TW201346867A - 整合環境光感測器 - Google Patents

Abstract

對於具有顯示器的個人電子設備(PED)，該顯示器包括具有前表面和後表面的玻璃罩，該PED包括被配置成向顯示器發送至少一個信號的驅動器電路以及包括環境光感測器(ALS)。驅動器電路和ALS中的每一者被置於玻璃罩的後表面之後。ALS和驅動器電路可常駐在毗鄰玻璃罩的後表面佈置的單個基板上。ALS可向驅動器電路輸出指示環境光水平並且指示環境光光譜和環境光方向中的一者或兩者的信號。驅動器電路可被配置成回應於該等信號而自動地調整顯示器色偏和顯示器發光中的一者或兩者。

Description

整合環境光感測器

本案涉及用於具有顯示器的個人電子設備的環境光感測器，尤其涉及整合在顯示器的玻璃罩之後並被配置成輸出指示環境光的光譜和方向性的信號的環境光感測器。

機電系統(EMS)包括具有電氣及機械元件、致動器、換能器、感測器、光學部件(諸如鏡子和光膜層)以及電子裝置的設備。機電系統可以在各種尺度上製造，包括但不限於微米尺度和奈米尺度。例如，微機電系統(MEMS)裝置可包括具有範圍從大約一微米到數百微米或以上的大小的結構。奈米機電系統(NEMS)裝置可包括具有小於一微米的大小(包括，例如小於幾百奈米的大小)的結構。機電元件可使用沉積、蝕刻、光刻及/或蝕刻掉基板及/或所沉積材料層的部分或添加層以形成電氣及機電裝置的其他微機械加工製程來製作。

一種類型的機電系統裝置稱為干涉量測(interferometric)調制器(IMOD)。如本文所使用的，術語干涉量測調制器或干涉量測光調制器是指使用光學干涉原理來 選擇性地吸收及/或反射光的裝置。在一些實現中，干涉量測調制器可包括一對導電板，該對導電板中的一者或兩者可以完全或部分地是透明的及/或反射性的，且能夠在施加合適電信號時進行相對運動。在一實現中，一塊板可包括沉積在基板上的靜止層，而另一塊板可包括與該靜止層相隔一氣隙的反射膜。一塊板相對於另一塊板的位置可改變入射在該干涉量測調制器上的光的光學干涉。干涉量測調制器裝置具有範圍廣泛的應用，且預期將用於改善現有產品以及創造新產品，尤其是諸如個人電腦和個人電子設備(PED)之類的具有顯示能力的彼等產品。

一般的PED往往納入至少一個環境光感測器(ALS)，該ALS輸出指示環境光強度的信號。回應於該信號，PED顯示器的發光可例如由一或更多個驅動器電路來改變。ALS通常安裝在PED顯示器的玻璃罩附近的PED框架上，而不是PED顯示器的玻璃罩上。因此，不得不為ALS預留框架上的附加空間，並且必須提供相關聯的從ALS到顯示器驅動器電路的電連接。不僅如此，因為ALS信號僅指示環境光的水平，所以驅動器電路不能夠回應於環境光的光譜或方向來補償顯示器色偏或者發光。

因此，希望改進ALS的功能性而同時減少與其佔用空間和整合複雜度相關聯的代價。

本案的系統、方法和設備各自具有若干個創新性態樣，其中並不由任何單個態樣全權負責本文中所揭示 的期望屬性。

本案中所描述的標的的一個創新性態樣可在具有顯示器的個人電子設備(PED)中實現，該顯示器包括具有前表面和後表面的玻璃罩。PED包括處理器、驅動器電路和環境光感測器(ALS)，該處理器被配置成與顯示器通訊並且被配置成處理圖像資料，該驅動器電路被配置成向顯示器發送至少一個信號。驅動器電路和ALS中的每一者被置於玻璃罩的後表面之後。ALS被配置成輸出指示環境光的水平、光譜和方向性的信號。

在一些實現中，ALS和驅動器電路可常駐在緊鄰玻璃罩的後表面佈置的單個基板上。ALS可與驅動器電路整合在一起。各向異性傳導膜可將驅動器電路黏附至玻璃罩的後表面。

驅動器電路和處理器中的一者或兩者可被配置成回應於該等信號而自動地調整顯示器色偏和顯示器發光中的一者或兩者。

ALS可包括至少兩個光敏元件，每個光敏元件對電磁輻射的相應光譜具有各自不同的感光度。可藉由相應光電二極體耗盡區的不同深度，分別調諧該至少兩個光敏元件之每一者光敏元件對電磁輻射的相應光譜的感光度。

PED可包括至少第一ALS和第二ALS，每個ALS被佈置成緊鄰至少一個遮罩元件，該遮罩元件被配置成使得對於具有第一定向分量的環境光，第一ALS和第二ALS接收顯著不同強度的光。PED可包括第一遮罩元件和第二遮罩元件 ，該第一遮罩元件和第二遮罩元件被佈置成在與玻璃罩的後表面基本上平行的第一平面中的十字形安排，該平面被佈置成使得傳入的環境光的光束在抵達第一ALS或第二ALS之前必須穿過該平面。PED可包括第三ALS、第一遮罩元件、第二遮罩元件和第三遮罩元件，該第一遮罩元件、第二遮罩元件和第三遮罩元件被佈置成在與玻璃罩的後表面基本上平行的第一平面中的三腿星形安排，該平面被佈置成使得傳入的環境光的光束在抵達第一ALS、第二ALS或第三ALS之前必須穿過該平面。

PED可包括至少第一ALS、第二ALS和第三ALS，每個ALS被佈置成緊鄰至少一個相應的遮罩元件，該遮罩元件被配置成使得對於具有第一定向分量的環境光，第一ALS、第二ALS和第三ALS中的至少兩個ALS接收顯著不同強度的光。

在一些實現中，一種設備包括用於接收由至少一個環境光感測器(ALS)輸出的信號的手段，其中該等信號指示環境光水平並且指示環境光光譜和環境光方向中的一者或兩者。驅動器電路被配置成向顯示器發送至少一個信號並且回應於接收到的信號而自動地調整顯示器的顯示器色偏和顯示器發光中的一者或兩者。顯示器包括玻璃罩，該玻璃罩具有前表面和後表面。驅動器電路和ALS中的每一者被置於玻璃罩的後表面之後。

在一些實現中，一種方法包括接收由至少一個環境光感測器(ALS)輸出的信號，其中該等信號指示環境 光水平並且指示環境光光譜和環境光方向中的一者或兩者；及回應於接收到的信號用驅動器電路自動地調整個人電子設備(PED)的顯示器的顯示器色偏和顯示器發光中的一者或兩者。顯示器可包括玻璃罩，該玻璃罩具有前表面和後表面。在一些實現中，該至少一個ALS與驅動器電路整合在一起並且置於玻璃罩的後表面之後。

在一些實現中，一種方法包括形成顯示器，該顯示器包括具有前表面和後表面的玻璃罩；在玻璃罩的後表面上佈置驅動器電路和至少一個環境光感測器(ALS)，該驅動器電路被配置成向顯示器發送至少一個信號。ALS被配置成輸出指示環境光水平並且指示環境光光譜和環境光方向中的一者或兩者的信號。驅動器電路被配置成回應於接收到的信號而自動地調整顯示器的顯示器色偏和顯示器發光中的一者或兩者。

本說明書中所描述的標的的一或更多個實現的詳情在附圖及以下描述中闡述。其他特徵、態樣和優點將從該描述、附圖和申請專利範圍中變得明瞭。注意，以下附圖的相對尺寸可能並非按比例繪製。

12‧‧‧干涉量測調制器

13‧‧‧箭頭

14‧‧‧可移動反射層

14a‧‧‧反射子層

14b‧‧‧支承層

14c‧‧‧傳導層

15‧‧‧箭頭

16‧‧‧光學疊層

16a‧‧‧吸收體層

16b‧‧‧介電體

18‧‧‧柱子

19‧‧‧腔

20‧‧‧透明基板

21‧‧‧處理器

22‧‧‧陣列驅動器

23‧‧‧黑色遮罩結構

24‧‧‧行驅動器電路

25‧‧‧犧牲層

26‧‧‧列驅動器電路

27‧‧‧網路介面

28‧‧‧圖框緩衝器

29‧‧‧驅動器控制器

30‧‧‧顯示陣列/顯示器

32‧‧‧系帶

34‧‧‧可形變層

35‧‧‧分隔層

40‧‧‧顯示裝置

41‧‧‧外殼

43‧‧‧天線

45‧‧‧揚聲器

46‧‧‧話筒

47‧‧‧收發器

48‧‧‧輸入裝置

50‧‧‧電源

52‧‧‧調節硬體

62‧‧‧高分段電壓

64‧‧‧低分段電壓

70‧‧‧釋放電壓

72‧‧‧高保持電壓

74‧‧‧高定址電壓

76‧‧‧低保持電壓

78‧‧‧低定址電壓

80‧‧‧製程

82‧‧‧方塊

84‧‧‧方塊

86‧‧‧方塊

88‧‧‧方塊

90‧‧‧方塊

900‧‧‧PED

910‧‧‧ALS

910(1)‧‧‧ALS

910(2)‧‧‧ALS

910(3)‧‧‧ALS

910(4)‧‧‧ALS

910a‧‧‧第一ALS

910b‧‧‧第二ALS

910c‧‧‧附加的ALS

910d‧‧‧附加的ALS

911‧‧‧信號

912‧‧‧信號

919‧‧‧輸出信號

920‧‧‧驅動器電路

920(1)‧‧‧驅動器電路

920(2)‧‧‧驅動器電路

920(3)‧‧‧驅動器電路

920(4)‧‧‧驅動器電路

921‧‧‧信號

930‧‧‧玻璃罩

931‧‧‧後表面

932‧‧‧前表面

935‧‧‧遮罩裝置

940‧‧‧顯示器

950‧‧‧框架

960‧‧‧各向異性傳導膜(ACF)

970‧‧‧透鏡

980‧‧‧遮罩裝置

980(1)‧‧‧遮罩裝置

980(2)‧‧‧遮罩裝置

980(3)‧‧‧遮罩裝置

980(4)‧‧‧遮罩裝置

981‧‧‧第一遮罩元件

982‧‧‧第二遮罩元件

1201‧‧‧第一定向分量

1202‧‧‧定向傳入光

1203‧‧‧定向傳入光

1205‧‧‧第三定向分量

1210‧‧‧光接收孔區域

1300‧‧‧方法

1310‧‧‧方塊

1320‧‧‧方塊

1330‧‧‧方塊

1340‧‧‧方塊

1400‧‧‧ALS

1401‧‧‧單個p型基板

1410a‧‧‧光電二極體

1410b‧‧‧光電二極體

1410c‧‧‧光電二極體

1450‧‧‧分層感測器疊層

1460‧‧‧光電二極體

1470‧‧‧光電二極體

1480‧‧‧光電二極體

1490a‧‧‧耗盡區

1490b‧‧‧耗盡區

1490c‧‧‧耗盡區

1500‧‧‧方法

1510‧‧‧方塊

1520‧‧‧方塊

1530‧‧‧方塊

1540‧‧‧方塊

1600‧‧‧方法

1610‧‧‧方塊

1620‧‧‧方塊

1700‧‧‧方法

1710‧‧‧方塊

1720‧‧‧方塊

圖1示出圖示了干涉量測調制器(IMOD)顯示裝置的一系列像素中的兩個毗鄰像素的等角視圖的實例。

圖2示出圖示納入了3x3干涉量測調制器顯示器的電子設備的系統方塊圖的實例。

圖3示出圖示圖1的干涉量測調制器的可移動 反射層位置相對於所施加電壓的圖示的實例。

圖4示出圖示在施加各種共用電壓和分段電壓時干涉量測調制器各種狀態的表的實例。

圖5A示出圖示圖2的3x3干涉量測調制器顯示器中的一圖框顯示資料的圖示的實例。

圖5B示出可用於寫圖5A中所圖示的該圖框顯示資料的共用信號和分段信號的時序圖的實例。

圖6A示出圖1的干涉量測調制器顯示器的局部橫截面的實例。

圖6B-6E示出干涉量測調制器的不同實現的橫截面的實例。

圖7示出圖示干涉量測調制器的製造製程的流程圖的實例。

圖8A-8E示出製作干涉量測調制器的方法中的各個階段的橫截面示意圖示的實例。

圖9A-9C示出根據一個實現的PED的實例。

圖10A和10B示出根據在其中ALS緊鄰驅動器電路中的至少一個驅動器電路的實現的PED的實例。

圖11示出在其中ALS置於透鏡之後的實現的實例。

圖12A-12E示出被配置成偵測傳入的光的方向性的實現的實例。

圖13示出用於基於對從光敏元件輸出的信號的分析來調整顯示器參數的方法的實例。

圖14A和14B示出被配置成偵測環境光的光譜特性的ALS的實現的實例。

圖15示出用於基於對從光敏元件輸出的信號的分析來調整至少一個顯示器參數的方法的實例，其中光敏元件被配置成輸出指示傳入的光的光譜的信號。

圖16示出用於調整PED的顯示器的顯示器色偏及/或顯示器發光的方法的實例。

圖17示出用於製造顯示器的方法的實例。

圖18A和18B示出圖示包括複數個干涉量測調制器的顯示裝置的系統方塊圖的實例。

各個附圖中相似的元件符號和命名指示相似元件。

以下描述針對意欲用於描述本案的創新性態樣的某些實現。然而，本領域一般技藝人士將容易認識到本文的教義可以多種不同方式來應用。所描述的實現可在可配置成顯示圖像的任何設備或系統中實現，無論該圖像是運動的(例如，視訊)還是不動的(例如，靜止圖像)，且無論其是文字的、圖形的還是畫面的皆可。更具體而言，構想了所描述的實現可被包括在各種各樣的電子設備中或與各種各樣的電子設備相關聯，該等電子設備諸如但不限於：行動電話、具有網際網路能力的多媒體蜂巢式電話、行動電視接收器、無線設備、智慧型電話、藍芽®設備、個人資料助理(PDAs)、無線電子郵件接收器、掌上型或可攜式電腦、小筆電、 筆記本、智慧型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃瞄器、傳真設備、GPS接收器/導航儀、相機、MP3播放機、攝錄影機、遊戲控制台、手錶、鐘錶、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀設備(亦即，電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(包括里程表和速度表顯示器等)、駕駛座艙控制儀及/或顯示器、相機取景顯示器(諸如車輛中的後視相機的顯示器)、電子照片、電子告示牌或招牌、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、立體音響系統、卡式答錄機或播放機、DVD播放機、CD播放機、VCR、廣播、可攜式記憶體晶片、洗衣機、烘乾機、洗衣機/烘乾機、停車計時器、封裝(諸如在機電系統(EMS)、微機電系統(MEMS)和非MEMS應用中)、美學結構(例如，關於一件珠寶的圖像的顯示)以及各種各樣的EMS設備。本文中的教示亦可用在非顯示器應用中，諸如但不限於：電子切換設備、射頻濾波器、感測器、加速計、陀螺儀、運動感測設備、磁力計、用於消費者電子設備的慣性元件、消費者電子產品的部件、可變電抗器、液晶設備、電泳設備、驅動方案、製造製程以及電子測試裝備。因此，該等教示無意被局限於只是在附圖中圖示的實現，而是具有如本領域一般技藝人士將容易明白的廣泛應用性。

下文描述納入具有顯示器、驅動器電路和環境光感測器(ALS)的個人電子設備的新技術。顯示器包括玻璃罩，該玻璃罩具有前表面和後表面。驅動器電路被配置成將至少一個信號發送給顯示器。ALS和每個驅動器電路被置於 玻璃罩的後表面之後。ALS向驅動器電路及/或處理器輸出信號，該等信號指示環境光的水平、光譜和方向性。回應於彼等信號，可以調整或最佳化顯示器的特性。例如，可以調整顯示器的色偏或顯示器發光。在一些實現中，ALS和驅動器電路可常駐在毗鄰玻璃罩的後表面佈置的單個半導體基板上。有利地，驅動器電路和ALS可被實現為單片積體電路。

可實現本案中所描述的標的的具體實現以達成以下潛在優點中的一項或多項。因為驅動器電路和ALS中的每一者均置於玻璃罩之後，所以可以減小PED的整體尺寸。例如，根據本文中的教導，可以避免在玻璃罩的周界外(亦即，在PED的周圍「框架」上)為ALS保留安裝空間的需要。不僅如此，本文中的技術藉由避免在安裝在框架上的ALS與安裝在玻璃罩上的驅動器電路之間提供電連接的必要性來簡化電氣整合。另外，對於在其中ALS和驅動器電路常駐在單個基板上的實現，需要較少的遮罩。

附加的優點包括基於改善的ALS功能性來增強對顯示器參數的控制。例如，ALS可被配置成輸出信號，該等信號除了指示環境光的強度或水平之外亦指示環境光的方向和光譜中的一者或兩者。回應於ALS輸出信號，可例如藉由調整顯示器的色彩映射、色偏或發光來最佳化顯示器效能。

儘管本文中的大部分描述涉及干涉量測調制器顯示器，但是許多此類實現可被用於促進其他類型的反射式顯示器，包括但不限於電泳墨水顯示器和基於電濕潤技術的顯示器。不僅如此，儘管本文中所描述的干涉量測調制器 顯示器一般包括紅色、藍色和綠色像素，但是本文中所描述的許多實現可在具有其他顏色的像素(例如，具有紫色、橘黃色和黃綠色像素)的反射式顯示器中使用。不僅如此，本文中所描述的許多實現可在具有更多種顏色的像素(諸如舉例而言具有對應於4、5或更多種顏色的像素)的反射式顯示器中使用。一些此類實現可包括對應於紅色、藍色、綠色和黃色的像素。替換實現可包括對應於紅色、藍色、綠色、黃色和青色的像素。

可應用所描述的實現的合適裝置的實例是基於EMS或MEMS的反射式顯示裝置。反射式顯示裝置可納入干涉量測調制器(IMODs)以使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射入射到其上的光。IMOD可包括吸收體、可相對於該吸收體移動的反射體、以及限定在吸收體與反射體之間的光學諧振腔。該反射體可被移至兩個或兩個以上不同位置，此舉可以改變光學諧振腔的大小並由此影響該干涉量測調制器的反射。IMOD的反射譜可建立相當廣的譜帶，該等譜帶可跨可見波長移位以產生不同顏色。譜帶的位置可藉由改變光學諧振腔的厚度來調節。改變光學諧振腔的一種方法是藉由改變反射體的位置。

圖1示出圖示了干涉量測調制器(IMOD)顯示裝置的一系列像素中的兩個毗鄰像素的等角視圖的實例。該IMOD顯示裝置包括一或更多個干涉量測MEMS顯示元件。在該等設備中，MEMS顯示元件的像素可處於亮狀態或暗狀態。在亮(「鬆弛」、「打開」或「接通」)狀態，顯示元件 將入射可見光的很大部分反射掉(例如，去往使用者)。相反，在暗(「致動」、「關閉」或「關斷」)狀態，顯示元件幾乎不反射所入射的可見光。在一些實現中，可顛倒接通和關斷狀態的光反射性質。MEMS像素可配置成主導性地在特定波長上發生反射，從而除了黑白以外亦允許彩色顯示。

IMOD顯示裝置可包括IMOD的行/列陣列。每個IMOD可包括一對反射層，亦即，可移動反射層和固定的部分反射層，該等反射層定位在彼此相距可變且可控的距離處以形成氣隙(亦稱為光學間隙或腔)。可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在第一位置(亦即，鬆弛位置)，可移動反射層可定位在離該固定的部分反射層有相對較大距離處。在第二位置(亦即，致動位置)，該可移動反射層可定位成更靠近該部分反射層。取決於可移動反射層的位置，從此兩個層反射的入射光可相長地或相消地干涉，從而產生每個像素整體上的反射或非反射的狀態。在一些實現中，IMOD在未致動時可處於反射狀態，此時反射可見譜內的光，並且在未致動時可處於暗狀態，此時吸收及/或相消地干涉可見範圍內的光。然而，在一些其他實現中，IMOD可在未致動時處於暗狀態，而在致動時處於反射狀態。在一些實現中，所施加電壓的引入可驅動像素改變狀態。在一些其他實現中，所施加電荷可驅動像素改變狀態。

圖1中所圖示的像素陣列部分包括兩個毗鄰的干涉量測調制器12。在左側(如圖所示)的IMOD 12中，可移動反射層14圖示為處於離光學疊層16有預定距離的鬆弛位 置，光學疊層16包括部分反射層。跨左側的IMOD 12施加的電壓V₀不足以引起對可移動反射層14的致動。在右側的IMOD 12中，可移動反射層14圖示為處於靠近或毗鄰光學疊層16的致動位置。跨右側的IMOD 12施加的電壓V_偏置足以將可移動反射層14維持在致動位置。

在圖1中，像素12的反射性質用指示入射在像素12上的光的箭頭13、以及從左側的像素12反射的光的箭頭15來一般化地圖示。儘管未詳細地圖示，但本領域一般技藝人士將理解，入射在像素12上的光13的絕大部分將透射穿過透明基板20去往光學疊層16。入射在光學疊層16上的光的一部分將透射穿過光學疊層16的部分反射層，且一部分將被反射回去穿過透明基板20。光13透射穿過光學疊層16的那部分將在可移動反射層14處朝向透明基板20反射回去(且穿過透明基板20)。從光學疊層16的部分反射層反射的光與從可移動反射層14反射的光之間的干涉(相長的或相消的)將決定從像素12反射的光15的波長。

光學疊層16可包括單層或若干層。該(些)層可包括電極層、部分反射且部分透射層以及透明介電層中的一或更多者。在一些實現中，光學疊層16是導電的、部分透明且部分反射的，並且可以例如藉由將上述層中的一或更多者沉積在透明基板20上來製造。電極層可由各種各樣的材料形成，諸如各種金屬，例如氧化銦錫(ITO)。部分反射層可由各種各樣的部分反射的材料形成，諸如各種金屬(諸如鉻(Cr))、半導體以及介電體。部分反射層可由一層或多 層材料形成，且每一層可由單種材料或由材料的組合形成。在一些實現中，光學疊層16可包括單個半透明的金屬或半導體厚層，其既用作光吸收體又用作電導體，而(例如，IMOD的光學疊層16或其他結構的)不同的、更導電的層或部分可用於在IMOD像素之間匯流信號。光學疊層16亦可包括覆蓋一或更多個傳導層或導電/光吸收層的一或更多個絕緣或介電層。

在一些實現中，光學疊層16的(諸)層可被圖案化為平行條帶，並且可如下文進一步描述地形成顯示裝置中的行電極。如本領域一般技藝人士將理解的，術語「圖案化」在本文中用於指遮罩以及蝕刻製程。在一些實現中，可將高傳導性和高反射性的材料(諸如，鋁(Al))用於可移動反射層14，且該等條帶可形成顯示裝置中的列電極。可移動反射層14可形成為一個或數個沉積金屬層的一系列平行條帶(與光學疊層16的行電極正交)，以形成沉積在柱子18以及各個柱子18之間所沉積的中間犧牲材料頂上的(諸)列。當該犧牲材料被蝕刻掉時，便可在可移動反射層14與光學疊層16之間形成界定的間隙19或光學腔。在一些實現中，各個柱子18之間的間距可近似為1-1000um，而間隙19可小於10,000埃(Å)。

在一些實現中，IMOD的每個像素(無論處於致動狀態亦是鬆弛狀態)實質上是由該固定反射層和移動反射層形成的電容器。在無電壓被施加時，可移動反射層14保持在機械鬆弛狀態，如由圖1中左側的像素12所圖示的，其中 在可移動反射層14與光學疊層16之間存在間隙19。然而，當將電位差(電壓)施加至所選行和列中的至少一者時，在對應像素處的該行電極和列電極的交叉處形成的電容器變為帶電的，且靜電力將該等電極拉向一起。若所施加電壓超過閾值，則可移動反射層14可形變並且移動到靠近或靠倚光學疊層16。光學疊層16內的介電層(未圖示)可防止短路並控制層14與層16之間的分隔距離，如圖1中右側的致動像素12所圖示的。不管所施加電位差的極性如何，行為皆是相同的。儘管陣列中的一系列像素在一些實例中可被稱為「行」或「列」，但本領域一般技藝人士將容易理解，將一個方向稱為「行」並將另一方向稱為「列」是任意的。要重申的是，在一些取向中，行可被視為列，而列被視為行。此外，顯示元件可均勻地排列成正交的行和列(「陣列」)，或排列成非線性配置，例如關於彼此具有某些位置偏移(「馬賽克」)。術語「陣列」和「馬賽克」可以指任一種配置。因此，儘管將顯示器稱為包括「陣列」或「馬賽克」，但在任何情況中，該等元件本身不一定要彼此正交地排列，或部署成均勻分佈，而是可包括具有非對稱形狀以及不均勻分佈的元件的佈局。

圖2示出圖示納入了3x3干涉量測調制器顯示器的電子設備的系統方塊圖的實例。該電子設備包括處理器21，其可配置成執行一或更多個軟體模組。除了執行作業系統，處理器21亦可配置成執行一或更多個軟體應用，包括web瀏覽器、電話應用、電子郵件程式，或任何其他軟體應用。

處理器21可配置成與陣列驅動器22通訊。陣列驅動器22可包括例如向顯示陣列或面板30提供信號的行驅動器電路24和列驅動器電路26。圖1中所圖示的IMOD顯示裝置的橫截面由圖2中的線1-1示出。儘管圖2為清晰起見圖示了3×3的IMOD陣列，但顯示陣列30可包含很大數目的IMOD，並且可在行中具有與列中不同的數目的IMOD，且反之亦然。

圖3示出圖示圖1的干涉量測調制器的可移動反射層位置相對於所施加電壓的圖示的實例。對於MEMS干涉量測調制器，行/列(亦即，共用/分段)寫程序可利用該等裝置的如圖3中所圖示的滯後性質。在一個示例性實現中，干涉量測調制器可使用約10伏的電位差以使可移動反射層或鏡從鬆弛狀態改變為致動狀態。當電壓從該值減小時，可移動反射層隨電壓降回至(在此實例中為)10伏以下而維持其狀態；然而，可移動反射層並不完全鬆弛，直至電壓降至2伏以下。因此，如圖3中所示，在此實例中，存在一電壓範圍(大約為3至7伏)，在此電壓範圍中有該裝置要麼穩定於鬆弛狀態要麼穩定於致動狀態的所施加電壓窗口。該窗口在本文中稱為「滯後窗」或「穩定態窗」。對於具有圖3的滯後特性的顯示陣列30，行/列寫程序可被設計成每次定址一行或多行，以使得在對給定行定址期間，被定址行中要被致動的像素暴露於在此實例中約10伏的電壓差，而要被鬆弛的像素暴露於接近0伏的電壓差。在定址之後，該等像素可暴露於在此實例中約5伏的穩態或偏置電壓差，以使得其保持在先前的閘選狀態中。在該實例中，在被定址之後，每個像素皆經經受落在約 3-7伏的「穩定態窗」內的電位差。該滯後性質特徵使得(諸如圖1中所圖示的)像素設計能夠在相同的所施加電壓條件下保持穩定在要麼致動要麼鬆弛的事先存在的狀態中。由於每個IMOD像素(無論是處於致動狀態還是鬆弛狀態)實質上是由固定反射層和移動反射層形成的電容器，因此該穩定狀態在落在該滯後窗內的平穩電壓下可得以保持，而基本上不消耗或損失功率。此外，若所施加電壓電位保持基本上固定，則實質上很少或沒有電流流入IMOD像素中。

在一些實現中，可根據對給定行中像素的狀態所期望的改變(若有)，藉由沿該組列電極施加「分段」電壓形式的資料信號來建立圖像的圖框。可輪流定址該陣列的每一行，以使得每次寫該圖框的一行。為了將期望資料寫到第一行中的像素，可在諸列電極上施加與該第一行中的像素的期望狀態相對應的分段電壓，並且可向第一行電極施加特定的「共用」電壓或信號形式的第一行脈衝。該組分段電壓隨後可被改變為與對第二行中像素的狀態的期望改變相對應(若有)，且可向第二行電極施加第二共用電壓。在一些實現中，第一行中的像素不受沿諸列電極施加的分段電壓上的改變的影響，而是保持於其在第一共用電壓行脈衝期間被設定的狀態。可按順序方式對整個行系列(或替換地對整個列系列)重複此製程以產生圖像圖框。藉由以每秒某個期望數目的圖框來不斷地重複此製程，便可用新圖像資料來刷新及/或更新該等圖框。

跨每個像素施加的分段信號和共用信號的組 合(亦即，跨每個像素的電位差)決定每個像素結果所得的狀態。圖4示出圖示在施加各種共用電壓和分段電壓時干涉量測調制器各種狀態的表的實例。如本領域一般技藝人士將理解的，可將「分段」電壓施加於列電極或行電極，並且可將「共用」電壓施加於列電極或行電極中的另一者。

如圖4中(以及圖5B中所示的時序圖中)所圖示的，當沿共用線施加釋放電壓VC_釋放時，沿該共用線的所有干涉量測調制器元件將被置於鬆弛狀態，或者稱為釋放狀態或未致動狀態，不管沿各分段線所施加的電壓如何(亦即，高分段電壓VS_H和低分段電壓VS_L)。具體而言，當沿共用線施加有釋放電壓VC_釋放時，在沿該像素的對應分段線施加高分段電壓VS_H和低分段電壓VS_L這兩種情況下，跨該等調制器像素的電位電壓(或者稱為像素電壓)皆落在鬆弛窗(參見圖3，亦稱為釋放窗)內。

當在共用線上施加有保持電壓時(諸如高保持電壓VC_{保持_H}或低保持電壓VC_{保持_L})，該干涉量測調制器的狀態將保持恆定。例如，鬆弛的IMOD將保持在鬆弛位置，而致動的IMOD將保持在致動位置。保持電壓可被選擇成使得在沿對應的分段線施加高分段電壓VS_H和低分段電壓VS_L這兩種情況下，像素電壓皆將保持落在穩定態窗內。因此，分段電壓擺幅(亦即，高分段電壓VS_H與低分段電壓VS_L之差)小於正穩定態窗或負穩定態窗任一者的寬度。

當在共用線上施加有定址或即致動電壓(諸如高定址電壓VC_{定址_H}或低定址電壓VC_{定址_L})時，藉由沿各自 相應的分段線施加分段電壓，就可選擇性地將資料寫到沿該線的各調制器。分段電壓可被選擇成使得致動取決於所施加的分段電壓。當沿共用線施加有定址電壓時，施加一個分段電壓將產生落在穩定態窗內的像素電壓，從而使該像素保持未致動。相反，施加另一個分段電壓將產生超出該穩定態窗的像素電壓，從而導致該像素的致動。引起致動的特定分段電壓可取決於使用了哪個定址電壓而變化。在一些實現中，當沿共用線施加有高定址電壓VC_{定址_H}時，施加高分段電壓VS_H可使調制器保持在其當前位置，而施加低分段電壓VS_L可引起該調制器的致動。作為推論，當施加有低定址電壓VC_{定址_L}時，分段電壓的效果可以是相反的，其中高分段電壓VS_H引起該調制器的致動，而低分段電壓VS_L對該調制器的狀態無影響(亦即，保持穩定)。

在一些實現中，可使用產生相同極性的跨調制器電位差的保持電壓、定址電壓和分段電壓。在一些其他實現中，可使用使調制器的電位差的極性不時地交變的信號。跨調制器極性的交變(亦即，寫程序極性的交變)可減少或抑制在反覆的單極性寫操作之後可能發生的電荷累積。

圖5A示出圖示圖2的3x3干涉量測調制器顯示器中的一圖框顯示資料的圖示的實例。圖5B示出可用於寫圖5A中所圖示的該圖框顯示資料的共用信號和分段信號的時序圖的實例。可將該等信號施加於類似於圖2的陣列的3×3陣列，此舉將最終導致圖5A中所圖示的線時間60e的顯示佈局。圖5A中的致動調制器處於暗狀態，亦即，其中所反射光的大體 部分在可見譜之外，從而給例如觀看者造成暗觀感。在寫圖5A中所圖示的圖框之前，該等像素可處於任何狀態，但圖5B的時序圖中所圖示的寫程序假設了在第一線時間60a之前，每個調制器皆已被釋放且常駐在未致動狀態中。

在第一等時線60a期間：在共用線1上施加有釋放電壓70；在共用線2上施加的電壓始於高保持電壓72且移向釋放電壓70；並且沿共用線3施加有低保持電壓76。因此，沿共用線1的調制器(共用1,分段1)、(共用1,分段2)和(共用1,分段3)在第一線時間60a的歷時裡保持在鬆弛或即未致動狀態，沿共用線2的調制器(2,1)、(2,2)和(2,3)將移至鬆弛狀態，而沿共用線3的調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將保持在其先前狀態中。參考圖4，沿分段線1、2和3施加的分段電壓將對諸干涉量測調制器的狀態沒有影響，這是因為線上時間60a期間，共用線1、2或3皆不暴露於引起致動的電壓水平(亦即，VC_釋放-鬆弛和VC_{保持_L}-穩定)。

在第二線時間60b期間，共用線1上的電壓移至高保持電壓72，並且由於沒有定址或即致動電壓施加在共用線1上，因此沿共用線1的所有調制器皆保持在鬆弛狀態中，不管所施加的分段電壓如何。沿共用線2的諸調制器由於釋放電壓70的施加而保持在鬆弛狀態中，而當沿共用線3的電壓移至釋放電壓70時，沿共用線3的調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將鬆弛。

在第三線時間60c期間，藉由在共用線1上施加高定址電壓74來定址共用線1。由於在該定址電壓的施加期 間沿分段線1和2施加了低分段電壓64，因此跨調制器(1,1)和(1,2)的像素電壓大於該等調制器的正穩定態窗的高端(亦即，電壓差分超過了預定義閾值)，並且調制器(1,1)和(1,2)被致動。相反，由於沿分段線3施加了高分段電壓62，因此跨調制器(1,3)的像素電壓小於調制器(1,1)和(1,2)的像素電壓，並且保持在該調制器的正穩定態窗內；調制器(1,3)因此保持鬆弛。同樣線上時間60c期間，沿共用線2的電壓減小至低保持電壓76，且沿共用線3的電壓保持在釋放電壓70，從而使沿共用線2和3的調制器留在鬆弛位置。

在第四線時間60d期間，共用線1上的電壓返回至高保持電壓72，從而使沿共用線1的調制器留在其各自相應的被定址狀態中。共用線2上的電壓減小至低定址電壓78。由於沿分段線2施加了高分段電壓62，因此跨調制器(2,2)的像素電壓低於該調制器的負穩定態窗的下端，從而導致調制器(2,2)致動。相反，由於沿分段線1和3施加了低分段電壓64，因此調制器(2,1)和(2,3)保持在鬆弛位置。共用線3上的電壓增大至高保持電壓72，從而使沿共用線3的調制器留在鬆弛狀態中。

最終，在第五線時間60e期間，共用線1上的電壓保持在高保持電壓72，且共用線2上的電壓保持在低保持電壓76，從而使沿共用線1和2的調制器留在其各自相應的被定址狀態中。共用線3上的電壓增大至高定址電壓74以定址沿共用線3的調制器。由於在分段線2和3上施加了低分段電壓64，因此調制器(3,2)和(3,3)致動，而沿分段線1施加的高 分段電壓62使調制器(3,1)保持在鬆弛位置。因此，在第五線時間60e結束時，該3×3像素陣列處於圖5A中所示的狀態，且只要沿該等共用線施加有保持電壓就將保持在該狀態中，而不管在沿其他共用線(未圖示)的調制器正被定址時可能發生的分段電壓變化如何。

在圖5B的時序圖中，給定的寫程序(亦即，線時間60a-60e)可包括使用高保持和定址電壓或使用低保持和定址電壓。一旦針對給定的共用線已完成該寫程序(且該共用電壓被設為與致動電壓具有相同極性的保持電壓)，該像素電壓就保持在給定的穩定態窗內且不會穿越鬆弛窗，直至在該共用線上施加了釋放電壓。此外，由於每個調制器在被定址之前作為該寫程序的一部分被釋放，因此可由調制器的致動時間而非釋放時間來決定線時間。具體地，在調制器的釋放時間大於致動時間的實現中，釋放電壓的施加可長於單個線時間，如圖5B中所圖示的。在一些其他實現中，沿共用線或分段線施加的電壓可變化以計及不同調制器(諸如不同顏色的調制器)的致動電壓和釋放電壓的變化。

根據上文闡述的原理來操作的干涉量測調制器的結構細節可以廣泛地變化。例如，圖6A-6E示出包括可移動反射層14及其支承結構的干涉量測調制器的不同實現的橫截面的實例。圖6A示出圖1的干涉量測調制器顯示器的局部橫截面的實例，其中金屬材料條帶(亦即，可移動反射層14)沉積在從基板20正交延伸出的支承18上。在圖6B中，每個IMOD的可移動反射層14的形狀為大致方形或矩形，且在拐角 處或拐角附近靠系帶32附連至支承。在圖6C中，可移動反射層14為大致方形或矩形的形狀且懸掛於可形變層34，可形變層34可包括柔性金屬。可形變層34可圍繞可移動反射層14的周界直接或間接地連接至基板20。該等連接在本文中稱為支承柱。圖6C中所示的實現可受益於可移動反射層14的光學功能與其機械功能(此舉由可形變層34實施)解耦。此種解耦允許用於反射層14的結構設計和材料與用於可形變層34的結構設計和材料被彼此獨立地最佳化。

圖6D示出IMOD的另一實例，其中可移動反射層14包括反射子層14a。可移動反射層14支托在支承結構(諸如，支承柱18)上。支承柱18提供了可移動反射層14與下靜止電極(亦即，所圖示IMOD中的光學疊層16的部分)的分離，從而使得(例如當可移動反射層14處在鬆弛位置時)在可移動反射層14與光學疊層16之間形成間隙19。可移動反射層14亦可包括傳導層14c和支承層14b，傳導層14c可配置成用作電極。在此實例中，傳導層14c部署在支承層14b的在基板20遠端的一側上，而反射子層14a部署在支承層14b的在基板20近端的另一側上。在一些實現中，反射子層14a可以是傳導性的並且可部署在支承層14b與光學疊層16之間。支承層14b可包括一層或多層介電材料，例如氧氮化矽(SiON)或二氧化矽(SiO₂)。在一些實現中，支承層14b可以是諸層的疊層，諸如舉例而言SiO₂/SiON/SiO₂三層疊層。，反射子層14a和傳導層14c中的任一者或兩者可包括例如具有約0.5%銅(Cu)的鋁(Al)合金，或其他反射性金屬材料。在介電支承層14b上方 和下方採用傳導層14a、14c可平衡應力並提供增強的傳導性。在一些實現中，反射子層14a和傳導層14c可由不同材料形成以用於各種各樣的設計目的，諸如達成可移動反射層14內的特定應力分佈。

如圖6D中所圖示的，一些實現亦可包括黑色遮罩結構23。黑色遮罩結構23可形成於光學非活躍區域中(諸如在各像素之間或在柱子18下方)以吸收環境光或雜散光。黑色遮罩結構23亦可藉由抑制光從顯示器的非活躍部分反射或透射穿過顯示器的非活躍部分以由此提高對比率，來改善顯示裝置的光學性質。另外，黑色遮罩結構23可以是傳導性的並且配置成用作電匯流層。在一些實現中，行電極可連接至黑色遮罩結構23以減小所連接的行電極的電阻。黑色遮罩結構23可使用各種各樣的方法來形成，包括沉積和圖案化技術。黑色遮罩結構23可包括一層或多層。例如，在一些實現中，黑色遮罩結構23包括用作光學吸收體的鉬鉻(MoCr)層、一層、以及用作反射體和匯流層的鋁合金，其厚度分別在約30-80Å、500-1000Å和500-6000Å的範圍內。該一層或多層可使用各種各樣的技術來圖案化，包括光刻和乾式蝕刻，包括例如用於MoCr及SiO₂層的四氟化碳(CF₄)及/或氧氣(O₂)，以及用於鋁合金層的氯(Cl₂)及/或三氯化硼(BCl₃)。在一些實現中，黑色遮罩23可以是標準具(etalon)或干涉量測疊層結構。在此類干涉量測疊層黑色遮罩結構23中，傳導性的吸收體可用於在每行或每列的光學疊層16中的下靜止電極之間傳送或匯流信號。在一些實現中，分隔層35可用 於將吸收體層16a與黑色遮罩23中的傳導層大體上電隔離。

圖6E示出IMOD的另一實例，其中可移動反射層14是自支承的。不同於圖6D，圖6E的實現不包括支承柱18。相反，可移動反射層14在多個位置接觸底下的光學疊層16，且可移動反射層14的曲度提供足夠的支承以使得在跨該干涉量測調制器的電壓不足以引起致動時，可移動反射層14返回至圖6E的未致動位置。出於清晰起見，可包含複數個(若干)不同層的光學疊層16在此處被示為包括光學吸收體16a和介電體16b。在一些實現中，光學吸收體16a既可用作固定電極又可用作部分反射層。在一些實現中，光學吸收體16a在比可移動反射層14薄(數十倍或更多)的數量級上。在一些實現中，光學吸收體16a比反射子層14a薄。

在諸實現中，諸如圖6A-6E中所示的彼等實現中，IMOD用作直視設備，其中是從透明基板20的前側(亦即，與佈置調制器的一側相對的那側)來觀看圖像。在該等實現中，可對該設備的背部(亦即，該顯示裝置的在可移動反射層14後面的任何部分，包括例如圖6C中所圖示的可形變層34)進行配置和操作而不衝突或不利地影響該顯示裝置的圖像品質，因為反射層14在光學上遮蔽了該設備的彼等部分。例如，在一些實現中，在可移動反射層14後面可包括匯流排結構(未圖示)，此舉提供了將調制器的光學性質與該調制器的機電性質(諸如，電壓定址和由此類定址所導致的移動)分離的能力。另外，圖6A-6E的實現可簡化處理(諸如舉例而言圖案化)。

圖7示出圖示用於干涉量測調制器的製程80的流程圖的實例，並且圖8A-8E示出此類製程80的相應階段的橫截面示意圖示的實例。在一些實現中，製程80可被實現以製造諸如圖1和6中所圖示的一般類型的干涉量測調制器之類的機電系統裝置。機電系統裝置的製造亦可包括圖7中未圖示的其他方塊。參考圖1、6和7，製程80在方塊82開始以在基板20上方形成光學疊層16。圖8A圖示了在基板20上方形成的此類光學疊層16。基板20可以是透明基板(諸如，玻璃或塑膠)，其可以是柔性的或是相對堅硬且不易彎曲的，並且可能已經歷了在先製備製程(諸如清洗)以促進高效地形成光學疊層16。如上文所論述的，光學疊層16可以是導電的、部分透明且部分反射的，並且可以是例如藉由將具有期望性質的一層或多層沉積在透明基板20上來製造的。在圖8A中，光學疊層16包括具有子層16a和16b的多層結構，但在一些其他實現中可包括更多或更少的子層。在一些實現中，子層16a和16b中的一者可配置成具有光學吸收和導電性質兩者，諸如組合式導體/吸收體子層16a。另外，子層16a、16b中的一或更多者可被圖案化成平行條帶，並且可形成顯示裝置中的行電極。可藉由遮罩和蝕刻製程或本領域所知的另一合適製程來執行此類圖案化。在一些實現中，子層16a、16b中的一者可以是絕緣層或介電層，諸如沉積在一或更多個金屬層(例如，一或更多個反射及/或傳導層)上方的子層16b。另外，光學疊層16可被圖案化成形成顯示器的諸行的單獨多個平行的條帶。注意，圖8A-8E可能不是按比例繪製的。例如，在一些實現中 ，儘管子層16a、16b在圖8A-8E中被示出為較厚，但是該光學疊層的子層之一、光學吸收層可以非常薄。

製程80在方塊84繼續以在光學疊層16上方形成犧牲層25。犧牲層25稍後被移除(參見方塊90)以形成腔19，且因此在圖1中所圖示的結果所得的干涉量測調制器12中未圖示犧牲層25。圖8B圖示包括形成在光學疊層16上方的犧牲層25的經部分製造的裝置。在光學疊層16上方形成犧牲層25可包括以所選厚度來沉積二氟化氙(XeF₂)可蝕刻材料(諸如，鉬(Mo)或非晶矽(a-Si))，該厚度被選擇成在後續移除之後提供具有期望設計大小的間隙或腔19(亦參見圖1和8E)。沉積犧牲材料可使用諸如物理氣相沉積(PVD，其包括許多不同的技術，諸如濺鍍)、電漿增強型化學氣相沉積(PECVD)、熱化學氣相沉積(熱CVD)，或旋塗等沉積技術來實施。

製程80在方塊86處繼續以形成支承結構，諸如圖1、6和8C中所圖示的柱子18。形成柱子18可包括：圖案化犧牲層25以形成支承結構孔，隨後使用沉積方法(諸如PVD、PECVD、熱CVD或旋塗)將材料(諸如聚合物或諸如氧化矽之類的無機材料)沉積至該孔中以形成柱子18。在一些實現中，在犧牲層中形成的支承結構孔可延伸穿過犧牲層25和光學疊層16兩者到達底下的基板20，從而柱子18的下端接觸基板20，如圖6A中所圖示的。或者，如圖8C中所圖示的，在犧牲層25中形成的孔可延伸穿過犧牲層25，但不穿過光學疊層16。例如，圖8E圖示了支承柱18的下端與光學疊層16的上 表面接觸。可藉由在犧牲層25上方沉積支承結構材料層並將該支承結構材料的位於遠離犧牲層25中的孔的部分圖案化來形成柱子18或其他支承結構。該等支承結構可位於該等孔內(如圖8C中所圖示的)，但是亦可至少部分地延伸在犧牲層25的一部分上方。如上所述，對犧牲層25及/或支承柱18的圖案化可藉由圖案化和蝕刻製程來執行，但亦可藉由替換的蝕刻方法來執行。

製程80在方塊88處繼續以形成可移動反射層或膜，諸如圖1、6和8D中所圖示的可移動反射層14。可移動反射層14可藉由採用一或更多個沉積步驟(包括例如反射層(諸如鋁、鋁合金，或其他反射層)沉積)連同一或更多個圖案化、遮罩及/或蝕刻步驟來形成。可移動反射層14可以是導電的，且被稱為導電層。在一些實現中，可移動反射層14可包括如圖8D中所示的多個子層14a、14b、14c。在一些實現中，該等子層中的一或更多者(諸如子層14a、14c)可包括為其光學性質所選擇的高反射子層，且另一子層14b可包括為其機械性質所選擇的機械子層。由於犧牲層25仍存在於在方塊88形成的經部分製造的干涉量測調制器中，因此可移動反射層14在此階段通常是不可移動的。包含犧牲層25的經部分製造的IMOD在本文亦可稱為「未脫模」IMOD。如上文結合圖1所描述的，可移動反射層14可被圖案化成形成顯示器的諸列的多個平行的條帶。

製程80在方塊90處繼續以形成腔，諸如圖1、6和8E中所圖示的腔19。腔19可藉由將(在方塊84處沉積的) 犧牲材料25暴露於蝕刻劑來形成。例如，可蝕刻的犧牲材料(諸如Mo或非晶Si)可藉由乾式化學蝕刻、藉由將犧牲層25暴露於氣態或蒸氣蝕刻劑(諸如由固態XeF₂得到的蒸氣)長達能有效地移除期望量的材料的一段時間來移除。通常相對於圍繞腔19的結構選擇性地移除犧牲材料。亦可使用其他蝕刻方法，諸如濕式蝕刻及/或電漿蝕刻。由於在方塊90期間移除了犧牲層25，因此可移動反射層14在此階段之後通常是可移動的。在移除犧牲材料25之後，結果所得的已完全或部分製造的IMOD在本文中可被稱為「已脫模」IMOD。

根據本案中所描述的標的的一個創新性態樣，可包括如上文所描述的IMOD顯示裝置的個人電子設備(PED)具有顯示器、驅動器電路和環境光感測器(ALS)。顯示器包括玻璃罩，該玻璃罩具有前表面和後表面。驅動器電路被配置成將至少一個信號發送給顯示器。ALS和每個驅動器電路被置於玻璃罩的後表面之後。ALS可輸出指示環境光光譜和環境光方向的信號。有利地，ALS和驅動器電路可常駐在毗鄰玻璃罩的後表面佈置的單個基板上。換言之，ALS和驅動器電路可單片整合到相同的矽基板上。

圖9A-9C示出根據一個實現的PED的實例。參照圖9A，圖示了根據一個實現的PED 900的平面圖。應當理解，PED 900可以例如是行動電話、個人數位助理、電子書閱讀器、平板電腦，或類似物，並且可包括為清楚起見而被省略的數個部件和特徵。亦應當理解，為了便於圖示，已使某些元件的相對大小畸變。一般而言，例如，驅動器電路920和ALS 910相對於顯示器940而言可以比圖9A和9B中所實際呈現的更小。PED 900可包括框架950、玻璃罩930、顯示器940、ALS 910和驅動器電路920。一或更多個驅動器電路920可提供與上文所描述的陣列驅動器22、行驅動器電路24及/或列驅動器電路24類似的功能性。顯示器940可以是IMOD顯示器、另一種類型的反射式顯示裝置，或者諸如薄膜電晶體(TFT)液晶顯示器之類的非反射式顯示器。在所圖示的實現中，圖示了單個顯示器940；然而，在一些實現中，PED 900可包括兩個或兩個以上顯示器940，該等顯示器可以是或者可以不是相同的類型。顯示器940的顯示元件與一或更多個驅動器電路920通訊地耦合並且由該一或更多個驅動器電路920來驅動。儘管圖示了四個驅動器電路920，但是更小或更大數目的驅動器電路920亦落在本案的構想範圍之內。

ALS 910可包括諸如舉例而言光電二極體之類的至少一個光敏裝置，或者對具有在電磁光譜的某個區域(例如，環境可見光、IR輻射、近IR輻射，及/或UV輻射)內的波長的光敏感並且輸出表示所接收到的光的至少一個特性(例如，所接收到的環境光的強度)的信號的其他光感測元件。如下文將更具體地描述的，ALS 910可被配置成輸出指示環境光光譜和環境光方向的信號。

現在參照圖9B，圖示了如從方向AA看過去的PED 900的部分截面。應當理解，PED 900一般而言可包括為清楚起見而從圖9B省略的數個元件，例如包括後罩、電池、揚聲器和話筒、以及其他使用者輸入/輸出設備。在所圖示的 實現中，玻璃罩930佈置在框架950內且在顯示器940上方。玻璃罩930可由玻璃、塑膠或其他基本透明的材料製造。玻璃罩930的表面932(該表面可被稱為「前」或「外」表面)可限定PED 900的外前表面；然而，在一些實現中，「頂部玻璃」(未圖示)可佈置在玻璃罩930上面。玻璃罩930的後表面931面對PED 900的內部並且可以緊鄰且平行於顯示器940的前表面。

在所圖示的實現中，驅動器電路920和ALS 910各自佈置成緊鄰玻璃罩930的後表面931，並且在由框架950的內周界和顯示器940的外周界所限定的環狀區域內。在此環狀區域內，可佈置基本上不透明的藝術品裝置935，以便防止佈置在玻璃罩930之後和顯示器940的周界之外的元件對於使用者可見。藝術品裝置935可如所圖示的一般被佈置成緊鄰玻璃罩930的後表面931或者緊鄰玻璃罩930的前表面932。在任一種情形中，應當理解，可在藝術品裝置935中提供較小的開口(未圖示)，ALS 910可經由該等開口來接收環境光。

發明人已領會，ALS 910可有利地佈置在玻璃罩930之後，而不是在框架950上，亦不是在顯示器940的周界內。因此，可以減小PED 900的整體尺寸。更具體地，可以避免在玻璃罩930的周界之外(亦即，在框架950上)為ALS 910保留安裝空間的需要。不僅如此，本文中的技術藉由避免在安裝在框架上的ALS與安裝在玻璃罩上的驅動器電路之間提供電連接的必要性來簡化電氣整合。除了減小所需要的電連接的長度之外，當根據本文中的教導佈置ALS 910時，可以避 免例如從安裝在框架上的ALS延伸至安裝在玻璃上的驅動器電路的電線連接或者其他的電佈線的需要。因此，可以實現部件和裝配成本的顯著節省。

現在參照圖9C，圖示了一實現的簡化方塊圖。在所圖示的實現中，驅動器電路920與處理器21、ALS 910和顯示器940通訊地耦合。回應於來自處理器21的信號919和來自ALS 910的信號911，驅動器電路920藉由信號921來控制顯示器940的至少一部分。有利地，從ALS 910輸出的信號911指示環境光的強度、方向性和光譜內容。回應於信號911，驅動器電路920可調整或最佳化顯示器參數。例如，驅動器電路920可回應於由ALS 910偵測的環境光的特性來調整顯示器940的色偏或發光。替換地或補充地，驅動器電路920可調整前光(未圖示)的強度或顏色。在一些實現中，ALS 910亦可向處理器21輸出指示環境光的強度(或「水平」)、方向性和光譜內容的信號912。處理器21可進而回應於由ALS 910偵測的環境光的特性來調整輸出信號919以使驅動器電路920調整顯示器940的色偏或發光。例如，處理器21可調整傳入的顏色座標(例如，sRGB)與IMOD顯示顏色座標之間的顏色映射。

圖10A和10B示出根據在其中ALS緊鄰驅動器電路中的至少一個驅動器電路的實現的PED的實例。參照圖10A，在所圖示的實現中，每個ALS 910緊鄰各自相應的驅動器電路920。有利地，ALS 910和驅動器電路920可與單個基板(例如，單個矽基板)整合或者佈置在該單個基板上，其中 該單個基板佈置成緊鄰玻璃罩930的後表面。在所圖示的實例中，四個ALS 910之每一者ALS被佈置成緊鄰各自相應的驅動器電路920。然而，一個以上ALS 910可被佈置成緊鄰單個驅動器電路920。不僅如此，在一些實現中，至少一些驅動器電路920可以不具有相關聯的ALS 910。

現在參照圖10B，圖示了從方向BB看過去的與ALS 910整合的驅動器電路920的部分截面。驅動器電路920可配置有ALS 910，該ALS 910佈置在驅動器電路920與玻璃罩930的後表面931之間。在一實現中，驅動器電路920和ALS 910可具有共同的半導體基板。有利地，驅動器電路920和ALS 910可被實現為單片積體電路。在一個實現中，驅動器電路920和ALS 910的整合組合可藉由各向異性傳導膜(ACF)960黏附至玻璃罩930的後表面931及/或藝術品裝置935。在一實現中，ACF 960可具有約50%的透光率。在一些實現中，ALS 910可藉由線接合黏附至玻璃罩930的後表面931或者直接沉積在後表面931上。

圖11示出在其中環境光感測器置於透鏡之後的實現的實例。在所圖示的實現中，透鏡970佈置在玻璃罩930的前表面932上，然而，亦可構想其他安排。例如，透鏡970可嵌入在玻璃罩930中。不僅如此，透鏡970可以例如是微透鏡的集合。在一個實現中，透鏡970可被配置成經由玻璃罩930、遮罩裝置935和ACF 960將環境光聚焦到ALS 910上。有利地，透鏡970可被配置成從比在沒有透鏡970的情況下所能夠達到的半形更寬的半形(例如，約60度)聚集光。因此，可以 獲得更具代表性的環境光取樣。不僅如此，作為透鏡970的操作的結果，可以提高ALS 910的效率並且可以採用較小尺寸的光敏元件。

圖12A-12E示出被配置成偵測傳入的光的方向性的實現的實例。參照圖12A、12B和12C，其分別圖示了第一示例性實現的等角視圖、正視圖和平面圖。遮罩裝置980被佈置成緊鄰兩個或兩個以上ALS 910(被標識為元件910a和910b)。在圖12A和12B中所圖示的示例性實現中，遮罩裝置980包括以十字形佈置來安排的第一遮罩元件981和第二遮罩元件982。然而，應當理解，遮罩裝置980可以是整體裝置，而不必由個別的部件構成。不僅如此，第一遮罩元件981和第二遮罩元件982無需分別正交或者具有相同的尺寸。在所圖示的實現中，遮罩裝置980被佈置在玻璃罩932的後表面931上。然而，替換地或補充地，遮罩裝置980或其元件可佈置在玻璃罩932的前表面932上，或者頂部玻璃(未圖示)的表面上，或者作為玻璃罩932或頂部玻璃內的一層。遮罩裝置980可包括例如玻璃罩932或頂部玻璃的表面內或表面上的金屬化層。

為解釋的簡化起見，每個元件910a和910b可被稱為ALS。然而，應當理解，元件910a和910b可替換地是單個ALS 910的分開的光敏區域。有利地，ALS 910a和910b可佈置成緊鄰(為了清楚起見而從圖12A和12C省略的)驅動器電路920或者與該驅動器電路920整合。

有利地，遮罩裝置980被配置成使得對於具有第一定向分量1201的環境光，第一ALS 910a和第二ALS 910b 接收顯著不同強度的光。例如，現在參照圖12A和12B，定向傳入光1201可在傳播穿過玻璃罩930、ACF 960和(為清楚起見而從圖12A-12E省略的)透鏡970之後由ALS 910b接收。相反，定向傳入光1202可基本上被第一遮罩元件981阻擋(反射或散射)。

圖12B圖示了由第一遮罩元件981產生的陰影導致與ALS 910b相比較少量的定向傳入光被ALS 910a接收。類似地，現在參照圖12C，與ALS 910a相比，較少量的定向傳入光1203可被ALS 910b接收。圖12C亦圖示了可提供兩個附加的ALS 910c和910d(或單個ALS的兩個附加的光敏區域)。因此，在圖12A-C中所圖示的實現中，遮罩裝置980被配置成使得對於具有第一定向分量的環境光，ALS 910a和ALS 910b接收顯著不同強度的光。

應當理解，遮罩裝置980可按與圖12A-C中所圖示的十字形佈置不同的其他方式來配置。現在將描述幾個其他實例。

例如，現在參照圖12D，遮罩裝置980被圖示為配置成三腿類星形。三個ALS 910中的相應一個ALS 910可被佈置在遮罩裝置980的三對腿的每對腿之間。有利地，遮罩裝置980被配置成使得對於具有第一定向分量1201的環境光，第一ALS 910a、第二ALS 910b和第三ALS 910c之每一者ALS接收顯著不同強度的光。類似地，對於具有第二定向分量1203的環境光，第一ALS 910a可接收與被第二ALS 910b和第三ALS 910c接收的光顯著不同強度的光。不僅如此，對於具有 第三定向分量1205的環境光，第三ALS 910c可接收與被第一ALS 910a和第二ALS 910b接收的光顯著不同強度的光。

作為另一實例，現在參照圖12E，圖示了在其中四個驅動器電路920(1)、920(2)、920(3)和920(4)之每一者驅動器電路上佈置有各自相應的ALS 910(1)、910(2)、910(3)和910(4)以及各自相應的遮罩裝置980(1)、980(2)、980(3)和980(4)的實現。在所圖示的實現中，每個遮罩裝置可包括例如以對角方式佈置的單個線性條帶，以將光接收孔區域1210分成大致兩半。有利地，每個遮罩裝置980(i)和ALS 910(i)是以各自不同的角取向來佈置的。例如，在圖12E中所圖示的實現中，遮罩裝置980(2)和ALS 910(2)兩者在該繪圖平面中是以從遮罩裝置980(1)和ALS 910(1)的取向旋轉45度的取向來佈置的。類似地，遮罩裝置980(3)和ALS 910(3)兩者在該繪圖平面中是以從遮罩裝置980(2)和ALS 910(2)的取向旋轉45度的取向來佈置的，並且遮罩裝置980(4)和ALS 910(4)兩者在該繪圖平面中是以從遮罩裝置980(3)和ALS 910(3)的取向旋轉45度的取向來佈置的。因此，對於具有定向分量的環境光，ALS 910(1)、ALS 910(2)、ALS 910(3)和ALS 910(4)可各自接收顯著不同強度的光。

從考慮圖12A-E中所圖示的示例性實現，應當領會，藉由關於數個光敏元件合適地配置一或更多個遮罩裝置980，從該等光敏元件輸出的聚集信號可指示環境光的方向性。更具體地，可從由光敏元件輸出的信號的特性決定定向環境光的仰角和方位角。基於所決定的定向環境光的角度， 可有益地調整或最佳化顯示器940的參數。例如，可根據下文所描述的方法來調整發光、色偏及/或對比度。

圖13示出用於基於對從光敏元件輸出的信號的分析來調整顯示器參數的方法的實例。由圖13所圖示的信號分析和顯示器參數調整方法可由驅動器電路920基於例如由處理器24執行的計算來執行。該方法可在方塊1310處始於週期性地或連續地接收由數個光敏元件輸出的信號。該等信號可從具有多個光敏元件的單個ALS 910接收，或者從兩個或兩個以上ALS 910接收。在任一種情形中，作為沿圖12A-E中所圖示的彼等線的佈置的結果，從光敏元件輸出的信號將具有根據所接收到的環境光的強度和方向性決定地變化的特性。

對於環境光具有顯著的定向分量而言，可預期從諸ALS 910輸出的信號的統計上顯著的變化。另一方面，若環境光相對發散(亦即，缺少顯著的定向分量)，則從諸光敏元件輸出的信號可能呈現相對微小的變化。計及以上內容，在方塊1320處，可以作出關於接收自光敏元件的信號特性的變化是否指示環境光的方向性超過閾值的決定。有利地，該閾值可被設為一數值，以使得足以招致使用者感知顯示品質的環境光方向性變化會導致要對顯示器的參數作出補償調整的決定，如以下所解釋的。

該閾值可以被預定義及/或是固定的；然而，在一些實現中，可基於其他環境狀況(例如，環境狀況的一般水平，諸如自然日光、黑暗、室內或室外人工照明，及/或 彼等環境狀況的變化率)及/或使用者偏好來調整該閾值。若在方塊1320處作出信號特性的變化指示環境光的方向性沒有超過該閾值的決定，則該方法可立即或者在一時間區間之後返回到方塊1310。

另一方面，若作出信號特性的變化指示環境光的方向性超過該閾值的決定，則該方法可行進至方塊1330。在方塊1330，至少大致地決定環境光的方向性。該決定可藉由比較接收自ALS 910或其光敏元件的信號的特性來作出。如以上所描述的，由每個ALS 910接收的光強度將根據定向環境光的方向以及每個ALS 910與鄰近的遮罩裝置980的相應幾何佈置而顯著地變化。應當領會，在給定每個ALS 910及其鄰近的遮罩裝置980的相應幾何形狀的知識的情況下，該變化可被用於決定例如環境光的定向分量相對於顯示器940的方位角和仰角。

基於方塊1330的決定，在方塊1340中，可調整顯示器色偏和顯示器發光中的一者或兩者。此舉是有利的，對於圖像品質可能受定向環境光的傳入角顯著影響的反射式顯示器而言特別有利。例如，在IMOD顯示器的情形中，由標準具的干涉量測行為實現的顏色感知對環境光的方向和波長是敏感的。在其中環境光高度定向的實例中，顯示器的原色可能改變。在知曉此行為的情況下，其中定向分量是根據本文中的教導來量測的，可調整顯示器的顏色處理參數以校正此現象。在該調整之後，該方法可立即或者在一時間區間之後返回到方塊1310。

圖14A和14B示出被配置成偵測環境光的光譜特性的ALS的實現的實例。在圖14A所圖示的實現中，ALS 1400可包括多個光電二極體，該多個光電二極體可各自被「調諧」，以使得每個光敏元件對電磁輻射的相應光譜具有各自不同的感光度。該多個光電二極體可例如各自佈置在單個p型基板1401上。在所圖示的實現中，例如，光電二極體1410a、1410b和1410c各自配置有在適於偵測特定的相應光波長或特定的光波長範圍的深度處的相應耗盡區1490a、1490b和1490c。例如，光電二極體1410a可被配置成使得與高電壓電晶體(例如，16-20伏電晶體)相關聯的N阱'a'佈置在深埋的n層'a'上面，而該n層'a'佈置在耗盡區1490a上面。在此類實現中，耗盡區1490a可以例如在約3-5μm的深度處。因此，光電二極體1410a可對IR或近IR光具有峰值感光度。作為另一實例，光電二極體1410b可被配置成使得較淺的n+層和較淺的p+層佈置在與高電壓電晶體(例如，16-20伏電晶體)相關聯的N阱'b'上面，其中耗盡區1490b佈置在N阱'b'內並且緊鄰較淺的p+層。在此類實現中，耗盡區1490b可以例如在約1-2μm的深度處。因此，光電二極體1410b可對綠色可見光具有峰值感光度。作為又一實例，光電二極體1410c可被配置成使得較淺的n+層和較淺的p+層佈置在與低電壓電晶體(例如，3-5伏電晶體)相關聯的N阱'c'上面，其中耗盡區1490c佈置在較淺的p+層內並且緊鄰N阱'c'。在此類實現中，耗盡區1490c可以例如在約0.5μm或更小的深度處。因此，光電二極體1410c可對藍色可見光具有峰值感光度。對IR或近IR光具有峰值感光度的 光電二極體(例如光電二極體1410a)可有利地被用作IR或近IR接近感測器裝置的一部分。

儘管圖14A圖示了在其中每個光電二極體與相鄰光電二極體橫向分開的佈置，但是其他佈置亦落在本案的構想範圍內。例如，現在參照圖14B，圖示了分層感測器疊層1450的實例。疊層1450的高度可以為例如約5μm，並且三個層疊的光電二極體1460、1470和1480之每一者光電二極體可被配置成回應於各自不同的光波長。例如，佈置在感測器疊層1450頂部處的光電二極體1480可對藍色可見光具有峰值感光度。佈置在感測器疊層1450底部處的光電二極體1460可對紅色可見光、IR或近IR光具有峰值感光度。佈置在光電二極體1460與光電二極體1480之間的光電二極體1470可對綠色可見光具有峰值感光度。

從考慮圖14中所圖示的示例性實現，應當領會，藉由合適地配置數個光敏元件的耗盡區的位置，從該等光敏元件輸出的聚集信號可指示環境光的光譜。更具體地，可從該等光敏元件輸出的信號決定環境光光譜的至少近似表徵。基於所決定的環境光光譜，可有益地調整或最佳化顯示器940的參數。因此，從對由多個光敏元件1410接收的信號的分析，可決定所接收到的環境光的光譜資訊，並且可相應地調整顯示器940的發光、色偏，及/或對比度。在一些實現中，具有帶有不同光譜感光度的光電二極體的不同組合的ALS可被放置在相對於顯示器940的不同位置處以最佳化光感測及/或接近感測。

圖15示出用於基於對從光敏元件輸出的信號的分析來調整至少一個顯示器參數的方法的實例，其中光敏元件被配置成輸出指示傳入光的光譜的信號。有利地，該調整基於對從分別經調諧的多個光電二極體輸出的信號的分析。由圖15所圖示的信號分析和顯示器參數調整方法可由驅動器電路920及/或處理器24來執行。

該方法可在方塊1510處始於週期性地或連續地接收由對電磁輻射的相應光譜具有各自不同的感光度的至少兩個光敏元件輸出的信號。作為沿圖14中所圖示的線的佈置的結果，從該等光電二極體輸出的信號可具有根據所接收到的環境光的光譜決定地變化的特性。

對於環境光具有顯著的光譜偏置而言，各個光電二極體可呈現關於標稱輸出信號的可量測變化。另一方面，若環境光具有標稱光譜(該標稱光譜可例如按照標準照明水平(例如，國際照明委員會(CIE)標準照明D65)來定義)，從該等光敏元件輸出的信號可呈現標稱輸出。計及以上內容，在方塊1520處，可以作出關於環境光的光譜偏置是否超過閾值的決定。有利地，該閾值可被設為一數值，以使得足以招致使用者感知顯示品質的環境光光譜變化會導致要對顯示器的參數作出補償調整的決定，如以下所解釋的。

該閾值可以被預定義及/或是固定的；然而，在一些實現中，可基於其他環境狀況(例如，環境狀況的一般水平，諸如自然日光、黑暗、室內或室外人工照明，及/或彼等環境狀況的變化率)及/或使用者偏好來調整該閾值。若 在方塊1520處作出環境光的光譜偏置沒有超過該閾值的決定，則該方法可立即或者在一時間區間之後返回到方塊1510。

另一方面，若作出光譜偏置超過該閾值的決定，則該方法可行進至框1530。在方塊1530，至少大致地決定環境光的光譜偏置。可以藉由分析接收自分別經調諧的多個光電二極體1410之每一者光電二極體的信號的特性來作出該決定。應當領會，在給定每個光電二極體1410的相應調諧參數的知識的情況下，來自該光電二極體的信號可被用於決定環境光的光譜偏置。

基於方塊1530的決定，在方塊1540中，可調整顯示器色偏和顯示器發光中的一者或兩者。此舉是有利的，對於圖像品質可能受環境光的光譜偏置顯著影響的反射式顯示器而言特別有利。例如，對於IMOD顯示器，所呈現的顏色源自傳入光和顯示器反射的組合。例如，白熾光源相對於太陽光而言具有較低的藍光強度。在此類環境狀況中，使用例如較大數目的藍色鏡來得到相同的反射強度可以是有利的。換言之，使用本文中的教導，可以在一些實現中根據環境光狀況來改變顯示器的顏色映射。在一些實現中，取代或者補充於改變顏色映射，可以使用及/或調整補充照明(例如，顯示器的前光)以補償低強度顏色。因此，在環境光譜中不是很強的顏色仍可良好地呈現在顯示器上。在該調整之後，該方法可立即或者在一時間區間之後返回到方塊1510。

有利地，PED 900可被配置成回應於由ALS 910輸出的信號而自動地調整顯示器的發光。例如，在一些實 現中，ALS 910被配置成向驅動器電路920輸出指示環境光光譜及/或環境光方向的信號。有利地，在此類實現中，驅動器電路920被配置成回應於由ALS 910輸出的信號而自動地調整顯示器940的發光及/或色偏。

圖16示出用於調整PED的顯示器的顯示器色偏及/或顯示器發光的方法的實例。方法1600可在方塊1610處開始。可從至少一個ALS接收信號。該等信號可以例如由PED的顯示器的驅動器電路及/或PED處理器來接收。該等信號可以表示環境光光譜和環境光方向。

在方塊1620處，可以回應於所接收到的信號由驅動器電路自動地調整顯示器色偏和顯示器發光中的一者或兩者。在所圖示的實現中，顯示器具有玻璃罩，該玻璃罩具有前表面和後表面，而且有利地，至少一個ALS與驅動器電路整合並且佈置在該玻璃罩的後表面之後。對顯示器的自動調整可根據以上所描述的方法1300及/或方法1500來執行。因此，有利地，可調整諸如色偏及/或顯示器發光之類的顯示器參數，由此防止否則可能受環境光的定向分量或光譜偏置不利地影響的圖像品質的降級。

圖17示出用於製造顯示器的方法的實例。方法1700可始於方塊1710，在此形成顯示器，該顯示器包括具有前表面和後表面的玻璃罩。

在步驟1720處，可在玻璃罩的後表面上佈置驅動器電路和至少一個ALS。驅動器電路可被配置成將至少一個信號發送給顯示器。ALS可被配置成輸出指示環境光光譜和 環境光方向的信號。有利地，驅動器電路和ALS可具有共同的半導體基板並被佈置成緊鄰玻璃罩的後表面。有利地，驅動器電路和ALS可被實現為單片積體電路。在一個實現中，驅動器電路可藉由各向異性傳導膜黏附至玻璃罩的後表面。有利地，ALS可包括至少兩個光敏元件，每個光敏元件對電磁輻射的相應光譜具有各自不同的感光度。例如，ALS可包括多個光電二極體，該多個光電二極體可各自被「調諧」，以使得每個光敏元件對電磁輻射的相應光譜具有各自不同的感光度，如以上所描述的並且如圖14中所圖示的。因此，從該等光敏元件輸出的聚集信號可指示環境光的光譜。更具體地，可從該等光敏元件輸出的信號決定環境光光譜的至少近似表徵。

不僅如此，第一ALS和第二ALS可各自被佈置成緊鄰至少一個遮罩元件，該遮罩元件被配置成使得對於具有第一定向分量的環境光，第一ALS和第二ALS接收顯著不同強度的光。有利地，可以如圖12A-E中所圖示並且如以上所描述的一般來配置該至少一個遮罩元件。

圖18A和18B示出圖示包括複數個干涉量測調制器的顯示裝置40的系統方塊圖的實例。顯示裝置40可以是例如智慧型電話、蜂巢或行動電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其稍有變動的變體亦圖示諸如電視、平板電腦、電子閱讀器、掌上型設備和可攜式媒體播放機等各種類型的顯示裝置。

顯示裝置40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入裝置48、以及話筒46。外殼41可由各種各 樣的製造製程(包括注模和真空成形)中的任何製造製程來形成。另外，外殼41可由各種各樣的材料中的任何材料製成，包括但不限於：塑膠、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷，或其組合。外殼41可包括可拆卸部分(未圖示)，其可與具有不同顏色，或包含不同徽標、圖片或符號的其他可拆卸部分互換。

顯示器30可以是各種各樣的顯示器中的任何顯示器，包括雙穩態顯示器或模擬顯示器，如本文中所描述的。顯示器30亦可配置成包括平板顯示器(諸如，電漿、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)，或非平板顯示器(諸如，CRT或其他電子管設備)。另外，顯示器30可包括干涉量測調制器顯示器，如本文中所描述的。

在圖18B中示意性地圖示顯示裝置40的部件。顯示裝置40包括外殼41，並且可包括被至少部分地包封於其中的附加元件。例如，顯示裝置40包括網路介面27，該網路介面27包括耦合至收發器47的天線43。收發器47連接至處理器21，該處理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可配置成調節信號(例如，對信號濾波)。調節硬體52連接至揚聲器45和話筒46。處理器21亦連接至輸入裝置48和驅動器控制器29。驅動器控制器29耦合至圖框緩衝器28並且耦合至陣列驅動器22，該陣列驅動器22進而耦合至顯示陣列30。在一些實現中，電源50可向特定顯示裝置40設計中的幾乎所有部件提供電力。

網路介面27包括天線43和收發器47，從而顯 示裝置40可在網路上與一或更多個設備通訊。網路介面27亦可具有一些處理能力以減輕例如對處理器21的資料處理要求。天線43可發射和接收信號。在一些實現中，天線43根據IEEE 16.11標準(包括IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包括IEEE 802.11a、b、g、n)及其進一步實現來發射和接收RF信號。在一些其他實現中，天線43根據藍芽標準來發射和接收RF信號。在蜂巢式電話的情形中，天線43設計成接收分碼多工存取(CDMA)、分頻多工存取(FDMA)、分時多工存取(TDMA)、行動通訊全球系統(GSM)、GSM/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、地面集群無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、進化資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修訂版A、EV-DO修訂版B、高速封包存取(HSPA)、高速下行鏈路封包存取(HSDPA)、高速上行鏈路封包存取(HSUPA)、進化高速封包存取(HSPA+)、長期進化(LTE)、AMPS，或用於在無線網路(諸如，利用3G或4G技術的系統)內通訊的其他已知信號。收發器47可預處理從天線43接收的信號，以使得該等信號可由處理器21接收並進一步操縱。收發器47亦可處理從處理器21接收的信號，以使得可從顯示裝置40經由天線43發射該等信號。

在一些實現中，收發器47可由接收器代替。另外，在一些實現中，網路介面27可由圖像源代替，該圖像源可儲存或產生要發送給處理器21的圖像資料。處理器21可控制顯示裝置40的整體操作。處理器21接收資料(諸如來自 網路介面27或圖像源的經壓縮圖像資料)，並將該資料處理成原始圖像資料或容易被處理成原始圖像資料的格式。處理器21可將經處理資料發送給驅動器控制器29或發送給圖框緩衝器28以進行儲存。原始資料通常是指標識圖像內每個位置處的圖像特性的資訊。例如，此類圖像特性可包括色彩、飽和度和灰度級。

處理器21可包括微控制器、CPU，或用於控制顯示裝置40的操作的邏輯單元。調節硬體52可包括用於將信號傳送至揚聲器45以及用於從話筒46接收信號的放大器和濾波器。調節硬體52可以是顯示裝置40內的個別元件，或者可被納入在處理器21或其他部件內。

驅動器控制器29可直接從處理器21或者可從圖框緩衝器28取由處理器21產生的原始圖像資料，並且可適當地重新格式化該原始圖像資料以適合用於向陣列驅動器22高速傳輸。在一些實現中，驅動器控制器29可將原始圖像資料重新格式化成具有類光柵格式的資料串流，以使得其具有適合跨顯示陣列30進行掃瞄的時間次序。隨後，驅動器控制器29將經格式化的資訊發送至陣列驅動器22。儘管驅動器控制器29(諸如，LCD控制器)往往作為自立的積體電路(IC)來與系統處理器21相關聯，但此類控制器可用許多方式來實現。例如，控制器可作為硬體嵌入在處理器21中、作為軟體嵌入在處理器21中，或以硬體形式完全與陣列驅動器22整合在一起。

陣列驅動器22可從驅動器控制器29接收經格 式化的資訊並且可將視訊資料重新格式化成一組並行波形，該等波形被每秒許多次地施加至來自顯示器的x-y像素矩陣的數百條且有時是數千條(或更多)引線。

在一些實現中，驅動器控制器29、陣列驅動器22、以及顯示陣列30適用於本文中所描述的任何類型的顯示器。例如，驅動器控制器29可以是一般顯示器控制器或雙穩態顯示器控制器(諸如，IMOD控制器)。另外，陣列驅動器22可以是一般驅動器或雙穩態顯示器驅動器(諸如，IMOD顯示器驅動器)。此外，顯示陣列30可以是一般顯示陣列或雙穩態顯示陣列(諸如，包括IMOD陣列的顯示器)。在一些實現中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合在一起。此類實現在高度整合的系統中可能是有用的，該等系統例如有行動電話、可攜式電子設備、手錶或小面積顯示器。

在一些實現中，輸入裝置48可配置成允許例如使用者控制顯示裝置40的操作。輸入裝置48可包括小鍵盤(諸如，QWERTY鍵盤或電話小鍵盤)、按鈕、開關、搖桿、觸敏螢幕，或壓敏或熱敏膜。話筒46可配置成作為顯示裝置40的輸入裝置。在一些實現中，經由話筒46可使用語音命令來控制顯示裝置40的操作。

電源50可包括各種能量儲存裝置。例如，電源50可以是可再充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用可再充電電池的實現中，該可再充電電池可以是可使用例如來自牆壁插座或光致電壓設備或陣列的電力來充電的。或者，該可再充電電池可以是可無線地充電的。電源50亦可 以是可再生能源、電容器或太陽能電池，包括塑膠太陽能電池或太陽能電池塗料。電源50亦可配置成從牆上插座接收功率。

在一些實現中，控制可程式設計性常駐在驅動器控制器29中，驅動器控制器29可位於電子顯示系統中的若干個地方。在一些其他實現中，控制可程式設計性常駐在陣列驅動器22中。上述最佳化可以用任何數目的硬體及/或軟體部件並在各種配置中實現。

結合本文中所揭示的實現來描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路和演算法步驟可實現為電子硬體、電腦軟體，或此兩者的組合。硬體與軟體的此種可互換性已以其功能性的形式作了一般化描述，並在上文描述的各種說明性元件、方塊、模組、電路和步驟中作圖示。此類功能性是以硬體還是軟體來實現取決於具體應用和加諸於整體系統的設計約束。

用於實現結合本文中所揭示的態樣描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組和電路的硬體和資料處理裝置可用通用單晶片或多晶片處理器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式設計閘陣列(FPGA)或其他可程式設計邏輯裝置、個別閘門或電晶體邏輯、個別的硬體元件，或其設計成執行本文中描述的功能的任何組合來實現或執行。通用處理器可以是微處理器，或者是任何一般的處理器、控制器、微控制器，或狀態機。處理器亦可以被實現為計算設備的組合，諸如DSP與微處理器的組合 、複數個微處理器、與DSP核心協調的一或更多個微處理器，或任何其他此類配置。在一些實現中，特定步驟和方法可由專門針對給定功能的電路系統來執行。

在一或更多個態樣中，所描述的功能可以用硬體、數位電子電路系統、電腦軟體、韌體(包括本說明書中所揭示的結構及其結構均等物)或其任何組合來實現。本說明書中所描述的標的的實現亦可實現為一或更多個電腦程式，亦即，編碼在電腦儲存媒體上以供資料處理裝置執行或用於控制資料處理裝置的操作的電腦程式指令的一或更多個模組。

若在軟體中實現，則諸功能可以作為一或更多個指令或代碼儲存在電腦可讀取媒體上或藉其進行傳送。本文中所揭示的方法或演算法的步驟可在可常駐在電腦可讀取媒體上的處理器可執行軟體模組中實現。電腦可讀取媒體包括電腦儲存媒體和通訊媒體兩者，其包括可被賦能將電腦程式從一地轉移到另一地的能力的任何媒體。儲存媒體可以是能被電腦存取的任何可用媒體。作為實例而非限定，此類電腦可讀取媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存、磁碟儲存或其他磁儲存裝置，或能被用來儲存指令或資料結構形式的期望程式碼且能被電腦存取的任何其他媒體。任何連接亦可被正當地稱為電腦可讀取媒體。如本文中所使用的磁碟和光碟包括壓縮光碟(CD)、鐳射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟和藍光光碟，其中磁碟(disk)往往以磁的方式再現資料而光碟(disc)利用鐳 射以光學方式再現資料。上述的組合亦可被包括在電腦可讀取媒體的範圍內。另外，方法或演算法的操作可作為代碼和指令之一或者代碼和指令的任何組合或集合而常駐在可被納入電腦程式產品中的機器可讀取媒體和電腦可讀取媒體上。

對本案中描述的實現的各種改動對於本領域技藝人士可能是明顯的，並且本文中所定義的普適原理可應用於其他實現而不會脫離本案的精神或範圍。由此，申請專利範圍並非意欲被限定於本文中示出的實現，而是應被授予與本案、本文中所揭示的原理和新穎性特徵一致的最廣義的範圍。本文中專門使用詞語「示例性」來表示「用作示例、實例或圖示」。本文中描述為「示例性」的任何實現不必然被解釋為優於或勝過其他可能性或實現。另外，本領域一般技藝人士將容易領會，術語「上」和「下/低」有時是為了便於描述附圖而使用的，且指示與取向正確的頁面上的附圖取向相對應的相對位置，且可能並不反映所實現的IMOD的真正取向。

本說明書中在獨立的實現的上下文中描述的某些特徵亦可組合地實現在單個實現中。相反，在單個實現的上下文中描述的各種特徵亦可分開地或以任何合適的子群組合實現在多個實現中。此外，儘管諸特徵在上文可能被描述為以某些組合的方式起作用且甚至最初是如此要求保護的，但來自所要求保護的組合的一或更多個特徵在一些情形中可從該組合被切除，且所要求保護的組合可以針對子組合，或子組合的變體。

類似地，儘管在附圖中以特定次序圖示了諸操作，但本領域一般技藝人士將容易認識到此類操作無需以所示的特定次序或按順序次序來執行、亦無需要執行所有所圖示的操作才能達成期望的結果。此外，附圖可能以流程圖的形式示意性地圖示一或更多個示例性製程。然而，未圖示的其他操作可被納入示意性地圖示的示例製程中。例如，可在任何所圖示操作之前、之後、同時或之間執行一或更多個附加操作。在某些環境中，多工處理和並行處理可能是有利的。此外，上文所描述的實現中的各種系統元件的分開不應被理解為在所有實現中皆要求此類分開，並且應當理解，所描述的程式元件和系統一般可以一起整合在單個軟體產品中或封裝成多個軟體產品。另外，其他實現亦落在所附申請專利範圍的範圍內。在一些情形中，請求項中敘述的動作可按不同次序來執行並且仍達成期望的結果。

900‧‧‧PED

910‧‧‧ALS

920‧‧‧驅動器電路

930‧‧‧玻璃罩

940‧‧‧顯示器

950‧‧‧框架

Claims (35)

1. 一種個人電子設備(PED)，包括：一顯示器，該顯示器包括具有一前表面和一後表面的一玻璃罩；被配置成與該顯示器通訊的一處理器，該處理器被配置成處理圖像資料；一驅動器電路，該驅動器電路被配置成將至少一個信號發送給該顯示器；及至少一個環境光感測器(ALS)，其中：該驅動器電路和該ALS中的每一者被置於該玻璃罩的該後表面之後，並且該ALS向該驅動器電路或該處理器中的一者或兩者輸出信號，該等信號指示環境光水平並且指示環境光光譜和環境光方向中的一者或兩者。
2. 如請求項1之PED，其中該ALS和該驅動器電路常駐在緊鄰該玻璃罩的該後表面佈置的一單個基板上。
3. 如請求項2之PED，其中該ALS與該驅動器電路單片整合。
4. 如請求項3之PED，其中一各向異性傳導膜將該驅動器電路黏附至該玻璃罩的該後表面。
5. 如請求項1之PED，其中該驅動器電路和該處理器中的一者 或兩者被配置成回應於該等信號而自動地調整一顯示器色偏和一顯示器發光中的一者或兩者。
6. 如請求項1之PED，其中該ALS包括至少兩個光敏元件，每個光敏元件對電磁輻射的一相應光譜具有一各自不同的感光度。
7. 如請求項6之PED，其中藉由一相應光電二極體耗盡區的一不同深度，分別調諧該至少兩個光敏元件之每一者光敏元件對電磁輻射的一相應光譜的感光度。
8. 如請求項8之PED，其中該至少兩個光敏元件中的一第一光敏元件被調諧成對近紅外(IR)輻射敏感，並且該至少兩個光敏元件中的一第二光敏元件被調諧成對可見光的一光譜敏感。
9. 如請求項1之PED，其中該PED包括至少一第一ALS和一第二ALS，每個ALS被佈置成緊鄰至少一個遮罩元件，該遮罩元件被配置成使得對於具有一第一定向分量的環境光，該第一ALS和該第二ALS接收顯著不同強度的光。
10. 如請求項9之PED，其中該PED包括一第一遮罩元件和一第二遮罩元件，該第一遮罩元件和該第二遮罩元件被佈置成在與該玻璃罩的該後表面基本上平行的一第一平面 中的一十字形安排，該平面被佈置成使得傳入的環境光的光束在抵達該第一ALS或該第二ALS之前必須穿過該平面。
11. 如請求項9之PED，其中該PED包括一第三ALS、一第一遮罩元件、一第二遮罩元件和一第三遮罩元件，該第一遮罩元件、該第二遮罩元件和該第三遮罩元件被佈置成在與該玻璃罩的該後表面基本上平行的一第一平面中的一三腿星形安排，該平面被佈置成使得傳入的環境光的一光束在抵達該第一ALS、該第二ALS或該第三ALS之前必須穿過該平面。
12. 如請求項1之PED，其中該PED包括至少一第一ALS、一第二ALS和一第三ALS，每個ALS被佈置成緊鄰至少一個相應的遮罩元件，該遮罩元件被配置成使得對於具有一第一定向分量的環境光，該第一ALS、該第二ALS和該第三ALS中的至少兩個ALS接收顯著不同強度的光。
13. 如請求項1之PED，進一步包括：一記憶體設備，配置成與該處理器通訊。
14. 如請求項13之PED，進一步包括：一控制器，配置成將該圖像資料的至少一部分發送給該驅動器電路。
15. 如請求項13之PED，進一步包括：一圖像源模組，配置成將該圖像資料發送給該處理器。
16. 如請求項15之裝置，其中該圖像源模組包括一接收器、收發器和發射器中的一或更多者。
17. 如請求項13之裝置，進一步包括：一輸入裝置，配置成接收輸入資料並將該輸入資料傳達給該處理器。
18. 一種設備，包括：用於接收由至少一個環境光感測器(ALS)輸出的信號的手段，其中該等信號指示環境光水平並且指示環境光光譜和環境光方向中的一者或兩者；及一驅動器電路，該驅動器電路被配置成將至少一個信號發送給一顯示器並且回應於該等所接收到的信號而自動地調整該顯示器的一顯示器色偏和顯示器發光中的一者或兩者，該顯示器包括一玻璃罩，該玻璃罩具有一前表面和一後表面；其中該驅動器電路和該ALS中的每一者被置於該玻璃罩的該後表面之後。
19. 如請求項18之設備，其中該ALS和該驅動器電路常駐在緊 鄰該玻璃罩的該後表面佈置的一單個基板上。
20. 如請求項19之設備，其中該至少一個ALS與該驅動器電路單片整合。
21. 如請求項20之設備，其中一各向異性傳導膜將該驅動器電路黏附至該玻璃罩的該後表面。
22. 如請求項18之設備，其中該ALS包括至少兩個光敏元件，每個光敏元件對電磁輻射的一相應光譜具有一各自不同的感光度。
23. 如請求項22之設備，其中藉由一相應光電二極體耗盡區的一不同深度，分別調諧該至少兩個光敏元件之每一者光敏元件對電磁輻射的一相應光譜的感光度。
24. 如請求項18之設備，其中該PED包括至少一第一ALS和一第二ALS，每個ALS被佈置成緊鄰至少一個遮罩元件，該遮罩元件被配置成使得對於具有一第一定向分量的環境光，該第一ALS和該第二ALS接收顯著不同強度的光。
25. 如請求項24之PED，其中該PED包括一第一遮罩元件和一第二遮罩元件，該第一遮罩元件和該第二遮罩元件被佈置成在與該玻璃罩的該後表面基本上平行的一第一平面 中的十字形安排，該平面被佈置成使得傳入的環境光的一光束在抵達該第一ALS或該第二ALS之前必須穿過該平面。
26. 如請求項24之PED，其中該PED包括一第三ALS、一第一遮罩元件、一第二遮罩元件和一第三遮罩元件，該第一遮罩元件、該第二遮罩元件和該第三遮罩元件被佈置成在與該玻璃罩的該後表面基本上平行的一第一平面中的一三腿星形安排，該平面被佈置成使得傳入的環境光的一光束在抵達該第一ALS、該第二ALS或該第三ALS之前必須穿過該平面。
27. 如請求項18之PED，其中該PED包括至少一第一ALS、一第二ALS和一第三ALS，每個ALS被佈置成緊鄰至少一個相應的遮罩元件，該遮罩元件被配置成使得對於具有一第一定向分量的環境光，該第一ALS、該第二ALS和該第三ALS中的至少兩個ALS接收一顯著不同強度的光。
28. 一種方法，包括以下步驟：接收由至少一個環境光感測器(ALS)輸出的信號，其中該等信號指示環境光水平並且指示環境光光譜和環境光方向中的一者或兩者；及回應於該等所接收到的信號，用一驅動器電路自動地調整一個人電子設備(PED)的一顯示器的一顯示器色偏和一顯 示器發光中的一者或兩者，該顯示器包括一玻璃罩，該玻璃罩具有一前表面和一後表面；其中該至少一個ALS與該驅動器電路整合並且置於該玻璃罩的該後表面之後。
29. 如請求項28之方法，其中該PED包括至少兩個ALS，每個ALS對電磁輻射的一相應光譜具有一各自不同的感光度。
30. 如請求項28之方法，其中該PED包括至少一第一ALS和一第二ALS，每個ALS被佈置成緊鄰至少一個遮罩元件，該遮罩元件被配置成使得對於具有一第一定向分量的環境光，該第一ALS和該第二ALS接收一顯著不同強度的光。
31. 一種用於製造一顯示器的方法，該方法包括以下步驟：形成該顯示器，該顯示器包括具有一前表面和一後表面的一玻璃罩；在該玻璃罩的該後表面上佈置一驅動器電路和至少一個環境光感測器(ALS)，該驅動器電路被配置成將至少一個信號發送給該顯示器，其中：該ALS被配置成輸出指示環境光水平並且指示環境光光譜和環境光方向中的一者或兩者的信號；並且該驅動器電路被配置成回應於該等所接收到的信號而自動地調整該顯示器的一顯示器色偏和一顯示器發光中的一者或兩者。
32. 如請求項31之方法，進一步包括以下步驟：在緊鄰該玻璃罩的該後表面佈置的一單個基板上單片地整合該ALS與該驅動器電路。
33. 如請求項32之方法，進一步包括以下步驟：用一各向異性傳導膜將該驅動器電路黏附至該玻璃罩的該後表面。
34. 如請求項31之方法，其中該ALS包括至少兩個光敏元件，每個光敏元件對電磁輻射的一相應光譜具有一各自不同的感光度。
35. 如請求項31之方法，其中至少一第一ALS和一第二ALS各自佈置成緊鄰至少一個遮罩元件，該遮罩元件被配置成使得對於具有一第一定向分量的環境光，該第一ALS和該第二ALS接收一顯著不同強度的光。