Способы и устройства для уменьшения напряжения для дисплеев с активной матрицей с использованием переменности емкости пиксельного устройства

Способы и устройства для уменьшения напряжения для дисплеев с активной матрицей с использованием переменности емкости пиксельного устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Это раскрытие относится к уменьшению потребления энергии для принципиальной схемы адресации активной матрицы.

ОПИСАНИЕ РОДСТВЕННОЙ МЕТОДИКИ

[0002] Электромеханические системы включают в себя устройства, имеющие электрические и механические элементы, исполнительные механизмы, преобразователи, датчики, оптические компоненты (например, зеркала) и электронику. Электромеханические системы могут быть произведены в многообразных масштабах, в том числе, но не ограничены этим, микромасштабах и наномасштабах. Например, устройства на основе микроэлектромеханических систем (MEMS) могут включать в себя структуры, имеющие размеры, ранжируемые от около микрона до сотен микрон или больше. Устройство на основе наноэлектромеханических систем (NEMS) могут включать в себя структуры, имеющие размеры меньше, чем микрон, в том числе, например, размеры, меньшие, чем несколько сотен нанометров. Электромеханические элементы могут быть созданы с использованием осаждения, травления, литографии и/или других процессов микрообработки, которые стравливают части подложек и/или слоев осажденного материала, или которые добавляют слои для образования электрических и электромеханических устройств.

[0003] Одним типом устройства на основе электромеханических систем является так называемый интерферометрический модулятор (IMOD). Как используется в настоящем документе, термин "интерферометрический модулятор" или "интерферометрический модулятор света" относится к устройству, которое избирательно абсорбирует и/или отражает свет с использованием принципов оптической интерференции. В некоторых реализациях, интерферометрический модулятор может включать в себя пару проводящих пластин, одна или обе из которых могут быть прозрачными и/или отражающими, полностью или частично, и способными осуществлять относительное движение после применения соответствующего электрического сигнала. В реализации, одна пластина может включать в себя стационарный слой, осажденный на подложке, и другая пластина может включать в себя отражающую мембрану, отделенную от стационарного слоя посредством воздушного зазора. Положение одной пластины относительно другой может изменить оптическую интерференцию света, падающего на интерферометрический модулятор. Устройства на основе интерферометрических модуляторов имеют широкий диапазон применений, и предполагается, что они должны быть использованы при улучшении существующих продуктов и создании новых продуктов, особенно продуктов со способностями отображения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Системы, способы и устройства по данному раскрытию, каждое, имеют несколько инновационных аспектов, ни одно из которых в одиночку не отвечает за желаемые атрибуты, раскрытые в настоящем документе.

[0005] Один инновационный аспект объекта патентования, описанного в этом раскрытии, может быть реализован в устройстве, включающем в себя по меньшей мере один отображающий элемент, имеющий множество состояний, причем каждое из состояний соответствует одному из множества уровней заряда, приложенного к по меньшей мере одному отображающему элементу. Множество состояний включает в себя первое состояние и второе состояние, при этом емкость отображающего элемента выше в первом состоянии, чем во втором состоянии. Устройство дополнительно включает в себя переключатель возбуждения, связывающий по меньшей мере один отображающий элемент с шиной напряжения возбуждения при адресации посредством шины адресации возбуждения. Устройство дополнительно включает в себя переключатель сброса, связывающий по меньшей мере один отображающий элемент с шиной напряжения сброса при адресации посредством шины адресации сброса. Шина напряжения сброса выполнена с возможностью установления по меньшей мере одного отображающего элемента в первое состояние, когда связана с по меньшей мере одним отображающим элементом.

[0006] В другом инновационном аспекте, предоставляется способ обновления матрицы, включающей в себя по меньшей мере один отображающий элемент. Способ включает в себя этап, на котором связывают по меньшей мере один отображающий элемент с шиной напряжения сброса, причем по меньшей мере один отображающий элемент имеет по меньшей мере первое и второе состояние, при этом емкость по меньшей мере одного отображающего элемента выше в первом состоянии, чем во втором состоянии. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором устанавливают по меньшей мере один отображающий элемент в первое состояние. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором по меньшей мере один отображающий элемент развязывают с шиной напряжения сброса. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором по меньшей мере один отображающий элемент связывают с шиной напряжения возбуждения. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором возбуждают по меньшей мере один отображающий элемент до второго состояния.

[0007] В другом инновационном аспекте, предоставляется способ обновления матрицы, включающей в себя по меньшей мере один ряд отображающих элементов. Способ включает в себя этап, на котором предварительно заряжают по меньшей мере один ряд отображающих элементов с помощью напряжения сброса, причем отображающие элементы по меньшей мере одного ряда имеют по меньшей мере первое и второе состояние, при этом емкость отображающих элементов по меньшей мере одного ряда выше в первом состоянии, чем во втором состоянии. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором ожидают, пока по меньшей мере некоторые из отображающих элементов в по меньшей мере одном ряду отображающих элементов не достигнут первого состояния. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором заряжают по меньшей мере один ряд отображающих элементов с помощью напряжения возбуждения. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором ожидают, пока по меньшей мере некоторые из отображающих элементов в по меньшей мере одном ряду отображающих элементов не достигнут второго состояния.

[0008] В другом инновационном аспекте предоставляется устройство. Устройство включает в себя по меньшей мере один отображающий элемент, имеющий множество состояний, причем каждое из состояний соответствует одному из множества уровней заряда, приложенного к по меньшей мере одному отображающему элементу, причем множество состояний включает в себя по меньшей мере первое состояние и второе состояние, при этом емкость отображающего элемента выше в первом состоянии, чем во втором состоянии. Устройство дополнительно включает в себя средство для связывания по меньшей мере одного отображающего элемента с шиной напряжения возбуждения при адресации посредством шины адресации возбуждения. Устройство дополнительно включает в себя средство для связывания по меньшей мере одного отображающего элемента с шиной напряжения сброса. Устройство дополнительно включает в себя средство для установления по меньшей мере одного отображающего элемента в первое состояние.

[0009] Подробности одной или более реализации объекта патентования, описанного в этом описании, изложены на приложенных чертежах и в описании ниже. Другие признаки, аспекты и преимущества станут очевидны из описания, чертежей и формулы изобретения. Следует отметить, что относительные размеры на следующих чертежах могут быть начерчены не в масштабе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010] Фиг.1А и 1В показывает примеры изометрических видов, изображающих пиксель устройства отображения на основе интерферометрических модуляторов (IMOD) в двух разных состояниях.

[0011] Фиг.2 показывает пример схематичной принципиальной схемы, иллюстрирующей матрицу схемы возбуждения для устройства отображения на основе оптических MEMS.

[0012] Фиг.3 является примером схематичного частичного разреза, иллюстрирующего одну реализацию структуры схемы возбуждения для ассоциированного отображающего элемента по Фиг.2.

[0013] Фиг.4 является примером схематичного частичного вида в перспективе с разделением деталей устройства отображения на основе оптических MEMS, имеющего матрицу интерферометрических модуляторов и заднюю пластину со встроенной электрической схемой.

[0014] Фиг.5 является блок-схемой последовательности операций процесса адресации матрицы интерферометрических модуляторов согласно одной реализации.

[0015] Фиг.6А является представительной принципиальной схемой, иллюстрирующей отображающий элемент, связанный с электрической схемой возбуждения.

[0016] Фиг.6В является альтернативной принципиальной схемой, иллюстрирующей отображающий элемент, связанный с электрической схемой возбуждения.

[0017] Фиг.6С является альтернативной принципиальной схемой, иллюстрирующей отображающий элемент, связанный с электрической схемой возбуждения.

[0018] Фиг.6D является альтернативной принципиальной схемой, иллюстрирующей отображающий элемент, связанный с электрической схемой возбуждения.

[0019] Фиг.7 является представительной принципиальной схемой, показывающей схему по Фиг.6А и 6В, используемую в матрице интерферометрических модуляторов.

[0020] Фиг.8 является представительной принципиальной схемой, показывающей схему по Фиг.6С, используемую в матрице интерферометрических модуляторов.

[0021] Фиг.9 является представительной принципиальной схемой, показывающей схему по Фиг.6D, используемую в матрице интерферометрических модуляторов.

[0022] Фиг.10 является временной диаграммой для адресации матрицы интерферометрических модуляторов, показанной на Фиг.7, согласно процессу, показанному на Фиг.5.

[0023] Фиг.11А и 11В показывают примеры блок-схем системы, иллюстрирующих устройство отображения, которое включает в себя множество интерферометрических модуляторов.

[0024] Фиг.12 является примером схематичного вида в перспективе с разделением деталей электронного устройства, имеющего устройство отображения на основе оптических MEMS.

[0025] Одинаковые ссылочные позиции и обозначения на разных чертежах указывают одинаковые элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0026] Нижеследующее подробное описание направлено на определенные реализации в целях описания инновационных аспектов. Однако, идеи в настоящем документе могут быть применены массой разных способов. Описанные реализации могут быть применены на любом устройстве, которое выполнено с возможностью отображения изображения, либо в движении (например, видео), либо стационарно (например, неподвижное изображение), и либо в текстовом, графическом или иллюстративном представлении. Более конкретно, предполагается, что реализации могут быть реализованы в многообразии электронных устройств или ассоциированы с ними, таких как, но не ограничены ими, мобильные телефоны, мультимедийные сотовые телефоны с возможностями доступа к Интернету, мобильные телевизионные приемники, беспроводные устройства, интеллектуальные телефоны (смартфоны), bluetooth-устройства, персональные цифровые помощники (PDA), беспроводные приемники электронной почты, карманные или портативные компьютеры, нетбуки, ноутбуки, смартбуки, принтеры, копиры, сканнеры, факсимильные устройства, GPS-приемники/навигаторы, камеры, МР3-плееры, записывающие видеокамеры, игровые консоли, наручные часы, часы, калькуляторы, телевизионные мониторы, плоскопанельные дисплеи, электронные устройства для чтения (например, электронные книги), компьютерные мониторы, автодисплеи (например, дисплей одометра и т.д.), элементы управления в кабине и/или дисплеи, дисплеи вида с камеры (например, дисплей камеры заднего вида в транспортном средстве), электронные фотографии, электронные рекламные щиты или знаки, проекторы, архитектурные структуры, микроволновые печи, холодильники, стереосистемы, кассетные магнитофоны или проигрыватели, DVD-проигрыватели, CD-проигрыватели, VCR, радио, портативные чипы памяти, стиральные машины, сушильные машины, стирально-сушильные машины, паркоматы, упакованные в корпус (например, электромеханические системы (EMS), MEMS и не-MEMS), относящиеся к эстетике структуры (например, отображающие изображение на части ювелирного изделия) и многообразие устройств на основе электромеханических систем. Идеи в настоящем документе могут быть также использованы в применениях без отображения, таких как, но не ограниченных этим, электронные переключающие устройства, фильтры радиочастот, датчики, акселерометры, гироскопы, устройства детектирования движения, магнитометры, инерционные компоненты для потребительской электроники, части продуктов потребительской электроники, варакторы, устройства на жидких кристаллах, электрофоретические устройства, принципиальные схемы возбуждения, процессы производства и электронное тестовое оборудование. Таким образом, данные идеи не предназначены для ограничения реализациями, изображенными исключительно на данных Фиг., а скорее имеют широкую применимость, как будет легко понятно обычным специалистам в данной области техники.

[0027] Устройства и способы, которые описаны в настоящем документе, относятся к отображающим элементам, которые установлены в начальное состояние высокой емкости для записи желаемых данных в отображающий элемент. На рассеивание энергии дисплеев обычно имеет влияние энергия, требуемая для возбуждения шин данных, тогда как энергия, используемая для возбуждения затворов на горизонтальных шинах, гораздо меньше. Основной причиной этого является то, что энергия для возбуждения шин данных включает в себя дополнительный мультипликативный множитель, равный числу рядов. Устройства отображения и ассоциированные способы, описанные ниже, уменьшают энергию, требуемую для возбуждения шин данных, посредством установления состояния отображающих элементов в состояние высокой емкости до возбуждения шин данных. Это влечет расход дополнительной энергии, рассеиваемой посредством процесса возбуждения рядов. Добавленное рассеивание рядов, однако, гораздо меньше, чем уменьшение рассеивания шины данных, для общего улучшения эффективности.

[0028] Одна реализация дисплея на основе интерферометрических модуляторов, включающая в себя отображающий элемент на основе интерферометрических MEMS, проиллюстрирована на Фиг.1. В этих устройствах пиксели находятся либо в ярком, либо темном состоянии. В ярком ("спокойном" или "открытом") состоянии, отображающий элемент отражает большую порцию падающего видимого света к пользователю. Когда в темном ("задействованном" или "закрытом") состоянии, отображающий элемент отражает мало падающего видимого света к пользователю. В зависимости от реализации свойства отражающей свет способности "включенного" и "выключенного" состояний могут быть обращены. MEMS-пиксели могут быть выполнены с возможностью отражения главным образом выбранных цветов, обеспечивая возможность цветного отображения в дополнение к черно-белому.

[0029] Примером подходящего MEMS-устройства, к которому могут быть применены описанные реализации, является отражающее устройство отображения. Отражающие устройства отображения могут включать в себя интерферометрические модуляторы (IMOD), чтобы избирательно абсорбировать и/или отражать свет, падающий на них, с использованием принципов оптической интерференции. IMOD могут включать в себя абсорбер, отражатель, который двигается относительно адсорбера, и оптический резонатор, заданный между абсорбером и отражателем. Отражатель может быть передвинут в два или более разных положений, которые могут изменять размер оптического резонатора и тем самым воздействовать на отражающую способность интерферометрического модулятора. Спектры отражения для IMOD могут создавать равномерные широкие спектральные диапазоны, которые могут быть сдвинуты по видимым длинам волн, чтобы генерировать разные цвета. Положение спектрального диапазона может регулироваться посредством изменения толщины оптического резонатора, т.е. посредством изменения положения отражателя.

[0030] Фиг.1А и 1В показывает примеры изометрических видов, изображающих пиксель устройства отображения на основе интерферометрических модуляторов (IMOD) в двух разных состояниях. IMOD-устройство отображения включает в себя один или более отображающих элементов на основе интерферометрических MEMS. В этих устройствах пиксели отображающих элементов на основе MEMS могут быть либо в ярком, либо темном состоянии. В ярком ("спокойном", "открытом" или "включенном") состоянии, отображающий элемент отражает большую порцию падающего видимого света, например, к пользователю. Наоборот, в темном ("задействованном", "закрытом" или "выключенном") состоянии, отображающий элемент отражает мало падающего видимого света. В некоторых реализациях свойства отражающей свет способности включенного и выключенного состояний могут быть обращены. MEMS-пиксели могут быть выполнены с возможностью отражения главным образом при конкретных длинах волн, обеспечивая возможность цветного отображения в дополнение к черно-белому.

[0031] IMOD-устройство отображения может включать в себя матрицу из рядов/столбцов IMOD. Каждый IMOD может включать в себя пару отражающих слоев, т.е. подвижный отражающий слой и неподвижный частично отражающий слой, расположенные на переменном и управляемом расстоянии друг от друга для образования воздушного зазора (также называемого как оптический зазор или оптический резонатор). Подвижный отражающий слой может быть передвинут между по меньшей мере двумя положениями. В первом положении, т.е. спокойном положении, подвижный отражающий слой может быть расположен на относительно большом расстоянии от неподвижного частично отражающего слоя. Во втором положении, т.е. задействованном положении, подвижный отражающий слой может быть расположен ближе к частично отражающему слою. Падающий свет, который отражается от двух слоев, может интерферировать конструктивно или деструктивно в зависимости от положения подвижного отражающего слоя, порождать либо общее отражающее, либо неотражающее состояние для каждого пикселя. В некоторых реализациях IMOD может быть в отражающем состоянии, когда не задействован, отражая свет внутри видимого спектра, и может быть в темном состоянии, когда не задействован, отражая свет вне видимого диапазона (например, инфракрасный свет). В некоторых других реализациях, однако, IMOD может быть в темном состоянии, когда не задействован, и в отражающем состоянии, когда задействован. В некоторых реализациях введение прикладываемого напряжения может возбуждать пиксели для изменения состояний. В некоторых реализациях прикладываемый заряд может возбуждать пиксели для изменения состояний.

[0032] Изображенные пиксели на Фиг.1А и 1В изображают два разных состояния IMOD 12. В IMOD 12 на Фиг.1А подвижный отражающий слой 14 проиллюстрирован в спокойном положении на предварительно определенном (например, спроектированном) расстоянии от оптической стопы 16, которая включает в себя частично отражающий слой. Так как к IMOD 12 на Фиг.1А не приложено напряжение, подвижный отражающий слой 14 остается в спокойном или незадействованном состоянии. В IMOD 12 на Фиг.1В подвижный отражающий слой 14 проиллюстрирован в задействованном положении и рядом, или почти рядом, с оптической стопой 16. Напряжение Vactuate, приложенное к IMOD 12 на Фиг.1В, является достаточным, чтобы привести подвижный отражающий слой 14 в задействованное положение.

[0033] На Фиг.1А и 1В отражающие свойства пикселей 12 в основном проиллюстрированы стрелками 13, указывающими свет, падающий на пиксели 12, и свет 15, отражающийся от пикселя 12 слева. Хотя не проиллюстрировано подробно, средний специалист в данной области техники поймет, что большинство света 13, падающего на пиксели 12, будет передано через прозрачную подложку 20 к оптической стопе 16. Порция света, падающего на оптическую стопу 16, будет передана через частично отражающий слой оптической стопы 16, и некоторая порция будет отражена обратно через прозрачную подложку 20. Порция света 13, которая передается через оптическую стопу 16, будет отражена на подвижном отражающем слое 14 обратно к прозрачной подложке 20 (и через нее). Интерференция (конструктивная или деструктивная) между светом, отраженным от частично отражающего слоя оптической стопы 16, и светом, отраженным от подвижного отражающего слоя 14 определит длину(ы) волны света 15, отраженного от пикселей 12.

[0034] Оптическая стопа 16 может включать в себя одиночный слой или несколько слоев. Слой(и) может включать в себя один или более из электродного слоя, частично отражающего и частично пропускающего слоя и прозрачного диэлектрического слоя. В некоторых реализациях оптическая стопа 16 является электрически проводящей, частично прозрачной и частично отражающей, и может быть изготовлена, например, посредством осаждения одного или более слоев на прозрачную подложку 20. Электродный слой может быть образован из многообразия материалов, таких как различные металлы, например оксид индия и олова (ITO). Частично отражающий слой может быть образован из многообразия материалов, которые являются частично отражающими, таких как различные металлы, например, хром (Cr), полупроводники и диэлектрики. Частично отражающий слой может быть образован из одного или более слоев материалов, и каждый из слоев может быть образован из одиночного материала или комбинации материалов. В некоторых реализациях оптическая стопа 16 может включать в себя одиночную полупрозрачную толщину металла или полупроводника, который служит и как оптический абсорбер, и как проводник, тогда как разные, более проводящие слои или участки (например, оптической стопы 16 или других структур IMOD) могут служить для передачи по шине сигналов между IMOD-пикселями. Оптическая стопа 16 также может включать в себя один или более изолирующих или диэлектрических слоев, покрывающих один или более проводящих слоев или проводящий/абсорбирующий слой.

[0035] В некоторых реализациях оптическая стопа 16, или нижний электрод, заземлена в каждом пикселе. В некоторых реализациях это может быть осуществлено посредством осаждения непрерывной оптической стопы 16 на подложку 20 и заземления по меньшей мере участка непрерывной оптической стопы 16 на периферии осажденных слоев. В некоторых реализациях высокопроводящий и отражающий материал, такой как алюминий (А1), может быть использован для подвижного отражающего слоя 14. Подвижный отражающий слой 14 может быть образован как металлический слой или слои, осажденные сверху столбиков 18, или промежуточный защитный материал, осажденный между столбиками 18. Когда защитный материал стравливается, заданный промежуток 19, или оптический резонатор, может быть образован между подвижным отражающим слоем 14 и оптической стопой 16. В некоторых реализациях пространство между столбиками 18 может быть примерно 1-1000 мкм, тогда как зазор 19 может быть меньше, чем 10000 ангстрем (А), или примерно равно этому.

[0036] В некоторых реализациях каждый пиксель IMOD, либо в задействованном, либо спокойном состоянии, является по существу конденсатором, образованным неподвижным и подвижным отражающим слоями. Когда напряжение не приложено, подвижный отражающий слой 14а остается в механически спокойном состоянии, как проиллюстрировано посредством пикселя 12 на Фиг.1А, с зазором 19 между подвижным отражающим слоем 14 и оптической стопой 16. Однако, когда разность потенциалов, например, напряжение, приложена к по меньшей мере одному из подвижного отражающего слоя 14 и оптической стопы 16, конденсатор, образованный при соответствующем пикселе, становится заряженным, и электростатические силы сближают электроды. Если приложенное напряжение превышает порог, подвижный отражающий слой 14 может деформироваться и придвинуться близко или вплотную к оптической стопе 16. Диэлектрический слой (не показан) внутри оптической стопы 16 может предотвратить замыкание и управлять расстоянием разделения между слоями 14 и 16, как проиллюстрировано посредством задействованного пикселя 12 на Фиг.1В. Поведение является одинаковым независимо от полярности приложенной разности потенциалов. Хотя последовательности пикселей в матрице могут быть названы в некоторых случаях "рядами" или "столбцами", средний специалист в данной области техники легко поймет, что называние одного направления "рядом", а другого "столбцом" является произвольным. Переформулированные, в некоторых ориентациях, ряды могут считаться столбцами, а столбцы могут считаться рядами. К тому же, отображающие элементы могут быть равномерно скомпонованы в ортогональные ряды и столбцы ("матрица"), или скомпонованы в нелинейные конфигурации, например, имеющие определенные сдвиги положения относительно друг друга (мозаика). Термины "матрица" и "мозаика" могут относиться и к той, и к другой конфигурации. Таким образом, хотя дисплей называется включающим в себя "матрицу" или "мозаику", сами элементы не должны быть скомпонованы ортогонально друг к другу, или расположены в равномерном распределении, в любом случае, но могут включать в себя компоновки, имеющие асимметричные формы и неравномерно распределенные элементы.

[0037] В некоторых реализациях, таких как в последовательностях или матрице IMOD, оптическая стопа 16 может служить как общий электрод, который предоставляет общее напряжение на одну сторону IMOD 12. Подвижные отражающие слои 14 могут быть образованы как матрица из отдельных пластин, скомпонованных, например, в форме матрицы. Отдельные пластины могут снабжаться сигналами напряжения для возбуждения IMOD 12.

[0038] Подробности структуры интерферометрических модуляторов, которые работают в соответствии с принципами, изложенными выше, могут широко варьироваться. Например, подвижные отражающие слои 14 каждого IMOD 12 могут быть прикреплены к опорам в углах только, например, на границах. Как показано на Фиг.3, плоский, относительно жесткий подвижный отражающий слой 14 может быть подвешен к деформируемому слою 34, который может быть образован из гибкого металла. Эта архитектура обеспечивает возможность выбора конструкции структуры и материалов, используемых для электромеханических аспектов и оптических аспектов, и функционирования независимо друг от друга. Таким образом, конструкция структуры и материалы, используемые для подвижного отражающего слоя 14, могут быть оптимизированы относительно оптических свойств, и конструкция структуры и материалы, используемые для деформируемого слоя 34, могут быть оптимизированы относительно желаемых механических свойств. Например, участком подвижного отражающего слоя 14 может быть алюминий, а участком деформируемого слоя может быть никель. Деформируемый слой 34 может присоединиться, напрямую или косвенно, к подложке 20 по периметру деформируемого слоя 34. Эти соединения могут образовать опорные столбики 18.

[0039] В реализациях, таких как реализации, показанные на Фиг.1А и 1В, IMOD функционируют как устройства прямого просмотра, в котором изображения просматриваются с передней стороны прозрачной подложки 20, т.е. стороны, противоположной стороне, на которой скомпонован модулятор. В этих реализациях задние участки устройства (то есть любой участок устройства отображения за подвижным отражающим слоем 14, в том числе, например, деформируемый слой 34, проиллюстрированный на Фиг.3), могут быть сконфигурированы и могут эксплуатироваться без влияния или негативного воздействия на качество изображения устройства отображения, так как отражающий слой 14 оптически заслоняет эти участки устройства. Например, в некоторых реализациях шинная структура (не проиллюстрирована) может быть включена за подвижным отражающим слоем 14, который предоставляет возможность отделить оптические свойства модулятора от электромеханических свойств модулятора, таких как адресация напряжения и движения, которые происходят в результате такой адресации.

[0040] Фиг.2 показывает пример схематичной принципиальной схемы, иллюстрирующей матрицу 200 схемы возбуждения для устройства отображения на основе оптических MEMS. Матрица схемы возбуждения 200 может быть использована для реализации принципиальной схемы адресации активной матрицы для предоставления данных изображения отображающим элементам D11-Dmn матрицы отображения в сборе.

[0041] Матрица 200 схемы возбуждения включает в себя формирователь 210 данных, формирователь 220 сигналов управления затвором, с первой по m-ю шины данных DL1-DLm, с первой по n-ю шины затворов GLl-GLn, и матрицу переключателей или схем переключения S11-Smn. Каждая из шин данных DL1-DLm продолжается от формирователя 210 данных и электрически присоединена к соответствующему столбцу переключателей S11-S1n, S21-S2n, …, Sm1-Smn. Каждая из шин затворов GL1-GLn продолжается от формирователя 220 сигналов управления затвором и электрически присоединена к соответствующему ряду переключателей S11-Sm1, S12-Sm2, …, S1n-Smn. Переключатели S11-Smn электрически связаны между одной из шин данных DLl-DLm и соответствующим одним из отображающих элементов Dll-Dmn и принимают сигнал управления переключением от формирователя 220 сигналов управления затвором посредством одной из шин затворов GL1-GLn. Переключатели S11-Smn проиллюстрированы как одиночные FET-транзисторы, но могут принять многообразие форм, таких как двухтранзисторные проходные логические элементы (для течения тока в обоих направлениях) или даже механические MEMS-переключатели.

[0042] Формирователь 210 данных может принимать данных изображения снаружи дисплея и может предоставлять данные изображения на порядной основе в виде сигналов напряжения переключателям S11-Smn посредством шин данных DL1-DLm. Формирователь 220 сигналов управления затвором может выбрать конкретный ряд отображающих элементов D11-Dm1, D12-Dm2, …, D1n-Dmn посредством включения переключателей S11-Sm1, S12-Sm2, …, S1n-Smn, ассоциированных с выбранным рядом отображающих элементов D11-Dm1, D12-Dm2, …, D1n-Dmn. Когда переключатели S11-Sm1 S12-Sm2, …, S1n-Smn в выбранном ряду включены, данные изображения из формирователя 210 данных пропускаются к выбранному ряду отображающих элементов D11-Dm1, D12-Dm2, …, D1n-Dmn.

[0043] Во время работы формирователь 220 сигналов управления затвором может предоставить сигнал напряжения посредством одной из шин затворов GL1-GLn к затворам переключателей S11-Smn в выбранном ряду, тем самым включая переключатели S11-Smn. После того как формирователь 210 данных предоставляет данные изображения всем шинам данных DL1-DLm, переключатели S11-Smn выбранного ряда могут быть включены, чтобы предоставить данные изображения выбранному ряду отображающих элементов D11-Dm1, D12-Dm2, …, D1n-Dmn, тем самым отображая участок изображения. Например, шины данных DL, которые ассоциированы с пикселями, которые должны быть задействованы в данном ряду, могут быть установлены, например, на 10 вольт (может быть положительным или отрицательным), и шины данных DL, которые ассоциированы с пикселями, которые должны быть освобождены в данном ряду, могут быть установлены, например, на 0 вольт. Затем устанавливается шина затвора GL для заданного ряда, включая переключатели в этом ряду и прикладывая напряжение выбранной шины данных к каждому пикселю в этом ряду. Это заряжает и задействует пиксели, к которым приложено 10 вольт, и разряжает и освобождает пиксели, к которым приложено 0 вольт. Затем переключатели S11-Smn могут быть выключены. Отображающие элементы D11-Dm1, D12-Dm2, …, D1n-Dmn могут удерживать данные изображения, так как заряд в задействованных пикселях будет сохраняться, когда переключатели выключены, кроме некоторой утечки через изоляторы и переключатель в выключенном состоянии. Обычно эта утечка является достаточно низкой для сохранения данных изображения в пикселях, пока в ряд не будет записан другой набор данных. Эти этапы могут быть повторены для каждого последующего ряда, пока не будут выбраны все ряды и предоставлены им данные изображения. В реализации по Фиг.2 оптическая стопа 16 заземлена в каждом пикселе. В некоторых реализациях это может быть осуществлено посредством осаждения непрерывной оптической стопы 16 на подложку и заземления всего листа на периферии осажденных слоев.

[0044] Фиг.3 является примером схематичного частичного разреза, иллюстрирующего одну реализацию структуры схемы возбуждения для ассоциированного отображающего элемента по Фиг.2. Участок 201 матрицы 200 схемы возбуждения включает в себя переключатель S22 во втором столбце и втором ряду и ассоциированный отображающий элемент D22. В проиллюстрированной реализации переключатель S22 включает в себя транзистор 80. Другие переключатели в матрице 200 схемы возбуждения могут иметь такую же конфигурацию, как переключатель S22, или могут быть сконфигурированы по-другому, например, посредством изменения структуры, полярности или материала.

[0045] Фиг.3 также включает в себя участок матрицы отображения в сборе 110 и участок задней пластины 120. Участок матрицы отображения в сборе 110 включает в себя отображающий элемент D22 по Фиг.2. Отображающий элемент D22 включает в себя участок передней подложки 20, участок оптической стопы 16, образованный на передней подложке 20, опоры 18, образованные на оптической стопе 16, подвижный отражающий слой 14 (или подвижный электрод, присоединенный к деформируемому слою 34), поддерживаемый опорами 18, и межсоединение 126, электрически присоединяющее подвижный отражающий слой 14 к одному или более компонентам нижней пластины 120.

[0046] Участок задней пластины 120 включает в себя вторую шину данных DL2 и переключатель S22 по Фиг.2, которые встроены в заднюю пластину 120. Участок задней пластины 120 также включает в себя первое межсоединение 128 и второе межсоединение 124 по меньшей мере частично в нее встроенные. Вторая шина данных DL2 продолжается по существу горизонтально по задней пластине 120. Переключатель S22 включает в себя транзистор 80, который имеет исток 82, сток 84, канал 86 между истоком 82 и стоком 84, и затвор 88, перекрывающий канал 86. Транзистор 80 может быть, например, тонкопленочным транзистором (TFT) или полевым транзистором со структурой металл-оксид-проводник (MOSFET). Затвор транзистора 80 может быть образован посредством шины затвора GL2, продолжающейся по задней пластине 120 перпендикулярно шине данных DL2. Первое межсоединение 128 электрически связывает вторую шину данных DL2 с истоком 82 транзистора 80.

[0047] Транзистор 80 связан с отображающим элементом D22 посредством одного или более межслойных соединений 160 через заднюю пластину 120. Межслойные соединения 160 заполнены проводящим материалом для предоставления электрического соединения между компонентами (например, отображающим элементом D22) матрицы отображения в сборе 110 и компонентами задней пластины 120. В проиллюстрированной реализации второе межсоединение 124 образовано посредством межслойного соединения 160, и электрически связывает исток 84 транзистора 80 с матрицей отображения в сборе 110. Задняя пластина 120 может также включать в себя один или более изолирующих слоев 129, которые электрически изолируют вышеприведенные компоненты матрицы 200 схемы возбуждения.

[0048] Оптическая стопа 16 по Фиг.3 проиллюстрирована как три слоя, верхний диэлектрический слой, описанный выше, средний частично отражающий слой (такой как хром), также описанный выше, и нижний слой, включающий в себя прозрачный проводник (такой как оксид индия и олова (ITO)). Общий электрод образован посредством слоя ITO и может быть связан с землей на периферии дисплея. В некоторых реализациях оптическая стопа 16 может включать в себя больше или меньше слоев. Например, в некоторых реализациях оптическая стопа 16 также может включать в себя один или более изолирующих или диэлектрических слоев, покрывающих один или более проводящих слоев или объединенный проводящий/абсорбирующий слой.

[0049] Фиг.4 является примером схематичного частичного вида в перспективе с разделением деталей устройства 30 отображения на основе оптических MEMS, имеющего матрицу интерферометрических модуляторов и задняя пластина со встроенной электрической схемой. Устройство 30 отображения включает в себя матрицу отображения в сборе 110 и заднюю пластину 120. В некоторых реализациях матрица отображения в сборе 110 и задняя пластина 120 могут быть по-отдельности предварительно образованы перед прикреплением друг к другу. В некоторых реализациях устройство отображения 30 может быть изготовлено любым подходящим образом, таким как, посредством образования компонентов задней пластины 120 на матрице отображения в сборе 110 посредством осаждения.

[0050] Матрица отображения в сборе 110 может включать в себя переднюю подложку 20, оптич