[发明专利]具有组织于离轴布置中的光调制像素的显示器

说明书

技术领域

领域是显示器，且更特定来说是具有调制光以形成图像的光调制像素的显示器。

背景技术

在常规的数字微机电快门(DMS)显示器中，多个微机电系统(MEMS)快门布置成栅格。每一快门能够通过在光圈上方移动或从光圈移开而阻挡光或使光通过且因此用作显示器中的像素。由显示器控制器控制所述快门的操作，所述显示器控制器使所述快门移动以阻挡光或使光通过，且由此形成显示器上的图像。

在此常规设计中，所述快门形成为包含快门、用于驱动所述快门打开或关闭的一或多个电极和其它组件的组合件。这些组合件形成于衬底(通常是绝缘材料，例如玻璃)上。每一组合件具有正方形外围边缘且快门和组合件的其它组件装配于所述外围边缘的边界内。通常，数千个这些组合件布置在行和列的二维阵列(或栅格)中，由此形成显示器。

在操作中，所述快门在光圈上方移动，从而沿着与显示器的轴中的一者平行的轴行进。当定位于光圈上方时，快门阻挡光通过光圈且朝向显示器的表面行进。通过将图像编码成引导特定快门打开且使光通过而且使其它快门关闭以阻挡光的数据，快门栅格可在显示器上重新形成图像。

显示器产生图像且特定来说产生清晰地界定的图像的能力至少部分地开启每一快门调制通过光圈且通过显示器的表面的光的量的能力。特定来说，图像的清晰度在打开的快门以最小干涉使光通过以使得打开快门是明亮时得以改进。类似地，图像的清晰度还在关闭的快门尽可能完全地阻挡光以使得关闭快门是尽可能黑暗时得以改进。当打开快门与关闭快门之间的亮度差较大时产生清晰图像的能力增强。其还在显示色彩图像时改进色彩纯度且维持色域。

虽然这些显示器非常良好地工作，但仍需要改进所显示图像的清晰度和色彩纯度，且特定来说，仍需要改进打开快门的亮度与关闭快门的亮度之间的差。

发明内容

本文中所阐述的系统和方法尤其包含具有带可移动快门的多个快门组合件的显示器。所述快门在光圈上方移动且从光圈移开以调制通过所述光圈的光且由此在显示器上形成图像。通常，所述快门组合件布置在行和列的栅格中，且所述栅格具有与显示器的水平轴对准的水平轴。快门沿着运动轴移动以阻挡光通过光圈或使光通过。快门组合件在所述栅格内对准以使所述运动轴相对于所述栅格的所述水平轴以一角度延伸。在特定实施方案中，所述快门组合件具有矩形外围边缘，通常为正方形外围边缘，且布置于所述栅格中以使所述矩形外围边缘相对于所述栅格的所述水平轴以一角度安置。如此，所述快门组合件可在所述栅格内布置成菱形布局且邻近列的所述快门组合件可放置到所述栅格的空间偏移行中。此提供快门组合件的菱形布局，在某些实施方案中，所述菱形布局增加显示器的有效每英寸像素数(PPI)，且在某些实施方案中增加显示器的光圈比。此外，在某些实施方案中，此布置通过改进显示器的离轴对比率性质而改进观看角度。

所述快门组合件可由将多个机电快门组合件逻辑分组的显示器控制器控制，以用于将所述经分组机电快门组合件作为逻辑像素中的子像素进行控制。所述显示器控制器可任选地包含用于单独控制所述经分组机电快门组合件以产生所述逻辑像素的灰度值的灰度控制器。另外，所述显示器控制器可使分组成所述逻辑像素的所述机电快门组合件变化以改变所述逻辑像素在由像素行和列形成的栅格内的位置。所述显示器控制器可进一步包含用于单独控制邻近所述逻辑像素的机电快门组合件以提供空间灰度的空间灰度控制器。

更特定来说，本文中所阐述的系统和方法尤其包含具有布置在具有平行于所述显示器的水平轴的水平轴的栅格上的行和列中的多个像素(具有相应的机电快门组合件)的显示器。所述相应快门组合件具有可沿着运动轴移动的快门，且所述快门组合件在所述栅格内对准以使所述运动轴相对于所述栅格的所述水平轴以一角度延伸。通常，所述栅格的邻近列的快门组合件在空间上偏移以布置在所述栅格的不同行中。任选地，邻近列中的所述快门组合件的中心相对于所述水平轴沿着大体上45°的角度对准。在特定实施方案中，快门组合件具有矩形外围边缘且所述边缘的一侧沿着相对于所述栅格的所述水平轴成大体上45°角的角度定向。

在特定实施方案中，所述快门沿着所述运动轴在第一与第二位置之间移动且光圈接近所述快门安置以用于使光朝向所述快门通过，且其中所述第一位置使所述快门与所述光圈间隔开且所述第二位置使所述快门与所述光圈对准。所述快门可具有使处于所述第二位置中的所述快门与所述光圈对准且延伸超过所述光圈并且与所述光圈的外围边缘重叠的尺寸，其中所述快门沿着所述运动轴比沿着横向于所述运动轴的轴与所述光圈的所述外围边缘重叠得少或相等。