通過校準數據調節靜電力來保持空腔深度平行關系的反射式顯示器的制作方法

專利名稱：通過校準數據調節靜電力來保持空腔深度平行關系的反射式顯示器的制作方法
通過校準數據調節靜電力來保持空腔深度平行關系的反射式顯示器
背景技術：
用于便攜式電器的反光式顯示屏比發光式和透光式顯示屏有著明顯的優勢。與發光式和透光式顯示器相比它們更輕便，尺寸更小，能效更高，對人的眼睛刺激性小，明亮的光線下效果更好。發光式和透光式顯示屏在明亮的環境下，如陽光直射，往往顯得模糊。近年來，大量的研發投入到反射顯示技術的發展中。當今在市場上最常見的技術圍繞著電泳效應，其工作原理是帶電粒子會離開與其電荷極性相同的表面，并被與其電荷極性相反的表面吸引。利用這種效應的顯示器件就是熟知的電泳圖像顯示(EPIDs)。包括美國專利號4655897，4732830，4742345，4746917，4772820，5360689; 7259744在內的多項專利描述并說明了制作EPIDs的方法與技術，和 EPIDs的設備構成。雖然EPIDs的低功耗是其明顯的優勢，這些顯示器的響應時間很長，速度極慢，使他們不適合用于視頻顯示。此外，制造彩色EPIDs的高成本是其廣泛使用的另一個重大障礙。其他應用于電濕顯示器及膽留液晶顯示器的顯示技術，在美國專利號6911132(Pamula等)，和美國專利號5570216(Lu等)文獻中分別做了描述和說明。電濕技術依靠調整電場修改厭水表面的潤濕性。利用這種方法能有效地制成高亮度，高對比度的屏幕。并且其迅捷的電壓開關速度在一定程度上克服了電泳技術反應遲緩的問題。雙穩態膽留液晶顯示機制利用光的衍射效應。然而，和電泳屏幕一樣，膽留液晶顯示屏也反應太慢，不適合視頻顯示。用于反射式顯示的技術，采用光的干擾的效應，可能要優于以上提到的其他的技術，因為這類顯示器件相對簡單。電泳圖像顯示，電濕技術，膽留液晶顯示，它們每個都依賴于具體的材料的獨特性質，往往增加他們的生產成本，因為這些材料往往并不容易得到。此夕卜，這些器件的顯示屏需要空間上相間的子像素，這導致在實現全彩顯示方面會有更多的困難。相比之下，光學干涉顯示模塊只依靠材料的機械性能，因此是最有發展前途的顯示技術。美國專利號5835255 (Miles)及其隨后的一些專利披露陸如何利用調制單元陣列來控制處于可見光譜波段的光來實現顯示面板。如圖Ia和Ib (在先發明)所示，每個調光器100包含兩個平行的反射鏡102和104，兩反射鏡被一空腔101和透明薄膜105分離。支架108支撐著鏡子102和104，使他們相互分開，于是構成了空腔101。每個鏡子上都有電極。鏡子102是兩鏡中朝向入射光的一個，它反射部分入射光，并透過其余的入射光。鏡子104則反射已通過鏡子102的光線。給兩個鏡子上的電極施加電壓后，鏡子104被吸引到102，空腔消失，于是調光器從處于自然的“開”狀態(如圖Ia所示)切換到“關”狀態(如圖Ib所示)。切換到關閉狀態有效地去除空腔101，并使鏡104塌在絕緣的透明薄膜105上。絕緣的透明膜105，有效地防止兩個鏡子之間電流的流動，并且決定在關閉狀態下兩個鏡子之間的間距。處于關閉狀態的調光單元100的光學特性取決于透明薄膜的厚度。通過改變處于開狀態的調光單元的兩鏡面間距可以改變腔內光束的相位，從而在光干涉加強和減弱之間連續變化。因此，控制調光器100從開啟到關閉，就能夠使顯示像素從其顯示原色(具體顏色取決于鏡子102和104之間的間距)變為黑色。在一個實例中，使用這種技術的彩色顯示器至少需要三個子像素，每個子像素代表了彩色像素的三原色中一個。當電壓從鏡子102和104上去除后，100調光器必須可靠地從開啟切換到關閉。這個要求為調光單元的制造提出了挑戰，由于微結構在接觸部位會表現出靜摩擦現象，這被稱為“粘連”。防粘連的凸起結構通常用來提高這類微結構接觸部位釋放的可靠性。一些以往使用系鏈結構的設計通過使鏡104的扭轉來釋放拉伸或壓縮的局部張力，也有助于減少鏡子和黏附透明薄膜之間的粘連。在先前的技術中曾經提出三平行板結構，來實現多態的顏色調制 (披露在美國專利號7372613)。在這個設計中，附加電極板加入調光單元結構。因此，活動板可以達到三穩態，并可在三種狀態之間切換。需要考慮將鏡面從粘連力釋放所需的彈性力和驅動電壓之間的平衡。一方面，彈性恢復力對降低粘連是有幫助的，但與此同時，驅動可移動的鏡子需要更大的靜電作用力(即更高的電壓)。適當的平衡很難找到，特別是對于不同顏色，恢復力和驅動力的要求是不同的。無論有什么優勢，上述所有技術都有一個共同的問題-它們需要極其精確的結構，而這又需要即復雜又昂貴的制作工藝。現有的所有技術用空間調色來最大限度地提高顯示屏幕的分辨率和色度。不過空間調色需要每一個像素單元包括至少三個子像素調光單元，控制三個或更多子像素顏色的每個調光單元的必須采用獨特的步驟來加工制作。每個子像素的驅動也必須通過行線和列線來實現。精度至關重要，因為子像素很小，外部的導電連接結構十分復雜。顯而易見，這樣的精度實現起來難度大并且需要高昂的代價。美國專利號7006272公開了一種方法，通過調制光束來實現變色像素，從而試圖避免上述問題。這與美國專利號5835255公開的顏色調制的原理是相似的，不過該方法使用三個平行板結構(見前圖2A-2C)。底板202和中間板204都反射光線并形成一個空腔。不過中板204是可變形的，其垂直位置由施加電壓于板202或頂板206而控制。調整電壓就會按照所期望程度移動中間板204，從而改變加強性干涉所產生的反射光的頻率。然而，這項專利并沒有披露在施加電壓驅動時如何實現中間板低曲率的具體方法。理論上講，中間板204如果厚度均勻，將在施加電壓時形成的雙曲表面，如圖2c所示，除非板變形到足以觸摸底板202 (鏡面104在接觸透明薄膜105時被展平，如圖Ib所示)。因此，一個特定的印有圖案的非均勻中間板結構才能保持板的平坦。這種自由移動板已經被嘗試，但還沒有被證明是成功的。為確保中間板204能夠自由移動，同時保持其平板形狀，以往技術中使用了四個拉索(或至少有三個)，拉索被安置在可移動中間板的各個角落，用來控制中間板的形變，并在施加電壓時能使移動板(例如，見披露的美國專利號5999303)保持平整。另外懸臂梁結構也被應用在以往可調鏡面中(例如，參見美國專利號5312513的披露)。通過濺射，平板和拉索/懸臂梁結構被沉積在犧牲層上，然后利用傳統的光刻技術形成結構圖案。犧牲層蝕刻掉之后留下由支撐點支持的懸空結構。釋放之后拉索和懸臂梁通常會由于殘余應力的存在而產生形變，從而導致拉索/懸臂梁被收縮或拉伸。此外，由于無法控制的制造偏差，拉索/懸臂梁未必能在每一個制作的器件中保持一致。這些變化可能會導致顏色實現不良或故障。一個顯示面板中的幾個錯誤的像素就可能導致整個面板報廢-從而大大增加制造成本。傳統顯示產品用紅，綠，藍(RGB)原色來形成彩色像素。紅色，綠色和藍色不同成分的比例組合可產生全頻譜色彩。另一方面，打印機一般使用減法混色法來產生色彩。成分多少不等的青色，洋紅，黃色和黑色(CMYK)油墨一層層的涂在一張白紙。每一層減去一些否則將被白色背景層反射的光，這樣層的各種組合可以產生一個特定的顏色。通過使用不同比例的彩色油墨層，可以產生幾乎所有的色彩。因此，打印圖像時，通過濾掉一定比例的會從白色的背景上反射的不同波長的光，從而得到需要顏色。通常各種發光式和投射式顯示器也使用RGB三原色來產生各種顏色。這似乎是最實際和經濟的方法，因為單帶寬的光線能夠更方便地通過發射光或彩色濾光片來獲得。此夕卜，在RGB顯示器中，黑色和白色可以實現的黑色背景上，無需添加額外的色彩空間(即第四種顏色)。不過從用于顯示器產品的RGB轉化到用于打印機的CMYK，一般會降低色彩保真·度。美國專利號7586472 (Marcu等)講述了使用一種顏色的減色法的方案，可以解決光傳輸設備中的獲得全彩顯示的難題。在實踐中，因為顯示面板需要達到一定的分辨率，像素的數量龐大，面板制造難度很大。任何存在故障的像素會危及整體面板的質量，甚至有一些缺陷像素的面板是無法使用的。太多缺陷的面板導致低成品率，從而增加了制造成本。因此，在合理的成本條件下制作一致性的顯示面板仍然是件困難的事。因此，目前需要一種用反射光調光陣列構成的顯示屏，它不僅容易實現，而且反應速度快，耗能低，低成本，易于制作。最好是采用減色法CMYK調色的，不過RGB加色法被采用在其他各種類型的顯示器中。對復雜系統加工精度的要求，應轉移到顯示面板的外部驅動電路，以提高產量和降低成本的過程。

發明內容
依據前面的討論，本樣板干涉調光器有一個可動板，通過驅動來確定空腔厚度。可動板通過自動控制來彌補非平衡的條件，以避免活動板繞至少兩個正交軸之一的方向上傾斜。干涉調光器還包括一個固定板，置于可動板對面。可動板和固定板之間的距離確定空腔的厚度，用來調制透射入腔體的光。多個電極對面至少裝有一個其他電極。一個或多個電極安置在可動板上。導體結合在多個電極和至少一個其他電極上，并接在一個受控電壓源上，使預定的電壓可以施加到多個電極的每個電極上。對每個電極施加適當的電壓，在靜電吸引力的作用下移動可動板，以改變腔的深度，并且補償不平衡狀況，從而極大地消除可動板在至少兩個正交軸之一的方向傾斜。在一些典型實施案例中，多電極包括三個并排的電極，并平行于固定板的平面，但電極與一個坐標軸不對稱。三個電極通過靜電控制約空腔深度，并消除可動板圍繞著兩個正交軸的傾斜。在一些更多的實施案例中，多電極結構包含沿平行于固定板的第一軸安置的兩個并排電極。兩個附加電極亦安置在沿平行于固定板第二軸，第二軸通常與第一軸正交，實際是平行于一個正交軸。附加電極與多個電極和至少一個其他電極不在一個平面上，并通過導體施加合適的預定電壓給每個附加電極。這些附加電極以靜電控制可動板使之不產生圍繞著兩個正交軸的傾斜。固定板包括一層部分反射層，它使照射在固定板上部分入射光通過并進入空腔，同時反射剩余的入射光。可動板也包括一層部分反射層，將傳輸到空腔中的光的反射回去。空腔的深度決定了通過空腔調制后經由固定板部分反射層透射的光波段。光線經過在空腔中的調制和透射，與從固定板部分反射層反射的光線發生干涉，從而產生期望顏色的反射光。可動板上的反射層可以是導電材料，也可以是被涂上導電膜的非導電介質。至少在某些實施案例里，在固定板和可動板之間涂有電絕緣涂層，使可動板與固定板電絕緣。這樣可動板在不對多個電極施加電壓驅動時可以與固定板接觸。當對多電極施加電壓驅動活動板，導致活動板相對固定板移動，至少有一個彈性懸臂梁來支撐可動板使之懸空，從而確定可動板和固定板之間的光學空腔。在一些實施案例里，至少一個彈簧懸臂梁由單彈簧懸臂梁構成，它具有與可動板的強度相匹配的彈性回復力，這樣在多個電極上的電壓去除之后單彈性懸臂梁就能夠有足夠的回復力將可動板恢 復到原始位置，但又不至于大到在電極上施加電壓驅動致使可動板產生變形。在其他的實施案例里，至少一個彈性懸臂梁包括兩個沿可移動板相對邊緣安置的彈性懸臂梁。還有其他的實施實例里，至少一個彈簧束包括一個彈簧懸臂梁沿可動板的每一個邊緣固定。在一些實施案例里，底板與可移動板的一個邊相鄰，可移動板則位于固定板的對面。底板也是固定的，其中包括多個電極，或至少一個電極。這項技術的另一個方面是控制光干涉調光器的可動板，以彌補不平衡造成的可動板傾斜，使得可動板與固定板大致保持平行。對于干涉調光器而言，可動板和頂部的固定板之間的距離確定用于光調制的干涉空腔的深度。該方法的步驟與所有上述部件功能相一致。任何干涉調光器和上面討論的方法均可應用于具備多個排成行和列的這種干涉調光器陣列的顯示面板。在顯示面板的每個干涉調光器上施加合適的電壓可以使其反射所需的顏色，并補償干涉調光器的可動板相對固定板的任何傾斜。由于干涉調光器既可產生所需顏色的反射光，又能補償可動板相對固定板的任何傾斜，所以這些干涉調光器具有相似電壓特性，因此可以把這些干涉調光器按照驅動電壓的大小來分組，并把每組的電壓表征存儲在閃存中，用以驅動顯示面板上的干涉調光器，從而產生靜止圖像或視頻圖像。本發明內容部分提供了一些簡化的概念，我們將在下面進一步詳細描述。然而，這個摘要并不要確定要求保護主題的關鍵或基本特征，也不打算幫助確定要求保護主題的范圍。


通過參考以下的詳細描述并結合附帶的圖例，一個或多個典型實施和修改的各個方面和其具備的優點將變得更加容易明白，其中圖IA和IB (先前發明)是兩個平行的反射鏡組成的調光單元的側視圖，其中包括一個可動的底鏡和一個位于上部的固定的半反射鏡，圖IA顯示鏡子的“開”狀態，而圖IB顯示鏡子的“關”狀態；
圖2A，2B，2C (先前發明)是三個平行板組成的調光單元的側視圖，包括上層的透明電極板和下層具有電極的反光板，在上層板(圖2B)或底層板上施加電壓可造成可動中間板(圖2C)移動(和可能的變形)；圖3不意法布里-拍羅干涉儀(Fabry-Perot Interferometer,簡稱FPI)的兩個平行的鏡面，兩鏡面被一個透明空腔相隔，其中第一鏡面由非導電介質堆棧而不是由薄的金屬涂層構成，從而避免了反射光的相位反轉；圖4在270納米深度的空腔里，改變入射光的波長，反射光和透射光所占的百分比； 圖5A是使用兩個彈性臂支撐一個可移動反射鏡FPI實例的側面展開示意圖，采用有源矩陣尋址，電壓施加在三個電極上，以彌補任何機械的不平衡，從而糾正可動鏡面相對固定鏡面的傾斜；圖5B是使用兩個彈性臂支撐一個可移動反射鏡FPI實例的側面展開示意圖，采用有源矩陣尋址，電壓施加在四個電極上，以彌補任何機械的不平衡，從而糾正可動反射鏡面相對固定鏡面的傾斜；圖6A所示FPI調光單元的實例采用無源矩陣尋址和一個由兩個彈性梁支撐的可動鏡，施加于多個電極的電壓差以補償和糾正可動鏡面相對固定鏡面的傾斜；圖6B所示FPI調光單元實例采用單支撐梁的可動鏡，其中支撐梁和可動鏡刻制在同一層上，電極上施加電壓的極性和大小修正可動鏡任何傾斜，同時驅動可動鏡以達到所需的腔深度；圖6C所示另一個FPI調光單元實例，采用單獨的支撐梁，但在此實施實例中，支撐梁提供彈性恢復力，其大小和可動板剛性相匹配，因此施加電壓可移動可動板，并且不會使該板變形；圖6D所示另一個FPI調光單元實例，包括四個支撐梁將可動板懸起，一對電極設置在底板上，另一對電極(與第一對電極正交)安置在可動板上，通過這些電極可以驅動可動板，并使其保持不傾斜；圖7A和7B所示基于反光式FPI原理的調光單元實例，其中包括三個無隔離柱的平板，可動板在不驅動時直接相接觸地置于頂層板之下(圖7A)，當調光單元被驅動，可動板被拉離頂層板，并在頂層板和可動板之間形成空腔(圖7B)，施加到多個電極板不同電壓用以補償熱膨脹，殘余應力，和其他制造缺陷的影響；圖8是一個說明可動板在實例圖6A-6D中的電壓-位移關系；圖9A-9D說明了按照設計利用目前傳統的MEMS制作工藝制作FPI調光單元組成顯示面板的步驟，為了簡便，在圖中只示意4個像素單位(即四套可動/固定板，兩行和兩列電極)；圖10A-10F說明了另一種制作FPI調光單元組成的顯示面板的步驟，同樣，圖中只畫出四個顯示像素單位以簡化說明；圖11A-11F說明了制造單彈性懸臂梁調光單元的步驟，同樣，圖中只畫出四個顯示像素單位以簡化說明；圖12A-12G說明了在透明材料上制造調光單元各個步驟，圖中只畫出四個顯示像素單位以簡化說明；
圖13A-13B說明FPI調光單元如何為產生所期望的可見光而工作，兩圖分別表示了調光單元處在不被驅動(圖13A)狀態和被驅動(圖13B)狀態；圖14是一個如何校準顯示屏的示意圖，用來確定電壓和施加于各個像素從而修正不同的反射顏色。顯示面板需要用全光譜的白光照射來校準；和圖15是一個實施例的系統框圖,用來修正本例各個組里的顏色偏差和可動板的傾斜，并控制FPI調光單元上行和列的電極，使得面板上各個像素都能顯示期望的顏色，并補償可動板由于制作材料和制作加工的差異而產生的任何傾斜。
具體實施例方式圖例和披露的實施案例是非限制性的實施例用圖例來說明。實施圖例的披露目的在于闡述說明而不是限制性的。對技術和權利保護方面的限制不作用于本文討論和圖例中出現的例子。此外，除非另有注明，任·何實例中披露的特性都能夠和其他例子的任何一個或多個特點相結合。顏色的實現本顯示器所用的光干涉調光器本質上是個微型法布里-珀羅(Fabry-Perot)光諧振器。圖3為典型的微法布里-珀羅干涉器(FPI)300示意圖，其中包括上302下304兩個鏡面，這對互相平行的鏡面被中間夾著的空腔301 (或透明的介質)隔開。入射光線305從上面進入FPI，穿過頂部的鏡面302，然后在兩鏡面之間經過多次反射，最終光線306，308分別從上302和下304兩鏡面射出。根據空腔或介質厚度的不同，從FPI出射的光線將產生相長干涉或相消干涉。通過控制空腔的厚度(比如上302和下304兩鏡面的距離)來改變調光器的狀態。每一個狀態都對應著某個特定的反射光顏色。只要以足夠快的頻率作瞬間改變，就可以顯示出多重狀態的各種顏色，由于人眼來不及感知到每次產生的特定顏色，從而顯示復合顏色。把每個顏色得出射光的持續時間控制在比較少的時間段內，那么像素就可以作出調整并產生大范圍的顏色空間。對于像圖3所示的由兩個被空腔隔開的鏡面組成的FPI調光器300，鏡面之間空間301的折射率總是低于鏡面涂層介質303。因為金屬涂層反射相位角與電介質的反射相位角呈現出很大的不同，故如果鏡面是非導電介質而非金屬薄膜或涂層的話，上302鏡面的初始反射線307就不會經歷相位反轉。一束光從上302鏡面射入后，穿過空腔301，在傳播時保持相位不變，當入射到下304鏡面時就會分解成透射光306和反射光。這部分反射光線一旦從下鏡面304反射就會經歷相位反轉并重新穿過空腔301，與初始反射光線307疊力口。當光波波長等于空腔厚度的2倍時，初始反射線307和二次反射線308的相位角正好相反。另外，所有連續反射線308的相位角都是和初始反射線的相位角307不同。因此，對于特定波長的光波，如果在反射面來回往復傳播的光程為波長的整數倍，其將會產生完整的相消干涉。然而對于透射306的那部分來說，則會產生完整的相長干涉。這樣以來，上302下304平行的兩鏡面再配合其中的空腔301，就組成一個光過濾器，使某種特定波長的光波透射而使另外某種特定波長光波反射。這個理論已經用艾里(Airy)函數在數學上得以論證。對于垂直于FPI入射的光線，其透射率T和反射率R可以用以下(I)和(2)兩個公式計算
權利要求
1.所有權被申明的發明定義如下一種帶有可動平板的光干涉調光器，它通過驅動可動平板而改變一個空腔的深度并且對非平衡條件進行補償，這種不平衡可以導致可動平板沿兩個正交軸中的至少一個傾斜，其中包括 (a)一個固定平板位于可動平板的對面，并與可動平板之間構成一個空腔深度，空腔用于調制入射到空腔內的可見光； (b)多電極與至少一個單電極處于相對的位置，其中多電極或單電極可位于可動平板上； (C)連接多電極和至少一個單電極的導線，這些導線和一個控制電壓源連接，可以將預先定義的電壓組施加于多電極中的每個電極上，從而產生靜電引力來驅動可動平板以改變空腔深度，并且可以補償不平衡條件，充分地消除可動平板在關于其所在平面內至少一個正交坐標軸上的傾斜。
2.根據權利要求I所述的干涉調光器，其中多電極包含三個沿兩個正交坐標軸中至少一個不對稱分布的電極。
3.根據權利要求I所述的干涉調光器，其中多電極包含兩個沿與固定平板平行的軸并排 排列的電極，還包括另外兩個沿著平行于固定平板并和第一軸垂直的另一軸并排的補充電極，但位于和多電極和至少一個電極不同的平面上。
4.根據權利要求I所述的干涉調光器，每個固定板和可移動板均包括一層部分反射層，透射部分入射光并且反射其余的入射光，從而發生光干涉并產生期望顏色的可見光。
5.根據權利要求4所述的干涉調光器，其中部分反射層包含導電材料或者涂有有導電薄膜的絕緣材料。
6.根據權利要求I所述的干涉調光器，至少在可動平板或固定平板上包含一層絕緣層使兩板絕緣。
7.根據權利要求6所述的干涉調光器，在多個電極沒有被施加電壓驅動時，可動平板和固定平板完全接觸。
8.根據權利要求I所述的干涉調光器，還包含具有至少一個能支撐可動鏡面懸空并為可動平板提供恢復力的彈性梁，此恢復力應與可動平板的剛度匹配，這樣當電壓從這些電極上去掉后，此彈性梁能夠提供足夠的彈性恢復力將可動平板恢復到未驅動位置，但此恢復力不能過大以至于在給多電極施加電壓來驅動可動平板時造成可動板變形。
9.根據權利要求8所述的干涉調光器，其中至少一個彈性梁結構是一個在可動平板邊緣按一定間距連接的彈性梁構成的。
10.根據權利要求8所述的干涉調光器，其中至少一個彈性梁結構包含兩個連接在可動板相對邊緣上的彈性梁。
11.根據權利要求8所述的干涉調光器，其中至少一個彈性梁結構包含一個連接于可動平板不同邊緣處的彈性梁。
12.根據權利要求I所述的干涉調光器，還包括一個底板，使得可動板位于固定板和底板之間，底板也是固定的且包括以下兩者之一 (a)多個電極；或 (b)至少一個電極。
13.根據權利要求I所述的干涉調光器，其中大量的干涉調光器是以行列陣列形式安排在顯示器中，還包括連接并傳輸驅動電極電壓的導線，顯示器中每個干涉調光器通過這些電壓驅動電極在每個顯示像素上產生期望的反射顏色，并且補償可動平板相對于固定平板的傾斜。
14.一種控制干涉調光器可動鏡面的方法，以補償導致可動鏡面傾斜而與頂部固定平板不平行的非平衡條件，而可動平板和固定平板之間的距離確定光學腔的深度，其中包括以下步驟 (a)提供多個分布于干涉調光器表面的第一組電極； (b)提供至少另一組的電極，其位置在第一組電極的對面；和 (C)給第一組和第二組電極施加電壓，給多個電極施加的電壓用于提供恰當的靜電引力以補償非平衡條件，并且使可動平板相對于固定平板運動，從而改變干涉調光器的深度和被其反射出的顏色，同時防止可動平板傾斜而破壞和頂部固定平板的平行關系。
15.根據權利要求14所述的方法，其中提供第一組電極的步驟包含劃分可動平板的區域以定義第一組電極中每個電極的步驟。
16.根據權利要求14所述的方法，其中提供第一組電極的步驟包含劃分頂部固定平板區域以確定第一組電極中每個電極。
17.根據權利要求14所述的方法，其中提供第一組電極的步驟包含劃分位于底部與可動平板相對的固定平板區域以定義第一組電極中的每個電極的步驟，可動平板又與頂部固定平板相對。
18.根據權利要求14所述的方法，其中提供分布于干涉調光器表面的第二組電極的步驟，此表面與第一組電極所在表面不同，第一組電極定義一行電極和一列電極，而第二組電極定義不同的行電極和列電極。
19.根據權利要求18所述的方法，其中提供第二組電極的步驟包含在頂部固定平板上劃分區域以定義第二組電極中每個電極的步驟。
20.根據權利要求18所述的方法，其中提供第二組電極的步驟包含劃分可動平板的區域以定義第二組電極中每個電極的步驟。
21.根據權利要求18所述的方法，其中提供第二組電極的步驟包含劃分底部固定平板的區域以定義第二組電極中的每個電極的步驟，其中底部平板和頂部固定平板分別位于可動平板上下兩側。
22.根據權利要求14所述的方法，其中還包含使可動平板和固定平板相互絕緣的步驟。
23.根據權利要求14所述的方法，其中還包含確定施加在第一組電極的每個電極上的電壓值的步驟，這些電壓可以使干涉調光器產生期望的反射顏色并且補償任何可動平板相對于頂部固定平板的傾斜。
24.根據權利要求23所述的方法，其中還包含存儲檢索電壓的步驟，電壓標示值存貯在閃存器中，當顯示器面板正常工作，這個存儲器提供適合的電壓于自動驅動可動平板，從而實現期望的顏色，并且補償可動平板任何相對于頂部固定平板的傾斜。
25.根據權利要求24所述的方法，還包含以下幾個步驟 (a)對于包含眾多干涉調光器的顯示器中的每個干涉調光器，確定施加給第一組電極中的每個電極的電壓值，用以獲得期望的顏色，并且補償動任何移動平板相對于頂部固定平板的傾斜； (b)在閃存存儲器中存儲顯示器干涉調光器中每個電極上所需要施加的電壓；和 (c)當使用顯示器時，讀出閃存中存儲的確定的電壓值，并將該電壓施加于干涉調光器中每個電極，這樣顯示器中處在一個像素上的可動鏡面的干涉調光器被驅動，就能獲得在此像素位置的期望顏色。
26.根據權利要求25所述的方法，還包含將顯示器中的干涉調光器分組的步驟，每組中的干涉調光器享有通用的電壓，用來獲得期望的反射顏色并且補償此組中的每個干涉調光器的可動平板相對頂部固定平板的任何傾斜。
27.一種反射期望波段的反射光干涉調光器，其中包含 (a)一個部分反射，接收外部入射光的頂層平板，入射在半反射頂層平板上的一部分光線透射，而剩余的部分則被部分反射頂層反射； (b)至少被一個彈性梁支撐而處于懸空狀態的部分反射可動平板，此平板可以相對于部分反射頂層平板運動； (C)在干涉調光器里的一個表面上沉積第一組電極； (d)至少一個其它電極生成在與第一組電極相對應的位置；和 (e)與第一組電極和至少一個其它電極相耦合的控制電壓源，給第一組電極的每個電極施加電壓，選擇施加的電壓高低以使得 (i)靜電驅動部分反射可動平板相對于部分反射頂層平板運動，從而在兩者之間形成空腔，而空腔深度用于調節從部分反射頂層平板進入空腔的透射光線，這樣空腔中調制的光和部分反射頂層平板的反射光相干涉，從而獲得期望反射光的波長范圍；和 ( )補償部分反射可動平板相對于頂部平板的任何傾斜，保持部分反射可動平板和部分反射頂層平板的基本平行。
28.根據權利要求27所述的干涉調光器，還包含位于部分反射可動平板下面的底部平板，其中第一組電極生成在如下表面之一 (a)部分反射頂部平板； (b)部分反射可動平板；和 (C)底部平板。
29.根據權利要求27所述的干涉調光器，還包含位于部分反射可動平板上的下面的底部平板，其中至少一個其他電極在以下之一上 (a)部分反射頂部平板； (b)部分反射可動平板；和 (c)底部平板。
30.根據權利要求27所述的干涉調光器，還包含位于與第一組電極不同表面的第二組電極，其中第一組電極包含一組行電極和一組列電極，第二組電極包含其他組的行電極和其他組的列電極。
31.根據權利要求30所述的干涉調光器，還包含位于部分反射可動平板下面的底部平板，第二組電極沉積在以下之一上 (a)部分反射頂部平板；(b)部分反射可動平板；和 (c)底部平板。
32.根據權利要求27所述的干涉調光器，其中部分反射可動平板靠一個單獨的彈性梁支撐，當電壓沒有施加在第一組電極上時，此彈性梁提供一個足夠的恢復力以使部分反射可動平板恢復到其平衡位置，但恢復力不能過大而使得施加電壓驅動部分反射可動平板時導致部分反射可動平板產生變形。
33.根據權利要求27所述的干涉調光器，其中部分反射可動平板受多彈性梁支撐，每個彈性梁都生成在部分反射可動平板的相鄰的但不同的邊緣上。
34.根據權利要求27所述的干涉調光器，其中部分反射頂部平板和部分反射可動平板均涂覆有從以下組分中選擇的成分 (a)一層絕緣層；和 (b)—層金屬導電層。
35.根據權利要求27所述的干涉調光器，還包含沉積于部分反射頂部平板和部分反射可動平板之間的絕緣層。
36.根據權利要求27所述的干涉調光器，還包含存儲于閃存器中的索引，包含施加于第一組電極上驅動可動反射平板運動的電壓，用以獲得對應于各種顏色的空腔深度，并補償部分反射可動平板相對于部分反射頂部平板的任何傾斜。
37.一種補償調光器中部分反射可動平面傾斜力的方法，可使得部分反射可動平板平行于相鄰的部分反射固定平板，從而形成光學空腔，這樣期望的顏色就從干涉調光器反射出來，具體包含如下步驟 (a)在干涉調光器內部表面制成第一組電極； (b)在第一組電極所在表面相對應的其他表面沉積至少一個電極； (C)給第一組電極施加電壓，通過下述方法控制施加于第一組電極中每個電極上的電壓 (i)驅動部分反射可動平板使其相對于部分反射固定平板運動，控制部分反射固定平板和部分反射可動平板之間的空腔，此空腔深度通過調制通過部分反射固定平板透射到空腔的光線和部分反射固定平板反射的光線產生光干涉，從干涉調光器上反射出期望的光波段，和 ( )補償部分反射可動平板相對于部分反射固定平板的任何傾斜從而保證部分反射可動平板和部分反射固定平板的平行。
38.根據權利要求37所述的方法，其中提供第一組電極的步驟包含提供在部分反射可動平板或部分反射固定平板上生成第一組電極的步驟。
39.根據權利要求37所述的方法，其中還包含提供一個在部分反射可動平板之下置放底部平板的步驟，其中提供第一組電極的步驟包含在部分反射可動平板，部分反射固定平板，或底部平板三者之一上提供第一組電極的步驟。
40.根據權利要求39所述的方法，還包含提供位于部分反射可動平板，部分反射固定平板，或者底部平板三者之一的第二組電極的步驟，第一組電極包含一組行電極和一組列電極，而第二組電極包括其它一組行電極和其它一組列電極。
41.根據權利要求37所述的方法，還包含以下步驟(a)確定應用于第一組電極上的電壓大小以從干涉調光器獲得期望的反射顏色并且補償部分反射可動平板的任何傾斜； (b)在閃存存儲器中存儲電壓的標示；并且 (C)訪問在閃存存儲器中存儲的電壓值索引并且利用相應的電壓來產生期望的反射顏色并補償部分反射可動平板的任何傾斜。
42.根據權利要求37所述的方法，還包含下列步驟 (a)制作一個包含成行成列排列的多個干涉調光器的顯示器屏；和 (b)給每個干涉調光器的電極施加合適的電壓，以在顯示器中的一行一列的位置上產生各種期望的顏色，并且補償在每個調光器中部分反射的可動平板相對于部分反射的固定平板的任何傾斜。
全文摘要
干涉調光器包含一個可動鏡面，通過給與其相對的多個電極施加電壓來驅動可動鏡面從而和在頂部平板的部分反射鏡形成光學空腔。空腔深度決定了在空腔內由于內部反射而受調制的光波波段，此反射光線與從頂部平板的部分反射鏡面反射的光線發生光學干涉，從而產生一個期望的反射光顏色。制造上的變化和材料的特性都會導致可動鏡面相對于部分反射鏡面傾斜，從而也降低了調光器的精確度。這種偏差可以通過給多個電極施加不同的電壓來加以補償。電壓可以在決制造之后確定，并且存儲在閃存存儲器中，當調光器在被驅動時得以應用。
文檔編號G02F1/21GK102893212SQ201180012583
公開日2013年1月23日 申請日期2011年1月18日 優先權日2010年3月24日
發明者季中 申請人:元博科技有限公司