用于显示器的驱动方案的制作方法

用于显示器的驱动方案的制作方法
【专利摘要】本发明提供用于根据选定驱动序列将显示图像写入到具有像素阵列的显示器的系统、方法及设备。在一方面中，使用又高又窄电压脉冲来驱动一行的显示元件。此情形允许在较短线时间中驱动一行的显示元件。
【专利说明】用于显不器的驱动方条【技术领域】
[0001]本发明涉及在机电系统中使用又高又窄电压脉冲来驱动排成一行的显示元件。
【背景技术】
[0002]机电系统包含具有电及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如，镜子)及电子器件的装置。机电系统可被制造成多种尺度，包含，但不限于，微尺度及纳尺度。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含具有范围从约一微米到数百微米或数百微米以上的大小的结构。纳机电系统(NEMS)装置可包含具有小于微米的大小(包含例如小于数百纳米的大小)的结构。机电元件可使用沉积、蚀刻、光刻及/或蚀刻掉衬底及/或沉积的材料层的部分或添加层以形成电及机电装置的其它微加工工艺来制作。
[0003]一种类型的机电系统装置被称作干涉调制器(IMOD)。如本文中所使用，术语干涉调制器或干涉光调制器是指使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射光的装置。在一些实施方案中，干涉调制器可包含一对导电板，其中的一者或两者可全部或部分为透明的及/或反射的，且能够在施加适当电信号之后相对运动。在实施方案中，一个板可包含沉积在衬底上的静止层，且另一个板可包含与静止层分离一气隙的反射薄膜。一个板相对于另一个的位置可改变入射于干涉调制器上的光的光学干涉。干涉调制器装置具有广泛的应用，且被预期用于改进现有产品且制作新产品，尤其是具有显示能力的产品。

【发明内容】

[0004]本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，其中无单个的方面单独负责本文中所揭示的所要属性。
[0005] 本发明中所描述的标的物的一个创新方面可实施于一种用于寻址多个显示元件的方法中。所述方法包含将第一电位施加到第一显示元件的分段电极。所述方法进一步包含将不同于第一电位的第二电位施加到第二显示元件的分段电极。所述方法进一步包含将第三电位施加到两个显示元件的共同电极达选定持续时间。在所述选定持续时间期间横跨所述第一及第二显示元件产生的电位差具有大于所述第一显示元件的响应阈值且小于所述第二显示元件的响应阈值的振幅及持续时间。所述第一显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第一显示元件的所述分段电极的所述第一电位。所述第二显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第二显示元件的所述分段电极的所述第二电位。在所述选定持续时间期间横跨所述第一显示元件的所述电位差具有在所述第一显示元件的第一磁滞窗口之外的振幅。在所述选定持续时间期间横跨所述第二显示元件的所述电位差具有在所述第二显示元件的第二磁滞窗口之外的振幅。所述第一显示元件的所述共同电极与所述分段电极之间的间隙可至少部分基于施加到所述第一显示元件的所述分段电极的所述第一电位。所述第二显示元件的所述共同电极与分段电极之间的间隙可至少部分基于施加到所述第二显示元件的所述分段电极的所述第二电位。所述第一显示元件及所述第二显示元件两者可在将所述第三电位施加到所述第一及第二显示元件两者的所述共同电极之前处于松弛状态。
[0006]本发明中所描述的标的物的另一创新方面可实施于一种显示设备中。所述显示设备包含多个显示元件。所述多个显示元件包含至少第一及第二显示元件。所述显示设备进一步包含驱动器电路。所述驱动器电路经配置以产生第一脉冲，所述第一脉冲的特征在于具有大于所述第一显示元件的响应阈值且小于所述第二显示元件的响应阈值的值的参数。所述第一显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第一显示元件的第一保持电压。所述第二显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第二显示元件的第二保持电压。所述驱动器电路经进一步配置以将所述第一脉冲施加到所述多个显示元件。所述脉冲具有在所述第一显不兀件的第一磁滞窗口之外且在所述第二显不兀件的第二磁滞窗口之外的振幅。所述驱动器电路可经配置以通过在所述第一显示元件及所述第二显示元件的电极处施加具有脉冲电压的所述脉冲来将所述第一脉冲施加到所述多个显示元件。
[0007]本发明中所描述的标的物的又一创新方面可实施于一种显示设备中。所述显示设备包含用于产生第一脉冲的装置，所述第一脉冲的特征在于具有大于第一显示元件的响应阈值且小于第二显示元件的响应阈值的值的参数。所述第一显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第一显示元件的第一保持电压。所述第二显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第二显示元件的第二保持电压。所述显示设备进一步包含用于将所述第一脉冲施加到所述第一显示元件及所述第二显示元件的装置。所述脉冲具有在所述第一显不兀件的第一磁滞窗口之外且在所述第二显不兀件的第二磁滞窗口之外的振幅。所述显示设备可进一步包含用于在所述第一显示元件及所述第二显示元件的电极处施加具有脉冲电压的所述脉冲的装置。
[0008]本发明中所描述的标的物的又一创新方面可实施于一种用于寻址多个显示元件的方法中。所述方法包含将一行显示元件中的每一分段电极电压设定为第一及第二不同电压电平中的一者。所述方法进一步包含用电压脉冲选通所述行显示元件的共同电极。共同电极电压脉冲具有振幅及持续时间以使得当用第一电平处的分段电压施加到显示元件时，所述显示元件不致动，且当用第二电平处的分段电压施加到显示元件时，所述显示元件致动。所述共同电极电压脉冲进一步具有将在施加达足够长的持续时间的情况下致动两个元件的振幅。所述方法可进一步包含在选通步骤之前释放所述行中的所有所述显示元件。
[0009]在附图及下文描述中阐述了本说明书中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面及优势将从描述、附图及权利要求书中显而易见。应注意下图的相对尺寸可不按比例绘制。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1展示描绘干涉调制器(IMOD)显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图的实例。
[0011]图2展示说明并入有3x3干涉调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。
[0012]图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置对施加电压的图的实例。
[0013]图4展示说明当施加各种共同及分段电压时干涉调制器的各种状态的表的实例。
[0014]图5A展示说明图2的3x3干涉调制器显示器中的显示数据的帧的图的实例。
[0015]图5B展示可用以写入图4A中所说明的显示数据的帧的共同及分段信号的时序图的实例。
[0016]图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分横截面的实例。
[0017]图6B到6E展示干涉调制器的变化实施方案的横截面的实例。
[0018]图7展示说明干涉调制器的制造工艺的流程图的实例。
[0019]图8A到SE展示制作干涉调制器的方法中的各种阶段的横截面示意性说明的实例。
[0020]图9展示可用图10及12中所说明的波形驱动的显示元件的实例磁滞曲线。
[0021]图10展示可用以将显示数据帧写入到图2的3x3干涉调制器显示器的行及列信号的时序图的实例。
[0022]图11展示说明用于寻址多个显示元件的过程的流程图的实例。
[0023]图12展示可用以将显示数据帧写入到图2的3x3干涉调制器显示器的行及列信号的另一时序图的实例。
[0024]图13A及13B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置的系统框图的实例。
[0025]在各种图中相似参考数字及标号指示相似元件。
【具体实施方式】
[0026]以下详细描述是针对出于描述创新方面的目的的特定实施方案。然而，本文中的教示可适用于众多不同方式。所描述的实施方案可实施于经配置以显示图像(不管是运动(例如，视频)还是静止(例如，静态图像)，及不管是文本、图形还是图片)的任何装置中。更特定来说，预期实施方案可实施于多种电子装置中或与多种电子装置相关联，所述电子装置例如，但不限于，移动电话、具有多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能手机、蓝牙装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、上网本、笔记本、智能本、打印机、复印机、扫描仪、传真装置、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄录像机、游戏控制台、腕表、钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(例如，电子阅读器)、计算机监视器、自动显示器(例如，里程表显示器等)、驾驶舱控制及/或显示器、相机视图显示器(例如，车辆中的后视相机的显示器)、电子照片、电子广告牌或指示牌、投影仪、架构结构、微波炉、冰箱、立体声系统、卡式记录器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、干衣机、洗衣机/干衣机、封装(例如，MEMS及非MEMS)、美观结构(例如，一件首饰上的图像显示)及多种机电系统装置。本文中的教示还可用于非显示应用中，例如，但不限于，电子开关装置、射频滤波器、传感器、加速计、陀螺仪、运动感测装置、磁力计、消费电子器件的惯性组件、消费电子器件产品的部分、变容二极管、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺、电子测试设备。因此，教示并不意欲限于仅在图中所描绘的实施方案，而是具有广泛的适用性，如所属领域的一般技术人员将易于显见。
[0027]本文中描述了用于在机电系统中使用大量值及窄电压脉冲来驱动排成一行的显示元件的驱动方案。所述行中的某些显示元件的机械响应时间通过在将数据写入到元件之前调整施加到显示元件的保持电压来进行修改。接着将窄脉冲施加到显示元件的所述行。脉冲的持续时间经配置以仅改变经修改具有较短机械响应时间的所述显示元件的状态，因为持续时间长于此较短机械响应时间。脉冲的持续时间小于剩余显示元件的机械响应时间，且因此不改变所述元件的状态。因此，可选择性驱动排成一行的显示元件以改变状态。
[0028]可实施本发明中所描述的标的物的特定实施方案以实现以下潜在优势中的一者或一者以上。利用修改显示元件的机械响应时间的这些特征，可用驱动方案来寻址显示元件，所述驱动方案快速地更新阵列及/或提供低电力消耗。下文详细描述此些驱动方案。
[0029]所描述的实施方案可适用于的合适的MEMS装置的一个实例为反射显示装置。反射显示装置可并入有干涉调制器(IMOD)以使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射入射于其上的光。MOD可包含吸收器、可相对于吸收器移动的反射器及在吸收器与反射器之间界定的光学谐振腔。反射器可移动到两个或两个以上不同位置，其可改变光学谐振腔的大小，及借此影响干涉调制器的反射率。IMOD的反射光谱可产生相当宽的光谱带，所述光谱带可横跨可见光波长移位以产生不同颜色。光谱带的位置可通过改变光学谐振腔的厚度(例如，通过改变反射器的位置)来调整。
[0030]图1展示描绘干涉调制器(IMOD)显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图的实例。MOD显示装置包含一个或一个以上干涉MEMS显示元件。在这些装置中，MEMS显示元件的像素可处于明亮或黑暗状态。在明亮(“松弛”、“打开”或“接通”)状态中，显示元件反射大部分的入射可见光，例如到用户。相反地，在黑暗(“致动”、“关闭”或“切断”)状态中，显示元件反射极少的入射可见光。在一些实施方案中，接通及切断状态的光反射性质可颠倒。MEMS像素可经配置以主要在特定波长处反射，从而除了黑白之外还允许彩色显示。
[0031]IMOD显示装置可包含MOD的行/列阵列。每一 IMOD可包含一对反射层(即，可移动反射层及固定部分反射层)，其以彼此相隔可变及可控制的距离定位以形成气隙(也被称作光学间隙或腔)。可移动反射层可在至少两个位置之间移动。在第一位置(即，松弛位置)中，可移动反射层可以与固定部分反射层相隔相对大的距离定位。在第二位置(即，致动位置)中，可移动反射层可定位成更靠近于部分反射层。从两个层反射的入射光可取决于可移动反射层的位置而相长或相消地干涉，从而产生每一像素的整体反射或非反射状态。在一些实施方案中，MOD可在未致动时处于反射状态，反射在可见光谱内的光，且可在未致动时处于黑暗状态，反射在可见光范围之外的光(例如，红外光)。然而，在一些其它实施方案中，MOD可在未致动时处于黑暗状态，且在致动时处于反射状态。在一些实施方案中，引入所施加的电压可驱动像素改变状态。在一些其它实施方案中，所施加的电荷可驱动像素改变状态。
[0032]图1中的像素阵列的所描绘的部分包含两个邻近干涉调制器12。在左边的IM0D12(如所说明)中，可移动反射层14被说明成在距光学堆叠16预定距离的松弛位置中，所述光学堆叠包含部分反射层。横跨左边的IM0D12施加的电压Vtl不足以引起可移动反射层14的致动。在右边的IM0D12中，可移动反射层14被说明成在靠近或邻近光学堆叠16的致动位置中。横跨右边的IM0D12施加的电压Vbias足以使可移动反射层14维持在致动位置中。
[0033]在图1中，像素12的反射性质通常用指示入射于像素12上的光13及从左边的像素12反射的光15的箭头来说明。尽管未详细说明，但所属领域的一般技术人员将理解，入射于像素12上的光13的大部分将透射穿过透明衬底20而朝向光学堆叠16。入射于光学堆叠16上的光的一部分将透射穿过光学堆叠16的部分反射层，且一部分将往回反射穿过透明衬底20。光13的透射穿过光学堆叠16的部分将在可移动反射层14处朝向(及穿过)透明衬底20往回反射。从光学堆叠16的部分反射层反射的光与从可移动反射层14反射的光之间的干涉(相长或相消)将确定从像素12反射的光15的波长。
[0034]光学堆叠16可包含单个层或若干层。层可包含电极层、部分反射及部分透射层以及透明电介质层中的一者或一者以上。在一些实施方案中，光学堆叠16为导电的、部分透射及部分反射的，且可例如通过将以上层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上而制成。电极层可由例如各种金属(例如，氧化铟锡(ITO))等多种材料形成。部分反射层可由例如各种金属(例如，铬(Cr))、半导体及电介质等为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，且所述层中的每一者可由单个材料或材料的组合形成。在一些实施方案中，光学堆叠16可包含充当光学吸收器及导体的金属或半导体的单个半透明厚度，而(例如，光学堆叠16的或IMOD的其它结构的)不同的较导电的层或部分可用以在MOD像素之间载送(bus)信号。光学堆叠16还可包含覆盖一个或一个以上导电层或导电/吸收层的一个或一个以上绝缘或电介质层。
[0035]在一些实施方案中，光学堆叠16的层可经图案化成平行条带，且可形成显示装置中的行电极，如下文所进一步描述。如所属领域的技术人员将理解，术语“图案化”在本文中用以指遮蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中，例如铝(Al)等高导电及反射材料可用于可移动反射层14，且这些条带可形成显示装置中的列电极。可移动反射层14可经形成为一个或一个以上沉积金属层的一系列平行条带(正交于光学堆叠16的行电极)，以形成沉积于柱18上的列及沉积于柱18之间的插入牺牲材料。当蚀刻掉牺牲材料时，所界定的间隙19或光学腔可形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。在一些实施方案中，柱18之间的间距可约为I到1000 μ m，而间隙19可约小于10，000埃(人)。 [0036]在一些实施方案中，IMOD的每一像素(不管是在致动状态还是在松弛状态)本质上为由固定及移动反射层形成的电容器。当不施加电压时，可移动反射层14a保持处于机械松弛状态，如图1中左边的像素12所说明，其中在可移动反射层14与光学堆叠16之间具有间隙19。然而，当将电位差(例如，电压)施加到选定行及列中的至少一者时，对在对应像素处在行及列电极的相交处形成的电容器充电，且静电力将电极拉到一起。如果所施加的电压超过阈值，那么可移动反射层14可变形且移动靠近或抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的电介质层(未图示)可防止短路，且控制层14及16之间的分离距离，如图1中右边的致动像素12所说明。不管所施加的电位差的极性如何，行为是相同的。尽管阵列中的一系列像素可在一些情况下被称作“行”或“列”，但所属领域的一般技术人员将容易理解，将一个方向称作“行”及另一个称作“列”是任意的。重申，在一些定向中，行可被视为列，且列可被视为行。此外，显示元件可均匀地布置成正交的行及列(“阵列”)或布置成非线性配置，例如具有相对于彼此的某些位置偏移(“马赛克”)。术语“阵列”及“马赛克”可指任一配置。因此，尽管显示器被称作包含“阵列”或“马赛克”，但在任何情况下，元件自身并不需要彼此正交地布置或均匀分布地安置，而是可包含具有非对称形状及不均匀分布的元件的布置。
[0037]图2展示说明并入有3x3干涉调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。电子装置包含处理器21，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统之外，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含网页浏览器、电话应用程序、电子邮件程序任何其它软件应用程序。
[0038]处理器21可经配置以与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包含将信号提供到例如显示器阵列或面板30的行驱动器电路24及列驱动器电路26。图1中所说明的MOD显示装置的横截面由图2中的线1-1展示。尽管图2出于清楚起见说明IMOD的3x3阵列，但显示器阵列30可含有极大量的M0D，且可具有不同于列数的MOD的行数，且反之亦然。
[0039]图3A展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置对施加电压的图的实例。对于MEMS干涉调制器，行/列(即，共同/分段)写入程序可利用如图3A中所说明的这些装置的磁滞性质。干涉调制器可能需要例如约10伏特电位差使可移动反射层或镜从松弛状态改变到致动状态。当电压从所述值减少时，可移动反射层在电压跌到例如10伏特以下时维持其状态，然而可移动反射层直到电压跌到2伏特以下方完全松弛。因此，如图3A中所示，存在大约3到7伏特的电压范围，其中存在装置稳定在松弛或致动状态的所施加电压的窗口。在本文中这被称作“磁滞窗口”或“稳定窗口”。对于图3A的具有磁滞特性的显示器阵列30，行/列写入程序可经设计以每次寻址一个或一个以上行，以使得在寻址给定行期间，所寻址的行中的待致动的像素暴露于约10伏特的电压差，且待松弛的像素暴露于接近O伏特的电压差。在寻址之后，像素暴露于约5伏特的稳定状态或偏置电压差以使得其保持先前选通状态。在此实例中，在经寻址之后，每一像素会看见在“稳定窗口”内约3到7伏特的电位差。此磁滞性质特征使得例如图1中所说明的像素设计能够在相同施加电压的条件下保持稳定在致动或松弛预先存在状态。因为每一 IMOD像素(不管是在致动状态还是在松弛状态)本质上为由固定及移动反射层形成的电容器，所以可在磁滞窗口内的稳定电压处保持此稳定状态而实质上不消耗或损失电力。此外，如果所施加的电压电位保持实质上固定，那么基本上极少或没有电流会流动到MOD像素中。
[0040]在一些实施方案中，图像的帧可通过根据给定行中的像素的状态的所要改变(如果有的话)沿着列电极集合以“分段”电压的形式施加数据信号而产生。阵列的每一行可轮流被寻址，使得以每次一行的方式写入帧。为了将所要数据写入到第一行中的像素，可将对应于第一行的像素的所要状态的分段电压施加于列电极上，且可将呈特定“共同”电压或信号的形式的第一行脉冲施加到第一行电极。接着可改变分段电压集合以对应于第二行中的像素的状态的所要改变(如果有的话)，且可将第二共同电压施加到第二行电极。在一些实施方案中，第一行中的像素未受沿着列电极施加的分段电压的改变的影响，且保持在其在第一共同电压行脉冲期间所设定的状态。可以循序方式对整个系列的行或者列重复此过程以产生图像帧。可通过以每秒钟某一所要帧数持续地重复此过程，用新的图像数据来刷新及/或更新所述帧。
[0041]横跨每一像素施加的分段及共同信号的组合(即，横跨每一像素的电位差)确定每一像素的所得状态。图3B展示说明当施加各种共同及分段电压时干涉调制器的各种状态的表的实例。如所属领域的一般技术人员将容易理解，可将“分段”电压应用于列电极或行电极，且可将“共同”电压应用于列电极或行电极中的另一者。
[0042]如图3B中(以及图4B中所示的时序图中)所说明，当沿着共同线施加释放电压VCeel时，沿着共同线的所有干涉调制器元件将被置于松弛状态(或者被称作释放或未致动状态)，而不管沿着分段线施加的电压，即高分段电压VSh及低分段电压VSp特定来说，当沿着共同线施加释放电压VC.时，横跨调制器的电位电压(或者被称作像素电压)当沿着所述像素的对应分段线施加高分段电压VSh及低分段电压V&两者时在松弛窗口(见图3A，也被称作释放窗口)内。
[0043]当在共同线上施加保持电压(例如，高保持电压VCmiih或低保持电压VCmil J时，干涉调制器的状态将保持恒定。举例来说，松弛IMOD将保持于松弛位置，且致动IMOD将保持于致动位置。可选择保持电压以使得当沿着对应分段线施加高分段电压VSh及低分段电压￥&两者时，像素电压将保持在稳定窗口内。因此，分段电压摆幅(即，高VSh与低分段电压Vs1^i间的差)小于正或负稳定窗口的宽度。
[0044]当在共同线上施加寻址或致动电压(例如，高寻址电压VCaddh或低寻址电压VCaddL)时，可通过沿着相应分段线施加分段电压选择性地将数据写入到沿着所述线的调制器。可选择分段电压以使得致动取决于所施加的分段电压。当沿着共同线施加寻址电压时，施加一个分段电压将产生稳定窗口内的像素电压，致使像素保持未致动。相对比地，施加另一分段电压将产生超出稳定窗口的像素电压，从而导致像素的致动。引起致动的特定分段电压可取决于使用哪一寻址电压而变化。在一些实施方案中，当沿着共同线施加高寻址电压VCaddhW，施加高分段电压VSh可致使调制器保持于其当前位置，而施加低分段电压V&可引起调制器的致动。按照推论，当施加低寻址电压VCadi^时，分段电压的效果可为相反的，其中高分段电压VSh引起调制器的致动，且低分段电对调制器的状态没有影响(即，保持稳定)。
[0045]在一些实施方案中，可使用总是产生横跨调制器的相同极性电位差的保持电压、寻址电压及分段电压。 在一些其它实施方案中，可使用使调制器的电位差的极性交替的信号。横跨调制器的极性的交替(即，写入程序的极性的交替)可减少或抑制可在单个极性的重复写入操作之后发生的电荷积聚。
[0046]图4A展示说明图2的3x3干涉调制器显示器中的显示数据的帧的图的实例。图4B展示可用以写入图4A中所说明的显示数据的帧的共同及分段信号的时序图的实例。可将信号施加到例如图2的3x3阵列，其最终将导致图4A中所说明的线时间60e显示布置。图4A中的致动调制器处于黑暗状态，即其中反射光的实质部分在可见光谱之外以便向例如检视者产生黑暗外观。在写入图4A中所说明的帧之前，像素可处于任何状态，但图4B的时序图中所说明的写入程序假设每一调制器在第一线时间60a之前已被释放且驻留于未致动状态。
[0047]在第一线时间60a期间:在共同线I上施加释放电压70 ;在共同线2上施加的电压在高保持电压72处开始且移动到释放电压70 ;及沿着共同线3施加低保持电压76。因此，沿着共同线I的调制器(共同1，分段I)、(1,2)及(1，3)在第一线时间60a的持续时间内保持处于松弛或未致动状态，沿着共同线2的调制器(2，I)、(2,2)及(2，3)将移动到松弛状态，且沿着共同线3的调制器(3，I)、(3,2)及(3，3)将保持处于其先前状态。参看图3B，沿着分段线1、2及3施加的分段电压将对干涉调制器的状态没有影响，因为在线时间60a期间，共同线1、2或3中无一者暴露于引起致动的电压电平(即，VCeel松弛且VC_L稳定)。
[0048]在第二线时间60b期间，共同线I上的电压移动到高保持电压72，且沿着共同线I的所有调制器保持处于松弛状态而不管所施加的分段电压，这是因为没有寻址或致动电压被施加于共同线I上。沿着共同线2的调制器归因于施加释放电压70而保持处于松弛状态，且沿着共同线3的调制器(3，I)、(3,2)及(3，3)将在沿着共同线3的电压移动到释放电压70时松弛。
[0049]在第三线时间60c期间，通过在共同线I上施加高寻址电压74来寻址共同线I。因为在施加此寻址电压期间沿着分段线I及2施加低分段电压64，所以横跨调制器(1，1)及(1，2)的像素电压大于调制器的正稳定窗口的高端(即，超过预定阈值的电压差)，且致动调制器(1，1)及(1，2)。相反地，因为沿着分段线3施加高分段电压62，所以横跨调制器(1,3)的像素电压小于调制器(1，1)及(1，2)的像素电压，且保持在调制器的正稳定窗口内；调制器(1，3)因此保持松弛。而且在线时间60(:期间，沿着共同线2的电压降低到低保持电压76，且沿着共同线3的电压保持于释放电压70，使得沿着共同线2及3的调制器处于松弛位置。
[0050]在第四线时间60d期间，共同线I上的电压返回到高保持电压72，使得沿着共同线I的调制器处于其相应的寻址状态。共同线2上的电压降低到低寻址电压78。因为沿着分段线2施加高分段电压62，所以横跨调制器(2，2)的像素电压低于调制器的负稳定窗口的下端，从而使得调制器(2，2)致动。相反地，因为沿着分段线I及3施加低分段电压64，所以调制器(2，I)及(2，3)保持处于松弛位置。共同线3上的电压增加到高保持电压72，使得沿着共同线3的调制器处于松弛状态。
[0051]最终，在第五线时间60e期间，共同线I上的电压保持于高保持电压72，且共同线2上的电压保持于低保持电压76，使得沿着共同线I及2的调制器处于其相应的寻址状态。共同线3上的电压增加到高寻址电压74以寻址沿着共同线3的调制器。在分段线2及3上施加低分段电压64时，调制器(3，2)及(3，3)致动，而沿着分段线I施加的高分段电压62致使调制器(3，I)保持于松弛位置。因此，在第五线时间60e结束处，3x3像素阵列处于图4A中所示的状态，且将保持处于所述状态，只要沿着共同线施加保持电压即可，而不管当寻址沿着其它共同线(未图示)的调制器时可出现的分段电压的变化。
[0052]在图4B的时序图中，给定写入程序(即，线时间60a到60e)可包含使用高保持及寻址电压或低保持及寻址电压。一旦已对给定共同线完成写入程序(且将共同电压设定为具有与致动电压相同极性的保持电压)，像素电压便保持于给定稳定窗口内，且直到在所述共同线上施加释放电压方穿过松弛窗口。此外，因为在寻址调制器之前作为写入程序的部分释放每一调制器，所以调制器的致动时间而非释放时间可确定必要的线时间。具体来说，在调制器的释放时间大于致动时间的实施方案中，可施加释放电压长于单个线时间，如图4B中所描绘。在一些其它实施方案中，沿着共同线或分段线施加的电压可变化以导致不同调制器(例如，不同颜色的调制器)的致动及释放电压的变化。
[0053]根据上文所阐述的原理而操作的干涉调制器的结构的细节可广泛地变化。举例来说，图5A到5E展示包含可移动反射层14及其支撑结构的干涉调制器的变化实施方案的横截面实例。图5A展示图1的干涉调制器显示器的部分横截面的实例，其中金属材料(即，可移动反射层14)的条带沉积在从衬底20正交地延伸的支撑件18上。在图5B中，每一 MOD的可移动反射层14的形状通常为正方形或矩形且在系绳32上附接到支撑件的角上或角附近。在图5C中，可移动反射层14的形状通常为正方形或矩形，且从可包含柔性金属的可变形层34悬吊下来。可变形层34可在可移动反射层14的周边周围直接或间接连接到衬底
20。这些连接在本文中被称作支撑柱。图5C中所示的实施方案具有由可变形层34实现的额外益处，所述额外益处来源自可移动反射层14的光学功能与其机械功能的解耦。此解耦允许用于反射层14的结构设计及材料以及用于可变形层34的结构设计及材料彼此独立地最优化。
[0054]图展示頂OD的另一实例,其中可移动反射层14包含反射子层14a。可移动反射层14搁置在例如支撑柱18等支撑结构上。支撑柱18提供可移动反射层14与下部静止电极(即，所说明的IMOD中的光学堆叠16的部分)的分离，因此间隙19形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间，例如当可移动反射层14处于松弛位置时。可移动反射层14还可包含可经配置以充当电极的导电层14c及支撑层14b。在此实例中，导电层14c安置于支撑层14b的远离衬底20的一侧上，且反射子层14a安置于支撑层14b的接近于衬底20的另一侧上。在一些实施方案中，反射子层14a可为导电的，且可安置于支撑层14b与光学堆叠16之间。支撑层14b可包含电介质材料(例如，氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO2))的一个或一个以上层。在一些实施方案中，支撑层14b可为层堆叠，例如Si02/Si0N/Si02H层堆叠。反射子层14a及导电层14c中的任一者或两者可包含例如具有约0.5% Cu的Al合金，或另一反射金属材料。使用在电介质支撑层14b上方及下方的导电层14a、14c可平衡应力且提供增强的导电性。在一些实施方案中，反射子层14a及导电层14c可出于多种设计目的(例如，实现可移动反射层14内的特定应力剖面)由不同材料形成。
[0055]如图中所说明，一些实施方案还可包含黑色掩模结构23。黑色掩模结构23可形成于光学非作用区中(例如，在像素之间或在柱18之下)以吸收环境或杂散光。黑色掩模结构23还可通过抑制光从显示器的非作用部分反射或透射穿过显示器的非作用部分，借此增加对比率，而改进显示装置的光学性质。另外，黑色掩模结构23可为导电的，且经配置以充当电汇流层。在一些实施方案中，行电极可连接到黑色掩模结构23以减少所连接的行电极的电阻。黑色掩模结构23可使用多种方法形成，包含沉积及图案化技术。黑色掩模结构23可包含一个或一个以上层。举例来说，在一些实施方案中，黑色掩模结构23包含充当光学吸收器、SiO2层的钥-铬(MoCr)层及充当反射器及汇流层的铝合金，其中厚度的范围分别为约30 A、500到1000 A及500到6000 A。一个或一个以上层可使用多种技术来图案化，包含光刻及干式蚀刻，包含例如用于MoCr及SiO2层的CF4及/或02，及用于铝合金层的Cl2及/或BC13。在一些实施方案中，黑色掩模23可为标准具或干涉堆叠结构。在所述干涉堆叠黑色掩模结构23中，导电吸收器可用以在每一行或列的光学堆叠16中的下部静止电极之间发射或载送信号。在一些实施方案中，间隔物层35可用以大体上将吸收器层16a与黑色掩模23中的导电层电隔离。
[0056]图5E展示MOD的另一实例，其中可移动反射层14为自支撑的。与图相对比，图5E的实施方案不包含支撑柱18。替代地，可移动反射层14在多个位置处接触下伏光学堆叠16，且可移动反射层14的曲率提供足够的支撑以使得可移动反射层14在横跨干涉调制器的电压不足以引起致动时返回到图5E的未致动位置。此处出于清楚起见展示可含有多个若干不同层的光学堆叠16，包含光学吸收器16a及电介质16b。在一些实施方案中，光学吸收器16a可既充当固定电极又充当部分反射层。
[0057]在例如图5A到5E中所示的实施方案等实施方案中，IMOD充当直视装置，其中从透明衬底20的前侧(即，与布置有调制器的侧相反的侧)检视图像。在这些实施方案中，装置(即，在可移动反射层14之后的显示装置的任何部分，包含例如图5C中所说明的可变形层34)的后部可在不冲击或负面地影响显示装置的图像质量的情况下经配置及操作，这是因为反射层14光学地屏蔽装置的所述部分。举例来说，在一些实施方案中，总线结构(未说明)可包含在可移动反射层14之后，其提供能力以将调制器的光学性质与调制器的机电性质(例如，电压寻址及由所述寻址导致的移动)分离。另外，图5A到5E的实施方案可简化处理，例如图案化。
[0058]图6展示说明用于干涉调制器的制造工艺80的流程图的实例，且图7A到7E展示所述制造工艺80的对应阶段的横截面示意性说明的实例。在一些实施方案中，除了图6中所未示的其它块之外，制造工艺80还可经实施以制造例如图1及5中所说明的一般类型的干涉调制器。参看图1、5及6，工艺80在框82处开始，其中在衬底20之上形成光学堆叠
16。图7A说明形成于衬底20之上的所述光学堆叠16。衬底20可为透明衬底,例如玻璃或塑料，其可为柔性的或相对硬及不易弯的，且可已经受先前制备工艺(例如，清洁)以促进光学堆叠16的有效形成。如上文所论述，光学堆叠16可为导电的、部分透射及部分反射的，且可例如通过将具有所要性质的一个或一个以上层沉积到透明衬底20上而制成。在图7A中，光学堆叠16包含具有子层16a及16b的多层结构，但在一些其它实施方案中可包含更多或更少的子层。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可经配置有光学吸收及导电性质两者，例如组合的导体/吸收器子层16a。另外，子层16a、16b中的一者或一者以上可图案化成平行条带，且可形成显示装置中的行电极。所述图案化可由遮蔽及蚀刻工艺或现有技术中已知的另一合适工艺执行。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可为绝缘或电介质层，例如沉积在一个或一个以上金属层之上的子层16b (例如，一个或一个以上反射及/或导电层)。另外，光学堆叠16可图案化成形成显示器的行的个别及平行条带。
[0059]工艺80在框84处继续，其中在光学堆叠16之上形成牺牲层25。稍后移除牺牲层25 (例如，在块90处)以形成腔19，且因此在图1中所说明的所得干涉调制器12中并未展示牺牲层25。图7B说明包含形成于光学堆叠16之上的牺牲层25的部分制成装置。在光学堆叠16之上形成牺牲层25可包含沉积二氟化氙(XeF2)可蚀刻材料，例如钥(Mo)或非晶硅(Si)，达经选择以在随后移除之后提供具有所要设计大小的间隙或腔19 (也见图1及7E)的厚度。沉积牺牲材料可使用沉积技术来进行，例如物理气相沉积(PVD，例如溅镀)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂。
[0060]工艺80在块86处继续，其中形成支撑结构，例如，如图1、5及7C中所说明的柱
18。形成柱18可包含图案化牺牲层25以形成支撑结构孔隙，接着使用例如PVD、PECVD、热CVD或旋涂等沉积方法将材料(例如，聚合物或无机材料，例如氧化硅)沉积到孔隙中以形成柱18。在一些实施方案中，形成于牺牲层中的支撑结构孔隙可延伸穿过牺牲层25及光学堆叠16两者到下伏衬底20，因此柱18的下端接触衬底20，如图5A中所说明。或者，如图7C中所描绘，形成于牺牲层25中的孔隙可延伸穿过牺牲层25，但不穿过光学堆叠16。举例来说，图7E说明与光学堆叠16的上表面接触的支撑柱18的下端。柱18或其它支撑结构可通过在牺牲层25之上沉积支撑结构材料的层及图案化远离牺牲层25中的孔隙而定位的支撑结构材料的部分而形成。支撑结构可位于孔隙内，如图7C中所说明，但还可至少部分在牺牲层25的部分之上延伸。如上文所注明，牺牲层25及/或支撑柱18的图案化可由图案化及蚀刻工艺执行，但还可由替代蚀刻方法执行。
[0061]工艺80在框88处继续，其中形成可移动层或薄膜，例如图1、5及7D中所说明的可移动反射层14。可移动反射层14可通过使用一个或一个以上沉积步骤(例如，反射层(例如，铝、铝合金)沉积)以及一个或一个以上图案化、遮蔽及/或蚀刻步骤而形成。可移动反射层14可为导电的,且被称作导电层。在一些实施方案中,可移动反射层14可包含多个子层14a、14b、14c，如图7D中所示。在一些实施方案中，例如子层14a、14c等子层中的一者或一者以上可包含出于其光学性质而选择高反射子层，且另一子层14b可包含出于其机械性质而选择的机械子层。因为牺牲层25仍存在于框88处所形成的部分制成干涉调制器中，所以可移动反射层14通常在此阶段不可移动。含有牺牲层25的部分制成MOD还可在本文中被称作“未释放” HTOD。如上文结合图1所描述，可移动反射层14可图案化成形成显示器的列的个别及平行条带。
[0062]工艺80在块90处继续，其中形成腔，例如，如图1、5及7E中所说明的腔19。腔19可通过将牺牲材料25 (在框84处沉积)暴露于蚀刻剂而形成。举例来说，例如Mo或非晶Si等可蚀刻牺牲材料可通过干式化学蚀刻(例如，通过将牺牲层25暴露于例如从固体XeF2导出的蒸气等气态或蒸气蚀刻剂达有效地移除所要量的材料(通常相对于环绕腔19的结构选择性地移除)的时间周期)来移除。还可使用其它蚀刻方法(例如，湿式蚀刻及/或等离子体蚀刻)。因为在框90期间移除牺牲层25，所以可移动反射层14通常在此阶段之后可移动。在移除牺牲材料25之后，所得完整或部分制成的IMOD可在本文中被称作“释放” IMOD。
[0063]对于下文所描述的实例，假定干涉调制器的磁滞窗口约为2到6伏特。此实例说明于图9中，其中图9展示可用图10及12中所说明的波形驱动的显示元件的实例磁滞曲线。如此图中可见，致动阈值为6伏特，且释放阈值为2伏特。然而，应注意致动阈值及释放阈值可变化，且磁滞窗口的范围或大小也可变化，同时仍适用下文所论述的概念。因此，下文所论述的特定电压不是临界的，而仅仅是出于说明的目的使用的实例。
[0064]干涉调制器具有致动时间及释放时间。致动及释放时间与干涉调制器对横跨其或对其施加的电压机械地作出响应所花费的时间量相关。因此，致动时间及释放时间为干涉调制器的机械响应时间。举例来说，当将7伏特施加到具有图9中所示的特性的干涉调制器，且干涉调制器处于松弛状态时，干涉调制器可花费大约50 μ sec来改变到致动状态。因此，如果施加7伏特达比此50 μ sec响应时间短得多的持续时间，那么干涉调制器将不改变状态，即使所施加的电压在磁滞窗口之外。因此，即使将在磁滞窗口之外且因此足以用于致动的电压施加到干涉调制器，干涉调制器仍将不致动，除非施加电压达大于干涉调制器的机械响应时间的时间周期。
[0065]另外，机械响应时间取决于施加到干涉调制器的电压电平。举例来说，干涉调制器可在被施加10伏特的电压时具有15μ sec或15μ sec以下的机械响应时间，且在被施加7伏特的电压脉冲时具有50 μ sec或50 μ sec以上的机械响应时间。因此，将10伏特施加到第一干涉调制器及将7伏特施加到第二干涉调制器达大于15 μ sec且小于50 μ sec的持续时间将致动第一干涉调制器，但不致动第二干涉调制器。施加电压与致动时间之间的关系通常是高度非线性的，且因为所施加电压被增加到远高于致动阈值结果，可发生致动时间的快速减少。
[0066] 机械响应时间还可取决于给定干涉调制器的物理性质。举例来说，取决于用于干涉调制器的各种部分(例如，可移动反射层14)的材料、所界定间隙19的大小、干涉调制器的各种部分的大小等，干涉调制器的机械响应时间改变。特定来说，用于机械响应的时间(即，从松弛状态改变到致动状态)随着干涉调制器间隙19的大小降低而降低。机械响应时间的改变是归因于可移动反射层14需要行进以改变状态的较短距离。另外，可移动反射层14与光学堆叠16之间的吸引力随着间隙19的大小在给定施加电压处降低而增加。
[0067]如上文所论述，在磁滞窗口内的施加到干涉调制器的电压不改变干涉调制器的当前状态。然而，当干涉调制器松弛时，可移动反射层14与光学堆叠16之间的间隙19的大小可取决于归因于可移动反射层14与光学堆叠16之间的吸引力的差而施加到干涉调制器的电压而改变。因此，与具有横跨电极施加的3伏特的干涉调制器相比，具有横跨电极施加的5伏特的干涉调制器将使其可移动反射层14略微朝向光学堆叠16拉动；但如果两个干涉调制器最初处于未致动状态中则其将保持处于未致动状态中。如果两个所述干涉调制器接收在2到6伏特的磁滞窗口之外的电压脉冲(例如，6伏特或6伏特以上)，那么在5伏特处开始的干涉调制器将比在3伏特处开始的调制器快地作出响应。
[0068]利用干涉调制器的机械响应时间的这些特征，可用驱动方案来寻址干涉调制器的阵列，所述驱动方案快速地更新阵列及/或提供低电力消耗。下文详细描述此些驱动方案。
[0069]如上文所论述，在寻址周期期间，将保持电压施加到每一干涉调制器。保持电压通常在干涉调制器的磁滞窗口内。举例来说，在干涉调制器的磁滞窗口为从2到6伏特(例如图9中所示)的情况下，可将在约3到5伏特的范围中的保持电压施加到干涉调制器。另外，在寻址干涉调制器的行之前，可通过将横跨所有调制器的电压改变为低于例如-2到2伏特等释放电压的适当电压而将干涉调制器清除到松弛状态。接着可横跨调制器重新施加保持电压。假定是特定共同线上的保持电压，可基于沿着所述特定共同线的干涉调制器的所要状态而将电压施加到分段线。对于与待置于致动状态的干涉调制器相关联的分段线，可选择施加到分段线的电压以使得分段线与共同线之间的电压差接近干涉调制器的致动电压阈值，但仍在2到5伏特的磁滞窗口内，例如5伏特(例如，共同线O伏特、分段线+5伏特)。另外，对于与待置于松弛状态的干涉调制器相关联的分段线，可选择施加到分段线的电压以使得分段线与共同线之间的电压差接近干涉调制器的磁滞窗口的中间，例如3伏特(例如，共同线O伏特、分段线+3伏特)。
[0070]如上文所论述，与具有施加的较低电压差的干涉调制器相反，施加到待致动的干涉调制器的较高电压差导致所述干涉调制器的较低机械响应时间。因此，为了寻址干涉调制器，可将电压脉冲施加到共同线，其使得施加到所有干涉调制器的电压差在每一干涉调制器的磁滞窗口之外，且因此足以致动所述行的所有干涉调制器。为了选择性地致动调制器，可施加此脉冲达大于待致动的干涉调制器的机械响应时间但小于经选择留在松弛状态的干涉调制器的机械响应时间的持续时间。因此，待致动的干涉调制器经致动，且要保持处于松弛状态的干涉调制器保持处于松弛状态，即使沿着共同线的所有干涉调制器具有足以致动其的施加电压。因为施加电压达足够短的时间周期，所以致动干涉调制器将仅为早先具有接近致动阈值的电压差的干涉调制器。
[0071]根据此方案，较大脉冲电压可用以驱动干涉调制器到所要状态，因为所述行中的所有干涉调制器可用在磁滞窗口之外的电压来驱动，而不致动所有干涉调制器。如上文所论述，较高电压降低干涉调制器的机械响应时间，所述机械响应时间关联于用于寻址干涉调制器的线时间。因此，可减少用以寻址干涉调制器的线时间，且因此可在较短时间写入图像数据帧。
[0072]图10展示可用以将显示数据帧写入到图2的3x3干涉调制器显示器的行及列信号的时序图的实例。一系列共同及分段电压信号将导致图4A中所说明的显示布置，其中致动调制器为非反射的且经说明为黑暗的。在写入图4A中所说明的帧之前，像素可处于任何状态，但图10的时序图中所说明的写入程序在寻址共同线之前释放给定共同线中的每一调制器。在图10中所说明的实例实施方案中，寻址电压878为-4伏特，保持电压876为O伏特，且释放电压870为+4伏特。而且，高分段电压862为+5伏特，且低分段电压864为+3伏特。另外，如上文所论述，且如图9中所述，在此实例中，用于干涉调制器的磁滞窗口为2到6伏特。施加到干涉调制器的电压经计算为施加到每一干涉调制器的共同线电压与分段线电压之间的差，或值之间的绝对差，因为值是相对于地面来测量的。因为，施加O伏特的共同线电压及+5或+3伏特的分段线电压到干涉调制器导致在磁滞窗口内的横跨干涉调制器施加或施加到干涉调制器的电压。
[0073]在第一线时间860a之前，共同线1、2或3中无一者被寻址。在第一线时间860a期间，最初在共同线I上施加释放电压870 ;在共同线2上施加的电压在高保持电压872处开始且移动到释放电压870 ;及沿着共同线3施加低保持电压876。因此，沿着共同线I的在共同及分段线的相交(下文中参考为(共同，分段)的格式，例如，共同线I及分段线I的相交为(1，1))处的调制器(1，1)、(1,2)及(1，3)在其先前经致动的情况下开始进入松弛状态。沿着共同线2的调制器(2，I)、(2，2)及(2，3)及沿着共同线3的调制器(3，I)、(3，2)及(3，3)将在线时间860a期间保持处于其先前状态。沿着分段线1、2及3施加的分段电压将对干涉调制器的状态没有影响。
[0074]在第二线时间860b期间，共同线I上的电压移动到保持电压876，且沿着共同线I的所有调制器保持处于松弛状态而不管所施加的分段电压。共同线2上的电压转变到释放电压870，因此沿着共同线2的调制器开始进入松弛状态。沿着共同线3的调制器(3，I)、
(3.2)及(3，3)保持处于其先前位置。
[0075]在第三线时间860c期间，通过在共同线I上施加寻址电压878来寻址共同线I。因为在施加此寻址电压期间沿着分段线I及2施加+5伏特的高分段电压862，所以横跨调制器(1，1)及(1，2)的像素电压为9伏特。因为沿着分段线3施加低分段电压864，所以横跨调制器(1，3)的像素电压为7伏特。7伏特及9伏特两者在施加足够的时间周期的情况下将使得调制器致动。然而，如上文所论述，具有施加的较高像素电压的调制器(1，1)及
(1.2)比调制器(1，3)快地致动。寻址电压878的持续时间经选择足以致动调制器(1，1)及(1，2) (即，大于调制器(1，1)及(1，2)的机械响应时间)，但不足以致动接着保持松弛的调制器(1，3)(即，小于调制器(1，3)的机械响应时间)。因此，在此实例及后续实例中，脉冲的持续时间可为大于待致动的调制器的机械响应时间的任何值且小于将不致动的调制器的机械响应时间。举例来说，在待致动的调制器的机械响应时间为20μ sec且将不致动的调制器的机械响应时间为60 μ sec的情况下，脉冲的持续时间可为等于或大于20 μ sec但小于60 μ sec的任何值。而且，在线时间860c期间，沿着共同线2的电压降低到保持电压876，且沿着共同线3的电压转变到释放电压870，使沿着共同线2的调制器处于松弛位置，且开始将共同线3中的致动调制器转变到松弛位置。[0076]在第四线时间860d期间，共同线I上的电压处于保持电压870，使得沿着共同线I的调制器处于其相应的寻址状态。共同线2现通过降低共同线2上的电压到寻址电压878达第四线时间860d内的时间周期(例如，如上文所论述，如20 μ sec这样低)来寻址。因为沿着分段线2施加低分段电压864，所以横跨调制器(2，2)的像素电压为9伏特。因为沿着分段线I及3施加低分段电压864，所以横跨调制器(2，I)及(2，3)的像素电压为7伏特。如关于第三线时间860c所论述，寻址电压878的持续时间足以致动调制器(2，2)，但不足以致动保持松弛的调制器(2，1)及(2，3)。共同线3上的电压转变到保持电压870，使得沿着共同线3的调制器处于松弛状态。
[0077]最终，在第五线时间860e期间，共同线I上的电压保持于保持电压870，且共同线2上的电压保持于保持电压870，使得沿着共同线I及2的调制器处于其相应的寻址状态。共同线3上的电压转变到寻址电压878达第五线时间860e内的时间周期(例如，如上文所论述的21 μ sec)以寻址沿着共同线3的调制器。因为在分段线2及3上施加高分段电压862，所以横跨调制器(3，2)及(3，3)的像素电压为9伏特。因为沿着分段线I施加低分段电压864，所以横跨调制器(3，1)的像素电压为7伏特。如关于第三线时间860c所论述，寻址电压878的持续时间足以致动调制器(3，2)及(3，3)，但不足以致动保持松弛的调制器(3，I)。因此，在第五保持时间860e结束处，3x3像素阵列处于图4A中所示的状态，且将保持处于所述状态，只要沿着共同线施加保持电压即可，而不管当寻址沿着其它共同线(未图示)的调制器时可出现的分段电压的变化。
[0078]在此实例中，共同线1、2及3可开始每一线时间，其中电压电平可或可不彼此变化。分段线1、2及3可开始每一线时间，其中电压电平可或可不彼此变化。在此实例中，共同及分段线电压两者可皆高于0(正)、低于0(负)及在O处。对所属领域的一般技术人员来说，与此描述一致的此情形的变化将是显而易见的。
[0079]图11展示说明 用于寻址多个显示元件的过程的流程图的实例。在此实施方案中，在框910处，将第一电压施加到第一释放显示元件的分段电极。在框920处，将第二不同电压施加到第二释放显示元件的分段电极。举例来说，这些分段电压可对应于上文关于图10所描述的+5及+3伏特电平。在框930处，将第三电压施加到两个显示元件的共同电极达选定持续时间。举例来说，此情形可为图10的-4伏特寻址电压。当施加此寻址电压时，横跨两个显示元件的电压在用于两个显示元件的磁滞窗口之外。在框940处，致动第一显示元件，而第二显示元件保持释放。
[0080]图12展示可用以将显示数据帧写入到图2的3x3干涉调制器显示器的行及列信号的另一时序图的实例。一系列共同及分段电压信号将导致图4A中所说明的显示布置，其中致动调制器为非反射的且经说明为黑暗的。在图10中所说明的实例实施方案中，将给定共同线中的致动调制器暴露于9伏特，且将线中的未致动调制器暴露于7伏特。在图12中所说明的实例实施方案中，将给定共同线中的致动像素暴露于10伏特，且将未致动像素暴露于7伏特。使用10伏特而非9伏特来致动可实现甚至比图10中所说明的实例实施方案更快的致动及更短的线时间。如上文所论述，脉冲的持续时间经选择大于待致动的干涉调制器的机械响应时间，且小于给定行中的剩余干涉调制器的机械响应时间。因此，仅待致动的干涉调制器经致动，同时不会影响行中的剩余干涉调制器。举例来说，施加7伏特的干涉调制器的机械响应时间可为50 μ sec，而施加10伏特的干涉调制器的机械响应时间可为15 μ sec。因此，脉冲的持续时间经选择大于15 μ sec且小于50 μ sec，例如16 μ sec。[0081]另外，如上文所论述，在此实例中，用于干涉调制器的磁滞窗口为2到6伏特。施加到干涉调制器的电压经计算为施加到每一干涉调制器的共同线电压与分段线电压之间的差，或值之间的绝对差，因为值是相对于地面来测量的。因为，施加O伏特的共同线电压及+4伏特的分段线电压到干涉调制器导致在磁滞窗口内的横跨干涉调制器施加或施加到干涉调制器的4伏特的电压。
[0082]如同图10中所说明的实例实施方案，在写入图4A中所说明的帧之前，像素可处于任何状态，但图12的时序图中所说明的写入程序在寻址调制器之前释放每一调制器。另外，在相同线时间期间释放所有调制器。在图12中所说明的实例实施方案中，寻址电压974为-3伏特，高保持电压972为O伏特，释放电压970为+3伏特。
[0083]在第一线时间960a之前，共同线1、2或3中无一者被寻址。在第一线时间960a期间，将保持电压972施加到共同线中的每一者，其中将+4伏特的电压施加到分段线。因此，阵列中的每一干涉调制器接收4伏特的电压差，且因此保持处于其先前状态。
[0084]在第二线时间960b期间，共同线中的每一者上的电压移动到释放电压970，其中将+3伏特的电压施加到分段线。因此，阵列中的每一干涉调制器经历I伏特的电压差，且因此移动到松弛状态。
[0085]在第三线时间960c期间，由寻址电压974寻址共同线I达线时间960c的一部分(例如，达16 μ sec,如上文所论述)。因为在施加此寻址电压期间沿着分段线I及2施加+7伏特的高分段电压 964，所以横跨调制器(1，1)及(1，2)的像素电压为10伏特。因为+4伏特保持沿着分段线3施加，所以横跨调制器(1，3)的像素电压仅为7伏特。10伏特及7伏特两者在施加足够的时间周期的情况下将使得调制器致动。然而，如上文所论述，施加较高像素电压的调制器(1，1)及(1，2)比调制器(1，3)(例如，其在50ysec之后致动，如上文所论述)快地致动(例如，在15ysec之后，如上文所论述)。寻址电压974的持续时间经选择足以致动调制器(1，1)及(1，2)，但不足以致动保持松弛的调制器(1，3)。
[0086]在第四线时间960d期间，共同线I上的电压处于保持电压972，使得沿着共同线I的调制器处于其相应的寻址状态。共同线2现通过将共同线2上的电压转变到寻址电压974来寻址。因为沿着分段线2施加高分段电压964，所以横跨调制器(2，2)的像素电压为10伏特。因为沿着分段线I及3施加+4伏特的电压，所以横跨调制器(2，I)及(2，3)的像素电压为7伏特。如关于第三线时间960c所论述，寻址电压974的持续时间(例如，16 μ sec，如上文所论述)足以致动调制器(2，2)，但不具有足够的持续时间来致动保持松弛的调制器(2，1)及(2，3)。共同线3上的电压处于保持电压972，使得沿着共同线3的调制器处于其相应先前松弛状态。
[0087]最终，在第五线时间960e期间，共同线I上的电压保持于保持电压972，且共同线2上的电压保持于保持电压972，使得沿着共同线I及2的调制器处于其相应的寻址状态。共同线3上的电压转变到寻址电压974以寻址沿着共同线3的调制器。因为在分段线2及3上施加高分段电压964，所以横跨调制器(3，2)及(3，3)的像素电压为10伏特。因为沿着分段线I施加+4伏特的低分段电压，所以横跨调制器(3，1)的像素电压为7伏特。如关于第三线时间960c所论述，寻址电压974的持续时间(例如，16 μ sec,如上文所论述)足以致动调制器(3，2)及(3，3)，但不足以致动保持松弛的调制器(3，I)。因此，在第五保持时间960e结束处，3x3像素阵列处于图4A中所示的状态，且将保持处于所述状态，只要沿着共同线施加保持电压即可，而不管当寻址沿着其它共同线(未图示)的调制器时可出现的分段电压的变化。
[0088]在此实例中，共同线1、2及3在相同电压电平处开始每一线时间，且分段线1、2及3在相同电压电平处开始每一线时间。在此实例中，共同线电压为O及高于O (正)，而分段线电压为O及低于0(负)。对所属领域的一般技术人员来说，与此描述一致的此情形的变化将是显而易见的。
[0089]使用上文所描述的较短寻址脉冲，线时间基于致动干涉调制器的脉冲持续时间可减少到大约16 μ sec的事实可从大于或大约50 μ sec减少到小于大约20 μ sec。
[0090]图12A及12B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置40的系统框图的实例。显示装置40可为例如蜂窝式或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其轻微变化还说明各种类型的显示装置，例如电视、电子阅读器及便携式媒体播放器。
[0091]显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48及麦克风46。外壳41可由多种制造工艺中的任一者形成,包含注射模制及真空成型。另外,外壳41可由多种材料中的任一者制成，包含，但不限于:塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。外壳41可包含可移除部分(未图示)，所述可移除部分可与不同颜色或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分互换。
[0092]显示器30可为多种显示器中的任一者，包含双稳态或模拟显示器，如本文中所描述。显示器30还可经配置以包含平板显示器，例如等离子体、EL、0LED、STN IXD或TFT IXD，或非平板显示器，例如CRT或其它管装置。另外，显示器30可包含干涉调制器显示器，如本文中所描述。
[0093]图12B中示意性地说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41，且可包含至少部分围封于其中的额外组件。举例来说，显示装置40包含网络接口 27，所述网络接口包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，所述处理器连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，滤波信号)。调节硬件52连接到扬声器45及麦克风46。处理器21还连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28及耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器又耦合到显示器阵列30。电力供应器50可将电力提供到所有组件，如由特定显示装置40设计所要求。
[0094]网络接口 27包含天线43及收发器47以使得显示装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。网络接口 27还可具有减轻例如处理器21的数据处理要求的一些处理能力。天线43可发射及接收信号。在一些实施方案中，天线43根据包含IEEE16.ll(a)、(b)或(g)的IEEE16.11标准或包含IEEE802.lla、b、g或η的ΙΕΕΕ802.11标准发射及接收RF信号。在一些其它实施方案中，天线43根据蓝牙标准发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的状况下，天线43经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM) ,GSM/通用分组无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地集群无线电(TETRA)、宽带CDMA (W-CDMA)、演进数据最优化(EV-D0)、IxEV-DO, EV-DO RevA、EV-DO Rev B、高速分组接入(HSPA)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA) 、演进型高速分组接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用以在无线网络(例如，利用3G或4G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器47可预处理从天线43接收的信号以使得其可由处理器21接收且进一步由所述处理器操纵。收发器47还可处理从处理器21接收的信号以使得其可经由天线43从显示装置40发射。
[0095]在一些实施方案中，收发器47可由接收器替换。另外，在一些实施方案中，网络接口 27可由图像源替换，所述图像源可存储或产生待发送到处理器21的图像数据。处理器21可控制显示装置40的总操作。处理器21从网络接口 27或图像源接收数据(例如，压缩的图像数据)，且将所述数据处理成原始图像数据或处理成容易被处理成原始图像数据的格式。处理器21可将经处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以用于存储。原始数据通常是指识别图像内的每一位置处的图像特性的信息。举例来说，所述图像特性可包含颜色、饱和度及灰度级。
[0096]处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示装置40的操作。调节硬件52可包含用于将信号发射到扬声器45及用于从麦克风46接收信号的放大器及滤波器。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件，或可并入于处理器21或其它组件内。
[0097]驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28得到由处理器21产生的原始图像数据，且可重新格式化原始图像数据以适用于到阵列驱动器22的高速发射。在一些实施方案中，驱动器控制器29可将原始图像数据重新格式化成具有类光栅格式的数据流，使得其具有适合于横跨显示器阵列30的扫描的时间顺序。接着，驱动器控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管例如LCD控制器等驱动器控制器29常常作为独立集成电路(IC)与系统处理器21相关联，所述控制器可以许多方式来实施。举例来说，控制器可作为硬件嵌入于处理器21中，作为软件嵌入于处理器21中，或以硬件与阵列驱动器22完全集成。
[0098]阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化的信息，且可将视频数据重新格式化成每秒钟许多次地施加到来自显示器的χ-y像素矩阵的数百及有时数千(或更多)引线的平行的一组波形。
[0099]在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示器阵列30适用于本文中所描述的类型的显示器中的任一者。举例来说，驱动器控制器29可为常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，IMOD控制器)。另外，阵列控制器22可为常规驱动器或双稳态显不器驱动器(例如，IMOD显不器驱动器)。此外，显不器阵列30可为常规显不器阵列或双稳态显示器阵列(例如包含IMOD的阵列的显示器)。在一些实施方案中，驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成。所述实施方案在高度集成系统(例如，蜂窝式手机、手表及其它小面积显示器)中是常见的。
[0100]在一些实施方案中，输入装置48可经配置以允许例如用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含小键盘(例如，QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏式屏幕，或压敏式或热敏式薄膜。麦克风46可经配置为显示装置40的输入装置。在一些实施方案中，通过麦克风46的语音命令可用于控制显示装置40的操作。
[0101]电力供应器50可包含如现有技术中所熟知的多种能量存储装置。举例来说，电力供应器50可为可再充电电池，例如镍-镉电池或锂离子电池。电力供应器50还可为可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池或太阳能电池漆。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。
[0102]在一些实施方案中，控制可编程性驻留于驱动器控制器29中，所述驱动器控制器可位于电子显示系统中若干处。在一些其它实施方案中，控制可编程性驻留于阵列驱动器22中。上文所描述的最优化可以任何数目个硬件及/或软件组件及以各种配置来实施。
[0103]结合本文中所揭示的实施方案而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法步骤可被实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的可互换性通常已在功能性方面进行描述，且说明于上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路及步骤中。所述功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。
[0104]用以实施结合本文中所揭示的方面描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块及电路的硬件及数据处理设备可使用通用单或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以执行本文中所描述的功能的任何组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器或任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此配置。在一些实施方案中，特定步骤及方法可由特定用于给定功能的电路执行。
[0105]在一个或一个以上方面中，所描述的功能可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含本说明书中所揭示的结构及其结构等效物)或其任何组合来实施。本说明书中所描述的标的物的实施方案还可实施为一个或一个以上计算机程序，即计算机程序指令的一个或一个以上模块，所述计算机程序编码于计算机存储媒体上以用于由数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。
[0106]所属领域的技术人员可容易明白对本发明中所描述的实施方案的各种修改，且本文中所定义的一般原理可在不偏离本发明的精神或范围的情况下应用于其它实施方案。因此，本发明既定不限于本文中所展示的实施方案，而是应符合与权利要求书及本文中所揭示的原理及新颖特征相一致的最广范围。词“示范性”在本文中专用以意谓“充当实例、例项或说明”。本文中描述为“示范性”的任何实施方案不一定要解释为相比其它实施方案优选或有利。另外，所属领域的一般技术人员将容易了解，术语“上”及“下”有时用于容易描述诸图，且指示对应于适当定向的页上的图的定向的相对位置，且可不反映如所实施的MOD的恰当定向。
[0107]在单独实施方案的上下文中在本说明书中所描述的某些特征还可组合地实施于单个实施方案中。相反地，在单个实施方案的上下文中所描述的各种特征还可单独地或以任何合适的子组合实施于多个实施方案中。此外，尽管上文可将特征描述为以某些组合起作用及甚至最初像这样声明，但来自所声明组合的一个或一个以上特征可在一些状况下从组合切去，且所声明组合可是针对子组合或子组合的变化。
[0108]类似地，虽然在图式中按特定次序来描绘操作，但这不应被理解为需要按所展示的特定次序或按顺序次序执行所述操作或执行所有所说明的操作以达成所要结果。在某些情况中，多任务及并行处理可为有利的。此外，上文所描述的实施方案中的各种系统组件的分离不应理解为在所有实施方案中需要所述分离，且应理解所描述的程序组件及系统通常可一起集成于单个软件产品中或封装到多个软件产品中。另外，其它实施方案属于所附权利要求书的范围内。在一些状况下，权利要求书中所叙述的动作可按不同次序执行且仍达成所要结果。
【权利要求】
1.一种用于寻址多个显示元件的方法，其包括: 将第一电位施加到第一显不兀件的分段电极； 将不同于所述第一电位的第二电位施加到第二显示元件的分段电极； 将第三电位施加到两个显示元件的共同电极达选定持续时间； 其中在所述选定持续时间期间横跨所述第一及第二显示元件产生的电位差具有大于所述第一显示元件的响应阈值且小于所述第二显示元件的响应阈值的振幅及持续时间，其中所述第一显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第一显示元件的所述分段电极的所述第一电位，且其中所述第二显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第二显示元件的所述分段电极的所述第二电位；及 其中在所述选定持续时间期间横跨所述第一显示元件的所述电位差具有在所述第一显示元件的第一磁滞窗口之外的振幅，且其中在所述选定持续时间期间横跨所述第二显示元件的所述电位差具有在所述第二显示元件的第二磁滞窗口之外的振幅。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一显示元件的所述共同电极与所述分段电极之间的间隙至少部分基于施加到所述第一显示元件的所述分段电极的所述第一电位，且其中所述第二显示元件的所述共同电极与分段电极之间的间隙至少部分基于施加到所述第二显示元件的所述分段电极的所述第二电位，且其中所述第一显示元件及所述第二显示元件两者在将所述第三电位施加到所述第一及第二显示元件两者的所述共同电极之前处于松弛状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一磁滞窗口大约等于所述第二磁滞窗口。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一显示元件的所述响应阈值为第一机械响应时间，且所述第二显示元件的所述响应阈值为第二机械响应时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中维持所述第二显示元件的状态，且其中改变所述第一显示元件的状态。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括: 接收图像数据信号；及 至少部分基于所述图像数据信号设定所述第一及第二显示元件中的每一者的状态。
7.—种显示设备，其包括: 多个显示元件，其包含至少第一及第二显示元件 '及 驱动器电路，其经配置以: 产生第一脉冲，所述第一脉冲的特征在于具有大于所述第一显示元件的响应阈值且小于所述第二显示元件的响应阈值的值的参数，其中所述第一显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第一显示元件的第一保持电压，且其中所述第二显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第二显示元件的第二保持电压；及 将所述第一脉冲施加到所述多个显示元件，其中所述脉冲具有在所述第一显示元件的第一磁滞窗口之外且在所述第二显不兀件的第二磁滞窗口之外的振幅。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其中所述驱动器电路经配置以通过在所述第一显示元件及所述第二显示元件的电极处施加具有脉冲电压的所述脉冲来将所述第一脉冲施加到所述多个显示元件。
9.根据权利要求7所述的显示设备，其中所述第一显示元件包括第一电极及第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极之间的间隙至少部分基于施加到所述第一显示元件的所述第一保持电压，其中所述第二显示元件包括第三电极及第四电极，其中所述第三电极与所述第四电极之间的间隙至少部分基于施加到所述第二显示元件的所述第二保持电压，且其中所述第一显示元件及所述第二显示元件两者在施加所述第一脉冲之前处于松弛状态。
10.根据权利要求7所述的显示设备，其中所述第一磁滞窗口大约等于所述第二磁滞窗P。
11.根据权利要求7所述的显示设备，其中所述参数包括所述脉冲的持续时间，且其中所述第一显示元件的所述响应阈值为第一机械响应时间，且所述第二显示元件的所述响应阈值为第二机械响应时间。
12.根据权利要 求7所述的显示设备，其中维持所述第二显示元件的状态，且其中改变所述第一显示元件的状态。
13.根据权利要求7所述的显示设备，其中所述驱动器电路经进一步配置以: 接收图像数据信号；及 至少部分基于所述图像数据信号设定所述第一及第二显示元件中的每一者的状态。
14.一种显示设备，其包括: 用于产生第一脉冲的装置，所述第一脉冲的特征在于具有大于第一显示元件的响应阈值且小于第二显示元件的响应阈值的值的参数，其中所述第一显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第一显示元件的第一保持电压，且其中所述第二显示元件的所述响应阈值至少部分基于施加到所述第二显示元件的第二保持电压；及 用于将所述第一脉冲施加到所述第一显示元件及所述第二显示元件的装置，其中所述脉冲具有在所述第一显不兀件的第一磁滞窗口之外且在所述第二显不兀件的第二磁滞窗口之外的振幅。
15.根据权利要求14所述的显示设备，其进一步包括用于在所述第一显示元件及所述第二显示元件的电极处施加具有脉冲电压的所述脉冲的装置。
16.根据权利要求14所述的显示设备，其中所述第一显示元件包括第一电极及第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极之间的间隙至少部分基于施加到所述第一显示元件的所述第一保持电压，其中所述第二显示元件包括第三电极及第四电极，其中所述第三电极与所述第四电极之间的间隙至少部分基于施加到所述第二显示元件的所述第二保持电压，且其中所述第一显示元件及所述第二显示元件两者在施加所述第一脉冲之前处于松弛状态。
17.根据权利要求14所述的显示设备，其中所述第一磁滞窗口大约等于所述第二磁滞窗P。
18.根据权利要求14所述的显示设备，其中所述参数包括所述脉冲的持续时间，且其中所述第一显示元件的所述响应阈值为第一机械响应时间，且所述第二显示元件的所述响应阈值为第二机械响应时间。
19.根据权利要求14所述的显示设备，其中维持所述第二显示元件的状态，且其中改变所述第一显示元件的状态。
20.根据权利要求14所述的显示设备，其进一步包括:用于接收图像数据信号的装置；及 用于至少部分基于所述图像数据信号设定所述第一及第二显示元件中的每一者的状态的装置。
21.一种用于寻址多个显示元件的方法，所述方法包括: 将一行显示元件中的每一分段电极电压设定为第一及第二不同电压电平中的一者； 用电压脉冲选通所述行显示元件的共同电极； 其中所述共同电极电压脉冲具有振幅及持续时间以使得当用所述第一电平处的分段电压施加到显示元件时，所述显示元件不致动，且当用所述第二电平处的分段电压施加到显示元件时，所述显示元件致动，且另外其中所述共同电极电压脉冲具有将在被施加足够长的持续时间的情况下致动两个元件的振幅。
22.根据权利要求21所述的方法，其包括在选通所述共同电极之前释放所述行中的所有所述显示元 件。
【文档编号】G09G3/20GK104025175SQ201280065789
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2011年11月30日
【发明者】马克·M·米尼亚尔, 克拉伦斯·徐, 艾伦·G·刘易斯 申请人:高通Mems科技公司