TW201401248A - 電壓轉換器 - Google Patents

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Abstract

本案提供了用於電壓轉換的系統、方法和裝置。在一個態樣中，一種電壓轉換器包括監視相反極性的兩個轉換器輸出端中的一個轉換器輸出端的第一回饋迴路。該轉換器可進一步包括用於監視該相反極性的兩個轉換器輸出端的加權和的第二回饋迴路。在另一態樣中，一種電壓轉換器可包括用於驅動耦合至升壓電感器的開關的位準移位器。該電壓轉換器可將耦合至位準移位器的至少一個電壓導軌從第一電壓位準切換至第二電壓位準。

Description

電壓轉換器 【相關申請案的交叉引用】
本專利申請案主張2012年5月31日提出申請的標題為「Power Supply for Producing Display Driver Rail Voltages(用於產生顯示器驅動器幹線電壓的電源)」的美國臨時專利申請案第61/653,935號的優先權，該臨時專利申請案已轉讓給本案受讓人。該在先申請的揭示內容被視為本專利申請案的一部分並且經由引用之方式併入於本專利申請案中。
本案係關於電壓轉換器，尤其係關於用於驅動顯示器、機電系統和設備、尤其是併入機電設備的顯示器的電壓轉換器。
機電系統(EMS)包括具有電氣及機械元件、致動器、換能器、感測器、光學元件(諸如鏡子和光學薄膜)以及電子裝置的設備。EMS設備或元件可以在各種尺度上製造，包括但不限於微米尺度和奈米尺度。例如，微機電系統(MEMS)設備可包括具有範圍從大約一微米到數百微米或以上的大小的結構。奈米機電系統(NEMS)設備可包括具有小於一微米的大小(包括，例如小於幾百奈米的大小)的結構。 機電元件可使用沉積、蝕刻、光刻及/或蝕刻掉基板及/或所沉積材料層的部分，或添加層以形成電氣及機電設備的其他微機械加工過程來製作。
一種類型的EMS設備被稱為干涉量測(interferometric)調制器(IMOD)。術語IMOD或干涉量測光調制器是指使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射光的設備。在一些實施中，IMOD顯示元件可包括一對導電板，該對導電板中的一者或兩者可以完全或部分地是透通的及/或反射性的，且能夠在施加合適電信號之後進行相對運動。例如，一塊板可包括沉積在基板之上、上面，或由基板支撐的靜止層，而另一塊板可包括與該靜止層相隔一氣隙的反射膜。一塊板相對於另一塊板的位置可改變入射在該IMOD顯示元件上的光的光學干涉。
為驅動機電系統所需要的電壓位準可能難以高效率地產生。不遭受先前技術的缺陷的此類電源的設計將是有益的。
本案的系統、方法和設備各自具有若干個創新性態樣，其中並不由任何單個態樣全權負責本文中所揭示的期望屬性。
本案中所描述的標的之一個創新性態樣可在一種電壓轉換器中實施，該電壓轉換器包括相反極性的第一和第二電壓輸出端、電感器、具有耦合至第一電感器幹線電壓的輸入端和耦合至電感器的輸入端的輸出端的第一開關，以及具 有耦合至電感器的輸出端的輸入端和耦合至第二電感器幹線電壓的輸入端的第二開關。電壓轉換器亦可包括具有耦合至第一開關以控制第一開關的開/關狀態的輸出端並且具有耦合至一或多個位準移位器幹線電壓的一或多個輸入端的第一位準移位器，以及具有耦合至第二開關以控制第二開關的開/關狀態的輸出端並且具有耦合至該一或多個位準移位器幹線電壓的一或多個輸入端的第二位準移位器。控制電路系統可耦合至第一和第二位準移位器。另外，第一回饋迴路被配置成向控制電路系統提供對第一和第二電壓輸出端中的一個電壓輸出端處的輸出電壓的指示，並且第二回饋迴路被配置成向控制電路系統提供對第一和第二輸出電壓的加權和的指示。
本案中所描述的標的之另一創新性態樣可在一種用於操作具有至少一對相反極性的輸出端的電壓轉換器的方法中實施。
該方法可包括監視該對輸出端中的一個輸出端處的輸出電壓，監視該對輸出端的輸出電壓的加權和，以及至少部分地基於該等輸出端中的一個輸出端處的輸出電壓與該加權和來決定要使哪個輸出端升壓。
本案中所描述的標的之另一創新性態樣可在一種電壓轉換器中實施，該電壓轉換器包括：用於使具有相反極性的一對電壓輸出端升壓的手段，用於監視該對輸出端中的一個輸出端處的輸出電壓的手段，用於監視該對輸出端的輸出電壓的加權和的手段；及用於至少部分地基於該等輸出端中的一個輸出端處的輸出電壓與該加權和來決定要使哪個輸出 端升壓的控制電路系統。
本案中所描述的標的之另一創新性態樣可在一種電壓轉換器中實施，該電壓轉換器包括相反極性的第一和第二電壓輸出端、電感器、具有耦合至第一電感器幹線電壓的輸入端和耦合至電感器的輸入端的輸出端的第一開關，以及具有耦合至電感器的輸出端的輸入端和耦合至第二電感器幹線電壓的輸入端的第二開關。電壓轉換器亦可包括具有耦合至第一開關以控制第一開關的開/關狀態的輸出端並且具有耦合至一或多個位準移位器幹線電壓的一或多個輸入端的第一位準移位器，以及具有耦合至第二開關以控制第二開關的開/關狀態的輸出端並且具有耦合至該一或多個位準移位器幹線電壓的一或多個輸入端的第二位準移位器。控制電路系統可耦合至第一和第二位準移位器。切換電路可被提供並被配置成在電壓轉換器的操作期間將至少一個位準移位器幹線電壓從一個電壓位準切換至第二電壓位準。
本案中所描述的標的之另一創新性態樣可在一種用於操作具有至少一對相反極性的輸出端的電壓轉換器的方法中實施。該方法可包括用第一幹線電壓來驅動位準移位器，以及從用第一幹線電壓來驅動位準移位器切換至用不同於第一幹線電壓的第二幹線電壓來驅動位準移位器。
本案中所描述的標的之另一創新性態樣可在一種電壓轉換器中實施，該電壓轉換器包括用於使具有相反極性的一對電壓輸出端升壓的手段，用於用第一幹線電壓來驅動位準移位器的手段，以及用於從用第一幹線電壓來驅動位準移 位器切換至用不同於第一幹線電壓的第二幹線電壓來驅動位準移位器的手段。
本案中所描述的標的之一或多個實施的詳情在附圖及以下描述中闡述。儘管本案中提供的實例主要是以基於EMS和MEMS的顯示器的形式來描述的，但是本文中提供的構思可適用於其他類型的顯示器，諸如液晶顯示器、有機發光二極體(「OLED」)顯示器和場致發射顯示器。其他特徵、態樣和優點將從該描述、附圖和申請專利範圍中變得明瞭。注意，以下附圖的相對尺寸可能並非按比例繪製。
1‧‧‧開關
2‧‧‧開關
3‧‧‧共用線
12‧‧‧顯示元件
13‧‧‧光
14‧‧‧可移動反射層
14a‧‧‧反射子層
14b‧‧‧支承層
14c‧‧‧傳導層
15‧‧‧光
16‧‧‧光學堆疊
16a‧‧‧光學吸收體
16b‧‧‧介電體
18‧‧‧支承/支承柱
19‧‧‧間隙
20‧‧‧基板
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
23‧‧‧黑色掩模結構
24‧‧‧行驅動器電路
26‧‧‧列驅動器電路
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧訊框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示器
32‧‧‧系帶
34‧‧‧可形變層
35‧‧‧分隔層
36‧‧‧EMS元件陣列
40‧‧‧顯示設備
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧話筒
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入設備
50‧‧‧電源
52‧‧‧調節硬體
60a‧‧‧第一線時間
60b‧‧‧第二線時間
60c‧‧‧第三線時間
60d‧‧‧第四線時間
60e‧‧‧第五線時間
62‧‧‧高分段電壓
64‧‧‧低分段電壓
70‧‧‧釋放電壓
72‧‧‧高保持電壓
74‧‧‧高定址電壓
76‧‧‧低保持電壓
78‧‧‧低定址電壓
91‧‧‧EMS封裝
92‧‧‧背板
93‧‧‧凹口
94a‧‧‧背板元件
94b‧‧‧背板元件
96‧‧‧導電通孔
97‧‧‧機械間隙器
98‧‧‧電觸頭
840‧‧‧電源
850‧‧‧多工器
860‧‧‧時序/控制器邏輯
1020‧‧‧輸出電壓
1030‧‧‧輸出電壓
1036‧‧‧電池
1046‧‧‧調節器
1048‧‧‧VDD電壓
1050‧‧‧輸出電壓
1052‧‧‧輸出電壓
1130‧‧‧電感器
1132‧‧‧輸出電容器
1134‧‧‧輸出電容器
1140‧‧‧控制電路系統
1160‧‧‧位準移位器
1162‧‧‧位準移位器
1172‧‧‧比較器
1174‧‧‧比較器
1182‧‧‧電阻器
1184‧‧‧電阻器
1186‧‧‧電阻器
1188‧‧‧電阻器
1190‧‧‧感測線
1192‧‧‧感測線
1202‧‧‧感測線
1204‧‧‧感測線
1220‧‧‧緩衝器
1222‧‧‧緩衝器
1320‧‧‧步驟
1330‧‧‧步驟
1340‧‧‧步驟
1420‧‧‧步驟
1430‧‧‧步驟
圖1是圖示干涉量測調制器(IMOD)顯示設備的一系列顯示元件或顯示元件陣列中兩個毗鄰的IMOD顯示元件的等距視圖。
圖2是圖示併入基於IMOD顯示器的電子設備的系統方塊圖，該基於IMOD的顯示器包括3x3 IMOD顯示元件陣列。
圖3是圖示可移動反射層位置相對於IMOD顯示元件的所施加電壓的圖表。
圖4是圖示在施加各種共用電壓和分段電壓時IMOD顯示元件的各種狀態的表格。
圖5A是對顯示圖像的3x3 IMOD顯示元件陣列中的一訊框顯示資料的圖示。
圖5B是可用於將資料寫入圖5A中所圖示的顯示元件的共用和分段信號的時序圖。
圖6A-6E是對IMOD顯示元件的不同實施的橫截面圖示。
圖7A和7B是包括EMS元件陣列和背板的機電系統(EMS)封裝的一部分的示意性部分分解透視圖。
圖8是圖示在使用圖5B的驅動方案時產生並對顯示器施加各種電壓的系統方塊圖。
圖9是圖示用於產生圖8的幹線電壓的電壓轉換器的實施的示意圖。
圖10是圖示用於產生圖8的幹線電壓的電壓轉換器的另一實施的示意圖。
圖11是圖示電壓轉換器的操作模式的流程圖。
圖12是圖示電壓轉換器的另一操作模式的流程圖。
圖13A和圖13B是圖示包括複數個IMOD顯示元件的顯示設備的系統方塊圖。
各個附圖中相同的元件符號和命名指示相似元件。
以下描述針對意欲用於描述本案的創新性態樣的某些實施。然而，本領域一般技藝人士將容易認識到，本文的教示可以多種不同方式來應用。所描述的實施可在可配置成顯示圖像的任何設備、裝置或系統中實施，無論該圖像是運動的(諸如，視訊)還是不動的(諸如，靜止圖像)，且無論其是文字的、圖形的還是畫面的。更特定言之，設想了所描述的實施可被包括在諸如但不限於以下項的各種各樣的電子設備中或與其相關聯：行動電話、具有網際網路能力的多 媒體蜂巢式電話、行動電視接收器、無線設備、智慧型電話、藍芽®設備、個人資料助理(PDAs)、無線電子郵件接收器、掌上型或可攜式電腦、小筆電、筆記本、智慧型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃瞄器、傳真設備、全球定位系統(GPS)接收器/導航儀、相機、數位媒體播放機(諸如MP3播放機)、攝錄影機、遊戲控制台、手錶、鐘錶、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀設備(例如，電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(包括里程表和速度計顯示器等)、駕駛座艙控制項及/或顯示器、相機取景顯示器(諸如，車輛中的後視相機的顯示器)、電子照片、電子告示牌或招牌、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、立體音響系統、卡式答錄機或播放機、DVD播放機、CD播放機、VCR、無線電、可攜式記憶體晶片、洗衣機、烘乾機、洗衣機/烘乾機、停車計時器、封裝(諸如，在包括微機電系統(MEMS)應用的機電系統(EMS)應用和非EMS應用中)、美學結構(諸如，關於一件珠寶或衣物的圖像的顯示)以及各種各樣的EMS設備。本文中的教示亦可用在非顯示器應用中，諸如但不限於：電子交換設備、射頻濾波器、感測器、加速計、陀螺儀、運動感測設備、磁力計、用於消費者電子設備的慣性元件、消費者電子產品的部件、可變電抗器、液晶設備、電泳設備、驅動方案、製造過程以及電子測試裝備。因此，該等教示無意被局限於只是在附圖中圖示的實施，而是具有如本領域一般技藝人士將容易明白的廣泛應用性。
在一個態樣中，電壓轉換器被用於產生具有大致相 等的幅值並且相對於接地參考而言相反的極性的至少一對輸出電壓。電壓轉換器可包括經由開關連接至電壓導軌的電感器。至控制電路系統的回饋可包括用於監視輸出電壓的一條路徑，和用於監視該對輸出電壓的平均電壓的第二路徑。在另一態樣中，可提供位準移位器以控制耦合至電感器的開關。該位準移位器可經由在電壓轉換器的操作期間從第一電壓位準切換至第二電壓位準的電壓導軌來驅動。
可實施本案中所描述的標的之特定實施以達成以下潛在優點中的一或多項。在電壓轉換器啟動時，可容易地以相同的速率將該兩個輸出增大至期望輸出，以使得其電壓可被調節成大致相等。另外，可在啟動和正常操作兩者期間用合適的電壓來控制開關。
可應用所描述實施的合適EMS或MEMS設備或裝置的一個實例是反射式顯示設備。反射式顯示設備可併入干涉量測調制器(IMOD)顯示元件，後者可被實施為使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射入射到其上的光。IMOD顯示元件可包括部分光學吸收體、可相對於該吸收體移動的反射體，以及限定在吸收體與反射體之間的光學諧振腔。在一些實施中，反射體可被移至兩個或兩個以上不同位置，此舉可以改變光學諧振腔的大小並由此影響IMOD的反射。IMOD顯示元件的反射譜可建立相當廣的譜帶，該等譜帶可跨可見波長移位以產生不同顏色。譜帶的位置可藉由改變光學諧振腔的厚度來調節。改變光學諧振腔的一種方法是藉由改變反射體相對於吸收體的位置。
圖1是圖示干涉量測調制器(IMOD)顯示設備的一系列顯示元件或顯示元件陣列中兩個毗鄰的IMOD顯示元件的等距視圖。該IMOD顯示設備包括一或多個干涉量測EMS(諸如，MEMS)顯示元件。在該等設備中，干涉量測MEMS顯示元件可被配置在抑或亮狀態、抑或暗狀態中。在亮(「弛豫」、「打開」或「接通」等)狀態中，顯示元件反射入射可見光的很大部分。相反，在暗(「致動」、「關閉」或「關斷」等)狀態中，顯示元件幾乎不反射所入射的可見光。MEMS顯示元件可被配置成主導性地在光的特定波長上進行反射，從而除了黑白以外亦允許彩色顯示。在一些實施中，藉由使用多個顯示元件，可達成不同強度的原色和灰色梯度。
IMOD顯示設備可包括IMOD顯示元件的陣列，該陣列可按行和列來排列。該陣列之每一者顯示元件可至少包括至少一對反射和半反射層，諸如，可移動反射層(亦即，可移動層，亦稱作機械層)和固定的部分反射層(亦即，固定層)，該等反射和半反射層定位在彼此相距可變且可控的距離處以形成氣隙(亦稱為光學間隙、腔，或光學諧振腔)。可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。例如，在第一位置(亦即，弛豫位置)，該可移動反射層可定位在離該固定的部分反射層有一距離處。在第二位置(亦即，致動位置)，該可移動反射層可位元於更靠近該部分反射層。取決於可移動反射層的位置和入射光的(諸)波長，從該兩個層反射的入射光可相長地及/或相消地干涉，從而產生每個顯示元件 的整體反射或非反射的狀態。在一些實施中，顯示元件在未致動時可處於反射狀態，此時反射可見譜內的光，並且在致動時可處於暗狀態，此時吸收及/或相消地干涉可見範圍內的光。然而，在一些其他實施中，IMOD顯示元件可在未致動時處於暗狀態，而在致動時處於反射狀態。在一些實施中，所施加電壓的引入可驅動顯示元件改變狀態。在一些其他實施中，所施加電荷可驅動顯示元件改變狀態。
圖1中所圖示的陣列部分包括兩個毗鄰的IMOD顯示元件12形式的干涉量測MEMS顯示元件。在右側的顯示元件12中(如所圖示的)，可移動反射層14被圖示為處於接近、毗鄰或觸及光學堆疊16的致動位置。跨右側的顯示元件12施加的電壓V偏置足以移動可移動反射層14且亦將可移動反射層14維持在致動位置。在左側(如圖所示)的顯示元件12中，可移動反射層14圖示為處於離光學堆疊16有一距離(該距離可基於設計參數被預先決定)的弛豫位置，光學堆疊16包括部分反射層。跨左側的顯示元件12施加的電壓V0不足使得對可移動反射層14的致動到諸如右側的顯示元件12的致動位置。
在圖1中，IMOD顯示元件12的反射性質用指示入射在IMOD顯示元件12上的光13和從左側的顯示元件12反射的光15的箭頭來一般化地圖示。入射到顯示元件12上的光13的大部分可穿過透通基板20透射到光學堆疊16。入射在光學堆疊16上的光的一部分可透射穿過光學堆疊16的部分反射層，且一部分將被反射回去穿過透通基板20。光13透射穿過光學堆疊16的彼部分可從可移動反射層14朝向透通基板20反射回 去(並穿過透通基板20)。從光學堆疊16的部分反射層反射的光與從可移動反射層14反射的光之間的干涉(相長的及/或相消的)將部分決定從顯示元件12反射在設備的觀看側或基板側上的光15的波長的強度。在一些實施中，透通基板20可以是玻璃基板(有時稱作玻璃板或面板)。該玻璃基板可以是或包括，例如，硼矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、石英、耐熱玻璃，或其他合適的玻璃材料。在一些實施中，該玻璃基板可具有0.3、0.5，或0.7毫米的厚度，儘管在一些實施中，該玻璃基板可以更厚(諸如，數十毫米)或更薄(諸如，小於0.3毫米)。在一些實施中，可使用非玻璃基板，諸如，聚碳酸酯、丙烯酸纖維、聚酯合成纖維(PET)，或聚醚醚酮(PEEK)基板。在此類實施中，非玻璃基板將很有可能具有小於0.7毫米的厚度，儘管取決於設計考慮，基板可以更厚。在一些實施中，可使用非透通基板，諸如，金屬箔或基於不銹鋼的基板。例如，基於逆IMOD的顯示器可被配置成從基板的與圖1的顯示元件12的相對側觀看並且可被非透通基板支援，該基於逆IMOD的顯示器包括固定的反射層與部分透射和部分反射的可移動層。
光學堆疊16可包括單層或若干層。該(些)層可包括電極層、部分反射且部分透射層以及透通介電層中的一者或多者。在一些實施中，光學堆疊16是導電的、部分透通且部分反射的，並且可以例如藉由將上述層中的一或多者沉積在透通基板20上來製造。電極層可由各種各樣的材料形成，諸如各種金屬，例如氧化銦錫(ITO)。部分反射層可由各種 各樣的部分反射的材料形成，諸如各種金屬(例如，鉻，及/或鉬)、半導體以及介電體。部分反射層可由一或多層材料形成，且每一層可由單種材料或由諸材料的組合形成。在一些實施中，光學堆疊16的某些部分可包括單個半透通的金屬或半導體厚層，其既用作部分光學吸收體又用作電導體，而(例如，光學堆疊16或顯示元件的其他結構的)不同的、更導電的層或部分可用於在IMOD顯示元件之間匯流信號。光學堆疊16亦可包括覆蓋一或多個傳導層或導電/部分吸收層的一或多個絕緣或介電層。
在一些實施中，光學堆疊16的(諸)層中的至少一些層可被圖案化為平行條帶，並且可如下文進一步描述地形成顯示設備中的行電極。如本領域一般技藝人士將理解的，術語「圖案化」在本文中用於指掩模以及蝕刻過程。在一些實施中，可將高導電性和高反射性的材料(諸如，鋁(Al))用於可移動反射層14，且該等條帶可形成顯示設備中的列電極。可移動反射層14可形成為(諸)沉積金屬層的一系列平行條帶(與光學堆疊16的行電極正交)，以形成沉積在諸如所圖示的柱子18之類的支承物和位於各柱子18之間的居間犧牲材料的頂部上的列。當該犧牲材料被蝕刻掉時，便可在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成限定的間隙19或即光學腔。在一些實施中，各柱子18之間的間距可近似為1-1000μm，而間隙19可近似小於10,000埃(Å)。
在一些實施中，每個IMOD顯示元件(無論處於致動狀態還是弛豫狀態)可被視為由該固定反射層和移動反射層 形成的電容器。在無電壓被施加時，可移動反射層14保持在機械弛豫狀態，如由圖1中左側的顯示元件12所圖示的，其中在可移動反射層14與光學堆疊16之間存在間隙19。然而，當將電位差(亦即，電壓)施加至所選行和列中的至少一者時，在對應顯示元件處的行電極和列電極的交叉處形成的電容器變為帶電，且靜電力將該等電極拉向一起。若所施加電壓超過閾值，則可移動反射層14可形變並且移動到靠近或靠倚光學堆疊16。光學堆疊16內的介電層(未圖示)可防止短路並控制層14與層16之間的分隔距離，如圖1中右側的致動顯示元件12所圖示的。不管所施加的電位差的極性如何，行為皆是相同的。儘管陣列中的一系列顯示元件在一些實例中可被稱為「行」或「列」，但本領域一般技藝人士將容易理解，將一個方向稱為「行」並將另一方向稱為「列」是任意的。要重申的是，在一些取向中，行可被視為列，而列被視為行。在一些實施中，行可被稱作「共用」線，並且列可被稱作「分段」線，反之亦然。此外，顯示元件可均勻地排列成正交的行和列(「陣列」)，或排列成非線性配置，例如關於彼此具有某些位置偏移(「馬賽克」)。術語「陣列」和「馬賽克」可以指任一種配置。因此，儘管將顯示器稱為包括「陣列」或「馬賽克」，但在任何實例中，該等元件本身不一定要彼此正交地排列，或佈置成均勻分佈，而是可包括具有非對稱形狀以及不均勻分佈的元件的佈局。
圖2是圖示併入基於IMOD顯示器的電子設備的系統方塊圖，該基於IMOD的顯示器包括3x3 IMOD顯示元件陣列 。該電子設備包括處理器21，其可配置成執行一或多個軟體模組。除了執行作業系統，處理器21亦可配置成執行一或多個軟體應用程式，包括web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。
處理器21可配置成與陣列驅動器22通訊。陣列驅動器22可包括例如向顯示陣列或面板30提供信號的行驅動器電路24和列驅動器電路26。圖1中所圖示的IMOD顯示設備的橫截面由圖2中的線1-1示出。儘管圖2為清楚起見圖示了3×3的IMOD顯示元件陣列，但顯示陣列30可包含很大數目的IMOD顯示元件，並且可在行中具有與列中不同的數目的IMOD顯示元件，反之亦然。
圖3是圖示可移動反射層位置相對於IMOD顯示元件的所施加電壓的圖表。對於IMOD，行/列(亦即，共用/分段)寫程序可利用該等顯示元件的如圖3中所圖示的滯後性質。在一個示例性實施中，IMOD顯示元件可使用約10伏的電位差以使可移動反射層或鏡從弛豫狀態改變為致動狀態。當電壓從該值減小時，可移動反射層隨電壓降回至(在此實例中為)10伏以下而維持其狀態，然而，可移動反射層並不完全弛豫，直至電壓降至2伏以下。因此，在圖3的實例中，存在一電壓範圍(大約為3-7伏)，在此電壓範圍中有該元件要麼穩定於弛豫狀態要麼穩定於致動狀態的所施加電壓的訊窗。該訊窗在本文中稱為「滯後訊窗」或「穩定態訊窗」。對於具有圖3的滯後特性的顯示陣列30，行/列寫程序可被設計成每次定址一或多行。因此，在此實例中，在給定行的定址期間， 要在所定址行中致動的顯示元件可暴露於約10伏的電壓差，並且要弛豫的顯示元件可暴露於接近0伏的電壓差。在定址之後，該等顯示元件可暴露於在此實例中約5伏的穩態或偏置電壓差，以使得其保持在先前的選通或寫入狀態中。在此實例中，在被定址之後，每個顯示元件皆經受落在約3-7伏的「穩定態訊窗」內的電位差。該滯後性質特徵使得IMOD顯示元件設計能夠在相同的所施加電壓條件下保持穩定在要麼致動要麼弛豫的事先存在的狀態中。由於每個IMOD顯示元件(無論是處於致動狀態還是弛豫狀態)可充當由固定反射層和移動反射層形成的電容器，因此該穩定狀態在落在該滯後訊窗內的平穩電壓處可得以保持，而基本上不消耗或損失功率。此外，若所施加電壓電位保持基本上固定，則實質上很少或沒有電流流入顯示元件中。
在一些實施中，可根據對給定行中顯示元件的狀態所期望的改變(若有)，藉由沿該組列電極施加「分段」電壓形式的資料信號來建立圖像的訊框。可輪流定址該陣列的每一行，以使得以每次一行的形式寫該訊框。為了將期望資料寫到第一行中的顯示元件，可在諸列電極上施加與該第一行中的顯示元件的期望狀態相對應的分段電壓，並且可向第一行電極施加特定的「共用」電壓或信號形式的第一行脈衝。該組分段電壓隨後可被改變為與對第二行中顯示元件的狀態的期望改變相對應(若有)，且可向第二行電極施加第二共用電壓。在一些實施中，第一行中的顯示元件不受沿諸列電極施加的分段電壓上的改變的影響，而是保持於其在第一 共用電壓行脈衝期間被設定的狀態。可按順序方式對整個行系列(或替換地對整個列系列)重複此過程以產生圖像訊框。藉由以每秒某個期望數目的訊框來不斷地重複此過程，便可用新圖像資料來刷新及/或更新該等訊框。
跨每個顯示元件施加的分段信號和共用信號的組合(亦即，跨每個顯示元件或像素的電位差)決定每個顯示元件的結果得到的狀態。圖4是圖示在施加各種共用電壓和分段電壓時IMOD顯示元件的各種狀態的表格。如本領域一般技藝人士將容易理解的，可將「分段」電壓施加於列電極或行電極，並且可將「共用」電壓施加於列電極或行電極中的另一者。
如圖4中所圖示的，當沿共用線施加有釋放電壓VC釋放時，沿共用線的所有IMOD顯示元件將被置於弛豫狀態，或者稱為釋放狀態或未致動狀態，而不管沿各分段線所施加的電壓如何(亦即，高分段電壓VSH和低分段電壓VSL)。特定言之，當沿共用線施加有釋放電壓VC釋放時，在沿調制器顯示元件的對應分段線施加高分段電壓VSH和低分段電壓VSL該兩種情況下，跨該調制器顯示元件或像素的電位電壓(或者稱為顯示元件或像素電壓)皆落在弛豫訊窗(參見圖3，亦稱為釋放訊窗)內。
當在共用線上施加有保持電壓時(諸如高保持電壓VC保持_H或低保持電壓VC保持_L)，沿該共用線的IMOD顯示元件的狀態將保持恆定。例如，弛豫的IMOD顯示元件將保持在弛豫位置中，而致動的IMOD顯示元件將保持在致動位置中。 保持電壓可被選擇成使得在沿對應的分段線施加高分段電壓VSH和低分段電壓VSL該兩種情況下，顯示元件電壓皆將保持落在穩定態訊窗內。因此，此實例中的分段電壓擺幅是高分段電壓VSH與低分段電壓VSL之差，並且小於正穩定態訊窗或負穩定態訊窗任一者的寬度。
當在共用線上施加有定址或即致動電壓(諸如高定址電壓VC定址_高或低定址電壓VC定址_低)時，藉由沿各自相應的分段線施加分段電壓，就可選擇性地將資料寫到沿該共用線的各調制器。分段電壓可被選擇成使得致動取決於所施加的分段電壓。當沿共用線施加定址電壓時，施加一個分段電壓將產生落在穩定態訊窗內的顯示元件電壓，從而使該顯示元件保持未致動。相反，施加另一個分段電壓將產生超出該穩定態訊窗的顯示元件電壓，從而導致該顯示元件的致動。引起致動的特定分段電壓可取決於使用了哪個定址電壓而變化。在一些實施中，當沿共用線施加有高定址電壓VC定址_H時，施加高分段電壓VSH可使調制器保持在其當前位置，而施加低分段電壓VSL可引起該調制器的致動。作為推論，當施加低定址電壓VC定址_低時，分段電壓的效果可以是相反的，其中高分段電壓VSH引起該調制器的致動，而低分段電壓VSL對該調制器的狀態基本上無影響(亦即，保持穩定)。
在一些實施中，可使用產生相同極性的跨調制器電位差的保持電壓、定址電壓和分段電壓。在一些其他實施中，可使用使調制器的電位差的極性不時地交變的信號。跨調制器極性的交變(亦即，寫程序極性的交變)可減少或抑制 在反覆的單極性寫操作之後可能發生的電荷累積。
圖5A是對顯示圖像的3x3 IMOD顯示元件陣列中的一訊框顯示資料的圖示。圖5B是可用於將資料寫入圖5A中所圖示的顯示元件的共用和分段信號的時序圖。圖5A中致動的(由暗的菱形網紋圖案示出的)IMOD顯示元件處於暗狀態，亦即，其中所反射光的相當大部分在可見光譜之外，從而給例如觀看者造成暗觀感。每個未致動的IMOD顯示元件反射與其干涉量測空腔間隙高度對應的顏色。在寫圖5A中所圖示的訊框之前，該等顯示元件可處於任何狀態，但圖5B的時序圖中所圖示的寫程序假設了在第一線時間60a之前，每個調制器皆已被釋放且常駐在未致動狀態中。
在第一線時間60a期間：在共用線1上施加釋放電壓70；在共用線2上施加的電壓始於高保持電壓72且移向釋放電壓70；並且沿共用線3施加低保持電壓76。因此，沿共用線1的調制器(共用1，分段1)、(1,2)和(1,3)在第一線時間60a的歷時裡保持在弛豫或即未致動狀態，沿共用線2的調制器(2,1)、(2,2)和(2,3)將移至弛豫狀態，而沿共用線3的調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將保持在其先前狀態中。在一些實施中，沿分段線1、2和3施加的分段電壓將對諸IMOD顯示元件的狀態沒有影響，如此是因為線上時間60a期間共用線1、2或3皆不暴露於引起致動的電壓位準(亦即，VC釋放-弛豫和VC保持_L-穩定)。
在第二線時間60b期間，共用線1上的電壓移至高保持電壓72，並且由於沒有定址或即致動電壓施加在共用線1上 ，因此沿共用線1的所有調制器皆保持在弛豫狀態中，不管所施加的分段電壓如何。沿共用線2的諸調制器由於釋放電壓70的施加而保持在弛豫狀態中，而當沿共用線3的電壓移至釋放電壓70時，沿共用線3的調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將弛豫。
在第三線時間60c期間，藉由在共用線1上施加高定址電壓74來定址共用線1。由於在該定址電壓的施加期間沿分段線1和2施加了低分段電壓64，因此跨調制器(1,1)和(1,2)的顯示元件電壓大於該等調制器的正穩定態訊窗的高端(亦即，電壓差超過特性閾值)，並且調制器(1,1)和(1,2)被致動。相反，由於沿分段線3施加了高分段電壓62，因此跨調制器(1,3)的顯示元件電壓小於調制器(1,1)和(1,2)的顯示元件電壓，並且保持在該調制器的正穩定態訊窗內；調制器(1,3)因此保持弛豫。同樣線上時間60c期間，沿共用線2的電壓減小至低保持電壓76，且沿共用線3的電壓保持在釋放電壓70，從而使沿共用線2和3的調制器留在弛豫位置。
在第四線時間60d期間，共用線1上的電壓返回至高保持電壓72，從而讓沿共用線1的調制器處於其各自相應的被定址狀態中。共用線2上的電壓減小至低定址電壓78。由於沿分段線2施加了高分段電壓62，因此跨調制器(2,2)的顯示元件電壓低於該調制器的負穩定態訊窗的下端，從而導致調制器(2,2)致動。相反，由於沿分段線1和3施加了低分段電壓64，因此調制器(2,1)和(2,3)保持在弛豫位置。共用線3上的電壓增大至高保持電壓72，從而讓沿共用線3的調制器留 在弛豫狀態中。隨後共用線2上的電壓轉換回到低保持電壓76。
最終，在第五線時間60e期間，共用線1上的電壓保持在高保持電壓72，且共用線2上的電壓保持在低保持電壓76，從而使沿共用線1和2的調制器留在其各自相應的被定址狀態中。共用線3上的電壓增大至高定址電壓74以定址沿共用線3的調制器。由於在分段線2和3上施加了低分段電壓64，因此調制器(3,2)和(3,3)致動，而沿分段線1施加的高分段電壓62使調制器(3,1)保持在弛豫位置。因此，在第五線時間60e結束時，該3×3顯示元件陣列處於圖5A中所示的狀態，且只要沿該等共用線施加保持電壓，該3×3顯示元件陣列就將保持在該狀態中，而不管在沿其他共用線(未圖示)的調制器正被定址時可能發生的分段電壓變化如何。
在圖5B的時序圖中，給定的寫程序(亦即，線時間60a-60e)可包括使用高保持和定址電壓，或使用低保持和定址電壓。一旦針對給定的共用線已完成該寫程序(且該共用電壓被設為與致動電壓具有相同極性的保持電壓)，該顯示元件電壓就保持在給定的穩定態訊窗內且不會穿越弛豫訊窗，直至在該共用線上施加釋放電壓。此外，由於每個調制器在被定址之前作為寫程序的一部分被釋放，因此調制器的致動時間而非釋放時間可決定線時間。特定言之，在調制器的釋放時間大於致動時間的實施中，釋放電壓可被施加長於單個線時間，如圖5A中所圖示的。在一些其他實施中，沿共用線或分段線施加的電壓可變化以計及不同調制器(諸如不同 顏色的調制器)的致動電壓和釋放電壓的變化。
IMOD顯示器和顯示元件的結構的細節可以寬泛地變化。圖6A-6E是對IMOD顯示元件的不同實施的橫截面圖示。圖6A是對IMOD顯示元件的橫截面圖示，其中金屬材料條帶沉積在從基板20一般化地正交延伸出的支承18上，從而形成可移動反射層14。在圖6B中，每個IMOD顯示元件的可移動反射層14的形狀為大致方形或矩形，且在拐角處或拐角附近靠系帶32附連到支承。在圖6C中，可移動反射層14為大致方形或矩形的形狀且懸掛於可形變層34，可形變層34可包括柔性金屬。可形變層34可圍繞可移動反射層14的周界直接或間接地連接到基板20。該等連接在本文中被稱為「整合的」支承或支承柱18的實施。圖6C中所示的實施具主動自可移動反射層14的光學功能與其機械功能(後者由可形變層34實施)解耦的附加益處。此種解耦允許用於可移動反射層14的結構設計和材料與用於可形變層34的結構設計和材料彼此被獨立地最佳化。
圖6D是對IMOD顯示元件的另一橫截面圖示，其中可移動反射層14包括反射子層14a。可移動反射層14支托在支承結構(諸如，支承柱18)上。支撐柱18提供可移動反射層14與下靜止電極的分離，該下靜止電極可以是所圖示的IMOD顯示元件中的光學堆疊16的一部分。例如，當可移動反射層14在弛豫位置中時，在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成間隙19。可移動反射層14亦可包括傳導層14c和支承層14b，該傳導層14c可配置成用作電極。在此實例中，傳導層14c 佈置在支承層14b的在基板20遠端的一側上，而反射子層14a佈置在支承層14b的在基板20近端的另一側上。在一些實施中，反射子層14a可以是傳導性的並且可佈置在支承層14b與光學堆疊16之間。支承層14b可包括一或多層介電材料，例如氧氮化矽(SiON)或二氧化矽(SiO2)。在一些實施中，支承層14b可以是諸層的堆疊，諸如舉例而言SiO2/SiON/SiO2三層堆疊。反射子層14a和傳導層14c中的任一者或該兩者可包括例如具有約0.5%銅(Cu)的鋁(Al)合金，或另一種反射性金屬材料。在介電支承層14b上方和下方採用傳導層14a和14c可平衡應力並提供增強的傳導性。在一些實施中，反射子層14a和傳導層14c可由不同材料形成以用於各種各樣的設計目的，諸如達成可移動反射層14內的特定應力分佈。
如圖6D中所圖示的，一些實施亦可包括黑色掩模結構23或暗薄膜層。黑色掩模結構23可形成於光學非有效區域中(諸如在各顯示元件之間或在支承柱18下方)以吸收環境光或雜散光。黑色掩模結構23亦可藉由抑制光從顯示器的非有效部分反射或透射穿過顯示器的非有效部分來改良顯示設備的光學性質，以由此提高對比。另外，黑色掩模結構23的至少一些部分可以是傳導性的並且配置成用作電匯流層。在一些實施中，行電極可連接到黑色掩模結構23以減小所連接的行電極的電阻。黑色掩模結構23可使用各種各樣的方法來形成，包括沉積和圖案化技術。黑色掩模結構23可包括一或多層。在一些實施中，黑色掩模結構23可以是標準具(etalon)或干涉量測堆疊結構。例如，在一些實施中，干涉量測堆 疊黑色掩模結構23包括用作光學吸收體的鉬鉻(MoCr)層、SiO2層，以及用作反射體和匯流層的鋁合金，其厚度分別在約30-80Å、500-1000Å和500-6000Å的範圍內。該一或多層可使用各種各樣的技術來圖案化，包括光刻和幹法蝕刻，包括例如用於MoCr及SiO2層的四氟甲烷(或四氟化碳CF4)及/或氧氣(O2)，以及用於鋁合金層的氯(Cl2)及/或三氯化硼(BCl3)。在此類干涉量測堆疊黑色掩模結構23中，傳導性的吸收體可用於在每行或每列的光學堆疊16中的下靜止電極之間傳送或匯流信號。在一些實施中，分隔層35可用於將光學堆疊16(諸如吸收體層16a)中的電極(或導體)與黑色掩模結構23中的傳導層大體上電隔離。
圖6E是對IMOD顯示元件的另一橫截面圖示，其中可移動反射層14是自支承的。儘管圖6D圖示了在結構上及/或在材料上與可移動反射層14不同的支承柱18，但是圖6E的實施包括與可移動反射層14整合的支承柱。在此類實施中，可移動反射層14在多個位置接觸底下的光學堆疊16，且可移動反射層14的曲度提供足夠的支承以使得在跨IMOD顯示元件的電壓不足以引起致動時，可移動反射層14返回至圖6E的未致動位置。以此方式，可移動反射層14的向下彎曲或轉向以接觸基板或光學堆疊16的部分可被認為是「整合的」支承柱。出於清晰起見，可包含複數個(若干)不同層的光學堆疊16的一個實施在此處被示為包括光學吸收體16a和介電體16b。在一些實施中，光學吸收體16a既可用作靜止電極又可用作部分反射層。在一些實施中，光學吸收體16a可以在比可移動反 射層14薄的數量級上。在一些實施中，光學吸收體16a比反射子層14a薄。
在諸如圖6A-6E所示的彼等實施的實施中，IMOD顯示元件形成直視設備的一部分，其中圖像可從透通基板20的正面查看，該正面在此實例中是與在其上形成IMOD顯示元件的面相對的面。在該等實施中，可對該設備的背部(亦即，該顯示設備的在可移動反射層14後面的任何部分，包括例如圖6C中所圖示的可形變層34)進行配置和操作而不衝突或不利地影響該顯示設備的圖像品質，因為反射層14在光學上遮罩了該設備的彼等部分。例如，在一些實施中，在可移動反射層14後面可包括匯流排結構(未圖示)，該匯流排結構提供了將調制器的光學性質與該調制器的機電性質(諸如，電壓定址和由此類定址所導致的移動)分離的能力。
圖7A和7B是包括EMS元件陣列36和背板92的EMS封裝91的一部分的示意性部分分解透視圖。圖7A圖示背板92的兩個角被切除的情形以更好地圖示背板92的某些部分，而圖7B圖示角未被切除的情形。EMS陣列36可包括基板20、支承柱18和可移動層14。在一些實施中，EMS陣列36可包括具有透通基板上的一或多個光學堆疊部分16的IMOD顯示元件陣列，並且可移動層14可被實施為可移動反射層。
背板92可以基本上是平坦的或者可以具有至少一個起伏狀表面(例如，背板92可形成有凹陷部及/或突起部)。背板92可由任何合適的材料製成，無論是透通的或不透通的、導電的或絕緣的。適用於背板92的材料包括但不限於玻璃 、塑膠、陶瓷、聚合物、層壓材料、金屬、金屬箔、科瓦鐵鎳鈷合金，以及經電鍍的科瓦鐵鎳鈷合金。
如圖7A和7B中所示，背板92可包括一或多個背板元件94a和94b，該一或多個背板元件可部分地或全部嵌入背板92。如圖7A中可見，背板元件94a嵌入背板92。如圖7A和7B中可見，背板元件94b佈置在背板92的表面中形成的凹口93內。在一些實施中，背板元件94a及/或94b可從背板92的表面突起。儘管背板元件94b佈置在背板92的面對基板20的一側上，但是在其他實施中，背板元件可佈置在背板92的相對側上。
背板元件94a及/或94b可包括一或多個主動或被動的電子元件，諸如電晶體、電容器、電感器、電阻器、二極體、開關，及/或諸如經封裝、標準或個別IC之類的積體電路(ICs)。可在各種實施中使用的背板元件的其他實例包括天線、電池，以及諸如電氣、觸控、光學，或化學感測器之類的感測器，或者薄膜沉積設備。
在一些實施中，背板元件94a及/或94b可與EMS陣列36的諸部分處於電連通。諸如跡線、凸塊、柱，或通孔之類的導電結構可在背板92或基板20中的一者或兩者上形成並且可彼此接觸或者接觸其他導電元件以形成EMS陣列36與背板元件94a及/或94b之間的電連接。例如，圖7B包括背板92上的一或多個導電通孔96，該一或多個導電通孔可與EMS陣列36內從可移動層14向上延伸的電觸頭98對準。在一些實施中，背板92亦可包括使背板元件94a及/或94b與EMS陣列36的其他元件電絕緣的一或多個絕緣層。在其中背板92是從蒸氣可滲 透材料形成的一些實施中，背板92的內表面可塗敷有防潮層(未圖示)。
背板元件94a和94b可包括用於吸收可進入EMS封裝91的任何水分的一或多個乾燥劑。在一些實施中，乾燥劑(或者諸如吸氣劑之類的其他吸收水分的材料)可與任何其他背板元件分開來提供，例如作為用黏合劑安裝到背板92(或安裝到形成於背板92內的凹口中)的薄片。或者，乾燥劑可整合到背板92中。在一些其他實施中，乾燥劑可例如經由噴塗、絲網印刷，或任何其他合適的方法直接或間接地施加在其他背板元件上。
在一些實施中，EMS陣列36及/或背板92可包括機械間隙器97以維持背板元件與顯示元件之間的距離，並且由此防止彼等元件之間的機械干擾。在圖7A和7B所圖示的實施中，機械間隙器97被形成為從背板92突出並且與EMS陣列36的支承柱18對準的柱子。替代地或另外地，諸如導軌或柱子之類的機械間隙器可沿EMS封裝91的邊緣提供。
儘管在圖7A和7B中未圖示，但是可提供部分地或者完全環繞EMS陣列36的密封件。該密封件與背板92和基板20一起可形成包圍EMS陣列36的保護腔。密封件可以是半密封的密封件，諸如習知的基於環氧樹脂的黏合劑。在一些其他實施中，密封件可以是氣密封件，諸如薄膜金屬焊接或玻璃粉。在一些其他實施中，密封件可包括聚異丁烯(PIB)、聚氨酯、液體旋塗式玻璃、焊料、聚合物、塑膠，或其他材料。在一些實施中，經加強的密封劑可被用於形成機械間隙器 。
在替代實施中，密封環可包括背板92或基板20中的任一者或兩者的延伸。例如，密封環可包括背板92的機械延伸(未圖示)。在一些實施中，密封環可包括單獨的構件，諸如O形環或其他環狀構件。
在一些實施中，EMS陣列36和背板92是在附連或耦合在一起之前分開來形成的。例如，基板20的邊緣可被附連和密封至背板92的邊緣，如以上所論述的。或者，EMS陣列36和背板92可被形成和結合在一起作為EMS封裝91。在一些其他實施中，EMS封裝91可以任何其他合適的方式製造，諸如經由沉積在EMS陣列36上方形成背板92的元件。
圖8是圖示在使用圖5B的驅動方案時產生並對顯示器施加各種電壓的系統方塊圖。該圖圖示了使用產生驅動電壓的電源840的驅動器電路系統的實施。所產生的各種電壓將被合適地組合以使用例如多工器850和時序/控制器邏輯860來產生圖5B中所圖示的波形。在圖8中，標記為VCP和VCN的電壓對應於圖5B的正和負保持電壓72和76。電壓VOVP和VOVN對應於圖5B的寫或過驅動電壓74和78。VREL對應於釋放電壓70，並且VSP和VSN對應於圖5B的正和負分段電壓62和64。下標R、G和B對應於不同顏色顯示元件紅、綠和藍。
由多工器850切換的最大電壓是正和負過驅動電壓VOVP和VOVN，其可與正和負20伏一樣大(或者甚至更大)。因此，多工器850需要至少該幅值的正和負幹線電壓，該正和負幹線電壓在圖10的線1020和1030處圖示。該等幹線電壓可 至少部分地從耦合至調節器1046的電池1036得到，該調節器1046產生諸如+3.3伏之類的通常相對較小的VDD電壓1048。該等幹線電壓亦可從電源840的附加電壓輸入得到，該等輸入被示為線1050、1052上電源840的輸入。因為一般在顯示設備中使用的電壓較低，所以此環境中的習知電源不產生具有約16伏以上的幅值的電壓，並且由此電源840的輸入可限於比線1020和1030處所需要的20伏輸出低的值。因此，電源840可包括從VDD和輸入電壓1050和1052中的一者或兩者產生較高的電壓導軌1020和1030的電壓轉換器。
圖9是圖示用於產生圖8的幹線電壓1020和1030的電壓轉換器的實施的示意圖。除了電感器1130與輸出電容器1132和1134之外，圖9的電路實施可在單個積體電路上實施。去往和來自積體電路的輸入和輸出被示為方塊。在此電路中，在節點VDDHV20處產生正的輸出導軌1020，並且在節點VSSHV20處產生負的輸出導軌1030。電源840的正輸入1050被提供給節點VDDHV，並且負輸入1052被提供給節點VSSHV。轉換器包括感性升壓設計。藉由關閉開關1和2來建立經由電感器1130的電流。當電流達到選定振幅時，要麼打開開關2以迫使電荷去往輸出電容器1132並且提升輸出電壓1020，要麼打開開關1以從輸出電容器1134拉取電荷由此降低輸出1030處的電壓。在任一情形中，當經由電感器1130的電流達到0時，關閉的開關1或2被打開，並且若需要則可執行另一循環。開關1和2由位準移位器1160和1162分別驅動，該等位準移位器1160和1162本身由邏輯電路1140控制。邏輯電路1140 將監視輸出電壓位準的回饋比較器1172和1174的輸出作為輸入。邏輯電路1140亦將電感器感測電路1182的輸出作為輸入，該電感器感測電路1182根據經由電感器1130的電流來提供信號，從而開關位置可根據電感器中的電流來恰當地定時。使用輸出電壓感測和電感器電流感測，邏輯電路1140控制位準移位器1060和1062來控制開關1和2向輸出電容器1132和1134提供電荷脈衝，以將輸出電壓1020和1030維持在期望位準。
由於開關1和2的本質，提供具有在幅值上與輸出電壓1020和1030類似的幹線電壓的位準移位器1160和1162是有利的。因為在此實施中，開關1和2可被實施為積體電路上的FET，所以開關1和2的大小較小，並且為了以較低的導通狀態電阻來高效率地驅動開關1和2，相對較大幅值的負電壓應當被用於驅動p型電晶體開關1的閘極以開啟開關1，並且相對較大幅值的正電壓應當被用於驅動n型電晶體開關2的閘極。為此目的，在此實施中使用附加的電源電壓1050和1052。例如，輸出電壓1050和1052可以為+20V和-20V，並且位準移位器導軌可以為在1050和1052處輸入至晶片的+16V和-16V。
圖9的電壓轉換器利用使用兩個回饋迴路的回饋架構，該兩個回饋迴路中的一個回饋迴路被用於監視轉換器的兩個輸出電壓的平均值。為此，該等輸出端可由串聯連接的一組電阻器1182、1184、1186和1188耦合，所有該等電阻器可以或可以不具有相同的電阻值。一個回饋迴路包括在一節點處耦合的感測線1190，在該節點與轉換器輸出端中的一個 輸出端之間僅具有一個電阻器，並且在該節點與另一轉換器輸出端之間具有三個電阻器。感測線1190上的電壓在比較器1172處與閾值電壓作比較，該比較器的輸出路由至控制電路系統1140。第二回饋迴路包括連接至一節點的感測線1192，在該節點與兩個轉換器輸出端之每一者轉換器輸出端之間具有兩個電阻器。若該節點兩側上的電阻相同，則感測線1192上的電壓將是該兩個轉換器輸出的平均值。在操作期間，至控制電路1140的第二回饋迴路將由於比較器1174的負輸入端的接地而使控制電路將電阻器1184與1186之間的節點維持在虛擬接地處。第一回饋迴路將由於比較器1172的負端子的+VREF輸入而使控制電路將電阻器1182與1184之間的節點維持在參考電壓+VREF處。
在圖9的實施中，當所有電阻器1182、1184、1186和1188電阻相同(不顯著載入輸出的高電阻)時，輸出將被調節成相等並且以2*VREF的幅值極性相反。一般而言，在不必相等的電阻器值的情況下，第二回饋迴路將向控制電路提供對兩個輸出電壓的加權和的指示，從而定義兩個輸出之間的不對稱性。第一回饋迴路將向控制電路系統1140提供對正輸出電壓的指示，從而定義輸出電壓相對於+VREF的幅值。
亦可注意，可藉由將附加的開關(未圖示)包括在將電感器的末端連接至感測電路1182的線中來保護感測電路1182免於接收高電壓輸出。該等開關可由控制電路系統1140控制，以使得當開關2打開並且開關1關閉時，下部連接被中斷，以及當開關2關閉並且開關1打開時，上部連接被中斷。 當開關1和2兩者皆關閉以在電感器1130中產生充電電流時，該等開關均被關閉，以使得感測電路1182能夠監視電感器電流。
圖10是圖示用於產生圖8的幹線電壓的電壓轉換器的另一實施的示意圖。然而，在此實施中，附加的幹線輸入電壓1050和1052不是必需的。在圖10的實施中，操作基本上與以上參照圖9所描述的操作相同。區別在於，提供給位準移位器1160和1162的導軌是不同的。連接至開關1的用於位準移位器160的正導軌首先耦合至VDD(例如，+3.3V)並且連接至開關2的用於位準移位器1162的負導軌首先連接至接地或VSS。在正常操作中，當輸出電壓在其期望位準(例如，+20V和-20V)時，切換電路1220將位準移位器1160的負導軌連接至負輸出電壓1030並且將位準移位器1162的正導軌連接至正輸出1020。如此向每個位準移位器1160和1162提供了跨導軌的充分電壓以有效地驅動開關1和2。然而，當首次接通電源時，輸出電壓1020和1030非常低。若位準移位器1160和1162此時連接至轉換器輸出端，則輸出端1020、1030上的低電壓狀況可能不允許位準移位器1160和1162的正確操作。因此，在啟動時，切換電路1220將位準移位器1160的負導軌連接至接地或VSS，並且將位準移位器1162的正導軌連接至VDD。儘管提供給位準移位器的電壓此時較小，但是其高到足以操作位準移位器1160和1162並且驅動開關1和2。在輸出電壓1020和1030上升之後，切換電路1220將位準移位器輸入端切換至輸出端1020和1030以進行正常操作。在啟動期間，此種轉換 可在輸出為例如由切換電路1220中的輸出電壓感測器感測的、約7V的幅值時進行。該轉換亦可基於從啟動起所逝去的時間。
圖10的電壓轉換器利用一種回饋架構，該回饋架構使用第一回饋迴路來直接監視兩個電壓轉換器輸出端中的一個電壓轉換器輸出端，並且使用第二回饋迴路來監視轉換器的兩個輸出電壓的加權和。如圖9中一般，該等輸出端可由串聯連接的一組電阻器1182、1184、1186和1188耦合，所有該等電阻器可以或可以不具有相同的電阻值。在圖10的實施中，該組電阻器的中心是接地的。第一感測線1202耦合在一節點處，該節點具有至接地的一個電阻器以及至轉換器輸出端中的一個輸出端的一個電阻器。此感測線1202上的電壓將僅取決於相隔一個電阻器的輸出端的輸出電壓。該感測線路由至比較器1172，其中感測線1202上的電壓與參考電壓+VREF作比較。可以選擇參考電壓和電阻器1182和1184的電阻值，以使得若1020處的輸出太高則比較器1172輸出為高，並且若1020處的輸出太低則比較器1172輸出為低。第二感測線1204連接在與感測線1202相同的位置中、但是在中央接地節點的另一側上。該感測線1204上的電壓將僅取決於另一輸出電壓。感測線1202和1204各自路由至緩衝器1220和1222，該緩衝器1220和1222的輸出端連接至兩個電阻器求和網路。該兩個電阻器的中央節點處的電壓路由至在其中該電壓與接地作比較的比較器1174。比較器1174的輸出端路由至控制電路系統。比較器1174的輸出端的狀態將取決於兩個輸出電壓的加權 和是大於0還是小於0而變化。如圖9的實施一般，當所有電阻器1182、1184、1186和1188的電阻相同時，輸出將被調節成相等並且以2*VREF的幅值極性相反。一般而言，在不必相等的電阻器值的情況下，第二回饋迴路將向控制電路提供對兩個輸出電壓的加權和的指示，從而定義兩個輸出之間的不對稱性。第一回饋迴路將向控制電路系統1140提供對正輸出電壓的指示，從而定義輸出電壓相對於+VREF的幅值。
控制電路系統1140可監視來自比較器1172和1174的兩個輸出以決定用電感器使哪個輸出升壓(若有)。此舉對在啟動時一起提高電壓是有用的。例如，在啟動時，在輸出電壓已達到其期望輸出位準之前，比較器1172的輸出將較低。比較器1174的輸出將取決於哪個輸出更接近期望輸出值而較低或較高。控制電路可決定向離規定最遠的輸出提供充電升壓。當電壓上升至其期望位準時，控制電路將在使該兩個輸出升壓之間交替，從而使其兩者在上升至其輸出電壓時保持接近相同位準。在此實施中，針對共用的參考電壓+VREF來調節該兩個輸出。
圖11是圖示例如圖9和圖10中的電壓轉換器之類的電壓轉換器的操作模式的流程圖。在此示例性方法中，方法始於方塊1320，其中監視一對電壓轉換器輸出端中的一個輸出端。在方塊1330處，亦監視該對輸出端的加權和。在方塊1340處，至少部分地基於該監視來決定要使哪個輸出端升壓。
圖12是圖示例如圖9和圖10中的電壓轉換器之類的 電壓轉換器的另一操作模式的流程圖。在此示例性方法中，該方法始於方塊1420，其中用幹線電壓來驅動電壓轉換器中的位準移位器。在方塊1430處，轉換器切換至用至少一個不同的幹線電壓來驅動一或多個位準移位器。
圖13A和圖13B是圖示包括複數個IMOD顯示元件的顯示設備40的系統方塊圖。顯示設備40可以是例如智慧型電話、蜂巢或行動電話。然而，顯示設備40的相同元件或其稍有變動的變體亦圖示諸如電視、電腦、平板電腦、電子閱讀器、掌上型設備和可攜式媒體設備等各種類型的顯示設備。
顯示設備40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入設備48，以及話筒46。外殼41可由各種各樣的製造過程(包括注模和真空成形)中的任何製造過程來形成。另外，外殼41可由各種各樣的材料中的任何材料製成，包括但不限於：塑膠、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷，或其組合。外殼41可包括可移除部分(未圖示)，其可與具有不同顏色，或包含不同徽標、圖片或符號的其他可移除部分互換。
顯示器30可以是各種各樣的顯示器中的任何顯示器，包括雙穩態顯示器或類比顯示器，如本文中所描述的。顯示器30亦可配置成包括平板顯示器(諸如，電漿、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)，或非平板顯示器(諸如，CRT或其他電子管設備)。另外，顯示器30可包括基於IMOD的顯示器，如本文中所描述的。
在圖13B中示意性地圖示顯示設備40的元件。顯示設備40包括外殼41，並且可包括被至少部分地包封於其中的附 加元件。例如，顯示設備40包括網路介面27，該網路介面27包括可耦合至收發器47的天線43。網路介面27可以是可顯示在顯示設備40上的圖像資料的源。因此，網路介面27是圖像源模組的一個實例，但是處理器21和輸入設備48亦可充當圖像源模組。收發器47連接到處理器21，該處理器21連接到調節硬體52。調節硬體52可被配置成調節信號(例如，對信號進行濾波或者以其他方式操縱信號)。調節硬體52可連接至揚聲器45和話筒46。處理器21亦可連接至輸入設備48和驅動器控制器29。驅動器控制器29可耦合至訊框緩衝器28並且耦合至陣列驅動器22，該陣列驅動器22進而可耦合至顯示陣列30。顯示設備40中的一或多個元件(包括圖13B中未特定圖示的元件)可被配置成作為記憶體設備起作用，並且被配置成與處理器21通訊。在一些實施中，電源50可向特定顯示設備40設計中的幾乎所有元件提供電力。
網路介面27包括天線43和收發器47，從而顯示設備40可在網路上與一或多個設備通訊。網路介面27亦可具有一些處理能力以減輕例如對處理器21的資料處理要求。天線43可發射和接收信號。在一些實施中，天線43根據IEEE 16.11標準(包括IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包括IEEE 802.11a、b、g、n)及其進一步實施來發射和接收RF信號。在一些其他實施中，天線43根據藍芽®標準來發射和接收RF信號。在蜂巢式電話的情形中，天線43可被設計成接收分碼多工存取(CDMA)、分頻多工存取(FDMA)、分時多工存取(TDMA)、行動通訊全球系統(GSM)、GSM/通用 封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、地面集群無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、進化資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修訂版A、EV-DO修訂版B、高速封包存取(HSPA)、高速下行鏈路封包存取(HSDPA)、高速上行鏈路封包存取(HSUPA)、進化高速封包存取(HSPA+)、長期進化(LTE)、AMPS，或用於在無線網路(諸如，利用3G、4G，或5G技術的系統)內通訊的其他已知信號。收發器47可預處理從天線43接收的信號，以使得該等信號可由處理器21接收並進一步操縱。收發器47亦可處理從處理器21接收的信號，以使得可從顯示設備40經由天線43發射該等信號。
在一些實施中，收發器47可由接收器代替。另外，在一些實施中，網路介面27可由圖像源代替，該圖像源可儲存或產生要發送給處理器21的圖像資料。處理器21可控制顯示設備40的整體操作。處理器21接收資料(諸如來自網路介面27或圖像源的經壓縮圖像資料)，並將該資料處理成原始圖像資料或可容易地被處理成原始圖像資料的格式。處理器21可將經處理資料發送給驅動器控制器29或發送給訊框緩衝器28以進行儲存。原始資料通常是指識別圖像內每個位置處的圖像特性的資訊。例如，此類圖像特性可包括色彩、飽和度和灰度級。
處理器21可包括微控制器、CPU，或用於控制顯示設備40的操作的邏輯單元。調節硬體52可包括用於將信號傳送至揚聲器45以及用於從話筒46接收信號的放大器和濾波器 。調節硬體52可以是顯示設備40內的個別元件，或者可被併入在處理器21或其他元件內。
驅動器控制器29可直接從處理器21或者可從訊框緩衝器28取由處理器21產生的原始圖像資料，並且可適當地重新格式化該原始圖像資料以用於向陣列驅動器22高速傳輸。在一些實施中，驅動器控制器29可將原始圖像資料重新格式化成具有類光柵格式的資料流，以使得其具有適合跨顯示陣列30進行掃瞄的時間次序。隨後，驅動器控制器29將經格式化的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)往往作為獨立的積體電路(IC)來與系統處理器21相關聯，但此類控制器可用許多方式來實施。例如，控制器可作為硬體嵌入在處理器21中、作為軟體嵌入在處理器21中，或以硬體形式完全與陣列驅動器22整合在一起。
陣列驅動器22可從驅動器控制器29接收經格式化的資訊並且可將視訊資料重新格式化成一組並行波形，該等波形被每秒許多次地施加至來自顯示器的x-y顯示元件矩陣的數百條且有時是數千條(或更多)引線。
在一些實施中，驅動器控制器29、陣列驅動器22，以及顯示陣列30適用於本文中所描述的任何類型的顯示器。例如，驅動器控制器29可以是習知顯示器控制器或雙穩態顯示器控制器(諸如，IMOD顯示元件控制器)。另外，陣列驅動器22可以是習知驅動器或雙穩態顯示器驅動器(諸如，IMOD顯示元件驅動器)。此外，顯示陣列30可以是習知顯示陣列或雙穩態顯示陣列(諸如，包括IMOD顯示元件陣列的顯 示器)。在一些實施中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合在一起。此類實施在高度整合的系統中可能是有用的，該等系統例如有行動電話、可攜式電子設備、手錶或小面積顯示器。
在一些實施中，輸入設備48可配置成允許例如使用者控制顯示設備40的操作。輸入設備48可包括按鍵板(諸如，QWERTY鍵盤或電話按鍵板)、按鈕、開關、搖桿、觸敏螢幕、與顯示陣列30相整合的觸敏螢幕，或者壓敏或熱敏膜。話筒46可配置成作為顯示設備40的輸入設備。在一些實施中，可使用經由話筒46的語音命令來控制顯示設備40的操作。
電源50可包括各種能量儲存設備。例如，電源50可以是可再充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用可再充電電池的實施中，該可再充電電池可以是可使用例如來自牆壁插座或光伏打設備或陣列的電力來充電的。或者，該可再充電電池可以是可無線地充電的。電源50亦可以是可再生能源、電容器或太陽能電池，包括塑膠太陽能電池或太陽能電池塗料。電源50亦可配置成從牆上插座接收功率。
在一些實施中，控制可程式性常駐在驅動器控制器29中，驅動器控制器29可位於電子顯示系統中的若干個位置。在一些其他實施中，控制可程式性常駐在陣列驅動器22中。上述最佳化可以用任何數目的硬體及/或軟體元件並在各種配置中實施。
如本文中所使用的，引述一列項目中的「至少一個 」的用語是指該等項目的任何組合，包括單個成員。作為實例，「a、b或c中的至少一個」意欲涵蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。
結合本文中所揭示的實施來描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路和演算法步驟可實施為電子硬體、電腦軟體，或該兩者的組合。硬體與軟體的此種可互換性已以其功能性的形式作了一般化描述，並在上文描述的各種說明性元件、方塊、模組、電路和步驟中作了圖示。此類功能性是以硬體還是軟體來實施取決於特定應用和加諸於整體系統的設計約束。
用於實施結合本文中所揭示的態樣描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組和電路的硬體和資料處理裝置可用通用單晶片或多晶片處理器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式閘陣列(FPGA)或其他可程式邏輯設備、個別閘門或電晶體邏輯、個別的硬體元件，或其設計成執行本文中描述的功能的任何組合來實施或執行。通用處理器可以是微處理器，或者是任何習知的處理器、控制器、微控制器，或狀態機。處理器亦可以被實施為計算設備的組合，諸如DSP與微處理器的組合、複數個微處理器、與DSP核心協調的一或多個微處理器，或任何其他此類配置。在一些實施中，特定步驟和方法可由專門針對給定功能的電路系統來執行。
在一或多個態樣中，所描述的功能可以用硬體、數位電子電路系統、電腦軟體、韌體(包括本說明書中所揭示 的結構及其結構均等物)或其任何組合來實施。本說明書中所描述的標的之實施亦可實施為一或多個電腦程式，亦即，編碼在電腦儲存媒體上以供資料處理裝置執行或用於控制資料處理裝置的操作的電腦程式指令的一或多個模組。
對本案中描述的實施的各種改動對於本領域技藝人士可能是明顯的，並且本文中所定義的普適原理可應用於其他實施而不會脫離本案的精神或範圍。由此，請求項並非意欲被限定於本文中圖示的實施，而是應被授予與本案、本文中所揭示的原理和新穎性特徵一致的最廣義的範圍。另外，本領域一般技藝人士將容易瞭解，術語「上/高」和「下/低」有時是為了便於描述附圖而使用的，且指示與取向正確的頁面上的附圖取向相對應的相對位置，且可能並不反映例如如所實施的IMOD顯示元件的正當取向。
本說明書中在分開實施的上下文中描述的某些特徵亦可組合地實施在單個實施中。相反，在單個實施的上下文中描述的各種特徵亦可分開地或以任何合適的子組合實施在多個實施中。此外，儘管諸特徵在上文可能被描述為以某些組合的方式起作用且甚至最初是如此主張的，但來自所主張的組合的一或多個特徵在一些情形中可從該組合被切除，且所主張的組合可以針對子組合，或子組合的變體。
類似地，儘管在附圖中以特定次序圖示了諸操作，但本領域一般技藝人士將容易認識到此類操作無需以所示的特定次序或按順序次序來執行、亦無需要執行所有所圖示的操作才能達成期望的結果。此外，附圖可能以流程圖的形式 示意性地圖示一或多個示例性過程。然而，未圖示的其他操作可被併入示意性地圖示的示例性過程中。例如，可在任何所圖示操作之前、之後、同時或之間執行一或多個附加操作。在某些環境中，多工處理和並行處理可能是有利的。此外，上文所描述的實施中的各種系統元件的分開不應被理解為在所有實施中皆要求此類分開，並且應當理解，所描述的程式元件和系統一般可以一起整合在單個軟體產品中或封裝成多個軟體產品。另外，其他實施亦落在所附申請專利範圍的範圍內。在一些情形中，請求項中敘述的動作可按不同次序來執行並且仍達成期望的結果。
1‧‧‧開關
2‧‧‧開關
1020‧‧‧輸出電壓
1030‧‧‧輸出電壓
1130‧‧‧電感器
1132‧‧‧輸出電容器
1134‧‧‧輸出電容器
1140‧‧‧控制電路系統
1160‧‧‧位準移位器
1162‧‧‧位準移位器
1172‧‧‧比較器
1174‧‧‧比較器
1182‧‧‧電阻器
1184‧‧‧電阻器
1186‧‧‧電阻器
1188‧‧‧電阻器
1202‧‧‧感測線
1204‧‧‧感測線
1220‧‧‧緩衝器
1222‧‧‧緩衝器

Claims (36)

  1. 一種電壓轉換器，包括：相反極性的第一和第二電壓輸出端；一電感器；一第一開關，其具有耦合至一第一電感器幹線電壓的一輸入端和耦合至該電感器的一輸入端的一輸出端；一第二開關，其具有耦合至該電感器的一輸出端的一輸入端和耦合至一第二電感器幹線電壓的一輸入端；一第一位準移位器，其具有耦合至該第一開關以控制該第一開關的開/關狀態的一輸出端並且具有耦合至一或多個位準移位器幹線電壓的一或多個輸入端；一第二位準移位器，其具有耦合至該第二開關以控制該第二開關的開/關狀態的一輸出端並且具有耦合至該一或多個位準移位器幹線電壓的一或多個輸入端；耦合至該第一和第二位準移位器的控制電路系統；一第一回饋迴路，其配置成向該控制電路系統提供對該第一和第二電壓輸出端中的一個電壓輸出端處的輸出電壓的一指示；及一第二回饋迴路，其配置成向該控制電路系統提供對該第一和第二輸出電壓的一加權和的一指示。
  2. 如請求項1所述之電壓轉換器，其中該第一和第二電壓輸出具有20V或更大的一幅值。
  3. 如請求項2所述之電壓轉換器，其中該一或多個位準移位器幹線電壓為16V或更小。
  4. 如請求項1所述之電壓轉換器，其中附加地包括用於在該電壓轉換器的操作期間將該位準移位器幹線電壓從一個電壓位準切換至一第二電壓位準的一切換電路。
  5. 如請求項1所述之電壓轉換器，其中該第一回饋迴路被配置成將該第一或第二電壓輸出端中的一個電壓輸出端處的輸出電壓與一參考電壓作比較。
  6. 如請求項5所述之電壓轉換器，其中該第二回饋迴路被配置成將該第一和第二輸出電壓的平均值與接地作比較。
  7. 一種包括請求項1所述之電壓轉換器的顯示裝置。
  8. 如請求項7所述之顯示裝置，進一步包括：一顯示器；配置成與該顯示器通訊的一處理器，該處理器被配置成處理圖像資料；及一記憶體設備，該記憶體設備被配置成與該處理器通訊。
  9. 如請求項8所述之顯示裝置，進一步包括： 一驅動器電路，該驅動器電路被配置成將至少一個信號發送給該顯示器；及一控制器，該控制器被配置成將該圖像資料的至少一部分發送給該驅動器電路。
  10. 如請求項8所述之顯示裝置，進一步包括：一圖像源模組，該圖像源模組被配置成將該圖像資料發送給該處理器，其中該圖像源模組包括一接收器、收發器和發射器中的至少一者。
  11. 如請求項8所述之顯示裝置，進一步包括：一輸入裝置，該輸入裝置被配置成接收輸入資料並將該輸入資料傳達給該處理器。
  12. 如請求項8所述之顯示裝置，其中該顯示器包括機電顯示元件。
  13. 一種用於操作具有至少一對相反極性的輸出端的一電壓轉換器的方法，該方法包括以下步驟：監視該輸出端對中的一個輸出端處的一輸出電壓；監視該輸出端對的該等輸出電壓的一加權和；及至少部分地基於該等輸出端中的一個輸出端處的該輸出電壓和該加權和來決定要使哪個輸出端升壓。
  14. 如請求項13所述之方法，其中監視該輸出端對中的一個輸出端處的一輸出電壓之步驟包括以下步驟：將該輸出端對中的一個輸出端處的該輸出電壓與一參考電壓作比較。
  15. 如請求項13所述之方法，其中監視該輸出端對的該平均輸出電壓之步驟包括以下步驟：將該輸出端對的該平均輸出電壓與接地作比較。
  16. 一種電壓轉換器，包括：用於升壓具有相反極性的一對電壓輸出端的手段；用於監視該輸出端對中的一個輸出端處的一輸出電壓的手段；用於監視該輸出端對的輸出電壓的一加權和的手段；及用於至少部分地基於該等輸出端中的一個輸出端處的該輸出電壓和該加權和來決定升壓哪個輸出端的控制電路系統。
  17. 如請求項16所述之電壓轉換器，其中該用於升壓的手段包括一電感器。
  18. 如請求項16所述之電壓轉換器，其中該用於監視該輸出端對中的一個輸出端處的一輸出電壓的手段包括一比較器。
  19. 如請求項16所述之電壓轉換器，其中該用於監視該輸出 端對的該平均輸出電壓的手段包括一比較器。
  20. 一種電壓轉換器，包括：相反極性的第一和第二電壓輸出端；一電感器；一第一開關，其具有耦合至一第一電感器幹線電壓的一輸入端和耦合至該電感器的一輸入端的一輸出端；一第二開關，其具有耦合至該電感器的一輸出端的一輸入端和耦合至一第二電感器幹線電壓的一輸入端；一第一位準移位器，其具有耦合至該第一開關以控制該第一開關的開/關狀態的一輸出端並且具有耦合至一或多個位準移位器幹線電壓的一或多個輸入端；一第二位準移位器，其具有耦合至該第二開關以控制該第二開關的開/關狀態的一輸出端並且具有耦合至一或多個位準移位器幹線電壓的一或多個輸入端；耦合至該第一和第二位準移位器的控制電路系統；一切換電路，其被配置成在該電壓轉換器的操作期間將至少一個位準移位器幹線電壓從一個電壓位準切換至一第二電壓位準。
  21. 如請求項20所述之電壓轉換器，其中該第一和第二電壓輸出具有20V或更大的一幅值。
  22. 如請求項21所述之電壓轉換器，其中該一或多個位準移 位器幹線電壓為16V或更小。
  23. 如請求項20所述之電壓轉換器，其中該切換電路被配置成將一位準移位器幹線電壓從一電感器幹線電壓切換至一電壓輸出。
  24. 一種包括請求項20所述之電壓轉換器的顯示裝置。
  25. 如請求項24所述之顯示裝置，進一步包括：一顯示器；配置成與該顯示器通訊的一處理器，該處理器被配置成處理圖像資料；及一記憶體設備，該記憶體設備被配置成與該處理器通訊。
  26. 如請求項25所述之顯示裝置，進一步包括：一驅動器電路，該驅動器電路被配置成將至少一個信號發送給該顯示器；及一控制器，該控制器被配置成將該圖像資料的至少一部分發送給該驅動器電路。
  27. 如請求項25所述之顯示裝置，進一步包括：一圖像源模組，該圖像源模組被配置成將該圖像資料發送給該處理器，其中該圖像源模組包括一接收器、收發器和 發射器中的至少一者。
  28. 如請求項25所述之顯示裝置，進一步包括：一輸入設備，該輸入設備被配置成接收輸入資料並將該輸入資料傳達給該處理器。
  29. 如請求項25所述之顯示裝置，其中該顯示器包括機電顯示元件。
  30. 一種用於操作具有至少一對相反極性的輸出端的一電壓轉換器的方法，該方法包括以下步驟：用一第一幹線電壓來驅動一位準移位器；及從用該第一幹線電壓來驅動該位準移位器切換至用不同於該第一幹線電壓的一第二幹線電壓來驅動該位準移位器。
  31. 如請求項30所述之方法，進一步包括用該第一幹線電壓來驅動一升壓電感器。
  32. 如請求項30所述之方法，其中該第二幹線電壓是一電壓轉換器輸出。
  33. 一種電壓轉換器，包括：用於升壓具有相反極性的一對電壓輸出端的手段；用於用一第一幹線電壓來驅動一位準移位器的手段；及 用於從用該第一幹線電壓來驅動該位準移位器切換至用不同於該第一幹線電壓的一第二幹線電壓來驅動該位準移位器的手段。
  34. 如請求項33所述之電壓轉換器，其中該用於升壓的手段包括一電感器。
  35. 如請求項34所述之電壓轉換器，進一步包括用於用該第一幹線電壓來驅動該電感器的手段。
  36. 如請求項35所述之電壓轉換器，其中該用於切換的手段包括用於將該位準移位器幹線電壓切換至該電壓轉換器的一輸出電壓的手段。
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