KR20060090557A - 스태거링된 수직열 구동 회로 시스템 및 그 구동 방법 - Google Patents

스태거링된 수직열 구동 회로 시스템 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간섭 변조기의 수직열의 스태거링 구동을 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 일실시예에서, 본 발명의 방법은 각 그룹이 하나 이상의 수직열을 갖는 어레이 내의 수직열의 둘 이상의 그룹을 구동하기 위한 데이터를 결정하며, 각 그룹이 그룹 어드레싱 구간 동안 구동되도록 수직열의 둘 이상의 그룹을 구동하기 위해 어레이에 데이터를 제공한다. 또다른 실시예에서, 디스플레이는 적어도 하나의 구동 회로와 어레이를 포함하며, 상기 어레이는 복수의 수직열과 수평행으로 배치된 복수의 간섭 변조기를 포함하며, 어레이 어드레싱 구간 동안 복수의 수직열의 구동을 스태거링하도록 구성되는 상기 구동 회로에 의해 구동되도록 구성된다.
미소 기전 시스템, 간섭 변조기, 어레이 어드레싱 구간, 안정 영역, 광학 캐비티

Description

스태거링된 수직열 구동 회로 시스템 및 그 구동 방법{STAGGERED COLUMN DRIVE CIRCUIT SYSTEMS AND METHODS}
도 1은 제1 간섭 변조기의 이동가능한 반사층이 해방 위치에 있고, 제2 간섭 변조기의 이동가능한 반사층은 작동 위치에 있는, 간섭 변조기 디스플레이의 일실시예의 일부를 도시한 등각 투영도.
도 2는 3×3 간섭 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 기기의 일실시예를 나타낸 시스템 블록도.
도 3은 도 1의 간섭 변조기의 일실시예에서 인가된 전압에 대응한 이동가능한 미러의 위치를 나타낸 도면.
도 4는 간섭 변조기 디스플레이를 구동하기 위해 사용될 수 있는 한 세트의 수평열 및 수직열 전압을 나타낸 도면.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 3×3 간섭 변조기 디스플레이에 한 프레임의 디스플레이 데이터를 기록하기 위해 사용될 수 있는 수평열 및 수직열 신호에 대한 타이밍도의 일례를 나타낸 도면.
도 6a는 도 1에 도시된 기기의 단면도.
도 6b는 간섭 변조기의 다른 실시예의 단면도.
도 6c는 간섭 변조기의 또다른 실시예의 단면도.
도 7은 전압의 고속 변경 동안의 수직열 라인 상의 전형적인 전류 흐름을 예시하는 도면.
도 8은 수직열 구동 회로에서의 수직열 작동을 스태거링하기 위한 회로를 포함하는, 간섭 변조기 디스플레이 등의 쌍안정 디스플레이 기기의 일실시예에 대한 부분 개략도.
도 9는 신호를 어서트하기 위해 스태거링 방식을 이용하여 3×3 간섭 디스플레이를 기입하도록 이용될 수 있는 수평열 및 수직열 신호에 대한 타이밍도의 일례를 나타낸 도면.
도 10a 및 도 10b는 복수의 간섭 변조기를 포함하여 구성되는 시각 디스플레이 기기의 실시예를 보여주는 시스템 블록도.
본 발명의 기술분야는 미소 기전 시스템(MEMS:Micro Elelcro-Mechanical Systems)에 관련된다.
미소 기전 시스템(MEMS)은 미소 기계 소자, 액추에이터, 및 전자 기기를 포함한다. 미소 기계 소자는 침적(deposition), 에칭, 및/또는 기판 및/또는 침적된 재료 층의 일부를 에칭으로 제거하거나 전기 기기 및 기전 기기를 만들기 위해 층을 부가하는 그 밖의 기타 미소 기계 가공 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 미소 기전 시스템 기기의 한 형태로서 간섭 변조기(interferometric modulator)가 있다. 간섭 변조기는 한 쌍의 도전성 플레이트를 포함하고, 이들 중 하나 또는 양자 모두는 전체적으로 또는 부분적으로 투명하거나 및/또는 반사성을 가지고 있을 수 있고, 적절한 전기 신호가 인가되면 상대적으로 이동할 수 있다. 하나의 플레이트는 기판 상에 침적된 고정층을 포함하여 구성되고, 다른 하나의 플레이트는 에어갭에 의해 상기 고정층으로부터 이격된 금속막을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 기기는 그 응용분야가 넓고, 이러한 형태의 기기의 특성을 활용 및/또는 수정하여, 그 특성이 기존의 제품을 개선하고 아직까지 개발되지 않은 새로운 제품을 창출하는 데에 이용될 수 있도록 하는 것은 해당 기술분야에서 매우 유익할 것이다.
본 발명은 간섭 변조기를 이용한 디스플레이 기기를 구동하기 위한 개선된 구동 회로 시스템 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 시스템, 방법 및 기기는 각각 여러 가지 실시 태양을 가지고 있고, 그들 중 하나가 단독으로 모든 바람직한 특성을 나타내는 것은 아니다. 이하에서 본 발명의 주요 특징을 설명하겠지만, 이것이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다. 이러한 점을 고려하여, "발명의 상세한 설명"을 읽고 나면, 본 발명의 특징적 구성이 어떻게 다른 디스플레이 기기에 비해 더 나은 장점을 제공하는지를 이해하게 될 것이다.
제1 실시예에서, 본 발명은 적어도 하나의 구동 회로를 포함하는 디스플레이와, 복수의 간섭 변조기가 복수의 수직열과 수평열로 배치된 어레이를 구비하며, 상기 어레이는 상기 구동 회로에 의해 구동되도록 구성되고, 상기 구동 회로는 둘 이상의 수직열에 대한 신호의 어서션(assertion)을 스태거링(staggering)하도록 구성된다.
제1 실시예의 제1 태양에서는, 구동 회로는 수직열 어드레싱 구간에서 둘 이상의 수직열에 대한 신호의 어서션을 스태거링하며, 구동 회로는 추가로 수평열 어드레싱 구간 동안에 하나 이상의 수평열에 스트로브 신호를 인가하도록 구성된다.
제1 실시예의 제2 태양에서는, 구동 회로는 추가로 수직열의 둘 이상의 그룹 상의 신호를 어서트하도록 구성되며, 각 그룹은 수직열 어드레싱 구간 동안 그룹 어드레싱 구간을 가지며, 각 그룹의 그룹 어드레싱 구간은 적어도 부분적으로는 임의의 다른 그룹의 그룹 어드레싱 구간과 상이하다.
제1 실시예의 제3 태양에서는, 구동 회로는 추가로 수직열의 둘 이상의 그룹 상의 신호를 어서트하도록 구성되며, 각 그룹은 수직열 어드레싱 구간 내에서의 그룹 어드레싱 구간 동안 활성화되며, 각 그룹은 하나 이상의 수직열을 갖는다.
제1 실시예의 제4 태양에서는, 구동 회로는 추가로 수직열의 둘 이상의 그룹에 대한 신호를 어서트하도록 구성되며, 각 그룹은 수직열 어드레싱 구간 내에서의 그룹 어드레싱 구간 동안 활성화되며, 각 그룹은 하나 이상의 수직열을 가지며, 각각의 그룹 어드레싱 구간에 대한 상대적인 개시 시각은 시계열적으로 구별된다.
제1 실시예의 제5 태양에서는, 구동 회로는 추가로 제1 시간 구간 동안에는 제1 수직열에 대한 신호를 어서트하고 제2 시간 구간 동안에는 제2 수직열을 어서트하도록 구성되며, 제1 시간 구간 및 제2 시간 구간의 적어도 일부분이 상이한 시 각에서 발생한다.
제1 실시예의 제6 태양에서는, 각 그룹은 하나의 수직열을 갖는다.
제1 실시예의 제7 태양에서는, 구동 회로는 각 그룹에 대한 신호를 소정의 순서로 어서트한다.
제1 실시예의 제8 태양에서는, 구동 회로는 하나 이상의 그룹에 대한 신호를 소정의 순서로 어서트한다.
제1 실시예의 제9 태양에서는, 구동 회로는 하나 이상의 그룹에 대한 신호를 무작위 순서로 어서트한다.
제1 실시예의 제10 태양에서는, 각 그룹이 동일한 수의 수직열을 포함한다.
제1 실시예의 제11 태양에서는, 하나 이상의 그룹이 상이한 수의 수직열을 포함한다.
제1 실시예의 제12 태양에서는, 구동 회로는 각각의 수직열에 대한 신호를 순차적인 순서로 어서트한다.
제1 실시예의 제13 태양에서는, 구동 회로는 둘 이상의 수직열에 대한 신호를 비순차적인 순서로 어서트한다.
제2 실시예에서, 본 발명은 적어도 하나의 구동 회로를 포함하는 디스플레이, 복수 수직열의 간섭 변조기 및 복수 수평열의 간섭 변조기를 포함하는 어레이를 구비하며, 상기 어레이는 상기 구동 회로에 의해 구동되도록 구성되며, 상기 구동 회로는 복수의 수직열에 대한 수직열 데이터를 수신하도록 구성되고, 추가로 이 수직열 데이터를 이용하여 수직열 어드레싱 구간 동안 둘 이상의 수직열의 간섭 변 조기의 각각의 수직열 상의 신호를 비동시적으로 어서트하고, 수평열 어드레싱 구간 동안 하나 이상의 수평열의 각각의 수평열 상의 신호를 어서트하도록 구성된다.
제3 실시예에서, 본 발명은 복수의 수직열 간섭 변조기 및 수평열 간섭 변조기를 갖는 어레이에 데이터를 제공하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 어레이 어드레싱 구간에서의 제1 그룹 어드레싱 구간 동안 제1 데이터 세트에 기초하여 제1 그룹의 수직열의 각각의 수직열에 대한 신호를 어서트하는 단계와, 어레이 어드레싱 구간에서의 상기 제1 그룹 어드레싱 구간과 일부의 시간 동안 중첩하는 제2 그룹 어드레싱 구간 동안 제2 데이터 세트를 이용하여 제2 그룹의 수직열의 각각의 수직열에 대한 신호를 어서트하는 단계와, 제1 수직열 내의 간섭 변조기를 작동시키기 위해 상기의 일부의 시간 동안 제1 수직열 내의 신호를 어서트하는 단계를 포함한다.
제3 실시예의 제1 태양에서는, 제1 그룹은 제2 그룹과는 상이한 수의 수직열을 포함한다.
제3 실시예의 제2 태양에서는, 제1 그룹 어드레싱 구간과 제2 그룹 어드레싱 구간은 소정의 순서로 되어 있다.
제3 실시예의 제3 태양에서는, 제1 그룹 어드레싱 구간과 제2 그룹 어드레싱 구간은 무작위 순서로 되어 있다.
제3 실시예의 제4 태양에서는, 제1 그룹은 제2 그룹과 동일한 수의 수직열을 포함한다.
제4 실시예에서는, 본 발명은 복수 수직열의 간섭 변조기 및 복수 수평열의 간섭 변조기를 포함하는 어레이에 데이터를 제공하는 방법을 포함하며, 상기 방법은 각 그룹이 하나 이상의 수직열을 갖는 어레이 내의 수직열의 둘 이상에 대한 데이터를 수신하는 단계와, 그 데이터에 기초하여, 상이한 시각에서 개시하는 둘 이상의 그룹 상에 신호가 어서트되도록 그리고 신호가 동일한 시각에 모든 그룹 상에 어서트될 때에는 시간 구간이 존재하도록, 둘 이상의 그룹에 대하여 신호를 어서트하는 단계를 포함한다.
제4 실시예의 제1 태양에서는, 각 그룹은 동일한 수의 수직열을 포함한다.
제4 실시예의 제2 태양에서는, 각 그룹의 그룹 어드레싱 구간은 임의의 다른 그룹에 대한 그룹 어드레싱 구간과는 적어도 부분적으로 상이하다.
제4 실시예의 제3 태양에서는, 각 그룹의 그룹 어드레싱 구간은 시계열적으로 구별되는 시각에서 개시한다.
제4 실시예의 제4 태양에서는, 둘 이상의 그룹의 그룹 어드레싱 구간은 소정의 순서로 되어 있다.
제4 실시예의 제5 태양에서는, 둘 이상의 그룹의 그룹 어드레싱 구간은 무작위 순서로 되어 있다.
제5 실시예에서, 본 발명은 각각의 간섭 변조기가 수직 전극 및 수평 전극에 접속되는 복수의 간섭 변조기를 갖는 어레이를 포함하는 디스플레이와, 상기 어레이의 수직 전극 및 수평 전극에 접속되고 상기 어레이를 구동하도록 구성되는 구동 회로를 구비하며, 상기 구동 회로는 2개의 상이한 시각에서 개시하는 둘 이상의 수직열 상의 신호를 어서트하도록 구성된다.
제6 실시예에서, 본 발명은 각각의 간섭 변조기가 수직 전극 및 수평 전극에 접속되는 복수의 간섭 변조기의 어레이를 구동하도록 구성된 구동 회로를 구비하며, 상기 구동 회로는 소정의 디스플레이 데이터를 저장하기 위한 저장 기기와, 상기 저장 기기와 데이터 통신하는 신호 기기를 포함하며, 상기 신호 기기는 둘 이상의 수직열의 각각의 수직 전극 상의 신호를 비동시적으로 어서트하도록 구성되며, 상기 신호는 상기 소정의 디스플레이 데이터에 기초한다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 방법과 방식으로 구현될 수 있다. 이하의 설명에서는 전체 도면에 걸쳐 동일한 부분에 대해 동일한 도면부호가 부여되어 있는 도면을 참조한다. 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명은 동화상(예컨대, 비디오)이든 정지화상(예컨대, 스틸 이미지)이든, 또는 텍스트이든 그림이든, 이미지를 디스플레이하도록 구성된 것이라면 어떠한 기기에도 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명은 이동전화기, 무선 기기, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 파지형 또는 휴대형 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이터, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔, 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비전 모니터, 평판 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이(예컨대, 주행거리계 디스플레이 등), 조종석 제어 장치 및/또는 디스플레이, 감시 카메라의 디스플레이(예컨대, 자동차에서의 후방 감시 카메라의 디스플레이), 전자 사진 액자, 전자 게시판 또는 전자 표시기, 프로젝터, 건축 구조물, 포장물, 및 미적 구조물(예컨대, 보석상의 이미지 디스플레이) 등과 같은 다양한 전자 기기에 구현되거나 이들 기기와 관련되어 사용될 수 있을 것으로 생각되며, 이러한 기기의 예로는 전술한 것들로만 제한되지는 않는다. 또한, 여기서 개시한 미소 기전 시스템 기기와 유사한 구조의 기기를 전자 스위칭 기기와 같은 비(非)디스플레이 분야에 사용할 수도 있다.
간섭계 미소 기전 시스템 디스플레이 소자를 포함하여 구성된 간섭 변조기 디스플레이의 일실시예가 도 1에 도시되어 있다. 이러한 기기에서, 픽셀은 밝은 상태 또는 어두운 상태 중 하나의 상태로 된다. 밝은 상태("온 상태" 또는 "개방 상태")에서는, 디스플레이 소자가 입사되는 가시광의 대부분을 사용자에게 반사한다. 어두운 상태("오프 상태" 또는 "패쇄 상태")에서는, 디스플레이 소자가 입사되는 가시광을 사용자에게 거의 반사하지 않는다. 실시예에 따라서는, "온 상태"와 "오프 상태"의 광 반사 특성이 반대로 바뀔 수도 있다. 미소 기전 시스템 픽셀은 선택된 컬러를 두드러지게 반사하여 흑백뿐 아니라 컬러 디스플레이도 가능하도록 구성될 수 있다.
도 1은 영상 디스플레이의 일련의 픽셀들에서 인접하는 두 개의 픽셀을 나타낸 등각투영도이다. 여기서, 각 픽셀은 미소 기전 시스템의 간섭 변조기를 포함하여 구성된다. 일부 실시예에서, 간섭 변조기 디스플레이는 이들 간섭 변조기들의 행렬 어레이를 포함하여 구성된다. 각각의 간섭 변조기는, 적어도 하나의 치수가 가변적인 공진 광학 캐비티를 형성하도록 서로 가변적이고 제어가능한 거리를 두고 배치되어 있는 한 쌍의 반사층을 포함한다. 일실시예에서, 이 반사층들 중 하나가 두 개의 위치 사이로 이동될 수 있다. 제1 위치에서(여기서는 "해방 상태"라고 한다), 이동가능한 층은 부분적으로 반사하는 고정된 층으로부터 상대적으로 먼 거리 에 위치한다. 제2 위치에서, 이동가능한 층은 부분적으로 반사하는 층에 보다 가까이 인접하여 위치한다. 두 개의 층으로부터 반사되는 입사광은 이동가능한 반사층의 위치에 따라 보강적으로 또는 상쇄적으로 간섭하여, 각 픽셀을 전체적으로 반사 상태 또는 비반사 상태로 만든다.
도 1에 도시된 부분의 픽셀 어레이는 두 개의 간섭 변조기(12a, 12b)를 포함한다. 좌측에 있는 간섭 변조기(12a)에서는, 이동가능하고 반사성이 높은 층(14a)이 부분적으로 반사하는 고정된 층(16a)으로부터 소정의 거리를 두고 해방 위치에 있는 것이 도시되어 있다. 우측에 있는 간섭 변조기(12b)에서는, 이동가능하고 반사성이 높은 층(14b)이 부분적으로 반사하는 고정된 층(16b)에 인접한 작동 위치에 있는 것이 도시되어 있다.
고정된 층(16a, 16b)은 전기적으로 도전성을 가지고 있고, 부분적으로 투명하며, 부분적으로 반사성을 가지고 있고, 예컨대 투명 기판(20) 상에 크롬과 인듐주석산화물(ITO)로 된 하나 이상의 층을 침적시킴으로써 제조될 수 있다. 이들 층을 병렬 스트립으로 패턴화하여, 이하에서 설명하는 바와 같이, 디스플레이의 수평 전극(row electrode)을 형성할 수 있다. 이동가능한 층(14a, 14b)은 포스트(18)와 이 포스트들 사이에 개재된 희생 재료의 표면에 침적된 금속층(들)으로 된 일련의 병렬 스트립(수평 전극(16a, 16b)에 수직하는)으로 형성될 수 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거하면, 변형가능한 금속층은 고정된 금속층으로부터 에어갭(19)에 의해 이격된다. 변형가능한 층은 알루미늄과 같이 도전성과 반사성이 높은 재료를 이용하여 형성할 수 있고, 이것의 스트립은 디스플레이 기기의 수직 전극(column electrode)을 형성할 수 있다.
전압이 인가되지 않으면, 층(14a)과 층(16a) 사이에 캐비티(19)가 그대로 존재하게 되어, 변형가능한 층이 도 1의 픽셀(12a)로 도시된 바와 같이 기계적으로 이완 상태로 있게 된다. 그러나, 선택된 행과 열에 전위차가 인가되면, 해당하는 픽셀에서 수평 전극과 수직 전극이 교차하는 지점에 형성된 커패시터가 충전되어, 정전기력이 이들 전극을 서로 당기게 된다. 만일 전압이 충분히 높다면, 이동가능한 층이 변형되어, 도 1에서 우측에 도시된 픽셀(12b)과 같이, 고정된 층에 대해 힘을 받게 된다(도 1에는 도시하지 않았지만, 단락을 방지하고 이격 거리를 제어하기 위해 고정된 층 상에 유전 재료를 배치할 수 있다). 이러한 양상은 인가된 전위차의 극성에 관계없이 동일하다. 이러한 방식으로, 반사와 비반사의 픽셀 상태를 제어할 수 있는 수평/수직 구동은 종래의 액정 디스플레이나 다른 디스플레이 기술에서 사용되었던 방식과 여러 가지 면에서 유사하다.
도 2 내지 도 5b는 디스플레이 응용분야에서 간섭 변조기의 어레이를 이용하기 위한 프로세스 및 시스템의 일례를 보여준다. 도 2는 본 발명의 여러 측면을 포함할 수 있는 전자 기기의 일실시예를 나타낸 시스템 블록도이다. 본 실시예에서는, 전자 기기가 프로세서(21)를 포함하며, 이 프로세서(21)로는 ARM, Pentium®, Pentium II®, Pentium III®, Pentium IV®, Pentium®Pro, 8051, MIPS®, Power PC®, ALPHA® 등과 같은 범용의 단일칩 또는 멀티칩 마이크로프로세서나, 또는 디지털 신호 처리기, 마이크로컨트롤러, 프로그래머블 게이트 어레이 등과 같은 특정 목적의 마이크로프로세서가 사용될 수 있다. 해당 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 프로세서(21)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행하도록 구성될 수 있다. 오퍼레이팅 시스템을 실행하는 것 외에도, 프로세서는 웹 브라우저, 전화 응용프로그램, 이메일 프로그램, 또는 임의의 다른 소프트웨어 응용프로그램을 포함하여 하나 이상의 소프트웨어 응용프로그램을 실행하도록 구성될 수 있다.
일실시예에서, 프로세서(21)는 또한 어레이 컨트롤러(22)와 통신하도록 구성된다. 일실시예에서, 어레이 컨트롤러(22)는 픽셀 어레이(30)에 신호를 제공하는 수평열 구동 회로(24) 및 수직열 구동 회로(26)를 포함한다. 도 2에서 1-1의 선을 따라 절취한 어레이의 단면도가 도 1에 도시되어 있다. 미소 기전 시스템의 간섭 변조기에 대한 수평/수직 구동 프로토콜은 도 3에 도시된 기기의 히스테리시스 특성을 이용할 수 있다. 이동가능한 층을 해방 상태에서 작동 상태로 변형시키기 위해, 예컨대, 10볼트의 전위차가 요구될 수 있다. 그러나, 전압이 그 값으로부터 감소할 때, 전압이 10볼트 이하로 떨어지더라도 이동가능한 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 실시예에서, 이동가능한 층은 전압이 2볼트 이하로 떨어질 때까지는 완전히 해방되지 않는다. 따라서, 기기가 해방 상태 또는 작동 상태 중 어느 하나의 상태로 안정화될 수 있는 인가 전압 영역이 존재하는 전압의 범위가 존재하며, 도 3에 예시된 예에서는 그 전압 범위가 약 3~7볼트이다. 이것을 본 명세서에서는 "히스테리시스 영역" 또는 "안정 영역"으로 지칭한다. 도 3의 히스테리시스 특성을 갖는 디스플레이 어레이에 대하여, 수평열 스트로브 동안 스트로브가 인가된 수평열에 있는 픽셀들 중에 작동되어야 픽셀들은 약 10볼트의 전위차에 노출되고, 해방 되어야 할 픽셀들은 0(영)볼트에 가까운 전위차에 노출되도록 설계될 수 있다. 스트로브를 인가한 후에는, 픽셀들은 그 픽셀들이 수평열 스트로브에 의해 어떠한 상태가 되었든지 간에 그 상태로 유지되도록 약 5볼트의 정상 상태 전압차(steady state voltage difference)를 적용받는다. 기록된 후에, 각 픽셀은 본 실시예에서는 3-7볼트인 "안정 영역" 내의 전위차를 나타낸다. 이러한 구성에 의해, 도 1에 도시된 픽셀 구조는 동일한 인가 전압의 조건 하에서 작동 상태든 해방 상태든 기존의 상태로 안정화된다. 작동 상태로 있든 해방 상태로 있든, 간섭 변조기의 각 픽셀은 필연적으로는 고정된 반사층과 이동하는 반사층에 의해 형성되는 커패시터이기 때문에, 이 안정된 상태는 히스테리시스 영역 내의 전압에서 거의 전력 낭비 없이 유지될 수 있다. 인가 전위가 고정되면, 필연적으로 픽셀에 유입되는 전류는 없다.
전형적인 응용예로서, 첫번째 수평열에 있는 소정 세트의 작동된 픽셀에 따라 한 세트의 수직 전극을 어서팅(asserting)함으로써 디스플레이 프레임을 만들 수 있다. 그런 다음, 수평열 펄스를 수평열 1의 전극에 인가하여, 어서트된 수직열 라인에 대응하는 픽셀들을 작동시킨다. 그러면, 수직 전극의 어서트된 세트가 두번째 수평열에 있는 소정 세트의 작동된 픽셀에 대응하도록 변경된다. 그런 다음, 펄스를 수평열 2의 전극에 인가하여, 어서트된 수직 전극에 따라 수평열 2에서의 해당하는 픽셀을 작동시킨다. 수평열 1의 픽셀들은 수평열 2의 펄스에 영향을 받지 않고, 수평열 1의 펄스에 의해 설정되었던 상태를 유지한다. 이러한 동작을 순차적으로 전체 수평열에 대해 반복하여 프레임을 생성할 수 있다. 일반적으로, 이러한 프레임들은 이와 같은 처리를 요구된 초당 프레임수로 연속적으로 반복함으로써 리프레시(refresh)되거나, 및/또는 새로운 디스플레이 데이터로 갱신된다. 픽셀 어레이의 수평 및 수직 전극을 구동하여 디스플레이 프레임을 생성하는 많은 다양한 프로토콜이 잘 알려져 있고, 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 2의 3×3 어레이로 디스플레이 프레임을 생성하기 위한 하나의 가능한 구동 프로토콜을 나타낸 것이다. 도 4는 도 3의 히스테리시스 곡선을 나타내고 있는 픽셀들에 사용될 수 있는 수직열 및 수평열의 가능한 전압 레벨 세트를 보여준다. 도 4의 실시예에서, 픽셀을 작동시키기 위해서는 해당하는 수직열을 -Vbias로 설정하고 해당하는 수평열을 +ΔV로 설정하며, 이들의 전압은 각각 -5볼트와 +5볼트에 대응할 수 있다. 픽셀을 해방시키기 위해서는 해당하는 수직열을 +Vbias로 설정하고 해당하는 수평열을 동일한 값의 +ΔV로 설정하여, 픽셀 양단의 전위차가 0(영)볼트가 되도록 한다. 수평열의 전압이 0(영)볼트로 고정되는 수평열에서는, 수직열이 +Vbias이든 -Vbias이든 관계없이 픽셀들이 원래의 상태로 안정된다.
도 5b는 도 2의 3×3 어레이에 인가되는 일련의 수평열 및 수직열 신호를 보여주는 타이밍도이며, 그 결과로서 작동된 픽셀들이 비반사성인 도 5a에 도시된 디스플레이 배열이 얻어진다. 도 5a에 도시된 프레임을 기록하기 전에, 픽셀들은 어떤 상태로 되어 있어도 무방하다. 본 예에서는, 모든 수평열들이 0(영)볼트이고, 모든 수직열들이 +5볼트이다. 이러한 인가 전압으로, 모든 픽셀들은 기존의 작동 상태 또는 해방 상태로 안정되어 있다.
도 5a의 프레임에서, (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) 및 (3,3)의 픽셀들이 작동된다. 이를 구현하기 위해, 수평열 1에 대한 "라인 시간" 동안, 수직열 1과 수직열 2는 -5볼트로 설정되고, 수직열 3은 +5볼트로 설정된다. 이것은 어느 픽셀의 상태도 바꾸지 않는다. 그 이유는 모든 픽셀들이 3-7볼트의 안정 영역 내에 있기 때문이다. 그런 다음, 수평열 1에 0볼트에서 5볼트로 상승한 후 다시 0볼트로 되는 펄스를 가진 스트로브를 인가한다. 이것은 (1,1) 및 (1,2)의 픽셀을 작동시키고 (1,3)의 픽셀을 해방시킨다. 어레이의 다른 픽셀들은 영향을 받지 않는다. 수평열 2를 원하는 대로 설정하기 위해, 수직열 2를 -5볼트로 설정하고, 수직열 1 및 3은 +5볼트로 설정한다. 동일한 스트로브를 수평열 2에 인가하면, (2,2)의 픽셀이 작동되고, (2,1) 및 (2,3)의 픽셀이 해방된다. 여전히, 어레이의 다른 픽셀들은 영향을 받지 않는다. 수직열 2 및 3을 -5볼트로 설정하고 수직열 1을 +5볼트로 설정함으로써, 수평열 3도 마찬가지의 방법으로 설정된다. 수평열 3에 대한 스트로브에 의해 수평열 3의 픽셀들도 도 5a에 도시된 바와 같이 설정된다. 프레임을 기록한 후에, 수평열 전위는 0(영)이고, 수직열 전위는 +5볼트 또는 -5볼트를 유지할 수 있으며, 디스플레이는 도 5a의 배열로 안정화된다. 수십 또는 수백의 수평열 및 수직열로 된 어레이에 대해 동일한 처리가 행해질 수 있다는 것은 잘 알 수 있을 것이다. 또한, 수평열 및 수직열의 구동을 위해 사용되는 전압의 타이밍, 순서 및 레벨은 위에서 설명한 전반적인 원리 내에서 다양하게 변경될 수 있고, 상술한 예는 예시에 불과하고, 임의의 구동 전압 방법을 본 발명에 적용하여도 무방하다.
위에서 설명한 원리에 따라 동작하는 간섭 변조기의 상세한 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 도 6a 내지 도 6c는 이동하는 미러 구조의 세 가지 다른 실시예를 보여준다. 도 6a는 도 1에 도시된 실시예의 단면도로서, 금속 재료로 된 스트립(14)이 직각으로 연장된 지지대(18) 상에 배치되어 있다. 도 6b에서, 이동가능한 반사 재료(14)가 연결선(32)에 의해 그 코너에서만 지지대에 부착되어 있다. 도 6c에서, 이동가능한 반사 재료(14)가 변형가능한 층(34)에 현수되어 있다. 이 실시예는, 반사 재료(14)에 대한 구조적 설계와 재료는 광학 특성에 대해 최적화될 수 있고, 변형가능한 층(34)에 대한 구조적 설계와 재료는 원하는 기계적 특성에 대해 최적화될 수 있기 때문에 유용하다. 여러 가지 형태의 간섭 기기의 제조에 관해서는, 예컨대 미국특허공개 제2004/0051929호를 포함하여 여러 공개 문헌에 기술되어 있다. 일련의 재료 침적, 패터닝 및 에칭 단계들을 포함하여, 상술한 구조를 제조하기 위해 다양한 공지 기술이 사용될 수 있다.
미소 기전 시스템의 간섭 변조기 어레이는 병렬 도전성 플레이트로 구성되며, 이들 도전성 플레이트는 반사된 광을 변조하기 위해 서로를 향해 이동하거나 또는 서로에 대해 멀어지는 방향으로 이동한다. 픽셀이 용량성의 성질을 갖기 때문에, 수직 전극에 대해 어서트된 전압의 변경은 도 7에 예시된 바와 같이 커다란 초기 전류 흐름을 발생할 수 있다. 피크 전류가 발생되면 대용량의 고가 커패시터를 필요로 하게 되며, 이러한 커패시터에 의해 미소 기전 시스템의 간섭 변조기 어레이의 제조비용이 상승되어, 이들의 상업적 실현가능성에 영향을 주게 된다. 순간적인 큰 전류의 흐름을 감소시키거나 제거하는 디스플레이 구동 방법은 본 간섭 변조기 기술을 채용하는 디스플레이의 가격을 절감시키는데 도움을 준다.
순간적인 큰 전류의 흐름을 감소시켜 대용량의 고가 커패시터에 대한 필요성을 극복하는 한가지 방법으로는 디스플레이의 수직열과 수평열에 대해 전압을 어서트하는 방식이 있다. 상업적으로 이용가능한 디스플레이 수직열 구동기는 모든 수직열 상의 전압을 동시에 어서트한다. 모든 수직열 상의 전압을 동시에 어서트함으로써, 수직열 전압이 변경될 시에 큰 순간 전류가 전원으로부터 구동 회로를 통해 디스플레이로 흐르게 한다. 하나 이상의 수직열의 수직 전극에 대해 약하게나마나 전압이 최초로 어서트되는 시각을 스태거링함으로써, 전원으로부터 야기된 전류 스파이크가 실질적으로 감소될 수 있다.
디스플레이 구동 회로에 대해 대부분의 피크 전류가 전원 공급장치 바이패스 커패시터에 의해 수직 전극에 공급될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 수직 전극에 대해 전압 신호가 어서트되는 시점을 스태거링함으로써 좀 더 저렴하고 더 소용량의 바이패스 커패시터를 사용할 수 있게 된다. 피크 전류 또한 구동기 집적회로를 통해 흐르게 되어, 내부의 온-칩 본딩 와이어에서의 기생 인덕턴스로 인해 집적회로 상에 그라운드 바운스를 초래하고, 심지어는 그 부분의 파손까지도 초래할 수 있다. 수직열 상의 신호의 어서션을 스태거링함으로써 이 문제점이 경감된다.
변조기의 수평열-수직열 어레이에 대한 둘 이상의 수직열 신호의 어서션을 스태거링하는 회로의 일실시예가 도 8에 도시되어 있으며, 이 도면에는 일례의 수직열(1, 2, 3 및 N)에 대한 출력단을 갖는 도 2의 수직열 구동 회로(26)가 도시되어 있다. 구동 회로(26)는 특정 시각에서 수직열에 대한 요구된 값을 나타내주는 데이터가 로드될 수 있는 시프트 레지스터(25)를 포함한다. 구동 회로(26)는 데이터 래치(27)에 접속되며, 이 데이터 래치는 시프트 레지스터(25)로부터 데이터를 수신하고, 시프트 레지스터(25)에 저장된 데이터에 기초하여 하나 이상의 수직 전극 상의 신호를 어서트한다. 본 실시예에 따르면, 래치(27)는 데이터 입력, 클록 입력, 전원 입력 및 어레이에 대한 출력을 가지고 있다. 일실시예에서, 래치(27)는 이벤트가 발생할 때, 예컨대 래치(27)에의 클록 입력이 활성화될 때(일례로, 클록 펄스의 상승 구간의 검출시), 래치(27)의 입력에 제공된 데이터가 “래치”되도록, 예컨대 신호가 래치(27)의 출력에 대해 어서트되어 접속된 수직 전극에 제공되도록 구성된다. 래치(27)는 이벤트가 다시 발생할 때까지, 예컨대 클록이 다시 활성 상태로 갈 때까지, 래치(27)의 출력이 그 데이터 값을 유지하도록 구성될 수 있다. 또다른 실시예에서, 데이터는 래치(27)에의 클록 입력이 비활성 상태로 될 때(예컨대, 클록 펄스의 하강 구간의 검출시)에 래치된다. 그러므로, 래치(27)의 출력은 클록이 다시 비활성 상태로 될 때까지 그 데이터 값을 유지한다.
수직열 데이터는 시프트 레지스터(25)에 로드되어, 시프트 레지스터(25)가 충만될 때까지 수직열 데이터가 시프트 레지스터(25)의 아래로 시프트되며, 스프트 레지스터가 충만될 때에 데이터가 래치될 수 있을 것이다. 본 실시예에서는, 수직열 인에이블 신호를 전체 래치(27)에 인가하여 래치로 하여금 전체 수직 전극에 대해 요구된 신호를 동시에 어서트하도록 하는 대신, 구동 회로(26)가 “롤링 인에이블(rolling enable)”을 제공하도록, 예컨대 래치(27)가 수직 전극에 대해 신호를 어서트하는 시각을 스태거링하도록 구성된다. 예컨대, 일실시예에서 구동 회로 (26)는 본 명세서에서 기능면에 있어서 래치 인에이블 레지스터(29)로 지칭되는 회로를 포함할 수 있으며, 이 래치 인에이블 레지스터가 래치(27) 에 접속되어 래치(27)로 하여금 수직 전극 상의 스태거링된 신호를 어서트하도록 한다.
"롤링 인에이블"을 실시하기 위해 다양한 회로가 사용될 수 있으며, 그 예로 래치(27)의 각각의 출력에 대한 지연 장치에 회로가 내장되거나, 또는 래치(27)가 래치(27) 출력을 제어하는 입력에 기초하여 하나 이상의 수직열 전극에의 신호를 어서트하도록 구성될 수 있다. 여러 가지 실시예에서, 래치(27)는 신호가 예를들어 하나의 수직열씩 개별적으로 또는 수직열의 둘 이상의 그룹으로 어서트될 수 있도록 수직열에의 신호의 어서션을 스태거링할 수 있으며, 여기서 예컨대 수직열의 각 그룹("group")은 하나 이상의 수직열을 포함한다. 래치(27)는 본 명세서에서 그룹 어드레싱 구간으로 지칭되는 특정의 시간 간격 동안 그룹 내의 각각의 수직열 상의 신호를 어서트하며, 이러한 동작은 어레이 어드레싱 구간 내의 수직열 어드레싱 구간 동안 발생한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "그룹 어드레싱 구간"이라는 용어는 넓은 의미의 용어로, 수평열-수직열 어레이의 수직열의 그룹에서의 각각의 수직열 전극에 대해 신호가 최초로 어서트되는 동안의 시간 구간을 설명하기 위해 사용된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, “수직열 어드레싱 구간”이라는 용어 또한 넓은 의미의 용어로, 요구된 수직열(들)의 각각의 전극에 대해 신호가 최초로 어서트되는 동안의 시간 구간을 설명하기 위해 사용된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "수평열 어드레싱 구간"이라는 용어 또한 넓은 의미의 용어이며, 수평열-수직 열 어레이의 하나의 수평열에 대해 신호(예컨대, 스트로브 또는 펄스)가 어서트되는 동안의 시간 구간을 설명하기 위해 사용된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "어레이 어드레싱 구간"이라는 용어 역시 넓은 의미의 용어로, 수직열 어드레싱 구간 및 수평열 어드레싱 구간을 포함하는 시간 구간을 설명하기 위해 사용된다. 수직열 어드레싱 구간 동안 수직열에 대해 신호가 어서트될 때, 신호가 수평열 어드레싱 구간 동안 유지되어, 어서트된 수평열 신호가 특정의 수평열 및 수직열에 대응하는 픽셀을 변경시킬 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 임의의 특정 수직열 그룹에 대해, 그 어드레싱 구간은 하나 이상의 다른 그룹의 어드레싱 기간과는 적어도 약간은 상이하게 될 수 있다. 어레이의 수직열은 각각 하나 이상의 수직열을 갖는 둘 이상의 그룹으로 형성될 수 있다. 그룹 어드레싱 구간은 중첩되거나 시계열적으로 구별될 수 있다. 그룹 어드레싱 구간이 중첩하면, 그룹들 중의 임의의 그룹 간의 중첩의 부분이 동일하게 되거나 또는 상이하게 될 수 있다. 그룹 어드레싱 구간은 소정의 순서로, 예컨대 수직열의 순차적 순서로 또는 무작위 순서로 될 수 있다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시예 및 기타 다른 실시예를 매우 상세하게 설명한다.
도 9는 각각의 수직열 전극에 대해 신호를 어서트하기 위해 스태거링된 구동 방식을 이용하여 3×3간섭 디스플레이를 기입하기 위해 사용될 수도 있는 수평열 및 수직열 신호에 대한 일례의 타이밍도의 일실시예를 예시한다. 이 방식에서, 신호는 각각의 수직 전극에 대해 스태거링된 시퀀스로 어서트되거나, 또는 수직 전극의 둘 이상의 그룹에 대해 스태거링된 시퀀스로 어서트된다(예컨대, 수직 전극은 둘 이상의 그룹으로서 구성되어 실질적으로 동일한 시각에 그룹 내의 각각의 수직 전극에 대해 신호가 어서트된다). 수직열 어드레싱 구간(66) 및 수평열 어드레싱 구간(68)은 어레이 어드레싱 구간(62) 내에 있다. 어레이 어드레싱 구간(62)의 시간-간격은 다양한 길이로 될 수 있으며, 어플리케이션에 좌우될 것이다. 이에 따라, 수직열 어드레스 구간(66) 및 수평열 어드레스 구간(68)의 시간-간격 또한 다양한 길이로 될 수 있다. 예컨대, 일실시예에서 어레이 어드레싱 구간(62)의 시간-간격은 약 500 마이크로초, 수직열 어드레싱 구간(66)은 약 400마이크로초, 그리고 수평열 어드레싱 구간은 약 100 마이크로초가 될 것이다. 래치가 자신의 출력을 한 수직열씩 스태거링하여 매 2 마이크로초마다 또다른 수직열 전극에 대해 신호를 어서트한다면, 디스플레이의 하나의 수평열은 500 마이크로초 어레이 어드레싱 구간(62) 동안 갱신될 수 있으며, 200 수평열 디스플레이는 이 예에서는 약 1/10초로 갱신될 수 있다.
계속하여 도 9를 참조하면, 수직열 구동기(26)의 출력은 3개의 수직 전극(31)의 각각에 대해 어서트되는 신호가 된다. 시간 1에서, 수직열 구동 회로(26)는 수직열 1에 대해 신호를 어서트하고, 이것은 시간 4까지 유지된다. 시간 2에서, 수직열 구동 회로(26)는 수직열 2에 대해 신호를 어서트하고, 이것은 시간 5까지 유지되며, 시간 3에서 수직열 구동 회로(26)는 수직열 3에 대해 신호를 어서트하고, 이것은 시간 6까지 유지된다. 따라서, 시간 3과 시간 4의 사이의 구간 동안, 신호는 전체 3개의 수직열에 대해 어서트된다. 시간 3와 시간 4의 사이의 시간 구간은 수평열 1 어드레싱 구간(68)과 일치하며, 이 구간 동안 스트로브가 수평 열 1에 인가되어, 수평열 1은 수직열에 대해 어서트된 신호에 따라 수평열 1의 픽셀을 작동 또는 해방시킨다. 각각의 수평열에 대해 동일한 공정이 반복되어, 수평열 2 어드레싱 구간(68')(시간 6와 시간 7의 사이) 동안 수평열 2에 스트로브가 인가되고, 수평열 3 어드레싱 구간(68")(시간 9와 시간 10의 사이) 동안 수평열 3에 스트로브가 인가될 수 있다.
이 예에서 예시된 바와 같이, 수직열 1 및 수직열 2에 대한 수직열 구동 회로(26)의 출력은 먼저 -Vbias 로 설정되고, 수직열 3에 대한 출력은 +Vbias 로 설정된다. 포지티브 수평열 펄스가 수평열 1에 인가될 때, (1,1) 및 (1,2) 픽셀은 구동되고, (1,3) 픽셀은 해방된다. 그리고나서, 수직열 1 및 수직열 3에 대한 수직열 구동 회로(26)의 출력은 +Vbias 로 설정되고, 수직열 2 에 대한 출력은 -Vbias로 설정된다. 포지티브 수평열 펄스를 수평열 2에 인가하면, (2,1) 및 (2,1) 픽셀은 해방되고, (2, 2) 픽셀은 구동된다. 그리고나서, 수직열 2 및 수직열 3에 대한 수직열 구동 회로(26)의 출력은 -Vbias 로 설정되고, 수직열 1에 대한 출력은 +Vbias로 설정된다. 포지티브 수평열 펄스를 수평열 2에 인가하면, (3,1) 픽셀은 해방되고, (3, 2) 및 (3,3) 픽셀은 구동된다. 그 결과의 이 예의 픽셀 구성은 도 5a에 예시된 구성과 동일하게 된다.
일부 실시예에서, 구동 회로(26)는 수직열 어드레싱 구간 동안 둘 이상의 그룹에 대한 신호를 스태거링할 수 있어서, 그룹 내의 수직열이 실질적으로 동시에 어서트되는 경우에도 전류 스파이크를 감소시킬 수 있다. 이 실시예는 다수의 수 직열을 갖는 디스플레이에 특히 유용할 것이다. 일부 실시예에서, 수직열1 내지 수직열 N은 그룹으로 묶여지며, 각 그룹은 예컨대 4개의 수직열과 같은 특정한 수의 수직열을 포함한다. 예컨대 동일한 그룹 어드레싱 구간 동안과 같이 적어도 실질적으로 동시에 각 그룹 내의 수직열에 대한 수직 전극에 대해 신호가 어서트된다. 구동 회로(26)는 제1 그룹 어드레싱 구간 동안 제1 그룹에 대하여 신호를 어서트하며, 그리고나서 제2 그룹 어드레싱 구간 동안 제2 그룹에 대하여 신호를 어서트하는 등의 동작을 모든 그룹에 대해 신호가 어서트될 때까지 행한다. 다른 실시예에서, 각 그룹 내의 수직열의 수는 1개, 2개, 3개 또는 5개 이상으로 될 수도 있다.
수직열이 그룹으로 구성되는 일부 실시예에서, 그룹의 각각은 동일한 수의 수직열을 가질 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 각 그룹 내의 수직열의 수가 상이하게 되거나, 또는 일부 그룹은 동일한 수의 수직열을 갖고, 다른 그룹은 상이한 수의 수직열을 가질 수도 있다. 예컨대, 8 수직열 디스플레이에서, 제1 그룹은 수직열 1 및 수직열 2를 포함하고, 제2 그룹은 수직열 3만을 포함하며, 제3 그룹은 수직열 4, 5, 6, 7 및 8을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 구동 회로(26)는 수직열에 대해 순차적으로(예컨대, 수직열 1, 수직열 2, 등등) 신호를 어서트한다. 다른 실시예에서, 신호는 비순차적인 순서로(예컨대, 수직열 3, 수직열 1, 수직열 2, 등등) 어서트된다. 수직열이 둘 이상의 그룹으로 구성될 때의 실시예에서는 각 그룹에 대해 순차적인 순서로 또는 비순차적인 순서로 신호가 어서트될 수 있다. 예컨대, 수직열 3을 포함하는 제1 그룹 내의 수직열에 대해 먼저 신호가 어서트되고, 그리고나서 수직열 4, 5, 6 및 7을 포함하는 제2 그룹 내의 수직열에 대해 신호가 어서트되고, 최총적으로는 수직열 1 및 수직열 2를 포함하는 제3 그룹 내의 수직열에 대해 신호가 어서트될 수 있다. 일부 실시예에서는 하나 이상의 그룹의 순서가 사전에 결정되며, 일부 실시예서는 하나 이상의 그룹의 순서가 무작위로 정해지는 한편, 다른 실시예에서는 그룹의 순서가 사전 결정된 순서와 무작위 순서의 조합으로 이루어질 수도 있다.
스트로브가 수평열에 인가될 수 있도록 각 그룹에 대한 그룹 어드레싱 구간의 적어도 일부가 중첩하여, 중첩 구간(예컨대, 수평열 어드레싱 구간) 동안 그 수평열에 대한 요구된 간섭 변조기를 구동할 수 있다. 각각의 그룹 어드레싱 구간의 상대적인 개시 시점은 수직열 어드레싱 구간 동안의 임의의 한 시점에서 요구되는 전류의 양에 영향을 주도록 구성될 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 디스플레이 기기(2040)의 실시예를 예시하고 있는 시스템 블록도이다. 디스플레이 기기(2040)로는 예컨대 휴대 전화기가 가능하다. 그러나, 텔레비전이나 휴대용 미디어 플레이어와 같이 디스플레이 기기(2040)와 동일한 구성품이나 약간 변형된 것도 디스플레이 기기의 여러 가지 형태의 예에 해당한다.
디스플레이 기기(2040)는 하우징(2041), 디스플레이(2030), 안테나(2043), 스피커(2045), 입력 기기(2048), 및 마이크(2046)를 포함한다. 하우징(2041)은 일반적으로 사출 성형이나 진공 성형을 포함하여 해당 기술분야에서 잘 알려진 여러 가지 제조 공정 중 어느 것에 의해서도 제조될 수 있다. 또한, 하우징(2041)은, 한정되는 것은 아니지만, 플라스틱, 금속, 유리, 고무, 및 세라믹 또는 이들의 조합을 포함하여 여러 가지 재료 중 어느 것으로도 만들어질 수 있다. 일실시예에서, 하우징(2041)은 분리가능한 부분(도시되지 않음)을 포함하고, 이 분리가능한 부분은 상이한 컬러의 다른 분리가능한 부분이나, 상이한 로고, 그림 또는 심볼을 가진 다른 분리가능한 부분으로 교체될 수 있다.
본 예의 디스플레이 기기(2040)의 디스플레이(2030)는, 여기서 개시한 쌍안정(bi-stable) 디스플레이를 포함하여, 여러 가지 디스플레이 중 어느 것이어도 무방하다. 다른 실시예에서, 디스플레이(2030)는 상술한 바와 같은, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD, 또는 TFT LCD 등과 같은 평판 디스플레이와, 해당 기술분야에서 당업자에게 잘 알려진 바와 같은 CRT나 다른 튜브 디스플레이 기기 등과 같은 비평판형 디스플레이를 포함한다. 그러나, 본 실시예를 설명하기 위해, 디스플레이(2030)는 여기서 설명하는 바와 같이 간섭 변조기 디스플레이를 포함한다.
일례의 디스플레이 기기(2040)의 일실시예에서의 구성요소가 도 10b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예의 디스플레이 기기(2040)는 하우징(2041)을 포함하고, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되어 있는 구성요소들을 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 본 예의 디스플레이 기기(2040)가 송수신기(2047)와 연결된 안테나(2043)를 포함하는 네트워크 인터페이스(2027)를 포함할 수 있다. 송수신기(2047)는 프로세서(2021)에 연결되어 있고, 프로세서(2021)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning 하드웨어)(2052)에 연결되어 있다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 신호를 고르게 하도록(예컨대, 신호를 필터링하도록) 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 스피커(2045)와 마이크(2046)에 연결되어 있다. 프로세서(2021)는 입력 기기(2048)와 드라이버 컨트롤러(2029)에도 연결되어 있다. 드라이버 컨트롤러(2029)는 프레임 버퍼(2028)와 어레이 드라이버(2022)에 연결되어 있고, 어레이 드라이버는 디스플레이 어레이(2030)에 연결되어 있다. 전원(2050)은 예시된 디스플레이 기기(2040)의 특정 설계에 따라 요구되는 모든 구성요소에 전력을 공급한다.
네트워크 인터페이스(2027)는 예시된 디스플레이 기기(2040)가 네트워크를 통해 하나 이상의 기기들과 통신할 수 있도록 안테나(2043)와 송수신기(2047)를 포함한다. 일실시예에서, 네트워크 인터페이스(2027)는 프로세서(2021)의 부담을 경감하기 위해 어느 정도의 처리 능력을 가질 수도 있다. 안테나(2043)는 신호를 송수신하는 것으로서, 해당 기술분야의 당업자에게 알려진 어떠한 안테나라도 무방하다. 일실시예에서, 안테나는 IEEE 802.11(a), (b), 또는 (g)를 포함하여 IEEE802.11 표준에 따라 RF 신호를 송수신한다. 다른 실시예에서, 안테나는 블루투스 표준에 따라 RF 신호를 송수신한다. 휴대 전화기의 경우, 안테나는 CDMA, GSM, AMPS 또는 무선 휴대폰 네트워크를 통한 통신에 사용되는 공지의 다른 신호를 수신하도록 설계된다. 송수신기(2047)는 안테나(2043)로부터 수신한 신호를, 프로세서(2021)가 수신하여 처리할 수 있도록 사전처리한다. 또한, 송수신기(2047)는 프로세서(2021)로부터 수신한 신호를, 안테나(2043)를 통해 본 예의 디스플레이 기기(2040)로부터 전송될 수 있도록 처리한다.
다른 실시예에서, 송수신기(2047)를 수신기로 대체할 수 있다. 또다른 실시 예에서, 네트워크 인터페이스(2027)는 프로세서(2021)로 전송될 이미지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스로 대체될 수 있다. 예컨대, 이미지 소스는 이미지 데이터를 담고 있는 DVD나 하드디스크 드라이브일 수도 있고, 이미지 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수도 있다.
프로세서(2021)는 일반적으로 본 예의 디스플레이 기기(2040)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(2021)는 네트워크 인터페이스(2027)나 이미지 소스로부터 압축된 이미지 데이터 등의 데이터를 수신하여, 이 데이터를 본래의 이미지 데이터 또는 본래의 이미지 데이터로 용이하게 처리될 수 있는 포맷으로 가공한다. 그런 다음, 프로세서(2021)는 가공된 데이터를 드라이버 컨트롤러(2029)나 저장을 위한 프레임 버퍼(2028)로 보낸다. 전형적으로, 본래의 데이터는 이미지 내의 각 위치에 대한 이미지 특성을 나타내는 정보를 말한다. 예컨대, 그러한 이미지 특성은 컬러, 채도, 명도(gray-scale level)를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 프로세서(2021)는 마이크로컨트롤러, CPU 또는 예시된 디스플레이 기기(2040)의 동작을 제어하는 논리 유닛을 포함한다. 일반적으로, 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 스피커(2045)로 신호를 보내고 마이크(2046)로부터 신호를 받기 위해 증폭기와 필터를 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 예시된 디스플레이 기기(2040) 내의 별도의 구성요소이거나 또는 프로세서(2021)나 다른 구성요소 내에 통합되어 있을 수도 있다.
드라이버 컨트롤러(2029)는 프로세서(2021)에 의해 생성된 본래의 이미지 데이터를 이 프로세서(2021)로부터 직접 또는 프레임 버퍼(2028)로부터 받아서, 이를 어레이 드라이버(2022)에 고속으로 전송하기에 적합한 포맷으로 재구성한다. 구체적으로, 드라이버 컨트롤러(2029)는 디스플레이 어레이(2030)를 가로질러 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가지도록 본래의 이미지 데이터를 래스터형 포맷(raster-like format)을 갖는 데이터 흐름으로 재구성한다. 그런 다음, 드라이버 컨트롤러(2029)는 재구성된 정보를 어레이 드라이버(2022)로 보낸다. 종종 액정 디스플레이의 컨트롤러 등과 같은 드라이버 컨트롤러(2029)가 독립형 집적 회로(stand-alone IC)로서 시스템 프로세서(2021)와 통합되기도 하지만, 이러한 컨트롤러는 여러 가지 방법으로 구현될 수 있다. 이러한 컨트롤러는 프로세서(2021)에 하드웨어로서 내장되거나, 프로세서(2021)에 소프트웨어로 내장되거나, 또는 어레이 드라이버(2022)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수도 있다.
전형적으로, 어레이 드라이버(2022)는 드라이버 컨트롤러(2029)로부터 재구성된 정보를 받아서, 이 비디오 데이터를 디스플레이의 x-y 행렬의 픽셀들로부터 이어져 나온 수백 때로는 수천 개의 리드선에 초당 수 회에 걸쳐 인가되는 병렬의 파형 세트로 변환한다.
일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(2029), 어레이 드라이버(2022) 및 디스플레이 어레이(2030)는 여기서 기술한 어떠한 형태의 디스플레이에 대해서도 적합하다. 예컨대, 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(2029)는 종래의 디스플레이 컨트롤러 또는 쌍안정 디스플레이 컨트롤러(예컨대, 간섭 변조기 컨트롤러)이다. 다른 실시예에서, 어레이 드라이버(2022)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예컨대, 간섭 변조기 디스플레이)이다. 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러 (2029)는 어레이 드라이버(2022)와 통합되어 있다. 그러한 예는 휴대폰, 시계 및 다른 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에서는 일반적인 것이다. 또다른 실시예에서, 디스플레이 어레이(2030)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예컨대, 간섭 변조기 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.
입력 기기(2048)는 사용자로 하여금 예시된 디스플레이 기기(2040)의 동작을 제어할 수 있도록 한다. 일실시예에서, 입력 기기(2048)는 쿼티(QWERTY) 키보드나 전화기 키패드 등의 키패드, 버튼, 스위치, 터치 스크린, 압력 또는 열 감지 막을 포함한다. 일실시예에서, 마이크(2046)는 예시된 디스플레이 기기(2040)의 입력 기기이다. 기기에 데이터를 입력하기 위해 마이크(2046)가 사용되는 경우에, 예시된 디스플레이 기기(2040)의 동작을 제어하기 위해 사용자는 음성 명령을 제공할 수 있다.
전원(2050)은 해당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 에너지 저장 기기를 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 전원(2050)은 니켈-카드뮴 전지나 리튬-이온 전지와 같은 재충전가능한 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(2050)은 재생가능한 에너지원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지와 태양 전지 도료를 포함하는 태양 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(2050)은 콘센트로부터 전력을 공급받도록 구성된다.
일부 구현예에서는, 상술한 바와 같이, 전자 디스플레이 시스템 내의 여러 곳에 위치될 수 있는 드라이버 컨트롤러의 제어를 프로그래머블하게 구성할 수 있다. 어떤 경우에는, 어레이 드라이버(2022)의 제어를 프로그래머블하게 구성할 수 도 있다. 해당 기술분야의 당업자라면 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소로도 상술한 최적화 상태를 구현할 수 있고, 또 여러 가지 다양한 구성으로 구현할 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
이상의 설명에서는 여러 가지 실시예에 적용된 본 발명의 신규한 특징을 보여주고, 설명하고 또 지적하였지만, 본 발명의 사상으로부터 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자가 예시된 기기 또는 공정의 상세한 구성이나 형태로부터 다양하게 생략하고 대체하고 변경하는 것이 가능하다는 것을 알아야 한다. 본 발명의 권리범위는 상술한 설명보다는 첨부된 청구범위에 의해 정해진다. 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경은 그 범위에 포함되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 구동 회로 시스템 및 구동 방법을 이용함으로써, 간섭 변조기를 이용한 디스플레이 기기를 효과적으로 구동할 수 있다.

Claims (32)

  1. 복수의 수직열과 수평열로 배치된 간섭 변조기의 어레이를 포함하는 디스플레이와;
    상기 어레이에 접속된 구동 회로
    를 포함하고,
    상기 구동 회로는,
    수직열 신호의 일련의 세트를 이미지 데이터의 일련의 수평열에 따라 상기 수직열에 인가하도록 구성된 수직열 구동 회로, 및
    상기 구동 회로가 상기 어레이에 한번에 한 수평열씩 이미지 데이터를 기록하도록 대응하는 수직열 신호 세트가 상기 수직열에 인가될 때에 상기 어레이의 각각의 수평열에 스트로브를 인가하도록 구성되는 수평열 구동 회로를 포함하며,
    상기 구동 회로는 적어도 한 세트의 수직열 신호를 인가하는 프로세스 동안 수직열 신호의 인가를 스태거링하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 회로는 수직열 어드레싱 구간에서 둘 이상의 수직열에 대한 신호의 인가를 스태거링하며, 또 수평열 어드레싱 구간 동안에 하나 이상의 수평열에 스트로브를 인가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동 회로는 또한, 수직열의 둘 이상의 그룹에 신호를 인가하도록 구성되고,
    각 그룹은 수직열 어드레싱 구간 동안 그룹 어드레싱 구간을 갖고, 또 각 그룹은 하나 이상의 수직열을 가지며,
    각 그룹의 그룹 어드레싱 구간은 적어도 하나의 다른 그룹의 그룹 어드레싱 구간과는 적어도 부분적으로는 상이한 것을 특징으로 하는 기기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 구동 회로는 또한, 수직열의 둘 이상의 그룹에 신호를 인가하도록 구성되고,
    각 그룹은 수직열 어드레싱 구간 이내의 그룹 어드레싱 구간 동안 구동되고, 또 각 그룹은 하나 이상의 수직열을 갖는 것을 특징으로 하는 기기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 구동 회로는 또한, 신호를 수직열의 둘 이상의 그룹에 인가하도록 구성되고,
    각 그룹은 수직열 어드레싱 구간 이내의 그룹 어드레싱 구간 동안 구동되고, 또 각 그룹은 하나 이상의 수직열을 가지며,
    각 그룹 어드레싱 구간에 대한 개시 시각은 시계열적으로 구별되는 것을 특 징으로 하는 기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 신호를 제1 시간 구간 동안에는 제1 수직열에 인가하고 제2 시간 구간 동안에는 제2 수직열에 인가하도록 구성되고,
    제1 시간 구간 및 제2 시간 구간의 적어도 일부분이 상이한 시각에서 발생하는 것을 특징으로 하는 기기.
  7. 제3항에 있어서,
    각 그룹은 하나의 수직열을 갖는 것을 특징으로 하는 기기.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 구동 회로는 각 그룹에 대한 신호를 소정의 순서로 인가하는 것을 특징으로 하는 기기.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 구동 회로는 하나 이상의 그룹에 대한 신호를 소정의 순서로 인가하는 것을 특징으로 하는 기기.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 구동 회로는 하나 이상의 그룹에 대한 신호를 무작위 순서로 인가하는 것을 특징으로 하는 기기.
  11. 제3항에 있어서,
    각 그룹은 동일한 수의 수직열을 포함하는 것을 특징으로 하는 기기.
  12. 제3항에 있어서,
    하나 이상의 그룹은 상이한 수의 수직열을 포함하는 것을 특징으로 하는 기기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 구동 회로는 각각의 수직열에 대한 신호를 순차적인 순서로 인가하는 것을 특징으로 하는 기기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 구동 회로는 적어도 둘 이상의 수직열에 대한 신호를 비순차적인 순서로 인가하는 것을 특징으로 하는 기기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이와 전기적으로 통신하며, 이미지 데이터를 처리하도록 구성 된 프로세서와;
    상기 프로세서와 전기적으로 통신하는 메모리 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이미지 데이터의 적어도 일부분을 상기 구동 회로에 보내도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기기.
  17. 제15항에 있어서,
    이미지 데이터를 상기 프로세서에 보내도록 구성된 이미지 소스 모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 송수신기 및 송신기 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기기.
  19. 제15항에 있어서,
    입력 데이터를 수신하고 상기 입력 데이터를 상기 프로세서에 통신하도록 구성된 입력 기기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기기.
  20. 복수의 수직열과 수평열로 배치된 복수의 간섭 변조기를 포함하는 어레이와;
    상기 어레이에 접속된 구동 회로
    를 포함하고,
    상기 구동 회로는,
    수직열 신호의 일련의 세트를 이미지 데이터의 일련의 수평열에 따라 상기 수직열에 인가하도록 구성된 수직열 구동 회로, 및
    상기 구동 회로가 이미지 데이터를 상기 어레이에 한번에 한 수평열씩 기록하도록 대응하는 수직열 신호의 세트가 상기 수직열에 인가될 때에 상기 어레이의 각각의 수평열에 스트로브를 인가하도록 구성된 수평열 구동 회로를 포함하며,
    상기 구동 회로는, 상이한 전압 상태간의 전이가 적어도 일부의 다른 수직열에 대해서보다는 상이한 시각에 일부 수직열에 대해 발생하도록, 수직열 신호를 수평열 스트로브 사이에서 상이한 시각에 적어도 일부의 상이한 수직열에 대해 인가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기기.
  21. 이미지를 디스플레이하는 수단과;
    상기 디스플레이 수단을 구동하는 수단
    을 포함하고,
    상기 구동 수단은,
    일련의 수직열 신호 세트를 인가하는 수단, 및
    상기 디스플레이 수단의 일부분을 스트로브하는 수단을 포함하며,
    상기 구동 수단은 적어도 한 세트의 수직열 신호를 인가하는 처리 동안 수직열 신호의 인가를 스태거링하는 수단을 포함하는 기기.
  22. 디스플레이 소자의 수평열과 수직열의 어레이를 포함하는 디스플레이를 구동하는 방법에 있어서,
    디스플레이 소자의 하나 이상의 수직열의 제1 그룹에 제1 세트의 하나 이상의 수직열 신호를 인가하는 단계와;
    디스플레이 소자의 하나 이상의 수직열의 제2 그룹에 제2 세트의 하나 이상의 수직열 신호를, 제1 세트의 수직열 신호를 인가하는 시각과는 다른 시각에, 인가하는 단계와;
    디스플레이 소자의 제1 수평열에 제1 수평열 신호로 스트로브를 인가하는 단계
    를 포함하는 디스플레이 구동 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자의 제1 수평열에 스트로브를 인가하는 단계는, 상기 제1 및 제2 세트의 수직열 신호가 인가되는 동안에 발생하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    디스플레이 소자의 하나 이상의 수직열의 제3 그룹에 제3 세트의 하나 이상의 수직열 신호를 인가하는 단계와;
    디스플레이 소자의 하나 이상의 수직열의 제4 그룹에 제4 세트의 하나 이상의 수직열 신호를, 상기 제3 세트의 수직열 신호를 인가하는 시각과는 상이한 시각에, 인가하는 단계와;
    디스플레이 소자의 제2 수평열에 제2 수평열 신호로 스트로브를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자의 제2 수평열에 스트로브를 인가하는 단계는, 상기 제3 및 제4 세트의 수직열 신호가 인가되는 동안에 발생하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 방법.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자의 하나 이상의 수직열의 제1 그룹에 제3 세트의 하나 이상의 수직열 신호를 인가하는 단계와;
    상기 디스플레이 소자의 하나 이상의 수직열의 제2 그룹에 제4 세트의 하나 이상의 수직열 신호를, 상기 제3 세트의 수직열 신호를 인가하는 시각과는 상이한 시각에, 인가하는 단계와;
    디스플레이 소자의 제2 수평열에 제2 수평열 신호로 스트로브를 인가하는 단 계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자의 제2 수평열에 스트로브를 인가하는 단계는, 상기 제3 및 제4 세트의 수직열 신호가 인가되는 동안에 발생하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 제1 수평열 신호 및 제2 수평열 신호는 상이한 시각에 인가되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 방법.
  29. 제22항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자는 간섭 변조기인 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 방법.
  30. 디스플레이 소자의 복수의 수평열과 복수의 수직열을 포함하는 디스플레이를 구동하는 방법에 있어서,
    디스플레이 소자의 적어도 2개의 일련의 수직열에 전압 변이를 순차적으로 인가하는 단계와;
    상기 디스플레이 소자의 제1 수평열에 소정 전위를 일시적으로 인가함으로써 스트로브를 인가하는 단계와;
    상기 디스플레이 소자의 적어도 2개의 일련의 수직열에 전압 전이를 순차적으로 인가하는 단계와;
    디스플레이 소자의 제2 수평열에 소정 전위를 일시적으로 인가함으로써 스트로브를 인가하는 단계
    를 포함하는 디스플레이 구동 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 순차적으로 인가하는 단계 및 상기 디스플레이 소자의 각각의 수평열에 스트로브를 인가하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자는 간섭 변조기인 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 방법.
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