专利名称：用于多状态干涉光调制的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明领域涉及微机电系统(MEMS)。
背景技术：
微机电系统(MEMS)包括微机械元件、致动器和电子设备。可通过使用沉积、蚀刻和/或其他微机械加工处理来制造微机械元件，所述微机械加工处理可蚀刻掉衬底和/或沉积材料的一部分或添加若干层以形成电子和机电设备。一种类型的MEMS设备被称为干涉调制器。如本文所使用，术语“干涉调制器”或“干涉光调制器”指的是通过使用光学干涉原理而选择性吸收和/或反射光的设备。在某些实施例中，干涉调制器可包含一对导电板，其一或两者可在整体或部分上为透明的或反射性的且能在施加恰当电信号时作相对运动。在一特定实施例中，一个板可包含一沉积于衬底上的静止层，且另一个板可包含与所述静止层由一气隙隔开的金属膜片。如本文更详细地描述，一个板相对于另一者的位置可改变入射于干涉调制器上的光的光学干涉。这些设备具有广泛的应用范围，且在所述技术中利用和/或修改这些类型设备的特性将是有利的，以使得其特征可用于改良现存产品和创造尚未研制出来的新产品。
发明内容
本发明的系统、方法和设备每一者均具有若干方面，其中任何单独一者均不能独自对其所要属性负责。在不限制本发明范畴的情况下，现将简要讨论其较显著的特征。在考虑此讨论之后，特别是在阅读标题为“具体实施方式
”的部分之后，我们将了解本发明的特征是如何优于其他显示设备的。
一个实施例包括一光调制器，其包括一具有导电材料的可移动反射体。所述可移动反射体定位于第一电极与第二电极之间，且可在未驱动位置、第一驱动位置与第二驱动位置之间移动。第一驱动位置比未驱动位置离第一电极更近，且第二驱动位置比未驱动位置离第一电极更远。所述光调制器还包括至少一个第三电极，其邻近所述第一电极；和至少一个第四电极，其邻近所述第二电极。
另一实施例包括一光调制器，其包括反射光的构件，所述反射光的构件定位于用于定位所述反射构件的第一与第二构件之间。所述反射构件可在未驱动位置、第一驱动位置与第二驱动位置之间移动。所述第一驱动位置比所述未驱动位置离所述第一定位构件更近，且所述第二驱动位置比所述未驱动位置离所述第一定位构件更远。光调制器还可包括用于将反射构件定位于邻近第一定位构件处的第三构件和用于将反射构件定位于邻近第二定位构件处的第四构件。
另一实施例包括一种驱动一MEMS设备的方法，所述MEMS设备包括第一、第二、第三和第四电极和一可移动电极，所述可移动电极定位于所述第一电极与所述第二电极之间且经配置以移动至其之间的至少两个位置。所述方法包括在第一电极与可移动电极之间施加第一电压电势差，以便将可移动电极驱动到大体上与介电层接触的位置。形成一股将可移动电极引向所述介电层的力。所述方法还包括在第一电极与可移动电极之间施加第二电压电势差，且在第二电极与可移动电极之间施加第三电压电势差，以便克服将可移动电极引向介电层的力并将可移动电极驱动离开介电层。所述方法中还包括在第三电极与可移动电极之间施加第四电压电势差、和在第四电极与可移动电极之间施加第五电压电势差。将可移动电极引向介电层的力至少部分基于第四和第五电压。
另一实施例包括一种制造多状态光调制器的方法。所述方法包括形成第一和第二电极、形成包括导电材料的可移动反射体，其中所述可移动反射体定位于第一与第二电极之间，且可在未驱动位置、第一驱动位置与第二驱动位置之间移动。第一驱动位置比未驱动位置离第一电极更近，且第二驱动位置比未驱动位置离第一电极更远。所述方法还包括在邻近第一电极处形成至少一个第三电极和在邻近第二电极处形成至少一个第四电极。
另一实施例包括一显示装置，其包括多个显示元件，所述显示元件中的每一者包括一包括导电材料的可移动反射体，其中所述可移动反射体定位于第一与第二电极之间且可在未驱动位置、第一驱动位置与第二驱动位置之间移动。第一驱动位置比未驱动位置离第一电极更近，且其中第二驱动位置比未驱动位置离第一电极更远，至少一个第三电极邻近第一电极，且至少一个第四电极邻近第二电极。
图1是描绘干涉调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉调制器的可移动反射层位于松弛位置，且第二干涉调制器的可移动反射层位于致动位置。
图2是说明含有有一3×3干涉调制器显示器的电子设备的一个实施例的系统方框图。
图3是用于图1的干涉调制器的一个示范性实施例的可移动反射镜位置对施加电压的图表。
图4说明可用于驱动干涉调制器显示器的一组行和列电压。
图5A和5B说明可用于将一帧显示数据写入图2的3×3干涉调制器显示器的行和列信号的示范性时序图。
图6A和6B是说明一包含多个干涉调制器的视觉显示设备的一个实施例的系统方框图。
图7A是图1的设备的截面图。
图7B是干涉调制器的一替代性实施例的截面图。
图7C是干涉调制器的另一替代性实施例的截面图。
图7D是干涉调制器的再一替代性实施例的截面图。
图7E是干涉调制器的一额外替代性实施例的截面图。
图8是一示范性干涉调制器的侧截面图，其说明所产生的光的频谱特性。
图9是若干示范性干涉调制器的反射镜的反射率对波长的图解说明。
图10是说明可由彩色显示器产生的颜色的色度图，其包括红、绿和蓝色干涉调制器的示范性组。
图11是一示范性多状态干涉调制器的侧截面图。
图12A到12C是另一示范性多状态干涉调制器的侧截面图。
图13A到13C是一具有闭锁电极的示范性多状态干涉调制器的侧截面图。
具体实施例方式
下文详细描述针对本发明的特定具体实施例。然而，本发明可以许多不同方式来实施。在此描述中参照图式，其中相似部件始终由相似数字来表示。从下文描述中容易了解，可在任何经配置以显示图像(无论是运动的(例如视频)还是静止的(例如静态图像)，且无论是文字还是图像)的设备中实施所述实施例。更具体地说，希望所述实施例可在各种电子设备中实施或与之相关联，所述电子设备例如(但不限于)移动电话、无线设备、个人数据助理(PDA)、手持或便携型计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、可携式摄像机、游戏机、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)、驾驶舱控制器和/或显示器、摄像机视图的显示器(例如车辆后视摄像机的显示器)、电子相片、电子告示板或标志、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如一块珠宝上的图像显示器)。具有与本文所述的结构相似结构的MEMS设备还可以用于非显示应用中，例如用于电子转换设备。
下文详细描述针对本发明的特定具体实施例。然而，本发明可以许多不同方式来实施。在此描述中，参照图式，其中相似部件始终由相似数字来表示。从下文描述中将容易了解，可在任何经配置以显示图像(无论是运动的(例如视频)还是静止的(例如静态图像)，且无论是文字还是图像)的设备中实施本发明。更具体地说，希望本发明可在各种电子设备中实施或与之相关联，所述电子设备例如(但不限于)移动电话、无线设备、个人数据助理(PDA)、手持或携带型计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、可携式摄像机、游戏机、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)、驾驶舱控制器和/或显示器、摄像机视图的显示器(例如车辆后视摄像机的显示器)、电子相片、电子告示板或标志、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如一块珠宝上的图像显示器)。具有与本文所述的结构相似结构的MEMS设备还可用于非显示应用中，例如用于电子转换设备。
图1说明一包含干涉MEMS显示元件的干涉调制器显示器实施例。在这些设备中，像素呈明亮或昏暗状态。在明亮(“打开”)状态中，显示元件将大部分入射可见光反射到使用者。在昏暗(“关闭”)状态时，显示元件将少量可见光反射到使用者。依据所述实施例，可颠倒“打开”或“关闭”状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要反射选定颜色，从而允许除黑与白色之外的彩色显示器。
图1是描绘视觉显示器的一连串像素中的两个相邻像素的等角视图，其中每一像素包含一MEMS干涉调制器。在某些实施例中，干涉调制器显示器包含这些干涉调制器的行/列阵列。每一干涉调制器包括一对反射层，其经定位而彼此成可变且可控制的距离，从而形成具有至少一个可变大小的共振光腔。在一个实施例中，所述反射层中的一者可在两个位置之间移动。在第一位置(本文称为松弛位置)中，可移动反射层定位成与一固定部分反射层成相对较大的距离。在第二位置(本文称为致动位置)中，可移动反射层定位于更邻近所述部分反射层之处。从两个层反射的入射光依据可移动反射层的位置而相长或相消地干涉，从而为每一像素产生全反射或非反射状态。
图1中的像素阵列的描绘部分包括两个邻近干涉调制器12a和12b。在左边的干涉调制器12a中，可移动反射层14a图示为位于与一光学堆叠16a相距一预定距离处的松弛位置中，所述光学堆叠包括一个部分反射层。在右边的干涉调制器12b中，可移动反射层14b图示为位于邻近光学堆叠16b的致动位置中。
如本文参考，光学堆叠16a和16b(总称为光学堆叠16)通常包含若干熔融层，所述熔融层可包括电极层(例如氧化锡铟(ITO))、部分反射层(例如铬)和透明电介质。光学堆叠16因此为导电的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)通过将上述层中的一或多者沉积于一透明衬底20上来制造。在某些实施例中，所述层可图案化成平行条带，且可形成显示设备中的行电极，如下文进一步描述。可移动反射层14a、14b可形成为沉积于柱18顶部上的沉积金属层的一连串平行条带(与16a、16b的行电极正交)和沉积于柱18之间的中间牺牲材料。当牺牲材料被蚀刻掉时，可移动反射层14a、14b与光堆叠16a、16b由一限定间隙19隔开。高导电性且反射性材料(例如铝)可用于反射层14，且这些条带可形成显示设备中的列电极。
当没有施加电压时，腔19保持在可移动反射层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中由像素12a说明。然而，当一电势差施加到选定行和列时，在相应像素处在行电极与列电极的交叉点处形成的电容器成为带电荷的，且静电力将电极牵拉在一起。如果电压足够高，那么可移动反射层14变形且被压到光学堆叠16上。光学堆叠16内的介电层(此图中未说明)可防止短路且控制层14与16之间的分离距离，如图1右侧处的像素12b说明。不管施加电势差的极性如何，所述行为是相同的。以此方式，可控制反射对非反射像素状态的行/列致动在许多方面中与在常规LCD和其他显示技术中所使用的是类似的。
图2到5说明在一显示应用中使用一阵列干涉调制器的示范性处理及系统。
图2是说明可含有本发明各方面的电子设备的一个实施例的系统方框图。在示范性实施例中，电子设备包括一处理器21，其可以是任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM、Pentium、Pentium IT、Pentium III、Pentium IV、Pentium Pro、8051、MIPS、Power PC、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)。所述技术中的常规作法是，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统之外，处理器可经配置以执行一个或一个以上软件应用，包括网页浏览器、电话应用、电子邮件程序或任何其他软件应用。在一个实施例中，处理器21还经配置以与一阵列驱动器22通信。在一个实施例中，所述阵列驱动器22包括一行驱动电路24和一列驱动电路26，其将信号提供到一面板或显示阵列(显示器)30。图1所说明的阵列的截面由图2中的线1-1展示。对于MEMS干涉调制器来说，行/列致动协议可利用图3中所说明的这些装置的滞后性质。可能需要(例如)10伏电势差来使得可移动层从松弛状态变形到致动状态。然而，当电压从前述值降低时，可移动层在电压降同到10伏以下时维持其状态。在图3的示范性实施例中，直到电压降落到2伏以下时可移动层才完全松弛。因此在图3所说明的实例中存在约3到7V的电压范围，其中存在其中设备稳定位于松弛或致动状态中的施加电压窗口。此在本文中被称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列来说，可设计行/列致动协议，以使得在行选通期间，选通行中待致动的像素被暴露到约为10伏的电压差，且待松弛的像素被暴露到接近零伏的电压差。在选通之后，像素被暴露到约为5伏的稳定状态电压差，以使得其保持在行选通将其置于的任何状态中。在被书写之后，在此实例中每一像素遇到3到7伏的“稳定窗口”内的电势差。这一特征使得图1所说明的像素设计在致动或松弛的先存在状态下在相同施加电压条件下为稳定的。由于无论在致动或松弛状态下干涉调制器的每一像素实质上是一由固定反射层和移动反射层形成的电容器，因而可在滞后窗口内的一电压处保持此稳定状态而几乎没有功率消耗。如果所施加的电势为固定的，那么基本上没有电流流入像素。
在典型应用中，显示帧可通过根据第一行中所要致动像素组来确定列电极组来建立。接着，一行脉冲被施加到行1电极，从而致动对应于所确定的列行的像素。接着改变所确定的列电极组以对应第二行中的所要致动像素组。接着将一脉冲施加到行2电极，从而根据所确定的列电极来致动行2中的恰当像素。行1像素不受行2脉冲的影响，且保持其在行1脉冲期间被设定的状态。可对于整个一连串行以连续方式来重复此行为，以便产生帧。一般而言，通过以每秒某所要数目的帧的速率来连续重复此处理，帧由新的显示数据刷新和/或更新。还熟知用于驱动像素阵列的行和列电极以产生显示帧的很多种协议，且所述协议可与本发明一起使用。
图4和图5说明一种用于在图2的3×3阵列上建立显示帧的可能致动协议。图4说明一可能的列和行电压电平组，其可用于展现图3的滞后曲线的像素。在图4实施例中，致动一像素包含将适当列设定为-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+ΔV从而在整个像素上产生零伏电势差来松弛像素。在行电压保持于零伏的那些行中，像素稳定地位于其原先所在的任何状态中，而不管列为+Vbias或-Vbias。还如图4所说明，将了解到可使用与上述那些电压具有相反极性的电压，例如致动像素可包含将恰当列设定为+Vbias且将恰当行设定为-ΔV。在此实施例中，通过将恰当列设定为-Vbias且将恰当行设定为-ΔV从而在整个像素上产生零伏电势差来释放像素。
图5B是展示施加于图2的3×3阵列的一连串行和列信号的时序图，所述信号将导致图5A所说明的显示排列，其中致动像素为非反射性的。在书写图5A所说明的帧之前，像素可处于任何状态，且在此实例中，所有行为0伏，且所有列为+5伏。由于这些施加电压，所有像素稳定位于其现存致动或松弛状态中。
在图5A帧中，致动像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)。为了完成此，在行1的“行时间”期间，列1和2被设定为-5伏，且列3被设定为+5伏。此不改变任何像素的状态，因为所有像素均保持在3到7伏稳定窗口中。行1接着由一从0开始、上升至5伏且回到零的脉冲选通。此致动(1，1)和(1，2)像素且松弛(1，3)像素。所述阵列中的其他像素不受影响。为了根据需要设定行2，列2被设定为-5伏，且列1和3被设定为+5伏。施加到行2的相同选通接着将致动像素(2，2)且松弛像素(2，1)和(2，3)。同样，所述阵列的其他像素不受影响。类似地通过将列2和3设定为-5伏且将列1设定为+5伏来设定行3。行3选通将行3像素设定为如图5A所示。在书写帧之后，行电势为零，且列电势可保持在+5或-5伏，且显示接着稳定地位于图5A的排列中。将了解到，对于具有几十或几百个行和列的阵列可采用相同程序。还将了解到，用于执行行和列致动的电压的时序、顺序和电平可在以上概述的一般原理内广泛变化，且以上实例仅为示范性的，且任何致动电压方法均可与本文描述的系统和方法一起使用。
图6A和6B是说明显示设备40的一个实施例的系统方框图。显示设备40可(例如)为蜂窝或移动电话。然而，显示设备40的相同组件或其微小变化还可以说明各种类型的显示设备，例如电视机和便携型媒体播放器。
显示设备40包括外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入设备48和传声器46。所述外壳41通常由所属领域的技术人员熟知的多种制造方法中的任何一种来形成，包括喷射铸造法和真空成形。另外，外壳41可由多种材料中的任何一者制成，其中包括(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包括可移动部分(未图示)，其可与具有不同颜色、或含有不同标志、图案或符号的其他可移动部分互换。
示范性显示设备40的显示器30可以是多种显示器中的任何一者，其中包括双稳态显示器，如本文所述。在其他实施例中，如所属领域的技术人员所熟知，显示器30包括如上所述的平板显示器(例如等离子、EL、OLED、STN LCD、或TET LCD)或所属领域的技术人员所熟知的非平板显示器(例如CRT或其他管设备)。然而，出于描述本实施例的目的，显示器30包括干涉调制器显示器，如本文所述。
在图6B中示意性说明示范性显示设备40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示设备40包括外壳41，且可包括至少部分被包围在内的额外组件。例如，在一个实施例中，示范性显示设备40包括网络接口27，其包括一耦接到收发器47的天线43。所述收发器47连接到处理器21，所述处理器21连接到调节硬件52。所述调节硬件52可经配置以调节信号(例如，过滤信号)。调节硬件52连接到扬声器45和传声器46。处理器21还连接到输入设备48和驱动器控制器29。所述驱动器控制器29耦接到帧缓冲器28和阵列驱动器22，所述阵列驱动器22反过来耦接到显示阵列30。如特定示范性显示设备40设计所需，电源50向所有组件提供电力。
网络接口27包括天线43和收发器47，以使得示范性显示设备40可通过网络与一个或一个以上设备通信。在一个实施例中，网络接口27还可具有某些减轻处理器21的要求的处理能力。天线43是所属领域的技术人员已知的任何用于发送和接收信号的天线。在一个实施例中，天线根据IEEE 802.11标准(包括IEEE 802.11(a)、(b)或(g))发送和接收RF信号。在另一实施例中，天线根据BLUETOOTH标准来发送和接收RF信号。就蜂窝电话来说，天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS或用于在无线手机网络内通信的其他已知信号。收发器47预先处理从天线43接收的信号，以使得其可由处理器21接收并进一步操作。收发器47还处理从处理器21接收的信号，以使得其可经由天线43从示范性显示设备40发送。
在替代性实施例中，收发器47可由一接收器替代。在又一替代性实施例中，网络接口27可由一图像源替代，该图像源可存储或产生拟发送到处理器21的图像数据。例如，图像源可以是含有图像数据的数字视频盘(DVD)或硬盘驱动器、或产生图像数据的软件模块。
处理器21通常控制示范性显示设备40的整体操作。处理器21接收数据(例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据)，并将数据处理为原始图像数据或易于处理为原始图像数据的格式。处理器21接着将经过处理的数据传送到驱动器控制器29或传送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别一图像内每一位置处的图像特性的信息。例如，所述图像特性可包括颜色、饱和度和灰阶水平。
在一个实施例中，处理器21包括微控制器、CPU或逻辑单元，以便控制示范性显示设备40的操作。调节硬件52通常包括放大器和过滤器以用于将信号发送到扬声器45，且用于从传声器46接送信号。调节硬件52可以是示范性显示设备40内的离散组件，或可并入处理器21或其他组件内。
驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28中获得由处理器21产生的原始图像数据，且对所述原始图像数据进行适当的重新格式化以便适于高速发送到阵列驱动器22。具体地说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有光栅状格式的数据流，以使得其具有适于扫描整个显示阵列30的时间顺序。接着，驱动器控制器29将经过格式化的信息传送到阵列驱动器22。虽然驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21相关联而作为一独立集成电路(IC)，但可以多种方式来实施这些控制器。其可嵌入处理器21中作为硬件、嵌入处理器21中作为软件、或完全与阵列驱动器22在硬件上成为一体。
通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收格式化信息，且将视频数据重新格式化为一平行组波形，其以每秒多次的速率施加到来自显示器的x-y像素矩阵的几百个且有时几千个导线。
在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示阵列30适用于本文所述的各类型显示器中的任一者。例如，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示控制器或双稳态显示控制器(例如干涉调制器控制器)。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驱动器(例如干涉调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22形成一体。此实施例在高集成系统(例如蜂窝电话、手表和其他小面积显示器)中为常见的。在又一实施例中，显示阵列30是典型显示阵列或双稳态显示阵列(例如包括一阵列干涉调制器的显示器)。
输入设备48允许使用者控制示范性显示设备40的操作。在一个实施例中，输入设备48包括键台(例如QWERTY键盘或电话键台)、按钮、开关、触敏屏幕、压敏或热敏膜片。在一个实施例中，传声器46是一用于示范性显示设备40的输入设备。当传声器46用于将数据输入设备时，使用者可提供语音命令来控制示范性显示设备40的操作。
如所述技术中众所周知，电源50可包括多种能量存储设备。例如，在一个实施例中，电源50是可充电电池，例如镍镉电池或锂离子电池。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，包括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经配置以从墙上插座接收电力。
在某些实施方案中，控制可编程性驻留于一驱动器控制器中(如上文所述)，所述驱动器控制器可位于电子显示系统中的若干位置中。在某些情况下，控制可编程性驻留于阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将意识到上述最佳化可在任何数目的硬件和/或软件组件和各种配置中实施。
根据上文阐述的原理操作的干涉调制器的结构的细节可显著不同。例如，图7A到7E说明可移动反射层14和其支持结构的五个不同实施例。图7A是图1的实施例的截面，其中一金属材料条带14沉积于正交延伸的支持体18上。在图7B中，可移动反射层14仅在隅角上(在系绳32上)附着到支持体。在图7C中，可移动反射层14从一可变形层34悬挂下来，所述可变形层可包含一挠性金属。可变形层34直接或间接连接到围绕可变形层34周边的衬底20上。这些连接件在文中称为支柱。图7D所说明的实施例具有支柱插塞42，可变形层34倚靠在所述支柱插塞42上。可移动反射层14保持悬挂在腔上方，如在图7A到7C中，但可移动层34不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔来形成支柱。而是，支柱由用于形成支柱插塞42的平面化材料形成。图7E所说明的实施例基于图7D中所展示的实施例，但还可适于与图7A到7C所说明的任何实施例以及未图示的额外实施例协作。在图7E展示的实施例中，一额外金属层或其他导电材料层用于形成总线结构44。这允许信号沿干涉调制器的背部传递，从而除去否则可能必须形成于衬底20上的许多电极。
在例如图7所述的那些实施例中，干涉调制器充当直视设备，其中从透明衬底20的前侧(即与设置有调制器的侧相对的一侧)观察图像。在这些实施例中，反射层14光学遮蔽与衬底20相对的反射层侧上的干涉调制器的某些部分，包括可变形层34和总线结构44。此允许在不对图像质量形成负面影响的情况下配置并操作遮蔽区域。此可分离调制器结构允许彼此独立地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并使其彼此独立地作用。此外，图7C到7E所示的实施例具有从将反射层14的光学性质与其机械性质分离而得到的额外利益，其中所述机械性质由可变形层34进行。此允许相对于光学性质来将用于反射层14的结构设计和材料最佳化，且相对于所要机械性质将用于可变形层34的结构设计和材料最佳化。
上述干涉调制器的实施例在产生白光或具有由反射镜14与16之间的距离确定的颜色的光的反射状态中的一者或非反射(例如黑色)状态中操作。在其他实施例中，例如第5,986,796号美国专利所揭示的实施例中，可移动反射镜14可定位于相对于固定反射镜16的一系列位置处，以便变化共振间隙19的大小，且因此变化反射光的颜色。
图8是示范性干涉调制器12的侧截面图，其说明将通过将可移动反射镜14定位于一系列位置111到115处来产生的光的频谱特性。如上所述，行电极与列电极之间的电势差使得可移动反射镜14弯曲弯曲。示范性调制器包括氧化锡铟(ITO)导电层102，其充当一列电极。在示范性调制器中，反射镜14包括行导体。
在一个实施例中，具有例如氧化铝(Al2O3)的材料的介电层104定位于形成反射镜16的反射表面的铬层上方。如上文参照图1所述，当反射镜14弯曲弯曲时，介电层104防止短路且控制反射镜14与16之间的分离距离。形成于反射镜14与16之间的光腔因此包括介电层104。出于方便说明调制器12的目的来选择图8中各项目的相对大小。因此，这些距离未按比例绘制且不希望代表调制器12的任何特定实施例。
图9是若干示范性光学堆叠的反射镜16的反射率对波长的图解说明。横轴表示入射于光学堆叠上的可见光的一系列波长。纵轴将光学堆叠的反射率表示为特定波长处的入射光的百分数。在光学堆叠不包括介电层104的一个实施例中，由铬层形成的反射镜16的反射率约为75％。包括一包含100氧化铝层的介电层104的光学堆叠导致65％的反射率，而包括一包含200氧化铝层的介电层104的光学堆叠导致55％的反射率。如图所示，在这些特定实施例中反射率不根据波长变化。因此，通过调整Al2O3层的厚度，可在整个可见频谱上连贯地控制反射镜16的反射率以允许选择干涉调制器12的特定性质。在特定实施例中，介电层104是Al2O3层，其厚度在50到250范围内。在其他实施例中，介电层104包含Al2O3薄层，其厚度在50到100范围内，目包含一散粒SiO2层，其厚度在400到2000范围内。
如上所述，调制器12包括一形成于反射镜14与16之间的光腔。光腔的特性距离或有效光学路径长度L确定光腔的共振波长λ，且因此确定干涉调制器12的共振波长λ。干涉调制器12的共振波长λ一般对应于由调制器12反射的光的所见颜色。算术上，距离L＝Nλ，其中N是一个整数。因此由具有为λ(N＝1)、λ(N＝2)、3/2λ(N＝3)等的距离L的干涉调制器12反射一给定共振波长X。所述整数N可被称为反射光的干涉级。如本文所使用，调制器12的级还表示当反射镜14位于至少一个位置中时由调制器12反射的光的级N。例如，对应于约为650nm的波长λ，第一级红色干扰调制器12可具有约为325nm的距离L。因此，第二级红色干扰调制器12可具有约为650nm的距离L。一般来说，较高级调制器12反射较窄范围的波长上的光，且因此产生较饱和的彩色光。
注意到在特定实施例中，距离L大体上等于反射镜14与16之间的距离。当反射镜14与16之间的空间仅包含折射率约为1的气体(例如，空气)时，有效光径长度大体上等于反射镜14与16之间的距离。在包括折射率大于一的介电层104的实施例中，通过选择反射镜14与16之间的距离且通过选择介电层104(或反射镜14与16之间的任何其他层)的厚度和折射率来形成具有所要光径长度的光腔。在一个实施例中，反射镜14可弯曲到在一系列位置内的一个或一个以上位置以输出相应范围的颜色。例如，可调整行电极与列电极之间的电压电势差以使反射镜14弯曲到相对于反射镜16的一系列位置中的一者。一般而言，通过调整电压进行的反射镜位置最大级控制在反射镜14的路径的非弯曲位置附近(例如，对于较小弯曲而言，例如从反射镜14的非弯曲位置的最大弯曲的约1/3内的弯曲)。
在图8中由从固定反射镜16延伸到指示位置111到115的箭头点的线来标注可移动反射镜14的一特定组位置111到115中的每一者。因此，选择距离111到115，以便说明介电层104的厚度和折射率。当可移动反射镜14弯曲到位置111到115中的每一者处(其中每一位置对应于一不同距离L)时，调制器将光输出到一具有不同频谱响应的观察位置101，所述频谱响应对应于由调制器12反射的入射光的不同颜色。此外，在位置111处，可移动反射镜14十分靠近固定反射镜16，使得可忽略干涉作用，且调制器12充当一反射大体上等于(例如)白光的入射可见光的大体上所有颜色。因为较小距离L对于可见频带中的光学共振来说太小，所以引起宽频带反射镜作用。反射镜14因此仅充当相对于可见光的反射表面。
当空隙增加到位置112时，调制器12展现一灰影，因为反射镜14与16之间的增加空隙降低了反射镜14的反射率。在位置113处，距离L使得腔干涉地操作但大体上不反射可见波长的光，因为共振波长在可见范围之外。
当距离L进一步增加时，调制器12的峰值频谱响应移动到可见波长中。因此，当可移动反射镜14在位置114处时，调制器12反射蓝光。当可移动反射镜14在位置115处时，调制器12反射绿光。当可移动反射镜14在非弯曲位置116处时，调制器12反射红光。
在设计一使用干涉调制器12的显示器时，可形成调制器12以增加反射光的颜色饱和度。饱和度指的是彩色光的色彩的强度。高饱和度色彩具有清晰强烈的颜色，而低饱和度色彩呈现为更柔和灰暗。例如，一产生非常狭窄范围的波长的激光产生高饱和度光。相反，一典型白炽灯泡产生可具有不饱和红或蓝色的白光。在一个实施例中，调制器12形成具有对应于较高干扰级(例如第二或第三级)的距离L，以增加反射彩色光的饱和度。
一示范性彩色显示器包括红、绿和蓝显示元件。通过改变由所述红、绿和蓝元件产生的光的相对强度可在此显示器中产生其他颜色。例如红、绿和蓝的原色的这类混合物被人眼看见为其他颜色。在此颜色系统中的红、绿和蓝的相对值可参考人眼的红、绿和蓝光敏感部分的刺激而被称为三色刺激值。一般来说，原色越饱和，可由显示器产生的颜色范围越大。在其他实施例中，显示器可包括调制器12，其具有依据除红、绿和蓝之外的原色组来限定其他颜色系统的颜色组。
图10是说明可由彩色显示器产生的颜色的色度图，所述彩色显示器包括两组示范性红、绿和蓝干涉调制器。横轴和纵轴定义一色度坐标系，其上描绘频谱三色刺激值。具体地说，点120说明由示范性红、绿和蓝干涉调制器反射的光的颜色。白光由点122表示。从每一点120到白光的点122的距离(例如白光的点122与绿光的点120之间的距离124)表示由对应调制器12产生的光的饱和度。由三角形迹线126包围的区域对应于可通过混合在点120点处产生的光来产生的颜色范围。此颜色范围可被称为显示器的色域。
点128指示另一组示范性调制器12的频谱响应。如由点128与白色点122之间的距离小于点120与点122之间的距离指示，对应于点128的调制器12产生的光的饱和度低于对应于点120的调制器12产生的光的饱和度。迹线130指示可通过混合点128的光而产生的颜色范围。如图10所示，迹线126封闭的区域大于迹线130封闭的区域，从而图解说明显示元件的饱和度与显示器的色域大小之间的关系。
在反射显示器中，使用此饱和干涉调制器产生的白光对于观察者来说趋向于具有相对较低强度，因为仅反射一小范围的入射波长来形成白光。相反，反射宽频带白光(例如大体上所有入射波长)的反射镜具有较高强度，因为反射较大范围的入射波长。因此，设计使用原色组合以产生白光的反射显示器一般导致色饱和度和色域与由显示器输出的白光的亮度之间的折衷。
图11是示范性多状态干涉调制器140的侧截面图，上述调制器140可在一种状态下产生高饱和度彩色光且在另一状态下产生相对强烈的白光。示范性调制器140因此将色饱和度从输出白光的亮度分离。调制器140包括一可移动反射镜14，其定位于两个电极102与142之间。调制器140还包括一第二组柱18a，其形成于与柱18相对的反射镜14的另一侧上。
在特定实施例中，反射镜14和16中的每一者可以是限定执行除反射光之外的功能的反射体或反射构件的一堆叠层的一部分。例如，在图11的示范性调制器中，反射镜14由一个或一个以上具有导电反射材料(例如铝)的层形成。因此，反射镜14还可充当导体。类似地，反射镜16可由一个或一个以上具有反射材料的层和一个或一个以上具有导电材料的层形成，以便执行电极102的功能。另外，反射镜14和16中的每一者还可包括一个或一个以上具有其他功能的层，以便控制影响反射镜14的弯曲的机械性质。在一个实施例中，可移动反射镜14从一额外可变形层上悬挂下来，如结合图7C描述。
在包括反射红、绿和蓝光的调制器的一个实施例中，将不同反射材料用于反射不同颜色的调制器，以便改良这类调制器12的频谱响应。例如，可移动反射镜14可在经配置以反射红光的调制器12中包括金。
在一个实施例中，介电层144可定位于导体142的任一侧上。介电层144a和104有利地防止反射镜14的导电部分与调制器140的其他部分之间的电短路。在一个实施例中，反射镜16与电极102一起形成一反射部件。
在示范性实施例中，固定反射镜16与在其未驱动位置中的可移动反射镜14之间的距离对应于其中调制器140为非反射性或“黑色”的光径长度L。在示范性实施例中，在固定反射镜16与向固定反射镜16驱动的可移动反射镜14之间的光径对应于其中调制器140反射白光的光径长度L。在示范性实施例中，固定反射镜16与向导体142驱动的可移动反射镜14之间的距离对应于其中调制器140反射具有例如红、蓝或绿的颜色的光的光径长度L。在特定实施例中，未驱动可移动反射镜14与固定反射镜16之间的距离大体上等于未驱动可移动反射镜14与电极142之间的距离。这些实施例可被视为定位于单一可移动反射镜14周围的两个调制器。
当第一电压电势差施加于反射镜14与电极102之间时，反射镜14向反射镜16弯曲，以限定一对应于第一驱动状态的第一光径长度L。在此第一驱动状态中，可移动反射镜14比在非驱动状态中更接近反射镜16。当第二电压电势差施加于反射镜14与电极142之间时，反射镜14弯曲离开反射镜16，以限定一对应于第二驱动状态的第二光径长度L。在此第二驱动状态中，可移动反射镜14比在非驱动状态中更远离反射镜16。在特定实施例中，第一驱动状态和第二驱动状态中的至少一者通过在反射镜14与电极102之间和反射镜14与电极142之间施加电压电势差来获得。在特定实施例中，选择第二电压差以提供反射镜14的所要弯曲。
如图11所说明，在第一驱动状态中，反射镜14弯曲到由虚线152指示的位置。在示范性调制器140中，在此第一驱动状态中反射镜14与16之间的距离对应于介电层104的厚度。在示范性调制器140中，在此位置中反射镜14充当一宽频带反射镜，大体上反射光的所有可见波长。如此，当由宽频带白光照射时，调制器140产生一宽频带白光。
在第二驱动状态中，反射镜14弯曲到由虚线154指示的位置。在示范性调制器140中，此距离对应于一种颜色的光，例如蓝光。在未驱动状态中，如图11所示定位反射镜14。在非弯曲位置中，反射镜14与反射镜16间隔一段距离，以使得大体上不反射可见光，例如“关闭”或非反射状态。因此，调制器140限定一具有至少三个离散状态的干涉调制器。在其他实施例中，根据需要，可选择可移动反射镜14在三个状态中的位置，以便产生不同组颜色，包括黑和白。
在一个实施例中，光通过衬底20进入调制器12，且输出到观察位置141。在另一实施例中，颠倒图11所说明的层堆叠，其中层144离衬底20最近，而并非层102。在特定此类实施例中，可从衬底20通过堆叠的相反侧而并非通过衬底20来观测调制器12。在一个此实施例中，在ITO层102上形成二氧化硅层以便将ITO层102电绝缘。
如上所述，在调制器140中具有用于输出白光的独立状态可将调制器控制色饱和度的性质的选择与影响白光输出的亮度的性质分离。可因此选择调制器140的距离和其他性质以提供一高饱和度颜色而不影响在第一状态中产生的白光。例如，在一示范性彩色显示器中，红、绿和蓝色调制器12中的一或多者可形成具有对应于一较高干涉级的光径长度L。
可使用所属领域中已知的平板印刷技术来形成调制器140，例如上文参考调制器12描述。例如，可通过将一个或一个以上铬层沉积到大体上透明的衬底20上来形成固定反射镜16。可通过将透明导体(例如ITO)的一个或一个以上层沉积到衬底20上来形成电极102。将导体层图案化为平行条带，且可形成若干列的电极。可移动反射镜14可形成为沉积在柱18顶部的沉积金属层的一连串平行条带(与列电极102正交)和沉积于柱18之间的中间牺牲材料。可提供通过上述层中的一或多者的通孔，以使得蚀刻气体(例如二氟化氙)可到达牺牲层。当蚀刻掉牺牲材料时，可变形金属层与固定层由一气隙分离。高导电反射材料(例如铝)可用于可变形层，且这些条带可形成显示设备中的行电极。可通过在可移动反射镜14上方沉积柱18a，在柱18a之间沉积中间牺牲材料，在柱18a顶部沉积导体(例如铝)的一个或一个以上层，且在牺牲材料上方沉积一导电层来形成导体142。当牺牲材料被蚀刻掉时，导电层可充当电极142，其与反射镜14由第二气隙分离。气隙中的每一者提供一个腔，反射镜14可在所述腔中移动以获得上述状态中的每一者。
如图11进一步说明，在示范性调制器140中，导电反射镜14连接到阵列控制器22的行驱动器24。在示范性调制器140中，导体102和142连接到列驱动器26中的各别列。在一个实施例中，通过根据参考图3和图4描述的方法在反射镜14与行导体102和142之间施加恰当电压电势差来选择调制器140的状态。
图12A到12C说明提供两个以上状态的另一示范性干涉调制器150。在示范性调制器150中，反射镜16包括一反射层和一导电层，以便执行图11的电极102的功能。导电层142还可由一第二介电层144a保护且由一支持表面148支持，支持表面148通过第二组支持物18a维持在可移动反射镜14上方的某距离处。
图12A说明调制器150的非驱动状态。与图11的调制器140相同，图12A到12C的示范性调制器150的反射镜14可向介电层104(例如向下)弯曲，如在图12B说明的驱动状态中一样，且可在相反或相对方向中(例如向上)弯曲，如在图12C中说明的一样。此“向上”弯曲状态可被称为“相反”驱动或致动状态，且“向下”弯曲状态可称为“向前”驱动或致动状态。
所属领域的技术人员将了解，可以若干方式来获得此相反驱动状态。在一个实施例中，通过使用一额外充电板或导电层142来获得相反驱动状态，所述额外充电板或导电层142可在向上方向上静电牵拉反射镜14，如图12C中所描绘的一样。示范性调制器150基本上包括围绕单一可移动反射镜14对称定位的两个干涉调制器。此配置允许反射镜16的导电层和导电层142中的每一者在相对方向上吸引反射镜14。
在特定实施例中，额外导电层142可使用作为一电极以克服可在反射镜14靠近或接触介电层104时产生的静摩擦力。这些力可包括范德瓦尔斯或静电力以及所属领域的技术人员了解的其他可能力。在一个实施例中，施加到反射镜16的导电层的电压脉冲可将可移动反射镜14送入图12B的向前驱动状态中。类似地，下一电压脉冲可施加到导电层142以将可移动反射镜14吸引离开反射镜16。在特定实施例中，施加到导电层142的此电压脉冲可用于通过将可移动反射镜14朝相反驱动状态驱动而将可移动反射镜14从图12B说明的向前驱动状态加速恢复到图12A说明的未驱动状态。因此，在特定实施例中，调制器150可仅在两个状态中操作，即图12A的未驱动状态和图12B的向前驱动状态，且可采用导电层142作为电极以帮助克服静摩擦力。在一个实施例中，每次可如上所述来驱动导电层142，使得调制器150从图12C的相反驱动位置变化到图12A的未驱动位置。
如所属领域的技术人员将了解到，并非在每一实施例中均需要所有这些元件。例如，如果向上弯曲的精确相对量(例如，如图12C所示)在这类实施例的操作中为不相关的，那么导电层142可定位于离开可移动反射镜14的各种距离处。因此，可能不需要支持元件18a、介电层144a或独立支持表面148。在这些实施例中，可移动反射镜14向上弯曲多远未必是重要的，重要的是将导电层142定位成在恰当时间处吸引反射镜14，(例如)以便分开调制器12。在其他实施例中，如图12C所示的可移动反射镜14的位置可导致干涉调制器的改变了的且是所要的光学特性。在这些实施例中，可移动反射镜14在向上方向上的精确弯曲距离可与改良设备的图像质量相关。
如所属领域的技术人员将了解，用于产生层142、144a和支持表面148的材料不需要与用于产生对应层16、104和20的材料相似。例如，光不需要穿过层148。另外，如果导电层142定位于可移动反射镜14在其向上变形位置中不能到达之处，那么调制器150可不包括介电层144a。另外，施加于导电层142和可移动反射镜14的电压可基于以上差别而因此不同。
如所属领域的技术人员将了解到，施加以将可移动反射镜14从图12B的向前驱动状态驱动回到图12A的未驱动状态的电压可与将可移动反射镜14从图12A的未驱动状态驱动到图12C的向上或相反驱动状态所需的电压不同，因为导电层142与可移动反射镜14之间的距离在两个状态中可以是不同的。此需求可依据弯曲的所要应用和数量，且可由所属领域的技术人员根据本揭示案来确定。
在一些实施例中，力的数量或在导电层142与可移动反射镜14之间施力的持续时间使得仅增加干涉调制器在向前驱动状态与未驱动状态之间转换的速率。由于可移动反射镜14可吸引于定位在可移动反射镜14的相对侧上的导电层142或导电反射镜16，因而可提供非常简短的驱动力以削弱可移动反射镜14与相对层之间的互相作用。例如，当驱动可移动反射镜14以与固定导电反射镜16互相作用时，可使用对相对导电层142的能量脉冲来削弱可移动反射镜14与固定反射镜16之间的互相作用，从而使得可移动反射镜14更易于移动到未驱动状态。
图13A到13C是类似于图12A到12C的干涉调制器的干涉调制器的截面侧视图，不同之处在于添加了由电介质153电绝缘的“闭锁电极”17和143，下文进一步详细描述所述闭锁电极17和143。在图13A中，干涉调制器展示为处于未驱动位置，且可移动反射镜14处于机械松弛状态。图13B展示处于向前致动状态的干涉调制器，且图13C展示处于相反致动状态的干涉调制器。
在一个实施例中，最初可将一相对较低的电压施加到电极17和/或143，从而在电极17和/或143与可移动反射镜14之间建立电压差。在此设计的有利实施例中，此电压差的大小不足以使得可移动反射镜14从未驱动状态变形成向前致动状态或相反致动状态，但足以在可移动反射镜14放置在向前致动状态或相反致动状态中时将其保持在前述状态中。在将相对较低电压施加到电极17和/或143之后，可将一致动电压施加到电极16或电极142，其在可移动反射镜14与电极16或电极142之间建立一电压差，所述电压差的大小足以使得可移动反射镜14向电极16或电极142移动。在所施加的电压将设备致动或相反致动之后，可移除电极16或电极142上的电压。因为可移动反射镜14非常靠近电极17或143，所以接着可由闭锁电极17或闭锁电极143与可移动反射镜14之间的电压差将可移动反射镜14维持在致动或相反致动位置中，即使施加到闭锁电极17或闭锁电极143的电压并未高到足以从未驱动起始状态致动或相反致动设备。在一个实施例中，施加到闭锁电极17和/或143的电压在1到10伏的范围内，而施加到电极16或电极142的电压在5到15伏的范围内。将了解到，施加到闭锁电极17和/或143的电压可在施加到电极16或电极142的电压之后施加。
一旦反射镜14由闭锁电极17或143闭锁，可分别降低或不驱动对应电极16或142。此(例如)在其中可使用单一干涉调制器驱动器来驱动多个干涉调制器元件的驱动方案中是有利的。在一些实施例中，一旦将一元件驱动到所要状态，闭锁电极17或143可将干涉调制器保持在所述状态中，同时驱动器从电极16和/或142断开以驱动另一干涉调制器元件，从而使得电极16和/或142未被驱动。
图13A到13C所示的可移动反射镜14的移动可由作用于其上的静电力管控。闭锁电极17和143是作用于可移动反射镜14上的力的额外贡献者。反射镜14的位置因此是反射镜14与电极16、142、17和143中每一者之间的电压差的函数。因此，电极17和143允许对可移动反射镜14的移动进行额外控制。
例如，如果于电极17上施加一电压(相对于可移动反射镜14)，那么在可移动反射镜14与电极17之间将存在一相应引力。此力本身可能不足以致动反射镜14，但将降低致动反射镜14所需的反射镜14与电极16之间的电压。因此，在电极17上施加一电压会降低致动阈值。类似地，反射镜14与电极17之间的力将降低反射镜返回到未驱动状态的电极16上的电压(释放阈值)。确实，当用作闭锁时，电极16上的电压使得即使将反射镜14与电极16之间的电压差降低到零也不足以使得反射镜14返回到未驱动状态。类似地，在电极143上施加一电压会在反射镜14与电极143之间引起一静电力。此力与反射镜向下致动相反作用，因此增加致动阈值并降低释放阈值。
闭锁电极17和143上的电压对电极16的致动和释放阈值的作用类似于闭锁电极17和143上的电压对电极142的相反致动和释放阈值的作用。然而，电压作用的极性是相反的。当17上的电压降低电极16的致动阈值且增加释放阈值时，其增加了电极142的相反致动阈值且增加了释放阈值。类似地，当143上的电压增加电极16的致动阈值且增加释放阈值时，其降低了电极142的相反致动阈值且降低了电极142的释放阈值。
因为闭锁电极17和143的电压可及时且独立地变化，所以可单独地操控致动和释放阈值中的每一者。例如，当反射镜14处于未驱动状态时，闭锁电极17和143上的电压将影响致动和相反致动阈值。一旦反射镜14处于向前致动或相反致动状态，可改变电极17和/或143上的电压以将释放阈值变化成所要水平。
对致动和释放阈值的此控制和因此干涉调制器的滞后曲线允许校准阈值。例如，由于处理变化，因而个别干涉调制器的阈值的匹配程度可能并未达到需要。闭锁电极的恰当使用可校正所述失配。另外，在个别干涉调制器的致动/释放行为与相反致动/释放行为之间可能存在一所要关系。例如，可能需要致动阈值大体上等于相反致动阈值。当单独操控这些行为时，可获得所要关系。
在某些实施例中，可控制电极17和143上的电压以调整反射镜14在其未驱动状态中的位置。由于处理中的不确定性，可能不能充分控制未驱动反射镜14的位置的精确性。在反射镜14与电极17和143之间产生的力可用于校正位置。
将了解到，可广泛变化图13A到13C中所示的各种组件的位置。例如，闭锁电极可进一步朝向和/或在支柱下方延伸。另外，闭锁电极可与电极16位于不同平面中，例如在上或在下。另外，可提供仅一个或两个以上闭锁电极。一个重要特征在于闭锁电极位于提供闭锁功能的位置中。在图13A到13C的实施例中，将闭锁电极的至少一部分放置在可移动材料接触电介质的点下方是有利的。
虽然以上详细描述已展示、描述并指出应用于各实施例的本发明的新颖特征，但将了解到在不偏离本发明精神的情况下可由所属领域的技术人员在所说明的设备或处理的形式和细节上做各种省略、替代和变化。将认识到，本发明可以不提供本文所阐述的所有特征和益处的形式实施，因为可互相独立地使用或实践某些特征。本发明的范畴由附加的权力要求书指示，而并非由先前描述指示。在权利要求书的等价含意和范围内的所有变化将包含在其范畴内。
权利要求
1.一种光调制器，其包含一可移动反射体，其包含一导电材料，所述可移动反射体定位于第一与第二电极之间，所述可移动反射体可在一未驱动位置、一第一驱动位置与一第二驱动位置之间移动，其中所述第一驱动位置比所述未驱动位置离所述第一电极更近，且其中所述第二驱动位置比所述未驱动位置离所述第一电极更远；至少一个第三电极，其邻近所述第一电极；和至少一个第四电极，其邻近所述第二电极。
2.根据权利要求1所述的调制器，其中当所述可移动反射体位于所述未驱动位置中时，所述调制器大体上吸收入射可见光。
3.根据权利要求1所述的调制器，其中当所述可移动反射体位于所述第一驱动位置中时，所述调制器反射白光。
4.根据权利要求1所述的调制器，其中当所述可移动反射体位于所述第二驱动位置中时，所述调制器选择性反射与一颜色相关联的一可见波长范围内的光。
5.根据权利要求1所述的调制器，其中所述可移动反射体包含一第五电极。
6.根据权利要求5所述的调制器，其中作为对施加于所述第一电极与所述第五电极之间的一电压电势的一响应，所述可移动反射体移动到所述第一驱动位置。
7.根据权利要求6所述的调制器，其中当移除所述电压电势时，所述可移动反射体保持在所述第一驱动位置中。
8.根据权利要求6所述的调制器，其中所述响应至少部分基于一施加于所述第三电极与所述第五电极之间的电压电势。
9.根据权利要求5所述的调制器，其中作为对施加于所述第二电极与所述第五电极之间的一电压电势的一响应，所述可移动反射体移动到所述第二驱动位置。
10.根据权利要求9所述的调制器，其中当移除所述电压电势时，所述可移动反射体保持在所述第二驱动位置中。
11.根据权利要求9所述的调制器，其中所述响应至少部分基于一施加于所述第四电极与所述第五电极之间的电压电势。
12.根据权利要求1所述的调制器，其进一步包含一处理器，其与所述第一和第二电极中的至少一者进行电通信，所述处理器经配置以处理图像数据；和一存储器设备，其与所述处理器进行电通信。
13.根据权利要求12所述的调制器，其进一步包含一驱动电路，所述驱动电路经配置以将至少一个信号发送到所述第一和第二电极中的至少一者。
14.根据权利要求13所述的调制器，其进一步包含一控制器，所述控制器经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动电路。
15.根据权利要求12所述的调制器，其进一步包含一图像源模块，所述图像源模块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所述的调制器，其中所述图像源模块包含一接收器、收发器和发送器中的至少一者。
17.根据权利要求12所述的调制器，其进一步包含一输入设备，所述输入设备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。
18.一种光调制器，其包含用于反射光的构件，其定位于用于定位所述反射构件的第一与第二构件之间，所述反射构件可在一未驱动位置、一第一驱动位置与一第二驱动位置之间移动，其中所述第一驱动位置比所述未驱动位置离所述第一定位构件更近，且其中所述第二驱动位置比所述未驱动位置离所述第一定位构件更远；用于定位所述反射构件的第三构件，其邻近所述第一定位构件；和用于定位所述反射构件的第四构件，其邻近所述第二定位构件。
19.根据权利要求18所述的调制器，其中所述反射构件包含一可移动反射体，所述反射体包含一导电材料。
20.根据权利要求19所述的调制器，其中所述第一、第二、第三和第四定位构件各自包含一电极。
21.一种驱动一MEMS设备的方法，所述MEMS设备包含第一、第二、第三和第四电极和一可移动电极，所述可移动电极定位于所述第一电极与所述第二电极之间且经配置以移动到其之间的至少两个位置，所述方法包含在所述第一电极与所述可移动电极之间施加一第一电压电势差，以便将所述可移动电极驱动到一大体上接触一介电层的位置，其中形成一将所述可移动电极引向所述介电层的力；在所述第一电极与所述可移动电极之间施加一第二电压电势差，且在所述第二电极与所述可移动电极之间施加一第三电压电势差，以便克服所述将所述可移动电极引向所述介电层的力，且将所述可移动电极驱动离开所述介电层；在所述第三电极与所述可移动电极之间施加一第四电压电势差；和在所述第四电极与所述可移动电极之间施加一第五电压电势差，其中所述将所述可移动电极引向所述介电层的力至少部分基于所述第四和第五电压。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述力包含一静摩擦力。
23.一种制造一多状态光调制器的方法，所述方法包含形成第一和第二电极；形成一包含一导电材料的可移动反射体，所述可移动反射体定位于所述第一与第二电极之间，所述可移动反射体可在一未驱动位置、一第一驱动位置与一第二驱动位置之间移动，其中所述第一驱动位置比所述未驱动位置离所述第一电极更近，且其中所述第二驱动位置比所述未驱动位置离所述第一电极更远；形成至少一个第三电极，其邻近于所述第一电极；和形成至少一个第四电极，其邻近于所述第二电极。
24.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述可移动反射体包含形成一第五电极。
25.一种由根据权利要求23所述的方法制造的光调制器。
全文摘要
本发明提供一种多状态光调制器，其包含一第一反射体104。一第一电极142定位在离开所述第一反射体104一距离处。一第二反射体14定位于所述第一反射体104与所述第一电极142之间。所述第二反射体14可在一未驱动位置、一第一驱动位置与一第二驱动位置之间移动，其中每一位置与所述第一反射体104具有一相应距离。在一个实施例中，所述光调制器具有闭锁电极17和143，其将所述光调制器保持在一驱动状态中。在另一实施例中，闭锁电极17和143用于改变所述光调制器的致动和释放阈值。
文档编号G01J3/26GK1938629SQ200580010486
公开日2007年3月28日 申请日期2005年9月26日 优先权日2004年9月27日
发明者克拉伦斯·徐 申请人:Idc公司