KR100641920B1 - 쌍안정 페이퍼 화이트(ｐａｐｅｒ ｗｈｉｔｅ) 디렉트-뷰디스플레이 - Google Patents

Abstract

얇고 저전력의, 페이퍼 화이트, 디렉트-뷰 디스플레이가 미러가 백그라운드(14)의 일부를 커버하게 되는 다크상태, 그리고 미러가 상기 백그라운드를 커버하지 못하는 화이트 상태인 두 안정된 상태사이에서 편향되는 쌍안정 마이크로미러배열(12)를 포함한다. 상기 드라이브전자장치는 멀티플렉스LCD에서 사용된 전자장치와 유사하나 상기 마이크로미러를 이들 두 안정된 상태중 한 상태로 드라이브하기 위해 수정되어 진다. 상기 인가된 행내의 마이크로미러는 상기 마이크로미러의 쌍안정 한계값을 초과하고 이들의 다크 및 화이트상태 각각으로 마이크로미러를 편향하기에 충분한 힘을 갖도록 상하로 어트랙트된다. 상기 나머지 인가되지 않은 행내의 마이크로미러상에 어트랙티브작용력은 마이크로미러의 쌍안정한계값을 초과하기에는 불충분하여 상기 마이크로미러가 이들의 현재 안정된 상태로 남아있도록 한다.

Description

쌍안정 페이퍼 화이트(ｐａｐｅｒ ｗｈｉｔｅ) 디렉트-뷰 디스플레이{BISTABLE PAPER WHITE DIRECT VIEW DISPLAY}

본 발명은 디렉트-뷰 디스플레이에 대한 것이며 특히 패시브 어드레싱 기술을 쌍안정 마이크로미러 페이스플레이트(face plate)와 결합시키는 페이퍼 화이트 디스플레이에 대한 것이다.

디렉트-뷰 디스플레이는 확대 또는 투사의 도움없이 직접 볼 수 있는 상을 발생시킨다. 디렉트-뷰 디스플레이의 시장은 고성능이지만 매우 비싼 평판 DTV, 성능이 양호하고 적당한 가격인 랩탑 컴퓨터, 그리고 성능은 떨어지지만 가격이 싼 퍼스널 디지털 어시스턴스, 전자북 그리고 셀룰러폰 등이 있다. 상기 하이-엔드(high-end) 디스플레이는 공간 및 칼라 해상도가 높지만 가격이 매우 비싸며 많은 전력을 소모한다. 상기 로우-엔드(low-end) 디스플레이는 해상도가 떨어지지만 가격이 저렴하고 배터리 전력으로도 동작될 수 있다.

이같이 로우-엔드 시장은 멀티플렉스 액정 디스플레이(LCD)기술에 의해 점유되고 있다. 멀티플렉스 LCD는 그레이스케일 성능을 떨어뜨리는 대신 액티브 매트릭스 LCD(AMLCD)에서 사용된 박판 트랜지스터(TFT)어레이를 제거시킴으로써 제작을 간소화하고 전력소모를 낮추도록 하는데 이와 같은 기술이 랩탑 컴퓨터시장을 점유 하고 있다. 상기 액정 패널은 행과 열 드라이브 전자장치에 의해 구동되는 액정 대향 측면상에서 직교하는 행과 열 어드레싱라인을 갖도록 제작된다. 상기 행(row)드라이버는 한번에 한행씩 상기 행 어드레싱라인을 가능하게 하고 상기 열(column)드라이버는 상기 열 어드레싱라인 모두로 선택된 전압을 가하여 상기 인가된 행내에서 셀내 일정한 전압을 가하도록 한다. 상기 전압은 액정셀의 전송특성을 변경시키며, 이는 다시 상기 LCD를 통하여 전송된 광선의 양을 광학적으로 변조시키도록 한다.

액정들이 상기 인가된 전압의 변경에 대하여 느리게 응답하기 때문에, 상기 셀 변조는 프레임시간전체에서 셀에 인가된 전압의 제곱평균의 제곱근(rms)에 비례한다. 상기 행이 인가되어 있는 동안 가해진 전압이 매우 크더라도, 상기 나머지 n-1행에 대하여 가해진 전압에 의해 발생된 백그라운드 잡음은 상기 액정의 오프-상태와 온-상태 사이의 마진 RMS값을 크게 줄인다. 예를 들면 상용되고 있는 AMLCD는 1,600만개의 다른 칼라를 해상할 수 있으며 이와 유사한 숫자의 멀티플렉스 LCD가 256 개의 색상만을 해상시킬 수 있다. 스캔된 행의 수가 증가하는 때, 이같은 그레이 스케일 칼라 해상도 불균형은 증가하게된다.

이들 LCD는 가령 초당 30회씩 일정하게 리플래쉬 되어야 하며 이는 많은 전력을 소모한다. 전압을 일정하게 유지하지 못하면 이들은 이들의 변조된 상태로부터 이완된 상태로 계속해서 쇠퇴할 것이다. 또한 LCD에 의해 고유하게 필요하여 지게되는 상기 분극제는 대개 60% - 70%에 달하는 많은 부분의 주변광을 흡수하며, 이들은 실제에서 요구되는 "페이퍼 화이트"품질을 발생시킬 수 없다. 따라서 소비 자는 그레이 디스플레이가 최적 주변광 조건하에서 조차 판독하기 어려운 셀폰 및 PDA를 사용하여야 한다. 전력소모 백라이트는 이들의 판독가능성을 최소허용가능한 수준으로 개선시키기 위해 추가되어야 한다.

로우-엔드 적용에서 많이 사용되는 또다른 류의 디스플레이는 쌍안정 디스플레이이다. 쌍안정 디스플레이는 두 개의 안정된 상태, 블랙 및 화이트를 가지며, 이들 중 어느 한상태로 유지되기 위해 어떠한 전력도 필요로 하지 않는다. 쌍안정 디스플레이가 연속적인 리플레싱을 필요로 하지 않기 때문에 이들은 전력소모가 매우 낮다. 따라서 셀룰러폰 및 PDA와 같은 응용에 적합하다. 적당한 그레이 스케일 해상도가 스탠다드 해프-토닝(half-toning)기술을 사용하여 달성될 수 있다. 그러나 이와 같이 공지된 쌍안정 디스플레이는 멀티플렉스LCD에서와 같은 문제를 갖게되며, 이들의 화이트상태가 페이퍼화이트가 아닌 그레이로 되는 경우가 있다. 결과적으로 이들은 백라이팅을 필요로 하며 이들의 판독가능성이 최적 주변광조건인때에도 제한되어 진다.

켄트 디스플레이스, 인코포레이티드(Kent Displays, Inc.)는 쌍안정 콜레스테릭(Cholesteric) LCD 에 선구자이다. 상기 콜레스테릭 광학적 텍스츄어의 쌍안정성은 영상을 계속해서 리플레쉬하도록 하는 전력이 필요하지 않기 때문에 전력소모가 적은 가격이 싼 패시브 매트릭스에서 높은 해상도를 허용한다. 상기 콜레스테릭 액정물질의 반사 컬러는 일광 또는 특정조명이 없는 낮은 주변광에서도 용이하게 관찰될 수 있는 디스플레이를 제공한다. 그러나 단일 층의 콜레스테릭 LCD는 착색이 되며 각기 다른 컬러층들을 결합하여 중립의 컬러 다크 상태가 됨으로써 상기 디스플레이의 전체 밝기를 심각하게 줄이게 된다. 이같은 디스플레이는 매우 어둡고 화이트 백그라운드상의 블랙대신에 다크그레이 백그라운드상의 블랙문자들이 된다.

제록스(Xerox) PARC는 지리콘(gyricon)기술을 개발하였으며, 플렉시블 기판상에서 100 마이크론 바이크로멀 구가 투명고무로 캐스트되어진다. 상기 구 쌍극은 한 전장에서 회전을 발생시키며 상기 구의 블랙 또는 화이트표면 어느 하나를 보이도록 한다. 상기 지리콘 디스플레이는 얇고 플렉시블하며, 와이드 관망각을 나타내고, 다른 쌍안정 장치와 같이 장치를 저장하기 위해 어떠한 전력도 필요로 하지 않는다. 그러나 단지 6:1의 콘트라스트비가 달성되었을 뿐이다.

E 잉크 코포레이션(E ink, Corporation)은 또다른 쌍안정 디스플레이기술, 전자잉크를 개발하였는데, 상기 잉크는 각각이 가해진 전장에 따라 컬러를 변경시키는 마이크로 캡슐로 만들어진다. 특히 상기 마이크로 캡슐들은 착색 다이로 채워진다. 하전된 화이트입자들이 상기 다이내에서 서스펜드된다. 전장의 방향을 정함으로써 화이트 입자들이 표면으로 끌어당겨지게되어 상기 디스플레이가 화이트를 나타내도록 하며 그 반대로도 가능하게 한다. E 잉크는 75% 밝기, 30:1 콘트라스트비 및 180도 각도의 관망각을 달성하였다고 주장한다.

이리다임 디스플레이 코포레이션(Iridigm Display Corporation)은 브리지와같은 엘리먼트가 쌍안정 디스플레이를 달성시키기 위해 가해진 전압에 응답해서 올라가고 내려가는 MEMS기술을 사용한다. 엘리먼트의 위치를 위아래로 변경시킴으로써, 외부광원에 따라 간섭이 발생된다. 이와같이 하여 각 엘리먼트가 반사에서 흡 수로, 그린에서 블랙으로 스위치되도록 한다. 각 영상픽셀은 수십에서 수백의 브리지 엘리먼트들로 구성되며, 이와같이 하여 그레이스케일을 용이하게 하고 수율요구를 줄이게된다. 이리다임(Iridigm)디스플레이는 스탠다드 박막 트랜지스터(TFT)물질 및 처리기술을 사용하여 유리기판상에 제조되며 간섭을 제어하기 위한 박막 스택 및 알루미늄 브리지 엘리먼트들을 구성할 수 있도록 한다. 그러나 이리다임 디스플레이는 간섭 패턴을 기초로 하기 때문에 관망각에 예민하며 페이퍼 화이트 품질을 달성하는데 어려움이 있다.

다수의 전기-기계적 셔터 쌍안정 디스플레이기술이 디렉트-뷰 디스플레이를 목적으로 연구되어 오고 특허되어왔으나, 제작, 스틱션(stiction), 제한된 콘트라스트비, 열악한 광학적 효율, 높은 비용 및 열악한 픽셀균일성 등을 포함하는 다양한 문제들로 인해 대량으로 사용되는데는 실패하였다. 이들 디스플레이는 이들이 블랙 및 화이트인점에서 쌍안정이며 계속적인 리플레쉬를 필요로 하지 않는다. 그러나, 이들은 영상을 저장하기 위해 전력을 필요로 하며 따라서 진정한 의미에서는 쌍안정이라고 할 수 없다.

"전기기계 광밸브"명칭으로 Lee에게 특허된 미국특허 제 3,553,364호는 계속적으로 패턴을 변경함에 있어서 광전송을 조정하기 위한 많은 그와 같은 밸브의 배열내에 전기기계 광밸브를 설명한다. 광밸브 각각은 하우징내에 장착된 리프(leaf)셔터 및 밸브를 둘러쌈으로써 발생된 외부 정전기력으로부터 내부를 차폐시키기 위해 접지된 전도벽을 가지는 하우징으로 구성된다. 상기 리프셔터로 일정전압을 적용시킴으로써 상기 셔터가 상기 접지된 전도벽으로 끌려오도록 한다. 상기 전압차 가 증가함에 따라 상기 셔터가 반사하는 각도가 증가하며, 이는 다시 더욱 적은 광이 상기 하우징을 통과하도록 한다.

상기 Lee의 디자인은 가령 전도성 센터 플레이트 또는 접지된 전도성 벽과 같은 한 표면 또는 다른 한 표면을 터치하는 리프셔터를 항상 포함하며, 이는 반 데르 발스 힘으로 인해 스틱션을 발생시킬 수 있다. 이같은 디자인의 광학적 효율은 불투명전도측벽에 의해 발생된 개방구멍이 적은 까닭으로 매우 낮다. 투명하며 따라서 광선을 투과할 수 있는 픽셀 각각의 부분은 상기 픽셀의 매우 적은 부분에 해당한다. 또한 이같은 하우징 배열을 만드는 비용 및 그 복잡성은 높은 해상도 디스플레이를 만드는 것을 실용적이도록 하지 않도록 한다.

"멀티플렉싱능력을 가지는 극소형 셔터타입 디스플레이장치"라는 명칭으로 Villeumier등에게 특허된 미국특허 제 4,564,836호는 전장의 영향하에서 회전할 수 있는 절연캐리어 및 셔터를 포함하는 디스플레이장치를 설명한다. 상기 셔터들은 쌍으로 접지되며 셔터와 카운터-전극 사이에서 전압을 인가시킴으로써 조정된다. 상기 선택된 셔터를 작동시킨 이후에, 유지전압이 상기 셔터쌍 사이에서 인가되어 이들을 일정하게 유지시키도록 한다. Villeumier장치는 서로 터칭하는 셔터 또는 스톱을 포함하며, 이는 스틱션문제를 발생시킬 수 있다. Lee의 특허와 같이 이같은 디자인은 역시 개별공동의 불투명한 측벽으로 인해 낮은 광학적 효율을 가진다.

"공간적 광모듈레이터"라는 명칭으로 Bozler등에게 특허된 미국특허 제 5,784,189호는 고정전극 맞은편에 배치되며 광밸브 또는 광셔터를 발생시키기 위해 전극에서 전장의 적용이 있게 되는때 바람직한 방향으로 로울하도록 바이어스된 이 동가능전극으로 만들어진 공간 광 모듈레이터를 공개한다. 도 24-25에서 도시된 바와같이 Bozler는 준"쌍안정"장치에 도달하는데, 그중 한 상태는 "유지"전압이 상기 셔터를 초기에 턴온하기 위해 필요한 전압이하이다. Bozler의 장치는 전장이 제거되면 당해장치가 두안정된 위치 중 어느 하나로 남아있게 되지 않는다는 점에서 완전한 쌍안정성을 나타내지는 않는다. 스프링작용력을 저항하기 위해서는 에너지가 필요하다. 이는 유지전압 및 기생저항을 곱한값과 같은 전력을 소모한다.

Bozler의 준"쌍안정성"은 이동가능 전극에서 단계 S를 형성시킴으로써 발생되며, 이는 코일을 펼치기 위해 필요한 전압에서 히스테리시스를 발생시킨다. 준쌍안정장치를 발생시키기 위한 두 번째 방법은 반 데르 발스 힘을 사용하는 것이며, 이는 두물질이 접촉하게 되는때 일어난다. 물질들을 선택하고 표면조건을 제어함으로써 접착력크기가 달성될 수 있으며 이는 제로적용전압에서 셔터의 로울-업을 허용하도록 충분히 작고 그러나 상기 유지전압을 상기 로울(roll)아웃 전압이하로 크게 줄이도록 충분히 크고, 어떠한 스탭도 없는 것으로 가정한다. 한 선택적 쌍안정장치가 도 27에 도시되며, 변형가능 막 스위치가 화이트 또는 컨덕터 컬러로 보이는 엎 위치와 블랙 또는 블루로 보이는 플랫위치 사이에서 스위치된다. 상기 변형가능 스위치는 이방성 스트레스에 의해 업 위치에서 바이어스된다. 전장의 적용에 의해 일단 아래로 당겨지게되면 상기 스위치는 상기 가해진 전장이 한계값을 초과하는 때까지 반 데르 발스 힘으로 인해 아래에 놓인 상태로 유지될 것이다. 어떤 경우에도, Bozler의 디자인은 이같은 디자인의 어느것도 "ON"상태 및 "OFF"상태 모두로 셔터를 능동적으로 구동할 수 있는 방법을 가르치지 않기 때문에 진정한 쌍안 정성을 달성할 수 는 없다.

상기의 문제점에 비추어, 본발명은 박판이며, 낮은 전력소모이고, 페이퍼 화이트 디렉트-뷰 디스플레이를 제공하는 것이다.

상기 디스플레이는(1)콘트라스팅 백그라운드 앞에 장착되며, 다수의 칼럼어드레싱라인들에 의해 전기적으로 연결되고, 그리고 두 안정된 상태사이에서 편향되는 정전기적으로 작동된 쌍안정 마이크로 미러구조배열, (2) 상기 마이크로미러 위에 위치하는 첫 번째 다수의 행어드레싱라인들, 그리고 (3) 상기 마이크로미러 구조 아래에 위치하는 두 번째 다수의 행 어드레싱라인들을 포함한다.

마이크로미러구조 각각의 두 안정된 상태는 상기 마이크로미러구조가 콘트라스팅 백그라운드 일부를 커버하게되는 한 개방상태, 그리고 상기 마이크로미러구조가 상기 콘트라스팅 백그라운드 부분을 커버하지 않는 폐쇄된 상태인 것이 바람직하다. 동작시에, 상기 마이크로미러구조는 마이크로미러구조와 행어드레싱라인사이의 포텐셜차이에 응답하여 상기 두 안정된 상태사이에서 한번에 한행씩 상기 마이크로미러구조를 작동시키는 인력을 발생시킨다. 상기 행어드레싱라인은 상기 마이크로미러위아래에 위치한 인력(또는 어트랙터)패드 배열을 연결시키도록 구성될 수 있다. 상기 인력패드는 상기 어드레싱라인보다 큰 면적을 제공하며, 이는 일정 전압에 대하여 인력을 증가시킨다.

상기 마이크로미러가 쌍안정이고 매우 빠르게 응답하기 때문에, 패시브어드레싱기법, 즉 트랜지스터가 없는 배열이 이들 두상태 사이에서 상기 마이크로미러 를 편향시키도록 사용될 수 있다. 상기 행드라이브 전자장치는 한번에 한쌍의 행어드레싱라인을 가능하게 하며 칼럼드라이브전자장치는 동시에 모든 칼럼어드레싱라인을 동시에 구동시키어서 인가된 행내에 상기 마이크로미러가 마이크로미러의 쌍안정한계값을 초과하고 마이크로미러 각각을 본래 의도된 안정된 상태로 편향시키기 위한 충분한 힘으로 위 또는 아래로 끌어당겨지도록 된다. 상기 남아있는 인가되지 않은 행내의 마이크로미러에서의 인력들은 상기 마이크로미러의 쌍안정한계값을 초과하는데는 불충분하여 상기 마이크로미러가 이들의 현재 안정된 상태로 남아있도록 한다. 상기 쌍안정 마이크로미러는 연속된 리프레싱을 필요로 하지 않으며 이들을 바람직한 상태로 유지하기 위해 정지전력조차도 필요로 하지 않음으로 매우 낮은 전력수준으로 동작되어진다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 마이크로미러는 백라이트정면에 위치한 반투명 화이트기판상에서 형성된다. 최적주위조명하에서, 상기 디스플레이는 거의 페이퍼화이트 품질을 달성한다. 주위광이 부재하는때, 상기 백라이트는 충분한 조명을 제공하여 거의 페이퍼화이트품질을 달성하도록 한다. 미러패널 각각은 매우 반사적인 표면을 가지며 높은 흡수표면을 갖는다. 이같은 구성은 상기 미러의 바깥을 향한 흡수표면이 블록전송광선 및 흡수주위광선 모두에 화이트백그라운드 일부를 커버하는 다크상태, 그리고 상기 미러가 주변광선을 상기 화이트기판으로 반사시키고 전송된 광선은 통과시키도록 상기 백그라운드를 커버하지 않는 화이트상태를 발생시킨다. 선택적으로 상기 디스플레이는 백라이트없이 실시될 수 있으며 이와같은 경우에 상기 백그라운드는 블랙(불투명화이트)일 수 있으며 상기 미러는 상 기 백그라운드를 커버하는때 주변광선을 반사(흡수)할 수 있다. 어느경우에도, 적절한 그레이스케일 해상도가 종래의 해프-토닝기술을 사용하여 달성될 수 있다. 컬러디스플레이는 레드, 그린 그리고 블루 스트라이프 기판으로 실시될 수 있다.

마이크로미러구조의 쌍안정 응답은 다른 방법으로 달성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 첫 번째 실시예에서, 쌍안정성은 힌지의 한 가장자리를 다른 한 가장자리보다 길게 만듦으로써, 상기 마이크로미러힌지를 사용함으로써 제공된다. 이는 힌지가 플랫인때 압축력을 발생시키며 상기 힌지를 두안정된 상태중 한상태로 구동하도록 한다. 상기 힌지는 충분한 작용력이 상기 압축력을 극복하도록 적용되지 않는 한 안정된 상태로 남아있게 될 것이다.

본 발명의 두 번째 바람직한 실시예에서, 상기 쌍안정 응답은 반 데르 발스 힘을 사용하여 제공된다. 이는 오버라잉 페이스플레이트 또는 한쌍의 대향 미러 상에 형성된 한쌍의 스톱사이에서 상기 마이크로미러를 작동시킴으로써 달성된다. 상기 스톱 및 스톱표면을 위해 사용된 재료는 행이 인가되어진 때 반대상태로 상기 마이크로미러가 구동될 수 있기에 충분히 작으며, 그러나 그 행이 인가되지 않는때 상기 마이크로미러에 작용될 수 있는 어떠한 작용력도 초과하기에 충분히 큰 크기를 갖는 접착력을 달성하도록 만들어 질 수 있다.

세 번째 바람직한 실시예에서, 쌍안정응답은 스트랩이 상기 마이크로미러의 개방 및 폐쇄상태 각각에 해당하는 두 이완된 상태, 그리고 첫 번째는 저항하고 다음에 개방 및 폐쇄상태 사이에서 상기 마이크로미러의 작동에 협조하는 압축된 상태를 가지도록 마이크로미러 각각과 기판 사이에서 상기 스트랩을 연결시킴으로써 제공된다.

하기에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 쌍안정 디렉트-뷰 디스플레이사시도.

도 2 는 상기 마이크로미러에 의해 나타내진 쌍안정 응답 도면.

도 3a-3d는 어드레싱 시퀀스중에 디스플레이의 단면도.

도 4 는 페시브어드레싱 기법의 개략적도면.

도 5a 및 5b는 쌍안정 힌지를 사용하는 마이크로미러의 단면도.

도 6a 및 6b는 두안정된 상태로 도 5에 도시된 쌍안정힌지의 사시도.

도 7a 및 7b는 반 데르 발스 힘이 바람직한 쌍안정응답을 제공하기 위해 사용된 한 디스플레이의 단면도.

도 8a,8b 및 8c는 상기 쌍안정응답이 스트랩을 통하여 제공된 한 디스플레이의 부분단면도.

본 발명은 한 패시브어드레싱 기법이 미러가 콘트라스팅백그라운드 일부를 커버하는 개방상태 및 미러가 백그라운드를 커버하지 않는 폐쇄상태인 두 안정된 상태사이에서 정전기적으로 작동된 마이크로미러의 배열을 편향시켜서 한 가시적 영상을 발생시키도록 하는 페이퍼-화이트 쌍안정 디렉트-뷰 디스플레이를 제공하는 것이다. 상기 미러에 의해 커버되는 부분은 영상픽셀 또는 영상픽셀의 일부분에 해당한다. 그레이스케일이 각 영상픽셀이 멀티플미러에 해당되는 스탠다드 해프-토닝 기술을 사용하여 달성된다. 상기 플랫-패널 디스플레이는 멀티플렉스 LCD에 의해 요구된 일부 전력에서 페이퍼 화이트 품질을 나타낸다.

상기 쌍안정 마이크로미러 디스플레이는 개인디지털 어시스턴트, 셀룰러폰 그리고 전자북과 같이 양호한 화이트상태 및 낮은 전력소모를 필요로 하며 제한된 그레이스케일 해상도만을 요구하는 일정 사용자-상호작용 응용장치에서 특히 양호한 적용을 제공한다. 상기 마이크로미러 디스플레이는 상기 디스플레이업계에서 요구하며 소비자가 요구하는 "페이퍼 화이트"품질을 달성하기 위해 필요한 밝기를 제공한다. 또한 마이크로미러 디스플레이는 현재의 영상을 유지하기 위해 계속적인 리프레싱 또는 정지전력조차도 필요로 하지 않으며, 따라서 상기 영상내용이 변경되는 때에 전력을 소모할 뿐이다. 이같은 타입의 디스플레이내용이 비교적 덜 자주 변경되기 때문에, 상기 디스플레이를 구동시키기 위해 필요한 전력의 양은 LCD를 구동하기 위해 필요한 정도에 불과할 수 있다. 또한 상기 디스플레이가 주변광선에서 페이퍼 화이트이기 때문에, 상기 블랙라이트는 훨씬 덜 자주 필요하게 된다. 상기 디스플레이 및 백라이트가 이들 장치에 의해 사용된 전체전력의 상당부분을 소모하기 때문에, 이와같은 개선은 배터리 수명을 연장시키며 재충전배터리의 필요를 없애도록 하고, 이와같은 장치가 광전지셀과 함께 사용될 수 있도록 한다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 디렉트-뷰 디스플레이(10)은 정전기적으로 작동된 화이트백그라운드(14)앞에 놓인 쌍안정 마이크로미러(12)배열을 포함한다. 마이크로미러(12)각각은 두 쌍안정상태, 미러가 백그라운드(14)일부를 커버하고 입사광을 흡수하는 다크상태 그리고 미러가 백그라운드를 커버하지 않으며 상기 백그라운 드로 주위광선을 반사시키는 폐쇄상태 사이에서 스위치된다. 콘트라스트비를 최대로 하기 위해, 상기 미러는 90도 편향되어 미러에 의해 커버된 전체부분을 드러내도록 한다. 그러나 거의 페이퍼 화이트 품질이 90도 이하인 편향으로도 달성될 수 있다. 제한된 그레이스케일은 종래의 해프-토닝기술을 사용하여 달성될 수 있다.

마이크로미러(12)는 쌍안정이며 따라서 어느 한 상태로 있도록 하기 위해 계속적인 리프레싱을 필요로 하거나 정지전력조차 필요로 하지 않기 때문에 이들은 매우 낮은 전력을 필요로 한다. 상기 쌍안정성은 여러 가지 방법으로 달성될 수 있다. 한 가장자리가 다른 한 가장자리보다 긴 마이크로미러힌지는 상기 힌지가 플레트인때 한 압축력을 발생시키어 힌지는 두안정된 상태 중 한 상태로 구동시킬 수 있도록 한다. 또다른 방법은 한 쌍의 스톱사이에서 자유롭게 회전하는 마이크로미러를 편향시키고 반 데르 발스 힘을 사용하여 쌍안정성을 발생시키도록 하는 것이다. 또다른 방법은 상기 마이크로미러를 상기 기판에 연결시키는 스트랩을 사용하는 것이다. 이들 방법은 신뢰도를 계산하기 위해 조합하여 사용될 수 있기도 하다.

상기 드라이브전자장치는 멀티플렉스LCD에서 사용된 것과 유사하지만 두 안정된 상태 사이에서 마이크로미러들을 구동시키기 위해 수정되어 진다. 상기 마이크로미러배열은 칼럼어드레싱라인(16)에 의해 다수의 칼럼에 연결된다. 행어드레싱라인(18) 및 (20) 두세트가 상기 마이크로미러배열위와 아래에 각각 위치하여진다.

한 디스플레이제어기(22)가 상기 행드라이브 전자장치(24) 및 (26)으로 하여금 한번에 한 쌍의 행어드레싱라인 (18) 및 (20)을 가능하게 할 수 있도록 한다. 상기 칼럼드라이브전자장치(28)은 칼럼어드레싱라인(16)을 동시에 구동시키어 인가 된 행내에 마이크로미러가 마이크로미러의 쌍안정 한계값을 초과하고 상기 마이크로미러를 이들의 다크 및 화이트상태 각각으로 편향시키기에 충분한 작용력으로 위 또는 아래로 끌어당기도록 한다. 상기 마이크로미러가 매우 빠른 응답시간을 나타내기 때문에 행어드레싱주기내에서 이들은 바람직한 안정된 상태로 구동될 수 있다. 남아있는 인가되지 않은 행내의 마이크로미러상에서 인력은 상기 마이크로미러의 쌍안정 한계값을 초과하기에는 충분하지 않음으로 상기 마이크로미러가 이들의 현재 안정된 상태로 남아있도록 한다. 상기 디스플레이는 삭제상태와 함께 또는 삭제상태없이 갱신되어질 수 있다.

도 1에서 도시된 특정실시예에서, 상기 마이크로미러(12)의 배열이 유리기판(30)상에서 지지되어진다. 이와같은 특정구성에서, 상기 기판은 주변광선을 반사하고 광선을 백라이트(34)로부터 전송하여 화이트백그라운드(14)를 제공하는 반투명화이트표면(32)를 가진다. 상기 마이크로미러는 높은 흡수성내부표면(36)을 가져서 이들의 다크(어두운)상태에서 상기 마이크로미러가 전송된 어떠한 라이트도 차단시키고 어떠한 주위광선도 흡수하도록 한다. 이들의 화이트상태에서, 상기 마이크로미러는 전송된 광선이 통과하도록 하며 주위광선은 상기 백그라운드로부터 반사되어지도록 한다. 상기 미러의 외부표면(38)은 화이트상태에서 반사된 광선의 양을 최대로 하도록 높은 반사성을 갖도록 하는 것이 바람직하다. LCD 및 다른 쌍안정 디스플레이와는 달리, 상기 백라이트는 정상적인 주변조명조건하에서는 요구되지 않는다. 상기 디스플레이의 페이퍼 화이트 품질이 정해진 경우에 상기 백라이트는 야간조명으로서 필요할 뿐이다.

상기 디스플레이가 주변광선 관망만을 위해 만들어지면, 즉 백라이트가 없다면, 상기 백그라운드는 블랙(불투명화이트)일 수 있으며 상기 미러는 상기 백그라운드를 커버하는데 주변광선을 반사(흡수)할 수 있다. 컬러디스플레이는 상기 백그라운드 레드, 그린 그리고 블루를 착색시키고 블랙미러를 사용함으로써 혹은 물위에서의 기름막영향과 같이, SiO₂ 또는 Si₃N₄와 같은 가변두께의 유전체박막을 미러에 적용시키어 이들이 특정컬러를 반사할 수 있도록 함으로써 실현될 수 있다.

행어드레싱라인(18) 및 (20)은 디스플레이페이스 플레이트(40)의 배면 및 기판(30)의 표면상에 각각 형성된다. 상기 행어드레싱라인은 어드레싱전압을 경로배정하고 마이크로미러를 잡아당기기 위한 기준을 제공하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와같이 행어드레싱라인 (18) 및 (20)은 면판(40)상에서 마이크로미러 위에 놓이는 어트랙터(attractor)패드배열(42) 그리고 기판(30)상에서 마이크로미러 아래에 놓이는 어트랙터패드배열(44)를 마이크로미러의 행에 해당하는 행으로 연결시키도록 구성된다. 상기 어트랙터패드는 상기 어드레싱라인보다 단면적이 크며, 이는 일정전압의 경우 잡아당기는 힘을 증가시킨다. 더욱 적은 전압구동전자장치는 생산하기가 용이하며 가격이 저렴하다. 칼럼어드레싱라인(16)또한 상기 기판(30)의 표면상에서 형성될 수 있다. 에어브리지 또는 크로스오버가 사용되어 상기 행 및 칼럼 어드레싱라인들을 전기적으로 분리시키도록 한다. 선택에 따라, 상기 행 또는 칼럼 어드레싱라인 어느하나가 상기 마이크로미러배열 아래의 묻힌 층내에 형성될 수 있다.

마이크로미러를 작동시키기 위해 상기 행 및 칼럼 드라이버를 제어하기 위해 사용될 수 있는 많은 잠정적인 방법이 있으나, 몇가지 공통된 관계가 있으며 몇가지 바람직한 디자인 특징들이 있다. 첫 번째는 행 인가중에 상기 행 및 칼럼 드라이버가 전압을 인가시켜 업 또는 다운으로 마이크로미러(12)에 네트 끌어당기는 힘이 미러의 쌍안정 한계값보다 크도록 함으로써 상기 미러가 선택된 안정된 상태로 구동되어 질 수 있도록 하여야 한다. 둘째, 남아 있는 n-1행에서의 전압은 미러가 현재의 안정된 상태로 남아있도록 미러의 쌍안정 한계값보다 작은 업 또는 다운으로 마이크로미러(12)에서 네트 끌어당기는 힘을 발생시켜야 한다. 세 번째, 상기 어드레싱방법은 하드웨어를 간단하게 하고 전하를 보존하도록 디자인되어야 한다. 넷째, 상기 어드레싱방법은 삭제상태의 필요를 피하도록 디자인되는 것이 바람직하다. 삭제상태를 포함하면 같은 목적을 달성할 수 있으나 디스플레이의 디자인 또는 동작을 복잡하게 한다. 마지막으로, 상기 디스플레이내 모든 픽셀들이 일단 이들의 바람직한 상태로 세트되어지기만 하면, 상기 미러로의 전력이 제거될 수 있다. 이와같이 함으로써 어떠한 정지전력손실도 없앨 것이다.

상기 마이크로미러에 의해 발생된 쌍안정응답(50)이 상기 미러에 가해진 네트작용력으로 도 2에서 도시된다. 상기 미러에서의 네트 어트랙티브작용력이 상기 미러위의 행어드레싱라인 및/또는 어트랙터 패드를 향하며 한계값(F번째)을 초과하는때, 미러는 업위치(52)로 편향된다. 상기 미러는 상기 네트 어트렉티브작용력이 미러 아래의 상기 행어드레싱라인 및/또는 어트렉터 패드를 향할 때까지 그리고 F번째를 초과할 때까지 업위치에 남아 있는다. 이와같이 하여 상기 미러는 다운 위 치(54)로 편향되어지도록 하며, 다시 반대방향으로 상기 네트작용력이 한계값을 초과할 때까지 유지된다. 상기 마이크로미러는 쌍안정인 것이 분명하다. 일단 한 안정된 상태로 스위치되기만 하면 상기 미러는 그와같은 안정된 상태로 유지될 것이다.

상기 쌍안정응답은 상기 작동시키는 힘이 상기 미러가 안정된 상태로 스위치되는 충분히 오랜기간동안 적용되는 것으로 본다. 만약 상기 작동력이 상기미러가 안정하지 않은 상태에 있는 동안 제거되어진다면, 상기 미러는 바람직하지 않은 안정된 상태로 편향될 수 있으며 혹은 이전의 안정된 상태로 되돌아갈 수 있다. 이것이 마이크로미러의 빠른 응답시간이 왜 그와같이 중요한가를 설명하는 것이다. 상기 행어드레싱시간은 백만분의 수백초로 매우 짧을 수 있으며, 그와같은 상태에서도 안정된 스위칭을 보장토록한다. 상기 행어드레싱시간이 짧기 때문에, 어드레싱될 수 있는 행의 수는 크고 멀티플렉스LCD보다 훨씬 크다.

도 3a-3d 및 4는 상기 행 및 칼럼어드레싱라인에서 전압을 스위치하기 위해 간단한 드라이버를 사용하는 그리고 삭제시퀀스를 수반하지 않는 완전한 기록시퀀스를 도시한다. 이같은 특정실시예에서, 행어드레싱라인(18)은 0V와 -V사이에서 스위치되며, 행어드레싱라인(20)은 0V와 +V사이에서 스위치되고, 그리고 칼럼어드레싱라인(16)은 -V와 +V사이에서 스위치된다. 명백히 상이한 전압콤비네이션은 이들이 미러의 쌍안정응답을 만족시키는 네트 어트렉티브작용력을 발생시키는 한 작용할 것이다. 일단 상기 디스플레이가 갱신되기만 하면, 전력은 차단될 수 있으며, 즉 모든 전압은 디스플레이가 다시 변경될 때까지 제로로 스위치된다.

또한 이와같은 특정실시예에서, 상기 마이크로미러위의 어트렉터패드(42)가 두 개의 다른 구성, 개방된 상태의 미러 각각위에 중심이 있는 한쌍의 패드(42a) 그리고 폐쇄된 상태인 두 미러 사이 중심에 있는 한 단일 패드(42b)로 도시된다. 상기 단일패드구성은 인접한 미러쌍사이의 크로스토크를 줄여야 한다. 일반적으로 상기 어트렉터패드는 상기 어트렉터패드와 미러사이의 전장에 의해 발생된 작용력의 법선성분이 최대로 되어 상기 미러를 작동시키기 위해 필요한 전압스윙을 줄일 수 있도록 구성되어야 한다. 이는 낮은 전압생산라인에서 디스플레이를 제작하고 비용을 줄이기 위한 실용적인 감안사항이다.

도 3a에서 도시된 바와같이 두 마이크로미러(12)의 행은 인가되지 않는다. 상기 마이크로미러 위 및 아래의 어트렉터패드에서의 전압은 0V이어서 상기 마이크로미러에서의 네트작용력이 이들이 -V 또는 +V로 구동되는 것과는 관계없이 한계작용력 이하이도록 한다. 어느 경우에도, 상기 미러는 두패드 모두로 끌어당겨져서 상기 어트렉티브 작용력이 서로 소거될 수 있도록 할 것이다. 상기 장치의 기하학구조로 인하여 상기 소거는 정확하지는 않을 것이나 상기 한계값 이하 어느방향으로든간에 상기 네트작용력을 줄이기에 충분할 것이다.

도 3b에서 도시된 바와같이, 상기 기록시퀀스는 행어드레싱라인 (18) 및 (20)으로 가해진 전압을 -V 및 +V각각으로 스위칭함으로써, 그리고 상기 칼럼어드레싱라인(16)에서의 전압을 상기 행어드레싱 j-1 및 j+1행에 대한 상기 행어드레싱라인이 0V로 가는동안 -V 또는 +V 어느하나의 바람직한 상태로 스위칭함으로써 상기 j번째 행에 대하여 시작되어진다. 도 3a에서 도시된 바와같이, 행 j-1 및 j+1 에서의 미러는 이들의 안정된 상태로 있게될 것이다. j번째 행에서, 마이크로미러로 -V를 적용함으로써 미러와 미러위의 어트렉터 패드(42a) 사이의 제로 전위차를 발생시키며 미러와 미러 아래의 어트렉터패드(44) 사이의 2V 전위차를 발생시키어 상기 미러에 작용하는 작용력만은 패드(44)를 향한 어트랙티브작용력일 수 있도록 한다. 상기 2V 값은 상기 작용력이 상태를 스위치하기 위해 필요한 한계작용력을 초과하도록 선택된다. 이같은 목적으로, 어트렉터패드 (42) 및 (44)는 상기 패드 및 상기 미러사이의 전장(62)미러에 수선인 작용력 성분(62)를 발생시키도록 구성되는 것이 바람직하며 이는 상기 미러가 피봇하도록 하고 바람직한 안정된 상태로 편향되어지도록 한다. 이와 유사하게 다른 미러로 +V를 적용하게되면 상태를 스위치하기 위해 필요한 한계작용력을 초과하는 어트렉티브작용력을 패드(42b)를 향하도록 발생시킨다.

도 3c에서 도시된 바와같이, 마이크로미러(12)는 상기 행이 인가되어 있는 동안 상태를 스위치하며, 즉 상기 미러응답시간은 상기 행-어드레싱주기보다 짧다. 앞서 설명된 바와같이, 이것이 사실과 다르다면 상기 미러는 상기 행이 인가되지 않는때 안정되지 않은 상태로 있을 수 있으며 이전의 안정된 상태로 되돌아가거나 바람직한 안정된 상태로 스위치되어질 수 있다. 도 3d에서 도시된 바와같이, 상기 행어드레싱라인은 인가되지 않았다. 어떤 전압(+V/-V)이 다음 n-1 행에 대하여 칼럼어드레싱라인으로 적용되었는지와는 관계없이 상기 마이크로미러에서의 네트작용력은 상기 한계값 이하로 제한되어지며 상기 미러는 이들의 현재 안정된 상태로 남아있게 될 것이다.

상기 마이크로미러는 진정으로 쌍안정이며, 따라서 어느한 상태로 유지되기 위해 어떠한 전력도 필요로 하지 않는다. 쌍안정 디스플레이가 계속적인 리플레싱 또는 이들을 현재의 상태로 유지시키기 위해 계속적인 리플레싱 또는 정지전력조차도 필요로 하지 않기 때문에 이들은 매우 낮은 전력을 소모하게 된다. 쌍안정성은 마이크로미러힌지의 한 가장자리를 도 5a-b 및 6a-b에서 도시된 바와같이 다른 한 엣지보다 길도록 만듦으로써 달성될 수 있다. 이는 상기 힌지가 두 안정된 상태중 한 상태로 힌지를 구동하도록 하는 플랫인때에 한 압축력을 발생시킨다. 또다른 접근방법은 한쌍의 스톱사이에서 마이크로미러를 편향시키고 반 데르 발스 작용력을 사용하여 도 7a-b에서 도시된 바와같이 쌍안정성을 발생시키도록 하는 것이다. 이와 같은 방법은 신뢰도를 개선시키기 위해 조합하여 사용될 수 있기도 하다.

도 5a-b 및 6a-b에서 도시된 바와같이, 진정한 쌍안정 응답을 달성하기 위한 한가지 방법은 대략 90° 각도로 떨어진 두 개의 안정된 상태만을 가지는 힌지(70)상에 마이크로미러(12)를 장착시키는 것이다. 이와같은 한가지 힌지(70)은 기판(도시되지 않은)상에 장착된 포스트(74)에 의해 양단부에서 고정된 비교적 길고 좁은 스트립(72)로 구성된다. 스트립바깥측 가장자리(76), 즉 마이크로미러(12) 맞은편 가장자리는 내측가장자리(78)보다 길다. 이는 바깥측 가장자리가 자연히 더 길어지도록 폴리아미드 범프위에서 스트립을 제작함을 포함하는 여러 가지 방법으로 달성될 수 있다. 선택에 따라서, 압축스트레스를 받아 더욱 좁은 스트립제가 그렇지 않으면 플랫스트립인 바깥측 가장자리를 따라 만들어질 수 있다. 상기 스트립의 압축스트레스는 상기 바깥측 가장자리가 바람직한 길이로 스트레치되도록 한다. 이와 마찬가지로, 상기 스트립은 압축스트레스를 받아 형성될 수 있으며 긴장스트레스에 따라 더욱 좁은 스트립제가 스트립을 짧게 하기 위해 내측 가장자리를 따라 만들어질 수도 있다.

결과적으로, 스트립(72)는 그것이 플랫인때 최대 압축스트레스를 가지며 상기 플랫위치 위 또는 아래의 안정된 컵위치로 "팝" 되거나 "스냅"되어진다. 상기 컵의 양은, 즉 상기 플랫 및 스트립(72)의 중간지점에서의 컵위치 사이에 형성된 상기 편향각(79)는 내측 가장자리와 바깥측 가장자리 사이의 길이차에 비례한다. 이같은 차이는 상기 어느 한 방향으로든 스트립(72)의 중간지점에서의 편향각(79)가 약 45°가 되도록 정해진다.

항-반사 코팅(80)으로 커버되는 마이크로미러(12)는 스트립(52)의 중간지점에서 포스트(82)상에 장착된다. 상기 포스트(62)의 바닥은 45°로 테이퍼되어져서 상기 미러가 한 위치에서 거의 플랫하고 다른 한 위치에서는 거의 직립하여 지도록 놓인다. 선택에 따라, 상기 내측 및 바깥측 가장자리의 길이 그리고 포스트 82의 방향은 같은 결과를 갖도록 리버스될 수 있기도 하다.

도 7a-7b에서 도시된 바와같이, 쌍안정 응답을 달성하기 위한 또다른 방법은 한쌍의 스톱 (92) 및 (94) 사이에서 미러(90)을 작동시키고 두 재료가 접촉하는때 발생되는 상기 반 데르 발스 힘을 사용하여 쌍안정성을 발생시키도록 하는 것이다. 재료를 선택하고 표면상태를 조정함으로써 상기 미러가 그 행이 인가되는 때 반대상태로 구동될 수 있도록 하기에는 충분히 작으나 그 행이 인가되지 않는 때에는 상기 미러로 가해지게될 어떠한 작용력도 초과하기에 충분히 큰 접합력크기가 달성 될 수 있다. 도시된 바와같이 스톱 (92) 및 (94)는 미러 (90)과의 접촉점에서 팁을 형성시킨다. 상기 팁의 반경 및 면적은 상기 접합력의 크기를 결정하여 상기 미러가 높은 전압구동 전자장치를 사용해야할 필요없이 반대상태로 구동될 수 있도록 한다.

도 8a-8c에서 도시된 바와같이 쌍안정응답을 달성하기 위한 또다른 방법은 마이크로미러(102)와 기판(104)사이에 한 스트랩(100)을 연결시켜 상기 스트렙이 도 8a 및 8c에서 도시된 바와같이 마이크로미러의 개방된 상태 및 폐쇄된 상태에 해당하는 두 이완된 상태 그리고 처음에는 저항하였다가 다음에 도 8b에서 도시된 바와 같이 그 개방된 상태와 폐쇄된 상태 사이에서 상기 마이크로미러의 작동을 협조하는 압축상태를 가질 수 있도록 하는 것이다. 이완된 상태에서, 상기 스트렙은 상기 미러로 어떠한 작용력도 가하지 않는다. 상기 미러가 작동되는 때, 상기 스트렙은 압축되며, 이는 상기 스트렙이 회전에 저항하게 하고 상기 미러가 그 이전의 이완된 상태로 되돌아가려고 하도록 한다. 상기 미러가 상기 정전작용으로 인해 계속해서 회전하게 되는때 상기 스트랩에 의해 가해진 카운터 회전력은 상기 스트랩이 그 최대 압축포인트를 통과할때까지 증가한다. 상기 미러의 더 이상의 회전은 상기 스트랩내 압축을 줄이기 시작한다. 이때에 상기 스트랩에 의해 가해진 작용력이 상기 미러, 그리고 스트랩이 이들의 다른 한 이완된 또는 안정된 상태로 회전하게 하는 작용력을 돕는다.

이같은 구성은 상기에서 설명된 쌍안정 힌지구조와 조합하여 실시됨으로써 어느 하나가 실패하게 되면 신뢰도를 증가시킬 수 있도록 할 수 있다. 이와 같은 경우에, 상기 디스플레이는 어느 한 작용력이 행이 인가되지 않는때 그 현재의 상태로 미러를 유지하기에 충분하도록 구성된다. 상기 행이 인가되는때, 상기 작동력은 두 작용력의 합을 초과할 것이다. 선택에 따라, 매우 약하거나 혹은 자유롭게 회전하는 힌지구조가 반 데르 발스 힘과 조합하여 사용될 수 있다. 상기 후자타입의 구조는 상기 미러가 한쌍의 이음쇠내에 위치하는 한쌍의 핀과 함께 형성되도록 스탠다드 MEMS 처리기술을 사용하여 만들어질 수 있다.

Claims (10)

1. 백그라운드(14),

   미러가 상기 백그라운드 일부를 커버하는 개방상태, 그리고 미러가 상기 백그라운드를 커버하지 않는 폐쇄상태인 두 안정된 상태사이에서 스위치되는 정전기적으로 작동된 쌍안정 마이크로미러의 배열(12),

   상기 마이크로미러의 배열을 칼럼 각각으로 연결시키는 다수의 칼럼어드레싱라인(16),

   상기 마이크로미러행 각각위에 위치하는 첫 번째 다수의 행 어드레싱라인(18), 그리고

   상기 마이크로미러 행 각각 아래에 놓이는 두 번째 다수의 행 어드레싱라인(20),를 포함하며

   상기 마이크로미러가 상기 마이크로미러와 한번에 한 행씩 두 안정된 상태사이에서 마이크로미러를 작동시키기 위해 정전기 어트랙티브 작용력을 발생시키는 상기 첫 번째 또는 두 번째 행 어드레싱라인사이의 전위차에 응답하는 쌍안정 디렉트-뷰 디스플레이.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로미러의 배열이 기판상에 장착되며, 상기 마이크로미러가

   상기 기판상의 한쌍의 포스트(74),

   상기 기판상의 포스트에 의해 양단부에서 고정되는 동일하지 않은 길이의 가장자리 쌍을 가지며, 상기 마이크로미러의 두 안정된 상태사이에서 바깥측 긴 가장자리(76)은 압축스트레스를 이완시키도하고, 내측 짧은 가장자리(78) 둘레로 회전될 수 있도록 중간지점에서 위 아래로 스냅핑하는 스트립(72), 그리고

   상기 스트립의 중간지점에서 상기 마이크로미러를 지지하고 마이크로미러가 개방된 상태와 폐쇄된 상태사이에서 작동할 수 있도록 스트립의 회전을 이동시키는 지지포스트(82)를 더욱더 포함함을 특징으로 하는 디렉트-뷰 디스플레이.
3. 제 1 항에 있어서, 개방된 상태와 폐쇄된 상태 각각으로 상기 마이크로미러에 접촉하는 첫 번째 및 두 번째 스톱(92, 94)을 포함하며, 마이크로미러가 상기 스톱에 접촉하는 때 발생하는 반 데르 발스 힘이 상기 마이크로미러의 쌍안정 응답을 발생시킴을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 디렉트-뷰 디스플레이.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로미러의 배열이 한 기판상에 장착되며, 상기 마이크로미러 각각이 상기 마이크로미러를 기판에 연결시켜 스트랩이 마이크로미러의 개방된 상태와 폐쇄된 상태에 해당되는 두 이완된 상태 그리고 처음에는 저항하였다가 개방된 상태와 폐쇄된 상태사이의 마이크로미러의 작동을 보조하는 한 압축된 상태를 가지도록 하는 스트랩(100)을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 디렉트-뷰 디스플레이.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로미러 배열 위와 아래 각각에 놓이는 그리고 상기 첫 번째 및 두 번째 다수의 행 어드레싱라인에 의해 행으로 전기적으로 연결되는 첫 번째 및 두 번째 어트랙터패드배열(42, 44)를 더욱더 포함함을 특징으로 하는 디렉트-뷰 디스플레이.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로미러가 공지된 응답시간에 따라 스위치되며,

   마이크로미러응답시간보다 긴 시간동안 한번에 한 행씩 상기 마이크로미러를 인가시키기 위해 상기 행 어드레싱라인상에서 전압을 스위치하는 첫 번째 및 두 번째 다수의 행드라이버 (24,26) 그리고

   상기 개방된 상태와 폐쇄된 상태사이에서 상기 마이크로미러를 작동시키기 위해 칼럼어드레싱라인상에서 전압을 스위치하는 다수의 칼럼드라이버(28)를 더욱더 포함함을 특징으로 하는 디렉트-뷰 디스플레이.
7. 제 6 항에 있어서, 디렉트-뷰 디스플레이에 의해 디스플레이된 영상의 내용변화에 응답하여 영상을 갱신하기 위해 상기 행 및 칼럼드라이버를 지시하고 다음에 상기 디스플레이로의 전력을 상기 내용이 다시 변할때까지 차단시키는 디스플레이제어기(22)를 더욱더 포함함을 특징으로 하는 디렉트-뷰 디스플레이.
8. 백그라운드(14),

   미러가 상기 백그라운드 일부를 커버하는 개방된 상태 그리고 상기 미러가 상기 백그라운드를 커버하지 못하는 폐쇄된 상태의 두 안정된 상태사이에서 알려진 응답시간에 한 디렉트-뷰 영상을 발생시키도록 편향되는 정전기적으로 작동된 쌍안정 마이크로미러배열(12),

   상기 마이크로미러칼럼 각각을 전기적으로 연결시키는 다수의 칼럼 어드레싱라인(16),

   상기 마이크로미러 위와 아래에 각각 놓이는 첫 번째와 두 번째 다수의 행 어드레싱라인(18,20), 그리고

   a. 상기 영상의 내용에 변화는 수신하고

   b. 인가된 행내 상기 마이크로미러상에 상기 마이크로미러의 쌍안정 한계값을 초과하는 그리고 이들 두 안정상태사이에서 마이크로미러를 작동시키는 어트렉티브 정전기력을 발생시키기 위해 이진수전압사이의 칼럼어드레싱라인을 동시에 구동하는 동안 한번에 한행씩 상기 미러의 알려진 응답시간보다 긴 시간동안 한쌍의 상기 첫 번째 및 두 번째 행 어드레싱라인으로 전압을 인가시킴으로써 이들 변화에 응답하여 상기 디렉트-뷰 영상을 갱신하고, 나머지 인가되지 않은 행내의 마이크로미러에서의 어트랙티브 정전기력이 상기 마이크로미러가 이들의 안정된 상태로 남아있도록 마이크로미러의 쌍안정한계값을 극복하는데는 불충분하고, 그리고

   c. 상기 영상이 일단 갱신되면, 상기 마이크로미러배열로부터 전력을 제거시키는 디스플레이제어기(22)를 포함하는 쌍안정 디렉트-뷰 디스플레이.
9. 제 8 항에 있어서, 개방된 상태 및 폐쇄된 상태 각각에 상기 마이크로미러를 접촉하는 첫 번째 및 두 번째 스톱(92,94)를 더욱더 포함하며 상기 마이크로미러가 상기 스톱에 접촉하는때에 발생되는 반 데르 발스 힘이 상기 마이크로미러의 쌍안정응답을 발생시키는 디렉트-뷰 디스플레이.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 마이크로미러의 배열이 한 기판상에 장착되며, 상기 마이크로미러 각각이 상기 마이크로미러를 상기 기판에 연결시켜 스트랩이 상기 마이크로미러의 개방된 상태와 폐쇄된 상태 각각에 해당하는 두 이완된 상태, 그리고 처음에는 저항하였다가 상기 개방된 상태와 폐쇄된 상태사이에서 상기 마이크로미러의 작동을 돕는 압축상태를 가지는 스트랩(100)을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 디렉트-뷰 디스플레이.

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