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1、10申请公布号CN104053947A43申请公布日20140917CN104053947A21申请号201280066328222申请日2012121813/344,77120120106USF21V8/00200601G02B6/00200601G02F1/1335720060171申请人高通MEMS科技公司地址美国加利福尼亚州72发明人李肯宾约恩比塔74专利代理机构北京律盟知识产权代理有限责任公司11287代理人孙宝成54发明名称在台阶区上具有至少部分非透射涂层的光波导57摘要本发明提供与用于显示装置的照明系统有关的系统、方法及设备。在一个方面中，所述照明系统包含光波导902，所述光波导。
2、具有观察区914，其直接上覆显示器的显示元件；及台阶区916，其处于所述观察区与将光注入到所述光波导中的光源904之间。所述台阶区涂布有至少部分非透射层922。所述层可为至少部分吸收性的及/或至少部分反射的。在一些实施方案中，所述层可包含微结构，所述微结构经配置以使陡角度光转向以使得光被以较浅角度跨越所述光波导重导向。在一些实施方案中，所述光波导的所述台阶区与所述观察区之间的边界可具有非直线型形状。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014070486PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0703912012121887PCT国际申请的公布数据WO2013/103521EN。
3、2013071151INTCL权利要求书3页说明书20页附图15页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书20页附图15页10申请公布号CN104053947ACN104053947A1/3页21一种照明系统，其包括第一光源；以及光波导，其包含顶部主要表面；底部主要表面，其与所述顶部主要表面对置；第一光输入边缘，其用于接收来自所述第一光源的光；观察区，其中所述观察区包含多个光转向特征；以及台阶区，其包含所述第一光输入边缘与所述观察区之间的区域，其中所述台阶区内的所述顶部主要表面及所述底部主要表面中的至少一者在所述台阶区中涂布有至少部分非透射层。2根据权利要求1所述的。
4、照明系统，其中所述台阶区中的所述至少部分非透射层为反射的。3根据权利要求1所述的照明系统，其中所述至少部分非透射层为实质上吸收性的。4根据权利要求1所述的照明系统，其中所述至少部分非透射层包含多个微结构，其中所述微结构经配置以使来自所述第一光源的入射光转向以使得所述经转向光相对于所述顶部主要表面的角度小于所述光相对于所述顶部主要表面的入射角。5根据权利要求1所述的照明系统，其中所述台阶区与所述观察区之间的边界具有非直线型形状。6根据权利要求5所述的照明系统，其中所述非直线型形状是从由以下各者组成的群组中选择锯齿形状、正弦曲线形状、有缺口的形状及随机形状。7根据权利要求1所述的照明系统，其中所述。
5、至少部分非透射层包含多个子层。8根据权利要求7所述的照明系统，其中所述多个子层形成三层黑色掩模，所述三层黑色掩模包含反射层、底层光学透射层及在所述光学透射层下的部分反射层。9根据权利要求1所述的照明系统，其中所述至少部分非透射层为薄膜。10根据权利要求1所述的照明系统，其中所述光转向特征是通过所述主要表面中的一者中的凹痕来界定。11根据权利要求10所述的照明系统，其中所述凹痕的表面具有涂层，且其中所述至少部分非透射层是由与所述涂层相同的材料形成。12根据权利要求10所述的照明系统，其中所述凹痕的表面具有包含多个子层的涂层，每一子层具有特定组合物，且其中所述至少部分非透射层包含相等数目个子层，每。
6、一子层具有与所述涂层的所述子层中的一者相同的组合物。13根据权利要求1所述的照明系统，其中所述第一光源邻近于所述第一光输入边缘而安置，其中第二光源邻近于与所述第一光输入边缘对置的第二光输入边缘而安置，且其中所述台阶区进一步包含所述第二光输入边缘与所述观察区之间的区域。14根据权利要求8所述的照明系统，其进一步包括第一横向边缘，其布置于所述第一光输入边缘与所述第二光输入边缘之间；第二横向边缘，其与所述第一横向边缘对置且布置于所述第一光输入边缘与所述第二光输入边缘之间；其中所述台阶区进一步包含所述第一横向边缘及所述第二横向边缘中的每一者与所权利要求书CN104053947A2/3页3述观察区之间的。
7、区域，以使得所述台阶区外接所述观察区。15一种包括根据权利要求1所述的系统的显示系统，所述显示装置进一步包括在所述观察区中在所述底部主要表面下的多个显示元件，其中所述光转向特征经配置以使光转向离开所述光波导且朝向所述显示元件。16根据权利要求15所述的显示系统，其进一步包括显示器，其包含所述多个显示元件；处理器，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。17根据权利要求16所述的显示系统，其进一步包括驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器；以及控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。18根据权。
8、利要求16所述的显示系统，其进一步包括图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。19根据权利要求18所述的显示系统，其中所述图像源模块包含接收器、收发器及发射器中的至少一者。20根据权利要求16所述的显示系统，其进一步包括输入装置，其经配置以接收输入数据及将所述输入数据传达到所述处理器。21一种照明系统，其包括光源；以及光波导，其包含顶部主要表面；底部主要表面，其与所述顶部主要表面对置；观察区，其中所述观察区包含用于使光转向的装置；台阶区，其处于所述光导引装置的第一光输入边缘与所述观察区之间；以及用于阻挡光在所述台阶区中离开所述光波导的装置，其中所述光阻挡装置在所述台阶区中安置于所。
9、述光波导的所述顶部主要表面及所述底部主要表面中的至少一者上。22根据权利要求21所述的照明系统，其中所述光转向装置包含具有反射表面、衍射结构或其组合以用于将光重导向的多个光转向特征；且其中所述光阻挡装置包含至少部分非透射层，所述至少部分非透射层在所述台阶区中涂布于所述光波导的所述顶部主要表面及所述底部主要表面中的至少一者上。23一种制造照明系统的方法，所述方法包括提供光波导，其中所述光波导包含顶部主要表面；底部主要表面，其与所述顶部主要表面对置；第一边缘，其用于接收来自光源的光；以及观察区，其中所述观察区包含多个光转向特征；在所述光波导的观察区中提供多个光转向特征；以及在台阶区中在所述光波导的。
10、所述顶部主要表面及所述底部主要表面中的至少一者上提供至少部分非透射层，其中所述台阶区包含所述第一边缘与所述观察区之间的区域。权利要求书CN104053947A3/3页424根据权利要求23所述的方法，其中提供所述至少部分非透射层包含将所述至少部分非透射层沉积到所述光波导的所述顶部主要表面及所述底部主要表面中的至少一者上。25根据权利要求24所述的方法，其中沉积所述至少部分非透射层包含化学气相沉积所述至少部分非透射层。26根据权利要求24所述的方法，其进一步包括将所述所沉积的至少部分非透射层图案化以在所述至少部分非透射层与所述观察区之间形成具有非直线型形状的边界。27根据权利要求23所述的方法，。
11、其中提供所述至少部分非透射层包含在所述台阶区中在所述光波导的所述顶部主要表面及所述底部主要表面中的至少一者上形成多个微结构，其中所述微结构经配置以使来自所述光源的入射光转向以使得所述经转向光相对于所述顶部主要表面的角度小于所述光相对于所述顶部主要表面的入射角。28根据权利要求23所述的方法，其进一步包括邻近于所述第一边缘安置光源，所述光源经配置以将光注入到所述第一边缘中。权利要求书CN104053947A1/20页5在台阶区上具有至少部分非透射涂层的光波导技术领域0001本发明涉及照明系统，包含用于显示器的照明系统，明确地说，具有光波导的照明系统，所述光波导在光波导的光源与观察区之间具有台阶区。
12、，且涉及机电系统。背景技术0002机电系统包含具有电及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件例如，镜面及电子装置的装置。可按包含但不限于微尺度及纳米尺度的多种尺度来制造机电系统。举例来说，微机电系统MEMS装置可包含具有在从约一微米到数百微米或更大的范围内的大小的结构。纳米机电系统NEMS装置可包含具有小于一微米的大小包含例如小于数百纳米的大小的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻及/或蚀刻掉衬底及/或所沉积材料层的部分或添加若干层以形成电及机电装置的其它微机械加工工艺来创制机电元件。0003一种类型的机电系统装置被称为干涉调制器IMOD。如本文所使用，术语“干涉调制器”或“干涉光调制器”是指使用。
13、光学干涉原理来选择性地吸收及/或反射光的装置。在一些实施方案中，干涉调制器可包含一对导电板，所述对导电板中的一者或两者可完全地或部分地为透明的及/或反射的，且能够在施加适当电信号后随即进行相对运动。在实施方案中，一个板可包含沉积于衬底上的静止层，且另一个板可包含与静止层分离开气隙的反射隔膜。一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉调制器上的光的光学干涉。干涉调制器装置具有广泛范围的应用，且预期用于改进现有产品及创制新产品尤其是具有显示能力的产品。0004反射的环境光用以在一些显示装置中形成图像，例如，使用由干涉调制器形成的显示元件的反射显示器。这些显示器的所感知的亮度取决于被反射朝向观察者的。
14、光的量。在低环境光条件中，来自具有人工光源的照明装置的光可用以照明反射显示元件，反射显示元件接着将光反射朝向观察者从而产生图像。为了满足显示装置的市场需求及设计准则，包含反射型及透射型显示器，正连续不断地开发新照明装置及用于形成新照明装置的方法。发明内容0005本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，所述方面中无单个方面独自地负责本文所揭示的合乎需要的属性。0006本发明中所描述的标的物的一个创新方面可实施于一种照明系统中，所述照明系统包含第一光源及光波导。所述光波导可包含顶部主要表面、底部主要表面、用于接收来自所述第一光源的光的第一光输入边缘、包含多个光转向特征的观察区，以及包含所述第。
15、一光输入边缘与所述观察区之间的区域的台阶区。在所述台阶区中，所述光波导的所述顶部主要表面及/或所述底部主要表面可涂布有至少部分透射层。在一些实施方案中，所述部分透射层可为反射的。在某些实施方案中，所述部分透射层可为实质上吸收性的。在一些说明书CN104053947A2/20页6实施方案中，所述至少部分透射层可包含多个微结构，所述多个微结构经配置以使来自所述第一光源的入射光转向以使得所述经转向光相对于所述顶部主要表面的角度小于所述光相对于所述顶部主要表面的入射角。在某些实施方案中，所述台阶区与所述观察区之间的边界可具有非直线型形状。在一些实施方案中，所述至少部分非透射层可包含多个子层。在某些实施。
16、方案中，所述多个子层可形成三层黑色掩模，所述三层黑色掩模包含反射层、底层光学透射层及在所述光学透射层下的部分反射层。在一些实施方案中，所述第一光源可邻近于所述第一光输入边缘而安置，且第二光源可邻近于与所述第一光输入边缘对置的第二光输入边缘而安置，且所述台阶区可进一步包含所述第二光输入边缘与所述观察区之间的区域。在某些实施方案中，第一横向边缘可布置于所述第一光输入边缘与所述第二光输入边缘之间，且第二横向边缘可与所述第一横向边缘对置而布置且布置于所述第一光输入边缘与所述第二光输入边缘之间。所述台阶区可进一步包含所述第一横向边缘及所述第二横向边缘中的每一者与所述观察区之间的区域，以使得所述台阶区外接。
17、所述观察区。0007本发明中所描述的标的物的另一个创新方面可实施于一种照明系统中，所述照明系统包含光源及光波导。所述光波导可包含顶部主要表面、与所述顶部主要表面对置的底部主要表面、包含用于使光转向的装置的观察区、处于第一光输入边缘与所述观察区之间的台阶区，以及用于阻挡光在所述台阶区中离开所述光波导的装置。所述光阻挡装置可在所述台阶区中安置于所述光波导的所述顶部主要表面及所述底部主要表面中的至少一者上。0008本发明中所描述的标的物的另一个创新方面可实施于一种制造照明系统的方法中。所述方法包含提供光波导，所述光波导包含顶部主要表面、底部主要表面、用于接收来自光源的光的第一边缘，以及包含多个光转向。
18、特征的观察区。所述方法进一步包含在所述光波导的观察区中提供多个光转向特征，及在台阶区中在所述光波导的所述顶部主要表面及所述底部主要表面中的至少一者上提供至少部分非透射层，所述台阶区包含所述第一边缘与所述观察区之间的区域。在一些实施方案中，可通过化学气相沉积将所述部分非透射层沉积到所述光波导的所述顶部主要表面及所述底部主要表面中的至少一者上。在某些实施方案中，可将所述部分非透射层图案化以在所述至少部分非透射层与所述观察区之间形成具有非直线型形状的边界。在一些实施方案中，提供所述至少部分非透射层可包含在所述台阶区中在所述光波导的所述顶部主要表面及所述底部主要表面中的至少一者上形成多个微结构，所述微。
19、结构经配置以使来自所述光源的入射光转向以使得所述经转向光相对于所述顶部主要表面的角度小于所述光相对于所述顶部主要表面的入射角。在某些实施方案中，光源可邻近于所述第一边缘而安置，所述光源经配置以将光注入到所述第一边缘中。0009在附图及下文描述中阐述本说明书中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面及优点将从所述描述、所述图式及权利要求书而变得显而易见。应注意，随附各图的相对尺寸可能未按比例绘制。附图说明0010图1展示描绘干涉调制器IMOD显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图的实例。0011图2展示说明并有33干涉调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。说明书CN104。
20、053947A3/20页70012图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置相对于施加电压的图解的实例。0013图4展示说明在施加各种共同电压及段电压时的干涉调制器的各种状态的表格的实例。0014图5A展示说明图2的33干涉调制器显示器中的显示数据帧的图解的实例。0015图5B展示可用以写入图5A所说明的显示数据帧的共同信号及段信号的时序图的实例。0016图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分截面的实例。0017图6B到6E展示干涉调制器的不同实施方案的截面的实例。0018图7展示说明用于干涉调制器的制造工艺的流程图的实例。0019图8A到8E展示在制造干涉调制器的方法中的各种阶段的截面示。
21、意性说明的实例。0020图9A展示照明系统的平面图的实例。0021图9B展示图9A中所展示的照明系统的截面图的实例。0022图10A展示包含具有涂布台阶区的至少部分非透射层的光波导的照明系统的平面图的实例。0023图10B展示图10A中所展示的照明系统的截面图的实例。0024图11A展示包含具有涂布台阶区的至少部分非透射层的光波导的照明系统的平面图的实例。0025图11B展示图11A中所展示的照明系统的截面图的实例。0026图12A展示包含在台阶区中具有至少部分非透射层及光转向微结构的光波导的照明系统的平面图的实例。0027图12B展示图12A中所展示的照明系统的截面图的实例。0028图13A。
22、展示包含在观察区与台阶区之间具有非直线型边界的光波导的照明系统的平面图的实例。0029图13B展示图13A中所展示的照明系统的截面图的实例。0030图14展示包含在台阶区中具有至少部分非透射层的光波导的照明系统的一部分的扩展截面图的实例。0031图15展示说明用于具有至少部分非透射台阶的光波导的制造工艺的流程图的实例。0032图16A及16B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置的系统框图的实例。0033各图式中的相似参考数字及命名指示相似元件。具体实施方式0034以下详细描述涉及用于描述创新方面的目的的某些实施方案。然而，本文中的教示可以多种不同方式来应用。可以任何装置来实施所描述实施方案，所。
23、述任何装置经配置以显示图像无论在运动中例如，视频还是为静止的例如，静态图像，且无论为文字、图形还是图片的。更明确地说，预期所述实施方案可实施于多种电子装置中或与多种电子装置相关联，所述电子装置例如但不限于移动电话、具备多媒体因特网功能说明书CN104053947A4/20页8的蜂窝电话、移动电视接收器、无线装置、智能电话、蓝牙装置、个人数据助理PDA、无线电子邮件接收器、手持型或便携式计算机、迷你笔记型计算机、笔记型计算机、智能笔电SMARTBOOK、平板计算机、打印机、复印机、扫描器、传真装置、GPS接收器/导航仪、摄像机、MP3播放器、摄录像机、游戏控制台、腕表、时钟、计算器、电视监视器、。
24、平板显示器、电子阅读装置例如，电子阅读器、计算机监视器、自动显示器例如，里程表显示器，等等、座舱控制件及/或显示器、摄像机景观显示器例如，车辆中后视摄像机的显示器、电子相片、电子广告牌或标牌、投影仪、建筑结构、微波、电冰箱、立体声系统、卡式记录器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、停车计时表、封装例如，MEMS及非MEMS、美学结构例如，关于一件珠宝的图像的显示，以及多种机电系统装置。本文的教示还可用于非显示应用中，例如但不限于电子开关装置、射频滤波器、传感器、加速度计、回转仪、运动感测装置、磁力计、用于消费型电子装置的惯性组件。
25、、消费型电子产品的零件、可变电抗器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺，及电子测试装备。因此，所述教示不希望限于仅在诸图中描绘的实施方案，而是具有广泛适用性，这对于一股所属领域的技术人员将易于显而易见。0035用于显示器的照明系统可具有光波导，光波导包含处于光源与观察区之间的“台阶”区，光源定位于光波导的边缘处，显示元件定位于观察区之下且观察者可在观察区中观察图像。光可由于各种原因而从台阶区中泄漏出。一股来说，光波导可允许光通过全内反射TIR传播穿过光波导，其中以比临界角浅的角度相对于表面进行测量撞击光波导表面的光被反射离开所述表面。尽管可以足够浅的角度对于TIR将从光源发出的大量光注入到。
26、光波导中，但一些光可以致使其以比临界角陡的角度相对于表面撞击光波导的主要表面的角度进入到光波导中。因此，此陡角度光可能不会经历TIR且可从那些主要表面中泄漏出。此光泄漏可能在台阶区中最显著，其中陡角度光可能最先照射在主要表面中的一者上。另外，归因于主要表面中的局部缺陷，原本将反射离开表面的光可能不会经历TIR，这是因为缺陷致使表面的一部分为成角度的，因此光在缺陷上的入射角可能在TIR所需的角度之外。因此，光从缺陷中泄漏出。归因于光泄漏，图像质量可能降级，其中光泄漏降低显示器的所感知对比度，从而造成照明不均匀性及/或造成眩光。为了防止此泄漏，可涂覆至少部分非透射层以涂布台阶区。在一些实施方案中，。
27、所述层可为部分吸收性的及/或部分反射的。所述层可在台阶区中覆盖光波导的上表面及下表面的各个部分。在某些实施方案中，光转向微结构可形成于具有部分非透射层的台阶区中。这些微结构可使陡角度光转向以使得其被以较浅角度重导向以促进通过TIR传播跨越光波导。在某些实施方案中，台阶区与观察区之间的边界可以非直线型配置布置，以便减少视觉伪影例如，亮带在观察区的边缘处的出现，如本文中进一步论述。0036可实施本发明中所描述的标的物的特定实施方案以实现以下可能的优点中的一或多者。举例来说，本文中所揭示的照明系统的各种实施方案可通过减少台阶区中的光泄漏而实现增加的视觉对比度、改善的照明均匀性，及照明伪影的减少。在包。
28、含部分反射层或光转向微结构与至少部分非透射层的实施方案中，可通过将原本在台阶区中逃离光波导的光重导向以使得经重导向的光可沿着光波导的长度传播且借此用以照明显示器来改善效率及显示器亮度。另外，光转向特征可经配置以使光分散于光波导的平面中以进一步增加照明均匀性。说明书CN104053947A5/20页90037所描述实施方案可适用的合适MEMS装置的实例为反射显示装置。反射显示装置可并有干涉调制器IMOD以使用光学干涉原理来选择性地吸收及/或反射入射在IMOD上的光。IMOD可包含吸收体、可相对于吸收体移动的反射体，及界定于吸收体与反射体之间的光学谐振腔。可将反射体移动到两个或两个以上不同位置，此。
29、情形可改变光学谐振腔的大小且借此影响干涉调制器的反射率。IMOD的反射光谱可创制相当宽的光谱带，其可跨越可见波长而移位以产生不同色彩。可通过改变光学谐振腔的厚度即，通过改变反射体的位置来调整光谱带的位置。0038图1展示描绘干涉调制器IMOD显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图的实例。IMOD显示装置包含一或多个干涉MEMS显示元件。在这些装置中，MEMS显示元件的像素可处于明亮状态或黑暗状态。在明亮“松弛”、“开启”或“接通”状态下，显示元件例如向用户反射入射可见光的大部分。相反地，在黑暗“致动”、“关闭”或“断开”状态下，显示元件几乎不反射入射可见光。在一些实施方案中，可颠倒接通。
30、状态与断开状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要在特定波长下反射，从而除允许黑色及白色以外还允许彩色显示。0039IMOD显示装置可包含IMOD的行/列阵列。每一IMOD可包含定位于彼此相距可变且可控距离以形成气隙也被称作光学间隙或空腔的一对反射层，即，可移动反射层及固定部分反射层。可移动反射层可在至少两个位置之间移动。在第一位置即，松弛位置中，可移动反射层可定位于距固定部分反射层相对较大距离处。在第二位置即，致动位置中，可移动反射层可定位成更接近于部分反射层。从两个层反射的入射光可取决于可移动反射层的位置而相长地或相消地干涉，从而针对每一像素产生总体反射或非反射状态。在一些实施方案中，。
31、IMOD在未经致动时可处于反射状态，从而反射在可见光谱内的光，且在经致动时可处于黑暗状态，从而反射在可见光范围之外的光例如，红外线光。然而，在一些其它实施方案中，IMOD在未经致动时可处于黑暗状态，且在经致动时可处于反射状态。在一些实施方案中，施加电压的引入可驱动像素改变状态。在一些其它实施方案中，施加电荷可驱动像素改变状态。0040图1中的像素阵列的所描绘部分包含两个邻近干涉调制器12。在左侧的IMOD12如所说明中，可移动反射层14经说明为处于距光学堆叠16预定距离的松弛位置，光学堆叠16包含部分反射层。跨越左侧的IMOD12施加的电压V0不足以造成可移动反射层14的致动。在右侧的IMOD。
32、12中，可移动反射层14经说明为处于靠近或邻近光学堆叠16的致动位置。跨越右侧的IMOD12施加的电压VBIAS足以维持可移动反射层14处于致动位置。0041在图1中，一股用指示入射在像素12上的光13的箭头及从左侧的像素12反射的光15说明像素12的反射性质。尽管未详细说明，但一股所属领域的技术人员将理解，入射在像素12上的光13中的大部分将朝向光学堆叠16透射穿过透明衬底20。入射在光学堆叠16上的光的一部分将透射穿过光学堆叠16的部分反射层，且一部分将被反射回穿过透明衬底20。透射穿过光学堆叠16的光13的部分将在可移动反射层14处被反射回朝向且穿过透明衬底20。从光学堆叠16的部分反射。
33、层反射的光与从可移动反射层14反射的光之间的干涉相长或相消将确定从像素12反射的光15的多个波长。0042光学堆叠16可包含单个层或若干层。所述多个层可包含电极层、部分反射且说明书CN104053947A6/20页10部分透射层及透明介电层中的一或多者。在一些实施方案中，光学堆叠16为导电的、部分透明的且部分反射的，且可例如通过将以上各层中的一或多者沉积到透明衬底20上来制造。电极层可由多种材料形成，例如，各种金属例如，氧化铟锡ITO。部分反射层可由部分地反射的多种材料形成，例如，各种金属例如，铬CR、半导体及电介质。部分反射层可由一或多个材料层形成，且所述层中的每一者可由单个材料或材料的组合。
34、形成。在一些实施方案中，光学堆叠16可包含充当光学吸收体与导体两者的单个半透明厚度的金属或半导体，而不同的更多导电层或部分例如，光学堆叠16或IMOD的其它结构的导电层或部分可用以在IMOD像素之间用总线传送信号。光学堆叠16还可包含覆盖一或多个导电层的一或多个绝缘或介电层，或导电/吸收层。0043在一些实施方案中，光学堆叠16的所述多个层可经图案化成平行条带，且可在显示装置中形成行电极，如下文进一步所描述。所属领域的技术人员将理解，术语“经图案化”在本文中用以指遮蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中，可将高度导电且反射的材料例如，铝AL用于可移动反射层14，且这些条带可在显示装置中形成列电极。可。
35、移动反射层14可形成为一或多个所沉积金属层的一系列平行条带正交于光学堆叠16的行电极，以形成沉积在支柱18之上的列及沉积在支柱18之间的介入牺牲材料。当蚀刻掉牺牲材料时，经界定间隙19或光学空腔可形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。在一些实施方案中，支柱18之间的间隔可为约1微米到1000微米，而间隙19可小于10,000埃。0044在一些实施方案中，IMOD的每一像素不管处于致动还是松弛状态基本上为由固定反射层及移动反射层形成的电容器。当未施加电压时，可移动反射层14保持处于机械松弛状态，如通过图1中左侧的像素12说明，其中间隙19处于可移动反射层14与光学堆叠16之间。然而，当将电位。
36、差例如，电压施加到所选择行及列中的至少一者时，在对应像素处形成于行电极与列电极的相交部分处的电容器变得充电，且静电力将所述电极牵拉在一起。如果施加电压超过阈值，那么可移动反射层14可变形且靠近或相抵于光学堆叠16而移动。光学堆叠16内的介电层未图示可防止短路且控制层14与层16之间的分离距离，如通过图1中右侧的经致动像素12说明。不管施加电位差的极性如何，行为皆相同。尽管阵列中的一系列像素在一些实例中可被称作“行”或“列”，但一股所属领域的技术人员将易于理解，将一个方向称作“行”且将另一个方向称作“列”是任意的。再声明，在一些定向上，可将行视为列，且将列视为行。此外，显示元件可以正交行及列“阵。
37、列”来均匀地布置，或以非线性配置来布置，例如，具有相对于彼此的某些位置偏移“马赛克MOSAIC”。术语“阵列”及“马赛克”可指任一配置。因此，尽管将显示器称作包含“阵列”或“马赛克”，但元件自身不需要彼此正交地布置，或以均匀散布来安置，而在任何实例中可包含具有不对称形状及不均匀散布元件的布置。0045图2展示说明并有33干涉调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。电子装置包含处理器21，处理器21可经配置以执行一或多个软件模块。除执行操作系统之外，处理器21还可经配置以执行一或多个软件应用程序，包含WEB浏览程序、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。0046处理器21可经配置以与。
38、阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包含将信号提供到例如显示阵列或面板30的行驱动器电路24及列驱动器电路26。图1所说明的IMOD说明书CN104053947A107/20页11显示装置的截面是通过图2中的线11展示。尽管为了清晰起见，图2说明33IMOD阵列，但显示阵列30可含有极大量的IMOD，且在行中可具有与列中的IMOD数目不同的数目个IMOD，且反过来也一样。0047图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置相对于施加电压的图解的实例。对于MEMS干涉调制器，行/列即，共同/段写入程序可利用这些装置的滞后性质如图3所说明。干涉调制器可能需要例如约10伏特的电位差，以致使可移动反。
39、射层或镜面从松弛状态改变成致动状态。当电压从所述值缩减时，随着电压下降回到低于例如10伏特，可移动反射层维持其状态，然而，在电压下降到低于2伏特以前，可移动反射层不会完全地松弛。因此，存在一电压范围如图3所示，大约3伏特到7伏特，其中存在施加电压窗，在所述施加电压窗内，装置稳定处于松弛状态或致动状态。此窗在本文中被称作“滞后窗”或“稳定性窗”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列30来说，可设计行/列写入程序以便每次寻址一或多个行，以使得在寻址给定行期间，将经寻址行中欲致动的像素暴露于约10伏特的电压差，且将欲松弛的像素暴露于接近零伏特的电压差。在寻址之后，将像素暴露于稳态或约5伏特的偏压电压差，。
40、以使得像素保持处于先前选通状态。在此实例中，在寻址之后，每一像素经历在约3伏特到7伏特的“稳定性窗”内的电位差。此滞后性质特征使得像素设计例如，图1所说明能够在相同施加电压条件下保持稳定处于致动状态或松弛预先存在状态。由于每一IMOD像素无论处于致动状态还是松弛状态基本上为由固定反射层及移动反射层形成的电容器，因此可在滞后窗内的稳定电压下保持此稳定状态，而不会实质上消耗或损耗电力。此外，如果施加电压电位保持实质上固定，那么基本上几乎没有电流流入IMOD像素中。0048在一些实施方案中，可通过根据对给定行中的像素的状态的所要改变如果存在的话沿着所述组列电极以“段”电压的形式施加数据信号来创制图像。
41、的帧。可依次寻址阵列的每一行，使得一次一行地写入帧。为了将所要数据写入到第一行中的像素，可将对应于第一行中的像素的所要状态的段电压施加在列电极上，且可将呈特定“共同”电压或信号的形式的第一行脉冲施加到第一行电极。接着可改变所述组段电压以对应于对第二行中的像素的状态的所要改变如果存在的话，且可将第二共同电压施加到第二行电极。在一些实施方案中，第一行中的像素不受沿着列电极施加的段电压的改变影响，且保持处于其在第一共同电压行脉冲期间被设置到的状态。对于整个系列的行或者，列，可以依序方式重复此过程以产生图像帧。可通过以每秒某所要数目个帧不断地重复此过程来用新图像数据刷新及/或更新帧。0049跨越每一像。
42、素施加的段信号与共同信号的组合即，每一像素上的电位差确定每一像素的所得状态。图4展示说明在施加各种共同电压及段电压时的干涉调制器的各种状态的表格的实例。如一股所属领域的技术人员将易于理解，可将“段”电压施加到列电极或行电极，且可将“共同”电压施加到列电极或行电极中的另一者。0050如图4以及图5B所示的时序图所说明，当沿着共同线施加释放电压VCREL时，沿着共同线的所有干涉调制器元件将置于松弛状态或者被称作释放或未经致动状态，而不管沿着段线施加的电压即，高段电压VSH及低段电压VSL。明确地说，当沿着共同线施加释放电压VCREL时，调制器上的电位电压或者被称作像素电压在沿着用于所述像素的对应段。
43、线施加高段电压VSH及施加低段电压VSL两种情况时皆处于松弛窗参见图3，也说明书CN104053947A118/20页12被称作释放窗内。0051当在共同线上施加保持电压例如，高保持电压VCHOLD_H或低保持电压VCHOLD_L时，干涉调制器的状态将保持恒定。举例来说，松弛IMOD将保持处于松弛位置，且经致动IMOD将保持处于致动位置。可选择保持电压，使得像素电压在沿着对应段线施加高段电压VSH及施加低段电压VSL两种情况时皆将保持处于稳定性窗内。因此，段电压摆动即，高段电压VSH与低段电压VSL之间的差小于正或负稳定性窗的宽度。0052当在共同线上施加寻址或致动电压例如，高寻址电压VCAD。
44、D_H或低寻址电压VCADD_L时，可通过沿着相应段线施加段电压而沿着所述线将数据选择性地写入到调制器。可选择段电压，使得致动取决于所施加的段电压。当沿着共同线施加寻址电压时，一个段电压的施加将导致稳定性窗内的像素电压，从而造成像素保持未经致动。与此对比，另一段电压的施加将导致在稳定性窗外的像素电压，从而导致像素的致动。造成致动的特定段电压可取决于使用哪一寻址电压而变化。在一些实施方案中，当沿着共同线施加高寻址电压VCADD_H时，高段电压VSH的施加可造成调制器保持处于其当前位置，而低段电压VSL的施加可造成调制器的致动。作为推论，当施加低寻址电压VCADD_L时，段电压的效应可相反，其中高。
45、段电压VSH造成调制器的致动，而低段电压VSL不影响调制器的状态即，保持稳定。0053在一些实施方案中，可使用始终产生调制器上的相同极性的电位差的保持电压、寻址电压及段电压。在一些其它实施方案中，可使用交替调制器的电位差的极性的信号。跨越调制器的极性的交替即，写入程序的极性的交替可缩减或抑制在单个极性的重复写入操作之后可能发生的电荷累积。0054图5A展示说明图2的33干涉调制器显示器中的显示数据帧的图解的实例。图5B展示可用以写入图5A所说明的显示数据帧的共同信号及段信号的时序图的实例。可将信号施加到例如图2的33阵列，其将最终导致图5A所说明的线时间60E显示布置。图5A中的经致动调制器处。
46、于黑暗状态，即，其中反射光的实质部分处于可见光谱外部，以便导致在例如观察者看来的黑暗外观。在写入图5A所说明的帧之前，像素可处于任何状态，但图5B的时序图中所说明的写入程序假定在第一线时间60A之前，每一调制器已释放且驻留于未经致动状态。0055在第一线时间60A期间将释放电压70施加在共同线1上；施加在共同线2上的电压以高保持电压72开始，且移动至释放电压70；且沿着共同线3施加低保持电压76。因此，沿着共同线1的调制器共同1，段1、共同1，段2及共同1，段3保持处于松弛或未经致动状态历时第一线时间60A的持续时间，沿着共同线2的调制器共同2，段1、共同2，段2及共同2，段3将移动到松弛状态。
47、，且沿着共同线3的调制器共同3，段1、共同3，段2及共同3，段3将保持处于其先前状态。参看图4，沿着段线1、2及3施加的段电压将不影响干涉调制器的状态，这是因为在线时间60A期间即，VCREL松弛及VCHOLD_L稳定共同线1、2或3中无一者正暴露于造成致动的电压电平。0056在第二线时间60B期间，共同线1上的电压移动到高保持电压72，且沿着共同线1的所有调制器保持处于松弛状态，而不管所施加的段电压如何，这是因为无寻址或致动电压施加在共同线1上。沿着共同线2的调制器归因于释放电压70的施加而保持处于松弛状态，且当沿着共同线3的电压移动到释放电压70时，沿着共同线3的调制器共同3，段1、共同3。
48、，段2及共同3，段3将松弛。说明书CN104053947A129/20页130057在第三线时间60C期间，通过将高寻址电压74施加在共同线1上来寻址共同线1。因为在此寻址电压的施加期间沿着段线1及2施加低段电压64，所以调制器共同1，段1及共同1，段2上的像素电压大于调制器的正稳定性窗的高端即，电压差超过预定义阈值，且调制器共同1，段1及共同1，段2经致动。相反地，因为沿着段线3施加高段电压62，所以调制器共同1，段3上的像素电压小于调制器共同1，段1及共同1，段2的像素电压，且保持处于调制器的正稳定性窗内；调制器共同1，段3因此保持松弛。而且在线时间60C期间，沿着共同线2的电压减小到低保。
49、持电压76，且沿着共同线3的电压保持处于释放电压70，从而使沿着共同线2及3的调制器处于松弛位置。0058在第四线时间60D期间，共同线1的电压返回到高保持电压72，从而使沿着共同线1的调制器处于其相应寻址状态。共同线2上的电压减小到低寻址电压78。因为沿着段线2施加高段电压62，所以调制器共同2，段2上的像素电压低于调制器的负稳定性窗的下端，从而造成调制器共同2，段2致动。相反地，因为沿着段线1及3施加低段电压64，所以调制器共同2，段1及共同2，段3保持处于松弛位置。共同线3上的电压增大到高保持电压72，从而使沿着共同线3的调制器处于松弛状态。0059最后，在第五线时间60E期间，共同线1。
50、上的电压保持处于高保持电压72，且共同线2上的电压保持处于低保持电压76，从而使沿着共同线1及2的调制器处于其相应寻址状态。共同线3上的电压增大到高寻址电压74以寻址沿着共同线3的调制器。因为将低段电压64施加在段线2及3上，所以调制器共同3，段2及共同3，段3致动，而沿着段线1施加的高段电压62造成调制器共同3，段1保持处于松弛位置。因此，在第五线时间60E结束时，33像素阵列处于图5A所示的状态，且将保持处于所述状态，只要沿着共同线施加保持电压即可，而不管在正寻址沿着其它共同线未图示的调制器时可发生的段电压的变化。0060在图5B的时序图中，给定写入程序即，线时间60A到60E可包含使用高。