用于操纵显示器中的颜色的方法和装置的制作方法

专利名称：用于操纵显示器中的颜色的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明的领域涉及微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)。
背景技术：
微机电系统(MEMS)包含微机械元件、激活器和电子元件。可使用沉积、蚀刻和/或其它蚀刻去除衬底和/或已沉积材料层的若干部分或者添加若干层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生微机械元件。一种类型的MEMS装置被称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指的是一种使用光学干涉原理选择性地吸收和/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包括一对导电板，其中之一或两者可能整体或部分透明和/或具有反射性，且能够在施加适当电信号时进行相对运动。在特定实施例中，一个板可包括沉积在衬底上的固定层，且另一个板可包括通过气隙而与固定层分离的金属薄膜。如本文更详细描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广范围的应用，且在此项技术中，利用和/或修改这些类型装置的特性以使得其特征可被发掘用于改进现有产品和创建尚未开发的新产品，将是有益的。

发明内容
本发明的系统、方法和装置每一者具有若干方面，其中任何单个方面均不仅仅负责其期望的属性。在不限定本发明范围的情况下，现将简要论述其较突出的特征。考虑此论述之后，且尤其在阅读题为“具体实施方式
”的部分之后，将了解本发明的特征如何提供优于其它显示装置的优点。
一个实施例包含一种显示器。所述显示器包含多个像素。所述像素中的每一者包含至少一个红色子像素，其包括至少一个经配置以输出红光的干涉式调制器；至少一个绿色子像素，其包括至少一个经配置以输出绿光的干涉式调制器；至少一个蓝色子像素，其包括至少一个经配置以输出蓝光的干涉式调制器；和至少一个白色子像素，其包括至少一个经配置以输出彩色光的干涉式调制器。
另一实施例包含一种显示器。所述显示器包含多个干涉式调制器。所述多个干涉式调制器包含至少一个经配置以输出红光的干涉式调制器；至少一个经配置以输出绿光的干涉式调制器；至少一个经配置以输出蓝光的干涉式调制器；和至少一个经配置以输出白光的干涉式调制器。所述至少一个经配置以输出白光的干涉式调制器输出具有标准化白点的白光。
另一实施例包含一种显示器。所述显示器包含多个显示元件。所述显示元件中的每一者包含反射表面，所述反射表面经配置以定位在与部分反射表面相距一距离处。所述多个显示元件包含所述多个显示元件中的经配置以输出彩色光的至少一者和所述多个显示元件中的经配置以干涉地输出白光的至少一者。
另一实施例包含一种制作显示器的方法。所述方法包含形成多个显示元件。所述多个显示元件中的每一者包含反射表面，所述反射表面经配置以定位在与部分反射表面相距一距离处。个别距离中的每一者经选择而使得所述多个显示元件中的至少一者经配置以输出彩色光，且所述多个显示元件中的至少另一者经配置以干涉地输出白光。
另一实施例包含一种包括用于显示图像的构件的显示器。所述显示构件包括用于反射光的构件和用于部分反射光的构件。所述反射构件经配置以定位在与所述部分反射构件相距一距离处。所述显示构件包括用于输出彩色光的第一构件和用于干涉地输出白光的第二构件。
另一实施例包含一种显示器。所述显示器包含多个像素，其每一者包括经配置以分别输出红色、绿色和蓝色光的红色、绿色和蓝色干涉式调制器。当所述干涉式调制器中的每一者经设定以输出红色、绿色和蓝色光时，所述像素中的每一者经配置以输出比红光具有更大强度的绿光，且经配置以输出比蓝光具有更大强度的绿光。
另一实施例包含一种制作显示器的方法。所述方法包含形成多个像素。形成所述多个像素包含形成经配置以输出红光的干涉式调制器；形成经配置以输出绿光的干涉式调制器；和形成经配置以输出蓝光的干涉式调制器。当所述干涉式调制器中的每一者经设定以输出红色、绿色和蓝色光时，所述像素中的每一者经配置以输出比红光具有更大强度的绿光，且经配置以输出比蓝光具有更大强度的绿光。
另一实施例包含一种显示器。所述显示器包含多个像素。所述像素中的每一者包括经配置以分别输出红色、绿色和蓝色光的红色、绿色和蓝色干涉式调制器。所述像素中的每一者经配置以输出比红光具有更大强度的绿光，且经配置以输出比蓝光具有更大强度的绿光。经配置以输出红光的干涉式调制器和经配置以输出蓝光的干涉式调制器中的至少一者经配置以输出具有经选择以补偿具有较大强度的绿光的波长的光。
另一实施例包括一种显示器，其包括多个用于输出红色的构件、多个用于输出绿光的构件和多个用于输出蓝光的构件。所述红色、绿色和蓝色输出构件形成用于显示图像像素的构件。当所述红色、绿色和蓝色输出构件经设定以输出红色、绿色和蓝色光时，所述像素显示构件中的每一者经配置以输出比蓝光具有更大强度的绿光。
另一实施例包括一种显示器，其包括多个显示元件。所述多个显示元件包括经配置以输出彩色光的至少一个彩色显示元件和经配置以输出白光的至少一个显示元件。所述经配置以输出白光的至少一个显示元件输出具有标准化白点的白光。
另一实施例包括一种包括用于显示图像的构件的显示器。所述显示构件包括用于输出彩色光的构件和用于输出白光的构件。所述白光输出构件输出具有标准化白点的白光。
另一实施例包括一种制作显示器的方法，包括形成多个显示元件，其包括形成经配置以输出彩色光的至少一个彩色显示元件和经配置以输出白光的至少一个显示元件。所述经配置以输出白光的至少一个显示元件经配置以输出具有标准化白点的白光。


图1是描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于激活位置。
图2是说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统方框图。
图3是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对施加电压的图。
图4是可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行和列电压的说明。
图5A说明图2的3×3干涉式调制器显示器中的一个示范性显示数据帧。
图5B说明可用于对图5A的帧进行写入的行和列信号的一个示范性时序图。
图6A和6B是说明包括多个干涉式调制器的视觉显示装置的实施例的系统方框图。
图7A是图1的装置的横截面。
图7B是干涉式调制器的替代实施例的横截面。
图7C是干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。
图7D是干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。
图7E是干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。
图8是示范性干涉式调制器的侧视横截面图，其说明通过将可移动镜定位在一系列位置内而实现的输出光的光谱特性。
图9是说明包含用于产生白光的青色和黄色干涉式调制器的一个实施例的光谱响应的曲线图。
图10是干涉式调制器的侧视横截面图，其说明导致反射不同颜色光的穿过调制器的不同光学路径。
图11是具有用于选择性地透射具有特定颜色的光的材料层的干涉式调制器的侧视横截面图。
图12是说明包含用于产生白光的绿色干涉式调制器和“品红色”过滤层的一个实施例的光谱响应的曲线图。
图13是说明示范性像素阵列30的两个像素的示意图。行1-4和列1-4形成一个像素120a。
图14A是说明可由包含红色、绿色和蓝色显示元件的示范性彩色显示器产生的颜色的色度图。
图14B是说明可由包含红色、绿色、蓝色和白色显示元件的示范性彩色显示器产生的颜色的色度图。
具体实施例方式
以下详细描述针对本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以许多不同方式实施。在此描述内容中参看了附图，在整个附图中所有相同部分用相同标号表示。如从以下描述中将易于了解，可在经配置以显示不论运动(例如，视频)还是固定(例如，静止图像)的且不论文字还是图画的图像的任何装置中实施所述实施例。更明确地说，预期所述实施例可在多种电子装置中实施或与多种电子装置相关联，所述多种电子装置例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、座舱控制器和/或显示器、相机视图的显示器(例如，车辆中后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或指示牌、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如，对于一件珠宝的图像的显示器)。具有与本文中描述的那些装置类似的结构的MEMS装置也可用于例如电子切换装置的非显示器应用中。
一个实施例是一种显示器，其中每个像素包括一组显示元件，所述显示元件每一者可包括一个或一个以上干涉式调制器。所述组显示元件包含经配置以输出红色、绿色、蓝色和白色光的显示元件。在一个实施例中，“白光”显示元件输出具有比“红色”、“绿色”和“蓝色”显示元件的组合光谱响应更广、更高强度的光谱响应的白光。在一个实施例中，所述显示器包含经配置以在接收到用于驱动像素的数据时接通“白光”显示元件的驱动器电路。另外，实施例包含彩色显示器，其经配置以提供可见光谱的绿色部分中的输出光强度的较大比例以便增加所述显示器的感知亮度。
图1中说明包括干涉式MEMS显示元件的一个干涉式调制器显示器实施例。在这些装置中，像素处于明亮或黑暗状态。在明亮(“接通”或“开启”)状态下，显示元件将大部分入射可见光反射到用户。当在黑暗(“断开”或“关闭”)状态下时，显示元件将极少入射可见光反射到用户。依据实施例而定，可颠倒“接通”和“断开”状态的光反射性质。MEMS像素可经配置为主要在选定的颜色处反射，从而允许除黑白显示以外的彩色显示。
图1是描述视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图，其中每一像素包括MEMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包括这些干涉式调制器的行/列阵列。每一干涉式调制器包含一对反射层，其定位成彼此相距可变且可控制的距离以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学腔。在一个实施例中，可在两个位置之间移动所述反射层中的一者。在第一位置(本文中称为松弛位置)中，可移动反射层被定位成与固定的部分反射层相距相对较大距离。在第二位置(本文中称为激活位置)中，可移动反射层被定位成更紧密邻近所述部分反射层。依据可移动反射层的位置而定，从所述两个层反射的入射光相长性地或相干性地进行干涉，从而为每一像素产生全反射状态或非反射状态。
图1中像素阵列的描绘部分包含两个相邻干涉式调制器12a和12b。在左侧的干涉式调制器12a中，说明可移动反射层14a处于与包含部分反射层的光学堆叠16a相距预定距离处的松弛位置中。在右侧的干涉式调制器12b中，说明可移动反射层14b处于邻近于光学堆叠16b的激活位置中。
如本文所参考的光学堆叠16a和16b(统称为光学堆叠16)通常包括若干熔合层，所述熔合层可包含例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层和透明电介质。因此，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可(例如)通过将上述层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制作。在一些实施例中，所述层被图案化成多个平行条带，且如下文中进一步描述，可形成在显示装置中的行电极。可移动反射层14a、14b可形成为沉积金属层(一层或多层)的一系列平行条带(与行电极16a、16b正交)，所述金属层沉积在柱18和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上。当蚀刻去除牺牲材料时，可移动反射层14a、14b通过所界定的间隙19而与光学堆叠16a、16b分离。例如铝的高度导电且反射的材料可用于反射层14，且这些条带可形成显示装置中的列电极。
在不施加电压的情况下，腔19保留在可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中像素12a所说明。然而，当将电位差施加到选定的行和列时，形成在相应像素处的行电极与列电极的交叉处的电容器变得带电，且静电力将所述电极拉在一起。如果电压足够高，那么可移动反射层14变形且被迫抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的介电层(在此图中未说明)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离，如图1中右侧的像素12b所说明。不管所施加的电位差的极性如何，表现均相同。以此方式，可控制反射像素状态对非反射像素状态的行/列激活在许多方面类似于常规LCD和其它显示技术中所使用的行/列激活。
图2到5B说明在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性工艺和系统。
图2是说明可并入有本发明各方面的电子装置的一个实施例的系统方框图。在所述示范性实施例中，所述电子装置包含处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM、Pentium、Pentium II、Pentium III、Pentium IV、PentiumPro、8051、MIPS、Power PC、ALPHA)，或任何专用微处理器(例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列)。如此项技术中常规的做法，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统外，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含网站浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22连通。在一个实施例中，所述阵列驱动器22包含将信号提供到显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。在图2中以线1-1展示图1中说明的阵列的横截面。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列激活协议可利用图3中说明的这些装置的滞后性质。可能需要(例如)10伏的电位差来促使可移动层从松弛状态变形为激活状态。然而，当电压从所述值减小时，可移动层在电压降回10伏以下时维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到电压降到2伏以下时才完全松弛。因此，在图3中说明的实例中存在约3到7V的电压范围，在所述范围中存在一种施加电压窗口，在所述窗口内装置在松弛状态或激活状态中均是稳定的。此窗口在本文中称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特性的显示器阵列来说，可设计行/列激活协议以使得在行选通期间，选通行中待激活的像素暴露到约10伏的电压差，且待松弛的像素暴露到接近零伏的电压差。在选通之后，所述像素暴露到约5伏的稳态电压差，以使得其维持在行选通使其所处的任何状态中。在此实例中，每一像素在被写入之后经历3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。此特征使图1中说明的像素设计在相同施加电压条件下在激活或松弛预存在状态下均是稳定的。由于干涉式调制器的每一像素(不论处于激活还是松弛状态)本质上是由固定反射层和移动反射层形成的电容器，因而可在滞后窗口内的电压下保持此稳定状态而几乎无功率消耗。本质上，如果施加电压是固定的，那么没有电流流入到像素中。
在典型应用中，可通过根据第一行中所需组的激活像素确认所述组列电极来产生显示帧。接着将行脉冲施加到行1电极，从而激活对应于所确认的列线的像素。接着改变所述组已确认列电极以对应于第二行中所需组的激活像素。接着将脉冲施加到行2电极，从而根据已确认的列电极而激活行2中的适当像素。行1像素不受行2脉冲影响，且维持在其在行1脉冲期间被设定的状态中。可以连续方式对整个系列的行重复此过程以产生帧。通常，通过以每秒某一所需数目的帧的速度连续地重复此过程来用新的显示数据刷新且/或更新所述帧。用于驱动像素阵列的行和列电极以产生显示帧的广泛种类的协议也是众所周知的且可结合本发明使用。
图4、5A和5B说明用于在图2的3×3阵列上形成显示帧的一个可能的激活协议。图4说明可用于使像素展示出图3的滞后曲线的一组可能的列和行电压电平。在图4实施例中，激活像素涉及将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为+ΔV，其分别可对应于-5伏和+5伏。松弛像素是通过将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为相同的+ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。在行电压维持在零伏的那些行中，不管列处于+Vbias还是-Vbias，像素在任何其最初所处的状态中均是稳定的。同样如图4中所说明，将了解，可使用极性与上述电压相反的电压，例如，激活像素可涉及将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为-ΔV。在此实施例中，释放像素是通过将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为相同的-ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。
图5B是展示施加到图2的3×3阵列的一系列行和列信号的时序图，所述行和列信号将产生图5A中说明的显示器布置，其中被激活像素为非反射的。在对图5A中说明的帧进行写入之前，像素可处于任何状态，且在本实例中所有行均处于0伏，且所有列均处于+5伏。在具有这些施加电压的情况下，所有像素在其既有的激活或松弛状态中均是稳定的。
在图5A的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被激活。为了实现此目的，在行1的“线时间”期间，将列1和2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。因为所有像素均保留在3-7伏的稳定窗口中，所以这并不改变任何像素的状态。接着用从0升到5伏且返回到零的脉冲来选通行1。这激活了(1，1)和(1，2)像素且松弛了(1，3)像素。阵列中其它像素均不受影响。为了根据需要来设定行2，将列2设定为-5伏，且将列1和3设定为+5伏。施加到行2的相同选通接着将激活像素(2，2)且松弛像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中其它像素均不受影响。通过将列2和3设定为-5伏且将列1设定为+5伏来类似地设定行3。行3选通设定行3像素，如图5A中所示。在对帧进行写入之后，行电位为零，且列电位可维持在+5或-5伏，且那么显示器在图5A的布置中是稳定的。将了解，可将相同程序用于具有数十或数百个行和列的阵列。还将应了解，用于执行行和列激活的电压的时序、序列和电平可在上文所概述的一般原理内广泛变化，且以上实例仅为示范性的，且任何激活电压方法均可与本文描述的系统和方法一起使用。
图6A和6B是说明显示装置40的实施例的系统方框图。显示装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍微变化形式也说明例如电视和便携式媒体播放器等各种类型的显示装置。
显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器44、输入装置48和麦克风46。外壳41通常由所属领域的技术人员众所周知的多种制造工艺中的任一者形成，所述工艺包含注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料中的任一者制成，所述材料包含(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷或其组合。在一个实施例中，外壳41包含可去除部分(未图示)，所述可去除部分可与其它具有不同颜色或含有不同标记、图画或符号的可去除部分互换。
如本文中所描述，示范性显示装置40的显示器30可为包含双稳态显示器在内的多种显示器中的任一者。在其它实施例中，如所属领域的技术人员众所周知，显示器30包含平板显示器(例如如上所述的等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)或非平板显示器(例如CRT或其它电子管装置)。然而，出于描述本实施例的目的，如本文中所描述，显示器30包含干涉式调制器显示器。
图6B中示意性说明示范性显示装置40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示装置40包含外壳41且可包含至少部分封闭在所述外壳41中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示装置40包含网络接口27，所述网络接口27包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行过滤)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器22又耦合到显示器阵列30。根据特定示范性显示装置40设计的要求，电源50将电力提供到所有组件。
网络接口27包含天线43和收发器47，以使得示范性显示装置40可经由网络而与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有某些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43是所属领域的技术人员已知的用于传输和接收信号的任何天线。在一个实施例中，所述天线根据IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11(a)、(b)或(g))来传输和接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据BLUETOOTH标准来传输和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，所述天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS或其它用于在无线手机网络内通信的已知信号。收发器47预处理从天线43接收到的信号，以使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行操纵。收发器47还处理从处理器21接收到的信号，以使得可经由天线43从示范性显示装置40发射所述信号。
在替代实施例中，收发器47可由接收器代替。在又一替代实施例中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源代替。举例来说，所述图像源可为数字视频光盘(DVD)或含有图像数据的硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。
处理器21大体上控制示范性显示装置40的全部操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21接着将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度级。
在一个实施例中，处理器21包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示装置40的操作。调节硬件52通常包含放大器和过滤器，以用于将信号传输到扬声器45，且用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为示范性显示装置40内的离散组件，或可并入在处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，并适当地重新格式化所述原始图像数据以供高速传输到阵列驱动器22。具体地说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有光栅样格式的数据流，以使得其具有适于在显示器阵列30上进行扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)作为独立的集成电路(IC)通常与系统处理器21相关联，但可以许多方式来构建这些控制器。其可作为硬件嵌入处理器21中，作为软件嵌入处理器21中，或与阵列驱动器22完全集成在硬件中。
通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收已格式化的信息且将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形以每秒多次地被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千个引线。
在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于本文描述的任何类型的显示器。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成。此实施例在例如蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器等高度集成系统中是常见的。在又一实施例中，显示器阵列30是典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包含干涉式调制器阵列的显示器)。
输入装置48允许用户控制示范性显示装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包含例如QWERTY键盘或电话键区等键区、按钮、开关、触敏屏幕、压敏或热敏薄膜。在一个实施例中，麦克风46是用于示范性显示装置40的输入装置。当使用麦克风46将数据输入到所述装置时，用户可提供声音命令以便控制示范性显示装置40的操作。
电源50可包含此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50是例如镍镉电池或锂离子电池的可充电电池。在另一实施例中，电源50是可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收电力。
在某些实施方案中，如上文中所描述，控制可编程性驻存在驱动器控制器中，所述驱动器控制器可位于电子显示器系统中的若干位置中。在某些情况下，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将了解，上述最优化可在任何数目的硬件和/或软件组件中实施且可以各种配置实施。
根据上文陈述的原理而操作的干涉式调制器的结构细节可广泛变化。举例来说，图7A-7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同实施例。图7A是图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积在正交延伸的支撑件18上。在图7B中，可移动反射层14在系链32上仅在隅角处附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14从可包括柔性金属的可变形层34悬垂下来。所述可变形层34直接或间接地连接到围绕可变形层34的周边的衬底20。这些连接件在本文中被称为支柱。图7D中说明的实施例具有支柱插塞42，可变形层34搁在所述支柱插塞42上。如图7A-7C所示，可移动反射层14保持悬浮在腔上方，但可变形层34并不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔而形成所述支柱。而是，支柱由用于形成支柱插塞42的平坦化材料形成。图7E中说明的实施例是基于图7D中展示的实施例，但也可适于与图7A-7C中说明的实施例以及未图示的额外实施例中的任一者一起工作。在图7E所示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的额外层来形成总线结构44。这允许信号沿着干涉式调制器的背面进行发送，从而消除许多原本可能必须形成在衬底20上的电极。
在例如图7所示的那些实施例的实施例中，干涉式调制器充当直接观看装置，其中从透明衬底20的前侧观看图像，所述侧与上面布置有调制器的那侧相对。在这些实施例中，反射层14在反射层的与衬底20相对的那侧上以光学方式遮蔽干涉式调制器的若干部分，包含可变形层34和总线结构44。这允许对遮蔽区域进行配置和操作而不会消极地影响图像质量。这种可分离的调制器结构允许选择用于调制器的机电方面和光学方面的结构设计和材料且使其彼此独立而发挥作用。此外，图7C-7E中所示的实施例具有源自反射层14的光学性质与其机械性质脱离的额外益处，所述益处由可变形层34执行。这允许用于反射层14的结构设计和材料在光学性质方面得以最优化，且用于可变形层34的结构设计和材料在期望的机械性质方面得以最优化。
如上文参看图1所论述，调制器12(即，调制器12a和12b两者)包含形成在镜14(即，镜14a和14b)与16(分别为镜16a和16b)之间的光学腔。光学腔的特性距离或有效光学路径长度d确定光学腔的且因此干涉式调制器12的谐振波长λ。干涉式调制器12的峰值谐振可见波长λ大体上对应于由调制器12反射的光的感知颜色。算术上，光学路径长度d等于Nλ，其中N为整数。因此，给定谐振波长λ由具有λ(N＝1)、λ(N＝2)、3/2λ(N＝3)等的光学路径长度d的干涉式调制器12反射。整数N可被称为反射光的干涉级。如本文所使用，当镜14处于至少一个位置时，调制器12的级也被称为由调制器12反射的光的级N。举例来说，第一级红色干涉式调制器12可具有约325nm的光学路径长度d，其对应于约650nm的波长λ。因此，第二级红色干涉式调制器12可具有约650nm的光学路径长度d。通常，较高级的调制器12反射较窄波长范围内的光(例如，具有较高“Q”值)，且因此产生更加饱和的彩色光。包括彩色像素的调制器12的饱和度影响显示器的性质(例如显示器的色域和白点)。举例来说，为了使得使用第二级调制器12的显示器与包含反射光的相同大体颜色的第一级调制器的显示器具有相同的白点或彩色平衡，可选择第二级调制器12使其具有不同的中心峰值光学波长。
图8是示范性干涉式调制器12的侧视横截面图，其说明会通过将可移动镜14定位在一系列位置61-65处而输出的光的光谱特性。所述示范性调制器包含充当列电极的氧化铟锡(ITO)导电层52。在示范性调制器中，可移动镜14包含行导体。
可移动镜14的特定群组的位置61-65中的每一者由从固定镜16延伸的箭头展示。每一箭头的尖端指示可移动镜的位置61-65中的特定一者。从干涉式调制器反射的光的颜色由可移动镜14与固定镜16之间的光学路径长度d确定。选择距离61-65以便计算介电层54在光学路径长度d中的厚度和折射率。因此，定位在位置61-65(每一者对应于不同距离d)中的一个不同位置处的可移动镜14会导致以不同的光谱响应将光输出到检视位置51的调制器12，所述光谱响应对应于正由调制器12反射的不同颜色的入射光。此外，在位置61处，可移动镜14充分接近固定镜16，使得干涉效果可被忽略，且调制器12充当大体上相等地反射大体上所有颜色的入射可见光(例如)作为白光的镜。引起宽带镜效果是因为小距离d对于可见频带中的光学谐振来说太小。镜14因此仅仅充当相对于可见光的反射表面。
在镜14定位在位置62处的情况下，调制器12展示出灰色阴影，因为镜14与16之间的增大的间隙距离减小了镜14的反射率。在位置63处，距离d使得腔干涉地操作但大体上不反射任何可见波长的光，因为谐振波长在可见范围之外。
随着距离d进一步增加，调制器12的峰值光谱响应移动到可见波长中。因此，当可移动镜14处于位置64处时，调制器12反射蓝光。当可移动镜14处于位置65处时，调制器12反射绿光。当可移动镜14处于非偏离位置66处时，调制器12反射红光。
在设计使用干涉式调制器12的显示器的过程中，可形成调制器12以便增加反射光的色饱和度。饱和度指的是彩色光的色调强度。高度饱和的色调具有生动浓烈的颜色，而欠饱和的色调显现为较柔和且为灰色。举例来说，产生非常窄范围的波长的激光产生高度饱和的光。相反地，典型的白炽光灯泡产生可具有不饱和红色或蓝色的白光。在一个实施例中，调制器12形成为具有对应于较高级干涉(例如，第二级或第三级)的距离d以增加反射彩色光的饱和度。
示范性彩色显示器包含红色、绿色和蓝色显示元件。通过改变由红色、绿色和蓝色元件产生的光的相对强度而在此类显示器中产生其它颜色。例如红色、绿色和蓝色的基色的此种混合由人眼感知为其它颜色。此类颜色系统中的红色、绿色和蓝色的相对值可被称为关于人眼的红色、绿色和蓝色光敏感部分的激励的三色激励值。一般来说，基色越饱和，可由显示器产生的颜色的范围也就越大。在其它实施例中，显示器可包含具有若干组颜色的调制器12，所述若干组颜色依据除红色、绿色和蓝色外的若干组基色来界定其它颜色系统。
设计并入有干涉式调制器12的显示器中的另一考虑是白光的产生。“白”光一般指的是由人眼感知为不包含任何特定颜色的光，即白光不与色调相关联。黑色指的是缺乏颜色(或光)，而白色指的是包含广光谱范围而使得感知不到特定颜色的光。白光可指代具有强度近似均一的广光谱范围可见光的光。然而，因为人眼对于某些波长的红色、绿色和蓝色光敏感，所以可通过混合彩色光的强度来产生白色以产生具有一个或一个以上光谱峰值的光，其由眼睛感知为“白色”。显示器的色域是装置能够(例如)通过混合红色、绿色和蓝色光而再生的颜色范围。
在反射式显示器中，使用饱和干涉式调制器产生的白光对检视者来说往往具有相对较低的强度，因为仅小范围的入射波长以相对较高强度反射而形成白光。作为对比，反射宽带白光(例如，大体上所有入射波长)的镜具有较大强度，因为反射较大范围的入射波长。因此，通过使用基色组合产生白光来设计反射式显示器通常导致色饱和度及色域与显示器输出的白光的亮度之间的折衷。
在一个实施例中，可移动镜14经定位而使得在第一位置中调制器12不反射可见光(例如，图8的位置63)且在第二位置中可移动镜14与固定镜16之间的距离对于入射可见光的干涉调制来说太小，而使得镜14反射宽带白色(例如，图8的位置61)。在此类实施例中，可移动镜14在整个可见光谱上以较广且相对较均一的光谱响应来反射入射光。如果入射光包括白光，那么由调制器12在第二位置中反射的光可为大体上类似的白光。调制器12的此“白色”反射状态的光谱响应在整个可见光谱上可能是大体上均一的。在一个实施例中，通过选择调制器的材料来调谐光谱响应。举例来说，可使用不同材料(例如铝或铜)作为可移动镜14的反射表面以便调谐调制器12在处于白色反射状态时的光谱响应。在另一实施例中，可使用过滤器来选择性地吸收某些波长的反射或入射光以实现此宽带白色调制器的输出。
在像素阵列30的一个实施例中，每一像素包含一个或一个以上彩色调制器12(例如经配置以反射红色、绿色和蓝色光的调制器)和一个或一个以上经配置以反射白光的“白色”调制器12。在此实施例中，来自处于反射状态的红色、绿色和/或蓝色调制器12的光组合以输出彩色光。来自白色调制器12的光可用于输出白色或灰色光。使用白色与彩色组合可增加像素的亮度或强度。
显示器的白点是认为通常为中性(灰色或无色)的色调。可基于将由装置产生的白光与在特定温度下由黑色体发射的光(“黑色体辐射”)的光谱内容进行比较来表现显示器装置的白点的特性。黑色体辐射体是理想化物体，其吸收入射在所述物体上的所有光且其以依赖于黑色体温度的光谱再发射所述光。举例来说，6,500°K下的黑色体光谱可被称为具有6,500°K的色温的白光。通常认为此近似5,000°-10,000°K的色温或白点与日光一致。
国际照明协会(CIE)公布光源的标准化白点。举例来说，光源标号“d”指代日光。明确地说，与5,500°K、6,500°K和7,500°K的色温相关的标准化白点D55、D65和D75是标准化日光白点。
显示器装置可以由显示器产生的白光的白点作为特征。与来自其它光源的光一样，对显示器的人类感知至少部分地由对来自显示器的白光的感知确定。举例来说，具有较低白点(例如，D55)的显示器或光源可由检视者感知为具有黄色色调。具有较高温度白点(例如，D75)的显示器对用户来说可感知为具有“较冷”或较蓝色调。用户通常对具有较高温度白点的显示器更满意地作出响应。因此，控制显示器的白点令人满意地对于检视者对显示器的响应提供某种控制。干涉式调制器阵列30的实施例可经配置以产生白光，其中选择白点以符合一个或一个以上预期光照条件下的标准化白点。
可由像素阵列30通过针对每一像素包含一个或一个以上干涉式调制器12来产生白光。举例来说，在一个实施例中，像素阵列30包含红色、绿色和蓝色干涉式调制器12的群组的像素。如上文所论述，可通过使用关系d＝Nλ选择光学路径长度d来选择干涉式调制器12的颜色。另外，像素阵列30中每一像素所产生的颜色的平衡或相对比例可进一步受干涉式调制器12(例如红色、绿色和蓝色干涉式调制器12)中的每一者的相对反射区域影响。此外，因为调制器12选择性地反射入射光，所以来自干涉式调制器12的像素阵列30的反射光的白点通常依赖于入射光的光谱特性。在一个实施例中，反射光的白点可经配置为与入射光的白点不同。举例来说，在一个实施例中，像素阵列30可经配置以在用于D65阳光中时反射D75光。
在一个实施例中，像素阵列30中干涉式调制器12的距离d和区域经选择以使得由像素阵列30产生的白光对应于预期光照条件下(例如，在阳光下，在荧光下，或来自经定位以照明像素阵列30的正面光)的特定标准化白点。举例来说，在特定光照条件下，像素阵列30的白点可选择为D55、D65或D75。此外，由像素阵列30反射的光可与预期或经配置的光源的光具有不同的白点。举例来说，特定像素阵列30可经配置以当在D65阳光下检视时反射D75光。更一般地说，可参考与显示器一起配置的照明源(例如，正面光)或参考特定检视条件来选择显示器的白点。举例来说，显示器可经配置以当在例如白炽、荧光或自然光源的预期或典型照明源下检视时具有选定的白点(例如，D55、D65或D75)。更明确地说，用于(例如)手持装置中的显示器可经配置以当在阳光条件下检视时具有选定的白点。或者，用于办公室环境中的显示器可经配置以在由典型办公室荧光照明时具有选定的白点(例如，D75)。在各种实施例中，可选择调制器12的不同距离d和区域以产生针对不同检视环境的其它标准化白点设置。此外，也可控制红色、绿色和蓝色调制器12以便使其处于反射或非反射状态中持续不同时间量，以便进一步改变反射的红色、绿色和蓝色光的相对平衡，且因此改变反射光的白点。在一个实施例中，可选择彩色调制器12中的每一者的反射区域的比率以便在不同检视环境中控制所述白点。在一个实施例中，可选择光学路径长度d以便对应于一个以上可见谐振波长(例如，红色、绿色和蓝色的第一、第二或第三级峰值)的公倍数，以使得干涉式调制器12反射以光谱响应中的三个可见峰值为特征的白光。在此实施例中，可选择光学路径长度d，以使得所产生的白光对应于标准化白点。
除了像素阵列30中红色、绿色和蓝色干涉式调制器12的群组以外，其它实施例包含产生白光的其它方式。举例来说，像素阵列30的一个实施例包含青色和黄色干涉式调制器12(例如，具有个别分离距离d的干涉式调制器12)以便产生青色和黄色光。青色和黄色干涉式调制器12的组合光谱响应产生感知为“白色”的具有广光谱响应的光。青色和黄色调制器被接近地定位，以使得检视者感知此组合响应。举例来说，在一个实施例中，青色调制器和黄色调制器排列在像素阵列30的邻近行中。在另一实施例中，青色调制器和黄色调制器排列在像素阵列30的邻近列中。
图9是说明包含用于产生白光的青色和黄色干涉式调制器12的一个实施例的光谱响应的曲线图。水平轴表示反射光的波长。垂直轴表示入射在调制器12上的光的相对反射率。迹线80说明青色调制器的响应，其为位于光谱的青色部分中心处(例如，在蓝色与绿色之间)的单一峰值。迹线82说明黄色调制器的响应，其为位于光谱的黄色部分中心处(例如，在红色与绿色之间)的单一峰值。迹线84说明一对青色和黄色调制器12的组合光谱响应。迹线84具有青色和黄色波长处的两个峰值，但在整个可见光谱上足够均一，而使得来自这些调制器12的反射光被感知为白色。
通常，当从不同角度检视调制器12时，由干涉式调制器12反射的光的颜色偏移。图10是干涉式调制器12的侧视横截面图，其说明穿过调制器12的不同光学路径。从干涉式调制器12反射的光的颜色可针对关于如图10所说明的轴AA的不同入射(和反射)角而变化。举例来说，对于图10所示的干涉式调制器12来说，当光沿着离轴路径A1行进时，光以第一角度入射在干涉式调制器上，从干涉式调制器反射，并行进到检视者。由于干涉式调制器12中的一对镜之间的光学干涉，当光到达检视者时，检视者感知第一颜色。当检视者移动或改变他/她的位置并因此改变视角时，由检视者接收到的光沿着对应于第二不同入射(和反射)角的不同离轴路径A2行进。干涉式调制器12中的光学干涉取决于在调制器内传播的光的光学路径长度d。不同光学路径A1和A2的不同光学路径长度因此产生干涉式调制器12的不同输出。在视角增加的情况下，干涉式调制器的有效光学路径根据关系2dcosβ＝Nλ而减小，其中β是视角(显示器的法线与入射光之间的角度)。在视角增加的情况下，反射光的峰值谐振波长减小。因此用户依据他或她的视角而定感知不同的颜色。如上文所述，此现象被称为“色移”。通常参考当沿着轴AA检视时由干涉式调制器12产生的颜色来识别此色移。
在一个实施例中，像素阵列30包含第一级黄色干涉式调制器和第二级青色干涉式调制器。当从逐渐增大的离轴角度来检视此像素阵列30时，由第一级黄色调制器反射的光朝向光谱的蓝端偏移，例如处于某一角度处的调制器具有与第一级青色调制器的有效d相等的有效d。同时，由第二级青色调制器反射的光偏移以对应于来自第一级黄色调制器的光。因此，即使当光谱的相对峰值偏移时，总体组合光谱响应也较广且在整个可见光谱上相对较均一。此像素阵列30因此在相对较大范围的视角内产生白光。
在一个实施例中，具有青色和黄色调制器的显示器可经配置以在一个或一个以上检视条件下产生具有选定标准化白点的白光。举例来说，可选择青色调制器和黄色调制器的光谱响应，以使得在包含用于适于户外使用的显示器的D55、D65或D75光(例如阳光)的选定照明条件下，反射光具有D55、D65、D75的白点或任何其它适宜的白点。在一个实施例中，调制器可经配置以反射与来自预期或选定的检视条件的入射光具有不同白点的光。
图11是具有用于选择性地透射具有特定颜色的光的材料层102的干涉式调制器12的侧视横截面图。在示范性实施例中，层102处于衬底20的与调制器12相对的那侧上。在一个实施例中，材料层102包括检视绿色干涉式调制器12所穿过的品红色过滤器。在一个实施例中，材料层102为染色材料。在一个此类实施例中，所述材料是染色光致抗蚀剂材料。在一个实施例中，绿色干涉式调制器12是第一级绿色干涉式调制器。过滤层102经配置以在用广泛均一的白光照明时透射品红光。在示范性实施例中，光入射在层20上，经过滤的光从层20透射到调制器12。调制器12将经过滤的光通过层102反射回。在此类实施例中，光两次穿过层102。在此类实施例中，可选择材料层102的厚度以补偿并利用此双重过滤。在另一实施例中，正面光结构可定位在层102与调制器12之间。在此类实施例中，材料层102仅对由调制器12反射的光起作用。在此类实施例中，相应地选择层102。
图12是说明包含绿色干涉式调制器12和“品红色”过滤层102的一个实施例的光谱响应的曲线图。水平轴表示反射光的波长。垂直轴表示可见光谱上入射在绿色调制器12和过滤层102上的光的相对光谱响应。迹线110说明绿色调制器12的响应，其为位于光谱的绿色部分中心处(例如，在可见光谱的中心附近)的单一峰值。迹线112说明由材料层102形成的品红色过滤器的响应。迹线112在中心u形最小值的任一侧具有两个相对平坦的部分。迹线112因此表示品红色过滤器的响应，所述品红色过滤器在滤除光谱绿色部分中的光的同时选择性地透射大体上所有红色和蓝色光。迹线114说明绿色调制器12与过滤层102配对的组合光谱响应。迹线114说明由于过滤层102对光进行过滤的缘故，所述组合的光谱响应比绿色调制器12处于更低的反射率水平。然而，光谱响应在整个可见光谱上相对较均一，以使得来自绿色调制器12和品红色过滤层102的经过滤的反射光被感知为白色。
在一个实施例中，具有绿色调制器12以及品红色过滤层102的显示器可经配置以在一个或一个以上检视条件下产生具有选定标准化白点的白光。举例来说，可选择绿色调制器12和品红色过滤层102的光谱响应，以使得在包含用于适于户外使用的显示器的D55、D65或D75光(例如阳光)的选定照明条件下，反射光具有D55、D65、D75的白点或任何其它适宜的白点。在一个实施例中，调制器12和过滤层102可经配置以反射与来自预期或选定的检视条件的入射光具有不同白点的光。
图13是说明示范性像素阵列30的两个像素的示意图。行1-4和列1-4形成一个像素120a。行5-8和列1-4形成第二像素120b。每一像素120a和120b包含至少一个经配置以反射红色(列1)、绿色(列2)、蓝色(列3)和白色(列4)光的调制器12。示范性像素阵列30的每一像素包含红色、绿色、蓝色和白色中的每一者的4个显示元件以形成每个彩色显示“4位”，其可输出红色、绿色、蓝色或白色/灰色中的每一者的24＝16个阴影(总计颜色的216个阴影)。
图14A是说明可由包含红色、绿色和蓝色显示元件的示范性彩色显示器产生的颜色的色度图。通过改变由红色、绿色和蓝色元件产生的光的相对强度在此显示器中产生宽范围的颜色。色度图说明可如何控制显示器以产生由人眼感知为其它颜色的例如红色、绿色和蓝色的基色的混合。图14的水平轴和垂直轴界定色度坐标系统，可在其上描绘色值。明确地说，点130说明由示范性红色、绿色和蓝色干涉式调制器反射的光的颜色。三角形迹线133包围区域134，所述区域134对应于可通过混合点120处产生的光而产生的颜色的范围。此颜色范围可被称为显示器的色域。在操作中，像素中红色、绿色和蓝色显示元件中的每一者可经控制以产生红色、绿色和蓝色光的不同混合，所述红光、绿光和蓝光组合以形成色域内的每一颜色。
如图13所说明，在一个实施例中，示范性显示器30包含具有红色、绿色、蓝色和白色的子像素的像素。用于驱动此类显示器的方案的一个实施例界定待由像素依据界定三种不同色域的(i)红色、绿色和白色、(ii)红色、蓝色和白色以及(iii)蓝色、绿色和白色色度值的组合而显示的每一颜色。在此类实施例的操作中，当显示器控制器确定特定像素将被设定为依据红色、绿色和蓝色表达的色值时，显示器控制器将色值转译成依据(i)红色、绿色和白色、(ii)红色、蓝色和白色以及(iii)蓝色、绿色和白色中的一者表达的值。
图14B是说明可由此类彩色显示器产生的颜色的色度图。显示器的总体色域由迹线140所界定的区域界定，所述迹线140连接对应于显示器基色红色、绿色和蓝色的色度的点130中的每一者。另外，点130a对应于由白色子像素发射的光的色度。此点130a可依据由白色子像素产生的白色而处于其它位置中。迹线144a、144b和144c将对应于白色子像素的点130a连接到分别对应于红色、蓝色和绿色的点130中的每一者。迹线144a、144b和144c连同迹线140一起在显示器的色域内界定三个区域146a、146b和146c，其对应于分别可由(i)红色、绿色和白色、(ii)红色、蓝色和白色以及(iii)蓝色、绿色和白色显示元件产生的颜色。因此，在概念上，针对此类显示器的驱动方案的一个实施例包含识别待显示的期望颜色落入三个区域146a、146b或146c中的哪一者内。接着可将表示为红色、绿色和蓝色值的输入颜色转换为新的色度。此色度坐标将落入在三个识别区域146a、146b或146c中的一者内。接着使用新的输出值来驱动像素的围限期望色度坐标所落入的区域的三个经识别显示元件((i)红色、绿色和白色、(ii)红色、蓝色和白色或(iii)蓝色、绿色和白色显示元件)中的每一者，以输出光的期望颜色。
在一个实施例中，当色度值位于白色显示元件的点130a的选定距离内(例如，在色度图上)时，彩色和白色显示元件两者均被激励以便针对这些颜色从像素中产生较明亮的输出。
在另一实施例中，为了驱动此类像素阵列，当像素数据的总体色调在阈值以下，例如像素数据是灰色或大体上灰色时，驱动器电路将列4中的白色调制器设定为相应的反射状态。在一个实施例中，红色、绿色和蓝色调制器也可处于其反射状态。当像素数据的总体色调在阈值以上，例如像素数据并非大体上灰色时，驱动器电路将列4中的白色调制器设定为其非反射状态，且将列1-3中的彩色调制器设定为反射状态。
在某些实施例中，白色显示元件可与彩色显示元件共同被激励以添加额外亮度。举例来说，如果像素将输出红光，那么可激励像素中所有红色显示元件。另外，也可激励白色显示元件中的一者或一者以上以产生其它颜色组合。
在某些实施例中，驱动器电路可调节输入数据以补偿额外白色表面区域，使得此显示器产生彩色平衡大体上不被白色反射区域改变的图像(尽管增强了显示器的相对亮度)。
在一个实施例中，白色干涉式调制器与例如图13所说明的额外列中的其它白色干涉式调制器组成群组。在另一实施例中，白色干涉式调制器均匀地分布在整个像素上，例如交错在红色、绿色和蓝色显示元件之间。此外，在一些实施例中，每一像素中白色显示元件的数目不同于(例如)红色、绿色或蓝色显示元件的数目。
除了使用经配置以反射白光以增加反射白光的强度的额外干涉式调制器之外，还可形成通过其它方式来增加系统的总体表观亮度的像素阵列30的实施例。举例来说，人眼对于绿光比对于其它色调更敏感。因此，在一个实施例中，通过在每个像素中使用额外绿色干涉式调制器来增加干涉式调制器系统的表观亮度。举例来说，在一些实施例中，每个像素存在相等数目的绿色、红色和蓝色干涉式调制器。在一个实施例中，与图13中所说明的类似，也可包含第二列绿色干涉式调制器。在另一实施例中，像素阵列30可包含第4列(例如图13中所说明)，其中一些显示元件反射白光且一些反射绿光。
在一个实施例中，额外绿色干涉式调制器可与例如图13所说明的额外列中的其它绿色干涉式调制器组成群组。在其它实施例中，额外绿色干涉式调制器可均匀地分布在整个像素上，例如交错在红色、绿色和蓝色显示元件之间。此外，在一些实施例中，每一像素中额外绿色显示元件的数目可不同于(例如)红色、绿色或蓝色显示元件的数目。
在一个实施例中，显示元件是干涉式调制器，其中红色和蓝色调制器的光学路径长度d经选择以补偿显示器的彩色平衡中的额外绿色像素。此外，在一个实施例中，红色和蓝色显示元件中的一者或两者的光学路径长度d可经选择以产生更加饱和的颜色。在一个此类实施例中，红色或蓝色显示元件的光学路径长度d可经选择以产生较高级(第2级或更大级)的反射光。第二级对应于等于1×λ的光学路径长度d。因为具有较饱和响应的干涉式调制器反射传入光的较小部分，所以此类调制器往往具有较不强烈(较暗)的输出。然而，通过增加反射绿光的相对强度，此类显示器可经配置以对于检视者来说具有较明亮的外观。在一个实施例中，红色与蓝色的区域的比率是一比一，而绿色与红色(或蓝色)的区域的比率大于一比一。举例来说，在一个实施例中，用每一像素的总体反射区域的百分比来表达，像素的33-50％为绿色。在一个实施例中，像素的38-44％为绿色。
在一个实施例中，绿色干涉式调制器的表面区域与像素的总体反射表面区域的比率可大于红色与蓝色干涉式调制器的表面区域的比率，以便增加所感知的亮度。在另一实施例中，相对于其它颜色产生干涉式调制器处于反射状态中的持续时间而增加绿色干涉式调制器处于反射状态中的持续时间来增加绿色。在一个实施例中，朝向绿色光谱调谐蓝色和红色干涉式调制器以增加绿色外观，且因此增加系统中所感知的亮度。如所属领域的技术人员将了解，驱动器电路可调节输入数据以补偿额外绿色表面区域，以使得此类显示器产生彩色平衡大体上不被额外绿色反射区域改变的图像(尽管增强了显示器的相对亮度)。在一个实施例中，在亮度比彩色精确度更重要的显示器模式(例如，文本显示)中使用额外绿色显示元件。
尽管以上详细描述已展示、描述并指出应用于各种实施例的本发明的新颖特征，但将了解，所属领域的技术人员可在不脱离本发明精神的情况下对所说明的装置或过程的形式和细节作出各种省略、替代和变化。如将了解，可以不提供本文陈述的所有特征和益处的形式来实施本发明，这是因为可与其它特征分离地使用或实践一些特征。本发明范围由所附权利要求书而并非以上描述内容指示。属于权利要求书的等效物的含义和范围内的所有变化将包含在其范围内。
权利要求
1.一种显示器，其包括多个像素，所述像素中的每一者包括至少一个红色子像素，其包括至少一个经配置以输出红光的干涉式调制器；至少一个绿色子像素，其包括至少一个经配置以输出绿光的干涉式调制器；至少一个蓝色子像素，其包括至少一个经配置以输出蓝光的干涉式调制器；和至少一个白色子像素，其包括至少一个经配置以输出彩色光的干涉式调制器。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中所述显示器经配置以输出具有一标准化白点的白光。
3.根据权利要求2所述的显示器，其中所述标准化白点是D55、D65或D75中的一者。
4.根据权利要求1所述的显示器，其中所述至少一个经配置以输出彩色光的干涉式调制器包括至少一个经配置以输出青光的干涉式调制器和至少一个经配置以输出黄光的干涉式调制器，其中所述青光和所述黄光组合产生所述白光。
5.根据权利要求1所述的显示器，其进一步包括至少一个过滤器，其与所述至少一个经配置以输出彩色光的干涉式调制器相关联，所述至少一个过滤器经配置以在用白光照明时选择性地透射与品红光相关联的可见波长并大体上滤除其它可见波长；且其中所述至少一个经配置以输出彩色光的干涉式调制器包括至少一个经配置以选择性地反射入射在其上面的绿光的干涉式调制器。
6.根据权利要求5所述的显示器，其中所述过滤器包括一吸收过滤器。
7.一种显示器，其包括多个干涉式调制器，所述多个干涉式调制器包括至少一个经配置以输出红光的干涉式调制器；至少一个经配置以输出绿光的干涉式调制器；至少一个经配置以输出蓝光的干涉式调制器；和至少一个经配置以输出白光的干涉式调制器，其中所述至少一个经配置以输出白光的干涉式调制器输出具有一标准化白点的白光。
8.根据权利要求7所述的显示器，其中所述至少一个经配置以输出红光的干涉式调制器、所述至少一个经配置以输出绿光的干涉式调制器、所述至少一个经配置以输出蓝光的干涉式调制器经配置以输出组合产生具有一第二标准化白点的白光的光。
9.根据权利要求8所述的显示器，其中所述至少一个经配置以输出白光的干涉式调制器的所述标准化白点大体上与所述第二标准化白点匹配。
10.根据权利要求7所述的显示器，其中所述标准化白点是D55、D65或D75中的一者。
11.根据权利要求7所述的显示器，其进一步包括用于所述多个干涉式调制器的一照明源，所述照明源与所述具有所述标准化白点的所产生白光具有一不同的白点。
12.根据权利要求7所述的显示器，其中所述至少一个经配置以输出白光的干涉式调制器包括至少一个经配置以输出青光的干涉式调制器和至少一个经配置以输出黄光的干涉式调制器，其中所述青光和所述黄光组合产生所述白光。
13.根据权利要求7所述的显示器，其中所述至少一个经配置以输出白光的干涉式调制器包括一宽带反射器。
14.一种显示器，其包括多个显示元件，其每一者包括一反射表面，所述反射表面经配置以定位在距一部分反射表面一距离处，所述多个显示元件包括所述多个显示元件中经配置以输出彩色光的至少一者和所述多个显示元件中经配置以干涉地输出白光的至少一者。
15.根据权利要求14所述的显示器，其中所述白光的特征在于一标准化白点。
16.根据权利要求15所述的显示器，其中所述标准化白点是D55、D65或D75中的一者。
17.根据权利要求14所述的显示器，其进一步包括用于所述多个显示元件的一照明源。
18.根据权利要求17所述的显示器，其中所述照明源与由所述显示器反射的所述光具有一不同的白点。
19.根据权利要求14所述的显示器，其中所述多个显示元件包括至少一个经配置以输出红光的显示元件、至少一个经配置以输出绿光的显示元件和至少一个经配置以输出蓝光的显示元件。
20.根据权利要求14所述的显示器，其进一步包括至少一个过滤器，所述至少一个过滤器与所述多个显示元件中的至少一者相关联，且所述过滤器经配置以在用白光照明时选择性地透射某些可见波长并大体上滤除其它可见波长。
21.根据权利要求14所述的显示器，其中所述多个显示元件中的所述经配置以输出白光的至少一者包括至少一个经配置以输出青光的干涉式调制器和至少一个经配置以输出黄光的干涉式调制器。
22.根据权利要求14所述的显示器，其中所述多个显示元件包括多个干涉式调制器。
23.根据权利要求14所述的显示器，其进一步包括一处理器，其与所述多个显示元件电连通，所述处理器经配置以处理图像数据；一存储器装置，其与所述处理器电连通。
24.根据权利要求23所述的显示器，其进一步包括一驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述多个显示元件。
25.根据权利要求24所述的显示器，其进一步包括一控制器，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。
26.根据权利要求23所述的显示器，其进一步包括一图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。
27.根据权利要求26所述的显示器，其中所述图像源模块包括一接收器、一收发器和发送器中的至少一者。
28.根据权利要求23所述的显示器，其进一步包括一输入装置，其经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。
29.一种制作显示器的方法，其包括形成多个显示元件，所述多个显示元件中的每一者包括经配置以定位在距一部分反射表面一距离处的一反射表面，其中所述个别距离中的每一者经选择以使得所述多个显示元件中的至少一者经配置以输出彩色光，且所述多个显示元件中的至少另一者经配置以干涉地输出白光。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述个别距离经选择以使得所述白光的特征在于一标准化白点。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述个别距离经选择以使得由所述显示器反射的光与照明所述显示器的光具有一不同的白点。
32.根据权利要求30所述的方法，其中所述个别距离经选择以使得所述白点是D55、D65或D75中的一者。
33.根据权利要求29所述的方法，其中形成所述多个显示元件中的所述经配置以输出彩色光的至少一者包括形成至少一个经配置以输出红光的显示元件、至少一个经配置以输出绿光的显示元件和至少一个经配置以输出蓝光的显示元件。
34.一种通过根据权利要求29到33中任一权利要求所述的方法制作的显示器。
35.一种显示器，其包括用于显示一图像的构件，所述显示构件包括用于反射光的构件和用于部分反射光的构件，所述反射构件经配置以定位在距所述部分反射构件一距离处，所述显示构件包括用于输出彩色光的第一构件和用于干涉地输出白光的第二构件。
36.根据权利要求35所述的显示器，其中所述显示构件包括多个显示元件，且所述反射构件和部分反射构件包括一反射表面和一部分反射表面，所述反射表面经配置以定位在距所述部分反射表面一距离处。
37.根据权利要求35或36所述的显示器，其进一步包括用于选择性地透射某些可见波长并大体上滤除其它可见波长的构件。
38.根据权利要求38所述的显示器，其中所述选择性透射构件包括一过滤器。
39.根据权利要求35、36、37或38所述的显示器，其中所述白光输出构件包括用于输出具有一标准化白点的白光的构件。
40.根据权利要求39所述的显示器，其中所述标准化白点是D55、D65或D75中的一者。
41.根据权利要求35、36、37、38、39或40所述的显示器，其进一步包括用于照明的构件，所述用于照明的构件与由所述第一和第二光输出构件产生的所述白光具有一不同的白点。
42.根据权利要求41所述的显示器，其中所述照明构件包括一照明源。
43.一种显示器，其包括多个像素，其每一者包括经配置以分别输出红色、绿色和蓝色光的红色、绿色和蓝色干涉式调制器，其中当所述干涉式调制器中的每一者经设定以输出红色、绿色和蓝色光时，所述像素中的每一者经配置以输出比红光具有更大强度的绿光且经配置以输出比蓝光具有更大强度的绿光。
44.根据权利要求43所述的显示器，其中所述多个像素中的每一者的所述干涉式调制器中的每一者具有一反射区域，且其中每一像素的所述绿色干涉式调制器比每一像素的所述红色干涉式调制器且比每一像素的所述蓝色干涉式调制器具有一总体更大的反射区域。
45.根据权利要求43所述的显示器，其中所述多个像素中的每一者所包括的经配置以输出绿光的干涉式调制器比经配置以输出蓝光的干涉式调制器多。
46.根据权利要求43所述的显示器，其中所述多个像素中的每一者所包括的经配置以输出绿光的干涉式调制器比经配置以输出红光的干涉式调制器多。
47.根据权利要求43所述的显示器，其中所述经配置以输出红光的干涉式调制器经配置以输出具有一波长的红光，所述波长经选择以补偿所述较大强度的绿光。
48.根据权利要求43所述的显示器，其中所述经配置以输出红光的干涉式调制器的特征在于一光学路径长度，且其中所述经配置以输出红光的干涉式调制器的所述光学路径长度大体上等于约一个与红光相关联的波长λ以产生一第二级红色反射。
49.根据权利要求43所述的显示器，其中所述经配置以输出蓝光的干涉式调制器经配置以输出具有一波长的蓝光，所述波长经选择以补偿所述较大强度的绿光。
50.根据权利要求43所述的显示器，其中所述经配置以输出蓝光的干涉式调制器的特征在于一光学路径长度，且其中所述经配置以输出蓝光的干涉式调制器的所述光学路径长度大体上等于约一个与蓝光相关联的波长λ以产生一第二级蓝色反射。
51.根据权利要求43所述的显示器，其进一步包括一处理器，其与所述多个像素电连通，所述处理器经配置以处理图像数据；一存储器装置，其与所述处理器电连通。
52.根据权利要求51所述的显示器，其进一步包括一驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器。
53.根据权利要求52所述的显示器，其进一步包括一控制器，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。
54.根据权利要求51所述的显示器，其进一步包括一图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。
55.根据权利要求54所述的显示器，其中所述图像源模块包括一接收器、一收发器和发送器中的至少一者。
56.根据权利要求51所述的显示器，其进一步包括一输入装置，其经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。
57.一种制作显示器的方法，其包括形成多个像素，其中形成所述多个像素包括形成经配置以输出红光的干涉式调制器；形成经配置以输出绿光的干涉式调制器；形成经配置以输出蓝光的干涉式调制器，其中当所述干涉式调制器中的每一者经设定以输出红色、绿色和蓝色光时，所述像素中的每一者经配置以输出比红光具有更大强度的绿光且经配置以输出比蓝光具有更大强度的绿光。
58.根据权利要求57所述的方法，其中所述多个像素中的每一者的所述干涉式调制器中的每一者具有一反射区域，且其中每一像素的所述绿色干涉式调制器具有大于每一像素的所述红色干涉式调制器且大于每一像素的所述蓝色干涉式调制器的一总体反射区域。
59.根据权利要求57所述的方法，其中所述多个像素中的每一者所包括的经配置以输出绿光的干涉式调制器比经配置以输出蓝光的干涉式调制器多。
60.根据权利要求57所述的方法，其中所述多个像素中的每一者所包括的经配置以输出绿光的干涉式调制器比经配置以输出红光的干涉式调制器多。
61.根据权利要求57所述的方法，其中形成所述经配置以输出红光的干涉式调制器包括形成所述用以输出具有一波长的红光的干涉式调制器，所述波长经选择以补偿所述较大强度的绿光。
62.根据权利要求57所述的方法，其中形成所述经配置以输出蓝光的干涉式调制器包括形成所述用以输出具有一波长的蓝光的干涉式调制器，所述波长经选择以补偿所述较大强度的绿光。
63.一种显示器，其包括多个像素，其每一者包括经配置以分别输出红色、绿色和蓝色光的红色、绿色和蓝色干涉式调制器，其中所述像素中的每一者经配置以输出比红光具有更大强度的绿光，且经配置以输出比蓝光具有更大强度的绿光，且其中所述经配置以输出红光的干涉式调制器和所述经配置以输出蓝光的干涉式调制器中的至少一者经配置以输出具有一波长的光，所述波长经选择以补偿所述较大强度的绿光。
64.根据权利要求63所述的显示器，其进一步包括经配置以驱动所述红色、绿色和蓝色干涉式调制器中的每一者持续个别时段的一电路，且其中与所述绿色干涉式调制器相关联的所述时段大于与所述红色和蓝色干涉式调制器相关联的所述个别时段。
65.根据权利要求63所述的显示器，其中所述波长经选择以大体上等于约一个与红光相关联的波长λ以产生一第二级红色反射。
66.根据权利要求63所述的显示器，其中所述波长经选择以大体上等于约一个与蓝光相关联的波长λ以产生一第二级蓝色反射。
67.一种显示器，其包括多个用于输出红色的构件；多个用于输出绿光的构件；和多个用于输出蓝光的构件，所述红色、绿色和蓝色输出构件形成用于显示一图像像素的构件；其中当所述红色、绿色和蓝色输出构件经设定以输出红色、绿色和蓝色光时，所述像素显示构件中的每一者经配置以输出比蓝光具有更大强度的绿光。
68.根据权利要求67所述的显示器，其中所述像素显示构件包括一像素。
69.根据权利要求68所述的显示器，其中所述红色、绿色和蓝色输出构件包括经配置以分别输出红色、绿色和蓝色光的红色、绿色和蓝色干涉式调制器。
70.根据权利要求69所述的显示器，其中每一像素的所述绿色干涉式调制器的总体反射区域大于每一像素的所述红色干涉式调制器的一总体反射区域，且每一像素的所述绿色干涉式调制器的总体反射面积大于每一像素的所述蓝色干涉式调制器的一总体反射面积。
71.一种显示器，其包括多个显示元件，所述多个显示元件包括至少一个经配置以输出彩色光的彩色显示元件和至少一个经配置以输出白光的显示元件，其中所述至少一个经配置以输出白光的显示元件输出具有一标准化白点的白光。
72.根据权利要求71所述的显示器，其中所述至少一个显示元件包括经配置以分别输出红色、绿色和蓝色光的红色、绿色和蓝色显示元件。
73.根据权利要求70或71所述的显示器，其中所述多个显示元件包括多个干涉式调制器。
74.一种显示器，其包括用于显示图像的构件，所述显示构件包括用于输出彩色光的构件和用于输出白光的构件，其中所述白光输出构件输出具有一标准化白点的白光。
75.根据权利要求74所述的显示器，其中所述显示构件包括多个显示元件。
76.根据权利要求75所述的显示器，其中所述多个显示元件包括多个干涉式调制器。
77.根据权利要求75或76所述的显示器，其中所述彩色光输出构件包括至少一个经配置以输出彩色光的显示元件。
78.根据权利要求77所述的显示器，其中所述白光输出构件包括至少一个经配置以输出白光的显示元件。
79.一种制作显示器的方法，其包括形成多个显示元件，其包括形成至少一个经配置以输出彩色光的彩色显示元件和至少一个经配置以输出白光的显示元件，其中所述至少一个经配置以输出白光的显示元件经配置以输出具有一标准化白点的白光。
80.根据权利要求79所述的显示器，其中所述至少一个彩色显示元件包括经配置以分别输出红色、绿色和蓝色光的红色、绿色和蓝色显示元件。
81.根据权利要求79所述的显示器，其中多个显示元件包括多个干涉式调制器。
82.一种通过根据权利要求57到62中任一权利要求所述的方法制作的显示器。
83.一种通过根据权利要求79到81中任一权利要求所述的方法制作的显示器。
全文摘要
本发明提供一种用于操纵显示器中的颜色的方法和装置，其包含显示器，其中像素中的一者或一者以上包含一个或一个以上经配置以输出彩色光的显示元件(例如干涉式调制器)和一个或一个以上经配置以输出白光的显示元件。其它实施例包含制造此类显示器的方法。另外，实施例包含彩色显示器，其经配置以提供较大比例的可见光谱的绿色部分中的输出光强度以便增加所述显示器的感知亮度。
文档编号G02F1/01GK101027595SQ200580032161
公开日2007年8月29日 申请日期2005年9月14日 优先权日2004年9月27日
发明者布莱恩·J·加利, 威廉·J·卡明斯 申请人:Idc公司