全n型晶体管反相器电路的制作方法_2

文档序号:9621044阅读:来源:国知局
源的电压对应于逻辑〇的电压。电压源电压可维持在比缺 乏轨对轨输出特性的电路中的将可能的范围更窄的范围内,与许多替代电路设计的情形一 样。因此,轨对轨反相器电路导致减小的功率消耗。因为反相器电路可用于实施任何形式 的逻辑门,能够执行其它逻辑操作的系统可经构建以利用与轨对轨反相器电路相关联的功 率节省。
[0028] 在一些实施方案中,本文所描述的反相器电路可通过消除电路的正常操作期间的 驻流来进一步降低功率消耗。举例来说,反相器电路可包含耦合到高电压源的上拉晶体管 和耦合到低电压源的放电晶体管。上拉和放电晶体管可接通和断开以将反相器的输出在高 与低逻辑状态之间切换。通过设计电路使得不存在上拉晶体管与放电晶体管同时都接通的 情况,此将形成从高电压源至低电压源的DC电流路径,可保存电源。
[0029] 在一些实施方案中,反相器电路可经设计以降低并有反相器电路的裝置的生产 的复杂度和成本。举例来说,电子显示器可包含由导电氧化物制成的有源层,所述导电氧 化物例如氧化锌铟镓(IGZ0)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO)、氧化锡锌(ZnSnO)、氧化铝锌 (AIZnO)、氧化铜(CuO或Cu20)、氧化镉(CdO)或氧化锑银(AgSb03),显示元件控制电路可通 过以上氧化物形成。除显示元件及其控制电路以外,将驱动器及/或逻辑功能性合并至显 示器中是有用的。通常,此类驱动器及/或逻辑制作为耦合到显示器衬底的单独组件。使 用本文所公开的全η型晶体管反相器,驱动器和其它逻辑电路可以用于制作显示元件控制 电路的同一过程直接制作在显示器衬底上。
[0030] 图1Α展示实例直观式基于MEMS的显示设备100的示意图。显示设备100包含以 行及列布置的多个光调制器l〇2a至102d(通常为光调制器102)。在显示设备100中,光 调制器102a和102d处于打开状态,从而允许光通过。光调制器102b和102c处于闭合状 态,从而阻挡光通过。通过选择性地设置光调制器102a至102d的状态,可以利用显示设备 100以在由一或多个灯105照明的情况下形成用于背光显示器的图像104。在另一实施方 案中,设备100可通过反射源自设备的前方的环境光来形成图像。在另一实施方案中,设备 100可通过反射来自位于显示器前方的一或多个灯(即,通过使用前照灯)的光而形成图 像。
[0031] 在一些实施方案中,每一光调变器102对应于图像104中的像素106。在一些其它 实施方案中显示设备100可利用多个光调制器以形成图像104中的像素106。举例来说, 显示设备100可包含三个色彩特定光调制器102。通过选择性地打开对应于特定像素106 的色彩特定光调制器102中的一或多者,显示设备100可产生图像104中的彩色像素106。 在另一实例中,显示设备100包含每像素106两个或两个以上光调制器102以在图像104 中提供亮度级别。关于图像,像素对应于由图像的分辨率定义的最小像元。关于显示设备 100的结构组件,术语像素是指用于调制形成图像的单一像素的光的组合式机械及电组件。
[0032] 显示设备100为直观式显示器,因为其可不包含通常可见于投影应用中的成像光 学装置。在投影显示器中,形成于显示设备的表面上的图像被投影到屏幕上或到墙面上。显 示设备实质上小于所投影的图像。在直观式显示器中,用户通过直接查看显示设备而看到 图像,所述显示设备含有光调制器及任选地用于增强在显示器上见到的亮度及/或对比度 的背光或前照灯。
[0033] 直观式显示器可以透射或反射模式操作。在透射式显示器中,光调制器过滤或选 择性地阻挡源自定位在显示器后方的一或多个灯的光。来自灯的光任选地注入到光导或背 光中,使得每一像素可受到均匀照射。透射直观式显示器常常构建在透明或玻璃衬底上以 促成其中含有光调制器的一个衬底放置在背光上方的夹层组合件布置。
[0034] 每一光调变器102可包含快门108和光圈109。为了说明图像104中的像素106, 快门108经定位以使得快门允许光通过光圈109而朝向观看者。为了保持像素106未被照 亮,快门108经放置使得快门阻碍光通过光圈109。光圈109由贯穿每个光调制器102中的 反射性或光吸收材料而图案化的开口界定。
[0035] 显示设备还包含连接到衬底及光调制器以用于控制快门的移动的控制矩阵。控制 矩阵包含一系列电互连件(例如,互连件11〇、112及114),所述互连件包含像素的每行的至 少一个写入启用互连件110 (也称为扫描线互连件)、用于像素的每一列的一个数据互连件 112以及将共同电压提供到所有像素或至少提供到来自显示设备100中的多个列和多个行 两者的像素的一个共同互连件114。响应于适当电压(写入启用电压,VWE)的施加,用于给 定像素行的写入启用互连件110使所述行中的像素准备好接受新的快门移动指令。数据互 连件112以数据电压脉冲的形式传达新的移动指令。在一些实施方案中,施加到数据互连 件112的数据电压脉冲直接促成快门的静电移动。在一些其它实施方案中,数据电压脉冲 控制开关(例如,晶体管或其它非线性电路元件)控制向光调制器102施加单独致动电压 (其量值通常高于数据电压)。这些致动电压的施加接着导致快门108的静电驱动移动。
[0036] 图1B展示实例主机装置120(S卩,手机、智能电话、PDA、MP3播放器、平板计算机、 电子读取器、上网本、笔记本计算机、手表等)的框图。主机装置120包含显示设备128、主 机处理器122、环境传感器124、用户输入模块126和电源。
[0037] 显示设备128包含多个扫描驱动器130 (还被称作写入启用电压源)、多个数据驱 动器132 (还被称作数据电压源)、控制器134、共同驱动器138、灯140至146、灯驱动器148 及显示元件(例如图1A中所展示的光调制器102)的阵列150。扫描驱动器130将写入启 用电压施加到扫描线互连件110。数据驱动器132将数据电压施加到数据互连件112。
[0038] 在显示设备的一些实施方案中,数据驱动器132经配置以将模拟数据电压提供到 显示元件的阵列150,尤其在图像104的亮度级别将以模拟方式导出的情况下。在模拟操 作中,光调制器102经设计而使得当通过数据互连件112施加某一范围的中间电压时,在快 门108中产生某一范围的中间开放状态,且因此在图像104中产生某一范围的中间照明状 态或亮度等级。在其它情况下,数据驱动器132经配置以仅将一组降低的2、3或4个数字 电压电平施加到数据互连件112。这些电压电平经设计而以数字方式将打开状态、闭合状态 或其它离散状态设置到快门108中的每一者。
[0039] 扫描驱动器130及数据驱动器132连接至数字控制器电路134 (还被称作控制器 134)。控制器以按序列组织的主要串列方式将数据发送到数据驱动器132,所述序列可按行 以及按图像帧预定、分组。数据驱动器132可包含串联到并联数据转换器、电平移位,且对 于一些应用,包含数/模电压转换器。
[0040] 显示设备任选地包含一组共同驱动器138,也被称作共同电压源。在一些实施方案 中,共同驱动器138将DC共同电势提供到显示元件的阵列150内的所有显示元件,例如,通 过将电压供应到一系列共同互连件114。在一些其它实施方案中,共同驱动器138遵循来自 控制器134的命令而发布电压脉冲或信号到显示元件的阵列150,例如,能够驱动及/或起 始阵列150的多个行及列中的所有显示元件的同时致动的全局致动脉冲。
[0041] 用于不同显示器功能的所有驱动器(例如,扫描驱动器130、数据驱动器132和共 用驱动器138)是通过控制器134时间同步的。来自控制器的时序命令协调红色、绿色及蓝 色以及白色灯(相应地为140、142、144和146)经由灯驱动器148的照射、显示元件的阵列 150内的特定行的写入启用和订序、来自数据驱动器132的电压的输出及提供用于显示元 件致动的电压的输出。在一些实施方案中,所述灯为发光二极管(LED)。
[0042] 控制器134确定可借以将快门108中的每一者重设为适于新图像104的照明级别 的定序或寻址方案。可按周期性间隔设置新图像104。举例来说,对于视频显示器,以从10 到300赫兹(Hz)的频率范围来刷新视频的彩色图像104或帧。在一些实施方案中,到阵列 150的图像帧的设置与灯140、142、144和146的照射同步,使得用一系列交替颜色(例如红 色、绿色、蓝色和白色)照射替代图像帧。用于每一对应颜色的图像帧被称作彩色子帧。在 被称作场序彩色方法的此方法中,如果彩色子帧以超过20Hz的频率交替,那么人脑将所述 交替的帧图像平均成对具有广泛及连续色彩范围的图像的感知。在替代实施方案中,具有 原色的四个或四个以上灯可用于显示设备100中,从而采用除红色、绿色、蓝色和白色以外 的原色。
[0043] 在一些实施方案中,在显示设备100经设计以用于快门108在打开与闭合状态之 间的数字切换的情况下,控制器134通过时分灰度的方法形成图像,如先前所描述。在一些 其它实施方案中,显示设备100可经由每像素使用多个快门108来提供灰度。
[0044] 在一些实施方案中,用于图像104状态的数据由控制器134通过连续寻址个别行 (也被称作扫描线)而加载到显示元件阵列150。对于序列中的每一行或扫描线,扫描驱动 器130将写入启用电压施加到用于阵列150的所述行的写入启用互连件110,且随后数据驱 动器132为选定行中的每一列供应对应于所需快门状态的数据电压。此过程重复,直到已 针对阵列150中的所有行加载数据为止。在一些实施方案中,用于数据加载的选定行的序 列是线性的,在阵列150中从上到下进行。在一些其它实施方案中,选定行的序列是伪随机 的,以便将视觉假影最小化。并且在一些其它实施方案中,定序是按块来组织的,其中,对于 块,例如通过依序对阵列150的仅每个第5行进行寻址而将图像104状态的仅某一部分的 数据加载到阵列150。
[0045] 在一些实施方案中,用于将图像数据加载到阵列150的过程与致动阵列150中的 显示元件的过程在时间上是分开的。在这些实施方案中,显示元件阵列150可包含阵列150 中的每一显示元件的数据存储器元件,且控制矩阵可包含用于携载来自共同驱动器138的 触发信号以根据存储在存储器元件中的数据起始快门108的同时致动的全局致动互连件。
[0046] 在替代实施方案中,显示元件的阵列150和控制显示元件的控制矩阵可按除矩形 行及列以外的配置来布置。举例来说,可按六边形阵列或曲线行及列来布置显示元件。一 般来说,如本文所使用,术语扫描线将指共享写入启用互连件的任何多个显示元件。
[0047] 主机处理器122通常控制主机的操
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