包含双致动轴机电系统光调制器的显示器设备技术方案

本发明专利技术提供用于调制光以在显示器上形成图像的系统、方法及设备。所述显示器中的光调制器可包含衬底、快门、第一致动器及第二致动器。所述快门可经配置以选择性地阻碍穿过所述衬底的光学路径。所述第一致动器可经配置以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。所述第二致动器可经配置以使所述快门沿着第二轴沿第二方向移动。所述第二轴可实质上正交于所述第一轴且也在平行于所述衬底的平面内。在某些实施方案中，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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 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OISPLAYAPPARATUSINCLUDINGDUALACTUATIONAXIS ELECTROMECHANICALSYSTEMSLIGHTMODULATORS) " 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OISPLAYAPPARATUSINCLUDINGDUALACTUATIONAXIS ELECTROMECHANICALSYSTEMSLIGHTMODULATORS)" 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。
本专利技术涉及显示器的领域，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。
技术介绍
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（S卩，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。
技术实现思路
本专利技术的系统、方法及装置各自具有数项专利技术方面，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。 本专利技术中所阐述的标的物的一项专利技术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。 在某些实施方案中，所述快门、所述第一致动器及所述第二致动器形成显示元件 的一部分，且所述设备包含显示器，所述显示器包含显示元件阵列。所述设备还可包含：处 理器，其经配置以与所述显示器通信且处理图像数据；及存储器装置，其经配置以与所述处 理器通信。在某些实施方案中，所述设备包含经配置以将至少一个信号发送到所述显示器 的驱动器电路，且控制器进一步经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器 电路。在某些实施方案中，所述设备还包含经配置以将所述图像数据发送到所述处理器的 图像源模块。所述图像源模块可包含接收器、收发器及发射器中的至少一者。在又某些其 它实施方案中，所述设备包含经配置以接收输入数据且将所述输入数据传递到所述处理器 的输入装置。 本专利技术中所阐述的标的物的另一专利技术方面可实施于一种设备中，所述设备包含： 衬底；用于选择性地阻碍穿过所述衬底的光学路径的装置；用于使所述光阻碍装置在实质 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光阻碍 装置从第一状态移动到第二状态的装置；及用于使所述光阻碍装置沿着第二轴沿第二方向 移动借此将所述光阻碍装置移动到第三状态中的装置。所述第二轴实质上正交于由所述衬 底界定的所述平面中的所述第一轴。 在某些实施方案中，所述设备包含用于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以用于将所述光阻碍装置往回移动到所述第一状态中的装置。在 某些其它实施方案中，所述设备包含用于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光阻碍装置借此将所述光阻碍装置移动到所述第一状态中的恢复 装置。在某些其它实施方案中，所述设备可包含用于将所述光阻碍装置移动到第四状态中 的装置。所述第三及第四状态可为相异的部分光阻碍状态。 以下附图及说明中陈述本说明书中所阐述的标的物的一或多项实施方案的细节。 尽管主要就基于MEMS的显示器阐述本
技术实现思路
中所提供的实例，但本文中所提供的概念 可适用于其它类型的显示器（例如液晶显示器（IXD)、有机发光二极管（OLED)显示器、电泳 显示器及场发射显示器）以及其它非显示器的MEMS装置（例如MEMS麦克风、传感器及光 学切换器）。依据说明、图式及权利要求书将明了其它特征、方面及优点。注意，以下各图的 相对尺寸可不按比例绘制。【附图说明】 图1A展示实例直观式基于微机电系统（MEMS)的显示器设备的示意图。 图1B展示实例主机装置的框图。 图2展示实例基于快门的光调制器的透视图。 图3A展示实例控制矩阵的示意图。 图3B展示连接到图3A的控制矩阵的实例基于快门的光调制器阵列的透视图。 图4A及4B展示实例双致动器快门组合件的视图。 图5展示并入有基于快门的光调制器的实例显示器设备的截面图。 图6展示供在显示器的MEMS下配置中使用的实例光调制器衬底及实例光圈板的 截面图。 图7A到7C展示实例多状态快门组合件的平面图。 图7D展示图7A到7C中所展示的多状态快门组合件的截面图。 图8A到8C展本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：衬底；快门，其邻近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；第一致动器，其机械耦合到所述快门的第一端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；及第二致动器，其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，借此将所述快门移动到第三状态中，其中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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·布罗斯妮汉，J·H·吴，M·B·安德森，J·L·斯泰恩，
申请(专利权)人：皮克斯特隆尼斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US