[发明专利]用于MEMS光调制器的不对称行程

说明书

技术领域

本发明涉及机电装置的领域，且更确切地说，涉及用于显示器的光调制主体。

背景技术

机电系统(EMS)包含具有电及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如镜子及光学膜)及电子器件的装置。可依各种尺度(其包含(但不限于)微尺度及纳米尺度)制造EMS装置或元件。例如，微机电系统(MEMS)装置可包含具有从约1微米到数百微米或数百微米以上的范围中的大小的结构。纳机电系统(NEMS)装置可包含具有小于1微米的大小(包含(例如)小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、微影或其它微机械加工过程(其蚀除衬底及/或沉积材料层的部分或添加层以形成电及机电装置)来产生机电元件。

由机械光调制器建构的显示器是基于液晶技术的显示器的吸引人的替代选项。机械光调制器快到足以显示具有良好视角且具有广泛范围的色彩及灰阶的视频内容。机械光调制器在投影显示器应用上已经很成功。使用机械光调制器的显示器尚未展现亮度、低功率及高质量图像特性的足够吸引人的组合。

达成较高亮度及较大省电的方式为增加给定像素或像素阵列的孔径比。但是，增加孔径比可增加机械光调制器跨较大孔径的行程距离，借此增加机械光调制器从一位置移动到另一位置所需的时间量。此可引起光调制器切换速度上的非所期望的减少且负面影响显示器的性能。仍需要高亮度、低功率机械致动的显示器，所述显示器具有可在高切换速度及在低电压下驱动且为改进的图像质量做好准备的光调制器。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各具有若干创新方面，所述方面中单一者不能单独负责本文揭示的所期望属性。

在一方面中，一种机电装置包含：第一致动器；第二致动器；及主体，其耦合于所述第一致动器与所述第二致动器之间，其中所述主体可在第一位置、第二位置及所述第一位置与所述第二位置之间的中性位置之间移动。所述中性位置与所述第一位置之间的第一距离大于所述中性位置与所述第二位置之间的第二距离。

在一些配置中，所述主体远离所述第一致动器移动所述第一距离且朝着所述第一致动器移动所述第二距离。所述装置可包含孔径及光源。在所述第一位置中，所述主体可容许来自所述光源的光穿过所述孔径，且在所述第二位置中，所述主体至少部分阻挡来自所述光源的光穿过所述孔径。

在一些配置中，当所述主体在所述中性位置中时，所述主体至少部分阻挡光穿过所述孔径。所述主体在从所述中性位置移动到所述第一位置时比在从所述中性位置移动到所述第二位置时相对于所述孔径行进更大距离。在一些配置中，用于将所述主体从所述第二位置移动到所述第一位置的时间大于用于将所述主体从所述第一位置移动到所述第二位置的时间。

在某些实施方案中，所述第一致动器包含：第一柔性电极，其连接于所述主体与第一组锚之间；及第一电极，其与所述第一柔性电极相对且连接到第一电极锚。致动器包含第二致动器，所述第二致动器具有第二柔性电极，其连接于所述主体与第二组锚之间。第二电极与所述第二柔性电极相对且连接到第二电极锚，使得所述第二柔性电极与所述第二电极锚之间的距离大于所述第一柔性电极与所述第一电极锚之间的距离。

在一些配置中，所述第二柔性电极的长度大于所述第一柔性电极的长度。所述主体可包含快门。所述装置可包含衬底，其中所述快门横向于所述衬底移动。所述第一致动器及所述第二致动器可包含静电致动器。在一些实施方案中，所述装置包含呈像素布置于显示器中的第一致动器、第二致动器及主体的阵列，所述主体耦合于所述相应第一致动器与第二致动器之间。所述装置还包含处理器，其经配置以与所述显示器通信，其中所述处理器经配置以处理图像数据。所述装置进一步包含存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。在某些实施方案中，所述显示器的孔径比大于具有等于所述第二距离的所述第一距离的显示器。所述装置可包含控制矩阵，其经布置以将第一电压施加到所述第一致动器且将第二电压施加到所述第二致动器，所述第一电压不同于所述第二电压。

在一些配置中，所述装置包含驱动器电路，其经配置以将至少一信号发送到所述显示器；及控制器，其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。所述装置还包含图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器，其中所述图像源模块包含接收器、收发器及发射器中的至少一者。所述装置还可包含输入装置，其经配置以接收输入数据且将所述输入数据传达到所述处理器。