JP2008541155A - Ｍｅｍｓディスプレイデバイスを駆動するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

ＭＥＭＳディスプレイ素子（１２ａ，１２ｂ）に表示データを書き込む方法が、電荷の蓄積および経時変化の差を最小に抑えるように構成される。行への画像（５６，６０）データの書き込みと同時に、次の行への事前書き込み動作（５８，６２）が実施される。事前書き込み動作は、次の行に、画像データまたはその画像データの逆を書き込みする。実施形態によっては、画像データの書き込みと逆画像データの書き込みとの間において、ランダムまたは擬似ランダムに選択が実施される。

Description

＜背景＞
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械要素、アクチュエータ、および電子機器を含む。微小機械要素は、デポジションプロセス、エッチングプロセス、および／またはその他のマイクロマシニングプロセスであって、基板および／もしくはデポジションされた材料層を部分的にエッチング除去するかまたは層を追加するかによって電気デバイスおよび電気機械デバイスを形成するマイクロマシニングプロセスを使用して製作することができる。ＭＥＭＳデバイスの１つのタイプは、インターフェロメトリックモジュレータと称される。本明細書において使用されるインターフェロメトリックモジュレータまたは干渉型光モジュレータという用語は、光干渉の原理を使用して光を選択的に吸収するおよび／または反射させるデバイスを意味する。特定の実施形態において、インターフェロメトリックモジュレータは、一対の伝導板を具備してよく、それらの板の一方または両方が、全体もしくは一部が透明および／もしくは反射性であってよく、且つ適切な電気信号の印加によって相対運動することができる。具体的な１つの実施形態においては、一方の板が、基板上にデポジションされた静止層を具備してよく、他方の板が、エアギャップによって静止層から隔てられた金属膜を具備してよい。本明細書において更に詳述されるように、他方の板に対する一方の板の位置は、インターフェロメトリックモジュレータに入射する光の光干渉を変化させることができる。これらのデバイスは、非常に広範な用途を有しており、当該分野においては、これらのタイプのデバイスの特徴を既存製品の改良およびまだ開発されていない新製品の製造に生かせるようにするために、これらのタイプのデバイスの特性を利用および／または変更することが有益だと考えられる。

＜概要＞
本発明のシステム、方法、およびデバイスは、その各々がいくつかの側面を有しており、そのいずれの単一の側面も、本発明の望ましい属性に対する役割を単独で任っているわけではない。以下では、本発明のシステム、方法、およびデバイスの顕著な特徴について、本発明の範囲を限定することなく概説する。この記述を考慮に入れて、特に、「特定の実施形態の詳細な説明」と題されたセクションを読了すれば、本発明の特徴がディスプレイデバイスに対してどのような利点を有するかを理解できるであろう。

１つの実施形態は、第１および第２の入力電極を有するＭＥＭＳデバイスにデータを書き込む方法である。ここで、ＭＥＭＳデバイスは、第１の電極と第２の電極との間の電圧差が閾値を上回る場合に作動状態にあるように構成され、電圧差は、第１および第２の極性のいずれかを有する。この方法は、第１の極性と第２の極性との間でランダムまたは擬似ランダムに選択を行うステップと、第１の電極と第２の電極との間に電圧差を印加するステップであって、該印加される電圧差は、閾値を上回ると共に、選択される極性を有する、ステップと、を備える。

別の１つの実施形態は、ＭＥＭＳデバイスの配列にデータを書き込む方法である。ここで、各デバイスは、第１および第２の入力電極を有しており、第１の電極と第２の電極との間の電圧差が第１の閾値を下回る場合に第１の状態にあり、第１の電極と第２の電極との間の電圧差が第２の閾値を上回る場合に第２の状態にあるように構成され、電圧差は、第１および第２の極性のいずれかを有する。この方法は、ＭＥＭＳデバイスの第１の電極と第２の電極との間の電圧差の第１および第２の極性のいずれかに対応する第１の行ストローブ値をランダムまたは擬似ランダムに選択するステップと、配列の第１の行にそのストローブ値を印加するステップとを備える。

別の１つの実施形態は、ＭＥＭＳデバイスの配列にデータを書き込む方法である。ここで、各デバイスは、第１および第２の入力電極を有しており、第１の電極と第２の電極との間の電圧差が第１の閾値を下回る場合に第１の状態にあり、第１の電極と第２の電極との間の電圧差が第２の閾値を上回る場合に第２の状態にあるように構成され、電圧差は、第１および第２の極性のいずれかを有する。この方法は、配列の列に画像データを印加するステップと、配列の第１の行に第１の行ストローブを印加するのと配列の第２の行に第２の行ストローブを印加するのとを実質同時に行うステップとを備える。

別の１つの実施形態は、ＭＥＭＳデバイスの配列にデータを書き込む方法である。この方法は、配列の第１の行に画像データを書き込むステップと、配列の第２の行に同じ画像データまたは画像データの逆のいずれかを書き込むステップとを備え、第１の行への書き込みと第２の行への書き込みとは、実質同時に生じる。

別の１つの実施形態は、第１および第２の入力電極を各自有するＭＥＭＳ素子の配列を含む、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスである。各素子は、第１の電極と第２の電極との間の電圧差が第１の閾値を下回る場合に第１の状態にあり、第１の電極と第２の電極との間の電圧差が第２の閾値を上回る場合に第２の状態にあるように構成され、電圧差は、第１および第２の極性のいずれかを有する。このデバイスは、また、第１の極性と第２の極性との間でランダムまたは擬似ランダムに選択を行うように構成されたＰＮジェネレータ回路と、ＰＮジェネレータによって選択される極性に対応する第１の行ストローブ値を配列の第１の行に印加するように構成されたドライバ回路と、を含む。

＜詳細な説明＞
以下の詳細な説明は、本発明の特定の具体的実施形態に関する。しかしながら、本発明は、複数の異なる方法で実現することができる。この説明では、図面が参照され、図中、類似の構成要素は一貫して類似の符号を使用して示される。以下の説明から明らかなように、これらの実施形態は、動いているもの（例：ビデオ）であれ静止しているもの（例：静止画像）であれ、テキスト形式であれ映像形式であれ、画像を表示するように構成された任意のデバイスにおいて実現可能である。より具体的に言うと、これらの実施形態は、携帯電話、ワイヤレス機器、携帯情報端末（ＰＤＡ）、手持ちサイズの、すなわち携帯用のコンピュータ、ＧＰＳレシーバ／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、時計、計算機、テレビ用モニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータ用モニタ、自動車用ディスプレイ（例：走行距離計等など）、コックピットのコントロールパネルおよび／もしくはディスプレイ、カメラ視野のディスプレイ（例：車の後方確認用カメラのディスプレイ）、電子写真、電光の掲示板もしくはサイン、プロジェクタ、建造物、パッケージング、ならびに美的構造物（例：宝石の画像のディスプレイ）を非限定的に含む、様々な電子デバイスにおいて実現可能である、またはそのような電子デバイスに関連付けることが可能であると考えられる。また、本明細書において説明されるものと類似の構造のＭＥＭＳデバイスを、電子的切り替えデバイス等の非ディスプレイ用途に使用することも可能である。

本明細書において説明されるように、データを表示するためにディスプレイを駆動する有利な方法は、ディスプレイ寿命およびディスプレイ性能の向上に有用である。実施形態によっては、データの書き込みに先立ちディスプレイのピクセルがクリアされるまたは作動される。

インターフェロメトリックＭＥＭＳディスプレイ素子を含むインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの１つの実施形態が、図１に説明されている。これらのデバイスにおいて、ピクセルは、明るい状態または暗い状態のいずれかにある。明るい（「オン」または「開」）状態では、ディスプレイ素子は、入射する可視光の大半をユーザへと反
射させる。暗い（「オフ」または「閉」）状態では、ディスプレイ素子は、入射する可視光をほとんどユーザへと反射させない。「オン」状態および「オフ」状態における光反射特性は、実施形態に応じて逆転可能である。ＭＥＭＳピクセルは、主に選択された色で反射するように構成することができる。これは、白黒に加えてカラーの表示を可能にする。

図１は、視覚的ディスプレイの一連のピクセルのなかの２つの隣接するピクセルを示した等角図である。図中、各ピクセルは、ＭＥＭＳインターフェロメトリックモジュレータを含む。実施形態によっては、インターフェロメトリックモジュレータディスプレイが、これらのインターフェロメトリックモジュレータの行列からなる配列を含む。各インターフェロメトリックモジュレータは、少なくとも１つの可変次元を伴う共振光学キャビティを形成するために、可変で且つ制御可能である距離で互いに隔てて配置された一対の反射層を含む。１つの実施形態において、反射層の一方は、２つの位置の間で移動可能である。本明細書において解放位置と称される第１の位置では、この移動可能反射層は、固定された部分反射層から比較的大きな距離を隔てて配置されている。本明細書において作動位置と称される第２の位置では、この移動可能反射層は、部分反射層に対してより近くに隣接して配置されている。これらの２層から反射される入射光は、移動可能反射層の位置に応じて建設的または破壊的に干渉することによって、ピクセル毎に全反射または非反射のいずれかの状態を生じる。

図１に示された部分のピクセル配列は、２つの隣接するインターフェロメトリックモジュレータ１２ａ，１２ｂを含む。左側のインターフェロメトリックモジュレータ１２ａでは、移動可能反射層１４ａは、部分反射層を含む光学スタック１６ａから所定距離の解放位置で示されている。右側のインターフェロメトリックモジュレータ１２ｂでは、移動可能反射層１４ｂは、光学スタック１６ｂに隣接する作動位置で示されている。

本明細書において言及される光学スタック１６ａ，１６ｂ（光学スタック１６として総称される）は、通常、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の電極層と、クロム等の部分反射層と、透明誘電体とを含むことができる何枚かの溶融層からなる。光学スタック１６は、したがって、導電性であり、部分的に透明で且つ部分的に反射性であり、例えば、上記の層のうちの１種または２種以上を透明基板２０上にデポジションすることによって作成することができる。いくつかの実施形態において、これらの層は、平行な帯状片となるようにパターン形成され、後ほど詳述されるように、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成することができる。移動可能反射層１４ａ，１４ｂは、支柱１８の上にデポジションされた１枚または２枚以上の金属層（行電極１６ａ，１６ｂに直交する）と、支柱１８間にデポジションされた介在犠牲材料と、からなる一連の平行な帯状片に形成することができる。犠牲材料がエッチング除去されると、移動可能反射層１４ａ，１４ｂは、定められたギャップ１９によって光学スタック１６ａ，１６ｂから隔てられる。反射層１４としては、アルミニウム等の高伝導性の反射材料が使用されてよく、これらの帯状片は、ディスプレイデバイスにおける列電極を形成することができる。

電圧を印加されていないとき、キャビティ１９は、移動可能反射層１４ａと光学スタック１６ａとの間に維持され、移動可能反射層１４ａは、図１のピクセル１２ａによって示されるように、機械的に解放された状態にある。しかしながら、選択された行および列に電位差が印加されると、対応するピクセルでは、その行電極と列電極との交差位置に形成されるコンデンサが帯電荷電となり、静電力がこれらの電極を引き合わされる。電圧が十分に高い場合、移動可能反射層１４は、変形されて光学スタック１６に押し付けられる。光学スタック１６内の誘電体層（不図示）は、図１の右側のピクセル１２ｂによって示されるように、短絡を阻止して層１４と層１６との間の分離距離を制御することができる。この挙動は、印加された電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射と非反射との間でピクセルの状態を制御する行／列作動は、従来のＬＣＤ技術およびその他のデ
ィスプレイ技術で使用されるものと、多くの意味で類似している。

図２〜５は、ディスプレイの用途でインターフェロメトリックモジュレータの配列を使用するための、代表的なプロセスおよびシステムの１つを示している。

図２は、本発明の態様を組み込むことができる電子デバイスの１つの実施形態を示したシステムブロック図である。この代表的な実施形態において、電子デバイスは、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ II（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ III（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ IV（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）等の任意の汎用のシングルチップマイクロプロセッサもしくはマルチチップマイクロプロセッサ、またはデジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、もしくはプログラマブルゲートアレイ等の任意の専用マイクロプロセッサでありうるプロセッサ２１を含む。当該分野において常であるように、プロセッサ２１は、１つまたは２つ以上のソフトウェアモジュールを実行するように構成可能である。オペレーティングシステムの実行に加えて、プロセッサは、Ｗｅｂブラウザ、テレフォンアプリケーション、電子メールプログラム、または任意の他のアプリケーションソフトを含む、１つまたは２つ以上のアプリケーションソフトを実行するように構成可能である。

１つの実施形態において、プロセッサ２１は、また、配列ドライバ２２と通信するようにも構成される。１つの実施形態において、配列ドライバ２２は、パネル配列またはディスプレイ配列（ディスプレイ）３０に信号を提供する行ドライバ回路２４および列ドライバ回路２６を含む。図１に示されている配列の断面は、図２において線１−１で表されている。ＭＥＭＳインターフェロメトリックモジュレータについて、行／列作動プロトコルは、図３に示されるこれらのデバイスのヒステリシス特性を上手く活用することができる。例えば、移動可能層を解放状態から作動状態へと変形させるために、１０ボルトの電位差が必要とされる。しかしながら、この値から電圧が減少する際、移動可能層は、自身の状態を、電圧が１０ボルト未満に降下する間維持する。図３の代表的な実施形態では、移動可能層は、電圧が２ボルト未満に降下するまで完全には解放されない。したがって、デバイスが解放状態または作動状態のいずれかで安定する印加電圧ウィンドウが存在する電圧の範囲があり、図３に示されている例では、例えば約３〜７ボルトの範囲である。これは、本明細書において「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」と称される。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイ配列に対しては、行／列作動プロトコルは、行ストローブ中、ストローブされた行にある作動対象のピクセルは約１０ボルトの電圧差をかけられ、解放対象のピクセルは０ボルトに近い電圧差をかけられるように設計することができる。ストローブ後、ピクセルは、その行ストローブによって置かれた状態に留まるように、約５ボルトの定常状態電圧差をかけられる。書き込みを経た各ピクセルは、この例では３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差をかけられている。この特徴は、図１に示されているピクセル設計を、同じ印加電圧条件下で、既存の作動状態または解放状態のいずれかで安定させる。インターフェロメトリックモジュレータの各ピクセルは、作動状態であれ解放状態であれ、本質的に、固定反射層と移動可能反射層とによって形成されるコンデンサであるので、この安定状態は、ヒステリシスウィンドウ内の電圧で、ほとんど電力損失を生じることなく維持することができる。印加電圧が固定されている間は、基本的に、ピクセルに電流は流れない。

代表的な用途では、第１の行における所望の作動ピクセルセットに応じて列電極セットをアサートすることによって、表示フレームを作成することができる。次いで、行１の電極に行パルスが印加され、アサートされた列ラインに対応するピクセルが作動される。アサートされた列電極セットは、次いで、第２の行における所望の作動ピクセルセットに対応するように変化される。次いで、行２電極にパルスが印加され、アサートされた列電極
に応じて行２における適切なピクセルが作動される。行１のピクセルは、行２パルスによって影響されず、行１パルス中に設定された状態に留まる。これは、一連の全ての行に対して順次繰り返されて、フレームを生成することができる。一般に、フレームは、このプロセスをいくらかの所望の毎秒フレーム数で絶えず繰り返すことによって、リフレッシュされる且つ／または新しい表示データに更新される。この他にも、ピクセル配列の行電極および列電極を駆動して表示フレームを生成するための様々なプロトコルが知られており、これらもまた、本発明に関連して使用することが可能である。

図４および図５は、図２の３×３配列上に表示フレームを作成するための、考えられる１つの作動プロトコルを示している。図４は、図３のヒステリシス曲線を呈するピクセルに使用可能な列電圧レベルおよび行電圧レベルとして考えられるセットを示している。図４の実施形態において、ピクセルの作動は、適切な列を−Ｖ_biasに設定すると共に適切な行を＋ΔＶに設定することを伴い、これらは、−５ボルトおよび＋５ボルトにそれぞれ対応することができる。ピクセルの解放は、適切な列を＋Ｖ_biasに設定すると共に適切な行を＋ΔＶに設定することによって達成され、これは、そのピクセルの両端に０ボルトの電位差を生成する。行電圧を０ボルトに保持されている行では、ピクセルは、その列が＋Ｖ_biasまたは−Ｖ_biasのいずれであるかにかかわらず、もとからの状態に安定して維持される。図４にも示されるように、上述された場合と逆の極性の電圧を使用することも可能である。例えば、ピクセルの作動は、適切な列を＋Ｖ_biasに設定すると共に適切な行を−ΔＶに設定することを伴うことができる。この実施形態では、ピクセルの解放は、適切な列を−Ｖ_biasに設定すると共に適切な行を−ΔＶに設定することによって達成され、これは、そのピクセルの両端に０ボルトの電位差を生成する。

図５Ｂは、図２の３×３配列に印加される一連の行信号および列信号を示したタイミング図であり、その結果、作動ピクセルが非反射となる図５Ａに示されるディスプレイ構成が得られる。図５Ａに示されるフレームの書き込みに先立って、ピクセルは、任意の状態にあることが可能である。この例では、全ての行は０ボルトに、そして全ての列は＋５ボルトにある。これらの信号を印加された状態で、全てのピクセルは、自身の既存の作動状態または解放状態で安定している。

図５Ａのフレームでは、ピクセル（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、および（３，３）が作動されている。これを達成するため、行１用の「ライン時間」中、列１および列２が−５ボルトに設定され、列３が＋５ボルトに設定される。これは、いずれのピクセルの状態も変化させない。なぜならば、全てのピクセルは、３〜７ボルトの安定性ウィンドウ内に留まるからである。次いで、０から５ボルトに上昇して再び０に戻るパルスによって、行１がストローブされる。これは、（１，１）ピクセルおよび（１，２）ピクセルを作動させ、（１，３）ピクセルを解放させる。配列内の他のピクセルは、いずれも影響されない。行２を望むとおりに設定するため、列２は−５ボルトに設定され、列１および列３は＋５ボルトに設定される。次いで、行２に対しても同じストローブを印加すると、ピクセル（２，２）が作動され、ピクセル（２，１）およびピクセル（２，３）が解放される。やはり、配列内の他のピクセルは影響されない。行３も、列２および列３を−５ボルトに、そして列１を＋５ボルトに設定することによって、同様に設定される。行３ストローブは、行３のピクセルを、図５Ａに示されるように設定する。フレームの書き込み後、行の電位はゼロであり、列の電位は＋５ボルトまたは−５ボルトのいずれかに留まることができる。そして、ディスプレイは、図５Ａの構成で安定する。同様の手続きは、もちろん、数十または数百の行および列を有する配列にも用いることができる。また、行および列の作動を実施するために使用されるタイミング、順序、および電圧レベルは、上記に概略を記された一般的原理の範囲内で様々に可変であり、上記の実施例は、例示を目的としたものに過ぎず、本明細書で説明されるシステムおよび方法では、任意の作動電圧方法を使用することが可能である。

図６Ａおよび図６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の１つの実施形態を示したシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０は、例えば、セルラー式電話、すなわち携帯電話であることが可能である。しかしながら、ディスプレイデバイス４０と同じ構成要素、またはそれらを僅かに変更した形態は、テレビおよびポータブルメディアプレーヤ等の様々なタイプのディスプレイデバイスも可能であることを例示するものである。

ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力デバイス４８、およびマイクロフォン４６を含む。ハウジング４１は、一般に、射出成形および真空成形を含む、当該分野の当業者に周知の様々な製造プロセスのうちの任意のプロセスによって形成される。また、ハウジング４１は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組み合わせを非限定的に含む、様々な材料のうちの任意の材料で作成可能である。１つの実施形態において、ハウジング４１は、取り外し可能部分（不図示）を含み、これらの部分は、異なる色の、または異なるロゴ、絵、もしくはマークを含む、他の取り外し可能部分と交換可能である。

代表的ディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、本明細書において説明されるように、双安定ディスプレイを含む様々なディスプレイのうちの任意のディスプレイであることが可能である。他の実施形態では、ディスプレイ３０は、上述のような、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、もしくはＴＦＴ ＬＣＤ等のフラットパネルディスプレイ、または当業者に良く知られているような、ＣＲＴもしくは他の管デバイス等の非フラットパネルディスプレイを含む。ただし、本実施形態の説明のため、ディスプレイ３０は、本明細書において説明されるように、インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを含むものとする。

代表的ディスプレイデバイス４０の１つの実施形態の構成要素が、図６Ｂに略示されている。図示されている代表的ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、更に、ハウジング４１に少なくとも部分的に囲まれた追加の構成要素を含むことができる。例えば、１つの実施形態において、代表的ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合されたアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。トランシーバ４７は、プロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は、調整ハードウェア５２に接続される。調整ハードウェアは、信号を調整する（例：信号をフィルタリングする）ように構成可能である。調整ハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイクロフォン４６に接続される。プロセッサ２１は、また、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９に接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８および配列ドライバ２２に結合され、配列ドライバ２２は、更に、ディスプレイ配列３０に結合される。電源５０は、特定の代表的ディスプレイデバイス４０の設計要件に応じて全ての構成要素に電力を供給する。

ネットワークインターフェース２７は、代表的ディスプレイデバイス４０がネットワークを通じて１つまたは２つ以上のデバイスと通信することができるように、アンテナ４３およびトランシーバ４７を含む。１つの実施形態では、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１の要件を軽減するために、いくらかの処理能力を有することもできる。アンテナ４３は、当業者に知られている任意の信号送受信用アンテナである。１つの実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ ８０２．１１標準にしたがってＲＦ信号の送受信を行う。別の１つの実施形態では、アンテナは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ標準にしたがってＲＦ信号の送受信を行う。他に考えられるものとして、ＩＥＥＥ ８０２．１６およびＥＴＳＩ ＨｉｐｅｒＭＡＮが挙げられる。セルラー式電話の場合、アンテナは、ワイヤレスセルフォンネットワーク内における通信に使用されるＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、または他の既知の信号を受信す
るように設計される。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信される信号に前処理を施すことによって、それらをプロセッサ２１によって受信して更なる操作を行うことを可能にする。トランシーバ４７は、また、プロセッサ２１から受信される信号を処理することによって、それらをアンテナ４３を介して代表的ディスプレイデバイス４０から送出することを可能にする。

代替の１つの実施形態では、トランシーバ４７をレシーバで置き換えることができる。更に別の代替の１つの実施形態では、ネットワークインターフェース２７を、プロセッサ２に送る画像データを格納または生成することができる画像ソースで置き換えることができる。例えば、画像ソースは、画像データを含むデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）もしくはハードディスクドライブ、または画像データを生成するソフトウェアモジュールであることが可能である。

プロセッサ２１は、一般に、代表的ディスプレイデバイス４０の全体の動作を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像ソースから圧縮画像データ等のデータを受信し、そのデータを処理することによって、生画像データ、または処理によって容易に生画像データにすることができるフォーマットにする。プロセッサ２１は、次いで、処理されたデータを、ドライバコントローラ２９に送信する、または格納のためにフレームバッファ２８に送信する。生データは、通常、画像内の各位置における画像特性を識別する情報を表している。例えば、このような画像特性は、色、彩度、およびグレースケールレベルを含むことができる。

１つの実施形態において、プロセッサ２１は、代表的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理ユニットを含む。調整ハードウェア５２は、一般に、スピーカ４５に信号を伝送するための、およびマイクロフォン４６からの信号を受信するための、増幅器とフィルタとを含む。調整ハードウェア５２は、代表的ディスプレイデバイス４０内における個別の構成要素であってもよいし、またはプロセッサ２１もしくは他の構成要素の中に組み込まれてもよい。

ドラバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生画像データを、プロセッサ２１から直接取得する、またはフレームバッファ２８から取得して、その生画像データを、配列ドライバ２２への高速伝送に適するように再フォーマットする。具体的に言うと、ドライバコントローラ２９は、生画像データを、ラスタ状のフォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることによって、ディスプレイ配列３０の走査に適した時間順序を付与する。次いで、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報を配列ドライバ２２に送信する。ＬＣＤコントローラ等のドライバコントローラ２９は、独立型の集積回路（ＩＣ）の形でシステムプロセッサ２１と関連付けられることが多いが、このようなコントローラは、様々な形で実現することが可能である。例えば、ハードウェアの形でプロセッサ２１に埋め込まれてもよいし、ソフトウェアの形でプロセッサ２１に埋め込まれてもよいし、または配列ドライバ２２を伴う形でハードウェアにまるごと組み込まれてもよい。

通常、配列ドライバ２２は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ２９から受信し、そのビデオデータを平行波長のセットに再フォーマットする。これらの平行波長のセットは、ディスプレイのｘ−ｙピクセル行列から引かれる何百本もの、ときには何千本ものリード線に１秒当たり多くの回数で印加される。

１つの実施形態において、ドライバコントローラ２９、配列ドライバ２２、およびディスプレイ配列３０は、本明細書において説明される任意のタイプのディスプレイに適している。例えば、１つの実施形態では、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイ
コントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（例：インターフェロメトリックモジュレータコントローラ）である。別の１つの実施形態では、配列ドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（例：インターフェロメトリックモジュレータディスプレイ）である。１つの実施形態では、ドライバコントローラ２９は、配列ドライバ２２に統合されている。このような１つの実施形態は、セルラー式電話、腕時計、およびその他の小面積型ディスプレイ等の高度に集積されたシステムにおいて一般的である。更に別の１つの実施形態では、ディスプレイ配列３０は、通常のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（例：インターフェロメトリックモジュレータの配列を含むディスプレイ）である。

入力デバイス４８は、ユーザによる代表的ディスプレイデバイス４０の動作の制御を可能にする。１つの実施形態では、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッド等のキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチセンサ式画面、感圧式または感熱式の膜等を含む。１つの実施形態では、マイクロフォン４６は、代表的ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスである。デバイスに対するデータの入力にマイクロフォン４６が使用される場合は、代表的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためにユーザによる音声命令を提供することができる。

電源５０は、当該分野において周知であるように、様々なエネルギ蓄積デバイスを含むことが可能である。例えば、１つの実施形態では、電源５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池等の充電式電池である。別の１つの実施形態では、電源５０は、再生可能なエネルギ源、コンデンサ、またはプラスチック太陽電池および太陽電池塗装を含む太陽電池である。別の１つの実施形態では、電源５０は、壁コンセントから電力を受け取るように構成される。

実装形態によっては、制御のプログラム可能性が、上述のとおり、電子ディスプレイシステム内の複数個所に配置可能ドライバコントローラ内にある。また、場合によっては、制御のプログラム可能性が、配列ドライバ２２内にある。当業者ならば、上記の最適化が、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネント、ならびに様々な構成において実装可能であることがわかるであろう。

上記の原理にしたがって動作するインターフェロメトリックモジュレータの構造の詳細は、様々に可変である。例えば、図７Ａ〜７Ｅは、移動可能反射層１４およびその支持構造の、５つの異なる実施形態を示している。図７Ａは、図１の実施形態の断面図であり、帯状の金属材料１４が、直交する支持構造１８上にデポジションされている。図７Ｂにおいて、移動可能反射層１４は、その角部のみを接続線３２を介して支持構造に取り付けられている。図７Ｃにおいて、移動可能反射層１４は、可撓性金属を含むことができる変形可能な層３４から吊り下げられている。変形可能層３４は、変形可能層の辺縁部にある基板２０に直接的にまたは間接的に接続している。これらの接続は、本明細書において、支柱と称される。図７Ｄに示される実施形態は、変形可能層３４を上に載せた支柱プラグ４２を有する。移動可能反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃと同様に、空洞の上に吊り下げられた状態にあるが、変形可能層３４は、変形可能層３４と光学スタック１６との間の穴を埋めることによる支柱形成を行わない。その代わりに、支柱は、支柱プラグ４２の形成に使用される平坦化材料で形成される。図７Ｅに示される実施形態は、図７Ｄに示される実施形態に基づいているが、図７Ａ〜７Ｃに示される任意の実施形態はもちろん、図示されていないその他の実施形態でも機能するように適合することができる。図７Ｅに示される実施形態では、バス構造４４を形成するために、金属またはその他の導電性材料の追加層が使用されている。これは、インターフェロメトリックモジュレータの背後に沿った信号のルーティングを可能にする。これは、そうでない場合に基板２０上に形成されなければならなかったはずの複数の電極を排除する。図７に示されるような実施形態では、インターフ
ェロメトリックモジュレータは、モジュレータを配置した側と反対の側である透明基板２０の前面から画像が見られる直視型デバイスとして機能する。これらの実施形態では、反射層１４は、自身を挟んで基板２０と反対の側にある変形可能層３４およびバス構造４４を含むインターフェロメトリックモジュレータのいくつかの部分を光学的に遮蔽する。これは、遮蔽された領域を、画質に悪影響を及ぼすことなく構成することおよび動作させることを可能にする。この可分離式のモジュレータアーキテクチャは、モジュレータの電気機械的側面および光学的側面に使用される構造設計と構造材料とを、互いに独立して選択することおよび機能させることを可能にする。更に、図７Ｃ〜７Ｅに示される実施形態は、変形可能層３４によってなされる、反射層１４の光学特性をその機械的特性から切り離すことによる更なるメリットを有する。これは、反射層１４に使用される構造設計および構造材料を、光学特性に対して最適化することを可能にすると共に、変形可能層３４に使用される構造設計および構造材料を、所望の機械的特性に対して最適化することを可能にする。

上述されたデバイスの特徴の１つは、デバイスの層間の誘電体上に電荷が蓄積可能であることである。これは、常に同じ方向の電場によってデバイスが作動され且つその作動状態に保持される場合に、特に顕著である。例えば、デバイスが外側の安定性閾値を上回る大きさの電位によって作動されるときに、移動層が固定層に対して常に高い電位にある場合は、層間の誘電体上において徐々に増す電荷の蓄積が、デバイスのヒステリシス曲線をシフトさせはじめる可能性がある。これは、ディスプレイ性能を時間の経過とともに変化させ、作動方式の異なるピクセルの作動を時間の経過とともに異なる形で変化させるので、望ましくない。図５Ｂの例からわかるように、所定のピクセルは、作動中に１０ボルトの差をかけられ、この例では、行電極は、毎回、列電極より１０Ｖ高い電位にある。したがって、板間の電場は、常に、行電極から列電極への一方向を向いている。

この問題は、ＭＥＭＳディスプレイ素子を、ディスプレイ書き込みプロセスの第１の部分では第１の極性の電位差で作動させ、ディスプレイ書き込みプロセスの第２の部分では第１の極性と反対の極性の電位差で作動させることによって軽減される。この基本原理が、図８に示されている。

図８では、２つのフレーム、すなわちフレームＮおよびフレーム（Ｎ＋１）の表示データが順に書き込まれる。この図において、列用のデータは、行１ライン時間中は行１に対して有効になり（すなわち、行１のピクセルに所望される状態に応じて＋５または−５のいずれかである）、行２ライン時間中は行２に対して有効になり、行３ライン時間中は行３に対して有効になる。フレームＮは、図５Ｂに示されるように書き込まれる。この場合は、ＭＥＭＳデバイスの作動中の行電極が列電極より１０Ｖ高く、これは、本明細書において、正の極性と称される。この例では、作動中の列電極は−５Ｖでよく、その行にかかる走査電圧は＋５Ｖである。このようなフレームは、本明細書において「書き込み＋」フレームと称される。

フレーム（Ｎ＋１）は、フレームＮと反対の極性の電位で書き込まれる。フレーム（Ｎ＋１）について、走査電圧は−５Ｖであり、列電圧は、作動させる場合は＋５Ｖに、解放させる場合は−５Ｖに設定される。したがって、フレーム（Ｎ＋１）では、列電圧が行電圧より１０Ｖ高く、これは、本明細書において負の極性と称される。このようなフレームは、本明細書において、「書き込み−」フレームと称される。ディスプレイは、絶えずリフレッシュおよび／または更新されるので、極性は、フレーム毎に交互させることができ、フレームＮ＋２は、フレームＮと同様にして書き込まれ、フレームＮ＋３は、フレーム（Ｎ＋１）と同様にして書き込まれ、以下も同様である。このように、ピクセルの作動は、両方の極性で行われる。この原理にしたがう実施形態では、相対する極性の電位は、配列のＭＥＭＳ素子に画像データが書き込まれる速度に依存する定められた時間および定め
られた期間に所定のＭＥＭＳ素子に対してそれぞれ印加され、これら相対する電位差は、ディスプレイの所定の使用期間中にほぼ等しい時間に渡ってそれぞれ印加される。これは、時間の経過とともに誘電体上に電荷が蓄積される事態を軽減するのに有用である。

この方式は、多岐に渡る様々な変更形態で実現することができる。例えば、フレームＮおよびフレーム（Ｎ＋１）は、異なる表示データを含むことが可能である。あるいは、相対する極性で配列に２度書き込まれる同じ表示データであることも可能である。

このような極性の逆転は、ディスプレイの長期性能を向上させることがわかっているが、これらの逆転は、例えば、フレーム毎に交互させるのではなく、比較的予測不可能な形で実施すると有利であることが見いだされている。書き込み極性の、ランダムな、擬似ランダムな、または（決定性であろうとまたは非決定性であろうと）比較的複雑な任意のパターンによる逆転は、画像データ内の非ランダムなパターンが極性の逆転パターンに「同期化」される事態を阻止するのに有用である。このような同期化は、一部のピクセルが一方の極性の電圧よりも他方の極性の電圧を使用してより頻繁に作動される長期バイアスを生じる可能性がある。

図９に示されるように、実施形態によっては、表示フレーム毎に一連の出力を生成するために、擬似ノイズジェネレータ４８が使用される。出力ビット値は、データが正の極性で書き込まれる（書き込み＋フレーム、すなわちｗ＋フレーム）か、または負の極性で書き込まれる（書き込み−フレーム、すなわちｗ−フレーム）かを決定するために使用することができる。例えば、出力１は、次のフレームが正の極性で書き込まれることを意味し、出力０は、次のフレームが負の極性で書き込まれることを示す。あるいは、出力ビットは、次のフレームが前のフレームと同じ極性または反対の極性のいずれで書き込まれるかを決定することができる。したがって、擬似ノイズジェネレータは、所定の時間スケールに渡って全く同数の０および１を出力してＤＣ平衡式の書き込みプロセスを生じるように設計することができるが、その期間における０および１の分布は、画像データの非ランダムなパターンと望ましくない形で相互に作用する可能性がある非ランダムなパターンを基本的に含まないことが可能である。

一般に、出力ビットは、ｎ行の書き込み毎に生成可能であることがわかる。ここで、ｎは、１より大きい任意の整数であることが可能である。ｎ＝１の場合は、起こりうる極性の「反転」は、各行の書き込み毎に生じることができる。ｎがディスプレイの行数である場合は、極性の反転は、フレームが新しくなる毎に生じることができる。したがって、擬似ノイズジェネレータは、要望に応じてｎ行毎に１つのビットを出力するように構成することができる。

図１０Ａは、擬似ノイズジェネレータの１つの実施形態の概略図である。その他の様々な擬似ノイズジェネレータも使用可能である。図１０Ａに示されるように、擬似ノイズジェネレータ７０は、複数のレジスタ７２と、フィードバック加算器７４と、出力加算器７６とを有する。

レジスタ７２は、最後のレジスタ以外の各レジスタ７２の出力が次のレジスタの入力に接続されるように直列につながれる。一部のレジスタ７２の出力は、フィードバック加算器７４につながれ、フィードバック加算器７４は、第１のレジスタ７２の入力に提供するためにこれらの出力を加算する。一部のレジスタ７２の出力は、出力加算器７６につながれ、出力加算器７６は、これらの出力を加算して、擬似ノイズジェネレータ７０の出力として提供するための信号ビットを生成する。

擬似ノイズジェネレータ７０は、特定の状態で開始して、出力加算器７６につながれた
レジスタ７２出力の加算値に基づいて出力の擬似ランダムシーケンスを生成するように構成される。擬似ランダムシーケンスに固有の特徴は、開始の状態、どのレジスタ７２出力がフィードバック加算器７４に提供されるか、およびどのレジスタ７２出力が出力加算器７６に提供されるか等の設計の詳細に依存する。

擬似ノイズジェネレータは、バランスされていないことが多い。Ｎ個のレジスタ７２を有する最長の擬似ノイズジェネレータの場合は、出力シーケンス内に２^（Ｎ−１）の「１」と、２^（Ｎ−１）−１の「０」とが存在し（すなわち、「０」より「１」が１つ多い）、連続桁数の最大数は、「１」についてはＮ、「０」についてはＮ−１である。実施形態によっては、異なる出力特性が望まれる。

一般に、出力シーケンスの固有の特徴は、設計の詳細によって制御することができる。例えば、シーケンスの１出力対０出力の比を制御することができる。実施形態によっては、実質等しい数の「１」および「０」を有する。しかしながら、誘電体の帯電率は、厳密には極性対称でない場合があるので、全くの同数から変更した数が最適である可能性もある。このような場合は、一方の極性への長期バイアスが、デバイス内における荷電の蓄積を最もよく最小限に抑えることができる。これに対応するため、擬似ノイズジェネレータは、一方の極性による書き込み動作が他方の極性による書き込み動作より定められた分だけ多くなるように、「１」または「０」のいずれかを定められた分だけ多く出力するように設計することができる。設計の詳細を制御することによって、そして調整用の回路構成を追加することによって、他の任意の１出力対０出力の比を生成することも可能である。

例えば、図１０Ｂは、出力が同数の「１」および「０」で正確に平衡になるように追加の調整用回路構成８０を伴う擬似ノイズジェネレータ８６を示している。各レジスタ７２の出力または出力の逆は、ＡＮＤゲート７８に随意に提供され、ＡＮＤゲート７８は、擬似ノイズジェネレータのトグル状態を検出する。したがって、擬似ノイズジェネレータのシーケンスは反復するので、ＡＮＤゲート７８は、擬似ノイズジェネレータのシーケンスサイクル毎に一度ずつトグル状態を検出し、１／２サイクルクロック８２に通知する。１／２サイクルクロック８２は、擬似ノイズジェネレータのシーケンスサイクルの周期の２倍の周期を有する交流信号を生成する。

１／２サイクルクロック８２の出力は、第１の入力として、ＸＯＲゲート８４に提供される。ＸＯＲゲート８４は、直列につながれたレジスタ７２からの出力を、第２の入力として有する。ＸＯＲゲート８４は、擬似ノイズジェネレータ８６からの出力がレジスタ７２からの出力（１／２サイクルクロック８２の出力が０のとき）またはレジスタ７２からの出力の逆（１／２サイクルクロック８２の出力が１のとき）のいずれかであるように動作する。１／２サイクルクロックの周期は、レジスタの出力シーケンスサイクルの周期の２倍であるので、たとえ、１シーケンスサイクル中の擬似ノイズジェネレータ出力が、例えば１が０より１つだけ多い等のように不均衡であっても、２出力サイクル分の擬似ノイズジェネレータ出力は、均衡になる。これは、第１の擬似ノイズジェネレータ出力サイクル中は、ＸＯＲゲートはレジスタ７２からの出力を提供し、１が０より１つだけ多いのに対し、第２の擬似ノイズジェネレータ出力シーケンスサイクル中は、ＸＯＲゲートはレジスタ７２出力の逆を提供し、０が１より１つだけ多いからである。したがって、２つのサイクル全体では、図１０Ｂの擬似ノイズジェネレータ８６は、同数の「０」および「１」を有することになる。

更に、正しいトグル状態を適切に選ぶことによって、連続する「１」の最大数を１だけ減らし、連続する「１」の数を連続する「０」の最大数と同じ（Ｎ−１）にすることが可能である。

実施形態によっては、上述のとおり、フレーム毎に、フレーム群毎に、ライン毎に、またはライン群毎に書き込みの極性を決定するために、そして、決定された極性にしたがって、行書き込み毎に別の擬似ランダムビットを出力するために、擬似ノイズジェネレータが使用される。これらの実施形態では、第２の行に行ストローブを印加する「事前書き込み」プロセスの極性を決定するために、追加の擬似ランダム出力を使用することができる。実施形態によっては、第１の擬似ノイズジェネレータが、現行の行のための書き込み極性を決定し、その現行の行は、決定されたその書き込み極性によって書き込みされる。「事前書き込み」プロセスを使用する実施形態では、第２の擬似ノイズジェネレータが、例えば次の行等の別の行のための事前書き込み極性を決定し、その別の行は、決定されたその事前書き込み極性によって、第１の行と実質同時に書き込みされる。行ストローブは、したがって、例えば行ｉおよび行（ｉ＋１）の２つの行に一度に印加される。行ｉストローブの極性（例：ストローブが−５ボルトのストローブであるか、または＋５ボルトのストローブであるか）は、第１の擬似ノイズジェネレータの出力ビットによって決定され、行（ｉ＋１）ストローブの極性は、第２の擬似ノイズジェネレータの出力ビットによって決定される。同時的な行ｉストローブおよび行（ｉ＋１）ストローブの最中は、同じデータが列（セグメント）に提示されるので、ｉ行用に決定された極性と（ｉ＋１）行用に決定された極性とが同じであるか、または反対であるかに応じて、行ｉに書き込まれるデータと同じデータまたは逆のデータのいずれかが、実質同時に行（ｉ＋１）に書き込まれることになる。実施形態によっては、第１の擬似ノイズジェネレータは、図１０Ａに示されるように非均衡式であり、第１の擬似ノイズジェネレータは、図１０Ｂに示されるように均衡式である。これら２つの擬似ノイズジェネレータは、それぞれ独立したシーケンスおよび／またはシーケンス長を有する独立したジェネレータであることが好ましい。これは、出力どうしが互いに相関関係にならないことを保証する。更に、この状況で有用である十分にランダムな特性を有するビットシーケンスを生成するために、様々な技術を使用できることがわかっており、考えられる一例として、物理的ホワイトノイズジェネレータが挙げられる。

この１つの実施形態が、図１１に示されている。列に行ｉのためのデータが提示されている間、行ｉには行ストローブ５６が印加される。こうして、詳しく上述されたように、行ｉに行ｉデータが書き込みされる。この実施形態で示されるように、行ｉの書き込みは、書き込み＋動作または書き込み−動作のいずれかであることが可能である。上述のとおり、どのタイプの書き込み動作が使用されるかは、第１の擬似ノイズジェネレータによって決定することができる。

同時にまた、別の行ストローブ５８が行（ｉ＋１）に印加され、こうして、行ストローブ５６の極性が第２の行ストローブ５８の極性と同じであるかまたは反対であるかに応じて、行ｉデータまたは行ｉデータの逆が行（ｉ＋１）に事前書き込みされる。例えば、ストローブ５６，５８の最中における第１および第２の行の書き込み動作が、いずれも書き込み＋動作または書き込み−動作のいずれかである場合は、第１の行に書き込みされるデータおよび第２の行に事前書き込みされるデータは、行ｉデータである。しかしながら、第１の行の書き込み動作と第２の行の書き込み動作とが異なる動作である（一方が書き込み＋動作で、他方が書き込み−動作である）場合は、行ｉに書き込みされるデータは行ｉデータであり、行（ｉ＋１）に事前書き込みされるデータは行ｉデータの逆である。

行ストローブ６０および行ストローブ６２の印加は、上述された行ストローブ５６，５８の印加と同様である。行（ｉ＋１）データが列に提示されている間、行ストローブ６０は行（ｉ＋１）に印加され、行ストローブ６２は行（ｉ＋２）に印加される。その結果、（ｉ＋１）行のための行ストローブと（ｉ＋２）行のための行ストローブとが共通または反対のいずれの書き込み極性に対応するかに応じて、行ｉに書き込みされるデータと同じデータまたは逆のデータのいずれかが、同時に行（ｉ＋１）に書き込みされることになる
。

これは、フレームＮの書き込みのために、ディスプレイの全ての行について繰り返される。これらの事前走査の利用は、ディスプレイの異なるピクセル間における経時変化の差を低減させるのに有用であるうえ、任意の所定のピクセルが作動位置でスタックする可能性も低減させる。これは、インターフェロメトリックモジュレータのピクセルおよびＯＬＥＤのピクセルにとって、とりわけ有益である。更に、これらの原理は、一度に一行全体ではなく一度に１ピクセルの書き込みを行うように構成されたアクティブマトリックス駆動方式のディスプレイに適用できることもわかる。これらの実施形態では、フレーム書き込みプロセス内で後ほど書き込みされる一行全体に対してではなく、フレーム書き込みプロセス内で後ほど書き込みされる１ピクセルに対して、事前書き込みプロセスを実施することができる。

実施形態によっては、１フレームの全ての行書き込みの極性が同じであったり、行セットの書き込みの極性が擬似ノイズジェネレータによって可変であったりする。実施形態によっては、１フレームの全ての行事前書き込みの極性が同じであったり、全ての行または行セットの事前書き込みの極性が擬似ノイズジェネレータによって可変であったりする。実施形態によっては、少なくとも一部の事前書き込みの極性が、同じ行および／または前の行の、１つもしくは複数の書き込み極性に基づいている。実施形態によっては、極性が、前の行の、１つまたは複数の事前書き込み極性に基づいている。実施形態によっては、少なくとも一部の事前書き込み極性が、他の行の書き込みまたは事前書き込みと無関係である。

実施形態によっては、少なくとも一部の行書き込みの書き込み極性が、前のフレームの１つまたは複数の行書き込みの極性に少なくとも部分的に基づくものであったり、行書き込みの極性が、前のフレームの極性と無関係であったりする。例えば、フレームＮの各行は、擬似ノイズジェネレータによって別々に決定される極性で書き込み可能である。そして、後続のフレームの各行は、フレームＮの各行の極性に基づくことが可能である。

一例としての１つの実施形態では、とあるフレームのための行書き込みの極性を決定するために、図１０Ｂの擬似ノイズジェネレータ８６等の平衡式の擬似ノイズジェネレータが使用される。例えば、平衡式の擬似ノイズジェネレータの出力が０である場合は、そのフレームの行は書き込み＋動作で書き込まれ、平衡式の擬似ノイズジェネレータの出力が１である場合は、そのフレームの行は書き込み−動作で書き込まれる。平衡式の擬似ノイズジェネレータを使用する結果、各行は、所定の時間スケール期間に渡って同数の書き込み＋動作および書き込み−動作で書き込みされる。また、上記のフレームのための行事前書き込みの極性を決定するために、図１０Ａの擬似ノイズジェネレータ７０等の非平衡式の擬似ノイズジェネレータが使用される。１つの実施形態において、非平衡式の擬似ノイズジェネレータの出力が０である場合は、事前書き込みは、対応する書き込みと同じ極性を有し、非平衡式の擬似ノイズジェネレータの出力が１である場合は、事前書き込みは、対応する書き込みと反対の極性を有する。この用途では、事前書き込み動作を正確に平衡させる必要はないので、より単純な非平衡式の擬似ノイズジェネレータを有利に使用することができる。

図１２は、このような１つの実施形態のタイミング図である。書き込みおよび事前書き込みの極性は、平衡式および非平衡式の擬似ノイズジェネレータの出力に依存する。この実施形態では、平衡式の擬似ノイズジェネレータは、フレーム毎に１つずつ出力を生成し、非平衡式の擬似ノイズジェネレータは、行毎に１つずつ出力を生成する。図示されるように、フレームＮにおいては、平衡式の擬似ノイズジェネレータの出力は０であり、そのフレームの行は書き込み＋動作で書き込まれ、フレーム（Ｎ＋１）においては、平衡式の
擬似ノイズジェネレータの出力は１であり、そのフレームの行は書き込み−動作で書き込まれる。また、フレームＮの行（ｉ＋１）の事前書き込み中において、非平衡式の擬似ノイズジェネレータの出力は１であるので、行（ｉ＋１）の事前書き込みは、行ｉの書き込みと反対の極性である。反対に、フレームＮの行（ｉ＋２）の事前書き込み中において、非平衡式の擬似ノイズジェネレータの出力は０であるので、行（ｉ＋２）の事前書き込みは、行（ｉ＋１）の書き込みと同じ極性である。また、フレーム（Ｎ＋１）の行（ｉ＋１）の事前書き込み中において、非平衡式の擬似ノイズジェネレータの出力は０であるので、行（ｉ＋１）の事前書き込みは、行ｉの書き込みと同じ極性である。反対に、フレーム（Ｎ＋１）の行（ｉ＋２）の事前書き込み中において、非平衡式の擬似ノイズジェネレータの出力は１であるので、行（ｉ＋２）の事前書き込みは、行（ｉ＋１）の書き込みと反対の極性である。

同時にストローブされる行は、必ずしも隣同士である必要はない。一般に、フレームにデータを書き込むにあたって、他の行データでストローブされる第２の行は、配列内における、自身の正しい画像データをまだ書き込みされていない任意の行であることが可能である。これらの実施形態は、一般に、視覚的な望ましさの度合いが低いが、それでも利用可能である。

以上の説明は、本発明の新規の特徴を、様々な実施形態に照らして図示、説明、および指摘してきたが、当業者ならば、説明されたデバイスまたはプロセスの形態および詳細について、本発明の趣旨から逸脱することなく様々な省略、置換、および変更を成せることが理解されるであろう。本発明の範囲は、上記の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。これらの特許請求の範囲の等価の意味および範囲にあるあらゆる変更は、これらの特許請求の範囲の範囲内に含まれるものとする。

第１のインターフェロメトリックモジュレータの移動可能反射層が解放位置にあり、第２のインターフェロメトリックモジュレータの移動可能反射層が作動位置にあるインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの１つの実施形態の一部分を描いた等角図である。 ３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを組み込んだ電子デバイスの１つの実施形態を示したシステムブロック図である。 図１のインターフェロメトリックモジュレータの１つの代表的実施形態について、移動可能なミラー位置と印加される電圧との関係を示した図である。 インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを駆動するために使用される行電圧および列電圧のセットを示した説明図である。 図２の３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイにおける表示データの１つの代表的なフレームを示した図である。 図５Ａのフレームに書き込みするために使用することができる行信号および列信号に関する１つの代表的なタイミング図である。 複数のインターフェロメトリックモジュレータを備える視覚的ディスプレイデバイスの１つの実施形態を示したシステムブロック図である。 複数のインターフェロメトリックモジュレータを備える視覚的ディスプレイデバイスの１つの実施形態を示したシステムブロック図である。 図１のデバイスの断面図である。 インターフェロメトリックモジュレータの１つの代替の実施形態の断面図である。 インターフェロメトリックモジュレータのもう1つの代替の実施形態の断面図である。 インターフェロメトリックモジュレータの更にもう1つの代替の実施形態の断面図である。 インターフェロメトリックモジュレータの更なる代替の実施形態の断面図である。 本発明の１つの実施形態において使用することができる行信号および列信号に関する代表的なタイミング図である。 本発明の１つの実施形態にしたがったディスプレイシステムのブロック図である。 擬似ノイズジェネレータの実施形態の概略図である。 擬似ノイズジェネレータの実施形態の概略図である。 行書き込み極性および行事前書き込み極性に関する選択肢を示したタイミング図である。 特定の極性を伴う１つの実施形態のタイミング図である。

Claims (52)

1. 第１および第２の入力電極を有する微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスにデータを書き込む方法であって、前記ＭＥＭＳデバイスは、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧差が閾値を上回る場合に作動状態にあるように構成され、前記電圧差は、第１および第２の極性のいずれかを有しており、前記方法は、
   前記第１の極性と前記第２の極性との間でランダムまたは擬似ランダムに選択を行うステップと、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記電圧差を印加するステップであって、前記印加される電圧差は、前記閾値を上回ると共に、前記選択される極性を有する、ステップと、
   を備える方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、更に、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧差を繰り返し印加するステップを備え、
   前記繰り返し印加される各電圧差は、ランダムまたは擬似ランダムに選択される極性を有する、方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、
   前記極性は、複数回に及ぶ選択後、前記第１の極性の選択回数が前記第２の極性の選択回数と全く等しくなるように、繰り返し選択される、方法。
4. 請求項２に記載の方法であって、
   前記極性は、複数回に及ぶ選択後、前記第１の極性の選択回数が前記第２の極性の選択回数と所定の量だけ異なるように、繰り返し選択される、方法。
5. 請求項２に記載の方法であって、
   前記極性は、前記第１の極性の連続発生の最大数が前記第２の極性の連続発生の最大数と同じであるように、繰り返し選択される、方法。
6. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの配列にデータを書き込む方法であって、各デバイスは、第１および第２の入力電極を有しており、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧差が第１の閾値を下回る場合に第１の状態にあり、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧差が第２の閾値を上回る場合に第２の状態にあるように構成され、前記電圧差は、第１および第２の極性のいずれかを有しており、前記方法は、
   前記ＭＥＭＳデバイスの前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧差の前記第１および第２の極性のいずれかに対応する第１の行ストローブ値をランダムまたは擬似ランダムに選択するステップと、
   前記配列の第１の行に前記ストローブ値を印加するステップと、
   を備える方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、更に、
   前記第１の行に行ストローブ値を繰り返し印加するステップを備え、
   前記繰り返し印加される各行ストローブ値は、ランダムまたは擬似ランダムに選択される極性を有する、方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、
   前記極性は、複数回に及ぶ選択後、前記第１の極性の選択回数が前記第２の極性の選択回数と全く等しくなるように、繰り返し選択される、方法。
9. 請求項７に記載の方法であって、
   前記極性は、前記第１の極性の連続発生の最大数が前記第２の極性の連続発生の最大数と同じであるように、繰り返し選択される、方法。
10. 請求項６に記載の方法であって、更に、
    前記配列の複数の行に前記第１の行ストローブ値を印加するステップを備える方法。
11. 請求項１０に記載の方法であって、
    前記複数の行は、前記配列の実質全ての行を含む、方法。
12. 請求項６に記載の方法であって、更に、
    前記第１および第２の極性のいずれかに対応する第２の行ストローブ値をランダムまたは擬似ランダムに選択するステップと、
    前記配列の第２の行に前記第２の行ストローブ値を印加するステップと、
    を備える方法。
13. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記第１および第２の行ストローブ値の印加は、同じフレーム期間内に生じる、方法。
14. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記第１および第２の行ストローブ値の印加は、実質同時に生じる、方法。
15. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記第１および第２の行は、隣同士である、方法。
16. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの配列にデータを書き込む方法であって、各デバイスは、第１および第２の入力電極を有しており、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧差が第１の閾値を下回る場合に第１の状態にあり、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧差が第２の閾値を上回る場合に第２の状態にあるように構成され、前記電圧差は、第１および第２の極性のいずれかを有しており、前記方法は、
    前記配列の１つまたは複数の列に画像データを印加するステップと、
    前記配列の第１の行に第１の行ストローブを印加するのと前記配列の第２の行に第２の行ストローブを印加するのとを実質同時に行うステップと、
    を備える方法。
17. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記第１の行ストローブの値は、前記第１および第２の極性に対応する値のなかからランダムまたは擬似ランダムに選択される、方法。
18. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記第１の行ストローブの値は、複数回に及ぶ選択後、前記第１の極性に対応する第１の行ストローブ値の選択回数が前記第２の極性に対応する第１の行ストローブ値の選択回数と全く等しくなるように、繰り返し選択される、方法。
19. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記極性は、前記第１の極性に対応する第１の行ストローブ値の選択の連続発生の最大数が前記第２の極性に対応する第１の行ストローブ値の選択の連続発生の最大数と同じであるように、繰り返し選択される、方法。
20. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記第２の行ストローブの値は、第１および第２の極性に対応する値のなかからランダムまたは擬似ランダムに選択される、方法。
21. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記第１および第２の行は、隣同士である、方法。
22. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記第１および第２の行は、隣同士でない、方法。
23. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの配列にデータを書き込む方法であって、
    前記配列の第１の部分に画像データを書き込むステップと、
    前記配列の第２の部分に前記同じ画像データまたは前記画像データの逆のいずれかを書き込むステップと、
    を備え、前記第１の部分への書き込みと前記第２の部分への書き込みとは、実質同時に生じる、方法。
24. 請求項２３に記載の方法であって、
    前記部分は、前記配列のなかの異なる行である、方法。
25. 請求項２４に記載の方法であって、
    前記第１および第２の行は、隣同士である、方法。
26. 請求項２４に記載の方法であって、
    前記第１および第２の行への書き込みは、前記第１および第２の行に行ストローブを印加することを含む、方法。
27. 請求項２３に記載の方法であって、更に、
    前記同じ画像データの書き込みと、前記画像データの逆の書き込みとの間でランダムまたは擬似ランダムに選択を行うステップを備える方法。
28. 請求項２３に記載の方法であって、更に、
    前記配列の前記第２の部分に第２の画像データを書き込むステップと、
    前記配列の第３の部分に前記同じ第２の画像データまたは前記同じ第２の画像データの逆のいずれかを書き込むステップと、
    を備える方法。
29. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスであって、
    ＭＥＭＳ素子の配列であって、各素子は、第１および第２の入力電極を有しており、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧差が第１の閾値を下回る場合に第１の状態にあり、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧差が第２の閾値を上回る場合に第２の状態にあるように構成され、前記電圧差は、第１および第２の極性のいずれかを有している、配列と、
    前記第１の極性と前記第２の極性との間でランダムまたは擬似ランダムに選択を行うように構成されたＰＮジェネレータ回路と、
    前記ＰＮジェネレータによって選択される極性に対応する第１の行ストローブ値を前記配列の第１の行に印加するように構成されたドライバ回路と、
    を備えるデバイス。
30. 請求項２９に記載のデバイスであって、
    前記ドライバ回路は、前記第１の行に行ストローブ値を繰り返し印加するように構成さ
    れ、
    前記繰り返し印加される各行ストローブ値は、前記ＰＮジェネレータによって選択される極性に対応する、デバイス。
31. 請求項２９に記載のデバイスであって、
    前記ＰＮジェネレータは、複数回に及ぶ選択後、前記第１の極性の選択回数が前記第２の極性の選択回数と全く等しくなるように、前記第１の極性と前記第２の極性との間で繰り返し選択を行うように構成される、デバイス。
32. 請求項２９に記載のデバイスであって、
    前記ＰＮジェネレータは、前記第１の極性の連続発生の最大数が前記第２の極性の連続発生の最大数と同じになるように、前記第１の極性と前記第２の極性との間で繰り返し選択を行うように構成される、デバイス。
33. 請求項２９に記載のデバイスであって、
    前記ドライバ回路は、更に、前記配列の複数の行に前記第１の行ストローブ値を印加するように構成される、デバイス。
34. 請求項３３に記載のデバイスであって、
    前記複数の行は、前記配列の実質全ての行を含む、デバイス。
35. 請求項２９に記載のデバイスであって、
    前記ドライバ回路は、更に、前記配列の第２の行に第２の行ストローブ値を印加するように構成され、
    前記第２の行ストローブ値は、前記ＰＮジェネレータによって選択される第２の極性に対応し、
    前記ドライバ回路は、前記第１および第２の行ストローブ値を実質同時に印加するように構成される、デバイス。
36. 請求項３５に記載のデバイスであって、
    前記第１および第２の行は、隣同士である、デバイス。
37. 請求項２９に記載のデバイスであって、
    前記ＰＮジェネレータ回路は、
    非平衡出力を生成するように構成された非平衡式のＰＮジェネレータと、
    前記非平衡出力を受信すると共に、前記非平衡出力または前記非平衡出力の逆のいずれかを選択的に出力するように構成されたバランサであって、複数の信号値のうちの任意の信号値を出力するように構成され、前記バランサが前記信号値のうちの任意の信号値を出力する可能性は、前記バランサが前記信号値のうちの任意の他の信号値を出力する可能性と実質等しい、バランサと、
    を含む、デバイス。
38. 請求項３７に記載のデバイスであって、
    前記非平衡式のＰＮジェネレータは、シフトレジスタを含み、前記非平衡式のＰＮジェネレータは、前記シフトレジスタを使用して、擬似ランダムなシーケンスを周期的に生成するように構成される、デバイス。
39. 請求項３７に記載のデバイスであって、
    前記バランサは、第１および第２の入力を伴うＸＯＲ回路を含む、デバイス。
40. 請求項３９に記載のデバイスであって、
    前記非平衡出力は、前記ＸＯＲ回路の前記第１の入力に提供され、前記ＸＯＲ回路の前記第２の入力には、周期信号が提供され、前記非平衡式のＰＮジェネレータは、シフトレジスタを含み、前記シフトレジスタは、周期的な擬似ランダムシーケンスを生成するように構成され、前記擬似ランダムシーケンスの周期は、前記ＸＯＲ回路の前記第２の入力に提供される前記周期信号の周期の実質半分である、デバイス。
41. 請求項２９に記載のデバイスを含む装置であって、更に、
    ディスプレイと、
    前記ディスプレイと通信するように構成されたプロセッサであって、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
    前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスと、
    を備える装置。
42. 請求項４１に記載の装置であって、
    前記ドライバ回路は、更に、前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成される、装置。
43. 請求項４２に記載の装置であって、更に、
    前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部を送信するように構成されたコントローラを備える装置。
44. 請求項４１に記載の装置であって、更に、
    前記プロセッサに前記画像データを送信するように構成された画像ソースモジュールを備える装置。
45. 請求項４４に記載の装置であって、
    前記画像ソースモジュールは、レシーバ、トランシーバ、およびトランスミッタの少なくとも１つを含む、装置。
46. 請求項４１に記載の装置であって、更に、
    入力データを受信して、前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスを備える装置。
47. 請求項４１に記載の装置であって、
    前記ディスプレイは、双安定である、装置。
48. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスであって、
    ＭＥＭＳ素子の配列であって、各素子は、第１および第２の入力電極を有しており、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧差が第１の閾値を下回る場合に第１の状態にあり、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧差が第２の閾値を上回る場合に第２の状態にあるように構成され、前記電圧差は、第１および第２の極性のいずれかを有している、配列と、
    前記第１の極性と前記第２の極性との間でランダムまたは擬似ランダムに選択を行うための手段と、
    前記選択される極性に対応する第１の行ストローブ値を前記配列の第１の行に印加するための手段と、
    を備えるデバイス。
49. 請求項４８に記載のデバイスであって、
    前記第１の極性と前記第２の極性との間でランダムまたは擬似ランダムに選択を行うための手段は、ＰＮジェネレータを含む、デバイス。
50. 請求項４９に記載のデバイスであって、
    前記印加するための手段は、ドライバ回路を含む、デバイス。
51. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスであって、
    前記配列の第１の部分に画像データを書き込むための手段と、
    前記配列の第２の部分に前記同じ画像データまたは前記画像データの逆のいずれかを実質同時に書き込むための手段と、
    を備えるデバイス。
52. 請求項５１に記載のデバイスであって、
    前記手段は、両方とも、共通のドライバ回路を含む、デバイス。

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