图3A及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包含晶体管310及电容器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的一个电极及对应致动器303的电极中的一者。电容器312 的另一电极及快门组合件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，可用半导体二极管及/或金属绝缘体金属夹层型开关元件来替换晶体管310。
[0069] 在操作中，为形成图像，控制矩阵300通过轮流将VwJI加到每一扫描线互连件306 来依次写入启用阵列320中的每一列。对于经写入启用行，将加到所述行中的像素 301的晶体管310的栅极允许电流通过晶体管310流动穿过数据互连件308以将电位施加 到快门组合件302的致动器303。在写入启用所述行的同时，将数据电压Vd选择性地施加 到数据互连件308。在提供模拟灰阶的实施方案中，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，将数据电压选择为相对较低量值电压 (即，接近接地的电压）或者满足或超过Vat(致动阈值电压）。响应于将Vat施加到数据互 连件308,对应快门组合件中的致动器303致动，从而敞开所述快门组合件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Vto施加到一行之后仍保持存储 于像素301的电容器312中。因此，电压Vire不必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进行。电容器312也 充当阵列320内的存储器元件，从而存储用于照明图像帧的致动指令。
[0070] 像素301以及阵列320的控制矩阵300形成于衬底304上。阵列320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。在某些实施方案中，衬底304由例如玻璃 或塑料的透明材料制成。在某些其它实施方案中，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。
[0071] 快门组合件302连同致动器303可制成为双稳态的。即，所述快门可存在于至少 两个平衡位置（举例来说，敞开或闭合）中而几乎不需要电力来使其保持处于两个位置中 的任一位置中。更特定来说，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，即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就位。
[0072] 快门组合件302连同致动器303也可制成为电双稳态的。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闭合的致 动器（同时所述快门敞开或闭合）则使所述致动器保持闭合并使所述快门保持处于适当位 置，即使对所述快门施加相反力也是如此。所述相反力可由弹簧（例如图2中所绘示的基 于快门的光调制器200中的弹簧207)施加，或者所述相反力可由例如"敞开"或"闭合"的 致动器的相对致动器施加。
[0073] 光调制器阵列320绘示为具有每像素单个MEMS光调制器。其中在每一像素中提 供多个MEMS光调制器的其它实施方案是可能的，借此在每一像素中提供不只是二元式"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具有不等面积的特定形式的经译码分区灰阶是可能的。
[0074] 图4A及4B展示实例性双重致动器快门组合件400的视图。如图4A中所绘示的双 重致动器快门组合件400处于敞开状态中。图4B展示处于闭合状态中的双重致动器快门 组合件400。与快门组合件200对比，快门组合件400包含快门406的两侧上的致动器402 及404。独立控制每一致动器402及404。第一致动器（快门敞开致动器402)用来敞开快 门406。第二相对致动器（快门闭合致动器404)用来闭合快门406。致动器402及404两 者都是顺应性梁电极致动器。致动器402及404通过实质在平行于快门406悬吊于其上方 的光圈层407的平面中驱动快门406来敞开和闭合所述快门。快门406通过附接到致动器 402及404的锚408悬吊于光圈层407上方的一短距离处。包含沿着其移动轴线附接到快 门406的两端的支撑件减少快门406的平面外运动且将运动实质上拘限于平行于所述衬底 的平面。通过类似于图3A的控制矩阵300,适于与快门组合件400 -起使用的控制矩阵可 针对相对快门敞开致动器402及快门闭合致动器404中的每一者包含一个晶体管及一个电 容器。
[0075] 快门406包含光可通过的两个快门光圈412。光圈层407包含一组三个光圈409。 在图4A中，快门组合件400处于敞开状态中且由此，已致动快门敞开致动器402,快门闭合 致动器404处于其松弛位置中，且快门光圈412的中心线与光圈层光圈409中的两者的中 心线重合。在图4B中，快门组合件400已移动到闭合状态，且由此，快门敞开致动器402处 于其松弛位置中，已致动快门闭合致动器404,且快门406的挡光部分此刻处于适当位置中 以阻挡光透射穿过光圈409 (绘示为虚线）。
[0076] 每一光圈具有环绕其外围的至少一个边缘。举例来说，矩形光圈409具有四个边 缘。在其中于光圈层407中形成圆形、椭圆形、卵形或其它弧形光圈的替代实施方案中，每 一光圈可具有仅单个边缘。在某些其它实施方案中，无需在机械意义上分开或分离所述光 圈，而是可连接所述光圈。即，虽然所述光圈的部分或成形区段可维持与每一快门的对应， 但可连接这些区段中的数个区段以使得所述光圈的单个连续周边由多个快门共享。
[0077] 为了允许光以各种退出角度通过处于敞开状态中的光圈412及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 闭合状态中有效地阻挡光逸出，快门406的挡光部分与光圈409重叠是优选的。图4B展示 快门406中的挡光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。
[0078] 静电致动器402及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。针对快门敞开致动器及快门闭合致动器中的每一者，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闭合状态中（同时所述快门敞开或闭合）时 施加则将使所述致动器保持闭合且使所述快门保持处于适当位置，即使在施加致动电压到 所述相对致动器之后也是如此。克服此相反力来维持快门的位置所需的最小电压称为维持 电压Vm。
[0079] 图5展示并入有基于快门的光调制器（快门组合件）502的实例性显示设备500 的横截面图。每一快门组合件502并入有快门503及锚505。未展示在连接于锚505与快 门503之间时帮助将快门503悬吊于表面上方一短距离处的顺应性梁致动器。快门组合件 502安置于透明衬底504上，此衬底由塑料或玻璃制成。安置于衬底504上的面向后的反射 层、反射膜506界定位于快门组合件502的快门503的闭合位置下面的多个表面光圈508。 反射膜506使未通过表面光圈508的光朝向显不设备500的后部往回反射。反射光圈层 506可为不具有夹杂物的细粒金属膜，其通过包含溅镀、蒸发、离子电镀、激光剥蚀或化学气 相沉积（CVD)的若干种气相沉积技术以薄膜方式形成。在某些其它实施方案中，面向后的 反射层506可由例如电介质镜的镜形成。电介质镜可制作为在高折射率与低折射率的材料 之间交替的电介质薄膜堆叠。将快门503与反射膜506分开的垂直间隙（快门在其内自由 移动）介于0. 5微米到10微米的范围内。所述垂直间隙的量值优选地小于快门503的边 缘与处于闭合状态中的光圈508的边缘之间的侧向重叠，例如图4B中所绘示的重叠416。
[0080] 显不设备500包含将衬底504与平坦光导516分开的任选扩散器512及/或任选 亮度增强膜514。光导516包含透明（即，玻璃或塑料）材料。光导516由一或多个光源 518照明，从而形成背光。光源518可为（举例来说，且不具限制地）白炽灯、荧光灯、激光 或发光二极管（LED)。反射体519帮助将来自灯518的光朝向光导516引导。面向前的反 射膜520安置于背光516后面，从而朝向快门组合件502反射光。未通过快门组合件502 中的一者的来自背光的光射线（例如射线521)将返回到背光且再次从膜520反射。以此 方式，未能离开显示设备500以在第一遍时形成图像的光可再循环且使其可用于透射穿过 快门组合件502的阵列中的其它敞开光圈。已展示此光再循环以增加显示器的照明效率。
[0081] 光导516包含将来自灯518的光朝向光圈508且因此朝向显示器的前方重定向的 一组几何光重定向器或棱镜517。光重定向器517可以可为交替地三角形、梯形或弯曲横截 面的形状模制到光导516的塑料主体中。棱镜517的密度通常随距灯518的距离增加。
[0082] 在某些实施方案中，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。在某些其它实施方案中，光圈层506可直接沉积 于光导516的表面上。在某些实施方案中，光圈层506不必安置于与快门503及锚505相 同的衬底上（例如在下文所阐述的MEMS向下配置中）。
[0083] 在某些实施方案中，光源518可包含不同色彩（例如，红色、绿色及蓝色）的灯。 彩色图像可通过以对于人脑足以将不同色彩的图像平均化成单个多色彩图像的速率用不 同色彩的灯依序照明图像而形成。使用快门组合件502的阵列形成各种色彩特定的图像。 在另一实施方案中，光源518包含具有三种以上不同色彩的灯。举例来说，光源518可具有 红色、绿色、蓝色及白色灯，或红色、绿色、蓝色及黄色灯。在某些其它实施方案中，光源518 可包含青色、洋红色、黄色及白色灯，红色、绿色、蓝色及白色灯。在某些其它实施方案中，额 外灯可包含于光源518中。举例来说，如果使用五种色彩，则光源518可包含红色、绿色、蓝 色、青色及黄色灯。在某些其它实施方案中，光源518可包含白色、橙色、蓝色、紫色及绿色 灯或白色、蓝色、黄色、红色及青色灯。如果使用六种色彩，则光源518可包含红色、绿色、蓝 色、青色、洋红色及黄色灯或白色、青色、洋红色、黄色、橙色及绿色灯。
[0084] 盖板522形成显示设备500的前部。盖板522的后侧可覆盖有黑色基质524以增 加对比度。在替代实施方案中，所述盖板包含彩色滤光器，例如对应于快门组合件502中的 不同者的相异红色、绿色及蓝色滤光器。盖板522被支撑于远离快门组合件502的一距离 (所述距离在一些实施方案中可为预定的）处从而形成间隙526。通过机械支撑件或间隔 件527及/或通过将盖板522附接到衬底504的粘合密封件528维持间隙526。
[0085] 粘合密封件528密封于流体530中。流体530经工程设计而具有优选地低于约10 厘泊的粘度且具有优选地高于约2. 0的相对介电常数及高于约104V/cm的介电击穿强度。 流体530也可用作润滑剂。在某些实施方案中，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，流体530具有大于或小于衬底504的折射率的折射率。
[0086] 并入有机械光调制器的显示器可包含数百个、数千个或在某些情形中数百万个移 动元件。在某些装置中，一元件的每一移动提供静摩擦的机会以使所述元件中的一或多者 停用。通过将所有部件浸没于流体（也称为流体530)中且将所述流体密封于MEMS显示单 元中的流体空间或间隙内（举例来说，借助粘合剂）而促进此移动。流体530通常是具有低 摩擦系数、低粘度及在长期内的最小降级效应的流体。当基于MEMS的显示组合件包含用于 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中的某些移 动部件。在某些实施方案中，为了减少致动电压，所述液体具有低于70厘泊的粘度。在某些 其它实施方案中，所述液体具有低于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/摩尔，或在某些情形中低于400克/摩尔。也可适用 于此些实施方案的流体530不具限制地包含去离子水、甲醇、乙醇及其它酒精、石蜡、烯烃、 乙醚、硅酮油、氟化硅酮油或其它天然或合成溶剂或润滑剂。有用流体可为例如六甲基二硅 氧烷及八甲基三硅氧烷的聚二甲基硅氧烷（PDMS)或例如已基五甲基二硅氧烷的烷基甲基 硅氧烷。有用流体可为例如辛烷或癸烷的烷烃。有用流体可为例如硝基甲烷的硝基烷。有 用流体可为例如甲苯或二乙基苯的芳族化合物。有用流体可为例如丁酮或甲基异丁基酮的 酮。有用流体可为例如氯苯的氯碳化合物。有用流体可为例如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯的 氟氯碳化合物。经考虑用于这些显示器组合件的其它流体包含乙酸丁酯及二甲基甲酰胺。 用于这些显示器的又其它有用流体包含氢氟醚、全氟聚醚、氢氟聚醚、戊醇及丁醇。实例性 适合氢氟醚包含乙基九氟丁基醚及2-三氟甲基-3-乙氧基十二氟己烷。
[0087] 金属薄片或经模制塑料组合件托架532将盖板522、衬底504、背光及其它组件部 分围绕边缘固持在一起。借助螺丝或凹入薄片扣接组合件托架532以将刚性添加到组合的 显示设备500。在某些实施方案中，通过环氧