Способ и устройство для увеличения низкого диапазона глубины цвета в дисплеях на основе микроэлектромеханических систем

Способ и устройство для увеличения низкого диапазона глубины цвета в дисплеях на основе микроэлектромеханических систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к микроэлектромеханическим системам (МЭМС).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Микроэлектромеханические системы (МЭМС) содержат микромеханические элементы, исполнительные механизмы-микроактюаторы и электронные схемы. Микромеханические элементы могут быть получены с использованием осаждения, травления и/или других процессов с микрообработкой, посредством которых части подложек и/или слои осажденного материала удаляют травлением или добавляют слои для формирования электрических или электромеханических устройств. Известно устройство на основе МЭМС, такое как интерферометрический модулятор. В настоящем описании терминами «интерферометрический модулятор» или «интерферометрический светомодулятор» обозначено устройство, которое выборочно поглощает и/или отражает свет, используя принципы оптической интерференции. В некоторых вариантах реализации изобретения интерферометрический модулятор может содержать две проводящие пластины, по меньшей мере одна из которых может быть прозрачной и/или отражающей полностью или частично и может совершать относительное перемещение при подаче соответствующего электрического сигнала. В одном конкретном варианте реализации изобретения одна пластина может содержать зафиксированный слой, который осажден на подложку, а другая пластина может содержать металлическую мембрану, которая отделена от зафиксированного слоя воздушным зазором. Как более подробно описано далее, положение одной пластины относительно другой может влиять на оптическую интерференцию света, падающего на интерферометрический модулятор. Такие устройства имеют широкое применение, и использование и/или изменение характеристик устройств таких типов может быть полезным как в известных решениях, так и для усовершенствования существующих изделий и для создания новых изделий, еще не разработанных.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Система, способ и устройства в соответствии с изобретением имеют ряд собственных аспектов, ни один из которых в отдельности не обеспечивает требуемых свойств. Далее кратко рассмотрены наиболее характерные особенности настоящего изобретения без ограничения его объема. После этого рассмотрения и, в особенности, после прочтения раздела «Подробное описание предпочтительных вариантов реализации изобретения» станет понятно, как особенности настоящего изобретения обеспечивают преимущество перед другими дисплейными устройствами.

[0004] В некоторых вариантах реализации изобретения светомодулятор содержит первый электрический провод, второй электрический провод, электрически изолированный от первого провода, первый и второй дисплейные элементы, выполненные с возможностью взаимодействия с первым и вторым проводами. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, то первый дисплейный элемент находится в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины первого выключающего напряжения, то первый дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, то первый дисплейный элемент находится в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины второго выключающего напряжения, то второй дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Либо первое напряжение активации по существу равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отличается от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отличается от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение по существу равно второму выключающему напряжению.

[0005] В некоторых вариантах реализации изобретения светомодулятор содержит первые средства, проводящие электрические сигналы, и вторые средства, проводящие электрические сигналы, а также первые средства для модулирования света, выполненные с возможностью взаимодействия с первыми и вторыми проводящими средствами. Вторые проводящие средства электрически изолированы от первых проводящих средств. Если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами превышает величину первого напряжения активации, то первые модулирующие средства находятся в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами меньше величины первого выключающего напряжения, то первые модулирующие средства находятся в выключенном состоянии. Вторые модулирующие средства выполнены с возможностью взаимодействия с первыми и вторыми проводящими средствами. Если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами превышает величину второго напряжения активации, то вторые модулирующие средства находятся в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами меньше величины второго выключающего напряжения, то вторые модулирующие средства находятся в выключенном состоянии. Либо первое напряжение активации по существу равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отличается от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отличается от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение по существу равно второму выключающему напряжению.

[0006] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен способ модулирования света, согласно которому берут первый дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым и вторым проводами, берут второй дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым и вторым проводами, и выборочно подают напряжения на первый и второй провода для выборочной активации и выключения первого и второго дисплейных элементов. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, то первый дисплейный элемент изображения находится в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины первого выключающего напряжения, то первый дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину второго напряжения активации, то второй дисплейный элемент находится в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины второго выключающего напряжения, то второй дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Либо первое напряжение активации по существу равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отличается от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отличается от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение по существу равно второму выключающему напряжению.

[0007] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен способ отображения на дисплее, согласно которому берут пикселы, выборочно активируют дисплейные элементы пикселя для обеспечения первой плотности битов для первого диапазона интенсивностей пикселя, и выборочно активируют вторую плотность битов для второго диапазона интенсивностей пикселя. Каждый пиксель содержит дисплейные элементы. Второй диапазон интенсивностей выше первого диапазона интенсивностей. Вторая плотность битов меньше первой плотности битов.

[0008] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен способ изготовления светомодулятора, согласно которому формируют первый провод, формируют второй провод, электрически изолированный от первого провода, формируют первый и второй дисплейные элементы, выполненные с возможностью взаимодействия с первым и вторым проводами. Если разность напряжений между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, первый дисплейный элемент переводят в активированное состояние. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины первого выключающего напряжения, то первый дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину второго напряжения активации, то второй дисплейный элемент находится в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины второго выключающего напряжения, то второй дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Либо первое напряжение активации по существу равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отличается от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отличается от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение по существу равно второму выключающему напряжению.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] На фиг.1 показано трехмерное изображение участка одного из вариантов реализации интерферометрического модуляционного дисплея, в котором подвижный отражающий слой первого интерферометрического модулятора находится в релаксационном положении, а подвижный отражающий слой второго интерферометрического модулятора находится в активированном положении.

[0010] На фиг.2 показана принципиальная схема одного варианта предлагаемого электронного устройства, содержащего интерферометрический модуляционный дисплей с конфигурацией 3×3.

[0011] На фиг.3 показан график зависимости положения подвижного зеркала от поданного напряжения в примере реализации интерферометрического модулятора, изображенного на фиг.1.

[0012] Фиг.4 иллюстрирует значения напряжения группы строк и столбцов, которые могут быть использованы для приведения в действие интерферометрического модуляционного дисплея.

[0013] Фиг.5А иллюстрирует пример кадра данных, отображаемых на интерферометрическом модуляционном дисплее с конфигурацией 3×3, изображенном на фиг.2.

[0014] Фиг.5В иллюстрирует пример временной диаграммы сигналов строк и столбцов, которые могут быть использованы для записи кадра, показанного на фиг.5А.

[0015] На фиг.6А и 6В показаны принципиальные схемы варианта предлагаемого устройства визуального представления данных, содержащего интерферометрические модуляторы.

[0016] На фиг.7А показано сечение устройства, изображенного на фиг.1.

[0017] На фиг.7В показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0018] На фиг.7С показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0019] На фиг.7D показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0020] На фиг.7F показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0021] На фиг.8 показана принципиальная схема варианта предлагаемого монохромного интерферометрического модулятора.

[0022] На фиг.9 показана принципиальная схема варианта предлагаемого полутонового интерферометрического модулятора.

[0023] На фиг.10 показана принципиальная схема варианта предлагаемого цветового интерферометрического модулятора.

[0024] На фиг.11 показана принципиальная схема варианта предлагаемого интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на три подстроки.

[0025] На фиг.12 показана принципиальная схема варианта предлагаемого интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на три подстроки, выполненные с возможностью взаимодействия с общим соединительным элементом формирователя строк.

[0026] На фиг.13 показан график зависимости положения подвижного зеркала от поданного положительного и отрицательного напряжения в примере реализации трех интерферометрических модуляторов с вложенными областями стабильности.

[0027] Фиг.14 - временная диаграмма сигналов строк и столбцов, которые подают на верхнюю строку варианта матрицы по фиг.12 для получения изображенной дисплейной конфигурации.

[0028] На фиг.15 показана блок-схема одного варианта предлагаемого способа управления матрицей интерферометрического модулятора.

[0029] На фиг.16 показана принципиальная схема варианта предлагаемого интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на четыре подстроки, выполненные с возможностью взаимодействия с общим соединительным элементом формирователя строк.

[0030] На фиг.17 показан график зависимости положения подвижного зеркала от поданного положительного напряжения в примере реализации двух интерферометрических модуляторов с разными областями стабильности, в которых выключающие напряжения примерно одинаковы, а напряжения активации различны.

[0031] На фиг.18 показан график зависимости положения подвижного зеркала от поданного положительного напряжения в примере реализации двух интерферометрических модуляторов с разными областями стабильности, в которых выключающие напряжения различны, а напряжения активации примерно одинаковы.

[0032] На фиг.19 схематично показаны шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.10.

[0033] На фиг.20 показан график, который иллюстрирует шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.10.

[0034] На фиг.21 схематично показаны шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.16.

[0035] На фиг.22 показан график, который иллюстрирует шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.16.

[0036] На фиг.23 показана принципиальная схема другого варианта интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на четыре подстроки, две из которых выполнены с возможностью взаимодействия с общим соединительным элементом формирователя строк.

[0037] На фиг.24 схематично показаны шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.23.

[0038] На фиг.25 показан график, который иллюстрирует шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.23.

[0039] На фиг.26 показана принципиальная схема варианта предлагаемого интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на пять подстрок, две из которых выполнены с возможностью взаимодействия с одним общим соединительным элементом формирователя строк, а две другие подстроки выполнены с возможностью взаимодействия с другим общим соединительным элементом формирователя строк.

[0040] На фиг.27 схематично показаны шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.26.

[0041] На фиг.28 показан график, который иллюстрирует шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.26.

[0042] На фиг.29 показана принципиальная схема варианта предлагаемого интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на шесть подстрок, две из которых выполнены с возможностью взаимодействия с одним общим соединительным элементом формирователя строк, две другие подстроки выполнены с возможностью взаимодействия с другим общим соединительным элементом формирователя строк, а две оставшиеся подстроки выполнены с возможностью взаимодействия с еще одним общим соединительным элементом формирователя строк.

[0043] На фиг.30 схематично показаны шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.29.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0044] Приведенное ниже подробное описание относится к некоторым конкретным вариантам реализации изобретения. Однако имеется множество других способов его реализации. В настоящем описании даются ссылки на чертежи, причем на всех чертежах одинаковые элементы имеют одинаковые обозначения. Из следующего ниже описания следует, что варианты изобретения могут быть реализованы в любом устройстве, выполненном с возможностью вывода на дисплей изображения, движущегося (например, видео) или неподвижного (например, статического) и текстового или графического. В частности, предполагается, что варианты изобретения могут быть реализованы в различных электронных устройствах или объединены с различными электронными устройствами, такими, помимо прочего, как мобильные телефоны, беспроводные устройства, персональные электронные ассистенты (PDA), карманные или портативные компьютеры, GPS-приемники/навигаторы, фотокамеры, МР3-плейеры, видеокамеры, игровые приставки, наручные часы, обычные часы, калькуляторы, телевизионные мониторы, плоские панельные дисплеи, компьютерные мониторы, дисплеи автомобильных приборов (например, дисплей счетчика пробега), приборы управления и/или дисплеи кабины самолета, дисплеи обзорных камер (например, дисплей камеры заднего обзора в транспортном средстве), электронные фотографии, электронные информационные щиты или вывески, проекционные установки, архитектурные конструкции, упаковка, художественные конструкции (например, вывод на дисплей изображений на ювелирных изделиях). Устройства на основе МЭМС со структурой, схожей с описанной здесь, также можно использовать без дисплея, например, в электронных переключающих устройствах.

[0045] Предложен набор дисплейных элементов, в котором либо напряжения активации элементов по существу равны, а выключающие напряжения отличаются друг от друга, либо выключающие напряжения элементов по существу равны, а напряжения активации отличаются друг от друга. Рабочий процесс с применением данных гистерезисных областей позволяет уменьшить число электрических проводов, поскольку дисплейные элементы могут совместно использовать общие формирователи строк и столбцов. В некоторых вариантах реализации изобретения оптически активные зоны дисплейных элементов выполнены таким образом, чтобы расширить низкий диапазон глубины цвета. В некоторых вариантах реализации изобретения отношение площадей оптически активных областей дисплейных элементов составляет 3, 7, 15, 31, 127 или 255.

[0046] Один вариант реализации интерферометрического модуляционного дисплея, содержащего интерферометрический дисплейный элемент на основе МЭМС, изображен на фиг.1. В этих устройствах пиксели могут находиться в светлом или темном состоянии. В светлом («включенном», или «открытом» состоянии дисплейный элемент отражает пользователю значительную часть видимого падающего света. В темном («выключенном», или «закрытом») состоянии дисплейный элемент отражает пользователю незначительную часть видимого падающего света. В зависимости от варианта реализации изобретения отражающие свойства «включенного» и «выключенного» состояний могут быть изменены на противоположные. Пиксели на основе МЭМС могут быть выполнены с возможностью преимущественного отражения определенного цветового спектра, благодаря чему возможен вывод на дисплей выбранных цветов помимо черного и белого.

[0047] На фиг.1 представлено трехмерное изображение двух смежных пикселов в ряде пикселов дисплея, каждый из которых содержит интерферометрический модулятор на основе МЭМС. В некоторых вариантах реализации изобретения интерферометрический модуляционный дисплей содержит матрицу из строк и столбцов указанных интерферометрических модуляторов. Каждый интерферометрический модулятор содержит два отражающих слоя, которые расположены на изменяемом и регулируемом расстоянии друг от друга, образуя полость оптического резонатора, выполненную с возможностью изменения по меньшей мере по одной координате. В одном варианте реализации изобретения один из отражающих слоев может быть перемещен в одно из двух положений. В первом положении, релаксационном, подвижный отражающий слой расположен на относительно большом расстоянии от зафиксированного частично отражающего слоя. Во втором положении, активированном, подвижный отражающий слой расположен ближе к частично отражающему слою и является смежным с ним. В зависимости от положения подвижного отражающего слоя падающий свет может подвергаться конструктивной или деструктивной интерференции, в результате чего каждый пиксель может быть в полностью отражающем состоянии или не отражающем состоянии.

[0048] Изображенная на фиг.1 часть матрицы пикселов содержит два смежных интерферометрических модулятора 12а и 12b. Подвижный отражающий слой 14а левого модулятора 12а находится в релаксационном положении и расположен на заданном расстоянии от оптической стопы 16а, которая содержит частично отражающий слой. Подвижный отражающий слой 14b правого модулятора 12b показан в активированном положении и является смежным с оптической стопой 16b.

[0049] Стопы 16а и 16b (именуемые собирательно оптической стопой 16) обычно содержат несколько сплавленных слоев, в число которых могут входить электродный слой, состоящий, например, из смешанного оксида индия и олова (ITO), частично отражающий слой, состоящий, например, из хрома, и прозрачный диэлектрик. Таким образом, стопа 16 является электропроводящей, частично прозрачной и частично отражающей и может быть изготовлена, например, путем осаждения по меньшей мере одного из указанных выше слоев на прозрачную подложку 20. Частично отражающий слой может быть сформирован из различных материалов, являющихся частично отражающими, таких как различные металлы, полупроводники и диэлектрики. Частично отражающий слой может быть сформирован из одного слоя материала или из нескольких слоев, каждый из которых может быть сформирован из однокомпонентного материала или из комбинации материалов.

[0050] В некоторых вариантах реализации изобретения на слоях оптической стопы 16 сформирован рельеф в виде параллельных полос с образованием строковых электродов в дисплейном устройстве, как описано ниже. Подвижные слои 14а, 14b могут быть сформированы в виде ряда параллельных полос по меньшей мере одного металлического слоя (перпендикулярного строковым электродам 16а и 16b), осажденного на верхнюю часть опор 18, с промежуточным временным материалом, осажденным между опорами 18. После удаления травлением временного материала подвижные слои 14а, 14b отделены заданным зазором 19 от стоп 16а, 16b. Для получения отражающих слоев 14 можно использовать материал, обладающий высокими проводящими и отражающими свойствами, например алюминий, а полученные полосы могут образовывать в дисплейном устройстве столбцовые электроды.

[0051] Когда электрическое напряжение не приложено, между слоем 14а и стопой 16а остается зазор 19, причем слой 14а находится в механически релаксационном положении, как показано на примере пикселя 12а (фиг.1). Однако когда к выбранной строке и столбцу приложена разность потенциалов, конденсатор, образующийся в соответствующем пикселе на пересечении электродов строки и столбца, становится заряженным, и электростатические силы сближают эти электроды. Если напряжение достаточно высоко, то слой 14 деформируется и прижимается к стопе 16. Диэлектрический слой (не показан), находящийся внутри стопы 16, может предотвращать закорачивание и контролировать расстояние между слоями 14 и 16, как показано на примере правого пикселя 12b (фиг.1). Описанный характер действий одинаков при любой полярности приложенной разности потенциалов. Таким образом, активация строки/столбца, с помощью которой можно переводить пиксель в отражающее и неотражающее состояние, во многом аналогична соответствующим процессам в жидкокристаллических и других дисплеях.

[0052] На фиг.2-5В показан пример процесса и системы, предназначенной для использования матрицы интерферометрических модуляторов в дисплеях.

[0053] На фиг.2 показана принципиальная схема одного варианта электронного устройства, в котором могут быть реализованы некоторые аспекты изобретения. Предлагаемое электронное устройство содержит процессор 21, который может представлять собой одно- или многокристальный универсальный микропроцессор, такой как ARM, Pentium^®, Pentium II^®, Pentium III^®, Pentium IV^®, Pentium^® Pro, 8051, MIPS^®, Power PC^®, ALPHA^®, или любой микропроцессор специального назначения, такой как цифровой сигнальный процессор, микроконтроллер или программируемая матрица логических элементов. Как и в известных решениях, процессор 21 может быть выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере одного программного модуля. Помимо выполнения операционной системы процессор может быть выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере одного программного приложения, включая веб-браузер, телефонное приложение, программу для работы с электронной почтой или любое другое программное приложение.

[0054] В одном варианте реализации изобретения процессор 21 также выполнен с возможностью взаимодействия с матричным формирователем 22. В другом варианте реализации изобретения формирователь 22 содержит схему 24 формирователя строк и схему 26 формирователя столбцов, при этом эти схемы подают сигналы на дисплейную матрицу или панель 30. На фиг.2 линиями 1-1 обозначена линия разреза матрицы, показанной на фиг.1. В протоколе активации строк и столбцов интерферометрических модуляторов на основе МЭМС могут использоваться гистерезисные свойства указанных устройств (фиг.3). В этом случае для деформации подвижного слоя и перевода его из релаксационного состояния в активированное состояние может потребоваться, например, разность потенциалов, равная 10 В. Однако при уменьшении напряжения от этого значения подвижный слой сохраняет свое состояние. В примере реализации изобретения, изображенном на фиг.3, подвижный слой не становится полностью релаксационным до тех пор, пока напряжение не упадет ниже 2 В. Таким образом, в примере, изображенном на фиг.3, имеется область поданного напряжения (приблизительно от 3 В до 7 В), при котором устройство стабильно в релаксационном или активированном состоянии. В настоящем описании этот диапазон называется «гистерезисной областью» или «областью стабильности». Для дисплейной матрицы, имеющей гистерезисные характеристики, показанные на фиг.3, протокол активации строк и столбцов может быть разработан таким образом, что во время стробирования строки к тем ее пикселям, которые необходимо активировать, подают разность напряжений приблизительно 10 В, а к тем пикселям, которые необходимо перевести в релаксационное состояние, разность напряжений, близкую к нулю. После стробирования к пикселям подают постоянную разность напряжений приблизительно 5 В, так что они остаются в том состоянии, в которое были приведены при стробировании строки. В данном примере после осуществления записи к каждому пикселу прикладывают разность потенциалов, которая находится в «области стабильности» (от 3 В до 7 В). Это позволяет стабилизировать конструкцию пикселов (фиг.1) при условии подачи одного и того же напряжения в существующем перед этим активированном или релаксационном состоянии. Поскольку каждый пиксел интерферометрического модулятора, в активированном или релаксационном состоянии, по существу представляет собой конденсатор, образованный зафиксированным и подвижным отражающими слоями, указанное стабильное состояние может быть сохранено при напряжении, значение которого находится в гистерезисной области, почти без рассеивания мощности. Если поданный потенциал имеет постоянное значение, то в пикселе нет тока.

[0055] Обычно дисплейный кадр может быть создан путем задания группы столбцовых электродов в соответствии с требуемой группой активированных пикселов в первой строке. После этого к электроду строки 1 подают строковый импульс, который активирует пикселы, соответствующие линиям заданных столбцов. Затем заданную группу столбцовых электродов изменяют, так что они соответствуют требуемой группе активированных пикселов во второй строке. Далее к электроду строки 2 подают импульс, который активирует соответствующие пикселы в строке 2 в соответствии с заданными столбцовыми электродами. Пикселы строки 1 не испытывают влияния импульса строки 2 и остаются в том же состоянии, в которое они были переведены во время импульса строки 1. Для получения кадра описанные действия могут быть выполнены последовательно для всех рядов строк. Обновление и/или коррекция кадра, как правило, осуществляют новыми отображаемыми данными путем непрерывного повторения этого процесса с определенным количеством кадров в секунду. Кроме того, известно большое количество протоколов для управления строковыми и столбцовыми электродами пиксельных матриц с целью получения дисплейных кадров. Все эти протоколы могут быть использованы совместно с настоящим изобретением.

[0056] На фиг.4, 5А и 5В изображен возможный вариант протокола активации для создания дисплейного кадра в матрице 3×3, которая показана на фиг.2. На фиг.4 показаны возможные уровни столбцовых и строковых напряжений, которые могут быть использованы для пикселов, характеризующихся гистерезисными кривыми фиг.3. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.4, для активации пиксела к соответствующему столбцу подают напряжение -V_bias, а к соответствующей строке напряжение +ΔV, которые могут быть равны -5 В и+5 В, соответственно. Релаксация пиксела выполняется подачей к соответствующему столбцу напряжения +V_bias, а к соответствующей строке аналогичного напряжения +ΔV, благодаря чему на концах пиксела создается нулевая разность потенциалов. В тех строках, где сохраняют нулевое напряжение, пиксели находятся в стабильном состоянии независимо от того, в каком состоянии они находились изначально, и независимо от того, какое напряжение подано на столбец: +V_bias или -V_bias. Как показано на фиг.4, также могут быть использованы напряжения, полярность которых противоположна полярности напряжений, указанных выше. Например, для активации пикселя к соответствующему столбцу может быть приложено напряжение +V_bias, а к соответствующей строке напряжение -ΔV. В этом варианте реализации изобретения релаксацию пиксела выполняют подачей на соответствующий столбец напряжения -V_bias, а на соответствующую строку аналогичного напряжения -ΔV, благодаря чему на концах пикселя создается нулевая разность потенциалов.

[0057] На фиг.5В изображена временная диаграмма, показывающая последовательность строковых и столбцовых сигналов, подаваемых на матрицу 3×3 (фиг.2) для получения дисплейной конфигурации, показанной на фиг.5А, в которой активированные пикселы являются неотражающими. Перед записью кадра, показанного на фиг.5А, пикселы могут находиться в любом состоянии, а в данном примере напряжение на всех строках равно нулю, а напряжение на всех столбцах составляет +5 В. При таких напряжениях все пиксели стабильны в имеющихся активированных или релаксационных состояниях.

[0058] В кадре, показанном на фиг.5А, пиксели (1, 1), (1, 2), (2, 2), (3, 2) и (3, 3) активированы. Для этого в течение «времени передачи» для строки 1 на столбцы 1 и 2 подают напряжение -5 В, а на столбец 3 напряжение +5 В. При этом состояние пикселов не изменяется, т.к. напряжение на всех пикселях остается в области стабильности от 3 В до 7 В. Далее выполняют стробирование строки 1 с помощью импульса, который увеличивается от 0 В до 5 В, а затем снова падает до нуля. Это приводит к активации пикселов (1, 1), (1, 2) и релаксации пикселя (1, 3). При этом другие пикселы в матрице не испытывают воздействия. Для приведения строки 2 в необходимое состояние на столбец 2 подают напряжение -5 В, а на столбцы 1 и 3 напряжение +5 В. Посредством аналогичного стробирования строки 2 активируют пиксел (2, 2) и переводят пикселы (2, 1) и (2, 3) в релаксационное состояние. И вновь, другие пикселы не испытывают воздействия. Строку 3 обрабатывают аналогичным образом путем подачи на столбцы 2 и 3 напряжения -5 В, а на столбец 1 напряжения +5 В. Посредством стробирования строки 3 ее пикселы оказываются в состоянии, показанном на фиг.5А. После записи кадра потенциалы строк равны нулю, а потенциалы столбцов могут иметь значения +5 В или -5 В. При этом изображение на дисплее (фиг.5А) остается стабильным. Аналогичный порядок действий может быть использован для матриц, которые состоят из десятков или сотен строк и столбцов. Распределение временных интервалов, последовательность действий и уровни напряжений которые используют для активации строк и столбцов, могут быть любыми в рамках общих принципов, описанных выше. Указанные случаи являются лишь примерами, и в описываемых способах и системах могут быть использованы любые способы активации напряжением.

[0059] На фиг.6А, 6В изображены принципиальные схемы варианта реализации дисплейного устройства 40. Устройство 40 может представлять собой, например, сотовый или мобильный телефон. Однако аналогичные компоненты устройства 40 или их незначительно измененные варианты могут служить примером при описании различных типов дисплейных устройств, таких как телевизионные приемники и портативные медиаплейеры.

[0060] Устройство 40 содержит корпус 41, дисплей 30, антенну 43, динамик 44, устройство 48 ввода данных и микрофон 46. Корпус 41 по существу сформирован по любой из известных технологий, в том числе с помощью литья под давлением и вакуумного формования. Кроме того, корпус 41 может быть выполнен из любого материала, в том числе, помимо прочего, пластмассы, металла, стекла, резины и керамики или их сочетаний. В одном варианте корпус 41 содержит съемные части (не показаны), которые могут быть заменены другими съемными частями, имеющими другой цвет или содержащими другие логотипы, изображения или символы.

[0061] В рассматриваемом примере дисплей 30 устройства 40 может представлять собой любой из дисплеев, в том числе бистабильный дисплей, который описан в тексте настоящей заявки. В других вариантах реализации изобретения понятие дисплей 30 включает плоскопанельный дисплей, например плазменный, электролюминесцентный, светодиодный, жидкокристаллический дисплей с матрицей пассивных скрученных нематических элементов или жидкокристаллический дисплей тонкопленочной технологии, упомянутый выше, или неплоскопанельный дисплей, например, с электронно-лучевой или иной трубкой, известный специалистам. Однако при описании настоящего варианта изобретения понятие дисплей 30 включает интерферометрический модуляционный дисплей.

[0062] На фиг.6В схематически изображены компоненты одного варианта реализации устройства 40, которое содержит корпус 41 и может содержать дополнительные компоненты, которые по меньшей мере частично заключены в корпус. Например, в одном варианте реализации изобретения устройство 40 содержит сетевой интерфейс 27, в состав которого входит антенна 43, соединенная с приемопередатчиком 47. Приемопередатчик 47 соединен с процессором 21, который в свою очередь соединен с преобразующими аппаратными средствами 52. Средства 52 могут быть выполнены с возможностью преобразования сигнала (например, его фильтрации). Средства 52 соединены с динамиком 45 и микрофоном 46. Процессор 21 также соединен с устройством 48 ввода и контроллером 29 формирователя. Контроллер 29 соединен с буфером 28 кадра и с матричным формирователем 22, который, в свою очередь, соединен с дисплейной матрицей 30. Источник 50 питания обеспечивает необходимое питание всех компонентов устройства 40.

[0063] Интерфейс 27 содержит антенну 43 и приемопередатчик 47, благодаря которым устройство 40 может взаимодействовать по меньшей мере с одним устройством в сети. В одном варианте реализации изобретения интерфейс 27 может также иметь технические возможности для облегчения работы процессора 21. Антенна 43 представляет собой любую известную антенну для передачи и приема сигналов. В одном из вариантов реализации изобретения антенна передает и принимает радиосигналы в соответствии со стандартом IEEE 802.11, в том числе IEEE 802.11 (а), (b) или (g). В другом варианте реализации изобретения антенна передает и принимает радиосигналы в соответствии со стандартом BLUETOOTH. Антенны сотовых телефонов выполнены с возможностью приема сигналов стандартов множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), глобальной системы мобильной связи (GSM), усовершенствованной службы мобильной телефонной связи (AMPS) или других известных сигналов, которые используют для передачи сообщений в беспроводных сотовых телефонных сетях. Приемопередатчик 47 выполняет предварительную обработку сигналов, получаемых от антенны 43. Предварительно обработанные сигналы могут быть приняты процессором 21 для дальнейшей обработки. Приемопередатчик 47 также выполняет обработку сигналов, получаемых от процессора 21, после чего они могут быть переданы от устройства 40 через антенну 43.

[0064] В альтернативном варианте реа