(57)【要約】  本開示は、ディスプレイ装置の開口比を向上させるためのシステム、方法および装置を提供する。具体的には、ディスプレイ要素は、ある寸法において、他の寸法における長さよりも大きい長さを有するように構成される。この実装形態は、アクチュエータおよびアクチュエータ回路などの構成要素に関連するオーバーヘッドコストを低減し、開口比を向上させることができる。さらに、ディスプレイ装置内のディスプレイ要素は、千鳥状の形で配列され得る。千鳥状配列は、ディスプレイ装置の知覚されるディスプレイ要素の密度を向上させる。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素は、ディスプレイ装置の行に沿って千鳥状に配列されるが、いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ要素は、ディスプレイ装置の列に沿って千鳥状に配列される。いくつかの実装形態では、１つの寸法における複数の画像画素が、各ディスプレイ要素のための信号を生成するために利用される。
2016517024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の寸法に沿った画像フレームの第１の数の画素と、第２の寸法に沿った前記画像フレームの第２のより少数の画素とに対応する、光の出力を選択的に制御するように構成されたディスプレイ要素のアレイ
を含み、
隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域の位置が、前記第１の寸法においてオフセットされる、装置。
【請求項２】
前記装置が、
複数のスキャンライン相互接続
をさらに含み、
前記スキャンライン相互接続が、隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域間にルーティングされるように構成され、
前記ディスプレイ要素のアレイが、ディスプレイ要素の行および列を含み、前記行が、前記第１の寸法に沿って配列される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置が、
複数のデータライン相互接続
をさらに含み、
前記データライン相互接続が、隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域間にルーティングされるように構成され、
前記ディスプレイ要素のアレイが、ディスプレイ要素の行および列を含み、前記列が、前記第１の寸法に沿って配列される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ディスプレイ要素が、前記第１の寸法に沿った平均長さと、前記第２の寸法に沿った平均長さとを有し、前記第１の寸法に沿った前記平均長さが、前記第２の寸法に沿った前記平均長さよりも大きい、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
各ディスプレイ要素が、前記第１の寸法における長さを有する領域を割り振られ、前記位置が、前記長さに前記第１の数に対する前記第２の数の比を乗じたものだけオフセットされる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置が、データライン相互接続をさらに含み、各データライン相互接続が、ｎ行ごとのディスプレイ要素のみに結合し、ｎが、前記第２の数に対する前記第１の数の比に等しい、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置が、複数のスキャンライン相互接続をさらに含み、各スキャンライン相互接続が、前記装置の所与の行中のディスプレイ要素に結合し、２つの隣接する行に関連付けられた前記スキャンライン相互接続が、書込み許可信号を前記結合されたディスプレイ要素に並行して与えるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記装置が、複数のスキャンライン相互接続をさらに含み、各スキャンライン相互接続が、２つの隣接する行中のディスプレイ要素に結合する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の寸法に沿った、各ディスプレイ要素に割り振られた領域に関連付けられた第１の長さが、前記第２の寸法に沿った、各ディスプレイ要素に割り振られた前記領域に関連付けられた第２の長さの２倍である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
各ディスプレイ要素が、マイクロ電気機械（ＭＥＭＳ）シャッターを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ディスプレイ要素が、液晶光変調器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ディスプレイ要素のアレイ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
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送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るように構成されたコントローラと
をさらに含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置が、
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに含み、前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサに通信するように構成された入力デバイス
をさらに含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
各ディスプレイ要素のアスペクト比が、２：１、３：１および３：２のうちの少なくとも１つに等しい、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
第１の寸法における第１のディスプレイ要素密度と、第２の寸法における第２のディスプレイ要素密度とを、前記第２のディスプレイ要素密度が前記第１のディスプレイ要素密度とは異なるように有する、ディスプレイ要素のアレイ
を含み、
隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域が、前記第１の寸法においてオフセットされる、装置。
【請求項１８】
前記ディスプレイ要素のアレイが、ディスプレイ要素の行および列を含み、前記行または前記列が、前記第１の寸法に沿って配列される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記ディスプレイ要素が、前記第１の寸法に沿った平均長さと、前記第２の寸法に沿った平均長さとを有し、前記第１の寸法に沿った前記平均長さが、前記第２の寸法に沿った前記平均長さの２倍である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
隣接するディスプレイ要素に割り振られた前記領域が、前記第１の寸法において、前記第１の寸法に沿った前記ディスプレイ要素の平均長さの分数だけオフセットされる、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記ディスプレイ要素が、２：１、３：１および３：２のうちの少なくとも１つに実質的に等しいアスペクト比を有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記ディスプレイ要素が、液晶光変調器を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
隣接する光変調手段に割り振られた領域が第１の寸法においてオフセットされるように、第１の寸法と第２の寸法とを有するアレイ中に配列された、光を出力するための複数の光変調手段と、
第１の寸法に沿った画像フレームの第１の数の画素と、第２の寸法に沿った前記画像フレームの第２のより少数の画素とに基づいた、前記複数の光変調手段の各々からの光の出力を制御するための制御手段と
を含む装置。
【請求項２４】
前記複数の光変調手段の前記アレイが、光変調手段の行および列を含み、前記行が、前記第１の寸法に沿って配列される、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記複数の光変調手段が、画像フレームに関連付けられたデータ信号に応答することを可能にするための、複数の書込み許可手段であって、隣接する光変調手段に割り振られた領域間に配置される、書込み許可手段と、
前記制御手段から前記光変調手段へデータ信号を与えるための複数のデータ提供手段であって、隣接する光変調手段に割り振られた領域間に配置される、データ提供手段と
のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記複数の書込み許可手段の各々が、２行の光変調手段を同時に書込み許可するように構成される、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
隣接する光変調手段に割り振られた前記領域が、前記第１の寸法において、前記第１の寸法に沿った前記光変調手段の平均長さの分数だけオフセットされる、請求項２３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本特許出願は、２０１３年２月１２日に出願され、本出願の譲受人に譲渡され、参照により明白に本明細書に組み込まれる、「ＤＩＳＰＬＡＹ  ＨＡＶＩＮＧ  ＳＴＡＧＧＥＲＥＤ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＥＬＥＭＥＮＴ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１３／７６５，３９１号の優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、イメージングディスプレイの分野に関し、詳細には、ディスプレイ中のディスプレイ要素の配列に関する。
【背景技術】
【０００３】
ディスプレイデバイスは、画像フレームをレンダリングするためのディスプレイ要素のアレイを含み得る。各ディスプレイ要素は、画像フレームを形成するために、それぞれ、光を生成するため、または光を変調するための、１つもしくは複数の発光体、または１つもしくは複数の光変調器を含み得る。たとえば、電気機械システム（ＥＭＳ）光変調器を利用するディスプレイ要素は、その後ろに光源が配置される開口の上で移動して、開口を通して放出する光を通すか、遮断するか、または部分的に遮断する、シャッターを含み得る。
【０００４】
ディスプレイ要素はまた、シャッターを配置するためのアクチュエータ、アクチュエータを稼働するための電子的構成要素、その他など、追加の構造も含み得る。これらの追加の構成要素は、かなりの量の空間を取り得る。結果として、開口比、したがって、ディスプレイ全体の光スループットが低減される。これらの他の構成要素に割り振られる空間オーバーヘッドは、より多くのディスプレイ要素を同じ領域に適合させようと試みるより高解像度のディスプレイでは、特に負担になる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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発明的態様を有し、それらのうちの単一の態様だけが、本明細書で開示する望ましい属性に関与するとは限らない。
【０００６】
本開示で説明する主題の１つの発明的態様は、第１の寸法に沿った画像フレームの第１の数の画素と、第２の寸法に沿った画像フレームの第２のより少数の画素とに対応する、光の出力を選択的に制御するように構成されたディスプレイ要素のアレイを有し、隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域の位置が、第１の寸法においてオフセットされるようにする、装置において実施され得る。
【０００７】
いくつかの実装形態では、装置は、複数のスキャンライン相互接続を含み、スキャンライン相互接続が、隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域間にルーティングされるように構成されるようにする。ディスプレイ要素のアレイは、ディスプレイ要素の行および列を含んでよく、行は、第１の寸法に沿って配列され得る。
【０００８】
いくつかの他の実装形態では、装置は、複数のデータライン相互接続を含み、データライン相互接続が、隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域間にルーティングされるように構成されるようにする。ディスプレイ要素のアレイは、ディスプレイ要素の行および列を含んでよく、列は、第１の寸法に沿って配列され得る。
【０００９】
いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素は、第１の寸法に沿った平均長さと、第２の寸法に沿った平均長さとを有し、第１の寸法に沿った平均長さが、第２の寸法に沿った平均長さよりも大きいようにする。いくつかの他の実装形態では、各ディスプレイ要素は、第１の寸法における長さを有する領域を割り振られ、位置が、長さに第１の数に対する第２の数の比を乗じただけオフセットされるようにする。いくつかの実装形態では、装置はまた、データライン相互接続を含み、各データライン相互接続が、ｎ行ごとのディスプレイ要素のみに結合するようにし、ここで、ｎは、第２の数に対する第１の数の比に等しい。
【００１０】
いくつかの実装形態では、装置は、複数のスキャンライン相互接続をさらに含み、各スキャンライン相互接続が、装置の所与の行中のディスプレイ要素に結合するようにし、２つの隣接する行に関連付けられたスキャンライン相互接続が、書込み許可信号を結合されたディスプレイ要素に並行して与えるように構成されるようにする。いくつかの実装形態では、装置は、複数のスキャンライン相互接続をさらに含み、各スキャンライン相互接続が、２つの隣接する行中のすべてのディスプレイ要素に結合するようにする。
【００１１】
いくつかの実装形態では、第１の寸法に沿った、各ディスプレイ要素に割り振られた領域に関連付けられた第１の長さは、第２の寸法に沿った、各ディスプレイ要素に割り振られた領域に関連付けられた第２の長さの２倍である。いくつかの実装形態では、各ディスプレイ要素は、マイクロ電気機械（ＭＥＭＳ）シャッターを含む。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ要素は、液晶光変調器を含む。
【００１２】
いくつかの実装形態では、装置は、ディスプレイ要素のアレイを含むディスプレイと、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、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含む。いくつかの実装形態では、装置は、ディスプレイに少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路と、ドライバ回路に画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラとをさらに含む。いくつかの実装形態では、装置は、プロセッサに画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに含み、画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実装形態では、装置は、入力データを受信し、入力データをプロセッサに通信するように構成された入力デバイスをさらに含む。いくつかの実装形態では、各ディスプレイ要素のアスペクト比は、２：１、３：１および３：２のうちの少なくとも１つに等しい。
【００１３】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、第１の寸法における第１のディスプレイ要素密度と、第２の寸法における第２のディスプレイ要素密度とを、第２のディスプレイ要素密度が第１のディスプレイ要素密度とは異なるように有する、ディスプレイ要素のアレイを有し、隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域が第１の寸法においてオフセットされる、装置において実施され得る。
【００１４】
いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素のアレイは、ディスプレイ要素の行および列を含み、行または列は、第１の寸法に沿って配列される。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素は、第１の寸法に沿った平均長さと、第２の寸法に沿った平均長さとを有し、第１の寸法に沿った平均長さは、第２の寸法に沿った平均長さの２倍である。
【００１５】
いくつかの実装形態では、隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域は、第１の寸法において、第１の寸法に沿ったディスプレイ要素の平均長さの分数だけオフセットされる。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素は、２：１、３：１および３：２のうちの少なくとも１つに実質的に等しいアスペクト比を有する。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素は、液晶光変調器を含む。
【００１６】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、隣接する光変調手段に割り振られた領域が第１の寸法においてオフセットされるように、第１の寸法と第２の寸法とを有するアレイ中に配列された、光を出力するための複数の光変調手段と、第１の寸法に沿った画像フレームの第１の数の画素と第２の寸法に沿った画像フレームの第２のより少数の画素とに基づいた、複数の光変調手段の各々からの光の出力を制御するための制御手段とを有する、装置において実施され得る。
【００１７】
いくつかの実装形態では、複数の光変調手段のアレイは、光変調手段の行および列を含み、行は、第１の寸法に沿って配列される。いくつかの実装形態では、装置は、複数の光変調手段が、画像フレームに関連付けられたデータ信号に応答することを可能にするための、複数の書込み許可手段の少なくとも１つをさらに含む。いくつかの実装形態では、書込み許可手段は、隣接する光変調手段に割り振られた領域と、制御手段から光変調手段へデータ信号を提供するための複数のデータ提供手段との間に配置され得る。いくつかの実装形態では、データ提供手段は、隣接する光変調手段に割り振られた領域間に配置される。
【００１８】
いくつかの実装形態では、複数の書込み許可手段の各々は、２行の光変調手段を同時に書込み許可するために構成される。いくつかの他の実装形態では、隣接する光変調手段に割り振られた領域は、第１の寸法において、第１の寸法に沿った光変調手段の平均長さの分数だけオフセットされる。
【００１９】
本明細書で説明する主題の１つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明において示す。本概要で提供する例は、主にＭＥＭＳ方式ディスプレイに関して説明するが、本明細書で提供する概念は、他のタイプのディスプレイ、たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、および電界放出ディスプレイ、ならびに他の非ディスプレイＭＥＭＳデバイス、たとえば、ＭＥＭＳマイクロフォン、センサ、および光スイッチに適用することができる。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になろう。以下の図の相対寸法は、一定の縮尺で描かれては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】
【００２０】
【図１Ａ】直視型マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）方式ディスプレイ装置の例示的な概略図である。
【図１Ｂ】ホストデバイスの例示的なブロック図である。
【図２Ａ】例示的なシャッター式光変調器の例示的な透視図である。
【図２Ｂ】ローリングアクチュエータシャッター式光変調器の例示的な断面図である。
【図２Ｃ】例示的な非シャッター式ＭＥＭＳ光変調器の例示的な断面図である。
【図２Ｄ】エレクトロウェッティング式光変調アレイの例示的な断面図である。
【図３Ａ】制御マトリクスの例示的な概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａの制御マトリクスに接続されたシャッター式光変調器アレイの例示的な透視図である。
【図４Ａ】二重アクチュエータシャッターアセンブリの例示的な図である。
【図４Ｂ】二重アクチュエータシャッターアセンブリの例示的な図である。
【図５】シャッター式光変調器を組み込んだディスプレイ装置の例示的な断面図である。
【図６】ディスプレイのＭＥＭＳダウン構成において使用するための、例示的な光変調器基板および例示的な開口プレートの断面図である。
【図７】例示的なディスプレイ装置のディスプレイ要素の配列を示す図である。
【図８】ディスプレイ装置の２つの例示的な隣接するディスプレイ要素の上面図である。
【図９】別のディスプレイ装置の例示的なディスプレイ要素の配列を示す図である。
【図１０】ディスプレイ装置の別の例示的なディスプレイ要素の上面図である。
【図１１Ａ】例示的なディスプレイ装置の概略図である。
【図１１Ｂ】例示的なディスプレイ装置の概略図である。
【図１２】例示的なディスプレイ装置の概略図である。
【図１３】例示的なディスプレイ装置の概略図である。
【図１４Ａ】複数のディスプレイ要素を含む例示的な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１４Ｂ】複数のディスプレイ要素を含む例示的な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】
【００２１】
様々な図面における同じ参照符号および記号は、同じ要素を示している。
【００２２】
以下の説明は、本開示の発明的態様について説明する目的で、いくつかの実装形態を対象とする。ただし、本明細書の教示が多数の異なる方法で適用され得ることは、当業者には容易に認識されよう。説明する実装形態は、動いている（ビデオなど）か、動いていない（静止画像など）かにかかわらず、および、テキストであるか、グラフィックであるか、絵であるかにかかわらず、画像を表示するように構成され得る、任意のデバイス、装置、またはシステムにおいて実施され得る。より詳細には、説明する実装形態は、限定はしないが、携帯電話、マルチメディアインターネット対応セルラー電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、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、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子リーディングデバイス（たとえば、電子リーダー）、コンピュータモニタ、自動車用ディスプレイ（オドメーターディスプレイ、および速度計ディスプレイなどを含む）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（車両中のリアビューカメラのディスプレイなど）、電子写真、電子掲示板または標示、プロジェクタ、アーキテクチャ構造物、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、パーキングメーター、パッケージング（マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）用途を含む電気機械システム（ＥＭＳ）用途、ならびに、非ＭＥＭＳ用途におけるものなど）、審美構造物（１つの宝飾品または衣類上の画像のディスプレイなど）、ならびに様々なＥＭＳデバイスなど、様々な電子デバイス中に含まれるか、またはそれに関連付けられ得ることが企図される。本明細書の教示はまた、限定はしないが、電子スイッチングデバイス、無線周波フィルタ、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、動作感知デバイス、磁力計、家電製品のための慣性構成要素、家電製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動方式、製造プロセス、および電子試験機器など、非ディスプレイ適用例においても使用され得る。したがって、本教示は、単に図に示す実装形態に限定されることを意図しておらず、代わりに、当業者に容易に明らかになるであろう広い適用性を有する。
【００２３】
ディスプレイ装置内の個々のディスプレイ要素は、開口、シャッター、アクチュエータ、および作動回路などの構成要素を含む。アクチュエータおよび作動回路に割り振られる領域（「領域オーバーヘッド」とも呼ばれる）は、開口に割り振られ得る領域を制限する。
【００２４】
複数のディスプレイ要素が結合されて、単一のディスプレイ要素が形成される場合、領域オーバーヘッドを低減することができる。典型的なディスプレイ装置は、概して正方形のディスプレイ要素を含む。そのようなディスプレイ装置が、そのディスプレイ要素を、細長い（非正方形の）ディスプレイ要素で置き換え、その各々が概して正方形のディスプレイ要素の２つに置き換わる場合、ディスプレイ装置の領域オーバーヘッドは、半分に削減されるようになる。そうする際に、ディスプレイ装置は、光放出開口に割り振る空間を実質的に増し、その開口比、したがって、その光放出能力を増すことができる。
【００２５】
ディスプレイ装置のサイズを一定に保ち、複数のディスプレイ要素を単一のディスプレイ要素に結合することで、少なくとも１つの寸法においてディスプレイ装置のディスプレイ要素密度が技術的に低減され得る。ただし、その寸法におけるディスプレイデバイスの知覚されるディスプレイ要素の密度は、結合されたディスプレイ要素を千鳥状構成に配列することによって、回復され得る。たとえば、各行中のディスプレイ要素の境界は、隣接する行中のディスプレイ要素の境界に対してオフセットされ得るが、ある行中のディスプレイ要素の境界は、１つおきの行中のディスプレイ要素の境界と整列される。代替的に、各列中のディスプレイ要素の境界は、隣接する列中のディスプレイ要素の境界に対してオフセットされ得るが、ある列中のディスプレイ要素の境界は、１つおきの列中のディスプレイ要素の境界と整列される。このディスプレイ装置の行または列に沿ったディスプレイ要素の千鳥状配列は、ディスプレイ装置の知覚されるディスプレイ要素の密度を向上させ、複数のディスプレイ要素を単一のディスプレイ要素に結合することによって引き起こされる実際のディスプレイ要素密度の低下を相殺する。そのような千鳥状方式で配列されるとき、ディスプレイ要素の配列は、れんが壁に似ていることがあり、各れんがが１つの細長いディスプレイ要素に対応する。
【００２６】
本開示で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ように実装され得る。ディスプレイ要素のアレイから、単一のディスプレイ要素のみを使用して、画像フレームの複数の画像画素を表示することによって、アクチュエータおよびアクチュエータ回路などの構成要素に関連付けられた領域オーバーヘッドが低減され得る。領域オーバーヘッドの低減は、ディスプレイ要素に割り振られた総領域のより大きい割合が開口に割り振られることを可能にする。これによって、ディスプレイ要素の開口比および光出力が向上する。
【００２７】
加えて、ディスプレイ要素が千鳥状の形で配列され、ディスプレイ要素のアレイの２つの隣接する行または列中の２つの隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域の境界が、互いに対してオフセットされるようにするとき、行および列に沿った知覚されるディスプレイ要素の密度が向上し得る。この知覚されるディスプレイ要素の密度の向上は、複数の画像画素を表示するために単一のディスプレイ要素を使用するために起こり得る、ディスプレイ要素密度のいかなる低下も相殺する。
【００２８】
さらに、行に沿ったディスプレイ要素の千鳥状配列は、ディスプレイ装置が複数の行間でスキャンライン相互接続を共有することを可能にする。加えて、複数の行は、それらのそれぞれのディスプレイ要素がそれらのデータ信号を受信するために、（共有または別個のスキャンライン相互接続を使用して）同時に使用可能にされ得る。これによって、行のすべてのディスプレイ要素がそれらのデータ信号を受信するために必要とされる時間が短縮される。
【００２９】
図１Ａは、例示的な直視型ＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００の概略図を示している。ディスプレイ装置１００は、行および列に配列された複数の光変調器１０２ａ〜１０２ｄ（全体として「光変調器１０２」）を含む。ディスプレイ装置１００において、光変調器１０２ａおよび１０２ｄは開状態にあり、光を通させる。光変調器１０２ｂおよび１０２ｃは閉状態にあり、光の通過を妨げる。光変調器１０２ａ〜１０２ｄの状態を選択的にセットすることによって、ディスプレイ装置１００は、１つのランプまたは複数のランプ１０５で照射された場合、バックライト付きディスプレイ用の画像１０４を形成するのに利用することができる。別の実装形態では、装置１００は、装置の前面から発する周辺光の反射によって、画像を形成することができる。別の実装形態では、装置１００は、ディスプレイの前面に配置された１つのランプまたは複数のランプからの光の反射によって、すなわちフロントライトを使用して、画像を形成することができる。
【００３０】
いくつかの実装形態では、各光変調器１０２は、画像１０４中の画素１０６に対応する。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置１００は、複数の光変調器を利用して、画像１０４中の画素１０６を形成することができる。たとえば、ディスプレイ装置１００は、３つの色固有光変調器１０２を含み得る。特定の画素１０６に対応する色固有光変調器１０２のうちの１つまたは複数を選択的に開くことによって、ディスプレイ装置１００は、画像１０４中のカラー画素１０６を生成することができる。別の例では、ディスプレイ装置１００は、画像１０４中のルミナンスレベルを提供するために、画素１０６ごとに２つ以上の光変調器１０２を含む。画像に関して、「画素」は、画像の解像度によって定義される最も小さいピクチャ要素に対応する。ディスプレイ装置１００の構造構成要素に関して、「画素」という用語は、画像の単一画素を形成する光を変調するのに使用される、機械構成要素と電気構成要素との組合せを指す。
【００３１】
ディスプレイ装置１００は、投影型アプリケーションで通常見出される結像光学素子を含まなくてよいという点で、直視型ディスプレイである。投影型ディスプレイでは、ディスプレイ装置の表面に形成される画像は、スクリーンまたは壁に投影される。ディスプレイ装置は、投影画像よりもかなり小さい。直視型ディスプレイでは、ユーザは、光変調器を含み、場合によってはディスプレイ上で見られる輝度および／またはコントラストを強化するためのバックライトまたはフロントライトを含むディスプレイ装置を直接見ることによって、画像を見る。
【００３２】
直視型ディスプレイは、透過モードまたは反射モードのいずれかで動作し得る。透過型ディスプレイでは、光変調器は、ディスプレイの後ろに配置された１つのランプまたは複数のランプから発する光をフィルタリングし、または選択的に遮断する。場合によっては、各画素を均一に照明できるように、ランプからの光は、光ガイドまたは「バックライト」に注入される。透過直視型ディスプレイは、光変調器を含む一方の基板がバックライトのすぐ上に配置されるサンドイッチアセンブリ配列を円滑にするように、透明基板またはガラス基板の上に構築されることが多い。
【００３３】
各光変調器１０２は、シャッター１０８および開口１０９を含むことができる。画像１０４中の画素１０６を照明するために、シャッター１０８は、見ている人に向かって光が開口１０９を通るように配置される。画素１０６を未点灯のまま保つために、シャッター１０８は、光が開口１０９を通過するのを妨げるように配置される。開口１０９は、各光変調器１０２中の反射材料または光吸収材料を通じてパターニングされた開口部によって画定される。
【００３４】
ディスプレイ装置は、シャッターの移動を制御するための、基板と、光変調器とに接続された制御マトリクスも含む。制御マトリクスは、画素の行ごとに、少なくとも１つの書込み許可相互接続１１０（「スキャンライン相互接続」とも呼ばれる）と、各画素列に対する１つのデータ相互接続１１２と、すべての画素に、または少なくとも、ディスプレイ装置１００中の複数の列と複数の行の両方にある画素に共通電圧を与える１つの共通相互接続１１４とを含む、一連の電気相互接続（相互接続１１０、１１２および１１４など）を含む。適切な電圧（「書込み許可電圧、ＶＷＥ」）の印加に応じて、所与の画素行に対する書込み許可相互接続１１０は、行中の画素を、新規シャッター移動命令を受諾するように準備する。データ相互接続１１２は、新規移動命令を、データ電圧パルスの形で伝達する。データ相互接続１１２に印加されるデータ電圧パルスは、いくつかの実装形態において、シャッターの静電的な移動に直接寄与する。いくつかの他の実装形態では、データ電圧パルスは、トランジスタ、または、データ電圧よりも通常、規模が高い別個の作動電圧の、光変調器１０２への印加を制御する他の非線形回路要素などのスイッチを制御する。次いで、これらの作動電圧を印加した結果、シャッター１０８の静電駆動移動が生じる。
【００３５】
図１Ｂは、例示的なホストデバイス１２０（すなわち、セルフォン、スマートフォン、ＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤ、タブレット、電子リーダー、ネットブック、ノートブックなど）のブロック図を示している。ホストデバイス１２０は、ディスプレイ装置１２８、ホストプロセッサ１２２、環境センサ１２４、ユーザ入力モジュール１２６、および電源を含む。
【００３６】
ディスプレイ装置１２８は、複数のスキャンドライバ１３０（「書込み許可電圧源」とも呼ばれる）、複数のデータドライバ１３２（「データ電圧源」とも呼ばれる）、コントローラ１３４、共通ドライバ１３８、ランプ１４０〜１４６、ランプドライバ１４８、および、図１Ａに示す光変調器１０２などのディスプレイ要素のアレイ１５０を含む。スキャンドライバ１３０は、スキャンライン相互接続１１０に書込み許可電圧を印加する。データドライバ１３２は、データ相互接続１１２にデータ電圧を印加する。
【００３７】
ディスプレイ装置のいくつかの実装形態において、データドライバ１３２は、特に画像１０４のルミナンスレベルがアナログ方式で導出されるべきである場合、ディスプレイ要素のアレイ１５０にアナログデータ電圧を提供するように構成される。アナログ動作において、光変調器１０２は、ある範囲の中間電圧がデータ相互接続１１２を通して印加されると、シャッター１０８における、ある範囲の中間開状態が生じ、その結果、画像１０４におけるある範囲の中間照明状態すなわちルミナンスレベルが生じるように設計される。他の場合には、データドライバ１３２は、２つ、３つまたは４つのデジタル電圧レベルの縮小セットのみをデータ相互接続１１２に印加するように構成される。これらの電圧レベルは、デジタル方式で、シャッター１０８の各々に対して、開状態、閉状態、または他の不連続状態（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｓｔａｔｅ）をセットするように設計される。
【００３８】
スキャンドライバ１３０およびデータドライバ１３２は、デジタルコントローラ回路１３４（「コントローラ１３４」とも呼ばれる）に接続される。コントローラはデータを、行および画像フレームでグルーピングされた所定のシーケンスに編成されて、ほぼ直列方式でデータドライバ１３２に送る。データドライバ１３２は、直列並列データコンバータと、レベルシフティングと、一部のアプリケーション向けにはデジタルアナログ電圧コンバータとを含み得る。
【００３９】
ディスプレイ装置は、場合によっては、共通電圧源とも呼ばれる１組の共通ドライバ１３８を含む。いくつかの実装形態において、共通ドライバ１３８は、たとえば、一連の共通相互接続１１４に電圧を供給することによって、ディスプレイ要素のアレイ１５０内のすべてのディスプレイ要素にＤＣ共通電位を提供する。いくつかの他の実装形態では、共通ドライバ１３８は、コントローラ１３４からのコマンドに従って、ディスプレイ要素のアレイ１５０に対し電圧パルスまたは信号、たとえば、アレイ１５０の複数の行および列中のすべてのディスプレイ要素の同時作動を駆動および／または開始することが可能であるグローバル作動パルスを出す。
【００４０】
異なるディスプレイ機能のためのドライバ（スキャンドライバ１３０、データドライバ１３２、および共通ドライバ１３８など）はすべて、コントローラ１３４によって時間同期される。コントローラからのタイミングコマンドが、ランプドライバ１４８と、ディスプレイ要素のアレイ１５０内の特定の行の書込み許可およびシーケンシングと、データドライバ１３２からの電圧の出力と、ディスプレイ要素作動を可能にする電圧の出力とにより、赤、緑および青および白色ランプ（それぞれ１４０、１４２、１４４、および１４６）の照明を調整する。いくつかの実装形態では、ランプは、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００４１】
コントローラ１３４は、シャッター１０８の各々が、新規画像１０４に適した照明レベルにリセットされ得るためのシーケンシングまたはアドレス指定方式を決定する。新規画像１０４は、周期的間隔でセットされ得る。たとえば、ビデオディスプレイの場合、カラー画像１０４またはビデオフレームは、１０〜３００ヘルツ（Ｈｚ）の範囲の周波数でリフレッシュされる。いくつかの実装形態において、アレイ１５０への画像フレームの設定は、交替画像フレームが、赤、緑および青など、交替する一連の色で照射されるように、ランプ１４０、１４２、１４４、および１４６の照明と同期される。それぞれの色のための画像フレームは、カラーサブフレームと呼ばれる。フィールド順次式カラー方法と呼ばれるこの方法では、カラーサブフレームが、２０Ｈｚを超過する周波数で交替される場合、人間の脳は、交替するフレーム画像を、広い連続する範囲の色を有する画像の知覚に平均する。代替実装形態では、原色をもつ４つ以上のランプが、ディスプレイ装置１００において利用されてよく、赤、緑、および青以外の原色を利用する。
【００４２】
ディスプレイ装置１００が、開状態と閉状態との間のシャッター１０８のデジタル切替えのために設計されるいくつかの実装形態において、コントローラ１３４は、前述のように、時分割グレースケールの方法によって画像を形成する。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置１００は、画素ごとに複数のシャッター１０８を使用することによって、グレースケールを提供することができる。
【００４３】
いくつかの実装形態において、画像状態１０４についてのデータは、コントローラ１３４によって、ディスプレイ要素アレイ１５０に、スキャンラインとも呼ばれる個々の行の順次アドレス指定によりロードされる。シーケンス中の行すなわちスキャンラインごとに、スキャンドライバ１３０は、アレイ１５０のその行について、書込み許可相互接続１１０に書込み許可電圧を印加し、続いて、データドライバ１３２が、選択された行中の各列について、所望のシャッター状態に対応するデータ電圧を供給する。このプロセスは、アレイ１５０中のすべての行についてデータがロードされるまで繰り返す。いくつかの実装形態において、データローディングのための選択された行のシーケンスは、線形であり、アレイ１５０中の上から下に進む。いくつかの他の実装形態では、選択された行のシーケンスは、視覚的アーティファクトを最小限にするために擬似ランダム化される。また、いくつかの他の実装形態では、シーケンシングはブロックで編成され、この場合、ブロックに対して、画像状態１０４の特定の一部のみについてのデータが、たとえば、シーケンス中のアレイ１５０の５行おきにのみアドレス指定することによってアレイ１５０にロードされる。
【００４４】
いくつかの実装形態において、アレイ１５０に画像データをロードするためのプロセスは、アレイ１５０のディスプレイ要素を作動させるプロセスとは、時間的に分離される。これらの実装形態において、ディスプレイ要素アレイ１５０は、アレイ１５０中の各ディスプレイ要素に対するデータメモリ要素を含むことができ、制御マトリクスは、メモリ要素に記憶されたデータに従って、シャッター１０８の同時作動を開始するためのトリガ信号を、共通ドライバ１３８から搬送するためのグローバル作動相互接続を含み得る。
【００４５】
代替実装形態では、ディスプレイ要素のアレイ１５０と、ディスプレイ要素を制御する制御マトリクスとが、方形の行および列以外の構成で配列され得る。たとえば、ディスプレイ要素は、六角形アレイまたは曲線をなす行および列で配列され得る。概して、本明細書で使用するスキャンラインという用語は、書込み許可相互接続を共有する、任意の複数のディスプレイ要素を指すものである。
【００４６】
ホストプロセッサ１２２は全般的に、ホストの動作を制御する。たとえば、ホストプロセッサ１２２は、ポータブル電子デバイスを制御するための汎用または専用プロセッサであり得る。ホストデバイス１２０内に含まれるディスプレイ装置１２８に対して、ホストプロセッサ１２２は、画像データならびにホストに関する追加データを出力する。そのような情報は、環境センサからのデータ、たとえば周辺光もしくは温度、たとえば、ホストの動作モードもしくはホストの電源に残っている電力量を含むホストに関する情報、画像データの内容に関する情報、画像データのタイプに関する情報、および／または画像モードを選択する際に使用するディスプレイ装置に関する指示を含み得る。
【００４７】
ユーザ入力モジュール１２６は、ユーザの個人的好みをコントローラ１３４に直接、またはホストプロセッサ１２２を介して伝える。いくつかの実装形態では、ユーザ入力モジュール１２６は、ユーザが「色をより濃く」、「コントラストをより良好に」、「電力をより低く」、「輝度を増して」、「スポーツ」、「ライブアクション」、または「アニメーション」などの個人的好みをプログラムしているソフトウェアによって制御される。いくつかの他の実装形態では、これらの好みは、スイッチまたはダイヤルなどのハードウェアを使用して、ホストに入力される。コントローラ１３４への複数のデータ入力はコントローラに対し、最適な画像化特性に対応する様々なドライバ１３０、１３２、１３８および１４８にデータを提供するように指示する。
【００４８】
環境センサモジュール１２４も、ホストデバイス１２０の一部として含まれ得る。環境センサモジュール１２４は、温度および／または周辺の採光条件など、周辺環境に関するデータを受信する。センサモジュール１２４は、デバイスが屋内またはオフィス環境で動作しているのか、明るい昼光の中の屋外環境で動作しているのか、夜間の屋外環境で動作しているのかを区別するようにプログラムされ得る。センサモジュール１２４は、コントローラ１３４が周辺環境に応答して表示条件を最適化できるように、この情報をディスプレイコントローラ１３４に通信する。
【００４９】
図２Ａは、例示的なシャッター式光変調器２００の透視図を示している。シャッター式光変調器２００は、図１Ａの直視型ＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００への組込みに適している。光変調器２００は、アクチュエータ２０４に結合されたシャッター２０２を含む。アクチュエータ２０４は、２つの別個のコンプライアント電極ビームアクチュエータ２０５（「アクチュエータ２０５」）から形成され得る。シャッター２０２は、一方では、アクチュエータ２０５に結合する。アクチュエータ２０５は、表面２０３に対して実質的に平行である運動面における表面２０３の上方で、シャッター２０２を横方向に移動する。シャッター２０２の反対側は、アクチュエータ２０４によって加えられる力に対向する復元力を与えるスプリング２０７に結合する。
【００５０】
各アクチュエータ２０５は、シャッター２０２をロードアンカ２０８に接続するコンプライアントロードビーム２０６を含む。ロードアンカ２０８は、コンプライアントロードビーム２０６とともに、機械的サポートとして働き、シャッター２０２を、表面２０３に近接して懸架されたまま保つ。表面２０３は、光を通過させるための１つまたは複数の開口穴２１１を含む。ロードアンカ２０８は、コンプライアントロードビーム２０６とシャッター２０２とを表面２０３に物理接続し、ロードビーム２０６を、バイアス電圧、一部の事例ではグランドに電気接続する。
【００５１】
基板がシリコンのような不透過性のものである場合、基板２０４を通して穴アレイをエッチングすることによって、基板に開口穴２１１が形成される。基板２０４がガラスやプラスチックのような透明なものである場合、基板２０３に堆積された遮光材料の層に開口穴２１１が形成される。開口穴２１１は概して、円形、楕円、多角形、蛇行状、または形状が不規則でよい。
【００５２】
各アクチュエータ２０５は、各ロードビーム２０６に隣接して配置されたコンプライアント駆動ビーム２１６も含む。駆動ビーム２１６は、一方の端部において、駆動ビーム２１６の間で共有される駆動ビームアンカ２１８に結合する。各駆動ビーム２１６の他端は、自由に移動する。各駆動ビーム２１６は、駆動ビーム２１６の自由端と、ロードビーム２０６の固定端との近くのロードビーム２０６に最接近するように湾曲される。
【００５３】
動作時、光変調器２００を組み込むディスプレイ装置は、駆動ビームアンカ２１８を介して駆動ビーム２１６に電位を印加する。第２の電位が、ロードビーム２０６に印加され得る。駆動ビーム２１６とロードビーム２０６との間の得られる電位差は、駆動ビーム２１６の自由端を、ロードビーム２０６の固定端の方に引き付け、ロードビーム２０６のシャッター端を、駆動ビーム２１６の固定端の方に引き付け、そうすることによって、シャッター２０２を、駆動アンカ２１８に向かって横に駆動する。コンプライアント部材２０６は、ビーム２０６および２１６の電位にわたる電圧が除去されたとき、ロードビーム２０６がシャッター２０２をその初期位置に押し戻すように、スプリングとして働き、ロードビーム２０６に蓄えられた応力を解放する。
【００５４】
光変調器２００などの光変調器は、電圧が除去された後にシャッターをその休止位置に戻すための、スプリングなどの受動復元力を組み込む。他のシャッターアセンブリは、「開」および「閉」アクチュエータの２種のセット、ならびにシャッターを開状態または閉状態のいずれかに移動させるための「開」および「閉」電極の別個のセットを組み込むことができる。
【００５５】
制御マトリクスによりシャッターおよび開口のアレイを制御して、画像が生じるようにし、多くの場合、適切なルミナンスレベルで画像を移動させるための様々な方法がある。一部のケースでは、制御は、ディスプレイの周囲にあるドライバ回路に接続された行および列相互接続の受動マトリクスアレイを用いて遂行される。他のケースでは、ディスプレイの速度、ルミナンスレベルおよび／または電力消散性能を向上させるために、切替えおよび／またはデータ記憶要素を、アレイ（いわゆるアクティブマトリクス）の各画素中に含めることが適切である。
【００５６】
ディスプレイ装置１００は、代替実装形態では、上記で説明したシャッターアセンブリ２００などの横方向シャッター式光変調器以外のディスプレイ要素を含む。たとえば、図２Ｂは、例示的なローリングアクチュエータシャッター式光変調器２２０の例示的な断面図を示す。ローリングアクチュエータシャッター式光変調器２２０は、図１ＡのＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００の代替実装形態への組込みに適している。ローリングアクチュエータ式光変調器は、固定電極の反対側に配設され、電界の印加に伴ってシャッターとして機能するように特定の方向に移動するようにバイアスされた可動電極を含む。いくつかの実装形態では、光変調器２２０は、基板２２８と絶縁層２２４との間に配設された平面電極２２６、および、絶縁層２２４に取り付けられた固定端部２３０を有する可動電極２２２を含む。印加電圧がまったくない場合に、可動電極２２２の可動端部２３２は、固定端部２３０の方へ自由に回転して、回転状態をもたらす。電極２２２と電極２２６との間に電圧を印加すると、可動電極２２２は展開し、絶縁層２２４に対して横になり、それにより光が基板２２８を通るのを遮断するシャッターとして働く。可動電極２２２は、電圧が除去された後、弾性復元力によって回転状態に戻る。回転状態の方へのバイアスは、異方性応力状態を含むように可動電極２２２を製造することによって達成され得る。
【００５７】
図２Ｃは、例示的な非シャッター式ＭＥＭＳ光変調器２５０の例示的な断面図を示している。光タップ変調器２５０は、図１ＡのＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００の代替実装形態への組込みに適している。光タップは、減衰全内部反射（ＴＩＲ）の原理に従って作用する。すなわち、光２５２が光ガイド２５４にもたらされると、干渉がない状況において、光２５２はそのほとんどの部分について、ＴＩＲのために光ガイド２５４の前面または後面を通って光ガイド２５４を脱出することができない。光タップ２５０は、十分に高い屈折率を有するタップ要素２５６を有するので、タップ要素２５６が光ガイド２５４と接触したことに応答して、タップ要素２５６に隣接した光ガイド２５４の表面に衝突した光２５２は、光ガイド２５４を脱出してタップ要素２５６を通り、見ている人の方に向かい、それにより、画像の形成がもたらされる。
【００５８】
いくつかの実装形態では、タップ要素２５６は、柔軟な透明材料のビーム２５８の一部として形成される。電極２６０は、ビーム２５８の一方の側の部分をコーティングする。対向する電極２６２が、光ガイド２５４上に配設される。電極２６０および２６２にわたって電圧を印加することによって、光ガイド２５４に対するタップ要素２５６の位置は、光ガイド２５４から光２５２を選択的に抽出するように制御され得る。
【００５９】
図２Ｄは、エレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０の例示的な断面図を示す。エレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０は、図１ＡのＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００の代替実装形態への組込みに適している。光変調アレイ２７０は、光キャビティ２７４上に形成された複数のエレクトロウェッティング式光変調セル２７２ａ〜ｄ（全体として「セル２７２」）を含む。光変調アレイ２７０はまた、セル２７２に対応する１組のカラーフィルタ２７６を含む。
【００６０】
各セル２７２は、水（または他の透明な導電性または極性の流体）２７８の層、光吸収オイル２８０の層、（たとえば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から作られた）透明電極２８２、および光吸収オイル２８０の層と透明電極２８２との間に配置された絶縁層２８４を含む。本明細書で説明する実装形態では、電極はセル２７２の後面の一部分を占める。
【００６１】
セル２７２の後面の残りは、光キャビティ２７４の前面を形成する反射開口層２８６から形成される。反射開口層２８６は、反射性金属または誘電鏡を形成する薄膜の積層などの反射性材料から形成される。セル２７２ごとに、光を通させるように反射開口層２８６中に開口が形成される。セルの電極２８２は、開口中に、および別の誘電体層によって分離された反射開口層２８６を形成する材料の上に堆積される。
【００６２】
光キャビティ２７４の残りは、反射開口層２８６に近接して配置された光ガイド２８８、および反射開口層２８６の反対側の光ガイド２８８の一方の側にある第２の反射層２９０を含む。一連の光リダイレクタ２９１は、光ガイドの後面上に、第２の反射層に近接して形成される。光リダイレクタ２９１は、拡散反射体または鏡面反射体のいずれかであり得る。ＬＥＤなどの１つまたは複数の光源２９２は、光ガイド２８８に光２９４を注入する。
【００６３】
代替実装形態では、追加の透明基板（図示せず）が光ガイド２８８と光変調アレイ２７０との間に配置される。この実装形態では、反射開口層２８６は、光ガイド２８８の表面上ではなく追加の透明基板上に形成される。
【００６４】
動作中、セル（たとえば、セル２７２ｂまたは２７２ｃ）の電極２８２に電圧を印加すると、セル中の光吸収オイル２８０はセル２７２の１つの部分に集まる。その結果、光吸収オイル２８０は、反射開口層２８６中に形成された開口を光が通過するのを遮断しなくなる（たとえば、セル２７２ｂおよび２７２ｃ参照）。次いで開口においてバックライトを脱出した光は、セルを通り、１組のカラーフィルタ２７６中の対応するカラーフィルタ（たとえば、赤色、緑色または青色）を通って脱出して、画像中にカラー画素を形成することができる。電極２８２が接地されたとき、光吸収オイル２８０は、反射開口層２８６中の開口をカバーし、開口を通過しようとする光２９４を吸収する。
【００６５】
電圧がセル２７２に印加されたときにオイル２８０が集まるエリアは、画像の形成に関連して活用されない空間を構成する。このエリアは、電圧が印加されるかまたはされないかに関係なく、透過しない。したがって、反射開口層２８６の反射部分を含めないことで、このエリアは、本来であれば画像の形成に寄与するために使用され得る光を吸収する。しかしながら、反射開口層２８６を含めることで、本来であれば吸収されているこの光は、異なる開口を通る将来の脱出のために、光ガイド２９０に反射して戻される。エレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０は、本明細書で説明するディスプレイ装置に含めるのに適した非シャッター式ＭＥＭＳ変調器の唯一の例ではない。他の形式の非シャッター式ＭＥＭＳ変調器も同様に、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書で説明する様々な形式のコントローラ機能によって制御され得る。
【００６６】
図３Ａは、例示的な制御マトリクス３００の概略図を示している。制御マトリクス３００は、図１ＡのＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００に組み込まれた光変調器を制御するのに適している。図３Ｂは、図３Ａの制御マトリクス３００に接続されたシャッター式光変調器アレイ３２０の例示的な透視図を示している。制御マトリクス３００は、画素アレイ３２０（「アレイ３２０」）をアドレス指定することができる。各画素３０１は、アクチュエータ３０３によって制御される、図２Ａのシャッターアセンブリ２００などの弾性シャッターアセンブリ３０２を含み得る。各画素は、開口３２４を含む開口層３２２も含み得る。
【００６７】
制御マトリクス３００は、シャッターアセンブリ３０２が形成される基板３０４の表面に、拡散または薄膜堆積電気回路として組み立てられる。制御マトリクス３００は、制御マトリクス３００中の画素３０１の各行に対するスキャンライン相互接続３０６と、制御マトリクス３００中の画素３０１の各列に対するデータ相互接続３０８とを含む。各スキャンライン相互接続３０６は、書込み許可電圧源３０７を、対応する画素３０１の行中の画素３０１に電気接続する。各データ相互接続３０８は、データ電圧源３０９（「Ｖｄソース」）を、対応する画素の列中の画素３０１に電気接続する。制御マトリクス３００中で、Ｖｄソース３０９は、シャッターアセンブリ３０２の作動に使用されるエネルギーの大部分を提供する。このように、データ電圧源、Ｖｄソース３０９は、作動電圧源としても働く。
【００６８】
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、画素アレイ３２０中の各画素３０１または各シャッターアセンブリ３０２に対して、制御マトリクス３００は、トランジスタ３１０とキャパシタ３１２とを含む。各トランジスタ３１０のゲートは、画素３０１が置かれているアレイ３２０中の行のスキャンライン相互接続３０６に電気接続される。各トランジスタ３１０のソースは、それに対応するデータ相互接続３０８に電気接続される。各シャッターアセンブリ３０２のアクチュエータ３０３は、２つの電極を含む。各トランジスタ３１０のドレインは、対応するキャパシタ３１２の１つの電極、および対応するアクチュエータ３０３の電極のうちの１つと並列に電気接続される。シャッターアセンブリ３０２内のキャパシタ３１２の他方の電極およびアクチュエータ３０３の他方の電極は、共通または接地電位に接続される。代替実装形態では、トランジスタ３１０は、半導体ダイオードおよび／または金属絶縁体金属サンドイッチ型スイッチ素子で置き換えることができる。
【００６９】
動作時、画像を形成するために、制御マトリクス３００は、各スキャンライン相互接続３０６にＶｗｅを順に印加することによって、シーケンス中のアレイ３２０中の各行を書込み許可する。書込み許可された行に対して、行中の画素３０１のトランジスタ３１０のゲートへのＶｗｅの印加により、トランジスタ３１０を通してデータ相互接続３０８に電流が流れて、シャッターアセンブリ３０２のアクチュエータ３０３に電位が印加される。行が書込み許可されている間、データ電圧Ｖｄが、データ相互接続３０８に選択的に印加される。アナロググレースケールを与える実装形態では、各データ相互接続３０８に印加されるデータ電圧は、書込み許可されたスキャンライン相互接続３０６とデータ相互接続３０８との交差に置かれた画素３０１の所望の輝度との関係で変えられる。デジタル制御方式を提供する実装形態では、データ電圧は、比較的低規模の電圧（すなわち、グランドに近い電圧）になるように、またはＶａｔ（作動閾電圧）を満たし、もしくは超えるように選択される。データ相互接続３０８へのＶａｔの印加に応答して、対応するシャッターアセンブリ内のアクチュエータ３０３が作動し、シャッターアセンブリ３０２内のシャッターを開く。データ相互接続３０８に印加された電圧は、制御マトリクス３００が行にＶｗｅを印加するのをやめた後でも、画素３０１のキャパシタ３１２に蓄えられたままとどまる。したがって、シャッターアセンブリ３０２が作動するのに十分な程長い時間、行において電圧Ｖｗｅを待ち、保持する必要はなく、そのような作動は、書込み許可電圧が行から除去された後も進行し得る。キャパシタ３１２は、アレイ３２０内のメモリ要素としても機能し、画像フレームの照明のために作動命令を記憶する。
【００７０】
アレイ３２０の画素３０１ならびに制御マトリクス３００は、基板３０４上に形成される。アレイ３２０は、基板３０４上に配設された開口層３２２を含み、開口層３２２は、アレイ３２０中のそれぞれの画素３０１に対する１組の開口３２４を含む。開口３２４は、各画素中のシャッターアセンブリ３０２と整列される。いくつかの実装形態では、基板３０４は、ガラスまたはプラスチックなどの透明材料から作られる。いくつかの他の実装形態では、基板３０４は、不透過性材料から作られるが、この場合、穴がエッチングされて開口３２４を形成する。
【００７１】
シャッターアセンブリ３０２は、アクチュエータ３０３とともに、双安定にされ得る。すなわち、シャッターは、いずれかの位置にシャッターを保持するための電力がほとんどまたはまったく要求されることなく、少なくとも２つの均衡位置（開または閉など）に存在し得る。より具体的には、シャッターアセンブリ３０２は、機械的に双安定であり得る。シャッターアセンブリ３０２のシャッターが正しい位置でセットされると、その位置を維持するのに、電気エネルギーまたは保持電圧は要求されない。シャッターアセンブリ３０２の物理要素に対する機械的圧力が、シャッターを所定の場所で保持し得る。
【００７２】
シャッターアセンブリ３０２はまた、アクチュエータ３０３とともに、電気的に双安定にされ得る。電気的に双安定のシャッターアセンブリでは、シャッターアセンブリの作動電圧を下回る電圧範囲が存在し、この電圧範囲は、（シャッターが開または閉のいずれかの状態で）閉アクチュエータに印加されると、シャッターに対向力が加えられたとしても、アクチュエータを閉のままに、かつシャッターを所定の位置に保持する。対向力は、図２Ａに示すシャッター式光変調器２００内のスプリング２０７などのスプリングによって加えることができ、または対向力は、「開」もしくは「閉」アクチュエータなどの対向アクチュエータによって加えることができる。
【００７３】
光変調器アレイ３２０は、画素ごとに単一のＭＥＭＳ光変調器を有するものとして示されている。各画素中に複数のＭＥＭＳ光変調器が設けられる他の実装形態も可能であり、そうすることによって、各画素中の単なる２進「オン」または「オフ」光学状態以上のものを可能にする。画素中の複数のＭＥＭＳ光変調器が設けられ、光変調器の各々に関連付けられた開口３２４が不等領域をもつ符号化領域分割グレースケールのいくつかの形が可能である。
【００７４】
いくつかの他の実装形態では、ローラー式光変調器２２０、光タップ２５０、またはエレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０、ならびに他のＭＥＭＳ方式光変調器が、光変調器アレイ３２０内のシャッターアセンブリ３０２の代わりに用いられ得る。
【００７５】
図４Ａおよび図４Ｂは、例示的な二重アクチュエータシャッターアセンブリ４００の図を示している。図４Ａに示す二重アクチュエータシャッターアセンブリ４００は、開状態にある。図４Ｂは、閉状態にある二重アクチュエータシャッターアセンブリ４００を示している。シャッターアセンブリ２００とは対照的に、シャッターアセンブリ４００は、シャッター４０６の両側にアクチュエータ４０２および４０４を含む。各アクチュエータ４０２および４０４は、独立に制御される。第１のアクチュエータ、シャッター開アクチュエータ４０２は、シャッター４０６を開くのを担当する。第２の対向アクチュエータ、シャッター閉アクチュエータ４０４は、シャッター４０６を閉じるのを担当する。アクチュエータ４０２および４０４は両方とも、コンプライアントビーム電極アクチュエータである。アクチュエータ４０２および４０４は、シャッターがその上方で懸架されている開口層４０７に対して実質的に、平行な平面にあるシャッター４０６を駆動することによって、シャッター４０６を開閉する。シャッター４０６は、アクチュエータ４０２および４０４に取り付けられたアンカ４０８によって、開口層４０７の少し上方で懸架される。シャッター４０６の移動軸に沿って、シャッター４０６の両端に取り付けられたサポートを含むことにより、シャッター４０６の面外運動が低減され、運動を基板に対して実質的に平行な平面に閉じ込める。図３Ａの制御マトリクス３００との類似性によって、シャッターアセンブリ４００とともに使用するのに適した制御マトリクスは、対向するシャッター開アクチュエータ４０２およびシャッター閉アクチュエータ４０４の各々につき、１つのトランジスタおよび１つのキャパシタを含み得る。
【００７６】
シャッター４０６は、光が通り得る２つのシャッター開口４１２を含む。開口層４０７は、３つの開口４０９からなるセットを含む。図４Ａにおいて、シャッターアセンブリ４００は開状態にあり、したがって、シャッター開アクチュエータ４０２は作動しており、シャッター閉アクチュエータ４０４はその弛緩位置にあり、かつシャッター開口４１２の中心線が開口層の開口４０９のうちの２つの中心線と一致する。図４Ｂにおいてシャッターアセンブリ４００は閉状態に移されており、したがって、シャッター開アクチュエータ４０２はその弛緩位置にあり、シャッター閉アクチュエータ４０４は作動しており、かつシャッター４０６の遮光部分は、このとき開口４０９（点線として示す）を通る光の透過を遮断するための所定の位置にある。
【００７７】
各開口は、その周囲に、少なくとも１つの辺をもつ。たとえば、方形開口４０９は、４つの辺をもつ。円形、楕円、卵型、または他の湾曲開口が開口層４０７に形成される代替実装形態では、各開口は、単一辺のみを有し得る。いくつかの他の実装形態では、開口は、数学的な意味において分離され、または独立する必要はなく、連結されてよい。すなわち、開口の一部または成形断面が、各シャッターとの対応を維持し得る間、これらのセクションのいくつかは、開口の単一の連続外周が複数のシャッターによって共有されるように連結され得る。
【００７８】
様々な出口角をもつ光を、開状態にある開口４１２および４０９に通すために、開口層４０７中の開口４０９の対応する幅またはサイズよりも大きい幅またはサイズをシャッター開口４１２に与えることが有利である。閉状態において光が漏れるのを効果的に阻止するために、シャッター４０６の遮光部分が開口４０９と重なるのが好ましい。図４Ｂは、シャッター４０６内の遮光部分の辺と、開口層４０７内に形成される開口４０９の１つの辺との間の所定の重複４１６を示す。
【００７９】
静電アクチュエータ４０２および４０４は、その電圧変位挙動により、シャッターアセンブリ４００に双安定特性が与えられるように設計される。シャッター開アクチュエータおよびシャッター閉アクチュエータの各々について、作動電圧を下回る電圧範囲が存在し、この電圧範囲は、そのアクチュエータが閉状態である（シャッターは開または閉のいずれかである）間に印加されると、対向アクチュエータに作動電圧が印加された後でも、アクチュエータを閉のままに、かつシャッターを所定の位置に保持する。そのような対向力に対してシャッターの位置を維持するのに必要とされる最小電圧は、維持電圧Ｖｍと呼ばれる。
【００８０】
図５は、シャッター式光変調器（シャッターアセンブリ）５０２を組み込んだ例示的なディスプレイ装置５００の断面図を示している。各シャッターアセンブリ５０２は、シャッター５０３とアンカ５０５とを組み込んでいる。アンカ５０５とシャッター５０３との間で接続されると、表面の少し上でシャッター５０３を懸架するのを助けるコンプライアントビームアクチュエータについては図示していない。シャッターアセンブリ５０２は、プラスチックまたはガラスで作られた基板など、透明基板５０４上に配設される。基板５０４上に配設された後ろ向き反射層、反射膜５０６が、シャッターアセンブリ５０２のシャッター５０３の閉位置の下に置かれた複数の表面開口５０８を画定する。反射膜５０６は、表面開口５０８を通らない光を、ディスプレイ装置５００の後ろに向かって逆反射する。反射開口層５０６は、スパッタリング、蒸着、イオンプレーティング、レーザアブレーション、または化学気相堆積（ＣＶＤ）を含むいくつかの気相堆積技法によって薄膜方式で形成された含有物をもたない微粒金属膜であり得る。いくつかの他の実装形態では、後ろ向き反射層５０６は、誘電鏡などの鏡から形成され得る。誘電鏡は、高および低屈折率の材料を交互に繰り返す誘電薄膜の積層として作製され得る。シャッターが自由に移動する反射膜５０６からシャッター５０３を分離する垂直ギャップは、０．５〜１０ミクロンの範囲内である。垂直ギャップの規模は、図４Ｂに示す重複４１６など、閉状態における、シャッター５０３の辺と、開口５０８の辺との間の横の重複よりも小さいことが好ましい。
【００８１】
ディスプレイ装置５００は、基板５０４を平面光ガイド５１６から分離する随意のディフューザ５１２および／または随意の輝度強化膜５１４を含む。光ガイド５１６は、透明材料、すなわちガラス材料またはプラスチック材料を含む。光ガイド５１６は、１つまたは複数の光源５１８によって照射され、バックライトを形成する。光源５１８は、たとえば、限定はしないが、白熱電球、蛍光灯、レーザ、または発光ダイオード（ＬＥＤ）でよい。反射体５１９は、ランプ５１８から光ガイド５１６に光を向けるのを助ける。前向き反射膜５２０が、バックライト５１６の後ろに配設され、シャッターアセンブリ５０２に向かって光を反射する。シャッターアセンブリ５０２のうちの１つを通らない、バックライトからの光線５２１などの光線は、バックライトに戻され、膜５２０から再度反射される。この方式において、第１のパス上に画像を形成するためにディスプレイ装置５００を離れることができない光は、リサイクルし、シャッターアセンブリ５０２のアレイ中の他の開いた開口の透過のために利用可能にすることができる。そのような光リサイクルは、ディスプレイの照明効率を上げることがわかっている。
【００８２】
光ガイド５１６は、ランプ５１８から開口５０８の方に、したがってディスプレイの前面の方に光を向け直す１組の幾何学的光リダイレクタまたはプリズム５１７を含む。光リダイレクタ５１７は、代替可能に断面が三角形、台形になる、または湾曲することができる形状をもつ光ガイド５１６のプラスチック本体内に成形することができる。プリズム５１７の密度は概して、ランプ５１８からの距離とともに増大する。
【００８３】
いくつかの実装形態では、開口層５０６は、光吸収材料で作ることができ、代替実装形態では、シャッター５０３の表面は、光吸収材料または光反射材料のいずれかでコーティングすることができる。いくつかの他の実装形態では、開口層５０６は、光ガイド５１６の表面に直接堆積され得る。いくつかの実装形態では、開口層５０６は、（後で説明するＭＥＭＳダウン構成の場合のように）シャッター５０３およびアンカ５０５と同じ基板上に配設される必要はない。
【００８４】
いくつかの実装形態では、光源５１８は、異なる色、たとえば、赤色、緑色、および青色のランプを含み得る。人間の脳が、異なる色の画像を単一の多色画像に平均するのに十分なレートで、異なる色のランプで画像を連続して照明することによって、カラー画像が形成され得る。様々な色固有画像が、シャッターアセンブリ５０２のアレイを使用して形成される。別の実装形態では、光源５１８は、４つ以上の異なる色を有するランプを含む。たとえば、光源５１８は、赤色、緑色、青色および白色ランプ、または赤色、緑色、青色および黄色ランプを有し得る。いくつかの他の実装形態では、光源５１８は、シアン色、マゼンタ色、黄色および白色ランプ、または赤色、緑色、青色および白色ランプを含み得る。いくつかの他の実装形態では、追加のランプが光源５１８に含まれ得る。たとえば、５つの色を使用する場合、光源５１８は、赤色、緑色、青色、シアン色および黄色ランプを含み得る。いくつかの他の実装形態では、光源５１８は、白色、オレンジ色、青色、紫色および緑色ランプ、または白色、青色、黄色、赤色およびシアン色ランプを含み得る。６つの色を使用する場合、光源５１８は、赤色、緑色、青色、シアン色、マゼンタ色および黄色ランプ、または白色、シアン色、マゼンタ色、黄色、オレンジ色および緑色ランプを含み得る。
【００８５】
カバープレート５２２は、ディスプレイ装置５００の前面を形成する。カバープレート５２２の後ろ側は、コントラストを増すために、ブラックマトリクス５２４でカバーされ得る。代替実装形態では、カバープレートは、カラーフィルタ、たとえば、シャッターアセンブリ５０２のうちの異なるものに対応する、固有の赤色、緑色、および青色フィルタを含む。カバープレート５２２は、シャッターアセンブリ５０２から所定の距離だけ離れて支えられ、ギャップ５２６を形成する。ギャップ５２６は、機械的サポートもしくはスペーサ５２７によって、および／またはカバープレート５２２を基板５０４に付着させる粘着シール５２８によって維持される。
【００８６】
粘着シール５２８は、流体５３０を封じ込める。流体５３０は、好ましくは約１０センチポアズを下回る粘度、好ましくは約２．０を上回る比誘電率、および約１０４Ｖ／ｃｍを上回る絶縁破壊強度で作られる。流体５３０は、潤滑剤としても働き得る。いくつかの実装形態では、流体５３０は、高い表面濡れ性をもつ疎水性液体である。代替実装形態では、流体５３０は、基板５０４の屈折率よりも大きい、または小さい屈折率を有する。
【００８７】
機械的光変調器を組み込んだディスプレイは、数百、数千、または場合によっては数百万の可動要素を含み得る。いくつかのデバイスでは、要素が移動するたびに、静止摩擦が要素のうちの１つまたは複数を無効にする可能性がある。この移動は、（流体５３０とも呼ばれる）流体にすべての部品を浸し、ＭＥＭＳディスプレイセルの流体空間またはギャップ内に（接着剤でなど）流体を密閉することによって、促進される。流体５３０は通常、摩擦係数が低く、粘度が低く、長期的に劣化の影響が最小である。ＭＥＭＳ方式ディスプレイアセンブリが流体５３０用に液体を含むとき、液体は少なくとも部分的に、ＭＥＭＳ方式光変調器の可動部のうちのいくつかを囲む。いくつかの実装形態では、作動電圧を下げるために、液体は、７０センチポアズを下回る粘度を有する。いくつかの他の実装形態では、液体は、１０センチポアズを下回る粘度を有する。７０センチポアズを下回る粘度をもつ液体は、４０００グラム／モルを下回るか、または場合によっては４００グラム／モルを下回る低分子量を有する材料を含み得る。そのような実装形態にも好適であり得る流体５３０は、限定はしないが、脱イオン水、メタノール、エタノールおよび他のアルコール、パラフィン、オレフィン、エーテル、シリコーンオイル、フッ化シリコーンオイル、または他の天然もしくは合成の溶剤もしくは潤滑油を含む。有用な流体は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、たとえば、ヘキサメチルジシロキサンおよびオクタメチルトリシロキサン、またはアルキルメチルシロキサン、たとえば、ヘキシルペンタメチルジシロキサンであり得る。有用な流体はアルカン、たとえば、オクタンまたはデカンであり得る。有用な流体はニトロアルカン、たとえば、ニトロメタンであり得る。有用な流体は芳香族化合物、たとえば、トルエンまたはジエチルベンゼンであり得る。有用な流体はケトン、たとえば、ブタノンまたはメチルイソブチルケトンであり得る。有用な流体はクロロカーボン、たとえば、クロロベンゼンであり得る。有用な流体はクロロフルオロカーボン、たとえば、ジクロロフルオロエタンまたはクロロトリフルオロエチレンであり得る。これらのディスプレイアセンブリについて考えられる他の流体には、酢酸ブチルおよびジメチルホルムアミドが含まれる。これらのディスプレイについてのさらに他の有用な流体には、ハイドロフルオロエーテル、ペルフルオロポリエーテル、ハイドロフルオロポリエーテル、ペンタノール、およびブタノールが含まれる。例示的な適切なハイドロフルオロエーテルには、エチルノナフルオロブチルエーテルおよび２−トリフルオロメチル−３−エトキシドデカフルオロヘキサンが含まれる。
【００８８】
薄板金属または成形プラスチックアセンブリブラケット５３２は、カバープレート５２２と、基板５０４と、バックライトと、他の構成要素部とを合わせて、辺の周りに保持する。アセンブリブラケット５３２は、複合ディスプレイ装置５００に剛性を加えるために、ねじまたはインデントタブで固定される。いくつかの実装形態では、光源５１８は、エポキシポッティング化合物によって、所定の場所に成形される。反射体５３６は、光ガイド５１６の辺から漏れた光を光ガイド５１６に戻すのを助ける。シャッターアセンブリ５０２およびランプ５１８に制御信号ならびに電力を与える電気相互接続は、図５に示していない。
【００８９】
いくつかの他の実装形態では、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、ローラー式光変調器２２０、光タップ２５０、またはエレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０、ならびに他のＭＥＭＳ方式光変調器が、ディスプレイ装置５００内のシャッターアセンブリ５０２の代わりに用いられ得る。
【００９０】
ディスプレイ装置５００は、ＭＥＭＳアップ構成と呼ばれ、ＭＥＭＳ方式光変調器が、基板５０４の前面、すなわち見ている人の方を向く表面上に形成される。シャッターアセンブリ５０２は、反射開口層５０６のすぐ上に構築される。ＭＥＭＳダウン構成と呼ばれる代替実装形態では、シャッターアセンブリは、反射開口層が形成される基板とは別個の基板上に配設される。複数の開口を画定する反射開口層が形成される基板は、本明細書では、開口プレートと呼ばれる。ＭＥＭＳダウン構成において、ＭＥＭＳ方式光変調器を収容する基板は、ディスプレイ装置５００におけるカバープレート５２２に取って代わり、上部基板の後面、すなわち見ている人に背を向けて、光ガイド５１６の方を向く表面にＭＥＭＳ方式光変調器が配置されるように配向される。ＭＥＭＳ方式光変調器は、そうすることによって、反射開口層５０６からのギャップに直接対向して、かつギャップにわたって配置される。ギャップは、開口プレートと、ＭＥＭＳ変調器が形成される基板とを接続する、一連のスペーサポストによって維持され得る。いくつかの実装形態では、スペーサは、アレイ中の各画素内に、または各画素間に配設される。ＭＥＭＳ光変調器を、それらの対応する開口から分離するギャップまたは距離は、好ましくは１０ミクロン未満、または重複４１６など、シャッターと開口との間の重複よりも小さい距離である。
【００９１】
図６は、ディスプレイのＭＥＭＳダウン構成において使用するための、例示的な光変調器基板および例示的な開口プレートの断面図を示す。ディスプレイアセンブリ６００は、変調器基板６０２と開口プレート６０４とを含む。ディスプレイアセンブリ６００はまた、シャッターアセンブリ６０６および反射開口層６０８のセットを含む。反射開口層６０８は、開口６１０を含む。変調器基板６０２と開口プレート６０４との間の所定のギャップまたは分離は、スペーサ６１２および６１４の対向セットによって維持される。スペーサ６１２は、変調器基板６０２上に、または変調器基板６０２の一部として形成される。スペーサ６１４は、開口プレート６０４上に、または開口プレート６０４の一部として形成される。アセンブリ中に、２つの基板６０２および６０４は、変調器基板６０２上のスペーサ６１２がそれらのそれぞれのスペーサ６１４と接触するように、整列される。
【００９２】
この例示的な例の分離または距離は、８ミクロンである。この分離を確立するために、スペーサ６１２は２ミクロンの高さであり、スペーサ６１４は６ミクロンの高さである。代替的に、スペーサ６１２と６１４の両方が、４ミクロンの高さであってもよく、または、スペーサ６１２が６ミクロンの高さであり得ると同時に、スペーサ６１４が２ミクロンの高さである。実際は、スペーサの全高が所望の分離Ｈ１２を確立する限り、スペーサ高さの任意の組合せが用いられ得る。
【００９３】
スペーサを基板６０２と６０４の両方の上に設け、次いでアセンブリ中にそれらが整列または嵌合されることは、材料およびプロセスコストに関する利点を有する。８ミクロンよりも大きいスペーサなど、極めて高いスペーサを設けることは、フォトイメージ可能なポリマーの硬化、露光、および現像のために比較的長い時間を必要とし得るので、コストがかかり得る。ディスプレイアセンブリ６００の場合のような嵌合するスペーサの使用は、基板の各々上のより薄いポリマーのコーティングの使用を可能にする。
【００９４】
別の実装形態では、変調器基板６０２上に形成されるスペーサ６１２は、シャッターアセンブリ６０６を形成するために使用された同じ材料およびパターニングブロックから形成され得る。たとえば、シャッターアセンブリ６０６のために用いられたアンカもまた、スペーサ６１２と同様の機能を実行することができる。この実装形態では、スペーサを形成するためのポリマー材料の別個の塗布は必要とされず、またスペーサのための別個の露光マスクは必要とされない。
【００９５】
以下の説明では、図７および図８を使用して、ディスプレイ要素のアレイを有するディスプレイ装置の構成について説明する。続いて、図９〜図１３に関する説明は、高い開口比を提供するためのディスプレイ装置内のディスプレイ要素の様々な構成を提示する。
【００９６】
図７は、例示的なディスプレイ装置７００のディスプレイ要素７０２の配列を示す。ディスプレイ要素７０２は、行Ｒ１〜Ｒ４および列Ｃ１〜Ｃ４のアレイ中に配列される。各ディスプレイ要素７０２は、開口、アクチュエータ、シャッター、アンカ、および制御回路などの構成要素を包含する。たとえば、図７に示すディスプレイ要素７０２のアレイは、図３Ｂに関して上記で説明したシャッターアセンブリ３０２のアレイと同様であり得る。さらに、各ディスプレイ要素７０２は、図２Ａ、図４Ａ、および図４Ｂに示したシャッターアセンブリなど、シャッターアセンブリを含み得る。
【００９７】
各ディスプレイ要素７０２は、ディスプレイ装置７００内のある領域を占有する。ただし、実際には、複雑な相互接続ルーティング方式および／または潜在的に共有されるディスプレイ要素特徴体のために、特定のディスプレイ要素７０２に割り振られた特定の領域を線引きすることが困難であり得る。したがって、いくつかの実装形態では、各ディスプレイ要素７０２の平均寸法は、図７に示すように決定される。たとえば、第１の寸法におけるディスプレイ要素７０２の平均長さＤＥＸは、第１の寸法に沿ったディスプレイ装置７００の全長ＤＡＸを、第１の寸法に沿ったディスプレイ要素７０２の総数（この場合、８）で除算することによって、決定される。同様に、第２の寸法におけるディスプレイ要素７０２の平均長さＤＥＹは、第２の寸法に沿ったディスプレイ装置７００の長さＤＡＹを、第２の寸法に沿ったディスプレイ要素７０２の総数（この場合、４）で除算することによって、決定される。典型的には、第１の寸法に沿ったディスプレイ要素７０２の平均長さ（ＤＥＸ）は、第２の寸法に沿った平均長さ（ＤＥＹ）と実質的に同じである。言い換えれば、ディスプレイ要素７０２は、実質的に正方形の形状である。さらに、実質的に正方形の形状のディスプレイ要素７０２は、それらの境界がアレイの行と列の両方に沿って整列されるように、グリッド中に配列される。
【００９８】
いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素７０２の各々は、コントローラに接続される。コントローラは、図１Ｂに関して上記で説明したコントローラ１３４と同様であり得る。コントローラは、画像データを受信し、各ディスプレイ要素７０２のためのデータ信号を与えて、受信された画像データに従ってアクチュエータを作動させる。画像データは、典型的には、画像フレームを表す画素のための値を含む。たとえば、４×８画素のサイズを有する画像フレームでは、画像データは、画像フレームの３２画素の各々のための画素値を含み得る。コントローラは、画像画素値を処理し、ディスプレイ装置７００のディスプレイ要素７０２の各々のための対応するデータ信号を生じる。再び、４×８画素の画像フレームを一例として使用すると、コントローラは、画像フレームの左上隅の画像画素の値に基づいて、行Ｒ１および列Ｃ１中のディスプレイ要素のためのデータ信号を生成する。同様の方法で、コントローラは、他のディスプレイ要素のためのデータ信号を、それらの位置と、画像フレーム中の対応する位置における画像画素の値とに基づいて生成する。
【００９９】
したがって、コントローラは、データ信号が、第１の寸法における、および第２の寸法における、同数の画像画素の関数であるように、各ディスプレイ要素７０２のためのデータ信号を生成する。たとえば、行Ｒ１および列Ｃ１中のディスプレイ要素７０２のためのデータ信号は、第１の寸法における１つの画像画素と、第２の寸法における１つの画像画素との関数である。画像フレームが、ディスプレイ装置７００の解像度よりも低い解像度のものである場合、コントローラは、第１の寸法における１つの画像画素を使用して、第１の寸法における２つ以上のディスプレイ要素７０２と、第２の寸法における等しい数のディスプレイ要素７０２とのためのデータ信号を生成することができる。逆に、画像フレームが、ディスプレイ装置７００の解像度よりも高い解像度のものである場合、コントローラは、第１の寸法における２つ以上の画像画素と、第２の寸法における等しい数の画像画素とを使用して、各ディスプレイ要素７０２のためのデータ信号を生成するように実装され得る。
【０１００】
１つの手法では、コントローラは、一度に１行、データ信号を与えることができる。この手法では、コントローラは、最初に、行Ｒ１中の列Ｃ１からＣ８中のディスプレイ要素７０２がデータ信号を受け入れることを可能にし得る。データ信号が行Ｒ１中のすべてのディスプレイ要素に与えられると、コントローラは、次いで行Ｒ２中のディスプレイ要素７０２にデータ信号を与えることができ、データ信号がすべての行中のディスプレイ要素７０２のために与えられるまで、以下同様である。
【０１０１】
図８は、ディスプレイ装置８００の２つの例示的な隣接するディスプレイ要素の上面図を示す。具体的には、一例として、図８は、図４Ａに示したものと同様の二重アクチュエータシャッターアセンブリを含む、第１のディスプレイ要素８０２と、隣接する第２のディスプレイ要素８０４とを示す。２つの隣接するディスプレイ要素８０２および８０４は、図７に示したディスプレイ装置７００の任意の行中の任意の２つの隣接するディスプレイ要素７０２を表し得る。
【０１０２】
各ディスプレイ要素８０２および８０４は、３つのスロット開口８０６と、２つのスロットシャッター８０８と、２つのアクチュエータ８１０および８１２とを含む。ディスプレイ要素８０２および８０４のある部分は、開口８０６によって占有されるが、残りの部分は、アクチュエータ８１０および８１２とシャッター８０８とによって占有される。各ディスプレイ要素８０２および８０４の総領域のかなりの部分が、アクチュエータ８１０および８１２に割り振られる。これによって、開口８０６に割り振られ得る領域の量が制限される。開口に割り振られる領域が制限されることで、次には、開口比、したがって、各ディスプレイ要素８０２および８０４の光出力が制限される。アクチュエータおよび相互接続を駆動して、データおよび制御信号をディスプレイ要素８０２および８０４に供給するために必要とされる回路など、追加の構成要素は、開口８０６の開口比をさらに制限する。さらに、ディスプレイデバイスは、概して、常に増加するディスプレイ要素密度で設計されつつある。このディスプレイ要素密度の増加、および、追加の対応する回路および相互接続に専用の領域の増大は、開口８０６の開口比をさらに制限する。
【０１０３】
図９〜図１３に関して以下で説明するように、いくつかの実装形態では、ディスプレイ装置は、知覚されるディスプレイ要素の密度を実質的に維持しながら、ディスプレイ要素の開口比を向上させる方法で構成される、ディスプレイ要素を組み込むことができる。
【０１０４】
図９は、別のディスプレイ装置９００の例示的なディスプレイ要素９０２の配列を示す。具体的には、ディスプレイ装置９００は、千鳥状の形で配列されるディスプレイ要素９０２を含む。さらに、以下で詳細に説明するように、いくつかの実装形態では、第１の寸法における各ディスプレイ要素９０２の平均長さ（ＤＥＸ）は、第２の寸法におけるディスプレイ要素９０２の平均長さ（ＤＥＹ）よりも大きい。いくつかの実装形態では、ＤＥＸはＤＥＹの２倍である。
【０１０５】
ディスプレイ要素９０２は、４行Ｒ１〜Ｒ４および８列Ｃ１〜Ｃ８中に配列される。さらに、隣接する行中のディスプレイ要素９０２は、千鳥状に配列、またはオフセットされる。たとえば、行Ｒ１中のディスプレイ要素９０２は、隣接する行Ｒ２のディスプレイ要素９０２に対して千鳥状に配列、またはオフセットされる。各列は、１つおきの行からのディスプレイ要素を含む。たとえば、列Ｃ１は、それぞれ、行Ｒ１およびＲ３のディスプレイ要素Ｒ１Ｃ１およびＲ３Ｃ１を含む。同様に、列Ｃ２は、それぞれ、行Ｒ２およびＲ４からのディスプレイ要素Ｒ２Ｃ２およびＲ４Ｃ２を含む。当業者は、実際のディスプレイ装置が数百、または場合によっては数千の行および列を含むようになることを諒解するであろう。より限られた数の行および列を、説明のためにのみ、図９に示す。
【０１０６】
図１０は、ディスプレイ装置の別の例示的なディスプレイ要素１００２の上面図を示す。ディスプレイ要素１００２は、ディスプレイ装置９００のディスプレイ要素９０２として使用するために適している。合計で２つのセットのアクチュエータ８１０および８１２と、２つのシャッター８０８とを含む、実質的に正方形の形状のディスプレイ要素８０２および８０４（図８に示す）とは対照的に、図１０のディスプレイ要素１００２は、単一のシャッター１００８と、単一のセットのアクチュエータ１０１０および１０１２とを含むのみである。２つのアクチュエータの除去により利用可能にされた追加の領域が、追加の開口１００６に割り振られる。たとえば、図８のディスプレイ要素８０２および８０４は、合わせて合計６個の開口８０６を含む。対照的に、図１０に示すディスプレイ要素１００２は、９個の開口を含む。結果として、ディスプレイ要素１００２と同様のディスプレイ要素を組み込んだディスプレイ装置は、ディスプレイ要素８０２または８０４と同様のディスプレイ要素を組み込んだディスプレイ装置よりも高い開口比を有するようになる。
【０１０７】
開口比の同様の向上はまた、図８Ａ、８Ｂおよび図１０に示すシャッター式ディスプレイ要素以外のディスプレイ要素を用いても達成され得る。たとえば、ＬＣＤの開口比は、２つの隣接する実質的に正方形のＬＣＤディスプレイ要素に割り振られた領域を、単一の長方形のＬＣＤディスプレイ要素に結合することによって、向上し得る。いくつかの実装形態では、各正方形のＬＣＤディスプレイ要素は、各色、たとえば、赤色、緑色、および青色のためのサブピクセルと、各サブピクセルに関連付けられた制御回路とを含み得る。したがって、２つの別個の隣接する正方形のＬＣＤディスプレイ要素は、合計で６個の制御回路を含むようになる。２つの隣接する正方形のＬＣＤディスプレイ要素を結合することによって、結合された長方形のＬＣＤディスプレイ要素は、３つの制御回路のみを含むようになる。３つの制御回路の除去は、長方形のＬＣＤディスプレイ要素の３つのサブピクセルの各々の領域を増すために割り振られ得る追加の領域をもたらす。したがって、長方形のＬＣＤディスプレイ要素を組み込んだディスプレイ装置は、正方形のＬＣＤディスプレイ要素を組み込んだディスプレイ装置よりも高い開口比を有するようになる。
【０１０８】
再び図９を参照すると、各行中のディスプレイ要素９０２の数は、図７に示すディスプレイ装置７００の各行中のディスプレイ要素７０２の数の半分である。言い換えれば、第１の寸法に沿ったディスプレイ装置９００のディスプレイ要素密度は、図７に示すディスプレイ装置７００のディスプレイ要素密度の半分に低減される。ただし、ディスプレイ装置９００では、隣接する行中の隣接するディスプレイ要素９０２の境界が整列されない。具体的には、隣接する行中の隣接するディスプレイ要素９０２の境界は、第１の寸法においてその長さ（ＤＥＸ）の半分だけ千鳥状に配列、またはオフセットされる。この千鳥状配列は、ディスプレイ装置９００を見ている観察者が、ある行（または、第１の寸法）に沿ったディスプレイ要素密度が、その行中の実際のディスプレイ要素密度の２倍を有するディスプレイ装置のものと同様であると知覚する結果になる。これは、図９のディスプレイ装置９００が、図７のディスプレイ装置７００よりも著しく高い開口比を提供しながら、ディスプレイ装置７００と実質的に同じ知覚されるディスプレイ要素の密度を提供し得ることを意味する。
【０１０９】
図９のディスプレイ装置９００中の隣接するディスプレイ要素９０２のオフセットは、第１の寸法におけるディスプレイ要素９０２の長さ（ＤＥＸ）の半分であるが、オフセットの他の値もまた選択され得る。たとえば、いくつかの実装形態では、隣接するディスプレイ要素９０２のオフセットは、第１の寸法におけるディスプレイ要素９０２の長さの３分の１であり得る。そのような実装形態では、ディスプレイ装置９００の各列は、３行ごとからのディスプレイ要素９０２を含み得る。すなわち、ディスプレイ装置の第１の列は、行１、４、７、．．．などからのディスプレイ要素を含み得る。同様に、ディスプレイ装置の第１の行は、列１、４、７、．．．などからのディスプレイ要素を含み得る。いくつかの他の実装形態では、オフセットは、長さ（ＤＥＸ）×１／４、２／３、１／５などであり得る。そのようなオフセットは、４：１、３：２、５：１などのディスプレイ要素アスペクト比をもたらすようになる。
【０１１０】
概して、ディスプレイ装置中の隣接するディスプレイ要素は、ディスプレイ要素の長さ（ＤＥＸ）の分数（ｆＸ）だけ、第１の寸法において千鳥状に配列、またはオフセットされ得る。そのような実装形態では、各列は、（１／ｆＸ）行ごとのディスプレイ要素を含み得る。したがって、たとえば、図９に示すように、ディスプレイ要素９０２は、長さ（ＤＥＸ）の１／２に等しい分数だけオフセットされる。したがって、各列は、２行ごとのディスプレイ要素９０２を含む。
【０１１１】
いくつかの実装形態では、オフセットは、ディスプレイ要素のアスペクト比の関数であり得る。たとえば、長方形のディスプレイ要素９０２は、２：１（たとえば、図９に示す）、３：１、３：２および４：１などのアスペクト比を有するように構成されてよく、対応するオフセットは、それぞれ、ディスプレイ要素の長さ（ＤＥＸ）の１／２、１／３、２／３および１／４倍であり得る。他のアスペクト比および対応するオフセットもまた使用され得ることを、当業者は容易に理解するであろう。
【０１１２】
コントローラは、ディスプレイ装置９００のディスプレイ要素９０２の各々にデータ信号を与える。具体的には、コントローラは、画像データを受信し、それに基づいて、コントローラは、ディスプレイ要素９０２の各々のためのデータ信号を生成する。
【０１１３】
いくつかの実装形態では、ディスプレイ装置９００のディスプレイ要素９０２のために、コントローラによって生成されたデータ信号は、図７のディスプレイ装置７００のディスプレイ要素７０２のために生成されたデータ信号と同様である。そのような実装形態では、コントローラは、ディスプレイデバイス９００がディスプレイデバイス７００と同数の画素を有すると見なし、それに応じて同数のデータ信号を出力する。たとえば、サイズ４×８画素の入力画像フレームでは、コントローラは、画像フレームの３２個の画素に対応する、合計３２個のデータ信号を生成する。
【０１１４】
コントローラは、ディスプレイデバイス９００へのデータ信号を、一度に１行通信する。第１の行Ｒ１では、コントローラは、（４×８画像フレームの８個の画素に対応する）８個のデータ信号を、ディスプレイデバイス９００へ通信する。ただし、ディスプレイ装置９００の行Ｒ１は、列Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５およびＣ７に属する４個のディスプレイ要素９０２のみを含む。したがって、書込み許可電圧がディスプレイ要素９０２の第１の行Ｒ１に印加されるとき、それらの４個のディスプレイ要素のみが書込み許可される。次いで、データ信号がディスプレイ装置９００の列Ｃ１〜Ｃ８の各々に印加されるとき、列Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５およびＣ７に印加されたデータ信号は、対応するディスプレイ要素上に記憶されるのに対して、列Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６およびＣ８に印加されたデータ信号は、無視される。
【０１１５】
続いて、コントローラは、第２の行Ｒ２のための別のセットの８個のデータ信号を通信することができる。このセットの８個のデータ信号は、４×８画像フレームの第２の行の８個の画素値に対応し得る。行Ｒ２は、列Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６およびＣ８中のディスプレイ要素を含む。したがって、行Ｒ２のためのデータ信号が列の各々に印加されるとき、列Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６およびＣ８中のディスプレイ要素のみがデータに応答するが、残りの列のためのデータ信号は無視される。このプロセスは、ディスプレイ装置が一度に１行、書込み許可し、データをディスプレイ要素９０２にロードすることを、ディスプレイ要素９０２のすべての行がアドレス指定されるまで続ける。
【０１１６】
いくつかの他の実装形態では、コントローラは、ディスプレイ装置９００中に含まれる実際の数のディスプレイ要素９０２のためのデータ信号のみを出力する。そうするために、各ディスプレイ要素９０２のためのデータ信号を生成するとき、コントローラは、第２の寸法とは異なる数の、第１の寸法における画像画素を考慮する。たとえば、３２個の画素値を有する、サイズ４×８画素の画像フレームを考えられたい。ただし、ディスプレイ装置９００は、１６個のディスプレイ要素９０２のみを含む。したがって、各ディスプレイ要素９０２のためのデータ信号を生成するために、コントローラは、第１の寸法に沿った（すなわち、所与の行に沿った）２つの画像画素と、第２の寸法に沿った（すなわち、１列下の）１つの画素とに対応する、画像データを処理する。たとえば、最上行Ｒ１および最左列Ｃ１中のディスプレイ要素Ｒ１Ｃ１のためのデータ信号を生成するために、コントローラは、画像フレームの最上行および２つの最左列中の画素値を考慮する。同様に、行Ｒ１および列Ｃ３中のディスプレイ要素Ｒ１Ｃ３のためのデータ信号を生成するために、コントローラは、画像フレームの第１の行中の第３の列および第４の列中の画像画素の画素値を考慮する。別の例では、８×１６画素を含む画像フレームを考えられたい。この画像フレームでは、各ディスプレイ要素９０２のためのデータ信号を生成する際、コントローラは、第１の寸法における４個の画素と、第２の寸法における２個の画素とを処理するようになる。
【０１１７】
所与の寸法における複数の画素値に基づいて、ディスプレイ要素９０２のためのデータ信号を生成するために、いくつかの実装形態では、コントローラは、第１の寸法における画像画素のうちの１つを除いてすべての画素値を破棄することができる。いくつかのそのような実装形態では、コントローラは、画像フレームごとに、画像画素値のうちのどれが破棄されるかを切り替えることができる。いくつかの他の実装形態では、コントローラは、第１の寸法における画像画素の画素値を平均することができる。いくつかの他の実装形態では、画素値は、他の適した方法で結合され得る。
【０１１８】
図１１Ａ〜図１３は、例示的なディスプレイ装置の概略図を示す。具体的には、図１１Ａは、例示的なディスプレイ装置１１００の概略図を示す。図１１Ａは、図９に関して上記で説明したディスプレイ装置９００と同様の千鳥状の形で配列された、ディスプレイ要素１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、１１１２、１１１４、１１１６、１１１８、１１２０、１１２２、１１２４、１１２８、１１３０および１１３２の４×４アレイを有する、ディスプレイ装置１１００を示す。加えて、図１１Ａは、８列Ｃ１〜Ｃ８に対応するデータライン相互接続１１３４、１１３６、１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６および１１４８と、４行Ｒ１〜Ｒ４に対応するスキャンライン相互接続１１５０、１１５２、１１５４および１１５６とを示す。データライン相互接続１１３４、１１３６、１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６および１１４８、ならびに、スキャンライン相互接続１１５０、１１５２、１１５４および１１５６は、コントローラ（図示せず）に接続される。画像データに基づいて、コントローラは、データライン相互接続１１３４、１１３６、１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６および１１４８、ならびに、スキャンライン相互接続１１５０、１１５２、１１５４および１１５６を適切に通電して、ディスプレイ要素１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、１１１２、１１１４、１１１６、１１１８、１１２０、１１２２、１１２４、１１２８、１１３０および１１３２の各々の内のシャッターの状態を制御する。
【０１１９】
上述のように、ディスプレイ装置１１００は、８列を含む。列Ｃ１に対応するデータライン相互接続１１３４は、ディスプレイ要素１１０２および１１１８に接続され、列Ｃ２に対応するデータライン相互接続１１３６は、ディスプレイ要素１１１０および１１２６に接続され、列Ｃ３に対応するデータライン相互接続１１３８は、ディスプレイ要素１１０４および１１２０に接続され、列Ｃ４に対応するデータライン相互接続１１４０は、ディスプレイ要素１１１２および１１２８に接続され、列Ｃ５に対応するデータライン相互接続１１４２は、ディスプレイ要素１１０６および１１２２に接続され、列Ｃ６に対応するデータライン相互接続１１４２は、ディスプレイ要素１１１４および１１３０に接続され、列Ｃ７に対応するデータライン相互接続１１４６は、ディスプレイ要素１１０８および１１２４に接続され、列Ｃ８に対応するデータライン相互接続１１４８は、ディスプレイ要素１１１６および１１３２に接続される。
【０１２０】
また、上述のように、ディスプレイ装置１１１０は、４行を含む。行Ｒ１に対応するスキャンライン相互接続１１５０は、ディスプレイ要素１１０２、１１０４、１１０６および１１０８に接続され、行Ｒ２に対応するスキャンライン相互接続１１５２は、ディスプレイ要素１１１０、１１１２、１１１４および１１１６に接続され、行Ｒ３に対応するスキャンライン相互接続１１５４は、ディスプレイ要素１１１８、１１２０、１１２２および１１２４に接続され、行Ｒ４に対応するスキャンライン相互接続１１５６は、ディスプレイ要素１１２６、１１２８、１１３０および１１３２に接続される。
【０１２１】
データライン相互接続１１３４、１１３６、１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６および１１４８、ならびに、スキャンライン相互接続１１５０、１１５２、１１５４および１１５６は、コントローラ（図示せず）に接続される。コントローラは、図１Ａに関して上記で説明したコントローラ１３４と同様であり得る。さらに、コントローラによって与えられるデータ信号は、図９に示すディスプレイ要素９０２に関して上記で説明したデータ信号と同様であり得る。
【０１２２】
いくつかの実装形態では、コントローラは、一度に１行、データ信号を与えることができる。たとえば、コントローラは、スキャンライン相互接続１１５０を通電して、行Ｒ１中のディスプレイ要素１１０２、１１０４、１１０６および１１０８がデータ信号を受け入れることを可能にすることができる。続いて、コントローラは、ディスプレイ要素１１０２、１１０４、１１０６および１１０８に対応する適切なデータを用いて、データライン相互接続１１３４、１１３８、１１４２および１１４６を通電することができる。同様に、行Ｒ２中のディスプレイ要素にデータをロードするために、コントローラは、スキャンライン相互接続１１５２を通電し、次いで、それぞれ、行Ｒ２データ要素１１１０、１１１２、１１１４および１１１６に対応するデータを用いて、データライン相互接続１１３６、１１４０、１１４４および１１４８を通電することができる。データは、行Ｒ３およびＲ４に対応するディスプレイ要素に同様にロードされ得る。
【０１２３】
いくつかの他の実装形態では、コントローラは、同時に行Ｒ１およびＲ２中のディスプレイ要素のためのデータ信号を与え得る。これは可能であり、その理由は、任意の所与の行のディスプレイ要素に結合されたデータライン相互接続が、隣接する行のディスプレイ要素に結合されたデータライン相互接続から分離しているからである。たとえば、行Ｒ１のディスプレイ要素に結合されたデータライン相互接続１１３４、１１３８、１１４２および１１４６は、行Ｒ２のディスプレイ要素に結合されたデータライン相互接続１１３６、１１４０、１１４４および１１４８から分離している。そのような実装形態では、コントローラは、スキャンライン相互接続１１５０および１１５２を同時に通電し、次いで、すべてのデータライン相互接続１１３４、１１３６、１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６および１１４８を通電して、行Ｒ１とＲ２の両方のデータ要素１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、１１１２、１１１４および１１１６にデータをロードすることができる。いくつかの実装形態では、ディスプレイ装置１１００は、２つの隣接する行のための共通のスキャンライン相互接続を有し得る。たとえば、行Ｒ１およびＲ２に対応するスキャンライン相互接続１１５０および１１５２は、電気的に接続されてよく、または、スキャンライン相互接続の両側のディスプレイ要素に結合する単一のスキャンラインで置き換えられ得る。そのようなディスプレイ装置の一例を図１１Ｂに示す。
【０１２４】
図１１Ｂは、例示的なディスプレイ装置１１００の別の例示的な概略図を示す。図１１Ｂに示すように、各スキャンライン相互接続は、２つの隣接する行のディスプレイ要素間で共有される。たとえば、スキャンライン相互接続１１５２は、行Ｒ１のディスプレイ要素１１０２、１１０４、１１０６および１１０８、ならびに、行Ｒ２のディスプレイ要素１１１０、１１１２、１１１４および１１１６にとって共通であり、それらに結合される。同様に、スキャンライン相互接続１１５６は、行Ｒ３およびＲ４中のディスプレイ要素にとって共通であり、それらに結合される。
【０１２５】
図１２は、別の例示的なディスプレイ装置１２００の概略図を示す。具体的には、図１２は、図９に関して上記で説明したディスプレイ装置９００と同様の千鳥状の形で配列された、ディスプレイ要素１２０２、１２０４、１２０６、１２０８、１２１０、１２１２、１２１４、１２１６、１２１８、１２２０、１２２２、１２２４、１２２６、１２２８、１２３０および１２３２の４×８アレイを有する、ディスプレイ装置１２００を示す。加えて、図１２は、４行Ｒ１〜Ｒ４に対応するスキャンライン相互接続１２５０、１２５２、１２５４および１２５６を示す。ディスプレイ装置１２００は、４個のデータライン相互接続１２３４、１２３６、１２３８および１２４０を含み、各データライン相互接続は、２列に対応する。たとえば、データライン相互接続１２３４は、列Ｃ１のディスプレイ要素１２０２および１２１８と列Ｃ２のディスプレイ要素１２１０および１２２６とに結合され、データライン相互接続１２３６は、列Ｃ３のディスプレイ要素１２０４および１２２０と列Ｃ４のディスプレイ要素１２１２および１２２８とに結合され、データライン相互接続１２３８は、列Ｃ５のディスプレイ要素１２０６および１２２２と列Ｃ６のディスプレイ要素１２１４および１２３０とに結合され、データライン相互接続１２４０は、列Ｃ７のディスプレイ要素１２０８および１２２４と列Ｃ８のディスプレイ要素１２１６および１２３２とに結合される。データライン相互接続１２３４、１２３６、１２３８および１２４０、ならびに、スキャンライン相互接続１２５０、１２５２、１２５４および１２５６は、コントローラ（図示せず）に接続される。画像データに基づいて、コントローラは、データライン相互接続１２３４、１２３６、１２３８および１２４０、ならびに、スキャンライン相互接続１２５０、１２５２、１２５４および１２５６を適切に通電して、ディスプレイ要素の各々内のシャッターの状態を制御する。
【０１２６】
行Ｒ１に対応するスキャンライン相互接続１２５０は、ディスプレイ要素１２０２、１２０４、１２０６および１２０８に接続され、行Ｒ２に対応するスキャンライン相互接続１２５２は、ディスプレイ要素１２１０、１２１２、１２１４および１２１６に接続され、行Ｒ３に対応するスキャンライン相互接続１２５４は、ディスプレイ要素１２１８、１２２０、１２２２および１２２４に接続され、行Ｒ４に対応するスキャンライン相互接続１２５６は、ディスプレイ要素１２２６、１２２８、１２３０および１２３２に接続される。
【０１２７】
ディスプレイ装置１２００では、コントローラは、データをディスプレイ要素に、一度に１行のみロードすることができる。したがって、行Ｒ１のディスプレイ要素にデータをロードするために、コントローラは、スキャンライン相互接続１２５０を通電することができ、画像データに基づいて、データライン相互接続１２３４、１２３６、１２３８および１２４０を適切に通電して、データをそれぞれディスプレイ要素１２０２、１２０４、１２０６および１２０８にロードすることができる。残りの行Ｒ２〜Ｒ４のディスプレイ要素のためのデータは、同様に、対応するスキャンライン相互接続を通電することによってロードされ得る。
【０１２８】
さらに、コントローラによって与えられるデータ信号は、図９に示すディスプレイ要素９０２に関して上記で説明したデータ信号と同様であり得る。具体的には、コントローラは、第１の寸法における第１の数の画像画素と、第２の寸法における第２の数の画像画素とを使用して、各ディスプレイ要素１２０２、１２０４、１２０６、１２０８、１２１０、１２１２、１２１４、１２１６、１２１８、１２２０、１２２２、１２２４、１２２６、１２２８、１２３０および１２３２のためのデータ信号を生成することができ、第１の数は第２の数よりも大きい。
【０１２９】
図１３は、例示的なディスプレイ装置１３００のディスプレイ要素の概略図を示す。具体的には、ディスプレイ装置１３００のディスプレイ要素１３０２は、千鳥状の形で配列される。ディスプレイ要素９０２が第１の寸法に沿って千鳥状に配列、またはオフセットされる、図９に示すディスプレイ装置９００とは異なり、ディスプレイ装置１３００のディスプレイ要素１３０２は、第２の寸法に沿って千鳥状に配列、またはオフセットされる。隣接する列中の２つの隣接するディスプレイ要素１３０２に割り振られた領域の境界は、第２の寸法におけるディスプレイ要素１３０２に割り振られた領域の平均長さ（ＤＥＹ）の半分だけオフセットされる。オフセットのために、第２の寸法に沿ったディスプレイ装置１３００の知覚されるディスプレイ要素の密度は、第２の寸法に沿った実際のディスプレイ要素密度の実質的に２倍である。いくつかの実装形態では、第１の寸法においてディスプレイ要素１３０２に割り振られた領域の平均長さ（ＤＥＸ）は、第２の寸法においてディスプレイ要素１３０２に割り振られた領域の平均長さ（ＤＥＹ）の半分である。たとえば、第２の寸法におけるディスプレイ要素１３０２の長さＤＥＹは、約６０〜２００ミクロンであり得るが、第１の寸法におけるその長さＤＥＸは、約３０〜１００ミクロンであり得る。
【０１３０】
ディスプレイ要素１３０２は、上記で説明したディスプレイ要素９０２（図９に示す）またはディスプレイ要素１０００（図１０に示す）と同様であり得る。したがって、各ディスプレイ要素１３０２は、単一のシャッターと、アクチュエータおよび作動回路のセットとのための、より多数の開口を含み得る。ディスプレイ装置１３００は、４列Ｃ１〜Ｃ４および８行Ｒ１〜Ｒ８を含む。各列は、４個のディスプレイ要素１３０２を含むが、各行は、２個のディスプレイ要素１３０２を含む。ディスプレイ装置１３００は、任意の数の行、列、およびディスプレイ要素を含み得ることを、当業者は容易に理解するであろう。
【０１３１】
ディスプレイ装置１３００は、コントローラ（図示せず）に結合され、コントローラは、受信された画像データに基づいて、ディスプレイ要素１３０２の各々のためのデータ信号を与える。いくつかの実装形態では、コントローラは、一度に１行、ディスプレイ装置１３００にデータ信号を与えることができる。したがって、コントローラは、図９のディスプレイ装置９００に関して上記で説明したものと同様の方法で、データ信号を生成することができる。たとえば、コントローラは、各行を使用可能にするとき、ディスプレイ装置１３００のすべての列に対応するデータ信号を生成することができる。たとえば、コントローラは、対応するスキャンライン相互接続を通電することによって、行Ｒ１〜Ｒ８を、一度に１行、使用可能にすることができる。次いで、１行、たとえば、行Ｒ１が使用可能にされると、コントローラは、すべての４列Ｃ１〜Ｃ４に対応する４個のデータライン相互接続を通電することができる。ただし、行Ｒ１は列Ｃ１およびＣ３のみに対応するディスプレイ要素１３０２を含むので、行Ｒ１のためのスキャンライン相互接続は、これらの２列中のみのディスプレイ要素１３０２（すなわち、Ｒ１Ｃ１およびＲ１Ｃ３と標示されたディスプレイ要素）を使用可能にすることになる。行Ｒ２が使用可能にされないので、列Ｃ２およびＣ４に対応するデータライン相互接続上のデータ信号は、無視されることになる。同様に、行Ｒ２中のディスプレイ要素１３０２のためのデータを受け入れるとき、列Ｃ２およびＣ４中のディスプレイ要素Ｒ２Ｃ２およびＲ２Ｃ４のみがデータを受け入れることになる。列Ｃ１およびＣ３に対応するデータライン相互接続上のデータ信号は、いかなるディスプレイ要素によっても受け入れられないことになる。
【０１３２】
図９のディスプレイ装置９００と同様に、ディスプレイ装置中の隣接するディスプレイ要素は、ディスプレイ要素の長さ（ＤＥＹ）の分数（ｆＹ）だけ、第２の寸法において千鳥状に配列、またはオフセットされ得る。そのような実装形態では、各行は、（１／ｆＹ）列ごとのディスプレイ要素を含み得る。したがって、たとえば、図１３に示すように、ディスプレイ要素１３０２は、長さ（ＤＥＹ）の（１／２）に等しい分数だけオフセットされ、したがって、各行は、２列ごとのディスプレイ要素１３０２を含む。
【０１３３】
いくつかの実装形態では、オフセットは、ディスプレイ要素のアスペクト比の関数であり得る。たとえば、長方形のディスプレイ要素１３０２は、２：１（たとえば、図１３に示す）、３：１、３：２および４：１などのアスペクト比を有するように構成されてよく、対応するオフセットは、それぞれ、ディスプレイ要素の長さ（ＤＥＹ）の（１／２）、（１／３）、（２／３）および（１／４）倍であり得る。他のアスペクト比および対応するオフセットもまた、意図された設計に応じて使用され得ることを、当業者は容易に理解するであろう。
【０１３４】
いくつかの他の実装形態では、各データ信号を生成するために、コントローラは、第１の寸法において使用される画像画素の数よりも多い、いくつかの画像画素を第２の寸法において使用する。たとえば、８×４画像フレームでは、画像データは、画像フレームの３２個の画像画素の各々の画素値を含む。行Ｒ１および列Ｃ１中のディスプレイ要素１３０２のためのデータ信号を生成するために、コントローラは、画像フレームの最左列に沿った最初の２行からの２個の画像画素の値を使用する。同様に、行Ｒ３および列Ｃ１中のディスプレイ要素１３０２のためのデータ信号を生成するために、コントローラは、画像フレームの最左列に沿った第３の行からのもの、および、第４行からのものの、２個の画像画素の値を使用する。したがって、ディスプレイ装置１３００は、ディスプレイ装置１３００の知覚されるディスプレイ要素の密度を犠牲にすることなしに、高い開口比をもつディスプレイ要素を提供する。
【０１３５】
いくつかの実装形態では、隣接する列中の隣接するディスプレイ要素１３０２が千鳥状に配列される際のオフセットは、第２の寸法におけるディスプレイ要素の平均長さの異なる分数である。たとえば、オフセットは、第２の寸法におけるディスプレイ要素１３０２に割り振られた領域の平均長さＤＥＹの３分の１に等しくなり得る。そのような実装形態では、各行は、ディスプレイ装置の３列ごとからのディスプレイ要素を含む。さらに、コントローラは、各ディスプレイ要素１３０２のためのデータ信号を生成するために、第２の寸法における３個の画像画素の画素値を考慮する。
【０１３６】
概して、コントローラは、ディスプレイ装置１３００のディスプレイ要素１３０２の各々のためのデータ信号を生成する際に、画像フレームの、第１の寸法における第１の数の画像画素の画素値と、第２の寸法における第２の数の画像画素の画素値とを考慮することができる。そのような実装形態では、２つの隣接する列中の隣接するディスプレイ要素１３０２間のオフセットは、ディスプレイ要素１３０２に割り振られた領域の平均長さＤＥＹに第１の数の画像画素と第２の数の画像画素の比を乗じたものに等しくなるように選択され得る。そのような実装形態では、各行は、ｎ列ごとのディスプレイ要素１３０２を含んでよく、ｎは、第２の数の画像画素と第１の数の画像画素の比に等しい。
【０１３７】
ディスプレイ装置１３０２はまた、コントローラによって、ディスプレイ要素１３０２の各々にデータ信号を提供するために使用される、スキャンライン相互接続とデータライン相互接続とを含み得る。そのような相互接続は、図１１および図１２に関して上記で示したものと同様の方法で構成され得る。いくつかの実装形態では、スキャンライン相互接続は、１つのスキャンライン相互接続がディスプレイ装置の少なくとも２つの行のディスプレイ要素によって共有されるように構成され得る。
【０１３８】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、複数のディスプレイ要素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、セルラー電話または携帯電話であり得る。ただし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはその若干異なる形態はまた、テレビ、コンピュータ、タブレット、電子リーダー、ハンドヘルドデバイス、およびポータブルメディアデバイスなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。
【０１３９】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力デバイス４８およびマイクロフォン４６を含む。ハウジング４１は、射出成形および真空成形など、様々な製造プロセスのうちのいずれかから形成され得る。さらに、ハウジング４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組合せを含む、様々な材料のうちのいずれかから形成され得る。ハウジング４１は、異なる色の、または異なるロゴ、ピクチャもしくはシンボルを含む他の取外し可能な部分と交換され得る取外し可能な部分（図示せず）を含み得る。
【０１４０】
ディスプレイ３０は、本明細書で説明したように、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様々なデバイスのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、エレクトロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイ、ＯＬＥＤ、超ねじれネマチック（ＳＴＮ）ディスプレイ、ＬＣＤもしくは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、またはブラウン管（ＣＲＴ）もしくは他のチューブ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得る。加えて、ディスプレイ３０は、本明細書で説明するように、機械的光変調器方式ディスプレイを含み得る。
【０１４１】
ディスプレイデバイス４０の構成要素は、図１４Ａに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含んでおり、その中に少なくとも部分的に収容さ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はネットワークインターフェース２７を含んでおり、ネットワークインターフェース２７はアンテナ４３を含んでおり、アンテナ４３はトランシーバ４７に結合され得る。ネットワークインターフェース２７は、ディスプレイデバイス４０に表示されることのある画像データのソースであり得る。したがって、ネットワークインターフェース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の働きをすることができる。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は調整ハードウェア５２に接続される。調整ハードウェア５２は、（信号をフィルタリングするか、または別の方法で操作するなど）信号を調整するように構成され得る。調整ハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイクロフォン４６に接続され得る。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にも接続され得る。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８およびアレイドライバ２２に結合されてよく、アレイドライバ２２は、次いでディスプレイアレイ３０に結合され得る。図１４Ａに明示されていない要素を含む、ディスプレイデバイス４０における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、プロセッサ２１と通信するように構成され得る。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の設計における実質的にすべての構成要素に電力を提供することができる。
【０１４２】
ネットワークインターフェース２７は、ディスプレイデバイス４０が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できるように、アンテナ４３およびトランシーバ４７を含む。ネットワークインターフェース２７はまた、たとえば、プロセッサ２１のデータ処理要件を緩和するためのいくつかの処理能力を有し得る。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規格、たとえばＩＥＥＥ  １６．１１（ａ）、（ｂ）、もしくは（ｇ）、またはＩＥＥＥ  ８０２．１１規格、たとえばＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、およびそのさらなる実装形態に従って、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）、ＧＳＭ／汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、地上基盤無線（ＴＥＴＲＡ：Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｔｒｕｎｋｅｄ  Ｒａｄｉｏ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ｂ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）、発展型高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋：Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ＡＭＰＳ、または３Ｇ、４Ｇもしくは５Ｇ技術を利用するシステムなど、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既知の信号を受信するように設計され得る。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号を、プロセッサ２１によって受信でき、さらにプロセッサ２１によって操作でき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、アンテナ４３を介してディスプレイデバイス４０から送信できるように処理することができる。
【０１４３】
いくつかの実装形態では、トランシーバ４７は、受信機によって置き換えられ得る。さらに、いくつかの実装形態では、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１に送られることになる画像データを記憶または生成することができる画像ソースによって置き換えられ得る。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作全体を制御することができる。プロセッサ２１は、圧縮された画像データなどのデータを、ネットワークインターフェース２７または画像ソースから受信し、そのデータを生の画像データへ、または生の画像データに素早く変換できるフォーマットへと処理する。プロセッサ２１は、処理されたデータをドライバコントローラ２９に、または記憶のためにフレームバッファ２８に送ることができる。生データは通常、画像内の各ロケーションにおける画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そ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み得る。
【０１４４】
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のマイクロコントローラ、ＣＰＵまたは論理ユニットを含み得る。調整ハードウェア５２は、スピーカ４５に信号を送信するための、およびマイクロフォン４６から信号を受信するための増幅器およびフィルタを含み得る。調整ハードウェア５２は、ディスプレイデバイス４０内の個別構成要素であってよく、またはプロセッサ２１もしくは他の構成要素に組み込まれてもよい。
【０１４５】
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生画像データを、直接プロセッサ２１から、またはフレームバッファ２８から取得でき、かつ生画像データをアレイドライバ２２への高速送信に向けて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、生画像データを、ディスプレイアレイ３０でスキャンするのに適した時間的順序を有するように、ラスタ様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。ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ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、独立型集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に関連付けられることが多いが、そのようなコントローラは、多くの方法で実装され得る。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中に埋め込まれること、ソフトウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれること、またはアレイドライバ２２とハードウェアで完全に統合されることがある。
【０１４６】
アレイドライバ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から受信することができ、ビデオデータを、ディスプレイ要素のディスプレイのｘ−ｙマトリクスから来る数百、場合によっては数千（またはそれよりも多く）のリード線に１秒当たり多数回適用される波形の並列セット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、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、ディスプレイモジュールの一部である。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、ディスプレイモジュールの一部である。
【０１４７】
いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、本明細書で説明するタイプのディスプレイのいずれにも適している。たとえば、ドライバコントローラ２９は、従来型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（機械的光変調器ディスプレイ要素コントローラなど）であり得る。さらに、アレイドライバ２２は、従来型のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（機械的光変調器ディスプレイ要素コントローラなど）であり得る。その上、ディスプレイアレイ３０は、従来型のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（機械的光変調器ディスプレイ要素のアレイを含むディスプレイなど）であり得る。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と統合され得る。そのような実装形態は、高集積システム、たとえば、携帯電話、ポータブル電子デバイス、ウォッチまたは小面積ディスプレイにおいて有用であり得る。
【０１４８】
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の動作を制御することを可能にするように構成され得る。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーパッドもしくは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、ディスプレイアレイ３０と統合されたタッチセンシティブスクリーン、または感圧性もしくは感熱性の膜を含むことができる。マイクロフォン４６は、ディスプレイデバイス４０の入力デバイスとして構成され得る。いくつかの実装形態では、マイクロフォン４６を介したボイスコマンドが、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得る。
【０１４９】
電源５０は、様々なエネルギー蓄積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バッテリーまたはリチウムイオンバッテリーなどの充電式バッテリーであり得る。充電式バッテリーを使用した実装形態では、充電式バッテリーは、たとえば、壁コンセントまたは光起電デバイスもしくはアレイから来る電力を使用して充電可能であり得る。代替的に、充電式バッテリーはワイヤレス充電可能であり得る。電源５０は、再生可能エネルギー源、キャパシタ、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であってもよい。電源５０はまた、壁コンセントから電力を受け取るように構成され得る。
【０１５０】
いくつかの実装形態では、電子ディスプレイシステム内のいくつかの場所に位置し得るドライバコントローラ２９に制御プログラマビリティが存在する。いくつかの他の実装形態では、アレイドライバ２２に制御プログラマビリティが存在する。上述の最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素において、および様々な構成で実施され得る。
【０１５１】
本明細書で開示した実装形態に関連して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムのプロセスは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性は、全体的にそれらの機能に関して説明し、上述の様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびプロセスにおいて示してきた。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、またはソフトウェアとして実装されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。
【０１５２】
本明細書で開示した態様に関連して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュールおよび回路を実装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、汎用シングルチッププロセッサもしくは汎用マルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（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マブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または、本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せで、実装または実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサ、または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、もしくは状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。いくつかの実装形態では、特定のプロセスおよび方法は、所与の機能に固有の回路によって実行され得る。
【０１５３】
１つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示した構造およびそれらの構造の同等物を含む、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、ファームウェアにおいて、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。本明細書で説明した対象の実装形態はまた、１つまたは複数のコンピュータプログラム、すなわち、データ処理装置による実行のために、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に符号化された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装され得る。
【０１５４】
ソフトウェアで実装される場合、機能を１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体に記憶すること、またはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。本明細書で開示した方法またはアルゴリズムのプロセスは、コンピュータ可読媒体上に存在し得るプロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールで実施され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含み、これらは、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にされ得る任意の媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であってよい。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、もしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または、命令もしくはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる任意の他の媒体を含み得る。また、あらゆる接続がコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれ得る。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザーディスク（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（ｄｉｓｋ）、およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）はレーザで光学的にデータを再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。さらに、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体上に１つまたは任意の組合せまたはセットのコードおよび命令として存在し得る。
【０１５５】
本開示で説明した実装形態の様々な修正形態が当業者にはすぐに理解でき、本明細書に定める一般的原理は、本開示の趣旨または範囲から離れることなく他の実装形態に適用できる。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示す実装形態に限定されることを意図しておらず、本開示、この原理および本明細書で開示する新規の特徴と合致する最大の範囲を認めるものである。
【０１５６】
さらに、当業者は、「上側」および「下側」という用語が、図の説明を簡単に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方位に対応する相対位置を示しており、実装される任意のデバイスの適切な方位を反映していない場合があることを容易に諒解する。
【０１５７】
個別の実装形態との関連で本明細書で説明しているいくつかの特徴は、単一の実装形態において組合せで実装されてもよい。反対に、単一の実装形態との関連で説明している様々な特徴は、複数の実装形態で個別に、または任意の適切な副組合せで実装されてもよい。さらに、特徴は一定の組合せで機能するものとして上述され、当初はそういうものとして特許請求されることもあるが、特許請求される組合せによる１つまたは複数の特徴は、場合によっては、当該組合せにより実施可能であり、特許請求される組合せは、副組合せまたは副組合せの変形を対象にし得る。
【０１５８】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これについては、所望の結果を達成するために、そのような動作を示された特定の順序でもしくは順次に実行すること、またはすべての示された動作を実行することを要求するものとして理解すべきではない。さらに、図面は、１つまたは複数の例示的なプロセスをフロー図の形式で概略的に示し得る。しかしながら、図示されていない他の動作を、概略的に示す例示的なプロセスに組み込むことができる。たとえば、１つまたは複数の追加の動作は、示された動作のいずれかの前、示された動作のいずれかの後、示された動作のいずれかと同時に、または示された動作のいずれかの間に実行され得る。いくつかの状況において、マルチタスキングおよび並列処理は有利であり得る。また、上述の実装形態における様々なシステム構成要素の分離については、すべての実装形態でかかる分離を要求するものとして理解すべきではなく、説明される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への統合、または複数のソフトウェア製品へのパッケージ化が可能であると理解されたい。さらに、他の実装形態も、以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、請求項に記載のアクションは、異なる順序で実行されながらもなお、望ましい結果を達成することが可能である。
【符号の説明】
【０１５９】
２１  プロセッサ
２２  アレイドライバ
２７  ネットワークインターフェース
２８  フレームバッファ
２９  ドライバコントローラ
３０  ディスプレイアレイ
４０  ディスプレイデバイス
４１  ハウジング
４３  アンテナ
４５  スピーカ
４６  マイクロフォン
４７  トランシーバ
４８  入力デバイス
５０  電源
５２  調整ハードウェア
１００  ディスプレイ装置
１０２  光変調器
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ  光変調器
１０４  画像
１０５、１４０、１４２、１４４、１４６  ランプ
１０６  画素
１０８、２０２、４０６、５０３、６１６  シャッター
１０９、３２４、６１０  開口
１１０  書込み許可相互接続
１１２  データ相互接続
１１４  共通相互接続
１２０  ホストデバイス
１２２  ホストプロセッサ
１２４  環境センサ
１２６  ユーザ入力モジュール
１２８  ディスプレイ装置
１３０  スキャンドライバ
１３２  データドライバ
１３４  コントローラ
１３８  共通ドライバ
１４８  ランプドライバ
１５０  ディスプレイ要素アレイ
２００  シャッター式光変調器
２０３  表面
２０４  アクチュエータ
２０５  コンプライアント電極ビームアクチュエータ
２０６  コンプライアントロードビーム
２０７  スプリング
２０８  ロードアンカ
２１１  開口穴
２１６  コンプライアント駆動ビーム
２１８  駆動ビームアンカ
２２０  ローリングアクチュエータシャッター式光変調器
２２２  可動電極
２２４  絶縁層
２２６  平面電極
２２８  基板
２３０  固定端部
２３２  可動端部
２５０  光タップ変調器
２５２  光
２５４  光ガイド
２５６  タップ要素
２５８  ビーム
２６０、２６２  電極
２７０  エレクトロウェッティング式光変調アレイ
２７２、２７２ａ〜ｄ  エレクトロウェッティング式光変調セル
２７４  光キャビティ
２７６  カラーフィルタ
２７８  水
２８０  光吸収オイル、オイル
２８２  透明電極、電極
２８４  絶縁層
２８６  反射開口層
２８８  光ガイド
２９０  第２の反射層
２９１  光リダイレクタ
２９２  光源
２９４  光
３００  制御マトリクス
３０１  画素
３０２  弾性シャッターアセンブリ
３０３  アクチュエータ
３０４  基板
３０６  スキャンライン相互接続
３０７  書込み許可電圧源
３０８  データ相互接続
３０９  データ電圧源
３１０  トランジスタ
３１２  キャパシタ
３２０  光変調器アレイ
３２２、４０７  開口層
４００  シャッターアセンブリ
４０２  シャッター開アクチュエータ
４０４  シャッター閉アクチュエータ
４０８、５０５  アンカ
４０９  開口
４１２  シャッター開口
４１６  重複
５００  ディスプレイ装置
５０２  シャッター式光変調器
５０４  透明基板
５０６  反射開口層
５０８  表面開口
５１２  ディフューザ
５１４  輝度強化膜
５１６  光ガイド
５１７  光リダイレクタ
５１８  光源
５１９、５３６  反射体
５２０  前向き反射膜膜
５２１  光線
５２２  カバープレート
５２４  ブラックマトリクス
５２６  ギャップ
５２７  スペーサ
５２８  粘着シール
５３０  流体
５３２  アセンブリブラケット
６００  ディスプレイアセンブリ
６０２  変調器基板
６０４  開口プレート
６０６  シャッターアセンブリ
６０８  反射開口層
６１２、６１４  スペーサ
７００、９００  ディスプレイ装置
８０２  第１のディスプレイ要素
８０４  第２のディスプレイ要素
８０６  スロット開口、開口
８０８  スロットシャッター
８１０、８１２、１０１０、１０１２  アクチュエータ
９０２、１００２、１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、１１１２、１１１４、１１１６、１１１８、１１２０、１１２２、１１２４、１１２６、１１２８、１１３０、１１３２、１２０２、１２０４、１２０６、１２０８、１２１０、１２１２、１２１４、１２１６、１２１８、１２２０、１２２２、１２２４、１２２６、１２２８、１２３０、１２３２、１３０２  ディスプレイ要素
１００６  開口
１００８  シャッター
１１３４、１１３６、１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６、１１４８、１２３４、１２３６、１２３８、１２４０  データライン相互接続
１１５０、１１５２、１１５４、１１５６、１２５０、１２５２、１２５４、１２５６  スキャンライン相互接続
１２００、１３００  ディスプレイ装置
Ｃ１〜Ｃ８  列
Ｈ１２  所望の分離
Ｒ１〜Ｒ８  行
【図１Ａ】
2016517024.tif 000003
【図１Ｂ】
2016517024.tif 000004
【図２Ａ】
2016517024.tif 000005
【図２Ｂ】
2016517024.tif 000006
【図２Ｃ】
2016517024.tif 000007
【図２Ｄ】
2016517024.tif 000008
【図３Ａ】
2016517024.tif 000009
【図３Ｂ】
2016517024.tif 000010
【図４Ａ】
2016517024.tif 000011
【図４Ｂ】
2016517024.tif 000012
【図５】
2016517024.tif 000013
【図６】
2016517024.tif 000014
【図７】
2016517024.tif 000015
【図８】
2016517024.tif 000016
【図９】
2016517024.tif 000017
【図１０】
2016517024.tif 000018
【図１１Ａ】
2016517024.tif 000019
【図１１Ｂ】
2016517024.tif 000020
【図１２】
2016517024.tif 000021
【図１３】
2016517024.tif 000022
【図１４Ａ】
2016517024.tif 000023
【図１４Ｂ】
2016517024.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月13日(2015.8.13)
【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】
ディスプレイ要素のアレイであって、各ディスプレイ要素が、第１の寸法に沿った画像フレームの第１の数の画素と、第２の寸法に沿った前記画像フレームの第２のより少数の画素とに対応する、光の出力を選択的に制御するように構成された、ディスプレイ要素のアレイと、
前記ディスプレイ要素のアレイに結合されたコントローラであって、フィールドシーケンシャルカラー画像形成プロセス、および、前記第１の寸法に沿った前記第１の数の画素と第２の寸法に沿った前記第２のより少数の画素との間の関係に基づいて、光を出力することを前記ディスプレイ要素に行わせるために、制御信号を各ディスプレイ要素に与えるように構成されたコントローラと
を含み、
隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域の位置が、前記第１の寸法においてオフセットされる、装置。
【請求項２】
前記装置が、
複数のスキャンライン相互接続
をさらに含み、
前記スキャンライン相互接続が、隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域間にルーティングされるように構成され、
前記ディスプレイ要素のアレイが、ディスプレイ要素の行および列を含み、前記行が、前記第１の寸法に沿って配列される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置が、
複数のデータライン相互接続
をさらに含み、
前記データライン相互接続が、隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域間にルーティングされるように構成され、
前記ディスプレイ要素のアレイが、ディスプレイ要素の行および列を含み、前記列が、前記第１の寸法に沿って配列される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ディスプレイ要素が、前記第１の寸法に沿った平均長さと、前記第２の寸法に沿った平均長さとを有し、前記第１の寸法に沿った前記平均長さが、前記第２の寸法に沿った前記平均長さよりも大きい、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
各ディスプレイ要素が、前記第１の寸法における長さを有する領域を割り振られ、前記位置が、前記長さに前記第１の数に対する前記第２の数の比を乗じたものだけオフセットされる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置が、データライン相互接続をさらに含み、各データライン相互接続が、ｎ行ごとのディスプレイ要素のみに結合し、ｎが、前記第２の数に対する前記第１の数の比に等しい、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置が、複数のスキャンライン相互接続をさらに含み、各スキャンライン相互接続が、前記装置の所与の行中のディスプレイ要素に結合し、２つの隣接する行に関連付けられた前記スキャンライン相互接続が、書込み許可信号を前記結合されたディスプレイ要素に並行して与えるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記装置が、複数のスキャンライン相互接続をさらに含み、各スキャンライン相互接続が、２つの隣接する行中のディスプレイ要素に結合する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の寸法に沿った、各ディスプレイ要素に割り振られた領域に関連付けられた第１の長さが、前記第２の寸法に沿った、各ディスプレイ要素に割り振られた前記領域に関連付けられた第２の長さの２倍である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
各ディスプレイ要素が、マイクロ電気機械（ＭＥＭＳ）シャッターを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ディスプレイ要素が、液晶光変調器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ディスプレイ要素のアレイ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
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送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るように構成されたコントローラと
をさらに含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置が、
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに含み、前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサに通信するように構成された入力デバイス
をさらに含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
各ディスプレイ要素のアスペクト比が、２：１、３：１および３：２のうちの少なくとも１つに等しい、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
第１の寸法における第１のディスプレイ要素密度と、第２の寸法における第２のディスプレイ要素密度とを、前記第２のディスプレイ要素密度が前記第１のディスプレイ要素密度とは異なるように有する、ディスプレイ要素のアレイと、
前記ディスプレイ要素のアレイに結合されたコントローラであって、フィールドシーケンシャルカラー画像形成プロセスに基づいて、光を出力することを前記ディスプレイ要素に行わせるために、制御信号を各ディスプレイ要素に与えるように構成されたコントローラと
を含み、
隣接するディスプレイ要素に割り振られた領域が、前記第１の寸法においてオフセットされ、
各ディスプレイ要素に割り振られた前記領域が、前記第１の寸法における前記領域の長さと前記第２の寸法における前記領域の長さとの比によって定義されたアスペクト比を有し、前記オフセットが、前記第１の寸法における前記領域の前記長さに前記アスペクト比の逆数を乗じたものに等しい、装置。
【請求項１８】
前記ディスプレイ要素のアレイが、ディスプレイ要素の行および列を含み、前記行または前記列が、前記第１の寸法に沿って配列される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記ディスプレイ要素が、前記第１の寸法に沿った平均長さと、前記第２の寸法に沿った平均長さとを有し、前記第１の寸法に沿った前記平均長さが、前記第２の寸法に沿った前記平均長さの２倍である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
隣接するディスプレイ要素に割り振られた前記領域が、前記第１の寸法において、前記第１の寸法に沿った前記ディスプレイ要素の平均長さの分数だけオフセットされる、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記ディスプレイ要素が、２：１、３：１および３：２のうちの少なくとも１つに実質的に等しいアスペクト比を有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記ディスプレイ要素が、液晶光変調器を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
隣接する光変調手段に割り振られた領域が第１の寸法においてオフセットされるように、第１の寸法と第２の寸法とを有するアレイ中に配列された、光を出力するための複数の光変調手段と、
第１の寸法に沿った画像フレームの第１の数の画素と、第２の寸法に沿った前記画像フレームの第２のより少数の画素とに基づいた、前記複数の光変調手段の各々からの光の出力を、フィールドシーケンシャルカラー画像形成プロセスに基づいて、制御するための制御手段と
を含む装置。
【請求項２４】
前記複数の光変調手段の前記アレイが、光変調手段の行および列を含み、前記行が、前記第１の寸法に沿って配列される、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記複数の光変調手段が、画像フレームに関連付けられたデータ信号に応答することを可能にするための、複数の書込み許可手段であって、隣接する光変調手段に割り振られた領域間に配置される、書込み許可手段と、
前記制御手段から前記光変調手段へデータ信号を与えるための複数のデータ提供手段であって、隣接する光変調手段に割り振られた領域間に配置される、データ提供手段と
のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記複数の書込み許可手段の各々が、２行の光変調手段を同時に書込み許可するように構成される、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
隣接する光変調手段に割り振られた前記領域が、前記第１の寸法において、前記第１の寸法に沿った前記光変調手段の平均長さの分数だけオフセットされる、請求項２３に記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
基板がシリコンのような不透過性のものである場合、基板を通して穴アレイをエッチングすることによって、基板に開口穴２１１が形成される。基板がガラスやプラスチックのような透明なものである場合、基板に堆積された遮光材料の層に開口穴２１１が形成される。開口穴２１１は概して、円形、楕円、多角形、蛇行状、または形状が不規則でよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
動作時、光変調器２００を組み込むディスプレイ装置は、駆動ビームアンカ２１８を介して駆動ビーム２１６に電位を印加する。第２の電位が、ロードビーム２０６に印加され得る。駆動ビーム２１６とロードビーム２０６との間の得られる電位差は、駆動ビーム２１６の自由端を、ロードビーム２０６の固定端の方に引き付け、ロードビーム２０６のシャッター端を、駆動ビーム２１６の固定端の方に引き付け、そうすることによって、シャッター２０２を、駆動アンカ２１８に向かって横に駆動する。コンプライアント部材２０６は、ビーム２０６および２１６にわたる電圧が除去されたとき、ロードビーム２０６がシャッター２０２をその初期位置に押し戻すように、スプリングとして働き、ロードビーム２０６に蓄えられた応力を解放する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
電圧がセル２７２に印加されたときにオイル２８０が集まるエリアは、画像の形成に関連して活用されない空間を構成する。このエリアは、電圧が印加されるかまたはされないかに関係なく、透過しない。したがって、反射開口層２８６の反射部分を含めないことで、このエリアは、本来であれば画像の形成に寄与するために使用され得る光を吸収する。しかしながら、反射開口層２８６を含めることで、本来であれば吸収されているこの光は、異なる開口を通る将来の脱出のために、光ガイド２８８に反射して戻される。エレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０は、本明細書で説明するディスプレイ装置に含めるのに適した非シャッター式ＭＥＭＳ変調器の唯一の例ではない。他の形式の非シャッター式ＭＥＭＳ変調器も同様に、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書で説明する様々な形式のコントローラ機能によって制御され得る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
ディスプレイ装置５００は、基板５０４を平面光ガイド５１６から分離する随意のディフューザ５１２および／または随意の輝度強化膜５１４を含む。光ガイド５１６は、透明材料、すなわちガラス材料またはプラスチック材料を含む。光ガイド５１６は、１つまたは複数の光源５１８によって照射され、バックライト５１５を形成する。光源５１８は、たとえば、限定はしないが、白熱電球、蛍光灯、レーザ、または発光ダイオード（ＬＥＤ）でよい。反射体５１９は、ランプ５１８から光ガイド５１６に光を向けるのを助ける。前向き反射膜５２０が、バックライト５１５の後ろに配設され、シャッターアセンブリ５０２に向かって光を反射する。シャッターアセンブリ５０２のうちの１つを通らない、バックライト５１５からの光線５２１などの光線は、バックライト５１５に戻され、膜５２０から再度反射される。この方式において、第１のパス上に画像を形成するためにディスプレイ装置５００を離れることができない光は、リサイクルし、シャッターアセンブリ５０２のアレイ中の他の開いた開口の透過のために利用可能にすることができる。そのような光リサイクルは、ディスプレイの照明効率を上げることがわかっている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
薄板金属または成形プラスチックアセンブリブラケット５３２は、カバープレート５２２と、基板５０４と、バックライト５１５と、他の構成要素部とを合わせて、辺の周りに保持する。アセンブリブラケット５３２は、複合ディスプレイ装置５００に剛性を加えるために、ねじまたはインデントタブで固定される。いくつかの実装形態では、光源５１８は、エポキシポッティング化合物によって、所定の場所に成形される。反射体５３６は、光ガイド５１６の辺から漏れた光を光ガイド５１６に戻すのを助ける。シャッターアセンブリ５０２およびランプ５１８に制御信号ならびに電力を与える電気相互接続は、図５に示していない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
図７は、例示的なディスプレイ装置７００のディスプレイ要素７０２の配列を示す。ディスプレイ要素７０２は、行Ｒ１〜Ｒ４および列Ｃ１〜Ｃ８のアレイ中に配列される。各ディスプレイ要素７０２は、開口、アクチュエータ、シャッター、アンカ、および制御回路などの構成要素を包含する。たとえば、図７に示すディスプレイ要素７０２のアレイは、図３Ｂに関して上記で説明したシャッターアセンブリ３０２のアレイと同様であり得る。さらに、各ディスプレイ要素７０２は、図２Ａ、図４Ａ、および図４Ｂに示したシャッターアセンブリなど、シャッターアセンブリを含み得る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
図８は、ディスプレイ装置の２つの例示的な隣接するディスプレイ要素の上面図を示す。具体的には、一例として、図８は、図４Ａに示したものと同様の二重アクチュエータシャッターアセンブリを含む、第１のディスプレイ要素８０２と、隣接する第２のディスプレイ要素８０４とを示す。２つの隣接するディスプレイ要素８０２および８０４は、図７に示したディスプレイ装置７００の任意の行中の任意の２つの隣接するディスプレイ要素７０２を表し得る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
上述のように、ディスプレイ装置１１００は、８列を含む。列Ｃ１に対応するデータライン相互接続１１３４は、ディスプレイ要素１１０２および１１１８に接続され、列Ｃ２に対応するデータライン相互接続１１３６は、ディスプレイ要素１１１０および１１２６に接続され、列Ｃ３に対応するデータライン相互接続１１３８は、ディスプレイ要素１１０４および１１２０に接続され、列Ｃ４に対応するデータライン相互接続１１４０は、ディスプレイ要素１１１２および１１２８に接続され、列Ｃ５に対応するデータライン相互接続１１４２は、ディスプレイ要素１１０６および１１２２に接続され、列Ｃ６に対応するデータライン相互接続１１４４は、ディスプレイ要素１１１４および１１３０に接続され、列Ｃ７に対応するデータライン相互接続１１４６は、ディスプレイ要素１１０８および１１２４に接続され、列Ｃ８に対応するデータライン相互接続１１４８は、ディスプレイ要素１１１６および１１３２に接続される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
また、上述のように、ディスプレイ装置１１００は、４行を含む。行Ｒ１に対応するスキャンライン相互接続１１５０は、ディスプレイ要素１１０２、１１０４、１１０６および１１０８に接続され、行Ｒ２に対応するスキャンライン相互接続１１５２は、ディスプレイ要素１１１０、１１１２、１１１４および１１１６に接続され、行Ｒ３に対応するスキャンライン相互接続１１５４は、ディスプレイ要素１１１８、１１２０、１１２２および１１２４に接続され、行Ｒ４に対応するスキャンライン相互接続１１５６は、ディスプレイ要素１１２６、１１２８、１１３０および１１３２に接続される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
いくつかの他の実装形態では、コントローラは、同時に行Ｒ１およびＲ２中のディスプレイ要素のためのデータ信号を与え得る。これは可能であり、その理由は、任意の所与の行のディスプレイ要素に結合されたデータライン相互接続が、隣接する行のディスプレイ要素に結合されたデータライン相互接続から分離しているからである。たとえば、行Ｒ１のディスプレイ要素に結合されたデータライン相互接続１１３４、１１３８、１１４２および１１４６は、行Ｒ２のディスプレイ要素に結合されたデータライン相互接続１１３６、１１４０、１１４４および１１４８から分離している。そのような実装形態では、コントローラは、スキャンライン相互接続１１５０および１１５２を同時に通電し、次いで、すべてのデータライン相互接続１１３４、１１３６、１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６および１１４８を通電して、行Ｒ１とＲ２の両方のデータ要素１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、１１１２、１１１４および１１１６にデータをロードすることができる。いくつかの実装形態では、ディスプレイ装置１１００は、２つの隣接する行のための共通のスキャンライン相互接続を有し得る。たとえば、行Ｒ１およびＲ２に対応するスキャンライン相互接続１１５０および１１５２は、電気的に接続されてよく、または、スキャンライン相互接続の両側のディスプレイ要素に結合する単一のスキャンライン相互接続で置き換えられ得る。そのようなディスプレイ装置の一例を図１１Ｂに示す。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
ディスプレイ要素１３０２は、上記で説明したディスプレイ要素９０２（図９に示す）またはディスプレイ要素１００２（図１０に示す）と同様であり得る。したがって、各ディスプレイ要素１３０２は、単一のシャッターと、アクチュエータおよび作動回路のセットとのための、より多数の開口を含み得る。ディスプレイ装置１３００は、４列Ｃ１〜Ｃ４および８行Ｒ１〜Ｒ８を含む。各列は、４個のディスプレイ要素１３０２を含むが、各行は、２個のディスプレイ要素１３０２を含む。ディスプレイ装置１３００は、任意の数の行、列、およびディスプレイ要素を含み得ることを、当業者は容易に理解するであろう。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
ディスプレイ装置１３００はまた、コントローラによって、ディスプレイ要素１３０２の各々にデータ信号を提供するために使用される、スキャンライン相互接続とデータライン相互接続とを含み得る。そのような相互接続は、図１１および図１２に関して上記で示したものと同様の方法で構成され得る。いくつかの実装形態では、スキャンライン相互接続は、１つのスキャンライン相互接続がディスプレイ装置の少なくとも２つの行のディスプレイ要素によって共有されるように構成され得る。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ｃ】
2016517024.tif 000025
【国際調査報告】
2016517024.tif 000026
2016517024.tif 000027