TWI489434B - 用於感測干涉調制器的致動和釋放電壓的系統和方法 - Google Patents

用於感測干涉調制器的致動和釋放電壓的系統和方法 Download PDF

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TWI489434B TW102119168A TW102119168A TWI489434B TW I489434 B TWI489434 B TW I489434B TW 102119168 A TW102119168 A TW 102119168A TW 102119168 A TW102119168 A TW 102119168A TW I489434 B TWI489434 B TW I489434B
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Description

用於感測干涉調制器的致動和釋放電壓的系統和方法
本案涉及驅動機電系統和設備(諸如干涉調制器)的方法和系統。
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)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層以形成電氣及機電設備的其他微機械加工工藝來製作。
一種類型的EMS設備被稱為干涉(interferometric)調制器(IMOD)。術語IMOD或干涉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。在一些實施例中，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明的及/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的顯示設備具有廣範圍的應用，且預期將用於改良現有產品和創造新產品，尤其是具有顯示能力的彼等產品。
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的一個創新性態樣可實施在校準機電元件陣列的方法中。該方法可包括使用初始驅動方案電壓集來驅動機電元件陣列。該方法可藉由用數位控制電流對電容器充電以產生斜坡電壓以及將該斜坡電壓施加到該陣列的子集而繼續。該方法可進一步包括至少部分地基於藉由將該斜坡電壓施加到該陣列的子集所產生的電容改變來決定驅動回應特性。該方法可包括至少部分地基於驅動回應特性來決定用於該陣列的第一經更新的驅動方案電壓。該方法亦可包括使用經更新的驅動方案電壓集來驅動該陣列，其中該經更新的驅動方案電壓集包括第一經更新的驅動方案電壓。 該斜坡電壓可被發起、切換，及/或終止以產生完整的兩相波形。該斜坡電壓亦可被發起、切換，及/或終止以產生其他波形，或者產生由僅一個極性的電壓構成的波形。該斜坡電壓可在大於或小於0的值處發起。該方法可產生電容改變，該電容改變產生一或多個電流脈衝。該方法可包括將至少部分地表示該電容改變的資料與至少部分地表示該斜坡電壓的資料作比較。該至少部分地表示該斜坡電壓的資料可由計數器電路產生。
在另一態樣，一種用於校準驅動方案電壓的裝置可包括顯示元件陣列、斜坡電壓產生器、以及電流感測器，其中該斜坡電壓產生器至少包括電容器和數位控制電流源，其中該電容器的第一節點連接至該數位控制電流源。該數位控制電流源可包括連接至電流源的數位控制類比電壓源。該電流感測器可包括多個可變增益電阻器。該裝置亦可包括放大器電路、計數器、以及開始點產生器電路中的至少一者。
在另一態樣，一種用於校準驅動方案電壓的裝置包括：用於顯示圖像資料的手段；用於數位地控制電容器上的電荷以產生斜坡電壓的手段；用於將該斜坡電壓施加到該用於顯示圖像資料的手段的至少一部分的手段；及用於感測由該斜坡電壓引起的電流脈衝的手段。
本案中所描述的標的的另一個創新性態樣可實施在校準機電元件陣列的方法中。該方法可包括：向該陣列的子集施加斜坡電壓並偵測包括一或多個電流脈衝的感應波形；在該波形的包含電流脈衝的至少一部分的區域中評估該感應 波形的一或多個特性，其中該評估至少部分地基於表示該區域中的電流脈衝的寬度以及該區域中的電流脈衝的經加權或未加權面積中的至少一者的資料；及至少部分地基於所評估的特性來決定驅動回應特性。該方法亦可包括：至少部分地基於所決定的驅動回應特性來決定用於該陣列的經更新的驅動方案電壓；及使用經更新的驅動方案電壓來驅動該元件陣列。評估該感應波形的一或多個特性的方法步驟可包括以下至少一者：決定表示該電流脈衝的峰值電流的值；決定第一電壓，該第一電壓基本上等於當電流增大時該電流脈衝到達低於峰值電流的第一閾值處的斜坡電壓；及決定第二電壓，該第二電壓基本上等於當電流減小時該電流脈衝到達低於峰值電流的第二閾值處的斜坡電壓。評估該感應波形的一或多個特性的方法步驟可包括：計算表示該感應波形在斜坡電壓範圍上的區域下方的面積的值。該方法可評估該感應波形在包含電流脈衝的全部、電流脈衝的僅中心部分，或電流脈衝的某個其他部分的斜坡電壓範圍上的區域。評估該感應波形的一或多個特性的方法步驟可包括：計算表示與該感應波形的該區域的近似最大斜率部分相對應的斜坡電壓的一或多個值。
本案中所描述的標的的另一個創新性態樣可實施在一種用於校準驅動方案電壓的裝置中。該裝置可包括：機電元件陣列；斜坡電壓產生器；電流感測器；驅動器電路系統，配置成：使用初始驅動方案電壓集來驅動該機電元件陣列；及處理器電路系統，配置成：發起向該陣列的子集施加斜 坡電壓以產生包括一或多個電流脈衝的感應波形；在該波形的包含電流脈衝的至少一部分的區域中評估該感應波形的一或多個特性；其中該評估至少部分地基於表示該區域中的電流脈衝的寬度以及該區域中的電流脈衝的經加權或未加權面積中的至少一者的資料；及至少部分地基於所評估的特性來決定驅動回應特性。該處理器電路系統亦可被配置成藉由以下操作來在該感應波形的一區域中評估該波形的一或多個特性：決定表示該電流脈衝的峰值電流的值；決定第一電壓，該第一電壓基本上等於當電流增大時該電流脈衝到達低於峰值電流的第一閾值處的斜坡電壓；及決定第二電壓，該第二電壓基本上等於當電流減小時該電流脈衝到達低於峰值電流的第二閾值處的斜坡電壓。該處理器電路系統亦可被配置成藉由以下操作來在該感應波形的一區域中評估該波形的一或多個特性：計算表示該感應波形在斜坡電壓範圍上的區域下方的面積的值。該感應波形在該斜坡電壓範圍上的該區域可包含電流脈衝的全部或一部分。該處理器電路系統亦可被配置成藉由以下操作來在該感應波形的一區域中評估該波形的一或多個特性：計算表示該感應波形在包含該電流脈衝的至少一部分的斜坡電壓範圍上的區域下方的由相應的斜坡電壓值或其函數加權的面積的值。該處理器電路系統亦可被配置成藉由以下操作來在該感應波形的一區域中評估該波形的一或多個特性：計算表示與該感應波形的該區域的近似最大斜率部分相對應的斜坡電壓的一或多個值。
本案中所描述的標的的另一個創新性態樣可實施在 具有指令的電腦可讀取媒體中，該指令可使校準電路：向該陣列的子集施加斜坡電壓並偵測包括一或多個電流脈衝的感應波形；在該波形的包含電流脈衝的至少一部分的區域中評估該感應波形的一或多個特性，其中該評估至少部分地基於表示該區域中的電流脈衝的寬度以及該區域中的電流脈衝的經加權或未加權面積中的至少一者的資料；及至少部分地基於所評估的特性來決定驅動回應特性。評估該感應波形的一或多個特性可包括：決定表示該電流脈衝的峰值電流的值；決定第一電壓，該第一電壓基本上等於當電流增大時該電流脈衝到達低於峰值電流的第一閾值處的斜坡電壓；及決定第二電壓，該第二電壓基本上等於當電流減小時該電流脈衝到達低於峰值電流的第二閾值處的斜坡電壓。評估該感應波形的一或多個特性可包括：計算表示該感應波形在包含該電流脈衝的至少一部分的斜坡電壓範圍上的區域下方的面積的值。該感應波形在該斜坡電壓範圍上的該區域包含電流脈衝的全部或一部分。評估該感應波形的一或多個特性可包括：計算表示該感應波形在包含該電流脈衝的至少一部分的斜坡電壓範圍上的區域下方的由相應的斜坡電壓值或其函數加權的面積的值。
本案中所描述的標的的一或多個實施例的詳情在附圖及以下說明中闡述。儘管本案中提供的突例主要是以基於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」)顯示器和場發射顯示器。其他特徵、態樣 、以及優點將可從此說明、附圖、以及申請專利範圍中變得明白。注意，以下附圖的相對尺寸可能並非按比例繪製。
12‧‧‧顯示元件
13‧‧‧光
14‧‧‧可移動反射層
15‧‧‧光
16‧‧‧光學堆疊
18‧‧‧柱子
19‧‧‧間隙
20‧‧‧透明基板
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‧‧‧訊框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示陣列/顯示器
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‧‧‧背板組件
94b‧‧‧背板組件
96‧‧‧導電通孔
97‧‧‧機械固定器
98‧‧‧電觸頭
102‧‧‧機電顯示元件
112a‧‧‧共用電極/共用線
112b‧‧‧共用電極/共用線
112c‧‧‧共用電極/共用線
112d‧‧‧共用電極/共用線
114a‧‧‧共用電極/共用線
114b‧‧‧共用電極/共用線
114c‧‧‧共用電極/共用線
114d‧‧‧共用電極/共用線
116a‧‧‧共用電極/共用線
116b‧‧‧共用電極/共用線
116c‧‧‧共用電極/共用線
116d‧‧‧共用電極/共用線
122a‧‧‧分段電極/分段線
122b‧‧‧分段電極/分段線
122c‧‧‧分段電極/分段線
122d‧‧‧分段電極/分段線
124a‧‧‧分段電極/分段線
124b‧‧‧分段電極/分段線
124c‧‧‧分段電極/分段線
124d‧‧‧分段電極/分段線
126a‧‧‧分段電極/分段線
126b‧‧‧分段電極/分段線
126c‧‧‧分段電極/分段線
126d‧‧‧分段電極/分段線
128a‧‧‧分段輸出
128b‧‧‧分段輸出
128c‧‧‧分段輸出
128d‧‧‧分段輸出
130a‧‧‧分段輸出
130b‧‧‧分段輸出
130c‧‧‧分段輸出
130d‧‧‧分段輸出
132a‧‧‧分段輸出
132b‧‧‧分段輸出
132c‧‧‧分段輸出
132d‧‧‧分段輸出
610‧‧‧顯示陣列
620‧‧‧共用線
622‧‧‧共用線
630‧‧‧共用驅動器電路
631‧‧‧測試輸出驅動器
632a‧‧‧開關
632b‧‧‧開關
632c‧‧‧開關
632d‧‧‧開關
632e‧‧‧開關
640‧‧‧分段驅動器電路
642a‧‧‧開關
642b‧‧‧開關
642c‧‧‧開關
642d‧‧‧開關
642e‧‧‧開關
644‧‧‧隔離電容器
646‧‧‧開關
648‧‧‧開關
650‧‧‧積分器
652‧‧‧積分電容器
710‧‧‧方塊
720‧‧‧方塊
730‧‧‧方塊
740‧‧‧方塊
750‧‧‧方塊
810‧‧‧上陣列
812‧‧‧下陣列
814‧‧‧分段驅動器
816‧‧‧分段驅動器
818‧‧‧共用驅動器電路
820‧‧‧處理器/控制器
822‧‧‧溫度感測器
824‧‧‧查閱資料表
842‧‧‧開關
850‧‧‧積分器
902‧‧‧分段驅動器
902a‧‧‧分段驅動器
902b‧‧‧分段驅動器
904‧‧‧共用驅動器
904a‧‧‧共用驅動器
904b‧‧‧共用驅動器
910‧‧‧方塊
912‧‧‧方塊
914‧‧‧方塊
916‧‧‧方塊
918‧‧‧方塊
920‧‧‧方塊
922‧‧‧方塊
924‧‧‧方塊
926‧‧‧方塊
928‧‧‧方塊
930‧‧‧方塊
932‧‧‧方塊
934‧‧‧方塊
936‧‧‧方塊
938‧‧‧方塊
940‧‧‧方塊
942‧‧‧方塊
1002‧‧‧區段
1004‧‧‧區段
1508‧‧‧輸出線
1512‧‧‧共用線開關
1514‧‧‧斜坡電壓產生器
1516‧‧‧分段線開關
1518‧‧‧電流感測器
1520‧‧‧感測線
1602‧‧‧點
1604‧‧‧點
1606‧‧‧點
1608‧‧‧點
1610‧‧‧點
1612‧‧‧點
1614‧‧‧點
1616‧‧‧點
1620‧‧‧正電流脈衝/第一電流脈衝
1622‧‧‧負電流脈衝
1624‧‧‧負電流脈衝
1626‧‧‧負電流脈衝
1630‧‧‧時間
1632‧‧‧時間
1634‧‧‧時間
1636‧‧‧時間
1640‧‧‧斜坡電壓
1650‧‧‧值
1652‧‧‧值
1654‧‧‧值
1656‧‧‧值
1712‧‧‧積分器
1714‧‧‧節點
1716‧‧‧節點
1718‧‧‧節點
1720‧‧‧電阻器
1722‧‧‧節點
1723‧‧‧電阻器
1724‧‧‧類比數位轉換器
1726‧‧‧線
1730‧‧‧電阻器
1732‧‧‧電容器
1734‧‧‧運算放大器
1801‧‧‧開關
1802‧‧‧開關
1803‧‧‧開關
1804‧‧‧開關
1805‧‧‧開關
1818‧‧‧放大器
1820‧‧‧運算放大器
1822‧‧‧數位控制電壓源
1826‧‧‧運算放大器
1850‧‧‧開始點產生器電路系統
1852‧‧‧斜坡電壓產生器電路系統
1854‧‧‧放大電路系統
1856‧‧‧時間校準電路系統
1860‧‧‧可變電阻器電路
1860a‧‧‧電阻器
1860b‧‧‧電阻器
1860c‧‧‧電阻器
1860d‧‧‧電阻器
1860e‧‧‧電阻器
1862a‧‧‧開關
1862b‧‧‧開關
1862c‧‧‧開關
1862d‧‧‧開關
1862e‧‧‧開關
1864a‧‧‧開關
1864b‧‧‧開關
1866‧‧‧開關
1870‧‧‧節點
1872‧‧‧節點
1882‧‧‧類比數位轉換器
1884‧‧‧電流感測電路系統
1888‧‧‧電流源
1890‧‧‧放大器
1892‧‧‧回饋電晶體
1912‧‧‧方塊
1914‧‧‧方塊
1916‧‧‧方塊
1918‧‧‧方塊
1920‧‧‧方塊
2012‧‧‧方塊
2014‧‧‧方塊
2016‧‧‧方塊
2018‧‧‧方塊
2020‧‧‧方塊
2028‧‧‧方塊
2130‧‧‧局部或相對峰值
2140‧‧‧整體最大電流峰值
2150‧‧‧致動或釋放電壓V50
2152‧‧‧最大電流振幅
2154‧‧‧基線電流值
2156‧‧‧閾值電流值
2160‧‧‧第一電壓值/第一閾值電壓
2162‧‧‧第二電壓值/第二閾值電壓
2170‧‧‧區段
2172‧‧‧區段
2174‧‧‧區段
2176‧‧‧區段
2190‧‧‧積分曲線
2192‧‧‧一階導數曲線
2194‧‧‧二階導數曲線
2196‧‧‧最小振幅點
2198‧‧‧最大振幅點
圖1是圖示干涉調制器(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顯示元件的等角視圖。
圖2是圖示併入基於IMOD的顯示器的電子設備的系統方塊圖，該基於IMOD的顯示器包括3×3元件的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3×3元件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信號和分段信號的時序圖。
圖6A和圖6B是包括機電系統(EMS)元件陣列和背板的EMS封裝的一部分的示意性部分分解透視圖。
圖7是圖示用於驅動每像素64色顯示器的實施的共用驅動器和分段驅動器的突例的方塊圖。
圖8是圖示用於同時驅動64色顯示器的兩個區段的兩個共用驅動器和兩個分段驅動器的突例的方塊圖。
圖9示出針對干涉調制器陣列的若干成員解说可移 動反射鏡位置相對於所施加電壓的圖式的實例。
圖10是耦合至驅動器電路系統和狀態感測電路系統的顯示陣列的示意方塊圖。
圖11是示出圖12的陣列中的測試電荷流的示意圖。
圖12是在陣列的使用期間校準驅動方案電壓的方法的流程圖。
圖13是具有狀態感測和驅動方案電壓更新能力的顯示陣列另一實施例的示意圖。
圖14是圖示校準顯示陣列中的驅動方案電壓的另一方法的流程圖。
圖15是耦合至驅動器電路系統和狀態感測電路系統的顯示陣列的示意方塊圖，該狀態感測電路系統在電壓斜坡輸入的施加期間感測顯示元件的致動和釋放。
圖16A是圖示可用於校準IMOD顯示元件的斜坡電壓的時序圖。
圖16B是圖示在圖16A中圖示的斜坡電壓的施加期間可偵測到的電流脈衝的時序圖。
圖17是圖示圖15的斜坡電壓產生器和電流感測器的一種實施的電路的示意圖。
圖18A是圖示斜坡產生器電路的另一實施的電路的示意圖。
圖18B是圖示電流感測電路的另一實施的電路的示意圖。
圖19是可由圖17、圖18A和圖18B的電路(在其被併 入到顯示設備中時)執行的方法的一個實例的流程圖。
圖19是圖示決定用於IMOD陣列或IMOD陣列子集的驅動回應特性的方法的實施的流程圖。
圖21A-21F圖示了分析在施加斜坡電壓期間偵測到的電流脈衝以決定顯示元件的致動和釋放值的不同方法。
圖22A和圖22B是圖示包括多個IMOD顯示元件的顯示設備的系統方塊圖。
各個附圖中相似的元件符號和命名指示相似要素。
以下描述針對意欲用於描述本案的創新性態樣的某些實施例。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。所描述的實施例可在可配置用於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例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(PDA)、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組件、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例，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。
用於致動、釋放或維持調制器的狀態所需的電壓在顯示器的壽命中(例如隨著磨損或隨著溫度改變)可能會改變。用於致動、釋放或維持調制器的狀態所需的電壓可藉由檢查整個陣列或陣列的子集來量測。在一些實施例中，對陣列的子集的檢查可被用於基於作為該陣列的代表性子集的量測來決定驅動方案電壓。
決定合適的驅動方案電壓可藉由各種方法來完成。一種校準顯示陣列的方法包括決定特定驅動回應特性以及在 顯示陣列上的圖像資料更新之間更新特定驅動方案電壓。驅動回應特性可藉由向該陣列的線施加斜坡電壓並偵測由於該線上的電容改變引起的電流脈衝來決定。在一些實施例中，斜坡電壓輸出可被施加到該陣列的子集並且可感測電流作為該陣列的該子集的輸出。斜坡電壓輸出可由數位控制電流源產生。斜坡開始電壓亦可數位地控制。電流感測器可包括可變增益電阻器結合電流感測電路系統或者作為電流感測電路系統的一部分。可藉由評估表示所感測的電流的資料來決定驅動回應特性或驅動方案電壓。可將所感測的電流與斜坡電壓輸出作比較以決定該陣列的子集中的調制器正改變狀態(例如，致動或釋放)時的一或多個電壓。
可實施本案中所描述的標的的特定實施例以達成以下潛在優點中的一項或更多項。本文描述的實施例允許斜坡電壓輸出中準確的電流控制，由此產生具有可預測且可重複的特性的斜坡電壓輸出。可預測的斜坡電壓輸出可限制或消除對分開地及/或同時地量測斜坡電壓輸出以進行比較的需要。此外，本文描述的實施例允許在期望的起始電壓發起斜坡電壓，由此潛在地減少用於校準該陣列的組件所需的時間。在各校準之間預期有較小改變的場合，例如在斜坡電壓可能以接近於期望的驅動回應特性的期望起始電壓發起的場合，該等實施例可能是有用的。藉由在期望的驅動回應特性附近發起及/或終止斜坡電壓，可能不需要校準就能使斜坡電壓斜坡穿過整個斜坡電壓極限，由此加速該決定程序。此外，本文描述的實施例允許使用可變增益電流感測器，由此減少校 準電路中的電流感測器的數目並提高跨電流感測器的增益的精度和準確度。
可應用所描述實施例的合適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。在一些實施例中，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式是藉由改變反射體相對於吸收體的位置。
圖1是圖示干涉調制器(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顯示元件的等角視圖。該IMOD顯示設備包括一或多個干涉EMS(諸如，MEMS)顯示元件。在該等設備中，干涉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。在一些實施例中，藉由使用多 個顯示元件，可達成不同強度的原色和灰色陰影。
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。該陣列之每一顯示元件可至少包括一對反射層和半反射層，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)，該等反射層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，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)，該可移動反射層可定位為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。在一些實施例中，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，在一些其他實施例中，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。在一些實施例中，所施加電壓的引入可驅動顯示元件改變狀態。在一些其他實施例中，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以IMOD顯示元件12形式的干涉MEMS顯示元件。在右側的顯示元件12中(如圖所示)，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 足以使可移動反射層14移動且亦將可移動反射層14維持在致動位置。在左側的顯示元件12(如圖所示)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)的鬆弛位置，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 不足以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的大部分可穿過透明基板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明基板20。光13透射穿過光學堆疊16的那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)將部分地決定從顯示元件12反射的光15的波長在該設備的觀看側或基板側的強度。在一些實施例中，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。在一些實施例中，該玻璃基板可具有0.3、0.5，或0.7毫米的厚度，儘管在一些實施例中，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)。在一些實施例中，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。在此類實施例中，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。在一些實施例中，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撐，該基於逆IMOD的顯示器包括固定的反射層和部分透射且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、以及透明介電層中的一者或多者。在一些實施例中，光學堆疊16是導電的、部分透明且部分反射的，並且可以例如藉由將上述層中的一者或多者沉積到透明基板20上來製造。電極層可從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)、半導體以及電介質。部分反射層可由一層或多層材料形成，且每一層可由單種材料或由諸材料的組合形成。在一些實施例中，光學堆疊16的某些部分可包括單個半透明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層或介電層。
在一些實施例中，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列電極。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。在一些實施例中，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行電極。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的列電極正交)，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行。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。在一些實施例中，各柱子18之間的間距可近似為1-1000μm，而間隙19可近似小於10000埃(Å)。
在一些實施例中，每個IMOD顯示元件(無論處於致動狀態亦是鬆弛狀態)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)施加至所選列和行中的至少一者時，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。在一些實施例中，列可被稱作「共用」線，並且行可被稱作「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的顯示器的電子設備的系統方塊圖，該基於IMOD的顯示器包括3×3元件的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，包括web瀏覽器、電話應用、電子郵件程式，或任何其他軟體應用。
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提供信號的列驅動器電路24和行驅動器電路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，列/行(亦即，共用/分段)寫入程序可利用該等顯示元件的如圖3中所圖示的滯後性質。在一個示例實施例中，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(在此示例中為)10伏以下而維持其狀態，然而，可移動反射層並不完全鬆弛，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鬆弛狀態要麼穩定於致動狀態的所施加電壓視窗。該視窗在本文中稱為「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，列/行寫入程序可被設計成每次定址一列或多列。因此，在此實例中，在給定列的定址期間，要在所定址列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亦是鬆弛狀態)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。
在一些實施例中，可根據對給定列中顯示元件的狀態所期望的改變(若有)，藉由沿該組行電極施加「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列，以使得以每次一列的形式寫該訊框。為了將期望資料寫入到第一列中的顯示元件，可在諸行電極上施加與該第一列中的顯示元件的期望狀態相對應的分段電壓，並且可向第一列電極施加特定的「共用」電壓或信號形式的第一列脈衝。該組分段電壓隨後可被改變為與對第二列中顯示元件的狀態的期望改變相對應(若有)，且可向第二列電極施加第二共用電壓。在一些實施例中，第一列中的顯示元件不受沿諸行電極施加的分段電壓的改變的影響，而是保持於其在第一共用電壓列脈衝期間被設定的狀態。可按順序方式對整個列系列(或替換地對整個行系列)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VCREL 時，沿共用線的所有IMOD顯示元件將被置於鬆弛狀態，替代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 和低分段電壓VSL )。特定言之，當沿共用線施加有釋放電壓VCREL 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，跨該顯示元件或像素的電位電壓(替代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(HOLD)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 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電壓或致動電壓(諸如高定址電壓VCADD_H 或低定址電壓VCADD_L )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哪個定址電壓而變化。在一些實施例中，當沿共用線施加高定址電壓VCADD_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)。
在一些實施例中，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。在一些其他實施例中，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，寫入程序極性的交變)可減少或抑制在反復的單極性寫入操作之後可能發生的電荷累積。
圖5A是對顯示圖像的3×3元件的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信號和分段信號的時序圖。圖5A中致動的IMOD顯示元件(由暗的菱形網紋圖案示出)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顯示元件反射與其干涉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入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的歷時裡保持在鬆弛或即未致動狀態，沿共用線2的調制器(2,1)、(2,2)和(2,3)將移至鬆弛狀態，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。在一些實施例中，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，此是因為線時間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 -鬆弛和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，並且由於沒有定址電壓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的諸調制器由於釋放電壓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的調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將鬆弛。
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窗內；調制器(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和3的調制器留在鬆弛位置。
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的調制器留在鬆弛狀態中。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，給定的寫入程序(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入程序(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不會穿越鬆弛窗，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入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例中，釋放電壓可被施加長於單個線時間，如圖5A中所圖示的。在一些其他實施例中，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。
圖6A和圖6B是包括EMS元件陣列36和背板92的EMS封裝91的一部分的示意性分解的部分透視圖。圖6A示出背板92的兩個角被切除以更好地圖示背板92的某些部分，而圖6B示出角未被切除。EMS陣列36可包括基板20、支承柱18和可移動層14。在一些實施例中，EMS陣列36可包括具有透明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可形成有凹陷及/或突起)。背板92可由任何合適的材料製成，無論是透明的或不透明的、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、Kovar(柯華合金)、以及經電鍍的Kovar。
如圖6A和圖6B中所示，背板92可包括一或多個背板組件94a和94b，該一或多個背板組件可部分地或全部嵌入背板92中。如圖6A中可見，背板組件94a嵌入背板92中。如圖6A和圖6B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。在一些實施例中，背板組件94a及/或94b可從背板92的表面突起。儘管背板組件94b佈置在背板92的面對基板20的一側上，但是在其他實施例中，背板組件可佈置在背板92的相對側上。
背板組件94a及/或94b可包括一或多個主動或被動電組件，諸如電晶體、電容器、電感器、電阻器、二極體、開關，及/或積體電路(IC，諸如經封裝的、標準的或個別的IC)。可在各種實施例中使用的背板組件的其他實例包括天線、電池、以及感測器(諸如電氣、觸摸、光學，或化學感測器)，或者薄膜沉積設備。
在一些實施例中，背板組件94a及/或94b可與EMS陣列36的諸部分處於電通訊。導電結構(諸如跡線、凸塊、柱子，或通孔)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組件以形成EMS陣列36與背板組件94a及/或94b之間的電連接。例如，圖6B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96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 例中，背板92亦可包括使背板組件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是由蒸氣可滲透材料形成的一些實施例中，背板92的內表面可塗敷有蒸氣屏障(未圖示)。
背板元件94a和94b可包括用於吸收可能進入EMS封裝91的任何濕氣的一或多個乾燥劑。在一些實施例中，乾燥劑(或者其他吸收水分的材料，諸如吸氣劑)可與任何其他背板組件分開地設置，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，乾燥劑可與背板92整合。在一些其他實施例中，乾燥劑可例如藉由噴塗、絲網印刷，或任何其他合適的方法直接或間接地塗佈在其他背板組件上。
在一些實施例中，EMS陣列36及/或背板92可包括機械固定器97以維持背板組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6A和圖6B所圖示的實施例中，機械固定器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，機械固定器(諸如軌道或柱子)可沿EMS封裝91的邊緣設置。
儘管在圖6A和圖6B中未圖示，但是可提供部分地或者完全包圍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。在一些其他實施例中，密封件可以是密封的密封件，諸如薄膜金屬焊件或玻璃粉。在一些其他實施例中，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。在一些實施例中，經加強的密封劑可被用於形成機械固定器。
在替代實施例中，密封環可包括背板92或基板20中的任一者或兩者的擴展。例如，密封環可包括背板92的機械擴展(未圖示)。在一些實施例中，密封環可包括分開的構件，諸如O形環或其他環狀構件。
在一些實施例中，EMS陣列36和背板92先分開形成，隨後附連或耦合在一起。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。在一些其他實施例中，EMS封裝91可以任何其他合適的方式製造，諸如藉由沉積在EMS陣列36上方形成背板92的組件。
圖7是圖示用於驅動每像素64色顯示器的實施的共用驅動器和分段驅動器的實例的方塊圖。該陣列可包括一組機電顯示元件102，其在一些實施例中可包括干涉調制器。一組分段電極或分段線122a-122d、124a-124d、126a-126d以及一組共用電極或共用線112a-112d、114a-114d、116a-116d可用於定址顯示元件102，因為每個顯示元件將與分段電極和共用電極進行電通訊。分段驅動器902被配置成跨每個分段電極施加電壓波形，並且共用驅動器904被配置成跨每個列電極施加電壓波形。在一些實施例中，一些電極可彼此進行電通訊，諸如分段電極122a和124a，以使得相同的電壓波形可同時跨每個該等分段電極被施加。連接至兩個分段電極的分段驅 動器輸出由於其耦合至兩個分段電極因此在本文可被稱為「最高有效位」(MSB)分段輸出，因為該分段輸出的狀態控制每一列中兩個毗鄰顯示元件的狀態。耦合至個體分段電極的分段驅動器輸出(諸如126a處)在本文可被稱為「最低有效位」(LSB)電極，因為其控制每一列中的單個顯示元件的狀態。
仍參照圖7，在其中顯示器包括彩色顯示器或單色灰度顯示器的實施例中，個體機電元件102可包括較大像素的亞像素。每個像素可包括某個數目的亞像素。在其中該陣列包括具有一組干涉調制器的彩色顯示器的實施例中，各種顏色可沿共用線對準，以使得沿給定共用線的基本上所有顯示元件皆包括配置成顯示相同顏色的顯示元件。彩色顯示器的一些實施例包括交替的紅色、綠色和藍色亞像素線。例如，線112a-112d可對應於紅色干涉調制器線，線114a-114d可對應於綠色干涉調制器線，以及線116a-116d可對應於藍色干涉調制器線。在一種實施例中，每個3×3干涉調制器102陣列形成一個像素，諸如像素130a-130d。在其中兩個分段電極彼此短路的所圖示實施例中，此類3×3像素將能夠呈現64種不同的顏色(例如，6位元色彩深度)，因為每個像素中的每組三個共用顏色亞像素可被置於4種不同狀態，對應於0、1、2，或3個致動的干涉調制器。當在單色灰度模式中使用該裝置時，使得用於每種顏色的該等三像素組的狀態相同，在此種情形中，每個像素可採取4個不同的灰度級強度。將領會，此僅僅是一個實例，並且更大組的干涉調制器可用於形成具有不同整體 像素計數或解析度的、具有更大顏色範圍的像素。
如以上詳細描述的，為了寫入顯示資料線，分段驅動器902可向與之連接的分段電極或匯流排施加電壓。此後，共用驅動器904可向與之連接的所選共用線發出脈衝以使得沿所選線的顯示元件顯示該資料，例如藉由根據施加到相應分段輸出的電壓來致動沿該線的所選顯示元件。
在顯示資料被寫入所選線之後，分段驅動器902可向與之連接的匯流排施加另一組電壓，並且共用驅動器904可向與之連接的另一線發出脈衝以將顯示資料寫入該另一線。藉由重複該過程，顯示資料可被順序地寫入顯示陣列中的任何數目的線。
使用此類過程向顯示陣列寫入顯示資料的時間(亦稱為寫入時間)一般與正被寫入的顯示資料線的數目成比例。然而，在許多應用中，減少寫入時間可能是有利的，例如以便提高顯示器的訊框率或減少任何可察覺的閃爍。
圖8是圖示用於同時驅動64色顯示器的兩個區段的兩個共用驅動器和兩個分段驅動器的實例的方塊圖。為了減少顯示陣列的寫入時間，該顯示陣列可被分成可並行地被驅動的兩個部分。圖8中所圖示的顯示陣列包括區段1002和1004。此外，可提供兩個分段驅動器902a和902b以分別驅動區段1002和1004中的每一者。
為了並行地向圖8的顯示陣列寫入顯示資料線，分段驅動器902a和902b可各自向與之連接的相應匯流排施加電壓。例如，分段驅動器902a可在分段輸出122a-d、124a-d和126a-d 中的每一者上輸出意欲用於沿線112a的顯示元件的資料，並且分段驅動器902b可同時在分段輸出128a-d、130a-d和132a-d中的每一者上輸出意欲用於沿線112c的顯示元件的資料。此後，共用驅動器904a可向線112a施加寫入脈衝，並且共用驅動器904b可同時向線112c施加寫入脈衝，由此同時寫入兩條線。針對各陣列部分的每條線重複該過程，從而通常能將訊框的寫入時間基本上減半。
圖9示出針對干涉調制器陣列的若干成員解說可移動反射鏡位置相對於所施加電壓的圖示的實例。圖9類似於圖3，但圖示了該陣列中的不同調制器之間的滯後曲線變化。儘管每個干涉調制器一般皆表現出滯後，但對於該陣列的所有調制器，滯後窗的邊緣並不在相同的電壓上。因此，對於陣列中不同的干涉調制器，致動電壓和釋放電壓可以是不同的。另外，在顯示器的壽命中，致動電壓和釋放電壓可隨顯示器的溫度、老化、以及使用模式的變化而改變。此可能使得難以決定要在驅動方案(諸如以上關於圖4描述的驅動方案)中使用的電壓。此亦可能使得在使用期間以及在顯示陣列的壽命中以追蹤該等改變的方式來變更在驅動方案中使用的電壓對於最優顯示操作是有用的。
現在回到圖9，在高於中心電壓(在圖9中標示為VCENT )的正致動電壓處以及在低於該中心電壓的負致動電壓處，每個干涉調制器從釋放狀態改變為致動狀態。該中心電壓是正滯後窗和負滯後窗之間的中點。其可以用各種方式來定義，例如諸外邊緣之間的中間點、諸內邊緣之間的中間點 ，或兩個窗的中點之間的中間點。對於調制器陣列，中心電壓可定義為該陣列的不同調制器的平均中心電壓，或者可定義為所有調制器的滯後窗的極限值之間的中點。例如，參照圖9，中心電壓可定義為高致動電壓與低致動電壓之間的中點。作為實際問題，如何決定該值並不是特別重要的，因為干涉調制器的中心電壓通常接近於0，並且即使並非如此，計算滯後窗之間的中點的各種方法將基本上得到相同的值。在中心電壓可能偏離0的彼等實施例中，該偏差可被稱為電壓偏移。
如上所述，該等值對於不同的干涉調制器是不同的。有可能表徵陣列的近似中值正致動電壓和負致動電壓，在圖9中分別指定為VA50+和VA50-。電壓VA50+可被表徵為將使陣列的大約50%的調制器致動的正極性電壓。電壓VA50-可被表徵為將使陣列的大約50%的調制器致動的負極性電壓。使用該術語，中心電壓VCENT 可定義為(VA50++VA50-)/2。
類似地，在高於中心電壓的正極性釋放電壓處以及在低於中心電壓的負極性釋放電壓處，干涉調制器從致動狀態改變為釋放狀態。如同正致動電壓和負致動電壓一般，有可能表徵陣列的近似中間或平均正釋放電壓和負釋放電壓，在圖9中分別指定為VR50+和VR50-。
陣列的該等平均值或代表值可用於推導該陣列的驅動方案電壓。在一些實施例中，正保持電壓(圖5B中指定為72)可作為VA50+和VR50+的平均值來推導。負保持電壓(圖5B中指定為76)可作為VA50-和VR50-的平均值來推導。此使 得正保持電壓和負保持電壓大致在該陣列的典型或平均滯後窗的中心處。正分段電壓和負分段電壓(圖5B中被指定為62和64，並且在本文被稱為VS+和VS-)可作為該兩個窗寬度--分別定義為(VA50+-VR50+)和(VA50--VR50-)--的平均值除以4來推導。此將分段電壓幅度設為大致為該陣列的典型或平均滯後窗的寬度的1/4，其中實際分段電壓VS+和VS-是該幅度的正極性和負極性。在一些實施例中，施加到共用線的致動電壓(圖5B中指定為74)是作為保持電壓加上兩倍分段電壓來推導的。在一些實施例中，額外的經驗地決定的值Vadj 被加到以上描述的正保持電壓並從以上描述的負保持電壓計算中減去。儘管並非總是必須的，此可有助於在圖像資料寫入期間在需要時避免使顯示器的諸部分致動失敗，致動失敗在一些情形中對於使用者是尤其可見的。該額外參數Vadj 實質上將保持電壓移動成略微更靠近滯後曲線的外致動邊緣，此有助於確保所有顯示元件的致動。然而，若Vadj 太大，可能發生過多的誤致動。在一些實施例中，VA50+和VA50-的值可在10-15伏範圍中。VR50+和VR50-的值可在3-5伏範圍中。例如，若量測指示VA50+為12V、VA50-為-12V、VR50+為4V、以及VR50-為-4V，則以上計算將分別把正保持電壓和負保持電壓設為+8伏和-8伏(若Vadj 為0)，並且分段電壓將為+2V和-2V。在寫入脈衝期間被致動的干涉調制器將跨該干涉調制器被施加電壓8+3*2V即14V，其在中值致動電壓為12V的情況下能可靠地致動該陣列的實質上任何顯示元件。本領域一般技藝人士將領會，以上電壓在不同實施例中可以變化。
當該陣列是具有不同顏色的不同共用線的彩色陣列時，如以上參照圖7描述的，對不同顏色的顯示元件線使用不同的保持電壓可能是有用的。由於不同的彩色干涉調制器具有不同的機械構造，因此不同顏色的干涉調制器的滯後曲線特性可能有較大變化。然而，在該陣列的一種顏色的調制器組內，可能存在更一致的滯後性質。對於彩色顯示器，可針對該陣列的每種顏色的顯示元件量測VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的不同值。對於三色顯示器，此是12種不同的顯示回應特性。在該等實施例中，每種顏色的正保持電壓和負保持電壓可使用為該顏色量測的VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的四個值如上所述地分開地推導。由於分段電壓是沿所有列施加的，因此可推導用於所有顏色的單個分段電壓。此可類似於上文一般推導，其中計算兩個極性以及所有顏色上的平均滯後窗寬度，並且隨後除以4。分段電壓的替代計算可包括如上所述分開地為一或多個顏色計算分段電壓，並且隨後選擇該等分段電壓之一(例如，最小幅度、中間幅度、來自具有視覺顯著性的特定顏色的彼分段電壓、等等)作為整個陣列的分段電壓。
如上面提及的，VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的值在不同陣列之間由於製造容差因此可以變化，並且在單個陣列中亦可以隨溫度、隨時間推移、取決於使用等等而變化。為了初始設置並在以後調節該等電壓以產生在其壽命中良好地起效的顯示器，有可能將測試和狀態感測電路系統併入到顯示器裝置中。此在圖10和圖11中圖示。
圖10是耦合至驅動器電路系統和狀態感測電路系統的顯示陣列的示意方塊圖。在該裝置中，分段驅動器電路640和共用驅動器電路630耦合至顯示陣列610。顯示元件被圖示為連接在相應的共用線和分段線之間的電容器。對於干涉調制器，該設備的電容在兩個電極被拉到一起時的致動狀態中可以比在該兩個電極分開時的釋放狀態中高約3-10倍。可以偵測該電容差以決定一或多個顯示元件的(諸)狀態。
圖11是示出圖10的陣列中的測試電荷流的示意圖。在圖10的實施例中，該偵測是用積分器650來進行的。積分器的功能進一步參照圖11進行描述。現在參照圖10和圖11，圖10的共用驅動器電路630包括開關632a-632e，其將測試輸出驅動器631連接至一或多條共用線的一側。另一組開關642a-642e將一或多條共用線的另一側連接至積分器電路650。
作為一個示例測試協定，每個分段驅動器輸出可被設為例如電壓VS+。該積分器的開關648和646初始是封閉的。例如，為了測試線620，開關632a和開關642a封閉，並且測試電壓被施加到共用線620，從而對電容性顯示元件和隔離電容器644充電。隨後，開關632a、648和646斷開，並且從分段驅動器輸出的電壓改變了量△V。由該等顯示元件形成的電容器上的電荷改變的量等於所有顯示元件的總電容的大約△V倍。來自該等顯示元件的該電荷流被轉換成由具有積分電容器652的積分器650輸出的電壓，以使得該積分器的電壓輸出是沿共用線620的顯示元件的總電容的量測。
此可用於決定正被測試的顯示元件線的參數VA50+、VA50-、VR50+和VR50-。為了完成此舉，施加已知會釋放該線中的所有顯示元件的第一測試電壓。此第一測試電壓可以是例如0伏。在該實例中，跨該等顯示元件的總電壓為VS+，其例如是2V，其在所有顯示元件的釋放窗內。當分段電壓被調制△V時，該電容器的輸出電壓被記錄。該積分器輸出可被稱為該線的Vmin ，其對應於該線的最低線電容Cmin 。用已知會致動該線中的所有顯示元件的共用線測試電壓(例如，20V)重複該過程。該積分器輸出可被稱為該線的Vmax ，其對應於該線的最高線電容Cmax 。
為了決定VA50+(正極性在此被定義為共用線在比分段線更高的電位上)，該線的顯示元件首先以低電壓被釋放，諸如共用線上的0V。隨後，施加0V與20V之間的測試電壓。若該測試電壓與分段電壓之差在VA50+處，則積分器的輸出將為(Vmax +Vmin )/2。
由於可能沒有關於VA50+的正確值的先驗知識，在一些實施例中，用二元搜尋法可以高效地發現正確的測試電壓。例如，若VA50+正好為12V，則恰當的測試電壓將為14V，其在分段電壓為2V的情況下將跨顯示元件產生12V，如以上實例中所論述的。為了執行二元搜尋法，第一測試電壓可以是低電壓0V和高電壓20V之間的中點，即10V。當10V測試電壓被施加並且分段電壓被調制時，積分器輸出將小於(Vmax +Vmin )/2，其指示10V太低了。在二元搜尋法中，每下一個「猜想」是已知太低的上一個值與已知太高的上一個值之 間的中間點。因此，下一個電壓嘗試將是10V與20V之間的中點，即15V。當15V測試電壓被施加並且分段電壓被調制時，積分器輸出將大於(Vmax +Vmin )/2，其指示15V太高了。重複該二元搜尋演算法，下一個測試電壓將為12.5V。此將產生太低的積分器輸出，並且下一個測試電壓將為13.75V。該過程繼續，直至積分器輸出和測試電壓如所需的一般接近(Vmax +Vmin )/2的實際值和14V。在一些實施例中，8次反覆運算幾乎總是足以作為上一個所施加測試電壓減去所施加分段電壓來決定VA50+。若積分器輸出充分接近(Vmax +Vmin )/2，例如在期望的(Vmax +Vmin )/2目標值的大約10%內，或大約1%內，則該搜尋可在8次反覆運算之前終止。為了決定VA50-，用施加到該共用線的負測試電壓來重複該過程。VR50+和VR50-可按類似方式決定，但顯示元件在每次測試之前先被致動而非釋放。
在陣列的製造期間，可對該陣列的每一條線執行該過程以決定每一條線的參數VA50+、VA50-、VR50+和VR50-。對於單色陣列，該陣列的VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的值可以是每條線的所決定值的平均值，並且可如上所述地為該陣列推導驅動方案電壓。對於彩色陣列，該等值可按顏色分組，並且亦可如上所述地推導該陣列的驅動方案電壓。
在此類陣列的使用期間，將有可能針對每條線重複以上描述的過程並推導適合該陣列的當前狀況、溫度等的新的驅動方案電壓。然而，此可能是不期望的，因為該程序可能要花大量時間並且是使用者可見的。為了改良速度以及減 少對使用者觀看的顯示的干擾，該陣列可被分成子集，並且該陣列的僅一或多個子集可被測試和表徵。該等子集可充分代表整個陣列，以使得從該等子集量測推導出的驅動方案電壓適合於整個陣列。此減少了執行該等量測所需的時間，並且可允許在陣列的使用期間執行該過程，對使用者具有較少的不便利性。回到圖10，例如，圖10的單條線622可被選擇為該陣列的代表子集用於在顯示器使用期間進行測試和表徵。在陣列的使用期間，週期性地，開關632d和642d被用於測試線622以獲得VA50+、VA50-、VR50+和VR50-，並且結果被用於推導經更新的驅動方案電壓。在一些實施例中，線622可能先前已基於在製造期間進行的對每條線的量測被決定為代表線，如以上所描述的。一般而言，此類代表線將具有的VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的一或多個值接近於該陣列的所有線的VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的平均值。在一些實施例中，若干條線可被用作陣列的代表子集，並且藉由控制開關632a-632e和642a-642e被同時或順序地測試。
圖12是在陣列的使用期間校準驅動方案電壓的方法的流程圖。該方法始於方塊710，其中為該陣列選擇驅動方案電壓。該等驅動方案電壓可以是以上描述的在製造過程中選擇的電壓，或者可以是後來在該顯示器的壽命中使用的當前驅動方案電壓。在方塊720，用所選驅動方案電壓來驅動該陣列以顯示圖像。在方塊730，使用該陣列的子集來決定該陣列的驅動回應特性。此特性可以是以上描述的VA50+、VA50-、VR50+和VR50-中的一者或多者。在方塊740，至少部分地 基於所決定的驅動回應特性來決定至少一個經更新的驅動方案電壓。在方塊750，用至少一個經更新的驅動方案電壓來驅動該陣列以顯示圖像。該方法隨後可循環回到方塊730，其中再次量測驅動回應特性。
在一些實施例中，在方塊730和740的不同循環期間，可使用該陣列的不同子集。又，可量測該陣列的不同驅動回應特性。例如，在一個循環期間，可為一條線(或一組線)決定VA50+，並且在第二循環期間，可為不同的線(或一組線)決定VR50-。對於每次循環，可用該新的資訊來更新驅動方案電壓。此舉可在各顯示圖像更新之間加速每個循環內的量測過程，從而減少該過程對使用者的可見性。此可進一步允許使用不同的子集來獲得不同的驅動回應特性，因為不同的子集對於某些驅動回應特性可能更能代表整個陣列。
圖13是具有狀態感測和驅動方案電壓更新能力的顯示陣列另一實施例的示意圖。在該實施例中，包括了進一步的特徵以使得更新過程更快、更不可見、以及更準確。在圖13中，該顯示陣列被示為兩個分開的陣列：上陣列810和下陣列812。該兩個陣列的分段線分別用兩個分段驅動器814和816來驅動。共用線用共用驅動器電路818來驅動。處理器/控制器820控制該等驅動器電路以及一系列開關842和積分器850，其如以上所描述地起作用。處理器/控制器820能存取查閱資料表(LUT)824(其可在處理器/控制器820的積體電路內部或外部的記憶體中)。由於溫度改變是驅動回應特性變化(且因此是合適的驅動方案電壓)的重要因素，因 此查閱資料表824儲存將驅動回應特性或驅動方案電壓與溫度相關的資訊。該資訊可初始從在製造期間對顯示陣列的測試及/或驅動回應特性與溫度之間的已知關係獲得。該實施例亦包括位於該顯示陣列上或附近的溫度感測器822。查閱資料表824可包含每種顏色顯示元件針對一系列溫度或溫度範圍的VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的值。在一些實施例中，處理器/控制器820從溫度感測器822獲取溫度值，從查閱資料表824取得VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的合適值(例如，對於三色RGB顯示器，為其的12個值)，從以上值計算分段電壓和針對每種顏色的保持電壓，以及控制共用驅動器電路818以及分段驅動器814和816在向該顯示器寫入圖像資料時使用計算出的驅動方案電壓。隨著溫度改變，處理器/控制器820可根據查閱資料表824中的資料選擇不同的驅動方案電壓，即使在使用期間不進行對該顯示陣列的額外測試。
儘管此舉可有助於維持驅動方案電壓更接近其期望值，但查閱資料表824中的資料可能包含一些不準確的值，並且此外，該顯示陣列的作為溫度函數的VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的實際值可能隨時間推移而變化。為了考慮到該點，圖13的系統可被配置成週期性地使用在該陣列的使用期間獲得的VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的量測值來更新查閱資料表中的資料。
圖14是圖示校準顯示陣列中的驅動方案電壓的另一方法的流程圖。在使用該方法時，一組顯示元件共用線初 始被選為該顯示陣列的代表。任何排列的任何數目的線皆是可能的，儘管一般而言將選擇每種顏色的一或多條線。作為一個實例，可以選擇上陣列810中的一條紅色線、一條藍色線和一條綠色線，以及下陣列812中的一條紅色線、一條藍色線和一條綠色線。亦可選擇每個顯示陣列中的一條以上的(例如，2條、3條、等等)紅色線、綠色線和藍色線。在一種實施例中，選擇4條紅色線、4條綠色線和4條藍色線，其中每條所選線具有該顏色的4個參數VA50+、VA50-、VR50+和VR50-之一的中值。該等所選線可初始在顯示器製造期間指定為具有整個顯示陣列的特性的一組線。另外，可初始決定與每條線的Cmin 和Cmax 相對應的Vmin 和Vmax ，從而在50%致動顯示元件時的積分器輸出(Vmin +Vmax )/2是已知的。
現在參照圖14，該方法始於在方塊910處進入維護模式。圖14的該維護模式是可在顯示器的壽命中週期性地執行的測試及更新常式。由於其實質上對使用者可能是不可見的，該維護模式常式可頻繁地執行，諸如每幾分鐘或甚至每幾秒就執行。在一些實施例中，執行維護模式的頻率可取決於溫度變化，其中若溫度正迅速地改變，則維護模式常式可更頻繁地執行。
在方塊912，向顯示陣列寫入圖像資料訊框。在方塊914，選擇該組代表線之一。另外，選擇回應特性之一用於評估。例如，可選擇代表性紅線，並且可選擇紅色的VR50+進行量測。查閱資料表中關於該參數(在該情形中為紅色的VR50+)在當前溫度處的當前值被取得並且測試電壓被選 擇，此舉將跨所選線的顯示元件施加該電壓。(由於VR參數正被量測，因此在致動所有元件之後)向所選線施加該測試電壓。在方塊916處如上所述地調制分段，並且量測積分器輸出作為該線在所施加電壓下的電容的量測。若來自查閱資料表的關於紅色的所選參數VR50+是準確的，則積分器輸出將為或者非常接近該線的已知(Vmin +Vmax )/2。可定義合適的閾值以判斷積分器輸出是否足夠接近該已知的(Vmax +Vmin )/2以認為當前值是準確的，例如在期望的(Vmax +Vmin )/2目標值的大約10%內，或大約1%內。在判斷方塊920，決定積分器輸出是否在期望範圍內。若是，則該方法可行進至方塊922，其中選擇下一條線和回應特性以用在下一個維護模式常式中。從方塊922，該方法可在方塊924退出該維護模式。
若在判斷方塊920決定積分器輸出遠高於或遠低於(Vmin +Vmax )/2的已知值，則在方塊926，接下來施加到所選線的測試電壓可取決於積分器量測被增大或減小某個量，諸如50-100mV。隨後，在方塊928，再次向顯示陣列寫入圖像資料。方塊914、916、918和920隨後實質上用新的測試電壓在方塊930、932、934和936處重複，並且再次將積分器輸出與已知的(Vmin +Vmax )/2作比較。若積分器輸出仍不在期望範圍內，則該方法循環回到方塊926，其中作出並測試另一個測試電壓調整。在該循環的一些重複之後，獲得產生接近(Vmin +Vmax )/2的積分器輸出的正確測試電壓，並且該方法行進至方塊938，其中從該測試電壓推導出新的VR50+並且用該新值來更新查閱資料表。
在該情形中，由於該方法已決定第一個所檢查的值是錯誤的，該方法將前進至檢查所有回應特性，並且在判斷方塊940將決定，在該階段，並非所有顏色的所有參數VA50+、VA50-、VR50+和VR50-皆在範圍內。該方法隨後將行進至方塊942並選擇新的線和新的回應特性進行檢查，例如，該方法現在可選擇綠色線，並且測試關於VA50+的當前查閱資料表值的準確性。該方法隨後循環回到方塊928，寫入另一圖像資料訊框，並對該新的線和新的回應特性執行所圖示的測試協定。在必要的情況下，此舉將重複直至所有顏色的所有回應特性皆已被量測和更新。對於具有3種顏色和4種回應特性VA50+、VA50-、VR50+和VR50-的顯示器，總共將有12次選擇線和回應特性以進行測試的反覆運算。
該方法具有若干優點。對於寫入的每個圖像資料訊框，僅執行一次測試，因此其非常快，通常小於2ms，並且對於使用者是不可見的。當使用者正使用顯示器並且其例如正以15訊框每秒進行更新時，對一條線的一個回應特性的測試可隨著每次訊框更新來執行，而不影響顯示器的使用或外觀。另外，由於查閱資料表初始填充有至少大致準確的值並且用新值連續地更新，因此在維護模式常式的每次執行中通常只需要進行較小校正。此舉加快了該過程並且消除了對在每次測試時執行二元搜尋法以找到正確值的需要。
圖14的過程可用各種方式進行修改。例如，可在每次測試之間寫入若干圖像。一種方法亦可在維護模式常式的每次執行中檢查所有顏色的所有回應特性，而不是在第一個 值檢查為準確的情況下退出該常式。一種方法亦可在維護模式常式的一些執行中檢查一半或任何其他部分的顏色和回應特性，並且在維護模式常式的其他執行中檢查其他部分。作為另一種修改，查閱資料表可儲存作為溫度函數的驅動方案電壓本身，並且該系統可基於測試資訊重新計算該等值以用於更新查閱資料表。
圖15是耦合至驅動器電路系統和狀態感測電路系統的顯示陣列的示意方塊圖，該狀態感測電路系統在電壓斜坡輸入的施加期間感測顯示元件的致動和釋放。圖15可被用作圖10的狀態感測電路的替代電路。在該實施例中，提供了一組共用線開關1512，其可選擇性地將斜坡電壓產生器1514的輸出線1508連接至個體的共用線620、622。提供了第二組分段線開關1516，其可選擇性地連接至向電流感測器1518提供輸入的感測線1520。當該等共用線開關中的一或多個封閉(如至正被測試的共用線620的開關632a和共用線開關1512上所示的)、並且該等分段線開關中的一或多個封閉時(如該組分段線開關1516中所示的)，斜坡電壓波形可被施加到共用線。該組分段線開關1516將分段線連接至感測線1520，從而向電流感測器1518提供輸入。
在一種示例實施例中，可測試一條共用線620。在該實施例中，每個開關632a、共用線開關1512a、以及該組分段線開關1516封閉。斜坡電壓產生器在輸出線1508上產生斜坡電壓。電流感測器1518可被配置成使得在初始向正被測試的共用線620施加斜坡電壓時感測線1520上的電壓保持 為或接近0。在該實施例中，若斜坡電壓產生器1514的輸出始於0，則沿正被測試的共用線620的干涉調制器將全部處於釋放狀態。隨著該電壓在正方向上斜坡上升，斜坡上的電壓將到達其中該線上的干涉調制器開始致動的點。隨著其其致動，正被測試的共用線620與感測線1520之間的電容增大。每個調制器在感測線1520上引起與致動事件相一致的電流尖峰。在基本上同時源自於不同調制器的致動事件的電流尖峰將累積。因此，同時致動的調制器越多，電流尖峰將越大。可經由使該斜坡電壓斜坡上升超過沿正被測試的共用線620的所有調制器的致動電壓來產生該斜坡電壓，直至沿正被測試的共用線620的所有調制器皆已被致動。例如，在許多干涉調制器實施中，產生最高達20V的斜坡電壓適於致動正被測試的所有調制器。在沿該共用線的所有調制器皆被致動之後，該斜坡電壓可隨後朝0斜坡回落。隨著該斜坡電壓逼近0，沿正被測試的線的干涉調制器將開始釋放，引起相反極性的電流尖峰。該斜坡電壓隨後可變為負(例如，到-20V)，並且隨後回到0，從而當干涉調制器在相反極性的所施加電壓下再次致動和釋放時產生另一對電流脈衝。在一種實施中，斜坡電壓可在單次上升和下降之後終止。在另一種實施中，斜坡電壓可首先變為負，並且隨後變為正。
圖16A是圖示可用於校準IMOD顯示元件的斜坡電壓的時序圖。圖16B是圖示在圖16A中圖示的斜坡電壓的施加期間可偵測到的電流脈衝的時序圖。
圖16A和圖16B提供了回應於要測試的共用線620 上的斜坡電壓輸入在感測線1520上產生的電流的實例。在該示例實施例中，圖16A和圖16B中的圖表的x軸表示相應的時間，亦即示為時間1630的第一電流脈衝1620的時間對應於與示為時間1630的斜坡電壓1640的時間相同的時間點。圖16A中的圖表的y軸表示電壓，如可由斜坡電壓產生器1514產生並施加到要測試的共用線620的電壓。圖16B中的圖表的y軸表示電流，如可由電流感測器1518感測的。斜坡電壓產生器可產生在最高正斜坡電壓1604、1606與最低正斜坡電壓1612、1614之間線性地增大和減小的電壓。
在該示例實施例中，要測試的共用線620上的電壓約為0。例如，若該組共用線開關1512中的開關1512a封閉，則斜坡電壓產生器跨要測試的共用線620施加線性地增大或減小的電壓。由電流感測器感測到的電流保持為低，直至沿要測試的共用線620的調制器開始致動。該等調制器可被配置成在大致相同的致動電壓致動。隨著該等調制器致動，在致動時產生的電流尖峰累積地導致由電流感測器量測到的電流脈衝1620、1622、1624、1626。在該示例實施例中，電壓大約在0處開始。在由點1602表示的時間，施加增大的斜坡電壓。在時間1630，調制器致動，導致正電流脈衝1620。在時間1630，該斜坡電壓約為值1650。該斜坡電壓線性地增大，直至由點1604表示的時間。斜坡電壓產生器在由點1604表示的時間處停止產生增大的電壓。在由點1606表示的時間，施加減小的斜坡電壓。在時間1632，調制器釋放，導致負電流脈衝1622。在時間1632，該斜坡電壓約為值1652。該斜坡 電壓線性地減小，直至由點1608表示的時間。在由點1610表示的時間，施加減小的斜坡電壓。在時間1634，調制器致動，導致負電流脈衝1624。在時間1634，該斜坡電壓約為值1654。該斜坡電壓線性地減小，直至由點1612表示的時間。在由點1614表示的時間，施加增大的斜坡電壓。在時間1636，調制器釋放，導致正電流脈衝1626。在時間1636，該斜坡電壓約為值1656。該斜坡電壓線性地增大，直至由點1616表示的時間。
在該示例實施例中，在正電流脈衝1620的最大值處的斜坡電壓1650可對應於VA50+的值。在負電流脈衝1622的最小值處的斜坡電壓1652可對應於VR50+的值。在負電流脈衝1624的最小值處的斜坡電壓1654可對應於VA50-的值。在負電流脈衝1626的最大值處的斜坡電壓1656可對應於VR50-的值。該斜坡電壓和電流感測因此可用於決定陣列的驅動回應特性，如以上在圖12的方塊730處闡述的。
用於決定致動和釋放電壓的該方案可具有勝於以上描述的順序施加不同靜態電壓方法的若干優點。首先，該斜坡電壓方法可減少用於決定顯示器中的調制器的致動和釋放電壓所需的時間。該斜坡電壓偵測方法可在用於順序施加靜態電壓所需的典型或平均時間的大約20%裡找到每個滯後曲線邊緣。第二，斜坡電壓方法的功率汲取一般亦低於順序施加方法的功率汲取。
圖17是圖示圖15的斜坡電壓產生器和電流感測器的一種實施的電路的示意圖。各種各樣的電路可用於產生斜 坡電壓輸入以及感測電流回應。在圖17中所示的實施例中，斜坡產生器電路系統1514被配置成選擇性地向輸出線1508提供輸出。輸出線1508連接至顯示陣列中的一或多個調制器，該等調制器由輸出線1508與感測線1520之間的電容器表示。感測線1520被配置成選擇性地連接至電流感測器1516、1518。類比數位轉換器1724被配置成選擇性地接收來自斜坡產生器電路系統1514以及電流感測器1516、1518的輸出信號。
在該實施例中，由配置為積分器1712的運算放大器1734產生斜坡輸出。至積分器1712的輸入可替代地為正電壓或負電壓。該正電壓的振幅和該負電壓的振幅的絕對值可近似相等。積分器1712的斜坡電壓輸出可由積分器電路的各組件決定。在該實施例中，該輸出電壓的斜率將由至該積分器電路的輸入電壓V除以積分器1712的電阻器1730的電阻R和積分器1712的電容器1732的電容C來決定。在該實施例中，輸出電壓的斜率因此將表示為V/RC。在該實施例中，其中輸入電壓V在開關2封閉時為VSP或者當開關3封閉時為VSN，斜坡電壓輸出的斜率在該實施例中將為VSP/RC或VSN/RC，分別取決於是開關2還是開關3封閉。電流感測器1516、1518由電流感測器1516的開關7和電流感測器1518的開關10連接至感測線1520。電流感測器1516、1518使用運算放大器以在開關7封閉時保持感測線1520在節點1714處虛接地，以及在開關10封閉時保持感測線1520在節點1716處虛接地。在開關7封閉時，節點1718處的電壓與通過電阻 器1720的電流有關，後者與感測線1520中的電流有關。若開關10封閉而非開關7封閉，適用相同的原理。在此種情形中，節點1722處的電壓與通過電阻器1723的電流有關，後者與感測線1520中的電流有關。節點1718和1722被選擇性地施加到類比數位轉換器1724以用於取樣、數位化，及/或記錄表示感測線1520中的電流的時間取樣序列。跟隨斜坡電壓產生器電路系統1514的輸出的線1726處的電壓亦被供應給類比數位轉換器1724。有了該分開地數位化的輸出，就能偵測在感測線中偵測到的電流脈衝的位置。
在圖17中所示的實施例中，以下示例方法可用於向顯示陣列或顯示陣列中的調制器子集施加斜坡電壓並感測電流輸出。開關1、4、5、6、7和8初始可封閉。開關2、3、9和10初始可斷開。當開關1、4、5、6、7和8封閉時，顯示陣列或顯示陣列的正被測試的子集的調制器上的任何電荷可被釋放和耗盡，從而將顯示陣列或顯示陣列的正被測試的子集上的所有電壓穩定到0。開關1和6隨後可斷開並且開關3可封閉。當開關4隨後斷開時，積分器1712的電壓輸出將從0斜坡上升。在開關7和8封閉時，上感測電路1516接收來自感測線1520的輸入。施加到線1726的斜坡電壓以及節點1718處的感測輸出同時被類比數位轉換器1724記錄。在斜坡電壓輸出超過顯示陣列中的調制器或顯示陣列中的正被測試的調制器子集的致動電壓之後，開關3可斷開並且開關2可封閉。另外，開關7和8可斷開並且開關9和10可封閉。下感測電路1518與上感測電路1516相同地操作，除了電阻器 1723可能大於電阻器1720，導致跨下感測電路1518有更大的增益。由調制器的釋放引起的電流脈衝可能小於由調制器的致動引起的電流脈衝。由調制器的釋放和由調制器的致動引起的電流脈衝的此種振幅差異是由於以下事實：在釋放發生時施加的電壓小於在致動發生時施加的電壓。由於電流脈衝的此種振幅差異，在感測由釋放轉變引起的電流時使用較大的增益可能是有用的。當開關3斷開並且開關2封閉時，斜坡電壓輸出的斜率根據以上描述的斜率改變。在斜坡電壓輸出超過顯示陣列中的調制器或顯示陣列中的正被測試的調制器子集的釋放電壓之後，並且當斜坡電壓輸出到達0時，開關9和10再次斷開，並且開關7和8封閉。藉由斷開開關9和10並且封閉開關7和8，上感測電路1516再次選擇性地連接至感測線1520和類比數位轉換器1724，並且下感測電路1518選擇性地與感測線1520和類比數位轉換器1724斷開。在斜坡電壓輸出超過顯示陣列中的調制器或顯示陣列中的正被測試的調制器子集的致動電壓之後(例如，當斜坡電壓輸出到達-20V時)，開關3再次斷開並且開關2再次封閉，從而再次切換斜坡電壓輸出斜率，並且開關7和8斷開、以及開關9和10封閉。在斜坡輸出超過顯示陣列中的調制器或顯示陣列中的正被測試的調制器子集的釋放電壓之後，並且當斜坡到達0時，該程序結束。由類比數位轉換器1724記錄的數位資料可被分析以識別表示VA50+、VR50+、VA50-和VR50-的電流脈衝的位置。在其他實施例中，致動或釋放電壓可經由一或多個其他方法來決定。
圖18A是圖示斜坡電壓產生器電路的另一實施例的電路的示意圖。在圖18A中所示的實施例中，該電路包括開始點產生器電路系統1850、斜坡電壓產生器電路系統1852、時間校準電路系統1856、以及放大電路系統1854。
圖18A中的實施例中所示的開始點產生器電路系統1850包括數位控制電壓源1822。數位控制電壓源1822可連接至兩個開關1801、1802。開關1801可連接至電阻器，該電阻器進一步連接至運算放大器1820上的第一輸入。開關1802可連接至運算放大器1820上的第二輸入。運算放大器1820的第二輸入可進一步連接至開關1803。運算放大器1820可被配置為反相放大器，並且可被配置成使得運算放大器1820的輸出可取決於開關1801、1802和1803的斷開或封閉狀態。該開始點產生器電路系統可允許在期望的起始電壓發起斜坡電壓，由此潛在地減少用於校準該陣列的組件所需的時間。在各校準之間預期有較小改變的場合，例如在斜坡電壓可能以接近於期望的驅動回應特性的期望起始電壓發起的場合，該實施可能是有用的。藉由在期望的驅動回應特性附近發起及/或終止斜坡電壓，可能不需要校準就能使斜坡電壓斜坡穿過整個斜坡電壓極限，由此加速該決定程序。
圖18A中的實施例中所示的斜坡電壓產生器電路系統1852包括數位控制類比電壓源2016。數位控制類比電壓源2016的輸出可連接至電壓至電流轉換器2014以提供數位控制電流。在每個斜坡期間，電壓至電流轉換器2014用作具有由該數位元輸入控制的幅度的恆定電流源。電壓至電流轉換 器2014的輸出可連接至電容器2012的第一節點。電壓至電流轉換器2014亦可連接至溫度補償電阻器。
圖18A中的實施例中所示的放大電路系統1854包括運算放大器1818。運算放大器1818可被配置為非反相放大器。運算放大器1818的輸出可連接成向包括IMOD設備陣列或者機電設備陣列或機電裝置陣列的子集的一或多條共用線的電路系統施加輸入電壓。
時間校準電路系統1856可包括計數器2028和配置為比較器的運算放大器1826。運算放大器1826的一個輸入可經由開關1805連接至開始點產生器電路系統1850的輸出。運算放大器1826的輸出可被提供作為至計數器2028的輸入。
在圖18A中所示的實施例中，斜坡電壓可藉由用電壓至電流轉換器2014對電容器2012充電來產生。電壓至電流轉換器2014可具有由數位控制類比電壓源2016控制的輸出幅度。在該實施例中，數位控制類比電壓源2016和電流源2014可提供數位控制電流。電容器2012的連接至電流源2014的第一側耦合至運算放大器1818的輸入，運算放大器1818配置為非反相放大器。在一種實施例中，該電流源供應的電流產生振幅範圍在+1與-1伏之間的斜坡電壓波形。運算放大器1818可被配置成具有約為20的增益，以使得在輸出線1508上產生的信號是範圍在+20伏與-20伏之間的斜坡波形。
在一些實施例中，斜坡電壓輸出可用開始點產生器電路系統1850來發起。在開始斜坡序列之前，經由使電壓至電流轉換器2014的電流輸出設為0，運算放大器1820的輸出 可藉由封閉開關1804而連接至電容器2012的第一側。在一些實施例中，包括運算放大器1820的放大器電路的增益可以是1。若該增益為1，則當開關1801和1802封閉、並且開關1803斷開時，運算放大器1820的輸出基本上等於來自數位控制電壓源1822的電壓輸出。當開關1801和1803封閉、並且開關1802斷開時，運算放大器1820可由此配置為反相放大器電路。運算放大器1820的輸出可以是來自數位控制電壓源1822的電壓輸出的逆。
為了發起斜坡，開關1805可斷開，開關1804可封閉，並且開關1801、1802、1803和數位控制電壓源2022被配置成產生輸出到電容器2012上的所選電壓位準，其將電容器2012預充電到該所選電壓位準。電流源2014隨後可被發起以供應基本恆定的電流，其值適合產生期望斜率的電壓斜坡。只要開關1804處於封閉狀態，包括運算放大器1820的放大器電路就可將電容器2012上的電壓維持恆定在該所選電壓位準上。由電流源2014遞送的任何電流可發源於或被吸收到包括運算放大器1820的放大器電路。開關1804隨後可斷開，使得由電流源2014遞送的電流I流入電容器2012，從而作為具有斜率I/C的線性斜坡來改變(取決於來自電流源2014的電流方向，藉由升高或降低)電容器2012上的電壓，其中C是電容器2012的電容。來自電壓至電流轉換器2014的電流可被定時和控製成在兩個方向上流動以產生完整的兩相斜坡波形，其被放大器1818放大並遞送到輸出線1508。在其他實施例中，來自電壓至電流轉換器2014的電流可被定時和控 製成僅在一個方向或斜率上產生斜坡波形及/或產生可包括一個以上方向或斜率但僅源自於正電壓或負電壓的單相波形。
在圖18A中所示的實施例中，該電路可產生時序資訊，用於校準電容器2012上的作為來自電壓至電流轉換器2014的電流函數的電壓改變與自斷開開關1804起的時間之間的關係。儘管圖17使用類比數位轉換器來監視斜坡電壓產生器的斜坡電壓輸出，但圖18A的電路可代替地藉由根據由該電路的其他組件提供的資訊決定電容器2012上的電壓來產生時序資訊以用於校準。在一種實施例中，該電路可產生時序資訊以用於校準電容器2012上的電壓改變與從開始該斜坡起流逝的時間之間的關係。隨後，電流脈衝的時序可與自開關1804斷開起的時間相關，並且在偵測出電流脈衝時在輸出線1508處的電壓可從該時間和校準資訊計算出。為了產生校準資料，可利用配置為比較器的運算放大器1826以及計數器2028。當開關1804斷開時，計數器2028開始計數。開始點產生器電路系統1850中的運算放大器1820的輸出可被數位控制電壓源1822改變至期望的測試端點值。開關1805隨後可封閉以將運算放大器1820的輸出作為參考電壓發送至配置為比較器的運算放大器1826的第一輸入。配置為比較器的運算放大器1826的第二輸入可連接至電容器2012，使得至運算放大器1826的第二輸入是跨電容器2012的電壓。當跨電容器2012的電壓到達該參考電壓時，配置為比較器的運算放大器1826的輸出轉變。在配置為比較器的運算放大器1826轉變時，計數器2028可被配置成停止。斜坡電壓輸出從開關 1804斷開時起始處的值改變至該參考電壓值的時間段可使用該計數和時鐘率來決定。提供給計數器2028以及由計數器2028提供的資料可用於基於若干變數來推導線1508上的斜坡電壓輸出或推導驅動回應特性，該等變數包括開關1804被斷開時的時間、來自電壓至電流轉換器2014的電流逆轉時的時間、以及至數位控制類比電壓源2016的數位輸入。在一些實施例中，驅動回應特性是由類比數位轉換器組件或由其他處理電路系統決定的。
圖18B是圖示電流感測電路的另一實施例的電路的示意圖，其可結合圖18A的斜坡產生器使用。圖18B的電流感測電路可與圖17的電流感測器1516、1518共享某些操作原理。圖18B的電流感測電路可提供可變增益電阻器以替代地用在放大器電路中，而不是提供如圖17中所示的兩個電流感測器1516、1518。
在圖18B中所示的實施例中，感測線1520被配置成向電流感測電路系統1884提供輸入信號。類比數位轉換器1882被配置成在輸出節點1872處選擇性地接收來自電流感測電路系統1884的輸出信號。
斜坡電壓輸出可被產生並施加到陣列或陣列子集中的一或多個調制器。來自該等調制器的輸出信號可被施加到感測線1520。電流感測電路系統1884使用運算放大器1890將感測線1520保持在虛擬返回電位，其中該虛擬返回電位可取決於開關1864a、1864b和1866的斷開或封閉狀態。若開關1866封閉，則感測線1520可在節點1870處保持在虛接地。 若開關1864a或1864b封閉，則感測線1520可在節點1870處分別保持在虛擬電壓V+或V-，其中該虛擬電壓取決於在開關1864a處施加的電壓。此允許跨調制器的斜坡電壓位準進行量V+或V-的DC平移。
可變電阻器電路1860可允許選擇跨電流感測電路系統1884的可變增益。在圖18B中所示的實施例中，可變電阻器電路1860包括多個電阻器1860a、1860b、1860c、1860d、1860e和多個開關1862a、1862b、1862c、1862d、1862e。每個電阻器1860a、1860b、1860c、1860d、1860e可與一個開關1862a、1862b、1862c、1862d、1862e串聯。串聯的每個電阻器和開關可進一步與其餘的電阻器和開關並聯。該可變電阻器電路可被配置成藉由斷開和封閉一或多個開關1862a、1862b、1862c、1862d、1862e以選擇性地將一或多個電阻器1860a、1860b、1860c、1860d、1860e連接至電流感測電路系統1884來提供所選增益。
節點1872處的電壓與通過可變電阻器電路1860的電流有關，後者與感測線1520中的電流有關。在圖18B的實施例中，電流源1888被設為當沒有電流進入或離開感測線1520時將輸出節點1872的電壓偏置到Vdd /2。例如，若開關1866封閉並且開關1862a封閉，則該偏置電流將設為Vdd /2R，其中R是電阻器1860a的電阻。在該配置中，節點1870處的電壓將實質上為0，並且輸出節點1872處的電壓將為Vdd /2。若電流隨後從感測線1520進入或離開節點1870，則放大器1890將調節回饋電晶體1892以引起幅度相同但極性相反的 通過電阻器1860a的電流改變，在輸出節點1872處引起與感測線1520上的電流極性相同的相應電壓改變。輸出節點1872的相同的初始偏置可與各種各樣的期望信號振幅聯用，其中增益可藉由選擇不同增益的電阻器和相應的偏置電流來改變，其中較大的電阻器和較小的偏置電流對應於更大的電流輸入-電壓輸出增益。節點1872可被選擇性地施加到類比數位轉換器1882以用於取樣、數位化，及/或記錄表示感測線1520中的電流的時間取樣序列。
圖19是可由圖17、圖18A和圖18B的電路(在其被併入到顯示設備中時)執行的方法的一個實例的流程圖。該方法始於方塊1912，其中使用初始驅動方案電壓集來驅動機電元件陣列。在方塊1914，藉由用數位控制電流對電容器充電來產生斜坡電壓，並且在方塊1916將該斜坡電壓施加到該陣列。子集可以是該陣列的列，如以上所描述的。在方塊1918，至少部分地基於由該斜坡電壓在該陣列的子集中產生的電容改變來決定用於該陣列的第一經更新驅動方案電壓。在方塊1920，使用包括第一經更新驅動方案電壓的經更新驅動方案電壓集來驅動該元件陣列。
如以上所描述的，出現電流脈衝時的斜坡電壓值可與該斜坡被施加到的顯示元件的致動電壓和釋放電壓相關。在一些情形中，電流脈衝的位置由與該電流脈衝的峰值振幅相對應的斜坡電壓來定義。然而已發現，有時候，電流脈衝呈現具有一個以上峰值的結構，或者可能關於峰值是非對稱的。已發現此情況即使在相同的測試條件下亦會導致測試結 果中的某些變化。以下描述的實施例允許在決定用於顯示陣列的驅動方案電壓時有增加的可重複性和穩健性。一般而言，使用表示電流脈衝寬度或電流脈衝面積的資料的方法在相同條件下對相同線的諸測試執行上可產生更一致地可重複的結果。
圖20是圖示決定用於IMOD陣列或IMOD陣列子集的驅動回應特性的方法的實施例的流程圖。該方法始於方塊2012處。在方塊2012，該方法向IMOD陣列子集施加斜坡電壓。該斜坡電壓可感應出電流脈衝，該電流脈衝可源自於該陣列子集中的調制器的狀態改變。感應電流脈衝可由電流感測電路系統偵測，從而得到可以是波形的資料。該波形可包括一或多個電流脈衝或電流脈衝的一部分。
在向該陣列子集施加斜坡電壓之後，該方法移至方塊2014、2016和2018中的至少一者。在方塊2014，該方法評估表示感應電流脈衝的全部或一部分的脈衝寬度的資料。例如，該方法可根據圖21B的方法中的一些操作來評估資料。在方塊2016，該方法評估表示感應電流脈衝的全部或一部分的未加權面積的資料。例如，該方法可根據圖21D的方法中的一些操作來評估資料。在方塊2018，該方法評估表示感應電流脈衝的全部或一部分的經加權面積的資料。方塊2014、2016和2018中每一個可以不是互斥的。例如，該方法可根據圖21E的方法中的一些操作來評估資料，並且使用表示感應電流脈衝的全部或一部分的未加權面積的資料以及表示感應電流脈衝的全部或一部分的經加權面積的資料。
在執行方塊2014、2016和2018中的至少一者之後，該方法移至方塊2020。在方塊2020，該方法決定驅動回應特性。驅動回應特性可至少部分地基於在方塊2014、2016和2018中的至少一者期間評估的一或多個特性來決定。
圖21A-21F圖示了分析在施加斜坡電壓期間偵測到的電流脈衝以決定顯示元件的致動值和釋放值的不同方法。在斜坡電壓輸入的不同部分處的電流脈衝位置可被用於識別VA50+、VR50+、VA50-和VR50-的值。該等值可如上所述地被用於例如在顯示陣列使用期間校準驅動方案電壓，如以上所描述的。
給定沿正被測試的線的干涉調制器對斜坡電壓的回應特性分佈，可以辨別出該等調制器可能不是同時切換狀態。當該等調制器在不同電壓處切換狀態時，致動或釋放會產生電流脈衝。該電流脈衝將具有特定寬度並且可具有在全部整體電流脈衝內包括多個局部峰值的結構。各種各樣的方法可用於分析由數位類比轉換器記錄的資料，從所記錄的電流脈衝推導用於調制器的致動或釋放的電壓值，及/或決定驅動回應特性。每幅圖21A至21F圖示作為斜坡電壓值的函數來表示感應電流的波形。
圖21A至21F圖示了分析在電壓斜坡期間偵測到的電流脈衝以推導驅動回應特性(包括VA50+、VR50+、VA50-和VR50-的值)的若干不同方法。在圖21A中所示的第一方法中，所記錄的數位資料被分析以找出與最高測得電流2140相對應的電壓2150。最高測得電流2140被表示為波形2152 的最大振幅，其代表單個電流脈衝。與最高測得電流相對應的電壓2150被取為驅動回應特性，此處為正或負致動或釋放電壓V50。在電流脈衝既具有局部或相對峰值2130又具有整體最大電流峰值2140時，如圖21A中所示，該方法具有一些缺點。若相同的線被測試多次，此類峰值的相對高度可能改變，以使得該結構內的不同峰值在不同測試執行期間是最高的。此舉可能導致推導出的V50變化。變化會降低該等結果的可重複性。
圖21B示出找出整個電流脈衝的近似中點的資料分析方法。圖21B的資料分析方法可較少地受局部最大振幅變化的影響。在圖21B的方法中，首先找出最大電流峰值2140，並且在最大電流峰值2140的任一側上選擇數個資料點。該等資料點可例如在峰值2140的每一側上橫跨約1到3伏的斜坡改變。該數目可取決於取樣速率和斜坡輸出斜率而變化。在一些實施例中，可對表示該數個所選資料點的資料集執行移動平均以平滑該曲線。基線電流值2154隨後可被選擇作為該資料集的第一點或若干個第一點的平均值或移動值。選擇與最大電流振幅2152和基線電流值2154之間的閾值相對應的電流值2156。在圖21B中的實施例中，電流值2156是最大電流振幅2152和基線電流值2154的均值加上基線電流值2154。在其他實施例中，閾值電流值2156是藉由另一方法來選擇的並且可低於或高於該均值。隨後找到兩個電壓2160、2162。第一電壓2160對應於當電流上升到達電流峰值2140時電流脈衝到達電流值2156時產生的斜坡輸出。在該示例實 施例中，第一電壓2160是最大電流峰值2140左側的電壓，其中測得值是基線電流值2154與最大電流振幅2152之間的中間點。第二電壓2162對應於當電流脈衝在電流峰值2140之後減小時電流脈衝到達電流值2156時產生的斜坡輸出。在該示例實施例中，第二電壓2162是最大電流峰值2140右側的電壓，其中測得值是基線電流值2154與最大電流振幅2152之間的中間點。第一電壓2160和第二電壓2162表示該電流脈衝的寬度。第一閾值電壓2160和第二閾值電壓2162的均值或平均隨後可被用作由所評估的波形表示的電流脈衝的致動或釋放電壓V50 2150。
以上在圖21B中描述的該方法使用表示寬度的資料來定義驅動回應特性，例如致動或釋放電壓V50 2150，而非單單使用振幅值。在其他實施例中，該方法可藉由選擇比該兩個電壓之間的均值或平均高或低某個量的值作為V50而被修改。例如，代替以上描述的中點，V50可被選擇為第一電壓加上第一閾值電壓與第二電壓之間的電壓差的60%，例如從第一電壓到第二電壓的路徑的60%。
圖21C示出使用表示面積的資料來定義驅動回應特性(例如，致動或釋放電壓V50 2150)的資料分析方法。在圖21C的方法中，可找出最大電流峰值2140，並且可在最大電流峰值2140的任一側上選擇數個資料點。該數目可取決於取樣速率和斜坡輸出斜率而變化。在一些實施例中，可對表示該數個所選資料點的資料集執行移動平均以平滑該曲線。隨後可選擇基線電流值2154。可在表示該數個所選資料點的 資料集上產生表示該曲線或經平滑的曲線下方的面積的資料。在示例實施例中，為該資料集之每一資料點找出電流值減去基線電流值2154。該等值之和表示該區域中在該波形下方的面積。
該和值可被劃分為兩個區段2170、2172。一個區段為表示該曲線下方的面積的第一區段2170，以及另一個區段為表示該曲線下方的面積的第二區段2172。在一些實施例中，致動或釋放電壓V50 2150可隨後被定義為如下的電壓：該曲線下方的面積的50%在V50 2150的左側，並且該面積的50%在其右側。可藉由每次一項地、從第一個最低斜坡電壓資料點開始並在斜坡電壓資料點中往上移地執行以上求和直至該和等於或超過以上找到的全部的50%來找出電壓值2150。出現此情況的斜坡電壓資料點就是電壓值2150。在該實施例中，由區段2170表示的面積近似等於由區段2172表示的面積。
該方法使用表示面積的資料來定義V50 2150，而不是單單使用振幅值。在其他實施例中，該方法可藉由選擇比該曲線下方的該兩個面積之間的中間點高或低某個量的值作為V50 2150而被修改。例如，代替以上描述的中間點，V50 2150可被選擇為如下的電壓：該曲線下方的面積的60%在V50 2150的左側，並且該面積的40%在其右側。
圖21D示出對圖21C的面積比較方法作了修改的資料分析方法。如同圖21C的方法中一般，可找出最大電流峰值2140，並且可在最大電流峰值2140的任一側上選擇數個資 料點。該數目可取決於取樣速率和斜坡輸出斜率而變化。在一些實施例中，可對表示該數個所選資料點的資料集執行移動平均以平滑該曲線。在圖21D的方法中，在基線電流值2154可被選擇的點，基線電流值2154隨後可被用於決定與最大電流振幅2152和基線電流值2154之間的點相對應的閾值電流值2156。在圖21D中的實施例中，電流值2156是等於基線電流值2154加上最大電流振幅2152與基線電流值2154之差的大約30%的值。在其他實施例中，電流值1256是藉由其他方法來選擇的並且可低於或高於該30%值。可決定兩個電壓值。第一電壓值2160對應於當電流在到達最大電流峰值2140之前增大時該電流大致等於電流值2156時的斜坡輸出電壓值。第二電壓值2162對應於當電流在到達最大電流峰值2140之後減小時該電流大致等於電流值2156時的斜坡輸出電壓值。
如圖21C的方法中一般，可找出表示該曲線或經平滑的曲線下方的面積的資料。然而，在圖21D的方法中，可僅針對與第一電壓值2160和第二電壓值2162之間的斜坡電壓值相對應的電流脈衝中心區域中的所選資料點來找出該曲線下方的面積。可執行與以上參照圖21C描述的相同的求和，但限於第一電壓值2160和第二電壓值2162之間的資料點。
該和可被劃分為兩個區段2174和2176。一個區段表示該區域的面積的第一區段2174，以及另一個區段表示該區域的面積的第二區段2176。在一些實施例中，致動或釋放 電壓V50 2150可隨後被定義為如下的電壓：該曲線下方的面積的50%在V50 2150的左側，並且該面積的50%在其右側。在該實施例中，由區段2174表示的面積將近似等於由區段2176表示的面積。
該方法使用表示面積的資料來定義V50 2150，而不是單單使用振幅值。在其他實施例中，該方法可藉由選擇比該曲線下方的該兩個面積之間的中間點高或低某個量的值作為V50 2150而被修改。例如，代替以上描述的中間點，V50 2150可被選擇為如下的電壓：該曲線下方的面積的60%在V50 2150的左側，並且該面積的40%在其右側。在圖21D的方法中，僅考慮其中回應振幅大於最大電流峰值2140的所選百分比或分數(諸如該最大值的30%)的區域。對有限範圍的此種考慮可減少在電流脈衝的外邊界附近可能出現的雜訊的貢獻。
圖21E示出對圖21D的面積比較方法作了修改的資料分析方法。圖21E的方法基本上類似於圖21D的方法，不同之處在於表示圖21D的面積的和的每一項用斜坡輸出電壓作了加權。隨後將該和除以圖21D中的方法的未加權和計算。在圖21D的方法中在找出與第一電壓值2160和第二電壓值2162之間的電壓值相對應的所選資料點之後的點，跨該資料集之每一資料點對用與所選資料點相對應的斜坡輸出電壓值作了加權的、電流減去基線電流值2154的值進行求和。
隨後可藉由將該經加權面積計算除以圖21D的方法中描述的面積計算來計算致動和釋放電壓V50 2150。V50 2150因此可對應於電流脈衝的矩心電壓。該計算可由下式表示：
圖21F示出找出斜率最大處的脈衝點的資料分析方法。在一些實施例中，找出最大正斜率處的電壓，並且找出最大負斜率處的電壓。V50可作為該兩個電壓的平均來推導出。
在圖21F的方法中，在最大電流峰值2140的任一側上選擇數個資料點。該數目可取決於取樣速率和斜坡輸出斜率而變化。可對表示一或多個電流脈衝或電流脈衝的某部分的曲線或波形執行積分。可在表示所選數目的資料點的資料集的範圍上執行積分。積分曲線2190表示電流波形的積分。之後可對曲線2190執行移動平均以平滑該曲線。在取移動平均之後可對經平滑的曲線取一階導數。一階導數曲線2192表示經積分的、經平滑的電流波形的一階導數。隨後可取二階導數，以使得表示所感測電流的原始波形已經歷積分、移動平均、以及二次求導。二階導數曲線2194表示經積分的、經平滑的電流波形的二階導數。
隨後評估二階導數曲線2194。在一些實施例中，找出最大正斜率處的電壓，並且找出最大負斜率處的電壓。例如，可找出最大振幅點2198並且可找出最小振幅點2196。可決定與最大振幅點2198相對應的第一電壓。可決定與最小振幅點2196相對應的第二電壓。隨後可執行計算以決定致動或釋放電壓V50。例如，可藉由取與第一電壓和第二電壓的平 均相對應的電壓值來決定V50 2150。
圖21B-21F的方法可比其他方法(包括圖21A的方法)更可重複。下表比較了各種方法跨示例測試調制器陣列的可重複性。
該表包括與針對圖21A-21F中的每一幅描述的方法相對應的列。對於每種方法，計算與致動電壓VA50和釋放電壓VR50的可重複性相對應的資料。可重複性資料表示對於99.5%分位數跨三次測試執行的變化。在可重複性行中，較小數字對應於使用來自測試調制器陣列的資料推導出的V50的較小變化。一般而言，使用表示寬度或經加權或未加權面積的資料的方法對於相同條件下的測試比簡單峰值位置量測產生更可重複的結果。
圖22A和圖22B是圖示包括多個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、蜂巢電話或行動電話。然而，顯示設備40的相同元件或其輕微變型亦解說各種類型的顯示設備，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。
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工藝(包括注模和真空成形)中的任何製造工藝來形成。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可包括可拆卸部分(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，等離子體、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。
顯示設備40的各組件在圖22B中示意性地圖示。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額外元件。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22B中未特定圖示的元件)可被配置成用作記憶體設備並且被配置成與處理器21通訊。在一些實施例中，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。在一些實施例中，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)及其進一步實施例來發射和接收RF信號。在一些其他實施例中，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)、地面無線通信標準(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。
在一些實施例中，收發器47可由接收器代替。另外，在一些實施例中，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內的個別組件，或者可被併入在處理器21或其他組件內。
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提取由處理器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。在一些實施例中，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串流，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顯式元件矩陣的數百條且有時是數千條(或更多)引線。
在一些實施例中，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，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)。在一些實施例中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合在一起。此類實施例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。
在一些實施例中，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可包括小鍵盤(諸如，QWERTY鍵盤或電話小鍵盤)、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。在一些實施例中，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可包括各種能量存放設備。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例中，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。
在一些實施例中，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。在一些其他實施例中，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/或軟體組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、以及a-b-c。
結合本文中所揭示的實施例來描述的各說明性邏輯、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組件、方塊、模組、電路和步驟中作了解說。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)、現場可程式設計閘陣列(FPGA)或其他可程式設計邏輯設備、個別閘門或電晶體邏輯、個別的硬體組件，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、多個微處理器、與DSP核心協調的一或多個微處理器，或任何其他此類配置。在一些實施例中，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，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的實施例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例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例而不會脫離本案的精神或範疇。由此，申請專利範圍並非意欲被限定於本文中示出的實施例，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領會，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例的上下文中描述的某些特徵亦可組合地實施在單個實施例中。相反，在單個實施例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群組合實施在多個實施例中。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，但來自所要求保護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群組合，或子群組合的變體。
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額外操作。在某些環境中，多工處理和並行處理可能是有利的。此外，上文所描述的實施例中的各種系統組件的分開不應被理解為在所有實施例中皆要求此類分開，並且應當理解，所描述的程式組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，其他實施例亦落在所附申請專利範圍的範疇內。在一些情形中，申請專利範圍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。
1912‧‧‧流程方塊
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Claims (28)

  1. 一種校準一機電元件陣列的方法，該方法包括以下步驟：使用一初始驅動方案電壓集來驅動該機電元件陣列；藉由用來自一數位控制電流源的一數位控制電流對一電容器充電來產生一斜坡電壓；將該斜坡電壓施加到該陣列的一子集；至少部分地基於藉由將該斜坡電壓施加到該陣列的該子集所產生的一電容改變來決定一驅動回應特性；至少部分地基於該驅動回應特性來決定用於該陣列的一第一經更新的驅動方案電壓；使用一經更新的驅動方案電壓集來驅動該陣列，其中該經更新的驅動方案電壓集包括該第一經更新的驅動方案電壓。
  2. 如請求項1述及之方法，亦包括以下步驟：藉由用一第二數位控制電流對該電容器充電來產生一第二斜坡電壓；將該第二斜坡電壓施加到該陣列的一第二子集；至少部分地基於藉由將該第二斜坡電壓施加到該陣列的該第二子集所產生的一第二電容改變來決定一第二驅動回應特性；至少部分地基於所決定的該第二驅動回應特性來決定用於該陣列的一第二經更新的驅動方案電壓；及 其中該經更新的驅動方案電壓集進一步包括該第二經更新的驅動方案電壓。
  3. 如請求項1述及之方法，其中將該斜坡電壓施加到該陣列的一子集之步驟包括以下步驟：發起一第一斜坡電壓；從該第一斜坡電壓切換到極性相反的一第二斜坡電壓；及終止該第二斜坡電壓。
  4. 如請求項3述及之方法，其中該第一斜坡電壓是在大於0的一絕對值處發起的。
  5. 如請求項3述及之方法，其中該第二斜坡電壓是在大於0的一絕對值處終止的。
  6. 如請求項1述及之方法，其中將該斜坡電壓施加到該陣列的一子集之步驟包括以下步驟：發起一第一斜坡電壓；從該第一斜坡電壓切換到極性相反的一第二斜坡電壓；從該第二斜坡電壓切換到與該第一斜坡電壓的極性相同的一第三斜坡電壓；及終止該第三斜坡電壓。
  7. 如請求項6述及之方法，其中該第一斜坡電壓是在大於0的一絕對值處發起的。
  8. 如請求項7述及之方法，其中該第三斜坡電壓是在大於0的一絕對值處終止的。
  9. 如請求項1述及之方法，其中該電容改變產生一或多個電流脈衝；並且其中決定該第一經更新的驅動方案電壓之步驟包括以下步驟：至少部分地基於該一或多個電流脈衝中的至少一個的一特性來計算表示一電壓的一值。
  10. 如請求項9述及之方法，其中決定該第一經更新的驅動方案電壓之步驟進一步包括以下步驟：將至少部分地表示該電容改變的一第一資料集與至少部分地表示該斜坡電壓的一第二資料集作比較，其中該第一資料集與該第二資料集的該比較之步驟至少部分地基於以下步驟：根據一時間將該斜坡電壓與該電容改變作比較。
  11. 如請求項10述及之方法，其中該至少部分地表示該斜坡電壓的資料集是由一計數器電路產生的。
  12. 一種用於校準驅動方案電壓的裝置，該裝置包括：一顯示元件陣列；一斜坡電壓產生器，其中該斜坡電壓產生器至少包括一 電容器和一數位控制電流源，其中該電容器的第一節點連接至該數位控制電流源；及一電流感測器。
  13. 如請求項12述及之裝置，進一步包括一數位控制類比電壓源，該數位控制類比電壓源連接至一電流源。
  14. 如請求項12述及之裝置，進一步包括一放大器電路，其中該放大器電路的一輸入連接至該電容器的該第一節點。
  15. 如請求項12述及之裝置，其中該裝置進一步包括一開始點產生器電路，該開始點產生器電路包括連接至一開關的一第一節點的一放大器，其中該開關的一第二節點連接至該電容器的該第一節點。
  16. 如請求項15述及之裝置，其中該開始點產生器電路進一步包括一數位控制電壓源，其中一第一輸入開關的一第一節點和一第二輸入開關的一第一節點連接至該數位控制電壓源，並且其中該第一輸入開關的一第二節點連接至該放大器的一第一輸入以及該第二輸入開關的一第二節點連接至該放大器的一第二輸入。
  17. 如請求項16述及之裝置，其中該放大器的該第二輸入連接至一接地開關的一第一節點，其中該接地開關的一第二節 點接地。
  18. 如請求項12述及之裝置，其中該電流感測器包括一放大器、一電晶體、以及至少一個電阻器，其中該電晶體的一基極節點連接至該放大器的輸出，並且該電晶體的集電極節點連接至該至少一個電阻器。
  19. 如請求項12述及之裝置，其中該至少一個電阻器包括多個可變增益電阻器。
  20. 如請求項12述及之裝置，進一步包括一計數器，其中該計數器被配置成至少部分地基於一計數器開關和一計數器放大器來發起計數，並且其中該計數器放大器的一第一輸入連接至該電容器的第一節點，以及該計數器放大器的一第二輸入連接至該計數器開關的一節點。
  21. 如請求項12述及之裝置，亦包括：一顯示器，包括該機電元件陣列；一處理器，其被配置成與該顯示器通訊，該處理器被配置成處理圖像資料；及一記憶體設備，其配置成與該處理器通訊。
  22. 如請求項21述及之裝置，亦包括：一驅動器電路，其配置成將至少一個信號發送給該顯示 器；及一控制器，其配置成將該圖像資料的至少一部分發送給該驅動器電路。
  23. 如請求項21述及之裝置，亦包括：圖像源模組，其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、一收發器和一發射器中的至少一者。
  24. 如請求項21述及之裝置，亦包括：一輸入設備，其配置成接收輸入資料並將該輸入資料傳達給該處理器。
  25. 一種用於校準驅動方案電壓的裝置，該裝置包括：用於顯示圖像資料的手段；用於用一數位控制電流源數位地控制一電容器上的電荷以產生一斜坡電壓的手段；用於將該斜坡電壓施加到該用於顯示圖像資料的手段的至少一部分的手段；及用於感測由該斜坡電壓引起的電流脈衝的手段。
  26. 如請求項25述及之裝置，其中該用於數位地控制一電容器上的電荷的手段包括一數位類比轉換器和一電壓至電流轉換器。
  27. 如請求項25述及之裝置，進一步包括用於數位地控制該斜坡電壓的一開始點的手段。
  28. 如請求項27述及之裝置，其中該用於數位地控制該斜坡電壓的一開始點的手段包括一數位類比轉換器和一放大器。
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