用于显示器的白点调谐的制作方法

用于显示器的白点调谐的制作方法
【专利摘要】本发明提供用于调谐显示装置的白点的系统、方法和设备，包括编码于计算机存储媒体上的计算机程序。在一个方面中，显示装置包括经配置以输出光的一组显示元件，和经配置以驱动所述显示元件的电子装置。每一显示元件可具有开启状态，在所述开启状态下，反射表面可定位于距部分反射表面一距离处，使得所述显示元件可反射入射光。每一距离可取决于偏置电压。所述显示元件的所述偏置电压中的至少一者在所述开启状态下可为非零的，且所述偏置电压中的一者或一者以上可为可调整的，以控制所述显示装置的白点。所述电子装置可电连接到所述显示元件以提供所述至少一个非零偏置电压。
【专利说明】用于显示器的白点调谐
【技术领域】
[0001]本发明涉及机电系统和具有这些系统的显示器的白点调谐。
【背景技术】
[0002]机电系统包括具有电和机械组件、激活器、传感器、传感器、光学组件(例如，镜面)和电子装置的装置。可按包括(但不限于)微尺度和纳尺度的多种尺度来制造机电系统。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包括大小范围为约一微米到数百微米或更大的结构。纳机电系统(NEMS)装置可包括大小小于一微米(包括大小(例如)小于数百纳米)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻和/或其它微机械加工工艺来产生机电组件，所述微机械加工工艺蚀刻掉衬底和/或所沉积材料层的部分或添加层以形成电和机电装置。
[0003]一种类型的机电系统装置被称作干涉调制器(IMOD)。如本文中所使用，术语“干涉调制器”或“干涉光调制器”指使用光学干涉原理来选择性地吸收和/或反射光的装置。在一些实施方案中，干涉调制器可包括一对导电板，所述对导电板中的一者或两者可为整体或部分透明和/或反射的，且能够在被施加适当电信号时相对运动。在一实施方案中，一板可包括沉积于衬底上的固定层，且另一板可包括以气隙与所述固定层分离的反射隔膜。相对于另一板的一板的位置可改变入射于干涉调制器上的光的光学干涉。干涉调制器装置具有广泛范围的应用，且预期用于提升现有产品和产生新产品(尤其具有显示能力的产品)。

【发明内容】

[0004]本发明的系统、方法和装置各自具有若干发明方面，所述方面中的任何单一方面皆不单独负责本文中所揭示的所要属性。
[0005]本发明中所描述的标的物的一个发明方面可实施于一种显示装置中。所述显示装置可包括:第一显示元件，其经配置以输出光；第二显示元件，其经配置以输出光；以及第三显示元件，其经配置以输出光。所述显示装置可进一步包括经配置以驱动所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件的电子装置。所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件中的每一者可具有开启状态，在所述开启状态下，反射表面可定位于距部分反射表面的一距离处，使得所述显示元件可反射入射光。每一距离可取决于偏置电压。所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件的所述偏置电压中的至少一者在所述开启状态下可为非零的，且为可调整的，以控制所述显示装置的白点。所述电子装置可电连接到所述显示元件以提供所述至少一个非零偏置电压。在一些实施方案中，所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件的所述偏置电压中的至少两者在所述开启状态下为非零的。所述至少两个偏置电压中的一者、一些或全部可为可调整的，以控制所述显示装置的所述白点。在一些其它实施方案中，所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件的所述偏置电压在所述开启状态下为非零的。所述三个偏置电压中的一者、一些或全部可为可调整的，以控制所述显示装置的所述白点。在一些实施方案中，所述显示装置可包括额外显示元件，所述额外显示元件具有可为可调整的偏置电压，以控制所述显示装置的所述白点。
[0006]在一些实施方案中，所述显示元件可包括干涉调制器。所述电子装置可经配置以存取数据库以建立所述偏置电压，所述数据库存储使所述白点与所述偏置电压相关的信息。在一些其它实施方案中，所述电子装置经配置以使用一公式以建立所述偏置电压，所述公式使所述白点与所述偏置电压相关。一些实施方案可进一步包括用户接口，所述用户接口与所述电子装置通信。所述电子装置可经配置以通过基于来自所述用户接口的输入调整所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件的所述偏置电压来调整所述白点。所述电子装置可使用所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件的所述偏置电压之间的固定关系来调整所述白点。
[0007]在一些实施方案中，可通过调整所述显示元件的所述反射表面与所述部分反射表面之间的所述距离而调谐由所述反射表面和所述部分反射表面界定的光学谐振腔的至少一个谐振波长,来调整所述白点。在一些实施方案中，所述第一显示元件可包括红色显示元件，所述第二显示元件可包括绿色显示元件，且所述第三显示元件可包括蓝色显示元件。所述红色显示元件可经配置以在所述红色显示元件处于所述开启状态时输出红光。所述绿色显示元件可经配置以在所述绿色显示元件处于所述开启状态时输出绿光。所述蓝色显示元件可包括蓝色显示元件，其经配置以在所述蓝色显示元件处于所述开启状态时输出蓝光。在一些实施方案中，所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件可各自包括白色显示元件，所述白色显示元件经配置以在所述显示元件处于所述开启状态时输出白光。
[0008]在一些实施方案中，所述显示装置可进一步包括处理器，其经配置以与至少一个显示元件通信。所述处理器可经配置以处理图像数据。所述显示装置可进一步包括存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。所述显示装置可进一步包括驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到至少一个显示元件。所述显示装置可进一步包括控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。所述显示装置可进一步包括图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。所述图像源模块可包括接收器、收发器和发射器中的至少一者。所述显示装置可进一步包括输入装置，其经配置以接收输入数据并将所述输入数据传达到所述处理器。
[0009]本发明中所描述的另一发明方面可实施于一种显示装置中，所述显示装置包括用于输出光的第一装置、用于输出光的第二装置、用于输出光的第三装置，和用于驱动所述第一光输出装置、所述第二光输出装置和所述第三光输出装置的装置。所述第一光输出装置、所述第二光输出装置和所述第三光输出装置中的每一者可具有开启状态，在所述开启状态下，用于反射光的装置定位于距用于部分反射光的装置的一距离处，使得所述光输出装置可反射入射光。每一距离可取决于偏置电压。所述第一光输出装置、所述第二光输出装置和所述第三光输出装置的所述偏置电压中的至少一者在所述开启状态下可为非零的。所述至少一个偏置电压还可为可调整的，以控制所述显示装置的白点。所述驱动装置可电连接到所述第一光输出装置、所述第二光输出装置和所述第三光输出装置以提供所述至少一个非零偏置电压。在一些实施方案中，所述第一光输出装置、所述第二光输出装置和所述第三光输出装置的所述偏置电压中的至少两者在所述开启状态下为非零的。所述至少两个偏置电压中的一者、一些或全部可为可调整的，以控制所述显示装置的所述白点。在一些其它实施方案中，所述第一光输出装置、所述第二光输出装置和所述第三光输出装置的所述偏置电压在所述开启状态下为非零的。所述三个偏置电压中的一者、一些或全部可为可调整的，以控制所述显示装置的所述白点。
[0010]在所述显示装置的一些实施方案中，所述第一光输出装置、所述第二光输出装置和所述第三光输出装置可分别包括第一干涉调制器、第二干涉调制器和第三干涉调制器。所述驱动装置可包括电子装置，所述光反射装置包括反射表面，或所述部分光反射装置包括部分反射表面。所述第一光输出装置可包括红色干涉调制器，所述第二光输出装置可包括绿色干涉调制器，且所述第三光输出装置可包括蓝色干涉调制器。所述红色干涉调制器可经配置以输出红光。所述绿色干涉调制器可经配置以输出绿光。所述蓝色干涉调制器可经配置以输出蓝光。在一些实施方案中，所述第一光输出装置、所述第二光输出装置和所述第三光输出装置包括白色干涉调制器。
[0011 ] 所述驱动装置可经配置以基于所述白点与所述偏置电压之间的相关来建立所述偏置电压。在一些实施方案中，所述驱动装置可经配置以存取数据库，从而基于所述白点与所述偏置电压之间的相关来建立所述偏置电压。在一些其它实施方案中，所述驱动装置可经配置以存取公式，从而基于所述白点与所述偏置电压之间的相关来建立所述偏置电压。所述驱动装置可包括处理器，其与计算机可读存储媒体通信。所述显示装置可进一步包括用于接收白点的选择的装置。所述接收装置可包括用户接口。
[0012]本发明中所描述的另一发明方面可实施于一种用于设定显示装置的白点的方法中。所述方法可包括选择所述显示装置的白点。所述显示装置可包括第一显示元件、第二显示元件和第三显示元件。每一显示元件可具有开启状态，在所述开启状态下，反射表面可定位于距部分反射表面的一距离处，使得所述显示元件可反射入射光。每一距离可取决于偏置电压。所述偏置电压中的至少一者在所述开启状态下可为非零的。所述至少一个偏置电压还可为可调整的，以控制所述显示装置的白点。所述方法可进一步包括使用电连接到所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件的电子装置来设定所述至少一个非零偏置电压。
[0013]所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件可分别包括红色干涉调制器、绿色干涉调制器和蓝色干涉调制器。在所述方法的一些实施方案中，使用电子装置可包括:存取数据库，所述数据库存储使白点与所述偏置电压相关的信息；以及使用所述数据库来确定所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件的所述相应偏置电压。在一些其它实施方案中，使用电子装置可包括:存取公式，所述公式使白点与偏置电压相关；以及使用所述公式来确定所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件的所述相应偏置电压。所述方法可进一步包括将图像保持于静态，同时选择所述白点。
[0014]本发明中所描述的另一发明方面可实施于一种非暂时性有形计算机存储媒体中。所述媒体上可存储有指令，所述指令在由计算系统执行时可使所述计算机系统执行操作。所述操作可包括接收显示装置的白点的选择，存取使白点与所述显示装置的第一显示元件、第二显示元件和第三显示元件的偏置电压相关的信息，和使用所述信息来确定所述所选择白点的所述相应偏置电压。接收所述白点的所述选择可包括经由用户接口接收所述方向。在一些实施方案中，存取信息可包括存取数据库，所述数据库存储使白点与偏置电压相关的信息。在一些其它实施方案中，存取信息可包括存取公式，所述公式使白点与偏置电压相关。所述公式可包括所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件的所述偏置电压之间的固定关系。
[0015]本说明书中所描述的标的物的一个或一个以上实施方案的细节在附图和以下描述中予以阐述。其它特征、方面和优点从所述描述、图式和权利要求书将变得显而易见。应注意，以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1展示描绘干涉调制器(IMOD)显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图的实例。
[0017]图2展示说明并入有3X3干涉调制器显示器的电子装置的系统方框图的实例。
[0018]图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置对所施加电压的图的实例。
[0019]图4展示说明当被施加各种共同和分段电压时干涉调制器的各种状态的表的实例。
[0020]图5A展示说明图2的3X3干涉调制器显示器中的显示数据的帧的图的实例。
[0021]图5B展示可用以写入图5A中所说明的显示数据的帧的共同和分段信号的时序图的实例。
[0022]图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分横截面的实例。
[0023]图6B到图6E展示干涉调制器的不同实施方案的横截面的实例。
[0024]图7展示说明干涉调制器的制造程序的流程图的实例。
[0025]图8A到图SE展示制造干涉调制器的方法中的各种阶段的横截面示意性说明的实例。
[0026]图9A展示具有O伏特的所施加电压(所施加静电力)的红色干涉调制器的横截面示意性说明的实例。
[0027]图9B和图9C分别展示具有VKd,和的偏置电压的红色干涉调制器的横截面示意性说明的实例。
[0028]图9D展示具有O伏特的所施加电压(所施加静电力)的绿色干涉调制器的横截面示意性说明的实例。
[0029]图9E和图9F分别展示具有,和的偏置电压的绿色干涉调制器的横截面示意性说明的实例。
[0030]图9G展示具有O伏特的所施加电压(所施加静电力)的蓝色干涉调制器的横截面说明的实例。
[0031]图9H和图91分别展示具有Vbtol和的偏置电压的蓝色干涉调制器的横截面示意性说明的实例。
[0032]图10展示在不同电压用于干涉调制器的开启状态中时由干涉调制器显示器输出的颜色的实例表征。
[0033]图11展示图10中所描绘的白点的放大视图。
[0034]图12展示用于设定显示装置的白点的实例方法。
[0035]图13展示用于设定显示装置的白点的另一实例方法。
[0036]图14A和图14B展示说明包括多个干涉调制器的显示装置的系统方框图的实例。【具体实施方式】
[0037]各图中类似参考数字和符号指示类似组件。
[0038]以下实施方式是针对实现描述发明方面的目的的某些实施方案。然而，可按照众多不同方式来应用本文中的教示。可在经配置以显示图像(无论是运动图像(例如，视频)还是静止图像(例如，静态图像)，且无论是文字图像、图形图像还是图片图像)的任一装置中实施所述所描述的实施方案。更特定来说，预期所述实施方案可实施于例如(但不限于)以下各者的多种电子装置中或与所述电子装置相关联:移动电话、具备多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能电话、蓝牙装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、迷你笔记型计算机、笔记本计算机、智能本计算机(smartbook)、平板计算机、打印机、复印机、扫描仪、传真装置、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄录像机、游戏主机、腕表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(例如，电子阅读器)、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、驾驶舱控制器和/或显示器、摄影机视野显示器(例如，载具中的后视摄影机的显示器)、电子照片、电子广告牌或标牌、投影仪、建筑结构、微波装置、冰箱、立体声系统、卡式录像机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、无线电、便携式存储器芯片、洗衣机、干衣机、洗衣机/干衣机、停车计时表、封装(例如，机电系统(EMS)、MEMS和非MEMS)、美学结构(例如，关于一件珠宝的图像的显示)和多种机电系统装置。本文中的教示还可用于非显示应用中，例如(但不限于)电子开关装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、运动传感装置、磁力计、用于消费型电子装置的惯性组件、消费型电子产品的零件、可变电抗器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造程序、电子测试设备。因此，所述教示并不意欲限于仅在各图中描绘的实施方案，而是，具有如所属领域的技术人员将容易清楚的广泛适用性。
[0039]可使用例如空间光调制组件(例如，干涉调制器)的一组显示元件的一个或一个以上实施方案来制造显示装置。举例来说，所述显示装置可包括第一干涉调制器、第二干涉调制器和第三干涉调制器，每一调制器经配置以输出具有不同颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的光。每一显示元件可具有开启状态，在所述开启状态下，反射表面定位于距部分反射表面的一距离处，使得所述显示元件可反射具有谐振波长的入射光。每一距离可至少部分地取决于偏置电压。在一些实施方案中，所述显示元件的偏置电压在开启状态下为非零的。
[0040]所述显示装置可包括经配置以驱动显示元件的电子装置。所述电子装置可电连接到所述显示元件以提供所述非零偏置电压。在一些实施方案中，所述电子装置可存取数据库或公式以建立所述偏置电压。所述数据库或所述公式可提供所述偏置电压与另一特性(例如，白点)之间的相关。显示装置的白点可为被视为大体中性的色调(例如，灰色或无色)。显示装置的白点可基于由所述装置产生的白光与由黑体在特定温度下发射的光的光谱含量(“黑体辐射”)的比较来表征。因此，通过知晓白点与所述偏置电压之间的关系，所述显示装置可经配置以通过调整所述非零电压开启状态下的所述显示元件的偏置电压来控制所述显示装置的白点。
[0041 ] 可实施本发明中所描述的标的物的特定实施方案以实现以下潜在优点中的一者或一者以上。举例来说，与具有另一白点的显示器相比，用户在特定环境下可较优先对具有某一白点的显示器作出反应，例如，与具有类似于家庭环境的白点的显示器相比，用户可较优先对具有类似于自然太阳光的白点的显示器作出反应。因此，用户可偏好具有某些白点的显示器而非具有其它白点的显示器。由于用户对显示器进行的响应可受所述显示器的白点影响，所以对白点的控制可为所要的，以提升用户对所述显示器的满意度。另外，提供具有与标准化白点匹配的白点的显示器可为所要的，(例如)以便在不同制造商之间制造具有类似白点的显示器。此外，可通过关于所述显示器的白点的假设来编码某些图像。如果所述显示器的白点不同于所假设白点，则图像中的白色区域可呈现色调而非显现为白色。因为此情形对于感知到的图像质量可为有害的，所以某些实施方案提供具有显著地接近所假设白点(例如，标准化白点)的白点的显示装置。在某些实施方案中，用户还可将所述显示器的白点调整为用户的偏好。举例来说，由于改变白点可改变显示器上的颜色，因此在一些实施方案中，用户可调整白点，使得图像相比默认设定可显现为较暖或较冷。
[0042]可应用所描述的实施方案的合适机电系统(EMS)或MEMS装置的实例为反射显示装置。反射显示装置可并入有干涉调制器(MOD)以使用光学干涉的原理选择性地吸收和/或反射入射于其上的光。MOD可包括吸收体、可相对于吸收体移动的反射体和界定于所述吸收体与所述反射体之间的光学谐振腔。可将所述反射体移动到两个或两个以上不同位置，此移动可改变所述光学谐振腔的大小且借此影响所述干涉调制器的反射率。IMOD的反射光谱可产生相当宽的光谱带，其可跨越可见波长而移位以产生不同颜色。可通过改变所述光学谐振腔的厚度(即，通过改变所述反射体的位置)来调整所述光谱带的位置。
[0043]图1展示描绘干涉调制器(IMOD)显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图的实例。所述IMOD显示装置包括一个或一个以上干涉MEMS显示元件。在这些装置中，所述MEMS显示元件的像素可处于明亮状态或暗状态。在明亮(“松弛”、“开通”或“开启”)状态下，显示元件将入射的可见光的大部分反射(例如)给用户。相比而言，在暗(“激活”、“闭合”或“关断”)状态下时，显示元件几乎不反射入射的可见光。可配置MEMS像素以主要在特定波长下反射，从而除实现黑色和白色外，还实现彩色显示。
[0044]所述MOD显示装置可包括MOD的行/列阵列。每一 MOD可包括彼此相距可变且可控制的距离而定位以形成气隙(还称为光学间隙或空腔)的一对反射层，即，可移动反射层和固定的部分反射层。所述可移动反射层可在至少两个位置之间移动。在第一位置(即，松弛位置)中，所述可移动反射层可定位于距所述固定的部分反射层相对远的距离处。在第二位置(即，激活位置)中，所述可移动反射层可定位于较接近所述部分反射层处。从所述两个层反射的入射光可取决于所述可移动反射层的位置而相长或相消地干涉，从而针对每一像素产生总体反射或非反射状态。在一些实施方案中，所述IMOD可在未激活时处于反射状态，从而反射可见光谱内的光，且可在激活时处于暗状态，从而反射可见范围外的光(例如，红外光)。然而，在一些其它实施方案中，IMOD可在未激活时处于暗状态，且在激活时处于反射状态。在一些实施方案中，所施加的电压的引入可驱动像素以改变状态。在一些其它实施方案中，所施加的电荷可驱动像素以改变状态。
[0045]图1中的像素阵列的所描绘部分包括两个邻近干涉调制器12。在左侧MOD 12 (如所说明)中，说明距光学堆叠16预定距离的处于松弛位置的可移动反射层14，所述光学堆叠16包括部分反射层。在左侧MOD 12上施加的电压Vtl不足以激活可移动反射层14。在右侧IMOD 12中，说明接近或邻近光学堆叠16的处于激活位置的可移动反射层14。在右侧IMOD 12上施加的电压Vbias足以将可移动反射层14维持于激活位置。[0046]在图1中，大体上在左侧用指示入射于像素12上的光的箭头13和从像素12反射的光15说明像素12的反射性质。尽管未详细说明，但所属领域的技术人员应理解，入射于像素12上的光13的大部分将朝向光学堆叠16透射穿过透明衬底20。入射于光学堆叠16上的光的一部分将透射穿过光学堆叠16的部分反射层，且一部分将穿过透明衬底20反射回。透射穿过光学堆叠16的光13的部分将在可移动反射层14处朝向(且穿过)透明衬底20反射回。从光学堆叠16的部分反射层反射的光与从可移动反射层14反射的光之间的干涉(相长或相消)将确定从像素12反射的光15的波长。
[0047]光学堆叠16可包括单一层或若干层。所述层可包括电极层、部分反射且部分透射层和透明电介质层中的一者或一者以上。在一些实施方案中，光学堆叠16是导电的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)通过将上述层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上而制成。所述电极层可由例如各种金属(例如，氧化铟锡(ITO))的多种材料形成。所述部分反射层可由例如各种金属(例如，铬(Cr))、半导体和电介质的部分反射的多种材料形成。所述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可由单一材料或材料的组合形成。在一些实施方案中，光学堆叠16可包括单一厚度的半透明金属或半导体，其充当光学吸收体和导体两者，而不同的更多导电层或部分(例如，光学堆叠16或IMOD的其它结构的导电层或部分)可用以在IMOD像素之间传送(bus)信号。光学堆叠16还可包括覆盖一个或一个以上导电层或导电/吸收层的一个或一个以上绝缘或电介质层。
[0048]在一些实施方案中，光学堆叠16的所述层可图案化为平行条带，且可形成显示装置中的行电极，如下文进一步描述。如所属领域的技术人员应理解，术语“图案化”在本文中用以指屏蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中，高度导电且反射的材料(例如，铝(Al))可用于可移动反射层14，且这些条带可形成显示装置中的列电极。可移动反射层14可形成为所沉积金属层的一系列平行条带(正交于光学堆叠16的行电极)，以形成沉积于柱18和柱18之间所沉积的介入牺牲材料的顶部上的列。当蚀刻掉所述牺牲材料时，可在可移动反射层14与光学堆叠16之间形成所界定间隙19或光学空腔。在一些实施方案中，柱18之间的间隔可为约I到1000 μ m，而间隙19可小于10,000埃(A,?
[0049]在一些实施方案中，所述MOD的每一像素(不管在激活状态还是松弛状态下)基本上为由固定反射层和移动反射层形成的电容器。在未被施加电压时，如通过图1中的左侧的像素12所说明，可移动反射层14维持于机械松弛状态，其中间隙19存在于可移动反射层14与光学堆叠16之间。然而，当电位差(例如，电压)施加到所选择行和列中的至少一者时，形成于相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动在一起。如果所施加电压超出阈值，则可移动反射层14可变形且移动从而接近或抵靠光学堆叠16。如通过图1中的右侧的激活像素12所说明，光学堆叠16内的电介质层(图中未示)可防止层14与16之间短路且控制层14与16之间的分离距离。所表现出的行为是相同的而与所施加电位差的极性无关。尽管阵列中的一系列像素可在一些情形下被称为“行”或“列”，但所属领域的技术人员将易于理解，将一个方向称为“行”且将另一方向称为“列”是任意的。重申，在一些定向上，可将行视为列，且将列视为行。此外，所述显示元件可均匀地布置成正交的行和列(“阵列”)，或以非线性配置布置，例如，彼此间具有某些位置偏移(“马赛克”)。术语“阵列”和“马赛克”可指任一配置。因此，尽管将所述显示器称为包括“阵列”或“马赛克”，但在任何情形中，所述组件自身不需要彼此正交地布置，或按均匀分布安置，而是可包括具有不对称形状和不均匀分布的组件的布置。
[0050]图2展示并入有3X3干涉调制器显示器的电子装置的系统方框图的实例。所述电子装置包括处理器21，所述处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除执行操作系统外，处理器21还可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包括web浏览程序、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
[0051]处理器21可经配置以与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包括将信号提供到(例如)显示阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。图1中所说明的IMOD显示装置的横截面通过图2中的线1-1来展示。尽管图2为了清楚起见说明IMOD的3X3阵列，但显示阵列30可含有极大数目的M0D，且行中的MOD的数目可与列中的MOD的数目彼此不同。
[0052]图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置对所施加电压的图的实例。对于MEMS干涉调制器而言，行/列(即，共同/分段)写入程序可利用如图3中所说明的这些装置的滞后性质。干涉调制器可需要(例如)约10伏特的电位差以使可移动反射层或镜面从松弛状态改变到激活状态。当电压从所述值减小时，随着电压降回到低于(例如)10伏特，所述可移动反射层维持其状态，然而，直到电压降到低于2伏特，可移动反射层方完全松弛。因此，存在一电压范围(如在图3中所展示，约3伏特到7伏特)，其中有一施加电压窗，在所述施加电压窗内，装置稳定于松弛或激活状态。此窗在本文中称为“滞后窗”或“稳定窗”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列30而言，行/列写入程序可经设计以一次寻址一个或一个以上行，使得在给定行的寻址期间，在经寻址的行中，待激活的像素经受约10伏特的电压差，且待松弛的像素经受接近零伏特的电压差。在寻址之后，使所述像素经受约5伏特的稳定状态或偏置电压差，使得所述像素保持于先前选通状态。在此实例中，在经寻址之后，每一像素经历约3伏特到7伏特的“稳定窗”内的电位差。此滞后性质特征使像素设计(例如，在图1中所说明)能够在相同所施加的电压条件下保持稳定于激活或松弛的预先存在的状态。由于每一頂OD像素(无论处于激活状态还是松弛状态)基本上为由固定反射层和移动反射层形成的电容器，因此此稳定状态可在滞后窗内的稳定电压下得以保持，而实质上不消耗或损耗电力。此外，如果所施加的电压电位保持实质上固定，则基本上极少或无电流流动到MOD像素中。
[0053]在一些实施方案中，可通过根据给定行中的像素的状态的所要改变(如果存在)沿所述组列电极以“分段”电压的形式施加数据信号来产生图像的帧。可依次寻址所述阵列的每一行，使得一次一行地写入帧。为了将所要数据写入到第一行中的像素，可将对应于第一行中的像素的所要状态的分段电压施加于列电极上，且可将呈特定“共同”电压或信号的形式的第一行脉冲施加到第一行电极。接着可改变所述组分段电压以对应于第二行中的像素的状态的所要改变(如果存在)，且可将第二共同电压施加到第二行电极。在一些实施方案中，第一行中的像素不受沿列电极施加的分段电压的改变影响，且保持于其在第一共同电压行脉冲期间所设定的状态。对于整个系列的行(或者，列)，可按顺序方式重复此程序以产生图像帧。可通过以每秒某所要数目个帧不断地重复此程序来用新图像数据再新和/或更新帧。
[0054]在每一像素上施加的分段信号与共同信号的组合(即，每一像素上的电位差)确定每一像素的所得状态。图4展示说明当被施加各种共同和分段电压时干涉调制器的各种状态的表的实例。如所属领域的技术人员将易于理解，可将“分段”电压施加到列电极或行电极，且可将“共同”电压施加到列电极或行电极中的另一者。
[0055]如图4中(以及图5B中所展示的时序图中)所说明，当沿共同线施加释放电压VCeel时，沿共同线的所有干涉调制器组件将置于松弛状态(或者称为释放或未激活状态)，而与沿分段线所施加的电压(即，高分段电压VSh和低分段电压VSJ无关。特定来说，当沿共同线施加释放电压VC.时，所述调制器上的电位电压(或者称为像素电压)在高分段电压VSh沿此像素的对应分段线施加和低分段电压V&沿此像素的对应分段线施加两种情况时处于松弛窗(参见图3，还称为释放窗)内。
[0056]当在共同在线施加保持电压(例如，高保持电压VCmD H或低保持电压VCmD J时，干涉调制器的状态将保持恒定。举例来说，松弛的IMOD将保持于松弛位置中，且激活的IMOD将保持于激活位置中。可选择保持电压，使得像素电压在高分段电压VSh沿对应分段线施加和低分段电压沿对应分段线施加两种情况时将保持于稳定窗内。因此，分段电压摆动(即，高分段电压VSh与低分段电压间的差)小于正稳定窗或负稳定窗的宽度。
[0057]当在共同在线施加寻址或激活电压(例如，高寻址电压VCadd H或低寻址电压VCaddL)时，可通过沿相应分段线施加分段电压来将数据选择性地写入到沿所述共同线的调制器。可选择分段电压，使得激活取决于所施加的分段电压。当沿共同线施加寻址电压时，一个分段电压的施加将导致像素电压在稳定窗内，从而使像素保持未激活。相比而言，另一分段电压的施加将导致像素电压在稳定窗外，从而导致像素激活。引起激活的特定分段电压可取决于使用哪一寻址电压而变化。在一些实施方案中，当沿共同线施加高寻址电压VCaddη时，高分段电压VSh的施加可使调制器保持于其当前位置中，而低分段电压V&的施加可引起调制器激活。作为推论，当施加低寻址电压VCADDj时，分段电压的效应可相反，其中高分段电压VSh引起调制器激活，且低分段电压V&不影响调制器的状态(即，保持稳定)。
[0058]在一些实施方案中，可使用始终在调制器上产生相同极性的电位差的保持电压、寻址电压和分段电压。在一些其它实施方案中，可使用使调制器的电位差的极性交替的信号。调制器上的极性的交替(即，写入程序的极性的交替)可减少或抑制在单一极性的重复写入操作之后可能发生的电荷积聚。
[0059]图5A展示说明图2的3X3干涉调制器显示器中的显示数据的帧的图的实例。图5B展示可用以写入图5A中所说明的显示数据的帧的共同和分段信号的时序图的实例。可将信号施加到(例如)图2的3X3阵列，其将最终导致图5A中所说明的线时间60e的显示布置。图5A中的激活的调制器处于暗状态，即，反射光的大部分处于可见光谱外以便导致(例如)对检视者来说的暗外观。在写入图5A中所说明的帧之前，像素可处于任一状态，但在图5B的时序图中所说明的写入程序假定每一调制器在第一线时间60a之前已释放且驻留于未激活状态中。
[0060]在第一线时间60a期间,释放电压70施加于共同线I上；施加于共同线2上的电压始于高保持电压72，且移动到释放电压70 ;且低保持电压76沿共同线3而施加。因此，沿共同线I的调制器(共同1，分段1)、(1，2)和(1，3)保持于松弛或未激活的状态历时第一线时间60a的持续时间，沿共同线2的调制器(2，I)、(2,2)和(2，3)将移动到松弛状态，且沿共同线3的调制器(3，I)、(3,2)和(3，3)将保持于其先前状态。参看图4，沿分段线1、2和3施加的分段电压将不影响干涉调制器的状态，此是因为在线时间60a期间共同线1、2或3中无一者正经受引起激活的电压电平(即，VC.-松弛和VCmil f稳定)。
[0061]在第二线时间60b期间，共同线I上的电压移动到高保持电压72，且沿共同线I的所有调制器保持于松弛状态而无关于所施加的分段电压，此是因为无寻址或激活电压施加于共同线I上。沿共同线2的调制器归因于施加释放电压70而保持于松弛状态，且当沿共同线3的电压移动到释放电压70时，沿共同线3的调制器(3，1)、(3，2)和(3，3)将松弛。
[0062]在第三线时间60c期间，通过将高寻址电压74施加于共同线I上来寻址共同线I。因为低分段电压64在此寻址电压的施加期间沿分段线I和2施加，所以调制器(1，I)和(1，
2)上的像素电压大于调制器的正稳定窗的上限(即，电压差超出预定阈值)，且调制器(1，I)和(1，2)得以激活。相比而言，因为高分段电压62沿分段线3施加，所以调制器(1，3)上的像素电压小于调制器(1，1)和(1，2)的像素电压，且保持于调制器的正稳定窗内；调制器(1，3)因此保持松弛。还在线时间60(:期间，沿共同线2的电压降低到低保持电压76，且沿共同线3的电压保持于释放电压70，从而使沿共同线2和3的调制器处于松弛位置中。
[0063]在第四线时间60d期间，共同线I上的电压返回到高保持电压72，从而使沿共同线I的调制器处于其相应经寻址状态。共同线2上的电压降低到低寻址电压78。因为高分段电压62沿分段线2施加，所以调制器(2，2)上的像素电压低于调制器的负稳定窗的下限，从而使得调制器(2，2)激活。相比而言，因为沿分段线I和3施加低分段电压64，所以调制器(2，I)和(2，3)保持于松弛位置中。共同线3上的电压升高到高保持电压72，从而使沿共同线3的调制器处于松弛状态。
[0064]最后，在第五线时间60e期间，共同线I上的电压保持于高保持电压72，且共同线2上的电压保持于低保持电压76，从而使沿共同线I和2的调制器处于其相应经寻址状态。共同线3上的电压升高到高寻址电压74以寻址沿共同线3的调制器。由于低分段电压64施加于分段线2和3上，所以调制器(3，2)和(3，3)激活，同时沿分段线I施加的高分段电压62使调制器(3，I)保持于松弛位置中。因此，在第五线时间60e的结束时，3X3像素阵列处于图5A中所展示的状态，且将保持于此状态，只要保持电压沿共同线施加即可，而与当正寻址沿其它共同线(图中未示)的调制器时可发生的分段电压的变化无关。
[0065]在图5B的时序图中，给定写入程序(即，线时间60a到60e)可包括高保持和寻址电压或低保持和寻址电压的使用。一旦已针对给定共同线完成写入程序(且将共同电压设定到极性与激活电压相同的保持电压)，像素电压便保持于给定稳定窗内，且直到释放电压施加于此共同在线，才经历所述松弛窗。此外，因为在寻址调制器之前，作为写入程序的一部分释放每一调制器，所以调制器的激活时间(而非释放时间)可确定必要的线时间。具体来说，在调制器的释放时间大于激活时间的实施方案中，如图5B中所描绘，可施加释放电压历时长于单一线时间的时间。在一些其它实施方案中，沿共同线或分段线施加的电压可变化以考虑不同调制器(例如，不同颜色的调制器)的激活和释放电压的变化。
[0066]根据以上阐述的原理操作的干涉调制器的结构细节可广泛地变化。举例来说，图6A到图6E展示干涉调制器(包括可移动反射层14和其支撑结构)的不同实施方案的横截面的实例。图6A展示图1的干涉调制器显示器的局部横截面的实例，其中金属材料(即，可移动反射层14)的条带沉积于从衬底20正交延伸的支撑件18上。在图6B中，每一 MOD的可移动反射层14形状大体上为正方形或矩形，且在系链(tether) 32上于角部处或接近角部而附接到支撑件。在图6C中，可移动反射层14形状大体上为正方形或矩形，且从可变形层34垂下，所述可变形层34可包括可挠性金属。可变形层34在可移动反射层14的周边周围可直接或间接地连接到衬底20。这些连接在本文中称为支撑柱。图6C中所展示的实施方案具有将可移动反射层14的光学功能与可移动反射层14的机械功能去耦而产生的额外益处，所述机械功能是由可变形层34实行。此去耦允许用于反射层14的结构设计和材料与用于可变形层34的结构设计和材料独立于彼此而优化。
[0067]图6D展示MOD的另一实例,其中可移动反射层14包括反射子层14a。可移动反射层14停置于例如支撑柱18的支撑结构上。支撑柱18使可移动反射层14与下部固定电极(即，所说明IMOD中的光学堆叠16的一部分)的分离，使得(例如)当可移动反射层14处于松弛位置中时，间隙19形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。可移动反射层14还可包括可经配置以充当电极的导电层14c，和支撑层14b。在此实例中，导电层14c安置于远离衬底20的支撑层14b的一侧上，且反射子层14a安置于接近衬底20的支撑层14b的另一侧上。在一些实施方案中，反射子层14a可为导电的，且可安置于支撑层14b与光学堆叠16之间。支撑层14b可包括电介质材料(例如，氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO2))的一个或一个以上层。在一些实施方案中，支撑层14b可为层的堆叠，例如，Si02/Si0N/Si02三层堆叠。反射子层14a和导电层14c中的任一者或两者可包括(例如)具有约0.5%铜(Cu)的铝(Al)合金或另一反射金属材料。在电介质支撑层14b上方和下方使用导电层14a、14c可平衡应力且增强导电。在一些实施方案中，出于多种设计目的(例如，实现可移动反射层14内的特定应力轮廓)，反射子层14a和导电层14c可由不同材料形成。
[0068]如图6D中所说明，一些实施方案还可包括黑色屏蔽结构23。黑色屏蔽结构23可形成于光学非作用区中(例如，像素之间或柱18下方)以吸收周围光或漫射光。黑色屏蔽结构23还可通过抑制光从显示器的非作用部分反射或透射穿过显示器的非作用部分来提升显示装置的光学性质，借此升高对比率。另外，黑色屏蔽结构23可导电且经配置以充当电总线层。在一些实施方案中，行电极可连接到黑色屏蔽结构23以减小连接的行电极的电阻。可使用包括沉积和图案化技术的多种方法形成黑色屏蔽结构23。黑色屏蔽结构23可包括一个或一个以上层。举例来说，在一些实施方案中，黑色屏蔽结构23包括充当光学吸收体的钥铬(MoCr)层、SiO2层和充当反射体和总线层的铝合金，其中厚度的范围分别为约301到80 A、500 A到1000 A和500 A到6000 A。可使用包括光光刻和干式蚀刻的多种技术来图案化所述一个或一个以上层，干式蚀刻包括(例如)用四氟甲烷(CF4)和/或氧气
(O2)蚀刻MoCr和SiO2层和用氯气(Cl2)和/或三氯化硼(BCl3)蚀刻铝合金层。在一些实施方案中，黑色屏蔽23可为标准具或干涉堆叠结构。在这些干涉堆叠黑色屏蔽结构23中，导电吸收体可用于在每一行或列的光学堆叠16中的下部固定电极之间发射或传送信号。在一些实施方案中，间隔层35可用以大体上将吸收体层16a与黑色屏蔽23中的导电层电隔离。
[0069]图6E展示MOD的另一实例，其中可移动反射层14为从支撑的。与图6D相比，图6E的实施方案并不包括支撑柱18。明确地说，可移动反射层14在多个位置处与下伏光学堆叠16接触，且可移动反射层14的弯曲提供足够支撑，使得当干涉调制器上的电压不足以引起激活时，可移动反射层14返回到图6E的未激活位置。此处为了清晰起见，展示可含有多个若干不同层的光学堆叠16,所述不同层包括光学吸收体16a和电介质16b。在一些实施方案中，光学吸收体16a可充当固定电极与部分反射层两者。[0070]在例如图6A到图6E中所展示的实施方案的实施方案中，MOD充当直视型装置，其中从透明衬底20的正面(S卩，与布置了调制器的面相对的面)检视图像。在这些实施方案中，所述装置的背部部分(即，在可移动反射层14之后的显示装置的任何部分，包括(例如)图6C中所说明的可变形层34)可经配置和操作而不影响或负面影响显示装置的图像质量，此是因为反射层14光学屏蔽所述装置的彼等部分。举例来说，在一些实施方案中，在可移动反射层14之后可包括总线结构(未说明)，其提供将所述调制器的光学性质与所述调制器的机电性质(例如，电压寻址和由此寻址产生的移动)分离的能力。另外，图6A到图6E的实施方案可简化例如图案化的处理。
[0071]图7展示说明干涉调制器的制造程序80的流程图的实例，且图8A到图SE展示此制造程序80的相应阶段的横截面示意性说明的实例。在一些实施方案中，除实施图7中未展示的其它块外，还可实施制造程序80以制造(例如)图1和图6中所说明的一般类型的干涉调制器。参看图1、图6和图7，程序80始于框82，其中在衬底20上形成光学堆叠16。图8A说明形成于衬底20上的此光学堆叠16。衬底20可为例如玻璃或塑料的透明衬底，所述衬底20可为可挠性的或相对刚性且不弯曲的，且可能已经受预先制备处理(例如，清洁)以促进光学堆叠16的有效形成。如上文所论述，光学堆叠16可为导电的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)通过将具有所要性质的一个或一个以上层沉积到透明衬底20上而制成。在图8A中，光学堆叠16包括具有子层16a和16b的多层结构，但在一些其它实施方案中，可包括更多或更少子层。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可配置有光学吸收和导电性质两者(例如，组合的导体/吸收体子层16a)。另外，子层16a、16b中的一者或一者以上可图案化为平行条带，且可形成显示装置中的列电极。可通过此项技术中已知的屏蔽和蚀刻工艺或另一合适工艺来执行此图案化。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可为绝缘或电介质层，例如，沉积于一个或一个以上金属层(例如，一个或一个以上反射和/或导电层)上的子层16b。此外，光学堆叠16可图案化为形成显示器的列的个别且平行的条带。
[0072]程序80在框84处继续，其中在光学堆叠16上形成牺牲层25。稍后移除(例如，在框90处)牺牲层25以形成空腔19，且因此并未在图1中所说明的所得干涉调制器12中展示牺牲层25。图SB说明包括形成于光学堆叠16上的牺牲层25的部分制成的装置。在光学堆叠16上形成牺牲层25可包括经选择以在后续移除之后提供具有所要设计大小的间隙或空腔19(还参看图1和图8E)的厚度沉积例如钥(Mo)或非晶硅(Si)的二氟化氙(XeF2)可蚀刻材料。可使用例如物理气相沉积(PVD，例如溅镀)、等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂的沉积技术来沉积牺牲材料。
[0073]程序80在框86处继续，其中形成支撑结构(例如，如图1、图6和图8C中所说明的柱18)。形成柱18可包括图案化牺牲层25以形成支撑结构孔隙，接着使用例如PVD、PECVD、热CVD或旋涂的沉积方法将材料(例如，聚合物或无机材料，例如氧化硅)沉积到孔隙中以形成柱18。在一些实施方案中，形成于牺牲层中的支撑结构孔隙可延伸穿过牺牲层25和光学堆叠16两者到下伏衬底20，使得柱18的下端接触衬底20，如图6A中所说明。或者，如图SC中所描绘，形成于牺牲层25中的孔隙可延伸穿过牺牲层25，但不穿过光学堆叠
16。举例来说，图SE说明支撑柱18的下端与光学堆叠16的上表面接触。可通过将一层支撑结构材料沉积于牺牲层25上和图案化位于远离牺牲层25中的孔隙处的支撑结构材料的部分来形成柱18或其它支撑结构。支撑结构可位于孔隙内(如图SC中所说明)，但还可至少部分在牺牲层25的一部分上延伸。如上文所注明，可通过图案化和蚀刻工艺来执行牺牲层25和/或支撑柱18的图案化，还可通过替代蚀刻方法来执行牺牲层25和/或支撑柱18的图案化。
[0074]程序80在框88处继续，其中形成可移动反射层或隔膜(例如，图1、图6和图8D中所说明的可移动反射层14)。可通过使用一个或一个以上沉积步骤(例如，反射层(例如，铝、铝合金)沉积)以及一个或一个以上图案化、屏蔽和/或蚀刻步骤来形成可移动反射层14。可移动反射层14可导电，且被称为导电层。在一些实施方案中，如图8D中所展示，可移动反射层14可包括多个子层14a、14b、14c。在一些实施方案中，所述子层中的一者或一者以上(例如，子层14a、14c)可包括因光学性质而选择的高度反射子层，且另一子层14b可包括因机械性质而选择的机械子层。由于牺牲层25仍存在于在框88处形成的部分制成的干涉调制器中，因此可移动反射层14在此阶段通常不可移动。含有牺牲层25的部分制成的MOD在本文中还可称为“未释放” MOD。如上文结合图1所描述，可移动反射层14可图案化为形成显示器的列的个别且平行的条带。
[0075]程序80在框90处继续，其中形成空腔(例如，如图1、图6和图8E中所说明的空腔19)。可通过将牺牲材料25 (在框84处沉积)暴露到蚀刻剂来形成空腔19。举例来说，可通过干式化学蚀刻(例如，通过将牺牲层25暴露到气态或汽化蚀刻剂(例如，从固态XeF2得到的蒸气)历时对移除所要量的材料有效的一段时间)来移除(通常相对于围绕空腔19的结构选择性地移除)例如Mo或非晶Si的可蚀刻牺牲材料。还可使用其它蚀刻方法(例如，湿式蚀刻和/或等离子体蚀刻)。由于在框90期间移除牺牲层25，因此可移动反射层14在此阶段之后通常可移动。在移除牺牲材料25之后，所得完全或部分制成的IMOD在本文中可称为“释放”頂0D。
[0076]显示器的白点为被视为大体中性的色调(例如，灰色或无色)。显示器的白点可基于由所述装置产生的白光与由黑体在特定温度下发射的光的光谱含量(“黑体辐射”)的比较来表征。黑体辐射体为吸收入射于对象上的所有光且重新发射具有取决于黑体辐射体的温度的光谱的光的理想化对象。举例来说，6，500K下的黑体光谱可称为具有6，500K的色温的白光。具有约5，000到10，000K的色温的这些白点通常通过日光来标识。
[0077]国际照明委员会(CIE)发布光源的标准化白点。举例来说，光源符号“D”指代日光。特定来说，与色温5，500K、6，500Κ和7，500Κ相关的标准白点D55、D65和D75为标准日光白点的实例。
[0078]显示装置可通过显示器所产生的白光的白点来表征。白点可由CIE XYZ色度图的u'和V'坐标来表示。改变显示器的白点可改变所述显示器的整体颜色。在各种实施方案中，所述白点在某一温度(例如，6，500K)下与黑体辐射体的颜色压缩匹配。因而，此显示器的白点可通过色温来表征。具有较低色温(例如，5，500Κ)的显示器可感知为微黄的白色，而具有较高色温(例如，7，500Κ)的显示器可感知为微蓝的白色。观察显示装置的用户通常较优先对具有较高温度的白点的显示器作出响应。因此，提供对所述显示器的白点的控制可用于提升所述显示器的用户满意度，且提供与黑体辐射体匹配的白点也可为所要的，以便制造可经调整以符合白点标准(例如，D55、D65或D75)的显示器。举例来说，如果所述显示器的白点不同于编码于图像中的所假设白点，则白色区域可呈现色调。某些实施方案可提供具有显著地接近所假设白点(例如，标准化白点)的白点的显示装置。此外，因为改变白点可改变显示器上的颜色，所以在一些实施方案中，用户可将所述显示器的白点调整为用户的偏好，使得图像相比默认设定可显现为较暖或较冷。
[0079]如上文所论述，在一些实施方案中，所述显示元件的像素可处于明亮状态或暗状态。在明亮(“松弛”、“接通”或“开启”)状态下，显示元件将入射的可见光的大部分反射(例如)给用户。相比而言，在暗(“激活”、“闭合”或“关断”)状态下时，显示元件几乎不反射入射的可见光。(例如)与模拟显示装置相比，在两个状态之间切换(例如，从开启状态切换到关断状态(接通到闭合))的装置可称为双稳态或数字显示装置(例如，双稳态或数字调制器、双稳态或数字显示元件、双稳态或数字干涉调制器等)。在一些实施方案中，通过使用处于明亮状态或处于暗状态的一组双稳态显示元件或双稳态干涉调制器来产生图像。当处于明亮状态时，所述显示元件可输出彩色光或白光。当处于暗状态时，所述显示元件可几乎不反射入射的可见光。电子装置(例如，驱动器电子装置)可经配置以按一方式驱动调制器以便为双稳态或数字的，从而通过在开启状态与关断状态之间选择性地切换来产生图像。如上文所描述，在一些实施方案中，所述干涉调制器在释放或“开启”状态(下文中称为“开启状态”)下具有零偏置电压。
[0080]图9A展示具有O伏特的所施加电压(所施加静电力)的红色干涉调制器的横截面示意性说明的实例。如本文中所论述，光学空腔或间隙19可形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。可移动反射层14与光学堆叠16之间的距离可称为d。如本文中所论述，可至少部分地基于所施加电压来调整距离d。在具有O伏特的所施加电压的实例红色干涉调制器中，此距离可表示为，且可称为可有关由所述干涉调制器反射的光的颜色(例如，红色)的光径长度。在各种实施方案中，从光学堆叠16的部分反射层反射的光与从可移动反射层14反射的光之间的干涉(相长或相消)确定从所述像素反射的光的波长。类似于图1，图9A中所展示的干涉调制器在开启状态下具有零偏置电压。通过在开启状态下具有零偏置电压，所述干涉调制器可保持于开启状态，例如，当不施加电压时，可移动反射层14与光学堆叠16之间的距离可保持于dv_ ?当所施加电压大于或等于用以激活所述干涉调制器的偏置电压1‘时， 可移动反射层14可朝向光学堆叠16移动距离，且所述干涉调制器可转变为接通状态。
[0081]在一些其它实施方案中，所述显示装置在开启状态下具有偏置电压，此情形允许对所述显示器的白点进行控制。图9B和图9C分别展示具有Visd,和Vred3的偏置电压的红色干涉调制器的横截面示意性说明的实例。在图9B中，激活所述干涉调制器的偏置电压可调整为Viss,，使得可移动反射层14与光学堆叠16之间的距离可调整为dVwl|。在此实施方案中，不仅存在将所述干涉调制器激活到关断状态的非零偏置电压，而且所述干涉调制器在开启状态下可具有非零偏置电压(例如，正(或负)电压)以仍将所述干涉调制器保持于开启状态，从而在例如可移动反射层14与光学堆叠16的反射表面之间建立适当距离以输出特定颜色。
[0082]开启状态下的非零偏压可导致反射层14的相对位移AdKtJ|，其为dv_与dv_之间的差。距离Mnalf可为A.,的百分数，使得由所述干涉调制器反射的光的颜色仍感知为红色，还可调谐为不同色调的红色。举例来说，在一些实施方案中，在可移动反射层14较接近光学堆叠16的方向上或在可移动反射层14较远离光学堆叠16的方向上，dv_与dv_之间的距离差可小于dv_的约I %、在dVf-的约1%到2%之间、在(_的约2%到3%之间、在勺约3 %到4%之间、在dv,_的约4%到5 %之间、在dv_的约5 %到6 %之间、在dv?t的约6 %到7%之间、在dv_的约7%到8%之间、在的约8%到9%之间、在dV晌的约9%到10%、等于dv_的约10%或大于dv_的10%o
[0083]当施加电压Vredl时，可移动反射层14可朝向光学堆叠16移动距离dv_。干涉调制器可借此激活到关断状态。当返回到开启状态时，图9B中所展示的所述干涉调制器的所施加电压可为非零的，例如，与在不施加静电力的情况下完全松弛或接通相比，所述干涉调制器在开启状态下具有在可移动反射层14中建立静电诱发的位移或移位(Adludi)的非零偏置电压。距离dv_可小于图9A中所展示的红色干涉调制器的距离。在一些实施方案中，距离Arall还可大于距离(未图示)。举例来说，可移动反射层14可在远离光学堆叠16的方向上移动。
[0084]可如图9C中所展示进一步调谐所述红色干涉调制器。在此实例中，所述偏置电压可调整为*借此施加不同静电力，使得可移动反射层14与光学堆叠16之间的距离可调整为dv_嚷图9C中，静电诱发的位移大于Δ<1_ ?使得距离小于距离dVra|| ?在一些其它实施方案中，距离可大于距离4-与.-之间的距离差可为dv_的百分数，使得由所述干涉调制器反射的光的颜色仍为红色，还可调谐为不同色调的红色。举例来说，在一些实施方案中，在可移动反射层14较接近光学堆叠16的方向上或在可移动反射层14较远离光学堆叠16的方向上，dv—与dv_之间的距离差可小于dv_的约I %、在dv_的约I %到2 %之间、在dv_的约2 %到3 %之间、在的约3 %到4 %之间、在dv_的约4 %到5 %之间、在一的约5 %到6 %之间、在dv_的约6 %到7 %之间、在<-_的约7 %到8 %之间、在的约8%到9%之间、在dv_的约9%到10%、等于‘_的约io%或大于dv_的10%。
[0085]图9D展示具有O伏特的所施加电压(所施加静电力)的绿色干涉调制器的横截面示意性说明的实例。类似于图9A中的干涉调制器，图9D中的干涉调制器在开启状态下可具有零偏置电压或所施加静电力。与图9A中所展示的红色干涉调制器相比，图9D的柱18可具有较小高度。此情形导致可移动反射层14与光学堆叠16之间的距离可小于dVlrio，从而使得所反射光的颜色为绿色。
[0086]图9E和图9F分别展示具有Vpen,和Vsran2的偏置电压的绿色干涉调制器的横截面示意性说明的实例。类似于图9B，图9E展示在开启状态下具有非零偏置电压或所施加静电力的绿色干涉调制器。激活所述干涉调制器的偏置电压可调整为Vm *使得可移动反射层14与光学堆叠16之间的距离调整为dv,_, *在图9E中，距离dv_可小于距离補它实施方案中，距离可大于距离dv, 如图9F中所展示进一步调谐所述绿色干涉调制器。在此实例中，所述偏置电压调整为Vgrcai2，使得可移动反射层14与光学堆叠16之间的距离可调整为?距离dv_可小于(如图9F中所说明)或大于距离dv,_ ?
[0087]类似于图9B和图9C，图9E和图9F中所展示的绿色干涉调制器在开启状态下可具有非零偏置电压(例如，正(或负，如所属领域的技术人员将易于认识到)电压)，从而将所述干涉调制器保持于开启状态。开启状态下的非零偏置电压可导致距离Adgiseni -其为dVirae与dVpwni之间的差；或导致距离Adgrea1:，其为-胃与-胃之间的差。与不施加静电场或力的情况下完全松弛或接通相比，所施加电场在可移动层14中分别建立静电诱发的位移或移位Ad-_i*Adgn;l.ni <.在可移动反射层14较接近光学堆叠16的方向上或在可移动反射层14较远离光学堆叠16的方向上，距离差-或Mg，可小于dv_的约1%、在dV|iHJ勺约I %到2 %之间、在dv”的约2 %到3 %之间、在dv胃的约3 %到4 %之间、在的约4 %到
5%之间、在气-的约5 %到6 %之间、在的约6 %到7 %之间、在dv—的约7 %到8 %之间、在dv?的约8%到9%之间、在dv_的约9%到10%、等于的约10%或大于的10%，使得由所述干涉调制器反射的光的颜色仍为绿色，还可调谐为不同色调的绿色。
[0088]图9G展示具有O伏特的所施加电压(所施加静电力)的蓝色干涉调制器的横截面说明的实例。从所述蓝色调制器反射的光的颜色为蓝色。类似于图9A和图9D，图9G在开启状态下具有O伏特的偏置电压或所施加静电力。与分别展示于图9A和图9D中的红色干涉调制器和绿色干涉调制器相比，图9G的柱18可具有较小高度。因为柱18具有较小高度，所以可移动反射层14与光学堆叠16之间的距离可小于红色干涉调制器的(.Κ...且小于绿色干涉调制器的
[0089]图9Η和图91分别展示具有Vhlw,和Vhllk-的偏置电压的蓝色干涉调制器的横截面示意性说明的实例。类似于图9Β、图9C、图9Ε和图9F，图9Η和图91各自展示蓝色干涉调制器在开启状态下具有非零偏置电压(或所施加静电力)(例如，正或负电压)，从而将所述干涉调制器保持于开启状态。激活所述干涉调制器的偏置电压可调整为Vi*,或Vwi *使得可移动反射层14与光学堆叠16之间的距离可调整为可小于或大于距离dVh_的距离dVbte|或dVfci 9与不施加静电场或力的情况下完全松弛或接通相比，所施加电场在可移动层14中分别建立静电诱发的位移或移位。在可移动反射层14较接近光学堆叠16的方向上或在可移动反射层14较远离光学堆叠16的方向上，dVbti--dv_之间的距离差(Ad、一 )或之间的距离差可小于dVt>_的约1%、在‘_的约1%到2%之间、在dv’的约2%到3%之间、在dv_的约3%到4%之间、在dVa-的约4%到5%之间、在d\W的约5 %到6 %之间、在d Vwm.?的约6 %到7 %之间、在d、的约7 %到8 %之间、在d、、的约8 %到9%之间、在<1 V,的约9%到10%、等于dVh_的约10%或大于dv_-- 10%，使得由所述干涉调制器反射的光的颜色仍为蓝色，还可调谐为不同色调的蓝色。尽管图9A到图9C、图9D到图9F和图9G到图91分别示意性描绘经配置以输出红光、绿光和蓝光的显示元件，但此意欲为说明性且非限制性的。在其它实施方案中，所述显示元件可经配置以输出不同于红色、绿色和蓝色的颜色(例如，青色、洋红色和黄色)的光。在其它实施方案中，所述显示装置可包括经配置以输出四种(或四种以上)颜色(例如，红色、绿色、蓝色和白色)的四个(或四个以上)显示元件。
[0090]一些实施方案可提供经配置以控制白点的显示装置。所述显示装置可包括一组显示元件。在一些实施方案中，所述显示元件可包括经配置以输出红光的至少一个显示元件、经配置以输出绿光的至少一个显示元件和经配置以输出蓝光的至少一个显示元件。在其它实施方案中，所述显示元件可输出不同于红色、绿色和蓝色的颜色(例如，青色、洋红色和黄色)的光。在其它实施方案中，所述组显示元件可输出四种(或四种以上)颜色的光，在一些状况下，相比可大体上使用输出三种颜色的一组显示元件而获得的色域和/或亮度，输出四种(或四种以上)颜色的光的所述组显示元件可提供较大色域和/或较高亮度。举例来说，在一些实施方案中，所述组显示元件可经配置以输出红光、绿光、蓝光和白光，或红光、绿光、蓝光、青光、洋红光和黄光。
[0091]每一显示元件可包括干涉调制器。图1展示两个邻近干涉调制器12。左侧干涉调制器12如上文所论述具有开启状态，其中可移动反射层14( S卩，反射表面)定位于距光学堆叠16( S卩，部分反射表面)的一距离处，使得所述显示元件反射具有可见范围中的谐振波长的入射光。在一些实施方案中，如上文所论述，干涉调制器的反射表面14与部分反射表面16之间的距离可至少部分地取决于偏置电压Vbias。如图1、图9A、图9D和图9G中所展示，一些实施方案包括红色、绿色和蓝色显示元件的偏置电压在开启状态下为零的显示元件。
[0092]在一些其它实施方案中，所述显示元件可针对红色、绿色和蓝色显示元件而具有在开启状态下非零的偏置电压。例如在图9B、图9C、图9E、图9F、图9H和图91中。通过针对所述显示元件的开启状态而具有非零偏置电压，由所述干涉调制器反射的光的颜色(例如，红色、绿色或蓝色)可得以控制并调整。类似地，通过针对红色、绿色和蓝色显示元件的开启状态而具有非零偏置电压，所述显示装置的白点可得以控制、调整和/或调谐。因此，在一些实施方案中，红色、绿色和蓝色显示元件的偏置电压可经调整以在开启状态下控制白点。在一些实施方案中，所述白点可为标准化白点，例如D55、D65或D75。为了调整所述偏置电压，显示装置的各种实施方案可包括经配置以驱动不同显示元件的电子装置。所述电子装置可电连接到所述显示元件以提供非零偏置电压。在如本文中所描述的一些实施方案中，所述电子装置可包括驱动器控制器和阵列驱动器。
[0093]使色温与偏置电压关联的查找表(LUT)或数据库可与所述显示装置的一些实施方案相关联。可(例如)通过首先表征所述显示器来产生此数据库。图10展示在不同偏置电压用于干涉调制器的开启状态中时由干涉调制器显示器输出的颜色的实例表征。虽然在开启状态或关断状态下保持两个原色(例如，红色和绿色)的偏置电压恒定，但可使第三原色(例如，蓝色)的电压变化。在此实例中，可测量与八个色标(例如，红色、绿色、蓝色、青色、洋红色、黄色、黑色和白色)相关联的复合颜色。可计算与七个构成像素分量(例如，红色开启状态、红色关断状态、绿色开启状态、绿色关断状态、蓝色开启状态、蓝色关断状态和黑色屏蔽)的每一电压阶跃相关联的颜色。
[0094]使用所述像素构成分量的这些色值，可确定多种电压的与红色开启状态、红色关断状态、绿色开启状态、绿色关断状态、蓝色开启状态和蓝色关断状态相关联的颜色(例如，CIE XYZ色度图的V和W色度坐标)。在图10中可见多种不同电压的绘制于色度图上的所确定红色110、绿色120和蓝色130的实例。可接着使用红色开启状态、红色关断状态、绿色开启状态、绿色关断状态、蓝色开启状态和蓝色关断状态的色度坐标来计算可能白点色度坐标。举例来说，来自红色Iio的色度坐标、来自绿色120的色度坐标和来自蓝色130的色度坐标可用以计算通过组合这些颜色而产生的光的白点色度坐标。特定来说，在一些实施方案中，由于当红色像素、绿色像素和蓝色像素中的每一者处于开启状态时，可形成白色，因此可按照红色色度坐标、绿色色度坐标和蓝色色度坐标的物加权和来计算白点色度坐标。在一些实施方案中，可内插额外色度坐标。所计算可能白点色度坐标150的一些实例展示于图10中。在一些实施方案中，所计算可能白点150和产生这些白点的电压可包括于数据库中。在此实施方案中，可针对所要白点来确定红色显示元件、绿色显示元件和蓝色显示元件的相应电压。如下文将进一步论述，在一些其它实施方案中，可比较所计算可能白点150与不同温度下的黑体辐射体的白点。
[0095]图11展示图10中所描绘的白点的放大视图。举例来说，白点150为一些实例所计算可能白点。图11还展示不同色温下的黑体辐射体的白点(经填充正方形160)。可确定所述显示器能够产生的色温(例如，4，500K到6，900K)。可从先前所计算白点色度坐标150选择最接近不同色温下的黑体辐射体的白点(正方形160)的白点。这些白点在图11中描绘为中空菱形170。
[0096]产生这些白点的电压可包括于数据库中。举例来说，可产生使色温与产生最接近特定色温的白点的电压设定相关的数据库。这些电压为一些实施方案的可能偏置电压。实例数据库展示于表I中。
[0097]表1.[0098]
【权利要求】
1.一种显示装置，其包含: 第一显示元件，其经配置以输出光， 第二显示元件，其经配置以输出光， 第三显示元件，其经配置以输出光，以及 经配置以驱动所述第一、第二和第三显示元件的电子装置， 其中所述第一、第二和第三显示元件中的每一者具有开启状态，其中反射表面定位于距部分反射表面一距离处，使得所述显示元件反射入射光，每一距离取决于偏置电压， 其中所述第一、第二和第三显示元件的所述偏置电压中的至少一者在所述开启状态下为非零的，且为可调整的，以控制所述显示装置的白点，所述电子装置电连接到所述显示元件以提供所述至少一个非零偏置电压。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一、第二和第三显示元件包括干涉调制器。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一、第二和第三显示元件的所述偏置电压中的至少两者在所述开启状态下为非零的，且所述至少两个偏置电压中的一者或一者以上为可调整的，以控制所述显示装置的所述白点。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一、第二和第三显示元件的所述偏置电压在所述开启状态下为非零的，且所述偏置电压中的一者或一者以上为可调整的，以控制所述显示装置的所述白点。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中所述第一、第二和第三显示元件的所述偏置电压为可调整的，以控制所述显示装置的所述白点。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述电子装置经配置以存取存储有使所述白点与所述偏置电压相关的信息的数据库以建立所述偏置电压。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述电子装置经配置以使用一使所述白点与所述偏置电压相关的公式来建立所述偏置电压。
8.根据权利要求4所述的显示装置，其进一步包含用户接口，所述用户接口与所述电子装置通信，所述电子装置经配置以通过基于来自所述用户接口的输入而调整所述第一、第二和第三显示元件的所述偏置电压来调整所述白点。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中所述电子装置经配置以使用所述第一、第二和第三显示元件的所述偏置电压之间的固定关系来调整所述白点。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中通过调整所述显示元件的所述反射表面与所述部分反射表面之间的所述距离而调谐由所述反射表面和所述部分反射表面界定的光学谐振腔的至少一个谐振波长来调整所述白点。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一显示元件包括红色显示元件，其经配置以在所述红色显示元件处于所述开启状态时输出红光；所述第二显示元件包括绿色显示元件，其经配置以在所述绿色显示元件处于所述开启状态时输出绿光；且所述第三显示元件包括蓝色显示元件，其经配置以在所述蓝色显示元件处于所述开启状态时输出蓝光。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一、第二和第三显示元件各自包括白色显示元件，所述白色显示元件经配置以在所述显示元件处于所述开启状态时输出白光。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其进一步包含:处理器，其经配置以与至少一个显示元件通信，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。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其进一步包含: 驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述至少一个显示元件；以及 控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。
15.根据权利要求13所述的显示装置，其进一步包含: 图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。
16.根据权利要求15所述的显示装置，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。
17.根据权利要求13所述的显示装置，其进一步包含: 输入装置，其经配置以接收输入数据并将所述输入数据传达到所述处理器。
18.一种显示装置， 其包含: 用于输出光的第一装置， 用于输出光的第二装置， 用于输出光的第三装置，以及 用于驱动所述第一、第二和第三光输出装置的装置， 其中所述第一、第二和第三光输出装置中的每一者具有开启状态，其中用于反射光的装置定位于距用于部分反射光的装置一距离处，使得所述光输出装置反射入射光，每一距离取决于偏置电压，且 其中所述第一、第二和第三光输出装置的所述偏置电压中的至少一者在所述开启状态下为非零的，且为可调整的，以控制所述显示装置的白点，所述驱动装置电连接到所述第一、第二和第三光输出装置以提供所述至少一个非零偏置电压。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中所述第一、第二和第三光输出装置分别包括第一、第二和第三干涉调制器，所述驱动装置包括电子装置，所述光反射装置包括反射表面，或所述部分光反射装置包括部分反射表面。
20.根据权利要求18所述的显示装置，其中所述第一光输出装置包括经配置以输出红光的红色干涉调制器，所述第二光输出装置包括经配置以输出绿光的绿色干涉调制器，且所述第三光输出装置包括经配置以输出蓝光的蓝色干涉调制器。
21.根据权利要求18所述的显示装置，其中所述第一、第二和第三光输出装置包括白色干涉调制器。
22.根据权利要求18所述的显示装置，其中所述第一、第二和第三光输出装置的所述偏置电压中的至少两者在所述开启状态下为非零的，且所述至少两个偏置电压中的一者或一者以上为可调整的，以控制所述显示装置的所述白点。
23.根据权利要求18所述的显示装置，其中所述第一、第二和第三光输出装置的所述偏置电压在所述开启状态下为非零的，且所述偏置电压中的一者或一者以上为可调整的，以控制所述显示装置的所述白点。
24.根据权利要求23所述的显示装置，其中所述第一、第二和第三光输出装置的所述偏置电压为可调整的，以控制所述显示装置的所述白点。
25.根据权利要求18所述的显示装置，其中所述驱动装置经配置以基于所述白点与所述偏置电压之间的相关而建立所述偏置电压。
26.根据权利要求25所述的显示装置，其中所述驱动装置经配置以存取数据库，从而基于所述白点与所述偏置电压之间的相关而建立所述偏置电压。
27.根据权利要求25所述的显示装置，其中所述驱动装置经配置以存取公式，从而基于所述白点与所述偏置电压之间的相关而建立所述偏置电压。
28.根据权利要求25所述的显示装置，其中所述驱动装置包括处理器，所述处理器与计算机可读存储媒体通信。
29.根据权利要求18所述的显示装置，其进一步包括用于接收白点的选择的装置。
30.根据权利要求29所述的显示装置，其中所述接收装置包括用户接口。
31.一种用于设定显示装置的白点的方法，所述方法包含: 选择所述显示装置的白点，所述显示装置包括各自具有开启状态的第一、第二和第三显示元件，其中相应显示元件的反射表面定位于距部分反射表面一距离处，使得所述相应显示元件反射入射光，每一距离取决于偏置电压，所述偏置电压中的至少一者在所述开启状态下为非零的，且为可调整的，以控制所述显示装置的白点；以及 使用电连接到所述第一、第二和第三显示元件的电子装置来设定所述至少一个非零偏置电压。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述第一、第二和第三显示元件分别包括红色干涉调制器、绿色干涉调制器和蓝色干涉调制器。.
33.根据权利要求31所述的方法，其中使用电子装置包括: 存取存储有使白点与所述偏置电压相关的信息的数据库，以及 使用所述数据库来确定所述第一、第二和第三显示元件的所述对应偏置电压。
34.根据权利要求31所述的方法，其中使用电子装置包括: 存取使白点与偏置电压相关的公式，以及 使用所述公式来确定所述第一、第二和第三显示元件的所述对应偏置电压。
35.根据权利要求31所述的方法，其进一步包含将由所述显示装置显示的图像保持于静态，同时选择所述白点。
36.一种非暂时性有形计算机存储媒体，所述非暂时性有形计算机存储媒体上存储有指令，所述指令在由计算系统执行时使所述计算系统执行操作，所述操作包含: 接收显示装置的白点的选择， 存取使白点与所述显示装置的第一、第二和第三显示元件的偏置电压相关的信息，以及 使用所述信息来确定所述所选择白点的所述对应偏置电压。
37.根据权利要求36所述的非暂时性有形计算机存储媒体，其中接收所述白点的所述选择包括经由用户接口接收所述选择。
38.根据权利要求36所述的非暂时性有形计算机存储媒体，其中存取信息包括存取存储有使白点与偏置电压相关的所述信息的数据库。
39.根据权利要求36所述的非暂时性有形计算机存储媒体，其中存取信息包括存取使白点与偏置电压相关的公式。
40.根据权利要求39所述的非暂时性有形计算机存储媒体，其中所述公式包括所述第一、第二和第三显示元件的所述偏`置电压之间的固定关系。
【文档编号】G09G3/34GK103443844SQ201280013487
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月7日 优先权日:2011年3月15日
【发明者】摩努·帕马, 库罗什·阿弗拉托尼, 威廉姆·J·卡明斯 申请人:高通Mems科技公司