Микроэлектромеханическое устройство, в котором оптическая функция отделена от механической и электрической

Микроэлектромеханическое устройство, в котором оптическая функция отделена от механической и электрической

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Микроэлектромеханические системы (МЭМС) содержат микромеханические элементы, исполнительные механизмы-микроактюаторы и электронные схемы. Микромеханические элементы могут быть получены с использованием осаждения, травления и/или других процессов с микрообработкой, посредством которых части подложек и/или слои осажденного материала удаляют травлением или добавляют слои для формирования электрических или электромеханических устройств. Известно устройство на основе МЭМС, такое как интерферометрический модулятор. В настоящем описании терминами «интерферометрический модулятор» или «интерферометрический светомодулятор» обозначено устройство, которое выборочно поглощает и/или отражает свет, используя принципы оптической интерференции. В некоторых вариантах реализации интерферометрический модулятор может содержать две проводящие пластины, по меньшей мере одна из которых может быть прозрачной и/или отражающей полностью или частично и может совершать относительное перемещение при подаче соответствующего электрического сигнала. В одном конкретном варианте реализации одна пластина может содержать зафиксированный слой, который осажден на подложку, а другая пластина может содержать металлическую перегородку, которая отделена от зафиксированного слоя воздушным зазором. Как более подробно описано далее, положение одной пластины относительно другой может влиять на оптическую интерференцию света, падающего на интерферометрический модулятор. Такие устройства имеют широкое применение, и использование и/или изменение характеристик устройств таких типов может быть полезным как в известных решениях, так и для усовершенствования существующих изделий и для создания новых, еще не разработанных изделий.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] В некоторых вариантах реализации устройство на основе МЭМС содержит подложку, имеющую верхнюю поверхность, подвижный элемент, расположенный поверх подложки, и активирующий электрод, расположенный сбоку от отражающей поверхности. Подвижный элемент содержит деформируемый слой и отражающий элемент, механически соединенный с деформируемым слоем. Отражающий элемент имеет отражающую поверхность. Подвижный элемент выполнен с возможностью проявления в ответ на разность напряжений, созданную между активирующим электродом и подвижным элементом, реакции в виде перемещения в направлении, по существу перпендикулярном верхней поверхности подложки.

[0003] В некоторых вариантах реализации устройство на основе МЭМС содержит перемещающие средства для перемещения части устройства, поддерживающие средства для поддерживания подвижных средств и активирующие средства для активации подвижных средств. Подвижные средства содержат средства деформации и средства отражения. Активирующие средства расположены сбоку от отражающих средств.

[0004] В некоторых вариантах реализации предложен способ изготовления устройства на основе МЭМС, согласно которому формируют активирующий электрод на подложке, формируют временный слой на активирующем электроде, формируют деформируемый слой на временном слое, формируют отражающий элемент, расположенный на временном слое и механически соединенный с деформируемым слоем, и удаляют временный слой. Отражающий элемент имеет отражающую поверхность, расположенную сбоку от активирующего электрода.

[0005] В некоторых вариантах реализации предложен способ модуляции света, согласно которому берут дисплейный элемент, содержащий подложку, формируют подвижный элемент на подложке, и формируют активирующий электрод. Подвижный элемент содержит деформируемый слой и отражающий элемент. Отражающий элемент механически соединен с деформируемым слоем и имеет отражающую поверхность. Активирующий электрод расположен сбоку от отражающей поверхности. Согласно предложенному способу также прикладывают напряжение к активирующему электроду. Напряжение создает притягивающее усилие на подвижном элементе и таким образом вызывает перемещение подвижного элемента по направлению к подложке.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0006] На фиг.1 представлено трехмерное изображение участка одного из вариантов реализации интерферометрического модуляционного дисплея, в котором подвижный отражающий слой первого интерферометрического модулятора находится в релаксационном положении, а подвижный отражающий слой второго интерферометрического модулятора находится в активированном положении.

[0007] На фиг.2 показана принципиальная схема одного варианта реализации электронного устройства, содержащего интерферометрический модуляционный дисплей с конфигурацией 3×3.

[0008] На фиг.3 показан график зависимости положения подвижного зеркала от приложенного напряжения для примера реализации интерферометрического модулятора, изображенного на фиг.1.

[0009] Фиг.4 иллюстрирует значения напряжения группы строк и столбцов, которые могут быть использованы для приведения в действие интерферометрического модуляционного дисплея.

[0010] Фиг.5А иллюстрирует пример кадра данных, отображаемых на интерферометрическом модуляционном дисплее с конфигурацией 3×3, изображенном на фиг.2.

[0011] Фиг.5В иллюстрирует пример временной диаграммы сигналов строк и столбцов, которые могут быть использованы для записи кадра, показанного на фиг.5А.

[0012] На фиг.6А и 6В показаны принципиальные схемы варианта реализации предлагаемого устройства визуального представления данных, содержащего интерферометрические модуляторы.

[0013] На фиг.7А показано сечение устройства, изображенного на фиг.1.

[0014] На фиг.7 В показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0015] На фиг.7С показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0016] На фиг.7D показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0017] На фиг.7Е показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0018] На фиг.8А показан вид сверху одного варианта реализации устройства на основе МЭМС.

[0019] На фиг.8В показан вид сверху матрицы 3×3 устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А.

[0020] На фиг.9А-9В показаны сечения для примера варианта реализации устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А, по линии "А-А".

[0021] На фиг.9C-9D показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.9А-9В, по линии С-С, обозначенной на фиг.8А.

[0022] На фиг.9E-9F показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.9A-9D, по линии Е-Е, обозначенной на фиг.8А.

[0023] На фиг.9G-9H показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.9A-9F, по линии G-G, обозначенной на фиг.8А.

[0024] На фиг.10А-10В показаны сечения для еще одного примера варианта реализации устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А, по линии А-А.

[0025] На фиг.10C-10D показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.10А-10В, по линии С-С, обозначенной на фиг.8А.

[0026] На фиг.11А-11В показаны сечения для еще одного примера варианта реализации устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А, по линии А-А.

[0027] На фиг.11C-11D показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.11А-11В, по линии С-С, обозначенной на фиг.8А.

[0028] На фиг.12А-12С показаны сечения для еще нескольких примеров вариантов реализации устройства на основе МЭМС по линии С-С, обозначенной на фиг.8А.

[0029] На фиг.13А-13В показаны виды сверху для еще нескольких примеров вариантов реализации устройств на основе МЭМС.

[0030] На фиг.13С показан вид сверху матрицы 3×3 устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.13А.

[0031] На фиг.13D показан вид сверху для другого примера варианта реализации устройства на основе МЭМС.

[0032] На фиг.14А-14Н показаны сечения в соответствии с примером варианта реализации способа изготовления устройства на основе МЭМС.

[0033] На фиг.15А-15Н показаны сечения в соответствии с примером варианта реализации способа изготовления устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.9А-9Н.

[0034] На фиг.16А-16В2 показаны сечения для примера варианта реализации устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А и содержащего второй активирующий электрод, по линии А-А.

[0035] На фиг.16C-16D2 показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.16А-16В2, по линии С-С, обозначенной на фиг.8А.

[0036] На фиг.16E-16F2 показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.16A-16D2, по линии Е-Е, обозначенной на фиг.8А.

[0037] На фиг.16G-16H2 показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.16A-16F2, по линии G-G, обозначенной на фиг.8А.

[0038] На фиг.17A-17F показаны сечения в соответствии с примером варианта реализации способа изготовления устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.16А-16Н2.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0039] Приведенное ниже подробное описание относится к некоторым конкретным вариантам реализации. Однако имеется множество других способов его реализации. В настоящем описании даются ссылки на чертежи, причем на всех чертежах одинаковые элементы имеют одинаковые обозначения. Из приведенного ниже описания следует, что варианты изобретения могут быть реализованы в любом устройстве, выполненном с возможностью вывода на дисплей изображения, движущегося (например, видео) или неподвижного (например, статического) и текстового или графического. В частности, предполагается, что варианты изобретения могут быть реализованы в различных электронных устройствах или объединены с различными электронными устройствами, такими, помимо прочего, как мобильные телефоны, беспроводные устройства, персональные электронные ассистенты (PDA), карманные или портативные компьютеры, GPS-приемники/навигаторы, фотокамеры, МР3-плейеры, видеокамеры, игровые приставки, наручные часы, обычные часы, калькуляторы, телевизионные мониторы, плоские панельные дисплеи, компьютерные мониторы, дисплеи автомобильных приборов (например, дисплей счетчика пробега), приборы управления и/или дисплеи кабины самолета, дисплеи обзорных камер (например, дисплей камеры заднего обзора в транспортном средстве), электронные фотографии, электронные информационные щиты или вывески, проекционные установки, архитектурные конструкции, упаковка, художественные конструкции (например, вывод на дисплей изображений на ювелирных изделиях). Устройства на основе МЭМС со структурой, схожей с описанной здесь, также можно использовать без дисплея, например, в электронных переключающих устройствах. Кроме того, все чертежи приведены здесь для иллюстрации отношений между некоторыми элементами, и, таким образом, носят исключительно схематический характер и не отражают реальный масштаб.

[0040] В некоторых вариантах реализации сбоку от отражающей поверхности отражающего элемента сформирован активирующий электрод. Активирующий электрод расположен вне оптического пути, поэтому он может содержать непрозрачный проводник и иметь бóльшую толщину, улучшающую энергопотребление. В некоторых вариантах реализации активирующий электрод воздействует на деформируемый слой, механически соединенный с отражающим элементом таким образом, что после активации в контакт с неподвижной частью устройства на основе МЭМС приходит деформируемый слой, а не отражающая поверхность, что приводит, в свою очередь, к уменьшению прилипания, жесткостных пружинных характеристик, электростатической силы и емкостной площади, обеспечивая, таким образом, быстрое управление с низким энергопотреблением. В некоторых вариантах реализации между активирующим электродом и деформируемым слоем могут быть сформированы элементы огрубления поверхности и другие уменьшающие прилипание средства, которые не ухудшают оптические характеристики, поскольку они расположены вне оптического пути. В некоторых вариантах реализации отражающая поверхность при активации не входит в контакт с другими элементами, и поэтому она может быть по существу гладкой и плоской без риска прилипания. В некоторых вариантах реализации выше или ниже деформируемого слоя и/или отражающей поверхности сформирован второй активирующий электрод, так что отражающая поверхность имеет по меньшей мере три устойчивых положения.

[0041] Один вариант реализации интерферометрического модуляционного дисплея, содержащего интерферометрический дисплейный элемент на основе МЭМС, изображен на фиг.1. В этих устройствах пикселы могут находиться в светлом или темном состоянии. В светлом («включенном», или «открытом») состоянии дисплейный элемент отражает пользователю значительную часть видимого падающего света. В темном («выключенном», или «закрытом») состоянии дисплейный элемент отражает пользователю незначительную часть видимого падающего света. В зависимости от варианта реализации отражающие свойства «включенного» и «выключенного» состояний могут быть изменены на противоположные. Пикселы на основе МЭМС могут быть выполнены с возможностью преимущественного отражения определенного цветового спектра, благодаря чему возможен вывод на дисплей выбранных цветов помимо черного и белого.

[0042] На фиг.1 представлено трехмерное изображение двух смежных пикселов в ряде пикселов дисплея, каждый из которых содержит интерферометрический модулятор на основе МЭМС. В некоторых вариантах реализации интерферометрический модуляционный дисплей содержит матрицу из строк и столбцов указанных интерферометрических модуляторов. Каждый интерферометрический модулятор содержит два отражающих слоя, которые расположены на изменяемом и регулируемом расстоянии друг от друга, образуя полость оптического резонатора, выполненную с возможностью изменения по меньшей мере по одной координате. В одном варианте реализации один из отражающих слоев может быть перемещен в одно из двух положений. В первом положении, релаксационном, подвижный отражающий слой расположен на относительно большом расстоянии от зафиксированного частично отражающего слоя. Во втором положении, активированном, подвижный отражающий слой расположен ближе к частично отражающему слою, и является смежным с ним. В зависимости от положения подвижного отражающего слоя падающий свет может подвергаться конструктивной или деструктивной интерференции, в результате чего каждый пиксел может быть в полностью отражающем состоянии или не отражающем состоянии.

[0043] Изображенная на фиг.1 часть матрицы пикселов содержит два смежных интерферометрических модулятора 12а и 12b. Подвижный отражающий слой 14а левого интерферометрического модулятора 12а находится в релаксационном положении и расположен на заданном расстоянии от оптической стопы 16а, которая содержит частично отражающий слой. Подвижный отражающий слой 14b правого модулятора 12b показан в активированном положении и является смежным с оптической стопой 16b.

[0044] Стопы 16а и 16b (именуемые собирательно оптической стопой 16) по существу содержат несколько сплавленных слоев, в число которых могут входить электродный слой, состоящий, например, из смешанного оксида индия и олова (ITO), частично отражающий слой, состоящий, например, из хрома, и прозрачный диэлектрик. Таким образом, оптическая стопа 16 является электропроводящей, частично прозрачной и частично отражающей, и может быть изготовлена, например, путем осаждения по меньшей мере одного из указанных выше слоев на прозрачную подложку 20. Частично отражающий слой может быть сформирован из различных материалов, являющихся частично отражающими, такими как различные металлы, полупроводники и диэлектрики. Частично отражающий слой может быть сформирован из одного слоя материала или из нескольких слоев, каждый из которых может быть сформирован из одного материала или из комбинации материалов.

[0045] В некоторых вариантах реализации на слоях оптической стопы 16 сформирован рельеф в виде параллельных полос с образованием строковых электродов в дисплейном устройстве, как описано ниже. Подвижные отражающие слои 14а, 14b могут быть сформированы в виде ряда параллельных полос по меньшей мере одного металлического слоя (перпендикулярного строковым электродам 16а и 16b), осажденного на верхнюю часть опор 18, с промежуточным временным материалом, осажденным между опорами 18. После удаления травлением временного материала подвижные отражающие слои 14а, 14b отделены заданным зазором 19 от стоп 16а, 16b. Для получения отражающих слоев 14 может быть использован материал, обладающий высокими проводящими и отражающими свойствами, например, алюминий, а сформированные полосы могут образовывать в дисплейном устройстве столбцовые электроды.

[0046] Когда электрическое напряжение не приложено, между подвижным отражающим слоем 14а и оптической стопой 16а остается зазор 19, причем слой 14а находится в механически релаксационном состоянии, как показано на примере пиксела 12а на фиг.1. Однако когда к выбранным строке и столбцу приложена разность потенциалов, конденсатор, образованный в соответствующем пикселе на пересечении электродов строки и столбца, становится заряженным, и электростатические силы сближают электроды. Если напряжение достаточно высоко, то слой 14 деформируется и прижимается к стопе 16. Диэлектрический слой (не показан), находящийся внутри стопы 16, может предотвращать закорачивание и контролировать расстояние между слоями 14 и 16, как показано на примере правого пиксела 12b (фиг.1). Описанный характер действий одинаков при любой полярности приложенной разности потенциалов. Таким образом, активация строки/столбца, с помощью которой можно переводить пикселы в отражающее и неотражающее состояние, во многом аналогична соответствующим процессам в жидкокристаллических и других дисплеях.

[0047] На фиг.2-5В показан пример процесса и системы, предназначенной для использования матрицы интерферометрических модуляторов в дисплеях.

[0048] На фиг.2 показана принципиальная схема одного варианта электронного устройства, в котором могут быть реализованы некоторые аспекты изобретения. Предлагаемое электронное устройство содержит процессор 21, который может представлять собой одно- или многокристальный универсальный микропроцессор, такой как ARM, Pentium^®, Pentium II^®, Pentium III^®, Pentium IV^®, Pentium^® Pro, 8051, MIPS^®, Power PC^®, ALPHA^® или любой микропроцессор специального назначения, такой как цифровой сигнальный процессор, микроконтроллер или программируемая матрица логических элементов. Как и в известных решениях, процессор 21 может быть выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере одного программного модуля. Помимо выполнения операционной системы, процессор может быть выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере одного программного приложения, включая веб-браузер, телефонное приложение, программу для работы с электронной почтой или любое другое программное приложение.

[0049] В одном варианте реализации процессор 21 также выполнен с возможностью взаимодействия с матричным формирователем 22. В одном варианте реализации изобретения формирователь 22 содержит схему 24 формирователя строк и схему 26 формирователя столбцов, при этом эти схемы подают сигналы на дисплейную матрицу или панель 30. На фиг.2 линиями 1-1 обозначена линия разреза матрицы, показанной на фиг.1. В протоколе активации строк и столбцов интерферометрических модуляторов на основе МЭМС могут использоваться гистерезисные свойства указанных устройств (фиг.3). В этом случае для деформации подвижного слоя и перевода его из релаксационного состояния в активированное состояние может потребоваться, например, разность потенциалов, равная 10В. Однако при уменьшении напряжения относительно этого значения подвижный слой сохраняет свое состояние. В примере реализации изобретения, изображенном на фиг.3, подвижный слой не становится релаксационным полностью до тех пор, пока напряжение не упадет ниже 2В. Таким образом, в примере, изображенном на фиг.3, имеется область поданного напряжения, приблизительно от 3В до 7В, при котором устройство стабильно в релаксационном или активированном состоянии. В настоящем описании этот диапазон называется «гистерезисной областью», или «областью стабильности». Для дисплейной матрицы, имеющей гистерезисные характеристики, показанные на фиг.3, протокол активации строк и столбцов может быть разработан таким образом, что во время стробирования строки к тем ее пикселам, которые необходимо активировать, подают разность напряжений приблизительно 10В, а к тем пикселам, которые необходимо перевести в релаксационное состояние, разность напряжений, близкую к нулю. После стробирования к пикселам подают постоянную разность напряжений приблизительно 5В, так что они остаются в том состоянии, в которое были приведены при стробировании строки. В данном примере после осуществления записи к каждому пикселу подают разность потенциалов, которая находится в «области стабильности» (от 3В до 7В). Это позволяет стабилизировать конструкцию пикселов (фиг.1) при условии подачи одного и того же напряжения в существующем перед этим активированном или релаксационном состоянии. Поскольку каждый пиксел интерферометрического модулятора, в активированном или релаксационном состоянии, по существу представляет собой конденсатор, образованный зафиксированным и подвижным отражающими слоями, указанное стабильное состояние может быть сохранено при напряжении, значение которого находится в гистерезисной области, почти без рассеивания мощности. Если поданный потенциал имеет постоянное значение, то в пикселе нет тока.

[0050] Обычно дисплейный кадр может быть создан путем задания группы столбцовых электродов в соответствии с требуемой группой активированных пикселов в первой строке. После этого к электроду строки 1 подают строковый импульс, который активирует пикселы, соответствующие линиям заданных столбцов. Затем заданную группу столбцовых электродов изменяют, так что они соответствуют требуемой группе активированных пикселов во второй строке. Далее к электроду строки 2 подают импульс, который активирует соответствующие пикселы в строке 2 в соответствии с заданными столбцовыми электродами. Пикселы строки 1 не испытывают влияния импульса строки 2 и остаются в том же состоянии, в которое они были переведены во время импульса строки 1. Для получения кадра описанные действия могут быть выполнены последовательно для всех рядов строк. Обновление и/или коррекцию кадра как правило осуществляют новыми отображаемыми данными путем непрерывного повторения этого процесса с определенным количеством кадров в секунду. Кроме того, известно большое количество протоколов для управления строковыми и столбцовыми электродами пиксельных матриц с целью получения дисплейных кадров. Все эти протоколы могут быть использованы совместно с настоящим изобретением.

[0051] На фиг.4, 5А и 5В изображен возможный вариант протокола активации для создания дисплейного кадра в матрице 3×3, которая показана на фиг.2. На фиг.4 показаны возможные уровни столбцовых и строковых напряжений, которые могут быть использованы для пикселов, характеризующихся гистерезисными кривыми фиг.3. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.4, для активации пиксела к соответствующему столбцу подают напряжение -V_bias, а к соответствующей строке напряжение +ΔV, которые могут быть равны -5В и +5В соответственно. Релаксация пиксела выполняется подачей к соответствующему столбцу напряжения +V_bias, а к соответствующей строке аналогичного напряжения +ΔV, благодаря чему на концах пиксела создается нулевая разность потенциалов. В тех строках, где сохраняют нулевое напряжение, пикселы находятся в стабильном состоянии, независимо от того, какое напряжение подано на столбец: +V_bias или -V_bias. Как показано на фиг.4, также могут быть использованы напряжения, полярность которых противоположна полярности напряжений, указанных выше. Например, для активации пиксела к соответствующему столбцу может быть приложено напряжение +V_bias, а к соответствующей строке напряжение -ΔV. В этом варианте реализации изобретения релаксацию пиксела выполняют подачей на соответствующий столбец напряжения -V_bias, а на соответствующую строку аналогичного напряжения -ΔV, благодаря чему на концах пиксела создается нулевая разность потенциалов.

[0052] На фиг.5В изображена временная диаграмма, показывающая последовательность строковых и столбцовых сигналов, подаваемых на матрицу 3×3 (фиг.2) для получения дисплейной конфигурации, показанной на фиг.5А, в которой активированные пикселы являются неотражающими. Перед записью кадра, показанного на фиг.5А, пикселы могут находиться в любом состоянии, а в данном примере напряжение на всех строках равно нулю, а напряжение на всех столбцах составляет +5В. При таких напряжениях все пикселы стабильны в имеющихся активированных или релаксационных состояниях.

[0053] В кадре, показанном на фиг.5А, пикселы (1, 1), (1, 2), (2, 2), (3, 2) и (3, 3) активированы. Для этого в течение «времени передачи» для строки 1 на столбцы 1 и 2 подают напряжение -5В, а на столбец 3 напряжение +5В. При этом состояние пикселов не изменяется, т.к. напряжение на всех пикселах остается в области стабильности от 3В до 7В. Далее выполняют стробирование строки 1 с помощью импульса, который увеличивается от 0В до 5В, а затем снова падает до нуля. Это приводит к активации пикселов (1, 1), (1, 2) и релаксации пиксела (1, 3). При этом другие пикселы в матрице не испытывают воздействия. Для приведения строки 2 в необходимое состояние на столбец 2 подают напряжение -5В, а на столбцы 1 и 3 напряжение +5В. Посредством аналогичного стробирования строки 2 активируют пиксел (2, 2) и переводят пикселы (2, 1) и (2, 3) в релаксационное состояние. И вновь, другие пикселы не испытывают воздействия. Строку 3 обрабатывают аналогичным образом путем подачи на столбцы 2 и 3 напряжения -5В, а на столбец 1 напряжения +5В. Стробирование строки 3 переводит ее пикселы в состояние, показанное на фиг.5А. После записи кадра потенциалы строк равны нулю, а потенциалы столбцов могут иметь значения +5В или -5В. При этом изображение на дисплее (фиг.5А) остается неизменным. Аналогичный порядок действий может быть использован для матриц, которые состоят из десятков или сотен строк и столбцов. Распределение временных интервалов, последовательность действий и уровни напряжений, которые используют для активации строк и столбцов, могут быть любыми в рамках общих принципов, описанных выше. Указанные случаи являются лишь примерами, и в описываемых способах и системах могут быть использованы любые способы активации напряжением.

[0054] На фиг.6А и 6В изображены принципиальные схемы варианта реализации дисплейного устройства 40. Устройство 40 может представлять собой, например, сотовый или мобильный телефон. Однако аналогичные компоненты устройства 40 или их незначительно измененные варианты могут служить примером при описании различных типов дисплейных устройств, таких как телевизионные приемники и портативные медиа-плейеры.

[0055] Устройство 40 содержит корпус 41, дисплей 30, антенну 43, динамик 45, устройство 48 ввода данных и микрофон 46. Корпус 41 по существу сформирован по любой из известных технологий, в том числе с помощью литья под давлением и вакуумного формования. Кроме того, корпус 41 может быть выполнен из любого материала, в том числе, помимо прочего, пластмассы, металла, стекла, резины и керамики или их сочетаний. В одном варианте корпус 41 содержит съемные части (не показаны), которые могут быть заменены другими съемными частями, имеющими другой цвет или содержащими другие логотипы, изображения или символы.

[0056] В рассматриваемом примере дисплей 30 устройства 40 может представлять собой любой из дисплеев, в том числе бистабильный дисплей, который описан в тексте настоящей заявки. В других вариантах реализации понятие дисплей 30 включает плоскопанельный дисплей, например плазменный, электролюминесцентный, светодиодный, жидкокристаллический дисплей с матрицей пассивных скрученных нематических элементов или жидкокристаллический дисплей тонкопленочной технологии, упомянутый выше, или неплоскопанельный дисплей, например с электронно-лучевой или иной трубкой, известный специалистам. Однако при описании настоящего варианта изобретения понятие дисплей 30 включает интерферометрический модуляционный дисплей.

[0057] На фиг.6В схематически изображены компоненты одного варианта реализации устройства 40, которое содержит корпус 41 и может содержать дополнительные компоненты, которые по меньшей мере частично заключены в корпус. Например, в одном варианте реализации изобретения устройство 40 содержит сетевой интерфейс 27, в состав которого входит антенна 43, соединенная с приемопередатчиком 47. Приемопередатчик 47 соединен с процессором 21, который, в свою очередь, соединен с преобразующими аппаратными средствами 52, которые могут быть выполнены с возможностью модифицирования сигнала (например, его фильтрации). Средства 52 соединены с динамиком 45 и микрофоном 46. Процессор 21 также соединен с устройством 48 ввода и контроллером 29 формирователя. Контроллер 29 соединен с буфером 28 кадра и с матричным формирователем 22, который, в свою очередь, соединен с дисплейной матрицей 30. Источник 50 питания обеспечивает необходимое питание всех компонентов устройства 40.

[0058] Сетевой интерфейс 27 содержит антенну 43 и приемопередатчик 47, благодаря которым устройство 40 может взаимодействовать по меньшей мере с одним устройством в сети. В одном варианте реализации изобретения сетевой интерфейс 27 также может иметь технические возможности для облегчения работы процессора 21. Антенна 43 представляет собой любую известную антенну, выполненную с возможностью передачи и приема сигналов. В одном из вариантов реализации изобретения антенна передает и принимает радиосигналы в соответствии со стандартом IEEE 802.11, в том числе IEEE 802,11 (a), (b) или (g). В другом варианте реализации изобретения антенна передает и принимает радиосигналы в соответствии со стандартом BLUETOOTH. Антенны сотовых телефонов выполнены с возможностью приема сигналов стандартов множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), глобальной системы мобильной связи (GSM), усовершенствованной службы мобильной телефонной связи (AMPS) или других известных сигналов, которые используют для передачи сообщений в беспроводных сотовых телефонных сетях. Приемопередатчик 47 выполняет предварительную обработку сигналов, полученных от антенны 43. Предварительно обработанные сигналы могут быть приняты процессором 21 для дальнейшей обработки. Приемопередатчик 47 также выполняет обработку сигналов, полученных от процессора 21, после чего они могут быть переданы от устройства 40 через антенну 43.

[0059] В альтернативном варианте реализации изобретения приемопередатчик 47 может быть заменен приемником. В другом варианте реализации изобретения интерфейс 27 может быть заменен видеоисточником, который может хранить или генерировать видеоданные, предназначенные для отправки процессору 21. Видеоисточником, например, может быть цифровой видеодиск (DVD) или накопитель на жестком диске, который содержит видеоданные, или программный модуль, который генерирует видеоданные.

[0060] Процессор 21, как правило, управляет работой всего устройства 40. Процессор 21 принимает данные, такие как сжатые видеоданные, принятые от интерфейса 27 или видеоисточника, и выполняет их обработку с получением из них исходных видеоданных или преобразованием их в формат, в котором их несложно обработать для получения исходных видеоданных. После этого процессор 21 отправляет обработанные данные в контроллер 29 формирователя или в буфер 28 для хранения. Исходные данные обычно содержат информацию, которая идентифицирует характеристики каждой области изображения. К указанным характеристикам могут относиться, например, цвет, насыщенность и уровень полутонов.

[0061] В одном варианте реализации изобретения процессор 21 содержит микроконтроллер, центральный процессор или логическое устройство для управления работой устройства 40. Средства 52 как правило содержат усилители и фильтры для передачи сигналов на динамик 45 и для приема сигналов от микрофона 46. Средства 52 могут быть выполнены в форме отдельных компонентов в устройстве 40 или могут быть встроены в процессор 21 или другие компоненты.

[0062] Контроллер 29 принимает исходные видеоданные, генерируемые процессором 21, непосредственно от него или из буфера 28, и соответствующим образом переформатирует исходные видеоданные для их высокоскоростной передачи на формирователь 22. В частности, контроллер 29 переформатирует исходные видеоданные в поток данных, формат которого подобен растровому, при этом скорость переформатирования пригодна для выполнения развертки на матрице 30. После этого контроллер 29 отправляет отформатированную информацию формирователю 22. Несмотря на то, что контроллер 29 (например, контроллер жидкокристаллического дисплея) часто бывает связан с процессором 21 в виде отдельной интегральной схемы, такие контроллеры могут быть выполнены различными способами. Они могут быть встроены в процессор 21 в форме аппаратных средств, программных средств или могут быть полностью интегрированы в аппаратные средства вместе с формирователем 22.

[0063] Обычно формирователь 22 принимает отформатированную информацию от контроллера 29 и переформатирует видеоданные в параллельный ряд волновых сигналов, которые подаются с заданной частотой на сотни, а иногда и тысячи проводников, выходящих из матрицы х-у пикселов дисплея.

[0064] В одном варианте реализации изобретения контроллер 29, формирователь 22 и матрица 30 пригодны для любого типа дисплеев, описанных в настоящей заявке. Например, в одном варианте реализации изобретения контроллер 29 представляет собой контроллер обычного дисплея или бистабильного дисплея (например, контроллер интерферометрического модулятора). В другом варианте реализации изобретения формирователь 22 представляет собой формирователь обычного или бистабильного дисплея (например, интерферометрического модуляционного дисплея). В одном варианте реализации изобретения контроллер 29 объединен с формирователем 22. Такой вариант реализации изобретения является типовым для высокоинтегрированных систем, таких как сотовые телефоны, наручные часы и другие устройства с дисплеями небольших размеров. В другом варианте реализации изобретения матрица 30 представляет собой матрицу обычного или бистабильного дисплея (например, дисплея, содержащего матрицу интерферометрических модуляторов).

[0065] Устройство 48 позволяет пользователю управлять работой устройства 40. В одном варианте реализации изобретения устройство 48 содержит клавиатуру, такую как клавиатура QWERTY или телефонную клавиатуру, кнопку, переключатель, сенсорный экран, мембрану, чувствительную к воздействию давления или тепла. В одном варианте реализации изобретения устройством ввода данных устройства 40 является микрофон 46. При использовании микрофона 46 для ввода данных пользователь с помощью голосовых команд может управлять работой устройства 40.

[0066] Источник 50 может содержать различные известные устройства хранения энергии. Например, в одном варианте реализации изобретения источник 50 представляет собой перезаряжаемую батарею, такую как никель-кадмиевая батарея или ионная литиевая батарея. В другом варианте реализации изобретения источник 50 представляет собой возобновляемый источник энергии, конденсатор или солнечную батарею, в том числе пластиковую солнечную батарею и светочувствительную краску. В другом варианте реализации изобретения источник 50 выполнен с возможностью получения энергии из сетевой розетки.

[0067] В некоторых вариантах реализации изобретения возможность изменять управляющую программу реализована, как описано выше, в контроллере формирователя, который может быть расположен в нескольких местах электронной дисплейной системы. В некоторых вариантах реализации изобретения возможность изменять управляющую программу реализована в формирователе 22 матрицы. Описанная выше оптимизация может быть реализована при любом количестве аппаратных и/или программных компонентов и при различных конфигурациях.

[0068] Элементы конструкции интерферометрических модуляторов, которые работают в соответствии с принципами, описанными выше, могут быть различными. Например, на ф