TWI589927B - 用於驅動一顯示元件之設備、用於定位可相對於一顯示器中之一或多個固定導電層移動之一可移動導電層之方法、用於驅動包含一可移動導電層及一或多個固定導電層之一顯示器之設備及用於定位可相對於一顯示器中之一或多個固定導電層移動之一可移動導電層之電腦程式產品 - Google Patents

用於驅動一顯示元件之設備、用於定位可相對於一顯示器中之一或多個固定導電層移動之一可移動導電層之方法、用於驅動包含一可移動導電層及一或多個固定導電層之一顯示器之設備及用於定位可相對於一顯示器中之一或多個固定導電層移動之一可移動導電層之電腦程式產品 Download PDF

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Description

用於驅動一顯示元件之設備、用於定位可相對於一顯示器中之一或多個固定導電層移動之一可移動導電層之方法、用於驅動包含一可移動導電層及一或多個固定導電層之一顯示器之設備及用於定位可相對於一顯示器中之一或多個固定導電層移動之一可移動導電層之電腦程式產品
本發明係關於用於類比干涉調變器及用於偵測安置於一顯示元件之兩個導體之間的一可移動導體之位置之驅動方案及校準方法。
機電系統包含具有電氣及機械元件、致動器、變換器、感測器、光學組件(諸如,鏡)及電子器件之裝置。機電系統可以多種規模來製造,包含但不限於微米級及奈米級。舉例而言,微機電系統(MEMS)裝置可包含具有介於自約一微米至數百微米或更大之範圍內之大小之結構。奈米機電系統(NEMS)裝置可包含具有小於一微米之大小(舉例而言,小於數百奈米之大小)之結構。可使用沈積、蝕刻、微影及/或蝕刻掉基板及/或所沈積材料層之部分或添加若干層以形成電及機電裝置之其他微機械加工製程來形成機電元件。
一種類型之機電系統裝置稱為一干涉調變器(IMOD)。如本文中所使用,術語干涉調變器或干涉光調變器係指一種使用光學干涉原理選擇性地吸收及/或反射光之裝置。在某些實施方案中,一干涉調變器可包含一對導電板,該對導電板中之一者或兩者可係全部或部分透明及/或反射且在施加一適當電信號時能夠相對運動。在一實施方案中,一個板可包含沈積於一基板上之一固定層,而另一板可包含以一空氣間隙與該固定層分離之一反射膜。一個板 相對於另一板之位置可改變入射於該干涉調變器上之光之光學干涉。干涉調變器裝置具有一寬廣範圍之應用,且預期用於改良現有產品及形成新產品,尤其是具有顯示能力之彼等產品。
本發明之系統、方法及裝置各自具有數項發明態樣,該等發明態樣中之任何單項態樣皆不單獨決定本文中所揭示之所期望屬性。
本發明中所闡述之標的物之一項發明態樣可實施於一種用於驅動一顯示元件之設備中,該顯示元件包含一可移動導電層及一或多個固定導電層。該設備包含:一電路,其經組態以判定該可移動導電層相對於該一或多個固定導電層中之至少一者之一初始位置;及一控制器,其經組態以至少部分地基於該初始位置而判定一充電電壓且將該充電電壓施加至該可移動導電層。
本發明中所闡述之標的物之另一發明態樣可實施於一種定位可相對於一顯示器中之一或多個固定導電層移動之一可移動導電層之方法中。該方法包含:判定該可移動導電層相對於該一或多個固定導電層中之至少一者之一初始位置;至少部分地基於該初始位置而判定一充電電壓;及將該充電電壓施加至該可移動導電層。
本發明中所闡述之標的物之另一發明態樣可實施於一種用於驅動包含一可移動導電層及一或多個固定導電層之一顯示器之設備中。該設備包含:用於判定該可移動導電層 相對於該一或多個固定導電層中之至少一者之一初始位置之構件;用於至少部分地基於該初始位置而判定一充電電壓之構件;及用於將該充電電壓施加至該可移動導電層之構件。
本發明中所闡述之標的物之另一發明態樣可實施於一種用於定位可相對於一顯示器中之一或多個固定導電層移動之一可移動導電層之電腦程式產品中。該電腦程式產品包含一非暫時性電腦可讀媒體,其上儲存有程式碼以用於致使處理電路判定該可移動導電層相對於該一或多個固定導電層中之至少一者之一初始位置、至少部分地基於該初始位置而判定一充電電壓且將該充電電壓施加至該可移動導電層。
在隨附圖式及下文說明中陳述本說明書中所闡述之標的物之一或多項實施方案之細節。依據說明、圖式及申請專利範圍,其他特徵、態樣及優點將變得顯而易見。注意,以下圖式之相對尺寸可能未按比例繪製。
在各圖式中,相同元件符號及名稱指示相同元件。
以下詳細說明係出於闡述該等發明態樣之目的而針對某些實施方案。然而,本文中之教示可以多種不同方式應用。所闡述之實施方案可實施於經組態以顯示一影像(無論是運動影像(諸如,視訊)還是靜止影像(諸如,靜態影像),且無論是文字影像、圖形影像還是圖片影像)之任何裝置中。更特定而言,預期該等實施方案可實施於多種電 子裝置中或與其相關聯,該等電子裝置諸如但不限於:行動電話、具有多媒體網際網路功能之蜂巢式電話、行動電視接收器、無線裝置、智慧電話、藍芽裝置、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或可攜式電腦、小筆電、筆記型電腦、智慧筆電、印表機、影印機、掃描機、傳真裝置、GPS接收器/導航器、相機、MP3播放器、攝錄影機、遊戲機、手錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀裝置(諸如,電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(諸如,里程表顯示器等)、駕駛艙控制件及/或顯示器、攝影機景物顯示器(諸如,一車輛中之一後視攝影機之顯示器)、電子相片、電子告示牌或標牌、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡式記錄器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、無線電、可攜式記憶體晶片、洗衣機、乾衣機、洗衣機/乾衣機、停車計時器、封裝(諸如,MEMS及非MEMS)、美學結構(諸如,關於一件珠寶之影像之顯示器)及多種機電系統裝置。本文中之教示亦可用於非顯示應用中,諸如但不限於電子切換裝置、射頻濾波器、感測器、加速度計、陀螺儀、運動感測裝置、磁力計、用於消費型電子器件之慣性組件、消費型電子器件產品之部件、可變電抗器、液晶裝置、電泳裝置、驅動方案、製造製程及電子測試裝備。因此,該等教示並非意欲限於僅在圖中繪示之實施方案,而是具有如熟習此項技術者將易於瞭解之廣泛應用性。
本文中所闡述之某些方法及裝置係關於類比干涉調變器 之實施方案。一類比干涉調變器可驅動至一範圍之不同位置以產生一可變光學回應。該類比干涉調變器之光學回應係存在於一可移動電極處之電荷及該可移動電極相對於該類比干涉調變器之其他電極之對應位置之一函數。揭示用於校準且控制一類比干涉調變器以達成各種光學回應之方法及系統。
根據某些實施方案,揭示用於控制可移動電極相對於一類比顯示元件之靜止電極之位置之方法及系統。本發明中所闡述之標的物之特定實施方案可經實施以判定欲施加至一可移動電極以到達一所期望位置之一電荷量。一可移動電極之位置回應不僅取決於正施加之電壓而且取決於在施加該電壓之前的特定電極位置。所揭示之系統及方法可包含欲至少部分地基於可移動電極之當前位置及可移動電極之最終所期望位置而施加之一電荷之準確判定。
本發明中所闡述之標的物之特定實施方案可經實施以實現以下潛在優點中之一或多者。本文中所揭示之系統及方法可允許一類比干涉調變器中之一可移動電極之快速及準確定位。此外,本文中所揭示之系統及方法可增加甚至在陣列之調變器之實體性質由於(舉例而言)製作容限而包含不同回應特性時亦產生一顯示裝置中之一高效能調變器陣列之能力。此外,如下文將根據某些實施方案闡述之一順序驅動與更新方案之使用可有利地用於驅動具有一較慢回應時間之調變器而非使用一連續回饋驅動方案而驅動之調變器。
根據某些實施方案,揭示用於高效地驅動一類比顯示元件(諸如,具有三個或三個以上狀態之一IMOD)之方法及系統,以使得可相對於包含二元顯示元件之一顯示器達成優良亮度及較高色域。此外,包含類比顯示元件(諸如,IMOD)之一顯示器允許將該顯示器之每一像素組態為紅色、綠色或藍色像素中之任何一者,藉此減少及/或消除對用於產生不同色彩之子像素陣列之需要。因此,包含類比顯示元件(諸如,IMOD)之一顯示器之空間解析度可相對於具有二元顯示元件之一顯示器而改良。此外,針對包含類比顯示元件之一顯示器,色調標度解析度亦可相對於具有二元顯示元件之一顯示器而改良。
所闡述實施方案可適用之一適合MEMS裝置之一實例係一反射式顯示裝置。反射式顯示裝置可併入有干涉調變器(IMOD)以使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射入射於其上之光。IMOD可包含一吸收體、可相對於該吸收體移動之一反射體及界定於該吸收體與該反射體之間的一光學諧振腔。該反射體可移動至可改變該光學諧振腔之大小且藉此影響該干涉調變器之反射比之兩個或兩個以上不同位置。IMOD之反射光譜可形成可跨越可見波長移位以產生不同色彩之相當寬闊光譜帶。可藉由改變該光學諧振腔之厚度(亦即,藉由改變該反射體之位置)來調整該光譜帶之位置。
圖1A及圖1B展示繪示呈兩個不同狀態之一干涉調變器(IMOD)顯示裝置之一像素之等角視圖之實例。該IMOD顯 示裝置包含一或多個干涉MEMS顯示元件。在此等裝置中,MEMS顯示元件之像素可呈一亮狀態或暗狀態。在亮(「經鬆弛」「敞開」或「接通」)狀態中,顯示元件將入射可見光之一大部分反射(諸如)至一使用者。相反,在暗(「經致動」、「閉合」或「關斷」)狀態中,該顯示元件幾乎不反射入射可見光。在某些實施方案中,可顛倒接通狀態及關斷狀態之光反射性質。MEMS像素可經組態以主要按特定波長反射,從而除黑色及白色之外亦允許一彩色顯示。在圖1A及圖1B中所圖解說明之實例中,圖解說明一個二元或雙態顯示元件。下文將參考圖5更詳細地闡述一類比顯示元件(諸如,具有三個或三個以上狀態之一顯示元件)。
IMOD顯示裝置可包含一列/行IMOD陣列。每一IMOD可包含一對反射層,亦即,一可移動反射層及一固定部分反射層,該等層定位於彼此相距一可變化且可控制距離處以形成一空氣間隙(亦稱為一光學間隙或腔)。該可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在一第一位置(亦即,一經鬆弛位置)中,該可移動反射層可定位於距該固定部分反射層一相對大距離處。在一第二位置(亦即,一經致動位置)中,該可移動反射層可定位於較接近於該部分反射層處。自兩個層反射之入射光可取決於該可移動反射層之位置而相長地或相消地干涉,從而針對每一像素產生一全反射或不反射狀態。在某些實施方案中,IMOD可在未經致動時處於一反射狀態中,從而反射在可見光譜內之光, 且可在經致動時處於一暗狀態中,從而反射在可見範圍之外的光(諸如,紅外光)。然而,在某些其他實施方案中,一IMOD可在未經致動時在一暗狀態中且在經致動時在一反射狀態中。在某些實施方案中,引入一所施加電壓可驅動像素改變狀態。在某些其他實施方案中,一所施加電荷可驅動像素改變狀態。
圖1A及圖1B中之所繪示像素繪示一IMOD 12之兩個不同狀態。在圖1A中之IMOD 12中,圖解說明在距一光學堆疊16有一預定(諸如,經設計)距離處之一經鬆弛位置中之一可移動反射層14,其包含一部分反射層。由於在圖1A中未跨越IMOD 12施加任何電壓,因此可移動反射層14保持在一經鬆弛狀態或未經致動狀態中。在圖1B中之IMOD 12中,圖解說明在一經致動位置中且毗鄰於或幾乎毗鄰於光學堆疊16之可移動反射層14。在圖1B中跨越IMOD 12施加之電壓Vactuate足以將可移動反射層14致動至一經致動位置。
在圖1A及圖1B中,大體上在左側用指示入射於像素12上之光的箭頭13及自IMOD 12反射之光15圖解說明像素12之反射性質。雖然未詳細地圖解說明,但熟習此項技術者將理解,入射於像素12上之光13之大部分將透射穿過透明基板20朝向光學堆疊16。入射於光學堆疊16上之光之一部分將透射穿過光學堆疊16之部分反射層,且一部分將往回反射穿過透明基板20。光13之透射穿過光學堆疊16之部分將在可移動反射層14處往回反射朝向(且穿過)透明基板 20。自光學堆疊16之部分反射層反射之光與自可移動反射層14反射之光之間的干涉(相長性的或相消性的)將判定自像素12反射之光15之波長。
光學堆疊16可包含一單個層或數個層。該(等)層可包含一電極層、一部分反射且部分透射層及一透明介電層中之一或多者。在某些實施方案中,光學堆疊16導電、部分透明且部分反射,且可(舉例而言)藉由將上述層中之一或多者沈積至一透明基板20上來製作。該電極層可由多種材料形成,諸如各種金屬(舉例而言,氧化銦錫(ITO))。該部分反射層可由多種材料形成,該等材料係部分反射的,諸如各種金屬(例如,鉻(Cr))、半導體及電介質。該部分反射層可由一或多個材料層形成,且該等層中之每一者可由一單個材料或一材料組合形成。在某些實施方案中,光學堆疊16可包含充當一光學吸收體及導體兩者之一單個半透明厚度之金屬或半導體,同時(諸如,光學堆疊16或IMOD其他結構之)不同更多導電層或部分可用於在IMOD像素之間用匯流排傳送信號。光學堆疊16亦可包含覆蓋一或多個導電層或一導電/吸收層之一或多個絕緣或介電層。
在某些實施方案中,光學堆疊16或下部電極在每一像素處接地。在某些實施方案中,此可藉由將一連續光學堆疊16沈積至基板20上並將所沈積層之周邊處之連續光學堆疊16之至少一部分接地而達成。在某些實施方案中,可針對可移動反射層14使用一高導電及高反射材料,諸如鋁(Al)。可移動反射層14可形成為沈積於柱18之頂部上之一 或多個金屬層及沈積於柱18之間的一介入犧牲材料。在蝕刻掉該犧牲材料時,可在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成一經界定間隙19或光學腔。在某些實施方案中,柱18之間的間距可約為1 um至1000 um,而間隙19可約為<10000埃(Å)。
在某些實施方案中,該IMOD之每一像素(無論是在經致動狀態中還是經鬆弛狀態中)基本上係由該等固定反射層及移動反射層形成之一電容器。在不施加電壓時,可移動反射層14a仍在一經機械鬆弛狀態中,如圖1A中之像素12所圖解說明,其中間隙19在可移動反射層14與光學堆疊16之間。然而,在將一電位差(諸如,一電壓)施加至可移動反射層14及光學堆疊16中之至少一者時,在對應像素處形成之電容器變為帶電,且靜電力將電極拉到一起。若所施加電壓超過一臨限值,則可移動反射層14可變形且接近光學堆疊16或逆著光學堆疊16移動。光學堆疊16內之一介電層(未展示)可防止變短且控制層14與16之間的分離距離,如圖1B中之經致動像素12所圖解說明。無論所施加電位差之極性如何,行為皆相同。雖然在某些例項中可將一陣列中之一系列像素稱為「列」或「行」,但熟習此項技術者應易於理解,將一個方向稱為一「列」且將另一方向稱為一「行」係任意的。重申,在某些定向中,可將列視為行,且將行視為列。此外,該等顯示元件可均勻地配置成正交之列與行(一「陣列」),或配置成非線性組態,舉例而言,相對於彼此具有一定的位置偏移(一「馬賽克 (mosaic)」)。術語「陣列」及「馬賽克」可係指任一組態。因此,雖然將顯示器稱為包含一「陣列」或「馬賽克」,但在任一例項中,元件本身無需彼此正交地配置或安置成一均勻分佈,而是可包含具有不對稱形狀及不均勻分佈式元件之配置。
在某些實施方案中,諸如在一系列IMOD或一IMOD陣列中,光學堆疊16可用作一共同電極,其將一共同電壓提供至IMOD 12之一側。可移動反射層14可形成為配置成(舉例而言)一矩陣形式之一單獨板陣列。該等單獨板可供應有用於驅動IMOD 12之電壓信號。
根據上述原理操作之干涉調變器之結構之細節可廣泛地變化。舉例而言,每一IMOD 12之可移動反射層14可在僅拐角處(例如,繫鏈上)附接至支撐件。如圖3中展示,可自一可變形層34(其可由一撓性金屬形成)懸吊一扁平、相對剛性可移動反射層14。此架構允許選擇針對調變器之機電態樣及光學態樣使用之結構設計及材料,且使其彼此獨立地起作用。因此,針對可移動反射層14使用之結構設計及材料可關於光學性質而最佳化,且針對可變形層34使用之結構設計及材料可關於所期望機械性質而最佳化。舉例而言,可移動反射層14部分可係鋁,且可變形層34部分可係鎳。可變形層34可繞可變形層34之周邊直接或間接地連接至基板20。此等連接可形成支撐柱18。
在諸如圖1A及圖1B中所展示之彼等實施方案之實施方案中,IMOD用作直視式裝置,其中自透明基板20之前側 (亦即,與其上配置有調變器之彼側相對之側)觀看影像。在此等實施方案中,可對該裝置之背部部分(亦即,該顯示裝置之在可移動反射層14後面之任一部分,包含(舉例而言)圖3中所圖解說明之可變形層34)進行組態及操作而不對顯示裝置之影像品質造成衝擊或負面影響,此乃因反射層14光學遮蔽該裝置之彼等部分。舉例而言,在某些實施方案中,可在可移動反射層14後面包含一匯流排結構(未圖解說明),該匯流排結構提供將調變器之光學性質與調變器之機電性質(諸如電壓定址及由此定址導致之移動)分離之能力。
圖2展示圖解說明一光學MEMS顯示裝置之一驅動電路陣列200之一示意性電路圖之一實例。驅動電路陣列200可用於實施一主動矩陣定址方式,用於將影像資料提供至一顯示器陣列總成之顯示元件D11至Dmn
驅動電路陣列200包含一資料驅動器210、一閘極驅動器220、第一至第m個資料線DL1至DLm、第一至第n個閘極線GL1至GLn以及切換器或切換電路S11至Smn之一陣列。資料線DL1至DLm中之每一者自資料驅動器210延伸,且電連接至一各別切換器行S11至S1n、S21至S2n、...、Sm1至Smn。閘極線GL1至GLn中之每一者自閘極驅動器220延伸,且電連接至一各別切換器列S11至Sm1、S12至Sm2、...、S1n至Smn。切換器S11至Smn在資料線DL1至DLm中之一者與顯示元件D11至Dmn中之一各別者之間電耦合,且經由閘極線GL1至GLn中之一者自閘極驅動器220接收一切換控制信 號。切換器S11至Smn係圖解說明為單個FET電晶體,但亦可採取各種形式,諸如兩個電晶體傳輸閘極(用於沿兩個方向之電流流動)或甚至機械MEMS切換器。
資料驅動器210可自顯示器之外部接收影像資料,且可將影像資料以一電壓信號形式經由資料線DL1至DLm逐列地提供至切換器S11至Smn。閘極驅動器220可藉由接通與一特定顯示元件列D11至Dm1、D12至Dm2、...、D1n至Dmn相關聯之切換器S11至Sm1、S12至Sm2、...、S1n至Smn來選擇該選定顯示元件列D11至Dm1、D12至Dm2、...、D1n至Dmn。在接通該選定列中之切換器S11至Sm1、S12至Sm2、...、S1n至Smn時,將來自資料驅動器210之影像資料傳遞至該選定顯示元件列D11至Dm1、D12至Dm2、...、D1n至Dmn
在操作期間,閘極驅動器220可經由閘極線GL1至GLn中之一者將一電壓信號提供至一選定列中之切換器S11至Smn之閘極,藉此接通切換器S11至Smn。在資料驅動器210將影像資料提供至所有資料線DL1至DLm之後,可接通選定列之切換器S11至Smn以將影像資料提供至選定顯示元件列D11至Dm1、D12至Dm2、...、D1n至Dmn,藉此顯示一影像之一部分。舉例而言,可將與該列中將被致動之像素相關聯之資料線DL設定至諸如10伏特(可係正的或負的)之一電壓,且可將與該列中將被釋放之像素相關聯之資料線DL設定至諸如0伏特之一電壓。然後,確證該既定列之閘極線GL,接通彼列中之切換器,且將所選擇之資料線電壓施加至彼列之每一像素。此充電及致動已施加有10伏特之像 素,且放電及釋放已施加有0伏特之像素。然後,可關斷切換器S11至Smn。顯示元件D11至Dm1、D12至Dm2、...、D1n至Dmn可保留該影像資料,此乃因在關斷切換器時經致動像素上之電荷將被存留,惟透過絕緣體及關斷狀態切換器之某種漏電除外。大體而言,此漏電足夠低以將影像資料保留於像素上,直至將另一組資料寫入至該列為止。可對每一隨後列重複此等步驟,直至已選擇所有該等列且已將影像資料提供至其為止。在圖2之實施方案中,光學堆疊16在每一像素處接地。在某些實施方案中,此可藉由將一連續光學堆疊16沈積至基板上並在所沈積層之周邊處將整個薄板接地而達成。
圖3係圖解說明圖2之驅動電流及相關聯顯示元件之結構之一項實施方案之一示意性部分剖面之一實例。驅動電路陣列200之一部分201包含在第二行及第二列處之切換器S22以及相關聯顯示元件D22。在所圖解說明之實施方案中,切換器S22包含一電晶體80。驅動電路陣列200中之其他切換器可具有與切換器S22相同的組態,或可(舉例而言)藉由改變結構、極性或材料而不同地組態。
圖3亦包含一顯示器陣列總成110之一部分,以及一背板120之一部分。顯示器陣列總成110之該部分包含圖2之顯示元件D22。顯示元件D22包含一前基板20之一部分、形成於前基板20上之一光學堆疊16之一部分、形成於光學堆疊16上之支撐件18、由支撐件18支撐之一可移動反射層14(或連接至一可變形層34之一可移動電極)及將可移動反射 層14電連接至背板120之一或多個組件之一互連件126。
背板120之該部分包含圖2之第二資料線DL2及切換器S22,其係嵌入於背板120中。背板120之該部分亦包含至少部分地嵌入其中之一第一互連件128及一第二互連件124。第二資料線DL2實質上水平地延伸穿過背板120。切換器S22包含一電晶體80,其具有一源極82、一汲極84、在源極82與汲極84之間的一通道86以及上覆於通道86上之一閘極88。電晶體80可係(例如)一薄膜電晶體(TFT)或金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。電晶體80之閘極可由垂直於資料線DL2延伸穿過背板120之閘極線GL2形成。第一互連件128將第二資料線DL2電耦合至電晶體80之源極82。
電晶體80透過穿過背板120之一或多個導通體160耦合至顯示元件D22。導通體160填充有導電材料以提供顯示器陣列總成110之組件(舉例而言,顯示元件D22)與背板120之組件之間的電連接。在所圖解說明之實施方案中,第二互連件124係透過導通體160形成,且將電晶體80之汲極84電耦合至顯示器陣列總成110。背板120亦可包含電絕緣驅動電路陣列200之前述組件之一或多個絕緣層129。
圖3之光學堆疊16係圖解說明為三個層:上文所闡述之一頂部介電層、上文亦闡述之一中間部分反射層(諸如鉻)及包含一透明導體(諸如氧化銦錫(ITO))之一下部層。共同電極由ITO層形成且可在顯示器之周邊處耦合至接地。在某些實施方案中,光學堆疊16可包含更多或更少個層。舉 例而言,在某些實施方案中,光學堆疊16可包含覆蓋一或多個導電層或一組合式導電/吸收層之一或多個絕緣或介電層。
圖4係一光學MEMS顯示裝置30之一示意性部分分解透視圖之一實例,該光學MEMS顯示裝置具有一干涉調變器陣列及具有嵌入式電路之一背板。顯示裝置30包含一顯示器陣列總成110及一背板120。在某些實施方案中,顯示器陣列總成110及背板120可在附接到一起之前單獨地預成形。在某些其他實施方案中,顯示裝置30可以任一適合方式製造,諸如藉由透過沈積而在顯示器陣列總成110上方形成背板120之組件。
顯示器陣列總成110可包含一前基板20、一光學堆疊16、支撐件18、一可移動反射層14及互連件126。背板120可包含至少部分地嵌入其中之背板組件122,及一或多個背板互連件124。
顯示器陣列總成110之光學堆疊16可係覆蓋前基板20之至少陣列區之一實質上連續層。光學堆疊16可包含電連接至接地之一實質上透明導電層。反射層14可彼此分離且可具有諸如一正方形或矩形形狀之一形狀。可移動反射層14可配置成一矩陣形式以使得可移動反射層14中之每一者可形成一顯示元件之部分。在圖4中圖解說明之實施方案中,由支撐件18於四個拐角處支撐可移動反射層14。
顯示器陣列總成110之互連件126中之每一者用於將可移動反射層14中之一各別者電耦合至一或多個背板組件122 (諸如,電晶體S及/或其他電路元件)。在所圖解說明之實施方案中,顯示器陣列總成110之互連件126自可移動反射層14延伸且經定位以接觸背板互連件124。在另一實施方案中,顯示器陣列總成110之互連件126可至少部分地嵌入支撐件18中,同時穿過支撐件18之頂表面曝露。在此一實施方案中,背板互連件124可經定位以接觸顯示器陣列總成110之互連件126之曝露部分。在又一實施方案中,背板互連件124可自背板120朝向可移動反射層14延伸以接觸可移動反射層14且藉此電連接至可移動反射層14。
上文所闡述之干涉調變器已闡述為具有一經鬆弛狀態及一經致動狀態之雙穩態元件。然而,以上及以下說明亦可與具有一範圍之狀態之類比干涉調變器一起使用。舉例而言,一類比干涉調變器可具有一紅色狀態、一綠色狀態、一藍色狀態、一黑色狀態及一白色狀態以及其他彩色狀態。在某些實施方案中,一顯示元件(諸如,下文進一步闡述之圖5中所圖解說明之一類比IMOD)具有3、4、7、8、15、16、31、32、63、64、127、128、255或256個狀態。在某些實施方案中,該等狀態可未經量化,且可達成一可基本上連續變化之狀態。因此,一單個干涉調變器可經組態以具有在一寬廣範圍之光譜內具有不同光反射性質之各種狀態。
圖5係具有兩個固定層及一可移動第三層之一干涉調變器之一實施方案之一剖面圖。如所圖解說明,圖解說明欲自一基板820之側面觀看之圖5之干涉調變器。圖5展示一 類比干涉調變器之一實施方案,該類比干涉調變器具有一固定第一層802、一固定第二層804及定位於固定第一層802與固定第二層804之間的一可移動第三層806。層802、804及806中之每一者可包含一電極或其他導電材料。舉例而言,固定第一層802可包含由金屬製成之一層。固定第一層802及固定第二層804可在本文中稱為固定導電層,而可移動第三層806可在本文中稱為一可移動導電層。層802、804及806中之每一者可使用形成或沈積於各別層上之一加勁層來加勁。在一項實施方案中,該加勁層包含一電介質。該加勁層可用於使其所附加至之層保持剛性且實質上平坦。該干涉調變器之某些實施方案可稱為一個三端干涉調變器。
本文中所闡述之實施方案中之某些實施方案可藉由省略電極(諸如,固定第一層802或固定第二層804)中之一者來實施。在此等實施方案中,可將一電壓Vm施加至一可移動層,該可移動層相對於耦合至接地之一單個層具有一可變位置。以此方式,可形成具有兩個端子而非三個端子之一類比調變器,且本文中所闡述之方法可適用於此等二端調變器。
藉由絕緣柱810使三個層802、804及806絕緣。自絕緣柱810懸吊可移動第三層806。可移動第三層806經組態以變形以使得可移動第三層806可朝向基板820且(如圖5中所圖解說明)朝向固定第一層802位移,或可遠離基板基板820且(如圖5中所圖解說明)朝向固定第二層804位移。在某些 實施方案中,固定第一層802亦可係指較靠近於基板820之電極層,而固定第二層804可係指較遠離基板820之電極層。
在圖5中,可移動第三層806圖解說明為處於具有實線之一平衡位置中。如所圖解說明,d1對應於固定第二層804與可移動第三層806之間的標稱距離,而d2對應於固定第一層802與可移動第三層806之間的標稱距離。可移動第三層806自固定第一層802與固定第二層806之間的中間位置(諸如,其中d1=d2之位置)之位置可由如圖5中所圖解說明之一值x指示,其中x之一正值對應於較靠近於固定第一層802之一位置且x之一負值對應於較遠離固定第一層802之一距離。當定位於固定第一層802與固定第二層804之間的一實質上中間點(諸如,其中d1=d2之位置)處時,可移動第三層806之位置可對應於一標稱位置X0
如圖5中所圖解說明,可在固定第一層802與固定第二層804之間施加一一固定電壓差。在圖5之實施方案中,將一電壓V0施加至固定第一層802而將固定第二層804接地。熟習此項技術者將認識到,替代性配置亦係可能的(諸如,當將一電壓V0施加至固定第二層804且將固定第一層802接地時)。若將一可變電壓Vm施加至可移動第三層806,則當彼電壓Vm接近V0時,可移動第三層806將以靜電方式朝向固定第二層804拉動。當彼電壓Vm接近接地時,可移動第三層806將以靜電方式朝向固定第一層802拉動。理想地,若將此等兩個電壓之中間點處之一電壓(在此實施方案 中,V0/2)施加至可移動第三層806,則可移動第三層806將維持於其藉助圖5中之實線指示之平衡位置中。藉由將介於固定第一層802與固定第二層804上之電壓之間的一可變電壓施加至可移動第三層806,則可移動第三層806可定位於固定第一層802與固定第二層804之間的一所期望位置處,從而產生一所期望光學回應。此所期望位置可在本文中稱為一所期望位置或最終位置xF。如圖5中所圖解說明,可移動第三層806相對於固定第一層802及固定第二層804之位置對應於顯示元件800之複數個狀態以使得每一狀態具有一不同光學回應。
固定第一層802與固定第二層804之間的電壓差V0可取決於裝置之材料及構造而廣泛地變化,且在諸多實施方案中可介於約5伏特至20伏特之範圍內。當可移動第三層806遠離平衡位置(X0)移動時,其將變形或彎曲。在此經變形或彎曲組態中,一彈性彈簧力以機械方式使可移動第三層806朝向平衡位置偏置。此機械力(其可稱為一彈簧勁度K)在將一電壓Vm施加可移動第三層806時亦促成可移動第三層806之最終位置。
可移動第三層806可包含一鏡以反射透過基板820進入干涉調變器之光。該鏡可包含一金屬材料。固定第二層804可包含一部分吸收材料以使得固定第二層804充當一吸收層。此吸收材料可係如上文參考圖1中所圖解說明之光學堆疊16所闡述。當自基板820之與可移動第三層806相對之側觀看自可移動第三層806反射之光時,觀看者可將經反 射光感知為某一色彩。藉由調整可移動第三層806之位置,可選擇性地反射光之某些波長。
圖6展示圖解說明具有圖5之結構之一顯示裝置之一驅動電路陣列之一示意性電路圖之一實例。整個設備共用使用雙穩態干涉調變器之圖2結構之諸多相似之處。然而,如圖6中所展示,為每一顯示元件提供對應於固定第一層802之一額外層。固定第一層802可沈積於背板120之內側表面上面向圖3及圖4中所展示之可移動層,且可使一電壓V0施加至其,如參考圖5所闡述。圖6之資料驅動器210及閘極驅動器220可以類似於上文參考圖2所闡述之方式之一方式使用,惟提供於資料線DL1至DLn上之電壓可置於V0與接地之間的一電壓範圍處,而非僅兩個不同電壓中之一者處。以此方式,沿一列之顯示元件之可移動第三層806可在藉由確證彼特定列之閘極線而寫入該列時各自獨立地放置於固定第一層802與固定第二層804之間的任何特定所期望位置中。
圖7係圖5中所圖解說明之干涉調變器及電壓源之一示意性表示。在此示意圖中,該調變器耦合至電壓源V0及Vm。圖7中展示干涉調變器及電壓源之等效電路模型。每一干涉調變器像素藉由一切換器S1而選擇性地連接至一資料線(諸如,DL1至DLn)。每一資料線可包含一相關聯之寄生電容(圖解說明為電容CP)。如所圖解說明,每一干涉調變器亦包含相關聯之寄生電容CP1及CP2,該等寄生電容通常係小的。固定第一層802與可移動第三層806之間的間隙可 對應於一可變電容C2(x),而可移動第三層806與固定第二層804之間的間隙可對應於一可變電容C1(x)。電容值C1(x)及C2(x)各自係可移動第三層806之位置(x)之一函數。因此,在圖7中所圖解說明之示意性表示中,跨越經耦合電容器CP1、CP2、C1(x)及C2(x)連接電壓源V0,而電壓源Vm連接至並聯經耦合電容器CP1、C1(x)與並聯經耦合電容器CP2、C2(x)之間的中間層806。
然而,在干涉調變器之諸多組態之情況下,使用如上文所闡述之電壓源V0及Vm將可移動第三層806準確地驅動至不同位置可係困難的,此乃因施加至調變器之電壓與可移動第三層806之位置之間的關係可係高度非線性的。此外,將相同電壓Vm施加至不同干涉調變器之可移動第三層806可由於製造差異(舉例而言,在整個顯示表面上之可移動第三層806之厚度或彈性之變化)而不致使各別可移動第三層806相對於每一調變器之固定第一層802及固定第二層804移動至相同位置。由於可移動第三層806之位置將判定自干涉調變器反射何種色彩(如上文所論述),因此將可移動第三層806準確地驅動至所期望位置允許對一所顯示影像之更準確控制。在下文更詳細地闡述之諸多實施方案中,透過切換器S1之操作,可將一經隔離電荷(Qm)施加至可移動第三層806以使可移動第三層806移動至所期望位置。
在根據某些實施方案之一顯示器之操作期間,可藉由以下操作將一既定像素放置於根據一系列影像資料圖框之一 系列所期望位置處:根據對應系列所期望位置在該像素上成功地放置且隔離一系列經隔離電荷Q。自中心未經偏轉位置X0位移之量值在本文中將由變數「x」來指示。此變數x之初始及最終值可分別稱為x0及x1。如下文另外詳細地闡述,可藉由判定將層806放置於新的所期望位置x1處所需要之所期望電荷Qm來調整顯示元件之位置。然後,判定當層806在其當前位置x0中時將此電荷放置於中間層806上必需之電壓(初始位置x0可且經常將不同於上文參考圖5所闡述之非位移中心位置X0)。當中間層在位置x0中時將此電壓施加至該中間層,然後在中間層806上隔離新電荷狀態,且然後中間層806移動至新位置x1。由於可移動第三層806對一所施加電壓之機械回應相對於將一所期望電荷放置於第三層806上必需之時間可係慢的,因此在閉合切換器S1時之極短時間間隔期間,鏡位置可不顯著改變。
放置於鏡806上之電荷之量可係基於建模干涉調變器之回應,此將在下文中參考方程式1更詳細地闡述。鏡之穩定狀態位置可藉由方程式1來闡述,方程式1平衡鏡806上之靜電力與一恢復彈簧力:
在此公式中,K係彈簧勁度值,Ap係可移動第三層806(諸如,鏡)電極之面積,V0係在固定第一層802與固定第二層804之間施加之穩定偏壓,Qm係可移動第三層806上之 經隔離電荷,d1對應於固定第二層804與可移動第三層806之間的距離(在不自其標稱位置變形下),d2對應於固定第一層802與可移動第三層806之間的距離(在不自其標稱位置變形下),ε 0係電容率常數且△xL係可移動第三層806之「發動條件」。如本文中所提及之可移動第三層806之發動條件當不存在作用於其之靜電力時(舉例而言,當所有三個層802、804及806處於相同電位時)由於(舉例而言)製作誘致之機械力或諸如此類而對應於其中可移動第三層806靜置之位置。
針對隨x而變之電荷Qm求解上文之方程式1得出下文之方程式2:
藉由泰勒級數(Taylor's series)之平方根之展開式展示:首項與位置x成線性關係且隨(V0(d1+d2))逆向地變化,如下文之方程式3中所表示。
此公式中之負值歸因於幾何結構之選擇。舉例而言,在上文之圖5中,固定第一層802上之一正電壓設立沿負x方向指向之一電場。
當鏡在位置x=x0處時在鏡上產生一淨電荷Qm所需要之電壓Vm之值藉由下文之方程式4給出: 其中Qm係將鏡移動至一所期望位置x1所需要之電荷,以使得將鏡移動至一所期望位置x1所需要之電壓係兩個位置變數(當前位置x0及下一位置x1)之一函數。與可移動第三層806相關聯之可變電容之值藉由方程式5給出:
在將可移動第三層806充電之後,可移動第三層806移動且趨穩在新位置x1處,此時可移動第三層上之電壓藉由方程式6給出:
在某些實施方案中,一資料驅動器(例如,圖6之資料驅動器210)經組態以判定一像素之初始位置及該像素之一最終所期望位置。依據此資訊,計算欲放置於像素上之一電荷,且計算欲施加至中間層以獲得此電荷之一電荷。此等計算可使用上文之公式(3)、(4)及(5)來完成。然後在適當資料線上輸出此電壓。確證適當閘極線達一時間週期,該時間週期足夠長以將中間層充電,但足夠短以使得中間層在充電處理程序期間不顯著改變位置。舉例而言,在某些 實施方案中,可確證適當閘極線達約1 μs至約10 μs之一時間週期,而施加一電壓之中間層之回應時間可對應於約50 μs至約100 μs之一週期。在施加充電電壓之後,中間層旋即將接著移動至其最終位置。
圖8圖解說明根據某些實施方案(根據此等原理組態)之一驅動電路之一部分。如圖8中所圖解說明,一資料驅動器電路可包含一控制器840,其經組態以控制且協調一顯示元件陣列之驅動。圖8之電路亦圖解說明一像素之組件,該等組件包含固定第一層802、固定第二層804、可移動第三層806及切換器S1。如所圖解說明,固定第二層804連接至一接地電壓。如上文所論述,在一替代性實施方案中,固定第一層802可連接至接地,而固定第二層804可連接至電壓源V0
控制器840可接收指示中間層之最終所期望位置之影像資料。此影像資料可係直接界定中間層之所期望最終位置之數值資料。另一選擇係,該影像資料可界定一所期望色彩、照度或其組合,且控制器840可自此影像資料產生一最終位置值。控制器840亦可經組態以將先前像素位置保留於記憶體中或透過一緩衝器842接收先前像素位置。使用新的所期望位置及先前寫入位址,控制器840可以上文所闡述之方式判定用以透過一輸出緩衝器848施加至可移動第三層806之電壓位準Vm。該控制器具有連接至各別額外輸出驅動器848之額外輸出850,該陣列之每一行具有一者。因此,對於此實施方案以及下文所闡述之實施方案, 可對一顯示器陣列之一列中之每一像素並行執行該等操作。
圖9圖解說明根據某些實施方案用於控制一可移動導電層之位置之一方法之一流程圖。方法900包含判定可移動導電層(諸如,可移動第三層806)相對於一或多個固定導電層(諸如,固定第一層802及/或固定第二層804)中之至少一者之一初始位置及一最終位置,如由一方塊902所圖解說明。可至少部分地基於該初始位置及該最終位置而判定一充電電壓,如由一方塊904所圖解說明。可將該充電電壓施加至可移動導電層以使可移動導電層移動至一所期望位置,如由一方塊906所圖解說明。
圖8及圖9之實施方案假定彈簧常數K及發動條件△xL係已知的且針對顯示器陣列之所有像素實質上相同。當情形如此時,可藉助此等已知值且僅使用初始像素狀態及所期望最終像素狀態來執行電壓Vm之計算。當情形並非如此時,不同像素可需要將不同電荷移動至相同位置。逐像素地調整正施加之電荷以計及K及△xL之逐像素變化可以多種方式完成。除其他方法以外,此等調整亦可包含一順序調整、基於顯示器之個別像素之參數之一經校準調整或其組合。首先將闡述一順序調整方法,後續接著闡述一經校準參數調整方法。
在一項實施方案中,可將用於感測中間層806之實際位置之位置感測電路併入至驅動電路中。此圖解說明於圖10中,其中圖10圖解說明根據某些實施方案之一顯示器陣列 驅動與位置感測電路之一部分。在圖10中,該控制器亦具有用於各別額外電壓感測器922及輸出驅動器848之額外輸入/輸出線850,該陣列之每一行各自具有一者。切換器S1將行驅動線(諸如,在輸出驅動器848之輸出處)連接至鏡電極806以藉助電壓Vm驅動鏡,而藉由充電列驅動線驅動S1之閘極。鏡電極806(當未透過切換器S1藉由行驅動線驅動時)可由源極隨耦器電晶體932取樣,源極隨耦器電晶體932可藉由電晶體930切換以將其連接至耦合至電壓感測器922之感測線935(或將其與感測線935隔離)。在圖10之實施方案中,感測線935藉由該行之底部處之一電流源施偏壓,如具有連接至一偏壓電壓Vbb之一閘極之電晶體937(諸如,一薄膜電晶體)所圖解說明。
當鏡在位置x處時之近似感測電壓VS藉由方程式7給出:
使用方程式3中導出之Qm之線性近似值,將鏡自一當前位置x0驅動至位置x1所需要之驅動電壓可藉由方程式8給出:
根據方程式8,用以施加以將可移動第三層806自x0移動至x1之電壓可使用K及△xL之近似或平均值(其將指示為)來判定。若施加此經判定電壓Vm,且彈簧常數實際上 等於且發動條件實際上由給出,則鏡將更精確地移動至x1。然而,若彈簧常數K及/或發動條件△xL針對此像素不同於經校準初始值,則可移動第三層806可在不同於所期望位置之一位置處結束。假定K及△xL之值不同於值,可移動第三層806之實際位置可藉助電壓感測器922使用方程式7來量測,且可基於實際(不正確)位置及所期望最終位置x1而調整所施加電荷。
圖11圖解說明根據某些實施方案之一可移動第三層806之順序調整之一方法之一實例。如圖11中所圖解說明,在一第一時間週期T1期間,一像素位置可對應於一先前圖框期間的位置。在第一時間週期T1之後,可觸發一感測信號以感測像素之中間層之電壓。舉例而言,返回參考圖10,在第一感測時間週期T2期間,閘極驅動器感測線可經確證以將電壓感測電晶體932之輸出連接至感測線935及因此電壓感測器922以用於獲得指示藉由鏡層806施加至感測電晶體932之閘極之電壓VS之一信號。基於所感測電壓VS(用以判定當前位置),可判定所期望最終位置、標稱彈簧勁度及標稱發動條件、用以施加至可移動第三層806之一電壓Vm且經由輸出緩衝器848將其施加至資料線。在第一感測時間週期T2之後,閘極驅動器感測線經撤消確證以將可移動第三層806與電壓感測器922斷開連接。然後確證閘極驅動器充電線,且在第一充電時間週期T3期間將電壓Vm施加至可移動第三層806。
在第一充電時間週期T3之後且在轉變時間週期T4期間, 可移動第三層806基於所施加電壓Vm及對應電荷Qm而自當前位置(諸如,x0)移動至下一位置(諸如,x1)。如所圖解說明,轉變時間週期T4可實質上大於時間週期T2及T3。在某些實施方案中,在轉變時間週期T4期間,一控制器(例如,控制器840)可經組態以使用相同程序將資料順序地寫入至顯示器30中之其他像素列。舉例而言,在充電時間週期T3期間施加電壓Vm之後,控制器840可經組態以感測下一列中之像素之一當前位置,且基於下一列中之像素之所感測位置及一所期望位置而施加一經判定電壓。以此方式,可將資料順序地寫入至顯示器30,同時可移動層806自一當前位置轉變至下一位置。轉變時間週期T4可對應於允許在返回至第一列之前將資料寫入至一顯示器30之所有列或顯示器30之一區段之一持續時間。
在轉變時間週期T4之後,可移動第三層806之當前位置可自所期望位置偏移。可在一第二感測時間週期T5期間以與在時間週期T2中完成相同之方式基於可移動第三層806之電壓VS之一第二量測而判定當前位置。基於此所量測位置及所期望最終位置x1,可導出一新電壓Vm,其校正可移動層806之位置之此初始錯誤。
可實施在第二充電時間T6期間施加之電壓Vm之判定,如方程式9中所展示。
可在相同圖框時間期間順序地調整可移動第三層806之位置。此外,如上文所論述,可寫入顯示器之其他列,同時一既定列中之一像素之可移動第三層806轉變至對應於所施加電壓Vm之一位置。在某些實施方案中,對於15 Hz之一圖框速率,可在一秒之1/15內調整每一像素至少兩次。
可替代順序調整方法地或連同順序調整方法一起使用之調整可移動第三層806之位置之另一方法係基於對與一陣列之每一像素相關聯之機械參數K及△xL之單獨量測而特定校準地放置可移動第三層806。將參考圖12至圖15闡述經校準調整之一實例。
在某些實施方案中,該校準調整方法可包含準確地量測與像素中之每一者相關之獨立參數及基於所量測參數判定一電壓Vm。所量測參數可包含每一像素之發動位置△xL及彈簧勁度K。
圖12圖解說明包含用於測試像素特性之電路之一顯示器陣列驅動與感測電路之一部分。在此實施方案中,閘極驅動器包含一額外測試線輸出,其耦合至n型電晶體1022、1024及p型電晶體1026之閘極。當確證閘極驅動器測試線時,電晶體1022將可移動層806連接至接地且電晶體1026將固定層802連接至接地。當撤消確證測試線時,可移動層806自接地去耦合,且固定層802透過p型電晶體1024耦合至V0。此等連接連同上文所闡述之感測及驅動電路可用以判定如下文參考圖13及圖14所闡述之K及△xL之個別值。 針對每一像素判定之值可儲存於驅動器電路中之一查找表(LUT)1030中且用以計算每一像素之Vm之校正值而非依賴於標稱或平均值。此可消除對上文參考圖10及圖11所闡述之順序校正程序之需要。
圖13係根據某些實施方案判定發動條件△xL之一方法之一流程圖。方法1100可包含將一固定第一層802連接至一接地電壓,如由一方塊1102所圖解說明。舉例而言,返回參考圖12,可確證閘極驅動器測試線,從而關斷電晶體1024且接通1026,因此將固定第一層802連接至接地。然後,可將可移動第三層806連接至接地,如由一方塊1104所圖解說明(諸如,藉由藉助相同測試線確證而接通電晶體1022)。此自像素之層移除所有電荷,且中間層806將移動至純粹機械平衡之一位置。如由一方塊1106所圖解說明,然後可將可移動第三層806與接地斷開連接以使得可移動第三層806處於一浮動狀態,且可將第一固定層802連接至偏壓電壓V0,如由一方塊1108所圖解說明。可藉由撤消確證測試線而同時達成此等動作中之兩者。在一方塊1110處,可量測可移動第三層806之電壓VS(諸如,藉由確證閘極驅動器感測線)。在此條件中量測之電壓VS與發動條件△xL成比例,此乃因可移動第三層806之位置之任何偏差將對應於一製作誘致之機械偏置或諸如此類。在一方塊1112處,可在此等條件下基於與中間層之位置相關之電壓VS而判定可移動第三層之發動條件△xL。在某些實施方案中,經判定發動條件△xL可保存於如如上文參考圖12所論 述之一查找表(諸如,LUT 1030)中。
圖14係根據某些實施方案判定一像素之彈簧勁度K之一方法之一流程圖。方法1200包含:將固定第一層802連接至接地,如由一方塊1202所圖解說明;及將可移動第三層806連接至接地,如由一方塊1204所圖解說明,此可如上文關於圖12及圖13所闡述而完成。然後可將如由一方塊1206所圖解說明之一校準電壓VCal施加至資料線。校準電壓VCal可對應於一電壓位準(諸如,V0/2),該電壓位準對應於在容許發動條件變化之一靜位置電容處之一可移動第三層806電荷。在一方塊1208處,可藉由(舉例而言)確證圖12之閘極驅動器充電線而將可移動第三層806連接至校準電壓VCal。如由一方塊1210所圖解說明,然後可將可移動第三層806與電壓信號VCal斷開連接以使得可移動第三層806處於一浮動狀態(諸如,藉由撤消確證充電線)。在一方塊1212處,可將固定第一層802連接至偏壓電壓V0。將偏壓電壓V0施加至固定第一層802達一時間週期直至可移動第三層806到達一平衡位置,如由一方塊1214所圖解說明。在一方塊1216處,可量測可移動第三層806之電壓VS(諸如,藉由確證閘極驅動器感測線)。在此條件中量測之電壓VS與彈簧勁度K相關,且在一方塊1218處,可基於電壓VS判定可移動第三層之彈簧勁度K。在某些實施方案中,經判定彈簧勁度K可保存於如上文參考圖12所論述之一查找表(諸如,LUT 1030)中。
基於對發動條件△xL、彈簧勁度K以及先前像素位置及所 期望像素位置之值之量測,可判定欲個別地施加至每一像素之可移動第三層806之電壓Vm。圖15係根據某些實施方案之一經校準調整方法1300之一流程圖。在一方塊1304處,可接收及/或判定包含發動條件△xL、彈簧勁度K、先前位置及所期望位置之像素特定參數。舉例而言,可根據如分別參考圖11及圖12所論述且儲存於圖12之LUT 1030中之量測而判定發動條件△xL及彈簧勁度K。在一方塊1306中,至少部分地基於該等參數而判定一電壓位準Vm。在一方塊1308處,可將可移動第三層806連接至資料線(諸如,藉由確證閘極驅動器充電線)。因此,可藉由施加電壓Vm來準確地定位可移動第三層。
在上文所闡述之實施方案中,LUT 1030儲存先前針對每一像素量測之像素參數△xL及K之集合,且此等參數經擷取以導出將使層806自一當前位置移動至一所期望最終位置之一Vm。在某些實施方案中,LUT可直接儲存位準Vm值,此等值藉由初始位置及所期望最終位置之值來存取。在此等實施方案中,可為每一像素個別地提供位準Vm值之一表,其中基於彼像素之特定△xL及K值而導出每一表中之位準Vm值。
在上文所闡述之實施方案中,施加至可移動第三層806之電壓Vm係由資料驅動器輸出之一可變類比電壓位準。在替代性實施方案中,所施加之電壓可包含一脈衝或一系列脈衝。一脈衝式電壓信號可包含用以使用一或多個固定參考電壓誘致所期望電荷Qm至可移動中間層806之一臨時調 變之電壓信號。圖16圖解說明經組態以產生用於誘致充電至可移動第三層806之一脈衝式電壓信號之一電路之一實例。如圖16中所圖解說明,一列選擇信號1402可用以選擇性地使得能夠將可移動第三層806連接至一第一電晶體1412及一第二電晶體1414。將第二電晶體1414施偏壓至一恆定電壓位準(諸如,V0)且將第一電晶體施偏壓至接地。透過連接至第一電晶體1412之閘極之一對應第一行電極1404及連接至第二電晶體1414之閘極之一第二行電極1406依序接通/關斷第一電晶體1412及第二電晶體1414。透過具有連接至可移動第三層806之一輸出之一第三電晶體1410根據一脈衝式波形施加電壓V0及接地中之一者。基於圖16之組態,電極1404及1406在其確切值對電荷射出程序之操作並非至關重要之二元值之間切換。
圖17圖解說明經組態以產生用於誘致充電至可移動第三層806之一脈衝式電壓信號之一電路之另一實例。如圖17中所圖解說明,將第一電晶體之一閘極連接至一第一選擇信號1504,而將第二電晶體之一閘極連接至一第二選擇信號1506。如圖16中,將第一電晶體1412施偏壓至一恆定電壓位準,而將第二電晶體施偏壓至接地。一單個電極1520經組態以將第一電晶體1412及第二電晶體1414中之一者之一輸出連接至第三電晶體1510。因此,單個行電極1520透過第一電晶體1412及第二電晶體1414之操作而在V0與接地之間依序切換。列選擇信號1402使得能夠將可移動第三層806連接至第三電晶體1510之輸出。
圖18A及圖18B展示圖解說明包含複數個干涉調變器之一顯示裝置40之系統方塊圖之實例。顯示裝置40可係(舉例而言)一蜂巢式電話或行動電話。然而,顯示裝置40之相同組件或其稍微變化形式亦圖解說明諸如電視機、電子閱讀器及可攜式媒體播放器等各種類型之顯示裝置。
顯示裝置40包含一殼體41、一顯示器30、一天線43、一揚聲器45、一輸入裝置48及一麥克風46。殼體41可由多種製造製程(包含射出模製及真空成形)中之任一者形成。另外,殼體41可由多種材料中之任一者製成,該等材料包含但不限於塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其一組合。殼體41可包含可移除部分(未展示),該等可移除部分可與具有不同色彩或含有不同標誌、圖片或符號之其他可移除部分互換。
顯示器30可係多種顯示器中之任一者,包含一雙穩態顯示器或類比顯示器,如本文中所闡述。顯示器30亦可經組態以包含一平板顯示器(諸如,電漿、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)或一非平板顯示器(諸如,一CRT或其他電子管裝置)。另外,顯示器30可包含一干涉調變器顯示器,如本文中所闡述。
在圖18B中示意性地圖解說明顯示裝置40之組件。顯示裝置40包含一殼體41且可包含至少部分地包封於其中之額外組件。舉例而言,顯示裝置40包含一網路介面27,該網路介面包含耦合至一收發器47之一天線43。收發器47連接至一處理器21,該處理器連接至調節硬體52。調節硬體52 可經組態以調節一信號(諸如,藉由過濾一信號)。調節硬體52連接至一揚聲器45及一麥克風46。處理器21亦連接至一輸入裝置48及一驅動器控制器29。驅動器控制器29耦合至一圖框緩衝器28且耦合至一陣列驅動器22,該陣列驅動器又耦合至一顯示器陣列30。一電源供應器50可按照特定顯示裝置40設計之需要將電力提供至所有組件。
網路介面27包含天線43及收發器47,以便顯示裝置40可經由一網路與一或多個裝置通信。網路介面27亦可具有某些處理能力以減輕其他組件之(諸如,處理器21之)資料處理要求。天線43可傳輸及接收信號。在某些實施方案中,天線43根據IEEE 16.11標準(包含IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包含IEEE 802.11a、b、g或n)來傳輸及接收RF信號。在某些其他實施方案中,天線43根據藍芽標準來傳輸及接收RF信號。在一蜂巢式電話之情形中,天線43經設計以接收分碼多重存取(CDMA)、分頻多重存取(FDMA)、分時多重存取(TDMA)、全球行動通信系統(GSM)、GSM/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、地面中繼式無線電(TETRA)、寬頻-CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(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)、演進式高速封包存取(HSPA+)、長期演進(LTE)、AMPS或用於在一無線網路(諸如,利用3G或4G技術之一系統)內傳遞之其他已知信號。收發器47 可預處理自天線43接收之信號,以使得其可由處理器21接收並由其進一步操縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號,以使得可經由天線43自顯示裝置40傳輸該等信號。
在某些實施方案中,可用一接收器替換收發器47。另外,可用一影像源替換網路介面27,該影像源可儲存或產生欲發送至處理器21之影像資料。處理器21可控制顯示裝置40之總操作。處理器21自網路介面27或一影像源接收資料(諸如,經壓縮影像資料),並將該資料處理成原始影像資料或處理成容易被處理成原始影像資料之一格式。處理器21可將經處理之資料發送至驅動器控制器29或發送至圖框緩衝器28以供儲存。原始資料通常係指識別一影像內之每一位置處之影像特性之資訊。舉例而言,此等影像特性可包含色彩、飽和度及灰度階。
處理器21可包含一微控制器、CPU或邏輯單元以控制顯示裝置40之操作。調節硬體52可包含用於將信號傳輸至揚聲器45及用於自麥克風46接收信號之放大器及濾波器。調節硬體52可係顯示裝置40內之離散組件,或可併入於處理器21或其他組件內。
驅動器控制器29可直接自處理器21或自圖框緩衝器28獲取由處理器21產生之原始影像資料且可適當地重新程式化該原始影像資料以供高速傳輸至陣列驅動器22。在某些實施方案中,驅動器控制器29可對應於如上文參考圖10及圖12所論述之控制器840。在某些實施方案中,驅動器控制 器29可將原始影像資料重新格式化成具有一柵格樣格式之一資料流,以使得其具有適於跨越顯示器陣列30掃描之一時間次序。然後,驅動器控制器29將經格式化資訊發送至陣列驅動器22。在某些實施方案中,陣列驅動器22可包含如上文參考圖10及圖12闡述之閘極驅動器或輸出驅動器848中之一或多者。雖然一驅動器控制器29(諸如,一LCD控制器)經常作為一獨立積體電路(IC)與處理器21相關聯,但此等控制器可以諸多方式實施。舉例而言,控制器可作為硬體嵌入於處理器21中、作為軟體嵌入於處理器21中或以硬體形式與陣列驅動器22完全整合在一起。
陣列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化資訊且可將視訊資料重新格式化成一組平行波形,該組平行波形每秒多次地施加至來自顯示器之x-y像素矩陣之數百條且有時數千條(或更多)引線。
在某些實施方案中,驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示器陣列30適用於本文中所闡述之顯示器類型中之任一者。舉例而言,驅動器控制器29可係一習用顯示器控制器或一雙穩態顯示器控制器(諸如,一IMOD控制器)。另外,陣列驅動器22可係一習用驅動器或一雙穩態顯示器驅動器(諸如,一IMOD顯示器驅動器)。此外,顯示器陣列30可係一習用顯示器陣列或一雙穩態顯示器陣列(諸如,包含一IMOD陣列之一顯示器)。在某些實施方案中,驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合在一起。此一實施方案在諸如蜂巢式電話、手錶及其他小面積顯示器等高度整合 系統中係常見的。
陣列驅動器22可實施於一單獨基板上且使用來自顯示器陣列30之一單獨晶片來實施。上文所論述之電壓源V0及Vm亦可遠離干涉調變器而定位。舉例而言,電壓源V0及Vm中之一者或兩者可實施於陣列驅動器22中,及/或電壓源V0及Vm可係受控制的或自陣列驅動器22、驅動器控制器29或處理器21接收指令。
在某些實施方案中,輸入裝置48可經組態以允許使用者控制顯示裝置40之操作。輸入裝置48可包含一小鍵盤(諸如,一QWERTY鍵盤或一電話小鍵盤)、一按鈕、一切換器、一搖桿、一觸敏螢幕或一壓敏或熱敏膜。麥克風46可組態為顯示裝置40之一輸入裝置。在某些實施方案中,可使用透過麥克風46之語音命令來控制顯示裝置40之操作。
電源供應器50可包含此項技術中習知之多種能量儲存裝置。舉例而言,電源供應器50可係一可再充電式蓄電池,諸如,一鎳-鎘蓄電池或一鋰離子蓄電池。電源供應器50亦可係一可再生能源、一電容器或一太陽能電池,包含一塑膠太陽能電池或太陽能電池塗料。電源供應器50亦可經組態以自一壁式插座接收電力。
在某些實施方案中,控制可程式化性駐留於驅動器控制器29中,該驅動器控制器可位於電子顯示器系統中之數個地方中。在某些其他實施方案中,控制可程式化性駐留於陣列驅動器22中。上文所闡述之最佳化可以任何數目個硬體及/或軟體組件實施且可以各種組態實施。
圖19係根據一項實施方案之圖16A及圖16B之電子裝置40之一示意性分解透視圖之一實例。所圖解說明之電子裝置40包含一殼體41,該殼體具有用於一顯示器陣列30之一凹部41a。電子裝置40亦包含在殼體41之凹部41a之底部上之一處理器21。處理器21可包含用於與顯示器陣列30之資料通信之一連接器21a。電子裝置40亦可包含其他組件,其至少一部分係在殼體41內。其他組件可包含(但不限於)一網路連接介面、一驅動器控制器、一輸入裝置、一電源供應器、調節硬體、一圖框緩衝器、一揚聲器及一麥克風,如先前結合圖18B所闡述。
如上文所論述,由於可移動第三層806之電荷及可移動第三層806之對應位置係回應於所供應電壓Vm而判定,因此一表或其他資料結構可經形成以使所供應電壓Vm與可移動第三層806之實際位置相關。以此方式,欲施加至可移動第三層806之電壓可在後續操作期間基於一所期望位置經由查找表而被擷取而非被計算,藉此節約電力。此外,該表可允許供應電壓Vm之驅動電路調整驅動電壓以便將可移動第三層806正確地驅動至一所期望位置。該表可係其中可儲存相關值之任何資料結構或匯集(compilation)。該表可儲存於一揮發性或非揮發性記憶體中,舉例而言實施於顯示裝置40(如上文所論述)中之一儲存裝置或單元(未展示)中。電壓感測功能及/或將資料寫入至表中可由一處理器(舉例而言,由顯示裝置40之處理器21)來執行。在某些實施例中,處理器21包含用於表值中之某些或所有值之 儲存器。
顯示器陣列30可包含一顯示器陣列總成110、一背板120及一撓性電纜130。顯示器陣列總成110及背板120可使用(舉例而言)一密封劑而彼此附接。
顯示器陣列總成110可包含一顯示區101及一周邊區102。在自顯示器陣列總成110上方觀看時,周邊區102圍繞顯示區101。顯示器陣列總成110亦包含經定位及定向以透過顯示區101顯示影像之一顯示元件陣列。顯示元件可配置成一矩陣形式。在某些實施方案中,該等顯示元件中之每一者可係一干涉調變器。此外,在某些實施方案中,術語「顯示元件」可稱為一「像素」。
背板120可覆蓋顯示器陣列總成110之實質上整個背表面。背板120可由(舉例而言)玻璃、一聚合材料、一金屬材料、一陶瓷材料、一半導體材料或前述材料中之兩個或兩個以上材料之一組合,以及其他類似材料。背板120可包含相同材料或不同材料之一或多個層。背板120亦可包含至少部分地嵌入其中或安裝於其上之各種組件。此等組件之實例包含(但不限於)一驅動器控制器、陣列驅動器(舉例而言,一資料驅動器及一掃描驅動器)、佈線線(舉例而言,資料線及閘極線)、切換電路、處理器(舉例而言,一影像資料處理處理器)及互連件。
撓性電纜130用於在顯示器陣列30與電子裝置40之其他組件(舉例而言,處理器21)之間提供資料通信通道。撓性電纜130可自顯示器陣列總成110之一或多個組件或自背板 120延伸。撓性電纜130可包含彼此平行地延伸之複數個導線,及可連接至處理器21之連接器21a或電子裝置40之任一其他組件之一連接器130a。
與本文中所揭示之實施方案一起闡述之各種例示性邏輯件、邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。已就功能性大體闡述了硬體與軟體之可互換性且在上文所闡述之各種例示性組件、區塊、模組、電路及步驟中圖解說明瞭硬體與軟體之可互換性。此功能性是以硬體還是軟體來實施取決於特定應用及強加於總體系統之設計約束。
可藉助一通用單晶片或多晶片處理器、一數位信號處理器(DSP)、一特殊應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或經設計以執行本文中所闡述之功能之其任一組合來實施或執行用於實施與本文中所揭示之態樣一起闡述之各種例示性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理設備。一通用處理器可係一微處理器或任一習用處理器、控制器、微控制器或狀態機。一處理器亦可實施為計算裝置之一組合,例如,一DSP與一微處理器、複數個微處理器、一或多個微處理器連同一DSP核心一起或任何其他此組態之一組合。在某些實施方案中,可藉由一既定功能所特有之電路來執行特定步驟及方法。
在一或多項態樣中,可以硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(包含本說明書中所揭示之結構及其結構等效物) 或其任一組合來實施所闡述之功能。亦可將本說明書中所闡述之標的物之實施方案實施為一或多個電腦程式,亦即,編碼於一電腦儲存媒體上以供資料處理設備執行或用以控制資料處理設備之操作之一或多個電腦程式指令模組。
若以軟體實施,則該等功能可儲存於一電腦可讀媒體上或作為一計算機可讀媒體上之一或多個指令或程式碼進行傳輸。可在可駐留於一電腦可讀媒體上之一處理器可執行軟體模組中實施本文所揭示之一種方法或演算法之步驟。電腦可讀媒體包含電腦儲存媒體及通信媒體兩者,包含可經啟用以將一電腦程式自一個地方傳遞至另一地方之任何媒體。一儲存媒體可係可由一電腦存取之任何可用媒體。藉由舉例之方式,且並非加以限制,此電腦可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置,或可用於以指令或資料結構之形式儲存所期望程式碼且可由一電腦存取之任何其他媒體。此外,可將任何連接適當地稱為一電腦可讀媒體。如本文中所使用,磁碟及碟片包含光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟片及藍光光碟,其中磁碟通常以磁性方式複製資料而光碟藉助雷射以光學方式複製資料。上文之組合亦應包含於電腦可讀媒體之範疇內。另外,一方法或演算法之操作可作為程式碼及指令之一個或任何組合或集合駐留於可併入至一電腦程式產品中之一機器可讀媒體且電腦可讀媒體上。
熟習此項技術者可易於明瞭對本發明中所闡述之實施方案之各種修改,且本文中所界定之一般原理可適用於其他實施方案而不背離本發明之精神或範疇。因此,本揭示內容並不意欲限於本文中所展示之實施方案,而是被授予與本發明、本文中所揭示之原理及新穎特徵相一致之最寬廣範疇。措辭「例示性」在本文中專門用於意指「充當一實例、例項或圖解說明」。本文中闡述為「例示性」之任何實施方案未必理解為比其他實施方案較佳或有利。因此,熟習此項技術者應易於瞭解,術語「上部」及「下部」有時係出於易於闡述該等圖之目的而使用,且指示對應於該圖在一適當定向之頁面上之定向之相對位置,且可不反映如所實施之IMOD之適當定向。
亦可將本說明書中在單獨實施方案之背景下闡述之某些特徵以組合形式實施於一單個實施方案中。相反地,亦可將在一單個實施方案之背景下闡述之各種特徵單獨地或以任一適合子組合之形式實施於多個實施方案中。此外,雖然上文可將特徵闡述為以某些組合之形式起作用,且甚至最初係如此主張的,但在某些情形中,可自一所主張組合去除來自該組合之一或多個特徵,且所主張之組合可關於一子組合或一子組合之變化形式。
類似地,雖然在該等圖式中以一特定次序繪示操作,但不應將此理解為需要以所展示之特定次序或以順序次序執行此等操作或執行所有所圖解說明之操作以達成所期望結果。進一步地,該等圖式可以一流程圖之形式示意性地繪 示一或多個實例性製程。然而,可將未繪示之其他操作併入示意性地圖解說明之實例性製程中。舉例而言,可在所圖解說明操作中之任一者之前、之後、同時或之間執行一或多個額外操作。在某些情況下,多任務及平行處理可係有利的。此外,上文所闡述之實施方案中之各種系統組件之分離不應被理解為需要在所有實施方案中進行此分離,而應理解為所闡述之程式組件及系統通常可一起整合於一單個軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。另外,其他實施方案亦在以下申請專利範圍之範疇內。在某些情形下,申請專利範圍中所陳述之動作可以一不同次序執行且仍達成所期望結果。
12‧‧‧干涉調變器/像素/經致動像素
13‧‧‧箭頭/光
14‧‧‧可移動反射層/扁平、相對剛性可移動反射層
14a‧‧‧可移動反射層
15‧‧‧光
16‧‧‧光學堆疊
18‧‧‧支撐件/柱/支撐柱
19‧‧‧經界定間隙/間隙
20‧‧‧前基板/透明基板/基板
21‧‧‧處理器
21a‧‧‧連接器
22‧‧‧陣列驅動器
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧圖框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示器/光學微機電系統顯示裝置/顯示裝置/顯示器陣列
34‧‧‧可變形層
40‧‧‧顯示裝置
41‧‧‧殼體
41a‧‧‧凹部
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧麥克風
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入裝置
50‧‧‧電源供應器
52‧‧‧調節硬體
80‧‧‧電晶體
82‧‧‧源極
84‧‧‧汲極
86‧‧‧通道
88‧‧‧閘極
101‧‧‧顯示區
102‧‧‧周邊區
110‧‧‧顯示器陣列總成
120‧‧‧背板
122‧‧‧背板組件
124‧‧‧第二互連件/背板互連件
126‧‧‧互連件
128‧‧‧第一互連件
129‧‧‧絕緣層
130‧‧‧撓性電纜
130a‧‧‧連接器
160‧‧‧導通體
200‧‧‧驅動電路陣列
201‧‧‧驅動電路陣列之一部分
210‧‧‧資料驅動器
220‧‧‧閘極驅動器
802‧‧‧固定第一層/第一固定層/層
804‧‧‧固定第二層/層
806‧‧‧可移動第三層/中間層/層/第三層/鏡電極/鏡層/可移動層/可移動中間層
810‧‧‧絕緣柱
820‧‧‧基板
840‧‧‧控制器
842‧‧‧緩衝器
848‧‧‧輸出緩衝器/輸出驅動器
850‧‧‧輸入/輸出線/額外輸出
922‧‧‧電壓感測器
930‧‧‧電晶體
932‧‧‧源極隨耦器電晶體
935‧‧‧感測線
937‧‧‧電晶體
1022‧‧‧n型電晶體/電晶體
1024‧‧‧n型電晶體
1026‧‧‧p型電晶體/電晶體
1030‧‧‧查找表(LUT)
1402‧‧‧列選擇信號
1404‧‧‧對應第一行電極/電極
1406‧‧‧第二行電極/電極
1410‧‧‧第三電晶體
1412‧‧‧第一電晶體
1414‧‧‧第二電晶體
1504‧‧‧第一選擇信號
1506‧‧‧第二選擇信號
1510‧‧‧第三電晶體
1520‧‧‧單個電極/單個行電極
C1(x)‧‧‧可變電容/經耦合電容器/電容值
C2(x)‧‧‧可變電容/經耦合電容器/電容值
CP‧‧‧電容
CP1‧‧‧寄生電容/經耦合電容器
CP2‧‧‧寄生電容/經耦合電容器
d1‧‧‧標稱距離
D11至Dmn‧‧‧顯示元件
d2‧‧‧標稱距離
DL1至DLm‧‧‧第一至第m個資料線
GL1至GLn‧‧‧第一至第n個閘極線
S1‧‧‧切換器
S11至Smn‧‧‧切換器或切換電路
T1‧‧‧第一時間週期
T2‧‧‧第一感測時間週期/時間週期
T3‧‧‧第一充電時間週期/時間週期/充電時間週期
T4‧‧‧轉變時間週期
T5‧‧‧第二感測時間週期
T6‧‧‧第二充電時間
V0‧‧‧電壓/電壓源/電壓差/偏壓電壓
Vactuate‧‧‧電壓
Vbb‧‧‧偏壓電壓
Vm‧‧‧電壓源/所供應電壓/電壓/可變電壓/電壓位準
VS‧‧‧電壓/近似感測電壓/所感測電壓
x‧‧‧位置
X0‧‧‧標稱位置/平衡位置
圖1A及圖1B展示繪示呈兩個不同狀態之一干涉調變器(IMOD)顯示裝置之一像素之等角視圖之實例。
圖2展示圖解說明一光學MEMS顯示裝置之一驅動電路陣列之一示意性電路圖之一實例。
圖3係圖解說明圖2之驅動電路及相關聯顯示元件之結構之一項實施方案之一示意性部分剖面之一實例。
圖4係一光學MEMS顯示裝置之一示意性部分分解透視圖之一實例,該光學MEMS顯示裝置具有一干涉調變器陣列及具有嵌入式電路之一背板。
圖5係具有兩個固定層及一可移動第三層之一干涉調變器之一實施方案之一剖面圖。
圖6展示圖解說明具有圖5之結構之一顯示裝置之一驅動 電路陣列之一示意性電路圖之一實例。
圖7係圖5中所圖解說明之干涉調變器及電壓源之一示意性表示。
圖8圖解說明根據某些實施方案之一顯示器陣列驅動電路之一部分。
圖9圖解說明根據某些實施方案用於控制一可移動導電層之位置之一方法之一流程圖。
圖10圖解說明根據某些實施方案之一顯示器陣列驅動與位置感測電路之一部分。
圖11圖解說明根據某些實施方案之一可移動第三層806之順序調整之一方法之一實例。
圖12圖解說明包含用於測試像素特性之電路之一顯示器陣列驅動與感測電路之一部分。
圖13係根據某些實施方案判定發動條件△xL之一方法之一流程圖。
圖14係根據某些實施方案判定彈簧勁度K之一方法之一流程圖。
圖15係根據某些實施方案之一經校準調整方法之一流程圖。
圖16圖解說明經組態以產生用於誘致充電至可移動第三層806之一脈衝式電壓信號之一電路之一實例。
圖17圖解說明經組態以產生用於誘致充電至可移動第三層806之一脈衝式電壓信號之一電路之另一實例。
圖18A及圖18B展示圖解說明包含複數個干涉調變器之 一顯示裝置之系統方塊圖之實例。
圖19係具有一光學MEMS顯示器之一電子裝置之一示意性分解透視圖之一實例。
802‧‧‧固定第一層/第一固定層/層
804‧‧‧固定第二層/層
806‧‧‧可移動第三層/中間層/層/第三層/鏡電 極/鏡層/可移動層/可移動中間層
840‧‧‧控制器
842‧‧‧緩衝器
848‧‧‧輸出緩衝器/輸出驅動器
850‧‧‧輸入/輸出線/額外輸出
S1‧‧‧切換器
V0‧‧‧電壓/電壓源/電壓差/偏壓電壓
Vm‧‧‧電壓源/所供應電壓/電壓/可變電壓/電壓位準

Claims (32)

  1. 一種用於驅動一顯示元件之設備,該顯示元件包含一可移動導電層及一或多個固定導電層,該設備包括:一電路,其經組態以判定該可移動導電層相對於該一或多個固定導電層中之至少一者之一初始位置;及一控制器,其經組態以:至少部分地基於該初始位置而判定一充電電壓;且將該充電電壓施加至該可移動導電層。
  2. 如請求項1之設備,其中該充電電壓係至少部分地基於該可移動導電層之一目標最終位置而判定。
  3. 如請求項1之設備,其中該控制器經組態以施加該充電電壓達一時間週期,該時間週期小於該可移動導電層之一機械回應時間。
  4. 如請求項3之設備,其包括一切換器,該切換器經組態以在該可移動導電層顯著回應於該所施加電壓之前隔離該可移動導電層與該充電電壓。
  5. 如請求項4之設備,其中該切換器包括一金屬氧化物薄膜電晶體。
  6. 如請求項5之設備,其中該金屬氧化物薄膜電晶體包括一個氧化銦鎵鋅切換器。
  7. 如請求項6之設備,其中經組態以判定該可移動導電層之一初始位置之該電路包含一電壓感測器。
  8. 如請求項7之設備,其中該電壓感測器經組態以在施加該充電電壓之後感測該可移動導電層之該位置,且其中 該控制器經組態以:至少部分地基於在施加該充電電壓之後所感測之該位置而判定一校正電壓;且將該經判定校正電壓施加至該可移動導電層。
  9. 如請求項1之設備,其中該可移動導電層及該一或多個固定導電層包含於一第一顯示元件中,該第一顯示元件安置於一顯示元件陣列中。
  10. 如請求項9之設備,其中該控制器經組態以使用為該陣列中之複數個該顯示元件所共有之一機械性質之一值來判定用以施加至該複數個該顯示元件中之每一者之一充電電壓。
  11. 如請求項1之設備,其進一步包括具有對應於該複數個顯示元件中之每一者之值之一查找表,且其中該控制器經組態以使用該等所儲存值來判定每一顯示元件之該充電電壓。
  12. 如請求項11之設備,其中該控制器經組態以至少部分地基於該陣列中之複數個顯示元件中之每一者之各別機械性質而判定用以施加至該複數個該顯示元件中之每一者之一充電電壓。
  13. 如請求項1之設備,其中該控制器經組態以判定該可移動導電層之一彈簧常數或一發動偏壓中之一者或兩者。
  14. 如請求項1之設備,其中該可移動導電層及該一或多個固定導電層包含於一干涉調變器中。
  15. 如請求項1之設備,其中該可移動導電層安置於第一固 定導電層與第二固定導電層之間。
  16. 如請求項5之設備,其進一步包括跨越該第一固定導電層及該第二固定導電層施加一偏壓電壓。
  17. 如請求項1之設備,其進一步包括:一顯示器,該顯示元件係該顯示器之一顯示元件陣列中之一者;一處理器,其經組態以與該顯示器通信,該處理器經組態以處理影像資料;及一記憶體裝置,其經組態以與該處理器通信。
  18. 如請求項17之設備,其另外包含經組態以將至少一個信號發送至該顯示器之一驅動器電路,且其中一控制器經組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。
  19. 如請求項17之設備,其進一步包括:一影像源模組,其經組態以將該影像資料發送至該處理器。
  20. 如請求項19之設備,其中該影像源模組包含一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。
  21. 如請求項17之設備,其進一步包括:一輸入裝置,其經組態以接收輸入資料及將該輸入資料傳遞至該處理器。
  22. 一種定位可相對於一顯示器中之一或多個固定導電層移動之一可移動導電層之方法,該方法包括:判定該可移動導電層相對於該一或多個固定導電層中 之至少一者之一初始位置;至少部分地基於該初始位置而判定一充電電壓;及將該充電電壓施加至該可移動導電層。
  23. 如請求項22之方法,其中至少部分地基於該可移動導電層之一目標最終位置而判定該充電電壓。
  24. 如請求項22之方法,其中施加該充電電壓達一時間週期,該時間週期小於該可移動導電層之一機械回應時間。
  25. 如請求項22之方法,其包括:在施加該充電電壓之後感測該可移動導電層之該位置;至少部分地基於在施加該經判定電壓之後所感測之該位置而判定一校正電壓;及將該經判定校正電壓施加至該可移動導電層。
  26. 一種用於驅動包含一可移動導電層及一或多個固定導電層之一顯示器之設備,該設備包括:用於判定該可移動導電層相對於該一或多個固定導電層中之至少一者之一初始位置之構件;用於至少部分地基於該初始位置而判定一充電電壓之構件;及用於將該充電電壓施加至該可移動導電層之構件。
  27. 如請求項26之設備,其中用於判定該初始位置之該構件包括一電壓感測器,用於判定一充電電壓之該構件包括一控制器,且用於施加該充電電壓之該構件包括一控制器。
  28. 如請求項26之設備,其進一步包括用於在該可移動導電 層回應於該所施加電壓之前隔離該可移動導電層與該充電電壓之構件。
  29. 如請求項28之設備,其中用於隔離該可移動導電層之該構件包括一切換器。
  30. 一種用於定位可相對於一顯示器中之一或多個固定導電層移動之一可移動導電層之電腦程式產品,該電腦程式產品包括:一非暫時性電腦可讀媒體,其上儲存有程式碼以用於致使處理電路:判定該可移動導電層相對於該一或多個固定導電層中之至少一者之一初始位置;至少部分地基於該初始位置而判定一充電電壓;且將該充電電壓施加至該可移動導電層。
  31. 如請求項30之電腦程式產品,其中該充電電壓係至少部分地基於該可移動導電層之一目標最終位置而判定。
  32. 如請求項30之電腦程式產品,其中施加該充電電壓達一時間週期,該時間週期小於該可移動導電層之一機械回應時間。
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