CN103988251A - 用于驱动显示器的***、装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于将数据写入到显示器的***、方法和设备。通过同时地且独立地将数据写入到所述显示器的多个共同线而改进帧速率。在一些实施方案中,同时写入数排共同色彩。在一些实施方案中,同时写入比具有较高视觉重要性的共同线多的具有较低视觉重要性的共同线。在这些实施方案中,可以较高分辨率显示具有较高视觉重要性的色彩以维持良好图像质量,同时仍改进帧速率。可以各种方式使显示元件电极沿着共同线耦合以实施到多个共同线的同时写入。
Description
技术领域
本发明涉及用于驱动例如机电显示元件阵列等显示元件阵列的方法和***。
背景技术
机电***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,镜面)及电子装置的装置。可按包含(但不限于)微尺度及纳米尺度的多种尺度来制造机电***。举例来说,微机电***(MEMS)装置可包含具有在从约一微米到数百微米或更大的范围内的大小的结构。纳米机电***(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小(包含(例如)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/或经沉积材料层的部分或添加若干层以形成电及机电装置的其它微机械加工工艺来创制机电元件。
一种类型的机电***装置被称为干涉调制器(IMOD)。如本文所使用,术语“干涉调制器”或“干涉光调制器”是指使用光学干涉原理来选择性地吸收及/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,所述对导电板中的一者或两者可完全地或部分地为透明的及/或反射的,且能够在施加适当电信号后随即进行相对运动。在实施方案中,一个板可包含沉积于衬底上的静止层,且另一个板可包含与静止层分离开气隙的反射隔膜。一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉调制器上的光的光学干涉。干涉调制器装置具有广泛范围的应用,且预期用于改进现有产品及创制新产品(尤其是具有显示能力的产品)。
可通过被动式行和列驱动方案来驱动干涉调制器,所述被动式行和列驱动方案将图像信息依序写入到数排显示元件。为了被动地将数据写入到具有数行和数列显示元件的阵列,可用写入脉冲寻址显示器的每一行以根据施加到显示元件的段数据将数据写入到所述显示元件。在循序驱动方案中,用于被动地将数据写入到显示元件阵列的帧速率依据经单独寻址的显示元件的行的数目而变。
发明内容
本发明的***、方法和装置各自具有若干创新方面,所述方面中无单个方面独自地负责本文所揭示的合乎需要的属性。
在一个发明方面中,一种将数据写入到显示器的方法包含被动地寻址所述显示器中的显示元件。所述显示器可包含在多个共同线与多个段线的相交点处的M列所述显示元件和N行所述显示元件,其中每一行经配置而仅具有一组色彩中的一种色彩的显示元件,存在大于显示元件的列数的数目个段线。所述方法可包含实质上同时独立地寻址相同色彩的显示元件的多行,以及实质上同时将数据写入到所述相同色彩的所述多行。
在另一方面中,一种显示设备包含M列显示元件、N行显示元件,其中每一行经配置而仅具有一组色彩中的一种色彩的显示元件,以及经配置以被动地寻址所述M列和所述N行中的显示元件的共同驱动器和段驱动器。所述段驱动器具有多个输出线,存在大于显示元件的列数的数目个输出线。所述段驱动器可经配置以实质上同时独立地寻址所述相同色彩的显示元件的一个以上行,且所述相同色彩的多行经配置以通过所述共同驱动器的输出来实质上同时驱动。
在另一方面中,一种用于将数据写入到显示器的设备可被动地寻址所述显示器中的显示元件,所述显示器包含M列显示元件和N行显示元件。每一行可经配置而仅具有一组色彩中的一种色彩的显示元件。可存在大于显示元件的列数的数目个段线。所述设备可进一步包含用于实质上同时独立地寻址仅所述相同色彩的显示元件的多行的装置,和用于实质上同时将数据写入到仅所述相同色彩的所述多行的装置。
在附图和下文描述中阐述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、方面和优点将从所述描述、所述图式和权利要求书而变得显而易见。应注意,随附各图的相对尺寸可能未按比例绘制。
附图说明
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。
图2展示说明并有3×3干涉调制器显示器的电子装置的***框图的实例。
图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置相对于施加电压的图解的实例。
图4展示说明在施加各种共同电压和段电压时的干涉调制器的各种状态的表格的实例。
图5A展示说明图2的3×3干涉调制器显示器中的显示数据帧的图解的实例。
图5B展示可用以写入图5A所说明的显示数据帧的共同信号和段信号的时序图的实例。
图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分截面的实例。
图6B到6E展示干涉调制器的不同实施方案的截面的实例。
图7展示说明用于干涉调制器的制造工艺的流程图的实例。
图8A到8E展示在制造干涉调制器的方法中的各种阶段的截面示意性说明的实例。
图9为说明用于驱动显示元件阵列的实施方案的列驱动器和行驱动器的实例的框图。
图10为说明用于驱动显示元件阵列的实施方案的列驱动器和行驱动器的实例的框图,所述列驱动器和所述行驱动器具有至少一些分叉的段线。
图11为说明列驱动器和行驱动器的实例的框图,其中共同电极经去除以说明段电极。
图12为显示阵列的截面图,所述截面图展示图11的电线与光学堆叠之间的连接。
图13A为说明阵列的实例的框图,所述阵列具有比阵列中的行的数目少的行驱动器输出。
图13B为说明用于驱动显示元件阵列的实施方案的列驱动器和行驱动器的实例的框图,所述列驱动器和所述行驱动器具有一些分叉的段线和分叉的共同线。
图14为说明根据一些实施方案的用于驱动显示元件阵列的列驱动器和行驱动器的实例的框图,所述显示元件阵列包含沿着行具有不同面积的显示元件。
图15A到15C说明根据一些实施方案的显示阵列的截面图,所述截面图展示邻近显示元件的电线与光学堆叠之间的连接。
图16为说明根据一些实施方案的用于驱动显示元件阵列的列驱动器和行驱动器的实例的框图,所述显示元件阵列包含在不同色彩行中具有不同面积的显示元件。
图17为说明根据一些实施方案的用于驱动显示元件阵列的列驱动器和行驱动器的另一实例的框图,所述显示元件阵列包含在不同色彩行中具有不同面积的显示元件。
图18为说明用于驱动显示元件阵列的列驱动器和行驱动器的另一实例的框图,所述显示元件阵列包含RGBG行图案的显示元件。
图19为说明用于驱动显示元件阵列的列驱动器电路26和行驱动器的另一实例的框图,所述显示元件阵列具有RGBG行图案。
图20为说明根据一些实施方案的用于驱动显示元件阵列的列驱动器和行驱动器的另一实例的框图,所述显示元件阵列具有RGBG行图案。
图21为说明根据一些实施方案的用于驱动显示元件阵列的列驱动器和行驱动器的另一实例的框图,所述显示元件阵列具有RGBG行图案。
图22说明根据一些实施方案的用于将数据写入到显示器的方法的流程图。
图23说明根据一些实施方案的用于将数据写入到显示器的方法的另一流程图。
图24A和24B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置的***框图的实例。
各图式中的相似参考数字和命名指示相似元件。
具体实施方式
以下详细描述涉及用于描述创新方面的目的的某些实施方案。然而,本文中的教示可以多种不同方式来应用。可以任何装置来实施所描述实施方案,所述任何装置经配置以显示图像(无论在运动中(例如,视频)还是为静止的(例如,静态图像),且无论为文字、图形还是图片的)。更明确地说,预期所述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、具备多媒体因特网功能的蜂窝电话、移动电视接收器、无线装置、智能电话、装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持型或便携式计算机、迷你笔记型计算机、笔记型计算机、智能笔电(smartbook)、平板计算机、打印机、复印机、扫描器、传真装置、GPS接收器/导航仪、摄像机、MP3播放器、摄录像机、游戏控制台、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、自动显示器(例如,里程表显示器,等等)、座舱控制件和/或显示器、摄像机景观显示器(例如,车辆中后视摄像机的显示器)、电子相片、电子广告牌或标牌、投影仪、建筑结构、微波、电冰箱、立体声***、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、烘干机、洗衣机/烘干机、停车计时表、封装(例如,MEMS和非MEMS)、美学结构(例如,关于一件珠宝的图像的显示),以及多种机电***装置。本文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、加速度计、回转仪、运动感测装置、磁力计、用于消费型电子装置的惯性组件、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,和电子测试装备。因此,所述教示不希望限于仅在诸图中描绘的实施方案,而是具有广泛适用性,这对于一般所属领域的技术人员将易于显而易见。
根据一些实施方案,用于显示元件阵列的驱动方案包含比显示元件的列数多的段线,和用于驱动显示器的共同线的减少的数目个共同驱动器输出。根据一些实施方案,具有不同等级的视觉重要性的不同色彩的行包含具有不同大小面积的显示元件段电极。在一些实施方案中,所述行中的每一者包含仅具有一种色彩的显示元件,且具有相同色彩的显示元件的多行是使用来自共同线驱动器的相同输出来同时地且被动地寻址。
可实施本发明中所描述的标的物的特定实施方案以实现将数据帧写入到显示元件阵列所需的时间的减少。此外,对于给定帧速率,需要较少功率来将数据帧写入到显示器。
所描述实施方案可适用的合适MEMS装置的实例为反射显示装置。反射显示装置可并有干涉调制器(IMOD)以使用光学干涉原理来选择性地吸收及/或反射入射在IMOD上的光。IMOD可包含吸收体、可相对于吸收体移动的反射体,和界定于吸收体与反射体之间的光学谐振腔。可将反射体移动到两个或两个以上不同位置,此情形可改变光学谐振腔的大小且借此影响干涉调制器的反射率。IMOD的反射光谱可创制相当宽的光谱带,其可跨越可见波长而移位以产生不同色彩。可通过改变光学谐振腔的厚度(即,通过改变反射体的位置)来调整光谱带的位置。
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。IMOD显示装置包含一或多个干涉MEMS显示元件。在这些装置中,MEMS显示元件的像素可处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“松弛”、“开启”或“接通”)状态下,显示元件(例如)向用户反射入射可见光的大部分。相反地,在黑暗(“致动”、“关闭”或“断开”)状态下,显示元件几乎不反射入射可见光。在一些实施方案中,可颠倒接通状态与断开状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要在特定波长下反射,从而除允许黑色及白色以外还允许彩色显示。
IMOD显示装置可包含IMOD的行/列阵列。每一IMOD可包含定位于彼此相距可变且可控距离以形成气隙(也被称作光学间隙或空腔)的一对反射层,即,可移动反射层和固定部分反射层。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,可移动反射层可定位于距固定部分反射层相对较大距离处。在第二位置(即,致动位置)中,可移动反射层可定位成更接近于部分反射层。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地或相消地干涉,从而针对每一像素产生总体反射或非反射状态。在一些实施方案中,IMOD在未经致动时可处于反射状态,从而反射在可见光谱内的光,且在经致动时可处于黑暗状态,从而反射在可见光范围之外的光(例如,红外线光)。然而,在一些其它实施方案中,IMOD在未经致动时可处于黑暗状态,且在经致动时可处于反射状态。在一些实施方案中,施加电压的引入可驱动像素改变状态。在一些其它实施方案中,施加电荷可驱动像素改变状态。
图1中的像素阵列的所描绘部分包含两个邻近干涉调制器12。在左侧的IMOD12(如所说明)中,可移动反射层14经说明为处于距光学堆叠16预定距离的松弛位置,光学堆叠16包含部分反射层。跨越左侧的IMOD12施加的电压V0不足以造成可移动反射层14的致动。在右侧的IMOD12中,可移动反射层14经说明为处于靠近或邻近光学堆叠16的致动位置。跨越右侧的IMOD12施加的电压Vbias足以维持可移动反射层14处于致动位置。
在图1中,一般用指示入射在像素12上的光13的箭头和从左侧的像素12反射的光15说明像素12的反射性质。尽管未详细说明,但一般所属领域的技术人员将理解,入射在像素12上的光13中的大部分将朝向光学堆叠16透射穿过透明衬底20。入射在光学堆叠16上的光的一部分将透射穿过光学堆叠16的部分反射层,且一部分将被反射回穿过透明衬底20。透射穿过光学堆叠16的光13的部分将在可移动反射层14处被反射回朝向(且穿过)透明衬底20。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(多个)波长。
光学堆叠16可包含单个层或若干层。所述(多个)层可包含电极层、部分反射且部分透射层及透明介电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、部分透明的且部分反射的,且可(例如)通过将以上各层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。电极层可由多种材料形成,例如,各种金属(例如,氧化铟锡(ITO))。部分反射层可由部分地反射的多种材料形成,例如,各种金属(例如,铬(Cr))、半导体和电介质。部分反射层可由一或多个材料层形成,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体与导体两者的单个半透明厚度的金属或半导体,而不同的更多导电层或部分(例如,光学堆叠16或IMOD的其它结构的导电层或部分)可用以在IMOD像素之间用总线传送信号。光学堆叠16还可包含覆盖一或多个导电层的一或多个绝缘或介电层,或导电/吸收层。
在一些实施方案中,光学堆叠16的所述(多个)层可经图案化成平行条带,且可在显示装置中形成行电极,如下文进一步所描述。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,且这些条带可在显示装置中形成列电极。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(正交于光学堆叠16的行电极),以形成沉积在支柱18之上的列和沉积在支柱18之间的介入牺牲材料。当蚀刻掉牺牲材料时,经界定间隙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,支柱18之间的间隔可为约1微米到1000微米,而间隙19可小于10,000埃()。
在一些实施方案中,IMOD的每一像素(不管处于致动还是松弛状态)基本上为由固定反射层和移动反射层形成的电容器。当未施加电压时,可移动反射层14保持处于机械松弛状态,如通过图1中左侧的像素12说明,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(例如,电压)施加到所选择行和列中的至少一者时,在对应像素处形成于行电极与列电极的相交部分处的电容器变得充电,且静电力将所述电极牵拉在一起。如果施加电压超过阈值,那么可移动反射层14可变形且靠近或相抵于光学堆叠16而移动。光学堆叠16内的介电层(未图示)可防止短路且控制层14与层16之间的分离距离,如通过图1中右侧的经致动像素12说明。不管施加电位差的极性如何,行为皆相同。尽管阵列中的一系列像素在一些实例中可被称作“行”或“列”,但一般所属领域的技术人员将易于理解,将一个方向称作“行”且将另一个方向称作“列”是任意的。再声明,在一些定向上,可将行视为列,且将列视为行。此外,显示元件可以正交行和列(“阵列”)来均匀地布置,或以非线性配置来布置,例如,具有相对于彼此的某些位置偏移(“马赛克(mosaic)”)。术语“阵列”和“马赛克”可指任一配置。因此,尽管将显示器称作包含“阵列”或“马赛克”,但元件自身不需要彼此正交地布置,或以均匀散布来安置,而在任何实例中可包含具有不对称形状和不均匀散布元件的布置。
图2展示说明并有3×3干涉调制器显示器的电子装置的***框图的实例。电子装置包含处理器21,处理器21可经配置以执行一或多个软件模块。除执行操作***之外,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浏览程序、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)显示阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。图1所说明的IMOD显示装置的截面是通过图2中的线1-1展示。尽管为了清晰起见,图2说明3×3IMOD阵列,但显示阵列30可含有大量IMOD,且在行中可具有与列中的IMOD数目不同的数目个IMOD,且反过来也一样。
图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置相对于施加电压的图解的实例。对于MEMS干涉调制器,行/列(即,共同/段)写入程序可利用这些装置的滞后性质(如图3所说明)。干涉调制器可能需要(例如)约10伏特的电位差,以造成可移动反射层或镜面从松弛状态改变成致动状态。当电压从所述值缩减时,随着电压下降回到低于(例如)10伏特,可移动反射层维持其状态,然而,在电压下降到低于2伏特以前,可移动反射层不会完全地松弛。因此,存在一电压范围(如图3所示,大约3伏特到7伏特),其中存在施加电压窗,在所述施加电压窗内,装置稳定处于松弛状态或致动状态。此窗在本文中被称作“滞后窗”或“稳定性窗”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列30来说,可设计行/列写入程序以便每次寻址一或多个行,以使得在寻址给定行期间,仅将经寻址行中欲致动的像素曝露于约10伏特的电压差。可在寻址周期期间将待松弛的像素曝露于接近零伏特的电压差。在一些实施方案中,如下文进一步描述,在寻址周期之前,将经寻址行中的所有像素曝露于接近零伏特的电压差,且接着仅将待致动的所述像素曝露于高于致动阈值的电压差,从而使得其它像素处于其原始松弛状态。在寻址之后,每一像素经历在约3伏特到7伏特的“稳定性窗”内的电位差。此滞后性质特征使得像素设计(例如,图1所说明)能够在相同施加电压条件下保持稳定处于致动状态或松弛预先存在状态。由于每一IMOD像素(无论处于致动状态还是松弛状态)基本上为通过固定反射层和移动反射层形成的电容器,因此可在滞后窗内的稳定电压下保持此稳定状态,而不会实质上消耗或损耗电力。此外,如果施加电压电位保持实质上固定,那么基本上几乎没有电流流入IMOD像素中。
在一些实施方案中,可通过根据对给定行中的像素的状态的所要改变(如果存在的话)沿着所述组列电极以「段」电压的形式施加数据信号来创制图像的帧。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像素,可将对应于第一行中的像素的所要状态的段电压施加在列电极上,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。接着可改变所述组段电压以对应于对第二行中的像素的状态的所要改变(如果存在的话),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,第一行中的像素不受沿着列电极施加的段电压的改变影响,且保持处于其在第一共同电压行脉冲期间被设置到的状态。对于整个系列的行(或者,列),可以依序方式重复此过程以产生图像帧。可通过以每秒某所要数目个帧不断地重复此过程来用新图像数据刷新及/或更新帧。
跨越每一像素施加的段信号与共同信号的组合(即,每一像素上的电位差)确定每一像素的所得状态。图4展示说明在施加各种共同电压和段电压时的干涉调制器的各种状态的表格的实例。如一般所属领域的技术人员将易于理解,可将“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(以及图5B所示的时序图)所说明,当沿着共同线施加释放电压VCREL时,沿着共同线的所有干涉调制器元件将置于松弛状态(或者被称作释放或未经致动状态),而不管沿着段线施加的电压(即,高段电压VSH和低段电压VSL)。明确地说,当沿着共同线施加释放电压VCREL时,调制器上的电位电压(或者被称作像素电压)在沿着用于所述像素的对应段线施加高段电压VSH及施加低段电压VSL两种情况时皆处于松弛窗(参见图3,也被称作释放窗)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,干涉调制器的状态将保持恒定。举例来说,松弛IMOD将保持处于松弛位置,且经致动IMOD将保持处于致动位置。可选择保持电压,使得像素电压在沿着对应段线施加高段电压VSH及施加低段电压VSL两种情况时皆将保持处于稳定性窗内。因此,段电压摆动(即,高段电压VSH与低段电压VSL之间的差)小于正或负稳定性窗的宽度。
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,可通过沿着相应段线施加段电压而沿着所述线将数据选择性地写入到调制器。可选择段电压,使得致动取决于所施加的段电压。当沿着先前已经历沿着线释放显示元件的清除循环的共同线施加寻址电压时,一个段电压的施加将导致稳定性窗内的像素电压,从而造成像素保持未经致动。与此对比,另一段电压的施加将导致在稳定性窗外的像素电压,从而导致像素的致动。造成致动的特定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VCADD_H时,高段电压VSH的施加可造成调制器保持处于其当前释放位置,而低段电压VSL的施加可造成调制器的致动。作为推论,当施加低寻址电压VCADD_L时,段电压的效应可相反,其中高段电压VSH造成调制器的致动,而低段电压VSL不影响调制器的状态(即,保持稳定)。
在一些实施方案中,可使用始终产生调制器上的相同极性的电位差的保持电压、寻址电压和段电压。在一些其它实施方案中,可使用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,写入程序的极性的交替)可缩减或抑制在单个极性的重复写入操作之后可能发生的电荷累积。
图5A展示说明图2的3×3干涉调制器显示器中的显示数据帧的图解的实例。图5B展示可用以写入图5A所说明的显示数据帧的共同信号和段信号的时序图的实例。可将信号施加到(例如)图2的3×3阵列,其将最终导致图5A所说明的线时间60e显示布置。图5A中的经致动调制器处于黑暗状态,即,其中反射光的实质部分处于可见光谱外部,以便导致在(例如)观察者看来的黑暗外观。在写入图5A所说明的帧之前,像素可处于任何状态。
在第一线时间60a期间:将释放电压70施加在共同线1上;施加在共同线2上的电压以高保持电压72开始,且移动至释放电压70;且沿着共同线3施加低保持电压76。因此,沿着共同线1的调制器(共同1,段1)、(共同1,段2)和(共同1,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,沿着共同线2的调制器(共同2,段1)、(共同2,段2)和(共同2,段3)将移动到松弛状态,且沿着共同线3的调制器(共同3,段1)、(共同3,段2)和(共同3,段3)将保持处于其先前状态。参看图4,沿着段线1、2和3施加的段电压将不影响干涉调制器的状态,这是因为在线时间60a期间(即,VCREL-松弛及VCHOLD_L-稳定)共同线1、2或3中无一者正曝露于造成致动的电压电平。
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,且沿着共同线1的所有调制器保持处于松弛状态,而不管所施加的段电压如何,这是因为无寻址或致动电压施加在共同线1上。沿着共同线2的调制器归因于释放电压70的施加而保持处于松弛状态,且当沿着共同线3的电压移动到释放电压70时,沿着共同线3的调制器(共同3,段1)、(共同3,段2)和(共同3,段3)将松弛。
在第三线时间60c期间,通过将高寻址电压74施加在共同线1上来寻址共同线1。因为在此寻址电压的施加期间沿着段线1和2施加低段电压64,所以调制器(共同1,段1)和(共同1,段2)上的像素电压大于调制器的正稳定性窗的高端(即,电压差超过预定义阈值),且调制器(共同1,段1)和(共同1,段2)经致动。相反地,因为沿着段线3施加高段电压62,所以调制器(共同1,段3)上的像素电压小于调制器(共同1,段1)和(共同1,段2)的像素电压,且保持处于调制器的正稳定性窗内;调制器(共同1,段3)因此保持松弛。而且在线时间60c期间,沿着共同线2的电压减小到低保持电压76,且沿着共同线3的电压保持处于释放电压70,从而使沿着共同线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的电压返回到高保持电压72,从而使沿着共同线1的调制器处于其相应寻址状态。共同线2上的电压减小到低寻址电压78。因为沿着段线2施加高段电压62,所以调制器(共同2,段2)上的像素电压低于调制器的负稳定性窗的下端,从而造成调制器(共同2,段2)致动。相反地,因为沿着段线1和3施加低段电压64,所以调制器(共同2,段1)和(共同2,段3)保持处于松弛位置。共同线3上的电压增大到高保持电压72,从而使沿着共同线3的调制器处于松弛状态。
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,从而使沿着共同线1和2的调制器处于其相应寻址状态。共同线3上的电压增大到高寻址电压74以寻址沿着共同线3的调制器。因为将低段电压64施加在段线2和3上,所以调制器(共同3,段2)和(共同3,段3)致动,而沿着段线1施加的高段电压62造成调制器(共同3,段1)保持处于松弛位置。因此,在第五线时间60e结束时,3×3像素阵列处于图5A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,而不管在正寻址沿着其它共同线(未图示)的调制器时可发生的段电压的变化。
在图5B的时序图中,给定写入程序(即,线时间60a到60e)可包含使用高保持及寻址电压或低保持及寻址电压。一旦已针对给定共同线完成写入程序(且将共同电压设置为极性相同于致动电压的极性的保持电压),像素电压随即保持处于给定稳定性窗内,且在将释放电压施加在所述共同线上以前不会传递通过松弛窗。此外,因为在寻址调制器之前,作为写入程序的部分而释放每一调制器,所以调制器的致动时间(而不是释放时间)可确定必要的线时间。在一些实施方案中,释放时间小于一个线时间。在调制器的释放时间非常长的实施方案中,可施加释放电压历时长于单个线时间的时间,如图5B所描绘。在一些其它实施方案中,沿着共同线或段线施加的电压可变化以考量不同调制器(例如,不同色彩的调制器)的致动电压和释放电压的变化。图5B中所展示的波形也未必以相同相对比例绘制。在一些合适实施方案中,保持电压72和76具有约10伏特到20伏特的量值,其中寻址电压74在所述值上加上约3伏特到5伏特。段电压62和64可具有约1伏特到3伏特的量值。
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6A到6E展示干涉调制器(包含可移动反射层14及其支撑结构)的不同实施方案的截面的实例。图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分截面的实例,其中金属材料条带(即,可移动反射层14)沉积于从衬底20正交地延伸的支撑件18上。在图6B中,每一IMOD的可移动反射层14一般为正方形或矩形形状,且在系链32上于拐角处或靠近拐角附接到支撑件。在图6C中,可移动反射层14一般为正方形或矩形形状,且从可变形层34悬置,可变形层34可包含柔性金属。可变形层34在可移动反射层14的周界周围直接地或间接地连接到衬底20。这些连接在本文中被称作支撑支柱。图6C所示的实施方案具有得自可移动反射层14的光学功能与可移动反射层14的机械功能解耦的额外益处,所述机械功能是通过可变形层34执行。此解耦允许用于反射层14的结构设计和材料与用于可变形层34的结构设计和材料独立于彼此而优化。
图6D展示IMOD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搁置于例如支撑支柱18等支撑结构上。支撑支柱18提供可移动反射层14与下部静止电极(即,所说明IMOD中的光学堆叠16的部分)的分离,使得(例如)当可移动反射层14处于松弛位置时,间隙19形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。可移动反射层14也可包含可经配置以充当电极的导电层14c,和支撑层14b。在此实例中,导电层14c安置在支撑层14b的远离衬底20的一侧上,且反射子层14a安置在支撑层14b的接近衬底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可包含介电材料(例如,氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO2))的一或多个层。在一些实施方案中,支撑层14b可为层堆叠,例如,SiO2/SiON/SiO2三层堆叠。反射子层14a和导电层14c中的任一者或两者可包含(例如)具有约0.5%铜(Cu)的铝(Al)合金,或另一反射金属材料。在介电支撑层14b上方及下方使用导电层14a、14c可平衡应力且提供增强型导电。在一些实施方案中,出于多种设计目的(例如,在可移动反射层14内实现特定应力剖面),反射子层14a和导电层14c可由不同材料形成。
如图6D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可形成于不旋光区中(例如,在像素之间或在支柱18下)以吸收周围光或杂散光。黑色掩模结构23还可通过抑制光从显示器的不活性部分反射或透射穿过显示器的不活性部分来改进显示装置的光学性质,借此增大对比率。另外,黑色掩模结构23可为导电的,且经配置以充当电总线传送层(electrical bussing layer)。在一些实施方案中,行电极可连接到黑色掩模结构23以缩减所连接行电极的电阻。可使用包含沉积及图案化技术的多种方法来形成黑色掩模结构23。黑色掩模结构23可包含一或多个层。举例来说,在一些实施方案中,黑色掩模结构23包含充当光学吸收体的钼-铬(MoCr)层、介电层,及充当反射体和总线传送层的铝合金,其中厚度的范围分别为约30埃到80埃、500埃到1000埃及500埃到6000埃。一或多个层可使用多种技术来图案化,所述技术包含光刻及干式蚀刻,包含(例如)用于MoCr和SiO2层的四氟化碳(CF4)和/或氧气(O2)及用于铝合金层的氯气(Cl2)和/或三氯化硼(BGl3)。在一些实施方案中,黑色掩模23可为校准器或干涉堆叠结构。在此干涉堆叠黑色掩模结构23中,导电层中的一者或一者以上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传输信号或用总线传送信号,或可连接到上部可移动隔膜。在一些实施方案中,间隔层35可用以一般地使吸收体层16a与黑色掩模23中的导电层电隔离。
图6E展示IMOD的另一实例,其中可移动反射层14是自支撑的。与图6D形成对比,图6E的实施方案不包含支撑支柱18。替代地,可移动反射层14在多个部位处接触底层光学堆叠16,且可移动反射层14的曲率提供足够支撑,使得当干涉调制器上的电压不足以造成致动时,可移动反射层14返回到图6E的未经致动位置。此处为了清晰起见而展示可含有多个若干不同层的光学堆叠16,其包含光学吸收体16a和电介质16b。在一些实施方案中,光学吸收体16a既可充当固定电极又可充当部分反射层。
在例如图6A到6E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对置的侧)观察图像。在这些实施方案中,可配置及操作装置的背部分(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6C所说明的可变形层34),而不影响或负面地影响显示装置的图像质量,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,在可移动反射层14之后可包含总线结构(未图示说明),此情形提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质分离的能力,例如,电压寻址及由此寻址引起的移动。另外,图6A到6E的实施方案可简化例如图案化等处理。
图7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8A到8E展示此制造工艺80的对应阶段的截面示意性说明的实例。在一些实施方案中,除图7中未图示的其它框之外,还可实施制造工艺80以制造(例如)图1和6所说明的一般类型的干涉调制器。参看图1、6和7,工艺80在框82处开始,在框82处,在衬底20之上形成光学堆叠16。图8A说明形成于衬底20之上的此光学堆叠16。衬底20可为例如玻璃或塑料等透明衬底,其可为柔性的或相对硬质且不弯曲的,且可能已经受先前准备工艺(例如,清洁)以促进光学堆叠16的有效率形成。如上文所论述,光学堆叠16可为导电的、部分透射且部分反射的,且可(例如)通过将具有所要性质的一或多个层沉积到透明衬底20上来制造。在图8A中,光学堆叠16包含具有子层16a和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子层。在一些实施方案中,子层16a、16b中的一者可配置有光学吸收性质和导电性质两者(例如,组合式导体/吸收体子层16a)。另外,子层16a、16b中的一者或一者以上可经图案化成平行条带,且可在显示装置中形成行电极。此图案化可通过所属领域中已知的遮蔽及蚀刻工艺或另一合适工艺来执行。在一些实施方案中,子层16a、16b中的一者可为绝缘或介电层,例如,沉积于一或多个金属层(例如,一或多个反射及/或导电层)之上的子层16b。另外,光学堆叠16可经图案化成形成显示器的行的个别及平行条带。
工艺80在框84处继续,在框84处,在光学堆叠16之上形成牺牲层25。稍后去除牺牲层25(例如,在框90处)以形成空腔19,且因此,在图1所说明的所得干涉调制器12中未展示牺牲层25。图8B说明包含形成于光学堆叠16之上的牺牲层25的部分制造的装置。在光学堆叠16之上形成牺牲层25可包含以经选择以在后续去除之后提供具有所要设计大小的间隙或空腔19(也参见图1和8E)的厚度来沉积例如钼(Mo)或非晶硅(a-Si)等二氟化氙(XeF2)可蚀刻材料。可使用例如物理气相沉积(PVD,例如,溅镀)、等离子增强型化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂等沉积技术来执行牺牲材料的沉积。
工艺80在框86处继续,在框86处,形成支撑结构,例如,如图1、6和8C所说明的支柱18。支柱18的形成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支柱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和光学堆叠16两者到底层衬底20,使得支柱18的下端接触衬底20,如图6A所说明。或者,如图8C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8E说明接触光学堆叠16的上表面的支撑支柱18的下端。可通过将支撑结构材料层沉积于牺牲层25之上且图案化位于远离牺牲层25中的孔隙处的支撑结构材料的部分来形成支柱18或其它支撑结构。支撑结构可位于孔隙内(如图8C所说明),而且可至少部分地在牺牲层25的一部分之上延伸。如上文所提及,牺牲层25和/或支撑支柱18的图案化可通过图案化及蚀刻工艺执行,而且可通过替代蚀刻方法执行。
工艺80在框88处继续,在框88处,形成可移动反射层或隔膜,例如,图1、6和8D所说明的可移动反射层14。可通过使用一或多个沉积步骤(例如,反射层(例如,铝、铝合金)沉积)以及一或多个图案化、遮蔽及/或蚀刻步骤来形成可移动反射层14。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8D所示。在一些实施方案中,所述子层中的一者或一者以上(例如,子层14a、14c)可包含针对其光学性质而选择的高度反射子层,且另一子层14b可包含针对其机械性质而选择的机械子层。由于牺牲层25仍存在于在框88处形成的部分制造的干涉调制器中,因此可移动反射层14在此阶段通常不可移动。含有牺牲层25的部分制造的IMOD在本文中还可被称作“未释放的”IMOD。如上文结合图1所描述,可移动反射层14可经图案化成形成显示器的列的个别及平行条带。
工艺80在框90处继续,在框90处,形成空腔,例如,如图1、6和8E所说明的空腔19。可通过将牺牲材料25(在框84处所沉积)曝露给蚀刻剂来形成空腔19。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来去除,例如,通过将牺牲层25曝露给气态或蒸气蚀刻剂(例如,得自固体XeF2的蒸气)历时一段时间,所述时间段有效用于去除所要量的材料(通常相对于环绕空腔19的结构而选择性地去除)。还可使用其它蚀刻方法(例如,湿式蚀刻和/或等离子蚀刻)。由于在框90期间去除牺牲层25,因此可移动反射层14在此阶段之后通常可移动。在去除牺牲材料25之后,所得的完全或部分制造的IMOD在本文中可被称作“释放的”IMOD。
在某些显示器中,物理显示元件(例如,干涉调制器)的数目大于像素的数目。当多个实体显示元件用于单个像素以便提供每像素多种色彩或多个灰度时,可能出现差异。图9中展示此设置的实例,所述设置具有像素130a到130d,像素130a到130d中的每一者是由九个物理显示元件102的正方形阵列形成。
图9为说明用于驱动显示元件102的阵列的实施方案的列驱动器电路26和行驱动器电路24的实例的框图。所述阵列可包含一组机电显示元件102,在一些实施方案中,机电显示元件102可包含干涉调制器。一组段线122a到122c、124a到124c、126a到126c及128a到128c可连接到阵列的一组段电极。一组共同线112a到112c、114a到114c、116a到116c及118a到118c可连接到阵列的一组共同电极。段线122a到122c、124a到124c、126a到126c及128a到128c和共同线112a到112c、114a到114c、116a到116c及118a到118c可用以寻址显示元件102,这是因为每一显示元件102将与一段电极和一共同电极电连通。在以下描述中,将列驱动器电路26描述为经配置以驱动多个段线的段驱动器,而将行驱动器电路24描述为经配置以驱动多个共同线的共同驱动器。列驱动器电路26和行驱动器电路24的操作不限于此情形。举例来说,列驱动器电路26可配置为用以驱动多个共同线的共同驱动器,而行驱动器电路24可配置为用以驱动多个段线的段驱动器。在图9的实施方案中,列驱动器电路26经配置以将电压波形施加到显示元件阵列的段电极中的每一者,且行驱动器电路24经配置以将电压波形施加到显示元件阵列的共同电极中的每一者。
在一个驱动方案中,根据针对显示元件的一行的所要数据状态将显示数据提供到每一段线。接着将写入脉冲施加到单个共同线以更新所述行中的显示元件102。在图9的显示器驱动方案中,如果存在M列显示元件102,那么列驱动器电路26将具有M个输出。类似地,如果存在N行显示元件102,那么行驱动器电路24将具有N个输出。依据具有9个(3乘3)子像素架构的像素,对于具有M列显示元件102和N行显示元件102的阵列,将存在M/3列像素和N/3行像素。
仍参看图9,在显示器包含彩色显示器或单色灰度显示器的实施方案中,个别显示元件102可对应于较大像素的子像素。所述像素中的每一者可包含某一数目个子像素。在阵列包含具有一组干涉调制器的彩色显示器的实施方案中,可使各种色彩沿着共同线(或如图9中所说明的行)对准,以使得沿着给定共同线的实质上所有显示元件102包含经配置以显示相同色彩的显示元件102。彩色显示器的一些实施方案包含交替行的红色、绿色和蓝色子像素。举例来说,线112a、114a、116a及118a可对应于数行红色显示元件102,线112b、114b、116b及118b可对应于数行绿色显示元件102,且线112c、114c、116c及118c可对应于数行蓝色显示元件102。在一个实施方案中,干涉调制器102的每一3×3阵列形成一像素,例如,如图9中所说明的像素130a到130d。
在一些实施方案中,所述电极中的一些电极可彼此电连通。图10为说明用于驱动显示元件102的阵列的实施方案的列驱动器电路26和行驱动器电路24的实例的框图,所述列驱动器电路26和所述行驱动器电路24具有至少一些分叉的段线。举例来说,如图10中所说明,段线122a和122b连接到彼此,以使得可同时将相同电压波形施加到连接到段线122a和122b的对应段电极中的每一者。在图10的所说明实施方案中(其中段电极中的两者短路到彼此),3×3像素将能够显现64种不同色彩(例如,6位色深),这是因为每一像素中的每一组三个共同色彩显示元件102可置于四种不同状态,所述四种不同状态对应于无经致动的显示元件102(例如,干涉调制器)、一个经致动的显示元件102、两个经致动的显示元件102或三个经致动的显示元件102。当在单色灰度模式中使用此布置时,使得每一色彩的三个像素组的状态相同,在所述情况下,每一像素可呈现四种不同灰度强度。应了解,此情形仅为一个实例,且显示元件102的较大群组可用以按不同的总像素计数或分辨率形成具有较大色彩范围的像素。
因为列驱动器电路26耦合到两个段电极,所以连接到两个段电极的列驱动器电路26输出在本文中可被称作“最高有效位”(MSB)段输出,这是由于此段输出的状态控制每一行中的两个邻近显示元件102的状态。耦合到个别段电极的列驱动器电路26输出(例如,在126c处)在本文中可被称作“最低有效位”(LSB)段输出,这是由于所述输出控制每一行中的单个显示元件102的状态。
在图9和10的阵列中,行驱动器电路24具有一组输出,所述输出连接到在图9和10中以平行条带形式水平地延伸的共同电极。列驱动器电路26具有一组输出,所述输出连接到在图9和10中以平行条带形式在共同电极之下垂直地延伸的段电极。图11为说明列驱动器电路26和行驱动器电路24的实例的框图,其中共同电极仅在其侧面以点线假想地展示以说明段电极130。如图11中所说明,为了说明的清晰起见,将共同电极的中心部分说明为透明的以使得段电极130可见。
根据一些实施方案,当显示元件102形成为干涉调制器时,段电极130可为衬底(例如,玻璃)上所沉积的导电金属(例如,铬)层。共同电极可形成为悬置于所沉积段电极条带之上的支柱上的导电金属(例如,铝)条带。在一些实施方案中,虽然未说明,但段电极可改为形成为悬置于所沉积共同电极条带之上的支柱上的条带。如上文所论述,显示元件102是通过在条带的相交点处的邻近段电极和共同电极的区来界定。行驱动器电路24和列驱动器电路26按一时序和量值将电压施加到条带,以通过选择性地压缩及释放显示元件102而被动地寻址显示元件102以显示图像。如本文中所描述,被动寻址是指将来自驱动器的输出的驱动信号直接耦合到显示元件,而无使用开关(例如,晶体管)或其它装置的中间隔离。
虽然将图9和10中的段线展示为连接到段电极的末端,但段电极的薄导电金属层(例如,铬)可能不如驱动显示器所需的那般导电。图11中的配置说明以下布置:其中段电极130通过在段电极之下延行的高度导电段线(例如,段线总线132)而连接到列驱动器电路26。段电极接着在对应于显示元件102的每一点处通过通孔120连接到段线,如通过图11中的黑色圆圈说明。为了使得这些段线(其一般为不透明的)不可为显示器的用户所见,这些段线通常相对较窄以便不限制孔径比,且可经由上文所描述的黑色掩模结构而布线或可形成为上文所描述的黑色掩模结构。
图12为显示阵列的截面图,所述截面图展示图11的段线总线132与段电极130之间的连接。图12说明图11中所说明的显示元件阵列的两个邻近显示元件102a和102b的截面,其中可移动隔膜14由支撑结构18支撑,支撑结构18可处于每一显示元件的拐角处。在图11的阵列中,条带段电极经说明为沿着页面向下垂直地延行的导电材料条带。在图12的截面中,条带段电极130可形成为沉积于衬底20上的光学堆叠16的部分。段电极130之下及段电极130之间为段线总线132。形成垂直于段电极130且在段电极130的上方且在如图11中所说明的页面的左右方向上延行的共同电极的导电材料条带对应于显示元件102a和102b的导电层14c。如图12中所说明,段电极130通过通孔120连接到段线总线132。因为可使得段线总线132比段电极粗且段线总线132可由导电率比段电极的导电率高的材料制成,所以可减少段驱动器(例如,图11的列驱动器电路26)上的负载的RC时间常数。因此,包含段电极130的光学堆叠16可较快速地对由列驱动器电路26经由段线总线132施加的电压改变作出响应。上文所描述的结构沉积于透明衬底20上,可透过透明衬底20观察显示器。可使用黑色掩模条带135,以使得段线132和支撑结构18不可为用户所见。
图9、10和11的段电极为沿着显示元件102的列一直向下延伸的连续条带。可通过以下操作单独地将数据写入到显示器的每一行:将一组数据信号同时施加到段电极中的每一者,且接着将来自行驱动器电路24的写入信号提供到正被写入的特定行。此操作将沿着所述行写入对应于所施加的列驱动器电路26输出的数据,而不影响其它行。因此,针对显示元件的每一行提供一单独的独立的行驱动器电路24输出。在图9到11的配置中,如果多行连接到相同行驱动器电路24输出,那么将对全部所述多行写入在将行驱动器电路24输出施加到所述多行时由列驱动器电路输出的相同数据。
如上文所描述,为了将数据写入到显示器,列驱动器电路26可沿着连接到共同线的显示元件102的一行将电压施加到段电极或总线。此后,行驱动器电路24可对连接到其的选定共同线加脉冲,以(例如)通过根据施加到相应段输出的电压致动沿着选定线的选定显示元件102而使得沿着所述线的显示元件102显示数据。在将显示数据写入到选定线之后,列驱动器电路26可将另一组电压施加到连接到其的总线,且行驱动器电路24可对连接到其的另一线加脉冲以将显示数据写入到另一线。通过重复此过程,可依序将显示数据写入到显示阵列中的任何数目个线。写入显示器的数据帧所需的时间因此对应于对一行进行写入所需的时间乘以行的数目。
因此,使用上文所描述的驱动方案将显示数据写入到显示阵列的时间(又称帧写入时间)一般与被写入的显示数据的排数成比例。在许多应用中,例如,以下情形为有利的:减少帧写入时间以增加显示器的帧速率或使移动视频图像的外观平滑。
图13A为说明阵列的实例的框图,所述阵列具有比阵列中的行的数目少的行驱动器电路24输出。如图13A中所说明,所述阵列包含仅具有单个色彩的行。色彩的图案重复,以使得第一行仅包含红色显示元件102,第二行仅包含绿色显示元件102,且第三行仅包含蓝色显示元件102,其中第二行安置在第一行与第三行之间。图案重复,以使得阵列具有显示元件102的行的RGB图案。另外,显示元件102的每一行与沿着段线的方向的显示元件102的一邻近行分离。除了从显示元件段电极通过通孔120到相同段线的连接以外,图13A的显示元件段电极并不沿着段线方向连接到彼此。因为显示元件段电极不再垂直地连接于显示元件的每个行之间,所以可提供列驱动器电路26的额外输出,以将数据同时提供到显示元件102的多行。此情形可允许到两个或两个以上行的同时且独立的数据写入。在图13A中,展示显示元件的每列两个段线,但可提供三个、四个或任何数目个段线以同时对三个、四个或任何数目个共同线进行写入。另外,将了解,连接到共同段线的垂直邻近的段电极102可作为单个邻接层沉积于短垂直条带中(相对于图11的完整列条带来说),即使其在图13A中经展示为垂直分离的电极也如此。
在图13A中所说明的实施方案中,列驱动器电路26包含两倍于显示元件102的列数的输出。行驱动器电路24包含分叉的输出,以使得通过行驱动器电路24的单个输出(例如,通过单个行驱动器输出)来驱动显示元件的具有相同色彩的两行。举例来说,共同线112a和114a可各自对应于从行驱动器电路24输出的相同共同线。类似地,共同线112b和112c可连接到共同线114b和114c,而共同线116a、116b和116c可连接到共同线118a、118b和118c,分别如图13A中所展示。贯穿本文中所描述的各种实施方案(包含图13A到13B、14和16到21的实施方案),关于具有相同色彩的行描述经同时寻址的行。寻址具有共同色彩的行可提供多种显著优点。举例来说,从共同驱动器电路输出的电压电平对于显示元件的不同色彩行可不同。同时对共同色彩行进行写入因此可简化电力供应器和驱动器电子装置。然而,一般所属领域的技术人员将认识到,也可使用同一行驱动器输出24同时寻址非共同色彩行。
由于每一显示元件102可连接到两个段线中的一者,且由于对应于显示元件102中的每一者的显示元件段电极并不连接到彼此,因此可使用相同共同线驱动信号对不同行中的显示元件102写入不同数据。即,对于给定行,每一显示元件102包含到所述段线中的一者的离散连接,如通过图13A的通孔120说明。举例来说,如图13A中所说明,具有红色显示元件102的行1可具有具到段线122a、122c、122e、124a、124c、124e、126a、126c和126e的连接的显示元件102。也具有红色显示元件102的行4包含连接到段线122b、122d、122f、124b、124d、124f、126b、126d和126f的显示元件102。因此,施加到行1与行4两者的共同线写入信号经配置以基于提供到每一行中的每一显示元件102的段线数据而将不同数据写入到每一行中的显示元件。
因此,在图11的显示器具有N个行驱动器电路24输出(对于显示元件102的每一行存在一个输出)和M个列驱动器电路26输出(对于显示元件的每一列存在一个输出)的情况下,图13A的配置中的显示器具有2M个列驱动器电路26输出和N/2个行驱动器电路24输出。此情形为与具有相同色彩的显示元件102的一对行共享每一行驱动器电路24输出的结果。如先前所提及,在行驱动器电路24配置为用于驱动共同线的共同驱动器的实施方案中,帧时间与行驱动器电路24输出的数目成比例地增加(从而导致减小的帧速率)。虽然图13A的布置中的列驱动器电路26输出的数目相对于图11的阵列来说增加了,但行驱动器电路24输出的数目减小了。减少的数目个经独立寻址的行导致帧时间的减少。另外,在图13A中的显示器的分辨率与图11中的分辨率相同,因此与图11相对比,对驱动如图13A中所展示的显示器无视觉影响。应了解,共同驱动器电路24的输出的总数目仍可与行的总数目相同,但在所述情况下,可同时确证共同驱动器电路24的多个输出。此情形仍导致同时对多行写入,和帧速率的所得改进。
类似于上文关于图10所论述的实施方案,图13A的显示元件段电极中的一些显示元件段电极也可彼此电连通。图13B为说明用于驱动显示元件102的阵列的实施方案的列驱动器电路26和行驱动器电路24的实例的框图,所述列驱动器电路26和所述行驱动器电路24具有一些分叉的段线和分叉的共同线。在图13B的实施方案中,像素可对应于三个红色显示元件、三个绿色显示元件和三个蓝色显示元件的3×3区段。此情形允许对于每一像素每色深两个位。在此实施方案中,可用来自段驱动器26的相同段输出来驱动相同色彩的两个显示元件,同时仍允许每一像素的每一色彩部分具有经致动的一个、两个或三个显示元件。用相同输出驱动的显示元件对被称作所述像素的最高有效位(MSB),且对应的段输出被称作MSB输出。如图13B中所说明,列驱动器电路26的MSB段输出连接到已连接到两列显示元件阵列的分叉的段线,而列驱动器电路26的LSB段输出连接到单个段线。举例来说,段线122a和122c连接到彼此且连接到列驱动器电路26的MSB段输出,以使得可同时将相同电压波形施加到连接到段线122a和122c的对应的显示元件段电极中的每一者。显示元件段线122b和122d也连接到彼此且连接到列驱动器电路26的另一MSB段输出。段线122e和122f个别地连接到列驱动器电路26的LSB段输出。类似于图13A的显示器,图13B的显示器包含两倍于显示元件102的列数的段线,但归因于MSB/LSB配置而包含减少的数目个列驱动器电路26输出(相对于图13A的实施方案来说)。
如上文参看图13A所论述,所述阵列还包含分叉的共同线以用于将数据写入到阵列。类似于图10的实施方案,在图13B的所说明实施方案中(其中显示器段线中的两者短路到彼此),3×3像素将能够显现64种不同色彩(例如,6位色深),这是因为每一像素中的每一组三个共同色彩显示元件102可置于四种不同状态,所述四种不同状态对应于无经致动的显示元件102(例如,干涉调制器)、一个经致动的显示元件102、两个经致动的显示元件102或三个经致动的显示元件102。另外,类似于图13A的实施方案,可同时将数据写入到具有相同色彩的两行,借此减小显示器的帧速率。即,通过将共同线驱动信号施加到连接到显示元件102的不同行的两个共同线的分叉的行驱动器电路24输出,可同时对具有相同色彩的两行写入数据。
根据一些实施方案,一行中的显示元件中的段电极可具有不同大小面积,或可经电连接,以使得甚至可同时对两个以上行写入数据。图14为说明根据一些实施方案的用于驱动显示元件102的阵列的列驱动器电路26和行驱动器电路24的实例的框图,显示元件102的阵列包含具有沿着行具有不同面积的显示元件电极的显示元件102。在图14中,仍通过沿着共同线的最薄段电极的宽度来界定显示元件的“列”。因此,认为图14具有显示元件的九个“列”,就像图13A和13B。尽管通过具有不同面积以便通过段电极材料自身来提供沿着共同线的电连接的显示元件电极来展示,但在一些实施方案中,应理解,邻近显示元件电极可简单地电连接到彼此或与单独总线线路或所沉积导电耦合件联接以提供类似功能性。如图14中所说明,显示元件102的每一行包含具有具第一面积的显示元件段电极的显示元件103a,和具有具第二面积的显示元件段电极的显示元件103b,所述第二面积大于所述第一面积。此情形产生沿着这些共同线的段电极的较低线性密度,其中段电极的线性密度经定义为每单位长度(例如,沿着共同线的每公分或每英寸)的单独段电极的数目。显示元件103b可配置为具有耦合的显示元件段电极的显示元件103a中的两者,如下文将参看图15C更详细描述。在不同行中,显示元件103b可连接到三个段线中的一者。举例来说,行1的显示元件103b连接到段线122a。行4和行7中的对应显示元件分别连接到段线122b和122c。另外,行1的显示元件103a连接到段线122d,而行4和行7中的对应显示元件分别连接到段线122e和122f。
由于每一行中的显示元件中的每一者可连接到三个段线中的一者,因此可使用连接到三个共同线的一个行驱动器输出同时对相同色彩的显示元件的三行进行写入。举例来说,如图14中所说明,可使用连接到相同的行驱动器电路24输出的共同线112a、114a和116a同时对具有红色显示元件的行1、行4和行7进行写入。类似地,可同时对具有绿色显示元件的行2、行5和行8进行写入,且可同时对行3、行6和行9进行写入。图14的实施方案可与18个段线(而不是仅两个,如图13A中)同时地独立地将不同图像数据写入到三个共同线,这是归因于图14中的沿着共同线的段电极的减少的线性密度(与图13A相比较)。
图15A到15C说明根据一些实施方案的显示阵列的截面图,所述截面图展示邻近显示元件102a和102b的段线与显示元件段电极130之间的连接。在这些图中,省略图12的衬底20和相关联的黑色掩模135。图15A的结构可对应于(例如)沿着相同行的两个邻近显示元件102,如上文参看图13A和13B所论述。如图15A中所说明,每一显示元件102a和102b包含在显示元件段电极130的下方横穿的两个段线,如通过段线总线132a和132b说明。举例来说,横穿显示元件102b的段线总线132a和132b可对应于横穿显示元件的总线,例如图13A和13B的段线122a和122b,而横穿显示元件102a的段线总线132a和132b可对应于图13A和13B的段线122c和122d。显示元件102a和102b连接到段线总线132b。阵列的不同行中的其它显示元件可具有通过通孔120连接到段线总线132a的显示元件段电极130。
根据一些实施方案,如图15B中所说明,可垂直地堆叠在每一显示元件102a和102b的显示元件段电极之下横穿的段线总线132a和132b。即,如所说明,第一段线总线132a可形成于显示元件段电极130的下方,而第二段线总线132b可形成于第一段线总线132a的实质上正下方。如所说明,显示元件102a可通过通孔120连接到段线总线132a。显示元件102b可通过通孔120和连接端子140连接到段线总线132b。连接端子140的结构将通孔120连接到第二段线总线132b。为了便于描述,夸示了如所说明的连接结构140及段线总线132a和132b的位置及大小。在一些实施方案中,每一显示元件的宽度实质上大于段线总线132的宽度,且段线总线132定位于靠近显示元件102中的每一者的支柱18且远离显示元件102的中心处。
根据一些实施方案,两个邻近显示元件102a和102b可具有耦合的显示元件段电极。举例来说,如图15C中所说明,包含每一显示元件102a和102b的显示元件段电极的显示元件102a和102b的光学堆叠16可连接到彼此。在一些实施方案中,可在制造显示元件102a和102b期间,通过不将中心支柱18的下方的区域中的显示元件段电极130图案化而进行此连接。具有耦合的段电极的显示元件102a和102b可对应于(例如)如上文参看图14所论述的第二显示元件103b。图15C的结构允许使用到一个段线的单个连接(例如,图15C的通孔120)来同时驱动显示元件102a和显示元件102b。
一般所属领域的技术人员将认识到,图12和15A到15C中所说明的结构可对应于贯穿各图的描述所论述的显示元件阵列的任何数目个实施方案。
根据一些实施方案,显示元件的不同色彩行可包含如上文参看图14所描述的具有具不同大小面积的电极的显示元件。当论述具有不同大小面积的显示元件时,应理解,不同大小面积可来自以下情形:使电极的大小变化,如参看图15C所解释,或通过电连接两个邻近电极的电极。举例来说,具有较小视觉重要性的色彩(例如,红色和蓝色)可包含比具有较高视觉重要性的色彩(例如,绿色)少的经独立驱动的显示元件。图16为说明根据一些实施方案的用于驱动显示元件102的阵列的列驱动器电路26和行驱动器电路24的实例的框图,显示元件102的阵列包含在不同色彩行中具有不同大小面积的显示元件。图16的实施方案具有10列和20个段线。如图16中所说明,具有红色显示元件的行1包含具有较大面积的显示元件,例如,具有耦合的显示元件段电极的显示元件,如上文参看图15C所论述。如图16中所说明,行1的显示元件106a可配置为具有连接到彼此的显示元件段电极的两个邻近显示元件。类似地,具有蓝色显示元件的行3也可包含具有较大面积的显示元件,例如,具有耦合的显示元件段电极的邻近显示元件。绿色显示元件的行(例如,行2)包含具有不同大小面积的显示元件。举例来说,行2包含配置为相对于显示元件106a来说具有较小面积的显示元件的显示元件104a。显示元件104a可对应于具有离散显示元件段电极的显示元件。另外,行2包含具有较大面积的显示元件105a,显示元件105a可配置为具有耦合的显示元件段电极的两个显示元件。阵列包含连接到相同色彩的行的共同线以用于驱动显示器的共享的行驱动器24输出。在图16的实施方案中,与沿着蓝色共同线或红色共同线的情形相比较,沿着绿色共同线存在较高线性密度的段电极。因此,在绿色行中存在比蓝色行和红色行中多的可独立寻址的显示元件,从而导致每像素更多位用于所显示图像的绿色平面(与红色平面或蓝色平面相比较)。此情形允许对图像数据的原始明度的较好显示保真度,从而提供具有视觉上较高质量的所显示图像,即使色度再生中存在某一处罚也如此。
举例来说,共同线112a耦合到共同线118a,共同线112b耦合到共同线118b,且共同线112c耦合到共同线118c,以使得同时将数据写入到行1和行10(且尽管未展示,也包含行19和行28)、行2和行11(且,尽管未展示,也包含行20和行29)及行3和行12(且,尽管未展示,也包含行21和行30)。经同时寻址的行的对应显示元件连接到不同段线,以使得可将不同数据写入到显示元件。举例来说,行1的显示元件106a连接到段线122d,而行10的对应显示元件106b连接到段线122c。另外,行2的显示元件104a和105a分别连接到段线126c和128a,而行11的对应显示元件104b和105b分别连接到段线126d和126f。在图16的配置中,可同时寻址红色显示元件的4行,可同时寻址蓝色显示元件的4行,且可同时寻址绿色的3行。虽然未说明,但行4到行9的共同线也可连接到另一共同线以用于同时将数据写入到所述行。举例来说,行4和行7的共同线114a和116a可各自连接到已连接到红色显示元件的行的三个其它共同线,以使得同时寻址红色显示元件的四行。举例来说,在图16的实施方案中,行4的共同线114a可连接到行13、行21和行30(未图示)的共同线,而行7的共同线116a可连接到行16、行25和行34(未图示)的共同线。
耦合共同线的行之间的间隔不限于图16中所说明的实例,且可变化以使得通过任何数目个其它行隔开的行的共同线可耦合到相同的行驱动器输出。在一些实施方案中,使用来自共同驱动器的相反写入极性输出对相同色彩的邻近行进行写入是有益的。在这些实施方案中,相同色彩的邻近行将不耦合到相同的共同驱动器输出(如图13A、13B和14中所展示),且共同驱动器输出也不以三或其它奇数编号的间距而耦合(如图16中所展示)。实情为,共同驱动器输出将以每隔两行、每隔四行、每隔六行等的间距耦合到多行。此情形允许通过相反极性共同驱动器输出对相同色彩的邻近行进行写入。
图17为说明根据一些实施方案的用于驱动显示元件102的阵列的列驱动器电路26和行驱动器电路24的另一实例的框图,显示元件102的阵列包含在不同色彩行中具有不同面积的显示元件。如图17中所说明,红色显示元件和绿色显示元件的行可具有具第一面积和第二面积的显示元件,所述第二面积大于所述第一面积。蓝色显示元件的行可具有第三面积,所述第三面积大于第一面积和第二面积。此实施方案可被视为图14的3×3MSB/LSB像素的实施方案,但仅具有蓝色色深的单个位。在图17的实施方案中,绿色行和红色行中的可独立寻址的显示元件的数目大于蓝色行中的可独立寻址的显示元件的数目,此情形再次归因于沿着不同色彩共同线的段电极的不同线性密度。在一些实施方案中,具有第三面积的显示元件(例如,如图17中所说明的行3、行6、行9和行12的显示元件)可配置为具有耦合的显示元件段电极的三个邻近显示元件。在图17的阵列中,可同时寻址红色显示元件的三行,可同时寻址绿色显示元件的三行,且可同时寻址蓝色显示元件的六行。
阵列中的显示元件102的行的色彩图案可经配置以包含具有较高视觉显著性的色彩的额外行。举例来说,显示元件阵列可包含相对于红色显示元件和蓝色显示元件的行的数目来说的绿色显示元件的额外行。图18为说明用于驱动显示元件102的阵列的列驱动器电路26和行驱动器电路24的另一实例的框图,显示元件102的阵列具有显示元件的RGBG行图案。举例来说,如图18中所说明,显示器包含仅具有红色显示元件的第一行(行1)、仅具有绿色显示元件的第二行(行2)、仅具有蓝色显示元件的第三行(行3),后接续有仅具有绿色显示元件的第四行(行4),其中第二行安置于第一行与第三行之间,且第三行安置于第二行与第四行之间。图案接着重复,以使得显示器的行具有RGBG行图案。在所说明的RGBG布置实施方案中,存在两倍于红色显示元件的绿色显示元件,且存在两倍于蓝色显示元件的绿色显示元件。换句话说,存在与组合的红色显示元件与蓝色显示元件一般多的绿色显示元件。列驱动器电路26包含两倍于显示元件的列数的输出。行驱动器电路24包含分叉的输出,以使得通过行驱动器电路24的单个输出来驱动显示元件的具有相同色彩的两行。
在图18的实施方案中,像素可经布置以包含比蓝色显示元件和红色显示元件多的绿色显示元件。举例来说,每一像素可包含:行1中的一个红色显示元件;行2中的两个绿色显示元件,包含与所述红色显示元件处于相同列中的绿色显示元件和从所述红色显示元件偏移(例如,向右偏移)一列的绿色显示元件;及行3中的一个蓝色显示元件,其在像素中从所述红色显示元件偏移(例如,向右偏移)一列(在本文中被称作俄罗斯方块(tetris)排列)。通过俄罗斯方块RGGB像素、通过M列显示元件和N行显示元件,形成M/2列像素和N/2行像素。
根据一些实施方案,显示元件的RGBG行图案可包含具有不同面积的显示元件的行,且也可具有与彼此的不同色彩行偏移。图19为说明用于驱动显示元件102的阵列的列驱动器电路26和行驱动器电路24的另一实例的框图,显示元件102的阵列具有RGBG行图案。如图19中所说明,显示元件中的一些显示元件具有不同于行内的其它显示元件的面积。如上文所论述,不同面积的显示元件可配置为具有耦合的显示元件段电极的邻近显示元件。沿着一些行,显示元件可具有第一面积和大于第一面积的第二面积。在一些情况下,包含具有第二面积或耦合的显示元件段电极的显示元件的行为视觉上较不重要的色彩(例如,红色和蓝色)的行。如图19中所见,绿色行包含具有第一面积的显示元件,其中沿着行无耦合,从而维持绿色行的分辨率。即,图19的实施方案中的绿色行的分辨率在绿色行中大于蓝色行和红色行中的分辨率。另外,如图19中所说明,红色显示元件的行(例如,分别为行1、行5和行9)中的显示元件可相对于彼此偏移,以使得相同大小面积的显示元件不与其它行的对应显示元件“同相”。类似地,蓝色显示元件的行(例如,分别为行1、行5和行9)中的显示元件可相对于彼此偏移,以使得相同大小面积的显示元件不与其它行的对应显示元件“同相”。在图19的实例中,可同时寻址三个红色行,可同时寻址三个蓝色行,且可同时寻址两个绿色行。对于具有可以30赫兹的帧速率更新的线时间的显示器,可通过使用图19中所描述及所说明的实施方案来使得所述显示器可以70赫兹更新。
图20为说明根据一些实施方案的用于驱动显示元件102的阵列的列驱动器电路26和行驱动器电路24的另一实例的框图,显示元件102的阵列具有RGBG行图案。图20的显示元件阵列包含具有第一面积的显示元件的绿色行,及具有大于第一面积的第二面积的显示元件的蓝色行和红色行。在图20的配置中,存在比蓝色显示元件和红色显示元件的行多的绿色显示元件的行,且每一绿色行中也存在比红色行和蓝色行中的红色显示元件或蓝色显示元件多的可独立寻址的绿色显示元件。在图20的阵列中,可同时寻址绿色显示元件的两行,可同时寻址蓝色显示元件的四行,且可同时寻址红色显示元件的四行。对于具有可以30赫兹的帧速率更新的线时间的显示器,可通过使用图20中所描述及所说明的实施方案来使得所述显示器可以接近80赫兹更新。
图21为说明根据一些实施方案的用于驱动显示元件102的阵列的列驱动器电路26和行驱动器电路24的另一实例的框图,显示元件102的阵列具有RGBG行图案。如图21中所说明,所述阵列包含具有第一面积的绿色显示元件的行,和具有大于第一面积的第二面积的显示元件的行。所述阵列也包含具有第二面积的红色显示元件和蓝色显示元件的列。如同图20,存在比蓝色显示元件和红色显示元件的行多的绿色显示元件的行,且每一绿色行中也存在比红色行和蓝色行中的红色显示元件或蓝色显示元件多的可独立寻址的绿色显示元件。另外,相同大小的绿色显示元件的行在不同行中彼此偏移。举例来说,如图21中所说明,行2中具有第二(较大)面积的显示元件从行4中相同大小的显示元件偏移。在一些实施方案中,同时寻址彼此同相的绿色显示元件的行(例如,具有沿着段线方向彼此实质上成直线的相同大小的显示元件)。举例来说,行2、行6和行10可具有耦合到彼此且耦合到单个行驱动器电路24输出的共同线112b、114b和116b。另外,在图21的实施方案中,可同时寻址绿色显示元件的三行,可同时寻址红色显示元件的四行,且可同时寻址蓝色显示元件的四行。对于具有可以30赫兹的帧速率更新的线时间的显示器,可通过使用图21中所描述及所说明的实施方案来使得所述显示器可以超过100赫兹更新。
图22说明根据一些实施方案的用于将数据写入到显示器的方法的流程图。如图22中所展示,方法2200包含:在帧写入过程期间,同时将数据写入到与具有较低视觉重要性的至少一个色彩相关联的第一数目个共同线,具有较低视觉重要性的所述至少一个色彩具有第一分辨率,如框2202中所展示。举例来说,具有较低视觉重要性的所述至少一个色彩可包含蓝色和红色,且蓝色显示元件和红色显示元件的行可包含第一数目个耦合或电连接的显示元件段电极,其中沿着共同线的更多个耦合的段电极对应于较低“分辨率”。在各种实施方案中,第一数目可以是为三或大于三或为四或大于四的数目。因此,在框2202中,所述方法包含同时将数据写入到多个共同线。所述方法进一步包含:在帧写入过程期间,同时将数据写入到与具有较高视觉重要性的至少一个色彩相关联的第二数目个共同线,具有较高视觉重要性的所述至少一个色彩具有大于第一分辨率的第二分辨率,如框2204中所展示。在一些实施方案中,第二数目可为二或大于二,或为三或大于三。在所述方法中,第一数目大于第二数目。此外,在一些实施方案中,所述方法包含在框2204中的一者或两者中独立地写入数据,以使得多个同时写入的排中的第一排中的数据独立于所述多个同时写入的排中的第二排中的数据。
图23说明根据一些实施方案的用于将数据写入到显示器的方法的另一流程图。在此实施方案中,所述显示器包含M列显示元件和N行显示元件,其中每一行经配置而仅具有一组色彩中的一种色彩的显示元件,存在大于显示元件的列数的数目个段线。所述方法包含实质上同时独立地寻址相同色彩的显示元件的多行,如通过框2302展示。如框2304中所展示,所述方法还包含实质上同时将数据写入到相同色彩的多行。
图24A和24B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置40的***框图的实例。显示装置40可为(例如)蜂窝或移动电话。然而,显示装置40的相同组件或其轻微变化也说明各种类型的显示装置,例如电视、电子阅读器和便携式媒体播放器。
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。外壳41可通过多种制造工艺中的任一者形成,包含射出模制及真空成型。另外,外壳41可由多种材料中的任一者制成,所述材料包含(但不限于):塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷,或其组合。外壳41可包含可与具不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它卸除式部分互换的卸除式部分(未图示)。
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还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或其它管装置)。另外,显示器30可包含如本文中所描述的干涉调制器显示器。
在图24B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包含耦合到收发器47的天线43。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)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28和阵列驱动器22,阵列驱动器22又耦合到显示阵列30。电力供应器50可按照特定显示装置40设计要求而向所有组件提供电力。
网络接口27包含天线43和收发器47,以使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27还可具有一些处理能力以减轻(例如)处理器21的数据处理要求。天线43可发射及接收信号。在一些实施方案中,天线43根据IEEE16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE802.11标准(包含IEEE802.11a、b、g或n)来发射及接收RF信号。在一些其它实施方案中,天线43根据蓝牙标准来发射及接收RF信号。在蜂窝电话的情况下,天线43经设计成接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信***(GSM)、GSM/通用包无线电服务(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修订A、EV-DO修订B、高速包存取(HSPA)、高速下行链路包存取(HSDPA)、高速上行链路包存取(HSUPA)、演进型高速包存取(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***)内通信的其它已知信号。收发器47可预先处理从天线43所接收的信号,使得可由处理器21接收及进一步操纵所述信号。收发器47也可处理从处理器21所接收的信号,使得可经由天线43从显示装置40发射所述信号。
在一些实施方案中,可用接收器替换收发器47。另外,可用可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源替换网络接口27。处理器21可控制显示装置40的总体操作。处理器21接收数据(例如,来自网络接口27或图像源的压缩图像数据),且将数据处理成原始图像数据或处理成易于经处理成原始图像数据的格式。处理器21可将经处理数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常指识别图像内的每一部位处的图像特性的信息。举例来说,此类图像特性可包含色彩、饱和度和灰度阶。
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可包含放大器和滤波器以用于将信号发射到扬声器45,及用于从麦克风46接收信号。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。
驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据,且可适当地重新格式化原始图像数据以用于高速发射到阵列驱动器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成具有似光栅格式的数据流,使得其具有适于跨越显示阵列30进行扫描的时间次序。接着,驱动器控制器29将经格式化信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如,LCD控制器)常常作为独立集成电路(IC)与***处理器21相关联,但此类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,或以硬件形式与阵列驱动器22完全地集成。
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成一组平行波形,所述波形每秒许多次被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百个且有时数千个(或更多)引线。为了实施上文所描述的方法和设备,处理器和/或驱动器控制器和/或阵列驱动器将数据格式化成适于驱动阵列驱动器以同时对多个共同线写入数据,如(例如)上述图22和23中所描述。可处理待显示的数据中的色彩信息以与沿着具有不同视觉重要性的不同色彩共同线的显示元件的不同数目兼容。阵列驱动器可接着实质上同时地驱动多个共同线以增加帧速率。
在一些实施方案中,驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示阵列30适于本文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,阵列驱动器22可为常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如,IMOD显示器驱动器)。此外,显示阵列30可为常规显示阵列或双稳态显示阵列(例如,包含IMOD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。此实施方案常见于高度集成***(例如,蜂窝电话、手表及其它小面积显示器)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可包含例如QWERTY键盘或电话小键盘等小键盘、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕,或者压敏或热敏隔膜。麦克风46可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。
电力供应器50可包含如所属领域中所熟知的多种能量存储装置。举例来说,电力供应器50可为可再充电电池组,例如,镍-镉电池组或锂离子电池组。电力供应器50还可为再生能源、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)。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。
在一些实施方案中,控制可编程序性驻留于可位于电子显示***中的若干处的驱动器控制器29中。在一些其它实施方案中,控制可编程序性驻留于阵列驱动器22中。上文所描述的优化可以任何数目个硬件和/或软件组件及以各种配置来实施。
可将结合本文所揭示的实施方案所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。硬件与软件的互换性已一般地按功能性予以描述,且在上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路和步骤中加以说明。以硬件还是软件来实施此功能性取决于特定应用和强加于整个***的设计约束。
用以实施结合本文所揭示的方面所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用以下各者来实施或执行: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)、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所描述的功能的任何组合。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、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为给定功能所特有的电路执行。
在一或多个方面中,所描述的功能可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含在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编码于计算机存储媒体上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)以供数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。
如果以软件来实施,那么所述功能可作为一或多个指令或程序代码存储在计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体进行传输。本文所揭示的方法或演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及通信媒体(包含可经启用以将计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体)两者。存储媒体可为可通过计算机存取的任何可用媒体。以实例说明而非限制,此类计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置,或可用于以指令或数据结构的形式存储所要程序代码且可通过计算机存取的任何其它媒体。而且,可将任何连接适当地称为计算机可读媒体。如本文所使用,磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光碟、光盘、数字影音光盘(DVD)、软磁盘和蓝光光盘,其中磁盘通常以磁性方式再生数据,而光盘通过激光以光学方式再生数据。以上各者的组合也应包含在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其任何组合或集合而驻留在机器可读媒体和计算机可读媒体上,机器可读媒体和计算机可读媒体可并入到计算机程序产品中。
所属领域的技术人员可易于显而易见对本发明所描述的实施方案的各种修改,且本文所界定的一般原理可在不脱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,权利要求书不希望限于本文所示的实施方案,而应符合与本文所揭示的本发明、原理和新颖特征一致的最广范围。词语“示范性”在本文中独占式地用以意味着“充当实例、例子或说明”。未必将本文中描述为“示范性”的任何实施方案解释为较其它实施方案优选或有利。另外,一般所属领域的技术人员将易于了解,术语“上部”和“下部”有时用于便于描述各图,且指示对应于在适当定向的页面上的图的定向的相对位置,且可能不反映如所实施的IMOD的适当定向。
本说明书中在单独实施方案的上下文中所描述的某些特征也可在单个实施方案中以组合形式来实施。相反地,在单个实施方案的上下文中所描述的各种特征也可单独地在多项实施方案中或以任何合适子组合来实施。此外,尽管上文可能将特征描述为以某些组合起作用且甚至最初按此进行主张,但来自所主张组合的一或多个特征在一些情况下可被从所述组合删除,且所主张组合可涉及子组合或子组合的变化。
类似地,虽然在图式中按特定次序描绘操作,但不应将此理解为需要按所展示的特定次序或按循序次序执行此类操作或需要执行所有所说明的操作以实现合乎需要的结果。另外,图式可以流程图的形式示意性地描绘一或多个实例过程。然而,未描绘的其它操作可并入于示意性说明的实例过程中。举例来说,可在所说明操作中的任一者之前、之后、同时地或在所说明操作中的任一者之间执行一或多个额外操作。在某些情况下,多任务及并行处理可为有利的。此外,不应将在上文所描述的实施方案中的各种***组件的分离理解为在所有实施方案中需要此分离,且应理解,所描述的程序组件和***一般可一起集成在单个软件产品中或封装到多个软件产品中。另外,其它实施方案在随附权利要求书的范围内。在一些情况下,权利要求书中所叙述的动作可以不同次序执行且仍实现合乎需要的结果。
Claims (24)
1.一种将数据写入到显示器的方法,其包括:
被动地寻址所述显示器中的显示元件,所述显示器在多个共同线与多个段线的相交点处包含M列所述显示元件和N行所述显示元件,其中每一行经配置而仅具有一组色彩中的一种色彩的显示元件,存在大于显示元件的列数的数目个段线;
实质上同时独立地寻址相同色彩的显示元件的多行;以及
实质上同时将数据写入到所述相同色彩的所述多行。
2.根据权利要求1所述的方法,其中实质上同时独立地寻址所述相同色彩的显示元件的多行包含:将第一组数据信号施加到所述多行中的第一行,且实质上同时将第二组数据信号施加到所述多行中的第二行,其中所述第一组数据信号不同于所述第二组数据信号。
3.根据权利要求2所述的方法,其包括将第三组数据信号施加到所述多行中的第三行,其中所述第三组数据信号不同于所述第一组数据信号和所述第二组数据信号。
4.根据权利要求1所述的方法,其中实质上同时将数据写入到仅所述相同色彩的所述多行包含:同时将写入脉冲施加到连接到共同驱动器电路的单个输出的所述相同色彩的所述多行中的每一者。
5.一种显示设备,其包括:
M列显示元件;
N行显示元件,其中每一行经配置而仅具有一组色彩中的一种色彩的显示元件;以及
经配置以被动地寻址所述M列和所述N行中的显示元件的共同驱动器和段驱动器,
其中所述段驱动器具有多个输出线,存在比显示元件的列数大的数目个输出线,且其中所述段驱动器经配置以实质上同时独立地寻址相同色彩的显示元件的一个以上行,且其中所述相同色彩的多行经配置以实质上同时通过所述共同驱动器的输出来驱动。
6.根据权利要求5所述的显示设备,其中所述N行包含仅具有红色显示元件的第一行、邻近于所述第一行的仅具有绿色显示元件的第二行,和邻近于所述第二行的仅具有蓝色显示元件的第三行,所述第二行安置于所述第一行与所述第三行之间。
7.根据权利要求6所述的显示设备,其中所述N行包含邻近于所述第三行的仅具有绿色显示元件的第四行。
8.根据权利要求5所述的显示设备,其中所述段驱动器包含两倍于显示元件的列数的输出线。
9.根据权利要求5所述的显示设备,其中所述共同驱动器包含用于驱动所述N行显示元件的少于N个输出。
10.根据权利要求9所述的显示设备,其中所述共同驱动器输出中的一者为分叉的以便实质上同时将信号供应到所述相同色彩的显示元件的一个以上行。
11.根据权利要求5所述的显示设备,其中一像素是由一具有四个显示元件的群组形成。
12.根据权利要求11所述的显示设备,其中形成所述像素的所述群组包含一个红色显示元件、两个绿色显示元件和一个蓝色显示元件。
13.根据权利要求12所述的显示设备,其中所述一个红色显示元件在所述第一行中,所述两个绿色显示元件在所述第二行中,且所述一个蓝色显示元件在所述第三行中。
14.根据权利要求5所述的显示设备,其进一步包括:
显示器;
处理器,其经配置以与所述显示器通信,所述处理器经配置以处理图像数据;以及
存储器装置,其经配置以与所述处理器通信。
15.根据权利要求14所述的显示设备,其进一步包括:
驱动器电路,其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器。
16.根据权利要求15所述的显示设备,其进一步包括:
控制器,其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。
17.根据权利要求14所述的显示设备,其进一步包括:
图像源模块,其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。
18.根据权利要求17所述的显示设备,其中所述图像源模块包含接收器、收发器和发射器中的至少一者。
19.根据权利要求14所述的显示设备,其进一步包括:
输入装置,其经配置以接收输入数据且将所述输入数据传达到所述处理器。
20.一种用于通过被动地寻址显示器中的显示元件而将数据写入到所述显示器的设备,所述显示器包含M列显示元件和N行显示元件,其中每一行经配置而仅具有一组色彩中的一种色彩的显示元件,存在大于显示元件的列数的数目个段线,所述设备包括:
用于实质上同时独立地寻址仅相同色彩的显示元件的多行的装置;以及
用于实质上同时将数据写入到仅所述相同色彩的所述多行的装置。
21.根据权利要求20所述的设备,其中所述用于实质上同时独立地寻址仅所述相同色彩的显示元件的多行的装置包含连接到多个段线的段驱动器,且其中所述用于实质上同时将数据写入到仅所述相同色彩的所述多行的装置包含连接到多个共同线的共同驱动器。
22.根据权利要求20所述的设备,其中所述用于实质上同时独立地寻址所述相同色彩的显示元件的多行的装置包含用于将第一组数据信号施加到所述多行中的第一行的装置,和用于实质上同时将第二组数据信号施加到所述多行中的第二行的装置,其中所述第一组数据信号不同于所述第二组数据信号。
23.根据权利要求22所述的设备,其进一步包括用于将第三组数据信号施加到所述多行中的第三行的装置,其中所述第三组数据信号不同于所述第一组数据信号和所述第二组数据信号。
24.根据权利要求20所述的设备,其中所述用于实质上同时将数据写入到仅所述相同色彩的所述多行的装置包含用于同时将写入脉冲施加到所述相同色彩的所述多行中的每一者的装置。
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