專利名稱：動(dòng)態(tài)自刷新顯示存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示存儲(chǔ)器，尤其涉及用于在具有每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的顯示器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
使用例如數(shù)字微鏡器件TM(DMD)的微鏡的MEMS器件陣列的顯示器和投光器已經(jīng)發(fā)展到多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。(“數(shù)字微鏡器件TM”是德州儀器的商標(biāo)。)對(duì)于一些應(yīng)用，DMD包括靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)和尋址微鏡陣列。因此，DMD的SRAM使用具有每像素單一靜態(tài)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元。通常，在微鏡陣列中的每一個(gè)微鏡被懸在對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元陣列的單個(gè)SRAM單元上面。地址電極連接到SRAM節(jié)點(diǎn)，在該節(jié)點(diǎn)處設(shè)置“1”或“0”電壓。
施加在地址電極和反射鏡之間的靜電力使得反射鏡繞軸旋轉(zhuǎn)。在預(yù)定角度停止旋轉(zhuǎn)，通過在襯底上接觸反射鏡的邊緣限制。使用每一個(gè)反射鏡的二進(jìn)制開(1)和關(guān)(0)時(shí)間的脈沖寬度調(diào)制來實(shí)現(xiàn)圖像中的灰度級(jí)。這種DMD的數(shù)字操作和其它基于MEMS的顯示器陣列在顯示電路上強(qiáng)加帶寬要求以便用要顯示的每一幀的數(shù)據(jù)填充陣列。
一些DMD顯示器采用反射鏡的機(jī)械鎖存，一些DMD顯示器使用具有小于微鏡陣列的SRAM的體系結(jié)構(gòu)，在具有大量SRAM單元的意義上，這是在微鏡陣列中的微鏡數(shù)量的一小部分。在這樣的體系結(jié)構(gòu)中，峰值數(shù)據(jù)率可以和平均數(shù)據(jù)率相差不大。當(dāng)更快、更大的MEMS器件陣列被用于顯示器和其它應(yīng)用中時(shí)，帶寬的進(jìn)一步減少是很希望的目的，特別是在如果可以不依賴陣列中的MEMS器件的特定物理特征的方式實(shí)現(xiàn)的情況下。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種存儲(chǔ)單元，用于具有對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的類型的顯示器，該存儲(chǔ)單元響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，該存儲(chǔ)單元包括每像素至少兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件的每一個(gè)都包括至少一個(gè)電容器，第一和第二存儲(chǔ)元件都電耦合至單一像素的MEMS器件；和讀出放大器，被配置成放大數(shù)據(jù)信號(hào)和響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來鎖存數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種存儲(chǔ)單元，用于具有對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的類型的顯示器，該存儲(chǔ)單元響應(yīng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，該存儲(chǔ)單元包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，第一和第二存儲(chǔ)元件都電耦合至對(duì)應(yīng)于單一像素的MEMS器件，第一動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件包括第一存儲(chǔ)電容器和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件包括第二存儲(chǔ)電容器，在時(shí)鐘信號(hào)的第一相位根據(jù)電容器選擇信號(hào)數(shù)據(jù)被有選擇地存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)電容器中選定的一個(gè)中，和在時(shí)鐘信號(hào)的第二相位根據(jù)電容器選擇信號(hào)數(shù)據(jù)被選擇地從第一和第二存儲(chǔ)電容器中選定的一個(gè)裝載到MEMS器件；以及讀出放大器，被配置成放大差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)至適合于啟動(dòng)該至少一個(gè)MEMS器件的預(yù)定電平并響應(yīng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來鎖存數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種存儲(chǔ)單元，用于具有對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的類型的顯示器，該存儲(chǔ)單元包括第一和第二裝置，用于響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的第一和第二裝置的每一個(gè)都包括至少一個(gè)電容器，用于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的第一和第二裝置都電耦合至對(duì)應(yīng)于單一像素的至少一個(gè)MEMS器件；和放大裝置，被配置成放大該數(shù)據(jù)信號(hào)并響應(yīng)該數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來鎖存數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種制造具有多個(gè)像素的顯示器的方法，該方法包括下列步驟提供襯底；在襯底上形成MEMS器件陣列，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件，陣列的每一個(gè)MEMS器件被配置成由在至少一個(gè)激勵(lì)電極上的電信號(hào)來啟動(dòng)；和在襯底上形成每一個(gè)像素的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元，每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件的每一個(gè)都包括至少一個(gè)電容器，第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件都電耦合至對(duì)應(yīng)于單一像素的至少一個(gè)MEMS器件的激勵(lì)電極，和每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元包括讀出放大器，該讀出放大器被配置成放大數(shù)據(jù)信號(hào)并響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來鎖存該數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種在具有對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的類型的顯示器中使用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元的方法，該方法包括下列步驟a)為每一個(gè)像素提供動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元，每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元包括每像素至少兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，第一和第二存儲(chǔ)元件的每一個(gè)都包括至少一個(gè)電容器；b)將第一和第二存儲(chǔ)元件都電耦合至對(duì)應(yīng)于單一像素的至少一個(gè)MEMS器件；c)提供差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和電容器選擇信號(hào)給每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元；d)響應(yīng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)、電容器選擇信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的第一相位，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件中選定的一個(gè)的至少一個(gè)電容器中；e)刷新和放大存儲(chǔ)在該至少一個(gè)電容器中的數(shù)據(jù)；和f)響應(yīng)電容器選擇信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的第二相位，根據(jù)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)將選擇的數(shù)據(jù)裝載到對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素的至少一個(gè)MEMS器件以便顯示信息。


本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)實(shí)施例可以很容易的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)單元的實(shí)施例的示意圖。
圖2是圖1中所示的存儲(chǔ)單元實(shí)施例的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
為清楚起見，下面的詳細(xì)描述集中在對(duì)于MEMS器件陣列的MEMS器件的動(dòng)態(tài)自刷新存儲(chǔ)單元的特定的簡(jiǎn)單實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，本發(fā)明可以在其它相似的實(shí)施例中易于實(shí)施。出于具體化的目的，使用本發(fā)明的MEMS器件可以考慮是數(shù)字微鏡器件(DMD)，但是本發(fā)明可以應(yīng)用于任何種類的MEMS器件和任何種類的MEMS器件陣列。
說明書和附屬的權(quán)利要求書的全篇中，術(shù)語“MEMS”具有其微機(jī)電系統(tǒng)的常規(guī)意義。其中為了特定實(shí)例實(shí)施例的具體描述，特定器件被設(shè)計(jì)為“P溝道”或“N溝道”等，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，雙極型器件或器件類型的其它組合可以與適合的信號(hào)一起使用。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例具有動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元用于在具有每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的顯示器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元具有每像素至少兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，每一個(gè)元件具有至少一個(gè)用于存儲(chǔ)電荷的電容器。第一和第二存儲(chǔ)元件兩者都電耦合至單一像素的MEMS器件。讀出放大器被配置成放大數(shù)據(jù)信號(hào)和根據(jù)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)鎖存數(shù)據(jù)，按要求自刷新數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)裝載到MEMS器件。相同的讀出放大器可以用來讀取被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)(例如，用于測(cè)試)，如下面詳細(xì)討論的那樣。
根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例具有每像素N個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，其中N大于2。具有每像素恰好兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件的實(shí)施例將數(shù)據(jù)帶寬減小到1/2。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，類似地，具有每像素N個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件的實(shí)施例可以將數(shù)據(jù)帶寬減小到2(N-1)分之一。對(duì)于很多這樣的應(yīng)用來說，對(duì)N取偶數(shù)是很方便的。當(dāng)然，很大值的數(shù)字N要求更大量的晶體管或其它有源器件，并存在與附加有源器件相關(guān)的成本，包括制造成本，和產(chǎn)量有關(guān)的成本以及和可靠性有關(guān)的成本。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，在帶寬減少、器件制造成本、以及本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉的各種其它成本因素中要進(jìn)行折衷。
顯示器件的存儲(chǔ)器具有大量存儲(chǔ)單元，顯示器的每一個(gè)像素具有至少一個(gè)存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元或存儲(chǔ)單元的整個(gè)陣列可以結(jié)合在集成電路中，可以結(jié)合在承載微電子器件的襯底上，并可以結(jié)合在電子器件中。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)單元10的簡(jiǎn)單實(shí)施例的示意圖。圖2中示出了圖1的存儲(chǔ)單元實(shí)施例的典型時(shí)序圖。該示意圖示出了兩存儲(chǔ)元件的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元，該動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元具有十三個(gè)晶體管和四個(gè)電容器，用于驅(qū)動(dòng)顯示器或其它MEMS器件陣列的單一像素的MEMS器件20。
存儲(chǔ)單元10可以用在具有對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件20類型的顯示器?？梢岳斫?，MEMS器件20可以比單一微鏡更復(fù)雜，并且實(shí)際上可以包括多于一個(gè)的MEMS器件，但是出于對(duì)圖1和2所示的實(shí)施例理解的目的，MEMS器件20可以被認(rèn)為是簡(jiǎn)單的MEMS微鏡。
存儲(chǔ)單元10用于響應(yīng)作為包括真數(shù)據(jù)線和互補(bǔ)數(shù)據(jù)線(真信號(hào)60和其互補(bǔ)信號(hào)70)的差分信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)50(ΦS)提供的數(shù)據(jù)信號(hào)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。該特定實(shí)施例具有每像素恰好兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件。該兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件的每一個(gè)都具有用于電荷存儲(chǔ)的電容器。(圖1中，電容器被表示為A或B電容器，對(duì)應(yīng)于在其關(guān)聯(lián)的晶體管130的柵極80或90處的表示)。這兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件都電耦合至單一像素的MEMS器件20，如圖1所示。讀出放大器(由器件140、150和160定義，如下文所述)被配置成放大數(shù)據(jù)信號(hào)和響應(yīng)由時(shí)鐘信號(hào)50計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)信號(hào)60和70來鎖存數(shù)據(jù)。出于說明的目的，圖1中示出的VDD電源線30供應(yīng)+5V；該電源電壓被選擇為適合于應(yīng)用和適合所用的有源器件類型。
執(zhí)行動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器方法的問題之一是刷新存儲(chǔ)單元中的電荷存儲(chǔ)電容器。每一個(gè)像素的相同讀出放大器被用于刷新本地電荷存儲(chǔ)元件。因此，圖1的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件10是自刷新存儲(chǔ)單元。
存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的讀取不是必須要快速，因?yàn)樽x取僅被要求用于測(cè)試目的。對(duì)讀取操作，讀出放大器也被用于驅(qū)動(dòng)位線上的讀取數(shù)據(jù)。
在讀出放大器中，當(dāng)ΦL被確定為低時(shí)使能P溝道器件140。器件140允許信號(hào)Q和/Q(在圖中用上劃線示出)通過高阻抗負(fù)載連接至VDD以便放大該Q和/Q信號(hào)值。僅在兩個(gè)存儲(chǔ)電容器之一被器件130或135使能以及器件125和150同時(shí)被使能之后進(jìn)行放大。當(dāng)ΦS被確定為高時(shí)使能N溝道器件150。器件150允許信號(hào)通路接地用于交叉耦合的器件160，使得在器件140被使能時(shí)可以放大Q和/Q。N溝道器件160形成讀出放大器的交叉耦合的器件。器件160被用于在Q和/Q上的信號(hào)正反饋，使得在首先使能器件150然后其次使能器件140時(shí)，可以放大這些信號(hào)。
具有每像素兩個(gè)存儲(chǔ)元件的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元要求至少兩個(gè)電容器并要求少于SRAM存儲(chǔ)單元所要求的晶體管。(具有每像素兩個(gè)存儲(chǔ)元件的靜態(tài)SRAM方法要求大約二十個(gè)晶體管)。該動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元具有每像素一個(gè)讀出放大器以便鎖存合適的輸入數(shù)據(jù)和放大該數(shù)據(jù)信號(hào)至適于啟動(dòng)MEMS器件所適合的幅度電壓。如果MEMS器件是微鏡，例如，來自讀出放大器的電壓電平適于啟動(dòng)微鏡器件。出于簡(jiǎn)化，在描述中假定當(dāng)數(shù)值被裝載之后，MEMS器件保持裝載在其中的二進(jìn)制值至少一個(gè)合適的預(yù)定時(shí)間。
通過結(jié)合圖1的示意圖參考圖2中的時(shí)序圖，將更容易理解下面的描述。在圖1中，用分別在每一個(gè)對(duì)應(yīng)的FET器件130或135的柵極處示出的參考字母A或B將電荷存儲(chǔ)電容器識(shí)別為A或B電容器。存儲(chǔ)器的位線由常規(guī)互補(bǔ)信號(hào)對(duì)構(gòu)成，在圖1中分別用垂直線60和70表示DATA和其互補(bǔ)/DATA(在圖中用上劃線示出)。如在圖1中的DATA和/DATA線的下端處指示的那樣，它們可以延伸到陣列的其它存儲(chǔ)單元。圖1中的其它元件在下面被更詳細(xì)的描述。
在時(shí)序2中，垂直的虛線將時(shí)間分開以便區(qū)分存儲(chǔ)部分(左)和裝載部分(右)。圖2示出了DATA和/DATA信號(hào)(分別是200和210)和其在不同時(shí)間的值310和360，存儲(chǔ)信號(hào)220和其確定時(shí)的值320，裝載信號(hào)230和其確定時(shí)的值370，A或B選擇信號(hào)240和其用于存儲(chǔ)操作的值330和用于裝載操作的值380，具有代表值340的電容器存儲(chǔ)值250和260，存儲(chǔ)時(shí)鐘信號(hào)ΦS(270)和其在一定時(shí)間處的值390，以及裝載時(shí)鐘信號(hào)ΦL(280)和其在隨后時(shí)間處的值400。圖2還示出了MEMS器件值Q(290)和其在將新值裝載進(jìn)MEMS器件20之前的特定時(shí)間處的值350，并且圖2示出了互補(bǔ)/Q(300)和在裝載新值到MEMS器件20中之后的在另一時(shí)間處的/Q的值410。參考號(hào)420表示渡越時(shí)間間隔，其間Q和/Q的值不確定。
當(dāng)存儲(chǔ)信號(hào)被確定為高時(shí)N溝道FET器件120被使能。器件120允許在A或B電容器選擇信號(hào)被確定為高時(shí)存儲(chǔ)DATA和其互補(bǔ)/DATA的數(shù)值。通過確定存儲(chǔ)信號(hào)220為高值并通過用柵極80或90(圖2中的線240)選擇330A或B存儲(chǔ)電容器來存儲(chǔ)像素值。用DATA200和互補(bǔ)/DATA210值來差分驅(qū)動(dòng)位線，在任一側(cè)上將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值存儲(chǔ)在被選擇的電容器(A或B)之一中。在將存儲(chǔ)電荷裝載進(jìn)讀出放大器中之后，器件120允許讀取在兩個(gè)電容器存儲(chǔ)單元中選定的一個(gè)上的存儲(chǔ)電荷。接著通過使能器件125和器件130或135，以及然后在讀出放大器放大存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)電荷信號(hào)之后使能器件120來進(jìn)行讀取。當(dāng)裝載信號(hào)230(圖1中的端子110)被確定為高時(shí)使能N溝道FET器件125。
當(dāng)信號(hào)A被確定為高時(shí)使能N溝道FET器件130。當(dāng)同時(shí)也使能器件120時(shí)，器件130允許DATA和/DATA上的信號(hào)存儲(chǔ)在相應(yīng)的電容器上。當(dāng)器件125和130被使能時(shí)，器件130也允許存儲(chǔ)電容器值被放大和刷新。
當(dāng)信號(hào)B被確定為高時(shí)使能N溝道FET器件135。當(dāng)同時(shí)還使能器件120時(shí)，器件135允許DATA和/DATA上的信號(hào)存儲(chǔ)在各自的電容器上。當(dāng)啟動(dòng)器件125和135時(shí)，器件135也允許存儲(chǔ)電容器值被讀出放大器放大和刷新。
通過首先去確定(de-assert)該兩個(gè)讀出放大器時(shí)鐘信號(hào)270(ΦS)和280(ΦL)，確定裝載信號(hào)230在高值，并選擇兩個(gè)存儲(chǔ)的值之一A或B(300)，在MEMS鎖存器中裝載存儲(chǔ)的存儲(chǔ)元件。
當(dāng)A或B信號(hào)被確定為高并且裝載信號(hào)230(圖1中的端子110)被確定為高時(shí)，N溝道FET器件125允許在兩個(gè)存儲(chǔ)電容器之一中的充電信號(hào)被讀出放大器放大。
FET器件125也允許讀取在兩個(gè)電容器存儲(chǔ)單元之一上存儲(chǔ)電荷。通過使能器件125和器件130或135來選擇A或B電容器，然后在讀出放大器已放大存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)電荷信號(hào)之后使能器件120來進(jìn)行讀取。
一旦交叉耦合讀出放大器有充足的時(shí)間來區(qū)分信號(hào)，N溝道器件160的時(shí)鐘信號(hào)50(ΦS)確定在高值以便解決差分輸入信號(hào)。在隨后的時(shí)間處，P溝道器件140都導(dǎo)通，將高輸入側(cè)拉至VDD。為減少功率耗散，一旦得到所要求的電壓，就關(guān)斷P溝道器件140。裝載信號(hào)保持被確定(圖2中的370)，直到導(dǎo)通P溝道器件140之后。這允許讀出放大器刷新被選擇的A或B存儲(chǔ)電容器。
相同的讀出放大器還被用來驅(qū)動(dòng)位線上的數(shù)據(jù)用于讀取操作。讀取存儲(chǔ)的像素值要求選擇兩個(gè)像素值之一以被裝載進(jìn)讀出放大器中并且被鎖存。一旦鎖存該值，存儲(chǔ)線220被確定為高(圖2中的320)以便允許數(shù)據(jù)在位線上被驅(qū)動(dòng)。位線的末端具有另一個(gè)讀出放大器(未示出)以便讀出數(shù)據(jù)和提供足夠的增益用于快速鎖存該讀取數(shù)據(jù)。
因此，在圖1和2的實(shí)施例中，第一動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件包括第一存儲(chǔ)電容器A，第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件包括第二存儲(chǔ)電容器B，響應(yīng)電容器選擇信號(hào)，數(shù)據(jù)被有選擇地存儲(chǔ)在被選擇的存儲(chǔ)電容器A或B中。讀出放大器根據(jù)電容器選擇信號(hào)刷新在選擇的電容器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。類似的，根據(jù)電容器選擇信號(hào)將數(shù)據(jù)選擇地從存儲(chǔ)電容器A或B中的選定的一個(gè)裝載到MEMS器件。因此，讀出放大器適用于根據(jù)讀取信號(hào)來讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器A或B的選定的一個(gè)中的數(shù)據(jù)。正如上面描述的，通過使能器件125和器件130或135來選擇A或B電容器，并然后在讀出放大器放大存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)電荷信號(hào)后還使能器件120，來發(fā)送讀取信號(hào)。
制造使用本發(fā)明并且具有在陣列中布置的所要求數(shù)量的像素的顯示器可以通過以下制造提供襯底和在襯底上形成MEMS器件陣列，至少一個(gè)MEMS器件對(duì)應(yīng)每一個(gè)像素。陣列的每一個(gè)MEMS器件被配置成通過在至少一個(gè)激勵(lì)電極上的電信號(hào)來啟動(dòng)。該制造還包括在襯底上形成每一個(gè)像素的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元，每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，每一個(gè)元件包括至少一個(gè)電容器，第一和第二存儲(chǔ)元件都被電耦合至對(duì)應(yīng)于單一像素的MEMS器件的激勵(lì)電極。形成的每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元還包括讀出放大器，該讀出放大器被配置成放大數(shù)據(jù)信號(hào)和根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來鎖存數(shù)據(jù)。使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員都公知的常規(guī)MEMS工藝，選擇和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件的半導(dǎo)體處理相兼容的那些基本工藝，來實(shí)現(xiàn)形成MEMS器件。這樣的MEMS工藝的例子是在數(shù)字微鏡器件陣列的襯底上制作，一個(gè)或多個(gè)數(shù)字微鏡器件對(duì)應(yīng)每一個(gè)像素。通過常規(guī)的半導(dǎo)體制作工藝，例如常規(guī)的CMOS工藝來形成動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件。而且，選擇基本工藝以便和MEMS處理兼容。
工業(yè)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明制造的動(dòng)態(tài)自刷新存儲(chǔ)單元可以用于各種MEMS陣列，包括數(shù)字微鏡顯示器件陣列。具有每像素多于一個(gè)存儲(chǔ)元件減少了MEMS器件所要求的數(shù)據(jù)帶寬，和等效的兩存儲(chǔ)器常規(guī)靜態(tài)方法相比，該動(dòng)態(tài)方法要求更少的晶體管和由此更小的面積。每一個(gè)像素的本地讀出放大器允許刷新被選擇的像素值和在讀取操作中允許驅(qū)動(dòng)位線。
根據(jù)本發(fā)明的有益方面，提供了一種方法用于在具有對(duì)應(yīng)每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件類型的顯示器中使用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元為每一個(gè)像素提供動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元，每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件中的每一個(gè)都包括至少一個(gè)電容器。第一和第二存儲(chǔ)元件兩者都電耦合至對(duì)應(yīng)單一像素的MEMS器件。給每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元提供差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和電容器選擇信號(hào)。響應(yīng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)、電容器選擇信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的第一相位，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件中選定的一個(gè)的至少一個(gè)電容器中。數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在至少一個(gè)電容器中，被刷新和被放大。響應(yīng)電容器選擇信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的第二相位，將選擇的數(shù)據(jù)裝載到對(duì)應(yīng)每一個(gè)像素的MEMS器件中以便根據(jù)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)顯示信息。如果需要的話，該方法還能夠包括讀取存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。如果使用每像素恰好兩個(gè)存儲(chǔ)元件，該方法可以將具有每像素一個(gè)存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)單元所要求的帶寬減小到大約一半。如果使用每像素大于2的N個(gè)存儲(chǔ)元件，可以進(jìn)一步減少帶寬要求。
盡管前面已經(jīng)描述和說明了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離由附屬的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以做出各種修改和變化。例如，包括顯示器件和其它(非顯示)MEMS器件的各種MEMS器件可以和根據(jù)本發(fā)明制作的存儲(chǔ)單元一起使用，或者單獨(dú)使用，或者布置在陣列中，其它MOS或雙極型晶體管或其它有源器件可以用來替代所示實(shí)施例中使用的CMOS。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)單元，用于具有對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的類型的顯示器，該存儲(chǔ)單元響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，該存儲(chǔ)單元包括每像素至少兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件的每一個(gè)都包括至少一個(gè)電容器，第一和第二存儲(chǔ)元件都電耦合至單一像素的MEMS器件；和讀出放大器，被配置成放大數(shù)據(jù)信號(hào)和響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來鎖存數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲(chǔ)單元，其中該至少兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件包括每像素N個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，其中N是等于或大于2的整數(shù)。
3.用于顯示器的存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，對(duì)該顯示器的每一個(gè)像素有權(quán)利要求1中所述的至少一個(gè)存儲(chǔ)單元。
4.包括權(quán)利要求1的存儲(chǔ)單元的顯示器件。
5.包括權(quán)利要求1的存儲(chǔ)單元的集成電路。
6.包括權(quán)利要求1的存儲(chǔ)單元的承載微電子器件的襯底。
7.包括權(quán)利要求1的存儲(chǔ)單元的電子器件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲(chǔ)單元，其中該至少一個(gè)MEMS器件包括微鏡器件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲(chǔ)單元，其中讀出放大器放大數(shù)據(jù)信號(hào)至適合于啟動(dòng)該至少一個(gè)MEMS器件的預(yù)定電平。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的存儲(chǔ)單元，其中預(yù)定電平適用于啟動(dòng)微鏡器件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲(chǔ)單元，其中第一動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件包括第一存儲(chǔ)電容器，第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件包括第二存儲(chǔ)電容器，根據(jù)電容器選擇信號(hào)將數(shù)據(jù)有選擇地存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)電容器中選定的一個(gè)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的存儲(chǔ)單元，其中讀出放大器進(jìn)一步被配置成根據(jù)電容器選擇信號(hào)刷新在第一和第二電容器中選定的一個(gè)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
13.一種存儲(chǔ)單元，用于具有對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的類型的顯示器，該存儲(chǔ)單元響應(yīng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，該存儲(chǔ)單元包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，第一和第二存儲(chǔ)元件都電耦合至對(duì)應(yīng)于單一像素的MEMS器件，第一動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件包括第一存儲(chǔ)電容器和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件包括第二存儲(chǔ)電容器，在時(shí)鐘信號(hào)的第一相位根據(jù)電容器選擇信號(hào)數(shù)據(jù)被有選擇地存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)電容器中選定的一個(gè)中，和在時(shí)鐘信號(hào)的第二相位根據(jù)電容器選擇信號(hào)數(shù)據(jù)被選擇地從第一和第二存儲(chǔ)電容器中選定的一個(gè)裝載到MEMS器件；以及讀出放大器，被配置成放大差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)至適合于啟動(dòng)該至少一個(gè)MEMS器件的預(yù)定電平并響應(yīng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來鎖存數(shù)據(jù)。
14.一種存儲(chǔ)單元，用于具有對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的類型的顯示器，該存儲(chǔ)單元包括第一和第二裝置，用于響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的第一和第二裝置的每一個(gè)都包括至少一個(gè)電容器，用于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的第一和第二裝置都電耦合至對(duì)應(yīng)于單一像素的至少一個(gè)MEMS器件；和放大裝置，被配置成放大該數(shù)據(jù)信號(hào)并響應(yīng)該數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來鎖存數(shù)據(jù)。
15.一種制造具有多個(gè)像素的顯示器的方法，該方法包括下列步驟提供襯底；在襯底上形成MEMS器件陣列，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件，陣列的每一個(gè)MEMS器件被配置成由在至少一個(gè)激勵(lì)電極上的電信號(hào)來啟動(dòng)；和在襯底上形成每一個(gè)像素的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元，每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件的每一個(gè)都包括至少一個(gè)電容器，第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件都電耦合至對(duì)應(yīng)于單一像素的至少一個(gè)MEMS器件的激勵(lì)電極，和每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元包括讀出放大器，該讀出放大器被配置成放大數(shù)據(jù)信號(hào)并響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)來鎖存該數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法制作的顯示器。
17.一種在具有對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的類型的顯示器中使用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元的方法，該方法包括下列步驟a)為每一個(gè)像素提供動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元，每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元包括每像素至少兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，第一和第二存儲(chǔ)元件的每一個(gè)都包括至少一個(gè)電容器；b)將第一和第二存儲(chǔ)元件都電耦合至對(duì)應(yīng)于單一像素的至少一個(gè)MEMS器件；c)提供差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和電容器選擇信號(hào)給每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元；d)響應(yīng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)、電容器選擇信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的第一相位，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件中選定的一個(gè)的至少一個(gè)電容器中；e)刷新和放大存儲(chǔ)在該至少一個(gè)電容器中的數(shù)據(jù)；和f)響應(yīng)電容器選擇信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的第二相位，根據(jù)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)將選擇的數(shù)據(jù)裝載到對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素的至少一個(gè)MEMS器件以便顯示信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括以下步驟g)讀取在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)步驟d)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)步驟d)的特征在于要求的帶寬并且該要求的帶寬是具有每像素一個(gè)存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)單元所要求帶寬的大約一半。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中每一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元具有每像素N個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件，其中N是等于或大于2的整數(shù)，并且其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)步驟d)的特征在于要求的帶寬并且該要求的帶寬是具有每像素一個(gè)存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)單元所要求帶寬的大約1/2(N-1)。
全文摘要
一種用于在具有每一個(gè)像素至少一個(gè)MEMS器件的顯示器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元(10)，其具有每像素至少兩個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件(130，135)，包括第一和第二動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件(A，B)，每一個(gè)元件包括至少一個(gè)電容器，第一和第二存儲(chǔ)元件都電耦合至單一像素的MEMS器件(20)。讀出放大器(140，150，160)被配置成放大數(shù)據(jù)信號(hào)和響應(yīng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)(60，70)和時(shí)鐘信號(hào)(40，50)來鎖存數(shù)據(jù)，按照需要自刷新該數(shù)據(jù)和裝載數(shù)據(jù)給MEMS器件。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1540621SQ200310124
公開日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月24日
發(fā)明者D·J·施勒曼, E·J·馬, D J 施勒曼, 馬 申請(qǐng)人:惠普開發(fā)有限公司