TW200815786A - Systems and methods for driving MEMS display - Google Patents

Description

200815786 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明之領域係關於微機電系統（MEMS)。 【先前技術】 微機電系統（MEMS)包括微機械元件、致動器及電子設 備。可使用沈積、蝕刻及/或蝕刻掉基板及/或所沈積材料 層之部分或添加若干層以形成電氣及機電裝置的其他微切 削製程來產生微機械元件。一類MEMS裝置稱為干涉調變 器。如本文中所用，術語干涉調變器或干涉光調變器係指 一種使用光學干涉原理選擇性地吸收及/或反射光之裝 置。在某些實施例中，一干涉調變器可包含一對導電板， 4對導電板中之一者或兩者可為完全或部分透明及/或反 射性的且能夠在施加適當電信號時進行相對運動。在一特 定實施例中，一個板可包含一沈積於基板上之固定層，而 另一板可包含一藉由氣隙而與固定層分開之金屬膜。如本 文中較為詳細描述的，一個板相對於另一板之位置可改變 入射於干涉調變器上之光之光學干涉。該等裝置具有廣泛 應用，且在此項技術中有益的是，利用及/或變更此等類 型裝置之特性以便其特徵可用於改良現有產品及產生尚未 開發之新產品。 【發明内容】 本發明之系統、方法及裝置各自具有若干態樣，該等態 樣中無單獨一者獨自為其所要屬性負責。在不限制本發明 之範疇的情況下，現將簡要論述其較顯著特徵。在考慮此 121881.doc 200815786 論述後，且姓& 特疋έ之在閱讀標題為'，實施方式”之部分後， 門㈣解本發明之特徵如何提供優於其他顯示裝置的優

Mu ° 件=個實施例中，一種顯示裝置包含：—MEMS顯示元 株1至夕，則试偏轉70件；及，一連接至測試偏轉元 二之偏轉感测電路，該偏轉感測電路經組態以在不致動測 式偏轉7L件的情況下監視測試偏轉元件之偏轉，並基於該

偏轉而提供指示影響MEMSil示元件陣列 或 個參數的信號。 在另實施例巾，一種顯示裝置包含：一 MEMS顯示元 牛車歹],形成於基板上之測試偏轉元件陣列，每一測試 偏轉元件並聯連接；及，一連接至測試偏轉元件陣列之偏 轉感測電路，該偏轉感測電路經組態以監視測試偏轉元件 陣列之電容，並基於該電容而提供指示影響MEMS顯示元 件陣列之運作之一或多個參數的信號。 在另一實施例中，一種驅動干涉調變器陣列之方法包 含··將電壓施加於一或多個測試偏轉元件上，其中該電壓 經選擇以使得該或該等測試偏轉元件保持為未致動的；量 測該或該等測試偏轉元件之偏轉；及，至少部分地基於偏 轉量測而將驅動信號提供至一干涉調變器陣列。 在另一實施例中，一種驅動干涉調變器陣列之方法包 含··將可變電壓施加於一或多個測試偏轉元件上，該可變 電壓包含直流（DC)分量，·將DC分量之電壓調整至一值， 以使得該或該等測試偏轉元件之偏轉與參考值大體上相 121881.doc 200815786 同:其:中該或該等測試偏轉元件保持為未 列。 纟而將驅動信號提供至-干涉調變器陣 在另一實施例中’-種顯示裝置包含：用以顯示影像資 料之構件；用吨供指㈣件之運作之-或多個 =信號之構件;及，用以基於該信號而驅動顯示構件 在另一實施例中，一籀雷跑1 >丨甘細^ a

種電腦可碩媒體包含：用以 路將電壓施加於-或多個測試偏轉元件上之構件，其中該 電壓經選擇以使得該或該等測試偏轉元件保持為未致動 的·’用以使-電路量測該或該等測試偏轉元件之偏轉的構 :…肖以使f路至少部分地基於偏轉量測而將驅動 信號提供至一干涉調變器陣列之構件。 在另-實施例中’一種電腦可讀媒體包含：用以使一電 路將可變電壓施加於一或多個測試偏轉元件上之構件，該 可Μ電堡包含DC分量；用以使一電路將沉分量之電壓調 整至-值以便該或該等測試偏轉元件之偏轉與參考值大體 上相同的構件，其中該或該等測試偏轉元件保持為未致動 的；及，用以使-電路至少部分地基於該值而將驅動信號 提供至一干涉調變器陣列之構件。 【實施方式】 以下之詳細說明針對本發明之某些特殊實施例。然而， 可用許多^同的方式來實施本發明。在此朗巾，對所附 諸圖進行參考，其中通篇用相同元件符號來指示相同部 12188I.doc 200815786 .。如自下文之說明所清楚看到的，可在 影像（無論是運動的（例如，視訊）還是固定的（例如^ 影像)，且無論是本文的還是圖片的)之任何裝置= 等實施例。更特定言之，預 貝也該 f貝期該4實施例可在多種

置中實施或與其相關聯而實施，諸如(但不限於广行動電 話、無線裝置、個人資料助理（PDA)、掌上型或攜帶型電 腦、⑽接收器/導航儀、相機、MP3播放器、攝錄機、遊 戲機、手錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、 電腦監視器、自動顯示器(例如，里程表顯示器等卜座艙 控制器及/或顯示器、相機視界顯示器（例如，車柄中後視 相機之顯示器）、電子照片、電子告示牌或#記、投影 器、建築結構、包裝及美學結構（例如，一件珠寶上之影 像顯示）。與本文所述之裝置具有類似結構之mems裝置亦 可用於非顯示應用（諸如，電子交換裝置）中。 圖1說明包含干涉MEMS顯示元件之一個干涉調變器顯 示器實施例。在此等裝置中，像素處於亮態或暗態。在亮 (”開啟"或"打開”）態下，顯示元件將大部分入射可見光反 射給使用者。當處於暗（，，斷開”或”關閉”）態時，顯示元件 反射極少的入射可見光給使用者。視該實施例而定，可顛 倒π開啟”及”斷開"狀態之光反射性質。MEMS像素可經組 態以主要反射選定之顏色，從而允許除黑色及白色外之彩 色顯示。 圖1為描述一視覺顯示器之一系列像素中之兩個鄰近像 素的一等角視圖，其中每一像素包含一 mems干涉調變 121881.doc 200815786 器。在一些實施例中，干涉調變器顯示器包含 變器之列/行陣列。每-干涉調變器包括彼此相距可；： 可控距離而定位之一對反射層，從而形成具有至少_ 尺寸之諧振光學間隙。在-個實施例中，該等反射層 m個位置之間移動。在第-位置(本文稱為鬆他 ，可移動反射層定位於距固定部 較大距離處。在第二位置(本文稱為致動位置)中：可1: 反射層較緊密鄰近於部分反射層而定位。視可移動反射層 之位：而定’自該兩層反射之入射光相長或相消地進行‘ 涉’從而為每—像素產生總體反射或非反射狀態。 圖1中像素陣列之所述部分包括兩個鄰近奸涉調變卷 12a及m。在左邊干涉調變器12a中，說明了處於距光學 堆疊16a(其包括部分反㈣）-預定㈣之㈣位置中之可 移動反射層14a。在右邊干涉調變器12b中，說明了處於鄰 近光學堆疊16b之致動位置中之可移動反射層⑽。 如本文所參考之光學堆疊16a及16b(總稱為光學堆疊16) 一般包含若干溶合層’該等溶合層可包括諸如氧化銦錫 (ITO)之電極層、諸如鉻之部分反射層及透明介電質。因 此，光學堆疊係導電的、部分透明的及部分反射性的，且 可（例如）藉由將上述層巾之—❹者沈積至透明基板20上 而製成。部分反射層可由部分反射性的多種材料形成，諸 如’多種金屬、半導體及介電質。部分反射層可由一或多 個材料層形成’且每-層可由單種材料或數種材料之組合 形成。 121881.doc 200815786 在些κ靶例中，光學堆疊16之諸層經圖案化成平行條 帶，且如下文進一步所述，可形成顯示裝置中之列電極: 可移動反射層14a、14b可形成為沈積於柱18頂部上之一或 多個沈積金屬層（正交於列電極16&、16b)之一系列平行j条 帶，且介入犧牲材料沈積於柱18之間。當蝕刻掉犧牲材料 之後，可移動反射層14a、14b藉由界定間隙19而與光學堆 疊16a、16b分開。諸如鋁之高度導電且反射材料可用於反 射層14，且此等條帶可形成顯示裝置中之行電極。 如圖1中之像素12a所述，在未施加電壓的情況下，間隙 19保持於可移動反射層14a與光學堆疊16a之間，其中可移 動反射層14a處於機械鬆弛狀態。然而，當電位差施加至 選定之列及行時，形成於對應像素之列與行電極之相交處 的電容器便變為帶電的，且靜電力將電極牽引至一起。若 電壓足夠高，則可移動反射層14發生變形且被迫相抵於光 學堆疊16。光學堆疊16内之介電層（此圖中未加說明）可防 止短路，且其控制層14與16之間的分開距離（如圖丨中之右 邊像素12b所述）。無論所施加電位差之極性如何，行為均 係相同的。以此方式，可控制反射與非反射像素狀態之列/ 打致動在許多方面與習知LCD及其他顯示技術中所使用之 列/行致動類似。 圖2至圖5B說明用於在顯示應用中使用干涉調變器陣列 之一個例示性過程及系統。 圖2為說明可併入本發明之態樣的電子裝置之一個實施 例之系統方塊圖。在例示性實施例中，該電子裝置包括處 121881.doc -10- 200815786 理器21 ’其可為諸如ARM、Pentium⑧、Pentium II⑧、 Pentium ΙΠ⑧、Penti聰 IV②、卜此職⑧ prQ、8〇5i、 MIPS® ' P〇wer Pch ALpHA<D之任何通用單晶片或多晶片 微處理器，或諸如數位信號處理器、微控制器或可程式化 閘陣列之任何特殊用途微處理器。如此項技術中所習知， 處理器21可經組態以執行一或多個軟體模組。除執行作業 系統外，處理器亦可經組態以執行一或多個軟體應用程 式，包括網頁瀏覽器、電話應用程式、電子郵件程式或任 何其他軟體應用程式。 在一個實施例中，處理器21亦經組態以與陣列驅動器22 通信。在一個實施例中，陣列驅動器22包括列驅動器電路 24及行驅動器電路26，該等電路提供信號至顯示陣列或面 板30。圖1所述陣列之橫截面由圖2中之線id加以展示。 對於MEMS干涉調變器而言，列/行致動協定可利用圖3所 述之此等裝置之滯後性質。可能需要（例如）丨〇伏之電位差 來使可移動層自鬆弛狀態變形至致動狀態。然而，當電壓 自彼值減小時，可移動層在電壓跌回至丨0伏以下時維持其 狀態。在圖3之例示性實施例中，可移動層直至電壓下跌 至2伏以下才元全鬆他。因此’在圖3所述之實例中存在約 3 V至7 V之一施加電壓窗，在該施加電壓窗内裝置於鬆弛 或致動狀態中為穩定的。此在本文中稱為”滯後窗”或"穩 定窗"。對於具有圖3之滞後特性之顯示陣列而言，列/行 致動協定可經設計以使得，在列選通期間，選通列中待致 動之像素曝露於約10伏之電壓差下，且待鬆弛之像素曝露 121881.doc -11 - 200815786 於接近零伏之電壓差下。在選通之後，像素曝露於約5伏 之穩fe電壓差下’以使得其保持在列選通將其置於的任何 狀態下。寫入之後，在此實例中每一像素經歷3至7伏之，•穩 定窗"内之電位差。該特徵使得圖1中所述之像素設計在相 同施加電壓條件下穩定地處於致動或鬆弛之預先存在狀態 中。因為干涉調變器之每一像素（無論是在致動還是鬆弛 狀態中）實質上為由固定及移動反射層形成之電容器，所

以可在滯後窗内之一電壓下保持此穩定狀態，並且幾乎無 功率耗散。若所加電位係固定的，則實質上無電流流入至 像素中。 在典型應用中，可藉由根據第一列中之所要的致動像素 組來確定行電極組而產生顯示圖框。隨後將列脈衝施加於 列1電極，從而致動對應於所確定之行線的像素。隨後改 變所確疋之行電極組以對應於第二列中之所要的致動像素 組。隨後將脈衝施加於列2電極，從而根據所確定之行電 極致動列2中之適當像素。列i像素不受列2脈衝之影響， 且保持於其在列1脈衝期間經設定之狀態中。此可以依序 方式對整個系列之列進行重複，從而產生圖框。一般而 5，藉由以每秒鐘某個所要數目之圖框的速率持續重複此 過粒來用新的顯示資料刷新及/或更新該等圖框。用於驅 動像素陣列之列 吾人所熟知，且 定亦為 及行電極以產生顯示圖框之多種協 可與本發明結合使用。 圖4圖5A及圖5B說明用於在圖2之3x3陣列上產生顯示 J犯的致動協定。圖4說明可用於展現圖3之滯 121881.doc -12- 200815786 後曲線之像素的一組可能的行及列電壓位準。在圖4實施 例中’致動一像素包括將適當行設定為-Vbias且將適當列 没定為+AV，其可分別對應於-5伏及+5伏。鬆弛該像素藉 由如下方式完成：將適當行設定為+Vbias且將適當列設定 為相同的+Δν，從而在像素上產生零伏電位差。在將列電 壓保持於零伏之彼等列中，無論行是處於+Vfeias還是-Vbias， 像素於其原來所處之狀態中均為穩定的。亦如圖4所述， 應瞭解’可使用極性與上述電壓相反之電壓，例如，致動 一像素可包括將適當行設定為+Vbias且將適當列設定 為-Δν。在此實施例中，釋放該像素藉由如下方式完成： 將適當行設定為々biasi將適當 列設定為相同的·Δν，從而 在像素上產生零伏電位差。 圖5Β為展示施加至圖2之3义3陣列之一系列的列及行信號 之時序圖，該等列及/行信號將產生圖5 Α中所述之顯示配 置其中經致動像素為非反射性的。在寫入圖5 A中所述之 圖框之可，像素可處於任何狀態中，且在此實例中，所有 列均處於0伏，而所有行均處於+5伏。在此等所施加電壓 下，所有像素在其現有致動或鬆弛狀態中為穩定的。 在圖5A之圖框中，致動像素（1，1)、(1，2)、（2,2)、（3,2) 及（3，3)。為元成此行為，在列工之"線時間，，中，將行1及2 設定為-5伏，且將行3設定為+5伏。此並未改變任何像素 之狀態，因為所有像素皆保持於3至7伏穩定窗中。隨後用 自0伏升至5伏並降回至〇伏之脈衝來選通列工。此致動（I，！） 及（1，2)像素’且使（1，3)像素鬆弛。陣列中之其他像素不受 121881.doc -13- 200815786 影響。為了視需要設定列2，將行2設定為_5伏，且將 及3設置為+5伏。施加至列2之相同選通隨後將致動像素 ^’彡且鬆弛像素^”及^^^再次地’陣列之其他像素不 受影響。類似地，藉由將行2及3設定為巧伏且將行〗設定 為+5伏來設定列3。如圖5A所示，列3選通設定列3像素。 在寫入圖框之後，列電位為零，而行電位可保持於+5或巧 伏，且顯示隨後在圖5A之配置中為穩定的。應瞭解，相同

程序可用於具有數十個或數百個列及行之陣列。亦應瞭 解’在上文所概括之—般原理中，用於執行列及行致動之 電壓的時序、順序及位準可廣泛地變化，且以上實例僅為 例示性的，且任何致動„方法均可與本域述之系統及 方法一起使用。 圖6A及圖6B為說明顯示裝置4〇之一實施例之系統方塊 圖顯不裝置40可為（例如）蜂巢式電話或行動電話。然 而’顯不裝置4α之相同組件或其略微變體亦說明了多種類 型之顯不裝置’諸如，電視機及攜帶型媒體播放器。 -員丁 Α置40包括外殼41、顯示器3〇、天線、揚聲器 本輸入裝置48及麥克風46。外殼41 一般由熟習此項技術 t所熟知的多種製造過程中之任—製造過程形成，包括射 出成形及真空成型。另々k ^另外，外殼41可由多種材料中之任一 材料製成，包括（但不限於、 於）塑膝、金屬、玻璃、橡膠及陶 免或其組合。在一個眚尬^ ^ 實例中，外殼41包括可與不同顏色 或含有不同標誌、圖片或锌味* # ^ ^付遽之其他可移除部分互換的可 移除部分（未圖示）。 12188l.doc -14- 200815786 例示性顯示裝置40之顯示器30可為多種顯示器中之任一 者’包括如本文所述之雙穩態顯示器。在其他實施例中， 如熟習此項技術者所熟知的，顯示器30包括上述之平板顯 示器（諸如，電漿、EL、OLED、STN LCD 或 TFT LCD)， 或非平板顯示器（諸如，CRT或其他管裝置）。然而，為了 描述本實施例，如本文所述，顯示器3〇包括干涉調變器顯 示器。 圖6B示意性地說明例示性顯示裝置4〇之一個實施例之組 件。所述之例示性顯示裝置40包括外殼41，且可包括至少 部分封閉於其中之額外組件。舉例而言，在一個實施例 中，例示性顯示裝置40包括網路介面27，網路介面27包括 搞接至收發器47之天線43。收發器47連接至處理器21，處 理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節信 號（例如，過濾信號）。調節硬體52連接至揚聲器45及麥克 風46。處理器21亦連接至輸入裝置48及驅動器控制器29。 驅動器控制器29耦接至圖框緩衝器28及陣列驅動器22，陣 列驅動器22又耦接至顯示陣列3〇。電源5〇將電力提供至如 特定例示性顯示裝置4〇設計所需之所有組件。

網路介面27包括天線43及收發器47，以使得例示性顯示 裝置40可在網路上與一或多個裝置相通信。在一個實施例 中’網路介面27亦可具有某些處理能力以減輕對處理器2工 之要求。天線43可為熟習此項技術者所知之用於傳輸及接 收仏就的任何天線。在一個實施例中，天線根據IEEE 8〇2」1標準（包括1EEE 802.11(a)、（b)或（g))傳輸及接收RF 121881.doc -15- 200815786 信號。在另一實施例中，天線根據BLUETOOTH標準傳輸 及接收RF^號。在蜂巢式電話的情況下，天線經設計以接 收用於在無線手機網路内進行通信的CDMA、GSM、 AMPS或其他已知訊號。收發器47預先處理接收自天線c 之佗號，以使得其可由處理器21接收並由處理器2丨進一步 操縱。收發器47亦處理接收自處理器21之信號，以使得其 可自例示性顯示裝置40經由天線43傳輸。

在一替代實施例中，收發器47可由接收器替換。在又一 替代實施财，網路介面27可由影像源#換，該影像源可 館存或產生待發送至處理器21之影像資料。舉例而言1 像源可為含有影像資料之數位視訊光碟（dvd)或㈣機: 或產生影像資料之軟體模組。 處理器21〜般控制例示性顯示裝置4G之總體運作。處理 器21接收資料（諸如’來自網路介面27或影像源之壓縮參 像資料並將㈣處理成原始f彡像資料或處理成較易/ 理成原始影像資料之格式。處理器21隨後將經處理之資： 發送至驅動器控制器29或圖框緩衝器加供储存。原始次 料通常指識別影像中每一位置處之影像特性之資訊:、舉: I ’此#影像特性可包括顏色、飽和度及灰階度。 /一個實施例中，處理器21包括微控制器、CPU或邏輯 早元以控_轉顯示裝置做㈣。調節硬體52_般t =放大m皮器，以用於將信號傳輸至揚聲器又= 克風46接收信號。調節硬體52可為 自麥 M ml . 、、 、I、肩示裝置 40 内 < 離政組件，或可併入於處理器21或其他組件内。 之 121881.doc -16- 200815786 驅動器控制器29自處理器21直接獲得或自圖框緩衝器28 獲得處理器21所產生之原始影像資料，並適當地重新格式 化原始影像資料以用於高速傳輸至陣列驅動器22。具體言 之’驅動器控制器29將原始影像資料重新格式化成具有光 拇類格式之資料流，以使得其具有適合於掃描過顯示陣列 3〇之時間順序。隨後，驅動器控制器29將格式化資訊發送 至陣列驅動器22。儘管驅動器控制器29(諸如，LCD控制 為）常常與系統處理器21聯合成單獨積體電路（IC)，然此類 ^制器可用許多方式進行建構。其可作為硬體嵌入於處理 器21中、作為軟體嵌入於處理器21中或以硬體形式與陣列 驅動器22完全整合。 通常’陣列驅動器22自驅動器控制器29接收格式化資 Λ ’且將視訊資料重新格式化成一組平行波形，該等平行 皮开y被母心夕次地施加至來自顯示器乂1像素矩陣之數百 及有時數千條引線。 在一個實施例中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯 不陣列30適合於本文所述之任何類型之顯示器。舉例而 吕，在一個實施例中，驅動器控制器29為習知顯示控制器 :雙穩態顯示控制器(例如，干涉調變器控制器)。在另一 :^例中’陣列驅動器22為習知驅動器或雙穩態顯示驅動 干以調變器顯示器）。在一個實施例中，驅動器 ^制為29與陣列騎動器22整合。此實施例在諸如蜂巢式電 '手錶及其他小區域顯示器之高度整合系統中較為普 、。在又一實施例中，顯示陣列3〇為典型顯示陣列或雙穩 121881.doc -17- 200815786 態顯示陣列(例如’包括干涉調變 於入狀娶μ , 裔 < 陣列之顯示器）〇 輸入衣置48允許使用者控制 Λ —彻與吵， 性⑼員不裝置40之運作。 在個實施例中，輸入裝置48勺权 下 OWT.prrv 〇括小鍵盤（諸如， QWERTY鍵盤或電話 、布如 硬-Ο 知:鈕、開關、觸斂 壓敏或熱敏膜。在-個實施例中，夫…破螢幕或 ^ Ψ 麥克風46為用於例示性 顯不裝置40之輸入裝置。當來 田麥克風46用於輸入資料至裝置 日守，可由使用者提供語音命令 Ρ 7求控制例不性顯示裝置4〇之 運作。

、源50可包括如此項技術中所熟知的多種能量儲存裝 置。舉例而言’在-個實施例中，電源5G為可再充電電 池’諸如’㈣電池或峰子電池。在另—實施例中，電 源50為再生性能源、電容器或太陽電池（包括塑膠太陽電 池及太陽電池漆）。在另一實施例中 電源50經組態以自 壁上電源插座接收電力。 在一些實施例中，如上所述，控制可程式化性駐存於可 位於電子顯示系統中之若干位置處的驅動器控制器中。在 些貝施例中’控制可程式化性駐存於陣列驅動器22中。 热習此項技術者將認識到，上述最佳化可實施於許多硬體 及/或軟體組件以及多種組態中。 根據上文陳述之原理進行運作的干涉調變器之結構之細 節可發生廣泛的變化。舉例而言，圖7A至圖7E說明可移 動反射層14及其支撐結構之五個不同實施例。圖7A為圖1 之實施例之橫截面，其中金屬材料條帶14沈積於正交延伸 之支撐件1 8上。在圖7B中，可移動反射層14僅在系纜 121881.doc •18- 200815786 (tether) 32上之拐角處附著至支撐件。在圖％中，可移動 反射層14自可變形層34懸掛，可變形層“可包含可撓性金 屬。可變形層34直接或間接連接至圍繞可變形層34周邊之 基板20。此等連接在本文中稱為支柱。圖7〇中所述之實施 例具有支柱插塞42，可變形層34搁置於該等支柱插塞上。 如圖7A至圖7C所示，可移動反射層14保持懸掛於間隙 上，但可變形層34並未藉由填充可變形層34與光學堆疊16 之間的孔而形成支柱。實際上，支柱由平坦化材料形成， 該平坦化材料用於形成支柱插塞42。圖7£所述之實施例係 基於圖7D所示之實施例，但亦可經調適以與圖7a所述之 實施例之任一者以及未圖示之其他實施例合作。在圖巧所 示之實施例中，額外的金屬層或其他導電材料層已用於形 成匯流排結構44。此允許沿干涉調變器之背部進行信號投 送，彳文而除去原本可能必須形成於基板20上之許多電極。 在若干實施例（諸如，圖7所示之彼等實施例）中，干涉 調變裔充當直觀式裝置，其中自透明基板20之前側（與配 置有調變器之侧相對的側）檢視影像。在此等實施例中， 反射層14以光予方式屏蔽干涉調變器處於反射層之與基板 20相對之側上的部分，包括可變形層μ。此允許在不對影 像。π貝產生負面影響的情況下組態及操作屏蔽區域。此屏 蔽容許圖7E中之匯流排結構料，其提供使調變器之光學性 質與調變器之機電性質分離之能力，諸如，定址與由彼定 址引起之移動。此可分離之調變器架構允許用於調變器之 機電態樣及光學態樣之結構設計及材料彼此獨立地加以選 121881.doc -19- 200815786 擇及起作用。此外，圖7C至圖7E所示之實施例具有自反射 層14之光學性質與其機械性質去耦所得到的額外益處，該 等益處由可變形層34實現。此允許用於反射層14之結構設 計及材料相對於光學性質進行最佳化，且允許用於可變形 層34之結構設計及材料相對於所要之機械性質進行最佳 化0

由控制系統施加的、將干涉調變器之可移動鏡置於致動 狀態中所必需的電壓量稱為致動電壓。舉例而言，如圖3 所述，致動電壓為約9至10伏，以使得施加約_1〇伏或約 +1〇伏便會致動干涉調變器之可移動反射層14b(如圖 述），且施加約0伏便會鬆弛干涉調變器之可移動反射層 14a(如圖1所述致動電壓可隨著時間而變化，此歸因於 許多因素’包括（例如）溫度、干涉儀之機電性質的變化及 機械鏡之實體磨損（亦稱為"老化"）。將需要存在補償此致 動電壓變化之方式，以改良調變器之運作。 下文將描述之某些實施例監視干涉元件之實體變化，且 利用所監視到的變化來調整致動電壓。此等實體變化可指 示可影響MEMS顯示元件之顯示陣列之運作的—或多個: 數。該等參數可包括（例如）溫度，干涉儀之機電 變 化及機械鏡之㈣磨損。藉ww彳的變化來調整 :動電壓’此等實施例提供一種方式以補償此等參 化。在下文之論述中，卿溫度料—實例 施例。然-應注意，此等實施例同樣 = 素(諸如，干涉調變器之老化)，且並非意欲受限:溫I: 121881.doc 200815786 償。 此等因素（例如’干涉調變器之機電性質的變化及機械 鏡之實=磨損）中之一些因素通常僅在大量使用後或在經 =某口里的時間後才會影響偏壓。然而，溫度在短時期内 曰可移動反射層14之特性，且可使操作干涉調變器所需 之電麗發生_著變化。視使用干涉調變！的環境條件（舉 *J而σ如併入於在亞利桑那州（Arizona)夏季期間置放於 气車之儀錶板上的裝置上之顯示器中，或併入於曝露在冬 季零下酿度之裝置中）而定，顯著溫度變化可在幾小時甚 或幾分鐘内發生。藉由感測存在於此類裝置中之一位置處 、:並利用使所感測之溫度與在彼溫度下操作干涉調變 器所需之必要電壓相關的預定資訊，可藉由根據溫度來調 整偏壓及/或驅動電壓而有效地驅動顯示器以在廣泛溫度 範圍内運作。 圖8為處於釋放（或鬆弛）狀態中之干涉調變器6〇之一個 _ 實施例的透視圖。干涉調變器60包括處於透明基板2〇上之 光予堆璺16，光學堆疊16通常包括電極層、吸收層及介電 層（未分別展不）。基板20之相對厚度遠遠大於光學堆疊16 之厚度。舉例而言，在一些實施例中，基板2〇之厚度為約 〇〇 μιη而光學堆璺16之厚度為約1 或更小。在一些實 施例中，基板20為玻璃。支撐件18為藉由空腔19而與光學 堆疊16分開之可移動反射層14提供支撐。 可移動反射層14可包括第一材料丨！之相對較薄層及第二 材料13之相對較厚層。在圖8之實施例中，第一材料11為 121881.doc -21- 200815786 安置於約300埃厚之層中的鋁，而第二材料13為安置於約 1000埃厚之層中的鎳。在其他實施例中，第一材料11及第 材料13可包含其他材料，例如，一或多種鋁合金。在其 他實施例中，第一材料u與第二材料13之厚度亦可不同。 在一些實施例中，可移動反射層14可為單片的，僅包括均 勻單一層，該層包含（例如）鎳、鎳合金、鋁或鋁合金。在 其他實施例中，可移動反射層14可包括兩個以上的材料 層。在一些實施例中，第一材料11之層可比第二材料13之 層厚，此可改變主要材料之應力與應變關係。 在干涉調變器中藉由干涉調變器之溫度變化而引發的應 力及所得之應變可顯著地影響可移動反射層14之移動。應 力為主體施加於鄰接部分上之每單位面積上力，而應變為 應力所引起的尺寸變形或變化。抗應力性及彈 固體之成分而定。當主體受拉時，則稱其處於張力或Z 力下，而當其被推時，則其處於壓縮或壓縮應力下。一般 • 認為張應力為正，而認為壓應力為負。當材料之溫度變化 時，主體根據製造主體所用之材料的熱膨脹係數（CTE)而 膨脹或收縮。干涉調變器之正常工作溫度可為（例如） 、、勺40 C至+70 c。當溫度變化時，基板20、可移動反射層 14之第材料11及第二材料13根據其各別CTE以不同方式 進行膨脹及收縮。該兩種不同材料之此膨脹及收縮在可移 動反射層14中引發應變，此在可移動反射層14中引起對應 的應力變化。 k &第材料11之層及第二材料13之層根據其各別CTL· 121881.doc -22- 200815786 所表示之溫度而膨脹及收縮，然較厚層（例如，第二材料 13 )之CTE支配膨脹量或收縮量。由於基板2〇大得多的厚 度，所以基板20之膨脹及收縮支配基板2〇及光學堆疊16之 膨脹量及收縮量。通常，基板20之CTE小於第二材料13之 層的CTE，使得當參考溫度變化時第二材料13之層膨脹及 收縮的程度大於基板20膨脹及收縮的程度。然而，支樓件 18限制可移動反射層14相對於基板20的膨脹及收縮。因 此，當溫度變化時，可移動反射層14在可移動反射層14之 平坦X及y方向上經歷應變變化，且亦在可移動反射層14之 X及y方向上發生對應的應力（σ)變化。可移動反射層14之 應力影響其在致動與未致動位置之間移動的能力，且因此 而影響偏壓。在一個實施例中，基板2〇包含顯示級

Coming 1737，其係CTE為3·76χ10·6/Χ：之鋁矽酸鹽玻璃。 銘矽酸鹽玻璃之典型成分為55.0%之Si02、7.0%之Β2〇3、 10.4%之 Α12〇3、21.0%之 CaO及 1·〇〇/0之Na20。 圖9為根據一個實施例說明干涉調變器之溫度（义軸）與偏 壓（y軸）之間的關係之圖表。如圖9所示，在某溫度範圍 内’干涉調變器之偏壓相對於干涉調變器之溫度大致成反 比關係，例如，當干涉調變器之溫度增加時，偏壓便減 小。視干涉調變器之滞後特性而定，即使偏壓之較小變化 (例如，在一些實施例中，約〇_25伏或更小）亦可顯著影響 干涉調變器之運作。在圖9之圖表中，於約25。〇之溫度變 化期間，偏壓變化約0.25伏。 如圖9所述，溫度變化在可移動反射層14之平坦X及y方 121881.doc -23- 200815786 向上引起應力之增加或減小，此會影響偏壓。經施加以控 制干涉調變器60的基於溫度之電壓補償可有利地用於保持 干涉調變器60—致地運作。通常，當干涉調變器之溫度增 加蚪，提供較低致動電壓，而當溫度降低時，提供較高致 動電壓。 如上所述’施加至干涉調變器之致動電壓為施加至干涉 調變器之兩個電壓之間的差值，該兩個電壓可為行電壓 (例如，Vbias)及列電壓。在本文所述之實施例中，所施加 之列電壓並不變化超過+Δν或-Δν(例如，參看圖4)。然 而，施加至行之電壓可由陣列驅動器22(例如）根據溫度來 進行調整，從而提供補償溫度之致動電壓並在滯後窗中心 附近保持偏壓。 以下等式說明偏壓（本文亦稱為運作電壓（νορρ))、應力 (σ)及溫度（Τ)之間的關係： 等式1 等式2 其中σ。為（例如）參考溫度下之殘留應力，及k為常數。典型 參考溫度為約攝氏25度之室溫。作為一個實施例中此等參 數之間的關係之實例，溫度每增加攝氏1度便導致可移動 反射層中之應力發生2 MPa之變化且導致運作電壓發生〜11 mV之變動。在一普通實施例中，干涉調變器6〇之層14内 之應力（σ)為張應力，此意味著σ大於或等於零。 121881.doc -24- 200815786 層14中之殘留應力σ。係指處 、％弛（未致動）狀態時參考 溫度下之應力，其為用於製造 衣、卞涉調變器60之過程的社 .果。製造過程影響殘留應力σ。，因為干涉調變器6〇曝露^ 多種處理溫度下且因為層14最初形成於最終要移除的犧牲 層上。 在圖8中，相對於單位面積17而展示層14内沿各·轴及 y軸之應力〜及〜。由干涉調變器之溫度變化導致的致動 電壓變化可由如下等式表示：

L 等式3 其中L為干涉調變器之支撐件之間的距離，以反射層14移 過的氣隙厚度’ σ⑺為可移動反射層14中隨參考溫度Τ而 變之應力，而t為可移動反射層14之厚度。氣隙、可移動 反射層之厚度及支撐件之間的距離係在干涉調變器之設計 過程中進行選擇，且因此’一旦調變器製成便不會經受變 化。 應力σ對溫度的相關性可描述為σ=σ^στ(τ)，其中…為 製成之後可移動反射層14中參考溫度下之殘留應力，如上 所述’此殘留應力由第二材料132Cte支配。 可移動反射層14與基板20之間的熱膨脹失配導致熱應變 及為熱膨脹失配之函數的所得熱應力。舉例而言，在可移 動反射層14為錄且基板2〇為Corning 1737玻璃的情況下， 熱失配（ACTE)可描述為： 121881.doc -25- 200815786 ACTE=ai-a2 等式4 其中 αι = 13·0 χ 1〇·6/χ：(鎳之 CTE)， 而 α2=3.76 χ 1〇_6 (Coming 173 7玻璃之CTE)。熱應變ετ則可描述為· ετ=(ΔΟΤΕ)(ΔΤ) 等式5 其中ΔΤ為相對於參考溫度之溫度變化 述為： 所得熱應力則可描

στ(Τ)=Ε1ετ,Ε1(ΔΟΤΕ)(ΔΤ) 等式 6 其中丑〗為鎳之彈性模數，而ΔΤ為相對於參考溫度之温度變 化。致動電壓則可描述為溫度之函數，如以下等式之任1 者所示：

Vact(T)〇c ί^/2λ __ ——Ε\{αλ -α2)ΔΤ))*/ί \ L ) 等式7 或

I 2σ〇 J 等式8 其中ΔΤ為相對於參考溫度之溫度變化。等式8將致動電壓 展示為圖7之線性近似。應注意，ki&k2為常數，其簡化了 致動電壓等式之表示。 可移動反射層14之殘留應力在製造過程中可藉由選擇最 小化可移動反射層14與基板20之間的CTE失配之變數、所 用之每一材料（例如，第一材料11及第二材料13)之層的厚 121881.doc -26- 200815786 度及調變器製造技術而被控制在某個程度上。 如等式8所示，致動電壓視諸如匕及匕之某一常數而定。 然而，此等常數經受諸如老化之非線性效應，且因此長遠 來看可能發生改變。因此，慮及此等效應之溫度補償裝置 係較佳的。 圖10為一系統方塊圖，其示意性地說明一併入3χ3干涉 調k器顯示器之電子裝置之實施例，且其中驅動電路經組 恶以基於溫度而提供致動信號來驅動陣列3〇。圖1〇之方塊 圖說明耦接至陣列驅動器電路之溫度感測電路66。感測器 66感測溫度相關參數，並將基於溫度之信號提供至陣列驅 動器22。感測器66可包括感測器電路之多種實施例，例 如，感測溫度並產生相應信號之電路，或受溫度影響以使 得來自感測器之信號對應於溫度之電路。舉例而言，感測 器66可包括電阻隨溫度變化的熱敏電阻器（未圖示）。由於 :阻對溫度之已知相關性，所以電阻器可用作溫度感測 器。在-些實施例中，感測器66包含熱電偶。然而，此等 裝置具有若干缺點，因為其雖然可提供可用以基於上述線 性關係而調整陣列驅動器輸出之溫度相關的輸出，但該等 裝置並不與顯示㈣以相同方式對老化或環境應力作出反 應。因此，顯示元件之溫度相關性可隨著時間而變化，此 根本未被基於熱電偶或熱敏電阻器之系統所考慮。 在本發明之一個實施例中，感測器66包含與顯示陣列， 之j不tl件具有類似構造之測試偏轉結構以。感測器祕 H以直接監視MEMS顯示元件之實冑變化（例如，偏 121881.doc -27- 200815786 轉)敫攸而使*陣列驅動器22可利用對此等變化之瞭解來 ° °動彳°唬以補償溫度變化。此類型之溫度相關裝置可

預期與顯示元件太I 1干冬身以類似方式對老化及其他應力作出反 應。因此，可：里日α & 于貝』比熱電偶或熱敏電阻器允許更為準確的 驅動器補償。 j例不性實施例中’職偏轉結構以形成具有溫度相關 電谷之可變電容器。測試電路64藉由監視測試偏轉結構62 之電谷而監視偏轉，且視溫度而產生信號。在一些實施例 中亦可藉由諸如光學機制之其他方法來監視偏轉。測試 電路料可利用多種技術（諸如，交流（AC)電容電橋或振動 積刀靜電计）來監視電容。稍後將在圖12A及圖丨2β中詳細 描述一併入AC電容電橋之實施例。 視所要之特定實施例而定，測試偏轉結構62可位於多個 位置處。測試偏轉結構62之位置宜經判定以使得測試偏轉 …構62運作時所處之溫度與陣列3〇之干涉調變器運作時所 處之溫度具有預定關係。在一個實施例中，測試偏轉結構 62位於顯示陣列3〇之周邊上。 儘管顯示陣列3 0在例示性實施例中包含干涉調變器，然 其可實際上包含其他形態之MEMS顯示元件。在彼情況 下’測試偏轉結構62與顯示器中所用之任何MEMS顯示元 件結構具有類似構造。 圖11說明圖10中之測試偏轉結構62之一個實施例。在例 示性實施例中，測試偏轉結構62與顯示陣列30之干涉調變 器具有類似構造。測試偏轉結構62包含測試偏轉元件14， 121881.doc -28- 200815786 測忒偏轉7G件14類似於圖8中之可移動反射層14。測試偏 轉結構62可進一步包含支撐件18及基板20。在一些實施例 中’基板20進一步包含處於基板2〇之頂部上之光學堆疊 16，但是，若不利用結構之光學性質，則無需堆疊之光學 活性部分（例如，上述之鉻）。 在一個實施例中，測試偏轉元件14包含用於製造陣列3〇 之干涉調變器之可移動反射層14的相同材料。在一個實施 例中’測試偏轉元件14藉由用於製造陣列3〇之干涉調變器 藝之可移動反射層的相同過程製造。測試偏轉元件與干涉調 變器之可移動反射層可同時或依序製造。測試偏轉元件可 與干涉調變器製造於相同或不同基板上。 在某些實施例中，將具有大體上恆定之DC分量之電壓 施加至測試偏轉結構62。大體上恆定之DC分量經選擇以 使得測試偏轉結構62保持為未致動的。在一些實施例中， DC分1為標稱參考溫度（例如，正常室溫）下所施加之偏 φ 壓。在一些實施例中，大體上恆定之電壓為DC偏置AC信 號，諸如，DC偏置方形波。AC分量之振幅與DC分量之振 幅相比可相對較小。舉例而言，八〇分量之振幅可為dc* 篁之5%或更小。Ac分量之週期可遠遠高於結構62之機械 回應時間，且若情況確實如此，則振幅便不必較小。一般 而曰，所施加電壓之DC分量使膜變形視溫度而定之量， 且AC分量產生經過裝置之AC電流，該人〇電流可用於判〜 電容。 & 藉由利用類似於顯示元件之測試偏轉結構而提供若干益 12188l.doc -29· 200815786 處。第一，因為可連續或幾乎連續地監視偏轉，所以其提 供對溫度之連續或幾乎連續之量測。第：，測試偏轉結構 之偏轉與顯示元件之偏轉經受類似的非線性效應（諸如， 老化），因為其具有類似結構。因此，除溫度之外，藉由 利用測試偏轉結構亦可進一步為此等非線性效應對顯示元 件之衫響提供補償。另一方面，具有不同結構之感測器 (諸如，熱敏電阻器）與顯示元件經受不同的非線性效應。 此等非線性效應可影響溫度補償之準確性。 在某些實施财，A體上在顯示元件由動信號驅動的 同時且以相同方式驅動測試偏轉結才冓，則吏得測試偏轉結 構與顯示it件以相同方式發生老化。當進行偏轉量測時， 測試偏轉結構並不由用於驅動顯示元件之此等驅動信號驅 動。 在圖ίο所述之實施例中，陣列驅動器22經組態以利用其 自感測器66所#收之信號提供對應力溫度之信號來驅動陣 列30。在一個實施例中，陣列驅動器22利用儲存於記憶體 中之預定查找表來基於所接收之基於溫度之信號來判定適 當電壓以提供至陣列。在另一實施例中，陣列驅動器 22(或處理器21)中之電路可近似表現圖.9所述之曲線㈠列 如，將溫度與運作電壓之間的關係近似表現為線性），且 隨後利用溫度與運作電壓之間的界定關係將與所接收之基 於溫度之彳§號成比例的信號提供至陣列3 〇。 在例示性實施例中，測試偏轉結構62與存在於陣列3〇中 之干涉調變器具有類似的結構組態。通常，此測試偏轉結 121881.doc •30- 200815786 構並不用於輪出針對顯示用途之光。測試偏轉結構之總尺 & 與P車列30内之干涉調變器之總尺度類似或不同。視預 #月、測試#測目標而定，測試偏轉結構之總尺寸或特定尺寸 可相對於陣列30之干涉調變器而改變。在一些實施例中， 使測試偏轉結構62比陣列30之干涉調變器尺度大中，以增 加電容變化對溫度變動之敏感性。在替代實施例中，測試 偏轉結構62具有與陣列30之彼等結構組態不同的結構組 悲。在一些實施例中，測試偏轉結構62及陣列3〇之干涉調 變器分別具有溫度之第一及第二偏轉函數，其中第一及第 二偏轉函數彼此具有預定關係。 當在測試偏轉元件14與光學堆疊16(或基板20)之間施加 恒定電壓vr時，形成於測試偏轉元件14與光學堆疊16之間 的電谷器變為帶電的。靜電力使測試偏轉元件14移向光學 堆疊16。當電壓恆定時，測試偏轉元件14與光學堆疊16之 間的距離d i視測試偏轉元件14之可撓性而定。在一些實施 例中’恆定電壓％經選擇以使得測試偏轉元件14向下變 形，但在操作期間為未致動的。在某個實施例中，怪定電 壓Vr經選擇為用於驅動調變器之固定參考電壓中之一者。 如上所述，當溫度變化時，測試偏轉元件丨4中之應力發 生變化。當溫度升高時，測試偏轉元件丨4變得較具可撓 性，且因此距離d!由於電壓Vr而減小。元件之電容隨後增 加。當溫度降低時，電容器之電容減小。因此，測試偏轉 結構62形成具有溫度相關電容之可變電容器。藉由監視電 容變化，測試電路62(參看圖1〇)產生指示溫度之信號。 121881.doc -31- 200815786 圖12 A為說明圖i 〇中之感測器6 6之一個實施例的功能方 塊圖。電壓源70施加預定AC電壓信號至電容電橋。電容 電橋包含兩個可變電阻器1^及化2、固定電容器Cs及測試偏 轉結構62所形成之可變電容器Cx。在一些實施例中，電容 電橋可進一步包含兩個固定電阻器1及1。為了量測測試 偏轉結構62之電容，對可變電阻器1及反2之電阻進行調 整，以平衡電橋並使Vab=0。當電橋平衡時，測試偏轉結 構62之電容可按如下方式計算：

Cx=Cs*Rl/R2 等式9 隨後將測試偏轉結構62之電容作為指示溫度之信號發送 至陣列驅動器22。 為了判疋電橋是否平衡，監視點a與點b之間的電壓電位 差Vab。當Vab處在大體上接近於〇之預定臨限值以下時，電 橋為平衡的。在一些實施例中，電流感測器連接於點a與b 之間。當電流處於預定臨限值以下時，電橋為平衡的。 在一些實施例中，感測器66包含經組態以控制感測器之 運作之控制器。舉例而言，控制器可經組態以：量測Va 且判定電橋是否平衡；調整可變電阻器心及心之電阻以平 衡電橋；當電橋平衡時，判定可變電阻器心及心之電阻； :算可變電容器62之電容；及，基於所感測之電容而發送 “號至陣列驅動器22。控制器可為適合於控制電路運作之 任何電子裝置。在其他實施例中，測試電路料並不包含控 制益。在彼情況下，陣列驅動器22或處理器21(參看圖1〇) 121881.doc -32 - 200815786 可經組恶以控制測試電路6 4之運作。 測試電路64可位於多個位置處，此視所要之特定實施例 而定。測試電路64可位於或可不位於測試偏轉元件62附 近。在一個實施例中，測試電路64位於陣列驅動器22或處 理器21(參看圖10)中。 圖12B說明可由圖12八中之電壓源7〇施加的電壓信號之 一實例。垂直軸表示信號之電壓，而水平軸則表示時間。 電壓信號為DC偏置方形波，並且其最大值為Vde+Va而其最 小值為Vdc_Va。DC偏壓\^。為一恆定電壓值，其經選擇以 使得可變電容器62經受接近於參考電壓Vr之電壓。如關於 圖11所論述，Vr為使測試偏轉結構62變形但並未致動測試 偏轉結構62之預定參考電壓。與dc分量相比，ac分量之 振幅可相對較小。在一些實施例中，vde&Va分別為10伏 及0.1伏。 在另一實施例中，感測器66包含一反饋迴路（未圖示）， 以在溫度變化時使可變電容器62之電容保持恆定。將可變 偏移值V〇ffset與圖12B中之電壓信號相加，且將所得之電壓 信號施加至可變電容器62。在參考溫度Tc，vQffsei設定為 0。電阻器R!及R2之電阻經調整以使得電橋平衡（亦即， vab=o)。當溫度變化時，反饋迴路基於Vab之測定值而調整 Voffset ’直至電橋平衡。感測器66隨後將偏移電壓vcffset4 總電壓Vdc+Voffset之值作為指示溫度之信號發送至陣列驅 動器22。在彼情況下，陣列驅動器22可直接基於偏移電壓 來調整驅動電壓，而無需計算溫度。若測試偏轉結構62與 121881.doc -33- 200815786 陣列30之干涉調變ϋ具有相同結構，則陣列驅動器22可藉 由將所夏測之偏移電壓與經組態以在參考溫度下起作用之 驅動電壓相加而於任一溫度下簡單地產生驅動電壓。如上 所述，感測器66之運作可受控於感測器内部之控制器、受 控於處理器21或受控於陣列驅動器22。 圖13為不意性地說明併入有3χ3干涉調變器顯示器之電 子裝置之另一實施例的系統方塊圖，該實施例類似於圖ι〇 所述之實施例，但包括測試偏轉結構陣列72(或測試陣列） 而非單一測試偏轉結構62。測試陣列72包含與圖i丨所述之 測試偏轉結構相類似的兩個或兩個以上測試偏轉結構62， 其中每一測試偏轉結構62並聯連接。測試陣列72因此形成 一可變電容器，該可變電容器之電容為每一者由一個測試 偏轉結構62形成的電容器之電容之總和。測試電路64此刻 以與圖12A及圖12B所述之方式相同的方式工作，除了測 試偏轉結構62所形成之可變電容器現由測試陣列72所形成 之可變電谷器替代。在一些實施例中，測試陣列與陣列 3 0相比相對較小。測試陣列可包含（例如）測試偏轉結構62 之10x10陣列，其中列彼此短接且行彼此短接。 在包含一個測试偏轉結構62之感測器66中，可能可變電 容器62之電容過小而以致於在量測期間被雜訊所淹沒且潛 在地被雜散電容所模糊。使測試偏轉結構62比陣列3〇之干 涉調變器處於更大尺度中將提供對溫度變動之敏感性的有 限增加。又，若該一個測試偏轉結構62失效，則感測器66 將完全停止發揮作用。圖13所述之例示性實施例藉由並聯 121881.doc -34- 200815786 連接（例如）測試偏轉結構62所形成之100個可變電容器而解 決此等兩個問題。敏感性增加（例如）約100倍。即使測試陣 列之一或多個測試偏轉結構失效，感測器66仍將工作。 圖14為一流程圖，其說明驅動圖丨〇所述之顯示器中之干 涉調變器陣列之方法的一個實施例。視實施例而定，可將 該方法之某些步驟移除、合併在一起或按順序重新配置。 下文之步驟可由感測器66、陣列驅動器22或處理器21(參 看圖10)執行。舉例而言，陣列驅動器22可具有儲存於一 _ t & m憶體中之_盤或軟體，該電腦可讀記憶體包含 用以使陣列驅動器22執行該方法之構件。 方法1400開始於步驟14ι〇，其中將電壓施加於一或多個 測試偏轉元件14上。電壓經選擇以使得該或該等測試偏轉 兀件14保持為未致動的。在一些實施例中，該電壓為一恆 定電壓，諸如，經施加以驅動陣列3〇之固定參考電壓。在 一些實施例中，電壓大體上恆定。在一個實施例中，電壓 φ 為〇<：；偏置AC信號，諸如，DC偏置方形波。AC分量之振 幅與DC分量之振幅相比可相對較小。舉例而言，Ac分量 之振幅可為DC分量之振幅的5%或更小。 接著，在步驟1420處，量測該或該等測試偏轉元件“之 溫度相關偏轉。在一些實施例中，藉由量測該或該等測試 偏轉元件14與基板20之間的電容而量測偏轉。移至步驟 1430，至少部分地基於偏轉量測而將驅動信號提供至干涉 調變器陣列30。 圖15為一流程圖，其說明驅動圖1〇所述之顯示器中之干 121881.doc -35· 200815786 。視實施例而定，可將 起或按順序重新配置。 涉調變器陣列之方法的另一實施例 該方法之某些步驟移除、合併在一 下文之步驟可由感測器66、陣列驅動器22或處理器21(參 看圖10)執行。舉例而言’陣列驅動器22可具有健存於一 電月自可^己憶體中之動體或軟體，該電腦可讀記憶體包含 用以使陣列驅動器22執行該方法之構件。

方法1500開始於步驟151〇，其中將包含dc分量之可變 電壓施加於一或多個測試偏轉元件“上。該可變電壓經選 擇以使得該或該等測試偏轉元件14保持為未致動的。在一 些實施例中，該可變電壓可為具有可變振幅之％信號， 諸如，經施加以驅動陣列3〇之固定參考電壓。在一些實施 例中’該可變電壓為DC偏置Ac信號，諸如，dc偏置方形 波AC分里之振幅與Dc分量之振幅相比相對較小。舉例 而言，AC分量之振幅可為〇(：分量之振幅的5%或更小。 接下來’在步驟152G處，基於該或該等測試偏轉元件14 之偏轉而將DC分量之電壓調整至，以使得所感測之 偏轉與參考值大體上相同。參考值為該或該等測試偏轉元 件處於參考溫度下時所量测之偏轉。在一些實施例中，由 反饋迴路根據指示該或該等測試偏轉元件14之㈣的信號 而調王DC为里之電壓。在操作期間該或該等測試偏轉元 件保持為未致動的。在-些實施例中，藉由量測該或該等 測5式偏轉兀件14與基板2〇上之電極之間的電容而量測偏 轉。移至步驟153〇,至少部分地基於〇€分量之電壓之值 而將驅動信號提供至干涉調變器陣列3〇。在一些實施例 121881.doc * 36 - 200815786 中’基於該值提供驅動信號，而無需計算溫度。 前述說料細描述了本發明之某些實施例^然而，應瞭 解，無論本文中之前述内容看上去如何詳細，本發明仍可 用許多方式進行實施。應注意，在描述本發明之某些特徵 或態樣時對特定術語之使用不應視為暗示在本文中將該術 浯重新定義為侷限於包括本發明之與該術語相關聯之特徵 或態樣的任何具體特性。 【圖式簡單說明】 圖1為描述干涉調變器顯示器之一個實施例之一部分的 等角視圖，其中第一干涉調變器之可移動反射層處於鬆弛 位置，且第二干涉調變器之可移動反射層處於致動位置。 圖2為一系統方塊圖，其說明併入有3乂3干涉調變器顯示 器之電子裝置之一個實施例。 圖3為對於圖1之干涉調變器之一個例示性實施例而言可 移動鏡位置與所施加電壓之關係圖。 圖4為可用於驅動干涉調變器顯示器之一組列及行電壓 之圖表。 圖5 A說明圖2之3x3干涉調變器顯示器中之顯示資料之一 個例示性圖框。 圖5B說明可用於寫入圖5A之圖框之列及行信號的一個 例不性時序圖。 圖6Λ及圖6B為系統方塊圖，其說明包含複數個干涉調 變器之視覺顯示裝置之一實施例。 圖7A為圖1之裝置之橫截面。 121881.doc -37 - 200815786 圖7B為干涉調變器之一替代實施例之橫截面。 圖7C為干涉調變器之另一替代實施例之橫截面。 圖7D為干涉調變器之又一替代實施例之橫截面。 圖7E為干涉調變器之額外替代實施例之橫截面。 圖8為處於釋放（或鬆弛）狀態中之干涉調變器6〇之一個 實施例的透視圖。 圖9為根據一個實施例說明干涉調變器之溫度^軸）與偏 壓（y軸）之間的關係之圖表。 圖10為一系統方塊圖，其示意性地說明併入有3 χ3干涉 调變器顯示器之電子裝置之一個實施例，且其中驅動電路 經組態以基於目前溫度而提供致動信號來驅動陣列3 〇。 圖11說明圖10中之測試偏轉結構62之一個實施例。 圖12 Α為說明圖1 〇中之感測器66之一個實施例的功能方 塊圖。 圖12B說明可由圖12a中之電壓源70施加的電壓信號之 一實例。 圖13為示意性地說明併入有3x3干涉調變器顯示器之電 子裝置之另一實施例的系統方塊圖，該實施例類似於圖1〇 所述之實施例，但包括測試偏轉結構陣列72(或測試陣列） 而非測試偏轉結構62。 圖14為說明驅動圖1 〇中所說明之顯示器中之干涉調變器 陣列之方法的一個實施例的流程圖。 圖為說明驅動圖1〇中所說明之顯示器中之干涉調變器 陣列之方法的另一實施例的流程圖。 121881.doc -38- 200815786

【主要元件符號說明】 1-1 線 11 第一材料 12a，12b 干涉調變器 13 第二材料 14, 14a，14b 可移動反射層 16 光學堆疊 16a，16b 光學堆疊、列電極 17 單位面積 18 支撐件 19 間隙 20 基板 21 處理器 22 陣列驅動器 24 列驅動器電路 26 行驅動器電路 27 網路介面 28 圖框缓衝器 29 驅動器控制器 30 顯示陣列、顯示面板、顯示器 32 系纜 34 可變形層 40 顯示裝置 41 外殼 I21881.doc -39- 200815786 42 43 44 45 46 47 48

50 52 60 62 64 66 70 72

Cs di Ri，R2 Rs，Rx Vab Vdc Vr ，Gy 支柱插塞 天線 匯流排結構 揚聲器 麥克風 收發器 輸入裝置 電源 調節硬體 干涉調變器 測試偏轉結構、可變電容器 測試電路 溫度感測電路、感測器 電壓源 ^ 測試偏轉結構陣列、測試陣列 點 固定電容器 距離 可變電阻器 固定電阻器 電壓電位差 DC偏壓 參考電壓 應力 121881.doc -40-

Claims (1)

1. 200815786 十、申請專利範園·· 1. 一種顯示裝置，其包含： 一 MEMS顯示元件陣列； 至夕、一測喊偏轉元件；及 -連接至該測試偏轉元件之偏轉感測電路，該偏轉感 ㈣且態以在不致動該測試偏轉元件的情況下監視 偏轉元件之偏轉’並基於該偏轉而提供一指示影

   ;“ EMS顯示元件陣列之運作之一或多個參數的信 就0 2·如請求項1之裝置，進一步包含一遠接 絲a、t S連接至該陣列及該偏 名：1電路之驅動電路，該驅動電路經組態以至少部分 地基於傳遞自該偏轉感測電路的該信號而提供信號來驅 動該陣列。 3. 如請求項2之裝置 路中。 其中該偏轉感測電路位於該驅動電 • 4_如ί，1之震置’其中每-MEMS顯示元件包含一干涉 調交為，該干涉調變器包含一電極層、一偏轉元件及一 由該電極層與該偏轉元件界定之間隙，其中該偏轉元件 回應於—施加於該偏轉元件與該電極層之間的電壓而在 該間隙内移動。 2明求項1之裝置，其中該測試偏轉元件之偏轉為一影 響該MEMS顯示元件陣列之運作之一或多個參數 數。 6· 如請求項 之裝置，其中該指示影響該MEMS顯示元件陣 12188I.doc 200815786 列之運％ β t Μ 下之一或多個參數的信號包含一指示該測試偏轉 70件之偏轉的信號。 如明求項1之裝置，其中該測試偏轉元件形成於一基板 上。 ’ Α明’項7之裝置，其中該偏轉感測電路經組態以藉由 視該測试偏轉元件與該基板之間的電容而監視該測試 偏轉元件之偏轉。 9·如請求項^ ^ _ 、 、 裝置’其中該偏轉感測電路經組態以將一 大體上恆定之電壓施加於該測試偏轉元件與該基板之 間。 p月求項7之裝置，其中該偏轉感測電路經組態以將該 於該测试偏轉元件與該基板之間的電壓調整至一第 一電壓，從而使得該測試偏轉it件之偏轉與-參考值大 體上相同。 :M1G之I置’其中該指示影響該MEMS顯示元件

   歹〗之運作之一或多個參數的信號包含該第一電壓。 12·如請求項1〇之裝置，盆 轉元件金H 4 § 一參考電壓施加於該測試偏 時，幻忒偏轉疋件處於一參考溫度 L 式偏轉元件之偏轉處於該參考值。 13·如請求項4之裝 器陣列之該偏韓-彼試偏轉元件及該干涉調變 機雷Θ庙以 70分別具有一第一機電回應及一第二 電回應，其中該第一 具有一預定關係。電回應與該第二機電回應彼此 14·如凊求項13之裝晉，甘 ，、中該第一機電回應及該第二機電 121881.doc -2- 200815786 口應每—者均為溫度之函數。 15 ·如請求項4 器陣列之，t裝置，其中該測試偏轉元件與該干涉調變 J之該偏轉元件大體上相同。 16·如凊求項4之穿詈 大於該干涉調變=:測試偏轉元件之尺度大體上 ”,如請求項偏轉元件之尺度。 器陣列之兮A 一 /、令該測试偏轉元件與該干涉調變 认如請求項Γ之，70件由大體上相同的材料製成。 • 器陳列 >、、置，其中該測試偏轉元件與該干涉調變 a:請求項r轉元件由大體上相同的過程形成。 器陳1 、之裝置，其中該測試偏轉元件與該干涉調變 列之該偏轉元件大體上同時形成。 2〇·如請求項1之桊 屣置，其中該測試偏轉元件與該干涉調變 °陣列形成於-共同基板上。 21.如請求項^胜 、 、 x置，其中該偏轉感測電路經組態以大體 上連續地監視偏轉。 馨22·如請求項1之裝置，進一步包含： 一顯示器； =經組態以與該顯示器相通信之處理器，該處理器經 組態以處理影像資料；及 一圮憶體裝置，其經組態以與該處理器相通信。 23. 如明求項22之裝置，進一步包含一驅動器電路，該驅動 器電路經組態以發送至少一信號至該顯示器。 24. 如請求項23之裝置，進一步包含一控制器，該控制器經 組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電 121881.doc 200815786 路。 25.如請求項22之裝置，進一步包含一影像源模組’該影像 源模組經組態以將該影像資料發送至該處理器。 26·如請求項25之裝置，其中該影像源模組包含一接收器、 一收發器及一傳輸器中之至少一者。 27·如請求項22之裝置，進一步包含一輸入裝置，該輸入裝 置經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳遞至該處理 器。 28·如請求項1之裝置，其中影響該MEMS顯示元件陣列之運 作之一或多個參數包含溫度。 29·如請求項1之裝置，其中影響該MEMS顯示元件陣列之運 作之一或多個參數包含老化。 30. —種顯示裝置，其包含： 一 MEMS顯示元件陣列； 一形成於一基板上之測試偏轉元件陣列，每一測試偏 轉元件並聯連接；及 連接至ό亥測试偏轉元件陣列之偏轉感測電路，該偏 轉感測電路經組態以監視該測試偏轉元件陣列之電容， 並基於該電容而提供一指示影響該MEMS顯示元件陣列 之運作之一或多個參數的信號。 31_如請求項30之裝置，其中每一MEMS顯示元件包含一干 涉調變器，該干涉調變器包含一電極層、一偏轉元件及 一由該電極層與該偏轉元件界定之間隙，其中該偏轉元 件回應於一施加於該偏轉元件與該電極層之間的電壓而 121881.doc 200815786 在該間隙内移動。 32·如請求項3〇 甘士斤 旦，鄕 褒置，其中母一測試偏轉元件之偏轉為一 :“亥_MS顯示元件陣列之運作之一或多個參 数0 33·如請求項3〇 一 衣置其中該指示影響該MEMS顯示元件 陣列之運作> + # / > ，r 作之一或多個參數的信號包含一指示該電容之 4吕號。 34·如請求項3〇 壯 通用且大㈣Π， 偏轉感測電路經組態以將一 _互疋之電壓施加於每一測試偏轉元件與該 暴板之間。 35·如清求項34之获罢 l _ — ^ ，/、中该偏轉感測電路經組態以將施 二則式偏轉疋件與該基板之間之該通用電壓調整 電壓’從而使得每_測試偏轉元件之偏轉與一 參考值大體上相同。 陣列之裝置’其中該指示影響該mems_示元件 37·如q 或多個參數的信號包含該第一電壓。 偏鏟二、項35之裝置’其中當一參考電壓施加於每-測試 产日士 該基板之間且該測試偏轉元件處於-參考溫 又二’該測試偏轉元件之偏轉處於該參考值。 38·如請求 變哭_ ^ — k偏轉元件及該干涉調 二tr偏轉元件分別具有一第-機電回應及-第 卟且士 兔口應與该第二機電回應彼 此具有一預定關係。 39.如請求項38之裝置，直 ’、^弟一機電回應及該第二機電 121881.doc 200815786 回應每一者均為溫度之函數。 40·如請求項31之裝 ^ ^ 變琴陣列… 偏轉元件與該干涉調 陣列之該偏轉元件大體上相同。 41·如清求項31之梦署，甘士 — 變咏丨fu母-測試偏轉元件與該干涉調 -益陣列之該偏轉元件由大體上相同的材料製成。 △如請求項31之裝置’其中該測試偏轉元件陣列㈣干牛 調變器陣列之該偏轉元件由大體上相同的過程形成。" 43. 如清求項31之裝置，其中該測試偏轉元件陣列與該干涉 調變器陣列之該偏轉元件大體上同時形成。 44. 如=項3〇之裝置，其中該測試偏轉元件陣列與該干涉 凋變裔陣列形成於一共同基板上。 45. 如請求項3G之裝置’進—步包含-連接至該则姆顯示 凡件陣列及該偏轉感測電路之驅動電路，該驅動電路绫 組態以基於傳遞自該偏轉感測電路的該信號而提供信號 來驅動該MEMS顯示元件陣列。 46·:明求項30之裝置’其中該偏轉感測電路經組態以阻止 母一測试偏轉元件被致動。 47. 如請求項30之裝置，其中影響該MEMS顯示元件陣列之 運作之該或該等參數包含溫度。 48. 如請求項30之襄置，其中影響該她則顯示元件陣列之 運作之該或該等參數包含老化。 49. 一種驅動一干涉調變器陣列之方法，該方法包含： 將-電壓施加於-或多個測試偏轉元件上，其中選擇 該電壓以使得該或該等測試偏轉元件保持未致動； 121881.doc 200815786 量rrt該等测試偏轉元件之一偏轉；及 至 > 邓刀地基於該偏轉量測而將驅動信號提供至/千 涉調變器陣列。 、月求項49之方法’其中量測偏轉包含量測該或該等測 試偏轉元件與基板之間的電容。 51.如請求項49之方法’其中_大體上怪定。 52·如請求項49之方法’其中該偏轉為影響該干涉調變器陣 列之運作之一或多個參數的函數。 53. 如請求項52之方法，其中該或該等參數包含溫度。 54. 如請求項52之方法，其中該或該等參數包含老化。 55. -種驅動一干涉調變器陣列之方法，該方法包含： 將一可變電壓一 ^ 或夕個测試偏轉元件上，該町 變電壓包含一 DC分量； 將該DC分量之電壓調整至_ ^ ^ 值，以使得該或該等測試 偏轉兀件之偏轉與一參考值大科 大體上相同’其中該或該等 測4偏轉元件保持未致動；及 至少部分地基於該值而將驅動信號提供至 器陣列。 丁 v调复 %如請求項55之方法，其中至少部分地基於該或 偏轉元件與基板之間的電容而量測該偏轉。 4 57· —種顯示裝置，其包含： 用於顯示影像資料之構件； 用於提供一指示影響該顯示構 得件之運作之_叆容柄 數之信號的構件；及 /夕個參 121881.doc 200815786 58. 用以基於該信號而驅動該顯示構件之構件 干涉調變器 如睛求項57之裝置，其中該顯示構件包含_ 陣列。 59·如請求項57之裝置，其中該或該等參數包含溫度。 月求項5 7之裝置，其中該或該等參數包含老化。 61·如請求項58之裝置，其中該用於提供一 人· 說之構件包

   一形成於一基板上之測試偏轉元件陣列 轉元件並聯連接；及 每一測試偏 一連接至該測試偏轉元件陣列之偏轉感測電路，該偏 轉感測電路經組態以監視該測試偏轉元件陣列之電容， 並基於該電容而提供一指示影響該干涉調變器陣列2運 作之一或多個參數的信號。 62· —種電腦可讀媒體，其包含：

   用以使一電路將一電壓施加於一或多個測試偏轉元件 上之構件，其中該電壓經選擇以使得該或該等測 元件保持未致動； # 用以使一電路量測該或該等測試偏轉元件之偏轉的構 件；及 用以使一電路至少部分地基於該偏轉量測而將驅動信 號提供至一干涉調變器陣列之構件。 63_如請求項62之電腦可讀媒體，其中用於使一電路量測偏 轉之構件包含用於使一電路量測該或該等測試偏轉元件 與基板之間之電容的構件。 121881.doc 200815786 64.如請求項62之電腦可讀媒體，其中該電壓為大體上恆定 的。 65·如請求項62之電腦可讀媒體，其中該偏轉為影響該干涉 调變器陣列之運作之—或多個參數的函數。 66. 如請求項65之電腦可讀媒體，其中該或該等參數包含溫 度。 67. 如請求項65之電腦可讀媒體，其中該或該等參數包含老 化。 籲 68. —種電腦可讀媒體，其包含： —用以使-電路將一可變電壓施加於一或多個測試偏轉 元件上之構件，該可變電壓包含一 DC分量·， 用以使一電路將該DC分量之電廢調整至—值以便該或 該等測試偏轉元件之偏轉與一參考值大體上相同的構 件，其中該或該等測試偏轉元件保持未致動；及 用以使電路至乂。卩分地基於該值而將驅動信號提供 _ 至一干涉調變器陣列之構件。 69.如請求項68之電腦可讀媒體，其中該偏轉係至少邻八地 基於該或該等測試偏轉元件與基板之間的電容而量測。 121881.doc