KR20070003896A - 구동기 전압 조정기 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 시스템은 수평열 어드레스 전압 및 수직열 어드레스 전압을 공급하기 위해 디스플레이 구동기를 사용한다. 수평열 어드레스 전압 및 수직열 어드레스 전압은, 간섭계 소자의 어레이에 조정된 수평열 어드레스 전압을 제공하기 위해 상기 수평열 어드레스 전압을 조정하는 전압 조정기를 통해 상기 간섭계 소자의 어레이에 의해 사용된다.
디스플레이 시스템, 구동기, 간섭계 소자, 전압 조정기

Description

구동기 전압 조정기 {DRIVER VOLTAGE ADJUSTER}
본 발명은 구동기 전압 조정기에 관한 것이다.
공간 광 변조기(spatial light modulator)는 음극선관(CRT) 디스플레이에 대한 대안 기술을 제공한다. 공간 광 변조기 어레이는 개별적으로 어드레싱 가능한 소자(addressable elemet)의 어레이이며, 일반적으로 수평열(row)과 수직열(column)로 배치되어 있다. 하나 이상의 개별적으로 어드레싱 가능한 소자는 표시되는 영상(image)의 화소(picture element)에 대응할 것이다.
가장 널리 보급된 공간 광 변조기 기술은 특히 모바일 디바이스용의 액정 디스플레이(LCD)이다. LCD 디스플레이에서, 전극의 수평열과 수직열은 액정 재료(liquid crystalline material)를 배향(orient)하기 위해 사용된다. 액정 재료의 배향은 레벨이 변화하는 광을 차단(block)하거나 투과(transmit)시킬 수 있고 전극에 대한 전압에 의해 제어될 수 있다. 이 전압은 영상 데이터에 따라서 소자의 어레이에 공급된다. 때로는 구동기 칩이라고 하는 구동기 회로는 이미지 데이터로부터 어레이의 수평열과 수직열 어드레싱 라인으로의 변환을 수행한다. 소정의 널리 보급된 액정 디스플레이 기술, LCD 디스플레이용 구동기 칩은 널리 입수 가능하고 시장에서 검증되었다(market tested).
유감스럽게도, 다수의 LCD 구동기에 사용되는 전압은, 마찬가지로 영상 데이터를 수평열 및 수직열 어드레싱 라인 신호로의 변환을 필요로 하는 다른 타입의 공간 광 변조기에 대한 응용 가능성(applicability)을 제한하는 비교적 고정된 파형을 가지고 있다. 또한, 이것은 또한 널리 이용 가능한 구동기 회로의 다른 타입의 디스플레이 기술에의 이용 가능성을 제한한다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 개시 내용을 읽으면 가장 잘 이해할 수 있다.
도 1은 디스플레이 구동기, 전압 조정기, 및 변조기 디스플레이 소자의 어레이를 구비하는 디스플레이 시스템의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2는 간섭계 변조기 및 구동기 회로의 수평열 어드레싱 신호와 바이어스 신호를 나타낸 도면이다.
도 3은 전압 조정기의 일 실시예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 제조될 수 있는 것과 같은 전압 조정기의 일 실시예의 실시를 나타낸 도면이다.
도 5는 공간 광 변조기와 전압 조정기의 동시 제조 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 조정기 네트워크의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 1은 디스플레이 시스템(10)의 일 실시예를 나타낸 것이다. 표준 구동기 회로(12)는 이미 상업적으로 입수 가능한 평판 디스플레이 구동기 중 어느 하나일 수 있다. 전술한 바와 같이, 가장 널리 보급된 구동기 칩은 LCD 디스플레이에 사용되는 것들이다. LCD 어레이의 개별 디스플레이 소자는 일반적으로 수평열 전극과 수직열 전극의 교차에 의해 규정된다. 이러한 타입의 어레이를 어드레싱하는 한 법은 수동 어레이 어드레싱(passive array addressing)으로 알려진 것이다.
수동 어레이 어드레싱에서, 전압 펄스는 전극 중 하나의 수평열을 따라 인가되는 한편 펄스를 모든 수직열에 인가한다. 수직열 펄스의 진폭은 선택되는 수직열을 따라서 원하는 특정 데이터에 대응한다. 각종 펄스의 전압 및 타이밍은 선택되는 수평열이 수직열에 인가되는 데이터 펄스에 의해 주로 영향을 받는 수평열이 되도록 하는 것이다.
선택된 수평열에 데이터를 기록한 후, 수평열 펄스는 감소되고, 다음 수평열이 수평열 펄스 및 그 수평열 상의 원하는 데이터에 대응하는 수직열 펄스 세트의 인가를 통해 데이터 기록을 위해 선택된다. 모든 수평열에 펄스를 인가한 후, 순서는 다시 첫 번째 수평열으로 복귀하고 프로세스가 반복된다. 이 기본적인 방법이 흔히 수동 행렬 LCD 디스플레이에 사용된다. 수동 행렬 LCD에 사용되는 특정 파형은 다년간의 개발을 통해 점진적으로 발전되었으며 비교적 성숙한 상태에 도달했다. 일반적으로, 디바이스 어드레싱을 가능하게 하는 것은, 수평열과 수직열 사이의 전압 및 관련된 전압 스윙(voltage swing)에 있어 차이이다. 그러한 수평열 어드레스 파형의 일례를 도 2에 나타냈다. 후술하는 바와 같이, 본 발명의 실시예 는 수직열 어드레싱에도 물론 적용될 수 있다.
도 2에서, 어드레싱되지 않을 디바이스 어레이의 수평열은 낮은 바이어스 전압, Vbias로 유지되어 있다. 완전한 Vpulse 진폭에 이르는 첫 번째 펄스는 구동기에 의해 제공되는 것이다. 알 수 있는 바와 같이, 바이어스에서 양(positive)의 펄스까지의 진폭 전압 스윙은 비교적 큰 진폭을 갖는다. 반대로, 원하는 양의 전압 펄스와 음(negative)의 전압 펄스는 진폭이 ViMoD에 이르는 짙은 선으로 나타낸 것이다.
도 2에서, iMoD는 한층 새로운 타입의 변조기의 일례이다. iMoD는 이동 가능한(movable) 벽 또는 구부릴 수 있는(deflectable) 벽을 적어도 하나 가지는 공동(cavity)를 채용한다. 벽은 보통 적어도 부분적으로는 금속으로 이루어지므로, 공동의 전면(front surface) 쪽으로 이동하여, 전면에서 보이는 광의 색깔에 영향을 미치는 간섭이 발생시킨다. 전면은 일반적으로 시청자가 보는 영상이 나타나는 면이고, 따라서 iMoD는 다이렉트 뷰(direct-view) 디바이스이다.
흑색과 백색 사이에서 전환되는 디스플레이와 같은 모노크롬 디스플레이에서, 하나의 iMoD 소자는 하나의 화소(pixel)에 대응할 수 있다. 컬러 디스플레이에서, 세 개의 iMoD 소자는, 하나가 각각 빨강색, 녹색, 및 파랑색에 해당하고 하나의 화소를 구성할 수 있다.
개개의 iMoD 소자는 개별적으로 제어되어 원하는 화소 반사율을 만들어 낸다. 일반적으로, 전압은 공동의 이동 가능한 벽에 인가되어, 이동 가능한 벽이 시 청자에 의해 보여지는 화소의 컬러를 차례로 영향을 미치는 전면에 정전기적으로 끌리도록 한다. 도 1의 디스플레이 시스템(10)에서, LCD 구동기(12)와 같은 표준화된 구동기는 조정기 회로(14)를 통해 간섭계 변조기의 어레이(16)와 함께 사용된다. 조정기 회로(14)는 구동기 회로(12)로부터의 수평열 어드레스 전압 Vpulse를 조정된 수평열 어드레스 전압 ViMoD로 조정한다.
도 3에 조정기 회로(14)의 일 실시예를 나타냈다. 조정기 회로는 본래 저항기 분할기 네트워크(resistor divider network)로 구성되는 저항기(R1, R2)의 세트를 포함한다. R2/R1의 비는 아래의 식에 따라 필요한 출력 전압의 크기를 조정한다:
Figure 112006063477995-PCT00001
일반적으로, 바람직한 크기 조정(scaling)은 저항기들의 비를 1:1 또는 1:3으로 설정하는 것일 것이다. iMoD의 예에서, VMOD는 ViMoD일 것이다. LCD 구동기는 보통 15-30 볼트의 출력 범위를 가지며, 5-15 볼트 범위의 바람직한 출력 전압 VMOD 을 가진다. 분류 저항기 네트워크(applying a shunt resistor network)의 사용 결과는 구동기에 의해 제공되는 수평열 펄스, Vpulse의 진폭을 ViMoD와 같은 더욱 만족스러운 수준으로 감소시키는 것이다.
저항기 네트워크의 가능한 일 실시예는 변조기 어레이와 동일한 기판 상에 직접 제조될 수 있는 것이다. 통합되어 있는 금속 저항기의 일례는 도 4에 나타나 있다. R1 및 R2는 변조기 소자를 제조할 때 사용되는 금속층 중에서 제조될 것이다. 도전성 버스 라인(18)은, 분류 저항기의 출력과 입력 사이의 단락을 방지하기 위해 입력 라인과 절연되어 있는 분류 저항기(R1)를 변조기 어레이에 연결한다. 다른 대안도 물론 가능한다. 선택된 구동기 칩에 따라, 상이한 레벨의 저항을 제조할 수 있다.
도 5에, 변조기 어레이와 동시에 조정기 회로를 제조하는 실시예를 나타냈다. 여기에서 사용된 용어 "동시에"는 조정기 회로와 변조기 어레이가 이 프로세스의 끝에서 모두 완성된다는 것을 의미한다. 이 특정 제조 방법은 간섭계 변조기를 위한 것이지만, 제조하는 기판 상에 일정한 이용 가능한 영역을 가지는 임의의 변조기 어레이에 대해 본 발명을 실시할 수도 있다. 단계 20에서, 제1 금속층을 배치한다. 이 금속층을 그 후 단계 22에서 패터닝하고 에칭하여 전극층을 형성한다. 그런 다음 광학층(optical layer)을 배치하고 애칭하여 단계 24에서 변조기 어레이의 능동 광학 영역을 형성한다. 이 능동 광학 영역 바깥의 임의 영역을 저항기 네트워크를 위해 사용할 수 있다.
iMoD의 특정한 경우에 있어, 제1 희생층을 단계 26에서 배치하고, 그 후 제2 금속층을 단계 28에서 배치한다. 이어서 미러층(mirror layer)을 단계 30에서 패터닝하고 에칭한다. 이 프로세스의 제1 실시예에서, 패터닝 및 에칭 프로세스는 희생층이 제거될 때 형성되는 공동 위의 미러 소자를 매달기(suspend) 위해 필요한 지지대(support)를 또한 형성할 것이다. 이 실시예에서, 제1 금속층으로 저항기를 형성한 다음, 제2 금속층을 사용하여 연결부(connection)을 형성한다. 연결부는 여분의 패턴과 분류 저항기와 변조기 어드레스 라인 사이의 단락 회로의 형성을 회피하기 위한 에칭 프로세스 없이 동일한 층으로 형성될 수 없다.
다른 실시예에서, 플렉스층(flex layer)이 공동 위의 미러를 지지하기 위한 별개의 층을 제공한다. 이 실시예에서, 단계 32에서 제2 희생층을 배치한다. 단계 34에서 제2 희생층 상에 제3 금속층을 배치한다. 단계 36에서 플렉스층을 패터닝하고 에칭하여 지지대 및 기둥(post)을 형성한다. 이 실시예에서, 저항기 네트워크는 제1 금속층 또는 제2 금속층으로 형성될 수 있으며, 연결부는 제2 금속층 또는 제3 금속층을 사용하여 형성될 수 있다. 저항기는 하나의 금속층에 형성되고 접속부는 그 다음의 금속 층으로 형성되나.
또 다른 실시예에서, 버스층을 변조기 소자 위에 형성할 수 있다. 이 실시예에서, 단계 38에서 제3 희생층을 배치하고, 단계 40에서 이 제3 희생층 상에 버스층을 배치한다. 그 후 단계 42에서 버스층을 패터닝하고 에칭한다. 저항기는 단계 44에서 형성될 수 있는데, 이는 하나의 금속층에서 발생할 수 있는 것이며, 접속부는 단계 46에서 다음의 금속층에서 제공될 수 있다. 버스층의 실시예에 있어, 접속부를 형성하는 층이 저항기를 형성하는 층의 다음의 층이기만 하면, 제2 금속층, 제3 금속층, 또는 제4 금속층을 사용하여 형성되는 접속부와 함께, 제1 금속층, 제2 금속층 또는 제3 금속층에 저항기를 형성할 수 있다.
개개의 저항기 네크워크를 볼 때, 도 6에 도시한 바와 같이 다수의 라인과 함께 어레이의 일부를 보는 것이 유용하다. 저항 네트워크(14a - 14d)는 구동기 칩(50a - 50d)의 출력에 연결되어 있다. 분류 저항기(R2a- R2d)는 도시하지 않은 변조기 수평열 라인에 연결된 출력 저항기(R1a - R1d)와 함께 도전성 버스 라인(18)에 연결되어 있다. 이 예에서, 라인(50d)는 액티브(active) 상태이고 Vpluse는 ViMoD로 변화된다.
이런 식으로, LCD 구동기 칩과 같은 표준화된 구동기 회로는 조정기 회로를 통해 다른 타입의 변조기를 구동하기 위해 사용될 수 있다. 조정기 회로는 안정한, 제어된 출력 어드레스 전압을 제공한다. 앞서 언급한 바와 같이, 이 동일한 변경을 수직열 어드레스 펄스에 적용할 수 있다. 전압 값 및 저항 값은 변경할 수 있지만, 수직열 어드레싱 신호에 인가되는 분류 저항기 네트워크는 본 발명의 범위 이내이다.
따라서, 이러한 점에서 구동기 전압 조정을 위한 장치 및 방법에 대한 특정한 실시예를 설명하였지만, 그러한 특정 기준(reference)이 이하의 특허청구범위에서의 기재 외에, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims (19)

  1. 적어도 하나의 어드레스 전압을 공급하도록 구성된 디스플레이 구동기;
    상기 적어도 하나의 어드레스 전압에 적어도 부분적으로 기초한 적어도 하나의 조정된 어드레스 전압을, 간섭계 소자(interferometric element)의 어레이에 공급하기 위해, 상기 적어도 하나의 어드레스 전압을 조정하도록 구성된 전압 조정기;
    상기 적어도 하나의 조정된 어드레스 전압을 공급받도록 구성된 간섭계 소자의 어레이
    를 포함하는 디스플레이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동기는 평판 디스플레이 구동기를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동기는 액정 디스플레이용 구동기를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 간섭계 소자의 어레이는 간섭계 변조 소자의 어레이를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 조정기는 상기 적어도 하나의 어드레스 전압을 감소시키도록 구성된 저항 분할기 네트워크(resistor divider network)를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전압 조정기는 적어도 하나의 수평열 어드레스 전압을 조정하도록 구성된, 디스플레이 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전압 조정기는 적어도 하나의 수직열 어드레스 전압을 조정하도록 구성된, 디스플레이 시스템.
  8. 변조기 소자의 어레이, 및 상기 변조기 소자의 어레이에 적어도 하나의 조정된 어드레스 전압을 공급하기 위한 조정기 회로의 제조 방법으로서,
    투명 기판 상에 제1 금속층을 배치하는 단계;
    상기 제1 금속층을 패터닝하고 에칭하여 전극을 형성하는 단계;
    광 스택층(optical stack layer)을 배치하는 단계;
    상기 광 스택층 상에 제1 희생층(sacrificial layer)를 배치하는 단계;
    상기 제1 희생층 상에 제2 금속층을 배치하는 단계;
    상기 제2 금속층을 패터닝하고 에칭하여 변조기 소자를 형성하는 단계; 및
    하나의 금속층으로 저항기를 형성하고, 그 저항기를 그 다음의 금속층과 연결하는 단계
    를 포함하는 변조기 소자의 어레이 및 조정기 회로의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하나의 금속층으로 저항기를 형성하고, 그 저항기를 그 다음의 금속층과 연결하는 단계는, 상기 제1 금속층으로 상기 저항기를 형성하고, 그 저항기를 상기 제2 금속층과 연결하는 단계를 포함하는, 변조기 소자의 어레이 및 조정기 회로의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    제2 희생층을 배치하는 단계;
    상기 제2 희생층 상에 제3 금속층을 배치하는 단계; 및
    상기 제3 금속층을 패터닝하고 에칭하여 기둥(post) 및 지지대(support)를 형성하는 단계
    를 더 포함하는 변조기 소자의 어레이 및 조정기 회로의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하나의 금속층으로 저항기를 형성하고, 그 저항기를 그 다음의 금속층과 연결하는 단계는, 상기 제1 금속층으로 상기 저항기를 형성하고, 그 저항기를 상기 제3 금속층을 사용하여 연결하는 단계를 포함하는, 변조기 소자의 어레이 및 조정기 회로의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 하나의 금속층으로 저항기를 형성하고, 그 저항기를 그 다음의 금속층과 연결하는 단계는, 상기 제2 금속층으로 상기 저항기를 형성하고, 그 저항기를 상기 제3 금속층을 사용하여 연결하는 단계를 포함하는, 변조기 소자의 어레이 및 조정기 회로의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    제3 희생층을 배치하는 단계;
    상기 제3 희생층 상에 제4 금속층을 배치하는 단계; 및
    상기 제4 금속층을 패터닝하고 에칭하여 버스층을 형성하는 단계
    를 더 포함하는 변조기 소자의 어레이 및 조정기 회로의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하나의 금속층으로 저항기를 형성하고, 그 저항기를 그 다음의 금속층과 연결하는 단계는, 상기 제1 금속층으로 상기 저항기를 형성하고, 그 저항기를 상기 제4 금속층을 사용하여 연결하는 단계을 포함하는, 변조기 소자의 어레이 및 조정기 회로의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 하나의 금속층으로 저항기를 형성하고, 그 저항기를 그 다음의 금속층과 연결하는 단계는, 상기 제2 금속층으로 상기 저항기를 형성하고, 그 저항기를 상기 제4 금속층을 사용하여 연결하는 단계를 포함하는, 변조기 소자의 어레이 및 조정기 회로의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 하나의 금속층으로 저항기를 형성하고, 그 저항기를 그 다음의 금속층과 연결하는 단계는, 상기 제3 금속층으로 상기 저항기를 형성하고, 그 저항기를 상기 제4 금속층을 사용하여 연결하는 단계를 포함하는, 변조기 소자의 어레이 및 조정기 회로의 제조 방법.
  17. 어드레스 라인;
    상기 어드레스 라인과 도전성 버스 사이에 연결되는 제1 저항기; 및
    상기 어드레스 라인과 조정된 어드레스 라인 사이에 연결되는 제2 저항기
    를 포함하는 저항기 회로.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 어드레스 라인은 수평열 어드레스 라인을 더 포함하는, 저항기 회로.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 어드레스 라인은 수직열 어드레스 라인을 더 포함하는, 저항기 회로.
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