[发明专利]包含双致动轴机电系统光调制器的显示器设备

说明书

相关申请案

本专利申请案主张于2012年12月28日提出申请的标题为“包含双致动轴机电系统光调制器的显示器设备(DISPLAY APPARATUS INCLUDING DUAL ACTUATION AXIS ELECTROMECHANICAL SYSTEMS LIGHT MODULATORS)”的第61/746,881号美国临时专利申请案的优先权，且主张于2013年3月14日提出申请的标题为“包含双致动轴机电系统光调制器的显示器设备(DISPLAY APPARATUS INCLUDING DUAL ACTUATION AXIS ELECTROMECHANICAL SYSTEMS LIGHT MODULATORS)”的第13/829,254号美国实用申请案的优先权。以上所提及的申请案中的每一者皆受让于本申请案的受让人且借此以引用方式明确地并入本文中。

技术领域

本发明涉及显示器的领域，且确切地说，涉及包含具有多个移动轴的多状态光调制器的微机电系统(MEMS)显示器。

背景技术

某些基于机电系统(EMS)的光调制器可以二态方式有效地调制光(即，在亮状态与暗状态之间进行切换)。举例来说，基于EMS的快门可迅速地在光透射状态与光阻挡状态之间进行切换。然而，存在可以可靠地达成全暗状态与全亮状态之间的离散部分透射状态的几个基于EMS的光调制器。

因此，并入有基于EMS的光调制器的显示器往往通过将光调制器驱动到一系列子帧中的亮状态或暗状态中而使用时分原理产生不同灰阶值。即使将此些子帧加权，此些显示器可仍需要产生每图像帧大数目个子帧以获得所期望的灰度阶粒度。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各自具有数项发明方面，所述方面中的任何一项方面皆不单独地负责本文中所揭示的期望属性。

本发明中所阐述的标的物的一项发明方面可实施于一种设备中，所述设备包含衬底、快门、第一致动器及第二致动器。所述快门邻近于所述衬底定位且经配置以选择性地阻碍穿过所述衬底的光学路径。所述第一致动器机械耦合到所述快门的第一端且经配置以用于使所述快门在实质上平行于由所述衬底界定的平面的平面中沿着第一轴沿第一方向移动，借此将所述快门从第一状态移动到第二状态。所述第二致动器邻近所述快门定位且经配置以使所述快门沿着第二轴沿第二方向移动。所述第二轴实质上正交于所述第一轴且也在实质上平行于由所述衬底界定的所述平面的平面内。使所述快门沿着所述第二轴移动将所述快门移动到第三状态中。在某些实施方案中，所述第二致动器包含与所述快门间隔开且与所述快门机械分离的电极。

在某些实施方案中，所述设备包含第三致动器。所述第三致动器可机械耦合到所述快门且经配置以使所述快门沿着所述第一轴沿与所述第一方向相反的第三方向移动，借此将所述快门移动到所述第一状态中。在某些其它实施方案中，所述设备包含弹簧，所述弹簧机械耦合到所述快门以沿着所述第一轴沿与所述第一方向相反的第三方向将恢复力施加到所述快门以用于将所述快门往回移动到所述第一状态中。

在某些其它实施方案中，所述第三致动器可包含在所述快门的与所述第二致动器相对的一侧上与所述快门间隔开且与所述快门机械分离的致动器，用于将所述快门移动到第四状态中。在某些实施方案中，与所述第二致动器的所述快门间隔开的所述电极与所述快门间隔开达第一距离，且所述第三致动器的与所述快门间隔开的电极与所述快门间隔开达第二距离。

在某些实施方案中，所述第一状态为光透射状态，所述第二状态为其中所述快门阻碍穿过所述衬底的所述光学路径的光阻挡状态，且所述第三状态包括其中所述快门仅部分地阻碍所述光学路径的部分光透射状态。在某些实施方案中，在所述部分光透射状态中，所述快门阻挡所述光学路径中的光的约25％、约33％或约50％中的一者。

在某些实施方案中，所述第一致动器由包含可扩展部分的柔性横梁耦合到所述快门。在某些其它实施方案中，所述快门包含垂直于所述衬底的所述平面的至少一个表面。在某些此类实施方案中，所述快门的垂直于所述衬底的所述平面的所述表面可形成所述快门的周界的一侧，且所述快门充当所述第二致动器的电极。