RU2379725C2

RU2379725C2 - Spatial light modulator with integrated optical compensation structure

Info

Publication number: RU2379725C2
Application number: RU2006131568/28A
Authority: RU
Inventors: Клэренс ЧУЙ (US); Клэренс ЧУЙ; Джеффри Б. СЕМПСЕЛЛ (US); Джеффри Б. СЕМПСЕЛЛ; Уилльям Дж. КАММИНГЗ (US); Уилльям Дж. КАММИНГЗ; Минг-Хау ТАНГ (US); Минг-Хау ТАНГ
Original assignee: АйДиСи, ЭлЭлСи
Priority date: 2004-02-03
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2010-01-20
Also published as: RU2009136002A; RU2006131568A

Abstract

FIELD: optics.

SUBSTANCE: modulator comprises substrate, multiple individually addressed light-modulating elements, which are arranged on substrate, diffuser and optical compensation structure, which differs from diffuser. Diffuser and optical compensating structure are arranged between substrate and multiple light-modulating elements. Modulator may comprise multiple various optical compensating structures, at least one of them comprises diffuser. Modulator may contain differing first and second optical compensating structures. Optical compensating structure may be selected from black mask, colour filter, anti-reflecting layer, multiple diffusing elements, grid of microlenses, holographic film and diffraction optical element. Method includes production of diffuser on substrate, making optical compensating structure and multiple light-modulating elements on diffuser and optical compensating structure.

EFFECT: light modulators having integrated optical compensating structures.

41 cl, 18 dwg

Description

Настоящая заявка является продолжением патентной заявки США №11/036965 от 14 января 2005 г., испрашивающей приоритет предварительной патентной заявки США №60/541607 от 3 февраля 2004 г.; предварительной патентной заявки США №60/613482 от 27 сентября 2004 г.; предварительной патентной заявки США №60/613536 от 27 сентября 2004 г. и предварительной патентной заявки США №60/613542 от 27 сентября 2004 г.This application is a continuation of US patent application No. 11/036965 of January 14, 2005, claiming the priority of provisional patent application US No. 60/541607 of February 3, 2004; US Provisional Patent Application No. 60/613482 of September 27, 2004; US provisional patent application No. 60/613536 of September 27, 2004 and US provisional patent application No. 60/613542 of September 27, 2004

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в изготовлении и рабочих характеристиках пространственных модуляторов света, таких как интерферометрические модуляторы.The present invention relates to improvements in the manufacture and performance of spatial light modulators, such as interferometric modulators.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Пространственные модуляторы света являются устройствами отображения, которые содержат решетки индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов. Примерами пространственных модуляторов света являются жидкокристаллические дисплеи и решетки интерферометрических модуляторов. Светомодулирующие элементы в таких устройствах, в типовом случае, функционируют путем изменения характеристик света, отраженного или прошедшего через отдельные элементы, изменяя, тем самым, представление на дисплее.Spatial light modulators are display devices that contain arrays of individually addressable light modulating elements. Examples of spatial light modulators are liquid crystal displays and interferometric modulator arrays. Light-modulating elements in such devices, typically operate by changing the characteristics of the light reflected or transmitted through individual elements, thereby changing the display.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Поскольку пространственные модуляторы света становятся все более сложными, авторы изобретения исходят из того, что трудности, связанные с их изготовлением с использованием современных технологических процессов, также возрастают. Соответственно, авторами изобретения разработаны пространственные модуляторы света, имеющие интегрированные оптические компенсационные структуры, и способы их создания.As spatial light modulators are becoming more complex, the inventors proceed from the fact that the difficulties associated with their manufacture using modern technological processes are also increasing. Accordingly, the inventors have developed spatial light modulators having integrated optical compensation structures, and methods for creating them.

Один вариант осуществления предусматривает пространственный модулятор света, который включает в себя подложку; множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов, размещенных на подложке и выполненных с возможностью модуляции света; оптическую компенсационную структуру; при этом оптическая компенсационная структура размещена между подложкой и множеством индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов. В некоторых вариантах осуществления оптическая компенсационная структура представляет собой пассивную оптическую компенсационную структуру.One embodiment provides a spatial light modulator that includes a substrate; a plurality of individually addressable light modulating elements placed on a substrate and configured to modulate light; optical compensation structure; wherein the optical compensation structure is placed between the substrate and a plurality of individually addressable light modulating elements. In some embodiments, the optical compensation structure is a passive optical compensation structure.

Один вариант осуществления предусматривает пространственный модулятор света, который включает в себя подложку; множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов, размещенных на подложке и выполненных с возможностью модуляции света; оптическую компенсационную структуру; при этом множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов размещено между подложкой и оптической компенсационной структурой. Оптическая компенсационная структура содержит, по меньшей мере, одно из цветового фильтра, черной маски и антиотражающего слоя.One embodiment provides a spatial light modulator that includes a substrate; a plurality of individually addressable light modulating elements placed on a substrate and configured to modulate light; optical compensation structure; however, many individually addressable light-modulating elements are placed between the substrate and the optical compensation structure. The optical compensation structure comprises at least one of a color filter, a black mask, and an antireflection layer.

Другой вариант осуществления предусматривает способ изготовления пространственного модулятора света, который включает в себя изготовление оптической компенсационной структуры на прозрачной подложке; изготовление множества индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов на оптической компенсационной структуре; при этом множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов выполняются так, чтобы модулировать свет, прошедший через прозрачную подложку. В некоторых вариантах осуществления изготовление оптической компенсационной структуры включает в себя изготовление пассивной оптической компенсационной структуры.Another embodiment provides a method for manufacturing a spatial light modulator, which includes manufacturing an optical compensation structure on a transparent substrate; manufacturing a plurality of individually addressable light modulating elements on an optical compensation structure; however, many individually addressable light modulating elements are configured to modulate the light transmitted through the transparent substrate. In some embodiments, the manufacture of an optical compensation structure includes the manufacture of a passive optical compensation structure.

Другой вариант осуществления предусматривает способ изготовления пространственного модулятора света, который включает в себя изготовление множества индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов на подложке; изготовление оптической компенсационной структуры поверх множества индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов, причем индивидуально адресуемые светомодулирующие элементы выполнены так, чтобы модулировать свет, прошедший через оптическую компенсационную структуру. Оптическая компенсационная структура содержит, по меньшей мере, одно из цветового фильтра, маски и антиотражающего слоя.Another embodiment provides a method for manufacturing a spatial light modulator, which includes manufacturing a plurality of individually addressable light modulating elements on a substrate; manufacturing an optical compensation structure on top of a plurality of individually addressable light modulating elements, wherein the individually addressable light modulating elements are configured to modulate the light transmitted through the optical compensation structure. The optical compensation structure comprises at least one of a color filter, a mask, and an antireflection layer.

Другой вариант осуществления предусматривает пространственный модулятор света, который включает в себя прозрачную подложку; множество индивидуально адресуемых интерферометрических светомодулирующих элементов, размещенных на прозрачной подложке и выполненных с возможностью модуляции света, прошедшего через прозрачную подложку, причем интерферометрические светомодулирующие элементы содержат полость и подвижную стенку; при этом, по меньшей мере, одна оптическая компенсационная структура размещена между прозрачной подложкой и множеством индивидуально адресуемых интерферометрических светомодулирующих элементов, и оптическая компенсационная структура содержит цветовой фильтр или рассеиватель.Another embodiment provides a spatial light modulator that includes a transparent substrate; a plurality of individually addressable interferometric light-modulating elements arranged on a transparent substrate and configured to modulate the light transmitted through the transparent substrate, wherein the interferometric light-modulating elements comprise a cavity and a movable wall; wherein at least one optical compensation structure is placed between the transparent substrate and the plurality of individually addressable interferometric light-modulating elements, and the optical compensation structure comprises a color filter or diffuser.

Другой вариант осуществления предусматривает пространственный модулятор света, который включает в себя подложку; средство для модуляции света, прошедшего через подложку или отраженного от подложки; средство для компенсации света, прошедшего через подложку или отраженного от подложки; причем средство для компенсации света оперативно располагается между подложкой и средством для модуляции света, прошедшего через подложку или отраженного от подложки. В некоторых вариантах осуществления средство для компенсации света, прошедшего через подложку или отраженного от подложки, представляет собой средство для пассивной компенсации света, прошедшего через подложку или отраженного от подложки.Another embodiment provides a spatial light modulator that includes a substrate; means for modulating light transmitted through the substrate or reflected from the substrate; means for compensating for light transmitted through the substrate or reflected from the substrate; moreover, the means for compensating for the light is operatively located between the substrate and the means for modulating the light transmitted through the substrate or reflected from the substrate. In some embodiments, the means for compensating for the light transmitted through the substrate or reflected from the substrate is a means for passively compensating for the light transmitted through the substrate or reflected from the substrate.

Другой вариант осуществления предусматривает пространственный модулятор света, который включает в себя подложку; средство для модуляции света, прошедшего через подложку или отраженного от подложки; средство для компенсации света, прошедшего через подложку или отраженного от подложки; причем средство для модуляции света, прошедшего через подложку или отраженного от подложки, оперативно располагается между подложкой и средством для компенсации света. Средство для компенсации света, прошедшего через подложку или отраженного от подложки, содержит, по меньшей мере, одно из цветового фильтра, черной маски и антиотражающего слоя.Another embodiment provides a spatial light modulator that includes a substrate; means for modulating light transmitted through the substrate or reflected from the substrate; means for compensating for light transmitted through the substrate or reflected from the substrate; moreover, the means for modulating the light transmitted through the substrate or reflected from the substrate, is operatively located between the substrate and the means for compensating for the light. The means for compensating for the light transmitted through the substrate or reflected from the substrate contains at least one of a color filter, a black mask and an antireflection layer.

Другой вариант осуществления предусматривает пространственный модулятор света, выполненный способом, который включает в себя изготовление оптической компенсационной структуры на прозрачной подложке; изготовление множества индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов на оптической компенсационной структуре; при этом множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов выполняются для модулирования света, проходящего через прозрачную подложку.Another embodiment provides a spatial light modulator made by a method that includes fabricating an optical compensation structure on a transparent substrate; manufacturing a plurality of individually addressable light modulating elements on an optical compensation structure; however, many individually addressable light-modulating elements are performed to modulate the light passing through the transparent substrate.

Другой вариант осуществления предусматривает пространственный модулятор света, выполненный способом, который включает в себя изготовление множества индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов на подложке; изготовление оптической компенсационной структуры поверх множества индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов, причем индивидуально адресуемые светомодулирующие элементы выполнены с возможностью модуляции света, прошедшего через оптическую компенсационную структуру. Оптическая компенсационная структура содержит, по меньшей мере, одно из цветового фильтра, черной маски и антиотражающего слоя.Another embodiment provides a spatial light modulator made in a manner that includes fabricating a plurality of individually addressable light modulating elements on a substrate; fabrication of an optical compensation structure on top of a plurality of individually addressable light modulating elements, wherein the individually addressable light modulating elements are configured to modulate light transmitted through the optical compensation structure. The optical compensation structure comprises at least one of a color filter, a black mask, and an antireflection layer.

Другие варианты осуществления, описанные ниже, могут также обеспечивать в некоторых случаях упрощенное изготовление.Other embodiments described below may also provide, in some cases, simplified manufacturing.

В другом варианте осуществления область дисплея содержит черно-белый светомодулирующий элемент и цветовой фильтр. Черно-белый светомодулирующий элемент включает в себя первую и вторую отражающие поверхности и полость между ними. Вторая поверхность является подвижной относительно первой поверхности. Цветовой фильтр выполнен с возможностью пропускания окрашенного света при освещении белым светом. Цветовой фильтр размещен по отношению к светомодулирующему элементу таким образом, что свет, выходящий из светомодулирующего элемента, фильтруется цветовым фильтром.In another embodiment, the display region comprises a black and white light modulating element and a color filter. The black-and-white light-modulating element includes a first and second reflective surface and a cavity between them. The second surface is movable relative to the first surface. The color filter is configured to transmit colored light when illuminated with white light. The color filter is positioned in relation to the light modulating element in such a way that the light exiting from the light modulating element is filtered by the color filter.

Черно-белый светомодулирующий элемент может содержать черно-белый интерферометрический модулятор. Черно-белый светомодулирующий элемент может быть включен в решетку других светомодулирующих элементов, таких как другие черно-белые модулирующие элементы. Также могут быть включены дополнительные цветовые фильтры, возможно, в решетке. Цветовые фильтры с различными откликами могут быть использованы для различных светомодулирующих элементов для получения различных цветов (например, красного, зеленого и синего).The black and white light modulating element may comprise a black and white interferometric modulator. The black-and-white light-modulating element can be included in the grid of other light-modulating elements, such as other black-and-white modulating elements. Additional color filters may also be included, possibly in the grill. Color filters with different responses can be used for various light-modulating elements to produce different colors (for example, red, green and blue).

В другом варианте осуществления область дисплея содержит множество светомодулирующих элементов, включающих в себя первую и вторую отражающие поверхности и полость между ними. Вторая поверхность является подвижной относительно первой поверхности. Область дисплея также содержит множество цветовых фильтровых элементов, выполненных с возможностью передачи более узкого диапазона длин волн при освещении излучением более широкого диапазона длин волн. Цветовые фильтровые элементы размещены по отношению к светомодулирующим элементам таким образом, что свет, выходящий из светомодулирующих элементов, фильтруется цветовыми фильтровыми элементами. Первая отражающая поверхность отделена от второй отражающей поверхности, по существу, одинаковым расстоянием для каждого из множества светомодулирующих элементов, когда светомодулирующие элементы выводят свет (например, белый свет).In another embodiment, the display region comprises a plurality of light modulating elements including first and second reflective surfaces and a cavity between them. The second surface is movable relative to the first surface. The display area also contains a plurality of color filter elements configured to transmit a narrower range of wavelengths when illuminated with radiation over a wider range of wavelengths. The color filter elements are arranged with respect to the light modulating elements in such a way that the light exiting the light modulating elements is filtered by the color filter elements. The first reflective surface is separated from the second reflective surface by substantially the same distance for each of the plurality of light modulating elements when the light modulating elements output light (e.g., white light).

Светомодулирующие элементы могут содержать черно-белые светомодулирующие элементы. Светомодулирующие элементы могут содержать интерферометрические модуляторы или модуляторы других типов. Светомодулирующие элементы могут выводить свет, например, в отражающем состоянии.Light-modulating elements may contain black and white light-modulating elements. Light-modulating elements may contain interferometric modulators or other types of modulators. Light-modulating elements can output light, for example, in a reflective state.

Множество цветовых фильтровых элементов могут включать в себя два, или три, или более цветовых фильтровых элементов, выполненных для формирования выходного излучения различного цвета (например, красного, зеленого и синего). Цветовые фильтровые элементы могут содержать материал (например, окрашенный материал, подобный окрашенному фоторезисту), который пропускает более узкий диапазон длин волн при освещении более широким диапазоном длин волн. В различных вариантах осуществления этот материал может пропускать окрашенный свет при освещении белым светом.A plurality of color filter elements may include two, or three, or more color filter elements configured to produce output radiation of a different color (e.g., red, green, and blue). Color filter elements may contain material (for example, a colored material similar to a colored photoresist) that transmits a narrower range of wavelengths when illuminated with a wider range of wavelengths. In various embodiments, this material may transmit colored light when illuminated with white light.

В другом варианте осуществления область дисплея содержит множество светомодулирующих элементов и решетку цветовых фильтров. Каждый из светомодулирующих элементов включает в себя первую и вторую отражающие поверхности и полость между ними. Вторая поверхность является подвижной относительно первой поверхности. Решетка цветовых фильтров содержит множество цветовых фильтровых элементов, выполненных с возможностью пропускания более узкого диапазона длин волн при освещении излучением более широкого диапазона длин волн. Решетка цветовых фильтров размещена по отношению к светомодулирующим элементам таким образом, что свет, выходящий из светомодулирующих элементов, фильтруется цветовыми фильтровыми элементами. Первая отражающая поверхность отделена от второй отражающей поверхности, по существу, одинаковым расстоянием для каждого из множества светомодулирующих элементов, когда светомодулирующие элементы выводят свет (например, белый свет). По меньшей мере, два из цветовых фильтровых элементов выполнены с возможностью формирования выходного излучения различного цвета.In another embodiment, the display region comprises a plurality of light modulating elements and a color filter grating. Each of the light-modulating elements includes a first and second reflective surface and a cavity between them. The second surface is movable relative to the first surface. The color filter lattice comprises a plurality of color filter elements configured to transmit a narrower range of wavelengths when illuminated with radiation over a wider range of wavelengths. The color filter grid is positioned relative to the light modulating elements in such a way that the light exiting the light modulating elements is filtered by the color filter elements. The first reflective surface is separated from the second reflective surface by substantially the same distance for each of the plurality of light modulating elements when the light modulating elements output light (e.g., white light). At least two of the color filter elements are configured to produce output radiation of a different color.

Другой вариант осуществления предусматривает способ изготовления устройства отображения. В этом способе обеспечивается черно-белый светомодулирующий элемент. Этот предусмотренный черно-белый светомодулирующий элемент включает в себя первую и вторую оптические поверхности, причем вторая оптическая поверхность является подвижной относительно первой оптической поверхности. Цветовой фильтр помещается по отношению к светомодулирующему элементу таким образом, что свет, выходящий из светомодулирующего элемента, фильтруется цветовым фильтром. Цветовой фильтр выполнен с возможностью пропускания окрашенного света при освещении белым светом.Another embodiment provides a method of manufacturing a display device. In this method, a black and white light modulating element is provided. This black and white light-modulating element provided includes a first and a second optical surface, the second optical surface being movable relative to the first optical surface. The color filter is positioned in relation to the light modulating element in such a way that the light exiting from the light modulating element is filtered by the color filter. The color filter is configured to transmit colored light when illuminated with white light.

Другой вариант осуществления относится к способу изготовления области дисплея. В этом способе обеспечивается множество светомодулирующих элементов, каждый из которых включает в себя первую и вторую оптические поверхности и полость между ними. Первая отражающая поверхность отделена от второй отражающей поверхности, по существу, одинаковым расстоянием для каждого из множества светомодулирующих элементов, когда светомодулирующие элементы выводят свет. Цветовые фильтровые элементы размещены по отношению к светомодулирующим элементам таким образом, что свет, выходящий из светомодулирующих элементов, фильтруется соответствующими цветовыми фильтровыми элементами. В различных вариантах осуществления цветовые фильтровые элементы могут включать в себя материал, имеющий возможность пропускания узкого диапазона длин волн при освещении излучением широкого диапазона длин волн. В некоторых вариантах осуществления цветовые фильтровые элементы включены в решетку. Решетка может включать в себя, по меньшей мере, два цветовых фильтровых элемента, выполненных с возможностью формирования выходного излучения различного света.Another embodiment relates to a method of manufacturing a display region. In this method, a plurality of light-modulating elements are provided, each of which includes a first and second optical surface and a cavity between them. The first reflective surface is separated from the second reflective surface by substantially the same distance for each of the plurality of light modulating elements when the light modulating elements output light. The color filter elements are arranged with respect to the light modulating elements in such a way that the light exiting the light modulating elements is filtered by the corresponding color filter elements. In various embodiments, color filter elements may include material having the ability to transmit a narrow range of wavelengths when illuminated with radiation over a wide range of wavelengths. In some embodiments, color filter elements are included in the array. The grating may include at least two color filter elements configured to generate output radiation of different light.

Множество цветовых фильтровых элементов могут включать в себя два, или три, или более цветовых фильтровых элементов, выполненных с возможностью формирования выходного излучения различного цвета (например, красного, зеленого и синего). Цветовые фильтровые элементы могут содержать материал, такой как окрашенный материал, подобный окрашенному фоторезисту. Этот материал может пропускать окрашенный свет при освещении белым светом.A plurality of color filter elements may include two, or three, or more color filter elements configured to generate output radiation of a different color (e.g., red, green, and blue). Color filter elements may contain material such as a colored material similar to a colored photoresist. This material may transmit colored light when illuminated with white light.

Другой вариант осуществления относится к дисплейному устройству, содержащему средство для формирования сигнала модулированного белого света, включающее в себя первую и вторую оптические поверхности, причем вторая оптическая поверхность является подвижной относительно первой оптической поверхности. Дисплейное устройство также содержит средство для фильтрации сигнала модулированного белого света, чтобы преобразовывать сигнал белого света в сигнал окрашенного света.Another embodiment relates to a display device comprising means for generating a modulated white light signal including first and second optical surfaces, the second optical surface being movable relative to the first optical surface. The display device also comprises means for filtering the modulated white light signal to convert the white light signal into a colored light signal.

Эти и другие варианты осуществления описаны ниже более подробно.These and other embodiments are described in more detail below.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Эти и другие аспекты изобретения поясняются в последующем описании со ссылками на чертежи, которые предназначены для иллюстрации, но не для ограничения изобретения, и на которых представлено следующее:These and other aspects of the invention are explained in the following description with reference to the drawings, which are intended to illustrate but not limit the invention, and which show the following:

фиг.1А и 1В - характеристики типового интерферометрического модулятора (см. фиг.1А и 1В патентной публикации US 2002/0126364 A1).figa and 1B - characteristics of a typical interferometric modulator (see figa and 1B of patent publication US 2002/0126364 A1).

Фиг.2 - характеристики типового интерферометрического модулятора (см. фиг.2 патентной публикации US 2002/0126364 A1).Figure 2 - characteristics of a typical interferometric modulator (see figure 2 of patent publication US 2002/0126364 A1).

Фиг.3А-3F - оптические компенсационные пленки, изготовленные на поверхности подложки, противоположной той, на которой размещена решетка светомодулирующих элементов (см. фиг.6А-6F патентной публикации US 2002/0126364 A1).Figa-3F - optical compensation films made on the surface of the substrate opposite to that on which the array of light-modulating elements is placed (see figa-6F patent publication US 2002/0126364 A1).

Фиг.4 - оптическая компенсационная пленка (рассеиватель), изготовленная на стороне подложки, противоположной той, на которой размещен светомодулирующий элемент.Figure 4 is an optical compensation film (diffuser) made on the side of the substrate opposite to that on which the light-modulating element is placed.

Фиг.5А-5С - различные варианты осуществления пространственных модуляторов света, содержащих интегрированные оптические компенсационные структуры.5A-5C are various embodiments of spatial light modulators comprising integrated optical compensation structures.

Фиг.6 - вариант осуществления пространственного модулятора света, содержащего интегрированную оптическую компенсационную структуру, которая рассеивает свет.6 is an embodiment of a spatial light modulator comprising an integrated optical compensation structure that scatters light.

Фиг.7А и 7В - различные варианты осуществления пространственных модуляторов света, содержащих интегрированные оптические компенсационные структуры.7A and 7B are various embodiments of spatial light modulators comprising integrated optical compensation structures.

Фиг.8 - вариант блок-схемы процесса изготовления для выполнения пространственных модуляторов света, содержащих интегрированные оптические компенсационные структуры.Fig. 8 is a variant of a flowchart of a manufacturing process for performing spatial light modulators comprising integrated optical compensation structures.

Фиг.9 - вариант осуществления пространственного модулятора света, содержащего интегрированную оптическую компенсационную структуру.Fig.9 is an embodiment of a spatial light modulator comprising an integrated optical compensation structure.

Детальное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments

Предпочтительный вариант осуществления представляет собой интерферометрический модулятор, который включает в себя, по меньшей мере, одну интегрированную оптическую компенсационную структуру. В некоторых конфигурациях оптическая компенсационная структура расположена между подложкой и светомодулирующими элементами интерферометрического модулятора. В других конфигурациях светомодулирующие элементы размещены между подложкой и оптической компенсационной структурой.A preferred embodiment is an interferometric modulator that includes at least one integrated optical compensation structure. In some configurations, an optical compensation structure is located between the substrate and the light-modulating elements of the interferometric modulator. In other configurations, light modulating elements are placed between the substrate and the optical compensation structure.

Различные примеры интерферометрических модуляторов описаны в патентной публикации US 2002/0126364 A1. Фиг.1 и 2 иллюстрируют некоторые характеристики типового интерферометрического модулятора (см. фиг.1 и 2 патентной публикации US 2002/0126364 A1 и соответствующий текст). Ссылаясь на фиг.1А и 1В, каждая из двух структур 114 и 116 интерферометрических модуляторов включает в себя вторичное зеркало 102 с рифленым узором 104, вытравленным в его верхней (внешней) поверхности 103 с использованием любого из множества известных методов. Рифление не проходит через мембрану 106, на которой образовано зеркало, так что внутренняя поверхность 108 зеркала остается гладкой. На фиг.1В показан узор вытравленного рифления 104 на вторичном зеркале и гладкая внутренняя поверхность 112, которая остается после травления. Рифленый узор, который может быть сформирован с различной геометрией (например, прямоугольным, пирамидальным, коническим), обеспечивает структурное упрочнение зеркала, делая его более устойчивым к вариациям в деформациях материала, снижение полной массы и препятствует деформации, когда зеркало приводится в действие.Various examples of interferometric modulators are described in patent publication US 2002/0126364 A1. 1 and 2 illustrate some characteristics of a typical interferometric modulator (see FIGS. 1 and 2 of US 2002/0126364 A1 and the corresponding text). Referring to FIGS. 1A and 1B, each of the two interferometric modulator structures 114 and 116 includes a secondary mirror 102 with a corrugated pattern 104 etched in its upper (outer) surface 103 using any of a variety of known methods. The corrugation does not pass through the membrane 106 on which the mirror is formed, so that the inner surface 108 of the mirror remains smooth. FIG. 1B shows an etched corrugation pattern 104 on a secondary mirror and a smooth inner surface 112 that remains after etching. The corrugated pattern, which can be formed with different geometries (for example, rectangular, pyramidal, conical), provides structural hardening of the mirror, making it more resistant to variations in material deformations, reducing the total mass and preventing deformation when the mirror is actuated.

В общем случае, интерферометрический модулятор, к которому не приложено напряжение или приложено некоторое относительно постоянное напряжение или напряжение смещения, рассматривается как находящийся в состоянии покоя и должен отражать конкретный цвет, цвет состояния покоя. Как указано в патентной публикации US 2002/0126364 A1, цвет состояния покоя определяется толщиной расходуемой прокладки, на которой изготавливается вторичное зеркало.In general, an interferometric modulator to which no voltage is applied or some relatively constant voltage or bias voltage is applied is considered to be at rest and should reflect a specific color, the color of the rest state. As indicated in patent publication US 2002/0126364 A1, the color of the quiescent state is determined by the thickness of the sacrificial gasket on which the secondary mirror is made.

Каждый интерферометрический модулятор 114, 116 является прямоугольным и связан своими четырьмя углами с четырьмя столбиками 118 через опорные кронштейны 120 и 122. В некоторых случаях (см. описание в патентной публикации US 2002/0126364 A1) решетка интерферометрических модуляторов должна работать при выбранном постоянном напряжении смещения. В этих случаях вторичное зеркало 102 должно, в общем случае, поддерживать исходное положение, которое ближе к соответствующему первичному зеркалу 128, чем без приложения напряжения смещения. Изготовление интерферометрических модуляторов с опорными кронштейнами различных размеров обеспечивает возможность того, что механическое усилие восстановления каждого интерферометрического модулятора определяется его геометрией. Таким образом, при одинаковом напряжении смещения, приложенном к множеству интерферометрических модуляторов, каждый интерферометрический модулятор может поддерживать различное смещенное положение (расстояние от основного зеркала) посредством контроля размеров опорного кронштейна и его результирующей постоянной упругости. Чем толще опорный кронштейн, тем больше его постоянная упругость. Таким образом, различные цвета (например, красный, зеленый и синий) могут отображаться различными интерферометрическими модуляторами, не требуя размещения прокладок различной толщины. Вместо этого, одна прокладка, размещаемая и затем удаляемая в процессе производства, может использоваться, в то время как цвет определяется путем модифицирования размеров опорного кронштейна в течение единственного фотолитографического этапа, используемого для определения кронштейнов. Например, на фиг.2 интерферометрические модуляторы 114, 116, оба, показаны в исходных состояниях при приложении одного и того же напряжения смещения. Однако промежуток 126 для интерферометрического модулятора 114 больше, чем промежуток 128 для интерферометрического модулятора 116, ввиду больших размеров его соответствующих опорных кронштейнов. Различные другие примеры интерферометрических модуляторов также показаны.Each interferometric modulator 114, 116 is rectangular and connected at its four corners with four columns 118 through the support brackets 120 and 122. In some cases (see the description in patent publication US 2002/0126364 A1), the array of interferometric modulators must operate at a selected constant bias voltage . In these cases, the secondary mirror 102 should, in general, maintain an initial position that is closer to the corresponding primary mirror 128 than without applying a bias voltage. The manufacture of interferometric modulators with support brackets of various sizes provides the possibility that the mechanical recovery force of each interferometric modulator is determined by its geometry. Thus, with the same bias voltage applied to multiple interferometric modulators, each interferometric modulator can maintain a different biased position (distance from the main mirror) by controlling the dimensions of the support bracket and its resulting constant elasticity. The thicker the support bracket, the greater its constant elasticity. Thus, different colors (for example, red, green and blue) can be displayed by different interferometric modulators, without requiring the placement of gaskets of different thicknesses. Instead, a single gasket placed and then removed during the manufacturing process can be used, while color is determined by modifying the dimensions of the support bracket during a single photolithographic step used to determine the brackets. For example, in FIG. 2, interferometric modulators 114, 116, both, are shown in their initial states when the same bias voltage is applied. However, the gap 126 for the interferometric modulator 114 is larger than the gap 128 for the interferometric modulator 116, due to the large dimensions of its corresponding support brackets. Various other examples of interferometric modulators are also shown.

Патентная публикация US 2002/0126364 A1 также описывает различные пассивные оптические компенсационные структуры для минимизации сдвига цвета при изменении угла падения (характеристика, типовая для интерферометрических структур) и активные оптические компенсационные структуры для подачи дополнительного освещения. Например, как показано на фиг.3А-3F (см. фиг.6А-6F патентной публикации US 2002/0126364 A1), оптический компенсационный фильтр может изготавливаться на стороне подложки, противоположной той, на которой размещена решетка светомодулирующих элементов. Такие пленки могут проектироваться и изготавливаться рядом способов и могут использоваться во взаимосвязи друг с другом.Patent publication US 2002/0126364 A1 also describes various passive optical compensation structures for minimizing color shift when the angle of incidence changes (a characteristic typical of interferometric structures) and active optical compensation structures for providing additional illumination. For example, as shown in FIGS. 3A-3F (see FIGS. 6A-6F of Patent Publication US 2002/0126364 A1), an optical compensation filter may be fabricated on the substrate side opposite to that on which the array of light-modulating elements is placed. Such films can be designed and manufactured in a number of ways and can be used in conjunction with each other.

На фиг.3А пассивная оптическая компенсационная пленка 600 является объемной или поверхностной рельефной голографической пленкой. Объемная голографическая пленка может быть сформирована, подвергая фоторезистивный полимер воздействию интерференционной картины, формируемой пересечением излучений двух или более источников когерентного света (например, лазеров). С использованием подходящих частот и ориентаций лучей могут быть изготовлены произвольные периодические шаблоны индексов преломления в пленке. Поверхностная рельефная голографическая пленка может быть изготовлена путем создания металлического шаблона с использованием любого из ряда методов микрообработки, известных специалистам в данной области техники. Шаблон затем используется для структурирования пленки. Такие пленки могут быть использованы для повышения степени пропускания и отражения света в пределах определяемого конуса углов, тем самым минимизируя внеосевое излучение. Цвета и яркость изображения, наблюдаемого с использованием осевого излучения, улучшаются, а цветовой сдвиг уменьшается из-за того, что яркость существенно снижается вне этого конуса.3A, the passive optical compensation film 600 is a bulk or surface embossed holographic film. A bulk holographic film can be formed by exposing the photoresistive polymer to an interference pattern formed by the intersection of the radiation of two or more coherent light sources (e.g., lasers). Using suitable frequencies and beam orientations, arbitrary periodic patterns of refractive indices in the film can be made. A surface embossed holographic film can be made by creating a metal template using any of a number of microprocessing methods known to those skilled in the art. The template is then used to structure the film. Such films can be used to increase the degree of transmission and reflection of light within the defined cone of angles, thereby minimizing off-axis radiation. The colors and brightness of the image observed using axial radiation are improved, and the color shift is reduced due to the fact that the brightness is significantly reduced outside this cone.

На фиг.3В иллюстрируется другой подход для устройства 604, в котором решетка пассивных оптических компенсационных структур 606 изготавливается на подложке. Эти структуры, которые могут быть изготовлены с использованием методов, упомянутых в патентной публикации US 2002/0126364 A1, могут представлять собой фотоник-кристаллы, как описано в книге “Photonic Crystals”, John D. Joannopoulos, et al. Они, по существу, представляют собой трехмерные интерферометрические решетки, которые демонстрируют интерференцию под всеми углами. Это обеспечивает возможность проектирования волноводов, которые могут выполнять ряд функций, включая канализацию падающего света определенных частот на соответственно окрашенные пиксели, или изменение угла падения определенного света на новый угол падения, или некоторую комбинацию обоих методов.FIG. 3B illustrates another approach for device 604 in which a grating of passive optical compensation structures 606 is fabricated on a substrate. These structures, which can be made using the methods mentioned in patent publication US 2002/0126364 A1, can be photonic crystals, as described in the book “Photonic Crystals”, John D. Joannopoulos, et al. They are essentially three-dimensional interferometric gratings that exhibit interference at all angles. This makes it possible to design waveguides that can perform a number of functions, including channeling the incident light of certain frequencies to correspondingly colored pixels, or changing the angle of incidence of a certain light to a new angle of incidence, or some combination of both methods.

В другом примере пассивной оптической компенсационной структуры, показанной на фиг.3С, трехслойная полимерная пленка 610 содержит взвешенные частицы. Частицы в действительности представляют собой многослойные диэлектрические зеркала, которые изготовлены в форме микроскопических пластинок. Эти пластинки, например, могут быть изготовлены путем нанесения многослойных диэлектрических пленок на полимерный слой, который при растворении оставляет пленку, которая может осаждаться таким образом, чтобы формировать пластинки. Пластинки затем подмешиваются в материал-предшественник в виде жидкого пластика. За счет приложения электрических полей в течение процесса высушивания ориентация этих пластинок может быть фиксированной в процессе производства. Зеркала могут проектироваться таким образом, чтобы они отражали только в диапазоне углов скольжения. Следовательно, свет либо отражается, либо пропускается в зависимости от угла падения по отношению к зеркалу. На фиг.3С слой 612 ориентирован для отражения света 609 с высоким значением угла падения, входящего в пленку 610 с направлений, близких к перпендикуляру. Слой 614 отражает свет 613 с более низким значением угла падения в более перпендикулярную траекторию. Слой 616 модифицирует свет 615, падающий под еще более низким углом падения. Поскольку слои в минимальной степени влияют на свет, который падает почти перпендикулярно, то каждый из них действует как отдельный «фильтр, селективный по углу падения», результатом которого является то, что случайным образом ориентированный падающий свет проходит в подложку с более высокой степенью перпендикулярности. Это минимизирует сдвиг цвета в изображении, наблюдаемом через эту пленку.In another example of a passive optical compensation structure shown in FIG. 3C, the three-layer polymer film 610 contains suspended particles. The particles are actually multilayer dielectric mirrors that are made in the form of microscopic plates. These plates, for example, can be made by applying multilayer dielectric films to a polymer layer, which upon dissolution leaves a film that can be deposited so as to form plates. The plates are then mixed into the precursor material in the form of liquid plastic. Due to the application of electric fields during the drying process, the orientation of these plates can be fixed during production. Mirrors can be designed so that they reflect only in the range of slip angles. Consequently, light is either reflected or transmitted depending on the angle of incidence with respect to the mirror. 3C, the layer 612 is oriented to reflect light 609 with a high angle of incidence entering the film 610 from directions close to the perpendicular. Layer 614 reflects light 613 with a lower angle of incidence into a more perpendicular path. Layer 616 modifies light 615 incident at an even lower angle of incidence. Since the layers have a minimal effect on the light that is incident almost perpendicularly, each of them acts as a separate “filter that is selective by the angle of incidence”, the result of which is that randomly oriented incident light passes into the substrate with a higher degree of perpendicularity. This minimizes color shift in the image observed through this film.

В другом примере пассивной оптической компенсационной структуры, показанной на фиг.3D, микролинзы 622 используются в решетке в устройстве 620. Каждая линза 622 может быть использована для повышения коэффициента заполнения дисплея путем эффективного увеличения активной площади каждого пикселя. Этот подход может быть использован сам по себе или во взаимосвязи с другими цветосдвигающими компенсационными пленками.In another example of the passive optical compensation structure shown in FIG. 3D, microlenses 622 are used in the array in the device 620. Each lens 622 can be used to increase the fill factor of the display by effectively increasing the active area of each pixel. This approach can be used on its own or in conjunction with other color-shifting compensation films.

В примере активной оптической компенсационной структуры, показанной на фиг.3Е, устройство 624 использует дополнительное освещение в форме решетки фронтального освещения. В этом случае органический светоизлучающий материал 626, например структуры алк-диамин (Alg/diamine) и поли(фенилен-винилен), может наноситься и структурироваться на подложке. На виде сверху, показанном на фиг.3F, показан шаблон 627, который соответствует решетке интерферометрического модулятора, расположенной ниже. То есть светоизлучающие области 626 спроектированы для затенения неактивных участков между интерферометрическим модулятором и оставления открытой апертуры на остальных участках. Свет активным образом излучается в подложку на интерферометрический модулятор и затем отражается обратно к наблюдателю. И наоборот, структурированная излучающая пленка может быть нанесена на заднюю пластину дисплея, и свет пропускается вперед через промежутки между субпикселями. Путем структурирования зеркала спереди дисплея этот свет может отражаться назад на решетку интерферометрических модуляторов. Установленный на периферии источник света во взаимосвязи с пленками, основанными на полном внутреннем отражении, характеризует собой еще один подход. Патент US №6055090 также раскрывает интерферометрический модулятор, имеющий активную оптическую компенсационную структуру, которая включает в себя дополнительный источник фронтального освещения.In the example of the active optical compensation structure shown in FIG. 3E, device 624 uses additional illumination in the form of a front lighting grill. In this case, organic light emitting material 626, for example, alk-diamine (Alg / diamine) and poly (phenylene-vinylene) structures, can be deposited and structured on a substrate. In the top view shown in FIG. 3F, a template 627 is shown which corresponds to the array of the interferometric modulator located below. That is, the light emitting regions 626 are designed to obscure the inactive portions between the interferometric modulator and leave an open aperture in the remaining portions. Light is actively emitted into the substrate by an interferometric modulator and then reflected back to the observer. Conversely, a structured radiating film can be applied to the back plate of the display, and light is transmitted forward through the gaps between the subpixels. By structuring the mirror in front of the display, this light can be reflected back onto the array of interferometric modulators. A light source mounted on the periphery in conjunction with films based on total internal reflection characterizes another approach. US patent No. 6055090 also discloses an interferometric modulator having an active optical compensation structure, which includes an additional source of frontal lighting.

Фиг.4 иллюстрирует интерферометрический модулятор 10, содержащий пассивную оптическую компенсационную пленку (рассеиватель 22), изготовленную на поверхности подложки, противоположной той, на которой находится светомодулирующий элемент. Рассеиватель 22 обычно компенсирует зеркальный внешний вид нескомпенсированной решетки пространственного модулятора света, например, путем придания отражающей решетке свойств, в меньшей степени свойственных зеркалу, а в большей степени свойственных бумаге. На фиг.4 светомодулирующий элемент 8 содержит подвижную стенку или элемент 16, полость 20 и опорный столбик 18. Как показано на фиг.4, подвижная стенка 16 опирается сверху на полость 20 посредством опорного столбика 18. Оптический пакет 14 формирует стенку полости 20, противоположную подвижной стенке 16. Оптический пакет 14 может рассматриваться как часть светомодулирующего элемента 8. Оптический пакет 14 изготавливается на прозрачной подложке 12, а рассеиватель 22 изготавливается на противоположной стороне подложки 12 относительно светомодулирующего элемента 8. В процессе работы подвижная стенка 16 перемещается через плоскости, параллельные передней стенке полости 20. Подвижная стенка 16 является высоко отражающей и в типовом случае содержит металл. Когда подвижная стенка 16 перемещается в направлении оптического пакета 14 на противоположной стороне подложки 12, в полости 20 возникает автоинтерференция света (в типовом случае, входящего через прозрачную подложку 12 и оптический пакет 14). Цвет отраженного света, который выходит из полости через прозрачную подложку 12 и оптический пакет 14, может управляться путем изменения расстояния между оптическим пакетом 14 и подвижной стенкой 16. Поверхность прозрачной подложки 12 в контакте с оптическим пакетом 14 представляет собой поверхность, на которой изготавливается светомодулирующий элемент 8. Рассеиватель 22 в типовом случае изготавливается или прикрепляется к противоположной поверхности прозрачной подложки 12 после изготовления светомодулирующего элемента 8.4 illustrates an interferometric modulator 10 comprising a passive optical compensation film (diffuser 22) made on a substrate surface opposite to that on which the light modulating element is located. The diffuser 22 usually compensates for the mirror appearance of the uncompensated grating of the spatial light modulator, for example, by imparting to the reflective grating properties that are less characteristic of the mirror, but more characteristic of paper. In Fig. 4, the light-modulating element 8 comprises a movable wall or element 16, a cavity 20 and a support column 18. As shown in Fig. 4, the movable wall 16 is supported from above on the cavity 20 by means of the support column 18. The optical packet 14 forms the wall of the cavity 20 opposite the movable wall 16. The optical bag 14 can be considered as part of the light modulating element 8. The optical bag 14 is made on a transparent substrate 12, and the diffuser 22 is made on the opposite side of the substrate 12 relative to the light modulating lementa 8. In operation, the movable wall 16 is moved through the plane parallel to the front wall of the cavity 20. The movable wall 16 is highly reflective, and typically contains a metal. When the movable wall 16 moves in the direction of the optical packet 14 on the opposite side of the substrate 12, auto-interference of light (typically entering through the transparent substrate 12 and the optical packet 14) occurs in the cavity 20. The color of the reflected light that exits the cavity through the transparent substrate 12 and the optical bag 14 can be controlled by changing the distance between the optical bag 14 and the movable wall 16. The surface of the transparent substrate 12 in contact with the optical bag 14 is the surface on which the light modulating element is made 8. The diffuser 22 is typically manufactured or attached to the opposite surface of the transparent substrate 12 after the manufacture of the light modulating element 8.

Как показано на фиг.4 и в соответствии с раскрытием в патентной публикации US 2002/0126364 A1, пассивные оптические компенсационные структуры для пространственных модуляторов света в типовом случае изготавливаются на поверхности, противоположной той, на которой находится решетка светомодулирующих элементов, для упрощения существующих процессов производства. Изготовление всей дисплейной системы в типовом случае связано с формированием отдельно различных компонентов, таких как пассивные оптические компенсационные структуры, структуры интерферометрических модуляторов, электронные схемы возбудителей, функциональные средства управления графикой и т.д., и затем интеграцией их на более позднем этапе в процессе производства. Формирование различных компонентов отдельно и затем их интеграция на более позднем этапе упрощает сложную задачу изготовления светомодулирующих элементов путем снижения потребности в сложных схемах осаждения и микрообработки.As shown in figure 4 and in accordance with the disclosure in patent publication US 2002/0126364 A1, passive optical compensation structures for spatial light modulators are typically made on the surface opposite to that on which the array of light modulating elements is located, to simplify existing production processes . The manufacture of the entire display system in a typical case involves the formation of separately various components, such as passive optical compensation structures, structures of interferometric modulators, electronic circuits of pathogens, functional means of controlling graphics, etc., and then integrating them at a later stage in the production process . The formation of the various components separately and then their integration at a later stage simplifies the complex task of manufacturing light-modulating elements by reducing the need for complex deposition and microprocessing schemes.

По мере того как пространственные модуляторы света становятся все более сложными, можно ожидать, что трудности, связанные с их изготовлением с использованием современных технологических процессов, также будут возрастать. Соответственно, разрабатывались пространственные модуляторы света, имеющие интегрированные оптические компенсационные структуры, и способы для их изготовления. В одном варианте осуществления предусматриваются пространственные модуляторы света, имеющие интегрированные оптические компенсационные структуры, например оптическую компенсационную структуру, расположенную между подложкой и светомодулирующими элементами, или оптическую компенсационную структуру, расположенную на стороне подложки, противоположной светомодулирующим элементам. Оптическая компенсационная структура может быть активной или пассивной, как это желательно. В этом контексте, «пассивная» оптическая компенсационная структура представляет собой структуру, которая не применяет дополнительный источник фронтального освещения.As spatial light modulators become more complex, it can be expected that the difficulties associated with their manufacture using modern technological processes will also increase. Accordingly, spatial light modulators having integrated optical compensation structures and methods for their manufacture were developed. In one embodiment, spatial light modulators are provided having integrated optical compensation structures, for example, an optical compensation structure located between the substrate and the light modulating elements, or an optical compensation structure located on the side of the substrate opposite to the light modulating elements. The optical compensation structure may be active or passive, as desired. In this context, a “passive” optical compensation structure is a structure that does not use an additional source of frontal lighting.

Как описано выше, фиг.4 иллюстрирует пассивную оптическую компенсационную пленку (рассеиватель 22), изготовленную на противоположной стороне подложки относительно той, на которой находится светомодулирующий элемент. На фиг.4 светомодулирующий элемент 8 является интерферометрическим модулятором, содержащим подвижную стенку или элемент 16, полость 20, опорный столбик 18. Оптический пакет 14 выполнен на прозрачной подложке 12, а рассеиватель 22 выполнен на противоположной стороне подложки 12 относительно светомодулирующего элемента 8. Оптический пакет 14 может рассматриваться как часть светомодулирующего элемента 8. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в некоторых вариантах осуществления интерферометрический модулятор может выполнять модуляцию, переходя между черным или поглощающим состоянием и отражающим состоянием. Отражающее состояние является состоянием, основанным на отсутствии интерференции, представляющимся белым. Хотя белое состояние в таких вариантах осуществления не зависит конкретным образом от интерференционных характеристик модулятора модулирующие элементы предпочтительным образом имеют структуру, которая подобна таким вариантам осуществления интерферометрических модуляторов, которые основываются на интерференционных характеристиках и будут далее упоминаться как таковые. Интерферометрические модуляторы могут выполнять модуляцию путем перехода между поглощающим состоянием и состоянием интерференции, между поглощающим состоянием и отражающим состоянием, между отражающим состоянием и состоянием интерференции или между двумя различными состояниями интерференции.As described above, FIG. 4 illustrates a passive optical compensation film (diffuser 22) made on the opposite side of the substrate relative to the one on which the light modulating element is located. In Fig. 4, the light-modulating element 8 is an interferometric modulator containing a movable wall or element 16, a cavity 20, a support column 18. The optical packet 14 is made on a transparent substrate 12, and the diffuser 22 is made on the opposite side of the substrate 12 relative to the light-modulating element 8. An optical packet 14 may be considered as part of the light modulating element 8. Those skilled in the art will appreciate that in some embodiments, an interferometric modulator may perform be modulated, passing between black or absorbing state and a reflective state. A reflective state is a state based on the absence of interference that appears white. Although the white state in such embodiments is not specifically dependent on the interference characteristics of the modulator, the modulating elements preferably have a structure that is similar to those embodiments of interferometric modulators that are based on interference characteristics and will be further referred to as such. Interferometric modulators can perform modulation by a transition between an absorbing state and an interference state, between an absorbing state and a reflecting state, between a reflecting state and an interference state, or between two different interference states.

Фиг.5А иллюстрирует вариант осуществления пространственного модулятора 40 света, в котором пассивная оптическая компенсационная структура (рассеиватель 41) расположена между подложкой 42 и светомодулирующим элементом 44, вместо расположения на противоположной стороне подложки относительно светомодулирующего элемента, как показано на фиг.4. В варианте осуществления, показанном на фиг.5А, светомодулирующий элемент 44 является интерферометрическим модулятором, содержащим полость 45, подвижную стенку 46, оптический пакет 43 и опору 47. Оптический пакет 43 находится на стенке полости 45, которая противоположна подвижной стенке 46. В показанном варианте осуществления пространственный модулятор 40 света также содержит выравнивающий слой 48 между подложкой 42 и оптическим пакетом 43. Как подвижная стенка 46, так и оптический пакет 43 являются отражающими, так что действие пространственного модулятора 40 света в основном сходно с тем, которое описано для пространственного модулятора 10 света, проиллюстрированного на фиг.4. В типовом случае подложка 42 является, по меньшей мере, частично прозрачной. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что светомодулирующий элемент 44 может быть выполнен в виде решетки, содержащей множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов, размещенных на прозрачной подложке и выполненных с возможностью модуляции света, прошедшего через прозрачную подложку.Fig. 5A illustrates an embodiment of a spatial light modulator 40 in which a passive optical compensation structure (diffuser 41) is located between the substrate 42 and the light modulating element 44, instead of being located on the opposite side of the substrate with respect to the light modulating element, as shown in Fig. 4. In the embodiment shown in FIG. 5A, the light modulating element 44 is an interferometric modulator comprising a cavity 45, a movable wall 46, an optical packet 43 and a support 47. The optical packet 43 is located on the wall of the cavity 45, which is opposite to the movable wall 46. In the shown embodiment the implementation of the spatial light modulator 40 also contains an alignment layer 48 between the substrate 42 and the optical packet 43. Both the movable wall 46 and the optical packet 43 are reflective, so that the action of the spatial mode Light insulator 40 basically similar to the one described for the spatial light modulator 10 illustrated in Figure 4. Typically, the substrate 42 is at least partially transparent. Specialists in the art should understand that the light modulating element 44 can be made in the form of a lattice containing many individually addressable light modulating elements placed on a transparent substrate and configured to modulate the light transmitted through the transparent substrate.

Специалистам в данной области техники должно быть также понятно, что рассеиватель 41, показанный на фиг.5А, представляет различные оптические компенсационные структуры (как активные, так и пассивные), которые могу быть размещены между подложкой и множеством индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов. Например, активная оптическая компенсационная структура может питать дополнительный источник фронтального освещения. Неограничительные примеры пассивных оптических компенсационных структур включают в себя антиотражающий слой, дифракционный оптический элемент, структуру, которая рассеивает свет, черную маску, цветовой фильтр, решетку микролинз, голографическую пленку (например, которая уменьшает сдвиг в отраженном цвете по отношению к углу падения света, прошедшего через прозрачную подложку) или комбинацию указанных средств. На фиг.5 светомодулирующий элемент 44 содержит интерферометрический модулятор, но также могут использоваться и другие пространственные модуляторы света.Those skilled in the art will also appreciate that the diffuser 41 shown in FIG. 5A represents various optical compensation structures (both active and passive) that can be placed between the substrate and a plurality of individually addressable light modulating elements. For example, an active optical compensation structure may feed an additional source of frontal lighting. Non-limiting examples of passive optical compensation structures include an antireflection layer, a diffractive optical element, a structure that scatters light, a black mask, a color filter, a microlens grating, a holographic film (for example, which reduces the shift in reflected color with respect to the angle of incidence of light transmitted through a transparent substrate) or a combination of these agents. 5, the light modulating element 44 comprises an interferometric modulator, but other spatial light modulators can also be used.

Фиг.5В иллюстрирует вариант осуществления пространственного модулятора 33 света, в котором пассивная оптическая компенсационная структура (черная маска 32) размещена между прозрачной подложкой 12 и отражающим элементом 31. Отражающий элемент может представлять собой оптический пакет. Черные маски, такие как черная маска 32, могут быть использованы для маскирования частей структуры пространственного модулятора света, которые являются нежелательными для просмотра наблюдателем. Светомодулирующий элемент или элементы (например, множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов) не показаны на фиг.5В для наглядности, но понятно, что они размещены на прозрачной подложке 12 и выполнены с возможностью модуляции света, прошедшего через прозрачную подложку 12. Например, светомодулирующий элемент, представленный на фиг.5В, может содержать множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов, размещенных поверх отражающего элемента 31, как описано выше со ссылкой на фиг.5А. Пространственный модулятор 33 света может содержать выравнивающий слой 30, например, между черной маской 32 и отражающим элементом 31, как показано на фиг.5В.5B illustrates an embodiment of a spatial light modulator 33 in which a passive optical compensation structure (black mask 32) is placed between the transparent substrate 12 and the reflective element 31. The reflective element may be an optical packet. Black masks, such as black mask 32, can be used to mask parts of the spatial light modulator structure that are undesirable for the observer to see. The light-modulating element or elements (for example, a plurality of individually addressable light-modulating elements) are not shown in FIG. 5B for clarity, but it is understood that they are arranged on a transparent substrate 12 and are configured to modulate the light transmitted through the transparent substrate 12. For example, a light-modulating element, 5B may comprise a plurality of individually addressable light modulating elements arranged over the reflective element 31, as described above with reference to FIG. 5A. The spatial light modulator 33 may comprise a leveling layer 30, for example, between the black mask 32 and the reflective element 31, as shown in FIG.

Фиг.5С иллюстрирует вариант осуществления пространственного модулятора света, в котором пассивная оптическая компенсационная структура (содержащая элементы 34, 36, 38 цветовых фильтров) размещена между прозрачной подложкой 12 и отражающим элементом 39. Как на фиг.5В, отражающий элемент 39 может представлять собой оптический пакет. В показанном варианте осуществления элементы 34, 36, 38 цветовых фильтров являются красным, зеленым и синим, соответственно, но специалистами в данной области техники могут быть выбраны и другие цвета, так чтобы полученный в результате пространственный модулятор света формировал желательные цвета. Как и на фиг.5В, светомодулирующий элемент или элементы (например, множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов) опущены на фиг.5С для наглядности чертежа, но понятно, что они размещены на прозрачной подложке 12 и выполнены с возможностью модуляции света, прошедшего через прозрачную подложку 12. Например, светомодулирующий элемент на фиг.5С может содержать множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов, размещенных на оптическом пакете, как описано выше со ссылкой на фиг.5А. Пространственный модулятор 37 света может содержать выравнивающий слой 30, например, между элементами 34, 36, 38 цветовых фильтров и оптическим пакетом 39, как показано на фиг.5С.Fig. 5C illustrates an embodiment of a spatial light modulator in which a passive optical compensation structure (comprising color filter elements 34, 36, 38) is placed between the transparent substrate 12 and the reflective element 39. As in Fig. 5B, the reflective element 39 may be an optical package. In the shown embodiment, color filter elements 34, 36, 38 are red, green, and blue, respectively, but other colors may be selected by those skilled in the art so that the resulting spatial light modulator forms the desired colors. As in FIG. 5B, the light modulating element or elements (for example, a plurality of individually addressable light modulating elements) are omitted in FIG. 5C for clarity of the drawing, but it is understood that they are placed on the transparent substrate 12 and are configured to modulate the light transmitted through the transparent substrate 12. For example, the light modulating element in FIG. 5C may comprise a plurality of individually addressable light modulating elements disposed on an optical bag as described above with reference to FIG. 5A. The spatial light modulator 37 may comprise a leveling layer 30, for example, between color filter elements 34, 36, 38 and the optical packet 39, as shown in FIG. 5C.

Интерферометрические модуляторы, которые формируют только черное и белое состояния, могут использоваться в комбинации с цветовыми фильтрами для формирования окрашенного света. Интерферометрические модуляторы могут быть изготовлены с возможностью формирования различных цветов путем варьирования размера полости. Однако варьирование размера полости может затрагивать изменение процесса производства, например, за счет изготовления полости отличающегося размера для интерферометрического модулятора, который формирует зеленый свет, по сравнению с размером полости для интерферометрического модулятора, который формирует красный свет. Использование черно-белых интерферометрических модуляторов в комбинации с цветовыми фильтрами может существенно упростить процесс производства. Другие улучшения в процессе производства реализуются за счет интеграции цветового фильтра в интерферометрический модулятор, как показано на фиг.5С.Interferometric modulators that form only black and white states can be used in combination with color filters to form colored light. Interferometric modulators can be made with the possibility of forming different colors by varying the size of the cavity. However, varying the size of the cavity may affect a change in the manufacturing process, for example, by manufacturing a cavity of a different size for the interferometric modulator that generates green light, compared with the size of the cavity for the interferometric modulator that generates red light. The use of black and white interferometric modulators in combination with color filters can greatly simplify the production process. Other improvements in the manufacturing process are realized by integrating a color filter into an interferometric modulator, as shown in FIG. 5C.

Фиг.6 иллюстрирует вариант осуществления пространственного модулятора 100 света, в котором пассивная оптическая компенсационная структура 105 (выравнивающий слой, содержащий рассеивающий элемент 110) размещена между прозрачной подложкой 115 и светомодулирующим элементом 120. В варианте осуществления, показанном на фиг.6, светомодулирующий элемент 120 представляет собой интерферометрический модулятор, содержащий полость 130, подвижную стенку 125 и оптический пакет 135. Оптический пакет 135 размещен на стенке полости 130, которая противоположна подвижной стенке 125. Как подвижная стенка 125, так и оптический пакет 135 являются отражающими (оптический пакет 135 является частично отражающим), так что действие пространственного модулятора 100 света, в основном, сходно с описанным для пространственного модулятора 10 света, показанного на фиг.4. Свет 140 проходит через щель 150 в подвижной стенке 125 и отражается от рассеивающего элемента 110, так что он рассеивает свет 140 назад к подвижной стенке 125 (и в некоторых случаях назад, вновь к рассевающему элементу 110), который, в конечном счете, проходит через прозрачную подложку 115 и выходит, как показано ссылочными позициями 160, 165 на фиг.6. Предпочтительно, рассеивающий элемент 110 выполнен таким образом, что свет 140 рассеивается случайным образом. Для ясности на фиг.6 показан один рассеивающий элемент 110 и одна щель 150, однако понятно, что пространственный модулятор 100 света может содержать множество рассеивающих элементов и щелей, расположенных так, чтобы обеспечивать требуемое количество рассеянного света.FIG. 6 illustrates an embodiment of a spatial light modulator 100 in which a passive optical compensation structure 105 (an alignment layer comprising a diffuser 110) is sandwiched between the transparent substrate 115 and the light modulating element 120. In the embodiment shown in FIG. 6, the light modulating element 120 represents an interferometric modulator containing a cavity 130, a movable wall 125 and an optical packet 135. An optical packet 135 is placed on the wall of the cavity 130, which is opposite to the movable wall 125. Both the movable wall 125 and the optical packet 135 are reflective (the optical packet 135 is partially reflective), so that the action of the spatial light modulator 100 is basically similar to that described for the spatial light modulator 10 shown in FIG. 4 . The light 140 passes through a slit 150 in the movable wall 125 and is reflected from the scattering element 110, so that it scatters the light 140 back to the movable wall 125 (and in some cases back to the scattering element 110), which ultimately passes through the transparent substrate 115 and exits, as shown by reference numerals 160, 165 in FIG. 6. Preferably, the scattering element 110 is configured such that the light 140 is scattered randomly. For clarity, FIG. 6 shows one scattering element 110 and one slit 150, however, it is understood that the spatial light modulator 100 may comprise a plurality of scattering elements and slots arranged to provide the required amount of scattered light.

На фиг.7А и 7В показаны варианты осуществления пространственных модуляторов света, содержащих различные комбинации интегрированных оптических компенсационных структур. Фиг.7А иллюстрирует вариант осуществления пространственного модулятора 60 света, в котором пассивная оптическая компенсационная структура (содержащая элемент 34 цветового фильтра и черную маску 32) размещена между прозрачной подложкой 12 и оптическим пакетом 61. Фиг.7В иллюстрирует вариант осуществления пространственного модулятора 62 света, в котором первая пассивная оптическая компенсационная структура (содержащая элемент 40 цветового фильтра и черную маску 32) и вторая пассивная оптическая компенсационная структура (содержащая рассеиватель 26) размещены между прозрачной подложкой 12 и оптическим пакетом 63. Как и в случае фиг.5В и 5С, светомодулирующий элемент или элементы (например, множество индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов) не показаны на фиг.7А и 7В для наглядности, но понятно, что они размещены на прозрачной подложке 12 и выполнены с возможностью модуляции света, прошедшего через прозрачную подложку 12. Пространственные модуляторы 60, 62 света могут содержать выравнивающий слой 30, например, между пассивной оптической компенсационной структурой (содержащей элемент 34 цветового фильтра и черную маску 32) и оптическим пакетом 61, как показано на фиг.7А, или между первой и второй пассивной оптической компенсационной структурой, как показано на фиг.7В. Пространственный модулятор света может содержать дополнительный выравнивающий слой, например выравнивающий слой 35, как показано на фиг.7В, между первой пассивной оптической компенсационной структурой (содержащей элемент 40 цветового фильтра и черную маску 32) и оптическим пакетом 63.7A and 7B show embodiments of spatial light modulators comprising various combinations of integrated optical compensation structures. Fig. 7A illustrates an embodiment of a spatial light modulator 60 in which a passive optical compensation structure (comprising a color filter element 34 and a black mask 32) is placed between the transparent substrate 12 and the optical bag 61. Fig. 7B illustrates an embodiment of a spatial light modulator 62, in wherein the first passive optical compensation structure (containing the color filter element 40 and the black mask 32) and the second passive optical compensation structure (containing the diffuser 26) are located between the transparent substrate 12 and the optical bag 63. As in the case of Figs. that they are placed on a transparent substrate 12 and configured to modulate the light transmitted through the transparent substrate 12. The spatial light modulators 60, 62 of the light may comprise a leveling layer 30, for example, between a passive optical compensation structure (containing element 34 of the color filter and a black mask 32) and the optical stack 61, as shown in Figure 7A, or between the first and second passive optical compensation structure, as shown in Figure 7B. The spatial light modulator may comprise an additional equalization layer, for example, an equalization layer 35, as shown in FIG. 7B, between the first passive optical compensation structure (comprising the color filter element 40 and the black mask 32) and the optical packet 63.

Пространственные модуляторы света могут содержать оптическую компенсационную структуру, которая выполняет одну или более функций (например, цветовой фильтр и черная маска, как показано на фиг.7А), и/или оптическая компенсационная структура может содержать множество слоев, которые могут отделяться друг от друга выравнивающими слоями (например, как показано на фиг.7В). Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что термин «оптическая компенсационная структура» может быть использован для ссылок на структуру, имеющую конкретную функцию (например, рассеиватель 26), слой, имеющий несколько функций (например, элемент 34 цветового фильтра и черная маска 32), или множество слоев, каждый из которых имеет одну или более функций, как показано на фиг.7В, факультативно включающих в себя выравнивающий(ие) слой(и). Таким образом, пространственные модуляторы света могут содержать любую комбинацию активных и/или пассивных оптических компенсационных структур, например черную маску и цветовой фильтр, черную маску и рассеиватель, цветовой фильтр и рассеиватель; черную маску, цветовой фильтр и рассеиватель и т.д. Средства для компенсации света, прошедшего через прозрачную подложку, включают в себя оптические компенсационные структуры, как описано в настоящем документе.Spatial light modulators may comprise an optical compensation structure that performs one or more functions (for example, a color filter and a black mask, as shown in FIG. 7A), and / or the optical compensation structure may comprise a plurality of layers that can be separated by alignment layers (for example, as shown in figv). Specialists in the art should understand that the term "optical compensation structure" can be used to refer to a structure having a specific function (for example, diffuser 26), a layer having several functions (for example, color filter element 34 and black mask 32 ), or a plurality of layers, each of which has one or more functions, as shown in FIG. 7B, optionally including leveling layer (s). Thus, spatial light modulators may comprise any combination of active and / or passive optical compensation structures, for example, a black mask and a color filter, a black mask and a diffuser, a color filter and a diffuser; black mask, color filter and diffuser, etc. Means for compensating for the light transmitted through the transparent substrate include optical compensation structures, as described herein.

Пространственные модуляторы света, содержащие оптическую компенсационную структуру, могут изготавливаться путем интеграции процесса изготовления оптической компенсационной структуры в процесс изготовления пространственного модулятора света. Пример подобного процесса представлен на фиг.8. Процесс начинается с обеспечения подложки на этапе 50. В типовом случае подложка представляет собой стекло, пластик или иную прозрачную подложку. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что используемый в настоящем описании термин «прозрачная» (подложка), включает в свой объем материалы, которые по существу прозрачны для рабочих(ей) длин(ы) волн пространственного модулятора света, и, таким образом, прозрачные подложки не должны обязательно пропускать все длины волн света и могут поглощать долю света на рабочей(их) длине(ах) волн пространственного модулятора света. Например, прозрачная подложка может быть окрашена и/или поляризована, если это желательно для конкретного применения. Таким образом, прозрачность и отражательная способность подложки могут варьироваться в зависимости от конфигурации и желательной функции. В некоторых вариантах осуществления подложка является, по меньшей мере, частично прозрачной и может быть, по существу, прозрачной. В других вариантах осуществления подложка является, по меньшей мере, частично отражающей и может быть, по существу, отражающей. Понятно, что подложка может быть как частично прозрачной, так и частично отражающей.Spatial light modulators containing an optical compensation structure can be manufactured by integrating the manufacturing process of the optical compensation structure into the manufacturing process of the spatial light modulator. An example of such a process is presented in FIG. The process begins by providing a substrate at step 50. Typically, the substrate is glass, plastic, or another transparent substrate. Specialists in the art should understand that the term “transparent” (substrate), as used herein, includes within its scope materials that are substantially transparent to the working wavelength (s) of the spatial light modulator, and thus , transparent substrates do not have to pass all the wavelengths of light and can absorb a fraction of the light at the working wavelength (s) of the spatial light modulator. For example, a transparent substrate may be colored and / or polarized if desired for a particular application. Thus, the transparency and reflectivity of the substrate can vary depending on the configuration and the desired function. In some embodiments, the implementation of the substrate is at least partially transparent and can be essentially transparent. In other embodiments, the implementation of the substrate is at least partially reflective and may be substantially reflective. It is understood that the substrate can be either partially transparent or partially reflective.

Процесс, иллюстрируемый на фиг.8, продолжается на этапе 52 изготовлением оптической компенсационной структуры. В зависимости от структуры материалы и методы, используемые для ее изготовления, могут различаться. Например, часто бывает удобно изготавливать оптические компенсационные структуры с использованием технологии и методов, совместимых с изготовлением индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов, например нанесением покрытия, получаемого методом центрифугирования, и/или методом химического вакуумного осаждения. Например, пленка рассеивателя может изготавливаться путем нанесения покрытия методом центрифугирования на подложку с использованием полимера или полимерного раствора, который содержит диспергированные в нем рассеивающие элементы. Например, полимер может представлять собой полиимид, а рассеивающие элементы могут представлять собой микроскопические стеклянные шарики. Цветовые фильтры и черные маски могут представлять собой соответственно окрашенные фоторезистивные полимеры, изготовленные на подложке с использованием известных методов осаждения фоторезиста и маскирования. Черные маски могут также быть неорганическими материалами, такими как оксид хрома, также известный как черный хром, и могут изготавливаться на подложке с использованием известных методов осаждения фоторезиста и маскирования.The process illustrated in FIG. 8 continues at step 52 with the manufacture of an optical compensation structure. Depending on the structure, the materials and methods used to make it may vary. For example, it is often convenient to produce optical compensation structures using technologies and methods compatible with the manufacture of individually addressable light-modulating elements, for example, by coating by centrifugation and / or by chemical vacuum deposition. For example, a diffuser film can be made by centrifuging a coating on a substrate using a polymer or a polymer solution that contains dispersing elements dispersed therein. For example, the polymer may be a polyimide, and the scattering elements may be microscopic glass beads. Color filters and black masks can be suitably colored photoresist polymers made on a substrate using known photoresist deposition and masking techniques. Black masks can also be inorganic materials such as chromium oxide, also known as black chromium, and can be fabricated on a substrate using known photoresist deposition and masking techniques.

Процесс, показанный на фиг.8, продолжается на этапе 54 путем осаждения выравнивающего слоя. Выравнивающий слой или слои являются в типовом случае полимерами, например полиимидом, и могут осаждаться с использованием известных методов осаждения фоторезиста и маскирования. Осаждение выравнивающего слоя является факультативным, но часто предпочтительным, поскольку он приводит к получению подходящей подложки для последующих этапов обработки. Процесс, показанный на фиг.8, продолжается на этапе 56 изготовлением индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов (например, элементов интерферометрических модуляторов) поверх оптической компенсационной структуры и, если имеется, выравнивающего слоя. Интерферометрические модуляторы в общем случае изготавливаются с использованием процессов осаждения тонких пленок, например, как описано в патентах US 5835255 и 6055090 и в заявке US 2002/0126364 A1. Видоизменение этого процесса, также иллюстрируемое на фиг.8, предусматривает изготовление дополнительного выравнивающего слоя на этапе 58, вслед за изготовлением дополнительной оптической компенсационной структуры на этапе 59. После изготовления на этапе 59 процесс изготовления может возвратиться на этапы 58, 59 для изготовления дополнительных(ого) выравнивающих(его) слоев(я) и оптических(ой) компенсационных(ой) структур(ы) или может перейти на этапы 54, 56 для изготовления выравнивающего слоя и индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что процесс, показанный на фиг.8, или его варианты может использоваться для изготовления пространственных модуляторов света, включая, без ограничения указанным, пространственные модуляторы света, проиллюстрированные на фиг.5-7. Средства для модуляции света, прошедшего через прозрачную подложку, включают в себя интерферометрические модуляторы и жидкокристаллические дисплеи.The process shown in FIG. 8 continues at step 54 by depositing a leveling layer. The leveling layer or layers are typically polymers, for example polyimide, and can be deposited using known photoresist deposition and masking techniques. Precipitation of the leveling layer is optional, but often preferred as it results in a suitable substrate for subsequent processing steps. The process shown in FIG. 8 continues at step 56 with the manufacture of individually addressable light modulating elements (eg, interferometric modulator elements) over an optical compensation structure and, if available, a leveling layer. Interferometric modulators are generally manufactured using thin film deposition processes, for example, as described in US Pat. Nos. 5,835,255 and 6,055,090 and in US 2002/0126364 A1. A modification of this process, also illustrated in FIG. 8, provides for the production of an additional leveling layer in step 58, following the manufacture of the additional optical compensation structure in step 59. After manufacturing in step 59, the manufacturing process may return to steps 58, 59 for manufacturing additional ) of the alignment (s) of the layer (s) and the optical (s) of compensation (s) structures (s) or can go to steps 54, 56 for the manufacture of the alignment layer and individually addressable light modulating elements entov. Specialists in the art should understand that the process shown in Fig. 8 or its variants can be used for the manufacture of spatial light modulators, including, without limitation, spatial light modulators illustrated in Figs. 5-7. Means for modulating the light transmitted through the transparent substrate include interferometric modulators and liquid crystal displays.

Фиг.9 иллюстрирует вариант осуществления пространственного модулятора 200 света, в котором светомодулирующий элемент 205 размещен между подложкой 210 и оптической компенсационной структурой 215. В варианте осуществления, показанном на фиг.9, светомодулирующий элемент 205 является интерферометрическим модулятором, содержащим полость 220, подвижную стенку 225, оптический пакет 230 и держатели 235. Оптический пакет 230 находится на стенке полости 220, которая противоположна подвижной стенке 225. Оптическая компенсационная структура 215 может быть любой из вышеописанных оптических компенсационных структур, например активной оптической компенсационной структурой, которая обеспечивает дополнительный источник фронтального освещения, и/или пассивной оптической компенсационной структурой, например антиотражающим слоем, дифракционным оптическим элементом, структурой, которая рассеивает свет, черной маской, цветовым фильтром, рассеивателем, решеткой микролинз, голографической пленкой, которая уменьшает сдвиг в отраженном цвете относительно угла падения света, прошедшего через подложку, или комбинацией указанных средств. На фиг.9 светомодулирующий элемент 205 содержит интерферометрический модулятор, но также могут использоваться и другие пространственные модуляторы света.FIG. 9 illustrates an embodiment of a spatial light modulator 200 in which a light modulating element 205 is interposed between the substrate 210 and an optical compensation structure 215. In the embodiment shown in FIG. 9, the light modulating element 205 is an interferometric modulator comprising a cavity 220, a movable wall 225 , the optical bag 230 and the holders 235. The optical bag 230 is located on the wall of the cavity 220, which is opposite to the movable wall 225. The optical compensation structure 215 may be any of optical compensation structures described above, for example, an active optical compensation structure, which provides an additional source of frontal illumination, and / or a passive optical compensation structure, for example, an antireflection layer, a diffractive optical element, a structure that scatters light, a black mask, a color filter, a diffuser, a microlens grating , a holographic film that reduces the shift in the reflected color relative to the angle of incidence of the light transmitted through the substrate, or and a combination of these funds. In Fig. 9, the light modulating element 205 comprises an interferometric modulator, but other spatial light modulators can also be used.

Пространственный модулятор света, в котором светомодулирующий элемент размещен между подложкой и оптической компенсационной структурой (такой, как показана на фиг.9), может быть изготовлен с помощью процесса, подобного показанному на фиг.8, за исключением того, что индивидуально адресуемые светомодулирующие элементы изготавливаются на подложке, после чего следует изготовление оптических(ой) компенсационных(ой) структур(ы) поверх индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов (например, этап 56 на фиг.8 проводится после этапа 50 и перед этапом 52). Факультативно, может быть изготовлен выравнивающий слой поверх индивидуально адресуемых светомодулирующих элементов, после чего следует изготовление оптических(ой) компенсационных(ой) структур(ы) поверх выравнивающего слоя.A spatial light modulator in which a light modulating element is placed between the substrate and an optical compensation structure (such as shown in FIG. 9) can be manufactured using a process similar to that shown in FIG. 8, except that individually addressable light modulating elements are made on the substrate, followed by the manufacture of optical compensation (s) structures (s) over individually addressable light-modulating elements (for example, step 56 in Fig. 8 is carried out after step 50 and Power stage 52). Optionally, an alignment layer can be made on top of individually addressable light modulating elements, followed by the fabrication of optical compensation structures (s) on top of the alignment layer.

Хотя вышеописанное детальное описание представило, описало и отметило новые признаки изобретения применительно к различным вариантам осуществления понятно, что различные исключения, замены и изменения по форме и в деталях устройства или способа могут быть осуществлены специалистами в данной области техники без отклонения от сущности изобретения. Понятно что изобретение может быть воплощено в форме, которая не обеспечивает все описанные признаки и преимущества, поскольку отдельные признаки могут быть использованы или реализованы отдельно от других.Although the above detailed description has presented, described and noted new features of the invention in relation to various embodiments, it is understood that various exceptions, substitutions and changes in form and details of the device or method can be made by specialists in this field of technology without deviating from the essence of the invention. It is clear that the invention can be embodied in a form that does not provide all of the described features and advantages, as individual features can be used or implemented separately from others.

Claims

1. Spatial light modulator containing
substrate
a plurality of individually addressable light modulating elements disposed on a substrate and configured to interferometricly modulate the light transmitted through the substrate,
diffuser, and
optical compensation structure; moreover, the specified optical compensation structure is different from the diffuser, while the diffuser and the optical compensation structure are placed between the substrate and a plurality of individually addressable light modulating elements.

2. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the interferometric modulator comprises a movable element and a cavity.

3. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the optical compensation structure comprises a black mask.

4. The spatial light modulator according to claim 1 or 3, wherein the optical compensation structure comprises a color filter.

5. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the optical compensation structure comprises an antireflection layer.

6. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the optical compensation structure comprises a plurality of scattering elements.

7. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the optical compensation structure comprises a microlens array.

8. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the optical compensation structure comprises a holographic film that reduces the shift in reflected color with respect to the angle of incidence of the light transmitted through the substrate.

9. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the optical compensation structure comprises a diffractive optical element.

10. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the optical compensation structure comprises a leveling layer that comprises a scattering element.

11. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the optical compensation structure is a passive optical compensation structure.

12. The spatial light modulator according to claim 1, further comprising an alignment layer.

13. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the substrate is partially reflective.

14. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the individually addressable light modulating elements comprise an interference modulator, and wherein the optical compensation structure is selected from the group consisting of a black mask and a color filter.

15. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the optical compensation structure comprises a black mask and a color filter.

16. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the optical compensation structure is located between the diffuser and the plurality of individually addressable light modulating elements.

17. A method of manufacturing a spatial light modulator, comprising:
manufacture of a diffuser on a substrate,
fabrication of an optical compensation structure on a substrate, and
manufacturing a plurality of individually addressable light modulating elements on a diffuser and an optical compensation structure, said individually addressable light modulating elements are configured to interferometric modulate the light passing through the substrate.

18. The method according to 17, in which the manufacture of individually addressable light modulating elements comprises the manufacture of a cavity and a movable element.

19. The method according to 17, additionally containing the manufacture of a leveling layer on top of the optical compensation structure.

20. The method according to 17, in which the manufacture of an optical compensation structure comprises the manufacture of at least one structure selected from the group consisting of a black mask, a color filter, an antireflection layer, a plurality of scattering elements, an array of microlenses and a holographic film, which reduces the shift in the reflected color with respect to the angle of incidence of the light transmitted through the substrate and the diffractive optical element.

21. The method according to 17, in which the manufacture of an optical compensation structure comprises the manufacture of a passive optical compensation structure.

22. Spatial light modulator containing a transparent substrate,
a plurality of individually addressable light modulating elements arranged on a transparent substrate and configured to modulate light passing through the transparent substrate, wherein the interferometric light modulating elements comprise a cavity and a movable wall, and
a plurality of different optical compensation structures arranged between the transparent substrate and a plurality of individually addressable interferometric light-modulating elements, at least one of the optical compensation structures comprising a diffuser.

23. A spatial light modulator comprising a substrate,
means for interferometric modulation of the light transmitted through the substrate or reflected from the substrate,
means for diffusing light transmitted through the substrate or reflected from the substrate, and
means for compensating for light transmitted through the substrate or reflected from the substrate; moreover, the means for compensating for the light differs from the means for diffusing light,
wherein means for scattering light and means for compensating for light during operation are located between the substrate and the means for modulating light transmitted through the substrate or reflected from the substrate.

24. The spatial light modulator according to claim 23, wherein the means for modulating light transmitted through or reflected from the substrate comprises a plurality of interferometric modulators.

25. The spatial light modulator according to claim 23, wherein the means for compensating for the light transmitted through the substrate or reflected from the substrate comprises a structure selected from the group consisting of a black mask, a diffractive optical element, a color filter, an antireflection layer, a plurality of scattering elements , microlens gratings and holographic films.

26. The spatial light modulator according to claim 23, wherein the means for compensating for the light transmitted through the substrate or reflected from the substrate comprises a structure selected from the group consisting of a black mask, a color filter.

27. A spatial light modulator comprising
substrate
a plurality of individually addressable light modulating elements arranged on a substrate and interferometricly modulating light passing through the substrate, a first optical compensation structure and a second optical compensation structure, wherein the second optical compensation structure is different from the first optical compensation structure, wherein said second optical compensation the structure is selected from the group consisting of an antireflection layer, a plurality of scattering electrons elements, a microlens grating, a holographic film that reduces the shift in the reflected color with respect to the angle of incidence of the light transmitted through the substrate, and the diffractive optical element, while the first and second optical compensation structures are placed between the substrate and many individually addressable light modulating elements.

28. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the interferometric modulator comprises a movable element and a cavity.

29. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the first optical compensation structure comprises a black mask.

30. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the first optical compensation structure comprises a color filter.

31. The spatial light modulator according to Claim 27, wherein the individually addressable light modulating elements comprise an interference modulator and in which the first optical compensation structure is selected from the group consisting of a black mask and a color filter.

32. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the first optical compensation structure comprises a black mask and a color filter.

33. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the first optical compensation structure is a passive optical compensation structure.

34. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the leveling layer comprises a second optical compensation structure.

35. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the substrate is partially reflective.

36. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the second optical compensation structure is an antireflection layer.

37. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the second optical compensation structure is a plurality of scattering elements.

38. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the second optical compensation structure is a microlens array.

39. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the second optical compensation structure is a holographic film that reduces the shift in reflected color with respect to the angle of incidence of the light transmitted through the substrate.

40. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the second optical compensation structure is a diffractive optical element.

41. The spatial light modulator according to claim 27, wherein the first optical compensation structure is located between the second optical compensation structure and a plurality of individually addressable light modulating elements.