JP2009522617A - Ｍｅｍｓディスプレイ素子を駆動する方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＥＭＳディスプレイ素子を駆動する方法およびシステムを提供する。
【解決手段】ＭＥＭＳディスプレイ素子を駆動するためのシステムと方法が開示されている。一実施形態では、ディスプレイは、ＭＥＭＳディスプレイ素子（３０）のアレイと、前記アレイに接続された駆動回路（２２）とを備えており、前記駆動回路は、前記アレイを駆動する行信号と列信号を供給するように構成されており、前記行および列信号の一方だけが温度変化に対して調節される。別の実施形態では、ＭＥＭＳディスプレイ素子のアレイを駆動する方法が開示されており、その方法は、所定の位置における温度を感知すること（１０２）と、感知温度に少なくともいくぶん基づいたレベルを有している行信号と列信号の一方と、感知温度に基づいていない他方とを生成すること（１０６）と、前記行および列信号を前記アレイに供給すること（１０８）とを有している。
【選択図】

Description

本発明の分野は微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関する。

微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）はマイクロメカニカル素子とアクチュエーターと電子機器とを含んでいる。マイクロメカニカル素子は、基板および／または堆積物質層の一部をエッチング除去するか層を追加して電気デバイスや電気機械デバイスを形成する堆積およびまたはエッチング、ほかのマイクロマシーニングプロセスを用いて作製しうる。ＭＥＭＳデバイスの一つのタイプは光干渉変調器と呼ばれる。ここに使用する光干渉変調器や光干渉光変調器との用語は、光干渉の法則を使用して光を選択的に吸収および／または反射するデバイスを指す。ある実施形態では、光干渉変調器は一対の伝導プレートを備えていてもよく、その一方または両方は、全体または一部が透明および／または反射的であってもよく、適当な電気信号の印加に対して相対運動可能であってもよい。特定の実施形態では、一方のプレートが基板上に堆積された静止層を備えていてもよく、他方のプレートが空隙によって静止層から離れた金属膜を備えていてもよい。ここに詳細に説明するように、一方のプレートの他方に対する位置は、光干渉変調器への入射光の光干渉を変化させることができる。そのようなデバイスは広範囲の用途を有しており、既存製品を改善してまだ開発されていない新製品を作り出すのにそれらの特徴を利用できるようにこれらのタイプのデバイスの特性を利用および／または修正する技術分野にとって有益であろう。

本発明のシステム、方法およびデバイスのおのおのはいくつかの観点を有する。それらの単一の一つが単独でその好ましい性質の原因でない。本発明の要旨を制限することなく、そのより顕著な特徴を今簡潔に論じる。この議論を考慮した後、特に「発明を実施するための最良の形態」と題する章を読んだ後、本発明の特徴がどのようにほかの表示装置に対して利点を提供するかが理解できよう。

一実施形態では、ディスプレイは、ＭＥＭＳディスプレイ素子のアレイと、前記アレイに接続され、かつ前記アレイを駆動する動作信号を供給するように構成された駆動回路とを備えており、前記動作信号は少なくとも行信号と列信号とから構成されており、前記行および列信号の一方だけが温度変化に対して調節される。

別の実施形態では、ＭＥＭＳディスプレイ素子のアレイを駆動する方法は、所定の位置における温度を感知し、感知温度に少なくともいくぶん基づいたレベルを有している行信号と列信号の一方と、感知温度に基づいていない行および列信号の他方とを生成し、前記行および列信号を前記アレイに供給する。

別の実施形態では、ディスプレイは、所定の位置における温度を感知するための手段と、感知温度に少なくともいくぶん基づいたレベルを有している行信号と列信号の一方と、感知温度に基づいていない他方とを生成するための手段と、前記行および列信号を前記アレイに供給するための手段とを備えている。

続く詳細な説明は、本発明のある特定の実施形態に向けられている。しかしながら、本発明は多くの異なる手法で具体化することができる。この説明では、同様の部材は同様の符号で示す参照符号を図面に付す。続く説明から明らかように、実施形態は、動画（たとえばビデオ）か静止画（たとえばスチル画像）かを問わず、さらに文字か絵かを問わず、画像を表示するように構成されたあらゆるデバイスにおいて実施しうる。特に、実施形態は、これに限定されないが、移動電話や無線デバイス、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ハンドヘルドまたは携帯型コンピューター、ＧＰＳレシーバー／ナビゲーター、カメラ、ＭＰ３プレーヤー、カムコーダー、ゲーム機、腕時計、時計、計算機、テレビジョンモニター、フラットパネルディスプレイ、コンピューターモニター、自動ディスプレイ（たとえば走行記録計ディスプレイその他）、コックピットのコントロールやディスプレイ、カメラ視のディスプレイ（たとえば乗り物の背面カメラのディスプレイ）、電子写真、電子の広告板や標識、プロジェクター、建築物、パッケージング、美的構造物（たとえば一つの宝石の画像）など、いろいろな電子デバイスにおいて実施しうるか関連しうることが予想される。ここに説明したものと同様の構造体のＭＥＭＳデバイスは電子スイッチデバイスなどの非ディスプレイ用途において使用することもできる。

変調器を動作状態（「動作電圧」）にするのに必要である制御システムによって印加された電圧の量は、たとえば、温度、干渉計の電気機械的性質の変化、電荷蓄積および機械的ミラーの物理的摩損を含む、光干渉変調器に影響を与える多くの有害な動作要因により変化しうる。以下により詳細に説明するように、二つの電圧、列バイアス電圧（Ｖ_ｂｉａｓ）および行電圧の組み合わせとして光干渉変調器に印加される動作電圧。干渉計の電気機械的性質、電荷蓄積および機械的ミラーの物理的摩損の変化は、かなりの量の使用の後またはある量の時間の経過の後にだけ動作電圧に一般に影響を与える。光干渉変調器の動作温度は、温度の大幅な変化が動作電圧に著しい変化を引き起こしうるような可動反射層１４の特性に直ちに影響を与える。たとえば、夏のアリゾナにある自動車のダッシュボードに置かれたデバイスまたは零下の冬温度にさらされたデバイスのディスプレイに組み込まれて、光干渉変調器が使用される環境条件に依存して、光干渉変調器の著しい温度変化が数時間内どころか数分内に起こりうる。本発明の一実施形態では、センサーが、光干渉変調器を包含しているディスプレイを有してるデバイス中のある位置に存在している温度をモニターし、温度に関する信号をディスプレイ用の駆動回路に供給する。駆動回路は、ディスプレイをさまざまな温度で動作させるために必要な所要電圧に感知温度を関連させる所定の情報を使用して、それがセンサーから受け取る信号に基づいてバイアス電圧を調節することにより広い温度範囲にわたって動作するようにディスプレイを駆動する。

光干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を備えている一つの光干渉変調器ディスプレイ実施形態を図１に示す。これらのデバイスでは、画素は明暗状態のいずれかにある。明（「オン」または「開放」）状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分をユーザーへ反射する。暗（「オフ」または「閉鎖」）状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光をユーザーへほとんど反射しない。実施形態によっては、「オン」状態と「オフ」状態の光反射特性は逆であってもよい。ＭＥＭＳ画素は、白黒に加えてカラー表示を考慮し、特定の色で主に反射するように構成することが可能である。

図１は、視覚ディスプレイの一連の画素中の二つの隣接画素を描いた等角投影図であり、各画素はＭＥＭＳ光干渉変調器を備えている。いくつかの実施形態では、光干渉変調器ディスプレイは、これらの光干渉変調器の行／列アレイを備えている。各光干渉変調器は、互いに可変かつ制御可能な距離に位置する一対の反射層を含んでおり、少なくとも一つの可変次元をもつ共振光学キャビティを形成している。一実施形態では、一方の反射層が二つの位置の間で移動されうる。第一の位置（ここでは弛緩位置と呼ぶ）では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きな距離に位置している。第二の位置（ここでは動作位置と呼ぶ）では、可動反射層は、固定部分反射層に隣接し密接して位置している。二つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて強め合ってまたは弱め合って干渉し、各画素について全体反射状態または非反射状態のいずれかを作り出す。

図１の画素アレイの図示部分は二つの隣接する光干渉変調器１２ａと１２ｂを含んでいる。左側の光干渉変調器１２ａでは、可動反射層１４ａは光学スタック１６ａからの所定距離の弛緩位置に図示されており、光学スタック１６ａは部分的反射層を含んでいる。右側の光干渉変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂは光学スタック１６ｂに隣接する動作位置に図示されている。

光学スタック１６ａと１６ｂ（光学スタック１６と総称する）は、ここに参照するように、一般にいくつかの融合層からなり、それらは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの電極層、クロムなどの部分的反射層、透明誘電体を含みうる。したがって、光学スタック１６は、電気的に伝導性で、部分的に透明で、部分的に反射的であり、たとえば透明基板２０上に上記の層の一つ以上を堆積することにより作られうる。部分的反射層は、さまざまな金属、半導体および誘電体などの部分的に反射するさまざまな物質から作ることができる。部分的反射層は、一以上の物質の層で作ることができ、層のおのおのは単一の物質または複数の物質の組み合わせで作ることができる。

いくつかの実施形態では、光学スタックの層は平行ストリップにパターニングされ、後述するようにディスプレイデバイス中の行電極を形成しうる。可動反射層１４ａ，１４ｂは、ポスト１８の上面およびポスト１８間に堆積された介在犠牲物質の上に堆積された（行電極１６ａ，１６ｂに直交する）一つまたは複数の堆積金属層の一連の平行ストリップとして形成してもよい。犠牲物質をエッチング除去すると、可動反射層１４ａ，１４ｂが光学スタック１６ａ，１６ｂから規定間隙１９だけ離れる。アルミニウムなどの高伝導反射物質を反射層１４に使用してもよく、これらのストリップがディスプレイデバイスの列電極を形成してもよい。

印加電圧がないとき、図１の画素１２ａに示すように、可動反射層１４ａと光学スタック１６ａの間にキャビティ１９が残り、可動反射層１４ａは機械的弛緩状態にある。しかしながら、選択した行と列に電位差を印加すると、対応する画素の行電極と列電極の交差により形成されたコンデンサーがチャージされ、静電力が電極同士を引き寄せる。電圧が十分に高ければ、可動反射層１４が変形し、光学スタック１６に押し付けられる。図１の右側の画素１２ｂに示されるように、光学スタック１６内の（この図には示していない）誘電体層が短絡するのを防止するとともに層１４と層１６の間の分離距離を制御しうる。その振る舞いは印加電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射対非反射画素状態を制御することができる行／列動作は、従来のＬＣＤやほかのディスプレイ技術で使用される行／列動作に多くの点で類似している。

図２〜５Ｂは、表示用途の光干渉変調器のアレイを使用するための一つの代表的なプロセスとシステムを示している。

図２は、本発明の観点を組み込んでよい電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。この代表的な実施形態では、電子デバイスは、ＡＲＭや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）などの任意の汎用シングルまたはマルチチップマイクロプロセッサー、またはデジタルシグナルプロセッサーやマイクロコントローラー、プログラマブルゲートアレイなどの任意の専用マイクロプロセッサーであってもよいプロセッサー２１を含んでいる。この分野で一般に行なわれているように、プロセッサー２１は一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されうる。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサーは、ウェブブラウザや電話アプリケーション、電子メールプログラム、ほかのソフトウェアアプリケーションを含め、一つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成されてもよい。

一実施形態では、プロセッサー２１もアレイドライバー２２と通信するように構成されている。一実施形態では、アレイドライバー２２は、ディスプレイアレイすなわちパネル３０に信号を供給する行ドライバー回路２４と列ドライバー回路２６を含んでいる。図１に示したアレイの断面は図２の１−１線によって示されている。ＭＥＭＳ光干渉変調器については、行／列動作プロトコルは、図３に示したデバイスのヒステリシス特性を利用してよい。可動層を弛緩状態から動作状態まで変形させるにはたとえば１０ボルトの電位差を必要としてよい。しかしながら、電圧がその値から低下するとき、電圧が１０ボルト未満に降下する際、可動層はその状態を維持する。図３の代表的な実施形態では、電圧が２ボルト未満の降下するまで可動層は完全に弛緩しない。したがって、デバイスが弛緩または動作状態で安定している印加電圧の窓が存在する電圧の範囲（図３に示した例では約３〜７Ｖ）がある。ここでは、これを「ヒステリシス窓」または「安定窓」と呼ぶ。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイは、行ストロービングのあいだ、ストローブされた行中の動作されるべき画素が約１０ボルトの電圧差にさらされ、弛緩されるべき画素が０ボルト近くの電圧差にさらされるように、行／列動作プロトコルを設計することが可能である。ストローブの後、画素は、行ストローブによっておかれた状態のままであるように、約５ボルトの定常状態電圧差にさらされる。書き込み後、各画素は、この例の３−７ボルトの「安定窓」内の電位差にある。この特徴は、図１に示した画素設計を同じ印加電圧状態の下で動作または弛緩の事前状態のいずれかに安定にする。光干渉変調器の各画素は、動作状態であれ弛緩状態であれ、実質的に固定反射層と可動反射層によって形成されるコンデンサーであるので、この安定状態は、ほとんど消費電力を伴わないヒステリシス窓内の電圧で保持することができる。印加電位が固定されていれば、実質的に電流は画素に流れ込まない。

代表的アプリケーションでは、表示フレームは、第一行中の動作画素の所望のセットにしたがって列電極のセットをアサートすることにより作成してよい。次に行パルスを行１電極に印加し、アサートされた列線に対応する画素を動作させる。次に列電極のアサートされたセットを変更し、第二行中の動作画素の所望のセットに対応させる。次にパルスを行２電極に印加し、行２中の適当な画素をアサートされた列電極にしたがって動作させる。行１画素は行２パルスに影響されず、行１パルスのあいだに設定された状態のままである。これを一連の行の完全にわたり順次に繰り返してフレームを生成してよい。一般に、フレームは、毎秒所望のフレーム数でこのプロセスを絶えず繰り返すことにより、新しい表示データでリフレッシュおよび／またはアップデートされる。表示フレームを生成するために画素アレイの行電極と列電極を駆動するための種々いろいろなプロトコルもまた周知であり、これは本発明と共に使用してよい。

図４と５Ａと５Ｂは、図２の３×３アレイに表示フレームを生成するための一つの可能な動作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示す画素に使用してよい列と行の電圧レベルの可能なセットを示している。図４の実施形態において、画素を動作させることは、適切な列を−Ｖ_ｂｉａｓに、適切な行を＋ΔＶにセットすることを含んでおり、それらは、それぞれ、−５ボルトと＋５ボルトに一致していてもよい、
画素を弛緩させることは、適切な列を＋Ｖ_ｂｉａｓに、適切な行を同じ＋ΔＶにセットして、画素の両端にゼロボルト電位差を生成することより実施する。行電圧がゼロボルトに保持される行では、画素は、列が＋Ｖ_ｂｉａｓか−Ｖ_ｂｉａｓかにかかわらず、それらがもとあった状態で安定している。また図４に示すように、上述したほかに逆極性の電圧を使用することができること、たとえば、画素を動作させることが適切な列を＋Ｖ_ｂｉａｓに、適切な行を−ΔＶにセットすることを含みうることもわかるであろう。本実施形態では、画素を解放することは、適切な列を−Ｖ_ｂｉａｓに、適切な行を−ΔＶにセットして、画素の両端にゼロボルト電位差を生産することにより実施する。

図５Ｂは、図５Ａに示したディスプレイ配列をもたらす図２の３×３アレイに印加する一連の行および列信号を示しているタイミング図であり、ここで動作画素は非反射である。図５Ａに示したフレームを書き込む前に、画素は任意の状態であってもよく、この例では、すべての行が０ボルト、すべての列が＋５ボルトにある。これらの印加電圧では、すべての画素はそれらの既存の動作状態または弛緩状態で安定している。

図５Ａのフレーム中では、画素（１，１）と（１，２）、（２，２）、（３，２）、（３，３）が動作される。これを実施するため、行１の「線時間」のあいだ、列１と列２は−５ボルトにセットし、列３は＋５ボルトにセットする。これは任意の画素の状態を変更しない。なぜなら、すべての画素は３〜７ボルトの安定窓にあるままであるからである。次に行１を、０から５ボルトまで上がってゼロに戻るパルスでストローブする。これは（１，１）と（１，２）画素を動作させ、（１，３）画素を弛緩させる。アレイ内のほかの画素は影響されない。行２を望むようにセットするため、列２を−５ボルトにセットし、列１と列３を＋５ボルトにセットする。次に行２に印加した同じストローブは、画素（２，２）を動作させ、画素（２，１）と（２，３）を弛緩させる。再び、アレイ内のほかの画素は影響されない。列２と列３を−５ボルトに、列１を＋５ボルトにセットすることにより行３を同様にセットする。行３のストローブは図５Ａに示すように行３の画素をセットする。フレームを書き込んだ後、行電位はゼロになり、列電位は＋５または−５ボルトの一方のままとなることが可能であり、ディスプレイは次に図５Ａの配列で安定する。多数すなわち何百もの行と列に対して同じ手順を使用することが可能であることがわかるであろう。行と列の動作を実施するのに使用される電圧のタイミングとシーケンスとレベルは、上に概説した一般的な原理の範囲内で広く変えることが可能であり、上述の例は代表的なだけであり、任意の動作電圧方法もここに説明したシステムと方法で使用することが可能である。

図６Ａと６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の実施形態を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０はたとえば携帯（移動）電話とすることができる。しかしながら、ディスプレイデバイス４０またはそれの少しの変形の同じコンポーネントは、テレビやポータブルメディアプレイヤーなどのさまざまなタイプのディスプレイデバイスの例ともなる。

ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１とディスプレイ３０とアンテナ４３とスピーカー４５と入力デバイス４８とマイクロホン４６とを含んでいる。ハウジング４１は一般に、射出成形と真空成形を含む、当業者に周知ないろいろな製造プロセスのいずれかから形成される。さらに、ハウジング４１は、これらに限定されないが、プラスチックや金属、ガラス、ゴム、陶器、またはそれらの組み合わせを含む、いろいろな物質のいずれかから作られうる。一実施形態では、ハウジング４１は、異なる色のまたは異なるロゴや絵や記号を有しているほかの着脱部と交換されてよい（図示しない）着脱部を含んでいる。

代表的なディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、ここに説明するように、双安定ディスプレイを含むいろいろなディスプレイのいずれかであってもよい。ほかの実施形態では、ディスプレイ３０は、当業者に周知なように、プラズマやＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、上述したＴＦＴ ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、またはＣＲＴやほかのチューブデバイスなどの非フラットパネルディスプレイを含んでいる。しかしながら、本実施形態を説明する目的のため、ディスプレイ３０は、ここに説明するように、光干渉変調器ディスプレイを含んでいる。

代表的なディスプレイデバイス４０の一実施形態のコンポーネントを図６Ｂに概略的に示す。図示の代表的なディスプレイデバイス４０はハウジング４１を含んでおり、その中に少なくとも部分的に囲まれた追加コンポーネントを含むことができる。たとえば、一実施形態では、代表的なディスプレイデバイス４０は、トランシーバー４７に接続されるアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含んでいる。トランシーバー４７はプロセッサー２１に連結されており、それはコンディショニングハードウェア５２に連結されている。コンディショニングハードウェア５２は信号を整える（たとえば信号をフィルター処理する）ように構成されうる。コンディショニングハードウェア５２はスピーカー４５とマイクロホン４６に連結されている。プロセッサー２１も入力デバイス４８とドライバーコントローラー２９に連結されている。ドライバーコントローラー２９はフレームバッファ２８とアレイドライバー２２に接続され、これはさらにディスプレイアレイ３０に接続されている。電源５０は、特定の代表的なディスプレイデバイス４０設計によって必要とされるすべてのコンポーネントにパワーを供給する。

ネットワークインターフェース２７は、代表的なディスプレイデバイス４０がネットワーク上の一つ以上のデバイスと通信できるように、アンテナ４３とトランシーバー４７を含んでいる。一実施形態では、ネットワークインターフェース２７はまたいくつかの処理容量を有し、プロセッサー２１の要件を取り除いてもよい。アンテナ４３は、信号の送受信用の当業者に周知の任意のアンテナである。一実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格によりＩＥＥＥ ８０２．１１（ａ）や（ｂ）や（ｇ）を含むＲＦ信号を送受信する。別の実施形態では、アンテナはＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）規格によりＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合、アンテナは、無線セル電話ネットワーク内で通信するために使用されるＣＤＭＡやＧＳＭ、ＡＭＰＳ、ほかの既知信号を受信するように設計されている。トランシーバー４７はアンテナ４３から受信した信号を、それらがプロセッサー２１によって受信されさらに操作されうるように前処理する。トランシーバー４７はまたプロセッサー２１から受信した信号を、それらがアンテナ４３を介して代表的なディスプレイデバイス４０から送信されうるように処理する。

代替実施形態では、トランシーバー４７はレシーバーと交換することが可能である。また別の代替実施形態では、ネットワークインターフェース２７は像源と取り替えることが可能であり、像源はプロセッサー２１に送る画像データを記憶または生成することができる。たとえば、像源は、画像データを収容したデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）や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とすることができる。

プロセッサー２１は一般に、代表的なディスプレイデバイス４０の動作全体を制御する。プロセッサー２１は、ネットワークインターフェース２７や像源からの圧縮画像データなどのデータを受信し、そのデータを行画像データに、または行画像データへ容易に処理されるフォーマットに処理する。次にプロセッサー２１は処理したデータを記憶のためにドライバーコントローラー２９またはフレームバッファ２８へ送る。生データは、一般に画像内の各位置における画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色と彩度とグレースケールレベルを含みうる。

一実施形態では、プロセッサー２１は、マイクロコントローラーまたはＣＰＵ、論理演算装置を含み、代表的なディスプレイデバイス４０の動作を制御する。コンディショニングハードウェア５２は、スピーカー４５に信号を送信するために、またマイクロホン４６から信号を受信するために、一般に増幅器とフィルターを含んでいる。コンディショニングハードウェア５２は代表的なディスプレイデバイス４０内のディスクリートコンポーネントであってもよく、またはプロセッサー２１やほかのコンポーネント内に組み込まれていてもよい。

ドライバーコントローラー２９は、プロセッサー２１によって生成された行画像データをプロセッサー２１から直接またはフレームバッファ２８からとり、アレイドライバー２２への高速伝送に適切な行画像データに再フォーマットする。具体的には、ドライバーコントローラー２９は行画像データを、ラスター状フォーマットを有するデータ流れに再フォーマットし、それは、ディスプレイアレイ３０を横切って走査するのに適した時間順序を有している。次にドライバーコントローラー２９はフォーマットした情報をアレイドライバー２２に送る。ＬＣＤコントローラーなどのドライバーコントローラー２９はしばしばスタンドアロンの集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサー２１に付随されるが、そのようなコントローラーは多くの手法によって実現されてよい。それらはハードウェアとしてプロセッサー２１に埋め込まれても、ソフトとしてプロセッサー２１に埋め込まれても、アレイドライバー２２にハードウェアに完全に集積されてもよい。

一般に、アレイドライバー２２はドライバーコントローラー２９からフォーマットされた情報を受信し、ビデオデータを、ディスプレイのｘ−ｙマトリックスの画素から来る何百もの時には何千ものリードに毎秒何度も印加される波形の並列セットに再フォーマットする。

一実施形態では、ドライバーコントローラー２９とアレイドライバー２２とディスプレイアレイ３０は、ここに説明したディスプレイのどのタイプにも適切である。たとえば、一実施形態では、ドライバーコントローラー２９は、従来のディスプレイコントローラーや双安定ディスプレイコントローラー（たとえば光干渉変調器コントローラー）である。別の実施形態では、アレイドライバー２２は、従来のドライバーや双安定ディスプレイドライバー（たとえば光干渉変調器ディスプレイ）である。一実施形態では、ドライバーコントローラー２９はアレイドライバー２２に集積されている。そのような実施形態は、携帯電話、時計、ほかの小面積ディスプレイなどの高集積システムに共通している。また別の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、一般的なディスプレイアレイや双安定ディスプレイアレイ（たとえば光干渉変調器のアレイを含むディスプレイ）である。

入力デバイス４８は、ユーザーが代表的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するのを可能にする。一実施形態では、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードや電話キーパッドなどのキーパッドや、ボタン、スイッチ、タッチセンシティブスクリーン、感圧または感熱膜を含んでいる。一実施形態では、マイクロホン４６は代表的なディスプレイデバイス４０用の入力デバイスである。マイクロホン４６を使用してデバイスにデータを入力するとき、代表的な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ーがボイスコマンドを与えてもよい。

この分野で周知なように、電源５０はいろいろなエネルギー蓄積装置を含みうる。たとえば、一実施形態では、電源５０は、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン電池などの充電式電池である。別の実施形態では、電源５０は、再生可能エネルギー源とコンデンサー、プラスチック太陽電池と太陽電池ペイントを含む太陽電池である。別の実施形態では、電源５０は壁付コンセントからパワーを受け取るように構成される。

いくつかの実施においては、上述したように、電子ディスプレイシステムのいくつかの位置に配置することが可能であるドライバーコントローラーに、制御プログラム化が存在する。いくつかのケースでは、制御プログラム化はアレイドライバー２２に存在する。たくさん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およびさまざまな構成に対して上述した最適化が実現されてよいことは当業者であればわかるであろう。

上述した原理にしたがって動作する光干渉変調器の構造の詳細は広く変更されてよい。たとえば、図７Ａ〜７Ｅは、可動反射層１４をその支持構造の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、金属物質１４のストリップが直交して延びている支持体１８上に堆積されている。図７Ｂでは、可動反射層１４がつなぎ３２によってコーナーだけで支持体に取り付けられている。図７Ｃでは、可動反射層１４が変形可能層３４からつるされており、変形可能層３４は可撓性金属で構成されうる。変形可能層３４は、直接または間接的に、変形可能層３４の周囲の周りの基板２０に連結している。これらの接続はここでは支持ポストと呼ぶ。図７Ｄに示した実施形態は、その上に変形可能層３４が横たわる支持ポストプラグ４２を有している。図７Ａ〜７Ｃのように、可動反射層１４はキャビティの上につるされるが、変形可能層３４は、変形可能層３４と光学スタック１６の間の穴を満たすことにより、支持ポストを形成しない。むしろ、支持ポスト１８は平坦化物質で作られ、それは支持ポストプラグ４２を形成するために使用される。図７Ｅに示す実施形態は、図７Ｄに示した実施形態に基づくが、図示しない追加の実施形態と同様に、図７Ａ〜７Ｃに示した実施形態のいずれに適用してもよい。図７Ｅに示した実施形態では、金属またはほかの伝導物質の追加層がバス構造４４を形成するために使用された。これは信号を光干渉変調器の背面に沿って転送するのを可能にし、さもなければ基板２０上に形成されなければならないであろう多くの電極を取り除く。

図７に示した実施形態では、光干渉変調器は直視型デバイスとして機能し、画像は透明基板２０の正面側つまり変調器が配置される側の反対側から見られる。これらの実施形態では、変形可能層３４を含め、反射層１４は、基板２０に対向する反射層の側にある光干渉変調器の部分を光学的に遮へいする。これは、遮へい領域が像品質に悪影響を与えずに構成され動作されることを可能にする。そのような遮へいは、図７Ｅのバス構造４４を可能にし、それは、アドレシングおよびそのアドレシングに起因する動作など、変調器の電気機械の特性から変調器の光学的性質を分離する能力を提供する。この分離可能な変調器アーキテクチャは、変調器の電気機械的観点と光学的観点のために使用される構造設計と物質が互い独立に選択され機能することを可能にする。さらに、図７Ｃ〜７Ｅに示した実施形態は、機械的特性からの反射層１４の光学的特性の非干渉を得るという追加の利点を有し、それは変形可能層３４によって実現される。これは、反射層１４に使用する構造設計と物質を光学的特性に対して最適化し、また変形可能層３４に使用する構造設計と物質を所望の機械的特性に対して最適化すること可能にする。

光干渉変調器の可動ミラーを動作状態にするのに必要である、制御システムによって印加される電圧の量は、動作電圧と呼ばれる。たとえば、図３に示されるように、動作電圧は約９〜１０ボルトであり、したがって、約−１０ボルトまたは約＋１０ボルトの印加は、光干渉変調器の可動反射層１４ｂ（図１に示される）を動作させ、また約０ボルトの印加は光干渉変調器の可動反射層１４ａ（図１に示される）を弛緩させる。動作電圧は、たとえば、温度、干渉計の電気機械の特性の変化および機械的ミラーの物理的摩損を含む多くの要因により時間とともに変化しうる。

これらの要因（たとえば光干渉変調器の電気機械的性質の変化および機械的ミラーの物理的摩損）のいくつかは、かなりの量の使用の後またはある量の時間の経過の後にだけバイアス電圧に一般に影響を与える。しかしながら、温度は、短期間のうちに可動反射層１４の特性に影響を与え、光干渉変調器を動作させるのに必要な電圧に著しい変化を生じさせる。たとえば、夏にアリゾナにある自動車のダッシュボードに置かれたデバイスまたは零下の冬温度にさらされたデバイスのディスプレイに組み込まれて、光干渉変調器が使用される環境条件に依存して、光干渉変調器の著しい温度変化が数時間内どころか数分内に起こりうる。そのようなデバイス中のある位置に存在している温度を感知し、また、その温度において光干渉変調器を動作させるのに必要な所要電圧に感知温度を関連させる所定の情報を使用して、温度の関数としてバイアス電圧を調節することにより広い温度範囲にわたって動作するようにディスプレイが効率的に駆動されうる。

図８は、解放（すなわち弛緩）状態にある光干渉変調器６０の一実施形態の斜視図である。光干渉変調器６０は、一般に電極層と吸収体層と電極層（分けて図示していない）を有している光学スタック１６を透明基材２０上に有している。基板２０の相対的な厚さは、光学スタック１６の厚さよりはるかに大きい。たとえば、いくつかの実施形態では、基板２０は約７００μｍ厚であり、光学スタック１６は約１μｍ以下厚である。いくつかの実施形態では、基板２０はガラスである。支持体１８は、キャビティ１９によって光学スタック１６から離された可動反射層１４の支持体を提供する。

可動反射層１４は、第一の物質１１の比較的薄い層と第二の物質１３の比較的厚い層とを含んでいる。図８の実施形態では、第一の物質１１は約３００オングストローム厚である層に堆積されたアルミニウムであり、第二の物質１３は約１０００オングストローム厚である層に堆積されたニッケルである。ほかの実施形態では、第一の物質１１と第二の物質１３はほかの物質たとえばアルミニウム合金で構成されうる。第一の物質１１と第二の物質１３の厚さもまたほかの実施形態では異なりうる。いくつかの実施形態では、可動反射層１４は、たとえばニッケル、ニッケル合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された均一な単一層だけを含む、単一体でありうる。ほかの実施形態では、可動反射層１４は二以上の物質の層を有しうる。いくつかの実施形態では、第一の物質１１の層は、第二の物質１３の層よりも厚くてよく、それは、応力と歪みに対して支配的な物質の関係を変化させうる。

光干渉変調器の温度の変化を通して光干渉変調器に導入される応力、およびその結果としての歪みは、可動反射層１４の動作に著しく影響を与えうる。応力は、物体によって隣接部に単位面積当たりに働く力であり、歪みは、応力によって引き起こされた変形または寸法の変化である。応力抵抗性と弾性限界の両方は、固体の合成に依存する。物体が引っ張りを受けるとき、それは張力すなわち引張応力の下にあると言われ、また、それが押されるとき、それは圧縮すなわち圧縮応力の下にある。引張応力は一般に正である見なされ、一方、圧縮応力は負であると見なされる。物質の温度が変化する時、物質は、それを作っている物質の熱膨張率（ＣＴＥ）にしたがって膨張または収縮する。光干渉変調器の通常の動作温度は、たとえば約−４０℃ないし＋７０℃でありうる。温度が変化した時、基板２０、可動反射層１４の第一の物質１１および第二の物質１３が、それらのＣＴＥにしたがって異なって膨張および収縮する。二つの異なる物質のこの膨張および収縮は可動反射層１４に歪みを導入し、それは、可動反射層１４内の応力の対応した変化を引き起こす。

第一の物質１１の層と第二の物質１３の層の両方は、それぞれのＣＴＥによって表現される温度の関数として膨張および収縮するが、厚い方の層（たとえば第二の物質１３）のＣＴＥが膨張または収縮の量を支配する。基板２０と光学スタック１６の膨張および収縮の量は、基板２０のはるかに大きな厚さのために、基板２０の膨張および収縮によって支配されている。一般に、基板２０のＣＴＥは、第二の物質１３の層のＣＴＥよりも小さく、したがって、第二の物質１３の層は、基準温度が変化した時、基板２０よりも大きく膨張および収縮する。しかしながら、支持体１８は、基板２０に対する可動反射層１４の膨張および収縮を抑制する。したがって、温度が変化した時、可動反射層１４は、可動反射層１４の平面のｘおよびｙ方向に歪みの変化を受け、また応力（σ）の対応する変化も可動反射層１４のｘおよびｙ方向に生じる。可動反射層１４の応力は、動作および非動作位置の間を移動する能力に影響を与え、したがってバイアス電圧に影響を与える。一実施形態では、基板２０は表示品位コーニング１７３７、３．７６×１０^−６／℃のＣＴＥを有するアルミノケイ酸塩ガラスで構成される。アルミノケイ酸塩ガラスの一般的な合成は、５５．０％のＳｉＯ_２、７．０％のＢ_２Ｏ_３、１０．４％のＡｌ_２Ｏ_３、２１．０％のＣａＯおよび１．０％のＮａ_２Ｏである。

図９は、一実施形態による、光干渉変調器の温度（ｘ軸）とバイアス電圧（ｙ軸）の関係を示しているグラフである。図９に示されるように、ある温度範囲にわたる光干渉変調器のバイアス電圧は光干渉変調器の温度にほぼ逆比例しており、たとえば光干渉変調器の温度が上昇した時、バイアス電圧が減少する。バイアス電圧の小さい変化（たとえばいくつかの実施形態では０．２５ボルト以下）でさえも、光干渉変調器のヒステリシス特性に依存して光干渉変調器の動作に著しく影響を与えうる。図９のグラフでは、約２５℃の温度変化の間にバイアス電圧が約０．２５ボルト変化している。

図９が例示するように、温度の変化は、バイアス電圧に影響を与える可動反射層１４の平面のｘおよびｙ方向に応力の増加または減少を引き起こす。光干渉変調器６０を制御するために印加される電圧の温度に基づく補正は、光干渉変調器６０を一貫して動作させ続けるために好都合に使用することができる。すなわち、光干渉変調器の温度が上昇したときには、より低い作動電圧が供給され、また温度が低下したときには、より高い作動電圧が供給される。

上述したように、光干渉変調器に印加される二つの電圧、列バイアス電圧（Ｖ_ｂｉａｓ）および行電圧の組み合わせとして光干渉変調器に印加される動作電圧。ここに説明する実施形態では、行電圧は＋ΔＶまたは−ΔＶのいずれかのその値から変化しない（たとえば図４参照）。バイアス電圧はアレイドライバー２２によって、たとえば、結果として温度を補償する動作電圧を供給する温度の関数として調節されうる。ここにおいて動作電圧（Ｖ_Ｏｐｐ）とも呼ばれるバイアス電圧、応力（σ）および温度（Ｔ）の関係が次式で示される。

ここで、σ_０は、たとえば基準温度における残留応力であり、ｋは定数である。一般的な基準温度は約摂氏２５度の室温である。一実施形態中のこれらのパラメーター間の関係の一例として、摂氏一度の温度の上昇が常に、可動反射層内の応力に２ＭＰａの変化を、また動作電圧に〜１１ｍＶのシフトを生じさせる。共通の実施形態では、光干渉変調器６０の層１４内の応力（σ）は引張応力であり、それはσが０以上であることを意味している。

層１４内の残留応力σは、弛緩（非動作）状態にあるときに基準温度における応力をさしており、それは光干渉変調器６０を製造するのに使用したプロセスの結果である。光干渉変調器６０はさまざまなプロセス温度にさらされので、また層１４は初期のうちに、最終的に除去される犠牲層上に形成されるので、製造プロセスは残留応力に影響を及ぼす。

図８では、層１４内の、それぞれｘおよびｙ軸に沿った、応力σ_ｘおよびσ_ｙが、単位面積１７に対して示されている。光干渉変調器の温度の変化に起因する動作電圧の変化は次式によって表すことができる。

ここで、Ｌは、光干渉変調器の支持体の間の距離であり、ｈは、反射層１４が移動する空隙厚であり、σ（Ｔ）は、基準温度Ｔの関数である可動反射層１４中の応力であり、ｔは可動反射層１４の厚さである。空隙、可動反射層の厚さおよび支持体の間の距離は、光干渉変調器の設計中に選択され、したがって変調器がいったん製造されたならば変化を受けることはない。

応力σの温度依存性は、σ＝σ_０−σ（T)と記述することができ、ここで、σ_０は、製造後の可動反射層１４内の基準温度における残留応力であり、それは、上述したように、第二の物質１３のＣＴＥによって支配されている。いくつかの実施形態では、基準温度は基準温度である。

可動反射層１４と基板２０の間の熱膨張不整合は、熱膨張不整合の関数である熱歪みおよびその結果の熱応力を引き起こす。たとえば、可動反射層１４がニッケルで、基板２０がコーニングガラス１７３７番であるとき、熱不整合（ΔＣＴＥ）は次式で表すことができる。

ここで、α_１＝１３．０×１０^−６／℃（ニッケルのＣＴＥ）、α_２＝３．７６×１０^−６／℃（コーニングガラス１７３７番のＣＴＥ）。次に、熱歪みε_Ｔは次式で表すことができる。

ここで、ΔＴは、基準温度に対する温度変化である。結果の熱応力は次式で表すことができる。

ここで、Ｅ_１は、ニッケルの弾性モジュールであり、ΔＴは、基準温度に対する温度変化である。動作電圧は、次式のいずれかに示されるように温度の関数として表すことができる。

または

ここで、ΔＴは、基準温度に対する温度変化である。式８は、式７の線形近似としての動作電圧を示している。図９は、特定の実施形態での温度とバイアス電圧との間の関係を示し、かつこの関係がある温度範囲にわたってほぼ線形であることを示しているグラフである。ｋ_１とｋ_２は、式の表現を単純化する定数であることに注意されたい。

可動反射層１４の残留応力は、可動反射層１４と基板２０の間のＣＴＥ不整合を最小にする変数、使用される各物質（たとえば第一の物質１１と第二の物質１３）の層の厚さおよび変調器製造技術の選択によって製造中にある程度まで制御可能である。

inferferometric変調器は、行および列電圧の差によって駆動される。温度が変化したときに変調器を適切に働かせるためには列電圧だけを調節する必要がある。「列」および「行」という用語は、どちらかを垂直または水平方向に向けることができるという意味において、幾何学的に任意であることがわかるであろう。この開示では、「列」は、画像データ依存である信号を受け取る表示入力の組であるものとする。「行」は、上述した連続する行ストローブ入力信号などの、画像データと共に変化しない信号を受け取る表示入力の組であるものとする。

図３は、特定の温度におけるＭＥＭＳディスプレイ素子のヒステリシス窓を示している。これらのヒステリシス窓は、図１０に示されるように、温度が変化したときにシフトする。基準温度Ｔ_０におけるヒステリシス窓が図１０に実線で示されている。ヒステリシス窓の位置は、右および左の窓のそれぞれの中間点、Ｖ_{ｂｉａｓ０}および−Ｖ_{ｂｉａｓ０}によって特徴づけることができる。一般的な基準温度は約摂氏２５度の室温であるが、それはどのような温度であってもよい。温度がＴ_０からＴまでの下がったとき、ヒステリシス窓は、破線で表わされるように、互いに離れるように移動する。ヒステリシス窓の新しい位置は、右および左の窓のそれぞれの中間点、Ｖ_ｂｉａｓおよび−Ｖ_ｂｉａｓによって同様に特徴づけることができる。Ｖ_ｂｉａｓおよび−Ｖ_ｂｉａｓは、Ｖ_{ｂｉａｓ０}および−Ｖ_{ｂｉａｓ０}から以下のように計算することができる。

ここで、Ｋ_ｔは負の定数である。図１０に示されるように、温度が低下した時、ヒステリシス窓は互いに離れる。温度が上昇すると、ヒステリシス窓は互いに近づく。

いったんヒステリシス窓の位置が決定されれば、次に、変調器を駆動する適切な列電圧が図１１に示されるスキームを使用して決定することができ、それはここで以下のように繰り返される。

列電圧の制御は、ソフトウェア制御または演算増幅器を使用するアナログ回路などのさまざまな手段によって実現することができる。

列電圧は、温度シフトに加えて電荷蓄積などのほかの要因を補償するように調節されてもよい。図１０に示されるように、温度変化は、ヒステリシス窓が互いに近づくか離れるようにするが、これらの窓は０ボルトのまわりで対称的であり続ける。温度シフトと異なり、電荷蓄積は、両ヒステリシス窓の一方向のシフトを生じさせ、その結果、二つの窓はもはや０ボルトのまわりで対称的でなくなる。一実施形態では、列電圧は以下のように調節されてよい。

ＶｒｏｗＭｉｄはストローブ印加の間の行電圧である。

図５Ｂに示されるように、ＶｒｏｗＭｉｄの一般的な値はゼロである。Ｖｏｆｆｓｅｔは、電荷蓄積などのほかの要因によって生じたヒステリシス窓のシフトを表わしている。図１２は、３×３光干渉変調器ディスプレイを包含している電子デバイスの一実施形態を概略的に示している図２に類似のシステムブロック図であり、ここで駆動回路は温度現在に基づいてアレイ３０を駆動する動作信号を供給するように構成されている。図１２のブロック図は、アレイ３０を駆動回路に接続されたセンサー６２を示している。センサー６２は温度状況を感知し、感知温度に基づいたアレイドライバー２２に信号を供給する。センサー６２は、センサー回路構成のさまざまな実施形態、たとえば、温度を感知して対応する信号を生成する回路構成またはセンサーからの信号が温度に対応するように温度に影響を受ける回路構成を有することができる。たとえば、一実施形態では、センサー６２は、その抵抗が温度とともに変化するサーミスターを有している。温度に対する抵抗の既知の依存性のために、抵抗器は温度センサーとして使用することができる。いくつかの実施形態では、光干渉変調器のアレイの製造とともにサーミスターがシリコン上に製造される。いくつかの実施形態では、センサー６２は熱電対で構成される。

図１２に示される実施形態では、センサー６２は駆動回路の外部に位置し、アレイドライバー２２に接続されている。アレイドライバー２２は、それがセンサー６２から受け取る信号を使用して、温度に対応したアレイ３０を駆動する信号を供給するように構成されている。一実施形態では、アレイドライバー２２は、メモリーに格納された予め定めた参照テーブルを使用して適当な信号を決定して、受け取った温度に基づいた信号に基づいてアレイに信号を供給する。センサー６２がアレイドライバー２２内に配置された（たとえば図１４）またはプロセッサー内に配置された（たとえば図１３）ほかの実施形態では、参照テーブルを使用して適当な信号を決定して、受け取った温度に基づいてアレイに信号を供給することもできる。別の実施形態では、アレイドライバー２２（またはプロセッサー２１）内の回路構成は、図９に示されるカーブに概算し（たとえば、温度と動作電圧の関係を線形として概算し）、次に、温度と動作電圧の決まった関係を使用して、受け取った温度に基づいた信号に比例するアレイ３０に信号を供給することができる。

センサー６２によって感知された温度は、アレイ３０における、アレイ３０の実質的に近傍の位置における、アレイ３０のそのほかの位置における温度とすることができる。たとえば、さまざまな実施形態では、センサー６２は、アレイドライバー２２、プロセッサー２１またはセンサー６２それ自体の温度を感知する。いくつかの実施形態では、センサー６２は、アレイ３０を含んでいるディスプレイ内の所定の位置における温度を感知するか、アレイ３０を含んでいる電子デバイス内の所定の位置における温度を感知するように構成される。

いくつかの実施形態では、センサー６２はまた、特定の位置に置かれた温度を感知する感知素子６８を有し、ここで、位置は、アレイ３０の光干渉変調器が作動する温度と関係があるので、好適に決定されている。この実施形態では、感知素子はアレイ３０の近くに配置されている。ほかの実施形態では、感知素子６８は、たとえば、駆動回路内、アレイ３０を含んでいるディスプレイ内の任意位置、またはアレイ３０を含んでいる電子デバイス内の任意位置に配置することができる。センサー６２内の回路構成は、感知素子６８に対する温度の影響を検出し、温度に基づいて駆動回路（たとえばアレイドライバー２２）に信号を通信する。

センサー６２は、所望の特定の実施に応じて、さまざまな位置に配置することができる。図１３は、３×３光干渉変調器ディスプレイとセンサー６２を包含している電子デバイスの別の実施形態を示しているシステムブロック図である。図１３では、センサーはプロセッサー２１内に配置されている。一実施形態では、センサー６２は、アレイ３０の温度と関係のあるプロセッサー内の温度を感知し、感知されたに基づいた信号がアレイ３０を駆動するために使用される。いくつかの実施形態では、センサー６２がプロセッサー２１の外部の位置における温度を感知できるように、プロセッサー２１は、（図示しない）感知素子を連結すべき接続を有することができる。

図１４は、３×３光干渉変調器ディスプレイとセンサー６０を包含している電子デバイスの別の実施形態を示しているシステムブロック図である。ここで、センサー６０はアレイドライバー２２に配置されている。一実施形態では、センサー６２は、アレイ３０の温度と関係のあるアレイドライバー２２内の温度を感知し、感知された温度に基づいた信号がアレイ３０を駆動するために使用される。いくつかの実施形態では、センサー６２がアレイドライバー２２に外部の位置における温度を感知できるように、アレイドライバー２２は感知素子（図示しない）への接続を有することができる。

図１５は、３×３光干渉変調器ディスプレイと、光干渉変調器を動作または解放状態にするのに必要であるあれにアレイ駆動系によって印加される電圧の量を制御する回路構成とを包含している電子デバイスの実施形態を概略的に示しているシステムブロック図である。この実施形態は、駆動回路たとえば特にアレイドライバー２２に連結され、かつ一つ以上のテスト光干渉変調器６６（またはテスト変調器）を備えうるテスト回路６４を有している。温度の影響を説明するため、テスト回路６４は、テスト変調器６６のミラーを動作および／または解放状態にするために必要である電圧の量を決定し、決定した電圧に対応する信号を駆動回路、たとえばアレイドライバー２２に送る。アレイドライバー２２は次に、駆動電圧を調節して、テスト回路６４からの信号に基づいて適当な動作電圧を達成する。一つ以上のテスト変調器の動作および／または解放のモニターの結果、アレイドライバー２２は、測定された動作／解放電圧に基づいて駆動信号をアレイ３０に供給することができる。いくつかの実施形態では、アレイに供給された駆動信号は、測定された動作電圧に比例するか、実質的に等しい。いくつかの実施形態では、一つ以上のテスト変調器６６を駆動するために第二の駆動回路がディスプレイに含まれている。

一実施形態では、テスト光干渉変調器６６は、アレイ３０に見られる光干渉変調器と同様の構造形態を有している光干渉変調器である。テスト変調器６６は、テスト駆動信号がそれに印加されうる、また測定がそれから記録されるプラットホームとして役立つ。通常、そのようなテスト光干渉変調器は、表示目的のための光を出力することには使用されない。テスト光干渉変調器６６の全体の寸法のスケールは、アレイ３０内の光干渉変調器のそれと似ていても異なっていてもよい。テスト光干渉変調器６６の全体または特定の寸法は、意図するテスト測定対象物に応じたアレイ３０の光干渉変調器に関連して変えることができる。代替実施形態では、テスト光干渉変調器６６は、アレイ３０のそれらとは異なった構造形態を有している。

いくつかの実施形態では、二つより多くのテスト変調器が使用されうる（図示しない）。テスト変調器は、アレイ内の変調器の各行および／または列の終わりを含め、ディスプレイ内のさまざまな位置に配置されうる。一般に、テスト変調器は、それらがディスプレイの見物人に見えないように、たとえば、それらがいかなる可視光をも見物人に受けないまたは出力しないように、位置決めされる。

テスト回路６４は、テスト変調器６６に電圧を印加して変調器を動作状態と解放状態との間で「切り換える」ことにより、テスト変調器６６を動作させるのに必要な電圧を決定することができ、その間、テスト変調器６６をモニターしながら変調器がどの電圧において状態を変えるかを決定している。いくつかの実施形態では、テスト回路６４は、図１６中に信号９０によって示されるような、三角形電圧波によって駆動される。別の実施形態では、テスト変調器は、三角形波形と、テスト変調器を動作させるのに必要な電圧レベルに比例する振幅とを有している信号で駆動される。

テスト回路６４は、好ましくは、ディスプレイを駆動するのと同じ周波数で駆動されるが、ほかの周波数を使用してテスト回路６４を駆動することも可能である。また、テスト回路６４は、好ましくは、アレイ３０と同じフレームレートに駆動されるが、ほかのフレームレートを使用することも可能である。たとえば、いくつかの実施形態では、テスト変調器は、表示フレームレートに等しいか比例する周波数を有している信号で駆動される。別の実施形態では、テスト変調器を駆動するのに使用される信号の周波数は表示フレームレートのほぼ二分の一である。

いくつかの実施形態では、駆動信号９０の電圧振幅は、動作電圧に到達することを保証すべき予期される動作電圧より大きい。いくつかの実施形態では、基準温度が低下したとき、駆動信号９０の電圧振幅は増加しうる。ほかの実施形態では、テスト変調器を駆動するのに使用される信号は周期的であり、アレイを駆動する駆動信号は画像内容詳細である。

一実施形態では、テスト変調器６６のキャパシタンスは、変調器がどの電圧で状態を変えるか決定するためにモニターされ、この情報は、キャパシタンスの変化時における印加電圧レベルとキャパシタンスの変化の符号とに基づいて駆動電圧を変えるために使用される。図１６は、時間（ｘ軸）詩キャパシタンスと電圧（ｙ軸）のグラフを示しており、信号９０とキャパシタンスカーブ９５を含んでいる。信号９０は、一実施形態にしたがって、可動反射層１４を動作および解放させるためにテスト変調器６６の両端に印加される電圧を表わしている。キャパシタンスカーブ９５は、信号９０によって示された電圧を印加することに起因するテスト変調器６６の測定キャパシタンスを表わしている。

ここで、テスト変調器６６は解放位置で始まっている。テスト変調器６６に印加される電圧は、状態７０において負値に始まり、状態７４において正ピーク値へ増加し、状態８０において負ピーク値に減少し、状態８２において再び小さな負値に増加している。キャパシタンスカーブ９５は、信号９０にしたがって電圧が変化する間のテスト変調器６６の測定キャパシタンスを反映している。測定キャパシタンスカーブ９５は状態７０において低い値で始まり、次に電圧が増加したとき状態７２において高い値に変化しており、テスト変調器６６が動作されたことを示している。状態７６において、キャパシタンスカーブ９５は、テスト変調器６６が解放されたことを示している低い値に変化し戻っている。状態７８において、キャパシタンスカーブ９５は高い値に変化しており、テスト変調器６６が再び動作されたことを示している。最後に状態８２において、キャパシタンスカーブ９５は、テスト変調器６６が再び解放されたことを示している低い値に変化し戻っている。ほかの実施形態では、テスト変調器６６への電流の流れが、それがいつ動作するか解放するかを決めるためにモニターされる。テスト変調器６６が動作または解放するとき、流れは急上昇し、キャパシタンスは増加または減少する。

一実施形態では、テスト変調器６６は「切り換えられ」、たとえば、正から負電圧にまたは負から正電圧に切り替わるように一連の電圧がテスト変調器６６に印加される。この状況において、テスト変調器６６が動作および解放になるようにする電圧のレベルを決定するために電圧が切り換えられる時にキャパシタンスはモニターされるとともに、アレイ３０を駆動するために供給される動作信号がそれに応じて調節される。そのような切り換えは、変調器のスタートアップに、また、その使用の間に生じる変化を殺すために、次に周期的に行なわれうる。いくつかの実施形態では、プロセスは、ユーザーによってまたは自動プロセスたとえば診断によって受け取られた入力の結果として行なわれる。

テスト変調器の電気機械的応答は、アレイ３０の光干渉変調器の電気機械的応答と所定の関係を有するように構成することができる。たとえば、所定の関係は、電気機械的応答が実質的に比例、実質的に等しい、または、それらが実質的に同じ電気機械的振る舞いを有するようなものとすることができる。アレイ３０の光干渉変調器に対するテスト光干渉変調器６６の電気機械的応答の間の関係を知ることによって、テスト光干渉変調器６６を動作および解放させるのに必要な電圧レベルの測定は、アレイ３０を送られる駆動信号の調整が、パフォーマンスに影響を与えるさまざまな要因を補償することを可能にする。前述したように、一つの要因は温度のそれである。テスト光干渉変調器６６の使用が、温度の測定を必要とすることなく、アレイ３０への駆動信号の補償を可能にすることに注意されたい。

テスト光干渉変調器６６もまた、アレイ３０の光干渉変調器の電気的および機械的性能のオフセット電圧の長い期間のドリフトを測定するために使用することができる。オフセット電圧のドリフトは、たとえば、有害温度への長時間の露出、デバイスの機械的または構造的変化、または、光学スタックおよび／または移動ミラー層１４の電荷蓄積の結果でありうる。

テスト変調器は、異なる電気機械的振る舞いを有することができ、たとえば、厳しい温度変化、電圧スパイク、または、ディスプレイを保証して、シャットダウンおよび再開など、診断手順を始めるほかの状況を測定する。

テスト光干渉変調器６６もまたオフセット電圧を測定するために使用することができ、それは、光干渉変調器システムの正負のヒステリシス窓の間のほぼ中間点における電圧レベルである。テストおよびアレイの光干渉変調器に矯正的電圧パルスを印加し、テスト光干渉変調器のオフセット電圧を測定する再帰的アルゴリズムが、オフセット電圧を調節またはリセットするために使用することができる。

いくつかの実施形態では、アレイ内の光干渉変調器およびテスト変調器はおのおのが、所定の関係で関連づけられる電気的な応答関数を有している。たとえば、テスト変調器の電気的振る舞いはアレイ内の光干渉変調器とは異なるが、その機械的振る舞いは同じであるように、テスト変調器はその列電極に、アレイ内の光干渉変調器とは異なる抵抗を有することができる。ほかの実施形態では、アレイ内の光干渉変調器およびテスト変調器はおのおのが、所定の関係で関連づけられる機械的な応答関数を有している。たとえば、テスト変調器の機械的振る舞いは異なるが、その電気的振る舞いは同じであるように、テスト変調器は、アレイ内の光干渉変調器とは、異なる物理的または機械的性質、たとえばより高いポスト密度を有することができる。

別の実施形態では、駆動回路（たとえばアレイドライバー２２、プロセッサー２１またはドライバー２４，２６）に接続された回路構成は、温度影響回路構成を有しており、たとえば、それは、ディスプレイの温度の変化に対応して所定の仕方で変化する一つ以上の電子特性を有している。変化された電子特性に基づいて、駆動回路は、アレイ３０の光干渉変調器が適当な動作電圧で動作するように、温度の変化に対応するアレイ３０のための動作信号を生成する。この温度影響回路構成は、駆動回路に接続されるか、駆動回路に埋め込まれるか、センサー６２に埋め込まれかすることができる。

図１７は、前述の実施形態と共に使用することができる、複数の光干渉変調器を有しているアレイ３０（たとえば図２）を駆動するプロセス１００を示している。状態１０２において、ディスプレイ内の所定の位置において温度が感知される。温度は、センサー、テスト回路構成、テスト光干渉変調器または温度影響回路構成を使用して感知することができる。

状態１０４において、センサー信号は、感知温度に基づいており、ディスプレイドライバーに通信される。続いて、状態１０６において、プロセス１００は、ディスプレイドライバーに通信されたセンサー信号に基づいて動作信号を生成する。アレイ３０内の光干渉変調器の温度が上昇した時に、駆動回路が適切な動作電圧をアレイ３０に供給するように、動作信号によって書き取らせられるような光干渉変調器に印加される電圧が減少するように、生成された動作信号のレベルは温度によって調節される。反対に、ディスプレイ内の光干渉変調器の温度が低下した時には、動作信号によって書き取らせられるような光干渉変調器に印加される電圧が増加する。最後に、状態１０８において、プロセス１００は、動作信号をアレイ３０に供給する。

いくつかの実施形態では、テスト光干渉変調器６６に対してなされた測定もまた、専用テスト光干渉変調器６６が省略可能となるようにアレイ３０の光干渉変調器に対して行なうことができる。たとえば、アレイ３０の少数の光干渉変調器（たとえば１以上）は、テストおよび表示の光干渉変調器の両方として使用することができる。多くの場合、テスト手順のあらゆる有害な光学作用を最小にするように、表示画面の片側または一角内に位置された光干渉変調器に対してテストを行なうことが望ましい。また、多くの場合、テストに使用されたアレイ３０内部の光干渉変調器の寸法および構造形態は、アレイ３０の残りの部分内の光干渉変調器と実質的に同じである。

上記の説明は、本発明のある実施形態を詳述している。しかしながら、上記がどんなに詳しく表現していても、本発明は多くの手法で実行することができることがわかるであろう。本発明のある特徴または観点を説明するときに使用した特定の用語は、その用語が関連づけられる本発明の特徴または観点のあらゆる特定の特性を含んでいることに限定されるものであるとここに再定義されているとの意味にとるべきでないことに注意すべきである。

第一の光干渉変調器の可動反射層が弛緩位置にあり、第二の光干渉変調器の可動反射層が動作位置にある光干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部を描く等角投影図である。 ３×３光干渉変調器ディスプレイを包含している電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。 図１の光干渉変調器の一つの代表的な実施形態における可動ミラー位置対印加電圧の図である。 光干渉変調器ディスプレイを駆動するのに使用しうる一組の行および列電圧を示している。 図２の３×３光干渉変調器ディスプレイ中の表示データの一つの代表的なフレームを示している。 図５Ａのフレームを書くために使用されうる行および列信号のための一つの代表的なタイミング図を示している。 複数の光干渉変調器からなる視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。 複数の光干渉変調器からなる視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示す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。 光干渉変調器の代替実施形態の断面図である。 光干渉変調器の別の代替実施形態の断面図である。 光干渉変調器のまた別の代替実施形態の断面図である。 光干渉変調器の追加の代替実施形態の断面図である。 可動反射層の多数の層を示している光干渉変調器の斜視図である。 光干渉変調器の動作電圧と温度との関係を示しているグラフである。 温度が変化したときに光干渉変調器ディスプレイを駆動するために使用されうる一組の行および列電圧の図である。 温度が変化したときに光干渉変調器ディスプレイを駆動するために使用されうる一組の行および列電圧の図である。 ３×３光干渉変調器ディスプレイと温度センサーを包含している電子デバイスの一実施形態を示しているシステムブロック図である。 ３×３光干渉変調器ディスプレイと温度センサーを包含している電子デバイスの別の実施形態を示しているシステムブロック図である。 ３×３光干渉変調器ディスプレイと温度センサーを包含している電子デバイスの別の実施形態を示しているシステムブロック図である。 ３×３光干渉変調器ディスプレイとテスト光干渉変調器を包含している電子デバイスの実施形態を示しているシステムブロック図である。 時間（ｘ軸）詩キャパシタンスと電圧（ｙ軸）のグラフであり、印加電圧に起因する光干渉変調器のキャパシタンスを示している。 感知温度に基づいてアレイを駆動するプロセスを示している流れ図である。

Claims (20)

1. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ディスプレイ素子のアレイと、
   前記アレイに接続され、かつ前記アレイを駆動する動作信号を供給するように構成された駆動回路とを備え、前記動作信号は少なくとも行信号と列信号とから構成されており、前記行および列信号の一方だけが温度変化に対して調節されるディスプレイ。
2. 前記行および列信号の一方だけが、前記アレイに表示されるべき画像を表わすデータ信号で構成されており、データ信号を構成している前記信号だけが温度変化に対して調節される、請求項１のディスプレイ。
3. ＭＥＭＳディスプレイ素子の少なくとも一つが光干渉変調器で構成されている、請求項２のディスプレイ。
4. 前記行および列信号が電圧信号で構成されている、請求項３のディスプレイ。
5. 温度変化に対して調節されるべき前記行または列電圧信号が、温度Ｔにおいて、二つの値Ｖ_ｈｉｇｈとＶ_ｌｏｗの一方をとるように設計されており、それらは次式によって計算でき、
   Ｖ_ｈｉｇｈ＝Ｖ_{ｂｉａｓ０}＋Ｋ_ｔ ^＊（Ｔ−Ｔ_０）
   Ｖ_ｌｏｗ＝−Ｖ_{ｂｉａｓ０}−Ｋ_ｔ ^＊（Ｔ−Ｔ_０）
   ここで、Ｖ_{ｂｉａｓ０}と−Ｖ_{ｂｉａｓ０}は基準温度Ｔ_０においてアレイを駆動するために選択された電圧値であり、Ｋ_ｔは負の定数である、請求項４のディスプレイ。
6. 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ーであって、画像データを処理するように構成された前記プロセッサーと、
   前記プロセッサーと通信するように構成されたメモリーデバイスとをさらに備えている、請求項１のディスプレイ。
7. 前記画像データの少なくとも一部を前記ドライバーに送るように構成されたコントローラーをさらに備えている、請求項６のディスプレイ。
8. 前記画像データを前記プロセッサーへ送るように構成された像源モジュールをさらに備えている、請求項６のディスプレイ。
9. 前記像源モジュールは、レシーバー、トランシーバーおよびトランスミッターに少なくとも一つを備えている、請求項８のディスプレイ。
10. 入力データを受け取り、前記入力データを前記プロセッサーに通信するように構成された入力装置をさらに備えている、請求項６のディスプレイ。
11. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ディスプレイ素子のアレイを駆動する方法であり、
    所定の位置における温度を感知することと、
    感知温度に少なくともいくぶん基づいたレベルを有している行信号と列信号の一方と、感知温度に基づいていない行および列信号の他方とを生成することと、
    前記行および列信号を前記アレイに供給することとを有している方法。
12. 前記行および列信号の一方だけが、前記アレイに表示されるべき画像を表わすデータ信号から構成されており、データ信号から構成されている前記信号だけが感知温度に基づいて生成される、請求項１１の方法。
13. ＭＥＭＳディスプレイ素子の少なくとも一つが光干渉変調器で構成されている、請求項１２の方法。
14. 前記行および列信号が電圧信号である、請求項１３の方法。
15. 温度に基づいて前記行または列電圧信号の一方を生成することは、感知温度Ｔにおける二つの値Ｖ_ｈｉｇｈおよびＶ_ｌｏｗの少なくとも一つを次式によって計算することを有し、
    Ｖ_ｈｉｇｈ＝Ｖ_{ｂｉａｓ０}＋Ｋ_ｔ ^＊（Ｔ−Ｔ_０）
    Ｖ_ｌｏｗ＝−Ｖ_{ｂｉａｓ０}−Ｋ_ｔ ^＊（Ｔ−Ｔ_０）
    ここで、Ｖ_{ｂｉａｓ０}と−Ｖ_{ｂｉａｓ０}は基準温度Ｔ_０においてアレイを駆動するために選択された電圧値であり、Ｋ_ｔは負の定数である、請求項１４の方法。
16. 所定の位置における温度を感知するための手段と、
    感知温度に少なくともいくぶん基づいたレベルを有している行信号と列信号の一方と、感知温度に基づいていない行および列信号の他方とを生成するための手段と、
    画像データを表示するための手段と、
    前記行および列信号を前記表示手段に供給のための手段とを備えているディスプレイ。
17. 前記行および列信号の一方だけが、前記表示手段に表示されるべき画像を表わすデータ信号で構成されており、データ信号を構成している前記信号だけが感知温度に基づいて生成される、請求項１６のディスプレイ。
18. 表示手段が光干渉変調器で構成されている、請求項１７のディスプレイ。
19. 前記行および列信号が電圧信号で構成されている、請求項１８のディスプレイ。
20. 温度に基づいて前記行または列電圧信号の一方を生成するための手段は、感知温度Ｔにおける二つの値Ｖ_ｈｉｇｈおよびＶ_ｌｏｗの少なくとも一つを次式によって計算するための手段をさらに備えており、
    Ｖ_ｈｉｇｈ＝Ｖ_{ｂｉａｓ０}＋Ｋ_ｔ ^＊（Ｔ−Ｔ_０）
    Ｖ_ｌｏｗ＝−Ｖ_{ｂｉａｓ０}−Ｋ_ｔ ^＊（Ｔ−Ｔ_０）
    ここで、Ｖ_{ｂｉａｓ０}と−Ｖ_{ｂｉａｓ０}は基準温度Ｔ_０においてアレイを駆動するために選択された電圧値であり、Ｋ_ｔは負の定数である、請求項１９のディスプレイ。

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