具有大稳定运动范围的多状态干涉调制器制造技术

本发明专利技术提供关于机电显示装置的系统、方法和设备。在一个方面中，多级干涉调制器IMOD可包含可移到不同位置以产生不同反射色彩的可移动反射器。所述IMOD可包含耦合到所述可移动反射器的背面且对所述可移动反射器提供支撑的可变形元件。所述可变形元件可提供将所述可移动反射器偏置到停置位置的复原力。所述IMOD可包含经配置以在啮合时增加所述复原力的一或多个复原力修改器。所述复原力修改器可位于所述可移动反射器与所述可变形元件之间，以使得当所述可移动反射器移位到接触位置时，所述可变形元件接触所述复原力修改器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机电系统和用于显示图像的显示装置，且更明确地说，涉及具有大稳定运动范围的多状态或模拟干涉调制器(IMOD)。
技术介绍
机电系统(EMS)包含具有电和机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如，镜面和光学薄膜)和电子装备的装置。可以包含(但不限于)微尺度和纳米尺度的多种尺度来制造EMS装置或元件。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含具有范围为约一微米到数百微米或更大的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小(例如，包含小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀刻掉衬底和/或所沉积材料层的部分或添加层以形成电和机电装置的其它微机械加工工艺来产生机电元件。一个类型的EMS装置称为干涉调制器(IMOD)。术语IMOD或干涉光调制器指使用光学干涉原理来选择性地吸收和/或反射光的装置。在一些实施方案中，IMOD显示元件可包含一对导电板，所述对导电板中的一者或两者可完全地或部分地为透明和/或反射性，且在施加适当电信号后即能够相对运动。举例来说，一个板可包含沉积于衬底上方、在衬底上或由衬底支撑的固定层，且另一板可包含与固定层分隔开气隙的反射膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射于IMOD显示元件上的光的光学干涉。基于IMOD的显示元件具有广泛范围的应用，且被预期用于改善现有产品和产生新产品(尤其具有显示能力的新产品)。可由IMOD通过变化两个板之间的距离来输出各种色彩。在一些IMOD中，所述板中的一者或两者可具有有限的稳定运动范围。举例来说，在一些状况下，当两个板之间的距离低于阈值时，两个板可转变到完全闭合位置。有限的稳定运动范围可限制可由IMOD可靠地产生的色彩。因此，需要具有大稳定运动范围的IMOD。
技术实现思路
本专利技术的系统、方法和装置各自具有若干创新方面，所述方面中没有单一者单独地负责本文中所揭示的所要属性。本专利技术中所描述的标的物的一个创新方面可实施于一种干涉调制器中，所述干涉调制器可包含：衬底；由衬底支撑的光学堆叠，其中所述光学堆叠可为部分地反射和部分地透射；和位于光学堆叠上方的可移动反射器。可移动反射器可包含面向光学堆叠的前面和与前面相反的背面。光学堆叠和可移动反射器可界定其间的光学腔。干涉调制器可包含耦合到可移动反射器的背面的可变形元件。所述可变形元件可能够提供用以将可移动反射器偏置到第一位置的复原力。干涉调制器可包含位于可移动反射器与可变形元件之间的复原力修改器，且干涉调制器可经配置以使得当可变形元件接触复原力修改器时所述复原力修改器增加可变形元件的复原力。在一些实施方案中，复原力修改器可经配置以使得当可移动反射器处于第一位置中时可变形元件不接触复原力修改器，以使得当可移动反射器处于第二位置中时可变形元件接触复原力修改器，和以使得当可移动反射器处于第三位置中时可变形元件接触复原力修改器，且第二位置可位于第一位置与第三位置之间。在一些实施方案中，当可移动反射器位于第一位置与第二位置之间时，可变形元件可具有第一弹簧常数，且当可移动反射器位于第二位置与第三位置之间时，可变形元件可具有高于第一弹簧常数的第二弹簧常数。在一些实施方案中，当可移动反射器处于第一位置时，干涉调制器可能够反射第一色彩的光，当可移动反射器处于第二位置时，干涉调制器可能够反射第二色彩的光，且当可移动反射器处于第三位置时，干涉调制器可能够反射第三色彩的光。在一些实施方案中，当可变形元件不接触复原力修改器时，复原力可至少部分地通过可变形元件的第一长度来界定，其中当可变形元件接触复原力修改器时，复原力可至少部分地通过可变形元件的第二长度来界定，且第二长度可短于第一长度。在一些实施方案中，当复原力修改器接触可变形元件时，复原力可至少部分地通过可变形元件的第一区域来界定，且当复原力修改器不接触可变形元件时，复原力可至少部分地通过可变形元件的第一区域和第二区域来界定。在一些实施方案中，干涉调制器可包含将可移动反射器支撑于光学腔上方的支柱，且复原力修改器可包含从支柱大体水平地延伸的突起。在一些实施方案中，垂直于可移动反射器的前面的线可与复原力修改器相交。在一些实施方案中，干涉调制器可能够朝向光学堆叠和远离光学堆叠来选择性地致动可移动反射器。在一些实施方案中，干涉调制器包含位于复原力修改器与可移动反射器之间的柔性元件，且当可移动反射器被致动远离光学堆叠时所述柔性元件可能够增加复原力。在一些实施方案中，当可移动反射器被致动远离光学堆叠时，可移动反射器可能够挠曲以增加复原力。在一些实施方案中，干涉调制器可包含一额外复原力修改器，且可变形元件可位于可移动反射器与所述额外复原力修改器之间，且当可移动反射器被致动远离光学堆叠时，所述额外复原力修改器可能够增加复原力。在一些实施方案中，干涉调制器可包含第二复原力修改器。当可移动反射器处于第一接触位置时，可变形元件可能够接触复原力修改器，且当可移动反射器偏转越过第一接触位置时，可变形元件可能够接触第二复原力修改器，且当可变形元件接触第二复原力修改器时，第二复原力修改器可进一步增加复原力。在一些实施方案中，可移动反射器可包含一电极，且可变形元件可包含电耦合到可移动反射器的电极的导电部分。在一些实施方案中，可移动反射器的前面可包含所述电极，且可移动反射器可包含从可移动反射器的背部延伸到可移动反射器之前部的导电层。本专利技术中所描述的标的物的另一个创新方面可实施于一种设备中，所述设备包含：多个显示元件，其各自包含干涉调制器；和处理器，其能够与所述多个显示元件通信。所述处理器可能够处理图像数据。所述设备可包含能够与处理器通信的存储器装置。在一些实施方案中，所述设备可包含：驱动器电路，其能够将至少一个信号发送到多个显示元件；和控制器，其能够将图像数据的至少一部分发送到驱动器电路。在一些实施方案中，所述设备可包含能够将图像数据发送到处理器的图像源模块，且所述图像源模块可包含接收器、收发器和发射器中的至少一者。在一些实施方案中，所述设备可包含能够接收输入数据且将输入数据传达到处理器的输入装置。本专利技术中所描述的标的物的另一个创新方面可实施于一种干涉调制器中，所述干涉调制器包含衬底和由衬底支撑的光学堆叠。光学堆叠可为部分地反射和部分地透射。干涉调制器可包含用于反射光的可移动装置，且可移动光反射装置可定位于光学堆叠上方。可移动光反射装置可包含面向光学堆叠的前面和与前面相反的背面。光学堆叠和可移动光反射装置可界定其间的光学腔。干涉调制器可包含用于将可移动光反射装置偏置到第一位置的装置。所述偏置装置可耦合到可移动光反射装置的背面。干涉调制器可包含用于修改偏置装置的复原力的装置，且复原力修改装置可位于可移动光反射装置与偏
置装置之间。在一些实施方案中，可移动光反射装置可包含可移动反射器，偏置装置可包含可变形元件，和/或复原力修改装置可包含复原力修改器。本专利技术中所描述的标的物的另一创新方面可实施于一种制造干涉调制器的方法中。所述方法可包含：在衬底上方形成光学堆叠；在光学堆叠上方形成第一牺牲层；和在第一牺牲层上方形成可移动反射器。可移动反射器可具有面向光学堆叠的前面和与前面相反的背面。所述方法可包含：在可移动反射器上方形成第二牺牲层；在第二牺牲层上方形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干涉调制器，其包括：衬底；由所述衬底支撑的光学堆叠，其中所述光学堆叠为部分地反射且部分地透射；位于所述光学堆叠上方的可移动反射器，所述可移动反射器包含面向所述光学堆叠的前面和与所述前面相反的背面，所述光学堆叠和所述可移动反射器界定其间的光学腔；耦合到所述可移动反射器的所述背面的可变形元件，其中所述可变形元件能够提供用以将所述可移动反射器偏置到第一位置的复原力；以及位于所述可移动反射器与所述可变形元件之间的复原力修改器，所述干涉调制器经配置以使得当所述可变形元件接触所述复原力修改器时所述复原力修改器增加所述可变形元件的所述复原力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.17 US 61/928,953;2014.04.29 US 14/265,1931.一种干涉调制器，其包括：衬底；由所述衬底支撑的光学堆叠，其中所述光学堆叠为部分地反射且部分地透射；位于所述光学堆叠上方的可移动反射器，所述可移动反射器包含面向所述光学堆叠的前面和与所述前面相反的背面，所述光学堆叠和所述可移动反射器界定其间的光学腔；耦合到所述可移动反射器的所述背面的可变形元件，其中所述可变形元件能够提供用以将所述可移动反射器偏置到第一位置的复原力；以及位于所述可移动反射器与所述可变形元件之间的复原力修改器，所述干涉调制器经配置以使得当所述可变形元件接触所述复原力修改器时所述复原力修改器增加所述可变形元件的所述复原力。2.根据权利要求1所述的干涉调制器，其中所述复原力修改器经配置以使得当所述可移动反射器处于所述第一位置中时所述可变形元件不接触所述复原力修改器，当所述可移动反射器处于第二位置中时所述可变形元件接触所述复原力修改器，和当所述可移动反射器处于第三位置中时所述可变形元件接触所述复原力修改器，所述第二位置位于所述第一位置与所述第三位置之间。3.根据权利要求2所述的干涉调制器，其中当所述可移动反射器位于所述第一位置与所述第二位置之间时，所述可变形元件具有第一弹簧常数，且其中当所述可移动反射器位于所述第二位置与所述第三位置之间时，所述可变形元件具有高于所述第一弹簧常数的第二弹簧常数。4.根据权利要求2所述的干涉调制器，其中当所述可移动反射器处于所述第一位置时，所述干涉调制器能够反射第一色彩的光，其中当所述可移动反射器处于所述第二位置时，所述干涉调制器能够反射第二色彩的光，和其中当所述可移动反射器处于所述第三位置时，所述干涉调制器能够反射第三色彩的光。5.根据权利要求1所述的干涉调制器，其中当所述可变形元件不接触所述复原力修改
\t器时，所述复原力至少部分地通过所述可变形元件的第一长度来界定，其中当所述可变形元件接触所述复原力修改器时，所述复原力至少部分地通过所述可变形元件的第二长度来界定，且其中所述第二长度短于所述第一长度。6.根据权利要求1所述的干涉调制器，其中当所述复原力修改器接触所述可变形元件时，所述复原力至少部分地通过所述可变形元件的第一区域来界定，且其中当所述复原力修改器不接触所述可变形元件时，所述复原力至少部分地通过所述可变形元件的所述第一区域和第二区域来界定。7.根据权利要求1所述的干涉调制器，其进一步包括将所述可移动反射器支撑于所述光学腔上方的支柱，其中所述复原力修改器包含从所述支柱大体水平地延伸的突起。8.根据权利要求1所述的干涉调制器，其中垂直于所述可移动反射器的所述前面的线与所述复原力修改器相交。9.根据权利要求1所述的干涉调制器，其中所述干涉调制器能够朝向所述光学堆叠和远离所述光学堆叠来选择性地致动所述可移动反射器。10.根据权利要求9所述的干涉调制器，其进一步包括位于所述复原力修改器与所述可移动反射器之间的柔性元件，其中当所述可移动反射器被致动远离所述光学堆叠时所述柔性元件能够增加所述复原力。11.根据权利要求9所述的干涉调制器，其中当所述可移动反射器被致动远离所述光学堆叠时，所述可移动反射器能够挠曲以增加所述复原力。12.根据权利要求9所述的干涉调制器，其进一步包括额外复原力修改器，其中所述可变形元件位于所述可移动反射器与所述额外复原力修改器之间，且其中当所述可移动反射器被致动远离所述光学堆叠时，所述额外复原力修改器能够增加所述复原力。13.根据权利要求1所述的干涉调制器，其进一步包括第二复原力修改器，其中当所述
\t可移动反射器处于第一接触位置时，所述可变形元件能...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹川照夫，理查德·叶，寇斯坦丁·狄米绰夫·乔尔杰夫，赫瑞什科士·维加伊库马尔·班差瓦加，
申请(专利权)人：高通MEMS科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US