CN1755505B - 实施干涉式调制器显示器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明通常涉及干涉式调制器的方法和系统，尤其涉及用于提供三维显示的干涉式调制器的方法和系统。一实施例包含一用于向一用户显示一立体图像的系统，所述系统包含形成于一单个衬底上的像素，其中每个像素均包含至少一第一干涉式调制器，且其中所述系统经配置以将一第一图像显示到所述用户的一第一只眼睛，且将一第二图像显示到所述用户的一第二只眼睛。所述立体图像的两个部分的定向显示通过形成两组干涉式调制器而实现，其中一组相对于所述衬底以一第一角度倾斜，且所述第二组相对于所述衬底以一第二角度倾斜。

Description

实施干涉式调制器显示器的系统和方法

技术领域

本发明的技术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、激励器和电子设备。微机械元件可使用沉积、蚀刻或其他可蚀刻掉衬底及/或所沉积材料层的若干部分或可添加若干层以形成电和机电装置的微机械加工工艺制成。一种类型的MEMS装置被称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指使用光学干涉的原理选择性地吸收及/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包含一对导电板，其中之一或二者可为全部地或部分地透明及/或反射性的，且能在施加一个适当的电信号时作出相对运动。在一特定实施例中，其中一个板可包含一沉积在一衬底上的静止层，且另一个板可包含一由于一气隙而与所述静止层分隔开的金属膜。如本文更详细地描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉式光调制器上的光的光学干涉。所述装置具有广泛的应用范围，且在此项技术中，利用及/或修改这些类型的装置的特性以使其特性可用于改善现有产品及制造目前尚未开发的新产品将颇为有益。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各具有多个方面，任一单个方面均不能单独决定其所期望属性。现将对其更突出的特性作简要论述，此并不限定本发明的范围。在考虑这一论述，且尤其是在阅读了题为“某些实施例的详细描述”的部分之后，人们即可理解本发明的特征如何提供优于其他显示装置的优点。

一实施例包括一显示装置，其包括一形成于单个衬底上的一像素阵列，每个像素均包括一个或一个以上的干涉式调制器。所述阵列经配置以大体上同时显示第一和第二图像。将所述第一图像主要导引到一第一目的地且将所述第二图像主要导引到一第二目的地。

另一实施例包括一显示装置，其包括用于支撑至少一个显示器结构的构件，和排列于单个支撑构件上的用于显示的干涉式调制构件。所述显示构件经配置以大体上同时显示第一和第二图像。将所述第一图像主要导引到一第一目的地且将所述第二图像主要导引到一第二目的地。

另一实施例包括一显示一包括第一和第二图像的图像的方法。所述方法包括将来自一包括一第一干涉式调制器的第一像素的所述第一图像主要显示到一第一目的地，且将来自一包括一第二干涉式调制器的第二像素的所述第二图像主要显示到一第二目的地。

另一实施例包括制造一显示装置的方法。所述方法包括在一单个衬底上形成一像素阵列，每个像素均包括一个或一个以上的干涉式调制器，且对所述阵列进行配置以大体上同时显示第一和第二图像。将所述第一图像主要导引到一第一目的地且将所述第二图像主要导引到一第二目的地。

另一实施例包括一显示装置，所述显示装置包括形成于一单个衬底上的至少第一和第二干涉式调制器。所述第一干涉式调制器包括形成于大体上平行的第一和第二平面中的两个反射层。所述第二干涉式调制器包括形成于大体上平行的第三和第四平面中的两个反射层。第一或第二平面与第三或第四平面的交叉形成垂直于由所述交叉形成的线的一平面中的一角度，所述角度在10度到170度之间。

另一实施例包括一显示装置，所述显示装置包括形成于一单个衬底上的至少第一和第二干涉式调制器。所述第一干涉式调制器包括形成于大体上平行的第一和第二平面中的两个反射层。所述第二干涉式调制器包括形成于大体上平行的第三和第四平面中的两个反射层。第一、第二、第三和第四平面为分离的且大体上平行的平面。

另一实施例包括一显示装置，所述显示装置包括形成于一单个衬底上的至少第一和第二干涉式调制器。所述衬底界定一第一平面。所述第一干涉式调制器包括形成于所述第一平面中的一第一反射层和形成于一第二平面中的一第二反射层。所述第二干涉式调制器包括形成于所述第一平面中的一第三反射层和形成于一第三平面中的一第四反射层。第二平面和第三平面为分离的且大体上平行的平面，它们不和第一平面平行。

另一实施例包括一制造一显示装置的方法。所述方法包括在一单个衬底上形成至少第一和第二干涉式调制器，其中所述第一干涉式调制器包括形成于大体上平行的第一和第二平面中的两个反射层，其中所述第二干涉式调制器包括形成于大体上平行的第三和第四平面中的两个反射层，且其中第一、第二、第三和第四平面为分离的且大体上平行的平面。

另一实施例包括一制造一显示装置的方法。所述方法包括在一单个衬底上形成至少第一和第二干涉式调制器，所述衬底界定一第一平面。所述第一干涉式调制器包括形成于所述第一平面中的一第一反射层和形成于一第二平面中的一第二反射层。所述第二干涉式调制器包括形成于所述第一平面中的一第三反射层和形成于一第三平面中的一第四反射层。第二平面和第三平面为不平行于第一平面的分离的且大体上平行的平面。

另一实施例包括一用于向用户显示包括第一和第二图像的一立体图像的系统。所述系统包括形成于一单个衬底上的至少第一和第二像素。每个像素均包括至少一第一干涉式调制器。第一像素和第二像素经配置以将来自第一像素的第一图像特定显示到用户的第一只眼睛，且将来自第二像素的第二图像特定显示到用户的第二只眼睛。第一和第二图像大体上被同时显示以产生用户看起来是三维的一图像。

另一实施例包括一用于向用户显示包括第一和第二图像的一立体图像的系统。所述系统包括用于显示一图像的一部分的至少第一和第二干涉式构件，第一和第二干涉式构件形成于一单个支撑构件上。第一和第二干涉式构件经配置以将来自第一构件的第一图像特定显示到用户的第一只眼睛，且将来自第二干涉式构件的第二图像特定显示到用户的第二只眼睛。第一和第二图像大体上被同时显示以产生用户看起来是三维的一图像。

另一实施例包括一向用户显示包括第一和第二图像的一立体图像的方法。所述方法包括将来自一包括一第一干涉式调制器的第一像素的第一图像显示到用户的第一眼睛，且将来自一包括一第二干涉式调制器的第二像素的第二图像显示到用户的第二眼睛。第一和第二图像大体上被同时显示以产生用户看起来是三维的一图像。

另一实施例包括一制造一系统的方法，所述系统用于向用户显示包括第一和第二图像的一立体图像.所述方法包括在一单个衬底上形成至少第一和第二像素，每个像素均包含至少一个第一干涉式调制器，且对第一和第二像素进行配置以将来自一第一像素的第一图像特定显示到用户的第一只眼睛，且将来自第二像素的第二图像特定显示到用户的第二只眼睛.第一和第二图像大体上被同时显示以产生用户看起来是三维的一图像.

另一实施例包括一向用户显示包括第一和第二图像的一立体图像的方法。所述方法包括提供一包括经配置以显示立体图像的一干涉式调制器阵列的系统，将对应于第一和第二图像的电信号发送到所述阵列，回应于所述电信号将第一图像特定显示到用户的第一只眼睛，且回应于所述电信号将第二图像特定显示到用户的第二只眼睛。

附图说明

图1为一描绘一干涉式调制器显示器的一实施例的一部分的等角视图，其中一第一干涉式调制器的一可移动反射层处于一释放位置且一第二干涉式调制器的可移动反射层处于一激励位置。

图2为说明一并入一3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一实施例的系统方框图。

图3为图1干涉式调制器的一示范性实施例的可移动镜位置与所施加电压的关系图。

图4为可用于驱动一干涉式调制器显示器的一组行电压和列电压的说明。

图5A和图5B说明可用于将一显示数据帧写入到图2所示的3×3干涉式调制器显示器的行信号和列信号的一例示性时序图。

图6A为一图1所示装置的横截面图。

图6B为一干涉式调制器的一替代实施例的一横截面图。

图6C为一干涉式调制器的另一替代实施例的一横截面图。

图7A为一干涉式调制器阵列的一实施例的一侧视图，其经配置使得所述干涉式调制器相对于衬底的总平面倾斜。

图7B为一干涉式调制器阵列的一实施例的一侧视图，其经配置使得仅所述干涉式调制器的可移动层14相对于衬底20的总平面倾斜。

图8为具有不同颜色和像素的排列的一干涉式调制器阵列的另一实施例的一侧视图。

图9为具有不同颜色和像素的排列的一干涉式调制器阵列的又一实施例的一侧视图。

图10为被导引到个别眼睛的分离图像的一说明。

图11A为说明一显示装置的一实施例的一系统方框图。

图11B为说明一显示装置的一实施例的一系统方框图。

具体实施方式

以下详细描述针对本发明的某些具体实施例.然而，本发明可以多种不同的方式实施.在此描述中将参看附图，在附图中相似部件自始至终以类似数字表示.如从以下描述将不难发现，所述实施例可在任何被配置以运动地(例如，视频)或静止地(例如，静止图像)且以文本或图片的形式显示一图像的装置中实施.更具体而言，预期所述实施例可以在下列各种电子装置中实施或与其相关联，例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式计算机或便携式计算机、GPS接收器/导航仪、摄像机、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、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、驾驶舱控制器及/或显示器、照相机视图显示器(例如，车辆的后视照相机显示器)、电子照片、电子广告牌或标牌、投影仪、建筑结构、封装和美学结构(例如，一件珠宝的图像显示器).与本文中所描述的那些装置的结构相似的MEMS装置也可用于诸如电子转换装置的非显示器应用中.

在一实施例中，一显示装置包括一元件阵列，图像显示于其上。如下文进一步描述，当这些元件适当地配置时，可同时显示多个图像。每个图像可在一单独方向上展示。所述装置可经配置以显示具有一立体关系的两个图像，使得当一个图像展示给一只眼睛且另一个图像展示给另一只眼睛时，感觉到所述显示是三维的。在其他实施例中，多个图像被同时显示使得相对于所述装置移动的一观察者看到一序列图像。

图1中说明包含一干涉式MEMS显示元件的一干涉式调制器显示器实施例。在这些装置内，所述像素处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“开”或“打开”)状态下，所述显示元件将大部分入射可见光反射到用户。在处于黑暗(“关”或“关闭”)状态时，所述显示元件几乎不会将入射可见光反射到用户。依据所述实施例的不同，可颠倒“开”和“关”状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要反射所选定的颜色，从而允许除黑色和白色之外的彩色显示。

图1为描绘一视觉显示器的一系列像素内的两个相邻像素的等角视图，其中每个像素包含一MEMS干涉式调制器。在某些实施例中，一干涉式调制器显示器包含由这些干涉式调制器组成的一行/列阵列。每个干涉式调制器包括一对反射层，此对反射层彼此相距一可变且可控制的距离而定位，以形成具有至少一可变尺寸的光学谐振腔。在一实施例中，所述反射层中的一个反射层可在两个位置之间移动。在第一位置中，本文称为松弛位置，所述可移动层与一固定的部分反射层相距相对较大的距离而定位。在第二位置中，所述可移动层更紧密地邻近部分反射层而定位。取决于所述可移动反射层的位置，从所述两个层反射的入射光相长地或相消地干涉，从而为每个像素产生一全反射或非反射状态。

图1中所示的像素阵列的描绘部分包括两个相邻的干涉式调制器12a和12b。在左侧的干涉式调制器12a中，一可移动高度反射层14a被说明为处于与固定的部分反射层16a相距一预定距离的一松弛位置中。在右侧的干涉式调制器12b中，所述可移动高度反射层14b被说明为处于一与固定的部分反射层16b相邻的激励位置中。

固定层16a、16b为导电的、部分透明的且为部分反射的，且可(例如)通过将一或一个以上的各自为铬和氧化铟锡的层沉积于一透明衬底20上而制成。将所述层图案化成平行带，且可如下文所进一步描述地形成一显示装置中的行电极。所述可移动层14a、14b可形成为沉积于支柱18顶部上的一沉积金属层或(若干)沉积金属层(与行电极16a、16b正交)和沉积于所述支柱18之间的介入牺牲材料的一系列平行带。当牺牲材料被蚀刻掉时，可变形金属层通过一界定的气隙19而与所述固定金属层分离。诸如铝的高度导电反射性材料可用于所述可变形层，且这些带可形成一显示装置中的列电极。

由于无施加电压，空腔19保持于层14a、16a之间且可变形层处于如图1中的像素12a所说明的机械松弛状态.然而，当将一电位差施加到一选定的行和列时，相应的像素处的行电极与列电极交叉处所形成的电容器被充电，且静电力将所述电极拉到一起.如果电压足够高，那么如图1中右侧的像素12b所说明，可移动层发生变形且被迫抵住所述固定层(此图中未加以说明的一介电材料可沉积于所述固定层上以防止短路并控制分离距离).无论所施加的电位差的极性如何，行为均相同.以此方式，可控制反射对非反射像素状态的行/列激励在很多方面类似于常规的LCD和其他显示技术中所使用的行/列激励.

图2到图5说明一在显示器应用中使用一干涉式调制器阵列的示范性过程和系统。

图2为说明一可并入本发明的若干方面的电子装置的一实施例的系统方框图。在所述示范性实施例中，所述电子装置包括一处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器，如ARM、

Pentium

Pentium

Pro、8051、Power

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。如此项技术中的常规情形，处理器21可经配置以执行一个或一个以上的软件模块。除执行操作系统外，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上的软件应用程序，包括网页浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其他软件应用程序。

在一实施例中，处理器21同样可经配置以与一阵列控制器22通信。在一实施例中，阵列控制器22包括向显示器阵列或面板30提供信号的一行驱动器电路24及一列驱动器电路26。图2中的线1-1展示出图1中所说明的阵列的横截面。对于MEMS干涉式调制器而言，行/列激励协议可利用图3中所说明的这些装置的滞后性质。其可能需要(例如)一10伏的电位差以致使可移动层从松弛状态变形到激励状态。然而，当电压从所述值降低时，可移动层随电压下降到低于10伏而仍保持其状态。在图3的示范性实施例中，所述可移动层无法完全松弛直到电压降到低于2伏。因而，在图3中所说明的实例中存在约3V到7V的电压范围，在所述电压范围中存在一所施加电压的窗口，其中所述装置稳定地处于松弛状态或激励状态。在本文中此称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特征的显示器阵列而言，行/列激励协议可经设计以使得在行选通期间，待激励的选通行中的像素被暴露于一约10伏的电压差，并且待松弛的像素被暴露于一接近0伏的电压差。选通之后，所述像素被暴露于一约5伏的稳态电压差，使得其保持于行选通使其所处的任何状态。被写入之后，在此实例中，每个像素均经历3-7伏的“稳定窗口”内的一电位差。此特性使得图1中所说明的像素设计于施加相同电压的条件下稳定在一预先存在的激励状态或松弛状态中。由于干涉式调制器的每个像素无论处于激励状态还是松弛状态，其基本上都是一由固定反射层和移动反射层形成的电容器，因而此稳定状态可保持在几乎无功率消耗的滞后窗口内的一电压下。如果所施加的电位为固定的，那么基本上没有电流流入到所述像素中。

在典型应用中，可通过根据第一行中所要的受激励像素组确定列电极组而产生一显示帧.此后，将行脉冲施加到行1电极，从而激励对应于所确定的列线的像素.此后，改变所确定的列电极组以对应于第二行中所要的受激励像素组.此后，将一脉冲施加到行2电极，从而根据所确定的列电极激励行2中的适当像素.行1像素不受行2脉冲的影响，且保持于其在行1脉冲期间被设定的状态.可按一顺序方式针对整个系列的行重复此过程以产生帧.一般而言，通过以某一所期望的帧数/秒速度连续重复此过程而以新的显示数据刷新及/或更新这些帧.用于驱动像素阵列的行电极及列电极以形成显示帧的各种协议也为众所周知的，且可与本发明结合使用.

图4和图5说明用于在图2的3×3阵列上产生显示帧的可能的激励协议。图4说明可用于展现图3的滞后曲线的像素的一组可能的列和行电压电平。在图4的实施例中，激励一像素包括将适当的列设定为-V_偏压，并将适当的行设定为+ΔV，其可分别对应于-5伏和+5伏。松弛所述像素是通过将适当的列设定为+V_偏压并将适当的行设定为相同的+ΔV，从而在像素两端产生零伏电位差而实现。在行电压保持为0伏的那些行中，无论所述列处于+V_偏压还是-V_偏压，所述像素稳定于其最初所处的任何状态中。

图5B为一展示施加到图2所示的3×3阵列的一系列行和列信号的时序图，其致使形成图5A中所说明的显示器排列，其中所激励像素为非反射性的。在写入图5A中所说明的帧之前，所述像素可处于任何状态，且在此实例中，所有的行均处于0伏且所有的列均处于+5伏。以这些所施加的电压，所有的像素均稳定于其现有的激励状态或松弛状态。

在图5A的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被激励。为实现所述激励，在行1的“行时间(line time)”期间，将列1和列2设定为-5伏且将列3设定为+5伏。这没有改变任何像素的状态，因为所有像素均保持于3-7伏的稳定窗口中。此后，通过一从0伏上升到5伏然后又下降回到0伏的脉冲来选通行1。此激励了像素(1，1)和(1，2)并松弛了像素(1，3)。所述阵列中的其他像素均不受影响。为按所要的来设定行2，可将列2设定为-5伏，且将列1和列3设定为+5伏。此后，所施加到行2的相同选通脉冲将激励像素(2，2)并松弛像素(2，1)和(2，3)。同样，所述阵列中的其他像素均不受影响。行3是通过将列2和列3设定为-5伏并将列1设定为+5伏而类似地加以设定的。行3的选通脉冲如图5A中所示地设定行3像素。在写入帧之后，行电位为0，且所述列电位可保持在+5伏或-5伏，且此后所述显示器稳定于图5A所示的排列中。应了解，所述相同程序可用于数十或数百个行和列构成的阵列。同样应了解，用于执行行激励和列激励的电压的时序、顺序和电平可在上述的一般原理内广泛变化，且上述实例仅为示范性的，且任何激励电压方法均可用于本文所描述的系统和方法。

图11A和图11B为说明一显示装置40的一实施例的系统方框图。所述显示装置40可为(例如)一蜂窝电话或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其轻微变化也可说明各种类型的显示装置，如电视或便携式媒体播放器。

显示装置40包括一外壳41、一显示器30、一天线43、一扬声器44、一输入装置48和一麦克风46。所述外壳41通常由所属领域技术人员众所周知的各种制造工艺中的任何一种而制成，包括注入成型和真空成形。另外，外壳41可由各种材料中的任何一种而制成，包括(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷或其组合。在一实施例中，外壳41包括可与其他不同颜色或含有不同标志、图片或符号的可移除部分互换的可移除部分(未图示)。

示范性显示装置40的显示器30可为各种显示器中的任何一种，包括如本文所述的双稳态显示器。在其他实施例中，如所属领域技术人员众所周知的，显示器30包括一平板显示器，例如，如上所述的等离子体、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD；或一非平板显示器，如CRT或其他电子管装置。然而，出于描述本实施例的目的，如本文中所述，显示器30包括一干涉式调制器显示器。

图11B中示意性地说明示范性显示装置40的一实施例的组件.所说明的示范性显示装置40包括一外壳41且可包括至少部分地密封于外壳41内的额外组件.例如，在一实施例中，示范性显示装置40包括一网络接口27，所述网络接口27包括一耦接到一收发器47的天线43.所述收发器47连接到一与调节硬件52相连接的处理器21.所述调节硬件52可经配置以调节一信号(例如，对信号进行滤波).调节硬件52连接到一扬声器44和一麦克风46.处理器21又连接到一输入装置48和一驱动控制器29.驱动控制器29耦接到一帧缓冲器28，且耦接到阵列控制器22，阵列控制器22又耦接到一显示器阵列30.一电源50按所述特定示范性显示装置40的设计要求为所有组件提供电力.

网络接口27包括天线43和收发器47，使得示范性显示装置40可通过网络与一或一个以上的装置通信。在一实施例中，网络接口27还可具有某些处理功能，以减轻对处理器21的要求。天线43为所属领域技术人员所已知的用于发射和接收信号的任何天线。在一实施例中，所述天线根据IEEE802.11标准(包括IEEE 802.11(a)、(b)或(g))来发射并接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准发射并接收RF信号。在蜂窝式电话的情形下，所述天线被设计成接收CDMA、GSM、AMPS或用于在一无线蜂窝电话网络内进行通信的其他已知信号。收发器47预处理从天线43接收的信号，使得这些信号可由处理器21接收并进一步处理。收发器47同样处理从处理器21接收的信号，使得可经由天线43从示范性显示装置40发射这些信号。

在一替代实施例中，收发器47可由接收器所替代。在另一替代实施例中，网络接口27可为一可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源所替代。例如，所述图像源可为一数字视频光盘(DVD)或一含有图像数据的硬盘驱动器或一产生图像数据的软件模块。

处理器21通常控制示范性显示装置40的整体运行。处理器21从网络接口27或一图像源接收数据(例如，压缩的图像数据)，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成一种易于处理成原始图像数据的格式。而后，处理器21将处理的数据发送到驱动控制器29或发送到帧缓冲器28以进行存储。原始数据通常指代标识一图像内每个位置处的图像特征的信息。例如，所述图像特征可包括颜色、饱和度和灰度级。

在一实施例中，处理器21包括微处理器、CPU或用于控制示范性显示装置40运行的逻辑单元。调节硬件52通常包括用于向扬声器44发射信号并从麦克风46接收信号的放大器和滤波器。调节硬件52可为示范性显示装置40内的离散组件，或可并入处理器21或其他组件内。

驱动控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28获得由处理器21产生的原始图像数据，并将所述原始图像数据适当地重新格式化，以高速传输到阵列控制器22。具体而言，驱动控制器29将原始图像数据重新格式化为具有一光栅类格式的数据流，使得其具有一适用于扫描整个显示器阵列30的时间次序。接着驱动控制器29将格式化的信息发送到阵列控制器22。尽管一驱动控制器29(例如，一LCD控制器)通常作为一独立的集成电路(IC)而与系统处理器21相关联，但所述控制器可以多种方式实施。其可作为硬件嵌入处理器21中，作为软件嵌入处理器21中，或以硬件形式与阵列控制器22完全集成在一起。

通常，阵列控制器22从驱动控制器29接收格式化的信息并将视频数据重新格式化为一组平行的波形，所述组的平行的波形每秒多次地被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时为数千条引线。

在一实施例中，驱动控制器29、阵列控制器22和显示器阵列30适用于本文所描述的任何类型的显示器。例如，在一实施例中，驱动控制器29为一常规的显示控制器或一双稳态显示控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列控制器22为一常规驱动器或一双稳态显示驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一实施例中，一驱动控制器29与阵列控制器22集成在一起。此实施例在例如蜂窝式电话、表和其他小面积显示器的高度集成的系统中是很常见的。在又一实施例中，显示器阵列30为一典型的显示器阵列或一双稳态显示器阵列(例如，包括一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装置40的运行。在一实施例中，输入装置48包括一小键盘(例如，QWERTY键盘或电话小键盘)、一按钮、一开关、一触敏屏幕、一压敏或热敏膜。在一实施例中，麦克风46是示范性显示装置40的一输入装置。当麦克风46被用来向所述装置输入数据时，可由用户提供语音命令来控制示范性显示装置40的运行。

电源50可包括所属领域中众所周知的各种能量存储装置。例如，在一实施例中，电源50是一可再充电的电池，例如镍镉电池或锂离子电池。在另一实施例中，电源50为一可再生能源、一电容器或一包括塑料太阳能电池及太阳能电池涂料的太阳能电池。在另一实施例中，电源50经配置以从墙上插座接收电力。

如上文所述，在某些实施方案中，控制可编程性存在于一驱动控制器中，所述驱动控制器可位于电子显示器系统中的数个位置上。在某些情形中，控制可编程性存在于阵列控制器22中。所属领域技术人员将了解，可以任何数量的硬件及/或软件组件且以各种配置来实施上述优化情形。

根据上述原理运行的干涉式调制器的结构的细节可有很大不同。例如，图6A-图6C说明移动镜结构的三个不同实施例。图6A为图1实施例的横截面图，其中一金属材料带14沉积于正交延伸的支撑件18上。在图6B中，所述可移动反射材料14仅附接到支撑件的隅角处，于系链32上。在图6C中，可移动反射材料14悬挂于一可变形层34上。本实施例是有益的，原因在于用于反射材料14的结构设计和所用材料可在光学特性方面得到优化，且可变形层34的结构设计和所用材料可在所要的机械特性方面得到优化。在包括(例如)第2004/0051929号美国公开申请案的许多公开文献中描述了各种类型的干涉式装置的生产。各种已知技术可用于生产上述结构，其中涉及一系列材料沉积、图案化和蚀刻步骤。

图6A-图6C说明干涉式调制器的实施例，其中衬底20、部分反射层16和反射层14大体上平行。如进一步描述，这些层中的一个或一个以上的层可被制造以使得不与其他层平行来达到有利的效果。

图7A展示所述替代实施例的一阵列.在一干涉式调制器的此实施例中，部分反射层16和相应的反射层14大体上彼此平行，但不与衬底20的总平面平行.每个反射层14和其相应的部分反射层16以与衬底20的总平面所成的两个角度中的一个角度倾斜.展示了两组干涉式调制器701-703和704-706，其中每个均定位在大体上平行于其组内其他干涉式调制器的方向上，但不与衬底的总平面平行且不与另一组的干涉式调制器平行.这两组干涉式调制器的效果在于入射光以两个不同的方向反射.第一组和第二组可相对于彼此而定位，使得由干涉式调制器701的平面中的一第一线715和干涉式调制器706的平面中的一第二线720的交叉形成的一角度710大于0度且小于180度.例如，在某些实施例中，定位一个或一个以上的组使得所述角度710小于5度，等于或在5-10、10-15、15-20，20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50、50-55、55-60、60-65、70-75、75-80、80-85、85-90、90-95、95-100、100-105、105-110、110-115、115-120、120-125、125-130、130-135、135-140、140-145、145-150、150-155、155-160、160-165、165-170、170-175、175-179(度数)之间，或小于180度.

在图7A中展示的实施例中这些组的每个形成一个像素。对于一彩色显示器而言，每个像素可具有三种颜色，例如，一干涉式调制器每个可用于红、绿和蓝(“RGB”)。对于一两色显示器(例如，白和黑)而言，每个组可为一具有八个亮度级的灰度级像素。

图7A中展示的阵列可也由一实施例的干涉式调制器形成，其中如图7B中所示，部分反射层16和衬底20的总平面大体上彼此平行，但不与相应反射层14平行。此实施例关于光反射具有与图7A的实施例类似的几何特征，且因此也在两个不同的方向上导引光。然而，由于干涉式空腔的改变了的几何结构，所以反射光的颜色质量是不同的。其效果在于所反射的光具有一更宽光谱。

其他实施例可具有反射层14和衬底20的总平面大体上相互平行，但不与相应的部分反射层16平行的干涉式调制器。此实施例具有与图7B中所示的实施例类似的光导引特征和颜色质量。

图8展示根据一替代实施例配置的一干涉式调制器阵列800，其中所述干涉式调制器具有与图7A和图7B不同的排列。虽然图7A或图7B的干涉式调制器经排列使得在一单个像素内的个别干涉式调制器是相邻的，而图8的实施例中的干涉式调制器经排列使得：经配置以显示在一第一像素(其将光导引到一第一方向)内的某种颜色的干涉式调制器与经配置以显示在一第二像素(其将光导引到一第二方向)内的相同颜色的干涉式调制器相邻。因此，在一实施例中，干涉式调制器801显示一第一像素的一红色，干涉式调制器802显示一第二像素的一红色，干涉式调制器803显示所述第一像素的一绿色，干涉式调制器804显示所述第二像素的一绿色，干涉式调制器805显示所述第一像素的一蓝色，且干涉式调制器806显示所述第二像素的一蓝色，其中所述第一像素将光导引到一第一方向且所述第二像素将光导引到一第二方向。在其他实施例中，所述颜色的顺序可能是不同的，或者第一和第二像素的排列可能是不同的。在某些实施例中，所述两个像素为在一立体图像内的相应像素。

图9展示以干涉式调制器的另一排列配置的一实施例。在图9的实施例中，干涉式调制器901-912经排列使得干涉式调制器901-906经配置以在一第一方向上导引光，且干涉式调制器907-912经配置以在一第二方向上导引光。在此实施例中，在相同方向上导引光的多个像素是相邻的。

选择图7-图9中说明的干涉式调制器的总体结构与在图6A中展示的类似仅为了说明的目的。本文所论述的原理将也应用于其他干涉式调制器结构。在第5,986,796号题为“Visible Spectrum Modulator Arrays”的美国专利、第6,055,090号题为“Interferometric Modulation”的美国专利和代理人案号为5093-003的题为“Area Array Modulation and LeadReduction in Interferometric Modulaters”的一共同拥有的申请案中描述可以倾斜镜配置的调制器的其他实施例。在不同实施例中，可存在彼此相邻定位且彼此大体上平行的许多组干涉式调制器。在一第一方向上导引光的像素的干涉式调制器与在一第二方向上导引光的像素的干涉式调制器之间的相对角度可改变。

以倾斜镜配置的一干涉式调制器阵列可用于形成用于观察看起来是三维的图像的显示器。来自以一角度倾斜的干涉式调制器的光可呈现给一只眼睛且来自以一第二角度倾斜的干涉式调制器的光可呈现给另一只眼睛，以显示观察者看起来是三维的立体图像。达到此效果所需的角度大小视显示器的所要观察距离而定。例如，如果到一显示器的观察距离非常短，那么所述镜的角度可大于在一较远距离上观察的一显示器的角度。在某些实施例中，阻断某些光路径是有利的，否则这些光路径将导致希望用其中一只眼睛看到的图像出现在另一只眼睛的地方。所述阻断层的一实施例在图10中展示为层101。在某些实施例中，阻断的位置可动态地控制，所述控制基于用户输入或来自经配置以感应光和环境的几何属性的电子装置的输入，诸如光源相对于所述装置的相对强度和位置，和到一用户的眼睛和一用户的眼睛之间的距离和角度。在某些实施例中，在干涉式调制器与入射光及/或用户之间包括一大体上漫射层可为有利的，如图7A、7B中的层722，图8中的层822和图9中的层922所示。层的漫射或模糊的建议程度视所希望的空间分辨率和衬底20的厚度而定。

一以倾斜镜配置的干涉式调制器阵列也可用于显示复数个图像，其中哪个图像可被看到视观察所述阵列的角度而定。在一实施例中，一阵列具有以(例如)四个不同角度倾斜的干涉式调制器，且将因此产生四个不同图像。一相对于所述阵列移动的观察者将顺序地看到每个图像。在某些实施例中，至少某些图像是相关的，使得当顺序地被看到时，这些图像产生协调显示，诸如一文本消息或一动画广告。

尽管上文详细描述已展示、描述并指出应用于各种实施例的新颖特征，但是应理解，所属领域技术人员可在不脱离本发明的精神的前提下对所说明的装置或处理的形式和细节做出各种省略、替代和改变。应了解，由于某些特征可独立于其他特征来使用或实践，因而本发明可在并不提供本文所述的所有特征和益处的形式中得以实施。应注意，当描述本发明的某些特点或方面时，所使用的特定术语并不意味在本文中重新定义的术语限制于包括术语所关联的本发明的特点或方面的任何特定特征。

Claims (46)

1.一种显示装置，其包含一形成于一单个衬底上的像素阵列，每个像素均包含一个或一个以上干涉式调制器，所述阵列经配置以同时显示第一和第二图像，其中将所述第一图像主要导引到一第一目的地且将所述第二图像主要导引到一第二目的地。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一和第二图像形成一立体图像。

3.根据权利要求1所述的装置，其进一步包含一在所述阵列与所述第一和第二目的地之间的光学漫射层。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述阵列的至少一部分经配置以向一用户呈现为镜面。

5.根据权利要求1所述的装置，其中一单个像素内的干涉式调制器是相邻的。

6.根据权利要求1所述的装置，其中一呈现一颜色并显示所述第一图像的一部分的第一干涉式调制器与一呈现相同颜色并显示所述第二图像的一部分的第二干涉式调制器彼此相邻。

7.根据权利要求1所述的装置，其中将所述阵列划分为多个分区，其中每个分区的一第一侧上的所述干涉式调制器均显示所述第一图像的一部分，且每个分区的一第二侧上的所述干涉式调制器均显示所述第二图像的一部分。

8.根据权利要求1所述的装置，其进一步包含：

一与所述阵列电通信的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据；和

一与所述处理器电通信的存储装置。

9.根据权利要求8所述的装置，其进一步包含一经配置以向所述阵列发送至少一个信号的驱动器电路。

10.根据权利要求9所述的装置，其进一步包含一经配置以向所述驱动器电路发送所述图像数据的至少一部分的控制器。

11.根据权利要求8所述的装置，其进一步包含一经配置以向所述处理器发送所述图像数据的图像源模块。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述图像源模块包含一接收器、收发器和发射器中的至少一者。

13.根据权利要求8所述的装置，其进一步包含一经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器的输入装置。

14.一种显示装置，其包含：

用于支撑至少一个显示器结构的构件；和

布置于一单个支撑构件上的用于显示的干涉式调制构件，所述显示构件经配置以同时显示第一和第二图像，其中将所述第一图像主要导引到一第一目的地且将所述第二图像主要导引到一第二目的地。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述支撑构件包含一衬底。

16.根据权利要求14所述的装置，其中所述显示构件包含一像素阵列，每个像素均包含形成于至少两个不平行平面中的反射层。

17.根据权利要求14所述的装置，其中所述第一和第二图像形成一立体图像。

18.根据权利要求14所述的装置，其进一步包含一在所述显示构件与所述第一和第二目的地之间的光学漫射层。

19.根据权利要求14所述的装置，其中所述显示构件的至少一部分经配置以向一用户呈现为镜面。

20.一种显示包含第一和第二图像的一图像的方法，所述方法包含：

将来自一包含一第一干涉式调制器的第一像素的所述第一图像主要显示到一第一目的地；且

将来自一包含一第二干涉式调制器的第二像素的所述第二图像主要显示到一第二目的地。

21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包含漫射所述第一和第二图像。

22.根据权利要求20所述的方法，其中显示所述第一和第二图像包含以镜面方式显示所述第一和第二图像。

23.根据权利要求20所述的方法，其中显示所述第一和第二图像包含显示一立体图像。

24.一种制造一显示装置的方法，所述方法包含：

在一单个衬底上形成一像素阵列，每个像素均包含一个或一个以上干涉式调制器；且

对所述阵列进行配置以同时显示第一和第二图像，其中将所述第一图像主要导引到一第一目的地且将所述第二图像主要导引到一第二目的地。

25.根据权利要求24所述的方法，其进一步包含在至少一个像素与第一只和第二只眼睛之间形成光学漫射层。

26.根据权利要求24所述的方法，其进一步包含将至少一个像素配置为呈镜面。

27.一种用于向一用户显示一包含第一和第二图像的立体图像的系统，所述系统包含形成于一单个衬底上的至少第一和第二像素，其中每个像素包含至少一第一干涉式调制器，且其中所述第一和第二像素经配置以将来自所述第一像素的所述第一图像特定显示到一用户的一第一只眼睛，且将来自所述第二像素的所述第二图像特定显示到所述用户的一第二只眼睛，其中所述第一和第二图像同时显示以产生所述用户看起来是三维的一图像。

28.根据权利要求27所述的系统，其进一步包含一在至少一个像素与所述第一只和第二只眼睛之间的光学漫射层。

29.根据权利要求27所述的系统，其中至少一个像素经配置以为镜面。

30.根据权利要求27所述的系统，其中每个像素包含至少一第一和第二干涉式调制器，且其中一像素内的所述第一和第二干涉式调制器彼此相邻。

31.根据权利要求27所述的系统，其中一呈现一颜色并显示所述第一图像的一部分的第一干涉式调制器与一呈现相同的颜色并显示所述第二图像的一部分的第二干涉式调制器彼此相邻。

32.根据权利要求27所述的系统，其进一步包含一结构，所述结构经配置以遮掩所述第一图像避开所述用户的所述第二只眼睛，且遮掩所述第二图像避开所述用户的所述第一只眼睛。

33.一种用于向一用户显示一包含第一和第二图像的立体图像的系统，所述系统包含用于显示一图像的一部分的至少第一和第二干涉式构件，所述第一和第二干涉式构件形成于一用于支撑的单个构件上，其中所述第一和第二干涉式构件经配置以将来自所述第一干涉式构件的所述第一图像特定显示到所述用户的一第一只眼睛，并将来自所述第二干涉式构件的所述第二图像特定显示到所述用户的一第二只眼睛，其中所述第一和第二图像同时显示以产生所述用户看起来是三维的一图像.

34.根据权利要求33所述的系统，其中所述第一和第二干涉式构件包含干涉式调制器，所述干涉式调制器包含形成于不平行平面中的反射层。

35.根据权利要求33所述的系统，其中所述支撑构件包含一衬底。

36.根据权利要求33所述的系统，其进一步包含在至少一个像素与所述第一只和第二只眼睛之间的一光学漫射层。

37.根据权利要求33所述的系统，其中所述第一和第二干涉式构件的至少一部分经配置以为镜面。

38.一种向一用户显示一包括第一和第二图像的立体图像的方法，所述方法包含：

将来自一包含一第一干涉式调制器的第一像素的所述第一图像显示到所述用户的一第一只眼睛；

将来自一包含一第二干涉式调制器的第二像素的所述第二图像显示到所述用户的一第二只眼睛；其中所述第一和第二图像同时显示以产生所述用户看起来是三维的一图像。

39.根据权利要求38所述的方法，其进一步包含漫射所述第一和所述第二图像。

40.根据权利要求38所述的方法，其中显示所述第一和第二图像包含以镜面方式显示所述第一和所述第二图像。

41.一种制造一用于向一用户显示一包含第一和第二图像的立体图像的系统的方法，所述方法包含：

在一单个衬底上形成至少第一和第二像素，每个像素均包含至少一第一干涉式调制器；且

对所述第一和第二像素进行配置以将来自所述第一像素的所述第一图像特定显示到所述用户的一第一只眼睛，且将来自所述第二像素的所述第二图像特定显示到所述用户的一第二只眼睛，其中所述第一和第二图像同时显示以产生所述用户看起来是三维的一图像。

42.根据权利要求41所述的方法，其进一步包含在至少一个像素与所述第一只和第二只眼睛之间形成一光学漫射层。

43.根据权利要求41所述的方法，其进一步包含将至少一个像素配置为呈镜面。

44.一种向一用户显示一包含第一和第二图像的立体图像的方法，所述方法包含：

提供一包含一干涉式调制器阵列的系统，所述干涉式调制器阵列经配置以显示立体图像；

向所述阵列发送对应于所述第一和第二图像的电信号；

响应于所述电信号将所述第一图像特定显示到所述用户的一第一只眼睛；且

响应于所述电信号将所述第二图像特定显示到所述用户的一第二只眼睛。

45.根据权利要求44所述的方法，其进一步包含：

遮掩所述第一图像避开所述用户的所述第二只眼睛；且

遮掩所述第二图像避开所述用户的所述第一只眼睛。

46.根据权利要求44所述的方法，其进一步包含漫射所述显示的图像。

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