CN104798125A - 利用可变行加载时间的显示装置及显示寻址方法 - Google Patents

Abstract

一种设备包含：像素阵列，其形成于衬底上；一组数据驱动器；及控制器。所述组数据驱动器经配置以将数据信号输出到所述像素。所述数据信号表示每一相应像素的后续状态。所述控制器经配置以为所述数据驱动器分配第一时间周期及第二时间周期。所述第一时间周期用于将数据加载到所述像素的第一集合中，所述第一集合位于距所述数据驱动器第一距离内。所述第二时间周期用于将数据加载到第二像素集合中，所述第二像素集合位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处。所述第二时间周期长于所述第一时间周期。

Description

利用可变行加载时间的显示装置及显示寻址方法

相关申请案

本专利申请案主张2012年9月26日申请且标题为“利用可变行加载时间的显示装置及显示寻址方法(DISPLAY DEVICES AND DISPLAY ADDRESSING METHODSUTILIZING VARIABLE ROW LOADING TIMES)”且转让给本申请案受让人的第13/627,614号美国实用新型申请案的优先权，所述申请案以引用的方式明确并入本文中。

技术领域

本发明涉及显示装置及用于寻址此些显示装置的方法。

背景技术

为了在数字显示器上显示具有大量色彩且具有减少的图像假象或完全无图像假象的图像，数字显示设备在针对每一图像帧形成一系列相异的图像子帧之前在各状态之间多次地转变其像素。所得时间压力在场序色彩显示器中尤其强烈，例如，其中一次一个色彩地依序显示单独色彩子帧(有时称为色彩子场)的显示器。为显示给定子帧，必须通常以顺序方式将适当数据加载到显示器中的每一行中的像素中。此过程称为寻址。随着子帧的数目增加，用以快速寻址显示器中的像素的时间量开始限制所使用的子帧的数目和/或持续时间。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新性方面，所述方面中的任何单个方面均不单独地决定本文中所揭示的合意属性。

本发明中所描述的标的物的一个创新性方面可实施于一设备中，所述设备包含：像素阵列，其形成于衬底上；多个数据驱动器；及控制器。所述多个数据驱动器经配置以将数据信号输出到所述像素，其中所述数据信号表示每一相应像素的后续状态。所述控制器经配置以为所述数据驱动器分配第一时间周期，以将数据加载到所述像素的第一集合中。所述像素的所述第一集合位于距所述数据驱动器第一距离内。所述控制器进一步经配置以为所述数据驱动器分配第二时间周期，以将数据加载到所述像素的第二集合中。所述像素的所述第二集合中的像素位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处，且所述第二时间周期长于所述第一时间周期。在某些实施方案中，将由所述数据驱动器输出的所述数据信号施加到与所述像素中的每一者相关联的至少一个薄膜晶体管。

在某些实施方案中，所述像素阵列包含透射光调制器阵列、反射光调制器阵列或光发射器阵列。在某些实施方案中，所述像素阵列包含基于微机电系统(MEMS)的光调制器阵列。在这些实施方案中的某些中，所述像素阵列包含基于快门的光调制器阵列。

在某些实施方案中，所述像素的第一集合包含至少第一像素行，且所述像素的第二集合包含至少第二像素行。在某些实施方案中，所述控制器可经配置以致使所述数据驱动器在所述第一时间周期内将数据信号输出到所述像素的所述第一集合，且指示所述数据驱动器以在所述第二时间周期内将数据信号输出到所述像素的所述第二集合。

在某些实施方案中，所述设备包含经配置以将写入启用信号输出到所述像素的多个扫描线驱动器。在此些实施方案中，所述控制器进一步经配置以致使所述扫描线驱动器在大于由所述扫描线驱动器将写入启用信号输出到所述像素的所述第一集合的时间的时间量内将写入启用信号输出到所述像素的所述第二集合。在某些实施方案中，所述第一距离充分足够短，以使得在所述写入启用信号到达所述像素的第一集合中距所述扫描线驱动器最远的像素之前由所述数据驱动器输出的数据信号到达所述像素的第一集合，且所述第二像素集合位于距数据驱动器充分足够远处，以使得在所述写入启用信号到达所述像素的第二集合中距所述扫描线驱动器最远的像素之后由所述数据驱动器输出的数据信号首先到达所述像素的第二集合。

在某些实施方案中，控制器经配置以将若干时间周期个别地分配给位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处的每一像素行。在某些其它实施方案中，控制器经配置以将若干时间周期以群组形式分配给位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处的像素行。在此些实施方案中的某些实施方案中，控制器可将增加的时间周期分配给距所述数据驱动器比所述第一距离远的每一行群组。在某些其它实施方案中，控制器经配置以致使所述数据驱动器通过将最大数据传播时间分配给所有行中的像素而将数据信号输出到所述像素的第二集合，其中将数据信号传播到正被寻址的行所花费的时间量大于将写入启用信号传播到所述行的末端所花费的时间量。在某些实施方案中，第一距离实质上等于在由写入启用驱动器输出的写入启用信号到达像素行的末端所花费的时间量中由数据驱动器输出的数据信号行进的距离。

在某些实施方案中，所述像素阵列包含光调制器、机电系统(EMS)装置及微机电系统(MEMS)装置中的至少一者。在某些实施方案中，所述光调制器包括基于快门的光调制器。在某些实施方案中，所述设备进一步包含：显示模块，其并入有所述像素阵列及所述控制器；处理器，其经配置以处理图像数据；及存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。在某些实施方案中，所述控制器包含所述处理器及所述存储器装置中的至少一者。在某些实施方案中，所述设备进一步包含：驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示模块，且所述处理器进一步经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。在某些实施方案中，所述设备进一步包含：图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器，其中所述图像源模块包含接收器、收发器及发射器中的至少一者。在某些实施方案中，所述设备进一步包含：输入装置，其经配置以接收输入数据且将所述输入数据传送到所述处理器。

本发明中所描述的标的物的另一创新性方面可实施于用于在显示器上显示图像的方法中。所述方法包含为多个数据驱动器分配第一时间周期以将第一数据集合加载到第一像素集合中。所述第一像素集合位于距所述数据驱动器第一距离内，且所述第一数据集合指示所述第一像素集合的后续状态。所述方法还包含为所述数据驱动器分配第二时间周期以将第二数据集合加载到第二像素集合中。所述第二像素集合中的所述像素位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处，所述第二时间周期长于所述第一时间周期，且所述第二数据集合指示所述第二像素集合的后续状态。然后致使所述多个数据驱动器根据所分配的时间周期将对应于所述第一数据集合及所述第二数据集合的数据信号输出到所述第一像素集合及所述第二像素集合。

在某些实施方案中，所述像素阵列包含基于机电系统的光调制器阵列。在某些实施方案中，所述第一像素集合包含至少第一像素行，且所述第二像素集合包含至少第二像素行。在某些其它实施方案中。另外，在某些实施方案中，第一距离实质上等于在由写入启用驱动器输出的写入启用信号到达像素行的末端所花费的时间量中由数据驱动器输出的数据信号行进的距离。

本发明中所描述的标的物的另一创新性方面可实施于其上存储有计算机可执行指令的计算机可读存储媒体中，所述计算机可执行指令在由计算机执行时致使所述计算机在显示器上形成图像。所述指令致使所述计算机为多个数据驱动器分配第一时间周期以将第一数据集合加载到第一像素集合中。所述第一像素集合位于距所述数据驱动器第一距离内，且所述第一数据集合指示所述第一像素集合的后续状态。所述指令还致使所述计算机为所述数据驱动器分配第二时间周期以将第二数据集合加载到第二像素集合中。所述第二像素集合中的所述像素位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处，所述第二时间周期长于所述第一时间周期，且所述第二数据集合指示所述第二像素集合的后续状态。然后致使所述多个数据驱动器根据所分配的时间周期将对应于所述第一数据集合及所述第二数据集合的数据信号输出到所述第一像素集合及所述第二像素集合。

在某些实施方案中，所述像素阵列包含基于机电系统的光调制器阵列。在某些实施方案中，所述第一像素集合包含至少第一像素行，且所述第二像素集合包含至少第二像素行。在某些其它实施方案中。另外，在某些实施方案中，所述第一距离实质上等于在由写入启用驱动器输出的写入启用信号到达像素行的末端所花费的时间量中由数据驱动器输出的数据信号行进的距离。

在附图及下文的说明中陈述本说明书中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。尽管提供于此发明内容中的实例主要关于基于EMS的显示器(包含纳米机电系统(NEMS)、微机电系统(MEMS)或较大型显示器)来描述，但本文中所提供的概念可适用于其它类型的显示器，例如液晶(LCD)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳显示器及场发射显示器。根据说明、图式及权利要求书，其它特征、方面及优点将变得显而易见。注意，以下图的相对尺寸可能并未按比例绘制。

附图说明

参照附图，根据本发明的以下详细说明将更易于理解前述论述：

图1A展示直观式基于微机电系统(MEMS)的显示设备的示意图。

图1B展示主机装置的框图。

图2A展示说明性基于快门的光调制器的透视图。

图2B展示说明性非基于快门的光调制器的横截面图。

图2C展示以光学补偿弯曲(OCB)模式操作的场序液晶显示器的实例。

图3展示基于快门的光调制器阵列的透视图。

图4展示对应于用于使用FSC显示图像的显示过程的时序图。

图5展示由控制器采用以在二进制时分灰阶过程中使用一系列子帧图像形成图像的时序序列。

图6展示对应于经译码时分灰阶寻址过程的时序图，在所述过程中通过针对图像帧的每一色彩分量显示四个子帧图像来显示图像帧。

图7展示供用于显示器中的控制器的框图。

图8展示包含相关联驱动器的显示设备的背板。

图9展示适合用于显示设备中的三个说明性行寻址时序方案的曲线图。

图10A到10D展示行寻址时序方案的各种实例。

图11展示比较根据各种行寻址时序方案分配用于寻址一组行的时间的图表。

图12展示实例性控制矩阵的一部分。

图13展示在显示器上形成图像的方法的一个实施方案的流程图。

图14A及14B是图解说明包含多个显示元件的显示装置的系统框图。

具体实施方式

用以寻址显示器的给定行所需的时间量具有两个主要参数：将写入启用信号传播到给定行的末端所花费的时间量(t_we)，及将数据信号传播到正被寻址的行所花费的时间量(t_d-prop)。t_d-prop随着被寻址的行远离供应数据电压的驱动器而增加。在某些显示器中，t_d-prop在已寻址一定数目个行之后开始超过t_we。因此，为确保正确地寻址甚至最远的像素行，传统显示器提供使数据到达此最远行所必需的时间量(t_d-max)来寻址每一行。

然而，提供t_d-max来寻址显示器的每一行会浪费大量时间，所述时间原本可用于寻址额外子帧或延长现有子帧的持续时间。因此，在各种实施方案中，集成到本文中所揭示的显示设备中的控制器基于t_we及针对给定行的t_d-prop的值来改变提供用于寻址每一像素行的时间量。相应地，在某些实施方案中，控制器经配置以提供第一时间量来寻址至少一个行，且提供较大的第二时间量来寻址至少第二行。在某些实施方案中，针对其中t_we超过t_d-prop的所有行，控制器提供约t_we的时间量以允许将数据加载到此些行中。针对其中t_d-prop超过t_we的所有行，控制器提供至少为t_d-prop长的时间t_a以寻址所述行。举例来说，在某些实施方案中，控制器针对每一此种行提供实质上等于t_d-prop的时间。在某些其它实施方案中，将对其来说t_d-prop超过t_we的行分组在一起，且为其分配时间t_a，所述时间约等于数据信号到达所述群组中的最远行所花费的时间量。在某些其它实施方案中，为对其来说其相应t_d-prop值超过t_we的所有行分配实质上等于t_d-max的时间t_a，即数据信号传播到所述显示器中的最远行所花费的时间量。

在某些实施方案中，所述显示设备是具有液晶或形成于透明衬底上的机电系统(EMS)光调制器的直观式显示设备。在某些其它实施方案中，所述显示设备是包含OLED光发射器的发射显示器。

本发明中所描述的标的物的特定实施方案可经实施以实现以下潜在优点中的一或多者。在某些情形中，与给每一行分配相同时间量将使用的时间的情况相比，如本文中所陈述来加速寻址过程可将显示器使用以寻址像素阵列的时间量减少多达50％或更多。此节省的时间允许用于显示额外子帧或较长持续时间子帧。可使用额外子帧以增加显示器可产生的色彩数目，或可用于提供冗余子帧以限制图像假象，例如动态假轮廓。如果所述额外时间改为用于产生较长子帧，则显示设备可通过以较低亮度水平照明其光源而更有效地操作。

图1A展示直观式基于MEMS的显示设备100的示意图。显示设备100包含配置成行及列的多个光调制器102a到102d(统称“光调制器102”)。在显示设备100中，光调制器102a及102d处于敞开状态，从而允许光通过。光调制器102b及102c处于闭合状态，从而阻碍光通过。通过选择性地设定光调制器102a到102d的状态，显示设备100可用于形成用于背光照明显示器(如果由一或多个灯105照明)的图像104。在另一实施方案中，设备100可通过反射源自所述设备前面的周围光而形成图像。在另一实施方案中，设备100可通过反射来自定位于所述显示器前面的一或多个灯的光(即，通过使用正面光)来形成图像。

在某些实施方案中，每一光调制器102对应于图像104中的像素106。在某些其它实施方案中，显示设备100可利用多个光调制器来形成图像104中的像素106。举例来说，显示设备100可包含三个色彩特定的光调制器102。通过选择性地敞开对应于特定像素106的色彩特定的光调制器102中的一或多者，显示设备100可在图像104中产生色彩像素106。在另一实例中，显示设备100包含每像素106两个或两个以上光调制器102，以在图像104中提供亮度级。关于图像，“像素”对应于由图像的分辨率界定的最小图片元素。关于显示设备100的结构组件，术语“像素”指代用于调制形成所述图像的单个像素的光的组合机械与电组件。

显示设备100是直观式显示器，因为其可不包含通常见于投影应用中的成像光学器件。在投影显示器中，将形成于所述显示设备的表面上的图像投影到屏幕上或墙壁上。所述显示设备实质上小于所投影图像。在直观式显示器中，用户通过直接注视所述显示设备来察看图像，所述显示设备含有光调制器及任选地含有用于增强在所述显示器上所看到的亮度和/或对比度的背光或前光。

直观式显示器可以透射模式或反射模式操作。在透射显示器中，光调制器过滤或选择性地阻挡源自定位于所述显示器后面的一或多个灯的光。来自所述灯的光任选地被注入到光导或“背光”中，以使得可均匀地照明每一像素。透射直观式显示器通常建构于透明或玻璃衬底上以促进其中含有光调制器的一个衬底直接定位于背光顶部上的夹层组合件布置。

每一光调制器102可包含快门108及光圈109。为照明图像104中的像素106，快门108经定位以使得其允许光通过光圈109朝向观看者。为保持像素106不被照亮，快门108经定位以使得其阻碍光通过光圈109。光圈109由穿过每一光调制器102中的反射或光吸收材料图案化的开口界定。

所述显示设备还包含连接到所述衬底且连接到所述光调制器以用于控制快门的移动的控制矩阵。所述控制矩阵包含一系列电互连件(例如，互连件110、112及114)，包含每像素行至少一个写入启用互连件110(还称为“扫描线互连件”)、每一像素列一个数据互连件112及将共同电压提供到所有像素或至少来自显示设备100中的多个列及多个行两者的像素的一个共同互连件114。响应于施加适当电压(“写入启用电压，VWE”)，给定像素行的写入启用互连件110使所述行中的像素准备好接受新快门移动指令。数据互连件112以数据电压脉冲的形式传送新移动指令。在某些实施方案中，施加到数据互连件112的数据电压脉冲直接促成快门的静电移动。在某些其它实施方案中，数据电压脉冲控制开关(例如，晶体管、薄膜晶体管或其它非线性电路元件)，所述开关控制单独致动电压(其量值通常高于数据电压)到光调制器102的施加。这些致动电压的施加然后产生快门108的经静电驱动的移动。

图1B展示主机装置(即，手机、智能电话、PDA、MP3播放器、平板计算机、电子阅读器等)的框图120的实例。所述主机装置包含显示设备128、主机处理器122、环境传感器124、用户输入模块126及电源。

显示设备128包含多个扫描驱动器130(还称为“写入启用电压源”)、多个数据驱动器132(还称为“数据电压源”)、控制器134、共同驱动器138、灯140到146及灯驱动器148。扫描驱动器130将写入启用电压施加到扫描线互连件110。数据驱动器132将数据电压施加到数据互连件112。

在显示设备的某些实施方案中，数据驱动器132经配置以将模拟数据电压提供到光调制器，尤其是在将以模拟方式导出图像104的亮度级的情形中。在模拟操作中，光调制器102经设计以使得当通过数据互连件112施加一系列中间电压时，在快门108中产生一系列中间敞开状态，且因此在图像104中产生一系列中间照明状态或亮度级。在其它情形中，数据驱动器132经配置以仅将一组减少的2个、3个或4个数字电压电平施加到数据互连件112。这些电压电平经设计以按数字方式给快门108中的每一者设定敞开状态、闭合状态或其它离散状态。

扫描驱动器130及数据驱动器132连接到数字控制器电路134(还称为“控制器134”)。所述控制器将数据以主要串行方式发送到数据驱动器132，所述数据组织成按行且按图像帧分组的预定序列。数据驱动器132可包含串行到并行数据转换器、电平移位，且针对某些应用包含数字/模拟电压转换器。

显示设备任选地包含一组共同驱动器138(还称为共同电压源)。在某些实施方案中，共同驱动器138(例如)通过将电压供应到一系列共同互连件114而将DC共同电位提供到所述光调制器阵列内的所有光调制器。在某些其它实施方案中，共同驱动器138遵循来自控制器134的命令而将电压脉冲或信号发布到所述光调制器阵列，例如能够驱动和/或起始所述阵列的多个行及列中的所有光调制器的同时致动的全局致动脉冲。在某些实施方案中，共同驱动器138将电压或信号输出到显示设备128的多个行及多个列中的光调制器，但并非到所述阵列中的所有光调制器。

用于不同显示功能的所有驱动器(例如，扫描驱动器130、数据驱动器132及共同驱动器138)由控制器134进行时间同步。来自控制器的时序命令经由灯驱动器148协调红色、绿色及蓝色以及白色灯(分别为140、142、144及146)的照明、像素阵列内的特定行的写入启用及定序、来自数据驱动器132的电压的输出及提供用于光调制器致动的电压的输出。

控制器134确定可借以将快门108中的每一者复位为适于新图像104的照明级的定序或寻址方案。可以周期性间隔来设定新图像104。举例来说，对于视频显示来说，以介于从10赫兹到300赫兹的范围内的频率刷新色彩图像104或视频帧。在某些实施方案中，图像帧到阵列的设定与灯140、142、144及146的照明同步，以使得用一系列交替色彩(例如，红色、绿色及蓝色)照明交替图像帧。每一相应色彩的图像帧称为色彩子帧。在称为场序色彩方法的此方法中，如果色彩子帧以超过20Hz的频率交替，则人类大脑将把交替帧图像平均为感知到具有一系列广泛及连续的色彩的图像。在替代实施方案中，在显示设备100中可采用具有原色的四个或四个以上灯，从而采用除红色、绿色及蓝色以外的原色。

在某些实施方案中，在显示设备100经设计用于快门108在敞开与闭合状态之间的数字切换的情形中，控制器134通过时分灰阶的方法形成图像，如先前所描述。在某些其它实施方案中，显示设备100可通过使用每像素多个快门108来提供灰阶。

在某些实施方案中，图像状态104的数据由控制器134通过个别行(还称为扫描线)的顺序寻址而加载到调制器阵列。对于所述序列中的每一行或扫描线，扫描驱动器130将写入启用电压施加到阵列的所述行的写入启用互连件110，且然后数据驱动器132为所述选定行中的每一列供应对应于所期望快门状态的数据电压。重复此过程，直到已针对所述阵列中的所有行加载数据为止。在某些实施方案中，用于数据加载的选定行的序列是线性的，在阵列中从顶部进行到底部。在某些其它实施方案中，将选定行的序列伪随机化，以最小化视觉假象。且在其它实施方案中，按块组织定序，其中针对块，将图像状态104的仅某一分数的数据加载到阵列，例如，通过仅依序寻址所述阵列的每第五行。

在某些实施方案中，用于将图像数据加载到阵列的过程与致动快门108的过程在时间上分离。在这些实施方案中，调制器阵列可包含针对所述阵列中的每一像素的数据存储器元件，且控制矩阵可包含用于携载来自共同驱动器138的触发信号以根据存储于存储器元件中的数据来起始快门108的同时致动的全局致动互连件。

在替代实施方案中，像素阵列及控制所述像素的控制矩阵可以除矩形行及列以外的配置来布置。举例来说，所述像素可布置成六边形阵列或曲线行及列。通常，如本文中所使用，术语扫描线应指代共享写入启用互连件的任何多个像素。

主机处理器122通常控制主机的操作。举例来说，主机处理器可为用于控制便携式电子装置的通用或专用处理器。关于包含于主机装置120内的显示设备128，主机处理器输出图像数据以及关于主机的额外数据。此种信息可包含来自环境传感器的数据，例如周围光或温度；关于主机的信息，包含(举例来说)主机的操作模式或主机的电源中所剩余的电力的量；关于图像数据的内容的信息；关于图像数据类型的信息；和/或用于显示设备在选择成像模式中使用的指令。

用户输入模块126直接地或经由主机处理器122将用户的个人偏好传达给控制器134。在某些实施方案中，用户输入模块由用户借以编程个人偏好(例如“较深色彩”、“较佳对比度”、“较低功率”、“增加的亮度”、“运动”、“现场”或“动画”)的软件控制。在某些其它实施方案中，使用硬件(例如开关或拨号盘)将此些偏好输入到主机。对控制器134的多个数据输入指引所述控制器将对应于最佳成像特性的数据提供到各种驱动器130、132、138及148。

环境传感器模块124也可包含为所述主机装置的部分。所述环境传感器模块接收关于周围环境的数据，例如温度及或周围照明条件。传感器模块124可经编程以相对于在明亮白天的室外环境及在夜间的室外环境来区分所述装置是否正在室内或办公环境中操作。所述传感器模块将此信息传递到显示器控制器134，以使得所述控制器可响应于周围环境而最优化观看条件。

图2A展示适合于并入到图1A的直观式基于MEMS的显示设备100中的说明性基于快门的光调制器200的透视图。光调制器200包含耦合到致动器204的快门202。致动器204可由两个单独的顺应性电极横梁致动器205(“致动器”205)形成。快门202在一侧上耦合到致动器205。致动器205在表面203上方在实质上平行于表面203的运动平面中横向移动快门202。快门202的相对侧耦合到弹簧207，弹簧207提供与由致动器204施加的力相反的恢复力。

每一致动器205包含将快门202连接到负载锚208的顺应性负载横梁206。负载锚208连同顺应性负载横梁206一起充当机械支撑件，从而保持快门202接近于表面203悬吊。所述表面包含用于容许光通过的一或多个光圈孔211。负载锚208将顺应性负载横梁206及快门202物理连接到表面203，且将负载横梁206电连接到偏置电压(在某些情况中接地)。

如果衬底是不透明的(例如，硅)，则通过蚀刻孔阵列穿过衬底204来在所述衬底中形成光圈孔211。如果衬底204是透明的(例如玻璃或塑料)，则处理序列的第一步骤涉及将阻光层沉积到所述衬底上，且将所述阻光层蚀刻成孔211阵列。光圈孔211可通常为圆形、椭圆形、多边形、蜿蜒形或不规则形状。

每一致动器205还包含邻近于每一负载横梁206定位的顺应性驱动横梁216。驱动横梁216在一端处耦合到驱动横梁锚218，所述驱动横梁锚在若干个驱动横梁216之间共享。每一驱动横梁216的另一端自由移动。每一驱动横梁216经弯曲以使得其在驱动横梁216的自由端及负载横梁206的经锚定端附近最靠近负载横梁206。

在操作中，并入有光调制器200的显示设备经由驱动横梁锚218将电位施加到驱动横梁216。可将第二电位施加到负载横梁206。驱动横梁216与负载横梁206之间的所得电位差朝向负载横梁206的经锚定端牵拉驱动横梁216的自由端，且朝向驱动横梁216的经锚定端牵拉负载横梁206的快门端，借此朝向驱动锚218横向驱动快门202。顺应性部件206充当弹簧，以使得当移除跨越横梁206及216电位的电压时，负载横梁206将快门202往回推动到其初始位置中，从而释放存储在负载横梁206中的应力。

光调制器(例如，光调制器200)并入有被动恢复力(例如弹簧)，用于在已移除电压之后使快门返回到其休止位置。其它快门组合件可并入一组双重“敞开”及“闭合”致动器及一组单独“敞开”及“闭合”电极，用于将快门移动到敞开或闭合状态中。

存在可借以经由控制矩阵来控制快门及光圈阵列以产生具有适当亮度级的图像(在许多情形中，运动图像)的各种方法。在某些情形中，控制是借助于连接到显示器外围上的驱动器电路的行及列互连件的无源矩阵阵列来实现。在其它情形中，将切换和/或数据存储元件包含于阵列(所谓的有源矩阵)的每一像素内以改善显示器的速度、亮度级和/或功耗性能是适当的。

本文中所描述的控制器功能并不限于控制基于快门的MEMS光调制器，例如上文所描述的光调制器。图2B是适合于包含在本发明的各种实施方案中的说明性非基于快门的光调制器的横截面图。具体来说，图2B是基于电润湿的光调制阵列270的横截面图。光调制阵列270包含形成于光学腔274上的多个基于电润湿的光调制单元272a到272d(通称为“单元272”)。光调制阵列270还包含对应于单元272的一组色彩滤光器276。

每一单元272包含水(或其它透明导电或极性流体)层278、吸光油层280、透明电极282(举例来说，由氧化铟锡制成)及定位于吸光油层280与透明电极282之间的绝缘层284。在本文中所描述的实施方案中，电极占据单元272的后表面的一部分。

单元272的后表面的其余部分由形成光学腔274的前表面的反射光圈层286形成。反射光圈层286由反射材料形成，例如反射金属或形成电介质镜的薄膜堆叠。对于每一单元272，在反射光圈层286中形成光圈以允许光通过。用于所述单元的电极282沉积于所述光圈中且在形成反射光圈层286的材料上方，通过另一电介质层与其分离。

光学腔274的其余部分包含接近反射光圈层286定位的光导288及在光导288的与反射光圈层286相对的一侧上的第二反射层290。一系列光重定向器291形成于光导的后表面上，接近第二反射层。光重定向器291可为漫反射体或镜面反射体。一或多个光源292将光294注入到光导288中。

在一替代实施方案中，额外透明衬底定位于光导290与光调制阵列270之间。在此实施方案中，反射光圈层286形成于所述额外透明衬底上而非光导290的表面上。

在操作中，将电压施加到单元(举例来说，单元272b或272c)的电极282致使所述单元中的吸光油280聚集在单元272的一个部分中。因此，吸光油280不再阻碍光通过形成于反射光圈层286中的光圈(举例来说，参见单元272b及272c)。在光圈处逸出背光单元的光然后能够穿过所述单元且穿过所述组色彩滤光器276中的对应色彩滤光器(举例来说，红色、绿色或蓝色)逸出以在图像中形成色彩像素。当电极282接地时，吸光油280覆盖反射光圈层286中的光圈，从而吸收试图通过其的任何光294。

当将电压施加到单元272时油280聚集在其下面的区域构成关于形成图像来说的浪费空间。无论是否施加电压，此区域均不能使光通过，且因此在不包含反射光圈层286的反射部分的情形中，将吸收原本可用于促成图像的形成的光。然而，在包含反射光圈层286的情形中，原本将被吸收的此光被反射回到光导290中，以便未来通过不同光圈逸出。基于电润湿的光调制阵列270并非适于由本文中所描述的控制矩阵控制的非基于快门的MEMS调制器的唯一实例。其它形式的非基于快门的MEMS调制器可同样在不背离本发明的范围的情况下由本文中所描述的控制器功能中的各种功能控制。

除了MEMS显示器以外，本发明还可利用场序液晶显示器，包含(举例来说)如图2C中所展示的以光学补偿弯曲(OCB)模式操作的液晶显示器。将OCB模式LCD显示器与FSC方法结合可允许低功率及高分辨率显示。图2C的LCD由圆形偏光器230、双轴延迟膜232及聚合盘状材料(PDM)234组成。双轴延迟膜232含有具有双轴透射性质的透明表面电极。此些表面电极用于当横跨其施加电压时使PDM层的液晶分子沿特定方向对准。

图3展示基于快门的光调制器阵列320的透视图。图3还图解说明安置于背光330的顶部上的光调制器阵列320。在一个实施方案中，背光330由透明材料(即，玻璃或塑料)制成，且用作贯穿显示器平面均匀地分布来自灯382、384及386的光的光导。当将显示器380装配为场序显示器时，灯382、384及386可为交替色彩灯，例如，分别为红色、绿色及蓝色灯。

可在显示器中采用若干不同类型的灯382到386，包含(但不限于)：白炽灯、荧光灯、激光或发光二极管(LED)。此外，可将直观式显示器380的灯382到386组合成含有多个灯的单个组合件。例如，红色、绿色及蓝色LED的组合可与小型半导体芯片中的白色LED组合或替代所述白色LED，或装配成小型多灯封装。类似地，每一灯可表示4色LED的组合件，例如红色、黄色、绿色及蓝色LED的组合，或红色、绿色、蓝色及白色LED的组合。

快门组合件302用作光调制器。通过使用来自相关联控制器的电信号，可将快门组合件302设定为敞开状态或闭合状态。敞开的快门允许来自光导330的光通过以到达观看者，借此形成直观图像。

在某些实施方案中，光调制器形成于衬底304的背对光导330且朝向观看者的表面上。在某些其它实施方案中，可翻转衬底304，以使得将光调制器形成于面向光导的表面上。在此些实施方案中，有时优选地将光圈层(例如，光圈层322)直接形成到光导330的顶部表面上。在某些其它实施方案中，将一片单独玻璃或塑料插入于光导与光调制器之间是有利的，此片单独玻璃或塑料含有光圈层(例如，光圈层322)及相关联光圈孔(例如，光圈孔324)。优选地将快门组合件302的平面与光圈层322之间的间距保持为尽可能靠近，优选地小于10微米，在某些情形中达1微米近。

在某些显示器中，通过照明对应于不同色彩(举例来说，红色、绿色及蓝色)的若干群组光调制器而产生色彩像素。群组中的每一光调制器具有对应滤光器以实现所期望色彩。然而，滤光器吸收大量光，在某些情形中多达通过滤光器的光的60％，因而限制显示器的效率及亮度。另外，每像素使用多个光调制器会减少显示器上可用于促成所显示图像的空间量，从而进一步限制此显示器的亮度及效率。

图4是对应于用于使用场序色彩(FSC)来显示图像的显示过程的时序图400，所述显示过程可(举例来说)由图1B中所描述的MEMS直观式显示器来实施。本文中所包含的时序图(包含图4、5、6及7的时序图400)符合以下惯例。时序图的顶部部分图解说明光调制器寻址事件。底部部分图解说明灯照明事件。

寻址部分通过时间上间隔开的对角线来绘示寻址事件。每一对角线对应于一系列个别数据加载事件，在所述事件期间，数据被一次一行地加载到光调制器阵列的每一行中。取决于用于寻址及驱动所述显示器中所包含的调制器的控制矩阵，每一加载事件可需要一等待周期以允许给定行中的光调制器致动。在某些实施方案中，在致动光调制器中的任一者之前寻址光调制器阵列中的所有行。在完成将数据加载到光调制器阵列中的最后一行中之后，即刻实质上同时地致动所有光调制器。

灯照明事件是通过对应于显示器中所包含的每一色彩的灯的脉冲串来图解说明。每一脉冲指示对应色彩的灯被照明，借此显示在紧接着先前寻址事件中加载到光调制器阵列中的子帧图像。

在每一时序图上将在给定图像帧的显示中的第一寻址事件开始的时间标记为AT0。在大部时分序图中，此时间出现在检测到电压脉冲vsync之后不久，在由显示器接收的每一视频帧的开始之前。将每一后续寻址事件发生的时间标记为AT1、AT2、...AT(n-1)，其中n是用于显示图像帧的子帧图像的数目。在某些时序图中，进一步标记对角线以指示正被加载到光调制器阵列中的数据。举例来说，在图4的时序图中，D0表示针对一帧加载到所述光调制器阵列中的第一数据，且D(n-1)表示针对所述帧加载到所述光调制器阵列中的最后数据。在图5到7的时序图中，在每一寻址事件期间加载的数据对应于位平面。

位平面是识别光调制器阵列中的多个行及多个列中的调制器的期望调制器状态的一组相干数据。此外，每一位平面对应于根据二进制译码方案导出的一系列子帧图像中的一者。即，根据二进制系列1、2、4、8、16等给图像帧的贡献色彩的每一子帧图像加权。具有最低加权的位平面称为最低有效位平面，且在时序图中由对应贡献色彩的第一个字母后续接着数字0来标记且在本文中由其来指代。对于贡献色彩的每一下一最高有效位平面，将贡献色彩的第一个字母后面的数字加1。举例来说，对于分成每色彩4个位平面的图像帧，将最低有效红色位平面标记且称为R0位平面。下一最高有效红色位平面标记为且称为R1，且最高有效红色位平面标记为且称为R3。

将与灯相关的事件标记为LT0、LT1、LT2...LT(n-1)。取决于时序图，时序图中所标记的与灯相关的事件时间表示灯照明的时间或灯熄灭的时间。特定时序图中的灯时间的意义可通过相对于特定时序图的照明部分中的脉冲串来比较其时间位置而确定。特定来说，往回参考图4的时序图400，为根据时序图400显示图像帧，使用单个子帧图像来显示图像帧的三个贡献色彩中的每一者。首先，在时间AT0处开始，将指示红色子帧图像所期望的调制器状态的数据D0加载到光调制器阵列中。在寻址完成之后，在时间LT0处使红色灯照明，借此显示红色子帧图像。在时间AT1处，将指示对应于绿色子帧图像的调制器状态的数据D1加载到所述光调制器阵列中。在时间LT1处，使绿色灯照明。最后，分别在时间AT2处将指示对应于蓝色子帧图像的调制器状态的数据D2加载到所述光调制器阵列中且在时间LT2处使蓝色灯照明。然后，针对待显示的后续图像帧重复此过程。

可由根据图4的时序图形成图像的显示器实现的亮度级的数目取决于可控制每一光调制器的状态的精细程度。举例来说，如果光调制器本质上是二元的，即，其仅可敞开或闭合，则显示器将限于产生8个不同色彩。可针对此显示器通过提供可被驱动到额外中间状态中的光调制器来增加亮度级的数目。在与图4的场序技术相关的某些实施方案中，可提供基于MEMS的或其它光调制器，其展现出对所施加电压的模拟响应。在此显示器中可实现的亮度级的数目仅由连同数据电压源一起供应的数字/模拟转换器的分辨率限制。

替代地，如果将用于显示每一子帧图像的时间周期分割成多个时间周期(每一者具有其自己的对应子帧图像)，则可产生较精细的亮度级。举例来说，在二元光调制器的情形中，形成每贡献色彩两个相等长度及相等光强度的子帧图像的显示器可产生27个而非8个不同色彩。将图像帧的每一贡献色彩分为多个子帧图像的亮度级技术通常称为时分灰阶技术。

图5图解说明称为显示过程500的时序序列的实例，控制器134采用所述时序序列以二进制时分灰阶使用一系列子帧图像来形成图像。与显示过程500一起使用的控制器134负责协调经定时序列中的多个操作(在图5中，时间从左到右变化)。控制器134确定子帧数据集的数据元素何时从帧缓冲器传送出来且进入到数据驱动器132中。控制器134还发送触发信号以借助于扫描驱动器130启用对所述阵列中的行的扫描，借此实现数据从驱动器132加载到所述阵列的像素中。控制器134还控管灯驱动器148的操作以实现灯140、142及144的照明(在显示过程500中并未采用白色灯146)。控制器134还将触发信号发送到共同驱动器138，共同驱动器138实现例如快门在阵列的多个行及列中实质上同时的全局致动等功能。

在显示过程500中形成图像的过程包含：针对每一子帧图像，首先将子帧数据集从帧缓冲器载出且进入到阵列中。子帧数据集包含关于阵列的多个行及多个列中的调制器的期望状态(例如，敞开或闭合)的信息。对于二进制时分灰阶，在灰阶的二进制译码字中针对每一色彩内的每一位电平将单独子帧数据集传输到所述阵列。对于二进制译码的情形，子帧数据集称为位平面。显示过程500涉及在三个色彩红色、绿色及蓝色中的每一者中加载4个位平面数据集。将这些数据集标记为：针对红色为R0到R3、针对绿色为G0到G3且针对蓝色为B0到B3。为便于图解说明，在显示过程500中仅图解说明每色彩4个位电平，但应理解，采用每色彩6个、7个、8个或10个位电平的替代图像形成序列是可能的。

显示过程500涉及一系列寻址时间AT0、AT1、AT2等。这些时间表示将特定位平面加载到阵列中的开始时间或触发时间。第一寻址时间AT0与Vsync相符，其是通常采用以表示图像帧的开始的触发信号。显示过程500还涉及一系列灯照明时间LT0、LT1、LT2等，其与位平面的加载相协调。这些灯触发指示来自灯140、142及144中的一者的照明熄灭的时间。红色、绿色及蓝色灯中的每一者的照明脉冲周期及振幅是沿着图5的底部图解说明且沿着单独线以字母“R”、“G”及“B”标记。

第一位平面R3的加载在触发点AT0处开始。待加载的第二位平面R2在触发点AT1处开始。每一位平面的加载需要相当大量的时间。例如，在此图解说明中，位平面R2的寻址序列在AT1处开始且在点LT0处结束。在时序图500中，将每一位平面的寻址或数据加载操作图解说明为对角线。对角线表示顺序操作，其中将个别行的位平面信息从帧缓冲器一次一个地传送出来，进入到数据驱动器132中且从该处传送到阵列中。将数据加载到每一行或扫描线中需要从1微秒到100微秒的任何时间。取决于阵列中的行的数目，多个行的完全传送或一完整数据位平面到阵列中的传送可花费从100微秒到5毫秒的任何时间。

在显示过程500中，将图像数据加载到阵列的过程与移动或致动快门108的过程在时间上分离。对于此实施方案，调制器阵列包含用于阵列中的每一像素的数据存储器元件(例如存储电容器)，且数据加载的过程仅涉及将数据(即，接通-关断或敞开-闭合指令)存储在存储器元件中。快门108在由共同驱动器138中的一者产生全局致动信号之前并不移动。在将所有数据加载到阵列之前并不由控制器134发送全局致动信号。在指定时间处，通过全局致动信号致使指定用于运动或改变状态的所有快门实质上同时移动。在位平面加载序列的结束与对应灯的照明之间指示小的时间间隙。这是快门的全局致动所需的时间。举例来说，全局致动时间图解说明于触发点LT2与AT4之间。优选地，在全局致动周期期间，所有灯应熄灭以免混淆图像与仅部分闭合或敞开的快门的照明。快门的全局致动所需的时间量(例如，在快门组合件320中)可取决于阵列中的快门的设计及构造而花费从10微秒到500微秒的任何时间。

对于显示过程500的实例，序列控制器经编程以在加载每一位平面之后仅使灯中的一者照明，其中此照明在加载阵列中的最后一个扫描线的数据之后延迟等于全局致动时间的时间量。注意，对应于后续位平面的数据的加载可在灯保持接通的同时开始且进行，因为数据到阵列的存储器元件中的加载并不立刻影响快门的位置。

子帧图像(例如，与位平面R3、R2、R1及R0相关联的那些子帧图像)中的每一者是通过来自红色灯140的相异照明脉冲(在图5的底部处用“R”线指示)而照明。类似地，与位平面G3、G2、G1及G0相关联的子帧图像中的每一者是通过来自绿色灯142的相异照明脉冲(在图5的底部处用“G”线指示)而照明。用于每一子帧图像的照明值(对于此实例来说，照明周期的长度)在量值上分别与二进制系列8、4、2、1相关。照明值的此二进制加权实现以二进制字译码的灰阶值的表达或显示，其中每一位平面含有对应于二进制字中的位置值中的仅一者的像素接通-关断数据。从序列控制器160发出的命令不仅确保灯与数据加载的协调，而且确保与每一数据位平面相关联的正确相对照明周期。

在显示过程500中，在两个后续触发信号Vsync之间产生完整图像帧。显示过程500中的完整图像帧包含每色彩4个位平面的照明。对于60Hz帧率，Vsync信号之间的时间是16.6毫秒。在此实例中，经分配用于最高有效位平面(R3、G3及B3)的照明的时间可为各自大致2.4毫秒。然后，按比例，下一位平面R2、G2及B2的照明时间将为1.2毫秒。最低有效位平面照明周期R0、G0及B0将各自为300微秒。如果将提供较大的位分辨率，或每色彩期望更多位平面，则对应于最低有效位平面的照明周期将需要甚至更短的周期，各自实质上小于100微秒。

在序列控制器160的开发或编程中，将控管亮度级的表达的所有关键定序参数共置或存储在序列表(有时称为序列表存储区)中可为有用的。下文列出表示所存储的关键序列参数的表的实例作为表1。针对子帧或“字段”中的每一者，序列表列出相对寻址时间(例如，其中开始加载位平面的AT0)、将在缓冲存储器159中找出的相关联位平面的存储器位置(例如，位置M0、M1等)、灯中的一者的识别码(例如，R、G或B)及灯时间(例如LT0，其在此实例中确定灯关断的时间)。

表1

此外，将参数的存储共置于序列表中以促进用于再编程或变更显示过程中的事件的时序或序列的简便方法可为有用的。例如，可重新布置色彩子帧的次序，以使得大部分红色子帧后续紧接着绿色子帧，且所述绿色后续紧接着蓝色子帧。色彩子帧的此重新布置或点缀增加在灯色彩之间切换照明的标称频率，此减少CBU的影响。通过在存储于存储器中的若干个不同时间表之间切换，或通过时间表的再编程，还可能在需要每色彩较少或较多数目个位平面的过程之间切换——例如，通过允许在单个图像帧的时间内照明每色彩8个位平面。还可能容易地再编程时序序列，以允许包含对应于第四色彩LED的子帧，例如白色灯146。

显示过程500根据经译码字通过使每一子帧图像与基于灯中的脉冲宽度或照明周期的相异照明值相关联来建立灰阶或亮度级。存在可用于表达照明值的替代方法。在一个替代中，将经分配用于子帧图像中的每一者的照明周期保持恒定，且来自灯的照明的振幅或强度在子帧图像之间根据二进制比率1、2、4、8等变化。对于此实施方案，改变序列表的格式以给子帧中的每一者指派唯一的灯强度而非唯一时序信号。在某些其它实施方案中，采用来自灯的脉冲持续时间及脉冲振幅的变化两者，且在序列表中指定此两者以在子帧图像之间建立亮度级差别。

图6是利用表2中列出的参数的时序图600。时序图600对应于经译码时分灰阶寻址过程，其中图像帧是通过针对图像帧的每一贡献色彩显示四个子帧图像来显示。给定色彩的每一所显示子帧图像是以相同强度显示达前一子帧图像的时间周期的一半长，借此针对子帧图像实施二进制加权方案。除了色彩红色、绿色及蓝色外，时序图600包含对应于色彩白色的子帧图像，所述子帧图像是使用白色灯照明。白色灯的添加允许显示器显示较亮图像或以较低功率电平操作其灯，同时维持相同亮度级。由于亮度与功率消耗并非线性相关，因此，在提供等效图像亮度时，照明级操作模式越低，消耗能量越少。另外，白色灯通常较高效，即，其比其它色彩的灯消耗较少电力来实现相同亮度。

更具体来说，在时序图600中，图像帧的显示在检测到vsync脉冲之后即刻开始。如在时序图上及表2时间表中所指示，在开始于时间AT0处的寻址事件中，将在存储器位置M0处开始存储的位平面R3加载到光调制器阵列150中。一旦控制器134将位平面的最后一行数据输出到光调制器阵列150，控制器134即输出全局致动命令。在等待致动时间之后，控制器134致使红色灯照明。由于致动时间对于所有子帧图像是恒定值，因此无需将任何对应时间值存储在时间表存储区中以确定此时间。在时间AT4处，控制器134开始加载绿色位平面中的第一者G3，根据时间表，G3在存储器位置M4处开始存储。在时间AT8处，控制器134开始加载蓝色位平面中的第一者B3，根据时间表，B3在存储器位置M8处开始存储。在时间AT12处，控制器134开始加载白色位平面中的第一者W3，根据时间表，W3在存储器位置M12处开始存储。在完成对应于白色平面中的第一者W3的寻址之后且在等待致动时间之后，控制器致使白色灯照明达第一时间。

由于所有位平面将被照明达长于将位平面加载到光调制器阵列150中所花费的时间的周期，因此控制器134在对应于后续子帧图像的寻址事件完成之后即刻熄灭照明子帧图像的灯。举例来说，将LT0设定为在AT0之后的与位平面R2的加载完成相符的时间处发生。将LT1设定为在AT1之后的与位平面R1的加载完成相符的时间处发生。

所述时序图中vsync脉冲之间的时间周期由符号FT指示，其指示帧时间。在某些实施方案中，寻址时间AT0、AT1等以及灯时间LT0、LT1等经设计以在16.6毫秒的帧时间FT内(即，根据60Hz的帧率)实现4个色彩中的每一者的4个子帧图像。在某些其它实施方案中，存储在时间表存储区中的时间值可经更改以在33.3毫秒的帧时间FT内(即，根据30Hz的帧率)实现每色彩4个子帧图像。在某些其它实施方案中，可采用低达24Hz的帧率或可采用超过100Hz的帧率。

表2

白色灯的使用可改善显示器的效率。在子帧图像中使用四个相异色彩需要改变输入处理模块1003中的数据处理。代替导出3个不同色彩中的每一者的位平面，根据时序图600的显示过程需要存储对应于4个不同色彩中的每一者的位平面。输入处理模块1003因此可在将数据结构转换成位平面之前将针对3色彩空间中的色彩而编码的传入像素数据转换成适于4色彩空间的色彩坐标。

除了时序图600中所展示的红色、绿色、蓝色及白色灯组合以外，扩展可实现色彩的空间或色域的其它灯组合是可能的。具有扩展的色域的可用4色彩灯组合是红色、蓝色、纯绿色(约520nm)外加鹦鹉绿色(约550nm)。扩展色域的另一5色彩组合是红色、绿色、蓝色、青色及黄色。类似于YIQ NTSC色彩空间的5色彩可用白色、橙色、蓝色、紫色及绿色灯建立。类似于众所周知的YUV色彩空间的5色彩可用白色、蓝色、黄色、红色及青色灯建立。

其它灯组合是可能的。例如，可用红色、绿色、蓝色、青色、洋红色及黄色灯色彩建立可用的6色彩空间。还可用白色、青色、洋红色、黄色、橙色及绿色色彩建立6色彩空间。可从上文已列出的色彩当中导出大量其它4色彩及5色彩组合。可从上文所列出的色彩产生具有不同色彩的6个、7个、8个或9个灯的其它组合。可使用具有处于上文所列出的色彩之间的光谱的灯来采用额外色彩。

图7展示供用于显示器中的控制器700的框图。举例来说，控制器700可用作图1B的控制器134。更特定来说，控制器700经配置以部分地通过使用和/或选择可变合成色彩替换乘数α来调整作为合成色彩(即，实质上为显示器所输出的至少两个其它贡献色彩的组合的色彩)输出的图像帧的亮度的分数，来产生用于显示的子帧图像。组合以形成合成色彩的贡献色彩在本文中称为“分量色彩”。举例来说，白色是具有红色、绿色及蓝色的分量色彩的色彩合成物。类似地，黄色是具有红色及绿色作为分量色彩的合成色彩。分量色彩及合成色彩统称为“贡献”色彩，或个别地称为“贡献”色彩。

参照图7及1B，大体来说，控制器700从图像源接收图像信号702，且产生输出数据及控制信号到驱动器130、132、138及148，以控制光调制器阵列150中的光调制器及显示设备128的灯140、142、144及146。输出数据及控制信号的次序在本文中称为下文进一步描述的“输出序列”。尽管在本文中相对于并入有光调制器(例如，MEMS快门、MEMS镜、LCD或电润湿单元等)的显示设备来描述控制器700的功能性，但所述功能性还适用于发射式显示器，例如基于OLED的显示器。

为实施上述功能性，控制器700包含输入处理模块704、存储器控制模块706、帧缓冲器708、时序控制模块710及时间表存储区712。在某些实施方案中，这些组件可提供为相异芯片或电路，其借助于电路板、缆线或其它电互连件连接在一起。在其它实施方案中，这些组件中的若干组件可一起设计到单个半导体芯片中，以使得除功能外其边界几乎是不可区分的。在其它实施方案中，所述组件中的某些组件可实施于在并入到控制器700中的微处理器上执行的固件或软件中。

输入处理模块704接收图像信号702作为输入，且将编码于其中的数据处理成适合于经由光调制器阵列150显示的格式。为此，输入处理模块704获得编码每一图像帧的数据且将其转换成一系列子帧数据集。子帧数据集包含关于聚集到相干数据结构中的光调制器阵列150的多个行及多个列中的调制器的期望状态的信息。用于显示图像帧的子帧数据集的数目及内容取决于由控制器700采用的灰阶技术。一般来说，灰阶技术指借以使显示设备改变针对显示器的给定贡献色彩输出的亮度级的过程。举例来说，用于使用经译码时分灰阶技术形成图像帧的子帧数据集不同于用于使用未译码时分灰阶技术显示图像帧的子帧数据集的数目及内容。在各种实施方案中，输入处理模块704可将图像信号705转换成未译码子帧数据集、位平面、三进制经译码子帧数据集或其它形式的经译码子帧数据集。

输入处理模块704将子帧数据集输出到存储器控制模块706。存储器控制模块706然后将子帧数据集存储在帧缓冲器708中。帧缓冲器708优选地为随机存取存储器，但也可使用不脱离本发明的范围的其它类型的串行存储器。在一个实施方案中，存储器控制模块706基于子帧数据集的译码方案中的色彩及重要性而将所述子帧数据集存储在预定存储器位置中。在其它实施方案中，存储器控制模块706将子帧数据集存储在动态确定的存储器位置中，且将所述位置存储在查找表中以供稍后识别。

存储器控制模块706还负责基于来自时序控制模块710的指令而从帧缓冲器708检索子帧数据集，且将其输出到数据驱动器132。数据驱动器132将从存储器控制模块706输出的数据加载到光调制器阵列150的光调制器中。存储器控制模块706一次一行地输出子图像数据集中的数据。在一个实施方案中，帧缓冲器708包含其角色交替的两个缓冲器。存储器控制模块706将对应于新图像帧的新产生的子帧数据集存储于一个缓冲器中，同时其从另一缓冲器提取对应于先前接收的图像帧的子帧数据集以输出到光调制器阵列150。两个缓冲器存储器可驻留于同一电路内，仅通过地址分离。

时序控制模块710根据输出序列来管理数据及命令信号通过控制器700的输出。所述输出序列包含借以将子帧数据集输出到光调制器阵列150的次序及时序，及照明事件的时序及特征。在某些实施方案中，输出序列还包含全局致动事件。定义所述输出序列的参数中的至少某些参数存储于易失性存储器中。此易失性存储器称为时间表存储区712。时间表存储区712如上文关于图5及6所描述来存储一或多个时间表。

存储于时间表存储区712中的输出序列参数在本文中所揭示的显示设备的不同实施方案中变化。在一个实施方案中，时间表存储区712存储与每一子帧数据集相关联的时序值。举例来说，时间表存储区712可存储与输出序列中的每一寻址事件的开始相关联的时序值，以及与灯照明和/或灯熄灭事件相关联的时序值。在其它实施方案中，替代与寻址事件相关联的时序值或除所述时序值以外，时间表存储区712还存储灯强度值。在各种实施方案中，时间表存储区712存储指示每一子图像数据集存储于帧缓冲器708中的位置的识别符，及指示与每一相应子图像数据集相关联的一或多个色彩的照明数据。

存储于时间表存储区712中的时序值的本质可取决于控制器700的特定实施方案而变化。在一个实施方案中，时序值在存储于时间表存储区712中时是(举例来说)从一图像帧的显示起始起或从触发上一寻址或灯事件起已过去的一定数目个时钟循环。替代地，所述时序值可为以微秒或毫秒存储的实际时间值。

时间表中的地址数据可以若干形式存储。举例来说，在一个实施方案中，地址是由缓冲器参考的对应位平面列数及行数的开始的在帧缓冲器708中的特定存储器位置。在另一实施方案中，存储于时间表存储区712中的地址是用于结合由存储器控制模块706维持的子帧数据集查找表来使用的识别符。举例来说，所述识别符可具有简单6位二进制“xxxxxx”字结构，其中前2个位识别与位平面相关联的色彩，而接下来的4个位涉及位平面的重要性。然后，当存储器控制模块706将位平面存储到帧缓冲器中时，将位平面的实际存储器位置存储于由存储器控制模块706维持的查找表中。在其它实施方案中，针对输出序列中的位平面的存储器位置可存储为时序控制模块710内的硬接线逻辑。

时序控制模块710可使用若干不同方法来检索时间表条目。在一个实施方案中，时间表中的条目的次序是固定的；时序控制模块710依序检索每一条目，直到到达指定所述序列结束的特殊条目为止。替代地，序列表条目可含有引导时序控制模块710检索所述表中可不同于下一条目的条目的码。这些额外字段可并入有类似于标准微处理器指令集的控制特征来执行跳跃(jump)、分支及循环的能力。对时序控制模块710的操作的此流控制修改允许序列表的大小减小。

控制器700的输入处理模块704还从主机装置的其它组件接收控制信号720。如图1B中所描述，控制器700可从主机处理器122、环境传感器和/或各种用户接口装置接收控制信号720。基于控制信号720，输入处理模块704选择成像模式供用于输出所接收的图像数据。成像模式的选择又控管存储于时间表存储区712中的序列表的选择。控制信号720可包含相对于成像模式选择的明确指令，或其可包含输入处理模块704可根据其处理以选择成像模式的数据。举例来说，控制信号可包含周围光数据、电力节省模式数据、电池水平数据、用户偏好数据和/或内容元数据。在某些实施方案中，输入处理模块704结合输入图像信号702的实际内容来处理控制信号720以选择适当成像模式。

图8展示包含相关联驱动器的显示设备的背板800。背板800包含数据驱动器802及扫描线驱动器804。背板800包含布置成行及列的像素阵列。每一像素列由延行背板800的长度的数据线寻址。数据驱动器802耦合到每一数据线以沿对应数据线输出数据电压。给定行中的每一像素耦合到共同扫描线(还称为写入启用互连件)，所述共同扫描线又耦合到扫描线驱动器804。扫描线驱动器804将写入启用电压顺序地施加到扫描线，使得耦合到所述扫描线的行中的像素能够接收及存储由数据驱动器802输出的数据电压。未展示的额外互连件还可提供额外信号。举例来说，全局致动互连件可电耦合到显示器中的所有像素，或至少所述显示器的多个行及多个列中的像素，以将信号实质上同时地输出到所有此些像素。

在许多显示器中，像素行的长度经常长于任一给定像素列。然而，由于变化的寄生电容、不同互连件几何形状及不同互连件电阻率，数据线内的实际信号传播速率可显著地慢于扫描线互连件中的信号传播速率。因此，尽管数据线具有较短长度，但在许多显示器中，与写入启用信号传播到扫描线末端相比，数据信号沿数据线传播仍可花费较长时间。

图9展示适合用于显示设备中的三个说明性行寻址时序方案的曲线图900。曲线图900的x轴对应于显示器的行，其中一行距数据驱动器的距离从左到右增加。y轴对应于驱动器输出的信号到达所述行所花费的时间量。出于参考的目的，曲线图900包含：数据信号传播曲线902，其指示数据信号沿数据线传播所花费的时间量t_d-prop；及扫描线传播曲线904，其指示由扫描线驱动器输出的写入启用信号到达一行的末端所花费的时间量t_we。数据信号传播曲线902在低于扫描线传播曲线904的一点处开始，且大致二次增加到最大数据传播时间t_d-max，所述最大数据传播时间对应于数据信号到达显示器的最后一行所花费的时间量。相比来说，扫描线传播曲线是实质上平坦的，因为写入启用信号沿一行传播所花费的时间量是实质上逐行恒定的。在远离数据驱动器某个距离(在本文中称为交叉距离)处，数据信号传播曲线902与扫描线传播曲线904交叉。针对距其相应数据驱动器大于所述交叉距离的距离处的行，与写入启用信号到达所述行的末端所花费的时间量相比，数据信号花费较长的时间量到达给定行。

除数据信号传播曲线902及扫描线传播曲线904外，曲线图900还包含三条曲线906、908及910，对应于可由各种实施方案中的显示设备的控制器实施的三个相应行寻址时序方案。第一曲线906对应于第一行寻址时序方案。第二曲线908对应于第二行寻址时序方案。第三曲线910对应于第三行寻址时序方案。在每一行寻址时序方案中，距其相应驱动器在交叉距离内的所有行被分配有相同时间量(即t_a＝t_we)以将数据加载到所述行中。然而，分配给更远的行的时间量在每一行寻址时序方案中发生变化，如下文进一步论述。

在第一行寻址时序方案中，对应于图9的曲线906，在显示时钟及驱动器电路的时序分辨率限制内，分配用于寻址超出交叉距离的每一行的时间t_a实质上匹配于数据信号传播到所述行所花费的实际时间量(即t_d-prop)。因此，在某些实施方案中，每一行分配有不同时间量。

在第二行寻址时序方案中，对应于图9的曲线908，为位于超过交叉距离处的行分配时间t_a供用于在群组中寻址。举例来说，在某些实施方案中，一次在10与100行之间的群组中分配寻址时间。随着信号到达给定行所花费的时间t_d-prop大致二次地增加，在某些实施方案中，将更多个行指派给位于较接近于交叉距离处的行的群组，其中数据信号传播曲线902的斜率较低，且随着距交叉距离的距离以及数据信号传播曲线902的斜率增加，将更少个行指派给行的群组。然后，为行的每一群组分配用于接收数据的时间量t_a，所述时间量足以使所述群组中的最远行可靠地接收及存储数据信号。因此，曲线908呈现阶式外观，如图9中所展示。此行寻址时序方案及类似行寻址时序方案比第一行寻址时序方案识别的时间节省更少，但较不复杂，且因此更易于实施。

在第三行寻址时序方案中，对应于曲线910，将仅两个时间中的一者分配给显示器中的每一行供用于接收数据。为在距数据驱动器小于交叉距离的距离处的所有行被分配实质上等于t_we的时间t_a。给位于超出交叉距离的所有行分配实质上等于t_d-max的时间t_a。此实施方案是三个实施方案中最易于实施的，但与传统的行寻址时序方案相比也含有最少量的益处。

针对每一方案节省的时间量t_save可计算如下：

$t_{\mathrm{save}}={\underset{r=1}{\overset{r=\max }{\mathrm{\&Sigma;}}}}_{t_{d-\max }-t_a\left(r\right),t_{d-\mathrm{prop}}\left(r\right)\&GreaterEqual;t_{\mathrm{we}}}^{t_{d-\max }-t_{\mathrm{we}},t_{d-\mathrm{pror}}\left(r\right)<t_{\mathrm{we}}}$

其中t_a(r)是由控制器分配以寻址行r的寻址时间，且t_d(r)表示数据信号沿数据线传播到行r所花费的时间。在某些实施方案中，预期在特定显示器中，采用基于数据传播时间来变化寻址时间的时序方案将使寻址时间减少多达约50％或更多。

如上文所建议，上文所描述的各种行寻址时序方案可由显示设备控制器实施。举例来说，图9中所展示的行寻址时序方案可由图7中所展示的控制器700的时序控制模块710实施。在某些实施方案中，将写入启用信号及数据信号输出到每一行的特定时间包含为存储于时间表存储区712中的输出序列的部分。

图10A到10D展示与各种行寻址时序方案相关联的实例性驱动器输出信号。图10A展示根据传统行寻址时序方案由数据驱动器输出的一组实例性数据信号。图10B、10C及10D展示由根据类似于图9中所绘示的曲线906、908及910所表示的那些行寻址时序方案的行寻址时序方案来输出数据的数据驱动器输出的若干组实例性数据信号。

在使用二元寻址方案时，数据驱动器输出对应于第一像素状态(例如，“敞开”)的低信号，或对应于第二像素状态(例如，“闭合”)的高信号，或反之亦然。对于模拟光调制器，由驱动器输出的数据信号可对应于敞开与闭合之间的任何数目个中间状态。出于说明性目的，图10A到10D中所展示的若干组数据信号中的每一者包含一组仅高电压脉冲。仅出于说明性目的来选择图10A到10D中的每一者中所绘示的行的数目，以及指示为在一组数据驱动器的交叉距离(上文所阐述)内的行的数目。在实际实施方案中，显示器将在交叉距离内具有更多个行，以及总计更多个行。举例来说，取决于显示器的大小及分辨率，显示器可具有从约100个行到超过2000个行。在交叉距离内的行的数目可在显示器间广泛地变化。在某些显示器中，显示器的多达50％的行超出所述交叉距离。

如上文所指示，图10A展示由数据驱动器沿着显示器的一列输出的一组说明性信号1000。在图10A中，为每一行分配相同时间量t_d-max供用于被寻址。即，为每一行分配足以用于寻址以允许数据信号到达显示器中的最后一行的时间量，即使在正被寻址的行接收所述数据信号所需要的时间少得多时也是如此。

图10B展示由根据类似于图9中的曲线906所表示的第一行寻址时序方案的行寻址时序方案输出数据的数据驱动器输出的一组实例性数据信号1002。如上文所论述，在第一行寻址时序方案中，分配用于寻址在交叉距离内的每一行的时间t_a实质上等于扫描线传播时间t_we，而分配用于寻址超过交叉距离的每一行的时间t_a实质上匹配于数据信号传播到所述行所花费的实际时间量t_d-prop。图10B展示在交叉距离内的行R1到R5作为实例。由于行R1到R5在交叉距离内，因此为每一行分配相同时间量t_we以将数据加载到所述行中。对于超出交叉距离的行R6到R11，分配用于寻址每一行的时间随着所述行距交叉距离的距离增加而增加。所述时间增加实质上匹配由图9中所展示的数据传播曲线902所绘示的时间增加。换句话说，分配用于寻址一行的时间t_a实质上等于所述行的数据传播时间t_d-prop。数据传播曲线902随着行距交叉距离的距离增加而实质上二次地增加。相应地，如图10B中所展示，分配用于行R6到R11中的每一者的时间也实质上二次地增加。

图10C展示由根据类似于图9中的曲线908所表示的第二行寻址时序方案的行寻址时序方案来输出数据的数据驱动器输出的一组实例性数据信号1003。如上文所论述，在第二行寻址时序方案中，位于超出交叉距离处的行被分配用于在群组中寻址的时间。分配用于寻址一特定群组内的每一行的时间t_a是相等的，但分配用于不同群组中的行的时间t_a随着所述群组距交叉距离的距离增加而增加。类似于图10B中所展示的实例，图10C还将前五个行R1到R5展示为在交叉距离内。因此，分配用于寻址行R1到R5的时间t_a实质上等于扫描线传播时间t_we。将行R6到R11划分成各自为两个行的三个群组。将行R6及R7分组成群组1，将行R8及R9分组成群组2，且将行R10及R11分组成群组3。分配用于寻址每一群组内的每一行的时间t_a保持相等。因此，分配用于寻址群组1中的行R6及R7的时间t_a是相等的。类似地，分配用于寻址群组2中的行R8及R9的时间t_a是相等的，且分配用于寻址群组3中的行R10及R11的时间t_a是相等的。然而，因为分配用于寻址每一群组中的行的时间随着所述群组距交叉距离的距离增加而增加，所以分配用于寻址群组3中的一行(例如，行R10)的时间大于分配用于寻址群组2中的一行(例如，行R9)的时间。类似地，分配用于寻址群组2中的一行(例如，行R8)的时间大于分配用于寻址群组1中的一行(例如，行R7)的时间。

应了解，图10B中所展示的群组数目及每一群组中的行数目仅是许多可能中的一个实例。举例来说，所述群组数目可等于2而非3，其中行R6到R8在一个群组中且行R9到R11在另一群组中。替代地，可将行分组成三个以上群组。每一群组内的行的数目还可为不相等的，且(例如)随着所述群组距交叉距离的距离而变。举例来说，行R6到R8可属于第一群组，行R9到R10可属于第二群组，且行R11可属于第三群组。

图10D展示由根据类似于图9中的曲线910所表示的第三行寻址时序方案的行寻址时序方案来输出数据的数据驱动器输出的一组实例性数据信号1004。如上文所论述，在第三行寻址时序方案中，位于距数据驱动器小于交叉距离的距离处的行被分配实质上等于扫描线传播时间t_we的时间t_a，而位于超出所述交叉距离处的行被分配实质上等于最大数据传播时间t_d-max的时间t_a。类似于图10B及10C中所展示的实例，图10D还将行R1到R5展示为在交叉距离内。因此，分配用于寻址行R1到R5的时间t_a实质上等于扫描线传播时间t_we。然而，位于超出所述交叉距离处的剩余行R6到R8被分配实质上等于最大数据传播时间t_d-max的时间t_a。

图11展示比较根据各种行寻址时序方案分配用于寻址一组行的时间的图表1105。图表1105包含四个时间线，时间线1110、1112、1114及1116，其各自表示分配用于根据传统行寻址时序方案、第一行寻址时序方案、第二行寻址时序方案及第三行寻址时序方案来寻址显示器的R个行的总时间。

时间线1110对应于传统行寻址时序方案。时间T_R表示分配用于使用传统行寻址时序方案来寻址R行中的每一者的总时间。时间线1112对应于图10B中所展示的第一行寻址时序方案。如上文所论述，第一行寻址时序方案将用于寻址超出交叉距离的每一行的时间分配为实质上等于所述数据信号到达所述行所必需的数据传播时间。如时间线1112中所绘示，此时序方案提供可观的时间节省，其中分配用于寻址相同数目R个行的时间T1_R显著小于分配用于在传统时序方案中寻址R个行的时间(T_R)。在某些实施方案中，T1_R可小到T_R的约50％或更小。时间线1114对应于上文所描述的第二行寻址时序方案。如时间线1114中所展示，经分配以使用第二行寻址时序方案来寻址R个行的时间T2_R大于经分配用于使用第一时序方案来寻址相同数目个行的时间。然而，在使用第二行寻址时间方案时分配的寻址时间T2_R仍小于在使用传统时序方案时所分配的时间。通过增加所述方案中使用的行群组的数目及通过减少分配到每一群组的行的数目，可进一步减少时间T2_R。最后，时间线1116展示经分配以根据上文所描述的第三行寻址时序方案来寻址显示器的R个行的时间T3_R。时间T3_R尽管大于T1_R及T2_R，但仍小于T_R。

图12展示一个实例性控制矩阵1200的一部分。控制矩阵1200可实施用于图1A中所绘示的显示设备100中。施加到控制矩阵1200的各种信号的时序可根据本文中所论述的数据加载及行寻址时序方案来控制。下文随即描述控制矩阵1200的结构。

控制矩阵1200控制包含具有双重致动器快门组合件1204的光调制器的像素1202的阵列。可使快门组合件1204中的致动器为电双稳态或机械双稳态的。

控制矩阵1200包含用于显示设备100中的每一像素行1202的扫描线互连件1206，及用于每一像素列1202的数据互连件1208。扫描线互连件1206经配置以允许将数据加载到像素1202上。数据互连件1208经配置以提供对应于待加载到像素1202上的数据的数据电压。此外，控制矩阵1200包含致动电压互连件1210、共同源极互连件1212、全局更新互连件1214及快门共同互连件1222(统称为“共同互连件”)。这些共同互连件1210、1212、1214及1216在所述阵列中的多个行及多个列中的像素1202之间共享。在某些实施方案中，共同互连件1210、1212、1214及1216在显示设备100中的所有像素1202之间共享。这些互连件经配置以通过致动像素1202的快门组合件1204而将像素1202锁存到第一状态及第二相反状态中的一者。

控制矩阵1200中的每一像素1202还包含写入启用晶体管1231及数据存储电容器1233。写入启用晶体管1231的栅极耦合到扫描线互连件1206，使得扫描线互连件1206控制写入启用晶体管1231。写入启用晶体管1231的源极耦合到数据互连件1208且写入启用晶体管1231的漏极耦合到数据存储电容器1233的第一端子及下文所描述的更新晶体管1221。数据存储电容器1233的第二端子耦合到快门共同互连件1216。以此方式，当写入启用晶体管1231经由扫描线互连件1206所提供的写入启用电压而接通时，由数据互连件1208提供的数据电压通过写入启用晶体管1231且存储于数据存储电容器1233处。所存储的数据电压然后用于将像素1202锁存到第一像素状态或第二像素状态中的一者。

像素1202包含锁存电路1240，所述锁存电路包含第一快门状态反相器及第二快门状态反相器。第一快门状态反相器包含第一充电晶体管1242及第一放电晶体管1244。第二快门状态反相器包含第二充电晶体管1252及第二放电晶体管1254。第一快门状态反相器与第二快门状态反相器交叉耦合，使得第一快门状态反相器的输入耦合到第二快门状态反相器的输出，且反之亦然。以此方式，第一快门状态反相器与第二快门状态反相器一起作为锁存器或触发器电路操作。

第一充电晶体管1242及第一放电晶体管1244的栅极耦合到第二充电晶体管1252及第二放电晶体管1254的漏极，而第二充电晶体管1252及第二放电晶体管1254的栅极耦合到第一充电晶体管1242及第一放电晶体管1244的漏极。第一充电晶体管1242的漏极在第一快门状态节点1246处连接到第一放电晶体管1244的漏极。第二充电晶体管1252的漏极在第二快门状态节点1256处连接到第二放电晶体管1254的漏极。因此，第一快门状态节点1246控制第二快门状态反相器的第一充电晶体管1252及第二放电晶体管1254两者的栅极电压，且第二快门状态节点1256控制第一快门状态反相器的第一充电晶体管1242及第一放电晶体管1244两者的栅极电压。第一充电晶体管1242及第二充电晶体管1252的源极端子耦合到致动电压互连件1210。第一放电晶体管1244及第二放电晶体管1254的源极端子耦合到共同源极互连件1212。

像素1202的双重致动器快门组合件1204包含耦合到第一快门状态节点1246的第一快门状态致动器，及耦合到第二快门状态节点1256的第二快门状态致动器。快门组合件1204的参考电极耦合到快门共同互连件1216。在某些实施方案中，当第一快门状态节点1246处的电压实质上高于所述参考电极处的电压时，快门组合件1204及像素1202处于第一状态。相反，当第二快门状态节点1256处的电压实质上高于所述参考电极处的电压时，快门组合件1204及像素1202处于第二状态。

像素1202进一步包含将数据存储电容器1233耦合到锁存电路1240的更新晶体管1221。更新晶体管1221是pMOS晶体管。更新晶体管1221经配置以电隔离数据存储电容器1233上的电压与锁存电路1240上的电压。特定来说，更新晶体管1221的源极耦合到数据存储电容器1233的第一端子及写入启用晶体管1231的漏极。更新晶体管1221的栅极耦合到全局更新互连件1214，且更新晶体管1221的漏极耦合到锁存电路1240的第一充电晶体管1242及第一放电晶体管1244。

控制矩阵1200利用两种互补类型的晶体管(pMOS晶体管及nMOS晶体管两者)。控制矩阵1200因此称为互补金属氧化物半导体(CMOS)控制矩阵。举例来说，更新晶体管1221以及充电晶体管1242及1252是pMOS晶体管，而放电晶体管1244及1254以及其它是nMOS晶体管。在其它实施方案中，可反转控制矩阵1200中所采用的晶体管的类型。举例来说，可针对充电晶体管使用nMOS晶体管且可针对放电晶体管使用pMOS晶体管。同样地，在某些其它实施方案中，可借助nMOS晶体管来实施更新晶体管1221。特定来说，所述nMOS晶体管可经由反相器耦合到致动电压互连件1210或耦合到另一互连件。在某些实施方案中，上文提及的晶体管中的每一者实施为基于(例如)非晶硅或多晶硅晶体管架构的薄膜晶体管。

控制矩阵1200仅是可用以控制本文中所揭示的显示设备的像素的各种各样的控制矩阵中的一个实例。在某些其它实施方案中，采用各种其它控制矩阵架构，包含可单独地借助nMOS晶体管实施且因此更服从于使用金属氧化物晶体管架构来实施的那些架构，以及非晶硅或多晶硅晶体管架构。

图13展示在显示器上形成图像的方法1300的一个实施方案的流程图。方法1300对应于上文陈述的行寻址时序方案，其中分配不同的时间量用于寻址显示器的不同行。更特定来说，方法1300包含：为多个数据驱动器分配第一时间周期以将第一数据集合加载到所述像素的第一集合中(阶段1302)，为所述数据驱动器分配第二时间周期以将第二数据集合加载到所述像素的第二集合中(阶段1304)，及致使所述多个数据驱动器根据所分配的时间周期将对应于所述第一数据集合及第二数据集合的数据信号输出到所述第一像素集合及第二像素集合(阶段1306)。

如上文所陈述，将第一时间周期(例如写入启用电压跨越显示器的一行传播所花费的时间量)t_we分配给第一像素集合(阶段1302)。在某些实施方案中，第一像素集合包含位于距显示器的数据驱动器的交叉距离内的若干像素行。所述第一数据集合指示所述第一像素集合中的像素的后续状态。

将第二时间周期分配到所述数据驱动器用于将第二数据集合加载到第二像素集合中(阶段1304)。所述第二数据集合指示所述第二像素集合中的像素的后续状态。在某些实施方案中，所述第二像素集合包含在距数据驱动器比所述显示器的交叉距离更远处的行中的像素。即，所述第二像素集合比所述第一像素集合距所述数据驱动器的距离远。在某些实施方案中，可为位于距数据驱动器更远处的额外像素集合做出进一步的时间分配。

基于所分配时间，数据驱动器然后将指示第一数据集合及第二数据集合的数据信号输出到第一像素集合及第二像素集合(阶段1306)。

图14A及14B是图解说明包含多个显示元件的显示装置40的系统框图。显示装置40可为例如智能电话、蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍微变化形式还说明例如电视、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持式装置及便携式媒体装置等各种类型的显示装置。

显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48及麦克风46。外壳41可通过多种制造工艺(包含注射模制及真空成型)中的任一者形成。另外，外壳41可通过多种材料中的任何材料制成，所述材料包含但不限于：塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。外壳41可包含可移除部分(未展示)，所述可移除部分可与不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分交换。

显示器30可为多种显示器中的任一者，包含双稳态显示器或模拟显示器，如本文中所描述。显示器30还可经配置以包含平板显示器(例如，等离子、电致发光(EL)显示器、OLED、超扭转向列型(STN)显示器、LCD或薄膜晶体管(TFT)LCD或非平板显示器(例如，阴极射线管(CRT)或其它电子管装置)。另外，显示器30可包含基于机械光调制器的显示器，如本文中所描述。

在图14A中示意性地图解说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41，且可包含至少部分地封围于其中的额外组件。举例来说，显示装置40包含网络接口27，所述网络接口包含可耦合到收发器47的天线43。网络接口27可为针对可显示于显示装置40上的图像数据的源。相应地，网络接口27为图像源模块的一个实例，但处理器21及输入装置48也可用作图像源模块。收发器47连接到处理器21，所述处理器连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如滤波或以其它方式操纵信号)。调节硬件52可连接到扬声器45及麦克风46。处理器21还可连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29可耦合到帧缓冲器28及阵列驱动器22，所述阵列驱动器又可耦合到显示器阵列30。显示装置40中的一或多个元件(包含在图14A中未特定绘示的元件)可经配置以用作存储器装置且经配置以与处理器21通信。在某些实施方案中，电力供应器50可将电力提供到特定显示装置40设计中的实质上所有组件。

网络接口27包含天线43及收发器47，以使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27还可具有一些处理能力以减轻例如处理器21的数据处理要求。天线43可发射及接收信号。在某些实施方案中，天线43根据IEEE 16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11a、b、g、n及其进一步实施方案)来发射及接收RF信号。在某些其它实施方案中，天线43根据标准来发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的情形中，天线43可经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用包无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、地面中继无线电(TETRA)、宽带-CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修订版A、EV-DO修订版B、高速包接入(HSPA)、高速下行链路包接入(HSDPA)、高速上行链路包接入(HSUPA)、演进型高速包接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用于在无线网络内(例如利用3G、4G或5G技术的系统)通信的其它已知信号。收发器47可预处理从天线43接收的信号，以使得所述信号可由处理器21接收并进一步操纵。收发器47还可处理从处理器21接收的信号，以使得可经由天线43从显示装置40发射所述信号。

在某些实施方案中，可由接收器取代收发器47。另外，在某些实施方案中，可由图像源取代网络接口27，所述图像源可存储或产生待发送到处理器21的图像数据。处理器21可控制显示装置40的总操作。处理器21从网络接口27或图像源接收数据(例如，经压缩图像数据)，及将所述数据处理成原始图像数据或处理成容易被处理成原始图像数据的格式。处理器21可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进行存储。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，此些图像特性可包含色彩、饱和度及灰阶水平。

处理器21可包含微控制器、CPU或用以控制显示装置40的操作的逻辑单元。调节硬件52可包含用于将信号发射到扬声器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可为显示装置40内的离散组件，或可并入处理器21或其它组件内。

驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28获取由处理器21产生的原始图像数据，且可将原始图像数据适当地重新格式化以用于高速传输到阵列驱动器22。在某些实施方案中，驱动器控制器29可将原始图像数据重新格式化成具有光栅样格式的数据流，以使得其具有适合于跨越显示器阵列30进行扫描的时间次序。然后，驱动器控制器29将经格式化信息发送到阵列驱动器22。虽然驱动器控制器29(例如，LCD控制器)经常作为独立式集成电路(IC)与系统处理器21相关联，但此些控制器可以许多方式实施。举例来说，控制器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完全集成在一起。

阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化信息，且可将视频数据重新格式化成一组平行波形，将所述组平行波形每秒多次地施加到来自显示器的显示元件的x-y矩阵的数百且有时数千条(或更多)引线。在某些实施方案中，阵列驱动器22及显示器阵列30是显示模块的一部分。在某些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示器阵列30是显示模块的一部分。

在某些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示器阵列30适用于本文中所描述的显示器类型中的任一者。举例来说，驱动器控制器29可为常规显示器控制器，或双稳态显示器控制器(例如机械光调制器显示元件控制器)。另外，阵列驱动器22可为常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如机械光调制器显示元件控制器)。此外，显示器阵列30可为常规显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如包含机械光调制器显示元件阵列的显示器)。在某些实施方案中，驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成在一起。此实施方案可在高度集成的系统(举例来说，移动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器)中有用。

在某些实施方案中，输入装置48可经配置以允许(例如)用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含小键盘(例如QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕、与显示器阵列30集成在一起的触敏屏幕、或者压敏膜片或热敏膜片。麦克风46可经配置为显示装置40的输入装置。在某些实施方案中，可使用通过麦克风46的语音命令来控制显示装置40的操作。

电力供应器50可包含各种能量存储装置。举例来说，电力供应器50可为可再充电电池，例如镍镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中，所述可再充电电池可使用来自(例如)壁式插座或光伏装置或阵列的电力来充电。替代地，所述可再充电电池可无线充电。电力供应器50还可为可再生能量源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池或太阳能电池涂料。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。

在某些实施方案中，控制可编程性驻存于驱动器控制器29中，所述驱动器控制器可位于电子显示系统中的数个地点中。在某些其它实施方案中，控制可编程驻存于阵列驱动器22中。上文所描述的优化可以任何数目个硬件和/或软件组件实施且可以各种配置实施。

可将连同本文中所揭示的实施方案一起描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路及算法过程实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。已就功能性大体描述了硬件与软件的可互换性，且在上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路及过程中说明了硬件与软件的可互换性。此功能性实施成硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统上的设计约束。

用于实施连同本文中所揭示的方面一起描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块及电路的硬件及数据处理设备可借助通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文中所描述功能的其任何组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器或任一常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一或多个微处理器结合DSP核心或任何其它此类配置。在某些实施方案中，可通过特定于给定功能的电路来执行特定过程及方法。

在一或多个方面中，可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含本发明中所揭示的结构及其结构等效物)或其任何组合来实施所描述的功能。还可将本发明中所描述的标的物的实施方案实施为一或多个计算机程序，即，编码于计算机存储媒体上供数据处理设备执行或用于控制数据处理设备的操作的一或多个计算机程序指令模块。

如果以软件实施，则所述功能可存储于计算机可读媒体上或作为计算机可读媒体上的一或多个指令或代码进行传输。本文中所揭示的方法或算法的过程可实施于可驻存于计算机可读媒体上的处理器可执行软件模块中。计算机可读媒体包含计算机存储媒体及包含可经启用以将计算机程序从一个地点传送到另一地点的任一媒体的通信媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。借助实例而非限制的方式，此些计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或者其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置或可用于以指令或数据结构的形式存储所期望程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。而且，任何连接可适当地称为计算机可读媒体。如本文中所使用的磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据而光盘借助激光以光学方式再现数据。上述的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。另外，方法或算法的操作可作为代码及指令的一个组合或任何组合或集合驻存于可并入到计算机程序产品中的机器可读媒体及计算机可读媒体上。

所属领域的技术人员可容易明了对本发明中所描述的实施方案的各种修改，且可在不背离本发明的精神或范围的情形下将本文中所定义的一般原理应用于其它实施方案。因此，权利要求书并不既定限于本文中所展示的实施方案，而是被赋予与本发明、本文中所揭示的原理及新颖特征相一致的最宽广范围。

另外，所属领域的技术人员将易于了解，术语“上部”及“下部”有时是出于易于描述图式的目的来使用，且指示对应于所述图式在适当定向的页面上的定向的相对位置，且可不反映如所实施的任何装置的适当定向。

还可结合单个实施方案来实施在本发明中在单独实施方案的上下文中描述的某些特征。相反，还可将在单个实施方案的上下文中描述的各种特征单独地或以任何适合的子组合实施于多个实施方案中。此外，尽管上文可将特征描述为以特定组合起作用且甚至最初主张如此，但在某些情形下可从所主张组合去除来自所述组合的一或多个特征，且所述所主张组合可针对子组合或子组合的变化形式。

类似地，尽管在图式中以特定次序绘示操作，但不应将此理解为需要以所展示的特定次序或以顺序次序执行此些操作，或需要执行所有所说明的操作以实现所期望的结果。此外，图式可以流程图的形式示意性地绘示一或多个实例性过程。然而，可将未绘示的其它操作并入示意性地说明的实例性过程中。举例来说，可在所说明操作中的任一者之前、之后、同时或之间执行一或多个额外操作。在某些情境下，多任务及并行处理可为有利的。此外，上文所描述的实施方案中的各种系统组件的分离不应理解为需要在所有实施方案中进行此分离，且应理解所描述的程序组件及系统通常可一起集成于单个软件产品中或封装到多个软件产品中。另外，其它实施方案也属于所附权利要求书的范围内。在某些情形下，权利要求书中所陈述的动作可以不同次序执行且仍实现期望的结果。

Claims (27)

1.一种设备，其包括：

像素阵列，其形成于衬底上；

多个数据驱动器，其经配置以将数据信号输出到所述像素，其中所述数据信号表示每一相应像素的后续状态；及

控制器，其经配置以：

为所述数据驱动器分配第一时间周期以将数据加载到像素的第一集合中，其中所述像素的所述第一集合位于距所述数据驱动器第一距离内，及

为所述数据驱动器分配第二时间周期以将数据加载到所述像素的第二集合中，其中所述像素的所述第二集合中的所述像素位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处，且所述第二时间周期长于所述第一时间周期。

2.根据权利要求1所述的设备，其中将由所述数据驱动器输出的所述数据信号施加到与所述像素中的每一者相关联的至少一个薄膜晶体管。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述像素阵列包含透射光调制器阵列、反射光调制器阵列及光发射器阵列中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述像素阵列包含基于机电系统EMS的光调制器阵列。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述像素阵列包含基于快门的光调制器阵列。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述像素的所述第一集合包含至少第一像素行，且所述像素的所述第二集合包含至少第二像素行。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器进一步经配置以致使所述数据驱动器在所述第一时间周期内将数据信号输出到所述像素的所述第一集合，且指示所述数据驱动器在所述第二时间周期内将数据信号输出到所述像素的所述第二集合。

8.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括经配置以将写入启用信号输出到所述像素的多个扫描线驱动器，其中所述控制器进一步经配置以致使所述扫描线驱动器在大于由所述扫描线驱动器将写入启用信号输出到所述像素的所述第一集合的时间的时间量内将写入启用信号输出到所述像素的所述第二集合。

9.根据权利要求8所述的设备，其中：

所述第一距离充分足够短以使得在所述写入启用信号到达所述像素的所述第一集合中距所述扫描线驱动器最远的像素之前由所述数据驱动器输出的所述数据信号到达所述像素的所述第一集合，且

所述第二像素集合位于距所述数据驱动器充分足够远处，以使得在所述写入启用信号到达所述像素的所述第二集合中距所述扫描线驱动器最远的像素之后由所述数据驱动器输出的所述数据信号首先到达所述像素的所述第二集合。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置以将若干时间周期个别地分配给位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处的每一像素行。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置以将若干时间周期以群组形式分配给位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处的像素行。

12.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器将增加的时间周期分配给距所述数据驱动器比所述第一距离远的每一行群组。

13.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器进一步经配置以通过将最大数据传播时间分配给所有行中的像素而致使所述数据驱动器将数据信号输出到所述像素的所述第二集合，其中将数据信号传播到正被寻址的行所花费的时间量大于将写入启用信号传播到所述行的末端所花费的时间量。

14.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述第一距离实质上等于在由扫描线驱动器输出的写入启用信号到达像素行的末端所花费的时间量中由所述数据驱动器输出的数据信号行进的距离。

15.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

显示模块，其并入有所述像素阵列及所述控制器；

处理器，其经配置以处理图像数据；及

存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。

16.根据权利要求15所述的设备，其中所述控制器包括所述处理器及所述存储器装置中的至少一者。

17.根据权利要求15所述的设备，其进一步包括：

显示驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示模块；且其中

所述处理器进一步经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述显示驱动器电路。

18.根据权利要求15所述的设备，其进一步包括：

图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器，其中所述图像源模块包括接收器、收发器及发射器中的至少一者。

19.根据权利要求15所述的设备，其进一步包括：

输入装置，其经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。

20.一种在显示器上形成图像的方法，其包括：

为多个数据驱动器分配第一时间周期以将第一数据集合加载到第一像素集合中，其中所述第一像素集合位于距所述数据驱动器第一距离内且所述第一数据集合指示所述第一像素集合的后续状态；

为所述数据驱动器分配第二时间周期以将第二数据集合加载到第二像素集合中，其中所述第二像素集合中的所述像素位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处，所述第二时间周期长于所述第一时间周期，且所述第二数据集合指示所述第二像素集合的后续状态；及

致使所述多个数据驱动器根据所述所分配的时间周期将对应于所述第一数据集合及所述第二数据集合的数据信号输出到所述第一像素集合及所述第二像素集合。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述像素阵列包含基于机电系统EMS的光调制器阵列。

22.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一像素集合包含至少第一像素行，且所述第二像素集合包含至少第二像素行。

23.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一距离实质上等于在由写入启用驱动器输出的写入启用信号到达像素行的末端所花费的时间量中由所述数据驱动器输出的数据信号行进的距离。

24.一种其上存储有计算机可执行指令的计算机可读存储媒体，所述计算机可执行指令在由计算机执行时致使所述计算机：

为多个数据驱动器分配第一时间周期以将第一数据集合加载到第一像素集合中，其中所述第一像素集合位于距所述数据驱动器第一距离内且所述第一数据集合指示所述第一像素集合的后续状态；

为所述数据驱动器分配第二时间周期以将第二数据集合加载到第二像素集合中，其中所述第二像素集合中的所述像素位于距所述数据驱动器大于所述第一距离的距离处，所述第二时间周期长于所述第一时间周期，且所述第二数据集合指示所述第二像素集合的后续状态；及

致使所述多个数据驱动器根据所述所分配的时间周期将对应于所述第一数据集合及所述第二数据集合的数据信号输出到所述第一像素集合及所述第二像素集合。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述像素阵列包含基于机电系统EMS的光调制器阵列。

26.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一像素集合包含至少第一像素行，且所述第二像素集合包含至少第二像素行。

27.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一距离实质上等于在由写入启用驱动器输出的写入启用信号到达像素行的末端所花费的时间量中由所述数据驱动器输出的数据信号行进的距离。