CN102576150A - 具有干涉式反射器的干涉式显示器 - Google Patents

具有干涉式反射器的干涉式显示器 Download PDF

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CN102576150A CN2010800424579A CN201080042457A CN102576150A CN 102576150 A CN102576150 A CN 102576150A CN 2010800424579 A CN2010800424579 A CN 2010800424579A CN 201080042457 A CN201080042457 A CN 201080042457A CN 102576150 A CN102576150 A CN 102576150A
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马雷克·米恩克
乔纳森·查尔斯·格里菲思
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Abstract

本发明揭示干涉式调制器以及制作所述干涉式调制器的方法。在一个实施例中，干涉式调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学谐振层。所述干涉式反射器可经配置以在透射峰波长处透射某一光谱，使得所述干涉式调制器在所述透射峰波长处具有减少的光反射率。

Description

具有干涉式反射器的干涉式显示器
技术领域
本发明的领域涉及机电系统。
背景技术
机电系统包含具有电元件和机械元件、致动器、变换器、传感器、光学组件(例如镜)以及电子设备的装置。机电系统可在包含(但不限于)微米尺度和纳米尺度的多种尺度下制造。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含尺寸范围为约一微米到数百微米或更多的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含尺寸小于一微米(例如，包括尺寸小于几百纳米)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻和/或其它蚀刻掉衬底和/或已沉积材料层的部分或添加层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生机电元件。
机电系统装置的一种类型称为干涉式调制器。如本文中所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指代利用光学干涉的原理选择性吸收和/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包括一对导电板，所述导电板中的一者或两者可能是整体或部分透明和/或反射的，且能够在施加适当电信号后进行相对运动。在特定实施例中，一个板可包括在衬底上沉积的固定层，且另一板可包括通过气隙与固定层分离的金属膜。如本文中所更详细描述，一个板相对于另一板的位置可改变入射到干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广范围的应用，且在此项技术中，利用和/或修改这些类型装置的特性以使得其特征可被发掘以用于改进现有产品和创建尚未开发的新产品，将是有益的。
发明内容
本发明的系统、方法和装置各自具有若干方面，其中无单一方面单独地负责其所要属性。在不限制本发明的范围的情况下，现将简要地论述其较显著的特征。在考虑此论述后，且尤其在阅读标题为“具体实施方式”的部分后，将理解本发明的特征如何提供优于其它显示器装置的优点。
本文中描述的实施例可包含具有干涉式调制器的反射性显示器。干涉式调制器中的一者或一者以上可包含吸收器层、相对于吸收器层可移动的干涉式反射器层以及由干涉式反射器层和吸收器层界定的光学谐振腔。
在一个实施例中，干涉式调制器包括干涉式反射器。在一个方面中，干涉式反射器可为可移动的。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学谐振层。第一反射表面和/或第二反射表面可为部分反射的。第一反射表面和第二反射表面可经配置以同时和/或独立移动。在一个方面中，第一反射表面和/或第二反射表面包括铝、金、银、钼、铬、铜、镍和/或其组合。根据另一方面，第一反射表面和第二反射表面各自具有约相同的厚度。在一个方面中，光学谐振层包括空气和/或大体透明的电介质(例如氧氮化硅)。
在又一方面中，干涉式反射器经配置以在透射峰波长处透射某一光谱，使得干涉式调制器在所述透射峰波长处具有减少的光反射率。在一个方面中，透射峰波长在约380nm与约750nm之间。在另一方面中，由干涉式反射器透射的光量小于干涉式调制器的反射率的约5％。
在另一方面中，干涉式调制器包含吸收器层以及界定在吸收器层与干涉式反射器之间的光学谐振腔。干涉式反射器可经配置以沿大体垂直于吸收器层的方向(例如在至少两个位置之间)移动。光学谐振腔可包括空气和/或大体透明的电介质(例如氧氮化硅)。在一个方面中，吸收器包括钼、钛、钨、铬、钼铬、硒化铅和/或其组合。干涉式调制器还可包含衬底层，所述衬底层经安置以使得吸收器层在衬底层与干涉式反射器之间。在一个方面中，衬底层包括玻璃。
在另一实施例中，干涉式调制器装置包含吸收器层和干涉式反射器。干涉式反射器可经配置以穿过至少部分位于吸收器层与干涉式反射器元件之间的可变气隙沿大体垂直于吸收器层的方向移动。在一些实施例中，干涉式反射器包含第一反射层、第二反射层以及安置在第一反射层与第二反射层之间的光学谐振层。在一个方面中，干涉式反射器经配置以在透射峰波长处透射某一光谱，使得干涉式显示器在所述透射峰波长处具有减少的光反射率。在另一方面中，干涉式调制器还包含安置在吸收器层与干涉式反射器之间的光学谐振腔。光学谐振腔可包括大体透明的电介质和/或空气。
在一个方面中，干涉式反射器经调谐以在光的可见范围内的透射峰波长(例如约380nm与约750nm之间)处透射某一光谱。在一个方面中，吸收器层包含钼、钛、钨、铬、钼铬、硒化铅和/或其组合。第一反射层和/或第二反射层可包括铝、金、银、钼、铬、铜、镍和/或其组合。在一个方面中，第一反射层的厚度在约1nm与约50nm之间。在另一方面中，第二反射层的厚度在约5nm与约200nm之间。在又一方面中，光学谐振层的厚度在约200nm与约3000nm之间。
根据另一方面，干涉式调制器包含显示器、经配置以与显示器通信的处理器(所述处理器经配置以处理图像数据)以及经配置以与处理器通信的存储器装置。在一个方面中，干涉式调制器装置包含经配置以向显示器发送至少一个信号的驱动器电路。在另一方面中，干涉式调制器装置包含经配置以向驱动器电路发送图像数据的至少一部分的控制器。在一个方面中，干涉式调制器包含经配置以向处理器发送图像数据的图像源模块。图像源模块可包含接收器、收发器和/或发射器中的至少一者。在另一方面中，干涉式调制器装置包含经配置以接收输入数据且向处理器传送输入数据的输入装置。
在一个实施例中，干涉式调制器包括吸收器装置和干涉式反射器装置。干涉式反射器装置可经配置以在透射峰波长处透射某一光谱，使得干涉式调制器在所述透射峰波长处具有减少的光反射率。在一个方面中，吸收器装置包含吸收器层。在另一方面中，干涉式反射器装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与第二反射表面界之间的光学谐振层。
在另一实施例中，制造干涉式调制器装置的方法包括提供吸收器层、提供干涉式反射器，以及相对于吸收器层定位干涉式反射器以在干涉式反射器的至少一部分与吸收器层的至少一部分之间产生光学谐振腔。
在一个实施例中，在显示器元件中反射光的方法包括接收入射到显示器元件上的光、从显示器元件的第一层反射入射光的第一部分、穿过第一层透射入射光的第二部分、从显示器元件的第二层反射入射光的第三部分、穿过第二层透射入射光的第四部分、从显示器元件的第三层反射入射光的第五部分以及穿过显示器元件的第三层透射入射光的第六部分，其中光的第六部分包括透射峰波长处的光谱，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从显示器元件反射且在所述透射峰波处具有减少的量度。在一个方面中，第二层相对于第一层是可移动的。在另一方面中，第三层相对于第一层是可移动的。
附图说明
图1是描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于激活位置。
图2是说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统框图。
图3是对于图1的干涉式调制器的一个示范性实施例来说，可移动镜位置对所施加电压的图。
图4是可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行电压和列电压的说明。
图5A和5B说明可用以将显示器数据的帧写入到图2的3×3干涉式调制器显示器的行信号和列信号的一个示范性时序图。
图6A和6B是说明包括多个干涉式调制器的视觉显示器装置的实施例的系统框图。
图7A是图1的装置的横截面。
图7B是干涉式调制器的替代实施例的横截面。
图7C是干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。
图7D是干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。
图7E是干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。
图8A是干涉式调制器的额外实施例的横截面。
图8B显示来自如图8A中所示而配置的干涉式调制器的前(衬底)侧的模拟反射对波长。
图9A是包含干涉式反射器的干涉式调制器的替代实施例的横截面。
图9B显示来自如图9A中所示而配置的干涉式调制器的前(衬底)侧的模拟反射对波长。
图9C显示来自如图9A中所示而配置的干涉式调制器的前(衬底)侧的测得反射对波长。
图9D显示穿过如图9A中所示而配置的干涉式反射器的透射率对波长。
图10A显示来自干涉式调制器的替代实施例的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过包含在干涉式调制器中的干涉式反射器的透射率对波长。
图10B显示来自干涉式调制器的替代实施例的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过包含在干涉式调制器中的干涉式反射器的透射率对波长。
图10C显示来自约30°的视角下的替代实施例的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过包含在干涉式调制器中的干涉式反射器的透射率对波长。
图11A显示来自干涉式调制器的替代实施例的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过包含在干涉式调制器中的干涉式反射器的透射率对波长。
图11B显示来自干涉式调制器的替代实施例的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过包含在干涉式调制器中的干涉式反射器的透射率对波长。
图12A显示来自干涉式调制器的替代实施例的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过包含在干涉式调制器中的干涉式反射器的透射率对波长。
图12B显示来自干涉式调制器的替代实施例的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过包含在干涉式调制器中的干涉式反射器的透射率对波长。
图13A显示来自具有钼铬吸收器层和处于松弛位置的干涉式反射器的干涉式调制器的替代实施例的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过干涉式反射器的透射率对波长。
图13B显示来自具有处于激活位置的干涉式反射器的干涉式调制器的替代实施例的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过干涉式反射器的透射率对波长。
图14A显示来自具有硫化铅吸收器层和处于松弛位置的干涉式反射器的干涉式调制器的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过干涉式反射器的透射率对波长。
图14B显示来自具有处于激活位置的干涉式反射器的干涉式调制器的替代实施例的前(衬底)侧的反射对波长以及穿过干涉式反射器的透射率对波长。
具体实施方式
以下详细描述针对某些特定实施例。然而，本文的教示可以许多不同方式应用。在此描述中参考图式，其中通篇以类似的数字表示类似的部件。所述实施例可实施在经配置以显示不论运动(例如，视频)还是固定(例如，静止图像)的且不论文字还是图画的图像的任何装置中。更明确地说，预期所述实施例可实施在多种电子装置中或与多种电子装置关联，所述多种电子装置例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、座舱控制器和/或显示器、相机视图的显示器(例如，车辆中后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或指示牌、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如，对于一件珠宝的图像的显示器)。具有与本文中描述的装置类似的结构的MEMS装置也可用于例如电子切换装置的非显示器应用中。
反射性显示器装置可并入有干涉式调制器以利用光学干涉的原理选择性吸收和/或反射入射在所述反射性显示器装置上的光。干涉式调制器可包括吸收器、相对于吸收器可移动的反射器以及界定在吸收器与反射器之间的光学谐振腔。干涉式调制器的反射器可移动到两个或两个以上不同的位置，这改变光学谐振腔的尺寸从而影响干涉式调制器的反射率。干涉式调制器的反射率谱可产生相当宽的谱带，所述谱带可在可见波长上移位以生成不同的颜色。可通过改变光学谐振腔的厚度来调整谱带的位置。在一些实施例中，干涉式调制器包含经配置以在某些波长下引起透射峰的干涉式反射器(或标准具反射器)，所述某些波长导致在朝向观察器反射的光的一个或一个以上谱中产生一个或一个以上反射率“谷”(例如，某些波长的减少的反射率)。干涉式反射器可包含由反射器腔或光学谐振层(例如，透明电介质材料)隔开的两个反射性表面。反射率谷可用于增加显示器色域和/或从干涉式显示器反射在当前不使用干涉式反射器的情况下不可能实现的颜色。
图1中说明包括干涉式MEMS显示器元件的一个干涉式调制器显示器的实施例。在这些装置中，像素处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“松弛”或“开启”)状态下，显示器元件将入射可见光的大部分反射到用户。当在黑暗(“激活”或“关闭”)状态下时，显示器元件将极少的入射可见光反射到用户。依据实施例而定，可颠倒“接通”和“断开”状态的光反射率性质。MEMS像素可经配置而主要在选定的颜色处反射，从而允许除了黑白显示以外的彩色显示。
图1是描绘视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图，其中每一像素均包括MEMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包括这些干涉式调制器的行/列阵列。每一干涉式调制器均包含一对反射层，所述反射层定位成彼此相距可变且可控制的距离以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学间隙。在一个实施例中，可在两个位置之间移动反射层中的一者。在第一位置(本文中称为松弛位置)中，可移动反射层定位成距固定部分反射层相对较大的距离。在第二位置(本文中称为激活位置)中，可移动反射层定位成更紧密邻近所述部分反射层。视可移动反射层的位置而定，从所述两个层反射的入射光相长地或相消地进行干涉，从而为每一像素产生全反射状态或非反射状态。
图1中像素阵列的所描绘部分包含两个邻近干涉式调制器12a和12b。在左侧干涉式调制器12a中，说明可移动反射层14a处于距包含部分反射层的光学堆叠16a预定距离处的松弛位置中。在右侧干涉式调制器12b中，说明可移动反射层14b处于邻近于光学堆叠16b的激活位置中。
如本文所引用的光学堆叠16a和16b(统称为光学堆叠16)通常包括若干熔合层，所述熔合层可包含例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层和透明电介质。因此，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可通过(例如)将上述层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。部分反射层可由例如各种金属、半导体和电介质等部分反射的多种材料形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且所述层中的每一者均可由单一材料或材料的组合形成。
在一些实施例中，光学堆叠16的层经图案化成为多个平行条带，且如下文中进一步描述，可在显示器装置中形成行电极。可移动反射层14a、14b可形成为沉积金属层(一层或多层)的一系列平行条带(与行电极16a、16b垂直)以形成列，所述列沉积在柱18和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上。当蚀刻掉牺牲材料时，可移动反射层14a、14b通过所界定的间隙19而与光学堆叠16a、16b分离。例如铝的高度导电且反射的材料可用于反射层14，且这些条带可在显示器装置中形成列电极。注意，图1可能不按比例绘制。在一些实施例中，柱18之间的间隔可为大约10-100um，而间隙19可为大约＜1000埃。
在不施加电压的情况下，间隙19保留在可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中像素12a所说明。然而，当将电位(电压)差施加到选定的行和列时，形成在对应像素处的行电极与列电极的交叉处的电容器变得带电，且静电力将所述电极拉在一起。如果电压足够高，那么可移动反射层14变形且被迫抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的电介质层(在此图中未图示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离，如图1中右侧的激活像素12b所说明。不管所施加的电位差的极性如何，表现均相同。
图2至5说明在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性工艺和系统。
图2是说明可并入有干涉式调制器的电子装置的一个实施例的系统框图。所述电子装置包含处理器21，所述处理器21可为任何通用单芯片或多芯片微处理器，例如
Figure BDA0000146302030000071
Figure BDA0000146302030000072
8051、
Figure BDA0000146302030000073
Power
Figure BDA0000146302030000074
或
Figure BDA0000146302030000075
或任何专用微处理器，例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列。如此项技术中常规的做法，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统外，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含网络浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22通信。在一个实施例中，所述阵列驱动器22包含将信号提供到显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。在图2中以线1-1展示图1中说明的阵列的横截面。注意，尽管为了清晰起见，图2说明干涉式调制器的3×3阵列，但显示器阵列30可含有非常大数目的干涉式调制器，且行中可具有与列中不同的数目的干涉式调制器(例如，每行300个像素×每列190个像素)。
图3是对于图1的干涉式调制器的一个示范性实施例来说，可移动镜位置对所施加电压的图。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列激活协议可利用如图3中说明的这些装置的滞后性质。干涉式调制器可能需要(例如)10伏的电位差来促使可移动层从松弛状态变形为激活状态。然而，当电压从所述值减小时，可移动层在电压降回10伏以下时维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到电压降到2伏以下时才完全松弛。因此，在图3中说明的实例中存在约3到7V的电压范围，在所述范围中存在所施加电压的窗口，在所述窗口内装置在松弛状态或激活状态中均是稳定的。此窗口在本文中称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特性的显示器阵列来说，可设计行/列激活协议使得在行选通期间，已选通行中待激活的像素暴露于约10伏的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的电压差。在选通后，所述像素暴露于约5伏的稳态或偏压差使得其维持行选通使其所处的任何状态。在此实例中，每一像素在被写入后经历3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。此特征使图1中说明的像素设计在相同的施加电压条件下在激活或松弛预存在状态下均是稳定的。由于干涉式调制器的每一像素(不论处于激活还是松弛状态)本质上是由固定反射层和移动反射层形成的电容器，因此可在滞后窗口内的电压下维持此稳定状态而几乎无功率消耗。本质上，如果所施加的电位是固定的，那么没有电流流入像素中。
如下文进一步描述，在典型应用中，可通过根据第一行中所需组的激活像素穿过所述组列电极发送一组数据信号(各自具有某一电压电平)来产生图像的帧。接着将行脉冲施加到第一行电极，从而激活对应于所述组数据信号的像素。接着改变所述组数据信号以对应于第二行中的所需组激活像素。接着将脉冲施加到第二行电极，从而根据数据信号激活第二行中的适当像素。像素的第一行不受第二行脉冲影响，且维持其在第一行脉冲期间被设定的状态。可以连续方式对行的整个系列重复此过程以产生帧。一般来说，通过以每秒某一所要数目的帧的速度连续地重复此过程来用新的图像数据刷新和/或更新所述帧。可使用用于驱动像素阵列的行电极和列电极以产生图像帧的广泛种类的协议。
图4和5说明用于在图2的3×3阵列上形成显示帧的一个可能的激活协议。图4说明可用于使像素展示出图3的滞后曲线的一组可能的列电压电平和行电压电平。在图4实施例中，使像素激活涉及将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为+ΔV，其可分别对应于-5伏和+5伏。通过将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为相同的+ΔV，从而在像素上产生零伏电位差来实现使像素松弛。在行电压维持在零伏的那些行中，不管列处于+Vbias还是-Vbias，像素均稳定于任何其最初所处的状态。同样如图4中所说明，可使用具有与上述电压的极性相反的极性的电压，例如，使像素激活可涉及将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为-ΔV。在此实施例中，通过将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为相同的-ΔV，从而在像素上产生零伏电位差来实现释放像素。
图5B是展示施加到图2的3×3阵列的一系列行信号和列信号的时序图，所述系列的行信号和列信号将产生图5A中说明的显示器布置，其中被激活像素是非反射的。在对图5A中说明的帧进行写入前，像素可处于任何状态，且在此实例中所有行初始均处于0伏，且所有列均处于+5伏。在这些所施加电压的情况下，所有像素在其现有激活或松弛状态下均是稳定的。
在图5A的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被激活。为了实现此目的，在针对行1的“线时间”期间，将列1和2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。由于所有像素均保留在3-7伏的稳定窗口中，因此这并不改变任何像素的状态。接着用从0升到5伏且返回到零的脉冲选通行1。这激活了(1，1)和(1，2)像素且松弛了(1，3)像素。阵列中其它像素均不受影响。为了视需要设定行2，将列2设定为-5伏，且将列1和3设定为+5伏。施加到行2的相同选通接着将使像素(2，2)激活且使像素(2，1)和(2，3)松弛。同样，阵列中其它像素均不受影响。通过将列2和3设定为-5伏且将列1设定为+5伏来以类似方式设定行3。行3选通设定行3像素，如图5A中所示。在对帧进行写入后，行电位为零，且列电位可保留在+5或-5伏，且接着显示器在图5A的布置中是稳定的。可将相同程序用于数十或数百个行和列的阵列。用于执行行和列激活的电压的时序、序列和电平可在上文所概述的一般原理内广泛变化，且上文的实例仅为示范性的，且任何激活电压方法均可与本文中描述的系统和方法一起使用。
图6A和图6B是说明显示器装置40的实施例的系统方框图。显示器装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示器装置40的相同组件或其稍微变化形式也说明例如电视和便携式媒体播放器的各种类型的显示器装置。
显示器装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48和麦克风46。外壳41一般来说由多种制造工艺中的任一者形成，所述工艺包含注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料中的任一者制成，所述材料包含(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。在一个实施例中，外壳41包含可去除部分(未图示)，所述可去除部分可与其它具有不同颜色或含有不同标记、图画或符号的可去除部分互换。
如本文中所描述，示范性显示器装置40的显示器30可为包含双稳态显示器在内的多种显示器中的任一者。在其它实施例中，显示器30包含例如如上所述的等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD的平板显示器，或例如CRT或其它管装置的非平板显示器。然而，出于描述本实施例的目的，如本文中所描述，显示器30包含干涉式调制器显示器。
图6B中示意说明示范性显示器装置40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示器装置40包含外壳41且可包含至少部分封围在所述外壳41中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示器装置40包含网络接口27，所述网络接口27包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21还连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器22进而耦合到显示器阵列30。根据特定示范性显示器装置40设计的要求，电源50向所有组件提供电力。
网络接口27包含天线43和收发器47以使得示范性显示器装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有一些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43是用于发射和接收信号的任何天线。在一个实施例中，所述天线根据IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11(a)、(b)或(g))来发射和接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准来发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，所述天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS、W-CDMA或其它用于在无线手机网络内通信的已知信号。收发器47预处理从天线43接收到的信号，使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行处理。收发器47还处理从处理器21接收到的信号使得可经由天线43从示范性显示器装置40发射所述信号。
在替代实施例中，收发器47可由接收器代替。在又一替代实施例中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源代替。举例来说，所述图像源可为数字视频光盘(DVD)或含有图像数据的硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。
处理器21一般来说控制示范性显示器装置40的全部操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21接着将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常指代识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度级。
在一个实施例中，处理器21包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示器装置40的操作。调节硬件52一般来说包含放大器和滤波器，以用于将信号发射到扬声器45，且用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为示范性显示器装置40内的离散组件，或可并入在处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，并适当地重新格式化所述原始图像数据以供高速传输到阵列驱动器22。具体来说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有类似光栅的格式的数据流，使得其具有适于在显示器阵列30上进行扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21关联而作为独立的集成电路(IC)，但可以许多方式实施这些控制器。其可作为硬件嵌入处理器21中，作为软件嵌入处理器21中，或与阵列驱动器22完全集成在硬件中。
通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收已格式化的信息且将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形以每秒多次的速度被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千个引线。
在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于本文中描述的任意类型的显示器。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成。所述实施例在例如蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器的高度集成系统中是普遍的。在又一实施例中，显示器阵列30是典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包含干涉式调制器阵列的显示器)。
输入装置48允许用户控制示范性显示器装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包含例如QWERTY键盘或电话小键盘的小键盘、按钮、开关、触敏屏幕、压敏或热敏薄膜。在一个实施例中，麦克风46是用于示范性显示器装置40的输入装置。当使用麦克风46将数据输入到所述装置时，用户可提供声音命令以便控制示范性显示器装置40的操作。
电源50可包含此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50是例如镍镉电池或锂离子电池的可再充电电池。在另一实施例中，电源50是可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收功率。
在一些实施方案中，如上文中所描述，控制可编程性驻存在驱动器控制器中，所述驱动器控制器可位于电子显示器系统中的若干位置中。在一些情况下，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。上述优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。
根据上文陈述的原理而操作的干涉式调制器的结构的细节可广泛变化。举例来说，图7A-7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同实施例。图7A是图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积在垂直延伸的支撑件18上。在图7B中，每一干涉式调制器的可移动反射层14为正方形或矩形形状且在系链32上仅在隅角处附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14为正方形或矩形形状且从可包括柔性金属的可变形层34悬置下来。所述可变形层34直接或间接地连接到围绕可变形层34的周边的衬底20。这些连接在本文中称为支柱。图7D中说明的实施例具有支柱插塞42，可变形层34搁置在所述支柱插塞42上。如图7A-7C所示，可移动反射层14保持悬置在间隙上方，但可变形层34并不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间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。图7E中说明的实施例是基于图7D中展示的实施例，但也可适于与图7A-7C中说明的实施例以及未图示的额外实施例中的任一者一起发挥作用。在图7E中所示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的额外层来形成总线结构44。这允许信号沿着干涉式调制器的背面进行路由，从而消除许多原本可能必须形成在衬底20上的电极。
在例如图7中所示的那些实施例的实施例中，干涉式调制器充当直接观看装置，其中从透明衬底20的前侧观看图像，所述侧与上面布置有调制器的一侧相对。在这些实施例中，反射层14以光学方式遮蔽在反射层的与衬底20相对的侧的干涉式调制器的部分，包含可变形层34。这允许对遮蔽区域进行配置和操作而不会消极地影响图像质量。举例来说，此遮蔽允许图7E中的总线结构44，其提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质分离的能力，例如，寻址和由所述寻址引起的移动。这种可分离的调制器架构允许选择用于调制器的机电方面和光学方面的结构设计和材料且使其彼此独立而发挥作用。此外，图7C-7E中所示的实施例具有源自反射层14的光学性质与其机械性质脱离的额外益处，所述益处由可变形层34实行。这允许用于反射层14的结构设计和材料在光学性质方面得以优化，且用于可变形层34的结构设计和材料在所要机械性质方面得以优化。
针对彩色显示器(不管它们是自发光类型还是非自发光类型)的常见问题是来自有限原色集的全色图像的合成。很多彩色显示器包含红色、绿色和蓝色显示器元件或子像素。通过改变由红色、绿色和蓝色元件产生的光的相对强度来在所述显示器中生成其它颜色。红色、绿色和蓝色的所述混合被人眼感知为其它颜色。就对人眼的红色、绿色和蓝色光敏部分的刺激而言，所述彩色系统中红色、绿色和蓝色的相对值可称为三色刺激值。可通过特定显示器生成的颜色范围可称为显示器的颜色域。虽然本文中揭示了基于红色、绿色和蓝色的示范性彩色系统，但在其它实施例中，显示器可包含具有依据除红色、绿色和蓝色以外的原色集界定其它彩色系统的颜色集的调制器。
本文中揭示的增加干涉式调制器显示器的色域的一种方法包含在可见谱内的各种波长下引起谱宽度、位置和/或振幅不同的一个或一个以上透射峰以影响从干涉式调制器朝向观察器反射的颜色。透射峰会导致在反射谱中产生改变从显示器反射的颜色的对应的反射率谷。透射峰的谱宽度、位置和振幅可经调谐以增加整体显示器的色域或产生当前不可能实现的颜色。在一些情况下，可在干涉式调制器中利用干涉式反射器或标准具反射器来生成这些透射峰。换句话说，在一些实施例中，反射器结构本身包含干涉腔。所述反射器可配置为静态或可移动的。
在一些实施例中，干涉式反射器可包含由一个或一个以上光学透明层(例如，一个或一个以上电介质层)隔开的两个部分反射层。干涉式反射器可经配置以相对于吸收器层移动从而选择性地透射某些波长的光且调制从调制器的吸收器侧反射和/或透射的光。本文中，在下文进一步描述包含干涉式反射器的干涉式调制器的非限制性实例。
干涉式反射器可经调谐以在某一波长下产生透射峰，以便在由观察器在同一波长下观测到的反射率谱中产生谷。与从类似显示器(其中使用了标准反射器)中观测到的颜色相比，由干涉式反射器引起的谷会改变由观察器观测到的颜色。透射穿过干涉式反射器的光由于并不反射回观察器且降低显示器的整体亮度，因此可被认为是“丢失”光。然而，在一些情况下，使用干涉式反射器时所丢失的光量可小于入射到显示器上的总光量的约1.5％。因此，干涉式反射器可用以在不显著降低显示器的亮度的情况下增加显示器的颜色域。
图8A和9A说明干涉式调制器的两个实施例。附图中项目的相对尺寸已经选择而仅用于说明性目的。因此，图式中所示的距离和尺寸并不一定是按比例的且并不希望表示干涉式调制器或干涉式反射器的任何特定实施例。
图8A是包含干涉式调制器(“IMOD”)811的干涉式显示器800的实施例的横截面图。IMOD 811可邻近衬底层801安置。衬底801可包括任何合适的衬底，例如丙烯酸系树脂、玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(“PET”)和/或聚乙烯对苯-乙二醇(“PET-G”)。IMOD 811可包含吸收器层803、反射器层809以及界定在吸收器层803与反射器层809之间的光学谐振腔层821。如上文参考图1所述，在开启状态(所展示)与关闭状态之间，反射器层809可沿大体垂直于吸收器的方向移动穿过气隙807。干涉式调制器811可经配置以当反射器809处于开启状态时，从衬底801侧朝向一个或一个以上观察器反射颜色(例如红色、绿色或蓝色)，且可经配置以当所述反射器处于激活状态时，反射暗色(例如，黑色或深蓝色)。
在图8A中所示的实施例中，吸收器层803界定光学谐振腔821的顶部且反射器层809界定光学谐振腔821的底部。吸收器803层和反射器809层的厚度可经选择以控制由干涉式反射器811反射的光以及透射穿过干涉式调制器811的光的相对量。吸收器803的厚度范围可为约
Figure BDA0000146302030000141
到约
Figure BDA0000146302030000142
反射器层809的厚度范围可为约
Figure BDA0000146302030000143
到约
Figure BDA0000146302030000144
在一些实施例中，吸收器803和反射器809可包括反射性且导电性的材料。吸收器803层和反射器809层两者均可包括金属，且均可为部分透射的。吸收器层803可包括各种材料(例如，钼(Mo)、钛(Ti)、钨(W)和铬(Cr))以及合金(例如，MoCr或PbSe)。反射器层809可包括各种材料(例如，铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)、金(Au)和铬(Cr))以及合金(例如，MoCr)。
可通过改变反射器层809的厚度和组合物来显著增加或减少经由反射器层809反射或透射的光量。从干涉式调制器反射的光的所得颜色是基于光干涉原理，所述光干涉原理受光学谐振腔821的尺寸(例如厚度)以及吸收器层803的材料性质影响。改变反射器809的厚度将会影响所反射颜色的强度，且因此影响穿过反射器809的透射强度。
在IMOD的一些实施例中，光学谐振腔821由固体层(例如，光学透明电介质层(例如，SiON))或多个层界定。在其它IMOD中，光学谐振腔821由气隙或光学透明层805和气隙807的组合来界定。光学谐振腔821的厚度可经调谐以使来自IMOD的一个或一个以上特定颜色的反射最大化或最小化。在一些实施例中，光学谐振腔821的厚度范围可为约
Figure BDA0000146302030000145
到约
Figure BDA0000146302030000146
或更大。光学谐振腔821的物理厚度可取决于形成其的材料。举例来说，对于等效光学厚度来说，空气腔可在物理上比由SiON形成的腔厚，这是因为SiON的折射率比空气高。在一些实施例中，可基于腔821的光学厚度来选择光学谐振腔821的经配置厚度。如本文中所使用，“光学厚度”指代依据来自IMOD 811的峰反射的波长而测得的腔821的等效光程长度。换句话说，可有用地将腔821的设计指定为光学厚度(例如，波长的数目)，因为实际物理间距可能会依据IMOD 811的设计和所选材料两者而显著变化。在一些实施例中，光学谐振腔821的光学厚度范围可为IMOD 811的反射峰波长的约四分之一到约十倍。因此，可通过配置光学谐振腔821以具有某一厚度来选择由IMOD反射的颜色(一种或多种)。
图8B是说明当反射器处于开启(或未激活状态)时，针对从如图8A中所示而配置的干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线901的图。干涉式调制器包含约
Figure BDA0000146302030000147
厚的吸收器层、约
Figure BDA0000146302030000148
厚的光学谐振腔以及约
Figure BDA0000146302030000149
厚的反射器层。如图8B中所示，针对此特定干涉式调制器的反射峰在约540nm的波长下为约90％。因此，当反射器处于开启状态时，干涉式调制器经调谐以从所述调制器的衬底侧反射绿光。如上所述，干涉式调制器在被激活时呈现暗色。可通过调整吸收器层、光学谐振腔和/或反射器层来改变从干涉式调制器的衬底侧反射的光的反射峰和波长。举例来说，干涉式调制器可经配置以当反射器处于开启位置时反射其它颜色。
图9A是说明干涉式显示器800的一部分的另一实施例的横截面图。图9A包含干涉式反射器813而不是图8A中所示的反射器809。干涉式反射器813可经调谐以引起谱宽度、位置或振幅不相同的透射峰，这会导致在朝向观察器反射的光的谱中产生对应的谷。因此，本文中使用的术语“干涉式反射器”指代独立地选择性透射和反射某些波长的光且可在干涉式显示器内使用以作为整体来从所述显示器选择性反射和透射某些波长的光的元件。在一些实施例中，干涉式反射器813可类似于可展现对应于标准具的谐振的透射峰的法布里-珀罗标准具或标准具反射器。
干涉式反射器813包含顶部反射层815、底部反射层819以及安置在顶部反射层与底部反射层之间的光学谐振层817。可通过改变光学谐振层的厚度或折射率和/或通过改变顶部反射层815和底部反射层819的反射率来选择(或“调谐”)由干涉式反射器813引起的透射峰。顶部反射层815和底部反射层819的反射率可受所述层的厚度影响和/或受经选择以形成所述层的材料影响。
顶部反射层815和底部反射层819两者均可包括金属，且均可配置为部分透射的。反射层815、819可包括(例如)铝(Al)、银(Ag)、钼(Mo)、金(Au)和/或铬(Cr)以及合金(例如，MoCr)。反射层815、819可由相同的材料形成，或者它们可由不同的材料形成。举例来说，顶部反射层815可包括铝且底部反射层可包括铝。
顶部反射层815和底部反射层819的厚度可依据所要的反射率和透射特性发生变化。在一些实施例中，顶部反射层815的厚度小于底部反射层819的厚度。在其它实施例中，顶部反射层815的厚度与底部反射层819的厚度约相同。顶部反射层815和底部反射层819的厚度范围可为约
Figure BDA0000146302030000151
到约
Figure BDA0000146302030000152
举例来说，顶部反射层可为约且底部反射层可为约
Figure BDA0000146302030000154
光学谐振层817由一个或一个以上光学谐振材料形成。合适光学谐振材料的实例包含空气和光学透明电介质(例如SiON)。光学谐振层817可由单层或多层形成。在一个实施例中，光学谐振层817包括单层SiON。在另一实施例中，光学谐振层817包括空气。在另一实施例中，光学谐振层817包括一个或一个以上空气和透明电介质层。
在其中光学谐振层817包括空气层的实施例中，顶部反射层815和底部反射层819可相互保持固定的距离，或者它们可相互移动。举例来说，干涉式反射器813可包含由空气形成的光学谐振层817，且底部反射层819可相对于顶部反射层815移动，从而当底部反射器移动时改变光学谐振层的厚度。如下文所更详细论述，由顶部反射层815与底部反射层819之间的距离界定的光学谐振层817的厚度可经调谐以调整透射峰的位置或透射峰的阶数。因此，干涉式反射器813可经配置以当顶部反射层815与底部反射层819之间的距离改变时引起随着时间推移而改变的一个或一个以上透射峰。
图9B是说明当干涉式反射器处于开启状态时，针对从包括干涉式反射器的干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线903的图。在此实例中，干涉式反射器包含厚度为约
Figure BDA0000146302030000161
的由铝形成的第一反射层、厚度为约的由SiON形成的光学谐振层以及厚度为约
Figure BDA0000146302030000163
的由铝形成的第二反射层。
如图9B中所说明，光反射率曲线903包含在约520nm的波长下由于由干涉式反射器引起的透射峰所致的谷907。与来自使用在反射器内不具有光学谐振层且因此不会引起反射率谷的反射器的干涉式调制器的光相比时，此反射率谷907会改变所反射光903的外观。图9B中反射的光在观察器看来不同于图9A中反射的光，这是因为由干涉式反射器产生的透射峰使较宽范围的波长上的反射率曲线“变平”。
图9C是说明当干涉式反射器处于开启状态时，针对从包括干涉式反射器的干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线905的图。在此实例中，干涉式反射器包含厚度为约的由铝形成的第一反射层、厚度为约
Figure BDA0000146302030000165
的由SiON形成的光学谐振层以及厚度为约
Figure BDA0000146302030000166
的由铝形成的第二反射层。光反射率曲线905包含在约575nm的波长下由于由干涉式反射器引起的透射峰所致的谷907。由于干涉式调制器的配置差异，图9B中的模拟反射率谷907处于与图9C中的测得反射率谷不同的波长下。
图9D说明针对穿过某一配置的干涉式反射器的光的光透射率曲线1003。在此实例中，干涉式反射器具有厚度为约
Figure BDA0000146302030000167
的由铝形成的第一反射层、厚度为约
Figure BDA0000146302030000168
的由SiON形成的光学谐振层以及厚度为约的由铝形成的第二反射层。干涉式反射器可经配置以依据光学谐振层的厚度而引起多个阶的透射峰909。带有较厚光学谐振层的干涉式反射器与带有较薄光学谐振层的干涉式反射器相比将会引起更多阶的透射峰909。如下所述，除了调谐峰909的阶外，也可改变光学谐振层的厚度以调谐峰的对应波长。
图10A是说明针对从包含干涉式反射器的干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线1001的图。图10A还说明针对传播穿过干涉式调制器和干涉式反射器两者的光的光透射率曲线1003。在此实例中，与图10A相关联的干涉式调制器包含约
Figure BDA00001463020300001610
厚的吸收器层以及约
Figure BDA00001463020300001611
厚的光学谐振腔。干涉式反射器包含厚度为约
Figure BDA00001463020300001612
的由铝形成的第一反射层、厚度为约
Figure BDA00001463020300001613
的由SiON形成的光学谐振层以及厚度为约
Figure BDA00001463020300001614
的由铝形成的第二反射层。光反射率曲线1001包含在约520nm的波长处的谷907。光透射率曲线1003包含在约520nm的波长处的峰909。透射率峰909导致穿过干涉式反射器入射到干涉式调制器上的光的约1％的透射率。此光由于不反射回观察器而会丢失，但所述光损失并不会显著减少装置的整体反射率。
由于穿过干涉式反射器的光的透射率会减少来自干涉式调制器的整体反射率，因此透射率峰909和反射率谷907一般来说沿同一波长对准。然而，透射率峰909的位置不受反射率1001谱的位置影响。换句话说，可通过改变干涉式调制器中光学谐振腔的厚度来调整反射率曲线1001，但透射率峰907(其因干涉式反射器的配置而产生)将留在相同位置。图10B说明针对从干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线1005，所述干涉式调制器与用以产生图10A的干涉式调制器相同(除光学谐振腔在图10B中减少以外)。图10B还说明针对传播穿过干涉式反射器的光的光透射率曲线1003。如上所述，可通过改变光学谐振腔的厚度来调整或调谐来自干涉式调制器的光的反射率。如图10B中所见，减少光学谐振腔层的厚度会从图10A所示的反射率改变反射率曲线1005。然而，干涉式反射器会引起与图10A中所示的峰大体上相同的峰909，且图10B中的透射率曲线1003与图10A中的透射率曲线大体上相同。因此，当光学谐振腔变化时，透射率峰909和对应的反射率谷907的位置未被改变。
图10C说明针对从特定干涉式调制器(例如类似用以产生图10A的干涉式调制器的干涉式调制器)的衬底侧在约30°的视角下反射的光的光反射率曲线1015。图10C还说明针对穿过干涉式反射器的光的光透射率曲线1013。如图10C中所示，当以不同的入射角观察干涉式调制器时，透射率峰909和对应的反射率谷907与整体反射率谱一起移位。
图11A是说明针对从包含干涉式反射器的干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线1101的图。图11A还显示针对穿过干涉式反射器的光的光透射率曲线1103。用以产生图11A的干涉式调制器包含约
Figure BDA0000146302030000171
厚的吸收器层以及约
Figure BDA0000146302030000172
厚的光学谐振腔。干涉式反射器包含厚度为约
Figure BDA0000146302030000173
的由铝形成的第一反射层、厚度为约
Figure BDA0000146302030000174
的由SiON形成的光学谐振层以及厚度为约
Figure BDA0000146302030000175
的由铝形成的第二反射层。光反射率曲线1101包含谷907且光透射率曲线1103包含峰909。
比较图10A和11A说明第一反射层的厚度对谷907的振幅的影响。图11A中的谷907的振幅比图10A中的谷907的振幅要大，这是因为在用以产生图10A的干涉式反射器中第一反射层更厚。第一反射层的厚度会影响从干涉式调制器的整体反射率，使得较厚的第一反射层会导致更多的光从干涉式调制器反射且较薄的第一反射层会导致更少的光从干涉式调制器反射。
类似地，第二反射层的厚度影响穿过干涉式调制器和干涉式反射器的整体透射率。图11B是说明针对从包含干涉式反射器的特定干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线1105的图。图11B还说明针对穿过干涉式反射器的光的光透射率曲线1107。与图11B相关联的干涉式调制器包含约
Figure BDA0000146302030000181
厚的吸收器层以及约
Figure BDA0000146302030000182
厚的光学谐振腔。干涉式反射器包含厚度为约的由铝形成的第一反射层、厚度为约
Figure BDA0000146302030000184
的由SiON形成的光学谐振层以及厚度为约
Figure BDA0000146302030000185
的由铝形成的第二反射层。光反射率曲线1105在所反射光谱中包含谷907且光透射率曲线1107包含峰909。
比较图10A和11B说明第二反射层的厚度对峰909的振幅的影响。图11B中的峰909的振幅比图10A中的峰909的振幅要大，这是因为在用以产生图10A的干涉式反射器中第二反射层更厚。第二反射层的厚度会影响从干涉式调制器的整体透射率，其中较厚第二反射层会导致更少的光被透射且较薄第二反射层会导致更多的光被透射。因此，干涉式反射器中反射层的厚度可经调整以调谐从干涉式调制器的整体反射率以及穿过干涉式反射器的透射率。
图12A是说明针对从包含干涉式反射器的干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线1203的图。图12A还说明针对穿过干涉式反射器的光的光透射率曲线1205。在此实例中，用以产生图12A的干涉式调制器包含约
Figure BDA0000146302030000186
厚的吸收器层以及约
Figure BDA0000146302030000187
厚的光学谐振腔。干涉式反射器包含厚度为约
Figure BDA0000146302030000188
的由铝形成的第一反射层、厚度为约
Figure BDA0000146302030000189
的由SiON形成的光学谐振层以及厚度为约
Figure BDA00001463020300001810
的由铝形成的第二反射层。光反射率曲线1203在反射率中包含谷907且光透射率曲线1205包含峰909。在此实例中，谷907和峰909沿约520nm的波长大体上对准，且峰909的整体振幅为约0.4％。
图12B是说明针对从包含干涉式反射器的干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线1207的图。图12B还说明针对穿过干涉式反射器的光的光透射率曲线1209。在此实例中，干涉式调制器包含约
Figure BDA00001463020300001811
厚的吸收器层以及约厚的光学谐振腔。干涉式反射器包含厚度为约
Figure BDA00001463020300001813
的由铝形成的第一反射层、厚度为约
Figure BDA00001463020300001814
的由SiON形成的光学谐振层以及厚度为约
Figure BDA00001463020300001815
的由铝形成的第二反射层。光透射率曲线1209包含沿约390nm的波长对准的峰909。峰909还在光反射率曲线1207中在约390nm的波长处引起谷。然而，反射率1207中的谷由于约390nm的波长处的反射率在5％以下而并不显著。
比较图12A和12B说明光学谐振层的厚度对峰909的位置的影响。如上所述，可通过调整干涉式反射器中光学谐振层的厚度来调谐峰的位置和/或峰的阶。因此，光学谐振层的厚度可经选择以便增加包括若干单独干涉式调制器的干涉式显示器的整体色域。
图13A是说明针对从包含处于开启(或松弛)位置的干涉式反射器的干涉式调制器的一个实施例的衬底侧反射的光的光反射率曲线1301的图。图13A还说明针对穿过干涉式反射器的光的光透射率曲线1303。干涉式调制器包含约
Figure BDA0000146302030000191
厚的MoCr吸收器层以及约
Figure BDA0000146302030000192
厚的光学谐振腔。干涉式反射器包含厚度为约的铝第一反射表面、厚度为约
Figure BDA0000146302030000194
的SiON光学谐振层以及厚度为约
Figure BDA0000146302030000195
的由铝形成的第二反射表面。光透射率曲线1303包含沿约520nm的波长对准且在约同一波长下在光反射率曲线1301中引起谷907的峰909。
除了增加从干涉式显示器反射的颜色的色域外，干涉式反射器还可用以改变从个别干涉式调制器反射的颜色。如下文表1中所示，由于干涉式反射器引起足以改变所反射颜色的反射率谷907，因此当干涉式反射器处于松弛位置时，用以产生图13A的干涉式调制器呈现白色。也就是说，将干涉式调制器中使用的干涉式反射器替换为标准反射器将导致不同的颜色被反射而不是白色，这是因为标准反射器不会选择性地反射和透射某些波长。
  x色点   y色点
  白色   0.3127   0.3291
  干涉式反射器处于开启位置的干涉式调制器   0.2973   0.3327
表1
图13B是说明针对在干涉式反射器处于激活位置的情况下从用以产生图13A的干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线1305的图。激活干涉式反射器或朝向吸收器层移动所述干涉式反射器会降低从干涉式调制器的整体反射率1305。由于存在极少的可见光1305被反射，因此干涉式调制器呈现暗色。比较图13A和13B，与图13B相比，图13A中反射更多的光，这导致在激活位置的干涉式反射器与开启(或松弛位置)的干涉式反射器之间的良好的对比率。反射率曲线1305包含与透射峰909大体对准的谷907，所述透射峰909引起所述谷907。下文的表2显示针对从图13B中的干涉式调制器反射的颜色的色点。
  x色点   y色点
  干涉式反射器处于激活位置的干涉式调制器   0.1881   0.1810
表2
如上所述，光透射率曲线1303并不受激活反射器且改变光学谐振腔的厚度影响，但反射率曲线1305受调谐干涉式反射器、吸收器和/或光学谐振腔影响。图14A是说明针对从包含处于开启(或松弛位置)的干涉式反射器的干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线1401的图。图14A还说明针对穿过干涉式反射器的光的光透射率曲线1403。干涉式调制器包含约
Figure BDA0000146302030000201
厚的PbSe吸收器层以及约
Figure BDA0000146302030000202
厚的光学谐振腔层。干涉式反射器与用以产生图13A的干涉式反射器相同。透射率曲线1403包含沿约520nm的波长对准且在约同一波长处在反射率曲线1401中引起谷907的峰909。
比较图13A与图14A说明改变吸收器层的材料不会影响穿过干涉式反射器的光的透射率。然而，改变吸收器的材料确实影响从干涉式调制器的光的反射率。因此，吸收器、光学谐振腔和干涉式反射器可全部经调谐以改变从干涉式调制器反射的整体颜色。下文的表3显示针对当干涉式调制器处于开启位置时，从用以产生图14A的干涉式调制器反射的颜色的色点。从图14A中的干涉式调制器反射的颜色与从图13A中的干涉式调制器反射的颜色相比更接近白色。
  x色点   y色点
  白色   0.3127   0.3291
  干涉式反射器处于开启位置的干涉式调制器   0.3110   0.3234
表3
图14B是说明针对在干涉式反射器处于激活位置的情况下从用以产生图14A的干涉式调制器的衬底侧反射的光的光反射率曲线1405的图。激活干涉式反射器会降低从干涉式调制器的整体反射率1405，且由于激活位置与松弛位置之间反射的光中的对比而使得干涉式调制器呈现暗色。下文的表4显示针对从图14B中的干涉式调制器反射的颜色的色点。
  x色点   y色点
  干涉式反射器处于激活位置的干涉式调制器   0.2011   0.1222
表4
以上描述内容详述了本发明的某些实施例。然而，将了解，不管以上内容在文中呈现为如何详细，仍可以许多方式来实践本发明。同样如上所述，应注意，描述本发明的某些特征或方面时特定术语的使用不应认为暗示所述术语在本文中经重新定义而限于包含本发明的所述特征或方面的与所述术语相关联的任何特定特性。因此，应根据所附权利要求书及其任何等效物来解释本发明的范围。

Claims (47)

1.一种干涉式调制器，其包括干涉式反射器。
2.根据权利要求1所述的干涉式调制器，其中所述干涉式反射器是可移动的。
3.根据权利要求1所述的干涉式调制器，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
光学谐振层，其由所述第一反射表面和所述第二反射表面界定。
4.根据权利要求3所述的干涉式调制器，其中所述第一反射表面是部分反射的。
5.根据权利要求3所述的干涉式调制器，其中所述第二反射表面是部分反射的。
6.根据权利要求3所述的干涉式调制器，其中所述第一反射表面和所述第二反射表面是相对于彼此固定的。
7.根据权利要求3所述的干涉式调制器，其中所述第一反射表面是可移动的。
8.根据权利要求3所述的干涉式调制器，其中所述第二反射表面是可移动的。
9.根据权利要求3所述的干涉式调制器，其中所述第一反射表面包括选自由铝、金、银、钼、铬、铜、镍及其组合组成的群组中的材料。
10.根据权利要求3所述的干涉式调制器，其中所述第二反射表面包括选自由铝、金、银、钼、铬、铜、镍及其组合组成的群组中的材料。
11.根据权利要求3所述的干涉式调制器，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与所述第二反射表面的所述厚度约相同。
12.根据权利要求3所述的干涉式调制器，其中所述光学谐振层包括空气。
13.根据权利要求3所述的干涉式调制器，其中所述光学谐振层包括大体透明的电介质。
14.根据权利要求13所述的干涉式调制器，其中所述光学谐振层包括氧氮化硅SiON。
15.根据权利要求1所述的干涉式调制器，其中所述干涉式反射器经配置以在透射峰波
长处透射某一光谱，使得所述干涉式调制器在所述透射峰波长处具有减少的光反射率。
16.根据权利要求15所述的干涉式调制器，其中所述透射峰波长在约380nm与约750nm之间。
17.根据权利要求15所述的干涉式调制器，其中由所述干涉式反射器透射的光量小于所述干涉式调制器的反射率的约5％。
18.根据权利要求1所述的干涉式调制器，其进一步包括吸收器层以及界定在所述吸收器层与所述干涉式反射器之间的光学谐振腔。
19.根据权利要求18所述的干涉式调制器，其中所述干涉式反射器经配置以沿大体垂直于所述吸收器层的方向移动。
20.根据权利要求19所述的干涉式调制器，其中所述干涉式反射器经配置以在至少两个位置之间移动。
21.根据权利要求18所述的干涉式调制器，其中所述光学谐振腔包括空气。
22.根据权利要求18所述的干涉式调制器，其中所述光学谐振腔包括大体透明的电介质。
23.根据权利要求22所述的干涉式调制器，其中所述光学谐振腔包括氧氮化硅。
24.根据权利要求18所述的干涉式调制器，其中所述吸收器层包括选自由钼、钛、钨、铬、钼铬、硒化铅及其组合组成的群组中的材料。
25.根据权利要求18所述的干涉式调制器，其进一步包括衬底层，所述衬底层经安置以使得所述吸收器层在所述衬底层与所述干涉式反射器之间。
26.根据权利要求25所述的干涉式调制器，其中所述衬底层包括玻璃。
27.一种干涉式调制器装置，其包括：
吸收器层；以及
干涉式反射器，其经配置以沿大体垂直于所述吸收器层的方向移动穿过至少部分位于所述吸收器层与所述干涉式反射器元件之间的可变气隙，所述干涉式反射器包括
第一反射层，
第二反射层，以及
光学谐振层，其安置在所述第一反射层与所述第二反射层之间，
其中所述干涉式反射器经配置以在透射峰波长处透射某一光谱，使得所述干涉式调制器在所述透射峰波长处具有减少的光反射率。
28.根据权利要求27所述的干涉式调制器装置，其进一步包括光学谐振腔，所述光学谐振腔安置在所述吸收器层与所述干涉式反射器之间。
29.根据权利要求28所述的干涉式调制器装置，其中所述光学谐振腔包括大体透明的电介质。
30.根据权利要求27所述的干涉式调制器装置，其中所述干涉式反射器经调谐以在光的可见范围内在透射峰波长处透射某一光谱。
31.根据权利要求27所述的干涉式调制器装置，其中所述干涉式反射器经调谐以在约380nm与约750nm之间的一个以上透射峰波长处透射一个以上光谱。
32.根据权利要求27所述的干涉式调制器装置，其中所述吸收器层包括选自由钼、钛、钨、铬、钼铬、硒化铅及其组合组成的群组中的材料。
33.根据权利要求27所述的干涉式调制器装置，其中所述第一反射层包括选自由铝、金、银、钼、铬、铜、镍及其组合组成的群组中的材料。
34.根据权利要求33所述的干涉式调制器装置，其中所述第一反射层以及所述第二反射层包括相同的材料。
35.根据权利要求27所述的干涉式调制器装置，其中所述第一反射层的厚度在约1nm与约50nm之间。
36.根据权利要求27所述的干涉式调制器装置，其中所述第二反射层的厚度在约5nm与约200nm之间。
37.根据权利要求27所述的干涉式调制器装置，其中所述光学谐振层的厚度在约200nm与约3000nm之间。
38.根据权利要求27所述的干涉式调制器装置，其进一步包括：
显示器；
处理器，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及
存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。
39.根据权利要求38所述的干涉式调制器装置，其进一步包括驱动器电路，所述驱动器电路经配置以向所述显示器发送至少一个信号。
40.根据权利要求39所述的干涉式调制器装置，其进一步包括控制器，所述控制器经配置以向所述驱动器电路发送所述图像数据的至少一部分。
41.根据权利要求38所述的干涉式调制器装置，其进一步包括图像源模块，所述图像源模块经配置以向所述处理器发送所述图像数据。
42.根据权利要求41所述的干涉式调制器装置，其中所述图像源模块包括接收器、收发器和发射器中的至少一者。
43.根据权利要求38所述的干涉式调制器装置，其进一步包括输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据且向所述处理器传送所述输入数据。
44.一种干涉式调制器装置，其包括：
吸收器装置；以及
干涉式反射器装置，其经配置以在透射峰波长处透射某一光谱，使得所述干涉式调制器在所述透射峰波长处具有减少的光反射率。
45.根据权利要求44所述的干涉式调制器装置，其中所述吸收器装置包括吸收器层。
46.根据权利要求44所述的干涉式调制器装置，其中所述干涉式反射器装置包括：
第一反射表面；
第二反射表面；以及
光学谐振层，其界定在所述第一反射表面与所述第二反射表面之间。
47.一种制造干涉式调制器装置的方法，其包括：
提供吸收器层；
提供干涉式反射器；以及
相对于所述吸收器层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与所述吸收器层的至少一部分之间产生光学谐振腔。
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