使用背光照明照射幹涉式調製器的系統及方法

2023-06-03 09:07:46 3

專利名稱：使用背光照明照射幹涉式調製器的系統及方法
技術領域：
概括地說，本發明涉及一種照射一顯示器的系統及方法，且更具體而言，本發明涉及一種使用背光照明及一個或多個反射元件來照射一顯示器的系統和方法。
背景技術：
微機電系統(MEMS)包括微機械元件、激勵器及電子元件。微機械元件可採用沉積、蝕刻或其他可蝕刻掉襯底及/或所沉積材料層的若干部分或可添加若干層以形成電和機電裝置的微機械加工工藝製成。一種類型的MEMS裝置被稱為幹涉式調製器。幹涉式調製器可包含一對導電板，其中之一或二者均可全部或部分地透明及/或為反射性，且在施加一個適當的電信號時能夠相對運動。其中一個板可包含一沉積在一襯底上的靜止層，另一個板可包含一通過一空氣間隙與該靜止層隔開的金屬隔板。上述裝置具有廣泛的應用範圍，且在此項技術中，利用及/或修改這些類型裝置的特性、以使其性能可用於改善現有產品及製造目前尚未開發的新產品將頗為有益。對於某些應用，幹涉式調製器裝置可布置在一陣列配置中，以提供一具有較佳運行及性能特性的顯示總成。例如，這些顯示器可具有豐富的色彩特徵以及低功率消耗。這種顯示器中的幹涉式調製器裝置通過反射光及產生光學幹涉來工作。幹涉式調製器陣列可通過調製自陣列反射的環境光來工作。然而，在不具備環境光或環境光不充分時，需要輔助照明-例如通過背光照明所提供的輔助照明。因此，需要提供照射一幹涉式調製器陣列的系統和方法。

發明內容
本發明的系統、方法及裝置均具有多個方面，任一單個方面均不能單獨決定其所期望特性。現在，對其更主要的特性進行簡要說明，此並不限定本發明的範圍。在查看這一論述，尤其是在閱讀了標題為「具體實施方式
」的部分之後，人們即可理解本發明的特徵如何提供優於其他顯示裝置的優點。一空間光調製器的一實施例包括一包含複數個光調製元件的光調製陣列，每個光調製元件具有一由第一及第二光學表面所界定的空腔，其中第二光學表面可相對於第一光學表面移動。所述光調製陣列包括至少一個光學孔徑區域。所述光調製陣列裝置進一步包括至少一個反射元件，該反射元件形成於一襯底與複數個光調製元件之間且配置成接收穿過所述光學孔徑區域的光並將所接收的光的至少一部分反射至所述的空腔。在某些實施例中由此利於實現背光照明。
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所述至少一個反射元件可包含鋁、銀、鈦、金及銅中的至少一種。另外，所述至少一個反射元件可具有一傾斜表面。所述反射元件可具有一基本上凸出的幾何形狀或一基本上凹入的幾何形狀。另外，所述至少一個反射元件可包含互連的部分以構成一接近複數個光調製元件延伸的連續的整體結構。空間光調製器可進一步包含一與至少一個反射元件對準的掩膜，以至少部分地遮擋所述至少一個反射元件的視線。所述掩膜可包含一校準器的至少一部分，且所述校準器的所述部分可包含一個或多個部分反射性材料層及一個或多個間隔層。在某些實施例中，所述至少一個反射元件包含至少一成形器件及一位於所述成形器件上的反射材料。光調製陣列的襯底可包含至少一個空腔，其中所述至少一個反射元件形成於所述襯底的所述空腔內。所述至少一個反射元件可包含一懸浮在一基本透明的材料中的基本呈顆粒狀的反射材料。在某些實施例中，所述複數個光調製元件包含一金屬層，其中所述金屬層包含複數個透射孔徑。至少某些光調製元件可彼此分離以在其間形成一光學孔徑區域。一種製造一空間光調製器的方法的一實施例包括在一襯底上形成至少一個反射元件，並在位於所述襯底上的所述至少一個反射元件上方形成複數個光調製元件，以形成一光調製陣列。每個光調製元件包含可界定一空腔的第一及第二光學表面，其中所述第二光學表面可相對於所述第一光學表面移動。所述光調製陣列具有至少一個透射孔徑區域。 所述至少一個反射元件配置成接收穿過所述至少一個孔徑區域的光並將所接收的光的至少一部分反射至所述空腔內。形成所述至少一個反射元件可包括沉積鋁、銀、鈦、金及銅中的至少一種，且形成所述至少一個反射元件可包括沉積一種或多種材料以形成一基本上傾斜的表面、一基本上凸出的幾何形狀或一基本上凹入的幾何形狀。在某些實施例中，形成所述至少一個反射元件包括在襯底上形成一成形的基礎結構，並在所述成形的基礎結構上沉積一反射材料。所述方法可進一步包括在襯底中形成一空腔，並形成基本上位於所述襯底的所述空腔內的所述至少一個反射元件。形成所述至少一個反射元件可包括在襯底上沉積一層反射材料、並對所述層進行表面處理以提高所述反射材料的反射率及/或散射。在某些實施例中,所述方法進一步包括在襯底上形成一與所述至少一個反射元件對準的掩蔽器件，以掩蔽所述至少一個反射元件的可視存在。所述掩蔽器件可包含一由一吸收性材料、一反射材料及一透射材料中的至少一種形成的掩膜。所述掩蔽器件可包含一由炭黑材料、染料、鉻及鑰中的至少一種形成的掩膜層。在某些實施例中，所述掩蔽器件包含一金屬膜以形成一包含所述金屬膜及所述至少一個反射元件的校準器。所述校準器可配置成在觀察者看來為一預定的顏色。在所述方法的一實施例中，形成所述至少一個反射元件包括在襯底表面上沉積一複合材料，其中所述複合材料包含懸浮在一基本透明的材料中的反射顆粒。所述複合材料可沉積在襯底表面上的離散的位置上，以形成複數個反射元件；或者所述複合材料可作為一個連續的層沉積在襯底表面上，由此形成單個反射元件結構。在某些實施例中，光調製元件包含一幹涉式調製器元件且光調製陣列包含一幹涉式調製器陣列。然而，在其他實施例中，可使用包括其他類型的MEMS結構在內的其他類型的光調製器。一種對一幹涉式調製器陣列進行背光照明的方法的一實施例包括靠近所述幹涉式調製器陣列的一第一側布置一光源，並將來自所述光源的光反射至所述幹涉式調製器陣列的一第二對置側。在某些實施例中，利用一個或多個布置在一襯底與形成於襯底上的複數個幹涉式調製器元件之間的反射元件來反射光。另外，所述方法可進一步包括遮蔽所述一個或多個反射元件以便無法看到所述反射元件，且所述遮蔽可包括在所述一個或多個反射元件與觀察者之間形成一校準器的至少一部分。在所述方法的某些實施例中，利用複數個分立的反射元件來反射光，且可利用一個或多個具有傾斜表面的反射元件來反射光。可利用一個或多個凸反射元件或一個或多個凹反射元件來反射光。可利用一個或多個包含鋁、銀、鈦、金或銅中的至少一種的反射元件來反射光。


圖I為一等角圖，其顯示一幹涉調製器顯示器的一實施例的一部分，其中一第一幹涉調製器的一可移動反射層處於一釋放位置，且一第二幹涉調製器的一可移動反射層處於一受激勵位置。圖2為一系統方框圖，其顯示一包含一 3x3幹涉式調製器顯示器的電子裝置的一實施例。圖3為圖I所示幹涉式調製器的一實例性實施例的可移動鏡位置與所施加電壓的關係圖。圖4為一組可用於驅動幹涉式調製器顯示器的行和列電壓的示意圖。圖5A及圖5B顯示可用於向圖2所示3X3幹涉式調製器顯示器寫入一顯示數據中貞的行和列信號的一實例性時序圖。圖6A為一圖I所示裝置的剖面圖。圖6B為一幹涉式調製器的一替代實施例的一剖面圖。圖6C為一幹涉式調製器的另一替代實施例的一剖面圖。圖7為一幹涉式調製器陣列的一平面圖，其顯示用於驅動所述幹涉式調製器陣列的電極。圖8A為一幹涉式調製器陣列的一實施例的一平面圖，所述幹涉式調製器陣列包含複數個被孔徑區域分開的幹涉式調製器元件。圖SB為圖8A所示幹涉式調製器陣列的一剖面圖，其顯示一由背光照明元件進行照射。圖9A為一反射元件的一實施例的剖面圖，所述反射元件包含多於一種材料。圖9B為一形成於一空腔中的凸反射元件的一實施例的一剖面圖。圖9C為一形成於一空腔中的凹反射元件的一實施例的一剖面圖。圖10為一反射元件及一配置成對觀察者掩藏所述反射元件的掩膜的一剖面圖。圖11為一幹涉式調製器陣列的一平面圖，其顯示一圖案化成形成複數個從中透射光的光學孔徑區域的上部電極層。
圖12A及12B為系統方塊圖，其顯示一包含複數個幹涉式調製器的視覺顯示裝置的一實施例。
具體實施例方式如下文所更全面論述，在某些較佳實施例中，在一個顯示器中可集成一個或多個反射元件，以將來自一背光燈的光導引至附近的幹涉式調製器元件。一幹涉式調製器陣列可包括一個或多個從中傳播來自一背光照明源的光照的孔徑區域。舉例而言，所述孔徑區域可位於相鄰的幹涉式調製器元件之間。所述一個或多個反射元件形成於一襯底與所述幹涉式調製器陣列之間。所述反射元件可定位成接收穿過所述孔徑區域的光並將所接收的光反射至所述幹涉式調製器的光學空腔內。所述反射元件可根據需要具有可對光進行導引的彎曲表面或傾斜表面。所述反射元件可包含反射材料，例如招或銀。在某些實施例中，所述反射元件可包含一基體材料，例如一光阻劑和一反射性覆蓋材料(例如鋁或銀)。這些反射元件可形成於襯底之上或襯底之中且通過平面化被覆蓋。利用這些反射元件可提高背光照明的效率。這些反射元件還可防止光通過顯示器的正面洩露。以下詳細說明涉及本發明的某些具體實施例。不過，本發明可通過許多種不同的方式實施。在本說明中，會參照附圖，在附圖中，相同的部件自始至終使用相同的編號標識。 根據以下說明容易看出，本發明可在任一配置用於顯示圖像-無論是動態圖像(例如視頻) 還是靜態圖像(例如靜止圖像)，無論是文字圖像還是圖片圖像-的裝置中實施。更具體而言，本發明可在例如(但不限於)以下等眾多種電子裝置中實施或與這些電子裝置相關聯: 行動電話、無線裝置、個人數據助理(PDA)、手持式計算機或可攜式計算機、GPS接收器/導航器、照像機、MP3播放器、攝像機、遊戲機、手錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、計算機監視器、汽車顯示器(例如測距儀顯示器等)、駕駛艙控制裝置及/或顯示器、攝像機景物顯示器(例如車輛的後視攝像機顯示器)、電子照片、電子告示牌或標牌、投影儀、建築結構、包裝及美學結構(例如在一件珠寶上顯示圖像)。與本文所述MESE裝置具有類似結構的MEMS裝置也可用於非顯示應用，例如用於電子切換裝置。圖I中顯示一個含有一幹涉式MEMS顯示元件的幹涉式調製器顯示器實施例。在這些裝置中，像素處於亮狀態或暗狀態。在亮(「開(on)」或「打開(open)」)狀態下，顯示元件將入射可見光的一大部分反射至用戶。在處於暗(「關(off)」或「關閉(closed)」) 狀態下時，顯示元件幾乎不向用戶反射入射可見光。視不同的實施例而定，可顛倒「on」及 「off」狀態的光反射性質。MEMS像素可配置成主要在所選色彩下反射，以除黑色和白色之外還可實現彩色顯示。圖I為一等角圖，其顯示一視覺顯示器的一系列像素中的兩相鄰像素，其中每一像素包含一 MEMS幹涉式調製器。在某些實施例中，一幹涉式調製器顯示器包含一由這些幹涉式調製器構成的行/列陣列。每一幹涉式調製器包括一對反射層，該對反射層定位成彼此相距一可變且可控的距離，以形成一至少具有一個可變尺寸的光學諧振空腔。在一實施例中，其中一個反射層可在兩個位置之間移動。在本文中稱為釋放狀態的第一位置上，該可移動層的位置距離一固定的局部反射層相對遠。在第二位置上，該可移動層的位置更近地靠近該局部反射層。根據可移動反射層的位置而定，從這兩個層反射的入射光會以相長或相消方式幹涉，從而形成各像素的總體反射或非反射狀態。
在圖I中顯示的像素陣列部分包括兩個相鄰的幹涉調製器12a和12b。在左側的幹涉式調製器12a中，顯示一可移動的高度反射層14a處於一釋放位置，該釋放位置距一固定的局部反射層16a—預定距離。在右側的幹涉式調製器12b中，顯示一可移動的高度反射層14b處於一受激勵位置處，該受激勵位置靠近固定的局部反射層16b。固定層16a、16b導電、局部透明且局部為反射性，並可通過例如在一透明襯底20 上沉積將一個或多個各自為鉻及氧化銦錫的層而製成。所述各層被圖案化成平行條帶，且可形成一顯示裝置中的行電極，如將在下文中所進一步說明。可移動層14a、14b可形成為由沉積在支柱18頂部的一或多個沉積金屬層(與行電極16a、16b正交)及一沉積在支柱 18之間的中間犧牲材料構成的一系列平行條帶。在犧牲材料被蝕刻掉以後，這些可變形的金屬層與固定的金屬層通過一規定的氣隙19隔開。這些可變形層可使用一具有高度導電性及反射性的材料(例如鋁)，且該些條帶可形成一顯示裝置中的列電極。在未施加電壓時,空腔19保持位於層14a、16a之間，且可變形層處於如圖I中像素12a所示的一機械弛豫狀態。然而，在向一所選行和列施加電位差之後，在所述行和列電極相交處的對應像素處形成的電容器變成充電狀態，且靜電力將這些電極拉向一起。如果電壓足夠高，則可移動層發生形變，並被壓到固定層上(可在固定層上沉積一介電材料(在該圖中未示出)，以防止短路，並控制分隔距離)，如圖I中右側的像素12b所示。無論所施加的電位差極性如何，該行為均相同。由此可見，可控制反射與非反射像素狀態的行/列激勵與傳統的LCD及其他顯示技術中所用的行/列激勵在許多方面相似。圖2至圖5顯示一個在一顯示應用中使用一幹涉調製器陣列的實例性過程及系統。圖2為一系統方框圖，該圖顯示一可體現本發明各方面的電子裝置的一個實施例。在該實例性實施例中，所述電子裝置包括一處理器21-其可為任何通用單晶片或多晶片微處理器，例如 ARM、Pent ium 、Pent ium II 、Pentium 111 、Pentium IV 、Pent ium Pro、8051、MIPS 、Power PC 、ALPHA ,或任何專用微處理器，例如數位訊號處理器、微控制器或可編程門陣列。按照業內慣例，可將處理器21配置成執行一個或多個軟體模塊。 除執行一個作業系統外，還可將該處理器配置成執行一個或多個軟體應用程式，包括網頁瀏覽器、電話應用程式、電子郵件程序或任何其他軟體應用程式。在一實施例中，處理器21還配置成與一陣列控制器22進行通信。在一實施例中， 該陣列控制器22包括向一像素陣列30提供信號的一行驅動電路24及一列驅動電路26。 圖I中所示的陣列剖面圖在圖2中以線1-1示出。對於MEMS幹涉式調製器，所述行/列激勵協議可利用圖3所示的這些裝置的滯後性質。其可能需要例如一 10伏的電位差來使一可移動層自釋放狀態變形至受激勵狀態。然而，當所述電壓自該值降低時，在所述電壓降低回至10伏以下時，所述可移動層將保持其狀態。在圖3的實例性實施例中，在電壓降低至2 伏以下之前，可移動層不會完全釋放。因此，在圖3所示的實例中，存在一大約為3-7伏的電壓範圍，在該電壓範圍內存在一施加電壓窗口，在該窗口內所述裝置穩定在釋放或受激勵狀態。在本文中將其稱為「滯後窗口」或「穩定窗口」。對於一具有圖3所示滯後特性的顯示陣列而言，行/列激勵協議可設計成在行選通期間，向所選通行中將被激勵的像素施加一約10伏的電壓差，並向將被釋放的像素施加一接近O伏的電壓差。在選通之後，向像素施加一約5伏的穩態電壓差，以使其保持在行選通使其所處的任何狀態。在被寫入之後， 在該實例中，每一像素均承受一處於3-7伏「穩定窗口」內的電勢差。該特性使圖I所示的像素設計在相同的所施加電壓條件下穩定在一既有的激勵狀態或釋放狀態。由於幹涉式調製器的每一像素，無論處於激勵狀態還是釋放狀態，基本上均是一由所述固定反射層及移動反射層所構成的電容器，因此，該穩定狀態可在一滯後窗口內的電壓下得以保持而幾乎不消耗功率。如果所施加的電位恆定，則基本上沒有電流流入像素。 在典型應用中，可通過根據第一行中所期望的一組受激勵像素確定一組列電極而形成一顯示幀。此後，將一行脈衝施加於第I行的電極，從而激勵與所確定的列線對應的像素。此後，將所確定的一組列電極變成與第二行中所期望的一組受激勵像素對應。此後，將一脈衝施加於第2行的電極，從而根據所確定的列電極來激勵第2行中的相應像素。第I 行的像素不受第2行的脈衝的影響，因而保持其在第I行的脈衝期間所設定到的狀態。可按順序性方式對全部系列的行重複上述步驟，以形成所述的幀。通常，通過以某一所期望幀數/秒的速度重複該過程來刷新及/或更新這些幀。還有很多種用於驅動像素陣列的行及列電極以形成顯示幀的協議為人們所熟知，且可與本發明一起使用。圖4及圖5顯示一種用於在圖2所示的3x3陣列上形成一顯示幀的可能的激勵協議。圖4顯示一組可用於具有圖3所示滯後曲線的像素的可能的行及列電壓水平。在圖4 的實施例中，激勵一像素包括將相應的列設定至-Vbias，並將相應的行設定至+ Λ V-其可分別對應於_5伏及+5伏。釋放像素則是通過將相應的列設定至+Vbias並將相應的行設定至相同的+ Λ V、由此在所述像素兩端形成一 O伏的電勢差來實現。在那些其中行電壓保持O伏的行中，像素穩定於其最初所處的狀態，而與該列處於+Vbias還是-Vbias無關。圖5Β為一顯示一系列行及列信號的時序圖，該些信號施加於圖2所示的3X3陣列，其將形成圖5Α所示的顯示布置，其中受激勵像素為非反射性。在寫入圖5Α所示的幀之前，像素可處於任何狀態，在該實例中，所有的行均處於O伏，且所有的列均處於+5伏。在這些所施加電壓下，所有的像素穩定於其現有的受激勵狀態或釋放狀態。在圖5Α所示的幀中，像素(1，1)、(1,2), (2,2), (3,2)及(3，3)受到激勵。為實現這一效果，在第I行的行時間將第I列及第2列設定為-5伏，將第3列設定為+5伏。此不會改變任何像素的狀態，因為所有像素均保持處於3-7伏的穩定窗口內。此後，通過一自 O伏上升至5伏然後又下降回至O伏的脈衝來選通第I行。由此激勵像素(1，1)和(1，2) 並釋放像素(1，3)。陣列中的其他像素均不受影響。為將第2行設定為所期望狀態，將第2 列設定為_5伏，將第I列及第3列被設定為+5伏。此後，向第2行施加相同的選通脈衝將激勵像素(2，2)並釋放像素(2，I)和(2，3)。同樣，陣列中的其他像素均不受影響。類似地，通過將第2列和第3列設定為-5伏，並將第I列設定為+5伏對第3行進行設定。第3 行的選通脈衝將第3行像素設定為圖5Α所示的狀態。在寫入幀之後，行電位為0，而列電位可保持在+5或-5伏，且此後顯示將穩定於圖5Α所示的布置。應了解，可對由數十或數百個行和列構成的陣列使用相同的程序。還應了解，用於實施行和列激勵的電壓的定時、順序及電平可在以上所述的一般原理內變化很大，且上述實例僅為實例性，任何激勵電壓方法均可與本發明一起使用。按照上述原理運行的幹涉式調製器的詳細結構可千變萬化。例如，圖6A-6C顯示移動鏡結構的三種不同實施例。圖6Α為圖I所示實施例的剖面圖，其中在正交延伸的支撐件18上沉積一金屬材料條帶14。在圖6Β中，可移動反射材料14僅在隅角處在系鏈32上連接至支撐件。在圖6C中，可移動反射材料14懸吊在一可變形層34上。由於反射材料14的結構設計及所用材料可在光學特性方面得到優化，且可變形層34的結構設計和所用材料可在所期望機械特性方面得到優化，因此該實施例具有優點。在許多公開文件中，包括例如第2004/0051929號美國公開申請案中，描述了各種不同類型幹涉裝置的生產。可使用很多種人們所熟知的技術來製成上述結構，此包括一系列材料沉積、圖案化及蝕刻步驟。幹涉式調製器，例如包含在(例如)一構成一空間光調製器的幹涉式調製器陣列中的幹涉式調製器，在本文中也可稱為「幹涉式調製器元件」。圖7為一位於一基本透明的襯底554 (例如玻璃)上的實例幹涉式調製器陣列500 的俯視圖。在如上所述的一種工藝中，將多個材料層圖案化以形成如在圖7中所示的下部電極列550A-C和上部電極行552A-C。雖然在圖7中看不到，但在行電極552A-C與列電極 550A-C的交叉部位處形成由上部鏡面和下部鏡面(未示出)界定的光學空腔或校準器。儘管在所示的實施例中，顯示由三個電極列550A-C和三個電極行552A-C形成9個幹涉式調製器元件525，然而更大或更小的陣列500可包含更多或更少的幹涉式調製器。也可具有替代配置。舉例而言，幹涉式調製器元件525不需要為相同的尺寸和形狀，也不需要布置為豎直的列和水平的行。另一種選擇是，在一列電極與一行電極的一給定交叉部位處由幹涉式調製器元件525所佔據的空間可代之以包含複數個尺寸較所示尺寸更小的幹涉式調製器元件。另外，陣列500也可製作有不同的上部機械電極，例如，每個幹涉式調製器525對應於一個上部機械電極，而不是僅有單個電極552貫穿一行幹涉式調製器。分立的上部機械電極可通過(例如)一個單獨的層進行電接觸。另外，連接一行中各個調製器525的電極(例如上部機械電極552)的某些部分可具有減小的寬度。這些寬度減小的電極部分可在各幹涉式調製器525之間提供較圖7中所示更窄的的連線。如在下文中所更全面論述， 在某些實施例中，連接各個調製器的窄電極部分可位於(例如)幹涉式調製器525的角上。如在圖7中所示，每一列550A-C均電連接至一接觸焊墊556A-C。每一行552A-C 也電連接至一接觸焊墊556D-F。定時信號和數據信號可連接至接觸焊墊556以對幹涉式調製器陣列進行尋址。不過，如上所述，所示實施例為實例性的實施例，因為也可使用其它配置和設計-例如不帶有電接點的幹涉式調製器陣列。在某些實施例中，使用背光照明照射一包含至少一個例如圖8A所示的幹涉式調製器陣列500的顯示器。在這些配置中，幹涉式調製器陣列500可設計成接收來自所述幹涉式調製器陣列的背側或一不可見側的光照。在圖8A所示的陣列500中，如在陣列的一非可見側所見，各幹涉式調製器元件525 之間的間隔574形成光學孔徑區域。在圖8A中顯示的幹涉式調製器525部分對應於用於支持如上文根據圖1-6C所述的上部鏡(未示出)的機械層570。陣列500製作有上部機械電極的不同的或分離的部分，舉例而言，每個幹涉式調製器元件525對應於一個部分，而不是如圖7所示僅有單個電極條帶貫穿一行幹涉式調製器。機械層的這些部分570是分離的，以在其間形成具有光學透射性的孔徑區域或空間574。如上所述，各分立的上部機械電極570可通過(例如)一單獨的層進行電接觸。在圖8A所示的實例性實施例中，上部機械電極570的分立部分在幹涉式調製器 525之間形成一網格狀的成形間距。上部電極層570中的光學透射性孔徑區域574可基本上無材料，且/或者這些光學孔徑區域可包含基本上具有光學透射性的材料。
幹涉式調製器陣列500中的空間或孔徑區域並不限於在一顯示器的各像素之間形成的那些空間或孔徑區域，而是還可包括(例如)在與一像素內的各子像素元件對應的複數個幹涉式調製器元件之間的空間。這些子像素可分別用於在多顏色或灰度顯示器中提供更大的顏色或灰度範圍。在某些實施例中，幹涉式調製器陣列在一個或多個幹涉式調製器元件的機械層和鏡中包含一個或多個光學透射性孔徑區域。如上所述，所述一個或多個光學透射性孔徑區域可基本上無材料，且/或者這些光學孔徑區域可包含基本上具有光學透射性的材料。在一實施例中，幹涉式調製器陣列可包含一個或多個基本上居中的光學透射性孔徑區域。一幹涉式調製器裝置的某些實施例可包含上述位置和配置的組合形式的光學透射性孔徑區域，例如光學透射性孔徑區域既位於相鄰幹涉式調製器元件之間，又位於一個或多個幹涉式調製器元件的機械層和鏡中。在一實施例中,光學透射性孔徑區域574具有一大致恆定的寬度W。寬度w可由最小外形尺寸或製造工藝的其它設計規則確定。通常，不同幹涉式調製器525的機械層570的相鄰部分間的空間574儘可能小，以避免浪費任何像素區域。然而，寬度w可視(例如)顯示裝置的尺寸和設計或其他因素而有所不同，而不受限於本文所描述和顯示的實施例。舉例而言，機械層570的不同部分之間的光學孔徑區域574可製作成大於最小尺寸，以增加穿過光學孔徑區域574以及射入幹涉式調製器元件525的光的量。在不同的實施例中，孔徑區域574的寬度介於約2微米和15微米之間，不過寬度也可位於這一範圍以外。另外，孔徑區域574的長度介於約10微米和100微米之間，不過也可採用這一範圍以外的長度。孔徑區域574的寬度和長度不必恆定，而是可在整個陣列範圍內變化，以(例如)控制陣列500 中不同位置處的光照明度。相應地，幹涉式調製器元件525及機械層570的對應部分的尺寸和形狀不必一致，而是可以變化。例如，在某些實施例中，使一個像素內不同子像素的幹涉式調製器元件525的尺寸脈動以提供更多的顏色或灰度級。圖8B為圖8A所示的幹涉式調製器陣列500沿線8B-8B剖切的剖面圖。圖8B顯示一實施例，其中一背光燈575靠近幹涉式調製器陣列500的一第一不可見側577布置。該背光源575配置成使光分布於機械層570的不同部分上並通過光學透射性孔徑區域574。 在某些實施例中，該背光源575在一個或多個維中伸長。不過，圖8B所不的背光源575僅為實例性，因為也可使用其他類型的背光源。在某些實施例中，背光源575可包含(例如)分立的光源，例如發光二極體。背光源575還可包含一個或多個發光體及光學器件(例如，一配置成從所述發光體向幹涉式調製器陣列500傳遞或傳播光的波導)的組合。一遍布整個陣列500的光學透射層可(例如)用作一將光耦合至幹涉式調製器525的波導。發射體可布置在這一波導的邊緣以將光射入波導中。如在圖SB中所示，在顯示器中包含了一個或多個光反射元件572，以將來自背光源575的光導引至各個幹涉式調製器525中的光學空腔584。反射元件572配置成反射來自背光源575、穿過幹涉式調製器元件525之間的光學透射性孔徑區域574的光。反射元件具有一反射表面573將光導引至幹涉式調製器525內的光學空腔574。光反射元件572也可稱為一「散射元件」，其中反射元件572進一步配置成將光散射或偏轉至光學空腔574內以使這些空腔內充滿光。
反射元件572可包含(例如)一與幹涉式光學元件525行和列之間的光學透射性孔徑區域574對準的網格狀反射元件。整體結構572可(例如)包含與調製器525的行和列平行對準的圓柱狀或伸長的反射部分。圖8B顯示構成這一網格狀反射元件572的一部分的圓柱狀或伸長的反射部分的一剖面。圖8B顯示反射元件572的反射表面573配置成將光導引至幹涉式調製器525的光學空腔內。或者，可使用包含(例如)複數個分立結構(例如點或單獨的伸長部分)的複數個反射元件572。這些分立結構可包含(例如)具有一反射表面的凸塊、凸堆或隆起。反射元件572可定位成一規則(一致)或不規則(隨機)布置。反射元件572也可具有更為複雜的形狀或幾何外形。例如，一網格狀圖案可被分割為列和行以外的其他形狀(例如「 + 」 或「L」形元件)。也可為可或不可共同構成一網格狀圖案的其他形狀。然而，如上所述，在某些實施例中可使用單個反射元件572。如圖SB所示，反射元件572布置在襯底554上、位於所述襯底與幹涉式調製器元件525之間。反射元件572可具有靠近位於機械層570的不同部分之間的光學透射性孔徑區域574布置的部分。相應地，反射表面573的對應部分靠近光學透射性孔徑區域574。在一實施例中，反射元件572或其某些部分與孔徑區域574對準，且在自圖8A中所示的非可見側577觀察時，可通過孔徑區域看到反射元件572或其所述部分。反射元件572配置成接收來自靠近幹涉式調製器陣列500的非可見側或第一側 (其中布置有機械層570 (使用箭頭577標識))布置的背光源575、並穿過光學透射性孔徑區域574的光，並將所接收的光反射至幹涉式調製器陣列的對觀察者可見的第二側579。幹涉式調製器陣列的對觀察者可見的這一第二側579與布置有背光源575的幹涉式調製器陣列的第一側對置。圖8B還顯示了各個幹涉式調製器元件525中形成於一自機械層570伸出的上部鏡571a與一包含(例如)一形成於襯底554上方的金屬層578的下部鏡571b之間的光學空腔584。如上所述，反射元件572上的反射表面573的形狀配置成將光反射及/ 或散射至光學空腔584內。在圖8B所示的實施例中，反射元件572具有一基本上相對於襯底554凸出的剖面。相應地，反射元件的剖面在對置側上傾斜，其中反射表面573的某些部分朝孔徑區域 574偏斜並面向鄰近的光學空腔584。所示的反射表面573是曲面。不過，反射元件572的幾何形狀不限於本文所顯示和描述的形狀，因為也涵蓋其它幾何形狀。例如，反射元件可具有平坦或平面部分，這些平坦或平面部分既可相對於襯底554傾斜/偏斜也可不傾斜/偏斜。例如，所述剖面可為三角形形狀。也可為其他形狀。所述剖面可(例如)基本上凹陷。 如上所述，反射元件的某些部分可伸長。或者，各個部分不需要伸長，例如在凸堆、凸塊或圓點情況下，在某些實施例中其可大致為圓周對稱。或者，反射元件可具有一不均勻的幾何外形。另外，儘管反射表面573顯示為基本上平滑，但是所述反射表面也可凸凹不平。反射表面可為階梯狀或鋸齒狀。如上所述，自反射表面573發生的反射可為漫反射或鏡面反射。還可對反射元件進行表面處理，以提高反射率和散射屬性。例如,可對反射表面 573進行微蝕刻以產生(例如)更大的表面積、粗糙度及/或隆起，以增強對光的偏轉/散射。或者，可對反射表面573進行微蝕刻以使反射表面573平滑，由此提高光的聚集度並可改善幹涉式調製器陣列的背光照明的均勻度。在一實施例中，一個或多個反射元件包含一具有基本上平坦或為平面的結構和微粗糙度的材料，其中反射元件材料可通過一種工藝沉積和形成於一個或多個層中，所述工藝包括(例如)蝕刻、熱退火及/或放射固化。微粗糙度可通過微蝕刻、控制沉積過程、及 /或所述材料的屬性來形成。在其他實施例中，一個或多個反射元件572包含一基本上具有光學透射性的材料及複數個懸浮在透射材料中的反射性顆粒。反射性顆粒較佳地包含一配置成反射及/或散射入射光的材料。如上所述，所述一個或多個反射元件可具有一整體結構，例如一連續的層，且/或所述反射元件可包含複數個分立的結構。在某些實施例中，反射層可包含一基本上為網格狀的圖案。可控制反射元件572的位置和結構(例如形狀)，以優化其將光導引至幹涉式調製器空腔584內的功效。在某些實施例中，光反射兀件572可直接位於光學孔徑區域574的下方，當然反射元件也可位於其它位置。在一實施例中，反射元件572足夠寬且成形為將基本上所有來自背光燈575且穿過孔徑區域574的光反射至幹涉式調製器陣列元件525的空腔584內。在某些實施例中， 反射元件572的寬度可根據來自背光燈575且穿過孔徑區域574的光的角分布的尺寸而變化。對於一非準直的背光源(即以一大的角度範圍穿過所述孔)來說，反射元件572的尺寸可隨孔徑區域至反射元件572的距離而變化。這一距離可由(例如)上部鏡571的厚度、 鏡571與反射元件572之間的間距確定。除通過孔徑區域射入的光的角度範圍外，孔徑區域574的寬度(w)也可為一個因素。如果光以一有限的角度範圍穿過孔徑574，則反射元件可更小。在一實施例中，反射元件572的寬度基本上大於孔徑區域574的寬度W，且較佳地大於3w。在一實施例中，反射元件572伸出對應的孔徑區域574兩側一至少為w的距離。太寬的反射元件572雖然能有效地阻斷雜散光，但可減小可用於反射狀態的像素區域的大小。因此，在選擇寬反射元件以偏轉更多的光與幹涉式調製器元件525可供用於反射狀態的像素區域之間存在一個平衡。反射元件572可具有一約I微米至約10微米的寬度。在其他實施例中，反射元件572可具有寬度更大或更小的剖面。反射元件572可具有一介於約200埃和約1000埃之間的高度，當然高度值也可位於這一範圍之外。高度也可變化，使反射元件572中位於一幹涉式調製器525周圍不同位置處或位於陣列550中不同位置處的不同部分具有不同的高度。反射元件572較佳地包含一種或多種反射材料，且可包含(例如)鋁、銀、鈦、金和銅中的至少一種。可使用其他材料。另外，反射元件572既可為鏡面反射光學元件，也可為漫反射光學元件。如上所述，反射元件572形成於襯底554之上、介於襯底與幹涉式調製器元件525 之間。襯底554可具有一(例如)約200微米至約2毫米、或約2毫米至約5毫米的厚度， 或可更大或更小。反射元件572覆蓋有一層基本上為光學透射性的材料，例如一平面化材料582。這個層可具有一(例如)約I微米的厚度。如上所述的鏡571與反射元件572之間的間距與平面化材料582的厚度相關。在替代實施例中可使用其他材料。一個或多個均包含光學空腔584的幹涉式調製器元件525形成於平面化材料582 上。這些幹涉式調製器元件525包含一形成於平面化材料582上的光學堆疊583，其中光學堆疊583包含一電極層580、一金屬層578 (例如鉻)、及一介電層或氧化物層576。電極層580包含一導電材料，例如銦化錫(ITO)，或(例如)氧化鋅(ZnO)，且可基本上為光學透射性或部分透射性。金屬層578可包含一反射性材料，例如鉻。也可使用其他金屬。在各種實施例中，電極層580具有一足以具有導電性的厚度且金屬層578可具有一足以具有部分反射性的厚度。電極層580和金屬層578可(例如)具有約100埃至約I微米的厚度，且介電層576可具有一約100至2，000埃的厚度。在某些實施例中，介電層還可包含一多層式介電光學膜。也可具有其他配置。舉例而言，可除去某些層且可使用附加層。另外，在其他實施例中，厚度可位於所述範圍之外。如上所述，機械層570支持一位於電極上的鏡571、金屬、及介電層580、578、576， 以形成空腔584。也可具有其他配置。如上所述，在某些實施例中，機械層570和鏡571包含一個或多個光學透射性孔徑區域，所述一個或多個光學透射性孔徑區域配置成使來自背光源575的光能夠從其中穿過並進入一對應幹涉式調製器元件的空腔內。同時，電極580及 /或金屬層578可包含一基本上為透射性的材料，且/或可包含複數個基本上為透射性的孔徑，以使自一個或多個反射元件反射的光能夠透射至一幹涉式調製器元件的空腔內。這些器件將在下文中進行更為詳細的論述。反射元件572可利用所屬技術中已知的複數種方法形成，且在下文中將根據圖 9A-9C對多種實例性方法進行進一步的論述，圖9A-9C顯示了複數種實例性的反射元件結構和配置。在圖9A所示的實施例中，反射元件572包含一由一基體材料(例如一聚合物) 形成的成形器件，例如一凸塊702。這一成形器件702覆蓋有一包含反射性材料(例如鋁) 的覆蓋層704。鋁層704可反射(例如)波長處於可見範圍中的光。可使用除鋁之外的其他反射材料，例如銀、鈦、金或銅。可沉積一層基體材料並對其進行圖案化，以形成凸塊702 或其他所期望的形狀。可將一層反射性材料704沉積在聚合物基體材料上以形成反射性覆蓋層。在圖9B所示的實施例中，對襯底554進行蝕刻，以形成一具有一基本上為矩形的剖面的空腔706。通過沉積反射性材料(例如金屬)在空腔706內形成一反射元件572。可在空腔706內形成(例如)一基本上凸出的幾何形狀。在一實施例中，空腔中具有一基本上凸出的表面，且通過在空腔內的所述凸出表面上沉積反射性材料形成一基本上凸出的幾何形狀。也可具有其他幾何形狀。在圖9C所示的實施例中，在襯底554內形成一基本上凹入的空腔708，且在空腔 708內沉積一層反射材料，以形成一基本上凹入的反射元件572。或者，可在不位於空腔內的襯底上形成凹入或凸出的表面形體(例如通過蝕刻襯底)，且可在這一成形的表面形體上沉積反射性材料。如上所述，本文所顯示和論述的反射元件結構、幾何形狀、及位置僅為實例性，不排除其他結構、幾何形狀、及位置。形成一如上所述反射元件的實例性方法可包括材料沉積、蝕刻、熱退火、放射固化和其組合。如根據圖SB所述，反射元件572可覆蓋有厚度約(例如)I微米的平面化材料。平面化材料可使用例如旋塗沉積等方法來塗覆。有數種光學透射性旋塗沉積材料可供使用。 這些材料中的許多種可加以「熱煉」以形成一透明的氧化矽材料。這些旋塗沉積材料可自位於 Midland 的 Dow Corning 公司、MI 及日本東京的 Clariant Life Sciences K. K.獲得。 平面化材料也可為例如光阻劑等材料。在平面化材料形成以後，可利用例如化學機械研磨等平面化工藝對平面化材料的表面進行平面化。或者，可利用平面化材料以外的其他材料，且可使用多層。圖10顯示一用於一幹涉式調製器陣列的反射元件572的一實施例，其中使用一掩蔽器件或掩膜來隱藏反射元件572以便看不到反射元件572。在一實施例中，在玻璃襯底 554上形成一掩膜802並將其覆蓋以一基本上透明的層804。隨後在透明掩膜802上形成反射元件572。較佳地，掩膜802包含一配置成看不到反射元件572的存在的材料。該掩膜802可透明或半透明。掩膜802可包含一吸收性材料、一反射性材料、一透射性材料、或其一組合，且可包含例如鉻(Cr)、鑰(Mo)、炭黑、染料等材料。例如，在某些實施例中，掩膜 802可包含光阻材料(例如旋塗光阻劑)、聚醯亞胺、光學醯胺(photoamid)、無機聚合物、及 /或聚合物材料，這些材料既可固有地基本上呈光學吸收性或反射性，也可在其中包含例如碳粒子(例如炭黑)、金屬粒子、填料及/或染料等材料，以使掩膜802在可見光譜內基本上呈光學吸收性或反射性。在某些實施例中，對這(些)材料進行選擇並使其包含在掩膜 892中的量有效地使由此產生的基本上呈光學吸收性的支持結構具有黑色外觀。也可對設計加以改變。在一實施例中，掩膜802包含一校準器或一校準器的一部分。具體而言，掩膜802 的一實施例包含一第一部分反射性/部分透射性層-例如一包含(例如)鉻的金屬層、及至少一層空腔或間隔材料-例如氧化物或平面化材料，以形成一包含第一反射(例如金屬) 層和反射兀件572的校準器。在另一實施例中，掩膜802進一步包含一位於間隔材料與反射元件572之間的第二反射層，其中反射元件572下方的第一反射層及第二反射層形成一校準器。第一及/或第二校準器反射層可包含與光學堆疊583中的金屬層578相同的材料。 在某些實施例中，校準器在幹涉式調製器陣列的可見側或觀看側產生一預定的顏色並掩蔽不希望看到的器件。如上所述，可使用背光照明有效地照射幹涉式調製器陣列500。在某些實施例中， 使光準直，以使來自背光源575的光具有一有限的角度範圍。較佳地，光在背光源575和陣列500之間筆直地導引。可接受的角度的範圍可取決於結構尺寸的組合。例如，如果孔徑寬度(w)為10微米，反射元件的寬度為30微米，且鏡571與反射元件572之間的距離為I 微米，則陡角度(相對於襯底的法向為大角度)的光將被阻擋，而其他光將被反射。可以若干種方式使光準直，此視背光燈的選擇而定。舉例而言，可提供某些將發出的光限制在一特定角度範圍內的背光燈結構。可使用透鏡或其他準直光學器件。背光燈575也可使用一濾光器或其他光學膜來除去位於極限角度處的光。反射元件572將把來自背光燈575的準直的光傳播至鄰近的幹涉式調製器。由於光將自反射元件以很多個不同的角度反射，因此光將自單個反射元件提供至數個幹涉式調製器。單個幹涉式調製器的光也可來自複數個反射元件。不過，背光燈所提供的光並非必須包含準直光。在圖11中顯示幹涉式調製器陣列的另一個實施例的一 SEM圖像。在該幹涉式調製器陣列500中，機械層570經圖案化形成環繞各個幹涉式調製器元件525的複數個孔徑區域574。位於調製器元件525隅角處的電極層570的狹窄部分提供各幹涉式調製器(例如沿一行的幹涉式調製器)之間的電連接。電極層570的這些狹窄部分靠近圖11中所示的支柱結構599布置。複數個光學透射性孔徑區域574使光能夠傳播至例如上所述的反射元件(未示出)。
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圖12A及12B為顯示一顯示裝置2040的一實施例的系統方塊圖。顯示裝置2040 例如可為蜂窩式電話或行動電話。然而，顯示裝置2040的相同組件及其稍作變化的形式也可作為例如電視及可攜式媒體播放器等各種類型顯示裝置的例證。顯不裝置2040包括一外殼2041、一顯不器2030、一天線2043、一揚聲器2045、一輸入裝置2048及一麥克風2046。外殼2041通常由所屬領域的技術人員所熟知的眾多種製造工藝中的任一種工藝製成,包括注射成型及真空成形。此外,外殼2041可由眾多種材料中的任一種材料製成，包括但不限於塑料、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷、或其一組合。在一實施例中，外殼2041包括可拆式部分(未圖示)，這些可拆式部分可與其他具有不同顏色的、或包含不同標識、圖片或符號的可拆式部分換用。實例性顯示裝置2040的顯示器2030可為眾多種顯示器中的任一種，包括本文所述的雙穩顯示器。在其他實施例中，如業內技術人員所熟知，顯示器2030包括一平板顯示器，例如如上所述的等離子體顯示器、EL、OLED, STN IXD或TFT IXD，或一非平板顯示器，例如CRT或其他電子管裝置。然而，為便於說明本實施例，顯示器2030包括一如本文所述的幹涉式調製器顯示器。在圖12B中示意性地顯示實例性顯示裝置2040的一實施例的組件。所示實例性顯示裝置2040包括一外殼2041，並可包括其他至少部分地封閉於其中的組件。例如，在一實施例中，實例性顯示裝置2040包括一網絡接口 2027，網絡接口 2027包括一耦接至一收發器2047的天線2043。收發器2047連接至處理器2021，處理器2021又連接至調節硬體 2052。調節硬體2052可配置成調節一信號(例如對信號進行濾波)。調節硬體2052連接至一揚聲器2045及一麥克風2046。處理器2021還連接至一輸入裝置2048及一驅動控制器2029。驅動控制器2029耦接至一幀緩衝器2028並耦接至陣列驅動器2022，陣列驅動器 2022又耦接至一顯示陣列2030。一電源2050根據具體實例性顯示裝置2040的設計的要求為所有組件供電。網絡接口 2027包括天線2043及收發器2047，以使實例性顯示裝置2040可通過網絡與一個或多個裝置通信。在一實施例中，網絡接口 2027還可具有某些處理功能，以降低對處理器2021的要求。天線2043是所屬領域的技術人員所知的用於發射及接收信號的任一種天線。在一實施例中，所述天線根據IEEE802. 11標準(包括IEEE 802. 11(a), (b) 或(g))發射和接收RF信號。在另一實施例中，所述天線根據藍牙(BLUETOOTH)標準發射和接收RF信號。倘若為蜂窩式電話，則該天線被設計成接收CDMA、GSM、AMPS或其他用於在無線行動電話網絡中進行通信的習知信號。收發器2047對自天線2043接收的信號進行預處理，以使其可由處理器2021接收及進一步處理。收發器2047還處理自處理器2021接收到的信號，以使其可通過天線2043自實例性顯示裝置2040發射。在一替代實施例中，可由一接收器取代收發器2047。在又一替代實施例中，可由一圖像源取代網絡接口 2027，該圖像源可存儲或產生擬發送至處理器2021的圖像數據。例如，該圖像源可為數字視盤(DVD)或一含有圖像數據的硬碟驅動器、或一產生圖像數據的軟體模塊。處理器2021通常控制實例性顯示裝置2040的總體運行。處理器2021自網絡接口 2027或一圖像源接收數據(例如壓縮的圖像數據)，並將該數據處理成原始圖像數據或處理成一種易於處理成原始圖像數據的格式。然後，處理器2021將處理後的數據發送至驅動控制器2029或發送至幀緩衝器2028進行存儲。原始數據通常指標識一圖像內每一位置處的圖像特徵的信息。例如，這些圖像特徵可包括顏色、飽和度及灰度級。在一實施例中，處理器2021包括一微處理器、CPU或邏輯單元，以控制實例性顯示裝置2040的運行。調節硬體2052通常包括用於向揚聲器2045發送信號及用於自揚聲器 2046接收信號的放大器及濾波器。調節硬體2052可為實例性顯示裝置2040內的離散組件，或者可併入處理器2021或其他組件內。驅動控制器2029直接自處理器2021或自幀緩衝器2028接收由處理器2021產生的原始圖像數據，並適當地將原始圖像數據重新格式化以便高速傳輸至陣列驅動器2022。 具體而言，驅動控制器2029將原始圖像數據重新格式化成一具有光柵狀格式的數據流，以使其具有一適合於掃描顯示陣列2030的時間次序。然後，驅動控制器2029將格式化後的信息發送至陣列驅動器2022。儘管驅動控制器2029 (例如IXD控制器)通常是作為一獨立的集成電路(IC)與系統處理器2021相關聯，然而這些控制器也可按許多種方式進行構建。 其可作為硬體嵌入於處理器2021中、作為軟體嵌入於處理器2021中、或以硬體形式與陣列驅動器2022完全整合。通常，陣列驅動器2022自驅動控制器2029接收格式化後的信息並將視頻數據重新格式化成一組平行的波形，該組平行的波形每秒許多次地施加至來自顯示器的χ-y像素陣列的數百條、有時數千條引線。在一實施例中，驅動控制器2029、陣列驅動器2022、及顯示陣列2030適用於本文所述的任一類型的顯不器。例如，在一實施例中，驅動控制器2029為一傳統的顯不控制器或一雙穩顯示控制器(例如一幹涉式調製器控制器)。在另一實施例中，陣列驅動器2022 為一傳統驅動器或一雙穩顯示驅動器(例如一幹涉式調製器顯示器)。在一實施例中，一驅動控制器2029與陣列驅動器2022相整合。這種實施例在例如蜂窩式電話、手錶或其他小面積顯示器等高度集成的系統中很常見。在又一實施例中，顯示陣列2030為一典型的顯示陣列或一雙穩顯示陣列(例如一包含一幹涉式調製器陣列的顯示器)。輸入裝置2048使用戶能夠控制實例性顯示裝置2040的運行。在一實施例中，輸入裝置2048包括一小鍵盤(例如QWERTY鍵盤或電話小鍵盤)、一按鈕、一開關、一觸敏屏幕、 一壓敏或熱敏薄膜。在一實施例中，麥克風2046是實例性顯示裝置2040的輸入裝置。在使用麥克風2046向裝置輸入數據時，可由用戶提供語音命令來控制實例性顯示裝置2040 的運行。電源2050可包含許多種能量存儲裝置，此在業內眾所周知。例如，在一實施例中， 電源2050為一可再充電的蓄電池，例如一鎳-鎘蓄電池或一鋰離子蓄電池。在另一實施例中，電源2050是一可再生能源、電容器或太陽能電池，包括塑料太陽能電池及太陽能電池漆。在另一實施例中，電源2050配置成自牆上的插座接收電力。在某些實施方案中，控制可編程性如上所述存在於一可位於電子顯示系統中的多個位置上的驅動控制器中。在某些情形中，控制可編程性存在於陣列驅動器2022中。業內的技術人員將知，可在任何數量的硬體及/或軟體組件中以不同的配置實施上述優化。儘管在上文中是說明包含幹涉式調製器元件陣列的空間光調製器，然而在其他實施例中，可使用構成光調製陣列的其他類型的光調製元件。例如，在其他實施例中可使用其他類型的MEMS結構。在某些實施例中還可使用其它並非基於MEMS技術的類型的結構。
業內的技術人員應了解，可作出很多種不同的修改，此並不背離本發明的精神。因此，應清楚地了解，本發明的形式僅為例示性，並非旨在限制本發明的範圍。
權利要求
1.一種空間光調製器，其包括一光調製陣列，其包含複數個光調製元件，所述複數個光調製元件中每一光調製元件均具有第一及第二光學表面之間的光學諧振空腔；位於所述光調製陣列中的光學孔徑區域；及至少一個反射元件，其配置成接收穿過所述光學孔徑區域的光並將所述所接收的光的至少一部分反射至至少一個所述光學諧振空腔，所述至少一個反射元件具有一傾斜表面。
2.如權利要求I所述的裝置，其中所述至少一個光學孔徑區域位於所述光調製陣列中的一實質上居中的位置處。
3.如權利要求I所述的裝置，其進一步包含一與所述至少一個反射元件對準的掩膜， 以至少部分地遮掩所述至少一個反射元件的一視線。
4.如權利要求3所述的裝置，其中所述掩膜包含一校準器的至少一部分。
5.如權利要求4所述的裝置，其中所述校準器的所述部分包含一個或多個部分反射性、部分透射性的材料層及一個或多個間隔層。
6.如權利要求I所述的裝置，其中所述至少一個反射元件包含至少一成形器件及一位於所述成形器件上的反射材料。
7.如權利要求I所述的裝置，其中所述至少一個反射元件包含互連的部分，以形成一靠近複數個光調製元件延伸的連續的整體結構。
8.如權利要求I所述的裝置，其中所述複數個光調製元件包含一金屬層，且其中所述金屬層具有複數個光學透射性的孔徑。
9.如權利要求I所述的裝置，其中所述光調製元件中的至少某些元件彼此分離，所述光學孔徑區域位於被分離的光調製元件之間。
10.如權利要求I所述的裝置，其中所述至少一個反射元件包含一懸浮在一基本透明的材料中的實質上呈顆粒狀的反射材料。
11.如權利要求I所述的裝置，其進一步包括一顯不器；及與所述顯示器電相通的處理器，所述處理器經配置以處理圖像數據。
12.如權利要求11所述的裝置，其進一步包括一驅動電路，其經配置以將至少一信號發送至所述顯示器。
13.如權利要求12所述的裝置，其進一步包括一控制器，其經配置以將所述圖像數據的至少一部分發送至所述驅動電路。
14.如權利要求1-13中的任一項所述的裝置，其中所述傾斜表面是彎曲的。
15.如權利要求14所述的裝置，其中所述至少一個反射元件具有一實質上凸出的幾何形狀。
16.如權利要求14所述的顯示裝置，其中所述至少一個反射元件具有一實質上凹入的幾何形狀。
17.如權利要求1-13中的任一項所述的顯示裝置，其中所述至少一個反射元件具有相對於襯底傾斜的平坦或平面部分。
18.—種空間光調製器，其包括一光調製陣列，其包含複數個光調製元件，所述複數個光調製元件中每一光調製元件均具有第一光學表面，第二光學表面和所述第一及第二光學表面之間的光學諧振空腔；使光穿過所述光調製陣列的光穿過裝置；及光反射裝置，其反射通過所述光穿過裝置穿過的光的至少一部分至至少一個所述光學諧振空腔，其中所述至少一個光反射裝置具有一傾斜表面。
19.如權利要求18所述的裝置，其中所述光穿過裝置包括光學孔徑區域，或者所述光反射裝置包括反射元件。
20.如權利要求18或19所述的裝置，其中所述傾斜表面是彎曲的。
21.如權利要求20所述的裝置，其中所述至少一個反射元件具有一實質上凸出的幾何形狀。
22.如權利要求20所述的顯示裝置，其中所述至少一個反射元件具有一實質上凹入的幾何形狀。
23.如權利要求18或19所述的顯示裝置，其中所述至少一個反射元件具有相對於襯底傾斜的平坦或平面部分。
24.—種製造一空間光調製器的方法,其包括形成光調製陣列，所述光調製陣列包括複數個光調製元件，所述複數個光調製元件中每一光調製元件均具有第一及第二光學表面之間的光學諧振空腔；及光學孔徑區域；形成至少一個反射元件，其配置成接收穿過所述光學孔徑區域的光並將所述所接收的光的至少一部分反射至至少一個所述光學諧振空腔，所述至少一個反射元件具有一傾斜表面。
25.如權利要求24所述的方法，其進一步包括在所述襯底上形成一與所述至少一個反射元件對準的掩蔽器件，以掩蔽所述至少一個反射元件。
26.如權利要求25所述的方法,其中所述掩蔽器件包含一由吸收性材料和一反射性材料中的至少一種形成的掩膜。
27.如權利要求25所述的方法，其中形成所述掩蔽器件包含沉積一金屬膜以形成一包含所述金屬膜和所述至少一個反射元件的校準器。
28.如權利要求25所述的方法，其中形成所述至少一個反射元件包括在所述襯底上形成一成形的基礎結構，並在所述成形的基礎結構上沉積一反射性材料。
29.如權利要求24所述的方法，其中形成所述至少一個反射元件包括沉積一反射性材料層 '及對所述反射性材料層進行表面處理。
30.如權利要求24-29中任一項所述的方法，其中形成所述至少一個反射元件包括在所述襯底表面上沉積一複合材料，其中所述複合材料包含懸浮在一實質上透明的材料中的反射性粒子。
全文摘要
一種使用背光照明照射幹涉式調製器的系統及方法。本發明揭示一種空間光調製器及製造一空間光調製器的方法。空間光調製器包括一光調製陣列，其包含複數個光調製元件，所述複數個光調製元件中每一光調製元件均具有第一及第二光學表面之間的光學諧振空腔；位於所述光調製陣列中的光學孔徑區域；及至少一個反射元件，其配置成接收穿過所述光學孔徑區域的光並將所述所接收的光的至少一部分反射至至少一個所述光學諧振空腔，所述至少一個反射元件具有一傾斜表面。
文檔編號B81C1/00GK102608755SQ20121008000
公開日2012年7月25日 申請日期2005年9月12日 優先權日2004年9月27日
發明者克拉倫斯·徐, 董明孝 申請人:高通Mems科技公司