红外线及双模式显示器的制作方法

专利名称：：红外线及双模式显示器的制作方法
技术领域：
：本发明的领域涉及微机电系统(MEMS)。
背景技术：
：微机电系统(MEMS)包含微机械元件、激活器和电子元件。可使用沉积、蚀刻和/或其它蚀刻掉衬底和/或已沉积材料层的部分或者添加层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生微机械元件。一种类型的MEMS装置称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指的是一种使用光学干涉原理选择性地吸收且/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，其中之一或两者可能整体或部分透明且/或具有反射性，且能够在施加适当电信号时进行相对运动。在特定实施例中，一个板可包括沉积在衬底上的固定层，且另一个板可包括通过气隙与固定层分离的金属薄膜。如本文更详细描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射在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，利用且/或修改这些类型装置的特性使得其特征可被发掘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、方法及装置各自具有若干方面，其中无单一方面单独地负责其所需属性。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。在考虑此论述之后，且尤其在阅读标题为"实施方式"的部分之后，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。在一个方面中，揭示一种显示器。所述显示器包括显示器元件，所述显示器元件经配置以选择性地反射在红外线范围内的第一波长的光及在可见光范围内的第二波长的光。在另一方面中，揭示一种彩色显示器。所述显示器包括至少三个反射显示器元件。每一显示器元件经配置以选择性地反射在可见光范围内的不同波长的光。三个反射显示器元件中的至少一者经进一步配置以选择性地反射在红外线范围内的波长的光。在另一方面中，揭示一种显示器。所述显示器包括用于选择性地反射在可见光范围内的波长的光及在红外线范围内的波长的光的装置。所述显示器进一步包括用于将至少一个信号发送到反射装置的装置。在另一方面中，揭示一种操作显示器的方法。所述方法包括将显示器从可见光模式切换到红外线模式。所述方法进一步包括利用与红外线模式相关联的方案来驱动显示器。在另一方面中，揭示一种制造显示器的方法。所述方法包括制造显示器元件，所述显示器元件经配置以选择性地反射在红外线范围内的第一波长的光及在可见光范围内的第二波长的光。在另一方面中，揭示一种显示器。所述显示器包括第一显示器元件，所述第一显示器元件经配置以选择性地反射第一波长范围及第二波长范围的光，其中第一范围及第二范围中的每一者均在紫外线、可见光或红外线光谱中的一者内。图l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3X3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是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的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和列电压的说明。图5A说明图2的3X3干涉式调制器显示器中的显示器数据的一个示范性帧。图5B说明可用于写入图5A的帧的行和列信号的一个示范性时序图。图6A和图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8说明在可见光及IR光谱两者中可见的双色显示器100的一个实施例。图9说明具有为约480nm的明亮状态光学间隙长度的示范性干涉式调制器的光谱响应。图IO说明另一示范性干涉式调制器的光谱响应。图11说明在可见光及IR光谱两者中可见的彩色显示器100的一个实施例。图12为说明在本文所描述的显示器中显示红外线图像的方法的一个实施例的流程图。图13为说明在IR模式与可见光谱模式之间操作显示器的方法的一个实施例的流程图。具体实施例方式以下详细描述针对本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以许多不同方式实施。在本描述内容中参看了附图，附图中所有相同部分用相同标号表示。如从以下描述中将了解，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，一件珠宝上的图像显示器)。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。某些实施例提供在可见光及红外线(IR)光谱两者中反射的显示器。显示器可包含一个或一个以上干涉式调制器。在一个实施例中，显示器可在两种模式下使用可见光模式及红外线模式。显示器可进一步包含用以在这两种模式之间进行切换的机构。图1到图7说明干涉式显示器，且图8到图13说明在可见光及IR光谱两者中反射的干涉式显示器。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("接通"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("断开"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"状态的光反射性质。由能够在开启或关闭状态中的每一者中再现单一颜色(或波长)的相同像素组成的显示器被称作双色显示器(例如，黑色及黄色显示器，或红色及绿色显示器)。MEMS像素可经配置以主要在所选颜色下反射，从而除了双色显示器以外还允许彩色显示器。类似地，MEMS像素可经配置以主要在非可见光波长或波长的组合下反射，例如，针对IR显示器，或能够在IR及可见光波长两者下操作的显示器。图l是描述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一行/列阵列。每一干涉式调制器包含一对反射层，其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所述反射层之一。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。两个层之间的间隙部分地确定具有最大反射率的波长。间隙可产生以谐波方式相关的多个响应。如本文所使用，产生相长干涉反射率最大值所针对的最长波长被称作第一级响应，或在可见光反射的情况下被称作第一级颜色。在第一级最大值的波长的一半处的相长干涉反射率最大值被称作第二级响应，且对于第一级响应的波长的三分之一、四分之一或更多倍的情况也如此。干涉式调制器显示器可经设计以具有若干同时反射最大值，一些是在可见光处且一些是在不可见光波长处，这视第一级响应的波长而定。图1中像素阵列的所描绘部分包含两个相邻干涉式调制器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(fusedlayer),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。部分反射层可由为部分反射的多种材料(例如，各种金属、半导体及电介质)形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且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)，所述金属层沉积在柱18和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上。当蚀刻去除牺牲材料时，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。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，当将电位差施加到选定的行和列时，形成在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内的介电层(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。以此方式，可控制反射像素状态对非反射像素状态的行/列激活在许多方面类似于常规LCD和其它显示技术中所使用的行/列激活。图2到图5B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是说明可并入有本发明各方面的电子装置的一个实施例的系统框图。在所述示范性实施例中，所述电子装置包含处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM、Pentium,PentiumII、PentiumIII、PentiumIV、PentiumPro、8051、MIPS、PowerPC、ALPHA),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。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列激活协议可利用图3中说明的这些装置的滞后性质。可能需要(例如)IO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IO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中所说明的实例中，存在约3到7V的经施加电压窗口，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IO伏的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的电压差。在选通之后，所述像素暴露于约5伏的稳态电压差使得其维持在行选通使其所处的任何状态中。在此实例中，每一像素在被写入之后经历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。因为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，所以可在滞后窗口内的一电压下维持此稳定状态而几乎无功率消耗。本质上，如果所施加的电压是固定的，那么没有电流流入像素中。在典型应用中，可通过根据第一行中所需组的激活像素断言所述组列电极来产生显示帧。接着将行脉冲施加到行1电极，从而激活对应于所断言的列线的像素。接着改变所述组己断言列电极以对应于第二行中所需组的激活像素。接着将脉冲施加到行2电极，从而根据已断言的列电极而激活行2中的适当像素。行1像素不受行2脉冲影响，且维持在其在行1脉冲期间被设定的状态中。可以连续方式对整个系列的行重复此过程以产生帧。通常，通过以每秒某一所需数目的帧的速度连续地重复此过程来用新的显示器数据刷新且/或更新所述帧。用于驱动像素阵列的行和列电极以产生显示帧的广泛种类的协议也是众所周知的且可结合本发明使用。图4、图5A和图5B说明用于在图2的3X3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和行电压电平。在图4实施例中，激活像素涉及将适当列设定为-Vb^，且将适当行设定为+AV，其分别可对应于-5伏和+5伏。松弛像素是通过将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为相同的+AV,从而在像素上产生零伏电位差而实现的。在行电压维持在零伏的那些行中，不管列处于+Vb^还是-Vb^，像素在任何其最初所处的状态中均是稳定的。同样如图4中所说明，将了解，可使用具有与上述电压的极性相反的极性的电压，例如，激活像素可涉及将适当列设定为+Vb^，且将适当行设定为-AV。在此实施例中，释放像素是通过将适当列设定为-Vb^，且将适当行设定为相同的-AV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。图5B是展示施加到图2的3X3阵列的一系列行和列信号的时序图，所述系列的行和列信号将产生图5A中说明的显示器布置，其中被激活像素为非反射的。在对图5A中说明的帧进行写入之前，像素可处于任何状态，且在本实例中所有行均处于O伏，且所有列均处于+5伏。在这些所施加的电压的情况下，所有像素在其既有的激活或松弛状态中均是稳定的。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，在行1的"线时间(linetime)"期间，将列1和2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。因为所有像素均保留在3-7伏的稳定窗口中，所以这并不改变任何像素的状态。接着用从0升到5伏且返回零的脉沖选通行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的相同选通接着将激活像素(2,2)且松弛像素(2，1)和(2,3)。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伏来类似地设定行3。行3选通设定行3像素，如图5A中所示。在对帧进行写入之后，行电位为零，且列电位可维持在+5或-5伏，且接着显示器在图5A的布置中是稳定的。将了解，可将相同程序用于数十或数百个行和列的阵列。还将应了解，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通常由所属领域的技术人员众所周知的多种制造工艺的任一者形成，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(bi-stabledisplay)在内的多种显示器的任一者。在其它实施例中，如所属领域的技术人员众所周知，显示器30包含例如如上所述的等离子、EL、OLED、STNLCD或TFTLCD的平板显示器，或例如CRT或其它电子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也连接到输入装置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将功率提供到所有组件。网络接口27包含天线43和收发器47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也可具有某些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43是所属领域的技术人员已知的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IEEE802.11标准(包含正EE802.11(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。在一替代实施例中，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大致上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或图像源的压縮图像数据的数据，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。原始数据通常是指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通常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发射到阵列驱动器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接收己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。此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键盘或电话键区的键区、按钮、开关、触敏屏幕或压敏或热敏薄膜。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。在某些实施例中，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。在某些实施例中，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将了解，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，可移动反射层14在系链(tether)32上仅在隅角处附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14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相对侧的干涉式调制器的部分，其包含可变形层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。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，寻址或由所述寻址引起的移动。这种可分离的调制器结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执行。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需的机械性质方面得以优化。一些应用需要在可见光及IR光谱两者中均为可观看的双显示器。视特定应用而定，双显示器可在可见光及IR光谱两者中同时为可观看的，或在两种不同模式下操作，其在每一模式下仅在IR光谱及可见光谱中的一者下为可观看的。其它应用可需要仅在IR光谱中为可观看的显示器。在军事操作中，关键是在夜晚不发射可由敌军拾取的可见光。白天为可见且在夜晚仅为IR成像装置可见的显示器可有助于避免在夜晚在可见光谱中的光发射。在可见光及IR光谱两者中同时为可见的显示器可有助于消防员在浓烟中使用IR成像设备来操作装配有此显示器的设备。存在对于双显示器的若干解决方案，但其中的每一者具有其自身缺陷。一种方法为除了可见光谱背光以外还利用IR背光来照亮液晶显示器(LCD)。但LCD显示器具有不良IR对比率，因为其在黑暗状态下使显著的IR通过。在发射显示器(例如，有机发光二极管(OLED)显示器)中，一种方法可为除了可见光谱LED以外还在每一像素处包含额外IRLED。虽然有可能作为IR及可见光谱显示器而操作，但此设计为昂贵且耗能的，因为在每一像素处均需要额外IRLED。另外，作为发射显示器，更可能在低可见光或IR发射为所需的情况(例如，军事应用)下被检测。下文将描述的某些实施例提供在可见光及IR光谱两者中均为反射性的干涉式显示器。当显示器在日光中或在人造光下时，其可形成在可见光谱中的图像。显示器在(例如)由IR光源照明时可形成在IR光谱中的图像。不同实施例可提供可同时在可见光及IR光谱中操作或可仅在两种模式中的一者下使用(在每一模式下仅光谱中的一者是可观看)的显示器。这些实施例尤其提供优于现有方法的若干益处。第一，干涉式显示器消耗较低功率。第二，反射显示器仅反射入射于其上的光。此进一步增强其隐藏能力，因为IR发射显示器可为显著的IR辐射源，IR辐射可被装备有夜视设备的敌军看见。这些实施例中的每一者包括例如图l所说明的干涉式调制器的干涉式调制器。如上文所论述，干涉式调制器被配置成处于明亮状态或黑暗状态。在明亮状态下，干涉式调制器将入射可见光的大部分反射到用户。当在黑暗状态下时，其将极少入射可见光反射到用户。干涉式调制器的反射光谱特性视反射层14a与16a(见图1)之间的光学间隙而定。通过修改光学间隙，干涉式调制器可反射可见光及IR光谱两者内的光。IR图像可由使用IR成像装置的人类观测者看见。显示器的所需IR响应可视待使用的IR成像装置而变化。通常，IR成像系统落入两个宽阔区域中在大约800-1200nm范围内的近IR，及在大约3-5nm范围及8-12nm范围内的较长波长IR。在需要到可见光成像系统的IR延伸的情况下通常采用近IR，而在仅IR成像系统中通常使用较长波长IR。图8说明在可见光及IR光谱两者中可见的双色显示器100的一个实施例。显示器100可包括像素102阵列。每一像素102包括如图1所说明的干涉式调制器。干涉式调制器可使其在黑暗状态下的光学间隙设定为适当长度，使得调制器在黑暗状态下在可见光及IR光谱内将极少入射光反射到用户。在一个实例中，在黑暗状态下反射响应的峰值移动到紫外线(UV)光谱中。干涉式调制器可使其在明亮状态下的光学间隙被设定，使得调制器具有在IR范围内的第一级明亮状态反射响应，此导致在可见光范围内的较高级响应。因此，显示器将在明亮状态下反射在可见光及IR光谱两者内的光。在一个实施例中，使用在可见光范围内的单一较高级响应来产生单一可见颜色。在另一实施例中，在一起被感知为特定色调的颜色处产生若干较高级响应。如本文所使用，"色调"指由经反射光的人类观测者所感知的颜色。在一个实例中，可产生一起被感知为白色色调的同时红色、绿色及蓝色光谱响应。在一个实施例中，干涉式调制器使其明亮状态光学间隙设定为适当长度，使得干涉式调制器具有在大约800到1200nmlR范围内的第一级反射响应，因此导致在可见光范围内的第二级响应。第二级响应的颜色将随着第一级反射响应在大约800到1200nmIR中变化而在可见光范围内变化，此视明亮状态光学间隙而定。图9说明示范性干涉式调制器的光谱响应。垂直轴表示干涉式调制器的反射率，而水平轴表示经反射光的波长。如所说明，干涉式调制器产生峰值在IR光谱内的约1120nm处的第一级反射响应901及峰值在可见光谱内的约560nm处的第二级反射响应902。在另一实施例中，组合若干较高级可见光谱响应以产生被感知为单一色调的响应。图10说明另一示范性干涉式调制器的光谱响应。垂直轴表示干涉式调制器的反射率，而水平轴表示经反射光的波长。如所说明，干涉式调制器使其明亮状态光学间隙被设定，使得调制器具有峰值在IR光谱内的约1900nm处的第一级反射响应102。这导致峰值在近IR光谱内的第二级反射响应104，及在可见光谱内的第三级反射响应106、第四级反射响应108及第五级反射响应109。第三级反射响应、第四级反射响应及第五级反射响应一起被人类观测者感知为白色可见色调。IR响应中的任一者或两者可用以形成IR图像，这视特定应用而定。可通过更进一步地增加在明亮状态下的光学间隙来产生较长波长第一级IR响应。当干涉式调制器使其在明亮状态下的第一级反射响应处于远IR光谱(大约3到12pm)时，较高级响应可存在于整个近IR及可见光谱中。图11说明在可见光及IR光谱两者中均为可见的彩色显示器100的一个实施例。显示器100可包括像素102阵列。每一像素102包括三个子像素104、106及108。每一子像素包括上文关于图8到图IO所论述的干涉式调制器，所述干涉式调制器经配置以选择性地反射在可见光范围内的不同波长的光。如本文所使用，"反射一波长的光"可意味反射一个波长的光或一波长范围的光。由像素102所产生的色调将由每一子像素所反射的光的颜色及量来确定。在一个实施例中，三个子像素104、106及108在不同原色处各自具有近IR响应及可见光响应。当形成在可见光谱中的图像时，所有三个子像素一起用以形成待由人类观测者所感知的所需颜色。显示器的IR操作视应用而变化。在一个实施例中，需要特定IR响应。将此映射到在三原色中的一者处的较高级响应。举例来说，典型IR成像装置具有在约900nm处的IR响应。在约900nm处的第一级IR响应导致在450nm处的可见蓝光响应。在此实例中，子像素中的一者具有900nmIR响应及在450nm处的可见蓝光响应。当显示器用以显示IR可见图像时，仅具有可见蓝光响应的子像素由图像信号驱动。不具有所需IR响应的其它子像素保持为未使用。所述显示器在IR光谱中变成单色显示器，以匹配IR成像装置的单色性质。所述显示器可在两种不同模式下操作用以显示在可见光谱中的图像的可见光模式，及用以显示在IR光谱中的图像的IR模式。在另一实施例中，具有单色输出的IR成像装置可接受较宽阔的IR波长范围。在所述情况下，可存在具有落在所述范围内且因此被使用的IR响应的一个以上子像素。在两个或两个以上子像素由图像信号驱动的情况下，显示器可在IR光谱中作为较高分辨率单色显示器而操作。或者，额外子像素可用以为IR图像提供额外灰度级电平。在另一实施例中，IR成像装置可接受较宽阔的IR波长范围，其中输出视(例如)通过将假色指派给经检测图像中的每一波长所检测的IR的波长而定。在此情况下，在每一像素内的一个以上子像素具有在成像装置的IR波长检测范围内的IR响应的情况下，可驱动两个或两个以上子像素以利用成像装置的能力。举例来说，每一像素内的子像素可经驱动以反射其相应IR波长的光且产生假色图像作为IR成像装置的输出。在一个实施例中，上文关于图11所描述的显示器可在两种模式(IR模式及可见光谱模式)下操作，以便应用交替驱动方案。在可见光谱模式下，将以适当驱动信号来驱动每一子像素。在IR模式下，视特定实施例而定，没有必要以驱动信号来驱动所有子像素。在一个实施例中，在IR光谱模式下以与用于可见光谱模式的信号不同的信号来驱动子像素。显示器可经配置以在两种模式之间切换，以便产生适当图像且降低功率消耗。在另一实施例中，可以相同驱动信号来驱动子像素。结果，无需两种模式之间的切换。显示器在可见光及IR光谱两者中同时为可观看的。显示器装置在由IR光被照明时仅需要在IR模式下操作。在一个实施例中，显示器可包括经配置以检测传入IR照明的IR检测器。IR检测器可为适于此目的的任何装置，例如，光电晶体管及光电二极管。IR检测器可被安装成(例如)邻近于显示器。响应于可见照明的第二检测器还可以组合方式被包含以根据可用照明类型来设定操作模式。如果仅检测到可见照明，则显示器在可见光谱模式下操作，且如果仅检测到IR照明，则显示器在IR模式下操作。如果检测到预定密度或量的照明类型，则显示器确定所检测的照明类型。其中显示器在存在两种照明类型或不存在任一照明类型时工作的模式视特定应用而定。经配置以反射仅IR光谱中的光的仅IR显示器可通过将IR滤光器与上文所描述的可见光/IR显示器中的任一者组合来产生。IR滤光器可被设计成对于IR光为大体上透明的且对于可见光为不透明的。IR滤光器可放置(例如)于显示器阵列与观看器之间。在一个实施例中，使用与包含干涉式调制器的显示器阵列类似的制造工艺将包含多个层的IR滤光器沉积于显示器的玻璃衬底20(参见图1)上。图12为说明在木文所描述的显示器中显示红外线图像的方法的一个实施例的流程图。视实施例而定，可将方法的某些步骤移除、合并在一起或按次序重新排列。尽管以下步骤被描述为由阵列驱动器22执行，但这些步骤也可由处理器21(参见图2)执行。在示范性实施例中，显示器包括干涉式调制器阵列。方法开始于框1202，其中通过显示器来接收红外线照明。接下来在框1204处，显示器装置通过选择性地反射所接收红外线照明中的波长的光来显示红外线图像。显示器通过以干涉方式调制传入的红外线照明来显示红外线图像。图13为说明在IR模式与可见光谱模式之间操作显示器的方法的一个实施例的流程图。视实施例而定，可将方法的某些步骤移除、合并在一起或按次序重新排列。尽管以下步骤经描述为由阵列驱动器22执行，但这些步骤也可由处理器21(参见图2)执行。在示范性实施例中，显示器包括干涉式调制器阵列。显示器经配置而以干涉方式调制经接收照明以在两种模式下均形成图像。方法开始于框1302，其中利用与可见光谱模式相关联的方案来驱动显示器。移动到框1304，将显示器从可见光谱模式切换到IR模式。在(例如)阵列驱动器22从IR检测器接收到指示接收到预定密度或量的IR照明的信号时，将显示器切换到IR模式。在另一实例中，响应于用户请求而将显示器切换到IR模式。接下来在框1306处，利用与IR模式相关联的方案来驱动显示器。对于其中每一像素包括三个子像素的显示器来说，视应用而定，可在IR模式下将一个或一个以上子像素保持为未驱动。本文所描述的实施例尤其提供优于现有方法的各种益处。第一，许多实施例可同时在可见光及IR光谱中操作。第二，这些实施例提供除了反射入射IR照明以外不发射IR辐射的反射显示器。第三，显示器的可见颜色型式在IR模式下提供增强的分辨率或灰度级操作。最后，某些实施例包含具有低功率(总是有益的)的干涉式调制器阵列。在前述描述中，每一显示器包括显示器元件，显示器元件经配置以至少选择性地反射在红外线范围内的第一波长的光及在可见光范围内的第二波长的光。已将干涉式调制器用作显示器元件的实例。应注意，前述实施例可使用可反射在可见光及IR光谱内的光的其它显示器元件，且因此不应限于包括干涉式调制器的显示器。前述实施例描述在多个光谱范围内为可观看的显示器。仅出于说明的目的而将在IR及可见光谱两者中均为可观看的显示器用作实例。显示器的其它实施例可在多个光谱范围(包含(但不限于)IR及可见光谱)内为可观看的。举例来说，显示器可包含显示器元件(例如，干涉式调制器)，其可选择性地反射第一波长范围及第二波长范围的光，其中第一范围及第二范围中的每一者均在紫外线、可见光或红外线光谱中的一者内。在一个实施例中，显示器包含显示器元件，显示器元件可选择性地反射在可见光谱中的第一波长的光及在紫外线光谱中的第二波长的光。在一个实施例中，显示器包含显示器元件，显示器元件可选择性地反射在紫外线光谱中的第一波长的光及在紫外线光谱中的第二波长的光。在一个实施例中，显示器包含显示器元件，显示器元件可选择性地反射在红外线光谱中的第一波长的光、在可见光谱中的第二波长的光，及在紫外线光谱中的第三波长的光。在某些实施例中，显示器可包含干涉式调制器，干涉式调制器经配置以在开启或明亮状态下选择性地反射在可见光谱中的第一波长的光且在关闭或黑暗状态下选择性地反射在紫外线光谱中的第二波长的光。紫外线光谱的范围为(例如)大约从200nm到400nm。干涉式调制器经配置以在关闭或黑暗状态下反射大约200nm的光。视所使用的紫外线检测装置而定，可使在紫外线光谱中的明亮/黑暗状态颠倒。如果紫外线检测装置经配置以响应于以300nm为中心的紫外光而检测明亮状态，则在明亮状态下的像素对于在紫外线光谱中观看显示器的用户来说看起来为明亮的。如果紫外线检测装置经配置以响应于以200nm为中心的紫外光而检测明亮状态，则在明亮状态下的像素对于在紫外线光谱中观看显示器的用户来说看起来为黑暗的，且反之亦然，且因此，显示器对于紫外线光谱来说相反地工作。如果必要，此可通过在紫外线光谱中使用与在可见光谱中使用的驱动方案不同的驱动方案来补偿。前述描述详述本发明的某些实施例。然而，应了解，无论文中的前述内容看上去如何详细，仍可以许多方式来实践本发明。应注意，在描述本发明的某些特征或方面时对特定术语的使用不应被视为暗示在本文中将所述术语重新界定为限制于包含本发明的特征或方面的与所述术语相关联的任何特定特性。权利要求1.一种显示器，其包括显示器元件，其经配置以选择性地反射红外线范围内的第一波长的光及可见光范围内的第二波长的光。2.根据权利要求l所述的显示器，其中所述显示器元件形成像素。3.根据权利要求l所述的显示器，其中所述显示器元件形成干涉式调制器。4.根据权利要求3所述的显示器，其中所述干涉式调制器包括由可移动层及固定层界定的间隙，且其中当所述干涉式调制器未被激活时，所述第一波长及所述第二波长是至少部分地基于所述间隙的长度。5.根据权利要求1所述的显示器，其中所述第一波长是在大约800nm到1200nm的范围内。6.根据权利要求1所述的显示器，其中所述第一波长为大约1900rnn。7.根据权利要求1所述的显示器，其中所述第一波长的光的反射为第一级反射响应。8.根据权利要求1所述的显示器，其中所述显示器元件经进一步配置以反射可见光范围内的第二、第三及第三波长的光，且其中反射第二、第三及第四波长的光会共同地且操作性地显示大约白色色调的光。9.根据权利要求8所述的显示器，其中所述第一波长是在大约3)im到12pm的范围内。10.根据权利要求1所述的显示器，其进一步包括位于所述显示器元件与观看器之间的滤光器，所述滤光器对于红外线光为透明的且对于可见光为不透明的。11.根据权利要求1所述的显示器，其中所述显示器经配置以在可见光模式及红外线模式下工作，且所述显示器在每一模式下通过不同驱动方案来驱动。12.根据权利要求11所述的显示器，其中在检测到红外线照明时，所述显示器被切换到所述红外线模式。13.根据权利要求11所述的显示器，其进一步包括红外线检测器，所述红外线检测器经配置以检测红外线照明且在检测到红外线照明时发送信号以将所述显示器切换到所述红外线模式。14.根据权利要求13所述的显示器，其中所述红外线检测器包括光电晶体管或光电二极管。15.根据权利要求l所述的显示器，其进一步包括处理器，其经配置以与所述显示器元件通信，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。16.根据权利要求15所述的显示器，其进一步包括经配置以将至少一个信号发送到所述显示器元件的驱动器电路。17.根据权利要求16所述的显示器，其进一步包括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的控制器。18.根据权利要求15所述的显示器，其进一步包括经配置以将所述图像数据发送到所述处理器的图像源模块。19.根据权利要求18所述的显示器，其中所述图像源模块包括接收器、收发器及发射器中的至少一者。20.根据权利要求15所述的显示器，其进一步包括经配置以接收输入数据且将所述输入数据传送到所述处理器的输入装置。21.—种彩色显示器，其包括至少三个反射显示器元件，每一显示器元件经配置以选择性地反射可见光范围内的不同波长的光，且其中所述三个反射显示器元件中的至少一者经进一步配置以选择性地反射红外线范围内的波长的光。22.根据权利要求21所述的显示器，其中每一显示器元件形成子像素。23.根据权利要求21所述的显示器，其中所述三个显示器元件形成像素。24.根据权利要求21所述的显示器，其中每一显示器元件形成干涉式调制器。25.根据权利要求21所述的显示器，其中每一显示器元件经配置以选择性地反射以下三原色中的大约不同原色的光红色、蓝色及绿色。26.根据权利要求21所述的显示器，其中所述三个反射显示器元件中的至少两者经进一步配置以选择性地反射红外线范围内的波长的光。27.根据权利要求21所述的显示器，其中所述显示器经配置以在可见光模式及红外线模式下工作，且所述显示器在每一模式下通过不同驱动方案来驱动。28.根据权利要求27所述的显示器，其中在检测到红外线照明时，所述显示器被切换到所述红外线模式。29.根据权利要求27所述的显示器，其中所述三个显示器元件中未经配置以反射红外线范围内的波长的光的一者或一者以上不通过图像数据来驱动，而所述显示器在红外线模式下操作。30.根据权利要求27所述的显示器，其进一步包括红外线检测器，所述红外线检测器经配置以检测红外线照明且在检测到红外线照明时发送信号以将所述显示器切换到所述红外线模式。31.根据权利要求30所述的显示器，其中所述红外线检测器包括光电晶体管或光电二极管。32.—种显示器，其包括用于选择性地反射可见光范围内的波长的光及红外线范围内的波长的光的装置；以及用于将至少一个信号发送到所述反射装置的装置。33.根据权利要求32所述的显示器，其中所述反射装置包括干涉式调制器。34.根据权利要求32所述的显示器，其中所述发送装置包括驱动器电路。35.根据权利要求32所述的显示器，其进一步包括用于阻断或吸收红外线范围外的光的装置。36.根据权利要求35所述的显示器，其中所述阻断装置包括滤光器。37.根据权利要求32所述的显示器，其中所述显示器经配置以在可见光模式及红外线模式下工作，且所述显示器在每一模式下通过不同驱动方案来驱动。38.根据权利要求37所述的显示器，其进一步包括用于检测红外线照明的装置。39.根据权利要求38所述的显示器，其中在所述检测装置检测到红外线照明时，所述显示器被切换到所述红外线模式。40.根据权利要求38所述的显示器，其中所述检测装置包括光电晶体管或光电二极管。41.一种操作显示器的方法，其包括-将所述显示器从可见光模式切换到红外线模式；以及用与所述红外线模式相关联的方案来驱动所述显示器。42.根据权利要求41所述的方法，其中所述显示器经配置以通过以干涉方式调制所接收的红外线照明而在所述红外线模式下提供红外线图像。43.根据权利要求41所述的方法，其中所述显示器响应于切换到所述红外线模式的用户请求而切换到所述红外线模式。44.根据权利要求41所述的方法，其中在检测到红外线照明时，所述显示器被切换到所述红外线模式。45.—种制造显示器的方法，所述方法包括制造显示器元件，所述显示器元件经配置以选择性地反射红外线范围内的第一波长的光及可见光范围内的第二波长的光。46.—种显示器，其包括第一显示器元件，其经配置以选择性地反射第一波长范围及第二波长范围的光，其中所述第一范围及所述第二范围中的每一者是在紫外线、可见光或红外线光谱中的一者内。47.根据权利要求46所述的显示器，其中所述第一范围是在紫外线光谱内，且所述第二范围是在可见光谱或红外线光谱内。48.根据权利要求46所述的显示器，其中所述第一范围是在可见光谱内，且所述第二范围是在紫外线光谱或红外线光谱内。49.根据权利要求46所述的显示器，其进一步包括第二显示器元件，所述第二显示器元件经配置以选择性地反射第三波长范围及第四波长范围的光，其中所述第一范围及第三范围是在可见光谱内，且所述第二范围及第四范围分别是在紫外线光谱及红外线光谱内。全文摘要本发明的一个发明方面涉及一种包括显示器元件(102)的显示器(100)，所述显示器元件(102)经配置以选择性地反射红外线范围内的第一波长的光及可见光谱中的第二波长的光。另一发明方面涉及一种包括至少三个反射显示器元件(104、106、108)的彩色显示器(100)。每一显示器元件(104、106、108)经配置以选择性地反射可见光范围内的不同波长的光。所述三个反射显示器元件(104、106、108)中的至少一者经进一步配置以选择性地反射红外线范围内的波长的光。文档编号G02B5/00GK101688973SQ200880020982公开日2010年3月31日申请日期2008年6月17日优先权日2007年6月21日发明者乔纳森·查尔斯·格里菲思,杰弗里·B·桑普塞尔申请人:高通Mems科技公司