者可包括(例如)具有約O. 5% Cu的Al合金，或另一反射金屬材料。使用電介質(zhì)支撐層14b上方的導電層14c和電介質(zhì)支撐層14b下方的導電層14a可平衡應力且提供增強的導電。在一些實施方案中，反射子層 14a和導電層14c可由不同材料形成，以實現(xiàn)多種設計目的，例如實現(xiàn)可移動反射層14內(nèi)的特定應力輪廓。
如圖6D中所說明，一些實施方案還可 包括黑色掩模結(jié)構(gòu)23。黑色掩模結(jié)構(gòu)23可形成在光學上非作用區(qū)中(例如，像素之間或柱18下方)，以吸收環(huán)境光或雜散光。黑色掩模結(jié)構(gòu)23還可通過抑制光從顯示器的非作用部分反射或透射通過顯示器的非作用部分而改進顯示裝置的光學性質(zhì)，借此增大對比率。另外，黑色掩模結(jié)構(gòu)23可為導電的，且經(jīng)配置 以充當電總線傳輸(bussing)層。在一些實施方案中，行電極可連接到黑色掩模結(jié)構(gòu)23， 以減小所連接的行電極的電阻?？墒褂冒ǔ练e技術和圖案化技術的多種方法來形成黑色 掩模結(jié)構(gòu)23。黑色掩模結(jié)構(gòu)23可包括一個或一個以上層。舉例來說，在一些實施方案中， 黑色掩模結(jié)構(gòu)23包括充當光學吸收體的鑰鉻(MoCr)層、SiO2層，和充當反射體和總線傳輸 層的鋁合金,其厚度分別在約30 AJ1JbO \ 500 A到1000 MhOOA到6000 A的范圍中?？?使用多種技術來將所述一個或一個以上層圖案化，所述技術包括光刻和干式蝕刻(其包括 (例如)針對MoCr層和SiO2層的CF4和/或02，和針對鋁合金層的Cl2和/或BCl3)。在一 些實施方案中，黑色掩模23可為標準具(etalon)或干涉式堆疊結(jié)構(gòu)。在此干涉式堆疊黑 色掩模結(jié)構(gòu)23中，導電吸收體可用以在每一行或列的光學堆疊16中的下部固定電極之間 傳輸或以總線傳輸信號。在一些實施方案中，分隔物層35可用以一般使吸收體層16a與黑 色掩模23中的導電層電隔離。
圖6E展示MOD的另一實例，其中可移動反射層14為自支撐的。與圖6D對比，圖 6E的實施方案不包括支撐柱18。而是，可移動反射層14在多個位置處接觸下伏光學堆疊 16，且可移動反射層14的曲率提供足夠支撐，使得在跨越干涉式調(diào)制器的電壓不足以引起 激活時，可移動反射層14返回到圖6E的未激活位置。為清晰起見，此處將可含有多個若干 不同層的光學堆疊16展不為包括光學吸收體16a和電介質(zhì)16b。在一些實施方案中，光學 吸收體16a可充當固定電極和部分反射層兩者。
在例如圖6A到6E中所展示的那些實施方案的實施方案中，頂OD充當直觀式裝置， 其中從透明襯底20的前側(cè)(即，與其上布置有調(diào)制器的側(cè)相對的側(cè))觀看圖像。在這些實 施方案中，裝置的背面部分(即，顯示裝置的在可移動反射層14后方的任何部分，其包括 (例如)圖6C中所說明的可變形層34)可經(jīng)配置，且可對其進行操作，而不會沖擊或不利地 影響顯示裝置的圖像質(zhì)量，因為反射層14以光學方式遮蔽裝置的那些部分。舉例來說，在 一些實施方案中，可在可移動反射層14后方包括總線結(jié)構(gòu)(未說明)，其提供將調(diào)制器的光 學性質(zhì)與調(diào)制器的機電性質(zhì)分離的能力(例如，電壓尋址和由此尋址引起的移動)。另外， 圖6A到6E的實施方案可簡化例如圖案化等處理。
圖7展示說明干涉式調(diào)制器的制造工藝80的流程圖的實例，且圖8A到SE展示此 制造工藝80的對應階段的橫截面示意性說明的實例。在一些實施方案中，除了圖7中未展 示的其它塊之外，還可實施制造工藝80以制造(例如)圖1和6中所說明的一般類型的干 涉式調(diào)制器。參看圖1、6和7，工藝80在塊82處以在襯底20上形成光學堆疊16開始。圖 8A說明形成于襯底20上的此光學堆疊16。襯底20可為例如玻璃或塑料等透明襯底，其可 為柔性的或相對硬且不彎曲的，且可能已經(jīng)受之前的制備工藝(例如，清潔)以促進有效地 形成光學堆疊16。如上文所論述，光學堆疊16可為導電的，部分透明且部分反射的，且可 (例如)通過將具有所要性質(zhì)的一個或一個以上層沉積到透明襯底20上而制造。在圖8A 中，光學堆疊16包括具有子層16a和16b的多層結(jié)構(gòu)，但更多或更少的子層可包括于一些 其它實施方案中。在一些實施方案中，子層16a、16b中的一者可配置有光學吸收性質(zhì)和導 電性質(zhì)兩者，例如組合式導體/吸收體子層16a。另外，子層16a、16b中的一者或一者以上 可被圖案化成平行條帶，且可形成顯示裝置中的行電極?？赏ㄟ^掩蓋和蝕刻工藝或此項技 術中已知的另一合適工藝來執(zhí)行此圖案化。在一些實施方案中，子層16a、16b中的一者可為絕緣層或電介質(zhì)層，例如沉積于一個或一個以上金屬層(例如，一個或一個以上反射層 和/或?qū)щ妼?上的子層16b。另外，光學堆疊16可被圖案化成形成顯示器的行的個別且 平行的條帶。
工藝80在塊84處以在光學堆疊16上形成犧牲層25而繼續(xù)。稍后移除犧牲層 25(例如，在塊90處)以形成腔19，且因此，未在圖1中所說明的所得干涉式調(diào)制器12中 展示犧牲層25。圖SB說明包括形成于光學堆疊16上的犧牲層25的經(jīng)部分制造的裝置。 在光學堆疊16上形成犧牲層25可包括以在后續(xù)移除之后提供具有所要設計大小的間隙 或腔19(還參看圖1和8E)而選擇的厚度來沉積例如鑰(Mo)或非晶硅(Si)等二氟化氙 (XeF2)可蝕刻材料?？墒褂美缥锢須庀喑练e(PVD，例如，濺鍍)、等離子體增強型化學氣 相沉積(PECVD)、熱化學氣相沉積(熱CVD)或旋涂等沉積技術來執(zhí)行犧牲材料的沉積。
工藝80在塊86處以形成支撐結(jié)構(gòu)(例如，如圖1、6和8C中所說明的柱18)而繼 續(xù)。形成柱18可包括將犧牲層25圖案化以形成支撐結(jié)構(gòu)孔隙，接著使用例如PVD、PECVD、 熱CVD或旋涂等沉積方法將材料(例如，聚合物或無機材料(例如，氧化硅))沉積到所述 孔隙中以形成柱18。在一些實施方案中，形成于犧牲層中的支撐結(jié)構(gòu)孔隙可通過犧牲層25 與光學堆疊16兩者而延伸到下伏襯底20，使得柱18的下端接觸襯底20，如圖6A中所說明。 或者，如圖SC中所描繪，形成于犧牲層25中的孔隙可延伸通過犧牲層25，但不通過光學堆 疊16。舉例來說，圖SE說明支撐柱18的下端與光學堆疊16的上表面接觸。通過將支撐結(jié) 構(gòu)材料層沉積于犧牲層25上且將遠離犧牲層25中的孔隙而定位的支撐結(jié)構(gòu)材料的多個部 分圖案化，可形成柱18或其它支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)可位于孔隙內(nèi)(如圖8C中所說明)，但 還可至少部分地在犧牲層25的一部分上延伸。如上文所述，犧牲層25和/或支撐柱18的 圖案化可通過圖案化和蝕刻工藝來執(zhí)行，但還可通過替代性蝕刻方法來執(zhí)行。
工藝80在塊88處以形成可移動反射層或薄膜(例如，圖1、6和8D中所說明的可 移動反射層14)而繼續(xù)。可通過使用一個或一個以上沉積步驟(例如，反射層(例如，鋁、 鋁合金)沉積)連同一個或一個以上圖案化、掩蓋和/或蝕刻步驟來形成可移動反射層14。 可移動反射層14可為導電的,且被稱作導電層。在一些實施方案中，可移動反射層14可包 括多個子層14a、14b、14c，如圖8D中所展示。在一些實施方案中，所述子層中的一者或一者 以上(例如，子層14a、14c)可包括針對其光學性質(zhì)所選擇的高反射子層，且另一子層14b 可包括針對其機械性質(zhì)所選擇的機械子層。由于犧牲層25仍存在于在塊88處所形成的經(jīng) 部分制造的干涉式調(diào)制器中，所以可移動反射層14通常在此階段不可移動。含有犧牲層25 的經(jīng)部分制造的MOD還可在本文中被稱作“未釋放的” MOD。如上文結(jié)合圖1所描述，可 將可移動反射層14圖案化成形成顯示器的列的個別且平行的條帶。
工藝80在塊90處以形成腔(例如，如圖1、6和SE中所說明的腔19)而繼續(xù)。可 通過將犧牲材料25 (在塊84處所沉積)暴露到蝕刻劑而形成腔19。舉例來說，可(例如) 通過將犧牲層25暴露到氣體或蒸氣蝕刻劑(例如，從固態(tài)XeF2得到的蒸氣)并持續(xù)對移 除所要量的材料(通常相對于圍繞腔19的結(jié)構(gòu)而選擇性地移除)為有效的時間周期，通過 干式化學蝕刻來移除例如Mo或非晶Si等可蝕刻犧牲材料。還可使用例如濕式蝕刻和/或 等離子體蝕刻等其它蝕刻方法。由于在塊90期間移除犧牲層25，所以可移動反射層14通 ?？稍诖穗A段之后移動。在移除犧牲材料25之后，所得的經(jīng)完全或部分制造的MOD可在 本文中被稱作“經(jīng)釋放的” MOD。
一般來說，調(diào)制器12反射當相對于強度繪制波長的曲線時具有一個或一個以上 光譜峰值的光。由調(diào)制器12產(chǎn)生的光的所感知色彩取決于調(diào)制器12的這些峰值在可見光 譜內(nèi)的數(shù)目、位置和光譜寬度。這些峰值的寬度可由在反射光的最大強度的一半處的峰值 的寬度(例如，在一半最大值處的全寬度)來表征。一般來說，反射在較窄波長范圍上的光 (例如，具有較窄峰值或較高“Q”值)的調(diào)制器12產(chǎn)生較飽和的有色光。如下文更詳細地 論述，飽和度指代在如由光輸出的波長范圍的狹窄性所指示的色彩中的色調(diào)的支配性。高 度飽和的色調(diào)具有鮮明、強烈的色彩，而較不飽和的色調(diào)顯得較柔和且灰暗。舉例來說，產(chǎn) 生極窄波長范圍的激光產(chǎn)生高度飽和的光。相反，典型的白熾燈泡產(chǎn)生可具有不飽和的紅 色或藍色的白色光。包含彩色像素的調(diào)制器12的飽和度影響顯示器的性質(zhì)，例如，顯示器 的色域和白色點。
示范性彩色顯示器包括紅色、綠色和藍色顯示元件。通過改變由紅色、綠色和藍色 元件產(chǎn)生的光的相對強度，在此顯示器中產(chǎn)生其它色彩。例如紅色、綠色和藍色的原色的此 些混合由人眼感知為其它色彩。在此色彩系統(tǒng)中的紅色、綠色和藍色的相對值可稱為關于 人眼的紅色、綠色和藍色感光部分的刺激的三色激勵值。可由特定顯示器產(chǎn)生的色彩的范 圍可稱為顯示器的色域。一般來說，增加原色的飽和度增加了色域，或可由顯示器產(chǎn)生的色 彩的范圍。如下文參看圖10所描述，與一些其它顯示器相比，顯示器的一實施例具有相對 較大的色域，這是因為實質(zhì)上增加了原色中的至少一者的飽和度。雖然本文中揭示了基于 紅色、綠色和藍色的示范性色彩系統(tǒng)，但在其它實施例中，顯示器可包括具有依據(jù)不同于紅 色、綠色和藍色的色彩的集合界定其它色彩系統(tǒng)的色彩集合的調(diào)制器12。
在一些實施例中，在產(chǎn)生顯得明亮的光與產(chǎn)生飽和的色彩(且增加顯示器的色 域)之間存在權(quán)衡。一般來說，給定相同的相對強度水平，廣或?qū)挼墓庹{(diào)制器的輸出光譜峰 值將顯得比窄的光調(diào)制器的輸出光譜峰值明亮，這是因為反射了較多光能。然而，雖然較廣 光譜將顯得較明亮，但其還將較不飽和，例如，在色彩上顯得輕淡，這是因為反射光能散布 在較廣光譜上。
在設計使用干涉式調(diào)制器12的顯示器中，可形成調(diào)制器12以便增加反射光的色 彩飽和度。在本文中所描述的一個實施例中，使用彩色濾光片增加由包括干涉式調(diào)制器12 的顯示器輸出的光的飽和度。具體來說，此顯示器可包括彩色濾光片，所述彩色濾光片經(jīng)配 置以使干涉式調(diào)制器輸出具有比無彩色濾光片的干涉式調(diào)制器12的可見光波長響應峰值 窄的波長響應峰值的光。在各種實施例中，此濾光片為干涉濾光片?？赏ㄟ^將電介質(zhì)層添 加到干涉式調(diào)制器來形成此濾光片。如本文中所描述，在某些實施例中，干涉式調(diào)制器具備 多層，所述多層具有具經(jīng)布置以產(chǎn)生折射率梯度的不同折射率的若干層。所述多層包括于 干涉式調(diào)制器中，以便使干涉式調(diào)制器中的兩種材料的阻抗光學匹配。多層可包括一個或 一個以上彩色濾光片層。舉例來說，在一些實施例中，多個層和可能多層中的每一層對增加 色彩飽和度有貢獻。
因此，在各種實施例中，將單一層配置為增加飽和度的彩色濾光片。在一個實施例 中，所述單一層經(jīng)配置以通過形成彩色濾光片層來改進飽和度。舉例來說，所述層包含電介 質(zhì)層，所述電介質(zhì)層具有經(jīng)調(diào)諧以提供窄光譜透射頻帶的厚度。所述層作為干涉濾光片而 操作，其中形成于電介質(zhì)層的頂部與底部(后部與前部)處的反射表面分離一距離，以便提 供光學干涉和具有窄光譜頻帶的所得透射光譜。電介質(zhì)層經(jīng)由此干涉效應而作為彩色濾光片層操作。電介質(zhì)層可具有在鄰近層的折射率之間的折射率以便提供折射率的梯度。如上 文所描述，具有折射率梯度的電介質(zhì)層使像素的諧振變窄，使得從像素反射的波長的頻帶 較小。
在各種實施例中，包括額外層(例如，額外電介質(zhì)層)。這些層可建立折射率的梯 度。這些層中的一者或一者以上(可能全部)還可具有提供彩色濾光和/或增加的飽和度 的厚度。在一些實施例中，額外層可提供增加的飽和度。關于圖10更詳細地論述此設計。
圖9為說明由顯示器的實施例提供的擴展色域的實例的色度圖，所述顯示器包括 具有具折射率梯度的多層的干涉式調(diào)制器。如上文所論述，具有折射率梯度的多層可經(jīng)配 置以提供彩色濾光且提供干涉式調(diào)制器的反射器與透明襯底之間的折射率匹配。
通過使用各種色彩模型，常使用三個維度來描述色彩色調(diào)、飽和度和明度-暗 度。CIE根據(jù)已知為CIE 1976(L*、u*、v*)色彩空間(還稱為CIELUV色彩空間)的色彩模 型以三個維度界定色彩。最初基于色彩感知的三色激勵理論形成所述模型，三色激勵理論 是基于人眼含有三種不同類型的色彩接收器(稱作視錐)的科學理解。這三個接收器以不 同方式對可見光的不同波長作出響應。
常使用通常用以描述色彩的詞來描述色調(diào)紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、紫色等。 在色彩模型(例如，CIELUV色彩空間)下，將色調(diào)更特定地描述為由人眼所感知的光的主 波長。飽和度指代相對于其它色彩在特定色彩中的色調(diào)的支配性或純度。依據(jù)色彩的光譜 界定，飽和度為主光波長對色彩中的其它波長的比率。舉例來說，飽和的紅光比較不飽和的 紅光含有較少的來自其它色彩的光能量，但較不飽和的紅色可顯得較明亮。白色光為白色 的，這是因為其含有所有波長的均勻平衡。色彩顯得亮或暗的程度稱為值或亮度。依據(jù)使 用CIELUV色彩空間的色彩的光譜界定，值描述光的總亮度或強度。如上文所提及，較明亮 色彩傾向于為柔和或輕淡色彩，這是因為明亮色彩傾向于具有比極飽和的色彩廣的光譜。
所屬領域的技術人員將色度理解為特定色彩的質(zhì)量的一個可能的目標規(guī)格(其 與照度無關)，如由色調(diào)和飽和度(或激發(fā)純度)確定。圖9的色度圖由一對色度維度或 坐標(u*，V*)界定，省去界定CIELUV色彩空間的照度維度L*。CIELUV色彩空間的色度維 度(U*，V*)允許在二維空間中考慮有色光的飽和度,二維空間比較高階空間容易以圖形表 示和解譯。
所屬領域的技術人員將了解，使用術語色調(diào)、飽和度和明度-暗度來表征色彩并 不限制所附權(quán)利要求書的范圍，而是，這些術語僅用以提供對色彩的有用描述?？墒褂萌魏?合適色彩模型或系統(tǒng)來表征基于干涉式調(diào)制器的顯示器的實施例以用于測量和測試的目 的，且CIELUV色彩空間僅在本文中描述為可用以表征基于干涉式調(diào)制器的顯示器的實施 例的許多可能色彩模型中的一者。
在圖9中，跡線91界定由CIELUV色彩空間提供的色域的大致邊界。換句話說，跡 線91根據(jù)CIELUV色彩空間的界定來界定可由人眼感知的色彩的大致邊界。跡線92界定 由sRGB色彩空間提供的色域的大致邊界。換句話說，跡線92界定可由人眼感知的色彩的 大致邊界，所述色彩可在sRGB色彩空間下由例如監(jiān)視器、打印機、投影儀等電子裝置再現(xiàn)。 如由CIE界定且上文所論述的模擬點D65為大致對應于西北歐的正午太陽的模擬標準白色 點。一般來說，除非存在使用不同發(fā)光體的特定理由，否則CIE指定D65優(yōu)選用于需要代表 性日光的所有比色計算中。已知日光的相對光譜功率分布的變化依據(jù)季節(jié)、日時和地理位置而發(fā)生，尤其在紫外線光譜區(qū)中。所屬領域的技術人員還將了解，不存在實際的D65光 源，僅存在模擬器。跡線91、92和點D65為用于評估顯示器和其類似者的性能的有用參考。
跡線94為界定可由包括顯示元件的顯示器的實施例反射的色域的大致邊界的測 試結(jié)果，顯示元件包括具有具折射率梯度的多層的干涉式調(diào)制器。此外，如上文所提及，具 有折射率梯度的多層經(jīng)配置以提供干涉式調(diào)制器的反射器與透明襯底之間的折射率匹配 且提供彩色濾光。相比之下，跡線93為界定使用類似干涉式調(diào)制器的顯示器的色域的大致 邊界的跡線，所述類似干涉式調(diào)制器不包括具有在干涉式調(diào)制器的反射器與透明襯底之間 的折射率梯度的多層。由跡線93圍封的面積小于由跡線94圍封的面積，其意味著由跡線 94界定的色域大于由跡線93界定的色域。較大的色域為增加紅色、藍色和綠色的色彩飽 和度的結(jié)果，參看圖9的色度圖，所述結(jié)果是由跡線94所界定的較大圍封面積來表示。所 屬領域的技術人員將了解，增加紅色、藍色和綠色中的任何一者或一者以上的飽和度將增 大色域。因而，可通過僅增加紅色、藍色和綠色中的僅一者的色彩飽和度來增大顯示器的色 域。在一些實施例中，顯示器的紅色、藍色或綠色子像素中的一者具備具有折射率梯度的多 層，所述多層經(jīng)配置以提供折射率匹配和彩色濾光。在其它實施例中，顯示器的紅色、藍色 和綠色子像素中的一者或一者以上具備具有折射率梯度的多層，所述多層經(jīng)配置以提供折 射率匹配和彩色濾光。
圖10為包括形成于透明襯底20上的具有折射率梯度的多層的干涉式調(diào)制器的一 實施例的側(cè)視橫截面圖。
在各種實施例中，干涉式調(diào)制器充當直視裝置，其中從透明襯底20的前側(cè)查看圖 像，所述側(cè)與上面布置有干涉式調(diào)制器的側(cè)相對。干涉式調(diào)制器包括可移動反射層14、部分 反射層106和電介質(zhì)層108a、108b。在一個實施例中，電介質(zhì)層108a包括SiO2。在一個實 施例中，電介質(zhì)層108b包括AlOx。在一個實施例中，反射層14包括AlCu。在一個實施例 中，部分反射層106包括MoCr。在一個實施例中，反射層14通過柱18連接到襯底20。一 般來說，調(diào)制器122可包括根據(jù)本文中所揭示的調(diào)制器12的任何實施例的特征。
在一些實施例中，在反射層14與部分反射層106之間施加電壓致使反射層14朝 向部分反射層106移動。電介質(zhì)層108a、108b將反射層14與部分反射層106電隔尚。
提供折射率梯度的多層126形成于襯底20與部分反射層106之間。在各種實施 例中，具有折射率梯度的多層126包含若干層的堆疊，其包括至少兩個電介質(zhì)層。至少兩個 電介質(zhì)層的相應折射率經(jīng)配置以提供從部分反射器106到襯底20的折射率的逐漸改變，借 此增加色彩飽和度。在一個實施例中，所述至少兩個電介質(zhì)層的相應折射率經(jīng)配置以提供 從部分反射層106到襯底20的折射率的至少三個減小，借此增加由裝置反射的光的色彩飽 和度。即，在此實施例中，存在部分反射層106與至少兩個電介質(zhì)層中的第一者之間的折射 率的第一減小。另外，存在至少兩個電介質(zhì)層中的兩者之間的折射率的第二減小。而且，存 在至少兩個電介質(zhì)層中的第二者與襯底20之間的折射率的第三減小。
在各種實施例中，包括于多層126中的至少一個電介質(zhì)層還經(jīng)配置為彩色濾光 片。如上文所描述，例如，至少一個電介質(zhì)層(例如，電介質(zhì)層104a)經(jīng)配置為彩色濾光片， 且具有從電介質(zhì)層(例如，層104a)的頂表面和底表面提供光學干涉以便產(chǎn)生提供彩色濾 光的透射光譜的厚度。這些頂表面和底表面可分別接觸頂上方和下方的層(例如，部分反 射層106、電介質(zhì)層104b)，所述層可具有不同折射率，使得所述層之間(例如，106/104a和104a/104b)的界面經(jīng)由菲涅耳(Fresnel)反射和折射率失配來形成反射表面。從這些表 面的反射可貢獻于影響光譜透射的光學干涉。分離這些界面的空間是由電介質(zhì)層(例如， 104a)的厚度確定，且可使得光譜透射具有提供彩色濾光的窄透射頻帶或峰值。電介質(zhì)層還 可以其它方式更改透射光譜。
如上文所描述，額外電介質(zhì)層(例如，104b、104c、104d)可提供折射率匹配。這些 額外電介質(zhì)層(例如，104b、104c、104d)還可具有合適厚度，以便增強濾光效應且增加光學 飽和度(作為光學干涉的結(jié)果)。所述層(例如，104b、104c、104d)中的任一者可具有由那 個層以及正上方的層和正下方的層形成的反射界面。具有不同折射率的不同材料層之間的 界面產(chǎn)生可引起光學干涉的菲涅耳反射。在各種實施例中，所述層中的一者或一者以上的 厚度為使得光學干涉導致彩色濾光和增加的色彩飽和度的厚度。在一個實施例中，三個電 介質(zhì)層104b、104c、104d的相應折射率經(jīng)配置以提供從部分反射層106到襯底20的折射率 的至少四個減小，借此增加由所述裝置反射的光的色彩飽和度。即，在此實施例中，存在部 分反射層106與電介質(zhì)層104b之間的折射率的第一減小。另外，存在電介質(zhì)層104b、104c 之間的折射率的第二減小。另外，存在電介質(zhì)層104c、104d之間的折射率的第三減小。且 存在電介質(zhì)層104d與襯底20之間的折射率的第四減小。
參看圖10，具有折射率梯度的多層126為由四個材料層104a、104b、104c、104d組成的光學堆疊。
在一個實施例中，第一層104a經(jīng)配置以充當彩色濾光片。在一個實施例中，層 104a經(jīng)配置以充當紅色濾光片，其實質(zhì)上抑制與青色色調(diào)相關聯(lián)的光波長。在一個實施例 中，經(jīng)配置以充當彩色濾光片的層104a經(jīng)配置以充當藍色濾光片，其實質(zhì)上抑制與黃色色 調(diào)相關聯(lián)的光波長。在一個實施例中，彩色濾光片層104a經(jīng)配置以充當綠色濾光片，其實 質(zhì)上抑制與洋紅色色調(diào)相關聯(lián)的光波長。
在一個實施例中，第二層104b經(jīng)配置以充當蝕刻終止層，且包括較不易于受蝕 刻劑(例如，AlOx)影響的材料，所述蝕刻劑原本可能在蝕刻在第二層104b的頂部上的層 104a時穿過第二層104b下方的層。在一個實施例中，第三層104c包括Si02。在一個實施 例中，第四層104d經(jīng)配置以充當蝕刻終止層，且包括較不易于受蝕刻劑(例如，AlOx)影響 的材料，所述蝕刻劑原本可能在蝕刻在第四層104d的頂部上的層104c(例如，SiO2)時穿過 第四層104d下方的材料。
電介質(zhì)層104a、104b、104c、104d經(jīng)配置以產(chǎn)生在部分反射層106與襯底20之間 的折射率梯度。還可將提供部分反射層與襯底20之間的此梯度描述為光學阻抗匹配的形 式。更具體來說，在一個實施例中第一部分反射層106 (MoCr)具有大約3. O到4. O的折 射率；第一電介質(zhì)層104a(例如，彩色濾光片)經(jīng)配置以具有大約1. 9到2. 6的折射率；第 二電介質(zhì)層104b經(jīng)配置以具有大約1. 7的折射率；第三電介質(zhì)層104c經(jīng)配置以具有大約1. 5的折射率；第四電介質(zhì)層104d經(jīng)配置以具有大約1. 7的折射率；且襯底20經(jīng)配置以具 有大約1. 4到1. 6的折射率。
如上文所描述，可選擇這些層104a、104b、104c、104d中的一者或一者以上(可能 全部)的厚度以經(jīng)由光學干涉效應提供彩色濾光和增加的飽和度。因此，這些層中的任一 者的存在與無所述層的相同調(diào)制器相比可增加所得調(diào)制器的色彩飽和度。在一些實施例 中，這些電介質(zhì)層(例如，104a、104b、104c、104d)中的任一者的存在與移除了所述層但調(diào)制器中的剩余層的厚度經(jīng)調(diào)整以優(yōu)化飽和度的調(diào)制器相比可更增加所得調(diào)制器的色彩飽 和度。
因此，各種實施例(例如，圖10中所展示的實施例)可提供較飽和的紅色干涉式 調(diào)制器。類似方法可用以形成不同色彩干涉式調(diào)制器。舉例來說，可使用相同、類似或不同 材料制造具有增加飽和度的綠色干涉式調(diào)制器。還可產(chǎn)生具有改進的飽和度的其它色彩干 涉式調(diào)制器。
在各種實施例中，多層折射率梯度提供從部分反射器到所述多層中在所述部分反 射器下的第一層的折射率的至少一個減小、從多層中的第一層到多層中在第一層下的第二 層的折射率的至少一個減小，和從多層中的第二層到在第二層下的襯底的至少一個減小。 在一些實施例中，包括額外減小。舉例來說，可在多層中在第二層下包括第三層。此第三層 可提供相對于第二層的折射率的減小。第三層的折射率可為使得位于第三層下的襯底具有 比第三層低的折射率的折射率。其它實施例是可能的。
在一些實施例中，多層自身具有向多層提供折射率梯度的若干層。
在一些實施例中，可包括偏離由多層提供的梯度的趨勢的若干層。舉例來說，雖然 多層可包括具有逐漸減小的折射率的多個層，但可在所述多層中的各層之間引入導致從一 層到下一層的折射率增大的一個或一個以上層。然而，在一些實施例中，可仍維持總梯度。 舉例來說，多層折射率梯度可提供從部分反射器到多層中在部分反射器下的第一層的折射 率的至少一個減小、從多層中的第一層到多層中在第一層下的第二層的折射率的至少一個 減小，和從多層中的第二層到多層中在第二層下的第三層的至少一個減小，但可提供從多 層中的第三層到在第三層下的襯底的折射率的增大，然而，其中襯底的折射率低于第二層 的折射率。
在一些實施例中，多層中可包括偏離多層內(nèi)的折射率梯度的趨勢的一個或一個以 上層。其它設計是可能的。
然而，在各種實施例中，使用折射率梯度(包含經(jīng)布置以提供梯度折射率的多個 材料層)來使具有實質(zhì)上不同相應折射率的兩種材料的阻抗光學匹配實質(zhì)上改進了干涉 式調(diào)制器的飽和度。光學阻抗匹配有助于通過使像素的諧振變窄使得從所述像素反射的波 長的頻帶較小來改進飽和度?？赏ㄟ^特定地配置在第一電介質(zhì)層104a下方的一個或一個 以上電介質(zhì)層104b、104c、104d中的每一者的折射率來使像素的諧振變窄。每一特定電介 質(zhì)層104a、104b、104c、104d的折射率可通過(例如)每一層的化學性質(zhì)來調(diào)整。
還如上文所描述，電介質(zhì)層104a、104b、104c、104d中的任何一者或一者以上可具 有適合于經(jīng)由干涉效應提供增加的飽和度的厚度。
雖然多層中的最上層(例如，層104a)被稱為彩色濾光片，但在各種實施例中，其 它層中的任何一者或一者以上可被表征為彩色濾光片。
在包括多個不同色彩干涉式調(diào)制器的各種實施例中，紅色、綠色和藍色顯示元件 的組合可擴展由顯示器在操作中所反射的色彩的光譜。另外，通過提供例如本文中描述的 折射率匹配、折射率梯度和/或一個或一個以上彩色濾光片(例如，通過調(diào)整若干層的厚 度)，可存在白色與黑色之間的較好對比度，這是因為由干涉式調(diào)制器產(chǎn)生的黑色狀態(tài)可在 較少色調(diào)的情況下較暗?？赏ㄟ^使用本文中所描述的實施例產(chǎn)生的較黑背面提供更合意的 圖像以及較好的對比度。
廣泛多種變化是可能的。舉例來說，雖然以上描述了多層中的四個電介質(zhì)層，但可 使用更多或更少的電介質(zhì)層。另外，可使用其它材料。可使用的另一類型的材料為SiON。 還可使用不同于在本文中特定敘述的材料的材料。
另外，在一個實施例中，作為使用多層的替代，經(jīng)配置為彩色濾光片的單一層(例 如，104a)可具有提供改進飽和度的干涉濾光效應的厚度。單一層的厚度可使得來自單一層 的頂部和底部的菲涅耳反射產(chǎn)生光學干涉且產(chǎn)生提供彩色濾光的透射光譜。因此，具有足 以產(chǎn)生干涉濾光效應(由于如由鄰近于其它材料的電介質(zhì)層的邊界界定的光學諧振腔)的 厚度的單一電介質(zhì)層可改進飽和度。在一個實施例中，所述厚度足以產(chǎn)生類似于干涉濾光 片或與干涉濾光片實質(zhì)上相同的效應。單一層還可提供折射率匹配。單一電介質(zhì)層可(例 如)具有在單一電介質(zhì)層正上方的那個層(例如，部分反射層)的折射率與在單一電介質(zhì) 層正下方的層(例如，襯底)的折射率之間的折射率。
在各種實施例中，在單一電介質(zhì)層與襯底之間不包括金屬層。類似地，如果使用多 層電介質(zhì)，則在各種實施例中，多層不包括任何金屬層。在各種實施例中，在多層與襯底之 間也不包括金屬層。同樣地，在各種實施例中，在電介質(zhì)層與襯底之間不包括金屬層。
與不具有電介質(zhì)層或具有折射率梯度的多層的干涉式調(diào)制器裝置的生產(chǎn)相比，并 入有波長濾光片(例如，電介質(zhì)層或具有折射率梯度的多層)的干涉式調(diào)制器裝置的生產(chǎn) 僅涉及一些額外工藝步驟。在圖10中說明的實例中，具有折射率梯度的多層的并入僅涉及 沉積電介質(zhì)層104a、104b、104c、104d的額外步驟。
圖1lA和IlB展示說明包括多個干涉式調(diào)制器的顯示裝置40的系統(tǒng)方框圖的實 例。顯示裝置40可為(例如)蜂窩式或移動電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其略 微變化形式還說明各種類型的顯示裝置，例如電視、電子讀取器和便攜式媒體播放器。
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和麥克風 46。外殼41可由多種制造工藝中的任一者形成，包括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，所述材料包括(但不限于)塑料、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷， 或其組合。外殼41可包括可與具不同色彩或含有不同標志、圖片或符號的其它可移除部分 互換的可移除部分(未圖示)。
顯示器30可為多種顯示器中的任一者，包括雙穩(wěn)態(tài)或模擬顯示器，如本文中所描 述。顯示器30還可經(jīng)配置以包括平板顯示器(例如，等離子體、EL、OLED, STN IXD或TFT IXD)，或非平板顯示器(例如，CRT或其它顯像管裝置)。另外，顯示器30可包括如本文中 所描述的干涉式調(diào)制器顯示器。
在圖1lB中示意性地說明顯示裝置40的組件。顯示裝置40包括外殼41，且可包 括至少部分地封閉于其中的額外組件。舉例來說，顯示裝置40包括網(wǎng)絡接口 27，網(wǎng)絡接口 27包括耦合到收發(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，對信號濾波)。調(diào)節(jié)硬件52連接到揚聲 器45和麥克風46。處理器21還連接到輸入裝置48和驅(qū)動器控制器29。驅(qū)動器控制器29 耦合到幀緩沖器28，且耦合到陣列驅(qū)動器22，陣列驅(qū)動器22又耦合到顯示陣列30。電力供 應器50可如特定顯示裝置40設計所要求而將電力提供到所有組件。
網(wǎng)絡接口 27包括天線43和收發(fā)器47，使得顯示裝置40可經(jīng)由網(wǎng)絡與一個或一 個以上裝置通信。網(wǎng)絡接口 27還可具有一些處理能力，以減輕(例如)處理器21的數(shù)據(jù)處理要求。天線43可發(fā)射和接收信號。在一些實施方案中，天線43根據(jù)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 或 η)而發(fā)射和接收RF信號。在一些其它實施方案中，天線43根據(jù)藍牙(BLUETOOTH)標準發(fā)射和接收RF信號。在蜂窩式電話的狀況下，將天線43設計成接收碼分多址(CDMA)、頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、GSM/通用包無線電服務(GPRS)、 增強型數(shù)據(jù)GSM環(huán)境(EDGE)、陸地集群無線電(TETRA)、寬帶CDMA(W-CDMA)、演進數(shù)據(jù)優(yōu)化(EV-DO)、IxEV-DO、EV-DO Rev A, EV-DO Rev B、高速包接入(HSPA)、高速下行鏈路包接入(HSDPA)、高速上行鏈路包接入(HSUPA)、演進型高速包接入(HSPA+)、長期演進(LTE)、 AMPS，或用以在無線網(wǎng)絡(例如，利用3G或4G技術的系統(tǒng))內(nèi)傳送的其它已知信號。收發(fā)器47可預處理從天線43所接收的信號，以使所述信號可由處理器21接收且由處理器21 進一步操縱。收發(fā)器47還可處理從處理器21接收的信號，使得所述信號可經(jīng)由天線43從顯示裝置40發(fā)射。
在一些實施方案中，收發(fā)器47可由接收器取代。另外，網(wǎng)絡接口 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)的圖像源取代。處理器21可控制顯示裝置40的整體操作。處理器21從網(wǎng)絡接口 27或圖像源接收數(shù)據(jù)(例如，經(jīng)壓縮的圖像數(shù)據(jù))，且將所述數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或處理成容易處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21可將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動器控制器29或發(fā)送到幀緩沖器28以供存儲。原始數(shù)據(jù)通常指代識別在圖像內(nèi)的每一位置處的圖像特性的信息。舉例來說，此些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或邏輯單元，以控制顯示裝置40的操作。調(diào)節(jié)硬件52可包括用于將信號發(fā)射到揚聲器45和用于從麥克風46接收信號的放大器和濾波器。 調(diào)節(jié)硬件52可為顯示裝置40內(nèi)的離散組件，或可并入于處理器21或其它組件內(nèi)。
驅(qū)動器控制器29可直接從處理器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)，且可適當?shù)刂匦赂袷交紙D像數(shù)據(jù)以用于向陣列驅(qū)動器22高速傳輸。在一些實施方案中，驅(qū)動器控制器29可將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化為具有光柵狀格式的數(shù)據(jù)流，使得其具有適于跨越顯示陣列30而掃描的時間次序。接著，驅(qū)動器控制器29將經(jīng)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29 (例如，LCD控制器)常常作為獨立集成電路(IC)與系統(tǒng)處理器21相關聯(lián)，但這些控制器可以許多方式實施。舉例來說，控制器可作為硬件嵌入于處理器21中，作為軟件嵌入于處理器21中，或以硬件與陣列驅(qū)動器22 完全集成。
陣列驅(qū)動器22可從驅(qū)動器控制器29接收經(jīng)格式化的信息，且可將視頻數(shù)據(jù)重新格式化為一組平行波形，所述組波形每秒許多次地施加到來自顯示器的x-y像素矩陣的數(shù)百且有時數(shù)千條(或更多)引線。
在一些實施方案中，驅(qū)動器控制器29、陣列驅(qū)動器22和顯示陣列30適合于本文中所描述的類型的顯示器中的任一者。舉例來說，驅(qū)動器控制器29可為常規(guī)顯示控制器或雙穩(wěn)態(tài)顯示控制器(例如，IMOD控制器)。另外，陣列驅(qū)動器22可為常規(guī)驅(qū)動器或雙穩(wěn)態(tài)顯示驅(qū)動器(例如，MOD顯示驅(qū)動器)。此外，顯示陣列30可為常規(guī)顯示陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示陣列(例如，包括IMOD陣列的顯示器)。在一些實施方案中，驅(qū)動器控制器29可與陣列驅(qū)動器22—起集成。此實施方案在高度集成系統(tǒng)(例如，蜂窩式電話、腕表和其它小面積顯示器)中是常見的。
在一些實施方案中，輸入裝置48可經(jīng)配置以允許(例如)用戶控制顯示裝置40 的操作。輸入裝置48可包括小鍵盤(例如，QWERTY鍵盤或電話小鍵盤)、按鈕、開關、搖桿、 觸敏屏幕，或壓敏薄膜或熱敏薄膜。麥克風46可經(jīng)配置為顯示裝置40的輸入裝置。在一 些實施方案中，經(jīng)由麥克風46的語音命令可用于控制顯示裝置40的操作。
電力供應器50可包括如此項技術中眾所周知的多種能量存儲裝置。舉例來說，電 力供應器50可為可再充電電池，例如，鎳鎘電池或鋰離子電池。電力供應器50還可為可再 生能源、電容器，或太陽能電池(包括塑料太陽能電池或太陽能電池涂料)。電力供應器50 還可經(jīng)配置以從壁式插座接收電力。
在一些實施方案中，控制可編程性駐留于可位于電子顯示系統(tǒng)中的若干處的驅(qū)動 器控制器29中。在一些其它實施方案中，控制可編程性駐留于陣列驅(qū)動器22中。上文所 描述的優(yōu)化可以任何數(shù)目個硬件和/或軟件組件且以各種配置來實施。
結(jié)合本文中所揭示的實施而描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊、電路和算法步 驟可實施為電子硬件、計算機軟件，或兩者的組合。已大體上在功能性方面描述了且在上文 所描述的各種說明性組件、塊、模塊、電路和步驟中說明了硬件與軟件的可互換性。此功能 性是以硬件實施還是以軟件實施視特定應用和強加于整個系統(tǒng)的設計約束而定。
可使用通用單芯片或多芯片處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路 (ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬 件組件，或其經(jīng)設計以執(zhí)行本文中所描述的功能的任何組合來實施或執(zhí)行用以實施結(jié)合本 文中所揭示的方面而描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊和電路的硬件和數(shù)據(jù)處理設備。 通用處理器可為微處理器，或任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器還可 實施為計算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合DSP核心的一個 或一個以上微處理器，或任何其它此類配置。在一些實施方案中，可通過特定于給定功能的 電路來執(zhí)行特定步驟和方法。
在一個或一個以上方面中，可以硬件、數(shù)字電子電路、計算機軟件、固件(包括本 說明書中所揭示的結(jié)構(gòu)和其結(jié)構(gòu)等效物)或以其任何組合來實施所描述的功能。本說明書 中所描述的標的物的實施方案還可實施為在計算機存儲媒體上進行編碼以供數(shù)據(jù)處理設 備執(zhí)行或用以控制數(shù)據(jù)處理設備的操作的一個或一個以上計算機程序(即，計算機程序指 令的一個或一個以上模塊)。
所屬領域的技術人員將容易明白對本發(fā)明中所描述的實施方案的各種修改，且可 在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下將本文中所界定的一般原理應用于其它實施方案。 因此，本發(fā)明無意限于本文中所展示的實施方案，而是將賦予本發(fā)明與本文中所揭示的權(quán) 利要求書、原理和新穎特征一致的最廣范圍。詞“示范性”在本文中專門用以指“充當實例、 例子或說明”。本文中描述為“示范性”的任何實施方案沒有必要被解釋為比其它實施優(yōu)選 或有利。另外，所屬領域的技術人員應容易了解，為了易于描述各圖，有時使用術語“上部” 和“下部”，且術語“上部”和“下部”指示對應于在恰當定向的頁上的圖的定向的相對位置， 且可能不反映在實施時的MOD的恰當定向。
在單獨實施方案的背景下描述于本說明書中的某些特征還可以組合形式實施于 單一實施方案中。相反地，在單一實施方案的背景下所描述的各種特征還可單獨地或以任何合適的子組合實施于多個實施方案中。此外，盡管特征可在上文中描述為在某些組合中 作用且甚至最初如此主張，但在一些狀況下，可從所述組合刪除來自所主張的組合的一個 或一個以上特征，且所述所主張的組合可針對子組合或子組合的變化。
類似地，盡管在圖式中以特定次序描繪操作，但此不應被理解為需要以所展示的 特定次序或以循序次序執(zhí)行此些操作，或執(zhí)行所有所說明的操作來實現(xiàn)合意的結(jié)果。在某 些情況下，多路復用和并行處理可為有利的。此外，在上文所描述的實施方案中的各種系統(tǒng) 組件的分離不應被理解為需要在所有實施方案中進行此分離，且應理解，所描述的程序組 件和系統(tǒng)可一般在單一軟件產(chǎn)品中集成在一起或封裝到多個軟件產(chǎn)品中。另外，其它實施 方案處于在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。在一些狀況下，權(quán)利要求書中所敘述的動作可以不 同次序執(zhí)行且仍實現(xiàn)合意的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)制光的裝置，所述裝置包含 可移動反射器； 部分反射器，其定位于距所述可移動反射器第一距離處； 襯底，其定位于距所述部分反射器固定距離處，所述襯底具有與所述部分反射器不同的折射率；以及 多層，其經(jīng)配置以提供所述部分反射器與所述襯底之間的折射率梯度，所述多層包括至少兩個電介質(zhì)層，其中所述至少兩個電介質(zhì)層的相應折射率經(jīng)配置以提供從所述部分反射器到所述襯底的所述折射率的減小，借此增加由所述裝置反射的光的色彩飽和度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述部分反射器的所述折射率大于所述襯底的所述折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中包括于所述多層中的至少一個電介質(zhì)層形成彩色濾光片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述彩色濾光片為紅色濾光片，其實質(zhì)上抑制與青色色調(diào)相關聯(lián)的光波長。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述彩色濾光片為藍色濾光片，其實質(zhì)上抑制與黃色色調(diào)相關聯(lián)的光波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述彩色濾光片為綠色濾光片，其實質(zhì)上抑制與洋紅色色調(diào)相關聯(lián)的光波長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包含在所述可移動反射器與所述部分反射器之間的電介質(zhì)層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述襯底包括玻璃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多層中的所述電介質(zhì)層中的至少一者包括氧化招。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多層中的所述電介質(zhì)層中的至少一者包括二氧化硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置形成顯示器的部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其進一步包含 處理器，其與所述顯示器電通信，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，其與所述處理器電通信。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其進一步包含驅(qū)動器電路，所述驅(qū)動器電路經(jīng)配置以將至少一個信號發(fā)送到所述顯示器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其進一步包含控制器，所述控制器經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送到所述驅(qū)動器電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其進一步包含圖像源模塊，所述圖像源模塊經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到所述處理器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述圖像源模塊包括接收器、發(fā)射器和收發(fā)器中的至少一者。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其進一步包含輸入裝置，所述輸入裝置經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)并將所述輸入數(shù)據(jù)傳送到所述處理器。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少兩個電介質(zhì)層的所述相應折射率經(jīng)配置以提供從所述部分反射器到所述襯底的所述折射率的多個減小，借此增加由所述裝置反射的光的所述色彩飽和度。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少兩個電介質(zhì)層的所述相應折射率經(jīng)配置以提供從所述部分反射器到所述襯底的所述折射率的至少三個減小，借此增加由所述裝置反射的光的所述色彩飽和度。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多層中的至少三個電介質(zhì)層的所述相應折射率經(jīng)配置以提供從所述部分反射器到所述襯底的所述折射率的至少四個減小，借此增加由所述裝置反射的光的所述色彩飽和度。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中金屬層被從所述多層以及從所述多層與所述襯底之間排除。
22.一種用于調(diào)制光的裝置，所述裝置包含 可移動反射器； 部分反射器，其定位于距所述可移動反射器第一距離處； 襯底，其定位于距所述部分反射器固定距離處，所述襯底具有與所述部分反射器不同的折射率；以及 電介質(zhì)層，其具有在所述部分反射器的折射率與所述襯底的折射率之間的折射率，和足以產(chǎn)生增加由所述裝置反射的光的飽和度的干涉濾光效應的厚度， 其中金屬層被從所述電介質(zhì)層與所述襯底之間排除。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述部分反射器的所述折射率大于所述襯底的所述折射率。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述電介質(zhì)層的存在抑制與青色色調(diào)相關聯(lián)的光波長且選擇性地透射與紅色色調(diào)相關聯(lián)的波長，借此提供紅色濾光。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述電介質(zhì)層的所述存在抑制與黃色色調(diào)相關聯(lián)的光波長且選擇性地透射與藍色色調(diào)相關聯(lián)的波長，借此提供藍色濾光。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述電介質(zhì)層的所述存在抑制與洋紅色色調(diào)相關聯(lián)的光波長且選擇性地透射與綠色色調(diào)相關聯(lián)的波長，借此提供綠色濾光。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其進一步包含在所述可移動反射器與所述部分反射器之間的第二電介質(zhì)層。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述襯底包括玻璃。
29.一種用于調(diào)制光的裝置，所述裝置包含 用于反射的構(gòu)件，所述反射構(gòu)件是可移動的； 用于部分反射的構(gòu)件，其定位于距所述可移動反射構(gòu)件第一距離處； 用于支撐的構(gòu)件，其定位于距所述部分反射構(gòu)件固定距離處，所述支撐構(gòu)件具有與所述部分反射構(gòu)件不同的折射率；以及 用于提供所述部分反射構(gòu)件與所述支撐構(gòu)件之間的折射率梯度的構(gòu)件，所述折射率梯度提供構(gòu)件包括用于絕緣的至少兩個構(gòu)件，其中所述至少兩個絕緣構(gòu)件的相應折射率經(jīng)配置以提供從所述部分反射構(gòu)件到所述支撐構(gòu)件的所述折射率的減小，借此增加由所述裝置反射的光的色彩飽和度。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的顯示器，其中所述可移動反射構(gòu)件包括可移動反射器；或所述部分反射構(gòu)件包括部分反射器；或所述支撐構(gòu)件包括襯底；所述折射率梯度提供構(gòu)件包括多層；或所述兩個絕緣構(gòu)件包括至少兩個電介質(zhì)層。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的顯示器，其中所述支撐構(gòu)件包括用于在所述裝置的制造期間支撐的構(gòu)件。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的顯示器，其中所述用于在所述裝置的制造期間支撐的構(gòu)件包括襯底。
33.一種用于調(diào)制光的裝置，所述裝置包含用于反射的構(gòu)件，所述反射構(gòu)件是可移動的；用于部分反射的構(gòu)件，所述部分反射構(gòu)件定位于距所述可移動反射構(gòu)件第一距離處； 支撐構(gòu)件，其定位于距所述部分反射構(gòu)件固定距離處，所述支撐構(gòu)件具有與所述部分反射構(gòu)件不同的折射率；以及用于絕緣的構(gòu)件，其具有在所述部分反射構(gòu)件的折射率與所述支撐構(gòu)件的折射率之間的折射率，和足以產(chǎn)生增加由所述裝置反射的光的飽和度的干涉濾光效應的厚度，其中金屬層被從所述絕緣構(gòu)件與所述支撐構(gòu)件之間排除。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的顯示器，其中所述可移動反射構(gòu)件包括可移動反射器；或所述部分反射構(gòu)件包括部分反射器；或所述支撐構(gòu)件包括襯底；所述絕緣構(gòu)件包括電介質(zhì)層。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的顯示器，其中所述支撐構(gòu)件包括用于在所述裝置的制造期間支撐的構(gòu)件。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的顯示器，其中所述用于在所述裝置的制造期間支撐的構(gòu)件包括襯底。
37.一種制造用于調(diào)制光的裝置的方法，所述方法包含提供可移動反射器；提供部分反射器，所述部分反射器定位于距所述可移動反射器第一距離處；提供襯底，所述襯底定位于距所述部分反射器固定距離處，所述襯底具有與所述部分反射器不同的折射率；以及包括多層，所述多層經(jīng)配置以提供所述部分反射器與所述襯底之間的折射率梯度，所述多層包括至少兩個電介質(zhì)層，其中所述至少兩個電介質(zhì)層的相應折射率經(jīng)配置以提供從所述部分反射器到所述襯底的所述折射率的減小，借此增加由所述裝置反射的光的色彩飽和度。
38.一種制造用于調(diào)制光的裝置的方法，所述方法包含提供可移動反射器；提供部分反射器，所述部分反射器定位于距所述可移動反射器第一距離處；提供襯底，所述襯底定位于距所述部分反射器固定距離處，所述襯底具有與所述部分反射器不同的折射率；以及包括電介質(zhì)層，所述電介質(zhì)層具有在所述部分反射器的折射率與所述襯底的折射率之間的折射率，和足以產(chǎn)生增加由所述裝置反射的光的飽和度的干涉效應的厚度，其中從所述電介質(zhì)層與所述襯底之間排除金屬層。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述部分反射器的所述折射率大于所述襯底的所述折射率。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述電介質(zhì)層經(jīng)配置以充當紅色濾光片，其實質(zhì)上抑制包括青色色調(diào)及在青色色調(diào)周圍的光波長。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述電介質(zhì)層經(jīng)配置以充當藍色濾光片，其實質(zhì)上抑制包括黃色色調(diào)及在黃色色調(diào)周圍的光波長。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述電介質(zhì)層經(jīng)配置以充當綠色濾光片，其實質(zhì)上抑制包括洋紅色色調(diào)及在洋紅色色調(diào)周圍的光波長。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其進一步包含包括在所述可移動反射器與所述部分反射器之間的第二電介質(zhì)層。
44.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述襯底包括玻璃。
全文摘要
各種實施例包括一種干涉式調(diào)制器裝置，其經(jīng)配置以提供改進的飽和度。在一些實施例中，通過使用具有折射率梯度的多層使具有不同折射率的兩種材料的阻抗光學匹配來改進飽和度。在各種實施例中，選擇所述多層中的若干層中的一者或一者以上的厚度以提供增加的飽和度。因此，在各種實施例中，具有折射率梯度的所述多層有助于使像素的諧振變窄，使得從所述像素反射的波長的頻帶較小。包括紅色、綠色與藍色像素的組合的裝置又可擴展由所述裝置在操作中反射的色彩的光譜。另外，可存在白色與黑色之間的較好對比度，因為產(chǎn)生了具有較少色調(diào)的較暗黑色。
文檔編號G02B26/00GK103003735SQ201180024848
公開日2013年3月27日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者劉堅, 科斯塔丁·喬爾杰夫, 馬克·莫里斯·米尼亞爾 申請人:高通Mems科技公司