TWI485686B - 用於產生顯示驅動器輸出的充電泵 - Google Patents

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TWI485686B
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Description

用於產生顯示驅動器輸出的充電泵
本案係關於用於驅動機電系統(諸如干涉測量調變器)的方法及系統。
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(諸如鏡子及光學薄膜)以及電子裝置的裝置。EMS裝置或元件可以以各種尺度製造，包括但不限於微米尺度及奈米尺度。例如，微機電系統(MEMS)裝置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)裝置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各層以形成電氣及機電裝置的其他微機械加工製程來製作。
一種類型的EMS裝置被稱為干涉測量(interferometric)調變器(IMOD)。術語IMOD或干涉測量光調變器是指使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射光的 裝置。在一些實現中，IMOD顯示元件可包括一對導電板，此對導電板中的一者或兩者可以完全或部分地是透明的及/或反射性的，且能夠在施加合適電訊號之際進行相對運動。例如，一塊板可包括沉積在基板上方、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。基於IMOD的顯示裝置具有廣範圍的應用，且預期將用於改善現有產品及創造新產品，尤其是具有顯示能力的彼等產品。在本領域中，利用及/或修改該等類型的裝置的特性以使得該等類型的裝置的特徵在改善現有產品及建立尚未被開發的新產品時可被充分利用將是有益的。
本案的系統、方法及裝置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。
本案中所述標的的一個創新態樣可在被配置成用具有複數個電壓的波形來驅動顯示陣列的顯示驅動器電路中實現。該複數個電壓的第一子集與該複數個電壓的第二子集相差界定的量。在此實現中，顯示驅動器電路包括電源電路系統及充電泵，該電源電路系統被配置成產生該複數個電壓的第一子集，該充電泵將該複數個電壓的第一子集作為輸入而將該複數個電壓的第二子集作為輸出，並且包括針對該複數個電壓的第二子集中的每一個電壓的單獨的升壓電容器。該複數個電壓的第二子集中的每一個電壓被直接連接至該每一 個電壓對應的升壓電容器。
在某些實現中，該複數個電壓的第二子集中的至少 某些電壓具有至少20V的幅值。該複數個電壓的第二子集中的至少某些電壓可被路由至在單獨的積體電路上實現的用於向顯示陣列的共用線施加電壓的開關電路。
本案中所述標的的另一創新態樣可在一種用具有複 數個電壓的波形來驅動顯示陣列的方法中實現，其中該複數個電壓的第一子集與該複數個電壓的第二子集相差界定的量。該方法可包括，產生該複數個電壓的第一子集，使用具有在第一積體電路上實現的開關電路的充電泵來產生該複數個電壓的第二子集，該充電泵包括複數個升壓電容器並且將該複數個電壓的第一子集作為輸入而將該複數個電壓的第二子集作為輸出。該方法可進一步包括直接將升壓電容器的輸出端子上的電壓路由至第二積體電路上的開關電路而無需通過第一積體電路上的開關。
本案中所述標的的另一創新態樣可在一種被配置成 用具有複數個電壓的波形來驅動顯示陣列的顯示驅動器電路中實現，其中該複數個電壓的第一子集與該複數個電壓的第二子集相差界定的量。在此實現中，顯示驅動器電路包括用於產生該複數個電壓的第一子集的手段，以及用於使用充電泵來產生該複數個電壓的第二子集的手段，該充電泵將該複數個電壓的第一子集作為輸入而將該複數個電壓的第二子集作為輸出並且包括針對該複數個電壓的第二子集中的每一個電壓的單獨的升壓電容器。在此實現中，該複數個電壓的第 二子集中的每一個電壓被直接連接至該每一個電壓對應的升壓電容器。
本案中所描述的標的的一或多個實現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及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，及場致發射顯示器。其他特徵、態樣及優點將從該描述、附圖及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‧‧‧開關
4‧‧‧開關
5‧‧‧開關
6‧‧‧開關
7‧‧‧開關
8‧‧‧開關
9‧‧‧開關
10‧‧‧開關
11‧‧‧開關
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‧‧‧光學疊層
16a‧‧‧吸收體
16b‧‧‧電媒體
18‧‧‧支承柱
19‧‧‧間隙
20‧‧‧基板
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
23‧‧‧光罩結構
24‧‧‧行驅動器電路
26‧‧‧列驅動器電路
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧緩衝器
29‧‧‧控制器
30‧‧‧面板/顯示陣列/顯示器
32‧‧‧繫帶
34‧‧‧可形變層
35‧‧‧分隔層
40‧‧‧顯示裝置
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧話筒
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入裝置
50‧‧‧電源
52‧‧‧調節硬體
60a‧‧‧線時間
60b‧‧‧線時間
60c‧‧‧線時間
60d‧‧‧線時間
60e‧‧‧線時間
62‧‧‧分段電壓
64‧‧‧分段電壓
70‧‧‧釋放電壓
72‧‧‧保持電壓
74‧‧‧定址電壓
76‧‧‧保持電壓
78‧‧‧定址電壓
800‧‧‧陣列分段
802‧‧‧驅動器電路系統
804‧‧‧驅動器電路系統
810a‧‧‧共用線
810b‧‧‧共用線
810c‧‧‧共用線
820a‧‧‧分段線
820b‧‧‧分段線
830‧‧‧像素
831‧‧‧像素
832‧‧‧像素
833‧‧‧像素
834‧‧‧像素
835‧‧‧像素
838a‧‧‧像素
838b‧‧‧像素
840‧‧‧電源
850‧‧‧多工器
860‧‧‧定時/控制器邏輯
870‧‧‧充電泵電路
880‧‧‧連續電源
901‧‧‧端子
902‧‧‧端子
903‧‧‧開關對
903a‧‧‧開關
903b‧‧‧開關
904‧‧‧開關對
904a‧‧‧開關
904b‧‧‧開關
905‧‧‧開關對
905a‧‧‧開關
905b‧‧‧開關
906‧‧‧開關對
906a‧‧‧開關
906b‧‧‧開關
908‧‧‧交變電容器
908a‧‧‧端子
908b‧‧‧端子
909‧‧‧交變電容器
909a‧‧‧端子
909b‧‧‧端子
910‧‧‧開關
910a‧‧‧開關
910b‧‧‧開關
910c‧‧‧開關
911‧‧‧開關
911a‧‧‧開關
911b‧‧‧開關
911c‧‧‧開關
912‧‧‧正過驅動電壓線
913‧‧‧負過驅動電壓線
914a‧‧‧負保持電壓
914b‧‧‧負保持電壓
914c‧‧‧負保持電壓
915a‧‧‧正保持電壓
915b‧‧‧正保持電壓
915c‧‧‧正保持電壓
1001‧‧‧波形
1002‧‧‧波形
1011‧‧‧波形
1012‧‧‧波形
1013‧‧‧波形
1014‧‧‧波形
1015‧‧‧波形
1016‧‧‧波形
1020‧‧‧波形
1021‧‧‧波形
1022‧‧‧波形
1023‧‧‧波形
1030‧‧‧波形
1031‧‧‧波形
1032‧‧‧波形
1033‧‧‧波形
1041‧‧‧波形
1042‧‧‧波形
1043‧‧‧波形
1051‧‧‧波形
1052‧‧‧波形
1053‧‧‧波形
1410‧‧‧步驟
1420‧‧‧步驟
1430‧‧‧步驟
1440‧‧‧步驟
圖1是圖示干涉測量調變器(IMOD)顯示裝置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是圖示納入基於IMOD顯示器的電子裝置的系統方塊圖，該基於IMOD的顯示器包括3×3 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及分段電壓時IMOD顯示元件的各種狀態的表格。
圖5A是對顯示圖像的3×3 IMOD顯示元件陣列中的一訊框顯示資料的圖式。
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及分段訊號的時序圖。
圖6A及圖6B是圖示包括複數個IMOD顯示元件的顯示裝置的系統方塊圖。
圖7A至圖7E是對IMOD顯示元件的不同實現的橫截面圖式。
圖8是圖示色彩像素的干涉測量調變器的2×3陣列的示意性圖式。
圖9圖示使用另一實例驅動方案可被用來將顯示資料的訊框寫入圖8的2×3顯示的分段訊號及共用訊號的示例性時序圖。
圖10是圖示在使用圖9的驅動方案時產生各種電壓並對顯示器施加各種電壓的系統方塊圖。
圖11是圖示圖10的電源的實現的系統方塊圖。
圖12圖示用於產生可在圖11的系統中使用的過驅動電壓的充電泵的實現的電路圖。
圖13圖示經由圖12中所示的充電泵的實現來產生的過驅動電壓訊號的時序圖。
圖14是用於產生過驅動電壓的過程的實現的流程圖。
圖15圖示用於產生過驅動電壓的充電泵的第二實現。
圖16圖示用於產生過驅動電壓的充電泵的第三實現。
圖17圖示用於產生過驅動電壓的充電泵的第四實現。
圖18圖示用於產生過驅動電壓的充電泵的第五實現。
各個附圖中相似的元件符號及命名指示相似要素。
以下描述針對意欲用於描述本案的創新性態樣的某些實現。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。所描述的實現可在可配置成顯示圖像的任何裝置、設備或系統中實現，無論該圖像是運動的(諸如，視訊)還是不動的(諸如，靜止圖像)，且無論該圖像是文字的、圖形的還是畫面的。更具體而言，設想了所描述的實現可被包括在諸如但不限於以下項的各種各樣的電子裝置中或與該各種各樣的電子裝置相關聯：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、無線裝置、智慧型電話、藍芽®裝置、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、掌上型或可攜式電腦、小筆電、筆記型電腦、智慧型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃瞄器、傳真裝置、全球定位系統(GPS)接收器/導航儀、相機、數字媒體播放機(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、電子閱讀裝置(例如，電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(包括里程表及速度計顯示器等)、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，及非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裝置。本文中的教示亦可用在非顯示器應用中，諸如但不限於：電子交換裝置、射頻濾波器、感測器、加速計、陀螺儀、運動感測裝置、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、液晶裝置、電泳裝置、驅動方案、製造製程以及電子測試裝備。因此，該等教導無意被局限於只是在附圖中圖示的實現，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。
隨著基於機電裝置的顯示器變得越大，對整個顯示器的定址就變得越困難且所期望的訊框播放速率可能越難以實現。其中機電裝置的給定行在向該行寫入新資訊之前被釋放且其中資料資訊經由使用較小的電壓範圍來傳達的低電壓驅動方案經由允許較短的線時間來解決該等問題。然而，此種驅動方案使用多個不同的電壓，此使得電源的設計複雜化並且要求更高的功率來使電源輸出保持可用於顯示器定址。本文揭示在所要求的時間驅動某些必要輸出而不驅動其他輸出的更簡單且在功率方面更高效的電源電路。
可應用所描述實現的合適EMS或MEMS裝置或設備的實例是反射式顯示裝置。反射式顯示裝置可納入干涉測量調變器(IMOD)顯示元件，後者可被實現為使用光學干涉原 理來選擇性地吸收及/或反射入射到該顯示元件上的光。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及界定在吸收體與反射體之間的光學諧振腔。在一些實現中，反射體可被移至兩個或兩個以上不同位置，此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。譜帶的位置可經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經由改變反射體相對於吸收體的位置。
圖1是圖示干涉測量調變器(IMOD)顯示裝置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顯示裝置包括一或多個干涉測量EMS(諸如，MEMS)顯示元件。在該等設備中，干涉測量MEMS顯示元件可被配置在抑或亮狀態、抑或暗狀態中。在亮(「鬆弛」、「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。在一些實現中，經由使用多個顯示元件，可達成不同強度的原色及灰色梯度。
IMOD顯示裝置可包括IMOD顯示元件的陣列，該陣列可按行及列來排列。該陣列之每一者顯示元件可至少包括一對反射及半反射層，諸如，可移動反射層(亦即，可移動 層，亦稱作機械層)及固定的部分反射層(亦即，固定層)，該等反射及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，鬆弛位置)，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於更靠近該部分反射層。取決於可移動反射層的位置及入射光的(諸)波長，從此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。在一些實現中，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，在一些其他實現中，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。在一些實現中，所施加電壓的引入可驅動顯示元件改變狀態。在一些其他實現中，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形式的干涉測量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、毗鄰或觸及光學疊層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圖示為處於離光學疊層16有一距離(該距離可基於設計參數被預先決定)的鬆弛位置，光學疊層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的致動到致動位置，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，及從左側的顯示元件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的大部分可穿過透明基板20透射到光學疊層16。入射在光學疊層16上的光的一部分可透射穿過光學疊層16的部分反射層，且一部分將被反射回去穿過透明基板20。光13透射穿過光學疊層16的彼部分可從可移動反射層14反射回去朝向(並穿過)透明基板20。從光學疊層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)將部分地決定從顯示元件12反射的光15的(一或多個)波長在該裝置的觀看側或基板側的強度。在一些實現中，透明基板20可以是玻璃基板(有時稱作玻璃板或平板)。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。在一些實現中，該玻璃基板可具有0.3、0.5或0.7毫米的厚度，儘管在一些實現中，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)。在一些實現中，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。在此類實現中，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。在一些實現中，可使用非透明基板，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明基板支援，該基於逆IMOD的顯示器包括固定的反射層及部分透射及部分反射的可移動層。
光學疊層16可包括單層或若干層。該(一或多個)層可包括電極層、部分反射且部分透射層及透明介電層中的一或多者。在一些實現中，光學疊層16是導電的、部分透明且部分反射的，並且可以例如經由將上述層中的一或多者沉積在透明基板20上來製造。電極層可由各種各樣的材料來形成，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)、半導體及電媒體。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。在一些實現中，光學疊層16的某些部分可包括單個半透明的金屬或半導體厚層，該單個半透明的金屬或半導體厚層既用作部分光學吸收體又用作電導體，而(例如，光學疊層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顯示元件之間匯流訊號。光學疊層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。
在一些實現中，光學疊層16的(一或多個)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裝置中的行電極。如本領域一般技藝人士將理解的，術語「圖案化」在本文中用於指遮罩以及蝕刻製程。在一些實現中，可將高導電性及高反射性的材料(諸如，鋁 (Al))用於可移動反射層14，且該等條帶可形成顯示裝置中的列電極。可移動反射層14可形成為(一或多個)沉積金屬層的一系列平行條帶(與光學疊層16的行電極正交)，以形成沉積在支承物(諸如所圖示的柱18)及位於各個柱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與光學疊層16之間形成界定的間隙19或即光學腔。在一些實現中，各個柱18之間的間距可近似為1μm至1000μm，而間隙19可近似小於10000埃(Å)。
在一些實現中，每個IMOD顯示元件(無論處於致動狀態還是鬆弛狀態)可被視為由該固定反射層及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保持在機械鬆弛狀態，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與光學疊層16之間存在間隙19。然而，當將電位差(亦即，電壓)施加至所選行及列中的至少一者時，在對應顯示元件處的行電極及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疊層16。光學疊層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 。在一些實現中，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及列(「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」及「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及不均勻分佈的元件的佈局。
圖2是圖示納入基於IMOD顯示器的電子裝置的系統方塊圖，該基於IMOD的顯示器包括3×3 IMOD顯示元件陣列。該電子裝置包括處理器21，該處理器21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提供訊號的行驅動器電路24及列驅動器電路26。圖1中所圖示的IMOD顯示裝置的橫截面由圖2中的線1-1圖示。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。 在一個實例實現中，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鬆弛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伏以下而維持可移動反射層的狀態，然而，可移動反射層直至電壓降至2伏以下才完全鬆弛。因此，在圖3的實例中，存在一電壓範圍(大約為3伏至7伏)，在此電壓範圍中有該元件要麼穩定於鬆弛狀態要麼穩定於致動狀態的所施加電壓訊窗。該訊窗在本文中稱為「滯後窗」或「穩定態窗」。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，並且要鬆弛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，以使得該等顯示元件保持在先前的閘選或寫入狀態中。在此實例中，在被定址之後，每個顯示元件皆經受落在約3伏至7伏的「穩定態窗」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鬆弛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鬆弛狀態)可充當由固定反射層及移動反射層形成的電容器，因此該穩定狀態在落在該滯後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。
在一些實現中，可根據對給定行中顯示元件的狀態 所期望的改變(若有)，經由沿該組列電極施加「分段」電壓形式的資料訊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」電壓或訊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。在一些實現中，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，而是保持於該等顯示元件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。經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訊號及共用訊號的組合(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及分段電壓時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VCREL 時，沿共用線的所有IMOD顯示元件將被置於鬆弛狀態，替換地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 及低分段電壓VSL )。具體而言，當沿共用線施加有釋放電壓VCREL 時，在沿調變器顯示元件的對應分段線施加高分段電壓VSH 及低分段電壓VSL 此兩種情況下，跨該調變器顯示元件或像素的電位電壓(替換地稱為顯示元件或像素電壓)皆落在鬆弛窗(參見圖3，亦稱為釋放窗)內。
當在共用線上施加有保持電壓時(諸如高保持電壓VCHOLD_H 或低保持電壓VCHOLD_L )，沿該共用線的IMOD顯示元件的狀態將保持恆定。例如，鬆弛的IMOD顯示元件將保持在鬆弛位置中，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 及低分段電壓VSL 此兩種情況下，顯示元件電壓皆將保持落在穩定態窗內。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，並且小於正穩定態窗或負穩定態窗任一者的寬度。
當在共用線上施加有定址或即致動電壓(諸如高定址電壓VCADD_H 或低定址電壓VCADD_L )時，經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變器。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何者定址電壓而變化。 在一些實現中，當沿共用線施加有高定址電壓VCADD_H 時，施加高分段電壓VSH 可使調變器保持在調變器的當前位置，而施加低分段電壓VSL 可引起該調變器的致動。作為推論，當施加低定址電壓VCADD_L 時，分段電壓的效果可以是相反的，其中高分段電壓VSH 引起該調變器的致動，而低分段電壓VSL 對該調變器的狀態基本上無影響(亦即，保持穩定)。
在一些實現中，可使用產生相同極性的跨調變器電位差的保持電壓、定址電壓及分段電壓。在一些其他實現中，可使用使調變器的電位差的極性不時地交變的訊號。跨調變器極性的交變(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3×3 IMOD顯示元件陣列中的一訊框顯示資料的圖式。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及分段訊號的時序圖。圖5A中致動的(由暗的菱形網紋圖案圖示的)IMOD顯示元件處於暗狀態，亦即，其中所反射光的顯著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顯示元件反射與該等顯示元件的干涉測量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，每個調變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 的調變器(共用1，分段1)、(1,2)及(1,3)在第一線時間60a的歷時裡保持在鬆弛或即未致動狀態，沿共用線2的調變器(2,1)、(2,2)及(2,3)將移至鬆弛狀態，而沿共用線3的調變器(3,1)、(3,2)及(3,3)將保持在該等調變器的先前狀態中。在一些實現中，沿分段線1、2及3施加的分段電壓將對諸IMOD顯示元件的狀態沒有影響，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，VCREL -鬆弛及VCHOLD_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的所有調變器皆保持在鬆弛狀態中，不管所施加的分段電壓如何。沿共用線2的諸調變器由於釋放電壓70的施加而保持在鬆弛狀態中，而當沿共用線3的電壓移至釋放電壓70時，沿共用線3的調變器(3,1)、(3,2)及(3,3)將鬆弛。
在第三線時間60c期間，經由在共用線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及分段線2施加了低分段電壓64，因此跨調變器(1,1)及調變器(1,2)的顯示元件電壓大於該等調變器的正穩定態窗的高端(亦即，電壓差超過特性閾值)，並且調變器(1,1)及調變器(1,2)被致動。相反，由於沿分段線3施加了高分段電壓62，因此跨調變器(1,3)的顯示元件電壓小於調變器(1,1)及調變器(1,2)的顯示元件電壓，並且保持在該調變器的正穩定態窗內；調變器(1,3)因此保持鬆弛。同樣線時 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及共用線3的調變器留在鬆弛位置。
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的調變器處於該等調變器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，因此跨調變器(2,2)的顯示元件電壓低於該調變器的負穩定態窗的低端，從而導致調變器(2,2)致動。相反，由於沿分段線1及分段線3施加了低分段電壓64，因此調變器(2,1)及調變器(2,3)保持在鬆弛位置。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的調變器留在鬆弛狀態中。隨後共用線2上的電壓切換回到低保持電壓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及共用線2的調變器留在該等調變器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的調變器。由於在分段線2及分段線3上施加了低分段電壓64，因此調變器(3,2)及調變器(3,3)致動，而沿分段線1施加的高分段電壓62使調變器(3,1)保持在鬆弛位置。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像素陣列就將保持在該狀態中，而不管在沿其他共用線(未圖示)的調變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)可包括使用高保持及定址電壓，或使用低保持及定址電壓。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窗內且直至在該共用線上施加釋放電壓才會穿越鬆弛窗。此外，由於每個調變器在被定址之前作為寫程序的一部分被釋放，因此調變器的致動時間而非釋放時間可決定線時間。具體地，在調變器的釋放時間大於致動時間的實現中，釋放電壓可被施加長於單個線時間，如圖5A中所圖示的。在一些其他實現中，沿共用線或分段線施加的電壓可變化以計及不同調變器(諸如不同顏色的調變器)的致動電壓及釋放電壓的變化。
圖6A及圖6B是圖示包括複數個IMOD顯示元件的顯示裝置40的系統方塊圖。顯示裝置40可以是例如智慧型電話、蜂巢或行動電話。然而，顯示裝置40的相同元件或該等元件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、掌上型裝置及可攜式媒體裝置等各種類型的顯示裝置。
顯示裝置40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入裝置48及話筒46。外殼41可由各種各樣的製造製程(包括注模及真空成形)中的任何製造製程來形成。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，及陶瓷，或前述各者之組 合。外殼41可包括可拆卸部分(未圖示)，該等可拆卸部分可與具有不同顏色，或包含不同徽標、圖片或符號的其他可拆卸部分互換。
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模擬顯示器，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或其他電子管裝置)。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6A中示意性地圖示顯示裝置40的組件。顯示裝置40包括外殼41，並且可包括被至少部分地包封於外殼41中的額外元件。例如，顯示裝置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裝置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及輸入裝置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可被配置成調節訊號(例如，對訊號進行濾波或者以其他方式操縱訊號)。調節硬體52可連接至揚聲器45及話筒46。處理器21亦可連接至輸入裝置48及驅動器控制器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。顯示裝置40中的一或多個元件(包括圖6A中未具體圖示的元件)可被配置成作為記憶體裝置起作用並且被配置成與處理器21通訊。在一些實現中，電源50可向特定顯示裝 置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及收發器47，從而顯示裝置40可在網路上與一或多個裝置通訊。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可發射及接收訊號。在一些實現中，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)及該等標準的進一步實現來發射及接收RF訊號。在一些其他實現中，天線43根據藍芽® 標準來發射及接收RF訊號。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)內通訊的其他已知訊號。收發器47可預處理從天線43接收的訊號，以使得該等訊號可由處理器21接收並進一步操縱。收發器47亦可處理從處理器21接收的訊號，以使得可從顯示裝置40經由天線43發射該等訊號。
在一些實現中，收發器47可由接收器代替。另外，在一些實現中，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可控制顯示裝置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。原始資料通常是指標識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、飽和度及灰度級。
處理器21可包括微控制器、CPU，或用於控制顯示裝置40的操作的邏輯單元。調節硬體52可包括用於將訊號傳送至揚聲器45及用於從話筒46接收訊號的放大器及濾波器。調節硬體52可以是顯示裝置40內的個別元件，或者可被納入在處理器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。在一些實現中，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，以使得該資料流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)往往作為自立的積體電路(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現。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。
在一些實現中，驅動器控制器29、陣列驅動器22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)。在一些實現中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合在一起。此類實現在高度整合的系統中可能是有用的，該等系統例如是行動電話、可攜式電子裝置、手錶或小面積顯示器。
在一些實現中，輸入裝置48可配置成允許例如使用者控制顯示裝置40的操作。輸入裝置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可配置成作為顯示裝置40的輸入裝置。在一些實現中，可使用經由話筒46的語音命令來控制顯示裝置40的操作。
電源50可包括各種能量儲存裝置。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現中，該可再充電電池可以是可使用例如來自牆壁插座或光致電壓裝置或陣列的電力來充電的。替換地，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。
在一些實現中，控制可程式設計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地方。在一些其他實現中，控制可程式設計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現。
IMOD顯示器及顯示元件的結構的細節可以寬泛地變化。圖7A至圖7E是對IMOD顯示元件的不同實現的橫截面圖式。圖7A是對IMOD顯示元件的橫截面圖式，其中金屬材料條帶沉積在從基板20大致正交延伸出的支承18上，從而形成可移動反射層14。在圖7B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繫帶32附連到支承。在圖7C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的實現。圖7C中所示的實現具主動自可移動反射層14的光學功能與可移動反射層14的機械功能(後者由可形變層34實施)解耦的額外益處。此種解耦允許用於可移動反射 層14的結構設計及材料與用於可形變層34的結構設計及材料彼此被獨立地最佳化。
圖7D是對IMOD顯示元件的另一橫截面圖式，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顯示元件中的光學疊層16的一部分。例如，當可移動反射層14在鬆弛位置中時，在可移動反射層14與光學疊層16之間形成間隙19。可移動反射層14亦可包括傳導層14c及支承層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。在一些實現中，反射子層14a可以是傳導性的並且可佈置在支承層14b與光學疊層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 )。在一些實現中，支承層14b可以是諸層的疊層，諸如舉例而言SiO2 /SiON/SiO2 三層疊層。反射子層14a及傳導層14c中的任一者或此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上方及下方採用傳導層14a及傳導層14c可平衡應力並提供增強的傳導性。在一些實現中，反射子層14a及傳導層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7D中所圖示的，一些實現亦可包括黑色光罩結構23或暗薄膜層。黑色光罩結構23可形成於光學非活躍區域 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。黑色光罩結構23亦可經由抑制光從顯示器的非活躍部分反射或透射穿過顯示器的非活躍部分來改善顯示裝置的光學性質，以由此提高對比。另外，黑色光罩結構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。在一些實現中，行電極可連接到黑色光罩結構23以減小所連接的行電極的電阻。黑色光罩結構23可使用各種各樣的方法來形成，包括沉積及圖案化技術。黑色光罩結構23可包括一或多層。在一些實現中，黑色光罩結構23可以是標準具(etalon)或干涉測量疊層結構。例如，在一些實現中，干涉測量疊層黑色光罩結構23包括用作光學吸收體的鉬鉻(MoCr)層、SiO2 層及用作反射體及匯流層的鋁合金，前述各者的厚度分別在約30Å至80Å、500Å至1000Å及500Å至6000Å的範圍內。此一或多層可使用各種各樣的技術來圖案化，包括光刻及幹法蝕刻，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 )，及用於鋁合金層的氯(Cl2 )及/或三氯化硼(BCl3 )。在此類干涉測量疊層黑色光罩結構23中，傳導性的吸收體可用於在每行或每列的光學疊層16中的下靜止電極之間傳送或匯流訊號。在一些實現中，分隔層35可用於將光學疊層16中的電極(或導體)(諸如吸收體層16a)與黑色光罩結構23中的傳導層大體上電隔離。
圖7E是IMOD顯示元件的另一橫截面圖式，其中可移動反射層14是自支承的。儘管圖7D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7E的實現包 括與可移動反射層14整合的支承柱。在此類實現中，可移動反射層14在多個位置接觸底下的光學疊層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7E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疊層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)不同層的光學疊層16的一個實現在此處被圖示為包括光學吸收體16a及電媒體16b。 在一些實現中，光學吸收體16a既可用作靜止電極又可用作部分反射層。在一些實現中，光學吸收體16a可以在比可移動反射層14薄的數量級上。在一些實現中，光學吸收體16a比反射子層14a薄。
在諸如圖7A至圖7E所示的彼等實現的實現中，IMOD顯示元件形成直視裝置的一部分，其中圖像可從透明基板20的正面觀看，該正面在此實例中是與在面上形成IMOD顯示元件的面相對的面。在該等實現中，可對該裝置的背部(亦即，該顯示裝置的在可移動反射層14後面的任何部分，包括例如圖7C中所圖示的可形變層34)進行配置及操作而不衝擊或不利地影響該顯示裝置的圖像品質，因為反射層14在光學上遮罩了該裝置的彼等部分。例如，在一些實現中，在可移動反射層14後面可包括匯流排結構(未圖示)，此提供了將調變器的光學性質與該調變器的機電性質(諸如，電壓定址及由此類定址所導致的移動)分離的能力。
在其他實現中，替換的驅動方案可被用來使驅動顯 示器所要求的功率最小化，以及允許機電裝置的共用線在較短的時間量中被寫入。在某些實現中，機電裝置(諸如干涉測量調變器)的釋放或鬆弛時間可長於機電裝置的致動時間，因為機電裝置可僅經由可移動層的機械恢復力被拉至未致動或釋放狀態。相反，致動機電裝置的靜電力可更快地對機電裝置產生作用以引起機電裝置的致動。在以上論述的高電壓驅動方案中，給定線的寫入時間必需足以不僅允許先前未致動的機電裝置的致動，還要允許先前致動的機電裝置的解除致動。在某些實現中，機電裝置的釋放速率從而充當了限制因素，此可禁止對較大的顯示陣列使用較高的刷新率。
本文被稱為低電壓驅動方案的替換驅動方案可提供對以上論述的驅動方案的效能改進，其中偏置電壓由共用電極而非分段電極來提供。此經由參考圖8及圖9來圖示。圖8圖示干涉測量調變器的示例性2×3陣列分段800，其中該陣列包括三條共用線810a、810b，及810c以及兩條分段線820a、820b。獨立定址的像素830、831、832、833、834及835位於共用線及分段線的每一交匯處。從而，跨像素830的電壓即是共用線810a及分段線820a上施加的電壓之差。此跨像素的電壓差替換地在本文被稱為像素電壓。類似地，像素831是共用線810b及分段線820a的交點，而像素832是共用線810c及分段線820a的交點。像素833、834及835分別是分段線820b及共用線810a、810b及810c的交點。在所圖示實現中，共用線包括可移動電極，而分段線中的電極是光學疊層的固定部分，但可以理解，在其他實現中，分段線可包括可移動電極而共用線 可包括固定電極。共用電壓可由共用驅動器電路系統802施加於共用線810a、810b及810c，而分段電壓可經由分段驅動器電路系統804被施加於分段線820a及820b。
如下文將進一步說明的，沿著每一列線的像素可被形成以反射不同色彩。例如，為了製造彩色顯示器，顯示器可包含紅色、綠色及藍色像素的行(或列)。從而，驅動器802的共用1輸出可驅動紅色像素線，驅動器802的共用2輸出可驅動綠色像素線，而驅動器802的共用3輸出可驅動藍色像素線。將認識到，在實際的顯示器中，可能存在向下延伸的成百條紅色、綠色、藍色像素線的集合，而圖8僅圖示第一集合。
在替換的驅動方案的一實現中，在分段線820a及820b上施加的電壓在正分段電壓VSP 及負分段電壓VSN 之間切換。在共用線810a、810b及810c上施加的電壓在5個不同的電壓之間切換，其中的一個在某些實現中是接地狀態。四個非接地電壓是正保持電壓VCP 、正過驅動電壓VOVP 、負保持電壓VCN 及負過驅動電壓VOVN 。保持電壓被選擇以使得在使用合適的分段電壓時像素電壓將總是位於像素的滯後訊窗(正保持電壓的正滯後值及負保持電壓的負滯後值)內，而可能的分段電壓的絕對值足夠得低從而使得像素共用線上被施加保持電壓的像素將因而保持在當前狀態，而不管當前施加在像素分段線上的特定分段電壓是多少。
在特定實現中，正分段電壓VSP 可以是相對較低的電壓，在1V至2V的數量級上，而負分段電壓VSN 可以是接地或 者可以是1V至2V的負電壓。因為正分段電壓及負分段電壓可能不是關於接地對稱的，所以正保持電壓及過驅動電壓的絕對值可能小於負保持電壓及過驅動電壓的絕對值。由於是像素電壓而非僅僅特定的線電壓控制著致動，此偏移將不會以有害的方式影響像素的操作，而是僅需在決定正確的保持電壓及過驅動電壓時被考慮在內。
圖9圖示可被施加於圖8的分段線及共用線上的示例性電壓波形。波形分段1表示基於時間沿著圖8的分段線820a所施加的分段電壓，而波形分段2表示沿著分段線820b所施加的分段電壓。波形共用1表示沿著圖8的共用線810a所施加的共用電壓，波形共用2表示沿著共用線810b所施加的共用電壓，而波形共用3表示沿著共用線810c所施加的共用電壓。
在圖9中，可以看到，共用線電壓中的每一個以正保持值(分別是VCPR 、VCPG 及VCPB )開始。該等保持值被不同地指定，因為取決於紅色(R)像素線、綠色(G)像素線或藍色(B)像素線是否被驅動，該等保持值一般將會是不同的電壓位準。如上所提及的，沿著所有共用線的像素的狀態在向沿著共用線施加正保持電壓期間保持恆定，而不管分段電壓的狀態如何。
共用線810a上的共用線電壓(共用1)接著移向狀態VREL ，VREL 可以是接地，從而導致釋放沿著共用線810a的像素830及833。在此特定實現中，可以注意到，分段電壓在此時均是負分段電壓VSN (如可在波形分段1及分段2中可以看到的)，VSN 可以是接地，但即使分段電壓中的任一個是正分段電 壓VSP ，給定正確的電壓值選擇，像素就將釋放。
線810a上的共用線電壓(共用1)接著移至負保持值VCNR 。當電壓處於負保持值時，分段線820a的分段線電壓(波形分段1)處於正分段電壓VSP ，而分段線820b的分段線電壓(波形分段2)處於負分段電壓VSN 。跨像素830及833中的每一個的電壓經過釋放電壓VREL 移至正滯後窗口內而非移至正致動電壓之外。像素830及833因而保持在該等像素先前的被釋放的狀態。
線810a上的共用線電壓(波形共用1)隨後被降低至負過驅動電壓VOVNR 。像素830及833的行為現在取決於當前沿著該等像素各自的分段線所施加的分段電壓。對於像素830，分段線820a的分段線電壓處於正分段電壓VSP ，而像素830的像素電壓增大超過正致動電壓。像素830因而在此時被致動。對於像素833，分段線820b的分段線電壓處於負分段電壓VSN ，像素電壓未增大超過正致動電壓，所以像素833保持未致動。
接著，沿著線810a的共用線電壓(波形共用1)被增大回負保持電壓VCNR 。如先前所論述的，在施加負保持電壓時跨像素的電壓差保持在滯後訊窗內，而不管分段電壓是多少。跨像素830的電壓因而下降到低於正致動電壓，但保持高於正釋放電壓，並因而保持致動。跨像素833的電壓不下降到低於正釋放電壓，並且將保持未致動。
如圖9中所指示的，共用線810b及810c上的共用線電壓按相似的方式移動，在每一共用線之間存在用於將顯示資 料的訊框寫入陣列的一個線時間週期的延遲。在保持週期之後，以相反極性的共用電壓及分段電壓來重複該過程。
如上所述，在彩色顯示器中，圖8中圖示的示例性陣列分段800可包括三種色彩的像素，像素830-835中的每一個具有特定色彩的像素。被著色的像素可被安排成使得每一共用線810a、810b、810c界定相似色彩像素的共用線。例如，在RGB顯示器中，沿著共用線810a的像素830及833可包括紅色像素，沿著共用線810b的像素831及834可包括綠色像素，而沿著共用線810c的像素832及835可包括藍色像素。從而，RGB顯示器中的2×3陣列形成兩個複合多色像素838a及838b，其中多色像素838a包括紅色子像素830、綠色子像素831及藍色子像素832，而多色像素838b包括紅色子像素833、綠色子像素834及藍色子像素835。
在此種具有不同色彩像素的陣列中，不同色彩像素的結構隨顏色不同。該等結構差異導致滯後特性的差異，該等差異進一步導致不同的合適的保持電壓及致動電壓。假定釋放電壓VREL 為零(接地)，為了用圖9的波形來驅動三個不同色彩像素的陣列，電源將需要產生總共14個不同的電壓(VOVPR 、VCPR 、VCNR 、VOVNR 、VOVPG 、VCPG 、VCNG 、VOVNG 、VOVPB 、VCPB 、VCNB 、VOVNB 、VSP 及VSN )來驅動共用線及分段線。
圖10圖示使用此種電源840的驅動器電路的實現。所產生的各個電壓將使用例如作為圖8的驅動電路802、804的一部分的多工器850及定時/控制器邏輯860被合適地組合以產生 所示波形。連續產生此14個電壓位準消耗極大的功率，尤其因為過驅動電壓僅在短時間段內需要。此功率消耗可被降低，因為每一個不同色彩的正過驅動電壓及負過驅動電壓VOVP 及VOVN 可經由向正保持電壓VCP 添加附加電壓VADD 以及從負保持電壓VCN 減去VADD 來獲得，其中VADD 對於所有色彩皆是相同的，並且本身可等於VSP 及VSN 之差。為了利用此點，電源840在所要求的時間使用充電泵從保持電壓匯出過驅動電壓。
圖11是圖示根據本文描述的包含電源的充電泵的實現的產生在低電壓驅動方案中使用的各個電壓的系統方塊圖。如圖11中可以看到的，經由使用充電泵電路870的實現(充電泵電路870的實現在下面的圖12中描述)，連續電源880僅需產生用於共用線及分段線的總共8個不同的電壓(VCPR 、VCNR 、VCPG 、VCNG 、VCPB 、VCNB 、VSP 及VSN )。可以注意到，「連續」電源不需要在100%的時間裡皆處於工作狀態。術語連續僅意欲意味著該電源在需要驅動及保持顯示器元件時輸出該等電壓。在典型的實現中，在顯示器處於工作狀態的大部分時間裡需要保持電壓，並且因此在顯示器正被用來輸出圖像的彼等時間段期間至少會輸出保持電壓。然而，在某些實現中，在顯示器上保持圖像持續某些時間段而沒有該等輸出亦是可能的。充電泵870隨後經由將VSP 及VSN 之差添加到每一保持電壓(或從每一保持電壓減除)來產生用於驅動陣列所需的剩餘6個電壓(VOVPR 、VOVNR 、VOVPG 、VOVNG 、VOVPB 、VOVNB )，如下文將更詳細地說明的。另外，經由使用定時及邏輯控制器，將充電泵電路的輸出與定時電路所產生的以 便驅動圖8的陣列的共用線波形進行同步是可能的。
圖12圖示用於產生過驅動電壓VOV 的充電泵電路系統的實現的電路圖。所示電路系統包括跨端子VSP 901及VSN 902的電源電壓VSP (其中如上所提及的，在某些實現中VSN 可以是接地)，開關對903、904、905及906，複數個開關910、911，交變電容器908及909，以及作為負保持電壓及正保持電壓的輸入的用於紅色像素、綠色像素及藍色像素的線914a-914c及915a-915c。
仍然參考圖12，開關903a將電源電壓的正端子VSP 901耦合至第一交變電容器的正端子908a。類似地，開關903b將電源電壓的負端子VSN 902耦合至第一交變電容器的負端子908b。開關904a將電源電壓的正端子VSP 901耦合至第二交變電容器的正端子909a。類似地，開關904b將電源電壓的負端子VSN 902耦合至第二交變電容器的負端子909b。開關905a將第一交變電容器的正端子908a耦合至正過驅動電壓線VOVP 912。類似地，開關905b將第一交變電容器的負端子908b耦合至負過驅動電壓線VOVN 913。開關906a將第二交變電容器的正端子909a耦合至正過驅動電壓線VOVP 912。類似地，開關906b將第二交變電容器的負端子909b耦合至負過驅動電壓線VOVN 913。開關910a將正過驅動電壓線VOVP 912耦合至用於驅動紅色像素的負保持電壓VCNR 914a。類似地，開關910b將正過驅動電壓線VOVP 912耦合至用於驅動綠色像素的負保持電壓VCNG 914b。而且，開關910c將正過驅動電壓線VOVP 912耦合至用於驅動藍色像素的負保持電壓VCNB 914c。類似地，開關 911a將負過驅動電壓線VOVN 913耦合至用於驅動紅色像素的正保持電壓VCPR 915a。類似地，開關911b將負過驅動電壓線VOVN 913耦合至用於驅動綠色像素的正保持電壓VCPG 915b。而且，開關911c將負過驅動電壓線VOVN 913耦合至用於驅動藍色像素的正保持電壓VCPB 915c。
圖10及圖11中圖示的定時/控制邏輯電路確保充電泵以此種方式來工作，以使得在任何時間點，交變電容器之一用電源電壓VSP 來充電，而另一交變電容器被用於對產生過驅動電壓VOV 作出貢獻。在一個週期中，定時/控制邏輯電路關閉或啟動開關903及906而打開或解除啟動開關904及905，以使得電容器908用電源電壓VSP 來充電，而電容器909被耦合至輸出從而跨電容器909的電壓產生了過驅動電壓VOV 。在另一週期中，定時/控制邏輯電路關閉或啟動開關904及905而打開或解除啟動開關903及906，以使得電容器909用電源電壓VSP 來充電，而電容器908被耦合至輸出從而跨電容器908的電壓產生了過驅動電壓VOV 。跨被充電電容器的電壓從而被選擇性地添加到保持電壓或從保持電壓減除以產生對應的過驅動電壓。
在每一週期期間，定時/控制邏輯電路亦確保在任何時間六個開關910a-910c及911a-911c中只有一個被關閉或啟動。從而過驅動電壓線VOV 在一個時刻被耦合至唯一的共用線。例如，當定時/控制邏輯電路關閉開關910a時，過驅動電壓VOV 被耦合至用於產生跨紅色像素的負保持電壓VCNR 914a的共用電壓線。其餘開關910b-910c及911a-911c按相似的方式來 操作。
在某些實現中，所使用的開關及電容器的數量以及所使用的不同開關及電容器之間的連接可以是不同的，以使得定時/控制邏輯電路對開關的啟動及解除啟動可經歷比上文描述的電路更多或更少的週期來對電容器充電及產生過驅動電壓。
圖13圖示在圖12中圖示的充電泵的實現中的開關以及充電泵的此實現所產生的過驅動電壓訊號的時序圖。波形1001表示開關903及906的開關啟動及解除啟動的定時。波形1002表示開關904及905的開關啟動及解除啟動的定時。波形1011表示開關910a的開關啟動定時。波形1012表示開關910b的開關啟動定時。波形1013表示開關910c的開關啟動定時。波形1014表示開關911a的開關啟動定時。波形1015表示開關911b的開關啟動定時。波形1016表示開關911c的開關啟動定時。
波形1020及1030分別圖示當如波形1001-1002及1011-1016所指示的來啟動及解除啟動開關時由圖12中的電路的實現所產生的線VOVN 及VOVP 上的輸出電壓。
如圖13的左側所指示的，在第一所示週期期間，當開關904及905被啟動(如波形1002中看到的)時且當開關910a被啟動(如波形1011中看到的)時，存在為紅色像素建立的負過驅動電壓，如在1021處看到的。在下一週期期間，開關903及906被啟動(如波形1001中看到的)，而開關904及905被解除啟動(如波形1002中看到的)。當開關910b被啟動( 如波形1012中看到的)時，存在為綠色像素建立的負過驅動電壓，如在1022處看到的。在下一週期期間，開關904及905被再次啟動(如波形1001中看到的)，而開關903及906被解除啟動(如波形1002中看到的)。當開關910c被啟動(如波形1013中看到的)時，存在為藍色像素建立的負過驅動電壓，如在1023處看到的。在下一週期期間，當開關904及905被再次啟動(如波形1002中看到的)時且當開關911a被啟動(如波形1014中看到的)時，存在為紅色像素建立的正過驅動電壓，如在1031處看到的。在下一週期期間，開關903及906被再次啟動(如波形1001中看到的)，而開關904及905被解除啟動(如波形1002中看到的)。當開關911b被啟動(如波形1012中看到的)時，存在為綠色像素建立的正過驅動電壓，如在1032處看到的。在下一週期期間，開關904及905被再次啟動(如波形1001中看到的)，而開關903及906被解除啟動(如波形1002中看到的)。當開關911c被啟動(如波形1013中看到的)時，存在為藍色像素建立的正過驅動電壓，如在1033處看到的。對於開關的相同極性接著開關的不同極性的此順序週期可被重複。
替換地，如圖13的右側所指示的，亦可能按照其他次序來產生過驅動電壓。當開關904及905被啟動(如波形1002中看到的)時且當開關910a被啟動(如波形1011中看到的)時，存在為紅色像素建立的負過驅動電壓，如在1041處看到的。在下一週期期間，開關903及906被再次啟動(如波形1001中看到的)，而開關904及905被解除啟動(如波形1002中看 到的)。當開關911b被啟動(如波形1012中看到的)時，存在為綠色像素建立的正過驅動電壓，如在1042處看到的。在下一週期期間，開關904及905被再次啟動(如波形1001中看到的)，而開關903及906被解除啟動(如波形1002中看到的)。當開關910c被啟動(如波形1013中看到的)時，存在為藍色像素建立的負過驅動電壓，如在1043處看到的。在下一週期期間，當開關904及905被再次啟動(如波形1002中看到的)時且當開關911a被啟動(如波形1014中看到的)時，存在為紅色像素建立的正過驅動電壓，如在1051處看到的。在下一週期期間，開關903及906被再次啟動(如波形1001中看到的)，而開關904及904被解除啟動(如波形1002中看到的)。當開關910b被啟動(如波形1012中看到的)時，存在為綠色像素建立的負過驅動電壓，如在1052處看到的。在下一週期期間，開關904及905被再次啟動(如波形1001中看到的)，而開關903及906被解除啟動(如波形1002中看到的)。當開關911c被啟動(如波形1013中看到的)時，存在為藍色像素建立的正過驅動電壓，如在1053處看到的。
因為定時/邏輯控制器獨立於彼此地控制開關910a-c及911a-c，因此按任何期望的次序來產生各個色彩及極性的過驅動電壓皆是可能的，並且不限於上文述及之實例。而且，因為定時/邏輯控制器亦經由多工器控制對共用線的電壓的施加，由於過驅動電壓被施加於顯示陣列的不同共用線，定時/邏輯控制器可被配置成在產生圖9的波形所必要的時刻產生所要求的過驅動電壓。
圖14是用於產生過驅動電壓的過程的實現的流程圖。在步驟1410，電容器被耦合至電源電壓。在一實現中，此種耦合經由啟動開關來完成。作為耦合的結果，電容器用來自電源線的電壓來充電。在步驟1420，電容器與電源電壓斷開連接。在一實現中，此種斷開連接經由解除啟動開關來完成。在步驟1430，將驅動線連接至電容器的第一側作為輸入。在一實現中，驅動線可以是顯示陣列的共用線保持電壓。在步驟1440，將過驅動線連接至電容器的第二側作為輸出。在一實現中，過驅動線可以是顯示陣列的共用線過驅動電壓。如圖14中所指示的，步驟1410到1440被重複。
有利的是，本方法由於較少的開關切換及較小的電壓範圍而用較低的功率消耗來產生用於驅動顯示器的共用線的過驅動電壓。該方法亦提供了允許與顯示驅動器所採用的任何驅動方案進行組合的更大的靈活性。
圖15圖示圖11中示出的充電泵的另一實現。與圖12中圖示的實現類似，圖15中圖示的充電泵亦包括VSP 及VSN 之差的電源電壓、若干開關對及兩個交變電容器。該電路以此種方式來操作，從而使得在一個週期期間，交變電容器之一用電源電壓來充電而過驅動電壓由另一電容器來產生。在另一週期期間，該另一交變電容器用電源電壓來充電，而相反極性的過驅動電壓由第一電容器來產生。例如，當開關5被關閉以向電容器CP2充電時，開關1可被關閉以產生來自VCPR 及電容器CP1的VOVPR 。
圖16圖示圖11中示出的充電泵的另一實現。圖16 中的實現僅使用一個電容器。該電路以此種方式來操作從而使得，在一個週期期間，該電容器用來自圖11中圖示的連續電源電壓的附加電壓V充電 來充電。在此充電週期期間，開關充電及開關1被關閉。在此實現中，V充電 由連續電源電壓產生並且等於VOVPR 。在下一週期期間，所期望的過驅動電壓經由關閉開關1-6中的任一個來由電容器產生。
圖17圖示圖11中圖示的充電泵的另一實現。在此實現中，連續電源電壓的兩個附加輸出VCHARGEP 及VCHARGEN 被產生並且每一極性使用一個。該電路以與圖16的實現相同的方式來操作，但正區段及負區段可被獨立地控制。在此一實現中，VCHARGEP 及VCHARGEN 分別等於VOVPR 及VOVNR 。
圖18圖示圖11中圖示的充電泵的另一實現。在此實現中，所示電路系統包括用於紅色(R)像素線、綠色(G)像素線及藍色(B)像素線中的每一者的分開的正輸入電壓VSP 。例如，跨端子VSPR 及VSN 的電源電壓被提供以產生用於R像素線的過驅動助推，跨端子VSPG 及VSN 的電源電壓被提供以產生用於G像素線的過驅動助推，而跨端子VSPB 及VSN 的電源電壓被提供以產生用於B像素線的過驅動助推。負區段電壓端子VSN 對於色彩像素線中的每一者是共用的，並且可以是與在驅動陣列時被提供給各個區段的相同的VSN 。在驅動陣列時提供給各個區段的VSP 可以是VSPR 、VSPB 或VSPG 中的一個，或者可以單獨地產生並且與該等輸入電壓不同。此外，所示電路系統包括用於不同色彩像素線中的每一者以及用於正極性及負極性的分開的開關及電容器組。開關1及2、 開關對3及4及交變電容器CP1及CP2對應於R像素線。開關5及6、開關對7及8及交變電容器CP3及CP4對應於G像素線。開關9及10、開關對11及12及交變電容器CP5及CP6對應於B像素線。
如圖18中圖示的提供分開的輸入VSPR 、VSPG 及VSPB 及分開的電容器的一個益處在於不同的過驅動助推電壓可被添加至不同色彩像素線的保持電壓。圖18的電路的另一益處在於不存在直接跨負電壓及正電壓連接的開關，對於例如圖12的位於VOVN 及VCPB 之間的開關911c就是如此。此允許使用較低電壓的開關，從而導致較小的電路尺寸。另一益處在於在電路中可使用單向開關來代替雙向開關，從而再一次導致較小的電路尺寸。例如，開關1僅需要在一個方向上提供電流以產生正過驅動電壓VOVPR 。而且，開關對3僅需要被操作來在一個方向上提供電流以對電容器CP1充電。沒有一個開關被要求在某些時候在一個方向上操作而在其他時候在其他方向上操作。
另一重大益處在於輸出過驅動電壓中的每一個被直接連接至其對應的升壓電容器，諸如VOVPR 及CP1之間，因為每個過驅動助推電壓輸出皆存在單獨的電容器。此配置消除了切換過驅動電壓的電晶體。從而，不像例如圖15中要求的一般，在高電壓時將不要求良好的偏置。此在圖10及圖11的顯示陣列的實現中可以是有用的，其中過驅動電壓具有至少正20V及負20V的幅值，且其中充電泵的開關電路(標示為圖11中的870)與多工器開關電路(標示為圖10中的 850)在不同積體電路上實現。若過驅動電壓具有20V或更大的幅值，則需要相同或更大幅值的電源電壓導軌來驅動其源極端子連接至大幅值過驅動電壓的任何電晶體開關。採用圖18的充電泵設計，20V或更大的過驅動輸出幅值可用以較低的保持電壓位準VCP 及VCN 來驅動的電晶體來產生，該較低的保持電壓位準可以是大約正16V或負16V或更低的幅值。此允許適於較低電壓操作的積體電路製程技術被用於積體電路上實現充電泵開關電路的積體電路(例如，圖10的電路840)。在合適時間將過驅動電壓耦合至共用線的多工器(MUX)開關電路將利用20V或更大的電源電壓導軌以及支援該等電壓的製程技術，但是消除了對充電泵開關的積體電路的此要求能夠節約生產成本。
構想了上文論述的以上實現及方法的各種組合。具體地，儘管以上實現主要係關於其中特定元件的干涉測量調變器沿著共用線來佈局的實現，但在其他實現中特定色彩的干涉測量調變器亦可替換地沿著分段線來佈局。在特定實現中，可對具體色彩使用不同的正分段電壓值及負分段電壓值，且可沿著共用線施加相同的保持、釋放及過驅動電壓。在其他實現中，當子像素的多個色彩位於沿著共用線及分段線，諸如上文論述的四色顯示，可使用不同的正分段電壓值及負分段電壓值連同沿著共用線的不同的保持電壓值及過驅動電壓值，以使得對四個色彩中的每一個提供合適的像素電壓。
亦應該認識到，取決於實現，本文述及之任何方法 的動作或事件可以其他的循序執行、可以被添加、合併，或全部省去(例如，不是所有動作或事件皆是實踐本方法所必需的)，除非本文具體且清楚地聲明並非如此。
儘管以上詳細描述已經示出、描述及指出了應用於各實現的新穎特徵，但亦可作出所示過程的裝置的形式及細節上的各種省略、替換及改變。可作出未提供本文所闡述的所有特徵及益處的某些形式，並且某些特徵可彼此分開地使用或實施。

Claims (20)

  1. 一種配置成用一波形來驅動一顯示陣列的顯示驅動器電路，該波形具有複數個電壓，其中該複數個電壓的一第一子集與該複數個電壓的一第二子集相差一界定的量，該顯示驅動器電路包括：電源電路系統，該電源電路系統被配置成產生該複數個電壓的該第一子集；及一充電泵，該充電泵將該複數個電壓的該第一子集作為輸入而將該複數個電壓的該第二子集作為在複數個過驅動線上的輸出，並且該充電泵在該複數個過驅動線上包括針對該複數個電壓的該第二子集中的每一個電壓的一單獨升壓電容器；其中該複數個過驅動線中的每一個被直接連接至該每一個過驅動線對應的升壓電容器。
  2. 如請求項1述及之顯示驅動器電路，其中該複數個電壓的該第二子集中的每一個電壓具有至少20伏的一正幅值或負幅值。
  3. 如請求項1述及之顯示驅動器電路，其中該顯示陣列包括複數條共用線及複數條分段線。
  4. 如請求項3述及之顯示驅動器電路，其中該複數條共用線中的每一條共用線包括僅一單一色彩的顯示元素，其中該複 數個輸出電壓包括針對不同色彩顯示元素及針對不同極性的一不同輸出電壓，且其中該充電泵包括針對每一色彩及每一極性的一單獨升壓電容器。
  5. 如請求項3述及之顯示驅動器電路，亦包括在該複數個電壓的該第二子集及該複數條共用線之間連接的一或多個開關電路。
  6. 如請求項5述及之顯示驅動器電路，其中該一或多個開關電路在與該充電泵不同的一積體電路上實現。
  7. 如請求項6述及之顯示驅動器電路，其中被配置成產生該複數個電壓的該第一子集中的至少某些電壓的該電源電路系統的至少一部分在與該一或多個開關電路及該充電泵不同的一積體電路上實現。
  8. 如請求項3述及之顯示驅動器電路，其中該複數個電壓的該第一子集包括施加於該等共用線的保持電壓，且其中該複數個電壓的該第二子集包括施加於該等共用線的過驅動電壓。
  9. 如請求項8述及之顯示驅動器電路，其中該複數個電壓的該第一子集包括施加於該等分段線的分段電壓。
  10. 如請求項4述及之顯示驅動器電路，其中該不同色彩顯示元素包括紅色、綠色及藍色。
  11. 一種用一波形來驅動一顯示陣列的方法，該波形具有複數個電壓位準，其中該複數個電壓的第一子集與該複數個電壓的第二子集相差一界定的量，該方法包括以下步驟：產生該複數個電壓的該第一子集，及使用具有在一第一積體電路上實現的開關電路的一充電泵來產生該複數個電壓的該第二子集，該充電泵包括複數個升壓電容器並且將該複數個電壓的該第一子集作為輸入而將該複數個電壓的該第二子集作為在複數個過驅動線上的輸出；及將該等升壓電容器的輸出端子上的電壓直接路由至該複數個過驅動線而無需通過該第一積體電路上的一開關。
  12. 如請求項11述及之方法，其中該顯示陣列包括複數條共用線及複數條分段線。
  13. 如請求項12述及之方法，亦包括以下步驟：用一共用電壓來驅動該複數個共用線中的每一條共用線以及用一分段電壓來驅動該複數條分段線中的每一條分段線。
  14. 如請求項13述及之方法，其中該共用電壓包括一保持電壓及一過驅動電壓。
  15. 一種配置成用一波形來驅動一顯示陣列的顯示驅動器電路，該波形具有複數個電壓，其中該複數個電壓的一第一子集與該複數個電壓的一第二子集相差一界定的量，該顯示驅動器電路包括：用於產生該複數個電壓的該第一子集的手段，及用於使用一充電泵來產生該複數個電壓的該第二子集的手段，該充電泵將該複數個電壓的該第一子集作為輸入而將該複數個電壓的該第二子集作為在複數個過驅動線上的輸出，且該充電泵在該複數個過驅動線上包括針對該複數個電壓的該第二子集中的每一個電壓的一單獨升壓電容器，且其中該複數個過驅動線中的每一個被直接連接至該每一個過驅動線對應的升壓電容器。
  16. 如請求項15述及之顯示驅動器電路，其中該顯示陣列包括複數條共用線及複數條分段線。
  17. 如請求項16述及之顯示驅動器電路，亦包括用於將該複數個電壓的該第二子集切換至該複數條共用線中的所選共用線上的手段。
  18. 如請求項17述及之顯示驅動器電路，其中該充電泵的開關電路系統在與用於將該複數個電壓的該第二子集切換至該複數條共用線中的所選共用線上的該手段不同的一積體電路 上實現。
  19. 如請求項18述及之顯示驅動器電路，其中該複數個電壓的該第二子集中的每一個電壓具有至少20伏的一正幅值或負幅值。
  20. 如請求項16述及之顯示驅動器電路，其中該複數條共用線中的每一條共用線包括一僅單一色彩的顯示元素，其中該複數個輸出電壓的該第二子集包括針對不同色彩顯示元素及針對不同極性的一不同輸出電壓，且其中該充電泵包括針對每一色彩及每一極性的一單獨升壓電容器。
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