KR20030001549A - 휴대용 마이크로디스플레이 시스템 - Google Patents

휴대용 마이크로디스플레이 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20030001549A
KR20030001549A KR1020027015817A KR20027015817A KR20030001549A KR 20030001549 A KR20030001549 A KR 20030001549A KR 1020027015817 A KR1020027015817 A KR 1020027015817A KR 20027015817 A KR20027015817 A KR 20027015817A KR 20030001549 A KR20030001549 A KR 20030001549A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
display
image
pixel
voltage
Prior art date
Application number
KR1020027015817A
Other languages
English (en)
Inventor
매튜 자브락키
프레드릭 피. 헤르만
알랜 리차드
로날드 피. 게일
데이브 엘럿슨
존 씨. 씨. 팬
로드니 제이. 범가드너
Original Assignee
코핀 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코핀 코포레이션 filed Critical 코핀 코포레이션
Publication of KR20030001549A publication Critical patent/KR20030001549A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2011—Display of intermediate tones by amplitude modulation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0235—Field-sequential colour display
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0243—Details of the generation of driving signals
    • G09G2310/0245—Clearing or presetting the whole screen independently of waveforms, e.g. on power-on
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0243—Details of the generation of driving signals
    • G09G2310/0259—Details of the generation of driving signals with use of an analog or digital ramp generator in the column driver or in the pixel circuit
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264—Details of driving circuits
    • G09G2310/0297—Special arrangements with multiplexing or demultiplexing of display data in the drivers for data electrodes, in a pre-processing circuitry delivering display data to said drivers or in the matrix panel, e.g. multiplexing plural data signals to one D/A converter or demultiplexing the D/A converter output to multiple columns
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0271—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping
    • G09G2320/0276—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping for the purpose of adaptation to the characteristics of a display device, i.e. gamma correction
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/029—Improving the quality of display appearance by monitoring one or more pixels in the display panel, e.g. by monitoring a fixed reference pixel
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/041—Temperature compensation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626—Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/144—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light being ambient light
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2018—Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3614—Control of polarity reversal in general
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2250/00—Details of telephonic subscriber devices
    • H04M2250/52—Details of telephonic subscriber devices including functional features of a camera

Abstract

액티브 메트릭스 컬러 크리스탈 디스플레이는 액티브 메트릭스 회로, 카운터전극 패널 및 액정 크리스탈의 보간층을 포함한다. 액티브 메트릭스 디스플레이는 휴대가능 마이크로디스플레이 시스템에 위치한다. 이미지는 액정 크리스탈이 특정한 이미지 위치로 이동하게 하는 디스플레이에 기록된다. 광원은 디스플레이를 발광시키기 위하여 발광된다. 픽셀 전극은 액정 크리스탈을 원하는 위치로 이동시키기 위하여 특정값으로 세팅된다. 이미지를 생성하기 위하여, 기록, 발광 및 액정 크리스탈을 다시 방향잡는 전극 강도값으로 세팅하는 과정이 반복된다. 휴대가능 시스템은 디지털 카메라, 디지털 즉석 프린터를 갖는 셀룰러 전화기, 캠코더, 헤드업 디스플레이, 즉석 프린터 카메라 및 페이저를 포함한다.

Description

휴대용 마이크로디스플레이 시스템{PORTABLE MICRODISPLAY SYSTEM}
고품질 이미지를 생성하기 위하여 액정 크리스탈 또는 전자발광체를 사용하는 플랫 패널 디스플레이가 개발되는 중이다. 이러한 디스플레이는 음극선관(CRT) 기술을 대신하여 보다 고밀도의 텔레비젼 영상 또는 컴퓨터 모니터 이미지를 제공하는 것으로 기대된다. 예컨대, 큰 고품질 액정 크리스탈 디스플레이(LCD)에 대한 가장 주목할만한 방식은 박막 트랜지스터(TFT)가 LCD 픽셀과 함께 사용된 액티브 메트릭스 접근방식이다. TFT를 사용하는 액티브 메티릭스 접근방식의 주요 이점은픽셀간 누화의 제거 및 TFT 겸용 LCD를 사용하여 달성될 수 있는 우수한 그레이 스케일이다.
컬러 액정 크리스탈 플랫 패널 디스플레이는 컬러 필터 또는 플래쉬 라이트를 포함하는 여러 상이한 방식으로 달성될 수 있다. 이러한 스타일의 디스플레이는 전송 또는 반사 모델에서 발견된다.
전송 컬러 필터 액정 크리스탈 플랫 패널 디스플레이는 일반적으로 다섯개의 상이한 층: 백색 광 소스, TFT가 픽셀을 형성하기 위하여 배치된 회로 패널의 일 측면에 장착된 제 1 분극 필터, 픽셀로 배치된 적어도 세개의 주요 컬러를 포함하는 필터판 및 최종으로 제 2 분극 필터를 포함한다. 회로 패널 및 필터판 사이의 공간은 액정 크리스탈 재료로 채워진다. 이러한 재료는 전기장이 회로 패널 및 필터판에 부착된 접지 사이의 재료에 인가된 재료안에서의 광의 전송을 가능하게 할 것이다. 그러므로, 디스플레이의 특정한 픽셀이 TFT에 의하여 턴온되었을 때, 액정 크리스탈 재료는 재료를 통하여 전송된 분극광을 회전시킬 것이며, 이에 따라 광은 제 2 분극 필터를 통과할 것이다.
순차 컬러 디스플레이에서, 디스플레이 패널은 디스플레이 패널로 향하는 컬러광을 이용하여 각각의 주요한 컬러에 대하여 한번씩 세번 스캐닝된다. 예컨대, 20Hz에서 컬러 프레임을 생성하기 위하여, 액티브 메트릭스는 60Hz의 주파수에서 구동되어야 한다. 깜박임을 제거하기 위하여, 60Hz 컬러 이미지를 생성하도록 180Hz에서 액티브 메트릭스를 구동시키는 것은 바람직하다. 60Hz 이상에서, 가시적인 깜박임이 감소된다.
무정형 실리콘의 제한으로 인하여, 다른 대안 재료는 폴리크리스탈 실리콘 또는 레이저 리크리스탈 실리콘을 포함한다. 이러한 재료는 낮은 온도로 회로 처리를 제한하는 유리에 이미 존재하는 실리콘을 사용하는 것으로 제한된다.
상기 컬러 순차 디스플레이와 같은 디스플레이용의 집적 회로는 훨씬 복잡해진다. 예컨대, 단일의 5인치 웨이퍼에 제작되며 15-55 마이크론의 범위의 인접한 픽셀 전극의 열 및 행을 연결하는 라인들간의 거리 또는 픽셀 피치가 1280-1024 픽셀 어레이를 필요로 하는 고화질 텔레비젼(HDTV) 포맷을 디스플레이하는 컬러 순차 디스플레이가 설계된다.
본 출원은 2000년 5월 24일 출원된 미국 특허 출원번호 제 60/206,999 호 및 2000년 7월 12일 출원된 미국 특허 출원번호 제 60/217,871 호의 장점을 주장한 2000년 7월 28일 출원된 미국 특허 출원번호 제 09/643,655 호의 부분 연속출원이며 2999년 2월 26일 출원된 미국 특허 출원번호 제 60/121,899 호 및 1998년 12월 14일 출원된 미국 특허 출원번호 제 60/112,147 호의 장점을 주장한 1999년 12월 14일 출원된 미국 특허 출원번호 제 09/460,960 호의 부분 연속출원이다. 이와 같은 임시 출원은 2000년 12월 6일 출원된 미국 특허 출원번호 제 60/251,721 호 및 2000년 10월 3일 출원된 미국 특허 출원번호 제 60/237,603 호의 장점을 주장한다. 상술한 전반적인 내용은 참조로서 통합된다.
도 1은 본 발명에 따라 형성된 다수의 디스플레이 디바이스를 갖는 단일 웨이퍼의 투시도이다.
도 2는 광제어 신호 회로를 포함하는 집적된 액티브 메트릭스 패널 디스플레이의 다이의 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 제어 회로의 타이밍도를 도시한다.
도 4는 마이크로디스플레이를 제작하고 조립하는 처리과정의 개략도이다.
도 5A-5D는 TFT 레이어의 회로를 이루는 처리과정의 개략도이다.
도 6은 ITO(인듐 틴 옥사이드) 레이어의 단면도이다.
도 7A는 풀로 매장된 옥사이드 레이어의 TFT 레이어의 단면도이다.
도 7B는 대안 TFT 레이어를 형성하는 단계의 개략도이다.
도 7C는 대안 TFT 레이어의 단면도이다.
도 8은 조립이전의 ITO 레이어 및 TFT 레이어의 노출도이다.
도 9는 하우징내의 디스플레이의 확장된 섹션의 도면이다.
도 10은 선택적인 통합 액티브 메트릭스 패널 디스플레이의 다이에 관한 개략도이다.
도 11A는 선택적인 (LVV) 통합 액티브 메트릭스 패널 디스플레이의 다이에 관한 개략도이다.
도 11B는 게이트를 도시한 도 11A의 확장 부분도이다.
도 12A는 디스플레이와 연관된 백라이트의 노출도이다.
도 12B는 백라이트의 후면 투시도이다.
도 12C는 디퓨서를 가진 백라이트의 앞면 투시도이다.
도 13A는 조립된 디스플레이 모듈의 투시도이다.
도 13B는 조립된 디스플레이 모듈의 노출도이다.
도 14A는 본 발명을 따르는 마이크로디스플레이를 확대하는데 적당한 렌즈의 측면도이다.
도 14B는 조립된 디스플레이 모듈의 단면도이다.
도 14C는 증가된 가시 필드를 제공하는 다중 엘리멘트 렌즈의 측면도이다.
도 15는 키노폼에 근접하여 위치한 단일 렌즈를 도시한다.
도 16A는 검출기를 가진 백라이트 시스템의 단면도이다.
도 16B는 LED를 위한 제어 회로의 개략도이다.
도 17은 액정 크리스탈을 블랙을 위한 소거 및 소거를 위한 블랙으로 턴시키는 시간의 그래프이다.
도 18A는 레드가 되기를 원하는 픽셀에 대한 액정 크리스탈의 전이 및 전압의 그래프이다.
도 18B는 엘로우와 같은 중간 컬러에 대한 마지막 픽셀 및 첫번째 픽셀을 위한 액정 크리스탈의 전이 및 전압의 그래프이다.
도 19A는 본 발명을 따르는 디스플레이 제어 회로의 바람직한 실시예를 도시한다.
도 19B는 도 19A에 도시된 디스플레이 제어 회로의 타이밍도를 도시한다.
도 20A는 도 19A에 도시된 디스플레이 제어 회로의 픽셀 엘리멘트를 도시한다.
도 20B는 도 19A에 도시된 디스플레이 제어 회로의 일부를 도시한다.
도 21은 카운터전극으로 전압을 스위칭하여 블랙으로 리셋된 화이트 픽셀 및 화이트로 리셋된 블랙 픽셀의 그래프이다.
도 22는 도 19A에 도시된 디스플레이 제어 회로에 대한 엘로우와 같은 중간 컬러에 관한 마지막 픽셀 및 첫번째 픽셀을 이한 액정 크리스탈의 전이 및 전압의그래프이다.
도 23A는 초기화부터 컬러 순차 디스플레이에 관한 타이밍도를 도시한다.
도 23B는 동일한 전압으로 모든 열을 초기화하는 회로를 도시한다.
도 23C는 소거를 위한 픽셀의 초기화 및 카운터전극의 전압을 스위칭하는 LVV를 갖는 컬러 순차 디스플레이의 타이밍도를 도시한다.
도 24는 종래기술의 전력이 턴오프되고 다시 턴온될 때의 픽셀 전극의 전압의 그래프이다.
도 25는 본 발명을 따르는 디스플레이 제어 회로의 바람직한 실시예를 도시한다.
도 26은 본 발명에 따라 전원이 턴오프되는 제어 신호의 그래프이다.
도 27A는 열 게이트를 갖는 디스플레이의 바람직한 실시예를 도시한다.
도 27B는 도 27A에 도시된 디스플레이의 일부를 도시한다.
도 27C는 도 27A에 도시된 디스플레이의 일부에 관한 선택적인 실시예를 도시한다.
도 27D는 선택적인 열 구동 실시예를 도시한다.
도 27E는 두개의 선택 스캐너를 갖는 디스플레이에 관한 선택적인 가열 실시예를 도시한다.
도 27F는 액티브 디스플레이바로 바깥에 위치한 액정 크리스탈 시간 센서 어레이를 도시한다.
도 28A는 아날로그 신호를 수신하는 디스플레이 제어 회로의 개략도이다.
도 28B 및 28C는 도 28A의 디스플레이 제어 회로의 소자에 관한 개략도이다.
도 29A는 디스플레이의 신호 경로에 관한 종래기술을 도시한다.
도 29B는 EXCLK 및 TCG 사이의 왜곡을 도시한 타이밍도이다.
도 29C는 지연로킹 루프 회로를 도시한다.
도 29D는 위상 로킹 회로를 도시한다.
도 30은 프로그램 로직 칩에 위치한 신호를 검출하기 위한 디지털 메카니즘을 도시한다.
도 31은 도 30의 회로의 출력 및 입력의 타이밍도이다.
도 32는 PLL 제한을 갖는 도 28A와 유사한 타이밍 제어 회로를 도시한다.
도 33은 디스플레이 제어 회로의 바람직한 실시예를 도시한다.
도 34A는 필드에 대한 서브프레임의 3:1 비를 갖는 타이밍도이다.
도 34B는 필드에 대한 서브프레임의 4:1 비를 갖는 타이밍도이다.
도 34C는 필드에 대한 서브프레임의 10:3 비를 갖는 타이밍도이다.
도 35A는 디지털 비디오 신호를 수신하는 마이크로디스플레이의 집적회로의 개략도이다.
도 35B는 본 발명을 따르는 디지털 신호에 대한 선형 피드백 쉬프트 레시즈터(LFSR) 상태 머신의 개략도이다.
도 36은 데이터링크의 개략도이다.
도 37A는 디스플레이 드라이버 보드 및 비디오 카드 사이의 데이터 링크를 도시한다.
도 37B는 디지털 드라이버의 개략도이다.
도 38A는 액정 크리스탈 응답 곡선을 도시한다.
도 38B는 디지털 테이블을 갖는 디스플레이 제어 회로의 개략도이다.
도 39A는 모노크롬 디스플레이의 타이밍도를 도시한다.
도 39B1 및 39B2는 본 발명을 따르는 디스플레이 제어 회로의 바람직한 실시예를 도시한다.
도 39C는 보간에 의한 수평 스케일링을 도시한다.
도 39D는 보간에 의한 수직 스케일링을 도시한다.
도 39E는 픽셀 페어링 방식을 도시한다.
도 40A는 디지털 카메라의 앞면이다.
도 40B는 도 40A의 디지털 카메라의 뒷면이다.
도 40C는 도 40A의 디지털 카메라의 왼쪽면이다.
도 40D는 도 40A의 디지털 카메라의 오른쪽면이다.
도 41은 도 40A-40D의 디지털 카메라의 누출도이다.
도 42는 카메라 디스플레이 제어 회로를 도시한다.
도 43은 일부가 뚫린 캠코더의 투시도이다.
도 44는 캠코더의 디스플레이 제어 회로를 도시한다.
도 45는 차량용 헤드 마운트 디스플레이 시스템의 개략도이다.
도 46은 디지털 프린터의 제어 시스템의 개략도이다.
도 47은 디지털 프린터의 부분도이다.
도 48은 즉석 디지털 카메라의 개략도이다.
도 49A는 마이크로디스플레이를 갖는 셀룰러 전화기의 앞면 투시도이다.
도 49B는 마이크로디스플레이를 갖는 셀룰러 전화기의 앞면이다.
도 49C는 마이크로디스플레이를 갖는 셀룰러 전화기의 후면이다.
도 50은 반사 디스플레이의 부분도이다.
도 51은 마이크로디스플레이를 제작하는 석영위의 실리콘 처리의 개략도이다.
도 52A는 무선 개인 통신기의 최측 앞면 투시도이다.
도 52B는 도 52A의 무선 개인용 통신기의 앞면이다.
도 52C는 무선 개인용 통신기의 후면이다.
도 52D-52G는 무선 개인용 통신기의 추가 도면이다.
도 53은 카드를 보여주는 무선 개인용 통신기의 투시도이다.
도 54A는 헤드 마운트 개인용 통신기의 오른쪽 앞면 투시도이다. 헤드는 투시도로 도시되어 있다.
도 54B는 투시도로 도시된 헤드없는 헤드 마운트 개인용 통신기의 투시도이다.
도 54C는 헤드 마운트 개인용 통신기의 앞면이다.
도 54D는 헤드 마운트 개인용 통신기의 윗면이다.
도 54E-54G는 헤드 마운트 개인용 통신기의 추가 도면이다.
도 55A는 주요 유닛의 투시도이다.
도 55B는 주요 유닛의 윗면이다.
도 56은 전자 회로 보드 및 노출된 배터리를 갖는 헤드 마운트 개인용 통신기의 투시도이다.
도 57은 헤드 마운트 개인용 통신기의 디스플레이 회로의 개략도이다.
도 58은 반사 이미지 디스플레이의 부분도이다.
도 59는 상부가 오픈된 디스플레이를 갖는 무선 전화기의 상부 오른쪽 투시도이다.
도 60은 상부가 오픈된 디스플레이를 갖는 무선 전화기의 윗면이다.
도 61은 상부가 오픈된 디스플레이를 갖는 무선 전화기의 오른쪽면이다.
도 62는 상부가 오픈된 디스플레이를 갖는 무선 전화기의 아랫면이다.
도 63은 상부가 오픈된 디스플레이를 갖는 무선 전화기의 상부 오른쪽면이다.
도 64는 상부가 오픈된 디스플레이 및 윗쪽으로 회전하는 디스플레이 유닛을 갖는 무선 전화기의 상부 오른쪽 투시도이다.
도 65는 상부가 오픈된 디스플레이를 갖는 무선 전화기의 아랫쪽 투시도이다.
도 66은 배터리 및 노출된 배터리 하우징을 갖는 전화기의 뒷면이다.
도 67은 일부가 떨어진 즉석 프린터 및 디스플레이를 갖는 무선 전화기의 측면도이다.
도 68은 디스플레이 포드 및 비디오 포드를 갖는 대안 무선 전화기의 상부오른쪽 투시도이다.
도 69는 회전한 비디오 포드를 갖는 도 68의 무선 전화기의 상부 오른쪽 투시도이다.
도 70A는 열린 위치에 뚜껑을 갖는 무선 전화기의 앞면이다.
도 70B는 닫힌 위치에 뚜껑을 갖는 도 70A의 무선 전화기의 측면도이다.
도 71A는 마이크로디스플레이를 갖는 무선 전화기의 앞면 상부 투시도이다.
도 71B는 도 71A의 무선 전화기의 하부 뒷면 투시도이다.
도 72A-72D는 인터넷 브라우저와 페이져 용량을 갖는 무선 전화기의 도면이다.
도 73은 즉석 프린팅 유닛을 갖는 도킹 스테이션 및 무선 전화기의 측면도이다.
도 74는 부분으로 도시된 도킹 스테이션을 갖는 도 73의 도킹 스테이션가 도킹된 무선 전화기의 측면도이다.
도 75A는 무선 전화기와 떨어진 즉석 프린팅 디바이스에서의 스냅을 갖는 무선 전화기의 측면 투시도이다.
도 75B는 무선 전화기와 접촉하는 즉석 프린팅 디바이스에서의 스냅을 갖는 유사한 도면이다.
도 75C는 즉석 프린터의 클립을 갖는 무선 전화기의 측면 부분도이다.
도 76A는 시각 렌즈를 갖는 무선 전화기의 부분도이다.
도 76B는 즉석 프린팅 디바이스의 클립을 갖는 도 76A의 무선 전화기의 부분도이다.
도 77은 프린팅 디바이스의 클립을 갖는 선택적인 무선 전화기의 부분도이다.
도 78A는 내부를 도시하기 위하여 일부를 뚫어놓은 즉석 프린터의 투시도이다.
도 78B는 도 78A의 즉석 프린터의 부분도이다.
도 79A는 튀어나온 마이크로디스플레이 및 필름이 이미지의 노출동안 서로에 대하여 상대적으로 이동하는 프린팅 디바이스의 개략도이다.
도 79B는 도 79A의 상부도면이다.
도 80A는 이미지 생성기 및 필름 사이의 상대적인 이동을 갖는 즉석 프린터의 개략도이다.
도 80B는 렌즈 및 마이크로디스플레이를 갖는 디스플레이 유닛을 포함하는 도 80A의 개략도의 측면도이다.
도 80C는 마이크로디스플레이를 갖는 디스플레이 유닛을 포함하는 도 80B의 개략도의 측면도이다.
도 80D는 선형 픽셀 어레이의 개략도이다.
도 80E는 일련의 선으로 필름을 방출하는 도면이다.
도 81A는 노출된 도킹 스테이션을 갖는 무선 전화기의 측면 상부 투시도이다.
도 81B는 도킹 스테이션 및 접속하는 무선 전화기의 측면 부분도이다.
도 81C는 닫힌 위치에 있는 도킹 스테이션에서 디스플레이를 갖는 도킹 스테이션에 도킹된 무선 전화기의 상부 측면 투시도이다.
도 81D는 열린 위치에서 디스플레이를 갖는 도킹 스테이션을 포함하는 모선 전화기의 상부 앞면 투시도이다.
도 82A는 마이크로디스플레이를 갖는 무선 전화기의 상부도이다.
도 82B는 카메라 렌즈를 도시한 도 82A의 무선 전화기의 아랫면이다.
도 82C는 도 82A-82B의 무선 전화기의 뒷면 투시도이다.
도 83은 마이크로디스플레이 및 렌즈를 일부 도시한 무선 전화기의 측면도이다.
도 84A는 이미지를 새방향으로 돌리는 프리즘을 사용하는 시각 및 마이크로디스플레이를 도시한다.
도 84B는 이미지를 새방향으로 돌리는 미러를 사용하는 시각 및 마이크로디스플레이를 도시한다.
본 발명은 마이크로디스플레이에 관한 것이며, 특히 소영역 광 해상력 액정 크리스탈 디스플레이 및 상기 디스플레이를 이루는 방법에 관한 것이다. 이 디스플레이는 예컨대 적어도 72,000 픽셀 전극 및 200 mm2이하의 활성 영역을 가진다.
일 실시예에서, 디지털 프린터는 전자 이미지를 골라 이미지를 복제하는 제어 회로를 포함하며, 액티브 메트릭스 액정 크리스탈 디스플레이는 액정 크리스탈 디스플레이를 발광시키는 백라이트 및 제어 회로로부터의 적응 이미지를 수신한다. 렌즈는 사진판의 디스플레이의 이미지를 포커싱하는데 사용될 수 있다.
액티브 메트릭스 디스플레이는 일 실시예의 컬러 순차 디스플레이 시스템이며, 백라이트는 세개의 컬러광 방출 다이오드(LED) 백라이트이다. 사진 필름은 사진판에 위치한다.
일 실시예에서, 즉석 카메라는 이미지를 기록하기 위한 전하 결합 소자(CCD)를 포함한다. 제어 회로는 CCD로부터 전자 이미지를 골라 이미지를 복제한다. 액티브 메트릭스 액정 크리스탈 디스플레이는 복제된 이미지를 수신하고 광방출 다이오드(LED) 디바이스는 액정 크리스탈 디스플레이를 발광시킨다. 렌즈는 사진판에 액정 크리스탈 디스플레이의 이미지를 포커싱한다.
여러 실시예에서, 픽셀 전극의 어레이는 적어도 320*240 어레이를 포함하며, 적어도 160mm2의 활성 영역을 가진다. 다른 실시예에서, 픽셀 전극의 어레이는 디지털 프린터 또는 즉석 카메라에서 적어도 640*480의 어레이를 포함한다.
일 실시예에서, 휴대용 통신 시스템은 무선 트랜시버를 운반하는 하우징을 포함한다. 렌즈는 액티브 메트릭스 액정 크리스탈 디스플레이에 형성된 이미지를 수신하도록 배치된 하우징에서 운반되며, 적어도 두개 인자에 의하여 이미지를 확대한다. 디지털 프린터는 액정 크리스탈 디스플레이에 형성된 이미지를 프린팅하는 하우징에서 운반된다.
휴대용 통신 시스템의 일 실시예에서, 적어도 한 쌍의 액정 크리스탈 디스플레이, 즉 시각용 제 1 액정 크리스탈 디스플레이 및 디지털 프린팅을 위한 광 밸브로서 동작하는 제 2 액정 크리스탈 디스플레이가 존재한다. 휴대용 통신 시스템의 일 실시예에서, 하우징은 이미지를 기록하는 전하 결합 소자(CCD)를 갖는 즉석 카메라를 운반한다. 제어 회로는 CCD로부터 전자 이미지를 골라 이미지를 복제하고 디지털 프린터로 전송한다.
디지털 프린터의 일 실시예에서, 프린터는 전자 이미지를 골라 다수의 픽셀로 이미지를 복제하는 제어 회로를 포함한다. 각 픽셀은 특정한 레벨의 적어도 두개의 컬러를 갖는다. 구동 회로는 액티브 메트릭스 액정 크리스탈 디스플레이의 모든 픽셀 전극을 제 1 액정 크리스탈 상태와 동등한 전압으로 유도하며, 이후 컬러와 연관된 특정 레벨에 종속하는 제 2 액정 크리스탈 상태와 동등한 전압으로 선택적인 터닝 픽셀 전극을 유도한다. 각각의 컬러와 연관된 광 소스는 액정 크리스탈 디스플레이를 발광시킨다.
일 실시예에서, 즉석 카메라는 이미지를 기록하기 위한 전하 결합 소자(CCD)를 포함한다. 제어 회로는 CCD로부터 전자 이미지를 골라 다수의 픽셀로 이미지를 복제한다. 각각의 픽셀은 특정 레벨의 적어도 두개의 컬러를 갖는다. 구동 회로는 액티브 메트릭스 액정 크리스탈 디스플레이의 모든 다수의 픽셀 전극을 제 1 액정 크리스탈 상태와 동등한 전압으로 유도하며, 이후 컬러와 연관된 특정 레벨에 종속하는 제 2 액정 크리스탈 상태와 동등한 전압으로 선택적인 터닝 픽셀 전극을 유도한다. 각각의 컬러와 연관된 광 소스는 액정 크리스탈 디스플레이를 발광시킨다. 렌즈는 사진판의 액정 크리스탈 디스플레이의 이미지를 포커싱한다.
디지털 프린터 및 즉석 카메라의 여러 실시예에서, 렌즈는 사진판의 디스플레이의 이미지를 포커싱한다. 광 소스는 세개의 컬러 광 방출 다이오드(LED)를 갖는 백라이트이다. 하나 이상의 컬러의 레벨은 제로이다.
인쇄물을 제작하는 방법은 디지털 이미지를 특정한 컬러와 각각이 연관된 적어도 두개의 전자 이미지로 분리하는 단계를 포함한다. 각각의 컬러와 연관된 전자 이미지는 다수의 픽셀로 복제된다. 각각의 픽셀은 특정한 해당 컬러와 연관된 특정 레벨을 갖는다. 액티브 메트릭스 액정 크리스탈 디스플레이의 모든 픽셀 전극 어레이는 제 1 액정 크리스탈 상태와 동등한 전극으로 유도된다. 픽셀 전극은 컬러와 연관된 특정 레벨에 종속하여 제 2 액정 크리스탈 상태와 동등한 레벨로 선택적으로 터닝된다. 특정 컬러와 연관된 광은 감광종이에 액정 크리스탈 디스플레이의 이미지를 전사하기 위하여 액정 크리스탈 디스플레이를 통하여 전사된다. 제 2 액정 크리스탈 상태와 동등한 전압으로의 선택적 터닝 전극은 특정 레벨에 따라 반복되며, 컬러와 연관된 여러 특정 레벨의 광이 전사된다. 이 프로세스는 다른 컬러에 대하여도 반복된다.
이미지를 디스플레이하는 방법에서, 이미지는 액정 크리스탈을 특정한 이미지 위치로 이동시키는 다수의 픽셀 전극을 갖는 액정 크리스탈 디스플레이에 기록된다. 광 소스는 디스플레이를 발광시키기 위하여 플래쉬된다. 픽셀 전극은 액정 크리스탈이 원하는 방향 또는 다음 이미지가 기록되기전의 위치로 이동하도록 특정한 전기장으로 세팅된다. 기록, 플래싱 및 세팅 처리는 원하는 이미지를 생성한다.
한가지 방법에서, 이미지는 컬러 이미지이며, 이미지의 기록은 기록 단계가 다수의 각각의 컬러에 대하여 반복된 후 발광되는 두개 이상의 컬러와 연관된다. 카운터전극의 전압은 광 소스의 각 발광 이후 그리고 이미지의 다음 기록이전에 스위칭된다. 액정 크리스탈 디스플레이는 적어도 75,000 픽셀 전극을 가지며 160mm2이하의 액티브 영역을 가진 액티브 메트릭스 디스플레이이다.
여러 실시예에서, 액티브 메트릭스 컬러 순차 액정 크리스탈 디스플레이는 액티브 메트릭스 회로, 카운터전극판 또는 층 그리고 액정 크리스탈로 이루어진 삽입층을 갖는다. 액티브 메트릭스 회로는 제 1 평면으로 형성된 트랜지스터 어레이 회로를 갖는다. 각각의 트랜지스터 회로는 200mm2이하의 영역과 바람직하게 100mm2이하의 면적을 갖는 픽셀 전극 어레이의 픽셀 전극에 접속된다. 카운터 전극 패널은 제 1 패널과 평행이고 인가된 전압을 수신하는 제 2 패널로 확장된다. 액정 크리스탈층은 두개의 평면사이의 공극에서 삽입된다. 이 공극은 3 마이크론 이하로 제 1 및 제 2 평면에 수직인 축을 따르는 깊이에 해당한다.
여러 실시예에서, 산화층은 픽셀 전극 어레이 및 액정 크리스탈층 사이에서 확장한다. 옥사이드는 픽셀 전극 어레이 주변의 주변 영역의 제 1 두께 및 픽셀 전극 어레이에서 확장되는 픽셀 전극 영역의 얇은 제 2 두께를 가진다. 두꺼운 주변 영역(바람직한 실시예에서는 약 0.5 마이크론)은 디스플레이 회로에 통합된 드라이버 전극을 더 잘 절연시키는 역할을 한다. 얇은 산화 영역(약 0.3 마이크론)은 디스플레이 동작동안 옥사이드를 통과하는 전압 강하를 감소시키는 역할을 한다. 이것은 배터리와 같은 전력원으로부터 더 많은 전력을 끌어내기 위한 필요없이 액정 크리스탈에 인가된 전압을 증가시키는 역할을 한다.
액정 크리스탈을 제어하는 한가지 방법은 액정 크리스탈의 DC 전압 강화를 제거하기 위하여 입력 비디오 신호를 반전시키는 것이다. 교대 열이 비디오 및 반전 비디오를 수신하는 열 반전이 공통 모드인 동안, 줄, 픽셀 또는 프레임 반전이 어떤 노드에서 선취될 수 있다. 디스플레이에서 액정 크리스탈을 제어하는 다른 바람직한 방법은 서브프레임의 시작에서 카운터전극판에 인가된 전압을 스위칭하는 것이다. 비대칭 전압을 제거하는데 부가하여, 매 서브프레임 이후에 카운터전극판에 전압을 스위칭하는 기술은 콘트라스트를 향상시킨다.
전압을 카운터전극에 스위칭하는데 부가하여, 디스플레이의 이미지 품질을 개선시키기 위하여 전압의 스위칭과 연관되거나 전압의 스위칭과는 별도로 사용될 수 있는 다른 여러 기술이 존재한다. 마이크로디스플레이의 온도, 특히 액정 크리스탈의 온도는 디스플레이의 이미지의 컬러의 비균일성 및 브라이트니스와 액정 크리스탈의 응답에 영향을 미친다.
카운터전극의 전압의 스위칭과 연관되거나 독립적으로 사용될 수 있는 대안 방법은 백라이트의 발광 이후에 픽셀 VPIXEL을 VCOM으로 초기화하는 것이다. VCOM으로 픽셀 전극을 세팅하는 경우, 액정 크리스탈은 픽셀과 연관된 액정 크리스탈이 다른 상태에 존재한다면 소거 상태로 릴렉스를 시작할 것이다. 각각의 픽셀과 연관된 액정 크리스탈은 소거 상태를 반복하면서 릴렉스하고, 이는 픽셀이 상기 이미지와 연관된 신호 또는 전압으로 기록되어 수신될 때까지 계속된다. 픽셀이 순차적으로 기록될 때, 제 1 픽셀에 대한 광소스를 발광할 때까지 기록하는데서부터 마지막 픽셀까지에는 많은 시간이 소요된다. 제 1 픽셀은 비디오 신호를 수신한 후 원하는 위치에 도달하는 대부분의 기록 시간을 가지며, 픽셀을 VCOM으로 초기화하는 것은 최소 효과를 가질 것이다. 그러나, 마지막으로 그 신호를 수신하고 소거를 위하여 초기화되었으며 이미 존재하지 않는 경우에 소거쪽으로 반복하는 관련 액정 크리스탈을 갖는 픽셀은 그 신호를 수신하기 전에 소거 또는 소거에 근접할 것이다. 바람직한 실시예의 액정 크리스탈은 화이트를 릴렉스시키는 것보다 블랙쪽으로 유도하는데 적은 시간이 소요되는 방향을 향한다. 그러므로, 소거 또는 소거 근처에 존재하는 마지막 픽셀의 경우, 응답시간은 픽셀이 블랙이며 소거로 릴렉스하는 것보다 블랙으로 유도하는 것이 더 빠르다. 디스플레이의 초기화는 액정 크리스탈이 바람직한 실시예의 소거 상태에 도달하는데 최장 시간이 소요되는 상태쪽으로 순환하도록하며, 개별 픽셀 엘리멘트는 광 소스의 발광시에 설정 위치에 근접하게 세팅된다.
액정 크리스탈의 특성은 액정 크리스탈의 온도에 의하여 영향받는다. 예컨대, 꼬인 네마틱 액정 크리스탈의 꼬임 시간은 액정 크리스탈이 따뜻할때 짧아진다. 액정 크리스탈의 온도를 앎으로써, 백라이트의 발광의 지속시간 및 타이밍이 원하는 브라이트니스 및 최소 전력 소비를 달성하도록 세팅될 수 있다.
액정 크리스탈은 여러 대안 실시예에 의하여 가열될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 디스플레이는 여러 줄이 턴온되고 전압 강하가 줄 라인을 통하여 발생하며 열을 생성하는 열 모드에 위치한다.
액정 크리스탈의 온도의 측정은 디스플레이의 회로의 복잡도를 추가하는 추가의 아날로그 회로를 필요로 한다. 액정 크리스탈의 동작 특성은 실제 온도는 아니지만 그것이 꽤나 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 액정 크리스탈 캐패시턴스의 전기적 측정은 열이 필요할 때를 결정하기 위하여 온도의 측정값대신 수행된다. 히터가 온되었을 때 히터가 온되는 지속시간은 온도에 기초할 필요가 없으며, 액정 크리스탈의 광, 전기 또는 다른 특성에 응답하는 액정 크리스탈 센서에 응답하여 활성화될 수 있다.
일 실시예에서, 센서는 액정 크리스탈이 액정 크리스탈의 특징적인 소거 온도에 접근하는지를 결정하도록 통합된다. 소고 온도 센서는 액티브 디스플레이 영역에 인접하여 위치한다. 액정 크리스탈의 화이트(소거) 픽셀 및 블랙 픽셀 커버리지의 캐패시턴스는 그 특성 소거 온도에 근접한다.
바람직한 액정 크리스탈의 특성중 하나는 이미지가 어떤 순간에 새롭게 되지 않으면서 유지되도록 일정하게 긴 시간에 존재한다는 것이다. 일정한 긴 시간은 바람직하며, 디스플레이가 전력 다운되고 바로 이후에 전력 업되는 순간에 장애가 될 수 있다.
일 실시예에서, 아날로그 비교기는 실시간으로 주 전력의 전압을 샘플링한다. 전압이 90%와 같은 회로와 어떤 마진을 가동시키기 위한 레벨 이하로 강하될 때, 디스플레이는 전력 다운된다. 디스플레이가 전력 다운될 때, 리셋 신호(PDR*)는 로우로 유지된다. PDR* 신호를 수신할 때, 디스플레이 회로는 모든 열 라인에 VDD를 배치할 것이며 모든 줄 라인을 활성화시킬 것이다. 각 픽셀의 저장 캐패시터의 다른 끝은 이전 줄 라인에 연결된다. 이것은 실제로 저장 캐패시터를 제로 전압으로 방출한다. 표준 타이밍은 두개 이상의 사이클동안 계속되며 이후 모든 짝수 및 홀수 줄을 순차적으로 활성화시킨다. 이것은 매 픽셀로의 열 라ㅣㅇㄴ을제로 전압으로 유도한다.
저장 캐패시터는 픽셀 캐패시터보다 수회 크기때문에, 저장 캐패시터에서의 전압은 이후에 픽셀 캐패시터를 제로 전압으로 방전시킬 것이다. 이 포인트에서, 디스플레이는 저장 또는 픽셀 캐패시터중 하나에 남겨진 잔여 방전없이 에너지가 저하될 수 있다.
마이크로디스플레이의 크기가 감소하는 동일시간에 마이크로디스플레이의 용량을 증가시키는 것은 마이크로디스플레이의 발명이전에 가능하지 않았던 디바이스를 가능하게 하거나 증가된 용량을 가진 디바이스를 가능하게 하였다. 이러한 디바이스는 디지털 카메라, 디지털 프린터 및 개선된 캠코더 뷰파인더에 포함된다.
일 실시예에서, 마이크로디스플레이는 디지털 카메라내에서 사용된다. 마이크로디스플레이는 선택된 이미지를 디스플레이하고 디지털 카메라내의 메모리내에 저장된 이미지를 디스플레이하는데 사용된다.
본 발명은 도면을 참조로 이하에서 상세하게 설명된다.
도면을 참조로, 유사한 번호는 유사한 엘리멘트를 나타내며, 본 발명의 디스플레이는 일반적으로 도 9에서 110으로 참조된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 큰 수의 액티브 메트릭스 어레이(112)가 도 1과 연결되어 도시된 단일 웨이퍼(114)에서 제작된 다수의 플랫 패널 디스플레이(11)를 제작하는 처리를 이용한다.
단일 웨이퍼상에 지작된 디스플레이의 개수는 웨이퍼의 크기 및 각 디스플레이의 크기에 의존한다. 바람직한 실시예에서, 웨이퍼는 5인치 이상의 지름을 가진다. 각 디스플레이의 크기는 해상도 및 픽셀 전극 크기에 의존한다. QVGA로 참조되며 0.24 인치 대각선 디스플레이 및 15 마이크론의 폭을 갖는 픽셀 전극을 가지며, 대략 76,800 픽셀(예컨대, 320*240 어레이)의 해상도를 갖는 디스플레이에서, 액티브 디스플레이 영역은 4.8mm * 3.6mm이다. 디스플레이 다이는 8.6mm * 60mm의 크기를 갖는다. 이러한 크기를 갖는 150개의 분할된 디스플레이보다 큰 15.42mm * 9.86mm의 도 13B의 디스플레이 홀더(290)의 크기, 즉 총 디스플레이 크기는 단일한 6 인치 웨이퍼상에 200 디스플레이보다 크거나 단일한 5 인치 웨이퍼에서 제작될 수 있다.
디스플레이의 다른 바람직한 실시예는 통상 VGA로 참조되며 0.38 인치 대각선 디스플레이를 가지며 대략 307,200 픽셀(예컨대 640*480 어레이)의 해상도를 갖는다. VGA 디스플레이는 12 마이크론의 폭을 갖는 픽셀 전극을 가진다. 액티브 디스플레이 영역은 7.68mm * 5.76mm이다. 디스플레이 다이는 11.8mm * 8.2mm의 크기를 가진다. 16.97mm * 11.58mm의 100개의 분할된 디스플레이의 총 디스플레이 크기는 단일의 5인치 웨이퍼에서 제작될 수 있다.
큰 개수의 작은 고해상도 디스플레이를 단일 웨이퍼에서 제작함으로써, 제작 수율은 크게 증가될 수 있으며 디스플레이당 비용이 크게 감소될 수 있다.
집적 회로 액티브 메트릭스 디스플레이 다이(116)는 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 집적 회로 디스플레이 다이(116)는 선택된 수의 복제 회로와 함께 단일 웨이퍼(114)로부터 잘려진다. 집적 회로 디스플레이 다이(116)에는 디스플레이매트릭스 회로(118), 수직 쉬프트 레지스터(120), 수평 쉬프트 제어(122), 한 ㅆ아의 수평 쉬프트 레지스터(124,126) 및 다수의 전송 게이트(128,130)이 집적된다.
비디오 신호 하이 라인(132) 및 비디오 신호 로우 라인(134)은 아날로그 비디오 신호를 디지털-아날로그 증폭기로부터 디스플레이 메트릭스 회로(118) 위와 아래에 위치한 전송 게이트(128,130)으로 운반한다. 바람직한 실시예에서, 디스플레이 메트릭스 회로상의 전송 게이트는 p-채널 전송 게이트(128)이며 비디오 하이(VIDH) 라인(134)에 접속된다. 바람직한 실시예의 디스플레이 메트릭스 회로(118) 아래에 존재하는 전송 게이트(130)는 n-채널 전송 게이트(130)이며, 비디오 로우(VIDL) 라인(134)에 접속된다.
전송 게이트(128,1130)는 수평 쉬프트 레지스터(124,126)에 의하여 제어된다. 도 2에 도시된 실시예처럼, p-채널 전송 게이트(128)는 하이 수평 쉬프트 레지스터(124)에 의하여 제어되며, n-채널 전송 게이트(130)는 로우 수평 쉬프트 레지스터(126)에 의하여 제어된다. 수평 쉬프트 레지스터(124,126)는 수평 쉬프트 제어(122)에 의하여 제어된다. 수평 쉬프트 레지스터(124,126)는 비디오 신호의 비트 또는 세그멘트가 하기와 같이 전송되는 열을 선택한다.
디스플레이 메트릭스 회로(118)는 다수의 픽셀 엘리멘트(138)를 가진다. 예컨대, QVGA 디스플레이에는 76,800(320*240) 액티브 픽셀 엘리멘트가 존재할 것이다. 후술하는 바와 같이 액티브가 고려되지 않는 추가의 픽셀 엘리멘트가 존재할 수도 있다. 각각의 픽셀 엘리멘트(138)는 트랜지스터(140) 및 픽셀 전극(142)을 가진다. 픽셀 전극(142)은 이미지를 생성하기 위하여 픽셀 캐패시터(148)을 형성하도록 도 9에 최상으로 도시된 액정 크리스탈(146)의 보간층 및 카운터전극(144)와 관련하여 작동한다.
상술한 바와 같이 수평 쉬프트 레지스터(124,126)를 사용하여 신호를 수신하는 열을 선택하는 것에 추가하여, 행이 선택될 필요가 있다. 수평 쉬프트 레지스터(120)는 행을 선택한다. 수평 쉬프트 레지스터(120)로부터의 행 라인(150)은 행의 픽셀에서의 턴으로 각 트랜지스터(140)의 게이트에 접속된다. 하나의 행에 대하여 픽셀을 턴온된 픽셀 및 수평 쉬프트 레지스터(1124,126)중 하나에 의하여 선택된 열(152)의 경우, 하나의 픽셀이 선택되고, 비디오 신호는 액정 크리스탈을 유도하거나 픽셀 엘리멘트의 액정 크리스탈을 릴렉스하도록 한다.
마이크로디스플레이(110)는 진보된 방식으로 행대행으로 스캐닝된 이미지를 가진다. QVGA의 바람직한 실시예에서, 이미지가 스캐닝되거나 픽셀 전극 전압은 픽셀 엘리멘트에 의하여 픽셀 엘리멘트가 세팅된다. 두개의 픽셀 엘리멘트는 한번에 세팅될 수 있으며, 이때 도 11을 참조하여 하기에 설명되는 바와 같이 짝수 또는 홀수 행은 하이 수평 쉬프트 레지스터(124)를 사용하여 VIDH 신호(132)를 수신하고, 다른 행(즉, 짝수 또는 홀수)은 로우 수평 쉬프트 레지스터(126)을 사용하여 VIDL 신호(134)를 수신한다. 도 10에 도시된 다른 구성, 즉 디스플레이가 부분으로 분리되고 동시에 공급될 수 있는 구성이 사용될 수 있다. 또한, 디스플레이가 여러 VIDH 및 VIDL 입력을 사용한다면 동일한 클록 사이클에서 다중 픽셀 전극이 스캐닝될 수 있는 것을 인식한다.
디스플레이 메트릭스 회로(118)는 열 리셋 회로(154)를 가진다. 열 리셋 회로(154)는 도 24 및 25를 참조하여 하기에 설명되는 바와 같이 전력 다운을 모두 리셋하는데 사용되고, 도 23A 및 23ㅠ 를 참조하여 하기에 설명되는 바와 같이 초기화에 사용된다. 초기화시, 열 리셋 회로(154)는 액정 크리스탈이 소거 상태를 릴렉싱하도록 하는 전압으로 각 픽셀 전극(142)에 대한 전압으로 세팅한다. 열 리셋 회로(154)는 후술하는 바와 같이 프레임 또는 서브프레임 이전에 사용된다.
도 3은 열 반전을 사용하는 마이크로디스플레이를 위한 타이밍도를 도시한다 비디오 신호는 실제 비디오 및 반전 비디오와 같은 IC 디스플레이 다이(116)에 전송된다. 도 2에 도시된 p-채널 전송 게이트(128)는 실제 비디오를 수신하고 이러한 게이트에 의하여 공급된 픽셀은 공통 전압(VCOM), 카운터전극에 인가된 전압 및 공급 전압 소스(VDD) 사이에서 유도된다. n-채널 전송 게이트(130)는 반전 비디오를 수신하고 이러한 게이트에 의하여 인가된 픽셀은 VCOM및 공급 전압 싱크(VEE) 사이에서 유도된다. 하나의 서브프레임에서, 하나의 열은 비디오를 수신하고 인접 열은 반전 비디오를 수신한다. 다음 서브프레임에서, 비디오 및 반전 비디오를 수신하는 열은 스위칭된다. 전체 프레임이 디스플레이로 스캐닝된 후, 액정 크기스탈이 트위스트되는 지연이 존재하며, 백라이트는 이미지를 제공하기 위하여 발광된다. 액정 크리스탈이 트위스트되는 지연은 이하에서 설명된다. 바람직한 실시예에서, VDD는 대략 11볼트이고 VEE는 대략 2볼트이며, VCOM은 대략 7.0볼트이다. 여기에는 액정 크리스탈에서의 오프셋 전압을 수용하기 위하여 VCOM및 단일 센터전압(VVC) 사이의 약간의 전압차가 존재한다. 각 열에서 비디오를 교대하는 기술은 열 반전이라 불리며, 액정 크리스탈에 DC 전압이 생성되는 것을 막고 추가로 크로스 토크가 생기는 것을 막는 것을 돕는다. 열 반전에 추가하여, 다른 유사한 반전 기술은 행반전, 프레임 반전 및 픽셀 반전이다.
이미지를 제공하기 위하여 상이한 방식으로 백라이트를 발광시키며 비디오를 공급하는 다른 타이밍도가 후술된다.
마이크로디스플레이(110)으로 참조되는 플랫 패널 디스플레이는 각 어셈블리가 여러 스텝을 가질 수 있는 여러 주요한 어셈블리에 조립된다. 도 4를 참조하면, 웨이퍼(114)는 집적회로 디스플레이 다이(116)가 놓여진 SOI(절연체위의 실리콘) 웨이퍼에 존재한다. 디스플레이 회로(116)는 유리 시트(158)에 전성되고, 우이퍼(114)에 떨어져 위로향한다. 디스플레이 회로(116)의 뒷면이 처리된다. 디스플레이 회로(116)에 추가하여, 도 6에 도시된 바와 같이 카운터 전극(144)을 갖는 ITO(인듐 틴 옥사이드) 웨이퍼(160)가 제작된다. 디스플레이 회로(116), ITO 웨이퍼(160) 및 액정 크리스탈(146)이 디스플레이 어셈블리(162)에 조립된다. 디스플레이(162)는 모듈 디스플레이(164)상에 조립된다.
IC 디스플레이 다이(116)의 형성은 도 5A-5D에 도시된다. 디스플레이 메트릭스 회로(118)의 트랜지스터(140)중 하나는 도 5A에 도시된 바와 같이 절연 기판(174)상에 얇은 필름 단일 크리스탈 실리콘층(172)으로 형성된다. 절연 기판(174)상의 실리콘층(172)은 제 1 실리콘 웨이퍼가 절연 옥사이드층으로 제 2 실리콘 웨이퍼에 부착되는 접착 웨이퍼 처리를 사용하거나 실리콘층의 재결정에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 웨이퍼는 디스플레이 회로 제작에 적당한 절연체위실리콘 구조를 형성하고 광학적으로 투명한 기판에 전송하도록 얇다. 디스플레이의 제작시의 추가 세부사항은 1994년 3월 21일 출원되고, "Methods of Febricating Active Matrix Pixel Electrodes"로 명명되고 1998년 1월 6일에 미국 특허번호 5,705,424로 특허허여된 미국 특허 출원번호 08/215,555 및 "Color Sequential Reflective Microdisplay"으로 명명되고 1998년 11월 10일자 출원된 미국 특허 출원 번호 제 08/966,985호에 개시되어 있으며, 이 모두는 본 명세서에서 상호참조된다. 써멀 옥사이드(176)는 단일 크리스탈 실리콘층(172)의 일부에 놓인다. 절연 기판(174)은 실리콘 웨이퍼(178)에 의하여 운반된다.
Si3N4(180)층은 도 5B에 도시된 바와 같이 써멀 옥사이드(176) 및 절연 기판(174)위에 비반사층으로 형성된다. 픽셀 전극,(142), 폴리 실리콘 전극이 Si3N4(180)층상에 형성되고 얇은 필름 단일 크리스탈 실리콘층(172)와 접촉된다.
도 5C를 참조하면, 보론 포스포러스 실리카 글래스(BPSG)층(184)가 회로상에 형성된다. 일부가 에칭되고, 알루미늄 터미널(186)이 추가된다. 도 5D를 참조하여, SiO2의 포스포러스 실리카 글래스(PSG)층이 BPSG(1134) 및 알루미늄 터미널(186)상에 형성된다. 티타늄(Ti) 블랙 메트릭스(190)가 광 쉴드로서 트랜지스터상에 위치한다. 실리카 비활성(192)은 전체 웨이퍼상에 형성된다. 웨이퍼는 다음 어셈블리 처리를 위하여 준비된다.
여러 처리과정에서, 카운터전극(144)를 갖는 ITO 웨이퍼(160)가 형성된다.도 6은 유리(198)층 및 카운터전극(144)(ITO층)을 갖는 ITO 웨이퍼를 도시한다.
형성된 회로부와 형성된 ITO 웨이퍼(160)의 경우, 두개가 함께 결합되어 준비된다. 회로부 디바이스(116)는 이후 도 7A에 도시된 광투명 기판(204)으로 전송된다. 여기서 참조로 통합되는 미국 특허 No. 5,256,562에 더 상세히 기술된 투명 접착제 (206)는 기판(204)에 대한 회로를 보호하는데 사용된다. 초기에 절연 기판(174)에 부착된 도 5A-5D에 도시된 Si 웨이퍼(178) 층은 제거된다.
매설 산화물층으로 지칭되는 절연 기판(174)은 도 7A에 기술된 바와 같이 픽셀 어레이(142)에 걸친 위치에 에칭된다. 픽셀 어레이에 놓여지지 않은 매설 산화물층이 남아있으며, 거기에 일련의 풀(208)을 형성한다. 바람직한 실시예에서, 매설 산화물층은 0.5 ㎛이며 픽셀 어레이를 통해 풀 영역에서 0.2 ㎛에서 0.3 ㎛만큼 얇아진다. 픽셀 어레이를 얇게 함으로써, 액정에 인가된 전압은 트랜지스터(TFTs)에 대한 백-게이트 효과를 포함하지 않고서 증가된다.
선택적인 집적 회로 디스플레이 다이(116)는 도 7B 및 7C에 도시된다. 도 7B를 참조하면, 절연 기판(174)은 에칭되며, Si3N4(180) 층은 절연 기판(174)과 열 산화물(174)을 통해 형성된다. 픽셀 전극(142), 폴리-실리콘 전극은 Si3N4층을 통해 형성되며 박막 필름 단일 크리스탈 실리콘층(172)과 접촉한다. 웨이퍼의 나머지는 상기에 기술된 방법으로 형성된다.
회로 장치(116)는 도 7C에 도시된 바와 같이 광학적으로 투명한 기판(204)에 전송된다. 매설 산화물층으로 지칭되는 절연 기판(174)은 에칭된다. 매설 산화물은 도 7B에 도시된 Si3N4층(180)에 도달될 때까지 얇아진다. Si3N4층(180)은 습식 에칭 인산 공정에 의해 제거된다. 픽셀 전극(142)은 액정(146)과 접촉한다.
절연 기판(174)은 픽셀 전극(142)이 실리콘 웨이퍼(178)에 대해 놓여지는 위치에서 에칭될 수 있음이 인지된다. Si3N4층은 실리콘 웨이퍼(178)상에 놓여진다. 매설 산화물은 회로 장치(116)가 광학적으로 투명한 기판(204)에 전송된 후에 얇아질 필요가 없다. Si3N4층(180)은 상기에 기술된 바와 같이 제거된다.
도 7A에 도시된 바와 같은 일련의 풀(208)은 Si3N4층(180)으로 얇아질 수 있음을 인식할 것이다. Si3N4층(180)은 습식 에칭 인산 공정을 통한다.
SiOx의 정렬층(210)은 도 6 및 7A에 도시된 매설 산화물과 역전극상에 증착된다. 정렬층(210)은 하기에 기술된 바와 같이 액정을 정렬한다.
프레임 부착물(212)은 도 8에 도시된 각 디스플레이 영역주변에 놓여진다. 부가로, 실버 페이스트는 각 디스플레이상의 하나의 스팟(spot)에 놓여지며, 따라서 역전극은 합류될 때 회로에 접속된다. 충진 홀은 하기에 기술된 바와 같이 액정을 충진하도록 남아있다. 프레임 부착물은 다수의 스페이서 볼을 갖는다. 스페이서 볼은 3-4 ㎛의 직경을 갖는다. TFT 유리 및 역전극 유리는 함께 압축된다. 스페이서 볼은 본딩 압력이 형성도리 때 1.8 ㎛ 간격을 두도록 한다. 능동 매트릭스 영역에는 스페이서가 없다. 결합된 웨이퍼는 그후에 경화된다. 바람직한 실시예에서 스페이서 볼이 사용되는 동안, 스페이서없는 디스플레이는 또한 포스트와같은 다른 스페이서 기술을 이용하여 형성될 수 있다.
경화후에, 두개 시트의 유리, TFT 유리(204) 및 역전극 유리(198)는 선이 그어지고 깨뜨려진다. 두개의 유리층은 두개의 맞은편 단부에서 선이 그어지고 깨어지며 그로인해 TFT 유리(204)는 도 9의 역전극 유리(198)에 비해 오른쪽으로 시프팅되는 것으로 나타난다.
개별 디스플레이는 홀딩 트레이에 놓여지고 매설층과 역전극사이에 스페이스를 충진하도록 액정에 담그어진다. 액정(146)은 정렬층(210)사이에 놓여진다. 충진 홀은 그후에 충진된다. 이것이 디스플레이 어셈블리의 마지막 단계이다.
모듈 어셈블리는 플렉스 케이블(214) 및 한쌍의 편광기(216)를 부착하고 이들을 모듈(218)에 장착하여 구성된다. 도 9를 참조하면, 디스플레이(110)의 단면도가 도시된다. 명확화를 위해, 디스플레이의 엘리먼트는 도시되지 않으며, 하나의 픽셀 엘리먼트만이 도시되며 소정의 엘리먼트는 도시되지 않았다. 디스플레이(110)는 삽입된 액정 재료층(146)에 의해 역전극(144)으로부터 간격을 둔 픽셀 엘리먼트(138)를 포함하는 능동 매트릭스 부분(220)을 갖는다. 각 픽셀 엘리먼트(138)는 트랜지스터(140) 및 픽셀 전극(142)을 갖는다. 능동 매트릭스 부분(220)은 능동 매트릭스가 높은 휘도 광을 요구하는 투사에 사용되면 트랜지스터(TFT)(140)를 보호하기 위해 알루미늄 광 실드(224)를 가질 수 있다. 역전극(144)은 솔더 범프(226)에 의해 회로의 나머지에 접속된다. 매트릭스(220)는 한쌍의 유리 기판(198, 204)에 의해 바운딩된다. 부가의 한쌍의 유리 플레이트(228)는 능동 매트릭스 부분(220)의 아웃보드에 놓여진다. 유리플레이트(228)는 편광기(216)로부터 간격을 둔다. 상기 간격은 절연층(230)을 한정한다. 디스플레이(110)의 모듈(218)은 능동 매트릭스 부분(220), 유리 플레이트(228) 및 편광기(216)를 포함하는 2피스 케이스이다. 상온 가황(RTV) 고무(232)는 상기 케이스의 적절한 위치에서 엘리먼트를 유지하도록 기여한다.
각 유리 기판(198, 204)은 액정(146)층의 반대측상에 편광기(216) 중 하나를 갖는다. 편광기(216)는 유리 가판(198, 204)로부터 유리 플레이트(228)의 바깥 표면으로 이동될 수 있다. 편광기를 액정으로부터 더 멀리 이동시킴으로써, 편광기 재료(216)내의 결함이 사용자의 눈에는 명백하지 않다. 사용자가 액정 재료에 집중하며 편광기 재료(216)를 액정으로부터 이동시킴으로써, 사용자 필드의 깊이로부터 제거된다.
더욱 신속한 응답을 위한 액정을 얻기 위해, 역전극 및 산화물층간의 거리는 풀(208)에서 2.0 ㎛이다. 두개의 엘리먼트간의 좁은 거리는 빛이 통과하도록 비틀어야 하는 액정을 적게 발생시킨다. 그러나, 거리가 좁게되면 디스플레이를 충진하기 어렵게하는 소정의 액정의 점성도를 포함하는 부가의 문제점이 발생한다. 따라서, 적절한 액정의 선택은 액정 특성 평가를 필요로 한다.
바람직한 액정을 선택하는데 고려되어야 할 여러 특성이 있다. 소정의 특성은 동작 온도 범위, 복굴절(델타 n = ne- no), 동작 전압, 액정의 점성도 및 저항력을 포함한다. 점성도에 대해, 흐름 점성도 및 회전 점성도는 검사될 두개 영역이다. 바람직한 범위는 온도 범위 0℃ - 70℃에서 40 센티푸아즈 (cp)이하의 흐름점성도 및 200 cp이하의 회전 점성도이다.
액정을 선택하는데 검사되는 또 다른 특성은 델타 n이다. 델타 n의 값은 두개 표면에서의 셀 갭과 액정 사전기울기 각에 따른다. 두개 표면에서의 사전기울기 각은 매설 산화물 및 역전극에 증착된 SiOx정렬층에 의해 영향받는다. 2 ㎛ 갭에 대해 0.18보다 큰 델타 n이 바람직하며 0.285의 델타 n이 바람직하다. 큰 갭에 대해 다른 델타 n이 요구된다. 5 ㎛의 갭에 대해 0.08에서 0.14까지의 범위에 있는 델타 n이 바람직하다.
점성도 및 델타 n(△n)에 부가하여, 액정의 임계 전압 및 전압 유지율은 액정을 선택할 때 검사되는 기준이다. 바람직한 실시예에서, 임계 전압은 1.8 볼트 이하이며, 바람직하게는 약 1.2 볼트이다. 전압 유지비는 바람직하게는 99%이상이다.
바람직한 다른 특성은 UV 및 높은 광 강도에 대해 용이하게 정렬하고 안정성을 갖는 것이다. 필요하다면, 델타 n은 더 낮은 점성도 및 더 낮은 동작 전압을 달성하기 위해 절충될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 선택된 액정은 SFM(수퍼플루오르 재료)이다. 바람직한 실시예에서, 선택된 액정은 Merck에 의해 시장화된 TL203 및 MLC-9100-000 중 하나이다.
액정은 두개 표면으로부터 확장하는 화학적 사슬 형태이다. 도 7A에 도시된 바와 같은 SiOx의 정렬층(210)은 매설 산화물(174) 및 역전극(144)상에 증착되거나,또는 도 7C1의 픽셀 전극(142) 및 역전극(144)은 바람직한 실시예에서 서로에 대해 90°로 방향설정된다. 정렬층(210)은 액정(146)에 사전정렬을 제공한다. 정렬층(210)은 대략 500 Å의 두께를 갖는다.
액정의 사슬은 관련된 픽셀 전극에 대한 전압에 따라 꼬이거나 꼬이지 않는다. 편광 플레이트에 대한 꼬임은 화이트 또는 밝은 상태와 어두운 상태사이를 진행하는 액정을 발생시킨다.
액정 및 편광 플레이트의 관계에 따르는 동안, 액정은 릴랙스 위치에서 밝거나 어둡게 보일 수 있으며, 역으로 구동 상태에서 어둡거나 밝게 보일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 액정은 릴랙스 위치에서 밝게 보이며 구동 상태에서 어둡게 보인다.
상기에 나타난 바와 같이, 마이크로디스플레이(110)는 서로 다른수의 픽셀을 갖는 능동 매트릭스를 가질 수 있다. 도 10은 개략적으로 (640 x 480) 픽셀 디스플레이에 대한 선택적인 회로 능동 매트릭스 디스플레이 다이(240)를 도시한다. 도 2에 도시된 실시예와 반대로, 디스플레이는 동시에 그리고 독립적으로 주입하는 사분면으로 분할된다. 집적 회로 디스플레이 다이(240)는 디스플레이 매트릭스 회로(242), 한 쌍의 수직 시프트 레지스터(244), 수평 시프트 제어(246), 네개한조의 수평 시프트 레지스터(248) 및 다수의 전송 게이트(250)를 갖는다.
디지털로부터 아날로그 증폭기로의 아날로그 비디오 신호는 디스플레이 매트릭스 회로(224) 상하에 위치된 전송 게이트(250)에 대해 네개한조의 비디오 신호 라인(252)상에서 전달된다. 집적된 회로 디스플레이 다이(240)는 상기에 논의된열 리셋 회로(154)와 유사한 열 리셋 회로(254)를 갖는다. 디스플레이 매트릭스 회로(242)는 도 2와 관련하여 상기에 논의되고 도 20A에 더 상세히 도시되는 바와 유사한 엘리먼트를 갖는다.
480 x 320 및 1280 x 1024와 같은 더 소형이며 더 큰 어레이에서, 독립적으로 섹터에서 디스플레이를 분배하고 개별 섹터를 구동시키는 것이 바람직할 수 있다. 다중 채널 구동기를 갖는 디스플레이의 또 다른 기술은 여기서 참조로 통합되는 1997년 9월 30일에 출원된 "카메라용 컬러 디스플레이 시스템"이란 명칭의 미국 특허출원 No. 08/942,272에 기술된다.
도 11은 비디오가 도 11에서 상기에 한측으로부터 디스플레이의 짝수 열에 공급되며 홀수 열에 대한 비디오가 다른 측에 공급되는 낮은 전압 비디오용 마이크로디스플레이에 대한 집적된 회로 디스플레이 다이(258)를 도시한다. 집적 회로 디스플레이 다이(258)로의 통합되는 것은 디스플레이 매트릭스 회로(260), 수직 시프트 레지스터(120), 수평 시프트 제어기(122), 한 쌍의 수평 시프트 레지스터(124, 126) 및 다수의 전송 게이트(262)이다. 전송 게이트(262)는 상보적인 쌍의 N 채널(1020) 및 P 채널 (1022) 트랜지스터로 실행될 수 있다.
한쌍의 비디오 신호 라인(264)은 도 39B에 대해 상세히 논의되는 바와 같이, 한쌍의 디지털 대 아날로그 증폭기(356)로부터 전송 게이트(262)로 아날로그 비디오 신호를 전달한다. 전송 게이트(262)는 수평 시프트 레지스터(124, 126)에 의해 제어된다. 수평 시프트 레지스터(124, 126)는 수평 시프트 제어기(122)에 의해 제어된다. 수평 시프트 레지스터는 입력된 비디오 신호에 의해 전송되는 비디오 신호의 비트 또는 세그먼트에 대해 두개의 열을 선택한다. 도 2 및 도 10에 도시된 집적 회로 디스플레이 다이와는 반대로, 하나는 짝수 열에 있으며 하나는 홀수 열에 있는 두개의 픽셀이 동시에 기록된다.
디스플레이 매트릭스 회로(260)는 이전의 실시예와 유사한 다수의 픽셀 엘리먼트(128)를 갖는다. 각 픽셀 엘리먼트(138)는 트랜지스터(140)와 픽셀 전극(142)을 갖는다. 픽셀 전극(142)은 이미지를 형성하기 위한 픽셀 캐패시터(148)를 형성하기 위해 도 20A에 도시된 바와 같이, 역전극(144) 및 액정(146)의 삽입층과 관련하여 동작한다.
수평 시프트 레지스터(124)의 이용에 의해 신호를 수신하는 열을 선택하는데 부가하여, 행이 선택될 필요가 있다. 수직 시프트 레지스터(120)는 행을 선택한다. 수직 시프트 레지스터(120)로부터의 행 라인(150)은 행의 픽셀을 턴 온하도록 각 트랜지스터(140)의 게이트에 접속된다. 선택된 하나의 행 및 두개의 열(152)에 대해 픽셀이 턴 온되면, 수평 시프트 레지스터(124, 126) 각각에 의해, 두개의 픽셀이 선택되며 비디오 신호는 액정 크리스털을 구동시키거나 또는 픽셀 엘리먼트의 액정이 릴랙스하도록 허용한다.
도 2의 집적 회로 디스플레이 다이(116)와 반대로, 두개의 수평 시프트 레지스터 및 두개의 비디오 신호 라인이 있는동안, 각 비디오 신호 라인은 비디오 신호 및 반전된 비디오 신호 양쪽을 수신한다. 신호는 프레임 또는 서브프레임마다 스위칭되며 프레임 반전으로 지칭된다. 부가로, 역전극(VCOM)에 대한 전압은 하기에설명된 바와 같이 프레임 또는 서브프레임마다 스위칭된다. 집적 회로 디스플레이 다이는 또한 열 리셋 회로(154)를 갖는다. 하기에 더 상세히 기술되는 낮은 전압 비디오(LVV)에서, 역전극의 전압은 스위칭되고 서브프레임의 시작에서 초기화가 발생한다. 동시에 두개의 픽셀에 기록하는 집적된 회로 디스플레이 다이(258)가 LVV로 논의되는동안, 다른 것은 요구되지 않는다.
마이크로디스플레이(110)상의 이미지는 액정(146)을 통해 빛을 비추거나 또는 액정(146)을 역광시킴으로써 바람직한 실시예에서 조망된다. 도 12A, 12B 및 12C는 역광 시스템(266)을 도시한다.
디스플레이(110)에 비교하여 역광 시스템(266)의 바람직한 실시예의 분해도는 도 12A에 도시된다. 다수의 LEDs(270) 역광은 회로 보드(268)상에 장착된다. 바람직하게는, 3개의 LEDs가 세가지 컬러를 제공하도록 사용된다. LEDs(270)를 갖는 회로 보드(268)는 역광 하우징(278)에 의해 고정된다. 역광 하우징(278)과 디스플레이(110)사이에는, 3M 코포레이션으로부터 이용가능한 "BEF" 필름과 같은 휘도 강화 필름(280)이 선택적으로 확산기(282)와 함께 사용될 수 있다. 도 12B 및 12C에 도시된 바와 같이, 하우징(278)의 제 1 측상에 장착된 회로 보드(268) 및 역광 구동 영역은 하우징(270)의 제 2 측상의 확산기에 의해 한정된다.
마이크로디스플레이(100) 및 역광 시스템(266)은 렌즈 시스템(284)과 결합된다. 도 13A는 어셈블링된 디스플레이 모듈(286)의 투시도이다. 도 13B의 분해도는 시스템(286)의 엘리먼트를 상세히 도시한다. 역광 반사기는 에폭시 접착제 또는 다수의 클립(288)을 이용하여 디스플레이(110)상에 직접 부착될 수 있는 역광하우징(278)에 위치한다. 디스플레이는 투명 윈도(292)를 통해 사용자에 의해 조망되는 디스플레이의 구동 영역의 가시 경계를 한정하는데 이용될 수 있는 디스플레이 홀더(290)에 의해 고정된다. 렌즈 시스템(284)의 일반적으로 고려되는 부분인 투명 윈도(292)는 광학 홀더(294)에 의해 전달된다. 부가의 광학 홀더(294)는 컬러 정정 엘리먼트(296) 및 렌즈(298)를 포함한다. 선택적인 제 2 렌즈는 광학 홀더(294)에 위치할 수 있다.
광학 홀더(294)는 하우징 엘리먼트(300)에 슬라이딩가능하게 놓여진다. 광학 홀더(294)에 의해 전달된 핀(302)은 링(304)의 회전이 광축(306)을 따라 광학 홀더 (294)를 변환하도록 홀더(294)를 링(304)에 결합한다. 하우징 엘리먼트(300)에 대한 링(304)을 포함하는 홀딩 패널(308)은 또한 도 9에서 하우징 엘리먼트(300)로 지칭되는 디스플레이 홀더(290)를 보호한다. 도 13A 및 13B에 도시된 어셈블링된 디스플레이 모듈(286)은 15cm3이하의 체적을 갖는다.
어셈블링된 디스플레이 모듈(286)은 도 43에 도시된 것과 같은 뷰파인더 하우징(862)과 같은 외부 하우징내에, 또는 도 41에서와 같이 여기에 기술된 다른 장치 하우징내에 잘 정비되어 고정된다. 이러한 소형 고해상도 디스플레이는 사용자의 눈의 0.5 인치에서 10 인치 범위내의 사용자의 손에 고정될 때, 깨끗한 이미지가 제공되도록 하는 배율을 필요로 한다.
도 14A를 참조하면, 마이크로디스플레이(110)의 이미지를 확대하고 도 13A 및 13B의 광학 홀더(294)에서 전달되는 렌즈(298)가 도시된다. 0.24 인치 대각선마이크로디스플레이를 갖는 QVGA(Quarter VGA 320 x 240) 디스플레이에 대해, 바람직한 실시예에서 렌즈(298)는 양 30.4mm의 외부 직경(312)을 가지며 광축(206)에서의 두께(314)는 약 8mm를 갖는다. 렌즈(298)는 디스플레이로부터 빛을 수신하는 내부 표면(316) 및 약 21.6mm의 곡선 직경을 가지며, 조망 표면(318)은 약 22.4의 직경(320)을 갖는다. 렌즈(298)의 주변 에지(322)는 광학 홀더(294)에서 렌즈 (298)를 고정하는데 사용되며 약 2mm이 두께(324)와 약 4mm의 반경(328)을 갖는다. 바람직한 실시예에서 렌즈(298)는 아크릴로 구성되는 반면, 렌즈(298)는 폴리머 재료 또는 유리로 구성될 수 있음을 인식할 것이다. 상기 렌즈의 이러한 특정예는 16도 뷰필드 및 50mm의 ERD(Eye Relief Distance)를 갖는다.
도 14B는 렌즈(298)를 갖는 선택적인 어셈블링 디스플레이 모듈(286)의 단면도이다. 도 14B에 도시되지 않았지만 투명 윈도(292) 및 컬러 정정 엘리먼트(296)와 함께 렌즈(298)는 광학 홀더(294)에 의해 획득된다.
역광 하우징(278)은 3개의 LEDs(270)를 갖는다. 마이크로디스플레이(110)는 홀딩 엘리먼트(300)와 역광 하우징(278)사이에 삽입된 모듈(218)내에 있다.
더 큰 뷰필드를 갖는 1.25인치 직경 렌즈 시스템(330)의 또 다른 바람직한 실시예는 도 14C에 도시된다. 3개의 렌즈 엘리먼트(332, 334, 336)는 디스플레이 (110)상의 이미지를 확대한다.
컬러 정정 엘리먼트(296)는 위상 정정을 입사광으로 유도하는 순환 단계를 갖는 윤곽선 표면을 갖는 투명한 몰딩 플라스틱 키노폼(kinoform)일 수 있다. 단일 렌즈(298)가 키노폼, QVGA 디스플레이(110)용 컬러 정정 엘리먼트(296)에 인접하여 위치되는 바람직한 실시예(296)의 구성은 밀리미터의 치수로 도 15에 도시된다. 키노폼(296)은 렌즈에 인접한 오목 표면(296a)을 형성하도록 몰딩된 아크릴 재료로 구성될 수 있다. 표면(296a)은 전송율을 증가시키도록 반사방지 코딩을 가질 수 있다. 오목 표면은 서로 다른 반경 및 폭의 다수의 존(zone)으로 분할된다. 각 존은 표면의 짧은 거리에 의해 분리된다. QVGA 디스플레이는 바람직하게 150에서 300 존사이를 가지며 반면에 640 x 480 디스플레이는 500에서 1000존사이를 갖는다.
컬러 디스플레이용 광학 시스템의 다른 바람직한 실시예는 여기서 참조로 통합되는 1995년 11월 30일 출원된 미국 특허출원 No. 08/565,058에 기술되어 있다. 컬러 디스플레이용 광학 시스템상의 부가 항목은 여기서 참조로 통합되는 Jacobsen등에 의한 "휴대용 통신 시스템용 반사 마이크로디스플레이"란 명칭의 1997년 11월 10일 출원된 미국 특허출원 No. 08/966,985에 기술되어 있다.
이미지를 생성하는데 있어서 하기에 상세히 기술되는 액정의 픽셀 세그먼트의 트위스팅 및 언트위스팅 및 LEDs(270)를 제어하는데 필요한 역광 시스템(266)의 LEDs(270)는 하기에 설명된 이미지를 생성하도록 플래시된다. 부가로, 플래싱에 대해 강도를 변화시키는 것이 바람직할 수 있다.
LEDs(270)가 생성되면, 주어진 전류에 대한 강도는 LED간에 또는 랏(lot)간에 변화할 것이다. 세가지 LED, 레드, 블루 및 그린의 컬러에 밸런스를 맞추기 위한 하나의 기술은 각 LED에 분압기를 연결하고 컬러 온도의 적절한 밸런스를 얻도록 조절하는 것이다.
도 16A가 검출기(342)를 갖는 역광 시스템(340)의 단면도이다. 역광 시스템 (340)은 회로 보드(344) 및 확산기(282)가 부착된 역광 하우징(278)을 갖는다. 다수의 LEDs(270)는 회로 보드(344)에 부착된다. 검출기(342)는 회로 보드(344)의 반대측상에 위치한다. 개구부 또는 유리 막대(346)는 회로 보드(344)를 통해 빛이 LEDs(270)로부터 검출기(342)로 통과하도록 허용한다. 바람직한 실시예에서, 검출기(342)는 실리콘으로 이루어진다. 포토 저항 재료와 같은 다른 가시 광 센서가 이용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 16B는 LEDs(270)에 대한 전류를 제어하는 회로(348)의 개략도이다. 회로(348)는 LED(270)를 선택하는 멀티플렉서(352)를 통해 LEDs(270)를 제어하는 디스플레이 로직 회로(350)를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 멀티플렉서(352)는 디스플레이 로직 회로의 일부이다. 멀티플렉서(352)는 디스플레이 로직 회로(350)에 의해 제어된다. 디스플레이 로직 회로(350)는 마이크로디스플레이(110)에 관해 하기에 더 논의된다.
멀티플렉서(352)/LED(270)에 접속되는데 더하여, 디스플레이 로직 회로(350)는 메모리(354)에 연결된다. 바람직한 실시예에서, 메모리는 레드, 그린 및 블루 LEDs(270)에 대한 강도 레벨의 미리 결정된 값을 유지하는 24비트 메모리이다. 디지털 대 아날로그 변환기(356)는 메모리(354)로부터 디지털 값을 수신하며 강도 레벨을 나타내는 아날로그 신호를 생성한다.
휘도 제어(362)는 변환기(356)로부터 아날로그 신호를 조절하는데 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 휘도 제어(362)는 변환기(356)의 출력에서의 분압기일 수 있다. 선택적인 실시예에서, 휘도 제어는 변환기(356)의 풀-스케일 제어에 접속될 수 있다.
피드백 제어 회로(358)는 검출기(342)로부터의 신호와 변환기(356) 또는 휘도 제어기(362)로부터의 아날로그 강도 신호를 비교하며, LED 전류 구동 회로(360)용 출력 신호를 생성한다. 피드백 제어 회로(358)는 출력 신호를 조절하여 검출기 (342)에 의해 측정된 LED 강도가 변환기(356) 및 휘도 제어기(362)에 의해 세팅된 강도 값과 매칭하도록 한다. 바람직한 실시예에서, LED 전류 구동 회로(360)는 트랜지스터(366) 및 저항(368)을 이용한다.
대부분 환경에서 특히 밝은 태양광에서 가능한 밝은 디스플레이를 갖는것이 바람직한데, 디스플레이를 이용하는 사람이 야간에 비행기 또는 배와 같이 야간의 시야를 보존하도록 디스플레의 더 낮은 강도가 바람직한 소정의 상황이 존재한다.
디스플레이의 역광은 보통 모드로부터 야간 또는 주간은 광환경 모드로 변이한다. 보통 모드에서, 단색 디스플레이용 황색, 그린 또는 흰색 LED 및 컬러 시퀀셜 디스플레이용 레드, 블루 및 그린 LED와 같은 보통 광용 LED가 사용된다.
주간시간 동작동안, "주간" LED는 주변 태양광에서 판독가능하도록 디스플레이를 제공할 것이다. 주변 광 레벨이 감소하면, LED 강도는 시각에 편안한 휘도로 이미지를 제공하도록 감소될 수 있다. 낮은 광 환경의 소정 포인트에서, LED 강도의 감소용 호출은 "주간" LED를 턴 오프시키고 "야간" LED를 턴 온시킨다; 디스플레이 휘도의 부가 감소는 LED가 턴 오프되는 소정의 최소값 또는 소정 포인트에 도달할 때까지 "야간" LED 강도의 감소를 발생시킨다. 도 16B를 참조하면, 주변 광센서(369)는 LEDs(270)의 강도를 변화시키도록 휘도 제어기(362)에 연결한다. 주변 광 센서(369)는 또한 로직 회로(350)가 단일 컬러 "야간" LED로 스위칭할 수 있도록 디스플레이 로직 회로(350)에 접속한다.
디스플레이 휘도 증가는 이것의 반대가 될 것이며, "야간" LED가 턴 오프되고 "주간" LED가 턴 온되는 소정의 크로스오버 포인트까지 "야간" LED 휘도를 먼저 증가시키고 있다. 디스플레이 휘도의 부가 증가는 "주간" LED 휘도만을 증가시킬 것이다.
마이크로디스플레이가 위치되는 환경에 따라, "야간" LED는 레드 LED이거나 청록색 LED이다. 레드는 일반적으로 사람의 야간 시야를 유지하는데 더 우수한 것으로 고려되며, 레드 광은 야간 검출 기어를 이용하거 더 검출하기 용이하다.
야간 조명원은 적외선 및 인접 적외선 주파수를 방출하지 않는 소스의 클래스로부터 선택될 수 있으며, 또는 적외선 및 적외선 주파수를 제거하는 필터가 야간 광원 및 나머지 구조사이에 삽입도리 수 있는지를 인식한다.
광원의 강도, 스타일 또는 컬러는 주변 광에 좌우될 수 있는 반면, 주변 광의 레벨은 하기에 기술된 컬러 시퀀셜 프로세스에 영향을 미치지 않는다. 역광용 회로는 하기에 기술된다. 마이크로디스플레이(110)를 제어하는 회로는 하기에 기술된다.
단색 또는 컬러 시퀀셜 디스플레이용 디스플레이의 구성은 일반적으로 동일한 픽셀 피치 또는 크기와 동일하다. 이것은 레드, 그린 및 블루 각각에 대한 개별 픽셀이 존재하는 다른 유형의 컬러 디스플레이에 반대된다. 디스플레이의 구별은 마이크로디스플레이(110)가 아니라 광원이다. 단색 디스플레이에서 단일 광원이 요구되며, 컬러 시퀀셜 디스플레이에서 세개의 구별 광원(예를 들어, 레드, 그린 및 블루)이 존재한다. 세가지 구별된 컬러가 존재하는데서, 단색용 하나의 플래시에 비하여 최상의 이미지를 생성하기 위해 각 컬러가 플래시해야 한다. 단색에 대해, 하기에 기술된 바와 같이 LED를 남겨두거나 또는 광 방출 다이오드(LED)를 펄스화하는 것이 바람직할 수 있다.
시퀀셜 컬러 디스플레이에서, 디스플레이 패널은 각 주요 컬러당 한번씩 세번 스캐닝된다. 예를 들어, 20 Hz의 컬러 프레임을 생성하기 위해, 능동 매트릭스는 60 Hz의 주파수에서 구동되어야 한다. 그러나, 플리커를 감소시키기 위해 60 Hz이상에서 가시적 플리커가 감소되기 때문에 능동 매트릭스가 초당 60 프레임의 프레임율을 갖도록 구동하는 것이 바람직하다. 컬러 디스플레이에서 바람직한 프레임율은 초당 180 서브프레임을 발생시키는 초당 최소 60 프레임이며, 여기서 각 프레임은 레드, 블루 및 그린 서브프레임을 갖는다. 세개의 서브프레임이 아닌 하나의 프레임이 존재하는 단색 디스플레이와 반대로, 프레임율은 더 높아질 수 있으며 바람직한 실시예에서 프레임율은 초당 72 프레임이다. 컬러 시퀀셜 디스플레이용 디스플레이는 실질적으로 단색 디스플레이용 디스플레이와 유사한 반면, 서브프레임율은 컬러 시퀀셜의 바람직한 결과를 달성하기 위해 실질적으로 더 빠르도록 요구된다.
도 2 및 도 3을 지칭하면, 이미지는 제 1 행을 선택하는 수직 시프트 레지스터(120)에 의해, 전체 행이 기록될 때까지 열단위로 선택하는 수평 시프트 레지스터 (124, 126)에 의해 능동 매트릭스 디스플레이(110)로 스캐닝된다.
도 2에 도시된 집적 회로 디스플레이 다이(116)에 대한 바람직한 모드인 열 반전 모드에서, 각 픽셀 엘리먼트(138)용 비디오는 비디오 신호 하이 라인(132)으로부터 p 채널 전송 게이트(128)를 통해 입력되는 비디오와 비디오 신호 로우 라인(134)으로부터 n 채널 전송 게이트(130)를 통해 입력되는 반전된 비디오간에 교번된다. 각 열에서 비디오로부터 반전된 비디오로 교번하는 스위칭은 매설 산화물(174)과 액정(146)상의 DC 전압 증강을 방지한다.
제 1 행이 실행되면, 수직 시프트 레지스터(120)는 제 2 행을 선택한다. 이것은 최종 열이 선택될 때까지 계속된다. 수평 시프트 레지스터(124, 126)는 최종 행의 최종 열이 기록될 때까지 열단위로 선택한다. 따라서 제 1 픽셀(즉, 제 1 행, 제 1 열)이 기록될 때와 최종 픽셀(즉, 최종 행, 최종 열)이 기록될 때사이의 세트 타임 지연이 존재한다. 바람직한 실시예에서, 제 1 픽셀을 기록하는것부터 최종 픽셀을 기록하는 지연은 약 3 밀리초이다.
마이크로디스플레이(110)의 어셈블리를 기술하는 상기에 나타난 바와 같이, 액정은 전압 변화에 즉시 응답하지 않는다. 액정의 응답 지연은 도 17에 도시된다. 액정의 상태는 일반적으로 Vpixel(370)로 지칭되는 픽셀 전극(142)의 전압 및 일반적으로 VCOM(372)으로 지칭되는 역전극(144)의 전압에 따른다. 도 17에서 도시된 바와 같이 프레임(378)에서 Vpixel(370)이 초기에 VCOM(372)과 동일하면, 편광기를 통해 나타난 바와 같이, 액정 및 액정(146)을 통한 전압 강하가 없다는 것은 투명그래프에 나타난 바와 같이 명백하다. Vpixel(370)이 전압 +V 또는 V(374)이 되면, 액정을 통해 전압 강하 또는 전위차가 발생한다; 액정은 프레임(380)에 도시된 바와 같이 블랙으로 구동된다.
액정을 회전할 세트 시간으로 취하기 때문에 변화는 즉시 발생하지 않는다. 이러한 시간은 액정 및 온도 형태를 포함하는 여러 인수의 함수이다. 전압은 액정상의 DC 충전 빌딩을 방지하도록 픽셀상에서 반전되기 때문에 교번하는 것으로 도시된다.
고정 상태 블랙에 도달한후에, Vpixel은 VCOM에 세팅되면, 액정은 투명한 상태로 복귀한다. 투명에서 블랙으로의 변환과 같이, 변화는 즉각적이지 않다. 블랙에서 투명으로의 상태 변화는 액정이 프레임(382)에 나타난 바와 같이 블랙으로 구동될 때보다 더 오래 걸린다. 도 17은 투명에서 블랙으로 진행할때 걸리는 시간과 마찬가지로 블랙에서 투명으로 진행하는만큼의 2와 1/2 배의 시간을 소모하는 것을 도시한다. 상온에서 바람직한 액정을 이용하는 바람직한 실시예에서, 화이트에서 블랙으로 구동하는 시간은 약 4 밀리초이며 액정이 화이트로 복귀하는 시간은 약 10 밀리초이다.
상기에 나타난 바와 같이, 컬러 디스플레이가 플리커를 감소시키도록, 서브프레임당 6 밀리초이하이거나 초당 180 서브프레임이 요구된다. 따라서 초당 180 서브프레임에서, 액정은 서브프레임에서 블랙으로부터 투명으로 진행할 수 없다.
레드 이미지 또는 픽셀이 바람직한 예는 도 18A에 도시된다. 상위 그래프는픽셀 전극(142)의 전압인 Vpixel(370)을 도시한다. 전압 Vpixel(370)은 액정을 투명으로 릴랙스하거나 액정을 블랙으로 구동하기 위한 전압에 세팅된다. 액정은 레드 LED가 플래시할 때 투명해지며 또는 그린이나 블루 LED가 플래시할 때 블랙 또는 불투명이 된다. 따라서, 레드 픽셀을 얻기 위해, 픽셀 전극(142)의 전압인 Vpixel(370)은 빛의 레드 플래시와 관련된 서브프레임(384)에 대한 VCOM및 그린 및 블루 플래시와 관련된 서브프레임(386)에 대한 또 다른 전압에 세팅된다. 초당 180 서브프레임을 갖는 마이크로디스플레이(110)를 통해, 눈은 레드 플래시와 어두운 불투명 블렌딩하며 불투명 기간에 레드 픽셀을 생성한다.
액정이 제 1 서브프레임(384a)에서 투명한 것으로 시작하면, 그린 플래시와 관련된 다음 서브프레임(386a)에서 블랙으로 구동될 수 있다. 디스플레이 회로는 블루 플래시와 관련된 다음 서브프레임(386b)동안 계속해서 액정을 블랙으로 구동한다. 픽셀에 대한 디스플레이 회로가 픽셀 전극(142)용 전압 Vpixel(370)을 VCOM으로 세팅하면, 액정은 릴랙스가 허용된다. 그러나, 도시에서 나타난 액정(146)은 서브프레임(384b)이 실행되는 시간까지 투명한 상태를 얻지 못한다. 도 18A에 도시된 도면에서, 액정은 50%정도의 투명도를 얻을 뿐이다. 그린 서브프레임인 다음 서브프레임(386c)에서, 액정 (146)은 다시 블랙으로 구동된다. 따라서, 이러한 레드 픽셀용 액정은 플래시 이전에 완전히 투명한 상태를 획득하지 못한다. 최대 휘도 또는 대비는 달성되지 않는다.
컬러 시퀀셜 디스플레이를 통해, 디스플레이가 고정 이미지일 때도 디스플레이는 레드 이미지, 그린 이미지 및 블루 이미지를 통해 시퀀싱되기 때문에 디스플레이는 동적이다.
도 3을 참조하면, 액정은 트위스트 또는 언트위스트에 충분히 빠른 응답을 갖는다면, 또는 서브프레임이 더 긴 시간 주기에 있다면, 기록 박스의 단부에 의해 표시된 바와 같이 기록된 최종 픽셀(388)은 LED의 플래시전에 최종 위치에 정착될 것이다. 그러나, 액정은 도 18A에 도시된 바와 같은 플리커를 방지하기 위해 요구되는 프레임 또는 서브프레임 속도로의 고정을 허용하는데 충분히 빨리 응답하지 않는다. 픽셀이 순차적으로 기록되기 때문에, 제 1 픽셀(390)은 최종 픽셀(388)이전에 세트 타임에 기록된다(즉, 트위스트로 구동되거나 릴랙스가 허용됨). 바람직한 실시예에서, 제 1 픽셀(390)과 최종 픽셀(388)로이 기록사이의 시간은 약 3 밀리초이다.
따라서, 최종 픽셀(388)과 관련된 액정(146)과 제 1 픽셀(388)과 관련된 액정(146)은 역광의 플래시전에 응답하는데 동일한 시간을 갖지 않는다.
두개의 픽셀에서 서로 다른 액정의 트위스트를 통해, 액정을 통과하는 서로 다른양의 빛이 있으며 따라서 대비, 휘도, 컬러 블렌드는 디스플레이의 한 코너로부터 다른 코너로 변화할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이가 제 1 픽셀과 최종 픽셀에서 황색과 같은 중간 컬러를 갖는다면, 컬러는 동일하지 않을 것이다.
블루 플래시는 없으며 레드 플래시와 그린 플래시가 나타나도록 하여 형성된 황색 픽셀을 생성하는 예는 도 18B에 도시된다. 도 18B는 비디오 신호가 레드 서브프레임과 그린 서브프레임에 대해 각 픽셀 전극(142)에 대한 전압 Vpixel(370)을 VCOM으로 세팅하며 블루 서브프레임에 대한 또 다른 전압을 세팅한다. 따라서, 픽셀용 비디오는 블루 서브프레임에 대한 픽셀 블랙을 구동하도록 세팅되며 구형파에 의해 나타난 바와 같이, 레드 및 그린 서브프레임에 대해 릴랙스를 허용한다. 도 18B의 제 1 서브프레임(392a)에서, 제 1 픽셀(390)과 최종 픽셀(388)용 액정은 고정 상태 블랙으로 도시된다. 제 1 픽셀(390)은 레드 서브프레임(394a)의 시작에서 신호를 수신하며 액정은 릴랙스하기 시작한다. 최종 픽셀(388)은 바람직한 실시예에서 3 밀리초후에 신호를 수신하며, 액정은 그때에 릴랙스하기 시작한다. 제 1 픽셀 (390)과 최종 픽셀(388)에 관련된 액정(146)은 레드 LED 플래시가 투명하게 되는 변이의 서로 다른 포인트에있으며 레드의 서로 다른 레벨을 생성한다. 도 18B에 도시된 실시에에서, 플래시할 다음 컬러는 그린이며 따라서 제 1 및 최종 픽셀(390, 388)과 관련된 픽셀 전극(142)은 서브프레임(396a)으로의 변이에서 전압을 변경하지 않는다. 따라서 제 1 및 최종 픽셀(390)과 관련된 액정은 계속해서 투명상태로 변이한다. 그린용 LED가 플래시하면, 두개의 픽셀(390, 388)용 액정은 투명으로의 변이의 서로 다른 포인트에 있으며, 따라서 그린의 서로 다른 레벨이 존재한다. 부가로, 그린 플래시는 레드 플래시 및 액정이 변이하는데 더 많은 시간이 소요된후에 그린 플래시가 발생하기 때문에, 가시적인 그린량은 그린 옐로우를 발생한다.
도 18B를 참조하면, 다음 서브프레임은 블루 서브프레임(392b)이다. 픽셀(390, 388)은 블랙으로 구동된다. 다시한번 제 1 픽셀(390)이 서브프레임의 시작시에 신호를 수신하며 바람직한 실시예에서 액정이 블랙으로 변하는데 3 밀리초가 소요되며, 액정(146)은 블루 LED의 플래시전에 블랙이다. 최종 픽셀(388)은 서브프레임의 단부쪽에서 신호를 수신하며 블루 LED가 플래시될 때 여전히 블랙으로 변이하고 있다. 따라서, 이 서브프레임(392b)의 최종 픽셀(388)은 옐로우에서 약간 블루를 갖는다.
다음의 레드 서브프레임(394b)에서, 액정(146)은 릴랙스하며, 투명으로 변화한다. 최종 픽셀은 이전에 블랙으로 구동되며, 따라서 투명상태로 변이하며, 최종 픽셀은 다시한번 제 1 픽셀뒤에 지연될 것이다.
도 19A는 LVV 방법을 수행하는 디스플레이 제어 회로(400)를 도시한다. 디지털 제어 회로(400)는 소스로부터 이미지를 획득하고 마이크로디스플레이(110)상에 이미지를 디스플레이한다. 디지털 제어 회로(400)는 입력(404)에서 이미지 데이터를 수신하는 프로세서(402)를 갖는다. 프로세서(402)는 타이밍 제어 회로(410)를 통해 메모리(406) 및/또는 플래시 메모리(408)에 디스플레이 데이터를 전송한다. 이미지 데이터는 직렬 또는 병렬 디지털 데이터, 아날로그 RGB 데이터, 합성 데이터 또는 s-비디오를 포함하는 다양한 형태로 있을 수 있다. 프로세서(402)는 기술분야에 공지된 바와 같이 수신된 이미지 데이터 유형에 대해 구성된다. 도 19A에 도시된 바람직한 실시예에서, 신호는 디지털이거나 또는 타이밍 제어 회로(410)에 입력되기 전에 디지털로 변환된다.
타이밍 제어 회로(410)는 프로세서(402)로부터 클록 및 디지털 제어 신호를수신한다. 타이밍 제어 회로(410)는 마이크로디스플레이(110) 및 역광 시스템 (266)을 제어한다. 타이밍 제어 회로(410)는 다수의 라인(411)을 따라 역광(266)에 제어 신호를 전송한다. 타이밍 제어 회로(410)로부터의 제어 신호는 마이크로디스플레이(110)와 관련된 LEDs(270)의 플래시를 제어한다. LEDs(270)의 플래시의 타이밍, 지속시간 및 강도가 제어된다.
이미지 데이터는 디지털 대 아날로그 변환기(412)를 통해 타이밍 제어 회로(410)로부터 마이크로디스플레이(110)로 진행한다. 아날로그 이미지 데이터/신호는 두개 경로를 따라 전송된다. 경로들 중 하나는 인버터(412)를 통과하는 신호를 갖는다. 아날로그 비디오 신호 및 반전된 아날로그 비디오 신호는 각 서브프레임상의 입력을 교번시키는 스위치(416)를 통해 마이크로디스플레이(10)에 선택적으로 제공된다. 부가로, 디스플레이(110)에 입력되며 역전극(144)에 인가되는 공통 전압(VCOM)은 스위치(418)에 의해 두개 값사이에 교번한다. 디스플에 대한 비디오 및 VCOM을 교번하는 스위치(416, 418)는 타이밍 제어 회로(410)로부터 프레임 제어 라인 (420)에 의해 제어된다.
타이밍 제어 회로(410)는 수직 시작 펄스, 수직 클록, 수평 시작 펄스 및 수평 클록과 같은 제어 신호를 라인(422, 424)을 통해 디스플레이(110)에 전송한다. 라인(428)은 디스플레이(110)로의 이미지 프레임의 전송을 제어하도록 준비, 리셋, 기록 인에이블, 출력 인에이블, 컬러 인에이블, 어드레스 및 데이터 신호를 메모리(406/408)로 유도한다.
도 19A와 관련하여 도 19B를 참조하면, 역전극(144)의 전압인 공통 전압 (VCOM)은 두개의 전압사이에서 교번한다. 비디오 신호는 실제 비디오 신호와 반전된 신호사이에 교번한다. 비디오 신호가 매 열에서 반전되는 이전 실시예의 열 반전과 반대로, LVV에서 비디오 신호는 프레임마다 반전된다.
바람직한 실시예에서, VCOM은 6 볼트의 비디오 고전압(VVH) 및 1.5 볼트의 비디오 저전압(VVL)간에 교번한다. 따라서, VCOM은 HIGH로 지칭되는 고전압 VVH와 VCOMLOW로 지칭되는 저전압 VVL사이에 교번한다. 비디오 신호 전압은 VVL과 VVH간에 변동한다. 공급 전압 소스(VDD) 및 공급 전압 싱크(VEE)는 VVH및 VVL로부터 1.5 볼트만큼 옵셋되는데, 즉 VDD는 7.5 볼트이며 VEE는 0볼트이다. 이러한 옵셋 또는 헤드룸은 온 상태에서 픽셀 트랜지스터 전도성을 증가시키며 오프 상태에서 픽셀 트랜지스터 누설전류를 감소시킨다.
프레임(432a)에서와 같이 VCOM이 하이이면, 실제 비디오 신호는 매트릭스 회로/마이크로디스플레이(110)로 스캔되거나 기록된다. 액정(146)이 바람직한 위치로 트위스트하도록 휴지시간 또는 지연(436)이후에, 플래시 주기(438)는 LED 역광(266)이 이미지를 나타내도록 플래시할 경우 발생한다.
다음 프레임, 즉 서브프레임 2(432b) 전에, VCOM은 로우상태가 된다. 저전압으로 스위칭하는 VCOM을 통해, 픽셀을 통과한 전압이 변경되었기 때문에 스캔된 이미지는 삭제된다. 그러나, 플래시 주기(438)가 종료하고 LED 역광(270)이 온 상태가아니기 때문에, 이미지의 손실은 나타나지 않는다.
프레임(432b)에서 VCOM이 로우가 되면, 반전되 비디오 신호는 매트릭스 회로/마이크로디스플레이(110)로 스캔되거나 기록된다(434). 유사하게 휴지 시간(436)후에, 플래시 주기(438)는 리프레시 또는 새로운 이미지를 나타내도록 발생한다.
다음 프레임(432c)이전에, VCOM이 하이로 된다. VCOM이 VCOM하이의 고전압으로 스위칭되면, 스캔된 이미지는 삭제된다. 실제 비디오 신호는 VCOM하이로 마이크로디스플레이(110)에 기록된다(434). 지연 및 LED의 플래시가 발생한다.
픽셀 엘리먼트(138)의 개략도는 도 20A에 도시된다. 픽셀 엘리먼트(138)는 비디오가 공급됨에 따라 트랜지스터(TFT)(140)를 갖는다. 트랜지스터(TFT)(140)는 수직 시프트 레지스터(120)로부터의 신호에 의해 제어된다.
전하를 보유하며 바람직한 실시예에서 또 다른 행 라인(150), 즉 이전 행 라인(N-1)에 접속하는 저장 캐패시터(442)가 존재한다. 부가로, 픽셀 전극(142)에 근접한 액정(146)은 캐패시터(444) 및 저항(446)으로 동작한다. 픽셀 전극(142)과 액정(146)사이에 삽입된 매설 산화물(174)은 제 2 캐패시터(446)로서 동작한다. 공통 전압 VCOM을 갖는 역전극(144)은 상기에 기술된대로 전후로 스위칭한다.
디스플레이가 컬러 디스플레이라면, 역광(266)의 LEDs(270)는 순차적으로 개별 컬러를 플래시한다. 부가로, 각 컬러 LED(270)당 하나씩 세개의 스크린 스캔은 프레임을 포함하며, VCOM은 각 스크린, 서브프레임을 교번한다.
플래시를 시작하기 전의 지연시간 및 플래시시간은 도 19B에서와 동일하게 도시된다. 그러나, 지연 시간(액정의 응답 시간에 대한 지연) 및 플래시 시간은 플래시되는 특정 컬러에 따를 수 있다. 지연 시간은 기록되는 최종 픽셀과 관련된 액정이 특정 컬러가 보여지도록 트위스트하는 충분한 시간을 가질 때에 따른다. 플래시의 지속시간 또는 플래시가 종료되어야 하는 포인트는 역광으로부터의 빛이 뷰어에 보여지도록 다음 프레임에서 기록되는 제 1 픽셀과 관련된 액정이 충분히 트위스트될 때에 따른다.
도 19A에 도시된 바와 같은 타이밍 제어 회로(410)는 플래시 지속시간 및 플래시되는 컬러에 따른 지연 또는 응답 시간을 변화시킬 수 있다. 게다가, 역광 (266)으로의 전류는 컬러의 강도를 조절하도록 변화될 수 있다. 원한다면, 컬러 제어 라인(520)은 사용자가 컬러를 변화시키도록 타이밍 제어 회로(410)에 부가될 수 있다.
바람직한 실시예에서, VCOM은 매 5-6 밀리초마다 변동한다. 이미지를 기록/스캔하는데 대략 3 밀리초가 소요된다. LED는 약 0.5 밀리초의 시간 주기동안 플래시한다. 도 19B에 나타난 바와 같이, 최종 픽셀로의 기록과 약 1.5 밀리초의 플래시간에 대기 주기가 존재한다. LED를 플래시하기전에 지연 시간을 변화하거나 플래시되는 컬러 LED에 따라 LED 플래시이 길이를 변화시키는 것이 바람직할 수 있다.
더 작은 저장 캐패시터로 기록하는데 시간이 더 적게 요구되며, 따라서 더작은 픽셀 TFT가 사용될 수 있다. 액정이 충분히 빠른 응답을 갖는다면, 저장 캐패시터는 제거될 수 있으며 액정의 캐패시턴스는 저장 캐패시터가된다. 부가로, 저장 캐패시터가 없으면 더 큰 개구부도 가능하다. 더 큰 개구부 및 증가된 개구부 비를 이용하여, 이미지는 역광의 동일한 사이클링동안 더 밝아질 것이며 또는 총 사용 전력은 동일한 이미지 휘도로 감소될 수 있다.
도 20B를 참조하면, 하나의 픽셀(138)의 확대된 개략도를 갖는 도 19A의 디스플레이 제어 회로의 일부가 도시된다. 픽셀(138)은 전송 게이트(262)를 전환함으로써 열(152)을 선택하는 수평 시프트 레지스터(124) 및 행(150)을 선택하는 수직 시프트 레지스터(170)에 의해 충전된다. 비디오는 픽셀에 기록되며 액정은 트위스트를 시작하고 광학적으로 전송가능하게 된다. 전체 디스플레이가 기록되고 LED 플래시, VCOM즉, 역전극(144)으로의 전압이 프레임 제어 라인(420)을 통해 하이로부터 로우로 또는 로우로부터 하이로 스위칭하기 전에 지연이 발생한다. 동시에, 비디오 신호는 실제 비디오로부터 반전된 비디오로 또는 반전된 비디오로부터 실제 비디오로 스위칭되며, 따라서 비디오는 다음 프레임동안 스위칭될 것이다.
액정은 광학적으로 전송가능하게 또는 광학적으로 광선이 통과되지 않게 되도록 트위스트될 수 있다. 편광기의 방향은 액정이 화이트, 전송가능 또는 어두움, 광선 불투과로 구동되는지에 영향을 미친다.
도 21을 참조하면, 상부 그래프(452)는 매 서브프레임마다 역전극(144)으로이 전압, VCOM의 스위칭을 도시한다. 전압은 바람직한 실시예에서 6에서 1.5볼트 사이로 스위칭한다. VCOM의 리세팅은 픽셀(138)에 대해 기준 전압을 변화시킨다.
제 2 라인(454)은 비디오와 반전된 비디오 신호간에 스위칭하는 비디오 신호를 도시한다. 비디오 신호는 투명을 나타내는 전압으로부터 블랙을 나타내는 전압으로 변화한다. VCOM이 바람직한 실시에에서 낮은 전압, 1.5볼트일 때, 투명 전압은 VCOM과 동일하게 1.5볼트이며, 바람직한 실시예에서 블랙 전압은 6 볼트이다. 이러한 제 1 라인은 VCOM전압으로부터 4.5볼트 전압이 옵셋되는 블랙에 대한 비디오 신호를 나타낸다.
도 21의 중간 두개 라인(456, 458)은 특정 픽셀 엘리먼트상의 전압 옵셋을 도시한다. 두개 라인(456)의 상부는 블랙에 기록된 픽셀을 도시하며 하부 라인(458)은 투명에 기록되는 동일한 픽셀을 도시한다.
제 3 라인(456)을 참조하면, 픽셀은 투명한 것으로 시작하는데, 즉 픽셀 전극과 역전극간의 전압 옵셋이 제로가 된다. 적절한 열 및 행이 픽셀에 대해 선택될 때, 픽셀 전극 전압은 VCOM, 즉 1.5볼트로부터 4.5볼트 옵셋되어 세팅되며 VCOM은 바람직한 실시예에서 6볼트이다. 액정은 어두운 위치로 구동되기 시작한다. 한 세트의 시간주기후에, 픽셀은 기록되고 LED는 플래시된다. VCOM이 제 1 라인(452)에서 나타난 바와 같이 6볼트로부터 1.5볼트로 스위칭되면, 이러한 픽셀 전극의 옵셋은 4.5에서 제로가 되며 액정이 투명 방향으로 릴랙싱한다. 비디오 신호가 다시 블랙으로 구동하기 위해 픽셀에 기록되면, 비디오 신호는 다시한번 4.5 볼트만큼옵셋되지만, 이 경우에 6 볼트의 비디오 신호이다. LED의 플래시는 한 세트의 시간 주기후에 발생한다. VCOM이 다시한번 1.5 에서 6볼트로 플립되면, 옵셋은 픽셀 전극과 역전극사이에서 제로로 리턴하며 액정은 투명을 향해 릴랙스하기 시작한다. 이러한 패턴은 계속 반복된다.
도 21에서 제 4 라인(458)과 관련하여, 투명으로 기록된 픽셀이 도시되며, 픽셀은 VCOM과 4.5 인 비디오간의 옵셋 전압을 갖는 블랙으로 시작한다. 픽셀 전극이 투명으로 기록되면, VCOM과 픽셀 전극간의 옵셋 전압은 제로가 되고 액정은 투명 위치를 향해 회전하기 시작한다. 한세트의 주기후에, LED는 플래시한다. 역전극의 전압이 6 볼트로부터 1.5 볼트로 스위칭되면, 픽셀 전극과 역전극간의 옵셋은 제로에서 4.5 볼트로 진행하며 액정은 블랙으로 구동되기 시작한다. 픽셀 전극이 다음에 기록될 때, 픽셀 전극에 대한 전압은 역전극 전압 및 제로의 오프셋 전압과 동일한 1.5 볼트로 세팅되며 액정은 투명 상태로 릴랙스하기 시작한다. LED는 세트 시간후에 플래시된다. 역전극의 전압이 1.5 볼트에서 6 볼트로 다음에 스위칭될 때, 픽셀 전극과 역전극간의 전압의 오프셋은 다시 4.5 볼트가 되며 이러한 픽셀 전극과 관련된 액정은 블랙을 향해 구동되다. 상기 픽셀 전극에 대한 비디오 신호가 화이트로 기록될 때, 전압은 6 볼트로 세팅되며, 픽셀 전극과 역전극사이의 전압 오프셋은 제로 볼트이며 액정은 투명 위치로 다시 릴랙스하기 시작한다. 이러한 패턴은 계속해서 반복된다.
도 21의 제 5 라인(460)은 픽셀에 대한 비디오 신호를 나타낸다. 간략화 및명확화를 위해, 픽셀과 관련된 시간 주기에서만의 비디오 신호가 관련될지라도 비디오 신호는 전체 프레임에 대해 일정한 것으로 도시된다. 제 1 서브프레임(464a)에서, 비디오 신호는 액정을 블랙으로 구동하며 여기서 신호 전압은 VCOM또는 1.5볼트로부터 4.5 옵셋된다. 다음의 서브프레임(406B)에서, 쓰여진 신호는 클리어로 되고, 그곳에서 상기 전압은 VCOM으로 설정되고, VCOM이 1.5볼트로 스위치된다는 점에서 상기 전압 VCOM은 다시 한번 1.5볼트이기 때문에, 상기 전압은 1.5볼트로 유지된다. 그러나, VCOM이 1.5볼트에서 6.0볼트로 바뀌는 경우 상기 제3 비디오 프레임(464c)이 다시 한번 클리어로 설정될 때, 상기 비디오 신호는 이와 같이 1.5볼트에서 6.0볼트로 플립되거나 또는 반전되며, 따라서 상기 오프셋은 0으로 유지된다. 도시된 제4 서브프레임에서, 상기 비디오 신호는 상기 픽셀이 블랙으로 되돌아가도록 쓰여질 것이며, 여기서 상기 비디오는 바람직하게는 Vcom으로부터 4.5볼트 오프셋되는 것이 필요하고 서브프레임의 VCOM은 1.5볼트이므로 상기 비디오는 6볼트로 설정된다.
제6 및 밑에 있는 선(462)은 점선된 수직선(472)에 의해 지시되는 적절한 위치에 쓰여진 상기 선(460)으로부터 상기 비디오를 사용하는 상기 픽셀의 비디오를 도시한다. 상기 비디오 픽셀은 상기 픽셀 전극이 블랙으로 쓰여지고 4.5볼트로 오프셋될 때까지 계수기전극은 0볼트만큼 초기에 오프셋된다. 상기 픽셀과 연관된 액정(138)은 구동되고 블랙으로 뒤틀린다. 플래시는 점선된 직선(474)에 의해 지시되지만, 상기 픽셀 전극은 구동되고 따라서 상기 액정은 붉은 플래시가 보이지 않는 블랙으로 변한다. 상기 계수기전극이 6볼트에서 1.5볼트로 바뀔 때, 상기 계수기전극과 V픽셀 사이의 전압 오프셋은 0이기 때문에 상기 픽셀은 클리어로 되기 시작한다. 상기 픽셀전극이 쓰여지기 시작할 때, 그것은 클리어로 쓰여지지만, 상기 전압은 이미 0오프셋되며 따라서 변화가 없다. 상기 액정이 클리어 위치로 변화한 서브프레임(464d)에 대해 상기 플래시가 발생하면, 상기 녹색 플래시가 상기 픽셀에서 보여지기 시작한다.
서브프레임(464c)의 시작에서 상기 계수기전극이 6볼트에서 1.5볼트로 바뀔 때, 상기 픽셀 전극의 전압과 상기 계수기전극 사이의 상기 오프셋은 4.5볼트이며, 상기 액정은 블랙 상태로 구동되기 시작한다. 상기 픽셀 전극이 클리어(백색)으로 쓰여지면, 상기 픽셀 전극의 전압은 6볼트로 설정되며, 여기서 상기 전압으로부터의 오프셋과 상기 계수기전극은 0으로 설정되며, 상기 액정은 다시 클리어로 돌아간다. 상기 플래시는 상기 액정이 상기 클리어 상태로 이동되며, 상기 블루 LED 불빛이 보인다.
다음의 서브프레임(466a)의 시작에서 6볼트에서 1.5볼트로 계수기전극이 스위치될 때, 상기 계수기전극과 픽셀 전극 사이의 상기 오프셋은 4.5볼트이며, 상기 액정 크리스털은 블랙으로 된다. 상기 픽셀 전극이 블랙 상태로 다시 쓰여지면, 상기 플래시가 상기 액정 크리스털을 블랙 불빛으로 발생하고 상기 적색 LED가 그곳에서 보이지 않으며 상기 녹색과 블루 불빛은 청록색으로 보일 때 상기 픽셀 전극의 전압은 그곳에서 변화하지 않는다.
도22는 도18B에서 도시되어 있는 것과 같이, 각 서브프레임 후로 스위칭되는 144 Vcom의 계수기전극의 전압으로 제1 픽셀과 마지막 픽셀에 대한 노란색 픽셀이 생성되는 것을 도시하고 있다. 일반적으로 적색, 녹색 및 블루 서브프레임으로 프레임을 참고로 하여, 상기 제1 컬러 플래시와 순서는 바람직하다. 상기 픽셀에 대한 비디오는 상기 블루 서브프레임(468b)을 위해 픽셀을 블랙으로 설정하며,제곱파로 표현되는 것과 같이 상기 적색(468r)과 녹색 서브프레임을 위해 그것을 쉬게한다. 도22의 제1 서브프레임에서, 상기 블루 서브프레임(468b), 제1 픽셀과 마지막 픽셀에 대한 상기 액정 크리스털이 정상 상태 블랙에 도시되어 있다. 상기 제1 픽셀(390)은 그것의 신호를 상기 적색 서브프레임의 시작에서 수신하며 상기 액정 크리스털은 쉬기 시작한다. 상기 마지막 픽셀(384)은 나중(바람직한 실시예에서는 3밀리 세컨드)에 그것의 신호를 수신하며 상기 액정 크리스털은 상기 시간에 쉬기 시작한다. 상기 제1 픽셀과 마지막 픽셀에 연관된 상기 액정 크리스털은 도18B와 같이 서로 다른 레벨의 적색을 생산하면서 상기 적색 LED가 빛날 때 클리어로 전이하는 서로 다른 포인트들에 있다. 그러나, 이전 실시예와는 달리, 상기 전압을 상기 계수기전극으로 스위칭하는 것은 상기 클리어 픽셀을 블랙으로 재설정하게 된다. 이것은 상기 적색 서브프레임(468r)과 녹색 서브프레임(468g)사이의 하향 슬로프에 의해 표현된다.
플래시의 다음 컬러는 녹색이다. 상기 제1 픽셀은 상기 녹색 서브프레임(468g)의 시작에서 그것의 신호를 수신하며 상기 액정 크리스털은 쉬기시작한다. 상기 마지막 픽셀은 나중(바람직한 실시예에서는 3밀리 세컨드)에 그것의 신호를 수신하며 상기 액정 크리스털은 상기 시간에 쉬기 시작한다. 녹색에 대한 상기 LED가 플래시될 때, 상기 두 개의 픽셀들에 대한 액정 크리스털은 클리어하는 서로 다른 전이 포인트에 있으며, 따라서 서로 다른 레벨의 녹색이 존재한다. 그러나, 바람직한 실시예와는 달리, 상기 계수기전극으로의 전압이 매 프레임마다 스위치되기 때문에, 상기 액정 크리스털은 상기 적색 LED에 비교되는 녹색 LED의 플래시 이전에 전이하는데 더 많은 시간을 가지지 않는다. 따라서, 제1 픽셀과 마지막 픽셀은 모두 적색에 대한 녹색의 동일한 비율을 가지고 있다는 점에서 상기 컬러는 보다 정규적이다.
도22는 참고로, 다음의 서브프레임은 블루 서브프레임(468d)이다. 상기 픽세들은 상기 녹색 서브프레임(468g)과 블루 서브프레임(468d) 사이의 슬로프로 표현되는 것과 같이, 상기 전압을 계수기전극 Vcom으로 스위칭함으로써 블랙으로 작동된다. 바람직한 실시예와는 달리, 제1 픽셀(390)과 마지막 픽셀(388)은 모두 상기 전압을 상기 계수기전극으로 동시에 스위칭함으로써 블랙으로 작동한다. 각각의 픽셀이 쓰여질 때, 상기 픽셀은 블랙으로 쓰여지며, 따라서 변화가 없다. 마지막 픽셀(388)은 따라서 상기 블루 LED가 플래시될 때 여전히 전이되지 않는다. 상기 전압을 계수기전극 Vcom으로 스위칭함으로써, 최고에서 최하위로 여러 휘도의 변이가 존재하는 동안 정규 컬러가 존재한다.
선택적인 실시예에서, 각 픽셀에 대한 저장 커패시터(422) 구성요소(138)는이전의 행(150) 대신에 새로운 LVV디스플레이를 위해 블랙 매트릭스(190)에 연결된다. 블랙 매트릭스(190)에 연결된 상기 저장 커패시터(422)에 의해, 상기 마이크로디스플레이(110)는 상기 최상위에서 최하위로 또는 최하위에서 최상위로 발전할 수 있다. 상기 비디오 데이터는 디지털로 저장되는 점에서, 상기 비디오는 선택적으로 최상위에서 최하위로 스캔될 수 있으며 그 다음에는 최하위에서 최상위로 스캔되어 쓰기와 전체 이미지에 대한 플래싱 사이 시간에 평균화된다.
양질의 컬러 순순성을 달성하기 위해, 상기 액정 크리스털은 도23a에 도시되어 있는 세팅 위상(476)동안에 또는 이전에 적절한 상태로 그것의 전이를 완료하여야 한다. 그렇지 않으면, 상기 액정 크리스털 상태는 이전 서브프레임에 있는 액정 크리스털의 위치, 상태에 위해 영향을 받는다(예를 들어, 상기 적색 필드동안에 그것의 상태에 의존할 것이다) 이러한 "컬러 이동" 효과는 디스플레이의 최하위에서 처음으로 발생하는데, 이는 그러한 픽셀들이 상기 쓰기 위상(472)동안에 마지막으로 업데이트되기 때문이다.
상기 지시한 것과 같이, LVV(낮은 전압 비디오)는 계수기전극(144)의 전압의 스위칭과 상기 초기화의 조합이다. 초기화는 이하 설명된다.
초기화는 상기 이미지를 상기 디스플레이에 쓰기 전에 발생한다. 초기화 위상(Init,478)은 도23A에서 상기 쓰기 위상(472)바로 이전에 도시되어 있다. 상기 초기화 위상(478)은 바람직한 실시예에서 블랙에서 화이트 및 화이트에서 블랙으로의 액정 크리스털 전이 시간들이 서로 다르다는 사실을 이용한다. 블랙에서 화이트로의 전이가 느린, 바람직한 실시예에서, 모든 픽셀들은 상기 블랙라이트의 플래싱 이후에, 상기 전압을 상기 계수기전극, Vcom과 동일한 픽셀 VPIXEL로 설정함으로써 필드의 시작에서 화이트 상태로 초기화된다.
한 바람직한 실시예에서, 상기 홀수 행들은 먼저 Vcom으로 설정되고 짝수 행들은 연속하여 Vcom으로 설정된다. 상기 픽셀 전극들이 Vcom으로 설정됨으로써, 만약 상기 픽셀과 연관된 상기 액정 크리스털이 다른 상태에 있으면 상기 액정 크리스털은 클리어 상태로 쉬게된다. 이것은 픽셀을 클리어하도록 쓰여질 그러한 픽셀들을 제공하며, 상기 정착 위상(476)은 더 빠른 클리어에서 블랙으로의 전이 동안만 필요하다.(상기 최상의 초기화 상태는 액정 크리스털의 화학식, 정렬 및 셀 집합과 같은 특징에 의해 의존하며, 블랙으로의 초기화, 클리어 또는 중간 그레이 레벨은 주어진 디스플레이에 바람직하게 된다는 것을 이해할 것이다.)
일단 상기 픽셀 전극 VPIXEL에 대한 전압이 초기화 위상(478)에서 Vcom으로 설정되면, 상기 쓰기 위상(472)은 시작되고 마지막 픽셀은 그것의 신호를 수신하고 전이를 시작한다. 각 픽셀은 그것의 신호를 마지막 픽셀이 그것의 신호를 수신할 때가지 수신한다. 각 픽셀과 관련되어 있는 상기 액정 크리스털은 특정 픽셀이 상기 신호를 수신하기까지 쉬거나 상기 클리어 상태로 로테이팅한다. 제1 픽셀들은 그들이 원하는 위치에 도달하기 위해 쓰기 기간의 대부분을 가지고 있으며 상기 픽셀의 Vcom으로의 초기화는 최소의 효과를 가질 것이다. 그러나, 마지막으로 그들의 신호를 수신한 상기 픽셀들은 그들의 신호를 수신하기 전에 클리어되거나 또는 거의 클리어된다. 상기 지적한 것과 같이, 블랙을 작동하는 것은 화이트(클리어)보다 시간이 덜 걸린다. 따라서, 클리어된 마지막 픽셀들에 의해, 상기 응답 시간은 상기 픽셀들이 블랙이며 클리어로 쉬는 게 필요한 것보다 더 빨리 블랙으로 작동한다.
상기 드라이브 전자 기기는 어레이에 있는 모든 픽셀들을 업데이트한다. 처음으로, 상기 데이터 스캐너들은 모든 열을 적절한 초기화 전압으로 작동하게 한다. 초기화 스위치(482)는 각 열과 연관되어 있다. 도23B는 p-채널 MOS 트랜지스터들로 구현되는 스위치들을 도시하고 있다; n-채널 트랜지스터들, 보충 MOS 페어 또는 사용될 수 있는 다른 구성들을 생각할 수 있다. 둘째로, 상기 선택 스캐너들(484)은 전력 다운 재설정 회로와의 관계에서 설명된 것과 같이 동시에 복수의 행들을 선택한다. 상기 제어 로직은 초기화 작동을 지원하도록 수정된다. 전력 다운 재설정에서, 상기 열들은 모두 상기 초기화 위상(478)에서 초기화 전압에 반해서 VDD로 설정된다.
낮은 전압 비디오(LVV)로 언급되는 본 발명에 상응하는 바람직한 방법은 상기 설명한 여러 개의 이미지 품질에 관련된 문제들을 극복함으로써 상기 이미지들이 개선된다. LVV 디스플레이를 위한 통합된 회로 디스플레이 다이(258)는 도11에 도시되어 있다.
상기 전압을 계수기전극 Vcom으로 스위칭하거나 또는 초기화는 개별적으로 또는 조합으로 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러나, LVV에서(낮은 전압비디오) 상기 전압을 계수기전극 Vcom으로 스위칭과 초기화는 모두 행해진다. 상기 조합은 더 낮은 전압을 허용하며, 화이트에서 블랙으로 작동하는 응답 시간은 블랙에서 화이트로 작동하는 응답 시간보다 더 빠를 수 있다는 사실을 이용하고 있다.
도23C는 상기 전압을 계수기전극 Vcom으로 스위칭과 상기 픽셀들을 클리어로의 초기화를 모두 가지고 있는 LVV 마이크로디스플레이를 도시하고 있다. 반대로, 도21과 도22에서, 제1과 마지막 픽셀이 논의되고 있다. 상기 최상의 두 그래프(462, 454)는 도21의 두 개의 최상의 그래프와 유사하다.
상기 최상의 그래프(452)는 전압을 상기 계수기전극(144), VCOM으로 매 서브프레임마다 스위치한다. 바람직한 실시예에서, 6볼트와 1.5볼트 사이에서 전압이 스위치된다. 제2의 선(454)은 비디오와 삽입된 신호 사이에서 스위치되는 비디오 신호를 도시하고 있다. 상기 비디오 신호는 클리어를 나타내는 전압으로부터 블랙을 나타내는 전압으로 변화한다. 이러한 제2 선(454)은 블랙을 위한 상기 비디오 신호를 나타내며, VCOM의 전압으로부터 4.5볼트의 전압에 있는 오프셋이다.
도21에 있는 제5의 선과 유사한, 도23C의 제3 선(460)은 상기 픽셀들을 위한 비디오 신호를 나타낸다. 간소화와 명확화를 위해, 상기 비디오 신호는 상기 픽셀들에 관련된 시간에만 적절하지만 전체 프레임에 대해 일정하게 도시되어 있다.
게다가, 상기 비디오 신호는 전체적으로 블랙 또는 전체적으로 클리어로 도시되어 있지만, 상기 비디오 신호는 사이의 레벨에 있을 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 예를 들어, 만약 바람직한 실시예에서 상기 비디오 신호에 대한 상기 전압이 4볼트이면, 상기 비디오는 클리어와 블랙 사이의 일정한 기울기이며, 결과적으로 기울기 또는 그레이 스케일이다.
제3의 선(460)의 제1 서브프레임(486r)에서, 상기 비디오 신호는 일정한 레벨에서 상기 액정 크리스털을 블랙으로 작동하며, 상기 신호의 전압은 Vcom또는 1.5볼트에서 4.5볼트의 오프셋이다. 다음의 서브프레임(486g)에서, 쓰여진 상기 신호는 클리어를 위한 것이며, 거기서 상기 전압은 Vcom의 전압으로 설정된다; 상기 전압은 Vcom이 1.51볼트로 스위치되므로 다시 1.51볼트이다. 제3의 서브프레임(486b)에서, 상기 비디오는 Vcom이 1.5볼트에서 6볼트로 스위치되므로 일단 다시 클리어로 설정되지만, 상기 비디오 신호는 이와 같이 플립되거나 또는 1.5볼트에서 6볼트로 변화되고, 따라서 상기 오프셋은 0으로 유지된다. 도시된 제4의 서브프레임(488r)에서, 상기 비디오 신호는 상기 픽셀이 블랙으로 되돌아가며, 그곳에서 상기 비디오는 바람직한 실시예에서 Vcom의 전압으로부터 4.5볼트만큼 오프셋되는 것이 필요하도록 쓰여진다; 이러한 서브프레임에서 Vcom은 1.5볼트이며, 상기 비디오는 6볼트로 설정된다.
제4 선(490)과 제5 선(492)은 각 시간에서 상기 픽셀에 쓰여진 제3 선(460)으로부터 상기 비디오를 사용하는 상기 픽셀의 비디오를 도시하고 있다. 제4의 선(490)은 마이크로디스플레이(110)에서 쓰여지는 제1 픽셀(390)에 쓰여짐을 도시하고 있다. 제5 선(492)은 마이크로디스플레이(110)에서 쓰여지는 마지막픽셀(388)에 쓰여짐을 도시하고 있다.
모든 픽셀들은 블랙으로 쓰여지고, 그곳에서 4.5볼트로 오프셋한다. 상기 픽셀(TL,388)은 T1이후의 설정 시간에 쓰여진다. 바람직한 실시예에서, 상기 제1 픽셀(390)과 마지막 픽셀(388) 사이의 상기 지연은 4.2밀리세컨드이며, 그 사이에 모든 삽입된 픽셀들이 쓰여진다.
제6 선(494)과 제7 선(496)은 제1 픽셀 구성요소(T1,490)와 마지막 픽셀 구성요소(TL, 492) 각각에 관련된 상기 액정 크리스털의 위치를 도시하고 있다. 상기 플래시는 점선에 의해 지시되고 있다. 그러나, 제6과 제7의 선들(494, 496)에서 보여지는 것과 같이, 상기 액정 크리스털이 로테이트하도록 픽셀이 작동된다는 점에서, 상기 적색 플래시는 보이지 않는다.
제4와 제5 선(490, 492)을 참고로, 서브프레임(486g)으로 진입 시 6볼트에서 1.5볼트로 스위칭할 때, 상기 계수기전극과 V픽셀 사이의 상기 전압 오프셋은 제로이며, 제6과 제7 선들(494, 496)에서 보여지는 것과 같이 상기 액정 크리스털은 클리어로 쉬기 시작한다.
상기 계수기전극으로 상기 전압의 스위칭이 상기 픽셀 전극들을 클리어를 나타내는 전압으로 설정한다는 점에서, 상기 초기화는 상기 픽셀 전극 또는 액정 크리스털의 전이를 변화시킨다. 상기 픽셀 전극이 쓰여질 때, 그러나 초기화의 영향과 유사하게 클리어로 쓰여지며, 상기 전압은 이미 제로 오프셋을 가지고 있기 때문에 변화가 없다. 상기 플래시(474)가 발생할 때, 제6과 제7의 선들(494, 496)에도시되어 있는 것과 상기 액정 크리스털은 클리어 위치로 로테이트된다는 점에서, 상기 녹색 플래시는 픽셀에서 보여진다.
다음의 서브프레임(486d)에서, 도23C의 제1 선(452)에서 도시되어 있는 것과 같이 상기 계수기전극이 1.5볼트에서 6볼트로 스위칭될 때, 상기 픽셀 전극의 전압과 계수기전극 사이의 오프셋은 4.5볼트이며, 그곳에서 상기 액정 크리스털은 제4와 제5의 선들(490, 492)의 하향 선들에서 도시되어 있는 것과 같이 블랙 상태로 작동하기 시작한다. 상기 액정 크리스털은 선(494, 496)에서 보여지는 것과 같이 블랙을 향하여 로테이트되기 시작한다. 그러나, 상기 전압을 상기 계수기전극으로 스위칭한 바로 후에 모든 픽셀들은 제4와 제5 선들의 상향 선에 의해 도시되어 있는 것과 같이 클리어 위치/전압으로 초기화된다. 액정 크리스털은 제6과 제7 선들(494, 496)에 도시되어 있는 것과 클리어 상태로 쉬기 시작한다. 상기 초기화는 바람직한 실시예에서 상기 전압을 계수기전극으로 스위칭한 후 100밀리세컨드 만큼 작은 시간에 발생한다.
상기 두 개의 픽셀 전극이 쓰여질 때, 상기 픽셀들은 클리어로 쓰여진다; 그러나, 상기 전압이 제로 오프셋으로 이미 되어 있다는 점에서, 상기 픽셀 전극으로의 전압에는 변화가 없다. 액정 크리스털은 픽셀(T1)동안에 제6 선(494)에서 도시되어 있는 것과 같이 상기 클리어 위치에서 계속해서 쉬거나 또는 제5(492)와 제7 선(494)에서 도시되어 있는 것과 같이 마지막 픽셀(388)에서 쓰여질 때처럼, 적절한 위치에서 유지될 것이다. 상기 플래시가 발생할 때, 도23C의 제6과 제7선(494, 496)에서 도시되어 있는 것과 같이, 픽셀(T1과 TL)에 대한 액정 크리스털들은 상기 클리어 상태로 정착되며 블루 LED 빛의 불빛이 보인다.
다음의 서브프레임(488r)에서, 상기 계수기전극이 6볼트에서 1.5볼트로 스위치될 때, 상기 계수기전극과 상기 픽셀전극 사이의 오프셋은 제4와 제5 선(490, 492)의 하향 선에서 도시되어 있는 것과 같이 4.5볼트이며, 액정 크리스털은 제6과 제7선(494, 496)의 하향 기울기 선에서 도시되어 있는 것과 같이, 블랙 상태를 향해 작동하기 시작한다.
그러나, 상기 전압이 상기 계수기전극으로 스위칭된 바로 후에, 모든 픽셀들은 도5와 제4 선(490, 492)의 하향 선에서 도시되어 있는 것과 같이 클리어 위치/전압으로 초기화된다. 상기 액정 크리스털은 도6과 도7 선(494와 496)에서 도시되어 있는 것과 같이 상기 클리어 상태로 쉬기 시작한다.
제1 픽셀(T1)의 상기 액정 크리스털은 상기 픽셀이 도23C의 제6 선(494)에서 도시되어 있는 것과 같이 (498)로 쓰여지는 픽셀 전에 완전히 클리어 위치로 되돌아 가지 않는다. 상기 픽셀(T1)의 상기 쓰기는 제4와 제1 선에서 각각 보여지는 것과 같이 1.5볼트의 계수기전극에 대해 4.5볼트의 오프셋으로 상기 픽셀 전극을 설정한다. 상기 픽셀 전극을 블랙을 나타내는 전압으로 세팅하는 것은 상기 액정 크리스털이 블랙으로 로테이트되도록 한다.
상기 마지막 픽셀(TL)의 액정 크리스털은 제7 선(496)에서 도시되어 있는 것과 같이 (500)로 쓰여지는 픽셀 전에 완전히 클리어 위치로 되돌아간다. 서브프레임(488r)의 상기 픽셀(TL)에 쓰는 것은 제5 선(492)에서 블랙으로 도시되어 있는 것과 같이, 상기 액정 크리스털이 블랙으로 로테이트하기 시작한다. 상기 액정 크리스털이 클리어로 쉬는 대신 빠르게 블랙으로 작동할 수 있다는 점에서, 마지막 픽셀(288, TL)에 관련된 상기 액정 크리스털은 제1 픽셀(290, T1)과 같이, 상기 적색 LED의 플래시 이전에 적절한 위치에 있다. 그러나, 상기 액정 크리스털이 블랙으로 로테이트 한다는 점에서, 상기 적색 플래시는 보이지 않는다.
상기 프로세스는 계속된다. 이전 실시예와는 달리, 각 픽셀의 전극은 제로 오프셋으로 설정되며, 따라서 액정 크리스털은 클리어로 로테이트된다는 점에서, 각 액정 크리스털은 상기 이미지가 각 픽셀에 쓰여질 때 클리어 또는 클리어로 이동한다. 액정 크리스털은 마지막 픽셀(TL)의 쓰기와 플래시 사이의 세팅 시간에 클리어로부터 블랙으로 작동할 수 있다는 점에서, 액정 크리스털은 상기 플래시가 발생할 때, 원하는 상태에 또는 이에 근접하게 된다. 이것은 컬러를 보다 정규하게 하며 선명도와 밝기는 이전 실시예에 비해 개선된다.
LVV에서, 상기 전압을 상기 계수기전극으로 스위칭하는 것은 감소된 전압 범위를 허용한다. 상기 초기화는 각 픽셀과 관련되어 있는 상기 액정 크리스털을 상기 픽셀이 신호를 수신할 때까지 쉬게 하고 클리어 상태로 로테이트하게 한다. 제1 픽셀들은 그들이 바라는 위치에 도달하기 위해 쓰기 기간의 대부분을 가지고 있으며 상기 픽셀을 Vcom으로 초기화하는 것은 최소한의 효과를 가질 것이다. 그러나, 마지막으로 신호를 수신한 상기 픽셀들은 클리어로 되거나 또는 그들의 신호를수신하기 전에 거의 클리어가 될 것이다. 상기에서 지시되어 있는 것과 같이, 논의된 실시예에서 클리어로 쉬는 것보다 더 적은 시간이 걸린다. 따라서, 마지막 픽셀이 클리어될 때, 응답시간은 픽셀이 블랙이 되고 클리어로 쉬는 것보다 더 빨리 블랙으로 작동한다.(최상의 초기화 상태는 액정 크리스털의 화학식, 정렬 및 셀 집합과 같은 특징에 의해 의존하며, 블랙으로의 초기화, 클리어 또는 그레이 레벨은 주어진 디스플레이에 바람직하게 된다는 것을 이해할 것이다.)
바람직한 실시예에서, 각 서브프레임의 쓰기는 4.2 밀리세컨드가 걸린다. 상기 정착, 플래시, 상기 전압을 계수기전극으로 스위칭하는 LVV 및 초기화는 1.3밀리세컨드 동안에 조합된다. 바람직한 실시예에서, 상기 정착 시간은 플래시를 시작하기 전에 거의 1.0밀리세컨드이다. 플래시는 다음 서브프레임의 쓰기 시작까지 연장될 수 있지만, LVV는 상기 액정 크리스털로 교대하기 시작함으로써 픽셀에 영향을 준다는 점에서, 플래시의 끝은 LVV의 시작에 근거할 필요가 있을 수 있다. 그러나, LVV의 사용은 더 적은 세팅 시간이 요구된다.
도11과 관련되어 있는 다른 실시예에서, 각 서브프레임의 쓰기는 1.64밀리세컨드가 걸린다. 상기 정착, 플래시, 상기 전압을 계수기전극으로 스위칭하는 LVV 및 초기화는 13.92밀리세컨드 동안에 조합된다. 바람직한 실시예에서, 상기 정착 시간은 플래시를 시작하기 전에 거의 3.12밀리세컨드이다.
도24를 참고로, 정상 운영에서, 픽셀의 전압은 변동한다. 포인트(VA)에서의 전압은 도20A에서 보여지는 것과 같이, 산소가 침전된 부분과 액정 크리스털 사이에서 보통 픽셀의 전압을 따라가지만, 액정 크리스털의 전압(RLC) 때문에 상기 산소가 침전된 부분에서 하락하기 때문에 더 낮다. 전력이 오프될 때, VDD는 제로로 떨어진다. 상기 픽셀의 전압(VPIX)는 상기 P-채널 픽셀 TFT를 통해 방전될 수 없으며 떨어진다. VPIX와 연결되어 있는 VA는 이와 같이 떨어진다. 만약 충분한 시간동안 발산하면, VA는 상기 RLC때문에 제로로 떨어진다.
그러나, 만약 전력이 본질적인 방전 시간 전에 상기 디스플레이에 다시 공급되면, 이미지 부분은 수 초 동안에 보일 수 있다. VPIX는 상기 전력이 공급될 때 양극으로 돌아오며, VA가 연결되어 있기 때문에 그것은 상위 양극으로 돌아오며, 블랙 이미지를 생성한다. VA는 RLC때문에 수 초안에 정상으로 돌아온다. 상기 이미지가 상기 전압이 계수기전극으로 스위치되고 초기화되더라도 유지되는 이유는 침전된 산소의 본질적인 용량에 관계되어 있다. 상기 침전된 산소는 관련된 본질적인 저항을 가지고 있지 않으며, 픽셀에 의한 전압 이동은 DC가 빌드-업되도록 한다. 상기 DC 빌드-업은 결국 RLC때문에 감소한다.
도25에 디스플레이 회로가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 디지털 회로(506)는 연속 컬러 디스플레이 운용을 제어하는데 사용된다. 상기 프로세서(402)는 연속적인 디지털 이미지 데이터를 (404)에서 수신하고 디스플레이 데이터를 타이밍 제어 회로(410)를 통해 메모리(406)에 전송한다. 상기 타이밍 제어 회로(410)는 프로세서(402)로부터 클락과 디지털 제어 신호들을 수신하고 제어신호들을 각각 선(411)과 (422)를 따라 배경불빛(266)과 디스플레이(110)에 송신한다. 선(428)은 디스플레이(110)로 이미지 프레임들의 전송 제어를 위해 메모리들의 재설정, 화이트 인에이블, 출력 인에이블, 컬러 인에이블, 주소 및 데이터 신호들을 대기 지시한다.
아날로그 비교기(508)는 실시간으로 주 전력의 전압을 샘플한다. 상기 전압이 기준(510)에 의해 설정되는 일정한 마진에 더해져 상기 회로가 운영되는 레벨 이하로 떨어질 때, 재설정 신호(PDR)는 낮게된다. PDR＊신호의 수신시, 상기 디스플레이 회로는 도2에서와 같이 모든 열에 VDD를 놓으며, 모든 행을 활성화한다. 상기 정상 타이밍은 두 개 이상의 사이클에서 계속되며, 거기서 연속적으로 모든 짝수와 홀수 행을 활성화한다. 이것은 열들에서 매 픽셀로 VDD신호를 클락한다.
도20A를 참고로, VDD는 또한 픽셀 저장 커패시터(422)를 충전할 것이다. 상기 지시되어 있는 것과 같이, 바람직한 실시예에서, 상기 저장 커패시터(422)는 이전 행(150)에 연결되어 있다. 모든 짝수 행을 활성화시키고(즉, 그들을 낮게 함으로써) 홀수 행은 비활성화시킴으로써(즉, 높게 유지함으로써), 짝수 행의 상기 저장 커패시터(442)는 0볼트로 방전될 것이다.(VDD는 높은 로직 레벨이다) 다음의 사이클의 홀수 행들에서, 저장 커패시터들은 방전될 수 있다. 상기 저장 커패시터는 픽셀 커패시터보다 몇 배 더 크기 때문에, 상기 전압 커패시터의 전압은 픽셀 커패시터을 0볼트로 방전시킬 것이다. 상기 포인트에서, 상기 디스플레이는 상기 저장커패시터 또는 픽셀 커패시터에 남아 있는 잔여 전하 없이도 디-에너자이즈될 수 있다.
도26은 타이밍 다이아그램을 도시하고 있다. 상기 시스템 전력은 T1에서 오프되고 상기 바이패스 커패시터에 의해 전력이 공급되어 계속해서 작동하므로, 전형적인 방전으로 도시되어 있다. 상기 비교기는 상기 임계값 전압 레벨을 감지하고 시간(T2)에서 PDR＊을 낮게한다. 추가적인 행 인에이블 신호들이 제공되고 시간(T3)에서 완료된다. T3이후에는 더 이상의 추가적인 로직이나 신호들이 요구되지 않으며, 전력은 무작위적으로 방전된다. 전력의 하향 재설정은 열의 반전과 상기 전압을 계수기전극 Vcom으로의 스위칭을 포함하는 상기 설명된 모드로 작동한다.
상기 지시되어 있는 것과 같이, 디스플레이의 온도와 특히 액정 크리스털의 온도는 디스플레이의 응답과 특성에 영향을 준다.
도19A를 다시 참고로, 디스플레이 회로는 추가적인 선, 디스플레이에서 타이밍 제어 회로(410)까지 연결되어 있는 온도 센서 선(512)을 가지고 있다. 상기 활성 매트릭스는 행과 열로 배열되어 있는 복수의 픽셀들을 포함하고 있다. 열은 바람직하게는 본질적으로 액정 크리스털 매체를 통해 정규적으로 흡수되어야 한다. 그러나, 디스플레이와 히터의 기하학적인 그리고 환경적인 조건뿐만 아니라 디스플레이되는 이미지의 본질에 기인하여 국부적인 온도 변이가 존재할 수 있다. 온도 센서들은 활성 매트릭스의 코너를 포함하는 활성 매트릭스의 주변에 분포되어 있을수 있으며, 또한 활성 매트릭스의 중앙 근처에 분포되어 있을 수 있다. 온도 센서의 사용은 1994년 12월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제08/364.070에 설명되어 있으며, 이하 참고로 통합되어 있다. 온도 센서(514)는 도27A의 디스플레이의 코너에 도시되어 있다. 상기 지시되어 있는 것과 같이, 온도 센서들은 활성 매트릭스 지역에 걸쳐 분포될 수 있다.
액정 크리스털 매체의 특징들은 액정 크리스털의 온도에 의해 영향을 받는다. 그러한 예는 액정 크리스털 매체가 더워질 때 더 짧은, 트위스트된 네마틱 크리스털 액정 크리스털의 트위스트 시간이다. 액정 크리스털의 온도를 알고 있음으로써, 타이밍 제어 회로(410)는 배경 빛(260)의 플래시 타이밍과 기간을 설정할 수 있으며, 그곳에서 원하는 밝기를 달성하고 전력 소비를 최소로 한다.
다시 도20B를 참고로, 정상 운용 기간동안에, 수직 이동 레지스터(120)는 단지 하나의 행을 가지고 있으며, 수평 이동 레지스터(124)가 열과 열 사이를 이동할 때에는 단지 하나의 픽셀만이 영향을 받는다. 행에 있는 마지막 픽셀이 주소된 후에, 상기 수직 이동 레지스터(120)는 활성 행을 스위치한다. 상기 디스플레이(110)는 각 행(150)이 턴온되고 상기 행에 걸쳐 발열을 생성하기 위해 전압을 하락하는 발열 모드에 놓일 수 있다. 도20B에서 보여지는 실시예에서, 각 행의 끝(516)은 VDD와 연결되어 있으며, 상기 이동 레지스터 근처의 끝은 낮게 작동되며, 따라서 각 선 사이에서 전압의 차이를 생성한다. 발열은 P=V2/R의 속도로 발생되며, 여기서 R은 행의 병렬 조합의 저항이며, V는 행에서의 전압 차이이다. 정상 운용에서, 낮게 작동되는 픽셀들을 포함하는 단지 선택된 선만이 발열을 발생하며, 디스플레이 전체가 그러하지는 않는다.
다시 도19B를 참고로, 통상 전압(Vcom)을 가지고, 실제 비디오 신호는 매트릭스 회로로 스캔된다. 액정 크리스털이 위치로 트위스트되기 위해 지연 후에, 상기 LED 배경빛(266)은 이미지를 보여주기 위해 플래시된다. 다음의 스크린 또는 서브프레임 이전에, 발열 사이클(518)은 행들이 작동되어 전압 차이가 상기 행에 존재하는 곳에서 발생한다. 상기 발열은 도19A에서 보여지는 것과 같이 각각 Vcom와 비디오가 번갈아 삽입되는 동안에 발생될 수 있다. 도19B는 각 서브프레임 이후의 발열 사이클(518)을 도시하고 있지만, 히트 사이클의 수와 주기는 센서(514)에 의해 결정되는 것과 같이 액정 크리스털의 온도에 의해 결정될 수 있다. 추운 환경에서, 상기 디지털 회로는 상기 히터가 스크린의 제1 페이팅 이전에 턴온되는 워-엄(warm-up) 사이클을 가질 수 있다.
도27A를 참고로, 디스플레이(110)의 도식과 디지털-아날로그 변환기(412)가 도시되어 있다. 상기 디스플레이는 수평 이동 레지스터(124), 수직 이동 레지스터(120), 및 도20B에서 도시되어 있는 것과 유사한 스위치들을 가지고 있다. 게다가, 도20B와는 반대로, 도27A는 히팅 게이트(522)를 도시하고 있다.
도27B를 참고로, P-채널 TFTs를 가지고 있는 픽셀들에 대해, 상기 히팅 게이트(522)는 n-채널 TFTs의 시리즈를 가지고 있다. 전형적으로, 디스플레이에 쓸 때, 단지 쓰여진 행만이 작동한다(V=0). 상기 디스플레이에 쓰여지지 않은 때, 모든 행들은 VDD이다. n-채널 TFTs가 턴온될 때, 행(150)에 VDD를 인가함으로써 현재의 흐름은 상기 수직 이동 레지스터(170)와 연결되어 있는 인버터로부터 행들을 걸쳐 n-채널 TFTs로 흐르며, 발열은 전체 행들을 따라 분산된다. 상기 소스는 Vss에 연결되어 있으며, Vss는 제로이다. 또한, 상기 디스플레이(110)는 정규 히팅을 돕기 위해 전형적인 열 외곽에 수 개의 여분 행들을 가질 수 있다.
n-채널 TFTs를 가지고 있는 픽셀들에 대해, 도27C를 참고로, 히팅 게이트(522)는 P-채널 TFTs 시리즈를 가지고 있다. 전형적으로, 디스플레이에 쓸 때, 단지 쓰여진 행만이 작동한다(V=VDD). 상기 디스플레이에 쓰여지지 않은 때, 모든 행들은 거의 제로 볼트이다. 상기 p-채널 TFTs가 상기 게이트를 제로로 설정함으로써 턴온될 때, VDD의 행들에 걸쳐 전압의 하강이 있다.
상기 전압의 계수기전극으로의 스위칭을 포함하는 LVV(낮은 전압 비디오)와 상기 설명된 디스플레이의 히팅은 독립적으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 히팅은 도2를 참고로 설명되어 있는 실시예에 통합되어 있다. 내부 히터가 바람직하지만, 분리된 히터도 온도 센서와 함께 사용될 수 있다.
도27B와 27C에 도시되어 있는 실시예와 같이, DC전압 하강 △V는 전류가 발열을 생성하기 위해 행(150)을 통해 흐를 때 상기 디스플레이에 걸쳐 커진다. 히팅 사이클의 주파수와 길이에 상응하여, DC필드는 생성되어 액정 크리스털의 성능에 영향을 미친다. 도27D에서 보여지는 선택적인 실시예는 DC필드를 감소하거나줄이기 위해 행(150)에서 전류의 흐름 방향을 번갈아가며 바꾼다.
도27D를 참고로, 상기 디스플레이는 두 개의 입력 AND 게이트(526)를 상기 선택된 스캐너(120)(또한 수직 이동 레지스터로 언급됨)와 행(150) 사이에 가질 수 있는데, 상기 AND 게이트 입력 중 하나는 상기 선택된 스캐너에 입력된다. 다른 입력은 발열 신호(HEAT1, 528)이다. 각 행(150)의 끝은 두 개의 트랜지스터, n-채널 TFT(530)과 p-채널 TFT(532)의 드레인에 연결되어 있다. p-채널 TFT의 각 게이트는 HEAT1(528)에 연결되어 있다. 각 n-채널 TFT의 게이트는 제2 발열 신호(HEAT2, 534)에 연결되어 있다.
상기 두 개의 발열 신호들(HEAT1, HEAT2)은 정상 운용 기간 동안에 HIGH와 LOW을 각각 유지하고 있다. HEAT1이 제공되면(LOW), 각 행(150)의 상기 선택 스캐너 사이드는 오른쪽이 높게 되는 동안 낮게 작동한다. 전류는 오른쪽에서 왼쪽으로 상기 도면에서 보여지는 것과 같이 그러한 상황에서 흐른다. 선택적으로, HEAT2는 높게 제공되고 오른쪽이 하향되면, 전류는 왼쪽에서 오른쪽으로 흐른다. HEAT1과 HEAT2 히팅 사이클의 반복은 액정 크리스털이 드러나는 어느 전기계의 DC 구성요소들을 균등화한다.
상기의 실시예에서, 활성 지역으로 연장된 다른 선들, 열들은 설정 전압으로 작동하지 않는다. 선택적인 실시예에서, 열의 재설정 회로(154)는 히팅 사이클 동안에 이미지 균등성을 개선하기 위해 모든 열을 알려진 전압으로 작동하게 한다. 열들 또는 추가적인 선들은 또한 발열을 위해 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 27E를 참고로, 대부분의 큰 디스플레이들은 상기 비디오 신호를 상기 픽셀 구성요소들로 작동하기 위해 서로 상대쪽의 어레이에 한 쌍의 선택 스캐너들을 사용한다. 두 개의 선택 스캐너의 보다 자세한 설명은 1997년 9월 30일에 출원된 미국 특허 출원 제 08/942,272에 설명되어 있으며, 이하 참고로 통합되어 있다.
선택 스캐너(536) 한 쌍을 가지고 있는 상기 디스플레이는 두 개의 입력 AND 게이트들(526)을 각 행(150)의 끝에 가지고 있다. 상기 HEAT1(528)은 디스플레이의 한쪽에서 AND(526)의 입력에 연결되어 있으며, 상기 HEAT2(534)는 디스플레이의 다른 쪽에 AND 게이트의 입력에 연결되어 있다.
AND 게이트들을 가지고 있는 선택적인 실시예는 선택 스캐너에서 동등한 로직을 통합하고 있다.
액정 크리스털의 온도 측정은 디스플레이 회로의 복잡성을 추가하는 추가적인 아날로그 회로를 요구한다. 궁극적으로 요구되는 것은 실제 온도가 아니고 액정 크리스털의 작동 특성이라는 것을 이해할 것이다. 따라서, 상기 액적 크리스털의 용량, 액정 크리스털 용량의 측정은 히팅이 요구되는지를 결정하기 위해 온도의 측정을 대신하여 수행된다. 따라서, 상기 히터는 액정의 광학적 또는 전기적 특성에 응답하는 액정 크리스털에 응답하여 작동될 수 있다.
도27F는 사용자가 보는 활성 매트릭스 디스플레이(112)에서 떨어져 있는 액정 크리스털 시간 응답 센서(538)를 도시하고 있다. 상기 액정 크리스털 응답 시간 센서는 바람직한 실시예에서 도 27G에서 보이는 것과 같이 8개의 픽셀과 같은 복수의 더미 픽셀(540)과 센스 증폭기(542)를 가진다. 상기 더미 픽셀들은 상기활성 지역의 그것과는 동일한 크기일 필요는 없다. 바람직한 실시예에서, 상기 더미 픽셀들은 마이크로디스플레이의 제한된 범위 안에서 와류 용량 영향을 지배하기 충분할 정도로 크게 생성되어야 한다.
상기 8개의 픽셀들은 4개의 더미 픽셀들을 가지고 있는 두 개의 세트로 분리된다. 상기 픽셀들의 전압은 VHB(높은 블랙), VW(화이트) 및 VLB(낮은 블랙)으로 작동한다. 바람직한 실시예에서, 하나의 세트에서, 두 개의 픽셀들은 VHB로 작동하고 하나의 픽셀은 VLB로 작동하며, 나머지 다른 하나의 픽셀은 VW로 설정된다. 다른 세트에서, 두 개의 픽셀들은 VLB로 작동하며, 하나의 픽셀은 VHB로 작동하며, 다른 하나의 픽셀은 VW로 설정된다. 상기 액정 크리스털은 기대되는 응답 시간보다 더 긴 시간 주기 동안 주어져, 상기 액정 크리스털의 용량이 정착되는 것을 허용한다. 바람직한 실시예에서, 상기 시간 주기는 5밀리세컨드를 초과할 수 있다.
상기 용량이 설정될 때, 각각의 세트에서 상기 두 개의 동일한 더미 픽셀들은 VW로 설정된다. 따라서, 제1세트에서, VHB로 설정된 두 개의 픽셀들은 VW로 설정되며, 다른 세트에서 VLB로 설정된 두 개의 픽셀들은 VW로 설정된다. 상기 픽셀들은 일정한 시간동안, 즉 체크되는 응답 주기 시간에 상기 전압을 유지한다. 바람직한 실시예에서, 상기 시간 주기는 1에서 3 밀리세컨드의 사이의 범위에 있을 수 있다.
상기 시간 주기 후에, VW로 설정된 그러한 픽셀들은 이전 세팅으로 다시 설정된다. 따라서, 제1 세트에서, 상기 두 개의 픽셀 전압은 VHB로 설정되며, 제2 세트에서, 두 개의 픽셀 전압은 VLB로 설정된다. VW의 전압을 가지고 있는 상기 픽셀은 다른 블랙 전압 세팅(즉, VLB, VHB)으로 설정된다. 따라서, 각 세트는 VHB로 설정된 두 개의 픽셀을 가지고 있으며, 두 개의 픽셀들은 VLB로 설정된다.
이러한 상태는 전기적으로 충전되기 위해 픽셀들에 대해 충분한 시간 동안 유지되지만, 아주 긴 시간은 아니어서 상기 액정 크리스털이 교대되고 상기 용량이 변한다. 바람직한 실시예에서, 이러한 시간 주기는 거의 1밀리세컨드이다.
마지막 센스 위상에서, 상기 작동 전압들은 상기 더미 픽셀들에서 제거되고 각 세트에서 네 개의 더미 픽셀들은 서로 작아져서 서로 전하를 공유한다. 센스 증폭기는 이하의 주어진 식으로 전압 △V를 측정한다:
여기서 CB= 블랙 용량; CW= 화이트 용량;
CM= 측정된 용량; 및 2CG= (CB+ CW).
△V의 사인은 CM이 CG보다 적은지 또는 큰지를 지시한다. 만약 △V가 양수이면, CM은 CG보다 크고, 상기 더미 픽셀들은 블랙에서 화이트로의 전이의 절반보다 더 적게 완료된다. 즉, 상기 응답 시간이 체크된 주기보다 더 크다. 음수의 △V는 응답 시간이 체크된 주기보다 빠르다는 것을 지시한다.
상기 설명된 바람직한 실시예는 오프-시간(블랙에서 화이트) 전이 시간을 측정하는데, 그것은 보통 온-시간 보다는 더 느리기 때문이다. 상기 설명된 방법은 온-시간 측정에 바로 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
응답 시간 센서를 가지고 있을 뿐만 아니라, 바람직한 실시예의 마이크로디스플레이는 상기 액정 크리스털이 액정 크리스털의 클리어링 온도 특성에 도달하였는지를 결정하기 위해 센서를 가지고 있다. 상기 클리어링 온도 센서는 상기 활성 디스플레이 영역에서 동일하게 떨어져 있다. 화이트 픽셀과 블랙 픽셀의 용량은 상기 액정 크리스털이 그것의 특성 클리어링 온도에 도달할 때 집중된다.
응답 시간 센서에 반하여, 상기 특성 클리어 온도 센서는 동일한 크기의 픽셀을 가지고 있지 않다. 상기 센서는 더미 픽셀들의 두 개의 세트를 가지고 있으며, 여기서 각 세트는 픽셀들의 쌍을 가지고 있다. 각 쌍에서 상기 두 개의 픽셀들의 영역은 비율 α만큼 다르며, 여기서 α는 관심 있는 온도에 대한 액정 크리스털의 화이트 상태와 블랙 상태의 용량에 대한 알려진 비율에 일치하도록 선택된다. 각 세트에서, 더 큰 픽셀의 전압은 VW로 설정되고 상기 α픽셀은 하나의 세트에서 VHB의 전압을 가지고 있으며 다른 세트에서는 VLB의 전압을 가지고 있다. 응답 시간에 유사하게, 상기 액정 크리스털은 예상되는 응답 시간보다 더 긴 시간 주기로 주어지며, 상기 액정 크리스털의 용량이 정착되도록 한다. 바람직한 실시예에서, 시간 주기는 5밀리세컨드를 초과할 수 있다.
다음의 단계는 VW의 전압을 가지는 그러한 픽셀들을 각 세트에서 하나의 픽셀은 VHB를 갖고, 다른 것은 VLB를 갖도록 미리 충전된다. 이러한 상태는 이러한 상태는 전기적으로 충전되기 위해 픽셀들에 대해 충분한 시간 동안 유지되지만, 아주 긴 시간은 아니어서 상기 액정 크리스털이 교대되고 상기 용량이 변한다. 바람직한 실시예에서, 이러한 시간 주기는 거의 1밀리세컨드이다.
마지막 센스 위상에서, 상기 작동 전압들은 상기 더미 픽셀들에서 제거되고 각 쌍에서 두 개의 더미 픽셀들은 서로 작아져서 서로 전하를 공유한다. 센스 증폭기는 이하의 주어진 식으로 전압 △V를 측정한다.
△V의 사인은 CB에 대한 CW의 비율이 α보다 적은지 또는 큰지를 지시한다. 만약 △V가 음수이면, 상기 비율(CW/CB)은 α보다 크며 이것은 상기 액정 크리스털이 그것의 클리어링 온도 주위에 있다는 것을 의미한다.
선택적인 클리어링 센서 디자인은 회로에 의해 단일의 더미 픽셀을 블랙에서 화이트로 작동하게 하는 단일의 더미 픽셀을 사용한다. 상기 더미 픽셀에 반대로 비례하는 주파수를 가지고 있는 신호를 출력하는 오실레이터 회로를 가지고 있다. 상기 비율 CW/CB은 블랙과 화이트 상태에서 주파수로 측정된 fB/fW의 비율과 동일하다.
요구되는 액정 크리스털의 특성 중 하나는 긴 시정수이며, 그것은 상기 이미지가 일정한 경우에 리프레시되지 않고도 유지되도록 한다. CMOS 기술을 사용하는 단일 크리스털 실리콘은 낮은 누설 전류를 가지고 있는 회로를 제공한다. 양질의 액정 크리스털(LC) 매체를 가지고 있는 조합에서, 회로의 상기 낮은 누설 전류와 LC의 아주 높은 저항은 긴 시정수를 생산할 수 있다. 이러한 시정수들은 수 분을 가질 수 있다. 따라서, 잔여 이미지는 상기 스캐닝 회로가 전류가 오프되는 동안 기능을 중단하는 포인트에 의존하여 유지될 수 있다.
디지털 카메라에 반해서, 디지털 셀룰러 전화와 디지털 데이터 수신하는 다른 기기는 메모리 애플리케이션에서 실시되며, 상기 비디오 신호가 상당히 잘 제어되는 곳에서, 상기 캠코더와 같은 비디오 기기에서의 신호는 특히 빠른 스캔에서 잘 제어되지 않는다.
게다가, 본질적으로 디지털 기기와 비디오 기기 사이의 차이에서 처음 것은 메모리에 저장하거나 할 수 있는 디지털 데이터를 가지고 있으며, 비디오 기기는 기기의 메모리에 저장되지 않는, 카메라 또는 테이프에서 디스플레이로 출력되지 않는 아날로그 신호를 가지고 있다는 것이다. 게다가, 일정한 환경에서 상기 비디오 기기는 서로 섞여 있는 데이터이다. 섞여 있는 데이터는 홀수 행은 처음으로 스캔되고 그 다음에 짝수 행이 스캔되는 데이터이다. 섞여 있는 데이터는 전형적으로 상기 비디오 속도가 빠르지 않는 경우에 사용된다(예를 들어, 홀수 필드는 60Hz로 리프레시되고 짝수 필드는 60Hz로 리프레시되며, 전체적인 리프레시 속도는 30Hz이다). 홀수와 짝수 필드를 교대로 번갈아감으로써, 상기 전체 디스플레이는일정한 60Hz의 속도로 상기 디스플레이에 데이터 쓰기를 하며, 깜박임이 줄어든다.
도28A는 아날로그 신호를 위한 디스플레이 회로(546)의 도식적인 도면이다. 상기 디스플레이 제어 회로(546)에서 수신된 신호(548)는 비디오 신호와 동기화 신호를 포함하고 있다. 상기 신호는 두 개의 경로로 송신되는데, 하나의 경로에서 DC 재생장치(550)는 블랙 레벨을 재생하며, 상기 수정된 신호를 상기 디스플레이(110)로 보낸다. 상기 신호는 비디오로 상기 디스플레이에 전송되며 비디오로 반전된다.
상기 신호는 추가적으로 상기 비디오 신호로부터 동기화 신호를 분리하는 저역 필터(552)를 통해 통과된다. 상기 동기화 신호들은 수평 동기화(554), 수직 동기화(556) 및 짝수/홀수(E/O,558)로 동기화 분리기(560)에 의해 분리된다. 이러한 동기화 신호들은 복합 프로그램할 수 있는 로직 칩(562)으로 입력된다. PClk는 또한 수평 동기화 신호(554)를 수신하는 위상 락 루프(564)로부터 복합 프로그램할 수 있는 로직 칩(562)으로 입력된다. 상기 프로그램할 수 있는 로직 칩 또는 기기(562)로부터, 비디오 클리어, VP, HP들 포함하는 복수의 신호들(566)은 디스플레이로 전송된다. 배경 빛 시스템은 추가적으로 상기 복합 프로그램할 수 있는 로직 칩에 의해 제어된다.
전형적인 실시예에서, 상기 타이밍 제어 회로(562)는 RC6100 수평 젠락 칩 및 필립스 복합 프로그램할 수 있는 로직 칩(CPLD)과 같은 기기이다. 이러한 기기들은 도28A에 도시되어 있는 수 개의 다른 블록들을 통합할 수 있으며 QVGA LCD와 같은 디스플레이를 위한 타이밍 신호를 발생하는데 사용된다. 상기 RC6100칩은 혼합 비디오를 수신하며 동기화 분리기, PLL 주파수 멀티플라이어 및 타이밍 발생기 블록을 포함한다. RC6100으로부터의 수직 동기화(VS), 수평 동기화(HS), 및 픽셀 클럭(PClk)은 CPLD를 작동시킨다. 상기 CPLD는 수평 및 수직 계수기와 다른 로직 기능들을 실행하기 위해 프로그램된다. 신호 HS는 상기 수평 계수기를 재설정하며, 신호PClk는 상기 계수기를 증가시키며, 상기 계수기는 로직 기능이 유도되는 시간 베이스를 제공한다. 신호 VS는 상기 수직 계수기를 재설정하며, 신호 vinc(수직 계수기로부터 유도)는 상기 계수기를 증가시키며, 상기 계수기는 로직 기능으로부터 유도된 수직 시간 베이스를 제공한다.
상기 디스플레이 제어 회로(546)는 동기화 신호를 비디오 신호로부터 분리하는데, 상기 신호는 복합 신호로 인터페이스에 입력되기 때문이다. 상기 디스플레이 제어 회로(546)는 NTSC 또는 PAL 신호 사이에서 선택을 위해 복수의 스위치를 가질 수 있다. 하나의 스위치는 신호의 타입에서 선택된다. 다른 스위치들은 각 신호에 대한 네 개의 선택을 허용한다.
디스플레이 제어 회로(546)와의 관계에서 상기 설명된 수 개의 구성요소들/ 회로들은 종래의 기술이다. 그러나, 모든 구성요소들이 종래의 기술은 아니며, 그들 중 일부는 이하 설명된다.
상기 DC 재생 회로(550)는 도28B의 박스(568)에 의해 지시된다. 상기 DC 재생 회로(550)는 상기 신호를 규격 전압으로 평규화하며, 상기 기준 블랙은 일정한 전압이다. 즉, 상기 DC 재생 회로는 시스템 사이에 포텐설이 존재하더라도 동일한 강도 이미지를 허용하며, AC 연결을 허용한다. 상기 DC 재생 회로(568)로부터, 상기 신호는 필터(578)로 들어가 신호의 컬러 이미지를 제거한다.
상기 신호는 도28C에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 필터(578)로부터 갬마 수정기 회로(580)로 보내진다. 상기 갬마 수정기(580)는 한 쌍의 다이오드(582, 584)를 사용하여 상기 액정 크리스털의 비선형 효과를 보상한다. 상기 다이오드(582와 584)는 액정 크리스털의 특성을 일치하는데 선택된다. 상기 갬마 수정기 회로(580)는 안정 오프셋 그라운드 회로(588)의 일부분인 선형 다이오드(586)에 의해 중앙 지점으로 조절된다. 상기 갬마 수정 회로(550)는 상기 신호를 증가시키는 출력 운용 증폭기(590)를 통합한다. 상기 갬마 수정 회로로부터의 상기 신호는 비디오로 전송되고 비디오에서 마이크로디스플레이로 반전된다. 상기 위상 락 루프(564)와 갬마 수정 회로(580)는 디스플레이된 이미지 상에서 인공물을 제거하며 따라서 현존하는 카메라 디스플레이에 일반적인 이미지 주변의 선들을 자르지 않고 모든 이미지가 디스플레이될 수 있다.
상기 지시되어 있는 것과 같이, 비디오 카메라와 같은 기기에서 디스플레이 회로를 위해 수신된 상기 신호는 아날로그이다. 상기 동기화 신호는 비디오의 일부로 운반된다. 상기 이전 부분에서 비디오 부분의 개선을 논의하였다. 다음은 상기 제어 신호를 기술하고 있다.
도29A를 참고로, 활성 매트릭스 액정 크리스털 디스플레이와 같은 통합된 디스플레이는 전형적으로 크리스털 신호 경로를 가지고 있다. 외부 클락 입력(EXCLK,592)은 클락 버퍼(594)를 통해 버퍼되어 데이터 스캐너(598) 타이밍을 제어하는 내부 클락(INCLK, 596)을 생산한다. 상기 데이터 스캐너는 도 2와 10의수평 이동 레지스터와 유사하다. 상기 데이터 스캐너(598)는 TGC(송신 게이트 클락) 펄스를 생산하여 상시 송신 게이트가 인에이블하게 한다. 도29B의 타이밍 다이어그램에 도시되어 있는 것과 같이, 클락 버퍼(594)의 전파 지연과 상기 데이터 스캐너(598)는 EXCLK의 상기 활성 모서리와 TGC 샘플링 모서리 사이의 타이밍 왜곡이다. 상기 왜곡은 전형적으로 온도-의존이며 하나의 디스플레이에서 명확하게 동일한 디스플레이로 변화한다.
도29C는 상기 왜곡을 감소시키기 위한 지연-락된 루프(DLL, 600)를 도시하고 있다. 전압제어 지연(VDC, 602)구성요소는 단일 경로에 삽입된다. 위상 탐지기(,606)와 통합기(608)를 포함하고 있는 피드백 경로(604)는 상기 VCD(602)를 제어하며, TGC의 샘플링 모서리가 EXCLK의 다음의 활성 모서리와 일치하게 될 때까지 상기 지연은 증가한다. 즉, 상기 위상 탐지기(6060)와 통합기(608)는 VCD(602)를 조절하여 EXCLK와 TGC 사이의 왜곡을 제로로 유지한다.
도29D는 상기 지연 락된 루프(600) 대신에 위상 락된 루프(PLL, 610)를 사용하여 동기화를 제어하는 선택적인 기술을 도시하고 있다. 상기 PLL(610)은 마이크로디스플레이(110)의 통합된 회로 디스플레이 다이(116)에 위치하고 있으며, 도28A의 복합 프로그램할 수 있는 로직 칩(562)과 연결되어 있는 PLL(564)과 혼동하지 말아야 한다. 상기 VCD(602)는 내부 클락을 발생하는 전압 제어된 오실레이터(VCO, 612)를 대신한다. 상기 내부 클락 신호는 상기 VCO(162)에서 클락 버퍼(594)를 통해 상기 데이터 스캐너(598)로 전송된다. 상기 DLL을 가지고 있는 것과 같이, 피드백 루프(604)는 위상 탐지기에 의해 감지되는 것과 같이, 상기TGC와 EXCLK 사이의 왜곡을 감소시키기 위해 사용된다. 상기 PPL은 제2차 제어 루프를 포함하고 있다. 상기 제2 통합은 내재하고 있으며 상기 VCO는센스 위상이 아닌 주파수를 발생한다.
캠코더와 비디오 카세트 녹음기(VCRs)는 플레이, 녹음, 빠르게 감기 및 역감기를 포함하는 여러 개의 모드를 가지고 있다. 두 개의 추가적인 모드들, 즉 빠르게 플레이 모드와 빠르게 역 플레이 모드는 사용자로 하여금 상기 이미지를 빠른 속도로 볼 수 있게 한다. 이러한 두 개의 모드에 대한 상기 프레임 속도는 거의 초당 60 프레임을 유지하지만, 상기 비디오 신호는 거의 신호의 절반을 상실한다. 상기 비디오 신호는 따라서 양질의 비디오와 잡음, 비디오가 상실된 부분을 가지고 있는 밴드로 분할된다. 입력된 비디오가 불량할 때, 신호의 이미지 파트와 동기(sync) 파트 모두는 영상의 스트림 동안 랜덤한 신호, 또는 잡음을 갖는다.
도 28A를 참조로 하여, 동기(sync)신호 중 하나는 신호(548)(CVIN)의 합성 비디오상에 있으며, 이미지가 스크린의 상단으로부터 다시칠하기를 시작하는 것을 지시하는 수직 동기 신호(556)가 된다. 수직 동기 신호를 검색하는 동기(sync) 분리기는 프레임이 스캔을 너무 빨리 재시작해서 잡음이 여분의 수직 동기가 되도록 잘못 해석할 수 있다. 여분의 수직 동기는 이미지의 양호한 파트를 접프 업 및 다운시킨다. 만약 여분의 동기가 존재한다면 수평 동기에서도 유사한 문제가 발생한다. 이러한 문제는 이미지가 스크린에 어떻게 페인팅되는지에 대한 식별때문에 음극선관(CRT) 디스플레이보다 액티브 매트릭스 액정 디스플레이(LCD)와 같은 액티브 디스플레이에서 더 명확해진다. 차이는 CRT 디스플레이가 LCD에서 레지스를 사용하는 대신에 동기된 아날로그 램프를 사용하는 것이다.
수평 동기가가 유사하게 행을 재시작하도록 시도할 것이지만, 이미지 신호는 전형적으로 잡음이 되며, 그러므로 문제는 수직 동기만큼 중요하지는 않다. 수평 동기 잡음의 진짜 문제는 전술된 바와 같이 위상 고정 루프(PLL)을 고정하는데 사용되는 수평 동기 때문에 발생한다. 만약 동기 분리기가 여분의 수평 펄스를 생성한다면, PLL은 속도를 낮추려 할 것이다. 만약 동기 분리기가 수평 펄스를 생략한다면, PLL은 속도를 높이려할 것이다. PLL은 불안정하고 동기가 안된다. PLL이 다시 안정하기 위해 것은 몇가지 양호한 수평 동기가 요구된다. PLL이 불안정한 동안 이미지는 수평면에서 왜곡되거나 잘못 정렬되어 나타날 것이다. PLL이 얼마나 불안정한지에 따라, 안정하기 위해 매우 많은 행들이 요구된다. PLL 고정 시간 및 규칙적인 PLL 잡음 또는 지터간의 트레이드오프는 문제가 된다.
도 28A를 다시 참조 하여, 타이밍 회로의 일부분이 설명된다. 신호는 비디오 신호로 부터 동기 신호를 분리하는 저역 통과 필터(522)를 통과한다. 동기 신호는 복잡한 프로그램가능 로직 칩(562)으로 입력된다. PClk신호는 위상 고정 루프(564)로부터 복잡한 프로그램가능 로직 칩(562)로 입력된다. 위상 고정 루프(564)는 수평 동기 신호(554)를 수신한다.
합성 비디오가 정규 재생 속도로 동작하는 VCR 및 캠코더로부터 수신될 때, 상기 시스템은 신호가 제거된 어떤 부분도 존재하지 않기 때문에 잘 동작할 것이다. 그러나, 합성 비디오가 패스트 포워드 또는 리와인드 속도로 수신될 때, 시스템은 신호가 제거되는 부분을 갖는다. 잡음은 수직 동기 신호로서 해석된다.RC6100은 수직 카운터(56)를 리셋하는 다중 VS 신호를 생성하며, LCD 패널상의 이미지가 수직으로 불규칙하게 형성되게 한다.
도 30은 수직 동기 신호를 검출하기 위한 디지털 로직(616)을 도시한다. 8비트 카운터(ZCTR)(618)는 타이밍 제어 회로(562)의 복잡한 프로그램가능 로직 칩 내부에 위치되며 PClk(620)에 의해 클럭화되고 CSync(합성 동기 펄스)(622)에 의해 리셋된다. CPLD(616)는 하기에 논의될 하나 또는 그이상의 특징을 더하여 전술된 CPLD와 유사하다.
high일 때의 CSync(622)는 ZCTR(618)이 카운트 = 0을 유지하도록 한다. low일 때의 CYSNC(622)는 ZCTR(618)이 증가하도록 허용한다. ZCTR(618)은 2까지 카운트하고 그이상으로 증가 시킨다. 그러나, CSync(622)는 짧은 시간 주기(4밀리초와 같은)에서 보통 high이기 때문에, ZCTR(618)은 0으로 리셋하고 ZCTR(618)은 2를 훨씬 넘거나 130 근처까지는 카운트하지 않는다.
ZCTR(618)의 출력은 한 쌍의 게이트(624 및 628)가 된다. 한 게이트(624)는 ZCTR이 130과 같은 특정 숫자를 수신할 때 high가 된다. 다른 게이트(626)은 not2()의 입력과 "q0" 플립/플롭(628)의 출력을 갖는다. AND 게이트(624 및 626)의 출력은 OR 게이트(630)로 전송된다.
도 31을 참조로하여, CSync(622)펄스가 주로 low일 때, ZCTR(618)은 미리 정한 숫자 130 까지와 그 이상까지 "q0" 플립/플롭(628)을 셋팅하도록 카운팅하여 긴 시간 주기(20밀리초 이상)동안 카운트한다. "q0" 플립/플롭(628)은 다음 ZCTR(618)이 CSync(622)가 high가 된 후에 발생하는 두가지 경우를 디코딩할 때까지 셋팅을 유지한다. 이러한 상황이 발생할 때, "q0" 플립/플롭(628)은 리셋한다. 그러므로 보통 CSync(6220)가 ZCTR(618)을 리셋하기 때문에 ZCTR(618)이 전형적으로 130과 같은 소정의 숫자를 얻기에 충분히 오랫동안 세지 않기 때문에 "q0" 플립/플롭(628)은 리셋한다.
다시 도 30을 참조로 하여, "q0" 플립/플롭(628)의 상태는 ZCTR(618)이 2의 카운트(2카운트)에 도달할 때 "1" 플립/플롭(632)에 의해 샘플링된다. "1" 플립/플롭(630)은 한 쌍의 게이트(632 및 634)로부터 신호를 수신하는 OR 게이트(636)를 통해 신호를 수신한다. 게이트(632)는 ZCTR(618)로부터의 입력과 "1" 플립/플롭(630)의 출력을 수신한다. 다른 게이트에서, 게이트(634)는 ZCTR(618)과 "q0" 플립/플롭(628)로부터의 입력을 수신한다. 상태는 다음 ZCTR(618)이 또다른 2의 카운트(2카운트)에 도달할 때까지 "1" 플립/플롭(632)에서 유지된다. "1" 플립/플롭(630)은 제 2 의 톱니 펄스에 셋팅될 것이다. 만약 ZCTR(618)이 130까지 카운트하기 이전에 CSync(622)가 high되면 "1" 플립/플롭(630)은 소거될 것이다.
"1" 플립/플롭(630)의 신호는 수직 카운터 리셋(VCTR)(638)을 리셋시키기 위해 입력 또는 추가의 콸리파이어로서 사용된다. "1" 플립/플롭(48)이 신호는 수직 동기(VS) 신호(642)인 다른 신호와 함께 두 개의 입력 AND 케이트(640)에 입력된다. AND 게이트의 출력은 VCTR(638)의 리셋과 관련이 있다.
도 31을 참조로하여, 타이밍 다이어그램은 입력 CSync(622), "q0" 플립/플롭(628) 및 "2" AND 케이트(628)의 출력 및 "130" AND 게이트(624)의 출력에 대한 "1" 플립/플롭(632)의 출력의 관계를 도시한다. 도 31에서 보여지는바와같이, CSync(622)는 보통 짧은 펄스 low를 가지는 high 신호이다. 동기동안, CSync(622)는 보통 low이다.
도시된바와 같이, 2 카운터는 low 부분을 가지는 CSync(622) 때문에 매 사이클마다 2에 도달한다. 130 카운터는 6MHz 및 130 클럭에서 21.6 밀리초인 예에대한 바람직한 실시예에서, CSync(622)가 세팅 시간에 대해 low일 때에만 high이다. q0 플립/플롭(628)은 130 AND 게이트(624)가 high일때 고정된다. q0 플립/플롭(628)은 다음의 2 카운트에서 1 플립/플롭(630)에 의해 검사된다. 1 플립/플롭(630)은 수직 카운터(638)을 리셋시키기위해 VS 동기(642)와 결합한다.
도 32는 도 28A와 유사한 변경된 상세한 타이밍 제어 회로(646)이다. 위상 고정 루프(PLL)(648)는 원래의 수평 동기 신호(554)가 아닌 로직 CPLD(562)로부터 신호를 수신한다. 로직 CPLD(562)는 신호의 잡음을 제거하고 잡음이 없는 수평 동기 신호(HS')를 생성한다. PLL(648)은 2.5볼트 소스에 접속된 한쌍의 다이오드(650)을 갖는다. 이러한 회로는 PLL(648)이 오직 다이오드를 통한 더많은 전압 강하에 의해 2.5볼트로 부터 이동하도록 허용한다.
상기 로직은 CPLD로 구성되며 외부 VS 신호가 수직 카운터를 리셋하는 것을 방해한다. LCD 판넬은 패스트 포워드 및 리와인드 모드에서 정확히 진행된다.
상기 지시된 바와 같이, 특정 상황에서, 하기에서 더 상세히 설명된 것과 같이 패스트 포워드 스캔 또는 리뷰 스캔과 같은 가속화된 속도에서 프로세서에 의해 수신된 비디오 신호를 가지는것은 바람직한다. 상기 지시된바와 같이 비디오 신호로 부터 신호를 가져오는 위상 고정 루프는 잡음에 반응하기 쉽다.
도 33에 도시된 바와 같은 바람직한 실시예에서, 비디오로부터의 타이밍은 합성 신호(548)의 수신 및 프레임 버퍼(652)에서 비디오 데이터의 기록로부터 타이밍을 제어하는데 사용된다.
프레임 버퍼로부터 마이크로디스플레이(110)까지 판독하기 위한 디스플레이 제어 회로(654)의 타이밍은 타이밍 제어 회로(658)에 위치된 제 2 클럭에 의해 제어된다. 특정 비디오 형태에서, 클럭은 27MHz이다. 디스플레이 사이드에 대한 타이밍은 25MHz와 같은 서로 다른 속도가 될 수 있다.
특정 실시예에서 이미지는 교차 데이터, 제 1 홀수 행 및 그 다음의 짝수행과 같은 디스플레이로 스캐닝된다. 만약 행이 초당 60개의 속도로 스캔된다면, 실제 재생 속도는 초당 30프레임이다. 이러한 재생 기술은 종래의 CRT 디스플레이에 사용되어왔다. 만약 필드가 유사 정보(예를 들면, 서로다른 컬러 라인의 시리즈와 같은)를 갖지 않는다면, 발생하는 문제는 산화물의 불균형이다. 도 34A는 각 서브프레임(즉, 컬러 및 짝수 또는 홀수 프레임)이후에 카운터 전극 VCOM에 대한 전압이 스위칭되는 지점에서 3:1 구동 방식을 도시한다. 그러므로 1개의 프레임을 위해 6개의 서브프레임을 운반한다.
3:1 방식은 짝수 및 홀수 필드가 동일한 특별한 경우를 제외하고 DC 균형을 유지하지 않는다. VCOM이 홀수 필드의 녹색 서브 프레임동안 high이고 짝수 필드의 녹색 서브프레임 동안 low임을 관찰하라. 만약 픽셀이 홀수 필드에서 마젠타색이지만 짝수에서 흰색이라면, high 흑색 상태에서 6개 프레임중 1개를 소비하고 흰색상태에서 6개 프레임중 5개를 소비할 것이다. DC 불균형은 픽셀이 낮은 흑색 상태로 구동되지 않기 때문에 생성된다.
도 34B에 도시된 4:1 타이밍은 짝수 및 홀수 프레임 모두에서 high 및 low 빨강, 녹색, 및 파랑색의 서브프레임이 발생하는 것을 유지한다. 컬러 서브프레임 속도는 양호한 결과 및 전혀 의미없는 플리커를 가지는 50Hz 필드 속도의 PAL 시스템에 대해 200Hz가 된다. 그러나, NTSC 시스템의 60Hz 필드 속도는 컬러의 통일성을 포함할 수 있는 240Hz 서브 프레임 속도라 된다.
NTSC 시스템에서 개선된 컬러 통일성을 위해, 서브프레임 속도는 도 34C에 도시된 10:3 비율을 사용하여 200Hz까지 감소된다.
10:3 비율을 사용하여, 카운터 전극의 전압의 스위칭과 일치하는 컬러 서브프레임의 종단은 입력 프레임의 종단과 반드시 일치해야할 필요는 없다. 그러나, 디스플레이에 기록하는 것은 바람직한 실시예에서 각 서브프레임의 3번째 서브프레임 중 1번째 서브프레임을 발생하고 10:3 비율은 적어도 동일한 프레임에서 존재하기 위해 때문에, 기록은 스위치 이전에 모두 발생한다. 바람직한 실시예에서 기록은 1.64밀리초 걸린다. 카운터 전극의 전압의 플래싱 및 스위칭 및 픽셀의 초기화는 만약 원한다면 서브프레임상에 나타난다.
예를 들여, 도 34C를 참조로하여, 프레임 0 홀수 입력은 한 쌍의 동일한 적색 비디오 입력(660 및 662)을 갖는다. 제 2 적색 비디오 입력 홀수 프레임 0(662)는 짝수 입력 비디오에서 스위치 이전에 기록된다. 액정은 조정 시간을 가지며 적색 LED는 카운터 전극에서 전압의 스위칭 이전에 상기 지시된바와 같이 플래싱된다. 다음의 기록된 서브프레임은 녹색 짝수 프레임 0(664)이다. 각각의 홀수 또는 짝수 프레임 부분은 적어도 하나의 각각의 컬러 기록을 갖는다.
컬럼 반전 및 프레임 반전이 지배적으로 논의되는 동안, 특정 경우에 다른 구동 방식이 바람직할 수 있음이 인식된다. 컬럼 반전은 한 컬럼이 비디오를 수신하고 다음 컬럼이 반전된 비디오를 수신하는 것이다. 다음 프레임 또는 서브프레임에서, 신호는 제 1 서브프레임 또는 프레임에서 비디오를 수신한 프레임이 다음 프레임에서 반전된 비디오를 수신하도록 반전된다. 프레임 반전에서, 전체 디스플레이는 비디오 한 프레임 및 반전된 비디오 다음 서브프레임 또는 프레임을 수신한다. 컬럼 반전 및 프레임 반전에 더하여, 다른 형태의 반전은 행 반전 및 픽셀 반전이다. 픽셀 반전에서, 제 1 픽셀은 비디오를 수신하고 다음 픽셀은 컬럼 반전과 유사하게 반전된 비디오를 수신하지만, 추가로 각 행은 플립된다.
상기 지시된 바와 같이, 비율은 서로 다른 갯수의 이미지에서의 결과가 신호 또는 반전된 비디오 신호에 관련되도록 변화될 수 있다. 비디오의 클럭 속도 및 패턴과 반전된 비디오에 따라, 스틱 및 플리커의 통보는 감소된다. 몇몇의 반전된 비디오 서브프레임 및 몇몇의 비디오 서브프레임의 배치는 스틱을 감소시키고 플리커를 증가시킬 것이다. 다양한 모드를 합성하여, 플리커 및 스틱 모두가 최소화될 것이다.
전술된 부분은 아날로그 비디오 신호가 수신되고 신호가 전체 주기에 대해 아날로그를 유지하는 것을 설명한다. 다음 부분은 초기 신호가 디지털인 디스플레이로 되돌아 간다.
디스플레이는 아날로그이지만, 아날로그 회로는 다량의 전력이 소모되기 쉽고 다른 회로로 부터의 간섭 가능성이 증가되기 쉽다. 그러므로 몇몇의 실시예에서, 집적회로에서와 같이 디스플레이에 바로 인접할 때까지 디지털 신호로서 디스플레이 신호를 갖는것이 바람직하다.
한 바람직한 실시에에서, 디스플레이 신호는 도 35A에 도시된 바와 같은 집적 마이크로디스프레이 회로에 도달할 때까지 디지털 신호이다. 이는 도 2, 10 및 11과 대조적인데, 상기 신호는 도 9 및 도 19A에 도시된 바와 같이 외부 디지털 아날로그 컨버터(412)로부터 리본 케이블을 통해 마이크로디스플레이의 집적회로에 입력된다.
도 35A를 참조로 하여, 1280x 1024 픽셀 마이크로디스플레이(672)를 가지는 집적 회로의 액티브 매트릭스 디스플레이(670)가 설명된다. 고화질 텔레비전(HDTV) 포맷은 1280 x 1024 픽셀 어레이를 사용한다. 한 쌍의 수평 스캐너(674 및678), 수직 드라이버(680), SIPO(682) 및 액티브 매트릭스 디스플레이(672)가 회로(670)로 통합된다.
액티브 픽셀 어레이(672)는 다수의 픽셀(138)을 갖는다. 각 픽셀은 도 20A에서 도시된 바와 같이 트랜지스터(140)및 픽셀 전극(142)을 갖는다. 각각의 픽셀 전극은 표시된 이미지를 생성하기 위해 카운터 전극(144) 및 액정층(14)에 관련하여 작동한다. 픽셀 요소(138)는 한 실시예에서 저장 캐패시터(442)를 형성하기 위해 인접 행(150)에 접속된다.
바람직한 실시에에서 인접한 액티브 픽셀 어레이(672)는 테스트 어레이(678)이다. 테스트 어레이(678)는 전술된 바와 같이 온도 센서, 캐패시턴스 측정 액정 센서, 및/또는 특징적인 소거 온도 센서를 포함할 수 있다.
마이크로디스플레이의 집적회로(670)는 리본 케이블에 의해 부분적으로 형성되는 64 채널 버스(686)을 통해 디지털 비디오 신호를 수신한다. 또한 집적회로는 2개의 아날로그 램프 신호(688 및 690)(Rampodd 및 Rampeven), 3개의 클럭 신호(692, 694 및 696)(디지털 클럭, 어드레스 클럭, 및 게이트 클럭) 및 어드레스 신호(698)를 수신한다.
SIPO(682) 및 수직 드라이버(680)에 관련된 어드레스 신호(698)및 어드레스 클럭 신호(694)는 데이터가 기록되기 위한 행을 선택한다. 수직 드라이버(680)는바람직한 실시예에서 그 행에서 트랜지스터를 온시키는 적절한 행 드라이버, 다수의 행 드라이버 및 1024 행 드라이브를 선택하는 디코더를 갖는다.
2개의 컬럼 또는 수평 스캐너(674 및 678)는 상위 컬럼 스캐너(674)가 짝수 컬럼에 대한 신호를 수신하고 처리하는 반면에 하위 컬럼 스캐너(678)는 홀수 컬럼에 대한 신호를 수신하고 처리하는 점이 서로 다른 것을 제외하고는 동일하다. 한 측면으로부터의 홀수 컬럼에 대한 신호 및 다른 측면으로부터의 짝수 컬럼에 대한 신호를 제공하는 것은 도 11과 관련하여 도시된 것과 유사하다. 그러나, 도 11에서 수신된 신호는 아날로그이지만, 도 35A의 신호는 디지털이다.
각 컬럼 스캐너(674 및678)는 하기에서 설명된 바와 같이 쉬프트 레지스터, 라인 버퍼, LFSR 및 전송 게이트를 갖는다. 아날로그 램프 신호, 게이트 및 데이터 클럭 신호 및 디지털 데이터는 각 스캐너에 의해 수신된다.
도 35B를 참조하여, 타임 펄스에서 비디오 신호는 32채널 데이터 라인을 따라 랜덤 액세스 메모리(RAM)(700)을 입력한다. 원하는 컬럼에 대한 RAM은 컬럼 또는 수평 스캐너(674 또는 678)의 쉬프트 레지스터(702)에 의해 생성된 기록 가능(WE)을 사용하여 선택된다.
쉬프트 레지스터(702)는 적절한 RAM(700)을 선택한다. 선택된 RAM(700)은 선형 피드백 쉬프트 레지스터(LFSR)(704)에 전송된다. 바람직한 실시예에서 LFSR(704)는 8비트 LFSR이다. LFSR(704)는 2n-1상태의 시퀀스를 생성하며, n은 비트수이다.
8비트 LFSR을 사용하여, 디스플레이는 256개의 그레이 또는 256개 컬러를 구분한다. RAM 항목은 로드 신호 LD(706)가 가정될 때, LFSR의 초기 상태를 셋팅함에 따라 LFSR에 전달 된다. 데이트 클럭(GCLK)(696)은 상태 시퀀스를 통해 LFSR을 반복한다. 모든 LFSR 비트가 1이 될 때, AND 게이트(708)는 고정 상태에서 추적 및 고정 T/H회로(710)에 입력하며 컬럼 라인(7101)상의 램프 전압을 샘플링하여 1을 출력한다. 이러한 방식에서, 디지털 데이터 입력은 LFSR이 1로 가득찰 때까지 GCLK 사이클의 갯수를 결정하여 램프 신호가 아날로그 컬럼 전압을 셋팅하기위해 샘플링 될 때 결정한다.
바람직한 실시예에서, RAM(700)은 LFSR이 현재 행의 데이터에서 동작하는 동안 다음 행에 대한 데이터를 사용하여 기록될 수 있다.
특정 실시예에서, 하기에 설명된 바와 같이 차량의 앞부분에 장착된 유니트에서와 같이 한 위치에서 또다른 위치로 정보를 전송하는 것은 바람직하다. 데이터 링크(720)를 사용하기 위한 기술이 존재한다.
데이터 링크(720)는 정보가 높은 대역폭에서 최소 접속 횟수로 신속하게 전송될 수 있도록 변환시킨다. 예를 들면, 바람직한 실시예에서, 마이크로디스플레이(110)는 8비트 그레이 스케일을 가지는 1280 x 1024 픽셀 어레이가 된다.
도 36A에서 도시된 바와 같이 링크(722)를 가지는 데이터 링크(720)는 복수 쌍의 데이터 신호 와이어(724) 또는 광섬유 및 클럭 쌍 와이어(726) 또는 광학을 갖는다. 데이터는 비디오 카드(730)에 위치된 전송기 유니트(728)에 의해 인코딩되고 나열된다. 데이터는 더 높은 클럭 속도로 링크를 통해 전송된다. 디스플레이 드라이버 보드(734)상에 위치한 수신기(732)는 데이터를 디코딩하고 "병렬" 데이터 형식으로 되돌려 놓는다. 바람직한 실시예에서, 데이터 링크는 PanelLink사의 Silicon Images, Inc.에 의해 판매되는 데이터 링크과 같다. 링크의 목적은 최소의 데이터 라인을 사용하여 데이터 속도를 높이는 것이다. 데이터 링크 또는 전송 시스템은 Texas Instruments의 FlatLink™Data Transmission System 또는 Silicon Images의 PanelLink™Technology와 같은 다수의 공급자로 부터 사용가능한 파이버 채널(Fibre Channel)을 사용한다.
데이터 링크(720) 뿐만 아니라, 디스플레이 시스템은 하기에 설명된 바와 같이 증폭기들의 차이를 보완하기 위해 의사-랜덤 멀티플렉서를 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 마이크로디스플레이(110)는 도 37A에 도시된 바와 같이 디스플레이 드라이버 보드(734)의 디지털 신호로부터 변환된 아날로그 신호를 수신한다. 도 37B에 도시된 바와 같이 디지털/아날로그 컨버터(D/A 컨버터)(365)로부터 변환된 신호는 증폭기(연산 증폭기)(740)를 통해 전송된다. 각각의 증폭기는 약간의 차이를 가지므로 만약 동일한 신호가 각 증폭기에 입력되면 서로 다른 신호가 출력될 것이다. 증폭기가 디스플레이의 신호를 위해 사용될 때, 사용자는 출력 신호를 변화시켜서 어둡고 밝은 컬럼을 인식할 수 있다. 증폭기가 이러한 차이를 정정하기 위해 변화되고 조절되는 동안 의사-랜덤 멀티플렉싱 시스템은 다양성을 위해 정정한다.
한 실시예에서, 의사-랜덤 멀티플렉싱 시스템은 한쌍의 의사-랜덤 멀티플렉서(742)를 갖는다. 바람직한 실시예에서 각각의 의사-랜덤 멀티플렉서(742)는 바람직한 실시예에서 디스플레이 드라이버 보드(734)로 플러깅하는 보드상에 형성된다. 의사-랜덤 멀티플렉싱 시스템은 디스플레이 드라이버 보드에서 필수적으로 통합될 수 있음이 인식된다.
의사-랜덤 멀티플렉싱 시스템은 D/A 컨버터(356)으로부터 의사 랜덤하게 신호를 획득하여 증폭기중 하나에 신호를 전송하고 그후에 증폭기로 부터 신호를 수신하여 적당한 출력, 즉 마이크로디스플레이의 입력으로 전송한다. 도 37B를 참조로하여, 디스플레이에 대한 드라이버가 도식적으로 도시된다. 데이터는 두개의 채널, 데이터 짝수 채널(748) 및 데이터 홀수 채널(748)에 디지털 2-8 크로스 먹스 디멀티플렉서(744)를 순차적으로 입력한다. 데이터는 8개의 채널, 즉 4개의 비디오 high(짝수행) 채널(750) 및 4개의 비디오 low(홀수행) 채널(752)에서 멀티플렉서(744)를 출력한다. 데이터는 데이터 흐름을 제어하는 수평 카운터(756)에 의해 제어되는 복수의 래치(754)를 가지는 D/A 컨버터에 전송된다. D/A 컨버터(352)로부터 변환된 신호는 의사-랜덤 멀티플렉스 보드(742)에 의해 운반되어 증폭기 중 하나와 적당한 출력으로 라우팅된다. 의사-랜덤 멀티플렉스 보드에 대한 입력은 터미널에서 "1"로 표시되고 출력은 도 37B에 도시된 터미널에서 "2"로 표시된다.
바람직한 실시예에서, 의사-랜덤 멀티플렉서는 2개의 동일한 유니트를 갖는다. 1개의 유니트는 입력을 비디오 high로 의사-랜덤화하고 제 2 유니트는 입력을 비디오 low로 의사-랜덤화한다. 바람직한 실시예에서, 의사-랜덤 멀티플렉스는 high 신호와 low 신호 사이에서 증폭기를 합성하지 않는다. 증폭기는 서로 다른 오프셋을 갖는다. 그러나 그러한 합성이 발생할 수 없음이 인식된다.
의사-랜덤 멀티플렉서 보드는 4개의 개별적인 D/A 컨버터(352)로부터의 출력과 4개의 증폭기(758)로부터의 출력을 수신하기 위한 8개의 입력을 가지는 헤더를깆는다. 헤더는 4개의 증폭기와 4개의 개별적인 비디오 신호에 신호를 전송하기 위한 8개의 출력을 갖는다.
D/A 컨버터(352)로부터의 신호(4개의 신호)는 각각 4개의 개별적인 스위치 회로에 입력된다. 그러므로 16개의 스위칭 회로가 존재한다. 바람직한 실시예에서, 4개의 스위치의 각 세트는 칩상에 위치된다. 각각의 개별적인 스위치는 로직 칩으로부터 제어 입력을 수신한다. 각 세트에서 오직 하나의 스위치와 각 세트에서 서로다른 스위치는 증폭기의 대한 입력이되는 출력에서 모든 입력 흐름이 제한된다. 증폭기로부터의 출력은 제 2 스위치 세트와 유사한 경로를 뒤따른다. 제 2 스위치 세트는 로직 칩으로부터 동일한 입력을 사용하여 제어되며, 그러므로 스위치로부터의 출력은 적당한 비디오 신호에 전송된다. 도 37B에서 상부 D/A 컨버터를 통과하는 신호는 상부 신호선 아랫쪽으로 전송된다.
다음은 관련된 스위칭이 어떻게 셋팅될 수 있는지에 대한 2개의 예이다. 제 1 예에서, 제 1의 2개의 입력으로 부터의 신호는 신호가 의사-랜덤 멀티플렉서 없이 전송되는 증폭기로 전송된다. 제 3 및 제 4 입력은 증폭기에 입력하기 전에 멀티플렉서에 의해 스위칭되며 디스플레이로 전송하기 전에 정확한 선에 스위칭 백된다.
제 2 예에서, 입력으로부터의 신호는 다음의 증폭기에 전송된다. 마지막 입력으로부터의 신호는 제 1 증폭기에 전송된다. 증폭기로부터의 출력은 그후에 디스플레이로 전송하기 전에 정확한 선에 스위칭 백된다.
4개의 입력과 4개의 출력을 가지는 상기 2개의 예는 16가지의 결합중 2가지 디다. 의사-랜덤 멀티플렉서는 눈이 증폭기를 조절하도록 16개의 조건사이에서 계속적으로 스위칭한다. 속도는 프레임 속도(60Hz) 또는 행 속도(60KHz)중 하나가 될 수 있다. 행속도가 바람직하다.
도 38A를 참조로하여, 액정은 픽셀 전극 및 카운터 전극간의 전압차가 되는 전압에서의 변화에 선형으로 반응하지 않는다. 만약 바람직한 실시예에서와 같이, 전압 오프셋이 클리어로부터 블랙까지 4.5볼트를 변화시키면, 최초 1/2 볼트 변화 및 최종 1/2 볼트 변화는 도 38A에서 도시된바와 같이 투과율을 변화시킨다. 또한, 전술된 몇가지 실시예에서 비디오 신호가 디지털로 전송되기 때문에, 선택된 전압은 다수의 개별적인 위치에서 존재할 수 있다. 또한, 도 36 및 37A에서 도시되며 Silicon Images, National Semiconductor, 및 Texas Instruments에 의해 판매되는 데이터 링크(722)는 클럭 사이클당 32비트를 지원한다. 개별적인 위치및 제한된 대역폭은 컬러를 제한하며, 불균일한 컬러 형상의 결과가 된다.
도 38B는 마이크로디스플레이에대한 디스플레이 제어 회로(762)를 설명한다. 디스플레이 제어 회로(762)는 단색 스케일 이미지 및 컬러 이미지를 교정하기 위한 디지털 참조 테이블(764)을 갖는다. 참조 테이블은 또한 이러한 경우 감마 교정 참조 테이블이 원하는 이미지를 성취하기 위해 선택된 액정의 감도 또는 투과율을 나열하기 때문에 참조된다. 도 38A에서 도시된 바와 같이 비선형성이 선호되지는 않지만, 사람의 눈은 절대값 보다는 비율에 의해 차이를 식별하려 하기 때문에 일정하게 떨어져서 사용가능한 선택된 감도 또는 투과율을 갖는 것은 바람직하지는않다.
비디오 신호는 디지털 제어 회로(762)의 프로세서(402)에 의해 수신된다. 도 19A의 프로세서와 유사한 프로세서(402)는 이전에 RGB, NTSB, PAL, 등이었던 어 떤 신호에도 상관없이 신호(404)를 디지털 신호로 변환한다. 디지털 신호는 타이밍 제어 회로(768)의 제 1 부분(766)에 전송된다. 타이밍 제어회로(768)의 제 1 부분(766)은 필요에 따라 메모리(406/408)로부터 데이터를 전송하고 수신한다. 타이밍 제어 회로(766)로 부터의 데이터는 데이터 링크(720)를 통해 전송된다.
데이터 링크(720)옆의 마이크로 디스플레이(110)에, 참조 테이블(764)을 가지는 타이밍 제어 회로(768)의 제 2 부분(770)이 위치된다. 참조 테이블(764), 특히 감마 교정 참조 테이블은 디스플레이 전송 특성을 위해 신호를 선형화하기위해 사용된다.
디스플레이(110)에 대한 백라이트 시스템(266) 및 제어선(422 및 424)은 타이밍 제어 회로(768)의 제 2 부분(770)에 의해 제어된다. 참조 테이블(764)은 카운터 전극에 대한 전압을 스위칭하거나 하지않은 디스플레이를 가지고 사용될수 있다.
참조 테이블에 대한 입력은 디스플레이 되기 위해 원하는 개별적인 흑백 또는 컬러 음영에 관련된 다중 정보 비트 부분이다. 이러한 비트의 세트는 테이블에서 어드레스 또는 위치처럼 테이블에 의해 취급된다. 이러한 위치에서 메모리 값은 테이블 설계및 기능에 따라 입력 데이터에서와 같이 더 이상의, 더 이하의 또는 동일한 비트수를 가질수 있는 새로운 다중 정보 비트 부분으로서 테이블로부터 출력된다. 바람직한 실시예에서, 10비트의 데이터 출력을 가지는 테이블에 대해 8비트 데이터 입력이 존재할 것이다. 10비트는 그후에 원하는 입력 비트에 따라 뷰어에 광선을 전송하기위해 적당한 전압을 가지는 디스플레이(110)을 제공하여 D/A(422)에서 아날로그 신호로 변환된다. 참조 테이블 값은 도 38A와 유사하게 디스플레이에 대한 감마 커브로부터 유도된다.
바람직한 실시예에서, 24비트 데이터 링크(720)를 위해, 각각 8비트의 적색, 녹색, 및 청색 픽셀, 4개의 6비트 픽셀값 또는 3개의 8비트 픽셀값은 컬러가 연속되는 포맷에서 인접한 픽셀을 위해 클럭 사이클마다 전송될 수 있다. 6비트-8비트 참조 테이블에 대한 6비트 입력의 사용은 64개의 구분되며 동등하게 떨어진 컬러당 그레이 음영을 가지는 뷰어를 제공할 것이다. 8비트-10비트 참조 테이블에 대한 8비트 입력의 사용은 256개의 구분되며 동등하게 떨어진 컬러당 그레이 음영을 가지는 뷰어를 제공할 것이다. 더 높은 데이터 전송 효율은 이미지 품질에서 최소 효과로서 성취된다.
바람직한 실시예에서, 48비트 데이터 링크(720)를 위해, 각각 16비트의 적색, 녹색, 및 청색 픽셀, 8개의 6비트 픽셀값 또는 6개의 8비트 픽셀값은 컬러가 연속되는 포맷에서 인접한 픽셀을 위해 클럭 사이클마다 전송될 수 있다. 6비트-8비트 참조 테이블에 대한 6비트 입력의 사용은 64개의 구분되며 동등하게 떨어진 컬러당 그레이 음영을 가지는 뷰어를 제공할 것이다. 8비트-10비트 참조 테이블에 대한 8비트 입력의 사용은 256개의 구분되며 동등하게 떨어진 컬러당 그레이 음영을 가지는 뷰어를 제공할 것이다. 더 높은 데이터 전송 효율은 이미지 품질에서최소 효과로서 성취된다.
참조 테이블이 데이터 링크를 갖는 실시예에 관련하여 설명되는 반면에 참조 테이블이 데이터 링크에 독립적으로 사용될 수 있음이 인식된다.
LED의 발광이 플래쉬 이전에 최대 결정 시간을 허용하고 플래쉬를 확보하도록하기 위해 동기되도록 컬러가 연속되는 디스플레이가 다음 컬러 결정 이전에 턴오프되는 것과는 반대로, 흑백에서 플래쉬의 정확한 타이밍은 특정 실시예에서 꼭 필요한 것은 아니다.
도 39A는 흑백 디스플레이에 대한 타이밍 다이어그램을 도시한다. 디스플레시가 흑백이기 때문에, LED(270)는 계속 온이며, 이미지는 컬럼 반전 및 또다른 반전 기술을 사용하여 계속적으로 기록된다. 컬럼 반전에서, 한 프레임(예를 들면, 프레임 1)에서 홀수 컬럼은 비디오를 사용하여 기록되고 짝수 프레임은 반전된 비디오를 사용하여 기록된다. 다음 프레임(예를 들면, 프레임 2)에서, 짝수 프레임은 비디오를 사용하여 기록디고 홀수 프레임은 반전된 비디오를 사용하여 기록된다. 흑백 디스플레이가 카운터 전극의 전압을 스위칭하거나 LVV에서와 같이 각 프레임의 시작에서 픽셀을 초기화한다면, 전술된 바와 같이 컬러 연속에 관련된 LED 의 발광은 흑백 디스플레이를 사용하여 실행된다.
도 39B1 및 39B2를 참조로 하여, 선택적인 실시예에 대한 디스플레이 제어 회로(774)가 도시된다. 이러한 디스플레이 제어 회로(774)는 도 11에 도시된 직접 회로 디스플레이 다이(258)에 관련하여 두 픽셀이 동시에 기록되도록 작동한다. 디지털 제어 회로(774)는 소스로부터 이미지를 전달하고 마이크로디스플레이(110)에 이미지를 표시한다. 비디오 신호(404)는 아날로그 비디오 디코더(776a)에 의해 수신되고 적-녹-청색(RGB)의 디지털 표현 또는 루미넌스-크로미넌스(YCbCr) 요소로 변환되도록 NTSC, PAL, 또는 S-Video와 같은 아날로그 포맷 내에 존재할 수 있다. 디코더(776a)는 또한 동기 신호(404)를 생성하기 위해 타이밍 정보를 축출한다.
선택적으로, 입력 비디오 신호(404)는 BT.656과 같은 디지털 포맷내에 존재할 수 있으며, 이러한 경우에 디지털 전단(776d)은 디지털 비디오(404v) 및 동기 신호(404)를 분리한다.
만약 디지털 비디오 신호(404v)가 YCbCr을 사용하여 표시된다면, 그후에 포맷 컨버터(778)에 의해 RGB로 변환된다. 만약 신호(404v)가 RGB 표시를 사용한다면, 그후에 컨버터(778)는 바이패스된다.
바람직한 실시예에서, 아날로그 비디오 디코더(776a)를 제외한 디스플레이 제어 회로(774)의 모든 요소는 단일 응용 주문형 집적 회로 ASIC(782)에 통합될 것이다. 선택적인 실시예에서, 디코더(776a)는 ASIC에서 전체적으로 또는 부분적으로 통합될 수 있다. 또다른 선택적인 실시예에서, DRAM(1004) 또는 디지털 아날로그 컨버터(356)는 ASIC(782)의 외부에 존재할 수 있다. 타이밍 생성기(780)는 동기 신호(404)를 수신하고 ASIC(782)를 위해 모든 필요한 타이밍 신호를 생성한다.
ASIC(782)는 또한 구성 레지스터(798)를 판독하고 기록하도록 외부 프로세서를 위해 수단을 제공하는 IIC 인터페이스(796)를 포함한다. 구성 레지스터는 운영 모드 및 다른 ASIC(782) 요소의 타이밍 파라미터를 프로그래밍하기 위해 사용된다.
BT.656 표준을 따르는 디지털 비디오 포맷은 320x240 디스플레이에 적합하도록 스케일링될 수 있다. 종래의 27MHz 클럭에 디코딩된 아날로그 NTSC 및 PAL 비디오 또한 스케일링될 수 있다. 수평 치수에서 360개의 샘플을 320개로 감소시키기 위해 9:8 스케일링이 요구된다.
525개의 선과 60Hz 필드 속도(NTSC)를 사용하는 포맷은 수직 스케일링을 요구하지는 않는다. 필드당 243 및 244개의 액티브 선을 사용하고 여분의 3 및 4개의 선이 240개 선의 수직 분배를 위해 제외된다. 그러나, 625개 선과 50Hz 필드 속도(PAL)을 사용하는 포맷은 288개의 액티브 선을 240개로 감소시키기 위해 6:5 수직 스케일링을 요구한다.
수평 스케일러(786)는 9:8 수평 스케일링을 수행한다. 바람직한 실시예는 도 39C에 도식적으로 설명된 첨부 방식을 사용한다. 수직 스케일러(780)는 6:5 수직 스케일링을 수행한다. 바람직한 실시예는 도 39D에 도식적으로 설명된 첨부 방식을 사용한다. 선택적인 첨부 방식이 사용될 수 있다.
비표준 비디오 포맷은 스케일러(786 및 788)가 바이패스될 수 있는 경우에 스케일링을 요구하지 않을 수 있다. 다른 비디오 포맷이 수평적으로 9:8 및 수직적으로 6:5와 다른 스케일링 비율을 요구한다.
도 39B1에서 다시 참조하여, 수직 스케일러(788)로부터의 비디오 신호는 도 38B를 참조로하여 전술된것과 유사한 감마 교정 회로(792)로 전송된다. 입력 비디오 신호의 적색, 녹색, 및 청색 요소 각각에 대하여, 감마 교정 회로(792)는 신호가 D/A 컨버터(356)에 의해 아날로그로 변환될 때, 감도 결과가 눈을 위해 적절하도록 조정된 출력값을 생성한다.
한 바람직한 실시예에서, 감마 교정 회로(792)는 모든 가능한 입력 값에 대해 정확한 출력 값을 포함하는 참조 테이블(764)을 사용한다. 또다른 바람직한 실시예에서, 감마 교정 회로(792)는 17개의 구성 레지스터에 저장된 값 사이에 첨부되는 입력의 불연속 선형 함수를 계산한다. 감마 교정 회로(792)로부터의 신호는 픽셀 페어링 회로(794)에 전송된다.
픽셀 페어링에서, 적색, 녹색, 및 청색 픽셀의 개별적인 값은 메모리를 더 효율적으로 사용하기 위해 재주문된다. 픽셀 페어링의 구성도가 도 39E에서 도식적으로 보여진다. 픽셀 페어링 회로(794)는 6.75MHz에서 24비트 워드를 수신한다. 각각의 워드는 3개의 8비트 값으로서 적색, 녹색 및 청색의 단일 픽셀 요소를 포함한다. 16비트 출력 워드는 수평적으로 인접한 픽셀, 즉 디스플레이에 의해 요구된 포맷으로부터 동일한 컬러의 2개의 8비트 값을 포함한다.
도 39B2를 참조로 하여, 픽셀 페어링 회로(794)로부터 16비트 데이터 스트림은 3가지 상태의 버퍼(1002)에 의해 2개의 DRAM 필드 메모리(1004)중 하나에서 유도된다. 한개의 DRAM 필드 메모리는 다른 메모리가 판독되는 동안 기록된다. 기록 및 판독을 위해 어드레스 및 제어 신호가 DRAM 제어기(1008 및 1010)에 의해 개별적으로 생성된다. 멀티플렉서(1006)는 판독 및 기록 주소를 유도하고 적합한 필드 메모리(110)에서 신호를 제어한다.
판독된 DRAM 필드 메모리(1004)로부터의 데이터는 만약 필요하다면 비디오를 반전시키는 출력 처리 회로(1012)에서 통과된다. 그후에 출력 데이터는 27MHz에서 2개의 8비트 워드의 피크 데이터 속도를 가지는 디지털 아날로그 컨버터(356)를 통과한다. 컨버터(356)로부터의 아닐로그 신호는 디스플레이(110)를 구동시키기 위해 외부 비디오 증폭기(1014)에 의해 증폭된다.
ASIC(782)은 또한 카운터 전극에 대한 디스플레이(110), 백라이트(266), 및 아날로그 스위치(1018)에 대한 제어 신호를 생성하는 디스플레이 타이밍 제어 유니트(1016)를 포함한다.
전술된 흑백 및 컬러 모두의 액티브 매트릭스 디스플레이의 실시예는 디지탈 카메라, 뷰파인더, 차량용 디스플레이, 프린터 및 호출기 및 셀룰러 전화기와 같은 무선 통신 디바이스를 포함하는 다양한 제품에서 사용될 수 있다.
스틸 사진을 위한 디지털 카메라(800)가 도 40A-40D에 도시된다. 카메라(800)의 분해도가 도 41에 도시된다. 디지털 카메라(800)는 도 41에 도시된 바와 같이 이미지 센서(804) 앞에 위치된 렌즈(802)를 갖는다. 디지털 카메라(800)는 전술된 바와 같은 마이크로디스플레이(110) 및 도 40B에 도시된 바와 같은 온/오프 스위치를 갖는다. 도 13B에 도시된 바와 같이 렌즈(298)를 통해 보여지는 마이크로디스플레이(110)는 카메라를 조정하여 캡쳐된 이미지를 보여준다. 마이크로디스플레이 뷰어(110)의 촛점을 맞추기 위한 포커스 노브(826)는 도 40A에 도시된 바와 같이 디지털 카메라(800) 앞에 위치된다.
도 40B를 다시 참조하여, 한 실시예에서, 디지털 카메라(800)는 컴팩트 플래쉬 카드(CF), 스마트 미디어 등과 같은 이동가능한 메모리 카드를 수신한다. 디지털 카메라(800)는 컴팩트 플래쉬 카드 액세스 도어(808) 및 이젝트 버튼(810)을 갖는다.
도 40C를 참조로 하여, 선택 스위치(812) 및 셔터/푸쉬 버튼(814)이 도시된다. 유동 베젤(816)은 하우징(828 및830)을 첨부한다. 푸쉬 버튼(814)와 결합한 선택 스위치(812)는 기록된 이미지를 삭제하고, 이미지를 저장하고, 이미지를 볼 수 있게 한다. 도 40D에 도시된 바와 같은 입력/출력 도어 커버(818)는 도 41에 도시된 바와 같은 회로 어셈블리(822)에 의해 전달된 입력 및 출력(820)을 커버한다.
카메라(800)는 도 41에 보여진 바와 같은 전후의 플라스틱 하우징(828 및 830)을 가지는 회로 어셈블리(822)를 내장한다. 카메라(800)는 앞쪽의 플라스틱 하우징(828)에 맞는 복수의 배터리(834)와 배터리 도어(836)를 수용하도록 회로 어셈블리(822)앞에 위치된 배터리 홀더(832)를 갖는다. 배터리 홀더(832)는 이러한 하우징에 필수적으로 형성될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 카메라(800)는 사진의 다큐먼팅에 관련하여 음향을 기록하기 위한 마이크(838)을 갖는다. 카메라(800)는 촛점을 맞추기 위해 적외선 센서를 가지고 있음이 인식된다.
디지털 카메라는 포터블 컴퓨터, 디지털 카메라에서 컴퓨터로 이미지를 전송하기 위한 카드리더, 또는 프린터와 같은 아이템과 결합할 수 있다. 바람직한 실시에에서, 컴팩트 플래쉬 카드와 같은 카드는 카메라로부터 이동되어 컴퓨터에 입력된다. 선택적인 실시예에서, 컴퓨터 또는 NTSC TV 출력에 접속하기 위해 입력/출력 도어 커버(818)를 통해 영향받기 쉬운 케이블 간섭에 의해 디지털 카메라로의 디지털 카메라로부터의 모든 전송이 가능하다.
카메라(800)에 대해 컬러가 연속인 마이크로디스플레이(110)에 대한 디스플레이 제어 회로(840)의 한 실시예가 도 42에서 설명된다. 디스플레이 제어 회로(840)는 아날로그 신호 프로세서(402)에서 이미지 센서(804)로부터 아날로그 합성 신호(404)를 수신한다. 아날로그 신호 프로세서(402)는 Sony CXA1585와 같이 신호(404)를 적색, 녹색 및 청색 요소로 구분하는 상업적으로 사용가능한 칩이 될 수 있다. 실시예가 아날로그 신호에 관련하여 논의되었지만, 신호는 디지털 신호일 수도 있음이 인식된다. 디지털 시스템은 본 특허 출원에서 발견된 내용을 포함한다.
이미지는 아날로그 신호 프로세서(402)로부터 마이크로디스플레이(110)로 즉시 전송된다. 감마 교정에 관련된 인터 페이스, Pclk 및 전술된 2개의 동기 클럭은 도 28A-34에 관련하여 통합될 수 있다.
동시에, 3개의 아날로그 컬러 요소가 아날로그 디지털(A/D)컨버터(842)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 디지털 신호는 디지털 신호 프로세서(844)에 의해 더 처리되며, 메모리 회로(846)에 저장된다. 메모리 회로(846)에 저장된 신호는 압축, 감마 교정, 스무딩 및/또는 디더링과 같이 강화되거나 변경될 수 있다. 강화 또는 변경은 Adobe, Inc.에 의해 판매되는 Photoshop, Inc.과 같이 상업적으로 사용가능한 소프트웨어를 사용한다.
이미지 센서(804)에 결합되어 아날로그 신호 프로세서(402)로부터 즉시 보는 것 뿐만 아니라, 디지털 신호를 다시 아날로그 신호로 변환하기 위해 디지털 아날로그 컨버터(356)에서 디지털 신호 프로세서(844)를 통과하는 디지털 신호에 의해메모리(846)에 무엇이 저장되어있는지를 표시할 수 있다. 디스플레이 제어 회로(640)는 신호를 적색, 녹색 및 청색 요소로 구분하기 위해 아날로그 신호 프로세서(848)을 갖는다. 아날로그 신호 프로세서는 디지털 프로세서 이후에 이미지 센서 데이터를 교정한다.
디스플레이 제어 회로(840)는 타이밍 회로를 포함하는 로직 회로(850)는 갖는다. 로직 회로(850)는 비디오 신호의 흐름을 제어하기 위해 이미지 센서(804), 디지털 신호 프로세서(844) 및 메모리(846)에 접속된다.
아날로그 신호 프로세서(402)를 통해 이미지 센서로부터 마이크로디스플레이로 즉시 이미지를 전송할 때, 로직 회로(850)는 마이크로디스플레이(110)가 사용하도록 신호를 적색, 녹색 및 청색 신호로 동기한다. 이러한 동기는 마이크로디스플레이(110)와 백라이트(266)의 동일한 작동에 제공되도록 동기된 컬러 차수에서 이미지 데이터를 축적하기 위해 다양한 필터의 사용을 포함할 수 있다.
로직 회로(850)는 메모리(846)로부터 디스플레이(110)로 비디오 데이터를 전송하고 각각의 주요 컬러를 위해 선로를 따라 백라이트의 작동을 동일화시킴에 따라 디스플레이에서 각 컬러 프레임의 순차적인 흐름을 제어한다.
마이크로 디스플레이(110)는 스틸 카메라(800)에 대한 뷰파인더를 위해 사용되는 것 뿐만 아니라 도 43에 도시된 바와 같이 캠코더 또는 비디오 레코더(860)에 대한 뷰파인더를 위해 사용된다. 캠코더(860)를 광 하우징을 포함하는 마이크로디스플레이(110)를 가지는 뷰파인더 하우징(862)을 갖는다.
도 13A 및 13B에 관련하여 전술된 바와 같이, 조립된 디스플레이 모듈(286)은 마이크로 디스플레이(110), 백라이트 하우징(278) 및 렌즈(298)을 가지는 광학 홀더(294)를 갖는다. 뷰파인더 하우징(862)는 광학 축(306) 및 회로 보드(864)를 따라 확장한 요소들을 가지는 조립된 디스플레이 모듈(286)을 포함한다.
디스플레이를 위한 회로 보드(864)는 도 44에 도식적으로 설명된다. 회로 보드(864)는 NTSC 신호(404)를 수신하기 위해 아날로그 신호 프로세서(402)를 갖는다. NTSC 신호(404)는 프로세서 보드(866)로 부터 수신된다. 프로세서 보드(866)는 이미지 센서(804a) 또는 재생 모드의 테이프(868) 또는 내부 메모리로부터 이미지를 수신한다. 기록 모드에서, 이미지 센서(804)로부터의 이미지는 테이프(868)에 기록된다. 도 43에 도시된 바와 같이 프로세서 보드(866)에 결합된 스위치(870)는 오퍼레이터가 이미지 센서(804) 또는 테이프(868)로부터 아날로그 신호 프로세서(402)에 송신된 신호(404)를 선택하도록 허용한다. 테이프(868)는 정규 속도 뿐만아니라 고속 스캔 속도와 같은 다른 속도로 선택될 수 있다.
뷰파인더 하우징(862)에 위치되며 아날로그 신호 프로세서(402)를 가지는 회로 보드(864)는 타이밍 제어 회로(872)및 메모리(874)를 갖는다. 도 44는 또한 뷰파인더 하우징(862)에 위치된 마이크로 디스플레이(110) 및 백라이트(266)를 설명한다. 바람직한 실시예에서, 회로 구성은 도 28A-34C에 관련하여 전술된 비디오 신호의 동기 및 2개의 클럭을 포함한다.
헬리콥터 또는 비행기와 같은 차량에서, 오퍼레이터는 신속하게 차량을 동작시키기 위해 다량의 정보를 처리하도록 요구된다. 한 바람직한 실시예에서, 디스플레이는 헤드 마운트 디스플레이이다. 그러므로 디스플레이 및 핼멧을 통해 헤드에 장착된 요소들은 경량이며 견고해야만 한다. 또한, 밝은 태양광선으로부터 어두울때까지 광선 상태가 변하는 것을 파일럿이 경험하기 때문에, 디스프레이는 감도를 변화시킬 수 있어야한다.
도 45를 참조로 하여, 차량(882)에 대한 디스플레이 시스템(880)의 도표가 도시된다. 이러한 실시예에서, 디스플레이(110), 즉 마이크로디스플레이는 사용자에 의해 착용된 핼멧(884)에 장착된다. 디스플레이 프로젝트는 데이터 링크(722)를 통해 디스플레이 컴퓨터(886)로부터 마이크로디스플레이(110)로 전송된다. 시스템은 2개 또는 1개의 디스플레이를 사용하여 쌍안용 또는 단안용이 될 수 있다.
컴퓨터(886)는 저장 데이터(888), 속도, 방향, 고도 아이템을 위한 차량의 센서, 망또는 야간 또는 적외선용과 같은 강화된 시야를 위한 카메라(892), 레이더 시스템과 같은 투시 센서를 포함할 수 있는 새로운 소스로부터의 정보와 무선 전송(896)에 의해 다른 소스로부터 수신된 정보를 수신한다. 컴퓨터(886)는 오퍼레이터로부터의 입력을 기반으로 데이터를 선택하고 결합할 수 있다.
정보는 데이터 링크(722)를 사용하여 디스플레이 컴퓨터(886)로부터 마이트로디스프레이(110)에 전송된다. 데이터 링크(72)는 비디오 카드(898)에서 변환되고 디스플레이 컴퓨터(886)에 접속되고 인접한 데이터를 운반하고 데이터를 마이크로디스플레이(110)에 인접하여 위치된 디스플레이 드라이버 보드(900)에 전송한다. 데이터 링크(722)는 도 37A에 도시된 바와 같이 트위스트 플랫 와이어 케이블 또는/및 광 케이블중 하나가 될 수 있다. 도 48에서 데이터 링크(722)는 사용자의 비행기 슈트상에 고속 단절부(902)를 갖는다.
바람직한 실시예에서, 차량은 헬리콥터이다. 백라이트 라이트 소스는 마이크로디스플레이로부터 떨어져서 위치된다. 백라이트에 대한 라이트 소스는 사용자, 즉 파일럿의 하부 또는 상부 중 한 곳에 위치되며 광섬유를 사용하여 파일럿의 헬멧에 전달된다. 바람직한 실시예에서, 마이크로디스플레이는 라이트 시스템. 즉 백라이트(904)에 관련하여 작동한다.
전광 시스템은 도45에 제시된 바와 같이 제어기(906)에 접속되어 낮과 밤에 따라 그 밝기 강도를 변화시킨다. 또한, 다른 선호되는 실시예에서 제어기는 상기에서 기술한 바와 같이 칼라 시퀀셜 디스플레이에 대한 칼라 품질을 개선시키기 위해 개별 LED의 밝기 강도를 변화시킬 수 있다. 도45에 제시된 이러한 전광 시스템은 헬멧(884)상에 마이크로 디스플레이(110)에 인접하여 장착된 단색 LED이다.
상기 내용은 비행기와 같은 운송수단과 관련하여 서술되었지만 이러한 구성은 일반적인 개인 컴퓨터에 접속되는 다른 실시예들에 사용될 수 있다.
카메라 및 디스플레이 뿐만 아니라, 이러한 마이크로 디스플레이(110)는 도47에 제시된바와 같이 디지털 프린터(910)를 사용하는 감광성 페이퍼 상에 프린트하기 위해 사용될 수 있다. 디지탈 프린터(910)용 디스플레이 회로(912)는 도46에 제시된다. 이러한 디스플레이 회로(910)는 칼러 시퀀셜 디스플레이 동작을 통해 디지탈 프린터(910)를 제어하는데 사용된다.
이러한 디스플레이 회로(912)는 외부 소스로부터 이미지 데이터(404)를 수신하고 적합한 형태로 데이터를 변환하는 프로세서(402)를 가지고 있으며, 상기 데이터 변환은 이미지를 3개의 개별 이미지(적,녹,청)들로 변환하는 것을 포함한다.이러한 이미지 데이터는 제어 회로(916)를 경유하여 메모리(406)로 전송될 수 있다. 제어 회로(916)는 메모리(406)로부터 데이터를 취득하고, 메모리에서 이미지는 3개의 개별 칼라들로 저장되어 상기 데이터를 디지털/아날로그 변환기(412)를 통해 마이크로 디스플레이(110)로 전달한다. 이미지는 상기에서 기술된 실시예들과 유사한 방식으로 기록된다. 제어 회로(916)는 기록 및 설정에 필요한 충분한 시간을 가진 후에 특정 백라이트(266)를 플래쉬하여 디스플레이상의 이미지가 도47에 제시된 바와 같이 프린터 페이퍼(920)에 투영되도록 한다.
프린터 페이퍼(920)는 이미지를 초당 180 서브프레임 속도로 디스플레이상에 기록함으로써 이미지에 노출될 수 있고, 여기서 각각의 이미지는 하나의 칼라를 마이크로 디스플레이에 기록하는 패턴에서 반복되고, 세틀 타임을 허용하여 각각의 LED를 플래쉬하고, 다음 칼라에 대한 이미지를 마이크로 디스플레이에 기록하고, 세틀 타임을 허용하여 LED를 플래쉬하고, 제3 칼러에 대하 반복한다. 이러한 과정은 프린터 페이퍼(920)를 노출하는데 필요한 만큼 반복된다.
칼라 그래디언트(gradient)는 일반적으로 액상 크리스탈의 회전 정도에 의해 이루어지고, 디지탈 프린터는 이러한 패턴에서 기술되는 마이크로 디스플레이의 다른 사용들 만큼 시간에 민감하지 않으며, 플래쉬 시간 길이는 칼라 그래디언트를 발생시키기 위해 사용될 수 있고 액상 크리스탈은 완전한 클리어 또는 완전한 블랙으로 전환된다.
이러한 액상 크리스탈 또는 블랙 그리고 그 사이의 그래디언트가 아니기에, 전광 소스, 바람직하게는 LED는 셋 주기동안 플래쉬된다. 그리고나서, 보다 많거나 또는 보다 적은 화소들이 클리어를 위해 순환되고, LED가 다시 플래쉬된다. 이러한 과정은 요구되는 그래디언트들이 달성될 때까지 반복된다.
예를들어, 칼라당 총 노출 시간은 대략 0.6초이고 칼라당 4비트, 16 그레이 레벨을 갖는 것이 요구된다. 마이크로 디스플레이는 프레임당 50Hz 20ms 속도에서동작한다. 완전한 마이크로 디스플레이는 클리어(기록)를 위해 릴렉스를 허용한다. 이러한 예에서, 칼럼 반전이 사용된다. 전압을 카운터전극으로 스위칭하거나 또는 화소들의 초기화함이 없이 각 서브프레임에 대해 수행된다. 4개 프레임들(80ms)은 액상 크리스탈이 클리어로 턴하도록 하기 위해 사용된다. 이러한 화소들은 그 칼러들의 어느것도 요구되지 않는 경우, 그레이 레벨이 영인경우 잔존 클리어(화이트)에 기록된다. 이러한 화소들에 대해, 하소들은 블랙으로 구동된다. 2개의 프레임들이 각 레벨에 대해 수행된다(즉, 그레이 레벨 〉0인경우 2개의 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으며 블랙). 이러한 백라이트는 각 프레임에 대해 플래쉬 된다. 상기 과정은 반복된다.
그레이 레벨 〉1 이면, 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙. 각 프레임 후에 백라이트는 플래쉬됨
그레이 레벨 〉2 이면, 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙. 각 프레임 후에 백라이트는 플래쉬됨
....
그레이 레벨 〉14 이면, 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙. 각 프레임 후에 백라이트는 플래쉬됨
제1 칼라가 수행되면, 상기 과정은 나머지 2개 칼라들에 대해 반복된다.
각 그레이 레벨이 다수의 프레임들에 의해 노출되면, 칼럼 반전 구동 방식을 통해 하이 및 로우 블랙 레벨들 사이의 임의의 비대칭이 평균된다. 또한, 이러한 프린터는 액상 크리스탈이 클리어에 대한 릴렉싱보다 블랙에 대해 보다 빨리 구동한다는 장점을 사용한다.
도38A를 살펴보면, 상기 액상 크리스탈은 전압 변화에 대해 선형적으로 응답하지 않고, 화소 전극 및 카운터전극 사이의 전압 차이가 존재한다. 전압 오프셋이 제1 실시예서와 같이 클리어로부터 블랙으로 4.5 볼트 변화하면, 전반부(1/2) 전압 변화 및 후반부(1/2) 전압 변화는 도38A에 제시된바와 같이 최소한으로 투과율에 영향을 미친다.
마이크로 디스플레이에 대한 디스플레이 제어 회로가 이미지 그레이 스케일 및 칼라를 보정하는 디지탈 룩업 테이블을 가질수 있다. 감마 보정 룩업 테이블로 언급되는 이러한 룩업 테이블은 강도 또는 요구 이미지를 달성하기 위해 선택된 액상 크리스탈의 투과율에 관한 것이다. 도38A에 제시된 바와 같은 비-선형성은 바람직하지 않지만, 인간의 눈은 절대치보다는 비율 차이에 대해 보다 민감하기 때문에 강도 또는 균일하게 분포되도록 선택된 투과율을 가지는 것 또한 요구되지 않는다. 감마 보정에 대한 추가적인 내용은 2000년 7월 28일에 출원된 미국 특허 출원 번호 09/643,655 에 기재되어 있고, 이러한 내용은 본 명세서에서 참조된다.
액상 크리스탈은 완전한 블랙 또는 완전한 클리어이고, 이러한 예에서 프린터는 상기에서 기술된 액상 크리스탈 감마 곡선과는 독립적이다.
대안적인 예에서, 마이크로 디스플레이는 화이트(클리어) 대신 블랙으로 초기화된다. 노출은 백라이트가 턴온될 때가 아니라 액상 크리스탈이 화이트(클리어)로 전환할 때에 의해 제어된다.
그 차이는 백라이트가 한번에 모든 화소들에 영향을 미친다는 것이고, 하지만 액상 크리스탈 전이는 각 화소가 스캔될 때에만 발생한다. 온 및 오프 전이 모두는 백 라이트가 아닌 액상 크리스탈에 의해 제어된다(상부로부터 하부 이미지로의 보다 균일한 그레인 제어가 발생됨). 예를들어, 백라이트, 적, 녹, 청은 오프이다.
4개 프레임들은 모든 화소들을 블랙으로 초기화한다.
적 백라이트 온.
적 레벨 〉0 이면 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
적 레벨 〉1 이면 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
적 레벨 〉2이면 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
....
적 레벨 〉14이면 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
2개 프레임 모든 화소들은 블랙.
적 백라이트 오프.
2개 프레임 모든 화소들은 블랙.
녹 백라이트 온.
녹 레벨 〉0이면 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
녹 레벨 〉1이면 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
녹 레벨 〉2이면 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
......
녹 레벨 〉14이면 2개 프레임 화소들은 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
2개 프레임 모는 화소들 블랙.
녹 백라이트 오프.
2개 프레임 모든 화소들 블랙.
청 백라이트 온.
청 레벨 〉0 이면 2개 프레임 화소들 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
청 레벨 〉1 이면 2개 프레임 화소들 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
청 레벨 〉2 이면 2개 프레임 화소들 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
.....
청 레벨 〉14 면 2개 프레임 화소들 화이트, 그렇지 않으면 블랙.
2개 프레임 모든 화소들 블랙.
청 백라이트 오프.
총 104개 프레임이거나 또는 50Hz 프레임 레이트를 갖는 2초 이상이다. 이러한 시간은 각 그레이 레벨에서 단지 1 프레임만을 사용함으로써 반으로 줄어들 수 있다. 이는 하이 및 로우 블랙의 비대칭성을 평균하는 이점을 상실한다.
감마 보정이 상기에서 기술한 바와 같이 불필요한 반면, 비-선형 특성을 원한다면 각 그레이 레벨 임계치에서 상이한 프레임 수들을 노출시킴으로써 쉽게 달성될 수 있다.
일 실시예에서, 플래쉬 시간만이 변화한다. 다른 실시예에서, 플래쉬 강도의 시간 조합이 변경될 수 있다. 이러한 제2 실시예에서, LED의 하나의 플래쉬 후에, 일부 화소는 오픈되고 나머지들은 클로즈되는데 이는 필름 화소에 대한 강도 및 시간의 정확한 조합을 달성하기 위함이다.
상기에서 논의된 이전 실시예들과의 차이는 이미지가 감광성 페이퍼(920)에 주사되고, 프레임 레이트가 초당 60 프레임 또는 초당 180 프레임을 초과할 필요가 없다는 것이다. 기록 및 세틀 타임은 사용자에게 인지가능한 지연없이 10분의 수초내에 존재할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제어 회로(916)는 디지탈 프린터(910)에 장착된 페이퍼(920) 타입을 판독할 수 있는 필름 타입 탐지기(922)로부터 제어 입력을 갖는다. 제어 회로(916)는 필름 타입에 따라 플래쉬 및 다른 조절인자를 조정할 수 있다. 제어 회로(916), 또는 ASIC는 디스플레이, 칼라 분리, 노출 및 디더링과 같은 다른 특징들을 제어한다. 또한, 제어 회로(916)는 피드백 시스템에서 LED 출력에 관한 입력을 취해 LED 의 노화를 보상한다. 제어 회로(916)는 또한 화상 화이트 밸런스를 위해 플래쉬 길이를 조절할 수 있다.
도47을 살펴보면, 디지탈 프린터(910)의 단면도가 제시된다. 디지탈 프린터는 백라이트(266) 및 프린팅 플래인(924)으부터 이격된 마이크로 디스플레이(110)를 가지고 있다. 확산기(282) 및 밝기 향상 필름(280)은 마이크로 디스플레이 및 백라이트(2660 사이에 배치된다. 렌즈(926)는 디스플레이(110) 및 페이퍼 플래인(924) 사이에 배치된다.
마이크로 디스플레이(110)는 적절한 이미지로 패인트되고 백라이트(266)는 라이트가 밝기 향상 필름(280) 및 확산기(282)를 통해 전달되어 마이크로 디스플레이(110)의 클리어 부분 및 렌즈(926)를 통해 전달되어 프린팅 플래인(924)에 위치하는 페이퍼(920)에 의해 수신되도록 충분한 시간동안 턴온된다. 프린트의 제1 부분이 필름상에서 완료된 후에, 백라이트(266)는 턴오프되고 제어 회로(916)는 마이크로 디스플레이를 제2 이미지, 즉 다른 칼러들 중 하나로 구동한다. 백 라이트는 이미지가 프린팅 플래인에서 페이퍼에 의해 캡쳐되도록 일정 시간동안 다시 한번 턴온된다. 그리고 나서 제어 회로(916)는 백라이트를 턴오프하고 마이크로 디스플레이를 각각의 제3 칼라에 대해 제3 및 최종 이미지로 구동한다. 여기서 백라이트는 셋 주기동안 다시 한번 온된다.
칼라 시퀀셜 프린터가 선호되지만, 프린터는 단색일 수도 있다. 단색 모드에서, 화이트 LED와 같은 신호 칼라가 존재하거나 또는 3개의 LED들이 함께 플래쉬된다.
또한, 라이트 방사 다이오드를 갖는 칼라 시퀀셜 디스플레이가 제시되지만, 칼라 휠 또는 튜너블 LC 필터가 사용될 수도 있다.
디지털 프린터(910)가 개별 유닛으로서 제시되지만, 프린터(910)는 즉석 다지탈 카메라 또는 무선 셀룰러 폰과 같은 장치에 통합될 수도 있다. 도48은 즉석 디지탈 카메라용 회로(930)를 예시한다. 이러한 디스플레이 제어 회로(930)는 이미지 센서(804)로부터 아날로그 프로세서(402)에서 아날로그 합성 신호(404)를 수신한다. 아날로그 신호 프로세서(402)는 소니 CXA1585와 같이 상업적으로 이용가능한 칩으로서, 신호(404)를 적, 녹, 청 성분들로 분리시킨다. 이러한 실시예가 아날로그 신호에 대해 기술되었지만, 이러한 신호는 디지탈일수도 있다. 디지탈 시스템은 본 특허에서 제시된 내용을 통합한다.
이미지는 아날로그 프로세서(402)로부터 마이크로 디스플레이(110)로 직접 전송된다. 감마 보정과 관련된 인터페이스, Pclk, 및 200년 7월 28일에 출원된 미국 특허 출원 09/643,655, 제목 "Portable Microdisplay System"에서 논의되는 2개의 동기 클록들은 본 명세서에서 참조된다.
동시에, 3개의 아날로그 칼라 성분들은 아날로그/디지탈(A/D) 컨버터(842)에 의해 디지탈 신호로 전환된다. 디지탈 신호는 추가로 디지탈 신호 프로세서(844)에 의해 처리되고 메모리 회로(846)에 저장된다. 메모리 회로(846)에 저장된 신호는 압축, 감마 보정, 스무딩 및/또는 디더링과 같이 변경 또는 향상될 수 있다. 향상(enhancing) 및 변경(altering)은 Adobe에 의해 판매되는 포토샵과 같은 상업적으로 이용가능한 소프트웨어를 사용한다.
이미지 센서(804)와 관련된 아날로그 신호 프로세서(402)로부터 바로 관측할 수 있을뿐 아니라, 마이크로 디스플레이(110)는 디지탈 신호를 다시 아날로그 신호로 전환하기 위해 디지탈 신호 프로세서(844)를 통해 다지탈/아날로그 컨버터(356)로 진행하는 디지탈 신호에 의해 메모리(846)에 무엇이 저장되는지를 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 제어 회로는 신호를 적,녹,청 성분들로 분할하는 아날로그 신호 프로세서(848)를 가지고 있다. 디지탈 프로세서 후에 아날로그 프로세서는 이미지 센서 데이터를 수정한다.
디스플레이 제어 회로(930)는 타이밍 회로를 포함하는 논리 회로(1264)를 가지고 있다. 이러한 논리 회로(1264)는 이미지 센서(804), 마이크로 디스플레이(110), 디지탈 신호 프로세서(844) 및 메모리와 접속되어 비디오 신호의 플로우를 제어한다.
이미지 센서로부터 마이크로 디스플레이로 아날로그 신호 프로세서(402)를 통해 이미지를 바로 취함으로써, 논리 회로(850)는 마이크로 디스플레이(110)가 사용하는 적,녹,청 신호들로 신호를 동기화한다. 이러한 동기화는 마이크로 디스플레이(110)로 전달되는 동기화된 칼라 순서로 이미지 데이타를 수집하기 위해 다양한 필터의 사용 및 백라이트(266)의 액추에이션 조정을 포함한다.
논리 회로(1624)는 비디오 데이터를 메모리(846)로부터 디스플레이(110)상에 전달하고 각각의 제1 칼라에 대한 라인들을 따라 백라이트(266) 엑츄에이션을 조정함으로써 디스플레이상에 각 칼라 프레임의 시퀀셜 플로우를 제어한다. 프린팅 능력에 더하여, 개별 마이크로 디스플레이(110) 및 백라이트(266)가 포함될 수 있고, 또는 마이크로 디스플레이(110) 및 백라이트는 관측을 위해 동일할 수 있으며 미러 또는 프리즘(932)과 같은 이미지 방향지정(redirection)이 이미지 방향을 지정한다. 개별 마이크로 디스플레이(110) 및 백라이트(266)가 포함되거나 또는 마이크로 디스플레이(110) 및 백라이트가 관측을 위해 동일할 수 있고 미러 또는 프리즘(932)과 같은 이미지 방향지정이 이미지 방향을 지정한다.
카메라는 사용자가 포맷, 초상 및 전경을 선택할 수 있도록 하여준다. 카메라는 다양한 사이즈의 페이퍼/필름들을 통합할 수 있다. 카메라는 이미지 저장,파일 관리, 및 이미지 처리를 통합할 수 있다. 카메라는 자동 노출 제어를 가질 수 있고 또한 수동 제어 세팅을 가질 수 있다. 카메라는 줌잉, 프레임잉 및 크롭핑 기능을 가질 수 있다. 이러한 특징들은 무선 전화를 포함하여 논의된 다른 즉석 프린팅 장치들에 위치할 수 있다.
도49A는 영문/숫자 디스플레이(942), 키패드(944), 스피커(946), 및 마이크로폰(948)을 갖는 셀룰러 전화기(940)의 개관도이다. 또한 상기 셀룰러 전화(940)는 기존의 셀룰러 전화기에 존재하는 키패드(944)를 덮는 플립-리드(950)를 가지고 있다. 또한 바람직한 실시예에서, 셀룰러 전화기(940)는 도49A의 하우징(954)의 좌측면에 제시된 스크롤 스위치(952)를 가지고 있다. 바람직한 실시예에서 스크롤 스위치(952)는 영문/숫자 스크린(942) 또는 영문/숫자 스크린(942) 위에 위치하는 마이크로 디스플레이(956)상에서 정보를 선택하는데 사용될 수 있다. 마이크로 디스플레이(956) 상의 정보는 특정 셀룰러 전화기(940)의 동작에 따라 기존 키패드(944) 또는 부가적인 키패드(948)를 사용하여 접속될 수 있다.
도49B는 키패드를 덮는 플립 리드(950)를 갖는 셀룰러 전화기(940)의 정면부를 도시한다. 바람직한 실시예에서 닫힌 위치에서 플립 커버(950)를 통해 사용자는 사용자의 얼굴로부터 셀룰러 전화기(940)를 떨어진 상태로 유지하여 마이크로 디스플레이(956)를 관측할 수 있게된다. 전화기는 하프 듀플렉스 모드로 위치되어 스피커(946) 및 마이크로 폰(948)은 동시에 온되지 않도록 하여 피드백을 방지한다. 사용자는 그들이 이러한 모드에서 위치하는 거리로 부터 스피커(946)를 청취할 수 있고 셀룰러 전화기 호출의 다른 쪽에서 상대편과 대화할 수 있다. 도49A에제시된 스크롤 스위치(952) 및/또는 키패드는 영문/숫자 디스플레이(942) 또는 마이크로 디스플레이(956) 중 어느 하나에서 이미지를 선택 및 제어하도록 프로그램화가 가능하다.
대안적인 실시예에서, 이어피스(946)는 셀룰러 전화기(940)의 하우징(954)으로부터 분리가능하여 사용자는 스피커(946)를 사용자 귀에 또는 귀에 인접하게 위치시킬 수 있다. 마이크로폰(948)은 멀리서, 대략 일 피트로부터 대화를 듣을 수 있고, 셀룰러 전화기(940)는 사용자로부터 이격된다.
도49C는 셀룰러 전화기(940)의 뒷면을 보여준다. 스피커 하우징(946)은 뒷면에서 보여진다. 셀룰러 전화기(940)는 카메라(962)를 가지고 있다. 카메라(962)로부터 찍힌 전기적 이미지는 셀룰러 전화기(940)에 의해 전송될 수 있다. 도49A 및 49B에 제시된 마이크로 디스플레이는 카메라 엘리먼트(962)를 위해 사용된다. 기록될 이미지는 키패드(958)를 사용하여 선택된다. 또한, 셀룰러 전화기(940)는 배터리 팩(964)을 가지고 있다. 바람직한 실시예에서 배터리 팩(964)은 손쉬운 핸들링을 위해 일련의 리브(966)를 가지고 있다.
마이크로 디스플레이(110)가 SOI(silicon on Insulator) 에서 만들어 지는 것으로 위에서 기술되었지만, 마이크로 디스플레이는 도51에 제시된 바와 같이 석영상의 실리콘과 같은 다른 기술에 의해 형성될 수 있다.
석영상의 실리콘을 사용하여 마이크로 디스플레이를 형성하는 과정은 SOI 웨이퍼 및 도4-8에 대해 기술된 것과 유사하다. SOI 에 비해 석영상의 실리콘을 사용하는 장점은 전체적인 공정의 간소성에 있다. 석영상의 실리콘에 비해 SOI를 사용하는 장점은 손쉽고 저렴한 직접회로 처리에 있다.
위에서 상술한 전송 마이크로 디스플레이(110) 대신에 마이크로 디스플레이는 반사형 마이크로 디스플레이가 될 수 있다. 이러한 반사형 디스플레이에서, 빛은 디스플레이상으로 플래쉬되고 역으로 반사된다.
도50에 선호되는 반사형 마이크로 디스플레이(968)가 제시된다. 디스플레이(970)는 활성 매트릭스 부분(972)을 갖는 마이크로 디스플레이(968)를 가지고 있다. 활성 매트릭스 부분(972)는 중간에 배치된 액상 크리스탈 물질(976)에 의해 카운터전극(974)으로부터 이격된 화소(978)를 가지고 있다. 각 화소(978)는 트랜지스터(980) 및 화소 전극(982)을 가지고 있다. 화소 전극(982)은 에폭시층(984)에 위치하는 트랜지스터(TFT)(980)위에 위치한다. 화소 전극은 TFT(980)를 빛으로부터 보호한다. 화소 전극(982)은 옥시드층(990)에 의해 채널 라인(988)으로부터 이격된다. 카운터 전극(974)은 땜납 범프(992)에 의해 나머지 회로와 접속된다. 활성 매트릭스(972)는 카운터전극(974) 위에 글래스 층(994)을 가지고 있다. 마이크로 디스플레이(968)는 캐이스(996)내에서 존재한다.
디스플레이(970)는 마이크로 디스플레이(970)의 활성 매트릭스(972) 및 마이크로 디스플레이(970)를 관측하는 렌즈(1040) 사이에 위치하는 편광 프리즘(1028)을 가지고 있다. 렌즈(1040), 프리즘(1028) 및 마이크로 디스플레이(970)는 디스플레이 하우징(1042)에서 존재한다. 디스플레이 하우징(1042)는 또한 다수의 발광소자(LED)(1044)를 가지고 있다. 적(1044r), 청(1044b), 및 녹(1044g) LED(1044)는 타이밍 회로에 접속되는 회로 보드(1046)에 장착된다. 편광기(1048)는LED(1044) 및 프리즘(1028) 사이에 위치한다. LED(1044)로부터의 빛은 프리즘(1028)에 의해 활성 매트릭스(972)의 액상 크리스탈(976) 쪽으로 향한다. 상기 빛은 화소 전극(982)에 의해 반사되어 프리즘(1028)을 통과한다. 화소 전극(982)에 의해 활성화된 액상 크리스탈(926)을 통과한 빛은 전체 편광 변화의 부분을 가지고 있다; 상이한 편광을 가지고 디스플레이(970)에 존재하는 빛은 프리즘(1028)을 통해 렌즈(1040)로 전송된다. 변경되지 않은 빛은 프리즘(1028)에 의해 렌즈(1040)로부터 반사된다. 전송 디스플레이 처럼, LED들은 순차적으로 플래쉬된다.
도52A 및 52B를 살펴보면, 무선 개인 통신기(1800)가 제시된다. 개인 통신기는 마이크로 디스플레이(1802)를 가지고 있다. 마이크로 디스플레이(1802)는 상술한 바와 같은 사이즈 및 화소 카운트에서 QVGA,VGA 일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 디스플레이는 대략 38,400 화소에 대해 226×170 화소 또는 1/8 VGA 일수 있다. 226×170 화소 디스플레이는 4.8mm×3.6mm QVGA의 사이즈와 동일한 사이즈를 갖는다.
또한, 개인 통신기(1800)는 바람직한 실시예에서 단일-라인 영문/숫자 디스플레이(1804)인 제2 디스플레이(1804)를 갖는다. 제2 디스플레이(1804)는 전화번호, 상태 또는 다른 상세한 사항들을 디스플레이할 수 있다. 아래 디스플레이에서 마이크로 디스플레이(1802)로부터 메뉴들을 선택하는 다중-위치 제어 버튼(1806)이 위치한다. 개인 통신기(1800)는 또한 2개의 추가적인 제어, 즉 기능 선택 제어(1808) 및 볼륨제어(1810)를 갖는다. 기능 제어(1808)는 MP3, 전화, 이메일,호출기, AM/FM 라디오, 카메라, 포토 뷰어, 게임, GPS, 음성메모, 음성메일 등과 같은 기능을 선택하는데 사용된다.
개인 통신기(1800) 하우징의 일측은 플래쉬 메모리 카드(1814)를 수신하는 슬롯(1812)을 가지고 있다. 개인 통신기(1800)는 상기 슬롯위에 위치하는 온/오프 스위치(1816)를 가지고 있다.
도52C를 살펴보면, 개인 통신기(1800)는 스틸 및 비디오 클립을 위한 디지탈 카메라 이미지 센서(1820)를 가지고 있다. 탈착 및 충전 가능한 배터리(1824)는 개인 통신기(1800)의 후미 하우징(1826)에 장착된다. 도52D-52G는 개인 통신기(1800)의 다른 부분들을 보여준다.
도53을 살펴보면, 무선 개인 통신기(1800)로부터 연장하는 코드(1830)가 제시된다. 무선 개인 통신기(1800)용 플렉서블 안테나가 상기 코드내에 위치한다. 또한 코드에서 길이를 조정하는데 사용되는 클리이 코드(1830)에 위치한다. 상기 클립(1834)은 바람직한 실시예에서 마이크로폰을 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 마이크로폰은 개인 통신기의 메인 하우징내에 위치한다. 또한 이어폰 잭은 바람직한 실시예에서 클립상에 위치한다.
도54A 및 54B를 살펴보면, 개인 통신 장치(1850)에 장착된 헤드 또는 마이크로 디스플레이(1852)를 갖는 개인 통신기에 장착된 헤드가 제시된다. 개인 통신기 장치(1850)에 장착된 헤드는 헤드 및 붐(1856)에 대해 연장하는 헤드밴드(1854)를 가지고 있다.
마이크로 디스플레이(1852)는 길이 조정가능한 붐(1856)에 위치한다. 길이조정가능한 붐 뿐만 아니라, 상기 붐은 해드밴드 접속에 대해 피벗가능하다. 바람직한 실시예에서, 붐은 조정가능한 길이 부분 및 마이크로 디스플레이 사이에 위치하는 또 다른 피벗을 가지고 있다.
개인 통신 장치에 장착된 헤드는 붐/헤드 밴드 접합부에 위치하는 이어폰(1850)을 가지고 있다. 헤드밴드는 전기 및 전력 공급 배터리를 포함하는 파드(1860)를 가지고 있다. 상기 전자장치는 개인통신 장치(1850)에 장착된 헤드에 인접한 제1 유닛(300)과 상호작용하는 블루투스 인터페이스와 같은 무선 인터페이스를 포함한다. 도54C-54G는 개인통신 장치(1850) 헤드의 다른 관측도이다.
도55A 및 55B는 제1 유닛(300)을 보여주는 도이다. 제1 유닛(300)이 하우징(304)내에 디스플레이 관측 영역(302)을 통해 제시되지만, 제1 유닛은 개인통신 장치에 장착된 헤드와 함께 사용되는 경우 관측 영역을 필요로 하지 않음을 인지하여야 한다. 관측 영역(302)은 렌즈(306)를 가지고 있고, 이를 통해 사용자는 상술한바와 같이 마이크로 디스플레이를 관측한다. 마이크로 디스플레이 배율은 하우징(304) 상부에 위치하는 노브(308)를 사용하여 조정가능하다.
제1 유닛(300)은 지역적으로 마이크로 디스플레이 상에서 또는 장치에 장착된 헤드상에서 디스플레이를 위해 이미지 정보를 수신한다. 상기 정보는 제1 유닛(300)의 하우징(304)내의 슬롯(312)에 삽입될 수 있는 팬텀에서 제시된 스마트 카드(210) 또는 하우징내의 제2 슬롯(316)에 삽입되는 팬텀에서 제시된 메모리 카드(214) 상에 저장되거나 하우징(304)에 위치하는 무선 트랜시버에 의해 수신된다.
제1 유닛(300)은 하우징(304) 상부에 위치하는 5지 선택 스위치(318)를 가질수 있다. 4개의 외부 버튼(350)은 마이크로 디스플레이상의 커서의 이동을 가능케하고 센터 버튼(352)은 아이템 선택을 가능케한다. 사용자는 마이크로 디스플레이 상의 메뉴로부터 정보를 선택할 수 있다. 선택된 정보는 무선으로 전송될 수 있다. 제1 유닛(300)은 하우징상의 개구부를 통해 접속가능한 스위치(320)를 통해 온/오프 된다. 도54A-54G 에 제시된 장치상에 장착된 헤드는 자신의 온/오프 스위치를 가질 수 있고 제1 유닛이 턴오프되는 경우 대기 모드를 가질 수 있다.
제1 유닛(300)은 정면상에 스피커(354) 셋을 가질 수 있다. 이미지와 유사하게 사운드는 3개의 소스, 즉 스마트 카드(210), 메모리 카드(214) 또는 무선 전송에 의해 전달된다.
스마트 카드 및 메모리 카드가 제시되지만, 대안적인 실시예는 소형 CD-ROM 또는 다른 삽입 가능한 저장매체 및 센서를 포함할 수 있다. 5지 선택 스위치(318) 및 가상 키포드로서 마이크로 디스플레이를 사용하여 데이타를 입력하고 제1 유닛(300)에 명령을 전달할 뿐만 아니라, 제1 유닛은 하우징(356)에 개구부(356)를 통해 접속가능하고 음성 명령, 메모리 카드 또는 다른 삽입가능한 저장매체 또는 무선 전송을 통해 기록가능한 음성 명령으로의 사용을 위해 마이크로폰을 가질 수 있다. 개인 통신 장치에 장착된 헤드상의 붐은 무선 인터페이스를 통해 상호작용하는 마이크로폰을 가질 수 있다.
장치에 장착된 헤드와의 무선 링크뿐만 아니라 제1 유닛(300)은 적외선 트랜시버(358)를 가질 수 있다. 적외선 트랜시버(358)는 유사한 적외선 트랜시버를 통해 제1 유닛(358) 및 컴퓨터 사이에서 정보를 전송하는데 사용될 수 있다. 적외선트랜시버(358)는 마우스 트랙 포인트 조이 스틱 및 한쌍의 마우스 버튼을 갖는 무선 키보드를 통해 사용될 수 있다. 이러한 키보드는 그 두께가 15 밀리미터 보다 작도록 폴딩이 가능하다. 키보드는 입력을 기록 또는 기술하기 위해 일측면에 터치 패드를 가질 수 있다. 적외선 트랜시버는 스피커에 위치하는 무선 헤드셋을 위해 사용될 수 있다.
제1 유닛(300)은 한쌍의 CCD 카메라(357, 359)를 구비한 카메라 시스템을 가지고 있다. 상기 카메라 중 하나(357)는 정면에 위치한다. 다른 카메라(359)는 후면에 위치한다. 사용자는 이러한 카메라를 사용하여 사용자가 메모리에 저장하거나 또는 전송하고자 하는 대상물을 찍을 수 있다. 헤드 장착 디스플레이와 관련된 카메라를 포함하는 센서에 대한 보다 상세한 설명은 1998년 9월 29에 특허가 허여된 USP 5,815,126 및 1999년 5월 10일에 출원된 미국특허출원 09/309,155 에 제시되어 있고, 이들은 본 명세서에서 참조된다.
도56을 살펴보면, 커버(1864), 프린트된 회로 보드(1868), 및 배터리(1870)는 개인 통신 장치(1850)에 장칙된 헤드의 파드(1860)로부터 떨어져서 분리된다. 프린트된 회로 보드(1868)는 무선 수신기 및 디스플레이용 제어 회로를 가지고 있다. 또한, 프린트된 회로 보드는 마이크로폰 및 스피커용 회로를 가지고 있다. 디스플레이, 마이크로 폰 및 스피커는 헤드셋을 통해 라우팅되는 와이어에 의해 접속된다.
도57은 장착된 헤드상의 제어 회로를 보여주는 도이다. 디지탈 제어 회로(400)는 제1 유닛으로부터 무선 인터페이스에 의해 전송되는 이미지를 취하고이미지를 마이크로 디스플레이(110) 상에서 디스플레이한다. 디지탈 제어 회로(400)는 안테나에서 이미지 데이타를 수신하는 인터페이스/프로세서를 가지고 있다. 프로세서(402)는 디스플레이 데이타를 메모리(406) 및/또는 플래쉬 메모리(408)로 타이밍 제어 회로(410)를 통해 전송한다. 이미지 데이타는 직렬 및 병렬 디지탈 데이타, 아날로그 RGB 데이타, 합성 데이타, 또는 s-비디오를 포함하여 다양한 형태를 취할 수 있다.
타이밍 제어 회로(410)는 인터페이스/프로세서로부터 클록 및 디지탈 제어 신호를 수신한다. 타이밍 제어 회로(410)는 마이크로 디스플레이(110) 및 백라이트 시스템(266)을 제어한다. 타이밍 제어 회로(410)는 제어 신호를 다수의 라인들(411)을 따라 백라이트(266)로 전송한다. 타이밍 제어 회로(410)로부터의 제어 신호들은 마이크로 디스플레이(110) 상의 이미지에 대해 LED(270)의 플래쉬를 제어한다. 타이밍, 듀레이션 및 LED(270)의 플래쉬 강도가 제어된다.
이미지 데이타는 타이밍 제어 회로(410)로부터 마이크로 디스플레이(110)로 디지탈/아날로그 컨버터(412)를 통해 이동한다. 아날로그 이미지 데이타/신호는 2개를 경로를 따라 전송된다. 하나는 인버터(412)를 통한 신호 경로를 갖는다. 아날로그 비디오 신호 및 인버팅된 아날로그 비디오 신호는 대안적으로 마이크로 디스플레이(10)로 전달되고, 스위치는 입력을 각 서브 프레임에 대해 온으로 교번시킨다. 또한 디스플레이(110)로 입력되고 카운터 전극(144)으로 인가되는 공통 전압(VCOM)은 스위치(418)에 의해 2개 값 사이에서 교번한다. 디스플레이에 대해 비디오 및 VCOM을 교번하는 스위치(416,418)는 타이밍 제어 회로(410)로부터 프레임제어 라인(420)에 의해 제어된다.
타이밍 제어 회로(410)는 수직 시작 펄스, 수직 클록, 수평 시작 펄스, 및 수평 클록과같은 제어 신호들을 아날로그 라인들(422,424)을 따라 디스플레이(110)로 전송한다. 라인(428)은 준비, 리셋, 기록 인에이블, 출력 인에이블, 칼라 인에이블, 어드레스 및 데이타 신호를 메모리(406/408)로 인도하여 상술한바와 같이 디스플레이(110)로의 이미지 프레임 전달을 제어하고, 상기 라인들은 헤드 장착 유닛을 통해 연장하는 와이어 형태로 존재한다.
개인 통신 장치에 장착된 헤드상의 디스플레이는 상술한 것과 같은 사이즈일 수 있다. 디스플레이는 도14C에 제시된 것과 같은 직시(direct view)일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 이미지는 도58에 제시된 바와 같이 프리즘/하프 미러로부터 반사된다.
이미지는 수 피트 떨어져서 나타난다. 디스플레이가 오프되면, 사용자는 이미지를 그 사용자 앞에서 관측할 수 있다. 프리즘/하프 미러는 디스플레이를 눈 앞으로부터 떨어져서 디스플레이를 이동하도록 라이트 채널을 포함할 수 있다. 사용자 안경과 함께 동작하도록 시각은 조정될 수 있다.
도59는 플립-리드(1322)를 갖는 셀룰러 또는 무선 전화기(1320)의 투시도이다. 플립-리드(1322)는 영문/숫자 디스플레이(1326), 캐패드(1328), 마이크로폰(1330), 및 디스플레이 모듈(1334)내에 위치하는 디스플레이(1332)를 커버링할 수 있다. 플립 리드(1322)는 도5의 닫힌 위치에서 제시된다.
도60을 살펴보면, 무선 전화기(1320)가 제시되고, 플립-리드(1322)는 오픈되어 스피커(1324) 및 키패드(1328)를 노출시킨다. 디스플레이 모듈(1334)은 제1 축(35)에 대해서 회전가능하고 메인 하우징(1338)에 대해 가로 방향으로 연장하는 제2 축(36)에 대해 회전가능하다. 디스플레이 모듈(1334)은 이미지를 디스플레이(1322) 상에 포커싱하는 포커스 노브(40)를 가지고 있다, 칼라 디스플레이를 위한 광학 시스템이 1995년 11월 30일에 출원된 미국 특허 출원번호 08/565,058에 기술되어 있고, 그 내용은 본 명세서에서 참조된다. 칼라 디스플레이용 광학 시스템의 추가적인 내용은 1997년 11월 10일에 출원된 미국 특허 출원 번호 08/966,985, 제목 "REFLECTIVE MICRODISPLAY FOR PORTABLE COMMUNICATION SYSTEM", 에 제시되어 있고, 그 내용은 본 명세서에서 참조된다.
일 실시예에서, 디스플레이 모듈(1334) 및 메인 하우징(1338)은 대략 4.7인치의 길이 및 1.65 인치의 폭을 갖는다. 전화기(1320)는 대략 1.0 인치의 두께를 갖는다.
도61 및 62를 살펴보면, 무선 전화기는 안테나(1334)를 갖는다. 메인 하우징(1338)은 도66에 제시된바와 같이 배터리(1348)에 접속하는 배터리 커버(46)를 갖는다.
도63을 살펴보면, 영문/숫자 디스플레이(1326), 키패드(1328), 마이크로 폰(1330) 및 디스플레이(1332)를 하우징하는 디스플레이 모듈(1334) 위에 닫힌 위치에서의 플립 리드(1322)가 제시된다. 상기 모듈(1334)은 디스플레이, 단색 또는 칼라 발광 다이오드(LED) 어레이와 같은 라이트 소스, 및 디스플레이 상에 이미지를 확대하는 광학 렌즈 시스템을 포함할 수 있다. 포커스 노브(1340)가 제시되고이는 플립-리드(1322)에 의해 커버링되지 않는다. 무선 전화기(1320)는 하우징(1338)의 측면에 위치하는 전력 스위치(1350)를 가지고 있다. 전력 스위치(1350)가 하우징(1338)의 측면에 제시되지만, 상기 전력 스위치(1350)는 키패드(1328) 상의 키일 수 있다.
도64를 살펴보면, 플립 리드(1322)가 개방 위치에서 제시된다. 또한, 디스플레이 모듈(1334)이 메인 하우징(1338)에 대해 축(1336)을 따라 위로 피벗되도록 제시된다. 또한, 디스플레이 모듈(1334)은 경첩 접합부(1354)에 대해 세로 축(1336)에 대해 수직하는 축을 따라 회전한다.
도65는 무선 디스플레이(1320)의 바닥을 보여준다. 안테나(1344)는 메인 하우징(1338)으로부터 튀어나오도록 제시된다. 테브(1352)는 메인 하우징(1338)으로부터 배터리 커버(1346)를 제거할 수 있도록 접속가능하다. 조이스틱 또는 하우징(1338) 상의 다중-위치 스위치(1356)는 디스플레이(1322) 상에서 이미지를 선택하거나 도67의 전화기(1370)에서 프린팅을 위한 기능을 위해 사용될 수 있다. 전화기(1320)는 음성 명령으로 구동될 수 있다.
디스플레이(1332)의 구동 및 회로는 1997년 9월 30일에 출원된 미국특허 출원 번호 08/942,272 제목"Color Display System fot Camera" 및 1999년 12월 14일에 출원된 미국 특허 출원 번호 09/460,960 제목"Portable Microdisplay System"에 제시되어 있고 이들은 본 명세서에서 참조된다. 다중 채널 드라이버를 구비한 디스플레이에 대한 내용은 1997년 9월 30일에 출원된 미국특허 출원번호 08/942,272 제목 "Color Display for a Camera"에 기재되어 있고, 이는 본 명세서에서 참조된다. 무선 또는 셀룰러 전화기(20)는 페이스로부터 전화기를 우측 또는 좌측으로 스위칭할 때 이미지를 인버팅 또는 180°회전하기 위한 회로를 가지고 있다. 프린트된 회로 보드상의 전화기의 틸트 센서는 전화기(20)가 어느 위치에서 유지되는지를 회로에 표시한다.
무선 전화기(1320)는 카메라를 가질 수 있다. 카메라에 의해 찍힌 전기 이미지는 전화기(1320)에 의해 전송될 수 있다. 디스플레이(1320)는 카메라 엘리먼트에 의해 기록된 이미지를 관측하기 위해 사용된다. 기록되는 이미지는 키패드(1328)를 사용하여 선택된다. 헤드 창작 디스플레이 및 무선 전화기와 관련된 카메라를 포함하는 센서들에 대한 상세한 내용은 1998년 9월 29일에 특허가 허여된 USP 5,815,126 및 1999년 5월 10일 출원된 미국 특허출원번호 09/309,155에 제시되어 있고, 이들은 본 명세서에서 참조된다.
도67을 살펴보면, 도59-65에 제시된 것과 유사한 무선 또는 셀룰러 전화기가 즉석 프린팅 장치와 함게 제시된다. 셀룰러 또는 무선 전화기(1320)는 플립-리드(1322)를 가지고 있고 이는 부분으로 분할된다. 플립-리드(1322)는 영문/숫자 디스플레이(1326), 키패드(1328), 마이크로폰(1330), 및 디스플레이 모듈(1334)내에 위치하는 디스플레이(1332)를 커버링할 수 있다.
디스플레이 모듈(1334)에서, 백라이트(1362)를 갖는 마이크로 디스플레이(1360)는 프린팅 플래인(924)으로부터 이격된다. 하프 미러, 프리즘, 플립 미러 또는 프린팅 플래인상의 마이크로 디스플레이(1360)로부터 이미지를 투영하여 선택을 가능케하거나 또는 광학 시스템을 통한 관측을 위한 다른장치(1360)는 마이크로 디스플래이(1360) 및 프린팅 플래인(924) 사이에 위치한다.
상술한 전자장치 및 회로는 메인 하우징(1338)에 위치한다. 전자장치 및 회로는 다중 칼라 LED 또는 단일 "단색" LED를 구비한 관측용 칼라 시퀀셜 디스플레이 모드 및 단색 프린팅 모드 사이의 스위칭을 가능케할 수 있다.
즉석 프린팅을 구비한 셀룰러 전화기와 관련하여 제시된 실시예는 관측 및 프린팅을 위해 동일한 마이크로 디스플레이를 사용하지만, 이러한 기능들은 하나는 관측용이고 하나는 프린팅용의 2개의 전용 마이크로 디스플레이로 디커플링될 수 있다. 이러한 상황에서, 관측용 마이크로 디스플레이는 칼러 시퀀셜 마이크로 디스플레이이고 프린팅용 마이크로 디스플레이는 3개의 칼라 LED 또는 바람직하다면 단색 이미지, 즉 하나의 LED를 갖는 저속 단색 디스플레이이다. 즉석/디지탈 프린팅은 도46-48에 대해 기술한 것과 유사한 방식으로 작동한다.
도68 및 69는 도59-66의 전화기(1320)와 유사한 셀룰러 또는 무선 전화기(1610)에 관한 투시도이다. 그러나, 무선 전화기(1610)는 디스플레이(1322)를 갖는 디스플레이 모듈(1334)에 더해 카메라 모듈 또는 파드(1612)를 갖는다.
무선 전화기(1320)와 유사하게, 무선 전화기(1610)는 스피커(1324)를 갖는 플립-리드(1322)를 갖는다. 플립 리드(1322)는 영문/숫자 디스플레이(1326), 키패드(1328), 및 마이크로 폰(1330)을 커버링할 수 있다.
디스플레이 모듈(1334)은 제1 축(35)에 대해 회전할 수 있고 메인 하우징(1338)에 대해 가로축으로 연장하는 제2 축(36)에 대해 또한 회전할 수 있다. 카메라 모듈(1612)은 CCD,CMOS, 또는 다른 이미지 수집 매커니즘(1614)을 가지고 있다. 수집된 이미지 데이타는 여전히 이미지이거나 또는 스트림 비디오일 수 있다.
카메라 모듈(1612)은 디스플레이 모듈(1334)에 대해 회전한다. 도68은 위쪽으로 직면하는 카메라 모듈(1612)의 CCD 매커니즘(1614)을 보여주는 도이다. 도69는 위쪽으로 직면하는 카메라 모듈(1612)의 뒷면을 보여주는 도이다.
도70A 및 70B는 대안적인 무선 전화기(1630)를 보여주는 도이다. 전화기(1630)는 영문/숫자 디스플레이(1634) 및 키패드(1636)를 커버링할 수 있는 플립-리드(1632)를 가지고 있다. 상기 플립-리드(1632)는 마이크로폰(1638)을 포함한다. 무선 전화기(1630)는 마이크로 디스플레이(1332)를 가지고 있다. 도70B에 제시된 무선 전화기(1630) 측면은 다수의 제어 버튼 및 로커(1640)를 가지고 있다.
도71A는 무선 디스플레이 시스템(1650)을 보여주는 도이다. 디스플레이 시스템(1650)은 마이크로 디스플레이(1652)를 가지고 있다. 이러한 디스플레이 시스템(1650)은 이미지를 디스플레이(1352)상에 포커싱하는 포커스 노브(1654)를 가지고 있다. 디스플레이 시스템(1650)은 도71B에 제시된 플립-오픈 마이크로 폰(1656)을 가지고 있다. 디스플레이 시스템(1650)은 스크롤 휠(1658) 및 디스플레이(1352)상에 이미지를 선택하고 무선을 데이타, 이미지, 또는 음성 노드에 접속시키는 제어 버튼(1660)을 가지고 있다. 디스플레이 시스템(1650)은 벨트 클립의 2배의 모양을 갖는 스피커(1660)를 가지고 있다.
인터넷 브라우져 및 페이저 능력을 구비한 무선 전화기가 도72A-72D에 제시된다. 무선 전화기(1700)는 마이크로 디스플레이(1702)를 가지고 있다. 무선 전화기(1700)는 이미지를 디스플레이(1702)상에 포커싱하는 포커스 슬라이드 노브(1704)를 가지고 있다. 무선 전화기(1700)는 도72B에 제시된바와 같은 플립-오픈 마이크로폰(1706)을 가지고 있다. 무선 전화기(1700)는 4개 위치 선택 버튼(1708)을 가지고 있다. 상기 버튼(1708)은 이미지를 디스플레이(1702)상에서 선택하고 무선을 데이타, 이미지, 또는 음성 노드에 접속하는데 사용될 수 있다. 무선 전화기(1700)는 스피커(1720)를 가지고 있다.
도72C 및 72D에 제시된 바와 같이, 무선 전화기(1700)는 하우징(1724) 외부로의 안테나(1722)를 가지고 있다.
도67에 제시된 즉석 프린팅을 구비한 셀룰러 전화기에 대해 제시된 실시예가 관측 및 프린팅을 위해 동일한 마이크로 디스플레이를 사용하지만, 이러한 기능들은 관측용 및 프린팅용의 2개의 개별 전용 마이크로 디스플레이를 통해 디커플될 수 있다. 이러한 상황에서, 관측용 마이크로 디스플레이는 칼러 시퀀셜 마이크로 디스플레이이고 프린팅용 마이크로 디스플레이는 3개의 칼라 LED 또는 필요하다면 단색 이미지용 하나의 LED를 갖는 저속단색 디스플레이이다. 즉석/디지탈 프린팅은 도46-48에 대해 기술된 것과 유사한 방식으로 동작한다.
도73을 살펴보면, 도킹 스테이션에 도킹될 수 있는 무선 또는 셀룰러 전화기(1400)가 제시된다. 도74에 가장 잘 제시되는 도킹 스테이션(1402)은 이미지를 렌즈(1406)를 통해 미러(1408)에 주사하는 백라이트를 구비한 마이크로 디스플레이(1404)를 가지고 있다. 이러한 미러(1408)는 이미지를 재방향 설정하여 노출되는 필름(1410) 상에 주사한다. 필름(1410)은 도킹 스테이션(1402)에서 도73에 제시된바와 같이 슬롯(1402)을 통해 당겨지고 현상이 허용된다. 마이크로 디스플레이(1404) 상에 기록된 이미지는 도킹 스테이션(1402)과 도킹하는 셀룰러 전화기(1400)로부터 수신된다. 이미지는 전화기(1400)의 내부 데이터이거나 무선 전송에 의해 수신된 데이타일 수 있다.
도75A-75C는 필름(1410) 상에 이미지를 만들기 위해 셀룰러 전화기(1424)의 관측 렌즈(1422)로 사용되는 클립-온 즉석 프린팅 유닛(1420)을 보여주는 도이다. 클립-온 즉석 프린터(1420)는 클립-온 즉석 프린팅 유닛(1420)이 관측 렌즈(1422)의 이미지를 필름(1410) 상에 포커싱하도록 관측 렌즈(1422) 옆에 위치된다. 이전 실시예와 유사하게, 필름(1410)은 현상을 허용하기 위해 유닛의 슬롯(1428)을 통해 당겨진다. 이러한 스타일의 실시에에서, 클립-온 즉석 프린팅 유닛(1420)에서 사용되는 필름(1410)은 무선 또는 셀룰러 전화기(1424)내의 마이크로 디스플레이(1404)에 의해 발생되는 이미지가 상이한 필름 스타일을 보상하기 위해 변화될 필요가 없도록 속도 또는 스타일에서 변화되지 않을 것이다.
도76A 및 76B를 살펴보면, 셀룰러 전화기(1440)는 이미지를 관측 렌즈(1444)방향으로 주사하는 미러(1442) 및 마이크로 디스플레이(1404)를 가지고 있다. 이러한 미러(1442)는 마이크로 디스플레이(1404)로부터의 이미지가 제2 렌즈(1448) 및 제2 미러(1450)에 의해 셀룰러 전화기에 대한 클립 - 온 프린팅 부속장치에 위치하는 필름(1410) 상에 포커싱되도록 셀룰러 전화기(1440)의 제2 개구부(1446)를 통해 주사될 수 있도록 회전가능하다.
클립-온 폴딩 미러 프린팅 유닛(1460)의 대안적 실시예가 도77에 제시된다. 이러한 실시예에서, 디스플레이, 마이크로 디스플레이(1404)는 셀룰러 전화기(1464)상의 관측 렌즈(1462) 아래에 존재한다. 클립-온 폴딩 미러 프린팅 유닛(1460)은 이미지를 미러(1468) 방향으로 관측 렌즈(1462) 상에서 포커싱하기 위한 제2 렌즈(1466)를 가지고 있다. 이러한 미러(1468)는 이미지를 즉석 필름(1410) 방향으로 이미지 방향을 재설정한다. 이러한 필름은 클립-온 폴딩 미러 프린팅 유닛(1460)의 하우징내 슬롯을 통해 뽑혀진다.
도78A를 살펴보면, 즉석 프린팅 유닛(1480)의 부분에 관한 투시도가 제시된다. 즉석 프린팅 유닛은 이미지를 기록 및 조명하기 위한 백라이트를 갖는 마이크로 디스플레이(1404)를 가지고 있다. 마이크로 디스플레이(1404)에 인접한 렌즈(1482)는 이미지를 미러(1484) 방향으로 주사한다. 미러(1484)는 이미지를 필름(1488) 상으로 재방향 설정한다. 유닛(1480) 상의 도어(1486)는 필름 카테리지(1488)의 로딩 및 언로딩을 가능케한다. 슬롯(1490)은 필름(1410)을 유닛(1480) 외부로 끌어내어 현상 및 관측될 수 있도록 하여준다. 슬롯(1440)은 도어(1486)에 통합될 수 있다.
도78B는 즉석 프린팅 유닛(1480)의 단면도로서, 마이크로 디스플레이(1404) 상의 기록을 위한 데이타는 케이블(1492)을 통해 유닛내로 도입된다. 도46 및 48에 제시된 것과 유사한 전기 회로(1496)가 이미지를 기록하기 위해 사용된다. 케이블이 제시되지만, 무선, 블루투스, 적외선 등과 같은 다른 타입의 인터페이스들이 사용될 수 있다.
필름은 디스플레이가 이미지를 전체 필름보다 작게 주사하는 사이즈일 수 있고 디스플레이 렌즈 유닛(1500)이 전체 필름을 이미지에 노출시키도록 필름에 대해 이동한다. 도79A 및 79B를 살펴보면, 필름의 4분구간에 대한 이미지가 마이크로 디스플레이(1404)에 기록된다. 마이크로 디스플레이(1404)가 3개의 이미지, 적, 녹, 청 이미지를 발생시키면, 제1 칼라와 관련된 이미지가 디스플레이에 기록되고, 라이트가 필름상의 적절한 화소들을 조명하기 위해 라이트가 제시된다. 그리고 나서 LED는 턴 아웃되고 다른 칼라와 관련된 다음 이미지가 기록되고 각각의 라이트가 제시 또는 플래쉬된다. 상기 4분구간을 발생시키기 위해 사용되는 3개의 칼라들이 완료된 후에, 마이크로 디스플레이 및 렌즈를 구비한 디스플레이 렌즈 유닛(1500)이 필름(1502)에 대해 이동하여 도79B에 제시된 바와 같이 다른 4분구간이 디스플레이 렌즈 유닛(1500)과 정렬되어 노출된다.
필름의 4분구간에 대한 대안은 도80A에 제시된 바와 같이 필름의 길이 또는 폭을 연장하는 디스플레이(1652)를 사용하여 필름 또는 페이퍼(1650)의 스트립을 조명하는 것이다. 이러한 디스플레이는 도80B에 제시된 바와 같이 이미지를 포커싱하는 렌즈를 가지고 있고 도80C에 제시된 바와 같이 일부만을 조명한다. 필름의 일부를 조명한 후에, 필름 또는 디스플레이 유닛은 다른 것에 대해 이동한다. 디스플레이 유닛은 제시된바와 같이 직사각형이거나 또는 넓은 스트립을 조명하는 보다 많은 스퀘어 모양을 가질 수 있다.
도80D는 하나의 화소들(1660) 라인을 갖는 마이크로 디스플레이(1658)를 보여주는 도이다. 이러한 디스플레이(1658)는 하나, 둘, 또는 보다 많은 화소 라인들을 가질 수 있다. 도80E에 제시된 바와 같이, 제1 라인(1662)은 필름상에 그리고 나서 디스플레이(1658)상에 주사되고 필름(1650)은 필름 물질(1650)상에 주사되는 제2 라인(1664)과 정렬하기 위해 서로 상대적으로 이동한다. 각각의 스트립 또는 라인은 필름상에 "n번째" 라인에 주사된다.
즉석 프린터가 카메라, 전화기 및 전화기용 도킹 스테이션에서 제시되었지만, 마이크로 디스플레이를 사용하여 즉석 프린터는 PDA, 캠코더, 컴퓨터, VCR, DVD, TV 등을 포함하는 다양한 장치들내에서 구축될 수 있다. 또한, 즉석 프린터는 유사한 장치들에 대한 도킹 스테이션내에서 구축될 수 있다.
이러한 즉석 프린터는 사진 처리를 위한 상업용 사진 프린터의 일부일 수 있다. 이러한 장치는 소비자용 키오스크로 사용될 수 있다. 이러한 키오스크는 메모리 장치, 카메라로부터 입력을 수용할 수 있고 그 자신의 빌트-인 스틸 카메라 또는 비디오 카메라를 가질 수 있다.
상기에서 셀룰러 전화기에 대해 제시된 바와 같이, 프린트될 이미지는 무선 또는 내부에 의해 장치로 전송될 수 있다. 또한, 이미지는 MPEG 또는 NTSC와 같은 비디오 이미지로부터 캡쳐될 수 있다. 이와 같이 데이타는 메모리 카드, 컴퓨터 디스크, 적외선 소스, 블루투스, RS-232, USB와 같은 컴퓨터 인터페이스, 또는 무선으로 입력될 수 있다.
도81A를 살펴보면, 무선 전화기(1552)에 접속되는 도킹 스테이션이 제시된다. 이러한 도킹 스테이션(1550)은 도81B에 제시된 바와 같이 무선 전화기(1552)의 데이타 컨넥터(1556)에 접속하기 위한 플러그(1554)를 가지고 있다. 도킹 스테이션(1550)의 플러그 또는 인터페이스 컨넥터(1554)는 전화기와 인터페이스한다. 이러한 인터페이스 컨넥터(1554)는 마이크로 디스플레이(1562) 및 백라이트(1564)를 구동하기 위한 드라이브 회로를 갖는 프린트된 회로 보드(1560)에 접속된다. 사용자는 렌즈(1566)를 통해 마이크로 디스플레이(1562)를 관측한다. 렌즈(1566), 마이크로 디스플레이(1562) 및 백라이트(1564)는 도81D에 제시된 개방 위치 및 도81C에 제시된 폐쇄 위치 사이에서 회전하는 파드(1568) 내에 위치한다.
도82A 및 82B는 마이크로 디스플레이(1682) 및 카메라 유닛(1684)을 갖는 무선 셀룰러 전화기(1680)의 정면 및 후면을 보여주는 도이다. 마이크로 디스플레이(1682) 및 카메라(1684)는 도56-64의 그것과 유사하게 키패드 섹션(1688)에 대해 회전하는 개별 하우징(1686)내에 위치한다. 도82C는 키패드 섹션(1688)에 대해 회전하는 마이크로 디스플레이(1682) 및 디지탈 카메라(1684)를 포함하는 개별 하우징을 보여주는 도이다.
도83은 마이크로 디스플레이(1692)를 갖는 무선 전화기(1690)의 측면도이고 여기서 부분들은 마이크로 디스플레이(1692) 및 백라이트(1694)로부터 관측 렌즈(1696) 방향으로 이미지 방향정렬을 보여주기 위해 나뉘어져 있다. 도83에서 미러(1698)는 이미지 방향정렬을 위해 사용된다. 유사한 확대도가 도84B에 제시된다. 대안적 실시시예에서, 프리즘(1699)이 도84A에 제시된 것과 같이 이미지 방향정렬을 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 선호되는 실시예를 통해 기술되었지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.

Claims (48)

  1. 키패드를 가진 하우징과;
    활성 매트릭스 액정 디스플레이와;
    상기 액정 디스플레이를 가지며, 상기 하우징에 피봇가능하게 장착된 디스플레이 하우징과;
    이미지 센서 장치와;
    상기 이미지 센서 장치를 가지며 상기 디스플레이 하우징에 피봇가능하게 장착된 카메라 하우징을 포함하는 무선전화기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 이미지 센서 장치는 전하결합소자(CCD)인 것을 특징으로 하는 무선전화기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 이미지 센서 장치는 CMOS인 것을 특징으로 하는 무선전화기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 활성 매트릭스 디스플레이는 칼라 시퀀셜 디스플레이 시스템이며;
    상기 무선전화기는 3색 발광 다이오드(LED) 백라이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 하우징에 의하여 지지되는 영숫자 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 활성 매트릭스 디스플레이는 적어도 320×240 어레이와 160mm2이하의 활성영역을 가지는 화소 전극 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 화소 전극 어레이는 적어도 640×480 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 키패드를 덮기 위한 플립-리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
  9. 이미지를 기록하기 위한 이미지 센서와;
    상기 이미지 센서로부터 전자 이미지를 취하여 상기 이미지를 조작하기 위한 제어 회로와;
    상기 조작된 이미지를 수신하는 200mm2이하의 활성영역을 가진 적어도 320×240의 화소전극 어레이를 포함하는 활성 매트릭스 액정 디스플레이와;
    상기 액정 디스플레이를 조명하는 발광 다이오드(LED) 장치와;
    사진평판과;
    상기 사진평판상에 상기 액정 디스플레이의 이미지를 포커싱하기 위한 렌즈를 포함하는 인스턴트 카메라.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 화소 전극 어레이는 적어도 640×480 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 하우징은 1000cm3이하의 체적을 가지는 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 하우징은 750cm3이하의 체적을 가지는 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  13. 200mm2이하의 활성 영역을 가진 적어도 320×240의 화소 전극 어레이를 가진 활성 매트릭스 액정 디스플레이와;
    상기 디스플레이를 보기 위한 광학 시스템과;
    정보를 수신 및 전송하기 위한 무선 트랜시버와;
    상기 트랜시버 및 상기 디스플레이와 상호작용하는 제어회로와;
    스피커와;
    이미지를 선택하기 위한 선택 버튼을 포함하는 무선 마이크로디스플레이 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 스피커는 벨트 클립을 형성하며;
    상기 무선 마이크로디스플레이 시스템은 플립 다운 마이크로폰을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 마이크로디스플레이 시스템.
  15. 디지털 이미지를 제공하는 단계와;
    각각이 특정 칼라와 연관된 다수의 이미지로 상기 디지털 이미지를 분할하는 단계와;
    특정 칼라와 연관된 이미지를 기록하기 위하여 활성 매트릭스 액정 디스플레이를 구동하는 단계와;
    감광 용지상에 상기 액정 디스플레이의 이미지를 투영하기 위하여 상기 액정 디스플레이를 통하여 광을 투영하는 단계와;
    다른 칼라에 대하여 상기 구동 및 투영 단계를 반복하는 단계를 포함하는 프린트 제작방법.
  16. 하우징과;
    상기 하우징내에 수납된 무선 수신기와;
    상기 무선 수신기에 의하여 전자적으로 수신되는 이미지를 발생시키는 활성 매트릭스 액정 디스플레이와;
    상기 활성 매트릭스 액정 디스플레이상에 형성된 이미지를 수신하고 적어도 계수 2만큼 상기 이미지를 확대하기 위하여 상기 하우징내에 수납되어 있는 렌즈와;
    상기 액정 디스플레이상에 형성된 이미지를 프린트하기 위하여 상기 하우징내에 수납되어 있는 디지털 프린터를 포함하는 휴대용 통신시스템.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 무선 수신기는 셀룰라 전화 소자인 무선 트랜시버인 것을 특징으로 하는 휴대용 통신시스템.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 액정 디스플레이는 보기 위하여 그리고 디지털 프린트하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 휴대용 통신시스템.
  19. 제 16항에 있어서, 적어도 액정 디스플레이쌍을 더 포함하며, 상기 액정 디스플레이쌍중 제 1 액정 디스플레이는 보기 위하여 사용되며, 제 2 액정 디스플레이는 디지털 프린트를 위한 광 밸브로써 사용되는 것을 특징으로 하는 휴대용 통신시스템.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 디지털 프린터는,
    전자 이미지를 취하여 이미지를 조작하기 위한 제어회로와;
    상기 제어회로로부터 조작된 이미지를 수신하는 활성 매트릭스 액정 디스플레이와;
    상기 액정 디스플레이를 조명하는 백라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 통신시스템.
  21. 제 20항에 있어서, 사진평판상에 상기 디스플레이 이미지를 포커싱하는 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 통신시스템.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 활성 매트릭스 디스플레이는 흑백사진 디스플레이 시스템이며, 상기 백라이트는 3색 발광 다이오드(LED) 백라이트인 것을 특징으로 하는 휴대용 통신시스템.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 백라이트는 발광 다이오드(LED)인 것을 특징으로 하는 휴대용 통신시스템.
  24. 제 16항에 있어서, 이미지를 기록하기 위한 전하결합소자(CCD)를 가진 인스턴트 카메라와;
    상기 CCD로부터 전자 이미지를 취한후 상기 이미지를 조작하여 상기 디지털 프린터에 전송하는 제어회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 통신시스템.
  25. 전자 이미지를 취하여 상기 이미지를 다수의 화소로 조작하는 제어 회로를 포함하는데, 상기 각각의 화소는 적어도 2색의 특정 레벨을 가지며;
    화소 전극 어레이를 가진 활성 메트릭스 액정 디스플레이와;
    제 1 액정 상태와 동일한 전압으로 모든 화소 에레이를 구동시키고 색중 한 색과 연관된 특정 레벨에 따라 제 2액정 상태와 동일한 전압으로 화소전극을 선택적으로 전환하는 구동회로와;
    각각의 색과 연관되며 상기 액정 디스플레이를 조명하는 광원을 포함하는 디지털 프린터.
  26. 제 25항에 있어서, 하나 이상의 색의 레벨이 0인 것을 특징으로 하는 디지털 프린터.
  27. 제 25항에 있어서, 상기 제 1 액정 상태는 밝으며, 상기 제 2 액정상태는 어두운 것을 특징으로 하는 디지털 프린터.
  28. 제 25항에 있어서, 상기 제 1 액정 상태는 어두우며, 상기 제 2 액정상태는 밝은 것을 특징으로 하는 디지털 프린터.
  29. 제 25항에 있어서, 사진평판상에 상기 디스플레이 이미지를 포커싱하기 위한 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 프린터.
  30. 제 25항에 있어서, 상기 광원은 3색 발광 다이오드(LED)를 가진 백라이트인 것을 특징으로 하는 디지털 프린터.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 사진평판에 위치한 사진필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 프린터.
  32. 제 25항에 있어서, 상기 화소전극 어레이는 적어도 320×240 어레이와 160mm2이하의 활성영역을 가지는 것을 특징으로 하는 디지털 프린터.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 화소 전극 어레이는 적어도 640×480 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 프린터.
  34. 제 33항에 있어서, 사진평판상에 상기 디스플레이 이미지를 포커싱하는 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 프린터.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 광원은 3색 발광 다이오드(LED)를 가진 백라이트인것을 특징으로 하는 디지털 프린터.
  36. 이미지를 기록하기 위한 전하 결합소자(CCD)와;
    상기 CCD로부터 전자 이미지를 취하여 상기 이미지를 다수의 화소로 조작하는 제어회로를 포함하는데, 상기 각각의 화소는 적어도 2색의 특정레벨을 가지며;
    다수의 화소전극을 가진 활성 메트릭스 액정 디스플레이와;
    제 1 액정 상태와 동일한 전압으로 다수의 화소전극 모두를 구동시킨후 상기 색중 한 색과 연관된 특정레벨에 따라 제 2 액정 상태와 동일한 전압으로 화소 전극을 선택적으로 전환하는 구동회로와;
    상기 각각의 색과 연관되며 상기 액정 디스플레이를 조명하는 광원과;
    사진평판과;
    상기 사진평판상에 상기 액정 디스플레이의 이미지를 포커싱하는 렌즈를 포함하는 인스턴트 카메라.
  37. 제 36항에 있어서, 하나 이상의 색의 레벨이 0인 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  38. 제 36항에 있어서, 상기 제 1 액정 상태는 밝으며, 상기 제 2 액정 상태는 어두운 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  39. 제 36항에 있어서, 상기 제 1 액정 상태는 어두우며, 상기 제 2 액정상태는 밝은 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  40. 제 36항에 있어서, 상기 화소 전극 어레이는 적어도 320×240 어레이와 160mm2이하의 활성영역을 가지는 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  41. 제 40항에 있어서, 상기 화소 전극 어레이는 적어도 640×480 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  42. 제 36항에 있어서, 상기 하우징은 1000cm3이하의 체적을 가지는 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  43. 제 42항에 있어서, 상기 하우징은 500mm3이하의 체적을 가지는 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  44. 제 43항에 있어서, 상기 화소전극 어레이는 적어도 320×240 어레이와 160mm2이하의 활성영역을 가지는 것을 특징으로 하는 인스턴트 카메라.
  45. 디지털 이미지를 제공하는 단계와;
    각각이 특정 색과 연관된 적어도 두개의 전자 이미지로 상기 디지털 이미지를 분할하는 단계와;
    각각의 색과 연관된 상기 전자 이미지를 다수의 화소로 조작하는 단계를 포함하는데, 상기 각각의 화소는 상기 특정 연관된 색과 연관된 특정 레벨을 가지며;
    활성 매트릭스 액정 디스플레이의 화소전극 어레이 모두를 제 1 액정 상태와 연관된 전압으로 구동하는 단계와;
    상기 색중 한 색과 연관된 특정레벨에 따라 제 2 액정 상태와 동일한 전압으로 화소 전극을 선택적으로 전환하는 단계와;
    감광용지상에 상기 액정 디스플레이의 이미지를 투영하기 위하여 상기 액정 디스플레이를 통하여 상기 특정 색과 연관된 광을 투영하는 단계와;
    상기 특정 레벨에 따라 제 2 액정상태와 동일한 전압으로 전극을 선택적으로 전환하는 단계와 상기 색중 한 색과 연관된 여러 특정 레벨에 대하여 광을 투영하는 단계를 반복하는 단계와;
    다른 색에 대하여 상기 단계들을 반복하는 단계를 포함하는 프린트 생성방법.
  46. 제 45항에 있어서, 하나 이상의 색의 레벨이 0인 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 45항에 있어서, 상기 제 1 액정상태는 밝으며 상기 제 2 액정상태는 어두운 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 45항에 있어서, 상기 제 1 액정상태는 어두우며 상기 제 2 액정상태는 밝은 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020027015817A 2000-05-24 2001-05-24 휴대용 마이크로디스플레이 시스템 KR20030001549A (ko)

Applications Claiming Priority (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US20699900P 2000-05-24 2000-05-24
US60/206,999 2000-05-24
US21787100P 2000-07-12 2000-07-12
US60/217,871 2000-07-12
US64365500A 2000-07-28 2000-07-28
US09/643,655 2000-07-28
US23760300P 2000-10-03 2000-10-03
US60/237,603 2000-10-03
US25172100P 2000-12-06 2000-12-06
US60/251,721 2000-12-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030001549A true KR20030001549A (ko) 2003-01-06

Family

ID=27539556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027015817A KR20030001549A (ko) 2000-05-24 2001-05-24 휴대용 마이크로디스플레이 시스템

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1284081A2 (ko)
JP (1) JP2003534723A (ko)
KR (1) KR20030001549A (ko)
CN (1) CN1444819A (ko)
AU (1) AU2001264994A1 (ko)
WO (1) WO2001091427A2 (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4960579B2 (ja) 2002-02-19 2012-06-27 コピン・コーポレーシヨン 液晶デイスプレーパネル、液晶デイスプレーシステム、および直流回復のための集積されたスイッチを用いた液晶デイスプレーを駆動する方法
GB0220617D0 (en) * 2002-09-05 2002-10-16 Koninkl Philips Electronics Nv Active matrix liquid crystal display devices
KR100752366B1 (ko) * 2004-02-19 2007-08-28 삼성에스디아이 주식회사 액정표시장치 및 그의 구동방법
KR100601947B1 (ko) * 2004-03-30 2006-07-14 삼성전자주식회사 영상의 색 보정 장치 및 방법
JP2006235357A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Koninkl Philips Electronics Nv 列電極駆動回路及びこれを用いた表示装置
CN100419520C (zh) * 2005-03-23 2008-09-17 李卫民 一种显示器
WO2010014991A1 (en) * 2008-08-01 2010-02-04 Pixtronix, Inc. Circuits for control of light sources in displays
US20130120481A1 (en) * 2010-07-28 2013-05-16 Sharp Kabushiki Kaisha Image display apparatus, driver apparatus, and backlight unit
CN104391421B (zh) * 2014-06-11 2017-03-22 北京大申烽华科技有限责任公司 一种将超高清数字图像记录至缩微胶片上的方法
CN105552175B (zh) * 2014-10-28 2017-11-14 北大方正集团有限公司 无封装led闪灯、其驱动芯片及制作方法
KR102476563B1 (ko) * 2015-12-01 2022-12-12 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
CN107180620B (zh) * 2017-07-27 2019-10-25 京东方科技集团股份有限公司 显示面板控制电路、显示面板的驱动方法和显示装置
KR102496553B1 (ko) * 2017-12-29 2023-02-08 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
US11081070B2 (en) * 2018-09-18 2021-08-03 Apple Inc. Backlight systems and methods for electronic device displays
US10877314B2 (en) 2018-09-27 2020-12-29 Apple Inc. Methods and apparatus for controlling display backlight
US10714028B2 (en) 2018-09-27 2020-07-14 Apple Inc. Methods and apparatus for controlling display backlight
CN113327987B (zh) * 2021-05-28 2023-09-19 常州大学 搭载图像传感功能的三极管显示器
CN115631720B (zh) * 2022-12-22 2023-03-14 成都利普芯微电子有限公司 一种led显示屏驱动芯片及led显示屏

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6677936B2 (en) * 1996-10-31 2004-01-13 Kopin Corporation Color display system for a camera
US6909419B2 (en) * 1997-10-31 2005-06-21 Kopin Corporation Portable microdisplay system

Also Published As

Publication number Publication date
EP1284081A2 (en) 2003-02-19
JP2003534723A (ja) 2003-11-18
AU2001264994A1 (en) 2001-12-03
WO2001091427A9 (en) 2003-01-16
WO2001091427A2 (en) 2001-11-29
WO2001091427A3 (en) 2002-05-10
CN1444819A (zh) 2003-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070018919A1 (en) Portable microdisplay system
US6909419B2 (en) Portable microdisplay system
KR20030001549A (ko) 휴대용 마이크로디스플레이 시스템
US6677936B2 (en) Color display system for a camera
US6232937B1 (en) Low power active display system
US5673059A (en) Head-mounted display apparatus with color sequential illumination
US5751261A (en) Control system for display panels
US7321354B1 (en) Microdisplay for portable communication systems
US6559825B2 (en) Display system for wireless pager
US7372447B1 (en) Microdisplay for portable communication systems
JP2000321993A (ja) 表示パネルとその製造方法、表示方法とそれを用いた表示装置とそれを搭載したデジタルカメラおよびビューファインダ、および画像処理方法
US20010054989A1 (en) Color sequential display panels
JP2645306B2 (ja) ポータブル型画像表示装置
JP2002341842A (ja) 表示装置とその駆動方法および情報表示装置
US7663585B2 (en) Television apparatus having liquid crystal display
AU7205101A (en) Microdisplay for portable communication system

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid