(57)【要約】  本開示は、ディスプレイ配列を較正するための方法および装置を提供する。一態様では、ディスプレイ配列を較正する方法は、特定の駆動応答特性を決定するステップと、ディスプレイ配列上の画像データを更新してから次の更新までに特定の駆動方式電圧を更新するステップとを含む。駆動応答特性は、ランプ電圧を配列のラインに印加し、そのライン上での容量変化による電流パルスを検出することによって決定されうる。ランプ電圧発生器は、コンデンサと、デジタル制御された電流源とを含むことができる。
2015526748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械素子の配列を較正する方法であって、
駆動方式電圧の初期セットを使用して前記電気機械的要素の配列を駆動するステップと、
デジタル制御された電流でコンデンサを満たすことによって、傾斜電圧を生成するステップと、
前記傾斜電圧を前記配列のサブセットに印加するステップと、
前記傾斜電圧を前記配列の前記サブセットに印加することによってもたらされる容量変化に少なくとも部分的に基づいて、駆動応答特性を決定するステップと、
前記駆動応答特性に少なくとも部分的に基づいて、前記配列に対する第1の更新された駆動方式電圧を決定するステップと、
駆動方式電圧の更新されたセットを使用して前記配列を駆動するステップであって、前記駆動方式電圧の更新されたセットが前記第1の更新された駆動方式電圧を含む、駆動するステップと
を含む方法。
【請求項２】
第2のデジタル制御された電流で前記コンデンサを満たすことによって、第2の傾斜電圧を生成するステップと、
前記第2の傾斜電圧を前記配列の第2のサブセットに印加するステップと、
前記第2の傾斜電圧を前記配列の前記第2のサブセットに印加することによってもたらされる第2の容量変化に少なくとも部分的に基づいて、第2の駆動応答特性を決定するステップと、
決定された前記第2の駆動応答特性に少なくとも部分的に基づいて、前記配列に対する第2の更新された駆動方式電圧を決定するステップと
をさらに含み、
前記駆動方式電圧の更新されたセットが、前記第2の更新された駆動方式電圧をさらに含む、
請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記傾斜電圧を前記配列のサブセットに印加する前記ステップが、
第1の傾斜電圧を開始するステップと、
前記第1の傾斜電圧から異極性の第2の傾斜電圧に切り換えるステップと、
前記第2の傾斜電圧を終了するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記第1の傾斜電圧が、ゼロよりも大きい絶対値で開始される、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記第2の傾斜電圧が、ゼロよりも大きい絶対値で終了される、請求項3に記載の方法。
【請求項６】
傾斜電圧を前記配列のサブセットに印加する前記ステップが、
第1の傾斜電圧を開始するステップと、
前記第1の傾斜電圧から異極性の第2の傾斜電圧に切り換えるステップと、
前記第2の傾斜電圧から、前記第1の傾斜電圧と同じ極性の第3の傾斜電圧に切り換えるステップと、
前記第3の傾斜電圧を終了するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記第1の傾斜電圧が、ゼロよりも大きい絶対値で開始される、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記第3の傾斜電圧が、ゼロよりも大きい絶対値で終了される、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記容量変化が1つまたは複数の電流パルスを生成し、前記第1の更新された駆動方式電圧を決定するステップが、前記1つまたは複数の電流パルスの少なくとも1つの特性に少なくとも部分的に基づいて電圧を表す値を計算するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
前記第1の更新された駆動方式電圧を決定する前記ステップが、前記容量変化を少なくとも部分的に表す第1のデータセットを、前記傾斜電圧を少なくとも部分的に表す第2のデータセットと比較するステップをさらに含み、前記第1のデータセットと前記第2のデータセットの前記比較が、前記傾斜電圧を時間に従って前記容量変化と突き合わせるステップに少なくとも部分的に基づく、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記傾斜電圧を少なくとも部分的に表す前記データセットがカウンタ回路によって生成される、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
駆動方式電圧を較正するための装置であって、
ディスプレイ素子の配列と、
少なくともコンデンサとデジタル制御された電流源とを含む傾斜電圧発生器であって、前記コンデンサの第1のノードが前記デジタル制御された電流源に接続される、傾斜電圧発生器と、
電流センサと
を備える装置。
【請求項１３】
電流源に接続されたデジタル制御されたアナログ電圧源をさらに備える、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
増幅器回路をさらに備え、前記増幅器回路の入力が前記コンデンサの前記第1のノードに接続される、請求項12に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置が開始点生成器回路をさらに備え、前記開始点生成器回路が、スイッチの第1のノードに接続された増幅器を含み、前記スイッチの第2のノードが前記コンデンサの前記第1のノードに接続される、請求項12に記載の装置。
【請求項１６】
前記開始点生成器回路が、デジタル制御された電圧源をさらに含み、第1の入力スイッチの第1のノードおよび第2の入力スイッチの第1のノードが前記デジタル制御された電圧源に接続され、前記第1の入力スイッチの第2のノードが前記増幅器の第1の入力に接続され、前記第2の入力スイッチの第2のノードが前記増幅器の第2の入力に接続される、請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
前記増幅器の前記第2の入力が接地開閉器の第1のノードに接続され、前記接地開閉器の第2のノードが接地に接続される、請求項16に記載の装置。
【請求項１８】
前記電流センサが、増幅器と、トランジスタと、少なくとも1つの抵抗とを含み、前記トランジスタのベースノードが前記増幅器の前記出力に接続され、前記トランジスタの前記コレクタノードが前記少なくとも1つの抵抗に接続される、請求項12に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも1つの抵抗が複数の可変ゲイン抵抗を含む、請求項12に記載の装置。
【請求項２０】
カウンタをさらに備え、前記カウンタがカウンタスイッチおよびカウンタ増幅器に少なくとも部分的に基づいて係数を開始するように構成され、前記カウンタ増幅器の第1の入力が前記コンデンサの前記第1のアノードに接続され、前記カウンタ増幅器の第2の入力が前記カウンタスイッチのノードに接続される、請求項12に記載の装置。
【請求項２１】
電気機械的要素の前記配列を含むディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスと
をさらに備える、請求項12に記載の装置。
【請求項２２】
前記ディスプレイに少なくとも1つの信号を送信するように構成されたドライバ回路と、
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送信するように構成されたコントローラと
をさらに備える、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
前記画像データを前記プロセッサに送信するように構成された画像ソースモジュールであって、受信機、トランシーバ、および送信機のうち少なくとも1つを備える画像ソースモジュール
をさらに備える、請求項21に記載の装置。
【請求項２４】
入力データを受信し、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイス
をさらに備える、請求項21に記載の装置。
【請求項２５】
駆動方式電圧を較正するための装置であって、
画像データを表示するための手段と、
傾斜電圧をもたらすようにコンデンサ上の電荷をデジタル制御するための手段と、
画像データを表示するための前記手段の少なくとも一部分に前記傾斜電圧を印加するための手段と、
前記傾斜電圧によって誘導される電流パルスを検知するための手段と
を備える装置。
【請求項２６】
コンデンサ上の電荷をデジタル制御するための前記手段が、デジタル-アナログ変換器と、電圧-電流変換器とを含む、請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
前記傾斜電圧のための開始点をデジタル制御するための手段をさらに備える、請求項25に記載の装置。
【請求項２８】
前記傾斜電圧の開始点をデジタル制御するための前記手段が、デジタル-アナログ変換器と、増幅器とを含む、請求項27に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、干渉変調器などの電気機械システムおよび電気機械デバイスを駆動する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械システム(EMS)は、電気的要素および機械的要素、アクチュエータ、トランスデューサ、センサ、鏡および光学フィルムなどの光学部品、ならびに電子部品を有するデバイスを含む。EMSデバイスまたは要素は、マイクロスケールおよびナノスケールを含むがこれらに限定されない、さまざまなスケールで製造可能である。たとえば、マイクロ電気機械システム(MEMS)デバイスは、約1ミクロンから数百ミクロン以上の範囲にわたるサイズを有する構造を含むことができる。ナノ電気機械システム(NEMS)デバイスは、たとえば数百ナノメートルより小さいサイズを含む、1ミクロンより小さいサイズを有する構造を含むことができる。電気機械的要素は、堆積、エッチング、リソグラフィ、ならびに/あるいは基板および/もしくは堆積材料層の一部をエッチング除去する、または層を追加して、電気デバイスおよび電気機械的デバイスを形成する他のマイクロマシニングプロセスを使用して、作製可能である。
【０００３】
EMSデバイスの1種は干渉変調器(IMOD)と呼ばれる。IMODまたは干渉光変調器という用語は、光学的干渉の原理を使用して光を選択的に吸収かつ/または反射するデバイスを指す。いくつかの実装形態では、IMODディスプレイ素子は、1対の導電性プレートを含むことができ、そのうちの一方または両方は、全体的または部分的に透明かつ/または反射性であってもよく、適切な電気信号の印加により相対運動が可能である。たとえば、一方のプレートは、基板上に堆積されたまたは基板によって支持された固定層を含むことができ、他方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された反射膜を含むことができる。一方のプレートのもう1つのプレートに対する位置は、IMODディスプレイ素子に入射する光の光学的干渉を変化させることができる。IMODベースのディスプレイデバイスは、広範囲の用途を有し、既存の製品の改良および新製品、特に表示機能を有する製品の開発での使用が予想されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示のシステム、方法、およびデバイスはそれぞれ、いくつかの革新的な態様を有し、そのいずれも、本明細書で開示される望ましい属性に単独で寄与するものではない。
【０００５】
本開示で説明する主題の1つの革新的な態様は、電気機械的要素の配列を較正する方法で実施されうる。この方法は、駆動方式電圧の初期セットを使用して電気機械的要素の配列を駆動するステップを含むことができる。この方法は、デジタル制御された電流でコンデンサ(capacitor)を満たすことにより傾斜電圧(ramped voltage)を生成し、この傾斜電圧を配列のサブセットに印加することによって、続行することができる。この方法は、この傾斜電圧を配列のサブセットに印加することによってもたらされる容量変化に少なくとも部分的に基づいて、駆動応答特性を決定することをさらに含むことができる。この方法は、この駆動応答特性に少なくとも部分的に基づいて、配列に対する第1の更新された駆動方式電圧を決定することを含むことができる。この方法は、駆動方式電圧の更新されたセットを使用して配列を駆動することを含むことができ、この駆動方式電圧の更新されたセットは第1の更新された駆動方式電圧を含む。傾斜電圧は、完全な2相性波形を生成するために開始され、切り換えられ、かつ/または終了されうる。傾斜電圧はまた、他の波形を生成するために、または唯一の極性の電圧からなる波形を生成するために、開始され、切り換えられ、かつ/または終了されうる。傾斜電圧は、ゼロよりも大きいまたはこれよりも小さい値で開始されてよい。方法は、1つまたは複数の電流パルスを生成する容量変化をもたらすことができる。方法は、容量変化を少なくとも部分的に表すデータを、傾斜電圧を少なくとも部分的に表すデータと比較することを含むことができる。傾斜電圧を少なくとも部分的に表すデータセットがカウンタ回路によって生成されうる。
【０００６】
別の態様では、駆動方式電圧を較正するための装置は、ディスプレイ素子の配列と、少なくともコンデンサとデジタル制御された電流源とを含む傾斜電圧発生器であって、コンデンサの第1のノードはデジタル制御された電流源に接続される、傾斜電圧発生器と、電流センサとを含むことができる。デジタル制御された電流源は、電流源に接続されたデジタル制御されたアナログ電圧源を含むことができる。電流センサは、複数の可変ゲイン抵抗を含むことができる。装置は、増幅器回路、カウンタ、および開始点生成器回路のうち少なくとも1つも含むことができる。
【０００７】
別の態様では、駆動方式電圧を較正するための装置は、画像データを表示するための手段と、傾斜電圧をもたらすようにコンデンサ上の電荷をデジタル制御するための手段と、画像データを表示するための手段の少なくとも一部分に傾斜電圧を印加するための手段と、傾斜電圧によって誘導される電流パルスを検知するための手段とを含む。
【０００８】
本開示で説明する主題の別の革新的な態様は、電気機械的要素の配列を較正する方法で実施されうる。この方法は、ランプ電圧を配列のサブセットに印加すること、1つまたは複数のパルスを含む誘導された波形を検出すること、誘導された波形の1つまたは複数の特性を、電流パルスの一部分を少なくとも含む波形の領域内で評価することであって、この評価は、その領域における電流パルスの幅およびその領域における電流パルスの重み付けされたまたは重み付けされていない面積のうち少なくとも1つを表すデータに少なくとも部分的に基づくこと、および、評価された特性に少なくとも部分的に基づいて、駆動応答特性を決定することを含む。方法は、決定された駆動応答特性に少なくとも部分的に基づいて、配列に対する更新された駆動方式電圧を決定すること、および、この更新された駆動方式電圧を使用して素子の配列を駆動することも含むことができる。誘導された波形の1つまたは複数の特性を評価する方法ステップは、電流パルスのピーク電流を表す値を決定すること、電流が増加しているとき、電流パルスがピーク電流よりも低い第1のしきい値に到達するランプ電圧に実質的に等しい第1の電圧を決定すること、および電流が減少している間、ピーク電流よりも低い第2のしきい値に電流パルスが到達するランプ電圧に実質的に等しい第2の電圧を決定することのうち少なくとも1つを含むことができる。誘導される波形の1つまたは複数の特性を評価する方法ステップは、ランプ電圧範囲に対して誘導された波形の領域下面積を表す値を計算することを含むことができる。方法は、電流パルスのすべて、電流パルスの中心部分のみ、または電流パルスの何らかの他の部分を含むランプ電圧範囲に対する誘導された波形の領域を評価することができる。誘導された波形の1つまたは複数の特性を評価する方法ステップは、誘導された波形の領域のほぼ最大の傾き部分に対応するランプ電圧を表す1つまたは複数の値を計算することを含むことができる。
【０００９】
本開示で説明する主題の別の革新的な態様は、駆動電圧方式を較正するための装置で実施されうる。この装置は、電気機械的要素の配列と、傾斜電圧生成器と、電流センサと、駆動方式電圧の初期セットを使用して電気機械的要素の配列を駆動するように構成されたドライバ回路構成要素と、1つまたは複数の電流パルスを含む誘導された波形を生成するように配列のサブセットへのランプ電圧の印加を開始し、誘導された波形の1つまたは複数の特性を、電流パルスの少なくとも一部分を含む波形の領域内で評価し、この評価は、その領域内の電流パルスの幅、およびその領域内の電流パルスの重み付けされた面積または重み付けされていない面積のうち少なくとも1つを表すデータに少なくとも一部分に基づいており、また、評価される特性に少なくとも部分的に基づいて駆動応答特性を決定するように構成されたプロセッサ回路構成要素とを含むことができる。プロセッサ回路構成要素はまた、電流パルスのピーク電流を表す値を決定し、電流が増加しているとき、電流パルスがピーク電流よりも低い第1のしきい値に到達するランプ電圧に実質的に等しい第1の電圧を決定すること、および電流が減少している間、ピーク電流よりも低い第2のしきい値に電流パルスが到達するランプ電圧に実質的に等しい第2の電圧を決定することによって、誘導された波形の1つまたは複数の特性を波形の領域内で評価するように構成されうる。プロセッサ回路構成要素はまた、ランプ電圧範囲に対して誘導された波形の領域下面積を表す値を計算することによって、誘導された波形の1つまたは複数の特性を波形の領域内で評価するように構成されうる。ランプ電圧範囲上の誘導された波形の領域は、電流パルスのすべてまたは一部分を含むことができる。プロセッサ回路構成要素はまた、ランプ電圧範囲に対して誘導された波形の領域下面積を表す値を計算することによって、誘導された波形の1つまたは複数の特性を波形の領域内で評価するように構成されうる。プロセッサ回路構成要素はまた、誘導された波形の領域のほぼ最大の傾き部分に対応するランプ電圧を表す1つまたは複数の値を計算することによって、誘導された波形の1つまたは複数の特性を波形の領域内で評価するように構成されうる。
【００１０】
本開示で説明する主題の別の革新的な態様は、較正回路にランプ電圧を配列のサブセットに印加させ、1つまたは複数の電流パルスを含む誘導された波形を検出させ、誘導された波形の1つまたは複数の特性を、電流パルスの少なくとも一部分を含む波形の領域内で評価させ、この評価は、領域内の電流パルスの幅および領域内の電流パルスの重み付けされた面積または重み付けされていない面積のうち少なくとも1つを表すデータに少なくとも部分的に基づき、評価された特性に少なくとも部分的に基づいて駆動応答特性を決定させることができる命令を有するコンピュータ可読媒体で実施されうる。誘導された波形の1つまたは複数の特性の評価は、電流パルスのピーク電流を表す値を決定すること、電流が増加しているとき、電流パルスがピーク電流よりも低い第1のしきい値に到達するランプ電圧に実質的に等しい第1の電圧を決定すること、および、電流が減少している間、ピーク電流よりも低い第2のしきい値に電流パルスが到達するランプ電圧に実質的に等しい第2の電圧を決定することを含むことができる。誘導される波形の1つまたは複数の特性の評価は、電流パルスの少なくとも一部分を含むランプ電圧範囲に対して誘導された波形の領域下面積を表す値を計算することを含むことができる。ランプ電圧範囲上の誘導された波形の領域は、電流パルスのすべてまたは一部分を含む。誘導される波形の1つまたは複数の特性の評価は、対応するランプ電圧値またはその関数によって重み付けされた電流パルスの少なくとも一部分を含むランプ電圧範囲に対して誘導された波形の領域下面積を表す値を計算することを含むことができる。
【００１１】
本開示に記載されている主題の1つまたは複数の実装形態の詳細について、添付の図面および以下の説明で説明する。本開示において提供されている例は主にEMSベースディスプレイおよびMEMSベースディスプレイに関して説明しているが、本明細書で提供される概念は、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオード(「OLED」)ディスプレイ、および電界放出ディスプレイなどの他の種類のディスプレイに適用することができる。その他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。以下の図の相対的寸法が縮尺通りに描かれていない場合があることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】IMODディスプレイデバイスのディスプレイ素子の系列または配列内の2つの隣接する干渉変調器(IMOD)ディスプレイ素子を示す等角図である。
【図２】IMODディスプレイ素子の3つの素子×3つの素子配列を含むIMODベースディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図である。
【図３】IMODディスプレイ素子のための可動反射層位置対印加電圧を示すグラフである。
【図４】さまざまなコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときのIMODディスプレイ素子のさまざまな状態を示す表である。
【図５Ａ】画像を表示するIMODディスプレイ素子の3つの素子×3つの素子配列におけるディスプレイデータのフレームの図である。
【図５Ｂ】図5Aに示されるディスプレイ素子にデータを書き込むために使用されうるコモン信号およびセグメント信号のためのタイミング図である。
【図６Ａ】EMS素子の配列と背板(backplate)とを含む電気機械システム(EMS)パッケージの一部分の概略分解部分斜視図である。
【図６Ｂ】EMS素子の配列と背板とを含む電気機械システム(EMS)パッケージの一部分の概略分解部分斜視図である。
【図７】1画素あたり64色のディスプレイの一実装形態を駆動するためのコモンドライバおよびセグメントドライバの例を示すブロック図である。
【図８】64色ディスプレイの2つのセクションを同時に駆動するための2つのコモンドライバおよび2つのセグメントドライバの例を示すブロック図である。
【図９】可動反射ミラー位置対光干渉変調器の配列のいくつかの部材に対する印加電圧を示すグラフの一例である。
【図１０】ドライバ回路構成要素および状態検知回路構成要素に結合されたディスプレイ配列の概略ブロック図である。
【図１１】図12の配列における試験電荷流を示す概略図である。
【図１２】配列の使用中に駆動方式電圧を較正する方法を示す流れ図である。
【図１３】状態検知機能および駆動方式電圧更新機能を有するディスプレイ配列の別の実装形態の概略図である。
【図１４】ディスプレイ配列において駆動方式電圧を較正する別の方法を示す流れ図である。
【図１５】ドライバ回路構成要素および電圧ランプ入力の適用中にディスプレイ素子の作動と解放とを検知する状態検知回路構成要素に結合されたディスプレイ配列の概略ブロック図である。
【図１６Ａ】IMODディスプレイ素子を較正するために使用されうるランプ電圧を示すタイミング図である。
【図１６Ｂ】図16Aに示されるランプ電圧の印加中に検出されうる電流パルスを示すタイミング図である。
【図１７】図15の傾斜電圧発生器および電流センサの一実装形態を示す回路の概略図である。
【図１８Ａ】ランプ発生器回路の別の実装形態を示す回路の概略図である。
【図１８Ｂ】電流検知回路の別の実装形態を示す回路の概略図である。
【図１９】ディスプレイデバイスに組み込まれたときに図17、図18A、および図18Bの回路によって実行されうる方法の一例の流れ図である。
【図２０】IMODの配列または配列のサブセットに対する駆動応答特性を決定する方法の一実装形態を示す流れ図である。
【図２１Ａ】ランプ電圧の印加中に検出される電流パルスを分析してディスプレイ素子の作動および解放のための値を決定するさまざまな方法を示す図である。
【図２１Ｂ】ランプ電圧の印加中に検出される電流パルスを分析してディスプレイ素子の作動および解放のための値を決定するさまざまな方法を示す図である。
【図２１Ｃ】ランプ電圧の印加中に検出される電流パルスを分析してディスプレイ素子の作動および解放のための値を決定するさまざまな方法を示す図である。
【図２１Ｄ】ランプ電圧の印加中に検出される電流パルスを分析してディスプレイ素子の作動および解放のための値を決定するさまざまな方法を示す図である。
【図２１Ｅ】ランプ電圧の印加中に検出される電流パルスを分析してディスプレイ素子の作動および解放のための値を決定するさまざまな方法を示す図である。
【図２１Ｆ】ランプ電圧の印加中に検出される電流パルスを分析してディスプレイ素子の作動および解放のための値を決定するさまざまな方法を示す図である。
【図２２Ａ】複数のIMODディスプレイ素子を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図である。
【図２２Ｂ】複数のIMODディスプレイ素子を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
種々の図面における同じ参照符号および名称は、同じ要素を示す。
【００１４】
以下の説明は、本開示の革新的な態様を説明することを目的として、ある特定の実装形態を対象とする。しかしながら、本明細書における教示は多数の異なる方法で適用できることが、当業者には容易に理解されよう。説明する実装形態は、動いていようと(ビデオなど)静止していようと(静止画像など)、および文字であろうと図であろうと絵であろうと、画像を表示するように構成可能ないかなるデバイス、装置、またはシステムでも実施されうる。より具体的には、説明する実装形態は、携帯電話、マルチメディアインターネットに対応したセルラー電話、携帯型テレビ受像機、無線デバイス、スマートフォン、Bluetooth(登録商標)デバイス、携帯情報端末(PDA)、無線電子メール受信機、ハンドヘルドコンピュータまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノート型コンピュータ、スマートブック、タブレット、プリンタ、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、全地球測位システム(GPS)受信機/ナビゲータ、カメラ、デジタルメディアプレーヤ(MP3プレーヤなど)、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子書籍端末(たとえば電子書籍リーダー)、コンピュータ用モニタ、自動車のディスプレイ(走行距離計ディスプレイおよび速度計ディスプレイなどを含む)、コックピット制御装置および/またはディスプレイ、カメラ視野のディスプレイ(乗り物の後方監視カメラのディスプレイなど)、電子写真、電子広告板または電光サイン、プロジェクタ、建築構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダまたはカセットプレーヤ、DVDプレーヤ、CDプレーヤ、VCR、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機/乾燥機、パーキングメータ、包装(微小電気機械システム(MEMS)アプリケーションを含む電気機械システム(EMS)アプリケーションならびに非EMSアプリケーションにおいてなど)、芸術的構造(宝石または衣服への画像の表示など)、ならびにさまざまなEMSデバイスなどであるがこれらに限定されないさまざまな電子デバイスに含まれても、関連付けられもよいことが企図されている。本明細書における教示は、電子スイッチングデバイス、無線周波数フィルタ、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、動き検知デバイス、磁力計
、民生用電子機器の慣性構成要素、民生用電子機器製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動スキーム、製造プロセス、および電子検査機器などであるがこれらに限定されない、ディスプレイ以外の用途でも使用されうる。したがって、当業者には容易に明らかであるように、本教示は、図のみに示されている実装形態に限定されるのではなく、代わりに広い適用可能性を有することを意図する。
【００１５】
変調器の状態を作動、解放、または維持するために必要とされる電圧は、たとえば磨耗により、または温度の変化により、ディスプレイの生涯を通じて変化することができる。変調器の状態を作動、解放、または維持するために必要とされる電圧は、配列全体または配列のサブセットを調べることによって測定されうる。いくつかの実装形態では、測定に基づいて駆動方式電圧を配列の代表的なサブセットとして決定するために、配列のサブセットの検査が使用されてよい。
【００１６】
適切な駆動方式電圧を決定することは、さまざまな方法によって達成可能である。ディスプレイ配列を較正する1つの方法は、特定の駆動応答特性を決定するステップと、ディスプレイ配列上の画像データを更新してから次の更新までに特定の駆動方式電圧を更新するステップとを含む。駆動応答特性は、傾斜電圧を配列のラインに印加し、そのライン上での容量変化による電流パルスを検出することによって決定されうる。いくつかの実装形態では、傾斜電圧出力は配列のサブセットに印加されてよく、電流は配列のサブセットの出力として検知されうる。傾斜電圧出力は、デジタル制御された電流源によって生成されうる。ランプ開始電圧もデジタル制御されてよい。電流センサは、電流検知構成要素とともに、またはその一部として、可変ゲイン抵抗を含むことができる。駆動応答特性または駆動方式電圧は、検知された電流を表すデータを評価することによって決定できる。検知された電流を傾斜電圧出力と比較して、配列のサブセット内の変調器が状態を変更している、たとえば、作動しているまたは解放している、1つまたは複数の電圧を決定することができる。
【００１７】
本開示において説明する主題の特定の実装形態は、以下の潜在的な利点のうちの1つまたは複数を実現するために実施されうる。本明細書で説明する実装形態は、傾斜電圧出力における正確な電流制御を可能にし、それによって、予測可能および繰り返し可能な特性を持つ傾斜電圧出力を生成する。予測可能な傾斜電圧出力は、比較のために傾斜電圧出力を個別におよび/または同時に測定する必要性を制限するまたはなくすことができる。さらに、本明細書で説明する実装形態は、所望の開始電圧における傾斜電圧の開始を可能にし、それによって、配列の構成要素を較正するために必要とされる時間を潜在的に減少させる。これらの実装形態は、較正間に小さい変化が予想される場合、たとえば傾斜電圧が、予想される駆動応答特性に近い所望の開始電圧で開始されうる場合、有用でありうる。予想される駆動応答特性に近い傾斜電圧を開始および/または終了することによって、較正は、完全な傾斜電圧限界によって傾斜電圧をランプするために必要とされず、それによって、決定手順を高速化することができる。さらに、本明細書で説明する実装形態は、可変ゲイン電流センサの使用を可能にし、それによって、較正回路内の電流センサの数を減少させ、電流センサ上のゲインの精度および正確度を増加させる。
【００１８】
説明する実装形態を適用可能な適切なEMSまたはMEMSデバイスもしくは装置の一例は、反射型ディスプレイデバイスである。反射型ディスプレイデバイスは、光学的干渉の原理を使用して干渉変調器(IMOD)ディスプレイ素子に入射する光を選択的に吸収かつ/または反射するように実装されうるIMODディスプレイ素子を組み込むことができる。IMODディスプレイ素子は、部分光吸収体と、この吸収体に対して可動な反射体と、吸収体と反射体の間に画定された光共振空洞とを含むことができる。いくつかの実装形態では、反射体は、2つ以上の異なる位置に移動でき、これによって光共振空洞の大きさを変更でき、それによりIMODの反射率に影響を及ぼす。IMODディスプレイ素子の反射スペクトルは、可視波長全体をシフトしてさまざまな色を生成可能なかなり幅広いスペクトルバンドをもたらすことができる。スペクトルバンドの位置は、光共振空洞の厚さを変更することによって調節されうる。光共振空洞を変更する1つの方法は、吸収体に対する反射体の位置を変更することによる。
【００１９】
図1は、IMODディスプレイデバイスのディスプレイ素子の系列または配列内の2つの隣接する干渉変調器(IMOD)ディスプレイ素子を示す等角図である。IMODディスプレイデバイスは、1つまたは複数の、干渉MEMSディスプレイ素子などの干渉EMSディスプレイ素子を含む。これらのデバイスでは、干渉MEMSディスプレイ素子は、明状態または暗状態のどちらかで構成可能である。明(「弛緩(relaxed)」、「開」、または「オン」など)状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分を反射する。逆に、暗(「作動」、「閉」、または「オフ」など)状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光をほとんど反射しない。MEMSディスプレイ素子は、主に光の特定の波長で反射するように構成可能であり、黒色および白色に加えてカラー表示を可能にする。いくつかの実装形態では、複数のディスプレイ素子を使用することによって、原色のさまざまな強度および灰色の濃淡を達成することができる。
【００２０】
IMODディスプレイデバイスは、行および列の形で整列されうるIMODディスプレイ素子の配列を含むことができる。配列内の各ディスプレイ素子は、空気ギャップ(光学ギャップ、空洞、または光共振空洞とも呼ばれる)を形成するために互いから可変および制御可能な距離のところに配置された可動反射層(すなわち、機械層とも呼ばれる可動層)および固定部分反射層(すなわち固定層)などの反射層および半反射層からなる少なくとも1対を含むことができる。可動反射層は、少なくとも2つの位置の間で移動されうる。たとえば、第1の位置すなわち弛緩位置では、可動反射層は、固定部分反射層からのある距離に配置されうる。第2の位置すなわち作動位置では、可動反射層は、部分反射層により近く配置されうる。2つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置および入射光の波長に応じて強め合うように(constructively)および/または弱め合うように(destructively)干渉し、各ディスプレイ素子について全体反射状態または非反射状態を作り出すことができる。いくつかの実装形態では、ディスプレイ素子は、作動されていないとき反射状態にあり、可視スペクトル内で光を可視化することができ、かつ作動されているとき暗状態にあり、可視域内で光を吸収および/または干渉することができる。しかし、他のいくつかの実装形態では、IMODディスプレイ素子は、作動されていないときは暗状態になり、作動されているときは反射状態になることができる。いくつかの実装形態では、印加電圧の導入により、ディスプレイ素子を駆動して状態を変更させることができる。他のいくつかの実装形態では、電荷の印加により、ディスプレイ素子を駆動して状態を変更させることができる。
【００２１】
図1の配列の図示された部分は、IMODディスプレイ素子12の形態をとる2つの隣接する干渉MEMSディスプレイ素子を含む。(図示される)右側のディスプレイ素子12では、可動反射層14は、光学スタック16に近い、これに隣接する、またはこれに接する作動位置で示されている。右側のディスプレイ素子12に印加される電圧Vbiasは、可動反射層14を移動させ、作動位置に維持するのに十分である。(図示される)左側のディスプレイ素子12では、可動反射層14は、光学スタック16からある距離(設計パラメータに基づいてあらかじめ決定されてよい)にある弛緩位置で示されており、光学スタック16は部分反射層を含む。左側のディスプレイ素子12に印加される電圧V0は、右側のディスプレイ素子12の作動位置などの作動位置への可動反射層14の作動を引き起こすのに不十分である。
【００２２】
図1では、IMODディスプレイ素子12の反射特性は、IMODディスプレイ素子12に入射する光13を示す矢印および左側のディスプレイ素子12から反射する光15により概括的に示されている。ディスプレイ素子12に入射する光13のほとんどは透明基板20を通って光学スタック16の方へ透過することができる。光学スタック16に入射する光の一部分は、光学スタック16の部分反射層を透過することができ、一部分は反射して透明基板20を通る。光学スタック16を透過する光13の一部分は、可動反射層14から反射して、透明基板20の方へ進む(さらに、これを通る)ことができる。光学スタック16の部分反射層から反射した光と可動反射層14から反射した光の間の(強め合う(constructive)および/または弱め合う(destructive))干渉により、デバイスの観視(viewing)側すなわち基板側のディスプレイ素子12から反射する光15の波長の強度が部分的に決まる。いくつかの実装形態では、透明基板20は、ガラス基板(ガラス板またはガラスパネルと呼ばれることがある)とすることができる。ガラス基板は、たとえば、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、石英、パイレックス（登録商標）、または他の適切なガラス材料であってもよいし、これらを含んでもよい。いくつかの実装形態では、ガラス基板は、0.3、0.5、または0.7ミリメートルの厚さを有することができるが、いくつかの実装形態では、ガラス基板は、これより厚くてもよい(数十ミリメートルなど)し、これより薄くてもよい(0.3ミリメートル未満など)。いくつかの実装形態では、ポリカーボネート基板、アクリル基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板、またはポリエーテルエーテルケトン(PEEK)基板などの非ガラス基板が使用可能である。そのような実装形態では、非ガラス基板は、0.7ミリメートル未満の厚さを有する可能性があるが、基板は、設計上の考慮すべき事項に応じて、これより厚くてもよい。いくつかの実装形態では、金属箔またはステンレス鋼ベースの基板などの不透明基板が使用可能である。たとえば、固定反射層と部分的に透過性および部分的に反射性である可動層とを含む逆IMODベースのディスプレイは、基板の反対側から図1のディスプレイ素子12として見られるように構成され得、不透明基板によって支持されうる。
【００２３】
光学スタック16は、単一の層または複数の層を含むことができる。この層は、電極層、部分的反射性かつ部分的透過性の層、および透明誘電体層のうちの1つまたは複数を含むことができる。いくつかの実装形態では、光学スタック16は、導電性であると共に、部分的透過性かつ部分的反射性であり、たとえば上記の層のうちの1つまたは複数を透明基板20上に堆積させることによって製作されうる。電極層は、種々の金属たとえば酸化インジウムスズ(ITO)などのさまざまな材料から形成可能である。部分反射層は、種々の金属(たとえばクロムおよび/またはモリブデン)、半導体、および誘電体などの部分的に反射性であるさまざまな材料から形成可能である。部分反射層は、材料の1つまたは複数の層から形成可能であり、層のそれぞれは、単一の材料または材料の組合せから形成可能である。いくつかの実装形態では、光学スタック16の特定の部分は、部分光吸収体と導電体の両方の役割を果たす半透明の単一厚の金属または半導体を含むことができるが、より導電性の高い異なる層または(たとえば、光学スタック16またはディスプレイ素子の他の構造の)部分がIMODディスプレイ素子間で信号をバスで送る(bus)役割を果たすことができる。光学スタック16は、1つまたは複数の導電層または導電/部分吸収層を覆う1つまたは複数の絶縁層または誘電体層を含むこともできる。
【００２４】
いくつかの実装形態では、光学スタック16の層のうちの少なくともいくつかは、平行ストリップにパターニング可能であり、以下でさらに説明するようにディスプレイデバイス内に行電極を形成することができる。当業者には理解されるように、「パターニングされる」という用語は、本明細書では、マスキングプロセスならびにエッチングプロセスを指すために使用される。いくつかの実装形態では、アルミニウム(Al)などの導電性および反射性の高い材料は、可動反射層14に使用されてもよく、これらのストリップは、ディスプレイデバイス内に列電極を形成することができる。可動反射層14は、図示の支柱18などの支持体およびそれら複数の支柱18の間に配置された介在犠牲材料に堆積された列を形成するために、堆積された1つの金属層または複数の層(光学スタック16の行電極と直交する)の一連の平行ストリップとして形成されうる。犠牲材料がエッチングされて除去されると、画定されたギャップ19すなわち光学空洞は、可動反射層14と光学スタック16の間に形成されうる。いくつかの実装形態では、支柱18間の間隔は約1〜1000umであってよく、ギャップ19は、約10,000オングストローム(Å)未満であってもよい。
【００２５】
いくつかの実装形態では、各IMODディスプレイ素子は、作動状態であろうと弛緩状態であろうと、固定反射層および動く反射層によって形成されるコンデンサであるとみなされうる。電圧が印加されないとき、図1の左側のディスプレイ素子12によって示されるように、可動反射層14は、機械的弛緩状態のままであり、可動反射層14と光学スタック16の間にはギャップ19がある。しかし、電位差すなわち電圧が、選択された行および列のうちの少なくとも1つに印加されるとき、対応するディスプレイ素子において行電極と列電極の交差点に形成されたコンデンサが帯電し、静電力が電極を引き合わせる。印加電圧がしきい値を超える場合、可動反射層14は、変形して光学スタック16の近くに移動するかまたは光学スタック16と逆の方向に移動することができる。図1の右側の作動ディスプレイ素子12によって示されるように、光学スタック16内の誘電体層(図示せず)は、短絡を防止し、層14と16の間の分離距離を制御することができる。この挙動は、印加される電位差の極性にかかわらず同じでありうる。アレイ内の一連のディスプレイ素子は、いくつかの例では「行」または「列」と呼ばれることがあるが、一方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは任意であることが、当業者には容易に理解されよう。言い換えると、いくつかの向きでは、行は列とみなされ、列は行とみなされうる。いくつかの実装形態では、行が「コモン」ラインと呼ばれることがあり、列が「セグメント」ラインと呼ばれることがあり、またはその逆もある。そのうえ、ディスプレイ素子は、直交する行と列(「配列」)に均等に構成されても、またはたとえば互いに対してある特定の位置のオフセットを有する(「モザイク」)非線形構成に構成されてもよい。「配列」および「モザイク」という用語は、どちらも構成を指すことができる。したがって、ディスプレイは「配列」または「モザイク」を含むと言及されるが、素子自体は、どのような場合でも、互いに直交するように構成されたり均一な分布に配置されたりする必要はないが、非対称の形状および不均一に分布された素子を有する構成を含むことができる。
【００２６】
図2は、IMODディスプレイ素子の3つの素子×3つの素子配列を含むIMODベースディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図である。電子デバイスは、1つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成されうるプロセッサ21を含む。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサ21は、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または他の任意のソフトウェアアプリケーションを含む1つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成されうる。
【００２７】
プロセッサ21は、配列ドライバ22と通信するように構成されうる。配列ドライバ22は、たとえばディスプレイ配列またはパネル30に信号を提供する行ドライバ回路24および列ドライバ回路26を含むことができる。図1に示されるIMODディスプレイデバイスの断面は、図2では線1-1によって示される。図2は、分かりやすくするためにIMODディスプレイ素子の3×3配列を示しているが、ディスプレイ配列30は、非常に多数のIMODディスプレイ素子を含むことができ、列と異なる数のIMODディスプレイ素子を行に有してもよいし、行と異なる数のIMODディスプレイ素子を列に有してもよい。
【００２８】
図3は、IMODディスプレイ素子のための可動反射層位置対印加電圧を示すグラフである。IMODの場合、行/列(すなわち、コモン/セグメント)書き込み手順は、図3に示されるディスプレイ素子のヒステリシス特性を利用することができる。IMODディスプレイ素子は、例示的な一実装形態では、可動反射層すなわち鏡を弛緩状態から作動状態に変化させるために、たとえば約10ボルトの電位差を使用してもよい。電圧がその値から減少するとき、この例では、電圧が10ボルト未満に降下すると、可動反射層はその状態を維持するが、可動反射層は、電圧が2ボルト未満に降下するまで完全には弛緩しない。したがって、図3の例では、約3〜7ボルトの電圧の範囲が存在し、その範囲には、素子が弛緩状態または作動状態のどちらかで安定している印加電圧のウィンドウがある。これは、本明細書において「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」と呼ばれる。図3のヒステリシス特性を有するディスプレイ配列30では、行/列書き込み手順は、一度に1つまたは複数の行にアドレス指定するように設計可能である。したがって、この例では、所与の行のアドレス指定中に、作動されるべきアドレス指定された行内のディスプレイ素子は約10ボルトの電圧差にさらされることが可能であり、弛緩されるべきディスプレイ素子はゼロボルトに近い電圧差にさらされることが可能である。アドレス指定の後、ディスプレイ素子は定常状態またはこの例では約5ボルトのバイアス電圧差にさらされる可能性があり、したがって、画素は前のストローブ状態または書き込み状態のままである。この例では、アドレス指定された後、各ディスプレイ素子には、約3〜7ボルトの「安定性ウィンドウ」の範囲内の電位差が生じる。このヒステリシス特性特徴により、IMODディスプレイ素子設計は、同じ印加電圧条件下で、作動状態または弛緩状態のどちらかの先在する状態で安定を保つことができる。各IMODディスプレイ素子は、作動状態であろうと弛緩状態であろうと、固定反射層および動く反射層によって形成されたコンデンサの役割を果たすことができるので、この安定状態は、電力を大幅に消費したり損失したりすることなく、ヒステリシスウィンドウの範囲内の定常電圧で保持されうる。さらに、印加電位が実質的に固定されたままである場合、ディスプレイ素子に流れる電流は本質的にほとんどまたは全くない。
【００２９】
いくつかの実装形態では、画像のフレームは、所与の行内のディスプレイ素子の状態の所望の変化(もしあれば)に従って、「セグメント」電圧の形をしたデータ信号を列電極の組に沿って印加することによって生成されうる。次に、配列の各行がアドレス指定可能であり、したがって、そのフレームは一度に1行書き込まれる。所望のデータを第1の行内のディスプレイ素子に書き込むため、第1の行内のディスプレイ素子の所望の状態に対応するセグメント電圧が列電極に印加可能であり、特定の「コモン」電圧または信号の形をした第1の行パルスが第1の行電極に印加可能である。次に、セグメント電圧の組は、第2の行内のディスプレイ素子の状態の所望の変化(もしあれば)に対応するように変更可能であり、第2のコモン電圧が第2の行電極に印加可能である。いくつかの実装形態では、第1の行内のディスプレイ素子は、列電極に沿って印加されたセグメント電圧の変化による影響を受けず、第1のコモン電圧行パルス中に設定された状態のままである。このプロセスは、画像フレームを生成するために一連の行あるいは列の全体について連続的に繰り返し可能である。フレームは、このプロセスを毎秒ある所望数のフレームで連続的に繰り返すことによって、新しい画像データでリフレッシュおよび/または更新されうる。
【００３０】
各ディスプレイ素子にわたって印加されるセグメント信号およびコモン信号の組合せ(すなわち各ディスプレイ素子または画素にわたる電位差)によって、各ディスプレイ素子の得られる状態が決まる。図4は、種々の一般的な電圧およびセグメント電圧が印加されたときのIMODディスプレイ素子の種々の状態を示す表である。当業者には容易に理解されるように、「セグメント」電圧は、列電極または行電極のどちらかに印加可能であり、「コモン」電圧は、列電極または行電極の他方に印加可能である。
【００３１】
図4に示されるように、解放(release)電圧VCRELがコモンラインに沿って印加されるとき、コモンラインに沿ったすべてのIMODディスプレイ素子は、セグメントラインに沿って印加される電圧すなわち高いセグメント電圧VSHおよび低いセグメント電圧VSLに関係なく、弛緩状態に置かれ、弛緩状態は、あるいは解放状態または非作動状態と呼ばれる。具体的には、解放電圧VCRELがコモンラインに沿って印加されるとき、変調器ディスプレイ素子または画素にわたる電位(あるいはディスプレイ素子または画素電圧と呼ばれる)は、そのディスプレイ素子に関して対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧VSHが印加されるときと低いセグメント電圧VSLが印加されるときの両方で、弛緩ウィンドウ(図3を参照、解放ウィンドウとも呼ばれる)の範囲内にあってもよい。
【００３２】
高い保持電圧VCHOLD_Hまたは低い保持電圧VCHOLD_Lなどの保持電圧がコモンラインに印加されるとき、そのコモンラインに沿ったIMODディスプレイ素子の状態は一定のままである。たとえば、弛緩されたIMODディスプレイ素子は弛緩位置のままであり、作動IMODディスプレイ素子は作動位置のままである。保持電圧は、対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧VSHが印加されるときと低いセグメント電圧VSLが印加されるときの両方でディスプレイ素子電圧が安定性ウィンドウの範囲内にあるままであるように選択されうる。したがって、この例でのセグメント電圧の振幅は高いセグメント電圧VSHと低いセグメント電圧VSLの差であり、正の安定性ウィンドウまたは負の安定性ウィンドウのどちらかの幅より小さい。
【００３３】
高いアドレッシング電圧VCADD_Hまたは低いアドレッシング電圧VCADD_Lなどのアドレッシング電圧すなわち作動電圧がコモンラインに印加されるとき、データは、それぞれのセグメントラインに沿ってセグメント電圧を印加することにより、そのコモンラインに沿って変調器に選択的に書き込まれうる。セグメント電圧は、印加されるセグメント電圧に作動が依存するように選択されうる。アドレッシング電圧がコモンラインに沿って印加されるとき、一方のセグメント電圧を印加すると、ディスプレイ素子電圧は安定性ウィンドウの範囲内にあり、ディスプレイ素子は非作動のままである。対照的に、他方のセグメント電圧を印加すると、ディスプレイ素子電圧は安定性ウィンドウを超え、ディスプレイ素子が作動する。作動を引き起こす特定のセグメント電圧は、どのアドレッシング電圧が使用されるかに応じて変化することができる。いくつかの実装形態では、高いアドレッシング電圧VCADD_Hがコモンラインに沿って印加されるとき、高いセグメント電圧VSHの印加により、変調器をその現在の位置のままにさせることができ、低いセグメント電圧VSLの印加により、変調器の作動を引き起こすことができる。当然の結果として、低いアドレッシング電圧VCADD_Lが印加されるとき、セグメント電圧の影響は反対とすることが可能であり、高いセグメント電圧VSHは変調器の作動を引き起こし、低いセグメント電圧VSLは、実質的に変調器の状態への影響をもたらさない(すなわち、安定を保つ)。
【００３４】
いくつかの実装形態では、変調器にわたって同じ極性電位差を生成する保持電圧、アドレス電圧、およびセグメント電圧が使用可能である。いくつかの他の実装形態では、時々変調器の電位差の極性を交番する信号が使用されうる。変調器にわたる極性の交番(すなわち書き込み手順の極性の交番)は、単一極性の書き込み動作を繰り返した後に発生する可能性のある電荷蓄積を減少または阻止することができる。
【００３５】
図5Aは、画像を表示するIMODディスプレイ素子の3つの素子×3つの素子配列におけるディスプレイデータのフレームの図である。図5Bは、図5Aに示されるディスプレイ素子にデータを書き込むために使用されうるコモン信号およびセグメント信号のためのタイミング図である。図5Aの暗い格子縞模様パターンで示されている作動されたIMODディスプレイ素子は暗状態にあり、すなわち、反射された光のかなりの部分は、たとえばビューアに暗色の外観を与えるように可視スペクトルの範囲外にある。作動されていないIMODディスプレイ素子の各々は、干渉空洞ギャップ高さに対応する色を反射する。図5Aに示されているフレームを書き込む前、ディスプレイ素子はどのような状態であってもよいが、図5Bのタイミング図に示される書き込み手順は、各変調器が解放されており、第1のライン時間60aの前に非作動状態にあることを仮定している。
【００３６】
第1のライン時間60a中:解放電圧70がコモンライン1に印加され、コモンライン2に印加される電圧は、高い保持電圧72で始まり、解放電圧70に移行し、低い保持電圧76がコモンライン3に沿って印加される。したがって、コモンライン1に沿った変調器(コモン1,セグメント1)、(1,2)、および(1,3)は、第1のライン時間60aの持続時間の間は弛緩状態すなわち非作動状態のままであり、コモンライン2に沿った変調器(2,1)、(2,2)、および(2,3)は弛緩状態に移行し、コモンライン3に沿った変調器(3,1)、(3,2)、および(3,3)は前の状態のままである。いくつかの実装形態では、セグメントライン1、2、および3に沿って印加されるセグメント電圧はIMODディスプレイ素子の状態に影響を及ぼさない。というのは、コモンライン1、2、または3のいずれも、ライン時間60a中に作動を引き起こす電圧レベルにさらされないからである(すなわち、VCREL弛緩およびVCHOLD_L安定)。
【００３７】
第2のライン時間60b中、コモンライン1にかかる電圧は高い保持電圧72に移行し、コモンライン1に沿ったすべての変調器は、印加されるセグメント電圧に関係なく弛緩状態のままである。その理由は、アドレッシング電圧すなわち作動電圧がコモンライン1に印加されたからである。コモンライン2に沿った変調器は、解放電圧70の印加により弛緩状態のままであり、コモンライン3に沿った変調器(3,1)、(3,2)、および(3,3)は、コモンライン3に沿った電圧が解放電圧70に移行すると弛緩する。
【００３８】
第3のライン時間60c中、コモンライン1は、コモンライン1に高いアドレス電圧74を印加することによってアドレス指定される。このアドレス電圧の印加中に低いセグメント電圧64がセグメントライン1および2に沿って印加されるので、変調器(1,1)および(1,2)にわたるディスプレイ素子電圧は、変調器の正の安定性ウィンドウの最高値より高く(すなわち、電圧差は、特徴しきい値を超える)、変調器(1,1)および(1,2)が作動される。逆に、高いセグメント電圧62がセグメントライン3に沿って印加されるので、変調器(1,3)にわたるディスプレイ素子電圧は変調器(1,1)および(1,2)の画素電圧より低く、変調器の正の安定性ウィンドウの範囲内にあるままであり、したがって、変調器(1,3)は、弛緩のままである。また、ライン時間60c中に、コモンライン2に沿った電圧は低い保持電圧76に低下し、コモンライン3に沿った電圧は解放電圧70に留まり、コモンライン2および3に沿った変調器を弛緩位置のままにしておく。
【００３９】
第4のライン時間60d中に、コモンライン1にかかる電圧は高い保持電圧72に復帰し、コモンライン1に沿った変調器を、それぞれのアドレス指定された状態のままにしておく。コモンライン2にかかる電圧は、低いアドレス電圧78に低下する。高いセグメント電圧62がセグメントライン2に沿って印加されるので、変調器(2,2)にわたるディスプレイ素子電圧は変調器の負の安定性ウィンドウの下端より低く、変調器(2,2)を作動させる。逆に、低いセグメント電圧64がセグメントライン1および3に沿って印加されるので、変調器(2,1)および(2,3)は弛緩位置のままである。コモンライン3にかかる電圧は高い保持電圧72に上昇し、コモンライン3に沿った変調器を弛緩状態のままにしておく。次いで、コモンライン2にかかる電圧が、低い保持電圧76に遷移する。
【００４０】
最後に、第5のライン時間60e中に、コモンライン1にかかる電圧は高い保持電圧72に留まり、コモンライン2にかかる電圧は低い保持電圧76に留まり、コモンライン1および2に沿った変調器をそれぞれのアドレス指定された状態のままにしておく。コモンライン3にかかる電圧は、高いアドレス電圧74に上昇し、コモンライン3に沿った変調器をアドレス指定する。低いセグメント電圧64がセグメントライン2および3に印加されるとき、変調器(3,2)および(3,3)は作動するが、高いセグメント電圧62がセグメントライン1に沿って印加されることによって、変調器(3,1)を弛緩位置のままにさせる。したがって、第5のライン時間60eの終了時に、3×3ディスプレイ素子アレイは、図5Aに示される状態にあり、他のコモンラインに沿った変調器(図示せず)がアドレス指定されているときに発生しうるセグメント電圧の変動に関係なく、保持電圧がコモンラインに沿って印加される限り、その状態のままである。
【００４１】
図5Bのタイミング図では、所与の書き込み手順(すなわち、ライン時間60a〜60e)は、高い保持電圧およびアドレス電圧または低い保持電圧およびアドレス電圧の使用を含むことができる。所与のコモンラインに対して書き込み手順が完了する(そして、コモン電圧が、作動電圧と同じ極性を有する保持電圧に設定される)と、ディスプレイ素子電圧は、所与の安定性ウィンドウの範囲内のままであり、そのコモンラインに解放電圧が印加されるまで弛緩ウィンドウを通過しない。そのうえ、変調器をアドレス指定する前に書き込み手順の一部として各変調器が解放されるので、解放時間ではなく変調器の作動時間によって、ライン時間が決定されうる。具体的には、変調器の解放時間が作動時間より長い実装形態では、解放電圧は、図5Aに示されるように、単一のライン時間より長い間印加されうる。いくつかの他の実装形態では、コモンラインまたはセグメントラインに沿って印加される電圧は、異なる色の変調器などの異なる変調器の作動電圧および解放電圧の変動を考慮するように変化することができる。
【００４２】
図6Aおよび図6Bは、EMS素子の配列36と背板92とを含むEMSパッケージ91の一部分の概略分解部分斜視図である。図6Aは、背板92の特定の部分をよりよく示すために背板92の2つの隅部が切り取られた状態で示されているが、図6Bは、隅部が切り取られていない状態で示されている。EMS配列36は、基板20と、支持支柱18と、可動層14とを含むことができる。いくつかの実装形態では、EMS配列36は、透明基板上の1つまたは複数の光学スタック部分16を有するIMODディスプレイ素子の配列を含むことができ、可動層14は可動反射層として実施可能である。
【００４３】
背板92は、本質的に平面とすることができ、または少なくとも1つの輪郭を形成される表面を有することができる(たとえば、背板92は、凹部および/または突出部を有するように形成可能である)。背板92は、透明であろうと不透明であろうと、導電性であろうと絶縁性であろうと、任意の適切な材料から作成されうる。背板92に適した材料としては、ガラス、プラスチック、セラミック、ポリマー、積層体、金属、金属泊、コバール、およびめっきコバールがあるが、これらに限定されない。
【００４４】
図6Aおよび図6Bに示されるように、背板92は、1つまたは複数の背板構成要素94aおよび94bを含むことができ、背板構成要素94aおよび94bは、背板92に部分的に埋め込まれてもよいし、完全に埋め込まれてもよい。図6Aで分かるように、背板構成要素94aは背板92に埋め込まれている。図6Aおよび図6Bで分かるように、背板構成要素94bは、背板92の表面に形成された凹部93の中に配置される。いくつかの実装形態では、背板構成要素94aおよび/または94bは、背板92の表面から突き出すことができる。背板構成要素94bは、背板92の、基板20に面する側に配置されるが、他の実装形態では、背板構成要素は、背板92の反対側に配置可能である。
【００４５】
背板構成要素94aおよび/または94bは、トランジスタ、コンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、スイッチ、および/またはパッケージ化されたIC、標準IC、もしくはディスクリートICなどの集積回路(IC)などの、1つまたは複数の能動電気構成要素または受動電気構成要素を含むことができる。さまざまな実装形態で使用可能な背板構成要素の他の例としては、アンテナ、バッテリ、および電気センサ、接触センサ、光センサ、もしくは化学センサなどのセンサ、または薄膜デバイス(thin-film deposited device)がある。
【００４６】
いくつかの実装形態では、背板構成要素94aおよび/または94bは、EMS配列36の一部分と電気的に通信することができる。トレース、バンプ、支柱、またはバイアなどの導電性構造は、背板92または基板20の一方または両方に形成され得、互いまたは他の導電性構成要素と接触して、EMS配列36と背板構成要素94aおよび/または94bとの間に電気接続を形成しうる。たとえば、図6Bは、EMS配列36内の可動層14から上方に延びる電気接点98と整列可能な、背板92上の1つまたは複数の導電性バイア96を含む。いくつかの実装形態では、背板92は、背板構成要素94aおよび/または94bをEMS配列36の他の構成要素から電気的に絶縁する1つまたは複数の絶縁層も含むことができる。背板92が蒸気透過性材料から形成されるいくつかの実装形態では、背板92の内表面は、蒸気バリア(図示せず)で被覆可能である。
【００４７】
背板構成要素94aおよび94bは、EMSパッケージ91に入りうる湿気を吸収するように作用する1つまたは複数の乾燥剤を含むことができる。いくつかの実装形態では、乾燥剤(またはゲッターなどの他の吸湿材料)は、たとえば接着材により背板92に装着された(またはその中に形成された凹部内の)シートとして、任意の他の背板構成要素とは別に提供されうる。あるいは、乾燥剤は背板92に統合されてよい。いくつかの他の実装形態では、乾燥剤は、たとえばスプレー塗装、スクリーン印刷、または任意の他の適切な方法によって、他の背板構成要素の上で直接的にまたは間接的に適用されうる。
【００４８】
いくつかの実装形態では、EMS配列36および/または背板92は、背板構成要素とディスプレイ素子との間の距離を維持するために機械的隔離絶縁器97を含み、それによって、それらの構成要素間の機械的干渉を防止することができる。図6Aおよび図6Bに示される実装形態では、機械的隔離絶縁器97は、EMS配列36の支持支柱18と整列した背板92から突き出す支柱として形成される。あるいは、またはこれに加えて、横棒または柱などの機械的隔離絶縁器は、EMSパッケージ91の縁に沿って設けることができる。
【００４９】
図6Aおよび図6Bに示されていないが、EMS配列36を部分的または完全に取り巻くシールを設けることができる。背板92および基板20とともに、シールは、EMS配列36を囲む保護空洞を形成することができる。シールは、従来のエポキシベース接着剤などの半ハーメチックシールであってよい。いくつかの他の実装形態では、シールは、薄膜金属溶接またはガラスフリットなどのハーメチックシールであってよい。いくつかの他の実装形態では、シールは、ポリイソブチレン(PIB)、ポリウレタン、液体スピンオンガラス、はんだ(solder)、ポリマー、プラスチック、または他の材料を含むことができる。いくつかの実装形態では、機械的隔離絶縁器を形成するために、強化されたシール材が使用可能である。
【００５０】
代替実装形態では、シールリングは、背板92または基板20の一方または両方のいずれかの延長部を含むことができる。たとえば、シールリングは、背板92の機械的延長部(図示せず)を含むことができる。いくつかの実装形態では、シールリングは、Oリングまたは他の環状部材などの別個の部材を含むことができる。
【００５１】
いくつかの実装形態では、EMS配列36と背板92は、互いに取り付けられるまたは結合される前に別個に形成される。たとえば、基板20の縁は、上記で説明したように、背板92の縁に取り付けられ、これに対してシール可能である。あるいは、EMS配列36および背板92は、EMSパッケージ91として形成され、互いに接合可能である。いくつかの他の実装形態では、EMSパッケージ91は、堆積によってEMS配列36の上で背板92の構成要素を形成することによってなどの任意の他の適切な方法で製作可能である。
【００５２】
図7は、1画素あたり64色のディスプレイの一実装形態を駆動するためのコモンドライバおよびセグメントドライバの例を示すブロック図である。配列は、電気機械ディスプレイ素子102のセットを含むことができ、いくつかの実装形態では光干渉変調器を含みうる。各ディスプレイ素子は1つのセグメント電極および1つのコモン電極と電気通信するので、セグメント電極またはセグメントライン122a〜122d、124a〜124d、126a〜126dのセットおよびコモン電極またはコモンライン112a〜112d、114a〜114d、116a〜116dのセットは、ディスプレイ素子102をアドレス指定するために使用可能である。セグメントドライバ902は、セグメント電極のそれぞれにわたって電圧波形を印加するように構成され、コモンドライバ904は、列電極のそれぞれにわたって電圧波形を印加するように構成されている。いくつかの実装形態では、同じ電圧波形をセグメント電極のそれぞれにわたって同時に印加できるように、セグメント電極122aと124aなど、電極のうちのいくつかは、互いと電気通信することができる。セグメントドライバ出力は2つのセグメント電極に結合されるために、2つのセグメント電極に接続されたセグメントドライバ出力の状態が各行の2つの隣接するディスプレイ素子の状態を制御するので、このセグメントドライバ出力は、本明細書において「最上位ビット」(MSB)セグメント出力と呼ばれることがある。126aなどの個々のセグメント電極に結合されたセグメントドライバ出力は、各行の単一ディスプレイ素子の状態を制御するので、本明細書において「最下位ビット」(LSB)電極と呼ばれることがある。
【００５３】
さらに図7を参照すると、ディスプレイがカラーディスプレイまたはモノクログレースケールディスプレイを含む実装形態では、個々の電気機械素子102は、より大きな画素のサブピクセルを含むことができる。画素のそれぞれは、いくつかのサブピクセルを含むことができる。光干渉変調器のセットを有するカラーディスプレイを配列が含む実装形態では、所与のコモンラインに沿ったディスプレイ素子の実質的にすべてが、同じ色を表示するように構成されたディスプレイ素子を含むように、種々の色がコモンラインに沿って整列されうる。カラーディスプレイのこのような実装形態は、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル、および青色サブピクセルの交互のラインを含む。たとえば、ライン112a〜112dが赤色光干渉変調器のラインに相当することがあり、ライン114a〜114dが緑色光干渉変調器のラインに相当することがあり、ライン116a〜116dが青色光干渉変調器のラインに相当することがある。一実装形態では、光干渉変調器102の各3×3配列が、画素130a〜130dなどの画素を形成する。セグメント電極のうちの2つが互いに短絡される図示の実装形態では、各画素内の3つの共通色サブピクセル(common color subpixel)の各セットは、作動される光干渉変調器がなし、1つ、2つ、または3つに対応する4つの異なる状態に置かれうるので、このような3×3画素は、64の異なる色(たとえば、6ビットの色深度)をレンダリングすることが可能である。この構成をモノクログレースケールモードで使用するとき、各色に対する3つの画素セットの状態は同一にされ、その場合、各画素は、4つの異なるグレーレベルの強度を呈することができる。これは一例に過ぎず、光干渉変調器のより大きなグループを使用して、異なる全体画素数すなわち解像度を持つ、より大きな色範囲を有する画素を形成できることが理解されるであろう。
【００５４】
上記で詳細に説明したように、1ラインのディスプレイデータを書き込むために、セグメントドライバ902は、それに接続されたセグメント電極またはバスに電圧を印加することができる。その後、コモンドライバ904は、たとえば、それぞれのセグメント出力に印加された電圧に応じてラインに沿って選択されたディスプレイ素子を作動させることにより、それに接続された選択されたコモンラインにパルス出力して、選択されたラインに沿ったディスプレイ素子にデータを表示させることができる。
【００５５】
選択されたラインにディスプレイデータが書き込まれた後、セグメントドライバ902は、それに接続されたバスに別のセットの電圧を印加することができ、コモンドライバ904は、それに接続された別のラインにパルス出力して、ディスプレイデータを他のラインに書き込むことができる。このプロセスを繰り返すことによって、ディスプレイデータは、ディスプレイ配列内の任意の数のラインに順次書き込まれうる。
【００５６】
このようなプロセスを使用してディスプレイ配列にディスプレイデータを書き込む時間(書き込み時間とも呼ばれる)は、概して、ディスプレイデータが書き込まれるラインの数に比例する。しかし、多くの用途では、書き込み時間を短縮すること、たとえばディスプレイのフレームレートを増加させること、または知覚可能な明滅を減少させることが有利となりうる。
【００５７】
図8は、64色ディスプレイの2つのセクションを同時に駆動するための2つのコモンドライバおよび2つのセグメントドライバの例を示すブロック図である。ディスプレイ配列の書き込み時間を短縮するために、ディスプレイ配列は、並列に駆動できる2つの部分に分離可能である。図8に示されるディスプレイ配列は、セクション1002および1004を含む。さらに、2つのセグメントドライバ902aおよび902bはそれぞれ、セクション1002および1004のそれぞれを駆動するために設けられうる。
【００５８】
図8のディスプレイ配列にディスプレイデータのラインを並列に書き込むために、セグメントドライバ902aおよび902bはそれぞれ、それに接続されたそれぞれのバスに電圧を印加することができる。たとえば、セグメントドライバ902aは、ライン112aに沿ったディスプレイ素子向けのセグメント出力122a〜d、124a〜d、および126a〜dのそれぞれにデータを出力することができ、同時にセグメントドライバ902bは、ライン112cに沿ったディスプレイ素子向けのセグメント出力128a〜d、130a〜d、および132a〜dのそれぞれにセグメントデータを出力することができる。その後、コモンドライバ904aがライン112aに書き込みパルスを印加することができ、同時にコモンドライバ904bがライン112cに書き込みパルスを印加することができ、このように、2つのラインに同時に書き込むことができる。これが配列部分の各ラインに対して繰り返され、典型的には、フレームの書き込み時間を実質的に半分に短縮する。
【００５９】
図9は、可動反射ミラー位置対光干渉変調器の配列のいくつかの部材に対する印加電圧を示すグラフの一例である。図9は図3に類似しているが、配列内の異なる変調器間でのヒステリシス曲線のばらつきを示す。各光干渉変調器は、一般にヒステリシスを示すが、ヒステリシスウィンドウの端(edge)は、配列のすべての変調器に対して同一の電圧であるとは限らない。したがって、作動電圧および解放電圧は、配列内の光干渉変調器によって異なる場合がある。さらに、作動電圧および解放電圧は、その寿命にわたるディスプレイの温度の変化、経年化、および使用パターンの変化と共に変化することがある。これによって、図4に関して上記で説明した駆動方式などの駆動方式で使用するべき電圧を決定することが困難になりうる。また、これは、最適な表示動作が使用中およびディスプレイ配列の寿命にわたってこれらの変化を追跡するように、駆動方式で使用される電圧を変化させるのに役立つことがある。
【００６０】
ここで図9を参照すると、中心電圧(center voltage)(図9ではVCENTと示される)より上の正の作動電圧およびこの中心電圧より下の負の作動電圧において、各光干渉変調器は、解放状態から作動状態に変化する。中心電圧は、正のヒステリシスウィンドウと負のヒステリシスウィンドウの中央点である。中心電圧は、さまざまな方法で、たとえば外端の中間点、内端の中間点、または2つのウィンドウの中央点の中間点に定義可能である。変調器の配列では、中心電圧は、異なる配列の変調器に対する平均的な中心電圧として定義されてもよいし、すべての変調器のヒステリシスウィンドウの極値の中間として定義されてもよい。たとえば、図9を参照すると、中心電圧は、高い作動電圧と低い作動電圧の中間として定義されうる。実際問題として、この値がどのように決定されるかは特に重要ではない。というのは、光干渉変調器の中心電圧は一般にゼロに近く、そうでないときですら、ヒステリシスウィンドウ間の中間を算出する種々の方法は、実質的に同じ値に到達する。中心電圧がゼロからオフセットすることがあるそれらの実装形態では、この逸脱は、電圧オフセットと呼ばれることがある。
【００６１】
上記で説明したように、これらの値は、光干渉変調器によって異なる。図9でそれぞれVA50+およびVA50-と指定される、配列に対するおおよそ中間の正の作動電圧および負の作動電圧を特徴付けることが可能である。電圧VA50+は、配列の変調器の約50%を作動させる正極性電圧と特徴付けることができる。電圧VA50-は、配列の変調器の約50%を作動させる負極性電圧と特徴付けることができる。この用語を使用すると、中心電圧VCENTは、(VA50+ + VA50-)/2と定義されうる。
【００６２】
同様に、中心電圧より上の正極性の解放電圧および中心電圧より下の負極性の解放電圧において、光干渉変調器は、作動状態から解放状態に変化する。正の作動電圧および負の作動電圧と同様に、図9でそれぞれVR50+およびVR50-と指定される、配列に対するおおよその中央または平均の正の解放電圧および負の解放電圧を特徴付けることが可能である。
【００６３】
配列のこれらの平均値または代表値は、配列の駆動方式電圧を導出するために使用可能である。いくつかの実装形態では、正の保持電圧(図5Bでは72で指定される)は、VA50+とVR50+の平均として導出されうる。負の保持電圧(図5Bでは76で指定される)は、VA50-とVR50-の平均として導出されうる。このため、正の保持電圧および負の保持電圧は、配列の一般的または平均的なヒステリシスウィンドウのほぼ中央にある。正のセグメント電圧および負のセグメント電圧(図5Bでは62および64で指定され、本明細書においてVS+およびVS-と呼ばれる)は、それぞれ(VA50+ - VR50+)および(VA50- - VR50-)と定義される2つのウィンドウ幅の平均を4で除算したものとして導出されうる。これによって、セグメント電圧の大きさは、配列の一般的または平均的なヒステリシスウィンドウの幅の約1/4となり、実際のセグメント電圧VS+およびVS-は、この大きさの正の極性および負の極性である。いくつかの実装形態では、コモンラインに印加される作動電圧(図5Bでは74で指定される)は、保持電圧にセグメント電圧の2倍を加算したものとして導出される。いくつかの実装形態では、経験的に決定される追加の値Vadjが、上記で説明した正の保持電圧の計算結果に加算され、負の保持電圧の計算結果から減算される。常に必要というわけではないが、このVadjは、画像データの書き込み中に必要なときにディスプレイの一部分の作動に失敗することを回避するのに役立つ場合がある。ディスプレイの一部分の作動に失敗することが、特に場合によってはユーザに見えることがある。この追加パラメータVadjは、本質的に、保持電圧をヒステリシス曲線の外側の作動端(outer actuation edge)にやや近づけ、これは、すべてのディスプレイ素子を確実に作動させるのに役立つ。ただし、Vadjが大きすぎる場合、過度の誤作動が発生することがある。いくつかの実装形態では、VA50+およびVA50-の値は、10〜15ボルトの範囲でありうる。VR50+およびVR50-の値は、3〜5ボルトの範囲でありうる。たとえば、測定値が、12VのVA50+、-12VのVA50-、4VのVR50+、および-4VのVR50-を示した場合、上記の計算によって、正の保持電圧および負の保持電圧はそれぞれ+8ボルトおよび-8ボルトに設定され(Vadjがゼロの場合)、セグメント電圧は+2Vおよび-2Vとなる。書き込みパルス出力中に作動される光干渉変調器にわたって、8+3*2Vすなわち14Vの電圧を印加させ、この電圧は、中央値の作動電圧が12Vである場合、配列の実質的にすべてのディスプレイ素子を確実に作動させることができる。上記の電圧は実装形態によって異なりうることを、当業者は理解するであろう。
【００６４】
図7を参照して上記で説明したように、配列が、異なる色の異なるコモンラインを有するカラー配列であるとき、ディスプレイ素子の異なる色ラインに対して異なる保持電圧を使用することが有用な場合がある。異なる色の光干渉変調器は異なる機械的構造を有するので、異なる色の光干渉変調器のヒステリシス曲線特性に広いばらつきがある場合がある。しかし、配列の1色の変調器のグループ内では、より一貫したヒステリシス特性が示されることがある。単色ディスプレイでは、VA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-の異なる値が、配列のディスプレイ素子の各色に対して測定されうる。3色ディスプレイでは、これは、12の異なる表示応答特性である。これらの実装形態では、各色に対する正の保持電圧および負の保持電圧は、その色に対して測定されたVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-の4つの値を使用して、上記で説明したように個別に導出可能である。セグメント電圧がすべての行に沿って印加されるので、すべての色に対する単一のセグメント電圧が導出されうる。この電圧は、上記と類似して導出でき、両方の極性およびすべての色に対する平均的なヒステリシスウィンドウ幅を計算し、次に4で除算する。セグメント電圧を得るための代替の計算は、上記で説明したように1つまたは複数の色に対するセグメント電圧を個別に計算し、次に、これらのうちの1つ(たとえば、最も大きさの小さいもの、中間の大きさのもの、視覚的重要性を持つ特定の色から1つ、など)を配列全体に対するセグメント電圧として選択することを含むことができる。
【００６５】
上述のように、VA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-の値は、製造公差により、異なる配列間で異なることがあり、また、温度と共に、経時的に、用途に応じてなど、単一の配列で変化することがある。その寿命にわたって十分に機能するディスプレイを製作するように、これらの電圧を最初に設定し、後で調節するために、試験および状態検知回路構成要素をディスプレイ装置に組み込むことが可能である。これは、図10および11に示されている。
【００６６】
図10は、ドライバ回路構成要素および状態検知回路構成要素に結合されたディスプレイ配列の概略ブロック図である。この装置では、セグメントドライバ回路640およびコモンドライバ回路630がディスプレイ配列610に結合される。ディスプレイ素子は、それぞれのコモンラインとそれぞれのセグメントラインの間に接続されたコンデンサとして示されている。光干渉変調器では、デバイスの静電容量は、2つの電極が互いに引き寄せられる作動状態では、2つの電極が分離されている解放状態に比べて約3〜10倍高いことがある。この静電容量差を検出して、1つまたは複数のディスプレイ素子の状態を判断することができる。
【００６７】
図11は、図10の配列における試験電荷流を示す概略図である。図10の実装形態では、検出は、積分器650により行われる。積分器の機能については、図11をさらに参照して説明する。ここで図10および図11を参照すると、図10のコモンドライバ回路630は、試験出力ドライバ631を1つまたは複数のコモンラインの一方の側に接続するスイッチ632a〜632eを含む。スイッチの別のセット642a〜642eは、1つまたは複数のコモンラインの他方の端部を積分器回路650に接続する。
【００６８】
1つの例示的な試験プロトコルとして、たとえば、各セグメントドライバ出力は、ある電圧VS+に設定可能である。最初に、積分器のスイッチ648および646を閉じる。ライン620を試験するために、たとえば、スイッチ632aおよびスイッチ642aを閉じ、試験電圧をコモンライン620に印加し、容量性ディスプレイ素子および絶縁コンデンサ(isolation capacitor)644を充電する。次に、スイッチ632a、648、および646を開き、セグメントドライバから出力される電圧を、量ΔVだけ変化させる。ディスプレイ素子によって形成されるコンデンサの電荷は、すべてのディスプレイ素子の総静電容量の約ΔV倍に等しい量だけ変化する。ディスプレイ素子からのこの電荷流は、積分コンデンサ(integration capacitor)652を有する積分器650によって出力される電圧に変換され、したがって、積分器の電圧出力はコモンライン620に沿ったディスプレイ素子の総静電容量の尺度である。
【００６９】
これは、試験対象のディスプレイ素子のラインのパラメータVA50+、VA50-、VR50+およびVR50-を決定するために使用可能である。これを実現するために、ライン内のディスプレイ素子のすべてを解放することが分かっている第1の試験電圧を印加する。これは、たとえば0ボルトとすることができる。この例では、ディスプレイ素子にわたる総電圧は、VS+、たとえば2Vであり、これは、すべてのディスプレイ素子の解放ウィンドウ(release window)内に含まれる。セグメント電圧がΔVだけ変調されるときのコンデンサの電圧出力を記録する。この積分器出力は、ラインのVminと呼ばれることがあり、ラインの最小ライン静電容量Cminに対応する。これを、ライン内のディスプレイ素子のすべてを作動させることが分かっているコモンライン試験電圧、たとえば20Vで繰り返す。この積分器出力は、ラインのVmaxと呼ばれることがあり、ラインの最大ライン静電容量Cmaxに対応する。
【００７０】
VA50+(正極性は、本明細書において、セグメントラインより高い電位にあるコモンラインと定義される)を決定するために、最初に、ラインのディスプレイ素子をコモンライン上の0Vなどの低電圧で解放する。次に、0Vから20Vの間の試験電圧を印加する。試験電圧とセグメント電圧の差がVA50+である場合、積分器の出力は(Vmax + Vmin)/2である。
【００７１】
VA50+の適切な値を事前に知らないことがあるので、いくつかの実装形態では、この値を、適切な試験電圧の二分探索により効率的に見つけることが可能である。たとえば、VA50+がちょうど12Vの場合、適切な試験電圧は14Vであり、これによって、上記の例で説明したようにセグメント電圧が2Vであるとき、ディスプレイ素子にわたって12Vが生じる。二分探索を実行するために、第1の試験電圧を、0Vの低電圧と20Vの高電圧の中央点、すなわち10Vとすることができる。10Vの試験電圧を印加し、セグメント電圧を変調するとき、積分器出力は(Vmax + Vmin)/2より小さく、これは、10Vは低すぎることを示す。二分探索では、それぞれ次の「推測」は、低すぎることが分かっている最後の値と高すぎることが分かっている最後の値の中間点である。したがって、次に試行する電圧は、10Vと20Vの中央点、すなわち15Vである。15Vの試験電圧を印加し、セグメント電圧を変調するとき、積分器出力は(Vmax + Vmin)/2より大きく、これは、15Vは高すぎることを示す。二分探索アルゴリズムを繰り返すと、次の試験電圧は12.5Vである。これが生じる積分器出力は低すぎるので、次の試験電圧は13.75Vである。このプロセスは、積分器出力および試験電圧が(Vmax + Vmin)/2および14Vという実際の値に好きなだけ近くなるまで、続行することができる。いくつかの実装形態では、8回の反復が、最後にされた印加された試験電圧マイナス印加されたセグメント電圧としてVA50+を決定するのにほとんど常に十分である。積分器出力が所望の(Vmax + Vmin)/2に十分に近い、たとえば、目標値(Vmax + Vmin)/2の約10%以内または約1%以内にある場合、探索は、8回の反復より前に終えることができる。VA50-を決定するために、負の試験電圧をコモンラインに印加してプロセスを繰り返す。VR50+およびVR50-は、類似の方法で決定されうるが、最初に、各試験の前にディスプレイ素子を解放するのではなく、作動させる。
【００７２】
配列の製造中に、このプロセスが配列の各ライン上で実行され、各ラインに対してパラメータVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-を決定することができる。モノクロ配列では、配列に対するVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-の値は、各ラインに対して決定された値の平均とすることができ、上記で説明したように配列に対して駆動方式電圧を導出することができる。カラー配列では、値は色ごとにグループ化可能であり、配列に対する駆動方式電圧も上記で説明したように導出可能である。
【００７３】
このような配列の使用中に、上記で説明したプロセスを各ラインに対して繰り返し、配列の現在の状況、温度などに適した新しい駆動方式電圧を導出することが可能である。しかし、この手順は、かなりの量の時間がかかり、ユーザに見えるので、これが望ましくないことがある。速度を向上させ、ユーザに表示が見えることによる妨げを減少させるために、配列はサブセットに分割可能であり、配列の1つまたは複数のサブセットのみが試験および特徴付けされてよい。これらのサブセットは、これらのサブセットの測定から導出された駆動方式電圧が全配列に適するように、全配列を十分に代表することができる。これによって、測定を実行するのに必要な時間が短縮され、ユーザにあまり不便を感じさせずに配列の使用中にプロセスを実行することが可能となることができる。図10に戻って、たとえば、図10の単一のライン622は、ディスプレイの使用中の試験および特徴付けのための配列の代表的なサブセットとして選択できる。配列の使用中に定期的に、スイッチ632dおよび642dは、VA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-についてライン622を試験するために使用され、その結果は、更新された駆動方式電圧を導出するために使用される。いくつかの実装形態では、ライン622は、上記で説明したように製造中に作製されるあらゆるラインの測定に基づいて代表的なラインとして以前に決定された場合がある。一般に、このような代表的なラインは、配列のすべてのラインに対するVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-の平均値に近いVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-の1つ以上の値を有する。いくつかの実装形態では、数本のラインは、配列の代表的なサブセットとして使用され、スイッチ632a〜632eおよび642a〜642eを制御することによって同時にまたは順次試験可能である。
【００７４】
図12は、配列の使用中に駆動方式電圧を較正する方法を示す流れ図である。この方法は、駆動方式電圧が配列に対して選択されるブロック710で開始する。これらの電圧は、上記で説明した製造プロセスで選択された電圧であっても、またはディスプレイの寿命において後で使用される電流駆動方式電圧であってもよい。ブロック720では、配列は、画像を表示するために、選択された駆動方式電圧で駆動される。ブロック730では、配列の駆動応答特性が、配列のサブセットを使用して決定される。これは、上記で説明したVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-のうちの1つまたは複数とすることができる。ブロック740では、少なくとも1つの更新された駆動方式電圧が、決定された駆動応答特性に少なくとも部分的に基づいて決定される。ブロック750では、配列は、画像を表示するために、少なくとも1つの更新された駆動方式電圧で駆動される。この方法は、次に、ブロック730にループバックすることができ、駆動応答特性が再度測定される。
【００７５】
いくつかの実装形態では、ブロック730および740の異なるループにおいて、配列の別のサブセットが使用されうる。また、配列の異なる駆動応答特性が測定されうる。たとえば、1つのループにおいて、1つのライン(またはラインのグループ)に対してVA50+が決定可能であり、第2のループにおいて、異なるライン(またはラインのグループ)に対してVR50-が決定可能である。各ループでは、駆動方式電圧は、新しい情報で更新可能である。これにより、表示画像を更新してから次の更新までの各ループ内の測定プロセスが高速化可能であり、このプロセスがユーザに見えにくくなる。さらに、異なるサブセットが特定の駆動応答特性に関して配列全体をさらに示すことがあるので、駆動応答特性によって異なるサブセットが使用できるようになりうる。
【００７６】
図13は、状態検知機能および駆動方式電圧更新機能を有するディスプレイ配列の別の実装形態の概略図である。この実装形態には、更新プロセスを高速化し、見えにくくし、より正確にするさらなる特徴が含まれる。図13では、ディスプレイ配列は、2つの別個の配列、すなわち上部配列810および下部配列812として示されている。この2つの配列のセグメントラインは、それぞれ2つのセグメントドライバ814および816によって駆動される。コモンラインは、コモンドライバ回路818によって駆動される。プロセッサ/コントローラ820は、ドライバ回路ならびに上記で説明したように機能する一連のスイッチ842および積分器850を制御する。プロセッサ/コントローラ820は、ルックアップテーブル824(プロセッサ/コントローラ820の集積回路の内部または外部にあるメモリにあってもよい)にアクセスできる。温度の変化は、駆動応答特性(したがって、適切な駆動方式電圧)の変化における重要な要因であるので、ルックアップテーブル824は、駆動応答特性または駆動方式電圧を温度と関係付ける情報を格納する。この情報は、最初に、製造中のディスプレイ配列の試験および/または駆動応答特性と温度の既知の関係から取得されうる。この実装形態は、ディスプレイ配列上またはその近くにある温度センサ822も含む。ルックアップテーブル824は、一連の温度または温度範囲に対する各色ディスプレイ素子のVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-の値を含むことができる。いくつかの実装形態では、プロセッサ/コントローラ820は、温度センサ822から温度値を獲得し、ルックアップテーブル824からVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-の適切な値(たとえば、3色RGBディスプレイの適切な値である12)を取り出し、上記の値からそれぞれの色およびセグメント電圧に対する保持電圧を算出し、計算された駆動方式電圧を、画像データをディスプレイに書き込むときに使用するようにコモンドライバ回路818ならびにセグメントドライバ814および816を制御する。温度が変化するにつれて、プロセッサ/コントローラ820は、使用中にディスプレイ配列の追加試験を行わなくても、ルックアップテーブル824内のデータに応じて異なる駆動方式電圧を選択することができる。
【００７７】
これは、所望の値のより近くに駆動方式電圧を維持するのに役立つことができるが、ルックアップテーブル824内のデータは、いくつかの不正確な値を含むことがあり、さらに温度の関数であるディスプレイ配列のVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-の実際の値は、経時的に変化しうる。これを説明するために、図13のシステムは、配列の使用中に取得されたVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-の測定された値を使用してルックアップテーブル内のデータを定期的に更新するように構成されうる。
【００７８】
図14は、ディスプレイ配列において駆動方式電圧を較正する別の方法を示す流れ図である。この方法を使用するとき、ディスプレイ素子のコモンラインのセットは、ディスプレイ配列の代表として最初に選択される。任意の構成における任意の数のラインが可能であるが、概して、各色の1つまたは複数のラインが選択される。一例として、上部配列810内の1つの赤色ライン、1つの青色ライン、および1つの緑色ラインならびに下部配列812内の1つの赤色ライン、1つの青色ライン、および1つの緑色ラインが選択されうる。各ディスプレイ配列内の赤色ライン、緑色ライン、および青色ラインのうちの複数(たとえば2つ、3つなど)も選択されうる。一実装形態では、4つの赤色ライン、4つの緑色ライン、および4つの青色ラインが選択され、選択されたラインはそれぞれ、その色に対する4つのパラメータVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-のうちの1つに関する中央値を有する。これらの選択されたラインは、全ディスプレイ配列の特性であるラインのセットとして、ディスプレイ製造中に最初に指定されうる。さらに、ラインのそれぞれのCminおよびCmaxに対応するVminおよびVmaxは最初に決定でき、したがって、50%作動されたディスプレイ素子における積分器出力(Vmin+Vmax)/2が分かる。
【００７９】
ここで図14を参照すると、方法は、ブロック910で保守モードに入ることによって開始する。図14のこの保守モードは、ディスプレイの寿命にわたって定期的に実行されうる試験および更新を行うルーチンである。これは、本質的にユーザに見えなくすることができるので、保守モードルーチンは、数分ごとまたは数秒ごとなど、頻繁に実行されうる。いくつかの実装形態では、保守モードが実行される頻度は、温度の変化に依存することができ、温度が急激に変化する場合、保守モードルーチンはより頻繁に実行されうる。
【００８０】
ブロック912では、画像データのフレームがディスプレイ配列に書き込まれる。ブロック914では、代表的なラインのセットの1つが選択される。また、応答特性の1つが評価に選択される。たとえば、代表的な赤色ラインが選択され得、赤色に対するVR50+が測定に選択されうる。現在の温度でのこのパラメータ、この場合は赤色に対するVVR50+、に対するルックアップテーブル内の現在の値が取り出され、選択されたラインのディスプレイ素子にわたってかける試験電圧が選択される。この試験電圧が、(VRパラメータが測定中であるため、すべての素子を作動させた後、)選択されたラインに印加される。ブロック916において、上記で説明したようにセグメントが変調され、その印加電圧におけるラインの静電容量の尺度として、積分器出力が測定される。ルックアップテーブルから選択されたパラメータ、すなわち赤色に対するVR50+が正確である場合、積分器出力は、そのラインに対する既知の(Vmin+Vmax)/2である、またはこれに非常に近い。積分器出力が、現在の値が正確であるとみなすのに十分なほど既知の(Vmin+Vmax)/2に近い、たとえば、所望の(Vmin+Vmax)/2目標値の約10%以内、または約1%以内であるかどうかを決めるのに適切なしきい値が、定義されうる。判定ブロック920では、積分器出力が所望の範囲内であるかどうかが判断される。積分器出力が所望の範囲内である場合、方法は、次の保守モードルーチンで使用されるために次のラインおよび応答特性が選択されるブロック922に進むことができる。ブロック922から、方法は、ブロック924で保守モードを抜けることができる。
【００８１】
判定ブロック920において、積分器出力が(Vmin+Vmax)/2の既知の値よりあまりに上または下であると判断された場合、選択されたラインに次に印加されるべき試験電圧は、926において、積分器の測定値に応じて50〜100mVなどの特定の量だけ増加または減少されうる。次に、ブロック928では、画像データがディスプレイ配列に再度書き込まれる。次いで、ブロック914、916、918、および920がブロック930、932、934、および936において新しい試験電圧で本質的に繰り返され、積分器出力は、既知の(Vmin+Vmax)/2と再度比較される。積分器出力が相変わらず所望の範囲内にない場合、方法はブロック926にループバックし、試験電圧の調整がもう1回行われ、試験される。このループを何回か繰り返した後、(Vmin+Vmax)/2に近い積分器出力を生じる適切な試験電圧が取得され、方法はブロック938に進み、新しいVR50+が試験電圧から導出され、ルックアップテーブルが新しい値で更新される。
【００８２】
この場合、方法は、確認された第1の値が誤っていたと判断するので、方法は、応答特性のすべての確認に進み、判定ブロック940では、この段階ですべての色に対するすべてのパラメータVA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-が範囲内にあるわけではないと判断する。方法は、次にブロック942に進み、確認するべき新しいラインおよび新しい応答特性を選択し、たとえば、方法は、ここで緑色ラインを選択し、VA50+について現在のルックアップテーブル値の精度を試験することができる。方法は、次いでブロック928にループバックし、画像データの別のフレームを書き込み、説明した試験プロトコルを新しいラインおよび新しい応答特性に対して実行する。これが、すべての色に対するすべての応答特性が測定され、必要な場合は更新されるまで、繰り返される。3つの色および4つの応答特性VA50+、VA50-、VR50+、およびVR50-を有するディスプレイでは、試験のためのラインおよび応答特性の選択が、合計で12回反復される。
【００８３】
この方法は、いくつかの利点を有する。画像データのフレームが書き込まれるたびに、試験が1回のみ実行され、したがって試験は非常に高速であり、典型的には2ms未満であり、ユーザには見えない。ユーザがディスプレイを使用中で、ディスプレイがたとえば1秒あたり15フレームで更新されている場合、1つのラインに対する1つの応答特性の試験は、ディスプレイの使用または外観に影響を与えることなく、フレームが更新されるたびに実行可能である。さらに、ルックアップテーブルには少なくともほぼ正確な値が最初に設定され、新しい値で継続的に更新されているので、保守モードルーチンを実行するたびに必要な訂正は通常ごくわずかである。これによって、プロセスが高速化され、各試験により値を訂正するために二分探索を実行する必要はなくなる。
【００８４】
図14のプロセスは、さまざまな方法で修正可能である。たとえば、試験ごとにいくつかの画像が書き込み可能である。方法は、第1の値が正確であると確認された場合に保守モードルーチンを抜けるのではなく、ルーチンを実行するたびに、すべての色に対するすべての応答特性を確認することもできる。方法は、保守モードルーチンを何回か実行することによりルーチンの色および応答特性の半分または他の任意の割当て分(portion)を確認し、保守モードルーチンの残りの実行時に残りの割当て分を確認することもできる。別の変更形態として、ルックアップテーブルは、温度の関数として駆動方式電圧そのものを格納でき、システムは、これらの値を、ルックアップテーブルを更新するために試験情報に基づいて再計算することができる。
【００８５】
図15は、ドライバ回路構成要素および電圧ランプ入力の適用中にディスプレイ素子の作動および解放を検知する状態検知回路構成要素に結合されたディスプレイ配列の概略ブロック図である。図15は、図10の状態検知回路の代替回路として使用されうる。この実装形態では、傾斜電圧発生器1514の出力ライン1508をコモンライン620、622のうち個別のラインに選択的に接続できるコモンラインスイッチ1512のセットが設けられる。入力を電流センサ1518に提供するセンスライン1520に選択的に接続できるセグメントラインスイッチ1516の第2のセットが設けられる。スイッチ632aおよび試験されているコモンライン620に対するコモンラインスイッチ1512に示されているようにコモンラインスイッチのうち1つまたは複数が閉じられ、セグメントラインスイッチ1516のセットに示されるようにセグメントラインスイッチのうち1つまたは複数が閉じられているとき、傾斜電圧波形がコモンラインに印加されうる。セグメントラインスイッチ1516のセットが、セグメントラインをセンスライン1520に結び付け、電流センサ1518に入力を提供する。
【００８６】
1つの例示的な実装形態では、1つのコモンライン620が試験されうる。この実装形態では、スイッチ632a、コモンラインスイッチ1512a、およびセグメントラインスイッチ1516のセットの各々は閉じられる。傾斜電圧発生器は、出力ライン1508上で傾斜電圧を生成する。電流センサ1518は、試験されているコモンライン620への傾斜電圧の最初の印加時にセンスライン1520上の電圧がゼロまたはそれに近いままであるように構成されうる。この実装形態では、傾斜電圧発生器1514の出力がゼロで始まる場合、試験されているコモンライン620に沿った干渉変調器はすべて、解放状態である。電圧は正方向に増加するので、ランプ上の電圧は、ライン上の干渉変調器が作動し始める地点に到達する。干渉変調器が作動するので、センスライン1520と試験されているコモンライン620との間の容量が増加する。各変調器は、作動イベントと同時に起こるセンスライン1520上の電流スパイクを生じさせる。異なる変調器によって作動イベントから実質的に同時に生じる電流スパイクは累積する。したがって、同時に作動する変調器が多いほど、電流スパイクは大きくなる。試験されているコモンライン620に沿った変調器のすべてに対して作動電圧を超える電圧をランプすることによって、試験されているコモンライン620に沿った変調器のすべてが作動されるまで、傾斜電圧は生成されうる。たとえば、20Vまでの傾斜電圧を生成することは、多くの干渉変調器実装形態において、試験されている変調器のすべてを作動するのに適している。コモンラインに沿った変調器のすべてが作動された後、次いで、傾斜電圧がゼロに向かって下向きに減少することができる。傾斜電圧がゼロに近づくにつれて、試験されているラインに沿った干渉変調器は解放され始め、異極性の電流スパイクを生じさせる。次いで、干渉変調器が異極性の印加電圧の下で、作動して再度解放すると、傾斜電圧は負(たとえば、-20Vに)なり、次いでゼロに戻り、電流パルスの別のペアを生成する。一実装形態では、傾斜電圧は、1回の増加および減少の後で終了されうる。別の実装形態では、傾斜電圧は最初は負になり、次いで正になることができる。
【００８７】
図16Aは、IMODディスプレイ素子を較正するために使用されうる傾斜電圧を示すタイミング図である。図16Bは、図16Aに示される傾斜電圧の印加中に検出されうる電流パルスを示すタイミング図である。
【００８８】
図16Aおよび図16Bは、試験されるべきコモンライン620上での傾斜電圧入力に応答してセンスライン1520上で生成される電流の一例を提供する。この例示的な実装形態では、図16Aおよび図16Bのグラフのx軸は対応する時間を表し、すなわち、時間1630として示される第1の電流パルス1620の時間は、時間1630として示される傾斜電圧1640の時間と同じ時点に対応する。図16Aのグラフのy軸は、傾斜電圧発生器1514によって生成され、試験されるべきコモンライン620に印加されうる電圧を表す。図16Bのグラフのy軸は、電流センサ1518によって検知されうる電流を表す。傾斜電圧発生器は、最も高い正の傾斜電圧1604、1606と最も低い負の傾斜電圧1612、1614との間で線形的に増加および減少する電圧を生成することができる。
【００８９】
例示的な実装形態では、試験されるべきコモンライン620にかかる電圧はほぼゼロである。たとえば、コモンラインスイッチ1512のセット内のスイッチ1512aが閉じられている場合、傾斜電圧発生器は、試験されるべきコモンライン620にわたって線形的に増加または減少する電圧を印加する。電流センサによって検知される電流は、試験されるべきコモンライン620に沿った変調器が作動し始めるまで、低いままである。変調器は、ほぼ同じ作動電圧で作動するように構成されうる。変調器が作動すると、作動の時点で生成される電流スパイクは、電流センサによって測定される電流パルス1620、1622、1624、1626を累積的にもたらす。例示的な実装形態では、電圧はほぼゼロで始まる。増加する傾斜電圧は、点1602によって表される時間に印加される。時間1630で、変調器が作動し、正の電流パルス1620をもたらす。時間1630では、傾斜電圧は、近似値1650である。傾斜電圧は、点1604によって表される時間まで線形的に増加する。傾斜電圧発生器は、点1604によって表される時間に、増加する電圧を生成するのをやめる。点1606によって表される時間に、減少する傾斜電圧が印加される。時間1632で、変調器が解放され、負の電流パルス1622をもたらす。時間1632では、傾斜電圧は、近似値1652である。傾斜電圧は、点1608によって表される時間まで線形的に減少する。点1610によって表される時間に、減少する傾斜電圧が印加される。時間1634で、変調器が作動し、負の電流パルス1624をもたらす。時間1634では、傾斜電圧は、近似値1654である。傾斜電圧は、点1612によって表される時間まで線形的に減少する。増加する傾斜電圧は、点1614によって表される時間に印加される。時間1636で、変調器が解放され、正の電流パルス1626をもたらす。時間1636では、傾斜電圧は、近似値1656である。傾斜電圧は、点1616によって表される時間まで線形的に増加する。
【００９０】
例示的な実装形態では、正の電流パルス1620の最大値における傾斜電圧1650は、VA50+の値に対応することができる。負の電流パルス1622の最小値における傾斜電圧1652は、VR50+の値に対応することができる。負の電流パルス1624の最小値における傾斜電圧1654は、VA50-の値に対応することができる。負の電流パルス1626の最小値における傾斜電圧1656は、VR50-の値に対応することができる。したがって、傾斜電圧および電流検知は、上記で図12のブロック730のところで記載されたように、配列の駆動応答特性を決定するために使用可能である。
【００９１】
作動電圧および解放電圧を決定するためのこの方式は、上記で説明した異なる静的電圧方法の逐次的印加に対していくつかの利点を有することができる。第1に、傾斜電圧方法は、ディスプレイ内の変調器のための作動電圧および解放電圧を決定するために必要とされる時間を短縮することができる。傾斜電圧検出方法は、静的電圧の逐次的印加に必要とされる代表的時間すなわち平均時間の約20%において各ヒステリシス曲線端(edge)を見つけることができる。第2に、傾斜電圧方法の電力消費はまた、一般に、逐次的印加方法の電力消費よりも低い。
【００９２】
図17は、図15の傾斜電圧発生器および電流センサの一実装形態を示す回路の概略図である。傾斜電圧入力を生成し電流応答を検知するために、さまざまな回路が使用されてよい。図17に示される実装形態では、傾斜生成器回路構成要素1514は、出力ライン1508に出力を選択的に提供するように構成される。出力ライン1508は、出力ライン1508とセンスライン1520との間のコンデンサによって表されるディスプレイ配列内の1つまたは複数の変調器に接続される。センスライン1520は、電流センサ1516、1518に選択的に接続するように構成される。アナログ-デジタル変換器1724は、傾斜生成器回路構成要素1514および電流センサ1516、1518から出力信号を選択的に受け取るように構成される。
【００９３】
この実装形態では、傾斜出力は、積分器1712として構成された演算増幅器1734によって生成される。あるいは、積分器1712への入力は、正の電圧であってもよいし、負の電圧であってもよい。正の電圧の振幅と負の電圧の振幅の絶対値は、ほぼ等しくてよい。積分器1712の傾斜電圧出力は、積分器回路の構成要素によって決定されうる。この実装形態では、出力電圧の傾きは、積分器回路への入力電圧Vを積分器1712の抵抗1730の抵抗Rおよび積分器1712の容量Cのコンデンサ1732によって除算することによって決定される。したがって、この実装形態における出力電圧の傾きは、V/RCとして表される。入力電圧Vはスイッチ2が閉じられているときのVSPまたはスイッチ3が閉じられているときのVSNのいずれかであるこの実装形態では、この実装形態における傾斜電圧出力の傾きはそれぞれ、スイッチ2またはスイッチ3が閉じられているかに応じて、VSP/RCまたはVSN/RCのいずれかである。電流センサ1516、1518は、電流センサ1516の場合はスイッチ7によって、また電流センサ1518の場合はスイッチ10によって、センスライン1520に接続される。電流センサ1516、1518は、演算増幅器を使用して、スイッチ7が閉じられているときはノード1714において、またスイッチ10が閉じられているときはノード1716において、センスライン1520を仮想接地に保持する。スイッチ7が閉じられているとき、ノード1718における電圧は、センスライン1520内の電流に関連する抵抗1720を通る電流に関連する。スイッチ7ではなくスイッチ10が閉じられている場合、同じ原則が適用される。この場合、ノード1722における電圧は、センスライン1520内の電流に関連する抵抗1723を通る電流に関連する。ノード1718および1722は、センスライン1520内の電流を表す一連の時間サンプルをサンプリング、デジタル化、および/または記録するために、アナログ-デジタル変換器1724に選択的に印加される。傾斜電圧発生器回路構成要素1514の出力に伴うライン1726における電圧もアナログ-デジタル変換器1724に供給される。この個別にデジタル化される出力により、センスライン内で検出される電流パルスの位置が検出可能である。
【００９４】
図17に示される実装形態では、以下の例示的な方法が、傾斜電圧をディスプレイ配列またはディスプレイ配列内の変調器のサブセットに印加し、電流出力を検知するために、使用されうる。スイッチ1、4、5、6、7、および8は最初は閉じられてよい。スイッチ2、3、9、および10は最初は開いてよい。スイッチ1、4、5、6、7、および8が閉じられているとき、試験されているディスプレイ配列またはディスプレイ配列のうちサブセット上の変調器上の電荷は解放および排出され、試験されているディスプレイ配列またはディスプレイ配列のうちサブセットにかかる電圧をすべてゼロに安定させることができる。次いで、スイッチ1および6が開かれてよく、スイッチ3が閉じられてよい。次いで、スイッチ4が開かれると、積分器1712の電圧出力がゼロから増加する。スイッチ7および8が閉じられると、上部検知回路1516がセンスライン1520から入力を受け取る。ライン1726に印加される傾斜電圧およびノード1718における検知出力は、アナログ-デジタル変換器1724によって同時に記録される。傾斜電圧出力が、試験されているディスプレイ配列内の変調器またはディスプレイ配列内の変調器のサブセットの作動電圧を超えた後、スイッチ3は開かれてよく、スイッチ2は閉じられてよい。さらに、スイッチ7および8が開かれてよく、スイッチ9および10は閉じられてよい。下部検知回路1518は、抵抗1723が抵抗1720よりも大きいことがあることを除いて、上部検知回路1516と同じように動作し、その結果、下部検知回路1518にわたってより大きなゲインが得られる。変調器の解放によって誘導される電流パルスは、変調器の作動によって誘導される電流パルスよりも小さいことがある。変調器の解放によって誘導される電流パルスと変調器の作動によって誘導される電流パルスの振幅のこの差は、解放が起こるときに印加される電圧は作動が起こるときに印加される電圧よりも小さいことによるものである。電流パルスの振幅のこの差により、解放遷移によって誘導される電流を検知する際により大きなゲインを使用することが有用なことがある。スイッチ3が開かれており、スイッチ2が閉じられているとき、傾斜電圧出力の傾きは、上記で説明した傾きに従って変化する。傾斜電圧出力が、試験されているディスプレイ配列内の変調器ま
たはディスプレイ配列内の変調器のサブセットの開放電圧を超えた後、傾斜電圧出力がゼロに到達したとき、スイッチ9および10は再び開かれ、スイッチ7および8は閉じられる。スイッチ9および10を開き、スイッチ7および8を閉じることによって、上部検知回路1516は再びセンスライン1520およびアナログ-デジタル変換器1724に選択的に接続され、下部検知回路1518はセンスライン1520およびアナログ-デジタル変換器1724から選択的に切断される。傾斜電圧出力が、試験されているディスプレイ配列内の変調器またはディスプレイ配列内の変調器のサブセットの作動電圧を超えた後(たとえば、傾斜電圧出力が-20Vに到達したとき)、スイッチ3は開かれ、スイッチ2は再び閉じられ、スイッチ7および8は開かれ、スイッチ9および10は閉じられる。ランプ出力が、試験されているディスプレイ配列内の変調器またはディスプレイ配列内の変調器のサブセットの開放電圧を超えた後、ランプがゼロに到達したとき、手順は終わる。アナログ-デジタル変換器1724によって記録されるデジタルデータは、VA50+、VR50+、VA50-、およびVR50-を表す電流パルスの位置を識別するために分析されてよい。他の実装形態では、作動電圧または解放電圧は、1つまたは複数の他の方法によって決定されうる。
【００９５】
図18Aは、傾斜電圧発生器回路の別の実装形態を示す回路の概略図である。図18Aに示される実装形態では、この回路は、開始点生成器回路構成要素1850と、傾斜電圧発生器回路構成要素1852と、時間較正回路構成要素1856と、増幅回路構成要素1854とを含む。
【００９６】
図18Aの実装形態に示される開始点生成器回路構成要素1850は、デジタル制御された電圧源1822を含む。デジタル制御された電圧源1822は、2つのスイッチ1801、1802に接続可能である。スイッチ1801は、演算増幅器1820上の第1の入力にさらに接続される抵抗に接続可能である。スイッチ1802は、演算増幅器1820上の第2の入力に接続可能である。演算増幅器1820の第2の入力は、スイッチ1803にさらに接続可能である。演算増幅器1820は、反転増幅器として構成されてよく、演算増幅器1820の出力がスイッチ1801、1802、および1803の開状態または閉状態に依存しうるように構成されてよい。開始点生成器回路構成要素は、所望の冒頭電圧における傾斜電圧の開始を可能にし、それによって、配列の構成要素を較正するために必要とされる時間を潜在的に減少させることができる。この実装形態は、較正間に小さい変化が予想される場合、たとえば傾斜電圧が、予想される駆動応答特性に近い所望の冒頭電圧で開始されうる場合、有用でありうる。予想される駆動応答特性に近い傾斜電圧を開始および/または終了することによって、較正は、完全な傾斜電圧限界によって傾斜電圧をランプするために必要とされず、それによって、決定手順を高速化することができる。
【００９７】
図18Aの実装形態に示される傾斜電圧発生器回路構成要素1852は、デジタル制御されたアナログ電圧源2016を含む。デジタル制御されたアナログ電圧源2016の出力は電圧-電流変換器2014に接続され、デジタル制御された電流を提供することができる。各ランプ中に、電圧-電流変換器2014は、デジタル入力によって制御される大きさを有する一定の電流源として機能する。電圧-電流変換器2014の出力は、コンデンサ2012の第1のノードに接続可能である。電圧-電流変換器2014はまた、温度補償型抵抗に接続可能である。
【００９８】
図18Aの実装形態に示される増幅回路構成要素1854は、演算増幅器1818を含む。演算増幅器1818は、非反転増幅器として構成可能である。演算増幅器1818の出力は、IMODデバイスの配列または電気機械的デバイスの配列または電気機械的デバイスの配列のサブセットの1つまたは複数のコモンラインを含む回路構成要素に入力電圧を印加するために接続されうる。
【００９９】
時間較正回路構成要素1856は、カウンタ2028と、コンパレータとして構成された演算増幅器1826とを含むことができる。演算増幅器1826への1つの入力は、スイッチ1805を介して開始点生成器回路構成要素1850の出力に接続されうる。演算増幅器1826の出力は、カウンタ2028への入力として提供されうる。
【０１００】
図18Aに示される実装形態では、傾斜電圧は、電圧-電流変換器2014によりコンデンサ2012を満たすことによって生成されうる。電圧-電流変換器2014は、デジタル制御されたアナログ電圧源2016によって制御される出力の大きさを有することができる。この実装形態では、デジタル制御されたアナログ電圧源2016および電流源2014は、デジタル制御される電流を提供することができる。電流源2014に接続されたコンデンサ2012の第1の側は、演算増幅器1818の入力に結合され、演算増幅器1818は非反転増幅器として構成される。一実装形態では、電流源は、振幅が+1ボルトと-1ボルトとの間にわたる傾斜電圧波形を生成する電流を供給する。演算増幅器1818は約20のゲインを有するように構成されてよく、したがって、出力ライン1508上で生成される信号は、+20ボルトと-20ボルトとの間にわたる傾斜波形である。
【０１０１】
いくつかの実装形態では、傾斜電圧出力は、開始点生成器回路構成要素1850により開始されうる。ランプシーケンスを開始する前に、電圧-電流変換器2014の電流出力がゼロに設定された状態で、演算増幅器1820の出力は、スイッチ1804を閉じることによってコンデンサ2012の第1の側に接続されうる。いくつかの実装形態では、演算増幅器1820を含む増幅器回路のゲインは1とすることができる。ゲインが1である場合、スイッチ1801および1802が閉じられ、スイッチ1803が開いているとき、演算増幅器1820の出力は、デジタル制御された電圧源1822からの電圧出力に実質的に等しい。スイッチ1801および1803が閉じられ、スイッチ1802が開いているとき、演算増幅器1820は、それによって、反転増幅器回路として構成されうる。増幅器回路1820の出力は、デジタル制御された電圧源1822からの電圧出力の逆とすることができる。
【０１０２】
ランプを開始するために、スイッチ1805は開くことができ、スイッチ1804は閉じられることが可能であり、スイッチ1801、1802、1803、およびデジタル制御された電圧源2022は、コンデンサ2012上への選択された電圧レベル出力を生成するように構成され、選択された電圧レベルまでコンデンサ2012をあらかじめ満たす。電流源2014は、次いで、所望の傾き電圧ランプを生成するに適した値を有する実質的に一定の電流を供給するために開始可能である。スイッチ1804が閉状態である限り、演算増幅器1820を含む増幅器回路は、コンデンサ2012にかかる電圧を選択された電圧レベルに一定に維持することができる。電流源2014によって送出される電流は、演算増幅器1820を含む増幅器回路によって供給されるかまたはこれまで低下(sunk to)されうる。次いで、スイッチ1804が開かれ、電流源2014によって送出される電流Iをコンデンサ2012に流入させ、コンデンサ2012にかかる電圧を傾きI/Cを持つ線形ランプとして(電流源2014からの電流の方向に応じて上昇または低下のいずれかによって)変更することができ、ここでCはコンデンサ2012の容量である。電圧-電流変換器2014からの電流は、完全な2相性ランプ波形を生成するために両方向に流れるようにタイミング調整および制御可能であり、このランプ波形は増幅器1818によって増幅され、出力ライン1508に送出される。他の実装形態では、電圧-電流変換器2014からの電流は、一方向または傾きのみにランプ波形を生成し、および/または2つ以上の方向または傾きを含みうるが正の電圧または負の電圧から生じるに過ぎない単相性波形を生成するようにタイミング調整および制御可能である。
【０１０３】
図18Aに示される実装形態では、回路は、電圧-電流変換器2014からの電流の関数としてのコンデンサ2012上での電圧変化とスイッチ1804の開放からの時間との間の関係を較正するためのタイミング情報を生成することができる。図17では、アナログ-デジタル変換器を使用して、傾斜電圧発生器の傾斜電圧出力を監視するが、図18Aの回路は、代わりに、コンデンサ2012にかかる電圧を回路の他の構成要素によって提供される情報の関数として決定することによって、較正のためのタイミング情報を生成することができる。一実装形態では、回路は、コンデンサ2012にかかる電圧変化とランプの開始からの経過時間との間の関係を較正するためのタイミング情報を生成することができる。次いで、電流パルスのタイミングは、スイッチ1804が開かれた以降の時間に関連付けされてよく、検出された電流パルスの時点での出力ライン1508における電圧は、時間および較正情報から計算可能である。較正データを生成するために、コンパレータとして較正される演算増幅器1826およびカウンタ2028が利用されてよい。スイッチ1804が開かれているとき、カウンタ2028は計数を開始する。開始点生成器回路構成要素1850内の演算増幅器1820の出力は、デジタル制御された電圧源1822によって所望の試験エンドポイント値に変更可能である。次いで、スイッチ1805が閉じられ、コンパレータとして構成された演算増幅器1826の第1の入力に演算増幅器1820の出力を基準電圧として送る。コンパレータとして構成された演算増幅器1826の第2の入力はコンデンサ2012に接続されてよく、したがって、演算増幅器1826への第2の入力は、コンデンサ2012にかけられる電圧である。コンデンサ2012にかけられる電圧が基準電圧に到達すると、コンパレータとして構成された演算増幅器1826の出力が遷移する。カウンタ2028は、コンパレータとして構成された演算増幅器1826の遷移の時点で停止するように構成されうる。スイッチ1804が開かれた冒頭における値から基準電圧値に傾斜電圧出力が変化するための時間期間は、カウントおよびクロックレートを使用して決定されうる。カウンタ2028に提供されこれによって提供されるデータは、ライン1508上の傾斜電圧出力またはいくつかの変数に基づく駆動
応答特性を駆動するために使用可能であり、これらの変数には、スイッチ1804が開かれた時間、電圧-電流変換器2014からの電流が逆転される時間、およびデジタル制御されたアナログ電圧源2016へのデジタル入力がある。いくつかの実装形態では、駆動応答特性は、アナログ-デジタル変換器構成要素によって、または他の処理回路構成要素によって、決定される。
【０１０４】
図18Bは、電流検知回路の別の実装形態を示す回路の概略図であり、この回路は図18Aのランプ生成器とともに利用されうる。図18Bの電流検知回路は、いくつかの動作原理を図17の電流センサ1516、1518と共有することができる。図18Bの電流検知回路は、図17に示す2つの電流センサ1516、1518を提供する代わりに、増幅器回路における代替使用のための可変ゲイン抵抗を提供することができる。
【０１０５】
図18Bに示される実装形態では、センスライン1520は、電流検知構成要素1884に入力信号を提供するように構成される。アナログ-デジタル変換器1882は、出力ノード1872において電流検知構成要素1884から出力信号を選択的に受け取るように構成される。
【０１０６】
傾斜電圧出力は生成され、配列または配列のサブセット内の1つまたは複数の変調器に印加されうる。変調器からの出力信号は、センスライン1520に印加可能である。電流検知構成要素1884は、演算増幅器1890を使用して、センスライン1520を仮想復帰電位(virtual return potential)に保持し、この仮想復帰電位は、スイッチ1864a、1864b、および1866の開状態または閉状態によって決まってよい。スイッチ1866が閉じられている場合、センスライン1520は、ノード1870において仮想接地に保持されうる。スイッチ1864aまたは1864bが閉じられている場合、センスライン1520は、それぞれノード1870において仮想電圧V+またはV-に保持されてよく、この仮想電圧は、スイッチ1864aで印加される電圧によって決まる。これによって、DCが変調器にわたってランプ電圧レベルをV+またはV-の量だけシフトすることが可能である。
【０１０７】
可変抵抗回路1860は、電流検知構成要素1884にわたって可変ゲインの選択を可能にすることができる。図18Bに示される実装形態では、可変抵抗回路1860は、複数の抵抗1860a、1860b、1860c、1860d、1860eと、複数のスイッチ1862a、1862b、1862c、1862d、1862eとを含む。各抵抗1860a、1860b、1860c、1860d、1860eは、1つのスイッチ1862a、1862b、1862c、1862d、1862eと直列に接続されうる。直列に接続された各抵抗およびスイッチは、さらに、残りの抵抗およびスイッチと並列に接続されうる。可変抵抗回路は、1つまたは複数の抵抗1860a、1860b、1860c、1860d、1860eを電流検知構成要素1884に選択的に接続するために1つまたは複数のスイッチ1862a、1862b、1862c、1862d、1862eを開いて閉じることによって、選択されたゲインを提供するように構成されうる。
【０１０８】
ノード1872における電圧は、センスライン1520内の電流に関連する可変抵抗回路1860を通る電流に関連する。図18Bのうち実装形態では、センスライン1520に入るまたはこれから出る電流がないとき、電流源1888は、出力ノード1872の電圧にバイアスをかけてVdd/2にするように設定される。たとえば、スイッチ1866が閉じられ、スイッチ1862aが閉じられている場合、バイアス電流はVdd/2Rに設定され、ここでRは抵抗1860aの抵抗である。この構成では、ノード1870における電圧は本質的にゼロであり、出力ノード1872における電圧はVdd/2である。次いで、電流がセンスライン1520からノード1870に入るまたはこれから出る場合、増幅器1890は、抵抗1860aを通る同じ大きさだが異極性の電流変化を引き起こすように帰還トランジスタ1892を調整し、センスライン1520にかかる電流と同じ極性の、出力ノード1872における電圧の対応する変化を引き起こす。出力ノード1872の同じ初期バイアスは、さまざまな予想された信号振幅とともに使用可能であり、ゲインは、異なるゲイン抵抗および対応するバイアス電流を選択することによって変更されてよく、より大きい抵抗およびより小さいバイアス電流は、より多くの電流イン対電圧アウト利得(current in to voltage out gain)に対応する。ノード1872は、センスライン1520内の電流を表す一連の時間サンプルをサンプリング、デジタル化、および/または記録するために、アナログ-デジタル変換器1882に選択的に印加される。
【０１０９】
図19は、ディスプレイデバイスに組み込まれたときに図17、図18A、および図18Bの回路によって実行されうる方法の一例の流れ図である。この方法は、電気機械的要素の配列が駆動方式電圧の初期セットを使用して駆動されるブロック1912で開始する。ブロック1914では、傾斜電圧は、デジタル制御された電流によりコンデンサを満たすことによって生成され、ブロック1916において配列に印加される。サブセットは、上記で説明した配列の行であってよい。ブロック1918では、配列に対する第1の更新された駆動方式電圧が、傾斜電圧によって生成される配列のサブセットの容量変化に少なくとも部分的に基づいて決定される。ブロック1920では、要素の配列が、第1の更新された駆動方式電圧を含む駆動方式電圧の更新されたセットを使用して駆動される。
【０１１０】
上記で説明したように、電流パルスが生じるランプ電圧値は、ランプが印加されるディスプレイ素子の作動電圧および解放電圧に関連付け可能である。場合によっては、電流パルスの位置は、電流パルスのピーク振幅に対応するランプ電圧によって定義される。しかしながら、電流パルスが2つ以上のピークを持つ構造を示すことがある、またはピークの周りで非対称であってよいことが分かっている。これは、同一の試験条件下でも試験結果のいくつかの変動を引き起こすことが分かっている。以下で説明する実装形態は、ディスプレイ配列のための駆動方式電圧を決定するうえでの再現性およびロバスト性の増加を可能にする。一般に、電流パルス幅または電流パルス面積を表すデータを使用する方法は、同じ条件下での同じラインの試験実行にわたって繰り返し可能な結果をより一貫的に生成することができる。
【０１１１】
図20は、IMODの配列または配列のサブセットに対する駆動応答特性を決定する方法の一実装形態を示す流れ図である。この方法はブロック2012で始まる。ブロック2012では、この方法は、傾斜電圧をIMODの配列のサブセットに印加する。この傾斜電圧は、配列のサブセット内の変調器の状態の変化に起因可能な電流パルスを誘導することができる。誘導された電流パルスが電流検知構成要素によって検出され、データが発生することがあり、このデータは波形であってよい。この波形は、1つまたは複数の電流パルスまたは電流パルスの一部分を含むことができる。
【０１１２】
傾斜電圧を配列のサブセットに印加した後、この方法は、ブロック2014、2016、および2018のうち少なくとも1つに移行する。ブロック2014では、この方法は、誘導された電流パルスのすべてまたは一部分のパルス幅を表すデータを評価する。たとえば、この方法は、図21Bの方法におけるいくつかの動作に従ってデータを評価することができる。ブロック2016では、この方法は、誘導された電流パルスのすべてまたは一部分の重み付けされていない面積を表すデータを評価する。たとえば、この方法は、図21Dの方法におけるいくつかの動作に従ってデータを評価することができる。ブロック2018では、この方法は、誘導された電流パルスのすべてまたは一部分の重み付けされている面積を表すデータを評価する。ブロック2014、2016、および2018の各々は相互に排他的でなくてよい。たとえば、この方法は、図21Eの方法におけるいくつかの動作に従ってデータを評価し、誘導された電流パルスのすべてまたは一部分の重み付けされていない面積を表すデータおよび誘導された電流パルスのすべてまたは一部分の重み付けされた面積を表すデータを使用することができる 。
【０１１３】
ブロック2014、2016、および2018のうち少なくとも1つを実行した後、この方法はブロック2020に移行する。ブロック2020では、この方法は駆動応答特性を決定する。駆動応答特性は、ブロック2014、2016、および2018のうち少なくとも1つの間に評価される1つまたは複数の特性に少なくとも部分的に基づいて決定されうる。
【０１１４】
図21Aから図21Fは、ランプ電圧の印加中に検出される電流パルスを分析してディスプレイ素子の作動および解放のための値を決定するさまざまな方法を示す。ランプ電圧入力の異なる部分における電流パルス位置は、VA50+、VR50+、VA50-、およびVR50-の値を識別するために使用可能である。これらの値は、たとえば上記で説明したようなディスプレイ配列の使用中に、上記で説明したように駆動方式電圧を較正するために使用可能である。
【０１１５】
ランプ電圧による試験されているラインに沿った干渉変調器の応答特性の分布を想定すると、変調器が状態を同時に切り換えないことがあると理解されうる。変調器が異なる電圧で状態を切り換えると、作動または解放が電流パルスを生成する。電流パルスは特定の幅を有し、総電流パルス内の複数の局所的ピークを含む構造を有することができる。アナログ-デジタル変換器によって記録されたデータを分析し、記録された電流パルスから変調器の作動または解放のために電圧値を駆動する、および/または駆動応答特性を決定するために、さまざまな方法が使用されうる。図21Aから図21Fは各々、誘導された電流をランプ電圧値の関数として表す波形を示す。
【０１１６】
図21Aから図21Fは、電圧ランプ中に検出された電流パルスを分析して、VA50+、VR50+、VA50-、およびVR50-の値を含む駆動応答特性を駆動するいくつかの異なる方法を示す。図21Aに示される第1の方法では、記録されるデジタルデータは、最も高い測定電流2140に対応する電圧2150を見つけるために分析される。この最も高い測定電流2140は、単一の電流パルスを表す波形2152の最大振幅として表される。最も高い測定電流に対応する電圧2150は、駆動応答特性、ここでは正または負の作動電圧または解放電圧V50としてみなされる。この方法は、図21Aに示されるように、電流パルスが局所的ピークすなわち相対的ピーク2130と全体的な最大電流ピーク2140の両方を有するとき、いくつかの欠点を有する。同じラインが複数回試験される場合、そのようなピークの相対的な高さが変化することがあり、したがって、試験実行中によって、構造内の最も高いピークが異なる。これは、得られるV50の変動を引き起こすことができる。変動により、結果の再現性が低下することがある。
【０１１７】
図21Bは、電流パルス全体のおおよその中央を見つけるデータ分析方法を示す。図21Bのデータ分析方法は、局所的な最大振幅の変動による影響が少ないことがある。図21Bの方法では、最大電流ピーク2140が最初に見つけられ、いくつかのデータポイントが最大電流ピーク2140の両側で選択される。これらのデータポイントは、たとえば、ピーク2140の各々の側でのランプ変化の約1〜3ボルトにわたることができる。この数字は、サンプリングレートおよびランプ出力の傾きに応じて変化してよい。いくつかの実装形態では、曲線を平滑化するために、選択されたデータポイントの数を表すデータのセットに対して、移動平均が実行されうる。次いで、ベースライン電流値2154は、データセットの最初のポイントまたは最初のいくつかのポイントの平均または移動値として選択されうる。最大電流振幅2152とベースライン電流値2154との間のしきい値に対応する電流値2156が選択される。図21Bの実装形態では、電流値2156は、最大電流振幅2152とベースライン電流値2154の平均にベースライン電流値2154を足したものである。他の実装形態では、しきい値電流値2156は別の方法によって選択され、平均よりも低くてもよいし高くてもよい。次いで、2つの電圧2160、2162が見つけられる。電流が上昇して電流ピーク2140に到達するので、第1の電圧2160は、電流パルスが電流値2156に到達するときに生成されるランプ出力に対応する。例示的な実装形態では、第1の電圧2160は、測定値がベースライン電流値2154と最大電流振幅2152との間の途中である最大電流ピーク2140の左側にある電圧である。電流は電流ピーク2140の後で減少するので、第2の電圧2162は、電流パルスが電流値2156に到達するときに生成されるランプ出力に対応する。例示的な実装形態では、第2の電圧2162は、測定値がベースライン電流値2154と最大電流振幅2152との間の途中である最大電流ピーク2140の右側にある電圧である。第1の電圧2160および第2の電圧2162は電流パルスの幅を表す。次いで、第1のしきい値電圧2160と第2のしきい値電圧2162の平均(mean or average)は、評価される波形によって表される電流パルスのための作動電圧または解放電圧V50 2150として使用されうる。
【０１１８】
上記で説明した図21Bのこの方法では、幅を表すデータを使用して、単に振幅値だけではなく、駆動応答特性、たとえば作動電圧または解放電圧V50 2150を定義する。他の実装形態では、この方法は、2つの電圧間の平均よりも何らかの量高いまたは低い値をV50として選択することによって、修正可能である。たとえば、上記で説明した中間点の代わりに、V50は、第1の電圧プラス第1のしきい値電圧と第2の電圧との間の電圧差の60%、たとえば第1の電圧から第2の電圧への行程(way)の60%であるように選択可能である。
【０１１９】
図21Cは、面積を表すデータを使用して、駆動応答特性、たとえば作動電圧または解放電圧V50 2150を定義するデータ分析方法を示す。図21Cの方法では、最大電流ピーク2140が見つけられ得、いくつかのデータポイントが最大電流ピーク2140の両側で選択されうる。この数は、サンプリングレートおよびランプ出力の傾きに応じて変化してよい。いくつかの実装形態では、曲線を平滑化するために、選択されたデータポイントの数を表すデータのセットに対して、移動平均が実行されうる。次いで、ベースライン電流値2154が選択されうる。曲線下面積または平滑化曲線下面積を表すデータが、選択されたデータポイントの数を表すデータのセットにわたって生成されうる。例示的な実装形態では、セット内の各データポイントに対して、電流からベースライン電流値2154を差し引いた値が見つけられる。これらの値の合計は、この領域内の波形下面積を表す。
【０１２０】
この合計は、2つのセクション2170、2172に分割されうる。1つのセクションは曲線下面積の第1のセクション2170を表し、別のセクションは曲線下面積の第2のセクション2172を表す。いくつかの実装形態では、次いで、作動電圧または解放電圧V50 2150は、曲線下面積の50%がV50 2150の左方にあり、面積の50%がV50 2150の右方にある電圧と定義されうる。電圧値2150は、合計が上記で見つかった総計の50%に等しいまたはこれを超えるまで、第1の最も低いランプ電圧データポイントから始まり、ランプ電圧データポイント内で上方に移動して、1項ずつ上記の合計を実行することによって見つけられうる。これが発生するランプ電圧データポイントは電圧値2150である。この実装形態では、セクション2170によって表される面積は、セクション2172によって表される面積にほぼ等しい。
【０１２１】
この方法は、面積を表すデータを使用して、単に振幅値だけではなく、V50 2150を定義する。他の実装形態では、この方法は、2つの曲線下面積の間の中間点よりも何らかの量高いまたは低い値をV50 2150として選択することによって、修正可能である。たとえば、上記で説明した中間点の代わりに、V50 2150は、曲線下面積の60%がV50 2150の左方にあり、面積の40%が右方にある電圧であるように選択可能である。
【０１２２】
図21Dは、図21Cの面積比較方法を修正するデータ分析方法を示す。図21Cの方法と同様に、最大電流ピーク2140が見つけられ得、いくつかのデータポイントが最大電流ピーク2140の両側で選択されうる。この数は、サンプリングレートおよびランプ出力の傾きに応じて変化してよい。いくつかの実装形態では、曲線を平滑化するために、選択されたデータポイントの数を表すデータのセットに対して、移動平均が実行されうる。図21Dの方法では、次いで、ベースライン電流値2154が選択されうる点において、ベースライン電流値2154が、最大電流振幅2152とベースライン電流値2154との間の点に対応するしきい値電流値2156を決定するために使用されうる。図21Dの実装形態では、電流値2156は、ベースライン電流値2154に最大電流振幅2152とベースライン電流値2154との間の差の約30%を足したものに等しい値である。他の実装形態では、電流値1256は別の方法によって選択され、この30%値よりも低くてもよいし高くてもよい。2つの電圧値が決定されうる。第1の電圧値2160は、最大電流ピーク2140に到達する前に電流が増加している間の電流が電流値2156にほぼ等しかったときのランプ出力電圧の値に対応する。第2の電圧値2162は、最大電流ピーク2140に到達した後で電流が減少している間の電流が電流値2156にほぼ等しかったときのランプ出力電圧の値に対応する。
【０１２３】
図21Cの方法と同様に、曲線下面積または平滑化曲線下面積を表すデータが見つけられうる。しかしながら、図21Dの方法では、曲線下面積は、第1の電圧値2160と第2の電圧値2162との間のランプ電圧値に対応する、電流パルスの中心領域内の選択されたデータポイントのみに対して見つけられうる。図21Cに関して上記で説明した同じ合計が実行されうるが、第1の電圧値2160と第2の電圧値2162との間のデータポイントに限定されうる。
【０１２４】
この合計は、2つのセクション2174および2176に分割されうる。1つのセクションはこの領域の面積の第1のセクション2174を表し、別のセクションはこの領域の面積の第2のセクション2176を表す。いくつかの実装形態では、次いで、作動電圧または解放電圧V50 2150は、曲線下面積の50%がV50 2150の左方にあり、面積の50%がV50 2150の右方にある電圧と定義されうる。この実装形態では、セクション2174によって表される面積は、セクション2176によって表される面積にほぼ等しい。
【０１２５】
この方法は、面積を表すデータを使用して、単に振幅値だけでなく、V50 2150を定義する。他の実装形態では、この方法は、2つの曲線下面積の間の中間点よりも何らかの量高いまたは低い値をV50 2150として選択することによって、修正可能である。たとえば、上記で説明した中間点の代わりに、V50 2150は、曲線下面積の60%がV50 2150の左方にあり、面積の40%が右方にある電圧であるように選択可能である。図21Dの方法では、応答振幅が最大の30%などの最大電流ピーク2140の選択されたパーセンテージまたは小部分(fraction)よりも大きい面積のみが考慮される。限られた範囲のこの考慮事項は、電流パルスの外側境界線の近くで出現しうるノイズの寄与を減少させることができる。
【０１２６】
図21Eは、図21Dの面積比較方法を修正するデータ分析方法を示す。図21Eの方法は、図21Dの面積を表す合計の各項がランプ出力電圧によって重み付けされることを除いて、図21Dの方法に実質的に類似している。次いで、この合計は、図21Dの方法の重み付けされていない合計計算によって除算される。図21Dの方法の点において、第1の電圧値2160と第2の電圧値2162との間の電圧値に対応する選択されたデータポイントが見つかった後で、選択されたデータポイントに対応するランプ出力電圧の値によって重み付けされた、電流の値からベースライン電流値2154を差し引いたものがセット内の各データポイントにわたって合計される。
【０１２７】
次いで、重み付けされた面積計算値を、図21Dの方法で説明した面積計算値で除算することによって、作動電圧および解放電圧V50 2150が計算されうる。したがって、V50 2150が電流パルスの重心電圧に対応することがある。この計算は、以下の式によって表されうる。
【０１２８】
【数１】
2015526748.tif 000003
【０１２９】
図21Fは、傾きが最大であるパルスの点を見つけるデータ分析方法を示す。いくつかの実装形態では、最大の正の傾きにおける電圧が見つけられ、最大の負の傾きにおける電圧も見つけられる。V50は、これらの2つの電圧の平均として導出されうる。
【０１３０】
図21Fの方法では、いくつかのデータポイントが最大電流ピーク2140の両側で選択される。この数は、サンプリングレートおよびランプ出力の傾きに応じて変化してよい。積分が、1つまたは複数の電流パルスまたは電流パルスの何らかの部分を表す曲線または波形に対して実行されうる。この積分は、選択された数のデータポイントを表すデータセットの範囲にわたって実行されうる。積分された曲線2190は、電流波形の積分を表す。次いで、曲線2190を平滑化するために、この曲線に対して移動平均が実行されうる。移動平均を得た後で、平滑化曲線から1次導関数を得ることができる。1次導関数曲線2192は、積分および平滑化された電流波形の1次導関数を表す。次いで、2次導関数を得ることができ、したがって、検知された電流を表す元の波形は、積分、移動平均、および2回の微分を受ける。2次導関数曲線2194は、積分および平滑化された電流波形の2次導関数を表す。
【０１３１】
次いで、2次導関数曲線2194が評価される。いくつかの実装形態では、最大の正の傾きにおける電圧が見つけられ、最大の負の傾きにおける電圧も見つけられる。たとえば、最大振幅点2198が見つけられ得、最小振幅点2196が見つけられうる。最大振幅点2198に対応する第1の電圧が決定されうる。最小振幅点2196に対応する第2の電圧が決定されうる。次いで、計算を実行して、作動電圧または解放電圧V50を決定することができる。たとえば、V50 2150は、第1の電圧と第2の電圧の平均に対応する電圧値を得ることによって決定されうる。
【０１３２】
図21Bから図21Fの方法は、図21Aの方法を含めて、他の方法よりも再現性が高いことがある。次の表は、例示的な試験変調器配列に対するさまざまな方法の再現性を比較したものである。
【０１３３】
【表１】
2015526748.tif 000004
【０１３４】
この表は、各図21Aから図21Fに関して説明した方法に対応する行を含む。方法ごとに、作動電圧VA50および解放電圧VR50の再現性に対応するデータを計算した。再現性データは、99.5%変位値に対する、3つの試験実行にわたる変動を表す。再現性の列では、より小さい数字は、試験変調器配列からのデータを使用して導出されるV50のより小さな変動に対応する。一般に、幅または重み付けされたもしくは重み付けされていない面積を表すデータを使用する方法は、単一のピーク場所測定よりも、同じ条件下での試験に対する再現性のより高い結果をもたらす。
【０１３５】
図22Aおよび図22Bは、複数のIMODディスプレイ素子を含むディスプレイデバイス40を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス40は、たとえば、スマートフォン、セルラー式電話機または携帯電話機とすることができる。しかし、ディスプレイデバイス40の同じ構成要素またはそのわずかな変形形態も、テレビ、コンピュータ、タブレット、電子書籍リーダー、ハンドヘルドデバイスおよび携帯型メディアデバイスなどの種々のタイプのディスプレイデバイスを例示するものである。
【０１３６】
ディスプレイデバイス40は、筐体41と、ディスプレイ30と、アンテナ43と、スピーカ45と、入力デバイス48と、マイクロホン46とを含む。筐体41は、射出成形および真空成形を含むさまざまな製造プロセスのいずれかから形成されうる。さらに、筐体41は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはこれらの組合せを含むがこれらに限定されないさまざまな材料のいずれかから作製されうる。筐体41は、異なる色をしたまたは異なるロゴ、画像、もしくは記号を含む他の着脱可能な一部分と交換されうる着脱可能な部分(図示せず)を含むことができる。
【０１３７】
ディスプレイ30は、本明細書において説明する、双安定ディスプレイまたはアナログディスプレイを含む、さまざまなディスプレイのいずれかであってよい。ディスプレイ30はまた、プラズマ、EL、OLED、STN LCD、もしくはTFT LCDなどのフラットパネルディスプレイ、またはCRTもしくは他の管デバイスなどの非フラットパネルディスプレイを含むように構成されうる。さらに、ディスプレイ30は、本明細書において説明するように、IMODベースのディスプレイを含むことができる。
【０１３８】
ディスプレイデバイス40の構成要素は、図22Bに概略的に示されている。ディスプレイデバイス40は、筐体41を含み、その中に少なくとも部分的に納められた追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス40は、トランシーバ47に結合されうるアンテナ43を含むネットワークインタフェース27を含む。ネットワークインタフェース27は、ディスプレイデバイス40上で表示可能な画像データの供給源であってよい。したがって、ネットワークインタフェース27は画像ソースモジュールの一例であるが、プロセッサ21および入力デバイス48も画像ソースモジュールとして機能することができる。トランシーバ47はプロセッサ21に接続され、プロセッサ21は調整用ハードウェア52に接続される。調整用ハードウェア52は、信号を調整する(フィルタまたは他の方法で信号を操作するなど)ように構成されうる。調整用ハードウェア52は、スピーカ45およびマイクロホン46に接続可能である。プロセッサ21は、入力デバイス48およびドライバコントローラ29にも接続可能である。ドライバコントローラ29は、フレームバッファ28および配列ドライバ22に結合可能であり、配列ドライバ22はディスプレイ配列30に結合可能である。図22Bに具体的に示されていない要素を含む、ディスプレイデバイス40内の1つまたは複数の要素は、メモリデバイスとして機能するように構成され、また、プロセッサ21と通信するように構成されることが可能である。いくつかの実装形態では、電源50は、特定のディスプレイデバイス40の設計において必要とされる実質的にすべての構成要素に電力を供給することができる。
【０１３９】
ネットワークインタフェース27は、アンテナ43とトランシーバ47とを含み、その結果、ディスプレイデバイス40は、ネットワークを介して1つまたは複数のデバイスと通信することができる。ネットワークインタフェース27は、たとえばプロセッサ21のデータ処理要件を軽減するためにいくつかの処理能力も有することができる。アンテナ43は、信号を送信および受信することができる。いくつかの実装形態では、アンテナ43は、IEEE 16.11(a)、(b)、もしくは(g)を含むIEEE 16.11規格またはIEEE 802.11a、b、g、nおよびそのさらなる実装形態を含むIEEE 802.11規格に従ってRF信号を送信および受信する。いくつかの他の実装形態では、アンテナ43は、Bluetooth(登録商標)規格に従ってRF信号を送信および受信する。セルラー式電話の場合、アンテナ43は、符号分割多元接続(CDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、時分割多元接続(TDMA)、Global System for Mobile communications(GSM（登録商標）)、GSM（登録商標）/General Packet Radio Service(GPRS)、Enhanced Data GSM（登録商標） Environment(EDGE)、Terrestrial Trunked Radio(TETRA)、広帯域CDMA(W-CDMA)、Evolution Data Optimized(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev B、High Speed Packet Access(HSPA)、High Speed Downlink Packet Access(HSDPA)、High Speed Uplink Packet Access(HSUPA)、Evolved High Speed Packet Access(HSPA+)、Long Term Evolution(LTE)、AMPS、または3G技術、4G技術、もしくは5G技術を利用するシステムなどのワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される他の知られている信号を受信するように設計されうる。トランシーバ47は、アンテナ43から受信された信号を、これらがプロセッサ21によって受信され、さらに操作可能であるように前処理することができる。トランシーバ47はまた、プロセッサ21から受信された信号を、これらがアンテナ43を介してディスプレイデバイス40から送信可能であるように処理することができる。
【０１４０】
いくつかの実装形態では、トランシーバ47は、受信機と交換されうる。さらに、いくつかの実装形態では、ネットワークインタフェース27は、プロセッサ21に送られるべき画像データを保存または生成できる画像ソースと交換されうる。プロセッサ21は、ディスプレイデバイス40の全体的な動作を制御することができる。プロセッサ21は、ネットワークインタフェース27または画像ソースから圧縮画像データなどのデータを受信し、そのデータを処理して未加工の画像データを、または未加工の画像データに容易に処理されうるフォーマットを生成する。プロセッサ21は、この処理されたデータをドライバコントローラ29に、または保存するためにフレームバッファ28に送ることができる。未加工のデータとは、典型的には、画像内の各場所における画像特性を識別する情報を指す。たとえば、このような画像特性は、色、彩度、およびグレースケールレベルを含むことができる。
【０１４１】
プロセッサ21は、ディスプレイデバイス40の動作を制御するためにマイクロコントローラ、CPU、または論理演算装置を含むことができる。調整用ハードウェア52は、信号をスピーカ45に送信するための、および信号をマイクロホン46から受信するための、増幅器とフィルタとを含んでもよい。調整用ハードウェア52は、ディスプレイデバイス40内の個別構成要素品であっても、あるいはプロセッサ21または他の構成要素内に組み込まれてもよい。
【０１４２】
ドライバコントローラ29は、プロセッサ21によって生成された未加工の画像データを、プロセッサ21から直接またはフレームバッファ28から取得でき、配列ドライバ22への高速送信のために未加工の画像データを適切に再フォーマットすることができる。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ29は、ディスプレイ配列30全体にわたって走査に適した時間順序を有するように、未加工の画像データをラスターのようなフォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができる。次に、ドライバコントローラ29は、フォーマットした情報を配列ドライバ22に送る。LCDコントローラなどのドライバコントローラ29は、独立した集積回路(IC)としてシステムプロセッサ21を関連付けられることが多いが、このようなコントローラは多数の方法で実施されうる。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ21に埋め込まれても、ソフトウェアとしてプロセッサ21に埋め込まれても、またはハードウェア内で配列ドライバ22と完全に一体化されてもよい。
【０１４３】
配列ドライバ22は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ29から受信でき、ディスプレイのディスプレイ素子のxy行列から来る、数百、場合によっては数千(またはそれ以上)のリード線に毎秒多数回印加される並列な1組の波形にビデオデータを再フォーマットすることができる。
【０１４４】
いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ29、配列ドライバ22、およびディスプレイ配列30は、本明細書において説明するディスプレイのタイプのいずれかに適している。たとえば、ドライバコントローラ29は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ(IMODディスプレイ素子コントローラなど)とすることができる。さらに、配列ドライバ22は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ(IMODディスプレイ素子ドライバなど)とすることができる。さらに、ディスプレイ配列30は、従来のディスプレイ配列または双安定ディスプレイ配列(IMODディスプレイ素子の配列を含むディスプレイなど)とすることができる。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ29は、配列ドライバ22と一体化されうる。このような実装形態は、高集積システム、たとえば、携帯電話、携帯型電子デバイス、腕時計、または小面積ディスプレイで有用でありうる。
【０１４５】
いくつかの実装形態では、入力デバイス48は、たとえばユーザがディスプレイデバイス40の動作を制御できるように構成されうる。入力デバイス48は、QWERTYキーボードまたは電話機のキーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー(rocker)、タッチセンシティブスクリーン、ディスプレイ配列30と一体化されたタッチセンシティブスクリーン、または感圧膜もしくは感熱膜を含むことができる。マイクロホン46は、ディスプレイデバイス40のための入力デバイスとして構成されうる。いくつかの実装形態では、マイクロホン46を介した音声コマンドは、ディスプレイデバイス40の動作を制御するために使用されうる。
【０１４６】
電源50は、さまざまなエネルギー貯蔵デバイスを含むことができる。たとえば、電源50は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池などの充電式電池とすることができる。充電式電池を使用する実装形態では、充電式電池は、たとえばコンセントまたは光電式デバイスもしくは配列によってもたらされる電力を使用して充電可能であってよい。あるいは、充電式電池は、ワイヤレス充電可能である。電源50はまた、再生可能なエネルギー源、コンデンサ、またはプラスチック太陽電池もしくは太陽電池塗料を含む太陽電池を含むことができる。電源50はまた、壁コンセント電力を受信するように構成されうる。
【０１４７】
いくつかの実装形態では、制御プログラマビリティ(control programmability)は、電子ディスプレイシステム内のいくつかの場所に設置可能なドライバコントローラ29内に備わっている。いくつかの他の実装形態では、制御プログラマビリティは配列ドライバ22内に備わっている。上述した最適化は、任意の数のハードウェア構成要素および/またはソフトウェア構成要素において、ならびに種々の構成で実施されうる。
【０１４８】
本明細書で使用される場合、項目のリスト「のうち少なくとも1つ」を参照する句は、単一のメンバを含むこれらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcのうち少なくとも1つ」は、a、b、c、a-b、a-c、b-c、およびa-b-cを包含することを意図するものである。
【０１４９】
本明細書で開示される実装形態に関連して説明した種々の例示的なロジック、論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムのステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはこの両者の組合せとして実施可能である。ハードウェアおよびソフトウェアの互換性について、機能に関して概略的に説明し、上述の種々の例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップとして示してきた。このような機能がハードウェアで実施されるかソフトウェアで実施されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課せられた設計の制約によって決まる。
【０１５０】
本明細書で開示される態様に関連して説明した種々の例示的なロジック、論理ブロック、モジュール、および回路を実施するために使用されるハードウェアおよびデータ処理装置は、本明細書において説明する機能を実行するように設計された、シングルチップまたはマルチチップの汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラム可能な論理デバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタロジック、個別のハードウェア構成要素、またはこれらの任意の組合せによって実施または実行されうる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいし、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってもよい。プロセッサは、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサの組合せ、DSPコアと連動する1つまたは複数のマイクロプロセッサの組合せなどのコンピューティングデバイスの組合せ、または他の任意のこのような構成としても実施されうる。いくつかの実装形態では、特定のステップおよび方法は、所与の機能に固有の回路によって実行されうる。
【０１５１】
1つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書に開示されている構造およびそれらの構造的な等価物を含む、ハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実施されうる。本明細書において説明する主題の実装形態はまた、データ処理装置によって処理されるための、またはデータ処理装置の動作を制御するために、コンピュータ記憶媒体上で符号化された1つまたは複数のコンピュータプログラムすなわちコンピュータプログラム命令の1つまたは複数のモジュールとして実施されうる。
【０１５２】
本開示において説明する実装形態の種々の変更は、当業者には容易に明らかになり得、本明細書において定義される一般的原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実装形態に適用されうる。したがって、特許請求の範囲は、本明細書において示される実装形態に限定されることを意図したものではなく、特許請求の範囲には、本明細書で開示される本開示、原理、および新規な特徴と一致する最も広い範囲が認められるべきである。さらに、「上の(upper)」および「下の(lower)」という用語が、図を説明しやすくするために使用されることがあり、適切に配向されたページ上の図の向きに対応する相対的位置を示し、たとえば、実施されるIMODディスプレイ素子の適切な向きを反映しなくてもよいことは、当業者には容易に理解されるであろう。
【０１５３】
別個の実装形態に関して本明細書において説明する特定の特徴はまた、単一の実装形態で組み合わせて実施されうる。逆に、単一の実装形態に関して説明する種々の特徴はまた、複数の実装形態でまたは任意の適切な副組合せ(subcombination)で別々に実施されうる。さらに、特徴が特定の組合せで作用すると上述され、さらに当初はそのようなものとして請求されうるが、請求した組合せからの1つまたは複数の特徴は場合によってはその組合せから除きうること、請求した組合せは副組合せまたは副組合せの変形を対象としうる。
【０１５４】
同様に、動作が図面では特定の順序で示されているが、望ましい結果を達成するために、このような動作が、示された特定の順序でもしくは順次に実行されること、または示された動作のすべてが実行されることを必要としないことが当業者には容易に理解されよう。さらに、図面は、さらに1つの例示的なプロセスを流れ図の形で概略的に示すことができる。しかし、示されない他の動作が、概略的に示される例示的なプロセスに組み込まれてもよい。たとえば、示された動作のいずれかの前、その後、またはその間に、1つまたは複数の追加の動作が実行可能である。特定の状況では、マルチタスク方式および並列処理が有利な場合がある。さらに、上述の実装形態における種々のシステム構成要素の分離は、すべての実装形態でこのような分離を必要とすると理解されるべきではなく、説明したプログラム構成要素およびシステムは一般に単一のソフトウェア製品に合わせて統合されるかまたは複数のソフトウェア製品にパッケージ化されることが可能なことを理解されたい。さらに、他の実装形態は、以下の特許請求の範囲に含まれる。場合によっては、特許請求の範囲に記載された作用は、異なる順序で実行でき、依然として所望の結果を達成することが可能である。
【符号の説明】
【０１５５】
91  EMSパッケージ
92  背板
93  凹部
94a  背板構成要素
94b  背板構成要素
96  導電性バイア
97  機械的隔離絶縁器
98  電気接点
【図１】
2015526748.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年3月27日(2014.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械素子の配列を較正する方法であって、
駆動方式電圧の初期セットを使用して電気機械的要素の前記配列を駆動するステップであって、前記配列が電極の1つまたは複数の列および行を含み、前記電気機械的要素が、電極の前記1つまたは複数の列および行の交点にあり、前記電気機械的要素の各々が、各交点に対応する容量をもたらす、駆動するステップと、
デジタル制御された電流でコンデンサを満たすことによって、傾斜電圧を生成するステップと、
前記傾斜電圧を前記配列のサブセットに印加するステップと、
前記傾斜電圧を前記配列の前記サブセットに印加することによってもたらされる前記配列の前記サブセットの容量変化によって生成される電流パルス位置を識別することによって、駆動応答特性を決定するステップであって、前記駆動応答特性が、前記配列の前記サブセットの1つまたは複数の状態に対応する電圧を含む、決定するステップと、
前記駆動応答特性を所定の駆動応答特性と比較することによって、前記配列に対する第1の更新された駆動方式電圧を決定するステップと、
駆動方式電圧の更新されたセットを使用して前記配列を駆動するステップであって、前記駆動方式電圧の更新されたセットが前記第1の更新された駆動方式電圧を含む、駆動するステップと
を含む方法。
【請求項２】
第2のデジタル制御された電流で前記コンデンサを満たすことによって、第2の傾斜電圧を生成するステップと、
前記第2の傾斜電圧を前記配列の第2のサブセットに印加するステップと、
前記第2の傾斜電圧を前記配列の前記第2のサブセットに印加することによってもたらされる第2の容量変化に少なくとも部分的に基づいて、第2の駆動応答特性を決定するステップと、
決定された前記第2の駆動応答特性に少なくとも部分的に基づいて、前記配列に対する第2の更新された駆動方式電圧を決定するステップと
をさらに含み、
前記駆動方式電圧の更新されたセットが、前記第2の更新された駆動方式電圧をさらに含む、
請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記傾斜電圧を前記配列のサブセットに印加する前記ステップが、
第1の傾斜電圧を開始するステップと、
前記第1の傾斜電圧から異極性の第2の傾斜電圧に切り換えるステップと、
前記第2の傾斜電圧を終了するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記第1の傾斜電圧が、ゼロよりも大きい絶対値で開始される、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記第2の傾斜電圧が、ゼロよりも大きい絶対値で終了される、請求項3に記載の方法。
【請求項６】
傾斜電圧を前記配列のサブセットに印加する前記ステップが、
第1の傾斜電圧を開始するステップと、
前記第1の傾斜電圧から異極性の第2の傾斜電圧に切り換えるステップと、
前記第2の傾斜電圧から、前記第1の傾斜電圧と同じ極性の第3の傾斜電圧に切り換えるステップと、
前記第3の傾斜電圧を終了するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記第1の傾斜電圧が、ゼロよりも大きい絶対値で開始される、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記第3の傾斜電圧が、ゼロよりも大きい絶対値で終了される、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記容量変化が1つまたは複数の電流パルスを生成し、前記第1の更新された駆動方式電圧を決定するステップが、前記1つまたは複数の電流パルスの少なくとも1つの特性に少なくとも部分的に基づいて電圧を表す値を計算するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
前記第1の更新された駆動方式電圧を決定する前記ステップが、前記容量変化を少なくとも部分的に表す第1のデータセットを、前記傾斜電圧を少なくとも部分的に表す第2のデータセットと比較するステップをさらに含み、前記第1のデータセットと前記第2のデータセットの前記比較が、前記傾斜電圧を時間に従って前記容量変化と突き合わせるステップに少なくとも部分的に基づく、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記傾斜電圧を少なくとも部分的に表す前記データセットがカウンタ回路によって生成される、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
駆動方式電圧を較正するための装置であって、
ディスプレイ素子の配列であって、電極の1つまたは複数の列および行を含み、電気機械的要素が前記電極の1つまたは複数の列および行の交点にあり、前記電気機械的要素の各々が、各交点に対応する容量をもたらす、配列と、
少なくともコンデンサとデジタル制御された電流源とを含む傾斜電圧発生器であって、前記コンデンサの第1のノードが前記デジタル制御された電流源に接続され、前記コンデンサの第2のノードが接地に接続される、傾斜電圧発生器と、
前記配列のサブセットに接続された電流センサと
を備える装置。
【請求項１３】
電流源に接続されたデジタル制御されたアナログ電圧源をさらに備える、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
増幅器回路をさらに備え、前記増幅器回路の入力が前記コンデンサの前記第1のノードに接続される、請求項12に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置が開始点生成器回路をさらに備え、前記開始点生成器回路が、スイッチの第1のノードに接続された増幅器を含み、前記スイッチの第2のノードが前記コンデンサの前記第1のノードに接続される、請求項12に記載の装置。
【請求項１６】
前記開始点生成器回路が、デジタル制御された電圧源をさらに含み、第1の入力スイッチの第1のノードおよび第2の入力スイッチの第1のノードが前記デジタル制御された電圧源に接続され、前記第1の入力スイッチの第2のノードが前記増幅器の第1の入力に接続され、前記第2の入力スイッチの第2のノードが前記増幅器の第2の入力に接続される、請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
前記増幅器の前記第2の入力が接地開閉器の第1のノードに接続され、前記接地開閉器の第2のノードが接地に接続される、請求項16に記載の装置。
【請求項１８】
前記電流センサが、増幅器と、トランジスタと、少なくとも1つの抵抗とを含み、前記トランジスタのベースノードが前記増幅器の出力に接続され、前記トランジスタのコレクタノードが前記少なくとも1つの抵抗に接続される、請求項12に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも1つの抵抗が複数の可変ゲイン抵抗を含む、請求項12に記載の装置。
【請求項２０】
カウンタをさらに備え、前記カウンタがカウンタスイッチおよびカウンタ増幅器に少なくとも部分的に基づいて係数を開始するように構成され、前記カウンタ増幅器の第1の入力が前記コンデンサの第1のアノードに接続され、前記カウンタ増幅器の第2の入力が前記カウンタスイッチのノードに接続される、請求項12に記載の装置。
【請求項２１】
電気機械的要素の前記配列を含むディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスと
をさらに備える、請求項12に記載の装置。
【請求項２２】
前記ディスプレイに少なくとも1つの信号を送信するように構成されたドライバ回路と、
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送信するように構成されたコントローラと
をさらに備える、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
前記画像データを前記プロセッサに送信するように構成された画像ソースモジュールであって、受信機、トランシーバ、および送信機のうち少なくとも1つを備える画像ソースモジュール
をさらに備える、請求項21に記載の装置。
【請求項２４】
入力データを受信し、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイス
をさらに備える、請求項21に記載の装置。
【請求項２５】
駆動方式電圧を較正するための装置であって、
画像データを表示するための手段と、
傾斜電圧をもたらすようにコンデンサ上の電荷をデジタル制御するための手段と、
画像データを表示するための前記手段の少なくとも一部分に前記傾斜電圧を印加するための手段と、
前記傾斜電圧によって誘導される電流パルスを検知するための手段と
を備える装置。
【請求項２６】
コンデンサ上の電荷をデジタル制御するための前記手段が、デジタル-アナログ変換器と、電圧-電流変換器とを含む、請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
前記傾斜電圧のための開始点をデジタル制御するための手段をさらに備える、請求項25に記載の装置。
【請求項２８】
前記傾斜電圧の開始点をデジタル制御するための前記手段が、デジタル-アナログ変換器と、増幅器とを含む、請求項27に記載の装置。
【国際調査報告】
2015526748.tif 000037
2015526748.tif 000038
2015526748.tif 000039
2015526748.tif 000040