TW201527794A - 結合電荷消散表面之裝置及減小靜電引力之方法 - Google Patents

Abstract

本揭示內容提供用於消散具有一導電層之一顯示元件內的電荷累積之系統、方法及裝置。該導電層被維持為與該顯示元件內之一流體電接觸。該流體繼而保持與該等顯示元件內之光調變器接觸。可由該導電層消散藉由在製造該顯示器件期間或在操作該等光調變器期間填充該流體造成之任何電荷累積。因此，藉由消散該電荷累積，該導電層減小或消除歸因於該電荷累積且可能影響該等光調變器之可操作性的靜電力。該顯示器可包含該顯示器之一作用顯示區域中的導電間隔件及允許基板變形同時保持該導電層與該作用顯示區域中的該等間隔件之間之電連接之一無間隔件區域。

Description

結合電荷消散表面之裝置及減小靜電引力之方法

本揭示內容係關於成像顯示器之領域，且更特定言之關於消散顯示元件內之電荷累積。

本專利申請案主張2011年11月30日申請之標題為「Electromechanical Assemblies and Methods of Making the Same」的美國臨時專利申請案第61/565,159號及2012年11月14日申請之標題為「Electromechanical Systems Display Apparatus Incorporating Charge Dissipation Surfaces」的美國非臨時申請案第13/677,044號之優先權，該等先前申請案之揭示內容被視為本專利申請案之部分且以引用方式併入本專利申請案中。

機電系統(EMS)器件(諸如奈米機電系統(NEMS)及微機電系統(MEMS)器件)可包含具有光調變器之顯示元件。該等光調變器可浸入一潤滑流體中。在一些例項中，電荷可累積在圍封該等光調變器及該流體之一腔內。此電荷累積可產生可阻礙該等光調變器移動之靜電力。

雖然電荷實際上可累積在顯示裝置之任何表面上，但是接近一光調變器(諸如一快門)之並列平面結構的一基板表面上之電荷累積可 因其等接近度及其相鄰表面之相對大的面積大小而尤其令人煩惱。在一些例項中，合成靜電力可導致光調變器黏至或黏附至基板表面。接著，該等光調變器可陷入非所要的開啟、閉合或中間位置中。在其他例項中，若電荷累積足夠大，則合成的強靜電力可以足夠力拉動光調變器以使支撐該等光調變器之樑彎曲。此可造成該等光調變器變成永久不可操作。

本揭示內容之系統、方法及器件各具有若干新穎態樣，但並非該等系統、方法及器件之單者單獨作為本文揭示的所要屬性。

本揭示內容中描述的標的之一新穎態樣可以具有界定一腔之一第一平坦表面的一第一基板之一裝置實施。該裝置亦包含界定相對於該第一平坦表面的該腔之一第二平坦表面的一第二基板。附接至該第一平坦表面且安置在該腔內之至少一光調變器經組態以自該腔內之一第一位置移動至該腔內之一第二位置。一流體安置在該腔中，該光調變器浸入該流體中。一透明導電層安置在該第二平坦表面上且與該流體接觸以消散遷移通過該流體之電荷。在一些實施方案中，該透明導電層之一主表面與該流體接觸。

在一些實施方案中，該至少一光調變器可包含一快門，該快門經組態以在該第一位置及該第二位置之一者中將光透射或反射出該腔中並在該第一位置及該第二位置之另一者中防止光傳播出該腔。在一些實施方案中，該至少一光調變器進一步經組態以移動至該腔內之至少一第三位置中。

在一些其他實施方案中，該至少一光調變器及該透明導電層可實質上處於相同電位。在一些實施方案中，一導電間隔件可安置在該腔內且與該光調變器及該透明導電層電連通。在一些此等實施方案中，該裝置亦包含環繞該導電間隔件及該至少一光調變器之一顯示區 域。複數個額外導電間隔件定位於該顯示區域內。一邊緣密封件環繞將該第一基板耦合至該第二基板之該顯示區域。一無間隔件區域定位於該邊緣密封件與該顯示區域之間使得該複數個間隔件實質上防止該第一基板及該第二基板在該顯示區域內變形且該第一基板及該第二基板之至少一者可在該無間隔件區域內自由變形。在一些其他實施方案中，該至少一光調變器及該透明導電層可處於接地電位。在一些實施方案中，該至少一光調變器可包含至少一像素之至少部分，該至少一像素界定一顯示檢視區之至少部分。

在一些其他實施方案中，該至少一像素亦可包含由該第一基板或該第二基板界定之至少一孔隙，其中該透明導電層延伸遍及該至少一孔隙之至少20%。在一些實施方案中，該透明導電層可包含氧化銦錫(ITO)。

在一些其他實施方案中，該裝置亦可包含一顯示器，該顯示器包含該第一基板、該第二基板、該至少一光調變器、該流體、該透明導電層。該顯示器亦可包含經組態以與該顯示器通信之一處理器，該處理器經組態以處理影像資料。該顯示器亦包含經組態以與該處理器通信之一記憶體器件。

在一些實施方案中，該裝置亦包含一驅動器電路，其經組態以將至少一信號發送至該顯示器；及一控制器，其經組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。在一些實施方案中，該裝置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，其中該影像源模組包括一接收器、收發器及傳輸器之至少一者。在一些其他實施方案中，該裝置亦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。

本揭示內容中描述的標的之另一新穎態樣可以包含界定一腔之一第一平坦表面的一第一基板之一裝置實施。該裝置亦包含界定相對 於該第一平坦表面的該腔之一第二平坦表面的一第二基板。附接至該第一平坦表面且安置在該腔內之至少一光調變器經組態以自該腔內之一第一位置移動至該腔內之一第二位置。一流體安置在該腔中，該光調變器浸入該流體中。一光吸收導電層安置在該第二平坦表面上且與該流體接觸以消散遷移通過該流體之電荷，其中該至少一光調變器及該光吸收導電層可實質上處於相同電位。在一些實施方案中，該光吸收導電層之一主表面與該流體接觸。

在一些實施方案中，至少一光調變器可包含一快門，該快門經組態以在該第一位置及該第二位置之一者中將光透射或反射出該腔並在該第一位置及該第二位置之另一者中防止光傳播出該腔。在一些實施方案中，至少一光調變器進一步經組態以移動至該腔內之至少一第三位置中。

在一些實施方案中，該至少一光調變器及該光吸收導電層可實質上處於相同電位。在一些其他實施方案中，一導電間隔件可安置在該腔內且與該光調變器及該光吸收導電層電連通。在一些此等實施方案中，該裝置亦包含環繞該導電間隔件及該至少一光調變器之一顯示區域。複數個額外導電間隔件定位於該顯示區域內。一邊緣密封件環繞將該第一基板耦合至該第二基板之該顯示區域。一無間隔件區域定位於該邊緣密封件與該顯示區域之間使得該複數個間隔件實質上防止該第一基板及該第二基板在該顯示區域內變形且該第一基板及該第二基板之至少一者可在該無間隔件區域內自由變形。在一些其他實施方案中，至少一光調變器及該光吸收導電層可處於接地電位。

在一些實施方案中，至少一光調變器可包含至少一像素之至少部分，該至少一像素界定一顯示檢視區之至少部分。在一些實施方案中，至少一像素亦可包含由該第一基板或該第二基板界定之至少一孔隙，且該光吸收導電層延伸遍及該至少一孔隙之部分。

本揭示內容中描述的標的之另一新穎態樣可以減小附接至一腔之一第一平坦表面的一光調變器與相對於該第一平坦表面的該腔之一第二平坦表面之間的靜電引力的一方法實施。該方法包含提供界定該腔之該第一平坦表面的一第一基板；提供界定相對於該第一平坦表面的該腔之該第二平坦表面的一第二基板；提供安置在該腔之該第二平坦表面上的一透明導電層；提供與該光調變器及該透明導電層接觸之一流體；及經由該透明導電層而消散該腔中之電荷。在一些實施方案中，該流體與該透明導電層之一主表面接觸。

在一些實施方案中，該方法可包含將一第一電位施加至該光調變器，及將一第二電位施加至該透明導電層使得該第一電位及該第二電位實質上係相同的。在一些實施方案中，在將該光調變器浸入該流體中前施加該第一電位及該第二電位。在一些其他實施方案中，該方法可包含在施加該第一電位及該第二電位前將該光調變器浸入該流體中；在將該光調變器浸入該流體中後移除該第一電位及該第二電位；及密封該腔。

在隨附圖式及下文描述中陳述本說明書中描述的標的之一或多項實施方案之細節。儘管主要關於基於MEMS之顯示器描述此[發明內容]中提供的實例，但是本文提供的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、電泳顯示器及場致發射顯示器)以及其他非顯示MEMS器件(諸如MEMS麥克風、感測器及光學開關)。自本發明描述、圖式及申請專利範圍，其他特徵、態樣及優點將變得顯而易見。應注意下列圖式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‧‧‧顯示陣列

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‧‧‧基於MEMS之顯示裝置

102a‧‧‧光調變器

102b‧‧‧光調變器

102c‧‧‧光調變器

102d‧‧‧光調變器

104‧‧‧影像

105‧‧‧燈具

106‧‧‧像素

108‧‧‧快門

109‧‧‧孔隙

110‧‧‧互連件

112‧‧‧互連件

114‧‧‧互連件

120‧‧‧主機器件

122‧‧‧主機處理器

124‧‧‧環境感測器

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

138‧‧‧共同驅動器

140‧‧‧燈具

142‧‧‧燈具

144‧‧‧燈具

146‧‧‧燈具

148‧‧‧燈具驅動器

150‧‧‧顯示元件陣列

200‧‧‧光調變器

202‧‧‧快門

203‧‧‧平面

204‧‧‧致動器/基板

205‧‧‧電極樑致動器

206‧‧‧負載樑

207‧‧‧彈簧

208‧‧‧負載錨

211‧‧‧孔隙孔

216‧‧‧驅動樑

218‧‧‧驅動樑錨

220‧‧‧光調變器

222‧‧‧可移動電極

224‧‧‧絕緣層

226‧‧‧電極

228‧‧‧基板

230‧‧‧固定端

232‧‧‧可移動端

250‧‧‧光分接頭調變器/非基於快門之MEMS光調變器

252‧‧‧光

254‧‧‧光導

256‧‧‧分接頭元件

258‧‧‧樑

260‧‧‧電極

262‧‧‧電極

270‧‧‧基於電濕潤之光調變陣列

272‧‧‧光調變單元

272a‧‧‧光調變單元

272b‧‧‧光調變單元

272c‧‧‧光調變單元

272d‧‧‧光調變單元

274‧‧‧光學腔

276‧‧‧彩色濾光器

278‧‧‧水

280‧‧‧光吸收油

282‧‧‧透明電極

284‧‧‧絕緣層

286‧‧‧反射孔隙層

288‧‧‧光導

290‧‧‧第二反射層

291‧‧‧光重定向器

292‧‧‧光源

294‧‧‧光

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

310‧‧‧電晶體

312‧‧‧電容器

320‧‧‧光調變器陣列

322‧‧‧孔隙層

324‧‧‧孔隙

400‧‧‧雙致動器快門總成

402‧‧‧致動器

404‧‧‧致動器

406‧‧‧快門

407‧‧‧孔隙層

408‧‧‧錨

409‧‧‧孔隙

412‧‧‧快門孔隙

416‧‧‧重疊

500‧‧‧顯示裝置

502‧‧‧快門總成

503‧‧‧快門

504‧‧‧光調變器基板

505‧‧‧錨

506‧‧‧反射孔隙層/反射膜/後向反射層

508‧‧‧表面孔隙

512‧‧‧漫射體

514‧‧‧亮度增強膜

516‧‧‧平面光導

517‧‧‧幾何光重定向器/稜鏡

518‧‧‧燈具/光源

519‧‧‧反射器

520‧‧‧前向反射膜

521‧‧‧光路徑/射線/光線

522‧‧‧蓋板

524‧‧‧黑色矩陣

526‧‧‧間隙

527‧‧‧導電間隔件

528‧‧‧邊緣密封件

530‧‧‧流體

532‧‧‧金屬薄片/經模型化塑膠總成托架

536‧‧‧反射器

540‧‧‧負電荷

541‧‧‧靜電力

600‧‧‧顯示總成

602‧‧‧調變器基板

604‧‧‧孔隙板

605‧‧‧孔隙板

606‧‧‧快門總成

608‧‧‧反射孔隙層/導電間隔件

610‧‧‧孔隙

612‧‧‧導電間隔件

614‧‧‧間隔件

616‧‧‧快門

620‧‧‧電荷累積

621‧‧‧靜電力

630‧‧‧流體

700‧‧‧顯示裝置

710‧‧‧導電層

712‧‧‧間隙/開孔

800‧‧‧顯示裝置

810‧‧‧透明導電層

812‧‧‧間隙

900‧‧‧顯示裝置

910‧‧‧光吸收導電層

1010‧‧‧透明導電層

1100‧‧‧光吸收導電層

1104‧‧‧基板

1110‧‧‧電隔離導電區域

1112‧‧‧間隙/開孔

1127‧‧‧位置

1201‧‧‧區域

1202‧‧‧區域

1203‧‧‧像素區域

1205‧‧‧導電跡線

1210‧‧‧導電層

1212‧‧‧間隙/開孔

1227‧‧‧接觸位置

1400‧‧‧顯示器

1402‧‧‧第一基板

1404‧‧‧第二基板

1405‧‧‧顯示元件

1406‧‧‧顯示區域

1407‧‧‧接觸間隔件

1408‧‧‧無間隔件之區域

1409‧‧‧單元間隙

1410‧‧‧邊緣密封件

1411‧‧‧寬度

1413‧‧‧長度

1414‧‧‧寬度

圖1A展示一直視的基於微機電系統(MEMS)之顯示裝置的一例示性示意圖。

圖1B展示一主機器件的一例示性方塊圖。

圖2A展示一圖解說明性的基於快門之光調變器的一例示性透視圖。

圖2B展示一基於滾轉致動器快門之光調變器的一橫截面圖。

圖2C展示一圖解說明性的非基於快門之MEMS光調變器的一橫截面圖。

圖2D展示一基於電濕潤之光調變陣列的一橫截面圖。

圖3A展示一控制矩陣的一例示性示意圖。

圖3B展示連接至圖3A之控制矩陣的基於快門之光調變器之一陣列的一透視圖。

圖4A及圖4B展示一雙致動器快門總成之例示性視圖。

圖5展示結合基於快門之光調變器之一顯示裝置的一例示性橫截面圖。

圖6展示供在一顯示器之一MEMS向下組態中使用的一光調變器基板及一孔隙板的一橫截面圖。

圖7展示結合一光吸收導電層之一顯示裝置的一例示性橫截面圖。

圖8展示結合一透明導電層之一顯示裝置的一例示性截面圖。

圖9展示供在具有一光吸收導電層之一顯示裝置的一MEMS向下組態中使用之一光調變器基板及一孔隙板的一例示性橫截面圖。

圖10展示供在具有一透明導電層之一顯示裝置的一MEMS向下組態中使用之一光調變器基板及一孔隙板的一例示性橫截面圖。

圖11展示一光吸收導電層的一例示性俯視圖。

圖12展示供在一顯示裝置中使用之一層光吸收導電跡線的一例示性俯視圖。

圖13展示用於減小一顯示裝置之一腔內的電荷累積之方法的一 例示性流程圖。

圖14A展示具有一經擴展無間隔件區域之一例示性顯示器的一俯視圖。

圖14B展示圖14A所示之顯示器的一側視圖。

圖14C展示圖14A所示之顯示器之經擴展無間隔件區域的一透視圖。

圖15A及圖15B係圖解說明包含複數個顯示元件之一顯示器件的系統方塊圖。

在不同圖式中相似參考數字及符號指示相似元件。

一些顯示器包含圍封一顯示元件陣列之一腔內的一流體。在一些例項中，該腔內之一電荷累積導致形成靜電力，其可造成該等顯示元件之錯誤操作或損壞。添加與該流體接觸之一導電層可用於消散該電荷累積，因此減小或消除可能有損壞性的靜電力。

在一些實施方案中，導電層係安置成與顯示元件之腔中的流體電接觸之一光吸收導電層。該光吸收導電層經形成使得其不會實質上阻塞該等顯示元件之光學路徑內的任何孔隙或任何光透射區域。在一些實施方案中，該光吸收導電層包含延伸至該等孔隙及該等光透射區域中並跨其延伸之跡線。該等跡線之大小及間隔經選擇以避免實質上阻塞該等孔隙及該等光透射區域同時提供該顯示元件之腔內的電荷累積之有效消散。

在一些實施方案中，該導電層係一透明導電層。該透明導電層安置在該腔內使得其與該流體電接觸。該透明導電層可延伸遍及該等孔隙及光透射區以提供該腔內之電荷累積的有效消散而不會實質上阻塞光穿過該等孔隙或光透射區域。

在一些實施方案中，該導電層包含多個電隔離導電區域。各電 隔離區域與唯一像素相關聯。對應於一像素之各區域與與該唯一像素相關聯的一快門電接觸。該導電區域及該快門可經由由導電間隔件及支撐該快門之導電錨形成的互連件而連接。在一些此等實施方案中，顯示器包含允許一或多個基板變形同時保持該導電層與該顯示器之一作用顯示區域中的導電間隔件電連接之間之一無間隔件區。

在一些實施方案中，該導電層電連接至所有顯示元件之所有快門。該導電層經由導電間隔件或經由導電邊緣密封件而連接至該等快門。該導電層及所有該等快門可因此以一共同全域電位操作。

在一些實施方案中，可在將流體填充至顯示裝置之腔中期間達成電荷累積之消散。在此等實施方案中，一共同電位可在填充該流體時施加至導電層及顯示元件之快門兩者。在一些其他實施方案中，可在完成填充該流體後移除該共同電位。

在一些實施方案中，可在顯示裝置操作期間達成電荷累積之消散。在此等實施方案中，藉由電連接導電層與與包含在該顯示裝置中之顯示元件相關聯的快門而消散該電荷累積使得該導電層或其部分保持與該等快門處於一共同電位。

本揭示內容中描述的標的之特定實施方案可經實施以實現一或多個下述可能優點。一導電層包含在一顯示器件之一腔內且與該腔中之一流體電接觸幫助消散遷移通過該流體之電荷。藉由消散電荷，該導電層有助於減小可由該電荷產生之靜電力。因為該等靜電力減小，所以光調變器因此等靜電力之影響而錯誤操作之風險亦減小。

電荷可積聚在該腔之若干非導電表面上。雖然可能難以消散該腔內之所有積聚電荷(例如，因為一些表面得益於塗佈有非導電絕緣層)，但是藉由將導電層放置在該等表面之至少一些上(諸如在一孔隙板上及/或在一蓋板上)可減小積聚在該腔內之總電荷。因此，與作用於光調變器之(由該電荷產生之)靜電力相關聯的風險減小。

在一些實施方案中，該導電層可係幫助吸收雜散光且改良顯示器件之對比率的一光吸收層。在一些其他實施方案中，該導電層可為透明，且因此可延伸遍及該顯示器件之孔隙並覆蓋該腔之一較大部分。因此，該透明導電層可消散該顯示器件之腔之一較大部分上的額外電荷。

在一些實施方案中，使光調變器及導電層處於相同電位進一步幫助消散流體中之電荷。在一些實施方案中，顯示器件內之導電間隔件可協助電連接該導電層與該等光調變器。在一些實施方案中，在將該流體填充在該腔中以幫助消散可在填充該流體前或期間積聚的電荷前，使該導電層及該光調變器處於相同電位。在一些此等實施方案中，一無間隔件區域之包含可幫助防止在低操作溫度下形成磁泡，同時允許該導電層及該等導電間隔件保持電連接。

使導電層接觸流體有助於提供與顯示器件之一孔隙板的一電接觸而無需執行蝕刻穿過一非導電層以提供此連接的一總成程序步驟。

在一些實施方案中，導電層可包含電隔離導電區域。該等導電區域可耦合至定位於接近該等隔離區域之處的對應快門。此組態具有允許以下驅動方案之優點，其中致動電壓選擇性地直接施加至一快門，而非定位於該等快門附近之驅動致動器。

圖1A展示一直視的基於MEMS之顯示裝置100的一示意圖。該顯示裝置100包含配置成列及行之複數個光調變器102a至102d(整體為「光調變器102」)。在該顯示裝置100中，該等光調變器102a及102d處於開啟狀態，從而允許光經過。該等光調變器102b及102c處於閉合狀態，從而阻塞光經過。藉由選擇性地設定該等光調變器102a至102d之狀態，該顯示裝置100可用於在由一燈具或數個燈具105照亮之情況下形成一背光顯示器之一影像104。在另一實施方案中，該顯示裝置100可藉由反射源自該裝置前面的環境光而形成一影像。在另一實施 方案中，該顯示裝置100可藉由反射來自定位於該顯示器前面中之一燈具或數個燈具的光(即，藉由使用一前燈)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之一像素106。在一些其他實施方案中，顯示裝置100可以利用複數個光調變器以形成該影像104之一像素106。例如，該顯示裝置100可包含三個特定色彩的光調變器102。藉由選擇性地開啟對應於一特定像素106之一或多個特定色彩的光調變器102，該顯示裝置100可產生該影像104中之一彩色像素106。在另一實例中，該顯示裝置100的每個像素106包含兩個或兩個以上光調變器102以提供一影像104之亮度位準。關於一影像，一「像素」對應於由影像解析度定義之最小圖像元素。關於該顯示裝置100之結構組件，術語「像素」指代用於調變形成該影像之一單個像素的光之組合式機械及電組件。

顯示裝置100係一直視顯示器，其中其可不包含通常在投影應用中發現之成像光學器件。在一投影顯示器中，形成在該顯示裝置之表面上的影像投影至一螢幕上或至一壁上。該顯示裝置實質上小於該經投影影像。在一直視顯示器中，使用者藉由直接察看該顯示裝置而看見該影像，該顯示裝置含有光調變器及視需要用於增強在該顯示器上看見之亮度及/或對比度的一背燈或前燈。

直視顯示器可以一透射或反射模式操作。在一透射顯示器中，光調變器過濾或選擇性地阻擋源自定位於該顯示器後面之一燈具或數個燈具的光。來自該等燈具之光視需要注射至一光導或「背燈」中使得可均勻地照亮各像素。透射直視顯示器通常建置在透明或玻璃基板上以促進一夾置式總成配置，其中含有該等光調變器之一基板直接定位於該背燈頂部。

各光調變器102可包含一快門108及一孔隙109。為了照亮影像104之一像素106，該快門108經定位使得其允許光朝向一檢視者穿過 該孔隙109。為了保持一像素106未點亮，該快門108經定位使得其阻塞光穿過該孔隙109。由透過在各光調變器102中一反射或光吸收材料圖案化之一開孔界定該孔隙109。

顯示裝置亦包含連接至基板及光調變器以用於控制快門移動之一控制矩陣。該控制矩陣包含一系列電互連件(諸如互連件110、112及114)，每列像素包含至少一允寫互連件110(亦稱作一「掃描線」互連件)，各行像素之一資料互連件112，及將一共同電壓提供給所有像素或至少提供給來自該顯示裝置100中之多行及多列兩者的像素之一共同互連件114。回應於一適當電壓(「允寫電壓，V_WE」)之施加，一給定列像素之允寫互連件110使該列中之像素準備接受新快門移動指令。該資料互連件112以資料電壓脈衝之形式傳達該等新移動指令。在一些實施方案中，施加至該等資料互連件112之資料電壓脈衝直接促成該等快門之一靜電移動。在一些其他實施方案中，該等資料電壓脈衝控制切換器，例如，控制通常量值高於資料電壓的分開致動電壓至光調變器102之施加的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該等快門108在靜電驅動移動。

圖1B展示一主機器件120(即，蜂巢式電話、智慧型電話、PDA、MP3播放器、平板電腦、電子書閱讀器等)之一方塊圖的一實例。該主機器件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(亦稱作「允寫電壓源」)、複數個資料驅動器132(亦稱作「資料電壓源」)、一控制器134、共同驅動器138、燈具140至146、燈具驅動器148及顯示元件(諸如圖1A所示之光調變器102)之一陣列150。該等掃描驅動器130將允寫電壓施加至掃描線互連件110。該等資料驅動器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給顯示元件陣列150，尤其其中以類比方式導出影像104之亮度位準。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施加一系列中間電壓時，引起快門108之一系列中間開啟狀態且因此該影像104之一系列中間照亮狀態或亮度位準。在其他情況下，該等資料驅動器132經組態以僅將2、3或4數位電壓位準之一減小集施加至該等資料互連件112。此等電壓位準經設計以以數位方式(一開啟狀態、一閉合狀態或其他離散狀態)設定至該等快門108之各者。

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(亦稱作「控制器134」)。該控制器以一多半串列方式將以由列及影像圖框分組的預定序列組織之資料發送至該等資料驅動器132。該等資料驅動器132可包含串列至並行資料轉換器、位準偏移及對於一些應用數位轉類比電壓轉換器。

顯示裝置視需要包含一組共同驅動器138(亦稱作共同電壓源)。在一些實施方案中，該等共同驅動器138例如藉由將電壓供應給一系列共同互連件114而將一DC共同電位提供給顯示元件陣列150內的所有顯示元件。在一些其他實施方案中，該等共同驅動器138遵循來自控制器134之命令將電壓脈衝或信號發送至顯示元件陣列150，例如能夠驅動及/或起始該陣列150之多列及多行中的所有顯示元件之同時致動之全域致動脈衝。

藉由控制器134而使不同顯示功能之所有驅動器(例如，掃描驅動器130、資料驅動器132及共同驅動器138)時間同步。來自該控制器之時序命令經由燈具驅動器148、顯示元件陣列150內特定列的允寫及排序、來自該等資料驅動器132之電壓輸出及提供顯示元件致動之電壓輸出而協調紅色、綠色及藍色及白色燈具(分別係140、142、144及146)之照明。

控制器134判定排序或處理方案，藉由該排序或處理方案該等快門108之各者可重設至適合於一新影像104之照明位準。可以週期性間隔設定新影像104。例如，對於視訊顯示器，可以自10至300赫茲(Hz)範圍中之頻率更新彩色影像104或視訊圖框。在一些實施方案中，陣列150之一影像圖框之設定與燈具140、142、144及146之照明同步使得以一系列交替色彩(諸如紅色、綠色及藍色)照亮交替影像圖框。各各自色彩之影像圖框稱作一彩色子圖框。以稱作場序彩色方法之此方法，若彩色子圖框係以超過20Hz之頻率交替，則人腦將把交替圖框影像平均至具有一廣及連續範圍之色彩的一影像之感知中。在替代實施方案中，可在顯示裝置100中採用具有主色彩之四個或四個以上燈具(採用除紅色、綠色及藍色外之主色彩)。

在一些實施方案中，其中顯示裝置100經設計用於快門108在開啟狀態與閉合狀態之間的數位切換，控制器134藉由如前文描述之分時灰階度的方法而形成一影像。在一些其他實施方案中，該顯示裝置100可透過每個像素使用多個快門108而提供灰階度。

在一些實施方案中，一影像狀態104之資料係藉由個別列(亦稱作掃描線)之一循序定址而被控制器134載入至顯示元件陣列150。對於該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以用於該陣列150之列，且隨後資料驅動器132將對應於所要快門狀態之資料電壓供應給該選定列中之各行。此程序重複直至資料已載入用於該陣列150中之所有列為止。在一些實施方案中，資料載入之選定列之序列係線性的，自該陣列150頂部轉至底部。在一些其他實施方案中，選定列之序列係偽隨機的以使視覺假像最小化。且在一些其他實施方案中，由區塊組織排序，其中對於一區塊，僅影像狀態104之一特定小部分的資料例如藉由僅循序定址該陣列150之每第五列而載入至該陣列150。

在一些實施方案中，用於將影像資料載入至陣列150之程序與致動該陣列150中之顯示元件的程序在時間上係分開的。在此等實施方案中，該顯示元件陣列150可包含用於該陣列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載送來自共同驅動器138之觸發信號以根據儲存在該等記憶體元件中之資料而起始快門108之同時致動的一全域致動互連件。

在替代實施方案中，顯示元件陣列150及控制該等顯示元件之控制矩陣可配置成除矩形列及行外的組態。例如，該等顯示元件可配置成六邊形陣列或曲線狀列及行。一般言之，如本文所使用，術語掃描線應指代共用一允寫互連件之任何數個顯示元件。

主機處理器122通常控制主機器之操作。例如，該主機處理器122可係用於控制一可攜式電子器件之一通用或專用處理器。關於包含在主機器件120內之顯示裝置128，該主機處理器122輸出影像資料以及關於該主機器之額外資料。此資訊可包含來自環境感測器之資料，諸如環境光或溫度；關於該主機器之資訊，包含例如該主機器之一操作模式或留在該主機器之電源中之電量；關於該影像資料之內容的資訊；關於影像資料類型之資訊；及/或供顯示裝置在選擇一成像模式中使用之指令。

使用者輸入模組126直接或經由主機處理器122而將使用者之個人偏好傳送至控制器134。在一些實施方案中，該使用者輸入模組126受軟體控制，其中使用者程式化個人偏好，諸如「較深色彩」、「較佳對比度」、「較低電力」、「增大的亮度」、「體育運動」、「真人電影」或「動畫」。在一些其他實施方案中，此等偏好係使用諸如一切換器或針盤之硬體而輸入至主機器。至控制器134之複數個資料輸入指示該控制器將資料提供給對應於最佳成像特性之不同驅動器130、132、138及148。

一環境感測器模組124亦可經包括作為主機器件120之部件。該環境感測器模組124接收關於周圍環境之資料，諸如溫度或環境照明條件。該感測器模組124可經程式化以區分該器件是在一室內或或辦公室環境中還是白天時在一室外環境中或是晚上時在一室外環境中操作。該感測器模組124將此資訊傳達至顯示控制器134，使得該控制器134可回應於該周圍環境而最佳化檢視條件。

圖2A展示一圖解說明性的基於快門之光調變器200的一透視圖。該基於快門之光調變器200適合於結合至圖1A之直視的基於MEMS之顯示裝置100中。該光調變器200包含耦合至一致動器204之一快門202。該致動器204可由兩個分開的順應性電極樑致動器205(「致動器205」)形成。該快門202在一側上耦合至該等致動器205。該等致動器205使該快門202在一運動平面中之一平面203上橫向地移動，該運動平面實質上平行於該平面203。該快門202之相對側耦合至提供與由該致動器204施加之力相反的一恢復力之一彈簧207。

各致動器205包含將快門202連接至一負載錨208之一順應性負載樑206。該等負載錨208與該等順應性負載樑206用作機械支撐件，從而保持該快門202懸掛在接近表面203之處。該表面203包含用於允許光經過之一或多個孔隙孔211。該等負載錨208將該等順應性負載樑206及該快門202實體連接至該表面203且將該等負載樑206電連接至一偏壓(在一些例項中電連接至接地)。

若基板不透明(諸如矽)，則藉由蝕刻一孔陣列通過該基板204而在該基板中形成孔隙孔211。若該基板204透明(諸如玻璃或塑膠)，則在沈積在基板204上之一層光阻擋材料中形成該等孔隙孔211。該等孔隙孔211通常可呈圓形、橢圓形、多邊形、蛇形或不規則形狀。

各致動器205亦包含定位成與各負載樑206相鄰之一順應性驅動樑216。該等驅動樑216在一端處耦合至該等驅動樑216共用之一驅動 樑錨218。各驅動樑216之另一端可自由移動。各驅動樑216係彎曲的使得其在該驅動樑216之自由端及該負載樑206之錨定端附近最接近該負載樑206。

在操作中，結合光調變器200之一顯示裝置經由驅動樑錨218而將一電位施加至驅動樑216。一第二電位可施加至負載樑206。驅動樑216與負載樑206之間的所得電位差朝向該等負載樑206之錨定端拉動該等驅動樑216之自由端，且朝向該等驅動樑216之錨定端拉動該等負載樑206之快門端，從而朝向驅動錨218橫向驅動快門202。順應性構件206用作彈簧，使得當移除跨該等樑206及216電位之電壓時，該等負載樑206將該快門202推回至其初始位置中，從而能釋放儲存在該等負載樑206中之應力。

一光調變器(諸如光調變器200)結合一被動恢復力(諸如一彈簧)以在已移除電壓後將一快門恢復至其止動位置。其他快門總成可結合一雙組「開啟」及「閉合」致動器以及一分開組「開啟」及「閉合」電極以將該快門移動至一開啟狀態或一閉合狀態。

存在藉由其快門及孔隙之一陣列可經由一控制矩陣而受控制以產生具有適當亮度位準之影像(在許多情況下係移動影像)的多種方法。在一些情況下，藉由連接至顯示器周邊上之驅動器電路的列及行互連件之一被動矩陣陣列而完成控制。在其他情況下，適宜的係在該陣列(所謂的主動矩陣)之各像素內包含切換及/或資料儲存元素以改良該顯示器之速度、亮度位準及/或電力消散效能。

在替代實施方案中，顯示裝置100包含除基於橫向快門之光調變器外的顯示元件，諸如上文描述之快門總成200。例如，圖2B展示一基於滾轉致動器快門之光調變器220之一橫截面圖。該基於滾轉致動器快門之光調變器220適合於結合至圖1A之基於MEMS之顯示裝置100的一替代實施方案中。一基於滾轉致動器之光調變器包含安置成相對 於一固定電極且經偏壓以在一特定方向上移動以在施加一電場時用作一快門的一可移動電極。在一些實施方案中，該光調變器220包含安置在一基板228與一絕緣層224之間的一平面電極226及具有附接至該絕緣層224之一固定端230的一可移動電極222。在不具有任何經施加電壓的情況下，該可移動電極222之一可移動端232可朝向該固定端230自由移動以產生一滾轉狀態。將一電壓施加在該等電極222與226之間造成該可移動電極222不滾轉且相對於該絕緣層224平躺，從而該可移動電極222用作阻擋光行進穿過基板228之一快門。該可移動電極222在移除該電壓後藉由一彈性恢復力而恢復至該滾轉狀態。可藉由製造包含一各向異性應力狀態之可移動電極222而達成朝向一滾轉狀態之偏壓。

圖2C展示一圖解說明性的非基於快門之MEMS光調變器250的一橫截面圖。該光分接頭調變器250適合於結合至圖1A之基於MEMS之顯示裝置100的一替代實施方案中。一光分接頭根據受抑全內反射(TIR)之一原理而工作。即，光252引入至一光導254中，其中在無干擾的情況下對於光252多半會因TIR而無法透過該光導254之前表面或後表面而逃逸出該光導254。該光分接頭250包含具有一足夠高折射率之一分接頭元件256，回應於該分接頭元件256接觸該光導254，撞擊在與該分接頭元件256相鄰的光導254之表面上的光252透過該分接頭元件256而朝向一檢視者逃逸出該光導254，從而促成影像形成。

在一些實施方案中，分接頭元件256形成為撓性透明材料之一樑258的部分。電極260塗佈該樑258之一側的部分。相對電極262安置在光導254上。藉由跨該等電極260及262施加一電壓，該分接頭元件256相對於該光導254之位置可經控制以選擇性地自該光導254提取光252。

圖2D展示一基於電濕潤之光調變陣列270的一例示性橫截面圖。 該基於電濕潤之光調變陣列270適合於結合至圖1A之基於MEMS之顯示裝置100的一替代實施方案中。該光調變陣列270包含形成在光學腔274上之複數個基於電濕潤的光調變單元272a至272d(整體為「單元272」)。該光調變陣列270亦包含對應於該等單元272的一組彩色濾光器276。

各單元272包含一層水(或其他透明導電或極性流體)278、一層光吸收油280、一透明電極282(例如，由氧化銦錫(ITO)組成)及定位於該層光吸收油280與該透明電極282之間的一絕緣層284。在本文描述之實施方案中，該電極佔據一單元272之一後表面的一部分。

一單元272之後表面的剩餘部分由形成光學腔274之前表面的一反射孔隙層286形成。該反射孔隙層286由一反射材料(諸如形成一介電鏡之一反射金屬或一薄膜堆疊)形成。對於各單元272，一孔隙形成在該反射孔隙層286中以允許光穿過。該單元之電極282沈積在該孔隙中且在形成該反射孔隙層286且藉由另一介電層分開的材料上。

光學腔274之剩餘部分包含定位在接近反射孔隙層286之處的一光導288，及在相對於該反射孔隙層286的光導288之一側上的一第二反射層290。一系列光重定向器291形成在接近該第二反射層的光導之後表面上。該等光重定向器291可係漫反射器或鏡面反射器。一或多個光源292(諸如LED)將光294注射至該光導288中。

在一替代實施方案中，一額外透明基板(未展示)定位於光導288與光調變陣列270之間。在此實施方案中，反射孔隙層286形成在該額外透明基板上而非在該光導288之表面上。

在操作中，將一電壓施加至一單元(例如，單元272b或272c)之電極282造成該單元中之光吸收油280收集在該單元272之一部分中。因此，該光吸收油280不再阻塞光穿過形成在反射孔隙層286中之孔隙(例如，見單元272b及272c)。接著，逃逸出該孔隙處之背燈之光能夠 逃逸穿過該單元及該組彩色濾光器276中的一對應彩色濾光器(例如，紅色、綠色或藍色)以形成一影像之一彩色像素。當該電極282接地時，該光吸收油280覆蓋該反射孔隙層286中之孔隙，從而吸收嘗試穿過其之任何光294。

在一電壓施加至單元272時收集油280之區構成關於形成一影像之浪費的空間。不管是否施加一電壓，此區係非透射性的。因此，在不包含反射孔隙層286之反射部分的情況下，此區吸收可以其他方式用於促成影像形成之光。然而，在包含該反射孔隙層286的情況下，將以其他方式吸收之此光反射回至光導290中以供未來逃逸穿過一不同孔隙。該基於電濕潤之光調變陣列270不僅僅係適合於包含在本文描述之顯示裝置中的一非基於快門之MEMS調變器的實例。而且，在不悖離本揭示內容範疇的情況下同樣可由本文描述之控制器功能之不同者控制其他形式之非基於快門的MEMS調變器。

圖3A展示一控制矩陣300的一例示性示意圖。該控制矩陣300適合於控制結合至圖1A之基於MEMS的顯示裝置100中之光調變器。圖3B展示連接至圖3A之控制矩陣300的基於快門之光調變器之一陣列320的一透視圖。該控制矩陣300可處理像素之一陣列320(「陣列320」)。各像素301可包含受一致動器303控制之一彈性快門總成302，諸如圖2A之快門總成200。各像素亦可包含包含孔隙324之一孔隙層322。

控制矩陣300製造成在其上形成快門總成302的一基板304之表面上的一漫射或薄膜沈積之電路。該控制矩陣300包含用於該控制矩陣300中之像素301之各列的一掃描線互連件306及用於該控制矩陣300中之像素301之各行的一資料互連件308。各掃描線互連件306將一允寫電壓源307電連接至像素301之一對應列中的像素301。各資料互連件308將一資料電壓源309(「V_d源」)電連接至像素之一對應行中的像素 301。在該控制矩陣300中，該V_d源309提供待用於致動該等快門總成302之大多數能量。因此，該資料電壓源(V_d源309)亦用作一致動電壓源。

參考圖3A及圖3B，對於像素陣列320中之各像素301或各快閘總成302，控制矩陣300包含一電晶體310及一電容器312。各電晶體310之閘極電連接至該像素301定位於其中的該陣列320中之列的掃描線互連件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之一電極及該對應致動器303之電極之一者。在快門總成302中該電容器312之另一電極及該致動器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，該等電晶體310可用半導體二極體或金屬-絕緣體-金屬夾置型切換元件取代。

在操作中，為了形成一影像，控制矩陣300藉由依次將V_we施加至各掃描線互連件306而循序允寫陣列320中之各列。對於一允寫列，將V_we施加至該列中之像素301之電晶體310之閘極允許電流流動通過資料互連件308通過電晶體310以將一電位施加至快門總成302之致動器303。雖然允寫該列，但是資料電壓V_d選擇性地施加至該等資料互連件308。在提供類比灰階度的實施方案中，施加至各資料互連件308之資料電壓係相對於定位於允寫掃描線互連件306與資料互連件308之交叉點處的像素301之所要亮度而改變。在提供數位控制方案的實施方案中，該資料電壓選擇為一相對低量值的電壓(即，近似接地之一電壓)或者滿足或超過V_at(致動臨限電壓)。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致動開啟該快門總成302中之快門。甚至在該控制矩陣300停止將V_we施加至一列後，施加至該資料互連件308之電壓保持儲存在該像素301之電容器312中。因此，該電壓V_we無需等待且保持一列足夠長時間以致動該快門總成302；此致 動可在該允寫電壓已自該列移除後進行。該等電容器312亦用作在該陣列320內且儲存用於照亮一影像圖框之致動指令的記憶體元件。

陣列320之像素301以及控制矩陣300形成在一基板304上。該陣列320包含一孔隙層322，該孔隙層322安置在該基板304上，包含用於該陣列320中之各自像素301的一組孔隙324。該等孔隙324與各像素中之快門總成302對準。在一些實施方案中，該基板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，該基板304由一不透明材料製成，但是其中孔經蝕刻以形成該等孔隙324。

快門總成302與致動器303可製成雙穩態的。即，快門可存在於需較少或無需電力來保持該等快門在任一位置中之至少兩個平衡位置(例如，開啟或閉合)。更特定言之，該快門總成302可係機械雙穩態的。一旦該快門總成302之快門設定在適當位置中，就無需電能或保持電壓來維持該位置。該快門總成302之實體元件上之機械應力可保持該快門在適當位置中。

快門總成302與致動器303亦可製成電雙穩態的。在一電雙穩態的快門總成中，存在低於該快門總成之致動電壓的一系列電壓，若該系列電壓施加至一閉合致動器(快門開啟或閉合)，則即使一反力施加在該快門上亦保持該致動器閉合且保持該快門在適當位置中。可由一彈簧(諸如圖2A描繪的基於快門之光調變器200中的彈簧207)施加該反力，或可由一相對致動器(諸如一「開啟」或「閉合」致動器)施加該反力。

光調變器陣列320被描述成每個像素具有一單個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，從而提供多於在各像素中僅具有二進位「開啟」或「閉合」光學狀態的可能性。特定形式之編碼區劃分灰階度係可能的，其中在該像素中提供多個MEMS光調變器，且其中與該等光調變器之各者相關聯 的孔隙324具有不等區。

在一些實施方案中，基於滾軸之光調變器220、光分接頭250或基於電濕潤之光調變陣列270以及其他基於MEMS之光調變器可代替光調變器陣列320內之快門總成302。

圖4A及圖4B展示一雙致動器快門總成400的例示性視圖。如圖4A描繪之雙致動器快門總成400處於一開啟狀態。圖4B展示處於一閉合狀態之雙致動器快門總成400。與快門總成200相比，該快門總成400包含一快門406之任一側上的致動器402及404。獨立控制各致動器402及404。一第一致動器(一快門開啟之致動器402)用於開啟該快門406。一第二相對致動器(快門閉合之致動器404)用於閉合該快門406。該等致動器402及404兩者係順應性樑電極致動器。該等致動器402及404係藉由實質上在平行於該快門406懸掛於其上之一孔隙層407的平面中驅動該快門406而開啟及閉合該快門。藉由附接至該等致動器402及404之錨408該快門406自該孔隙層407上懸掛下一短距離。沿其移動軸附接至該快門406之兩端的支撐件之包含減少該快門406在平面外運動且實質上將該運動限於平行於該基板之一平面。與圖3A之控制矩陣300類似，適合於與該快門總成400一起使用之一控制矩陣可包含用於相對的快門開啟致動器402及快門閉合致動器404之各者的一電晶體及一電容器。

快門406包含光可穿過其之兩個快門孔隙412。孔隙層407包含一組三個孔隙409。在圖4A中，快門總成400處於開啟狀態且如此快門開啟致動器402已致動，快門閉合致動器404處於其釋放位置，且該等快門孔隙412之中線與兩個孔隙層孔隙409之中線一致。在圖4B中，該快門總成400已移動至閉合狀態且如此該快門開啟致動器402處於其釋放位置，該快門閉合致動器404已致動，且該快門406之光阻擋部分現已在適當位置中以阻擋光透射穿過該等孔隙409(如虛線描繪)。

各孔隙具有圍繞其周邊之至少一邊緣。例如，矩形孔隙409具有四個邊緣。在圓形、橢圓形、卵形或其他彎曲孔隙形成在孔隙層407中之替代實施方案中，各孔隙可能僅具有一單個邊緣。在一些其他實施方案中，在數學意義上，該等孔隙無需分開或分離，而是相反可連接。即，雖然該孔隙之部分或成形區段可維持對應於各快門，但是若干此等區段可經連接使得由多個快門共用該孔隙之一單個連續周長。

為了允許光以多種出射角穿過處於開啟狀態之孔隙412及409，有利的係提供大於孔隙層407中之孔隙409之一對應寬度或大小的快門孔隙412之一寬度或大小。為了有效阻擋光在閉合狀態下逃逸，較佳的係快門406之光阻擋部分與該等孔隙409重疊。圖4B展示該快門406中之光阻擋部分之邊緣與形成在該孔隙層407中之孔隙409之一邊緣之間的一預定義重疊416。

靜電致動器402及404經設計使得其等電壓移位行為提供快門總成400之一雙穩態特性。對於快門開啟致動器及快門閉合致動器之各者，存在低於致動電壓的一系列電壓，甚至在一致動電壓施加至相對致動器後，若在該致動器處於閉合狀態時(快門開啟或閉合)施加該系列電壓，則將保持該致動器閉合且保持該快門在適當位置中。維持一快門之位置相對於此反力所需的最小電壓稱作一維持電壓V_m。

圖5展示結合基於快門之光調變器(快門總成)502之一顯示裝置500的一例示性橫截面圖。各快門總成502結合一快門503及一錨505。未展示順應性樑致動器，其等在連接於該等錨505與該等快門503之間時有助於將該等快門503從表面上方懸掛下一短距離。該等快門總成502安置在一透明基板504上，此基板由塑膠或玻璃製成。安置在該基板504上之一後向反射層(反射膜506)界定定位於該等快門總成502的快門503之閉合位置下的複數個表面孔隙508。該反射膜506將未穿過該等表面孔隙508之光朝該顯示裝置500後面反射回。該反射孔隙層 506可係不具有藉由多種氣相沈積技術(包含濺鍍、蒸鍍、離子鍍、雷射焼蝕或化學氣相沈積(CVD))以薄膜方式形成的包含物之一精細顆粒金屬膜。在一些其他實施方案中，該後向反射層506可由一鏡(諸如一介電鏡)形成。一介電鏡可製造成在高折射率材料與低折射率材料之間交替的介電薄膜之一堆疊。將該等快門503與該反射膜506分開且在其內該快門可自由移動的垂直間隙係在0.5微米至10微米的範圍中。該垂直間隙之量值較佳小於處於閉合狀態的快門503之邊緣與孔隙508之邊緣之間的橫向重疊，諸如圖4B描繪的重疊416。

顯示裝置500包含將基板504與一平面光導516分開之一選用漫射體512及/或一選用亮度增強膜514。該光導516包含一透明材料，即，玻璃或塑膠材料。由形成一背燈之一或多個光源518照亮該光導516。該等光源518可係例如且不限於白熾燈、螢光燈、雷射或發光二極體(LED)。一反射器519幫助自燈具518朝向該光導516引導光。一前向反射膜520安置在該背燈516後面，從而朝向快門總成502反射光。來自該背燈且不穿過該等快門總成502之一者的光線(諸如射線521)將返回至該背燈且再次自該膜520反射。以此方式，無法離開該顯示裝置500以在第一通道上形成一影像之光可再循環且可用於透射穿過快門總成502之陣列中的其他開啟孔隙。已證明此光再循環增大該顯示器之照明效率。

光導516包含自燈具518朝向孔隙508且因此朝向顯示器前面重定向光的一組幾何光重定向器或稜鏡517。該等光重定向器517可模型化成具有橫截面可或者為三角形、梯形或曲線之形狀的光導516之塑性本體。該等稜鏡517之密度通常隨與該燈具518之距離的增大而增大。

在一些實施方案中，孔隙層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或光反射材料。在一些其他實施方案中，該孔隙層506可直接沈積在光導516之表面上。 在一些實施方案中，該孔隙層506無需安置在與該等快門503及錨505相同的基板上(諸如在下文描述之MEMS向下組態中)。

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)之燈具。可藉由以人腦足以將不同色彩的影像平均成一單個多色彩影像之一速率用不同色彩燈具循序照亮影像而形成一彩色影像。使用快門總成502之陣列而形成各種特定色彩影像。在另一實施方案中，該光源518包含具有三種以上不同色彩之燈具。例如，該光源518可具有紅色、綠色、藍色及白色燈具或紅色、綠色、藍色及黃色燈具。在一些其他實施方案中，該光源518可包含藍綠色、洋紅色、黃色及白色燈具，紅色、綠色、藍色及白色燈具。在一些其他實施方案中，額外燈具可包含在該光源518中。例如，若使用五種色彩，則該光源518可包含紅色、綠色、藍色、藍綠色及黃色燈具。在一些其他實施方案中，該光源518可包含白色、橙色、藍色、紫色及綠色燈具或白色、藍色、黃色、紅色及藍綠色燈具。若使用六種色彩，則該光源518可包含紅色、綠色、藍色、藍綠色、洋紅色及黃色燈具或白色、藍綠色、洋紅色、黃色、橙色及綠色燈具。

一蓋板522形成顯示裝置500之前面部分。該蓋板522之後側可塗佈有一黑色矩陣524以增大對比度。在替代實施方案中，該蓋板包含彩色濾光器，例如對應於快門總成502之不同者的不同紅色、綠色及藍色濾光器。該蓋板522支撐在離開該等快門總成502之一預定距離之處，從而形成一間隙526。由機械支撐件或間隔件527及/或由將該蓋板522附接至基板504之一黏附密封件528維持該間隙526。

黏附密封件528密封一流體530。該流體530設計成具有較佳低於約10厘泊之黏度且具有較佳高於約2.0之相對介電常數及高於約10⁴V/cm之介電崩潰強度。該流體530亦可用作一潤滑劑。在一些實施方案中，該流體530係具有一高表面濕潤能力之一疏水液體。在替代實 施方案中，該流體530具有大於或小於基板504之一折射率。

結合機械光調變器之顯示器可包含數百、數千或在一些情況下數百萬個移動元件。在一些器件中，一元件之每次移動提供靜摩擦力停用該等元件之一或多者的機會。藉由將所有部件浸入一流體(亦稱作流體530)中並(例如，用一黏附劑)將該流體密封在一MEMS顯示單元中之一流體空間或間隙內而促成此移動。該流體530通常係長期具有一低摩擦係數、低黏度及最小降解效應之一流體。當基於MEMS之顯示總成包含該流體530之一液體時，該液體至少部分環繞該基於MEMS之光調變器的一些移動部件。在一些實施方案中，為了減小致動電壓，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厘泊之液體可包含具有低分子重量之材料：低於4000千克/莫耳，或在一些情況下低於400千克/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、石蠟、烯烴、醚、聚矽氧油、氟化聚矽氧油、或其他天然或合成溶劑或潤滑劑。有用流體可係聚二甲基矽氧烷(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(諸如已基五甲基二矽氧烷)。有用流體可係烷，諸如辛烷或癸烷。有用流體可係硝基烷，諸如硝基甲烷。有用流體可係芳族化合物，諸如甲苯或二乙苯。有用流體可係酮，諸如丁酮或甲基異丁酮。有用流體可係氯碳化合物，諸如氯苯。有用流體可係氟氯碳化物，諸如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯。考量用於此等顯示總成之其他流體包含乙酸丁酯及二甲基甲醯胺。用於此等顯示器之又其他有用流體包含氫氟醚、全氟聚醚、氫氟聚醚、戊醇及丁醇。例示性的合適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。

一金屬薄片或經模型化塑膠總成托架532將蓋板522、基板504、背燈及其他組件部件一起固持在邊緣周圍。該總成托架532用螺釘或 凹口突片固緊以使組合式顯示裝置500增加剛性。在一些實施方案中，光源518係藉由一環氧樹脂灌封合成物而模型化在適當位置中。反射器536幫助將自光導516之邊緣逃逸出的光返回至該光導516中。圖5未描繪將控制信號以及電力提供給快門總成502及燈具518之電互連件。

在一些其他實施方案中，如圖2A至圖2D描繪的基於滾軸之光調變器220、光分接頭250或基於電濕潤之光調變陣列270以及其他基於MEMS之光調變器可代替顯示裝置500內之快門總成502。

圖5亦展示一顯示器蓋板522上之一靜電電荷累積(後文稱作「電荷累積」)的一實例。由負電荷540表示該電荷累積。雖然圖5展示負電荷540，但是亦可由正電荷或正電荷與負電荷之一組合表示該電荷累積。

將顯示裝置500之各種部件浸入流體530中之程序可導致電荷遷移出此等部件並至該流體530中。此電荷遷移亦可能起因於當快門503在開啟位置與閉合位置之間重複移動時該等快門503與該流體530之間的摩擦。在其他例項中，與帶電表面(諸如該等快門503)之摩擦無關的電荷遷移可造成電荷累積。

不管原因係什麼，電荷累積可能在操作顯示裝置500中產生非所要效應。特定言之，該電荷累積可在該顯示裝置之各種部件之間產生靜電力。此等靜電力可造成該等部件非所要地移動。例如，相對於一快門503的蓋板522上之一電荷累積可在該快門之意欲運動平面外的一方向上將靜電力施加在該快門503上。此等力可阻礙該快門503移動。由圖5之箭頭541展示此力之一實例，其中該快門503係朝向該蓋板522向上拉動。在一些例項中，因該電荷累積產生之靜電力可導致該快門503黏至或黏附至該顯示裝置500內之其他表面。接著，該快門503可陷入一非所要的開啟、閉合或中間位置中。在其他例項中，若該電荷 累積足夠大，則合成的強靜電力可以足夠力拉動該快門503以使支撐該快門503之樑及錨505彎曲或不可逆地損壞。此可造成該快門503永久損壞，從而致使對應像素不可操作。下文參考圖7至圖13詳細論述用於減輕該電荷累積之方法。

顯示裝置500稱作MEMS向上組態，其中基於MEMS之光調變器形成在基板504之一前表面(即，面向檢視者之表面)上。快門總成502直接建置在反射孔隙層506頂部上。在稱作MEMS向下組態之一替代實施方案中，該等快門總成安置在與該基板分開且在其上形成該反射孔隙層之一基板上。在其上形成該反射孔隙層且界定複數個孔隙之基板在本文稱作孔隙板。在該MEMS向下組態中，承載基於MEMS之光調變器的基板取代該顯示裝置500中之蓋板522且經定向使得該等基於MEMS之光調變器定位在頂部基板之後表面(即，背向檢視者且朝向光導516的表面)上。該等基於MEMS之光調變器從而直接定位成相對於且跨自該反射孔隙層506之一間隙。可由連接孔隙板及在其上形成該等MEMS調變器之基板的一系列間隔件柱維持該間隙。在一些實施方案中，該等間隔件安置在陣列中之各像素內或各像素之間。將該等MEMS光調變器與其等對應孔隙分開之該間隙或距離較佳小於10微米或係小於快門與孔隙之間的重疊(諸如重疊416)之一距離。

圖6展示供在一顯示器之一MEMS向下組態中使用之一光調變器基板及一孔隙板的一橫截面圖。顯示總成600包含一調變器基板602及一孔隙板604。該顯示總成600亦包含一組快門總成606及一反射孔隙層608。該等快門總成606包含快門616。該反射孔隙層608包含孔隙610。由間隔件612及614之相對組維持該等調變器基板602與該孔隙板604之間的一預定間隙或間隔。該等間隔件612形成在該調變器基板602上或作為該調變器基板602之部件。該等間隔件614形成在該孔隙板604上或作為該孔隙板604之部件。在組裝期間，該兩個基板602及 604經對準使得該調變器基板602上之間隔件612接觸其等各自間隔件614。

此闡釋性實例之間隔或距離係8微米。為了確保此間隔，間隔件612係2微米高且間隔件614係6微米高。或者，間隔件612及間隔件614兩者可皆係4微米高，或該等間隔件612可係6微米高，而該等間隔件614係2微米高。實際上，只要間隔件之總高度確保所要間隔，就可採用間隔件高度之任何組合。

在接著於組裝期間對準或匹配之基板602及604兩者上提供間隔件具有關於材料及處理成本之優點。提供一極高(諸如大於8微米)間隔件可係昂貴的，此係因為其可能需要相對長的時間來進行一光可成像聚合物之固化、曝光及顯影。如在顯示總成600中使用匹配間隔件允許在各基板上使用較薄聚合物塗層。

在另一實施方案中，形成在調變器基板602上之間隔件612可由用於形成快門總成606的相同材料及圖案化區塊形成。例如，用於快門總成606之錨亦可執行與間隔件612類似的一功能。在此實施方案中，將無需分開應用一聚合物以形成一間隔件且將無需針對該等間隔件之一分開曝光遮罩。

與圖5之顯示裝置500類似，顯示裝置600之各種部件亦可浸入一流體630中。此流體630可具有與上文針對流體530(圖5所示)論述之性質類似的性質。此外，該流體630亦可將電荷自快門616或致動器傳送至相對於該快門616之一表面，諸如反射孔隙層608。如上文論述之合成靜電力可造成該快門616非所要地移動。例如，圖6展示在該快門616附近產生由箭頭621表示之一靜電力(其朝向孔隙板604向下拉動該快門616)的一電荷累積620。

如上文論述，電荷累積及合成靜電力之存在可造成暫時或永久損壞快門總成(諸如快門總成606)，從而致使對應像素不可操作。下 文參考圖7至圖13詳細論述用於減輕該電荷累積之方法。

電荷累積可發生在顯示裝置之任何表面上。例如，電荷可積聚在快門、孔隙層、蓋板等上。通常，此等表面係非導電的。例如，快門503(圖5所示)通常塗佈有一鈍化層。該鈍化層係非導電的，且尤其保護該快門503使其免於與周圍流體530(圖5亦所示)化學互動及靜摩擦等。因為該鈍化層係非導電的，所以該鈍化層上之電荷累積可能不容易消散。電荷累積亦可類似地發生在該顯示裝置之其他非導電表面上。雖然不可能完全消散該顯示裝置之所有表面上的所有電荷累積，但是在快門503附近(例如，在蓋板或孔隙板上(如下文論述))提供一導電層710或810幫助消散大量電荷累積，從而實質上減小與該電荷累積相關聯的快門503不可操作之風險。

圖7展示結合一光吸收導電層之一顯示裝置的一例示性橫截面圖。該顯示裝置700係與圖5之MEMS向上顯示裝置500一樣共用若干元件。由圖5使用的相同數字指代此等共同元件。然而，該顯示裝置700提供協助減輕電荷累積之非所要效應的額外特徵。具體言之，該顯示裝置700包含安置在面向光調變器基板504之蓋板522之一側上的一光吸收導電層710(後文稱作「導電層710」)。此外，該導電層710經安置使得其主表面之一者電接觸流體530。可藉由數種光吸收導電材料(包含但不限於鉬鉻(MoCr)、鉬鎢(MoW)、鉬鈦(MoTi)、鉬鉭(MoTa)、鈦鎢(TiW)及鈦鉻(TiCr))之沈積及/或陽極氧化而形成該導電層710。由上文合金或純金屬(諸如鎳(Ni)及鉻(Cr))形成且具有粗糙表面之金屬膜亦可對光吸收有效。可藉由以高氣壓濺鍍沈積(以超過20毫托之大氣壓濺鍍)而產生此等膜。亦可藉由液體噴射或電漿噴射塗覆金屬顆粒之一分散，接著藉由一熱燒結階段而形成粗糙金屬膜。亦可使用光吸收及充分導電的樹脂黑色矩陣(RBM)而形成該導電層710。

如上文參考圖5論述，由在蓋板522上且在快門503附近之電荷累積造成的靜電力可非所要地影響該快門503之操作。然而，該導電層710之包含減輕藉由消散該導電層710附近之電荷累積而減輕對器件可操作性的此威脅。藉由消散該電荷累積，該導電層710減小或消除該等靜電力。

可以用於消散電荷累積之若干方式組態導電層710。在一些實施方案中，該導電層710電連接至一接地電位。此連接提供使電荷自蓋板522流動至接地從而防止電荷累積的一路徑。

在一些其他實施方案中，藉由選擇性地將致動電壓施加至快門而非致動驅動樑而控制快門總成之狀態。因此，不同快門通常處於不同電壓。在此等實施方案中，導電層710分成數個區域，其中各區域對應於一單個像素。各區域例如經由與其對應像素相關聯的一導電錨而電連接至該像素之快門。此外，該導電層710之個別區域彼此電隔離。因此，對於各像素，該導電層710之對應區域消散在蓋板522處與該像素相鄰的任何電荷累積。下文參考圖11更詳細描述具有電隔離區域之一導電層的一實例。

在一些實施方案中，導電層710之一電隔離區域可對應於一像素群組。在此等實施方案中，該像素群組之所有快門係以相同電位操作。因此，對應於該像素群組的該導電層710之區域電連接至該像素群組之所有快門。

在一些其他實施方案中，在操作斯間所有像素之所有快門503係以相同全域電位操作。在此等實施方案中，導電層710電連接至所有該等快門503。在一些實施方案中，該導電層710經由導電間隔件527而電連接至該等快門503。在一些其他實施方案中，邊緣密封件528結合導電材料使得該等邊緣密封件528可將該導電層710電連接至耦合至該等快門503之互連件。維持該導電層710及該等快門503在相同電位 減小或消除蓋板522上之電荷累積。

展示圖7之導電層710僅延伸直至形成在黑色矩陣524內的間隙712為止。因為該導電層710不在光路徑521中，所以其可係光吸收的以防止雜散光朝向檢視者逃逸且因此改良顯示器之對比率。

在一些例項中，間隙712中之蓋板522上的一電荷累積可在快門503在快門閉合位置中時將靜電力施加在快門503上。因此，該等快門503可陷入閉合位置中。為了緩和此風險，在一些實施方案中，導電層710包含延伸至該等間隙712中且跨其使得亦可有效消散該等間隙712中之電荷累積的導電跡線。

在一些實施方案中，跡線可由與導電層710相同的材料製成。如此，該等跡線亦可係光吸收的且可吸收由顯示裝置700發射之光線521。通常在用於圖案化該導電層710之微影程序的情況下可藉由將該等跡線製成儘可能窄(在水平平面中或在該導電層710之平面中)而減小光阻塞。在一些實施方案中，該等跡線之寬度及該等跡線之間的間隔經選擇使得該等跡線不阻塞間隙712之約10%以上。在該等跡線之導電性較高的一些其他實施方案中，該等跡線可被製得甚至更窄以至多阻塞該間隙712之約5%或約1%。

圖8展示結合一透明導電層之一顯示裝置的一例示性橫截面圖。該顯示裝置800與圖5之MEMS向上顯示裝置500一樣共用若干元件。由圖5使用的相同數字指代此等共同元件。該顯示裝置800結合一透明導電層810。該透明導電層810消散相對於光調變器基板504之蓋板522附近的電荷累積。雖然圖7之光吸收層710部分覆蓋形成在黑色矩陣524內之間隙712，但是該透明導電層810覆蓋由該黑色矩陣524形成之整個間隙812。因此，可由該透明導電層810有效消散該間隙812中之電荷累積。因為該透明導電層810係透明的，所以其不會實質上減小該顯示裝置800之光輸出。

透明導電層810可用於使用各種方法消散電荷累積。與上文關於導電層710(圖7所示)描述之方法類似，該透明導電層810可連接至接地電位或可連接至將一共同電壓提供給所有快門503之一全域連接件。在一些實施方案中，該透明導電層810可分成數個電隔離區域。各區域對應於一或多個像素且電連接至一或多個像素。

在一些實施方案中，透明導電層810可係透明導電氧化物(TCO)(諸如氧化銦錫(ITO))，其係導電的且對可見光譜中之波長係光學透明的。在一些其他實施方案中，亦可使用其他TCO，諸如鋁摻雜氧化鋅(AZO)及銦摻雜氧化鎘。

圖9展示供在具有一光吸收導電層的一顯示裝置之一MEMS向下組態中使用的一光調變器基板及一孔隙板的一例示性橫截面圖。該顯示裝置900係與圖6之MEMS向下顯示裝置600一樣共用若干元件。由圖6使用的相同數字指代此等共同元件。然而，該顯示裝置900提供協助減輕電荷累積之非所要效應(上文參考圖6論述之效應)的額外特徵。特定言之，該顯示裝置900包含安置在面向調變器基板602之孔隙板604上的一光吸收導電層910(後文稱作「導電層910」)。具體言之，該導電層910安置在反射孔隙層608上。此外，該導電層910經安置使得其主表面之一者電接觸流體630。該導電層910可由任何材料及用上文參考圖7描述用於形成導電層710之任何程序而形成。

如上文參考圖6論述，由反射孔隙層608上之電荷累積造成的靜電力可非所要地影響快門616之操作。然而，導電層910之包含藉由消散該導電層910附近之電荷累積而減輕對該等快門616可操作性的此威脅。藉由消散該電荷累積，該導電層910減小或消除由該電荷累積造成之靜電力。

在一些例項中，在相對於快門616之孔隙608附近的一電荷累積在快門616在閉合位置中時可產生施加在快門616上的靜電力。因為此 等靜電力，所以存在致使該等快門616陷入閉合位置中之一風險。為了解決此風險，在一些實施方案中，導電層910包含延伸至孔隙610中且跨其使得亦可有效消散該等孔隙608中之電荷累積的跡線。

與上文關於圖7之MEMS向上組態論述的跡線類似，導電層910之跡線亦可構成與導電層710相同的材料。此外，在一些實施方案中，該等跡線之寬度及間隔經選擇使得該等跡線不阻塞孔隙610之約10%以上。此外，在該等跡線之導電性較高的一些其他實施方案中，該等跡線可製得甚至更窄以至多阻塞該孔隙610之約5%或約1%。

導電層910可用於使用各種方法消散電荷累積。與上文關於參考圖7描述之導電層710的方法類似，該導電層910可連接至接地電位或可經由導電間隔件612及608或藉由一導電邊緣密封件而連接至所有快門616之一全域電位。在一些實施方案中，該導電層910可分成數個電隔離區域。在此等實施方案中，各區域對應於一或多個像素且電連接至一或多個像素。

圖10展示供在具有一透明導電層的一顯示裝置之一MEMS向下組態中使用的一光調變器基板及一孔隙板的一例示性橫截面圖。在此實例中，一透明導電層1010安置在整個反射孔隙層608上以用於消散該反射孔隙層608附近之一電荷累積。藉由延伸在孔隙610上，該透明導電層1010亦消散該等孔隙610中之電荷累積。因此，減小或消除歸因於該等孔隙610中之電荷累積的靜電力。因此，亦減小或消除此等靜電力造成快門616陷入閉合位置中之風險。

與上文論述的圖8之MEMS向上組態之透明導電層810類似，在一些實施方案中，透明導電層1010可係一透明導電氧化物(TCO)，諸如氧化銦錫(ITO)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)或銦摻雜氧化鎘。

透明導電層1010可用於使用各種方法消散電荷累積。與上文關於導電層910(圖9所示)描述的方法類似，該透明導電層1010可連接至 接地電位或可連接至所有快門616之一全域電位。在一些實施方案中，該導電層1010可分成數個電隔離區域。在此等實施方案中，各區域對應於一或多個像素且電連接至一或多個像素。

圖11展示一光吸收導電層1100的一例示性俯視圖。該光吸收導電層1100係適合於分別用作為圖7及圖9描繪之光吸收導電層710及910之一光吸收層的一實例。特定言之，該光吸收導電層1100包含形成在一孔隙層或一基板1104上之多個電隔離導電區域1110。合適材料包含對於圖7描繪之光吸收導電層710陳述之任何材料。各區域1110對應於一像素。各區域與所有其他區域電隔離。該導電層1100係由一光吸收及導電材料形成。可藉由該光吸收導電材料之沈積及/或陽極氧化，接著藉由用於界定各像素之一電隔離區域1110的任何若干微機械加工技術(諸如微影、蝕刻等)而形成該導電層1100之各區域1110。

導電層1100之各區域1110包含對應於像素之一蓋板中的一間隙或開孔或者該像素之一孔隙層中的一孔隙之一間隙或開孔1112。各區域1110亦包含藉由虛線展示之至少一位置1127，其中該導電區域1110接觸一導電間隔件，該導電間隔件繼而將該導電區域1110電連接至該對應像素之一或多個快門。

在一些實施方案中，導電層1100之一區域1110可對應於一個以上像素。為此，該導電層1100經微機械加工使得該導電層1100之一區域1110與該一個以上像素重疊。在一些其他實施方案中，該導電層1100可僅包含覆蓋顯示裝置中之所有像素的一區域。在此等情況下，該導電層1100經由位置1127處之導電間隔件或經由一導電邊緣密封件而電連接至所有像素之所有快門。

在一些實施方案中，導電層1100之各區域1110可表示圖7所示之MEMS向上組態之導電層710。在此等實施方案中，間隙1112可對應於形成在黑色矩陣524內之開孔712，虛線可對應於該導電層710接觸 導電間隔件527之位置，且基板1104可對應於圖7所示之光調變器基板504。如上文參考圖7論述，該開孔712係與該光調變器基板504之孔隙508對準。此外，該等導電間隔件527將該導電層710連接至錨505，該等錨505繼而電連接至快門503。因此，對於各像素，該對應區域710與圖7所示之對應快門503電接觸。

在一些其他實施方案中，圖11所示之區域1110對應於上文參考圖9論述之MEMS向下組態之導電層910。在此實施方案中，間隙1112將對應於孔隙610，位置1127將對應於該導電層910接觸導電間隔件612之位置，且基板1104將對應於在其上形成該導電層910之反射孔隙層608或孔隙板604。

圖12展示供在一顯示裝置中使用的光吸收導電跡線之一層1210的一例示性俯視圖。該層1210包含跨整個層1210延伸之數個導電跡線1205。在一圖解說明性區域1201中，該等導電跡線1205係以相同方向定向，而在另一圖解說明性區域1202中，該等導電跡線係以一個以上方向定向。出於圖解說明目的而描繪該兩個區域。雖然一些實施方案可包含多個跡線區域(其中該等跡線在不同區域中具有不同圖案)，但是在一些其他實施方案中，該整個層1210可包含具有一統一圖案及定向之導電跡線1205。

圖12亦藉由虛線展示下伏像素區域1203。各像素區域1203包含一開孔1212及一接觸位置1227。該開孔1212可對應於與該像素相關聯之一蓋板中的一間隙或開孔或與該像素相關聯之一孔隙層中的一孔隙。各接觸位置1227對應於導電跡線1205接觸該下伏像素之一導電間隔件之位置。該層1210亦電連接至一導電邊緣密封件，諸如圖5及圖7描繪之邊緣密封件528。該導電邊緣密封件可將該等導電跡線1205之各者電連接至彼此且至一或多個下伏像素區域之快門。

在一些實施方案中，導電跡線1205之間的寬度及間隔經選擇使 得該等跡線不阻塞各間隙1212之約10%以上。在該等跡線之導電性較高的一些其他實施方案中，該等跡線可製得甚至更窄以至多阻塞各間隙1212之約5%或約1%。

在一些實施方案中，具有導電跡線1205的圖12之導電層1210可用作圖7所示之MEMS向上組態之導電層710。在此等實施方案中，像素區域1203對應於顯示裝置700之個別顯示元件，間隙或開孔1212對應於形成在蓋板522上之黑色矩陣524內的間隙或開孔712，且接觸位置1227對應於導電層710接觸將該導電層710電連接至快門503之導電跡線527的位置。

類似地，在一些其他實施方案中，具有導電跡線1205的圖12之導電層1210可用作圖9所示之MEMS向上組態之導電層910。在此等實施方案中，像素區域1203對應於顯示裝置900之個別顯示元件，間隙或開孔1212對應於孔隙610，且接觸位置1227對應於導電層910接觸將該導電層910電連接至快門616之導電間隔件612的位置。

在一些其他實施方案中，導電層1210可分成與圖11之導電層1100之區域1110類似的區域。在此等實施方案中，導電跡線1205可隔離在表示下伏像素區域之區域1203內。

圖13展示用於減小一顯示裝置之一腔內的電荷累積之一方法1300的一例示性流程圖。本文參考圖8之顯示裝置800之MEMS向上組態之封裝而描述該方法1300作為一實例。然而，應瞭解該方法1300亦可應用於其他顯示裝置組態(諸如圖7及圖9至圖12所示之顯示裝置組態)之封裝。

該方法以提供界定一腔之一第一平坦表面的一第一基板開始(階段1301)。參考圖8，該第一基板可係界定一腔之第一平坦表面的光調變器基板504。該光調變器基板504提供在其上安置快門總成502及間隔件527之一表面。

隨後，提供界定該腔之一第二平坦表面的一第二基板(階段1302)。該第二平坦表面安置成相對於該第一平坦表面。參考圖8，該第二平坦表面可係蓋板522。接著，在該第二平坦表面上提供一透明導電層(階段1303)。參考圖8，該透明導電層可係安置在該蓋板522上之透明導電層810。如上文參考圖7描述，該導電層可藉由上文陳述之數種光吸收導電材料的沈積及/或陽極氧化而沈積在該第二基板上。

在該第二平坦表面上提供該透明導電層後，提供與附接至該第一平坦表面的一光調變器及該導電層之一主表面接觸之一流體(階段1304)。參考圖8，在階段1304中提供的流體可係流體530，且該光調變器可係附接至光調變器基板504之快門503。因此，該流體530與該快門503及透明導電層810接觸。

最後，經由導電層而消散腔內之一部分電荷(階段1305)。再次參考圖8，導電層810消散蓋板522附近之電荷累積。電荷消散可在將流體填充至該腔中期間或在顯示裝置800之正常操作期間發生。在填充該流體期間，電荷累積可因運動流體與該顯示裝置800之各種表面之間的摩擦而發生。在此等例項中，一共同電位可在填充此流體前及期間施加至該導電層及光調變器兩者。當填充形成在兩個基板之間的腔時，該等光調變器及該導電層之共同電位提供起因於流體填充程序的電荷累積之消散。在該填充完成後，在一些實施方案中，該共同電位被移除。

在一些其他實施方案中，可在將共同電位施加至導電層及光調變器前填充流體。

在一些其他實施方案中，電荷累積可在操作期間因快門503與流體530之間的摩擦、因來自顯示裝置800中之各種帶電表面的電荷遷移或出於其他原因而發生。在此等實施方案中，可藉由電連接導電層與該等快門503透過上文參考圖7至圖12描述之任何方法而消散該電荷累 積。

如上文描述，一顯示器中之一導電層可以若干方式組態以消散電荷累積。以一些此等方式，藉由經由導電間隔件(諸如各在圖7中描繪之導電間隔件527)將該導電層電連接至快門(諸如快門503)而達成電荷消散。為了維持該導電層及該等快門處於一共同電位，在多種操作環境中操作期間維持該等快門與該導電層之間之電連接。

然而，環境溫度變更或壓力變更可導致在顯示器中形成磁泡。為了防止形成磁泡，該顯示器之一或多個基板可經組態以變形。在間隔件並非用於將導電層電連接至一對應快門的實施方案中，例如當一邊緣密封件依賴於此連接時，一間隙可留在該等間隔件與該導電層之間，從而允許基板變形空間。然而，在採用導電間隔件的實施方案中，此間隙將切斷由該等間隔件提供之電連接。據此，需要允許基板變形同時維持由參考圖7描述的導電間隔件提供之電連接的一替代組態。圖14A至圖14C展示一此類組態。

圖14A展示圍繞其周長具有一經擴展無間隔件區域之一例示性顯示器1400的一俯視圖。圖14B展示圖14A所示之顯示器的一側視圖。現參考圖14A及圖14B，該顯示器1400包含支撐顯示元件1405之一陣列的一第一基板1402及藉由一單元間隙1409而與該第一基板1402分開的一第二基板1404。該第一基板1402與該第二基板1404之間的區稱作單元。該第一基板1402及該第二基板1404之至少一者係撓性的。該顯示器1400包含用於形成一影像之一顯示區域1406。該顯示區域1406具有一寬度1411及一長度1413。

第一基板及第二基板係藉由導電間隔件1407而分開。該等導電間隔件1407定位於顯示區域1406內且將該第一基板1402上之顯示元件1405電連接至該第二基板1404上之一導電表面。該第一基板1402及該第二基板1404藉由一邊緣密封件1410(諸如一聚合物密封劑)而沿該顯 示區域1406之一周長接合在一起。合適密封劑之實例包含可藉由紫外光而熱固化或固化之環氧樹脂。其他合適密封劑可包含可用於在基板對準後固化同時防止水分進入該單元之黏附劑。

在顯示區域1406與邊緣密封件1410之間，顯示器1400包含一實質上無間隔件之區域1408，在該區域1408內第一基板1402及第二基板1404之一者(「變形基板」)可朝向另一者變形，且此變形不受間隔件1407限制。該無間隔件區域1408足夠大以允許該變形基板充分變形以防止該顯示器1400之一操作溫度範圍內的磁泡變形。在一些實施方案中，該無間隔件區域具有約1至20毫米等級之一寬度。在一些實施方案中，該顯示器1400之操作溫度範圍高於約0℃。在一些其他實施方案中，該顯示器之操作範圍高於約-30℃。

圖14C展示圖14A所示的顯示器之經擴展無間隔件區域的一透視圖。特定言之，圖14C展示在完全折疊時無間隔件區域的一透視圖。現參考圖14A至圖14C，無間隔件區域1408藉由顯示區域中之邊緣密封件1410及最外面間隔件1407而以一側為界限。為了防止一使用者在顯示器組裝至一主機器件中時看見變形基板之變形，該主機器件包含實質上覆蓋該無間隔件區域1408使得僅該顯示區域可見的一溝緣。

無間隔件區域1408之寬度至少為根據需要之寬度使得起因於該區域內之變形基板的完全折疊(即，第一基板1402與第二基板1404接觸之點)之體積減小完全抵消受溫度下降至顯示器之操作溫度範圍內的最低溫度影響之流體體積減小。例如，若顯示器1400之操作範圍大於約-30℃，則該無間隔件區域1408之寬度1414至少足夠大使得變形基板可充分變形以補償起因於該顯示器1400在環境溫度係約-30℃的一環境中操作之顯示器中的流體體積減小。可基於將變形之基板厚度、基板模數、顯示區域1406之總面積及流體之熱膨脹係數(CTE)而計算此寬度1414。在一些實施方案中，該流體之CTE指示因一溫度下 降而將需適應之體積減小。在一些實施方案中，可基於該顯示區域1406之對應寬度1411而計算該無間隔件區域1408之寬度1414。在一些實施方案中，使用以下方程式並求解x而計算該無間隔件區域之寬度：CV=(L．x．H)+((W-2x)(H))

其中CV係流體之經計算體積減小；L係顯示區域1406及無間隔件區域1408之長度；H係第一基板1402與第二基板1404之間的單元間隙；W係顯示區域1406及無間隔件區域1408之寬度；及x係無間隔件區域1408之最小寬度。

此方程式假定無間隔件區域1408之一側之體積減小等於顯示區域1406及無間隔件區域1408之長度、單元間隙1409之高度與無間隔件區域1408之最小寬度的乘積之一半((x．L．H)/2)。

圖15A及圖15B係圖解說明包含複數個顯示元件之一顯示器件40的系統方塊圖。該顯示器件40可係例如一智慧型電話、一蜂巢式或行動電話。然而，該顯示器件40之相同組件或其微變動亦闡釋各種類型之顯示器件，諸如電視機、電腦、平板電腦、電子書閱讀器、手持型器件及可攜式媒體器件。

該顯示器件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。該外殼41可由多種製造程序之任一程序形成，包含射出成型及真空成形。此外，該外殼41可由多種材料之任一材料製成，包含(但不限於)：塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其等之一組合。該外殼41可包含可移除部分(未展示)，該等可移除部分可與不同色彩或含有不同標誌、圖像或符號之其他可移除部分互換。

如本文描述，顯示器30可係任何多種顯示器，包含一雙穩態或類比顯示器。該顯示器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、超扭轉式向列型(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)或其他管式器件)。此外，如本文描述，該顯示器30可包含一基於機械光調變器之顯示器。

圖15A示意地圖解說明該顯示器件40之組件。該顯示器件40包含一外殼41，且可包含至少部分圍封在該外殼41中之額外組件。例如，該顯示器件40包含一網路介面27，該網路介面27包含耦合至一收發器47之一天線43。該網路介面27可係可顯示在該顯示器件40上之影像資料的一源。據此，該網路介面27係一影像源模組之一實例，但是處理器21及輸入器件48可用作一影像源模組。該收發器47連接至一處理器21，該處理器21連接至調節硬體52。該調節硬體52可經組態以調節一信號(諸如，過濾或以其他方式操控一信號)。該調節硬體52可連接至一揚聲器45及一麥克風46。該處理器21亦可連接至一輸入器件48及一驅動器控制器29。該驅動器控制器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22繼而可耦合至一顯示陣列30。該顯示器件40中之一或多個元件(包含圖15A未具體描繪之元件)可經組態以用作一記憶體器件且經組態以與該處理器21通信。在一些實施方案中，於特定顯示器件40設計中，一電源供應器50可實質上將電力提供給全部組件。

該網路介面27包含天線43及收發器47，使得該顯示器件40可經由一網路與一或多個器件通信。該網路介面27亦可具有一些處理能力以免除例如處理器21之資料處理需求。該天線43可傳輸及接收信號。在一些實施方案中，該天線43根據IEEE 16.11標準(包含IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包含IEEE 802.11a、b、g、n) 及其進一步實施方案傳輸及接收射頻(RF)信號。在一些其他實施方案中，該天線43根據Bluetooth®標準傳輸及接收RF信號。在一蜂巢式電話之情況中，該天線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)、陸地中繼無線電(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)、演進型高速封包存取(HSPA+)、長期演進技術(LTE)、AMPS或用於在一無線網路(諸如利用3G或4G或5G技術之一系統)內通信之其他已知信號。該收發器47可預處理接收自該天線43之信號，使得該處理器21可接收並進一步操控該等信號。該收發器47亦可處理接收自該處理器21之信號，使得可經由該天線43而自該顯示器件40傳輸該等信號。

在一些實施方案中，該收發器47可由一接收器取代。此外，在一些實施方案中，該網路介面27可由可儲存或產生待發送至該處理器21之影像資料之一影像源取代。該處理器21可控制顯示器件40之總體操作。該處理器21接收資料(諸如來自該網路介面27或一影像源之壓縮影像資料)並將資料處理為原始影像資料或易於處理為原始影像資料之一格式。該處理器21可將經處理之資料發送至該驅動器控制器29或該圖框緩衝器28以進行儲存。原始資料通常指代識別一影像內之每一位置處之影像特性之資訊。例如，此等影像特性可包含色彩、飽和度及灰階度。

該處理器21可包含用於控制顯示器件40之操作之一微控制器、CPU或邏輯單元。該調節硬體52可包含用於將信號傳輸至揚聲器45及用於自麥克風46接收信號之放大器及濾波器。該調節硬體52可為顯示 器件40內之離散組件或可結合至該處理器21或其他組件內。

該驅動器控制器29可直接自該處理器21或自該圖框緩衝器28取得由該處理器21產生之原始影像資料且可適當地重新格式化原始影像資料以使其高速傳輸至該陣列驅動器22。在一些實施方案中，該驅動器控制器29可將該原始影像資料重新格式化為具有類光柵格式之一資料流，使得其具有適合跨該顯示陣列30掃描之一時序。接著，該驅動器控制器29將經格式化資訊發送至該陣列驅動器22。儘管一驅動器控制器29(諸如一LCD控制器)通常係作為一獨立積體電路(IC)而與系統處理器21相關聯，但是此等控制器可以許多方式實施。例如，控制器可作為硬體嵌入於處理器21中、作為軟體嵌入於處理器21中或與陣列驅動器22完全整合於硬體中。

該陣列驅動器22可自該驅動器控制器29接收經格式化資訊且可將視訊資料重新格式化為一組平行波形，該等波形係每秒多次地施加至來自顯示元件之x-y像素矩陣之數百及有時數千個(或更多)引線。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係適合本文描述之任何類型的顯示器。例如，該驅動器控制器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)。此外，該陣列驅動器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)。此外，該顯示陣列30可為一習知顯示陣列或一雙穩態顯示陣列(諸如包含機械光調變器顯示元件之一陣列的一顯示器)。在一些實施方案中，該驅動器控制器29可與該陣列驅動器22整合。此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、手錶及小面積顯示器。

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。該輸入器件48可包含一小鍵盤(諸如一QWERTY鍵盤或一電話小鍵盤)、一按鈕、一切換器、一搖桿、一觸敏螢幕、與顯示陣列30整合之一觸敏螢幕、或一壓敏膜或熱敏膜。麥克風46可組態為該顯示器件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該顯示器件40之操作。

電源供應器50可包含多種能量儲存器件。例如，該電源供應器50可為一可再充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用一可再充電電池的實施方案中，可使用來自例如一壁式插口或者一光伏打器件或陣列之電力而對該可再充電電池充電。該電源供應器50亦可為一可再生能源、一電容器或一太陽能電池(包含一塑膠太陽能電池或一太陽能電池漆)。該電源供應器50亦可經組態以自一壁式插座接收電力。

在一些實施方案中，控制可程式化性駐留在可定位於電子顯示系統中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在該陣列驅動器22中。可在任何數目個硬體及/或軟體組件及各種組態中實施上文描述之最佳化。

結合本文揭示之實施方案描述之各種闡釋性邏輯、邏輯塊、模組、電路及演算法程序可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。已在功能性方面大體上描述且在上文描述之各種闡釋性組件、方塊、模組、電路及程序中圖解說明硬體及軟體之可互換性。是否在硬體或軟體中實施此功能性取決於特定應用及強加於整個系統之設計限制。

可使用下列各者實施或執行用於實施結合本文揭示之態樣描述之各種闡釋性邏輯、邏輯塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置：一通用單晶片或多晶片處理器、一數位信號處理器(DSP)、一特定應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯 器件、離散閘極或電晶體邏輯、離散硬體組件或其等之經設計以執行本文描述之功能之任何組合。一通用處理器可為一微處理器或任何習知處理器、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(例如，一DSP與一微處理器之一組合)、複數個微處理器、結合一DSP內核之一或多個微處理器或任何其他此組態。在一些實施方案中，可藉由專用於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，可將所描述的功能實施於硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體中，包含本說明書中揭示之結構及其等之結構等效物或其等之任何組合。本說明書中描述之標的之實施方案亦可實施為在一電腦儲存媒體上編碼以藉由資料處理裝置執行或控制資料處理裝置之操作之一或多個電腦程式(即，電腦程式指令之一或多個模組)。

若在軟體中實施，則功能可作為一或多個指令或程式碼儲存在一電腦可讀媒體上或經由該電腦可讀媒體傳輸。本文揭示之一方法或演算法之程序可在可駐留在一電腦可讀媒體上之一處理器可執行軟體模組中實施。電腦可讀媒體包含電腦儲存媒體及通信媒體二者，通信媒體包含可經啟用以將一電腦程式自一位置傳送至另一位置之任何媒體。一儲存媒體可為可藉由一電腦存取之任何可用媒體。舉例而言(且不限於)，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，或可用於儲存呈指令或資料結構之形式之所要程式碼及可藉由一電腦存取之任何其他媒體。再者，任何連接亦可適當地稱為一電腦可讀媒體。如本文使用，磁碟及碟片包含光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟片及其中磁碟通常磁性地重現資料而光碟用雷射光學地重現資料之藍光光碟。上文之組合應亦包含於電腦可讀媒體之範疇內。此外，一方法或演算法之操作可作為程式碼與指令之一或任何組合或程式碼與指令之集合而駐留在一機器可讀媒體及電腦可讀媒體 上，該機器可讀媒體及電腦可讀媒體可結合至一電腦程式產品中。

熟習此項技術者可容易明白本揭示內容中描述之實施方案之各種修改，且本文定義之一般原理在不悖離本揭示內容之精神或範疇之情況下可應用於其他實施方案。因此，申請專利範圍並非意欲限於本文展示之實施方案，而是符合與本文揭示之揭示內容、原理及新穎特徵一致之最廣範疇。

此外，一般技術者將容易了解，術語「上」及「下」有時係為便於描述圖式而使用且指示對應於一適當定向頁面上之圖式定向之相對位置，且可能不反映如所實施之任何器件之適當定向。

於本說明書中在分開實施方案之背景內容下描述之特定特徵亦可在一單個實施方案中組合實施。相反，在一單個實施方案之背景下描述之各種特徵亦可在多項實施方案中分開實施或以任何適當子組合實施。此外，儘管上文可將特徵描述為以特定組合起作用且甚至最初如此主張，但在一些情況中，來自所主張組合之一或多個特徵可自組合中去除且所主張組合可關於一子組合或一子組合之變動。

類似地，雖然在圖式中以一特定順序描繪操作，但是此不應理解為需要以所展示之特定順序或循序順序執行此等操作，或執行所有經圖解說明之操作以達成所要結果。此外，圖式可以一流程圖之形式示意地描繪一或多個例示性程序。然而，未描繪之其他操作可結合至示意地圖解說明之例示性程序中。例如，可在經圖解說明之操作之任一者之前、之後、之同時或之間執行一或多個額外操作。在某些境況中，多重任務處理及並行處理可係有利的。此外，在上文描述之實施方案中之各種系統組件之分開不應理解為在所有實施方案中皆需要此分開，且應理解所描述之程式組件及系統通常可一起整合於一單個軟體產品中或可封裝至多個軟體產品中。此外，其他實施方案係在下文申請專利範圍之範疇內。在一些情況中，申請專利範圍中敘述之動作 可以一不同順序執行且仍達成所要結果。

502‧‧‧快門總成

503‧‧‧快門

504‧‧‧光調變器基板

505‧‧‧錨

506‧‧‧反射孔隙層/反射膜/後向反射層

508‧‧‧表面孔隙

512‧‧‧漫射體

514‧‧‧亮度增強膜

516‧‧‧平面光導

517‧‧‧幾何光重定向器/稜鏡

518‧‧‧燈具/光源

519‧‧‧反射器

520‧‧‧前向反射膜

521‧‧‧光路徑/射線/光線

522‧‧‧蓋板

524‧‧‧黑色矩陣

526‧‧‧間隙

527‧‧‧導電間隔件

528‧‧‧邊緣密封件

530‧‧‧流體

532‧‧‧金屬薄片/經模型化塑膠總成托架

536‧‧‧反射器

700‧‧‧顯示裝置

710‧‧‧導電層

712‧‧‧間隙/開孔

Claims (1)

1. 一種結合電荷消散表面於一顯示器中之裝置，其包括：一第一基板，其界定一腔之一第一平坦表面；一第二基板，其界定相對於該第一平坦表面的該腔之一第二平坦表面；至少一光調變器，其附接至該第一平坦表面且安置在該腔內，能夠在該腔內之實質上平行於該第一平坦平面之一平面中之至少第一位置與第二位置之間移動；一流體，其安置在該腔中，該光調變器浸入該流體中；一透明導電層，其安置在該第二平坦表面上，與該流體接觸；及一導電間隔件，其安置在該腔內，與該光調變器及該透明導電層電連通，其中該至少一光調變器及該透明導電層實質上處於相同電位。