206的經(jīng)錨定端附 近最靠近于負(fù)載梁206。
[0069] 在操作中，并入有光調(diào)制器200的顯示設(shè)備經(jīng)由驅(qū)動(dòng)梁錨218將電位施加到驅(qū)動(dòng) 梁216?？蓪⒌诙娢皇┘拥截?fù)載梁206。驅(qū)動(dòng)梁216與負(fù)載梁206之間的所產(chǎn)生電位差 朝向負(fù)載梁206的經(jīng)錨定端牽拉驅(qū)動(dòng)梁216的自由端，且朝向驅(qū)動(dòng)梁216的經(jīng)錨定端牽拉 負(fù)載梁206的快門(mén)端，借此朝向驅(qū)動(dòng)錨218橫向驅(qū)動(dòng)快門(mén)202。順應(yīng)性部件206充當(dāng)彈簧， 以使得當(dāng)跨越梁206及216電位的電壓移除時(shí)，負(fù)載梁206將快門(mén)202推回到其初始位置 中，從而釋放存儲(chǔ)在負(fù)載梁206中的應(yīng)力。
[0070] 光調(diào)制器（例如，光調(diào)制器200)并入有被動(dòng)恢復(fù)力（例如彈簧）以用于在已移除 電壓之后使快門(mén)返回到其靜止位置。其它快門(mén)組合件可并入有用于將快門(mén)移動(dòng)到敞開(kāi)或閉 合狀態(tài)中的一組雙重"敞開(kāi)"及"閉合"致動(dòng)器及一組單獨(dú)"敞開(kāi)"及"閉合"電極。
[0071] 存在可借以經(jīng)由控制矩陣來(lái)控制快門(mén)及光圈陣列以產(chǎn)生具有適當(dāng)明度等級(jí)的圖 像（在許多情形中，移動(dòng)圖像）的各種方法。在某些情形中，控制是借助于連接到所述顯示 器的外圍上的驅(qū)動(dòng)器電路的行及列互連件的無(wú)源矩陣陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)。在其它情形中，適當(dāng)?shù)?是將切換及/或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件包含在所述陣列（所謂有源矩陣）的每一像素內(nèi)以改善顯示 器的速度、明度等級(jí)及/或功耗性能。
[0072] 在替代實(shí)施方案中，顯示設(shè)備100包含不同于橫向基于快門(mén)的光調(diào)制器（例如上 文所描述的快門(mén)組合件200)的顯示元件。舉例來(lái)說(shuō)，圖2B展示基于卷動(dòng)致動(dòng)器快門(mén)的光 調(diào)制器220的實(shí)例性橫截面圖?；诰韯?dòng)致動(dòng)器快門(mén)的光調(diào)制器220適于并入到圖IA的 基于MEMS的顯示設(shè)備100的替代實(shí)施方案中?；诰韯?dòng)致動(dòng)器的光調(diào)制器包含與固定電 極相對(duì)安置且經(jīng)偏置以沿特定方向移動(dòng)以在施加電場(chǎng)時(shí)充當(dāng)快門(mén)的可移動(dòng)電極。在某些實(shí) 施方案中，光調(diào)制器220包含安置于襯底228與絕緣層224之間的平面電極226及具有附 接到絕緣層224的固定端230的可移動(dòng)電極222。在沒(méi)有任何所施加電壓的情況下，可移 動(dòng)電極222的可移動(dòng)端232自由地朝向固定端230卷動(dòng)以產(chǎn)生已卷動(dòng)狀態(tài)。在電極222與 226之間施加電壓致使可移動(dòng)電極222展開(kāi)且平放在絕緣層224上，借此其用作阻擋光行進(jìn) 穿過(guò)襯底228的快門(mén)?？梢苿?dòng)電極222在所述電壓移除之后借助于彈性恢復(fù)力返回到所述 已卷動(dòng)狀態(tài)。朝向已卷動(dòng)狀態(tài)的偏置可通過(guò)制造可移動(dòng)電極222以包含各向異性應(yīng)力狀態(tài) 來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0073] 圖2C展示說(shuō)明性非基于快門(mén)的MEMS光調(diào)制器250的實(shí)例性橫截面圖。光分接頭 調(diào)制器250適于并入到圖IA的基于MEMS的顯示設(shè)備100的替代實(shí)施方案中。光分接頭 根據(jù)受抑全內(nèi)反射（TIR)的原理工作。即，將光252引入到光導(dǎo)254中，在所述光導(dǎo)中，在 沒(méi)有干涉的情況下，光252因TIR而在大多數(shù)情況下不能通過(guò)其前表面或后表面逸出光導(dǎo) 254。光分接頭250包含分接頭元件256,所述分接頭元件具有足夠高的折射率以致響應(yīng)于 分接頭元件256接觸光導(dǎo)254,照射到鄰近于分接頭元件256的光導(dǎo)254的表面上的光252 通過(guò)分接頭元件256朝向觀看者逸出光導(dǎo)254,借此促成圖像的形成。
[0074] 在某些實(shí)施方案中，分接頭元件256形成為柔性透明材料的梁258的部分。電極 260涂覆梁258的一側(cè)的部分。相對(duì)電極262安置于光導(dǎo)254上。通過(guò)跨電極260及262施 加電壓，可控制分接頭元件256相對(duì)于光導(dǎo)254的位置以選擇性地從光導(dǎo)254提取光252。
[0075] 圖2D展示基于電潤(rùn)濕的光調(diào)制陣列270的實(shí)例性橫截面圖?；陔姖?rùn)濕的光調(diào) 制陣列270適于并入到圖IA的基于MEMS的顯示設(shè)備100的替代實(shí)施方案中。光調(diào)制陣列 270包含形成于光學(xué)腔274上的多個(gè)基于電潤(rùn)濕的光調(diào)制單元272a到272d(統(tǒng)稱(chēng)為"單元 272"）。光調(diào)制陣列270還包含對(duì)應(yīng)于單元272的一組彩色濾光器276。
[0076] 每一單元272包含水（或其它透明導(dǎo)電或極性流體）層278、吸光油層280、透明 電極282 (例如由氧化銦錫（ITO)制成）及定位于吸光油層280與透明電極282之間的絕 緣層284。在本文中所描述的實(shí)施方案中，所述電極占據(jù)單元272的后表面的一部分。
[0077] 單元272的后表面的其余部分由形成光學(xué)腔274的前表面的反射光圈層286形 成。反射光圈層286由反射材料（例如反射金屬或形成電介質(zhì)鏡的薄膜堆疊）形成。對(duì)于 每一單元272,在反射光圈層286中形成光圈以允許光通過(guò)。用于所述單元的電極282沉積 在所述光圈中且在形成反射光圈層286的材料上方，通過(guò)另一電介質(zhì)層與其分離。
[0078] 光學(xué)腔274的其余部分包含接近反射光圈層286定位的光導(dǎo)288及在光導(dǎo)288的 與反射光圈層286相對(duì)的一側(cè)上的第二反射層290。一系列光重定向器291形成于所述光 導(dǎo)的接近第二反射層的后表面上。光重定向器291可為漫射體或鏡面反射器。一或多個(gè)光 源292 (例如LED)將光294注射到光導(dǎo)288中。
[0079] 在一替代實(shí)施方案中，額外透明襯底（未展示）定位于光導(dǎo)288與光調(diào)制陣列270 之間。在此實(shí)施方案中，反射光圈層286形成于所述額外透明襯底上而非光導(dǎo)288的表面 上。
[0080] 在操作中，施加電壓到一單元（例如單元272b或272c)的電極282致使所述單元 中的吸光油280聚集于單元272的一個(gè)部分中。因此，吸光油280不再阻礙光通過(guò)形成于反 射光圈層286中的光圈（例如，參見(jiàn)單元272b及272c)。在光圈處逸出背光的光然后能夠 通過(guò)所述單元且通過(guò)成組彩色濾光器276中的對(duì)應(yīng)彩色濾光器（例如，紅色、綠色或藍(lán)色） 逸出以形成圖像中的彩色像素。當(dāng)電極282接地時(shí)，吸光油280覆蓋反射光圈層286中的 光圈，從而吸收試圖通過(guò)其的任何光294。
[0081] 在施加電壓到單元272時(shí)油280聚集于其下方的區(qū)域構(gòu)成與形成圖像有關(guān)的浪費(fèi) 空間。無(wú)論是否施加電壓，所述區(qū)域都是非透射的。因此，在不包含反射光圈層286的反射 部分的情況下，此區(qū)域吸收原本可用于促成圖像的形成的光。然而，在包含反射光圈層286 的情形下，原本已被吸收的此光被反射回到光導(dǎo)290中以便未來(lái)通過(guò)一不同光圈逸出?；?于電潤(rùn)濕的光調(diào)制陣列270并非適于包含于本文中所描述的顯示設(shè)備中的非基于快門(mén)的 MEMS調(diào)制器的僅有實(shí)例。其它形式的非基于快門(mén)的MEMS調(diào)制器可同樣由本文中所描述的 控制器功能中的各種功能控制，而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0082] 圖3展示并入有基于快門(mén)的光調(diào)制器（快門(mén)組合件）502的顯示設(shè)備500的實(shí)例 性橫截面圖。每一快門(mén)組合件502并入有快門(mén)503及錨505。未展示在連接于錨505與快 門(mén)503之間時(shí)幫助將快門(mén)503懸吊于表面上方一短距離處的順應(yīng)性梁致動(dòng)器?？扉T(mén)組合件 502安置于透明襯底504(此襯底由塑料或玻璃制成）上。安置于襯底504上的面向后的反 射層（反射膜506)界定位于快門(mén)組合件502的快門(mén)503的閉合位置下面的多個(gè)表面光圈 508。反射膜506使未通過(guò)表面光圈508的光朝向顯不設(shè)備500的后部往回反射。反射光 圈層506可為不具有夾雜物的細(xì)粒金屬膜，其通過(guò)若干種氣相沉積技術(shù)（包含濺鍍、蒸發(fā)、 離子電鍍、激光剝蝕或化學(xué)氣相沉積（CVD))以薄膜方式形成。在某些其它實(shí)施方案中，面 向后的反射層506可由例如電介質(zhì)鏡的鏡形成。電介質(zhì)鏡可制作為在高折射率與低折射率 的材料之間交替的電介質(zhì)薄膜堆疊。將快門(mén)503與反射膜506分離的垂直間隙（快門(mén)在其 內(nèi)自由移動(dòng)）介于0.5微米到10微米的范圍內(nèi)。垂直間隙的量值優(yōu)選地小于快門(mén)503的 邊緣與處于閉合狀態(tài)中的光圈508的邊緣之間的橫向重疊區(qū)。
[0083] 顯示設(shè)備500包含將襯底504與平面光導(dǎo)516分離的任選漫射器512及/或任選 亮度增強(qiáng)膜514。光導(dǎo)516包含透明（即，玻璃或塑料）材料。光導(dǎo)516由一或多個(gè)光源 518照明。光源518可為（例如且不具限制地）白熾燈、熒光燈、激光或發(fā)光二極管（LED)。 反射器519幫助將來(lái)自燈518的光朝向光導(dǎo)516引導(dǎo)。光導(dǎo)516、光源518及反射器519 - 起形成背光540。面向前的反射膜520安置于背光540后面，從而朝向快門(mén)組合件502反射 光。未通過(guò)快門(mén)組合件502中的一者的來(lái)自背光540的光射線（例如射線521)將返回到 背光540且再次從膜520反射。以此方式，未能離開(kāi)顯示設(shè)備500以在第一遍時(shí)形成圖像 的光可再循環(huán)且使其可用于透射穿過(guò)快門(mén)組合件502的陣列中的其它敞開(kāi)光圈。已展示此 光再循環(huán)增加顯示器的照明效率。
[0084]光導(dǎo)516包含將來(lái)自燈518的光朝向光圈508且因此朝向顯示器的前部重新引導(dǎo) 的一組幾何光重定向器或棱鏡517。光重定向器517可以可為交替地三角形、梯形或彎曲橫 截面的形狀經(jīng)模制到光導(dǎo)516的塑料主體中。棱鏡517的密度通常隨距燈518的距離而增 加。
[0085]在某些實(shí)施方案中，光圈層506可由光吸收材料制成，且在替代實(shí)施方案中快門(mén) 503的表面可涂布有光吸收或光反射材料。在某些其它實(shí)施方案中，光圈層506可直接沉積 于光導(dǎo)516的表面上。在某些實(shí)施方案中，光圈層506無(wú)需安置于與快門(mén)503及錨505相 同的襯底上（例如在下文所描述的MEMS向下配置中）。
[0086]在某些實(shí)施方案中，光源518可包含不同色彩（例如，紅色、綠色及藍(lán)色）的燈。 彩色圖像可通過(guò)以對(duì)于人腦足以將不同色彩的圖像平均化成單個(gè)多彩色圖像的速率用不 同色彩的燈依序照明圖像而形成。使用快門(mén)組合件502的陣列形成各種色彩特定的圖像。 在另一實(shí)施方案中，光源518包含具有三個(gè)以上不同色彩的燈。舉例來(lái)說(shuō)，光源518可具有 紅色、綠色、藍(lán)色及白色燈，或紅色、綠色、藍(lán)色及黃色燈。在某些其它實(shí)施方案中，光源518 可包含青色、洋紅色、黃色及白色燈，紅色、綠色、藍(lán)色及白色燈。在某些其它實(shí)施方案中，額 外燈可包含于光源518中。舉例來(lái)說(shuō)，如果使用五種顏色，則光源518可包含紅色、綠色、藍(lán) 色、青色及黃色燈。在某些其它實(shí)施方案中，光源518可包含白色、橙色、藍(lán)色、紫色及綠色 燈或白色、藍(lán)色、黃色、紅色及青色燈。如果使用六種顏色，則光源518可包含紅色、綠色、藍(lán) 色、青色、洋紅色及黃色燈或白色、青色、洋紅色、黃色、橙色及綠色燈。
[0087] 覆蓋板522形成顯示設(shè)備500的前部。覆蓋板522的后側(cè)可覆蓋有黑色基質(zhì)524 以增加對(duì)比度。在替代實(shí)施方案中，所述覆蓋板包含彩色濾光器，例如對(duì)應(yīng)于快門(mén)組合件 502中的不同者的相異紅色、綠色及藍(lán)色濾光器。支撐覆蓋板522遠(yuǎn)離快門(mén)組合件502 -距 離（其在某些實(shí)施方案中可為預(yù)定的）從而形成間隙526。通過(guò)機(jī)械支撐件或間隔件527 及/或通過(guò)將覆蓋板522附接到襯底504的粘合密封件528維持間隙526。
[0088]粘合密封件528密封于流體530中。流體530經(jīng)工程設(shè)計(jì)而具有優(yōu)選地低于約10厘泊的粘度且具有優(yōu)選地高于約2. 0的相對(duì)介電常數(shù)及高于約104V/cm的電介質(zhì)擊穿強(qiáng) 度。流體530也可用作潤(rùn)滑劑。在某些實(shí)施方案中，流體530是具有高表面潤(rùn)濕能力的疏 水液體。在替代實(shí)施方案中，流體530具有大于或小于襯底504的折射率的折射率。
[0089]并入有機(jī)械光調(diào)制器的顯示器可包含數(shù)百個(gè)、數(shù)千個(gè)或在某些情形中數(shù)百萬(wàn)個(gè)移 動(dòng)元件。在某些裝置中，一元件的每次移動(dòng)提供靜摩擦的機(jī)會(huì)以使所述元件中的一或多者 停用。通過(guò)將所有部件浸沒(méi)于流體（也稱(chēng)為流體530)中且將流體密封于MEMS顯示單元中 的流體空間或間隙內(nèi)（例如借助粘合劑）而促進(jìn)此移動(dòng)。流體530通常是具有低摩擦系 數(shù)、低粘度及在長(zhǎng)期內(nèi)的最小降級(jí)效應(yīng)的流體。當(dāng)基于MEMS的顯示器組合件包含用于流體 530的液體時(shí)，所述液體至少部分地環(huán)繞基于MEMS的光調(diào)制器的移動(dòng)部件中的某些移動(dòng)部 件。在某些實(shí)施方案中，為了減少致動(dòng)電壓，所述液體具有低于70厘泊的粘度。在某些其 它實(shí)施方案中，所述液體具有低于10厘泊的粘度。具有低于70厘泊的粘度的液體可包含 具有低分子量的材料：低于4000克/摩爾，或在某些情形中低于400克/摩爾。也可適用 于此些實(shí)施方案的流體530包含（不限于）去離子水、甲醇、乙醇及其它酒精、石蠟、烯烴、 乙醚、硅酮油、氟化硅酮油或其它天然或合成溶劑或潤(rùn)滑劑。有用流體可為例如六甲基二硅 氧烷及八甲基三硅氧烷的聚二甲基硅氧烷（PDMS)或例如己基五甲基二硅氧烷的烷基甲基 硅氧烷。有用流體可為例如辛烷或癸烷的烷烴。有用流體可為例如硝基甲烷的硝基烷。有 用流體可為例如甲苯或二乙基苯的芳族化合物。有用流體可為例如丁酮或甲基異丁基酮的 酮。有用流體可為例如氯苯的氯碳化合物。有用流體可為例如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯的 氟氯碳化合物。經(jīng)考慮用于這些顯示器組合件的其它流體包含乙酸丁酯及二甲基甲酰胺。 用于這些顯示器的又其它有用流體包含氫氟醚、全氟聚醚、氫氟聚醚、戊醇及丁醇。實(shí)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。
[0090] 金屬薄片或經(jīng)模制塑料組合件托架532將覆蓋板522、襯底504、背光540及其它 組件部分圍繞邊緣固持在一起。借助螺絲或凹入突片緊固組合件托架532以將剛性添加到 組合的顯示設(shè)備500。在某些實(shí)施方案中，通過(guò)環(huán)氧灌注化合物將光源518模制在適當(dāng)位 置。反射器536幫助使從光導(dǎo)516的邊緣逸出的光往回返回到光導(dǎo)516中。圖3中未描繪 將控制信號(hào)以及電力提供到快門(mén)組合件502及燈518的電互連件。
[0091] 在某些其它實(shí)施方案中，基于輥的光調(diào)制器220、光分接頭250或基于電潤(rùn)濕的光 調(diào)制器陣列270 (如圖