用于将数据写入到微机电系统显示元件的方法和系统的制作方法

专利名称：：用于将数据写入到微机电系统显示元件的方法和系统的制作方法用于将数据写入到微机电系统显示元件的方法和系统
技术领域：
无
背景技术：
微机电系统(MEMS)包含微机械元件、激活器和电子元件。可使用沉积、蚀刻和/或其它蚀刻掉衬底和/或已沉积材料层的部分或者添加层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生微机械元件。一种类型的MEMS装置称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指的是一种使用光学干涉原理选择性地吸收且/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包括一对导电板，其中之一或两者可能整体或部分透明且/或具有反射性，且能够在施加适当电信号时进行相对运动。在特定实施例中，一个板可包括沉积在衬底上的固定层，且另一个板可包括通过气隙与固定层分离的金属薄膜。如本文更详细描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广范围的应用，且在此项技术中，利用且/或修改这些类型装置的特性使得其特征可被发掘用于改进现有产品和创建尚未开发的新产品，将是有益的。
发明内容一个实施例具有一种将显示数据的帧写入到微机电系统(MEMS)显示元件的阵列的方法。所述方法包含将显示数据写入到MEMS显示元件以显示图像；将交替极性的第一系列偏置电压施加到MEMS显示元件的阵列的第一组列或行；以及将交替极性的第二系列偏置电压施加到MEMS显示元件的阵列的第二组列或行，其中所述第一组列或行与所述第二组列或行交错，使得相邻列或行在所述第一系列的施加和所述第二系列的施加期间接收相反极性的偏置电压。另一实施例具有一种在双稳态显示器中的显示保持模式期间减少闪烁的方法。所述方法包含将相反极性的偏置电位施加到显示器的相邻行和/或相邻列。另一实施例具有一种驱动多个双稳态微机电系统(MEMS)显示装置的方法。所述方法包含将图像数据写入到所述装置以显示图像；将保持信号施加到所述显示装置，其中所述保持信号被施加到数组显示装置，以便空间上抖动光输出中的差异，使得减少施加期间在显示器中的可见闪烁，其中光输出中的差异是由于保持信号的施加而引起的。另一实施例具有一种显示装置，所述显示装置包含微机电系统(MEMS)显示元件的阵列；和显示器驱动器，其经配置以将信号供应到阵列的行和列以便显示图像，将交替极性的第一系列偏置电压施加到所述阵列的第一组列或行，并将交替极性的第二系列偏置电压施加到第二组列或行，其中所述第一组列或行与所述第二组列或行交错，使得相邻的列或.行在所述第一系列的施加和所述第二系列的施加期间接—收相反极性的偏置电压。另一实施例具有一种显示装置，所述显示装置包含用于显示图像的构件；用于将信号供应到所述显示构件的行和列以便显示图像的构件；用于将交替极性的第一系列偏置电压施加到所述显示构件的第一组部分的构件；以及用于将交替极性的第二系列偏置电压施加到所述显示构件的第二组部分的构件，其中所述第一组部分与所述第二组部分交错，使得所述显示构件的相邻部分在所述第一系列的施加和所述第二系列的施加期间接收相反极性的偏置电压。图1是描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于激活位置。图2是说明并入有3X3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统框图。图3是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对所施加电压的图。图4是可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行和列电压的说明。图5A和5B说明可用于将显示数据帧写入到图2的3X3干涉式调制器显示器的行和列信号的一个示范性时序图。图6A和6B是说明包括多个干涉式调制器的视觉显示装置的实施例的系统框图。图7A是图1的装置的横截面。图7B是千涉式调制器的替代实施例的横截面。图7C是干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。图7D是干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。图7E是干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。图8是说明将相反写入极性施加到显示数据的不同帧的时序图。图9是说明在本发明第一实施例中帧更新周期期间的写入和保持循环的时序图。7例中帧更新周期期间的写入和保持循环的时序图。图IIA和IIB说明在阵列的列上施加交错保持电位。图12A、12B和12C说明在阵列的列和行两者上施加交错保持电位。图13是说明帧更新周期期间可变长度写入和保持循环的时序图。具体实施方式本发明的系统、方法和装置每一者均具有若干方面，其中任何单个方面均不仅仅负责其期望的属性。在不限定本发明范围的情况下，现将简要论述其较突出的特征。考虑此论述之后，且尤其在阅读本部分之后，将了解本发明的特征如何提供优于其它显示装置的优点。以下详细描述针对本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以许多不同方式实施。在本描述内容中参看了附图，附图中所有相同部分用相同标号表示。如从以下描述中将了解，所述实施例可实施在经配置以显示不论运动(例如，视频)还是固定(例如，静止图像)的且不论文字还是图画的图像的任何装置中。更明确地说，预期所述实施例可实施在多种电子装置中或与多种电子装置关联，所述多种电子装置例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手提式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏控制台、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)、座舱控制器和/或显示器、相机视图的显示器(例如，车辆中后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或指示牌、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如，对于一件珠宝的图像的显示器)。具有与本文中描述的装置类似的结构的MEMS装置也可用于例如电子切换装置的非显示器应用中。图1中说明包括干涉式MEMS显示元件的一个干涉式调制器显示器的实施例。在这些装置中，像素处于明亮状态或黑暗状态。在明亮("接通"或"开启")状态下，显示元件将入射可见光的大部分反射到用户。当在黑暗("断开"或"关闭")状态下时，显示元件将极少的入射可见光反射到用户。依据实施例而定，可颠倒"接通"和"断开"状态的光反射性质。MEMS像素可经配置而主要在选定的颜色处反射，从而允许除了黑白显示以外的彩色显示。图1是描述视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图，其中每一像素包括MEMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包括这些干涉式调制器的一行/列阵列。每一干涉式调制器包含一对反射层，其定位成彼此相距可变且可控制的距离以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学腔。在一个实施例中，可在两个位置之间移动所述反射层之一。在第一位置(本文中称为松弛位置)中，可移动反射层定位成距固定部分反射层相对较大的距离。在第二位置(本文中称为激活位置)中，可移动反射层定位成更紧密邻近所述部分反射层。视可移动反射层的位置而定，从所述两个层反射的入射光相长地或相消地进行干涉，从而为每一像素产生全反射状态或非反射状态。图i中像素阵列的所描绘部分包含两个相邻干涉式调制器12a和12b。在左侧干涉式调制器12a中，说明可移动反射层14a处于距包含部分反射层的光学堆叠16a预定距离处的松弛位置中。在右侧干涉式调制器12b中，说明可移动反射层14b处于邻近于光学堆叠16b的激活位置中。如本文所引用的光学堆叠16a和16b(统称为光学堆叠16)通常包括若干熔合层(fusedlayer),所述熔合层可包含例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层和透明电介质。因此，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可通过(例如)将上述层的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。部分反射层可由例如各种金属、半导体和电介质等部分反射的多种材料形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且所述层的每一者可由单一材料或材料的组合形成。在一些实施例中，光学堆叠的层经图案化成为多个平行条带，且如下文中进一步描述，可在显示装置中形成行电极。可移动反射层14a、14b可形成为沉积金属层(一层或多层)的一系列平行条带(与行电极16a、16b垂直)，所述金属层沉积在柱18和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上。当蚀刻去除牺牲材料时，可移动反射层14a、14b通过所界定的间隙19而与光学堆叠16a、16b分离。例如铝的高度导电且反射的材料可用于反射层14，且这些条带可在显示装置中形成列电极。在不施加电压的情况下，腔19保留在可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中像素12a所说明。然而，当将电位差施加到选定的行和列时，形成在相应像素处的行电极与列电极的交叉处的电容器变得带电，且静电力将所述电极拉在一起。如果电压足够高，那么可移动反射层14变形且被迫抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的介电层(在此图中未图示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离，如图1中右侧的像素12b所说明。不管所施加的电位差的极性如何，表现均相同。以此方式，可控制反射像素状态对非反射像素状态的行/列激活在许多方面类似于常规LCD和其它显示技术中所使用的行/列激活。图2到5说明在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性工艺和系统。图2是说明可并入有本发明各方面的电子装置的一个实施例的系统方框图。在所述示范性实施例中，所述电子装置包含处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM、Pentium、PentiumII、PentiumIII、PentiumIV、PentiumPro、8051、MIPS、PowerPC、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)。如此项技术中常规的做法，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统外，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软—件应用程序，包含网络浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22连通。在一个实施例中，所述阵列驱动器22包含将信号提供到显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。处理器或和阵列驱动器中的任一者或两者可在内部或外部存储计算机可读存储器软件模块或固件模块，其整体或部分控制提供到显示器阵列或面板30的信号以执行本文描述的功能。在图2中以线1-1展示图1中说明的阵列的横截面。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列激活协议可利用图3中说明的这些装置的滞后性质。可能需要(例如)IO伏的电位差来促使可移动层从松弛状态变形为激活状态。然而，当电压从所述值减小时，可移动层在电压降回IO伏以下时维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到电压降到2伏以下时才完全松弛。因此，在图3中说明的实例中存在约3到7V的电压范围，其中存在一所施加电压窗口，在所述窗口内装置在松弛状态或激活状态中均是稳定的。此窗口在本文中称为"滞后窗口"或"稳定窗口"。对于具有图3的滞后特性的显示器阵列来说，可设计行/列激活协议使得在行选通期间，已选通行中待激活的像素暴露于约10伏的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的电压差。在选通之后，所述像素暴露于约5伏的稳态电压差使得其维持在行选通使其所处的任何状态中。在此实例中，每一像素在被写入之后经历3-7伏的"稳定窗口"内的电位差。此特征使图1中说明的像素设计在相同的施加电压条件下在激活或松弛预存在状态下均是稳定的。因为干涉式调制器的每一像素(不论处于激活还是松弛状态)本质上是由固定反射层和移动反射层形成的电容器，所以可在滞后窗口内的一电压下维持此稳定状态而几乎无功率消耗。本质上，如果所施加的电压是固定的，那么没有电流流入像素中。在典型应用中，可通过根据第一行中所需组的激活像素确认所述组列电极来产生显示帧。接着将行脉冲施加到行1电极，从而激活对应于所确认的列线的像素。接着改变所述组已确认列电极以对应于第二行中所需组的激活像素。接着将脉冲施加到行2电极，从而根据已确认的列电极而激活行2中的适当像素。行1像素不受行2脉冲影响，且维持在其在行1脉冲期间被设定的状态中。可以连续方式对整个系列的行重复此过程以产生帧。通常，通过以每秒某一所需数目的帧的速度连续地重复此过程来用新的显示数据刷新且/或更新所述帧。用于驱动像素阵列的行和列电极以产生显示帧的广泛种类的协议也是众所周知的且可结合本发明使用。图4和5说明用于在图2的3X3阵列上形成显示帧的一个可能的激活协议。图4说明可用于使像素展示出图3的滞后曲线的一组可能的列和行电压电平。在图4实施例中，激活像素涉及将适当列设定为-Vb^，且将适当行设定为+AV，其分别可对应于-5伏和+5伏。松弛像素是通过将适当列设定为+VbiM，且将适当行设定为相同的+AV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。在行电压维持在零伏的那些行中，不管列处于+Vbias还是-Vbias，像素在任何其最初所处的状态中均是稳定的。同样如图4中所说明，将了解，可使用具有与上述电压的极性相反的极性的电压，例如，激活像素可涉及将适当列设定为+Vbias,且将适当行设定为-AV。在此实施例中，释放像素是通过将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为相同的-AV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。图5B是展示施加到图2的3X3阵列的一系列行和列信号的时序图，所述系列的行和列信号将产生图5A中说明的显示器布置，其中被激活像素为非反射的。在对图5A中说明的帧进行写入之前，像素可处于任何状态，且在本实例中所有行均处于0伏，且所有列均处于+5伏。在这些所施加的电压的情况下，所有像素在其既有的激活或松弛状态中均是稳定的。在图5A的帧中，像素(l，l)、(1,2)、(2,2)、(3,2)和(3,3)被激活。为了实现此目的，在行1的"线时间(linetime)"期间，将列1和2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。因为所有像素均保留在3-7伏的稳定窗口中，所以这并不改变任何像素的状态。接着用从0升到5伏且返回零的脉冲选通行1。这激活了(1,1)和(1,2)像素且松弛了(1,3)像素。阵列中其它像素均不受影响。为了视需要设定行2，将列2设定为-5伏，且将列1和3设定为+5伏。施加到行2的相同选通接着将激活像素(2,2)且松弛像素(2,1)和(2,3)。同样，阵列中其它像素均不受影响。通过将列2和3设定为-5伏且将列1设定为+5伏来类似地设定行3。行3选通设定行3像素，如图5A中所示。在对帧进行写入之后，行电位为零，且列电位可维持在+5或-5伏，且接着显示器在图5A的布置中是稳定的。将了解，可将相同程序用于数十或数百个行和列的阵列。还将应了解，用于执行行和列激活的电压的时序、序列和电平可在上文所概述的一般原理内广泛变化，且上文的实例仅为示范性的，且任何激活电压方法均可与本文描述的系统和方法一起使用。图6A和6B是说明显示装置40的实施例的系统方框图。显示装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍微变化形式也说明例如电视和便携式媒体播放器的各种类型的显示装置。显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器44、输入装置48和麦克风46。外壳41通常由所属领域的技术人员众所周知的多种制造工艺的任一者形成，所述工艺包含注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料的任一者制成，所述材料包含(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。在一个实施例中，外壳41包含可去除部分(未图示)，所述可去除部分可与其它具有不同颜色或含有不同标记、图画或符号的可去除部分互换。如本文中所描述，示范性显示装置40的显示器30可为包含双稳态显示器(bi-stabledisplay)在内的多种显示器的任一者。在其它实施例中，如所属领域的技术人员众所周知，显示器30包含例如如上所述的等离子、EL、OLED、STNLCD或TFTLCD的平板显示器，或例如CRT或其它电子管装置的非平板显示器。然而，出于描述本实施例的目的，如本文中所描述，显示器30包含干涉式调制器显示器。图6B中示意说明示范性显示装置40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示装置40包含外壳41且可包含至少部分封围在所述外壳41中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示装置40包含网络接口27，所述网络接口27包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器22进而耦合到显示器阵列30。根据特定示范性显示装置40设计的要求，电源50将功率提供到所有组件。网络接口27包含天线43和收发器47使得示范性显示装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有某些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43是所属领域的技术人员已知的用于传输和接收信号的任何天线。在一个实施例中，所述天线根据正EE802.11标准(包含正EE802.11(a)、(b)或(g))来传输和接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据BLUETOOTH标准来传输和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，所述天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS或其它用于在无线手机网络内通信的已知信号。收发器47预处理从天线43接收到的信号，使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行处理。收发器47还处理从处理器21接收到的信号使得可经由天线43从示范性显示装置40传输所述信号。在一替代实施例中，收发器47可由接收器代替。在又一替代实施例中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源代替。举例来说，所述图像源可为含有图像数据的数字视频光盘(DVD)或硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。处理器21大体上控制示范性显示装置40的全部操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压縮图像数据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21接着将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度级。在一个实施例中，处理器21包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示装置40的操作。调节硬件52通常包含放大器和滤波器，以用于将信号传输到扬声器45，且用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为示范性显示装置40内的离散组件，或可并入在处理器21或其它组件内。驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，并适当地重新格式化所述原始图像数据以供高速传输到阵列驱动器22。具体来说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有类似光栅的格式的数据流，使得其具有适于在显示器阵列30上进行扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21关联而作为独立的集成电路(IC)，但可以许多方式实施这些控制器。其可作为硬件嵌入处理器21中，作为软件嵌入处理器21中，或与阵列驱动器22完全集成在硬件中。通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收已格式化的信息且将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形以每秒多次的速度被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千个引线。在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于本文描述的任意类型的显示器。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成。此实施例在例如蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器的高度集成系统中是普遍的。在又一实施例中，显示器阵列30是典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包含干涉式调制器阵列的显示器)。输入装置48允许用户控制示范性显示装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包含例如QWERTY键盘或电话键区的键区、按钮、开关、触敏屏幕、压敏或热敏薄膜。在一个实施例中，麦克风46是用于示范性显示装置40的输入装置。当使用麦克风46将数据输入到所述装置时，用户可提供声音命令以便控制示范性显示装置40的操作。电源50可包含此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50是例如镍镉电池或锂离子电池的可再充电电池。在另一实施例中，电源50是可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收功率。在某些实施方案中，如上文中所描述，控制可编程性驻存在驱动器控制器中，所述驱动器控制器可位于电子显示器系统中的若干位置中。在某些情况下，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将了解，上述优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。根据上文陈述的原理而操作的干涉式调制器的结构的细节可广泛变化。举例来说，图7A-7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同实施例。图7A是图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积在垂直延伸的支撑件18上。在图7B中，可移动反射层14在系链(tether)32上仅在隅角处附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14从可包括柔性金属的可变形层34悬置下来。所述可变形层34直接或间接地连接到围绕可变形层34的周边的衬底20。这些连接在本文中称为支柱。图7D中说明的实施例具有支柱插塞42，可变形层34搁置在所述支柱插塞42上。如图7A-7C所示，可移动反射层14保持悬置在腔上方，但可变形层34并不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔而形成所述支柱。而是，支柱由平坦化材料形成，所述平坦化材料用于形成支柱插塞42。图7E中说明的实施例是基于图7D中展示的实施例，但也可适于与图7A-7C中说明的实施例以及未图示的额外实施例的任一者一起发挥作用。在图7E中所示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的额外层来形成总线结构44。这允许信号沿着干涉式调制器的背面进行路由，从而消除许多原本可能必须形成在衬底20上的电极。在例如图7中所示的那些实施例的实施例中，干涉式调制器充当直接观看装置，其中从透明衬底20的前侧观看图像，所述侧与上面布置有调制器的一侧相对。在这些实施例中，反射层14以光学方式遮蔽在反射层的与衬底20相对侧的干涉式调制器的部分，其包含可变形层34。这允许对遮蔽区域进行配置和操作而不会消极地影响图像质量。这种遮蔽允许实现图7E中的总线结构44,所述总线结构44提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质(例如，寻址与由所述寻址导致的移动)分离的能力。这种可分离的调制器结构允许选择用于调制器的机电方面和光学方面的结构设计和材料且使其彼此独立而发挥作用。此外，图7C-7E中所示的实施例具有源自反射层14的光学性质与其机械性质脱离的额外益处，所述益处由可变形层34执行。这允许用于反射层14的结构设计和材料在光学性质方面得以优化，且用于可变形层34的结构设计和材料在期望的机械性质方面得以优化。'上述装置的一个方面是电荷可建立在装置的层之间的电介质上，当所述装置通过始终在相同方向上的电场来激活和保持在所述激活状态中时尤其如此。举例来说，如果当装置通过具有比稳定性的外阈值大的量值的电位激活时移动层相对于固定层始终处于较高电位，那么在层之间的电介质上的缓慢增加的电荷建立可开始偏移装置的滞后曲线。因为其造成显示器性能随时间且针对随时间以不同方式激活的不同像素而以不同方式改变，所以这不合乎需要。如图5B的实例中可见，给定像素在激活期间遇到10伏的差，且在此实例中，每次行电极处于比列电极高IOV的电位。在激活期间，板之间的电场因此始终指向一个方向，即从行电极朝向列电极。可通过以下操作来减少此问题在显示器写入过程的第一部分期间以第一极性的电位差激活MEMS显示元件，且在显示器写入过程的第二部分期间以具有与第一极性相反的极性的电位差来激活MEMS显示元件。此基本原理在图8、9和10中说明。在图8中，显示数据的两个帧依序被写入，帧N和帧N+1。在此图式中，在行l线时间期间，列的数据对于行l有效(即，根据行l中像素的所需状态而为+5或-5)，在行2线时间期间对于行2有效，且在行3线时间期间对于行3有效。帧N如图5B所示被写入，在此其将称为正极性，其中在MEMS装置激活期间行电极比列电极高IOV。在激活期间，列电极可处于-5V，且在此实例中行上的扫描电压为+5V。帧N的显示元件的激活和释放因此根据上文图4的中心行而执行。帧N+1依据图4的最低行被写入。对于帧N+1，扫描电压为-5V，且将列电压设定为十5V以激活，且设定为-5V以释放。因此，在帧N+1中，列电压超过行电压10V，在此称为负极性。随着显示器持续刷新和/或更新，极性可在帧之间交替，其中帧N+2以与帧N相同的方式写入，帧N+3以与帧N+1相同的方式写入，等等。以此方式，像素的激活在两15个极性中发生。在遵循此原理的实施例中，相反极性的电位在所界定时间处分别施加到给定MEMS元件且持续所界定的持续时间，所述持续时间取决于图像数据被写入到阵列的MEMS元件的速率，且相反电位差每一者在显示用途的给定周期内被施加近似相等的时间量。这有助于随着时间减少建立于电介质上的电荷。可实施此方案的各式各样的修改。举例来说，帧N和帧N+1可包括不同的显示数据。或者，其可以是以相反极性写入到阵列两次的相同显示数据。其中相同数据以相反极性信号被写入两次的一个特定实施例在图9中额外详细说明。此图中说明帧N和N+1更新周期。这些更新周期通常是选定帧更新速率的反数，所述更新速率由显示系统接收显示数据的新帧的速率界定。此速率可(例如)为l5Hz、30Hz或根据正显示的图像数据的性质为另一频率。本文描述的显示元件的一个特征是，数据帧通常可在比由帧更新速率界定的更新周期短的时间周期中写入到显示元件的阵列。在图9的实施例中，帧更新周期分成四个部分或间隔，图9中指示为40、42、44和46。图9说明用于例如图5A中所说明的3行显示器的时序图。在帧更新周期的第一部分40期间，所述帧以跨越第一极性的调制器元件的电位差被写入。举例来说，施加到行和列的电压可遵循由图4和图5B的中心行所说明的极性。与图8—样，在图9中未个别展示列电压，而是将列电压指示为多导体总线，其中列电压在周期50期间针对行1数据有效，在周期52期间针对行2数据有效，且在周期54期间针对行3数据有效，其中"有效"是根据待写入的列中的显示元件的所需状态改变的选定电压。在图5B的实例中，每一列可根据所需的显示元件状态而采取+5或-5的电位。如上文所解释，行脉冲51视需要设定行1显示元件的状态，行脉冲53视需要设定行2显示元件的状态，且行脉冲55视需要设定行3显示元件的状态。在帧更新周期的第二部分42期间，相同数据以与施加到显示元件的相反极性写入到所述阵列。在此周期期间，呈现于列上的电压与其在第一部分40期间的电压相反。如果在时间周期50期间列上的电压为(例如)+5伏，那么其在时间周期60期间将会是-5伏，且反之亦然。将数组显示数据依序施加到列也是如此，例如电位在周期62期间与52的电位相反，且电位在周期64期间与时间周期54期间施加的电位相反。与帧更新周期的第一部分40期间提供的相反极性的行选通61、63、65，在第二部分42期间将与部分40期间写入的相同的数据再写入到所述阵列，但跨越显示元件施加的电压的极性反转。在图9中说明的实施例中，第一周期40和第二周期42两者均在帧N更新周期结束之前完成。在此实施例中，一对交替的保持周期44和46填充第二周期42之后和帧N更新周期结束之前的时间。使用图3-5的阵列作为实例，在第一保持周期44期间，行全部保持在0伏，且列全部变成+5V。在第二保持周期46期间，行仍在0伏，且列全部变成-5V。因此，在帧N的阵列写入之后的周期期间，但在帧N+1的阵列写入之前，相反极性的偏置电位每一者被施加到所述阵列的元件。在这些周期期间，所述阵列元件的状态不改变，但施加相反极性的电位以使显示元件中建立的电荷最少。在帧N+1的下一帧更新周期期间，可重复所述过程，如图9所示。将了解，可利用此整个方法的多种修改以达到有利的效果。举例来说，可提供两个以上保持周期。图10说明其中相反极性中的写入是以逐行为基础而非以逐帧为基础来进行的实施例。在此实施例中，图9的时间周期40和42交错。此外，调制器可能在一个极性中比在另一极性中更易于充电，且因此虽然基本上确切相等的正和负写入和保持时间通常最有利，但在一些情况下稍微偏斜正和负极性激活和保持的相对时间周期可能是有益的。因此，在一个实施例中，可调整写入循环和保持循环的时间以实现电荷平衡。在示范性实施例中，使用纯粹为说明和易于运算而选择的值，可使电极材料在正极性中的充电速率比在负极性中的充电速率快两倍。如果正写入循环(write+)为10ms,那么负写入循环(write-)可为20ms以进行补偿。因此write+循环将使用总写入循环的三分之一，而write-循环将使用总写入时间的三分之二。类似地，保持循环可具有类似的时间比率。在其它实施例中，电场中的变化可能为非线性的，使得充电或放电速率可能随时间变化。在此情况下，可基于非线性充电和放电速率来调整循环时间。在一些实施例中，若干时序变量可独立地编程以确保DC电中性和一致的滞后窗口。这些时序设定包含(但不限于)write+和write-循环时间、正保持和负保持循环时间以及行选通时间。尽管本文论述的帧更新循环具有write+、write-、hold+和hold-的设定次序，但此次序可改变。在其它实施例中，循环的次序可能是所述循环的任何其它排列。在另外其它实施例中，不同循环和循环的不同排列可用于不同的显示更新周期。举例来说，帧N可能仅包括write+循环、hold+循环和hold-循环，而后续帧N+l可仅包括write-、hold+和hold-循环。另一实施例可将write+、hoId+、write-、hold-用于一个或一系列帧，且接着将write-、hold-、write+、hold+用于接下来后续的一个或一系列帧。还将了解，可针对每一列独立地选择正和负极性保持循环的次序。在此实施例中，一些列首先循环通过hold+，接着是hold-，而其它列首先行进到hold-，接着是hold+。在一个实例中，视列驱动器电路的配置而定，可能更有利的是，针对第一保持循环44将列的一半设定在-5V且一半设定在+5V，且接着针对第二保持循环46切换所有列极性以将第一半设定到+5V且将第二半设定到-5V。此实施例的另一有利方面是，如果列的第一和第二半经适当布置，那么保持循环电位的极性跨越所述阵列而空间上交替。保持循环极性的此空间交替有助于消除或减少所显示图像的干扰，例如可感知的闪烁，其可在保持循环期间发生。闪烁现象发生是因为有时滞后曲线中心未恰好在零伏周围，因此显示元件的机械响应(且因此光学响应)与极性相依，即使当所施加电压具有相同绝对值时也如此。因此，在保持循环期间，当显示器中的所有像素在正极性与负极性之间同时切换时，可导致显示器中的可见闪烁。去除闪烁的一种可能方法是将极性交替的频率增加到高于人类可感知的程度。此解决方案虽然有效，但需要显著功率消耗以驱动较高频率保持循环信号。为了克服这种可感知的干扰而不以较高功率消耗为代价，可使用空间抖动技术。在保持周期期间改变保持电位极性的同时，一些实施例驱动特定布置中的阵列列以便水平地抖动所述闪烁。在简单的实施例中，当偶数编号列处于正保持状态时，奇数编号列处于负保持状态，且反之亦然。图IIA和IIB是展示干涉式调制器的阵列和在保持周期期间行和列上的驱动电位的图示和时序图。图11A展示行保持电位Vrowcom在行之间共用。Vrowcom在一些可用实施例中为零或接近零，例如在图5B的驱动方案中，但并不总是如此。图11A还展示列电位并非全部相同。尽管其它布置是可能的，但在图IIA所示的实施例中，列电位水平地交替。也就是说，偶数编号列具有第一电位Vb且奇数编号列具有第二电位Va。因此，跨越任何个别干涉式调制器的有效电位为IVa-Vbiasl(Va-Vbias的绝对值)，或IVb-Vbiasl。如图11B所示，Va和Vb在Vpos与Vneg之间交替且被驱动，使得当Va为Vpos时，Vb为Vneg;且当Va为Vneg时，Vb为Vpos。因为以ABAB模式如此逐列交替电位Va和Vb，所以干涉式调制器的水平相邻列将处于相反极性保持状态。结果是，尽管实现改变驱动极性的合乎需要的影响，不合乎需要的闪烁被水平抖动，使得其感知减少或实质上被消除。闪烁减少还可以较粗略的交错获得，例如以AABBAA模式将Va施加到列对，将Vb施加到相邻列对，等等。一些实施例使用水平和垂直抖动两者来在保持周期期间减少可感知的闪烁，同时改变保持电位极性。图12A和12B是展示干涉式调制器的阵列和在保持周期期间行和列上的保持电位的说明和时序图。图12A展示列电位并非全部相同。图12A还展示行电位并非全部相同。尽管其它布置是可能的，但在图12A所示的实施例中，行电位垂直地交替而列电位水平地交替。也就是说，奇数行具有第一电位Vrc且偶数行具有第二电位Vrd，而奇数列具有第三电位Va且偶数列具有第四电位Vb。Vrc和Vrd被驱动以在Vrpos与Vrneg之间切换，使得当Vrc为Vrpos时，Vrd为Vrneg;且当Vrc为Vrneg时，Vrd为Vrpos，如图12B所示。类似地，Va和Vb被驱动以便在Vcpos与Vcneg之间切换，使得当Va为Vcpos时，Vb为Vcneg;且当Va为Vcneg时，Vb为Vcpos，也如图12B所示。此外，行电位的转变可有利地与列电位的转变异相。因此，每一个别干涉式调制器在四个不同位置之间切换，每一位置对应于列和行电压的四种组合(Vcpos-Vrpos、Vcpos-Vrneg、Vcneg-Vrpos和Vcneg-Vraeg)中的一者，且每一位置根据所施加电位的振幅而导致不同的光调制特征。图12C展示在如图12B所示的相应列和行电压时间周期期间，图12A中标记为A、B、C和D的干涉式调制器的每一者的不同反射率，其中反射率1对应于Vcneg-Vrneg，反射率2对应于Vcneg-Vrpos，反射率3对应于Vcpos-Vrneg，且反射率4对应于Vcpos-Vrpos。图12C的表展示在每一时间周期中，四种状态的每一者中有一个干涉式调制器。结果，从所述组四个装置反射的所有光不会随着时间周期而改变。图12C还展示在行电压转变处，干涉式调制器处于相同列交换状态，且在列转变处干涉式调制器处于相同行交换状态。类似于参看图IIA和IIB所描述的水平抖动，二维抖动通过确保即使来自每一干涉式调制器的光随着变化的保持电位而改变，但因为相邻干涉式调制器被驱动到不同状态，所以来自一组四个干涉式调制器的所有光实质上保持不变，来进一步减少闪烁的感知。结果是，尽管实现改变保持极性的合乎需要的影响，但不合乎需要的闪烁被二维地抖动，使得其感知被减少或实质上被消除。还已经发现周期性地包含用于MEMS显示元件的释放循环是有利的。在一些帧更新循环期间针对一个或一个以上行执行此释放循环是有利的。此释放循环通常将相对较不频繁地提供，例如每隔100,000或1，000，000帧更新，或每隔一小时或若干小时的显示操作。如此周期性释放所有或实质上所有像素的目的是减少持续被激活达较长周期的MEMS显示元件由于正显示的图像的性质的缘故将在激活状态中停止的可能。在图9的实施例中，例如，周期50可以是每隔100,000帧更新将行1的所有显示元件写入到释放状态的write+循环。可对于周期52、54和/或60、62、64针对显示器的所有行进行相同操作。由于这些释放循环较图13展示其中帧写入可采用可变量的帧更新周期的另一实施例，且在长度上调整保持循环周期，以便填充一个帧的显示写入过程完成与后续帧的显示写入过程开始之间的时间。在此实施例中，写入数据的帧的时间(例如周期40和42)可依据数据的帧与先前帧的不同程度而变化。在图13中，帧N需要完整的帧写入操作，其中阵列的所有行均被选通。在两个极性中进行此操作，需要如图9和10中所说明的周期40和42。对于帧N+1,所述行中仅一些行需要更新，因为在此实例中，对于阵列的一些行来说，图像数据是相同的。未改变的行(如图13的行1和行N)未被选通。将新数据写入到阵列因此需要较短的周期70和72，因为所述行中仅一些行需要被选通。对于帧N+l，保持循环44、46被延伸以填充在写入帧N+2将开始之前的剩余时间。在此实例中，帧N+2未从帧N+1改变。因而无需写入循环，且帧N+2的更新周期用保持循环44和46完全填满。如上文所描述，可使用两个以上保持循环，例如四个循环、八个循环等。尽管上文揭示的实施例已针对行和列驱动电压的特定布置，但将了解，其它布置也将具有抖动闪烁的有利结果。举例来说，可布置数组相邻元件，使得一组内的所有元件接收相同驱动电压，且因此实质上相同地移动，且使得每一组接收与相邻组不同的驱动电压，且因此与相邻组不同地移动。此方案中的列和行电压将经配置使得所述组元件具有的尺寸和形状会使闪烁通过其空间布置而被有效地抖动。将了解，在上文论述中，术语极性涉及值与参考之间的差的符号，其中所述参考可为零或可不为零。也就是说，相反极性的信号具有的值是其中一者大于参考且一者小于参考，其中参考可为零或可不为零。将了解，在上文论述中，术语行和列是任意选择的，每一者表示阵列中的分离尺寸。行和列并不意味着与任何固定参考相关。因此，行和列可互换。所属领域的技术人员将了解，可在不脱离本发明的精神的情况下作出许多和各种修改。因此，应清楚地了解，本发明的形式仅是说明性的，且并不希望限制本发明的范围。权利要求1.一种将显示数据的帧写入到微机电系统(MEMS)显示元件的阵列的方法，所述方法包括将显示数据写入到所述MEMS显示元件以显示图像；将交替极性的第一系列偏置电压施加到MEMS显示元件的所述阵列的第一组列或行；以及将交替极性的第二系列偏置电压施加到MEMS显示元件的所述阵列的第二组列或行；其中所述第一组列或行与所述第二组列或行交错，使得相邻列或行在所述第一系列的所述施加和所述第二系列的所述施加期间接收相反极性的偏置电压。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一和第二系列分别以ABAB或ABBA模式施加到所述第一和第二组列或行，其中A表示所述第一组的列或行，且B表示所述第二组的列或行。3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括-将交替极性的第三系列偏置电压施加到MEMS显示元件的所述阵列的第三组列或行；以及将交替极性的第四系列偏置电压施加到MEMS显示元件的所述阵列的第四组列或行。4.根据权利要求3所述的方法，其中将所述第一和第二系列施加到第一和第二组列，且将所述第三和第四系列施加到第三和第四组行。5.根据权利要求l所述的方法，其中在施加所述第一和第二系列的同时维持所述显示的图像。6.根据权利要求l所述的方法，其中所述元件的每一者响应于所述第一和第二系列的所述施加而从具有第一光调制特征改变成具有第二光调制特征。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一和第二光调制特征稍许不同。8.根据权利要求l所述的方法，其中在施加所述第一和第二系列的同时，已激活元件保持激活且未激活元件保持未激活。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述偏置电压使所述元件的充电最小化。10.根据权利要求l所述的方法，其中实质上同时施加所述第一和第二系列电压。11.一种在双稳态显示器中的显示保持模式期间减少闪烁的方法，所述方法包括将相反极性的偏置电位施加到所述显示器的相邻行和/或相邻列。12.根据权利要求11所述的方法，其中施加所述偏置电位使得空间上抖动保持模式闪烁。13.根据权利要求12所述的方法，其中在行方向、列方向、所述行和所述列方向两者的至少一者中空间上抖动所述闪烁。—14.根据权利要求11所述的方法，其中将相反极性的第一系列偏置电位施加到所述显示器的行，且将第二系列偏置电位施加到所述显示器的列。15.根据权利要求ll所述的方法，其中所述偏置电位使所述元件的充电最小化。16.根据权利要求ll所述的方法，其中实质上同时施加所述第一和第二系列电压。17.—种驱动多个双稳态微机电系统(MEMS)显示装置的方法，所述方法包括将图像数据写入到所述装置以显示图像；将保持信号施加到所述显示装置，其中将所述保持信号施加到数组显示装置，以便空间上抖动光输出中的差异，使得减少所述施加期间所述显示装置中的可见闪烁，其中光输出中的所述差异是由于所述保持信号的所述施加而引起的。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述保持信号包括具有相反极性和不同振幅中的至少一者的信号。19.根据权利要求18所述的方法，其中相邻组接收因极性和振幅中的至少一者而不同的保持信号。20.根据权利要求17所述的方法，其中所述组包括行、列、行的部分、列的部分、多个行的部分和多个列的部分中的至少一者。21.根据权利要求17所述的方法，其中所述组是邻接的。22.根据权利要求17所述的方法，其中所述组是不邻接的。23.—种显示装置，其包括微机电系统(MEMS)显示元件的阵列；以及显示器驱动器，其经配置以将信号供应到所述阵列的行和列以便显示图像，将交替极性的第一系列偏置电压施加到所述阵列的第一组列或行，并将交替极性的第二系列偏置电压施加到第二组列或行，其中所述第一组列或行与所述第二组列或行交错，使得相邻列或行在所述第一系列的所述施加和所述第二系列的所述施加期间接收相反极性的偏置电压。24.根据权利要求23所述的装置，其中所述驱动器进一步经配置以将交替极性的第三系列偏置电压施加到MEMS显示元件的所述阵列的第三组列或行，且将交替极性的第四系列偏置电压施加到MEMS显示元件的所述阵列的第四组列或行。25.根据权利要求23所述的装置，其中所述第一和第二系列施加到第一和第二组列，且所述第三和第四系列施加到第三和第四组行。26.根据权利要求23所述的装置，其中所述元件的每一者经配置以响应于所述第一和第二系列的所述施加而从具有第一光调制特征改变成具有第二光调制特征。27.根据权利要求23所述的装置，其中所述阵列经配置以使得在施加所述第一和第二系列的同时，已激活元件保持激活且未激活元件保持未激活。28.根据权利要求23所述的装置，其中所述第一和第二系列电压实质上同时施加。29.—种显示装置，其包括显示构件，其用于显示图像；供应构件，其用于将信号供应到所述显示构件的行和列以显示图像；施加构件，其用于将交替极性的第一系列偏置电压施加到所述显示构件的第一组部分；以及施加构件，其用于将交替极性的第二系列偏置电压施加到所述显示构件的第二组部分，其中所述第一组部分与所述第二组部分交错，使得所述显示构件的相邻部分在所述第一系列的所述施加和所述第二系列的所述施加期间接收相反极性的偏置电压。30.根据权利要求29所述的装置，其中所述供应构件进一步经配置以将交替极性的第三系列偏置电压施加到所述显示构件的第三组部分，且将交替极性的第四系列偏置电压施加到所述显示构件的第四组部分。31.根据权利要求.29所述的装置，其中所述显示构件的所述部分的每一者经配置以响应于所述第一和第二系列的所述施加而从具有第一光调制特征改变成具有第二光调制特征。32.根据权利要求29所述的装置，其中所述显示构件经配置以使得在施加所述第一和第二系列的同时，所述显示构件的已激活部分保持激活且所述显示构件的未激活部分保持未激活。33.—种存储模块的计算机可读存储器，所述模块促使显示器驱动器电路将信号施加到显示器阵列中的显示装置以将图像数据写入到所述显示装置来显示图像，且将保持信号施加到所述显示装置，其中所述保持信号被施加到数组显示装置，以便空间上抖动光输出中的差异，使得减少所述施加期间所述显示装置中的可见闪烁，其中光输出中的所述差异是由于所述保持信号的所述施加而引起的。34.根据权利要求33所述的计算机可读存储器，其中所述保持信号包括具有相反极性和不同振幅中的至少一者的信号。35.根据权利要求34所述的计算机可读存储器，其中相邻组接收因极性和振幅中的至少一者而不同的保持信号。36.根据权利要求33所述的计算机可读存储器，其中所述组包括行、列、行的部分、列的部分、多个行的部分和多个列的部分中的至少一者。37.根据权利要求33所述的计算机可读存储器，其中所述组是邻接的。38.根据权利要求33所述的计算机可读存储器，其中所述组是不邻接的。全文摘要电荷平衡显示数据写入方法在选定帧更新周期期间使用相反极性的写入和保持循环。保持循环信号的空间抖动可减少闪烁。文档编号G09G3/34GK101326564SQ200680046431公开日2008年12月17日申请日期2006年11月30日优先权日2005年12月7日发明者R·斯科特·黑斯廷斯,威廉·J·卡明斯,科斯塔丁·乔尔杰夫,艾伦·刘易斯,马克·米格纳德申请人:高通Mems科技公司