空间光调制方法和装置的制作方法

专利名称：：空间光调制方法和装置的制作方法空间光调制方法和装置
技术领域：
总体上本发明涉及空间光调制领域，具体地，本发明涉及具有改善了的背光的显示器。
背景技术：
：用机械的光调制器构成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。当以透射的模式工作时，许多才M成的光调制器，具有10%至20%范围内的孔径光阑比，只能够向该观看者发送10%至20%的可以从该背光得到的光，以产生图像。该机械的孔径光阑与彩色滤光器组合将光学效率降低到约5%，即不优于用当前的彩色液晶显示器可得到的效率。需要一种提高照明效率的低功率显示器。
发明内容在此描述的装置和方法提供一种具有改善了的照明效率的机械光调制器，使得枳4成作动器(actuator)对于在便携的和大面积的显示器的使用有诱惑力。在一些情况下，耦接到背光的初4成调制器的透射比或者光学效率可以提高到40%至60%的程度，或者说效率是液晶显示器中的典型效率的IO倍以上。另外，本文所描述的装置和方法可以结合到小尺寸、高分辨率的显示器中，而不论光调制机制如何，以提高该显示器的亮度和降低显示应用中的功率要求。在此描述的光调制器使便携视频显示器能够既亮又低功率。可以足够快速地切换该光调制器，以使用时间序列彩色技术提供彩色图像而不依赖于彩色滤光器。可以使用少到三个的功能层来构造该显示器，以既形成机械快门组件又形成阵列寻址所必要的电连接。在一方面，本发明涉及一种空间光调制器，该空间光调制器包括第一反射性表面和第二反射性表面。该第一反射性表面确定多个光透射区域，譬如孔径光阑、滤光器或者液晶部件。该第二反射性表面至少部分地面对该第一反射性表面并且向由该第一反射性表面确定的该光透射区域反射光。这些反射性表面可以是镜、介电体镜或者功能薄膜。在一个实施方案中，该第一反射性表面平行于或者基本平行于该第二反射性表面。在另一个实施方案中，该反射性表面至少部分地相互横向。该第一和第二反射性表面之间的空间确U本透明的光学腔的区域。在一个实施方案中，该空间光调制器包括一光调制器的阵列用于选择性地遮挡该光透射区域。遮挡可以包括，而不限于，部分地或者完全地阻断、反射、偏转、吸收或者以其他的方式阻止光到达该空间的光调制器的预期的观看者。在一个实施方案中，该光调制器的阵列包括该第一反射性表面。在该光调制器的阵列中的该光调制元件的一个特征是它们可以单独地^皮控制。在一个实施方案中，该光调制元件可以是基于MEMS的快门组件，并且可选地可以是双稳态的或者可形变的快门。在一个实现方式中，该快门组件包括涂覆有第一膜的快门，该第一膜用于吸收从一个方向照射在该快门上的光，并且该快门涂覆有第二膜，该第二膜用于反射从另一个方向照射在该快门上的光。在一个实施方案中，该快门在一个平面中运动，使得在一个位置中该快门基本遮挡光穿过对应的光透射区的通道，并且在第二位置中它们允许光穿过该光透射区域。在另一个实施方案中，该快门至少部分^il:动出由包括该快门的快门组件的阵列确定的平面。当基本在该平面中时，该快门遮挡光穿iW应的光透射区域的通道。当基本在该平面外时，该快门允许光穿过该光透射区域。在另一个实施方案中，该光调制器的阵列包括多个液晶单元。在另一个实施方案中，该空间光调制器包括光导，用于在整个光学腔上分布光。该反射性表面可以直接地布置在该光导的前表面和后表面上。作为可供选择的替代方案，该前反射性表面可以布置在其上布置该光调制器的一个分开的基片上。类似地，该第二反射性表面可以直接地耦接到该光导的后侧，或者说它可以附着到第三表面上。在其上形成该光调制器的阵列的该基片可以是透明的或者是不透明的。对于不透明的基片，穿过该基片蚀刻孔径光阑，以形成光透射区域。该基片可以直接耦接到该光导上，或者它可以用一个或者多个垫片或者支承件与该光导分开。在又一个实施方案中，该空间光调制器包括教射器或者亮度增强膜。该空间光调制器还可以包^i者如发光二极管之类的光源。在另一方面，本发明涉及一种形成图像的方法。该方法包括把光引入到反射性的光学腔中。该反射性的腔包括多个光透射区域，通过该光透射区域光可以逸出该反射性的光学腔。该方法还包括通过允许所引入的光通过至少一个该光透射区域逸出该反射性的光学腔而形成图像。在一个实施方案中，该光的逸出由光调制器的阵列控制的，该光调制器要么遮挡穿过光透射区域的光，要么允许它通过。在另一个实施方案中，该方法包括通过交替地照明多个不同着色的光源形成彩色图像。在还一实施方案中，该方法包括反射照射在未遮挡的光透射区域的环境光的一部分。在又一方面，本发明涉及一种制造空间光调制器的方法，该方法包括形成具有第一和第二对置侧面的基本透明的腔，其中可以引入光。该方法还包括4巴第一反射性表面耦接到该透明的腔的第一侧面，使得该第一反射性表面面对该透明的腔的内部。在该第一反射性表面中形成多个光透射区域。另外，该方法包括把第二反射性表面耦接到该透明的腔的第二侧面，使得该第二反射性表面面对该透明的腔的内部。在另一方面，本发明涉及一种形成图像的方法，该方法是通过接收环境光并且把形成在至少一个基片上的快门放置成选棒性地反射所接收的环境光，以形成该图像。本发明的一个目的是提供用于显示器的装置和方法，该显示器利用聚光器的阵列把光聚在机械光调制器的表面上或者聚得穿过才財成光调制器的表面，以提高该显示器的对比度或者亮度。在一方面，本发明涉及一种显示器，用于向观看者显示图像。该显示器包括光调制器的阵列和置于该光调制器的阵列与该观看者之间的反射性光漏斗(fUnnel)的阵列。该反射性光漏斗的阵列把光聚在该光调制器的阵列中的一些相应的光调制器上。在一个实施方案中，该光调制器的阵列选择性地向该观看者反射光以显示该图像。在另一个实施方案中，该光调制器的阵列向该观看者选择性地调制光以显示该图像。在另一方面，本发明涉及一种通过形成反射性或者透射性光调制器的阵列制造显示器的方法。该方法还包括通过在基本透明的片材上形成凹陷的阵列形成反射性光漏斗的阵列。每个凹陷各具有顶部、底部和壁。形成该反射性光漏斗的阵列还包括在该凹陷的壁上沉积反射性的膜，并且在该凹陷的底部形成光学开口使得该光学开口的直径小于该凹陷的顶部的直径。作为可供选择的替代方案，可以通过用透明的材料形成漏斗型物体的阵列并且用反射性膜涂覆该漏斗型物体的壁的外侧形成该反射性光漏斗的阵列。通过下面参照附图的说明性描述将更好地理解该系统和方法，其中图1A是根据本发明的说明性实施方案的光调制器的阵列的等比例概念图1B是根据本发明的说明性实施方案的包括在图1A的光调制器阵列中的快门组件的横截面图1C是根据本发明的说明性实施方案的图1B的快门组件的快门层的等比例图1D是诸如图1A的光调制阵列的光调制器各个功能层的俯视图；图2是根据本发明的说明性实施方案的用于空间光调制器中的光学腔的横截面图3A-3D是根据本发明的说明性实施方案的可供选择的替代快门组件的横截面图4是根据本发明的说明性实施方案的具有第一涂层了的快门的快门组件的横截面图5是根据本发明的说明性实施方案的具有第二涂层了的快门的快门组件的横截面图6是根据本发明的说明性实施方案的具有用于光调制器阵列中的弹性作动器的快门组件的横截面图7是根据本发明的说明性实施方案的具有用于光调制器阵列中的形变快门的快门组件的横截面图8A-8B是根据本发明的说明性实施方案的构建在用于光调制器阵列中的不透明的基片上的快门组件的横截面图9根据本发明的说明性实施方案的基于液晶的空间光调制器的横截面图10是根据本发明的说明性实施方案的第一基于快门的空间光调制器的横截面图11是根据本发明的说明性实施方案的第二基于快门的空间光调制器的横截面图12A-12D是根据本发明的说明性实施方案的第三、第四、第五和第六说明性的基于快门的空间光调制器的横截面图13是根据本发明的说明性实施方案的第七基于快门的空间光调制器的横截面图14A和14D是根据本发明的说明性实施方案的两个附加的空间光调制器的横截面图15是根据本发明的说明性实施方案的附加的快门组件的横截面图；图16是根据本发明的说明性实施方案的又一空间光调制器的横截面图；图17是根据本发明的实施方案的说明性透射反射性快门组件；图18是根据本发明的实施方案的第二说明性透射反射性快门组件；图19是根据本发明的说明性实施方案的前反射性快门组件的横截面图；图20是根据本发明的说明性实施方案的由光调制阵列形成的较大M^莫显示器的等比例图21A是适于包括进显示装置100中用于寻址^象素的矩阵的有源控制矩阵2100的示意图21B是包括图21A的控制矩阵的该像素阵列的一部分的等比例图。图22是根据本发明的说明性实施方案的显示装置的概念性等比例图；图23是根据本发明的说明性实施方案的图22的显示装置的各个快门和像素组件的局部截面图24A和图24B是根据本发明的说明性实施方案的图22和图23的显示装置的快门层在不同作动状态下的俯一见图25是根据本发明的说明性实施方案的图22-24B的显示装置的快门层的等比例图，类似于图22的图示，示出在该显示装置中安排该快门组件的相克念性布设图解；图26A-26D是根据本发明的说明性实施方案图22-25的显示装置的聚光器阵列层在不同的制造阶段的的局部横截面图27A-27C是根据本发明的另一说明性实施方案的图22-25的显示装置的聚光器阵列层在不同的制造阶段的局部横截面图28是根据本发明的说明性实施方案的图22-27C的显示装置的各个快门和像素组件的等比例局部横截面图29是根据本发明的说明性实施方案的实施成透射反射型显示器的图22-28的显示装置的各个快门和像素组件的等比例局部横截面图30是根据本发明的说明性实施方案的实施成透射型显示器的图22-28的显示装置的各个快门和像素组件的等比例局部横截面图。具体实施例方式为了才是供对本发明的总体理解，现在将描述某些i兌明性实施方案，包括用于空间调制光的装置以及方法。然而，本领域内的普通技术人员将会理解，本文所描述的系统和方法可以适当地对所针对的应用进行适应和修改，并且本文所描述的装置和方法可以用于其他适合的应用中，并且诸如此类的其他补充和修改不偏离其范围。图1A是根据本发明的说明性实施方案的光调制器的阵列100(也称为"光调制阵列100")的等比例概念图。光调制阵列100包括多个按行和列安排的快门组件102a-102d(统称"快门组件102")。总体上，快门组件102具有两个状态，即开放和关闭(尽管为了实现Ay变可以采用部分开放)。快门组件102a和102d处于开放状态，允许光通过。快门组件102b和102c处于关闭状态，遮挡光的通路。通过选择性地设定快门组件102a-102d的状态，就可以利用光调制阵列100形成投影显示或者背光显示灯105照明的图像104。在光调制阵列100中，每个快门组件102对应于图像104中的像素106。在替代的实现方式中，光调制阵列包括每个像素的各三个色彩特定的快门组件。通过选择性地开放与像素对应的一个或者多个特定颜色的快门组件，该快门组件可以产生该图像中的彩色像素。每个快门组件102的状态都可以使用一种无源矩阵寻址方案被控制。每个快门组件102由一个列电极108和两个行电极110a(—个"行开放电极")和110b(一个"行关闭电极，，)控制。在光调制阵列100中，给定列中的所有快门组件102共享一个单个的列电极108。给定的行中所有的快门组件102共享公共的行开放电极110a和公共的行关闭电极110b。有源矩阵寻址方案也是可能的。有源矩阵寻址(其中借助于薄膜晶体管阵列控制像素和切换电压)在整个视频帧的周期中必须以稳定的方式保持所施加的电压的情况中是有用的。可以用每像素只有一个行电极构成有源矩阵寻址的实现。在该无源矩阵寻址的方案中，为了把一个快门组件102的状态从一种关闭的状态改变成一种开放的状态，即为了开放快门组件102,光调制阵列100向与快门组件102所位于的光调制阵列IOO的列相应的列电极108施加电势，并且向与快门组件102所位于的光调制阵列IOO的行相应的行开放电极110a施加一个第二电势，在一些情况下该第二电势具有相反的极性。为了把决门组件102的状态从开放的状态改变成关闭的状态，即为了关闭快门组件102,光调制阵列100向与快门组件102所位于的光调制阵列IOO的列相应的列电极108施加电势，并且向与快门组件102所位于的光调制阵列IOO的行相应的行关闭电极110b施加第二电势，在一些情况下该第二电势具有相反的极性。在一个实现方式中，快门组件响应于施加到该列电极与该行电极110a或者110b之一的电势差越过预定的切换阈值而改变状态。在一个实现方式中，为了形成图像，光调制阵列100以时间顺序次序设定一行的每个快门组件102的状态。对于给定的行，光调制阵列IOO首先通过向对应的行关闭电极110b施加电势和向所有的列电极108施加脉冲电势关闭该行中的每个快门组件102。然后光调制阵列IOO通过向行开放电极110a施加电势并且向包括要被开放的行中快门组件的列的列电极108施加电势而开放光要经之通过的快门组件102。在一个可供选择的替代工作模式中，取代于顺序地关闭每行快门组件102，在把光调制阵列100中的所有行设于正确的位置以形成一个图像104以后，光调制阵列IOO通过同时地对所有的行关闭电极110b和所有列电极108施加一个电势而全局地同时复位所有的快门组件102。在另一个可供选"t奪的替代工作模式中，光调制阵列IOO放弃复位快门组件102并且只改变对显示一个后续图像104需要改变状态的快门组件102的状态。除了列电极108和行电极110a和110b之外，每个快门组件包括一个快门112和一个孔径光阑114。为了照明图像104中的一个像素106,把该快门布置成使它没有任何显著遮挡地允许光向观看者穿过孔径光阑114。为了保持一个像素不发光，把该快门112布置得使之遮挡光穿过孔径光阑114的通道。该孔径光阑114由穿过在每个快门组件中的反射性材料蚀刻的区域，譬如列电极108，形成。该孔径光阑114可以填充介电体材料。图1B是图1A的快门组件102中的一个的横截面图(参见下面的图1D中的线A-A，)，示出快门组件102的附加特征。参见图1A和图1B，快门组件102构成在一个基片116上，该基片被与光调制阵列IOO的其他快门组件102共用。基片116可以支承多达4,000,000个快门组件，安排成高达约2000行和高达约2000列中。如前文所描述，快门组件102包括一个列电极108、一个行开放电极110a、一个行关闭电极110b、一个快门112和一个孔径光阑114。列电极108由一种基本连续的反射金属层形成，该基本连续的反射金属层即置于基片116上的列金属层118。列金属层118起用于光调制阵列IOO中的快门组件102的列的列电极108的作用。间断列金属层118的连续性，以把一个列电极108与光调制阵列100中的其他列的快门组件102中的列电极108电绝缘。如上所述，每个快门组件102各包括穿过列金属层118蚀刻以形成一个光透射性区域的孔径光阑114。该快门组件包括一个行金属层120，该行金属层由一个或者多个介电体材料或者金属的居间层与列金属层118分开。行金属层120形成两个由光调制阵列100中的一行快门组件102共用的两个行电极110a和110b。行金属层120还M射穿过列金属层118中的缝隙而不是通过孔径光阑114的光的作用。列金属层和行金属层在约0.1与2微米厚之间。在诸如图1D中所示的(下文说明)可供选择的替代实现方式中，行金属层120可以处于快门组件102中的列金属层118的下方。快门102的组件包括一个第三功能层、称为快门层122，该快门层包括快门112。快门层122可以用金属或者半导体形成。金属或者半导体渡通124把列金属层118和行金属层120的行电极110a和110b电连接到快门层122上的零件上。快门层122通过润滑剂、真空或者空气与行金属层120分开，为快门112提供运动的自由度。图1C是根据本发明的说明性实施方案的快门层122的等比例图。参照1B和1C两图，除了快门112以外，快门层122还包括四个快门支撑点126、两个行支撑点128a和128b和两个作动器130a和130b,每个各包括两个对置的顺性的梁。快门112包括遮挡的部分132,并且可选地，如在图1C中所示，还包括到快门孔径光阑134。在开放的状态下，要么快门112离开孔径光阑114,要么快门孔径光阑134位于孔径光阑134的上方，从而允许光穿过快门组件102。在关闭的状态下，遮挡部分132置于该孔径光阑的上方，遮挡光穿过快门组件102的通道。方式中，快门组件102可以包括附加的孑L径光阑114,并且快门112可以包括多个快门孔径光阑134。例如，快门112可以设计有一系列做有窄槽的快门孔径光阑134,其中快门孔径光阑134的总面积等于图1C中所示的单个快门孔径光阑134的面积。在这样的实现方式中，可以显著地降低快门在开放的和关闭的状态之间运动所要求的运动量。每个作动器130a和130b用两个对置的顺性的梁形成。第一对顺性的梁，即快门作动器梁135把决门112的每个端部物理地和电气地连接到位于快门组件102的每个角中的快门支撑点126上。快门支撑点126进而电连接到列金属层118。第二对顺性的梁，即行作动器梁136a和136b从每个行支撑点128a和128b伸出。行支撑点128a经由一个渡通电连接到行开放电极110a。行支撑点128b由渡通电连接到行关闭电极110b。快门作动器梁135和行作动器梁136a和136b(集体地称为"作动器梁135和136")由诸如Au、Cr或者Ni的沉积金属形成，或者由诸如多晶硅、或者非晶硅的半导体形成，或者，如果形成在一种隐埋的氧化物(也称为绝缘体上的硅)的顶部上，则由单晶硅形成。作动器梁135和136构图为约1至20微米宽的尺寸，使得作动器梁135和136是顺性的。图1D是根据本发明的说明性实施方案的光调制阵列IOO，的各种功能层的俯视图。在完成的不同阶段，光调制阵列IOO，包括十二个快门组件102，a-102，l。快门组件102，a和102，b只包括光调制阵列IOO，的列金属层118，。快门组件102c'-102，f只包括光调制阵列IOO，的行金属层120，(即行开放电极和行关闭电极)。快门组件102，g和102，h包括列金属层118，和行金属层120，。与图1B中的快门组件102相反，列金属层118，布置在行金属层120，的顶部上。快门组件102，i-l描绘决门组件102，的所有三个功能层，即行金属层120，、列金属层118，和快门金属层122，。由通过包括在快门组件102，i和102，k中的快门孑L径光阑134，可看见的列金属层118，所指示，快门组件102，i和102，k是关闭的。由在快门孔径光阑134，中可看见的列金属层118'孔径光阑114'所指示,快门组件102，j和102，1在开放的位置。在其他的可供选择的替代实现方式中，快门组件可以每像素包括多个孔径光阑和对应的快门以及作动器(例如在1至IO个之间)。在改变该快门组件的状态时，所激励的作动器数可以取决于所施加的切换电压，或者取决于被选择以接受切换电压的行和列电极的特定组合。其中通过提供在最低和最高切换电压之间的切换电压，按模拟的方式部分地开放孔径光阑的实现方式也是可能的。这些可供选择的替代实现方式提供了产生M的文进手段。对于快门组件102的作动，响应于向快门组件102的列电才及108施加电势，同样地用所施加的电势为快门支撑点126、快门112和快门作动器梁135施力口电压。在为行电极110a或者110b之一施加电压时，也为对应于行支撑点128a或者128b和对应的行作动器梁136a或者136b施加电压。如果得出的行作动器梁136a或者136b与其对置的作动器梁135之间的电势差超过预定的切换阈值，行作动器梁136a或者136b吸引其对置的快门作动器梁135,从而改变快门组件102的状态。随着4巴作动器梁135和136拉在一起，它们弯曲或者改变状态。每对作动器梁135和136(即，行作动器梁134a或者134b以及其对置的快门作动器梁135)可以具有两个交替且稳定的曲度形式之一，要么以平行的形状或者曲度被拉在一起，要么以稳定的方式被保持分开，对其曲度赋与相反的符号。从而，每对都是才M成双稳态的。每对作动器梁135和136在两个位置是稳定的，一个是快门112在"开放的"位置，而第二个是快门112在"关闭的"位置。一旦作动器梁135和136达到该稳定位置之一，对列电极108或者两个行电极110a或者110b的任一个都不需要施加功率或者电压来将快门112保持在该稳定的位置。为了将快门112运动出该稳定的位置需要施加高于预定阈值的电压。尽管快门组件102不论是在开放的位置还是在关闭的位置都是能量稳定的，但是一个稳定的位置可以比另一个稳定的位置具有较低的能量状态。在一种实现方式中，将快门装置102设计为使得关闭位置具有比开放位置更低的能量状态。因此可以对任何像素或者所有像素施加低能量的复位脉冲，以把整个阵列复原到其最低应力的状态，也就是对应于全黑的图像。光调制阵列100以及其部件快门组件102是使用本领域内^/^口的标准的微加工技术形成的，包括光刻；蚀刻技术，诸如湿化学蚀刻、干蚀刻、和光致抗蚀剂去除；硅的热氧化；电镀和无电镀；扩散工艺，譬如硼、磷、砷和锑扩散；离子植入；膜沉积，譬如蒸发(热丝、电子束射、闪光和遮蔽(shadowing)以及台阶覆盖)、喷溅、化学气相沉积(CVD)、外延附生(蒸发相、液相和分子束)，电镀、丝网印刷和层化。总体上参见Jaeger著微电子制造导论(Addison-Wesley出版公司，ReadingMass。1988);Runyan等人著半导体集成电路工艺技术(Addison-Wesley出版公司，ReadingMass,1988);1987-1998正EE微电子机械系统会议论文集；Rai-Choudhuiy编辑的微光刻、後ti。工和微制造手册(SP正光学工禾呈出;f反;Mi，Bellingham,华盛顿，1997)。更加具体地，在基片的顶部沉积多层材料(典型地在金属与介电体之间交替地沉积)形成堆栈。在该堆栈上加入一层或者多层材料以后，在该堆栈的最项层的顶部上构图，标记要么从该堆栈上去除要么保留在该堆栈上的材料。然后向构图了的堆栈施加各种蚀刻技术，包括湿蚀刻和/或干蚀刻以去除不想要的材料。该蚀刻工艺可以基于该蚀刻的化学成分、该堆栈中的层和施加该蚀刻的时间量从该堆栈的一个层或者多个层中去除材料。该制造工艺可以包括分层(layering)、构图和蚀刻的多个迭代。该工艺还包括一个释放步骤。为了提供部件在成品装置中运动的自由度，在将形成在成品装置中的运动部件的材料近端的堆栈中插入牺牲材料。蚀刻去除大部分该牺牲材料，从而使得该部件可以自由运动。在释放之后，把该运动的快门的表面绝缘，从而不会在接触时在运动的部件之间传递电荷。这可以通过热氧化完成和/或通过保形化学气相沉积诸如A1203、Cr203、Ti02、HfD2、V205、Nb205、Ta205、Si02、或者Si3N4之类的绝缘体完成，或者通过使用诸如原子层沉积之类的技术沉积类似的材料完成。通过化学变换工艺，譬如氟化或者氢化该绝缘了的表面，化学地钝化所绝缘了的表面，以防止诸如接触表面之间静磨擦的问题。图2是用于根据本发明的说明性实施方案的用于空间光调制器中的一个光学腔200的横截面图。光学腔200包括一个前反射性表面202和一个后反射性表面204。前反射性表面202包括一个光透射区域阵列206，光208通过该M射区域阵列可以逸出光学腔200。光208从一个或者多个光源210进入光学腔200。光206在前和后反射性表面202与204之间反射直到它反射穿过该光透射区域206之一为止。沿该光学腔的侧面可以添加附加的反射性表面。在一个实现方式中，前和后反射性表面202和204通过或在一个玻璃基片或在一个塑料基片上沉积一种金属或者半导体而形成。在其他的实现方式中，前和后反射性表面202和204通过或在一个介电体膜的顶部上沉积金属或者半导体而形成，该介电体膜布置成构建在一个基片上的一系列薄膜之一。反射性表面202和204具有约50%以上的反射率。例如，反射性表面202和204可以具有70%、85%、96%或者更高的反射率。更光滑的基片和更精细粉末金属得出更高的反射率。可以通过抛光玻璃基片或者通过把塑料模制成光滑的壁的形状得到光滑的表面。作为可供选择的替代方案，可以免铸玻璃或者塑料使得通过安置液体/空气界面形成光滑的表面。可以通过多种气相沉积技术，包括喷溅、蒸发、离子镀、激光剥蚀或者化学气相沉积，形成精细的粉末金属膜。对这种反射应用有效的金属，包括而不限于Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ni、Ta、Ti、Nd、Nb、Si、Mo和/或其合金。作为替代方案，该反射性表面可以通过在光学腔200中的光导与布置在其顶部上的一系列薄膜中的任何一个之间插入低折射率介电体材料而形成。在该光导与该薄膜之间的折光率改变导致在该光导中的内全反射的情况，从而可以以近于100%的效率反射足够低的入射角的入射光。在该替代方案中，反射性表面202或者204可以用镜，譬如介电体镜形成。介电体镜制造成在高和低折光率的材料之间交替的介电体薄膜的堆栈。从折光率改变处的每个界面反射该入射光的一部分。通过把该介电体层的厚度控制到波长的某个固定的分数或者倍数，并且通过增加从多个平行的界面的反射，可以产生反射率超过98%的净反射性表面。某些介电体镜具有大于99.8%的反射率。介电体镜可以是客户定制设计的以接受可见光范围内预定的波长范围，并且接受预定的入射角范围。只要该制造可以控制该介电体膜堆栈中的光滑性，在这种条件下就可以有超过99%的反射率。该堆栈可以包括20个至500个膜。在另一个替代方案中，第一和第二反射性表面202或者204作为分开的部件包括在光学腔200中。抛光的不锈钢或者铝薄片对于该目的可能;ttA够了。而且可能在连续的片材或者塑料巻的表面上产生反射的金属表面或者介电体镜。然后可以把反射性塑料的片固附到或者粘帖到光学腔200的其他部件上。光透射的区域206被安排成一个阵列，以形成用之形成图像的像素。在说明性的实施方案中，M射的区域206间隔开约100至约350後沐。该itit射的区域在形状上是细长的或者矩形的，其中较大的尺寸是约50至约300微米，而较窄的尺寸是在2至10(HlMt之间，尽管其他的形状和尺寸也可以是适合的。对于投影显示器，该节距可以小至20微米，同时孔径光阑宽度小到5微米。由光透射区域206占据的前反射性表面202的面积与前反射性表面202的总面积的比在本文中称为透射比。光学腔200的说明性实施方案具有在约5%至约50%之间的透射比。通常，有这样的低透射比的空间光调制器会发射不足以形成可用图像的光。为了保证从光学腔200发射较多的光208，前和后反射性表面202和204数次来回反射光208，直到所反射的光208穿过一个M射区域206为止，或者直到光208由于反射丢失其能量为止。较高反射率的表面造成较多的光208从光学腔200逸出以形成图像。下面的表1对几个透射比/反射率偶对列出经光透射区域206逸出的引入光学腔200的光208的百分数(就效率而言)。<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>表l当使用光学腔200形成透射显示器的基础时，一个或者多个光源2104巴光引入进光学腔200中。光源210可以是任何适当的类型的，例如，包括在美国专利No.4,897，771和No.5，005，108中揭示的任何类型，这两个专利全部公开内容通过引用的方式而并入本文中。具体地，光源201可以是一种弧光灯、一个也可以彩色、滤光或着色的白炽灯、一个透镜(lensend)灯、一个线灯(linelight)、一个鹵素灯、一个发光二极管(LED)、一种LED芯片、一个氖灯、一个荧光灯管、从一个远程的光源发射的纤维光导管、一个激光器或者激光二极管，或者其他适当的光源。另外，该光源可以是多个彩色的LED或者多个彩色的辐射源210的组合，以提供所希望的彩色的光或者白光输出分布。例如可以采用多个色彩的光，譬如不同色彩(红、蓝、绿)的LED,或者采用具有多个彩色芯片的单个LED,以通过改变每个各别的彩色光的强度产生白光或者任何其他彩色的光输出分布。可以在光源210的近端布置反射器，以向光学腔200反射从光学腔200发射出的光208。在一个实现方式中，三个光源210,即一个红光源210、一个绿光源210和一个蓝光源210,以20至600Hz范围的频率交替，顺续地把光208引入进光学腔200中。超过100Hz的频率通常大于人眼可以察觉的范围，从而提供彩色的图像。图3A是在开放的位置的一个快门组件300的线形横截面图。快门组件300形成在厚度从约0.3mm至约2mm的透明基片302上。例如基片302可以用一种玻璃或者塑料制造。适用的玻璃包括硼硅玻璃，或者其他可以耐受高达或者超400摄氏度的工艺温度的玻璃。适用于基片302的塑料例如包括聚对^曱酸乙二醇酯(PET)，或者聚四氟乙烯(PETF),或者其他可以耐受超过20(TC的温度的基本透明的塑料。其它可选用的基片材料包括石英和蓝宝石，它们被理解为可以耐受超过80(TC的温度。快门组件300的最下层，称为"列金属层"304，起图2的该光学腔的前反射性表面202的作用。在制造快门组件300的过程中，穿过列金属层304蚀刻孔径光阑306以形成诸如图2所示的光透射区域206的i"6it射区域。孔径光阑306可以总体上是圆形的、椭圆形的、多边形的、螺旋形的或者形状上不规则的。该孔径光阑占据该光调制器阵列中的专用于特定快门组件300的面积的约5%至约25%。不同于孔径光阑306,列金属层304基本是不间断的。孔径光阑306填充以介电体材料307。适用于包括进快门组件300中的示例介电体材料包括Si02、Si3N>A1203。下一层主要由介电材料307构成，把列金属层304与布置在上一层上的行电极308a和308b分开。介电体层316可以是0.3至IO孩沐厚。快门组件300的顶层包括一个快门支撑点312、两个行支撑点313、两个作动器和一个快门310。该作动器的梁未示出，因为快门组件300的横剖面以在该行作动器梁与行支撑点313相遇并且快门作动器梁与快门310相遇处的位置(例如，参见图ID中的线B-B，)取的。该顶层由该支撑点312支承在该较低层的上方，从而快门310自由运动。在替代实现方式中，行电极308a和308b位于比列金属层304低的快门组件300中的层中。在另一个实现方式中，快门310和作动器可以处于低于列金属层304或低于行电极308a和308b的层中。如参照图1B所描述的，包括在该快门组件中的作动器可以设计成机械双稳态的。作为可供选择的替代方案，该作动器可以设计成只有一个稳定的位置。就是说，当不施加某种形式的作动力时，这样的作动器返回到预定的位置，不论是开放的，还是关闭的。在这样一些实现方式中，快门组件300包括单个的行电极308，该行电极当通电时，引起该作动器把f夬门310推出或者拉出其稳定的位置。图3B是根据本发明的说明性实施方案的处于开放位置的第二可供选择的替代快门组件300，的横截面图。第二快门组件300，包括一个基片302，、一个列金属层304'、一个孔径光阑306'、行电极308，a和308，b、一个快门310，、两个作动器、一个快门支撑点312，和两个行支撑点313'。作动器的梁未示出，因为快门组件300，的横截面取于行作动器梁与行支撑点313'相遇并且快门作动器梁与快门310，相遇的位置处。(例如参见图1D中的线B-B、)。在快门组件300，中，在列金属层304，中蚀刻附加的间隙。该间隙把列金属层304，的不同部分电分离开，从而可以向每个部分上施加不同的电压。例如，为了降低可以在列金属层304，与行电极308a，和308b，之间因其重叠导致出现的寄生电容，可以选择性地向直接地衬在行电极308a，与308b，和支撑点312，下方的列金属层304，的部分314上施加电压。图3C是根据本发明的说明性实施方案的另一个第三替代快门组件300"的横截面图。快门组件300"包括一个基片302"、一个列金属层304"、一个孔径光阑306"、行电极308"a和308"b、一个快门310"、两个作动器、一个快门支撑点312"和两个行支撑点313"。该作动器的梁未示出，因为快门组件300"的横截面在该行作动器梁与行支撑点313"相遇处并且该快门作动器梁与快门310"相遇的位置处取得。(例如参见图1D中的线B-B，)。快门组件300"包括布置在基片302"上的反射膜316。反射膜316起组合到快门组件300"的光学腔的前反射性表面的作用。除非孔径光阑306"形成在反射膜316中以提供光透射区域的孔径光阑306",反射性膜基本不间断的。介电体层318把反射性膜316与列金属层304"分隔开。至少一个附加的介电体层318将列金属层304"与两个行电极308a"和308b"分开。在制造第三可供选择的替代快门组件300，，的工艺过程中，蚀刻列金属层304"以去除位于行电极308"和308b"下方的金属以减少行电极308a，，和308"与列金属层304，"之间可能形成的潜在电容。在列金属层304"中形成的缝隙320填充有介电体。图3D是根据本发明的说明性实施方案的处于关闭的位置中的另一个可供选择的替代快门组件300，"的横截面图。该第四可供选择的替代快门组件300"，包括一个基片302，"、一个列金属层304"，、一个孔径光阑306"，、行电极308a"，和308b'"、一个快门310"，、两个作动器、一个快门支撑点312'"和两个行支撑点313"，。作动器的梁未示出，因为快门组件300"，的横截面在该行作动器梁与行支撑点313，，，相遇处并且该快门作动器梁与快门310"，相遇的位置处取得。(例如参见图1D的线B-B')。与前面说明的快门组件102、300、300，和300"相反，在构建第四可供选择的替代快门组件300"，时使用的多数介电体材料通过一个或者多个蚀刻步骤去掉。以前由该介电体材料占据的空间可以用一种润滑剂填充以降低磨擦和阻止快门组件300，"的运动的部件之间的粘连。该润滑^i。工为优选地低于IO厘泊的粘度并且具有优选地在2.0以上的相对介电常数，和约104V/cm以上的介电击穿强度。这样的机械和电特性在P务低在开放与关闭的位置之间运动该快门所需要的电压上有效。在一个实现方式中，该润滑剂优选地具有j氐折光率，优选的是低于约1.5。在另一实现方式中，该润滑剂具有与基片302的折光率相匹配的折光率。适当的润滑包括但是不限于去离子水、甲醇、乙醇、硅油、氟化硅油、二曱1^圭氧烷、聚二曱^i^圭氧烷、六曱基二硅氧烷和二乙基苯。图4是根据本发明的说明性实施方案的带有一个涂层了的快门402的一种快门组件400的横截面图。快门组件400被示出为具有图3A中所示的快门组件300的一般结构。然而，快门组件400可以采取以上描述的任何快门组件102、300、300，、300，，或者300"，的形式或者任何以下描述的其它快门组件的形式。一个反射膜404涂覆在快门402的底部，以当快门402在关闭的位置中时穿过快门组件400向回反射光406。适当的反射膜404包括，但是不限于光滑沉积的A1、Cr或者Ni。如果膜404大于约0,2微米厚，沉积这样的膜404为快门提供95%或者更高的反射度。作为可供选择的替代方案，当沉积在光滑的介电体表面上时，非晶或者多晶硅可以提供足够高以用于此应用的反射率。快门402的顶部涂覆有光吸收膜408,以降低照射在快门组件400的顶部上的环境光410的反射。该光吸》1408可以用以产生粗糙或者多微孔的表面的方式沉积和/或阳极氧化数种金属形成，该金属譬如是Cr、Ni或者Au或者Si。作为可供选择的替代方案，光吸"tl莫408可以包括丙烯树脂或者乙烯树脂，该丙烯树脂或者乙烯树脂包括光吸收颜料。在快门组件400的可供选择的替代实现方式中，吸收膜408可以施加在快门组件400的整个顶部表面上或者_&^整个顶部表面上。图5是根据本发明的说明性实施方案的带有第二涂层了的快门502的快门组件500的横截面图。快门组件500被示出为具有图3A中所示的第一可供选择的替代快门组件300的一4殳结构。然而，快门组件可以釆取以上描述的任何快门组件102、300、300，、300"或者300，"的形式或者任何以下描述的其它快门组件的形式。在快门组件500中，快门502的顶部和底部都涂覆以诸如光吸收膜408的光吸收膜504。在快门502的底部上的光吸收膜504在关闭的位置吸收照射在快门502上的光。对于诸如图2的光学腔200的光腔，包括快门组件500,从光学腔发出的光的强度与形成的图像无关。就是说光强度与可以处于开放的或者关闭的位置的快门的比值无关。图6是根据本发明的说明性实施方案的用于诸如光调制器阵列102中的光调制阵列的弹性作动的快门组件600的横截面图。弹性作动的快门组件600包括一个列金属层602、一个单个的行电极604、一个弹性元件606和一个快门608。弹性元件606提供一种恢复力，该恢复力保持快门608处于开放的位置，离开列金属层602中的对应的孔径光阑610。在该开放位置，光612可以穿过孔径光阑610。向单个行电极604提供切换电压对抗弹性元件606的力，从而把快门608推入在孑L径光阑610上方的关闭的位置。在该关闭的位置，快门608阻挡光612化穿过孔径光阑610出射。在一个可供选择的替代实施方案中，快门组件600可以包括闩锁把决门608锁定在关闭的位置使得在快门608关闭以后，可以去掉加在电极604上的电压而不会开放快门608。开放快门608要释放该闩锁。在快门组件600的又一个实现方式中，该弹性的作动器倾向于把快门608保持在关闭的位置。向行电极604施加电压把快门608运动进开放的位置。图7是根据本发明的说明性实施方案的带有可形变的快门701的用于光调制阵列中的的快门组件700的4黄截面图。快门组件700包括列金属层702、和形成在基片708上的行电极704。形变的快门701,取代从快门组件700的一侧位移到快门组件700的另一侧开放和关闭，响应于对行电极704施加电压而形变。形变的快门701形成得使该形变的快门701保持剩余应力，造成形变的快门701趋于巻动出它包括于其中的该光调制阵列的平面。通过在行电极704与列金属层702之间施加以切换电压，形变的快门701被吸引向基片708，从而盖住形成在列金属层702中的孔径光阑710。可变形的或者铰链型的作动器在所属
技术领域：
内已有说明，例如说明于美国专利No.4,564，836和No.6，731，492中。图8A是根据本发明的说明性实施方案的用于光调制阵列中的带有诸如硅之类的不透明基片802的快门组件800的横截面图。不透明的基片802的厚度在约200微米至约lmm的范围内。尽管快门组件800类似于图3A中所示的快门组件300,但是快门组件800可以采取图3-7中说明的任何快门组件300、300，、300"、300"，、400、500、600或者700的任何一个基^Nl同的形式。穿过整个不透明的基片802蚀刻孔径光阑804。在一个实现方式中使用各向异性的干蚀刻譬如在有离子或者离子辅助的CFCl3气体中，形成孔径光阑804。快门组件800还可以包括沉积在对置于列金属层的不透明的基片802侧的反射性涂层810。图8B是根据本发明的说明性实施方案的用于光调制阵列中的带有不透明的基片802，的第二快门组件800，的横截面图。与图8A中的快门组件800相比较，蚀刻掉不透明的基片80r的下侧，形成在快门组件800'的孔径光阑804'的下方的腔806。腔806使得从较大范围的角度发出的光能够穿过孔径光阑804，逸出。该较大的范围提供用于较亮的图像和较大的视角。图1和图3-8中描述的快门组件依靠静电力作动。多个可供选择的替代作动器施力机构可以设计进快门组件中，包括而不限于使用电磁作动器、热弹性作动器、压电作动器和电致伸缩作动器。可以使用可控制地遮挡孔径光阑的其他快门运动包括而不限于滑动、旋转、弯曲、枢转、铰链运动或者朴动(flapping);所有的运动或在该反射性表面的平面内或横向于该表面。图9g于液晶的空间光调制器900的橫截面图。基于液晶的空间光调制器900包括液晶单元902的阵列901。液晶单元902包括在液晶分子906的一个层的任一侧上的对置的透明电极904对。在液晶阵列901的一侧上，基于液晶的光调制器900包括偏振器908。在阵列901的对侧上，基于液晶的空间光调制器900包括分析器910。从而如果没有干涉，穿过偏振器908的光会由分析器910滤光地遮断。当在透明的电极904之间上加以电压时，电极904之间的液晶分子906自身与所得出的电场对齐，重新定向穿过偏振器908的光，从而它可以穿过分析器910。偏振器908置于前反射性表面911的顶部上，这形成多个itit射区域913。阵列901附着在诸如光学腔200的光学腔上并且包括盖板912。盖板将参照图11更力口详纟田i也4苗述。每个液晶单元902可以具有对应的红、绿或者蓝色的特定滤光器。作为可供选择的替代方案，可以通过前文参照图描述的顺序工作的多个灯提供色差。大多数液晶显示器(LCD)被设计为具有每英寸80至IIO个点的分辨率，像素宽度在250至330微米的范围内。在这样的LCD显示器中，即使用有源矩阵或者薄膜晶体管(TFT)寻址或者切换，该液晶显示器的透射比在75%至90%的范围内。然而，对于所希望的分辨率在每英寸300至500个点的高分辨率应用(例如对文件显示器或者投影显示器)，并JUt像素仅为50微米直径的情况下，TFT寻址所需的开销可能会4巴可用透射比限制于30%至50%。因此，由于损失孔径光阑比，这样的高分辨率显示器典型地比其低分辨率的对应显示器遭受更低的照明效率。通过使用前文描述的光学腔构成液晶显示器，即使在高分辨率的LCD显示器中也能够获得较高的照明效率。图10是根据本发明的说明性实施方案的第一基于快门的空间光调制器1000的横截面图。基于快门的光调制器1000包括光调制器阵列1002、光学腔1004和光源1006。光调制阵列1002可以包括前文在图3-8中描述的任何快门组件300、300，、300"、300，，，、400、500、600、700、800或者800，。在该第一基于快门的空间调制器1000中，光学腔1004由具有前表面和后表面的光导1008形成。前反射性表面1010直接地沉积在光导1008的前表面上并且第二反射性表面1012直接沉积在光导1008的后表面上。光导1008可以用诸如聚碳酸酯或者聚乙烯之类的玻璃或者透明塑料形成。光导1008是约300微米至2mm厚。光导1008把引入在光学腔1004中的光1014基本均匀地分布在前反射性表面1010的表面上。光导1008借助于一组内全反射及通过审慎地布置光散射元件1016iii'J这样的分布。光散射元件1016可以形成在光导1018的后侧内或上，以辅助把光1014重新引导出光导1008并且穿过形成在前反射性表面1010中的M射区域1019。图11是根据本发明的说明性实施方案的第二基于快门的空间光调制器IIOO的横截面图。如同图10中第一基于快门的空间光调制器1000,第二基于快门的光调制器1100包括光调制器阵列1102、光学腔1104和光源1106。另外，第二空间光调制器包括一个盖板1108。盖板1108用于几种功能，包括保护光调制器1100不受枳4成和环境损害。盖板1108是薄透明塑料，譬如聚碳酸酯，或者玻璃片。该盖板可以涂覆或者构图有光吸收材料，也称为黑基质1110。该黑基质可以作为含有光吸收颜料的厚膜丙烯树脂或者乙烯树脂涂覆在该盖板上。黑基质1100吸收基本所有照射的环境光1112，除非基本置于形成在光学腔1114中的M射区域1116近端的所构图的itit射区1116，该环境光M源于空间光调制器1100的外部，从该观看者附近良出的光。从而黑基质1110提高由空间光调制器1100形成的图像的对比度。黑基质1100还可以起吸收逸出光学腔1104的光的作用，该逸出该光学腔1104的光可以以泄露或者时间上连续的方式发射。在一个实现方式中，可以在盖々反1108上沉积例如丙烯树脂或者乙烯树脂形式的彩色滤光器。该滤光器可以以类似于用于形成黑_&质1110的方式沉积，<旦是取而代之的是，该滤光器构图在光学腔1104的开放孔径光阑M射区域1116上方。该树脂可以交替地掺杂红、绿或者蓝颜料。光调制阵列1102与盖板1108之间的间隔低于100微米，并且可以小到10微米或者IO微米以下。除在一些情况外，在预定的点，光调制阵列1102和盖板1108优选地不接触，因为接触可能千扰光调制阵列1102的工作。该间隔可以借助于2至20微米高的光刻形成的垫片或者柱保持，该垫片或者柱置于光调制器阵列1102中的各个正确的调制器之间，或者该间隔可以通过围绕该组合的装置的边缘插入的金属板垫片保持。图12A是根据本发明的说明性实施方案的第三基于快门的空间光调制器1200的横截面图。第三基于快门的空间光调制器1200包括光学腔1202、光源1204和光调制器阵列1206。此外，第三基于快门的空间光调制器1204包括盖板1207,譬如参照图11描述的盖板1108。在第三基于快门的光调制器1200中，光学腔1202包括光导1208和光调阵列1206的面向后方的部分。光调制阵列1206形成在其自身的基片1210上。光导1208和基片1210两者每个都各有前侧和后侧。光调制器阵列1206形成在基片1210的前侧上。以第二金属层的形式，面向前方的后反射性表面1212沉积在光导1208的后侧上，以形成光学腔1202的第二反射性表面。作为可供选择的替代方案，光学腔1202包括位于光导1208的后方并且基本面对光导1208的后侧的第三表面。在这样的实现方式中，面向前方的、后^^射表面1212沉积在面向空间光调制器1200的前部的第三表面上，取代于直接沉积在光导1208的后侧上。光导1208包括多个光散射元件1209，譬如参照图IO描述的光散射元件1016。如同图10中的情况那样，该光散射元件以预定的图形分布在光导1208的面向后方的侧面上以在整个光学腔上产生更加均匀的光分布。在一个实现方式中，光导1208和基片1210保持得相互紧密接触。它们优选地用具有相似的折光率的材料形成，从而在其界面上避免反射。在另一个实现方式中小支座或者垫片材^H呆持光导1208与基片1210以预定的间距间隔开，从而把光导1208与基片1210相互光学地退耦。光导1208与基片1210间隔开造成形成在光导1208与基片1210之间的气隙1213。该气隙促i^光导1208内于其面向前方的表面上的内全反射，从而在光散射元件1209将光1214指向光调制阵列1206快门组件之前促进光1214在该光导内的分布。作为可供选择的替代方案，在光导1208与基片1210之间的该间隙可以用真空、一个或者多个选取的气体或者液体填充。图12B是根据本发明的说明性实施方案的第四基于快门的空间光调制器1200，的横截面图。如同图12A的空间光调制器1200，第四空间光调制器1200，包括光学腔1202，、光源1204，、光调制阵列1206，和盖板1207，，譬如参照图ll描述的盖板1108。光学腔1202，包括在光调制阵列1206'中的面向后方的反射性表面、光导1208，和面向前方的后反射性表面1212，。如同在第三空间光调制器1200,第四空间光调制器1200，的光调制器阵列1206，形成在基片1210，上，该基片与光导函，分开。在第四空间光调制器1200，中，光导1208，与基片1210，由光4t射器1218和亮度增强膜1220分开。散射器1218帮助随机化散射的光1214，的光学角度以提高均匀性并且降低从光源1204或者光调制阵列1206形成幻象图像。在一个实现方式中，亮度增强膜1220包括光学棱镜的阵列，该光学棱镜模制成薄塑料片，并且起把光聚集成狭窄的照明圓锥的作用。亮度增强膜1220将以倾斜的角度穿过光透射区域1222离开光导1208，的光重新导向观看者，从而造成相同输入功率下沿光学轴线的亮度明显增加。图12C是根据本发明的说明性实施方案的第五基于快门的空间光调制器1200"的横截面图。如同图12A的空间光调制器1200，第五基于快门的空间光调制器1200"包括一个光学腔1202"、一个光源1204"、一个光调制阵列1206"和一个盖板1207",譬如参照图ll描述的盖板1108。光学腔1202"包括在光调制阵列1206"中的面向后方的反射性表面、一个光导1208"和一个面向前方的后反射性表面1212"。如同在第三空间光调制器1200，第五空间光调制器1200"的光调制阵列1206"形成在基片1210"上，该基片与光导1208"分开。在第五空间光调制器1200"中，光导1208"与基片mo"由显微透镜阵列1224分开。显微透镜阵列1224将以倾斜的角度穿过光透射区域1222，离开光导1208"的光重新导向观看者，从而造成相同输入功率下沿光学轴线的亮度明显增加。另外，因为在第五基于快门的空间光调制器1200"中，光调制器阵列1206"形成在其自身的基片1210'，上，与光导1208，，分开，光导1208"可以用可模制的塑料构成，而不限制可用于构成光调制阵列1210"的制造工艺的塑料过性温度。从而，可以模制光导1208，，以基本把用于引入光的光源1204，，封装在光学腔1202"中。把光源1204"封装在光导1208"中提供光1214"向光导1208"中的耦连的改进。类似地，散射元件1209"可以直接地合并在光导1208"的模子中。图12D是根据本发明的说明性实施方案的第六基于快门的空间光调制器1200'，，的横截面图。如同图12A的空间光调制器1200,第六基于快门的空间光调制器1200"，包括一个光学腔1202，"、一个光源1204"，、一个光调制器阵列1206，"和一个盖板1207，"，譬如参照图ll描述的盖板1108。光学腔1202"，包括在光调制阵列1206，"中的一个面向后方的反射性表面、一个光导1208"，、一个面向前方的后反射性表面1212，"、散射器1218"，和一个亮度增强膜1220，"。在光调制阵列1206，，，与盖板1207之间的空间填充以润滑剂1224，诸如参照图3D描述的润滑剂。盖板1207"，用环氧树月旨1225固附到快门组件1206上。该环氧树脂应当具有优选地低于约200°C的固化温度，它应当具有优选地低于每摄氏度50ppm的热膨胀系数并且应当是耐潮湿的。示例的环氧树脂是由EpoxyTechnology公司销售的EPO-TEKB9021-l。该环氧树脂也起密封润滑剂1224的作用。一个金属片或者模制的塑料组件支架1226围绕边缘把盖板1207"，、光调制阵列1206，，，和光学腔1204，，，保持在一起。组件支架1226用螺丝或者榫片紧固以增加该组合的装置的刚性。在一些实现方式中，通过环氧树脂浇灌成分将光源1204"，模制在适当位置。图13是根据本发明的说明性实施方案的第七基于快门的空间光调制器1300的横截面图。第七基于快门的空间光调制器1300包括一个基片1302以及光导1306，在该基片上形成一个光调制阵列1304。光调制阵列1304包括空间光调制器1300的光学腔1310的一个前反射性表面。一种反射性材料沉积或者粘附在该光导的后侧，以^反射性表面1308的作用。光导1306的后側做成有角的，或者相对于光导1308的前侧成型以促进光在光调制阵列1304中的均匀分布。然而后反射性表面1308却还是部分地面对前反射性表面。图14A是根据本发明的说明性实施方案的另一种空间光调制器1400的横截面图。该空间光调制器1400包括一个基片1402,在该基片上形成一个光调制阵列1404。光调制阵列包括用作光学腔的前反射性表面1405的反射性表面。空间光调制器1400还包括基本面向光调制阵列1404的后侧的后反射性表面1406。一个光源1408置于在其上形成光调制阵列1404的基片1402与后反射性表面1406之间的空间中。该空间还可以填充以基本透明的塑料，光源1408嵌入在该基本透明的塑料中。图14B是类似于图14A的空间光调制器1400的另一空间光调制器1400'的横截面图。该空间光调制器1400，包括一个基片1402'，在该基片上形成一个光调制阵列1404，。光调制阵列1404，包括用作光学腔的前反射性表面1405的反射性表面。空间光调制器1400，还包括后反射性表面1406，。后反射性表面1406，是做成波浪形的、做有紋理的，或者成型为促进在由该反射性表面(即后反射性表面1406，和组合到空间光调制器1400，的光调制阵列1404，中的反射性表面)形成的光学腔中光的分布。图15是根据本发明的说明性实施方案的用于光调阵列中的另一种快门组件1500的横截面图。快门组件1500包括一个列金属层1502、两个行电极1504a和1504b、一个快门1506,构建在一个基片1509上。快门组件1500还包括一个或者多个光散射元件1508。如同在上述的快门组件的其他实现方式，穿过列金属层1502蚀刻孔径光阑1510。光散射元件1510可以包括基片1509的形状或者几何状态的任何改变，譬如通过粗化、涂覆或者处理基片1509的表面。例如，光散射元件可以包括尺度在约1至约5孩沐的列金属1502的构图余留物。光散射元件1508帮助提取由于内全反射而捕获在基片1508中的光1512。当这样被捕获光1512照射到散射元件1508之一上时，光1512的M的角度改变。如果光1512的iW的角度变得足够地尖锐，它就会穿出基片1509。如果快门1506在开放的位置，散射的光1512就可以穿出孔径光阑1510,并且作为图像的一部分进行到观看者。图16是根据本发明的说明性实施方案的又一空间光调制器1600的横截面图。空间光调制器1600包括形成在基片1604的后反射表面上、面对光学腔1606内部的光调制阵列1602。组成光调制阵列1602的各个光调制元件1608,譬如在图3隱8中说明的快门组件300、300，、300"、300"，、400、500、600、700、800和800，或者图9中描述的液晶单元902,都被修改，以与在参照图4和图5描述的相比较颠倒反射或者吸收光的光调制元件1608的侧面。光学腔1606包括前反射性表面1610、后反射性表面1612以及光导1614。由光源1613把光引入进光学腔中。前反射性表面1610被布置在光导1614的面向前方的表面上，提供一个基本连续的高反射度层，并且还确定itit射区域1616。1t^射性表面1610由透明的间隙1618与光调制阵列1602分开。间隙1618优选i也比M射区域的宽度窄，例如窄约100微米。间隙1618可以窄到约IO翁沐宽，或者甚至更窄。在一个实现方式中，间隙1618可以填充有润滑剂1612,譬如参照图3D所描述的润滑剂。润滑剂1620可以具有与光导1614的折光率基本匹配的折光率，以促进从光导1614提取光。空间光调制器1600可以可选i4i文弃盖板，因为该快门组件由基片1604的环绕保护。如果省略盖板，可以向基片1604的面向前方的表面上^i。黑基质，例如图11的黑基质1110。图17是根据本发明的说明性实施方案的可以结合进图10-15中描述的空间光调器1000、1100、1200、1300、1400和1500中的透射反射性快门组件1700的横截面图。透射反射性快门组件1700用由置于快门组件1700后方的光源发射的光和环境光1703两个形成图像。透射反射性快门组件1700包括一个列金属层1702、两个行电极1704a和1704b和一个快门1706。透射反射性快门组件1700包括穿过列金属层1702蚀刻的孔径光阑1708。列金属层1702的尺度在约1至5微米的部分留在孔径光阑1708的表面上，以起透射反射性元件1710的作用。一个光吸4tMl712覆盖快门1706的顶表面。当该快门处于关闭的位置时，光吸收膜1712吸收照射在快门1706的顶表面上的环境光1703。当快门1706处于图17中所示的开放的位置时，透射反射性的快门组件1700通过既允许源于专用光源的光1701穿过该透射性快门组件也允许源于所反射的环境光穿过该透射反射性快门组件对形成图像起作用。透射反射性元件1710的小尺寸造成环境光1703反射的有些随机图形。透射反射性快门组件1700覆以一个盖板1714,该盖板包括黑基质1716。该黑基质吸收光，从而基本阻止环境光1703向观看者反射回，除非从不受覆盖的孔径光阑1708反射开环境光1703。图18是根据本发明的说明性实施方案的可以结合进图10-15中说明的空间光调器1000、1100、1200、1300、1400和1500中的第二透射反射性快门组件1800的横截面图。透射反射性快门组件1800包括一个列金属层1802、两个行电极1804a和1804b和一个快门1806。透射反射性快门组件1800还包括穿过列金属层1702蚀刻的孔径光阑1808。列金属层1802的尺度在约5至约20孩沐的至少一部分留在孔径光阑1808的表面上，起透射反射元件1810的作用。光吸收膜1812覆盖快门1806的顶表面。当该快门处于关闭的位置时，光吸收膜1812吸收照射在快门1806的顶表面上的环境光1803。当快门1806处于开放的位置时，透射反射性的元件1810向观看者反射回一部分照射在孔径光阑1808上的环境光1803。与透4i^射性元件1710相比4交，透4i^射性元件1810的更大的尺度产生更多个特定的反射模式，从而基本直接地向该观看者反射回源于该观看者后方的环境光。透射反射性快门组件1800覆以一个盖板1814,该盖板包括黑基质1816。该黑基质吸收光，从而基本阻止环境光1803向观看者反射回，除非环境光1803从不受覆盖的孔径光阑1808反射开。参见图17和18两图，即使有位于孔径光阑1708和1808中的透射反射性元件1710和1810，环境光1703和1803的一些部分还是穿过对应的透射反射性快门组件1700和1800的孔径光阑1708和1808。当透射反射性快门组件1700和1800结合进如前文描述的具有光学腔和光源的空间光调制器中时，穿过孔径光阑1708和1808的环境光1703和1803进入该光学腔并且与由该光源引入的光一^^被重新利用。在可供选择的替代透射反射性快门组件中，在该列金属层中的孔径光阑至少部分地填充以半反射性半透射性的材料。图19是根据本发明的说明性实施方案的前反射性快门组件1900的横截面图。前反射性快门组件1900可以用在反射性光调制阵列中。前反射性快门组件1900向观看者反射环境光1902。从而在空间光调制器中使用前反射性快门组件1900的阵列排除了在具有大量环境光1902的环境中观察时对专用的光源的需要。前反射性快门组件1900可以采取基本与图3-8中说明的快门组件300、300，、300"、300"，、400、500、600、700、800或800'相同的形式。然而，取代于包括允许光通过的孔径光阑的快门组件300、400、500、600、700或800的列金属层，该列金属层包括处于关闭的快门1904的位置下方的反射性表面。反射性快门组件1900最前方的层，至少包括快门1904的前表面，被涂覆在光吸"tM1908中。从而当关闭快门1904时，照射在反射性快门组件1900上的光1902被吸收。当开放快门1904时，照射在反射性快门组件1900上的光1902的至少一部分乂4露的列金属层1910朝观看者向回反射。作为可供选择的替代方案，列金属层1910可以涂覆有吸收膜，而快门1908的前表面可以覆于反射性膜中。以此方式只在在关闭该快门时才朝该》见看者向回反射光。如同前文说明的其他快门组件和光调制器，反射性快门组件1900可以覆以具有其上施加黑_&质1912的盖寺反1910。黑_&质1912覆盖盖寺反1910的不与快门的开放位置对置的部分。图20是根据本发明的说明性实施方案的包括多个光调制阵列2002的空间光调制器2000的等比例图示。上面描述的几个光调制阵列2002的尺寸，在一定程度上，受用于构成它们的半导体制造技术的限制。然而光导2004和反射性膜2006可以在显著地大得多的^L模形成。包括多个安排在一个或者多个光导2004上方相邻地布置的光调制阵列2002的空间光调制器可以产生更大的图像，从而避开了这些限制。如上所述，在前面公开的快门组件中的快门组件可以由有源矩阵控制。图21A是适于包括在显示装置100中寻址像素阵列2140("阵列2140")中的有源控制矩阵2100的概念图解。每个像素2101包括弹性的快门组件2102，譬如图1C的快门组件122，由作动器2103控制。每个像素还包括一个包括孔径光阑孔2154的孔径光阑层2150。可以采用快门组件和控制该快门组件的电路的其他电气和机械的配置而不脱离本发明的范围。控制矩阵2100可以制造成一种在其上形成快门组件2102的基片2104的表面上的扩散或者薄膜沉积的电路。控制矩阵2100包括用于控制矩阵2100中的每行像素2101的扫描线互连2106和用于控制矩阵2100中的每列像素2101的数据互连2108。每个扫描线互连21064巴写使能电压源2107电连接到对应的像素行2101中的像素2101。每个数据互连2108^It据电压源("Vd源，，)2109电连接到对应的像素列2101中的像素2101。在控制矩阵2100中，数据电压Vd提供作动快门装置2102需要的能量的大部分。从而，该数据电压源2109还起作动电压源的作用。图21B是包括控制矩阵2100的像素阵列2140的一部分的等比例图。参见图21A和21B，对于像素阵列2140中的每个像素2101或每个快门组件，控制矩阵2100包括晶体管2110和电容器2112。每个晶体管2110的栅极电连接到像素2101所位于的阵列2140中的行的扫描线互连2106。每个晶体管2110的源才及电连接到其对应的数据互连2108。每个快门组件的作动器2103都包括两个电极。每个晶体管2110的漏极与对应的电容器2112的电极之一并联地电连接并且连接到对应的作动器2103的电极之一。电容器2112的另一个电极和作动器2103的另一个电极连接到一个公共电势或者地电势。在工作中，为了形成图像，控制矩阵2100通过依次向每个扫描线互连2106施加电压V^顺序地写使能阵列2140中的每个行。对于写使能的行，对该行中的像素2101的晶体管2110的栅极施加V、J吏电流能够经过数据互连2108流过该晶体管，以向快门组件2102的作动器2103施加电势。当该行写使能时，数据电压Vd选择性地施加到数据互连2108上。在提供模拟灰度的实现方式中，与所希望的位于该写使能的扫描线互连2106与数据互连2108的交点处的像素2101亮度相关联地改变施加于每个数据互连2108的数据电压。在提供数字控制方案的实现方式中，该数据电压被选择为或是相对低幅度的电压(即接近地电压)或是等于或超过Va(作动阈值电压)。响应于对数据互连2108施加电压Vat,对应的快门组件2102中的作动器作动，开放在快门组件2102中的快门。施加于数据互连2108的电压即使在控制矩阵2100停止向行施加电压V^以后也保留存储在像素2101的电容器2112中。因此不需要等待和保持行上的电压V,长久到足以作动快门组件2102;这样的作动可以在已经从行上去除该写使能电压后开始进行。行中的电容器2112中的电压基本一直存储到写完整个视频帧为止，并且在某些实现方式中一直存储到对该行写新的凄t据为止。在各种实现方式中，快门组件与其对应的作动器一起可以被做成双稳态的。就是说，快门组件中的快门可以存在于两个平衡的位置(例如开放或者关闭)，把它们保持在两个位置中的任一个只要求少量的功率或者完全不要求功率。更加具体地，快门组件可以是才財成双稳态的。一旦把快门组件的快门置位，不要求电能或者保持电压来保持该位置。该快门组件的物理元件上的枳械应力可以4巴该快门保持在适当的位置。快门组件与其对应的作动器一起还可以做成电双稳态的。在一个电双稳态的快门组件中，存在一个低于该快门组件的作动电压的电压，如果把该电压施加到一个关闭的作动器(同时该快门或是开放或是关闭的)，保持该作动器关闭并且保持该快门在位，即使在该快门上作用相反的力。该相反的力可以通过一个弹簧，或者该相应的力可以通过一个对置的作动器作用，譬如"开放的，，或者"关闭的"作动器。阵列2140的像素2101形成在一个基片2104上。该阵列包括布置在该基片上的孔径光阑层2150，该孔径光阑层包括阵列2140中的每个像素2101的一组孔径光阑孔2154。孔径光阑孔2154与每个像素中的快门组件2102对齐。矩阵2140可以通过按以下的步骤序列制造。首先在透明的基片2104上沉积和构图一个孔径光阑层2150。4妄着在孔径光阑2150的顶部制造该控制矩阵，包括薄膜开关或者晶体管2110的阵列，连同电容器2112和互连，譬如扫描线互连2106或者数据互连2108,—起制造。用于制造晶体管2110和电容器2112的工艺可以是制造液晶显示器中用的有源矩阵阵列的
技术领域：
内典型地公知的工艺。在最后的步骤中，在该薄膜开关阵列的顶部形成微-电-机械(或者MEMS)快门组件。在一个简单的实现方式中，该孔径光阑层2150通过居间的介电体层与该控制矩阵绝缘。孔径光阑层2150可以包括与要在其上方制造的有源矩阵兼容地力口工的薄膜材料，但是不需要电连接到该有源矩阵。孑L径光阑孔2154在形状上总体可以是圓、椭圓、多边形、螺旋形或者不规则形状。在另一个实现方式中，孔径光阑层2150电连接到该控制矩阵。这种连接可以借助于蚀刻穿过居间的介电层的渡通进行，从而使得该控制矩阵中的互连对该孔径光阑层造成电接触。如果孔径光阑层2150包括导电材料，于是它对该控制矩阵就可以M底平面的作用或者公共互连的作用。在该显示器的其他实现方式中，分开的孔径光阑层不需要作为序列中的第一步骤制造。取而代之地，可以用在制造有源矩阵或者无源矩阵中使用的相同的薄膜材料和相同的加工步骤直接将孔径光阑层制造在玻璃基片上，如所属领域内典型地//^、口的那样。只需要改变掩模设计或者像素布局，以适应孔径光阑孔的形成。在另一个实现方式中，该孔径光阑层作为加工顺序中的最后的步骤制造。该孔径光阑层刚性地附着在该基片上但是总体上悬挂在该快门组件的上方，下方留出空间用于该快门组件的自由位移。图22-30涉及附加的基于MEMS的显示装置。具体地，图22-30的基于MEMS的快门装置包括聚光器。图22是根据本发明的说明性实施方案的反射性显示装置A10的等比例概念图解，该反射性显示装置包括光调制器的阵列A100(也称为"光调制阵列A100")、聚光器的阵列A150(也称为"聚光阵列A150")。作为可供选择的替代方案，显示装置A10可以形成为透射反射性的或者透射性的显示器。这些实施方案将参照图29和图30进一步被描述。光调制阵列A100包括按行和列(尽管还可以采用没有行和列的分段的显示器而不偏离本发明的精神和范围)安排的多个快门組件102a-102u(统称"快门组件A102")。总体上，快门组件A102有两个状态，即开放的状态和关闭的状态(尽管可以采用部分地开放的以赋与灰度，例如将在下方中更加详细地说明的那样)。每个快门组件A102包括快门A112,用于选择性i4^对应的可暴露的表面A114。快门组件A102a-c、A102e-m和102p-u处于开放的状态，把其对应的可暴露的表面A114暴露于已经穿过聚光阵列A150的光。快门组件A102d、A102n和A102o处于关闭的状态，遮挡穿过聚光阵列A150照射在其对应的可暴露的表面A114上的光。总体上，装置A10选择性地设定快门组件A102的状态，以向用于形成图像A104的面A103反射回源于与观看者同侧的环境光源A107的光束(例如还可以参见图7)。作为可供选择的替代方案，取代于在装置A10的环境，可以以集成的前光提供光源A107。在本发明的一个实施方案中，光调制阵列A100的每个快门组件A102可对应于图像A104中的图像像素A106。如上所述，每个快门组件A102包括快门AU2和可暴露的表面AU4。在一个实现方式中，面对光源A107的快门A112的表面是反射性的，而可暴露的表面A114是光吸收性的。为了照明像素，快门A12至少部分地关闭以向表面A103反射光。在一个可供选择的替代实施方案中面对光源A107的快门A112的表面吸收光而可暴露的表面A114反射光。在该实现方式中，当快门A112完全开放时像素A106最亮，而在快门A112完全关闭时最暗。在各替代实施方案中，显示装置A10可以对每个图像像素A106采用多个快门组件A102。例如，该显示装置可以每图像像素A106包括三个或者四个颜色专有的快门组件A102。通iti4择性地开放与特定的像素A106相应的一个或者多个颜色专有的快门组件A102,该显示装置可以产生图像A104中的彩色像素A106。在另一个例子中，显示装置A10包括快门组件A102,该快门组件可以用于提供对每像素A106的多个部分开放或者关闭状态，以提供图像A104中的灰度。可暴露的表面A114可以以各种方式用膜、沉积物、或者任何其他适当的材料、或者其组合或者其缺失，要么反射要么吸收光，这取决于所希望的快门组件A102的实现方式。类似地，每个快门A112可以设有从其上反射光或者于其内吸收光的表面，从而与其相关联的可暴露的表面A114结合，如所希望地，由组件A102向观看者正确地反射或者吸收光。这样一些材料将参照图23进一步描述。在其他的又一些实现方式中，显示装置A10可以包括其他形式的光调制器，譬如微镜、滤光器、偏振器、液晶调制单元、干涉计装置和其他适当的装置，用于取代快门组件A102调制光形成图像。聚光阵列A150包括光学元件的阵列，用于把光聚在光调制器阵列A100中的各个光调制器上，以取决于快门A112的位置增加或照射在快门A112上或照射在可暴露的表面A114上的环境光的百分比。可以在聚光阵列A150中提供各种类型的光学元件，例如，包括反射性的光漏斗、高数值孔径的透镜，和其他的非成像光学装置。在图22中所示的说明性实施方案中，聚光阵列A150包括反射性光漏斗A152的阵列。每个漏斗A152都与各自相应的快门组件A102相关联，用于对巴从环境光源A107发射出的光聚到与漏斗A152对应的快门组件A102的特定的区域上。每个反射性漏斗A152优选地包括指向表面A103的第一光学开口A156、指向其相关联的快门组件A102的第二光学开口A154和把第一光学开口A156连接到第二光学开口A154的壁A158。优选地把第一光学开口A156的尺寸做得匹配于相关联的像素A106的尺寸，并且优选地把第二光学开口A154的尺寸做得匹配于或者稍小于其相关联的快门组件A102的可暴露的表面A114的尺寸。壁A158优选地是高反射性的并且第一光学开口A156优选地大于第二光学开口A154，从而以最大程度的可能性，源于环境光源A107的环境光束可以从一个宽的角度范围在第一光学开口A156处进入漏斗A152,并且经第二光学开口A154反射到快门组件A102的聚光区域上。这增加了形成得到每个快门组件A102的调制的光的可供使用的图像的百分比，从而提高显示装置A10的对比度。而且，由于在快门组件A102的反射元件上漏斗聚集提高了百分比的环境光A107，显示装置A10能够提供增加了的亮度和照明效率，同时免除对背光和附加功率的需要。壁A158可以是直的、弯曲的、CPC(复合抛物线收集器)形状的，或者是提供环境光A107的光学高效聚光并且还得出高填充因数的其适当的组合。壁A158可以是圆锥形的，或者可以包括多个侧面，这取决于该漏斗光学开口的尺寸和形状。光学开口A154和156可以是各种形状和尺寸而不偏离本发明的精神和范围。例如，光学开口A156可以是六边形的，而光学开口A154可以是圆形的。壁A158可以设有反射性的内表面或者设有透明的内表面和外反射性涂层(如下文参照图26A-27C更详细地描述的)。图23是图22的组合的快门-漏斗组件之一的横截面图，示出显示装置A10的附加的特征。参见图22和23,显示装置A10还可以包括在该观看者与聚光阵列A150之间的盖片A109和滤光器阵列层Alll。盖片A109用于几个功能，包括保护光调制阵列A100不受机械和环境损害。盖片A109可以是薄透明塑料，譬如聚碳酸酯或者玻璃片。在某些实施方案中，该盖片可以涂覆和构图以光吸收材料，也称为黑基质A120。黑基质A120可以作为包含光吸收颜料的厚膜丙烯树脂或者乙烯树脂沉积在盖片A109上。黑基质A120可以吸收某些入射的环境光，从而增加由装置A10形成的图像A104的对比度。黑基质A120还可以用作吸收以泄露或者时间连续的方式逸出的光。盖片A109的顶表面A103可以向观看者显示图像A104。在一个实现方式中，可以沉积在盖片A109上的滤光器阵列Alll可以包括例如丙烯树脂或者乙烯树脂形式或者薄膜介电体形式的彩色滤光器。滤光器可以以类似于用于形成黑基质A120的方式沉积，然而，取而代之的是，该滤光器构图在聚光阵列A150的圆锥体A152的第一光学开口A156或者第二光学开口A154上，为色彩专用的快门组件A102提供适当的彩色滤光器。例如，显示装置A10可以包括多个三个或者多个色彩专用的快门组件A102的多个分组(例如，一个红快门组件、一个绿快门组件和一个蓝快门组件；一个红快门组件、一个绿快门组件、一个蓝快门组件和一个白快门组件；一个青快门组件、一个深红快门组件、和一个黄快门组件等等。-尽管可以提供快门组件的任何其他数量和/或色彩组合用于形成图像像素而不偏离本发明的精神和范围)，使得分组的色彩专用的快门组件A102相关联的每个子像素都可以形成图像像素A106。可以有三个以上的彩色子像素，以构成一个完全的图像像素。通过选择性地开放与特定的像素对应的分组中的一个或者多个色彩专用的快门组件A102,显示装置A10可以产生图像A104的各种色彩的图像像素A106。这些彩色滤光器可以用几个方式制造。例如，可以用充分公知的光刻技术，类似于制造该快门和控制矩阵的无源矩阵或者有源矩阵的部件时使用的步骤，在显示器的表面上构图有选择性吸收率的材料。具有弥散的金属和金属氧化物的材料或者更加一般地专用的吸收性材料的材料可以是光敏的并且可以确定得象光致抗蚀剂那样。作为可供选择的替代方案，这样的吸收中心可以以一种薄膜的形式施加并且接着用充分^^口的光刻和蚀刻工艺构图。而且可以在该基片上构图基于薄膜层的干涉特性的薄膜，用于例如在代表性的红、蓝和绿像素上形成干涉滤光器。彩色滤光材料还可以用弥散在譬如聚乙烯丙烯酸树脂等的树脂中的有才几染料形成。漏斗A152的光学开口的高度、厚度、形状和直径可以才艮据所用的材料和应用改变。当漏斗A152的壁158的高度与光学开口A154和A156之间的尺寸差相比很小时，壁A158的斜度相对地小(即，壁A158基本平行于表面A103)，并且漏斗A152总体上像回反射器那样动作，这是通过向观看者反射大多数环境光A107而不首先4巴光聚到快门组件A102的^^射性区域上。另一方面，当漏斗A152的壁158的高度与光学开口A154和A156之间的尺寸差相比很大时，壁A158的斜度相对地大(即，壁A158基本垂直于表面A103)，由于从壁A158多重反射环境光A107的光束导致光强度显著损失。在一个优选的实施方案中，第一光学开口A156的直径可以在75微米至225微米的范围，并且优选的是150微米；第二光学开口A154的直径可以在25微米至75《效米的范围，并且优选的是50微米；并且圓锥体A152的高度可以在100微米至300微米的范围，并且优选的是200miK，例如得出范围从约3,5至4的斜度。另外，透镜阵列可以设有透镜A157，用于把发来的环境光聚焦到各自相应的漏斗A152,并且因此聚焦到相关联的快门组件A102上，从而既P条j^A壁A158反射开的次数又降低回反射路径的几率(注意为了图示清晰在图22中没有示出透镜A157)。布置在漏斗A152的第一光学开口A156处的透镜A157可以帮助把源于环境光源A107的倾斜入射的光线指引和聚光到漏斗A152中因而到快门组件A102的反射区域上。例如，矩阵Alll的彩色滤光器可以固定到透镜A157的底侧，如图23中所示。如在图26中所示，可以在单个才莫制工艺中作为一个形成透镜和光学漏斗结构。彩色滤光还可以在显示装置A10的其他位置进4亍。除了在盖片A109内以外，例如，彩色滤光器阵列Alll可以施加在每个反射性光漏斗A152的第二光学开口A154处。本实施方案可能在该漏斗A152添充有硬透明光学材料(如将参照图26A-27C更详细地描述的)的实现方式中是特别优选的。滤光器阵列Alll可以交替在施加在快门组件A102的反射性区域的近端。总体上，滤光器阵列的滤光器Alll可以在表面A103与快门组件A102的反射性表面之间的给定像素的光路中任何处。反射性壁A158具有高于约50%的反射率。例如，反射性壁A158可以具有70%、85%、92%、96%或者更高的反射率。更光滑的基片和更精细的粉末金属可以产生更高反射率。光滑的表面可以通过把塑料模制成光滑壁的形式得到。没有内含物的精细粉末金属膜可以通过多种气相沉积技术形成，这些技术包括喷溅、蒸发、离子镀、激光剥蚀或者化学气相沉积。对这种反射性应用有效的金属包括而不限于Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ni、Ta、Ti、Nd、Nb、Rh、Si、Mo和/或其寸壬何合金或者组合。作为替代方案，反射性壁A158可以用镜形成，譬如介电体镜。介电体镜制造成介电体薄膜的堆栈，该介电体薄膜在高和低折光率材料之间交替。入射光的一部分从折光率改变处的每个界面祐反射。通过把介电体层的厚度控制到该波长的某个固定的分数或者倍数并且通过增加从多个平行界面的反射，可以制造具有超过98%的反射率的净反射性表面。某些介电体镜具有大于98.8%的反射率。介电体镜可以是客户定制设计的以接受可见光范围内预定的波长范围和预定的入射角范围。只要制造可以控制该介电体膜堆栈中的光滑性在这种条件下就可以有超过99%的反射率。例如，该堆栈可以包括20个至500个膜。每个快门组件A102的状态可以使用无源寻址方案控制。每个快门组件A102由一列电极A108和两行电极Al10a("行开放电极")和Al10b("行关闭电极")控制。在光调制阵列A100中，给定列中的所有快门组件A102共享单个的列电极108。行中的所有快门组件A102共享公共的行开放电极Al10a和公共的行关闭电才及A110b。类似于前文参照图21A和21B所描述的，有源矩阵寻址方案也是可以的。有源矩阵寻址(其中通过薄膜晶体管阵列或者金属绝缘体金属("MM")二极管阵列控制像素和切换电压)在整个视频帧的周期中必须以稳定的方式保持所施加的电压的情况中是有用的。可以用每行快门组件只有一行电极构成有源矩阵寻址的实现。参见图22和图23,快门组件A102构成在玻璃、硅或塑性聚合物的基片A116上，该基片与光调制阵列A100的其他快门组件A102共用。基片A116可以支承多达4,000,000个快门组件，安排在高达约2000行和高达约2000列中。例如对于signage应用可以在一个阵列中安排多个基片。光调制阵列A100以及其部件快门组件A102使用本领域内^/^口的标准的微加工技术形成，包括光刻；蚀刻技术，诸如湿化学蚀刻、干蚀刻、和光致抗蚀剂去除；硅的热氧化；电镀和无电镀；扩散工艺，譬如硼、磷、砷和锑扩散；离子植入；膜沉积，譬如蒸发(热丝、电子束射、闪光和遮蔽以及台阶覆盖)、喷溅、化学气相沉积(CVD)、外延附生(蒸发相、液相和分子束)，电镀、丝网印刷和层化。总体上参见Jaeger著"微电子制造导论(Addison-Wesley出版公司，ReadingMass,1988);Runyan等人著半导体集成电路工艺技术(Addison-Wesley出版公司，ReadingMass,1988);1987-1998正EE微电子才W成系统^i义论文集；Rai-Choudhuiy编辑的"微光刻、獨ti。工和微制造手册(SP正光学工程出版社，Bellingham，华盛顿，1997)。更加具体地，在基片的顶部沉积多层材料(典型地在金属与介电体之间交替地沉积)形成堆栈。向该堆栈上加入一层或者多层材料以后向该堆栈的最项层施加构图，标记要么从该堆栈上去除要么保留在该堆栈上的材料。然后向构图了的堆栈施加各种蚀刻技术，包括湿蚀刻和/或干蚀刻以去除不想要的材料。该蚀刻工艺还可以基于该蚀刻的化学成分、该堆栈中的层和施加该蚀刻的时间量从该堆栈的一个层或者多个层中去除材料。该制造工艺可以包括平铺、构图和蚀刻的多个迭代。该工艺还包括释放步骤。为了提供部件在成品装置中运动的自由度，在将形成在成品装置中的运动部件的材料近端的堆栈中插入牺牲材料。蚀刻或其它短暂(fugitive)相工艺去除大部分该牺牲材料，从而使得该部件可以自由运动。在释放了之后，把该运动快门的表面绝缘，从而不会在接触时在运动部件之间传递电荷。这可以通过热氧化完成和/或通过保形化学气相沉积诸如A1203、Cr203、Ti02、HfG2、V205、瑪05、Ta205、Si02、或者Si3N4之类的绝缘体完成，艺，譬如氟化或者氢化绝缘了的表面，化学地钝化所绝缘了的表面以防止诸如在接触表面之间磨擦的问题。双顺性电才及作动器构成用于驱动快门组件A102中的快门A112的适用的作动器类型。应当指出，可以使用其他不同类型的作动器，包括非双顺性电极作动器，用于驱动快门组件A102中的快门Al12而不偏离本发明的精神和范围。总体上，双顺性梁电4及作动器由两个或者多个至少部分地顺性的梁形成。该梁的至少两个起电极(也称为"梁电极")的作用。响应于在梁电极两端施加电压，该梁电极因得出的静电力相互吸引。在双顺性梁中两个梁都至少部分地是顺性的。就是说，每个梁的至少一些部分可以是挠曲或者弯曲以有助于把梁带到一起。在一些实现方式中，通过包括波紋弯曲或者销钉连接达到该顺性。该梁的某个部分可以是基本刚性的或者固定在适当位置的。优选的是，该梁的至少主要部分是顺性的。双顺性电极作动器相对于本领域内公知的其他作动器有优势。静电梳驱动非常适于在相对长的距离作动，但是却只能够产生相对弱的力。平行板或者平梁作动器可以产生相对大的力但是要求在该平行板或者梁之间小的间隙，并且因此只在相对小的距离上作动。RXegtenberg等人(JournalofMcroelectromechanicalSystemv.6,p.257,1997)表明使用弯曲的电极作动器可以如何产生相对大的力并且得出相对大的位移。然而，在Legtenberg的文章中发起作动所要求的电压却还是相当地大。如在本文中所说明，通过使这两个电极都能够运动或者挠曲可以降j氐这种电压。在一个基于双顺性梁电极作动器的快门组件中，一个快门耦接到一个双顺性梁电极作动器的至少一个梁上。随着把该作动器中的该梁之一向另一个梁拉时，受拉的梁也运动该快门。在如此进行时，该快门从第一位置向第二位置运动。在这些位置之一中，该快门例如通过而不限于遮断、反射、吸收、滤光、偏快门可以涂覆以反射性的或者光吸收的膜以提高其干涉特性。例如，可暴露的表面A114以与该快门4是供的光学效果互补的方式，通过而不限于遮断、^Jt、吸收、滤光、偏振、漫射或者以其他方式改变该光的特性或者光路而与该光路中的ibfe互作用。图24A和24B是根据本发明的说明性实施方案的快门组件A102分别在完全开放状态和完全关闭状态的平面图。快门组件A102利用双顺性梁电极作动器作动。参见图23、24A和24B,快门组件A102调制光以通过可控制地运动快门A112出入在该观看者与可暴露的表面A114之间的的光的光路而形成图像，该快门A112包括两个半遮挡的快门部A112a和A112b。当关闭时，快门部A112a和A112b基本遮挡光使之不照射到可暴露的表面A114上。在一个实现方式中，取代于快门部A112a和A112b是大致相同尺寸的，快门部A112a或者A112b大于另一个快门部A112a或者A112b，并且可以独立地作动它们。从而通iti4择性地开放零个、一个或者全部两个快门部A112a和A112b,快门组件A102可以提供用于4个M级(例如关断、三分之一开、三分之二开，和全开)。快门A112a和A112b每一个都由一个基本上平面的实心体形成。快门A112a和A112b实际上可以采取任何形状，不论^^见则的还是不规则的，从而在关闭的位置，快门Al12a和Al12b充分地遮挡通向可暴露的表面Al14的光路。另外，快门A112a和A112b必须具有与该可暴露的表面的宽度一致的宽度，从而在该开放的位置(如在图24A中所示)，可以由可暴露的表面A114吸收或者反射足够的光以分别变暗或者照明像素。如在图24A和24B中所示，快门A112a和A112b的每个(快门A112)耦接到两个负荷梁A208的每一个的端部。负荷支撑点A210,在每个负荷梁A208的对置的端部物理地把负荷梁A208连接到基片A122并且把负荷梁A208电连接到形成在该基片上的驱动器电路。负荷梁A208和负荷支撑点A210""^^l4成支承的作用，把f夬门A112支承在形成于该基片上的可暴露的表面A114的上方。快门组件A102包括一对驱动梁A212和一对驱动梁A214,每对各一个沿每个负荷梁A210的两侧之一布置。驱动梁A212和A214以及负荷梁A210,形成作动器。驱动梁A212起快门开放电极的作用，而另一个驱动梁A214起快门关闭电极的作用。位于驱动梁A212和A214最靠近快门A112的端部的驱动支撑点A216和A218物理地和电气地4巴每个驱动梁A212和A214连"l妄到形成基片A122上的电路。在该实施方案中，驱动梁A212和A214的其他端部和大部分长度保留不受支撑或者说保持自由运动。负荷梁A208和驱动梁A212和A214是顺性的。就是说，它们是足够挠性和弹性的，从而可以把它们从其不受应力的("静止的，，)位置或者形状弯曲到至少某种可用的程度，而没有任何显著的疲劳或者拆断。因为负荷梁A208和驱动梁A212和A214只在一端受支撑，所以梁A208、A212和A214的长度的大部分响应于所施加的力而自由运动、弯曲、挠曲或者形变。例如，可以提供波紋(例如在梁A208上的波紋A208a)以克服由于该挠曲的预缩短造成的轴向应力以M给定的电压下提供较高的偏转。显示装置A10通过经由其相应驱动支撑点A216或A218乂人可控制的电压源向驱动梁A212或者A214施加电势作动快门组件A102(即改变快门组件A102的状态)，同时负荷梁A208电耦接到地或者某种不同的电势，导致在梁A208、A212和A214的两端产生电压。该可控制的电压源，譬如无源或者有源的矩阵阵列驱动器，经由如前文所说明的无源的或者有源的矩阵电耦接到负荷梁A208。显示装置A10可以附加地或者替代地经由快门组件A102的负荷支撑点A210向负荷梁A208施加电势，以增加该电压。驱动梁A212或者A214与负荷梁A218之间的电势差，不论正负或地电势，都将在该梁之间产生静电力，这使得快门横向地在该运动平面中运动。快门组件的布设或者像素安排不需要限于正方阵列的约束。还可以使用矩形的、棱形的或者六边形的像素阵列达到致密的布设，例如，所有这些都可以用于视频的和彩色的图像显示器。图25示出一种把快门组件布设进像素阵列中以最大化致密的阵列中的孑L径光阑比和最小化驱动电压的方法。图25示出一种基于双顺性密闭(zipper)电极作动器的快门组件102的一种布设A400,该基于双顺性密闭电极作动器的快门组件布设在基片A122上以用三个总体上矩形的快门组件A102形成图像像素A106。每个像素A106的三个快门组件A102都可以独立地或者集体地受控制。优选的是，快门组件A102紧密地封装在一起，在其间有尽可能小的死区以提供提高了的填充因数。如在图25中所示，可以利用相邻的快门组件A102之间的间隙交叉快门组件A102的一部分。如果希望，布设A400的交叉安排可以映射到行和列的正方形安排。如图所示，列A420a、420b和420c的重复顺序可以每个各与具有特定地彩色滤光器Am(例如，分别是红、绿和蓝)的子像素相关联。还有，快门组件A102的两个内叉行包括在单个的行电极A430中。该内叉可以利用于揭J^象素A106的六边形封装。在其他的替代实现方式中，显示装置A102可以每图像像素A106包括多个(例如在1至IO个之间)对应的可暴露的表面A114和对应的快门A112。在改变这样的图像像素A106的状态时，激励的作动器数量可以取决于所施加的切换电压或选作接受切换电压的行和列电极的特定组合。还可以有一些实现方式可以以模拟的方式通过提供在最低与最高切换电压中间的切换电压能够部分地开放孔径光阑。例如，这些可供选择的替代实实现方式提供产生空间H的文进手段。聚光阵列A150的漏斗A152可以用非常大的一族聚合物例如丙烯酸、酰亚胺、乙酸盐之类，以及塑料、玻璃或者UV固化的环氧树脂微模制、浮雕或者熔模浇铸。微模制可以包括相消技术，譬如光刻、和蚀刻，或者浮雕技术，其中在硬材料中做反图形，并且接着在该表面上对齐和压入软材料，接着可以固化或者硬化该软材料。作为替代方案，例如可以用可以光成像的材料，譬如Novalac或者PMMA或聚酰亚胺类的许多可以在光辅助下交联或者断开其交联的聚合物制造漏斗A152。例如参阅1998年11月17日AlexNing，Ph.d等的塑#1竟片对玻璃镜片要考虑的因素(SP正，精密塑料，短训班注的部分)；2005年11月5-11，MECE2005的论文汇编，JulianMLippmann等著的微熔模洗铸模制用于产生注模空心部件的方法；和2005年MianM.Lippmann等著的通过聚合物熔模免铸制造的平面内、空心4效4十。参见图26A-26D，在一个实施方案中，例如可以通过首先用聚石友酸酯、聚曱基丙烯酸乙酯、硅氧烷基聚合物("PDMS"),或者聚酰亚胺或者任何其他适当的材料模制实心圓锥体A152和可选的透镜结构形成漏斗A152的阵列A150(例如参见图26A),然后可以，优选地乂人阵列A150的下侧，在每个圆锥体A152的外部和底部表面上涂^^射性层(例如参见图26B),以形成反射性的壁A158。接着抛光掉涂覆在圓锥体A152的底部的反射性层，以提供每个圓锥体的第二光学开口A154(例如参见图26C)。供选择地，可以把聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸乙酯、硅氧烷基聚合物("PDMS，，)，或者聚酰亚胺或者任何其他适当的材料提供成圆锥体A152之间的回填物A155,从而把它们形成为单个的填充片(例如参见图26D)。例如，在圆锥体A152、透镜A157和盖片A109都形成在一个层中的实施方案中，滤光器阵列Alll可以设在每个圆锥体A152的第二光学开口A154处。参见图27A-27C,替代地在另一个实施方案中，例如，空心漏斗A152形式的凹陷阵列可以形成在可光成像的材料A155的片A153中，该可光成像的材料譬如是Novalac或者PMMA或者聚酰亚胺之类的聚合物(参见图27A)。然后可以把反射性材料涂覆在每个凹陷的内侧上以形成反射性的壁A158(参见图27B)。最后，并且可选地，可以把例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸乙酯、硅氧烷基聚合物("PDMS")，或者聚酰亚胺或者任何其他适当的材料提供成圆锥体A152内的回填物A159，从而把它们形成为单个的填充片(例如参见图27C中由虚线包围的区域)。在该方法的一个可供选择的替代实施方案中，可以在整个片A153上沖制凹陷，防止反射性材料聚集在空心漏斗A152的尖端处，从而不再需M除任何材料来形成第二光学开口。图28是根据本发明的说明性实施方案的图22所示的一个组合的快门、漏斗和像素组件的等比例局部横截面图，示出把显示装置实施成反射型显示装置A1010时的显示装置A1010的其他特征。反射性显示装置A1010可以用有包括反射性快门组件Al102的阵列的反射性光调制阵列。^Jt性快门组件Al102经滤光器阵列Alll和盖片A109(注意为了简化图示，在图28中没有示出层Alll和片A109的部分，包括透镜A157)向观看者反射源于环境光源A107的环境光(例如，典型的环境光束A702)。反射性快门组件Al102可以采取与图22-25的快门组件A102基^目同的形式。面向观看者的反射性快门组件A1102的最前方表面，至少包括快门A1112a和1112b的前表面，涂覆以光吸收膜A1152。从而，当快门A1U2关闭时，由漏斗A152聚在反射性快门组件Al102上的光A702由膜Al152吸收。当快门Al112至少部分的开放时(如图28中所示)，聚在反射性快门组件A1102上的光的至少一部分通过漏斗A152从暴露了的反射性表面A1015(例如可暴露的表面A1114)作为定向光束向观看者反射回。反射性表面A1015可以具有高于约50%的反射率。例如反射性表面A1015可以具有70。/。、85%、92°/。、96%或者更高的反射率。更光滑的基片和更精细的粉末金属可以产生更高反射率。光滑的表面可以通过把塑料模制成光滑壁的形式得到。没有内含物的粉末颗粒金属膜可以通过多种气相沉积技术形成，这些技术包括喷溅、蒸发、离子镀、激光剥蚀或者化学气相沉积。对这种反射性应用有效的金属包括而不限于Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ni、Ta、Ti、Nd、Nb、Rh、Si、Mo和/或其任何合金或者组合。作为替代方案，反射性表面A1015可以用镜形成，譬如介电体镜。介电体镜被制造成介电体薄膜的堆栈，该介电体薄膜在高和低折光率材料之间交替。入射光的一部分从折光率改变处的每个界面^C^射。通过把该介电体层的厚度控制到该波长的某种固定的分数或者倍数并且通过增加从多个平行的界面的反射，可以制造具有超过98%的反射率的净反射性表面。某些介电体镜具有大于99.8%的反射率。介电体镜可以是客户定制设计的以接受可见光范围内预定的波长范围，并且接受预定的入射角范围。只要该制造可以控制该介电体膜堆栈中的光滑性在这种条件下就可以有超过99%的反射率。例如，该堆栈可以包括约20个至约500个膜。作为可供选择的替代方案，层A1118可以覆盖有吸收性的膜，而快门A1112的前表面可以用反射性膜覆盖。以此方式，只有在快门A1112至少部分关闭时才通过漏斗A152向该观看者反射回光。反射性表面A1015可以做粗，以在其上提供扩散性用于消除眩光。这种做粗可以通过几个工艺的任何一个进行，包括才;a成的、化学的或者沉积的工艺。做粗该反射性表面使所反射的光以不同的角度散射进漏斗A152,并且从而以不同的角度向该观看者反射成扩散的光束A703，，从而创建较宽的视角并且提高散射(朗伯)对定向反射的比。例如吸4tMA1152可以用金属膜形成。多数金属膜吸收光的一定的分数而反射其余的部分。在吸收光上有效的一些金属合金包括而不限于MoCr、MoW、MoTi、MoTa、TiW和TiCr。用上述合金或者简单金属譬如Ni和Cr形成的有粗糙表面的金属膜也在吸收光上有效。这样的膜可以通过在高气压(在超过20毫托(mtorr)的喷濺气体环境中)中的喷溅沉积制造。粗糙的金属膜还可以通过弥散金属颗粒的液体喷洒或者等离子喷洒应用制造，接着进行热烧结步骤。然后添加介电体层譬如介电体层404，以防止金属颗粒散裂或者剥落。半导体材料，譬如非结晶或者多晶Si、Ge、CdTe、InGaAs、胶态石墨(碳)以及合金譬如SiGe也在吸收光上有效。这些材料可以沉积成厚度超过500nm的膜以防止任何穿过该薄膜的光透射。金属氧化物或者氮化物也可以在吸收光上有效，包括但是不限于CuO、NiO、Cr203、AgO、SnO、ZnO、TiO、Ta205、Mo03、CrN、TiN或者TaN。如果以非化学计量化的方式制备或者沉积该氧化物(通常是通过喷溅或者蒸发)尤其是如果该沉积工艺产生点阵中的氧缺失，这些氧化物或者氮化物的吸收就会提高。如同半导体材料的情况那样，该金属氧化物应当沉积成到厚度超过500nrn以防止穿过该膜的itit射。一类称为金属陶瓷的材料也可在吸收光上有效。金属陶瓷典型地由悬浮在氧化物或者氮化物基质中的小金属颗粒组成。例子包括在0~203基质中的Cr颗粒或者在SiCb基质中的Cr颗粒。其他悬浮在基质中的金属颗粒可以是Ni、Ti、Au、Ag、Mo、Nb和碳。其他基质材料包括Ti02、Ta205、"203和813&。还可以在适当的薄膜材料之间使用摧毁性光干涉创立多层吸收结构。典型的实现涉及与有适当反射性的金属一起的氧化物或者氮化物局部反射层。该氧化物可以是金属氧化物，例如Q02、Ti02、"203或Si02，或者是一种氮化物譬如Si3N4且该金属可以是适当的金属譬如Cr、Mo、Al、Ta、Ti。在一个实现方式中，为了吸收从基片ii^的光，首先在基片A402的表面上沉积10-500nm范围厚的金属氧化物的薄层，然后沉积10-500nm厚的金属层。在另一个实现方式中，为了吸收从基片相反方向进入的光，首先沉积该金属层，然后沉积该金属氧化物。如果该氧化层的厚度选择为基本等于0.55微米除以该氧化物层的折射率的四分之一，上述两种情况下都可以优化双层堆栈的吸收性。在另一个实现方式中，在基片上沉积金属层，然后沉积计算了厚度的适当的氧化物层。然后在该氧化物的顶部沉积一薄层金属，使得该薄金属只是部分反射的(厚度不到0.2微米)。该金属层发出的局部反射会会摧毁性地干涉从基片金属层发出的反射并且从而产生黑基质效应。如果该氧化层的厚度选择为基本等于0.55微米除以该氧化物层的折射率的四分之一将会最大化吸收。图29是根据本发明的说明性实施方案的透射反射性显示器的部分A2010的局部等比例横截面图。透射反射性显示装置A2010类似于反射性显示装置A10,但是透射反射性显示装置由反射的环境光和从整合(integral)的背光A105发射出的透射光的结合产生图像。透射反射性显示装置A2010可以用有透射反射性光调制阵列，包括透射反射性快门组件阵列A2102,用于既调制由背光A105发射的光(例如典型的背光光束A801)也调制源于环境光源A107的环境光(例如，典型的环境光束A802)以形成图像，这两种光都经滤光器阵列层Alll和盖片A109朝向观看者(注意，为了图示简洁，层Alll和片A109的部分，包括透镜A157在图29中没有示出)透射>^射性快门组件A2102可以釆取与图22-25的快门组件A102的基;M目同的形式。然而快门组件A2102的层A2118包括一个反射性表面A2015和一个或者多个透射性的孔径光阑A2018，该一个或者多个透射性的孔径光阑在关闭的快门A2112的位置下方蚀刻穿过反射性表面A2015，以集体地形成可暴露的表面A2114。反射性表面A2015的具有从约2微米至约20微米的至少一部分保留在关闭的快门A2112的下方。面向该观看者的透射反射性快门组件A2102的最前方的层，至少包括快门A2112a和A2112b的前表面，用光吸收的膜A2152涂覆。从而，当关闭快门A2112时，由漏斗A152聚在透射反射性快门组件A2102上的环境光A802由膜A2152吸收。类似地，当关闭快门组件A2112时，经可暴露的表面A2114中的透射性孔径光阑A2018透射的光被遮断。当至少部分地开放快门A2112时(如在图29中所示)，透射反射性快门组件A2102通过既允许背M射光A801的至少一个百分数经可暴露的表面A2114中的透射性孔径光阑A2018经过漏斗A152向该观看者透射，也允许聚在透射反射性快门组件A2102上的环境光A802的至少一个百分数从该暴露了的反射表面或者可暴露的表面A2114的表面A2015反射经漏斗A152朝该观看者反射回，而对形成图像起作用。该暴露了的反射表面或者可暴露的表面A2114的表面A2015的尺寸与透射性孔径光阑A2018相比较大，就产生反射的定向性，从而源于环境光源A107的环境光基本直接地朝该观看者反射回。然而，如前文相对于表面A1015所描述的那样，反射性表面或者表面A2105可以是做^U隨的，以在其上提供扩散性以消除眩光并且扩宽显示器A2010的4见角。即使有设计用于把环境光A802聚到布置在可暴露的表面A2114上的透射性孔径光阑A2018之间的一个或多个暴露了的反射性表面A2015上的漏斗A152，环境光A802的某部分也可以穿过透射反射性快门组件A2102的孔径光阑A2018。当透射反射性快门组件A2102组合进具有光学腔和光源的空间光调制器中时，穿过孔径光阑A2018的环境光A802进入光学腔并且与由背光A105引入的光A801—起被重新利用。在一个可供选择的替代透射反射性快门组件中，在该可暴露的表面中的透射性孔径光阑至少部分地充有半反射性半透射性的材料，或者，作为可供选择的替代方案，整个可暴露的区域A2114可以由半透射性半反射性材料形成以获得如同该区域的部分形成为反射性的和透射性的相同的净效果。图30是根据本发明的说明性实施方案的透射性显示装置A3010部分的局部等比例横截面图。如同显示装置A10和A2010那样，透射性显示装置A3010包括快门组件A3102的阵列和聚光器的阵列。与前面描述的显示装置A10和A2010相反，在显示装置A3010中，光调制器的阵列置于聚光器的阵列与观看者之间。透射性快门组件A3102调制由背光A105向一名观看者发射的光(例如，典型的背光光束A901)。注意，为了图示简洁，彩色滤光器层Alll和盖片A109在图30中没有示出。滤光器Alll可以位于显示装置A3010内在背光和显示装置A3010的前方之间的4壬^r处。透射性快门组件A3102可以采取与图22-25的快门组件A102的基^f目同的形式。然而快门组件A3102的层A3118包括透射性表面A3018，该透射性表面在关闭的快门A3112的位置下方以形成可暴露的表面A3114。面向该观J"者的透射性快门组件A3102的最前方的层，至少包括快门A3112a和A3112b的前表面，用光吸收膜A3152涂覆。从而，在关闭快门A3112时，环境光A902由膜A3152吸收，于是不朝该观看者反射回。在至少部分地开放快门A3112时(如在图30中所示)，透射性快门组件A3102通过允许背光光束A901的至少一个百分数经透射性表面A3018(即可暴露的表面A3114)向该观看者透射对形成一种图像起作用。可以围绕透射性孔径光阑A3114;^。附加的光遮断区域，从而使得从该背光发出的漫射光未经调制不能穿过该光调制层。如图中所示，聚光阵列A150的漏斗A152设于快门组件A3102与背光A105之间，用于把进入第一光学开口A156并且穿过第二光学开口A154的背光光束A901聚到透射性快门组件A3102的透射性区域(即可暴露的表面A3114的透射性表面A3018)。因而，在有这样的漏斗A152配置的显示装置A3010中使用透射性快门组件A3102的阵列增加了从背光A105发出的、聚到该显示装置的调制表面(即可暴露的表面A3114)上的光(即背光光束A901)形成图像的百分比。光漏斗A152的该阵列还可以起该背光的前反射面的作用以提供背光的光重新利用，取消了对分开的反射层的需要。以不导致使"U达表面A3114的角度进入该漏斗的光将会被向回反射出该漏斗ii7v该背光直以重新利用，直到它达到导致输出的角度为止。应当指出，尽管利用反射性光漏斗阵列(例如漏斗A152)描述了使用本发明的聚光阵列进行显示的装置和方法，本发明还涉及利用其他类型的光学元件(即不是漏斗的)把可用形成图像的光聚到光调制器的阵列以最大化该显示器的对比度的显示装置和方法。这例如可以用前文描述的显示装置通过用高数值孔径光阑透镜替代每个反射性的光漏斗A152完成。例如，4艮据本发明的一个可供选择的替代实施方案，可以利用一个高数值孑L径光阑的透镜，类似于图23中所示的的透镜A157,而不需要阵列A150中的圓锥体A152。还有，尽管本文说明的许多实现方式公开了既使用透镜A157也使用光漏斗A152，但在许多实现中，该透镜是可选的。本领域内的技术人员仅凭日常经验就会知道或者确信对本文说明的实施方案和实践的许多等同。因此将会理解本发明不限于本文揭示的实施方案，而是要从法律允许地广义解释的权利要求书中理解。本发明可以以其他特定的形式实施而不偏离本发明的精神或者其基本特性。因此上文中的实施方案要在所有方面都认为是说明本发明，而不是限制本发明。权利要求1.一种空间光调制器，包括一个第一反射性表面，该第一反射性表面限定多个光透射区域，一个第二反射性表面，该第二反射性表面至少部分地面对该第一反射性表面，用于向该多个光透射区域反射光。2.如权利要求1所述的空间光调制器，包括一个光调制器的阵列，用于选择性地遮挡该多个光透射区域。3.如权利要求1所述的空间光调制器，其中这些反射性表面之一用一个镜、一个介电体镜和一个金属膜之一形成。4.如权利要求1所述的空间光调制器，其中这些光透射性区域中的至少一个包括一个孔径光阑。5.如权利要求1所述的空间光调制器，其中这些光透射性区域中的至少一个包括一个滤光器。6.如权利要求1所述的空间光调制器，其中这些光透射性区域中的至少一个包括一个液晶部件。7.如权利要求2所述的空间光调制器，其中该光调制器阵列中的这些光调制器是独立地和集体地可控制的光调制器。8.如权利要求2所述的空间光调制器，其中该光调制器阵列包括多个基于MEMS的快门组件。9.如权利要求8所述的空间光调制器，其中这些基于MEMS的快门组件是双稳态的快门组件。10.如权利要求8所述的空间光调制器，其中这些基于MEMS的快门组件包括至少部分地用一个反射膜涂覆的多个快门，该反射膜用于向该第二反射性表面反射回从该第二反射性表面反射的、照射在这些快门上的光。11.如权利要求8所述的空间光调制器，其中这些基于MEMS的快门组件包括至少部分地用吸收环境光的一种光吸收膜涂覆的快门，或者包括做粗表面的快门。12.如权利要求1所述的空间光调制器，其中在该第一和第二反射性表面之间的空间限定一个基本透明的腔。13.如权利要求l所述的空间光调制器，其中该第一反射性表面基本平行于、并且对置于该第二反射性表面。14.如权利要求1所述的空间光调制器，其中该第一反射性表面相对该第二反射性表面至少部分地是横向的。15.如权利要求2所述的空间光调制器，其中该光调制器阵列包括多个安排在一平面中的快门，至少一个该快门具有基本在该平面中允许光穿过该多个M射的区域的一个对应的区域的一个第一位置，和基本在该平面中遮挡从第二反射性表面反射的光的一个第二位置。16.如权利要求2所述的空间光调制器，其中该光调制器阵列包括多个安排在一平面中的快门，至少一个该快门具有基本在该平面中遮挡从该第二反射性表面反射的光的一个第一位置，和一个第二位置，在该第二位置中该快门的至少一部分基本在该平面外以允许光穿过该多个光透射的区域的一个对应的区域。17.如权利要求1所述的空间光调制器，包括一个光导，用于使M本上整个地分布在形成于该第一和第二反射性表面之间的一个腔中。18.如权利要求17所述的空间光调制器，其中该第一反射性表面布置在该光导的表面上。19.如权利要求18所述的空间光调制器，包括在其上布置该光调制器阵列的一个基片。20.如权利要求19所述的空间光调制器，其中该基片^上透明的。21.如权利要求19所述的空间光调制器，其中该基片A^本上不透明的；并且该基片限定对应于该第一反射性表面中的该多个光透射区域的多个孔径光阑。22.权利要求19所述的空间光调制器，包括一个垫片，用于保持该光导与该基片相互间隔开一个预定的间距，乂人而形成一个间隙。23.如权利要求19所述的空间光调制器，其中该光导耦接到该基片上。24.如权利要求17所述的空间光调制器，包括其上布置该第一反射性表面和该光调制器阵列的一个基片。25.如权利要求24所述的空间光调制器，其中该第一反射性表面包括一个反射性膜。26.如权利要求24所述的空间光调制器，包括置于该光导与该基片之间的一个光散射器。27.如权利要求24所述的空间光调制器，包括置于该光导与该基片之间的一个光学棱镜。28.如权利要求17所述的空间光调制器，其中该第二反射性表面被置于该光导的与该光导的最接近于该第一反射性表面的侧面对置的侧面上。29.如权利要求17所述的空间光调制器，其中该光导包括多个散射点，用于把光重新引导出该光导。30.如权利要求2所述的空间光调制器，其中该光调制器阵列包括液晶部件。31.如权利要求12所述的空间光调制器，包括用于把光引入到该基本透明的腔中的一个光源。32.如权利要求31所述的空间光调制器，其中该光源包括一个发光二极管。33.如权利要求31所述的空间光调制器，包括一个光调制器阵列，用于选择性地遮挡光穿过这些M射性区域中的至少一个。34.如权利要求33所述的空间光调制器，其中该光调制器阵列包括基于MEMS的快门组件的一个阵列。35.—种形成图像的方法，包括把光引入到一个反射性的光学腔中，该反射性的光学腔包括多个光透射的区域，通过该多个光透射性区域光可以逸出该反射性的光学腔；通过允许所？I入的光经过该至少一个光透射的区域逸出该>^射性的光学腔形成一个图像。36.如权利要求33所述的方法，包括在整个反射性腔中基本上均匀地分布所引入的光。37.如权利要求35所述的方法，其中引入该光包括交替地由多个不同着色的光源照明。38.如权利要求35所述的方法，包括选择性地遮挡至少一个光透射性区域以阻止光经过该至少一个光透射性区域逸出该反射性的腔。39.如权利要求38所述的方法，其中该选择性地遮挡包括改变施加至一个光调制器的一个电压。40.如权利要求39所述的方法，其中该光调制器包括一个基于MEMS的快门组件。41.如权利要求39所述的方法，其中该光调制器包括一个液晶部件。42.如权利要求35所述的方法，其中允许该引入的光逸出该反射性的腔包括去除阻止该引入的光经过该光透射性区域的对应区域逸出该反射性腔的至少一个遮挡。43.如权利要求42所述的方法，包括选棒性地反射照射在该规射性区域的对应区域上的环境光，经过该M射性区域允许该引入的光逸出。44.如权利要求35所述的方法，其中至少一个光透射性区域包括一个孔径光阑。45.如权利要求35所述的方法，其中至少一个M射性区域包括一个滤光器。46.如权利要求35所述的方法，其中至少一个M射性区域包括一个液晶部件。47.如权利要求35所述的方法，其中该反射性的腔包括一个第一反射性的表面和一个第二反射性的表面，该第一反射性的表面包括多个光透射性的区域，该第二反射性的表面至少部分地面对该第一反射性的表面。48.如权利要求35所述的方法，包括把该所引入的光引入到基本包含于该反射性的腔内的一个光导中。49.一种形成图像的方法，包括接收环境光；在至少一个基片上布置多个快门，以选择性地反射该接收的环境光以形成该图像。50.—种制造空间光调制器的方法，包括形成具有第一和第二对置的侧面的、可以向其中引入光的一个基本透明的腔；把一个第一反射性的表面耦接到该透明的腔的该第一侧，使得该第一反射性表面面对该透明的腔的内部；在该第一反射性的表面中形成多个itit射区域；以及把一个第二反射性的表面耦接到该透明的腔的该第二侧，使得该第二反射性表面面对该透明的腔的内部。51.—种显示装置，包括光调制器的一个阵列，用于选择性地向一位观看者反射光以形成一个图像；置于该光调制器的阵列与该观看者之间的反射性光漏斗的一个阵列，用于把光聚在该光调制器的阵列中的一些相应的光调制器上。52.如权利要求51所述的显示装置，其中在该反射性光漏斗的阵列中的反射性光漏斗之一包括指向观看者的一个第一光学开口、一个第二、较小的光学开口，该第二光学开口指向这些光调制器的相应的一个，和^te该第一光学开口连接到该第二光学开口的一个反射性壁。53.如权利要求52所述的显示装置，其中该反射性壁包括沉积在该反射性光漏斗的内部的一种反射性材料。54.如权利要求52所述的显示装置，其中该反射性壁包括用一种反射性材料涂覆的一个基本透明的内部。55.如权利要求52所述的显示装置，其中该壁总体形状上是圆锥形的。56.如权利要求52所述的显示装置，其中该壁具有一个六边形的横截面。57.如权利要求52所述的显示装置，其中该壁具有一个矩形的横截面。58.如权利要求52所述的显示装置，其中该壁包括一个多边形的横截面。59.如权利要求51所述的显示装置，其中该反射性光漏斗的高度小于该第一光学开口的直径。60.如权利要求51所述的显示装置，其中该反射性光漏斗的高度大于该第一光学开口的直径。61.如权利要求51所述的显示装置，其中该光调制器的阵列中的该光调制器之一包括一个基于MEMS的光调制器。62.如权利要求61所述的显示装置，其中该一个光调制器包括一个快门。63.如权利要求62所述的显示装置，其中该快门包括一个反射性的材料，用于向该观看者反射光。64.如权利要求63所述的显示装置，其中该快门选择性地遮挡照射在相对于该观看者置于该快门后边的一种光吸收材料上的光。65.如权利要求62所述的显示装置，其中该快门包括一种光吸收材料。66.如权利要求65所述的显示装置，其中该快门选择性地遮挡照射在相对于该观看者位于该快门后边的一个反射性表面上的光。67.如权利要求61所述的显示装置，其中该一个光调制器包括两个快门。68.如权利要求67所述的显示装置，其中该两个快门中的一个快门大于该两个快门中的另一个快门。69.如权利要求67所述的显示装置，其中该两个快门选择性地遮挡从一个反射性表面向该观看者反射的光。70.如权利要求67所述的显示装置，其中该两个快门向该观看者反射光。71.如权利要求70所述的显示装置，其中该两个快门选择性允许光照射到相对于该观看者位于该两个快门后边的一个光吸收表面。72.如权利要求51所述的显示装置，包括与该光调制器的相应者相对应的彩色滤光器的一个阵列。73.如权利要求67所述的显示装置，其中该彩色滤光器的阵列包括多个红滤光器、绿滤光器和蓝滤光器。74.如权利要求73所述的显示装置，其中该彩色滤光器的阵列包括多个白滤光器。75.—种显示装置，包括基于MEMS的光调制器的一个阵列，用于选择性地调制光以形成一种图像；和布置在该基于MEMS的光调制器的阵列与一名观看者之间的反射性的光漏斗的一个阵列，用于把光聚在该光调制器的阵列中的相应的光调制器上。76.如权利要求75所述的显示装置，包括背光。77.如权利要求76所述的显示装置，其中该基于MEMS的光调制器选择性地4e^人该背M出的光向该观看者透射，并JU4择性地反射源于该观看者方向的光。78.如权利要求75所述的显示器，包括前光。79.如权利要求75所述的显示器，其中该基于MEMS的光调制器通过向该观看者反射光而调制光。80.如权利要求75所述的显示装置，其中该基于MEMS的光调制器之一包括一个快门。81.如权利要求80所述的显示装置，其中该快门包括一种反射性材料，用于向该MJ"者反射光。82.如权利要求81所述的显示装置，其中该快门选择性地遮挡光照射在相对于该观看者在该快门后面的一个光吸收表面。83.如权利要求75所述的显示装置，其中该快门包括光吸收材料。84.如权利要求83所述的显示装置，其中该快门选择性地遮挡光照射在相对于该观看者在该快门后面的一个反射性表面。85.如权利要求80所述的显示装置，其中该一个基于MEMS的光调制器包括一个第二快门。86.如权利要求85所述的显示装置，其中该第一快门比该第二快门覆盖一个更大面积、的表面。87.如权利要求75所述的显示装置，包括对应于相应的一些光调制器的彩色滤光器的一个阵列。88.如权利要求87所述的显示装置，其中该彩色滤光器的阵列包括多个红滤光器、绿滤光器和蓝滤光器。89.—种显示装置，包括基于MEMS的光调制器的一个阵列，用于选择性地调制光以形成一种图像；和布置在一个背光与该基于MEMS的光调制器的阵列之间的反射性的光漏斗的一个阵列，用于增加由背光产生的光受到该基于MEMS的光调制器调制的部分。90.如权利要求89所述的显示装置，其中该基于MEMS的光调制器选择性地向一名观看者透射该背光中产生的光。91.一种制造显示装置的方法，包括形成>^射性光调制器的一个阵列；通过在基本透明的材料的一个片材中形成一个凹陷的阵列从而形成反射性光漏斗的一个阵列，每个凹陷各具有一个顶部、一个底部和一个壁；在这些凹陷的壁上沉积一个反射性的膜；以及在这些凹陷的底部形成多个光学开口，使得这些光学开口的直径小于该凹陷的顶部的直径。92.—种制造显示装置的方法，包括形成^^射性光调制器的一个阵列；通过提供基本透明的一个材料层而形成反射性光漏斗的一个阵列；从该基本透明的材料层去除材料留下用该材料形成的多个实心的圆锥体，每个圆锥体各有一个尖端；在这些圆锥体的表面上沉积一个反射性的涂层；在这些圆锥体尖端上形成光学开口；和在该反射性涂层上沉积一种回填材料。全文摘要公开了空间光调制器的改进装置和方法，该装置和方法利用具有前反射性表面和后反射性表面的光学腔。在该前反射性表面中形成光透射性区域用于空间地调制光。文档编号B81B7/04GK101151207SQ200680005842公开日2008年3月26日申请日期2006年2月23日优先权日2005年2月23日发明者N·W·哈古德,R·巴顿申请人:皮克斯特罗尼克斯公司