用于使用像素裝置電容的可變性對有源矩陣顯示器的電壓減小的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本文中描述用于減小更新具有可變電容的顯示元件的陣列所需的電壓的方法及裝置。在一個實施方案中，所述方法包含使用復(fù)位驅(qū)動線將顯示元件驅(qū)動到第一狀態(tài)。所述方法進一步包含使用列驅(qū)動線將所述顯示元件驅(qū)動到第二狀態(tài)。所述顯示元件的所述電容在所述第一狀態(tài)中比在所述第二狀態(tài)中高。
【專利說明】用于使用像素裝置電容的可變性對有源矩陣顯示器的電壓減小的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及減少有源矩陣尋址方案的能量消耗。
【背景技術(shù)】
[0002]機電系統(tǒng)包含具有電及機械元件、激活器、換能器、傳感器、光學(xué)組件(例如，鏡)及電子器件的裝置。可以多種尺寸制造機電系統(tǒng)，包含但不限于微米尺寸及納米尺寸。舉例來說，微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置可包含具有介于從大約一微米到數(shù)百微米或更大的范圍內(nèi)的大小的結(jié)構(gòu)。納米機電系統(tǒng)(NEMS)裝置可包含具有小于一微米的大小(舉例來說，包含小于數(shù)百納米的大小)的結(jié)構(gòu)。可使用沉積、蝕刻、光刻及/或蝕刻掉襯底及/或所沉積材料層的部分或添加層以形成電裝置及機電裝置的其它微機械加工工藝形成機電元件。
[0003]一種類型的機電系統(tǒng)裝置稱作干涉式調(diào)制器(IMOD)。如本文中所用，術(shù)語干涉式調(diào)制器或干涉式光調(diào)制器是指使用光學(xué)干涉原理選擇性地吸收及/或反射光的裝置。在一些實施方案中，干涉式調(diào)制器可包含一對導(dǎo)電板，所述對導(dǎo)電板中的一者或兩者可為全部或部分透明的及/或反射的且能夠在施加適當(dāng)電信號時相對運動。在實施方案中，一個板可包含沉積于襯底上的固定層且另一板可包含通過氣隙與所述固定層分離的反射膜。一個板相對于另一板的位置可改變?nèi)肷溆诟缮媸秸{(diào)制器上的光的光學(xué)干涉。干涉式調(diào)制器裝置具有廣泛的應(yīng)用，且預(yù)期用于改進現(xiàn)有產(chǎn)品及形成新產(chǎn)品，尤其是具有顯示能力的那些產(chǎn)品O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置各自具有數(shù)個創(chuàng)新性方面，所述方面中的單個方面均不單獨地決定本文中所揭示的所要屬性。
[0005]本發(fā)明中所描述的標(biāo)的物的一個創(chuàng)新性方面可以一種設(shè)備來實施，所述設(shè)備包含具有多個狀態(tài)的至少一個顯示元件，所述狀態(tài)中的每一者對應(yīng)于施加到所述至少一個顯示元件的多個電荷電平中的一者。所述多個狀態(tài)包含第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，其中所述顯示元件的電容在所述第一狀態(tài)中比在所述第二狀態(tài)中高。所述設(shè)備進一步包含驅(qū)動開關(guān)，所述驅(qū)動開關(guān)在通過驅(qū)動地址線尋址時將所述至少一個顯示元件耦合到驅(qū)動電壓線。所述設(shè)備進一步包含復(fù)位開關(guān)，所述復(fù)位開關(guān)在通過復(fù)位地址線尋址時將所述至少一個顯示元件耦合到復(fù)位電壓線。所述復(fù)位電壓線經(jīng)配置以在耦合到所述至少一個顯示元件時將所述至少一個顯示元件設(shè)定到所述第一狀態(tài)。
[0006]在另一創(chuàng)新性方面中，提供一種更新包含至少一個顯示元件的陣列的方法。所述方法包含將所述至少一個顯示元件耦合到復(fù)位電壓線，所述至少一個顯示元件具有至少第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，其中所述至少一個顯示元件的電容在所述第一狀態(tài)中比在所述第二狀態(tài)中高。所述方法進一步包含將所述至少一個顯示元件設(shè)定到所述第一狀態(tài)。所述方法進一步包含將所述至少一個顯示元件與所述復(fù)位電壓線解耦。所述方法進一步包含將所述至少一個顯示元件耦合到驅(qū)動電壓線。所述方法進一步包含將所述至少一個顯示元件驅(qū)動到所述第二狀態(tài)。
[0007]在另一創(chuàng)新性方面中，提供一種更新包含至少一個顯示元件行的陣列的方法。所述方法包含用復(fù)位電壓將至少一個顯示元件行預(yù)充電，所述至少一個行的所述顯示元件具有至少第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，其中所述至少一個行的所述顯示元件的電容在所述第一狀態(tài)中比在所述第二狀態(tài)中高。所述方法進一步包含等待所述至少一個顯示元件行中的所述顯示元件中的至少一些顯示元件達到所述第一狀態(tài)。所述方法進一步包含用驅(qū)動電壓將所述至少一個顯示元件行充電。所述方法進一步包含等待所述至少一個顯示元件行中的所述顯示元件中的至少一些顯示元件達到所述第二狀態(tài)。
[0008]在另一創(chuàng)新性方面中，提供一種設(shè)備。所述設(shè)備包含具有多個狀態(tài)的至少一個顯示元件,所述狀態(tài)中的每一者對應(yīng)于施加到所述至少一個顯示元件的多個電荷電平中的一者，所述多個狀態(tài)包含至少第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，其中所述顯示元件的電容在所述第一狀態(tài)中比在所述第二狀態(tài)中高。所述設(shè)備進一步包含用于在通過驅(qū)動地址線尋址時將所述至少一個顯示元件耦合到驅(qū)動電壓線的裝置。所述設(shè)備進一步包含用于將所述至少一個顯示元件耦合到復(fù)位電壓線的裝置。所述方法進一步包含用于將所述至少一個顯示元件設(shè)定到所述第一狀態(tài)的裝置。
[0009]在隨附圖式及以下描述中闡明本說明書中所描述的標(biāo)的物的一個或一個以上實施方案的細節(jié)。根據(jù)所述描述、圖式及權(quán)利要求書將明了其它特征、方面及優(yōu)點。注意，以下各圖的相對尺寸可能并未按比例繪制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1A及IB展示描繪呈兩個不同狀態(tài)的干涉式調(diào)制器(MOD)顯示裝置的像素的等角視圖的實例。
[0011]圖2展示圖解說明光學(xué)MEMS顯示裝置的驅(qū)動電路陣列的示意性電路圖的實例。
[0012]圖3是圖解說明圖2的驅(qū)動電路及相關(guān)聯(lián)顯示元件的結(jié)構(gòu)的一個實施方案的示意性部分橫截面的實例。
[0013]圖4是光學(xué)MEMS顯示裝置的示意性部分分解透視圖的實例，所述光學(xué)MEMS顯示裝置具有干涉式調(diào)制器陣列及具有嵌入電路的背板。
[0014]圖5是根據(jù)一個實施方案尋址干涉式調(diào)制器陣列的過程的流程圖。
[0015]圖6A是圖解說明耦合到驅(qū)動電路的顯示元件的代表性電路圖。
[0016]圖6B是圖解說明耦合到驅(qū)動電路的顯示元件的替代電路圖。
[0017]圖6C是圖解說明耦合到驅(qū)動電路的顯示元件的替代電路圖。
[0018]圖6D是圖解說明稱合到驅(qū)動電路的顯示元件的替代電路圖。
[0019]圖7是展示在干涉式調(diào)制器陣列中使用的圖6A及6B的電路的代表性電路圖。
[0020]圖8是展示在干涉式調(diào)制器陣列中使用的圖6C的電路的代表性電路圖。
[0021]圖9是展示在干涉式調(diào)制器陣列中使用的圖6D的電路的代表性電路圖。
[0022]圖10是用于根據(jù)圖5中展示的過程來尋址圖7中展示的干涉式調(diào)制器陣列的時序圖。
[0023]圖1lA及IlB展示圖解說明包含多個干涉式調(diào)制器的顯示裝置的系統(tǒng)框圖的實例。
[0024]圖12是具有光學(xué)MEMS顯示器的電子裝置的示意性分解透視圖的實例。
[0025]在各個圖式中,相似的參考編號及標(biāo)示指示相似的元件。
【具體實施方式】
[0026]以下詳細描述針對用于描述創(chuàng)新性方面的目的的某些實施方案。然而，可以多種不同方式應(yīng)用本文中的教示。所描述的實施方案可在經(jīng)配置以顯示圖像(無論是處于運動(例如，視頻)還是靜止的(例如，靜止圖像)，且無論是文本、圖形的還是圖片的)的任一裝置中實施。更特定來說，本發(fā)明預(yù)期:所述實施方案可在以下多種電子裝置中實施或可與所述電子裝置相關(guān)聯(lián):例如(但不限于)，移動電話、具有多媒體因特網(wǎng)能力的蜂窩式電話、移動電視接收器、無線裝置、智能電話、藍牙裝置、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或便攜式計算機、上網(wǎng)本、筆記本計算機、智能本、打印機、復(fù)印機、掃瞄儀、傳真裝置、GPS接收器/導(dǎo)航器、相機、MP3播放器、攝錄像機、游戲控制臺、手表、鐘表、計算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、電子閱讀裝置(例如，電子閱讀器)、計算機監(jiān)視器、汽車顯示器(例如，里程表顯示器等等)、駕駛艙控制件及/或顯示器、相機視圖顯示器(例如，車輛的后視相機的顯示器)、電子照片、電子告示牌或標(biāo)牌、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、微波爐、冰箱、立體聲系統(tǒng)、盒式錄音機或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、無線電設(shè)備、便攜式存儲器芯片、洗衣機、干衣機、洗衣機/干衣機、停車計時器、封裝(例如，機電系統(tǒng)(EMS)、MEMS及非MEMS)、美學(xué)結(jié)構(gòu)(例如，一件珠寶上的圖像顯示器)及多種機電系統(tǒng)裝置。本文中的教示還可用于非顯示應(yīng)用中，例如(但不限于):電子切換裝置、射頻濾波器、傳感器、加速計、陀螺儀、運動感測裝置、磁力計、消費型電子器件的慣性組件、消費型電子產(chǎn)品的部件、變?nèi)荻O管、液晶裝置、電泳裝置、驅(qū)動方案、制造工藝、電子測試設(shè)備。因此，所述教示并不打算限于僅描繪于各圖中的實施方案，而是具有所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明了的寬廣適用性。
[0027]本文中所描述的裝置及方法涉及顯示元件，其在將所要數(shù)據(jù)寫入到所述顯示元件之前被復(fù)位到高電容狀態(tài)。顯示器的電力耗散通常以驅(qū)動數(shù)據(jù)線所需的電力為主，而用于驅(qū)動行線上的柵極的電力少得多。此情形的主要原因在于驅(qū)動數(shù)據(jù)線的電力包含行數(shù)的附加倍增因子。下文描述的顯示裝置及相關(guān)聯(lián)方法通過在驅(qū)動數(shù)據(jù)線之前將顯示元件的狀態(tài)設(shè)定到高電容狀態(tài)來減少驅(qū)動數(shù)據(jù)線所需的電力。此招致行驅(qū)動過程所耗散的額外電力的成本。然而，所添加的行耗散比數(shù)據(jù)線耗散的減少要少得多，以實現(xiàn)效率的總體改進。
[0028]在圖1中圖解說明包含干涉式MEMS顯示元件的一個干涉式調(diào)制器顯示器實施方案。在這些裝置中，像素處于亮狀態(tài)或暗狀態(tài)。在亮(“松弛”或“打開”)狀態(tài)中，所述顯示元件將入射可見光的一大部分反射到用戶。當(dāng)在暗(“激活”或“關(guān)閉”)狀態(tài)中，所述顯示元件將很少的入射可見光反射到用戶。取決于實施方案，可顛倒“接通”狀態(tài)及“關(guān)斷”狀態(tài)的光反射性質(zhì)。MEMS像素可經(jīng)配置以主要按選定色彩反射，從而除黑色及白色的外亦允許一彩色顯示。
[0029]可應(yīng)用所描述的實施方案的適合MEMS裝置的實例為反射式顯示裝置。反射式顯示裝置可并入有用以使用光學(xué)干涉原理選擇性地吸收及/或反射入射于其上的光的干涉式調(diào)制器(IMOD)。IMOD可包含吸收體、可相對于所述吸收體移動的反射體及界定于所述吸收體與所述反射體之間的光學(xué)共振腔。所述反射體可移動到兩個或兩個以上不同位置，此可改變光學(xué)共振腔的大小且借此影響所述干涉式調(diào)制器的反射比。MOD的反射光譜可形成可跨越可見波長移位以產(chǎn)生不同色彩的相當(dāng)寬的光譜帶?？赏ㄟ^改變光學(xué)共振腔的厚度(即，通過改變反射體的位置)來調(diào)整所述光譜帶的位置。
[0030]圖1A及IB展示描繪呈兩個不同狀態(tài)的干涉式調(diào)制器(MOD)顯示裝置的像素的等角視圖的實例。所述IMOD顯示裝置包含一個或一個以上干涉式MEMS顯示元件。在這些裝置中，MEMS顯示元件的像素可處于亮或暗狀態(tài)。在亮(“松弛”、“打開”或“接通”)狀態(tài)中，所述顯示元件將入射可見光的一大部分反射到(例如)用戶。相反地，在暗(“激活”、“關(guān)閉”或“關(guān)斷”)狀態(tài)中，所述顯示元件反射甚少的入射可見光。在一些實施方案中，可反轉(zhuǎn)接通與關(guān)斷狀態(tài)的光反射性質(zhì)。MEMS像素可經(jīng)配置以主要在特定波長下反射，從而允許除黑色及白色以外還進行彩色顯示。
[0031]IMOD顯不裝置可包含行/列IMOD陣列。每一 IMOD可包含一對反射層，即，可移動反射層及固定部分反射層，所述對反射層以彼此相距可變且可控的距離進行定位以形成氣隙(還稱作光學(xué)間隙或腔)。所述可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在第一位置(即，松弛位置)中，可移動反射層可定位于距固定部分反射層相對大的距離處。在第二位置(即，激活位置)中，可移動反射層可更靠近于部分反射層而定位。取決于可移動反射層的位置，從兩個層反射的入射光可以相長或相消方式干涉，從而產(chǎn)生每一像素的總體反射或非反射狀態(tài)。在一些實施方案中，所述IMOD可在未被激活時處于反射狀態(tài)，從而反射在可見光譜內(nèi)的光，且可在未被激活時處于暗狀態(tài)，從而反射在可見范圍之外的光(例如，紅外光)。然而，在一些其它實施方案中，頂OD可在未被激活時處于暗狀態(tài)且在被激活時處于反射狀態(tài)。在一些實施方案中，引入所施加電壓可驅(qū)動像素改變狀態(tài)。在一些其它實施方案中，所施加電荷可驅(qū)動像素改變狀態(tài)。
[0032]圖1A及IB中的所描繪像素描繪M0D12的兩個不同狀態(tài)。在圖1A中的M0D12中，將可移動反射層14圖解說明為處于距包含部分反射層的光學(xué)堆疊16預(yù)定(例如，經(jīng)設(shè)計)距離處的松弛位置。由于在圖1A中未跨越IM0D12施加任何電壓，因此可移動反射層14保持處于松她或激活狀態(tài)。在圖1B中的IM0D12中，將可移動反射層14圖解說明為處于激活位置且鄰近于或幾乎鄰近于光學(xué)堆疊16。在圖1B中跨越M0D12施加的電壓Vartuate足以將可移動反射層14激活到激活位置。
[0033]在圖1A及IB中，大體圖解說明像素12的反射性質(zhì)，其中箭頭13指示入射于像素12上的光且光15從左側(cè)像素12反射。雖然未詳細地圖解說明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，入射于像素12上的光13的大部分將穿過透明襯底20朝向光學(xué)堆疊16透射。入射于光學(xué)堆疊16上的光的一部分將透射穿過光學(xué)堆疊16的部分反射層，且一部分將往回反射穿過透明襯底20。光13的透射穿過光學(xué)堆疊16的部分將在可移動反射層14處往回朝向(且穿過)透明襯底20反射。從光學(xué)堆疊16的部分反射層反射的光與從可移動反射層14反射的光之間的干涉(相長性或相消性)將確定從像素12反射的光15的波長。
[0034]光學(xué)堆疊16可包含單個層或數(shù)個層。所述層可包含電極層、部分反射且部分透射層及透明電介質(zhì)層中的一者或一者以上。在一些實施方案中，光學(xué)堆疊16為導(dǎo)電、部分透明且部分反射的，且可(舉例來說)通過將以上層中的一者或一者以上沉積到透明襯底20上來制作。所述電極層可由多種材料形成，例如各種金屬，舉例來說，氧化銦錫(ITO)。所述部分反射層可由多種部分反射的材料形成，例如各種金屬，例如鉻(Cr)、半導(dǎo)體及電介質(zhì)。所述部分反射層可由一個或一個以上材料層形成，且所述層中的每一者可由單一材料或材料的組合形成。在一些實施方案中，光學(xué)堆疊16可包含單個半透明厚度的金屬或半導(dǎo)體，其充當(dāng)光學(xué)吸收體及導(dǎo)體兩者，同時(例如光學(xué)堆疊16或IMOD的其它結(jié)構(gòu)的)不同的更多導(dǎo)電層或部分可用于在IMOD像素之間運送信號。光學(xué)堆疊16還可包含覆蓋一個或一個以上導(dǎo)電層或?qū)щ?吸收層的一個或一個以上絕緣或電介質(zhì)層。
[0035]在一些實施方案中,光學(xué)堆疊16或下部電極在每一像素處接地。在一些實施方案中，此可通過將連續(xù)光學(xué)堆疊16沉積到襯底20上并將連續(xù)光學(xué)堆疊16的在所沉積層的外圍處的至少一部分接地而實現(xiàn)。在一些實施方案中，可將高度導(dǎo)電且反射的材料(例如鋁(Al))用于可移動反射層14。可移動反射層14可形成為沉積于柱18及在柱18之間沉積的介入犧牲材料的頂部上的一或若干金屬層。當(dāng)蝕刻掉所述犧牲材料時，可在可移動反射層14與光學(xué)堆疊16之間形成經(jīng)界定間隙19或光學(xué)腔。在一些實施方案中，柱18之間的間隔可為約Ium到lOOOum，而間隙19可小于或等于約10，000釤(A)
[0036]在一些實施方案中，所述MOD的每一像素(無論是處于激活狀態(tài)還是松弛狀態(tài))基本上均為由固定反射層及移動反射層形成的電容器。當(dāng)不施加電壓時，可移動反射層14a保持處于機械松弛狀態(tài)，如圖1A中的像素12所圖解說明，其中可移動反射層14與光學(xué)堆疊16之間具有間隙19。然而，當(dāng)向可移動反射層14及光學(xué)堆疊16中的至少一者施加電位差(例如，電壓)時，在對應(yīng)像素處形成的電容器變得被充電，且靜電力將所述電極拉在一起。如果所施加的電壓超過閾值，那么可移動反射層14可變形且移動而接近或抵靠光學(xué)堆疊16。光學(xué)堆疊16內(nèi)的電介質(zhì)層(未展示)可防止短路且控制層14與16之間的分離距離，如圖1B中的經(jīng)激活像素12所圖解說明。不管所施加電位差的極性如何，行為均相同。雖然在一些實例中可將陣列中的一系列像素稱作“行”或“列”，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，將一個方向稱作“行”且將另一方向稱作“列”是任意的。重申，在一些定向中，可將行視為列，且將列視為行。此外，顯示元件可均勻地布置成正交的行與列(“陣列”)，或布置成非線性配置，舉例來說，相對于彼此具有某些位置偏移(“鑲嵌塊”)。術(shù)語“陣列”及“鑲嵌塊”可指代任一配置。因此，雖然將顯示器稱作包含“陣列”或“鑲嵌塊”，但在任一實例中，元件本身不需要彼此正交地布置或安置成均勻分布，而是可包含具有不對稱形狀及不均勻分布元件的布置。
[0037]在一些實施方案中，例如在一系列IMOD或一 IMOD陣列中，光學(xué)堆疊16可用作將共用電壓提供到IM0D12的一側(cè)的共用電極?？梢苿臃瓷鋵?4可形成為布置成(舉例來說)矩陣形式的單獨板陣列。所述單獨板可被供應(yīng)用于驅(qū)動IM0D12的電壓信號。
[0038]根據(jù)上文所陳述的原理操作的干涉式調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的細節(jié)可廣泛地變化。舉例來說，每一 IM0D12的可移動反射層14可僅在拐角處(例如，在系鏈上)附接到支撐件。如圖3中所展示，平坦的相對剛性的可移動反射層14可從可由柔性金屬形成的可變形層34懸垂。此架構(gòu)允許用于調(diào)制器的機電方面及光學(xué)方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料獨立于彼此而選擇及起作用。因此，用于可移動反射層14的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料可關(guān)于光學(xué)性質(zhì)而優(yōu)化，且用于可變形層34的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料可關(guān)于所要機械性質(zhì)而優(yōu)化。舉例來說，可移動反射層14部分可為鋁，且可變形層34部分可為鎳?？勺冃螌?4可圍繞可變形層34的周界直接或間接地連接到襯底20。這些連接可形成支撐柱18。
[0039]在例如圖1A及IB中所展示的實施方案的實施方案中，MOD充當(dāng)直視裝置，其中從透明襯底20的前側(cè)(即，與其上布置有調(diào)制器的側(cè)相對的側(cè))觀看圖像。在這些實施方案中，可對所述裝置的背面部分(即，所述顯示裝置的在可移動反射層14后面的任一部分，舉例來說，包含圖3中所圖解說明的可變形層34)進行配置及操作而不影響或負面地影響顯示裝置的圖像質(zhì)量，因為反射層14光學(xué)屏蔽所述裝置的所述部分。舉例來說，在一些實施方案中，可在可移動反射層14后面包含總線結(jié)構(gòu)(未圖解說明)，其提供將調(diào)制器的光學(xué)性質(zhì)與調(diào)制器的機電性質(zhì)(例如電壓尋址及由此尋址產(chǎn)生的移動)分離的能力。
[0040]圖2展示圖解說明光學(xué)MEMS顯示裝置的驅(qū)動電路陣列200的示意性電路圖的實例。驅(qū)動電路陣列200可用于實施用于將圖像數(shù)據(jù)提供到顯示陣列組合件的顯示元件Dll到Dmn的有源矩陣尋址方案。
[0041]驅(qū)動電路陣列200包含數(shù)據(jù)驅(qū)動器210、柵極驅(qū)動器220、第一到第m數(shù)據(jù)線DLl到DLm、第一到第n柵極線GLl到GLn以及開關(guān)或切換電路S11到Smn的陣列。數(shù)據(jù)線DLl到DLm中的每一者從數(shù)據(jù)驅(qū)動器210延伸，且電連接到相應(yīng)列的開關(guān)S11到Sln、S21到S2n、…、Sffll到Smn。柵極線GLl到GLn中的每一者從柵極驅(qū)動器220延伸，且電連接到相應(yīng)行的開關(guān)S11到Sml、S12到Sm2、…、Sln到Smn。開關(guān)S11到Smn電耦合于數(shù)據(jù)線DLl到DLm中的一者與顯示元件D11到Dmn中的相應(yīng)一者之間，且經(jīng)由柵極線GLl到GLn中的一者從柵極驅(qū)動器220接收切換控制信號。開關(guān)S11到Snm被圖解說明為單個FET晶體管，但可采取多種形式，例如兩個晶體管傳輸柵極(用于沿兩個方向的電流流動)或甚至機械MEMS開關(guān)。
[0042]數(shù)據(jù)驅(qū)動器210可從顯示器外部接收圖像數(shù)據(jù)，且可經(jīng)由數(shù)據(jù)線DLl到DLm將圖像數(shù)據(jù)以電壓信號的形式在逐行基礎(chǔ)上提供到開關(guān)S11到Smn。柵極驅(qū)動器220可通過接通與特定行的顯示元件D11到Dml, D12到Dm2,…、Dln到Dnm相關(guān)聯(lián)的開關(guān)S11到Sml, S12到Sm2>…、Sln到Smn來選擇所述選 定行的顯示元件D11到Dml、D12到Dm2、…、D11^IjDmM當(dāng)接通所述選定行中的開關(guān)S11到Sml、S12到Sm2、…、Sln到Smn時，將來自數(shù)據(jù)驅(qū)動器210的圖像數(shù)據(jù)傳遞到選定行的顯示元件D11到Dml、D12到Dm2、…、Dln到0?。
[0043]在操作期間，柵極驅(qū)動器220可經(jīng)由柵極線GLl到GLn中的一者將電壓信號提供到選定行中的開關(guān)S11到Snm的柵極，借此接通開關(guān)S11到Smn。在數(shù)據(jù)驅(qū)動器210將圖像數(shù)據(jù)提供到所有數(shù)據(jù)線DLl到DLm之后，可接通選定行的開關(guān)S11到Smn以將圖像數(shù)據(jù)提供到選定行的顯示元件D11到Dml、D12到Dm2、…、Dln到Dmn,借此顯示圖像的一部分。舉例來說，可將與所述行中將被激活的像素相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)線DL設(shè)定到(例如)10伏特(可為正的或負的)，且可將與所述行中將被釋放的像素相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)線DL設(shè)定到(例如)0伏特。接著，斷言給定行的柵極線GL，從而接通所述行中的開關(guān)，且將選定數(shù)據(jù)線電壓施加到所述行的每一像素。此將已施加有10伏特的像素充電及激活，且將已施加有0伏特的像素放電及釋放。接著，可關(guān)斷開關(guān)S11到S,。顯示元件D11到Dml、D12到Dm2、…、Dln到Dmn可保持圖像數(shù)據(jù)，因為當(dāng)開關(guān)關(guān)斷時經(jīng)激活像素上的電荷將被保留(通過絕緣體及關(guān)斷狀態(tài)開關(guān)的某種泄漏除外)。大體來說，此泄漏足夠低以將圖像數(shù)據(jù)保留于像素上，直到將另一組數(shù)據(jù)寫入到所述行為止?？蓪γ恳浑S后行重復(fù)這些步驟，直到已選擇所有行且已將圖像數(shù)據(jù)提供到其為止。在圖2的實施方案中，光學(xué)堆疊16在每一像素處接地。在一些實施方案中，此可通過將連續(xù)光學(xué)堆疊16沉積到襯底上并在所沉積層的外圍處將整個薄片接地而實現(xiàn)。
[0044]圖3是圖解說明圖2的驅(qū)動電流及相關(guān)聯(lián)顯示元件的結(jié)構(gòu)的一個實施方案的示意性部分橫截面的實例。驅(qū)動電路陣列200的一部分201包含在第二列及第二行處的開關(guān)S22以及相關(guān)聯(lián)顯示元件D22。在所圖解說明的實施方案中，開關(guān)S22包含晶體管80。驅(qū)動電路陣列200中的其它開關(guān)可具有與開關(guān)S22相同的配置，或可(舉例來說)通過改變結(jié)構(gòu)、極性或材料而不同地配置。
[0045]圖3還包含顯示陣列組合件110的一部分，以及背板120的一部分。顯示陣列組合件110的所述部分包含圖2的顯示元件D22。顯示元件D22包含前襯底20的一部分、形成于前襯底20上的光學(xué)堆疊16的一部分、形成于光學(xué)堆疊16上的支撐件18、由支撐件18支撐的可移動反射層14 (或連接到可變形層34的可移動電極)及將可移動反射層14電連接到背板120的一個或一個以上組件的互連件126。
[0046]背板120的所述部分包含圖2的第二數(shù)據(jù)線DL2及開關(guān)S22，其嵌入于背板120中。背板120的所述部分還包含至少部分地嵌入于其中的第一互連件128及第二互連件124。第二數(shù)據(jù)線DL2實質(zhì)上水平地延伸穿過背板120。開關(guān)S22包含晶體管80，其具有源極82、漏極84、在源極82與漏極84之間的溝道86以及上覆于溝道86上的柵極88。晶體管80可為(例如)薄膜晶體管(TFT)或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。晶體管80的柵極可由垂直于數(shù)據(jù)線DL2延伸穿過背板120的柵極線GL2形成。第一互連件128將第二數(shù)據(jù)線DL2電耦合到晶體管80的源極82。
[0047]晶體管80通過穿過背板120的一個或一個以上通孔160耦合到顯示元件D22。通孔160填充有導(dǎo)電材料以提供顯示陣列組合件110的組件(舉例來說，顯示元件D22)與背板120的組件之間的電連接。在所圖解說明的實施方案中，第二互連件124穿過通孔160形成，且將晶體管80的漏極84電耦合到顯示陣列組合件110。背板120還可包含將驅(qū)動電路陣列200的前述組件電絕緣的一個或一個以上絕緣層129。
[0048]將圖3的光學(xué)堆疊16圖解說明為三個層:上文所描述的頂部電介質(zhì)層、上文也描述的中間部分反射層(例如鉻)及包含透明導(dǎo)體(例如氧化銦錫(ITO))的下部層。共用電極由ITO層形成且可在顯示器的外圍處耦合到接地。在一些實施方案中，光學(xué)堆疊16可包含更多或更少的層。舉例來說，在一些實施方案中，光學(xué)堆疊16可包含覆蓋一個或一個以上導(dǎo)電層或組合式導(dǎo)電/吸收層的一個或一個以上絕緣層或電介質(zhì)層。
[0049]圖4是光學(xué)MEMS顯示裝置30的示意性部分分解透視圖的實例，所述光學(xué)MEMS顯示裝置具有干涉式調(diào)制器陣列及具有嵌入電路的背板。顯示裝置30包含顯示陣列組合件110及背板120。在一些實施方案中，顯示陣列組合件110及背板120可在附接于一起之前單獨地預(yù)形成。在一些其它實施方案中，可以任何適合方式制作顯示裝置30，例如通過經(jīng)由沉積而在顯示陣列組合件110上方形成背板120的組件。
[0050]顯示陣列組合件110可包含前襯底20、光學(xué)堆疊16、支撐件18、可移動反射層14及互連件126。背板120可包含至少部分地嵌入于其中的背板組件122，及一個或一個以上背板互連件124。
[0051]顯示陣列組合件110的光學(xué)堆疊16可為覆蓋前襯底20的至少陣列區(qū)的實質(zhì)上連續(xù)層。光學(xué)堆疊16可包含電連接到接地的實質(zhì)上透明導(dǎo)電層。反射層14可彼此分離且可具有(例如)正方形或矩形形狀?？梢苿臃瓷鋵?4可布置成矩陣形式使得可移動反射層14中的每一者可形成顯示元件的部分。在圖4中所圖解說明的實施方案中，可移動反射層14在四個拐角處由支撐件18支撐。
[0052]顯示陣列組合件110的互連件126中的每一者用于將可移動反射層14中的相應(yīng)一者電耦合到一個或一個以上背板組件122 (例如，晶體管S及/或其它電路元件)。在所圖解說明的實施方案中，顯示陣列組合件110的互連件126從可移動反射層14延伸且經(jīng)定位以接觸背板互連件124。在另一實施方案中，顯示陣列組合件110的互連件126可至少部分地嵌入于支撐件18中，同時通過支撐件18的頂表面暴露。在此實施方案中，背板互連件124可經(jīng)定位以接觸顯示陣列組合件110的互連件126的經(jīng)暴露部分。在又一實施方案中，背板互連件124可從背板120朝向可移動反射層14延伸以便接觸可移動反射層14且借此電連接到可移動反射層14。
[0053]已將上文所描述的干涉式調(diào)制器描述為具有至少第一狀態(tài)及第二狀態(tài)的雙穩(wěn)態(tài)元件，在這些實施方案中所述狀態(tài)包含松弛狀態(tài)及激活狀態(tài)。然而，以上及下列描述也可與具有一系列狀態(tài)的模擬干涉式調(diào)制器一起使用。舉例來說，模擬干涉式調(diào)制器可具有紅色狀態(tài)、綠色狀態(tài)、藍色狀態(tài)、黑色狀態(tài)及白色狀態(tài)以及其它色彩狀態(tài)。因此，單個干涉式調(diào)制器可經(jīng)配置而具有在光譜的寬廣范圍上具有不同光反射性質(zhì)的多種狀態(tài)。
[0054]對于上文所描述的雙穩(wěn)態(tài)顯示元件,顯示元件的狀態(tài)取決于裝置上的電荷。此外，裝置的電容并不恒定，而是可取決于裝置的狀態(tài)而改變達5倍或5倍以上、有時10倍或10倍以上，舉例來說，從幾微微法拉到幾十微微法拉，因為兩個電極在不同狀態(tài)下改變其相對分離。由于Q=CV,因此當(dāng)裝置處于高電容狀態(tài)時可借助較低輸入電壓將給定電荷放置于顯示元件上。下文所描述的實施方案在將使用行線寫入的顯示元件上放置某一電荷以將所述元件置于相對于至少一種其它狀態(tài)具有較高電容的狀態(tài)(其可稱為“高電容狀態(tài)”)中，之后借助數(shù)據(jù)線寫入到顯示元件。
[0055]圖5的流程圖圖解說明此過程，其中圖5是根據(jù)一個實施方案尋址干涉式調(diào)制器陣列的過程的流程圖?，F(xiàn)在參考圖5，在框820處，將復(fù)位電壓施加到一行中的每一顯示元件以將所述行中的每一顯示元件設(shè)定到高電容狀態(tài)。在框822處，將圖像數(shù)據(jù)寫入到所述行。在框824處，將復(fù)位電壓施加到后續(xù)行中的每一顯示元件以將所述后續(xù)行中的每一顯示元件設(shè)定到高電容狀態(tài)。在框826處，將圖像數(shù)據(jù)寫入到所述后續(xù)行。如在框828處所展示，繼續(xù)此過程直到寫入幀的所有所要行為止。如下文進一步解釋，框822及824可在時間上重疊。
[0056]將了解，在將顯示元件置于高電容狀態(tài)中之后發(fā)生的數(shù)據(jù)寫入過程可將其狀態(tài)從高電容狀態(tài)改變到較低電容狀態(tài)。為了實現(xiàn)電力節(jié)省，在數(shù)據(jù)寫入周期的大部分或全部期間當(dāng)將電荷添加到顯示元件或從顯示元件移除時，顯示元件可保持在相對高電容狀態(tài)中。對于例如上文所描述的機電顯示元件的機電顯示元件，情況將同樣如此，因為這些元件的機械響應(yīng)時間可通常比在數(shù)據(jù)寫入期間的電荷轉(zhuǎn)移所需的時間慢得多。
[0057]圖6A到6D中的每一者是圖解說明耦合到驅(qū)動電路的顯示元件的實例的替代電路圖。這些電路可實施如圖5中所展示的過程的一個實例。圖6A是圖解說明耦合到驅(qū)動電路的顯示元件的實例的代表性電路圖。如圖6A中所展示，顯示元件805的第二端子910耦合到接地。此外，第一端子807通過開關(guān)811選擇性地耦合到列線815。如上文關(guān)于圖2所論述，開關(guān)811可由在行線813上發(fā)送的信號控制。因此，在斷言行線813時，顯示元件805可由當(dāng)耦合到列線815時在列線815上發(fā)送的電壓驅(qū)動。
[0058]列線815的第一端子807還可通過開關(guān)909選擇性地耦合到復(fù)位電壓。開關(guān)909可(舉例來說)由斷開及閉合開關(guān)909的復(fù)位信號控制。所述復(fù)位信號可沿著復(fù)位線819發(fā)送。所述復(fù)位信號可由(舉例來說)圖2的柵極驅(qū)動器220發(fā)送。因此，當(dāng)閉合開關(guān)909時,顯示元件805可接收電壓Vras6t。此電壓可用于將顯示元件805的狀態(tài)復(fù)位到高電容狀態(tài)。在一個實施方案中，復(fù)位電壓輸入線817是為同一陣列中的所有顯不兀件805為所共用的。在下文進一步描述的一些其它實施方案中，復(fù)位電壓輸入線817是為同一行中的所有顯示元件805所共用的。
[0059]圖6B是圖解說明耦合到驅(qū)動電路的顯示元件的替代電路圖。圖6B類似于圖6A。然而，代替開關(guān)909將第一端子807選擇性地耦合到Vreset,開關(guān)909將第一端子807選擇性地耦合到接地。因此，當(dāng)閉合開關(guān)909時，顯示元件805可接收接地電壓。此電壓可用于在其中通過使兩側(cè)接地而將顯示元件置于高電容狀態(tài)中的那些情況中將顯示元件的狀態(tài)復(fù)位到高電容狀態(tài)。此并非是上文詳細描述的干涉式調(diào)制器設(shè)計的情況，但對于具有狀態(tài)相依電容的其它顯示元件設(shè)計可同樣如此。
[0060]還可通過控制顯示元件的連接到線910的另一側(cè)上的電壓而將顯示元件復(fù)位到高電容狀態(tài)。圖6C是圖解說明耦合到驅(qū)動電路的顯示元件的替代電路圖。如圖6C中所展示，第一端子807通過開關(guān)811選擇性地耦合到列線815。開關(guān)811可由在行線813上發(fā)送的信號控制。此外，顯示元件805的第二端子910通過開關(guān)909選擇性地耦合到復(fù)位電壓線。在一個實施方案中，復(fù)位電壓線是為與顯示元件805在同一行中的所有顯示元件805所共用的。因此，當(dāng)閉合開關(guān)811、909時，顯示元件805可接收列線電壓與復(fù)位電壓之間的差的電壓。此電壓可用于將顯示元件805的狀態(tài)復(fù)位到高電容狀態(tài)。在數(shù)據(jù)寫入與保持周期期間，干涉式調(diào)制器的耦合到線910的側(cè)可通過開關(guān)920系連到適當(dāng)?shù)膶懭肱c保持電壓。
[0061]圖6D是圖解說明耦合到驅(qū)動電路的另一顯示元件的替代電路圖。如圖6D中所展示，顯示元件805的第一端子807通過開關(guān)811選擇性地耦合到列線815。如上文關(guān)于圖2所論述，開關(guān)811可由在行線813上發(fā)送的信號控制。此外，顯示元件805的第二端子910耦合到復(fù)位電壓線，所述復(fù)位電壓線可為每一行特定的且通過柵極驅(qū)動器(例如，圖2的220)選擇性地施加。因此，當(dāng)閉合開關(guān)811且將復(fù)位電壓施加到線910時，顯示元件805可接收列線電壓與復(fù)位電壓之間的差的電壓。在數(shù)據(jù)寫入與保持周期期間，施加到線910的電壓可轉(zhuǎn)變?yōu)檫m當(dāng)?shù)膶懭肱c保持電壓。
[0062]圖7、8及9是分別展示圖6A / 6B、6C及6D的個別電路的電路圖，所述個別電路并入到顯示元件(在這些圖中，其為如上文詳細描述的干涉式調(diào)制器)陣列中。針對模擬電路元件提供相同設(shè)計。圖7是展示在干涉式調(diào)制器陣列中使用的圖6A及6B的電路的代表性電路圖。在圖7的實施方案中，開關(guān)909的一側(cè)耦合到線817上的電壓供應(yīng)VMset，而開關(guān)909的另一側(cè)耦合到線807。電壓Vreset可不被切換，且可為連續(xù)施加到所有行中的開關(guān)909的恒定電壓。開關(guān)909的柵極由連同數(shù)據(jù)寫入柵極驅(qū)動線GL1A、813—起連接到行驅(qū)動器(例如，圖2的電路220)的復(fù)位柵極驅(qū)動GL1B、819驅(qū)動。晶體管909及額外電壓與驅(qū)動線可與主寫入晶體管811 —起并入到如上文所描述的背板中。在操作中，可首先斷言柵極線GL1B，從而將復(fù)位電壓施加到顯示元件805且將所述行中的所有顯示元件設(shè)定到高電容狀態(tài)。接著，可將柵極線GLlB解除斷言，針對所述行的圖像數(shù)據(jù)將所述行的數(shù)據(jù)線置于適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)中，且可通過斷言柵極線GLlA而寫入所述數(shù)據(jù)。由于顯示元件已處于高電容狀態(tài)，因此施加到數(shù)據(jù)線DLl到DLN的數(shù)據(jù)電壓可比原本可能的數(shù)據(jù)電壓低得多，從而導(dǎo)致顯著電力節(jié)省。如上文關(guān)于圖6A及6B所提及，電壓Vreset可為用于所涉及的顯示元件的任何適合電壓，在適于顯示元件的本質(zhì)的情況下包含接地電壓。
[0063]圖8是展示在干涉式調(diào)制器陣列中使用的圖6C的電路的代表性電路圖。在此實施方案中，將復(fù)位電壓Vreset施加到線910而非顯示元件的另一側(cè)上的線807。在寫入操作期間且也可能在寫入所述行之后于數(shù)據(jù)保持周期期間使用第二開關(guān)920將適當(dāng)電壓(例如，接地電壓)施加到線910。在此實施方案中，通過閉合開關(guān)811及909兩者(通常在正寫入前一行或前幾行的相同時間)來施加復(fù)位電壓，如下文進一步描述。雖然在此周期期間可改變數(shù)據(jù)線DLl到DLN上的電壓，但復(fù)位電壓可經(jīng)選擇以甚至在顯示元件的另一側(cè)上有此電位變化的情況下也復(fù)位顯示元件。舉例來說，如果干涉式調(diào)制器在10伏特或更高下激活，且在2伏特或更低下釋放，那么施加到DLl (線815)的數(shù)據(jù)電壓可取決于在寫入之后的所要狀態(tài)而為O或+10V，在寫入周期期間從線819施加到調(diào)制器的另一側(cè)的寫入電壓可為O伏特，且線817上的復(fù)位電壓可被設(shè)定到-10V。在此情況中，無論在前一行的同時數(shù)據(jù)寫入循環(huán)期間DLl的狀態(tài)如何，正被復(fù)位的后續(xù)行中的干涉式調(diào)制器將在復(fù)位循環(huán)期間被激活到高電容狀態(tài)，因為跨越正被復(fù)位的行的調(diào)制器的電壓將為10伏特或20伏特。對于上文詳細描述的顯示元件，舉例來說，晶體管920及909可同樣并入到背板中，且線910可布線到前面板在支撐柱18中或支撐柱18上?；蛘?，此電路可直接沉積到前面板的適當(dāng)區(qū)域上。
[0064]圖9是展示在干涉式調(diào)制器陣列中使用的圖6D的電路的代表性電路圖。在此實施方案中，消除圖8的晶體管909及920，且行線GLlB可在行驅(qū)動器電路(例如，圖2的柵極驅(qū)動器220)處切換以針對所述行在復(fù)位周期期間輸出復(fù)位電壓及在寫入與保持周期處輸出寫入與保持電壓。
[0065]圖10是用于根據(jù)圖5中所展示的過程來尋址在圖7中所展示的干涉式調(diào)制器陣列的時序圖。在圖10的實施方案中，在第一時間周期1302期間將干涉式調(diào)制器805中的每一者設(shè)定到所要高電容復(fù)位狀態(tài)。如所展示，通過以下方式將一行中的每一干涉式調(diào)制器805設(shè)定到此狀態(tài):將GLIB、GL2B、GL3B等斷言達足以在逐行的基礎(chǔ)上設(shè)定干涉式調(diào)制器805的狀態(tài)的第一時間周期1302(例如，機械響應(yīng)時間)。在此之后，針對所述行設(shè)定列線DLl到DLN上的數(shù)據(jù)，且通過將柵極線GLIA、GL2A、GL3A等斷言達時間周期1303來閉合寫入開關(guān)以將相應(yīng)行中的每一干涉式調(diào)制器805設(shè)定到所要數(shù)據(jù)狀態(tài)。由于與在寫入過程期間設(shè)定最終電荷狀態(tài)所需的時間相比用于復(fù)位的機械響應(yīng)時間通常為長的，因此時間周期1302可比時間周期1303長。因此，其間將復(fù)位電壓施加到每一行的時間周期可針對若干個在前行(例如，2個或3個行)與寫入周期重疊。此允許復(fù)位與寫入周期的“管線化”，其中在正寫入行N時，行N+1及/或N+2及/或N+3等可正經(jīng)歷復(fù)位過程。此允許比首先復(fù)位且接著寫入每一行之后才進行到復(fù)位及寫入下一行將出現(xiàn)的情況更快的幀更新。
[0066]圖1lA及IlB展示圖解說明包含多個干涉式調(diào)制器的顯示裝置40的系統(tǒng)框圖的實例。舉例來說，顯示裝置40可為蜂窩式或移動電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其輕微變化形式也為對各種類型的顯示裝置的說明，例如，電視、電子閱讀器及便攜式媒體播放器。
[0067]顯示裝置40包含外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入裝置48及麥克風(fēng)46。外殼41可由多種制造工藝中的任一者形成,包含注射模制及真空形成。另外,夕卜殼41可由多種材料中的任一者制成，包含(但不限于):塑料、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其組合。外殼41可包含可裝卸部分(未展示)，其可與其它不同色彩或含有不同標(biāo)識、圖片或符號的可裝卸部分互換。
[0068]顯示器30可為多種顯示器中的任一者，包含本文中所描述的雙穩(wěn)態(tài)或模擬顯示器。顯示器30還可經(jīng)配置以包含平板顯示器(例如等離子顯示器、EL、OLED, STN IXD或TFT LCD)或非平板顯示器(例如CRT或其它管式裝置)。另外，顯示器30可包含干涉式調(diào)制器顯示器，如本文中所描述。
[0069]在圖1lB中示意性地圖解說明顯示裝置40的組件。顯示裝置40包含外殼41，且可包含至少部分地包封于其中的額外組件。舉例來說，顯示裝置40包含網(wǎng)絡(luò)接口 27，網(wǎng)絡(luò)接口 27包含耦合到收發(fā)器47的天線43。收發(fā)器47連接到處理器21，處理器21連接到調(diào)節(jié)硬件52。調(diào)節(jié)硬件52可經(jīng)配置以對信號進行調(diào)節(jié)(例如，對信號進行濾波)。調(diào)節(jié)硬件52連接到揚聲器45及麥克風(fēng)46。處理器21還連接到輸入裝置48及驅(qū)動器控制器29。驅(qū)動器控制器29耦合到幀緩沖器28且耦合到陣列驅(qū)動器22，陣列驅(qū)動器22又耦合到顯示陣列30。電力供應(yīng)器50可按特定顯示裝置40設(shè)計的需要而向所有組件提供電力。
[0070]網(wǎng)絡(luò)接口 27包含天線43及收發(fā)器47，使得顯示裝置40可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與一個或一個以上裝置通信。網(wǎng)絡(luò)接口 27還可具有一些處理能力以減輕(例如)處理器21的數(shù)據(jù)處理要求。天線43可發(fā)射及接收信號。在一些實施方案中，天線43根據(jù)包含IEEE16.11(a)、(b)或(g)的IEEE16.11標(biāo)準(zhǔn)或包含IEEE802.11a、b、g或n的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射及接收RF信號。在一些其它實施方案中，天線43根據(jù)藍牙標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射及接收RF信號。在蜂窩式電話的情況中，天線43經(jīng)設(shè)計以接收碼分多址(CDMA)、頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、GSM /通用包無線電服務(wù)(GPRS)、增強型數(shù)據(jù)GSM環(huán)境(EDGE)、地面中繼無線電(TETRA)、寬帶CDMA (W-CDMA)、演進數(shù)據(jù)優(yōu)化(EV-DO)、I X EV-DO, EV-DO修訂版A、EV-DO修訂版B、高速包接入(HSPA)、高速下行鏈路包接入(HSDPA)、高速上行鏈路包接入(HSUPA)、演進高速包接入(HSPA+)、長期演進(LTE)、AMPS或用于在無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)(例如利用3G或4G技術(shù)的系統(tǒng))通信的其它已知信號。收發(fā)器47可預(yù)處理從天線43接收的信號使得其可由處理器21接收及進一步操縱。收發(fā)器47還可處理從處理器21接收的信號使得其可經(jīng)由天線43從顯示裝置40發(fā)射。
[0071 ] 在一些實施方案中，可由接收器來替換收發(fā)器47。另外，可由圖像源來替換網(wǎng)絡(luò)接口 27，所述圖像源可存儲或產(chǎn)生待發(fā)送到處理器21的圖像數(shù)據(jù)。處理器21可控制顯示裝置40的總體操作。處理器21從網(wǎng)絡(luò)接口 27或圖像源接收數(shù)據(jù)(例如經(jīng)壓縮圖像數(shù)據(jù))，且將所述數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或處理成容易被處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21可將經(jīng)處理數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動器控制器29或發(fā)送到幀緩沖器28以供存儲。原始數(shù)據(jù)通常指代識別圖像內(nèi)的每一位置處的圖像特性的信息。舉例來說，此些圖像特性可包含色彩、飽和度及灰度級。
[0072]處理器21可包含用以控制顯示裝置40的操作的微控制器、CPU或邏輯單元。調(diào)節(jié)硬件52可包含用于向揚聲器45發(fā)射信號及從麥克風(fēng)46接收信號的放大器及濾波器。調(diào)節(jié)硬件52可為顯示裝置40內(nèi)的離散組件，或可并入于處理器21或其它組件內(nèi)。
[0073]驅(qū)動器控制器29可直接從處理器21或從幀緩沖器28取得由處理器21產(chǎn)生的原始圖像數(shù)據(jù)，且可適當(dāng)?shù)貙⒃紙D像數(shù)據(jù)重新格式化以供高速發(fā)射到陣列驅(qū)動器22。在一些實施方案中，驅(qū)動器控制器29可將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化成具有光柵狀格式的數(shù)據(jù)流，使得其具有適合于跨越顯示陣列30進行掃描的時間次序。接著，驅(qū)動器控制器29將經(jīng)格式化的信息發(fā)送到陣列驅(qū)動器22。雖然驅(qū)動器控制器29 (例如LCD控制器)通常作為獨立的集成電路(IC)與系統(tǒng)處理器21相關(guān)聯(lián)，但可以許多方式實施此些控制器。舉例來說，可將控制器作為硬件嵌入于處理器21中、作為軟件嵌入于處理器21中或與陣列驅(qū)動器22完全集成在硬件中。
[0074]陣列驅(qū)動器22可從驅(qū)動器控制器29接收經(jīng)格式化的信息且可將視頻數(shù)據(jù)重新格式化成一組平行波形，所述組平行波形每秒許多次地施加到來自顯示器的χ-y像素矩陣的數(shù)百條且有時數(shù)千條(或更多)引線。
[0075]在一些實施方案中，驅(qū)動器控制器29、陣列驅(qū)動器22及顯示陣列30適于本文中所描述的顯示器類型中的任一者。舉例來說，驅(qū)動器控制器29可為常規(guī)顯示器控制器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器控制器(例如，IMOD控制器)。另外，陣列驅(qū)動器22可為常規(guī)驅(qū)動器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器驅(qū)動器(例如，IMOD顯示器驅(qū)動器)。此外，顯示陣列30可為常規(guī)顯示陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示陣列(例如，包含IMOD陣列的顯示器)。在一些實施方案中，驅(qū)動器控制器29可與陣列驅(qū)動器22集成在一起。此實施方案在高度集成系統(tǒng)(例如蜂窩式電話、手表及其它小面積顯示器)中為常見的。
[0076]在一些實施方案中，輸入裝置48可經(jīng)配置以允許(例如)用戶控制顯示裝置40的操作。輸入裝置48可包含小鍵盤(例如QWERTY鍵盤或電話小鍵盤)、按鈕、開關(guān)、搖桿、觸敏屏或者壓敏或熱敏膜。麥克風(fēng)46可配置為顯示裝置40的輸入裝置。在一些實施方案中，可使用通過麥克風(fēng)46所做的話音命令來控制顯示裝置40的操作。
[0077]電力供應(yīng)器50可包含如此項技術(shù)中眾所周知的多種能量存儲裝置。舉例來說，電力供應(yīng)器50可為可再充電電池，例如鎳-鎘電池或鋰離子電池。電力供應(yīng)器50還可為可再生能源、電容器或太陽能電池，包含塑料太陽能電池或太陽能電池涂料。電力供應(yīng)器50還可經(jīng)配置以從壁式插座接收電力。
[0078]在一些實施方案中，控制可編程性駐存于驅(qū)動器控制器29中，驅(qū)動器控制器29可位于電子顯示系統(tǒng)中的數(shù)個位置中。在一些其它實施方案中，控制可編程性駐存于陣列驅(qū)動器22中。上文所描述的優(yōu)化可以任何數(shù)目個硬件及/或軟件組件且以各種配置實施。
[0079]圖12是根據(jù)一個實施方案的圖1IA及IlB的電子裝置40的示意性分解透視圖的實例。所圖解說明的電子裝置40包含外殼41,所述外殼具有用于顯不陣列30的凹部41a。電子裝置40還包含在外殼41的凹部41a的底部上的處理器21。處理器21可包含用于與顯示陣列30進行數(shù)據(jù)通信的連接器21a。電子裝置40還可包含其它組件，所述組件的至少一部分在外殼41內(nèi)部。所述其它組件可包含(但不限于)連網(wǎng)接口、驅(qū)動器控制器、輸入裝置、電力供應(yīng)器、調(diào)節(jié)硬件、幀緩沖器、揚聲器及麥克風(fēng)，如先前結(jié)合圖1lB所描述。
[0080]顯示陣列30可包含顯示陣列組合件110、背板120及柔性電纜130。顯示陣列組合件110及背板120可使用(舉例來說)密封劑彼此附接。
[0081]顯示陣列組合件110可包含顯示區(qū)101及外圍區(qū)102。當(dāng)從顯示陣列組合件110上方觀看時，外圍區(qū)102圍繞顯示區(qū)101。顯示陣列組合件110還包含經(jīng)定位及定向以通過顯示區(qū)101顯示圖像的顯示元件陣列。所述顯示元件可布置成矩陣形式。在一些實施方案中，所述顯示元件中的每一者可為干涉式調(diào)制器。此外，在一些實施方案中，術(shù)語“顯示元件”可稱為“像素”。[0082]背板120可覆蓋顯示陣列組合件110的實質(zhì)上整個背表面。背板120可由(舉例來說)玻璃、聚合材料、金屬材料、陶瓷材料、半導(dǎo)體材料或前述材料中的兩者或兩者以上的組合，以及其它類似材料。背板120可包含相同材料或不同材料的一個或一個以上層。背板120還可包含至少部分地嵌入于其中或安裝于其上的各種組件。此些組件的實例包含(但不限于)驅(qū)動器控制器、陣列驅(qū)動器(舉例來說，數(shù)據(jù)驅(qū)動器及掃描驅(qū)動器)、布線線(舉例來說，數(shù)據(jù)線及柵極線)、切換電路、處理器(舉例來說，圖像數(shù)據(jù)處理處理器)及互連件。
[0083]柔性電纜130用于在顯示陣列30與電子裝置40的其它組件(舉例來說，處理器21)之間提供數(shù)據(jù)通信通道。柔性電纜130可從顯示陣列組合件110的一個或一個以上組件或從背板120延伸。柔性電纜130可包含彼此平行延伸的多個導(dǎo)線，及可連接到處理器21的連接器21a或電子裝置40的任何其它組件的連接器130a。
[0084]可將結(jié)合本文中所揭示的實施方案描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊、電路及算法步驟實施為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。已就功能性大體描述且在上文所描述的各種說明性組件、框、模塊、電路及步驟中圖解說明了硬件與軟件的可互換性。此功能性是以硬件還是軟件實施取決于特定應(yīng)用及對總體系統(tǒng)強加的設(shè)計約束。
[0085]可借助通用單芯片或多芯片處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或經(jīng)設(shè)計以執(zhí)行本文中所描述的功能的其任一組合來實施或執(zhí)行用于實施結(jié)合本文中所揭示的方面所描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊及電路的硬件及數(shù)據(jù)處理設(shè)備。通用處理器可為微處理器或任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。還可將處理器實施為計算裝置的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、一個或一個以上微處理器與DSP核心的聯(lián)合或任何其它此種配置。在一些實施方案中，可通過給定功能特有的電路來執(zhí)行特定步驟及方法。
[0086]在一個或一個以上方面中，可以硬件、數(shù)字電子電路、計算機軟件、固件(包含本說明書中所揭示的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)等效物)或以其任一組合來實施所描述的功能。本說明書中所描述的標(biāo)的物的實施方案還可實施為編碼于計算機存儲媒體上以用于由數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行或控制數(shù)據(jù)處理設(shè)備的操作的一個或一個以上計算機程序，即，一個或一個以上計算機程序指令模塊。
[0087]如果以軟件實施，那么可將功能作為一個或一個以上指令或代碼存儲于計算機可讀媒體上或經(jīng)由計算機可讀媒體傳輸。可以可駐存于計算機可讀媒體上的處理器可執(zhí)行軟件模塊來實施本文中所揭示的方法或算法的步驟。計算機可讀媒體包含計算機存儲媒體及包含可經(jīng)啟用以將計算機程序從一個地方傳送到另一個地方的任何媒體的通信媒體。存儲媒體可為可由計算機存取的任何可用媒體。以實例而非限制的方式，此類計算機可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲裝置或可用于以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式存儲所要的程序代碼且可由計算機存取的任何其它媒體。此外，任何連接均可適當(dāng)?shù)胤Q作計算機可讀媒體。如本文中所使用，磁盤及光盤包括:壓縮光盤(CD)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟盤及藍光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤借助激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。以上各項的組合也應(yīng)包含于計算機可讀媒體的范圍內(nèi)。另外，方法或算法的操作可作為一個或任何代碼及指令組合或集合駐存于可并入到計算機程序產(chǎn)品中的機器可讀媒體及計算機可讀媒體上。
[0088]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易明了對本發(fā)明中所描述的實施方案的各種修改，且本文中所定義的類屬原理可應(yīng)用于其它實施方案，此并不背離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明并非打算限制于本文中所展示的實施方案，而是被賦予與本文中所揭示的權(quán)利要求書、原理及新穎特征相一致的最寬廣范圍。另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解，術(shù)語“上部”及“下部”有時為了便于描述各圖而使用，且指示對應(yīng)于圖在經(jīng)恰當(dāng)定向的頁面上的定向的相對位置，且可能不反映如所實施的MOD的恰當(dāng)定向。
[0089]還可將在本說明書中在單獨實施方案的背景中描述的某些特征以組合形式實施于單個實施方案中。相反地，還可將在單個實施方案的背景中描述的各種特征單獨地或以任一適合子組合的形式實施于多個實施方案中。此外，雖然上文可將特征描述為以某些組合的形式起作用且甚至最初如此主張，但在一些情況中，可從所主張的組合去除來自所述組合的一個或一個以上特征，且所主張的組合可針對子組合或子組合的變化形式。
[0090]類似地，盡管在圖式中以特定次序來描繪操作，但并不應(yīng)將此理解為需要以所展示的特定次序或以循序次序來執(zhí)行此些操作或執(zhí)行所有所圖解說明的操作來實現(xiàn)所要結(jié)果。此外，所述圖式可以流程圖的形式示意性地描繪一個以上實例性工藝。然而，可將其它并未描繪的操作并入于示意性地圖解說明的實例性工藝中。舉例來說，可在所圖解說明的操作中的任一者之前、之后、同時或之間執(zhí)行一個或一個以上額外操作。在某些情形中，多任務(wù)化及并行處理可為有利的。此外，不應(yīng)將上文所描述的實施方案中的各種系統(tǒng)組件的分離理解為在所有實施方案中均需要此分離，且應(yīng)理解，一股來說，可將所描述的程序組件及系統(tǒng)一起集成于單個軟件產(chǎn)品中或封裝成多個軟件產(chǎn)品。另外，其它實施方案在以上權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。在一些情況中，可以不同次序執(zhí)行權(quán)利要求書中所敘述的動作且其仍實現(xiàn)所要的結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，其包括: 至少一個顯示元件，其具有多個狀態(tài)，所述狀態(tài)中的每一者對應(yīng)于施加到所述至少一個顯示元件的多個電荷電平中的一者，所述多個狀態(tài)包含至少第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，其中所述顯示元件的電容在所述第一狀態(tài)中比在所述第二狀態(tài)中高； 驅(qū)動開關(guān)，其在通過驅(qū)動地址線尋址時將所述至少一個顯示元件耦合到驅(qū)動電壓線；及 復(fù)位開關(guān)，其在通過復(fù)位地址線尋址時將所述至少一個顯示元件耦合到復(fù)位電壓線；其中所述復(fù)位電壓線經(jīng)配置以在耦合到所述至少一個顯示元件時將所述至少一個顯示元件設(shè)定到所述第一狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述驅(qū)動電壓線耦合到一個或一個以上顯示元件列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述驅(qū)動地址線耦合到一個或一個以上顯示元件行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其進一步包含選擇性地耦合到所述驅(qū)動地址線及所述復(fù)位地址線中的一者或兩者的地址線驅(qū)動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述至少一個顯示元件包含雙穩(wěn)態(tài)顯示元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述雙穩(wěn)態(tài)顯示元件包含干涉式調(diào)制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一狀態(tài)具有為所述第二狀態(tài)的所述電容五倍或五倍以上的電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一狀態(tài)具有為所述第二狀態(tài)的所述電容十倍或十倍以上的電容。
9.一種更新包含至少一個顯示元件的陣列的方法，所述方法包括: 將所述至少一個顯示元件耦合到復(fù)位電壓線，所述至少一個顯示元件具有至少第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，其中所述至少一個顯示元件的電容在所述第一狀態(tài)中比在所述第二狀態(tài)中聞; 將所述至少一個顯示元件設(shè)定到所述第一狀態(tài)； 將所述至少一個顯示元件與所述復(fù)位電壓線解耦； 將所述至少一個顯示元件耦合到驅(qū)動電壓線；及 將所述至少一個顯示元件驅(qū)動到所述第二狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述陣列包含一個或一個以上顯示元件行及一個或一個以上顯示元件列，其中所述一個或一個以上顯示元件列中的每一者與相應(yīng)驅(qū)動電壓線相關(guān)聯(lián)，且其中所述一個或一個以上顯示元件行中的每一者中的每一顯示元件通過相應(yīng)驅(qū)動地址線選擇性地耦合到其相應(yīng)驅(qū)動電壓線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述一個或一個以上顯示元件行中的每一者與相應(yīng)復(fù)位電壓線相關(guān)聯(lián)，且其中所述一個或一個以上顯示元件行中的每一者中的每一顯示元件通過相應(yīng)復(fù)位地址線選擇性地耦合到其相應(yīng)復(fù)位電壓線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中將所述至少一個顯示元件耦合到所述驅(qū)動電壓線包含一次僅將一個行的所述顯示元件耦合到其相應(yīng)驅(qū)動電壓線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述至少一個顯示元件耦合到復(fù)位電壓線包含將第一行的所述顯示元件耦合到其相應(yīng)復(fù)位電壓線，同時將第二行的所述顯示元件耦合到其相應(yīng)驅(qū)動電壓線。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述至少一個顯示元件包含雙穩(wěn)態(tài)顯示元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述雙穩(wěn)態(tài)顯示元件包含干涉式調(diào)制器。
16.一種更新包含至少一個顯示元件行的陣列的方法，所述方法包括: 用復(fù)位電壓將至少一個顯示元件行預(yù)充電，所述至少一個行的所述顯示元件具有至少第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，其中所述至少一個行的所述顯示元件的電容在所述第一狀態(tài)中比在所述第二狀態(tài)中高； 等待所述至少一個顯示元件行中的所述顯示元件中的至少一些顯示元件達到所述第一狀態(tài)； 用驅(qū)動電壓將所述至少一個顯示元件行充電；及 等待所述至少一個顯示元件行中的所述顯示元件中的至少一些顯示元件達到所述第二狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述至少一個顯示元件行包含一個或一個以上雙穩(wěn)態(tài)顯示元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述一個或一個以上雙穩(wěn)態(tài)顯示元件包含干涉式調(diào)制器。
19.一種設(shè)備,其包括: 至少一個顯示元件，其具有多個狀態(tài)，所述狀態(tài)中的每一者對應(yīng)于施加到所述至少一個顯示元件的多個電荷電平中的一者，所述多個狀態(tài)包含至少第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，其中所述顯示元件的電容在所述第一狀態(tài)中比在所述第二狀態(tài)中高； 用于在通過驅(qū)動地址線尋址時將所述至少一個顯示元件耦合到驅(qū)動電壓線的裝置； 用于將所述至少一個顯示元件耦合到復(fù)位電壓線的裝置；及 用于將所述至少一個顯示元件設(shè)定到所述第一狀態(tài)的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包含一個或一個以上顯示元件行及一個或一個以上顯示元件列的陣列，其中所述一個或一個以上顯示元件列中的每一者與相應(yīng)驅(qū)動電壓線相關(guān)聯(lián)，且其中所述一個或一個以上顯示元件行中的每一者中的每一顯示元件通過相應(yīng)驅(qū)動地址線選擇性地耦合到其相應(yīng)驅(qū)動電壓線。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述一個或一個以上顯示元件行中的每一者與相應(yīng)復(fù)位電壓線相關(guān)聯(lián)，且其中所述一個或一個以上顯示元件行中的每一者中的每一顯示元件通過相應(yīng)復(fù)位地址線選擇性地耦合到其相應(yīng)復(fù)位電壓線。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述用于將所述至少一個顯示元件耦合到所述驅(qū)動電壓線的裝置包含用于一次僅將一個行的所述顯示元件耦合到其相應(yīng)驅(qū)動電壓線的>J-U裝直。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述用于將所述至少一個顯示元件耦合到復(fù)位電壓線的裝置包含用于將第一行的所述顯示元件耦合到其相應(yīng)復(fù)位電壓線同時將第二行的所述顯示元件耦合到其相應(yīng)驅(qū)動電壓線的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述至少一個顯示元件包含雙穩(wěn)態(tài)顯示元件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述雙穩(wěn)態(tài)顯示元件包含干涉式調(diào)制器。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其進一步包括: 顯示器； 處理器，其經(jīng)配置以與所述顯示器通信，所述處理器經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù)；及 存儲器裝置，其經(jīng)配置以與所述處理器通信。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其進一步包括: 驅(qū)動器電路，其經(jīng)配置以將至少一個信號發(fā)送到所述顯示器；及 控制器，其經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送到所述驅(qū)動器電路。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其進一步包括: 圖像源模塊，其經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到所述處理器。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述圖像源模塊包含接收器、收發(fā)器及發(fā)射器中的至少一者。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其進一步包括: 輸入裝置，其經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)及將所述輸入數(shù)據(jù)傳遞到所述處理器。
31.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述第一狀態(tài)具有為所述第二狀態(tài)的所述電容五倍或五倍以上的電容。
32.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述第一狀態(tài)具有為所述第二狀態(tài)的所述電容十倍或十倍以上的電容。`
【文檔編號】G02B26/00GK103733113SQ201280040249
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月22日
【發(fā)明者】阿洛克·戈維爾 申請人:高通Mems科技公司