了便于說明，兩個彈簧示于布置114中。在包含連接到所述彈簧302的可移動電極306的裝置中，當電極間隙大約為初始間隙(由圖3中的“g”表示)的2/3時，可發生上拉致動電壓(電壓使所述電極130與所述電極120物理接觸，或接近)。致動所述電極120，使得可見光譜的全部或幾乎全部的顏色可被表示為所述電極130至相應選擇位置的移動的結果，這可能是有希望的。例如，可見光譜可以對應于所述電極130的400納米(nm)至750納米之間的移動范圍。因此，所述MEMS裝置300可配置成提供對應于可見光譜范圍內的電極的移動，但是上拉可能會在所述電極130穿過可見光譜范圍之前發生。
[0029]所述MEMS裝置300的頂部與底部電極130和120之間的間隙可通過力的平衡來確定，其中，該靜電力等于所述彈簧302的回復力。彈簧回復力可與間隙距離成比例(根據虎克定律)，并且由施加至所述電極120的致動電壓所引起的施加到所述電極130上的靜電力可與間隙距離成反比。
[0030]在一些實施例中，所述布置114可配置成提供非線性回復力，其由彈簧302響應于由施加到所述電極120的致動電壓所產生的靜電力而供應，該非線性回復力被引導以移動所述可移動電極130遠離初始位置。在一些實施例中，所述彈簧302可被配置，使得回復力可被校準以匹配由電極120致動所產生的靜電力。因此，所述電極120的致動范圍可擴大到覆蓋反射光的大部分或全部可見光譜(波長)范圍。
[0031]更具體地，所述彈簧302可配置成對該回復力提供非線性，使得所得到的致動電壓與可見光波長范圍基本上呈線性關系，并且可以被擴大到覆蓋大部分或所有的可見光波長范圍。所述彈簧302在狀態330、340和350中示出，每個狀態對應于彈簧柔性元件(例如，膜片)304沿著行進軌跡360的不同位置。所述彈簧302可包含沿彈簧柔性元件304的長度放置的一個或多個止擋(stop)310，312。
[0032]如圖所示，所述彈簧柔性元件304的一端可固定到元件320上，其可對應于所述彈簧柔性元件304的錨，而所述彈簧柔性元件304的另一端如圖所示可附連到可移動電極130。止擋310、312可被放置以便改變柔性元件304沿著柔性元件304的行進軌跡360的有效長度，例如，當柔性元件304從狀態330移動到狀態340到狀態350時。將柔性元件340沿著行進軌跡360(使用止擋310、312或者任何其它縮短技術)縮短可逐漸增加有效的彈簧302常數，因此又增加彈簧剛度，從而導致由彈簧320產生的回復力的逐漸增加，其可匹配由施加到電極120的逐步致動電壓增加所產生的靜電力。因此，致動范圍可充分地擴大以覆蓋或基本上覆蓋由MEMS裝置300所反射的光的可見光波長范圍。
[0033]圖4示意性圖示根據一些實施例，具有提供多波長光反射的模擬配置的另一個示例MEMS裝置400。在一些實施例中，除了具有單個的例如底部電極120來控制可移動電極130的位置之外，MEMS裝置400 (以下也稱為雙致動MEMS裝置)還可包還頂部電極410，類似于在參考圖1中所描述的三穩態MEMS裝置中的電極110。可移動電極130的“復位狀態”(例如，開始位置430)，可對應于可見光譜中間的光的體現波長。施加電壓V2到頂部電極410可將中間的可移動電極130向上移動，例如，至位置470，以反射更長波長的光。施加電壓Vl至底部電極120可以將可移動電極130向下移動，例如，至位置450，以反射更短波長的光。以這種方式，可見波譜可被更好地體現。由于電極410、130和120可被設計為大致線性狀況的操作，MEMS裝置400的可靠性也可被改善。MEMS裝置400的可靠性也可由于電極410、130和120可被設計為大致線性狀況的操作而被改善，并且該系統不會駐留在“拉入狀態”，在該狀態彈簧上存在高機械應力。
[0034]上述雙致動MEMS裝置可配置成包含改善用戶體驗的附加功能。圖5-6示意性圖示根據一些實施例，具有配置成提供渲染效果的可傾斜可移動電極130的示例MEMS裝置500、600。
[0035]在一些實施例中，圖5中所圖示的雙致動MEMS裝置500可包含底部電極510，包括兩個電氣相互分離的部件512和514，放置在相對于可移動電極130的相對側上。兩個電氣相互分離的部件512和514可配置成響應于致動電壓選擇性地施加到該部件，引起可移動電極130朝向所選部件512或514傾斜。換言之，如果致動電壓有選擇地施加到每個部件，則可移動電極130可相應地傾斜。例如，如果致動電壓施加到部件514，可移動電極130可如圖中502中所示的朝向部件514傾斜。如果致動電壓施加到部件512，可移動電極130可如圖中504所示的朝向部件512傾斜。
[0036]在圖6所圖示的一些實施例中，MEMS裝置600可包含，作為參照圖5所述實施例的備選或補充，頂部電極610。頂部電極610可包含兩個相互分離的部件612和614，類似于上述的電極510。因此，當致動電壓施加到部件612和部件514時，可移動電極可朝向部件612和514傾斜，如圖中由602所示。當致動電壓施加到部件614和部件512時，可移動電極可朝向部件614和512傾斜，如圖中由604所示。
[0037]如本文所述使可移動電極130傾斜可實現若干渲染效果。例如，如果上述MEMS裝置的可移動電極130是可傾斜的，例如，傾斜到不同的角度，包含所述MEMS裝置的顯示器所渲染的外觀可基于觀察者到屏幕的角度或因為歸因于顯示器的鏡面陰影化(specularshading)和漫反射陰影化(diffuse shading)而導致的觀眾的環境照明的變化而改變。軟件應用程序能夠傳遞渲染對象的幾何信息到包含一個或多個MEMS裝置500(600)的顯示器，以便根據該幾何參數來使所述可移動電極130傾斜。傾斜的可移動電極因而可以“模仿”如由該應用程序指定的對象的表面。
[0038]如上所述，用于IMOD技術中的MEMS裝置可配置成控制在顯示器上反射的光波長。在一些實施例中，MEMS裝置可配置成控制光的強度，從而使顯示器能夠以高的保真度重現圖像。圖7-8示意性圖示根據一些實施例，具有配置成提供光強度控制的示例混合MEMS裝置700、800。
[0039]在一些實施例中，所述MEMS裝置700和800 (以下也稱為“混合MEMS裝置”)可包含上面描述的實施例，并且配置成控制反射光的波長。例如，MEMS裝置700可包含配置成類似于參考圖3描述的實施例的頂部702 (為了簡潔的目的，相似數字在圖7所圖示的實施例中未示出)。
[0040]MEMS裝置700可進一步包含底部，設置在上部702的底部電極120下方的反射率控制面板704。反射率控制面板可包含反射板710，和設置在反射板710下方并且配置成控制反射板710的反射率并且因此控制反射光強度的附加電極712。眾多低功率技術可用于控制反射率，包含電子墨水技術、電致變色技術或使用像MEMS的結構。反射率控制面板704可以控制顯示器中反射的光的強度，并且MEMS裝置700可被用來控制反射的波長。
[0041]圖8示意性圖示具有類似于參考圖7所描述的控制面板704以及類似于參考圖4所描述的雙致動MEMS裝置的實施例的頂部802的示例混合MEMS裝置800。(為了簡潔的目的，相似數字在圖8所圖示的實施例中未示出)。概括地說，混合MEMS裝置700(800)可配置成控制反射光的波長和強度，從而確定由用戶感知的波長和強度。
[0042]在一些實施例中，例如上面所描述的模擬MEMS裝置的MEMS裝置可配置成減少設備的功耗。例如，包含彈性體彈簧的彈簧布置可用于MEMS裝置，而不是參考圖3中所描述的利用MEMS微細加工技術在基底上制成的機械結構。
[0043]圖9示意性圖示根據一些實施例，具有包括彈性體彈簧的彈簧布置的示例MEMS裝置900 JEMS裝置900以下面所描述的狀態902和904示出。MEMS裝置900可包含類似于上面所描述的可移動電極(反射板)130。如圖9所示，彈性體彈簧910可設置在所述可移動電極130的下方。在一些實施例中，彈性體彈簧910可以服務于用于在其中設置所述MEMS裝置900的顯示器(例如，頂0D)的波導的附加目的。
[0044]不同類型的彈性體可用于彈性體彈簧910。例如，可以使用諸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或其它具有低的楊氏模量并且可使用微細加工技術圖案化并且旋轉涂覆的彈性聚合物的彈性體。在操作中，當致動電壓施加到底電極120時，彈性體彈簧可提供與施加到可移動電極130的靜電力相反的阻力。可移動電極在由彈性體彈簧的厚度所限定的間隙內可朝向底部電極120移動(例如狀態902所示的“gl”到狀態904所示“g2”)。
[0045]在MEMS裝置900中使用彈性體彈簧910可能有一些優勢。例如，彈性體具有比空氣更高的介電常數，這可能增加電容并減小致動電壓。彈性體可具有比空氣更大的折射指數，從而減少在特定的波長提供相長干涉所需的間隙，增大電容，并且減小致動電壓。因為每個可移動電極開關消耗的力與所述致動電壓的平方成反比，由此可降低致動電壓。能量與所述致動電壓的平方成正比，