CN102004310B - 显示方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用一个控制矩阵控制基于MEMS的光调制器的运动而在一个显示器上形成图像的方法和装置。

Description

显示方法和装置

本申请是申请日为2006年2月23日、名称为“显示方法和装置”的第200680005808.2号发明专利申请的分案申请。

技术领域

总体上本发明涉及图像显示器领域，本发明尤其涉及用于控制结合在该图像显示器中的光调制器的电路。

背景技术

用机械的光调制器构成的显示器是基于液晶技术的显示器的一种有诱惑力的可供选择的替代方案。机械的光调制器快速得足以用良好的视角和大范围的色彩及灰度显示视频内容。机械的光调制器在投影显示应用中已经取得成功。然而使用机械的光调制器的背光显示器却还没有表现亮度与低功率的足够有诱惑力的组合。在所属技术领域内需要快速、明亮、低功率的机械作动的显示器。尤其需要可以高速且以低电压驱动的机械作动的显示器以提高图像质量和降低功耗。

发明内容

这样的显示器可以用与一个控制矩阵结合的、基于MEMS的快门组件的一个阵列形成，该控制矩阵包括被配置用于打开和关闭结合进该快门组件中的快门的开关和电极。在一个方面，本发明涉及一个显示装置。在一个实施方案中，该显示装置包括一个像素阵列。该像素阵列包括具有多个孔径和对应于这些孔径的多个快门的基片(substrate)。每个像素都包括至少一个孔径和一个对应于该孔径的快门。该显示装置还包括一个连接到该基片的控制矩阵。对于该像素阵列中的一个像素，该控制矩阵包括一个开关、一个快门打开电极和一个快门关闭电极。该开关和电极使得能够选择性地横向于该基片运动该像素的快门，以调制射向该像素的光以形成一个图像。

在各种实现方式中，该开关可以是一个晶体管、一个二极管或者一个变阻器。在一个实施方案中，该开关被配置用于控制一个施加到该快门打开电极上的电位。在另一个实施方案中，该开关被配置用于调整一个施加到该快门关闭电极上的电位。在又一个实施方案中，该控制矩阵包括一个用于该像素的第二开关，从而一个开关控制一个施加到该快门打开电极上的电位而该第二开关控制一个施加到该快门关闭电极上的电位。

该控制矩阵还可以包括一个存储元件用于存储快门运动指令。在一个实施方案中，对于每个快门打开和快门关闭电极，该存储元件各包括一个电容器。可供选择的替代存储元件包括，但是不限于，SRAM或者DRAM电路。

在一个实现方式中，该控制矩阵还包括一个用于该像素的写赋能互连。该写赋能互连被配置用于接收和传递一个写赋能电位，如果把该写赋能电位施加于一个像素，就使得能够向该像素写数据。在一个实施方案中，把多个像素安排成一个扫描线。在一个扫描线中的像素共享一个公共的扫描线互连。

在一个实施方案中，该控制矩阵还包括一个作动电压互连。该作动电压互连接收和向一个像素传递一个其幅度足以作动一个快门的电位。在其他实现中，该控制矩阵还包括一个与该作动电压互连截然不同的数据互连。这样一个截然不同的数据互连向该像素传递运动指令，该运动指令又调整向该快门施加作动电压。在一个实施方案中，该控制矩阵包括两个数据互连、一个快门打开互连和一个快门关闭互连。

该显示装置可以包括分开的数据电压源和作动电压源。在一个两种电压源都包括的实施方案中，该作动电压源输出一个比该数据电压源幅度高的电压。例如该作动电压源输出的幅度可以是该数据电压源的输出的幅度的至少两倍、四倍或者五倍。

更加具体地，在一个每像素两个开关的实施方案中，譬如在以上所述的一个实施方案中，该第一开关电连接到该快门打开互连、一个第一电容器和该作动电压线。该像素中的该第二开关电连接到该快门关闭互连、该第二电容器和该作动电压互连。响应于通过该快门打开互连向该第一开关施加一个电压，该第一开关促进该第一电容器放电，从而作动对应的快门。响应于通过该快门关闭互连向该第二开关施加一个电压，该第二开关促进该第二电容器放电，从而作动对应的快门。在一个可供选择的替代实施方案中，响应于通过该快门打开互连向该第一开关施加一个电压，该第一开关促进该第一电容器充电，从而作动对应的快门。响应于通过该快门关闭互连向该第二开关施加一个电压，该第二开关促进该第二电容器充电，从而作动对应的快门。

在各种实施方案中，该控制矩阵包括一个全局公共互连。该全局公共互连连接到该像素阵列的至少两行和两列中的像素。该全局公共互连可以起一个使得能够几乎同时作动多行像素的全局作动互连的作用。该全局公共互连还可以起支持在该像素阵列中的快门上提供0V的平均DC电压的作用。

在一个第二方面，本发明涉及一个包括一个像素阵列和一个控制矩阵的显示装置。该像素阵列包括具有多个孔径和多个快门的基片。每个像素都包括至少一个孔径和至少一个对应于该孔径的快门。每个快门具有至少一个基本上将该快门的运动限制到一个与由该基片限定的平面平行的平面的机械支承件。该控制矩阵连接到该基片用于调制射向该基片的光以形成一个图像。对于一个像素，该控制矩阵包括一个快门打开电极、一个快门关闭电极和一个开关，该开关用于选择性地控制向该快门打开电极和该快门关闭电极中的一个施加一个电压，以在对应于该像素的快门与该快门打开电极和该快门关闭电极中的该一个之间产生一个电场，从而基本上在该运动平面内横向于该基片静电地驱动该对应的快门。

在一个第三方面，本发明涉及在一个显示器上形成一个图像的方法。在一个实施方案中，该方法包括选择该显示器的一个扫描线。该扫描线包括多个像素。该方法还包括选择性地调整一个像素的一个快门打开作动器和/或一个快门关闭作动器上的一个电压，从而使得该快门打开作动器或者该快门关闭作动器能够在限定于一个基片中的一个孔径的附近横向地运动一个对应的快门。该方法还包括向该多个像素导引光以形成一个图像。

在一个实施方案中，调整该电压包括对一个电容器充电。在另一个实施方案中，调整该电压包括使一个电容器放电。在另一个实施方案中，调整该电压包括向一个开关施加一个具有第一幅度的第一电位，以调整施加一个具有显著地较大幅度的第二电位。在该实施方案中，该第二电位的幅度大得足以作动该快门打开作动器和该快门关闭作动器中的该一个。

在另一个实施方案中，调整该电压包括在一个对应于一个像素的存储元件上存储一个快门运动指令。在各种实现方式中，该存储元件可以包括一个电容器、一个SRAM电路或者一个DRAM电路。

在一个实施方案中，使该快门打开作动器或者该快门关闭作动器能够运动一个对应的快门包括激励一个作动器。在另一个实施方案中，该使能包括显著地降低激励该快门打开作动器和该快门关闭作动器中的该一个所需要的一个附加的最小电压改变。后续施加一个全局作动电压提供作动这些像素所需要的保持最小电压改变。

在另一个实施方案中，该方法包括选择安排成一个第二扫描线的一个第二系列像素。该第二系列像素具有对应的快门打开能量储存器和快门关闭能量储存器。对于在该第二扫描线中的像素中的至少一个，该方法还包括使一个第二快门打开作动器或者一个第二快门关闭作动器能够在该基片中的一个第二孔径的附近横向地运动一个对应的第二快门。然后施加一个全局作动电压以基本上同时地启动该对应的快门的横向运动。

在一个第四方面，本发明涉及一个包括一个像素阵列和一个用于控制这些像素的控制矩阵的显示装置。该像素阵列包括一个具有多个孔径和多个对应的快门的基片。在该阵列中的每个像素包括至少一个孔径和对应的快门。该快门被配置用于横向于该基片运动。

对于该像素阵列中的一个像素，该控制矩阵包括一个写赋能互连、一个作动电压互连、一个开关和一个数据电压互连。该写赋能互连使该像素阵列中的一个像素能够接收快门运动指令。在一个实施方案中，在该像素阵列中的多个像素——称为一个扫描线，共享一个公共的写赋能互连。该作动电压互连提供一个足以使这些快门能够横向运动的电压。在一个实施方案中，该使能够横向运动可以包括直接激励一个连接到一个快门的作动器。在另一个实施方案中，该使能够横向运动包括显著地降低启动这样一个作动器的作动所需要的电压改变。在这样的实施方案中，该需要的最小电压改变经一个全局作动互连施加。在一个实施方案中，该作动电压互连由多个像素，譬如该像素阵列的一个列中的像素，共享。该开关，例如，一个晶体管、变阻器或者二极管，选择性地基于从该数据电压互连接收的一个电压管理向该快门施加来自该作动电压互连的电压。如果快门被作动，该快门相对于该基片横向运动以选择性地使光穿过其对应的孔径，从而形成一个图像。在一个实施方案中，在一个像素中，一个电阻器分开该开关和该作动电压互连。

在一个实施方案中，该显示装置还包括一个作动电压源和一个数据电压源。由该作动电压源输出的电压的幅度显著大于由该数据电压源输出的电压的幅度。在一个特定的实施方案中，该作动电压源输出一个其幅度大于该数据电压源输出的电压的幅度的两倍的电压。在另一个实施方案中，该作动电压源输出一个其幅度大于该数据电压源输出的电压的幅度的四倍的电压。在又一个实施方案中，该作动电压源输出一个其幅度大于该数据电压源输出的电压的幅度的五倍的电压。

在另一个实施方案中，该控制矩阵包括用于一个像素的一个第二数据电压互连。该第二数据电压互连控制一个第二开关。向该第一数据电压互连施加一个预定的电压使得能够打开一个对应的快门，并且向该第二数据电压互连施加一个预定的电压使得能够关闭该快门。在一个可供选择的替代实施方案中，一个像素包括一个连接到该像素中的快门的一端的弹性构件，以在不施加该作动电压的情况下相对于该基片横向地运动该快门。

在一个实施方案中，一个像素包括一个存储元件用于存储预期的当前快门位置或者将来的快门位置。该存储元件可以包括一个电容器、一个SRAM电路和/或一个DRAM电路。当该电容器起一个存储元件的作用时，该控制矩阵通过将该数据电压互连上的电压存储在该电容器上存储一个预期的快门位置。

在该控制阵列对于一个像素包括一个电容器的一些实施方案中，该快门响应于该电容器的充电横向运动。在其他实施方案中，该快门响应于该电容器的放电横向运动。

在一个第五方面，本发明涉及一个包括一个像素阵列和一个控制矩阵的显示装置。该像素阵列包括一个具有多个孔径和对应于这些孔径的多个快门的基片。该快门具有至少一个基本上将该快门的运动范围限制到一个平行于由该基片限定的平面的运动平面的机械支承件。对于一个像素，该控制矩阵包括一个写赋能互连、一个作动互连、一个开关和一个数据电压互连。该数据电压互连承载一个用于控制该开关的电压，从而调整在一个连接到一个相应的快门的作动器上施加由该作动电压互连承载的电压，从而使该相应的快门能够基本上在该运动平面内进行静电驱动的运动。

在一个第六方面，本发明涉及一种在一个显示器上形成一个图像的方法。在一个实施方案中，该方法包括向安排成一个扫描线的多个像素施加一个写赋能电压，并且向该扫描线中的像素中的至少一个施加一个作动电压。该方法还包括选择性地向一个对应于该扫描线中的一个像素的开关施加一个数据电压，以控制向该像素中的一个作动器施加该作动电压，从而调整一个连接到该作动器的快门的位置。在一个实施方案中，该作动电压的幅度是该数据电压的幅度的至少两倍。在另一个实施方案中，该作动电压的幅度是该数据电压的幅度的至少四倍。该快门通过在一个基片附近横向运动改变位置。在一个实施方案中，该方法包括将该作动器接地，从而使得一个弹性的恢复力能够把该快门横向地驱动到一个静止位置。在另一个实施方案中，响应于向这些像素施加一个全局作动电压发生横向运动。

在另一个实施方案中，该方法包括在该像素处存储该快门的一个预期位置。在一个实施方案中，存储该预期的快门位置包括，例如用该数据电压对一个电容器充电。在一个可供选择的替代实施方案中，存储该预期位置包括使一个电容器放电。在又一个实施方案中，存储该预期位置包括在包括到该像素中的一个SRAM电路或者一个DRAM电路中存储该快门位置。

在一个第七方面，本发明涉及一个显示装置，该显示装置包括至少一个在一个像素阵列的多个列中和多个行中的像素之间共享的电互连。更加具体地，在一个实施方案中，本发明涉及一个包括一个像素阵列和一个控制矩阵的显示装置。该像素阵列包括一个具有多个孔径的基片。该像素阵列还包括多个快门。每个快门都对应于一个孔径。每个像素包括一个或者多个孔径快门对。该快门被配置用于相对于该基片横向运动。该控制矩阵包括一个在一组像素之间共享的公共的电连接。该组像素包括在该像素阵列的多个行中和多个列中的像素。该控制矩阵还包括多个数据电压互连。该像素阵列中的每列像素都具有其自己的对应数据电压互连。对于该像素阵列中的一个像素，该控制矩阵包括一个开关，该开关响应于施加到该数据电压互连上的一个电压控制一个对应的快门的作动。

在一个实施方案中，该公共的电连接起一个全局作动互连的作用。在这样的一些实施方案中，向该数据电压互连施加一个数据电压显著地降低启动一个快门的运动所需要的最小电压改变。当该公共的电连接起一个全局作动互连的作用时，该公共的电连接提供该附加的最小电压改变。因而，响应于对该公共的电连接施加一个全局作动电压，所有连接到该公共的电连接的、将要运动以形成一个给定的图像帧的快门一致地运动。该显示装置还可以包括一个全局作动电压源用于向该公共的电连接施加一个电压。

在另一个实施方案中，该公共的电连接起一个公共的电耗(current drain)的作用，用于接受存储在该公共的电连接与之连接的像素中的电流。在一些实施方案中，该快门响应于一个对应的电容器的放电作动。在起一个公共的电耗的作用时，该公共的电连接接受该放电产生的电流，从而使得能够作动和运动该快门。

在一个实施方案中，该快门由双稳态快门组件支承。该快门组件可以是电和/或机械双稳态的。在一个实施方案中，一个快门组件既包括一个快门打开作动器用于沿一个横向于该基片的路径横向地运动该快门从而打开该快门，又包括一个快门关闭作动器用于沿横向于该基片的一个相反的路径横向地运动该快门从而关闭该快门。在一个实施方案中，一个像素还可以包括一个存储元件用于存储一个或者多个预期的快门位置。在一个这样的实施方案中，对应于该像素的开关通过在该存储单元上存储该数据电压存储该预期的快门位置。

在一个第八方面，本发明涉及部分地通过利用一个在一个显示装置中的一个像素阵列的多个行和多个列中的像素之间共享的电连接在一个显示器上形成一个图像的方法。在一个实施方案中，该方法包括选择该显示器的一个第一扫描线。该第一扫描线包括多个像素。对于所选取的扫描线中的像素中的至少一个，调整一个作动器上的电压以使得对应于该作动器的一个快门能够在形成于一个于其上构建该快门的基片中的一个孔径附近横向地运动。该方法还包括选择包括一个第二组像素的一个第二扫描线，并且调整该第二组像素中的像素之一中的一个作动器上的电压，从而使得一个第二快门能够在该基片中的一个第二孔径附近横向地运动。在一个实施方案中，通过向对应于该作动器的开关施加一个数据电压调整该作动器上的电压。一个像素可以具有一个单个的开关或者可以具有分开的开关用于打开和关闭快门。在一个实施方案中，由该开关调整的电压的幅度显著地高于该数据电压的幅度。在一个实施方案中，使一个快门能够运动包括显著地降低发生作动所需要施加到一个作动器上的最小电压改变。

该方法还包括对连接该显示器的多个列和多个扫描线中的像素的一个全局作动互连施加一个全局作动电压，从而激励这些作动器。在一个实施方案中，该全局作动互连提供一个公共的电耗，用于接受存储在该像素阵列中的这些像素中的电流，从而使该被使能了的作动器能够作动。然后把光射向该孔径以在该显示器上形成一个图像。

在一个实施方案中，在该像素阵列中的快门由快门组件支承。该快门组件可以是电和/或机械双稳态的。

可以部分地通过利用该显示器中的各种元件的电容的不对称性降低运行一个显示器所需要的功率。该显示器包括一个像素阵列。具体地，在该显示器中的每个像素都包括至少一个具有两个电极的作动器。一个电极具有比另一个电极高的电容。另外，在用于寻址和作动该显示器中的像素的信号中，一些信号相比其他信号经历较大的电压幅度摆动，并且一些信号比其他信号切换得频繁。在每个像素的较低电容电极上驱动这些较高幅度或者较高频率的电压改善功率管理。

更加具体地，在一个第九方面，本发明涉及一个包括一个快门组件和一个控制矩阵的显示装置。该快门组件包括一个快门和一个驱动电极。该快门组件和驱动电极具有显著不同的电容。该快门组件被配置为使得，响应在该快门与该驱动电极之间产生一个电位差，该快门被静电地拉向该驱动电极。在一个实施方案中，该快门组件包括一个基本上将该快门的运动范围限制到一个与一个在其上构建该快门组件的基片平行的平面的机械支承件。

该控制矩阵包括一个第一电压互连，用于向该快门或者驱动电极施加一个具有一个第一幅度的第一电压。该控制矩阵还包括一个第二电压互连，用于向该快门或者驱动电极施加一个具有一个第二幅度的第二电压。假定该快门具有高于该驱动电极的电容，如果由该第一电压互连施加的该电压的幅度小于由该第二电压互连施加的该电压的幅度，该第一电压互连连接到该快门而该第二电压互连连接到该驱动电极。不然的话，该第一电压互连连接到该驱动电极而该第二电压互连连接到该快门。反过来，如果该快门具有低于该驱动电极的电容，如果由该第一电压互连施加的该电压的幅度大于由该第二电压互连施加的该电压的幅度，该第一电压互连连接到该快门而该第二电压互连连接到该驱动电极。

在一个实施方案中，该第二电压是接地或接近于接地。在另一个实施方案中，该第二电压在接地与该第一电压的约一半之间变化。该第二电压互连可以起一个全局作动互连的作用。

在一个实施方案中，向该驱动电极施加该第一电压打开该快门。在一个可供选择的替代实施方案中，向该驱动电极施加该第一电压关闭该快门。在又一个实施方案中，向该驱动电极施加该第一电压只在不通过该第二电压互连向该快门施加一个电压的情况下运动该快门(打开或者关闭)。

在另一个实施方案中，该快门组件包括一个连接到一个第三电压互连的第二驱动电极。向该第一驱动电极施加该第一电压造成该快门组件把该快门运动到一个打开的位置，向该第二驱动电极施加一个第三电压关闭该快门。然而，在一个实施方案中，施加该第二电压防止快门运动。

在一个第十方面，本发明涉及一种形成一个图像的方法。在一个实施方案中，该方法包括提供一个具有一个快门和一个驱动电极的快门组件。该快门和驱动电极具有显著不同的电容。向该快门和该驱动电极中的任一个施加一个第一电压。向该快门和该驱动电极中的另一个施加一个第二电压，从而在该快门与该驱动电极之间产生一个电位差。该电位差把该快门拉向该驱动电极。该第一电压高于该第二电压。从而，如果该快门具有一个比该驱动电极高的电容，向该驱动电极施加该第一电压。如果该快门具有一个比该驱动电极低的电容，向该快门施加该第一电压。

在另一个方面，本文所述的系统和方法包括便携手持装置，具有一个壳体、一个处于该壳体内并且具有一个光调制层的显示板，该光调制层具有多个可横向运动的快门，能够通过将相应的快门横向地运动通过一个光传播线的路径调制光，以把一个相应的像素设置于一个开状态或者一个关状态。一个控制矩阵连接到该显示板以提供对该可横向运动的快门中的相应的可横向运动的快门的控制，以运动该可横向运动的快门以调制光。该控制矩阵可以用于一个无源的或有源的矩阵显示器，并且可以具有多个每个各与一个相应的可运动的快门相关联的控制电路。一个电源置于该壳体内并且连接到该光源和该控制器。该便携手持装置主要可以是游戏控制台、手机、音频播放器、视频播放器、手表、电子书、数字照相机、电视机、GNSS接收机和膝上电脑。

可选择地，该便携手持装置具有一个连接到该控制矩阵的显示控制器，用于控制该可运动的快门元件以显示一个图像。该显示控制器可以包括一个彩色图像发生器，典型地是一种可编程的逻辑装置，该彩色图像发生器能够确定该可运动的快门的一个开和关状态序列，并且用于通过所确定的序列驱动相应的可运动的快门以显示一个彩色图像。

可选择地，并且替代地，该便携手持装置可以具有至少一个置于该显示板内的彩色滤光器，并且该显示控制器可以包括一个同步控制器，该同步控制器连接到该显示板并且产生一个同步脉冲以按预定的时间间隔把一组可运动的快门运动到一个选取的状态。可以使用一个图像存储器，该图像存储器具有用于图像信号的存储器并且连接到该控制器，并且该存储器可以是一个移动式存储器存储装置。

该显示板可以具有连接到该光调制层的下表面上的透明的基片，和一个置于该透明的基片下方的光源。可以使用多个光源，该多个光源中的每个都能够产生一个选取的颜色，并且可以提供该显示控制器或者一个单独的光控制器以顺次地激励该多个光源以显示一个彩色图像。该显示控制器还可以提供或者具有一个颜色位控制器用于控制用于产生一个图像的颜色位的数量。

该装置可以具有一个连接到该壳体并且能够响应用户命令产生输入信号的用户接口装置，和一个置于该显示板的上表面上并且能够产生表示该显示板上的一个由一个用户正按压的位置的信号的触敏屏。该盖板可以具有一个被选取以限制响应一个外部压力而产生的一个向内的形变的厚度，并且置于该光调制基片与一个盖板之间的支承件可以紧靠该盖板并且支承该盖板。

一个功率控制器可以连接到该电源并且具有多个工作模式用于选择性地控制从该电源提取的功率。

一个计时器可以指挥该功率控制器在经过一个选取的时间段后改变驱动该光源的幅度或者改变切换该光源的时间选择。该功率控制器可以控制切换这些光源中的至少一个的时间选择以产生从该电源提取较少的功率的颜色，并且该功率控制器可以控制一个光源，以用一个非切换的光源产生单色光。

一个强度检测器可以连接到该功率控制器，用于测量该壳体外部的光并且用于至少部分地根据该测量选择性地控制从该电源提取的功率。

一个形成在该光调制层上、连接到该控制矩阵、并且被安排用于向一个相应的可运动的快门运动的可运动的接触件(contact)可以降低为运动该快门所施加的电压。

还说明了使用和制造上述装置的方法。

附图说明

通过参照附图对本发明进行的以下详细说明会更加容易理解以上的讨论：

图1A是根据本发明的一个示例性实施方案的显示装置的等距视图；

图1B是根据本发明的一个示例性实施方案的一种显示装置的方框图；

图2是根据本发明的一个示例性实施方案的一个适于结合进图1的显示装置中的快门组件的等距视图；

图3A和图3B是根据本发明的一个示例性实施方案的适于结合进图1的显示装置中的双作动的快门组件的等距视图；

图4是根据本发明的一个示例性实施方案的适于结合进图1的显示装置中的一个快门组件的阵列的顶视图。

图5A是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1所示的显示装置的快门组件的一个控制矩阵的方案图；

图5B是根据本发明的一个示例性实施方案的包括图5A的控制矩阵和图2的快门组件的一个像素的阵列的等距视图；

图6是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第二控制矩阵的图解；

图7是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第三控制矩阵的图解；

图8是根据本发明的一个示例性实施方案的寻址图7的控制矩阵的像素的一种方法的流程图；

图9是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第四控制矩阵的图解；

图10是根据本发明的一个示例性实施方案对图9的控制矩阵的像素进行寻址的一种方法的流程图；

图11是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第五控制矩阵的图解；

图12是根据本发明的一个示例性实施方案对图11的控制矩阵的像素进行寻址的一种方法的流程图；

图13是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第六控制矩阵的图解；

图14是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第七控制矩阵的图解；

图15是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第八控制矩阵的图解；

图16是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第九控制矩阵的图解；

图17是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第十控制矩阵的图解；

图18是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第十一控制矩阵的图解；

图19是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于控制图1的显示装置的快门组件的一个第十二控制矩阵的图解；

图20示出根据本发明的一种便携手持装置的一个实施方案；

图21较详细地示出可以在图20中所示的便携手持装置上显示的类型的一个图像的例子；

图22示出图20中所示的便携手持装置的功能元件的一个功能框图；

图23更加详细地示出图22中所示的显示控制器的功能元件；

图24A是适用于在一个显示板中控制可运动的快门的一个控制矩阵的方案图；

图24B是包括图24A的控制矩阵的一个像素阵列的一个等距视图；

图25A、25B和25C更详细地示出根据本发明的一个显示板的可供选择的替代实施方案，其中图25B包括三个彩色滤光器；

图26示出具有一个背光的显示板的一个可供选择的替代实施方案；

图27示出一个显示板的一个可供选择的替代实施方案；

图28示出根据本发明的一个便携手持装置的一个可供选择的替代实施方案；

图29示出根据本发明的一个便携装置的一个智能电话实施方案；

图30A和30B示出根据本发明的一个便携装置的一个电子书实施方案；

图31A示出具有一个更详细地示出于图31B中的分段的显示器的、本发明的手表实施方案；

图32示出该便携手持装置的一个媒体播放器实施方案；

图33示出一个GNSS接收机便携手持装置；

图34示出一个根据本发明的膝上电脑；

图35和36示出一种MEMS显示板的可供选择的替代实施方案；以及

图37示出适用于本文所说明的装置的一种反射MEMS显示板的一个实施方案。

具体实施方案

为了提供对本发明的总体理解，下面将说明某些示例性实施方案，包括显示图像的装置以及方法。然而所属领域技术人员将会理解，本文所说明的系统和方法可以适当地针对所针对的应用进行改变和进行修改，并且本文所说明的系统和方法可以用于其他适当的应用中，并且其他这样的补充和修改不会偏离本发明的范围。

图1A是根据本发明的一个示例性实施方案的显示装置100的一个等距视图。显示装置100包括多个光调制器，具体是，按行和列排列的多个快门组件102a-102d(统称“快门组件102”)。在显示装置100中，快门组件102a和102d处于打开的状态，使得光能够通过。快门组件102b和102c处于关闭的状态，遮断光的通路。通过选择性地设置快门组件102a-102d的状态，如果由灯105照明显示装置100，就可以利用显示装置100形成一个图像104供进行投影或者背光显示。在另一种实现中，装置100可以通过反射源于该装置的前方的环境光形成一个图像。

在显示装置100中，每个快门组件102对应于图像104中的一个像素106。在其他实现方式中，显示装置100可以利用多个快门组件形成图像104中的一个像素106。例如，显示装置100可以包括三个特定颜色的快门组件102。通过选择性地打开对应于一个特定的像素106的一个或者多个特定颜色的快门组件102，显示装置100可以产生图像104中的一个彩色像素106。在另一个例子中，显示装置100每像素106包括两个或者更多个快门组件102以提供一个图像104中的灰度。相对于一个图像，一个“像素”对应于由图像的分辨率确定的最小像元。相对于显示装置100的结构部件，术语“像素”指的是用于调制形成图像的单个像素的光的、组合的机械和电气部件。

每个快门组件102都包括一个快门108和一个孔径109。为了照明图像104中的一个像素106，把快门108布置成使之允许光朝向一个观看者穿过孔径109。为了保持一个像素106不被照亮，把该快门108布置成使之遮断光穿过孔径109的通道。孔径109由一个被构图为穿过每个快门组件102中的反射材料或者光吸收材料的孔限定。

该显示装置还包括一个连接到该基片和该快门组件的控制矩阵，用于控制该快门的运动。该控制矩阵包括一系列的电互连(例如互连110、112和114)，包括每行像素至少一个写赋能互连110(也称为“扫描线互连”)、每列像素一个数据互连112和一个公共互连114，该公共互连向所有像素或者至少来自显示装置100的多个行和多个列两方面中的一些像素提供一个公共电压。响应于施加一个适当的电压(“写赋能电压，V_we”)，一个给定行的像素的写赋能互连110使该行中的像素准备好接受新的快门运动指令。数据互连112以数据电压脉冲的形式传送该新的快门运动指令。在一些实现方式中，施加到数据互连112的数据电压脉冲直接对快门的静电驱动的运动(electrostatic movement)起作用。在其他的实现中，该数据电压脉冲控制开关，例如晶体管或者控制向快门组件102施加分开的作动电压的其他非线性电路元件，该分开的作动电压一般在幅度上高于该数据电压。于是施加这些作动电压导致快门108的静电驱动的运动。

图1B是显示装置100的一个方框图150。除了上面描述的显示装置100的元件，如在方框图150中所示，显示装置100还包括多个扫描驱动器152(也称为“写赋能电压源”)和多个数据驱动器154(也称为“数据电压源”)。扫描驱动器152向扫描线互连110施加写赋能电压。数据驱动器154向数据互连112施加数据电压。在该显示装置的一些实施方案中，该数据驱动器154被配置用于向该快门组件提供模拟数据电压，尤其是要以模拟方式得到图像104的灰度时。在模拟工作中，快门组件102被设计为使得，当经数据互连112施加一个范围的居间电压时，在快门108中造成一个范围的居间打开状态，并且因此在图像104中造成一个范围的居间照明状态或者灰度。

在其他的情况下数据驱动器154被配置用于对该控制矩阵只施加一个缩减组的2、3或者4个数字电压电平。这些电压电平被设计用于，以数字的方式将这些快门108中的每个设为一个打开状态或者一个关闭状态。

扫描驱动器152和数据驱动器154连接到数字控制器电路156(也称为“控制器156”)。该控制器包括一个显示接口158，该显示接口把输入的图像信号处理成适于该显示器的空间寻址和灰度容量的数字图像格式。每个图像的像素位置和灰度数据存储在一个帧缓冲器159中，从而可以根据需要把数据馈送出给数据驱动器154。数据以主要为串行的方式发送到数据驱动器154，被以按行和按图像帧分组的预定序列组织。数据驱动器154可以包括串行-并行数据转换器、电平转换器，并且对于一些应用包括数模电压转换器。

用于不同显示功能的所有驱动器(例如扫描驱动器152、数据驱动器154、作动驱动器153和全局作动驱动器155)都由控制器156中的定时控制160时间同步。定时命令通过灯驱动器168协调红、绿和蓝灯162、164和166的照明，并且协调该像素阵列的特定的行的写赋能和顺序、电压从数据驱动器154的输出和规定快门作动的电压的输出。

控制器156决定排序或者寻址方案，通过该排序或寻址方案可以把该阵列中的每个快门108重设到适于一个新图像104的照度。可以以周期性的时间间隔设置新图像104。例如，对于视频显示，彩色图像104或者视频的帧以10至300赫兹范围的频率刷新。在一些实施方案中一个图像帧的设置与背光的照明同步，从而用交替的一系列颜色，譬如红、绿和蓝，照明交替的图像帧。对应每个相应的颜色的图像帧称为一种彩色子帧。在这种称为场顺序混色法(field sequentialcolor method)的方法中，如果以超过20Hz的频率交替这些彩色子帧，人的大脑将把这些交替的帧图像均化成感觉到一个具有广而连续的颜色范围的图像。

如果显示装置100被设计用于在打开和关闭的状态之间数字切换快门108，控制器156可以控制寻址序列和/或图像帧之间的时间间隔，以产生具有适当的灰度的图像104。通过控制一个快门108在一个特定的帧中打开的时间量产生可变的灰度级的处理称为时分灰度。在时分灰度的一个实施方案中，控制器156根据对应像素希望的照度或者灰度，确定允许一个快门108在每个帧内保持处于打开的状态的时间段或者时间部分。在时分灰度的另一个实施方案中，根据适于一个4位二进制灰度的照度，把帧时间分割成例如15个持续时间相等的子帧。然后控制器156将一个清晰的图像安排到该15个子帧的每个中。该图像的较亮的像素在这15个子帧的多数或者全部中维持在打开状态，而较暗的像素只在这些子帧的一部分被设置处于打开状态。在时分灰度的另一个实施方案中，控制器电路156与代表一个照明值的编码灰度字的位级重要性成比例地改变一个子帧系列的持续时间。就是说，可以根据二进制系列1、2、4、8...改变这些子帧的持续时间。然后根据对应每个像素的预定灰度的二进制字内的、一个对应的位置处的位值，在一个特定的子帧中把该像素的快门108设为或打开或关闭的状态。

多个混合技术可用于形成灰度，这些技术把以上说明的时分技术与使用或每像素多个快门108或背光强度的独立控制相结合。这些技术在下文进一步地进行说明。

在一种实现方式中，寻址该控制矩阵，即向该像素阵列提供控制信息，通过顺序地寻址各个线完成，这些线有时称为矩阵的扫描线或者行。通过向一个给定的扫描线的写赋能互连110施加V_we和选择性地对每个列的数据互连112施加数据电压脉冲V_d，该控制矩阵可以控制被写赋能了的行中的每个快门108的运动。通过对显示装置100中的每行像素重复这些步骤，该控制矩阵可以完成为显示装置100中的每个像素设定运动指令。

在一个可供选择的替代实现方式中，该控制矩阵例如利用不同行的像素中像素的运动指令的相似性，同时地向多个行的像素的写赋能互连110施加V_we，从而减少对该显示装置100中的所有像素提供运动指令所需的时间量。在另一个可供选择的替代实现中，以一种非顺序的次序，例如以一个伪随机的次序，寻址所述的行，以把有时会产生的视觉假象最小化，尤其是结合使用一个编码的时分灰度时。

在一些可供选择的替代实施方案中，该像素阵列和控制包括进该阵列中的像素的控制矩阵可以按不同于矩形的行和列的构形排列。例如该像素可以按六边形的阵列或者按曲线的行和列排列。总体上，术语扫描线当在本文中使用时将指任何共享一个写赋能互连的多个像素。

快门组件

图2是适用于包括进图1的显示装置100中的示例性快门组件200的图解。快门组件200包括一个连接到一个作动器204的快门202。作动器204由两个分开的柔性的电极梁作动器205形成。快门202在一侧连接到作动器205。作动器205在一个表面上方在一个运动平面中横向地运动该快门，该运动平面基本上平行于该表面。该快门的对侧连接到一个弹簧207，该弹簧提供一个与作动器204施加的力相反的恢复力。

每个作动器205都包括一个柔性的负荷梁206，该柔性的负荷梁把快门202连接到一个负荷支撑点208。该负荷支撑点208与柔性的负荷梁206一起起机械支承件的作用，保持快门202接近于该表面悬置。该表面包括一个或者多个容许光通过的孔径211。负荷支撑点208物理地把柔性的负荷梁206和快门202连接到该表面，并且把负荷梁206电连接到一个偏置电压，在一些情况下，该偏置电压是接地。

每个作动器204还包括布置在每个负荷梁206附近的柔性驱动梁216。这些驱动梁216在一端连接到一个共用于该驱动梁216之间的一个驱动梁支撑点218。每个驱动梁216的另一端可自由运动。每个驱动梁216都是弯曲的，使得它在该驱动梁216的自由端和负荷梁206的锚固端附近最接近该负荷梁206。

在工作时，包括快门组件200的一个显示装置经驱动梁支撑点218向驱动梁216施加一个电位。一个第二电位可以施加到负荷梁206上。所得到的驱动梁216与负荷梁206之间的电位差向负荷梁206的锚固端拉驱动梁216的自由端，并向驱动梁216的锚固端拉负荷梁206的快门端，从而向着驱动支撑点218横向地驱动快门202。柔性的构件206起弹簧的作用，从而在去掉跨在梁206和216电位之间的电压时，负荷梁206把快门202推回其初始位置，释放存储在负荷梁206中的应力。

包括一个被动恢复力机构的一个快门组件，譬如快门组件200，在本文中统称为弹性快门组件。多个弹性恢复机构可以建构进静电作动器中，或者与该静电作动器结合，图解的在快门组件200中的柔性梁只提供一个例子。可以把弹性快门组件构建为使得，在不受激励的或者在松弛的状态下，该快门要么打开要么关闭。出于示例的目的，下文假定本文所说明的该弹性快门组件被构建为在处于其松驰的状态下时是关闭的。

取决于驱动梁216和负荷梁206的曲度，可以或用模拟方式或用数字方式控制该快门组件。当该梁具有强非线性或者发散的曲度时(梁以不止二阶的曲度发散)，在驱动梁216和负荷梁206之间施加一个模拟作动电压造成快门202的一种预定的增量位移。从而，快门202位移的幅度可以通过在驱动梁216和负荷梁206之间施加不同幅度的电压改变。因此包括较弯曲的梁的快门组件200用于实施模拟灰度处理。

对于具有较不弯曲的梁(梁以二阶曲度或二阶以下的曲度发散)的快门组件，在驱动梁216和负荷梁206之间施加一个电压会造成快门位移，要是该电压高于一个阈值电压(V_at)的话。施加等于或者超过V_at的电压导致最大的快门位移。就是说，如果在没有施加一个等于或者超过该阈值的电压时快门202是关闭的，施加任何等于或者超过V_at的电压都会完全地打开该快门。在显示装置100的各种实施方案中利用这样的快门组件实施时分灰度处理和/或数字面积划分(areadivision)灰度处理。

图3A和3B是适用于显示装置100中的一个第二快门组件300的等距视图。图3A是在一个打开状态下的第二快门组件300的一个视图。图3B是在一个关闭状态下的第二快门组件300的一个视图。与快门组件200相反，快门组件300包括位于一个快门306的两侧的作动器302和304。独立地控制每个作动器302和304。一个第一作动器，即快门打开作动器302，用于打开快门306。一个第二作动器，即快门关闭作动器304，用于开关闭快门306。两个作动器302和304都优选地是柔性的梁电极作动器。作动器302和304通过基本上在一个平行于该快门悬置于其上方的表面307的平面中驱动快门306打开和关闭快门306。快门306在固附在作动器302和304上的渡通支撑点(via anchor)308处悬置在该表面上方。包括沿快门306的运动轴线固附在快门306的两端的支承件减少快门306的平面外运动并且把该运动基本上限制于所希望的运动平面。表面307包括至少一个孔径309，用于容许光穿过表面307通过。

图4是适于包括进显示装置100中的快门组件402的一个阵列400的一个顶视图。每个快门组件402包括一个快门404、一个负荷梁406和两个驱动梁408。如同上文关于快门组件200和300说明的，快门组件402通过横向地驱动其对应的快门404使得快门404选择性地干涉通过快门404于其上方被驱动的一个表面中的孔径的光来调制光。

为驱动该快门组件之一中的快门中的一个，在负荷梁406和驱动梁408之一之间施加一个电压。为了产生该电压，对所选取的驱动梁施加一个第一电位并且对负荷梁406和对快门404施加一个第二电位。该第一和第二电位可以是相同极性的或相反极性的。它们还可以具有相同的幅度或具有不同的幅度。两个电位中的任一个还可以被设为接地。为了使该快门组件作动(即，使快门改变其位置)该第一和第二电位之间的差必须等于或超过一个作动阈值电压(V_at)。

在多数实施方案中，通过向所选取的驱动梁和该负荷梁施加实质上不同幅度的电压达到V_at。例如，假定V_at是40V，显示装置100可以向该驱动梁施加30V的电压而向该负荷梁施加-10V的电压，得到40V的电位差。然而，为了控制功耗，重要的还有，考虑和控制相对于地或者该显示器的封装电位施加到每个电极的绝对电压。向一个作动器阵列施加电位所要求的功率与从电压源看的电容成比例(P＝1/2fCV²)，其中f是驱动信号的频率，V是该电压源的电压，C是从该电压源看的总电容。该总电容具有几个附加的成分，包括存在于该负荷梁与驱动梁之间的电容、沿该电压源与该作动器之间的互连线的晶体管的源-漏电容(尤其是对于其栅极关闭的那些晶体管)、该互连线与其周围的事物——包括相邻的快门组件和/或跨接线——之间的电容以及该负荷梁或者驱动梁与其周围的事物——包括相邻的快门组件或者显示器封装——之间的电容。因为负荷梁406电连接到快门404，所以负荷梁406的电容包括快门404的电容。因为该快门一般构成该像素的大部分面积，所以该负荷梁与其周围的事物之间的电容可以代表从该电压源看的总电容的一个显著的部分。而且，因为结合的负荷梁406和快门404的面积与驱动梁408的面积的差是显著的，所以该负荷梁与其周围的事物之间的电容一般比该驱动梁与其周围的事物之间的电容大得多。结果，连接到该驱动梁或者该负荷梁的电压源经受的CV²的功率损失将会显著地不同，即使其电压偏移范围会相同。因为这个原因，总体上有利的是，把该作动器的较高电容端，即该负荷梁，或连接到一个不相对于地或者封装电位显著地改变电压的电压源或连接到一个不以该驱动系统所要求的最高频率改变电压的电压源。例如，如果在负荷梁406与驱动梁408之间要求一个40V的差以激励该作动器，如果该驱动梁与地或者壳体电位之间的电压差形成该40伏特的不是大部分也是至少一半将会是有利的。

画在快门组件阵列400上的虚线示出一个单个像素410的边界。像素410包括两个快门组件402，它们中的每个都可以独立地受控制。通过每像素410具有两个快门组件402，一个包括快门组件阵列400的显示装置可以使用面积划分灰度提供每像素三个灰度级。更加具体地，可以把该像素驱动成以下的状态：两个快门组件都是关闭的；一个快门组件是打开的而一个快门组件是关闭的；或者两个快门组件都是打开的。从而得到的图像像素可以是关断的、半亮度的或者全亮度的。通过使像素410中的每个快门组件402具有不同尺寸的孔径，一个显示装置可以只使用面积划分灰度提供又一个灰度级。图2、3和4的快门组件200、300和402可以做成双稳态的。就是说，该快门可以保持在至少两个平衡的位置(例如打开的或者关闭的)，把它们保持在两个位置中的任一个只要求少量的功率或者不需要功率。更加具体地，快门组件300可以是机械双稳态的。一旦把快门组件300的快门设置在合适位置，不要求电能或者保持电压来保持该位置。该快门组件300的物理元件上的机械应力可以把该快门固定在适当的位置。

快门组件200、300和402还可以做成电双稳态的。在一个电双稳态的快门组件中，存在一个低于该快门组件的作动电压的电压范围，如果把该范围的电压施加到一个关闭的作动器(同时该快门或是打开的或是关闭的)，即使在该快门上施加一个相反的力，该电压也保持该作动器关闭并且把该快门固定在适当的位置。该相反的力可以通过一个固附在该快门的一个对端上的弹簧，譬如快门组件200中的弹簧207，施加，或者该相反的力可以通过一个反作用的作动器施加。对抗这样一个相反的力保持一个快门的位置所需的最低电压称为一个保持电压V_m。

电双稳态性源于一个作动器上的静电力是位置以及电压的强函数的这一事实。快门组件200、300和402中的作动器的梁起电容器极板的作用。电容器极板之间的力与1/d²成比例，其中d是两个电容器极板之间的局部分开距离。在一个关闭的作动器中，作动器梁之间的局部分开非常地小。从而施加一个小的电压可以在该作动器梁之间造成相对强的力。结果，即使其他的元件在该作动器上施加一个相反的力，一个相对小的电压，譬如V_m，也可以保持该作动器关闭。

在规定两个单独可控的作动器(分别用于打开和关闭该快门)的快门组件中，譬如在300中，该快门的平衡位置由跨在该作动器中的每一个上的电压差的结合效果决定。换言之，必须考虑所有三个终端(快门打开驱动梁、快门关闭驱动梁和快门/负荷梁)的电位以及快门位置，以决定该快门上的平衡力。

对于一个电双稳态系统，一组逻辑规律可以说明该稳态，并且可以用于为该快门开发可靠的寻址方案或者数字控制方案。这些逻辑规律如下：

令V_s为该快门或者负荷梁上的电位。令V_o为该快门打开驱动梁上的电位。令V_c为该快门关闭驱动梁上的电位。令表达式/V_o-V_s/表示该快门与该快门打开驱动梁之间的电压差的绝对值。令V_m为该保持电压。令V_at为该作动阈值电压，即不在一个反作用的驱动梁上施加V_m的情况下激励一个作动器必需的电压。令V_max为V_o和V_c最大允许电位。令V_m＜V_at＜V_max。然后假定令V_o和V_c保持低于V_max：

1.如果/V_o-V_s/＜V_m且/V_c-V_s/＜V_m

则该快门将松驰到其机械弹簧的平衡位置。

2.如果/V_o-V_s/＞V_m且/V_c-V_s/＞V_m

则该快门将不运动，即它将保持在打开的或者关闭的状态，上次的作动事件建立的无论哪个位置。

3.如果/V_o-V_s/＞V_at且/V_c-V_s/＜V_m

则该快门将运动到该打开的位置。

4.如果/V_o-V_s/＜V_m且/V_c-V_s/＞V_at

则该快门将运动到该关闭的位置。

根据规律1，在每个作动器上的电压差接近于零的情况下，该快门将松驰。在许多快门组件中该机械地松驰的位置是仅部分地打开或者关闭的，因此在一个寻址方案中优选地避免该电压条件。

规律2的条件使得能够把一种全局的作动功能包括进一种寻址方案中。通过保持一个提供至少是保持电压的梁电压差的快门电压，可以在一个寻址序列的中间在宽的电压范围内改变或者切换该快门打开和快门关闭电位的绝对值(即使在电压差超过V_at的情况下)，而没有发生非故意的快门运动的风险。

规律3和4的条件是那些在寻址序列的过程中一般地被作为目标以确保该快门的双稳态作动的条件。

保持电压差，即V_m，可以被设计或者表达成该作动阈值电压V_at的某一部分。对于为一种可用程度的双稳态性而设计的系统，该保持电压可以维持在介于V_at的20％至80％之间的范围内。这有助于确保该系统中的电荷泄露或者寄生的电压波动不会造成一个设定的保持电压偏离出其保持范围——这样的偏离会造成一个快门的非故意作动。在一些系统中可以提供一种特殊程度的双稳态性或者滞后，V_m维持在V_at的2％至98％的范围内。然而在这些系统中，必须注意确保可以在可用的寻址和作动时间内可靠地得到V＜V_m的电极电压条件。

控制矩阵及其工作方法

图5A是适于包括在显示装置100中用于寻址一个像素阵列的一个控制矩阵500的方案图。图5B是包括该控制矩阵500的一个像素阵列的一部分的等距视图。每个像素501包括一个由一个作动器503控制的弹性的快门组件502，譬如快门组件200。

控制矩阵500被制造成位于基片504的其上形成该快门组件502的表面上的、扩散的或者薄膜沉积的电路。对于控制矩阵500中的每行像素501，控制矩阵500包括一个扫描线互连506，并且对于控制矩阵500中的每列像素501，控制矩阵500包括一个数据互连508。每个扫描线互连506把一个写赋能电压源507电连接到一个对应行的像素501中的像素501。每个数据互连508把一个数据电压源(“V_d源”)509电连接到一个对应列的像素中的像素501。在控制矩阵500中，数据电压V_d提供作动需要的能量的大部分。从而，该数据电压源509还起一个作动电压源的作用。

对于该阵列中的每个像素501或每个快门组件，控制矩阵500包括一个晶体管510和一个电容器512。每个晶体管的栅极电连接到该阵列中的该像素501所在的行的扫描线互连506。每个晶体管510的源极电连接到其对应的数据互连508。快门组件502包括一个有两个电极的作动器。该两个电极相对于周围的事物具有显著不同的电容。该晶体管把数据互连508连接到具有较低电容的作动器电极。更加具体地，每个晶体管510的漏极与对应的电容器512的一个电极并联地电连接并且电连接到该作动器的较低电容电极。电容器512的另一个电极和快门组件502中的该作动器的较高电容电极连接到一个公共电位或者地电位。在工作中，为了形成一个图像，控制矩阵500通过依次向每个扫描线互连506施加电压V_we顺次写赋能该阵列中的每个行。对于一个被写赋能了的行，对该行中的像素501的晶体管510的栅极施加V_we使电流能够经过数据互连508流过晶体管，以向快门组件502的作动器施加一个电位。当该行被写赋能的同时，数据电压V_d被选择性地施加到数据互连508上。在提供模拟灰度的实现方式中，施加于每个数据互连508的数据电压与位于该被写赋能的扫描线互连506与该数据互连508的交叉点处的像素501的所希望的亮度相关联地进行改变。在提供数字控制方案的实现方式中，该数据电压被选择为或是相对低幅度的电压(即接近地的电压)或是达到或超过V_at(作动阈值电压)。响应于对一个数据互连508施加电压V_at，对应的快门组件502中的作动器作动，打开在该快门组件502中的快门。施加于该数据互连508的电压即使在控制矩阵500停止向一个行施加电压V_we以后也仍然被存储在该像素的电容器512中。因此，不需要等待和保持一个行上的电压V_we长久到快门组件502足以作动的时间；这样的作动可以在已经从该行去除该写赋能电压后开始进行。一个行中的电容器510中的电压基本上一直被存储到写完整个视频帧为止，并且在一些实现中一直被存储到对该行写新的数据为止。

控制矩阵500可以通过使用以下顺序的加工步骤制造：

首先，在一个基片504上形成一个孔径层550。如果基片504是不透明的，譬如是硅，则基片504充当孔径层550，并且通过蚀刻一个穿过基片504的孔的阵列在基片504中形成孔径孔554。如果基片504是透明的，譬如是玻璃，则通过在基片504上沉积一个光遮断层并且把该光遮断层蚀刻成一个孔阵列来形成孔径层550。孔径孔554在形状上可以是大体圆形的、椭圆形的、多边形的、螺旋形的(serpentine)或者不规则的。如果该光遮断层还用一种反射材料制造，譬如用一种金属制造，则孔径层550可以用作一个镜表面，该镜表面把非透射的光回收到一个附设的背光中，用于提高光学效率。适用于提供光回收的反射金属膜可以通过多个汽相沉积方法——包括溅射、蒸发、离子镀、激光烧蚀或者化学汽相沉积——形成。可以用于这种反射应用的金属包括，但不限于，Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ni、Ta、Ti、Nd、Nb、Si、Mo和/或其合金。在30nm至1000nm范围内的厚度是足够的。

其次，以覆层的方式在孔径层金属550的顶部上沉积一个金属间(intermetal)介电层。

第三，在该基片上沉积和构图一个第一导电层。该导电层可以被构图成扫描线互连506的导电迹线(trace)。以上列举的任何金属，或者诸如氧化铟锡之类的导电氧化物对该应用可以具有足够低的电阻率。把每个像素中的扫描线互连506的一部分布置为形成一个晶体管510的栅极。

第四，以覆层的方式在包括形成晶体管510的栅极的那个部分的第一层导电互连的顶部上沉积另一个金属间介电层。足以用于此目的的金属间介电体包括厚度在30nm至1000nm范围内的SiO₂、Si₃N₄和Al₂O₃。

第五，一个非晶硅层被沉积在该金属间介电体的顶部上，然后被构图以形成一个薄膜晶体管有源层的源极、漏极和沟道区域。替代地，该半导体材料可以是多晶硅。

第六，在该非晶硅的顶部上沉积和构图一个第二导电层。该导电层可以被构图成数据互连508的导电迹线。可以使用以上列举的同样的金属和/或导电氧化物。该第二导电层的不同部分还可以用于形成连接到晶体管510的源极和漏极区域的接触件。

电容器结构譬如电容器512可以被构建成在带有居间的介电材料的该第一和第二导电层中形成的极板。

第七，在该第二导电层的顶部上沉积一个钝化介电体。

第八，在该钝化层的顶部上沉积一个牺牲机械层。开设通孔使其进入到该牺牲层和该钝化层中，使得后续的MEMS快门层可以与下面的导电层进行电接触和机械连接。

第九，在该牺牲层的顶部上沉积和构图一个MEMS快门层。该MEMS快门层被构图为具有快门502以及作动器503，并且通过被构图进该牺牲层中的通孔锚固到基片504上。快门502的图案对齐形成在第一孔径层550中的孔径孔554的图案。该MEMS快门层可以由一种沉积的金属——譬如Au、Cr或者Ni——组成，或由一种沉积的半导体——譬如多晶硅或者非晶硅——构成，厚度在300纳米至10微米的范围内。

第十，去除该牺牲层使得该MEMS快门层的部件能够响应施加在作动器503上的电压自由运动。

第十一，用一种介电材料涂覆作动器503电极的侧壁以防止带有相反的电压的电极之间短路。

对以上的方法可以有许多变体。例如步骤1的反射孔径层550可以结合进该第一导电层中。间隙被构图进该导电层中以规定该层内的导电迹线，而大部分像素区域仍然被覆盖以一种反射金属。在另一个实施方案中，晶体管510的源极和漏极端子可以被置于该第一导电层上而栅极端子被形成在该第二导电层中。在另一个实施方案中，该半导体非晶硅或者多晶硅被直接置于该第一和第二导电层中的每一个下面。在该实施方案中，可以把通孔构图进该金属间介电体中，使得可以形成连接到下面的半导体层的金属接触件。

图6是适于包括在显示装置100中用于寻址像素602的一个阵列的一个第二控制矩阵600的图解。控制矩阵600中的像素602放弃使用如包括进控制矩阵500中的那样的晶体管和电容器，转而采用一种金属-绝缘体-金属(“MIM”)二极管604。对于控制矩阵600中的每行像素602，像素矩阵600包括一个扫描线互连606，并且对于控制矩阵600中的每列像素，像素矩阵600包括一个数据互连607。每个扫描线互连606电连接到其对应行的像素602中的每个像素602的MIM二极管604的一个端子。一个像素602中的MIM二极管604的另一个端子电连接到该像素602中的一个快门组件608——譬如快门组件200——的两个电极之一。

在工作中，MIM二极管604起一个非线性开关元件的作用，防止电流流到快门组件609，除非扫描线互连606与数据线互连607之间存在的电压超过一个阈值电压V_diode。因此，如果由数据线互连607提供的电压脉冲没有超过V_diode，这样的数据脉冲将不会引起沿该数据线连接的快门组件608作动。然而，如果对一个扫描线互连606施加一个写赋能电压V_we使得在该扫描线互连606和与该扫描线互连606相交的若干个数据线互连607中的任一之间出现一个超过V_diode的电压差，则在该扫描线互连606与这些数据线互连607的交叉点处的快门将接收它们的电荷并且可以被作动。在提供模拟灰度实现方式中，对每个数据互连607施加的数据电压与位于该被写赋能了的扫描线互连606和该数据互连607的交叉点处的像素602的所希望的亮度相关联地进行改变。在提供数字控制方案的实现中，该数据电压被选择得要么接近于V_we(即，使得有少量电流或者没有电流流过二极管604)要么高到足以使得V_we-V_diode达到或者超过V_at(作动阈值电压)。

在其他实现方式中MIM二极管604可以置于快门组件608与数据线互连607之间。其工作方法与上文说明的相同。在其他实现中，采用两个MIM二极管，每个都连接到一个单独且相邻的扫描线。该快门组件的一个电极在这些MIM二极管的与它们各自的扫描线相对的一侧连接到这些MIM二极管中的每一个，使得出现在该快门电极上的电压几乎是这两个扫描线之间的电压差的1/2。以此方式，把该作动器的电极中的一个的电位固定在一个已知的零电位或者公共电位更容易。

像素602中的快门组件608的两个电极相对于地电位或者壳体电位具有显著不同的电容。这两个电极中的较高电容电极优选地连接到扫描线互连606(可选地，如图所示，用一个连接在快门608与扫描线互连606之间的二极管)，因为与一般对数据线互连607要求的相比，该扫描线一般需要较小的电压改变(对地)。数据互连607电连接到快门组件608的较低电容电极。

图7是用于控制包括既具有打开作动器又具有关闭作动器的快门组件703——譬如快门组件300和402——的像素702的一个第三控制矩阵700的图解。控制矩阵700包括对控制矩阵700中的每行像素702的扫描线互连704和寻址控制矩阵700中的每列像素702的两个数据互连706a和706b。这些数据互连中的一个是快门打开互连706a，另一数据互连是快门关闭互连706b。

对于控制矩阵700中的一个给定的像素702，像素702包括两个晶体管-电容器对，一个对用于寻址该像素的每个数据互连706a和706b。在像素702中的两个晶体管的栅极都电连接到对应于控制矩阵700的像素702所在的行的扫描线互连704。该晶体管之一——即快门打开晶体管708a——的源极电连接到像素702所在的列的快门打开数据互连706a。快门打开晶体管708a的漏极并联地电连接到该电容器之一——即快门打开电容器710a——的一个电极，并且电连接到该像素的快门组件703的该快门打开作动器的一个电极。快门打开电容器710a的另一个电极电连接到地，或者电连接到被设为这些像素702之间的一个公共电压的一个偏置互连。

类似地，像素702中的另一个晶体管——即快门关闭晶体管708b——的源极电连接到像素702所在的该列的快门关闭数据互连706b。快门关闭晶体管708b的漏极并联地电连接到该像素中的这两个电容器中的另一个，即快门关闭电容器710b，并且电连接到快门组件703的该快门关闭作动器的电极之一。

快门组件703的快门打开作动器和快门关闭作动器两者都包括两个电极。每个作动器中的一个电极比另一个电极具有显著地高的电容。该快门打开和快门关闭晶体管的漏极电连接到其对应的作动器的较低电容电极。地电连接到较高电容电极，或者偏置互连，如果有的话，电连接到较高电容电极。

图7中的控制矩阵采用n沟道晶体管。可以有采用p沟道MOS晶体管的其他实施方案。在其他的实现方式中，晶体管708a和708b可以由MIM二极管或者其他的非线性电路元件或者开关替代。在其他的实现方式中，可以完全地取消电容器710a和710b，其功能由该快门打开和快门关闭作动器的有效电容代替。

在每个像素内都要作动多个快门的情况下，可以为该像素内的每个快门设置一个单独的快门打开数据互连和快门关闭数据互连对以及相关联的晶体管和电容器。

图8是寻址受图7的控制矩阵700控制的像素702以形成一个图像帧的一个方法800的流程图。为寻址一个单个图像帧进行的步骤总体地称为一个“帧寻址周期”。该方法开始于写赋能该显示器中的第一扫描线(步骤802)。为了进行该写赋能，控制矩阵700向控制矩阵700中的对应于该控制矩阵中的第一行的扫描线互连704施加V_we(例如，对于nMOS晶体管，是+45V，或者对于pMOS晶体管，是-45V)，并且把其他扫描线互连704接地。

然后，控制矩阵700对被写赋能了的扫描线中的每个像素702写数据(决定方框804到步骤812)。该数据对应于这些像素702中的快门组件703的所希望的状态。为了便于理解，下面关于该被写赋能了的扫描线中的一个选取的列中的单个像素702说明该数据写处理(决定方框804到步骤812)。在对该单个像素702写数据的同时，控制矩阵700也以同样的方式对该被写赋能了的扫描线中的其余像素702写数据。

为了对控制矩阵700的一个选取的列与该被写赋能了的扫描线的交叉点处的一个像素702写数据，首先，在决定方框804，判断所讨论的快门组件703在下一个图像帧中是要打开还是要关闭。如果要打开快门组件703，控制矩阵700对所选取的列的快门打开互连706a施加一个数据电压V_d(步骤806)。选择电压V_d以使跨在快门组件703中的该快门打开作动器的电极之间的电压提高至等于或者超过作动所需的电压，即电压V_at。大致在控制矩阵700对所选择的列的快门打开互连706a施加电压V_d(步骤806)的同时，控制矩阵700把该列的快门关闭互连706b接地(步骤808)。

如果在决定方框804，决定要关闭快门组件703，控制矩阵700对快门关闭互连706b施加该数据电压V_d(步骤810)并且把该列的快门打开互连706a接地(步骤812)。一旦跨在所希望的作动器的电极之间的电压提高到V_at，如果此前该作动器不在所希望的位置，该作动器就作动(步骤814)，把快门组件703中的快门运动到所希望的位置。

在步骤806-812中对该扫描线中的像素702写了该数据之后，控制矩阵700把扫描线互连704接地(步骤814)并且写赋能下一个扫描线(步骤816)。重复该过程直到控制矩阵700中的所有像素702都被寻址。在一种实现方式中，在寻址控制矩阵700中的第一扫描线之前，关断该控制矩阵被固定于其上的一个背光。然后，在寻址了控制矩阵700中的所有扫描线以后，重新接通该背光。将在其间寻址一个帧的一个时间段的开始和结束与该背光的关断和打开同步会提高作为结果的图像的色纯度，因为那时只有在所有的像素都已经被设置为其正确的成像状态时才接通该背光。

通过注意在该快门打开作动器和该快门关闭作动器上出现的电压差决定一个作动事件。为进行一致的作动，通常将把这些电压差之一保持到接近零，或者至少低于某一保持电压Vm，而另一个电压差的绝对值将超过该作动电压。与参照图2、3和4说明的作动条件一致，所施加的电压譬如V_d的极性既可以是负的也可以是正的，并且施加于该公共电位(在图7中或者在步骤812表示为“地”)的电压可以是或正或负的任何电压。

在一些实现方式中，有利的是周期性地或者不时地反转在快门组件703的这些作动器上出现的电压的正负号，而不在其它方面改变寻址这些像素的方法800。在一种情况下，可以通过将所有快门703的公共电极保持在接近于零的电位，同时反转数据电压V_d的极性，完成极性反转。在另一种情况下，可以通过把该公共电压设置为V_common——其中V_common等于或者大于V_at，然后提供一个电压源使得该数据电压要么在V_common与2*V_at之间交替，要么在零与V_common之间交替，完成极性反转。

可以对控制矩阵600和500应用类似的极性反转的有利使用和非零公共电压的使用。

方法800的流程图是针对只在一个图像帧中写入数字信息的情况——即，旨在使该快门要么打开要么关闭的情况——绘制的。可以使用一个类似的图像帧寻址的方法，依靠经过数据互连706a和706b加载模拟数据来提供灰度图像。在此情况下，居间的电压只用于产生快门703的部分打开。施加在快门打开作动器上的电压将趋向于使该快门沿由与快门关闭作动器上的电压导致的运动相反的方向运动。然而，会存在有互补的电压对，当该互补的电压对被同时施加在这些两个作动器上时，将得到受控制的和预定的部分快门打开的状态。

如果该电压源电子电路还被设计为具有电荷回收能力，可以利用提供给快门打开互连706a或者快门关闭互连706b的电压的该互补特性得益。以被设计用于向该图像帧加载数字信息的方法800为例：于步骤806或者810加载到该互连中的电压是互补的。就是说，如果在该互连之一中加载V_d，则另一个互连通常是接地的。于是改变快门组件703的状态(例如从关闭到打开)在概念上是把在一个作动器上储存的电荷转移到其反作用作动器上的问题。如果在这些晶体管中的每个上的能量损耗都是Q*V_d，其中Q是储存在一个作动器上的电荷，那么，如果每次转移时该储存的电荷不是简单地被作为废能耗散在该电压源电子电路中而是被回收供用在另一个作动器上，则可以得到相当多的电力节省。尽管完全的电荷回收是困难的，但是可以得到部分回收的方法。例如，帧寻址方法800可以提供一个于步骤802和804之间的一个短时间段内在该电压源电子电路中把数据线互连706a和706b短路在一起的步骤。在使这些互连短路的该短时间段内，这些互连将共享该储存的电荷，从而至少部分以前的电荷将可以用在将被恢复到其完全充电状态的无论哪个数据线互连上。

图9是适用于寻址显示装置100中的一个像素阵列的另一个示例性控制矩阵900。该控制矩阵900类似于控制矩阵700。就是说，控制矩阵900包括对控制矩阵900中的每行像素的一个扫描线互连904和对该控制矩阵中的每列像素902的两个数据互连，即一个快门打开互连906a和一个快门关闭互连906b。另外，控制矩阵900中的每个像素都包括一个快门打开晶体管(或者可选择地，一个二极管或者变阻器)908a、一个快门关闭晶体管(或者可选择地，一个二极管或者变阻器)908b、一个快门打开电容器910a、一个快门关闭电容器910b和一个快门组件912。该快门组件可以是机械双稳态的和/或电双稳态的。然而控制矩阵900包括一个附加的可控制的互连，即一个全局作动互连914。全局作动互连914基本上同时向控制矩阵900的至少两个行和两个列中的像素902提供大致相同的电压(一个“公共电压”)。在一个实现中，全局作动互连914向控制矩阵900中的所有像素902提供一个公共电压。控制矩阵900中的每个像素902中的快门组件912的作动器的较高电容电极电连接到全局作动互连914，而不是接地。

包括全局作动互连914使得能够几乎同时地作动控制矩阵900的多个行中的像素902。结果，可以同时地激励所有作动以建立一个给定图像帧的作动器(例如所有运动的快门)，与在方法800中说明的逐行作动的方法相反。使用一个全局作动处理把向一个像素902写数据与作动该像素902中的快门组件912在时间上脱离开。

包括进控制矩阵900中的全局作动特征利用了控制矩阵900中的快门组件912的双稳态性。作动一个电双稳态快门组件要求同时满足两个条件，即跨在一个电极上的电压的绝对值超过V_at，而跨在另一个电极上的电压的绝对值低于一个保持电压V_m。从而对于控制矩阵900，当超过V_m的一个电压被施加到一个快门组件912的一个作动器上时，对反作用的快门组件施加V_at不足以引起该作动器作动。

例如，假定一个电双稳态的快门组件的该快门打开作动器具有一个40V的V_at。在此同时，即使当在该快门打开作动器的电极之间施加60V电压时，在该快门关闭作动器的电极之间施加10V的保持电压也可以把该快门组件的快门保持在一个关闭的位置。如果通过该全局公共互连在所有快门组件的较高电容电极与地之间施加一个-10V的偏置电位，同时对该作动电极之一施加该地电位，则可以对该快门组件中的所选取的作动器的较低电容电极施加一个+40V的数据电压，从而得到跨在这些作动器上的一个+50V的电位差，而不引起这些作动器进行作动。然后，通过把该全局公共互连接地，跨在所选取的作动器的电极上的电压降低到+40V，同时去掉跨在反作用的作动器上的电压。因为+40V仍然等于该作动器的作动电压并且没有保持电压把该反作用的作动器保持在适当的位置，所以该选取的作动器全部一致地运动。另一个例子将在下面参照图10进一步详细地说明。

图10是使用图9的控制矩阵900对一个图像帧寻址的方法1000的流程图。该方法始于把全局公共互连914设置在一个保持电压V_m，例如对地为1/2V_at(步骤1001)。然后控制矩阵900写赋能该显示器中的第一扫描线(步骤1002)。为了进行该写赋能，控制矩阵900向控制矩阵900中的一个第一扫描线互连904施加V_we，例如+45V，并将其它扫描线互连904接地。

然后控制矩阵900向该被写赋能了的扫描线中的每个像素902写对应于下一个图像帧中这些像素的所希望的状态的数据(决定方框1004到步骤1012)。该数据写处理在下文中关于该被写赋能了的扫描线中的一个选取的列中的一个单个像素902进行说明。在对该单个像素902写数据的同时，控制矩阵900还以同样的方式向该被写赋能了的扫描线中的其余像素902写数据。

在决定方框1004处，为了对一个像素902写数据，判断像素902中的快门组件912的快门在下一图像帧中是要在该打开的位置还是要在该关闭的位置。如果该快门要在该打开的位置，控制矩阵900对所选取的列的快门打开互连施加一个数据电压V_d(步骤1006)。选择电压V_d使得，在对该全局公共互连914施加一个全局作动电压即V_ag以前，跨在像素902中的该快门打开作动器上的电压保持为不足以克服施加到该快门关闭作动器上的偏置，然而使得，在对该全局公共互连914施加V_ag以后，跨在该快门打开作动器的电极之间的电压足以使该快门打开作动器作动。例如，如果V_at等于40V、V_m等于20V、V_ag等于接地，则把V_d选择得大于或者等于40V，然而低于会克服V_m的电位。在控制矩阵900对所选取的列的快门打开互连906a施加V_d(步骤1006)的同时，控制矩阵900把该列的快门关闭互连906b接地(步骤1008)。

如果在决定方框1004，判断该快门要处于关断位置，控制矩阵900对快门关闭互连906b施加该数据电压V_d(步骤1010)并且把该列的快门打开互连906a接地(步骤1012)。

在控制矩阵900于步骤1006-1012中向该被写赋能了的扫描线中的像素902写数据了以后，控制矩阵900把当前被写赋能了的扫描线互连904接地(步骤1014)并且写赋能下一个扫描线(步骤1016)。该过程一直重复到寻址了控制矩阵900中的所有像素902为止(参见决定方框1015)。在寻址了控制矩阵900中的所有像素(参见决定方框1015)以后，控制矩阵900向该全局公共互连施加全局公共电压V_ag(步骤1018)，从而导致控制矩阵900中的快门组件912的几乎同时的全局作动。从而，对这样的实现，该全局公共互连起一个全局作动互连的作用。

如同关于方法800的情况，方法1000还可以包括将一个背光与快门作动同步。然而，通过使用上文说明的全局作动过程，可以在占一个显示器工作的时间的一个更大百分比的时间内保持该背光打开，因此对于一个背光中相同水平的驱动功率得到更亮的显示。在一个实施方案中，同步一个背光使得，只要针对一个图像帧设置一个控制矩阵的一个行中的快门同时针对一个不同的图像帧设置该控制矩阵的其他行中的快门就关断该背光。在不采用全局作动的控制矩阵中，对于每个视频帧，在整个数据写处理的过程(约500微秒至5毫秒)中关断该背光，这是因为每行像素在其被寻址时作动。相反，在使用全局作动的控制矩阵中，在进行该数据写处理时该背光可保持接通，因为直到已经写了所有数据后像素才改变状态。只是在始于写上一个扫描线后且止于施加该全局作动电压以便像素具有改变的状态后一段足够的时间的短得多的时间(大致10微秒至500微秒)内才关断(真要关断的话)该背光。

在方法1000中，通过注意在该快门打开作动器和该快门关闭作动器上出现的电压差决定一个作动事件。与参照图2、3和4说明的作动条件一致，所施加的电压譬如V_d的极性可以是负的或是正的，并且施加于该全局公共互连的电压可以是或正或负的任何电压。

在其他实现方式中，可以把图10的方法1000应用于一整个像素阵列的一个选取的部分，因为相继地更新行和列的不同的区域或者分组可能是有利的。在这种情况下，可将多个不同的全局作动互连914路由到该阵列的被选取的部分，以选择性地更新和作动该阵列的不同部分。

在一些实现方式中，有利的是周期性地或者不时地反转在快门组件912的作动器上出现的电压的正负号，而不在其它方面改变寻址该像素的方法1000。在一种这样的情况下，可以通过反转除该写赋能电压以外的其它在方法1000中采用的多数电位的正负号，完成极性反转。在其他情况下，可以使用类似于方法1000中采用的电压的电压，但是其具有一种互补的逻辑。表1示出上文针对方法1000说明的正常电压分配与可用以实现该快门组件的电极上的极性反转的电压之间的区别。在称为极性反转方法(Polarity Reversal Method)1的第一情况下，在作动器电极上出现的电压只是在正负号上反转。例如，取代对该快门打开电极施加V_d，可以使用-V_d。然而对于将nMOS晶体管用于晶体管908a和908b的情况，应采用一种电压转换(两个栅极电压都下移一个量V_d)。这些栅极电压转换确保该nMOS晶体管用该数据互连上的新电压正确地工作。

表1

表1还示出一个第二方法，即极性反转方法2，该第二方法使得能够使用类似的电压(不必反转任何互连驱动器上的正负号)，但仍然能够实现所有作动器上的极性反转。这通过把该全局作动互连驱动到较高的电压V_d而不是如方法1000中那样向地驱动以运动选取的快门来实现。该极性反转方法2中的电压改变的顺序类似于方法1000中的，只是现在在步骤1004当分配电压给每个像素的作动器时采用一种互补逻辑。在该方法2中，如果要关闭该快门，则会把该快门打开互连提到电位V_d，而该快门关闭互连会被接地。在此例子中，在把该全局作动互连从其保持电位V_m提到作动电位V_d以后，该快门打开作动器上的电位会接近于零(当然低于V_m)，而该快门关闭作动器上的电位会是-V_d，足以把该快门作动到关闭位置，并且具有与在方法1000中采用的极性相反的极性。类似地，在步骤1004，如果该快门要打开，则会把该快门关闭互连提到电位V_d而该快门打开互连被接地。

控制矩阵900可以在每个帧中或者在某种其他周期性基础上，在方法1000中所用的电压与上述极性反转方法中所用的电压之间交替。随着时间的推移，通过充电互连1406和全局作动互连1416施加在快门组件1048上的作动器上的净电位平均为约0V。

类似于方法1000的作动方法还可以用于单侧快门组件或者弹性快门组件，譬如用于控制矩阵500中的快门组件502。这样的单侧应用将在下面结合图14进行说明。

图11是适用于包括在显示装置100中的另一个控制矩阵1100的图解。如同关于控制矩阵700和900的情况，控制矩阵1100包括一系列扫描线互连1104，一个扫描线互连1104对应于控制矩阵1100中的每行像素1102。控制矩阵1100包括对该控制矩阵中的每列像素1102的一个单个的数据互连1106。如此，控制矩阵1100适用于控制弹性快门组件1108，譬如快门组件200。如同关于快门组件200中的作动器的情况，控制矩阵1100中的快门组件1108中的作动器具有一个较高电容电极和一个较低电容电极。

除了扫描线和数据互连1104和1106以外，控制矩阵1100还包括一个充电互连1110(还标记成V(_at))和一个充电触发互连1112(还标记成C-T)。充电互连1110和充电触发互连1112可以在控制矩阵1100中的所有像素1102或者其某个子集之间共用。例如，每列像素1100可以共有一个公共的充电互连1110和一个公共的充电触发互连1112。以下的说明假定包括一个全局共享的充电互连1110和一个全局公共的充电触发互连1112。

控制矩阵1100中的每个像素1102都包括两个晶体管，即一个充电触发开关晶体管1114和一个放电开关晶体管1116。充电触发开关晶体管1114的栅极电连接到控制矩阵1100的充电触发互连1112。充电触发开关晶体管1114的漏极电连接到充电互连1110。充电互连1110接收一个在不对扫描线互连1104施加任何偏置电压的情况下足以激励每个像素1102中的快门组件1108的作动器的DC电压。充电触发开关晶体管1114的源极电连接到像素1102中的快门组件1108中的该作动器的较低电容电极，并且电连接到放电开关晶体管1116的漏极。放电开关晶体管1116的栅极电连接到控制矩阵1100的像素1102所在的列的数据互连1106。放电开关晶体管1116的源极电连接到控制矩阵1100的像素1102所在的行的扫描线互连1104。快门组件1108中的作动器的较高电容电极还电连接到对应于该像素的行的扫描线互连1104。替代地，该较高电容电极可以连接到一个分开的地或者公共电极。

图12是根据本发明的一个示例性实施方案的寻址包括进一个控制矩阵——譬如控制矩阵1100——中的像素的一种方法1200的流程图。在一个帧寻址周期的开始，控制矩阵1100激励包括进控制矩阵1100中的快门组件1108的所有未被激励的作动器，从而把所有快门组件1108置于相同的位置(打开或者关闭的)(步骤1202-1204)。为了完成这一点，控制矩阵1100向充电触发互连1112施加一个充电触发电压，例如45V，激励像素的充电触发开关晶体管1114(步骤1202)。包括进像素1108的快门组件1108中的该作动器的电极起电容器的作用，用于储存提供在充电互连1110上的电压V_at，例如40V。控制矩阵1100继续施加充电触发电压(步骤1202)一段足以使所有作动器作动的时间，然后控制矩阵1100把充电触发开关晶体管1114接地(步骤1204)。控制矩阵1100向控制矩阵1100中的所有扫描线互连1104施加一个偏置电压V_b，例如对地为10V(步骤1206)。

然后控制矩阵1100着手寻址该控制矩阵中的每个像素1102着手，每次一行(步骤1208-1212)。为了寻址一个特定的行，控制矩阵1100通过把对应的扫描线互连1104接地写赋能一个第一扫描线(步骤1208)。然后，在决定方框1210，控制矩阵1100针对被写赋能了的行中的每个像素1102判断该像素1102是否需要切换出其初始的帧位置。例如，如果在步骤1202，所有的快门都是打开的，则在决定方框1210，判断该被写赋能了的行中的每个像素1102是否要被关闭。如果要关闭一个像素1102，控制矩阵1100就向对应于该像素1102所在的列的数据互连1106施加一个数据电压，例如5V(步骤1212)。因为该被写赋能了的行的扫描线互连1104被接地(步骤1208)，所以对该列的数据互连1106施加数据电压V_d造成放电开关晶体管1116的栅极与源极之间的电位差具有开通晶体管1116的沟道的正确的符号和幅度。一旦晶体管1116的沟道开通，储存在该快门组件作动器中的电荷就可经扫描线互连1104对地放电。随着储存在快门组件1108的该作动器中的电压耗尽，快门组件1108中的恢复力或者弹簧迫使该快门进入其松驰的位置，关闭该快门。如果在决定方框1210中，判断对于一个像素1102不需要改变状态，就把对应的数据互连1106接地。尽管在该例子中该松驰的位置被定义为该快门关闭位置，但是可以提供其中该松驰的状态对应快门打开位置的可供选择的替代快门组件。在这样一些可供选择的替代情况下，在步骤1212施加数据电压V_d会造成该快门打开。

在其他的实现方式中，可以对整个像素阵列的一个选取的部分使用图12的方法1200，因为相继地更新行和列的不同区域或者分组可能是有利的。在此情况下，可以将多个不同的充电触发互连1112路由到该阵列的被选取的部分，以选择性地更新和作动该阵列的不同部分。

如前文所说明，为寻址控制矩阵1100中的像素1102，该数据电压V_d可以显著地低于该作动电压V_at(例如5V对40V)。因为该作动电压V_at被每帧一次地施加，而数据电压V_d可以被每帧多次——同控制矩阵1100中具有的行数一样多——地施加给每个数据互连1106，所以控制矩阵，譬如控制矩阵1100，与要求一个数据电压高得还足以用作该作动电压的控制矩阵相比可以节省相当量的功率。

对于非写赋能行中的像素1102，施加到其对应的扫描线互连1104上的偏置电压V_b把其放电晶体管1116的源极处的电位保持得高于其放电晶体管1116的栅极端子处的电位，即使是在对其对应的列的数据互连1106施加一个数据电压V_d时也是这样。应当理解，图11的实施方案假定使用n沟道MOS晶体管。可以有采用p沟道晶体管的其他实施方案，在这种情况下会颠倒偏置电位V_b和V_d的相对符号。

在其他的实施方案中放电开关晶体管1116可以由一组两个或者更多个晶体管替代，例如，如果要使用标准的CMOS技术构建控制矩阵1100，该放电开关晶体管可以由一个互补的nMOS和pMOS晶体管对组成。

方法1200假定数字信息被写入一个图像帧，即旨在使该快门不是打开就是关闭的情况。然而使用控制矩阵1100的电路还可以向快门组件1108中写入模拟信息。在此情况下只提供该扫描线互连的接地一段短而固定量的时间，并且只通过数据线互连1106施加部分电压。在放电开关晶体管1116以一种线性放大模式工作时，对放电开关晶体管1116施加部分电压使得快门组件1108的电极可以只部分地放电，并且因此部分地打开该快门。

在此同时控制矩阵1100选择性地对控制矩阵1100的其余的列施加数据电压。在所有的像素都达到其预计状态(步骤1214)后，控制矩阵1100对该选取的扫描线互连重新施加V_b并且选择一个后续的扫描线互连(步骤1216)。在寻址了所有的扫描线以后，再次开始该过程。如同关于前面说明的控制矩阵的情况，可以把一个附设的背光的活动与寻址每个帧同步。

图13是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于包括在显示装置100中的另一个控制矩阵1300的图解。控制矩阵1300类似于控制矩阵1100，不过控制矩阵1300中的像素1302包括与充电触发开关晶体管1114不同的充电二极管1304，并且控制矩阵1300没有充电触发互连1112。更加具体地，控制矩阵1300包括对控制矩阵1300中的每列的一个数据互连1306和对控制矩阵1300中的每行的一个扫描线互连1308以及一个放电晶体管1309。控制矩阵1300还包括一个类似于包括进控制矩阵1100中的充电互连的充电互连1310(也标记为V(at))。

控制矩阵1300包括一个电连接到充电互连1310的作动电压源。该作动电压源在每个帧寻址周期的开始提供电压脉冲，使得电流能够流入控制矩阵1300中的像素1302的快门组件1314中，从而激励快门组件1314中的任何未被激励的作动器。结果，在提供该电压脉冲以后，控制矩阵1300中的所有像素1302都处于相同的状态，打开的或关闭的。在提供该电压脉冲以后，当已经把充电互连1310的电位复位到零时，充电二极管1304阻止储存在快门组件1314中的电压经充电互连1310消耗。可以用与像素寻址方法1200类似的方法控制控制矩阵1300。取代在步骤1202向充电触发互连1112施加一个电压，该作动电压源提供一个具有足以打开任何关闭的快门组件的脉宽和幅度的电压脉冲。

优选的是，快门组件1108和1314的较高电容电极连接到扫描线互连1104和1308，而较低电容电极经晶体管1114或者经二极管1304连接到充电互连1112或者1310。经该充电互连传送到该快门电极上的电压改变一般在幅度上高于经该扫描线互连经受的那些电压改变。

图14是一个适于包括进显示装置100中的一个控制矩阵1400的图解。控制矩阵1400包括控制矩阵1300的部件，即扫描线互连1402、数据互连1404和一个充电互连1406。控制矩阵1400中的像素1408包括一个充电二极管1410、一个快门组件1412和一个放电晶体管1414。控制矩阵1400还包括一个全局作动互连1416，用于使用与参照图9和图10所说明的方法类似的方法提供控制矩阵1400中的像素1408的全局作动。该控制矩阵还包括一个可选的电容器1418，该电容器与放电晶体管1414的源极和漏级并联连接。该电容器帮助保持快门组件1412的一个电极处的一个稳定的电压，而不管有可能经全局作动互连1416施加在另一个电极上的电压改变。互连1416在该阵列中的多个行和多个列中的像素1408之间共用。

如果将该全局作动互连用在一个类似于表1中的极性反转方法2的模式中，该全局作动互连除了用于提供一个作动阈值电压外，还可以用于确保一种0VDC平均值工作模式。为了达到0V DC平均，该控制矩阵在不同控制逻辑之间交替。按第一控制逻辑，类似于在像素寻址方法1000和1200中所采用的控制逻辑，在一个帧寻址周期的开始，控制矩阵1400通过在快门组件1412作动器的电极上储存V_at打开控制矩阵1400中的所有像素的快门组件1412。然后控制矩阵1400施加一个偏置电压以把快门组件1412锁定在该打开状态。控制矩阵1400经全局作动互连1416施加一个大于V_m的偏置电压，例如1/2V_at。然后，为了改变一个快门组件1412的状态，当写赋能该快门组件1412所在的行的像素1408时，控制矩阵1400使储存在该快门组件1412中的V_at放电。保持电压使该快门组件1412保持打开直到全局作动互连1416被接地为止。

按类似于表1中的极性反转方法2的第二控制逻辑，该控制矩阵不是把施加到全局作动互连1416上的电压从1/2V_at改变到接地，相反该控制矩阵把施加到全局作动互连1416上的电压从1/2V_at改变到V_at。从而为了把一个快门组件1412中的一个快门释放到其松驰的状态，必须保持经充电二极管1410施加的电压，而不是使该电压放电。因此以该第二控制逻辑，控制矩阵1400从要保持打开的快门组件使储存的V_at放电，与从那些关闭的快门组件放电相反。控制矩阵1400可以每帧或者在某种其他周期性基础上在这些控制逻辑之间交替。随着时间的推移，通过充电互连1406和全局作动互连1416在快门组件1048的作动器上施加的净电位平均至0V。

图15是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于包括进显示装置100中的又一个合适的控制矩阵1500的图解。控制矩阵1500类似于图11中的控制矩阵1100。控制矩阵1500包括对控制矩阵1500中的每列像素1504的一个数据互连1502和对控制矩阵1500中的每行像素1504的一个扫描线互连1506。控制矩阵1500包括一个公共的充电触发互连1508和一个公共的充电互连1510。控制矩阵1500中的像素1504每个都包括一个弹性快门组件1511、一个充电触发开关晶体管1512和一个放电开关晶体管1514，如在图11中所描述的。控制矩阵1500还引入一个全局作动互连1516和在图9中相对于控制矩阵900说明的其对应的功能性(functionality)。控制矩阵1500还包括一个可选的稳压电容器1517，该稳压电容器与放电开关晶体管1514的源极和漏极并联连接。

控制矩阵1500的每个像素1504还包括一个第三晶体管、一个写赋能晶体管1518和一个数据储存电容器1520。一行像素1504的扫描线互连1506连接到包括进该行中的每个像素1504中的写赋能晶体管1518的栅极。控制矩阵1500的列的数据互连1502电连接到该列中的像素1504的写赋能晶体管1518的源极端子。每个像素1504中的写赋能晶体管1518的漏极并联地电连接到对应像素1504的数据储存电容器1520和放电触发晶体管1514的栅极端子。

控制矩阵1500的工作包括与方法1000和1200都共同的要素。在一个帧寻址周期的开始，一个电压被施加到控制矩阵1500的充电触发互连1508和充电互连1510，以在控制矩阵1500中的每个像素1504的一个快门组件1511作动器电极上建立一个电位，即V_at，以打开任何关闭的快门组件1511。这些步骤与在图12中的步骤1202和1204中进行的那些步骤相似。然后顺次写赋能每个行，只是不是进行如参照图11、13和14进行的、将写赋能执行为把对应的扫描线互连接地，相反控制矩阵1500向对应于每个行的扫描线互连1506施加一个写赋能电压V_we。在写赋能一个特定行的像素1504的同时，控制矩阵1500向控制矩阵1500的每个对应于包括该被写赋能了的行中的要关闭的一个像素1502的一个列的数据互连1508施加一个数据电压。对该被写赋能了的行的扫描线互连1506施加V_we会导通对应的扫描线中的像素1504的写赋能晶体管1518。因此使得施加到数据互连1502上的电压能够储存在相应像素1504的数据储存电容器1520上。

如果储存在一个像素1504的数据储存电容器1520上的电压相比接地足够地大，例如为5V，就启动放电开关晶体管1514，使得经充电触发开关晶体管1514施加到对应的快门组件1511上的电荷能够放电。然而，储存在快门组件1511中的较大的电压即V_at的放电可能要花比在数据储存电容器1520上储存相对小的数据电压所需的时间多的时间。通过在数据储存电容器1520上储存该数据电压，即使在控制矩阵1500把扫描线互连1506接地从而把储存在电容器1520上的电荷与其对应的数据互连1502隔离开以后，该放电和机械作动过程也能够继续。因此，与图11、13和14中所示的控制矩阵所表现的放电过程相反，控制矩阵1500借助于储存在电容器1520上的数据电压控制放电开关1514(用于控制在快门组件1511上施加作动电压V_at)，而不是要求与数据互连1502上的信号进行实时传递。

在可供选择的替代实现方式中，储存电容器1520和写赋能晶体管1518可以用其他数据存储电路替代，譬如所属技术领域内已知的DRAM电路或者SRAM电路。

与图11、13和14中所示的电路相反，在快门组件1511的电极上的电荷在放电时不借助于对应于像素1504的扫描线互连流向地。而是放电开关晶体管1514的源极连接到其下方的行中的像素的扫描线互连1522。控制矩阵1500中的扫描线互连1522在未被写赋能时，被保持在或者接近于地电位；因此它们可以起用于相邻行中的放电电流的有效接收器(sink)的作用。

控制矩阵1500还包括全局作动的能力，其过程和方法类似于在图10中所描述的过程和方法。由于对全局作动互连1516施加一个保持电压V_m，例如1/2V_at，放电了的像素1504中的快门被保持在合适的位置。在寻址了所有的行以后，控制矩阵1500把全局作动互连1516接地，从而基本上一致地释放所有放电了的快门组件1511的快门。

图16是根据本发明的一个示例性实施方案的适用于包括进显示装置100中的又一个合适的控制矩阵1600的图解。控制矩阵1600类似于图15中的控制矩阵1500。对于控制矩阵1600中的每列像素1604，控制矩阵1600包括一个数据互连1602，对于控制矩阵1600中的每行像素1604，控制矩阵1600包括一个扫描线互连1606。控制矩阵1600包括一个公共的充电触发互连1608、一个公共的充电互连1610和一个全局作动互连1612。控制矩阵1600中的像素1604每个都包括一个弹性快门组件1614、一个充电触发开关晶体管1616、一个放电开关晶体管1617、一个写赋能晶体管1618和一个数据储存电容器1620，如图15中所示的。控制矩阵1600还包括一个与全局作动互连1612截然不同的快门公共互连1622。这些互连1612和1622在该阵列中的多个行和多个列中的像素1604之间共用。

在工作中，控制矩阵1600执行与控制矩阵1500相同的功能，然而是通过不同的手段或者方法执行。更加具体地，在控制矩阵1600中完成全局作动的方法与在控制矩阵900、1400或者1500中执行的方法是完全不同的。在以前所述的方法中，该全局作动互连连接到该快门组件的一个电极上，并且向该电极施加一个保持电压Vm以防止快门作动。然而在控制矩阵1600中，全局作动互连1612连接到放电开关晶体管1617的源极。把全局作动互连1612保持在比快门公共互连1622的电位显著高的电位防止任何放电开关晶体管1617导通，而不论在电容器1620上存储的电荷如何。在控制矩阵1600中的全局作动是这样实现的，即通过使全局作动互连1612上的电位与快门公共互连1622的电位相同，使得那些放电开关晶体管1617可以根据在电容器1620上是否存储了一个数据电压导通。因此控制矩阵1600不依靠快门组件1614的电双稳态实现全局作动。

在全局作动互连1612被带到其作动电位的时间中对数据储存电容器1620施加部分电压使得能够部分地导通放电开关晶体管1617。以此方式，在快门组件1614上产生一个模拟电压，以提供模拟灰度。

在控制矩阵1600中，与控制矩阵1500相反，快门组件1614中的作动器的较高电容电极电连接到快门公共互连1622，而不是连接到全局作动互连1612。在工作中，该控制矩阵在如参照图14中的控制矩阵1400说明的两个控制逻辑之间交替。然而，对于控制矩阵1600，当该控制矩阵在这些控制逻辑之间切换时，控制矩阵1600根据所选取的控制逻辑，把施加到快门公共互连1622上的电压或切换到地或切换到V_at，而不是如控制矩阵1400所进行的切换施加到该全局作动互连上的全局作动电压。

如在图13中的控制矩阵1300中那样，一个简单的二极管和/或一个MIM二极管可以代替充电触发晶体管1616进行该阵列中每个像素的切换功能或者电荷加载功能。

图17是根据本发明的一个示例性实施方案的用于包括进显示装置100中的又一个合适的控制矩阵1700的图解。控制矩阵1700控制包括弹性快门组件1704的像素1702的一个阵列。控制矩阵1700优选地包括不是双稳态的快门组件，以便以一种模拟方式更好地控制快门组件1704。就是说，对快门组件1704之一的作动器施加一个特定的电压可导致一个已知的增量快门位移。

控制矩阵1700包括对控制矩阵1700中的每行像素1702的一个扫描线互连1706和对控制矩阵1700中的每列像素1702的一个数据互连1708。控制矩阵1700还包括一个充电互连1710、一个充电触发互连1712和一个放电触发互连1714。这些互连1710、1712和1714在控制矩阵1700中的全部像素1702或者这些像素的一个子集之间共用。控制矩阵1700中的每个像素1702都包括四个晶体管，即一个充电触发晶体管1716、一个灰度晶体管1718、一个放电晶体管1720和一个写赋能晶体管1722。充电触发晶体管1716的栅极电连接到充电触发互连1712。其漏极电连接到充电互连1710，并且其源极电连接到灰度晶体管1718。灰度晶体管1718的栅极并联地电连接到一个数据储存电容器1724和写赋能晶体管1722。灰度晶体管1718的源极电连接到放电晶体管1720。放电晶体管1720的栅极电连接到放电互连1714，并且其源极接地。再次提到写赋能晶体管1722，其栅极电连接到其对应的扫描线互连1706，并且其漏极电连接到其对应的数据互连1708。

控制矩阵1700可以用于对显示装置100提供模拟灰度。在工作中，于一个帧寻址周期的开始，控制矩阵1700对放电触发互连1714施加一个电压，导通放电晶体管1720。存储在像素1702中的快门组件1704的作动器中的任何电压都被放电，把快门组件1704中的快门释放到其静止位置。然后控制矩阵1700把放电触发互连1714接地。接着，控制矩阵1700顺次地向每个扫描线互连1706施加一个写赋能电压V_we，导通控制矩阵1700中每个对应的行中的像素1702的写赋能晶体管1722。随着一个给定行的写赋能晶体管1722导通，控制矩阵1700对每个数据互连1708施加电压脉冲，以指示在被写赋能了的行的像素1702中的每个像素1702的所希望的亮度。在该寻址序列完成以后，该控制矩阵然后向充电触发互连1712施加一个电压，后者导通充电触发晶体管1716，从而可以对所有的电极充电并且可以同时地作动所有像素。

一个像素1702的亮度由施加到其对应的数据互连1708上的电压脉冲的脉宽或幅度决定。在该电压脉冲被施加到该像素的数据互连1708上的同时，电流流经写赋能晶体管1722，在数据储存电容器1724上建立一个电位。电容器1724上的该电压用于控制灰度晶体管1718中的导电沟道的开通。只要栅-源电压超过一定的阈值电压，该沟道就保持开通。最后，在充电周期期间，快门组件1704的电极上的电位将上升到和存储在电容器1724上的电位相差不大，在该时刻该灰度晶体管将截止。以此方式，可以使存储在该快门组件上的作动电压与存储在电容器1724上的该模拟电压成比例地改变。所得到的电极电压引起快门组件1704中的快门的一个与所得到的电压成比例的增量位移。该快门保持从其静止位置位移的状态直到在该帧寻址周期的末尾再次给放电触发互连1714加电为止。

如在图13中的控制矩阵1300中那样，一个简单的二极管和/或一个MIM二极管可以代替充电触发晶体管1716进行该阵列中每个像素的切换功能或者电荷加载功能。

图18是根据本发明的一个示例性实施方案的用于包括进显示装置100中的再一个合适的控制矩阵1800的图解。控制矩阵1800控制一个包括双作动器快门组件1804(即既具有快门打开作动器又具有快门关闭作动器的快门组件)的像素1802的一个阵列。在快门组件1804中的该作动器可以做成电双稳态的或者机械双稳态的。

对于控制矩阵1800中的每行像素1802，控制矩阵1800包括一个扫描线互连1806。对于控制矩阵1800中的每列像素1802，控制矩阵1800还包括两个数据互连，即一个快门打开互连1808a和一个快门关闭互连1808b。控制矩阵1800还包括一个充电互连1810、一个充电触发互连1812和一个全局作动互连1814。这些互连1810、1812和1814在该阵列中的多个行和多个列中的像素1802之间共用。在一个实现(在下文将较详细说明的实现)中，互连1810、1812和1814在该控制矩阵1800中的所有像素1802之间共用。

该控制矩阵中的每个像素1802都包括一个快门打开充电晶体管1816、一个快门打开放电晶体管1818、一个快门关闭充电晶体管1820和一个快门关闭放电晶体管1822。该控制矩阵还包括两个稳压电容器1824，该稳压电容器各与放电晶体管1818和1822的源极和漏极并联连接。于每一个帧寻址周期的开始，控制矩阵1800对全局作动互连1814施加一个保持电压，V_m，例如是作动该快门组件所需要的电压V_at的1/2。该保持电压把快门组件1804锁定在其当前的状态，直到在该帧寻址周期结束时启动一个全局作动为止。然后控制矩阵1800向充电触发互连1821施加一个电压，导通控制矩阵1800中的像素1802的快门打开和快门关闭晶体管1816和1820。在一个实现方式中，充电互连1810承载一个等于或者大于V_at例如40V的DC电压。

在寻址控制矩阵1800中的每行像素1802时，控制矩阵1800通过把一行像素1802对应的扫描线互连1806接地写赋能该行像素。然后控制矩阵1800向对应于控制矩阵1800中的每列像素1802的或是快门打开互连1808a或是快门关闭互连1808b施加一个数据电压V_d，例如5V。如果对一个列的快门关闭互连1808b施加V_d，存储在对应的快门组件1804的快门关闭作动器上的电压通过快门关闭放电晶体管1822放电。类似地，如果对一个列的快门打开互连1808a施加V_d，存储在对应的快门组件1804的快门打开作动器上的电压通过快门打开放电晶体管1818放电。总体上，为了确保正确的作动，对于该阵列中的任何给定的快门组件，只允许该作动器中的一个，要么是快门关闭作动器要么是快门打开作动器，放电。

在寻址了所有行的像素1802以后，控制矩阵1800通过把全局作动互连1814上的电位从V_m改变成接地全局地作动像素1802。如果需要，该电压改变把该作动器从其锁定状态释放以切换到其下一个状态。如果该全局作动互连要用一个恒定电压地或者公共互连代替，也就是说如果控制矩阵1800不使用该全局作动方法，那么稳压电容器1824可能不是必需的。

如在图14中的控制矩阵1400中那样，一个简单的二极管和/或一个MIM二极管可以代替快门打开充电晶体管1816和快门关闭充电晶体管1820。

替代地，可以利用快门组件1804的双稳态特性并且用一个电阻器代替快门打开充电晶体管1816和快门关闭充电晶体管1820。当用一个电阻器工作时，人们依靠与该电阻器和快门组件1804中的作动器的电容相关联的RC充电时间常数可以在大小上比或经快门打开放电晶体管1818或经快门关闭放电晶体管1822使该作动器放电所需的时间大得多的事实。在快门组件1804的作动器通过该放电晶体管之一放电与该作动器通过该电阻器和充电互连1810再充电之间的时间间隔中，可以在快门组件1804的作动器上建立正确的电压差，并且可以引起该快门组件作动。在已经经该电阻器对快门组件1804的打开和关闭作动器中的每个再充电以后，快门组件1804将不会再作动，因为不论是两个作动器中的任意一个还是全部现在都有效地保持适当的保持电压，即一个大于V_m的电压。

图19是根据本发明的一个示例性实施方案的适于包括进显示装置100中的又一个合适的控制矩阵1900的图解。控制矩阵1900控制包括双作动器快门组件1904(即既具有快门打开作动器又具有快门关闭作动器的快门组件)的像素1902的一个阵列。在快门组件1904中的该作动器可以做成电双稳态的或机械双稳态的。

对于控制矩阵1900中的每行像素1902，控制矩阵1900包括一个扫描线互连1906。对于控制矩阵1900中的每列像素1902，控制矩阵1900还包括两个数据互连，即一个快门打开互连1908a和一个快门关闭互连1908b。控制矩阵1900还包括一个充电互连1910、一个充电触发互连1912、一个全局作动互连1914和一个快门公共互连1915。这些互连1910、1912、1914和1915在该阵列中的多个行和多个列中的像素1902之间共用。在一个实现(该实现将在下文中更加详细地说明)中，互连1910、1912、1914和1915在控制矩阵1900中的所有像素1902之间共用。

在该控制矩阵中的每个像素1902都包括一个快门打开充电晶体管1916、一个快门打开放电晶体管1918、一个快门打开写赋能晶体管1917和一个数据储存电容器1919，如在图16和18中所示的。在该控制矩阵中的每个像素1902都包括一个快门关闭充电晶体管1920和一个快门关闭放电晶体管1922、一个快门关闭写赋能晶体管1927和一个数据储存电容器1929。

于每一个帧寻址周期的开始，控制矩阵1900对充电触发互连1912施加一个电压，导通控制矩阵1900中的像素1902的快门打开和快门关闭晶体管1916和1920。在一个实现方式中，充电互连1910承载一个等于或者大于V_at例如40V的DC电压。

然后，如参照图15中的控制矩阵1500所说明的，顺次地写赋能每一个行。在写赋能一个特定行的像素1902时，控制矩阵1900向对应于控制矩阵1900中的每列像素1902的或快门打开互连1908a或快门关闭互连1908b施加一个数据电压。对被写赋能了的行的扫描线互连1906施加V_we使对应的扫描线中的像素1902的两个写赋能晶体管1917和1927都导通。从而使得施加在数据互连1908a和1908b上的电压能够存储在相应像素1902的数据储存电容器1919和1929上。总体上，为确保正确的作动，对于该阵列中的任何给定的快门组件，只允许该作动器中的一个，或是快门关闭作动器或是快门打开作动器，放电。

在控制矩阵1900中，全局作动互连1914连接到快门打开放电开关晶体管1918和快门关闭放电晶体管1922两者的源极。保持全局作动互连1914所处的电位显著高于快门公共互连1915的电位可防止导通任何放电开关晶体管1918或1922，而不论什么电荷存储在电容器1919和1929上。控制矩阵1900中的全局作动的实现是通过使全局作动互连1914上的电位与快门公共互连1915的电位相同，使得放电开关晶体管1918或1922可以根据在或电容器1919或电容器1920上是否存储了一个数据电压导通。因此，控制矩阵1900不依赖快门组件1904中的电双稳态性实现全局作动。

向数据储存电容器1919和1921施加部分电压使得能够在把全局作动互连1914带到其作动电位的时间中部分地导通放电开关晶体管1918和1922。以此方式，在快门组件1904上建立一个模拟电压，以提供模拟灰度。

在工作中，该控制矩阵在两个控制逻辑之间交替，如参照图16中的控制矩阵1600所说明的。

如在图13中的控制矩阵1300中那样，简单的MIM二极管或变阻器可以代替充电触发晶体管1616进行该阵列中每个像素的切换功能或者电荷加载功能。还有，如在图18中的控制矩阵1800中那样，可以用一个电阻器代替快门打开充电晶体管1916和快门关闭充电晶体管1920。

总而言之，通过使用单作动的或者弹性的快门组件举例说明的任何控制矩阵1100、1300、1400、1500或1700都可以通过对每个打开和关闭作动器以镜像方式复制该控制电路而有利地适用于双作动的快门组件譬如1904。如在图8的方法800中所示，提供给该数据打开互连和该数据关闭互连的数据往往会是互补的，即如果向该数据打开互连施加一个逻辑“1”，那么将典型地向该数据关闭互连提供一个逻辑“0”。在其他可供选择的替代实现方式中，可以改变该控制矩阵以用变阻器代替晶体管。

在可供选择的替代实现方式中，该控制矩阵记录每个像素的以前的位置，并且只在对于下一个图像帧一个像素的状态不同于以前的位置时才对对应于该像素的数据互连施加位置。在另一个可供选择的替代实施方案中，该像素包括机械双稳态快门组件，取代仅电双稳态快门组件。在这样一个实施方案中，可以用电阻器代替充电触发晶体管，并且可以从该控制矩阵中去掉该充电触发互连，如在上文参照图18所说明的。控制矩阵1400使用的双控制逻辑还可以用于控制矩阵1800的其他实现方式中。

灰度技术

场序制彩色

显示装置100用相对低的功率提供高质量的视频图像。一个基于快门的光阀的光学通过效率可以比液晶显示器能提供的具有更高的数量级，因为其产生该图像不需要偏振器或者彩色滤光器。

在不使用彩色滤光器的情况下，在一个基于快门的显示器中产生视频图像的一个方法是使用场序制彩色。由于彩色滤光器中的吸收，该彩色滤光器将光学效率降低一＞60％的百分比。使用场序制彩色的显示器改为使用一个以有序序列产生纯红、绿和蓝光的背光。为每种颜色产生一个单独的图像。当以超过50Hz的频率交替这些单独的颜色图像时，人眼将均化这些图像，产生一个具有广而连续的颜色范围的单个图像的感觉。于是可以产生高效的背光，该背光使得能够从或发光二极管(LED)源或电致发光源产生的纯色之间快速地切换。

图5、6、7、9、11、13-19中所示的控制矩阵提供以准确的灰色调产生特定颜色的图像(彩色子帧图像)的手段和以快速的方式在颜色图像之间切换的手段。

用场序制彩色形成准确的图像可以通过在背光与像素寻址处理之间的同步改进，特别是因为在每个彩色子帧的所要求的状态之间切换或者重置每个像素需要一个有限的时间段。取决于用于寻址和作动像素的控制矩阵，如果不采用全局作动的选项，那么图像控制器可能需要在显示器的每个行或者扫描线暂停长得足够在每个行中完成机械切换或者作动的时间。如果该背光要用一个单个的颜色广泛地照明整个显示器而同时显示控制器正在逐行地在2个颜色图像之间切换状态，会干扰所得到的对比度。

考虑说明在于一个同步的显示中在各颜色之间重置一个图像的过程中可供背光使用的消隐时间的两个例子。如果该快门作动或者在打开与关闭状态之间运动需要20微秒，如果以一种逐行的方式作动该快门，并且如果有100个行，完成寻址需要2毫秒。于是该同步了的背光会在这些个2毫秒中被关断。注意到，如果该显示器以60Hz的帧率按每帧3个颜色运行，则每个彩色子帧只允许有5.6毫秒的时间，并且在该例子中，背光在36％的该时间内被关断。

替代地，当采用一种全局作动方案在彩色子帧之间切换时，对于在图像之间同时运动所有快门，同样的重置该图像将只需要20微秒。这实质上放松了对快门速度的要求。在颜色重置的过程中，如果该背光要关断100微秒那么长的时间，按60Hz的频率照明时间的百分比于是好于98％。假定一个100微秒的图像刷新时间，于是可能把该帧率增加到120Hz而照明时间没有显著的损失。使用120Hz的帧率会显著减少由场序制彩色引起的图像假象，譬如在快速运动的视频图像中的颜色分层。

灰度

显示器中可得到的单值颜色的数量部分地取决于在该三个颜色图像的每个内可得到的灰度级。产生灰度的四个原理方法以及其组合可以用于横向快门显示器。

模拟灰度

产生灰度的第一方法是一种模拟方法，通过该方法使快门与施加的部分作动电压成比例地仅部分地遮挡一个孔径。可以把横向快门设计成使得，例如上文参照图2所说明地通过控制作动电极的形状，使透射光的百分比与一个作动电压成比例。

对于模拟灰度，显示装置装备有一个数模转换器，使得提供给像素的电压与预期的灰度级成比例。在一个图像帧的整个时间段内保持每个作动器上的比例电压，使得在整个照明时间段内保持该比例快门位置。可选择地使用图2和图17中与作动器并联安置的一个电容器帮助确保，即使在照明时间中可能从像素泄露一些电荷，电压也不会明显地改变而在该照明时间段内改变快门位置。

该模拟灰度的优点是在每像素运动中只需要1个快门，并且在每个颜色照明时间段内只需要设置1个图像帧。因此在提供灰度的所有可供选择的方法中，模拟灰度的数据率和寻址速度是最不苛求的。

时分灰度

在适当设计横向快门的情况下，可以实现快速的低电压切换。横向驱动的快门组件，譬如在例如图2中描述的快门组件，可以被构建得具有3微秒至100微秒范围内的作动时间。这样快速的作动使得能够实施时分灰度，其中对比度通过控制被作动的快门的相对的接通时间或者占空比实现。一种时分灰度可以使用数字灰度编码实施，在于包括双稳态快门组件的控制矩阵识别两个快门作动状态，即接通或者关断。灰度通过控制一个快门打开的时间长度实现。

切换时间可以通过假定采用场序制彩色且帧率为60Hz的情况理解。给每个彩色子帧分配5.6毫秒的时间。如果该可利用的时间间隔要被划分成63段(每色彩6位灰度)，那么每个图像的最短接通时间增量，称为最低有效位(LSB)时间，将会是88微秒。如果一个对应LSB时间位的图像要利用一个全局作动方案创建和显示，那么所有快门的作动将需要在显著小于88微秒的LSB时间内完成。如果逐行地寻址显示器，那么可供用于在每行重置的时间少相当多。对于具有100行的一个显示器，可供使用的作动时间可能低于每行0.5微秒。尽管可以有多个控制器算法用于放松按一个逐行的方案寻址快门所需要的时间间隔(例如参见N.A.Clark等人的Ferroelectrics(铁电材料)，第46卷第97页(2000))，但是无论如何，在该6位灰度例子中快门作动所要求的时间比20微秒少相当多。

通过使用时分复用实现多位灰度在寻址电路中需要大量功率，因为在该控制方案中在每次刷新或者寻址周期中每个像素在作动周期中的能量损耗是1/2CV²(C是该像素加控制电极的电容，V是作动电压)。图11和图13-19的电路图通过从作动电压(运动一个快门所要求的电压)退耦和降低寻址电压(在扫描线和数据线上所要求的电压)降低功率要求。

面积划分灰度

可以降低时分灰度的寻址速度要求和功率要求的另一个方法是允许每像素有多个快门和作动器。通过在空间域或者面积域中添加一个附加的灰度位的可用性，可以把一个6位二进制时分方案(63个要求的时隙)转换成一个5位时间方案(31个要求的时隙)。该附加的空间位可以用每像素2个快门和孔径实现，特别是该快门/孔径具有不相等的面积时。类似地，如果每像素可使用4个快门(具有不相等的面积)，那么所要求的时间位的数量可以减少到3，结果仍然是每个颜色64个有效灰度级。

照明灰度

可以放松上述灰度技术的速度要求和/或不动产要求的另一个方法是使用一种照明灰度。借助于改变背光发光强度，可以调节通过彩色图像的照明实现的对比度或者为该对比度提供较精细的灰度级。如果该背光能够快速响应(如在LED背光的情况下)，那么可以通过或改变该背光的亮度或者改变其照明持续时间实现对比度。

下面考虑一个例子，其中我们假定控制矩阵使用一种全局作动方案并且时分灰度通过构建和显示被照明不同长度的时间的不同时间位图像实现。以一个通过把彩色帧划分成15个时隙实现的4位二进制时间编码方案为例。针对最短(LSB)时间构建的图像应当保持为可用帧时间的1/15的时间。为了扩展到一个5位编码方案，人们可以在时域中把该彩色帧划分成31个时隙，这要求将寻址速度加倍。替代地，可以只分配16个时隙，并且给这些时隙之一分配一个只被以1/2的亮度照明的图像或者一个由一个只在为该帧时间的1/31的接通时间段内闪光的背光照明的图像。通过加入这些短持续时间图像以及部分照明，可以在一个4位时分编码方案上添加多达3个的附加灰度位。如果该部分照明位被分配给这些时间片中的最小者，就可以得到平均投影亮度的一个可忽略的损失。

混合灰度方案

灰度的四个原理手段是模拟灰度、时分灰度、面积划分灰度和照明灰度。应当理解可以通过结合上述任何方法，例如通过结合使用时分、面积划分和使用部分照明，构建可用的控制方案。通过内插技术——也称为抖动，也可以得到灰度的进一步划分。时域抖动包括仅在一个交替的彩色帧系列中插入LSB时间位。空间域抖动，也称为半色调，涉及控制或者打开相邻像素的一个规定部分以产生只具有部分亮度的局部区域。

为了提供本发明的总体理解，下面将说明附加的示例性实施方案，包括便携手持装置及其制造方法。然而所属领域技术人员应当理解，本文所说明的系统和方法可以适当地针对所针对的应用进行修改和改变，并且本文所说明的系统和方法可以用于其他适当的应用中，并且这样的其他添加和修改将不会偏离本发明的范围。

更加具体地，本文所说明的系统和方法，主要包括便携手持装置和制造便携手持装置的方法，该便携手持装置包括具有足够的分辨率的低功率且明亮照明的显示板，以提供一个可视用户界面，能够在多个环境照明条件下观看视觉上截然不同的图像。更加具体地，在某些实施方案中，本文所说明的系统和方法包括便携手持装置，该便携手持装置包括含有一个MEMS显示板的显示器，该MEMS显示板具有一个光调制层。该光调制层包括被设置以为任何尺寸的屏幕提供工作观看分辨率的像素元件，上述任何尺寸的屏幕包括小至0.25英寸乘0.25英寸的屏幕和更小的屏幕，取决于应用。具体而言，在一个实施方案中，该光调制层包括一个由一个具有排列成一个像素元件矩阵的多个可横向运动的快门的显示板形成的显示器。该矩阵大约是一英寸宽乘一英寸长，具有120列和120行，从而提供大致14,400个均匀地分布在该一英寸乘一英寸的显示板内的像素。可选地，如将更加详细地说明的，可以提供一个背光，该背光提供一个光源，该光源使光穿过该光调制层，从而该横向运动的快门可以调制所产生的光以在该显示板上产生一个图像。一个MEMS显示控制器可以连接到该MEMS显示板以驱动该显示器以产生图像。可选地，该MEMS显示控制器提供多个工作模式，以用一个适应于应用和条件的模式驱动该MEMS显示器。该MEMS显示器的高光学功率效率可以通过该MEMS显示控制器影响，在一个实施方案中，该MEMS显示控制器动态地把该显示板的工作模式设置成随可得到的功率和应用要求改变。本文所说明的装置的高效功率利用和控制允许附加的功能性，譬如WI-FI和全色视频，该附加的功能性要不然可能会在任何实用的时间量上提取比机上电源所能提供的功率多的功率。这些实施方案和其他实施方案将参照本文给出的附图更加详细地说明。

更加具体地，图20示出根据本发明的一个系统的一个第一实施方案，并且示出一个便携手持装置A10，该便携手持装置包括一个显示器A12、一个可选的第二显示器A14、一个显示亮度控制A16、一个显示对比度控制A18、一个用户接口输入装置A20、一个照明水平检测器A21、一个音频输出A22、一个输入控制A24、一个第二输入控制A28、一个移动式存储装置A30、一个置于可选的显示器A14上方的可选的触摸屏A32、一个可选的触笔A34、一个主机壳A38、一个可选的照明水平检测器和一个显示器盖壳体A40。另外，该系统可以包括一个电源插头和对接接口(docking interface)以及通过例如一个音频插口或者USB总线或者相关装置连接到外围设备的接口。

一个便携手持装置可以是一个用户可以方便地手提的任何装置，并且具有一个内部电源使得能够把该装置从一个位置移动到另一个位置。一个便携手持装置的尺寸可以根据其预定用途和特征改变，并且较大的装置可以具有把柄或者把手，而较小的装置可以具有腕带、臂带或者夹子，使得能够更容易地携带该装置。

显示器A12包括一个下文将更加详细说明的、装在盖壳体A40中的MEMS显示板。显示器A12盖壳体A40的主体的上面是凹陷的，并且该显示器具有约长2¹/₂”和宽1 7/8”的尺寸，包括一个约3”的对角屏幕尺寸。在所示实施方案中显示器A12在该盖壳体A40的范围内，并且盖壳体A40包括一个前板和一个背板，该前板具有一个被做成所需尺寸以提供到该显示器A12的视觉通路的开口，该背板覆盖显示器A12的整个后部。显示板A12可以处于围绕位于盖壳体A40的该背板内的该开口的周边边缘形成的一个框上。一个可选的密封件，典型地是一个橡胶垫圈或者塑料垫圈，可以围绕该周边边缘放置，使得该显示板A12靠放在该垫圈上并且被密封就位，允许有一定量的弹性。如果该装置A10被跌落或者以其他的方式被误操作，该密封件有助于吸收震动。典型地，盖壳体A40用塑料譬如聚苯乙烯或者聚氯乙烯或者某种其他适当的材料制造。替代地，壳体A40可以用金属，或者塑料和金属材料的任何组合制造。不论哪种情况，所选取的材料将会提供一种结实得足以保护显示板A12以便长期使用该显示板的一个壳体。该壳体A40典型地约长8英寸(20cm)且约宽4英寸(10cm)，盖壳体A40叠放在主壳体A38上。图20中所示的装置A10具有一个适于在工作期间由使用者的一只手或者双手拿着该装置的形状因素。这使得该装置易于携带，并且在一些实施方案中，使得能够用一只手拿着该装置，而腾出另一只手以便，主要的是，使用可选的触笔A34以通过可选的触摸屏A32输入数据。

可选的显示器A14可以是结合进该便携手持装置A10中的一个第二显示器，并且既可以用于显示信息，也可以，在所示的实施方案中，用于输入信息。为此目的，装置A10可以包括一个放在显示板A14上的可选的触摸屏A32。触摸屏A32可以是通常用于计算机系统中的触摸屏类型，使得一个用户能够通过使用触摸或者用力来识别触摸屏A32上的一个位置，该位置可以用于识别显示在显示器A14上的一个图符或者其他数据。

便携装置A10还包括用户接口元件，譬如图20中所示的输入装置A20和输入装置A24和A28以及音频输出装置A22。在图示的实施方案中，输入装置A20是一种可以用于玩游戏或者用于其他形式的数据输入的十字形的方向控制按钮。输入装置A24和A28是可以用于向装置A10输入数据的用户可压按钮。图20中所示的音频输出装置A22可以是能够向用户提供音频信号以向该用户提供反馈的类型的扬声器，向用户提供的音频信号譬如是声音或者音乐。不论在哪种情况下，包括十字形方向控制按钮A36和音频输出装置A22在内的该输入装置和输出装置可以用于便携装置A10，以使得一个用户可以输入数据和接收数据。这些接口装置使得用户能够与出现在显示器A12或者A14的任何一个上的信息互动。可选地，且传统地，十字形输入装置A20可以用于操纵一个会出现在显示器A12和A14之一或者两者上的光标。

该电源可以是一个电池、燃料电池、电容器或者任何提供一种电力源的其他装置。典型地，该电源是一种可再充电的电池和一个连接到该电池以提供运行逻辑芯片、灯和显示板以及诸如WI-FI收发机、手机芯片组、调谐器、扬声器和其他附件的任何其他机上装置的电压电平的功率调整器。本发明的一个实现结果如下：通过使用一个带有提供低的光功率损耗的横向快门的MEMS显示器，并且通过控制该显示器的工作模式，可以为这些附件分配更多的功率。

照明水平检测器A21可以是一个检测环境光的强度的光传感器。照明水平检测器A21产生一个强度信号，该装置可以利用该强度信号调节该显示器的亮度。从而，如果该照明水平检测器A21检测到环境光的低强度，譬如在一个暗照明的房间中的光的强度，装置A10可以以低的亮度运行显示板A12和A14。另外，如果该照明水平检测器A21检测到环境光的高强度，譬如晴天在室外出现的光强度，装置A10可以动态地把显示器A12和A14的工作模式改变到用户可以在此环境照明条件下看见的较高亮度设定。

转到图21，图中较详细地示出了可以在两个显示器中任一个显示器A12上出现以向用户提供信息的图像类型。具体地，图21示出在对角线上尺寸也可以是3”的显示器A12或者A14。图21示出多种不同的数据类型，包括图像、文本和图形符号，并且显示对一个3”对角线屏幕而言的一个基本量的文本信息。具体地，图21示出显示器A12可以投影文本信息——譬如文本A48、图形符号——譬如图示的用户窗口小部件A52和A54和图像——譬如图示的图像A50。

在图示的实施方案中，显示器A12是一种高分辨率像素化的屏幕，宽约2.5英寸并且长约1 7/8英寸，并且具有大约256行像素和192列像素，总共约49,152个像素。显示器A12可以是一种提供约262,144个色彩的彩色显示器，不过在其他的实施方案中该显示器可以具有或更多或更少的色彩，并且该屏幕提供的色彩的量可以如以下将说明的那样根据应用改变。如下文将参照某些可选实施方案描述的，本发明的显示器还可以是单色的，典型地是黑白的，或者具有一种产生单色图像的工作模式。在任何情况下，如在图21中所示，该手持装置利用该显示器向用户展示信息，该信息可以包括文本信息，譬如联络信息、电话号码、数据和注解。另外，显示器A12可以展示图像数据，譬如图像A50，该图像数据可以是一个位图文件、一个jpeg文件或者任何其他适当的图像文件类型。另外，本文所说明的系统和方法可以显示视频数据，譬如mpeg和wmv文件。

图形控制件A52和A54典型地是由手持装置A10产生的图形图像，用于向用户提供可视地展现的用户接口控制件。例如，图形控制件A52被表现为表示该手持装置是否具有一种静音的音频输出功能的状态标记。使用者可以观看图形控制件A52以了解相关的音频输出装置的静音状态，并且在改变该静音状态时，该手持装置A10可以把图形图像A52改变成一个表示该静音功能的改变状态的图形符号。类似地，图形控制件A54表示一个滑动控制件，该滑动控制件可以根据移动该控制件A54的方向引起展现在该显示器上的信息，或者该信息的至少一个部分，向上和/或向下滚动。显示器A12还展现包括内容信息的信息，该内容信息譬如存储在该装置的存储器中的用户数据。

从而，显示器A12是便携装置A10的用户接口的一个部分，并且它起一个用于可可视地感觉的数据的输出装置的作用并且起一个指导用户输入数据的装置的作用。在图21所示的实施方案中，手持装置显示器A12用于展现与一个联系数据库相关的数据。然而，在其他的实施方案中，该手持装置可以是一个手机、一个智能电话、一个媒体播放器、一个游戏控制台、一个全球导航卫星系统(GNSS)接收机、一台电视机、一个数字照相机、一个手提录像机、一个膝上电脑或者其他装置。在这些实施方案的每个中，该手持装置利用显示器A12向用户传达信息。

显示器A12包括一个具有多个可横向运动的快门的显示板，该多个可横向运动的快门能够调制光以在该显示器上形成一个图像，譬如在图21中所示的图像。

转到图22，图中显示出一个功能方框图，该功能方框图示出一个便携手持装置A60，该便携手持装置包括第一MEMS显示器A12和第二MEMS显示器A14、一个图形处理单元和MEMS显示控制器A70、一个图像RAM A68、一个中央处理器(CPU)A72、工作RAM A74、一个电源A76、一个外存接口A78、操作键A80、一个扬声器A82、一个触摸板A84和一个外围电路接口A88。

另外，图22示出装置A60可以与可拆卸的盒式磁盘A90连接，该可拆卸的盒式磁盘可以包括一个程序ROM以及备份RAM，或者它可以是一个存储棒。

MEMS显示板A12和A14连接到游戏处理单元和MEMS显示控制器A70(MEMS显示控制器)。图22中所示的MEMS显示控制器A70连接到CPUA72并且至少部分地在CPU A72的控制下工作。MEMS显示控制器A70通过一个双向总线连接到图像RAM A68，该图像RAM存储可以或显示在MEMS显示器A12或者显示在MEMS显示器A14上的图像和/或视频数据。在图22中所示的实施方案中，CPU A72通过外围电路接口A88连接到多个用户接口装置。外围电路接口A88连接到操作键A80，该操作键可以是图20中所示的接口装置A20、A24和A28。外围设备接口A88还可以连接到一个扬声器，该扬声器可以与同样在图20中所示的音频输出装置A22相似。一个可以是图20中所示的触摸板A32的可选的触摸板A84经外围设备接口A88连接到CPU A72。在图示的实施方案中，该便携手持装置包括一个对一个外存储器装置A90的接口A78。该外存储器装置可以包括用于指引该装置工作的程序指令并且可以包括存储器，譬如图示的程序ROM和备份RAM A94。不论哪种情况，外存储器A90可以通过一个外存接口A78连接到该CPU。可选地，该系统可以包括其他元件，譬如Wi-Fi收发机、蓝牙收发机、电视机和/或无线电调谐器和其他这样的元件。这些元件可以集成在装置A10中并且置于壳体A38之内，或者可以是通过接口A78连接到该装置或者通过被设置用于此目的的其他接口连接到该装置的外围装置。

CPU A72可以是微处理器单元譬如ARM 7，在工作中该微处理器单元能够查询接口装置A78和A88以收集用户输入并且向用户提供反馈。CPU A72是一个执行程序指令的可编程的装置，该程序指令例如可以包括用于在该手持装置A10上执行一个视频游戏的指令，用MEMS显示器A12作为视频信息的输出装置。为此目的，CPU A72可以监视用户输入装置A80以收集关于用户游戏决定的信息并且使用该游戏信息判断通过MEMS显示器A12和A14中的任一个或者全部两个向用户展现什么图像。

为了向用户展现可视信息，CPU A72可以连接到MEMS显示控制器A70，在一个实施方案中，该MEMS显示控制器可以是用于提供可编程逻辑的类型的一个现场可编程门阵列(FPGA)。响应于来自CPU A72的一个指令，MEMS显示控制器A70采用RAM A68产生一个游戏图像以输出到第一MEMS显示器A12和第二MEMS显示器A14，并且引起所产生的游戏图像被显示在MEMS显示器A12和A14之一或者全部两个上。

在图示的实施方案中，MEMS显示控制器A70是集成到单个可编程的装置中的一个图形处理器和一个MEMS显示控制器，该单个可编程的装置典型地是一个现场可编程门阵列(FPGA)。该图形处理单元(GPU)可以是这样一类常规的GPU：该类型的GPU能够操作诸如鬼怪(sprite)之类的图形图像，并且能够组织或选择RAM A68内的或来自该RAM的图像数据，以便该图像数据由MEMS显示控制器A70显示在MEMS显示器A12和A14之一或者全部两个上。

图22中所示的MEMS显示控制器A70还，至少部分地，在FPGA A70内实现，然而所属领域技术人员会清楚，该GPU和MEMS显示控制器可以在单独的可编程装置内实现，并且另外可以使用任何适当类型的电路和控制器，并且FPGA只是一个用于在一个便携电子装置内实现复杂的逻辑的系统的一个普通的实施方案。

图示的MEMS显示控制器A70具有多个工作模式用于控制每个MEMS显示器A12和A14。如下文将详细地说明的，根据本发明的该便携手持装置包括被形成为具有包括多个可横向运动的快门的一个MEMS层的显示板。该可横向运动的快门能够调制光用以在该MEMS显示器上产生一个图像。用于该显示板中的可横向运动的快门有效地从至少一个第一位置运动至一个第二位置，以能够在任一该MEMS显示器上显示视频图像的速率进行该运动。另外，在某些实施方案中，该MEMS显示板能够显示单色的数据，典型地是黑白的，用于譬如手表、电子书、图形静止图像、文本之类的应用以及其他类似的应用。图22中所示的MEMS显示控制器A70包括一种工作模式，用于有效地驱动MEMS显示板A12和A14，以使用一个由该MEMS显示控制器A70选取的工作模式展现一个图像以减少从手持装置A10内的电源A76提取的功耗。

MEMS显示控制器A70可以提供对该MEMS显示板的动态控制，并且在一个实施方案中，可以通过根据应用和条件控制用于设置色彩的位数，譬如2位(单色)、4位、6位或者更多位，来提供对色彩深度的控制，包括自适应控制。在这些实施方案中，MEMS显示控制器A70可以针对要提取的功率设置色彩分辨率，这可以导致大量的电力节省。例如，MEMS显示控制器A70可以针对一个特定的应用，譬如显示正在拨叫的电话号码的数字，确定需要进行单色的显示。在此模式下，MEMS显示控制器A70可以选择两位工作模式，该两位工作模式用单色图像显示正在拨叫的电话号码。然而，如果该应用，譬如运行一个网页浏览器，要求彩色图像，MEMS显示控制器A70可以使用6位色彩显示该图像。可选地，MEMS显示控制器A70可以处理存储在该图像存储器中的图像数据以判断所要求的色彩深度，并且根据该判断，调节用于产生该图像的位数。MEMS显示控制器A70可以使用时间复用灰度，并且使用一个命令序列设置色彩位深度，动态和自适应地设置色彩位深度。

图23是一个MEMS显示控制器的一个实施方案的一个方框图。图示的MEMS显示控制器可以驱动和控制一个MEMS显示板，譬如板A12或者A14。如前面所指出的，本文所说明的便携手持装置采用一个MEMS显示板，该MEMS显示板包括多个调制光以为用户产生一个图像的可横向运动的快门。这样的MEMS显示器的一个实施方案更加详细地示于图25C中，该图给出一个示例性的MEMS显示板A600的一个分解图。

具体地，图25C示出一个MEMS显示板A600，该MEMS显示板包括一个盖板A602、一个黑基质(matrix)A608、多个排列成一个具有行和列的矩阵的快门组件A616、一个透明的基片A630、一个加强膜A622、一个扩散层A624、一个光传导介质A628、一个散射和反射层A620和多个支承柱A640。

图示的快门组件A616包括一个可横向运动的快门和一个静电驱动构件。快门组件A616形成在图示的MEMS层上，该MEMS层形成在该透明的基片A630上。多个导电元件也形成到该MEMS层中以提供一个可以把快门A616与MEMS显示控制器A70连接的控制矩阵。一个控制矩阵的一个例子示于图24A中，然而该MEMS显示控制器可以利用任何适当的控制矩阵工作。

在图25C中所示的实施方案中，该快门优选地在一个平面中横向运动，使得该快门在其相应的孔径A638或者在孔径A638的至少一部分的上方运动，以调制由灯(光源)A612产生的光，由该灯A612产生的光至少部分地由反射/散射表面A620向上引导穿过孔径A638。这由经过盖板A602向上传播的光线A614示出。在该实施方案中，参照图24B详细说明的横向运动的快门通过在平面中于孔径A638上方横向运动调制光，有效地切过任何包围该快门的流体。这种切开运动被理解为高效率的并且提供视频速率的切换速度。本文中说明的MEMS显示器是说明可以用于本发明的便携手持装置的MEMS显示板类型的。然而，这些示出的实施方案不是穷举的，该MEMS显示板可以适当地针对预定的用途进行修改，并且例如可以包括正面光、彩色滤光器、调制反射的环境光以提供反射或者透射/反射MEMS显示板的快门。这样一种反射显示器的一个例子示于图37中。具体地，图37示出一个反射MEMS显示板A1800，该反射MEMS显示板包括布置在一个快门组件A1810上的透镜阵列A1802，该快门组件具有一个在一个反射表面A1804上方横向运动以调制入射的环境光的快门A1808。从而，该显示器可以依据应用改变，它们可以具有不同的形状和尺寸，它们可以是QVGA或是某种其他尺寸的，该尺寸、像素数和像素密度可以根据应用改变。

连接到该MEMS层和快门组件A616的控制矩阵控制该快门的运动。该控制矩阵包括一系列电互连(图中未示出)，包括每行像素的一个也称为“扫描线互连”的写赋能互连、每列像素的一个数据互连和向显示板A600中的所有像素或者至少来自该显示板中的多个列和多个行两方面的像素提供一个公共电压的一个公共互连。响应于施加一个适当的电压(“写赋能电压，V_we”)，一个给定行的像素的写赋能互连使该行中的像素准备好从该MEMS显示控制器接收新的快门运动指令。该数据互连以数据电压脉冲的形式传递该新的运动指令。在一些实现方式中，施加到该数据互连上的数据电压脉冲直接对快门的静电驱动的运动起作用。在其他的实现方式中，该数据电压脉冲控制开关，例如晶体管或者其他控制向快门组件A616施加分开的作动电压的非线性电路元件，该分开的作动电压一般在幅度上高于该数据电压。于是施加这些作动电压造成该快门的静电驱动的运动。为此目的，可以使用一个公共驱动器A155在施加了数据电压以后驱动该快门的运动。图示的公共驱动器A155可以控制一个或者多个公共信号，该一个或者多个公共信号是电提供给所有该快门组件或者一组该快门组件的信号。这此公共信号可以包括公共写赋能、用于快门作动的公共高电压、公共的地。可选地，该公共驱动器可以驱动多个线，譬如电连接到MEMS显示板A14的不同区域的多个公共地线。应当理解，图23中的该驱动器被示为功能方框，但是在实践中，这些驱动器可以被实现为多个电路元件和分立部件，并且实际结构将会根据所针对的应用改变。

图23中所示的MEMS显示控制器包括一个控制器A156、一个显示接口A158、帧缓冲器A159、定序器/定时控制A160、数据驱动器A154、扫描驱动器A152、灯驱动器A168、一个功率控制器A153，并且还示出了四个灯A157a-d，该四个灯在独立的控制下起MEMS显示板A12的光源的作用。灯A157a-d具有不同的颜色(红、绿、蓝和白)，用于提供彩色图像/视频和单色图像/视频。图中示出灯A157a-d为分开的元件，然而通常地这些灯与该显示板的壳体结合成整体。MEMS显示控制器A150可以由可编程的逻辑元件譬如FPGA和分立的电路元件组成。在一个实施方案中，控制器A156是一个FPGA装置，该FPGA装置被编程以实现功率控制器A153、显示接口A158、帧缓冲器A159和定序器/定时控制A160。扫描驱动器A152、数据驱动器A154和灯驱动器A168可以是分立的电路部件，譬如定制集成电路、市售的驱动器和/或分立的晶体管。

该多个扫描驱动器A152(也称为“写赋能电压源”)和多个数据驱动器A154(也称为“数据电压源”)电连接到显示器A12的控制矩阵。扫描驱动器A152向扫描线互连，譬如图24A中所示的扫描线互连A506，施加写赋能电压。数据驱动器A154向数据互连A508施加数据电压。在该MEMS显示控制器的一些实施方案中，数据驱动器A154被配置用于向快门组件提供模拟数据电压，尤其是在要以一种模拟的方式得到图像的灰度时。在模拟工作中，快门组件A616被设计为使得，当通过数据互连A508施加一个范围的居间电压时，在该快门中造成一个范围的居间打开状态，并且因此在该图像中造成一个范围的居间照明状态或者灰度。

在其他的情况下，数据驱动器A154被配置用于向该控制矩阵只施加一个缩减组的2、3或者4个数字电压电平。这些电压电平被设计用于，以数字的方式将这些快门中的每个设置为一个打开状态、或一个关闭状态或一个居间的状态。

扫描驱动器A152和数据驱动器A154连接到数字控制器电路A156(也称为“控制器A156”)。该控制器包括一个显示接口A158，该显示接口把输入的图像信号处理成一种适于显示器A12的空间寻址和灰度容量以及操作模式的数字图像格式。每个图像的像素位置和灰度数据存储在一个帧缓冲器A159中，从而可以根据需要把数据馈送出给数据驱动器A154。该数据被以串行或者并行传输传送给数据驱动器A154，被以按行和按图像帧分组的预定序列组织。数据驱动器A154可以包括串行-并行数据转换器、电平转换器，并且对于某些应用包括数模电压转换器。

用于不同显示功能的所有驱动器(例如扫描驱动器A152、数据驱动器A154、作动驱动器A153和全局作动驱动器A155(未示出))由控制器A156中的一个定时控制A160时间同步。定时命令协调红、绿、蓝和白灯A157a-d的独立的、非独立的或者同步的照明，并且通过灯驱动器A168协调该像素阵列的特定行的写赋能和顺序、电压从数据驱动器A154的输出以及规定快门作动的电压的输出。

控制器A156可以包括实现一个彩色图像发生器的程序逻辑，该彩色图像发生器决定阵列中的每个快门可以适当地重新设置为一个新图像的排序方案或者寻址方案。可以以周期性的时间间隔设置新的图像。例如，对于视频显示，以10至1000赫兹范围内的频率刷新该视频的彩色图像或者帧，不过可以根据应用改变该频率。在一些实施方案中，一个图像帧的设置与一个背光的照明同步，使得用交替的颜色譬如红、绿、蓝和白的系列照明交替的图像帧。每个相应颜色的图像帧称为一个彩色子帧。该FPGA可以具有实现一个光控制器的程序逻辑，用于执行LED的顺序激励。在称为场顺序混色法的这种方法中，如果以超过20Hz的频率并且优选的是180Hz的频率交替这些彩色子帧，用户会感觉到该交替的帧图像的平均效果并且看到一个具有广而连续的颜色范围的图像。该彩色子帧的持续时间可以依据应用改变，并且通过改变该帧时间的长度可以控制图像参数，譬如亮度、色饱和度和颜色深度，也可以控制所使用的功率。例如，控制器A156可以调节所显示的图像的颜色深度以控制该显示器使用的功率，同时把颜色深度选择为随该被显示的图像改变。在一个手机应用中，控制器A156可以识别一个输入到控制器A156的、表示文本的图像信号。例如当用户使用键盘接口时，程序逻辑可以判断一个电话号码正被输入并且将被显示成图像。在此状态下，控制器A156进入一个单色工作模式。控制器A156启动该驱动器以促使快门显示该电话号码的单色图像并且以一低频率或者稳态模式激励光源，因为在单色模式下不要求不同颜色部件遍历多个交替的图像格式。这减少了功率使用，避免了在驱动快门以交替图像格式这方面耗费功率，并且避免了以开关速率或按帧定时驱动LED，而以开关速率或按帧定时驱动LED是使用功率的。可能时可以通过降低颜色深度适应一种类似的工作模式，从而减少需要驱动快门以形成交替的图像的次数，并且允许有较长的时帧用于驱动该LED。彩色图像发生可以由控制器A156进行，或者可以将单独的逻辑装置用于该彩色图像发生器，并且这两者都在本发明的范围内。

在一个可供选择的替代实施方案中，MEMS显示器A12包括至少一个彩色滤光器层，并且典型地该彩色滤光器层把滤色器置于由一组相应的快门调制的光的路径中。所以，该MEMS显示器可以具有一个彩色滤光器层，譬如在图25B中所示的彩色滤光器层，该图示出一个布置在盖板A602与快门A616之间的彩色滤光器层。具体地，该彩色滤光器层集成在黑基质A608中并且在快门组件A616a上方提供一个红滤光器部分A617a，在快门组件A616b上方提供一个蓝滤光器部分A617b，并且在快门组件A616c上方提供一个绿滤光器部分A617c。这三个快门组件A616a-A616c可以由MEMS显示控制器A70分开地操作，并且构成一个在该三个快门组件A616a-c上方建立图像的协调运动过程，该图像的每个颜色成分使用一个快门。该三个快门组件一起工作以提供该显示器的一个像素。所以，MEMS显示控制器A70可以产生一个红图像、一个蓝图像和一个绿图像，它们中的每个都存储在帧缓冲器A159中并且被发送给扫描驱动器A152和数据驱动器A154。在此实施方案中，只需要白灯A157d，而色彩由该彩色滤光器层产生。在其他实施方案中，可以使用其他的滤光器颜色和滤光器布置。

如果该显示装置被设计用于在打开的状态与关闭的状态之间数字切换快门，控制器A156可以控制寻址顺序和/或图像帧之间的时间间隔，以产生具有适当的灰度的图像。通过控制一个快门在一个特定的帧内打开的时间量产生可变的灰度级的处理称为时分灰度。在时分灰度的一个实施方案中，控制器A156根据对应像素希望的照度或者灰度，确定允许一个快门在每个帧内保持处于打开状态的时间段或者时间部分。在时分灰度的另一个实施方案中，根据适于一个4位二进制灰度的照度，把帧时间分割成例如15个持续时间相等的子帧。然后控制器A156将一个清晰的图像安排到该15个子帧的每个中。该图像的较亮的像素在这15个子帧的多数或者全部中维持在打开状态，而较暗的像素只在这些子帧的一部分被设置在打开状态。在时分灰度的另一个实施方案中，控制器电路A156与代表一个照明值的一个编码灰度字的位级重要性成比例地改变一系列子帧的持续时间。就是说，可以根据二进制系列1、2、4、8...改变这些子帧的持续时间。然后，根据对应每个像素的预定灰度的二进制字内的、一个对应的位置处的位值，在一个特定的子帧内把该像素的快门A108设为或打开的状态或关闭的状态。

多个混合技术可用于形成灰度，这些技术把以上说明的时分技术与使用或每像素多个快门或背光强度的独立控制相结合。这些技术将在下文中进一步说明。

在一个实现方式中，寻址控制矩阵，即向像素阵列提供控制信息，通过顺序地寻址各个线完成，这些线有时称为该矩阵的扫描线或者行。通过对一个给定的扫描线的写赋能互连施加Vwe并且选择性地对每个列的数据互连A508施加数据电压脉冲Vd，该控制矩阵可以控制该被写赋能了的行中的每个快门的运动。通过针对MEMS显示器A12中的每行像素重复这些步骤，该控制矩阵可以完成对MEMS显示器A12中的每个像素的运动指令的设置。

在一个可供选择的替代实现方式中，例如该控制矩阵同时向多行像素的写赋能互连施加Vwe，以利用不同行的像素中的像素的运动指令之间的相似性，从而减少向MEMS显示器A12中的所有像素提供运动指令所需的时间量。在另一个可供选择的替代实现方式中，以一种非顺序的次序，例如以一种伪随机的次序，寻址所述的行，以把有时会产生的视觉假象最小化，特别是结合使用一个编码的时分灰度时。

在可供选择的替代实施方案中，该像素阵列和控制包括进该阵列中的这些像素的控制矩阵可以按不同于矩形的行和列的构形排列。例如该像素可以按六边形的阵列排列或者按曲线的行和列排列为图31B中所示的分段显示器。总体上，术语扫描线当在本文中使用时，将指任何共享一个写赋能互连的多个像素。

控制矩阵及其操作方法

图24A是适于包括在显示板A12中用于寻址一个像素阵列的一个控制矩阵A500的方案图。图24B是包括控制矩阵A500的一个像素阵列的一个部分的等距视图。每个像素A501包括一个由一个作动器A503控制的弹性快门组件A502。

控制矩阵A500被制造成位于其上形成该快门组件A502的基片A504的表面上的、扩散的或者薄膜沉积的电路。对于控制矩阵A500中的每行像素A501，控制矩阵A500包括一个扫描线互连A506，对于控制矩阵A500中的每列像素A501，控制矩阵A500包括一个数据互连A508。每个扫描线互连A506把一个写赋能电压源A507电连接到一个对应行的像素A501中的像素A501。每个数据互连A508把一个数据电压源(“Vd源”)A509电连接到一个对应列的像素中的像素A501。在控制矩阵A500中，数据电压Vd提供作动所需要的能量的大部分。从而，该数据电压源A509还起一个作动电压源的作用。在一个可供选择的替代实施方案中，该作动电压，Vd，可以是连接到该显示器的单元的一个公共互连。

对于该阵列中的每个像素A501或者每个快门组件，控制矩阵A500包括一个晶体管A510和一个可选的电容器A512。每个晶体管的栅极电连接到该阵列中的像素A501所在的行的扫描线互连A506。每个晶体管A510的源极电连接到其对应的数据互连A508。快门组件A502包括一个具有两个电极的作动器。这两个电极相对于周围的事物具有显著地不同的电容。该晶体管把数据互连A508连接到具有较低的电容的作动器电极。更加具体地，每个晶体管A510的漏极与对应的电容器A512的一个电极并联地电连接并且连接到该作动器的较低电容电极。电容器A512的另一个电极和快门组件A502中的作动器的较高电容电极连接到一个公共电位或者地电位。在工作中，为了形成一个图像，MEMS控制器A70驱动控制矩阵A500通过依次向每个扫描线互连A506施加电压Vwe顺次地写赋能该阵列中的每个行。对于一个被写赋能了的行，对该行中的像素A501的晶体管A510的栅极施加Vwe使电流能够经过数据互连A508流过晶体管，以向快门组件A502的作动器施加一个电位。在写赋能该行的同时，数据电压Vd被选择性地施加到数据互连A508上。在提供模拟灰度的实现方式中，施加于每个数据互连A508的数据电压与位于该被写赋能的扫描线互连A506与该数据互连A508的交叉点处的像素A501的所希望的亮度相关联地进行改变。在提供数字控制方案的实现方式中，该数据电压被选择为或是相对低幅度的电压(即接近地的电压)或是达到或超过Vat(作动阈值电压)。响应于对一个数据互连A508施加电压Vat，对应的快门组件A502中的作动器作动，打开在该快门组件A502中的快门。施加于该数据互连A508的电压即使在控制矩阵A500停止向一个行施加电压Vwe以后也仍然被存储在该像素的电容器A512中。因此，不需要等待和保持一个行上的电压Vwe长久到快门组件A502足以作动的时间；这样的作动可以在已经从该行去除该写赋能电压后开始进行。一个行中的电容器A510中的电压基本上一直被存储到写完整个视频帧为止，并且在一些实现中一直被存储到对该行写新的数据为止。

控制矩阵A500可以通过使用以下顺序的加工步骤制造：

首先，在一个基片A504上形成一个孔径层A550，如果基片A504是不透明的，譬如是硅，则基片A504充当孔径层A550，并且通过蚀刻一个穿过基片A504的孔的阵列在基片A504中形成孔径孔A554。如果基片A504是透明的，譬如是玻璃，则通过在基片A504上沉积一个光遮断层并且把该光遮断层蚀刻成一个孔阵列来形成孔径层A550。孔径孔A554在形状上可以是大体圆形的、椭圆形的、多边形的、螺旋形的或者不规则的。如果该光遮断层还用一种反射材料制造，譬如用一种金属制造，则孔径层A550可以用作一个镜表面，该镜表面把非透射的光回收至一个附设的背光上，以提高光学效率。适用于提供光回收的反射金属膜可以用多个汽相沉积方法形成，所述汽相沉积方法包括溅射、蒸发、离子镀、激光烧蚀或者化学汽相沉积。可以用于这种反射应用的金属，包括，然而不限于，Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ni、Ta、Ti、Nd、Nb、Si、Mo、Rh和/或其合金。30nm至1000nm范围内的厚度是足够的。

第二，以覆层的方式在孔径层金属A550的顶部上沉积一个金属间介电层。

第三，在该基片上沉积和构图一个第一导电层。该导电层可以被构图成扫描线互连A506的导电迹线。任何以上列举的金属，或者诸如氧化铟锡之类的导电氧化物对此应用可以具有足够低的电阻率。把每个像素中的扫描线互连A506的一个部分布置为形成一个晶体管A510的栅极。

第四，以覆层的方式在包括形成晶体管A510的栅极的那个部分的该第一层导电互连的顶部上沉积另一个金属间介电层。足以用于此目的的金属间介电体包括SiO2、Si3O4和A12O3，厚度在30nm至1000nm的范围内。

第五，一个非晶硅层被沉积在该金属间介电体的顶部上，然后被构图以形成一个薄膜晶体管有源层的源极、漏极和沟道区域。替代地，该半导体材料可以是多晶硅。

第六，在该非晶硅的顶部上沉积和构图一个第二导电层。该导电层可以被构图成数据互连A508的导电迹线。可以使用以上列举的相同的金属和/或导电氧化物。该第二导电层的不同部分还可以用于形成连接到晶体管A510的源极和漏极区域的接触件。

电容器结构譬如电容器A512可以被构建成在带有居间的介电材料的该第一和第二导电层中形成的极板。

第七，在该第二导电层的顶部上沉积一个钝化介电体。

第八，在该钝化层的顶部上沉积一个牺牲机械层。开设通孔使其进入到该牺牲层和该钝化层中，使得后续的MEMS快门层可以与下面的导电层进行电接触和机械连接。

第九，在该牺牲层的顶部上沉积和构图一个MEMS快门层。该MEMS快门层被构图为具有快门A502以及作动器A503，并且通过被构图进该牺牲层中的通孔锚固到基片A504上。快门A502的图案对准已经形成在第一孔径层A550中的孔径孔A554的图案。该MEMS快门层可以由一个沉积的金属譬如Au、Cr或者Ni构成，或者由一种沉积的半导体譬如多晶硅或者非晶硅构成，厚度在300纳米至10微米的范围内。可选地，该快门可以是一个包括在两个其他的层譬如两个非晶硅层之间的一种金属构成的一个层的复合快门。

第十，去除该牺牲层使得该MEMS快门层的部件可以响应施加在作动器A503上的电压自由地运动。

第十一，作动器A503电极的侧壁涂覆以一种介电材料以防止带有相反的电压的电极之间短路。

对以上的方法可以有许多变体。例如，步骤1的反射孔径层A550可以结合进该第一导电层中。间隙被构图进该导电层中以规定该层内的导电迹线，而大部分像素区域仍然用一种反射金属覆盖。在另一个实施方案中，晶体管A510的源极和漏极端子可以被置于该第一导电层上，而栅极端子被形成在该第二导电层中。在另一个实施方案中，该半导体非晶硅或者多晶硅被直接置于该第一和第二导电层中的每一个的下方。在该实施方案中，通孔可以被构图进该金属间介电体中，使得可以形成连接到下面的半导体层的金属接触件。而且，在此说明的装置可以利用包括有源和/或无源矩阵在内的多个不同的控制矩阵工作。

如参照图24B所说明的，包括在该快门组件中的作动器可以被设计成机械双稳态的。替代地，该作动器可以被设计成只有一个稳定位置。就是说，在不施加某种形式的作动力的情况下，这样的作动器返回一个预定的位置，要么是打开的，要么是关闭的。在这样的实现中，该快门组件包括一个单个的作动电极，该作动电极当通电时，引起该作动器把该快门推出或者拉出其稳定位置。MEMS显示控制器A70可以各别地、分组地或者普遍地驱动各快门。所以，在一个实施方案中，MEMS显示控制器A70包括提供一个同步控制器的程序逻辑，该同步控制器产生一个同步脉冲以把显示器中的所有快门或者至少一组快门运动到一个选取的条件或者状态。在FPGA中实现的一个计时器可以设定定时间隔，用于驱动该同步脉冲，并且用于驱动其他定时操作，譬如，但是不限于，用于场序制彩色操作的时帧，这可以产生用于驱动灯和快门的信号。另外，该FPGA定时器可以监测用户输入装置，以在自用户启动一个输入装置后已经经过了一个预定的时间间隔譬如30秒时，改变显示状态，典型地是改变到一种较低功率状态。

显示板

图25A是适用于本文说明的便携手持装置的一个基于快门的光调制板A600的一个实施方案的一个横截面图。显示板A600包括一个置于光调制层A618之下的光学腔、一个光源A612、一个光调制层A618和一个盖板A602。该光学腔包括一个在光调制阵列A618中的面向后方的反射表面、一个光导A628、一个面向前方的后反射表面A614、一个散射体A624和一个亮度增强膜A622。

在光调制阵列A618与盖板A602之间的空间充以一种润滑剂A632。盖板A602用一种环氧树脂A625，譬如由Epoxy Technology，Inc.(环氧技术公司)销售的EPO-TEK B9021-1，固附到快门组件上。该环氧树脂还起在润滑剂A624中密封的作用。

一个金属片或者模制的塑料组件支架A626把盖板A602、光调制层A618和该光学腔绕边缘保持在一起。组件支架A626用螺钉或者楔接片(indent tab)紧固以增加该组合的装置的刚性。在一些实现方式中，由一种环氧灌注复合物将光源A612形成就位。

显示板A600可以安置进一个壳体中，典型地抵靠该壳体内的一个或者多个板支承件安置该塑料组件支架。在一个实施方案中，该板支承件可以是一个被加工成所需尺寸以支承显示板A600的周边边缘的模制塑料侧壁。一个弹性的垫圈可以置于该模制的侧壁上以提供震动防护，并且该板可以粘接到该垫圈上。

图26是根据本发明的一个示例性实施方案的一个基于快门的空间光调制器A700的一个横截面图。基于快门的空间光调制器A700包括一个光调制阵列A702、一个光学腔A704和一个光源A706。另外，该空间光调制器包括一个盖板A708。

盖板A708起几个作用，包括保护光调制阵列A702免受机械和环境损伤。盖板A708是一种薄的透明塑料，譬如聚碳酸酯，或者玻璃片。该盖板可以用光吸收材料涂覆和构图，该光吸收材料也称为黑基质A710。该黑基质可以在该盖板上沉积为一种含有光吸收色料的厚膜丙烯酸类树脂或者乙烯基树脂。可选地，可以提供一个单独的层。

黑基质A710基本上吸收所有的入射环境光A712，该环境光是源于空间光调制器A700之外的光，发自观看者的附近，但是充分地接近被形成于光学腔A704中的光透射区A716布置的、被构图的光透射区A714中的除外。因此黑基质A710提高由空间光调制器A700形成的一个图像的对比度。黑基质A710还可以起吸收从光学腔A704逸出的光的作用，该逸出的光可能以一种泄露的方式或时间连续的方式发出。

在一个实现方式中，在盖板A708上沉积例如丙烯酸类树脂或者乙烯基树脂形式的彩色滤光器。该滤光器可以以一种与用于形成黑基质A710的方式类似的方式沉积，然而不同的是，该滤光器被构图在该光学腔A704的打开孔径光透射区A176的上方。该树脂可以交替地掺杂红、绿、蓝色料或者其他色料。

光调制阵列A702与盖板A708之间的间隔不到100微米，并且可以小到10微米或者以下。除在某些情况下于预定的点以外，光调制阵列A702和盖板A708优选地不接触，因为这可能干扰光调制阵列A702的工作。该间隔可以借助于高2至20微米的以平版印刷方式限定的定距件或者柱保持，该定距件或者柱置于光调制器阵列A702中的各个合适的调制器之间，或者该间隔可以通过围绕该组合的装置的边缘插入的金属片定距件保持。

图27是根据本发明的一个示例性实施方案的一个基于快门的空间光调制器A800的一个横截面图。基于快门的空间光调制器A800包括一个光学腔A802、一个光源A804和一个光调制层A806。另外，该基于快门的空间光调制器A804包括一个盖板A807，譬如参照图26说明的盖板A708。

在基于快门的空间光调制器A800中，光学腔A802包括一个光导A808和光调制阵列A806的面向后方的部分。光调制阵列A806形成在其自己的基片A810上。光导A808和基片A810两者都各有前侧和后侧。光调制阵列A806形成在基片A810的前侧上。一个第二金属层形式的、面向前方的后反射表面A812沉积在光导A808的后侧上以形成光学腔A802的第二反射表面。替代地，光学腔A802包括一个位于光导A808后面并且基本上面对该光导的后侧的第三表面。在这样一些实现方式中，面向前方的后反射表面A812沉积在面对空间光调制器A800的前方的第三表面上，而不是直接沉积在光导A808的后侧上。光导A808包括多个以一种预定的图案分布在光导A808的面向后方侧上的光散射元件A809，以产生光在整个该光学腔内的较均匀的分布。

在一个实现方式中，保持光导A808与基片A810相互紧密接触。它们优选地用具有相似的折射率的材料形成，从而避免在其界面处发生反射。在另一个实现方式中，小的隔开或者定距装置保持光导A808与基片A810隔开一个预定的距离，从而把光导A808与基片A810相互从彼此光退耦。该把光导A808与基片A810间隔开造成一个形成在光导A808与基片A810之间的气隙A813。该气隙促进在光导A808内部于其面向前方的表面上的全内反射，从而在光散射元件A809之一引起光A814被向光调制器阵列A806快门组件引导之前促进光A814在该光导内部的分布。替代地，光导A808与基片A810之间的间隙可以用一种真空、一种或者多种选取的气体或者液体填充。

图28示出本发明的一个实施方案，其中该便携手持装置包括一个媒体播放器，该媒体播放器具有一个位于该媒体播放器内并且能够向用户展示图形信息和文本信息的显示器。更加具体地，图28的实施方案示出通常用于听存储在数字媒体上的音乐的类型的一个MP3播放器。在所示的实施方案中，该壳体适于放在用户的手内或者夹在用户的衣服上以使得可以不用手携带该装置。该用户接口包括多个位于该壳体和该显示板的外部上的按钮。图28中所示的MP3播放器可以包括一个与图23中所示的显示控制器类似的显示控制器。该显示控制器可以具有能够减少用于在该显示器上显示图像的功率提取量的工作模式，从而延长机上电源的使用寿命。

图29示出本文说明的系统和方法的另一种应用。具体地，图29示出一个智能电话便携手持装置A1000，该智能电话便携手持装置具有一个壳体A1008、一个显示板A1002和一个示出为键盘A1004的用户接口。智能电话便携手持装置A1000包括一个可以与前文说明的MEMS显示板相差不大的MEMS显示板，和一个可以与上文参照图20中所示的装置A10说明的控制器相差不大的MEMS显示控制器。可选地，系统A1000的该MEMS显示控制器可以包括一个可选的功率保留模式，其中MEMS显示控制器A150的功率控制器A153确定电源正运行在低水平或者已经降低到一个预定的阈值以下。在这样一种可由用户可选地进行选择的工作模式下，MEMS显示控制器A150以一种低功率模式工作，以为智能电话装置A1000的主要功能保存电力，该主要功能典型地是蜂窝式通信。为此目的，MEMS显示控制器A150可以在显示器A1002上把图像信号显示成单色的静态静止信号(static still signal)，典型地是黑白的静态静止信号。以此方式，该显示控制器将退出场序制彩色操作，并且使用白LED A157d照明显示器A1002。功率控制器A153可以调节驱动白LED A157b的幅度，选择一种用一个足以照明该显示器的恒定的DC电压驱动白LED A157d的低功率工作模式。市售的白LED装置在10至30毫瓦的范围内工作，提供来自电源A76的最少提取量。

所示的智能电话还可以具有一个如前文说明的触摸屏。该触摸屏是放在MEMS显示板上或者该显示板的至少一部分上的市售触摸屏。在该实施方案中，该MEMS显示板的盖板可以具有一个被选择得在用户用一个手指或者触笔向下按压时防止该显示板向内挠曲的厚度。该厚度可以根据材料而不同，并且可以在2mm至500mm的范围内。另外，一个支承件，譬如柱A640，可以置于可运动的快门与该盖板之间以保持该盖板与该快门间隔开。可选的液体润滑剂还提供一种液压支承，该液压支承减少该盖板朝向该可运动的快门的向内挠曲。该MEMS显示板可以避免该触敏LCD屏幕遭受的纹波效应并且在数据输入过程中提供更好的分辨率。

现在转到图30，图中示出本发明的另一个可选的实施方案。具体地，示出一个电子书应用，在图30A中示出该电子书装置处于一个关闭的位置，而在图30B中示出该电子书装置处于一个打开的位置。一个电子书装置一般地被理解为能够通过读取一种存储文本的数字媒体装置在一个显示器上向一个用户展示该文本的一种电子显示装置，该文本可以是小说、报纸或者其他的信息。在图30A和30B中所示的实施方案中，电子书A1100包括一个壳体A1102，该壳体具有一个铰链A1106，以使得该壳体的一半能够在该壳体的第二半上关闭。如在图30B中进一步所示的，电子书A1100可以具有一个第一板A1104和一个第二板A1108。一个键盘A1110可以提供一系列的用户输入装置，用户可以使用该输入装置操纵哪些图像出现在屏幕A1104或者A1108上。

在图30A和图30B中所示的实施方案中，该电子书便携手持装置可以具有一个与以上所讨论的MEMS显示板相差不大的MEMS显示板，并且可以具有一个与同样在以上说明的MEMS显示控制器相差不大的MEMS显示控制器。电子书A1100典型地以一种单色模式工作，在该单色模式下，该MEMS显示控制器使用一个白LED驱动文本信息的静态黑白图像。在某些实施方案中，彩色图像，譬如一个书的封面或者该书中的一个图像，可以作为存储在该数字媒体上的内容的部分被向用户显示，并且在这些情况下，该MEMS显示控制器可以使用场序制彩色发生技术，譬如以上所说明的那些场序制彩色发生技术，在显示板A1104和A1108中的任一个上产生一个彩色图像。该MEMS显示控制器可以具有一种单色工作模式，用于产生用户通过使用用户接口装置A1110翻阅的静态静止图像。该MEMS显示控制器可以具有一种通过控制器A156运行的单色工作模式，其在帧缓冲器中生成图像供显示。该MEMS显示控制器可以把该MEMS装置的快门设置成适于描绘要向用户显示的文本信息的配置。可选地，该工作模式可以采用黑白设定，或者采用某种其他的使用低功率LED譬如白LED的单色设定，该白LED由一个稳态电压驱动，或者由一个以一个足以显现图形静态图像的相对低的频率开关的光源驱动。

图31A和31B示出本文所说明的便携手持装置的另一个实施方案。具体地，图31A示出一个手表A1200，该手表具有一个表带A1202，该表带把手表A1200的主体附着到用户的臂上。手表A1200包括一个壳体A1204，该壳体包括一个显示板A1208。该显示板是一个可以与前文所说明的MEMS显示板相差不大的MEMS显示板。该MEMS显示板在一个手表壳体的范围内，该手表壳体具有一种适于将该手表佩带在用户的手腕上的形状因素。

在图31A中所示的实施方案中，MEMS显示板A1208可以包括一个分段的显示部分，譬如前文所讨论的分段的显示部分。具体地，显示板A1208可以由一个显示板构成或者包括该显示板，该显示板具有一个具有一个分段的部分的显示板，该分段的部分譬如在图31B中所示的分段的部分。图31B示出一种分段的显示器的一个例子，该分段的显示器包括被安排成一个8字形状的七个段。这些段中的每个都可以包括多个与前文说明的包括能够调制光的可横向运动的快门的那些快门组件相差不大的快门组件。这些段中的每个都具有一组快门组件，该组快门组件用导线连接在一起，因此将一起响应包含于手表A1200内的MEMS显示控制器发出的命令。所示的段可以形成在一个玻璃基片上，该玻璃基片可选地布置在一个光源的上方。然而，在图31B中所示的实施方案中，该光源可以是一个前光源，或者可选地，该显示器可以是能够反射的用于进行反射显示，该可横向运动的快门可以是能够反射的，或者可以在一个反射表面上方滑动。不论是哪种方式，该横向快门将调制光使得在该七段显示器中的相应段可以被适当地设于开的状态或者关的状态。如前文所讨论的，这些段可以是单色的或者可以是彩色的，所以，该MEMS段显示控制器可以使用场序制彩色控制，或者可以将彩色滤光器用于该显示器，也如以上所讨论的那样。

在图31B中所示的实施方案中，该分段的显示器被示出为一个独立的显示器。然而在本发明的一个可供选择的替代实施方案中，图31B的分段的显示器可以是按直线布置的多个分段的显示器之一，从而可以在该多个分段的显示器上显示日期、时间或者其他的信息。另外，该分段的显示器可以形成在一个还包括一个可横向运动的快门的矩阵的基片上，从而提供一个其上既集成了一个分段的显示部分又集成了一个像素化的显示部分的显示器。例如，在该手表应用中，手表A1200可以具有一个为像素化的显示器的上部，该像素化的显示器允许展现一个图像，譬如一个表盘、罗盘或者其他图像。在该像素化的矩阵下方可以有该分段的显示器——该分段的显示器可以用于展现时间、日期、跑表功能的读取，还可以有用于展现图符的分段的显示部分，所述图符譬如是否设置报警、时间是上午还是下午以及指示日期——譬如用WE代表星期三。

为此目的，该MEMS显示控制器可以包括一种能够在该控制器的程序控制下驱动一个分段的显示器的段显示驱动器。

图32示出一个具有一个与前文说明的MEMS显示板相差不大的显示板的媒体播放器。图33示出一个具有一个也与前文讨论的显示板相似的显示板的GNSS接收机。图34示出一个具有一个也与前文讨论的显示板相差不大的显示板的膝上电脑。该膝上电脑可以采用MEMS显示控制器以具有响应于由一个照明水平检测器测量的环境光条件并且响应于用户控制和电源电平而保存功率的功率模式。例如，本文所说明的系统和方法可以检测可利用的功率或者用户输入，以保存功率，并且把工作模式改为一种单色模式，或者选择一个提供有限的一组颜色并节省功率的位深度，譬如4位颜色。

本发明可以用其他特定的形式体现而不偏离本发明的实质或者基本特征。例如，图35和图36示出MEMS显示板的可供选择的替代实施方案。

图35是一个包括快门组件A1602的显示组件A1600的一个横截面图。快门组件A1602布置在一个玻璃基片A1604上。一个布置在基片A1604上的反射膜A1606限定多个位于快门组件A1602的快门A1610的关闭位置下方的表面孔径A1608。反射膜A1606把不穿过表面孔径A1608的光向显示组件A1600的后方反射回。一个可选的散射体A1612和一个可选的亮度增强膜A1614可以把该基片A1604与一个背光A1616分开。背光A1616由一个或者多个光源A1618照明。光源1618可以是，但是不限于，例如白炽灯、荧光灯、激光或者发光二极管。一个反射膜A1620布置在背光A1616后面，向快门组件A1602反射光。从该背光发出的不穿过该快门组件A1602之一的光线将返回该背光并且再从膜A1620反射出。以此方式，在第一次通过时没能使显示器形成一个图像的光可以被回收并且使该光可用于经快门组件A1602的该阵列中的其他打开的孔径透射。事实表明这样的光回收提高了显示器的照明效率。一个盖板A1622形成显示组件A1600的前面。盖板A1622的后侧可以覆以一种黑基质A1624以提高对比度。盖板A1622被支承得与快门组件A1602隔开一个预定的距离，形成一个缝隙A1626。该缝隙A1626由机械支承件和/或一种把盖板A1622固附到基片A1604上的环氧密封件A1628保持。环氧树脂A1628应当具有优选地低于约200℃的固化温度，并且应当具有优选地低于约每摄氏度50ppm的热膨胀系数，并且应当是耐湿的。环氧树脂A1628的一个例子是由Epoxy Technology，Inc.销售的EPO-TEK B9016-1。

环氧密封件A1628密封在一种工作流体A1630中。工作流体A1630被设计为具有优选地低于约10厘泊的粘度并且具有优选地高于约2.0的相对介电常数以及高于约10⁴V/cm的介电击穿强度。工作流体A1630还起一种润滑剂的作用。其机械特性和电气特性还对降低在打开和关闭的位置之间运动快门所需要的电压有效。在一个实现方式中，工作流体A1630优选地具有一个低的折射率，优选的是低于约1.5。在另一个实现方式中，工作流体A1630具有与基片A1604的折射率相匹配的折射率。适用的工作流体A1630包括，但是不限于，去离子水、甲醇、乙醇、硅油、氟化硅油、二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、六甲基二硅醚和二乙基苯。

一个金属片或者模制的塑料组件支架A1632把盖板A1622、快门组件A1602、基片1604、背光A1616和其他的部件绕边缘保持在一起。组件支架A1632用螺钉或者榫接片紧固以增加组合的显示组件A1600的刚性。在一些实现方式中，用一种环氧灌注复合物将光源A1618模制就位。

图36是一个包括快门组件A1702的显示组件A1700的一个横截面图。快门组件A1702布置在一个玻璃基片A1704上。

显示组件A1700包括一个由一个或者多个光源A1718照明的背光A1766。光源A1718可以是，但是不限于，例如白炽灯、荧光灯、激光或者发光二极管。一个反射膜A1720布置在背光A1716后面，向快门组件A1702反射光。

基片A1704的取向是这样的，即使得快门组件A1702面向该背光。

插入在背光A1716与快门组件A1702之间的有一个可选的散射体A1712和一个可选的亮度增强膜A1714。插入在背光A1716与快门组件A1702之间的还有一个孔径板A1722。布置在孔径板A1722上并且面对该快门组件的是一个反射膜A1724。该反射膜A1724限定多个位于快门组件A1702的快门A1710的关闭位置下方的表面孔径A1708。孔径板A1722被支承得与快门组件A1702隔开一个预定的距离，形成一个缝隙A1726。缝隙A1726由机械支承件和/或一种把孔径板A1722固附到基片A1704上的环氧密封件A1728保持。

反射膜A1724把不穿过表面孔径A1708的光向显示组件A1700的后方反射回去。从该背光发出的不穿过该快门组件A1702之一的光线将返回该背光并且再从膜A1720反射出。以此方式，在第一次通过时没能使显示器形成一个图像的光可以被回收并且使该光可用于经快门组件A1702的该阵列中其他打开的孔径透射。事实表明这样的光回收提高了显示器的照明效率。

基片A1704形成显示组件A1700的前面。一个布置在基片A1704上的吸收膜A1706限定多个位于快门组件A1702与基片A1704之间的表面孔径A1730。膜1706被设计用于吸收环境光并且因此提高显示器的对比度。

环氧树脂A1728应当具有优选地低于约200℃的固化温度，并且应当具有优选地低于约每摄氏度50ppm的热膨胀系数，并且应当是耐湿的。环氧树脂A1728的一个例子是由Epoxy Technology，Inc.销售的EPO-TEK B9022-1。

环氧密封件A1728密封在一种工作流体A1732中。工作流体A1732被设计为具有优选地低于约10厘泊的粘度并且具有优选地高于约2.0的相对介电常数以及高于约10⁴V/cm的介电击穿强度。工作流体A1732还可以起一种润滑剂的作用。其机械特性和电气特性还对降低在打开和关闭的位置之间运动快门所需要的电压有效。在一个实现中，工作流体A1732优选地具有一个低的折射率，优选的是低于约1.5。在另一个实现中，工作流体A1732具有与基片A1704的折射率相匹配的折射率。适用的工作流体A1730包括，但是不限于，去离子水、甲醇、乙醇、硅油、氟化硅油、二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、六甲基二硅醚和二乙基苯。

一个金属片或者模制的塑料组件支架A1734把孔径板A1722、快门组件A1702、基片1704、背光A1716和其他的部件绕边缘保持在一起。组件支架A1732用螺钉或者榫接片紧固以增加组合的显示组件A1700的刚性。在一些实现中，用一种环氧灌注复合物将光源A1718模制就位。

因此，上文中的这些实施方案在所有方面都应被认为是说明本发明的，而不是限制本发明的。本发明可以由其他特定的形式体现而不偏离本发明的实质或者基本特征。因此，上文中的实施方案在所有方面都应被认为是说明本发明的，而不是限制本发明的。

Claims (21)

1.一种显示装置，包括：

一个按行和列排列的像素阵列，该像素阵列包括

一个透明基片，和

多个基于MEMS的光调制器；和

一个置于该基片上的控制矩阵，该控制矩阵包括

一个在一组像素之间共用的全局公共互连，该组像素包括所述列中的至少两个列中的像素和所述行中的至少两个行中的像素，

一个对应于所述列中的一个的数据电压互连，和

一个结合到所述像素中的一个的开关，该开关响应于由该数据电压互连施加的一个电压而控制一个对应的基于MEMS的光调制器的作动。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中该全局公共互连向该组像素提供一个偏置电压。

3.如权利要求1所述的显示装置，包括一个全局作动电压源，该全局作动电压源用于向该全局公共互连施加一个全局作动电压。

4.如权利要求1所述的显示装置，其中该全局公共互连包括一个公共的电耗，用于接受存储在该像素阵列中的像素中的电荷，从而允许该多个对应的基于MEMS的光调制器的作动。

5.如权利要求1所述的显示装置，其中这些基于MEMS的光调制器包括快门组件。

6.如权利要求5所述的显示装置，其中所述快门组件是电双稳态的。

7.如权利要求5所述的显示装置，其中所述快门组件是机械双稳态的。

8.如权利要求1所述的显示装置，其中向该数据电压互连施加一个数据电压显著地降低作动这些基于MEMS的光调制器之一所需要的最小附加电压改变。

9.如权利要求8所述的显示装置，其中该全局公共互连提供该最小附加电压改变。

10.如权利要求1所述的显示装置，其中该像素阵列中的至少一个像素包括一个用于将该基于MEMS的光调制器驱动到一个第一状态的第一作动器和一个用于将该基于MEMS的光调制器驱动到一个第二状态的第二作动器。

11.如权利要求1所述的显示装置，其中该一个像素包括一个存储元件，并且其中对应于该像素的开关控制通过该存储元件存储该数据电压。

12.一种在一个显示器上形成一个图像的方法，包括：

选择该显示器的一个第一扫描线，其中该第一扫描线包括布置在多个列中的多个像素；

对于所选择的扫描线中的多个像素中的至少一第一像素，经由置于一个透明基片上的一个第一开关选择性地调整一个第一作动器上的一个电压，从而使该第一作动器能够将一个对应的基于MEMS的光调制器驱动到一个第一状态；

选择该显示器的一个第二扫描线，该第二扫描线包括布置在多个列中的一第二多个像素；

对于所选择的第二扫描线中的该第二多个像素中的至少一第二像素，经由一个第二开关选择性地调整一个第二作动器上的一个电压，从而使该第二作动器能够将一个对应的第二基于MEMS的光调制器驱动到一个第二状态；

向在包括该第一扫描线中的至少两个列中的和该第二扫描线中的至少两个列中的像素的一组像素之间共享的一个全局公共互连施加一个全局作动电压，从而作动该第一和第二被使能了的作动器；和

向至少一个基于MEMS的光调制器导引光以形成一个图像。

13.如权利要求12所述的方法，其中该全局公共互连提供一个公共的电耗，用以接受存储在该像素阵列中的这些像素中的电荷，从而允许所述被使能了的作动器的作动。

14.如权利要求12所述的方法，其中该第一和第二基于MEMS的光调制器包括快门组件。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述快门组件是电双稳态的。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述快门组件是机械双稳态的。

17.如权利要求12所述的方法，其中该第一作动器上的电压通过向该第一开关施加一个数据电压来进行调整。

18.如权利要求17所述的方法，其中由该开关调整的电压的幅度显著地高于该数据电压的幅度。

19.如权利要求12所述的方法，其中使能该第一和第二作动器包括显著地降低激励该第一和第二作动器所需要施加在该第一和第二作动器上的附加最小电压改变。

20.如权利要求19所述的方法，其中该全局作动电压提供该最小附加电压改变。

21.如权利要求14所述的方法，其中将该第一和第二基于MEMS的光调制器驱动到第一和第二状态包括在一个平面中运动结合到相应的快门组件中的快门，该平面平行于一个于其上形成所述快门组件的基片。

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