[发明专利]用于作动显示器的方法和装置

说明书

技术领域

总体上本发明涉及视频显示器的领域，本发明尤其涉及机械作动的显示装置。

背景技术

用机械的光调制器构成的显示器是基于液晶技术的显示器的一种有诱惑力的可供选择的替代方案。机械的光调制器快速得足以用良好的视角和大范围的色彩及灰度显示视频内容。机械的光调制器在投影显示应用中已经取得成功。然而使用机械的光调制器的背光显示器却还没有表现亮度与低功率的有足够诱惑力的组合。在所属技术领域内需要快速、明亮、低功率的机械作动的显示器。尤其需要包括双稳态机制并且可以以低电压驱动的机械作动的显示器用以降低功耗。

发明内容

在一个技术方面，本发明涉及用包括两个顺性的电极的机械作动器构成的显示器。该作动器可以通过把可控制的电压源连接到该机械作动器的电压输入端的无源或者有源矩阵阵列控制。

在每个作动器中的该顺性的电极彼此接近地布置，从而响应于该电极的两端施加的电压把该电极拉到一起。可以直接地或者渐进把该电极拉在一起。该电极中的至少一个连接到一个调制器，该调制器对形成一个图像起作用。根据本发明的一个特征，该电极长度的至少大部分是顺性的。该电极可以是约0.5μm至约5μm宽。在一个实施方案中，该电极的高度至少约为该电极的宽度的约1.4倍。该电极可以至少部分地涂覆一种绝缘体，该绝缘体优选地具有约1.5或者1.5以上的介电常数。

该调制器例如可以是一个快门、一个可形变的镜、一个颜色滤光器，或者一组三色滤光器。快门大体上在一个平行于它们被支承于其上的表面的平面中运动。该表面可以有一个或者多个孔径光阑让光经该表面穿过。该孔径光阑可以经一个设置在一个大体上透明的玻璃或者塑料基片上的反射性膜构图。如果该表面具有一个以上的孔径光阑，该快门就包括一个对应数量的快门孔径光阑。通过运动该快门，该显示器孔径光阑可以通过遮挡、反射、吸收、偏振、衍射和/或过滤该光与穿经该表面的孔径光阑的一个光路中的光选择性地相互作用。在各种实施方案中，该快门还涂覆以一种反射或者光吸收的膜。

在一个实施方案中，每个电极的一端支撑到该表面上而另一端自由运动。在该实施方案中，该调制器连接至该电极之一的游离端上。电极的宽度可以沿其长度不变，也可以变化。例如它可以越接近该调制器越薄。作为替代方案，该电极可以在沿该电极的多个位置具有较薄的段和较厚的段。变化的厚度提供不同的电极硬度。该实施方案可以包括一个包括一个第三顺性的电极的可选特征。不连接到该调制器的顺性的电极分开地起开放和关闭驱动电极的作用。在其自然的不受激励的状态下该驱动电极之一或者全部两个可以被弯曲。在一些实施方案中，该驱动电极具有一个第一或第二级的弯曲。在其他实施方案中，该电极具有一个大于第二级的弯曲。

在该快门组件的另一个实施方案中，一个快门约在该调制器的一侧的直线中心处连接到一对作动器上。该作动器各包括两个顺性的电极。每个作动器的一个第一顺性的电极用一个弹簧连接到该快门。该第一顺性的电极也可以用一个弹簧连接到该支撑点。该顺性的电极的其他端点连接到支撑点，从而把该快门连接到一个基片上的两个位置。该电极起机械支持的作用，提供从该快门上的位置对该基片的支持性连接的作用。一个分开的弹性构件，譬如一个复位弹簧，可以连接到该快门的一个对置侧，为该快门提供一种附加的支持性连接。作为可供选择的替代方案，一个第二对作动器可以连接到该快门的对置侧而不是连接到该复位弹簧。该多重支持性连接帮助减少该快门出其预期的运动平面的旋转或者其他运动。

在本发明的一个第二技术方面，该显示装置包括一种机械双稳态快门组件用于形成一种图像。一个机械双稳态快门组件包括一个快门、一个用于接收一种作动电位的电压输入端和一个作动器，该作动器在一个基片上方于两个机械双稳态位置之间运动一个快门。在一个实施方案中，把该快门从其第一机械稳定的位置运动到其第二机械稳定的位置所需要的功大于把该快门返回到其第一机械稳定的位置所需要的功。在另一个实施方案中，把该快门从其第一机械稳定的位置运动到其第二机械稳定的位置所需要的功的量大体上等于把该快门返回到其第一机械稳定的位置所需要的功。