顯示設備、顯示驅動器和製造所述驅動器和更新顯示區域的方法
2023-09-23 04:32:30 4
專利名稱：顯示設備、顯示驅動器和製造所述驅動器和更新顯示區域的方法
技術領域：
無
背景技術：
微機電系統(MEMS)包括微機械元件、激勵器和電子設備。微機械元件可採用沉積、蝕刻或其他可蝕刻掉襯底及/或所沉積材料層的若干部分或可添加若干層以形成電氣和機電裝置的微機械加工工藝製成。一種類型的MEMS裝置被稱為幹涉式調製器。幹涉式調製器可包含一對導電板，其中之一或二者可為部分地透明，且能在施加一個適當的電信號時作出相對運動。其中一個板可包含一沉積在一襯底上的靜止層，另一個板可包含一懸於該靜止層上的金屬膜。上述裝置具有廣泛的應用範圍，且在此項技術中，利用及/或修改這些類型的裝置的特性、以使其特性可用於改善現有產品及製造目前尚未開發的新產品將頗為有益。
發明內容
本發明的系統、方法及裝置各具有多個方面，任一單個方面均不能單獨決定其所期望屬性。現將對其更突出的特性作簡要說明，此並不限定本發明的範圍。在考慮這一論述，尤其是在閱讀了題為「具體實施方式
」的部分之後，人們即可理解本發明的特徵如何提供優於其他顯示裝置的優點。
在一實施例中，提供一顯示驅動器，其包含一經配置以產生行電壓的行升壓器、一經配置以產生列電壓的列升壓器、一包含複數個調製器元件的陣列，每一調製器元件連接到一個列電極和一個行電極且經配置以由所述行電壓和所述列電壓驅動，其中在所述陣列的個別行中的調製器元件的狀態經配置以在一其中行電壓連接到個別行電極的行時間期間被修改，且一禁用模塊經配置以在所述行時間的一部分期間禁用所述升壓器中的一個。所述行和列升壓器可各包含電平移動器(level shifter)、DC-DC轉換電路和運算放大器中的至少一者。禁用模塊可經配置以在所述行時間的所述部分期間禁用列升壓器。所述行升壓器可經配置以在所述行時間的所述禁用部分期間保持激活，以在各個所述行電極上提供一偏壓。所述偏壓可為約5伏。所述顯示驅動器可進一步包含一數據啟用模塊，所述數據啟用模塊經配置以在所述行時間的所述部分期間將一參考電壓輸出到所述陣列的列電極。所述禁用模塊可以經配置以在所述行時間的所述部分期間禁用行升壓器。所述列升壓器經配置以在所述行時間的所述部分期間保持激活，且可在各個所述列電極上提供一偏壓。所述偏壓可為約5伏。所述顯示驅動器可進一步包含一數據啟用模塊，所述數據啟用模塊經配置以在所述行時間的所述部分期間將一參考電壓輸出到所述陣列的行電極。所述調製器元件包含雙穩態元件。
在另一實施例中，提供一種光調製顯示驅動器，其包含用於產生行電壓的構件、用於產生列電壓的構件、用於在一其中行電壓連接到個別行的行時間期間修改一陣列的一行中的調製器元件的構件和用於在所述行時間的一部分期間禁用所述行電壓產生構件和所述列電壓產生構件中的一者的構件。
在又一實施例中，提供一種更新一顯示區域的方法，所述顯示區域包含排列為行和列配置的複數個調製器元件，其中所述調製器元件各具有一激勵和一釋放狀態，所述激勵和釋放狀態可通過各自電耦接到個別調製器元件的行電極和列電極之間的一電壓差來選擇，各個所述調製器元件被配置以當在所述個別調製器元件的行電極和列電極之間施加一穩定窗口內的電壓時，維持所述調製器元件的所述狀態，其中所述調製器元件的每一行分配有一個行時間用於改變各行的調節器元件的狀態。所述方法包含將一個行電壓施加到一個選定行的調製器元件；根據用於所述選定行的所述調製器元件的一個期望狀態，將至少一個列電壓施加到一個選定列的調製器元件；並完成所述行時間之前，終止所述列電壓的施加，其中通過所述行電壓和一參考電壓之間的電壓差來維持在所述選定行中的調製器元件的狀態，其中所述電壓差在所述穩定窗口內。所述參考電壓可由一數據啟用模塊提供。所述方法可進一步包含在大約所述行時間的末尾啟用列電平移動器。
在另一實施例中，提供一種製造一顯示驅動器的方法。所述方法包含形成一經配置以產生行電壓的行升壓器；形成一經配置以產生列電壓的列升壓器；形成一包含複數個調製器元件的陣列，各個所述調製器元件連接到列電極和行電極且各自經配置以由所述行電壓和所述列電壓來驅動，其中在所述陣列的個別行中的調製器元件的狀態經配置以在一其中行電壓被連接到個別行電極的行線時間(row line time)期間被修改，或其中在所述陣列的個別列中的調製器元件的狀態經配置以在一其中列電壓被連接到所述個別列電極的列線時間期間被修改，並形成一經配置以在所述行或列線時間的一部分期間禁用所述升壓器之一的禁用模塊。所述方法可進一步包含形成一數據啟用模塊，所述數據啟用模塊經配置以在所述行或列線時間的所述部分期間將一參考電壓輸出到所述陣列的所述列電極。所述方法可進一步包含形成待配置以在所述行或列線時間的所述部分期間禁用所述行升壓器的禁用模塊。所述方法可進一步包含形成待配置以在所述行或列線時間的所述部分期間保持激活的列升壓器，和在各個所述列電極上提供一偏壓。所述方法可進一步包含形成調製器元件以包含雙穩態元件。一種顯示驅動器可通過所述方法製造。一種顯示器也可製造成包含所述顯示驅動器。
圖1為一等角透視圖，其顯示一幹涉式調製器顯示器的一個實施例的一部分，其中一第一幹涉式調製器的一可移動鏡處於一反射(或「開」)位置，與一固定鏡相距一預定距離，且一第二幹涉式調製器的可移動鏡處於一非反射(或「關」)位置。
圖2為一系統方框圖，其顯示一包含一3×3幹涉式調製器顯示器的電子裝置的一個實施例。
圖3為圖1所示幹涉式調製器的一個例示性實施例的可移動鏡位置與所施加電壓的關係圖。
圖4為可用於驅動幹涉式調製器顯示器的幾組行電壓和列電壓的示意圖。
圖5A和圖5B顯示可用於將一顯示數據幀寫入圖3所示的3×3幹涉式調製器顯示器的行信號和列信號的一個例示性時序圖。
圖6A為一圖1所示的裝置的截面圖。
圖6B為一幹涉式調製器的一替代實施例的一截面圖。
圖6C為一幹涉式調製器的一替代實施例的一截面圖。
圖7為顯示施加到圖2所示的3×3陣列的一系列行和列信號的時序圖，舉例而言，其將產生圖5A所示的顯示排列，其中受激勵的像素為非反射性。
圖8為例示性顯示驅動器的方框圖，所述顯示驅動器經配置以輸出用於顯示裝置的調製器元件的陣列的驅動器信號。
圖9為經配置以輸出啟用信號的例示性短脈衝模塊的方框圖，所述啟用信號可提供到圖8所示的列電平移動器以便控制所述電平移動器的操作。
圖10為顯示控制一電平移動器的例示性方法的流程圖。
圖11A和圖11B為顯示包含複數個幹涉式調製器的視覺顯示器裝置的一實施例的系統方框圖。
具體實施例方式
由於幹涉式調製器元件的雙穩態性質，可用一共同電壓差將每個調製器元件的狀態維持在受激勵狀態或釋放狀態。因為調製器元件變化狀態通常需要比分配於行時間中的時間更少的時間，所以可通過禁用行和列電壓升壓模塊中的一者或兩者減少由一調製器元件陣列所拽取的功率，所述行和列電壓升壓模塊經配置以將一輸入電源放大到一適於驅動調製器元件的電平。例如，如果在一個行時間的後面部分期間移除列電壓，那麼在所述行時間的其餘部分期間，將行電壓設定為一足以將所述行電壓和所述浮動列電壓之間的電壓差維持在穩定電壓範圍內的電平。如本文中所使用，「行」和「列」不分別限於水平方向和垂直方向的常規含義。儘管某些實施例保留了其常規含義，但是其他實施例並非如此。在某些實施例中，行為垂直列為水平。在其他實施例中，行和列既不水平也不垂直，且可不必相對彼此為垂直角度方向。這樣在本文中，行與列的標識是任意的。
以下具體實施方式
涉及本發明的某些具體實施例。但是，本發明可通過許多種不同的方式實施。在本文的實施方式中將參照附圖，在附圖中，相似部件自始至終使用相似的編號標識。根據以下描述將不難發現，本發明可在任何被配置以顯示一無論是運動(視頻)或靜止(靜止圖像)且無論是文字或圖片形式的圖像的裝置中實施。更具體而言，預期本發明可在例如(但不限於)以下等多種電子裝置中實施或與這些電子裝置相關聯行動電話、無線裝置、個人數據助理(PDA)、手持式計算機或可攜式計算機、GPS接收器/導航器、照相機、MP3播放器、攝錄機(camcorder)、遊戲機、手錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、計算機監視器、汽車顯示器(例如，裡程表顯示器等)、駕駛艙控制器及/或顯示器、照相機視圖顯示器(例如，車輛的後視照相機顯示器)、電子照片、電子告示牌或標牌、投影儀、建築結構(例如磚瓦的布局)、包裝及美學結構(例如，一件珠寶的圖像顯示器)。更一般而言，可在電子交換裝置、其製造和使用中實現本文中所描述的結構和方法。更一般而言，本發明可實施於電子切換裝置中。用於成像應用的空間光調製器具有許多種不同的形式。透射式液晶顯示器(LCD)調製器通過控制晶體材料的扭轉及/或排列以阻斷或通過光，從而對光進行調製。反射式空間光調製器則利用各種物理效應來控制反射到成像表面的光的量。這種反射式調製器的實例包括反射式LCD及數字微鏡裝置。
空間光調製器的另一實例是一通過幹涉對光進行調製的幹涉式調製器。圖1中顯示一個含有一發射式MEMS顯示元件的幹涉式調製器顯示器實施例。在這些裝置中，像素處於亮狀態或暗狀態。在亮(「開(on)」或「打開(open)」)狀態下，雙穩態顯示元件將入射光反射給使用者。在處於暗(「關(off)」或「關閉(closed)」)狀態下時，雙穩態顯示元件吸收光且幾乎沒有光反射給使用者。視實施例而定，可將顯示器110配置成在「關」狀態下發射光，在「開」狀態下吸收光，即顛倒「開」和「關」狀態的光反射性質。MEMS像素還可配置成僅反射選定的顏色，從而產生一彩色顯示而非黑白顯示。
圖1為一等角透視圖，其顯示一包含MEMS幹涉式調製器的視覺顯示器的一個實施例的一行中的兩個相鄰像素。一幹涉式調製器顯示器包含一由這些幹涉式調製器組成的行/列陣列。每個幹涉式調製器均包括一對鏡，它們彼此相距一距離以形成一光學諧振腔。在一實施例中，其中一個鏡可在至少兩個位置之間移動。在第一位置中，所述可移動鏡位於距另一鏡一第一距離處，以使該幹涉式調製器主要為反射性的。在第二位置中，所述可移動鏡位於一不同的距離處，例如靠近該固定鏡，以使該幹涉式調製器主要為吸收性的。
所示的像素陣列部分包括位於一行中的兩個相鄰的幹涉式調製器12a和12b。在所示的幹涉式調製器實施例中，顯示可移動鏡14a處於距一固定的部分鏡16a、16b一預定距離處的反射(「釋放」、「開」或「打開」)位置中。圖中顯示幹涉式調製器12b的可移動鏡14b處於靠近部分鏡(partial mirror)16b的非反射、吸收性(「受激勵」、「關」或「關閉」)位置中。
固定鏡16a、16b具導電性，並可(例如)通過在一透明襯底18上沉積鉻層及氧化銦錫層並隨後將這些層圖案化成平行的條帶來製成，且可形成列電極。沿行方向的可移動鏡14a、14b可在襯底18上形成為一系列由一或多個沉積金屬層形成的平行條帶(與列電極16a、16b正交)，其中鋁為一種合適的材料，並可形成行電極。
當向一選定行和列施加一電位差時，在對應的像素上的行電極和列電極相交處形成的電容將充電，且靜電力將這些電極拉到一起。如果電壓足夠高，那麼可移動電極被壓抵於靜止電極上(可在靜止電極上沉積一介電材料，以防止短路並控制間距)，如圖1中右側的像素所示。無論所施加的電位差的極性如何，運轉狀態(behavior)均相同。通過這種方式，行/列激勵可控制每個像素的反射狀態與吸收狀態。
圖2至圖5顯示一個在顯示器應用中使用一幹涉式調製器陣列的例示性過程及系統。圖2為一系統方框圖，其顯示可包含本發明若干方面的電子裝置的一個實施例。在所述例示性實施例中，所述電子裝置包括一處理器20，其可為任何通用單晶片或多晶片微處理器，例如ARM、Pentium、PentiumII、Pentium III、Pentium IV、PentiumPro、8051、MIPS、Power PC、ALPHA，或任何專用微處理器，例如數位訊號處理器、微控制器或可編程門陣列。按照業內慣例，可將處理器20配置成執行一個或一個以上軟體模塊。除執行一個作業系統外，還可將該處理器配置成執行一個或一個以上軟體應用程式，包括網頁瀏覽器、電話應用程式、電子郵件程序或任何其他軟體應用程式。
在一實施例中，處理器20還可配置成與一陣列控制器22進行通信。在一實施例中，陣列控制器22包括向陣列30提供信號的行驅動電路24和列驅動電路26。圖1中所示陣列的橫截面在圖2中以線1-1示出。陣列控制器22的若干部分以及其他的電路和功能可由一通常連接在實際顯示驅動器與一通用微處理器之間的圖形控制器提供。所述圖形控制器的例示性實施例包括Chips and Technology公司的69030或69455控制器、Seiko Epson公司的S1D1300系列和Solomon Systech 1906。
對於MEMS幹涉式調製器，所述行/列激勵協議可利用圖3所示的這些裝置的滯後性質。其可能需要例如一10伏的電位差來使像素從釋放狀態變形成激勵狀態。然而，當電壓從該值降低時，在電壓降至低於2伏之前，像素不會釋放。因而存在一電壓範圍(在圖3所示的實例中為約3V至7V)，在該電壓範圍中存在一穩定窗口，在該穩定窗口內，裝置將保持處於其開始時所處的任何狀態。因此，行/列激勵協議可設計成在行選通期間向選通行中待激勵的像素施加約10伏的電壓差，並向待釋放的像素施加接近0伏的電壓差。在選通之後，向像素施加約5伏的穩態電壓差，以使其保持處於行選通使其所處的任何狀態。在被寫入之後，在該實例中，每一像素都經歷一3-7伏「穩定窗口」內的電位差。這個特性使圖1所示的像素設計在相同的所施加電壓條件下穩定在一既有的激勵狀態或釋放狀態。由於無論是處於激勵狀態還是釋放狀態，幹涉式調製器的每一像素基本上都是一由所述固定鏡及移動鏡形成的電容器，所以該穩定狀態可被保持在一滯後窗口內的電壓下而幾乎無功率消耗。如果鏡未移動且所施加的電位固定，則基本上沒有電流流入像素。
在典型應用中，通過根據第一行中所期望的一組受激勵像素確定一組列電極可形成一顯示幀。此後，將行脈衝施加於行1的電極，從而激勵與所確定的列線對應的像素。此後，將所確定的一組列電極變成與第二行中所期望的一組受激勵像素相對應。此後，將脈衝施加於行2的電極，從而根據所確定的列電極來激勵行2中的適當像素。行1的像素不受行2的脈衝的影響，且保持在其在行1的脈衝期間被設定的狀態下。可按順序性方式對整個系列的行重複此過程，以形成所述幀。通常，通過以某一所需幀數/秒的速度連續重複此過程來用新的顯示數據刷新和/或更新這些幀。還有其他很多種用於驅動像素陣列的行及列電極以形成顯示幀的協議也為人們所熟知，且可用於本發明。
圖4和圖5顯示用於在圖2所示的3×3陣列上形成一顯示幀的一個可能的激勵協議。圖4顯示可用於那些展現圖3的滯後曲線的像素的一組可能的列及行電壓電平。在圖4所示實施例中，激勵一像素包括將適當的列設定至-Vbias，並將適當的行設定至+ΔV。通過將適當的列設定至+Vbias並將適當的行設定至相同的+ΔV來實現像素的釋放。在那些行電壓保持在0伏的行中，像素穩定於其最初所處的任何狀態，而與該列是處於+Vbias還是-Vbias無關。
圖5B為一顯示一系列施加至圖2所示3×3陣列的行和列信號的時序圖，其將形成圖5A所示的顯示排列，其中受激勵像素為非反射性。在寫入圖5A所示的幀之前，像素可處於任何狀態，且在該實例中，所有的行均處於5伏，且所有的列均處於10伏。在這種狀態下，所有的像素穩定於其現有的激勵狀態或釋放狀態。
在圖5A所示的幀中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)及(3，3)受激勵。為實現此，在行1的「行時間(line time)」期間，將列1及列2設定為0伏，且將列3設定為10伏。這不會改變任何像素的狀態，因為所有的像素均保持處於3-7伏的穩定窗口內。此後，通過一自5伏上升至10伏然後又下降回至5伏的脈衝來選通行1。此激勵了像素(1，1)和(1，2)並釋放了像素(1，3)。陣列中的其他像素均不受影響。為將行2設定為所期望的狀態，將列2設定為0伏，且將列1及列3設定為10伏。此後，向行2施加相同的選通脈衝將激勵像素(2，2)並釋放像素(2，1)和(2，3)。同樣，陣列中的其他像素均不受影響。類似地，通過將列2和列3設定為0伏並將列1設定為10伏而對行3進行設定。行3的選通脈衝將行3像素設定為如圖5A所示。在寫入幀之後，行電位為0，而列電位可保持在10或0伏，且此後顯示將穩定於圖5A所示的排列。應了解，可對由數十或數百個行和列構成的陣列使用相同的程序。還應了解，用於執行行激勵和列激勵的電壓的定時、順序及電平可在上述的一般原理內變化很大，且上述實例僅為例示性的，且任何激勵電壓方法均可用於本發明。
按照上述原理運行的幹涉式調製器的詳細結構可有很大不同。例如，圖6A到圖6C顯示移動鏡結構的三個不同實施例。圖6A為圖1所示實施例的截面圖，其中金屬材料條帶16沉積在正交延伸的支撐件18上。在圖6B中，可移動鏡僅在隅角處附接到支撐件，於系鏈32上。在圖6C中，鏡16懸掛於可變形膜34上。本實施例具有優勢，因為鏡16的結構設計和所用材料可在光學特性方面得到優化，且可變形層34的結構設計和所用材料可在所期望機械特性方面得到優化。在許多公開文件中描述了各種不同類型的幹涉式裝置的生產，包括(例如)第2004/0051929號美國公開申請案，該案全文以引用方式併入本文中。
需要電子裝置且尤其是那些由電池提供功率的裝置(諸如可攜式裝置)具有低功率消耗。驅動顯示器的電子裝置通常消耗大量的總裝置功率，且因此需要減少驅動器電子裝置的功率消耗。
圖7為顯示(例如)施加到圖2所示的3×3陣列的一系列行和列信號的時序圖，其產生圖5A所示的顯示排列，其中受激勵的像素為非反射性。在圖7所示的實施例中，調製器元件的陣列分別通過約10伏的電壓差激勵，通過約0伏的電壓差釋放，且通過在約3到7伏的範圍內的穩定電壓差維持在其位置。在其他實施例中，可將所述行和列電壓設定為任何適於驅動顯示器的調製器元件的電平。
在圖5A所示的幀中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)受激勵。因此，在行1的行時間期間，通過從5伏上升到10伏然後又下降回到5伏的脈衝來選通行1電壓。在接近行1的行時間開始處，將列1和列2設定為0伏，將列3設定為10伏。由此，激勵了像素(1，1)和(1，2)(由於在調製器元件上施加了約10伏電壓)並釋放了像素(1，3)(由於在調製器元件上施加了約0伏電壓)。在圖7的實施例中，在激活時間710期間，其中根據數據信號804(圖8)選通行電壓並將列電壓設定成合適電平，如上文所表明，將行1元件改變成其所期望的狀態。如圖7所示，激活時間710小於行時間。在一實施例中，幹涉式調製器需要約10微妙來變化狀態，且因此將激活時間設為約10微妙。然而，在其他實施例中，激活時間710可設為小於所述行時間的其他任何值。
在激活時間710後，可通過(例如)在行1中的每個調製器元件上施加約5伏的穩定電壓，來維持行1中的元件的狀態。有利地是，在激活時間710後，可禁用經配置以提供施加到列終端的電壓的列電平移動器812(圖8)，從而減少在列禁用時間720期間從電源拽取的功率。禁用所述電平移動器可包括使所述電平移動器812從其電源、地面電源(ground supply)和列負載(column load)中的至少一者斷開。其他禁用機制也是可能的。一些禁用機制可包括使用輸入數據作為信號。數據啟用模塊820(圖8)可經配置以在這個列禁用時間720期間，使調製器元件的陣列的列終端接地。因此，由於所述陣列的每列上帶有0伏且所述行上帶有5伏，所以每個調製器元件上施加了約5伏，將每一調製器元件維持在其當前狀態。在接近所述當前行時間的末尾或類似地接近隨後的行時間的開始時，短脈衝模塊900(圖8和圖9)可啟用列電平移動器812(圖8)，以便將下一行的合適電壓電平提供到列終端。
圖8為例示性顯示驅動器800的方框圖，所述顯示驅動器800經配置以輸出用於顯示裝置的調製器元件的陣列的驅動器信號。具體而言，顯示驅動器800輸出用於經耦接到調製器元件的各行的的行輸出終端840上的信號和用於經耦接到調製器元件的所述列的每一個的列輸出終端830上的信號。有利地是，在列禁用時間720期間，顯示驅動器800禁用其電路的至少一部分，從而減少了顯示驅動器800所消耗的功率。在圖8的例示性實施例中，在列禁用時間720期間，將列輸出終端接地，且行輸出終端840提供偏壓，例如5伏的偏壓。
例示性顯示裝置800包括列電平移動器812和行電平移動器814，其各自電耦接到例如電池的電源806。所述電平移動器812、814經配置以修改由電源806所提供的電壓信號，進而提供驅動所述陣列的所述調製器元件所必需的一個或一個以上電壓水平。例如，在一例示性陣列中的調製器元件可需要一10伏的電壓差以激勵一狀態，以及一5伏的電壓差以維持一狀態。如果電源806僅提供3伏，那麼來自電源806的電信號需要升壓以提供激勵調製器元件所必需的電壓電平。通過行電平移動器814提供用於行終端的電壓(如5伏和10伏)，且通過列電平移動器814提供用於列終端的電壓(如5伏和10伏)。
電平移動器812、814的每一個可包括經配置以將來自電源816的電信號升壓到一個或一個以上的期望電平的多個DC-DC轉換電路、運算放大器等。當本文所描述的實施例討論了經配置以將源電壓增加到驅動所述調製器元件所必需的電壓的電壓升壓器的使用，所屬領域的技術人員將了解，在其他實施例中，電平移動器812、814可經配置以將所述輸入電壓降低到驅動所述調製器元件所必需的電壓。
例示性顯示驅動器800包括一移位寄存器822，其接收表示陣列的一行中的每個調製器元件的所要狀態的數據824。在一實施例中，所述移位寄存器822具有等於調製器元件的陣列中的列的數目的寬度。因此，移位寄存器822可存儲表示調製器元件的一整行的下一個狀態的數據。鎖存器818耦接到移位寄存器822，且經配置以從所述移位寄存器822接收數據824。在一實施例中，鎖存器818輸出在每個行時間的開始從移位寄存器822接收到的數據。數據啟用模塊820電耦接到鎖存器818，且經配置以控制何時應將數據提供到列輸出終端830。在一實施例中，數據啟用模塊820經配置以在當前行的激活時間710期間輸出用於該行調節器元件的數據。
在圖8的實施例中，數據啟用模塊820電耦接到列電平移動器812，以可將合適的電壓電平提供到列輸出終端830。例如，數據824可含有表示調製器元件的所要狀態的3伏或0伏信號形式的二進位數據。在圖8的實施例中，數據啟用模塊820經配置以輸出用於每個列輸出終端830上的10伏信號，其與從鎖存器818接收的3伏信號對應。因此，調製器元件的狀態可存儲在移位寄存器824中，且鎖存器818使用比改變調製器元件狀態所必需的電壓電平更低的電壓電平。
在圖8的實施例中，控制信號(CTRL)模塊702耦接到鎖存器718，且經配置以提供表示新的行時間何時開始的水平同步輸出信號。在一實施例中，當控制模塊702表示已開始新的行時間時，鎖存器818將移位寄存器822輸出鎖存到鎖存器輸出。接著，此數據在激活時間期間穿過數據啟用模塊820到達列輸出終端。
如圖8所示，例示性顯示驅動器800包括一短脈衝模塊820，所述短脈衝模塊820經配置以提供可用於控制列電平移動器812和數據啟用模塊820的操作的啟用信號。一般來說，短脈衝模塊820經配置以在激活時間710經過後禁用列電平移動器814，並使列電平移動器814保持去激活直到下一行時間開始。以此方式，列電平移動器814禁用每個行時間的一部分，列電平移動器814所使用的功率減少，且調製器元件的陣列所消耗的功率減少。在一實施例中，短脈衝模塊820也耦接到數據啟用模塊820，並提供一表示何時應將到所有列的輸出設為接地的信號。具體地說，在列禁用時間720期間(圖7)，當禁用列電平移動器812時，短脈衝模塊820可向數據啟用模塊820發出信號指示所有的列輸出終端830都應該接地。以此方式，防止列輸出終端830在禁用列電平移動器812的禁用時間720期間發生浮動。在列禁用時間720期間，行電平移動器814保持打開時，在行輸出終端840上提供一偏壓(諸如5伏)將在調製器元件上維持所述偏壓。如上所述，若必要，將短脈衝模塊820配置成以便僅在所述陣列的當前行的調製器元件具有足夠時間改變狀態後，發生列電平移動器812的去激活。
在一實施例中，短脈衝模塊820也控制行選通時間的長度(例如圖7實施例中行電壓達到10伏的時間)和列電平移動器812的去激活。例示性顯示驅動器800包括一耦接到各個行輸出終端的脈衝發生器842。所述脈衝發生器842可經配置以順序性地將行選通脈衝提供到所述陣列的行。例如，在第一行時間期間，脈衝發生器842A可將一個行選通脈衝提供到所述陣列的一第一行，在一第二行時間期間，脈衝發生器842B可將一個行選通脈衝提供到所述陣列的一第二行，以此類推。在圖8的實施例中，控制模塊802電耦接到所述脈衝發生器842，且表明每一順序性行時間何時開始。
在一實施例中，行選通脈衝時間大體上等於激活時間710。在此實施例中，在列禁用時間720期間，行輸出終端840返回到偏壓(例如5伏)。在一實施例中，短脈衝模塊820將一啟用信號(未圖示)提供到脈衝發生器842，表示行電壓終端740何時應該返回到其偏壓。在一實施例中，當確定了來自短脈衝模塊820的啟用信號，行和列電平移動器812、814都激活，且選定的脈衝發生器842將10伏的電壓輸出到其個別的行輸出終端。在此實施例中，當否定(deassert)啟用信號時，諸如在激活時間710的末尾，選定脈衝發生器842返回到5伏，列電平移動器812禁用，且數據啟用使列輸出終端830接地。因此，當啟用信號被否定時，列電平移動器812未激活且不能從電源816拽取功率。
儘管已參照在行時間的一部分期間禁用列電平移動器812來描述了顯示驅動器800的操作，但是在其他實施例中，可禁用行電平移動器814而非列電平移動器812對所屬領域的技術人員將是顯而易見的。
短脈衝模塊820可包含經配置以在激活時間後禁用列升壓模塊814的電組件的各種組合。如下文詳細描述，圖9為可用於短脈衝模塊820的組件的例示性配置的方框示意圖。
圖9為經配置以輸出啟用信號的例示性短脈衝模塊900的方框圖，所述啟用信號可提供到列電平移動器812(圖8)以控制電平移動器的操作。在一實施例中，啟用信號也可發射到脈衝發生器842(圖8)以控制行選通時間。例示性短脈衝模塊900包括3個輸入提供用於所述啟用信號的所要信號電平的激活信號908、時鐘信號(CLK)1007和CTRL信號902，諸如來自CTRL模塊802。
在圖9的實施例中，CLK802可為以25MHz振蕩的方波，其為典型的VGA數據率。或者，CLK802可為時鐘信號的任何其他頻率。計數器901經配置以計數每一個CLK脈衝，且在每一行時間的開始，CTRL信號902輸入將計數器901復位成0。置位復位觸發器904提供啟用輸出。所屬領域的技術人員將了解，當置位輸入905確定時，觸發器904經觸發以輸出激活信號908。在一實施例中，當啟用信號等於激活信號908時，選通選定行且激活列電平移動器812。保持觸發器904的輸出，直到在復位輸入906確定信號。
在操作中，當確定CTRL信號902時，脈衝發生器903可用於產生一個CLK寬脈衝，因此可確定置位信號905且可配置觸發器1004以輸出啟用信號。當計數器901中的計數等於一代表激活時間710的預定值時，等效電路902輸出一個CLK寬脈衝。來自等效電路902的輸出禁周計數器901，當接著確定CTRL信號902時可重新啟用所述計數器901，表示一新的行時間。來自等效電路902的輸出也確定否定啟用信號的復位輸入906。在一實施例中，當否定啟用信號時，短脈衝模塊900的輸出等於0，選定行返回到圖7和圖8的實施例中的偏壓(例如5伏)，數據啟用電路將列電極接地，且列電平移動器812被禁用。以此方式，短脈衝模塊900控制其中列電平移動器812激活的時間。
在一實施例中，激活時間710可為改變幹涉式調製器狀態所需的最小時間。然而，此電路可與其他類型的顯示器結合使用，以減少提供到顯示器的脈衝。諸如短脈衝模塊900的短脈衝模塊可耦接到現有的顯示驅動器，或可併入顯示裝置。
圖10為說明控制一電平移動器的例示性方法的流程圖。如上所述，通過減少激活行或列電平移動器的時間，可減少顯示驅動器所拽取的總功率，且可延長電源的壽命。
在方框1010中，將數據寫入一調製器元件陣列中的一組調製器元件。在一實施例中，通過順序性地更新元件行來刷新調製器元件的陣列。在此實施例中，該組調製器元件包含一或多行調製器元件。在一有利的實施例中，該組調製器元件包含一行調製器元件。
在另一實施例中，該組調製器元件可包含陣列中的一列元件或任何其他子組調製器元件。例如，在一實施例中，一陣列中的一部分調製器元件可需要比所述陣列的其他部分更少的頻繁更新。因此，該組調製器元件可包括僅僅那些需要更多頻率更新的調製器元件中的一部分。
在方框1020中，將一放大的功率信號提供到顯示驅動器的電平移動器中的一個禁用一預定時間。在圖7和圖8的實施例中，(例如)在列禁用時間720期間禁用列電平移動器812。在另一實施例中，可在每個行時間的類似部分期間禁用所述行電平移動器。在此實施例中，列電平移動器可經配置以向調製器元件提供一偏壓，同時禁用所述行電平移動器。在一有利的實施例中，所述電平移動器中的一個被禁用的時間大於陣列中調製器元件改變狀態所需的時間。
在方框1030中，重新啟用所禁用的電平移動器。在圖7和圖8的實施例中，(例如)在接近每個行時間的開始時，重新啟用列電平移動器812。因此，列電平移動器812能將合適的電壓電平提供到數據啟用模塊820用於設定調製器元件的狀態。在一實施例中，在新的行時間開始前，啟用列電平移動器812，以使得當行時間開始時，所放大的電壓電平可用於數據啟用模塊820。在另一實施例中，在行時間開始之後且在激活時間之前(諸如激活時間720)，可啟用列電平移動器812。在其中行時間的一部分期間行電平移動器被禁用的實施例中，在方框1030重新啟用行電平移動器。
在重新啟用電平移動器的情況下，所述方法返回到方框1010，且對另一組調製器元件(諸如另一行顯示元件)重複方框1010、1020和1030。
圖11A和圖11B為顯示一顯示裝置2040的一實施例的系統方框圖。顯示裝置2040可為(例如)一蜂窩式電話或行動電話。然而，顯示裝置2040的相同組件或其輕微變型也可說明不同類型的顯示裝置，例如電視或可攜式媒體播放器。
顯示裝置2040包括一外殼2041、一顯示器2030、一天線2043、一揚聲器2045、一輸入裝置2048及一麥克風2046。外殼2041通常由所屬領域的技術人員所熟知的許多種製造工藝中的任何一種製成，包括注射成型及真空成形。另外，外殼2041可由許多種材料中的任何一種製成，包括但不限於塑料、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其組合。在一實施例中，外殼2041包括可與其他具有不同顏色或包含不同標誌、圖片或符號的可移動部分互換的可移動部分(未示出)。
例示性顯示裝置2040的顯示器2030可為許多種顯示器中的任何一種，包括如本文中所述的雙穩態顯示器。在其他實施例中，如所屬領域的技術人員所熟知，顯示器2030包括一平板顯示器，例如，如上所述的等離子體、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD；或一非平板顯示器，例如CRT或其他電子管裝置。不過，如本文所述，出於說明本實施例的目的，顯示器2030包含一幹涉式調製器顯示器。
在圖11B中示意性地顯示例示性顯示裝置2040的一個實施例的組件。所示例示性顯示裝置2040包括一外殼2041且可包括其他至少部分地封閉在外殼2041內的組件。例如，在一實施例中，例示性顯示裝置2040包括一網絡接口2027，網絡接口2027包括一耦接至一收發器2047的天線2043。收發器2047連接至與調節硬體2052相連的處理器2021。調節硬體2052可配置成調節一信號(例如對信號進行濾波)。調節硬體2052連接至一揚聲器2045及一麥克風2046。處理器2021也連接至一輸入裝置2048及一驅動控制器2029。驅動控制器2029耦接至一幀緩衝器2028及陣列驅動器2022，陣列驅動器2022又耦接至一顯示器陣列2030。一電源2050根據該特定例示性顯示裝置2040的設計的要求向所有組件提供功率。
網絡接口2027包括天線2043及收發器2047，以使例示性顯示裝置2040可通過網絡與一個或多個裝置通信。在一實施例中，網絡接口2027還可具有某些處理功能，以降低對處理器2021的要求。天線2043為所屬領域的技術人員習知的任一種用於發射和接收信號的天線。在一實施例中，所述天線根據IEEE 802.11標準(包括IEEE 802.11(a)、(b)或(g))發射和接收RF信號。在另一實施例中，所述天線根據藍牙(BLUETOOTH)標準發射和接收RF信號。倘若為一蜂窩式電話，則所述天線設計成接收用於在一無線蜂窩電話網絡內進行通信的CDMA、GSM、AMPS或其他習知信號。收發器2047預處理自天線2043接收的信號，以使這些信號可由處理器2021接收及進一步處理。收發器2047還處理自處理器2021接收到的信號，以便可通過天線2043自例示性顯示裝置2040發射這些信號。
在一替代實施例中，收發器2047可由一接收器替代。在另一替代實施例中，網絡接口2027可由一可儲存或產生待發送至處理器2021的圖像數據的圖像源替代。例如，該圖像源可為一數字視頻光碟(DVD)或一包含圖像數據的硬碟驅動器或一產生圖像數據的軟體模塊。
儘管上文具體實施方式
已經顯示、描述和指出了本發明應用於各種實施例的新穎特徵，但是應理解，所屬領域的技術人員可在不脫離本發明的精神的情形下對所示的裝置或過程的形式和細節做出各種省略、替代或者改變。應了解，由於某些特徵可獨立於其他特徵使用或實施，本發明可在一併不提供本文所述的所有特徵和優點的形式中實施。
權利要求
1.一種顯示設備，其經配置以驅動一包含複數個調製器元件的陣列，每個所述調製器元件均被連接到一個列電極和一個行電極且經配置以通過施加到所述行和列電極上的電壓驅動，其中所述陣列的一個別行中的所述調節器元件的一狀態經配置以在一其中行電壓被連接到所述個別行電極的行時間期間被修改，所述驅動器包含一經配置以產生行電壓的行升壓器；一經配置以產生列電壓的列升壓器；和一經配置以在所述行時間的一部分期間禁用所述升壓器中的至少一個的禁用模塊。
2.根據權利要求1所述的顯示設備，其中所述行和列升壓器各包含電平移動器、DC-DC轉換電路和運算放大器中的至少一個。
3.根據權利要求1所述的顯示設備，其中所述禁用模塊經配置以在所述行時間的所述部分期間禁用所述列升壓器。
4.根據權利要求3所述的顯示設備，其中所述行升壓器經配置以在所述行時間的所述禁用部分期間保持激活，以在每個所述行電極上提供一偏壓。
5.根據權利要求4所述的顯示設備，其中所述偏壓為約5伏。
6.根據權利要求3所述的顯示設備，其進一步包含一數據啟用模塊，所述數據啟用模塊經配置以在所述行時間的所述部分期間將一參考電壓輸出到所述陣列的所述列電極。
7.根據權利要求1所述的顯示設備，其中所述禁用模塊經配置以在所述行時間的所述部分期間禁用所述行升壓器。
8.根據權利要求7所述的顯示設備，其中所述列升壓器經配置以在所述行時間的所述部分期間保持激活且在每個所述列電極上提供一偏壓。
9.根據權利要求8所述的顯示設備，其中所述偏壓為約5伏。
10.根據權利要求7所述的顯示設備，其進一步包含一數據啟用模塊，所述數據啟用模塊經配置以在所述行時間的所述部分期間將一參考電壓輸出到所述陣列的所述行電極。
11.根據權利要求1所述的顯示設備，其中所述調製器元件包含雙穩態元件。
12.根據權利要求1所述的顯示設備，其進一步包含一與所述複數個調製器元件中的至少一個電通信的處理器，所述處理器經配置以處理圖像數據；和一與所述處理器電通信的存儲設備。
13.根據權利要求12所述的顯示設備，其進一步包含一經配置以將所述圖像數據發送到所述處理器的圖像源模塊。
14.根據權利要求13所述的顯示設備，其中所述圖像源模塊包含接收器、收發器和發射器中的至少一個。
15.根據權利要求12所述的顯示設備，其進一步包含一經配置以接收輸入數據並將所述輸入數據傳送到所述處理器的輸入裝置。
16.一種顯示驅動器，其包含用於產生一個或一個以上的連接到行電極的行電壓的構件；用於產生一個或一個以上的連接到列電極的列電壓的構件；用於在一其中一個行電壓連接到所述個別行的行時間期間修改一陣列的一行中的調製器元件的構件；用於在所述行時間的一部分期間禁用所述行電壓產生構件和所述列電壓產生構件中至少一個的構件。
17.根據權利要求16所述的顯示驅動器，其中所述行電壓產生構件和所述列電壓產生構件各包含電平移動器、DC-DC轉換電路和運算放大器中的至少一個。
18.根據權利要求16所述的顯示驅動器，其中所述調製器元件包含形成在所述行和列電極的相交處的MEMS裝置，且所述修改構件包含一經配置以驅動所述行和列電極的顯示驅動器電路。
19.根據權利要求16所述的顯示驅動器，其中所述調製器元件包含行和列電極，且所述禁用構件包含一顯示驅動器電路，所述顯示驅動器電路經配置以基於來自計時電路的輸入選擇性地驅動所述行和列電極。
20.根據權利要求16所述的顯示驅動器，其中所述修改構件經配置以修改一包含複數個調製器元件的陣列中的每個元件的狀態，每個所述調製器元件連接到一個列電極和一個行電極且各自經配置以通過所述行電壓和所述列電壓驅動。
21.根據權利要求16所述的顯示驅動器，其中所述調製器元件包含雙穩態元件。
22.根據權利要求16所述的顯示驅動器，其中所述禁用構件經配置以在所述行時間的所述部分期間禁用所述列電壓產生構件。
23.根據權利要求22所述的顯示驅動器，其中所述行電壓產生構件經配置以在所述行時間的所述禁用部分期間保持激活並在每個所述行上提供一偏壓。
24.根據權利要求22所述的顯示驅動器，其進一步包含用於在所述行時間的所述部分期間將一參考電壓驅動到所述陣列的所述列電極上的構件。
25.根據權利要求24所述的顯示驅動器，其中所述驅動構件包含一個列升壓器。
26.根據權利要求16所述的顯示驅動器，其中所述禁用構件經配置以在所述行時間的所述部分期間禁用所述行電壓產生構件。
27.根據權利要求26所述的顯示驅動器，其中所述列電壓產生構件經配置以在所述行時間的所述部分期間保持激活並在每個所述行上提供一偏壓。
28.根據權利要求26所述的顯示驅動器，其進一步包含用於在所述行時間的所述部分期間將一參考電壓驅動到所述陣列的所述行電極上的構件。
29.根據權利要求28所述的顯示驅動器，其中所述驅動構件包含一個行升壓器。
30.一種顯示器，其包含根據權利要求16所述的顯示驅動器。
31.一種更新一顯示區域的方法，所述顯示區域包含排列成一行和列配置的複數個調製器元件，其中所述調製器元件各具有一激勵和一釋放狀態，所述激勵和釋放狀態可由各自電子耦接到個別調製器元件的一個行電極與一個列電極之間的一電壓差來選擇，每個所述調製器元件經配置以便當在所述個別調製器元件的所述行電極與所述列電極之間施加一穩定窗口內的電壓時維持所述調製器元件的狀態，其中所述調製器元件的每一行被分配一個行時間用於改變所述個別行的所述調節器元件的狀態，所述方法包含將一個行電壓施加到一選定行的調製器元件；根據用於所述選定行的所述調製器元件的一期望狀態，將至少一個列電壓施加到選定列的調製器元件；和在完成所述行時間之前，終止所述列電壓的施加，其中通過所述行電壓與一參考電壓之間的一電壓差來維持在所述選定行中的所述調製器元件的狀態，其中所述電壓差在所述穩定窗口內。
32.根據權利要求31所述的方法，其中所述參考電壓由一數據啟用模塊提供。
33.根據權利要求31所述的方法，其進一步在大約所述行時間的末尾處施加一第二列電壓。
34.一種製造一顯示驅動器的方法，所述顯示驅動器經配置以驅動一包含複數個調製器元件的陣列，每個所述調製器元件連接到一個列電極和一個行電極且各自經配置以通過施加到所述行和列電極的電壓來驅動，其中所述陣列的一個別行中的所述調製器元件的一狀態經配置以在一其中一行電壓連接到所述個別行電極的行線時間期間被修改，或其中所述陣列的一個別列中的所述調製器元件的一狀態經配置以在一其中一列電壓連接到所述個別列電極的列線時間期間被修改，所述方法包含形成一經配置產生一個行電壓的行升壓器；形成一經配置產生一個列電壓的列升壓器；和形成一經配置以在所述行或列線時間的一部分期間禁用所述升壓器中的至少一個的禁用模塊。
35.根據權利要求34所述的方法，其進一步包含形成一數據啟用模塊，所述數據啟用模塊經配置以在所述行或列線時間的所述部分期間將一參考電壓輸出到所述陣列的所述列電極。
36.一種顯示驅動器，其通過權利要求34所述的方法製造。
37.一種顯示器，其包含一通過權利要求34所述的方法製成的顯示驅動器。
全文摘要
由於幹涉式調製器元件的雙穩態性質，可使用一共同電壓差將每個調製器元件的狀態維持在受激勵狀態或釋放狀態。因為調製器元件變化狀態通常需要比分配於行時間中的時間更少的時間，所以可通過禁用行和列電壓升壓模塊中的一者或兩者減少由一調製器元件陣列所拽取的功率，所述行和列電壓升壓模塊經配置以將一輸入電源放大到一適於驅動調製器元件的電平。例如，如果在一個行時間的後面部分期間移除列電壓，那麼在所述行時間的其餘部分期間，將行電壓設定為一足以將所述行電壓與所述浮動列電壓之間的電壓差維持在穩定電壓範圍內的電平。
文檔編號G09G3/20GK1755761SQ2005101034
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月15日 優先權日2004年9月27日
發明者卡倫·泰格爾 申請人:Idc公司