干涉式调制器显示器及其调谐方法

摘要

本发明揭示一种调谐干涉式调制器显示器驱动的方法。在一个实施例中，所述方法包括：向干涉式调制器显示器元件施加至少一个电压；以及当施加所述电压时，调整用于所述干涉式调制器的释放和激活响应时间。在另一实施例中，通过调整施加到装置的偏压来调整所述释放和激活响应时间。可通过测量所述装置的电流响应来确定如何调整所述偏压。

权利要求

1.一种调谐用于驱动微机电系统(MEMS)阵列的电压的方法，所述方法包括：向MEMS元件施加至少一个电压；以及当施加所述电压时，调整用于所述MEMS元件的释放和激活响应时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述MEMS阵列为干涉式调制器显示器，且所述MEMS元件为干涉式调制器。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述所施加电压基于图像数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述所施加电压包括偏压，所述偏压将所述MEMS元件维持在激活和释放状态中的一者或一者以上中。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述所施加电压包括驱动电压，所述驱动电压致使所述MEMS元件在激活与释放状态之间改变状态。

6.一种调谐用于驱动干涉式调制器显示器的电压的方法，所述方法包括：a)向所述显示器中的一个或一个以上干涉式调制器显示器元件施加一个或一个以上偏压，其中所述偏压将所述一个或一个以上干涉式调制器显示器元件维持在激活和释放状态中的一者或一者以上中；

b)基于图像数据向所述显示器中的一个或一个以上干涉式调制器显示器元件施加驱动电压，其中所述驱动电压致使至少一个干涉式调制器显示器元件在激活与释放状态之间改变状态；

c)确定用于所述至少一个干涉式调制器显示器元件状态改变的响应时间的一个或一个以上值特性；以及d)基于响应时间的所述值特性而调整所述偏压或驱动电压中的一者或一者以上。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括确定用于干涉式调制器激活的响应时间的一个或一个以上值特性以及用于干涉式调制器释放的响应时间的一个或一个以上值特性。

8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括选择不同的偏压使得用于干涉式调制器激活的响应时间的所述一个或一个以上值特性在第一预定范围内，且用于干涉式调制器释放的响应时间的所述一个或一个以上值特性在第二预定范围内。

9.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括选择不同的偏压使得用于干涉式调制器激活的响应时间的所述一个或一个以上值特性与用于干涉式调制器释放的响应时间的所述一个或一个以上值特性的比率在预定范围内。

10.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括将步骤a)到d)重复一次或一次以上以针对多个偏压获得响应时间的一个或一个以上值特性。

11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括基于针对所述多个偏压的响应时间的所述所获得的值特性而选择不同的偏压。

12.根据权利要求6所述的方法，其中确定响应时间的所述一个或一个以上值特性包括响应于所述驱动电压而测量由至少一个干涉式调制器显示器元件汲取的电流。

13.根据权利要求6所述的方法，其中确定响应时间的所述一个或一个以上值特性包括响应于所述驱动电压而检测所述至少一个干涉式调制器显示器元件的光调制的改变。

14.根据权利要求6所述的方法，其中响应时间的所述一个或一个以上值特性包括时间常数。

15.一种干涉式调制器显示器，其包括：

多个干涉式调制器显示器元件；

驱动模块，其经配置以响应于图像数据而向所述干涉式调制器显示器元件中的一者或一者以上施加一个或一个以上偏压和驱动电压；

电流检测器，其经配置以响应于所述驱动电压而测量由所述一个或一个以上干涉式调制器显示器元件汲取的电流；以及计算模块，其经配置以基于由所述电流检测器测量的所述电流而确定用于干涉式调制器元件状态改变的响应时间的一个或一个以上值特性。

16.根据权利要求15所述的显示器，其包括存储器，所述存储器经配置以存储用于干涉式调制器元件状态改变的响应时间的多个值特性。

17.根据权利要求15所述的显示器，其进一步包括：

处理器，其与所述显示器元件电通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及与所述处理器电通信的存储器装置。

18.根据权利要求17所述的显示器，其进一步包括：

第一控制器，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器元件；以及第二控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述第一控制器。

19.根据权利要求17所述的显示器，其进一步包括经配置以将所述图像数据发送到所述处理器的图像源模块。

20.根据权利要求19所述的显示器，其中所述图像源模块包括接收器、收发器和发射器中的至少一者。

21.根据权利要求17所述的显示器，其进一步包括输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。

22.一种干涉式调制器显示器，其包括：

用于干涉地调制光的装置；

用于响应于图像数据向所述光调制装置施加一个或一个以上偏压和驱动电压的装置；

用于响应于所述驱动电压而测量由所述光调制装置汲取的电流的装置；以及用于基于由所述电流测量装置测量的所述电流而确定用于所述光调制装置的状态改变的响应时间的一个或一个以上值特性的装置。

23.根据权利要求22所述的显示器，其中所述用于干涉地调制光的装置包括多个干涉式调制器显示器元件。

24.根据权利要求22所述的显示器，其中所述用于施加一个或一个以上偏压和驱动电压的装置包括驱动模块。

25.根据权利要求22所述的显示器，其中所述用于测量电流的装置包括电流检测器。

26.根据权利要求22所述的显示器，其中所述用于确定响应时间的一个或一个以上值特性的装置包括计算模块。

27.一种在不改变干涉式调制器状态的情况下调谐用于驱动干涉式调制器显示器的电压的方法，所述方法包括：向一个或一个以上干涉式调制器显示器元件施加偏压，其中所述偏压将所述一个或一个以上干涉式调制器显示器元件维持在激活和释放状态中的一者或一者以上中；

确定相对于所述一个或一个以上干涉式调制器显示器元件的激活和释放电压的所述偏压的值的一个或一个以上光学、机械或电气参数特性，其中所述确定不会致使所述一个或一个以上干涉式调制器显示器元件改变其状态；

将所述一个或一个以上参数与一个或一个以上参考参数进行比较；以及基于所述比较而调整所述偏压。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述一个或一个以上光学、机械或电气参数包括所述一个或一个以上干涉式调制器显示器元件的电容。

29.根据权利要求28所述的方法，其进一步包括通过变化施加到所述一个或一个以上干涉式调制器显示器元件的所述电压且测量由所述一个或一个以上干涉式调制器显示器元件汲取的电流来确定所述电容。

30.根据权利要求29所述的方法，其中变化所述电压包括施加叠加于所述偏压之上的周期电压波形。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述周期电压波形包括正弦波形。

32.根据权利要求27所述的方法，其中所述一个或一个以上光学、机械或电气参数包括反射率。

33.根据权利要求27所述的方法，其中所述一个或一个以上光学、机械或电气参数包括机械谐振频率。

34.根据权利要求27所述的方法，其中所述一个或一个以上光学、机械或电气参数包括机械响应时间的值特性。

35.根据权利要求27所述的方法，其中将所述偏压调整为在相对于所述激活和释放电压的预定范围内。

36.一种干涉式调制器显示器，其包括：

多个干涉式调制器显示器元件；

驱动模块，其经配置以向所述干涉式调制器显示器元件施加偏压，其中所述偏压将所述干涉式调制器显示器元件维持在激活和释放状态中的一者或一者以上中；

电压波形产生器，其经配置以施加叠加于所述偏压上的电压波形，其中所述电压波形不会致使所述干涉式调制器显示器元件在激活与释放状态之间改变其状态；

检测器，其经配置以响应于所述电压波形的所述施加而确定一个或一个以上光学、机械或电气参数，其中所述参数为相对于所述干涉式调制器显示器元件的激活和释放电压的所述偏压的值的特性；

存储器，其存储用于所述光学、机械或电气参数的一个或一个以上参考值；以及计算模块，其经配置以将所述所确定的光学、机械或电气参数与所述参考光学、机械或电气参数进行比较并确定相对于所述干涉式调制器显示器元件的激活和释放电压的所述偏压或对所述偏压的调整。

37.根据权利要求36所述的显示器，其中所述检测器为电流检测器。

38.根据权利要求36所述的显示器，其中所述检测器为光检测器。

39.根据权利要求36所述的显示器，其中所述存储器存储作为电压的函数及作为干涉式调制器状态的函数的光学、机械或电气参数，该电压是相对于激活和释放电压。

40.根据权利要求36所述的显示器，其进一步包括：

处理器，其与所述显示器元件电通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及与所述处理器电通信的存储器装置。

41.根据权利要求40所述的显示器，其进一步包括：

第一控制器，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器元件；以及第二控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述第一控制器。

42.根据权利要求40所述的显示器，其进一步包括经配置以将所述图像数据发送到所述处理器的图像源模块。

43.根据权利要求42所述的显示器，其中所述图像源模块包括接收器、收发器和发射器中的至少一者。

44.根据权利要求40所述的显示器，其进一步包括输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。

45.一种干涉式调制器显示器，其包括：

用于干涉地调制光的装置；

用于向所述光调制装置施加偏压的装置，其中所述偏压将所述光调制装置维持在激活和释放状态中的一者或一者以上中；

用于施加叠加于所述偏压上的电压波形的装置，其中所述电压波形不会致使所述光调制装置在激活与释放状态之间改变状态；

用于响应于所述电压波形的所述施加而确定一个或一个以上光学、机械或电气参数的装置，其中所述参数为相对于所述光调制装置的激活和释放电压的所述偏压的值的特性；

用于存储用于所述光学、机械或电气参数的一个或一个以上参考值的装置；以及用于将所述所确定的光学、机械或电气参数与所述参考光学、机械或电气参数进行比较并确定相对于所述光调制装置的激活和释放电压的所述偏压或对所述偏压的调整的装置。

46.根据权利要求45所述的显示器，其中所述用于干涉地调制光的装置包括多个干涉式调制器显示器元件。

47.根据权利要求45所述的显示器，其中所述用于施加偏压的装置包括驱动模块。

48.根据权利要求45所述的显示器，其中所述用于施加电压波形的装置包括电压波形产生器。

49.根据权利要求45所述的显示器，其中所述用于确定一个或一个以上光学、机械或电气参数的装置包括检测器。

50.根据权利要求45所述的显示器，其中所述用于存储一个或一个以上参考值的装置包括存储器。

51.根据权利要求45所述的显示器，其中所述用于将所述所确定的光学、机械或电气参数与所述参考光学、机械或电气参数进行比较的装置包括计算模块。

说明书

干涉式调制器显示器及其调谐方法

[0001] 相关申请案的交叉参考

[0002] 本申请案依据35U.S.C.119(e)主张2008年2月11日申请的第61/027,783号美国临时申请案的权益，所述临时申请案的揭示内容全文以引用的方式并入本文中。

背景技术

[0003] 微机电系统(MEMS)包含微机械元件、激活器和电子元件。可使用沉积、蚀刻和/或其它蚀刻掉衬底和/或已沉积材料层的部分或者添加层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生微机械元件。一种类型的MEMS装置称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指的是一种使用光学干涉原理选择性地吸收且/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包括一对导电板，其中之一或两者可能整体或部分透明且/或具有反射性，且能够在施加适当电信号时进行相对运动。在特定实施例中，一个板可包括沉积在衬底上的固定层，且另一个板可包括通过气隙与固定层分离的金属薄膜。如本文更详细描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广范围的应用，且在此项技术中，利用且/或修改这些类型装置的特性使得其特征可被发掘用于改进现有产品和创建尚未开发的新产品，将是有益的。

发明内容

[0004] 本文中所揭示的一个实施例包含一种调谐干涉式调制器显示器驱动的方法，所述方法包括：向干涉式调制器显示器元件施加至少一个电压；以及当施加所述电压时，调整用于干涉式调制器的释放和激活响应时间。

[0005] 本文中所揭示的另一实施例包含一种调谐干涉式调制器显示器驱动的方法，所述方法包括：向显示器中的干涉式调制器显示器元件施加偏压；基于图像数据而向显示器中的干涉式调制器显示器元件施加驱动电压，其中所述驱动电压致使至少一个干涉式调制器显示器元件改变状态；确定用于所述至少一个干涉式调制器显示器元件状态改变的响应时间的一个或一个以上值特性；以及调整所述偏压中的一者或一者以上。

[0006] 本文中所揭示的另一实施例包含一种干涉式调制器显示器，所述干涉式调制器显示器包括：多个干涉式调制器显示器元件；驱动模块，其经配置以响应于图像数据而向干涉式调制器显示器元件施加偏压和驱动电压；电流检测器，其经配置以响应于所述驱动电压而测量电流；以及计算模块，其经配置以基于由所述电流检测器测量的电流而确定用于干涉式调制器元件状态改变的响应时间的一个或一个以上值特性。

[0007] 本文中所揭示的再一实施例包含一种调谐干涉式调制器显示器驱动的方法，所述方法包括：向干涉式调制器显示器元件施加偏压，其中所述偏压将干涉式调制器显示器元件维持在激活或释放状态中；确定相对于干涉式调制器显示器元件的激活和释放电压的偏压的值的一个或一个以上光学、机械或电气参数特性，其中所述确定不会致使干涉式调制器显示器元件改变其状态；将所述一个或一个以上参数与一个或一个以上参考参数进行比较；以及基于所述比较而调整所述偏压。

[0008] 本文中所揭示的另一实施例包含一种干涉式调制器显示器，所述干涉式调制器显示器包括：多个干涉式调制器显示器元件；驱动模块，其经配置以向干涉式调制器显示器元件施加偏压；电压波形产生器，其经配置以施加叠加于所述偏压上的电压波形，其中所述电压波形不会致使干涉式调制器显示器元件改变其状态；检测器，其经配置以响应于所述电压波形的施加而确定一个或一个以上光学、机械或电气参数，其中所述参数是相对于干涉式调制器显示器元件的激活和释放电压的偏压的值的特性；存储器，其存储用于所述光学、机械或电气参数的一个或一个以上参考值；以及计算模块，其经配置以将所确定的光学、机械或电气参数与参考光学、机械或电气参数进行比较且确定相对于干涉式调制器显示器元件的激活和释放电压的偏压。

附图说明

[0009] 图1是描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于激活位置。

[0010] 图2是说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统框图。

[0011] 图3是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对所施加电压的示范性图。

[0012] 图4是可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行和列电压的说明。

[0013] 图5A说明图2的3×3干涉式调制器显示器中的显示器数据的一个示范性帧。

[0014] 图5B说明可用于写入图5A的帧的行和列信号的一个示范性时序图。

[0015] 图6A和图6B是说明包括多个干涉式调制器的视觉显示器装置的实施例的系统框图。

[0016] 图7A是图1的装置的横截面。

[0017] 图7B是干涉式调制器的替代实施例的横截面。

[0018] 图7C是干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。

[0019] 图7D是干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。

[0020] 图7E是干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。

[0021] 图8A-8D是展示在一时间周期内所施加的电压对电流测量的效应的曲线图。

[0022] 图9是示范调整干涉式调制器的偏压和/或驱动电压的方法的流程图。

[0023] 图10是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的电容对所施加电压的曲线图。

[0024] 图11是示范调整干涉式调制器的偏压的另一方法的流程图。

[0025] 图12是说明经配置以驱动显示器阵列102且测量选定的显示器元件(例如，图2的干涉式调制器显示器装置)的电气响应的实例系统的框图。

[0026] 图13是说明可用于经由用于向选定的显示器元件(例如，在图2的干涉式调制器显示器装置中)施加激励的相同电路测量选定的显示器元件的电气响应的电路的另一实例的框图。

具体实施方式

[0027] 以下详细描述针对某些特定实施例。然而，本文的教示可以许多不同方式应用。在本描述内容中参看了附图，附图中所有相同部分用相同标号表示。所述实施例可实施在经配置以显示不论运动(例如，视频)还是固定(例如，静止图像)的且不论文字还是图画的图像的任何装置中。更明确地说，预期所述实施例可实施在多种电子装置中或与多种电子装置关联，所述多种电子装置例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、座舱控制器和/或显示器、相机视图的显示器(例如，车辆中后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或指示牌、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如，一件珠宝上的图像显示器)。具有与本文中描述的装置类似的结构的MEMS装置也可用于例如电子切换装置的非显示器应用中。

[0028] 显示器中的干涉式调制器的行为可随着显示器的老化、温度变化等而改变。举例来说，激活时间和释放时间(其为干涉式调制器激活或释放所花费的时间量)可随着显示器的老化、温度变化或其它改变而变化。干涉式调制器的激活时间和释放时间取决于用于装置的操作中的相对于激活和释放电压的偏压和驱动电压。因此，可通过调整偏压和驱动电压来调整干涉式调制器的激活时间和释放时间。可在显示器的整个寿命中周期性地或不断地调整这些电压，使得其配合在预先界定的范围内，或使得激活时间与释放时间的比率落在预先界定的范围内。激活时间和释放时间的测量可为直接的或间接的。直接地，可通过实际地改变装置的状态且确定状态改变花费多长时间来测量装置的响应时间。间接地，可在不改变状态的情况下测量调制器沿着其滞后曲线的位置，且可从这些测量中推断激活时间和释放时间的值。

[0029] 图1中说明包括干涉式MEMS显示器元件的一个干涉式调制器显示器的实施例。在这些装置中，像素处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“松弛”或“开启”)状态下，显示器元件将入射可见光的大部分反射到用户。当在黑暗(“激活”或“关闭”)状态下时，显示器元件将极少的入射可见光反射到用户。依据实施例而定，可颠倒“接通”和“断开”状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要在所选颜色下反射，从而除了黑色和白色以外还允许彩色显示器。

[0030] 图1是描述视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图，其中每一像素包括MEMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包括这些干涉式调制器的一行/列阵列。每一干涉式调制器包含一对反射层，其定位成彼此相距可变且可控制的距离以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学间隙。在一个实施例中，可在两个位置之间移动所述反射层之一。在第一位置(本文中称为松弛位置)中，可移动反射层定位成距固定部分反射层相对较大的距离。在第二位置(本文中称为激活位置)中，可移动反射层定位成更紧密邻近所述部分反射层。视可移动反射层的位置而定，从所述两个层反射的入射光相长地或相消地进行干涉，从而针对每一像素产生全反射状态或非反射状态。

[0031] 图1中像素阵列的所描绘部分包含两个相邻干涉式调制器12a和12b。在左侧干涉式调制器12a中，说明可移动反射层14a处于距包含部分反射层的光学堆叠16a预定距离处的松弛位置中。在右侧干涉式调制器12b中，说明可移动反射层14b处于邻近于光学堆叠16b的激活位置中。

[0032] 如本文所引用的光学堆叠16a和16b(统称为光学堆叠16)通常包括若干熔合层(fused layer)，所述熔合层可包含例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层和透明电介质。因此，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可通过(例如)将上述层的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。部分反射层可由为部分反射的多种材料(例如，各种金属、半导体及电介质)形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且层中的每一者可由单一材料或材料的组合形成。

[0033] 在一些实施例中，光学堆叠16的层经图案化成为多个平行条带，且如下文中进一步描述，可在显示器装置中形成行电极。可移动反射层14a、14b可形成为沉积金属层(一层或多层)的一系列平行条带(与行电极16a、16b垂直)以形成列，所述列沉积在柱18和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上。当蚀刻去除牺牲材料时，可移动反射层14a、14b通过所界定的间隙19而与光学堆叠16a、16b分离。例如铝的高度导电且反射的材料可用于反射层14，且这些条带可在显示器装置中形成列电极。注意，图1可能不按比例绘制。
在一些实施例中，柱18之间的间隔可为大约10-100um，而间隙19可为大约＜1000埃。

[0034] 在不施加电压的情况下，间隙19保留在可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中像素12a所说明。然而，当将电位(电压)差施加到选定的行和列时，形成在相应像素处的行电极与列电极的交叉处的电容器变得带电，且静电力将所述电极拉在一起。如果电压足够高，那么可移动反射层14变形且被迫抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的介电层(在此图中未图示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离，如图1中右侧的激活像素12b所说明。不管所施加的电位差的极性如何，表现均相同。

[0035] 图2到图5说明在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性工艺和系统。

[0036] 图2是说明可并入有干涉式调制器的电子装置的一个实施例的系统框图。所述电子装置包含处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如8051、 或 )，或任何专用微处理器(例如数字信号处理器、微控
制器或可编程门阵列)。如此项技术中常规的做法，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统外，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含网络浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。

[0037] 在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22通信。在一个实施例中，所述阵列驱动器22包含将信号提供到显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。在图2中以线1-1展示图1中说明的阵列的横截面。注意，尽管为了清晰起见，图2说明干涉式调制器的3×3阵列，但显示器阵列30可含有非常大数目的干涉式调制器，且行中可具有与列中不同的数目的干涉式调制器(例如，每行300个像素×每列190个像素)。

[0038] 图3是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对所施加电压的图。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列激活协议可利用如图3中说明的这些装置的滞后性质。干涉式调制器可能需要(例如)10伏的电位差来促使可移动层从松弛状态变形为激活状态。然而，当电压从所述值减小时，可移动层在电压降回10伏以下时维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到电压降到2伏以下时才完全松弛。因此，在图3中所说明的实例中，存在约3到7V的电压范围，其中存在所施加电压的窗口，在所述窗口内，装置在松弛状态或激活状态中均是稳定的。此窗口在本文中称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特性的显示器阵列来说，可设计行/列激活协议使得在行选通期间，已选通行中待激活的像素暴露于约10伏的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的电压差。在选通之后，所述像素暴露于约5伏的稳态电压差或偏压差使得其维持在行选通使其所处的任何状态中。在此实例中，每一像素在被写入之后经历3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。此特征使图1中说明的像素设计在相同的施加电压条件下在激活或松弛预存在状态下均是稳定的。因为干涉式调制器的每一像素(不论处于激活还是松弛状态)本质上是由固定反射层和移动反射层形成的电容器，所以可在滞后窗口内的一电压下维持此稳定状态而几乎无功率消耗。本质上，如果所施加的电压是固定的，那么没有电流流入像素中。

[0039] 如下文进一步描述，在典型应用中，可通过根据第一行中所需组的激活像素发送一组数据信号(每一者具有某一电压电平)横越所述组列电极来产生图像的帧。接着将行脉冲施加到第一行电极，从而激活对应于所述组数据信号的像素。接着改变所述组数据信号以对应于第二行中所需组的激活像素。接着将脉冲施加到第二行电极，从而根据数据信号而激活第二行中的适当像素。第一行像素不受第二行脉冲影响，且维持在其在第一行脉冲期间被设定的状态中。可以连续方式对整个系列的行重复此过程以产生帧。通常，通过以每秒某一所需数目的帧的速度连续地重复此过程来用新的图像数据刷新且/或更新所述帧。可使用用于驱动像素阵列的行和列电极以产生图像帧的广泛种类的协议。

[0040] 图4和图5说明用于在图2的3×3阵列上形成显示帧的一个可能的激活协议。图4说明可用于使像素展示出图3的滞后曲线的一组可能的列和行电压电平。在图4实施例中，激活像素涉及将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为+ΔV，其分别可对应于-5伏和+5伏。松弛像素是通过将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为相同的+ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。在行电压维持在零伏的那些行中，不管列处于+Vbias还是-Vbias，像素在任何其最初所处的状态中均是稳定的。同样如图4中所说明，可使用具有与上述电压的极性相反的极性的电压，例如，激活像素可涉及将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为-ΔV。在此实施例中，释放像素是通过将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为相同的-ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。

[0041] 图5B是展示施加到图2的3×3阵列的一系列行和列信号的时序图，所述系列的行和列信号将产生图5A中说明的显示器布置，其中被激活像素为非反射的。在对图5A中说明的帧进行写入之前，像素可处于任何状态，且在本实例中所有行初始均处于0伏，且所有列均处于+5伏。在这些所施加的电压的情况下，所有像素在其既有的激活或松弛状态中均是稳定的。

[0042] 在图5A的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被激活。为了实现此目的，在行1的“线时间(line time)”期间，将列1和2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。因为所有像素均保留在3-7伏的稳定窗口中，所以这并不改变任何像素的状态。接着用从0升到5伏且返回零的脉冲选通行1。这激活了(1，1)和(1，2)像素且松弛了(1，3)像素。阵列中其它像素均不受影响。为了视需要设定行2，将列2设定为-5伏，且将列1和3设定为+5伏。施加到行2的相同选通接着将激活像素(2，2)且松弛像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中其它像素均不受影响。通过将列2和3设定为-5伏且将列1设定为+5伏来类似地设定行3。行3选通设定行3像素，如图5A中所示。在对帧进行写入之后，行电位为零，且列电位可维持在+5或-5伏，且接着显示器在图5A的布置中是稳定的。可将相同程序用于数十或数百个行和列的阵列。用于执行行和列激活的电压的时序、序列和电平可在上文所概述的一般原理内广泛变化，且上文的实例仅为示范性的，且任何激活电压方法均可与本文描述的系统和方法一起使用。

[0043] 图6A和图6B是说明显示器装置40的实施例的系统框图。显示器装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示器装置40的相同组件或其稍微变化形式也说明例如电视和便携式媒体播放器的各种类型的显示器装置。

[0044] 显示器装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48和麦克风46。外壳41通常由多种制造工艺的任一者形成，所述工艺包含注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料的任一者制成，所述材料包含(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。在一个实施例中，外壳41包含可去除部分(未图示)，所述可去除部分可与其它具有不同颜色或含有不同标记、图画或符号的可去除部分互换。

[0045] 如本文中所描述，示范性显示器装置40的显示器30可为包含双稳态显示器(bi-stable display)在内的多种显示器的任一者。在其它实施例中，显示器30包含例如如上所述的等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD的平板显示器，或例如CRT或其它电子管装置的非平板显示器。然而，出于描述本实施例的目的，如本文中所描述，显示器30包含干涉式调制器显示器。

[0046] 图6B中示意说明示范性显示器装置40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示器装置40包含外壳41且可包含至少部分封围在所述外壳41中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示器装置40包含网络接口27，所述网络接口27包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器22进而耦合到显示器阵列30。根据特定示范性显示器装置40设计的要求，电源50将功率提供到所有组件。

[0047] 网络接口27包含天线43和收发器47使得示范性显示器装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有某些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43是用于发射和接收信号的任何天线。在一个实施例中，所述天线根据IEEE802.11标准(包含IEEE802.11(a)、(b)或(g))来发射和接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准来发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，所述天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS、W-CDMA或其它用于在无线手机网络内通信的已知信号。收发器47预处理从天线43接收到的信号，使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行处理。收发器47还处理从处理器21接收到的信号使得可经由天线43从示范性显示器装置40发射所述信号。

[0048] 在一替代实施例中，收发器47可由接收器代替。在又一替代实施例中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源代替。举例来说，所述图像源可为数字视频光盘(DVD)或含有图像数据的硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。

[0049] 处理器21大致上控制示范性显示器装置40的全部操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21接着将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度级。

[0050] 在一个实施例中，处理器21包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示器装置40的操作。调节硬件52通常包含放大器和滤波器，以用于将信号发射到扬声器45，且用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为示范性显示器装置40内的离散组件，或可并入在处理器21或其它组件内。

[0051] 驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，并适当地重新格式化所述原始图像数据以供高速发射到阵列驱动器22。具体来说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有类似光栅的格式的数据流，使得其具有适于在显示器阵列30上进行扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21关联而作为独立的集成电路(IC)，但可以许多方式实施这些控制器。其可作为硬件嵌入处理器21中，作为软件嵌入处理器21中，或与阵列驱动器22完全集成在硬件中。

[0052] 通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收已格式化的信息且将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形以每秒多次的速度被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千个引线。

[0053] 在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于本文描述的任意类型的显示器。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成。此实施例在例如蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器的高度集成系统中是普遍的。在又一实施例中，显示器阵列30是典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包含干涉式调制器阵列的显示器)。

[0054] 输入装置48允许用户控制示范性显示器装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包含例如QWERTY键盘或电话键区的键区、按钮、开关、触敏屏幕或压敏或热敏薄膜。在一个实施例中，麦克风46是用于示范性显示器装置40的输入装置。当使用麦克风46将数据输入到所述装置时，用户可提供声音命令以便控制示范性显示器装置40的操作。

[0055] 电源50可包含此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50是例如镍镉电池或锂离子电池的可再充电电池。在另一实施例中，电源50是可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收功率。

[0056] 在某些实施方案中，如上文中所描述，控制可编程性驻存在驱动器控制器中，所述驱动器控制器可位于电子显示器系统中的若干位置中。在某些情况下，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。上述优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。

[0057] 根据上文陈述的原理而操作的干涉式调制器的结构的细节可广泛变化。举例来说，图7A-7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同实施例。图7A是图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积在垂直延伸的支撑件18上。在图7B中，每一干涉式调制器的可移动反射层14为正方形或矩形形状且在系链(tether)32上仅在隅角处附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14为正方形或矩形形状且从可包括柔性金属的可变形层34悬置下来。所述可变形层34直接或间接地连接到围绕可变形层34的周边的衬底20。这些连接在本文中称为支柱。图7D中说明的实施例具有支柱插塞42，可变形层34搁置在所述支柱插塞42上。如图7A-7C所示，可移动反射层14保持悬置在间隙上方，但可变形层34并不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔而形成所述支柱。而是，支柱由平坦化材料形成，其用于形成支柱插塞42。图7E中说明的实施例是基于图7D中展示的实施例，但也可适于与图7A-7C中说明的实施例以及未图示的额外实施例的任一者一起发挥作用。在图7E中所示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的额外层来形成总线结构
44。这允许信号沿着干涉式调制器的背面进行路由，从而消除许多原本可能必须形成在衬底20上的电极。

[0058] 在例如图7中所示的那些实施例的实施例中，干涉式调制器充当直接观看装置，其中从透明衬底20的前侧观看图像，所述侧与上面布置有调制器的一侧相对。在这些实施例中，反射层14以光学方式遮蔽在反射层的与衬底20相对侧的干涉式调制器的部分，其包含可变形层34。这允许对遮蔽区域进行配置和操作而不会消极地影响图像质量。举例来说，此遮蔽允许图7E中的总线结构44，其提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质分离的能力，例如，寻址或由所述寻址引起的移动。这种可分离的调制器结构允许选择用于调制器的机电方面和光学方面的结构设计和材料且使其彼此独立而发挥作用。此外，图7C-7E中所示的实施例具有源自反射层14的光学性质与其机械性质脱离的额外益处，所述益处由可变形层34执行。这允许用于反射层14的结构设计和材料在光学性质方面得以优化，且用于可变形层34的结构设计和材料在所需的机械性质方面得以优化。

[0059] 如上所述，干涉式调制器的行为可随着显示器的老化、温度变化等而改变。举例来说，激活时间和释放时间可随着上文所提及的参数或其它参数而变化。因此，在一些实施例中，调整或“调谐”用于驱动干涉式调制器的偏压和/或驱动电压以实现最佳激活和释放时间。一个实施例包含确定响应时间或响应时间的值特性(例如，时间常数)，之后基于所确定的响应时间而调谐干涉式调制器的偏压和/或驱动电压。

[0060] 一般来说，干涉式调制器的响应时间取决于激活或释放之前与之后所施加的电压电平。举例来说，当通过施加越过调制器的激活电压的方形脉冲来激活保持处于松弛状态中的调制器时，调制器的激活时间取决于脉冲的长度、初始偏压的值以及相对于调制器的激活和释放电压的所施加的激活电压。类似地，当通过施加越过调制器的释放电压的方形脉冲来释放保持处于激活状态中的调制器时，调制器的释放时间取决于脉冲的大小、初始偏压的值以及相对于调制器的激活和释放电压的所施加的释放电压。一个实施例包含利用响应时间与上文所描述的电压之间的关系从干涉式调制器响应时间中推断电压调谐信息的方法。可接着调整偏压和/或驱动电压以实现所需的激活和释放时间。

[0061] 图8A-8D是分别展示示范性干涉式调制器装置在施加各种量值的电压阶跃84后的电流响应82的曲线图。这说明响应时间取决于所施加的阶跃的电压电平。如图8A-8D中所示，当向干涉式调制器12施加电压阶跃84时，存在可测量的电流响应82。假定初始电压处于足以将干涉式调制器12保持处于激活或释放状态中的偏压。施加电压阶跃之后的最终电压视其相对于干涉式调制器12的激活或释放电位的值而可或可不引起状态的改变(例如，激活或释放)。在最终电位足以引起激活或释放的状况下，在所得电流中可展现多个峰值86、88。一般来说，可通过以下等式来描述对电压阶跃84的电流响应82：

[0062]

[0063] 此等式中的归因于激活或释放之前的电容性充电的第一项 主要促成电流响应82的第一尖峰值86。归因于由激活或释放引起的电容的改变的第二项 主要促成电流响应82的第二尖锐程度较小的峰值88。这些峰值在如下文所论述的图8B-8D中显而易见。

[0064] 图8A是展示示范性干涉式调制器在施加4伏脉冲84后的电流响应82的曲线图。在此状况下，4伏并不强得足以激活装置，且仅看见对应于上述等式中的第一项的尖峰值
86。图8B是展示调制器在施加6伏脉冲84后的电流响应82的曲线图。在此状况下，干涉式调制器12激活，从而在电流响应82中产生两个峰值86、88。第一峰值86比图8A的状况中的峰值强，因为电压的改变较大。第二峰值88由调制器在其改变状态时的电容的改变产生。图8C是展示调制器在施加7伏脉冲84后的电流响应82的曲线图。再次，第一峰值
86比图8A或8B的状况中的峰值强，因为电压的改变较大。对应于调制器中的状态的改变的第二峰值88比图8B的状况中更早、更尖，且具有更大的量值。图8D是展示调制器在施加8伏脉冲84后的电流响应82的曲线图。与之前一样，第一峰值86比图8A-8C中的峰值强，且第二峰值88比图8B和8C中更早、更尖，且具有更大的量值。

[0065] 可依据电流响应82来界定响应时间的许多参数特性。举例来说，脉冲的施加与电流响应的第二峰值88的最大值之间的时间可用作响应时间的表示。或者，可将电流响应82与响应时间的曲线特性下的面积集成。在另一实施例中，可使用所属领域的技术人员已知的技术来确定第二峰值88的尖锐度。举例来说，达到最大值的70％的第二峰值与衰变到最大值的70％的第二峰值88之间的时间可用作第二峰值88的尖锐度的测量。或者，可使电流响应82配合通过上述等式确定的曲线以确定作为响应时间的特性的时间常数。

[0066] 在一些实施例中，调整偏压和/或驱动电压，直到响应时间的参数特性(例如，上文所描述的参数中的一者)在预先界定的范围内或此类参数的比率(例如，激活响应时间参数与释放响应时间参数的比率)在预先界定的范围内为止。在一些实施例中，调整偏压和/或驱动电压，直到激活时间与释放时间大致相等为止。

[0067] 图9是展示确定响应时间且接着调整干涉式调制器的偏压和/或驱动电压的方法的流程图。依据特定实施例，可将步骤添加到本文中的流程图中所描绘的那些步骤或可移除一些步骤。另外，可视应用而定重排步骤的次序。在第一阶段90中，向干涉式调制器12施加偏压，从而将调制器12置于保持状态中。在下一阶段92中，向调制器12施加驱动电压以致使调制器12改变状态且检测所得电流。可通过所属领域的技术人员已知的任何合适方法来检测在施加驱动电压期间从干涉式调制器12汲取的电流。举例来说，可通过集成到阵列驱动器模块22中的电路来检测电流。在接下来的阶段94中，(例如)通过上文所描述的方法中的一者来测量调制器激活或释放的响应时间。可使用计算机处理器21来分析阶段92处所测量的电流以便确定响应时间或响应时间的值特性。在最后阶段96中，基于所测量的响应时间而调整偏压和/或驱动电压。在一些实施例中，通过重复图9的过程而反复调整偏压和/或驱动电压，每次变更偏压和/或驱动电压，直到测量到最终所需的响应时间为止。

[0068] 在一些实施例中，将图9中所描述的过程作为干涉式调制器显示器中的正常图像写入过程的一部分来进行。举例来说，偏压和驱动电压的施加可响应于图像数据的接收，其要求干涉式调制器12作为正常图像写入过程的一部分来改变状态。因此，可在不变更正常显示器驱动时序的情况下进行响应时间的确定。在一些实施例中，通过检测用于所有干涉式调制器或作为图像写入过程的一部分而改变状态的干涉式调制器群组的响应电流来确定阶段92处所确定的响应时间。在其它实施例中，个别地针对每一干涉式调制器12检测并分析响应电流。

[0069] 另一实施例包含在不越过激活或释放电压的情况下经由光学、机械或电气方法估计例如干涉式调制器12的MEMS装置的激活或释放电位或相对于激活或释放电位的施加到MEMS装置的偏压的强度的方法。此方法在不改变装置的状态的情况下估计施加到干涉式调制器12的偏压在滞后窗口内的相对位置。因此，所述方法允许在装置的视觉状态或颜色中不具有任何不可忽略的改变的情况下预测装置的激活或释放电位。

[0070] 处于保持状态中的干涉式调制器中的电容以及其它参数是滞后窗口内的所施加偏压的函数。换句话说，这些参数可视所施加偏压接近于激活或释放电位的程度而在滞后窗口内变化。因此，在一些实施例中，当将干涉式调制器12保持在所施加偏压时确定电容或另一参数。可接着调整偏压和/或驱动电压，以便获得偏压、激活电位与释放电位(以及因此激活和释放时间)之间的所需关系。举例来说，可测量调制器的反射率、机械谐振频率、所述两层之间的间隔19的尺寸，或装置的电容。测量这些参数中的一者可因此揭示偏压在滞后窗口内的相对位置。在一个实施例中，通过将小振幅的周期波形(例如，正弦波或三角波)叠加于偏压之上且接着测量周期电流响应来测量电容。

[0071] 图10是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的电容对所施加电压的图。在一些实施例中，如图10中所示，当干涉式调制器12处于激活、保持或释放状态中时，干涉式调制器12的电容依据所施加的电压而不恒定。对于(例如，干涉式调制器19中的两个反射层之间的距离的)光学测量观察到类似响应。另外，干涉式调制器的谐振频率随着所施加电压而变化。因此，可使用许多参数来确定所施加电压在干涉式调制器的滞后曲线内的相对位置。

[0072] 因此，在一些实施例中，经由光学、机械或电气参数的测量和随后的与参考滞后曲线(即，模型)的比较来估计所施加电压在滞后曲线内的相对位置(例如，其相对于激活和释放电位的位置)。在一些实施例中，所述模型包含指示测量参数(例如，电容)依据电压的变化的数据集。可理论上导出或用实验方法确定所述模型。可经由响应于全范围的电压在装置上的施加的所需测量参数的明确测量来建构用实验方法确定的模型。如果使用理论模型，那么可使用某些参考常数(例如，所选择的测量参数(例如，电容)在零电压、高(激活)电压等下的值)来建构完整的数据集。可经由理论或经由这些参数在相同装置上在另一时间点的测量或经由这些参数在不同的干涉式调制器装置上的测量来确定这些常数。

[0073] 在估计偏压在滞后窗口内的位置之后，可推断且调谐响应时间。因为用于干涉式调制器12的激活或释放的响应时间取决于偏压和驱动电压，所以可调整偏压或驱动电压来改变激活或释放时间。调整干涉式调制器12的激活时间和释放时间以配合在预先界定的范围内或使得激活时间与释放时间的比率落在预先界定的范围内可能是有利的。

[0074] 图11是展示调整干涉式调制器的偏压的另一方法的流程图。在第一阶段110中，向干涉式调制器12施加偏压，从而将调制器12置于保持状态中。接着，在阶段112处，确定依据所施加偏压而变化的一个或一个以上参数(例如，电容)。在接下来的阶段114中，将所测量的一个或一个以上参数与参考参数进行比较。在最后阶段116中，在所述比较的基础上调整偏压和/或驱动电压。在一些实施例中，可在显示器的正常操作期间进行测量和调整。举例来说，可在仅向干涉式调制器施加偏压电位的图像更新之间的周期期间进行图11的过程。

[0075] 可以许多方式获得干涉式调制器的电气响应(例如，上文所论述的电流响应)的测量。举例来说，当干涉式调制器为主动显示器(例如，电视)的一部分时，可测量电气响应。现描述用于此测量的适当电路。图12是说明经配置以驱动显示器阵列202并测量选定的显示器元件(例如，图1的干涉式调制器12a和12b)的电气响应的实例系统200的框图。显示器阵列202包括Ncol列×Nrow行的N-分量像素(例如，N可为包含(例如)红、绿和蓝的3个显示器元件)。系统200进一步包含列驱动器，其包括用于供应两个或两个以上驱动电压电平的两个或两个以上数/模转换器(DAC)204以及用于选择哪些列来供应哪些信号的开关子系统206。系统200进一步包含行驱动器电路，其包括用于供应两个或两个以上驱动电压电平的两个或两个以上DAC208以及用于选择选通哪一行的开关电路210。注意，此示意图中直接连接到显示器阵列的行和列驱动器由开关构成，但下文所论述的若干方法可适用于包含完全模拟显示器驱动器的替代驱动器设计。

[0076] 包含DAC204和208与开关206和210的行和列驱动器电路由阵列驱动器212来控制。如上文参看图2和3所论述，阵列驱动器212的数字逻辑中所含有的行/列激活协议可利用干涉式调制器MEMS装置的滞后性质。举例来说，对于包括具有图3的滞后特性的干涉式调制器12的显示器阵列，可设计行/列激活协议使得在行选通期间，使所选通的行中待激活的显示器元件经受激活电压差(例如，约10伏)，且使待松弛的显示器元件经受接近于零伏的电压差。在选通之后，使显示器元件经受被称为偏压(例如，约5伏)的稳态电压差以使得其保持处于行选通将其置于的任何状态中。在此实例中，在被写入之后，每一显示器元件经历3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。然而，如上文所论述，显示器元件的特性可随着时间和/或温度而改变，或可更迅速或缓慢地响应于不同驱动电压电平。因而，可视实施例而定配置阵列驱动器212以及DAC204和208以供应可变电压电平。

[0077] 除上文所论述的驱动电路(包含DAC204和208与开关206和210，以及阵列驱动器212)外，还添加系统200的剩余块以便能够向选定的显示器元件进一步施加电激励(例如，施加小振幅的周期波形以便确定电容)，以及能够测量显示器阵列202中的选定的显示器元件的电气响应。在此实例中，数/模转换器(DAC)214和216分别经由列和行开关206和210而向显示器阵列202供应额外电压。一般来说，这些可表示到行和列驱动电路的内部或外部电源电压输入。

[0078] 在此实例中，使用直接数字合成(DDS1)块218来产生添加在由连接到列开关206的DAC214产生的电压电平之上的电压激励。再次，一般来说，由DDS1块218产生的激励信号可由所属领域的技术人员所熟悉的类似电振荡器、锯齿波形产生器等的若干替代装置来产生。激励还可能为电流或电荷，或甚至受控的输出阻抗。

[0079] 在图12中所示的实例中，以由分别经由行和/或列开关206和210施加到行和/或列电极的电压激励而产生的流经显示器装置的电流的形式来测量电气响应。跨阻抗放大器220(在图12中展示为电阻器220A，其后紧接着放大器220B)可用于测量电气响应。所测量的电气响应对应的显示器元件取决于列和行开关206和210的状态。模拟、数字或混合信号处理可用于测量显示器装置的电气响应的目的。

[0080] 在一个实施例中，直接通过测量跨阻抗放大器220的输出的电流而测量显示器元件的电气响应。在此实施例中，可使用熟练的技术人员已知的分布曲线(profile)和/或峰值或其它特性来识别显示器元件的某些操作特性。

[0081] 在另一实施例中，可通过对从跨阻抗放大器220输出的电气响应进行额外后处理来表征所测量的显示器元件的操作特性。现论述使用后处理技术来表征使用图12的电路的干涉式调制器的阻抗的电容和电阻分量的实例。

[0082] 因为干涉式调制器充当电容器，所以例如可使用DDS1218施加的周期激励将产生具有90°相位延滞(phase lag)的周期输出电气响应。举例来说，DDS1218可向显示器元件的列电极施加正弦电压波形(比如，sin(ωt))。对于理想电容器来说，显示器元件的电气响应将为所施加激励的时间导数，与cos(ωt)成比例。因此，跨阻抗放大器220的输出还将为余弦函数。第二DDS(DDS2222)施加余弦电压波形，所述余弦电压波形在乘法器224处乘以跨阻抗放大器220的输出。结果为具有恒定分量和周期分量的波形。乘法器224的输出的恒定分量与显示器元件的电容成比例。滤波器226用于滤出周期分量且产生用于表征电容的电气响应。如所描述的此电容可用于调谐或调整干涉式调制器的偏压和/或驱动电压。

[0083] 对于作为理想电容器的显示器元件，对于所施加激励为正弦函数的实例，跨阻抗放大器220的输出为纯余弦函数。然而，如果显示器元件(例如)归因于泄漏而展现阻抗，那么跨阻抗放大器220的输出还将含有正弦分量。此正弦分量不影响电容的测量，因为其将被滤波器226滤出。所述正弦分量可用于表征显示器元件的阻抗的电阻部分。

[0084] 将与由DDS1施加的激励类似的周期电压波形(例如，sin(wt))在乘法器228处乘以跨阻抗放大器220的输出。结果为包含恒定分量和周期分量的电气响应。恒定分量与所测量的显示器元件的阻抗的电阻部分成比例。滤波器230用于移除周期分量，从而产生可用于表征显示器元件的阻抗的电阻部分的信号。

[0085] 通过使用双模/数转换器(ADC)232将滤波器的输出转换到数字域。双ADC232的输出由阵列驱动器212接收以用于上文所论述的方法中。

[0086] 在图12中所示的实例电路中，向列电极施加激励，且经由行电极测量电气响应。在其它实施例中，可从(例如)激励被施加到的相同电极(行或列)来测量电气响应。

[0087] 图13是说明电路250的实例的框图，电路250可用于经由用于向选定的显示器元件(例如，在图2的干涉式调制器显示器装置中)施加激励的相同电路测量选定的显示器元件的电气响应。电路250包括镜射来自电流源晶体管N2和P2的电流的晶体管N1和P1，电流源晶体管N2和P2用于驱动施加到显示器元件的Vout信号。因此，电流Iout大体上等于用于驱动Vout信号的电流。测量Iout信号的电气响应可因此用于确定干涉式调制器的操作特性，例如干涉式调制器的电容。还可使用其它电路。图13中所示的电路250可适用于用于供应电压波形Vout的替代驱动器IC设计或驱动方案。图13的示意图中所描绘的电路250可用于电流输送器电路中和电流反馈放大器中，且可向显示器阵列区域施加电压激励并同时将电流(响应)复制到不同引脚(Iout)以用于电气感测的目的。

[0088] 存在感测显示器元件的显示器阵列的不同部分的各种方法。举例来说，在一个测试中可选择感测整个显示器阵列。在其它实施例中，选择仅感测显示器的一代表性部分。可将来自所有选定的行电极(或列电极)的反馈信号电连接到图12中所示的跨阻抗放大器220。在此状况下，可通过阵列驱动器212使信令到列电极与信令到行的时序同步，以使得可在某些时间监视个别显示器元件、像素或子像素(例如，红、绿和蓝子像素)。还可选择在一时间监视或测量一个或一个以上特定行或列电极且任选地切换成监视其它行和列电极，直到监视到阵列的选定的部分为止。最后，还可选择测量个别显示器元件且任选地切换成监视或测量其它显示器元件，直到测量到阵列的选定的部分为止。

[0089] 在一个实施例中，可将一个或一个以上选定的行或列电极永久地连接到激励和/或感测电路，而剩余的行或列电极不连接。还可能有目的地将额外电极(行或列)添加到显示器区域以用于施加激励或感测的目的。这些其它电极可或可不为显示器区域的观看者看见。最后，另一选择是能够经由开关或替代电气组件将激励/驱动和/或感测电路与一个或一个以上行或列电极的不同集合连接和断开。

[0090] 可将上文所论述的系统和方法的实施例应用于单色、双色或彩色显示器。可能通过合适地选择将驱动电压施加到的和/或从其进行感测的行和列电极来测量用于不同颜色的像素的群组。举例来说，如果显示器使用RGB布局，其中红(R)、绿(G)和蓝(B)子像素位于不同的列线上，那么可经由仅向“红”列施加激励且在行上进行感测来测量个别颜色的区域。或者，可向行施加激励，但仅在“红”列上进行感测。

[0091] 尽管已参考实施例和实例描述本发明，但应理解，可在不偏离本发明的精神的情况下作出众多和各种修改。因此，本发明仅由所附权利要求书限制。