CN102365673B

CN102365673B - 用于干涉式调制器的低电压驱动器方案

Info

Publication number: CN102365673B
Application number: CN201080014077.4A
Authority: CN
Inventors: 艾伦·G·刘易斯; 马克·M·米尼亚尔; 克拉伦斯·徐; 威廉默斯·约翰内斯罗伯特斯·范利尔; 马克·M·托多罗维奇; 威廉·卡明斯
Original assignee: Qualcomm MEMS Technologies Inc
Current assignee: Nujira Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-03-24
Also published as: JP5518994B2; MX2011010092A; AU2010229967A2; CA2756778A1; EP2411974A2; ZA201107846B; WO2010111431A2; TWI487945B; WO2010111431A3; US20100245311A1; RU2011139515A; IL215324A0; AU2010229967A1; SG174547A1; KR20110132617A; BRPI1012284A2; JP2014149543A; US8736590B2; JP2012522269A; CN102365673A

Abstract

一种驱动例如干涉式调制器的机电装置的方法包括沿着共同线施加电压以释放沿着所述共同线的所述机电装置，接着沿着所述共同线施加寻址电压以基于沿着区段线施加的电压而致动沿着所述共同线的选定机电装置。可在释放电压与寻址电压的施加之间沿着共同线施加保持电压，且所述区段电压可经选择为足够小以使得所述区段电压将不影响沿着未被写入的其它共同线的机电装置的状态。

Description

用于干涉式调制器的低电压驱动器方案

技术领域

本发明涉及用于驱动例如干涉式调制器的机电装置的方法及装置。

背景技术

机电系统包括具有电及机械元件、致动器、变换器、传感器、光学组件(例如，镜)及电子装置的装置。可按包括(但不限于)微尺度及纳米尺度的各种各样的尺度来制造机电系统。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包括大小在约一微米到数百微米或更大的范围内的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包括大小小于一微米(包括(例如)大小小于数百纳米)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻及/或蚀刻掉衬底及/或沉积材料层的部分或添加层以形成电及机电装置的其它微机械加工工艺来创造机电元件。在以下描述中，术语MEMS装置被用作指代机电装置的一般术语，且并不既定指代任一特定尺度的机电装置，除非另有具体指出。

一种类型的机电系统装置被称为干涉式调制器。如在本文中所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指代使用光学干涉的原理选择性地吸收及/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包含一对传导板，所述对传导板中的一者或两者可为整体或部分透明及/或反射性的，且能够在施加适当电信号时相对运动。在一特定实施例中，一个板可包含沉积于衬底上的固定层，且另一板可包含通过一气隙与所述固定层分开的金属膜。如本文中较详细地描述，一个板相对于另一板的位置可改变入射于干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广泛的应用范围，且在此项技术中利用及/或修改这些类型的装置的特性以使得其特征可用在改进现有产品及创造尚未开发的新产品的过程中将是有益的。

发明内容

在一个方面中，提供一种驱动机电装置阵列的方法，所述方法包括对所述阵列内的机电装置执行致动操作，其中对所述机电装置执行的每一致动操作包括：在所述机电装置上施加释放电压，其中所述释放电压保持处于所述机电装置的正释放电压与所述机电装置的负释放电压之间；及在所述机电装置上施加寻址电压，其中所述寻址电压大于所述机电装置的正致动电压或小于所述机电装置的负致动电压。

在另一方面中，提供一种包括多个机电显示元件的显示器，所述显示器包括机电显示元件阵列及经配置以对所述阵列内的机电装置执行致动操作的驱动器电路，其中对所述机电装置执行的每一致动操作包括：在所述机电装置上施加释放电压，其中所述释放电压保持处于所述机电装置的正释放电压与所述机电装置的负释放电压之间；及在所述机电装置上施加寻址电压，其中所述寻址电压大于所述机电装置的正致动电压或小于所述机电装置的负致动电压。

在另一方面中，提供一种驱动机电装置阵列中的机电装置的方法，所述机电装置包括与区段线电气连通的第一电极，所述第一电极与和共同线电气连通的第二电极间隔开，所述方法包括：在所述区段线上施加区段电压，其中所述区段电压在最大电压与最小电压之间变化，且其中所述最大电压与所述最小电压之间的差小于所述机电装置的滞后窗的宽度；在所述共同线上施加复位电压，其中所述复位电压经配置以将所述机电装置置于未致动状态下；及在所述共同线上施加过驱动电压，其中所述过驱动电压经配置以基于所述区段电压的状态而使所述机电装置致动。

在另一方面中，提供一种驱动机电装置阵列的方法，所述阵列包括多个共同线及多个区段线，每一机电装置包括与共同线电气连通的第一电极，所述第一电极与和区段线电气连通的第二电极间隔开，所述方法包括：在所述多个区段线中的每一者上施加区段电压，其中施加于给定区段线上的所述区段电压可在高区段电压状态与低区段电压状态之间切换；及同时在第一共同线上施加释放电压及在第二共同线上施加寻址电压，其中所述释放电压引起沿着所述第一共同线的所有致动的机电装置的释放而与施加到每一机电装置的区段电压的所述状态无关，且其中所述寻址电压视施加到给定机电装置的所述区段电压的所述状态而定引起机电装置的致动。

在另一方面中，提供一种显示装置，其包括：机电装置阵列，所述阵列包括多个共同线及多个区段线，每一机电装置包括与共同线电气连通的第一电极，所述第一电极与和区段线电气连通的第二电极间隔开；及驱动器电路，其经配置以在区段线上施加高区段电压及低区段电压，且经配置以在共同线上施加释放电压及寻址电压，其中所述驱动器电路经配置以同时沿着第一共同线施加释放电压及沿着第二共同线施加寻址电压，其中所述高区段电压及所述低区段电压经选择以使得所述释放电压释放沿着共同线定位的机电装置而与所述施加的区段电压无关，且所述寻址电压视所述施加的区段电压而定引起沿着共同线的特定机电装置的致动。

在另一方面中，一种平衡机电装置阵列内的电荷的方法，所述阵列包括多个区段线及多个共同线，所述方法包括对所述共同线执行写入操作，其中执行写入操作包括：至少部分基于电荷平衡准则选择用于所述写入操作的极性；通过在共同线上施加复位电压来执行复位操作，所述复位电压将沿着共同线的所述机电装置中的每一者置于未致动状态；在所述共同线上施加具有所述选定极性的保持电压，其中所述保持电压不会使沿着所述共同线的所述机电装置中的任一者致动；及同时地在所述共同线上施加具有所述选定极性的过驱动电压及在所述区段线上施加多个区段电压，其中所述区段电压在第一极性与第二极性之间变化，且其中当所述过驱动电压的所述极性与对应的区段电压的所述极性不相同时所述过驱动电压引起机电装置的致动。

附图说明

图1为描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于致动位置。

图2为说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统框图。

图3为图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对施加的电压的图。

图4为可用以使用高电压驱动方案驱动干涉式调制器显示器的一组行电压及列电压的说明。

图5A及图5B说明可用以使用高电压驱动方案将显示数据帧写入到图2的3×3干涉式调制器显示器的行及列信号的一个示范性时序图。

图6A及图6B为说明包含多个干涉式调制器的视觉显示装置的实施例的系统框图。

图7A为图1的装置的横截面。

图7B为干涉式调制器的替代实施例的横截面。

图7C为干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。

图7D为干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。

图7E为干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。

图8为干涉式调制器的2×3阵列的示意性说明。

图9A说明可用以使用低电压驱动方案将显示数据帧写入到图8的2×3显示器的区段信号及共同信号的示范性时序图。

图9B说明响应于图9A的驱动信号的在图8的阵列的像素上的所得像素电压。

图10为可用以使用低电压驱动方案驱动干涉式调制器显示器的一组区段电压及共同电压的说明。

图11说明利用线颠倒的区段信号及共同信号的交替时序图。

图12说明包括延长的写入时间的列信号的时序图。

图13说明若干区段、列或像素电压相对于机电装置的正滞后窗的关系。

图14说明可在具有延长的保持时间的实施例中使用的区段信号及共同信号的另一示范性时序图。

具体实施方式

以下实施方式是针对某些具体实施例。然而，可以大量不同方式来应用本文中的教示。在此描述中，对图式进行参考，在图中以同样的数字表示同样的部分。可在经配置以显示图像(无论是运动图像(例如，视频)还是固定图像(例如，静态图像)，且无论是文字图像还是图片图像)的任何装置中实施所述实施例。更特定来说，预料到，所述实施例可实施于各种各样的电子装置中或与其相关联而实施，所述电子装置例如(但不限于)；移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄录一体机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、自动显示器(例如里程计显示器等)、驾驶舱控制器及/或显示器、相机视野的显示器(例如，车辆中的后视相机的显示器)、电子照片、电子布告板或招牌、投影仪、建筑结构、包装，及美学结构(例如，一件珠宝上的图像显示)。与本文中所描述的MEMS装置结构类似的MEMS装置也可用于非显示器应用中，例如，电子开关装置。

因为基于机电装置的显示器变得较大，所以整个显示器的寻址变得较困难，且所要的帧速率可能较难以实现。此外，随着机电显示元件变得较小，其致动时间减少，且必须小心避免机电显示元件的意外或不当的致动。在将新信息写入到一给定行之前释放所述行机电装置且使用较小范围的电压来传达数据信息的低电压驱动方案通过允许较短的线时间来解决这些问题。此外，低电压驱动方案通常使用比先前驱动方案少的电力，且抑制在机电显示元件内的静摩擦故障的发生。

包含干涉式MEMS显示元件的一个干涉式调制器显示器实施例说明于图1中。在这些装置中，像素处于亮或暗状态。在亮(“松弛”或“断开”)状态下，显示元件将大部分入射的可见光反射给用户。当在暗(“致动”或“闭合”)状态中时，显示元件几乎不向用户反射入射的可见光。视实施例而定，可颠倒“接通”与“关断”状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要在选定色彩下反射，从而除了黑及白之外还允许彩色显示。

图1为描绘一视觉显示器的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图，其中每一像素包含一MEMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包含这些干涉式调制器的行/列阵列。每一干涉式调制器包括一对反射层，其彼此相距一可变且可控的距离而定位，以形成具有至少一个可变尺寸的共振光学间隙。在一个实施例中，可使所述反射层中的一者在两个位置之间移动。在第一位置(本文中称作松弛位置)中，可移动反射层定位于距一固定的部分反射层相对大距离处。在第二位置(本文中称作致动位置)中，可移动反射层定位成更紧密地邻近所述部分反射层。视可移动反射层的位置而定，从两个层反射的入射光相长或相消地干涉，从而产生每一像素的总体反射或非反射状态。

图1中的像素阵列的所描绘部分包括两个邻近的干涉式调制器12a及12b。在左边的干涉式调制器12a中，可移动反射层14a经说明为处于距光学堆叠16a一预定距离的松弛位置处，所述光学堆叠16a包括部分反射层。在右边的干涉式调制器12b中，可移动反射层14b经说明为处于邻近于光学堆叠16b的致动位置处。

如本文中所提及的光学堆叠16a及16b(总称为光学堆叠16)通常包含若干熔合层，所述熔合层可包括例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层及透明电介质。光学堆叠16因此为导电、部分透明且部分反射性的，且可(例如)通过在透明衬底20上沉积以上层中的一者或一者以上来制造。部分反射层可由部分反射性的各种各样的材料形成，例如，各种金属、半导体及电介质。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且所述层中的每一者可由单一材料或材料组合形成。

在一些实施例中，光学堆叠16的层经图案化为平行条带，并可形成显示装置中的行电极(如下进一步描述)。可移动反射层14a、14b可形成为一个或多个经沉积的金属层的一系列平行条带(与16a、16b的行电极正交)以形成沉积于柱18及沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上的列。当所述牺牲材料经蚀刻掉时，可移动反射层14a、14b与光学堆叠16a、16b分开一界定的间隙19。例如铝的高导电性且反射性材料可用于反射层14，且这些条带可形成显示装置中的列电极。注意，图1可能未按比例。在一些实施例中，柱18之间的间距可大约为10-100um，而间隙19可大约＜1000埃。

如在图1中通过像素12a说明，在未施加电压的情况下，间隙19保持处于可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态下。然而，当将一电位(电压)差施加到经选择的行及列时，在对应的像素处的行电极与列电极的相交处形成的电容器变得充电，且静电力将电极拉到一起。如果电压足够高，则可移动反射层14变形且压抵在光学堆叠16上。光学堆叠16内的电介质层(此图中未说明)可防止短路且控制层14与16之间的分隔距离，如由在图1中右边的经致动像素12b说明。所述行为是相同的，而与施加的电位差的极性无关。

图2到图5说明用于在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性过程及系统。

图2为说明可并入有干涉式调制器的电子装置的一个实施例的系统框图。所述电子装置包括处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器，例如，ARM、Pentium、8051、MIPS、Power PC或ALPHA，或任何专用微处理器，例如，数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列。如本项技术的惯例，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除执行操作系统外，处理器还可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包括网页浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。

在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22通信。在一个实施例中，阵列驱动器22包括将信号提供到显示阵列或面板30的行驱动器电路24及列驱动器电路26。行驱动器电路及列驱动器电路26可一般被称作区段驱动器电路及共同驱动器电路，且可使用行或列中的任一者来施加区段电压及共同电压。此外，术语“区段”及“共同”在本文中仅被用作标记，且并不既定传达超出本文中论述的意义的关于阵列的配置的任何特定意义。在某些实施例中，共同线沿着可移动电极延伸，且区段线沿着光学堆叠内的固定电极延伸。图1中所说明的阵列的横截面是按图2中的线1-1展示。注意，虽然为了清晰起见，图2说明干涉式调制器的3×3阵列，但显示阵列30可含有大量干涉式调制器，且在行中的干涉式调制器的数目可不同于在列中的干涉式调制器的数目(例如，每行300个像素乘每列190个像素)。

图3为图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对施加的电压的图。对于MEMS干涉式调制器，行/列致动协议可利用这些装置的滞后性质，如在图3中所说明。干涉式调制器可需要(例如)10伏特电位差来使可移动层从松弛状态变形到致动状态。然而，当电压从所述值减小时，随着电压降回10伏特以下，所述可移动层维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到电压降到2伏特以下时才会完全松弛。因此，存在一电压范围(在图3中所说明的实例中，为约3V到7V)，在其中存在一施加电压窗，在所述施加电压窗内时装置稳定地处于松弛或致动状态下。本文将其称为“滞后窗”或“稳定窗”。

在某些实施例中，致动协议可基于例如在第5,835,255号美国专利中论述的驱动方案的驱动方案。在这些驱动方案的某些实施例中，对于具有图3的滞后特性的显示阵列来说，可设计行/列致动协议以使得在行选通期间，所选通的行中的待致动的像素被暴露于约10伏特的电压差，且待松弛的像素被暴露于接近零伏特的电压差。在选通后，使像素暴露于约5伏特的稳定状态或偏置电压差，使得其保持于行选通使其处于的任何状态下。在此实例中，在被写入后，每一像素受到在3伏特到7伏特的“稳定窗”内的电位差。当通过选通不同行来寻址其它线时，归因于沿着列线施加以按所要的方式寻址经选通的行的偏置电压的改变，可在正稳定性窗内的值与在负稳定性窗内的值之间切换未选通的列线上的电压。此特征使图1中所说明的像素设计在相同施加电压条件下稳定处于致动的或松弛的预先存在状态下。由于干涉式调制器的每一像素无论处于致动状态或松弛状态都基本上是由固定及移动反射层形成的电容器，所以可在滞后窗内的一电压下保持此稳定状态，而几乎无功率耗散。如果施加的电位固定，则基本上无电流流进所述像素。

如下进一步描述，在某些应用中，可通过根据第一行中的所要的经致动像素集合而跨越列电极集合发送数据信号集合(每一数据信号具有某一电压电平)来产生图像的帧。接着将行脉冲施加到第一行电极，其致动对应于数据信号集合的像素。接着改变数据信号集合以对应于第二行中的所要的经致动像素集合。接着将脉冲施加到第二行电极，其根据数据信号致动第二行中的适当像素。第一行像素不受第二行脉冲的影响，且保持于其在第一行脉冲期间被设定到的状态中。可以依序方式对于整个系列的行重复此过程以产生帧。通常，通过以每秒某个所要帧数的速率不断重复此过程而用新的图像数据刷新及/或更新帧。可使用用于驱动像素阵列的行及列电极以产生图像帧的各种各样的协议。

图4及图5说明用于此驱动方案的一种可能的致动协议，其中所述致动协议可用于在图2的3×3阵列上产生显示帧。图4说明可用于展现出图3的滞后曲线的像素的一组可能的列及行电压电平。在图4实施例中，致动一像素涉及将适当的列设定为-V_bias及将适当的行设定为+ΔV，其可分别对应于-5伏特及+5伏特。通过将适当的列设定为+V_bias及将适当的行设定为相同的+ΔV(从而在像素上产生零伏特电位差)，实现松弛像素。在将行电压保持于零伏特的那些行中，像素稳定地处于其原始处于的无论何状态中，而与所述列处于+V_bias或是-V_bias无关。还如图4中所说明，可使用与上述电压的极性相反的电压，例如，致动一像素可涉及将适当列设定到+V_bias及将适当行设定到-ΔV。在此实施例中，通过将适当列设定为-V_bias及将适当行设定为相同的-ΔV(从而在像素上产生零伏特电位差)，实现释放像素。

图5B为展示施加到图2的3×3阵列的一系列行及列信号的时序图，所述信号将导致图5A中所说明的显示布置(其中经致动像素为非反射性的)。在写入图5A中所说明的帧之前，所述像素可处于任一状态，且在此实例中，所有行最初处于0伏特且所有列处于+5伏特。在这些施加的电压的情况下，所有像素均稳定地处在其现有的致动或松弛状态中。

在图5A帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)及(3，3)被致动。为实现此目的，在行1的“线时间”期间，将列1及2设定为-5伏特，且将列3设定为+5伏特。这并不改变任何像素的状态，因为所有像素都保持在3-7伏特稳定窗内。接着，通过从0伏特升到5伏特且再返回零伏特的脉冲对行1选通。这致动(1，1)及(1，2)像素并松弛(1，3)像素。阵列中的其它像素不受影响。为了按需要设定行2，将列2设定为-5伏特且将列1及列3设定为+5伏特。接着，施加到行2的相同选通信号将致动像素(2，2)且松弛像素(2，1)及(2，3)。再一次，阵列的其它像素不受影响。通过将列2及列3设定为-5伏特且将列1设定为+5伏特而类似地设定行3。行3选通信号设定行3像素，如图5A中所示。在写入所述帧之后，行电位为零，且列电位可保持于+5或-5伏特，且接着显示器稳定于图5A的布置。所述同一程序可用于数十或数百个行及列的阵列。在上文概述的一般性原理内，可广泛地变化用以执行行及列致动的时序、序列及电压电平，且以上实施例仅为实例，且可与本文中所描述的系统及方法一起使用任何致动电压方法。

图6A及图6B为说明显示装置40的实施例的系统框图。举例来说，显示装置40可为蜂窝式或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其轻微变化也说明各种类型的显示装置，例如电视及便携式媒体播放器。

显示装置40包括外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48及麦克风46。通常从各种各样的制造工艺(包括注射模制及真空成形)中的任一者形成外壳41。此外，外壳41可由多种材料中的任一材料制成，包括(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。在一个实施例中，外壳41包括可与不同颜色或含有不同标识、图片或符号的其它可移除部分互换的可移除部分(未图示)。

示范性显示装置40的显示器30可为各种各样的显示器中的任一者，包括如本文中所描述的双稳态显示器。在其它实施例中，显示器30包括平板显示器，例如，等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD(如上所述)，或非平板显示器，例如，CRT或其它管装置。然而，如本文中所描述，为了描述本实施例的目的，显示器30包括干涉式调制器显示器。

示范性显示装置40的一个实施例的组件示意性地说明于图6B中。所说明的示范性显示装置40包括外壳41，且可包括至少部分包围于其中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示装置40包括网络接口27，所述网络接口27包括耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45及麦克风46。处理器21还连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28及阵列驱动器22，阵列驱动器22又耦合到显示阵列30。电源50按特定示范性显示装置40设计的要求将电力提供到所有组件。

网络接口27包括天线43及收发器47以便示范性显示装置40可在网络上与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有一些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43为用于发射及接收信号的任一天线。在一个实施例中，所述天线根据IEEE 802.11标准(包括IEEE 802.11(a)、(b)或(g))来发射及接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据蓝牙标准发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS、W-CDMA或用以在无线蜂窝式电话网络内通信的其它已知信号。收发器47预处理从天线43接收的信号，以便其可由处理器21接收且进一步地操纵。收发器47还处理从处理器21接收的信号，以便可经由天线43将其从示范性显示装置40发射。

在一替代实施例中，收发器47可由一接收器替换。在又一替代实施例中，网络接口27可由一图像源替换，所述图像源可存储或产生待发送到处理器21的图像数据。举例来说，图像源可为含有图像数据的数字视频光盘(DVD)或硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。

处理器21通常控制示范性显示装置40的整体操作。处理器21接收数据(例如，来自网络接口27或图像源的压缩图像数据)，且将所述数据处理为原始图像数据或易于处理为原始图像数据的格式。处理器21接着将经处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常指识别图像内的每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包括色彩、饱和度及灰度阶。

在一个实施例中，处理器21包括微控制器、CPU或逻辑单元来控制示范性显示装置40的操作。调节硬件52大体上包括用于将信号传输到扬声器45及用于从麦克风46接收信号的放大器及滤波器。调节硬件52可为示范性显示装置40内的离散组件，或者可被并入于处理器21或其它组件内。

驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，且适当地重新格式化所述原始图像数据以用于高速传输到阵列驱动器22。具体来说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有光栅状格式的数据流，使得其具有适合于在整个显示阵列30上扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。虽然例如LCD控制器的驱动器控制器29常作为独立的集成电路(IC)与系统处理器21相关联，但可以许多方式实施这些控制器。其可作为硬件嵌入处理器21中、作为软件嵌入处理器21中，或以硬件形式与阵列驱动器22完全整合。

通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收经格式化的信息，并将视频数据重新格式化为一组平行的波形，所述组波形被每秒许多次地施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千个引线。

在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示阵列30适合于本文中所描述的任何类型显示器。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29为常规显示控制器或双稳态显示控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22为常规驱动器或双稳态显示驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22整合。此实施例在例如蜂窝式电话、手表及其它小面积显示器的高度整合系统中是常见的。在又一实施例中，显示阵列30为典型显示阵列或双稳态显示阵列(例如，包括干涉式调制器阵列的显示器)。

输入装置48允许用户控制示范性显示装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包括小键盘(例如，QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、触敏屏幕、压敏或热敏膜。在一个实施例中，麦克风46为示范性显示装置40的输入装置。当将麦克风46用以将数据输入到装置时，可由用户提供用于控制示范性显示装置40的操作的语音命令。

电源50可包括如此项技术中众所周知的各种各样的能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50为可再充电电池，例如，镍—镉电池或锂离子电池。在另一实施例中，电源50为可再生能源、电容器或太阳能电池(包括塑料太阳能电池及太阳能电池漆)。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收电力。

如上所述，在一些实施方案中，控制可编程性在于可位于电子显示系统中的若干处的驱动器控制器中。在一些情况下，控制可编程性在于阵列驱动器22中。上述优化可实施于任何数目的硬件及/或软件组件中及各种配置中。

根据以上陈述的原理操作的干涉式调制器的结构细节可广泛地变化。举例来说，图7A到图7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同的实施例。图7A为图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积于正交延伸的支撑件18上。在图7B中，每一干涉式调制器的可移动反射层14在形状上为正方形或矩形且仅在转角处在系栓32上附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14在形状上为正方形或矩形且从可变形层34悬垂，可变形层34可包含柔性金属。可变形层34在可变形层34的周边周围直接或间接连接到衬底20。这些连接在本文中被称作支撑柱。图7D中所说明的实施例具有支撑柱插塞42，可变形层34搁置于所述支撑柱插塞42上。可移动反射层14保持悬垂于间隙上(如图7A到图7C中)，但可变形层34并不通过填充在可变形层34与光学堆叠16之间的孔洞而形成支撑柱。相反，支撑柱是由平坦化材料形成，所述平坦化材料用以形成支撑柱插塞42。图7E中所说明的实施例是基于图7D中所展示的实施例，但也可适于与图7A到图7C中所说明的实施例中的任何者以及未展示的额外实施例一起起作用。在图7E中所展示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的附加层形成总线结构44。这允许沿着干涉式调制器的背部路由信号，其消除了原本可能必须形成于衬底20上的若干电极。

在例如图7中所示的实施例的实施例中，干涉式调制器充当直视装置，其中从透明衬底20的前侧检视图像，所述侧与其上布置有调制器的侧相对。在这些实施例中，反射层14光学遮蔽反射层的与衬底20相对的侧上的干涉式调制器的部分(包括可变形层34)。这允许在不负面地影响图像质量的情况下配置及操作经遮蔽区域。举例来说，此遮蔽允许图7E中的总线结构44，所述结构提供将调制器的光学性质与调制器的机电性质(例如，寻址及由所述寻址导致的移动)分开的能力。此可分开的调制器架构允许用于调制器的机电方面及光学方面的结构设计及材料被彼此独立地选择及起作用。此外，图7C到图7E中所示的实施例具有来源于反射层14的光学性质与其机械性质解耦的额外益处，所述机械性质由可变形层34实现。这允许用于反射层14的结构设计及材料得以在光学性质方面优化，且用于可变形层34的结构设计及材料得以在所要的机械性质方面优化。

在其它实施例中，可利用替代驱动方案使驱动显示器所需的电力最小化，以及允许在较短时间量中对机电装置的共同线进行写入。在某些实施例中，例如干涉式调制器的机电装置的释放或松弛时间可比机电装置的致动时间长，因为可能仅经由可移动层的机械恢复力将机电装置拉到未致动或释放状态。相比之下，致动机电装置的静电力可较快地作用于机电装置上以引起机电装置的致动。在以上论述的高电压驱动方案中，给定线的写入时间必须足以不仅允许先前未致动的机电装置的致动，而且也允许先前经致动的机电装置的解除致动。因此，在某些实施例中，机电装置的释放速率充当限制因素，其可能抑制将较高刷新速率用于较大显示阵列。

本文中称作低电压驱动方案的替代驱动方案可提供与以上论述的沿着共同线及区段线两者施加偏置电压的驱动方案相比改善的性能。图8说明干涉式调制器的示范性2×3阵列区段100，其中所述阵列包括三个共同线110a、110b及110c及两个区段线120a、120b。独立可寻址像素130、131、132、133、134及135位于共同线与区段线的每一相交处。因此，像素130上的电压为施加于共同线110a与区段线120a上的电压之间的差。在像素上的此电压差在本文中替代地被称作像素电压。类似地，像素131为共同线110b与区段线120a的相交处，且像素132为共同线110c与区段线120a的相交处。像素133、134及135分别为区段线120b与共同线110a、110b及110c的相交处。在说明的实施例中，共同线包含可移动电极，且区段线中的电极为光学堆叠的固定部分，但应理解，在其它实施例中，区段线可包含可移动电极，且共同线可包含固定电极。共同电压可由共同驱动器电路102施加到共同线110a、110b及110c，且可经由区段驱动器电路104将区段电压施加到区段线120a及120b。

在双色显示器中，像素130-135中的每一者可实质上相同，具有类似或相同的机电性质。举例来说，当机电装置处于未致动位置中时，可移动电极与光学堆叠之间的间隙对于像素中的每一者可实质上相同，且所述像素可具有实质上相同的致动及释放电压及因此实质上相同的滞后窗。在彩色显示器中，示范性阵列区段100可包含三种色彩的子像素，其中像素130-135中的每一者包含一特定色彩的子像素。彩色子像素可经排列使得每一共同线110a、110b、110c界定具有类似色彩的子像素的共同线。举例来说，在RGB显示器中，沿着共同线110a的像素130及133可包含红色子像素，沿着共同线110b的像素131及134可包含绿色子像素，及沿着共同线110a的像素132及135可包含蓝色子像素。虽然描绘为三色显示器，但可在给定色彩像素中使用任何数目个子像素。因此，在RGB显示器中2×3阵列可表示两个色彩像素138a及138b，其中色彩像素138a包含红色子像素130、绿色子像素131及蓝色子像素132，且色彩像素138b包含红色子像素133、绿色子像素134及蓝色子像素135。

在其它实施例中，使用更多或更少种色彩的子像素，且相应地调整每像素的共同线的数目。在再其它实施例中，可沿着单一共同线排列一个以上色彩的子像素。举例来说，在四色显示器中，显示器的2×2区域可形成像素，使得(例如)像素130可为红色子像素，像素133可为绿色子像素，像素131可为蓝色子像素，且像素134可为黄色子像素。

在替代驱动方案的一个实施例中，在高区段电压VS_H与低区段电压VS_L之间切换施加于区段线120a与120b上的电压V_SEG。在5个不同电压之间切换施加于共同线110a、110b及110c上的电压V_COM，在某些实施例中，所述5个不同电压中的一者为接地状态。四个非接地电压为高保持电压VC_{HOLD_H}、高寻址电压VC_{ADD_H}(在本文中替代地被称作过驱动或选择电压)、低保持电压VC_{HOLD_L}及低寻址电压VC_{ADD_L}。保持电压经选择使得当使用适当的区段电压时，像素电压将始终位于像素的滞后窗(正滞后值针对高保持电压且负滞后值针对低保持电压)内，且可能的区段电压的绝对值足够低，使得其共同线上施加有保持电压的像素将因此保持处于当前状态下，而与当前施加于其区段线上的特定区段电压无关。

在特定实施例中，高区段电压VS_H可为相对低的电压，大约1V-2V，且低区段电压VS_L可为接地。由于高区段电压与低区段电压并不关于接地对称，因此高保持及寻址电压的绝对值可小于低保持及寻址电压的绝对值(如稍后可关于(例如)图9A看到)。由于是像素电压而不仅是特定线电压控制着致动，所以此偏移将不会以不利的方式影响像素的操作，而是仅需要在确定适当的保持及寻址电压的过程中加以考虑。

对于某些机电装置，正滞后窗与负滞后窗可不同，且可使用沿着共同线的偏移电压来考虑到所述差异。在此实施例中，当将低区段电压设定到接地时，高及低保持电压取决于高区段电压VS_H以及可表示正滞后值与负滞后值之间的中途点的偏移电压V_OS及可表示滞后窗的中途点与偏移电压V_OS之间的差的偏置电压V_BIAS。合适的高保持电压可由下式给出

VC_{HOLD_H}＝1/2VS_H-V_OS+V_BIAS

且合适的低保持电压可由下式给出

VC_{HOLD_L}＝1/2VS_H-V_OS-V_BIAS。

可通过将额外电压V_ADD加到高保持电压及从低保持电压减去V_ADD获得高寻址电压VC_{ADD_H}及低寻址电压VC_{ADD_L}。应注意，可通过用项1/2ΔV(其中ΔV表示任何给定的高与低区段电压之间的差)替换项1/2VS_H而更一般地定义所述电压以应对未将低频率电压设定为接地的实施例。此外，如将在以下更详细地论述，不需要将保持电压置于滞后窗的中间，且经选择用于V_BIAS的值可比以上论述的示范性值大或小。

图9A说明可施加于图8的区段线及共同线的示范性电压波形，且图9B说明响应于施加的电压的在图8的像素上的所得像素电压。波形220a表示沿着图8的区段线120a施加的随时间而变的区段电压，且波形220b表示沿着区段线120b施加的区段电压。波形210a表示沿着图8的列线110a施加的共同电压，波形210b表示沿着列线110b施加的共同电压，且波形210c表示沿着列线110c施加的共同电压。波形230表示在像素130上的像素电压，且波形231-235分别类似地表示在像素131-135上的像素电压。

在图9A中，可看出，共同线电压中的每一者开始于高保持值VC_{HOLD_H}，例如，波形220a的高保持值240a。在施加此高保持值VC_{HOLD_H}期间的一点处，区段线120a的区段线电压(波形220a)处于低区段电压VS_L 250a，且区段线120b的区段线电压(波形220a)处于高区段电压VS_H 250b。因此，在针对给定V_SEG参数施加VC_{HOLD_H}期间，像素130暴露于最大电压差，且在波形230(波形210a与220a之间的差)中可看出，像素130上的此电压差并不将像素电压移动超出负致动电压264。类似地，在针对给定V_SEG参数施加VC_{HOLD_H}期间，像素133暴露于最小电压差，且如可在波形233中看出，像素133上的电压并不移动超出负释放阈值。因此，沿着共同线110a的像素110及113的状态在沿着共同线110a施加高保持电压VC_{HOLD_H}期间保持恒定，而与区段电压的状态无关。

共同线110a上的共同线电压(波形210a)接着移动到接地状态244a，此引起沿着共同线110a的像素130及133的释放。此可见于图9B中，其中在波形230、233中看到的像素电压移动超出负释放电压，借此如果像素130及133先前处于致动状态下，则释放像素130及133。在此特定实施例中可注意到，在此点处区段电压为低区段电压VS_L250a及250b两者(如可在波形220a及220b中看出)，这将像素电压正好置于0V，但假设适当选择电压值，则即使区段电压中的任一者处于高区段电压VS_H像素也将释放。

线110a上的共同线电压(波形210a)接着移动到低保持值VC_{HOLD_L} 246a。当电压处于低保持值246时，区段线120a的区段线电压(波形210a)处于高区段电压VS_H 252a，且区段线120b的区段线电压(波形210b)处于低区段电压VS_L 250b。像素130及133中的每一者上的电压移动经过正释放电压262到达正滞后窗内，而不移动超过正致动电压260，如可在图9B的波形230及233中看出。像素130及133因此保持处于其先前释放状态下。

接着使线110a上的共同线电压(波形210a)降低到低寻址电压VC_{ADD_L} 248a。像素130及133的行为现在视当前沿着其相应区段线施加的区段电压而定。对于像素130，区段线120a的区段线电压处于高区段电压VS_H 252a，且像素130的像素电压增加超出正致动电压260，如可在图9B的波形230中看出。因此此时致动像素130。对于像素133，像素电压(波形233)不增加超出正致动电压，因此像素133保持未致动。

接下来，将沿着线110a的共同线电压(波形210a)增加回到低保持电压246a。如先前所论述，当施加低保持电压226a时，像素上的电压差保持处于滞后窗内，而与区段电压无关。像素130上的电压(波形230)因此降到正致动电压260以下，但保持处于正释放电压262以上，且因此保持经致动。像素133上的电压(波形233)不降到正释放电压262以下，且将保持未致动。

图10为说明随施加于共同线及区段线的电压而变的像素行为的表。如可看出，施加释放共同电压VC_REL(如上指出，其在许多实施例中可为接地状态)将始终导致像素的释放，不管区段电压处于高区段电压VS_H或是低区段电压VS_L。类似地，沿着共同线施加保持电压(VC_{HOLD_H}或VC_{HOLD_H})将使像素维持于稳定状态，而与施加的区段电压VS_H或VS_L无关，且不使未致动像素致动或经致动的像素解除致动。当沿着共同线施加高寻址VC_{ADD_H}电压时，可沿着区段线施加低区段电压VS_L以使沿着所述共同线的所要的像素致动，且可沿着其它区段线施加高区段电压VS_H以使其余像素保持未致动。当沿着共同线施加低寻址电压VC_{ADD_L}电压时，施加高区段电压VS_H将使沿着所述共同线的所要的像素致动，且低区段电压VS_L将使像素保持未致动。

在说明的实施例中，在共同线110b及110c上施加类似的共同电压，如可在波形210b及210c中看出，波形210b及210c与波形210a相同，但分别暂时偏移一个及两个线时间。因为在此实施例中一次仅将一个共同线暴露于寻址电压，所以仅所述线将被写入，且在施加寻址电压期间施加的区段电压经选择以将所要的数据写入到当前正被寻址的共同线。也可看出，在图9A及图9B的实施例中，在单一线时间期间执行一给定列线的全部释放及写入过程。在其它实施例中，此过程的部分可延伸跨越多个线时间，如将在以下更详细地论述。

一旦已寻址了所有共同线，则可再次寻址初始共同线110a，开始写入另一帧的过程。可看出，在对第一共同线110a的第二写入过程中(波形210a)，使用正保持及寻址电压。也可看出，在负极性写入循环期间，当使用低保持及寻址电压时，高区段电压将引起沿着所述区段线的像素的致动。类似地，在正极性写入循环期间，低区段电压将引起沿着所述区段线的像素的致动，因为像素电压的绝对值(施加于所述像素的共同线及区段线的电压之间的电压差)将尽可能地大。因为区段数据的状态的此意义(本文中被称作数据的“感测”)在此实施例中逐个帧地交替，所以必须跟踪写入程序的极性以便可适当地对区段电压进行格式化。

可进行对以上描述的低电压驱动方案的多个修改。在图9A及图9B的驱动方案中，为了简化的目的，已将偏移电压设定于0V，但可使用其它合适的偏移电压。举例来说，当共同线为具有不同机电特性(例如，经配置以反射不同色彩的子像素)的干涉式调制器的线时，致动电压、释放电压及偏移电压可不同。因此，在共同线110a、110b及110c包含不同色彩的子像素的实施例中，对于不同的共同线，偏移电压及偏置电压均可不同，这导致可施加于共同线的5个电压中的每一者的潜在不同值。偏移电压的使用可能要求在驱动器电路内包括额外电压调节器以供应偏移电压，且对于每一色彩使用多个偏移电压可能要求对于每个色彩使用一额外电压调节器。

此外，在其它实施例中，区段电压可不在低区段电压与接地之间变化，而可替代地在高区段电压与低区段电压(例如，正区段电压与负区段电压)之间变化。在高区段电压的绝对值实质上等于低区段电压的绝对值的实施例中(在所述情况下，区段电压以接地为中心)，正及负保持及寻址电压可实质上关于偏移电压对称。在其它实施例中，两个区段电压可具有相同极性，例如，将高区段电压设定到2.5V且将低区段电压设定到0.5伏特的实施例。然而，在某些实施例中，使区段电压的绝对值最小化可使区段驱动器简化。

在图9A中说明的实施例中，通过使用一系列具有相同极性的寻址电压对共同线中的每一者写入一次来写入第一帧。接着通过使用一系列具有相反极性的寻址电压对共同线中的每一者写入一次来颠倒第二帧的极性。可继续在每一帧的写入程序的末尾切换极性。此帧颠倒可通过交替写入程序的极性而有助于平衡在装置的像素上的电荷累积。然而，在其它实施例中，可在写入完整帧的过程的末尾之前颠倒极性，例如，逐个线地颠倒。在将共同线排列于色彩群组中的其它实施例(其中每一群组包括特定色彩的干涉式调制器的一个共同线)中，可在每一色彩群组之后更改极性。

图11说明可在此实施例中使用的电压信号。电压320a及320b是在高区段电压与接地之间变化的区段电压，如上文关于图9A的电压220a及220b论述。可沿着区段线320a施加电压320a，及可沿着区段线320b施加电压320b。类似地，可分别沿着共同线110a、110b及110c施加电压310a、310b及310c。

可看出，电压310a首先包括沿着共同线110a执行的具有负极性的写入程序。随后，使用电压310b沿着共同线110b执行具有正极性的写入程序。写入程序的极性继续逐个线地交替。在所说明的实施例中，因为存在奇数个共同线，所以沿着一给定共同线执行的写入程序的极性也将随时间交替。在存在偶数个共同线的实施例中，可将对最后共同线的写入程序的极性用作对第一个共同线的下一写入程序的极性，以便维持沿着给定共同线的交替极性。或者，可伪随机地选择特定写入程序(例如，帧中的第一线的写入程序)的极性。所述帧中的随后写入程序的极性可逐个线或逐个色彩群组地交替，或其自身可被伪随机地选择。

在图11的线颠倒实施例中，数据的感测将逐个线而非逐个帧地变化，但仍然可以类似方式跟踪当前写入电压的极性，且所述极性可用以适当地确定将沿着区段线发送的数据信号。

在另外的实施例中，可修改低电压驱动方案以执行导致将寻址电压施加于与当前正寻址的共同线不同的共同线的步骤中的至少一些。在特定实施例中，使释放及写入程序延伸跨越多个线时间可允许显示器的较快速的刷新速率。因为不同于用于高及低寻址电压的电压的所有电压经选择为不会导致不致动干涉式调制器(与寻址电压无关)，所以可将区段电压设定到适当值以将数据写入到当前正寻址的共同线，而不影响沿着其它共同线的像素的状态。

图12说明在三个线时间中执行释放及写入程序的实施例。在一个实施例中，释放在当前正被写入的线前面两个线的共同线，且将在当前正被写入的线前面一个线的共同线移动到适当保持电压。然而，应理解，可按任一适当次序寻址共同线，且如在先前说明的实施例中展示，不需要依序寻址共同线。

图12描绘表示可施加于三个不同共同线(例如，共同线110a、110b及110c)上的电压的波形。特定来说，波形410a表示可施加于具有红色子像素的共同线的电压，波形410b表示可施加于具有绿色子像素的共同线的电压，及波形410c表示可施加于具有蓝色子像素的共同线的电压。除了基于不同色彩的干涉式调制器的适当的偏移电压与偏置电压的可能的差异而修改保持电压及释放电压的值以外，也可变化波形410a、410b及410c的其它参数。

在图12中说明的第一线时间470中，可看出，在线时间470的持续时间内，波形410a处于接地状态444a。如可关于波形410b最佳地看出，这些波形可在大于单一线时间的时间长度内保持处于接地状态。通过在比单一线时间长的时间内在共同线上施加接地电压，可确保具有比致动时间长的释放时间的干涉式调制器的释放。在其它实施例中，高保持电压与低保持电压之间的转变可导致在足够的时间量内施加在像素的释放窗内的电压以使装置释放。因此，在某些实施例中，不需要在特定的时间周期内在列线上施加例如电压444a的固定释放电压。

在第二线时间471中，将电压410a增加到高保持值440a。因为增加到高保持值440a将不导致干涉式调制器中的任一者的致动，所以电压不需要在与其保持处于接地值444a一样长的时间内保持在高保持值440a。电压410b在此线时间471期间保持在接地状态444b，且电压410c从低保持状态446c增加到接地状态444c。

在第三线时间472中，在足以确保既定被致动的沿着共同线110a的所有像素将被致动的时间周期内，将电压410a从高保持电压440a增加到高寻址或过驱动电压442a。因此执行正极性写入程序，其中在共同线110a中位置是沿着施加了低区段电压的区段线的任一像素将被致动，且位置是沿着施加了高区段电压的区段线的任一像素将保持未致动。接着将电压向下降回到高保持电压440a。在此线时间472中，电压410b降低到低保持电压446b，且电压410c保持在接地状态444c。

在第四线时间473中，沿着列线110b执行负极性写入程序，其中在足以致动沿着共同线110b的所要的像素的时间周期内电压410b从低保持电压446b降低到低寻址电压448b。

在第五线时间474中，以与以上关于在第三线时间472中沿着列线110a执行的正极性写入程序论述的方式类似的方式沿着列线110c执行正极性写入程序。

因此，即使完整的释放及写入程序跨越多个线时间，当区段电压经适当地选择时，释放程序及保持电压的施加也以与区段电压无关的一致方式影响像素。因此可将这些程序施加到任一所要的共同线，而与在特定线时间期间正被写入到共同线的数据无关。因此可使线时间仅为写入时间的函数以确保致动，而非也为释放时间的函数。

如上指出，电压值的适当选择是有益的。正如不同色彩的干涉式调制器的致动及释放电压可变化，制造差异或其它因素可导致同一色彩的干涉式调制器具有致动或释放电压的某一差异。因此可将致动电压及释放电压作为小的电压范围来处理。也可假定某一误差裕量，且将其用以定义各种电压的期望值之间的缓冲。与说明正及负电压范围的图3相反，图13说明主要跨越正电压的可在各种时间施加的电压的范围。

说明接地电压502以及偏移电压V_OS 504。展示了在说明的实施例中为正的高区段电压VS_H 510及在说明的实施例中为负的低区段电压VS_L 512。在两个极性中，区段电压510、512的绝对值均小于DC释放电压，且因此偏移电压相对小。展示正释放电压520具有宽度522(归因于在干涉式调制器的线或阵列上的释放电压的变化)。类似地，正致动电压524具有说明的宽度526。高保持电压VC_{HOLD_H} 530属于在正致动电压524与正释放电压520之间延伸的滞后窗528内。

线532表示当将共同线电压设定到高保持电压530且将区段线电压设定到高区段电压VS_H时的像素电压，且线534表示当将共同线电压设定到高保持电压530且将区段线电压设定到低区段电压VS_L时的像素电压。如可看出，线532及534也均位于滞后窗528内，这确保当沿着共同线施加高保持电压VC_HOLD时，像素电压保持在滞后窗内。

线540表示当沿着共同线施加高寻址或过驱动电压VC_{ADD_H}且区段电压为低区段电压VS_L时的像素电压。线542表示当沿着共同线施加高寻址或过驱动电压VC_{ADD_H}且区段电压为高区段电压VS_H时的像素电压。如可看出，线540位于正致动电压524上方，且将因此导致像素的致动。线542位于滞后窗528内，且将不导致像素的状态的改变。在高过驱动电压由VC_{ADD_H}＝VC_{HOLD_H}+2VS_H给出的特定实施例中，应理解，线542将位于与线534相同的位置处。在区段电压不以接地为中心的实施例中，以上等式可更通常地由VC_{ADD_H}＝VC_{HOLD_H}+ΔVS来表达，其中ΔVS为由ΔVS＝VS_H-VS_L给出的区段电压摆动。

在图13中可看出，电压摆动ΔVS的最小值可由致动电压的变化给出。由于在某些实施例中电压摆动ΔVS对于正及负写入程序相同，因此正及负致动电压的变化中的较大者可为ΔVS的最小值。此外，由于在某些实施例中ΔVS对于有不同色彩的子像素的共同线中的每一者相同，因此所述阵列上具有致动时间的最大变化的子像素色彩可控制电压摆动ΔVS的最小值。在某些实施例中，在确定各种电压的过程中利用额外缓冲值以避免对像素的非故意的致动。

致动时间还视寻址电压(或者被称作过驱动电压，如上所指出)而定，因为增加的寻址电压将增加到干涉式调制器的电荷流的速率，从而增加作用于可移动层上的静电力。特定来说，如果使寻址电压与致动电压的外部范围之间的距离较大，则归因于由所有经寻址的像素体验到的静电力的增加，可增加像素的致动时间。如果可使致动电压窗尽可能地小，则可对于给定电压摆动确保像素中的每一者将体验到额外静电力，且可因此减少线时间。

如上指出，例如以上论述的低电压驱动方案的低电压驱动方案的使用可提供与高电压驱动方案相比的许多优势。一个显著的优势是在多数情况下的减少的电力消耗。在高电压驱动方案下，“显现(rip)”或再现图像所需的能量视显示阵列上的当前图像而定，且由将区段电压从其先前值切换到其既定的值所需的能量控制。因为高电压驱动方案中的区段电压的切换通常需要在正偏置电压与负偏置电压之间的切换，所以区段电压摆动大约为大致12伏特(假定大致6伏特的偏置电压)。相比之下，低电压驱动方案中的区段电压摆动可大约为大致2伏特。显现图像所需的能量因此按高达(2/12)²的因子减少，从而具有显著的能量节省。

此外，沿着区段线使用低电压减少了归因于区段信号耦合到共同线的非故意的像素切换的风险。减少了由串扰产生的任何寄生信号(spurious signal)的振幅及持续时间，从而降低了错误的像素切换的可能性。这也减少了对整个阵列及周边中的电阻的约束，从而允许使用具有较高电阻的材料及设计，或在阵列的周边中使用较窄的布线。

还增加了滞后窗内的可使用电压的范围。因为以上论述的高电压驱动方案不会故意地在像素应跨越两个连续的帧保持经致动时将已经致动的像素解除致动及重新致动，所以必须避免像素的非故意的致动。使用比DC释放电压显著高的偏置电压可通过确保在正滞后值与负滞后值之间的切换足够快而减轻此问题，但如此一来便将可使用的偏置电压限制到比DC滞后窗小且视图像而定的快闪偏置窗(flash bias window)内。相比之下，因为在低电压驱动方案中，在重新致动之前，每一像素在一时间周期内被释放，所以非故意的释放并非问题，且可使用整个DC滞后窗。

低电压区段驱动器电路也可减少驱动器电路的成本。由于所使用的较低电压，因此可通过数字逻辑电路来建置区段驱动器电路。这可特别适用于具有驱动面板的多个集成电路的大面板。在共同驱动器电路中引入了某一额外的复杂性，因为共同驱动器电路经配置以在给定共同线上输出五个不同电压，但此复杂性被区段驱动器电路的简化弥补。

低电压驱动器电路也准许使用较小的、较快的干涉式调制器像素。对于较小干涉式调制器元件，高电压驱动方案可变得不切实际。举例来说，部分归因于可能过快地释放的像素的致动速度，使用高电压驱动方案时，使用45μm间距或45μm以下的间距的干涉式调制器可能不切实际。相比之下，使用例如本文中论述的驱动方案的低电压驱动方案时，38μm间距或38μm以下的间距的干涉式调制器为可使用的。

也可显著地减少干涉式调制器的线时间。使用高电压驱动方案可能难以在显示器上实现小于100μs的线时间，但使用低电压驱动方案时，小于10μs的线时间是可能的。在某些实施例中，可将低电压驱动方案所需的线时间减少到在给定帧中的内容被写入两次(一次使用正极性，且一次使用负极性)的点。此双写入过程是理想的电荷平衡过程，因为其不取决于在大量帧上的电荷平衡的概率。相反，通过以正极性及负极性写入，在每一帧内，每一像素是电荷平衡的。

如可在(例如)图13中看出，当在施加保持电压期间像素就致动来说保持在恒定状态下时，归因于在对应的区段线上施加交替的区段电压，像素上的所施加电压可不断地在滞后窗内的两个电压之间交替。当像素处于未致动状态时，基于使机械恢复力与由像素电压差产生的静电力相等的位置来确定可移动层的位置。因为由干涉式调制器反射的色彩随可移动层相对于光学堆叠的位置而变，所以此位置变化可导致由在致动状态下的干涉式调制器反射的色彩在两个未致动色彩之间的变化。

在具有帧颠倒的一实施例中，在给定帧期间跨越阵列的区域的恒定极性可引起区段线的某种明显闪烁，因为给定区段电压将以相同方式影响沿着区段线的几乎所有未致动像素。在一些实施例中，以上论述的类型的线颠倒可减轻此闪烁，因为沿着区段线的邻近像素可受到给定区段电压的相反方式的影响，从而产生可能表现为将两个未致动色彩状态掺合在一起的精细得多的视觉图案。在其它实施例中，可在每一线时间期间故意地切换区段电压以确保未致动像素在两个未致动色彩状态中的每一者中花费其一半时间。

显示器的快速刷新可在视频或类似的动态内容的显示期间发生，使得在完成了前一帧后立即或不久便写入下一个帧。然而，在其它实施例中，通过在一时间周期内在共同线中的每一者上施加保持电压，可在写入帧后的延长的时间周期内显示特定帧。在某些实施例中，这可归因于相对静态图像(例如，移动电话或其它显示器的GUI)的显示。在其它实施例中，显示器中的共同线的数目可足够小(特别在具有慢刷新速率或短线时间的实施例中)以使得帧的写入时间比帧的显示时间显著短。在其它实施例中，特定GUI的操作或其它信息显示可能仅要求在给定帧中更新显示器的一部分，且不需要寻址所述显示器的其它部分。

在一个实施例中，可通过在此时间周期期间将区段电压维持在恒定电压来避免或减轻闪烁。在特定实施例中，将区段电压中的每一者维持在相同电压，所述电压可为高区段电压、低区段电压或中间值电压。在其它实施例中，可将电压维持在用以将数据写入到最后的共同线的电压。然而，通过在所有区段线上维持恒定电压，可提供在整个彩色显示器上的色彩的较大均匀性，因为给定色彩的每一未致动像素将具有类似的所施加的像素电压。

图14说明在帧写入570后具有延长的保持序列580的显示方案的实施例。施加于第一列线(例如，图8的2×3阵列的共同线110a)上的共同线电压在帧写入570的末尾处于高保持电压540a(见波形510a)。类似地，施加于例如共同线110b的第二列线上的共同线电压在帧写入570的末尾处于低保持电压546b(见波形510b)，且施加于例如共同线110c的第三共同线上的共同线电压处于高保持电压540c。

施加于区段线(例如，图8的阵列的区段线120a及120b)上的区段电压在高区段电压550a、550b与低区段电压552a、552b之间变化(分别见波形520a及520b)。可看出，区段电压波形520a及520b均以接地为中心，但如上所论述，其它区段电压值是可能的。

在帧写入570的末尾，施加于区段线120a上的电压(见波形520a)移动到中间值电压554a，且施加于区段线120b上的电压(见波形520b)移动到中间值电压554b。如上所提及，区段电压可交替地移动到高或低区段电压或任一其它电压，但在保持状态期间将接地用作区段电压意味着在给定像素上的像素电压将实质上等于沿着对应的共同线施加的共同线电压，这可简化在其它实施例中对所要的保持电压的确定。通过在区段线中的每一者上施加均匀电压，在给定共同线上的未致动像素上的像素电压将相等。当将类似的保持电压施加于多个共同线上时，具有给定的所施加的保持电压的所有未致动像素的像素电压将相等。

因此，在具有红、绿及蓝色共同线的RGB显示器中，可存在在延长的保持序列580期间施加的六个截然不同的保持电压：高及低红色保持电压、高及低蓝色保持电压，及高及低绿色保持电压。通过在区段线中的每一者上施加均匀的区段电压，在阵列中的未致动像素上的像素电压将因此为六个可能值(每一色彩两个值)中的一者。相比之下，如果在各种区段线上施加高及低区段电压两者，则可存在12种可能的像素电压，这可归因于未致动像素的位置的变化而导致由干涉式调制器阵列反射的色彩的显著变化。

在另外实施例中，沿着共同线的保持电压也可经调整以考虑到此效应。在一个实施例中，用于一给定色彩的低及高保持电压中的至少一者可经调整以使处在所述高及低电压下的像素的像素电压的绝对值彼此较靠近。如果使像素电压的绝对值实质上彼此相等，则给定色彩的所有未致动像素将实质上反射相同色彩，从而提供在整个显示器上的较好的色彩均匀性。此外，为了白平衡的目的，可使在多色显示器(例如，RGB显示器)中的各种色彩的保持电压优化，使得由红色、绿色及蓝色像素的组合反射的色彩处于特定白点处以提供所要的白平衡。

在其它实施例中，可调整用于给定色彩的高及低保持电压两者以提供所要的像素电压。举例来说，可能需要要求特定像素电压的特定红色色调，且可使高及低电压两者优化以当将恒定区段电压施加于区段线上时提供所要的像素电压。

当施加波动的区段电压时，将保持电压限制于当施加最高或最低区段电压时将不引起像素的致动或释放的电压。相比之下，当施加的区段电压恒定时，不需要此裕量，因此增加了可沿着共同线施加而不改变像素的状态的可能的保持电压的范围。特定来说，可使用较靠近像素的致动及释放电压的保持电压。在某些实施例中，可针对保持电压选择在此额外可用电压范围中的电压。

在一些实施例中，可将经优化的保持电压用于保持电压(甚至在帧写入周期期间)。然而，由于可在延长的保持周期580期间用作保持电压的电压范围增加了，因此一旦帧写入570结束且正施加恒定的区段电压，则可使用不可在帧写入570期间使用的保持电压。保持电压的此写入后(post-write)调整说明于图14中，其中共同线110a上的电压(波形510)从高保持电压540a增加到经优化的保持电压549a。类似地，共同线110b上的电压(波形510b)从低保持电压446a增加到经优化的保持电压549b，且共同线110c上的电压(波形510c)从高保持电压540c减小到经优化的保持电压549c。

可逐个面板地确定合适的经优化的保持电压以考虑制造过程的变化。通过测量干涉式调制器的特性(例如，干涉式调制器的电容)，可确定提供所要的光学响应的适当的像素电压及保持电压。

在其它实施例中，甚至可在无延长的保持周期的显示器中使保持电压优化。因为在给定实施例中可能存在调整保持电压同时确保当沿着共同线施加保持电压时像素电压保持处于滞后窗内的某一空间，所以可选择使可移动层的位置的此变化的视觉效应最小化的保持电压作为保持电压。举例来说，可选择偏置电压以使得未致动的干涉式调制器的两个保持位置反射同一色彩的不同色调，而非在所述状态中的一者中移向另一色彩。

设想到以上论述的以上实施例与方法的各种组合。特定来说，虽然以上实施例主要地针对沿着共同线布置特定元件的干涉式调制器的实施例，但在其它实施例中，可替代地将特定色彩的干涉式调制器沿着区段线布置。在特定实施例中，可将高及低区段电压的不同值用于特定色彩，且可沿着共同线施加相同的保持、释放及寻址电压。在另外的实施例中，当使多种色彩的子像素沿着共同线及区段线定位(例如，以上论述的四色显示器)时，可沿着共同线将高及低区段电压的不同值与保持及寻址电压的不同值相结合使用，以便针对四个色彩中的每一者提供适当的像素电压。此外，本文中描述的测试的方法可与驱动机电装置的其它方法组合使用。

还应认识到，除非本文另有特定且清楚的陈述，否则视实施例而定，本文中描述的任何方法的动作或事件可按其它序列执行，可被添加、合并或完全省去(例如，并非所有动作或事件均为实践所述方法所必要的)。

虽然以上详细描述已展示、描述及指出了适用于各种实施例的新颖特征，但可进行所说明的过程的装置的形式及细节的各种省略、取代及改变。可制作不提供本文中陈述的所有特征及益处的一些形式，且一些特征可与其它特征分开地使用或实践。

Claims

1.一种显示器，其包含多个机电装置，所述显示器包含：

机电装置阵列，所述阵列包括多个区段线和多个共同线；及

驱动器电路，其经配置以对所述阵列内的机电装置执行致动操作，所述机电装置与第一共同线和第一区段线电气连通，其中对所述机电装置执行的每一致动操作包括：

在所述机电装置上施加释放电压，其中所述释放电压保持处于所述机电装置的正释放电压与所述机电装置的负释放电压之间，其中施加释放电压包含在所述第一共同线上施加第一电压及在所述第一区段线上施加区段电压，其中所述区段电压在最大电压与最小电压之间变化，且其中所述最大电压与所述最小电压之间的差小于所述机电装置的滞后窗的宽度；

在施加所述释放电压之后在所述机电装置上施加保持电压，其中所述保持电压保持处于所述机电装置的滞后窗内，其中施加所述保持电压包含在所述第一共同线上施加第二电压及在所述第一区段线上施加所述区段电压；及

在施加所述保持电压之后在所述机电装置上施加寻址电压，其中所述寻址电压大于所述机电装置的正致动电压或小于所述机电装置的负致动电压，其中施加所述寻址电压包含在所述第一共同线上施加第三电压及在所述第一区段线上施加所述区段电压。

2.根据权利要求1所述的显示器，其中所述驱动器电路经进一步配置以在施加所述寻址电压之后在所述机电装置上施加第二保持电压，其中所述第二保持电压保持处于所述机电装置的滞后窗内。

3.根据权利要求2所述的显示器，其中所述第二保持电压在所述机电装置的滞后窗内的高电压与所述机电装置的同一滞后窗内的低电压之间变化。

4.根据权利要求1所述的显示器，其中所述释放电压在小于所述机电装置的正释放值的高电压与大于所述机电装置的负释放值的低电压之间变化。

5.根据权利要求1所述的显示器，其中所述驱动器电路经配置以同时将释放电压施加到第二机电装置及将寻址电压施加到所述机电装置。

6.根据权利要求1所述的显示器，其中所述阵列包括第一色彩的多个干涉式调制器及第二色彩的多个干涉式调制器。

7.根据权利要求6所述的显示器，其中所述机电装置包括所述第一色彩的干涉式调制器，且其中第二机电装置包括第二色彩的干涉式调制器，其中所述驱动器电路经配置以同时将释放电压施加到第二机电装置及将寻址电压施加到所述机电装置。

8.一种驱动机电装置阵列的方法，所述阵列包含多个区段线和多个共同线，所述方法包含：

对所述阵列内的机电装置执行致动操作，所述机电装置与第一共同线和第一区段线电气连通，其中对所述机电装置执行的每一致动操作包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述释放电压在小于所述机电装置的正释放值的高电压与大于所述机电装置的负释放值的低电压之间变化。

10.根据权利要求8所述的方法，其中每一致动操作进一步包含在施加所述寻址电压之后在所述机电装置上施加第二保持电压，其中所述第二保持电压保持处于所述机电装置的滞后窗内。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述保持电压在所述机电装置的滞后窗内的高电压与所述机电装置的同一滞后窗内的低电压之间变化。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述机电装置阵列包括干涉式调制器阵列。

13.根据权利要求8所述的方法，其额外地包含对第二机电装置执行致动操作，其中所述方法包括同时地对所述第二机电装置施加释放电压和对所述机电装置施加寻址电压。

14.一种显示装置，其包含：

机电显示装置阵列，所述阵列包括多个共同线和多个区段线，每一机电装置包含与共同线电气连通的第一电极，所述第一电极与和区段线电气连通的第二电极间隔开；及

驱动器电路，其经配置以：

在所述区段线上施加区段电压，其中所述区段电压在最大电压与最小电压之间变化，且其中所述最大电压与所述最小电压之间的差小于所述机电装置的滞后窗的宽度；

在所述共同线上施加复位电压，其中所述复位电压经配置以将所述机电装置置于未致动状态下；

在施加所述复位电压之后在所述共同线上施加保持电压，其中所述保持电压与所述复位电压不同，且其中所述保持电压经配置以将所述机电装置维持在其当前状态下，而与所述区段电压的状态无关；及

在施加所述保持电压之后在所述共同线上施加致动电压，其中所述致动电压经配置以基于所述区段电压的所述状态而使所述机电装置致动。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述驱动器电路经进一步配置以在所述共同线上施加第二保持电压，其中所述第二保持电压经配置以将所述机电装置维持在其当前状态下，而与所述区段电压的所述状态无关。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述驱动器电路经进一步配置以在施加所述致动电压之后施加所述第二保持电压。

17.根据权利要求15所述的装置，其中所述保持电压处于所述机电装置的第一滞后窗内，且其中所述第二保持电压处于所述机电装置的第二滞后窗内。

18.根据权利要求15所述的装置，其中施加复位电压包含在所述共同线上施加从所述保持电压变化到所述第二保持电压的电压，所述电压在足以引起所述机电装置的释放的时间周期内保持处于所述机电装置的释放窗内。

19.根据权利要求14所述的装置，其中所述致动电压的绝对值大于所述保持电压的绝对值。

20.根据权利要求14所述的装置，其中所述保持电压位于所述机电装置的滞后窗内。

21.一种驱动机电装置阵列中的机电装置的方法，所述机电装置包括与区段线电气连通的第一电极，所述第一电极与和共同线电气连通的第二电极间隔开，所述方法包含：

在所述区段线上施加区段电压，其中所述区段电压在最大电压与最小电压之间变化，且其中所述最大电压与所述最小电压之间的差小于所述机电装置的滞后窗的致动电压与释放电压之间的差；

在施加所述复位电压之后在所述共同线上施加保持电压，其中所述保持电压与所述复位电压不同，且其中所述保持电压经配置以将所述机电装置维持在其当前状态下，而与所述区段电压的状态无关，及

22.根据权利要求21所述的方法，其额外地包含在所述共同线上施加第二保持电压，其中所述第二保持电压经配置以将所述机电装置维持在其当前状态下，而与所述区段电压的所述状态无关。

23.根据权利要求22所述的方法，其中在施加所述致动电压之后施加所述第二保持电压。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述保持电压处于所述机电装置的第一滞后窗内，且其中所述第二保持电压处于所述机电装置的第二滞后窗内。

25.根据权利要求24所述的方法，其中施加复位电压包含在所述共同线上施加从所述保持电压变化到所述第二保持电压的电压，所述电压在足以引起所述机电装置的释放的时间周期内保持处于所述机电装置的释放窗内。

26.根据权利要求22所述的方法，其中所述致动电压的绝对值大于所述保持电压的绝对值。

27.根据权利要求22所述的方法，其中所述保持电压位于所述机电装置的滞后窗内。