CN103959130B - 具有双吸收层的干涉调制器 - Google Patents
具有双吸收层的干涉调制器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供涉及机电显示装置的系统、方法和设备。在一个方面中,一种模拟干涉调制器(1600)包含反射显示像素,所述反射显示像素具有反射体(1014)和可移动第一吸收层(1008),所述可移动第一吸收层(1008)可定位于距所述反射体距离d1处,所述第一吸收层和所述反射体界定其之间的第一间隙(1004)。设备还包含安置在距所述第一吸收层距离d2处的第二吸收层(1006),所述第一吸收层安置于所述第二吸收层与所述反射体之间,所述第二吸收层和所述第一吸收层界定其之间的第二间隙(1002)。另外,所述反射体、所述第一吸收层和所述第二吸收层中的至少两者为可移动的以同步地增加或减小所述第一间隙和所述第二间隙的厚度尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及机电系统。
背景技术
机电系统(EMS)包含具有电及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如,镜面和光学膜层)及电子装置的装置。可按包含(但不限于)微尺度及纳米尺度的多种尺度来制造机电系统。举例来说,微机电系统(MEMS)装置可包含具有在从约一微米到数百微米或更大的范围内的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小(包含(例如)小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀刻掉衬底和/或经沉积材料层的部分或添加若干层以形成电及机电装置的其它微机械加工工艺来创制机电元件。
一种类型的机电系统装置被称为干涉调制器(IMOD)。如本文所使用,术语“干涉调制器”或“干涉光调制器”是指使用光学干涉原理来选择性地吸收及/或反射光的装置。在一些实施方案中,干涉调制器可包含一对导电板,所述对导电板中的一者或两者可完全地或部分地为透明的及/或反射的,且能够在施加适当电信号后随即进行相对运动。在实施方案中,一个板可包含沉积于衬底上的静止层,且另一个板可包含与静止层分离开气隙的反射隔膜。一个板相对于另一个板的位置可改变入射在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,且预期用于改进现有产品及创制新产品(尤其是具有显示能力的产品)。
发明内容
本发明的系统、方法和装置各自具有若干创新方面,所述方面中无单个方面独自地负责本文所揭示的合乎需要的属性。
本发明中所描述的标的物的一个创新方面可在一种包含反射显示像素的机电显示设备中予以实施。所述反射显示像素包含反射体、部分透射型第一吸收层、第一间隙、部分透射型第二吸收层,和第二间隙。所述第一吸收层和所述反射体界定所述第一间隙,所述第一间隙具有为距离d1的厚度尺寸。所述第一吸收层和所述第二吸收层界定所述第二间隙,所述第二间隙具有为距离d2的厚度尺寸。所述反射体、所述第一吸收层和所述第二吸收层中的至少两者为可移动的以增加或减小所述第一间隙和所述第二间隙的所述厚度尺寸。
所述距离d1可小于700纳米且所述距离d1和所述距离d2的总和可小于1400纳米。所述显示像素可经配置以使得在给定所接收光波长范围λmin到λmax的情况下,距离d1<λmax,且d1+d2<2λmax。在一些实施方案中,所述第一吸收层和所述第二吸收层可对应地移动以使得所述距离d1与所述距离d2之间的差小于50纳米。所述反射体、所述第一吸收层和所述第二吸收层中的至少两者可为可移动的以使得所述距离d1和所述距离d2介于约0与315纳米之间。所述反射体、所述第一吸收层和所述第二吸收层中的至少两者可为可移动的以使得所述距离d1和所述距离d2分别将所述第一吸收层和所述第二吸收层置于来自从反射体反射的光的所要显示色彩的连续空值。所述至少两个吸收层可为可移动的以使得(ld2-d1l)/((d1+d2)/2)小于或等于0.25。而且,所述两个间隙长度之间的关系可为d2=d1+(10到20纳米)。在一些实施方案中,所述第一吸收层和所述第二吸收层的所述厚度的总和可介于约3纳米与12纳米之间。在一些实施方案中,所述第一吸收层和所述第二吸收层的所述厚度的总和介于约5纳米与约7纳米之间。而且,所述反射体、所述第一吸收层和所述第二吸收层中的至少两者可为可移动的以使得对于具有波长λ的光的目标原色,所述距离d1和所述距离d2分别将所述第一吸收层和所述第二吸收层置于距所述反射体达λ/2±15纳米和λ±15纳米的距离处。所述显示像素进一步可包含可移动介电层,其具有介于约100奈米与300奈米之间的厚度,所述第一吸收层安置于所述介电层上。
在另一实施方案中,一种形成机电显示设备的方法可包含:形成反射体,在所述反射体之上形成牺牲层,形成第一支撑结构,形成第一吸收层,在所述第一吸收层之上形成牺牲层,形成第二支撑结构,形成第二吸收层,以及在所述反射体与所述第一吸收层之间形成第一间隙且在所述第一吸收层与所述第二吸收层之间形成第二间隙。
另一实施方案包含一种机电显示元件,其包含:反射体、用于吸收光的第一部分透射型吸收装置、用于吸收光的第二部分透射型吸收装置,以及用于驱动所述反射体、所述第一部分透射型吸收装置和所述第二部分透射型吸收装置中的至少两者的装置。所述第一部分透射型吸收装置安置于距所述反射体达距离d1处,且所述第一部分透射型吸收装置和所述反射体界定其之间的第一间隙。所述第一间隙具有为距离d1的可变高度尺寸。所述第二部分透射型吸收装置安置于距所述第一部分透射型吸收装置达距离d2处,以使得所述第一部分透射型吸收装置介于所述第二部分透射型吸收装置与所述反射体之间。所述第二部分透射型吸收装置和所述反射体界定其之间的第二间隙。所述第二间隙具有为距离d2的可变高度尺寸。所述驱动装置增加或减小所述第一间隙和所述第二间隙的所述高度尺寸,从而将所述显示元件置于显示状态,以使得所述距离d1与所述距离d2之间的差小于100纳米。
标的物的另一创新方面可在一种于显示元件上显示信息的方法中予以实施,所述方法包含改变可变第一间隙的高度尺寸d1,及改变可变第二间隙的高度尺寸d2。所述第一间隙在一侧上通过第一吸收层来界定且在另一侧上通过反射体来界定,而所述第二间隙在一侧上通过所述第一吸收层来界定且在另一侧上通过第二吸收层来界定。改变所述高度尺寸d1和所述高度尺寸d2将所述显示元件置于显示状态从而至少部分基于所述高度尺寸d1和d2而反射某一种色彩。
在另一实施方案中,一种非暂时性计算机可读存储媒体具有存储于其上的指令,所述指令致使处理电路执行一种方法,所述方法包含:改变可变第一间隙的高度尺寸d1,及改变可变第二间隙的高度尺寸d2。所述第一间隙在一侧上通过第一吸收层来界定且在另一侧上通过反射体来界定,而所述第二间隙在一侧上通过所述第一吸收层来界定且在另一侧上通过第二吸收层来界定。改变所述高度尺寸d1和所述高度尺寸d2将所述显示元件置于显示状态从而至少部分基于所述高度尺寸d1和d2而反射某一种色彩。
在附图和下文描述中阐述本说明书中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面和优点将从所述描述、所述图式和权利要求书而变得显而易见。应注意,随附各图的相对尺寸可能未按比例绘制。
附图说明
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。
图2展示说明并有3×3干涉调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。
图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置相对于施加电压的图解的实例。
图4展示说明在施加各种共同电压和段电压时的干涉调制器的各种状态的表格的实例。
图5A展示说明图2的3×3干涉调制器显示器中的显示数据帧的图解的实例。
图5B展示可用以写入图5A所说明的显示数据帧的共同信号和段信号的时序图的实例。
图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分截面的实例。
图6B到6E展示干涉调制器的不同实施方案的截面的实例。
图7展示说明用于干涉调制器的制造工艺的流程图的实例。
图8A到8E展示在制造干涉调制器的方法中的各种阶段的截面示意性说明的实例。
图9展示模拟干涉调制器(AIMOD)的截面的实例。
图10展示具有两个可变间隙和两个吸收体层的模拟干涉调制器的截面示意性说明的实例。
图11说明通过具有单个间隙的AIMOD的实施方案产生的模拟色彩调色板的CIE1931色空间色度图和上覆sRGB色空间图。
图12说明通过具有两个吸收体层和两个间隙的AIMOD的实施方案产生的模拟色彩调色板的CIE1931色空间色度图和上覆sRGB色空间图。
图13为两个吸收体层经定位以使得AIMOD显示元件反射蓝光时的两个吸收体层距AIMOD镜面的距离与蓝光(430纳米)、绿光(530纳米)和红光(630纳米)的场强度的关系曲线图。
图14为两个吸收体层经定位以使得AIMOD显示元件反射滤光时的两个吸收体层距AIMOD镜面的距离与蓝光(430纳米)、绿光(530纳米)和红光(630纳米)的场强度的关系曲线图。
图15A为两个吸收体层经定位以使得AIMOD显示元件反射红光时的两个吸收体层距AIMOD镜面的距离与蓝光(430纳米)、绿光(530纳米)和红光(630纳米)的场强度的关系曲线图。
图15B为两个吸收体层经定位以使得AIMOD显示元件呈现为处于黑暗状态或黑色时的两个吸收体层距AIMOD镜面的距离与蓝光(430纳米)、绿光(530纳米)和红光(630纳米)的场强度的关系曲线图。
图16展示包含两个可变高度间隙的模拟干涉调制器1600的另一实施方案的截面示意性说明的实例。
图17展示也具有两个可变高度间隙的模拟干涉调制器的另一实施方案的截面示意性说明的实例。
图18展示包含两个可变高度间隙的模拟干涉调制器1800的另一实施方案的截面示意性说明的实例。
图19展示具有两个间隙的模拟干涉调制器的截面示意性说明和用于改变间隙的高度的实施方案的实例。
图20也展示具有两个间隙的模拟干涉调制器的截面示意性说明和用于改变间隙的高度的实施方案的实例。
图21展示说明用于具有两个间隙的模拟干涉调制器的制造工艺的流程图的实例。
图22A到22H展示制成具有两个间隙的模拟干涉调制器的方法中的各种阶段的截面示意性说明的实例。
图23展示说明在显示元件上显示信息的方法的流程图的实例。
图24A和24B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置的系统框图的实例。
各图式中的相似参考数字和命名指示相似元件。
具体实施方式
以下描述涉及用于描述本发明的创新方面的目的的某些实施方案。然而,一般所属领域的技术人员将易于认识到,本文中的教示可以多种不同方式来应用。可以任何装置或系统来实施所描述实施方案,所述任何装置或系统可经配置以显示图像(无论在运动中(例如,视频)还是为静止的(例如,静态图像),且无论为文字、图形还是图片的)。更明确地说,预期所描述实施方案可包含在多种电子装置中或与多种电子装置相关联,所述电子装置例如(但不限于):移动电话、具备多媒体因特网功能的蜂窝电话、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、手持型或便携式计算机、迷你笔记型计算机、笔记型计算机、智能笔电(smartbook)、平板计算机、打印机、复印机、扫描器、传真装置、GPS接收器/导航仪、摄像机、MP3播放器、摄录像机、游戏控制台、腕表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(即,电子阅读器)、计算机监视器、自动显示器(包含里程表和速度计显示器,等等)、座舱控制件和/或显示器、摄像机景观显示器(例如,车辆中后视摄像机的显示器)、电子相片、电子广告牌或标牌、投影仪、建筑结构、微波、电冰箱、立体声系统、卡式记录器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、停车计时表、封装(例如,在机电系统(EMS)、微机电系统(MEMS)和非MEMS应用中)、美学结构(例如,关于一件珠宝的图像的显示),以及多种EMS装置。本文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、回转仪、运动感测装置、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、制造工艺,和电子测试装备。因此,所述教示不希望限于仅在诸图中描绘的实施方案,而是具有广泛适用性,这对于一般所属领域的技术人员将易于显而易见。
在一些实施方案中,一种干涉调制器显示元件可具有可定位于两个以上位置中的一或多个可移动机械层,且此装置可被称作模拟干涉调制器装置(AIMOD)。两个或两个以上位置中的每一者致使AIMOD反射不同波长的光。在一些实施方案中,AIMOD可包含双干涉间隙结构和两个吸收体层。具有两个间隙的干涉调制器的一些实施方案为静态配置,其中间隙的高度尺寸不是可变的。此类间隙可包含气隙或光学上透射型材料作为间隙的部分。在具有两个可变间隙的AIMOD的实施方案中,可通过移动界定间隙的侧面的层中的至少一者来改变两个间隙的高度尺寸。举例来说,AIMOD可包含与AIMOD的反射表面分离第一间隙的第一吸收层和第二吸收层,所述第二吸收层经形成以使得第一吸收层介于第二吸收层与所述反射表面之间,且第二吸收层与第一吸收层分离第二间隙。可将第一吸收层驱动到距AIMOD的反射表面达距离d1处的某一位置,且可将第二吸收层驱动到距反射表面达距离d2的某一位置处,以使得AIMOD反射所要色彩,或呈现为白色或暗色(以便呈现为(例如)黑色)。两个吸收层经配置以相对于反射表面同步地移动以保持距离d1和d2呈最佳距离关系以产生所要色彩。AIMOD可经配置以使得两个吸收层为可定位的,因此距离d1和d2考虑:入射在反射表面上的光的一部分可穿透反射表面到某一深度,所述深度是至少部分基于形成反射表面的材料。因此,在确定距离d1和d2中,可考虑此深度穿透。举例来说,在一些实施方案中,可通过进入反射表面中的深度来界定光穿透深度,其中光强度值为反射表面自身处的光强度值的10%(即,其中入射光首先撞击反射表面)。在反射表面为铝的一些实施方案中,90%的光强度下降与约15纳米的穿透深度对应。因此,在此类实施方案中,第一间隙d1和第二间隙d2的高度可为第一吸收层与反射表面之间的距离+15纳米。
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可能的优点中的一者或一者以上。具有双间隙结构和两个吸收层的AIMOD元件可提供比具有单个间隙和单个吸收层的AIMOD好的色饱和度。实现AIMOD元件中的原色设置的良好色饱和度需要非优选原色的足够吸收损失和优选原色的最小损失。波长λ下的入射波将干涉来自镜面的其自身的反射以产生具有局部峰值和空值的驻波。对于所述波长,置于关于波长λ的空值位置中的一者处的极薄吸收体将吸收极少能量,但将吸收不处于空值且在所述位置处具有较高能量的其它波长的能量。在单个吸收体的情况下,甚至在具有复杂的多堆叠光学薄膜涂层的情况下,也难以实现良好色饱和度。困难的主要原因在于:一个原色局部场强度的空值不会在空间上与其它原色的场强度的峰值重叠,且归因于不足吸收而产生的泄漏色彩的混合加宽了光谱,从而导致不良色饱和度(在观察装置时)。从吸收层的最佳厚度起增加吸收层减小了总体亮度。然而,置于波长λ(希望被从显示元件反射的光的波长)的第二空值处的第二薄吸收体提供对希望被反射的光的波长λ的低吸收和对除波长λ以外的光的波长的较大吸收。此情形导致显示元件能够在较宽光谱内反射更多饱和色彩,且因此增加显示元件的色域。因此,与具有单个吸收体、单个间隙架构的IMOD相比较,利用双吸收体、双间隙途径的AIMOD实施方案可增加色域且改进原色的色饱和度。尽管本文中所揭示的具有两个吸收层和两个间隙的显示元件的实施方案经描述为模拟干涉调制器,但还可将此类特征并入于双稳态干涉调制器显示元件或具有可移动到多个离散位置的反射体的显示元件的实施方案中。
所描述实施方案可适用的合适EMS或MEMS装置的实例为反射显示装置。反射显示装置可并有干涉调制器(IMOD)以使用光学干涉原理来选择性地吸收及/或反射入射在IMOD上的光。IMOD可包含吸收体、可相对于吸收体移动的反射体,和界定于吸收体与反射体之间的间隙。可将反射体移动到两个或两个以上不同位置,此情形可改变间隙的大小且借此影响干涉调制器的反射率。IMOD的反射光谱可创制相当宽的光谱带,其可跨越可见波长而移位以产生不同色彩。可通过改变间隙的厚度来调整光谱带的位置。一种改变间隙的方式是通过改变反射体的位置。
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。IMOD显示装置包含一或多个干涉MEMS显示元件。在这些装置中,MEMS显示元件的像素可处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“松弛”、“开启”或“接通”)状态下,显示元件(例如)向用户反射入射可见光的大部分。相反地,在黑暗(“致动”、“关闭”或“断开”)状态下,显示元件几乎不反射入射可见光。在一些实施方案中,可颠倒接通状态与断开状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要在特定波长下反射,从而除允许黑色及白色以外还允许彩色显示。
IMOD显示装置可包含IMOD的行/列阵列。每一IMOD可包含定位于彼此相距可变且可控距离以形成谐振腔或间隙(有时也被称作光学腔或光学间隙)的一对反射层,即,可移动反射层和固定部分反射层。固定部分反射层与可移动反射体层之间的间隙的至少一部分包含气隙。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,可移动反射层可定位于距固定部分反射层相对较大距离处。在第二位置(即,致动位置)中,可移动反射层可定位成更接近于部分反射层。从两个层反射的入射光可取决于可移动反射层的位置而相长地或相消地干涉,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,IMOD在未经致动时可处于反射状态,从而反射在可见光谱内的光,且在未经致动时可处于黑暗状态,从而吸收及/或相消地干涉在可见光范围内的光。然而,在一些其它实施方案中,IMOD在未经致动时可处于黑暗状态,且在经致动时可处于反射状态。在一些实施方案中,施加电压的引入可驱动像素改变状态。在一些其它实施方案中,施加电荷可驱动像素改变状态。
图1中的像素阵列的所描绘部分包含两个邻近干涉调制器12。在左侧的IMOD12(如所说明)中,可移动反射层14经说明为处于距光学堆叠16预定距离的松弛位置,光学堆叠16包含部分反射层。跨越左侧的IMOD12施加的电压V0不足以造成可移动反射层14的致动。在右侧的IMOD12中,可移动反射层14经说明为处于靠近或邻近光学堆叠16的致动位置。跨越右侧的IMOD12施加的电压Vbias足以维持可移动反射层14处于致动位置。
在图1中,一般用指示入射在像素12上的光的箭头13和从左侧的像素12反射的光15说明像素12的反射性质。尽管未详细说明,但一般所属领域的技术人员将理解,入射在像素12上的光13中的大部分将朝向光学堆叠16透射穿过透明衬底20。入射在光学堆叠16上的光的一部分将透射穿过光学堆叠16的部分反射层,且一部分将被反射回穿过透明衬底20。透射穿过光学堆叠16的光13的部分将在可移动反射层14处被反射回朝向(且穿过)透明衬底20。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(多个)波长。
光学堆叠16可包含单个层或若干层。所述(多个)层可包含电极层、部分反射且部分透射层及透明介电层中的一者或一者以上。在一些实施方案中,光学堆叠16为导电的、部分透明的且部分反射的。在一个实例中,可通过将以上各层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造光学堆叠16。电极层可由多种材料形成,例如,各种金属(例如,氧化铟锡(ITO))。部分反射层可由部分地反射的多种材料形成,例如,各种金属(例如,铬(Cr))、半导体和电介质。部分反射层可由一或多个材料层形成,且所述层中的每一者可由单个材料或材料的组合形成。在一些实施方案中,光学堆叠16可包含充当光学吸收体与电导体两者的单个半透明厚度的金属或半导体,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像素之间用总线传送信号。光学堆叠16还可包含覆盖一或多个导电层的一或多个绝缘或介电层,或导电/光学吸收层。
在一些实施方案中,光学堆叠16的所述(多个)层可经图案化成平行条带,且可在显示装置中形成行电极,如下文进一步所描述。一般所属领域的技术人员将理解,术语“经图案化”在本文中用以指遮蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中,可将高度导电且反射的材料(例如,铝(Al))用于可移动反射层14,且这些条带可在显示装置中形成列电极。可移动反射层14可形成为一或多个经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),以形成沉积在支柱18之上的列和沉积在支柱18之间的介入牺牲材料。当蚀刻掉牺牲材料时,经界定间隙19或光学空腔可形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。在一些实施方案中,支柱18之间的间隔可为约1微米到1000微米,而间隙19可小于<10,000埃。
在一些实施方案中,IMOD的每一像素(不管处于致动还是松弛状态)基本上为由固定反射层和移动反射层形成的电容器。当未施加电压时,可移动反射层14保持处于机械松弛状态,如通过图1中左侧的像素12说明,其中间隙19处于可移动反射层14与光学堆叠16之间。然而,当将电位差(电压)施加到所选择行和列中的至少一者时,在对应像素处形成于行电极与列电极的相交部分处的电容器变得充电,且静电力将所述电极牵拉在一起。如果施加电压超过阈值,那么可移动反射层14可变形且靠近或相抵于光学堆叠16而移动。光学堆叠16内的介电层(未图示)可防止短路且控制层14与层16之间的分离距离,如通过图1中右侧的经致动像素12说明。不管施加电位差的极性如何,行为皆相同。尽管阵列中的一系列像素在一些实例中可被称作“行”或“列”,但一般所属领域的技术人员将易于理解,将一个方向称作“行”且将另一个方向称作“列”是任意的。再声明,在一些定向上,可将行视为列,且将列视为行。此外,显示元件可以正交行和列(“阵列”)来均匀地布置,或以非线性配置来布置,例如,具有相对于彼此的某些位置偏移(“马赛克(mosaic)”)。术语“阵列”和“马赛克”可指任一配置。因此,尽管将显示器称作包含“阵列”或“马赛克”,但元件自身不需要彼此正交地布置,或以均匀散布来安置,而在任何实例中可包含具有不对称形状和不均匀散布元件的布置。
图2展示说明并有3×3干涉调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。电子装置包含处理器21,处理器21可经配置以执行一或多个软件模块。除执行操作系统之外,处理器21还可经配置以执行一或多个软件应用程序,包含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。
处理器21可经配置以与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包含将信号提供到(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所说明的IMOD显示装置的截面是通过图2中的线1-1展示。尽管为了清晰起见,图2说明3×3IMOD阵列,但显示阵列30可含有大量IMOD,且在行中可具有与列中的IMOD数目不同的数目个IMOD,且反过来也一样。
图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置相对于施加电压的图解的实例。对于MEMS干涉调制器,行/列(即,共同/段)写入程序可利用这些装置的滞后性质(如图3所说明)。在一个实例实施方案中,干涉调制器可使用约10伏特的电位差,以造成可移动反射层或镜面从松弛状态改变成致动状态。当电压从所述值缩减时,随着电压下降回到低于10伏特(在此实例中),可移动反射层维持其状态,然而,在电压下降到低于2伏特以前,可移动反射层不会完全地松弛。因此,在此实例中,存在一电压范围(如图3所示,大约3伏特到7伏特),其中存在施加电压窗,在所述施加电压窗内,装置稳定处于松弛状态或致动状态。此窗在本文中被称作“滞后窗”或“稳定性窗”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列30来说,可设计行/列写入程序以便每次寻址一或多个行,以使得在寻址给定行期间,将经寻址行中欲致动的像素暴露于约10伏特(在此实例中)的电压差,且将待松弛的像素暴露于接近零伏特的电压差。在寻址之后,可将像素暴露于稳态或约5伏特(在此实例中)的偏压电压差,以使得其保持处于先前选通状态。在此实例中,在寻址之后,每一像素经历在约3伏特到7伏特的“稳定性窗”内的电位差。此滞后性质特征使得像素设计(例如,图1所说明的像素设计)能够在相同施加电压条件下保持稳定处于致动状态或松弛预先存在状态。由于每一IMOD像素(无论处于致动状态还是松弛状态)基本上为通过固定反射层和移动反射层形成的电容器,因此可在滞后窗内的稳定电压下保持此稳定状态,而不会实质上消耗或损耗电力。此外,如果施加电压电位保持实质上固定,那么基本上几乎没有电流流入IMOD像素中。
在一些实施方案中,可通过根据对给定行中的像素的状态的所要改变(如果存在的话)沿着所述组列电极以“段”电压的形式施加数据信号来创制图像的帧。可依次寻址阵列的每一行,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段电压施加在列电极上,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。接着可改变所述组段电压以对应于对第二行中的像素的状态的所要改变(如果存在的话),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着列电极施加的段电压的改变影响,且保持处于其在第一共同电压行脉冲期间被设置到的状态。对于整个系列的行(或者,列),可以依序方式重复此过程以产生图像帧。可通过以每秒某所要数目个帧不断地重复此过程来用新图像数据刷新及/或更新帧。
跨越每一像素施加的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展示说明在施加各种共同电压和段电压时的干涉调制器的各种状态的表格的实例。如一般所属领域的技术人员将理解,可将“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。
如图4(以及图5B所示的时序图)所说明,当沿着共同线施加释放电压VCREL时,沿着共同线的所有干涉调制器元件将置于松弛状态(或者被称作释放或未经致动状态),而不管沿着段线施加的电压(即,高段电压VSH和低段电压VSL)。明确地说,当沿着共同线施加释放电压VCREL时,调制器像素上的电位电压(或者被称作像素电压)在沿着用于所述像素的对应段线施加高段电压VSH及施加低段电压VSL两种情况时皆处于松弛窗(参见图3,也被称作释放窗)内。
当在共同线上施加保持电压(例如,高保持电压VCHOLD_H或低保持电压VCHOLD_L)时,干涉调制器的状态将保持恒定。举例来说,松弛IMOD将保持处于松弛位置,且经致动IMOD将保持处于致动位置。可选择保持电压,使得像素电压在沿着对应段线施加高段电压VSH及施加低段电压VSL两种情况时皆将保持处于稳定性窗内。因此,段电压摆动(即,高段电压VSH与低段电压VSL之间的差)小于正或负稳定性窗的宽度。
当在共同线上施加寻址或致动电压(例如,高寻址电压VCADD_H或低寻址电压VCADD_L)时,可通过沿着相应段线施加段电压而沿着所述线将数据选择性地写入到调制器。可选择段电压,使得致动取决于所施加的段电压。当沿着共同线施加寻址电压时,一个段电压的施加将导致稳定性窗内的像素电压,从而造成像素保持未经致动。与此对比,另一段电压的施加将导致在稳定性窗外的像素电压,从而导致像素的致动。造成致动的特定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,当沿着共同线施加高寻址电压VCADD_H时,高段电压VSH的施加可造成调制器保持处于其当前位置,而低段电压VSL的施加可造成调制器的致动。作为推论,当施加低寻址电压VCADD_L时,段电压的效应可相反,其中高段电压VSH造成调制器的致动,而低段电压VSL不影响调制器的状态(即,保持稳定)。
在一些实施方案中,可使用产生调制器上的相同极性的电位差的保持电压、寻址电压和段电压。在一些其它实施方案中,可不时地使用交替调制器的电位差的极性的信号。跨越调制器的极性的交替(即,写入程序的极性的交替)可缩减或抑制在单个极性的重复写入操作之后可能发生的电荷累积。
图5A展示说明图2的3×3干涉调制器显示器中的显示数据帧的图解的实例。图5B展示可用以写入图5A所说明的显示数据帧的共同信号和段信号的时序图的实例。可将信号施加到3×3阵列(类似于图2的阵列),其将最终导致图5A所说明的线时间60e显示布置。图5A中的经致动调制器处于黑暗状态,即,其中反射光的实质部分处于可见光谱外部,以便导致在(例如)观察者看来的黑暗外观。在写入图5A所说明的帧之前,像素可处于任何状态,但图5B的时序图中说明的写入程序假定:在第一线时间60a之前,每一调制器已释放且驻留于未经致动状态。
在第一线时间60a期间:将释放电压70施加在共同线1上;施加在共同线2上的电压以高保持电压72开始,且移动至释放电压70;且沿着共同线3施加低保持电压76。因此,沿着共同线1的调制器(共同1,段1)、(共同1,段2)和(共同1,段3)保持处于松弛或未经致动状态历时第一线时间60a的持续时间,沿着共同线2的调制器(共同2,段1)、(共同2,段2)和(共同2,段3)将移动到松弛状态,且沿着共同线3的调制器(共同3,段1)、(共同3,段2)和(共同3,段3)将保持处于其先前状态。参看图4,沿着段线1、2和3施加的段电压将不影响干涉调制器的状态,这是因为在线时间60a期间(即,VCREL-松弛及VCHOLD_L-稳定)共同线1、2或3中无一者正暴露于造成致动的电压电平。
在第二线时间60b期间,共同线1上的电压移动到高保持电压72,且沿着共同线1的所有调制器保持处于松弛状态,而不管所施加的段电压如何,这是因为无寻址或致动电压施加在共同线1上。沿着共同线2的调制器归因于释放电压70的施加而保持处于松弛状态,且当沿着共同线3的电压移动到释放电压70时,沿着共同线3的调制器(共同3,段1)、(共同3,段2)和(共同3,段3)将松弛。
在第三线时间60c期间,通过将高寻址电压74施加在共同线1上来寻址共同线1。因为在此寻址电压的施加期间沿着段线1和2施加低段电压64,所以调制器(共同1,段1)和(共同1,段2)上的像素电压大于调制器的正稳定性窗的高端(即,电压差超过预定义阈值),且调制器(共同1,段1)和(共同1,段2)经致动。相反地,因为沿着段线3施加高段电压62,所以调制器(共同1,段3)上的像素电压小于调制器(共同1,段1)和(共同1,段2)的像素电压,且保持处于调制器的正稳定性窗内;调制器(共同1,段3)因此保持松弛。而且在线时间60c期间,沿着共同线2的电压减小到低保持电压76,且沿着共同线3的电压保持处于释放电压70,从而使沿着共同线2和3的调制器处于松弛位置。
在第四线时间60d期间,共同线1的电压返回到高保持电压72,从而使沿着共同线1的调制器处于其相应寻址状态。共同线2上的电压减小到低寻址电压78。因为沿着段线2施加高段电压62,所以调制器(共同2,段2)上的像素电压低于调制器的负稳定性窗的下端,从而造成调制器(共同2,段2)致动。相反地,因为沿着段线1和3施加低段电压64,所以调制器(共同2,段1)和(共同2,段3)保持处于松弛位置。共同线3上的电压增大到高保持电压72,从而使沿着共同线3的调制器处于松弛状态。
最后,在第五线时间60e期间,共同线1上的电压保持处于高保持电压72,且共同线2上的电压保持处于低保持电压76,从而使沿着共同线1和2的调制器处于其相应寻址状态。共同线3上的电压增大到高寻址电压74以寻址沿着共同线3的调制器。因为将低段电压64施加在段线2和3上,所以调制器(共同3,段2)和(共同3,段3)致动,而沿着段线1施加的高段电压62造成调制器(共同3,段1)保持处于松弛位置。因此,在第五线时间60e结束时,3×3像素阵列处于图5A所示的状态,且将保持处于所述状态,只要沿着共同线施加保持电压即可,而不管在正寻址沿着其它共同线(未图示)的调制器时可发生的段电压的变化。
在图5B的时序图中,给定写入程序(即,线时间60a到60e)可包含使用高保持及寻址电压或低保持及寻址电压。一旦已针对给定共同线完成写入程序(且将共同电压设置为极性相同于致动电压的极性的保持电压),像素电压随即保持处于给定稳定性窗内,且在将释放电压施加在所述共同线上以前不会传递通过松弛窗。此外,因为在寻址调制器之前,作为写入程序的部分而释放每一调制器,所以调制器的致动时间(而不是释放时间)可确定线时间。具体来说,在调制器的释放时间大于致动时间的实施方案中,可施加释放电压历时长于单个线时间的时间,如图5B所描绘。在一些其它实施方案中,沿着共同线或段线施加的电压可变化以考量不同调制器(例如,不同色彩的调制器)的致动电压和释放电压的变化。
根据上文所阐述的原理而操作的干涉调制器的结构的细节可广泛地变化。举例来说,图6A到6E展示干涉调制器(包含可移动反射层14及其支撑结构)的不同实施方案的截面的实例。图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分截面的实例,其中金属材料条带(即,可移动反射层14)沉积于从衬底20正交地延伸的支撑件18上。在图6B中,每一IMOD的可移动反射层14一般为正方形或矩形形状,且在系链32上于拐角处或靠近拐角附接到支撑件。在图6C中,可移动反射层14一般为正方形或矩形形状,且从可变形层34悬置,可变形层34可包含柔性金属。可变形层34在可移动反射层14的周界周围直接地或间接地连接到衬底20。这些连接在本文中被称作支撑支柱。图6C所示的实施方案具有得自可移动反射层14的光学功能与可移动反射层14的机械功能解耦的额外益处,所述机械功能是通过可变形层34执行。此解耦允许用于反射层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。
图6D展示IMOD的另一实例,其中可移动反射层14包含反射子层14a。可移动反射层14搁置于例如支撑支柱18等支撑结构上。支撑支柱18提供可移动反射层14与下部静止电极(即,所说明IMOD中的光学堆叠16的部分)的分离,使得(例如)当可移动反射层14处于松弛位置时,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也可包含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安置在支撑层14b的远离衬底20的一侧上,且反射子层14a安置在支撑层14b的接近衬底20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可包含介电材料(例如,氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO2))的一或多个层。在一些实施方案中,支撑层14b可为层堆叠,例如,SiO2/SiON/SiO2三层堆叠。反射子层14a和导电层14c中的任一者或两者可包含(例如)具有约0.5%铜(Cu)的铝(Al)合金,或另一反射金属材料。在介电支撑层14b上方及下方使用导电层14a、14c可平衡应力且提供增强型导电。在一些实施方案中,出于多种设计目的(例如,在可移动反射层14内实现特定应力剖面),反射子层14a和导电层14c可由不同材料形成。
如图6D所说明,一些实施方案还可包含黑色掩模结构23。黑色掩模结构23可形成于不旋光区中(例如,在像素之间或在支柱18下)以吸收周围光或杂散光。黑色掩模结构23还可通过抑制光从显示器的不活性部分反射或透射穿过显示器的不活性部分来改进显示装置的光学性质,借此增大对比率。另外,黑色掩模结构23可为导电的,且经配置以充当电总线传送层(electrical bussing layer)。在一些实施方案中,行电极可连接到黑色掩模结构23以缩减所连接行电极的电阻。可使用包含沉积及图案化技术的多种方法来形成黑色掩模结构23。黑色掩模结构23可包含一或多个层。举例来说,在一些实施方案中,黑色掩模结构23包含充当光学吸收体的钼-铬(MoCr)层、层,及充当反射体和总线传送层的铝合金,其中厚度的范围分别为约30埃到80埃、500埃到1000埃及500埃到6000埃。一或多个层可使用多种技术来图案化,所述技术包含光刻及干式蚀刻,包含(例如)用于MoCr和SiO2层的四氟甲烷(CF4)和/或氧气(O2)及用于铝合金层的氯气(Cl2)和/或三氯化硼(BCl3)。在一些实施方案中,黑色掩模23可为校准器或干涉堆叠结构。在此类干涉堆叠黑色掩模结构23中,导电吸收体可用以在每一行或列的光学堆叠16中的下部静止电极之间传输信号或用总线传送信号。在一些实施方案中,间隔层35可用以一般地使吸收体层16a与黑色掩模23中的导电层电隔离。
图6E展示IMOD的另一实例,其中可移动反射层14是自支撑的。与图6D形成对比,图6E的实施方案不包含支撑支柱18。替代地,可移动反射层14在多个部位处接触底层光学堆叠16,且可移动反射层14的曲率提供足够支撑,使得当干涉调制器上的电压不足以造成致动时,可移动反射层14返回到图6E的未经致动位置。此处为了清晰起见而展示可含有多个若干不同层的光学堆叠16,其包含光学吸收体16a和电介质16b。在一些实施方案中,光学吸收体16a既可充当固定电极又可充当部分反射层。在一些实施方案中,光学吸收体16a比可移动反射层14薄一个数量级(十分之一或小于十分之一)。在一些实施方案中,光学吸收体16a比反射子层14a薄。
在例如图6A到6E所示的实施方案等实施方案中,IMOD充当直视装置,其中从透明衬底20的前侧(即,与布置有调制器的侧对置的侧)观察图像。在这些实施方案中,可配置及操作装置的背部分(即,在可移动反射层14之后的显示装置的任何部分,包含(例如)图6C所说明的可变形层34),而不影响或负面地影响显示装置的图像质量,这是因为反射层14光学地屏蔽装置的所述部分。举例来说,在一些实施方案中,在可移动反射层14之后可包含总线结构(未图示说明),此情形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,电压寻址及由此寻址引起的移动。另外,图6A到6E的实施方案可简化例如图案化等处理。
图7展示说明用于干涉调制器的制造工艺80的流程图的实例,且图8A到8E展示此制造工艺80的对应阶段的截面示意性说明的实例。在一些实施方案中,可实施制造工艺80以制造例如图1和6所说明的一般类型的干涉调制器等机电系统装置。机电系统装置的制造还可包含图7中未图示的其它框。参看图1、6和7,工艺80在框82处开始,在框82处,在衬底20之上形成光学堆叠16。图8A说明形成于衬底20之上的此光学堆叠16。衬底20可为例如玻璃或塑料等透明衬底,其可为柔性的或相对硬质且不弯曲的,且可能已经受先前准备工艺(例如,清洁)以促进光学堆叠16的有效率形成。如上文所论述,光学堆叠16可为导电的、部分透射且部分反射的,且可(例如)通过将具有所要性质的一或多个层沉积到透明衬底20上来制造。在图8A中,光学堆叠16包含具有子层16a和16b的多层结构,但在一些其它实施方案中可包含更多或更少子层。在一些实施方案中,子层16a、16b中的一者可配置有光学吸收性质和导电性质两者(例如,组合式导体/吸收体子层16a)。另外,子层16a、16b中的一者或一者以上可经图案化成平行条带,且可在显示装置中形成行电极。此图案化可通过所属领域中已知的遮蔽及蚀刻工艺或另一合适工艺来执行。在一些实施方案中,子层16a、16b中的一者可为绝缘或介电层,例如,沉积于一或多个金属层(例如,一或多个反射及/或导电层)之上的子层16b。另外,光学堆叠16可经图案化成形成显示器的行的个别及平行条带。应注意,图8A到8E可能未按比例绘制。举例来说,在一些实施方案中,光学堆叠的子层、光学吸收层中的一者可能极薄,但在图8A到8E中将子层16a、16b展示为稍微较厚。
工艺80在框84处继续,在框84处,在光学堆叠16之上形成牺牲层25。稍后去除牺牲层25(参见框90)以形成空腔19,且因此,在图1所说明的所得干涉调制器12中未展示牺牲层25。图8B说明包含形成于光学堆叠16之上的牺牲层25的部分制造的装置。在光学堆叠16之上形成牺牲层25可包含以经选择以在后续去除之后提供具有所要大小的间隙或空腔19(也参见图1和8E)的厚度来沉积例如钼(Mo)或非晶硅(a-Si)等二氟化氙(XeF2)可蚀刻材料。可使用例如物理气相沉积(PVD,其包含许多不同技术,例如溅镀)、等离子增强型化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂等沉积技术来执行牺牲材料的沉积。
工艺80在框86处继续,在框86处,形成支撑结构,例如,图1、6和8C所说明的支柱18。支柱18的形成可包含图案化牺牲层25以形成支撑结构孔隙,接着使用例如PVD、PECVD、热CVD或旋涂等沉积方法将材料(例如,聚合物或无机材料,例如,氧化硅)沉积到孔隙中以形成支柱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16两者到底层衬底20,使得支柱18的下端接触衬底20,如图6A所说明。或者,如图8C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8E说明接触光学堆叠16的上表面的支撑支柱18的下端。可通过将支撑结构材料层沉积于牺牲层25之上且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支柱18或其它支撑结构。支撑结构可位于孔隙内(如图8C所说明),而且可至少部分地在牺牲层25的一部分之上延伸。如上文所提及,牺牲层25和/或支撑支柱18的图案化可通过图案化及蚀刻工艺执行,而且可通过替代蚀刻方法执行。
工艺80在框88处继续,在框88处,形成可移动反射层或隔膜,例如,图1、6和8D所说明的可移动反射层14。可通过使用一或多个沉积步骤(包含(例如)反射层(例如,铝、铝合金或其它反射层)沉积)以及一或多个图案化、遮蔽及/或蚀刻步骤来形成可移动反射层14。可移动反射层14可为导电的,且被称作导电层。在一些实施方案中,可移动反射层14可包含多个子层14a、14b、14c,如图8D所示。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)可包含针对其光学性质而选择的高度反射子层,且另一子层14b可包含针对其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处形成的部分制造的干涉调制器中,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的部分制造的IMOD在本文中还可被称作“未释放的”IMOD。如上文结合图1所描述,可移动反射层14可经图案化成形成显示器的列的个别及平行条带。
工艺80在框90处继续,在框90处,形成空腔,例如图1、6和8E所说明的空腔19。可通过将牺牲材料25(在框84处所沉积)暴露给蚀刻剂来形成空腔19。举例来说,例如Mo或非晶Si等可蚀刻牺牲材料可通过干式化学蚀刻来去除,通过将牺牲层25暴露给气态或蒸气蚀刻剂(例如,得自固体XeF2的蒸气)历时一段时间,所述时间段有效用于去除所要量的材料。通常相对于环绕空腔19的结构而选择性地去除牺牲材料。还可使用其它蚀刻方法(例如,湿式蚀刻和/或等离子蚀刻)。由于在框90期间去除牺牲层25,因此可移动反射层14在此阶段之后通常可移动。在去除牺牲材料25之后,所得的完全或部分制造的IMOD在本文中可被称作“释放的”IMOD。
机电干涉调制器的另一实施方案被称作模拟干涉调制器或AIMOD。上文关于双稳态IMOD装置所描述的许多特征也可适用于AIMOD。然而,不是为具有可定位于两个位置中的可移动反射层的双稳态装置,而是AIMOD的可移动反射层可定位于多个位置中,以使得AIMOD可基于可移动反射层相对于吸收层的位置而反射许多色彩的光,包含黑色或黑暗状态。
图9展示AIMOD900的截面的实例。AIMOD900包含衬底912和安置于衬底912之上的光学堆叠904。AIMOD900还包含安置于第一电极910与第二电极902之间的可移动反射层906。在一些实施方案中,光学堆叠904包含吸收层和/或多个其它层,且可类似于图1、6A到6E中所说明的光学堆叠16而配置。在一些实施方案中,及在图9中所说明的实例中,光学堆叠904包含配置为吸收层的第一电极910。在一些实施方案中,吸收层第一电极910可为包含MoCr的6纳米材料层。
仍参看图9,反射层906可具备电荷。反射层经配置以在于第一电极910与第二电极902之间施加电压时,一旦反射层带电荷,反射层便朝向第一电极910或第二电极902移动。以此方式,可通过两个电极902与910之间的一系列位置驱动反射层906,包含在松弛(未经致动)状态下的上方和下方。举例来说,图9说明反射层906可移动到上部电极902与下部电极910之间的各种位置930、932、934和936。
AIMOD900可经配置以取决于调制器的配置而选择性地反射光的某些波长。下部电极910(在此实施方案中,其充当吸收层)与反射层906之间的距离改变AIMOD900的反射性质。当反射层906与吸收层第一电极910之间的距离使得吸收层(第一电极910)位于由于入射光与从反射层906反射的光之间的干涉产生的驻波的最小光强度处时,从AIMOD900最大程度地反射任何特定波长。举例来说,如所说明,AIMOD900经设计以在调制器的衬底912侧上(透过衬底912)进行观察。光穿过衬底912进入AIMOD900中。取决于反射层906的位置,不同波长的光被反射回穿过衬底912,此情形给予不同色彩的外观。这些不同色彩也被称为自然色。显示元件(例如,干涉调制器)的可移动层处于使得其反射某种波长或某些波长的部位的位置可被称作显示状态。举例来说,当反射层906处于位置930中时,较大比例地反射红色波长的光(与其它波长相比较)且较大比例地吸收其它波长的光(与红色相比较)。因此,AIMOD900呈现为红色且据称处于红色显示状态,或简称红色状态。类似地,当反射层906移动到位置932时,AIMOD900处于绿色显示状态(或绿色状态),其中较大比例地反射绿色波长的光(与其它波长相比较)且较大比例地吸收其它波长的光(与绿色相比较)。当反射层906移动到位置934时,AIMOD900处于蓝色显示状态(或蓝色状态),且较大比例地反射蓝色波长的光(与其它波长相比较)且较大比例地吸收其它波长的光(与蓝色相比较)。当反射层906移动到位置936时,AIMOD900处于白色显示状态(或白色状态)且可见光谱中的宽广范围的波长的光实质上被反射,以使得AIMOD900呈现为“白色”或在一些情况下为“银色”,或在一些情况下带点蓝色、绿色或黄色,此取决于936的确切位置。应注意,一般所属领域的技术人员将认识到,AIMOD900可基于反射层906的位置且还基于在构造AIMOD900(特别地,904中的各层)中使用的材料而呈不同状态且选择性地反射其它波长的光。
图9中的AIMOD900具有两个结构间隙:反射层906与光学堆叠904之间的第一间隙914,和反射层906与第二电极902之间的第二间隙916。然而,因为反射层906为反射的且并非透射的,所以光不会传播穿过反射层906进入第二间隙916中。换句话说,第二间隙提供允许反射层906移动但间隙自身不具有光学效应的空间。另外,被干涉调制器906反射的光的色彩和/或强度是由反射层906与吸收层(第一电极910)之间的距离来确定。因此,图9中所说明的AIMOD900具有一个干涉间隙914。与此对比,图10到23说明具有两个间隙和两个吸收层的AIMOD的特征。
在IMOD显示元件中,显示元件的反射色彩是由薄吸收金属层与镜表面之间的间隙间隔确定。在理想配置中,当吸收层定位于一个原色(例如,红色)的最小场强度处时,吸收层应当同时定位于其它两个原色(例如,绿色和蓝色)的最大场强度的部位处。在此配置中,吸收层最小程度地吸收从镜表面反射的红光,同时吸收最大量的绿光和蓝光。然而,在不太理想配置中,绿光和蓝光的吸收可能不够高,这是因为一个原色的最小场强度不会在空间上与其它原色的足够高场强度重叠。此情形可导致光的所要的反射色彩的不太理想的色饱和度。换句话说,所要的反射色彩的不太理想的饱和度的主要原因在于:一个原色干涉驻波场强度的“谷值”不会在空间上与其它原色的最大场强度足够重叠。当发生此情形时,归因于不足吸收产生的泄漏色彩的混合物加宽了光谱。从吸收层的最佳厚度起增加吸收层造成阻抗失配,从而导致来自吸收体的寄生反射且因此导致不良对比度、不良色饱和度及减小的亮度和色域。因此,非优选色彩的所要吸收损失不足,从而导致比IMOD显示元件在吸收体层经定位以产生导致不饱和显示色彩的所要色彩(例如,红色、绿色或蓝色)的光时所要的反射色谱宽的反射色谱。在单个吸收体的情况下,甚至在具有复杂的多堆叠光学薄膜涂层的情况下,也难以实现良好色饱和度。当与仅具有单个吸收体层的装置相比较时,包含两个间隙结构和两个吸收体层的模拟干涉调制器装置可改进色饱和度。
图10展示具有两个可变间隙和两个吸收体层的AIMOD1000的截面示意性说明的实例。在一些实施方案中,AIMOD1000包含安置于衬底1012上的反射表面或镜面1014。镜面1014可为光学反射表面以使得来自AIMOD的反射光1020可为(例如)具有在可见光范围内(例如,介于约400纳米与约750纳米之间)的波长的光。衬底可为透明的、半透明的或非透明的,这是因为在此实施方案中,AIMOD1000未经配置以接收穿过衬底的入射光。AIMOD1000还包含可移动的第一吸收层1008,其经安置以使得镜面1014介于第一吸收层1008与衬底1012之间。第一吸收层1008经配置以与镜面1014分离可变干涉第一间隙1002,所述可变干涉第一间隙1002具有为距离d1的可变间隙高度尺寸。第一吸收层1008相对于镜面1014的位置界定距离d1,且界定由第一吸收层1008吸收的光的波长,如先前参看图9中所说明的AIMOD所描述。在一些实施方案中,第一吸收层包含MoCr层,其在AIMOD的有效区域中具有介于约4纳米与约6纳米之间的厚度尺寸。在一些实施方案中,第一吸收层1008可为非反射的或实质上非反射的。
仍参看图10中所说明的实施方案,AIMOD1000还包含可移动第二吸收层1006,其与第一吸收层1008分离且经安置以使得第一吸收层1008介于镜面1014与第二吸收层1006之间。第二吸收层1006经配置以与第一吸收层1008分离干涉吸收第二间隙1004,所述干涉吸收第二间隙1004具有为距离d2的可变间隙高度尺寸。第二吸收层1006相对于镜面1014的位置是通过距离d1+d2来界定,且此距离(d1+d2)加上镜面1014中的光穿透深度对应地界定由第二吸收层1006吸收的光的波长。第一吸收层1008和第二吸收层1006为部分反射的且部分透射的。在本文中所描述的双间隙AIMODS或其它显示装置中的任一者的一些实施方案中,第二吸收层1006可为非反射的或实质上非反射的,以使得第一吸收层1008和第二吸收层1006中的任一者或两者可为非反射的或实质上非反射的。而且,本文中所描述的双间隙AIMODS中的任一者的第一吸收层和/或第二吸收层可配置为电极且用以驱动AIMODS的可移动层,例如,如参看图19和20所描述。
在一些实施方案中,AIMOD1000经配置以使得甚至在距离d1和d2改变时,距离d1与d2之间的关系也为固定的。在一些实施方案中,距离d1与d2之间的某些固定关系可使色域最佳化且确保原色设置下的良好饱和度。在一些实施方案中,距离d1和d2相差当未在镜面1014上及第一吸收层1008和第二吸收层1006上制造介电层时进入镜面1014中的光穿透深度的量。当镜面1014和/或第一吸收层1008和第二吸收层1006上存在介电层时,第一吸收层1008和第二吸收层1006可经定位以使得第一间隙1002和第二间隙1004的距离d1和d2分别可考虑介电层的光学厚度,以使得从干涉调制器1000反射所要色彩。在一些实施方案中,两个吸收层1006和1008同步移动,从而保持固定的距离关系以产生所要色彩。
在包含两个间隙和两个吸收层的AIMOD的一些实施方案中,第一吸收层1008的厚度可经配置为比第二吸收层1006厚。此配置有效用以改进色饱和度,这是因为第一吸收体处置较低阶色彩,较低阶色彩在空间上色散程度不如较高阶色彩(第二吸收体位于较高阶色彩)。不同色彩的驻波的较低阶峰值在空间上较接近且可能比较厚吸收体情形更有效地吸收。在一些实施方案中,第一吸收层1008和第二吸收层1006的厚度的总和约为仅具有一个间隙的AIMOD中的单个吸收层的厚度的两倍。举例来说,在具有一个间隙的AIMOD的一个实施方案中,其中单个吸收层包含MoCr,且其中无介电层包含于第一间隙内,单个吸收层AIMOD的厚度可为约3纳米。在具有两个间隙的AIMOD的一些实施方案中(例如,图10的AIMOD),第一吸收层和第二吸收层的厚度分别为约4.5纳米和约1.5纳米。在具有两个间隙的AIMOD的一些实施方案中(例如,本文中所描述的AIMOD),第一吸收层可包含合适的光吸收材料(例如,MoCr)且经配置为厚度介于约2纳米与7纳米之间,且第二吸收层还可包含合适的光吸收材料(例如,MoCr)且经配置为厚度介于约0.5纳米与约4纳米之间。镜面1014将入射环境光的宽带光谱反射回,反射回的宽带光谱干涉入射光从而形成驻波。第一吸收层1008和第二吸收层1006各自基于第一吸收层1008与镜面1014之间的距离d1和第二吸收层1006与镜面1014之间的距离d1+d2而吸收光的某些波长。下文参看图13到15进一步论述关于镜面1014来定位第一吸收层1008和第二吸收层1006。因此,通过利用具有两个间隙的显示元件配置,AIMOD可通过非所要色彩的增加的吸收同时维持所要原色的最小吸收来改进所要的反射原色的色饱和度。如稍后参看图20所论述,可以类似于参看图7和8A到8E所描述的制造工艺的制造工艺来制造AIMOD,但其中使用两个牺牲层来形成两个间隙。
图11和12说明单个间隙AIMOD和双间隙AIMOD的模拟结果以用于比较。图11说明通过具有单个间隙的AIMOD的实施方案产生的模拟色彩调色板的CIE1931色空间色度图和上覆sRGB色空间图。D65指示一白点,所述白点为与6504K色温相关的CIE标准照明源D65。图还包含上覆的sRGB色空间色域。图12说明通过具有两个吸收体层和两个间隙的AIMOD的实施方案产生的模拟色彩调色板的CIE1931色空间色度图和上覆sRGB色空间图。图还包含上覆的sRGB色空间色域。图11和12中所说明的色螺旋是针对从0纳米到650纳米的气隙步长进行模拟,其中对于此模拟,单个间隙AIMOD的气隙等于两间隙AIMOD的两个气隙中的每一者。图12中所说明的模拟值涵盖CIE色空间的较大区域(与图11中所说明的所述值情形相比较)。因此,在图12中针对具有两个间隙与两个吸收体的AIMOD(与仅具有一个间隙和一个吸收体的AIMOD相比较)展示原色的色域和色饱和度的显著改进。图11和12展示具有两个间隙的AIMOD能够产生对应于用于x和V色度值两者的较广范围的值的色彩。较广范围的x和y色度值指示:对于入射光的给定宽带光谱,双间隙AIMOD可产生较广范围的饱和色彩。因此,当与单个间隙、单个吸收体设计相比较时,使用双间隙、双吸收体设计可增加色域且改进原色的色饱和度。
图13到15A/B为说明通过具有两个间隙的反射AIMOD产生的驻波场强度的曲线图,其中两个吸收层经定位以使得AIMOD反射蓝光(图13)、绿光(图14)、红光(图15A),或呈现为暗色或黑色(图15B)。
图13为两个吸收体层经定位以使得AIMOD显示元件反射蓝光时的两个吸收体层距AIMOD镜面的距离与蓝光(430纳米)、绿光(530纳米)和红光(630纳米)的场强度的关系曲线图。在图13中,曲线图分别说明镜表面1302的位置及第一吸收层1304和第二吸收层1306的位置。在此实例中,镜面厚度为50纳米,第一吸收体层厚度为4.5纳米,且第二吸收体层厚度为1.5纳米。图13还说明从AIMOD镜面反射的蓝光1312、绿光1314和红光1316的场强度的曲线图,其中第一吸收层和第二吸收层如所展示般定位。举例来说,具有430纳米的波长的蓝色反射光1312在约250纳米(距镜表面200纳米)处具有第一最小场强度且在465纳米(距镜面415纳米)处具有第二最小场强度。具有530纳米的波长的绿色反射光1314在距零约300纳米(距镜表面250纳米)处具有第一最小场强度节点且在约565纳米(距镜表面515纳米)处具有第二最小场强度节点。如图13中所说明,绿色场强度1314和红色场强度1316的曲线图并不延伸到零(“0”)场强度以指示从镜表面1302反射的光比入射光弱得多,以致两者之间的干涉不会产生全干涉调制。具有630纳米的波长的红色反射光1316在约350纳米(距镜表面300纳米)处具有第一最小场强度且在665纳米(距镜表面615纳米)处具有第二最小场强度。第一吸收层在距镜表面200奈米处定位于蓝光1312的第一最小节点的距离1304处。第二吸收层在距镜表面415奈米处定位于蓝光1312的第二最小节点的距离1306处。通过将第一吸收层和第二吸收层置于这些位置处,绿光和红光的波长在这些位置处不处于最小节点处。因此,两个吸收层吸收从镜面反射的较多绿光和红光及较少蓝光,这是因为在两个吸收层的部位处蓝光处于最小节点处,而绿光和红光不处于最小节点处。在此配置的情况下,反射的蓝光1312的所得场强度大于反射的绿光或红光的场强度,以使得从AIMOD反射的光呈现为蓝色。
图14为两个吸收体层经定位以使得AIMOD显示元件反射滤光时的两个吸收体层距AIMOD镜面的距离与蓝光(430纳米)、绿光(530纳米)和红光(630纳米)的场强度的关系曲线图。此曲线图可适用于定位图10中所说明的AIMOD1000的第一吸收层1008和第二吸收层1006。在图14中所说明的曲线图中,反射的蓝光1412、绿光1414和红光1416具有相同波长,如针对图13所描述。因此,蓝光1412具有430纳米的波长,在距镜表面约200纳米处具有第一最小场强度,且在距镜表面415纳米处具有第二最小场强度。530纳米的波长下的绿光1414分别在距镜表面约250纳米和515纳米处具有第一最小场强度节点和第二最小场强度节点。630纳米的波长下的红光1416分别在距镜表面300纳米和615纳米处具有第一最小场强度节点和第二最小场强度节点。在图14中,第一吸收层定位于距镜表面部位1402250纳米的距离1404处,且第二吸收层定位于距镜表面部位1402515纳米的距离1406处。因此,两个吸收层吸收从镜面反射的较多蓝光和红光及较少绿光,这是因为在两个吸收层的部位处绿光处于最小节点处,而蓝光和红光不处于最小节点处。在此配置的情况下,反射的绿光1414的所得场强度比反射的蓝光1412或红光1416的场强度大得多,以使得从AIMOD反射的光呈现为绿色。
图15A为两个吸收体层经定位以使得AIMOD显示元件反射红光时的两个吸收体层距AIMOD镜面的距离与蓝光(430纳米)、绿光(530纳米)和红光(630纳米)的场强度的关系曲线图。此曲线图可适用于定位图10中所说明的AIMOD1000的第一吸收层1008和第二吸收层1006。在图15A中所说明的曲线图中,反射的蓝光1512、绿光1514和红光1516具有相同波长,如针对图13所描述。因此,蓝光1512具有430纳米的波长,在距镜表面约200纳米处具有第一最小场强度,且在距镜表面约415纳米处具有第二最小场强度。530纳米的波长下的绿光1514分别在距镜表面约250纳米和515纳米处具有第一最小场强度节点和第二最小场强度节点。630纳米的波长下的红光1416分别在距镜表面约300纳米和615纳米处具有第一最小场强度节点和第二最小场强度节点。在图15中,第一吸收层定位于距镜表面部位1502300纳米的距离1504处,且第二吸收层定位于距镜表面部位1502615纳米的距离1506处。因此,两个吸收层吸收从镜面反射的较多蓝光和绿光及较少红光,这是因为在两个吸收层的部位处红光处于最小节点处,而蓝光和绿光不处于最小节点处。在此配置的情况下,反射的绿光1414的所得场强度比反射的蓝光1412或红光1416的场强度大得多,以使得从AIMOD反射的光呈现为绿色。
图15B为两个吸收体层经定位以使得AIMOD显示元件呈现为处于黑暗状态或黑色时的两个吸收体层距AIMOD镜面的距离与蓝光(430纳米)1562、绿光(530纳米)1564和红光(630纳米)1566的场强度的关系曲线图。在黑暗状态下,AIMOD反射最小量的光。在图15B中,第一吸收层1554定位于距镜表面部位145纳米的距离处,且第二吸收层1556定位于距镜表面部位1552305纳米的距离处。因此,第一吸收层1554和第二吸收层1556位于蓝色、绿色和红色波长的场强度相对较高且因此对于所有波长发生相对较高吸收处,以致从AIMOD反射的光极弱且显示器呈现为黑色。
图16展示包含两个可变高度间隙的AIMOD1600的另一实施方案的截面示意性说明的实例。在图16中,AIMOD1600包含可移动反射元件或镜面1014、可移动第一吸收层1008和第一间隙1004。第一间隙1004的至少部分可包含气隙。第一气隙1004经配置以在AIMOD的有效区域中具有可变高度尺寸d1,当第一吸收层1008和/或镜面1014经同步驱动到不同位置时,所述可变高度尺寸d1改变。在一些实施方案中,可通过包含安置在第一吸收层1008上的介电层(例如,SiO2)来提高第一吸收层1008的机械强度,例如,如图17和18的实施方案中所说明。
仍参看图16,AIMOD1600还包含安置在衬底1012上的静止第二吸收层1006,和安置在第二吸收层1006与第一吸收层1008之间的第二间隙1002。第二间隙1002经配置以在显示器的有效区域中具有可变高度尺寸d2,当第一吸收层1008经驱动到各种位置以改变AIMOD1600的反射光谱时,所述可变高度尺寸d2可改变。在此实施方案中,接收穿过衬底1012的入射环境光1010。所接收的光可传播穿过第二吸收层1006且穿过第一吸收层1008到镜面1014。AIMOD1600的两个间隙的操作与图10中所说明的AIMOD1000的操作类似,且光学原理与参看图9到15所描述的光学原理相同。然而,在此实施方案中,第二吸收层1006为静止的,且镜面1014和第一吸收层1008为可移动的且经驱动到各种位置以分别对应地改变第一间隙和第二间隙的间隙高度尺寸d1和d2,以使得AIMOD1600反射所要色彩的光。因此,至少部分取决于入射光的性质和分别的第一间隙1004和第二间隙1002的高度尺寸d1和d2,由镜面1014反射的光的一部分被第一吸收层1008和第二吸收层1006吸收,且从AIMOD1600发射未被吸收的光的波长作为反射光1020。虽然图16和对应描述揭示了一种包含两个可变间隙的显示元件,但也预期所揭示结构的间隙不可变的实施方案。
图17和18说明在机械支撑介电层上制造可移动吸收体层的两个实施方案。图17展示包含两个可变高度间隙的AIMOD1700的另一实施方案的截面示意性说明的实例。在图17中,AIMOD1700包含可移动反射元件或镜面1014、可移动第一吸收层1008和第一间隙1004。第一间隙1004经界定为镜面1014与第一吸收层1008之间的距离。第一间隙1004的至少部分可包含气隙。第一间隙1004经配置以具有可变高度尺寸d1,当第一吸收层1008和镜面1014移动到不同位置时,所述可变高度尺寸d1改变。在图17和18的实施方案中,距离d1与d1′有关,其中d1′为第一吸收层1008与镜面1014之间的光学距离。光学距离d1′考虑介电层1704的厚度和折射率,及光进入镜面1014中的穿透深度。而且,距离d2与d2′有关,其中d2′为第一吸收层1008与第二吸收层1006之间的光学距离。光学距离d2′考虑介电层1804的厚度和折射率。AIMOD1700还包含安置在衬底1012上的静止第二吸收层1006,和安置在第二吸收层1006与第一吸收层1008之间的第二间隙1002。第二间隙1002经配置以具有可变高度尺寸d2,当第一吸收层1008经驱动到各种位置以改变AIMOD1700的反射光谱时,所述可变高度尺寸d2可改变。在一些实施方案中,第一吸收层1008和第二吸收层1006可具有各种厚度尺寸,如本文中所描述。举例来说,第一吸收层可在AIMOD1700的有效区域中具有约4.5纳米的厚度尺寸,且第二吸收层可在AIMOD1700的有效区域中具有约1.5纳米的厚度尺寸。
在图17中所说明的实施方案中,AIMOD1700进一步包含介电层1704,其安置在第一吸收层1008上及第一吸收层1008与镜面1014之间,在第一间隙1004内。在一些实施方案中,介电层(未图示)可安置在镜面1014上以用于实现结构支撑。此介电层可提供类似于图6D和8D中所说明的实施方案中的支撑层14b的结构支撑。具有介电层1704对相对较薄的第一吸收层1008添加了机械强度。在另一实施方案(未图示)中,介电层可安置在第一吸收层1008上及第一吸收层1008与第二吸收层1006之间,以使得其处于第二间隙1002中。在一些实施方案中,介电层可包含SiO2。此介电层可经配置以至少在AIMOD1700的有效区域中具有介于约80纳米与约250纳米之间(在各种实施方案中,例如,170纳米)的厚度尺寸。
图18展示包含两个可变高度间隙的AIMOD1800的另一实施方案的截面示意性说明的实例。在图18中,AIMOD1800包含可移动反射元件或镜面1014、可移动第一吸收层1008和第一间隙1004。第一间隙1004的至少部分可包含气隙。第一间隙1004经配置以具有可变高度尺寸d1,当第一吸收层1008和镜面1014移动到不同位置时,例如,当第一吸收层1008和镜面1014经同步驱动到相对于彼此的不同部位时,所述可变高度尺寸d1改变。AIMOD1800还包含安置在衬底1012上的静止第二吸收层1006,和安置在第二吸收层1006与第一吸收层1008之间的第二间隙1002。第二间隙1002经配置以具有可变高度尺寸d2,当第一吸收层1008经驱动到各种位置以改变AIMOD1800的反射光谱时,所述可变高度尺寸d2可改变。在一些实施方案中,第一吸收层1008和第二吸收层1006可具有各种厚度尺寸,如本文中所描述。举例来说,第一吸收层可在AIMOD1800的有效区域中具有约4.5纳米的厚度尺寸,且第二吸收层可在AIMOD1800的有效区域中具有约1.5纳米的厚度尺寸。
在图18中所说明的实施方案中,AIMOD1800进一步包含介电层1704,其安置在第一吸收层1008上及第一吸收层1008与镜面1014之间,在第一间隙1004内。在另一实施方案(未图示)中,介电层可安置在第一吸收层1008上及第一吸收层1008与第二吸收层1006之间,以使得其处于第二间隙1002中。AIMOD1800还包含第二介电层1804,其安置在第二吸收层上以使得第二介电层1804介于第二吸收层1006与第一吸收层1008之间。在一些实施方案中,此类介电层可经配置以至少在AIMOD1800的有效区域中具有介于约80纳米与约250纳米之间(例如,170纳米)的厚度尺寸。尽管可减轻包含与吸收层一起安置的相对较厚介电层的AIMOD中的红色饱和度(如图17和18中所说明),但所得红色AIMOD在两个间隙配置的情况下仍可具有较好饱和度(与单个间隙配置情况相比较)。另外,此类配置允许在吸收体层上包含多层介电的高/低折射率材料对以实现从镜面1014反射的光的色彩增强。虽然图17和18及对应描述揭示了一种包含两个可变间隙的显示元件,但也预期所揭示结构的以下实施方案:其中间隙不可变但具有经定位以使得显示元件提供某些波长的光的两个吸收体层。此类静态实施方案可包含第一间隙1002和第二间隙1004,其未被填充空气而被填充电介质(例如,Si02)。
图19展示具有两个间隙的AIMOD1900的截面示意性说明和用于改变间隙的高度的实施方案的实例。图20也展示具有两个间隙的AIMOD2000的截面示意性说明和用于改变间隙的高度的实施方案的实例。参看图19和20两者,所说明的AIMOD1900和2000各自类似于图18中所说明的AIMOD而配置,其具有:可移动镜面1014;可移动第一吸收层1008;第一间隙1004,其安置于可移动镜面1014与第一吸收层1008之间且由可移动镜面1014和第一吸收层1008界定;静止第二吸收层1006,其安置在衬底1012上;第二间隙1002,其安置在第二吸收层1006与第一吸收层1008之间且由第二吸收层1006和第一吸收层1008界定;以及介电层1704,其安置在第一吸收层1008上及第一吸收层1008与镜面1014之间,在第一间隙1004内。在图19和20中,第一间隙1004的至少部分和第二间隙1002的至少部分可包含气隙。第一间隙1004经配置以具有可变高度尺寸d1,当第一吸收层1008和镜面1014移动到不同位置时,所述可变高度尺寸d1改变。第二间隙1002经配置以具有可变高度尺寸d2,当第一吸收层1008相对于第二吸收层1006移动到不同位置时,所述可变高度尺寸d2改变。在图19和20的实施方案中,距离d1与d1′有关,其中d1′为第一吸收层1008与镜面1014之间的光学距离。光学距离d1′考虑介电层1704的厚度和折射率,及光进入镜面1014中的穿透深度。而且,距离d2与d2′有关,其中d2′为第一吸收层1008与第二吸收层1006之间的光学距离。光学距离d2′考虑介电层1804的厚度和折射率。
在图19中,AIMOD1900还包含机械地附接到镜面1014的弹簧1902和机械地附接到第一吸收层1008的弹簧1904。在此实施方案中,镜面1014、第一吸收层1008和第二吸收层1006配置为电极。AIMOD1900还包含连接到第二吸收层1006的至少一个电连接件1906。弹簧1902和1904可分别将镜面1014电极和第一吸收层1008电极电耦合到驱动电路(例如,图2中所说明的驱动电路)。驱动电路可经配置以在第一吸收层1008和第二吸收层1006上施加电压V1以驱动第一吸收层1008。弹簧1902及电连接件1906可电耦合到驱动电路(例如,图2),所述驱动电路可经配置以在第二吸收层1006和镜面1014上施加电压V2以驱动镜面1014。因此,施加驱动电压V1和V2可将可移动第一吸收层1008和镜面1014移动以同步地将第一吸收层1008和镜面1014定位于距第二吸收层1006所要距离处以使得从AIMOD1900反射所要波长的光。
图20也展示具有两个间隙的AIMOD的截面示意性说明和用于改变间隙的高度的实施方案的实例。AIMOD2000可包含与AIMOD1900类似的结构元件。镜面1014、第一吸收层1008和第二吸收层1006为AIMOD2000的驱动电极。然而,在此实施方案中,第一吸收层1008连接到接地或相对于电压V2(施加在镜面1014和第一吸收层1008上)和V1(施加在第二吸收层1006和第一吸收层1008上)的另一共同电点。在一些实施方案中,弹簧1904将第一吸收层1008电连接到接地。第一吸收层1008和第二吸收层1006电耦合到经配置以在第一吸收层1008和第二吸收层1006上施加电压V1的驱动电路。第一吸收层1008和镜面1014电耦合到经配置以在第一吸收层1008和镜面1014上施加电压V2的驱动电路。施加驱动电压V1和V2可将可移动第一吸收层1008和镜面1014移动以同步地将第一吸收层1008和镜面1014定位于彼此相距所要距离d1处,且将第一吸收层1008相对于静止第二吸收层1006移动以将第一吸收层定位于距静止第二吸收层1006所要距离d2处且从AIMOD2000反射所要波长的光。
图21展示说明用于具有两个间隙的AIMOD的制造工艺的流程图的实例。图22A到22G展示制成具有两个间隙的AIMOD的方法中的各种阶段的截面示意性说明的实例。图21中所展示的工艺2100说明用于具有两个间隙的AIMOD的制造工艺,例如图10中所说明的实例实施方案。类似工艺可用以形成本文中所描述的其它AIMOD实施方案。制造工艺2100可包含(但不限于)参看图8A到8E所描述的制造技术和材料。
参看图21,在框2102中,形成反射体(或镜面)1014。在一些实施方案中,反射体1014可形成于衬底1012上。图22A说明在完成框2102之后的未完成的AIMOD装置。在一些实施方案中,可使用例如PVD、PECVD和CVD等沉积技术来形成反射体层1014。在此类配置中,衬底可为透明的或半透明的。工艺2100在框2104处继续,在框2104处,在反射体1014之上形成牺牲层2202。图22B说明在完成框2104之后的未完成的AIMOD装置。在一些实施方案中,可使用例如PVD、PECVD、热CVD或旋涂等沉积技术来形成牺牲层2202。工艺2100在框2106处继续,在框2106处,形成第一支撑结构2204。图22C说明在完成框2106之后的未完成的AIMOD装置。此支撑结构可包含安置在显示元件的一或多侧上的多个支撑结构2204。支撑结构2204的形成可包含将牺牲层2202图案化以形成至少一个支撑结构孔,接着将材料沉积到孔中以形成支撑结构2204。工艺在框2108处继续,在框2108处,形成第一吸收层1008(或在沉积第一吸收体层之前,沉积机械加强介电层,例如,图17中的介电层1704的此机械加强介电层)。图22D说明在完成框2108之后的未完成的AIMOD装置。在一些实施方案中,第一吸收层1008可包含MoCr,且吸收层1008可具有介于约2纳米与约7纳米之间的厚度。工艺2100在框2110处继续,在框2110处,使用(例如)上文所指示的技术在第一吸收层1008之上形成另一牺牲层2206。图22E说明在完成框2110之后的未完成的AIMOD装置。工艺2100在框2112处继续,在框2112处,形成第二支撑结构2208。图22F说明在完成框2112之后的未完成的AIMOD装置。在一些实施方案中,可通过以下操作来形成第二支撑结构2208:将形成于第一吸收层1008之上的牺牲层2206图案化以形成至少一个支撑结构孔,接着将材料沉积到孔中以形成支撑结构2208。工艺2100在框2114处继续,在框2114处,在牺牲层2206之上形成第二吸收层1006(或在沉积第二吸收体层之前,沉积机械加强介电层,例如,图17中的介电层1704的机械加强介电层)。图22G说明在完成框2114之后的未完成的AIMOD装置。在一些实施方案中,第二吸收层1006可包含MoCr。第二吸收层1006的厚度可介于约0.5纳米与4纳米之间。工艺2100在框2116处继续,在框2116处,在反射体1014与第一吸收层1008之间形成第一间隙1002,且在第一吸收层1008与第二吸收层1006之间形成第二间隙1004。图22H说明在完成框2116之后的未完成的AIMOD装置。可通过将牺牲层暴露于蚀刻剂来形成间隙1002和1004。在工艺2100期间,还可在AIMOD中形成允许将牺牲层2202和2206暴露于蚀刻剂的孔(未图示)。在不同实施方案中,反射体1014、第一吸收层1008和第二吸收层1006中的至少两者经形成为可移动的(如本文中所描述),以使得可对应地改变(增加或减小)第一间隙和第二间隙的高度尺寸以影响由显示元件反射的光的波长的光谱。
图23展示说明在显示元件上显示信息的方法的流程图的实例。在框2302处,工艺2300包含改变可变第一间隙的高度尺寸d1,第一间隙在一侧上通过第一吸收层来界定且在另一侧上通过反射体来界定。取决于特定实施方案,此可通过将第一吸收层或反射体或第一吸收层与反射体两者驱动到相对彼此的不同位置来实现。举例来说,在图16中所说明的实施方案中,此可通过移动镜面1014和/或第一吸收层1008来实现。在图10中,其中镜面1014可经配置而为静止的,此可通过移动第一吸收层1008来实现。第一吸收层和/或反射体可通过由驱动电路提供的驱动信号(电压)来驱动,例如,如图2和24B中所说明。
移动到框2304,工艺2300进一步包含改变可变第二间隙的高度尺寸d2,第二间隙在一侧上通过第一吸收层来界定且在另一侧上通过第二吸收层来界定。此外,取决于实施方案,此可通过移动第一吸收层和第二吸收层中的一者或两者来实现。举例来说,在图16中所说明的实施方案中,此可通过移动第一吸收层来实现,这是因为第二吸收层可经配置而为静止的。在图10中,此可通过移动第一吸收层1008和/或第二吸收层1006来实现。在所述配置中的任一者中,对应地进行移动第一吸收层、第二吸收层和/或镜面操作以调整间隙的高度尺寸。换句话说,因为移动第一吸收层影响第一间隙和第二间隙两者的高度,所以必须移动第一吸收层和另一可移动层(镜面或第二吸收层)中的每一者,从而考虑另一者的移动,以便获得第一间隙和第二间隙的所要高度尺寸。可至少部分同步地移动可移动层以实现所要高度尺寸。距离d1与d2之间的差可实质上等于镜面上的光穿透深度(例如,对于A1约15纳米),此情形可改进色饱和度。换句话说,在一些实施方案中,距离d1与d2之间的距离可小于约50纳米,或在一些实施方案中,小于15纳米。在另一实例中,高度尺寸d1和d2可为相关的以使得(ld2-d1l)/((d1+d2)/2)小于或等于0.25。第一吸收层和/或第二吸收层可通过由驱动电路提供的驱动信号(电压)来驱动,例如,如图2和24B中所说明。
移动到可选框2306,工艺2300包含将显示元件暴露以接收光,以使得从显示元件反射所接收光的一部分。改变高度尺寸d1和d2将显示元件置于显示状态从而具有某种外观。在此显示状态下,所接收光的一部分传播进入显示元件中,穿过第一吸收层和第二吸收层到达反射体(镜面)。从镜面反射的光的波长的光谱的一部分至少部分基于高度尺寸d1和d2(其将吸收层定位于相对于被反射波长的驻波场强度的不同位置处)而由第一吸收层或第二吸收层吸收。其它未被吸收的光传播穿过吸收层到达显示元件外部。
图24A和24B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置的系统框图的实例。显示装置40可为(例如)智能电话、蜂窝或移动电话。然而,显示装置40的相同组件或其轻微变化也说明各种类型的显示装置,例如电视、平板计算机、电子阅读器、手持型装置和便携式媒体播放器。
显示装置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可通过多种制造工艺中的任一者形成,包含射出模制及真空成型。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。外壳41可包含可与具不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它卸除式部分互换的卸除式部分(未图示)。
显示器30可为如本文中所描述的多种显示器中的任一者,包含双稳态或模拟显示器。显示器30还可经配置以包含平板显示器(例如,等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD),或非平板显示器(例如,CRT或其它管装置)。另外,显示器30可包含如本文中所描述的干涉调制器显示器。
在图24B中示意性地说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41,且可包含至少部分地围封于其中的额外组件。举例来说,显示装置40包含网络接口27,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和阵列驱动器22,阵列驱动器22又耦合到显示阵列30。在一些实施方案中,电力供应器50可在特定显示装置40设计中向实质上所有组件提供电力。
网络接口27包含天线43和收发器47,以使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27还可具有一些处理能力以减轻(例如)处理器21的数据处理要求。天线43可发射及接收信号。在一些实施方案中,天线43根据IEEE16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE802.11标准(包含IEEE802.11a、b、g、n)及其其它实施方案来发射及接收RF信号。在一些其它实施方案中,天线43根据蓝牙标准来发射及接收RF信号。在蜂窝电话的情况下,天线43经设计成接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用包无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆上集群无线电(TETRA)、宽带CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修订A、EV-DO修订B、高速包存取(HSPA)、高速下行链路包存取(HSDPA)、高速上行链路包存取(HSUPA)、演进型高速包存取(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS,或用以在无线网络(例如,利用3G或4G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器47可预先处理从天线43所接收的信号,使得可由处理器21接收及进一步操纵所述信号。收发器47也可处理从处理器21所接收的信号,使得可经由天线43从显示装置40发射所述信号。
在一些实施方案中,可用接收器替换收发器47。另外,在一些实施方案中,可用可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源替换网络接口27。处理器21可控制显示装置40的总体操作。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),且将数据处理成原始图像数据或处理成易于经处理成原始图像数据的格式。处理器21可将经处理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。原始数据通常指识别图像内的每一部位处的图像特性的信息。举例来说,此类图像特性可包含色彩、饱和度和灰度阶。
处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示装置40的操作。调节硬件52可包含放大器和滤波器以用于将信号发射到扬声器45,及用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件,或可并入于处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据,且可适当地重新格式化原始图像数据以用于高速发射到阵列驱动器22。在一些实施方案中,驱动器控制器29可将原始图像数据重新格式化成具有似光栅格式的数据流,使得其具有适于跨越显示阵列30进行扫描的时间次序。接着,驱动器控制器29将经格式化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)常常作为独立集成电路(IC)与系统处理器21相关联,但此类控制器可以许多方式来实施。举例来说,控制器可作为硬件嵌入于处理器21中、作为软件嵌入于处理器21中,或以硬件形式与阵列驱动器22完全地集成。
阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化信息,且可将视频数据重新格式化成一组平行波形,所述波形每秒许多次被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百个且有时数千个(或更多)引线。
在一些实施方案中,驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示阵列30适于本文所描述的类型的显示器中的任一者。举例来说,驱动器控制器29可为常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如,IMOD控制器)。另外,阵列驱动器22可为常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如,IMOD显示器驱动器)。此外,显示阵列30可为常规显示阵列或双稳态显示阵列(例如,包含IMOD阵列的显示器)。在一些实施方案中,驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成。此实施方案可用于高度集成系统(例如,移动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器)中。
在一些实施方案中,输入装置48可经配置以允许(例如)用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含例如QWERTY键盘或电话小键盘等小键盘、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕、与显示阵列30集成的触敏屏幕,或者压敏或热敏隔膜。麦克风46可配置为用于显示装置40的输入装置。在一些实施方案中,通过麦克风46的语音命令可用于控制显示装置40的操作。
电力供应器50可包含多种能量存储装置。举例来说,电力供应器50可为可再充电电池组,例如,镍-镉电池组或锂离子电池组。在使用可再充电电池组的实施方案中,可再充电电池组可使用来自(例如)壁式插座或光伏打装置或阵列的电力来充电。或者,可再充电电池组可为可无线充电的。电力供应器50还可为再生能源、电容器或太阳能电池(包含塑料太阳能电池或太阳能电池漆)。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。
在一些实施方案中,控制可编程序性驻留于可位于电子显示系统中的若干处的驱动器控制器29中。在一些其它实施方案中,控制可编程序性驻留于阵列驱动器22中。上文所描述的优化可以任何数目个硬件和/或软件组件及以各种配置来实施。
可将结合本文所揭示的实施方案所描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法步骤实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的互换性已一般地按功能性予以描述,且在上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路和步骤中加以说明。以硬件还是软件来实施此功能性取决于特定应用和强加于整个系统的设计约束。
用以实施结合本文所揭示的方面所描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理设备可用以下各者来实施或执行:通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以执行本文所描述的功能的任何组合。通用处理器可为微处理器,或任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合,例如,DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一或多个微处理器,或任何其它此类配置。在一些实施方案中,特定步骤和方法可由为给定功能所特有的电路执行。
在一或多个方面中,所描述的功能和工艺可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含在本说明书中所揭示的结构及其结构等效物)或其任何组合来实施。本说明书中所描述的标的物的实施方案还可实施为编码于计算机存储媒体上的一或多个计算机程序(即,计算机程序指令的一或多个模块)以供数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。
如果以软件来实施,那么所述功能可作为一或多个指令或程序代码存储在计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体进行传输。本文所揭示的方法、算法或制造工艺的步骤可实施于可驻留于计算机可读媒体上的处理器可执行软件模块中。计算机可读媒体包含计算机存储媒体及通信媒体(包含可经启用以将计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体)两者。存储媒体可为可通过计算机存取的任何可用媒体。以实例说明而非限制,此类计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置,或可用于以指令或数据结构的形式存储所要程序代码且可通过计算机存取的任何其它媒体。而且,可将任何连接适当地称为计算机可读媒体。如本文所使用,磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光碟、光盘、数字影音光盘(DVD)、软磁盘和蓝光光盘,其中磁盘通常以磁性方式再生数据,而光盘通过激光以光学方式再生数据。以上各者的组合也可包含在计算机可读媒体的范围内。另外,方法或算法的操作可作为代码和指令中的一者或其任何组合或集合而驻留在机器可读媒体和计算机可读媒体上,机器可读媒体和计算机可读媒体可并入到计算机程序产品中。
所属领域的技术人员可易于显而易见对本发明所描述的实施方案的各种修改,且本文所界定的一般原理可在不脱离本发明的精神或范围的情况下应用于其它实施方案。因此,权利要求书不希望限于本文所示的实施方案,而应符合与本文所揭示的本发明、原理和新颖特征一致的最广范围。词语“示范性”在本文中独占式地用以意味着“充当实例、例子或说明”。未必将本文中描述为“示范性”的任何实施方案解释为较其它可能性或实施方案优选或有利。另外,一般所属领域的技术人员将易于了解,术语“上部”和“下部”有时用于便于描述各图,且指示对应于在适当定向的页面上的图的定向的相对位置,且可能不反映如所实施的IMOD的适当定向。
本说明书中在单独实施方案的上下文中所描述的某些特征也可在单个实施方案中以组合形式来实施。相反地,在单个实施方案的上下文中所描述的各种特征也可单独地在多项实施方案中或以任何合适子组合来实施。此外,尽管上文可能将特征描述为以某些组合起作用且甚至最初按此进行主张,但来自所主张组合的一或多个特征在一些情况下可被从所述组合删除,且所主张组合可涉及子组合或子组合的变化。
类似地,虽然在图式中按特定次序描绘操作,但一般所属领域的技术人员将易于认识到,不需要按所展示的特定次序或按循序次序执行此类操作或执行所有所说明的操作以实现合乎需要的结果。另外,图式可以流程图的形式示意性地描绘一或多个实例过程。然而,未描绘的其它操作可并入于示意性说明的实例过程中。举例来说,可在所说明操作中的任一者之前、之后、同时地或在所说明操作中的任一者之间执行一或多个额外操作。在某些情况下,多任务及并行处理可为有利的。此外,不应将在上文所描述的实施方案中的各种系统组件的分离理解为在所有实施方案中需要此分离,且应理解,所描述的程序组件和系统一般可一起集成在单个软件产品中或封装到多个软件产品中。另外,其它实施方案在随附权利要求书的范围内。在一些情况下,权利要求书中所叙述的动作可以不同次序执行且仍实现合乎需要的结果。
Claims (30)
1.一种机电显示设备,其包括:
反射显示像素,其包含
反射体;
第一部分透射型吸收层,其距所述反射体而安置,所述第一部分透射型吸收层和所述反射体界定其之间的第一间隙,所述第一间隙具有为距离d1的厚度尺寸;
第二部分透射型吸收层,其距所述第一部分透射型吸收层而安置以使得所述第一部分透射型吸收层处于所述第二部分透射型吸收层与所述反射体之间,所述第二部分透射型吸收层和所述第一部分透射型吸收层界定其之间的第二间隙,所述第二间隙具有为距离d2的厚度尺寸;且
其中所述反射体、所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层中的至少两者为可移动的以增加或减小所述第一间隙和所述第二间隙的所述厚度尺寸,
其中所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层的厚度的总和介于3纳米与12纳米之间。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述距离d1小于700纳米且所述距离d1和所述距离d2的总和小于1400纳米。
3.根据权利要求1所述的设备,其中所述反射显示像素经配置以使得在给定所接收光波长范围λmin到λmax的情况下,距离d1<λmax,且d1+d2<2λmax。
4.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层可对应地移动以使得所述距离d1与所述距离d2之间的差小于50纳米。
5.根据权利要求1所述的设备,其中所述反射体、所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层中的至少两者为可移动的以使得所述距离d1和所述距离d2介于0与315纳米之间。
6.根据权利要求1所述的设备,其中所述反射体、所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层中的至少两者为可移动的以使得所述距离d1和所述距离d2分别将所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层置于由入射光和由所述反射体反射的反射光的干涉产生的所要显示的蓝色、绿色或红色的驻波干涉图案的连续黑暗边缘处及将所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层置于由入射光和由所述反射体反射的反射光的干涉产生的蓝色、绿色和红色波长的场强度相对较高的位置以显示黑色。
7.根据权利要求1所述的设备,其中当在所述反射体和所述第二部分透射型吸收层上施加第一电压且在所述反射体和所述第一部分透射型吸收层上施加第二电压时,所述反射体和所述第一部分透射型吸收层可通过静电力来移动。
8.根据权利要求1所述的设备,其进一步包括衬底,其中所述第二部分透射型吸收层安置在所述衬底上。
9.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一部分透射型吸收层为可移动的,且其中所述第二部分透射型吸收层和所述反射体中的一者为可移动的。
10.根据权利要求1所述的设备,其中所述反射体、所述第一部分透射型吸收层及所述第二部分透射型吸收层中的至少两个吸收层为可移动的以使得(|d2-d1|)/((d1+d2)/2)小于或等于0.25。
11.根据权利要求1所述的设备,其中所述距离d1和所述距离d2之间的关系为d2=d1+(10到20纳米)。
12.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层包含钼铬MoCr、钒V、锗Ge或钨W。
13.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层的所述厚度的所述总和介于5纳米与7纳米之间。
14.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一部分透射型吸收层比所述第二部分透射型吸收层厚。
15.根据权利要求1所述的设备,其中所述反射体、所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层中的至少两者为可移动的以使得对于具有波长λ的光的目标原色,所述距离d1和所述距离d2分别将所述第一部分透射型吸收层和所述第二部分透射型吸收层置于距所述反射体达λ/2±15纳米和λ±15纳米的距离处。
16.根据权利要求1所述的设备,其中所述反射显示像素进一步包括具有介于100纳米与300纳米之间的厚度的可移动介电层,且其中所述第一部分透射型吸收层安置在所述介电层上。
17.根据权利要求1所述的设备,其中所述反射显示像素进一步包括具有介于100纳米与300纳米之间的厚度的介电层,且其中所述第二部分透射型吸收层安置在所述介电层上。
18.根据权利要求1所述的设备,其进一步包括:
显示器,其包含所述反射显示像素的阵列;
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。
19.根据权利要求18所述的设备,其进一步包括
驱动器电路,其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器;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。
20.根据权利要求18所述的设备,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,其中所述图像源模块包含接收器、收发器和发射器中的至少一者。
21.根据权利要求18所述的设备,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达到所述处理器的输入装置。
22.一种形成机电显示设备的方法,其包括:
形成反射体;
在所述反射体之上形成牺牲层;
在所述反射体之上的所述牺牲层内形成第一支撑结构;
在所述反射体之上的所述牺牲层上形成第一吸收层;
在所述第一吸收层之上形成牺牲层;
在所述第一吸收层之上的所述牺牲层内形成第二支撑结构;
在所述第一吸收层之上的所述牺牲层上形成第二吸收层;以及
在所述反射体与所述第一吸收层之间形成第一间隙且在所述第一吸收层与所述第二吸收层之间形成第二间隙,
其中所述反射体、所述第一吸收层及所述第二吸收层中的至少两者为可移动的以增加或减小所述第一间隙及所述第二间隙的厚度尺寸,
其中所述第一吸收层和所述第二吸收层的厚度的总和介于3纳米与12纳米之间。
23.一种机电显示元件,其包括:
反射体;
用于吸收光的部分透射型第一装置,其安置在距所述反射体距离d1处,所述部分透射型第一装置和所述反射体界定其之间的第一间隙,所述第一间隙具有为距离d1的可变厚度尺寸;
用于吸收光的部分透射型第二装置,其安置在距所述部分透射型第一装置距离d2处,以使得所述部分透射型第一装置处于所述部分透射型第二装置与所述反射体之间,所述部分透射型第二装置和所述部分透射型第一装置界定其之间的第二间隙,所述第二间隙具有为距离d2的可变厚度尺寸;以及
用于驱动所述反射体、所述部分透射型第一装置和所述部分透射型第二装置中的至少两者的装置以增加或减小所述第一间隙和所述第二间隙的所述厚度尺寸,其中第一吸收装置和第二吸收装置的厚度的总和介于3纳米与12纳米之间。
24.根据权利要求23所述的机电显示元件,其中所述用于驱动所述反射体、所述部分透射型第一装置和所述部分透射型第二装置中的至少两者的装置包含驱动器电路。
25.根据权利要求23所述的机电显示元件,其中所述部分透射型第一装置包含第一吸收层。
26.根据权利要求23所述的机电显示元件,其中所述部分透射型第二装置包含第二吸收层。
27.一种在显示元件上显示信息的方法,所述方法包括:
改变可变第一间隙的厚度尺寸d1,所述第一间隙在一侧上通过第一吸收层来界定且在另一侧上通过反射体来界定;
改变可变第二间隙的厚度尺寸d2,所述第二间隙在一侧上通过所述第一吸收层来界定且在另一侧上通过第二吸收层来界定;
其中所述反射体、所述第一吸收层和所述第二吸收层中的至少两者为可移动的以增加或减小所述第一间隙和所述第二间隙的所述厚度尺寸,且
其中改变所述厚度尺寸d1和所述厚度尺寸d2将所述显示元件置于显示状态从而至少部分基于所述厚度尺寸d1和所述厚度尺寸d2而反射某一种色彩,且其中所述第一吸收层和所述第二吸收层的厚度的总和介于3纳米与12纳米之间。
28.根据权利要求27所述的方法,其中所述厚度尺寸d1与所述厚度尺寸d2之间的差小于或等于50纳米。
29.根据权利要求27所述的方法,其中所述厚度尺寸d1与所述厚度尺寸d2之间的差小于或等于15纳米。
30.根据权利要求27所述的方法,其中所述第一间隙和所述第二间隙的所述厚度尺寸是同步改变。
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