TW201432305A - 機電系統色彩透射反射型顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供用於在反射及透射操作模式中調變光之系統、方法及裝置。在一態樣中，一裝置可包含一陣列之機電系統(EMS)光調變器。各光調變器可經組態以達成至少三種狀態，其包含一非透射非反射狀態、其中光調變器透射光之一光透射狀態及其中光調變器反射一色彩之一第一反射狀態。

Description

機電系統色彩透射反射型顯示裝置 [相關申請案]

本專利申請案主張2012年12月28日提交之名稱為「ELECTROMECHANICAL SYSTEMS COLOR TRANSFLECTIVE DISPLAY APPARATUS」之美國實用申請案第13/729,755號之優先權，該案讓與受讓人且以引用之方式明確併入本文中。

本發明係關於顯示器之領域，且特定言之，本發明係關於能夠在反射模式及透射模式兩者中提供彩色影像之機電系統(EMS)顯示器。

透射型顯示器可在室內周圍照明條件下傳送具有可接受對比率之彩色影像。然而，當在室外或在其他高周圍照明條件下觀看透射型顯示器時，透射型顯示器會變得難以觀看或至少具有一實質上減小之對比率。相比而言，反射型顯示器一般在高周圍照明條件下執行更佳且可在低周圍照明條件下執行不佳。即，兩種器件無法在室外及室內之兩種周圍照明條件下同等地較佳執行。

本發明之系統、方法及器件各具有若干創新態樣，其等之單一者不單獨負責本文中所揭示之所要屬性。

可在包含一陣列之機電系統(EMS)光調變器之一裝置中實施本發明中所描述之標的之一創新態樣。各光調變器可經組態以達成至少三種狀態，其包含一非透射非反射狀態、其中光調變器透射光之一光透射狀態及其中光調變器反射一色彩之一第一反射狀態。

在一些實施方案中，光調變器經組態以透過沿具有一第一運動軸之一第一方向之移動而在非透射非反射狀態與光透射狀態之間轉變且透過沿具有一第二不同運動軸之一第二方向之移動而在非透射非反射狀態與第一反射狀態之間轉變。在一些此等實施方案中，該第一運動軸實質上垂直於該第二運動軸。在一些其他實施方案中，光調變器經組態以透過沿一第一方向之一第一距離之移動而在非透射非反射狀態與光透射狀態之間轉變且透過沿該第一方向之一第二更大距離之移動而在非透射非反射狀態與第一反射狀態之間轉變。

在一些實施方案中，該裝置包含經組態以在一透射模式及一反射模式中操作光調變器陣列之一控制器。在該透射模式中，該控制器經組態以引起陣列中之光調變器選擇性驅動於非透射非反射狀態與光透射狀態之間。在該反射模式中，該控制器經組態以引起陣列中之光調變器選擇性驅動於非透射非反射狀態與第一反射狀態之間。在一些實施方案中，該控制器包含經組態以回應於使用者輸入、周圍光資料、電源資料及主機處理器指令之至少一者而在透射模式與反射模式之間切換之模式選擇邏輯。

在一些實施方案中，該裝置包含一背光。在透射模式中，光調變器在光透射狀態中透射由該背光發射之光，且在非透射非反射狀態中阻斷由該背光發射之光。

在一些實施方案中，該陣列包含三個光調變器以在一反射操作模式中形成一影像之各像素。與一給定像素相關聯之該三個光調變器之各者可反射一不同色彩。在一些其他實施方案中，該等光調變器經 組態以達成包含其中光調變器反射一第二色彩之一第二反射狀態之至少一第四狀態。

在一些實施方案中，各調變器包含具有一光吸收表面及至少一反射表面之一光阻擋組件。在一些此等實施方案中，該光吸收表面可包含沈積於該至少一反射表面之一部分之頂部上之一層光吸收材料。在一些其他實施方案中，各光調變器之該至少一反射表面可包含一對應彩色濾光器以反射一對應色彩之光。

在一些實施方案中，該至少一反射表面包含三個反射表面。該至少三個反射表面可包含：一第一反射表面，其具有形成於其上之一紅色濾光器；一第二反射表面，其具有形成於其上之一綠色濾光器；及一第三反射表面，其具有形成於其上之一藍色濾光器。在一些實施方案中，該裝置可包含包圍該至少三個反射表面之至少一者之一光吸收材料。在一些實施方案中，當在一反射模式中操作光調變器時，光調變器經組態以根據一場序彩色(FSC)影像形成程序而在非透射非反射狀態與三種色彩反射狀態之一者之間選擇性轉變。

在一些實施方案中，該裝置可包含一顯示器，其包含EMS光調變器陣列、一處理器及一記憶體器件。該處理器可經組態以與該顯示器通信且處理影像資料。該記憶體器件可經組態以與該處理器通信。在一些實施方案中，該裝置包含經組態以將至少一信號發送至該顯示器之一驅動器電路，且該處理器經進一步組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。該裝置亦可包含經組態以將該影像資料發送至該處理器之一影像源模組。該影像源模組可包含一接收器、一收發器及一發射器之至少一者。在一些實施方案中，該裝置包含經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳達至該處理器之一輸入器件。

可在包含一陣列之光調變構件之一裝置中實施本發明中所描述之標的之另一創新態樣。可使各光調變構件在三種單獨狀態之間轉 變，該三種單獨狀態包含一非透射非反射狀態、其中光調變構件透射光之一光透射狀態及其中光調變構件反射一色彩之一第一反射狀態。

在一些實施方案中，該光調變構件經組態以透過沿具有一第一運動軸之一第一方向之移動而在非透射非反射狀態與光透射狀態之間轉變且透過沿具有一第二不同運動軸之一第二方向之移動而在非透射非反射狀態與第一反射狀態之間轉變。在一些此等實施方案中，該第一運動軸實質上垂直於該第二運動軸。在一些其他實施方案中，該光調變構件經組態以透過沿一第一方向之一第一距離之移動而在非透射非反射狀態與光透射狀態之間轉變且透過沿該第一方向之一第二更大距離之移動而在非透射非反射狀態與第一反射狀態之間轉變。

在一些實施方案中，該裝置可包含用於在一透射模式及一反射模式兩者中控制光調變構件陣列之一構件。在該透射模式中，該控制構件可經組態以引起陣列中之光調變構件選擇性驅動於非透射非反射狀態與光透射狀態之間。在該反射模式中，該控制構件可經組態以引起陣列中之光調變器選擇性驅動於非透射非反射狀態與第一反射狀態之間。

在一些實施方案中，該裝置可包含一光發射構件。在透射模式中，光調變構件在光透射狀態中透射由該光發射構件發射之光，且在非透射狀態中阻斷由該光發射構件發射之光。

在一些實施方案中，該陣列包含三個光調變構件以在一反射操作模式中形成一影像之各像素，且與一給定像素相關聯之該三個光調變構件之各者可反射一不同色彩。在一些其他實施方案中，該等光調變構件可經組態以達成包含其中光調變構件反射一第二色彩之一第二反射狀態之至少一第四狀態。

在一些實施方案中，各光調變構件包含用於吸收光之一構件及用於反射光之一構件。在一些此等實施方案中，該反射構件包含用於 限制由該反射構件反射之光之色彩之一色彩選擇構件。在一些此等實施方案中，該反射構件包含用於單獨反射三種不同色彩之色彩選擇構件。

附圖及【實施方式】中闡述本說明書中所描述之標的之一或多個實施方案之細節。儘管主要從基於MEMS之顯示器方面描述【發明內容】中所提供之實例，然本文中所提供之概念可應用於其他類型之顯示器(諸如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、電泳顯示器及場發射顯示器)以及其他非顯示器之MEMS器件(諸如MEMS麥克風、感測器及光學開關)。將自【實施方式】、圖式及技術方案明白其他特徵、態樣及優點。應注意，下圖之相對尺寸可不按比例繪製。

21‧‧‧處理器

22‧‧‧陣列驅動器

27‧‧‧網路介面

28‧‧‧圖框緩衝器

29‧‧‧驅動器控制器

30‧‧‧顯示器/顯示陣列

40‧‧‧顯示器件

41‧‧‧外殼

43‧‧‧天線

45‧‧‧揚聲器

46‧‧‧麥克風

47‧‧‧收發器

48‧‧‧輸入器件

50‧‧‧電源供應器

52‧‧‧調節硬體

100‧‧‧顯示裝置

102a‧‧‧光調變器

102b‧‧‧光調變器

102c‧‧‧光調變器

102d‧‧‧光調變器

104‧‧‧影像/影像狀態

105‧‧‧燈

106‧‧‧像素

108‧‧‧快門

109‧‧‧孔徑

110‧‧‧允寫互連件/掃描線互連件

112‧‧‧資料互連件

114‧‧‧共同互連件

120‧‧‧主機器件

122‧‧‧主機處理器

124‧‧‧環境感測器/環境感測器模組

126‧‧‧使用者輸入模組

128‧‧‧顯示裝置

130‧‧‧掃描驅動器

132‧‧‧資料驅動器

134‧‧‧控制器/數位控制器電路

138‧‧‧共同驅動器

140‧‧‧燈

142‧‧‧燈

144‧‧‧燈

146‧‧‧燈

148‧‧‧燈驅動器

150‧‧‧顯示元件陣列

200‧‧‧基於快門之光調變器/快門總成

202‧‧‧快門

203‧‧‧表面/基板

204‧‧‧致動器

205‧‧‧致動器

206‧‧‧負載樑/柔性部件

207‧‧‧彈簧

208‧‧‧負載固定器

211‧‧‧孔徑孔

216‧‧‧驅動樑

218‧‧‧驅動樑固定器

300‧‧‧控制矩陣

301‧‧‧像素

302‧‧‧快門總成

303‧‧‧致動器

304‧‧‧基板

306‧‧‧掃描線互連件

307‧‧‧允寫電壓源

308‧‧‧資料互連件

309‧‧‧資料電壓源/V_d源

310‧‧‧電晶體

312‧‧‧電容器

320‧‧‧像素陣列/光調變器陣列

322‧‧‧孔徑層

324‧‧‧孔徑

400‧‧‧雙致動器快門總成

402‧‧‧快門敞開致動器

404‧‧‧快門封閉致動器

406‧‧‧快門

407‧‧‧孔徑層

408‧‧‧固定器

409‧‧‧孔徑

412‧‧‧快門孔徑

416‧‧‧重疊

500‧‧‧顯示裝置

502‧‧‧基於快門之光調變器/快門總成

503‧‧‧快門

504‧‧‧透明基板

505‧‧‧固定器

506‧‧‧反射膜/反射孔徑層/向後反射層

508‧‧‧表面孔徑

512‧‧‧漫射體

514‧‧‧亮度增強膜

516‧‧‧光導/背光

517‧‧‧稜鏡/光重導引器

518‧‧‧光源/燈

519‧‧‧反射體

520‧‧‧向前反射膜

521‧‧‧光線

522‧‧‧蓋板

524‧‧‧黑色基質

526‧‧‧間隙

527‧‧‧機械支撐件/機械間隔件

528‧‧‧黏著密封件

530‧‧‧流體

532‧‧‧總成托架

536‧‧‧反射體

600‧‧‧顯示器總成

602‧‧‧調變器基板

604‧‧‧孔徑板/基板

606‧‧‧快門總成

608‧‧‧反射孔徑層

610‧‧‧孔徑

612‧‧‧間隔件

614‧‧‧間隔件

700‧‧‧雙模式顯示裝置

701‧‧‧快門

702‧‧‧光吸收部分/光阻斷部分

703‧‧‧光吸收材料

704‧‧‧光反射部分

706‧‧‧反射材料/反射材料層

707‧‧‧色彩選擇結構

708‧‧‧後孔徑

710‧‧‧背光

712‧‧‧前孔徑

714‧‧‧光吸收材料

716‧‧‧前基板

718‧‧‧後基板

720‧‧‧像素佈局

725‧‧‧像素

730‧‧‧像素佈局

735‧‧‧像素

800‧‧‧雙模式顯示裝置

801‧‧‧快門

802‧‧‧光吸收部分

804‧‧‧光反射部分

805‧‧‧孔徑

807‧‧‧反射材料

808‧‧‧後孔徑

809‧‧‧色彩選擇結構

810‧‧‧背光

812‧‧‧前孔徑

814‧‧‧光吸收材料

816‧‧‧前基板

818‧‧‧後基板

900‧‧‧雙模式顯示裝置

901‧‧‧快門

902‧‧‧光吸收部分

904a‧‧‧光反射部分/光反射區域

904b‧‧‧光反射部分/光反射區域

904c‧‧‧光反射部分/光反射區域

907a‧‧‧色彩選擇結構

907b‧‧‧色彩選擇結構

907c‧‧‧色彩選擇結構

908‧‧‧基板

910‧‧‧光阻斷層

912‧‧‧孔徑

914‧‧‧背光

915‧‧‧光吸收層

930‧‧‧像素佈局

1000‧‧‧雙模式顯示裝置

1001‧‧‧快門

1002‧‧‧光吸收部分

1003‧‧‧第一軸

1004‧‧‧光反射部分

1005‧‧‧第二軸

1008‧‧‧反射材料

1010‧‧‧孔徑

1012‧‧‧光阻斷材料

1100‧‧‧雙模式顯示裝置

1101‧‧‧快門

1102‧‧‧光吸收部分

1104a‧‧‧第一光反射部分

1104b‧‧‧第二光反射部分

1104c‧‧‧第三光反射部分

1108‧‧‧光阻斷層

1110‧‧‧孔徑

1200‧‧‧快門總成

1202‧‧‧第一致動器

1204‧‧‧第二致動器

1300‧‧‧快門總成

1302‧‧‧致動器

1304‧‧‧致動器

1306‧‧‧回復彈簧

1308‧‧‧回復彈簧

1310‧‧‧蛇形部分/蛇形樑部分

1312‧‧‧蛇形部分/蛇形樑部分

圖1A展示一基於微機電系統(MEMS)之實例性直觀式顯示裝置之一示意圖。

圖1B展示一實例性主機器件之一方塊圖。

圖2展示一基於快門之實例性光調變器之一透視圖。

圖3A展示一實例性控制矩陣之一示意圖。

圖3B展示連接至圖3A之控制矩陣之一陣列之基於快門之實例性光調變器之一透視圖。

圖4A及圖4B展示一實例性雙致動器快門總成之視圖。

圖5展示併入基於快門之光調變器之一實例性顯示裝置之一橫截面圖。

圖6展示用於一顯示器之一MEMS下置式組態中之一實例性光調變器基板及一實例性孔徑板之一橫截面圖。

圖7A至圖7F展示一雙模式顯示裝置及其組件之各種實例性視圖。

圖8A至圖8D展示另一雙模式顯示裝置及其組件之各種實例性視圖。

圖9A至圖9G展示一雙模式顯示裝置及其組件之各種實例性視圖。

圖10A至圖10C展示一雙模式顯示裝置之實例性等角視圖。

圖11A至圖11E展示另一雙模式顯示裝置之實例性平面圖。

圖12展示適合用於圖7B至圖7F中所展示之顯示裝置中之一實例性快門總成之一平面圖。

圖13展示適合用於圖10A至圖10C中所展示之顯示裝置中之一實例性快門總成之一平面圖。

圖14及圖15展示包含複數個顯示元件之一實例性顯示器件之系統方塊圖。

各種圖式中之相同元件符號及名稱指示相同元件。

以下描述係針對用於描述本發明之創新態樣之某些實施方案。然而，一般技術者將易於認識到，可依諸多不同方式應用本文中之教示。可在可經組態以顯示一影像(無論動態(諸如視訊)或靜態(諸如靜止影像)，且無論文字、圖形或圖像)之任何器件、裝置或系統中實施所描述之實施方案。更特定言之，可預期所描述之實施方案可包含於諸如(但不限於)以下各者之各種電子器件中或與該等電子器件相關聯：行動電話、具有多媒體網際網路功能之蜂巢式電話、行動電視接收器、無線器件、智慧型電話、Bluetooth^®器件、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或可攜式電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、智慧筆記型電腦、平板電腦、印表機、複印機、掃描器、傳真器件、全球定位系統(GPS)接收器/導航器、相機、數位媒體播放器(諸如MP3播放器)、攝錄影機、遊戲機、手錶、時鐘、計算 器、電視監控器、平板顯示器、電子閱讀器件(諸如電子閱讀器)、電腦監控器、汽車顯示器(其包含里程表及速度計顯示器等等)、駕駛艙控制及/或顯示器、攝像機視野顯示器(諸如一車輛中之一後視攝像機之顯示器)、電子照片、電子廣告牌或標誌、投影機、建築結構、微波、冰箱、立體聲系統、卡式錄音機或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、可攜式記憶體晶片、洗衣機、乾衣機、洗衣機/乾衣機、停車計時器、封裝(諸如位於包含微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用中以及位於非EMS應用中)、悅目結構(諸如一件珠寶或衣服上之影像顯示器)及各種EMS器件。本文中之教示亦可用於諸如(但不限於)以下各者之非顯示器應用中：電子切換器件、射頻濾波器、感測器、加速計、陀螺儀、運動感測器件、磁力計、用於消費型電子產品之慣性組件、消費型電子產品之部件、變容二極體、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製程及電子測試設備。因此，教示不意欲受限於僅圖中所描繪之實施方案，而是代以具有一般技術者易於明白之廣泛適用性。

為在室內及室外之兩種周圍照明條件下提供高品質彩色影像，一透射反射型顯示器可包含可在一場序彩色(FSC)透射操作模式及一色彩反射操作模式兩者中操作之光調變器。再者，在一些實施方案中，當在一反射模式中操作該等光調變器時，該等光調變器經組態以反射特定色彩之光以能夠形成彩色影像。在一些實施方案中，各調變器可反射一種以上色彩之光，且根據一FSC影像形成程序而定址。在一些其他實施方案中，可將反射不同色彩之光調變器分組在一起以形成一單一像素。

在一些實施方案中，光調變器係可沿至少兩個軸致動之快門。沿一軸之致動使快門在一光透射狀態與一光阻斷狀態之間轉變。在該光透射狀態中，快門允許光避開或穿過快門以促成一影像之形成。在 該光阻斷模式中，快門阻斷源於一背光之光且吸收入射周圍光。當處於該光阻斷狀態時，沿一第二軸之致動使快門移動至一反射狀態中。對於經組態以反射多種色彩之快門，可藉由提供沿第一軸或第二軸之額外致動狀態而選擇被反射之特定色彩。

在一些其他實施方案中，光調變器係可透過沿一單一軸之移動而透過透射狀態、光阻斷狀態及一或多個反射狀態致動之快門。在一此類實施方案中，可使快門沿一方向自一光吸收靜止狀態致動至一光反射狀態中且沿相反方向自一光吸收靜止狀態致動至一光吸收狀態中。在一些其他實施方案中，快門經組態以具有作為其靜止狀態之光反射狀態或光透射狀態，且藉由將一可變致動電壓施加至耦合至快門之一致動器而使快門沿第一軸移動至其之其他可能狀態中。

本發明中所描述之標的之特定實施方案可經實施以實現以下潛在優點之一或多者。藉由採用可呈現光吸收狀態、光透射狀態及光反射狀態之快門，一顯示裝置可在一透射模式及一反射模式兩者中產生彩色影像。因此，該顯示裝置可在各種周圍照明條件中提供全彩色影像及視訊。

藉由併入包含對應於不同色彩之多個光反射部分之快門，一顯示器可根據一FSC成像程序而在反射模式中產生影像。此允許該顯示器在兩種操作模式中維持相同解析度。其亦減少需儲存及實施於一器件上之成像演算法之數目，此係因為類似演算法可用於反射操作模式及透射操作模式兩者。在一些實施方案中，由一光吸收部分包圍光反射部分之各者以增大該顯示器之組件之對準容限。

在一些實施方案，快門具有具光吸收性之一靜止狀態，且在各模式中僅需要一單一致動器來使快門移動至其適當狀態中。此組態減少操作顯示器所需之功率，此係因為各快門需要定址及致動更少致動器。

在一些實施方案中，顯示裝置可包含經組態以基於使用者輸入、周圍光資料、電源資料及主機處理器指令之至少一者而在透射操作模式與反射操作模式之間切換之模式選擇邏輯。因此，顯示裝置可對可隨時間改變之一使用者、主機器件或在該主機器件上執行之應用程式之電流需要及要求作出回應。

圖1A展示基於MEMS之一實例性直觀式顯示裝置100之一示意圖。顯示裝置100包含配置成列及行之複數個光調變器102a至102d(統稱為「光調變器102」)。在顯示裝置100中，光調變器102a及102d處於敞開狀態以允許光穿過。光調變器102b及102c處於封閉狀態以阻擋光穿過。若由一或若干燈105照亮顯示裝置100，則可藉由選擇性設定光調變器102a至102d之狀態而使顯示裝置100用於形成一背光顯示器之一影像104。在另一實施方案中，裝置100可藉由反射源自裝置之前面之周圍光而形成一影像。在另一實施方案中，裝置100可藉由反射來自位於顯示器之前面中之一或若干燈之光(即，藉由使用一前光)而形成一影像。

在一些實施方案中，各光調變器102對應於影像104中之一像素106。在一些其他實施方案中，顯示裝置100可利用複數個光調變器來形成影像104中之一像素106。例如，顯示裝置100可包含三個特定色彩之光調變器102。藉由選擇性敞開對應於一特定像素106之特定色彩之光調變器102之一或多者，顯示裝置100可產生影像104中之一彩色像素106。在另一實例中，顯示裝置100包含每像素106之兩個或兩個以上光調變器102以提供一影像104中之照度位準。關於一影像，一「像素」對應於由影像之解析度界定之最小像元。關於顯示裝置100之結構組件，術語「像素」係指用於調變形成影像之一單一像素之光之經組合之機械組件及電組件。

顯示裝置100係一直觀式顯示器，此係因為其無法包含常見於投 影應用中之成像光學器件。在一投影顯示器中，將形成於顯示裝置之表面上之影像投影至一螢幕或一牆壁上。顯示裝置實質上小於投影影像。在一直觀式顯示器中，使用者藉由直接查看顯示裝置而看見影像，該顯示裝置含有光調變器且視情況含有用於增強顯示器上所見之亮度及/或對比度之一背光或前光。

直觀式顯示器可在一透射或反射模式中操作。在一透射型顯示中，光調變器過濾或選擇性阻斷源自定位於顯示器後方之一或若干燈之光。將來自該等燈之光視情況注入至一光導或「背光」中，使得各像素可被均勻照亮。通常，將透射直觀式顯示器建置至透明基板或玻璃基板上以促進其中將含有光調變器之一基板直接定位於背光之頂部上之一夾層總成配置。

各光調變器102可包含一快門108及一孔徑109。為照亮影像104中之一像素106，快門108經定位使得其允許光朝向一觀看者穿過孔徑109。為使一像素106保持不被照亮，快門108經定位使得其阻擋光穿過孔徑109。由經圖案化以穿過各光調變器102中之一反射或光吸收材料之一開口界定孔徑109。

顯示裝置亦包含連接至基板及光調變器以控制快門之移動之一控制矩陣。該控制矩陣包含一系列電互連件(諸如互連件110、112及114)，其包含每列像素之至少一允寫互連件110(亦稱為一「掃描線互連件」)、各像素行之一資料互連件112、及將一共同電壓提供至全部像素或至少提供至來自顯示裝置100中之多個行及多個列兩者之像素之一共同互連件114。回應於施加一適當電壓(「允寫電壓(V_WE)」)，一給定像素列之允寫互連件110使該列中之像素準備接受新快門移動指令。資料互連件112傳達呈資料電壓脈衝之形式之新移動指令。在一些實施方案中，施加至資料互連件112之資料電壓脈衝直接促成快門之一靜電移動。在一些其他實施方案中，資料電壓脈衝控制開關， 諸如控制至光調變器102之單獨致動電壓(其量值通常高於資料電壓)之施加之電晶體或其他非線性電路元件。接著，此等致動電壓之施加導致快門108之靜電驅動移動。

圖1B展示一實例性主機器件120(即，蜂巢式電話、智慧型電話、PDA、MP3播放器、平板電腦、電子閱讀器、迷你筆記型電腦、筆記型電腦等等)之一方塊圖。主機器件120包含一顯示裝置128、一主機處理器122、環境感測器124、一使用者輸入模組126及一電源。

顯示裝置128包含複數個掃描驅動器130(亦稱為「允寫電壓源」)、複數個資料驅動器132(亦稱為「資料電壓源」)、一控制器134、共同驅動器138、燈140至146、燈驅動器148及一陣列150之顯示元件(諸如圖1A中所展示之光調變器102)。掃描驅動器130將允寫電壓施加至掃描線互連件110。資料驅動器132將資料電壓施加至資料互連件112。

在顯示裝置之一些實施方案中，資料驅動器132經組態以將類比資料電壓提供至顯示元件陣列150，尤其在依類比方式導出影像104之照度位準時。在類比操作中，光調變器102經設計使得當透過資料互連件112而施加中間電壓之一範圍時，導致快門108中之中間敞開狀態之一範圍且因此導致影像104中之中間照明狀態或照度位準之一範圍。在其他情況中，資料驅動器132經組態以僅將一減小組之2個、3個或4個數位電壓位準施加至資料互連件112。此等電壓位準經設計以依數位方式將快門108之各者設定至一敞開狀態、一封閉狀態或其他離散狀態。

掃描驅動器130及資料驅動器132連接至一數位控制器電路134(亦稱為「控制器134」)。該控制器主要依一串列方式(其依由列及影像圖框分組之預定序列組織)將資料發送至資料驅動器132。資料驅動器132可包含串列轉並列資料轉換器、位準移位及針對一些應用之數位 轉類比電壓轉換器。

顯示裝置視情況包含一組共同驅動器138(亦稱為共同電壓源)。在一些實施方案中，共同驅動器138(例如)藉由將電壓供應至一系列共同互連件114而將一DC共同電位提供至顯示元件陣列150內之全部顯示元件。在一些其他實施方案中，共同驅動器138依據來自控制器134之命令而將電壓脈衝(例如能夠驅動及/或初始化陣列150之多個列及多個行中之全部顯示元件之同時致動之全域致動脈衝)或信號發出至顯示元件陣列150。

由控制器134使用於不同顯示功能之全部驅動器(諸如掃描驅動器130、資料驅動器132及共同驅動器138)時間同步。來自控制器之時序命令協調經由燈驅動器148之紅色燈、綠色燈、藍色燈及白色燈(分別為140、142、144及146)之照明、顯示元件陣列150內之特定列之允寫及排序、來自資料驅動器132之電壓之輸出及提供顯示元件致動之電壓之輸出。在一些實施方案中，該等燈係發光二極體(LED)。

控制器134判定排序或定址方案，可藉由該排序或定址方案而將快門108之各者重新設定至適合於一新影像104之照明位準。可依週期間隔時間設定新影像104。例如，對於視訊顯示器，依自10赫茲(Hz)至300赫茲(HZ)範圍內之頻率刷新視訊之彩色影像104或圖框。在一些實施方案中，使一影像圖框至陣列150之設定與燈140、142、144及146之照明同步，使得交變影像圖框由一系列交變色彩(諸如紅色、綠色及藍色)照亮。將各個色彩之影像圖框稱為一彩色子圖框。在稱為場序彩色法之此方法中，若使彩色子圖框依超過20Hz之頻率交變，則人腦會將交變圖框影像平均成具有廣泛連續色彩之一影像之感知。在替代實施方案中，可在採用除紅色、綠色及藍色之外之原色之顯示裝置100中採用具有原色之四個或四個以上燈。

在其中顯示裝置100經設計以使快門108在敞開狀態與封閉狀態 之間數位切換之一些實施方案中，控制器134藉由分時灰階之方法而形成一影像，如先前所描述。在一些其他實施方案中，顯示裝置100可透過每個像素使用多個快門108而提供灰階。

在一些實施方案中，由控制器134藉由個別列(亦稱為掃描線)之一依序定址而將一影像狀態104之資料載入至顯示元件陣列150。對於序列中之各列或掃描線，掃描驅動器130將一允寫電壓施加至允寫互連件110以用於陣列150之該列，且資料驅動器132隨後給所選列中之各行供應對應於所要快門狀態之資料電壓。重複此程序，直至已載入用於陣列150中之全部列之資料。在一些實施方案中，用於資料載入之所選列之序列係線性的(自陣列150中之頂部進行至底部)。在一些其他實施方案中，所選列之序列經偽隨機化以最小化視覺假影。此外，在一些其他實施方案中，由區塊組織排序，其中對於一區塊，(例如)藉由僅依序定址陣列150之每一第五列而將影像狀態104之僅某一小部分之資料載入至陣列150。

在一些實施方案中，使影像資料載入至陣列150之程序與致動陣列150中之顯示元件之程序即時分離。在此等實施方案中，顯示元件陣列150可包含用於陣列150中之各顯示元件之資料記憶體元件，且控制矩陣可包含用於攜載來自共同驅動器138之觸發信號以根據儲存於該等記憶體元件中之資料而初始化快門108之同時致動之一全域致動互連件。

在替代實施方案中，可將顯示元件陣列150及控制該等顯示元件之控制矩陣配置成除矩形列及行之外之組態。例如，可將該等顯示元件配置成六邊形陣列或彎曲列及行。一般而言，如本文中所使用，術語「掃描線」應係指共用一允寫互連件之任何複數個顯示元件。

如上文所描述，在一些實施方案中，顯示裝置100經組態以在一背光透射模式及一反射模式兩者中操作。據此，控制器134可包含模 式選擇邏輯135。模式選擇邏輯135經組態以識別適合於顯示裝置100之操作模式。在一些實施方案中，模式選擇邏輯135將以下之一或多者當作輸入：自環境感測器124接收之周圍光資料、來自使用者輸入模組126之使用者輸入、來自主機處理器122上執行之一應用程式之應用程式資料、其他主機處理器122指令及主機器件120之電池位準資料。例如，模式選擇邏輯135可判定：顯示裝置100將回應於偵測到周圍光之高位準(例如可存在於室外操作環境中)、與足夠量之周圍光組合以透過反射形成一影像之低電池位準、或用於在一反射模式中操作之一高速使用者或應用程式指令而在該反射模式中操作。

主機處理器122大體上控制主機之操作。例如，主機處理器122可為用於控制一可攜式電子器件之一通用或專用處理器。關於包含於主機器件120內之顯示裝置128，主機處理器122輸出影像資料以及與主機有關之額外資料。此資訊可包含：來自環境感測器之資料，諸如周圍光或溫度；與主機有關之資訊，其包含(例如)主機之一操作模式或保留於主機之電源中之電量；與影像資料之內容有關之資訊；與影像資料之類型有關之資訊；及/或用於選擇一成像模式之顯示裝置之指令。

使用者輸入模組126將使用者之個人偏好直接地或經由主機處理器122傳送至控制器134。在一些實施方案中，由其中使用者程式化個人偏好(諸如「更深色彩」、「更佳對比度」、「更低功率」、「更高亮度」、「運動」、「現場演出」或「動畫」)之軟體控制使用者輸入模組126。在一些其他實施方案中，使用硬體(諸如開關或刻度盤)來將此等偏好輸入至主機。至控制器134之複數個資料輸入引導控制器將資料提供至對應於最佳成像特性之各種驅動器130、132、138及148。

亦可包含一環境感測器模組124作為主機器件120之部分。環境感測器模組124接收與周圍環境有關之資料，諸如溫度及/或周圍照明 條件。感測器模組124可經程式化以區分器件是否在一室內或辦公室環境、晴朗白天之一室外環境及夜間之一室外環境中操作。感測器模組124將此資訊傳達至顯示控制器134，使得控制器134可回應於周圍環境而最佳化觀看條件。

圖2展示一基於快門之實例性光調變器200之一透視圖。基於快門之光調變器200適合於併入至圖1A之基於MEMS之直觀式顯示裝置100中。光調變器200包含耦合至一致動器204之一快門202。致動器204可由兩個單獨柔性電極樑致動器205(「致動器205」)形成。快門202之一側耦合至致動器205。在實質上平行於表面203之一運動平面中，致動器205使快門202在一表面203上橫向移動。快門202之相對側耦合至提供與由致動器204施加之力相反之一回復力之一彈簧207。

各致動器205包含將快門202連接至一負載固定器208之一柔性負載樑206。負載固定器208與柔性負載樑206一起用作機械支撐件以使快門202在表面203接近處保持懸置。表面203包含用於允許光穿過之一或多個孔徑孔211。負載固定器208將柔性負載樑206及快門202實體地連接至表面203且將負載樑206電連接至一偏壓電壓(在一些例項中為接地)。

若基板不透明(諸如矽)，則藉由使一陣列之孔蝕刻穿過基板203而在基板中形成孔徑孔211。若基板203透明(諸如玻璃或塑膠)，則在沈積於基板203上之一層光阻斷材料中形成孔徑孔211。孔徑孔211可大體上呈圓形、橢圓形、多邊形、蛇形或不規則形狀。

各致動器205亦包含經定位以鄰近於各負載樑206之一柔性驅動樑216。驅動樑216之一端耦合至在驅動樑216之間共用之一驅動樑固定器218。各驅動樑216之另一端自由移動。各驅動樑216經彎曲使得其最靠近驅動樑216之自由端附近之負載樑206及負載樑206之固定端。

在操作中，併入光調變器200之一顯示裝置經由驅動樑固定器218將一電位施加至驅動樑216。可將一第二電位施加至負載樑206。驅動樑216與負載樑206之間之所得電位差將驅動樑216之自由端拉向負載樑206之固定端，且將負載樑206之快門端拉向驅動樑216之固定端，藉此橫向地驅動快門202朝向驅動固定器218。柔性部件206用作彈簧，使得當移除橫跨樑206及216之電壓時，負載樑206將快門202回推其初始位置中以釋放儲存於負載樑206中之應力。

一光調變器(諸如光調變器200)併入一被動回復力(諸如一彈簧)以在已移除電壓之後使一快門恢復至其靜止位置。其他快門總成可併入兩個一組之「敞開」致動器及「封閉」致動器及一單獨組之「敞開」電極及「封閉」電極以將快門移動至一敞開狀態或一封閉狀態中。

存在可經由一控制矩陣而控制一陣列之快門及孔徑以產生具有適當照度位準之影像(在諸多情況中為動態影像)之各種方法。在一些情況中，藉由連接至顯示器周邊上之驅動器電路之一被動矩陣陣列之列互連件及行互連件而完成控制。在其他情況中，在陣列(所謂之主動矩陣)之各像素內適當包含切換及/或資料儲存元件以改良顯示器之速度、照度位準及/或功率耗散效能。

圖3A展示一實例性控制矩陣300之一示意圖。控制矩陣300適合於控制併入至圖1A之基於MEMS之顯示裝置100中之光調變器。圖3B展示連接至圖3A之控制矩陣300之一實例性陣列320之基於快門之光調變器之一透視圖。控制矩陣300可定址一陣列320之像素(「陣列320」)。各像素301可包含由一致動器303控制之一彈性快門總成302，諸如圖2之快門總成200。各像素亦可包含一孔徑層322，其包含孔徑324。

將控制矩陣300製造為快門總成302形成於其上之一基板304之表面上之一經擴散或經薄膜沈積之電路。控制矩陣300包含用於控制矩 陣300中之各列像素301之一掃描線互連件306及用於控制矩陣300中之各行像素301之一資料互連件308。各掃描線互連件306將一允寫電壓源307電連接至一對應列之像素301中之像素301。各資料互連件308將一資料電壓源309(「V_d源」)電連接至一對應行之像素中之像素301。在控制矩陣300中，V_d源309提供待用於致動快門總成302之大多數能量。因此，資料電壓源(V_d源309)亦用作一致動電壓源。

參考圖3A及圖3B，對於各像素301或對於像素陣列320中之各快門總成302，控制矩陣300包含一電晶體310及一電容器312。各電晶體310之閘極電連接至像素301定位於其中之陣列320中之列之掃描線互連件306。各電晶體310之源極電連接至其對應資料互連件308。各快門總成302之致動器303包含兩個電極。各電晶體310之汲極並聯地電連接至對應電容器312之一電極及對應致動器303之電極之一者。電容器312之另一電極及快門總成302中之致動器303之另一電極連接至一共同或接地電位。在替代實施方案中，可由半導體二極體及/或金屬-絕緣體-金屬夾層式切換元件替換電晶體310。

在操作中，為形成一影像，控制矩陣300藉由將V_we依序施加至各掃描線互連件306而允許陣列320中之各列依一序列被寫入。對於一允寫列，將V_we施加至列中之像素301之電晶體310之閘極允許電流透過電晶體310而流動通過資料互連件308以將一電位施加至快門總成302之致動器303。當列被允寫時，將資料電壓V_d選擇性施加至資料互連件308。在提供類比灰階之實施方案中，相對於定位於允寫掃描線互連件306與資料互連件308之相交點處之像素301之所要亮度而變動施加至各資料互連件308之資料電壓。在提供數位控制方案之實施方案中，資料電壓經選擇以成為一相對較低量值之電壓(即，接近接地之一電壓)或滿足或超過V_at(致動臨限值電壓)。回應於將V_at施加至一資料互連件308，對應快門總成中之致動器303致動以敞開該快門總成 302中之快門。即使在控制矩陣300停止將V_we施加至一列之後，施加至資料互連件308之電壓仍保持儲存於像素301之電容器312中。因此，電壓V_we無需等待且在一列上保持達足以致動快門總成302之長時間；此致動可在已自該列移除允寫電壓之後繼續。電容器312亦用作陣列320內之記憶體元件以儲存用於一影像圖框之照明之致動指令。

陣列320之像素301及控制矩陣300形成於一基板304上。陣列320包含安置於基板304上之一孔徑層322，其包含陣列320中之各自像素301之一組孔徑324。在各像素301中，孔徑324與快門總成302對準。在一些實施方案中，基板304由一透明材料(諸如玻璃或塑膠)製成。在一些其他實施方案中，基板304由一不透明材料製成，但其中孔經蝕刻以形成孔徑324。

可使快門總成302連同致動器303具雙穩態性。即，快門可存在於至少兩個平衡位置(諸如敞開或封閉)中，且需要很少或無需功率來使該等快門保持處於任一位置。更特地言之，快門總成302可具機械雙穩態性。一旦將快門總成302之快門設定於適當位置中，則無需電能或保持電壓來維持該位置。快門總成302之實體元件上之機械應力可使快門保持處於適當位置。

亦可使快門總成302連同致動器303具電雙穩態性。在一電雙穩態快門總成中，存在低於該快門總成之致動電壓之一電壓範圍，若將該電壓範圍施加至一封閉致動器(其中快門為敞開或封閉的)，則即使將一相反力施加於快門上，該電壓範圍仍使該致動器保持封閉且仍使快門保持處於適當位置。可由一彈簧(諸如圖2中所描繪之基於快門之光調變器200中之彈簧207)施加該相反力，或可由一相對致動器(諸如一「敞開」或「封閉」致動器)施加該相反力。

將光調變器陣列320描繪為具有每像素之一單一MEMS光調變器。其他實施方案係可能的，其中在各像素中提供多個MEMS光調變 器，藉此在各像素中提供不僅為「導通」或「切斷」之二元光學狀態之可能性。分碼區灰階之某些形式係可能的，其中提供像素中之多個MEMS光調變器，且其中與該等光調變器之各者相關聯之孔徑324具有不相等面積。

在一些其他實施方案中，基於MEMS之其他光調變器可取代光調變器陣列320內之快門總成302。

圖4A及圖4B展示一實例性雙致動器快門總成400之視圖。如圖4A中所描繪，雙致動器快門總成400處於一敞開狀態。圖4B展示處於一封閉狀態之雙致動器快門總成400。與快門總成200相比，快門總成400在快門406之兩側上包含致動器402及404。各致動器402及404被獨立控制。一第一致動器(快門敞開致動器402)用以敞開快門406。一第二相對致動器(快門封閉致動器404)用以封閉快門406。致動器402及404兩者係柔性樑電極致動器。致動器402及404藉由實質上在平行於一孔徑層407(其上方懸置快門)之一平面中驅動快門406而敞開及封閉快門406。由附接至致動器402及404之固定器408使快門406懸置於孔徑層407上方之一短距離處。包含沿快門406之移動軸附接至快門406之兩端之支撐件減少快門406之平面外運動，且將運動實質上限制於平行於基板之一平面。類比於圖3A之控制矩陣300，適合於與快門總成400一起使用之一控制矩陣可包含用於相對之快門敞開致動器402及快門封閉致動器404之各者之一電晶體及一電容器。

快門406包含光可透過其之兩個快門孔徑412。孔徑層407包含一組之三個孔徑409。在圖4A中，快門總成400處於敞開狀態，且因而已致動快門敞開致動器402，快門封閉致動器404處於其鬆弛位置，且快門孔徑412之中心線與孔徑層孔徑409之兩者之中心線重合。在圖4B中，已將快門總成400移動至封閉狀態，且快門敞開致動器402在因而處於其鬆弛位置，已致動快門封閉致動器404，且快門406之光阻 斷部分現處於適當位置以阻斷光透射穿過孔徑409(描繪為虛線)。

各孔徑具有圍繞其周邊之至少一邊緣。例如，矩形孔徑409具有四個邊緣。在其中圓形、橢圓形、卵形或其他曲形孔徑形成於孔徑層407中之替代實施方案中，各孔徑可僅具有一單一邊緣。在一些其他實施方案中，孔徑無需被分離或不相交(就數學意義而言)，而是可代以被連接。即，當孔徑之部分或塑形區段可維持與各快門之對應性時，此等區段之若干者可經連接使得孔徑之一單一連續周邊由多個快門共用。

為允許具有各種出射角之光穿過處於敞開狀態之孔徑412及409，給快門孔徑412提供大於孔徑層407中之孔徑409之一對應寬度或尺寸之一寬度或尺寸係有利的。為有效地阻止光在封閉狀態中射出，快門406之光阻斷部分與孔徑409重疊係較佳的。圖4B展示快門406中之光阻斷部分之邊緣與形成於孔徑層407中之孔徑409之一邊緣之間之一預定重疊416。

靜電致動器402及404經設計使得其等之電壓位移行為將一雙穩態特性提供至快門總成400。對於快門敞開致動器及快門封閉致動器之各者，存在低於致動電壓之一電壓範圍，若在該致動器處於封閉狀態(其中快門為敞開或封閉的)時施加該電壓範圍，則即使在將一致動電壓施加至相對致動器之後，該電壓範圍仍將使致動器保持封閉且使快門處於適當位置。將抵著此一相反力維持一快門之位置所需之最小電壓稱為一維持電壓V_m。

圖5展示併入基於快門之光調變器(快門總成)502之一實例性顯示裝置500之一橫截面圖。各快門總成502併入一快門503及一固定器505。圖中未展示在連接於固定器505與快門503之間時有助於使快門503懸置於表面上方之一短距離處之柔性樑致動器。快門總成502安置於一透明基板504上，此一基板由塑膠或玻璃製成。安置於基板504上 之一向後反射層(反射膜506)界定定位於快門總成502之快門503之封閉位置下方之複數個表面孔徑508。反射膜506將未穿過表面孔徑508之光回射向顯示裝置500之後部。反射孔徑層506可為一細粒金屬膜，其不具有藉由諸多氣相沈積技術(其包含濺鍍、蒸鍍、離子電鍍、雷射燒蝕或化學氣相沈積(CVD))而依薄膜方式形成之內含物。在一些其他實施方案中，向後反射層506可由一反射鏡(諸如一介電反射鏡)形成。可將一介電反射鏡製造為在高折射率材料與低折射率材料之間交變之一堆疊之介電薄膜。使快門503與反射膜506分離之垂直間隙(快門在其內自由移動)係在0.5微米至10微米之範圍內。在封閉狀態中，垂直間隙之量值較佳地小於快門503之邊緣與孔徑508之邊緣之間之側向重疊，諸如圖4B中所描繪之重疊416。

顯示裝置500包含使基板504與一平面光導516分離之一選用漫射體512及/或一選用亮度增強膜514。光導516包含一透明(即，玻璃或塑膠)材料。由一或多個光源518照亮光導516以形成一背光。光源518可為(例如(但不限於))白熾燈、螢光燈、雷射或發光二極體(LED)。一反射體519有助於將光自燈518導引向光導516。一向前反射膜520安置於背光516後方以將光反射向快門總成502。將使未穿過快門總成502之一者之來自背光之光線(諸如光線521)返回至背光且使其自膜520再次反射。依此方式，可使無法離開顯示裝置500以在初次穿過時形成一影像之光再循環且使其可用於透射穿過快門總成502之陣列中之其他敞開孔徑。此光再循環已經展示以提供顯示器之照明效率。

光導516包含將光自燈518重導引向孔徑508且因此重新導引向顯示器之前部之一組幾何光重導引器或稜鏡517。可將光重導引器517模製成或可具有三角形、梯形或曲形之橫截面形狀之光導516之塑膠體。稜鏡517之密度大體上隨著與燈518之距離而增大。

在一些實施方案中，孔徑層506可由一光吸收材料製成，且在替 代實施方案中，快門503之表面可塗佈有一光吸收材料或一光反射材料。在一些其他實施方案中，孔徑層506可直接沈積於光導516之表面上。在一些實施方案中，孔徑層506無需安置於與快門503及固定器505相同之基板上(諸如呈下文所描述之MEMS下置式組態)。

在一些實施方案中，光源518可包含不同色彩(例如紅色、綠色及藍色)之燈。可藉由依足以使人腦將不同色彩影像平均成一單一多色彩影像之一速率用不同色彩之燈依序照亮影像而形成一彩色影像。使用快門總成502之陣列來形成各種特定色彩影像。在另一實施方案中，光源518包含具有三種以上不同色彩之燈。例如，光源518可具有紅色燈、綠色燈、藍色燈及白色燈，或具有紅色燈、綠色燈、藍色燈及黃色燈。在一些其他實施方案，光源518可包含青色燈、洋紅色燈、黃色燈及白色燈，具有紅色燈、綠色燈、藍色燈及白色燈。在一些其他實施方案中，光源518中可包含額外燈。例如，若使用五種色彩，則光源518可包含紅色燈、綠色燈、藍色燈、青色燈及黃色燈。在一些其他實施方案中，光源518可包含白色燈、橙色燈、藍色燈、紫色燈及綠色燈，或包含白色燈、藍色燈、黃色燈、紅色燈及青色燈。若使用六種色彩，則光源518可包含紅色燈、綠色燈、藍色燈、青色燈、洋紅色燈及黃色燈，或包含白色燈、青色燈、洋紅色燈、黃色燈、橙色燈及綠色燈。

一蓋板522形成顯示裝置500之前部。蓋板522之後側可覆蓋有一黑色基質524以增加對比度。在替代實施方案中，蓋板包含彩色濾光器，例如對應於快門總成502之不同者之不同紅色濾光器、綠色濾光器及藍色濾光器。蓋板522經支撐以與快門總成502相距一預定距離以形成一間隙526。由機械支撐件或間隔件527及/或由將蓋板522附接至基板504之一黏著密封件528維持間隙526。

黏著密封件528密封一流體530。流體530經設計以具有較佳地低 於約10厘泊之黏度且具有較佳地高於約2.0之相對介電常數及高於約10⁴V/cm之介電擊穿強度。流體530亦可用作一潤滑劑。在一些實施方案中，流體530係具有一高表面潤濕能力之一疏水性液體。在替代實施方案中，流體530具有大於或小於基板504之折射率之一折射率。

併入機械光調變器之顯示器可包含數百個、數千個或在一些情況中數百萬個移動元件。在一些器件中，一元件之每一移動提供一靜摩擦機會以停用元件之一或多者。藉由使全部部件浸入一流體(亦稱為流體530)中且將該流體密封於一MEMS顯示單元中之一流體空間或間隙內(諸如使用一黏著劑)而促進此移動。流體530通常為具有一低摩擦係數、低黏度及長期最小降解效應之流體。當基於MEMS之顯示器總成包含用於流體530之一液體時，該液體至少部分包圍基於MEMS之光調變器之移動部件之部分。在一些實施方案中，為減小致動電壓，該液體具有低於70厘泊之一黏度。在一些其他實施方案中，該液體具有低於10厘泊之一黏度。具有低於70厘泊之黏度之液體可包含具有低分子量之材料：低於4000克/莫耳或在一些情況中低於400克/莫耳。亦可適合於此等實施方案之流體530包含(但不限於)去離子水、甲醇、乙醇及其他醇類、石蠟、烯烴、醚類、聚矽氧油、氟化聚矽氧油、或其他天然或合成溶劑或潤滑劑。有用流體可為聚二甲基矽氧烷(PDMS)(諸如六甲基二矽氧烷及八甲基三矽氧烷)或烷基甲基矽氧烷(諸如己基五甲基二矽氧烷)。有用流體可為烷烴，諸如辛烷或癸烷。有用流體可為硝基烷，諸如硝基甲烷。有用流體可為芳族化合物，諸如甲苯或二乙苯。有用流體可為酮類，諸如丁酮或甲基異丁酮。有用流體可為氯碳化合物，諸如氯苯。有用流體可為氟氯碳化物，諸如二氯一氟乙烷或三氟氯乙烯。此等顯示器總成所考量之其他流體包含乙酸丁酯及二甲基甲醯胺。用於此等顯示器之其他有用流體包含氫氟醚、全氟聚醚、氫氟聚醚、戊醇及丁醇。實例性適合氫氟醚 包含乙基九氟丁基醚及2-三氟甲基-3-乙氧基十二氟己烷。

一板金或模製塑膠總成托架532將蓋板522、基板504、背光及其他組件部件一起固持於邊緣周圍。用螺釘或齒紋突耳來緊固總成托架532以增強經組合之顯示裝置500之剛性。在一些實施方案中，由環氧灌注化合物將光源518模製於適當位置中。反射體536有助於使自光導516之邊緣射出之光返回至光導516中。圖5中未描繪將控制信號及功率提供至快門總成502及燈518之電互連件。

將顯示裝置500稱為MEMS上置式組態，其中基於MEMS之光調變器形成於基板504之一前表面(即，面向觀看者之表面)上。將快門總成502直接建置於反射孔徑層506之頂部上。在一替代實施方案中，將快門總成(稱為MEMS下置式組態)安置於與反射孔徑層形成於其上之基板分離之一基板上。本文中將界定複數個孔徑之基板(反射孔徑層形成於其上)稱為孔徑板。在MEMS下置式組態中，攜載基於MEMS之光調變器之基板代替顯示裝置500中之蓋板522，且經定向使得基於MEMS之光調變器定位於頂部基板之後表面(即，背向觀看者且面向光導516之表面)上。藉此，基於MEMS之光調變器經定位以與反射孔徑層506直接相對且橫跨與反射孔徑層506之一間隙。可由連接孔徑板及基板(MEMS調變器形成於其上)之一系列間隔柱維持該間隙。在一些實施方案中，將間隔件安置於陣列中之各像素內或陣列中之各像素之間。使MEMS光調變器與其對應孔徑分離之間隙或距離較佳地小於10微米，或為小於快門與孔徑之間之重疊(諸如重疊416)之一距離。

圖6展示用於一顯示器之一MEMS下置式組態中之一實例性光調變器基板及一實例性孔徑板之一橫截面圖。顯示器總成600包含一調變器基板602及一孔徑板604。顯示器總成600亦包含一組快門總成606及一反射孔徑層608。反射孔徑層608包含孔徑610。由相對組之間隔件612及614維持調變器基板602與孔徑板604之間之一預定間隙或間 隔。間隔件612形成於調變器基板602上或形成為調變器基板602之部分。間隔件614形成於孔徑板604上或形成為孔徑板604之部分。在組裝期間，兩個基板602及604經對準使得調變器基板602上之間隔件612與其各自間隔件614接觸。

此繪示性實例之間隔或距離為8微米。為建立此間隔，間隔件612為2微米高且間隔件614為6微米高。替代地，間隔件612及614兩者可為4微米高，或間隔件612可為6微米高，而間隔件614為2微米高。事實上，可採用間隔件高度之任何組合，只要其等之總高度建立所要間隔H12。

將間隔件提供於基板602及604兩者(其等接著在組裝期間對準或配合)上具有材料及處理成本優勢。提供一非常高(諸如大於8微米)間隔件會較昂貴，此係因為其需要相對較長時間來固化、曝露及發展一感光成像聚合物。如同顯示器總成600，配合間隔件之使用允許在基板之各者上使用該聚合物之更薄塗層。

在另一實施方案中，形成於調變器基板602上之間隔件612可由用於形成快門總成606之相同材料及圖案化區塊形成。例如，用於快門總成606之固定器亦可執行類似於間隔件612之一功能。在此實施方案中，將無需單獨施加用於形成一間隔件之一聚合物材料，且將無需用於間隔件之一單獨曝光遮罩。

圖7A至圖7F展示一雙模式顯示裝置700及其組件之各種實例性視圖。圖7A展示用於雙模式顯示裝置700中之一快門701之一實例性平面圖。圖7B至圖7D展示併入圖7A中所展示之快門701之顯示裝置700之實例性橫截面圖。圖7E及圖7F分別展示圖7B至圖7D中所展示之顯示裝置700之實例性像素佈局720及730。

如上文所闡述，圖7A展示用於一雙模式顯示裝置700中之一快門701之一實例性平面圖。顯示裝置700可在一透射模式(其中顯示裝置 700藉由調變由一背光發射之光而形成影像)及一反射模式(其中顯示裝置700藉由調變周圍光而形成影像)兩者中操作。顯示裝置700可基於使用者輸入、自一周圍光感測器接收之資料或來自在一主機器件上運行之一應用程式之指令而在兩個操作模式之間切換。為支援兩個操作模式，快門701包含兩個部分：一光吸收部分702及一反射部分704。

現參考圖7A至圖7D，在一些實施方案中，光吸收部分702包含一光吸收材料703，其沈積於提供快門701之主要機械強度之一層反射材料706上。反射材料706可為(例如)一反射金屬，諸如鋁(Al)。光吸收材料703可由黑金屬、粗糙化金屬、金屬陶瓷、使光吸收粒子懸浮於其中之樹脂、或任何其他實質上光吸收材料形成。另一層光吸收材料可塗佈快門701之背面側。

反射部分704對應於一特定色彩。據此，反射部分704包含形成於反射材料706上之一色彩選擇結構707。反射材料層706可為一反射材料(例如鋁(Al)或銀(Ag))及/或一介電堆疊反射體。替代地或另外，反射材料可為一漫反射體，例如懸浮於一基質中之介電粒子(諸如鈦氧化物(TiOx)或鋁氧化物(AlOx))。色彩選擇結構707將所反射之光之色彩限定為一所要色彩，諸如紅色、綠色、藍色或白色。在一些其他實施方案中，色彩選擇結構707將自快門701之反射部分704反射之光之色彩限定為其他色彩，諸如青色、黃色或洋紅色。色彩選擇結構可為一典型樹脂彩色濾光器、一繞射光柵或任何其他結構(其使一所要色彩之光選擇性穿過)。

儘管將上文所描述之快門701描述為具有作為主要結構材料之一反射材料706，然在其他實施方案中，快門701之主要結構材料係一光吸收材料。在此等實施方案中，藉由將一層反射材料沈積及圖案化於該光吸收材料之頂部上而形成反射部分704。

參考圖7B至圖7D，可沿一單一軸將快門701驅動至至少三種不同狀態中。在各狀態中，快門701獲得相對於一對相對孔徑之一不同位置。一後孔徑708定位於一背光710與快門701之間。一前孔徑712定位於快門701與顯示裝置700之前部之間。在一些實施方案中，將孔徑708及712圖案化至分別沈積於前基板716及後基板718上之光吸收材料714之層中。

在一些實施方案中，顯示裝置700經建置以具有一MEMS上置式組態，如圖5中所展示。在此等實施方案中，前基板716用作顯示裝置700之一蓋板，且將快門701製造為後基板718上之一快門總成之部分。在一些其他實施方案中，顯示裝置700經建置以具有一MEMS下置式組態，如圖6中所展示。在此等實施方案中，將快門701製造為形成於前基板716上之一快門總成之部分，且後基板718用作一孔徑板。

在圖7A至圖7F中，為便於解釋，去除快門總成(快門701係其之一部分)之剩餘部分。下文所描述之圖12中展示包含適合於使快門701在其之三種可能狀態之間移動之一實例性致動器架構之一適合快門總成架構。

在一透射操作模式中，背光710發射光穿過後孔徑708以朝向前孔徑712及顯示裝置700之前部。顯示裝置700藉由在一透射狀態(其中快門701未阻擋光穿過孔徑之路徑)(圖7A中所展示)至一光阻斷狀態(圖7B中所展示)之間選擇性移動快門701而調變此光。在該光阻斷狀態中，將快門701之光阻斷部分702直接定位於前孔徑708與後孔徑712之間。在此狀態中，快門701阻斷由背光710發射之光且吸收自顯示裝置700之前部外接收之周圍光。在一些實施方案中，背光710根據一場序彩色(FSC)影像形成程序在不同色彩之發射光之間交變。

在一反射模式中，切斷背光710。顯示裝置700代以調變周圍光。在此模式中，顯示器在光阻斷狀態(圖7B中所展示)至一光反射狀 態(圖7C中所展示)之間選擇性移動快門701。在該光反射狀態中，快門701經定位使得光反射部分704直接定位於前孔徑708與後孔徑712之間。

圖7E展示顯示裝置700之一第一實例性像素佈局720。在透射模式中，一單一快門701可使用一FSC影像形成程序來依序調變多種色彩之光；然而，各快門701經組態以僅反射一單一色彩。因此，為在反射模式中形成一全彩色影像，像素佈局720包含用於由顯示裝置定址之各像素725之三個快門701。一像素725中之各快門701反射一不同原色，諸如紅色、綠色及藍色。在一些實施方案中，在透射模式中，顯示裝置700可共同定址三個快門之各群組，使得其等全部一起敞開或封閉。在一些其他實施方案中，顯示裝置700可獨立定址各快門701以提供增加之解析度。

圖7F展示顯示裝置700之一第二實例性像素佈局730。像素佈局730包含用於各像素735之一第四快門701。第四快門701反射白光。

圖8A至圖8D展示另一雙模式顯示裝置800及其組件之各種實例性視圖。圖8A展示用於顯示裝置800中之另一快門801之一實例性平面圖。圖8B至圖8D展示顯示裝置800之實例性橫截面圖。如同圖7A至圖7F中所展示之顯示裝置700，顯示裝置800經組態以在一透射操作模式與一反射操作模式之間切換。如同顯示裝置700，為支援兩個模式中之操作，顯示裝置800可沿一單一運動軸將包含於顯示裝置800中之各快門移動至三個不同位置中。然而，相比而言，包含於顯示裝置800中之快門801經組態以能夠無需移動之情況下在三種狀態之各者之間轉變以允許更快更低功率之操作。

參考圖8A至圖8D，快門801包含兩個光吸收部分802、兩個光反射部分804及經形成以穿過快門801之主體之兩個孔徑805(稱為「快門孔徑805」)以允許光穿過快門801。快門801之主要結構層由光吸收材 料形成。藉由沈積及圖案化一層反射材料807(諸如Al)而形成光反射部分804。快門之光反射部分804與一特定色彩(諸如紅色、綠色、藍色、青色、黃色、洋紅色或白色)相關聯。在兩個光反射部分804之各者上形成一色彩選擇結構809以選擇性反射與快門801相關聯之色彩。色彩選擇結構809可為一典型樹脂彩色濾光器、一繞射光柵或任何其他結構(其使具有一所要色彩之光選擇性穿過)。

如上文所闡述，可沿一單一軸將快門801驅動至至少三種不同狀態中。在各狀態中，快門801獲得相對於兩對相對孔徑之一不同位置。一對後孔徑808定位於一背光810與快門801之間。一對前孔徑812定位於快門801與顯示裝置800之前部之間。在一些實施方案中，將孔徑808及812圖案化至分別沈積於前基板816及後基板818上之光吸收材料814之層中。如同圖7A至圖7F中所展示之顯示裝置700，可根據一MEMS上置式組態或一MEMS下置式組態而建置顯示裝置800。

顯示裝置800類似於顯示裝置700而操作。在一透射操作模式中，背光810發射光穿過後孔徑808以朝向前孔徑812及顯示裝置800之前部。顯示裝置800藉由在一透射狀態(其中快門801未阻擋光穿過孔徑之路徑)(圖8B中所展示)至一光阻斷狀態(圖8D中所展示)之間選擇性移動快門801而調變此光。在該透射狀態中，快門孔徑805與後孔徑對808及前孔徑對812對準。在該光阻斷狀態中，將快門801之光阻斷部分802直接定位於前孔徑對812與後孔徑對808之間。在此狀態中，快門801阻斷由背光810發射之光，且吸收自顯示裝置800之前部外接收之周圍光。在一些實施方案中，背光810根據一FSC影像形成程序在不同色彩之發射光之間交變。

在一反射模式中，切斷背光810。顯示裝置800代以調變周圍光。在此模式中，顯示裝置800在光阻斷狀態(圖8B中所展示)至一光反射狀態(圖8C中所展示)之間選擇性移動快門801。在該光反射狀態 中，快門801經定位使得快門801之光反射部分804直接定位於前孔徑對812與後對孔徑808之間。

儘管快門801具有直接鄰近於快門孔徑805之光反射部分804，然在一些其他實施方案中，快門801包含圍繞快門孔徑805之光吸收材料之一小邊界區域。該邊界區域提供前基板816與後基板818之間之額外對準容限。

圖9A至圖9G展示一雙模式顯示裝置900及其組件之各種實例性視圖。圖9A展示用於一雙模式顯示裝置中之一個五狀態快門901之一實例性平面圖。圖9B至9F展示快門901能夠達成之五種狀態之各者中之顯示裝置900之實例性橫截面圖。圖9G展示圖9B至9F中所展示之顯示裝置之一實例性像素佈局。

參考圖9A，快門901經組態以沿一單一運動軸移動至五種狀態中。與圖7A及圖8A中所描繪之快門701及801(其等僅在用於一反射模式中時反射一色彩)相比，圖9A中所展示之快門901可反射三種不同色彩。因此，可將快門901移動至一光透射狀態(下文之圖9B中所展示)、一光吸收狀態(圖9C中所展示)及三種反射狀態(圖9D至圖9F中所展示)中。各反射狀態對應於由顯示裝置900採用之一原色，諸如紅色、綠色或藍色、或青色、黃色或洋紅色。在一些實施方案中，快門經組態以進入用於反射白光之一第四狀態。

據此，快門901包含一光吸收部分902及三個光反射部分904a、904b及904c。形成光吸收部分902之光吸收材料906亦圍繞光反射區域904a、904b及904c延伸以提供基板(快門901製造於其上)與一相對基板之間之增大對準容限。類似於圖7A至圖7F及圖8A至圖8D中所展示之顯示裝置700及800，顯示裝置900包含各具有沈積於其上之一光阻斷層910之兩個基板908。孔徑912形成於光阻斷層910之各者中以形成自一背光914至顯示裝置900之前部之一光學路徑。若基板908未被對準 且反射部分904a、904b及904c彼此直接鄰近，則在一給定反射狀態中，光可同時自光反射部分之兩者反射出以減少顯示裝置900之色彩逼真度。藉由用光吸收材料包圍光反射部分904a、904b及904c，未對準僅導致一光反射部分反射比意欲反射之光少之光(與反射光之兩種不同色彩之光相反)。在替代實施方案中，由一白色反射材料包圍光反射部分904a、904b及904c。

類似於圖7A及圖8A中所展示之光反射部分704及804，光反射部分904a、904b及904c包含一層反射材料及一色彩選擇結構。為提供不同色彩之反射，光反射部分904a、904b及904c之各者具有經組態以使一對應色彩之光選擇性穿過之一不同色彩選擇結構光907a、907b及907c。為減小光自背光發射以自快門901之向後表面反射出且自顯示裝置900回彈出之可能性且藉此在透射模式中減小顯示裝置900之對比度，快門901之向後側可包含另一光吸收層915。

與顯示裝置700及800不同，顯示裝置900可在透射模式及反射模式兩者中利用FSC成像形成技術。在透射操作模式中，顯示裝置900依序照亮一組原色以針對各色彩根據提供至顯示裝置之影像資料而將顯示裝置中之快門901之各者移動至一光透射狀態(圖9B中所展示)或一光吸收狀態(圖9C中所展示)中。

在反射操作模式中，顯示裝置根據一FSC序列將快門901移動至光吸收狀態或一特定色彩反射狀態。例如，對於一第一子圖框，顯示裝置900可將快門901移動至光吸收狀態或一紅色反射狀態(圖9D中所展示)。對於下一子圖框，顯示裝置900可將快門901移動至光吸收狀態或一綠色反射狀態(圖9E中所展示)。接著，對於一第三子圖框，顯示裝置900可將快門901移動至光吸收狀態或一藍色反射狀態(圖9F中所展示)。以上序列僅具繪示性。在各種實施方案中，顯示裝置可實施各種FSC子圖框序列。

在一些其他實施方案中，顯示裝置900可經組態以在一FSC反射模式中之操作與一同時色彩反射模式中之操作之間切換。在後一模式中，將三個快門901之群組分在一組以形成一全彩色像素。接著，該群組中之各快門經指派以反射一單一色彩。將在此模式中減小顯示裝置900之解析度，但其將能夠藉由分配比一FSC操作模式中所使用之時間多之時間來形成各色彩而產生更多數目個色彩。此額外時間分配允許每種色彩之更多快門轉變。替代地，顯示裝置900可產生類似數目個色彩且依更低功率操作，此係因為顯示器將能夠使定址相位之數目減少三分之二。

圖9G展示適合於與顯示裝置900一起使用之一實例性像素佈局930。由於各快門能夠反射由顯示裝置900使用之原色之各者，所以顯示裝置僅需在反射操作模式及透射操作模式兩者中每像素使用一個快門901。

圖10A至圖10C展示一雙模式顯示裝置1000之實例性等角視圖。顯示裝置1000類似於圖7A至圖7F中所展示之顯示裝置700，此係因為其可在一光透射模式及一光反射模式兩者中操作。然而，相比而言，顯示裝置1000包含經組態以透過沿兩個正交軸之移動而移動至三種不同狀態中之一快門1001。快門701及801僅沿一個軸移動。圖10A至圖10C中所展示之快門1001透過沿一第一軸1003之移動而自一光吸收狀態(圖10A中所展示)移動至一光反射狀態(圖10B中所展示)，且透過沿與該第一軸正交之一第二軸1005之移動而自該光吸收狀態移動至一光透射狀態(圖10C中所展示)。

在一些實施方案中，快門1001經組態以具有該快門在一未致動狀態中返回至其之一靜止位置。在圖10A至圖10C所展示之實施方案中，光吸收狀態(圖10A中所展示)用作快門1001之該靜止位置。據此，當在一反射模式中操作時，顯示裝置1000僅需沿第一軸1003致動 快門1001。在一反射操作模式中，顯示裝置僅需沿第二軸1005致動快門。圖13中展示適合於移動快門1001之一快門致動機構。

如同圖7A及圖8A中所展示之快門701及801，快門1001包含一光吸收部分1002及一光反射部分1004。光反射部分1004經組態以反射一特定色彩之光。因此，光反射部分1004包含一色彩選擇結構，諸如一樹脂彩色濾光器、一繞射光柵或形成於一反射表面上方之其他適合色彩選擇結構。如圖10A至圖10C中所展示，快門1001之主要結構組件係一反射材料1008，諸如Al。藉由將一光吸收材料沈積於反射材料1008之頂部上而形成快門1001之光吸收部分1002。在一些其他實施方案中，快門1001併入一光吸收層作為其主要結構組件。

除快門1001之外，顯示裝置1000亦包含定位於快門1001前方及後方之兩個基板(圖中未展示)。快門形成為該等基板之一者上之一快門總成之部分。顯示裝置1000可形成為一MEMS上置式組態或一MEMS下置式組態。

可基於光吸收部分1002及光反射部分1004相對於形成於沈積於基板上之光阻斷材料1012之層中之孔徑1010之相對位置而判定快門1001之狀態。若光吸收部分1002位於孔徑1010之間之一光學路徑內(如圖10A中所展示)，則快門1001處於光吸收狀態。若光反射部分1004位於孔徑1010之間之該光學路徑內(如圖10B中所展示)，則快門1001處於光反射狀態。若部分1002及1004兩者不位於該光學路徑內(如圖10C中所展示)，則快門1001處於光透射狀態。

在透射模式中，顯示裝置1000可根據一FSC影像形成程序操作。在該FSC程序中，顯示裝置1000中之快門1001在連續影像子圖框中調變由一背光發射之不同色彩之光。因此，各快門1001可在透射模式中用作其自身像素。在反射模式中，由於各快門1001經組態以選擇性反射僅一種色彩之光，所以像素由至少三個快門之群組形成。因此，顯 示裝置1000採用類似於圖7E及圖7F中分別所展示之像素佈局720或730之一像素佈局。

圖11A至圖11E展示另一雙模式顯示裝置1100之實例性平面圖。如同圖9A至圖9F中所展示之顯示裝置900，圖11A至圖11E中所展示之顯示裝置1100包含可移動至五種不同狀態中之一快門1101，該五種不同狀態包含一光吸收狀態(圖11A中所展示)、一光透射狀態(圖11B中所展示)及三種光反射狀態(圖11C至圖11E中所展示)，在該三種光反射狀態中，快門1101反射三種不同對應色彩。例如，快門可在該等各自光反射狀態中反射紅光、綠光及藍光或反射青光、黃光及洋紅光。在一些其他實施方案中，快門1101經組態以具有其中快門反射白光或某一其他色彩之光之一第四反射狀態。

藉由在光吸收狀態與光透射狀態之間選擇性移動快門1101，顯示裝置1100可在透射模式中操作。藉由在光吸收狀態與光反射狀態之一者之間選擇性移動快門1101，顯示裝置可在一FSC反射模式中操作。

如同圖9A中所展示之快門901，快門1101包含一光吸收部分1102及三個光反射部分1104a、1104b及1104c。光反射部分1104a、1104b及1104c之各者經組態以反射一不同色彩之光，且因此包含一不同色彩選擇結構。

圖11A至圖11E展示穿過形成於顯示裝置1100之一向前基板上之一光阻斷層1108之快門1101。光阻斷層1108在圖中被展示為部分透明，使得快門1101在其五種狀態之各者中之相對位置可被辨別。實際上，光阻斷層1108將為不透明的。光阻斷層1108包含一孔徑1110。

如同圖10中所展示之快門1001，圖11A至圖11E中所展示之快門1101具有作為其靜止位置之光吸收狀態(圖11A中所展示)。因此，當使移動快門1101之致動器鬆弛時，快門1101恢復至光吸收狀態。依此方式，為達成任何給定狀態，僅需根據快門之操作模式沿一單一軸移 動快門。在光透射模式中，快門僅需沿一第一軸1110移動，使得可透過孔徑1110看見光吸收部分1102或快門1101自穿過孔徑1110之光之路徑移出。在光反射模式中，快門1101僅需沿一第二軸1112移動。因此，在一些實施方案中，可每次僅使用一個致動器來將快門移動至其各種狀態中。

快門1101沿第二軸移動之距離指定快門1101將反射之色彩。在對應於快門1101沿第二軸之一第一位移之一第一光反射狀態(圖11C中所展示)中，可透過孔徑1110看見第一光反射部分1104a。在此狀態中，快門1101反射對應於第一光反射部分1104a之色彩之光。在對應於快門1101沿第二軸之一第二位移之一第二光反射狀態(圖11D中所展示)中，可透過孔徑1110看見第二光反射部分1104b。在此狀態中，快門1101反射對應於第二光反射部分1104b之色彩之光。類似地，在對應於快門1101沿第二軸之一第三位移之第三光反射狀態(圖11E中所展示)中，快門反射對應於第三光反射部分1104c之色彩之光。

圖12展示適合用於圖7B至圖7F中所展示之顯示裝置700中之一實例性快門總成1200之一平面圖。參考圖7A至圖7F及圖12，快門總成1200包含支撐於兩個致動器1202與1204之間之快門701。

當兩個致動器1202及1204處於一未供能之鬆弛狀態中時，快門701可定位於該兩個致動器之間之一均等距離周圍，且快門之光吸收部分702定位於一對對應孔徑708與712(圖7B中所展示)之間。回應於橫跨致動器之一第一者1202所施加之一致動電壓，第一致動器1202將快門701之光反射部分704移動成與孔徑708及712對準以使快門701處於一反射狀態(圖7C中所展示)中。回應於施加至第二致動器1204之一致動電壓，第二致動器1204將快門701自孔徑708與712之間移出以使快門701處於光透射狀態(圖7A中所展示)中。

一類似快門總成可用於控制圖8A至圖8D中所展示之快門801。然 而，對於此一快門總成，靜止狀態將為透射的(圖8B中所展示)，其中相對致動器沿兩個相反方向之一者將快門801移動至反射狀態(圖8B中所展示)或光吸收狀態(圖8C中所展示)中。

快門總成1200可經進一步修改以用於圖9A至圖9F中所展示之顯示裝置900中。顯示裝置900沿一單一軸在五種不同狀態之間移動快門。對致動器1202及1204進行修改以使快門總成1200能夠可靠地進入額外狀態。致動器1202及1204之電壓響應係部分基於包含於其內之柔性驅動樑電極1206之曲率。包含筆直驅動樑或具有二階曲率之樑之致動器主要依二元方式操作。即，在將一最小致動電壓施加至此一致動器之後，該致動器實質上完全致動以使附接至其之一快門移動一完全致動距離。然而，包含具有三階曲率之樑之致動器主要依一類比方式操作。就此等致動器而言，橫跨致動器所施加之電壓之一遞增增大導致快門之一遞增位移。因此，致動器1202及1204可經修改以包含具有三階曲率之柔性驅動樑電極以允許快門總成1200沿一單一軸將一快門(諸如快門901)移動至多個不同位置中。

圖13展示適合用於圖10A至圖10C中所展示之顯示裝置1000中之一實例性快門總成1300之一平面圖。快門總成1300包含耦合至兩個致動器1302及1304及兩個回復彈簧1306及1308之圖10A中所展示之快門1001。

致動器1302可為由一對柔性樑電極形成之一靜電致動器，當致動該靜電致動器時，該等柔性樑電極吸引在一起以沿第一軸移動快門，如圖10B中所展示。耦合至快門1001之致動器1302之一電極包含一蛇形部分1310，當致動第二致動器1304時，該蛇形部分允許快門1001沿第二軸移動，如圖10C中所展示。

致動器1304可為用於沿第二軸移動快門1001之一類似建構致動器。同樣地，由形成致動器1304之一電極且包含一蛇形樑部分1312以 允許快門1001沿第一軸移動之一樑將致動器1304耦合至快門1001。

回復彈簧1306及1308由類似於將致動器1302及1304耦合至快門1001之樑之蛇形部分1310及1312的蛇形樑形成。然而，回復彈簧1306及1308之勁度小於蛇形樑部分1310及1312之勁度，使得由致動器1302及1304施加之力不會因回復彈簧1306及1308而過度衰減。

快門總成1300可經修改以適合用於移動包含於圖11A至圖11F中所展示之顯示裝置1100中之快門1101。依類似於對快門總成1200(圖12中所展示)進行修改以使其適合用於顯示裝置900(圖9B至圖9F中所展示)中之方式之一方式，致動器1304可經修改以增加該致動器可將快門1101移動至其中之狀態之數目。更特定言之，致動器1304可經修改以包含具有三階曲率之一驅動樑電極。可依一類比方式控制此一致動器。因此，顯示裝置1100可使用此一致動器來沿第二軸將快門1001移動至多個位置中以對應於該快門之各自反射狀態。

儘管上文已參考圖12及圖13而描述各種快門總成架構，然亦可在其他實施方案中採用各種替代致動器架構。

圖14及圖15展示包含複數個顯示元件之一實例性顯示器件40之系統方塊圖。顯示器件40可為(例如)一智慧型電話、一蜂巢式電話或一行動電話。然而，顯示器件40之相同組件或其略微變動亦繪示各種類型之顯示器件，諸如電視、電腦、平板電腦、電子閱讀器、手持式器件及可攜式媒體器件。

顯示器件40包含一外殼41、一顯示器30、一天線43、一揚聲器45、一輸入器件48及一麥克風46。外殼41可由包含射出模製及真空成形之各種製程之任何者形成。另外，外殼41可由包含(但不限於)以下各者之各種材料之任何者製成：塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷、或其等之一組合。外殼41可包含可與具有不同色彩或含有不同標識、圖像或符號之其他可移除部分互換之可移除部分(圖中未展示)。

顯示器30可為包含一雙穩態或類比顯示器之各種顯示器之任何者，如本文中所描述。顯示器30亦可經組態以包含一平板顯示器(諸如電漿、電致發光(EL)顯示器、OLED、超扭轉向列型(STN)顯示器、LCD或薄膜電晶體(TFT)LCD)或一非平板顯示器(諸如一陰極射線管(CRT)或其他管件)。另外，顯示器30可包含一基於機械光調變器之顯示器，如本文中所描述。

圖14中示意性繪示顯示器件40之組件。顯示器件40包含一外殼41，且可包含至少部分圍封於該外殼內之額外組件。例如，顯示器件40包含一網路介面27，其包含可耦合至一收發器47之一天線43。網路介面27可為可顯示於顯示器件40上之影像資料之一來源。據此，網路介面27係一影像源模組之一實例，但處理器21及輸入器件48亦可用作一影像源模組。收發器47連接至一處理器21，該處理器連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節一信號(諸如過濾或否則操縱一信號)。調節硬體52可連接至一揚聲器45及一麥克風46。處理器21亦可連接至一輸入器件48及一驅動器控制器29。驅動器控制器29可耦合至一圖框緩衝器28及一陣列驅動器22，該陣列驅動器繼而可耦合至一顯示陣列30。顯示器件40中之一或多個元件(其包含圖14中未特別描繪之元件)可經組態以用作一記憶體器件，且可經組態以與處理器21通信。在一些實施方案中，一電源供應器50可將功率提供至特定顯示器件40之設計中之實質上全部組件。

網路介面27包含天線43及收發器47，使得顯示器件40可經由一網路與一或多個器件通信。網路介面27亦可具有一些處理能力以減輕(例如)處理器21之資料處理要求。天線43可發射及接收信號。在一些實施方案中，天線43根據IEEE 16.11標準(其包含IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(其包含IEEE 802.11a、b、g、n)及其等之進一步實施方案而發射及接收RF信號。在一些其他實施方案中，天線43 根據Bluetooth^®標準而發射及接收RF信號。就一蜂巢式電話而言，天線43可經設計以接收分碼多重存取(CDMA)、分頻多重存取(FDMA)、分時多重存取(TDMA)、全球行動通信系統(GSM)、GSM/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、地面中繼無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev B、高速封包存取(HSPA)、高速下行鏈路封包存取(HSDPA)、高速上行鏈路封包存取(HSUPA)、演進高速封包存取(HSPA+)、長期演進(LTE)、AMPS或用於在一無線網路(諸如利用3G、4G或5G技術之一系統)內傳達之其他已知信號。收發器47可預處理自天線43接收之信號，使得該等信號可由處理器21接收且由處理器21進一步操縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號，使得該等信號可經由天線43而自顯示器件40發射。

在一些實施方案中，可由一接收器替換收發器47。另外，在一些實施方案中，可由可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料之一影像源替換網路介面27。處理器21可控制顯示器件40之總體操作。處理器21自網路介面27或一影像源接收資料(諸如壓縮影像資料)，且將該資料處理成原始影像資料或處理成可易於處理成原始影像資料之一格式。處理器21可將經處理之資料發送至驅動器控制器29或用於儲存之圖框緩衝器28。通常，原始資料係指識別一影像內之各位置處之影像特性之資訊。例如，此等影像特性可包含色彩、飽和度及灰階位準。

處理器21可包含一微控制器、CPU或邏輯單元以控制顯示器件40之操作。調節硬體52可包含放大器及濾波器以將信號發射至揚聲器45且自麥克風46接收信號。調節硬體52可為顯示器件40內之離散組件，或可併入處理器21或其他組件內。

驅動器控制器29可直接自處理器21或自圖框緩衝器28取得由處 理器21產生之原始影像資料，且可適當地重新格式化用於高速傳輸至陣列驅動器22之原始影像資料。在一些實施方案中，驅動器控制器29可將原始影像資料重新格式化成具有一類光柵格式之一資料流，使得其具有適合於橫跨顯示陣列30掃描之一時間順序。接著，驅動器控制器29將經格式化之資訊發送至陣列驅動器22。儘管一驅動器控制器29(諸如一LCD控制器)通常與系統處理器21相關聯作為一獨立積體電路(IC)，然可依諸多方式實施此等控制器。例如，控制器可嵌入處理器21中作為硬體、嵌入處理器21中作為軟體，或與陣列驅動器22一起完全整合至硬體中。

陣列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化之資訊，且可將視訊資料重新格式化成每秒多次地施加至來自顯示器之x-y矩陣之顯示元件之數百個且有時數千個(或更多)引線之一組平行波形。在一些實施方案中，陣列驅動器22及顯示陣列30係一顯示模組之一部分。在一些實施方案中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30係該顯示模組之一部分。

在一些實施方案中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30適合於本文中所描述之任何類型之顯示器。例如，驅動器控制器29可為一習知顯示控制器或一雙穩態顯示控制器(諸如一機械光調變器顯示元件控制器)。另外，陣列驅動器22可為一習知驅動器或一雙穩態顯示驅動器(諸如一機械光調變器顯示元件控制器)。再者，顯示陣列30可為一習知顯示陣列或一雙穩態顯示陣列(諸如包含一陣列之機械光調變器顯示元件之一顯示器)。在一些實施方案中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合。此一實施方案可用於高度整合系統(例如行動電話、可攜式電子器件、手錶或小面積顯示器)中。

在一些實施方案中，輸入器件48可經組態以允許(例如)一使用者控制顯示器件40之操作。輸入器件48可包含一鍵區(諸如一標準鍵盤 或一電話鍵區)、一按鈕、一開關、一搖桿、一觸敏螢幕、與顯示陣列30整合之一觸敏螢幕或一壓敏或熱敏薄膜。麥克風46可組態為顯示器件40之一輸入器件。在一些實施方案中，透過麥克風46之語音命令可用於控制顯示器件40之操作。

電源供應器50可包含各種能量儲存器件。例如，電源供應器50可為一可再充電電池，諸如一鎳鎘電池或一鋰離子電池。在使用一可再充電電池之實施方案中，可使用來自(例如)一壁式插座或一光伏打器件或陣列之功率來給該可再充電電池充電。替代地，該可再充電電池可無線充電。電源供應器50亦可為一再生能源、一電容器或一太陽能電池(其包含塑膠太陽能電池或太陽能電池塗料)。電源供應器50亦可經組態以自一壁式插座接收功率。

在一些實施方案中，控制可程式化性駐留於可定位於電子顯示系統之若干位置中之驅動器控制器29中。在一些其他實施方案中，控制可程式化性駐留於陣列驅動器22中。可在任何數目個硬體及/或軟體組件中及在各種組態中實施上文所描述之最佳化。

如本文中所使用，涉及一系列項之「至少一者」之一片語係指該等項之任何組合，其包含單一成員。作為一實例，「a、b或c之至少一者」意欲涵蓋：a、b、c、a及b、a及c、b及c及a、b及c。

結合本文中所揭示之實施方案所描述之各種繪示性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算程序可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。已從功能性方面大體上描述硬體與軟體之可互換性，且已在上文所描述之各種繪示性組件、區塊、模組、電路及程序中繪示硬體與軟體之可互換性。此功能性是否在硬體或軟體中實施取決於特定應用及強加於整個系統之設計約束條件。

可用經設計以執行本文中所描述之功能之一通用單晶片或多晶片處理器、一數位信號處理器(DSP)、一專用積體電路(ASIC)、一場 可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其等之任何組合來實施或執行用於實施結合本文中所揭示之態樣所描述之各種繪示性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置。一通用處理器可為一微處理器，或為任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。一處理器亦可實施為計算器件之一組合(諸如一DSP與一微處理器之一組合)、複數個微處理器、與一DSP核心結合之一或多個微處理器、或任何其他此類組態。在一些實施方案中，可由專針對一給定功能之電路執行特定程序及方法。

在一或多個態樣中，可在硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(其包含本說明書中所揭示之結構及其結構等效物)或其等之任何組合中實施所描述之功能。本說明書中所描述之標的之實施方案亦可實施為一或多個電腦程式(即，電腦程式指令之一或多個模組)，該等電腦程式編碼於一電腦儲存媒體上以由資料處理裝置執行或控制資料處理裝置之操作。

若在軟體中實施功能，則功能可作為一或多個指令或編碼儲存於一電腦可讀媒體上或經由一電腦可讀媒體而傳輸。可在可駐留於一電腦可讀媒體上之一處理器可執行軟體模組中實施本文中所揭示之一方法或演算法之程序。電腦可讀媒體包含電腦儲存媒體及通信媒體兩者，其等包含能夠將一電腦程式自一位置轉移至另一位置之任何媒體。一儲存媒體可為可由一電腦存取之任何可用媒體。例如(但不限於)，此電腦可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件、或任何其他媒體(其可用於儲存呈指令或資料結構之形式之所要程式碼且可由一電腦存取)。此外，可將任何連接適當稱為一電腦可讀媒體。如本文中所使用，磁碟及光碟包含光碟(CD)、雷射磁碟、光學磁碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟及藍光光碟，其中磁碟通常磁性地複製資料，而光 碟用雷射光學地複製資料。上述內容之組合亦應包含於電腦可讀媒體之範疇內。另外，一方法及演算法之操作可作為編碼及指令之一或任何組合或集合駐留於可併入至一電腦程式產品中之一機器可讀媒體及電腦可讀媒體上。

熟悉技術者可容易地明白本發明中所描述之實施方案之各種修改，且可在不背離本發明之精神或範疇之情況下將本文中所界定之一般原理應用於其他實施方案。因此，申請專利範圍不意欲受限於本文中所展示之實施方案，而是應被給予與本文中所揭示之揭示內容、原理及新穎特徵一致之最寬範疇。

另外，一般技術者將易於瞭解，術語「上」及「下」有時用於使圖式描述便利，且指示對應於一適當定向頁上之圖之定向的相對位置，且無法反映如所實施之任何器件之適當定向。

亦可在一單一實施方案中組合地實施本說明書之單獨實施方案之內文中所描述之某些特徵。相反地，亦可單獨地或依任何適合子組合方式在多個實施方案中實施一單一實施方案之內文中所描述之各種特徵。再者，儘管上文可將特徵描述為作用於某些組合且甚至最初本身被主張，然可在一些情況中自一所主張組合刪去來自該組合之一或多個特徵，且該所主張組合可針對一子組合或一子組合之變動。

類似地，儘管圖式中依一特定順序描繪操作，然此不應被理解為需要：依所展示之特定順序或依相繼順序執行此等操作；或執行全部所繪示之操作以達成所要結果。此外，圖式可示意性描繪呈一流程圖之形式之一或多個實例性程序。然而，可將未被描繪之其他操作併入已被示意性繪示之該等實例性程序中。例如，可在所繪示操作之任何者之前、在所繪示操作之任何者之後、與所繪示操作之任何者同時地或在所繪示操作之任何者之間執行一或多個額外操作。在某些情況中，多任務處理及平行處理可為有利的。再者，上文所描述之實施方 案中之各種系統組件之分離不應被理解為在全部實施方案中需要此分離，且應瞭解，所描述之程式組件及系統可大體上一起整合於一單一軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。另外，其他實施方案係在以下申請專利範圍之範疇內。在一些情況中，申請專利範圍中所列舉之動作可依一不同順序執行且仍達成所要結果。

900‧‧‧雙模式顯示裝置

901‧‧‧快門

907a‧‧‧色彩選擇結構

907b‧‧‧色彩選擇結構

907c‧‧‧色彩選擇結構

908‧‧‧基板

910‧‧‧光阻斷層

912‧‧‧孔徑

914‧‧‧背光

915‧‧‧光吸收層

Claims (31)

1. 一種裝置，其包括：一陣列之機電系統(EMS)光調變器，各光調變器經組態以達成至少三種狀態，該至少三種狀態包含：一非透射非反射狀態；一光透射狀態，其中該光調變器透射光；及一第一反射狀態，其中該光調變器反射一色彩。
2. 如請求項1之裝置，其包括經組態以在以下各者中操作該陣列之光調變器之一控制器：在一透射模式中，其中該控制器經組態以引起該陣列中之該等光調變器選擇性驅動於該非透射非反射狀態與該光透射狀態之間；及一反射模式，其中該控制器經組態以引起該陣列中之該等光調變器選擇性驅動於該非透射非反射狀態與該第一反射狀態之間。
3. 如請求項2之裝置，其中該控制器包含經組態以回應於使用者輸入、周圍光資料、電源資料及主機處理器指令之至少一者而在該透射模式與該反射模式之間切換之模式選擇邏輯。
4. 如請求項2之裝置，其包括一背光，且其中在該透射模式中，該等光調變器在該光透射狀態中透射由該背光發射之光，且在該非透射非反射狀態中阻斷由該背光發射之光。
5. 如請求項1之裝置，其中該陣列包含三個光調變器以在一反射操作模式中形成一影像之各像素，且其中與一給定像素相關聯之該三個光調變器之各者反射一不同色彩。
6. 如請求項1之裝置，其中該等光調變器經組態以達成包含其中該 光調變器反射一第二色彩之一第二反射狀態之至少一第四狀態。
7. 如請求項1之裝置，其中該光調變器經組態以透過沿具有一第一運動軸之一第一方向之移動而在該非透射非反射狀態與該光透射狀態之間轉變且透過沿具有一第二不同運動軸之一第二方向之移動而在該非透射非反射狀態與該第一反射狀態之間轉變。
8. 如請求項7之裝置，其中該第一運動軸實質上垂直於該第二運動軸。
9. 如請求項1之裝置，其中該光調變器經組態以透過沿第一方向之一第一距離之移動而在該非透射非反射狀態與該光透射狀態之間轉變且透過沿該第一方向之一第二更大距離之移動而在該非透射非反射狀態與該第一反射狀態之間轉變。
10. 如請求項1之裝置，其中各光調變器包含具有一光吸收表面及至少一反射表面之一光阻擋組件。
11. 如請求項10之裝置，其中該光吸收表面包含沈積於該至少一反射表面之一部分之頂部上之一層光吸收材料。
12. 如請求項10之裝置，其中各光調變器之該至少一反射表面包含一對應彩色濾光器以反射一對應色彩之光。
13. 如請求項12之裝置，其中該至少一反射表面包含三個反射表面。
14. 如請求項13之裝置，其中該至少三個反射表面包含具有形成於其上之一紅色濾光器之一第一反射表面、具有形成於其上之一綠色濾光器之一第二反射表面及具有形成於其上之一藍色濾光器之一第三反射表面。
15. 如請求項13之裝置，其進一步包括包圍該至少三個反射表面之至少一者之光吸收材料。
16. 如請求項12之裝置，其中該光調變器經組態以當在一反射模式中操作時根據一場序彩色影像形成程序而在該非透射非反射狀態與三種色彩反射狀態之一者之間選擇性轉變。
17. 如請求項1之裝置，其進一步包括：一顯示器，其包含該陣列之EMS光調變器；一處理器，其經組態以與該顯示器通信，該處理器經組態以處理影像資料；及一記憶體器件，其經組態以與該處理器通信。
18. 如請求項17之裝置，其進一步包括：一驅動器電路，其經組態以將至少一信號發送至該顯示器；及其中該處理器經進一步組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。
19. 如請求項17之裝置，其進一步包括：一影像源模組，其經組態以將該影像資料發送至該處理器，其中該影像源模組包括一接收器、一收發器及一發射器之至少一者。
20. 如請求項17之裝置，其進一步包括：一輸入器件，其經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳達至該處理器。
21. 一種裝置，其包括：一陣列之光調變構件，其中可使各光調變構件在三種單獨狀態之間轉變，該三種單獨狀態包含：一非透射非反射狀態；一光透射狀態，其中該光調變構件透射光；及一第一反射狀態，其中該光調變構件反射一色彩。
22. 如請求項21之裝置，其包括用於在以下各者中控制該陣列之光調變構件之一構件：一透射模式，其中該控制構件經組態以引起該陣列中之該光調變構件選擇性驅動於該非透射非反射狀態與該光透射狀態之間；及一反射模式，其中該控制構件經組態以引起該陣列中之該光調變構件選擇性驅動於該非透射非反射狀態與該第一反射狀態之間。
23. 如請求項21之裝置，其包括一光發射構件，且其中在該透射模式中，該等光調變構件在該光透射狀態中透射由該光發射構件發射之光，且在該非透射狀態中阻斷由該光發射構件發射之光。
24. 如請求項21之裝置，其中該陣列包含三個光調變構件以在一反射操作模式中形成一影像之各像素，且其中與一給定像素相關聯之該三個光調變構件之各者反射一不同色彩。
25. 如請求項21之裝置，其中該等光調變構件經組態以達成包含其中該光調變構件反射一第二色彩之一第二反射狀態之至少一第四狀態。
26. 如請求項21之裝置，其中該光調變構件經組態以透過沿具有一第一運動軸之一第一方向之移動而在該非透射非反射狀態與該光透射狀態之間轉變且透過沿具有一第二不同運動軸之一第二方向之移動而在該非透射非反射狀態與該第一反射狀態之間轉變。
27. 如請求項26之裝置，其中該第一運動軸實質上垂直於該第二運動軸。
28. 如請求項21之裝置，其中該光調變構件經組態以透過沿第一方 向之一第一距離之移動而在該非透射非反射狀態與該光透射狀態之間轉變且透過沿該第一方向之一第二更大距離之移動而在該非透射非反射狀態與該第一反射狀態之間轉變。
29. 如請求項21之裝置，其中各光調變構件包含用於吸收光之一構件及用於反射光之構件。
30. 如請求項29之裝置，其中該反射構件包含用於限制由該反射構件反射之光之色彩之一色彩選擇構件。
31. 如請求項29之裝置，其中該反射構件包含用於單獨反射三種不同色彩之色彩選擇構件。