用于驱动干涉式调制器的方法及系统的制作方法

专利名称：用于驱动干涉式调制器的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明的技术领域涉及微机电系统(MEMS)。
背景技术：
微机电系统(MEMS)包括微机械元件、激活器及电子元件。微机械元件可采用沉积、蚀刻或其他可蚀刻掉衬底及/或所沉积材料层的若干部分或可添加若干层以形成电和机电装置的微机械加工工艺制成。一种类型的MEMS装置被称为干涉式调制器。本文所用术语干涉式调制器或干涉式光调制器是指一种使用光学干涉原理来选择性地吸收及/或反射光的装置。在某些实施例中，一干涉式调制器可包含一对导电板，其中的一者或二者均可全部或部分地透明及/或为反射性，且在施加适当的电信号时能够相对运动。在一特定的实施例中，一个板可包含一沉积在衬底上的静止层，而另一个板可包含一通过一气隙与该静止层隔开的金属薄膜。如本文所更详细说明，其中一个板相对于另一个板的位置可改变入射于干涉式调制器上的光的光学干涉。上述装置具有广泛的应用范围，且在此项技术中，利用及/或修改这些类型装置的特征、以使其特性可用于改善现有产品及制造目前尚未开发的新产品将颇为有益。

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的特性。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。在查看这一说明，且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性如何提供优于其他显示装置的优点。
在一实施例中，提供一种显示器，其包括一干涉式调制器阵列、及一耦接至所述阵列的驱动电路，所述驱动电路经配置以根据温度来提供用于驱动所述阵列的激活信号。
在另一实施例中，提供一种显示器，其包括第一干涉式调制器阵列；一个或多个第二干涉式调制器；一测量电路，其经配置以测量所述一个或多个第二干涉式调制器的激活电压；及第一驱动电路，其耦接至所述第一干涉式调制器阵列并经配置以根据由所述测量电路所测量的激活电压来提供用于驱动所述第一干涉式调制器阵列的驱动信号，其中所述第一干涉式调制器阵列及所述一个或多个第二干涉式调制器分别具有一第一及一第二机电响应，其中所述第一及第二机电响应彼此具有一预定关系。
在另一实施例中，提供一种驱动一显示器干涉式调制器阵列的方法，其包括测量一个或多个测试干涉式调制器的激活电压，根据所测量的激活电压及根据所述一个或多个测试干涉式调制器与所述显示器干涉式调制器之间的一预定关系来确定适当的驱动信号参数，及根据所述确定向所述显示器干涉式调制器阵列提供驱动信号。
在另一实施例中，提供一种用于制造显示器的方法，其包括形成一第一干涉式调制器阵列；形成与所述第一干涉式调制器阵列具有一预定关系的一个或多个第二干涉式调制器；提供一测量电路，其经配置以测量所述一个或多个第二干涉式调制器的激活电压；及提供一驱动电路，其耦接至所述第一干涉式调制器阵列并经配置以根据由所述测量电路所测量的激活电压来提供用于驱动所述第一干涉式调制器阵列的驱动信号。
在另一实施例中，提供一种驱动一阵列的方法，所述阵列具有配置成一显示器的多个干涉式调制器，所述方法包括感测所述显示器中预定位置的温度；将一基于所述所感测温度的传感器信号传送至一显示器驱动器；根据所述传感器信号在所述显示器驱动器中产生一驱动信号；及将所述驱动信号提供至所述阵列。
在另一实施例中，提供一种显示器，其包括显示构件，其用于显示图像数据；及提供构件，其用于根据温度来提供用于驱动所述显示构件的激活信号。
在另一实施例中，提供一种制造一显示器的方法，其包括形成一包含多个干涉式调制器的阵列；及将一驱动电路耦接至所述阵列，所述驱动电路经配置以根据所述显示器的温度来提供用于驱动所述阵列的激活信号。
在另一实施例中，提供一种显示器，其包括用于调制光的第一构件；用于调制光的第二构件；测量构件，其用于测量所述第二调制构件的激活电压；及驱动构件，其用于驱动所述第一调制构件，所述驱动构件耦接至所述第一调制构件并经配置以根据由所述测量构件所测量的激活电压来提供用于驱动所述第一调制构件的驱动信号，其中所述第一调制构件及所述第二调制构件分别具有第一及第二机电响应，且所述第一及第二机电响应彼此具有预定的关系。
在另一实施例中，提供一种驱动一显示器的方法，其包括测量显示器中一个或多个干涉式调制器的转变电压；根据所述所测量转变电压来确定用于操作所述一个或多个干涉式调制器的驱动电压；及将所述所确定驱动电压提供至所述一个或多个干涉式调制器。
在另一实施例中，提供一种驱动一显示器的系统，其包括一传感器电路，其经配置以测量一显示器的多个干涉式调制器中一个或多个干涉式调制器的转变电压；及一驱动电路，其耦接至所述传感器电路并经配置以根据所述所测量转变电压来确定用于操作所述多个干涉式调制器的驱动电压并进一步经配置以将所述所确定驱动电压提供至所述多个干涉式调制器。
在另一实施例中，提供一种用于驱动一干涉式调制器显示器的系统，其包括测量构件，其用于测量形成一干涉式调制器显示阵列至少一部分的多个干涉式调制器中一个或多个干涉式调制器的转变电压；确定构件，其用于根据所述所测量转变电压来确定用于操作多个干涉式调制器中一个或多个干涉式调制器的驱动电压；及提供构件，其用于将所述所确定驱动电压提供至多个干涉式调制器中的所述一个或多个干涉式调制器。
在另一实施例中，提供一种制造一用于驱动显示器的系统的方法，其包括提供一包含多个干涉式调制器的显示器；将一传感器电路耦接至所述显示器，所述传感器电路经配置以测量所述显示器的多个干涉式调制器中一个或多个干涉式调制器的转变电压；及将一驱动电路耦接至所述显示器及所述传感器电路，所述传感器电路经配置以根据所述所测量转变电压来确定一用于操作所述多个干涉式调制器的驱动电压，并进一步经配置以将所述所确定驱动电压提供至所述多个干涉式调制器。
在另一实施例中，提供一种驱动具有一干涉式调制器阵列的显示器的方法，其包括根据温度来提供用于驱动所述阵列的激活信号。


图1为一等轴图，其示意性地绘示一干涉式调制器显示器的一实施例的一部分，其中第一干涉式调制器的一可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的一可移动反射层处于受激活位置。
图2为一系统方框图，其示意性地显示一包含一3×3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中可移动镜面位置与所施加电压的关系的示意图。
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图解说明图2所示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实例性时序图。
图6A及6B为系统方块图，其示意性地图解说明一包含多个干涉式调制器的视觉显示装置的实施例。
图7A为一图1所示装置的示意性剖面图。
图7B为一干涉式调制器的替代实施例的示意性剖面图。
图7C为一干涉式调制器的另一替代实施例的示意性剖面图。
图7D为一干涉式调制器的再一替代实施例的示意性剖面图。
图7E为一干涉式调制器的又一替代实施例的示意性剖面图。
图8为一干涉式调制器的透视图，其图解说明可移动反射层的多个层。
图9为一曲线图，其图解说明干涉式调制器的工作电压与温度之间的关系。
图10为一系统方框图，其图解说明一包含一3×3干涉式调制器显示器及温度传感器的电子装置的一实施例。
图11为一系统方块图，其图解说明一包含一3×3干涉式调制器显示器及温度传感器的电子装置的另一实施例。
图12为一系统方块图，其图解说明一包含一3×3干涉式调制器显示器及温度传感器的电子装置的另一实施例。
图13为一系统方块图，其图解说明一包含一3×3干涉式调制器显示器及一测试干涉式调制器的电子装置的一实施例。
图14为时间(x轴)与电容及电压(y轴)的关系曲线图，其图解说明因施加电压而引起的干涉式调制器的电容。
图15为一流程图，其图解说明一种根据所感测温度来驱动一阵列的方法。
具体实施例方式
以下详细说明是针对本发明的某些具体实施例。然而，本发明可通过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编号标识。根据以下说明容易看出，各实施例可在任一经配置以显示图像-无论是动态图像(例如视频)还是静态图像(例如静止图像)，无论是文字图像还是图片图像-的装置中实施。更具体而言，本发明涵盖各实施例可在例如(但不限于)以下等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)、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MESE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。
由控制系统施加的为将调制器置于受激活状态所需的电压大小可因诸多种会影响干涉式调制器的不利工作因素而发生改变，这些不利的工作因素例如包括温度、干涉计机电性质的改变、电荷积聚、及机械式镜面的物理磨损。如在下文中所更详细说明，激活电压是作为两个电压-列偏压(V偏压)与行电压-的组合施加至干涉式调制器。干涉计机电性质的改变、电荷积聚、及机械式镜面的物理磨损通常只有在大量使用之后或在经过某一时间量之后才影响激活电压。而干涉式调制器的工作温度则会立即影响可移动反射层14的特性，因而大的温度变化可造成激活电压的显著变化。根据使用干涉式调制器的环境条件而定-例如在夏季期间在亚利桑那州(Arizona)包含于放置在汽车仪表盘上的装置上的显示器中、或者在冬季暴露于零下温度中的装置上的显示器中，干涉式调制器在几个小时甚至几分钟内便可能会发生显著的温度变化。在本发明的一实施例中，一传感器在具有一包含干涉式调制器的显示器的装置中监测在一位置上所存在的温度，并向所述显示器的驱动电路提供与温度相关的信号。所述驱动电路-使用使所感测温度与为在不同温度下操作显示器所需的必要电压相关联的预定信息-通过根据其从传感器接收的信号调整偏压来驱动显示器在各种各样的温度下工作。
在图1中图解说明一种包含干涉式MEMS显示元件的干涉式调制器显示器实施例。在这些装置中，像素处于亮或暗状态。在亮(“开(on)”或“打开(open)”)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“关闭(closed)”)状态下时，显示元件几乎不向用户反射入射可见光。视不同的实施例而定，可颠倒“开(on)”及“关(off)”状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要在所选色彩下反射，从而除黑色和白色之外还可实现彩色显示。
图1为一等轴图，其绘示一视觉显示器的一系列像素中的两相邻像素，其中每一像素包含一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，以形成一具有至少一个可变尺寸的谐振光学腔。在一实施例中，其中一个反射层可在两个位置之间移动。在本文中称为松弛位置的第一位置上，该可移动反射层定位于距一固定的局部反射层相对远的距离处。在本文中称作受激活位置的第二位置上，可移动反射层定位成更紧密地邻近局部反射层。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，显示一可移动反射层14a处于一松弛位置，该松弛位置距一包含一局部反射层的光学堆叠16a一预定距离。在右侧的干涉式调制器12b中，显示一可移动反射层14b处于一邻近光学堆叠16b的受激活位置处。
本文中所提及的光学堆叠16a及16b(统称为光学堆叠16)通常由数个熔合的层构成，此可包括一电极层(例如氧化铟锡(ITO))、一局部反射层(例如铬)、及一透明电介质。光学堆叠16因此为导电性、局部透明及局部反射性，并可例如通过将上述各层中的一个或多个层沉积至透明衬底20上来制成。在某些实施例中，所述层被图案化成平行条带，且可形成显示装置中的行电极，如将在下文中所进一步说明。可移动反射层14a、14b可形成为由沉积在支柱18顶部的一个或多个沉积金属层(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后，可移动反射层14a、14b与光学堆叠16a、16b相隔一规定气隙19。反射层14可使用一具有高度导电性及反射性的材料(例如铝)，且这些条带可形成显示装置中的列电极。
在不施加电压时，空腔19保持处于可移动反射层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中的像素12a所示。然而，在向一所选行和列施加电位差之后，在对应像素处的行和列电极相交处形成的电容器变成充电状态，且静电力将这些电极拉向一起。如果电压足够高，则可移动反射层14会变形并受迫压抵光学堆叠16。光学堆叠16内的一介电层(在该图中未显示)可防止短路并控制层14与16之间的间隔距离，如图1中右边的像素12b所示。无论所施加电位差的极性如何，其行为均相同。由此可见，可控制反射与非反射像素状态的行/列激活与在传统的LCD及其他显示技术中所用的行/列激活在许多方面相似。
图2至图5B图解说明一种在一显示应用中使用一干涉调制器阵列的实例性过程及系统。
图2为一系统方块图，其图解说明一可包含本发明各个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、Pentium III、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还配置成与一阵列驱动器22进行通信。在一实施例中，阵列驱动器22包括向一面板或显示阵列(显示器)30提供信号的行驱动器电路24及列驱动器电路26。图1中所示阵列的剖面图在图2中以线1-1示出。对于MEMS干涉式调制器，所述行/列激活协议可利用图3所示这些装置的滞后性质。其可能需要例如一10伏的电位差来使可移动层自松弛状态变形至受激活状态。然而，当该电压自该值降低时，在该电压降低回至10伏以下时，该可移动层将保持其状态。在图3所示的实例性实施例中，在电压降低至2伏以下之前，可移动层不完全松弛。因此，在图3所示实例中，存在一大约为3至7伏的电压范围，在该电压范围内存在一所施加电压窗口，在该窗口内，装置稳定在松弛或受激活状态。在本文中将其称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3所示滞后特性的显示阵列而言，行/列激活协议可设计成在行选通期间，使所选通行中将被激活的像素承受约10伏的电压差，并使将被松弛的像素承受接近0伏的电压差。在选通之后，使像素承受约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。在此实例中，在被写入之后，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既有的受激活状态或松弛状态。由于干涉式调制器的每一像素，无论处于受激活状态还是松弛状态，实质上均是一由固定反射层及移动反射层构成的电容器，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。如果所施加的电位固定不变，则实质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活像素确定一组列电极而形成一显示帧。此后，将行脉冲施加至第1行的电极，从而激活与所确定的列线对应的像素。此后，将得到确定的一组列电极变成与第二行中所期望的一组受激活像素对应。此后，将脉冲施加于第2行的电极，从而根据得到确定的列电极来激活第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，且保持其在第1行的脉冲期间所设定到的状态。可按一依序方式对整个系列的行重复上述步骤，以形成所述帧。通常，通过以某一所需帧数/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、5A及5B图解说明一种用于在图2所示的3×3阵列上形成一显示帧的可能的激活协议。图4图解说明一组可能的列及行电压电平，其可用于呈现出图3所示滞后曲线的像素。在图4的实施例中，激活一像素涉及将相应的列设定至-V偏压，并将相应的行设定至+ΔV-其可分别对应于-5伏及+5伏。使像素松弛则是通过将相应的列设定至+V偏压并将相应的行设定至相同的+ΔV以在像素两端形成一0伏的电位差来实现。在那些行电压保持为0伏的行中，无论列是处于+V偏压还是-V偏压，像素均稳定于其最初所处的任何状态。如也在图4中所显示，应了解，也可使用与上面所述电压具有相反极性的电压，例如，激活一像素可涉及到将相应的列设定至+V偏压并将相应的行设定至-ΔV。在该实施例中，释放像素是通过将相应的列设定至-V偏压并将相应的行设定至相同的-ΔV、从而在像素两端形成一0伏的电位差来实现。
图5B为一显示一系列行及列信号的时序图，这些信号施加于图2所示的3×3阵列，其将形成图5A所示的显示布置，其中受激活像素为非反射性。在写入图5A所示的帧之前，像素可处于任何状态，且在该实例中，所有行均处于0伏，且所有列均处于+5伏。在这些所施加电压下，所有的像素均稳定于其现有的受激活状态或松弛状态。
在图5A所示的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)及(3，3)受到激活。为实现这一效果，在第1行的“线时间”期间，将第1列及第2列设定为-5伏，并将第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伏然后又下降回到0伏的脉冲来选通第1行。由此激活像素(1，1)和(1，2)并使像素(1，3)松弛。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，并将第1列及第3列设定为+5伏。此后，施加至第2行的相同的选通脉冲将激活像素(2，2)并使像素(2，1)和(2，3)松弛。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伏来设定第3行。第3行的选通脉冲如图5A所示来设定第3行的像素。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，用于实施行和列激活的电压的定时、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，且任何激活电压方法均可与本文所述的系统及方法一起使用。
图6A及6B为图解说明一显示装置40的一实施例的系统方块图。显示装置40例如可为蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置40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40包括一外壳41、一显示器30、一天线43、一扬声器45、一输入装置48及一麦克风46。外壳41通常由所属领域的技术人员所熟知的许多种制造工艺中的任何一种制成，包括注射成型及真空成形。另外，外壳41可由许多种材料中的任何一种制成，包括但不限于塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷，或其组合。在一实施例中，外壳41包括可拆卸部分(未示出)，其可与其他具有不同颜色或包含不同标志、图片或符号的可拆卸部分互换。
实例性显示装置40的显示器30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，如所属领域的技术人员众所周知，显示器30包括一平板显示器，例如上文所述的等离子体显示器、EL、OLED、STNLCD或TFTLCD，或一非平板显示器，例如CRT或其他显像管装置。然而，为便于说明本实施例，如本文中所述，显示器30包括一干涉式调制器显示器。
图6B示意性地显示实例性显示装置40的一实施例中的组件。所示实例性显示装置40包括一外壳41，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40包括一网络接口27，网络接口27包括一耦接至一收发器47的天线43。收发器47连接至处理器21，处理器21又连接至调节硬件52。调节硬件52可经配置以对一信号进行调节(例如对一信号进行滤波)。调节软件52连接至一扬声器45及一麦克风46。处理器21还连接至一输入装置48及一驱动器控制器29。驱动器控制器29耦接至一帧缓冲器28并耦接至阵列驱动器22，阵列驱动器22又耦接至一显示阵列30。一电源50根据具体实例性显示装置40的设计所要求为所有组件供电。
网络接口27包括天线43及收发器47，以使实例性显示装置40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27还可具有某些处理功能，以降低对处理器21的要求。天线43是为所属领域的技术人员所知的任一种用于发射和接收信号的天线。在一实施例中，该天线根据IEEE802.11标准(包括IEEE802.11(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或其他用于在无线蜂窝式电话网络中进行通信的习知信号。收发器47对自天线43接收的信号进行预处理，以使其可由处理器21接收及进一步处理。收发器47还处理自处理器21接收到的信号，以使其可通过天线43自实例性显示装置40发射。
在一替代实施例中，可使用一接收器取代收发器47。在再一替代实施例中，网络接口27可由一可存储或产生要发送至处理器21的图像数据的图像源取代。例如，该图像源可为数字视盘(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21通常控制实例性显示装置40的总体运行。处理器21自网络接口27或一图像源接收数据，例如经压缩的图像数据，并将该数据处理成原始图像数据或一种易于处理成原始图像数据的格式。然后，处理器21将经处理的数据发送至驱动器控制器29或发送至帧缓冲器28进行存储。原始数据通常是指识别一图像内每一位置处图像特征的信息。例如，这些图像特征可包括颜色、饱和度及灰度级。
在一实施例中，处理器21包括一微控制器、CPU、或用于控制实例性显示装置40的运行的逻辑单元。调节硬件52通常包括用于向扬声器45发射信号及从麦克风46接收信号的放大器及滤波器。调节硬件52可为实例性显示装置40内的离散组件，或者可并入处理器21或其他组件内。
驱动器控制器29直接自处理器21或自帧缓冲器28获取由处理器21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22。具体而言，驱动器控制器29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30的时间次序。然后，驱动器控制器29将格式化后的信息发送至阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如一LCD控制器)常常作为一独立的集成电路(IC)与系统处理器21相关联，但这些控制器可按许多种方式进行构建。其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、或以硬件形式与阵列驱动器22完全集成。
通常，阵列驱动器22自驱动器控制器29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像素矩阵的数百条且有时数千条引线。
在一实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22、及显示阵列30适用于本文所述的任一类型的显示器。例如，在一实施例中，驱动器控制器29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22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，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成在一起。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30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48使用户能够控制实例性显示装置40的运行。在一实施例中，输入装置48包括小键盘(例如QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、触敏屏幕、压敏或热敏薄膜。在一实施例中，麦克风46是实例性显示装置40的输入装置。当使用麦克风46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40的运行。
电源50可包括众多种能量存储装置，此在所属领域中众所周知。例如，在一实施例中，电源50为一可再充电式电池，例如镍-镉电池或锂离子电池。在另一实施例中，电源50为一可再生能源、电容器或太阳能电池，包括塑料太阳能电池及太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从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驻存于一驱动器控制器中，该驱动器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，控制可编程性驻存于阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将认识到，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。
按照上述原理工作的干涉式调制器的结构的详细情况可千变万化。例如，图7A-7E图解说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同的实施例。图7A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7B中，可移动反射层14仅在隅角处在系链32上附接至支撑件。在图7C中，可移动反射层14悬挂于一可变形层34上，可变形层34可包含一种柔性金属。可变形层34直接或间接地在可变形层34的周边周围连接至衬底20上。这些连接在本文中称作支撑柱。图7D中所示的实施例具有支撑柱栓塞42，可变形层34即位于支撑柱栓塞42上。如在图7A-7C中所示，可移动反射层14保持悬置于空腔上面，但可变形层34并未通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔来形成支撑柱。而是，由用于形成支撑柱栓塞42的平坦化材料形成所述支撑柱。图7E中所示的实施例是基于图7D中所示的实施例，但也可经修改以与图7A-7C中所示的任一实施例以及未显示的其他实施例一起使用。在图7E中所示的实施例中，已使用额外的一层金属或其他导电材料来形成一总线结构44。此使信号能够沿干涉式调制器的背面路由，从而消除了原本可能须形成于衬底20上的若干电极。
在例如在图7所示的那些实施例中，干涉式调制器用作直视式装置，其中自透明衬底20的前侧(与上面布置有调制器的侧相对的侧)观看图像。在这些实施例中，反射层14在光学上屏蔽干涉式调制器的位于与衬底20相对的反射层侧上的某些部分，包括可变形层34及总线结构44。这使得能够配置及操作被屏蔽区域，而不会不利地影响图像品质。此种可分离的调制器架构使对调制器的机电方面所用的与对调制器的光学方面所用的结构设计及材料能够相互独立地加以选择及发挥作用。而且，图7C-7E中所示的实施例具有因将反射层14的光学性质自其机械特性解耦合(此由可变形层34来实施)而得到的额外优点。此使反射层14的结构设计及所用材料可在光学性质方面得到优化，且可变形层34的结构设计和所用材料可在所期望机械性质方面得到优化。
控制系统所施加的为将干涉式调制器的可移动镜置于受激活状态中所需的电压大小称作激活电压。例如，如在图3中所示，激活电压约为9-10伏，因而施加约-10伏或约+10伏便会激活干涉式调制器的可移动反射层14b(如在图1中所示)，而施加约0伏便会使干涉式调制器的可移动反射层14a(如在图1中所示)松弛。激活电压可因诸多种因素而随时间变化，这些因素包括例如温度、干涉计机电性质的改变、及机械式镜面的物理磨损。
这些因素中的某些因素(例如干涉式调制器机电性质的改变、及机械式镜面的物理磨损)通常只有在大量使用之后或在经过某一时间量之后才影响偏置电压。然而，温度却会在短的时间段内影响可移动反射层14的特性并造成为操作干涉式调制器所需电压的显著变化。根据使用干涉式调制器的环境条件而定-例如在夏季期间在亚利桑那州(Arizona)包含于放置在汽车仪表盘上的装置上的显示器中、或者在冬季暴露于零下温度中的装置上的显示器中，干涉式调制器在几个小时甚至几分钟内便可能会发生显著的温度变化。通过感测在此种装置中一位置处所存在的温度并使用将所感测温度与为在该温度下操作干涉式调制器所需的必要电压相关联的预定信息，可通过根据温度调节偏置电压来有效地驱动所述显示器在宽广的温度范围内工作。
图8为干涉式调制器60的一实施例在释放(或松弛)状态下的透视图解说明。干涉式调制器60在一透明衬底20上包括一光学堆叠16，光学堆叠16通常包括一电极层、一吸收剂层及一电极层(未分别加以显示)。衬底20的相对厚度远大于光学堆叠16的厚度。例如，在某些实施例中，衬底20厚约700μm，且光学堆叠16厚约1μm或以下。在某些实施例中，衬底20为玻璃。支撑件18为可移动反射层14提供支撑，可移动反射层14与光学堆叠16相隔一空腔19。
可移动反射层14包括相对薄的一层第一材料11及相对厚的一层第二材料13。在图8所示实施例中，第一材料11为设置成约300埃厚的一层的铝，而第二材料13为设置成约1000埃厚的一层的镍。在其他实施例中，第一材料11及第二材料13可包含其他材料，例如铝合金。在其他实施例中，第一材料11及第二材料13的厚度也可不同。在某些实施例中，可移动反射层14可为整体式的，仅包含由例如镍、镍合金、铝、或铝合金构成的均匀的单个层。在其他实施例中，可移动反射层14可包括多于两层材料。在某些实施例中，所述的一层第一材料11可厚于所述的一层第二材料13，此可改变应力与应变主导材料的关系。
通过干涉式调制器温度变化而在干涉式调制器中引入的应力及由此产生的应变可显著影响可移动反射层14的运动。应力是由物体在邻接部件上施加的每单位面积的力，而应变是由应力引起的变形或尺寸变化。耐应力性及弹性限值二者均取决于固体的成分。当物体受拉时，称其承受张力、或拉应力，而当其受压时，则其承受压力、或压应力。通常将拉应力视为正值，而将压应力视为负值。当材料温度变化时，物体会按照其制成材料的热膨胀系数(CTE)而膨胀或收缩。干涉式调制器的正常工作温度可例如约为-40℃至+70℃。当温度变化时，衬底20、可移动反射层14的第一材料11及第二材料13会按照其各自的CTE而出现不同的膨胀及收缩。这两种不同材料的此种膨胀及收缩会在可移动反射层14中引起应变，此会在可移动反射层14中造成相应的应力变化。
尽管所述一层第一材料11与所述一层第二材料13二者均按其各自的CTE所表达而随温度膨胀及收缩，然而较厚的层(例如第二材料13)的CTE主导膨胀或收缩量。衬底20及光学堆叠16的膨胀及收缩量由衬底20的膨胀及收缩主导，因为其厚度大得多。通常，衬底20的CTE小于所述一层第二材料13的CTE，因而当参考温度变化时，所述一层第二材料13的膨胀及收缩大于衬底20的膨胀及收缩。然而，支撑件18会限制可移动反射层14相对于衬底20的膨胀及收缩。相应地，当温度变化时，可移动反射层14会在可移动反射层14的平面x及y方向上经历应变变化，且在可移动反射层14的x及y方向上也出现相应的应力变化(σ)。可移动反射层14的应力会影响其在受激活位置与未受激活位置之间移动的能力，并相应地影响其偏置电压。在一实施例中，衬底20包含显示器级的Corning 1737-其是一种CTE为3.76×10-6/℃的铝硅酸盐玻璃。铝硅酸盐玻璃的典型成分是55.0％的SiO2、7.0％的B2O3、10.4％的Al2O3、21.0％的CaO及1.0％的Na2O。
图9为一曲线图，其图解说明根据一实施例的干涉式调制器的温度(x轴)与偏置电压(y轴)之间的关系。如在图9中所示，干涉式调制器在某一温度范围内的偏置电压与干涉式调制器的温度大体反相关，例如当干涉式调制器的温度升高时，偏置电压降低。甚至偏置电压的较小变化(例如在某些实施例中约为0.25伏或以下)也可显著影响干涉式调制器的工作，此取决于干涉式调制器的滞后特性。在图9所示的曲线图中，在温度变化约25℃时，偏置电压会变化约0.25伏。
如图9所例示，温度变化会造成可移动反射层14在平面x及y方向上应力的增大或减小，此会影响偏置电压。可有利地利用对旨在控制干涉式调制器60而施加的电压进行基于温度的补偿来使干涉式调制器60保持始终如一地进行工作。换句话说，当干涉式调制器的温度升高时，提供降低的激活电压，而当温度降低时，则提供升高的激活电压。
如上文所述，激活电压是以施加至干涉式调制器的两个电压-列偏置电压(V偏压)与行电压-的组合形式施加至干涉式调制器。在本文所述实施例中，行电压不自其值+ΔV或-ΔV(例如参见图4)发生变化。例如，阵列驱动器22可根据温度来调整偏置电压，由此提供对温度进行补偿的激活电压。偏置电压(在本文中也称作工作电压(V工作))、应力(σ)、与温度(T)之间的关系显示于以下方程式中 方程式1σ＝σ0+kΔT方程式2其中σ0是例如在参考温度下的残余应力，且k是常数。典型的参考温度是约为25摄氏度的室温。作为在一实施例中这些参数之间关系的一实例，温度每升高1摄氏度均会使可移动反射层的应力变化2Mpa并使工作电压偏移～11mV。在一常见实施例中，干涉式调制器60的层14内的应力(σ)是拉应力，此意味着σ大于或等于0。
层14中的残余应力σ0是指在参考温度下当处于松弛(未受激活)状态时的应力，其起因于为制造干涉式调制器60所使用的工艺。由于干涉式调制器60会暴露至各种处理温度且由于层14在开始时形成于一最终被移除的牺牲层上，因而制造工艺会影响残余应力σ0。
在图8中，参照一单位面积17来显示层14内沿相应x轴及y轴的应力σx及σy。可通过以下方程式来显示因干涉式调制器的温度变化而引起的激活电压变化。
Vact∝(h3/2L)σ(T)*t]]>方程式3其中L是干涉式调制器的各支撑件之间的距离，h是反射层14移动经过的气隙厚度，σ(T)是可移动反射层14中的应力，其是参考温度T的函数，且t是可移动反射层14的厚度。所述气隙、可移动反射层的厚度及各支撑件之间的距离是在干涉式调制器的设计过程中加以选择，且因而一旦制成干涉式调制器后，便不会发生变化。
可将应力σ的温度相关性描述为σ＝σ0-σT(T)其中σ0是可移动反射层14在制成之后在参考温度下的残余应力，如上文所述，其由第二材料13的CTE主导。在某些实施例中，参考温度是参考温度。
可移动反射层14与衬底20之间的热膨胀失配量会造成热应变及由此产生的热应力，其为热膨胀失配量的函数。例如，当可移动反射层14为镍且衬底20为1737号Corning玻璃时，可将热失配量(ΔCTE)描述为ΔCTE＝α1-α2方程式4其中α1＝13.0×10-6/℃(镍的CTE)，且α2＝3.76×10-6/℃(1737号Corning玻璃的CTE)。因而可将热应变εT描述为εT＝(ΔCTE)(ΔT)方程式5其中ΔT是相对于参考温度的温度变化。因而可将由此产生的热应力描述为σT(T)＝E1εT＝E1(ΔCTE)(ΔT)方程式6其中E1是镍的弹性模量，且ΔT是相对于参考温度的温度变化。因而可如在以下两个方程式之一中所示将激活电压描述为温度的函数Vact(T)∝(h3/2L)((σ0-E1(∝1-∝2)ΔT))*t]]>方程式7或者Vact(T)≅k1σ0t(1-k2ΔT2σ0)]]>方程式8其中ΔT是相对于参考温度的温度变化。方程式8以方程式7的线性逼近形式来显示激活电压。图9为一曲线图，其图解说明在一特定实施例中温度与偏置电压之间的关系，并图解说明该关系在某一温度范围内接近呈线性。应注意，k1及k2为常数，其会简化该方程式的表示形式。
可移动反射层14的残余应力可在制作期间通过选择会使可移动反射层14与衬底20之间的CTE失配量最小化的变量、所用的每一材料(例如第一材料11及第二材料13)层的厚度、及调制器制作技术而在某种程度上加以控制。
图10为一类似于图2的系统方块图，其示意性地图解说明一电子装置的实施例，所述电子装置包含一3×3干涉式调制器显示器，且其中驱动电路经配置以根据所存在的温度来提供用于驱动阵列30的激活信号。图10中的方块解说明一传感器62，传感器62耦接至用于驱动阵列30的电路。传感器62感测温度条件并向阵列驱动器22提供一基于所感测温度的信号。传感器62可包含传感器电路的各种实施例，例如感测温度并产生对应信号的电路、或者受温度影响的电路，以使来自传感器的信号与温度相对应。例如，在一实施例中，传感器62包括一其电阻随温度变化的热敏电阻。由于电阻对温度的已知的相关性，可使用电阻器作为温度传感器。在某些实施例中，与干涉式调制器阵列的制作相结合地将热敏电阻制作于硅上。在某些实施例中，传感器62包括一热电偶。
在图10所示的实施例中，传感器62位于驱动电路外部并耦接至阵列驱动器22。阵列驱动器22经配置以使用其从传感器62接收的信号来提供用于驱动阵列30的对应于温度的信号。在一实施例中，阵列驱动器22使用存储于存储器中的预定查用表来确定恰当的信号，以根据所接收的基于温度的信号来向阵列提供信号。在其中传感器62设置于阵列驱动器22中(例如图12)或处理器中(例如图11)的其他实施例中，也可使用一查用表来确定恰当的信号，以根据所接收的基于温度的信号来向阵列提供信号。在另一实施例中，阵列驱动器22(或处理器21)中的电路可逼近图9中所示的曲线(例如，使温度与工作电压之间的关系逼近为线性)，并随后使用温度与工作电压之间的规定关系来向阵列30提供与所接收的基于温度的信号成正比的信号。
传感器62所感测的温度可为阵列30处的温度、大致靠近阵列30的位置处的温度、或者除阵列30位置以外的位置处的温度。例如，在不同实施例中，传感器62感测阵列驱动器22、处理器21或者传感器62自身处的温度。在某些实施例中，传感器62经配置以感测包含阵列30的显示器中一预定位置处的温度，或者感测包含阵列30的电子装置中一预定位置处的温度。
在某些实施例中，传感器62还包括一放置于特定位置处以感测温度的感测元件68，其中较佳将所述位置确定成使其与阵列30的干涉式调制器的工作温度相关。在该实施例中，所述感测元件位于阵列30附近。在其他实施例中，感测元件68可例如放置于驱动电路中、包含阵列30的显示器中的任意位置处、或者包含阵列30的电子装置中的任意位置处。传感器62中的电路检测温度对感测元件68的影响，并根据所述温度向驱动电路(例如阵列驱动器22)传送信号。
传感器62可位于不同位置处，此视所期望的具体实施方案而定。图11为一系统方块图，其图解说明一包含一3×3干涉式调制器显示器及传感器62的电子装置的另一实施例。在一实施例中，传感器62感测传感器中与阵列30的温度相关的温度，且使用一基于所感测温度的信号来驱动阵列30。在某些实施例中，处理器21可具有一用于连接感测元件(未显示)的连接线，以使传感器62可感测处理器21外部的位置处的温度。
图12为一系统方块图，其图解说明一包含一3×3干涉式调制器显示器及传感器60的电子装置的另一实施例。此处，传感器60位于阵列驱动器22中。在一实施例中，传感器62感测阵列驱动器22中与阵列30的温度相关的温度，并使用一基于所感测温度的信号来驱动阵列30。在某些实施例中，阵列驱动器22可具有一连接至感测元件(未显示)的连接线，以使传感器62可感测阵列驱动器22外部的位置处的温度。
图13为一系统方块图，其示意性地图解说明一包含一3×3干涉式调制器显示器及控制电路的电子装置的实施例，所述控制电路用于将阵列驱动系统所施加的电压大小控制至将干涉式调制器置于受激活状态或释放状态中所需的电压。该实施例包括测试电路64，测试电路64连接至例如具体阵列驱动器22中的驱动电路，并可包含一个或多个测试干涉式调制器66(或测试调制器)。为虑及温度的影响，测试电路64确定为将测试调制器66的镜面置于受激活状态及/或释放状态中所需的电压大小，并将一对应于所确定电压的信号发送至驱动电路，例如阵列驱动器22。阵列驱动器22随后根据来自测试电路64的信号调整驱动电压，以获得恰当的工作电压。作为监测所述一个或多个测试调制器受激活及/或释放的结果，阵列驱动器22可根据所测量的激活/释放电压向阵列30提供驱动信号。在某些实施例中，提供至所述阵列的驱动信号与所测量的激活电压成正比或大致相等。在某些实施例中，在显示器中包含一第二驱动电路来驱动一个或多个测试调制器66。
在一实施例中，测试干涉式调制器66是与在阵列30中所见到的干涉式调制器具有类似结构形态的干涉式调制器。测试调制器66用作一可在上面施加测试驱动信号并自其记录测量值的平台。通常，并不使用这些测试干涉式调制器来输出用于显示目的的光。测试干涉式调制器66的总体尺寸规模可类似于或不同于阵列30内的干涉式调制器。可根据预期的测试测量目标而定，相对于阵列30的干涉式调制器来改变测试干涉式调制器66的总体尺寸或具体尺寸。在替代实施例中，测试干涉式调制器66具有不同于阵列30的干涉式调制器的结构形态。
在某些实施例中，可使用两个或更多个测试调制器(未显示)。测试调制器可位于显示器中的各种位置，包括阵列中每一行及/或每一列调制器的末端处。通常，将测试调制器定位成使其对于显示器的观看者不可见，例如其不接收或向观看者输出任何可见光。
测试电路64可通过如下方式来确定为激活测试调制器66所需的电压对测试调制器66施加电压以使调制器在受激活状态与释放状态之间“双态切换”、同时监测测试调制器66以确定调制器在什么电压下改变状态。在某些实施例中，如图14中的信号90所示，由三角形电压波来驱动测试电路64。在另一实施例中，使用一具有三角波形且幅值与为激活测试调制器所需的电压电平成正比的信号来确定测试调制器。
较佳以与驱动显示器的频率相同的频率来驱动测试电路64，但也可使用其他频率来驱动测试电路64。此外，较佳还以与阵列30相同的帧速率来驱动测试电路64，但也可使用其他帧速率。例如，在某些实施例中，使用一其频率与显示器帧速率相等或成正比的信号来驱动测试调制器。在另一实施例中，用于驱动测试调制器的信号的频率则近似为显示器帧速率的一半。
在某些实施例中，驱动信号90的电压幅值大于预期的激活电压，以确保达到激活电压。在某些实施例中，当参考温度降低时，驱动信号90的电压幅值可升高。在其他实施例中，用于驱动测试调制器的信号是周期性的，且用于驱动阵列的驱动信号是针对具体图像内容的。
在一实施例中，监测测试调制器66的电容，以确定调制器在什么电压下改变状态，并根据电容改变时所施加的电压电平及电容改变的符号使用该信息来改变驱动电压。图14显示时间(x轴)与电容及电压(y轴)的关系的曲线图，并包括信号90及电容曲线95。信号90代表根据一实施例，为激活及释放可移动反射层14而在测试调制器66两端施加的电压。电容曲线95代表所测量的测试调制器66的电容，其通过施加由信号90所示的电压而得到。
此处，测试调制器66开始时处于释放位置。施加至测试调制器66的电压开始时在状态70中为负值，在状态74中升高至正的峰值，然后在状态80中降低至负的峰值，并在状态82中重新升高至一小的负值。电容曲线95反映在电压按照信号90改变时所测量的测试调制器66的电容。所测量的电容曲线95开始时在状态70中为低的值，并随后随着电压的升高而在状态72中变至高的值，此指示测试调制器66受到激活。在状态76中，电容曲线95变回至低的值，此指示测试调制器66释放。在状态78中，电容曲线95变至高的值，此指示测试调制器66再次受到激活。最后，在状态82中，电容曲线95变回至低的值，此指示测试调制器66再次释放。在其他实施例中，则监测流至测试调制器66的电流来确定其何时激活或释放。当测试调制器66激活或释放时，电流将形成尖峰且电容将增大或减小。
在一实施例中，使测试调制器66“双态切换”，例如对测试调制器66施加一系列电压，以使电压从正电压切换至负电压、或者从负电压切换至正电压。在此种状态中，在使电压双态切换时监测电容，以确定使测试调制器66激活及释放的电压电平，并相应地调整所提供的用于驱动阵列30的激活信号。此种双态切换可在调制器启动时实施，且此后周期性地实施，以虑及在其使用期间所发生的变化。在某些实施例中，作为接收到一输入的结果由用户或由一自动过程(例如诊断过程)来实施该过程。
测试调制器的机电响应可经配置以与阵列30中干涉式调制器的机电响应具有预定的关系。例如，所述预定的关系可使所述机电响应大致成正比、大致相等、或者使其具有大致相同的机电行为。通过得知测试干涉式调制器66相对于阵列30中干涉式调制器的机电响应之间的关系，测量为激活及释放测试干涉式调制器66所需的电压电平便能够调整发送至阵列30的驱动信号，以补偿会影响性能的各种因素。如前面所述，其中一个因素是温度因素。应注意，使用测试干涉式调制器66便能够在不需要测量温度的情况下补偿发送至阵列30的驱动信号。
测试干涉式调制器66还可用于在阵列30的干涉式调制器的电及机械运行中测量偏移电压的长期漂移。偏移电压的漂移可起因于例如长期暴露于不利的温度、装置中的机械或结构变化、或光学堆叠及/或移动的镜面层14中的电荷积聚。
测试调制器可具有不同的机电行为，以例如测量严酷的温度变化、电压尖峰、或其他将保证显示器启动一诊断程序的条件，例如停机及重启。
测试干涉式调制器66也可用于测量偏移电压，其为在干涉式调制器系统的正滞后窗口与负滞后窗口之间大约中点处的电压电平。可使用一递归算法来调整或使偏移电压复位，所述递归算法对测试干涉式调制器及阵列干涉式调制器施加一修正性电压脉冲并测量测试干涉式调制器的偏移电压。
在某些实施例中，阵列中的干涉式调制器与测试调制器分别具有以一预定关系相关的电响应函数。例如，测试调制器可在其列电极中具有不同于阵列中干涉式调制器的电阻，以使测试调制器的电行为不同于阵列中的干涉式调制器、但其机械行为相同。在其他实施例中，阵列中的干涉式调制器与测试调制器分别具有以一预定关系相关的机械响应函数。例如，测试调制器可具有不同于阵列中干涉式调制器的物理或机械性质，例如具有更高的支柱密度，以使测试调制器的机械行为不同、但其电行为相同。
在另一实施例中，耦接至驱动电路的电路(例如阵列驱动器22、处理器21、或驱动器电路24、26)具有受温度影响的电路，例如其具有一种或多种以一种对应于显示器温度变化的预定方式改变的电子特性。根据改变的电子特性，驱动电路为阵列30产生对应于温度变化的激活信号，以使阵列30中的干涉式调制器以恰当的工作电压工作。此种受温度影响的电路可耦接至驱动电路、实施于驱动电路中、或者实施于传感器62中。
图15图解说明一种驱动一阵列30(例如图2)的过程100，阵列30具有可与前述各实施例一起使用的多个干涉式调制器。在状态102中，感测显示器中一预定位置处的温度。可使用传感器、测试电路、测试干涉式调制器、或受温度影响的电路来感测温度。
在状态104中，将基于所感测温度的传感器信号传送至显示器驱动器。随后，在状态106中，过程100根据传送至显示器驱动器的传感器信号产生一激活信号。根据所感测温度来调整所产生激活信号的电平，以使当阵列30中干涉式调制器的温度升高时，由所述激活信号所决定的施加至干涉式调制器的电压会降低，从而使驱动电路为阵列30提供正确的工作电压。反之，当显示器中干涉式调制器的温度降低时，由激活信号所决定的施加至干涉式调制器的电压升高。最后，在状态108中，过程100将所述激活信号提供至阵列30。
在某些实施例中，也可对阵列30的干涉式调制器实施对测试干涉式调制器66所作的测量，因而专用测试干涉式调制器66将是可选的。例如，可将阵列30中一小的数量的干涉式调制器(例如一个或多个)同时用作测试干涉式调制器与显示干涉式调制器。作为阵列一部分的这些测试干涉式调制器的转变电压可由阵列控制器监测并用于确定阵列的驱动信号。在一个方面中，转变电压是使至少一个干涉式调制器转变至松弛状态的电压。在另一方面中，转变电压是使至少一个干涉式调制器转变至受激活状态的电压。转变电压可受至少一个干涉式调制器的温度、至少一个干涉式调制器的机电性质、或受至少一个干涉式调制器内电荷积聚的影响。在某些实施例中，测量操作是测量设置于显示器的两个或更多个非邻接区域中的一个或多个干涉式调制器的转变电压。在某些实施例中，显示器的所述一个或多个干涉式调制器排列成一由行及列构成的矩阵，且其中所述测量操作是测量位于其中一行中的一个或多个干涉式调制器的转变电压。在许多情形中，将希望对位于显示器屏幕一侧上或一个角内的干涉式调制器实施测试，以便使测试程序的不利光学效应最小化。此外，在许多情形中，阵列30内用于测试的干涉式调制器的尺寸及结构形态将与阵列30中其余部分中的干涉式调制器大致相同。
上文说明详述了本发明的某些实施例。然而，应了解，不管上文说明在文字上看起来如何详细，本发明仍可按许多种方式实施。应注意，在描述本发明的某些特征及方面时所用的特定术语不应被视为意味着该术语在本文中被重新规定为仅限于包括与该术语相关联的本发明特征或方面的任何具体特性。
权利要求
1.一种显示设备，其包括干涉式调制器阵列；及耦接至所述阵列的驱动电路，所述驱动电路经配置以根据温度来提供用于驱动所述阵列的激活信号。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述温度是所述驱动电路处的温度，且其中所述温度与所述阵列的温度相关联。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述温度是所述显示器中的温度，且其中所述温度与所述阵列的温度相关。
4.如权利要求2所述的设备，其中所述温度是大致靠近所述阵列的温度，且其中所述温度与所述阵列的温度相关。
5.如权利要求1所述的设备，其进一步包括感测温度的传感器，所述传感器耦接至所述驱动电路，以将对应于所感测温度的信号提供至所述驱动电路。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述驱动电路包括传感器，其感测靠近所述传感器的位置的温度，所述传感器耦接至所述驱动电路且经配置以将温度信息传送至所述驱动电路，且其中所述驱动电路根据自所述传感器传送的所述温度信息来产生所述激活信号。
7.如权利要求5所述的设备，其中所述传感器包括传感器电路；及电连接至所述传感器电路的感测元件，所述感测元件经配置以受温度影响并设置于远离所述传感器电路的位置的位置处，其中所述传感器电路经配置以检测所述温度对所述感测元件的影响，并将对应于所述温度的信号传送至所述驱动电路，且其中所述驱动电路经配置以根据自所述传感器电路传送的所述信号来产生所述激活信号。
8.如权利要求5所述的设备，其中所述驱动电路提供具有与温度变化成反比的幅值的激活信号。
9.如权利要求1所述的设备，其进一步包括设置于所述驱动器电路外部的传感器，所述传感器根据所述传感器在所述显示器中的位置处所感测的温度将信号传送至所述驱动电路，其中所述驱动电路根据自所述传感器传送的所述信号来产生所述激活信号。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述干涉式调制器阵列包括支撑结构、一耦接至所述支撑件的反射层、一电极层、及一间隙，所述反射层响应于在所述反射层与所述电极层之间施加的激活电压而移动穿过所述间隙。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述激活信号对应于通过以下方程式与温度相关的激活电压Vact∞(h3/2L)σ(T)*t]]>其中L是干涉式调制器的所述支撑件之间的距离，h是所述间隙的厚度，σ(T)是所述可移动反射层中作为参考温度的函数的残余应力，及t是所述可移动反射层的厚度。
12.如权利要求11所述的设备，其中σ(西格马)是镍的残余应力。
13.如权利要求11所述的设备，其中σ(西格马)是铝的残余应力。
14.如权利要求1所述的设备，其进一步包括与所述阵列电连通的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据。
15.如权利要求14所述的设备，其进一步包括与所述处理器电连通的存储装置。
16.如权利要求14所述的设备，其进一步包括控制器，所述控制器经配置以向所述驱动电路发送所述图像数据的至少一部分。
17.如权利要求14所述的设备，其进一步包括图像源模块，所述图像源模块经配置以向所述处理器发送所述图像数据。
18.如权利要求17所述的设备，其中所述图像源模块包括接收器、收发器及发射器中的至少一者。
19.如权利要求14所述的设备，其进一步包括输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送至所述处理器。
20.一种显示设备，其包括第一干涉式调制器阵列；一个或多个第二干涉式调制器；测量电路，其经配置以测量所述一个或多个第二干涉式调制器的激活电压；及第一驱动电路，其耦接至所述第一干涉式调制器阵列并经配置以根据所述测量电路所测量的所述激活电压来提供用于驱动所述第一干涉式调制器阵列的驱动信号，其中所述第一干涉式调制器阵列及所述一个或多个第二干涉式调制器分别具有第一及第二机电响应，其中所述第一与第二机电响应彼此具有预定关系。
21.如权利要求20所述的设备，其中所述测量电路还经配置以测量所述一个或多个第二干涉式调制器的释放电压。
22.如权利要求20所述的设备，其中所述一个或多个第二干涉式调制器靠近所述第一干涉式调制器阵列定位。
23.如权利要求20所述的设备，其中所述第一干涉式调制器阵列经定位以输出观看者可见的光，且所述一个或多个第二干涉式调制器经设置以使其对观看者不可见。
24.如权利要求20所述的设备，其中所述第一及第二机电响应是温度的函数。
25.如权利要求20所述的设备，其中所述预定关系使所述第一与第二机电响应大致成正比。
26.如权利要求20所述的设备，其中所述预定关系使所述第一与第二机电响应大致相等。
27.如权利要求20所述的设备，其中所述第一干涉式调制器阵列与所述一个或多个第二干涉式调制器具有大致相同的机电行为。
28.如权利要求20所述的设备，其中所述第一干涉式调制器阵列与所述一个或多个第二干涉式调制器具有不同的机电行为。
29.如权利要求20所述的设备，其中所述第一干涉式调制器阵列与所述一个或多个第二干涉式调制器分别具有第一与第二电响应函数，其中所述第一与第二电响应彼此具有预定关系。
30.如权利要求29所述的设备，其中所述预定关系使所述第一与第二电响应大致相等。
31.如权利要求20所述的设备，其中所述第一干涉式调制器阵列与所述一个或多个第二干涉式调制器分别具有第一与第二机械响应函数，其中所述第一与第二电响应彼此具有预定关系。
32.如权利要求31所述的设备，其中所述预定关系使所述第一与第二机械响应大致相等。
33.如权利要求20所述的设备，其中所述测量电路经配置以测量所述一个或多个第二干涉式调制器中的电容。
34.如权利要求20所述的设备，其中所述测量电路经配置以感测所述一个或多个第二干涉式调制器中的所述电容的变化。
35.如权利要求20所述的设备，其进一步包括第二驱动电路，所述第二驱动电路经配置以向所述一个或多个第二干涉式调制器发送驱动信号。
36.如权利要求34所述的设备，其中感测所述电容的变化包括感测所述第一驱动电路内的电流中的电流脉冲。
37.如权利要求20所述的设备，其进一步包括与所述显示器电连通的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据。
38.如权利要求37所述的设备，其进一步包括与所述处理器电连通的存储装置。
39.如权利要求37所述的设备，其进一步包括控制器，所述控制器经配置以向所述第一驱动电路发送所述图像数据的至少一部分。
40.如权利要求37所述的设备，其进一步包括图像源模块，所述图像源模块经配置以向所述处理器发送所述图像数据。
41.如权利要求40所述的设备，其中所述图像源模块包括接收器、收发器及发射器中的至少一者。
42.如权利要求37所述的设备，其进一步包括输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送至所述处理器。
43.一种驱动显示器干涉式调制器阵列的方法，所述方法包括测量一个或多个测试干涉式调制器的激活电压；根据所测量的激活电压及根据所述一个或多个测试干涉式调制器与所述显示器干涉式调制器之间的预定关系来确定适当的驱动信号参数；及根据所述确定向所述显示器干涉式调制器阵列提供驱动信号。
44.如权利要求43所述的方法，其进一步包括测量所述一个或多个测试干涉式调制器的释放电压。
45.如权利要求43所述的方法，其中所述向所述显示器干涉式调制器阵列提供驱动信号包括提供具有与所述所测量激活电压成正比或大致相等的电压电平的驱动信号。
46.如权利要求43所述的方法，其进一步包括向所述一个或多个测试干涉式调制器提供测试驱动信号，其中所述测试驱动信号包括三角波形，所述三角波形具有与激活所述一个或多个测试干涉式调制器所需的电压电平成正比的幅值。
47.如权利要求43所述的方法，其进一步包括向所述一个或多个测试干涉式调制器提供测试驱动信号，其中所述测试驱动信号具有与所述显示器帧速率相等或成正比的频率。
48.如权利要求47所述的方法，其中所述测试驱动信号的频率为所述显示器帧速率的约1/2。
49.如权利要求43所述的方法，其中所述测量操作包括测量所述一个或多个测试干涉式调制器中的电容。
50.如权利要求43所述的方法，其中所述测量操作包括感测所述一个或多个测试干涉式调制器中的所述电容的变化。
51.如权利要求43所述的方法，其中所述测试驱动信号是周期性的且所述驱动信号是针对特定图像内容的。
52.一种用于制造显示器的方法，其包括形成第一干涉式调制器阵列；形成与所述第一干涉式调制器阵列具有预定关系的一个或多个第二干涉式调制器；提供测量电路，其经配置以测量所述一个或多个第二干涉式调制器的激活电压；及提供驱动电路，其耦接至所述第一干涉式调制器阵列并经配置以根据所述测量电路所测量的所述激活电压来提供用于驱动所述第一干涉式调制器阵列的驱动信号。
53.如权利要求52所述的方法，其进一步包括在观看者可见的区域中形成所述第一干涉式调制器阵列并在所述显示器中所述观看者不可见的区域中形成所述一个或多个第二干涉式调制器。
54.一种驱动阵列的方法，所述阵列具有配置成一显示器的多个干涉式调制器，所述方法包括感测所述显示器中预定位置处的温度；将基于所述所感测温度的传感器信号传送至显示器驱动器；根据所述传感器信号在所述显示器驱动器中产生驱动信号；及将所述驱动信号提供至所述阵列。
55.如权利要求54所述的方法，其中在所述阵列中的一位置处感测所述温度。
56.如权利要求54所述的方法，其中在所述显示器驱动器中感测所述温度。
57.如权利要求54所述的方法，其中产生驱动信号包括产生具有与所述所感测温度的变化成反比的幅值分量的驱动信号。
58.一种显示设备，其包括显示构件，其用于显示图像数据；及提供构件，其用于根据温度来提供用于驱动所述显示构件的激活信号。
59.如权利要求58所述的设备，其中所述显示构件包括一包括多个干涉式调制器的阵列。
60.如权利要求58或59所述的设备，其中所述提供构件包括阵列控制器。
61.如权利要求58所述的设备，其进一步包括感测构件，其用于感测所述温度；及传送构件，其用于向所述提供构件传送对应于所述温度的信号。
62.如权利要求61所述的设备，其中所述感测构件包括传感器。
63.如权利要求61所述的设备，其中所述传送构件包括所述感测构件与所述提供构件之间的电连接。
64.如权利要求58所述的设备，其进一步包括确定构件，其用于确定激活经受所述温度的干涉式调制器所需的电压；及传送构件，其用于向所述提供构件传送对应于所述激活电压的信号。
65.如权利要求64所述的设备，其中所述确定构件包括测试干涉式调制器；及测试电路，其耦接至所述测试干涉式调制器，所述测试电路经配置以确定激活所述测试干涉计所需的电压。
66.如权利要求64所述的设备，其中所述传送构件包括所述确定构件与所述提供构件之间的电连接。
67.一种制造显示器的方法，所述方法包括形成一包括多个干涉式调制器的阵列；及将驱动电路耦接至所述阵列，所述驱动电路经配置以根据所述显示器的温度来提供用于驱动所述阵列的激活信号。
68.一种通过如权利要求67所述的方法制成的设备。
69.一种通过如权利要求52所述的方法形成的设备。
70.一种显示设备，其包括用于调制光的第一构件；用于调制光的第二构件；测量构件，其用于测量所述第二调制构件的激活电压；及驱动构件，其用于驱动所述第一调制构件，所述驱动构件耦接至所述第一调制构件并经配置以根据所述测量构件所测量的所述激活电压来提供用于驱动所述第一调制构件的驱动信号，其中所述第一调制构件及所述第二调制构件分别具有第一及第二机电响应，且所述第一及第二机电响应彼此具有预定关系。
71.如权利要求70所述的设备，其中所述第一调制构件包括第一干涉式调制器阵列。
72.如权利要求70或71所述的设备，其中所述第二调制构件包括一个或多个第二干涉式调制器。
73.如权利要求70、71、或72所述的设备，其中所述测量构件包括测量电路。
74.如权利要求70、71、或72、或73所述的显示器，其中所述驱动构件包括驱动电路。
75.一种驱动显示器的方法，其包括测量显示器中一个或多个干涉式调制器的转变电压；根据所述所测量转变电压来确定用于操作所述一个或多个干涉式调制器的驱动电压；及将所述所确定驱动电压提供至所述一个或多个干涉式调制器。
76.如权利要求75所述的方法，其中所述转变电压包括使所述干涉式调制器中的至少一者转变至松弛状态的电压。
77.如权利要求75所述的方法，其中所述转变电压包括使所述干涉式调制器中的至少一者转变至受激活状态的电压。
78.如权利要求75所述的方法，其中所述转变电压受所述干涉式调制器中至少一者的温度、所述干涉式调制器中至少一者的机电性质的变化、或受所述干涉式调制器中至少一者内的电荷积聚的影响。
79.如权利要求75所述的方法，其中所述测量操作是测量设置于所述显示器的两个或更多个非邻接区域中的一个或多个干涉式调制器的所述转变电压。
80.如权利要求75所述的方法，其中所述显示器的所述一个或多个干涉式调制器排列成由行及列构成的矩阵，且其中所述测量操作是测量位于所述行的一者中的所述干涉式调制器中的一者或多者的所述转变电压。
81.如权利要求75所述的方法，其中所述显示器的所述一个或多个干涉式调制器排列成由行及列构成的矩阵，且其中所述测量操作是测量位于所述行的两个行或更多个行中的一个或多个干涉式调制器的所述转变电压。
82.如权利要求81所述的方法，其中所述两个或更多个行中的第一行设置于所述显示器的上部附近且所述两个或更多个行中的第二行设置于所述显示器的下部附近。
83.如权利要求75所述的方法，其中所述一个或多个干涉式调制器在所述显示器中排列成多条线，且其中所述测量操作是测量位于所述多条线的一者中的一个或多个干涉式调制器的所述转变电压。
84.一种用于驱动显示器的系统，其包括传感器电路，其经配置以测量显示器中多个干涉式调制器中的一者或多者的转变电压；及驱动电路，其耦接至所述传感器电路并经配置以根据所述所测量转变电压来确定用于操作所述多个干涉式调制器的驱动电压，并进一步经配置以将所述所确定驱动电压提供至所述多个干涉式调制器。
85.如权利要求84所述的系统，其中所述转变电压是使所述干涉式调制器中的至少一者转变至松弛状态的电压。
86.如权利要求84所述的系统，其中所述转变电压是使所述干涉式调制器中的至少一者转变至受激活状态的电压。
87.如权利要求84所述的系统，其中所述显示器的所述多个干涉式调制器在所述显示器中排列成多条线，且其中所述测量操作是测量位于所述多条线的一者中的一个或多个干涉式调制器的所述转变电压。
88.如权利要求84所述的系统，其进一步包括与所述多个干涉式调制器电连通的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据；及存储装置，其与所述处理器电连通。
89.如权利要求88所述的系统，其进一步包括第一控制器，所述第一控制器经配置以向所述驱动电路发送所述图像数据的至少一部分。
90.如权利要求88所述的系统，其进一步包括图像源模块，所述图像源模块经配置以向所述处理器发送所述图像数据。
91.如权利要求90所述的系统，其中所述图像源模块包括接收器、收发器及发射器中的至少一者。
92.如权利要求88所述的系统，其进一步包括输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送至所述处理器。
93.一种用于驱动干涉式调制器的显示器的系统，其包括测量构件，其用于测量形成干涉式调制器显示阵列的至少一部分的多个干涉式调制器中的一者或多者的转变电压；确定构件，其用于根据所述所测量转变电压来确定用于操作多个所述干涉式调制器中一者或多者的驱动电压；及提供构件，其用于将所述所确定驱动电压提供至多个干涉式调制器中的所述一者或多者。
94.如权利要求93所述的系统，其中所述测量构件包括传感器电路。
95.如权利要求93或94所述的系统，其中所述确定构件包括逻辑电路。
96.如权利要求93、94、或95所述的系统，其中所述提供构件包括驱动电路。
97.一种制造用于驱动显示器的系统的方法，其包括提供一包含多个干涉式调制器的显示器；将传感器电路耦接至所述显示器，所述传感器电路经配置以测量所述显示器中的多个干涉式调制器中一者或多者的转变电压；及将驱动电路耦接至所述显示器及所述传感器电路，所述传感器电路经配置以根据所述所测量转变电压来确定用于操作所述多个干涉式调制器的驱动电压，并进一步经配置以将所述所确定驱动电压提供至所述多个干涉式调制器。
98.一种用于驱动通过如权利要求97所述的方法制造的显示器的系统。
99.一种驱动包含干涉式调制器阵列的显示器的方法，所述方法包括根据温度来提供用于驱动所述阵列的激活信号。
全文摘要
本发明揭示用于驱动MEMS装置的显示器的系统及方法。在一实施例中，一种显示器包括具有多个干涉式调制器的阵列(30)；及耦接至所述阵列的驱动电路(22)，所述驱动电路(22)经配置以根据显示器的温度来提供用于驱动所述阵列(30)的激活信号。在另一实施例中，揭示一种用于驱动阵列的方法，所述阵列具有配置成显示器的多个干涉式调制器，其中所述方法包括感测显示器中预定位置处的温度，将基于所感测温度的信号传送至显示器驱动器，根据所接收信号来产生用于驱动所述显示器的激活信号，及将所述激活信号提供至所述阵列。
文档编号G09G3/34GK101023461SQ200580031458
公开日2007年8月22日 申请日期2005年9月23日 优先权日2004年9月27日
发明者布莱恩·J·加利, 威廉·J·卡明斯 申请人:Idc公司