TW200951910A - Methods of tuning interferometric modulator displays - Google Patents

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200951910 六、發明說明： 【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/或所沈積之材 料層之部分或添加層以形成電氣及機電器件的其他微機械 ' 加工製程來產生微機械元件。一類型之MEMS器件稱為干 • 涉調變器。如本文中所使用，術語干涉調變器或干涉光調 變器指代使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射光 ❹ 之器件。在某些實施例中，干涉調變器可包含一對導電 板，該對導電板中之一者或兩者可整體地或部分地為透明 的及/或反射的且能夠在施加適當電信號後即相對運動。 在特定實施例中，一板可包含沈積於基板上之靜止層，且 另一板可包含藉由氣隙而與該靜止層分離之金屬膜。如本 文中更詳細描述，一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。該等器件具有廣泛範圍之 應用’且在此項技術中利用及/或修改此等類型之器件之 ® 特性以使得其特徵可用以改良現有產品並產生尚未開發之 新產品將係有益的。 【發明内容】 . 本文中所揭示之一實施例包括調諧干涉調變器顯示器驅 動之方法，該方法包含：向干涉調變器顯示器元件施加至 >、電壓，及當施加該電壓時，調整用於干涉調變器之釋 放回應時間及致動回應時間。 本文t所揭示之另一實施例包括調諧干涉調變器顯示器 138418.doc 200951910 驅動之方法，該方法包含：向顯示器中之干涉調變器顯示 器元件施加一偏壓電壓；基於影像資料而向顯示器中之干 涉調變器顯示器元件施加驅動電壓，其中該等驅動電壓引 起至少一干涉調變器顯示器元件改變狀態；判定用於該至 少一干涉調變器顯示器元件狀態改變之回應時間的一或多 個值特性；及調整該偏壓電壓中之一或多者。 本文中所揭示之另一實施例包括一干涉調變器顯示器， 其包含：複數個干涉調變器顯示器元件；經組態以回應於 影像資料而向干涉調變器顯示器元件施加偏壓電壓及驅動 電壓之驅動模組；經組態以回應於該等驅動電壓而量測電 流的電流偵測器；及經組態以基於由該電流偵測器量測之 電流而判定用於干涉調變器元件狀態改變之回應時間之一 或多個值特性的計算模組。 本文中所揭示之再一實施例包括調諧干涉調變器顯示器 驅動之方法’該方法包含：向干涉調變器顯示器元件施加 一偏壓電壓’其中該偏壓電壓將干涉調變器顯示器元件維 持在致動或釋放狀態中；判定相對於干涉調變器顯示器元 件之致動電壓及釋放電壓之偏壓電壓之值的一或多個光 學、機械或電氣參數特性，其中該判定不會引起干涉調變 器顯示器元件改變其狀態；比較該一或多個參數與一或多 個參考參數；及基於該比較而調整該偏壓電壓。 本文中所揭示之另一實施例包括一干涉調變器顯示器， 其包含：複數個干涉調變器顯示器元件；經組態以向干涉 調變器顯示器元件施加一偏壓電壓之驅動模組；經組態以 138418.doc 200951910 施加疊加於該偏壓電壓上之電壓波形的電壓波形產生器， 其中該電壓波形不會引起干涉調變器顯示器元件改變其狀 態；經組態以回應於該電壓波形之施加而判定一或多個光 學、機械或電氣參數之偵測器，其中該等參數為相對於干 涉調變器顯示器元件之致動電壓及釋放電壓之偏壓電壓之 值的特性；儲存用於該等光學、機械或電氣參數之一或多 ' 個參考值的記憶體；及經組態以比較該等所判定之光學、 機械或電氣參數與該等參考光學、機械或電氣參數且判定 〇 相對於干涉調變器顯示器元件之致動電壓及釋放電壓之偏 壓電壓的計算模組。 【實施方式】 以下詳細描述係針對某些特定實施例。然而，本文中之 教示可以多種不同方式來應用。在此描述中，參看諸圖 式，其中類似部分貫穿全文藉由類似數字來指定。該等實 施例可實施於經組態以顯示影像之任何器件中，無論該影 像為運動影像（例如，視訊）還是靜止影像（例如，靜態影 罾 像）且無論該影像為文字影像還是圖像影像。更特定言 之，預期該等實施例可實施於多種電子器件中或與其相關

電腦監視器、自動顯示器（例如，里 機、可攜式攝像機、遊戲控 電視監視器、平板顚示器、 0 ’里程計顯示器等）、駕駛 艙控制器及/或顯示器、相機視野顯示器（例如，車輛中之 138418.doc 200951910 後視相機之顯示器）、電子照片、電子廣告牌或電子桿 記、投影儀、建築結構、封裝及美學結構（例如，關於一 件珠寶之影像顯示）。與本文中所描述之彼等MEMS器件之 結構相似的MEMS器件亦可用於非顯示應用中，諸如電子 開關器件中。 顯示器中之干涉調變器之行為可隨著顯示器之老化、溫 度變化等而改變。舉例而言，致動時間及釋放時間（其為 干涉調變器致動或釋放所花費之時間量）可隨著顯示器之 老化、溫度變化或其他改變而變化。干涉調變器之致動時 間及釋放時間取決於用於器件之操作中的相對於致動電壓 及釋放電壓的偏壓電壓及驅動電壓。因此，可藉由調整偏 壓電壓及驅動電壓來調整干涉調變器之致動時間及釋放時 間。可在顯示器之整個壽命中週期地或不斯地調整此等電 壓，以使得此等電壓符合預先界定之範圍内，或以使得致 動時間與釋放時間之比率落在預先界定之範圍内。致動時 間及釋放時間之量測可係直接的或間接的。直接地’可藉 由實際地改變器件之狀態且判定狀態改變花費多長時間來 量測器件之回應時間。間接地，可在不改變狀態之情況下 量測調變器沿著其滯後曲線之位置，且可自此等量測推斷 致動時間及釋放時間之值。 圖1中說明一包含干涉MEMS顯示器元件之干涉調變器 顯示器實施例。在此等器件中，像素係處於明亮狀態或黑 暗狀態中。在明亮（「鬆弛」或「打開」）狀態中，顯示器 疋件將大部分之入射可見光反射至使用者。當在黑暗 138418.doc 200951910 (「致動」或「關閉」）狀態中時，顯示器元件反射極少之 入射可見光至使用者。取決於實施例，「開啟」及「斷 開」狀態之光反射性質可顛倒。MEMS像素可經組態以主 要在選定之色彩下反射，從而允許除黑色及白色之外之色 彩顯示。 圖1為描缯·視覺顯示器之一系列像素中之兩個鄰近像素 - 的等角視圖’其中每一像素包含一 MEMS干涉調變器。在 一些實施例中’干涉調變器顯示器包含此等干涉調變器之 © 一列/行陣列。每一干涉調變器包括一對反射層，該對反 射層經定位為彼此相距可變且可控之距離以形成具有至少 一可變尺寸之諧振光學間隙。在一實施例中，反射層中之 一者可在兩個位置之間移動。在第一位置（在本文中稱作 鬆弛位置）中，可移動反射層定位於距固定之部分反射層 相對大的距離處。在第二位置（在本文中稱作致動位置） 甲’可移動反射層更緊密地鄰近於該部分反射層位。自該 兩層反射之入射光取決於可移動反射層之位置而相長地或 相消地干涉，從而為每一像素產生總的反射或非反射狀 ' 圖1中所描繪之像素陣列之部分包括兩個鄰近干涉調變 器12a與12b。在左側干涉調變器12&中，說明處於距光學 堆疊16a預定距離之鬆弛位置中之可移動反射層14&，該光 學堆疊16a包括一部分反射層。在右侧干涉調變器12b中， 說明處於鄰近於光學堆疊l6b之致動位置中之可移動反射 層 14b 〇 B8418.doc 200951910 如本文中所提及’光學堆疊16a及16b(共同稱作光學堆 疊16)通常包含若干融合層，該等融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。光學堆疊16因此導電、部分透明且部分反射，且可 (例如)藉由將上述層中之一或多者沈積於透明基板汕上而 製也。部分反射層可由部分反射之多種材料形成，諸如各 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，且該等層中之每一者可由單一材料或材料之組合 形成。 在一些實施例中，將光學堆疊16之層圖案化成平行條 帶，且如下文進一步描述，光學堆疊16之層可形成顯示器 件中之列電極。可將可移動反射層14a、14b形成為一或多 個所沈積之金屬層之一系列平行條帶（與16a、i6b之列電 極正交）以形成沈積於柱18及沈積於柱18之間的介入犧牲 材料之上的行。當蝕刻掉犧牲材料時，可移動反射層 14a、14b與光學堆疊16a、16b分離一所界定之間隙19。諸 如銘之咼導電及反射之材料可用於反射層Μ,且此等條帶 可形成顯示器件中之行電極。注意，圖1可能不按比例緣 製。在一些實施例中’柱18之間的間隔可為大約1〇_1〇〇 Km，而間隙19可為大約< 1000埃。 在無施加電壓之情況下，間隙19保持在可移動反射層 14a與光學堆疊i6a之間，可移動反射層14a處於機械鬆弛 狀態中，如藉由圖1中之像素12a說明。然而，當向選定之 列及行施加電位（電壓）差時’形成於對應像素處之列電極 138418.doc 200951910 與行電極之相交點處的電容器變成帶電荷，且靜電力將電 極牵引在一起。若電壓足夠高，則可移動反射層14變形且 被強制相抵於光學堆疊16。光學堆疊16内之介電層（此圖 中未說明）可防止短路且控制層14與16之間的分離距離， 如藉由圖1中右側之致動像素12b說明。不管所施加之電位 差之極性如何，行為均相同。 ' 圖2至圖5說明用於在顯示器應用中使用干涉調變器陣列 之一例示性過程及系統。 © 圖2為說明可併有干涉調變器之電子器件之一實施例的 系統方塊圖。該電子器件包括處理器21，其可為諸如 ARM®、Pentium®、8051、MIPS®、P〇wer PC® 或 ALPHA® 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專用微處理器。 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。除執行作業系統之外，處理器可經組態以執行 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。 在一實施例中，處理器2 1亦經組態以與陣列驅動器22通 . 信。在一實施例中，陣列驅動器22包括將信號提供至顯示 • 器陣列或面板30之列驅動器電路24及行驅動器電路26。藉 由圖2中之線1_1來展示圖i中所說明之陣列之橫截面。注 意，儘管為了清晰起見，圖2說明3χ3之干涉調變器陣列， 但顯示器陣列30可含有非常大數目之干涉調變器，且列中 可具有與仃中不同之數目之干涉調變器(例如，每一列鳩 138418.doc 200951910 個像素x每一行190個像素）。 圖3為圖1之干涉調變器之一例示性實施例的可移動鏡面 位置對所施加之電壓的圖。對於MEMS干涉調變器，列/行 致動協定可利用如圖3中所說明的此等器件之滯後性質。 干涉調變器可需要（例如）1〇伏特電位差來引起可移動層自 鬆弛狀態變形至致動狀態。然而，當電壓自彼值減小時， 可移動層隨著電壓下降回至低於1 〇伏特而維持其狀態。在 圖3之例示性實施例中’可移動層直至電壓下降至低於2伏 特才完全鬆弛。因此，在圖3中所說明之實例中，存在約3 V至7 V之電壓範圍’在該電壓範圍中存在一施加電壓窗， 器件在該窗内穩定處於鬆弛狀態或致動狀態中。此窗在本 文中稱作「滞後窗」或「穩定性窗」。對於具有圖3之滯 後特性之顯示器陣列而言’可設計列/行致動協定，以使 得在列選通期間，使所選通之列中待致動之像素經受約J 〇 伏特之電壓差，且使待鬆弛之像素經受接近於零伏特之電 壓差。在選通之後’使像素經受約5伏特之穩定狀態或偏 壓電壓差以使得其保持處於列選通將其置於之任何狀態 中。在此實例中’在被寫入之後’每一像素經歷3伏特至7 伏特之「穩定性窗」内之電位差。此特徵使圖1中所說明 之像素設計在相同施加電壓條件下穩定處於致動或黎弛的 預先存在狀態中。因為干涉調變器之每一像素（不管處於 致動狀態還是鬆弛狀態中）實質上為藉由固定及移動反射 層形成之電容器，所以可在滯後窗内之電壓下保持此穩定 狀態而幾乎無功率耗散。若所施加之電位固定，則實質上 138418.doc • 10- 200951910 無電流流入像素中。 如下文進—步描述’在典型應用程式中，可藉由根據第 -列中的所要之致動像素集合發送一資料信號集合(各自 具有某一電壓位準）橫越行電極隼人 』电蚀果合來產生影像之圖框。 帛著向第-列電極施加-列脈衝’從而致動對應於該資料 信號集合之像素。接著改變該資料信號集合以對應於第二 列中的所要之致動像素隼合。垃装 双莉1豕接者向第二列電極施加一脈 衝，從而根據該等資料信號來致動第二列中之適當像素。 Ο 帛-列像素不受第二列脈衝影響，且保持處於其在第一列 脈衝期間經設定至之狀態中。此可以順序型式重複用於整 個系列之列，以產生圖框。大體而言，藉由以每秒某所要 數目之圖框不斷地重複此過程而用新影像資料刷新及/或 更新圖框。可使用用於驅動像素陣列之列電極及行電極以 產生影像圖框之廣泛多種協定。 圖4及圖5說明用於在圖2之3x3陣列上產生顯示圖框之一 可月b的致動協疋。圖4說明展現圖3之滞後曲線之可用於像 ® 素的行及列電壓位準之可能集合。在圖4實施例中，致動 像素涉及將適當行設定至-Vb|as，且將適當列設定至 - +ΔΥ，-Vbias及+AV可分別對應於-5伏特及+5伏特。使像素 鬆弛係藉由將適當行設定至十丫^^且將適當列設定至相同 +AV從而產生跨越像素之零伏特電位差而實現β在列電壓 保持在零伏特之彼等列中，像素穩定處於其最初所處之任 何狀態中，不管行處於+vbias還是-Vbias。亦如圖4中所說 明，可使用與上文所描述之彼等電壓之極性相反的電麼， 138418.doc 11 200951910 例如’致動像素可涉及將適當行設定至+vbias且將適當列 設定至-Δν。在此實施例中，釋放像素係藉由將適當行設 疋至- Vbias且將適當列設定至相同-Δν從而產生跨越像素之 零伏特電位差而實現》 圖5Β為展示施加至圖2之3X3陣列的將產生圖5Α中所說 明之顯示配置的一系列列信號及行信號的時序圖，其中所 致動之像素為非反射的。在寫入圖5Α中所說明之圖框之 - 前，像素可處於任何狀態中，且在此實例中，所有列最初 均在〇伏特且所有行均在+5伏特。在此等施加電壓之情況 〇 下’所有像素均穩定處於其現有致動或鬆弛狀態中。 在圖5Α圖框中，致動像素〇，1}、〇 2)、（22)、（32)及 (3,3) 〇為實現此目的，在列】之「線時間」期間，將行1及 2 疋至-5伏特，且將行3設定至+5伏特。此不會改變任何 像素之狀態，因為所有像素均保持在3伏特至7伏特之穩定 性窗中著藉由自〇伏特升至5伏特且返回至零之脈衝來 選通列1。此致動（1山及（1，2)像素且使（13)像素鬆弛。陣 :二之其他像素不受影響。為了視需要而設定列2,將行2 0 又疋至5伏特，且將行丨及3設定至+5伏特。施加至列2之 相同選通接著將致動像素（2,2)且使像素…⑷切鬆他。 :陣列中之其他像素不受影響。類似地藉由將行2及3 又$至5伏特且將行丨設定至+5伏特來設定列3。列3選通 列3像素’如圖5Α中所展示。在寫人圖框之後’列電 —為零且行電位可保持在+5或_5伏特，且接著顯示器穩 處；圖5 Α之配置中。相同程序可用於數十或數百個列及 138418.doc 12 200951910 订之陣列。可在上文所概述之—般原理㈣泛地變化用以 執行列及行致動之電Μ的時序、順序及位準，且上述實例 僅為例示性的，且任何致動電壓方法可與本文中所描述之 系統及方法一起使用。 圖6Α及圖6Β為說明顯示器件4G之實施例的系統方塊 圖。顯示器件40可為（例如）蜂巢式電話或行動電話。然 而，顯示器件40之相同組件或其輕微變化亦說明各種類型 之顯示器件，諸如電視及攜帶型媒體播放機。 顯示器件40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器 45、輸人器件48及麥克風46β外殼41大體藉由多種製造製 程中之任一者形成，包括射出模製及真空成形。另外，外 殼41可由多種材料中之任_者製成，該等材料包括（但不 限於)塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶£，或其組合。在一 實施例中，外殼41包括可與具不同色彩或含有不同標誌、 圖像或符號之其他可移除部分互換的可移除部分（未圖 示）。 例不性顯不器件40之顯示器3〇可為多種顯示器中之任一 者，包括如本文中所描述之雙穩態顯示器。在其他實施例 中，顯示器30包括平板顯示器（諸如，電漿、El、〇LED、 STN LCD或TFT LCD，如上文所描述），或非平板顯示器 (諸如’ CRT或其他管狀器件然而，為了描述當前實施 例之目的’顯示器30包括干涉調變器顯示器，如本文中所 描述。 在圖6B中示意地說明例示性顯示器件40之一實施例的組 138418,doc •13- 200951910 件。所說明之例示性顯示器件40包括外殼41且可包括至少 部分地封閉於該外殼中之額外組件。舉例而言，在一實施 例中，例示性顯示器件40包括網路介面27，網路介面27包 括耦接至收發器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，對信號濾波）。調節硬體52連接至揚聲器45及 麥克風46。處理器21亦連接至輸入器件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又耦接至顯示器陣列30。電源50如特定 例示性顯示器件40設計所要求而向所有組件提供電力。 網路介面27包括天線43及收發器47，以使得例示性顯示 器件40可經由網路與一或多個器件通信。在一實施例中， 網路介面27亦可具有一些處理能力以減輕處理器21之需 求。天線43為用於傳輸及接收信號之任何天線。在一實施 例中，天線根據IEEE 802.1 1標準（包括IEEE 802.1 1(a)、⑻ 或（g))來傳輸及接收RF信號。在另一實施例中，天線根據 藍芽（BLUETOOTH)標準來傳輸及接收RF信號。在蜂巢式 電話之狀沉下，天線經設計以接收CDMA、GSM、 AMPS、W-CDMA或用以在無線蜂巢式電話網路内進行通 信之其他已知信號。收發器47預先處理自天線43所接收之 信號，以使得該等信號可由處理器21予以接收並由處理器 21予以進一步操縱。收發器47亦處理自處理器以所接收之 信號，以使得可經由天線43自例示性顯示器件4〇傳輸信 號。 138418.doc -14- 200951910 在替代實施例中，可藉由接收器來替換收發器47。在又 一替代實施例中，可藉由可儲存或產生待發送至處理器21 之影像資料的影像源來替換網路介面27 »舉例而言，影像 源可為含有影像資料之數位視訊光碟（dvd)或硬碟機或 產生影像資料之軟體模組。 ‘ 處理器21大體控制例示性顯示器件40之總操作。處理器 21接收資料（諸如，來自網路介面27或影像源之壓縮影像 資料），且將該資料處理成原始影像資料或處理成易於處 ❹ 理成原始影像資料之格式。處理器21接著將所處理之資料 發送至驅動器控制器29或至圖框緩衝器28以用於儲存。原 始資料通常指代識別影像内之每一位置處之影像特性的資 訊。舉例而言，該等影像特性可包括色彩、飽和度及灰度 階。 在一實施例中，處理器21包括用於控制例示性顯示器件 40之操作的微控制器、CPU或邏輯單元。調節硬鳢52大體 包括用於將信號傳輸至揚聲器45且用於接收來自麥克風46 © 之信號的放大器及濾波器。調節硬體52可為例示性顯示器 件40内之離散組件，或可併入於處理器21或其他組件内。 . 驅動器控制器29採用直接來自處理器21或來自圖框緩衝 • 器28的由處理器21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 栅狀格式之資料流，以使得其具有適合於掃描橫越顯示器 陣列30之時間次序。接著，驅動器控制器29將經格式化之 138418.doc 15 200951910 資訊發送至陣列驅動器22。儘管驅動器控制器29(諸如， LCD控制器）常常作為單獨積體電路（IC)與系統處理器以相 關聯，但可以許多方式來實施該等控制器。該等控制器可 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接收經格式化之 資訊並將視訊資料重新格式化成一組平行波形，該組波形 每秒多次施加至來自顯示器之x_y像素矩陣之數百且有時 數千個引線。 在一實施例中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示 器陣列30適合於本文中所描述之顯示器之類型中的任一 者。舉例而言，在一實施例中，驅動器控制器29為習知顯 示器控制器或雙穩態顯示器控制器（例如，干涉調變器控 制器）。在另一實施例中，陣列驅動器22為習知驅動器或 雙穩態顯示器驅動器（例如，干涉調變器顯示器）。在一實 施例中，驅動器控制器29與陣列驅動器22整合。此種實施 例在諸如蜂巢式電話、腕錶及其他小面積顯示器之高整合 系統中係常見的。在又一實施例中，顯示器陣列3〇為典型 顯示器陣列或雙穩態顯示器陣列（例如，包括干涉調變器 陣列之顯示器）。 ° 輸入器件48允許使用者控制例示性顯示器件4〇之操作。 在一實施例中，輸入器件48包括諸如qwerty鍵盤或電話 小鍵盤之小鍵盤、按鈕、開關、觸敏螢幕，壓敏或熱敏 膜。在一實施例中，麥克風46為用於例示性顯示器件扣之 138418.doc 16 200951910 輸入器件》當使用麥克風46向器件輸入資料時，可由使用 者來提供用於控制例示性顯示器件40之操作的語音命令。 電源50可包括如此項技術中所熟知之多種能量儲存器 件。舉例而言，在-實施例中，電源5〇為諸如錄錄電池或 . _子電池之可再充電電池。在另—實施例中，電源50為 可再生能源、電容器，或包括塑膠太陽能電池及太陽能電 • 池漆之太陽能電池。在另一實施例中，電源50經組態以自 壁式插座接收電力。 © 在一些實施例中，如上文所描述，控制可程式化能力駐 留於可疋位於電子顯示系統中之若干位置中的驅動器控制 器中。在一些狀況下，控制可程式化能力駐留於陣列驅動 器22中。上文所描述之最佳化可以任何數目之硬體及/或 軟體組件及以各種組態來實施。 根據上文所闡述之原理而操作之干涉調變器的結構之細 節可廣泛地變化。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為圖丨之實 施例之橫截面’其中金屬材料條帶14沈積於正交延伸之支 揮件18上。在圖7B中，每一干涉調變器之可移動反射層14 .之形狀係方形或矩形且僅在繫拴32上之轉角處附接至支撐 件。在圖7C中’可移動反射層14之形狀係方形或矩形且自 可包含可撓金屬之可變形層34懸置。可變形層34直接地或 間接地連接至可變形層34之周邊周圍之基板20«此等連接 在本文中稱作支撐柱。圊7D中所說明之實施例具有支撐柱 塞42’可變形層34擱置在支撐柱塞42上。可移動反射層14 138418.doc •17· 200951910 保持懸置於間隙上方，如圖7A至圖7C中，但可變形層34 不會藉由填充可變形層34與光學堆疊1 6之間的孔而形成支 撐柱。而是，支撐柱係由用於形成支撐柱塞42之平坦化材 料形成。圖7E中所說明之實施例係基於圖7D中所展示之 實施例，但亦可經調適以與圖7A至圖7C中所說明之實施 例以及未展示之額外實施例中的任一者一起工作。在圖7E 中所展示之實施例中，使用額外的金屬或其他導電材料層 來形成匯流排結構44。此允許信號沿著干涉調變器之背部 投送，從而消除另外可能必須形成於基板20上之許多電 極。 在諸如圖7中所展示之彼等實施例的實施例中，干涉調 變器充當直視型器件，其中影像係自透明基板20之前側觀 看，該側與上面配置有調變器之彼側相對》在此等實施例 中，反射層14光學遮蔽干涉調變器在反射層之與基板20相 對之側上的部分（包括可變形層34)。此允許在不負面地影 響影像品質之情況下對經遮蔽之區域組態及操作。舉例而 言，該遮蔽允許圖7E中之匯流排結構44，其提供將調變器 之光學性質與調變器之機電性質（諸如定址及由彼定址產 生之移動）分離之能力。此可分離之調變器架構允許選擇 用於調變器之機電態樣及光學態樣之結構設計及材料且使 其彼此獨立地起作用。此外，圖7C至圖7E中所展示之實施 例具有自反射層14之光學性質與其機械性質（其由可變形 層34來執行）之去耦合導出的額外益處。此允許關於光學 性質來最佳化用於反射層14之結構設計及材料，且關於所 138418.doc 200951910 要之機械性質來最佳化用於可變形層34之結構設計及材 料。 如上所註，干涉調變器之行為可隨著顯示器之老化、溫 度變化等而改變。舉例而言，致動時間及釋放時間可隨著 上文所提及之參數或其他參數而變化。因此，在一些實施 例中，調整或「調諧」用於驅動干涉調變器之偏壓電壓及 • /或驅動電壓以達成最佳致動時間及釋放時間。一實施例 包括判定回應時間或回應時間之值特性（例如，時間常 〇 數），繼之基於所判定之回應時間而調諧干涉調變器之偏 壓電壓及/或驅動電壓。 大體而言’干涉調變器之回應時間取決於致動或釋放之 前與之後所施加之電壓位準。舉例而言，當藉由施加越過 調變器之致動電壓之方形脈衝來致動保持處於鬆弛狀態中 之調變器時’調變器之致動時間取決於脈衝之長度、初始 偏壓電壓之值及相對於調變器之致動電壓及釋放電壓的所 施加之致動電壓。類似地，當藉由施加越過調變器之釋放 ® 電壓之方形脈衝來釋放保持處於致動狀態中之調變器時， 調變器之釋放時間取決於脈衝之大小、初始偏壓電壓之值 • 及相對於調變器之致動電壓及釋放電壓的所施加之釋放電 壓。一實施例包括利用回應時間與上文所描述之電壓之間 的關係來自干涉調變器回應時間推斷電壓調諧資訊的方 法。可接著調整偏壓電壓及/或驅動電壓以達成所要之致 動時間及釋放時間。 圖8 A-圖8D為分別展示例示性干涉調變器器件在施加各 138418.doc -19· 200951910 種量值之電壓階躍84之後的電流回應82的曲線圖。此說明 回應時間取決於所施加之階躍之電壓位準。如圖8八_圖8〇 中所展示，當向干涉調變器12施加電壓階躍84時，存在可 量測之電流回應8 2。假定初始電壓處於足以將干涉調變器 12保持處於致動狀態或釋放狀態中之偏壓電壓。施加電壓 階躍之後之最後電壓視其相對於干涉調變器12之致動或釋 放電位之值而可或可不引起狀態之改變（例如，致動或釋 放）。在最後電位足以引起致動或釋放之狀況下，在所得 電流中可展現多個峰值86、88。大體而言，可藉由以下等 式來描述對電壓階躍84之電流回應82 : I = + 。 dt dt dt 此等式中的歸因於致動或釋放之前之電容性充電的第一 項（C^)主要促成電流回應82之第一、尖峰值86。歸因於 由致動或釋放引起之電容之改變的第二項主要促成 電流回應82之第一、較尖峰值88。此等峰值在如下文所論 述之圖8B-圖8D中顯而易見。 圖8A為展示例示性干涉調變器在施加4伏特脈衝84之後 之電流回應82的曲線圖。在此狀況下，4伏特並不強得足 以致動器件，且僅看見對應於上述等式中之第一項的尖峰 值86。圖8B為展示調變器在施加6伏特脈衝84之後之電流 回應82的曲線圖。在此狀況下，干涉調變器12致動，從而 在電流回應82中產生兩個峰值86、88 〇第一峰值86比圖8A 之狀況中的峰值強，因為電壓之改變較大。第二峰值88係 138418.doc -20- 200951910 由調變器在其改變狀態時的電容之改變產生。圖8C為展示 調變器在施加7伏特脈衝84之後之電流回應82的曲線圖。 又，第一峰值86比圖8A或圖8B之狀況中的峰值強，因為 電壓之改變較大。對應於調變器之狀態之改變的第二峰值 88不久變尖，且具有比圖8B之狀況中之量值大的量值。圖 8D為展示調變器在施加8伏特脈衝84之後之電流回應82的 • 曲線圖。如之前，第一峰值86比圖8A-圖8C中之峰值強， 且第二峰值88不久變尖，且具有比圖8B及圖8C中之量值 © 大的量值。 可自電流回應82來界定回應時間之許多參數特性。舉例 而言，脈衝之施加與電流回應之第二峰值88之最大值之間 的時間可用作回應時間之表示。或者，可將電流回應82與 回應時間之曲線特性下之面積整合。在另一實施例中，可 使用熟習此項技術者已知之技術來判定第二峰值88之尖銳 度。舉例而言，達到最大值之70%之第二峰值與衰變至最 大值之70%之第二峰值88之間的時間可用作第二峰值88之 〇 尖銳度之量測。或者’可使電流回應82符合藉由上述等式 判定之曲線以判定為回應時間之特性的時間常數。 . 在一些實施例中’調整偏壓電壓及/或驅動電壓，直至 回應時間之參數特性（例如，上文所描述之參數中之一者） 在預先界定之範圍内或該等參數之比率（例如，致動回應 時間參數與釋放回應時間參數之比率）在預先界定之範圍 内為止。在一些實施例中，調整偏壓電壓及/或驅動電 壓，直至致動時間與釋放時間大致相等為止。 138418.doc 21 200951910 圖9為展示一判定回應時間且接著調整干涉調變器之偏 壓電壓及7或驅動電壓之方法的流程圖。取決於特定實施 例，可添加步驟至本文中之流程圖中所描繪之彼等步驟或 可移除一些步驟。另外，可視應用而重排步驟之次序。在 第一階段90中，向干涉調變器12施加一偏壓電壓，從而將 調變器12置於保持狀態中。在下一階段92中，向調變器u 施加一驅動電壓以引起調變器12改變狀態且偵測所得電 流β可藉由熟習此項技術者已知之任何合適方法來偵測在 施加驅動電壓期間自干涉調變器12所汲取之電流。舉例而 言，可藉由整合至陣列驅動器模組22之電路來偵測電流。 在接下來的階段94中，（諸如）藉由上文所描述之方法中之 一者來量測調變器對於致動或釋放之回應時間。可使用電 腦處理器21來分析階段92處所量測之電流以便判定回應時 間或回應時間之值特性。在最後階段96中基於所量測之 回應時間而調整偏壓電壓及/或驅動電壓。在一些實施例 中，藉由重複圖9之過程而反覆調整偏壓電壓及/或驅動電 壓，每次變更偏壓電壓及/或驅動電壓，直至量測到最後 所要之回應時間為止。 在一些實施例中，將圖9中所描述之過程作為干涉調變 器顯示器中之正常影像寫入過程之一部分進行。舉例而 °偏壓電壓及驅動電壓之施加可係回應於影像資料之接 收，其需要+涉調冑器12作為正常影像寫入過程之一部分 來改變狀態。因此’可在不變更正常顯示器驅動時序之情 況下進行回應時間之判定。在一些實施例中，藉由摘測用 138418.doc -22· 200951910

回應時間。在其他實施例中， 偵測回應電流且對回應電流進行分析。 罵入過程之一部分而改變狀 流來判定階段92處所判定之 分別對於每一干涉調變器12 ，另-實施例包括在不越過致動或釋放電壓之情況下經由 光學機械或電氣方法估計諸如干涉調變器12之MEMS器 件之致動或釋放電位或相對於致動或釋放電位的施加至 MEMS器件之偏麼電M之強度的方法。此方法在不改變器 件之狀態之情況下估計施加至干涉調變器丨2之偏壓電壓在 滯後窗内之相對位置。因此，該方法允許在器件之視覺狀 態或色彩中不具有任何不可忽略之改變的情況下預測器件 之致動或釋放電位。 處於保持狀態中之干涉調變器中之電容以及其他參數依 據滯後窗内的所施加之偏壓電壓。換言之，此等參數可視 所施加之偏壓電壓接近於致動或釋放電位之程度而在滞後 窗内變化。因此’在一些實施例中，當將干涉調變器丨2保 持在所施加之偏壓電壓時判定電容或另一參數。可接著調 整偏壓電壓及/或驅動電壓，以便獲得偏壓電壓、致動電 位與釋放電位（及因此的致動時間與釋放時間）之間的所要 之關係。舉例而言，可量測調變器之反射率、機械諧振頻 率、該兩層之間的間隔19之尺寸，或器件之電容。量測此 等參數中之一者可因此揭露偏壓電壓在滯後窗内之相對位 置。在一實施例中，藉由將小振幅之週期波形（諸如，正 弦波或三角波）疊加於偏壓電壓之上且接著量測週期電流 138418.doc -23· 200951910 回應來量測電容。 圖10為圖1之干涉調變器之一例示性實施例的電容對所 施加之電壓的圖。在一些實施例中，如圖10中所展示，當 干涉調變器12處於致動狀態、保持狀態或釋放狀態中時， 干涉調變器12之電容依據所施加之電壓而不恆定。對於 (例如，干涉調變器12中之兩個反射層之間的距離的）光學 量測觀察到相似回應。另外，干涉調變器之諧振頻率隨著 所施加之電壓而變化。因此，可使用許多參數來判定所施 加之電壓在干涉調變器之滞後曲線内的相對位置。 _ 因此，在一些實施例中，經由光學、機械或電氣參數之 量測及隨後的與參考滯後曲線（亦即，模型）之比較來估計 所施加之電壓在滯後曲線内之相對位置（例如’所施加之 電壓相對於致動及釋放電位之位置）。在一些實施例中， ^模里包括扣示量測參數（例如，電容）依據電壓之變化的 資料集。可理論上導出或用實驗方法判定該模型。可經由 回應於全範圍之電壓在器件上之施加的所要之量測參數之 明確量測來建構用實驗方法判定之模型。若使用理論模〇 型，則可使用某些參考常數（例如，所選擇之量測參數（諸 如電各）在零電壓、高（致動）電壓等下之值）來建構完整 資料集可經由理論或經由此等參數在相同器件上在另一 時間點之量測或經由此等參數在不同的干涉調變器器件上 之量測來判定此等常數。 在估計偏Μ㈣在滯後窗内之位置之後，可推斷回應時 間且進行調諧。因為用於干涉調變器12之致動或釋放之 I384iS.doc •24· 200951910 回應時間取決於偏壓電壓及驅動電壓，所以可調整偏壓電 壓或驅動電壓來改變致動或釋放時間《調整干涉調變器12 之致動時間及釋放時間以符合預先界定之範圍内或以使得 致動時間與釋放時間之比率落在預先界定之範圍内可係有 利的》 圖π為展示調整干涉調變器之偏壓電壓之另一方法的流 • 程圖。在第一階段110中，向干涉調變器12施加一偏壓電 壓’從而將調變器12置於保持狀態中。接著，在階段112 Ο 中’判定依據所施加之偏壓電壓而變化之一或多個參數 (例如’電容）。在接下來的階段114中，將該一或多個所量 測之參數與參考參數相比較。在最後階段丨丨6中，在該比 較之基礎上調整偏壓電壓及/或驅動電壓。在一些實施例 中，可在顯示器之正常操作期間進行量測及調整。舉例而 言，可在僅向干涉調變器施加偏壓電壓電位之影像更新之 間的週期期間進行圊11之過程。 〇 可以許多方式獲得干涉調變器之電氣回應（諸如，上文 所論述之電流回應）之量測。舉例而言，當干涉調變器為 主動顯示器（諸如，電視）之一部分時，可量測電氣回應。 . S在描述用於該量測之適當電路。圖12為說明經組態以驅 . 動顯示器陣列202並量測選定之顯示器元件（諸如，圖】之 干涉調變器12&及i2b)之電氣回應的實例系統2〇〇的方塊 圖。顯示器陣列202包含Ncol行xNr〇w列之义分量像素（例 如，N可為包括（例如）紅、綠及藍之3個顯示器元件）。系 統200進一步包括行驅動器，其包含用於供應兩個或兩個 138418.doc -25- 200951910 以上驅動電壓位準之兩個或兩個以上數位轉類比轉換器 (DAC)204以及用於選擇哪些行來供應哪些信號之開關子系 統206。系統200進一步包括列驅動器電路，其包含用於供 應兩個或兩個以上驅動電壓位準之兩個或兩個以上DAC 208以及用於選擇選通哪一列之開關電路21〇。注意，此示 意圖中直接連接至顯示器陣列之列驅動器及行驅動器由開 關構成，但下文所論述之若干方法可適用於包括完全類比 顯示器驅動器之替代驅動器設計。 包括DAC 204及208與開關206及210的列及行驅動器電 路由陣列驅動器212來控制。如上文參看圖2及圖3所論 述’陣列驅動器212之數位邏輯中所含有之列/行致動協定 可利用干涉調變器MEMS器件之滞後性質。舉例而言，對 於包含具有圖3之滯後特性之干涉調變器12的顯示器陣列 而言’可設計列/行致動協定以便在列選通期間，使所選 通之列中待致動之顯示器元件經受致動電壓差（例如，約 10伏特），且使待鬆弛之顯示器元件經受接近於零伏特之 電壓差。在選通之後’使顯示器元件經受被稱為偏壓電壓 (例如，約5伏特）之穩定狀態電壓差以使得其保持處於列選 通將其置於之任何狀態中。在此實例中，在被寫入之後， 每一顯示器元件經歷3伏特至7伏特之「穩定性窗」内之電 位差。然而，如上文所論述，顯示器元件之特性可隨著時 間及/或溫度而改變或可更迅速或緩慢地回應於不同驅動 電壓位準。因而，可視實施例而組態陣列驅動器212及 DAC 204及208以供應可變電壓位準。 138418.doc •26- 200951910 除上文所論述之驅動電路（包括DAC 204及208與開關206 及210，及陣列驅動器212)之外，添加系統2〇〇之剩餘區塊 以便能夠向選定之顯示器元件進一步施加電激勵（例如， 施加小振幅之週期波形以便判定電容），以及能夠量測顯 示器陣列202中的選定之顯示器元件之電氣回應。在此實 例中’數位轉類比轉換器（DAc)2 14及216分別經由行開關 • 206及列開關210而向顯示器陣列202供應額外電壓。大體 而言’此等可表示至列及行驅動電路之内部或外部電壓供 應輸人。 在此實例中，使用直接數位合成（DDS1)區塊218來產生 添加至由連接至行開關206之DAC 214產生的電壓位準之 上的電壓激勵。此外，大體而言，*DDS1區塊218產生之 激勵仏號可由為熟習此項技術者所熟悉之類似電振蘯器、 鋸齒波形產生器等之若干個替代構件來產生。激勵亦可能 為電流或電荷，或甚至受控制之輸出阻抗。 在圖12中所展示之實例中，以由分別經由行開關2〇6及/ ® 或列開關21〇的至列及/行電極之電壓激勵之施加產生的流 經顯示器件之電流的形式來量測電氣回應β跨阻抗放大器 • 220(在圖12中經展示為其後直接接著放大器22〇β之電阻器 220Α)可用於量測電氣回應。所量測之電氣回應對應之該 (等）顯示器元件取決於行開關206及列開關210之狀態。類 比、數位或混合信號處理可用於量測顯示器件之電氣回應 之目的。 在一實施例中’直接藉由量測跨阻抗放大器220之輸出 138418.doc -27- 200951910 電流而量測顯示器元件之電氣回應。在此實施例中，可使 用熟習此項技術者已知之量變曲線及/或峰值或其他特性 來識別顯示器元件之某些操作特性。 在另一實施例中，可藉由自跨阻抗放大器220輸出之電 氣回應之額外後處理來特徵化所量測的顯示器元件之操作 特性。現在論述使用後處理技術來特徵化使用圖12之電路 之干涉調變器之阻抗的電容及電阻分量的實例。 - 因為干涉調變器充當電容器，所以諸如可使用DDS1 218 來施加之週期激勵將產生具有90。相位延滯（phase lag)之週 ❹ 期輸出電氣回應。舉例而言，DDS1 218可向顯示器元件之 行電極施加正弦電壓波形（比方說，3ίη(ωΐ))。對於理想電 容器而言，顯示器元件之電氣回應可為所施加之激勵之時 間導數’與cos(cot)成比例。因此，跨阻抗放大器220之輸 出亦可為餘弦函數。第二DDS DDS2 222施加餘弦電壓波 形，使該餘弦電壓波形在乘法器224處乘以跨阻抗放大器 220之輸出。結果為具有恆定分量及週期分量之波形。乘 法器2 2 4之輸出之恆定分量與顯示器元件之電容成比例。〇 濾波器226用於濾出週期分量且產生用於特徵化電容之電 氣回應。如所描述之此電容可用於調諧或調整干涉調變器 之偏壓電壓及/或驅動電壓。 對於為理想電容器之顯示器元件，對於所施加之激勵為 正弦函數之實例，跨阻抗放大器22〇之輸出為純餘弦函 數。然而，麵示g元件（例如）歸因於茂漏而展現阻抗， 則跨阻抗放大器220之輸出亦將含有正弦分量。此正弦分 I38418.doc -28 · 200951910 量不影響電容之量測，因為其將被濾波器226濾出。該正 弦分量可用於特徵化顯示器元件之阻抗之電阻部分。 使與由DDS1施加之激勵相似之週期電壓波形（例如， sin(wt))在乘法器228處乘以跨阻抗放大器22〇之輸出。結 果為包括恆定分量及週期分量之電氣回應。恆定分量與所 量測的顯示器元件之阻抗之電阻部分成比例。遽波器23〇 用於移除週期分量，從而產生可用於特徵化顯示器元件之 阻抗之電阻部分的信號。 藉由使用雙類比轉數位轉換器（ADC)232將濾波器之輸 出轉換至數位域。雙ADC 232之輸出由陣列驅動器212接 收以用於上文所論述之方法中。 在圖12中所展示之實例電路中，向行電極施加激勵且經 由列電極而量測電氣回應。在其他實施例中，可自（例如） 經施加激勵之相同電極（列或行）來量測電氣回應。 圓13為說明電路250之實例的方塊圖，電路25〇可用於經 由用於向選定之顯示器元件（諸如，在圖2之干涉調變器顯 不器件中）施加激勵之相同電路量測選定之顯示器元件之 電氣回應。電路250包含鏡射來自電流源電晶體N2&p22 電流的電晶體N1及P1，電流源電晶體N2&p2用於驅動施 加至顯示器元件之V〇ut信號。因此，電流w大體上等於用 ;驅動Vout信號之電流。量測I〇ut信號之電氣回應可因此用 於判定干涉調變器之操作特性，諸如干涉調變器之電容。 亦可使用其他電路113中所展示之電路25Q可適用於用 於供應電壓波形V〇ut之替代驅動器Ic設計或驅動方案。圖 138418.doc -29· 200951910 u之示意圖中所描繪之電路250可用於電流輸送器電路中 及電凌反饋放大器中，且可向顯示器陣列區域施加電壓激 勵並同時將電流(回應)複製至不同接針(I〇ut)以用於電氣感 測之目的。 、存在感測顯示器元件之顯示器陣列之不同部分的各種方 法。舉例而言，在-測試t可選擇感測整個顯示器陣列。 在其他實施例中，可選擇僅感測顯示器之一代表部分。可 將來自所有選定之列電極(或行電極)之反饋信號電連接至 圖12中所展示之跨阻抗放大器22〇。在此狀況下，可藉由 陣列驅動H 212來使信號傳輸至行電極與信號傳輸至列之 時序同步，以使得可在某些時間監視個別顯示器元件、像 素或子像素（例如，紅、綠及藍子像素卜亦可選擇在一時 間監視或量測一或多個特定列或行電極且視需要而切換成 監視其他列及行電極，直至監視到陣列之選定之部分為 止。最後，料選#量測個別顯示器元件且視需要而切換 成監視或量測其他顯示器元件，直至量測到陣列之選定之 部分為止。 在-實施例中，可將-或多個選定之列或行電極永久地 連接至激勵及/或感測電路而剩餘列或行不連接。亦可能 有目的地添加額外電極（列或行）至顯示器區域以用於施^ 激勵或感測之目的。此等其他電極可或可不為顯示器區域 之觀看者所看見。最後，另—選項為能夠經由開關或替代 電氣組件將激勵/驅動及/或感測電路與一或多個列或行電 極之不同集合連接及斷開。 138418.doc -30- 200951910 可將上文所論述之系統及方法之實施例應用於單色、雙 色或彩色顯示器。可能藉由合適地選擇列及行電極用於施 加驅動電壓及/或用於感測來量測用於不同色彩之像素之 群組。舉例而言，若顯示器使用RGB布局，其中紅、 綠（G)及藍（B)子像素定位於不同行線上，則可經由僅向 「紅」行施加激勵且在列上感測來量測個別色彩之區域。 ' 或者，可向列施加激勵，但僅在「紅」行上感測。 儘管已參考實施例及實例描述本發明，但應理解，可在 © 不偏離本發明之精神之情況下作出眾多及各種修改。因 此’本發明僅藉由以下申請專利範圍來限制。 【圖式簡單說明】 圖1為描螬干涉調變器顯示器之一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 置中’且第二干涉調變器之可移動反射層處於致動位置 中。 圖2為說明併有3x3干涉調變器顯示器之電子器件之一實 施例的系統方塊圖。 圖3為圖1之干涉調變器之一例示性實施例的可移動鏡面 - 位置對所施加之電壓的例示性圖。 圖4為可用以驅動干涉調變器顯示器之列電壓及行電壓 之集合的說明。 圖5A說明圖2之3x3干涉調變器顯示器中的顯示資料之 一例示性圖框。 圖5B說明可用以寫入圖5A之圖框之列信號及行信號的 138418.doc •31· 200951910 一例示性時序圖。 。圖6A及圖6B為說明包含複數個干涉調變器之視覺顯示 器件之一實施例的系統方塊圖。 圖7A為圖1之器件之橫截面。 圖7B為干涉調變器之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8A-圖8D為展示在一時間週期上所施加之電壓對電流 量測之效應的曲線圖。 圖9為示範調整干涉調變器之偏壓電壓及/或驅動電壓之 方法的流程圖。 圖1〇為圖1之干涉調變器之一例示性實施例的電容對所 施加之電壓的曲線圖。 囷11為示範調整干涉調變器之偏壓電壓之另一方法的漭 程圖。 ；11· 圖12為說明經組態以驅動顯示器陣列丨且量測選定之❹ 顯示器元件（諸如’圖2之干涉調變器顯示器件）之電氣回應 的實例系統的方塊圖。 圖13為說明可用於經由用於向選定之顯示器件（諸如， 在圖2之干涉調變器顯示器件中）施加激勵之相同電路量測 選定之顯不器元件之電氣回應你電路之另一實例的方塊 圖。 【主要元件符號說明】 138418.doc -32. 200951910 12a 干涉調變器/像素 12b 干涉調變器/致動像素 14 層/金屬材料條帶 14a 可移動反射層 14b 可移動反射層 16 層/光學堆疊 16a 光學堆疊 16b 光學堆疊 18 柱/支撐件 19 間隙/間隔 20 透明基板 21 處理器/電腦處理器 22 陣列驅動器/陣列驅動器模組 24 列驅動器電路 26 行驅動器電路 27 網路介面 28 圖框緩衝器 29 驅動器控制器 30 顯示器陣列或面板/顯示器 32 繫拴 34 可變形層 40 顯示器件 41 外殼 42 支撐柱塞 138418.doc •33_ 200951910 43 天線 44 匯流排結構 45 揚聲器 46 麥克風 47 收發器 48 輸入器件 50 電源 52 調節硬體 82 電流回應 84 電壓階躍 86 峰值/第一、尖峰值 88 峰值/第二、較夹峰值 200 系統 202 顯示器陣列 204 數位轉類比轉換器（DAC) 206 開關子系統 208 數位轉類比轉換器（DAC) 210 開關電路 212 陣列驅動器 214 數位轉類比轉換器（DAC) 216 數位轉類比轉換器（DAC) 218 直接數位合成（DDS1)區塊 220 跨阻抗放大器 220A 電阻器 I38418.doc -34- 200951910 220B 放大器 222 第二直接數位合成（DDS2) 224 乘法器 226 爐、波器 228 乘法器 230 濾波器 232 雙類比轉數位轉換器（ADC) 250 電路 I〇Ut 電流/接針 N1 電晶體 N2 電流源電晶體 PI 電晶體 P2 電流源電晶體 V〇Ut 信號/電壓波形 ❿ 138418.doc -35-

Claims (1)

1. 200951910 七、申請專利範面： 1， 一種調諧用於驅動一微機電系統（MEMS)陣列之電壓的 方法’該方法包含： 向一MEMS元件施加至少一電壓，·及 當施加該電壓時，調整用於該MEMS元件之一釋放回 應時間及一致動回應時間。 2.如請求項1之方法，其中該MEMS陣列為一干涉調變器顯 示器，且該MEMS元件為一干涉調變器。 ® 3.如請求項2之方法，其中該所施加之電壓係基於影像資 料。 4. 如請求項丨之方法，其中該所施加之電壓包含一偏壓電 壓’該偏壓電壓將該MEMS元件維持在一致動狀態及一 釋放狀態中之一或多者中。 5. 如請求項1之方法，其中該所施加之電壓包含引起該 MEMS元件在一致動狀態與一釋放狀態之間改變狀態的 驅動電壓。 6. —種調諧用於驅動一干涉調變器顯示器之電壓的方法， 該方法包含： ‘ a)向該顯示器中之一或多個干涉調變器顯示器元件 施加一或多個偏壓電壓，其中該偏壓電壓將該一或多個 干涉調變器顯示器元件維持在一致動狀態及一釋放狀態 中之一或多者中； b)基於影像資料而向該顯示器中之一或多個干涉調 變器顯示器元件施加驅動電壓，其中該等驅動電壓引起 138418.doc 200951910 至少一干涉調變器顯示器元件在一致動狀態與一釋放狀 態之間改變狀態； C)判疋用於該至少—干涉調變器顯示器元件狀態改 變之回應時間的一或多個值特性；及 d)基於回應時間之該等值特性而調整該等偏壓電壓 或驅動電壓中之一或多者。 7·如請求項6之方法，其進一步包含：判定用於干涉調變. 器致動之回應時間之一或多個值特性；及用於干涉調變 器釋放之回應時間之一或多個值特性。 _ 8.如凊求項7之方法，其進一步包含：選擇一不同偏壓電 壓，以使得用於干涉調變器致動之回應時間之該一或多 個值特性在一第一預定範圍内，且用於干涉調變器釋放 之回應時間之該一或多個值特性在一第二預定範圍内。 9·如請求項7之方法’其進一步包含：選擇一不同偏壓電 壓，以使得用於干涉調變器致動之回應時間之該一或多 個值特性與用於干涉調變器釋放之回應時間之該一或多 個值特性的一比率在一預定範圍内。 0 10.如請求項6之方法，其進一步包含將步驟a)至幻重複一或 多次以針對複數個偏壓電壓獲得回應時間之一或多個值 特性。 η.如請求項10之方法，其進-步包含：基於該等針對該複 數個偏壓電壓所獲得的回應時間之值特性而選擇一不同 偏壓電壓。 該一或多個值 12·如請求項6之方法，其 138418.doc -2- 200951910 特性^句么· „ & 匕甘·回應於該驅動電壓而量測由至少一干涉調變 器顯示器元件汲取之電流。 13. 如清求項6之方法，其中判定回應時間之該一或多個值 特哇包含回應於該驅動電壓而偵測該至少一干涉調變器 顯不器元件之光調變之一改變。 14. 如請求項6之方法，其中回應時間之該一或多個值特性 包含一時間常數》 15. —種干涉調變器顯示器，其包含： 複數個干涉調變器顯示器元件； 一驅動模組，其經組態以回應於影像資料而向該等干 涉調變器顯示器it件中之-或多者施加—或多個偏壓電 壓及驅動電壓； 一電流偵測器’其經組態以回應於該等驅動電壓而量 測由該一或多個干涉調變器顯示器元件汲取之電流；及 一计算模組，其經組態以基於由該電流偵測器量測之 該電流而判定用於一干涉調變器元件狀態改變之回應時 間之一或多個值特性。 16·如請求項15之顯示器，其包含記憶體，該記憶體經組態 以儲存用於一干涉調變器元件狀態改變之回應時間之複 數個值特性。 17.如請求項15之顯示器，其進一步包含： 一處理器，其與該等顯示器元件電通信，該處理器經 組態以處理影像資料；及 一與該處理器電通信之記憶體器件。 1384l8.doc 200951910 18.如請求項17之顯示器，其進一步包含： ’其經組態以將至少 一第一控制器 顯示器元件；及 一信號發送至該等 一第二控制器，其經組態以將該等影像資料之至少 部分發送至該第一控制器。 經組態以將該等 19·如清求項17之顯示器，其進一步包含— 影像資料發送至該處理器之影像源模組 20.如請求項19之顯示器，其中 器、收發器及傳輸器中之至少 該影像源模組包含 一者。 一接收 21.如請求項π之顯示 入器件經組態以接 該處理器。 器，其進一步包含一輸入器件，該輸 收輸入資料並將該等輸入資料傳遞至 22. —種干涉調變器顯示器，其包含： 用於干涉地調變光之構件； 用於回應於影像資料而向該光調變構件施加一或多個 偏壓電壓及驅動電壓之構件； 用於回應於該等驅動電壓而量測由該光調變構件汲取 之電流的構件；及 用於基於由該電流量測構件量測之該電流而判定用於 該光調變構件之狀態改變之回應時間的一或多個值特性 的構件。 23. 如請求項22之顯示器，其中用於干涉地調變光之該構件 包含複數個干涉調變器顯示器元件。 24. 如請求項22之顯示器，其中用於施加一或多個偏壓電壓 138418.doc 200951910 及驅動電壓之該構件包含一驅動模組。 25. 如請求項22之顯示器，其中用於量測電流之該構件包含 一電流偵測器。 26. 如凊求項22之顯示器’其中用於判定回應時間之一或多 個值特性之該構件包含一計算模組。 27. —種在不改變干涉調變器狀態之情況下調諧用於驅動一 干涉調變顯不器之電壓的方法，該方法包含： Ο 向一或多個干涉調變器顯示器元件施加一偏壓電壓， 其中該偏壓電壓將該一或多個干涉調變器顯示器元件維 持在一致動狀態及一釋放狀態中之一或多者中； 判定相對於該一或多個干涉調變器顯示器元件之致動 電壓及釋放電壓之該偏壓電壓之值的一或多個光學、機 械或電氣參數特性，其中該判定不會引起該一或多個干 涉調變器顯示器元件改變其狀態； 比較該一或多個參數與一或多個參考參數；及 基於該比較而調整該偏壓電壓。 28. 如請求項27之方法，其中該一或多個光學、機械或電氣 參數包含該一或多個干涉調變器顯示器元件之電容。 29. 如研求項28之方法，其進一步包含藉由變化施加至該一 或多個干涉調變器顯示器元件之該電壓且量測由該一或 多個干涉調變器顯示器元件汲取之—電流來判定該電 容。 30·如請求項29之方法，其中變化該電堡包含施加一昼加於 該偏壓電壓上之週期電壓波形。 138418.doc 200951910 31.如请求項30之方法，其中該週期電壓波形包含一正弦波 形。 32·如請求項27之方法’其中該—或多個光學機械或電氣 參數包含反射率。 33. 如請求項27之方法，其中該一或多個光學、機械或電氣 參數包含機械諧振頻率。 34. 如請求項27之方法，其中該-或多個光學、機械或電氣 參數包含機械回應時間之一值特性。 3 5.如請求項27之方法’其中將該偏壓電壓調整為在相對於 該致動電壓及該釋放電壓之一預定範圍内。 36. —種干涉調變器顯示器，其包含： 複數個干涉調變器顯示器元件； 一驅動模組’其經組態以向該等干涉調變器顯示器元 件施加一偏壓電壓，其中該偏壓電壓將該等干涉調變器 顯示器元件維持在一致動狀態及一釋放狀態中之一或多 者中； 一電壓波形產生器，其經組態以施加一疊加於該偏壓 電壓上之電壓波形，其中該電壓波形不會引起該等干涉 調變器顯示器元件在一致動狀態與一釋放狀態之間改變 其狀態； 一偵測器，其經組態以回應於該電壓波形之該施加而 判定一或多個光學、機械或電氣參數，其中該等參數為 相對於該等干涉調變器顯示器元件之致動電壓及釋放電 壓之該偏壓電壓之值的特性； 1384I8.doc -6 - 200951910 己憶體，其儲存用於該等光學、機械或電氣參數之 一或多個參考值；及 什算模組，其經組態以比較該等所判定之光學、機 械或電氣參數與該等參考光學、機械或電氣參數並判定 相對於該等干涉調變器顯示器元件之致動電壓及釋放電 壓之該偏壓電壓或對該偏壓電壓之一調整。 • 37. 38. 〇 39. 40. 41. ❹ 42. 43. 如請求項36之顯示器，其中該偵測器為一電流偵測器。 如請求項36之顯示器，其中該偵測器為一光偵測器。 如請求項36之顯示器，其中該記憶體儲存依據相對於致 動電壓及釋放電壓之電壓且依據干涉調變器狀態的光 學、機械或電氣參數。 如凊求項36之顯示器，其進一步包含： 處理器，其與該等顯示器元件電通信，該處理器經 組態以處理影像資料；及 一與該處理器電通信之記憶體器件。 如請求項40之顯示器，其進一步包含： 一第一控制器，其經組態以將至少一信號發送至該等 顯示器元件；及 一第二控制器，其經組態以將該等影像資料之至少一 部分發送至該第一控制器。 如請求項40之顯示器，其進一步包含一經組態以將該等 影像資料發送至該處理器之影像源模組。 如請求項42之顯示器，其中該影像源模組包含一接收 器、收發器及傳輸器中之至少一者。 138418.doc 200951910 44·如請求項40之顯示器’其進一步包含—輸入器件，該輸 入器件經組態以接收輸入資料並將該等輸入資料傳遞至 該處理器。 45. —種干涉調變器顯示器，其包含： 用於干涉地調變光之構件； 用於向該光調變構件施加一偏壓電壓之構件，其中該 偏壓電壓將該光調變構件維持在一致動狀態及一釋放狀 態中之一或多者中； 用於施加一疊加於該偏壓電壓上之電壓波形的構件， 其中該電壓波形不會引起該光調變構件在一致動狀態與 一釋放狀態之間改變狀態； 用於回應於該電壓波形之該施加而判定一或多個光 學、機械或電氣參數之構件，其中該等參數為相對於該 光調變構件之致動電壓及釋放電壓之該偏壓電壓之值的 特性； 用於儲存用於該等光學、機械或電氣參數之一或多個 參考值的構件；及 用於比較該等所判定之光學、機械或電氣參數與該等 參考光學、機械或電氣參數並判定相對於該光調變構件 之致動電壓及釋放電壓之該偏壓電壓或對該偏壓電壓之 一調整的構件》 46. 如凊求項45之顯示器，其中用於干涉地調變光之該構件 包含複數個干涉調變器顯示器元件。 47. 如4求項45之顯示器，其中用於施加一偏壓電壓之該構 138418.doc 200951910 件包含一驅動模組。 48. 如請求項45之顯示器，其中用於施加一電壓波形之該構 件包含一電壓波形產生器。 49. 如請求項45之顯示器，其中用於判定一或多個光學、機 械或電氣參數之該構件包含一偵測器。 5〇.如請求項45之顯示器，其中用於儲存一或多個參考值之 該構件包含一記憶體。 51.如請求項45之顯示器，其中用於比較該等所判定之光 學、機械或電氣參數與該等參考光學、機械或電氣參數 之該構件包含一計算模組。 138418.doc