(57)【要約】  装置は、アレイ状に配列された複数のディスプレイ要素、および複数のディスプレイ要素に結合されてデータを通信し、ディスプレイ要素に電圧を駆動する制御マトリクスを含む。ディスプレイ要素ごとに、制御マトリクスは、ディスプレイ要素に電圧源を結合する駆動回路を含む。制御マトリクスは、ディスプレイ要素のアクチュエータに、アクチュエータの駆動ストローク全体にわたって駆動電圧を印加し、アクチュエータへの駆動電圧の印加を開始したプリチャージング信号が非アクティブ化された後に、アクチュエータの駆動を開始するように構成される。
2016502674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状に配列された複数のディスプレイ要素と、
前記複数のディスプレイ要素に結合されてデータを通信し、前記ディスプレイ要素に電圧を駆動する制御マトリクスと
を含み、
前記制御マトリクスはディスプレイ要素ごとに、
それぞれのディスプレイ要素に電圧源を結合し、前記それぞれのディスプレイ要素のアクチュエータに、前記アクチュエータの駆動ストローク全体にわたって駆動電圧を印加するように構成された駆動回路
を含み、
前記制御マトリクスは、前記アクチュエータへの前記駆動電圧の印加を開始したプリチャージング信号が非アクティブ化された後に、前記アクチュエータの駆動を開始するように構成される、装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、グローバル更新相互接続に結合され、前記駆動回路は、前記グローバル更新相互接続のアクティブ化に応答して、前記アクチュエータに印加された前記駆動電圧を選択的に除去するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記駆動回路はソースフォロワ回路を含む、請求項2に記載の装置。
【請求項４】
前記駆動回路は、前記グローバル更新相互接続に結合された駆動放電トランジスタを含み、前記駆動電圧は、前記駆動放電トランジスタを通じて放電されることによって除去される、請求項2に記載の装置。
【請求項５】
前記駆動放電トランジスタは、データストアに蓄えられたデータ電圧に基づいて選択的にアクティブ化される、請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記駆動回路は、プリチャージノードに結合され、前記プリチャージノードの前記プリチャージング信号によって管理され、前記プリチャージノードは、前記プリチャージング信号を提供するプリチャージ電圧源に結合される、請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記ディスプレイ要素のための前記プリチャージノードのプリチャージ電圧は、前記プリチャージ信号電圧源および前記プリチャージ放電スイッチによって制御され、プリチャージ放電スイッチがアクティブ化されるまで前記プリチャージ信号電圧源によって提供された前記プリチャージノードの前記電圧を維持する、請求項6に記載の装置。
【請求項８】
前記制御マトリクスはディスプレイ要素ごとに、前記それぞれのディスプレイ要素に前記電圧源を結合し、前記それぞれのディスプレイ要素の第2のアクチュエータに、前記第1の駆動ストロークとは異なる方向に前記アクチュエータの第2の駆動ストローク全体にわたって前記駆動電圧を印加するように構成された第2の駆動回路を含み、前記制御マトリクスは、前記第2のアクチュエータへの前記駆動電圧の印加を開始した第2のプリチャージング信号が非アクティブ化された後に、前記第2のアクチュエータの前記駆動を開始するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記第2の駆動回路は、第2のグローバル更新相互接続に結合され、前記制御マトリクスは、前記グローバル更新相互接続および前記第2のグローバル更新相互接続のうちの一方を、前記グローバル更新相互接続および前記第2のグローバル更新相互接続のうちの他方をアクティブ化する前にアクティブ化することによって、前記アクチュエータおよび前記第2のアクチュエータのうちの一方を駆動させるように構成される、請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
前記第2の駆動回路は、前記第2のグローバル更新相互接続のアクティブ化に応答して、前記第2のアクチュエータに印加された前記駆動電圧を選択的に除去するように構成される、請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記駆動回路は、前記第2のグローバル更新相互接続に結合された駆動放電トランジスタを含み、前記駆動電圧は、前記駆動放電トランジスタを通じて放電されることによって除去される、請求項10に記載の装置。
【請求項１２】
前記第2の駆動放電トランジスタは、前記駆動放電トランジスタの出力に基づいて選択的にアクティブ化される、請求項11に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御マトリクスはn型トランジスタのみを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御マトリクスはp型トランジスタのみを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１５】
ディスプレイ装置を含み、前記ディスプレイ要素は光変調器を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１６】
前記ディスプレイ要素は電気機械システム(EMS)ディスプレイ要素を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１７】
前記ディスプレイ要素はマイクロ電気機械システム(MEMS)ディスプレイ要素を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１８】
ディスプレイ要素の前記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１９】
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をさらに含み、
前記プロセッサは、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さらに構成される、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
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、請求項19に記載の装置。
【請求項２１】
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20に記載の装置。
【請求項２２】
前記ディスプレイ要素は光変調器を含む、請求項18に記載の装置。
【請求項２３】
アレイ状に配列された複数のディスプレイ要素と、
前記複数のディスプレイ要素に結合されてデータを通信し、前記ディスプレイ要素に電圧を駆動する制御マトリクスと
を含み、
前記制御マトリクスはディスプレイ要素ごとに、
それぞれのディスプレイ要素に電圧源を結合し、前記それぞれのディスプレイ要素の第1のアクチュエータに、前記第1のアクチュエータの駆動ストローク全体にわたって駆動電圧を印加するように構成された第1の駆動回路と、
前記ディスプレイ要素に前記電圧源を結合し、前記ディスプレイ要素の第2のアクチュエータに、前記第2のアクチュエータの駆動ストローク全体にわたって前記駆動電圧を印加するように構成された第2の駆動回路と
を含み、
前記制御マトリクスは、前記第1のアクチュエータおよび前記第2のアクチュエータへの前記駆動電圧の印加を開始したプリチャージング信号が非アクティブ化された後に、前記第1のアクチュエータおよび前記第2のアクチュエータのうちの一方の駆動を開始するように構成される、装置。
【請求項２４】
前記第1の駆動回路は、第1のグローバル更新相互接続に結合され、前記第1の駆動回路は、前記第1のグローバル更新相互接続の非アクティブ化に応答して、前記第1のアクチュエータに印加された前記駆動電圧を選択的に除去するように構成され、前記第2の駆動回路は、第2のグローバル更新相互接続に結合され、前記第2の駆動回路は、前記第2のグローバル更新相互接続の非アクティブ化に応答して、前記第1のアクチュエータに印加された前記駆動電圧を選択的に除去するように構成される、請求項23に記載の装置。
【請求項２５】
前記制御マトリクスは、前記第1のグローバル更新相互接続および前記第2のグローバル更新相互接続のうちの一方の、前記第1のグローバル更新相互接続および前記第2のグローバル更新相互接続のうちの他方の前記非アクティブ化の前の前記非アクティブ化に応答して、前記第1のアクチュエータおよび前記第2のアクチュエータのうちの一方を駆動させるように構成される、請求項24に記載の装置。
【請求項２６】
前記制御マトリクスは、データストアキャパシタに蓄えられたデータ電圧に基づいて、前記第1のアクチュエータおよび前記第2のアクチュエータのうちの一方を駆動させるように構成される、請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
前記第1の駆動回路および前記第2の駆動回路は、プリチャージノードの前記プリチャージング信号によって管理され、前記プリチャージノードは、前記プリチャージング信号をアクティブ化するプリチャージ電圧源に結合される、請求項23に記載の装置。
【請求項２８】
前記制御マトリクスはn型トランジスタのみを含む、請求項23に記載の装置。
【請求項２９】
前記制御マトリクスはp型トランジスタのみを含む、請求項23に記載の装置。
【請求項３０】
ディスプレイ装置を含み、前記ディスプレイ要素は光変調器を含む、請求項23に記載の装置。
【請求項３１】
前記ディスプレイ要素は電気機械システム(EMS)ディスプレイ要素を含む、請求項23に記載の装置。
【請求項３２】
前記ディスプレイ要素はマイクロ電気機械システム(MEMS)ディスプレイ要素を含む、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、2012年8月9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「CIRCUITS FOR CONTROLLING DISPLAY APPARATUS」と題する米国実用特許出願第13/571,215号の優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、電気機械システム(EMS)の分野に関する。具体的には、本開示は、ディスプレイ画像を生成するためにディスプレイ装置のEMSディスプレイ要素アレイを制御するための回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
様々なディスプレイ装置は、対応する光変調器を有するディスプレイ画素のアレイであって、光変調器が光を透過または反射して画像を形成する、ディスプレイ画素のアレイを含む。光変調器は、第1の状態と第2の逆状態との間で光変調器を駆動するためのアクチュエータを含む。ある種のディスプレイ装置では、光変調器の速度および信頼性を上げるのが望ましい。光変調器は、制御マトリクスと呼ばれる回路の集合によって制御される。
【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、いくつかの革新的態様を有し、これらのうちの1つが、本明細書で開示する望ましい属性に対して単独で関与しているわけではない。
【０００５】
本開示で説明する主題の1つの革新的態様は、アレイ状に配列された複数のディスプレイ要素、および複数のEMSディスプレイ要素に結合されてデータを通信し、ディスプレイ要素に電圧を駆動する制御マトリクスを含む装置で実施され得る。ディスプレイ要素ごとに、制御マトリクスは、ディスプレイ要素に電圧源を結合する駆動回路を含む。制御マトリクスは、ディスプレイ要素のアクチュエータに、アクチュエータの駆動ストローク全体にわたって駆動電圧を印加し、アクチュエータへの駆動電圧の印加を開始したプリチャージング信号が非アクティブ化された後に、アクチュエータの駆動を開始するように構成される。
【０００６】
いくつかの実装形態では、駆動回路は、グローバル更新相互接続に結合され、駆動回路は、グローバル更新相互接続のアクティブ化に応答して、アクチュエータに印加された駆動電圧を選択的に除去するように構成される。いくつかの実装形態では、駆動回路は、グローバル更新相互接続に結合された駆動放電トランジスタを含み、駆動電圧は、駆動放電トランジスタを通じて放電されることによって除去される。いくつかの実装形態では、駆動回路は、ソースフォロワ回路を含む。
【０００７】
いくつかの実装形態では、駆動放電トランジスタは、データストアに蓄えられたデータ電圧に基づいて選択的に駆動する。いくつかの実装形態では、駆動回路は、プリチャージノードのプリチャージング信号によって管理される。プリチャージノードは、プリチャージング信号をアクティブ化するプリチャージ電圧源に結合される。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素のためのプリチャージノードのプリチャージ電圧は、プリチャージ信号電圧源、およびプリチャージ放電スイッチがアクティブ化されるまでプリチャージ信号電圧源によって提供されたプリチャージノードの電圧を維持するプリチャージ放電スイッチによって制御される。
【０００８】
いくつかの実装形態では、制御マトリクスはまた、ディスプレイ要素に電圧源を結合し、ディスプレイ要素の第2のアクチュエータに、第1の駆動ストロークとは異なる方向にアクチュエータの第2の駆動ストローク全体にわたって駆動電圧を印加するように構成された第2の駆動回路を含む。いくつかのそのような実装形態では、制御マトリクスは、第2のアクチュエータへの駆動電圧の印加を開始した第2のプリチャージング信号が非アクティブ化された後に、第2のアクチュエータの駆動を開始するように構成される。いくつかの実装形態では、制御マトリクスは、グローバル更新相互接続および第2のグローバル更新相互接続のうちの一方を、グローバル更新相互接続および第2のグローバル更新相互接続のうちの他方をアクティブ化する前にアクティブ化することによって、アクチュエータおよび第2のアクチュエータのうちの一方を駆動させるように構成される。
【０００９】
いくつかの実装形態では、第2の駆動回路は、第2のグローバル更新相互接続に結合される。第2の駆動回路は、第2のグローバル更新相互接続のアクティブ化に応答して、第2のアクチュエータに印加された駆動電圧を選択的に除去するように構成される。いくつかの実装形態では、駆動回路は、第2のグローバル更新相互接続に結合された駆動放電トランジスタを含み、駆動電圧は、駆動放電トランジスタを通じて放電されることによって除去される。いくつかの実装形態では、第2の駆動放電トランジスタは、駆動放電トランジスタの出力に基づいて選択的に駆動する。
【００１０】
いくつかの実装形態では、制御マトリクスはn型トランジスタのみを含む。いくつかの実装形態では、制御マトリクスはp型トランジスタのみを含む。いくつかの実装形態では、装置はディスプレイ装置を含み、ディスプレイ要素は光変調器である。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素は電気機械システム(EMS)ディスプレイ要素である。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素はマイクロ電気機械システム(MEMS)ディスプレイ要素である。
【００１１】
いくつかの実装形態では、装置はディスプレイを含む。装置はまた、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を含む。装置はまた、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を含む。いくつかの実装形態では、装置はまた、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を含む。いくつかのそのような実装形態では、プロセッサは、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さらに構成される。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含む。いくつかのそのような実装形態では、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含む。
【００１２】
本開示で説明する主題の別の革新的態様は、アレイ状に配列された複数のディスプレイ要素、および複数のディスプレイ要素に結合されてデータを通信し、ディスプレイ要素に電圧を駆動する制御マトリクスを含むディスプレイ装置で実施され得る。ディスプレイ要素ごとに、制御マトリクスは、ディスプレイ要素に電圧源を結合し、ディスプレイ要素の第1のアクチュエータに、第1のアクチュエータの駆動ストローク全体にわたって駆動電圧を印加するように構成された第1の駆動回路を含む。制御マトリクスはまた、ディスプレイ要素に電圧源を結合し、ディスプレイ要素の第2のアクチュエータに、第2のアクチュエータの駆動ストローク全体にわたって駆動電圧を印加するように構成された第2の駆動回路を含む。制御マトリクスは、第1のアクチュエータおよび第2のアクチュエータへの駆動電圧の印加を開始したプリチャージング信号が非アクティブ化された後に、第1のアクチュエータおよび第2のアクチュエータのうちの一方の駆動を開始するように構成される。
【００１３】
いくつかの実装形態では、第1の駆動回路は、第1のグローバル更新相互接続に結合され、第1の駆動回路は、第1のグローバル更新相互接続の非アクティブ化に応答して、第1のアクチュエータに印加された駆動電圧を選択的に除去するように構成される。いくつかのそのような実装形態では、第2の駆動回路は、第2のグローバル更新相互接続に結合され、第2の駆動回路は、第2のグローバル更新相互接続の非アクティブ化に応答して、第1のアクチュエータに印加された駆動電圧を選択的に除去するように構成される。
【００１４】
いくつかの実装形態では、制御マトリクスは、第1のグローバル更新相互接続および第2のグローバル更新相互接続のうちの一方の、第1のグローバル更新相互接続および第2のグローバル更新相互接続のうちの他方の非アクティブ化の前の非アクティブ化に応答して、第1のアクチュエータおよび第2のアクチュエータのうちの一方を駆動させるように構成される。いくつかの実装形態では、制御マトリクスは、データストアに蓄えられたデータ電圧に基づいて、第1のアクチュエータおよび第2のアクチュエータのうちの一方を駆動させるように構成される。いくつかの実装形態では、第1のアクチュエータ回路および第2のアクチュエータ回路は、プリチャージノードのプリチャージング信号によって管理され、プリチャージノードは、プリチャージング信号をアクティブ化するプリチャージ電圧源に結合される。
【００１５】
いくつかの実装形態では、制御マトリクスはn型トランジスタのみを含む。いくつかの実装形態では、制御マトリクスはp型トランジスタのみを含む。いくつかの実装形態では、装置はディスプレイ装置を含み、ディスプレイ要素は光変調器である。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素は電気機械システム(EMS)ディスプレイ要素である。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素はマイクロ電気機械システム(MEMS)ディスプレイ要素である。
【００１６】
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EMS方式ディスプレイ、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、LCDディスプレイ、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EMSデバイスまたは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】
【００１７】
【図１Ａ】直視型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断面図である。
【図２Ｃ】例示的な非シャッター式マイクロ電気機械システム(MEMS)光変調器の断面図である。
【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図である。
【図５】例示的な制御マトリクスの一部分を示す図である。
【図６】例示的なフレームアドレス指定および画素駆動方法のフロー図である。
【図７】制御マトリクスの様々な相互接続に印加された例示的な電圧のタイミング図である。
【図８】別の例示的な制御マトリクスの一部分を示す図である。
【図９】制御マトリクスの様々な相互接続に印加された例示的な電圧のタイミング図である。
【図１０Ａ】複数のディスプレイ要素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１０Ｂ】複数のディスプレイ要素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】
【００１８】
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。
【００１９】
本開示は、ディスプレイ上に画像を生成するためにディスプレイ装置のディスプレイ要素のアレイを制御するための回路に関する。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素は電気機械システム(EMS)ディスプレイ要素またはマイクロ電気機械システム(MEMS)ディスプレイ要素であり得る。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素は光変調器であり得る。いくつかの実装形態では、光変調器などの各ディスプレイ要素はディスプレイ画素に対応する。ある種のディスプレイ装置は、光変調器が光を透過するON状態などの第1の状態および光変調器が光をまったく出さないOFF状態などの第2の状態に光変調器を駆動するための1つまたは複数のアクチュエータを含む光変調器を含む。上述のアクチュエータを駆動するために使用される回路は、制御マトリクスに配列される。制御マトリクスは、アレイの各画素を、所与の画像フレームに関して、対応する光変調器のON状態に対応するON状態または対応する光変調器のOFF状態に対応するOFF状態のいずれかになるようにアドレス指定する。電力消費を低減して光変調器の駆動速度を上げるためには、「プリチャージされた」ノードの蓄えられた電荷によるのではなく、電圧源により光変調器を静電的に駆動させるのが有益である。そうすることは、(デバイス漏洩電流以外の)定常電流を伴わない1つの種類のトランジスタのみ(たとえば、P-MOSのみ、またはN-MOSのみ)を有する画素では難しいことが判明している。
【００２０】
いくつかの実装形態では、光変調器がアクチュエータと係合する(engage)と、光変調器はスプリングに反発して作用し、光変調器が係合されると一層の対向力が生じる。また、アクチュエータおよび光変調器を囲む流体は、アクチュエータの対向部分の間から締め出された流体のスクイーズフィルムダンピングにより、アクチュエータに対する光変調器の動きを阻害する。これは、光変調器の移行時間を長くし、ディスプレイの効率性および視覚的品質を低下させる傾向がある。駆動ストロークを通じて増大する駆動力を提供することは、増大するスプリング力およびスクイーズフィルムダンピング効果に対抗するのを助けることができる。本明細書で使用する「駆動ストローク」という用語は、光変調構成要素が駆動中に移動する距離を指す。
【００２１】
この駆動力増大に対する要望に対処するために、アクチュエータは、アクチュエータのキャパシタンスが増大しても駆動ストローク全体にわたってアクチュエータに実質的に一定の電圧を維持するように電圧源にアクティブに結合され得る。そのような構成は、アクチュエータとシャッターの係合の距離の逆二乗による力の増大をもたらし、それにより、スプリングおよびスクイーズフィルムダンピングの抑制力を克服するのを助ける。
【００２２】
アクティブな結合を維持するために、ディスプレイ装置は制御マトリクスを含み、制御マトリクスは画素ごとに、画素に電圧源を結合するスイッチを含む。スイッチは、画素のアクチュエータに、アクチュエータの駆動ストローク全体にわたって、電圧源によって出力された駆動電圧を印加するように構成される。いくつかの実装形態では、スイッチは、プリチャージノードに印加され、次いでプリチャージノード上に蓄えられたプリチャージ電圧によって管理されるソースフォロワトランジスタであり得る。プリチャージノードの電圧は、プリチャージ相互接続上のプリチャージ電圧および放電スイッチによって制御される。制御マトリクスはまた、画素ごとにデータストアを含む。放電スイッチは、データストアに蓄えられたデータ電圧に応答して放電スイッチがアクティブ化されるまで、プリチャージ電圧相互接続によって提供されたプリチャージノードの電圧を維持する。
【００２３】
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。アクチュエータと電圧源との間のアクティブな結合を維持することによって、シャッターは、より少ない電力を消費しつつ速度を上げ、精度を高めて駆動することができる。速度を上げることで、光変調器の移行時間が改善し、それによりディスプレイの効率性および視覚的品質が改善する。さらに、本明細書で説明する実装形態は、動作中に定常電流を有しないので、光変調器は、より少ない電力を消費しつつ駆動することができる。その結果、そのような実装形態は、低電力ディスプレイ動作に使用され得る。
【００２４】
図1Aは、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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増強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。
【００２７】
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。
【００２８】
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きによって画定される。
【００２９】
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(たとえば、相互接続110、112および114)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、スイッチ、たとえばトランジスタ、または、データ電圧よりも通常、規模が高い別個の駆動電圧の、光変調器102への印加を制御する他の非線形回路要素を制御する。次いで、これらの駆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。
【００３０】
図1Bは、ホストデバイス(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、電子リーダーなど)のブロック図120の一例を示している。ホストデバイスは、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。
【００３１】
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および光変調器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。
【００３２】
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、光変調器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、または他の離散状態(discrete state)をセットするように設計される。
【００３３】
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。
【００３４】
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、光変調器アレイ内のすべての光変調器に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、光変調器アレイに対し電圧パルスまたは信号、たとえば、アレイの複数の行および列中のすべての光変調器の同時駆動を駆動および/または開始することが可能であるグローバル駆動パルスを出す。
【００３５】
異なるディスプレイ機能のためのドライバ(たとえば、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)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、画素アレイ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、光変調器駆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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、変調器アレイに、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にロードされる。
【００３９】
いくつかの実装形態において、アレイに画像データをロードするためのプロセスは、シャッター108を駆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、変調器アレイは、アレイ中の各画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の同時駆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駆動相互接続を含み得る。
【００４０】
代替実装形態では、画素アレイと、画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、画素は、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、任意の複数の画素を指すものである。
【００４１】
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。
【００４２】
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」、「実写」、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。
【００４３】
環境センサモジュール124も、ホストデバイスの一部として含まれ得る。環境センサモジュールは、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。センサモジュールは、コントローラ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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、蛇状、または形状が不規則でよい。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
ディスプレイ装置100は、代替実装形態では、上述の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光変調器を含む。たとえば、図2Bは、ローリングアクチュエータシャッター式光変調器220の断面図を示している。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。回転状態に対するバイアスは、異方性応力状態となるように可動電極222を製造することによって達成され得る。
【００５２】
図2Cは、例示的な非シャッター式MEMS光変調器250の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、漏れ(frustrated)全反射(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はたいてい、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。
【００５３】
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し得る。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。
【００５４】
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している。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。
【００５５】
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との間に位置する絶縁層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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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)。次いで開口における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、緑または青)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。
【００６０】
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使用不能空間(wasted space)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。一方、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に逆反射される。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方式MEMS変調器の唯一の例ではない。他の形式の非シャッター方式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。
【００６１】
図3Aは、制御マトリクス300の例示的な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。
【００６２】
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の駆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、駆動電圧源としても働く。
【００６３】
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。
【００６４】
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中の各行を書込み可能にする。書込み可能にされた行に対して、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。行が書込み可能にされている間、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、書込み可能に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(駆動閾電圧)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が駆動し、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が駆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、そのような駆動は、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駆動命令を記憶する。
【００６５】
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。
【００６６】
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(たとえば開または閉)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。
【００６７】
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駆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。
【００６８】
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が不等面積をもつ符号化面積分割グレースケールのいくつかの形が可能である。
【００６９】
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。
【００７０】
図4Aおよび図4Bは、二重アクチュエータシャッターアセンブリ400の例示的な図を示している。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の含有により、シャッター406の面外運動が低減され、基板に対して実質的に平行な平面への運動が制限される。以下で説明するように、多種多様な制御マトリクスがシャッターアセンブリ400とともに使用され得る。
【００７１】
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は駆動しており、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は駆動しており、かつシャッター406の遮光部分は今では、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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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、駆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駆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。
【００７５】
ある種のディスプレイ装置では、MEMS光変調器を有するディスプレイ装置が、電力消費を低減して速度を上げて、シャッターなどのMEMSデバイスを駆動させるのが望ましい。この目標を達成するための1つの方法は、何らかの「プリチャージされた」ノードの蓄えられた電荷によるのではなく、電圧源によりシャッターを静電的に駆動させることである。
【００７６】
プリチャージされたノードが駆動中、電力供給された電圧源に結合されていない場合には、シャッターを引き付ける電荷は一定である。したがって、シャッターが係合すると、以下の基本的関係により、アクチュエータを形成するビーム間のキャパシタンスCは増大し、シャッターとチャージされた駆動ノードとの間の電圧Vは低下する。
Q=C*V
【００７７】
すなわち、アクチュエータとシャッターとの間の電圧差は、キャパシタンスの増大に比例して縮小し、以下の関係により、駆動力は、電圧の2乗の変化にほぼ比例して低下する。
駆動の力=K*V2/d2
ここでKはスプリング定数である。
【００７８】
この力は、アクチュエータとシャッターとの間の距離「d」に反比例するので、キャパシタンスが距離「d」に正比例すると仮定すると、電荷の動きによる引力は一定のままであることがわかる。いくつかの実装形態では、一定の力は十分であるが、シャッターがアクチュエータと係合すると、シャッターは一般にスプリングに不利に作用し、シャッターが係合されると一層の対向力が生じる。また、シャッターは、アクチュエータ/シャッター閉界面の間から締め出された流体のスクイーズフィルムダンピングによってもたらされた抵抗力に直面する。これは、シャッターの移行時間を長くし、ディスプレイの効率性および視覚的品質を低下させる傾向がある。したがって、増大するスプリング力およびスクイーズフィルムダンピングに対抗するために、駆動ストローク全体にわたって増大する駆動力が提供され得る。いくつかの実装形態では、これは、アクチュエータのキャパシタンスが増大しても、駆動ストローク全体にわたってアクチュエータに一定の電圧を印加することができる電圧源にアクチュエータをアクティブに結合することによって達成され得る。
【００７９】
図5は、例示的な制御マトリクス500の一部分を示している。制御マトリクス500は、図1Aに示すディスプレイ装置100において使用するために実装され得る。制御マトリクス500の構造は、この後に説明する。その動作は、図6に関連して後述する。
【００８０】
制御マトリクス500は、MEMS方式光変調器を含む画素502のアレイを制御する。いくつかの実装形態では、MEMS方式光変調器は、図2Aに示すシャッターアセンブリ200などの少なくとも1つのシャッターアセンブリを含むシャッター式光変調器であり得る。
【００８１】
制御マトリクス500は、ディスプレイ装置100中の画素502の各行に対するスキャンライン相互接続506と、画素502の各列に対するデータ相互接続508とを含む。スキャンライン相互接続506は、画素502にデータをロードできるように構成される。データ相互接続508は、画素502にロードされるデータに対応するデータ電圧を提供するように構成される。さらに、制御マトリクス500は、プリチャージ相互接続510、駆動電圧相互接続520、グローバル更新相互接続532および共通ドレイン相互接続534(「共通相互接続」と総称される)を含む。これらの共通相互接続510、520、532および534は、アレイの複数の行および複数の列による画素502の間で共有される。いくつかの実装形態では、共通相互接続510、520、532および534は、ディスプレイ装置100中のすべての画素502の間で共有される。
【００８２】
制御マトリクス500中の各画素502はまた、書込み許可トランジスタ552およびデータストアキャパシタ554を含む。スキャンライン相互接続506が書込み許可トランジスタ552を制御するように、書込み許可トランジスタ552のゲートはスキャンライン相互接続506に結合される。書込み許可トランジスタ552のソースは、データ相互接続508に結合され、書込み許可トランジスタ552のドレインは、データストアキャパシタ554の第1の端子に結合される。データストアキャパシタ554の第2の端子は、共通ドレイン相互接続534に結合される。このようにして、書込み許可トランジスタ552が、スキャンライン相互接続506によって提供された書込み許可電圧を介してオンに切り替えられると、データ相互接続508によって提供されたデータ電圧は、書込み許可トランジスタ552を通り、データストアキャパシタ554に蓄えられる。次いで蓄えられたデータ電圧は、第1の画素状態または第2の画素状態のうちの1つに画素502を駆動するために使用される。
【００８３】
制御マトリクス500中の各画素502はまた、プリチャージトリガトランジスタ512およびプリチャージ放電トランジスタ514を含む。プリチャージトリガトランジスタ512およびプリチャージ放電トランジスタ514は、プリチャージ信号の印加および記憶を管理する。プリチャージトリガトランジスタ512のゲートおよびドレインは、プリチャージ相互接続510に結合され、一方でプリチャージトリガトランジスタ512のソースは、プリチャージノード516においてプリチャージ放電トランジスタ514のドレインに結合される。プリチャージ放電トランジスタ514のゲートは、データストアキャパシタ554および書込み許可トランジスタ552のドレインに結合される。プリチャージ放電トランジスタ514のソースは、グローバル更新相互接続532に結合される。プリチャージトリガトランジスタ512およびプリチャージ放電トランジスタ514の機能の詳細は、図6に関連して以下で明らかになろう。
【００８４】
制御マトリクス500の各画素502はまた、駆動電圧トランジスタ522および駆動放電トランジスタ524を含むソースフォロワ回路525を含む。駆動電圧トランジスタ522および駆動放電トランジスタ524は、電圧源として働く駆動電圧相互接続520によって提供される駆動電圧の印加を管理する。駆動電圧トランジスタ522のゲートは、プリチャージノード516に結合され、駆動電圧トランジスタ522のドレインは、駆動電圧相互接続520に結合される。駆動放電トランジスタ524のゲートは、データストアキャパシタ554およびプリチャージ放電トランジスタ514のゲートに結合される。駆動放電トランジスタ524のソースは、グローバル更新相互接続532に結合される。駆動放電トランジスタ524のドレインは、駆動ノード526において駆動電圧トランジスタ522のソースに結合される。駆動ノード526は、第1の画素状態および第2の画素状態のうちの1つに画素502を駆動する、画素の光変調器のアクチュエータに結合される。
【００８５】
いくつかの実装形態では、書込み許可トランジスタ552、プリチャージトリガトランジスタ512、プリチャージ放電トランジスタ514、駆動電圧トランジスタ522および駆動放電トランジスタ524の各々は、すべてのn型トランジスタまたはすべてのp型トランジスタのいずれかである。いくつかの実装形態では、制御マトリクス500は、すべてのn型トランジスタとともに設計される。代替的に、回路は、すべてのp型トランジスタとともに設計され得る。1つのタイプのトランジスタのみから形成された回路は、より最近のインジウム、ガリウム、亜鉛の酸化物(IGZO)製造プロセスにおいて特に有用であり、p型トランジスタの構築が難しい場合はなおさらである。
【００８６】
図6は、例示的なフレームアドレス指定および画素駆動方法600のフロー図を示している。方法600は、たとえば、図5の制御マトリクス500を動作させるように用いられ得る。フレームアドレス指定および画素駆動方法600は、4つの全般的段階を進める。最初に、制御マトリクスの様々な相互接続が電圧をプリロードされる(ブロック642)。次に、データローディング段階において、ディスプレイ中の画素のデータ電圧が、画素ごとに一度に1つの行にロードされる(ブロック644)。次に、プリチャージング段階において、各画素のプリチャージノードがプリチャージされる(ブロック646)。各画素のプリチャージ駆動ノードをプリチャージすると、駆動段階において画素が駆動する(ブロック648)。フレームアドレス指定および画素駆動方法600について、図5に関連して詳細に説明するが、方法600の動作の一部または全部は、図8に示す制御マトリクス800などの他の制御マトリクス実装形態を動作させるように用いられる。さらに、制御マトリクス800などのいくつかの制御マトリクス実装形態では、光変調器駆動段階(ブロック648)は、図5に示す制御マトリクス500に関して本明細書で説明するものとは別様に実行され得る。そのような差異は、制御マトリクス800の説明に関連して後述する。
【００８７】
フレームアドレス指定および画素駆動方法600の様々な段階の詳細は、図7に示すタイミング図を参照しながら説明する。図7は、制御マトリクスの様々な相互接続に印加された例示的な電圧のタイミング図700を示している。タイミング図700は、たとえば、図6に示すフレームアドレス指定および画素駆動方法600に従って図5の制御マトリクス500を動作させるように用いられ得る。
【００８８】
特に、タイミング図700は、制御マトリクス500によって用いられるフレームアドレス指定および画素駆動方法600の様々な段階中の様々なノードおよび相互接続における電圧を示す別個のタイミンググラフを含む。タイミング図は、プリチャージ相互接続510に印加された電圧を示すタイミンググラフ702、グローバル更新相互接続532に印加された電圧を示すタイミンググラフ704、駆動電圧相互接続520に印加された電圧を示すタイミンググラフ706、データ相互接続508に印加された電圧を示すタイミンググラフ708、スキャンライン相互接続506に印加された電圧を示すタイミンググラフ710、および駆動ノード526における電圧を示すタイミンググラフ712を含む。
【００８９】
さらに、タイミング図700は、第1の画素状態に対応する第1の領域および第2の画素状態に対応する第2の領域に分離される。第1の領域と第2の領域の両方は、フレームアドレス指定および画素駆動方法600の様々な段階に対応する部分を含む。第1の領域および第2の領域の各々は、対応する、プリローディング段階に対応するプリロード部分742a〜b、データローディング段階に対応するデータローディング部分744a〜b、プリチャージ駆動ノード段階に対応するプリチャージ部分746a〜b、および光変調器駆動段階に対応する駆動部分748a〜bを含む。タイミング図は一定の縮尺で描かれてはいないこと、ならびにタイミンググラフの各々の相対的な長さおよび幅は特定の電圧または持続時間を示すものではないことを諒解されたい。
【００９０】
ここで、図5に示す制御マトリクス500および図7に示すタイミング図700を参照しながら図6に示すフレームアドレス指定および画素駆動方法600を参照すると、プリローディング段階(ブロック642)は、タイミング図700のプリロード部分742a〜bに対応する。プリローディング段階は、駆動電圧相互接続520において駆動電圧を維持するステップ(ブロック650)を進める。駆動電圧は、画素のアクチュエータを駆動させて、画素に第1の画素状態または第2の画素状態のうちのいずれか一方を引き受けさせるのに十分な電圧であり得る。タイミンググラフ706に示すように、駆動電圧相互接続520は、たとえば約10〜40Vの駆動電圧で維持される。いくつかの実装形態では、駆動電圧は10Vよりも低くてもよい。プリローディング段階はまた、グローバル更新相互接続に保持電圧を印加するステップ(ブロック652)を含む。グローバル更新相互接続に印加される保持電圧は、すべての行がアドレス指定されるまでプリチャージ放電トランジスタ514の駆動を防止するのに十分な高さであり得る。これは、タイミンググラフ704のプリロード部分742a〜bに示されている。
【００９１】
プリローディング段階(ブロック642)の後、アレイの特定の行の画素の各々をアドレス指定するためのデータローディング段階(ブロック644)が始まる。タイミング図700のデータローディング部分744a〜bは、データローディング段階(ブロック644)に対応する。制御マトリクスによって受信された将来の画素状態がON状態などの第1の画素状態であるか、それともOFF状態などの第2の画素状態であるか(判定ブロック660)に基づいて、制御マトリクスは、画素502にON電圧をロードするステップ(ブロック662、663および664)または画素502にOFF電圧をロードするステップ(ブロック666、667および668)のいずれかを進める。
【００９２】
画素502がON状態を引き受ける場合、制御マトリクス500はデータ相互接続508にON状態電圧を印加する(ブロック662)。いくつかの実装形態では、制御マトリクス500は、画素502が位置する列に対応するデータ相互接続508に、たとえば約3〜5Vのデータ電圧Vdを印加することによって、ON電圧をロードする。これは、タイミンググラフ708のデータローディング部分744aに示されている。
【００９３】
次いで制御マトリクスは、画素アレイの行に対応するスキャンライン相互接続に書込み許可電圧Vweを印加する(ブロック663)。これは、タイミンググラフ710のデータローディング部分744aにも示されている。書込み許可された行に対するスキャンライン相互接続506への同じく約3〜5Vの書込み許可電圧Vweの印加は、行中のすべての画素の書込み許可トランジスタ552などの書込み許可トランジスタをオンにする。このようにして、データ相互接続508に印加されたデータ電圧Vdは、選択された画素502のデータストアキャパシタ554上に電荷として蓄えられる(ブロック664)。それは、データ電圧Vdがデータ相互接続508に印加された時間の少なくとも一部分の間、書込み許可トランジスタ552がオンに切り替えられており、データ電圧Vdは書込み許可トランジスタ552からデータストアキャパシタ554まで通り、データストアキャパシタ554上でデータ電圧Vdが電荷として蓄えられるからである。
【００９４】
画素502がOFF状態を引き受ける場合、制御マトリクス500はデータ相互接続508にOFF電圧をロードする(ブロック666)。いくつかの実装形態では、制御マトリクス500は、画素502が位置する列に対応するデータ相互接続508を接地することによって、OFF電圧をロードする。いくつかの実装形態では、データ相互接続508が接地されているので、データ電圧Vdがなく、したがって、データストアキャパシタ554上に電荷が蓄えられることがない。これは、タイミンググラフ708のデータローディング部分744bによって示されている。
【００９５】
制御マトリクス500は、スキャンライン相互接続506が書込み許可されるように、その行に対応するスキャンライン相互接続506に書込み許可電圧Vweを印加する(ブロック667)。これは、タイミンググラフ710のデータローディング部分744bに示されている。このようにして、データ相互接続508に印加されたOFF電圧は、選択された画素502のデータストアキャパシタ554上に電荷として蓄えられる(ブロック668)。いくつかの実装形態では、データ相互接続508が接地されているので、データ電圧Vdがなく、したがって、データストアキャパシタ554上に電荷は蓄えられない。
【００９６】
データをロードするプロセスは、書込み許可された行中の画素の各々において同時に実行され得る。このようにして、制御マトリクス500は、制御マトリクス500における所与の行の列に、その行が書込み許可される前に同時にデータ電圧を選択的に印加する。いくつかの実装形態では、制御マトリクス500は、画素が第1の画素状態の方に駆動されるべき列にデータ電圧を印加するだけである。行中のすべての画素がアドレス指定されると、制御マトリクス500は、スキャンライン相互接続506から書込み許可電圧Vweを除去する(ブロック670)。データ電圧がON状態に対応するか、それともOFF状態に対応するかに応じて、スキャンライン相互接続506から電圧を除去することが、タイミンググラフ710のデータローディング部分744a〜bに示されている。いくつかの実装形態では、制御マトリクス500はスキャンライン相互接続506を接地する。次いでデータローディング段階(ブロック644)は、制御マトリクス500におけるアレイの後続の行のために繰り返される。データローディング段階(ブロック644)の終わりに、選択された画素グループ中のデータストアキャパシタの各々は、次の画像状態の設定に適したデータ電圧を含める。
【００９７】
次いで制御マトリクス500はプリチャージング段階(ブロック646)を進め、プリチャージ電圧がプリチャージトリガトランジスタ512に印加されたことに応答して、駆動を開始するのに十分な電圧がアクチュエータ上に蓄えられる。タイミング図700のプリチャージング部分746a〜bは、プリチャージアクチュエータ段階(ブロック646)に対応する。プリチャージアクチュエータ段階(ブロック646)は、プリチャージ相互接続510にプリチャージ電圧を印加すること(ブロック672)によって始まる。これは、タイミンググラフ702のプリチャージング段階746a〜bに示されている。いくつかの実装形態では、プリチャージ電圧は、プリチャージトリガトランジスタ512をオンに切り替えるのに十分な電圧、たとえば約3〜5Vであり得る。プリチャージトリガトランジスタ512がオンになったことに応答して、プリチャージ相互接続510とプリチャージノード516との間の経路が開かれるので、プリチャージノード516は高電圧状態を引き受ける。プリチャージノード516が高電圧状態を引き受けたことに応答して、駆動電圧トランジスタ522がオンに切り替わり、駆動電圧相互接続520と光変調器のアクチュエータとの間のアクティブな経路が作られる。その結果、駆動ノード526における電圧は高くなる。これは、駆動ノード526における電圧に対応する、タイミンググラフ712のプリチャージング部分746aに示されている。
【００９８】
この経路は、駆動電圧トランジスタ522のゲートに印加された電圧が除去されるまで開いたままである。いくつかの実装形態では、駆動電圧トランジスタ522のゲートに印加された電圧は、プリチャージ放電トランジスタ514を介して電圧を抜き取ることによって除去される。駆動ノード526が駆動電圧にさせられた後、かつ駆動電圧トランジスタ522のゲートに印加された電圧を抜き取る前のある時点で、プリチャージ相互接続510に印加されたプリチャージ電圧が除去される(ブロック674)。これは、タイミンググラフ702のプリチャージング部分746aにも示されている。いくつかの実装形態では、プリチャージ相互接続510は、プリチャージ電圧を除去するように接地される。
【００９９】
光変調器のアクチュエータが駆動電圧にさせられると、制御マトリクス500は駆動段階(ブロック648)を進む。タイミング図700の駆動部分748a〜bは、駆動段階(ブロック648)に対応する。駆動段階は、グローバル更新相互接続532を非アクティブ化するステップ(ブロック678)を進む。これは、タイミンググラフ704の駆動部分748a〜bに示されている。いくつかの実装形態では、グローバル更新相互接続532は、グローバル更新相互接続532を接地することによって非アクティブ化される。グローバル更新相互接続532を非アクティブ化すると、様々な動作が発生する。
【０１００】
第1に、データストアキャパシタ554に蓄えられたデータ電圧に応じて、プリチャージ放電トランジスタ514は、オンに切り替わるか、またはオフに切り替えられたままのいずれかである。データストアキャパシタ554に蓄えられたデータ電圧が高電圧である場合、プリチャージ放電トランジスタ514はオンに切り替わり、それによりプリチャージノード516に蓄えられたプリチャージ電圧を抜き取り、それにより駆動電圧トランジスタ522をオフに切り替える。データストアキャパシタ554に蓄えられたデータ電圧が低電圧である場合、プリチャージ放電トランジスタ514はオフのままであり、それにより駆動電圧トランジスタ522はオンに切り替えられたままとなる。
【０１０１】
第2に、プリチャージ放電トランジスタ514の動作と同様に駆動放電トランジスタ524も、データストアキャパシタ554に蓄えられたデータ電圧に基づいて、オンに切り替わるか、またはオフのままであるかのいずれかであり、その結果、プリチャージ放電トランジスタ514がオンに切り替わる場合には、駆動放電トランジスタ524もオンに切り替わる。反対に、プリチャージ放電トランジスタ514がオフに切り替えられたままである場合、駆動放電トランジスタ524もオフに切り替えられたままである。
【０１０２】
データストアキャパシタ554に蓄えられたデータ電圧が高電圧である場合、プリチャージ放電トランジスタ514および駆動放電トランジスタ524はオンに切り替えられる。これにより、駆動電圧トランジスタ522はオフに切り替えられ、駆動ノード526における駆動電圧は駆動放電トランジスタ524を通じて抜き取られる。これは、タイミンググラフ712の駆動部分748aに示されている。その結果、光変調器のアクチュエータは駆動しない。一方、データストアキャパシタ554に蓄えられたデータ電圧が低電圧である場合、プリチャージ放電トランジスタ514および駆動放電トランジスタ524はオフのままである。これにより、駆動電圧トランジスタ522はオンのままとなる。これは、タイミンググラフ712の駆動部分748bに示されている。駆動電圧トランジスタ522をオンのままにすることによって、駆動電圧相互接続520によって供給された駆動電圧が駆動ノード526において光変調器のアクチュエータに印加される。これにより、アクチュエータの駆動ストローク全体にわたって駆動電圧を提供しつつ、アクチュエータは駆動する。アクチュエータは駆動電圧相互接続520に接続されるので、光変調器をアクチュエータの方に動かす力が増大する中、駆動電圧相互接続520はアクチュエータに一定の駆動電圧を提供することができる。
【０１０３】
図8は、別の例示的な制御マトリクス800の一部分を示している。制御マトリクス800は、図1Aに示すディスプレイ装置100において使用するために実装され得る。制御マトリクス800は、MEMS方式光変調器を含む画素802のアレイを制御する。いくつかの実装形態では、MEMS方式光変調器は、図2Aに示すシャッターアセンブリ200などの少なくとも1つのシャッターアセンブリを含むシャッター式光変調器であり得る。制御マトリクス800は、図4に示す二重アクチュエータシャッターアセンブリ400などの二重アクチュエータ光変調器とともに使用するように構成され得る。
【０１０４】
制御マトリクス800は、ディスプレイ装置100中の画素802の各行に対するスキャンライン相互接続806と、画素802の各列に対するデータ相互接続808とを含む。スキャンライン相互接続806は、画素802にデータをロードできるように構成される。データ相互接続808は、画素802にロードされるデータに対応するデータ電圧を提供するように構成される。さらに、制御マトリクス800は、プリチャージ相互接続810、駆動電圧相互接続820、第1のグローバル更新相互接続832、第2のグローバル更新相互接続833、および共通ドレイン相互接続834(「共通相互接続」と総称される)を含む。これらの共通相互接続810、820、832、833および834は、アレイの複数の行および複数の列による画素802の間で共有される。いくつかの実装形態では、共通相互接続810、820、832、833および834は、ディスプレイ装置100中のすべての画素802の間で共有される。
【０１０５】
制御マトリクス800中の各画素802はまた、書込み許可トランジスタ852およびデータストアキャパシタ854を含む。スキャンライン相互接続806が書込み許可トランジスタ852を制御するように、書込み許可トランジスタ852のゲートはスキャンライン相互接続806に結合される。書込み許可トランジスタ852のソースは、データ相互接続808に結合され、書込み許可トランジスタ852のドレインは、データストアキャパシタ854の第1の端子に結合される。データストアキャパシタ854の第2の端子は、共通ドレイン相互接続834に結合される。このようにして、書込み許可トランジスタ852が、スキャンライン相互接続806によって提供された書込み許可電圧を介してONに切り替えられると、データ相互接続808によって提供されたデータ電圧は、書込み許可トランジスタ852を通り、データストアキャパシタ854に蓄えられる。次いで蓄えられたデータ電圧は、第1の画素状態または第2の画素状態のうちの1つに画素802を駆動するために使用される。
【０１０６】
制御マトリクス800中の各画素802はまた、第1のプリチャージトリガトランジスタ812および第1のプリチャージ放電トランジスタ814を含む。第1のプリチャージトリガトランジスタ812および第1のプリチャージ放電トランジスタ814は、第1のプリチャージ信号の印加および記憶を管理する。第1のプリチャージトリガトランジスタ812のソースは、駆動電圧相互接続820に結合される。第1のプリチャージトリガトランジスタ812のゲートは、プリチャージ相互接続810に結合され、一方で第1のプリチャージトリガトランジスタ812のソースは、第1のプリチャージノード816において第1のプリチャージ放電トランジスタ814のドレインに結合される。第1のプリチャージ放電トランジスタ814のゲートは、データストアキャパシタ854および書込み許可トランジスタ852のドレインに結合される。第1のプリチャージ放電トランジスタ814のソースは、第1のグローバル更新相互接続832に結合される。
【０１０７】
制御マトリクス800の各画素802はまた、第1の駆動電圧トランジスタ822および第1の駆動放電トランジスタ824を含む。第1の駆動電圧トランジスタ822および第1の駆動放電トランジスタ824は、駆動電圧相互接続820によって提供される駆動電圧の第1のアクチュエータへの印加を管理する。このようにして、駆動電圧相互接続820は第1のアクチュエータへの電圧源として働く。第1の駆動電圧トランジスタ822のゲートは、第1のプリチャージノード816に結合され、第1の駆動電圧トランジスタ822のドレインは、駆動電圧相互接続820に結合される。第1の駆動放電トランジスタ824のゲートは、データストアキャパシタ854および第1のプリチャージ放電トランジスタ814のゲートに結合される。第1の駆動放電トランジスタ824のソースは、第1のグローバル更新相互接続832に結合される。第1の駆動放電トランジスタ824のドレインは、第1の駆動ノード826において第1の駆動電圧トランジスタ822のソースに結合される。第1の駆動ノード826は、第1の画素状態に画素802を駆動するように構成された画素の第1のアクチュエータに結合される。
【０１０８】
さらに、制御マトリクス800の各画素802はまた、第2のプリチャージトリガトランジスタ862および第2のプリチャージ放電トランジスタ864を含む。第2のプリチャージトリガトランジスタ862および第2のプリチャージ放電トランジスタ864は、第2のプリチャージ信号の印加および記憶を管理する。第2のプリチャージトリガトランジスタ862のゲートは、プリチャージ相互接続810に結合される。第2のプリチャージトリガトランジスタ862のソースは、第1のプリチャージノード816に結合され、一方で第2のプリチャージトリガトランジスタ862のドレインは、第2のプリチャージノード866において第2のプリチャージ放電トランジスタ864のドレインに結合される。第2のプリチャージ放電トランジスタ864のゲートは、第1の駆動放電トランジスタ824のドレインに結合される。第2のプリチャージ放電トランジスタ864のソースは、第2のグローバル更新相互接続833に結合される。
【０１０９】
制御マトリクス800の各画素802はまた、第2の駆動電圧トランジスタ872および第2の駆動放電トランジスタ874を含む。第2の駆動電圧トランジスタ872および第2の駆動放電トランジスタ874は、駆動電圧相互接続820によって提供される駆動電圧の第2のアクチュエータへの印加を管理する。このようにして、駆動電圧相互接続820は第2のアクチュエータへの電圧源として働く。第2の駆動電圧トランジスタ872のゲートは、第2のプリチャージノード866に結合され、第2の駆動電圧トランジスタ872のドレインは、駆動電圧相互接続820に結合される。第2の駆動放電トランジスタ874のゲートは、第1の駆動放電トランジスタ824のドレインに結合される。第2の駆動放電トランジスタ874のソースは、第2のグローバル更新相互接続833に結合される。第2の駆動放電トランジスタ874のドレインは、第2の駆動ノード876において第2の駆動電圧トランジスタ872のソースに結合される。第2の駆動ノード876は、第2の画素状態に画素802を駆動するように構成された画素の第2のアクチュエータに結合される。
【０１１０】
いくつかの実装形態では、書込み許可トランジスタ852、第1のプリチャージトリガトランジスタ812、第1のプリチャージ放電トランジスタ814、第1の駆動電圧トランジスタ822、第1の駆動放電トランジスタ824、第2のプリチャージトリガトランジスタ862、第2のプリチャージ放電トランジスタ864、第2の駆動電圧トランジスタ872および第2の駆動放電トランジスタ874の各々は、すべてn型トランジスタまたはp型トランジスタのいずれかである。いくつかの実装形態では、制御マトリクス800は、すべてのn型トランジスタとともに設計される。代替的に、回路は、すべてのp型トランジスタとともに設計され得る。1つのタイプのトランジスタのみから形成された回路は、より最近のインジウム、ガリウム、亜鉛の酸化物(IGZO)製造プロセスにおいて特に有用であり、p型トランジスタの構築が難しい場合はなおさらである。
【０１１１】
制御マトリクス800は、図5に示す制御マトリクス500と実質的に同様に動作する。概して、制御マトリクス800は、図6に関して説明したフレームアドレス指定およびピクセル駆動方法600と同様のフレームアドレス指定およびピクセル駆動方法を実行する。制御マトリクス800を制御するために利用されるフレームアドレス指定およびピクセル駆動方法は、4つの全般的段階を進める。最初に、制御マトリクス800の様々な相互接続が電圧をプリロードされる。次に、データローディング段階において、ディスプレイ中の画素のデータ電圧が、画素ごとに一度に1つの行にロードされる。次に、プリチャージアクチュエータ段階において、各画素のプリチャージノードがプリチャージされる。各画素のプリチャージ駆動ノードをプリチャージすると、駆動段階において画素が駆動する。
【０１１２】
図5に示す制御マトリクス500とは異なり、制御マトリクス800は2つのグローバル更新相互接続を含む。したがって、プリローディング段階中に、第1のグローバル更新相互接続832と第2のグローバル更新相互接続833の両方がアクティブ化される。制御マトリクス800は、制御マトリクス500と同様にデータローディング段階およびプリチャージ駆動ノード段階を実行する。しかしながら、駆動段階中には制御マトリクス500とは対照的に、制御マトリクス800は第1のグローバル更新相互接続832および第2のグローバル更新相互接続833のうちの一方を、第1のグローバル更新相互接続832および第2のグローバル更新相互接続833のうちの他方を非アクティブ化する前に非アクティブ化する。制御マトリクス800の動作のさらなる詳細について、図9に示すタイミング図を使用して説明する。
【０１１３】
図9は、制御マトリクスの様々な相互接続に印加された例示的な電圧のタイミング図900を示している。タイミング図900は、たとえば、図6に示すフレームアドレス指定および画素駆動方法600と実質的に同様のフレームアドレス指定および画素駆動方法に従って図8の制御マトリクス800を動作させるように用いられ得る。特に、タイミング図900は、制御マトリクス800によって用いられるフレームアドレス指定および画素駆動方法の様々な段階中の様々なノードおよび相互接続における電圧を示す別個のタイミンググラフを含む。
【０１１４】
タイミング図900は、プリチャージ相互接続810に印加された電圧を示すタイミンググラフ902、第1のグローバル更新相互接続832に印加された電圧を示すタイミンググラフ904、第2のグローバル更新相互接続833に印加された電圧を示すタイミンググラフ905、駆動電圧相互接続820に印加された電圧を示すタイミンググラフ906、データ相互接続808に印加された電圧を示すタイミンググラフ908、スキャンライン相互接続806に印加された電圧を示すタイミンググラフ910、第1の駆動ノード826における電圧を示すタイミンググラフ912、および第2の駆動ノード876における電圧を示すタイミンググラフ913を含む。
【０１１５】
さらに、タイミング図900は、第1の画素状態に対応する第1の領域および第2の画素状態に対応する第2の領域に分離される。第1の領域と第2の領域の両方は、制御マトリクス800を動作させるために使用されるフレームアドレス指定および画素駆動方法の様々な段階に対応する部分を含む。第1の領域および第2の領域の各々は、対応する、プリローディング段階に対応するプリロード部分942a〜b、データローディング段階に対応するデータローディング部分944a〜b、プリチャージ駆動ノード段階に対応するプリチャージ部分946a〜b、および光変調器駆動段階に対応する駆動部分948a〜bを含む。タイミング図は一定の縮尺で描かれてはいないこと、ならびにタイミンググラフの各々の相対的な長さおよび幅は特定の電圧または持続時間を示すものではないことを諒解されたい。
【０１１６】
動作中、制御マトリクス800は、プリロード部分942a〜bによって示されるプリローディング段階で始まる。駆動電圧は駆動電圧相互接続820に印加されたままであり、保持電圧が第1のグローバル更新相互接続832および第2のグローバル更新相互接続833に印加される。いくつかの実装形態では、第1のグローバル更新相互接続832および第2のグローバル更新相互接続833は、保持電圧を印加することによって同時にアクティブ化される。この段階中に、第1の駆動ノード826および第2の駆動ノード876における電圧は、画素の以前の状態に依存する。
【０１１７】
次いで制御マトリクス800は、データローディング部分944a〜bによって示されるデータローディング段階に進む。この部分において、画素が引き受けることになる次の画素状態に対応するデータ電圧がデータ相互接続808に印加される。データ電圧は高いまたは低いのいずれかであり得る。データローディング部分944aは、データ電圧が高い場合のデータローディング段階を示し、一方でデータローディング部分944bは、データ電圧が低い場合のデータローディング段階を示している。次いで書込み許可電圧がスキャンライン相互接続806に印加されて、書込み許可トランジスタ852がオンに切り替えられる。その結果、データ相互接続808に印加されたデータ電圧は、データストアキャパシタ854に蓄えられる。次の画素状態に対応するデータ電圧がデータストアキャパシタ854に蓄えられると、制御マトリクス800はプリチャージ駆動ノード段階に進む。
【０１１８】
プリチャージ駆動ノード段階において、制御マトリクス800はプリチャージ相互接続810にプリチャージ電圧を印加する。その結果、第1のプリチャージトリガトランジスタ812はオンに切り替えられ、プリチャージ電圧は第1のプリチャージノード816まで通る。第1のプリチャージノード816は第1の駆動電圧トランジスタ822のゲートに結合されており、そのため、第1の駆動電圧トランジスタ822は第1のプリチャージノード816における電圧に応答する。その結果、第1の駆動電圧トランジスタ822はオンに切り替えられる。これにより、駆動電圧相互接続820において維持される駆動電圧は、第1の駆動電圧トランジスタ822から、タイミンググラフ912によって示される第1の駆動ノード826まで通ることができる。このようにして、第1の駆動ノード826は駆動電圧でプリチャージされる。
【０１１９】
第1のプリチャージトリガトランジスタ812がオンに切り替えられるのとほぼ同時に、第2のプリチャージトリガトランジスタ862もオンに切り替えられる。第1のプリチャージノード816は第2のプリチャージトリガトランジスタ862のソースに結合されているので、第2のプリチャージトリガトランジスタ862もプリチャージ電圧を実現する。これは、その後、第2の駆動電圧トランジスタ872を駆動させて、駆動電圧相互接続820からの駆動電圧が、タイミンググラフ913によって示される第2の駆動ノード876まで通ることができるようにする。このようにして、第2の駆動ノード876は駆動電圧でプリチャージされる。第1の駆動ノード826および第2の駆動ノード876が駆動電圧を引き受けると、プリチャージ相互接続810に印加されたプリチャージ電圧が除去される。
【０１２０】
次いで制御マトリクス800は、光変調器駆動段階を進める。この段階は、どちらのアクチュエータが駆動しているかに応じて、図9の駆動部分948a〜bによって示されている。特に、駆動部分948aは駆動している第2のアクチュエータに対応し、一方で駆動部分948bは駆動している第1のアクチュエータに対応する。この段階では、制御マトリクスは、第1のグローバル更新相互接続832と第2のグローバル更新相互接続833の両方に印加された保持電圧を除去する。これは、電圧グラフ904および905の駆動領域948a〜bに示されている。データストアキャパシタ854に蓄えられたデータ電圧に基づいて、画素は第1の画素状態または第2の画素状態のいずれかを引き受ける。いくつかの実装形態では、画素は第2のアクチュエータを駆動させることによって第1の画素状態を引き受け、反対に、画素は第1のアクチュエータを駆動させることによって第2の画素状態を引き受ける。第2のアクチュエータを駆動させる場合、データストアキャパシタ854に蓄えられたデータ電圧は高い。反対に、第1のアクチュエータを駆動させる場合、データストアキャパシタ854に蓄えられたデータ電圧は低い。第1のグローバル更新相互接続832および第2のグローバル更新相互接続833から保持電圧を除去したことに伴う制御マトリクス800の動作に関する詳細は、以下で提示する。
【０１２１】
データストアキャパシタ854に蓄えられたデータ電圧が高く、第1のグローバル更新相互接続832に印加された保持電圧が除去された場合、第1のプリチャージ放電トランジスタ814および第1の駆動放電トランジスタ824はオンに切り替えられる。その結果、プリチャージノード816におけるプリチャージ電圧が抜き取られ、第1のプリチャージノード816におけるプリチャージ電圧を低電圧状態にする。プリチャージ電圧は低いので、第1の駆動電圧トランジスタ822はオフに切り替えられる。さらに、第1の駆動ノード826における電圧も抜き取られ、第1の駆動ノード826に、電圧グラフ912の駆動部分948aに示す低電圧状態を引き受けさせる。その結果、第1の駆動ノード826に結合された第1のアクチュエータは駆動しない。
【０１２２】
さらに、第2のプリチャージ放電トランジスタ864および第2のアクチュエータ放電トランジスタ874のゲートは、第1のアクチュエータ放電トランジスタ824のドレインに結合されているので、第2のプリチャージ放電トランジスタ864および第2のアクチュエータ放電トランジスタ874のゲートに印加される電圧は低い。その結果、第2のプリチャージ放電トランジスタ864および第2のアクチュエータ放電トランジスタ874は、第2のグローバル更新相互接続833に印加された電圧に関係なく、オフに切り替えられたままとなる。第2のプリチャージ放電トランジスタ864はオフに切り替えられたままであるので、第2のプリチャージノード866におけるプリチャージ電圧は高いままである。プリチャージ電圧は第2の駆動電圧トランジスタ872を駆動させ、駆動電圧相互接続820からの駆動電圧が第2の駆動ノード876まで通ることができるようにする。これは、電圧グラフ913の駆動部分948aに示されている。このようにして、第2の駆動ノード876は高電圧状態を引き受け、第2のアクチュエータノード876に結合された第2のアクチュエータは駆動する。このようにして、画素は第1の画素状態を引き受ける。
【０１２３】
逆に、画素が第2の画素状態を引き受ける場合、第1の駆動ノード826は高電圧状態を引き受けなければならず、一方で第2の駆動ノード876は低電圧状態を引き受けなければならない。したがって、データストアキャパシタ854に蓄えられたデータ電圧は、電圧グラフ908のデータローディング部分944bに示すように低いことがある。このようにして、第1のグローバル更新相互接続832および第2のグローバル更新相互接続833に印加された保持電圧を除去した場合、第1のプリチャージ放電トランジスタ814および第1の駆動放電トランジスタ824はオフに切り替えられたままである。その結果、第1のプリチャージノード816に蓄えられたプリチャージ電圧は高いままであり、第1の駆動電圧トランジスタ822はオフに切り替えられたままとなる。これにより、駆動電圧相互接続820に印加された駆動電圧は、第1の駆動電圧トランジスタ822から第1の駆動ノード826まで通ることができる。このようにして、第1の駆動ノード826は高電圧状態を引き受ける。その結果、第1の駆動ノードに結合された第1のアクチュエータは、電圧グラフ912の駆動部分948bに示すように駆動する。
【０１２４】
さらに、第2のプリチャージ放電トランジスタ864および第2のアクチュエータ放電トランジスタ874のゲートは、第1のアクチュエータ放電トランジスタ824のドレインに結合されているので、第2のプリチャージ放電トランジスタ864および第2のアクチュエータ放電トランジスタ874のゲートに印加される電圧は高い。その結果、第2のプリチャージ放電トランジスタ864および第2のアクチュエータ放電トランジスタ874はオンに切り替えられる。これにより、第2のプリチャージノード866におけるプリチャージ電圧は抜き取られる。その結果、第2の駆動電圧トランジスタ872のゲートに印加されているプリチャージ電圧はなく、第2の駆動電圧トランジスタ872はオフに切り替えられる。さらに、第2の駆動ノード876における駆動電圧も、第2の駆動放電トランジスタ874を通じて抜き取られる。その結果、第2の駆動ノードにおける電圧は、電圧グラフ913の駆動部分948bに示すように低くなる。このようにして、第1のアクチュエータが駆動する一方で、第2のアクチュエータはオフに切り替えられる。その結果、画素は第1の画素状態を引き受ける。
【０１２５】
いくつかの実装形態では、第1のグローバル更新相互接続832および第2のグローバル更新相互接続833のうちの一方に印加された保持電圧は、他方のグローバル更新相互接続に印加された保持電圧を除去する前に除去される。これは、光変調器の不確実な動作を引き起こすあらゆる電流漏洩を防ぐ。いくつかの実装形態では、グローバル更新相互接続から保持電圧を除去する間の遅延は、スイッチが処理できるのにちょうど十分な大きさであり得る。たとえば、遅延は約10〜20μsであり得る。
【０１２６】
画素が第1の画素状態または第2の画素状態を引き受けると、制御マトリクス800は後続のフレームまたはサブフレームにわたって、フレームアドレス指定および画素駆動方法を繰り返す。いくつかの実装形態では、プリチャージノードに蓄えられたプリチャージ電圧は、1つまたは複数のプリチャージ放電トランジスタをオンに切り替えることによって抜き取られる。いくつかの実装形態では、制御マトリクスは、制御マトリクス800に蓄えられたプリチャージされた電圧を放電することなしに、フレームアドレス指定および画素駆動方法を繰り返す。
【０１２７】
図10Aおよび図10B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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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)、有機発光ダイオード(OLED)、STN方式液晶ディスプレイ(STN 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。
【０１３０】
ディスプレイデバイス40の構成要素は、図10A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包囲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10A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。
【０１３１】
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(登録商標))、GSM(登録商標)/汎用パケット無線サービス(GPRS:General Packet Radio Service)、拡張データGSM(登録商標)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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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(lead)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。
【０１３６】
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バイス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(たとえば、図1に関して上述したコントローラ134)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(たとえば、図3に示す光変調器アレイ320などの、ディスプレイ要素のアレイを含むディスプレイ)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、ウォッチまたは小型ディスプレイ(small-area display)において有用であり得る。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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し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、また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むことができる。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(登録商標)(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多目的ディスク(disc)(DVD)、フロッピー(登録商標)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。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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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】
【０１４８】
500  制御マトリクス
502  画素
506  スキャンライン相互接続
508  データ相互接続
510  プリチャージ相互接続
512  プリチャージトリガトランジスタ
514  プリチャージ放電トランジスタ
516  プリチャージノード
520  駆動電圧相互接続
522  駆動電圧トランジスタ
524  駆動放電トランジスタ
525  ソースフォロワ回路
526  駆動ノード
532  グローバル更新相互接続
534  共通ドレイン相互接続
552  書込み許可トランジスタ
554  データストアキャパシタ
【図１Ａ】
2016502674.tif 000003
【図１Ｂ】
2016502674.tif 000004
【図２Ａ】
2016502674.tif 000005
【図２Ｂ】
2016502674.tif 000006
【図２Ｃ】
2016502674.tif 000007
【図２Ｄ】
2016502674.tif 000008
【図３Ａ】
2016502674.tif 000009
【図３Ｂ】
2016502674.tif 000010
【図４Ａ】
2016502674.tif 000011
【図４Ｂ】
2016502674.tif 000012
【図５】
2016502674.tif 000013
【図６】
2016502674.tif 000014
【図７】
2016502674.tif 000015
【図８】
2016502674.tif 000016
【図９】
2016502674.tif 000017
【図１０Ａ】
2016502674.tif 000018
【図１０Ｂ】
2016502674.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月1日(2014.12.1)
【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】
アレイ状に配列された複数のディスプレイ要素と、
前記複数のディスプレイ要素に結合されてデータを通信し、前記ディスプレイ要素に電圧を駆動する制御マトリクスと
を含み、
前記制御マトリクスはディスプレイ要素ごとに、
前記ディスプレイ要素のアクチュエータと駆動電圧源との結合を開始するために前記ディスプレイ要素にプリチャージング信号を提供するように構成されたプリチャージ電圧スイッチであって、前記駆動電圧源は前記ディスプレイ要素の前記アクチュエータに駆動電圧を提供する、プリチャージ電圧スイッチと、
前記駆動電圧源と前記ディスプレイ要素の前記アクチュエータとの前記結合を、前記アクチュエータの駆動ストローク全体にわたって、画像データに応じて選択的に維持することが可能な駆動回路と、
前記画像データに応じて前記プリチャージング信号を放電するように構成された、前記プリチャージ電圧スイッチとは別個のプリチャージ放電スイッチと
を含み、
前記制御マトリクスは、画像データに基づいて、前記プリチャージング信号が非アクティブ化された後に、前記アクチュエータの駆動を開始することが可能である、装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、グローバル更新相互接続に結合され、前記駆動回路は、前記グローバル更新相互接続に印加された保持電圧の除去に応答して、前記アクチュエータに提供された前記駆動電圧を選択的に除去するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記駆動回路はソースフォロワ回路を含む、請求項2に記載の装置。
【請求項４】
前記駆動回路は、前記グローバル更新相互接続に結合された駆動放電トランジスタを含み、前記アクチュエータに提供された前記駆動電圧は、前記駆動放電トランジスタを通じて放電されることによって除去される、請求項2に記載の装置。
【請求項５】
ディスプレイ要素のための前記駆動放電トランジスタは、前記ディスプレイ要素のための前記制御マトリクスに含まれるデータストアキャパシタに蓄えられたデータ電圧に基づいて選択的にアクティブ化される、請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記駆動回路は、プリチャージノードに結合され、前記プリチャージノードの前記プリチャージング信号によって管理され、前記プリチャージノードは前記プリチャージ電圧スイッチに結合される、請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記ディスプレイ要素のための前記プリチャージノードのプリチャージ電圧は、前記プリチャージ信号電圧スイッチおよび前記プリチャージ放電スイッチによって制御され、前記プリチャージ放電スイッチがアクティブ化されるまで前記プリチャージ信号電圧スイッチによって提供された前記プリチャージノードの前記電圧を維持する、請求項6に記載の装置。
【請求項８】
前記制御マトリクスはディスプレイ要素ごとにさらに、前記ディスプレイ要素の第2のアクチュエータと前記駆動電圧源との結合を開始するために前記ディスプレイ要素に第2のプリチャージング信号を提供する第2のプリチャージ電圧スイッチを含み、前記駆動電圧源と前記ディスプレイ要素の前記第2のアクチュエータとの前記結合を、前記駆動ストロークとは異なる方向に、前記第2のアクチュエータの第2の駆動ストローク全体にわたって、画像データに応じて維持するように構成された第2の駆動回路を含む、請求項4に記載の装置。
【請求項９】
前記第2の駆動回路は、第2のグローバル更新相互接続に結合され、前記制御マトリクスは、前記グローバル更新相互接続および前記第2のグローバル更新相互接続のうちの一方を、前記グローバル更新相互接続および前記第2のグローバル更新相互接続のうちの他方をアクティブ化する前にアクティブ化することによって、前記アクチュエータおよび前記第2のアクチュエータのうちの一方を駆動させるように構成される、請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
前記第2の駆動回路は、前記第2のグローバル更新相互接続のアクティブ化に応答して、前記第2のアクチュエータに提供された前記駆動電圧を選択的に除去するように構成される、請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記第2の駆動回路は、前記第2のグローバル更新相互接続に結合された第2の駆動放電トランジスタを含み、前記第2のアクチュエータに提供された前記駆動電圧は、前記第2の駆動放電トランジスタを通じて放電されることによって除去される、請求項10に記載の装置。
【請求項１２】
前記第2の駆動放電トランジスタは、前記駆動放電トランジスタの出力に基づいて選択的にアクティブ化される、請求項11に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御マトリクスはn型トランジスタのみを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御マトリクスはp型トランジスタのみを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１５】
ディスプレイ装置を含み、前記ディスプレイ要素は光変調器を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１６】
前記ディスプレイ要素は電気機械システム(EMS)ディスプレイ要素を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１７】
前記ディスプレイ要素はマイクロ電気機械システム(MEMS)ディスプレイ要素を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１８】
ディスプレイ要素の前記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１９】
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をさらに含み、
前記プロセッサは、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さらに構成される、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
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、請求項19に記載の装置。
【請求項２１】
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20に記載の装置。
【請求項２２】
前記ディスプレイ要素は光変調器を含む、請求項18に記載の装置。
【請求項２３】
アレイ状に配列された複数のディスプレイ要素と、
前記複数のディスプレイ要素に結合されてデータを通信し、前記ディスプレイ要素に電圧を駆動する制御マトリクスと
を含み、
前記制御マトリクスはディスプレイ要素ごとに、
それぞれのディスプレイ要素に電圧源を結合し、前記それぞれのディスプレイ要素の第1のアクチュエータに、前記第1のアクチュエータの駆動ストローク全体にわたって駆動電圧を印加するように構成された第1の駆動回路と、
前記ディスプレイ要素に前記電圧源を結合し、前記ディスプレイ要素の第2のアクチュエータに、前記第2のアクチュエータの駆動ストローク全体にわたって前記駆動電圧を印加するように構成された第2の駆動回路と
を含み、
前記制御マトリクスは、前記第1のアクチュエータおよび前記第2のアクチュエータへの前記駆動電圧の印加を開始したプリチャージング信号が非アクティブ化された後に、前記第1のアクチュエータおよび前記第2のアクチュエータのうちの一方の駆動を開始することが可能であり、
前記制御マトリクスは、n型トランジスタのみまたはp型トランジスタのみを含む、装置。
【請求項２４】
前記第1の駆動回路は、第1のグローバル更新相互接続に結合され、前記第1の駆動回路は、前記第1のグローバル更新相互接続の非アクティブ化に応答して、前記第1のアクチュエータに印加された前記駆動電圧を選択的に除去するように構成され、前記第2の駆動回路は、第2のグローバル更新相互接続に結合され、前記第2の駆動回路は、前記第2のグローバル更新相互接続の非アクティブ化に応答して、前記第1のアクチュエータに印加された前記駆動電圧を選択的に除去するように構成される、請求項23に記載の装置。
【請求項２５】
前記制御マトリクスは、前記第1のグローバル更新相互接続および前記第2のグローバル更新相互接続のうちの一方の、前記第1のグローバル更新相互接続および前記第2のグローバル更新相互接続のうちの他方の前記非アクティブ化の前の前記非アクティブ化に応答して、前記第1のアクチュエータおよび前記第2のアクチュエータのうちの一方を駆動させるように構成される、請求項24に記載の装置。
【請求項２６】
前記第1の駆動回路および前記第2の駆動回路は、プリチャージノードの前記プリチャージング信号によって管理され、前記プリチャージノードは、前記プリチャージング信号をアクティブ化するプリチャージ電圧スイッチに結合される、請求項23に記載の装置。
【請求項２７】
ディスプレイ装置を含み、前記ディスプレイ要素は光変調器を含む、請求項23に記載の装置。
【請求項２８】
前記ディスプレイ要素は電気機械システム(EMS)ディスプレイ要素を含む、請求項23に記載の装置。
【請求項２９】
前記ディスプレイ要素はマイクロ電気機械システム(MEMS)ディスプレイ要素を含む、請求項23に記載の装置。
【請求項３０】
前記制御マトリクスは、データストアキャパシタに蓄えられたデータ電圧に基づいて、前記第1のアクチュエータおよび前記第2のアクチュエータのうちの一方を駆動させるように構成される、請求項25に記載の装置。
【国際調査報告】
2016502674.tif 000020
2016502674.tif 000021