JP2013511068A - カラー表示の行及びエネルギー消費を低減する行駆動シーケンスを有するディスプレイ - Google Patents

Abstract

選択された駆動シーケンスに従って画素アレイを有するディスプレイに表示画像を書き込む方法である。一駆動シーケンスはシーケンスにおいてアレイのライン内のそれぞれの色の行を位置指定したのちに第二のラインを位置指定する位置指定を含む。他の一駆動シーケンスはアレイのそれぞれのラインの第一の色の行を位置指定したのちにアレイのそれぞれのラインの第二の色の行を位置指定する。

Description

本発明は、ディスプレイを位置指定するのに必要な電力消費を低減するための位置指定方式に関する。

微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械素子、アクチュエータ及び電子部品を含む。微小機械素子は、電気及び電気機械装置を形成するために、成膜、エッチング及び／または、基板及び／または成膜された材料層から部品を除去しまたは層を付加するその他のマイクロマシニングプロセスを用いて作り出しうる。あるタイプのＭＥＭＳ装置は、干渉変調器と呼ばれる。本明細書で用いられるように、干渉変調器または干渉光変調器という語句は、光学的な干渉の原理を用いて光を選択的に吸収及び／または反射する装置を指し示す。特定の実施形態において、干渉変調器は一対の導電性平板を備えてもよく、そのうち一方または両方は全体または一部が透明及び／または反射性であり適切な電気信号の印加によって相対的に動作することができるものでありうる。ある特定の実施形態において、一つの平板は基板上に成膜された固定された層からなってもよく、他方の平板は空隙によって、固定された層から離隔された金属からなるメンブレンを備えていてもよい。本明細書でより詳細に説明するように、一方の平板のもう一方に対する位置関係は、干渉変調器に入射する光の光学的な干渉を変化させることができる。そのような装置は幅広い領域で応用することができ、既存の製品を改良し、これまで開発されていない新しい製品の創出にその特徴が利用できるように、これらのタイプの装置の特性を利用可能とし及び／または改良することは、当技術分野にとって有益であろう。

ＭＥＭＳディスプレイ装置の電力消費を低減する従来の手法は、様々な技術が含まれているが、それら様々な技術のそれぞれは使用者に対して表示する画質を低下させることにより、使用者の体験を妥協させる傾向にあった。これらの手法は、表示される画像の解像度や複雑さを減少させる、ある時間周期においてシーケンス内の画像の数を減少させる、画像の階調や色強度の深さを減少させる、という手法を含んでいる。他には、ディスプレイを位置指定する異なる方法により電力消費を低減するという示唆がなされているが、これらは複雑すぎ、例えばディスプレイの位置指定から低減される電力よりも計算を解くためにより多くの電力を必要とする。

本明細書では、画像データの属性に基づく行位置指定順序の決定及びディスプレイへ画像を書き込むのに必要な列充電遷移の回数の低減によって電力消費を低減するように構成された方法及び装置を説明する。一実施形態は、ディスプレイ装置の行位置指定順序を効率的に計算しディスプレイを位置指定する方法を提供する。

第一の干渉変調器の可動反射層が緩和位置にあり、第二の干渉変調器の可動反射層が作動位置にある干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部を示す等角図である。 ３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んだ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の干渉変調器の例示的な一実施形態における印加電圧に対する可動鏡の位置の図である。 干渉変調器ディスプレイを駆動するのに用いうる行および列の電圧の組み合わせを示す。 図２の３×３干渉変調器ディスプレイに表示データのフレームを書き込むのに用いうる行および列の信号の例示的な一タイミング図を示す。 図２の３×３干渉変調器ディスプレイに表示データのフレームを書き込むのに用いることができる行および列の信号の例示的な一タイミング図を示す。 複数の干渉変調器を備える視覚表示装置の実施形態を示すシステムブロック図である。 複数の干渉変調器を備える視覚表示装置の実施形態を示すシステムブロック図である。 図１の装置の断面図である。 干渉変調器の代替的な一実施形態の断面図である。 干渉変調器の他の代替的な一実施形態の断面図である。 干渉変調器のさらに他の代替的な一実施形態の断面図である。 干渉変調器の追加的な代替的な一実施形態の断面図である。 ライン及びカラー表示行によって構成された干渉変調器のアレイのブロック図である。 ラインごとの行シーケンスで位置指定される干渉変調器のアレイのブロック図である。 アレイ全体のカラー表示行シーケンスで位置指定される干渉変調器のアレイのブロック図である。 ラインごとの行シーケンスとアレイ全体のカラー表示行シーケンスの組み合わせで位置指定される干渉変調器のアレイのブロック図である。 異なる位置指定シーケンスに従って干渉変調器のアレイを駆動する相対的な電力消費のプロットである。 図８の実施形態の干渉変調器のアレイにおいて画像を表示するプロセスの実施形態のフロー図である。 図８の実施形態の干渉変調器のアレイを位置指定するプロセスの実施形態のフロー図である。 図１４のプロセスの行位置指定順序決定段階の実施形態のフロー図である。

以下の詳細な説明は特定の具体的な実施形態に向けられたものである。しかしながら、ここで示される内容は多数の異なる方法で応用することができる。この説明において、図面において類似した部品は類似した符号で一貫して参照される。実施形態は動画（例えばビデオ）、静止画（例えば写真画像）及び文字または図表のどちらかのような画像を表示するように構成されたどのような装置に実装されうる。より具体的には、実施形態は様々な電子装置の内部にあるいは関連して実装されてもよく、例えば、携帯電話、無線装置、個人データ端末（ＰＤＡ）、携帯型コンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレイヤー、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、置時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータ用モニタ、自動車の表示（例えば距離計表示など）、コックピット制御装置及び／または表示装置、カメラビュー表示装置（例えば自動車における後方視界カメラのディスプレイ）、電子写真、電子掲示板または電子看板、プロジェクタ、建築構造物、パッケージ、美的構造物（例えば、宝石片上への画像の表示）に実装されてもよいが、これに限定されるものではない。本明細書で説明したものに類似した構造のＭＥＭＳ装置を、電子スイッチデバイスのようなディスプレイ以外の応用にも用いることができる。

干渉ＭＥＭＳ表示素子を備える干渉変調器ディスプレイの一実施形態は、図１に示される。このような装置では、画素は明状態または暗状態のいずれかにある。明状態（「緩和状態」または「開状態」）では、表示素子は使用者に対して入射可視光の大部分を反射する。暗状態（「作動状態」または「閉状態」）では、表示素子は使用者に対して入射可視光をほとんど反射しない。実施形態に応じて、「オン状態」と「オフ状態」の光の反射率特性は反対でありうる。ＭＥＭＳ画素は黒及び白に加えて、カラーディスプレイが実現できるように選択された色を主に反射するように構成することもできる。

図１は視覚ディスプレイの一連の画素のうち二つの隣接した画素を示す等角図であり、それぞれの画素はＭＥＭＳ干渉変調器を備える。ある実施形態において、干渉変調器ディスプレイは、これらの干渉変調器の行／列アレイを備える。それぞれの干渉変調器は、少なくとも一つの可変な大きさを有する光学共振ギャップを形成するようにたがいに対して可変かつ制御可能な距離に位置させられる一対の反射層を含む。一実施形態において、反射層のうち一つは二つの位置の間を動くものでありうる。本明細書では緩和位置として称される第一の位置において、可動反射層は固定された部分的に反射性の層から相対的に大きな距離を取って位置させられる。本明細書では作動位置として称される第二の位置において、可動反射層は部分的に反射性の層とより近接して位置される。二つの層から反射された入射光は可動反射層の位置によって強めあいまたは弱めあって干渉し、それぞれの画素に対して全反射または非反射のいずれかの状態となる。

図１の画素アレイの示された部分は、二つの隣接した干渉変調器１２ａ、１２ｂを含む。左側に位置する干渉変調器１２ａでは、可動反射層１４ａが部分的に反射性の層を含む光学積層体１６ａから所定の距離で緩和位置にある状態が示されている。右側に位置する干渉変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂが光学積層体１６ｂに対して近接した作動位置にある状態が示されている。

光学積層体１６ａ、１６ｂ（まとめて光学積層体１６と称する）は、本明細書に示すように、典型的にはいくつかの融合した層を備え、融合した層はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような電極層と、クロムのような部分的に反射性の層と、透明の絶縁体と、を含んでもよい。従って光学積層体１６は導電性であり、部分的に透明かつ部分的に反射性である。また光学積層体１６は例えば、透明な基板２０上に上述の層の一つまたは複数を成膜することにより形成しうる。部分的に反射性の層は、様々な金属や半導体や絶縁体のような部分的に反射性である様々な材料から形成することができる。部分的に反射性の層は、一つまたは複数の材料の層から形成することができ、層のそれぞれは単一の材料または複数の材料の組み合わせで形成されてもよい。

ある実施形態において、光学積層体１６の層は、平行な帯状にパターニングされ、さらに後述するようにディスプレイ装置において列電極を形成しうる。可動反射層１４ａ、１４ｂは成膜された金属の単一または複数の層の平行な一連の帯状（列電極１６ａ、１６ｂと直交する）として形成され、ポスト１８の頂部及びポスト１８の間に成膜された中間犠牲材料の上に成膜されて行を形成しうる。犠牲材料が除去されると、可動反射層１４ａ、１４ｂは光学積層体１６ａ、１６ｂから所定の空隙１９だけ離隔される。アルミニウムのような導電性及び反射性の高い材料が反射層１４として用いられてもよく、このような帯状パターンはディスプレイ装置の行電極を形成しうる。図１は必ずしも正しいスケールではないことに注意しなければならない。ある実施形態において、ポスト１８の間の間隔は１０〜１００μｍのオーダーであってよく、一方空隙１９は１０００Åよりも小さなオーダーでありうる。

電圧が印加されていない状態では、図１の画素１２ａに示されるように、空隙１９は可動反射層１４ａ及び光学積層体１６ａの間に存在し、可動反射層１４ａは機械的に緩和状態にある。しかしながら、電位差（電圧）が選択された行および列に印加されると、対応する画素の行電極と列電極との交差位置に形成されるキャパシタは充電され、静電引力が電極を互いに引き付ける。電圧が十分高いと、可動反射層１４は変形し、光学積層体１６に押し付けられる。図１の右側に位置する作動した画素１２ｂによって示されるように、光学積層体１６に含まれる絶縁層（この図には図示されない）は、層１４と１６の間のショートを防ぎ、層の間の距離を制御しうる。印加された電位差の極性に係わらず、動作は同一である。

図２から図５は、ディスプレイへの応用における干渉変調器アレイを用いるための例示的な一プロセス及びシステムを示す。

図２は、干渉変調器を組み込みう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。電子デバイスは、ＡＲＭ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）またはＡＬＰＨＡ（登録商標）のようなどのような汎用の単一またはマルチチップマイクロプロセッサでもよく、またデジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラやプログラマブルゲートアレイのようなどのような特殊用途のマイクロプロセッサでもありうるプロセッサ２１を含む。当技術分野で従来用いられるように、プロセッサ２１は一つまたは複数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の実行に加えて、プロセッサはウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、またはその他どのようなソフトウェアアプリケーションであっても含む一つまたは複数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うる。

一実施形態において、プロセッサ２１はまたアレイドライバ２２と通信するように構成される。一実施形態において、アレイドライバ２２はディスプレイアレイまたはパネル３０へ信号を提供する行駆動回路２４及び列駆動回路２６を含む。図１に示されるアレイの断面図は、図２の１−１線で示される。図２は明瞭化のために、干渉変調器の３×３アレイを示しているが、ディスプレイアレイ３０は非常に多数の干渉変調器を備えていてもよく、列と比べて行が異なる数の干渉変調器を有しうる（例えば、行あたり３００画素、列あたり１９０画素）ことに注意しなければならない。

図３は、図１の干渉変調器の例示的な一実施形態において、印加される電圧に対する可動鏡の位置の図である。ＭＥＭＳ干渉変調器において、行／列作動プロトコルは、図３に示すようなこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用しうる。干渉変調器は例えば、可動層を緩和状態から作動状態に変形させるために１０ボルトの電位差を必要としうる。しかしながら、その値から電圧を下げると、電圧が１０ボルト以下に落ちても可動層はその状態を保つ。図３の例示的な実施形態においては、可動層は電圧が２ボルト以下に下がるまで完全には緩和しない。従って図３に示された例においては約３Ｖから７Ｖの電圧範囲があり、そこではデバイスが緩和状態または作動状態のいずれかで安定であるような印加電圧のウィンドウが存在する。これを本明細書では、「ヒステリシスウィンドウ」または「安定ウィンドウ」と呼ぶ。図３に示すヒステリシス特性を有するディスプレイアレイにおいて、行／列作動プロトコルは、行のストローブの間、作動させるべきストローブされる行の画素に約１０ボルトの電圧が印加され、緩和させるべき画素に０ボルト近い電圧が印加されるように設計することができる。ストローブ後、画素には、画素が行ストローブによって置かれたどのような状態であれ維持するような、安定状態または約５ボルトのバイアス電圧が印加される。書き込み後、画素のそれぞれは、この例では３から７ボルトの「安定ウィンドウ」内の電位差におかれる。この特徴により、図１に示す画素の設計を、作動または緩和の既存状態のいずれかの状態で、同一の印加電圧状態で安定であるようにすることができる。干渉変調器の画素それぞれは、作動状態であれ緩和状態であれ、本質的には固定反射層及び可動反射層によって形成されるキャパシタなので、この安定な状態はほとんど電力を散逸することなく、ヒステリシスウィンドウの範囲内の電圧において保持することができる。印加された電位が固定されていれば、本質的に画素へ電流が流入することはない。

さらに後述するように、典型的な応用例においては、画像のフレームは（それぞれ特定の電圧レベルを有する）データ信号のセットを、第一の行の作動される画素の所定のセットに従って列電極のセットに渡って送信することにより生成されうる。次いで、行パルスが第一の行電極に印加され、データ信号のセットに対応する画素を作動させる。次いで、データ信号のセットは第二の行の作動される画素の所定のセットに対応するように変更される。次いで、パルスが第二の行電極に印加され、データ信号に従って第二の行の適切な画素を作動する。第一の行の画素は第二の行パルスには影響されず、第一の行パルスで設定された状態を保つ。これが順に一連の行全体に対して繰り返され、フレームを生成しうる。一般に、毎秒ある所定のフレーム数についてこのプロセスを連続的に繰り返すことにより、フレームは新しい画像データに更新及び／または上書きされる。画像フレームを生成するために、画素アレイの行および列電極を駆動する幅広い様々なプロトコルを使用しうる。

図４及び図５は、干渉変調器アレイのような電気機械デバイスのアレイを駆動するのに用いることができる一つの作動プロトコルを示す。図４は、図３に示されるヒステリシス特性を示す変調器に対して用いることが用いられうる列及び行電圧レベルの利用可能な組み合わせを示す。図４（図５Ａも参照のこと）の実施形態において、５つあるいは複数の可能な電圧が、特定のコモンラインを位置指定できるように、あるコモンライン（様々な実施形態において行または列のラインのどちらかでありうる）に沿って印加されてもよく、少なくとも二つの可能な電圧が、現時点で位置指定されたコモンラインへデータを書き込むセグメントラインに沿って印加されうる。

解放電圧ＶＣ_ＲＥＬがコモンラインに沿って印加されると、セグメントラインに沿って印加される電圧に関わらず、コモンラインに沿った全ての干渉変調器素子が緩和状態、言い換えると解放状態または非作動状態に置かれる。従って、解放電圧ＶＣ_ＲＥＬ、高いセグメント電圧ＶＳ_Ｈ及び低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌが選択される。具体的には、解放電圧ＶＣ_ＲＥＬがコモンラインに沿って印加されると、高いセグメント電圧ＶＳ_Ｈ及び低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌが対応するセグメントラインに沿って印加されるときは共に、変調器に印加される電圧（言い換えれば、画素電圧）は緩和ウィンドウ（図３を参照、またリリースウィンドウとも呼ぶ）の範囲内にある。セグメント電圧範囲としても呼ばれる、高いセグメント電圧と低いセグメント電圧との間の差は、緩和ウィンドウの幅よりも小さい。

高い保持電圧ＶＣ_{ＨＯＬＤ＿Ｈ}あるいは低い保持電圧ＶＣ_{ＨＯＬＤ＿Ｌ}のような保持電圧がコモンラインに印加されると、干渉変調器の状態は一定状態を保つ。緩和された変調器は緩和位置にとどまり、作動された変調器は作動位置にとどまる。高いセグメント電圧ＶＳ_Ｈ及び低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌが対応するセグメントラインに沿って印加されるときはともに、画素電圧が干渉変調器の安定ウィンドウの範囲内にとどまるように、保持電圧が選択される。従ってセグメント電圧範囲は正の安定ウィンドウまたは負の安定ウィンドウのいずれかの幅よりも小さい。

高い位置指定電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｈ}または低い位置指定電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｌ}のような位置指定電圧がコモンラインに印加されると、対応するセグメントラインに沿ったセグメント電圧の印加によって、データをラインに沿った変調器へ選択的に書き込むことができる。コモンラインに位置指定電圧が印加されるときに、セグメントラインに沿ってセグメント電圧の一つが印加されると画素電圧が安定ウィンドウの範囲内にあり、他の電圧が印加されると画素電圧が安定ウィンドウを超えて画素の作動を引き起こすように、位置指定電圧が選択される。作動を引き起こす具体的なセグメント電圧は、どの位置指定電圧が用いられるかによって変化する。高い位置指定電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｌ}がコモンラインに沿って印加されると、高いセグメント電圧ＶＳ_Ｈが印加されれば変調器は現在の位置を保ち、一方低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌが印加されれば変調器は作動する。低い位置指定電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｌ}が印加されるときにはセグメント電圧の効果は反対となり、高いセグメント電圧ＶＳ_Ｈで変調器は作動し、低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌは変調器の状態に影響を及ぼさない。

特定の実施形態において、高い保持電圧または低い保持電圧及び高い位置指定電圧または低い位置指定電圧のいずれか一方だけが用いられうる。しかしながら、正及び負の保持電圧および位置指定電圧の両方を用いると、書き込み処理の極性を入れ替えることができ、単一の極性のみの書き込み動作の後に生じうる電荷蓄積を抑制することができる。

図５Ｂは、図２の３×３アレイへ印加され、図５Ａに示す配列表示となる一連のコモン電圧およびセグメント電圧信号を示すタイミング図である。ここでは、作動した変調器は非反射性であり、暗色として示されている。図５Ａに示されるフレームの書き込みに先立って、画素はどのような状態でもよいが、コモンラインの位置指定に先立って、図５Ｂのタイミング図に示される書き込み処理によって、コモンラインのそれぞれの変調器は解放される。

第一のライン時間６０ａにおいて、コモンライン１、２、３のいずれも位置指定されていない。解放電圧７０がコモンライン１に印加される。コモンライン２に印加される電圧は初めは高い保持電圧７２であり、その後解放電圧７０に変化する。低い保持電圧７６がコモンライン３に沿って印加される。従って、コモンライン１に沿った変調器（１，１）、（１，２）、（１，３）は第一のライン時間６０ａが続く間緩和状態を維持し、コモンライン２に沿った変調器（２，１）、（２，２）、（２，３）は緩和状態に移行し、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）、（３，３）は以前の状態を保つ。コモンライン１、２、３、のどれもライン時間６０ａの間位置指定されないので、セグメントライン１、２、３に沿って印加されるセグメント電圧は干渉変調器の状態に影響を及ぼさない。

第二のライン時間６０ｂの間、コモンライン１の電圧は高い保持電圧７２に移行し、コモンライン１に沿った変調器は全て、印加されるセグメント電圧に関わらず緩和状態を保つ。コモンライン２に沿った変調器は緩和状態を保ち、コモンライン３の電圧が解放電圧７０に移行するとコモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）、（３，３）は緩和する。

第三のライン時間６０ｃの間、コモンライン１に高い位置指定電圧７４が印加されてコモンライン１が位置指定される。低いセグメント電圧６４がこの位置指定電圧の印加の間セグメントライン１、２に印加されるため、変調器（１，１）、（１，２）にかかる画素電圧は変調器の正の安定ウィンドウよりも大きく、変調器（１，１）、（１，２）は作動する。高いセグメント電圧６２がセグメントライン３に沿って印加されているので、変調器（１，３）の画素電圧は変調器（１，１）、（１，２）の画素電圧よりも低く、変調器の正の安定ウィンドウ内にある。従って変調器（１，３）は緩和状態を保つ。またライン時間６０ｃの間、コモンライン２の電圧は低い保持電圧７６に低下し、コモンライン３の電圧は解放電圧を維持して、コモンライン２、３に沿った変調器は緩和位置のままである。

第四のライン時間６０ｄの間、コモンライン１の電圧は高い保持電圧７２であり、コモンライン１に沿った変調器はそれぞれ位置指定された状態のままである。コモンライン２は、コモンライン２の電圧を低い位置指定電圧７８に下げることによって位置指定される。高いセグメント電圧６２がセグメントライン２に沿って印加されるので、変調器（２，２）の画素電圧は変調器の負の安定ウィンドウより低くなり、変調器（２，２）は作動する。低いセグメント電圧６４がセグメントライン１、３に沿って印加されるので、変調器（２，１）、（２，３）は緩和位置を維持する。コモンライン３の電圧は高い保持電圧７２に上昇し、コモンライン３に沿った変調器は緩和状態のままである。

最後に、第五のライン時間６０ｅの間、コモンライン１の電圧は高い保持電圧７２を維持し、コモンライン２の電圧は低い保持電圧を維持し、コモンライン１、２に沿った変調器はそれぞれの位置指定された状態のままである。コモンライン３の電圧は、コモンライン３に沿った変調器を位置指定するために高い位置指定電圧に上昇する。低いセグメント電圧６４がセグメントライン２、３に印加されているので、変調器（３，２）、（３，３）は作動し、その一方セグメントライン１に沿って印加される高いセグメント電圧６２によって変調器（３，１）は緩和位置を維持する。従って、第５の保持時間６０ｅの終了時には、３×３画素アレイは図５Ａに示す状態となり、（図示されない）他のコモンラインに沿った変調器が位置指定される際に発生しうるセグメント電圧の変化に関わらず、保持電圧がコモンラインに沿って印加されている限りはその状態を保つ。

図５Ｂのタイミング図において、ある書き込み手順は高い保持電圧及び高い位置指定電圧、または低い保持電圧及び低い位置指定電圧のいずれかを使用することを含むことがわかる。高いまたは低い保持電圧が印加されると、画素電圧はある安定ウィンドウの範囲内または超えた領域の状態を維持し、解放電圧が印加されるまでは緩和ウィンドウを通過しない。さらに、それぞれの変調器が変調器の位置指定に先立って書き込み手順の一部として解放されるので、変調器の解放時間よりむしろ作動時間の方が必要なライン時間を決定する。変調器の解放時間が作動時間よりも長いような実施形態においては、図５Ｂに示されるように、解放電圧は単一のライン時間よりも長く印加され得る。さらなる実施形態においては、コモンラインまたはセグメントラインに沿って印加される電圧は、異なる色の変調器のような、異なる変調器の作動電圧及び解放電圧における差異を考慮して変更されうる。

図６Ａ及び図６Ｂは表示装置４０の実施形態を示すシステムブロック図である。表示装置４０は、例えば、携帯電話であってよい。しかしながら、表示装置４０の同一の部品又はそのわずかに変更されたものが、テレビや携帯メディアプレイヤーのような様々な型の表示装置の例とすることもできる。

表示装置４０は筐体４１と、ディスプレイ３０と、アンテナ４３と、スピーカー４５と、入力装置４８と、マイク４６とを含む。筐体４１は射出成型や真空成型を含む一般に様々などのような製造方法によって形成されてもよい。加えて、筐体４１はプラスチック、金属、ガラス、ゴム、セラミック、またはそれらを組み合わせた材料を含む様々などのような材料から形成されうるが、上記の材料に限定されることはない。一実施形態において、筐体４１は種々の色や種々のロゴ、絵又はシンボルを含む他の取り外し可能な部品と交換しうる（図示しない）取り外し可能な部品を含む。

例示的な表示装置４０のディスプレイ３０は、本明細書で説明するように、２状態安定ディスプレイを含む様々などのようなディスプレイでもありうる。他の実施形態において、ディスプレイ３０は上述したようなプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ，ＳＴＮ液晶またはＴＦＴ液晶のようなフラットパネルディスプレイであってもよく、ＣＲＴやその他のブラウン管装置のような非平面パネルディスプレイであってもよい。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は本明細書で説明するように、干渉変調器ディスプレイを含む。

例示的な表示装置４０の一実施形態の構成要素が、図６Ｂに概略的に示される。本明細書に示された例示的な表示装置４０は筐体４１を含み、少なくとも部分的にその中に格納された追加的な部品を含んでもよい。例えば、一実施形態において、例示的な表示装置４０は送受信部４７と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。送受信部４７はプロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は調整用ハードウェア５２に接続される。調整用ハードウェア５２は信号を調整する（例えば、信号をフィルタリングする）ように構成されうる。調整用ハードウェア５２はスピーカー４５及びマイク４６に接続される。プロセッサ２１はまた入力装置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及びアレイドライバ２２に接続され、アレイドライバ２２はディスプレイアレイ３０に結合される。電力供給部５０は特定の例示的な表示装置４０の設計によって要求される全ての部品へ電力を供給する。

ネットワークインターフェース２７は例示的なディスプレイ装置４０がネットワークを介して一つまたは複数の装置と通信できるように、アンテナ４３及び送受信部４７を含む。一実施形態において、ネットワークインターフェース２７はまたプロセッサ２１の要求を補助する何らかの処理能力を有しうる。アンテナ４３は信号を送信し、受信するどのようなアンテナでもよい。一実施形態において、アンテナはＩＥＥＥ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、（ｇ）を含むＩＥＥＥ８０２．１１規格に従ったＲＦ信号を送受信する。他の一実施形態において、アンテナはブルートゥース規格に従ったＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合、アンテナはＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、Ｗ−ＣＤＭＡまたは無線携帯電話ネットワーク内で通信するために用いられるその他の既知の信号を受信するように設計される。送受信部４７はアンテナ４３から受け取った信号を、プロセッサ２１が受け取り、さらに取り扱いうるように事前処理する。送受信部４７はまたアンテナ４３を介して例示的な表示装置４０から送信しうるように、プロセッサ２１から受け取った信号を処理する。

代替的な一実施形態において、送受信部４７は受信部によって置き換えることもできる。またさらに他の代替的な一実施形態において、ネットワークインターフェース２７はプロセッサ２１に送信する画像データを蓄積し、または生成することができる画像供給源によって置き換えることができる。例えば、画像供給源は画像データまたは画像データを生成するソフトウェアモジュールを格納するデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）またはハードディスクドライブであってよい。

プロセッサ２１は一般に例示的な表示装置４０の全ての動作を制御する。プロセッサ２１はネットワークインターフェース２７や画像供給源からの圧縮された画像データのようなデータを受け取り、データを元画像データまたは元画像データに事前に処理されたフォーマットに処理する。次いでプロセッサ２１は処理されたデータをドライバコントローラ２９または蓄積のためのフレームバッファ２８に送信する。典型的には元画像データは画像内のそれぞれの位置における画像特性を特定する情報を参照する。例えば、そのような画像特性は色、彩度、階調を含む。

一実施形態において、プロセッサ２１は例示的な表示装置４０の動作を制御するマイクロコントローラ、ＣＰＵ、又は論理ユニットを含む。調整用ハードウェア５２は一般にスピーカー４５へ送信する信号及びマイク４６から受信する信号の増幅及びフィルタを含む。調整用ハードウェア５２は例示的な表示装置４０に内蔵される独立した部品でありえ、プロセッサ２１またはその他の部品内に組み込まれうる。

ドライバコントローラ２９はプロセッサ２１によって生成された元画像データをプロセッサ２１から直接またはフレームバッファ２８のどちらかから取得し、元画像データをアレイドライバ２２への高速転送に適するように再変換する。具体的に、ドライバコントローラ２９は元画像データをディスプレイアレイ３０に渡って走査するのに適した時間順を有するようなラスター状フォーマットを有するデータフローに変換する。次いで、ドライバコントローラ２９は変換された情報をアレイドライバ２２に送信する。ＬＣＤコントローラのようなドライバコントローラ２９は、しばしば独立した集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１と協働し、そのようなコントローラは様々な方法で実装しうる。それらはプロセッサ２１にハードウェアとして埋め込まれてもよく、ソフトウェアとして埋め込まれてもよい。またアレイドライバ２２とともにハードウェア内に完全に統合されてもよい。

典型的には、アレイドライバ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から受け取り、ビデオデータを波形の並列なセットに変換する。この波形のセットはディスプレイのｘｙ画素行列から延びる何百の、時には何千のリード線に一秒あたり何度も適用される。

一実施形態において、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２およびディスプレイアレイ３０は本明細書に示されるどのようなタイプのディスプレイにも適用可能である。例えば、一実施形態において、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であるか、又は２状態安定ディスプレイのコントローラ（例えば、干渉変調器コントローラ）である。他の一実施形態において、アレイドライバ２２は従来のドライバであるか、又は２状態安定ディスプレイのドライバ（例えば、干渉変調器ディスプレイ）である。一実施形態において、ドライバコントローラ２９はアレイドライバ２２に統合される。そのような実施形態は、携帯電話、腕時計及びその他の面積の小さなディスプレイのような高度に統合されたシステムでは一般的である。また他の一実施形態において、ディスプレイアレイ３０は典型的なディスプレイアレイであるか、又は２状態安定ディスプレイアレイ（例えば、干渉変調器アレイを含むディスプレイ）である。

入力装置４８によって、使用者は例示的な表示装置４０の操作を制御することができる。一実施形態において、入力装置４８はＱＷＥＲＴＹキーボードや電話のキーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチパネル、感圧または感熱メンブレンを含む。一実施形態において、マイク４６は例示的な表示装置４０に対する入力装置である。マイク４６が装置に対してデータを入力するように用いられるときには、声による命令が例示的な表示装置４０の操作を制御するために使用者から提供されうる。

電力供給部５０は当技術分野でよく知られた様々なエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば、一実施形態において、電力供給部５０はニッケルカドミウム電池やリチウムイオン電池のような充電池である。他の一実施形態において、電力供給部５０は再生可能エネルギー源、キャパシタ、またはプラスチック太陽電池及び塗布型太陽電池を含む太陽電池である。他の一実施形態において、電力供給部５０はコンセントから電力を受電するように構成される。

ある実装において、上述のように、電子ディスプレイシステムのいくつかの場所に位置させることができるドライバコントローラ内に、制御プログラミング機能が存在してもよい。ある場合には、制御プログラミング機能はアレイドライバ２２内に存在する。上述した最適化は、どのような数のハードウェア及び／またはソフトウェア部品に実装されてもよく、様々な構成で実装されうる。

上述した原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は、幅広く変形しうる。例えば、図７Ａから図７Ｅは、可動反射層１４及びその支持構造の５つの異なる実施形態を示す。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は支持部１８の延長線と直交して成膜される。図７Ｂにおいて、干渉変調器それぞれの可動反射層１４は正方形または長方形であり、頂点の部分のみで、テザー３２で支持されて取り付けられる。図７Ｃにおいて、可動反射層１４は正方形または長方形であり、柔軟な金属からなりうるような変形層３４から吊り下げられる。変形層３４はその辺縁部において基板２０と直接または間接に接続する。これらの接続は本明細書では支持ポストとして参照される。図７Ｄに示された実施形態は、支持ポストプラグ４２を有し、その上に変形層３４が載せられる。可動反射層１４は図７Ａから図７Ｃに示すようにギャップ上に吊り下げられて保持されるが、変形層３４は、変形層３４と光学積層体１６の間の穴を埋めることによって支持ポストを形成することはない。むしろ、支持ポストは支持ポストプラグ４２を形成するのに用いられる平面状の材料から形成される。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、図示されない追加的な実施形態と同様に図７Ａから図７Ｃに示された実施形態のどれとも協働するように適用しうる。図７Ｅに示された実施形態において、金属またはその他の導電性材料からなる追加的な層が、バス構造４４を形成するのに用いられる。これにより、信号は干渉変調器の背後に沿って引き回され、そうでなければ基板２０上に形成されなければならなかったような電極の数を低減することができる。

図７に示されるような実施形態において、干渉変調器は直視デバイスとして機能する。そこでは変調器が配置されるのとは反対の側である、透明の基板２０の前面から画像を見る。これらの実施形態において、反射層１４は、変形層３４を含む基板２０と反対の反射層の側において干渉変調器の一部を光学的に遮蔽する。これによって、遮蔽された領域を画質に悪影響を与えることなく構成し、動作することができる。例えば、このような遮蔽により図７Ｅに示すようなバス構造４４が可能となり、位置指定と位置指定の結果生じる動作のような、変調器の電気機械的な特性から変調器の光学特性を分離することができるようになる。この変調器の構成の分離により、変調器の電気機械的側面と光学側面のために用いられる構造設計及び材料を互いに独立して選択し、機能させることができるようになる。さらには、図７Ｃから図７Ｅに示される実施形態は、変形層３４によってもたらされる機械的な特性から反射層１４の光学的な特性を切り離すことにより引き出すことのできる追加的な利点を有する。このことにより、反射層１４に用いられる構造設計及び材料を光学的な特性に関して最適化し、変形層３４に用いられる構造設計及び材料を所望の機械的な特性に関して最適化することができるようになる。

本発明のいくつかの実施形態は、列電圧遷移の回数を減少させたディスプレイアレイの更新ができるように画像データの属性に基づく行位置指定順序を利用することを含む。列充電遷移の回数を減少させることができるように、システムはアレイに書き込まれる画像データの内容に基づいて行位置指定順序を生成することができる。画像の内容を考慮して行位置指定順序を決定することにより、類似した行を連続してストローブすることができ、それによってディスプレイに画像を書き込むのに必要な列遷移の総数を減少させることができる。

図８は表示素子８０１のアレイ８００の例示的な一実施形態を示す。このアレイ８００は上述したディスプレイアレイ３０の一実施形態である。アレイ８００は行８０４から行８１４及び列８２８から列８３８を含む。行８０４から行８１４はさらに行のカラー表示に従ってライン８０２、８０３にまとめられる。例えば、ライン８０２は赤の表示素子の行８０４と、緑の表示素子の行８０６と、青の表示素子の行８０８と、を含む。同様に、ライン８０３は赤の行８１０と、緑の行８１２と、青の行８１４と、を含む。列８２８から列８３８はさらに組８１６、８１８にまとめられる。アレイ８００はまた画素にまとめられる。この例示的な実施形態において、画素は１つのラインの３つの色の行と１つの組の３つの列との交差部分からなる９つの表示素子８０１を含む。例えば、ライン８０３と組８１６の交差部分は画素８４０を形成する。例示的な一実施形態において、画素８４０は３つの赤の表示素子８４２、８４４、８４６と、３つの緑の表示素子８４８、８５０、８５２と、３つの青の表示素子８５４、８５６、８５８と、を含む。

表示素子８０１のそれぞれは表示素子８０１が光の特定の波長を反射する反射状態と、表示素子８０１がほとんど光を反射しない非反射状態と、を有する。本明細書で用いられるように、表示素子８０１はまた「暗状態」または作動状態（つまり、非反射状態）、または「色状態」または非作動状態（つまり、反射状態）としても示されうる。

一実施形態において、表示素子８０１のそれぞれの状態は、ビットによって表されることができる。ビットの値は表示素子８０１が暗状態（例えば、０）、または色状態（例えば、１）のどちらかにあることに対応する。例示的な一実施形態において、画素の色の行それぞれの表示素子８０１それぞれの状態は最上位ビット（ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂｉｔ：ＭＳＢ）及び最下位ビット（ｌｅａｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂｉｔ：ＬＳＢ）によって表される。従って、ある画素の表示素子８０１の全ての状態は、それぞれの色に対してＭＳＢまたはＬＳＢによって表すことができる。一実施形態において、ある画素のある色の行の最も左側の２つの表示素子８０１の状態はＭＳＢで表され、ある画素のある色の行の最も右の表示素子８０１の状態はＬＳＢで表される。例えば、赤の表示素子８４２、８４４の状態は、画素８４０の赤色の行のＭＳＢで表され、赤の表示素子８４６の状態は画素８４０の赤色の行のＬＳＢで表される。同様に、この例において、緑の表示素子８４８、８５０の状態は画素８４０の緑色の行のＭＳＢによって表され、緑の表示素子８４６の状態は画素８４０の緑色の行のＬＳＢによって表される。さらにこの例において、青の表示素子８５４、８５６の状態は画素８４０の青色の行のＭＳＢによって表され、青の表示素子８５８の状態は画素８４０の青色の行のＬＳＢによって表される。この例示的な実施形態において、画素８４０はそれぞれの色の行一つに対して３つのＭＳＢと、それぞれの色の行一つに対して３つのＬＳＢとを有する。例えば、画素８４０の赤色の行に対してＭＳＢが１０でありＬＳＢが１である場合、表示素子８４２及び８４６が色状態にあり表示素子８４４が暗状態にあることに対応する。

上述のアレイは単に例示的なアレイであり、当業者であればアレイはより多いまたはより少ないライン及びより多いまたはより少ない列を含みうることを理解できるということに注意すべきである。さらに、ラインはより多いまたはより少ない色の行を含んでもよく、列の組はより多いまたはより少ないビットを含みうる。加えて、行の色はより少ない色、より多い色または代替的な色、例えば、シアン、マゼンタ、黄色及び／または白を含みうる。

図９はアレイ９００の例示的な一実施形態であり、ここでは表示素子９０２はラインごとの行シーケンス方式によって位置指定され、ラインごとの行シーケンス方式の例示的な一実施形態において、行９１４から行９３０はラインごとに基づいて位置指定される。つまり、ライン内のそれぞれの行が位置指定されたのちに、次のラインの行が位置指定される。このシーケンス方式では、一つのラインが位置指定のために選択され、そのラインのそれぞれの行が位置指定される。続けて、他の一つのラインが選択され、そのラインのそれぞれの行が位置指定される。シーケンスに対するラインの選択は無作為選択、または上から下又は下から上の順にラインを選択する選択を含むどのような既知の方法に基づいたものでありうる。例えば、ライン９０４は青の行９１４と、緑の行９１６と、赤の行９１８と、を含む。この例示的な実施形態において、行９１４から行９１８のそれぞれは、ライン９０８またはライン９１２の行の位置指定に先立って位置指定される。アレイ９００のライン９０４からライン９１２の全てが位置指定されるまで、シーケンスは次のラインに続けられ、そのライン内のそれぞれの行を位置指定する。一実施形態において、アレイ９０４のラインは上から下の順で位置指定される。例示的な一実施形態において、あるラインの行が位置指定される順序は、図１５に関して説明されるプロセス１５００のようなプロセスによって表示されるべきデータに基づいて決定される。一実施形態において、行が位置指定される順序は、以下のカラー表示行位置指定シーケンスのうちの一つから選択される。（１）青の行、緑の行、赤の行、（２）赤の行、青の行、緑の行、（３）緑の行、赤の行、青の行。例えば、図９に関して、それぞれのラインに対して、ラインの色の行は異なる位置指定順序を有することができることが示されている。初めに、ライン９０４は青の行９１４、緑の行９１６、赤の行９１８の順序で位置指定される。二番目に、ライン９０８は赤の行９２４、青の行９２０、緑の行９２２の順序で位置指定される。三番目に、ライン９１２は緑の行９２８、赤の行９３０、青の行９２６の順序で位置指定される。それぞれのラインは異なる順序で位置指定されてもよく、さらにラインのそれぞれの色の行は上述したのとは異なる順序で位置指定されうることに注意しなければならない。さらに後述するように、図１２は図１０及び図１１に関して説明されるような他の駆動方式と比較したこの方法の相対的な電力消費量を示す。

図１０はアレイ１０００の例示的な一実施形態であり、そこでは表示素子１００２はアレイ全体のカラー表示行シーケンス方式によって位置指定される。アレイ全体のカラー表示行シーケンス方式の例示的な一実施形態において、行１０１４から行１０３０は行の色に従って位置指定され、つまり、アレイ１０００の第一の色のそれぞれの行が位置指定されたのちに、アレイ１０００の第二の色の行が位置指定される。例えば、アレイ９００は青の行１０１４、１０２０、１０２６と、緑の行１０１６、１０２２、１０２８と、赤の行１０１８、１０２４、１０３０と、を含む。アレイ全体のカラー表示行シーケンス方式の一実施形態において、青の行１０１４、１０２０、１０２６がストローブされ、次いで緑の行１０１６、１０２２、１０２８がストローブされ、最後に赤の行１０１８、１０２４、１０３０がストローブされる。各行は異なる色のシーケンスで位置指定されうることに注意すべきである。また、この例示的な実施形態においては色の行は上から下へ位置指定されているが、他のカラー表示行位置指定方式、例えば下から上の順が用いられてもよいことにも注意すべきである。図１２は、さらに後述するように、図９及び図１１に関して説明されるような他の駆動方式と比較した本方式の相対的な電力消費量を示す。

図１１はアレイ１１００の例示的な一実施形態であり、そこでは表示素子１１０２はラインごとの行シーケンスとアレイ全体のカラー表示行シーケンスとの組み合わせで位置指定される。例示的な一実施形態において、ライン１１０４、１１０８はラインごとの行シーケンスで位置指定され、ライン１１０６、１１１２はアレイ全体のカラー表示行シーケンスで位置指定される。一実施形態において、初めに、ラインごとの行シーケンスで位置指定されるラインが位置指定される。続けて、残りのラインがアレイ全体のカラー表示行シーケンスで位置指定される。例えば、ライン１１０４、１１０６が初めに位置指定される。ライン１１０４は青１１１４、緑１１１６、赤の行１１１８のシーケンスで位置指定される。ライン１１０８は赤１１３０、青１１２６、緑の行１１２８のシーケンスで位置指定される。ライン１１０８、１１１２はアレイ全体のカラー表示行シーケンスで位置指定され、そこでは青の行１１２０、１１２６が位置指定され、次いで緑の行１１２２、１１３４が位置指定され、次いで赤の行１１２４、１１３６が位置指定される。それぞれの行を位置指定するためのシーケンス方式を選択するプロセスの例示的な一実施形態は、図１４に関して後述する。シーケンスの組み合わせはまたラインごとの行シーケンス位置指定方式が実行されるのに先立ってアレイ全体のカラー表示行シーケンスが実行されうることに注意すべきである。さらに、ライン及び行は、それらがより多くてもより少なくてもよく、当業者によって理解されるような異なる順序で位置指定しうる。図１２は、さらに後述するように、図９及び図１０に関して説明するような他の駆動方式と比較した本方式の相対的な電力消費量を示す。

図１２は、図９、１０及び１１に記載された駆動シーケンスのそれぞれに従って干渉変調器のアレイを駆動する相対的な電力消費量のプロット１２００を示す。この例示的な実施形態において、ｙ軸は駆動方式の相対的な電力消費量である。ｘ軸はラインごとの行シーケンスとアレイ全体のカラー表示行シーケンスを組み合わせた駆動方式においてどちらの方式を用いるかを決定するのに用いられる閾値である。ｘ軸のスケールはアレイのラインを位置指定するのに必要な列電圧遷移の最大値に対するパーセントである。例えば、行あたり４００の表示素子でライン当たり３行を有するアレイにおいて、列電圧遷移の最大値は８００である。これは、位置指定されるべき第二の行の表示素子の全てが、位置指定されるべき第一の行の表示素子に対して異なる状態であり、位置指定されるべき第三の行の表示素子の全てが、位置指定されるべき第二の行の表示素子と異なる状態である場合である。例示的な一実施形態において、閾値は３２％でありえ、上の例では列電圧遷移回数は２５６回となる。図１１に示すような駆動方式においてシーケンス方式を選択する閾値の使用は、図１５に関して、さらに後述する。例示的な一実施形態において、閾値はプログラム可能である。他の一実施形態において、閾値は固定される。ライン１２０２は図９に示されるようなラインごとの行シーケンス方式のみを用いるアレイの位置指定に関する相対的な平均電力消費量のプロットである。ライン１２０４は図１０に示されるようなアレイ全体のカラー表示行シーケンス方式のみを用いるアレイの位置指定に関する相対的な平均電力消費量のプロットである。ライン１２０６は図１１に示されるようなシーケンス方式の組み合わせを用いるアレイの位置指定に関する相対的な平均電力消費量である。一実施形態において、シーケンス方式の組み合わせを用いる際に、相対的な平均電力消費を最小化するように閾値は選択される。例示的な一実施形態において、閾値は４０％に等しい。他の一実施形態において、閾値は３２％に等しい。一実施形態において、閾値は４８％に等しい。

干渉変調器ディスプレイの駆動から電力消費量を決定する一つの要因は、画像データを受け取る列に対するラインキャパシタンスの充電および放電である。これは、行パルス（フレーム更新周期ごとに行ごとに一つのパルス）の相対的に低い周波数と比較して、列電圧が非常に高い周波数（最大で、フレーム更新周期それぞれに対して列の数にアレイの行の数よりも１少ない数をかけたものになる）でスイッチングされるという事実のためである。実際、行駆動回路によって生成される行パルスによって消費される電力は、消費される全電力の見積もりの正確性を犠牲にすることなく、ディスプレイ駆動によって消費される電力を見積もる際に無視しうる。従って、本明細書で用いられる「列」という語句は、相対的に高い信号遷移周波数で画像データを受け取るディスプレイ入力のセットとして定義される。「行」という語句は、表示データから独立した周期的な印加信号を受け取り、上述した行ストローブのようにそれぞれの行に相対的に低い周波数で印加されるディスプレイ入力のセットとして定義される。従って、「行」及び「列」という語句は、どのような幾何学的位置や関係も意味しない。

行パルスエネルギーを無視した、列全体に書き込むことによって消費されるエネルギーを見積もる数式は、次のとおりである。

アレイ全体を駆動する際に消費される電力は、全ての列へ書き込むのに要するエネルギーを時間で割ったものであり、次の式で表される。

ここで、Ｎは列の数、ｃｏｕｎｔは全ての行に関してある列についてデータを表示するために要求されるＶ_ＣＨからＶ_ＣＬ（およびその反対）へ遷移する回数、Ｖ_ＣＨは列に印加される二つの電圧のうち高い方の電圧、Ｖ_ＣＬは列に印加される電圧のうち低い方の電圧、Ｃ_ｌｉｎｅは列のラインのキャパシタンス、ｆはフレーム更新周波数（Ｈｚ）である。

これらの数式は、図４Ｂに示されるような駆動電圧に対して適用可能であることに注意すべきである。負の電圧が用いられる場合は類似した数式が適用される。

あるフレーム更新周波数（ｆ）及びフレームの大きさ（列の数）に関して、ディスプレイに書き込むのに必要な電力は、書き込まれるデータの周波数に線形的に依存する。特に興味深いのは数式１における変数「ｃｏｕｎｔ」であり、これはある列の表示素子の状態（作動または緩和）の変化の周波数に依存する。従って、ディスプレイに書き込む際に伴う列電圧遷移の回数を低減することにより、ディスプレイによって消費される電力量が低減される。

図１３は、図８の実施形態の干渉変調器アレイにおける、画像を表示するプロセスの一実施形態のフロー図である。状態１３０２において、干渉変調器８００のアレイを含む表示装置は画像データを受け取りうる。一実施形態において、画像データはネットワークインターフェース２７を介して受信され、あるいはメモリ、デジタルカメラ、ＤＶＤプレイヤー、又は外部のその他どのような画像データ供給源のような他の外部のデータ供給源を介して、表示装置へ受信されうる。一実施形態において、画像データは画像のフレームからなる。後述するように、次の状態１３０４において、行位置指定が画像データから得られうる。一実施形態において、行位置指定はプロセッサ２１により得られる。他の一実施形態において、行位置指定はドライバコントローラ２９により得られる。さらに段階１３０６において、表示装置は、アレイドライバ２２を介して、表示画像をフレームごとの順に基づいてディスプレイアレイ３０に、段階１３０４において説明された順序で行を位置指定することにより書き込む。従って、表示装置は、画像に依存した行位置指定順序に従って画像データを表示するように構成されうる。

他の一実施形態において、位置指定順序は画像ファイルに含まれうる。この実施形態において、画像データは事前に処理され、単一のファイルに画像とともに位置指定順序が組み込まれうる。

図１４は図８の実施形態のアレイ８００のような干渉変調器アレイ３０の位置指定に関するプロセス１４００の実施形態のフロー図である。プロセス１４００の各段階は、プロセッサ２１、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、及び／またはその他示されたものによって実行されうる。段階１４０２において、画像データが受信される（例えば、フレーム）。一実施形態において、画像データはネットワークインターフェース２７を介して受信されるが、メモリ、デジタルカメラ、ＤＶＤプレイヤー、又は外部のその他の様々な画像データ供給源のような他の外部のデータ供給源を介して表示装置へ受信されうる。次に、段階１４０４において、行位置指定順序は、図９及び図１０に関して上述したようにラインごとの行シーケンス及びアレイ全体のカラー表示行シーケンスから選択され、それぞれのラインに対して決定される。アレイの位置指定に必要な列電圧遷移の回数を低減できるように、それぞれのラインに対する行位置指定順序は画像データの属性に基づいて決定される。類似した行は順次に位置指定され、それによってアレイを位置指定するのに必要な列遷移の総数を低減する。ライン内の色の行について位置指定の順序を決定する例示的な一実施形態は、図１５に関してより詳細に後述する。プロセス１４００は続いて段階１４０６に進み、そこでは本画像について選択されなかったラインが選択される。例示的な一実施形態において、ラインはアレイのうち選択されていなかった最上位にあるラインである。さらに、段階１４０８において、決定段階１４０４が、段階１４０６で選択されたラインをラインごとの行シーケンスで位置指定されると設定したか否かがチェックされる。判断段階１４０８の解答がＹｅｓであるならば、さらに段階１４１０において選択されたラインのそれぞれの行が、段階１４０４で決定された色シーケンスでアレイドライバ２２によって位置指定される。プロセス１４００は続いて段階１４１２へ進む。段階１４０８でなされた判断が、選択されたラインがラインごとの行シーケンスで位置指定されると設定されてないというものであれば、プロセス１４００は段階１４１２へ進む。段階１４１２において、選択されたラインがアレイの位置指定されるべき最後のラインであるか否かが判断される。例示的な実施形態において、最後のラインはアレイの最下位のラインである。選択されたラインが最後のラインでないと判断されると、プロセスは段階１４０６へ戻る。しかしながら、段階１４１２において、選択されたラインが画像の最後のラインであると判断されると、プロセス１４００は段階１４１４へ進む。

プロセス１４００の段階１４１４において、アレイの全てのラインが位置指定されたか否かが判断される。全てのラインが位置指定されたと判断されると、プロセス１４００は後述する段階１４２２へ進む。全てのラインが位置指定されていないと判断されると、プロセス１４００はさらに段階１４１６へ進む。段階１４１６において、まだ位置指定されていないそれぞれのラインに対して、第一の色の行がアレイドライバ２２によって位置指定される。例えば、アレイがライン１からライン５を含み、ライン２、４が位置指定されていない場合、ライン２及びライン４の第一の色の行が位置指定される。第一の色の行はそれぞれのラインの色の行のセットから選択される。例示的な一実施形態において、第一の色の行はそれぞれのラインの最上位の色の行である。他の一実施形態において、それぞれのラインは赤の行と、青の行と、緑の行とを含む。一実施形態において、第一の色の行は青の行である。次いでプロセス１４００は段階１４１８へ進み、そこではそれぞれのラインのまだ位置指定されていない色の行のセットのうち、第二の色の行が選択される。第二の色の行は、アレイドライバ２２によって位置指定される。例示的な実施形態において、第二の色の行は、それぞれのラインの上から２番目の色の行である。一実施形態において、第二の色の行は緑の行である。次いでプロセス１４００は段階１４２０に進み、そこではそれぞれのラインのまだ位置指定されていない色の行のセットのうち第三の色の行が選択される。第三の色の行はアレイドライバ２２によって位置指定される。例示的な実施形態において、第三の色の行はそれぞれのラインの色の行のうち上から三番目の色の行である。一実施形態において、第三の色の行は赤の行である。さらに段階１４２２において、次の画像へ続けるか否かが決定される。続けると判断されれば、プロセス１４００は段階１４０２へ戻る。続けないと判断されれば、プロセス１４００は終了する。

図１５は画像データのそれぞれのラインに対して行位置指定順序を決定するプロセス１５００の実施形態のフロー図である。プロセス１５００はプロセス１４００の段階１４０４の例示的な一実施形態である。例示的な一実施形態において、プロセス１５００の各段階はプロセッサ２１またはドライバコントローラ２９によって実施される。段階１５０２において、本画像に関して選択されていなかったラインが選択される。例示的な一実施形態において、ラインはアレイの選択されていなかった最上位のラインである。段階１５０２の一実施形態において、カウンタ又は蓄積レジスタＡ、Ｂ、Ｃは０に初期化される。次いで、プロセス１５００は段階１５０４へ進む。段階１５０４において、選択されたラインの選択されなかった画素が選択される。例示的な一実施形態において、画素は選択されたライン内の選択されていない画素のうちもっとも左の画素である。さらに段階１５０６において、選択された画素の赤の表示素子の状態（例えば暗状態または色状態）が選択された画素の緑の表示素子の状態と比較される。次いで、赤の表示素子と緑の表示素子の状態の間の類似性が類推される。

一実施形態において、選択された画素の赤の色の行のＭＳＢが緑の色の行のＭＳＢと比較される。さらに、赤の色の行のＬＳＢが緑の色の行のＬＳＢと比較される。一実施形態において、比較はｘｏｒゲートによって実行される排他的論理和（ｘｏｒ）を備える。この実施形態において、ＭＳＢ間のｘｏｒが０又は１の値となり、ＬＳＢ間のｘｏｒが第二の０又は１の値となる。例示的な一実施形態において、ＭＳＢ間のｘｏｒの結果は２倍され、ＬＳＢ間のｘｏｒに合計される。この合計値はＡの値へ加えられる。次いでプロセス１５００は段階１５０８へ進む。

段階１５０８において、画素の緑の表示素子の状態が画素の青の表示素子の状態と比較される。次いで緑の表示素子と青の表示素子の状態の間の類似性が類推される。一実施形態において、緑の色の行のＭＳＢが青の色の行のＭＳＢと比較される。さらに、緑の色の行のＬＳＢが青の色の行のＬＳＢと比較される。一実施形態において、比較はｘｏｒゲートによって実行される排他的論理和（ｘｏｒ）を備える。この実施形態において、ＭＳＢ間のｘｏｒは０または１の値となり、ＬＳＢ間のｘｏｒは第二の０または１の値となる。例示的な一実施形態において、ＭＳＢ間のｘｏｒの結果は２倍され、ＬＳＢ間のｘｏｒと合計される。この合計値はＢの値に加えられる。次いでプロセス１５００は段階１５１０へ進む。

段階１５１０において、画素の青の表示素子の状態が画素の赤の表示素子の状態と比較される。次いで青の表示素子と赤の表示素子の状態の間の類似性が類推される。一実施形態において、青の色の行のＭＳＢが赤の色の行のＭＳＢと比較される。さらに、青の色の行のＬＳＢが赤の色の行のＬＳＢと比較される。一実施形態において、比較はｘｏｒゲートによって実行される排他的論理和（ｘｏｒ）を備える。この実施形態において、ＭＳＢ間のｘｏｒは０または１の値となり、ＬＳＢ間のｘｏｒは第二の０または１の値となる。例示的な一実施形態において、ＭＳＢ間のｘｏｒの結果は２倍され、ＬＳＢ間のｘｏｒと合計される。この合計値はＣの値に加えられる。次いで、判断段階１５１２において、プロセッサ２１によって現在の画素がラインの最後の画素であるか（つまり、選択されたラインの全ての画素が選択されたか）が判断される。例示的な一実施形態において、ラインの最後の画素はラインの最も右の画素である。画素が最後の画素でないと判断されれば、プロセス１５００は段階１５０４へ戻る。画素がラインの最後の画素であると判断されれば、プロセス１５００は段階１５１４へ進む。

段階１５１４において、行位置指定順序が選択されたラインに対して決定される。行順序は段階１５０６から段階１５１０においてなされた比較に基づく。選択されたラインに対して色の行が類似していなければ、ラインはアレイ全体のカラー表示行シーケンスによって位置指定されるよう設定される。例示的な一実施形態において、類似性は決定されたＡとＢの値を合計し、比較レジスタを用いて合計値と閾値とを比較することにより、決定される。この合計値はラインごとの行シーケンスにおいて選択されたラインを位置指定するのに必要な列電圧遷移の回数の近似値である。もし合計値が閾値よりも大きいならば、ラインはアレイ全体のカラー表示行シーケンスによって位置指定されるよう設定される。もし合計値が閾値より小さい場合は、ラインはラインごとの行シーケンスで位置指定されるよう設定される。例示的な一実施形態において、閾値はプログラム可能である。他の一実施形態において、閾値は固定される。一実施形態において、閾値は約０．４＊ｎｕｍＳｅｇｓであり、ｎｕｍＳｅｇｓはあるラインに対して必要な列電圧遷移の最大回数である。図１２に関して上述したように、列電圧遷移の最大回数は、ラインの行ごとの表示素子の数（ＮｕｍＥｌｅｍ）に行の数（ＮｕｍＲｏｗｓ）から１を引いた数をかけた数に等しい（つまり、ＮｕｍＥｌｅｍ＊（ＮｕｍＲｏｗｓ−１））。ラインごとに３行、行ごとに４００の表示素子を有するアレイに対して、ｎｕｍＳｅｇｓは８００（つまり、４００＊（３−１））に等しい。この例において、閾値は３２０となる。

ＡとＢとの合計が閾値より小さければ、ラインの色の行を位置指定するのに必要な列電圧遷移の回数を最小化するために、ラインに対してラインごとの行シーケンスが選択される。例示的な一実施形態において、位置指定シーケンスが比較レジスタを用いてＡ，Ｂ、Ｃの値の比較に従って選択される。Ａが最大であれば、ラインは緑、青、赤の順で位置指定されるよう設定される。Ｂが最大であれば、ラインは青、赤、緑の順で位置指定されるよう設定される。Ｃが最大であれば、ラインは赤、緑、青の順で位置指定されるよう設定される。一実施形態において、ラインに対する行位置指定順はラインごとのフラグ値によって示される。当業者であれば、計算の複雑さを増すことなく他の色位置指定シーケンスを用いうることを理解できることに注意すべきである。

次いでプロセス１５００は判断段階１５１６へ進み、そこでは現在選択されているラインが画像の最後のラインであるか（つまり、全てのラインが選択されたか）が判断される。もしラインが画像の最後のラインでないならば、プロセス１５００は段階１５０２へ戻る。ラインが画像の最後のラインであるならば、プロセス１５００は終了する。

例示的な一実施形態において、プロセス１５００を実装するのに必要なハードウェアはラインごとに６つのｘｏｒゲート、３つの蓄積レジスタ、３つの比較レジスタ、２つのフラグビット、および何らかの状態機械論理を備える。

上述のプロセス１３００、１４００、１５００は特定の段階を含むとして詳細に記載され、特定の順で記載されたが、これらのプロセスは付加的な段階を含んでもよく、記載された段階のいくつかを省略しうることが理解されるべきである。さらに、各プロセスの段階のそれぞれは記載された順で必ずしも実行されなくともよい。

上述の詳細な記載によって発明の新しい特徴が様々な実施形態に応用して示され、説明され、指摘されたが、示されたデバイスまたはプロセスの形態及び詳細に対して様々な省略、置換及び変更を、当業者が発明の思想から逸脱しない範囲で実施しうることは理解されるであろう。本発明は本明細書で示されたすべての特徴及び利点を供しない形態で具現化されてもよく、いくつかの特徴が他から分離されて用いられ、実施されうることは理解されるであろう。

１２ａ，１２ｂ 干渉変調器
１４ａ，１４ｂ 可動反射層
１６ａ，１６ｂ 光学積層体
１８ ポスト
１９ 空隙
２０ 基板
２１ プロセッサ
２２ アレイドライバ
２４ 行駆動回路
２６ 列駆動回路
２７ ネットワークインターフェース
２８ フレームバッファ
２９ ドライバコントローラ
３０，８００，９００，１００，１１００ ディスプレイアレイ
３４ 変形層
４０ 表示装置
４１ 筐体
４２ 支持ポストプラグ
４３ アンテナ
４４ バス構造
４５ スピーカー
４６ マイク
４７ 送受信部
４８ 入力装置
５０ 電力供給部
５２ 調整用ハードウェア
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ ライン時間
６２，６４ セグメント電圧
７０ 解放電圧
７２，７６ 保持電圧
７４、７８ 位置指定電圧
８０１，９０２，１００２，１１０２ 表示素子
８０２，８０３，９０４〜９１２，１１０４〜１１１２ ライン
８０４〜８１４，９１４〜９３０ 行
８２８〜８３８ 列
８４０ 画素
８４２，８４４，８４６ 赤の表示素子
８４８，８５０，８５２ 緑の表示素子
８５４，８５６，８５８ 青の表示素子
９１４，９２０，９２６，１０１４，１０２０，１０２６，１１１４，１１２０，１１２６ 青の行
９１６，９２２，９２８，１０１６，１０２２，１０２８，１１１６，１１２２，１１２８ 緑の行
９１８，９２４，９３０，１０１８，１０２４，１０３０，１１１８，１１２４，１１３０ 赤の行
１２００ 電力消費量
１３００，１４００，１５００ プロセス
１２０２，１２０４，１２０６ 電力消費量
１３０２〜１３０６，１４０２〜１４２２，１５０２〜１５１６ 段階

Claims (38)

1. フレーム内の少なくとも一つのラインに対し、二つの予め定められた駆動シーケンスのうち少なくとも一つから選択する段階と、
   選択された前記駆動シーケンスに従ってデータをディスプレイに書き込む段階と、を備え、
   前記駆動シーケンスの一つがシーケンスにおいて選択されたラインのそれぞれの色の行を位置指定したのちに第二のラインの位置指定を行う位置指定を備え、
   前記駆動シーケンスの一つが前記フレームのそれぞれのラインの第一の色の行を位置指定したのちに前記フレームのそれぞれのラインの第二の色の行の位置指定を行う位置指定を備える、
   画素アレイを有するディスプレイに表示画像を書き込む方法。
2. 前記駆動シーケンスが、
   前記選択されたラインの赤の行、前記選択されたラインの緑の行及び前記選択されたラインの青の行の順、
   前記緑の行、前記青の行及び前記赤の行の順、並びに、
   前記青の行、前記赤の行及び前記緑の行の順のうち一つから選択された、請求項１に記載の方法。
3. 前記二つの予め定められた駆動シーケンスのうち少なくとも一つから選択する段階が、前記フレームの各ラインに対して青の行を赤の行と比較する段階と、前記青の行を緑の行と比較する段階と、前記赤の行を前記緑の行と比較する段階と、前記比較に基づいて二つの予め定められた駆動シーケンスのうち少なくとも一つから選択する段階と、を備える、請求項１に記載の方法。
4. 前記ディスプレイが、画素のアレイを備える２状態安定ディスプレイであって、前記画素が、作動状態と非作動状態とを備える、請求項１に記載の方法。
5. 前記アレイ内の前記画素が、干渉変調器画素を備える、請求項４に記載の方法。
6. 前記ラインのそれぞれが、３つの色の行を備える、請求項１に記載の方法。
7. 少なくとも二つの色の行を比較する段階が、
   第一の色の行を第二の色の行と比較する段階と、
   前記第一の色の行を第三の色の行と比較する段階と、
   前記第二の色の行を前記第三の色の行と比較する段階と、
   を備える、請求項６に記載の方法。
8. フレームの少なくとも一つにラインに関して、少なくとも二つの色の行を比較する段階と、
   前記比較に基づいて二つの予め定められた駆動シーケンスのうち少なくとも一つから選択する段階と、
   を備える、画素アレイを有するディスプレイに表示画像を書き込む方法。
9. 選択された前記駆動シーケンスに従って、ディスプレイに書き込む段階をさらに備える、請求項８に記載の方法。
10. 前記ディスプレイが、画素アレイを備える２状態安定ディスプレイであって、前記画素が、作動状態と非作動状態とを有する、請求項８に記載の方法。
11. 前記アレイ内の前記画素が、干渉変調器画素を備える、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ラインのそれぞれが、三つの色の行を備える、請求項８に記載の方法。
13. 少なくとも二つの色の行を比較する前記段階が、
    第一の色の行と第二の色の行との比較と、
    前記第一の色の行と第三の色の行との比較と、
    前記第二の色の行と前記第三の色との行との比較と、
    を備える、請求項１２に記載の方法。
14. 画像データを蓄積するメモリと、
    前記画像データを受け取り、前記画像データの一つまたは複数のラインについて少なくとも二つの色の行の比較に基づいて二つの予め定められた行位置指定順序のうち少なくとも一つから選択するように構成されたプロセッサと、
    選択された予め定められた前記行位置指定順序に従って行ごとに前記画像データをディスプレイに提供するように構成されたコントローラと、
    を備える、表示装置。
15. 二つの予め定められた前記行位置指定順序のうち少なくとも一つが、
    シーケンスにおいて選択された前記ラインのそれぞれの色の行を位置指定したのち第二のラインを位置指定する位置指定と、
    前記フレームのそれぞれのラインの第一の色の行を位置指定したのちに前記フレームのそれぞれのラインの第二の色の行を位置指定する位置指定と、
    のうち一つから選択された、請求項１４に記載の表示装置。
16. それぞれのラインに対する予め定められた前記行位置指定順序が、
    選択された前記ラインの赤の行、選択された前記ラインの緑の行及び選択された前記ラインの青の行の順、
    前記緑の行、前記青の行及び前記赤の行の順、並びに、
    前記青の行、前記赤の行及び前記緑の行の順のうち一つから選択された、請求項１４に記載の表示装置。
17. 前記画像データの一つまたは複数のラインに対する少なくとも二つの色の行の前記比較が、
    それぞれのラインに対する第一の色の行と第二の色の行との比較と、
    それぞれのラインに対する前記第一の色の行と第三の色の行との比較と、
    それぞれのラインに対して、前記第二の色の行と前記第三の色の行との比較と、
    を備える、請求項１４に記載の表示装置。
18. 前記メモリがフレームバッファである、請求項１４に記載の表示装置。
19. 前記ディスプレイと通信し、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、
    をさらに備える、請求項１４に記載の表示装置。
20. 前記ディスプレイに少なくとも一つの信号を送信するように構成された駆動回路をさらに備える、請求項１９に記載の表示装置。
21. 前記駆動回路へ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さらに備える、請求項１９に記載の表示装置。
22. 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供給源モジュールをさらに備える、請求項１９に記載の表示装置。
23. 前記画像供給源モジュールが、受信部、送受信部及び送信部のうち少なくとも一つを備える、請求項２２に記載の表示装置。
24. 入力データを受け取り、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力装置をさらに備える、請求項１９に記載の表示装置。
25. 画像データを受信する手段と、
    前記画像データの一つまたは複数のラインに対して少なくとも二つの色の行を比較する手段と、
    前記比較に基づいて二つの予め定められた行位置指定順序のうち少なくとも一つから選択する手段と、
    選択された前記行位置指定順序に従ってディスプレイに前記画像データを提供する手段と、
    を備える、表示装置。
26. 前記受信する手段がプロセッサを備える、請求項２５に記載の表示装置。
27. 前記受信する手段がドライバコントローラを備える、請求項２５に記載の表示装置。
28. 前記受信する手段がアレイドライバを備える、請求項２５に記載の表示装置。
29. 前記比較する手段がプロセッサを備える、請求項２５に記載の表示装置。
30. 前記比較する手段がドライバコントローラを備える、請求項２５に記載の表示装置。
31. 前記比較する手段がアレイドライバを備える、請求項２５に記載の表示装置。
32. 前記選択する手段がプロセッサを備える、請求項２５に記載の表示装置。
33. 前記選択する手段がドライバコントローラを備える、請求項２５に記載の表示装置。
34. 前記選択する手段がアレイドライバを備える、請求項２５に記載の表示装置。
35. 前記提供する手段がアレイドライバを備える、請求項２５に記載の表示装置。
36. 二つの予め定められた前記行位置指定順序のうち少なくとも一つが、
    シーケンスにおいて選択された前記ラインのそれぞれの色の行を位置指定したのち第二のラインを位置指定する位置指定と、
    前記フレームのそれぞれのラインの第一の色の行を位置指定したのち前記フレームのそれぞれのラインの第二の色の行を位置指定する位置指定と、
    のうち一つから選択された、請求項２５に記載の表示装置。
37. それぞれのラインに対して予め定められた前記行位置指定順序が、
    選択された前記ラインの赤の行、選択された前記ラインの緑の行及び選択された前記ラインの青の行の順、
    前記緑の行、前記青の行及び前記赤の行の順、並びに、
    前記青の行、前記赤の行及び前記緑の行の順のうち一つから選択された、請求項２５に記載の表示装置。
38. 前記画像データの一つまたは複数のラインに対する少なくとも二つの色の行の前記比較が、
    それぞれのラインに対して第一の色の行と第二の色の行との比較と、
    それぞれのラインに対して前記第一の色の行と第三の色の行との比較と、
    それぞれのラインに対して前記第二の色の行と前記第三の色の行との比較と、
    を備える、請求項２５に記載の表示装置。