具有组织于离轴布置中的光调制像素的显示器.pdf

本发明揭示具有带可移动快门的多个快门组合件的显示器。通常，所述快门组合件布置在行和列的栅格中，且所述栅格具有与所述显示器的水平轴对准的水平轴。所述快门组合件在所述栅格内对准以使相应快门的运动轴相对于所述栅格的所述水平轴以一角度延伸。在某些实施方案中，所述快门组合件具有矩形外围边缘，且在所述栅格中布置成使正方形外围边缘相对于所述栅格的所述水平轴以一角度安置。此可在所述栅格内将所述快门组合件布置成菱形布局且将邻近列的所述快门组合件放置成所述栅格的空间偏移行。在一些实施方案中，此增加所述显示器的每英寸像素，在其它实施方案中，增加了光圈比。

1.  一种显示器，其包括：
多个像素，其具有相应的机电快门组合件且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，
其中相应的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。

2.  根据权利要求1所述的显示器，其中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。

3.  根据权利要求1所述的显示器，其中邻近列中的所述快门组合件的中心沿着相对于所述水平轴成大体上45°的角度对准。

4.  根据权利要求1所述的显示器，其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。

5.  根据权利要求1所述的显示器，其中所述快门沿着所述运动轴在第一位置与第二位置之间移动。

6.  根据权利要求5所述的显示器，其进一步包含用于使光朝向所述快门通过的光圈，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。

7.  根据权利要求6所述的显示器，所述快门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与所述运动轴横向的轴与所述光圈的所述外围边缘重叠得少或相等。

8.  根据权利要求1所述的显示器，其进一步包括
用于控制一列中的机电快门的操作的控制线，其中所述控制线连接到第一列的所 述快门且连接到邻近于所述第一列的第二列中的所述快门，以将所述第一列和第二列中的所述快门连接到共同控制线。

9.  根据权利要求1所述的显示器，其进一步包括用于控制一列中的机电快门的操作的共同控制线，其中所述控制线沿着平行于延伸穿过所述快门的中心位置的轴的轴而连接到所述快门。

10.  根据权利要求1所述的显示器，其中
邻近列中或邻近行中的快门的所述运动轴是横向的。

11.  根据权利要求1所述的显示器，其进一步包括
用于使光朝向所述快门通过的光圈，其中所述快门具有矩形外围边缘，所述外围边缘的一侧大体上垂直于所述运动轴，从而沿着所述运动轴且跨越所述光圈在第一位置与所述第二位置之间移动。

12.  根据权利要求1所述的显示器，其进一步包含显示器控制器，所述显示器控制器用于将多个机电快门组合件逻辑分组且将所述经分组的机电快门组合件作为逻辑像素中的子像素进行控制。

13.  根据权利要求12所述的显示器，其中所述机电快门组合件包含具有第一大小的第一机电快门组合件群组和具有第二不同大小的第二机电快门组合件群组。

14.  根据权利要求13所述的显示器，其中所述经逻辑分组的机电快门组合件中的每一者包含所述第一大小的至少一个机电快门组合件和所述第二大小的至少一个机电快门组合件以提供逻辑像素。

15.  根据权利要求13所述的显示器，其中具有所述第一大小的所述机电快门组合件具有第一表面积且具有所述第二大小的所述机电快门组合件具有比所述第一表面积大大约四倍的第二表面积。

16.  根据权利要求12所述的显示器，其中所述显示器控制器进一步包含用于单独控制所述经分组的机电快门组合件中的相应者以产生所述逻辑像素的灰度值的灰度控 制器。

17.  根据权利要求12所述的显示器，其中所述显示器控制器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阵列内的位置。

18.  根据权利要求12所述的显示器，其中所述显示器控制器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。

19.  一种制造显示器的方法，其包括：
将具有相应的机电快门组合件的多个像素布置在具有水平轴的栅格上的行和列中，相应的快门组合件具有可沿着运动轴移动的快门，及
将所述栅格内的所述像素布置成使快门组合件中的快门的所述运动轴对准，从而相对于所述栅格的所述水平轴以一角度延伸。

20.  根据权利要求19所述的方法，其进一步包括：
使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。

21.  根据权利要求19所述的方法，其中布置所述像素包含将邻近列中的快门组合件的中心布置成沿着相对于所述水平轴成大体上45°的角度对准。

22.  根据权利要求19所述的方法，其进一步包括
将共同控制线连接到第一列的所述快门且连接到邻近于所述第一列的第二列中的所述快门。

23.  根据权利要求19所述的方法，其进一步包括将快门连接到沿着垂直于所述栅格的所述水平轴的轴延伸的共同控制线。

24.  根据权利要求19所述的方法，其进一步包括
将所述快门配置成可沿着所述运动轴在第一位置与第二位置之间移动，及
将所述栅格内的所述快门组合件布置成使邻近列或行中的快门的移动轴是横向的。

25.  根据权利要求19所述的方法，其进一步包括
使所述快门具备矩形外围边缘，
提供用于使光朝向所述快门通过的光圈，及
将所述外围边缘的一侧布置成大体上垂直于所述移动轴且跨越所述光圈移动以大体上阻挡朝向所述快门通过的光。

26.  根据权利要求19所述的方法，其进一步包括
提供大体沿着所述栅格的列延伸的控制线，及
选择快门组合件的大小以将两个快门组合件布置于由四个邻近控制线界定的空间内且选择快门组合件的光圈的大小以实现选定的光圈比。

27.  一种用于显示灰度图像的方法，其包括
提供多个机电快门组合件，
将所述快门组合件布置在具有水平轴的栅格上的行和列中，其中使邻近列的所述快门组合件偏移以使邻近列中的快门组合件的中心沿着相对于所述水平轴成一角度对准，
将多个快门组合件逻辑分组，及
将所述经分组的快门组合件作为逻辑像素中的子像素进行控制以产生灰度照明。

28.  根据权利要求27所述的方法，其进一步包括
接收所述逻辑像素的灰度值，及
根据所述逻辑像素的所述灰度值而单独控制所述逻辑像素内的所述快门组合件中的相应者。

29.  根据权利要求27所述的方法，其进一步包括使分组成所述逻辑像素的所述快门组合件变化，以改变所述逻辑像素在由像素行和列形成的阵列内的位置。

30.  根据权利要求27所述的方法，其进一步包括单独控制邻近所述逻辑像素的机电快门以在图像中提供抖动灰度。

具有组织于离轴布置中的光调制像素的显示器
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。
任选地，所述显示器进一步包含用于控制一列中的机电快门的操作的控制线，其中所述控制线连接到第一列的所述快门且连接到邻近于所述第一列的第二列中的所述快门，以将所述第一列和所述第二列中的所述快门连接到共同控制线。
在替代实施例中，所述显示器具有用于控制一列中的机电快门的操作的共同控制线，其中所述控制线沿着平行于延伸穿过快门的中心位置的轴的轴连接到所述快门。
通常，邻近列或邻近列中的快门的运动轴是横向的。在某些实施方案中，所述显示器具有用于使光朝向快门通过的光圈，其中所述快门具有矩形外围边缘，所述外围边缘的一侧大体上垂直于所述运动轴，以沿着所述运动轴且跨越所述光圈在第一与第二位置之间移动。
任选地，所述显示器进一步包含显示器控制器，所述显示器控制器用于将多个机电快门组合件逻辑分组且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包含用于单独控制经分组机电快门组合件中的相应者以产生所述逻辑像素的灰度值的灰度控制器。
任选地，所述显示器控制器使待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阵列内的位置。
进一步任选地，所述显示器控制器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。在另一方面中，本文中所阐述的系统和方法包含制造显示器的方法，其包含：将具有相应机电快门组合件的多个像素布置在具有水平轴的栅格上的行和列中，相应快门组合件具有可沿着运动轴移动的快门；及将所述栅格内的所述像素布置为使快门组合件中的快门的运动轴对准成相对于所述栅格的所述水平轴以一角度延伸。
所述方法还可包含使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。布置所述像素包含布置邻近列中的快门组合件的中心以相对于所述水平轴沿着大体上45°的一角度对准。
所述方法还可包含将共同控制线连接到第一列的所述快门且连接到邻近于所述第一列的第二列中的所述快门或将快门连接到沿着垂直于所述栅格的所述水平轴的轴延伸的共同控制线。
通常，所述方法将快门配置为可沿着运动轴在第一与第二位置之间移动，且将所述栅格内的所述快门组合件布置为使邻近列或行中的快门的移动轴是横向的。
任选地，所述方法提供具有矩形外围边缘的快门、提供用于使光朝向所述快门通过 的光圈，且将所述外围边缘的一侧布置为大体上垂直于所述移动轴且跨越所述光圈移动以大体上阻挡朝向所述快门通过的光。
在某些实施方案中，所述方法提供一般沿着所述栅格的列延伸的控制线，且选择快门组合件的大小以将两个快门组合件布置于由四个邻近控制线界定的空间内且选择快门组合件的光圈的大小以实现选定光圈比。
在另一方面中，本文中所阐述的系统和方法显示灰度图像。所述方法可提供多个机电快门组合件、将所述快门组合件布置在具有水平轴的栅格上的行和列中，其中使邻近列的所述快门组合件偏移以使邻近列中的快门组合件的中心沿着相对于所述水平轴的一角度对准、将多个快门组合件逻辑分组，且将所述经分组快门组合件作为逻辑像素中的子像素进行控制以产生灰度照明。
所述方法可包含接收所述逻辑像素的灰度值，且根据所述逻辑像素的所述灰度值单独控制所述逻辑像素内的所述快门组合件中的相应者。可任选地使待分组成所述逻辑像素的所述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阵列内的位置，且可单独控制邻近所述逻辑像素的机电快门以在图像中提供抖动灰度。
这些和其它实施方案可通过本文中所揭示的系统和方法来提供，且将更详细地描述不被视为限制性的特定说明。
附图说明
参考附图依据以下详细描述将更容易地理解前述论述。
图1A是实例性显示设备的等角视图。
图1B是图1A的显示设备的框图。
图2是适合并入到图1A的基于MEMS的显示器中的说明性基于快门的光调制器的透视图。
图3A是适合控制并入到图1A的基于MEMS的显示器中的光调制器的控制矩阵的示意图。
图3B是连接到图3A的控制矩阵的基于快门的光调制器阵列的透视图。
图4A和4B分别是处于打开状态和关闭状态中的双重致动的快门组合件的平面图。
图5是基于快门的显示设备的横截面图。
图6A和6B是图解说明包含多个光调制器显示元件的显示装置的系统框图。
图7A和7B分别是基于快门的显示器的平面图和横截面图。
图8描绘从光圈移开的快门和在光圈上方移动的快门的平面图。
图9描绘具有经旋转快门组合件的显示器的平面图。
图10描绘具有经旋转快门组合件的显示器的替代实施方案。
图11描绘分组为逻辑像素的多个快门组合件。
图12描绘具有对准到显示器的快门组合件的显示器与具有相对于所述显示器旋转的快门组合件的显示器之间的相对像素间距。
图13描绘具有类似线密度和不同光圈比的两个阵列。
图14是具有不同大小的快门组合件的快门组合件阵列的平面图。
具体实施方式
为提供对本发明的总体理解，现在将描述特定说明性实施方案，包含用于显示图像的设备和方法且尤其是包含多个快门的显示器，所述多个快门布置成阵列且其中所述快门中的至少一部分经对准以沿着相对于所述显示器的外围边缘以一角度延伸的轴移动。在某些实施方案中，所述快门布置成菱形布局。
可实施本发明中所描述的目标物的特定实施方案以实现以下潜在优点中的一或多者。在某些实施方案中，所揭示的系统和方法可尤其沿着横向于显示器的边缘的观看方向提供具有经改进性能的显示器。在某些实施方案中，本文中所揭示的系统和方法可减少由打开和关闭快门引起的噪声。所属领域的技术人员将明白还有其它优点。
然而，所属领域的技术人员将理解，本文中所描述的系统和方法可在对于所解决的应用适当时经调适和修改，且本文中所描述的系统和方法可用于其它适合的应用中，且此些其它添加和修改将不脱离本发明的范围。
图1A是实例性显示设备的等角视图。特定来说，图1A提供直观式基于MEMS的显示设备100的示意图。显示设备100包含布置在行和列中的多个光调制器102a到102d(一般称为“光调制器102”)。在显示设备100中，光调制器102a和102d处于打开状态中，从而允许光通过。光调制器102b和102c处于关闭状态中，从而阻碍光通过。通过选择性地设定光调制器102a到102d的状态，如果由一或多个灯105照明，则显示设备100可用于针对背光式显示器形成图像104。在另一实施方案中，装置100可通过反射源自所述设备前面的周围光而形成图像。在另一实施方案中，装置100可通过反射来自定位在显示器前面的一或多个灯的光(即，通过使用前光)而形成图像。在关闭或打开状态中的一者中，光调制器102通过(举例来说，且非限制)阻挡、反射、吸收、过滤、偏光、绕射或以其它方式更改光的性质或路径而干涉光学路径中的光。
在显示设备100中，每一光调制器102对应于图像104中的像素106。在其它实施 方案中，显示设备100可利用多个光调制器102来形成图像104中的像素106。举例来说，显示设备100可包含三个色彩特定的光调制器102。通过选择性地打开对应于特定像素106的色彩特定的光调制器102中的一或多者，显示设备100可产生图像104中的色彩像素106。在使用这些色彩特定的光调制器102的此实施方案中，图像104中的像素106将包含与产生三个色彩的色彩像素106的三个光调制器102相关联的三个像素106。在另一实例中，显示设备100包含每像素106两个或更多个光调制器102以在图像104中提供灰度。关于图像，“像素”对应于由图像的分辨率定义的最小图像元素。关于显示设备100的结构组件，术语“像素”是指用于调制形成所述图像的单个像素的光的组合机械与电组件。
显示设备100是直观式显示器，其中其不需要成像光学器件。用户通过直接看显示设备100而看到图像。在替代实施方案中，显示设备100并入到投影显示器中。在此些实施方案中，所述显示器通过将光投影到屏幕或墙壁上而形成图像。
直观式显示器可以透射或反射模式操作。在透射显示器中，光调制器过滤或选择性地阻挡源自定位于所述显示器后面的一或多个灯的光。将来自所述灯的光任选地注射到光导或“背光”中。透射直观式显示器实施方案通常构建到透明或玻璃衬底上以促进夹层组合件布置，其中含有光调制器的一个衬底直接定位在背光的顶部上。在某些透射显示器实施方案中，通过使彩色滤光材料与每一光调制器102相关联而形成色彩特定的光调制器。在其它透射显示器实施方案中，如下文所描述，可使用通过交替照明具有不同原色的灯的场序式色彩方法来产生色彩。
每一光调制器102包含快门108和光圈109。为照明图像104中的像素106，快门108经定位以使得其允许光通过光圈109朝向观看者。为保持像素106未被点亮，快门108经定位以使得其阻碍光通过光圈109。光圈109是由穿过反射或吸光材料图案化的开口界定。
所述显示设备还包含连接到所述衬底且连接到所述光调制器以用于控制快门的移动的控制矩阵。所述控制矩阵包含一系列电互连件(例如，互连件110、112和114)，所述一系列电互连件包含每行像素至少一个写入启用互连件110(还称作“扫描线互连件”)、每一列像素的一个数据互连件112，以及将共同电压提供到所有像素或至少来自显示设备100中的多个列和多个行两者的像素的一个共同互连件114。响应于施加适当电压(“写入启用电压，V_we”)，给定行像素的写入启用互连件110使所述行中的像素准备好接受新快门移动指令。数据互连件112以数据电压脉冲的形式传送新移动指令。在某些实施方案中，施加到数据互连件112的数据电压脉冲直接促成快门的静电移动。在 其它实施方案中，数据电压脉冲控制开关，例如，晶体管或其它非线性电路元件，所述开关控制单独致动电压(其量值通常高于数据电压)到光调制器102的施加。这些致动电压的施加然后产生快门108的静电驱动的移动，从而使快门108从第一位置移动到第二位置。在特定实施方案中，此使快门108从打开位置移动到关闭位置。但在其它实施方案中，致动电压可在介于打开与关闭之间的第一位置与第二位置之间驱动快门。
图1B是图1A的显示设备的框图。参考图1A和1B，除上文所描述的显示设备100的元件之外，如框图150中所描绘，显示设备100还包含多个扫描驱动器152(还称为“写入启用电压源”)和多个数据驱动器154(还称为“数据电压源”)。扫描驱动器152将写入启用电压施加到扫描线互连件110。数据驱动器154将数据电压施加到数据互连件112。在显示设备的某些实施方案中，数据驱动器154经配置以将模拟数据电压提供到光调制器，尤其在将以模拟方式取得图像104的灰度的情况下。在模拟操作中，光调制器102经设计以使得当通过数据互连件112施加中间电压范围时，在快门108中产生中间打开状态范围且因此在图像104中产生中间照明状态或灰度范围。
在其它情形中，数据驱动器154经配置以仅将一组减少的2、3或4个数字电压电平施加到控制矩阵。这些电压电平以数字方式为快门108中的每一者设定打开状态或关闭状态。
扫描驱动器152和数据驱动器154连接到数字控制器电路156(还称为“控制器156”)。控制器156包含输入处理模块158，输入处理模块158将传入图像信号157处理成适于显示器100的空间寻址和灰度能力的数字图像格式。每一图像的像素位置和灰度数据存储于帧缓冲器159中以使得可视需要将数据馈送出到数据驱动器154。数据以主要为串行的方式发送到数据驱动器154，以按行且按图像帧分组的预定序列组织。数据驱动器154可包含串行到并行数据转换器、电平移位和(针对某些应用)数/模电压转换器。
显示设备100任选地包含一组共同驱动器153(还称为共同电压源)。在某些实施方案中，共同驱动器153(举例来说)通过将电压供应到一系列共同互连件114而将DC共同电位提供到光调制器阵列103内的所有光调制器。在其它实施方案中，共同驱动器153遵循来自控制器156的命令而将电压脉冲或信号发布到光调制器阵列103，例如，能够驱动和/或起始阵列103的多个行和列中的所有光调制器的同时致动的全局致动脉冲。
用于不同显示功能的驱动器(例如，扫描驱动器152、数据驱动器154和共同驱动器153)由控制器156中的时序控制模块160来进行时间同步。来自模块160的时序命令经由灯驱动器168d协调红色、绿色和蓝色以及白色灯(分别为162、164、166和167)的照 明、像素阵列103内的特定行的写入启用和定序、来自数据驱动器154的电压的输出和提供光调制器致动的电压的输出。
控制器156确定可借以将阵列103中的快门108中的每一者重设为适于新图像104的照明水平的定序或寻址方案。可以周期性间隔设定新图像104。举例来说，对于视频显示器，以介于从10赫兹到300赫兹的范围内的频率刷新色彩图像104或视频帧。在某些实施方案中，图像帧到阵列103的设定与灯162、164和166的照明同步以使得用一系列交替色彩(例如，红色、绿色和蓝色)照明交替图像帧。每一相应色彩的图像帧被称作色彩子帧。在称为场序式色彩方法的此方法中，如果色彩子帧以超过20Hz的频率交替，则人类大脑将把交替帧图像平均化为感知到具有宽广且连续色彩范围的图像。在替代实施方案中，在显示设备100中可采用具有原色的四个或更多个灯，从而采用除红色、绿色和蓝色以外的原色。
在其中显示设备100经设计以用于快门108在打开状态与关闭状态之间的数字切换的某些实施方案中，控制器156确定图像帧之间的寻址序列和/或时间间隔以便以适当灰度产生图像104。通过控制快门108在特定帧中打开的时间量而产生变化的灰度水平的程序被称作时分灰度。在时分灰度的某些实施方案中，控制器156根据所述像素所要的照明水平或灰度来确定在每一帧内允许快门108保持处于打开状态中的时间周期或时间分数。在其它实施方案中，对于每一图像帧，控制器156在阵列103的多个行和列中设定多个子帧图像，且控制器与在灰度的编码字内所采用的灰度值或有效值成比例地更改照明每一子帧图像的持续时间。举例来说，可使一系列子帧图像的照明时间与二进制编码系列1、2、4、8…成比例地变化。然后在子帧图像内根据在灰度水平的像素的二进制编码字内的对应位置处的值将阵列103中的每一像素的快门108设定为打开或关闭状态。
在其它实施方案中，控制器156与特定子帧图像所要的灰度值成比例地更改来自灯162、164和166的光的强度。若干种混合技术也可用于形成来自快门108阵列的色彩和灰度。举例来说，上文所描述的时分技术可与每像素多个快门108的使用组合，或特定子帧图像的灰度值可通过子帧定时与灯强度两者的组合来确立。
在某些实施方案中，图像状态104的数据由控制器156通过对个别行(还称为扫描线)的顺序寻址加载到调制器阵列103。对于序列中的每一行或扫描线，扫描驱动器152将写入启用电压施加到阵列103的所述行的写入启用互连件110，且随后数据驱动器154为选定行中的每一列供应对应于所要快门状态的数据电压。重复此程序，直到已针对所述阵列中的所有行加载数据为止。在某些实施方案中，用于数据加载的选定行的序列是 线性的，在阵列中从顶部进行到底部。在其它实施方案中，选定行的序列是伪随机化的，以最小化视觉假影。在另外的实施方案中，按块组织定序，其中对于一块，例如通过仅依序寻址阵列中的每第5行而将图像状态104的仅某一分数的数据加载到阵列。
在某些实施方案中，用于将图像数据加载到阵列103的过程与致动快门108的过程在时间上分离。在这些实施方案中，调制器阵列103可包含用于阵列103中的每一像素的数据存储器元件，且所述控制矩阵可包含全局致动互连件以用于从共同驱动器153载送触发信号以根据存储器元件中所存储的数据起始快门108的同时致动。可借助时序控制模块160协调各种寻址序列，所述寻址序列中的许多寻址序列在美国专利申请案11/643,042中有描述。
在替代实施方案中，像素阵列103和控制所述像素的控制矩阵可布置在除矩形行和列以外的配置中。举例来说，所述像素可布置在六边形阵列或曲线行和列中。一般来说，如本文中所使用，术语“扫描线”应指共享写入启用互连件的任何多个像素。
显示器100包含多个功能块，所述多个功能块包含时序控制模块160、帧缓冲器159、扫描驱动器152、数据驱动器154、共同驱动器153和灯驱动器168。每一块可理解为表示可区分的硬件电路和/或可执行码的模块。在某些实施方案中，将所述功能块提供为借助电路板和/或电缆连接在一起的相异芯片或电路。替代地，可连同像素阵列103一起在同一玻璃或塑料衬底上制造这些电路中的许多电路。在其它实施方案中，可将来自框图150的多个电路、驱动器、处理器和/或控制功能一起集成于单个硅芯片内，然后将所述硅芯片直接接合到固持像素阵列103的透明衬底。
控制器156包含编程链接180，可根据特定应用的需要通过编程链接180更改在控制器156内实施的寻址、色彩和/或灰度算法。在某些实施方案中，编程链接180传达来自环境传感器(例如周围光或温度传感器)的数据，以使得控制器156可与环境条件对应地调整成像模式或背光功率。控制器156还包含提供灯以及光调制器致动所需的电力的电力供应输入182。必要时，驱动器152、153、154和/或168可包含DC-DC转换器或与DC-DC转换器相关联，所述DC-DC转换器用于将182处的输入电压转变成足以致动快门108或照明灯(例如灯162、164、166和167)的各种电压。
图2是适合并入到图1A的基于MEMS的显示设备100中的说明性基于快门的光调制器200的透视图。基于快门的光调制器200(还称为快门组合件200)包含耦合到致动器204的快门202。致动器204由两个单独的柔顺电极梁致动器205(“致动器”205)形成，如美国专利7,271,945中所描述。快门202在一侧上耦合到致动器205。致动器205使快门202在表面203上方在大体上平行于表面203的运动平面中横向移动。快门202的相 对侧耦合到弹簧207，弹簧207提供与由致动器204施加的力相反的恢复力。
每一致动器205包含将快门202连接到负载锚208的柔顺负载梁206。负载锚208连同柔顺负载梁206一起用作机械支撑件，从而使快门202接近于表面203保持悬置。负载锚208将柔顺负载梁206和快门202物理地连接到表面203且将负载梁206电连接到偏压，在某些情况下接地。
每一致动器205还包含邻近于每一负载梁206而定位的柔顺驱动梁216。驱动梁216在一端处耦合到在若干个驱动梁216之间共享的驱动梁锚218。每一驱动梁216的另一端自由移动。每一驱动梁216弯曲，以使得其在驱动梁216的自由端和负载梁206的经锚定端附近最靠近负载梁206。
表面203包含用于准许光通过的一或多个光圈211。如果快门组合件200形成于(举例来说)由硅制成的不透明衬底上，则表面203是衬底的表面，且光圈211是通过穿过衬底蚀刻出孔阵列而形成的。如果快门组合件200形成于(举例来说)由玻璃或塑料制成的透明衬底上，则表面203是沉积于衬底上的光阻挡层的表面，且光圈是通过将表面203蚀刻成孔阵列211而形成。光圈211可为大体圆形、椭圆形、多边形、蜿蜒形或不规则形状。
在操作中，并入有光调制器200的显示设备经由驱动梁锚218将电位施加到驱动梁216。可将第二电位施加到负载梁206。驱动梁216与负载梁206之间的所得电位差朝向负载梁206的经锚定端牵拉驱动梁216的自由端，且朝向驱动梁216的经锚定端牵拉负载梁206的快门端，借此朝向驱动锚218横向驱动快门202。柔顺部件206充当弹簧，以使得当跨越梁206和216的电压被移除时，负载梁206将快门202推回到其初始位置中，从而释放存储在负载梁206中的应力。
快门组合件200(还称为弹性快门组合件)并入有用于在已移除电压之后使快门返回到其静止或松弛位置的被动恢复力，例如弹簧。若干个弹性恢复机构和各种静电耦合件可设计成静电致动器或结合静电致动器而设计，快门组合件200中所图解说明的柔顺梁仅是一个实例。举例来说，可提供高度非线性电压移位响应，此有助于“打开”与“关闭”操作状态之间的突发性转变，且在许多情形中此提供快门组合件的双稳态或滞后操作特性。其它静电致动器可经设计成具有更多增量的电压移位响应且具有大大减少的滞后，其可用于模拟灰度操作。
弹性快门组合件内的致动器205据称在关闭或致动位置与松弛位置之间操作。然而，设计者可选择放置光圈211以使得每当致动器205处于其松弛位置中时，快门组合件200处于“打开”状态中(即，使光通过)，或处于“关闭”状态中(即，阻挡光)。出于说明性 目的，下文假设本文中所描述的弹性快门组合件经设计为在其松弛状态中是打开的。
在许多情形中，可提供一组双重“打开”和“关闭”致动器以作为快门组合件的部分，使得控制电子器件能够将所述快门静电驱动到打开状态和关闭状态中的每一者中。
在替代实施方案中，显示设备100包含不同于横向基于快门的光调制器(例如上文所描述的快门组合件200)的光调制器。举例来说，替代实施方案可包含适合于并入到图1A的基于MEMS的显示设备100的替代实施方案中的基于滚动致动器快门的光调制器220。基于滚动致动器的光调制器包含与固定电极相对地安置且经偏置以沿特定方向移动以在施加电场时产生快门的可移动电极。将理解，还有其它MEMS光调制器是已知的且可有用地并入到本文中所描述的实施方案中。
类似地，关于本文中所描述的显示器可采用其它类型的快门控制系统，且可使用多种方法经由控制矩阵控制快门阵列从而以适当灰度产生图像，在许多情形中是移动的图像。在某些情形中，借助连接到所述显示器的外围上的驱动器电路的行和列互连件的无源矩阵阵列来实现控制。在其它情形中，适当的是，将切换和/或数据存储元件包含在阵列(所谓的有源矩阵)的每一像素内以改进显示器的速度、灰度和/或电力耗散性能。关于本文中所描述的系统和方法可采用这些控制系统中的任一者。
图3A是适合控制并入到图1A的基于MEMS的显示设备100中的光调制器的一个控制矩阵300的示意图。图3B是连接到图3A的控制矩阵300的基于快门的光调制器的阵列320的透视图。控制矩阵300可寻址像素阵列320(“阵列320”)。每一像素301包含由致动器303控制的例如图2A的快门组合件200等弹性快门组合件302。每一像素还包含光圈层322，所述光圈层322包含光圈324。
控制矩阵300在快门组合件302形成于其上的衬底304的表面上被制造成扩散或薄膜沉积电路。控制矩阵300可包含针对控制矩阵300中的每一像素301行的扫描线互连件306和针对控制矩阵300中的每一像素301列的数据互连件308。每一扫描线互连件306将写入启用电压源307电连接到对应像素301行中的像素301。每一数据互连件308将数据电压源(“Vd源”)309电连接到对应像素301列中的像素301。在控制矩阵300中，数据电压V_d提供用于致动快门组合件302所需的大部分能量。因此，数据电压源309还用作致动电压源。
参看图3A和3B，针对每一像素301或针对像素阵列320中的每一快门组合件302，控制矩阵300包含一晶体管310和一电容器312。每一晶体管310的栅极电连接到像素301位于其中的阵列320中的行的扫描线互连件306。每一晶体管310的源极电连接到其对应数据互连件308。每一快门组合件302的致动器303包含两个电极。每一晶体管 310的漏极并联电连接到对应电容器312的一个电极和对应致动器303的电极中的一者。电容器312的另一电极和快门组合件302中的致动器303的另一电极连接到共同或接地电位。在替代实施方案中，可用半导体二极管和/或金属绝缘体金属夹层型开关元件来取代晶体管310。
在操作中，为形成图像，控制矩阵300通过依次将V_we施加到每一扫描线互连件306而依序写入启用阵列320中的每一行。对于经写入启用行，将V_we施加到所述行中的像素301的晶体管310的栅极允许电流能够通过晶体管310流动穿过数据互连件308以将一电位施加到快门组合件302的致动器303。在所述行经写入启用时，将数据电压V_d选择性地施加到数据互连件308。在提供模拟灰度的实施方案中，施加到每一数据互连件308的数据电压相对于位于经写入启用扫描线互连件306与数据互连件308的相交处的像素301的所要亮度而改变。在提供数字控制方案中的实施方案中，数据电压经选择为相对低量值电压(即，接近接地的电压)或者满足或超过V_at(致动阈值电压)。响应于将V_at施加到数据互连件308，对应快门组合件302中的致动器303致动，从而打开所述快门组合件302中的快门。施加到数据互连件308的电压甚至在控制矩阵300停止将V_we施加到一行之后仍保持存储于像素301的电容器312中。因此，不必使电压V_we在一行上等待并保持长得足以致动快门组合件302的时间；此致动可在已从所述行移除所述写入启用电压之后继续进行。电容器312还充当阵列320内的存储器元件，从而存储致动指令长达用于照明图像帧所需的周期。
阵列320的像素301以及控制矩阵300形成于衬底304上。所述阵列包含安置于衬底304上的光圈层322，所述光圈层包含用于阵列320中的相应像素301的一组光圈324。光圈324与每一像素中的快门组合件302对准。在一个实施方案中，衬底304由例如玻璃或塑料等透明材料制成。在另一实施方案中，衬底304由不透明材料制成，但在所述不透明材料中蚀刻孔以形成光圈324。
与控制矩阵300同时地或在同一衬底上在后续处理步骤中处理快门组合件302的组件。与用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列的制造共同地使用许多薄膜技术来制造控制矩阵300中的电组件。使用类似于微机械加工技术或微机械(即，MEMS)装置的制造的技术来制造快门组合件。举例来说，快门组合件302可由通过化学汽相沉积工艺沉积的非晶硅薄膜形成。
快门组合件302连同致动器303可制成双稳态。即，所述快门可存在于至少两个平衡位置(例如，打开或关闭)中，其中几乎不需要电力来使其保持处于任一位置中。更具体来说，快门组合件302可为机械双稳态的。一旦将快门组合件302的快门设定处于适 当位置中，则不需要电能或保持电压来维持所述位置。快门组合件302的物理元件上的机械应力可使所述快门保持于适当位置中。
快门组合件302连同致动器303也可制成电双稳态。在电双稳态快门组合件中，存在低于所述快门组合件的致动电压的电压范围，所述电压范围如果施加到关闭的致动器(其中所述快门打开或关闭)就会使所述致动器保持关闭并使所述快门保持处于适当位置中，即使对所述快门施加反作用力也如此。所述反作用力可由弹簧(例如基于快门的光调制器200中的弹簧207)施加，或者所述反作用力可由例如“打开”或“关闭”的致动器等相反致动器施加。
光调制器阵列320经描绘为每像素具有单个MEMS光调制器。其它实施方案是可能的，其中在每一像素中提供多个MEMS光调制器，借此在每一像素中提供不只是二元“接通”或“关断”光学状态的可能性。其中提供像素中的多个MEMS光调制器且其中与所述光调制器中的每一者相关联的光圈324具有不等区域的某些形式的编码区域分割灰阶是可能的。
图4A和4B分别是处于打开状态和关闭状态中的双重致动的快门组合件的平面图。特定来说，图4A和4B图解说明适合包含于各种实施方案中的替代基于快门的光调制器(快门组合件)400。光调制器400是双重致动器快门组合件的实例，且在图4A中经展示处于打开状态中。图4B是处于关闭状态中的双重致动器快门组合件400的视图。与快门组合件200对比，快门组合件400包含快门406的任一侧上的致动器402和404。独立地控制每一致动器402和404。第一致动器(快门打开致动器402)用来打开快门406。第二相反致动器(快门关闭致动器404)用来关闭快门406。致动器402和404两者都是柔顺梁电极致动器。致动器402和404通过实质上在平行于快门406悬置于其上方的光圈层407的平面中驱动快门406来打开和关闭所述快门。快门406通过附接到致动器402和404的锚408悬置于光圈层407上方的短距离处。包含沿着其运动轴附接到快门406的两端的支撑件会减少快门406的平面外运动且将运动实质上限制于平行于所述衬底的平面。与图3A的控制矩阵300类似，适于与快门组合件400一起使用的控制矩阵可能包含用于相反的快门打开致动器402和快门关闭致动器404中的每一者的一个晶体管和一个电容器。
快门406包含光可通过其的两个快门光圈412。光圈层407包含一组三个光圈409。在图4A中，快门组合件400处于打开状态，且如此，快门打开致动器402已致动，快门关闭致动器404处于其松弛位置中，且快门光圈412和409的中心线重合。在图4B中，快门组合件400已移动到关闭状态，且快门打开致动器402处于其松弛位置中，快 门关闭致动器404已致动，且快门406的光阻挡部分处于适当位置中以阻挡光透射过光圈409(展示为虚线)。
每一光圈具有在其外围周围的至少一个边缘。举例来说，矩形光圈409具有四个边缘。在其中在光圈层407中形成圆形、椭圆形、卵形或其它曲线状光圈的替代实施方案中，每一光圈可具有仅单个边缘。在其它实施方案中，所述光圈在数学意义上无需分开或不相交，而是可连接。即，虽然所述光圈的部分或塑形区段可维持与每一快门的对应，但可连接这些区段中的若干者以使得所述光圈的单个连续周边由多个快门共享。
为了允许光以多种射出角度通过处于打开状态的光圈412和409，为快门光圈412提供大于光圈层407中的光圈409的对应宽度或大小的宽度或大小是有利的。为了在关闭状态下有效地阻挡光逸出，快门406的光阻挡部分可经布置以与光圈409重叠。图4B展示快门406中的光阻挡部分的边缘与形成于光圈层407中的光圈409的一个边缘之间的预定义重叠416。
静电致动器402和404经设计以使得其电压位移行为向快门组合件400提供双稳态特性。针对快门打开致动器和快门关闭致动器中的每一者，存在低于所述致动电压的电压范围，所述电压范围如果在所述致动器处于关闭状态(其中所述快门打开或关闭)时施加就将使所述致动器保持关闭且使所述快门保持处于适当位置中，甚至在将致动电压施加到所述相反致动器之后也如此。克服此反作用力来维持快门的位置所需的最小电压称作维持电压V_m。
图5是并入有基于快门的光调制器(快门组合件)502的基于快门的显示设备500的实例性横截面图。每一快门组合件并入有快门503和锚505。未展示柔顺梁致动器，所述柔顺梁致动器当在锚505与快门503之间连接时有助于将快门悬置于表面上方的短距离处。快门组合件502安置于透明衬底504(其可由塑料或玻璃制成)上。安置于衬底504上的后向式反射层(反射膜)506界定位于快门组合件502的快门503的关闭位置下方的多个表面光圈508。反射膜506将未通过表面光圈508的光向后朝向显示设备500的后部反射。反射光圈层506可为通过若干种气相沉积技术(包含溅镀、蒸镀、离子电镀、激光烧蚀或化学气相沉积)以薄膜方式形成的无夹杂物的细粒金属膜。在另一实施方案中，后向式反射层506可由反射镜(例如介电反射镜)形成。介电反射镜被制成在高折射率材料与低折射率材料之间交替的介电薄膜堆叠。将快门503与反射膜506分离的垂直间隙(快门在其内自由地移动)介于0.5微米到10微米的范围中。垂直间隙的量值可小于快门503的边缘与处于关闭状态的光圈508的边缘之间的横向重叠，例如图4B中所展示的重叠416。
显示设备500包含将衬底504与平面光导516分离的任选的漫射体512和/或任选的亮度增强膜514。光导包含透明(即，玻璃或塑料)材料。所描绘的光导516通过一或多个光源518照明，从而形成背光。举例来说且无限制，光源518可为白炽灯、荧光灯、激光或发光二极管(LED)。反射体519有助于从灯518朝向光导516引导光。前向式反射膜520安置于背光516之后，从而朝向快门组合件502反射光。来自并未通过快门组合件502中的一者的背光的例如射线521等光射线将返回到背光且再次从膜520反射。以此方式，未能在第一遍次离开显示器以形成图像的光可被回收且可用于透射穿过快门组合件502的阵列中的其它打开光圈。已经展示此光回收会增加显示器的照明效率。
光导516包含一组几何光转向器或棱镜517，其将光从灯518朝向光圈508且因此朝向显示器的前部重新引导。光转向器可以在横截面上可替代地为三角形、梯形或曲线状的形状被模制到光导516的塑料主体中。棱镜517的密度通常随距灯518的距离而增加。
在替代实施方案中，光圈层506可由光吸收材料制成，且在替代实施方案中，快门503的表面可涂布有光吸收或光反射材料。在替代实施方案中，光圈层506可直接沉积于光导516的表面上。在替代实施方案中，光圈层506不需要安置于与快门503和锚505相同的衬底上(参看在下文所描述的MEMS向下配置)。
盖板522形成显示设备500的前部。盖板522的后侧可覆盖有黑矩阵524以增加对比度。在替代实施方案中，盖板522包含彩色滤光器，例如，对应于快门组合件502中的不同者的不同红色、绿色和蓝色滤光器。盖板522被支撑在远离快门组合件502预定距离处，从而形成所描绘的间隙526。间隙526通过机械支撑件或间隔件527和/或通过将盖板522附接到衬底504的粘附性密封件528来维持。
粘附密封件528密封于工作流体530中。工作流体530经设计成具有可低于约10厘泊的粘度且具有可高于约2.0的相对介电常数和高于约10⁴V/cm的介电击穿强度。工作流体530还可用作润滑剂。在一个实施方案中，工作流体530是具有高表面润湿能力的疏水液体。在替代实施方案中，工作流体530具有大于或小于衬底504的折射率的折射率。
当基于MEMS的显示器组合件包含用于工作流体530的液体时，所述液体至少部分地环绕基于MEMS的光调制器的移动部件。为减小致动电压，所述液体具有可低于70厘泊或甚至低于10厘泊的粘度。具有低于70厘泊的粘度的液体可包含具有低分子量的材料：低于4000克/莫耳，或在某些情形中低于400克/莫耳。适合的工作流体530包含(不限制)去离子水、甲醇、乙醇和其它酒精、石蜡、烯烃、乙醚、聚硅氧油、氟化聚 硅氧油或者其它天然或合成溶剂或润滑剂。有用的工作流体可为例如六甲基二硅氧烷和八甲基三硅氧烷等聚二甲基硅氧烷或例如已基五甲基二硅氧烷等烷基甲基硅氧烷。有用工作流体可为例如辛烷或癸烷等烷类。有用的流体可为例如硝基甲烷等硝基烷类。有用的流体可为例如甲苯或二乙基苯等芳香族化合物。有用的流体可为例如丁酮或甲基异丁基酮等酮。有用的流体可为例如氯苯等氯碳化合物。有用的流体可为例如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯等氟氯碳化合物。且经考虑用于这些显示器组合件的其它流体包含乙酸丁酯、二甲基甲酰胺。
对于许多实施方案，并入有以上流体的混合物是有利的。举例来说，烷烃混合物或聚二甲基硅氧烷混合物可为有用的，其中混合物包含具有一分子量范围的分子。通过混合来自不同族的流体或具有不同性质的流体而优化性质也是可能的。举例来说，六甲基二硅氧烷的表面润湿性质可与丁酮的低粘度组合以形成经改进流体。
金属片或经模制塑料组合件固持器532在边缘周围将盖板522、衬底504、背光516和其它组件部件固持在一起。用螺丝或凹进接头片紧固组合件固持器532以给组合式显示设备500添加刚性。在某些实施方案中，通过环氧封装化合物将光源518模制于适当位置中。反射体536有助于将从光导516的边缘溢出的光返回到光导中。图5中未展示向快门组合件502和灯518提供控制信号以及电力的电互连件。
显示设备500被称作MEMS向上配置，其中基于MEMS的光调制器形成于衬底504的前表面(即，面朝向观看者的表面)上。快门组合件502直接构建于反射光圈层506的顶部上。在替代实施方案(称为MEMS向下配置)中，快门组合件安置于与其上形成有反射光圈层的衬底分离的衬底上。其上形成有反射光圈层的界定多个光圈的衬底在本文中称为光圈板。在MEMS向下的配置中，承载基于MEMS的光调制器的衬底替代显示设备500中的盖板522且经定向以使得基于MEMS的光调制器定位于顶部衬底的后表面(即，背对观看者且朝向背光516的表面)上。基于MEMS的光调制器借此直接定位成与反射光圈层相对且跨越间隙。间隙可通过连接光圈板与其上形成有MEMS调制器的衬底的一系列间隔柱维持。在某些实施方案中，间隔件安置于阵列中的每一像素内或其之间。将MEMS光调制器与其对应光圈分离的间隙或距离可小于10微米，或小于快门与光圈之间的重叠(例如重叠416)的距离。
图6A和图6B是图解说明包含多个光调制器显示元件的显示装置640的系统框图。显示装置640可为(举例来说)智能电话、蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置640的相同组件或其稍微变化形式还图解说明例如电视机、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持式装置和便携式媒体装置等各种类型的显示装置。
显示装置640包含外壳641、显示器630、天线643、扬声器644、输入装置648和麦克风646。外壳641可由包含注射模制和真空成型的多种制造工艺中的任何工艺形成。另外，外壳641可由多种材料中的任何材料制成，所述材料包含但不限于：塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷或其组合。外壳641可包含可与具有不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分交换的可移除部分(未展示)。
显示器630可为包含双稳态或模拟显示器的多种显示器中的任一者，如本文中所描述。显示器630还可经配置以包含平板显示器，例如等离子体显示器、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD，或非平板显示器，例如CRT或其它显像管装置。另外，显示器630可包含如本文中所描述的基于光调制器的显示器。
图6A中示意性地图解说明显示装置640的组件。显示装置640包含外壳641，且可包含至少部分地封围于其中的额外组件。举例来说，显示装置640包含网络接口627，网络接口627包含可耦合到收发器647的天线643。网络接口627可为可显示于显示装置640上的图像数据的源。因此，网络接口627是图像源模块的一个实例，但处理器621和输入装置648也可用作图像源模块。收发器647连接到处理器621，处理器621连接到调节硬件652。调节硬件652可经配置以调节信号(例如过滤或以其它方式操纵信号)。调节硬件652可连接到扬声器644和麦克风646。处理器621还可连接到输入装置648和驱动器控制器629。驱动器控制器629可耦合到帧缓冲器628和阵列驱动器622，阵列驱动器622又可耦合到显示阵列630。显示装置640中的一或多个元件(包含图6A中未具体描绘的元件)可经配置以用作存储器装置且经配置以与处理器621通信。在某些实施方案中，电力供应器650可将电力提供到特定显示装置640设计中的大体上所有组件。
网络接口627包含天线643和收发器647，以使得显示装置640可经由网络与一或多个装置通信。网络接口627还可具有某些处理能力以减轻(举例来说)处理器621的数据处理要求。天线643可发射并接收信号。在某些实施方案中，天线643根据IEEE 16.11标准(包含IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11a、b、g、n及其进一步实施方案)发射并接收RF信号。在某些其它实施方案中，天线643根据标准发射并接收RF信号。在蜂窝式电话的情形中，天线643可经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用包无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地中继无线电(TETRA)、宽带-CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修订版A、EV-DO修订版B、高速包接入(HSPA)、高速下行链路包接入(HSDPA)、高速上行链路包接入(HSUPA)、经演进的高速包接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用于在无 线网络(例如利用3G、4G或5G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器647可预处理从天线643接收的信号，以使得其可由处理器621接收并由处理器621进一步操纵。收发器647还可处理从处理器621接收的信号，以使得可经由天线643从显示装置40发射所述信号。
在某些实施方案中，可由接收器取代收发器647。另外，在某些实施方案中，可由图像源来取代网络接口627，所述图像源可存储或产生待发送到处理器621的图像数据。处理器621可控制显示装置640的总体操作。处理器621从网络接口627或图像源接收数据(例如经压缩图像数据)，且将所述数据处理成原始图像数据或处理成容易被处理成原始图像数据的格式。处理器621可将经处理的数据发送到驱动器控制器629或发送到帧缓冲器628进行存储。原始数据通常是指在图像内的每一位置处识别图像特性的信息。举例来说，此些图像特性可包含色彩、饱和度和灰度水平。
处理器621可包含微控制器、CPU或用以控制显示装置640的操作的逻辑单元。调节硬件652可包含用于将信号发射到扬声器645和用于从麦克风646接收信号的放大器和滤波器。调节硬件652可为显示装置640内的离散组件，或可并入于处理器621或其它组件内。
驱动器控制器629可直接从处理器621或从帧缓冲器628获取由处理器621产生的原始图像数据且可适当地将所述原始图像数据重新格式化以用于高速传输到阵列驱动器622。在某些实施方案中，驱动器控制器629可将所述原始图像数据重新格式化成具有类光栅格式的数据流，以使得其具有适合跨越显示器630进行扫描的时间次序。然后驱动器控制器629将经格式化的信息发送到阵列驱动器622。虽然驱动器控制器629(例如LCD控制器)通常作为独立集成电路(IC)与系统处理器621相关联，但此些控制器可以许多方式来实施。举例来说，控制器可作为硬件嵌入于处理器621中、作为软件嵌入于处理器621中或以硬件与阵列驱动器622完全集成在一起。
阵列驱动器622可从驱动器控制器629接收经格式化信息且可将视频数据重新格式化成一组平行波形，所述组平行波形每秒多次地施加到来自显示器的x-y显示元件矩阵的数百且有时数千根(或更多)引线。
在某些实施方案中，驱动器控制器629、阵列驱动器622和显示器630适用于本文中所描述的显示器类型中的任一者。举例来说，驱动器控制器629可为常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，光调制器显示元件控制器)。另外，阵列驱动器622可为常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，光调制器显示元件驱动器)。此外，显示阵列630可为常规显示阵列或双稳态显示阵列(例如，包含光调制器显示元件阵列的显示 器)。在某些实施方案中，驱动器控制器629可与阵列驱动器622集成在一起。此实施方案在高度集成系统(举例来说，移动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器)中可为有用的。
在某些实施方案中，输入装置648可经配置以允许(举例来说)用户控制显示装置640的操作。输入装置648可包含小键盘(例如QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕、与显示阵列630集成在一起的触敏屏幕、或压敏或热敏隔膜。麦克风646可经配置为显示装置640的输入装置。在某些实施方案中，可使用通过麦克风46的语音命令来控制显示装置640的操作。
电力供应器650可包含多种能量存储装置。举例来说，电力供应器650可为可再充电电池，例如镍镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中，所述可再充电电池可为可使用来自(举例来说)壁式插座或光伏装置或阵列的电力充电的。或者，所述可再充电电池可为可无线充电的。电力供应器650还可为可再生能量源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。电力供应器650还可经配置以从壁式插座接收电力。
在一些实施方案中，控制可编程性驻留于可位于电子显示系统中的若干位置中的驱动器控制器629中。在一些其它实施方案中，控制可编程性驻留于阵列驱动器622中。上述优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。
图6A中所描绘的显示器630可具有光调制阵列，所述光调制器阵列具有布局在具有轴170和轴172的阵列中的多个光调制器。图7A和图7B分别是基于快门的显示器的平面图和横截面图。图7A是具有快门组合件阵列的显示器的框图。图7A通过图片说明类似于图1A中所展示的显示器100且为可用作显示装置640的显示器630的类型的显示器700。特定来说，图7A描绘由布置在行774和列776的二维阵列780中的多个光调制器702形成的显示器700。如图7A中所描绘，光调制器702中的每一者包含具有在光圈709上方来回移动的快门708的快门组合件。快门708跨越光圈709移动以调制来自安置于光调制器702的阵列780的一侧上的光源705的光。在所描绘的实施方案中，显示器700是背光式显示器且快门708跨越光圈709来回移动以在来自光源705的光通过阵列780的不同光圈709时调制所述光。图7A描绘快门组合件702的五行和七列。因此，图7A仅描绘将为显示器提供像素的阵列780的一部分。通常，显示器将采用阵列780以具有数百行和数百列。举例来说，显示器700可符合WVGA标准且具有848列和480行，或符合WXGA标准且具有1,280列和800行。在任一情形中，阵列780将包含布置成阵列(如由图7A中所展示的阵列780所描绘)的数千个快门组合件。
图7A进一步描绘每一光调制器702具有界定光调制器702的周边的正方形外围边缘782。通常，光调制器702的外围边缘782由数据和扫描线互连件(例如图3B中所描绘的数据互连件708和扫描线互连件306)界定。外围边缘782具有与阵列780的水平线770和垂直线772对准的水平和垂直轴。类似地，每一快门708具有也是矩形且也与阵列780的轴770和772对准的外围边缘788。在操作中，每一快门708在其相应光圈709上方来回移动，从而沿着平行于显示阵列780的轴772的运动轴移动。阵列780形成通常具有矩形周边的显示器(例如图6A中所描绘的显示器630)的部分。图像在显示器700上呈现为与矩形显示器700的轴770和772对准。呈现在显示器700上的图像的质量可取决于观看图像的角度而变化。举例来说，直接在头顶且向下面向显示器700观看的图像可具有高清晰度和高分辨率。此观看角度基本上垂直于显示器700的阵列780的表面。随着观看角度从垂直改变为锐角，图像清晰度的质量可能降低。
图7B是具有经定位以阻挡光的快门的基于快门的显示器的横截面图。图7B更详细地描绘快门如何跨越光圈移动以调制通过光圈的光且在关闭快门下方通过的光可如何在特定观看角度处降低图像清晰度。特定来说，图7B呈现图5中所描绘的显示器的简化横截面图。特定来说，图7B描绘包含在光圈708上方移动以阻挡从光源718产生的光(例如光射线721A和721B)的快门703的显示器700。光源718将光引导到光导716中，光导716在快门组合件702的表面下面导引光。反射表面720使光朝向光圈708向上反射以由快门703调制。盖板722抵靠快门组合件702的一侧经布置。
图7B将快门703A描绘为安置于光圈708A上方。图7B还将快门703B描绘为与光圈708B间隔开以使得来自光源718的光可从光导716通过光圈708B且通过盖板722。图7B描绘处于打开位置中的快门703B和处于关闭位置中的快门703A。处于关闭位置中的快门703A应阻挡来自光源718的光通过光圈708A且前进通过盖板722。然而，图7B描绘，即使处于关闭位置中，在特定角度处的光也可通过光圈708A且通过存在于关闭快门703A与快门组合件702A的下部表面之间的间隙726。通过已由快门703A关闭的光圈(例如光圈708A)的光会降低用于在所述相应快门703A处于打开位置和关闭位置中时调制将通过光圈708A的光的量的所述快门的有效性。图7B中所描绘的间隙726允许在足够高的角度处的光反射离开面对光源的快门703A的表面且再次反射离开快门702A的相对表面，从而以足够高以避免被在快门组合件702A上方延伸的快门703A的部分阻挡的角度反射离开快门组合件702A。行进穿过间隙726的光721A沿着与盖板722的表面成锐角的角度行进。通过间隙726的此光721A将在大体上类似于光射线721A的角度的角度处最强烈地影响用户观看显示器700。通过间隙(例如间隙726)的光的量将 部分地取决于快门703与光圈708之间的重叠区。对于沿着快门的宽度的重叠区且对于沿着快门的长度的重叠区，快门703与光圈708之间的重叠区可为不同的。
图8描绘移动远离光圈的快门和在光圈上方移动的快门的平面图。特定来说，图8图解说明快门与光圈之间的沿着快门的运动轴的重叠区可大于沿着垂直于运动轴的轴的重叠区。特定来说，图8描绘类似于图7的快门703A和703B的一对快门800。所描绘的快门组合件802A经展示处于打开位置中以使得快门804A与光圈808A间隔开以允许光通过光圈808A。相比之下，快门804B经展示为定位于以幻影轮廓呈现的光圈808B上方以将光圈808B描绘为由快门804B覆盖。快门组合件802A描绘平行于运动轴810的快门804A的外围边缘之间的重叠区与光圈808A重叠且延伸超过光圈808A一距离812。特定来说，图8描绘快门804A具有平行于运动轴810的侧边缘806。类似地，光圈808A具有还平行于运动轴810的侧边缘816。侧边缘806与侧边缘816间隔一距离812。此距离812表示快门804A延伸越过光圈808A的外围边缘816的重叠区。重叠区812通常足够大以阻挡在快门804A与光圈808A之间通过的光。相比而言，快门804B描绘为定位于光圈808B上方。快门804B具有垂直于运动轴810的侧边缘822。类似地，光圈808B具有也垂直于运动轴810的侧边缘824。图8图解说明快门804B的侧边缘822与光圈808B的侧边缘824间隔开一距离814。图8中所描绘的重叠区814被图解说明为小于重叠区812，因此在光圈808B的侧边缘824与快门804B的侧边缘822之间提供较小重叠量。这两个边缘之间的较小重叠区814允许更多光沿着垂直于运动轴810的快门的边缘在光圈808B与快门804B之间通过。因此，通过光圈808B并且朝向快门804B的侧边缘822且沿着高角度行进的光(例如图7B中所图解说明的射线721A)可在重叠区812下方通过且使其成为沿着与从快门804B的边缘822下方逸出的光的路径对准的观看角度观看的图像的部分。由于显示器通常将以使图像与显示器的水平轴(例如图6A中的显示器30的轴170)对准的定向呈现图像，且用户通常将看向水平轴而观看图像，因此外围边缘822与显示器的水平轴的对准可致使在边缘822下方逸出的光干扰图像质量。
图9描绘具有经旋转快门组合件的显示器的平面图。更特定来说，图9描绘本文中所描述的系统和方法的一个实施方案，其中显示器900包含布置在阵列中的多个快门组合件902，所述阵列具有相对于显示器900的外围边缘的轴970和972以一角度安置的快门908的运动轴920。
特定来说，图9描绘包含多个快门组合件902的显示器900。所述快门组合件包含在光圈909上方移动和移动远离光圈909的快门908。快门908形成于具有外围边缘984 的基底982(在图9中描绘为正方形)上。类似地，图9中所描绘的每一快门908是具有外围边缘988的矩形组件。图9描绘沿着显示器900中的快门908的运动轴延伸的轴920。即，快门908在大体上平行于轴920的方向上移动。
快门组合件902可为显示器900中的像素或子像素。快门组合件902可布置成行和列。快门908沿着平行于轴920的路径移动，且因此快门运动是沿着相对于显示器900的轴970和972成一角度的轴。此使快门908的侧边缘914沿着轴920定向。
在图9中所描绘的实施方案中，快门组合件902经转向以使其外围边缘984以与显示器900的轴970和972成大约45°角度对准。此将快门组合件902布置在列932和行952的菱形图案中。菱形图案的快门组合件902使邻近列的快门组合件(例如快门组合件940和快门组合件942)在不同且空间偏移的行中。特定来说，快门组合件940邻近于快门组合件942，且在所描绘的实例中，快门组合件940沿着一侧邻接快门组合件942。快门组合件940在行952A中且快门组合件942在行952B中，快门组合件942与快门组合件940在空间上偏移(在图9中描绘为较低)。
图9进一步描绘，在邻近列中的快门组合件902的中心沿着以相对于轴970和972任一者为大体上45°的角度延伸的轴(例如运动轴920)对准。此外，图9描绘快门908是矩形，且快门908的矩形侧边缘相对于轴970和972以一角度(在所描绘实例中，45°角度)布置。此将快门908的侧边缘(具有在光圈909上方的较小重叠区，例如图8中所展示的所描绘重叠区814)布置为横越运动轴920且相对于轴970和972成一角度，在此情形中为大约45°。虽然图9将快门组合件902描绘为相对于显示器900的轴970和972以角度45°对准，但所属领域的技术人员将明白，可使用其它定向角度，包含将快门908的一侧对准为远离轴970和972成角度的任何角度。此外，选定角度将部分地取决于快门组合件的外围形状，其在图9中展示为正方形，但可为其它矩形、圆形、六边形、非线性形状或任何其它形状。
图9进一步描绘控制线960和962。控制线960延伸穿过显示器900中的快门组合件902的列且控制线962延伸穿过显示器900中的快门组合件902的行。在此所描绘的实施方案中，控制线960和962提供以类似于常规正方形布局显示器的方式的方式将快门组合件902寻址于菱形布局显示器900内。显示器900具有以大致大体上直线形状延伸穿过快门组合件902阵列的行控制线960和列控制线962。在某些实施方案中，笔直控制线960和962匹配常规的正方形布局的控制线结构且经产生用于正方形布局的显示信号可直接显示于菱形布局上，且因此不需要重新映射。
转向图10，图10描绘具有经旋转快门组合件的显示器的替代实施方案。特定来说， 图10描绘具有组织于菱形布局中的多个快门组合件1002的显示器1000，所述菱形布局使相应快门1002的运动轴与显示器的轴1070和1072横向地以一角度对准。在所描绘的实施方案中，相应快门1002的运动轴以与显示器1000的轴1070和1072两者成大约45°的角度。以此方式，快门组合件1002使其快门1008的短边缘轴以与显示器的轴成45°定向。如此，与呈现在显示器上的图像的主要观看轴离轴地引导从在垂直于快门组合件的运动轴的快门组合件的外围边缘处存在的间隙发射的光。
如图10进一步描绘，使邻近行中的快门组合件1002相对于其运动轴旋转90°。举例来说，行1020中的快门组合件1002的运动轴正交于行1022中的快门组合件1002的运动轴。在所描绘的实施方案中，连续行使快门组合件1002的定向交替，由此使邻近行中的快门组合件1002相对于彼此旋转90°。此可改进离轴对比率，且因此在以横向于显示器1000的外围边缘的角度观看所显示图像时提高所述图像的质量。
另外，图10描绘用于控制快门组合件1002的操作的控制线。特定来说，图10描绘列控制线1040、1042、1044和1046。图10描绘行控制线1050到1064。列控制线1040到1046连接到在紧邻近行中的快门组合件1002。举例来说，图10展示连接到快门组合件1030到1037的列控制线1040。因此，控制线1040连接到在行1020中的快门组合件1030，快门组合件1030连接到在行1022中的快门组合件1031，依次类推。如图10中所描绘，控制线1040到1046在其连接邻近行中的快门组合件1002时具有z字形图案。在此实施方案中，行控制线1050到1064连接到在显示器1000的相应行中的每一快门组合件1002。
图11描绘分组为逻辑像素的多个快门组合件。特定来说，图11描绘本文中所描述的系统和方法的又一替代实施方案。特定来说，图11描绘具有以例如图10中所呈现的菱形像素布局的菱形像素布局定向的多个快门组合件1102的显示器1100。图11中所描绘的显示器1100进一步包含逻辑像素1110，在所描绘的实施方案中，逻辑像素1110包含四个快门组合件1102A、1102B、1102C和1102D。第二逻辑像素1112还在图11中展示且也包含四个快门组合件。所描绘的逻辑像素1110和1112可被例如图1B中所描绘的控制器156的控制器视为显示器1100内的单个像素元件。为此，控制器150可一起驱动逻辑像素的四个快门组合件(例如逻辑像素1110的快门组合件1102A到1102D)。一起驱动快门组合件1102A到1102D具有特定益处，包含减小控制显示器的像素所需的带宽，此对于具有用作显示器内的像素的数千个或数百万个快门组合件的大显示器可为重要益处。另外，应理解，逻辑像素还可提供通过提供包含抖动灰度的灰度来减轻图像质量假影以提高图像质量的益处。
在一个实施方案中，显示器控制器156选择将被一起分组成逻辑像素1110或1112的特定快门组合件1102。在一个实践中，逻辑控制器156包含存储表示将快门组合件1102分组成逻辑像素1110和1112的数据(通常行信息和列信息)的子像素查找表。序列发生器时序控制件160可在控制扫描驱动器152和数据驱动器154时存取子像素查找表以致动显示器1100内的快门组合件1102中的快门。任选地，控制器156可更改一起分组成逻辑像素1110的快门组合件1102。进一步任选地，所述分组可在产生图像期间改变。因此，控制器156可使逻辑像素1110或1112的位置有效移动到显示器1100的总体阵列内的不同位置。此允许控制器156在空间上平均化呈现为图像的部分的像素群组。另外，控制器156可协调灯驱动器168以跨越呈现在显示器1100上的图像在空间上平均化不同色彩，例如由灯166驱动的色彩蓝。以此方式，逻辑像素1110和1112在图像产生期间减小用于产生图像的带宽且通过允许包含选定色彩的灰度的空间灰度而实现假影的减少。
图12描绘具有对准到显示器的快门组合件的显示器与具有相对于所述显示器旋转的快门组合件的显示器之间的相对像素间距。图12描绘上文所描述的菱形像素布局的一个益处。特定来说，图12描绘在具有轴1270和1272的栅格1204中对准的快门组合件1202的阵列1200。如图12中所描绘，显示器1200中的快门组合件1202沿着运动轴1210移动。运动轴1210与显示器1200的轴1270和1272横向。显示器1200的每英寸像素度量可通过对在经界定长度(例如一英寸)内放置于显示器1200的标称行内的快门组合件1202的数目进行计数来测量。在图12中所描绘的实施方案中，显示器1200使六个快门组合件1202A到1202F沿着行1220对准。
通过对比，图12中所描绘的菱形像素布局1250图解说明放置于显示器1250的菱形像素布局内的快门组合件1202经对准以在比放置于显示器1200中的六个快门组合件1202A到1202F短的长度内沿着两行1252放置六个快门组合件1202A到1202F。如此，假设像素大小保持相同，显示器1250的菱形像素布局提供更大的每英寸像素度量和提高的分辨率。
图13描绘具有不同大小的光圈和不同光圈比的具有类似的控制线密度和像素的两个阵列1300和1350。特定来说，图13描绘包含4×4快门组合件阵列1302的第一阵列1300。4×4阵列由沿着阵列1300的每一列延伸的四个控制线1312和沿着阵列1300的每一行延伸的四个控制线1314控制。每一对邻近控制线1312之间的间距被描绘为1340且所述间距界定表示跨越阵列1300的控制线1312的密度的控制线密度。阵列1300在四个快门组合件1302的宽度内具有四个控制线的密度，其中四个快门组合件的宽度可 为通常以微米测量的某一已知长度，但可采用任何长度单位。
阵列1350还具有沿着阵列1350的每一列延伸的四个控制线1312和沿着阵列1350的每一行延伸的四个控制线1314。邻近控制线1312之间的间距也被描绘为1340，且将理解，间距1340对于两个阵列1300和1350来说是完全相同的。
然而，阵列1350包含布置在菱形布局中的八个快门组合件1352，这与布置成阵列1300的栅格图案的十六个快门组合件形成对比。每一快门组合件1352具有阵列1300中的快门组合件1302的表面积的大约两倍。如可看到，快门组合件1352经设定大小以在由四个邻近控制线1312界定的空间中装配两个线性邻近的快门组合件1352。举例来说，图13展示快门组合件1352b在两个邻近控制线1312之间延伸。如此，两个邻近快门组合件(例如快门组合件1352b和1352d)将跨越四个控制线1312的宽度延伸。如参考阵列1300所述，四个控制线的宽度将是以微米、英寸或某一长度单位测量的某一已知距离，且此得出每单位长度的控制线密度。
与阵列1350相比，阵列1300在由四个邻近控制线1312界定的空间中装配四个线性邻近的快门组合件1302，且每一快门组合件1302具有较小光圈和较小表面积。组合件1352的较大表面积允许较大相对光圈和因此较大光圈比。上文描述菱形布局阵列1350的分辨率或每英寸像素(PPI)方面的益处。菱形布局阵列1350可以不同方式来实施以产生较高光圈比。阵列1350保持与正方形布局1300的线密度大体上相同的线密度。然而，所述像素大小是正方形布局1300的像素大小的大约两倍。较大像素将产生菱形布局阵列1350的较大光圈和较大光圈比。
图14是具有不同大小的快门组合件的快门组合件阵列的平面图。特定来说，图14描绘包含快门组合件的菱形像素布局(包含具有第一大小的快门组合件1402和具有第二更大大小的快门组合件1412)的第一阵列1400。如图14中所图解说明，快门组合件1402和快门组合件1412经定向以使快门组合件1402和1412中的快门1404和1414沿着运动轴1410移动。运动轴1410与阵列1400的垂直轴1452和阵列1400的水平轴1450横向。在所描绘的实施方案中，快门组合件1412具有是快门组合件1402的面积的大约四倍的面积。快门组合件1412具有快门1414和光圈1418，快门1414和光圈1418两者是较小快门组合件1402的对应部分快门1404和光圈1408的大约四倍。在其它实施方案中，不同快门组合件的相对大小可变化，且选定大小将部分地取决于要解决的应用。
所描绘的快门组合件1402和1412布置在四乘四阵列中，其中四个较小快门组合件1402围绕一个较大快门组合件1412的外围安置。所述快门组合件可分组成逻辑像素且一个此分组由环绕三个快门组合件(一个大快门组合件1412和两个较小快门组合件 1402)的虚线矩形1420描绘。分组于矩形1420内的三个快门组合件可为使用阵列1400的显示器提供一个逻辑像素元件。
控制器可寻址并控制此逻辑像素内的三个快门组合件，且可控制快门以实现灰度效应。在一个实施方案中，控制器控制快门组合件1402和1412打开或关闭的持续时间。如此项技术中一般已知的，通过调制通过快门的光且通过选择性地对快门使光通过然后阻挡光的相对时间周期进行加权，可实现灰度效应。控制器可单独地调制已分组成逻辑像素的三个快门组合件。在所描绘的实施方案中，控制器可采用不同大小的快门组合件1402和1412且尤其是快门组合件内的不同大小的光圈1408和1418以更有效地产生灰度效应。快门组合件1420具有较大光圈1418且因此在打开时可提供比快门组合件1402的较小光圈1408大的照明。此外，快门组合件1420可通过移动单个快门1404而提供此较大照明，且因此在某些实施方案中，与必须控制(举例来说)四个较小快门组合件1402相比，控制器可使用较少控制位来实现此照明水平。此将较大快门组合件1412和较小快门组合件1402分组成逻辑像素可减小控制位的数目和因此所采用的带宽，从而实现图像的灰度。
可在大体上不脱离本申请案的原理的情况下对上文所描述的实施方案做出变化和修改。此些变化和修改还意欲包含于所附权利要求书的范围内。因此，前述实施方案应在所有方面视为说明性的，而非限制本申请案。