显示区域架构的制作方法

专利名称：显示区域架构的制作方法
技术领域：
本发明的技术领域大体而言涉及微机电系统(MEMS)，更具体而言涉及具有MEMS元件阵列的显示区域架构。
背景技术：
像素的孔径或任意其他显示区域是像素输出光的区域。一般说来，像素的孔径会因用于对各行及各列子像素或子区域进行电隔离的行及列切口而减小。这些行及列切口一般不输出光，因而这些切口相当于像素上的“死区域”。相应地，当像素中子区域的数量增加时，像素中的死区域也随之增多，从而使像素的孔径减小。因此，由于将像素划分成子像素来增大像素的分辨率，像素的孔径会因这些死区域而减小。相应地，期望提供用于增大像素分辨率并降低对像素孔径的影响的改良的系统及方法。
当用于将像素连接至装置驱动器的引线的数量的增大(例如因将像素划分成可单独激励的子像素)时，对这些引线进行选路的复杂度也会增大。此外，当选路至一像素的引线数量增大时，将驱动器附接至显示器的复杂度也会增大，且还可能需要使用额外的驱动器来处理额外的引线。因此，当引线数量增大时，将引线连接至像素的复杂度及成本也会增大。相应地，当设计像素时，在可用的位深度与像素的成本、复杂度及像素的孔径之间通常存在折衷。

发明内容
本发明的系统、方法及装置均具有多个方面，任一单个方面均不能单独决定其所期望特性。现在，对其更主要的特性进行简要说明，此并不限定本发明的范围。在查看这一论述，尤其是在阅读了标题为“具体实施方式

”的部分之后，人们即可理解本发明的特征如何提供优于其他显示装置的优点。
在某些实施例中，一具有一每一颜色的位深度的像素包括复数个基本上相等尺寸的子区域，所述复数个基本上相等尺寸的子区域具有一第一子区域群组及一第二子区域群组。所述第一群组的子区域中每一子区域均包括每一颜色一第一数量个显示元件且所述第二群组的子区域中每一子区域均包括每一颜色一第二数量个显示元件。所述第二数量减去所述第一数量基本上等于2自乘到一小于所述每一颜色的位深度的幂。
在某些实施例中，一具有一位深度的像素包括复数个基本相等尺寸的显示元件，每一显示元件均具有一“打开(on)”位置及一“关闭(off)”位置。所述显示元件在处于“打开”位置时均发出可见光。所述复数个基本相等尺寸的显示元件包括一第一群组显示元件及一第二群组显示元件。所述第一群组的显示元件在处于“打开”位置时均具有一为一预定值的强度，且所述第二群组的显示元件在处于“打开”位置时均具有一为所述预定值的一分数的强度，所述像素的强度等于所述复数个显示元件中每一显示元件处于“打开”位置时的强度。
在某些实施例中，一种具有每一颜色位深度n的像素包括一第一数量N个子区域，每一子区域均具有每一颜色c个显示元件。每一显示元件均具有一第一面积。所述像素进一步包括一第二数量M个子区域，每一子区域均具有每一颜色c+2(n-p)个显示元件。所述c+2(n-p)个显示元件的(c-1)个中的每一个均具有一第二面积且所述c+2(n-p)个显示元件的1+2(n-p)个中的每一个均具有一第三面积。所述第一面积与所述第二面积基本相等且所述第三面积基本等于所述第一面积除以1+2(n-p)，其中p小于n。
在某些实施例中，一种在一像素中布置复数个显示元件的方法包括将所述像素划分成一第一群组子区域及一第二群组子区域，其中所述第一及第二群组中的所述子区域具有基本相等的面积。所述方法进一步包括为所述第一群组的子区域中每一子区域分配每一颜色一第一数量个显示元件。所述方法进一步包括为所述第二群组的子区域中每一子区域分配每一颜色一第二数量个显示元件。所述第二数量减去所述第一数量基本等于2自乘到一小于所述像素的每一颜色的位深度的幂。
在某些实施例中，一种可响应于具有复数个位的信号的显示装置包括复数个像素，所述像素中每一像素均包括复数个子区域。所述显示装置进一步包括一第一复数个子区域，其中每一子区域均具有一第一面积。所述第一复数个子区域可响应于所述复数个位的一第一部分。所述显示装置进一步包括一第二复数个子区域，其中每一子区域均具有一第二面积，所述第二面积小于所述第一面积。所述第二复数个子区域可响应于所述复数个位的一第二部分，其中所述第二部分的所述位不如所述第一部分的所述位有效。
在某些实施例中，提供一种显示装置，所述显示装置包括至少一个具有一每一颜色的位深度的像素。所述装置进一步包括用于显示一图像的包含复数个基本相等的子区域的构件。所述显示构件包括用于显示一第一群组子区域的构件及用于显示一第二群组子区域的构件，其中所述第一群组与所述第二群组的子区域的尺寸基本相等，所述第一群组的子区域中每一子区域均包含每一颜色一第一数量个显示元件，且所述第二群组的子区域中每一子区域均包含每一颜色一第二数量个显示元件，其中所述第二数量减去所述第一数量基本等于2自乘到一小于所述每一颜色的位深度的幂。
在某些实施例中，提供一种可响应于至少一个具有复数个位的信号的显示装置，所述显示装置包括用于显示一图像的包含复数个子区域的构件，所述显示构件包括用于响应于所述复数个位的一第一部分的构件，响应于第一部分的所述响应构件包含一第一复数个子区域，所述第一复数个子区域中每一子区域均具有一第一面积。所述显示构件进一步包括用于响应于所述复数个位的一第二部分的构件，响应于第二部分的所述响应构件包含一第二复数个子区域，所述第二复数个子区域中每一子区域具有一第二面积，其中所述第二面积小于所述第一面积，且其中所述第二部分的位不如所述第一部分的位有效。
在某些实施例中，提供一种显示装置，所述显示装置包含至少一个具有一每一颜色位深度的像素。所述显示装置进一步包括用于提供一第一强度范围的构件、及用于提供一第二强度范围的构件。


图1为一等轴图，其显示一干涉式调制器显示器的一实施例的一部分，其中一第一干涉式调制器的一可移动反射层处于一释放位置，且一第二干涉式调制器的一可移动反射层处于一受激励位置。
图2为一系统方框图，其显示一包含一3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一实施例。
图3为图1所示干涉式调制器的一实例性实施例的可移动镜位置与所施加电压的关系图。
图4为一组可用于驱动干涉式调制器显示器的行和列电压的示意图。
图5A显示在图2所示的3×3干涉式调制器显示器中的一个实例性显示数据帧。
图5B显示可用于写入图5A所示帧的行信号及列信号的一个实例性时序图。
图6A为一图1所示装置的剖面图。
图6B为一干涉式调制器的一替代实施例的一剖面图。
图6C为一干涉式调制器的另一替代实施例的一剖面图。
图7为一示意性地显示一包括多个子区域的像素的一实施例的图式。
图8为一示意性地显示图7中一实例性子区域的图式，该子区域具有一交错的RGB结构。
图9为一示意性地显示图7中另一实例性子区域的图式，该子区域具有一条带状RGB结构。
图10为一示意性地显示一包含一18×18子区域阵列的像素的另一实施例的图式。
图11A为一特写图，其示意性地描绘图10所示像素的一个子区域的一实施例。
图11B为一特写图，其示意性地描绘图10所示像素的一个经进一步细分的子区域的一实施例。
图12示意性地显示一具有减少的引线数量的像素的一子区域结构的另一实施例。
图13A及13B为系统方块图，其显示一包含复数个干涉式调制器的视觉显示装置的一实施例。
具体实施例方式
一包含多个显示元件(例如干涉式调制器)的像素的位深度可通过使用具有不同强度的显示元件而得到增大，同时引线数的增大极小。一具有单个强度为0.5的显示元件及N个强度分别为1的显示元件的实例性像素可提供约2N+1种色调(例如0，0.5，1.0，1.5，2.0，[N+.5])。相比之下，一个具有N个强度分别为1的显示元件的像素仅可提供约N+1种色调(例如0，1，2，...，N)。因此，通过使所使用的至少一个显示元件的强度低于其他显示元件中每一显示元件的强度，会使像素所提供的色调的数量增大约1倍，并会增大像素的位深度，同时使附加引线的数量最小化。
以下详细说明涉及本发明的某些具体实施例。不过，本发明可通过许多种不同的方式实施。在本说明中，会参照附图，在附图中，相同的部件自始至终使用相同的数字标识。根据以下说明容易看出，本发明可在任一配置用于显示图像(无论是动态图像(例如视频)还是静态图像(例如静止图像)，也无论是文字图像还是图片图像)的装置中实施。更具体而言，设想本发明可在例如(但不限于)以下众多种电子装置中实施或与这些电子装置相关联移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式计算机或便携式计算机、GPS接收器/导航器、照像机、MP3播放器、摄录机、游戏机、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如里程表显示器等)、驾驶舱控制装置及/或显示器、照相机景物显示器(例如车辆的后视照相机显示器)、电子照片、电子告示牌或标牌、投影仪、建筑结构、包装及美学结构(例如一件珠宝上的图像显示器)。与本文所述MEMS装置具有类似结构的MEMS装置也可用于非显示应用，例如用于电子切换装置。
图1中显示一个含有一干涉式MEMS显示元件的干涉式调制器显示器实施例。在这些装置中，像素处于亮状态或暗状态。在亮(“on(开)”或“open(打开)”)状态下，显示元件将入射可见光的一大部分反射至用户。在处于暗(“关(off)”或“closed(关闭)”)状态下时，显示元件几乎不向用户反射入射可见光。视实施例而定，可颠倒“on(开)”及“off(关)”状态的光反射性质。MEMS像素可配置成主要在所选色彩下反射，以除黑色和白色之外还可实现彩色显示。
图1为一等轴图，其显示一视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素，其中每一像素均包含一MEMS干涉式调制器。在某些实施例中，一干涉式调制器显示器包含一由这些干涉式调制器构成的行/列阵列。每一干涉式调制器均包括一对反射层，该对反射层定位成彼此相距一可变且可控的距离，以形成一至少具有一个可变尺寸的光学谐振空腔。在一实施例中，其中一个反射层可在两个位置之间移动。在本文中称为释放状态的第一位置上，该可移动层的位置距离一固定的局部反射层相对较远。在第二位置上，该可移动层的位置更近地靠近该局部反射层。根据可移动反射层的位置而定，从这两个层反射的入射光会以相长或相消方式干涉，从而形成各像素的总体反射或非反射状态。
在图1中显示的像素阵列部分包括两个相邻的干涉式调制器12a和12b。在左侧的干涉式调制器12a中，显示一可移动的高度反射层14a处于一释放位置，该释放位置距一固定的局部反射层16a一预定距离。在右侧的干涉式调制器12b中，显示一可移动的高度反射层14b处于一受激励位置，该受激励位置靠近固定的局部反射层16b。
固定层16a、16b导电、局部透明且局部为反射性，并可通过例如在一透明衬底20上沉积将一个或多个各自为铬及氧化铟锡的层而制成。所述各层被图案化成平行条带，且可形成一显示装置中的行电极，如将在下文中所进一步说明。可移动层14a、14b可形成为由沉积在支柱18顶部的一或多个沉积金属层(与行电极16a、16b正交)及一沉积在支柱18之间的中间牺牲材料构成的一系列平行条带。在牺牲材料被蚀刻掉以后，这些可变形的金属层与固定的金属层通过一规定的气隙19隔开。这些可变形层可使用一具有高度导电性及反射性的材料(例如铝)，且该些条带可形成一显示装置中的列电极。
在未施加电压时，空腔19保持位于层14a、16a之间，且可变形层处于如图1中像素12a所示的机械弛豫状态。然而，在向一所选行和列施加电位差之后，在所述行和列电极相交处的对应像素处形成的电容器被充电，且静电力将这些电极拉向一起。如果电压足够高，则可移动层发生形变，并被压到固定层上(可在固定层上沉积一介电材料(在该图中未示出)，以防止短路，并控制分隔距离)，如图1中右侧的像素12b所示。无论所施加的电位差极性如何，该行为均相同。由此可见，可控制反射与非反射像素状态的行/列激励与传统的LCD及其他显示技术中所用的行/列激励在许多方面相似。
图2至图5显示一个在一显示应用中使用一干涉式调制器阵列的实例性过程及系统。图2为一系统方框图，该图显示一可体现本发明各方面的电子装置的一个实施例。在该实例性实施例中，所述电子装置包括一处理器21-其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器，例如ARM、Pentium、Pentium II、PentiumIII、Pentium IV、PentiumPro、8051、MIPS、Power PC、ALPHA，或任何专用微处理器，例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列。按照业内惯例，可将处理器21配置成执行一个或多个软件模块。除执行一个操作系统外，还可将该处理器配置成执行一个或多个软件应用程序，包括网页浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其他软件应用程序。
在一实施例中，处理器21还配置成与一阵列控制器22进行通信。在一实施例中，该阵列控制器22包括向一像素阵列30提供信号的一行驱动电路24及一列驱动电路26。图1中所示的阵列剖面图在图2中以线1-1示出。对于MEMS干涉式调制器，所述行/列激励协议可利用图3所示的这些装置的滞后性质。其可能需要例如10伏的电位差来使一可移动层自释放状态变形至受激励状态。然而，当所述电压自该值降低时，在所述电压降低回至10伏以下时，所述可移动层将保持其状态。在图3的实例性实施例中，在电压降低至2伏以下之前，可移动层不会完全释放。因此，在图3所示的实例中，存在一大约为3-7伏的电压范围，在该电压范围内存在一施加电压窗口，在该窗口内所述装置稳定在释放或受激励状态。在本文中将其称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于一具有图3所示滞后特性的显示阵列而言，行/列激励协议可设计成在行选通期间，向所选通行中将被激励的像素施加一约10伏的电压差，并向将被释放的像素施加一接近0伏的电压差。在选通之后，向像素施加一约5伏的稳态电压差，以使其保持在行选通使其所处的任何状态。在被写入之后，在该实例中，每一像素均承受一处于3-7伏“稳定窗口”内的电位差。该特性使图1所示的像素设计在相同的所施加电压条件下稳定在一既有的激励状态或释放状态。由于干涉式调制器的每一像素，无论处于激励状态还是释放状态，实质上均是一由所述固定反射层及移动反射层所构成的电容器，因此，该稳定状态可在一滞后窗口内的电压下得以保持而几乎不消耗功率。如果所施加的电位恒定，则基本上没有电流流入像素。
在典型应用中，可通过根据第一行中所期望的一组受激励像素确定一组列电极而形成一显示帧。此后，将行脉冲施加于第1行的电极，从而激励与所确定的列线对应的像素。此后，将所确定的一组列电极变成与第二行中所期望的一组受激励像素对应。此后，将一脉冲施加于第2行的电极，从而根据所确定的列电极来激励第2行中的相应像素。第1行的像素不受第2行的脉冲的影响，因而保持其在第1行的脉冲期间所设定到的状态。可按顺序性方式对全部系列的行重复上述步骤，以形成所述的帧。通常，通过以某一所期望帧数/秒的速度连续重复该过程来用新显示数据刷新及/或更新这些帧。还有很多种用于驱动像素阵列的行及列电极以形成显示帧的协议为人们所熟知，且可与本发明一起使用。
图4及图5显示一种用于在图2所示的3×3阵列上形成一显示帧的可能的激励协议。图4显示一组可用于具有图3所示滞后曲线的像素的可能的行及列电压电平。在图4的实施例中，激励一像素包括将相应的列设定至-Vbias，并将相应的行设定至+ΔV，其可分别对应于-5伏及+5伏。释放像素则是通过将相应的列设定至+Vbias并将相应的行设定至相同的+ΔV、由此在所述像素两端形成一0伏的电位差来实现。在那些其中行电压保持0伏的行中，像素稳定于其最初所处的状态，而与该列处于+Vbias还是-Vbias无关。
图5B为一显示一系列行及列信号的时序图，该些信号施加于图2所示的3×3阵列，其将形成图5A所示的显示布置，其中受激励像素为非反射性。在写入图5A所示的帧之前，像素可处于任何状态，在该实例中，所有的行均处于0伏，且所有的列均处于+5伏。在这些所施加电压下，所有的像素稳定于其现有的受激励状态或释放状态。
在图5A所示的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)及(3，3)受到激励。为实现这一效果，在第1行的行时间，将第1列及第2列设定为-5伏，将第3列设定为+5伏。此不会改变任何像素的状态，因为所有像素均保持处于3-7伏的稳定窗口内。此后，通过一自0伏上升至5伏然后又下降回至0伏的脉冲来选通第1行。由此激励像素(1，1)和(1，2)并释放像素(1，3)。阵列中的其他像素均不受影响。为将第2行设定为所期望状态，将第2列设定为-5伏，将第1列及第3列被设定为+5伏。此后，向第2行施加相同的选通脉冲将激励像素(2，2)并释放像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中的其他像素均不受影响。类似地，通过将第2列和第3列设定为-5伏，并将第1列设定为+5伏对第3行进行设定。第3行的选通脉冲将第3行像素设定为图5A所示的状态。在写入帧之后，行电位为0，而列电位可保持在+5或-5伏，且此后显示将稳定于图5A所示的布置。应了解，可对由数十或数百个行和列构成的阵列使用相同的程序。还应了解，用于实施行和列激励的电压的定时、顺序及电平可在以上所述的一般原理内变化很大，且上述实例仅为实例性，任何激励电压方法均可与本发明一起使用。
按照上述原理运行的干涉式调制器的详细结构可千变万化。例如，图6A-6C显示移动镜结构的三种不同实施例。图6A为图1所示实施例的剖面图，其中在正交延伸的支撑件18上沉积一金属材料条带14。在图6B中，可移动的反射材料14仅在隅角处在系链32上附接至支撑件。在图6C中，可移动的反射材料14悬吊在一可变形层34上。由于反射材料14的结构设计及所用材料可在光学特性方面得到优化，且可变形层34的结构设计和所用材料可在所期望机械特性方面得到优化，因此该实施例具有若干优点。在许多公开文件中，包括例如第2004/0051929号美国公开申请案中，描述了各种不同类型干涉装置的生产。可使用很多种人们所熟知的技术来制成上述结构，此包括一系列材料沉积、图案化及蚀刻步骤。
如上文所述，显示装置包含多个像素或者其他配置成根据所接收的驱动信号来激活的显示区域。显示装置的像素可按线性方式或非线性方式对驱动信号作出响应。例如，对于线性的黑白显示器而言，像素的灰度色调与施加至像素的驱动信号的变化成正比。因此，线性显示器的像素在其输出频谱的两端经历一致的色调变化。在某些此种实施例中，在像素输出频谱的更亮部分中形成一观察者可觉察的变化所需的驱动信号的变化可能大于在同一显示器的更暗色调中形成一观察者可觉察的变化所需的驱动信号的变化。相反，非线性显示器中像素的色调则可能根据对应驱动信号的变化而以非比例方式变化，例如以指数方式变化。
显示器的像素具有一相关联的位深度，其中所述位深度界定像素被配置成显示的不同颜色的数量或一种颜色的不同色调。本文中所用的术语“位深度”一般是指线性或非线性位深度。一具有线性位深度的像素会响应于驱动信号的对应变化而经历基本一致的色调或颜色变化。一具有非线性位深度的像素会响应于驱动信号的对应变化而经历不一致的色调或颜色变化。例如，响应于驱动信号中的同等变化，一具有非线性位深度的像素对于越亮的色调而言色调变化越大，而对于越暗的色调而言色调变化越小。
在某些实施例中，将一像素所能显示的一颜色的色调数量表示为该像素的总的位深度，其中色调数量基本等于2自乘到该总的位深度这一幂。因此，一总的位深度为六的像素能够显示约26＝64种色调。灰度显示器及彩色显示器通常由该总的位深度来表征，在本文中将总的位深度称为“n”。因而，一8位的灰度显示器(n＝8)中的每一像素可描绘约28＝256种灰色色调，且一13位的彩色显示器(n＝13)中的每一像素可描绘每一颜色约213＝8192种色调。
显示器中的每一彩色像素通常包括可分别输出三种颜色(例如红色、绿色或蓝色)之一的光的子区域或子像素。其他颜色是通过改变每一彩色子区域的强度而产生。例如，一彩色计算机监视器通常包括一每像素具有24个位的24位显示器。24位显示器通常为三种三原色中的每一种颜色分配8个位，从而总共得到超过约1600万种可能的颜色色调(即224或16,777,216种可能的颜色色调)。
本说明及下文的权利要求书对像素及子区域进行了大体说明。在本文中使用一像素作为一实例性显示区域，所属领域的技术人员将知，任一处所提及的像素也可适用于其他显示区域，例如(举例而言)一像素的某些部分或多个像素。每一像素可包含多个子区域或子像素。此外，每一子区域可包含多个显示元件，在本文中所述的显示元件一般定义为显示器中能够改变强度的最小元件。因此，像素及像素的子区域均可包含多个显示元件，其中每一显示元件均具有一对应的元件位深度，该元件位深度对应于由显示元件产生的每种颜色的色调数量。
与本文所揭示的某些实施例兼容的显示元件包括但不限于元件位深度为1(例如每一显示元件在两种状态之间变化，例如在黑色与白色或接通与断开之间变化)。在某些其他实施例中，显示元件的元件位深度为2或以上(例如，每一显示元件能够提供单种颜色的多种色调或多种颜色)。其他实施例包括具有不同元件位深度的显示元件的混合，从而使显示器得到各种总的位深度。
显示器通常自一显示信号源接收驱动信号。视实施例而定，该显示信号源可提供模拟或数字驱动信号。在某些类型的显示器中，每一像素(或子区域)包括可发出或反射一接近连续的光强范围的单个显示元件。在这种类型的显示器中，每一子区域均包括单个显示元件，所述单个显示元件可由一因每一灰度或彩色色调而异的驱动信号来驱动。具有可产生变化的输出的单独显示元件的实例性显示器包括但不限于阴极射线管(CRT)显示器及液晶显示器(LCD)。
在设计显示器时的一个考虑因素是为将显示信号源连接至显示器的每一显示元件所需的信号引线的数量。CRT显示器是将一具有变化强度的电子束按顺序引导至每一显示元件，因而CRT显示器不具有用于每一显示元件的引线。LCD则通常对每一灰度像素、或者对一子区域中每一颜色的每一显示元件群组使用一单独的引线来接收驱动信号。因此，如果一LCD像素包含多行及多列显示元件，则该像素需要有多条引线来驱动该像素中的多个显示元件。
在某些显示器中，每一显示元件以二元模式或接通/断开模式工作。因而每一显示元件的输出具有一为1的位深度。一个此种显示元件是在上文中所更详细地说明的干涉式调制器。在某些实施例中，使显示器的显示元件的尺寸足够小，以防止人眼在正常的观察距离上分辨出显示元件的形状。由此，某些此种实施例可有利地避免出现会分散视觉的假象。
在某些实施例中，一包含复数个显示元件(每一显示元件具有一元件位深度)的显示器可通过将每一像素划分成分别包含一组显示元件的子区域来提供更高的总的位深度。在某些实施例中，一像素的子区域内的各显示元件具有基本相同的尺寸，且每一子区域的强度取决于处于其“接通”状态的显示元件的数量。在某些其他实施例中，一子区域内的各显示元件的尺寸各异。在某些此种实施例中，每一子区域包含复数个显示元件，这些显示元件的面积相互成比例地各异，因而每一子区域的强度取决于“接通”的显示元件的面积。例如，某些实施例的一子区域包含四个显示元件，其中第二显示元件的面积约为第一显示元件的面积的两倍、第三显示元件的面积约为第二显示元件的两倍、第四显示元件的面积约为第三显示元件的面积的两倍。在这些实施例中，该子区域的位深度为4(即，可产生24种色调)。
为驱动一具有包含二元显示元件的子区域的像素，使用信号引线来驱动该像素的每一子区域。对于任一类型的显示区域-无论显示元件为液晶显示元件、干涉式调制器、还是任一种其他类型的光学开关，此一像素架构的信号引线数量可通过数学方式来大体表征。更具体而言，典型的像素需要对每一行显示元件使用一条引线并对每一列显示元件使用一条引线。因此，一包含3行及4列子区域且每一子区域包含单个显示元件的实例性像素是由7条引线驱动。如果每一子区域包含多个显示元件，则引线数量会增大。例如，对于一具有3行及4列子区域且其中每一子区域包含两个由三个显示元件(例如红色、绿色及蓝色显示元件)构成的行的实例性实施例，引线数量会增至18条，其中包括6条行引线(3行子区域，每一行子区域又分别具有2行显示元件)及12条列引线(4列子区域，每一列子区域又具有3列显示元件)。更一般而言，对于一具有x行子区域及y列子区域且每一子区域包含w行显示元件及z列显示元件的像素，每一像素的引线数量等于(x·w)+(y·z) (式1)在某些实施例中，子区域中每一行及每一列的显示元件数量彼此相等(即z＝w)。对于某些这种实施例，每一子区域包含一个或多个对应于三种颜色(例如红色、绿色及蓝色)中每一种颜色的显示元件。例如，一3x3子区域可包含三个红色显示元件、三个绿色显示元件及三个蓝色显示元件。
对于一包含x行子区域及y列子区域、其中每一子区域包含布置成c行彩色显示元件及c列显示元件的c种颜色的显示元件(例如，对于红色、绿色及蓝色显示元件而言，c＝3)的实例性像素，该像素的引线数量等于(x+y)·c。尽管本文所揭示的实施例一般是使用c＝3进行说明，然而所属领域的技术人员将知，本文所述的系统及方法可同等地适用于任一其他所选的c值，例如(举例而言)1，2，4，5，6，7，8，9，10，或20。该像素所提供的可用色调的数量等于x·y·c+1 (式2)其一般按下式与每一颜色的总的位深度相关x·y·c+1≈2n(式3)其中n是该像素的每一颜色的总的位深度。本文中所用的式3中的等式为近似式，因而每一颜色的总的位深度是可产生一等于或大于x·y·c+1的色调数量的2的最低次幂。
图7示意性地显示一由子区域1110构成的52×52阵列所形成的13位彩色显示器的实例性架构。每一子区域1110可包含一个或多个显示元件1120，例如多个显示元件1120，来输出一组颜色(例如红色、绿色及蓝色)中的每一种颜色。图8及9示意性地绘示图7中一彩色子区域1110的两种替代配置，其中每一子区域1110对于三种颜色中的每一种颜色均包含三个显示元件1120。因此，对于每一其中每一颜色具有三个显示元件1120(例如三个红色显示元件、三个绿色显示元件及三个蓝色显示元件)、且每一显示元件的元件位深度为1的52x52子区域1110，像素1110可产生每一颜色522·3+1＝8113种色调(即8113种红色色调、8113种绿色色调及8113种蓝色色调)，此基本等价于每一颜色的总位深度为13(213＝8192种色调/每一颜色)。
图8所示子区域1110的像素元件1120具有一交错的结构。在该交错结构中，每一颜色的显示元件1120沿行及列交错(例如，第一行为红色-绿色-蓝色，第二行为蓝色-红色-绿色、第三行为绿色-蓝色-红色)。图9示意性地绘示图7所示像素100中彩色子区域1110的另一配置。在图9所示配置中，子区域1110的显示元件1120具有一条带状结构，其中红色、绿色及蓝色显示元件1120布置成使同一颜色的显示元件成行布置，从而沿各行形成彩色条带。另一选择为，通过将红色、绿色及蓝色显示元件1120布置成使同一颜色的显示元件成列布置、从而沿各列形成彩色条带，也会形成一条带状结构。
在某些实施例中，图9所示的条带状布局显示元件的导电引线的复杂度小于图8所示的具有交错配置的显示元件1120的导电引线。然而，显示元件1120的交错式布局会有利地使每一颜色的输出光在子区域1110的整个面积上更均匀地分布。对于更大的子区域面积，与条带状配置相比，交错式布局的此种特性可减轻与非点状子区域相关联的视觉假象。
如上文所简要论述，图7、8及9中的实例性像素1100可表征如下总的位深度n＝13每一子区域每一颜色的显示元件数量c＝3行数量(等于列数量)m＝52每一像素每一颜色的色调＝m2·c+1＝522·3+1＝8113，或约为213；及每一像素的引线＝m·c·2＝52·3·2＝312因而，对于一包含一此种像素1100的4×3阵列的显示器，引线总数将为每一颜色(4+3)·312＝2184条引线。一般而言，当显示器的引线数量增大时，将驱动器附接至显示器的成本会升高且驱动器本身的成本也可能升高。
在某些应用中，显示器由像素孔径来表征。越小的孔径通常与显示器的越低的亮度及越低的对比度相关联。像素1100的孔径会因与并不输出光的行及列切口相关联的“死区域”而减小。引线变少会有利地减小像素上切口的数量或切口的面积。因此，需要具有可提供所期望的像素总位深度同时减少为驱动像素所需的引线数量的改良的系统及方法。
某些实施例的显示器驱动信号是一包含若干个位的数字信号，这些数字信号划分成最高有效位及一般有效位。在某些实施例中，最高有效位用于驱动面积更大的显示元件，从而使用更少的显示元件提供更亮的输出级及更粗略的色调分级。在某些实施例中，可通过使用显示器驱动信号的最低有效位来驱动面积更小的显示元件，提供更暗的输出级及更细的色调分级。在某些实施例中，这些更小的显示元件沿更少数量的行或列聚集，以使这些显示元件所需的引线数量最小化。
在某些实施例中，像素包括多个相等尺寸的显示元件且每一显示元件具有一相等的强度Ide。对于一能够显示8193种色调(例如位深度为13)的像素，某些实施例的像素配置成显示自0至8192·Ide的色调。本文中所述的强度Ide是一参考强度，其用于说明像素中显示元件的强度。因此，Ide可自因像素而异，或者因显示器而异。
在某些实施例中，可通过接通对应数量的相等尺寸的显示元件，使像素的总体强度或色调以Ide的倍数形式在0至8192·Ide之间变化。在这些实施例中，像素的强度或色调可以为Ide单位递增。在这些实施例中，由于每一像素元件均提供一强度Ide，因而这8192个像素元件可提供8193种不同的像素色调。
通常，为增大像素的位深度，可增加额外的显示元件，从而实现更多的色调。例如，对于二进制显示元件，每一额外的显示元件可使可自像素得到的色调数量增大1个。然而，当增加额外的显示元件时，为驱动像素所需的引线数量也会增加。为得到每一额外的所期望色调而增加显示元件会使显示元件的数量及为驱动像素所需的引线数量迅速增加。
根据本文所述系统及方法的某些实施例，通过使用具有不同强度的显示元件，可增加像素的位深度，同时引线数量的增加极小。例如，一像素可包含复数个强度分别为Ide＝1的显示元件及一个或多个强度分别为0.5的显示元件。一具有单个强度为0.5的显示元件及8191个强度分别为1的显示元件的实例性像素可提供16,384种色调(例如0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，...8,191.5)。相比之下，一具有8,192个显示元件且每一显示元件的强度均为1的像素仅可提供8,193种色调(例如0，1，2，...，8,192)。因此，使用单个更小的显示元件可将像素所提供的色调数量增大约1倍，并使像素的位深度自13(213＝8,192)增大至14(214＝16,384)。
在其他实施例中，像素包含具有其他强度的显示元件的组合。另一实例性像素可包含复数个各自的强度为1的显示元件及一个或多个各自的强度分别为0.2、0.4、0.6及0.8的显示元件。如下文所详细说明，通过在像素中包含一个或多个具有更低强度的显示元件，可获得一分数强度，因而通过使用这些具有更低强度的显示元件可增大像素的总的位深度。相应地，通过减小像素的一个或多个显示元件的孔径，可增大显示器的总的位深度。
在某些实施例中，尺寸更小的显示元件具有比其他显示元件小的孔径，其可提供像素所能产生的更多的色调分级。例如，像素的一个或多个显示元件的孔径可制造成其他显示元件的孔径的一预选定的分数。通过这种方式，具有更小孔径的显示元件可提供在仅有具有更大孔径显示元件时无法得到的分数色调。
在另一实施例中，是通过掩蔽一个或多个更大显示元件的至少一部分以减小这些显示元件的孔径来形成具有更小孔径的显示元件。在一实施例中，掩膜(通常称作“黑掩膜”)是由黑色的有机材料、黑掩膜铬或一介电叠层制成。在上述两种情形中，通过包含强度低于其他显示元件的强度的显示元件，会有利地增大像素的总的位深度，同时仅略微增加用于驱动像素的引线数量。下文说明将提供通过使用强度小于像素中其他显示元件的强度的显示元件来增大像素的位深度的实例性系统及方法。
图10、11A及11B为显示像素1400的一实例性改良配置的图式。本文中所用术语“总的位深度”是指整个像素(例如像素1400)的位深度，而术语“元件位深度”是指单个显示元件(例如显示元件1420)的位深度。像素1400包含复数个基本相等尺寸的子区域，这些子区域具有一第一群组子区域1410及一第二群组子区域1430。第一群组的每一子区域1410均每一颜色包含一第一数量的显示元件1420。第二群组的每一子区域1430均每一颜色包含一第二数量的显示元件1440。第二数量减去第一数量基本上等于2自乘到一小于每一颜色的总位深度的幂。
更具体而言，图10示意性地显示一包含一18x 18子区域阵列的像素1400，该子区域阵列包含18×17＝306个示意性显示于图11A中的子区域1410及18个示意性显示于图11B中的子区域1430。尽管像素1400所具有的子区域明显少于图7中所示意性显示的像素100，然而图7中的像素1100与图10中的像素1400二者所提供的每一颜色的总位深度均为13(n＝13)。然而，像素1400所包含的子区域数量相比像素1100减少，因而驱动像素1400所需的引线减少。相应地，与像素1100相比，像素1400提供与像素1100相同的总位深度且引线变少，因而孔径损失减小。
在实例性像素1400中，每一子区域1410包含每一颜色c个显示元件1420。例如，如图11A所示，子区域1410包含c＝3个红色像素元件、c＝3个绿色像素元件及c＝3个蓝色像素元件。在图10中，子区域1410布置成17行，但其配置也与本文所述的其他实施例兼容。一般而言，一18x18的子区域1410的阵列将能够提供每一颜色(18×18×3)+1＝973种色调，此相当于每一颜色的总位深度为10(每一颜色210＝1024种色调)。
为自上文所介绍的18×18子区域阵列获得一大于10的总的位深度，必须提供额外的色调。例如，为在像素1400中获得大小为13的总的位深度，需要213/210＝8种额外的色调。在某些实施例中，这些额外的色调是由一个或多个子区域1430代替对应的子区域1410来提供。在图10中，例如，将像素1400划分成18个行及18个列(m＝18)子区域，其中17个行包含子区域1410、1个行包含子区域1430。
在实例性像素1400中，各子区域1430被分别划分成11个显示元件。更具体而言，这18个子区域1430分别包含两行与显示元件1420具有相同尺寸的显示元件1440a、及9行小于显示元件1420的显示元件1440b。因此，每一子区域1430比每一子区域1410每一颜色多8个显示元件。在图11B所示的实施例中，显示元件1440b的尺寸为显示元件1440a、1420的1/9。相应地，显示元件1440b各自的强度为显示元件1440a、1420的强度的分数。这些更小的显示元件1440b在不使用更小的显示元件1440b时可得到的每一色调之间提供8种额外的色调。因而，通过增加这些额外的更小的显示元件1440b，像素所提供的色调的数量会增大7倍。尽管图10所示显示元件1440b是沿像素1400的单个行形成，然而在其他实施例中，显示元件1440b可散布于整个像素1400中。
在其中像素1100与像素1400的尺寸基本相等的实施例中，图11A及11B中的显示元件1420大于图8及9中的显示元件1120，因而其数量较少。例如，在图10所示的实施例中，子区域1410比图7中的子区域1110大约8倍(例如，像素1110包含522＝2,704个子区域，而像素1410包含182＝324个子区域，因而像素1410的子区域大2,704/324＝8.34倍)。因而，为在像素1400中显示显示器驱动信号的最高有效位，需要激活162(182/2)个子区域1410，而为在像素1110中显示显示器驱动信号的最高有效位，需要激活1352(522/2)个子区域1110。这种为产生与显示器驱动信号的最高有效位相关联的色调所需的子区域数量的减少会对应地减少所需引线数量。因此，像素1400的引线少于像素1100，同时提供基本相同的每一颜色的位深度。
在某些实施例中，如图10所示意性地显示，像素1400细分成若干子区域，这些子区域配置成相等数量的行及列m。在图10所示的实施例中，像素1400根据以下式细分成若干子区域m2·c+1＝2p，(式4)其中p是一低于所期望的总位深度n的总位深度，例如p＜n。在一实施例中，p代表一具有基本上m2个相等尺寸显示元件的像素的位深度。因而，在(例如)图7中，p＝n。下文将论述，通过将一个或多个显示元件进一步细分成更小的额外显示元件，一具有基本相等尺寸的显示元件的像素的总位深度可自p增大至n。这些更小的显示元件可通过在由更大显示元件所提供的色调之间提供线性及/或非线性增量来增大像素的总的位深度。
在一实施例中，可将p的值选择成在一组给定的观察条件及显示器动态范围情况下，各红色、绿色及蓝色显示元件1420中每一显示元件均以一往往不为人眼可见的空间频率分布。在另一实施例中，可根据像素被配置成处理的引线的数量对p进行选择，所述引线数量可取决于例如成本及/或像素的尺寸等因素。因此，p的值可因应用而异。在本文所述的一实例性实施例中，p＝8。然而，p可为任一其他值，例如2、3、4、5、6、7、8，只要p小于n即可。
如上文所述，更小的显示元件1440b在相邻的色调之间产生2n-p个增量，因而像素1400中的色调总数为2p·2n-p＝2n，从而提供一总位深度n。
尽管实例性像素1400包含一整行子区域1430，然而在其他实施例中，在一像素中可包含不同数量的子区域，且各子区域1430可散布于整个像素中。此外，视p及n的值而定，可调节为获得总位深度n所需的额外划分的数量。
在某些具有一个或多个包含显示元件1440b的子区域1430及多个包含显示元件1420的子区域1410的实施例中，每一像素1400的引线数量可表示为[m·c·2]+2n-p(式5)换句话说，像素1400的引线数量等于在一位深度为p的像素中所用的引线数量加上为驱动显示元件1440b所需的2n-p条额外引线。在图10所示的实例性实施例中，引线数量为[18·3·2]+2(13-10)＝116。为便于比较，图7中所示的像素1100包含312条引线，以获得相同的13位颜色深度。
在其他实施例中，可对各子区域进行不均等地划分，以形成具有非线性尺寸的显示元件1440b，由此视所激活的显示元件1440b的尺寸而提供不同等级的颜色变化。在这种实施例中，可使用显示元件1440b来逼近一特定的显示器响应分布，例如通常被称作伽马的显示器响应分布。
在其他实施例中，可按不同于上文参照图10及11B所述的方式来形成更小的显示元件(例如显示元件1140b)。例如，可使用一黑掩膜或所属领域的技术人员将易知的其他适当方法来减小一个或多个显示元件的孔径，以形成更小的线性或非线性显示元件。在一实施例中，可减小2n-p个显示元件的孔径，以便获得所期望的总的位深度。在该实施例中，具有减小的孔径的显示元件的数量仅为显示元件总数中的一小部分，因而像素的总孔径的减小一般并不显著。
图12为一显示另一可构建以获得所期望的总位深度且引线数量减少的实例性子区域架构的图式。在图12所示实施例中，一像素1600划分成一子区域1610的阵列，这些子区域1610对应于驱动信号的最高有效位，例如那些覆盖像素1600的总孔径的大部分的子区域。在某些实施例中，子区域1610的阵列覆盖像素1600的总孔径的大于约90％。在某些其他实施例中，子区域1610的阵列覆盖像素1600的总孔径的大于约98％。在某些其他实施例中，像素1600的总孔径中由子区域1610的阵列覆盖的部分介于约85％与约100％之间。如下文所述，这些子区域1610的分布方式使对应于这些有效信号位的孔径的损失一般非常小。驱动信号的其余部分或较低有效位用于驱动更小的显示元件1636。由于显示元件1636具有减小的尺寸，因而一给定区域的显示元件1636所需的引线多于一相等尺寸区域的更大子区域1610所需的引线。相应地，显示元件1636一般表现出更大比例的与信号的这些较低有效部分相关联的孔径损失。由于显示器信号的这些较低有效位是与像素1100的孔径的一小得多的部分(例如小于10％)相关联，因而该损失不明显。在一实施例中，像素1600根据以下公式细分成若干子区域N·M＝2K+2-4 (式6)其中整数N是像素1600的一行中子区域1610的数量，整数M是像素1600的一列中子区域1610的数量，整数K是信号中被称作“有效位”的位的数量。驱动信号中的这K个位用于驱动像素1600中被认为最重要的显示元件-其通常为用于产生最常用的色调或颜色的更大显示元件。驱动信号中的其余位用于驱动归入像素1600的其余部分内的显示元件。该其余部分中的显示元件的尺寸可通过减小其有效孔径来确定。通过这种方式，这些更小孔径的显示元件可代表适当的二进制权重，并且由于其孔径相对小，因而其所占用的面积相对微不足道。在一实施例中，由所述较低有效位驱动的显示元件布置于一十字形区域中，该十字形区域将像素划分成如图12所示意性显示的象限。
在图7所示的像素100中，例如，显示器驱动信号的最高有效位可对应于对相等尺寸子区域1110的一半进行切换。对一简单的二进制网格的子区域1110的一半进行切换需要使用一来自此一像素架构中对应的一半引线的信号。因而，减少与显示器驱动信号的最高有效位相关联的子区域的数量可使引线数量减少。某些像素架构使用具有面积以几何尺寸增大的多个子区域来产生自控制信号的最低至最高有效位的输出。该架构可明显减小引线总数。然而，如上文所述，在大面积显示器中，此种显示器中的大的子区域可形成显示假象，例如当像素内大的子区域对观察者可见时。
在图12所示的实例性实施例中，像素1600提供一等于13的总的位深度，同时会使用于显示器驱动信号的引线数量相对于上文参照13位像素1100所述的引线数量减少。为获得总位深度13，驱动信号包含13个位，其中包括某些有效位及某些较低有效位。实例性像素1600划分成N＝18，M＝14及K＝6，因而该像素包括252(18·14＝252)个子区域1610且驱动信号包括6个有效位及7个较低有效位。所属领域的技术人员将知，该行数及列数仅为实例性且如上文所述，在其他实施例中，行数及列数可有所不同。在本实施例中的252个子区域中，有128个子区域(标记为“位1”)配置成有驱动信号的最高有效位激活，有64个子区域(标记为“位2”)配置成由第二最高有效位激活，有32个子区域(标记为“位3”)配置成由第三最高有效位激活，有16个子区域(标记为“位4”)配置成由第四最高有效位激活，有8个子区域(标记为“位5”)配置成由第五最高有效位激活，有4个子区域(标记为“位6”)配置成由第六最高有效位激活。
对于彩色显示器，每一子区域1610可进一步划分成每一种原色的显示元件。例如，一实施例可使用图8所示的交错布置。在图12所示的实例性实施例中，子区域1610比图7所示实施例中的子区域约大10倍。因而，为显示显示器驱动信号的最高有效位，仅需要激活128个子区域1610，而非如在图7所示的实施例中一般激活1352个子区域1110。
在图12所示的实施例中，将子区域的行及列布局划分成四个象限1630，这四个象限由一十字形区域1632隔开。该十字形区域可进一步划分成若干子区域1634。其余的七个(在一颜色深度为13位的实施例中)“较低有效位”用于驱动子区域1634中的显示元件。在一实施例中，小的中央子区域1636可保持不被使用，从而留下32个子区域1632。在一实施例中，第一较低有效位(例如位7)可用于驱动这些小的子区域1634中的11个，位8可用于驱动7个子区域1634，位9可用于驱动4个子区域1634，位10可用于驱动2个子区域1634。在一实施例中，位11、12及13各自用于驱动一个子区域1634。因而，这32个十字丝子区域1634由较低有效位驱动。由于这些“较低有效位”并未填满所有的十字丝子区域1634，因而可调节其确切的尺寸来获得精确的二进制加权。这些未使用的及部分使用的子区域1634对总体孔径的影响约为0.1％，因而一般不明显。然而，子区域布局的简化，例如将与较低有效位相关联的子区域1634划归成单行及/或单列，会实现引线数量的进一步降低。在其他实施例中，可调节子区域1634的尺寸来实现不同的线性及非线性分级。此外，其他实施例可包含更多或更少的子区域1634，且子区域1634可按其他方式散布于整个像素中。
图12所示的像素1600的引线总数可表征为N+[M·c]+1+3 (式7)其中N表示每一水平子像素的引线，M·c表示每一竖直子像素的每一颜色的引线，加1表示水平十字丝引线，加3则表示竖直十字丝引线。因而，具体参照上述实施例，总引线数为14+(18·3)+1+3＝72。与在图7所示的等价于13位深度的实施例中使用312条引线相比，此非常有利。
由于由“最高有效位”所驱动的像素可保持相对较大，因而该像素架构的各实施例在与原始的设计规则一起使用时可能具有高的孔径比。此外，可通过使分配给每一“最高有效位”的一个象限的子区域1610分布于像素1600的四个象限1630中的每一象限中，来使与使用大的像素(例如在诸如广告牌等大的显示器中)相关联的假象最小化。此会使观察者所感觉到的输出能量看起来来自像素1600的整个表面，并限制观察者自这些子区域1610分辨出孤立的亮点(其在所显示的图像中被感觉为假象或噪声)的能力。
图13A及13B为显示一显示装置2040的一实施例的系统方块图。显示装置2040例如可为蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置2040的相同组件及其稍作变化的形式也可作为例如电视及便携式媒体播放器等各种类型显示装置的例证。
显示装置2040包括一外壳2041、一显示器2030、一天线2043、一扬声器2045、一输入装置2048及一麦克风2046。外壳2041通常由所属领域的技术人员所熟知的众多种制造工艺中的任一种工艺制成，包括注射成型及真空成形。此外，外壳2041可由众多种材料中的任一种材料制成，包括但不限于塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷、或其一组合。在一实施例中，外壳2041包括可拆式部分(未图示)，这些可拆式部分可与其他具有不同颜色的、或包含不同标识、图片或符号的可拆式部分换用。
实例性显示装置2040的显示器2030可为众多种显示器中的任一种，包括本文所述的双稳显示器。在其他实施例中，显示器2030包括例如上文所述的等离子体显示器、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD等平板显示器、或例如CRT或其他管式装置等非平板显示器，这些显示器为所属领域的技术人员所熟知。然而，为便于说明本实施例，显示器2030包括一如本文所述的干涉式调制器显示器。
图13B示意性地显示实例性显示装置2040的一实施例中的组件。所示实例性显示装置2040包括一外壳2041，并可包括其他至少部分地封闭于其中的组件。例如，在一实施例中，实例性显示装置2040包括一网络接口2027，该网络接口2027包括一耦接至一收发器2047的天线2043。收发器2047连接至处理器2021，处理器2021又连接至调节硬件2052。调节硬件2052可配置成对一信号进行调节(例如对一信号进行滤波)。调节硬件2052连接至一扬声器2045及一麦克风2046。处理器2021还连接至一输入装置2048及一驱动控制器2029。驱动控制器2029耦接至一帧缓冲器2028并耦接至阵列驱动器2022，阵列驱动器2022又耦接至一显示阵列2030。一电源2050根据具体实例性显示装置2040的设计的要求为所有组件供电。
网络接口2027包括天线2043及收发器2047，以使实例性显示装置2040可通过网络与一个或多个装置进行通信。在一实施例中，网络接口2027还可具有某些处理功能，以降低对处理器2021的要求。天线2043是所属领域的技术人员所知的用于发射及接收信号的任一种天线。在一实施例中，该天线根据IEEE802.11标准(包括IEEE 802.11(a)，(b)，或(g))来发射及接收RF信号。在另一实施例中，该天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准来发射及接收RF信号。倘若为蜂窝式电话，则该天线被设计成接收CDMA、GSM、AMPS或其他用于在无线移动电话网络中进行通信的习知信号。收发器2047对自天线2043接收的信号进行预处理，以使其可由处理器2021接收及进一步处理。收发器2047还处理自处理器2021接收到的信号，以使其可通过天线2043自实例性显示装置2040发射。
在一替代实施例中，可由一接收器取代收发器2047。在又一替代实施例中，可由一图像源取代网络接口2027，该图像源可存储或产生拟发送至处理器2021的图像数据。例如，该图像源可为数字视频光盘(DVD)或一含有图像数据的硬盘驱动器、或一产生图像数据的软件模块。
处理器2021通常控制实例性显示装置2040的总体运行。处理器2021自网络接口2027或一图像源接收数据(例如压缩的图像数据)，并将该数据处理成原始图像数据或处理成一种易于处理成原始图像数据的格式。然后，处理器2021将处理后的数据发送至驱动控制器2029或发送至帧缓冲器2028进行存储。原始数据通常是指可识别一图像内每一位置处的图像特性的信息。例如，所述图像特性可包括颜色、饱和度及灰度级。
在一实施例中，处理器2021包括一微控制器、CPU、或用于控制实例性显示装置2040的运行的逻辑单元。调节硬件2052通常包括用于向扬声器2045发送信号及用于自麦克风2046接收信号的放大器及滤波器。调节硬件2052可为实例性显示装置2040内的离散组件，或者可并入处理器2021或其他组件内。
驱动控制器2029直接自处理器2021或自帧缓冲器2028接收由处理器2021产生的原始图像数据，并适当地将原始图像数据重新格式化以便高速传输至阵列驱动器2022。具体而言，驱动控制器2029将原始图像数据重新格式化成一具有光栅状格式的数据流，以使其具有一适合于扫描显示阵列2030的时间次序。然后，驱动控制器2029将格式化后的信息发送至阵列驱动器2022。尽管驱动控制器2029(例如LCD控制器)通常是作为一独立的集成电路(IC)与系统处理器2021相关联，然而这些控制器也可按许多种方式进行构建。其可作为硬件嵌入于处理器2021中、作为软件嵌入于处理器2021中、或以硬件形式与阵列驱动器2022完全整合。
通常，阵列驱动器2022自驱动控制器2029接收格式化后的信息并将视频数据重新格式化成一组平行的波形，该组平行的波形每秒许多次地施加至来自显示器的x-y像素阵列的数百条、有时数千条引线。
在一实施例中，驱动控制器2029、阵列驱动器2022、及显示阵列2030适用于本文所述的任一类型的显示器。举例而言，在一实施例中，驱动控制器2029是一传统的显示控制器或一双稳显示控制器(例如一干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器2022是一传统驱动器或一双稳显示驱动器(例如一干涉式调制器显示器)。在一实施例中，一驱动控制器2029与阵列驱动器2022相整合。这种实施例在例如蜂窝式电话、手表及其他小面积显示器等高度集成的系统中很常见。在又一实施例中，显示阵列2030是一典型的显示阵列或一双稳显示阵列(例如一包含一干涉式调制器阵列的显示器)。
输入装置2048使用户能够控制实例性显示装置2040的运行。在一实施例中，输入装置2048包括一小键盘(例如QWERTY键盘或电话小键盘)、一按钮、一开关、一触敏屏幕、一压敏或热敏薄膜。在一实施例中，麦克风2046是实例性显示装置2040的输入装置。当使用麦克风2046向该装置输入数据时，可由用户提供语音命令来控制实例性显示装置2040的运行。
电源2050可包括各种各样的能量存储装置，此在所属领域中众所周知。例如，在一实施例中，电源2050为一可再充电的蓄电池，例如一镍-镉蓄电池或一锂离子蓄电池。在另一实施例中，电源2050是一可再生能源、电容器或太阳能电池，包括塑料太阳能电池及太阳能电池漆。在另一实施例中，电源2050配置成自墙上的插座接收电力。
在某些实施方案中，控制可编程性如上文所述存在于一驱动控制器中，该驱动控制器可位于电子显示系统中的数个位置上。在某些情形中，控制可编程性存在于阵列驱动器2022中。所属领域的技术人员将知，可在任意数量的硬件及/或软件组件中及在不同的配置中实施上述优化。
尽管上文详细说明是显示、说明及指出本发明的适用于各种实施例的新颖特征，然而应了解，所属领域的技术人员可在形式及细节上对所示装置或工艺的作出各种省略、替代及改变，此并不背离本发明的精神。应知道，由于某些特征可与其他特征相独立地使用或付诸实践，因而可在一并不提供本文所述的所有特征及优点的形式内实施本发明。
权利要求
1.一种包括至少一个具有一每一颜色的位深度的像素的装置，所述装置包括复数个基本上相等尺寸的子区域，其具有一第一子区域群组及一第二子区域群组，其中所述第一群组的子区域中每一子区域均包括每一颜色一第一数量个显示元件，且所述第二群组的子区域中每一子区域均包括每一颜色一第二数量个显示元件，其中所述第二数量减去所述第一数量基本上等于2自乘到一小于所述每一颜色的位深度的幂。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述第二子区域群组中所述显示元件中的每一显示元件均包括c+2(n-p)个显示元件，其中c是所述第一群组中每一子区域每一颜色的显示元件的数量，n是所述像素的所述每一颜色的位深度，且p小于n。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述子区域布置成N个行及M个列，每一行及列均由至少一条引线驱动，其中用于驱动所述像素中所有所述显示元件的引线总数是[(N+M)·c]+2(n-p)。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述第二群组的每一子区域均具有一唯一的尺寸。
5.如权利要求1所述的装置，其进一步包括一显示器；一与所述显示器电相通的处理器，所述处理器配置成处理图像数据；及一与所述处理器电相通的存储装置。
6.如权利要求5所述的装置，其进一步包括一驱动电路，其配置成向所述显示器发送至少一信号。
7.如权利要求6所述的装置，其进一步包括一控制器，其配置成向所述驱动电路发送所述图像数据的至少一部分。
8.如权利要求5所述的装置，其进一步包括一图像源模块，其配置成向所述处理器发送所述图像数据。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器、及发射器中的至少一个。
10.如权利要求5所述的装置，其进一步包括一输入装置，其配置成接收输入数据并将所述输入数据传送至所述处理器。
11.一种包含至少一个具有一位深度的像素的装置，所述装置包括复数个基本相等尺寸的显示元件，每一显示元件具有一“打开(on)”位置及一“关闭(off)”位置，其中所述显示元件在处于所述“打开”位置时均发出可见光，所述复数个基本相等尺寸的显示元件包括一第一显示元件群组及一第二显示元件群组，所述第一群组的显示元件在处于所述“打开”位置时的强度各为一预定值，且所述第二群组的显示元件在处于所述“打开”位置时的强度各为所述预定值的分数，所述像素的强度等于所述复数个显示元件中的每一显示元件均处于所述“打开”位置时的强度。
12.如权利要求11所述的装置，其进一步包括一第三显示元件群组，所述第三群组的显示元件在处于所述“打开”位置时的强度小于所述预定值的所述分数，所述像素的所述强度等于所述复数个显示元件中每一显示元件均处于所述“打开”位置时的强度。
13.如权利要求11所述的装置，其中所述第二群组的所述显示元件中至少一个显示元件的强度配置成根据一驱动器信号而变。
14.如权利要求11所述的装置，其中所述第二群组的所述显示元件包括用于减小所述显示元件的孔径的掩模。
15.如权利要求11所述的装置，其中所述第二群组的所述显示元件中的至少一个显示元件的强度为所述预定值的一半。
16.如权利要求11所述的装置，其中所述第二群组的所述显示元件中的至少一个显示元件的强度为所述预定值的四分之一。
17.如权利要求11所述的装置，其中所述第二群组的所述显示元件被屏蔽，以提供非线性强度增量直到达到所述预定值。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述第二群组包括至少四个显示元件，所述至少四个显示元件具有分别为所述预定值的0.1、0.2、0.4、及0.8的强度。
19.一种包含至少一个具有一每一颜色位深度n的像素的装置，所述装置包括一第一数量N个子区域，每一子区域均具有每一颜色c个显示元件，其中每一显示元件均具有一第一面积；及一第二数量M个子区域，每一子区域均具有每一颜色c+2(n-p)个显示元件，其中所述显示元件的(c-1)个中的每一个均具有一第二面积，且所述显示元件的1+2(n-p)个中的每一个均具有一第三面积，其中所述第一面积与所述第二面积基本相等，且所述第三面积基本等于所述第一面积除以1+2(n-p)，其中p小于n。
20.如权利要求19所述的装置，其中p代表(N+M)个分别具有每一颜色c个显示元件的基本相等尺寸的子区域的一位深度。
21.一种在一像素中布置复数个显示元件的方法，所述方法包括将所述像素划分成一第一子区域群组及一第二子区域群组，其中所述第一及第二群组中的子区域具有基本相等的面积；为所述第一群组的子区域中每一子区域分配每一颜色一第一数量个显示元件；及为所述第二群组的子区域中每一子区域分配每一颜色一第二数量个显示元件，其中所述第二数量减去所述第一数量基本等于2自乘到一小于所述像素的一每一颜色的位深度的幂。
22.一种根据权利要求21制成的显示装置。
23.一种可响应于至少一个具有复数个位的信号的装置，所述装置包括复数个像素，所述像素中每一像素均包括复数个子区域；一第一复数个子区域，所述第一复数个子区域中每一子区域均具有一第一面积，所述第一复数个子区域可响应于所述复数个位的一第一部分；及一第二复数个子区域，所述第二复数个子区域中每一子区域均具有一第二面积，其中所述第二面积小于所述第一面积，所述第二复数个子区域可响应于所述复数个位的一第二部分，其中所述第二部分的所述位不如所述第一部分的所述位有效。
24.如权利要求23所述的装置，其进一步包括一显示器；一与所述显示器电相通的处理器，所述处理器配置成处理图像数据；及一与所述处理器电相通的存储装置。
25.如权利要求24所述的装置，其进一步包括一驱动电路，其配置成向所述显示器发送至少一信号。
26.如权利要求25所述的装置，其进一步包括一控制器，其配置成向所述驱动电路发送所述图像数据的至少一部分。
27.如权利要求24所述的装置，其进一步包括一图像源模块，其配置成向所述处理器发送所述图像数据。
28.如权利要求27所述的装置，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器、及发射器中的至少一个。
29.如权利要求24所述的装置，其进一步包括一输入装置，其配置成接收输入数据并将所述输入数据传送至所述处理器。
30.如权利要求23所述的装置，其中K是所述第一部分中的位数，且所述复数个子区域包含2K+2-4个子区域。
31.如权利要求23所述的装置，其中所述第一复数个子区域包含所述像素的孔径的大于约百分之九十。
32.如权利要求23所述的装置，其中所述第一复数个子区域包含所述像素的孔径的大于约百分之九十八。
33.如权利要求23所述的装置，其中所述第二复数个子区域包含一行或多行设置于所述第一复数个子区域的各行子区域之间的子区域。
34.如权利要求23所述的装置，其中所述第二复数个子区域包含一列或多列设置于所述第一复数个子区域的各列子区域之间的子区域。
35.如权利要求23所述的装置，其中所述第二复数个子区域包含一行或多行设置于所述第一部分子区域的各行子区域之间的子区域及一列或多列设置于所述第一部分子区域的各列子区域之间的子区域。
36.一种包含至少一个具有一每一颜色的位深度的像素的显示装置，所述显示装置包括用于提供一第一强度范围的构件；及用于提供一第二强度范围的构件。
37.如权利要求36所述的显示装置，其中所述第一强度范围的所述提供构件包括一第一子区域群组，且所述第二强度范围的所述提供构件包括一第二子区域群组，其中所述第一群组与所述第二群组的子区域基本上具有相等的尺寸，所述第一群组的所述子区域中每一子区域包括每一颜色一第一数量个显示元件，且所述第二群组的所述子区域中每一子区域包括每一颜色一第二数量个显示元件，其中所述第二数量减去所述第一数量基本上等于2自乘到一小于所述每一颜色的位深度的幂。
38.如权利要求37所述的显示装置，其中所述显示元件均包含至少一个干涉式调制器。
39.如权利要求37所述的显示装置，其中所述第一强度范围的所述提供构件包含至少一个干涉式调制器。
40.如权利要求37所述的显示装置，其中所述第二强度范围的所述提供构件包含至少一个干涉式调制器。
41.一种可响应于至少一个具有复数个位的信号的显示装置，所述显示装置包括用于显示一图像的包含复数个子区域的构件，所述显示构件包括用于响应于所述复数个位的一第一部分的构件，响应于所述第一部分的所述响应构件包含一第一复数个子区域，所述第一复数个子区域中每一子区域均具有一第一面积，及用于响应于所述复数个位的一第二部分的构件，响应于所述第二部分的所述响应构件包含一第二复数个子区域，所述第二复数个子区域中每一子区域均具有一第二面积，其中所述第二面积小于所述第一面积，且其中所述第二部分的所述位不如所述第一部分的所述位有效。
42.如权利要求41所述的显示装置，其中所述提供构件包括一驱动电路。
43.如权利要求41所述的显示装置，其中所述显示构件包括复数个干涉式调制器。
44.如权利要求41所述的显示装置，其中响应于所述第一部分的所述响应构件包括复数个干涉式调制器。
45.如权利要求41所述的显示装置，其中响应于所述第二部分的所述响应构件包括复数个干涉式调制器。
46.一种布置一可响应于至少一个具有复数个位的信号的显示装置的方法，所述方法包括提供至少一个像素；将所述像素划分成一第一复数个子区域，所述第一复数个中的每一子区域均具有一第一面积，所述第一复数个子区域可响应于所述复数个位的一第一部分；及将所述像素划分成一第二复数个子区域，所述第二复数个中的每一子区域均具有一第二面积，其中所述第二面积小于所述第一面积，所述第二复数个子区域可响应于所述复数个位的一第二部分，其中所述第二部分的所述位不如所述第一部分的所述位有效。
47.一种根据权利要求46制成的显示装置。
48.一种包含至少一个具有一每一颜色的位深度的像素的装置，所述装置包括一第一区域，其配置成提供一第一强度范围；及一第二区域，其配置成提供一第二强度范围。
49.如权利要求48所述的装置，其中所述第一区域包括一第一子区域群组，且所述第二区域包括一第二子区域群组，其中所述第一群组与所述第二群组的子区域基本上具有相等的尺寸，所述第一群组的所述子区域中每一子区域包括每一颜色一第一数量个显示元件，且所述第二群组的所述子区域中每一子区域包括每一颜色一第二数量个显示元件，其中所述第二数量减去所述第一数量基本上等于2自乘到一小于所述每一颜色的位深度的幂。
50.如权利要求49所述的装置，其中所述显示元件分别包含至少一个干涉式调制器。
51.如权利要求48所述的装置，其进一步包括一显示器；一与所述显示器电相通的处理器，所述处理器配置成处理图像数据；及一与所述处理器电相通的存储装置。
52.如权利要求51所述的装置，其进一步包括一驱动电路，其配置成向所述显示器发送至少一信号。
53.如权利要求52所述的装置，其进一步包括一控制器，其配置成向所述驱动电路发送所述图像数据的至少一部分。
54.如权利要求51所述的装置，其进一步包括一图像源模块，其配置成向所述处理器发送所述图像数据。
55.如权利要求54所述的装置，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器、及发射器中的至少一个。
56.如权利要求51所述的装置，其进一步包括一输入装置，其配置成接收输入数据并将所述输入数据传送至所述处理器。
57.一种包含至少一个具有一每一颜色的位深度的像素的显示装置，所述显示装置包括用于显示一图像的包括复数个基本上相等的子区域的构件，所述显示构件包括用于显示一第一子区域群组的构件，及用于显示一第二子区域群组的构件，其中所述第一群组与所述第二群组的子区域基本上具有相等的尺寸，所述第一群组的所述子区域中每一子区域包括每一颜色一第一数量个显示元件，且所述第二群组的所述子区域中每一子区域包括每一颜色一第二数量个显示元件，其中所述第二数量减去所述第一数量基本上等于2自乘到一小于所述每一颜色的位深度的幂。
58.如权利要求57所述的显示装置，其中所述显示元件分别包含至少一个干涉式调制器。
59.如权利要求57所述的显示装置，其中所述图像的所述显示构件包含至少一个干涉式调制器。
60.如权利要求57所述的显示装置，其中所述第一子区域群组的所述显示构件包含至少一个干涉式调制器。
61.如权利要求57所述的显示装置，其中所述第二子区域群组的所述显示构件包含至少一个干涉式调制器。
62.一种布置一包含至少一个具有一每一颜色的位深度的像素的显示装置的方法，所述方法包括提供一第一显示区域，所述第一显示区域配置成提供一第一强度范围；及提供一第二显示区域，所述第二显示区域配置成提供一第二强度范围。
63.如权利要求62所述的方法，其中所述第一显示区域包括一第一子区域群组，且所述第二显示区域包括一第二子区域群组，其中所述第一群组与所述第二群组的子区域基本上具有相等的尺寸，所述第一群组的所述子区域中每一子区域包括每一颜色一第一数量个显示元件，且所述第二群组的所述子区域中每一子区域包括每一颜色一第二数量个显示元件，其中所述第二数量减去所述第一数量基本上等于2自乘到一小于所述每一颜色的位深度的幂。
64.如权利要求63所述的方法，其中所述显示元件分别包含至少一个干涉式调制器。
65.一种根据权利要求62制成的显示装置。
全文摘要
一包含多个显示元件(例如干涉式调制器)的像素的位深度可通过使用具有不同强度的显示元件而得到增大，同时引线数的增大极小。一具有至少一个强度为0.5的显示元件及N个强度分别为1的显示元件的实例性像素可提供约2N+1种色调(例如，0，0.5，1.0，1.5，2.0，[N+0.5])。相比之下，一具有N个强度分别为1的显示元件的像素仅可提供约N+1种色调(例如0，1，2，…，N)。因此，通过使所使用的至少一个显示元件的强度低于其他显示元件中每一显示元件的强度，会使像素所提供的色调数量增大约1倍并增大像素的位深度，同时使附加引线的数量最小化。
文档编号G09G3/20GK1755750SQ200510103448
公开日2006年4月5日 申请日期2005年9月15日 优先权日2004年9月27日
发明者马尼什·科塔里, 杰弗里·B·桑普塞尔 申请人:Idc公司