CN103959367A - 用于驱动干涉调制器的系统、装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于控制模拟干涉调制器的致动的系统、方法和设备。在一个方面，可从感测电极确定电压。可基于所述电压确定所述电极中的一或多者之间的距离。所述感测电极可电容耦合到另一电极，且可实施于干涉调制器的可移动层的镜中，或可实施于干涉调制器的浮动固定层中。
Description
技术领域
本发明涉及用于模拟干涉调制器和用于检测安置在两个其它导体之间的可移动导体的位置的驱动方案和校准方法。
背景技术
机电系统(EMS)包含具有电元件和机械元件、致动器、变换器、传感器、光学组件(例如，镜)和电子器件的装置。机电系统可以多种尺度制造，包含(但不限于)微尺度和纳米尺度。例如，微机电系统(MEMS)装置可包含具有在约1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1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层的其它微机械加工工艺创造机电元件以形成电装置和机电装置。
一种类型的EMS装置称为干涉调制器(IMOD)。如本文使用，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，干涉调制器可包含一对导电板，所述对导电板中的一者或两者可为全部或部分透明和/或具反射性且能够在施加适当电信号之后相对运动。在实施方案中，一个板可包含沉积于衬底上的固定层，且另一板可包含通过气隙与所述固定层分离的反射膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射在所述干涉调制器上的光的光学干涉。干涉调制器装置具有广泛的应用范围，且预期用于改进现有产品和创造新产品，尤其是具有显示能力的产品。
发明内容
本发明的系统、方法和装置各具有若干方面，所述若干方面的单单一者不单独作为本发明的本文揭示的所要属性。
本发明中描述的标的物的一个创新方面可实施于用于调制光的装置中。在此方面，所述装置包含耦合到第一电压源的第一电极、第二电极和安置在所述第一电极与所述第二电极之间且与所述第一电极和所述第二电极间隔开的可移动电极。所述可移动电极可包含第三电极和第四电极，所述第三电极与所述第四电极电容耦合，所述第三电极和所述第四电极定位于通过间隙分离的两个不同的平行平面中。电压传感器可耦合到所述第三电极，且第二电压源可耦合到所述第四电极。所述第二电极可耦合到第三电压源。在一些方面，所述电压传感器对所述第二电压源提供反馈。
在另一创新方面，一种驱动用于调制光的装置的方法包含：跨第一电极和第二电极施加第一电压；以及施加第二电压到在第一平面中的配置为可移动电极的一部分的第三电极。所述可移动电极可安置在所述第一电极与所述第二电极之间且与所述第一电极和所述第二电极间隔开，且可进一步包含电容耦合到所述第三电极的第四电极，所述第四电极如所述第三电极股定位于第二不同且平行平面中且通过间隙与所述第三电极分离。所述方法可包含感测所述第四电极的电压。
在另一创新方面，一种用于调制光的装置包含：用于跨第一电极和第二电极施加第一电压的装置；以及用于施加第二电压到在第一平面中的配置为可移动电极的一部分的第三电极的装置。所述可移动电极可安置在所述第一电极与所述第二电极之间且与所述第一电极和所述第二电极间隔开，且可进一步包含电容耦合到所述第三电极的第四电极，所述第四电极如所述第三电极股定位于第二不同且平行平面中且通过间隙与所述第三电极分离。所述装置可进一步包含用于感测所述第四电极的电压的装置。
在另一创新方面，一种用于调制光的装置包含耦合到第一电压源的第一电极、耦合到电容器的第二电极和安置在所述第一电极与所述第二电极之间且与所述第一电极和所述第二电极间隔开的可移动电极，所述可移动电极包含第三电极。电压传感器可耦合到所述第二电极，且第二电压源可耦合到所述可移动电极。
在另一创新方面，一种驱动用于调制光的装置的方法包含：施加第一电压到第一电极；施加第二电压到定位于所述第一电极与所述第二电极之间的可移动电极，其中所述第二电极耦合到电容器；以及感测所述第二电极的电压。
在另一创新方面，一种用于调制光的装置包含：用于施加第一电压到第一电极的装置；以及用于施加第二电压到定位于所述第一电极与第二电极之间的可移动电极的装置，其中所述第二电极耦合到电容器。所述装置可进一步包含用于感测所述第二电极的电压的装置。
在附图和下文描述中陈述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。虽然主要就基于机电系统(EMS)和微机电系统(MEMS)的显示器描述本发明中提供的实例，但是本文提出的概念也可应用于其它类型的显示器，例如，液晶显示器、有机发光二极管(“OLED”)显示器和场发射显示器。其它特征、方面和优点将从描述、图式和权利要求书变得显而易见。注意下列图的相对尺寸可不按比例绘制。
附图说明
图1A和1B展示描绘两个不同的状态中的干涉调制器(IMOD)显示装置的像素的等角视图的实例。
图2展示说明用于光学MEMS显示装置的驱动电路阵列的示意电路图的实例。
图3展示说明图2的驱动电路和相关联的显示元件的结构的一个实施方案的示意部分横截面的实例。
图4展示具有干涉调制器阵列和具有嵌入式电路的背板的光学MEMS显示装置的示意部分分解透视图的实例。
图5展示具有两个固定层和可移动第三层的干涉调制器的实施方案的横截面。
图6展示说明用于具有图5的结构的光学MEMS显示装置的驱动电路阵列的示意电路图的实例。
图7A到7C展示图5的干涉调制器的两个固定层和可移动层的横截面，其说明材料的堆叠。
图8展示图5中说明的干涉调制器和电压源的示意表示。
图9展示具有用于位置感测的隔离电极部分的干涉调制器的示意表示。
图10展示具有用于位置感测的隔离电极部分的另一干涉调制器的示意表示。
图11展示在可移动中间层上具有隔离电压感测电极的干涉调制器的透视概念图。
图12展示用于确定安置在两个其它电极之间的电极的位置的过程的流程图。
图13展示在固定层上具有隔离电压感测电极的干涉调制器的透视概念图。
图14展示用于将安置在两个其它电极之间的电极放置在所要位置处的过程的流程图。
图15为说明图11中说明的并有电压感测的设计的干涉调制器的阵列的图。
图16为说明图13中说明的并有电压感测的设计的干涉调制器的阵列的图。
图17A和17B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。
图18为具有光学MEMS显示器的电子装置的示意分解透视图的实例。
在各种图式中，相同的参考数字和名称指示相同元件。
具体实施方式
以下描述针对用于描述本发明的创新方面的目的的某些实施方案。然而，所属领域的技术人员将容易认识到，本文中的教示可以大量不同方式应用。所描述的实施方案可在可经配置以显示无论在运动中(例如，视频)或静止(例如，静态图像)和无论为文字、图形或图片的图像的任何装置或系统中实施。更特定来说，预期所描述的实施方案可包含于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、多媒体具有因特网能力的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能电话、装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携计算机、上网本、笔记本计算机、智能本、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、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(例如，电子书阅读器)、计算机监视器、汽车显示器(包含里程表和速度计显示器等等)、驾驶舱控制器件和/或显示器、摄影机景观显示器(例如，车辆中的后视摄影机的显示器)、电子相册、电子广告牌或标志牌、投影仪、建筑结构、微波炉、冰箱、立体声系统、卡带录摄影机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、干衣机、洗衣机/干衣机、停车定时器、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，一件珠宝上的图像显示器)和多种EMS装置。本文中的教示还可用于非显示器应用中，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、运动感测装置、磁力计、消费型电子器件的惯性组件、消费型电子器件产品的零件、可变容抗器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺和电子测试设备。因此，所述教示不希望限于仅在图式中描绘的实施方案，而是如所属领域的技术人员将容易明白股具有广泛适用性。
本文描述的某些方法和装置涉及驱动具有增强的精确度的干涉调制器。可相关于每一干涉调制器执行像素级校准使得可准确地控制干涉调制器的间隙距离，而与寿命或产品特性无关。在一些实施方案中，在两个固定层之间定位可移动层。可移动层可包含通过间隙分离的不同平面中的两个电极。感测所述层中的一者上的电压以确定所述可移动层介于所述两个固定层之间的位置。在其它实施方案中，固定层中的一者耦合到固定电容器。感测此固定层上的电压以确定所述可移动层的位置。
本发明中描述的标的物的特定实施方案可经实施以实现以下潜在优点中的一或多者。本文揭示的系统和方法可允许快速和精确的调制器定位并增加产生显示装置中的调制器的高性能阵列的能力，即使当所述阵列的调制器的物理性质包含与制造公差相关的性能差异时。另外，可在极少复杂度或不增加复杂度和极少的填充因子损失或无填充因子损失的情况下产生此类系统。
可应用所描述的实施方案的适当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)以使用光学干涉的原理选择性地吸收和/或反射入射在其上的光。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光学谐振腔。反射体可移动到两个或两个以上不同位置，这可改变光学谐振腔的大小且借此影响干涉调制器的反射率。IMOD的反射率光谱可产生相当宽的光谱带，所述光谱带可跨可见波长移位以产生不同色彩。可通过改变光学谐振腔的厚度来调整光谱带的位置。一种改变光学谐振腔的方式为通过改变所述反射体的位置。
图1A和1B展示描绘两种不同状态中的干涉调制器(IMOD)显示装置的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亮状态或暗状态中。在亮(“松弛”、“打开”或“开启”)状态中，显示元件将入射可见光的大部分反射到(例如)用户。相反，在暗(“致动”、“关闭”或“关断”)状态中，显示元件反射极少的入射可见光。在一些实施方案中，可颠倒开启状态和关断状态的光反射率性质。MEMS像素可经配置以主要在允许除黑色和白色以外的色彩显示的特定波长处反射。
IMOD显示装置可包含IMOD的行/列阵列。每一IMOD可包含一对反射层(即，可移动反射层和固定部分反射层)，所述对反射层定位于彼此相距可变且可控制距离处以形成气隙(也称为光学间隙或腔)。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的相对大的距离处。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或相消干涉，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在未致动时可处于反射状态中，反射可见光谱内的光，且在未致动时可处于暗状态中，吸收和/或相消地干涉可见范围内的光。然而，在一些其它实施方案中，IMOD在未致动时可处于暗状态中，且在致动时处于反射状态中。在一些实施方案中，引入施加电压可驱动像素改变状态。在一些其它实施方案中，施加的电荷可驱动像素改变状态。
图1A和1B中的所描述的像素描绘IMOD12的两种不同的状态。在图1A的IMOD12中，可移动反射层14说明为处于距包含部分反射层的光学堆叠16的预定距离处的松弛位置中。因为跨图1A中的IMOD12未施加电压，所以可移动反射层14保持在松弛或未致动状态中。在图1B的IMOD12中，可移动反射层14说明为处于相邻于光学堆叠16的致动位置中。跨图1B中的IMOD12施加的电压Vactuate足以将可移动反射层14致动到致动位置。
在图1中，像素12的反射性质大体上用箭头13说明，箭头13指示入射在像素12上的光和从左侧像素12反射的光15。所属领域的技术人员将容易认识到，入射在像素12上的光13的大部分将朝向光学堆叠16而透射穿过透明衬底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来穿过透明衬底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处朝向透明衬底20被反射回来(并穿过透明衬底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的波长。
光学堆叠16可包含单一层或若干层。所述层可包含电极层、部分反射且部分透射层和透明电介质层中的一或多者。在一些实施方案中，光学堆叠16为导电、部分透明且部分反射，且可(例如)通过将上述层中的一或多者沉积在透明衬底20上而制造。电极层可由多种材料(例如，各种金属，例如，铟锡氧化物(ITO))形成。部分反射层可由具部分反射性的多种材料(例如，各种金属，例如，铬(Cr)、半导体和电介质)形成。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一材料或材料组合形成。在一些实施方案中，光学堆叠16可包含单一半透明厚度的金属或半导体，所述金属或半导体充当光学吸收体和导体两者，而(例如，光学堆叠16的或IMOD的其它结构的)不同、导电性更强的层或部分可用以在IMOD像素之间载送信号。光学堆叠16还可包含覆盖一或多个导电层或导电/光学吸收层的一或多个绝缘或电介质层。
在一些实施方案中，下电极16在每一像素处接地。在一些实施方案中，这可通过在衬底上沉积连续光学堆叠16和在沉积层的外围处将整个薄片接地而完成。在一些实施方案中，例如铝(Al)的高度导电和反射材料可用于可移动反射层14。可移动反射层14可形成为沉积在柱18的顶部上的金属层或若干金属层和沉积在柱18之间的介入牺牲材料。当蚀刻掉牺牲材料时，可在可移动反射层14与光学堆叠16之间形成经界定间隙19或光学腔。在一些实施方案中，柱18之间的间距可为大约1μm到1000μm，而间隙19可小于大约10,000埃
在一些实施方案中，IMOD的每一像素(无论处于致动状态中或是松弛状态中)本质上为由固定反射层和移动反射层形成的电容器。如通过图1A中的像素12所说明，当未施加电压时，可移动反射层14a保持在机械松弛状态中，可移动反射层14与光学堆叠16之间具有间隙19。然而，当将电势差(例如，电压)施加到可移动反射层14和光学堆叠16中的至少一者时，形成于对应像素处的电容器变得带电，且静电力将电极牵拉在一起。如果所施加电压超过阈值，那么可移动反射层14可变形且移动接近光学堆叠16或抵靠光学堆叠16。如图1B中的致动像素12所说明，光学堆叠16内的电介质层(未展示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离。无论所施加的电势差的极性如何，行为均相同。虽然在一些实例中可将一阵列中的一系列像素称为“行”或“列”，但是所属领域的技术人员将容易理解将一个方向称为“行”且将另一方向称为“列”为任意的。换句话说，在一些定向上，行可视为列，且列可视为行。此外，显示元件可均匀地布置成正交行和列(“阵列”)或布置成(例如)相对于彼此具有特定位置偏移的非线性配置(“马赛克”)。术语“阵列”和“马赛克”可指任一配置。因此，虽然显示器称为包含“阵列”或“马赛克”，但是在任何实例中，元件本身无需布置成彼此正交或安置成均匀分布，而是可包含具有不对称形状和不均匀分布元件的布置。
在一些实施方案中，一系列IMOD或IMOD阵列中的光学堆叠16可充当给显示装置的IMOD的一侧提供共同电压的共同电极。如下文进一步描述，可移动反射层14可形成为布置成(例如)矩阵形式的分离板的阵列。分离板可被供应电压信号以驱动IMOD。
根据上文陈述的原理操作的干涉调制器的结构的细节可大为不同。例如，每一IMOD的可移动反射层14可仅在隅角处(例如，系链上)附接到支撑件。如图3中所示，可从可由柔性金属形成的可变形层34悬吊平坦、相对刚性反射层14。此架构允许用于调制器的机电方面和光学方面的结构设计和材料被选择且彼此独立起作用。因此，可相对于光学性质优化用于反射层14的结构设计和材料，且可相对于所要机械性质优化用于可变形层34的结构设计和材料。例如，反射层14部分可为铝，且可变形层34部分可为镍。可变形层34可直接或间接连接到可变形层34的外围周围的衬底20。这些连接可形成支撑柱18。
在例如图1A和1B中所示的实施方案中，IMOD用作直视装置，其中从透明衬底20的前侧(即，与上面布置调制器的侧相对的侧)观察图像。在这些实施方案中，所述装置的背侧部分(即，显示装置在可移动反射层14后面的任何部分，包含(例如)图3中说明的可变形层34)可经配置和操作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光学地遮蔽装置的那些部分。例如，在一些实施方案中，可移动反射层14后面可包含总线结构(未说明)，总线结构提供使调制器的光学性质与调制器的机械性质分离的能力，例如，电压寻址和由此寻址所致的移动。
图2展示说明用于光学MEMS显示装置的驱动电路阵列200的示意电路图的实例。驱动电路阵列200可用于实施有源矩阵寻址方案以对显示阵列组合件的显示元件D11到Dmn提供图像数据。
驱动电路阵列200包含数据驱动器210、栅极驱动器220、第一数据线DL1到第m数据线DLm、第一栅极线GL1到第n栅极线GLn和开关或开关电路S11到Smn的一阵列。数据线DL1到DLm中的每一者从数据驱动器210延伸且电连接到开关S11到S1n、S21到S2n、……、Sm1到Smn的相应列。栅极线GL1到GLn中的每一者从栅极驱动器220延伸且电连接到开关S11到Sm1、S12到Sm2、……、S1n到Smn的相应行。开关S11到Smn电耦合于数据线DL1到DLm中的一者与显示元件D11到Dmn中的相应者之间且经由栅极线GL1到GLn中的一者从栅极驱动器220接收开关控制信号。开关S11到Smn说明为单个FET晶体管，但是可采用多种形式，例如，两个晶体管传输栅极(以供电流在两个方向上流动)或甚至机械MEMS开关。
数据驱动器210可从显示器外部接收图像数据，且可经由数据线DL1到DLm将图像数据以电压信号的形式逐行提供给开关S11到Smn。栅极驱动器220可通过接通与显示元件D11到Dm1、D12到Dm2、……、D1n到Dmn的特定行相关联的开关S11到Sm1、S12到Sm2、……、S1n到Smn选择显示元件D11到Dm1、D12到Dm2、……、D1n到Dmn的选定行。当选定行中的开关S11到Sm1、S12到Sm2、……、S1n到Smn接通时，来自数据驱动器210的图像数据传递到显示元件D11到Dm1、D12到Dm2、……、D1n到Dmn的选定行。
在操作期间，栅极驱动器220可经由栅极线GL1到GLn中的一者将电压信号提供给选定行中的开关S11到Smn的栅极，借此接通开关S11到Smn。在数据驱动器210将图像数据提供给所有数据线DL1到DLm之后，可接通选定行的开关S11到Smn以将图像数据提供给显示元件D11到Dm1、D12到Dm2、……、D1n到Dmn的选定行，借此显示图像的一部分。例如，与所述行中待致动的像素相关联的数据线DL可设定为(例如)10伏特(可为正或负)，且与所述行中待释放的像素相关联的数据线DL可设定为(例如)0伏特。接着，用于给定行的栅极线GL经确立，进而接通那个行中的开关，且施加选定数据线电压到那个行的每一像素。此对已施加10伏特的像素充电并致动所述像素，且对已施加0伏特的像素放电并释放所述像素。接着，可关闭开关S11到Smn。显示元件D11到Dm1、D12到Dm2、……、D1n到Dmn可保持图像数据，这是因为当所述开关关闭时将保留致动像素上的电荷，只有通过绝缘体和关闭状态开关的一些泄漏除外。一股来说，此泄漏足够低以保留所述像素上的图像数据，直到将另一数据集合写入到所述行。可对每一随后行重复这些步骤，直到已选择所有行并将图像数据提供给所有行。在图2的实施方案中，下电极16在每一像素处接地。在一些实施方案中，这可通过在衬底上沉积连续光学堆叠16和使整个薄片在沉积层的外围处接地而完成。图3为说明图2的驱动电路和相关联的显示元件的结构的一个实施方案的示意部分横截面的实例。
图3展示说明图2的驱动电路和相关联的显示元件的结构的一个实施方案的示意部分横截面的实例。驱动电路阵列200的部分201包含第二列和第二行处的开关522和相关联的显示元件D22。在所说明的实施方案中，开关S22包含晶体管80。驱动电路阵列200中的其它开关可具有与开关S22相同的配置。
图3还包含显示阵列组合件110的一部分和背板120的一部分。显示阵列组合件110的部分包含图2的显示元件D22。显示元件D22包含前衬底20的一部分、形成于前衬底20上的光学堆叠16的一部分、形成于光学堆叠16上的支撑件18、由支撑件18支撑的可移动电极14/34和将可移动电极14/34电连接到背板120的一或多个组件的互连件126。
背板120的部分包含图2的第二数据线DL2和开关S22，其嵌入背板120中。背板120的部分还包含至少部分嵌入其中的第一互连件128和第二互连件124。第二数据线DL2实质上水平延伸穿过背板120。开关S22包含晶体管80，晶体管80具有源极82、漏极84、介于源极82与漏极84之间的通道86和上覆通道86的栅极88。晶体管80可为薄膜晶体管(TFT)或金氧半导体场效晶体管(MOSFET)。晶体管80的栅极可由栅极线GL2延伸穿过垂直于数据线DL2的背板120而形成。第一互连件128将第二数据线DL2电耦合到晶体管80的源极82。
晶体管80通过穿过背板120的一或多个通孔160耦合到显示元件D22。通孔160用导电材料填充以在显示阵列组合件110的组件(例如，显示元件D22)与背板120的组件之间提供电连接。在所说明的实施方案中，第二互连件124经形成穿过通孔160且将晶体管80的漏极84电耦合到显示阵列组合件110。背板120还可包含电绝缘驱动电路阵列200的前述组件的一或多个绝缘层129。
如图3中所示，显示元件D22可为具有耦合到晶体管80的第一端子和耦合到可由光学堆叠16的至少部分形成的共同电极的第二端子的干涉调制器。图3的光学堆叠16为说明为三层：上文描述的顶部电介质层、也在上文描述的中间部分反射层(例如，铬)和包含透明导体(例如，铟锡氧化物(ITO))的下层。共同电极由ITO层形成且可在显示器的外围处耦合到接地。
图4展示具有干涉调制器阵列和具有嵌入式电路的背板的光学MEMS显示装置30的部分分解透视图的实例。显示装置30包含显示阵列组合件110和背板120。在一些实施方案中，显示阵列组合件110和背板120在附接在一起之前可分开来预形成。在一些其它实施方案中，显示装置30可以任何适当方式(例如，通过凭借沉积在显示阵列组合件110上方形成背板120的组件)制造。
显示阵列组合件110可包含前衬底20、光学堆叠16、支撑件18、可移动电极14和互连件126。背板120包含至少部分嵌入其中的背板组件122和一或多个背板互连件124。
显示阵列组合件110的光学堆叠16可为覆盖前衬底20的至少阵列区域的实质上连续层。光学堆叠16可包含电连接到接地的实质上透明导电层。可移动电极14/34可为具有(例如)方形或矩形形状的分离板。可移动电极14/34可布置为矩阵形式，使得可移动电极14/34中的每一者可形成显示元件的部分。在图4的实施方案中，可由支撑件18在四个隅角处支撑可移动电极14/34。
显示阵列组合件110的互连件126中的每一者用以将可移动电极14/34的相应者电耦合到一或多个背板组件122。在所说明的实施方案中，显示阵列组合件110的互连件126从可移动电极14/34延伸且经定位以接触背板互连件124。在另一实施方案中，显示阵列组合件110的互连件126可至少部分嵌入支撑件18中，同时通过支撑件18的顶部表面而暴露。在此实施方案中，背板互连件124可经定位以接触显示阵列组合件110的互连件126的暴露部分。在又一实施方案中，背板互连件124可延伸到且电连接到可移动电极14，而不实际上附接到可移动电极14，例如，图4的互连件126。
除具有松弛状态和致动状态的上述双稳态干涉调制器以外，干涉调制器还可经设计以具有多种状态。例如，模拟干涉调制器(AIMOD)可具有一系列色彩状态。在一个AIMOD实施方案中，单个干涉调制器可致动为(例如)红色状态、绿色状态、蓝色状态、黑色状态或白色状态。因此，单个干涉调制器可经配置以具有在光学频谱的宽广范围内具有不同的光反射率性质的各种状态。AIMOD的光学堆叠可不同于上述双稳态显示元件。这些差别可产生不同的光学结果。例如，在上述双稳态元件中，闭合状态赋予双稳态元件黑色反射状态。然而，当电极处于类似于双稳态元件的闭合状态的位置中时，模拟干涉调制器可具有白色反射状态。
图5展示具有两个固定层和可移动第三层的干涉调制器的横截面。具体来说，图5展示模拟干涉调制器的实施方案，所述模拟干涉调制器具有固定第一层802、固定第二层804和定位于固定第一层802与固定第二层804之间的可移动第三层806。层802、804和806中的每一者可包含电极或其它导电材料。例如，第一层802可包含由金属制成的板。可使用形成于或沉积于相应层上的加劲层而使层802、804和806中的每一者变硬。在一个实施方案中，加劲层包含电介质。加劲层可用以使其附接到的层保持刚性且实质上平坦。调制器800的一些实施方案可被称为三端子干涉调制器。
三个层802、804和806通过绝缘柱810而电绝缘。可移动第三层806从绝缘柱810悬挂下来。可移动第三层806经配置以变形，使得可移动第三层806可在大体上向上方向上朝第一层802移位或可在大体上向下方向上朝第二层804移位。在一些实施方案中，第一层802还可被称为顶层或顶部电极。在一些实施方案中，第二层804还可被称为底层或底部电极。干涉调制器800可由衬底820支撑。
在图5中，可移动第三层806为用实线说明为处于平衡位置中。如图5中说明，可在第一层802与第二层804之间施加固定电压差。在此实施方案中，电压V0施加到层802且层804接地。如果可变电压Vm施加到可移动第三层806，那么随着电压Vm接近V0，可移动第三层806将经静电牵引朝向接地层804。随着电压Vm接近接地，可移动第三层806将经静电牵引朝向层802。如果处于这两个电压的中间点处的电压(在此实施方案中为V0/2)施加到可移动第三层806，那么可移动第三层806将维持在其用图5中的实线指示的平衡位置中。通过施加介于外层802与804上的电压之间的可变电压到可移动第三层806，可移动第三层806可定位在外层802与804之间的所要位置处，进而产生所要光学响应。介于外层之间的电压差V0可取决于装置的材料和构造而大为不同，且在许多实施方案中可在约5伏特到20伏特的范围中。还可注意，随着可移动第三层806移动远离其平衡位置，可移动第三层806将会变形或弯曲。在此变形或弯曲配置中，弹性弹簧力朝向平衡位置机械偏置可移动第三层806。当施加电压V到第三可移动层806时，此机械力还促成可移动第三层806的最终位置。
可移动第三层806可包含镜以反射通过衬底820进入干涉调制器800的光。镜可包含金属材料。第二层804可包含部分吸收材料，使得第二层804充当吸收层。当从衬底820的侧观察反射自所述镜的光时，观察者可将所述反射光感知为某一色彩。通过调整可移动第三层806的位置，可选择性地反射某些波长的光。
图6展示说明具有图5的结构的光学EMS显示装置的驱动电路阵列的示意电路图的实例。整个设备共享与图2的使用双稳态干涉调制器的结构的许多类似点。然而，如图6中所示，对每一显示元件提供额外的上层802。此上层802可沉积在图3和4中所示的背板120的下侧上，且可施加电压V0到其。这些实施方案以类似于上文参看图2描述的方式加以驱动，只有数据线DL1到DLn上提供的电压可置于V0与接地之间的电压范围而非仅两个不同的电压中的一者除外。以此方式，沿一行的显示元件的可移动第三层806各自在通过确立用于那个特定行的栅极线写入所述行时可独立地置于上层与下层之间的任何特定所要位置中。
图7A到7C展示图5的干涉调制器的两个固定层和可移动层的横截面，其说明材料堆叠。
在图7A和7B中说明的实施方案中，可移动第三层806和第二层804各自包含材料堆叠。例如，可移动第三层806包含堆叠，所述堆叠包含氮氧化硅(SiON)、铝铜(AlCu)和二氧化钛(TiO2)。例如，第二层804包含堆叠，所述堆叠包含氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、铬钼(MoCr)和二氧化硅(SiO2)。
在所说明的实施方案中，可移动第三层806包含上面沉积AlCu层1004a的SiON衬底1002。在此实施方案中，AlCu层1004a导电且可被用作电极。在一些实施方案中，AlCu层1004对入射于其上的光提供反射。在一些实施方案中，SiON衬底1002为大约500nm厚，且AlCu层1004为大约50nm厚。在AlCu层1004a上沉积TiO2层1006a，且在一些实施方案中TiO2层1006a为大约26nm厚。在TiO2层1006a上沉积SiON层1008a，且在一些实施方案中，SiON层1008a为大约52nm厚。TiO2层1006a的折射率大于SiON层1008a的折射率。以此方式形成具有交替高和低折射率的材料堆叠可使入射在所述堆叠上的光被反射，借此实质上充当镜。
如图7B中可见，在一些实施方案中可移动第三层806可包含额外的AlCu层1004b、额外的TiO2层1006b和形成于SiON衬底1002的与AlCu层1004a相对的侧上的额外的SiON层1008b、TiO2层1006a和SiON层1008a。形成层1004b、1006b和1008b可使可移动第三层806近似相等地加重量于SiON衬底1002的每一侧上，这可在平移可移动第三层806时增加可移动第三层806的位置精确度和稳定度。在此类实施方案中，可在AlCu层1004a与1004b之间形成通孔1009或其它电连接件使得所述两个AlCu层1004a和1004b的电压将保持实质上相等。以此方式，当电压施加到这两个层中的一者时，这两个层中的另一者将接收相同电压。可在AlCu层1004a与1004b之间形成额外的通孔(未展示)。
在图7A中说明的实施方案中，第二层804包含上面形成有MoCr层1012的SiO2衬底1010。在此实施方案中，MoCr层1012可充当放电层以对累积电荷放电，且可耦合到晶体管以选择性地实现放电。MoCr层1012还可充当光学吸收体。在一些实施方案中，MoCr层1012为大约5nm厚。在MoCr层1012上形成Al2O3层1014，且Al2O3层1014可对入射其上的光提供一定的反射率且在一些实施方案中还可充当汇流层。在一些实施方案中，Al2O3层l014为大约9nm厚。可在Al2O3层1014的表面上形成一或多个SiON止挡1016a和1016b。当可移动第三层806完全朝向第二层804偏转时，这些止挡1016机械地防止可移动第三层806接触第二层804的Al2O3层1014。这可减小装置的静摩擦和咬合。另外，如图7中所示，可在SiO2衬底1010上形成电极层1018。电极层1018可包含任何数量的实质上透明的导电材料，其中铟锡氧化物为一种适当的材料。
图7C中说明的层802可用简单的结构制成，这是因为其具有极少的其必须满足的光学和机械需求。此层可包含AlCu导电层1030和绝缘Al2O3层1032。如同层804，可在Al2O3层1032的表面上形成一或多个SiON止挡1036a和1036b。
图8展示图5中说明的干涉调制器和电压源的示意表示。在此示意图中，调制器耦合到电压源V0和Vm。所属领域的技术人员应了解，第一层802与可移动第三层806之间的间隙形成具有可变电容的电容器C1，而可移动第三层806与第二层804之间的间隙形成也具有可变电容的电容器C2。因此，在图8中说明的示意表示中，电压源V0跨串联耦合的可变电容器C1和C2而连接，而电压源Vm连接在两个可变电容器C1与C2之间。
然而，在干涉调制器800的许多配置下，如上所述股使用电压源V0和Vm精确地驱动可移动第三层806到不同的位置可能是困难的，这是因为施加到干涉调制器800的电压与可移动第三层806的位置之间的关系可能呈高度非线性。另外，施加相同电压Vm到不同的干涉调制器的可移动层可能不使相应可移动层归因于制造差(例如，整个显示表面上方的可移动第三层806的厚度或弹性变化)而相对于每一调制器的顶层和底层移动到相同位置。因为可移动层的位置将如上所论述股确定从干涉调制器反射何种色彩，所以有利于能够检测可移动层的位置且精确地驱动可移动层到所要位置。图9和10展示允许此感测和控制的调制器设计的示意表示。
图9展示具有用于位置感测的隔离电极部分的干涉调制器的示意表示。在图9的装置中，由定位于可移动第三层上的两个分离板形成固定电容器C0。施加驱动电压Vm到所述板中的一者，且检测另一者上的感测电压Vs。如同图8的示意图中说明的装置，调制器跨上层802和下层804耦合到电压源V0。第一层802与可移动第三层806的一板之间的间隙形成具有可变电容的电容器C1，而可移动第三层806的另一板与第二层804之间的间隙形成也具有可变电容的电容器C2。下文参看图11、12和15进一步描述此实施方案。
图10展示具有用于位置感测的隔离电极部分的另一干涉调制器的示意表示。在此实施方案中，可在干涉调制器结构外部提供固定电容器C0，且可从层804检测感测电压Vs，其中层804连接到外部电容器C0的一侧。在图10的实施方案中，跨上层802和所述外部电容器的所述另一侧连接电压源V0。下文参看图13、14和16进一步描述此实施方案。
图11展示在可移动中间层上具有隔离电压感测电极的干涉调制器的透视概念图。图11中所示的实施方案具有如图9中所示的示意表示。具体来说，图11展示如图5(和1A)中说明的具有固定第二层804(或16)和可移动第三层806(或14)的干涉调制器的实施方案。然而，图11将可移动层806展示为分离成彼此经电容耦合的第一电极902和第二电极904。在一些方面，第一电极902与第二电极904通过在第一电极902与第二电极904之间的电介质906而电容耦合。在一些方面，例如当调制器900具有模拟干涉调制器时，也可包含固定层802。
图11中说明的可移动层806可经形成而类似于图7B中说明的可移动层806，区别仅在于孔1009被省略。以此方式，可由AlCu层1004b形成第一电极902且可由AlCu层1004a形成第二电极904。类似地，可由SiON衬底1002形成电介质906。可如图7B中说明股在可移动层806上沉积额外的材料。
归因于第一电极902机械地耦合到第二电极904，如图11中说明，用电压源Vm驱动第一电极902将会使第二电极904连同可移动层806的其余部分一起移动。在第二电极904移动到的每一不同的位置处，可在第二电极904中诱发不同的电压。此诱发的电压可感测或检测为电压Vs。
可通过测量电压Vs确定图11中说明的可移动层806的位置。图9中说明的电路作为分压器操作且将根据以下等式产生电压Vs：
Vs＝Vm*C0/(C2+C0) (1)
其中等式(1)中的Vm用以表示由电压源Vm供应的电压且等式(1)中的C2和C0用以分别表示电容器C2和C0的电容。可使用第二电极904与固定层804之间的间隙的距离G确定C2的电容，如下：
C2＝Aε0/G (2)
其中A为第一电极902的与固定层804重叠的面积，且ε0为介电常数。因此，所感测电压遵循以下等式：
间隙距离G和因此可移动层806的位置可因此由所感测电压Vs、所施加电压Vm、可移动层806上的两层的电容和可移动层806的面积确定。在一些方面，所感测电压Vs和/或所确定位置可被用作反馈以调整驱动电压Vm以便将可移动层806放置于所要位置处。例如，所感测电压Vs可输入到反馈电路920，反馈电路920可使用所感测电压调整所施加电压Vm以校正第一电极902的位置，且因此校正可移动第三层806的位置。在一些方面，可定期或连续比较所测量间隙与所要或既定间隙。
图12展示用于确定安置在两个其它电极之间的电极的位置的过程的流程图。所属领域的技术人员将了解，所述过程可包含除图12中说明的步骤以外的额外步骤或更少步骤。
在框1202处，跨第一电极和第二电极施加第一电压。此可对应于跨图11的层802和804施加V0。在框1204处，施加第二电压到第三电极，其中第三电极经配置为可移动电极的部分。例如，可使用电压源Vm施加电压到干涉调制器的电极902。此可使可移动层806相对于固定电极802和804移动。在步骤1206处，在也配置为可移动电极的一部分的第四电极处感测电压。例如，可从电极904感测电压Vs。如上所述，可至少部分基于所感测电压确定可移动层的位置。可在反馈电路中使用电压Vs以在一些实施方案中控制第二电压以将可移动层806定位于所要位置中。除闭合反馈回路以外，所感测电压还可收集为测量数据以允许校准显示装置以供随后数据写入操作之用。例如，可收集关于所要位置、所施加电压和所到达位置的数据。随着聚集更多数据，关于所述装置的实际位置对电压的信息变得可用，且随后可用以施加经校正电压以供所述显示装置的随后操作之用。
图13展示在固定层上具有隔离电压感测电极的干涉调制器的透视概念图。具体来说，图13展示具有固定第一层802、固定第二层804(或16)和可移动第三层806(或14)的干涉调制器的实施方案。与图11相比，可移动第三层806为单一电极(例如，如图7B中所示，存在通孔1009)而非两个分离平行电极。可移动第三层806的电极耦合到13中的电压源Vm。在图13中，外部电容器C0电连接于固定层804与接地之间。在一些方面，电容器C0与浮动吸收体层串联。例如，电容器C0可耦合到图7A中说明的MoCr层1012。
如上所论述，可移动层806与固定层804之间的间隙形成可变电容器C2。因此，电容器C2与电容器C0串联连接。当可移动层806位移时，可在固定层804处(例如，在如上论述的固定层804的浮动吸收体处)感测电压Vs。
可通过测量电压Vs确定图13中说明的可移动层806的位置。图13中说明的电路作为分压器操作且将根据以下等式产生电压Vs：
Vs＝VmC2/(C2+C0) (4)
其中等式(4)中的Vm用以表示由电压源Vm供应的电压且等式(4)中的C2和C0用以表示图10和13的电容器C2和C0的电容。
如上论述，可使用可移动层806与固定层804之间的间隙的距离G根据等式(2)确定C2的电容。因此，可通过以下等式确定所感测电压：
可移动层806的位置因此可自所感测电压Vs、所施加电压Vm、固定电容器C0的电容和可移动层806的面积确定。在一些方面，如上文关于图11论述，所感测电压Vs和/或所确定位置可用作反馈回路920的输入以调整驱动电压Vm、
图14展示用于将安置在两个其它电极之间的电极放置在所要位置处的过程的流程图。在框1402处，施加第一电压到第一电极。此可对应于施加V0到图13的层802。在框1404处，施加第二电压到定位于第一电极与耦合到固定电容器的第二电极之间的可移动电极。例如，可使用电压源Vm施加电压到形成干涉调制器的可移动层806的电极。第二电极可对应于电极804，电极804耦合到电容器C0的一侧。在一些实施方案中，电容器C0为固定电容器。在步骤1406处，在第二电极处感测电压。例如，可从电极804感测电压Vs。如上所述，可至少部分基于所感测电压确定可移动层的位置。可在反馈电路中使用电压Vs以在一些实施方案中控制第二电压以将可移动层806定位于所要位置中，且电压Vs还可用以如上所述股收集数据以用于校准目的。
图15为说明图11中说明的并有电压感测的设计的干涉调制器的阵列的图。在图15中说明的方面，干涉调制器中的每一者说明为经配置类似于图11中说明的干涉调制器的显示元件D11-Dmn。如上文关于图2和6描述，数据驱动器电路(未展示)供应一行数据电压Vm1到Vmn。栅极驱动器电路(未展示)提供施加一组数据电压到显示元件的选定行的行选择电压GL1到GLn。在图15中说明的方面，一列中的每一干涉调制器的电极904通过具有耦合到用于所述行的相应行栅极线的栅极的晶体管912连接到总线1102。总线1102经配置以将电极904中诱发的电压载送到位置检测单元/反馈模块1104内的电压传感器。在所说明的方面，位置检测单元/反馈模块1104包含电压传感器。位置检测单元/反馈模块1104可经配置以根据(例如)上文论述的等式(1)到(3)确定可移动层806与固定层804之间的间隙大小。
例如，为设定行1中的显示元件的位置，根据沿所述行的每一可移动层806的所要位置设定Vm1到Vmn输出。当对一行适当地设定每一Vm时，确立栅极线GL1，进而使通过将施加到数据线的电压Vm连接到可移动层806的相应电极902而设定可移动层806。栅极线GL1确立还使沿第一行的每一显示元件的测电压Vs通过也将其栅极连接到栅极线的晶体管921而馈送到电压传感器1104。在一些方面，位置检测单元/反馈模块1104内的电压传感器将偏移电压反馈到驱动器电路(例如，图2中的驱动器电路210)，进而产生Vm1到Vmn输出中的一或多者以调整可移动层806的位置。在一些方面，驱动器电路210基于从位置检测单元/反馈模块1104内的电压传感器接收的可移动层806的估计位置调整Vm1到Vmn输出中的一或多者。当仍正设定沿行1的显示元件时可执行所述调整，或可在当设定行1时的下一个周期内应用所述调整。可对每一行重复设定显示元件D11-Dmn的过程以完成写入图像数据的全帧的过程。
如上论述，驱动晶体管S11到Smn可并入图3中所示的背板120中。类似地，位置检测单元/反馈模块1104内的电压传感器或其一部分可并入背板120中。在一些方面，电压传感器1104经实施与背板分离。所属领域的技术人员将了解，并非所有干涉调制器都需要共享共同电压传感器。在一些方面，使用多个电压传感器。例如，每一列可具有其本身的电压传感器，或阵列1100中的一或多个干涉调制器可具有其本身的电压传感器。
图16为说明图13中说明的并有电压感测的设计的干涉调制器的阵列的图。在图16中说明的方面，干涉调制器中的每一者为说明经配置而类似于图13中说明的干涉调制器的显示元件D11-Dmn。如上文关于图2和6描述，数据驱动器电路供应一行数据电压Vm1到Vmn。栅极驱动器电路提供施加一组数据电压到显示元件的选定行的行选择电压GL1到GLn。在图16中说明的方面，一列中的每一干涉调制器的固定层804通过具有耦合到用于所述行的相应行栅极线的栅极的晶体管914连接到总线1502。总线1502经配置以将电极804中诱发的电压载送到电压传感器1504。电极804连接到外部固定电容器916的一端，固定电容器916的另一端连接到接地。在所说明的方面，位置检测单元/反馈模块1104包含至少一个电压传感器。位置检测单元/反馈模块1504可经配置以(例如)根据上文论述的等式(4)到(5)确定可移动层806与固定层804之间的间隙大小。
可如上文关于图15描述股设定阵列1500中的每一行的干涉调制器。电压传感器1504可将偏移电压反馈到Vm1到Vmn输出的一或多者，和/或可将可移动层806的估计位置提供给驱动器210。
类似于电压传感器1104，电压传感器1504可实施于图3中所示的背板120上或可经实施而与背板120分离。另外，可使用多个电压传感器代替单一电压传感器。
图17A和17B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置40的系统框图的实例。显示装置40可为(例如)智能电话、蜂窝式或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍微变化还说明各种类型的显示装置，例如，电视机、平板计算机、电子书阅读器、手持式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可由多种制造工艺中的任一工艺形成，包含注射模制和真空成形。此外，外壳41可由多种材料中的任一材料制成，包含(但不限于)：塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷或其组合。外壳41可包含可移除部分(未展示)，所述可移除部分可与不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分互换。
如本文所述，显示器30可为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TFTLCD)或非平板显示器(例如，CRT或其它显像管装置)。此外，如本文所述，显示器30可包含干涉调制器显示器。
图17B中示意地说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41，且可包含至少部分围封在外壳41中的额外组件。例如，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还连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28和阵列驱动器22，阵列驱动器22继而耦合到显示阵列30。在一些实施方案中，电力供应器50可在特定显示装置40设计中将电力提供到实质上全部组件。
网络接口27包含天线43和收发器47，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可传输和接收信号。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或n)和其另外实施方案发射和接收射频(RF)信号。在一些其它实施方案中，天线43根据蓝牙(BLUETOOTH)标准发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况中，天线43经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用分组无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地中继无线电(TETRA)、宽带CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev B、高速分组接入(HSPA)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、演进型高速分组接入(HSPA+)、长期演进技术(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可预处理从天线43接收的信号，使得处理器21可接收并进一步操纵所述信号。收发器47还可处理从处理器21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，收发器47可由接收器替代。此外，在一些实施方案中，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替代。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)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可将经处理的数据发送到驱动器控制器29或帧缓冲器28以供存储。原始数据通常指识别图像内的每一位置处的图像特性的信息。例如，此类图像特性可包含色彩、饱和度和灰度级。
处理器21可包含控制显示装置40的操作的微控制器、CPU或逻辑单元。调节硬件52可包含用于将信号传输到扬声器45和用于从麦克风46接收信号的放大器和滤波器。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件或可并入处理器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为了高速传输到阵列驱动器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为具有类光栅格式的数据流，使得其具有适合跨显示阵列30扫描的时序。接着，驱动器控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。虽然驱动器控制器29(例如，LCD控制器)通常作为独立集成电路(IC)而与系统处理器21相关联，但是此类控制器可以许多方式实施。例如，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中或与阵列驱动器22完全集成于硬件中。
阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化的信息且可将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形为每秒多次地施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百和有时数千个(或更多个)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适合本文描述的任何类型的显示器。例如，驱动器控制器29可为常规显示控制器或双稳态显示控制器(例如，IMOD控制器)。此外，阵列驱动器22可为常规驱动器或双稳态显示驱动器(例如，IMOD显示驱动器)。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。此实施方案可适用于高度集成系统(例如，移动电话、便携式电子装置、手表和小面积显示器)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可包含小键盘(例如，QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、游戏杆、触敏屏幕、与显示阵列30集成的触敏屏幕或压敏膜或热敏膜。麦克风46可配置为显示装置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。例如，电力供应器50可为可再充电电池，例如镍镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中，可使用来自(例如)壁面插座或光伏打装置或阵列的电力对可再充电电池充电。替代地，可再充电电池可为可无线充电。电力供应器50还可为可再生能源、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，控制可编程性驻留在可定位于电子显示系统中的若干位置中的驱动器控制器29中。在一些其它实施方案中，控制可编程性驻留在阵列驱动器22中。可在任何数目个硬件和/或软件组件和各种配置中实施上述优化。
图18为具有光学MEMS显示器的电子装置的示意分解透视图的实例。所说明的电子装置40包含具有用于显示器30的凹口41a的外壳41。电子装置40还在外壳41的凹口41a的底部上包含处理器21。处理器21可包含用于与显示器30进行数据通信的连接器21a。电子装置40还可包含其它组件，其至少一个部分在外壳41内。所述其它组件可包含(但不限于)如较早先结合图16B描述的网络连接接口、驱动器控制器、输入装置、电力供应器、调节硬件、帧缓冲器、扬声器和麦克风。
显示器30可包含显示阵列组合件110、背板120和柔性电缆130。显示阵列组合件110和背板120可使用(例如)密封剂而彼此附接。
显示阵列组合件110可包含显示区域101和外围区域102。当从显示阵列组合件110上方观看时，外围区域102包围显示区域101。显示阵列组合件110还包含经定位和定向以通过显示区域101显示图像的显示元件的阵列。显示元件可布置为矩阵形式。在一个实施方案中，显示元件中的每一者可为干涉调制器。在一些实施方案中，术语“显示元件”还可被称为“像素”。
背板120可覆盖显示阵列组合件110的实质上整个背侧表面。除其它类似材料以外，背板120还可由(例如)玻璃、聚合物材料、金属材料、陶瓷材料、半导体材料或前述材料中的两者或两者以上的组合形成。背板120可包含相同或不同材料的一或多层。背板120还可包含至少部分嵌入其中或安装于其上的各种组件。此类组件的实例包含(但不限于)驱动器控制器、阵列驱动器(例如，数据驱动器和扫描驱动器)、路由线(例如，数据线和栅极线)、开关电路、处理器(例如，图像数据处理处理器)和互连件。
柔性电缆130用以在电子装置40的显示器30与其它组件(例如，处理器21)之间提供数据通信通道。柔性电缆130可从显示阵列组合件110的一或多个组件或从背板120延伸。柔性电缆130包含彼此平行延伸的多根导线和可连接到处理器21的连接器21a或电子装置40的任何其它组件的连接器130a。
结合本文揭示的实施方案描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。已在功能性方面大体上描述硬件与软件的可互换性，且在上述各种说明性组件、块、模块、电路和步骤中说明所述可互换性。在硬件中实施还是在软件中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。
可用以下每一者实施或执行用以实施结合本文揭示的方面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：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、一或多个微处理器结合DSP核心或任何其它此配置。在一些实施方案中，可通过具体针对给定功能的电路执行特定步骤和方法。
在一或多个方面，所描述的功能可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件实施，包含本说明书中揭示的结构和其结构等效物或其任何组合。本说明书中描述的标的物的实施方案还可实施为在计算机存储媒体上编码以由数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作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)。
所属领域的技术人员可容易显而易见本发明中描述的实施方案的各种修改，且本文定义的一股原理在不脱离本发明的精神或范围的情况下可应用于其它实施方案。因此，本发明不希望限于本文展示的实施方案，而应符合与本文所揭示的权利要求书、原理和新颖特征一致的最广范围。此外，所属领域的技术人员将容易了解，术语“上”和“下”有时是为便于描述图式而使用，且指示对应于适当定向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。
本说明书中在分离实施方案的情况下描述的特定特征也可在单一实施方案中组合实施。相反，在单一实施方案的情况下描述的各种特征也可在多个实施方案中分离实施或以任何适当子组合实施。此外，虽然上文可将特征描述为以特定组合起作用且甚至一开始如此主张，但在一些情况中，来自所主张的组合的一或多个特征可从组合中切除，且所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。
类似地，虽然在图式中以特定次序描绘操作，但是所属领域的技术人员将容易认识到，无需以所展示的特定次序或顺序地执行此类操作或执行所有说明的操作，来达成所要结果。在某些境况中，多任务处理和并行处理可为有利的。此外，在上述实施方案中的各种系统组件的分离不应理解为在所有实施方案中都需要此分离，且应理解，所描述的程序组件和系统通常可一起集成在单一软件产品中或可封装到多个软件产品中。此外，其它实施方案在所附权利要求书的范围内。在一些情况中，权利要求书中叙述的动作可以不同次序执行且仍达成所要结果。
Claims (37)
1.一种用于调制光的装置，其包括：
第一电极，其耦合到第一电压源；
第二电极；
可移动电极，其安置在所述第一电极与所述第二电极之间且与所述第一电极和所述第二电极间隔开，所述可移动电极包含第三电极和第四电极，所述第三电极与所述第四电极电容耦合，所述第三电极和所述第四电极定位于通过间隙分离的两个不同的平行平面中；
电压传感器，其耦合到所述第三电极；以及
第二电压源，其耦合到所述第四电极，其中所述第二电极耦合到第三电压源。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电压传感器对所述第二电压源提供反馈。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述可移动电极包含镜层。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第二电极包含部分反射层。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一电压源包含实质上固定电压源，且所述第三电压源接地。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二电压源包含可变电压源。
7.根据权利要求6所述的装置，其进一步包含经配置以通过变化由所述第二电压源供应的所述电压而调整所述可移动电极的位置的驱动电路。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述驱动电路耦合到连接到用于调制光的其它装置的一或多个电压传感器的第一总线。
9.一种包括根据权利要求1所述的装置的显示系统，其进一步包括：
显示器；
处理器，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及
存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。
10.根据权利要求9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；和
控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一个部分发送到所述驱动器电路。
11.根据权利要求9所述的设备，其进一步包括：
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。
12.根据权利要求11所述的设备，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。
13.根据权利要求9所述的设备，其进一步包括：
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。
14.一种驱动用于调制光的装置的方法，其包括：
跨第一电极和第二电极施加第一电压；
施加第二电压到在第一平面中的配置为可移动电极的一部分的第三电极，所述可移动电极安置在所述第一电极与所述第二电极之间且与所述第一电极和所述第二电极间隔开，且包含电容耦合到所述第三电极的第四电极，所述第四电极如所述第三电极股定位于第二不同且平行平面中且通过间隙与所述第三电极分离；以及
感测所述第四电极的电压。
15.根据权利要求14所述的方法，其中响应于所述施加所述第二电压而使所述可移动电极位移。
16.根据权利要求15所述的方法，其中使用所述所感测电压调整所述所施加第二电压，直到所述可移动电极的偏移实质上等于所要偏移。
17.一种用于调制光的装置，其包括：
用于跨第一电极和第二电极施加第一电压的装置；
用于施加第二电压到在第一平面中的配置为可移动电极的一部分的第三电极的装置，所述可移动电极安置在所述第一电极与所述第二电极之间且与所述第一电极和所述第二电极间隔开，且包含电容耦合到所述第三电极的第四电极，所述第四电极如所述第三电极股定位于第二不同且平行平面中，且通过间隙与所述第三电极分离；以及
用于感测所述第四电极的电压的装置。
18.根据权利要求17所述的装置，其另外包含用于至少部分基于所述所感测电压确定所述可移动电极的位置的装置。
19.一种用于调制光的装置，其包括：
第一电极，其耦合到第一电压源；
第二电极，其耦合到电容器；
可移动电极，其安置在所述第一电极与所述第二电极之间且与所述第一电极和所述第二电极间隔开，所述可移动电极包含第三电极；
电压传感器，其耦合到所述第二电极；以及
第二电压源，其耦合到所述可移动电极。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述电压传感器对所述第二电压源提供反馈。
21.根据权利要求19所述的装置，其中所述可移动电极包含镜层。
22.根据权利要求21所述的装置，其中所述第二电极包含部分反射层。
23.根据权利要求19所述的装置，其中所述第一电压源包含实质上固定电压源。
24.根据权利要求19所述的装置，其中所述第二电压源包含可变电压源。
25.根据权利要求24所述的装置，其进一步包含经配置以通过变化由所述第二电压源供应的所述电压而调整所述可移动电极的位置的驱动电路。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述驱动电路耦合到连接到用于调制光的其它装置的一或多个电压传感器的第一总线。
27.一种包括根据权利要求20所述的装置的显示系统，其进一步包括：
显示器；
处理器，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及
存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。
28.根据权利要求27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。
29.根据权利要求28所述的设备，其进一步包括：
控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一个部分发送到所述驱动器电路。
30.根据权利要求27所述的设备，其进一步包括：
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。
31.根据权利要求30所述的设备，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。
32.根据权利要求27所述的设备，其进一步包括：
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。
33.一种驱动用于调制光的装置的方法，其包括：
施加第一电压到第一电极；
施加第二电压于定位于所述第一电极与第二电极之间的可移动电极，其中所述第二电极耦合到电容器；以及
感测所述第二电极的电压。
34.根据权利要求33所述的方法，其中响应于所述施加所述第二电压而使所述可移动电极位移。
35.根据权利要求34所述的方法，其中使用所述所感测电压调整所述所施加第二电压，直到所述可移动电极的偏移实质上等于所要偏移。
36.一种用于调制光的装置，其包括：
用于施加第一电压到第一电极的装置；
用于施加第二电压到定位于所述第一电极与所述第二电极之间的可移动电极的装置，其中所述第二电极耦合到电容器；以及
用于感测所述第二电极的电压的装置。
37.根据权利要求36所述的装置，其另外包含用于至少部分基于所述所感测电压确定所述可移动电极的位置的装置。
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