显示面板驱动器的制作方法

文档序号:11142433阅读:510来源:国知局
显示面板驱动器的制造方法与工艺

本专利文件主张Chan等人在2014年5月30日申请的标题为“显示面板驱动器(Display Panel Drivers)”的同时待审且共同转让的美国专利申请案第14/291,864号(代理人案号143433/QUALP239)的优先权,所述美国专利申请案特此出于所有目的以全文引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及机电系统和装置。更具体来说,本发明涉及将电压提供到显示器(例如使用干涉式调制器(interferometric modulator;IMOD)的显示器)中的像素的布置的显示面板驱动器电路。



背景技术:

机电系统(electromechanical system;EMS)包含具有电气和机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如,镜和光学薄膜)以及电子装置的装置。EMS装置或元件可以多种尺度来制造,包含(但不限于)微尺度和纳米尺度。举例来说,微机电系统(microelectromechanical system;MEMS)装置可包含具有范围为约一微米到数百微米或更大的大小的结构。纳米机电系统(nanoelectromechanical system;NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小(例如,包含小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀刻掉衬底和/或所沉积材料层的部分或添加层以形成电气和机电装置的其它微机械加工处理工艺来产生机电元件。

一种类型的EMS装置称为干涉式调制器(IMOD)。术语IMOD或干涉式光调制器是指使用光学干涉的原理选择性地吸收和/或反射光的装置。在一些实施方案中,IMOD显示元件可包含一对导电板,其中的一者或两者可整体或部分为透明和/或反射性的,且能够在施加适当电信号后即进行相对运动。举例来说,一个板可包含沉积于衬底上方、沉积于衬底上或由衬底支撑的固定层,且另一板可包含与固定层分隔一气隙的反射膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射于IMOD显示元件上的光的光学干涉。基于IMOD的显示装置具有广泛范围的应用,且预期用于改良现有产品和产生新产品,尤其具有显示能力的所述产品。

在一些实施方案中,板或可移动元件中的一者可基于电压到IMOD的一或多个电极的施加而定位。待施加到IMOD的一或多个电极的电压可基于由驱动器电路提供的电压。

驱动器电路可实施于与IMOD相同的玻璃衬底上的薄膜晶体管(TFT)中。驱动器电路也可实施于玻璃上芯片(COG)中。在一些显示器中,一些驱动器电路可实施于玻璃衬底上的TFT中且其它驱动器电路可实施于COG中。



技术实现要素:

本发明的系统、方法和装置各具有若干创新方面,其中无单一者单独负责本文中所揭示的合乎需要的属性。

本发明中所述的标的物的项创新方面可实施于一电路中,所述电路包含能够提供第一行选择信号的第一驱动器电路、能够提供第二行选择信号的第二驱动器电路以及能够提供第一重置信号的第三驱动器电路。所述电路也可包含显示模块的阵列,显示模块的阵列包含第一行显示模块和第二行显示模块,所述第一行显示模块包含第一列中的第一显示模块和第二列中的第二显示模块,所述第二行显示模块包含第一列中的第三显示模块和第二列中的第四显示模块,其中所述第一驱动器电路能够将第一行选择信号提供到第一显示模块和第二显示模块,所述第二驱动器电路能够将第二行选择信号提供到第三显示模块和第四显示模块,且所述第三驱动器电路能够将第一重置信号提供到第一显示模块、第二显示模块、第三显示模块和第四显示模块。

在一些实施方案中,显示模块的阵列可实施于玻璃衬底上,第三驱动器电路可实施于玻璃衬底上的玻璃上芯片(COG)中,且第一驱动器电路和第二驱动器电路可使用玻璃衬底上的薄膜晶体管(TFT)来实施。

在一些实施方案中,显示模块中的每一者可包含具有第一电极、第二电极和第三电极的显示单元,所述第二电极与可移动元件耦合,所述可移动元件能够基于第一重置信号从第一位置移动到第二位置。

在一些实施方案中,显示元件可为干涉式调制器(IMOD)。

在一些实施方案中,显示模块可包含具有第一端子、第二端子和控制端子的开关,开关的第一端子与显示单元的第一端子耦合,开关的第二端子与显示单元的第二端子耦合,且控制端子耦合到第三驱动器电路以接收第一重置信号。

在一些实施方案中,显示模块的阵列可包含第三行显示模块和第四行显示模块,第三行显示模块包含第一列中的第五显示模块和第二列中的第六显示模块,显示模块的第四行包含第一列中的第七显示模块和第二列中的第八显示模块。第三驱动器电路可将第二重置信号提供到第五显示模块、第六显示模块、第七显示模块和第八显示模块。

在一些实施方案中,电路可包含能够提供第三行选择信号的第四驱动器电路和能够提供第四行选择信号的第五驱动器电路。第四驱动器电路可提供第三行选择信号到第五显示模块和第六显示模块且第五驱动器电路可提供第四行选择信号到第七显示模块和第八显示模块。

在一些实施方案中,第三驱动器电路也可能能够将第一偏压信号提供到第一显示模块、第二显示模块、第三显示模块和第四显示模块,其中,针对显示模块中的每一者,可将偏压信号提供到相应显示模块的相应显示单元的电极。

在一些实施方案中,第三驱动器电路可能能够提供第一列信号和第二列信号,第一列信号提供到第一显示模块和第三显示模块,且第二列信号提供到第二显示模块和第四显示模块。

本发明中所述的标的物的另一创新方面可实施于一显示器中,所述显示器包含:具有第一端子和第二端子的第一显示模块;具有第一端子和第二端子的第二显示模块,其中第一显示模块的第一端子和第二显示模块的第一端子与第一互连件耦合;具有第一端子和第二端子的第三显示模块;具有第一端子和第二端子的第四显示模块,其中第三显示模块的第一端子和第四显示模块的第一端子与第二互连件耦合,且第一显示模块、第二显示模块、第三显示模块和第四显示模块的第二端子与第三互连件耦合;和能够提供第三互连件上的重置信号的第一驱动器电路。

在一些实施方案中,所述电路可包含能够提供第一互连件上的第一行选择信号的第二驱动器电路和能够提供第二互连件上的第二行选择信号的第三驱动器电路。

在一些实施方案中,显示模块的阵列可实施于玻璃衬底上,第一驱动器电路可实施于玻璃衬底上的玻璃上芯片(COG)中,且第二驱动器电路和第三驱动器电路可使用玻璃衬底上的薄膜晶体管(TFT)来实施。

在一些实施方案中,第一显示模块可具有第三端子和第四端子,第二显示模块具有第三端子和第四端子,第三显示模块可具有第三端子和第四端子,且第四显示模块可具有第三端子和第四端子,且第一显示模块和第三显示模块的第三端子可与第四互连件耦合,第二显示模块和第四显示模块的第三端子可与第五互连件耦合,且第一显示模块、第二显示模块、第三显示模块和第四显示模块的第四端子可与第六互连件耦合。

在一些实施方案中,第一驱动器电路可进一步能够提供第六互连件上的偏压信号、第四互连件上的第一列信号和第五互连件上的第二列信号。

本发明中所述的标的物的另一创新方面可实施于一种用于驱动显示模块的阵列的方法中。所述方法可包含:基本上同时将重置信号提供到两行或大于两行的显示模块的群组,将第一组电压提供到所述群组的第一行中的显示模块的端子和将第二组电压提供到所述群组的第二行中的显示模块的端子。

在一些实施方案中,显示模块可包含显示单元,所述显示单元中的每一者包含可移动元件,且所述可移动元件能够基于第一重置信号从第一位置移动到第二位置。

在一些实施方案中,显示模块的阵列可实施于玻璃衬底上,且通过实施于玻璃衬底上的玻璃上芯片(COG)中的电路来提供重置信号。

本发明中所描述的标的物的或多项实施方案的细节在下文的附图和描述中阐述。虽然本发明中所提供的实例主要就基于EMS和MEMS的显示器来描述,但本文中所提供的概念可适用于其它类型的显示器,例如液晶显示器、有机发光二极管(“OLED”)显示器和场发射显示器。其它特征、方面和优势从描述、图式和权利要求书将变得显而易见。应注意,以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。

附图说明

图1为描绘IMOD显示装置的一系列显示元件或显示元件阵列中的两个邻近干涉式调制器(IMOD)显示元件的等角视图说明。

图2为说明并入有包含IMOD显示元件的三元件乘三元件阵列的基于IMOD的显示器的电子装置的系统框图。

图3为说明IMOD显示元件的可移动反射层位置相对于所施加电压的曲线图。

图4为说明当施加各种共同和分段电压时IMOD显示元件的各种状态的表。

图5A为显示图像的IMOD显示元件的三元件乘三元件阵列中的显示数据的帧的说明。

图5B为可用以将数据写入到图5A中所说明的显示元件的共同和分段信号的时序图。

图6A和6B为包含EMS元件的阵列和背板的机电系统(EMS)封装的部分的示意性分解部分透视图。

图7为说明并入有基于IMOD的显示器的电子装置的系统框图的实例。

图8为三端IMOD的实例的电路示意图。

图9为说明驱动器电路的实施的系统框图的实例。

图10为使用图9的系统框图的三端IMOD的实例的电路示意图。

图11为说明驱动器电路的实施的系统框图的另一实例。

图12为使用图11的系统框图的三端IMOD的实例的电路示意图。

图13为图11的系统框图的显示模块布置的一个实例的电路示意图。

图14为说明一种用于驱动显示器的方法的流程图。

图15A和15B为说明包含多个IMOD显示元件的显示装置的系统框图。

各图式中相同参考编号和符号均指示相同元件。

具体实施方式

以下描述是针对出于描述本发明的创新方面的目的的某些实施方案。然而,所属领域的技术人员将易于认识到,可以众多不同方式来应用本文的教示。所描述实施可以可经配置以显示图像(无论是运动(例如,视频)还是静止(例如,静态图像)的,且无论是文字、图形还是图像)的任何装置、设备或系统来实施。更特定来说,预期所描述的实施方案可包含于例如(但不限于)以下各者的多种电子装置中或与所述电子装置相关联:移动电话、具备多媒体互联网能力的蜂窝电话、移动电视接收器、无线装置、智能手机、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、迷你笔记型计算机、笔记型计算机、智能笔记型计算机、平板计算机、打印机、复印机、扫描器、传真装置、全球定位系统(GPS)接收器/导航器、摄像机、数字媒体播放器(例如,MP3播放器)、摄录像机、游戏机、腕表、时钟、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、汽车显示器(包含里程表和速度表显示器等)、座舱控制件和/或显示器、摄像机视图显示器(例如车辆中的后视摄像机的显示器)、电子相片、电子广告牌或标志、投影仪、构架结构、微波炉、冰箱、立体声系统、卡式录音机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、清洗机、干燥机、清洗机/干燥机、停车计时器、封装(例如在包含微机电系统(MEMS)应用的机电系统(EMS)应用以及非EMS应用中)、美学结构(例如一件珠宝或服装上的图像的显示)和各种EMS装置。本文的教示也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、回转仪、运动感测装置、磁力计、用于消费型电子仪器的惯性组件、消费型电子产品的零件、可变电抗器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺,以及电子测试设备。因而,教示并不意图限于仅在图式中所描绘的实施方案,而实情为,具有如所属领域的技术人员将易于显而易见的广泛适用性。

干涉式调制器(IMOD)显示器可包含例如镜的可移动元件,所述可移动元件可定位在各个点处以反射特定波长处的光。可基于电压到IMOD的电极的施加将可移动元件移动到特定位置。提供到电极的电压可由驱动器电路提供。

一些驱动器电路可通过与IMOD相同的玻璃衬底上的薄膜晶体管(TFT)来实施。驱动器电路也可实施于玻璃上芯片(COG)中。在一些显示器中,一些驱动器电路可实施于玻璃衬底上的TFT中且其它驱动器电路可实施于COG中。因此,一些电压可通过实施于COG中的电路来提供且一些电压可通过实施于玻璃上的TFT中的电路来提供。

可实施本发明中所描述的标的物的特定实施方案以达成以下潜在优点中的一或多者。在COG而非TFT中实施更多驱动器电路可导致可靠性增加,原因是COG中的驱动器电路可在互补金属氧化物半导体(CMOS)技术中实施,其倾向于较TFT更可靠。功率消耗可降低,原因是CMOS也倾向于较TFT具有更少泄漏。在COG而非TFT中实施更多驱动器电路也可减少显示器的边缘周围的空间量,且因此,导致显示器的边框的尺寸减小。

所描述实施方案可应用于的合适EMS或MEMS装置或设备的实例为反射式显示装置。反射式显示装置可并入有干涉式调制器(IMOD)显示元件,所述显示元件可经实施以使用光学干涉的原理选择性地吸收和/或反射入射于其上的光。IMOD显示元件可包含部分光学吸收器、可相对于吸收器移动的反射器和在吸收器与反射器之间定义的光学谐振腔。在一些实施方案中,反射体可移动到两个或多于两个的不同位置,此移动可改变光学谐振腔的大小且借此影响IMOD的反射率。IMOD显示元件的反射光谱可产生相当广的光谱带,可跨越可见波长使所述光谱带移位以产生不同色彩。可通过改变光学谐振腔的厚度来调整光谱带的位置。改变光学谐振腔的一种方式为通过改变反射器相对于吸收器的位置。

图1为描绘IMOD显示装置的一系列显示元件或显示元件阵列中的两个邻近干涉式调制器(IMOD)显示元件的等角视图说明。IMOD显示装置包含一或多个干涉式EMS(例如,MEMS)显示元件。在这些装置中,干涉式MEMS显示元件可经配置为明亮状态或黑暗状态。在明亮(“松弛”、“打开”或“接通”等)状态下,显示元件反射大部分入射可见光。相反地,在黑暗(“致动”、“关断”或“断开”)状态下,显示元件反射极少入射可见光。MEMS显示元件可经配置以主要反射特定波长的光,从而允许除黑色和白色外的色彩显示。在一些实施方案中,通过使用多个显示元件,可达成不同强度的色彩基色和灰度。

IMOD显示元件可包含可以行和列布置的IMOD显示元件的阵列。所述阵列中的每一显示元件可包含至少一对反射和半反射层,例如可移动反射层(即,可移动层,也被称作机械层)和固定部分反射层(即,静止层),所述层经定位成彼此相距可变且可控制距离以形成气隙(也被称作光学间隙、空腔或光学谐振腔)。可移动反射层可在至少两个位置之间移动。举例来说,在第一位置(即,松弛位置)中,可移动反射层可定位在距固定部分反射层一距离处。在第二位置(即,致动位置)中,可移动反射层可较接近于部分反射层而定位。视可移动反射层的位置和入射光的波长而定,从两个层反射的入射光可相长和/或相消地干涉,从而针对每一显示元件产生全反射或非反射状态。在一些实施方案中,显示元件可在未致动时处于反射状态,从而反射可见光谱内的光,且可在致动时处于黑暗状态,从而吸收和/或相消地干涉可见范围内的光。然而,在一些其它实施方案中,IMOD显示元件可在未致动时处于黑暗状态,并在致动时处于反射状态。在一些实施方案中,所施加的电压的引入可驱动显示元件改变状态。在一些其它实施方案中,施加的电荷可驱动显示元件改变状态。

图1中的阵列的所描绘部分包含呈IMOD显示元件12的形式的两个邻近干涉式MEMS显示元件。在右侧(如所说明)的显示元件12中,将可移动反射层14说明为处于靠近、邻近或碰触光学堆叠16的致动位置中。跨越右侧的显示元件12所施加的电压Vbias足以移动可移动反射层14且也将其维持在致动位置中。在左侧(如所说明)的显示元件12中,说明可移动反射层14处于与包含部分反射层的光学堆叠16相距一距离(其可基于设计参数而预定)的松弛位置中。跨越左侧的显示元件12所施加的电压V0不足以引起可移动反射层14到致动位置(例如右侧的显示元件12的所述致动位置)的致动。

在图1中,大体上用指示入射于IMOD显示元件12上的光13和从左侧的显示元件12反射的光15的箭头说明IMOD显示元件12的反射性质。入射于显示元件12上的光13的大部分可朝向光学堆叠16经透射穿过透明衬底20。入射于光学堆叠16上的光的部分可经透射穿过光学堆叠16的部分反射层,且一部分将通过透明衬底20反射回来。光13的经透射穿过光学堆叠16的部分可从可移动反射层14反射,朝向(且穿过)透明衬底20返回。在从光学堆叠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(相长和/或相消)将部分确定在装置的观察侧或衬底侧上从显示元件12反射的光15的波长的强度。在一些实施方案中,透明衬底20可为玻璃衬底(有时称为玻璃板或面板)。玻璃衬底可为或包含(例如)硼硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、石英、派热斯(Pyrex)或其它合适的玻璃材料。在一些实施方案中,所述玻璃衬底可具有0.3、0.5或0.7毫米的厚度,但在一些实施方案中,所述玻璃衬底可较厚(例如,数十毫米)或较薄(例如,小于0.3毫米)。在一些实施方案中,可使用非玻璃衬底,例如聚碳酸酯、丙烯酸、聚对苯二甲酸伸乙酯(PET)或聚醚醚酮(PEEK)衬底。在此实施方案中,非玻璃衬底将很可能具有小于0.7毫米的厚度,但视设计考虑而定,所述衬底可更厚。在一些实施方案中,可使用非透明衬底,例如基于金属箔或不锈钢的衬底。举例来说,包含固定反射层和部分透射且部分反射的可移动层的基于反向IMOD的显示器可经配置以从与图1的显示元件12相对的衬底侧观察且可由非透明衬底支撑。

光学堆叠16可包含单一层或若干层。所述层可包含电极层、部分反射且部分透射的层和透明电介质层中的一或多者。在一些实施方案中,光学堆叠16是导电的、部分透明的且部分反射的,且可(例如)通过将上述层中的一或多者沉积到透明衬底20上而制造。可由例如各种金属(例如,氧化铟锡(ITO))的多种材料形成电极层。部分反射层可由例如各种金属(例如,铬和/或钼)、半导体和电介质的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,且层中的每一者可由单一材料或材料的组合形成。在一些实施方案中,光学堆叠16的某些部分可包含充当部分光学吸收器和电导体两者的单一半透明厚度的金属或半导体,而不同的更具导电性的层或部分(例如,光学堆叠16或显示元件的其它结构的层或部分)可用以在IMOD显示元件之间用总线(bus)传送信号。光学堆叠16也可包含覆盖一或多个导电层或导电/部分吸收层的一或多个绝缘或电介质层。

在一些实施方案中,光学堆叠16的所述层中的至少一些可经图案化为平行条带,且可形成显示装置中的行电极,如下文进一步描述。如所属领域的技术人员将理解,术语“经图案化”在本文中用以指代遮蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中,可将高度导电且反射的材料(例如铝(Al))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可形成为一或多个经沉积金属层的一系列平行条带(与光学堆叠16的行电极正交)以形成沉积于支撑件(例如所说明的柱18和位于柱18之间的介入牺牲材料)的顶部上的列。当蚀刻掉牺牲材料时,所定义的间隙19或光学空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之间的间距可为大致1μm到1000μm,而间隙19可大致小于10,000埃

在一些实施方案中,可将每一IMOD显示元件(无论是在致动或是松弛状态中)视为由固定反射层和移动反射层形成的电容器。如由在图1中左侧的显示元件12所说明,当未施加电压时,可移动反射层14保持处于机械松弛状态下,其中间隙19处于可移动反射层14与光学堆叠16之间。然而,当将电位差(即,电压)施加到选定行和列中的至少一者时,在对应显示元件处的行电极与列电极的相交处形成的电容器变得带电,且静电力将所述电极拉在一起。如果所施加的电压超过阈值,那么可移动反射层14可变形且靠近或抵靠光学堆叠16移动。光学堆叠16内的电介质层(未展示)可防止短路且控制层14与层16之间的分离距离,如由在图1中右侧的经致动显示元件12所说明。无论所施加的电位差的极性如何,列均可为相同的。虽然阵列中的一系列显示元件可在一些情况下被称为“行”或“列”,但所属领域的技术人员将易于理解,将方向称为“行”且将另一方向称为“列”是任意的。再声明,在一些定向上,可将行考虑为列,且将列考虑为行。在一些实施方案中,可将行称为“共同”线且可将列称为“分段”线,或可将列称为“共同”线且可将行称为“分段”线。此外,显示元件可均匀地布置于正交的行和列(“阵列”)中,或以非线性配置布置,例如,具有相对于彼此的某些位置偏移(“马赛克”)。术语“阵列”和“马赛克”可指任一配置。因而,尽管显示器被称作包含“阵列”或“马赛克”,但在任何情况下,元件自身无需彼此正交地布置,或以均匀分布而安置,而是可包含具有不对称形状和不均匀分布的元件的布置。

图2为说明并入有包含IMOD显示元件的三元件乘三元件阵列的基于IMOD的显示器的电子装置的系统框图。电子装置包含可经配置以执行一或多个软件模块的处理器21。除执行操作系统外,处理器21还可经配置以执行一或多个软件应用程序,包含web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。

处理器21可经配置与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包含将信号提供到(例如)显示阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。图1中说明的IMOD显示装置的横截面由图2中的线1-1展示。虽然图2为清晰起见说明IMOD显示元件的3×3阵列,但显示阵列30可含有非常大数目的IMOD显示元件,且在行中与在列中具有不同数目个IMOD显示元件,且反之亦然。

图3为说明IMOD显示元件的可移动反射层位置相对于所施加电压的曲线图。对于IMOD,行/列(即,共同/分段)写入程序可利用显示元件的滞后性质,如图3中所说明。在一个实例实施方案中,IMOD显示元件可使用约10伏特电位差以导致可移动反射层或镜从松弛状态改变为致动状态。当电压从所述值减小时,可移动反射层在电压下降回低于(在此实例中)10伏特时保持其状态,然而,可移动反射层直至电压下降为低于2伏特才完全松弛。因而,在图3的实例中,存在约3伏到7伏的电压范围,在所述范围内,存在元件在松弛或致动状态下均稳定的所施加电压的窗口。此窗口在本文中被称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列30,行/列写入程序可经设计以一次寻址一或多个行。因而,在此实例中,在寻址给定行期间,可将经寻址行中待致动的显示元件暴露于约10伏特的电压差,且可将待松弛的显示元件暴露于接近零伏特的电压差。在此实例中,在寻址之后,可将显示元件暴露于稳定状态或大约5伏的偏压电压差,使得其保持处于先前所选通或写入的状态。在此实例中,在寻址之后,每一显示元件经历约3伏特到7伏特的“稳定窗口”内的电位差。此滞后性质特征使得IMOD显示元件设计能够在相同的所施加电压条件下在致动或松弛的预先存在状态中保持稳定。由于每一IMOD显示元件(无论是处于致动状态还是松弛状态)可充当由固定反射层和移动反射层形成的电容器,故可在基本上不消耗或损耗电力的情况下将此稳定状态在滞后窗口内保持于平稳电压下。此外,如果施加的电压电位基本上保持固定,那么基本上极少或并无电流流入显示元件中。

在一些实施方案中,可通过根据给定行中的显示元件的状态的所要改变(如果存在)沿列电极的集合以“分段”电压的形式施加数据信号来产生图像的帧。可依次寻址阵列的每一行,使得一次一行地写入帧。为了将所要数据写入到第一行中的显示元件,可将对应于第一行中的显示元件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,可改变分段电压的集合以对应于第二行中的显示元件的状态的所要改变(如果存在),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,第一行中的显示元件不受沿列电极所施加的分段电压的改变影响,且保持处于其在第一共同电压行脉冲期间所设置到的状态。对于整个系行的行(或替代性地,列),可以依序方式重复此过程以产生图像帧。可通过以每秒某一所要数目个帧不断地重复此过程来用新图像数据刷新和/或更新帧。

跨越每一显示元件所施加的分段信号和共同信号的组合(即,跨越每一显示元件或像素的电位差)确定每一显示元件的所得状态。图4为说明当施加各种共同和分段电压时IMOD显示元件的各种状态的表。如所属领域的技术人员将容易地理解,可将“分段”电压施加到列电极或行电极,且可将“共同”电压施加到列电极或行电极中的另一者。

如图4中所说明,不管沿分段线所施加的电压如何(即,高分段电压VSH和低分段电压VSL),当沿共同线施加释放电压VCREL时,沿共同线的所有IMOD显示元件将经放置于松弛状态(替代性地被称作释放或未致动状态)。特定来说,当沿共同线施加释放电压VCREL时,在沿所述显示元件的对应分段线施加高分段电压VSH和低分段电压VSL两者时,跨越调制器显示元件或像素的电位电压(替代性地被称作显示元件或像素电压)可处于松弛窗口(参见图3,也被称作释放窗口)内。

当在共同线上施加保持电压(例如,高保持电压VCHOLD_H或低保持电压VCHOLD_L)时,沿所述共同线的IMOD显示元件的状态将保持恒定。举例来说,松弛IMOD显示元件将保持处于松弛位置,且致动IMOD显示元件将保持处于致动位置。可选择保持电压,使得显示元件电压在沿对应分段线施加高分段电压VSH和低分段电压VSL两种情况时均将保持处于稳定窗口内。因而,此实例中的分段电压摆动为高分段电压VSH与低分段电压VSL之间的差,且小于正稳定窗口或负稳定窗口的宽度。

当在共同线上施加寻址或致动电压(例如,高寻址电压VCADD_H或低寻址电压VCADD_L)时,可通过沿相应分段线施加分段电压来沿所述共同线将数据选择性地写入到调制器。可选择分段电压,使得致动取决于所施加的分段电压。当沿共同线施加寻址电压时,一个分段电压的施加将带来稳定窗口内的显示元件电压,从而使显示元件保持未致动。相比之下,另一分段电压的施加将带来稳定窗口外的显示元件电压,从而导致显示元件的致动。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,当沿共同线施加高寻址电压VCADD_H时,高分段电压VSH的施加可使调制器保持处于其当前位置中,而低分段电压VSL的施加可引起调制器的致动。作为推论,当施加低寻址电压VCADD_L时,分段电压的效应可相反,其中高分段电压VSH引起调制器的致动,且低分段电压VSL基本上并不影响调制器的状态(即,保持稳定)。

在一些实施方案中,可使用跨越调制器产生相同极性电位差的保持电压、寻址电压和分段电压。在一些其它实施方案中,可使用不定期地交替调制器的电位差的极性的信号。跨越调制器的极性的交替(即,写入程序的极性交替)可减少或抑制在单一极性的重复写入操作之后可发生的电荷积累。

图5A为显示图像的IMOD显示元件的三元件乘三元件阵列中的显示数据的帧的说明。图5B为可用以将数据写入到图5A中所说明的显示元件的共同和分段信号的时序图。图5A中的变暗的网纹图案展示的经致动IMOD显示元件处于黑暗状态,即,经反射的光的大部分在可见光谱范围之外以导致向(例如)观察者显示为黑暗的状态。未经致动的IMOD显示元件中的每一者反射对应于其干涉腔间隙高度的色彩。在写入图5A中所说明的帧之前,显示元件可处于任何状态,但图5B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在未经致动状态。

在第一线时间60a期间:在共同线1上施加释放电压70;在共同线2上施加的电压以高保持电压72开始且移动到释放电压70;且沿共同线3施加低保持电压76。因此,沿共同线1的调制器(共同1,分段1)、(共同1,分段2)和(共同1,分段3)保持处于松弛或未经致动状态历时第一线时间60a的持续时间,沿共同线2的调制器(共同2,分段1)、(共同2,分段2)和(共同2,分段3)将移动到松弛状态,且沿共同线3的调制器(共同3,分段1)、(共同3,分段2)和(共同3,分段3)将保持处于其先前状态。在一些实施方案中,沿分段线1、2和3施加的分段电压将对IMOD显示元件的状态无影响,是由于共同线1、2或3中无一者暴露于引起线时间60a期间的致动的电压电平(即,VCREL松弛和VCHOLD_L稳定)。

在第二线时间60b期间,共同线1上的电压移动到高保持电压72,且沿共同线1的所有调制器保持在松弛状态中,与施加的分段电压无关,因为在共同线1上未施加寻址或致动电压。归因于释放电压70的施加,沿共同线2的调制器保持在松弛状态中,且当沿共同线3的电压移动到释放电压70时,沿共同线3的调制器(3,1)、(3,2)和(3,3)将松弛。

在第三线时间60c期间,通过在共同线1上施加高寻址电压74来寻址共同线1。由于在此寻址电压的施加期间沿分段线1和2施加低分段电压64,因此跨越调制器(1,1)和(1,2)的显示元件电压大于调制器的正稳定窗口的高端(即,电压差超过特征阈值),且调制器(1,1)和(1,2)经致动。相反地,由于沿分段线3施加高分段电压62,因此跨越调制器(1,3)的显示元件电压小于调制器(1,1)和(1,2)的显示元件电压,且保持在调制器的正稳定性窗口内;调制器(1,3)因此保持松弛。也在线时间60c期间,沿共同线2的电压降低到低保持电压76,且沿共同线3的电压保持在释放电压70,从而使得沿共同线2和3的调制器处于松弛位置。

在第四线时间60d期间,共同线1上的电压返回到高保持电压72,从而使得沿共同线1的调制器处于其相应经寻址状态。共同线2上的电压降低到低寻址电压78。由于沿分段线2施加高分段电压62,因此跨越调制器(2,2)的显示元件电压低于调制器的负稳定窗口的低端,从而使调制器(2,2)致动。相反地,由于沿分段线1和3施加低分段电压64,因此调制器(2,1)和(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,从而使得沿共同线3的调制器处于松弛状态。接着,共同线2上的电压转变回到低保持电压76。

最后,在第五线时间60e期间,共同线1上的电压保持处于高保持电压72,且共同线2上的电压保持处于低保持电压76,从而使得沿共同线1和2的调制器处于其相应经寻址状态。共同线3上的电压增加到高寻址电压74以寻址沿共同线3的调制器。当将低分段电压64施加于分段线2和3上时,调制器(3,2)和(3,3)致动,同时沿分段线1施加的高分段电压62使调制器(3,1)保持处于松弛位置中。因此,在第五线时间60e结束时,3×3显示元件阵列处于图5A中所展示的状态,且只要沿共同线施加保持电压,显示元件阵列就将保持处于所述状态下,而不管在寻址沿其它共同线(未展示)的调制器时可能出现的分段电压的变化。

在图5B的时序图中,给定写入程序(即,线时间60a到60e)可包含使用高保持和寻址电压,或低保持和寻址电压。一旦针对给定共同线完成写入程序(且共同电压经设置为具有与致动电压相同的极性的保持电压),显示元件电压便保持在给定稳定性窗口内,且不会通过松弛窗口,直至在所述共同线上施加释放电压为止。此外,当在寻址每一调制器之前作为写入程序的部分而释放每一调制器时,调制器的致动时间而非释放时间可确定线时间。具体地,在调制器的释放时间大于致动时间的实施方案中,可在比单个线时间长的时间内施加释放电压,如图5A中所描绘。在一些其它实施方案中,沿共同线或分段线施加的电压可变化以考虑不同调制器(例如,不同色彩的调制器)的致动电压和释放电压的变化。

图6A和6B为包含EMS元件的阵列36和背板92的EMS封装91的部分的示意性分解部分透视图。图6A经展示为切除背板92的两个隅角以更好地说明背板92的某些部分,而图6B经展示为未切除隅角的情况。EMS阵列36可包含衬底20、支撑柱18和可移动层14。在一些实施方案中,EMS阵列36可包含具有透明衬底上的一或多个光学堆叠部分16的IMOD显示元件的阵列,且可移动层14可实施为可移动反射层。

背板92可基本上为平面,或可具有至少一个波状表面(例如,背板92可形成有凹陷部和/或突起部)。背板92可由任何合适材料(无论是透明还是不透明、导电还是绝缘的材料)制成。用于背板92的合适材料包含(但不限于)玻璃、塑料、陶瓷、聚合物、层压板、金属、金属箔片、科伐合金(Kovar)和电镀式科伐合金。

如图6A和6B中所展示,背板92可包含可部分或完全嵌入于背板92中的一或多个背板组件94a和94b。如图6A中可见,背板组件94a嵌入于背板92中。如图6A和6B中可见,背板组件94b安置于背板92的表面中所形成的凹陷部93内。在一些实施方案中,背板组件94a和/或94b可从背板92的表面突出。尽管背板组件94b安置于面向衬底20的背板92的侧上,但在其它实施方案中,背板组件可安置于背板92的相对侧上。

背板组件94a和/或94b可包含一或多个有源或无源电组件,例如晶体管、电容器、电感器、电阻器、二极管、开关和/或例如经封装的标准或分立集成电路(IC)的IC。可用于各种实施方案的背板组件的其它实例包含天线、电池和例如电传感器、触控传感器、光学或化学传感器的传感器或薄膜沉积的装置。

在一些实施方案中,背板组件94a和/或94b可与EMS阵列36的部分电通信。例如迹线、凸块、柱或导通孔的导电结构可形成于背板92或衬底20中的一者或两者上,且可彼此接触或接触其它导电组件以在EMS阵列36与背板组件94a和/或94b之间形成电连接。举例来说,图6B包含背板92上的一或多个导电通孔96,其可与从EMS阵列36内的可移动层14向上延伸的电接点98对准。在一些实施方案中,背板92也可包含将背板组件94a和/或94b与EMS阵列36的其它组件电绝缘的一或多个绝缘层。在背板92由透气材料形成的一些实施方案中,背板92的内部表面可涂布有蒸气障壁(未展示)。

背板组件94a和94b可包含用于吸收可进入EMS封装91的任何湿气的一或多个除湿剂。在一些实施方案中,可与任何其它背板组件分开地提供除湿剂(或其它湿气吸收材料(例如,集气剂)),例如作为通过粘着剂而安装到背板92(或形成于其中的凹陷中)的薄片。替代地,可将除湿剂集成到背板92中。在一些其它实施方案中,可(例如)通过喷涂、丝网印刷或任何其它合适方法将除湿剂直接或间接施加于其它背板组件上方。

在一些实施方案中,EMS阵列36和/或背板92可包含用以维持背板组件与显示元件之间的距离,且借此防止所述组件之间的机械干涉的机械支座97。在图6A和6B中所说明的实施方案中,机械支座97形成为从背板92突出的与EMS阵列36的支撑柱18对准的柱。替代地或另外,可沿EMS封装91的边缘提供例如轨道或柱的机械支座。

尽管图6A和6B中未说明,但可提供部分或完全包围EMS阵列36的密封件。连同背板92和衬底20,密封件可形成包围EMS阵列36的保护腔。密封件可为半气密密封件,例如习知的基于环氧树脂粘着剂。在一些其它实施方案中,密封件可为气密密封件,例如薄膜式金属焊接件或玻璃粉。在一些其它实施方案中,密封件可包含聚异丁烯(PIB)、聚胺基甲酸酯、液态旋涂式玻璃、焊料、聚合物、塑料或其它材料。在一些实施方案中,增强型密封剂可用于形成机械支座。

在替代性实施方案中,密封环可包含背板92或衬底20中的一者或两者的延伸部。举例来说,密封环可包含背板92的机械延伸部(未展示)。在一些实施方案中,密封环可包含单独构件,例如O形环或其它环形构件。

在一些实施方案中,单独地形成EMS阵列36和背板92,之后将其附接或耦合在一起。举例来说,可如上文所论述地将衬底20的边缘附接并密封到背板92的边缘。替代地,可形成EMS阵列36和背板92且将其接合在一起作为EMS封装91。在一些其它实施方案中,可以任何其它合适方式制造EMS封装91,例如通过在EMS阵列36上通过沉积而形成背板92的组件。

图7为说明并入有基于IMOD的显示器的电子装置的系统框图的实例。此外,图7描绘阵列驱动器22的提供信号到显示阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26的实施方案,如先前论述。

作为实例,在第四行中的显示模块710可包含开关720和显示单元750。可从行驱动器电路24向显示模块710提供行信号、重置信号、偏压信号和共同信号。也可从列驱动器电路26向显示模块710提供数据信号。显示模块710的实施方案可包含多种不同设计。在一些实施方案中,显示单元750可与开关720耦合,所述开关例如其栅极耦合到行信号且其漏极与列信号耦合的晶体管。每一显示单元750可包含IMOD显示元件作为像素。

一些IMOD为使用各种信号的三端装置。图8为三端IMOD的实例的电路示意图。在图8的实例中,显示模块710包含显示单元750(例如,IMOD)。图8的电路也包含图7的实施为n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管M1 810的开关720。晶体管M1 810的栅极耦合到Vrow 830(即,晶体管M1 810的控制端子耦合到提供行选择信号的Vrow 830),Vrow 830可从图7的行驱动器电路24接收电压。晶体管M1 810也耦合到可从图7的列驱动器电路26接收电压的Vcolumn820。如果Vrow 830(提供行选择信号)经施偏压以将晶体管M1 810接通,那么Vcolumn 820上的电压可施加到Vd电极860。图8的电路也包含实施为NMOS晶体管M2 815的另一开关。晶体管M2 815的栅极(或控制)与Vreset 895耦合。晶体管M2 815的其它两个端子与Vcom电极865和Vd电极860耦合。当晶体管M2 815经施偏压以接通(例如,通过施加到晶体管M2 815的栅极的Vreset 895上的重置信号的电压),Vcom电极865和Vd电极860可一起短路。

显示单元750可为包含以下三个端子或电极的三端IMOD:Vbias电极855、Vd电极860和Vcom电极865。显示单元750也可包含可移动元件870和电介质875。可移动元件870可包含一镜。可移动元件870可与Vd电极860耦合。另外,气隙890可在Vbias电极855与Vd电极860之间。气隙885可在Vd电极860与Vcom电极865之间。在一些实施方案中,显示单元750也可包含一或多个电容器。举例来说,一或多个电容器可耦合在Vd电极860与Vcom电极865之间或Vbias电极855与Vd电极860之间。

可移动元件870可定位于Vbias电极855与Vcom电极865之间的各种点处以反射特定波长处的光。特定来说,Vbias电极855、Vd电极860和Vcom电极865的经施加的电压偏压可确定可移动元件870的位置。

Vreset 895、Vcolumn 820、Vrow 830、Vcom电极865和Vbias电极855的电压偏压可由例如行驱动器电路24和列驱动器电路26的驱动器电路来提供。图9为说明驱动器电路的实施方案的系统框图的实例。图9中的驱动器电路可提供各种互连件上的Vreset 895、Vcolumn 820、Vrow 830、Vcom电极865和Vbias电极855的电压。

在图9中,玻璃衬底900可包含显示阵列30。显示阵列30可包含显示模块710以行和列的布置。另外,在显示阵列30周围的玻璃衬底900的周边中,行驱动器910a、910b、910c和910d可提供显示阵列30中的显示模块710中的每一者的Vreset 895、Vrow 830和Vbias电极855。列驱动器920可将Vcolumn 820的电压提供到显示模块710中的每一者。Vcom电极865的电压也可由行驱动器910a到910d提供。然而,在一些实施方案中,Vcom电极865可针对显示模块710中的每一者接地。举例来说,在图9中,Vcom电极865可针对显示模块710接地,且因此,可不由行驱动器910a到910d偏压。

在图9中,行驱动器910a可为第一行中的每一显示模块提供Vreset 895、Vrow 830和Vbias电极855的电压。行驱动器910b可为第二行中的每一显示模块710提供Vreset 895、Vrow830和Vbias电极855的电压。行驱动器910c可为第三行中的每一显示模块710提供Vreset 895、Vrow 830和Vbias电极855的电压。行驱动器910d可为第四行中的每一显示模块710提供Vreset895、Vrow 830和Vbias电极855的电压。因此,相同行中的每一显示模块710可从相应行驱动器910a到910d接收Vreset 895、Vrow 830和Vbias 855的相同电压。然而,一些电压在行与行之间可不同。

列驱动器920可将Vcolumn 820的电压提供到显示模块710的每一列。举例来说,可由列驱动器920向第一列中的显示模块710中的每一者提供Vcolumn 820的第一电压。可由列驱动器920向第二列中的显示模块710中的每一者提供Vcolumn 820的第二电压。可由列驱动器920向第三列中的显示模块710中的每一者提供Vcolumn 820的第三电压。可由列驱动器920向第四列中的显示模块710中的每一者提供Vcolumn 820的第四电压。因此,相同列中的每一显示模块710可接收Vcolumn 820的相同电压。然而,一些电压在行与行之间可不同。

行驱动器910a到910d可实施于玻璃衬底900上制造的薄膜晶体管(TFT)中。列驱动器920可实施于玻璃上芯片(COG)中。COG可在(例如)习知硅晶片上的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术中实施电路。芯片可组装到封装中且随后包含芯片的经组装的封装可放置于显示阵列30实施于其上的相同玻璃上。因此,Vcolumn 820的电压可由围绕显示阵列30的周边中的玻璃衬底900上的COG而非TFT上的电路来驱动。

图10为使用图9的系统框图的三端IMOD的实例的电路示意图。特定来说,图10展示图9中的显示模块710a,其与行驱动器910a和列驱动器920耦合且向显示模块710a提供Vreset895、Vcolumn 820、Vrow 830和Vbias电极855的电压。

如先前论述,图9中的每一显示模块可使其Vcom电极865如图10中所描绘接地。对于图10中的显示模块710a,可由行驱动器910a提供Vrow 830、Vreset 895和Vbias 855的电压。可由列驱动器920提供Vcolumn 820的电压。举例来说,显示模块710a可从行驱动器910a接收电压Vrow 830a、Vreset 805a和Vbias电极855a且从列驱动器920接收Vcolumn 820a。

可向显示模块710b(即,在相同行中但与显示模块710a相邻的列中的显示模块)提供与显示模块710a相同的电压中的一些电压。举例来说,可向显示模块710b提供与显示模块710a相同的来自行驱动器910a的Vrow 830、Vreset 895和Vbias电极855的电压(即,由Vrow830a、Vreset 895a和Vbias电极855a提供的电压)。然而,可向显示模块710b提供来自与显示模块710a不同的互连件的Vcolumn 820的电压,因为其在与显示模块710a不同的列中。可向显示模块710b提供来自Vcolumn 820b而非Vcolumn 820a的Vcolumn 820的电压。

可向显示模块710c(即,在相同列中但与显示模块710a相邻的行中的显示模块)提供与显示模块710a相同的Vcolumn 820的电压(即,由Vcolumn 820b提供的电压)。然而,可由行驱动器910b而非行驱动器910a提供Vrow 830、Vreset 895和Vbias电极855的电压。

由于向图9中的每一行显示模块710提供Vreset 895的其自身电压,因此每一行中的显示模块710可经逐行重置。举例来说,重置第一行中的每一显示模块710可涉及提供Vreset895a上的电压以接通第一行中的显示模块中的每一者中的晶体管M2 815。因此,第一行中的显示模块710中的每一者中的Vcom电极865和Vd电极860可短路,且因此,若地面处于0V,则两者可偏压到0V。第一行中的显示模块710中的每一者中的可移动元件870可基于Vcom电极865和Vd电极860偏压于0V且Vbias电极855a的偏压(由行驱动器910a提供)定位到重置位置。举例来说,针对第一行中的显示模块710中的每一者的可移动元件870可朝向Vcom电极865或Vbias电极855定位到相同重置位置。列驱动器920可随后提供第一行中的每一显示模块710的Vcolumn 820(例如,第一列的Vcolumn 820a和第二列的Vcolumn 820b)的电压。另外,行驱动器910a可提供第一行中的每一显示模块710的Vrow 830a上的电压以接通晶体管M1 810以使得Vcolumn 820a上的电压提供到第一行中的显示模块中的每一者的Vd电极860。因此,针对第一行中的显示模块710中的每一者的可移动元件870可基于由行驱动器910a和列驱动器920提供的电压从重置位置移动到特定位置。接下来,第二行中的显示模块710可各自经重置且所述方法可重复直至每一显示模块710的可移动元件870经定位于所要位置处。因此,行经逐行重置且每一显示模块710的可移动元件870逐行定位到所要位置。

图11为说明驱动器电路的实施方案的系统框图的另一实例。对比图9,可一次重置多行显示模块710。另外,可向多行显示模块710提供Vbias电极855的相同电压。此外,在图11中,可在COG中实施更多驱动器功能性,且因此,可由行驱动器910a到910d实施更少功能性。在行驱动器910a到910d中的COG而非TFT中实施更多驱动器功能性可导致可靠性增加,因为可在互补金属氧化物半导体(CMOS)技术中实施COG中的驱动器功能性,其倾向于较TFT更可靠。可降低功率消耗,因为CMOS也倾向于较TFT具有更少泄漏。另外,在COG而非TFT中实施更多驱动器功能性也可减少显示器的边缘周围的空间的量,且因此,导致显示器的边框的大小减小,从而允许更光滑显示装置。

举例来说,在图11中,行驱动器910a可为第一行中的显示模块710中的每一者提供Vrow 830a的电压。行驱动器910b可为第二行中的显示模块710中的每一者提供Vrow 830b的电压。行驱动器910c可为第三行中的显示模块710中的每一者提供Vrow 830c的电压。最后,行驱动器910d可为第四行中的显示模块710中的每一者提供Vrow 830d的电压。行驱动器910a到910d也可实施于玻璃衬底900上的TFT中。

然而,为显示阵列30中的显示模块710中的每一者提供Vbias电极855和Vreset 895的电压的驱动器电路可由图11中的COG 1100而非实施于玻璃衬底900上的TFT中的行驱动器910a到910d提供。也就是说,COG 1100可为显示阵列30中的显示模块710中的每一者提供Vbias电极855、Vreset 895和Vcolumn 820的电压。此外,并非是每一行显示模块710接收Vbias电极855和Vreset 895的单独电压,而是多行显示模块710可接收Vbias电极855和Vreset 895的相同电压,且因此可同时重置。也就是说,多行可同时而非如图9的实施方案中逐行单独重置。从COG 1100一次重置多行减少COG 1100的引脚计数。另外,一次重置多行减少在显示器的边框中布线的互连件的数目,且因此,也可导致边框的大小减小,允许更光滑的显示装置。

举例来说,在图11中,COG 1100可将Vbias 855a上的电压提供到前两行中的每一显示模块710。COG 1100也可将Vbias 855b上的电压提供到后两行中的每一显示模块710。COG可将Vreset 895a上的电压提供到前两行中的每一显示模块710。COG 1100也可将Vreset 895b上的电压提供到后两行中的每一显示模块710。COG 1100也可如同图9中的列驱动器920一样将Vcolumn 820a到820d的电压提供到显示模块710的列。针对图11中的显示模块710中的每一者的Vcom电极865也可如图9接地。

因此,多行显示模块710可作为一群组同时经重置。可随后向每一行显示模块710提供电压以将行中的显示模块710的每一可移动元件870定位到特定位置。可向同时经重置的群组中的每一行提供电压以逐行定位可移动元件870。举例来说,如果前两行经重置,则第一行中的显示模块710可接收来自行驱动器910a的适当Vrow 830a(以接通晶体管M1 810)和Vcolumn 820a到820d的适当电压(以将电压提供到Vd电极860)。接下来,第二行可接收来自行驱动器910b的适当Vrow 830b和第二行显示模块710的Vcolumn 820a到820d的适当电压。当群组中的所有可移动元件870经定位时,行的下一群组可经重置且所述过程可继续。因而,可同时重置若干行且显示模块710可在重置之后逐行偏压以将可移动元件870定位到新位置。

图12为使用图11的系统框图的三端IMOD的实例的电路示意图。特定来说,图12展示图11中的显示模块710a,其与行驱动器910a和COG 1100耦合,且向显示模块710a提供Vreset 895、Vcolumn 820、Vrow 830和Vbias电极855的电压。

如图10的实施方案中,Vcom电极865可接地。不同于图10的实施方案,行驱动器910a仅提供Vrow 830a,而COG 1100提供Vreset 895a、Vbias 855a和Vcolumn 820a。

图13为图11的系统框图的显示模块布置的一个实例的电路示意图。特定来说,图13提供将各种电压提供到图11中的显示模块710a到710h的端子的互连件的更多细节。

图13中的显示模块710的布置展示以2列×4行布置的显示模块710a到710h。前两行中的显示模块710a到710d从COG 1100接收Vreset 895a和Vbias 855a。因此,可同时重置显示模块710a到710d。也就是说,包含显示模块710a到710d的前两行可为待重置的显示模块710的第一群组。最后两行中的显示模块710e到710h从COG 1100接收Vreset 895b和Vbias855b。因此,可在第一群组之后同时重置显示模块710e到710h。也就是说,包含显示模块710e到710h的最后两行可为显示模块710的第二群组。

另外,在图13中,显示模块710a到710h中的每一者的Vcom电极865可接地。显示模块710a到710h的每一Vrow 830也可从对应行驱动器910a到910d接收Vrow 830a到830d。另外,可通过由COG 1100提供的Vcolumn 820a向第一列(即,显示模块710a、710c、710e和710g)提供其Vcolumn 820端子的电压。可通过由COG 1100提供的Vcolumn 820b向第二列(即,显示模块710b、710d、710f和710h)提供其Vcolumn 820端子的电压。

因此,可同时重置显示模块710a到710d。举例来说,COG 1100可通过提供Vreset895a上的电压将重置信号提供到显示模块710a到710d。可接通显示模块710a到710d中的每一者中的晶体管M2 815,且因此,Vd电极860可短路到显示模块710a到710d中的每一者中的Vcom电极865。由于Vcom电极865偏压到地面(例如,0V),因此Vd电极860也可偏压到接地。接下来,可由Vbias 855a向第一群组中的显示模块710a到710d中的每一者的Vbias电极855提供信号(例如,0V的电压偏压),其也可由COG 1100提供。因此,显示模块710a到710d中的每一者的可移动元件870可定位到对应于Vcom电极865、Vd电极865和Vbias电极855a的电压偏压的重置位置,例如,每一者在0V下经施偏压。在显示模块710a到710d中的每一者的可移动元件870处于重置位置之后,同时经重置的所述群组内的单独行显示模块710a到710d可通过将电压施加到Vd电极860而“写入”以将可移动元件870从重置位置定位到新位置。施加到Vd电极860的电压可为Vcolumn 820a或Vcolumn 820b上的电压。

举例来说,在重置第一群组中的显示模块710a到710d之后,第一行中的显示模块710a和710b可经选择以使电压偏压施加到分别对应于Vcolumn 820a和Vcolumn 820b上的电压的其Vd电极860。特定来说,适当电压可由COG 1100提供于Vcolumn 820a和Vcolumn 820b上。另外,行驱动器910a可提供Vrow 830a上的电压以接通第一行中的显示模块710a和710b中的每一者中的晶体管M1 810。因此,Vcolumn 820a上的电压可提供到显示模块710a的Vd电极860且Vcolumn 820b上的电压可提供到显示模块710b的Vd电极860。因而,显示模块710和710b的可移动元件870可分别基于Vcolumn 820a和820b的电压移动到一位置。

接下来,Vrow 830a上的电压可经改变以关断第一行中的显示模块710a和710b中的两者中的晶体管M1 810。可由COG 1100提供第二行中的显示模块710c和710d的Vcolumn 820a和Vcolumn 820b上的新电压。可由行驱动器910b在Vrow 830b上提供电压以接通第二行中的显示模块710c和710d中的两者中的晶体管M1 810以将Vcolumn 820a和Vcolumn 820b上的电压分别提供到显示模块710c和710d的Vd电极860。Vrow 830b上的电压可随后经改变以关断第二行中的显示模块710c和710d中的两者中的晶体管M1 810。

接下来,可同时重置显示模块710e到710h。举例来说,COG 1100可通过提供Vreset895b上的电压将重置信号提供到显示模块710e到710h。由Vrow 830c、Vrow 830d、Vbias 855b、Vcolumn 820a和Vcolumn 820b提供的电压可遵循相对于第一群组的类似模式。

在COG而非TFT中实施更多驱动器电路(例如,提供Vreset 895a和Vbias 855a上的电压的电路)可导致可靠性增加,因为可在互补金属氧化物半导体(CMOS)技术中实施COG中的驱动器电路,其倾向于较TFT更可靠。可降低功率消耗,因为CMOS也倾向于较TFT具有更少泄漏。在COG而非TFT中实施更多驱动器电路也可减少显示器的边缘周围的空间的量,且因此,导致显示器的边框的大小减小。

在一些实施方案中,可观测视觉假影,由于许多行显示模块710可同时处于重置状态(即,可移动元件870可处于重置位置),但每一单独行显示模块710可经施偏压以将可移动元件870逐行(即,在不同时间)定位到新位置,且因此,每一行显示模块710可处于重置状态持续不同持续时间。在一些实施方案中,将包含多行显示模块710的群组置于重置状态所花费的时间可远超偏压每一单独行显示模块710的时间。为了降低一些所观测到的视觉假影,群组中显示模块710的行的数目可经选择以使得重置群组中显示模块710的行的时间可大于或等于群组中每一行经施偏压以在重置状态后定位可移动元件870所花费的时间。

图14为说明一种用于驱动显示器的方法的流程图。在方法1400中,在框1410处,可基本上同步将重置信号提供到两行或大于两行显示模块710的群组。举例来说,可在Vreset895a上将重置信号提供到图13中的两行显示模块710。在框1420处,可提供定位群组中的第一行中的显示模块(例如,图13中的显示模块710a和710b)的可移动元件870的电压。在框1430处,可提供定位群组中的第二行中的显示模块(例如,图13中的显示模块710c和710d)的可移动元件870的电压。所述方法结束于框1440处。

图15A和15B为说明包含多个IMOD显示元件的显示装置40的系统框图。显示装置40可为(例如)智能手机、蜂窝或移动电话。然而,显示装置40的相同组件或其略微变化也说明各种类型的显示装置,例如电视、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持式装置和便携式媒体装置。

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和麦克风46。可由多种制造工艺(包含射出模制和真空成型)中的任一者形成外壳41。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、橡胶和陶瓷或其组合。外壳41可包含可与不同色彩或含有不同标识、图像或符号的其它可去除部分互换的可去除部分(未展示)。

显示器30可为如本文中所描述的多种显示器中的任一者,包含双稳态或模拟显示器。显示器30也可经配置以包含平板显示器(例如等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)或非平板显示器(例如CRT或其它管式装置)。另外,显示器30可包含如本文中所描述的基于IMOD的显示器。

在图15A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,且可包含至少部分地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,网络接口27包含可耦合到收发器47的天线43。网络接口27可为可在显示装置40上显示的图像数据的源。因此,网络接口27为图像源模块的实例,但处理器21和输入装置48也可充当图像源模块。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,对信号进行滤波或以其它方式操纵信号)。调节硬件52可连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也可连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29可耦合到帧缓冲器28和阵列驱动器22,所述阵列驱动器又可耦合到显示器阵列30。显示装置40中的一或多个元件(包含未在图15A中具体地描绘的元件)可经配置以充当存储器装置且经配置以与处理器21通信。在一些实施方案中,电源50可将电力提供到特定显示装置40设计中的基本上所有组件。

网络接口27包含天线43和收发器47,使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27也可具有降低(例如)处理器21的数据处理要求的一些处理能力。天线43可传输和接收信号。在一些实施方案中,天线43根据IEEE 16.11标准(包含IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11(包含IEEE 802.11a、b、g、n)和其另外实施来传输和接收RF信号。在一些其它实施方案中,天线43根据标准发射和接收RF信号。在蜂窝电话的情况下,天线43可经设计以接收码分多址接入(CDMA)、频分多址接入(FDMA)、时分多址接入(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)、陆上集群无线电(TETRA)、宽带CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、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、4G或5G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,使得所述信号可由处理器21接收并进一步操纵。收发器47也可处理从处理器21接收的信号,使得所述信号可经由天线43从显示装置40传输。

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,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的总体操作。处理器21从网络接口27或图像源接收数据,例如经压缩的图像数据,且将数据处理成原始图像数据或处理成可易于处理成原始图像数据的格式。处理器21可发送经处理的数据到驱动器控制器29或到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常指识别图像内的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色彩、饱和度和灰度级。

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可包含用于将信号传输到扬声器45且用于接收来自麦克风46的信号的放大器和滤波器。调节硬件52可为显示装置40内的分立组件,或可并入于处理器21或其它组件内。

驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28获取由处理器21所产生的原始图像数据,且可适当地重新格式化所述原始图像数据以用于高速传输到阵列驱动器22。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为具有光栅状格式的数据流,以使得其具有适合于跨越显示器阵列30扫描的时间次序。接着驱动控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管例如LCD控制器的驱动器控制器29常常作为独立集成电路(IC)而与系统处理器21相关联,但可以许多方式来实施这些控制器。举例来说,控制器可作为硬件嵌入处理器21中、作为软件嵌入处理器21中,或以硬件与阵列驱动器22完全集成。

阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化信息,且可将视频数据重新格式化为一组平行的波形,所述组波形被每秒许多次地施加到来自显示器的x-y显示元件矩阵的数百且有时数千个(或更多)引线。

在一些实施方案中,驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适合于本文所描述的任何类型的显示器。举例来说,驱动器控制器29可为习知显示控制器或双稳态显示控制器(例如,IMOD显示元件控制器)。另外,阵列驱动器22可为习知驱动器或双稳态显示器驱动器(例如,IMOD显示元件驱动器)。此外,显示阵列30可为习知显示阵列或双稳态显示阵列(例如,包含IMOD显示元件阵列的显示器)。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。此实施可用于高度集成系统(例如,移动电话、便携式电子装置、腕表或小面积显示器)中。

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小键盘或电话小键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏式屏幕、与显示阵列30集成的触敏式屏幕或压敏或热敏膜。麦克风46可经配置为用于显示装置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。

电源50可包含多种能量存储装置。举例来说,电源50可为可再充电电池,例如镍镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中,可使用来自(例如)壁式插座或光伏打装置或阵列的电力对可再充电电池充电。替代地,可再充电电池可为可无线充电式。电源50也可为再生能源、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)。电源50也可经配置以从壁式插座接收电力。

在一些实施方案中,控制可编程性驻留于可位于电子显示系统中的若干处的驱动器控制器29中。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。以上所描述的优化可实施于任何数目个硬件和/或软件组件中且以各种配置来实施。

如本文中所使用,指代项目清单“中的至少一者”的片语指代所述项目的任何组合,包含单一成员。作为实例,“a、b或c中的至少一者”意在涵盖:a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。

可将结合本文中所揭示的实施方案描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法步骤实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。已大体按功能性描述硬件与软件的互换性,并在上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路和步骤中说明所述互换性。将此功能性实施于硬件还是软件中取决于特定应用和强加于整个系统的设计约束。

用以实施结合本文中所揭示的方面而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理设备可通过通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑、分立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、或任何习知处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也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、结合DSP核心的一或多个微处理器或任何其它此类配置。在一些实施方案中,特定步骤和方法可由特定于给定功能的电路执行。

在一或多个方面中,所描述的功能可实施于硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含在此说明书中揭示的结构和其结构等效物)或其任何组合中。本说明书中所描述的标的物的实施也可实施为编码于计算机存储媒体上以供数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作的一或多个计算机程序(即,计算机程序指令的一或多个模块)。

如果实施于软件中,那么可将所述功能作为一或多个指令或代码而存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体来传输。本文中揭示的方法或算法的步骤可实施于可驻留于计算机可读媒体上的处理器可执行软件模块中。计算机可读媒体包含计算机存储媒体和通信媒体(包含可经启用以将计算机程序从一处转移到另一处的任何媒体)两者。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。作为实例而非限制,这些计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储器或可用以按指令或数据结构的形式存储所要代码且可由计算机存取的任何其它媒体。又,可将任何连接适当地称为计算机可读媒体。如本文中所使用的磁盘和光盘包含光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘,其中磁盘通常以磁性方式再生数据,而光盘用激光以光学方式再生数据。以上各者的组合也可包含于计算机可读媒体的范围内。另外,方法或算法的操作可作为代码和指令中的一者或任何组合或集合而驻留于机器可读媒体和计算机可读媒体上,可将机器可读媒体和计算机可读媒体并入到计算机程序产品内。

本发明中所描述的实施方案的各种修改对于所属领域的技术人员来说可为易于显而易见的,且在不脱离本发明的精神或范围的情况下,本文中所定义的一般原理可应用于其它实施方案。因此,权利要求书并不意图限于本文中所展示的实施,而应符合与本文中揭示的本发明、原理和新颖特征相一致的最广泛范围。另外,所属领域的技术人员将易于了解,有时为了易于描述各图而使用术语“上”和“下”,且所述术语指示对应于在适当定向的页面上的图式的定向的相对位置,且可能并不反映如所实施的IMOD显示元件的适当定向。

在单独实施的情况下描述于此说明书中的某些特征也可在单个实施方案中以组合形式实施。相反地,在单个实施方案的情况下所描述的各种特征也可单独地在多个实施方案中或以任何合适子组合而实施。此外,虽然上文可将特征描述为以某些组合起作用且甚至最初按此来主张,但来自所主张的组合的一或多个特征在一些情况下可从所述组合删除,且所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。

类似地,虽然在图式中以特定次序来描绘操作,但所属领域的技术人员将容易地认识到,这些操作无需以所展示的特定次序或以依序次序执行,或所有所说明操作经执行以达成合乎需要的结果。另外,图式可按流程图的形式示意性地描绘一或多个实例工艺。然而,未描绘的其它操作可并入于示意性说明的实例工艺中。举例来说,可在所说明操作中的任一者之前、之后、同时或之间执行一或多个额外操作。在某些情况下,多任务和并行处理可为有利的。此外,不应将在上述实施方案中的各种系统组件的分离理解为需要在所有实施方案中的此分离,且应理解,所描述的程序组件和系统可大体上在单一软件产品中集成在一起或经封装到多个软件产品中。另外,其它实施方案是在以下权利要求书的范围内。在一些情况下,权利要求书中所引证的动作可以不同次序执行且仍达成所要结果。

本文揭示的电路和技术利用仅出于说明目的所提供的值(例如,电压、电容等)的实例。其它实施方案可涉及不同值。

尽管本文中的技术揭示玻璃上芯片(COG)实施方案,但也可实施变化形式。举例来说,软板上芯片(COF)也可提供如本文所揭示的COG的类似功能性。在COF实施方案中,芯片可放置于软板(例如,弹性塑料表面)上。软板自身可附接到玻璃且提供芯片的互连件以将本文揭示的信号提供到玻璃。

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