KR20100119556A - Ｍｅｍｓ 기반 디스플레이용의 전기적 구동 변수의 전기적 측정을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Ｍｅｍｓ 기반 디스플레이용의 전기적 구동 변수의 전기적 측정을 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100119556A
KR20100119556A KR1020107019117A KR20107019117A KR20100119556A KR 20100119556 A KR20100119556 A KR 20100119556A KR 1020107019117 A KR1020107019117 A KR 1020107019117A KR 20107019117 A KR20107019117 A KR 20107019117A KR 20100119556 A KR20100119556 A KR 20100119556A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
threshold
applying
array
positive
Prior art date
Application number
KR1020107019117A
Other languages
English (en)
Inventor
알록 고빌
코스타딘 조르드제브
알란 루이스
빌헬무스 요한네스 로베르투스 반 리에
Original Assignee
퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크.
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 퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크. filed Critical 퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크.
Publication of KR20100119556A publication Critical patent/KR20100119556A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B81C99/0035—Testing
    • B81C99/0045—End test of the packaged device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0046—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof characterised by a specific application or detail not covered by any other subgroup of G01R19/00
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/001—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on interference in an adjustable optical cavity
    • 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
    • G09G3/006—Electronic inspection or testing of displays and display drivers, e.g. of LED or LCD displays
    • 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
    • G09G3/3433—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 light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • G09G3/346—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 light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on modulation of the reflection angle, e.g. micromirrors
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/003—Details of a display terminal, the details relating to the control arrangement of the display terminal and to the interfaces thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04—Optical MEMS
    • B81B2201/042—Micromirrors, not used as optical switches
    • 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
    • G09G2310/06—Details of flat display driving waveforms
    • G09G2310/061—Details of flat display driving waveforms for resetting or blanking
    • 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
    • G09G2320/0693—Calibration of display systems

Abstract

마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치의 역치 전압을 측정하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 해당 역치 전압은 상기 장치에 상태 변화를 일으키는 테스트 전압에 의거한다. 상기 장치의 상태 변화는 상기 테스트 전압을 구동하는데 이용되는 적산된 전류 혹은 전하를 모니터링함으로써 검출된다.

Description

ＭＥＭＳ 기반 디스플레이용의 전기적 구동 변수의 전기적 측정을 위한 방법 및 장치{MEASUREMENT AND APPARATUS FOR ELECTRICAL MEASUREMENT OF ELECTRICAL DRIVE PARAMETERS FOR A MEMS BASED DISPLAY}
관련 출원에 대한 교차참조
본 출원은 미국 가출원 제61/027770호(출원일: 2008년 2월 11일, 발명의 명칭: "Measurement And Apparatus For Electrical Measurement Of Electrical Drive Parameters For A Mems Based Display")에 대한 우선권을 주장하며, 이 기초 출원의 개시 내용은 그의 전문이 참조로 본원에 포함된다.
발명의 기술분야
본 발명은 전자기계 시스템, 구체적으로는, 마이크로전자기계 시스템(MEMS: microelectromechanical system)에 관한 것으로, 특히 MEMS 장치의 전기적 변수의 측정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
마이크로전자기계 시스템(MEMS)은 마이크로기계 소자, 작동기 및 전자 기기를 포함한다. 마이크로기계 소자는 기판 및/또는 증착(혹은 침착(deposition); 이하 본 명세서에서는 "증착"이라 표기함)된 재료층의 일부를 에칭해내거나 층들을 추가하여 전기 및 전자기계 장치를 형성하는 증착, 에칭 및/또는 기타 미세기계가공(micromachining) 공정들을 이용하여 형성될 수도 있다. MEMS 장치의 한 유형은 간섭계 변조기(interferometric modulator)라 불린다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 간섭계 변조기 또는 간섭계 광 변조기(interferometric light modulator)라는 용어는 광학적 간섭의 원리를 이용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 장치를 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 간섭계 변조기는 1쌍의 도전판을 포함할 수도 있는데, 상기 1쌍의 도전판 중 어느 하나 또는 양쪽 모두가 전체 또는 부분적으로 투과형 및/또는 반사형일 수도 있고 적절한 전기 신호의 인가 시 상대 운동을 할 수 있다. 특정 실시형태에 있어서, 하나의 도전판은 기판에 증착된 고정층을 포함할 수도 있고, 다른 하나의 도전판은 공기 간극(air gap)에 의해 고정층과는 분리된 금속막을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 보다 더 상세히 설명하는 바와 같이, 도전판의 상대적 위치에 의해서 간섭계 변조기에 입사되는 광의 광학적 간섭은 변화될 수 있다. 이러한 장치들의 적용 범위는 광범위하며, 기존의 제품들을 개선시키는 데 있어서, 그리고 아직 개발되지 않은 새로운 제품들을 만들어내는 데 있어서 이러한 유형의 장치 특성들이 사용될 수 있도록 이들 장치의 특징들을 이용 및/또는 변경하는 것은 해당 기술 분야에서 유용할 것이다.
본 명세서에 개시된 시스템, 방법 및 장치는 각각 수개의 양상들을 지니고 있으며, 이들 각각의 어느 하나만이 단독으로 그것의 목적으로 하는 속성을 담당하지는 않는다. 본 발명의 범위를 한정하는 일없이, 본 발명의 더욱 뛰어난 특징들이 지금부터 간단하게 논의될 것이다. 당업자는, 이 논의를 고려한 후에, 그리고 특히 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 부분을 읽은 후에, 본 발명의 특징들이 어떻게 다른 표시장치에 비해 장점을 제공하는지 이해할 수 있을 것이다.
일 측면은 MEMS 장치에 대한 역치 전압을 측정하는 방법이다. 이 방법은 상기 장치에 복수의 전압 변이(voltage transition)를 인가하고, 하나 이상의 변이 동안 상기 장치에 인가된 전하량(amount of charge)을 감지하는 단계; 감지된 전하량에 의거해서, 상기 하나 이상의 변이의 각각이 상기 장치의 상태를 변화시키는지의 여부를 판정하는 단계; 및 상태 변화를 초래하는 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 상기 역치 전압을 결정하는 단계를 포함한다.
다른 측면은 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치에 대한 마진, 즉, 허용범위(margin)를 측정하는 방법이며, 이 방법은 어레이의 소자들을 제1상태로 초기화하는 단계; 상기 어레이의 제1부분에 양의 유지 전압(positive hold voltage)을 인가하는 단계; 상기 어레이의 제2부분에 음의 유지 전압을 인가하는 단계; 상기 양의 유지 전압 및 음의 유지 전압을 인가하면서, 상기 어레이의 소자들에 테스트 펄스를 인가하는 단계; 상기 어레이의 제1부분에 음의 전압 변이를 인가해서 해당 어레이의 제1부분에 음의 유지 전압을 인가하는 단계; 상기 어레이의 제2부분에 양의 전압 변이를 인가해서 해당 어레이의 제2부분에 양의 유지 전압을 인가하는 단계; 상기 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 차이를 감지해서 상기 테스트 펄스가 상기 어레이의 하나 이상의 소자의 상태를 변화시켰는지의 여부를 판정하는 단계; 및 상기 테스트 펄스가 상기 어레이의 하나 이상의 소자의 상태를 변화시켰는지의 여부에 의거해서 허용범위를 결정하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면은 작동 전압(actuation voltage)에 따른 구동의 결과로서 작동 상태로 구동되고, 해제 전압(release voltage)에 따른 구동의 결과로서 해제 상태로 구동되며, 유지 전압에 따른 구동의 결과로서 전류 상태를 유지하도록 구성된 MEMS 장치이다. 상기 장치는 전압에 따른 작동 및 해제를 위한 제1 및 제2작동·해제수단; 상기 제1 및 제2작동·해제수단에 복수의 전압 변이를 인가하는 인가수단; 하나 이상의 변이 동안 상기 장치에 인가된 전하량을 표시하는 표시수단; 감지된 전하량에 의거해서, 상기 하나 이상의 변이의 각각이 상기 장치의 상태를 변화시키는지의 여부를 판정하는 판정수단; 및 상태 변화를 초래하는 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 역치 전압을 결정하는 역치전압 결정수단을 포함한다.
도 1은 제1간섭계 변조기의 이동식 반사층이 이완 위치에 있고, 제2간섭계 변조기의 이동식 반사층이 작동 위치에 있는 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시형태의 일부를 나타낸 등각 투상도;
도 2는 3×3 간섭계 변조기 디스플레이를 내장하는 전자 장치의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도;
도 3은 도 1의 간섭계 변조기의 예시적인 일 실시형태에 대한 이동식 미러(movable mirror)의 위치 대 인가된 전압을 나타낸 선도;
도 4는 간섭계 변조기 디스플레이를 구동하는 데 사용될 수 있는 한 세트의 행방향 전압(row voltage) 및 열방향 전압(column voltage)을 나타낸 도면;
도 5a는 도 2의 3×3 간섭계 변조기 디스플레이에 있어서의 표시 데이터의 하나의 예시적인 프레임을 예시한 도면;
도 5b는 도 5a의 프레임을 기록하는(write) 데 이용될 수 있는 행방향 신호 및 열방향 신호의 하나의 예시적인 타이밍 선도를 나타낸 도면;
도 6a 및 도 6b는 복수개의 간섭계 변조기를 포함하는 비쥬얼 디스플레이 장치(visual display device)의 일 실시형태를 나타낸 시스템 블록도;
도 7a는 도 1의 장치의 단면도;
도 7b는 간섭계 변조기의 대안적인 실시형태의 단면도;
도 7c는 간섭계 변조기의 다른 대안적인 실시형태의 단면도;
도 7d는 간섭계 변조기의 또 다른 대안적인 실시형태의 단면도;
도 7e는 간섭계 변조기의 추가의 대안적인 실시형태의 단면도;
도 8a 내지 도 8d는 역치를 측정하는데 이용되는 입력 신호 및 해당 신호에 대한 적산된 응답(integrated response)의 파형도;
도 9a 및 도 9b는 다수의 역치를 측정하는데 이용되는 파형도;
도 10a 및 도 10b는 DC 역치를 측정하는데 이용되는 파형도;
도 11은 플래시 작동 역치(flash actuation threshold)를 측정하는 데 이용되는 파형도;
도 12는 플래시 해제 역치(flash release threshold)를 측정하는 데 이용되는 파형도;
도 13은 전류를 측정하는데 이용되는 회로의 개략도;
도 14는 역치 측정 과정 동안 전류 혹은 전하를 적산하는데 이용되는 회로의 개략도;
도 15는 역치 측정 과정 동안 전류 혹은 전하를 적산하기 위하여 2개의 적산기 회로(integrator circuit)를 이용하는 회로의 개략도;
도 16은 다수의 MEMS 장치를 이용하는 역치 측정 과정을 위해 이용되는 회로의 개략도;
도 17은 측정된 역치 전압치에 의거해서 결정된 구동 전압을 지닌 전압축을 나타낸 도면;
도 18은 테스트 회로를 지닌 디스플레이의 개략도;
도 19는 테스트 측정을 나타낸 개략도;
도 20은 작동 전압을 확립하는데 이용될 수 있는 방법을 나타낸 타이밍도;
도 21은 해제 전압을 확립하는데 이용될 수 있는 방법을 나타낸 타이밍도;
도 22는 오프셋 전압(offset voltage)을 조정하는데 이용될 수 있는 방법을 나타낸 타이밍도;
도 23 및 도 24는 추가의 측정방법을 나타낸 타이밍도.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 소정의 실시형태들에 관한 것이지만, 본 발명은 다양한 방법들로 구현될 수 있다. 이 설명에서는, 동일한 부분은 동일한 참조 부호로 표기된 도면을 참조하여 설명을 행한다. 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 각 실시형태는 동화상(예를 들어, 비디오)인지 또는 정지화상(예를 들어, 스틸 이미지(still image))인지, 그리고 문자인지 그림인지의 여부에 따라 화상을 표시하도록 구성되는 장치이면 어떠한 장치에서도 구현될 수 있다. 더욱 상세하게는, 휴대폰, 무선 장치, PDA(personal data assistant), 초소형 또는 휴대용 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이션, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔(game console), 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비전 모니터, 플랫 패널 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이(예를 들어, 주행 기록계 디스플레이 등), 콕핏 제어기(cockpit control) 및/또는 디스플레이, 카메라 뷰 디스플레이(예를 들어, 차량의 리어 뷰(rear view) 카메라의 디스플레이), 전자 사진, 전자 광고판 또는 간판, 프로젝터, 건축 구조물, 포장물 및 미술 구조물(예를 들어, 보석류에 대한 화상의 디스플레이)을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 다양한 전자 장치들로 구현되거나 또는 그 다양한 전자 장치들과 관련될 수 있는 것을 고려할 수 있다. 본 명세서에 기재된 것과 마찬가지 구조체의 MEMS 장치는 또한 전자 전환(즉, 스위칭) 장치 등에서와 같은 디스플레이(즉, 표시장치)가 아닌 용도에도 이용될 수 있다.
각종 실시형태는 MEMS 장치의 역치 전압을 측정하는 방법 및 장치를 제공한다. 역치 전압은 조작 동안 해당 장치가 구동되는 전압을 결정하는데 이용될 수 있다. 근사 역치 전압은 설계 변수로부터 공지되어 있지만, 보다 정밀한 역치 전압의 측정은 장치의 최적의 조작을 허용한다.
간섭계 MEMS 표시 소자를 포함하는 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시형태가 도 1에 예시되어 있다. 이들 장치에 있어서, 화소들은 명 상태(bright state) 또는 암 상태(dark state)이다. 명("온" 또는 "열린") 상태에서, 표시 소자는 입사되는 가시광의 많은 부분을 사용자에게 반사시킨다. 암("오프" 또는 "닫힌") 상태에 있을 경우, 표시 소자는 입사되는 가시 광선을 사용자에게 거의 반사하지 않는다. "온" 및 "오프" 상태의 광 반사 특성은 실시형태에 따라서 역전되어 있을 수도 있다. MEMS 화소들은 선택된 색에서 우선적으로 반사하도록 구성되어 흑색 및 백색에 부가해서 컬러 표시를 가능하게 한다.
도 1은 비쥬얼 디스플레이의 일련의 화소에 있어서 두 개의 인접한 화소들을 나타낸 등각 투상도인 데, 여기서 각 화소는 MEMS 간섭계 변조기를 포함한다. 소정의 실시형태에서, 간섭계 변조기 디스플레이는 이들 간섭계 변조기의 행/열 어레이를 포함한다. 각각의 간섭계 변조기는 서로 간에 가변적이고 제어 가능한 거리에 위치된 1쌍의 반사층을 포함하여 적어도 하나의 가변 치수를 가진 공명 광학적 간극(resonant optical gap)을 형성한다. 일 실시형태에 있어서, 반사층들 중 하나는 두 위치 사이에서 움직일 수도 있다. 여기서 이완 위치라고도 지칭되는 제1위치에서, 이동식 반사층은 고정된 부분 반사층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치된다. 여기서 작동 위치라고도 지칭되는 제2위치에서, 이동식 반사층은 상기 부분 반사층에 더 가까이 인접하여 위치된다. 이들 두 층에서 반사된 입사광은 이동식 반사층의 위치에 따라서 보강(constructively) 간섭 또는 소멸(destructively) 간섭하여 각 화소에 대해 전체 반사 상태 또는 비반사 상태를 생성한다.
도 1에 있어서 화소 어레이의 도시된 부분은 두 개의 인접한 간섭계 변조기(12a), (12b)를 포함한다. 왼쪽에 위치한 간섭계 변조기(12a)에는 부분 반사층을 포함하는 광학적 적층부(optical stack)(16a)로부터 소정 거리 떨어진 이완 위치에 이동식 반사층(14a)이 예시되어 있다. 오른쪽에 위치한 간섭계 변조기(12b)에는 광학적 적층부(16b)에 인접한 작동 위치에 이동식 반사층(14b)이 예시되어 있다.
여기서 참조 기호로 표시되는 바와 같은 광학적 적층부(16a), (16b)(일괄해서 광학적 적층부(16)라 표기함)는 전형적으로 수 개의 융합층(fused layer)을 포함하는 데, 이들 융합층은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide: ITO)과 같은 전극층, 크롬과 같은 부분 반사층, 및 투명 유전체를 포함할 수 있다. 따라서, 광학적 적층부(16)는 전기 전도성이고, 부분적으로 투명하며, 부분적으로 반사성이고, 예를 들어 하나 이상의 상기 층들을 투명한 기판(20) 위에 증착함으로써 제조될 수 있다. 부분적으로 반사성인 층(즉, 부분 반사층)은 각종 금속, 반도체 및 유전체 등과 같이 부분적으로 반사성인 각종 재료로부터 형성될 수 있다. 이 부분 반사층은 하나 이상의 재료의 층으로 형성될 수 있고, 각 층은 단일 재료 혹은 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 이하에 더욱 설명되는 바와 같이, 광학적 적층체(16)의 층들은 평행 스트립들(strips)로 패턴화되고, 디스플레이 장치 내에서 행방향 전극들을 형성할 수도 있다. 이동식 반사층(14a), (14b)은 기둥부(18) 사이에 증착되는 중재 희생 재료 및 기둥부(18)의 상부면에 증착된 증착 금속층 또는 증착 금속층들(광학적 적층부(16a), (16b)의 행방향 전극에 직교)로 이루어진 일련의 평행 스트립들로서 형성될 수도 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거하면, 이동식 반사층(14a), (14b)은 광학적 적층부(16b), (16b)로부터 소정의 간극(19)만큼 분리되게 된다. 알루미늄과 같은 고 전도성·반사성 재료가 반사층(14)에 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 디스플레이 장치에서 열방향 전극들을 형성할 수도 있다.
도 1에 있어서 화소(12a)로 예시된 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 경우, 이동식 반사층(14a)이 기계적으로 이완된 상태에서, 간극(19)이 이동식 반사층(14a)과 광학적 적층부(16a) 사이에서 유지된다. 그러나, 선택된 행 및 열에 전위차가 인가될 경우, 대응하는 화소에서 행방향 전극과 열방향 전극의 교차점에 형성된 커패시터는 충전되고, 정전기력은 전극들을 함께 당긴다. 전압이 충분히 높다면, 이동식 반사층(14)은 변형이 일어나 광학적 적층부(16)에 대해서 힘을 가한다. 도 1의 오른쪽에 작동 화소(12b)로 표시된 바와 같이, 광학적 적층부(16) 내의 유전체 층(이 도면에서는 도시 생략)은 단락이 방지되어 층(14)과 층(16) 간의 이격 거리를 조절한다. 이러한 거동은 인가된 전위차의 극성에 상관없이 동일하다. 이와 같이 해서, 반사성 화소 상태 대 비반사성 화소 상태를 제어할 수 있는 행/열방향 작동은 종래의 LCD 및 기타 표시장치 기술에서 이용되는 것과 많은 방식에 있어서 유사하다.
도 2 내지 도 5b는 디스플레이 적용에 있어서 간섭계 변조기들의 어레이를 사용하기 위한 하나의 예시적 과정 및 시스템을 예시한다.
도 2는 본 발명의 양상들을 내포할 수도 있는 전자 장치의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도이다. 예시적인 실시형태에 있어서, 전자 장치는 프로세서(21)를 포함하는 데, 이 프로세서는 ARM, 펜티엄(Pentium)(등록상표), 펜티엄 II(등록상표), 펜티엄 III(등록상표), 펜티엄 IV(등록상표), 펜티엄(등록상표) Pro, 8051, MIPS(등록상표), Power PC(등록상표), ALPHA(등록상표)와 같은 범용 단일 칩 프로세서 또는 멀티 칩 마이크로 프로세서, 또는 디지털 신호 프로세서, 마이크로제어기와 같은 소정의 특수 목적의 마이크로프로세서, 또는 프로그래밍가능한 게이트 어레이일 수도 있다. 당업계에 있어서 통상적인 바와 같이, 상기 프로세서(21)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행하도록 구성될 수도 있다. 오퍼레이팅 시스템(operating system)의 실행과 더불어, 상기 프로세서는 웹 브라우저(web browser), 전화 애플리케이션(application), 이메일 프로그램 또는 기타 임의의 소프트웨어 애플리케이션을 비롯한 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 실행하도록 구성될 수도 있다.
일 실시형태에 있어서, 프로세서(21)는 또한 어레이 드라이버(22)와 통신하도록 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 디스플레이 어레이 혹은 패널(30)에 신호를 제공하는 행방향 드라이버 회로(24) 및 열방향 드라이버 회로(26)를 포함한다. 도 1에 예시된 어레이의 단면은 도 2의 1-1선에 의해 표시된다. MEMS 간섭계 변조기에 대해서, 행/열방향 작동 프로토콜은 도 3에 도시된 이들 장치의 히스테리시스 특성을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 이완 상태에서 작동 상태로 이동식 층을 변형시키기 위해 10 볼트의 전위차가 필요할 수도 있다. 그러나, 이러한 값으로부터 전압이 감소될 경우, 전압이 10 볼트 미만으로 다시 떨어질 때에 이동식 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 예시적 실시형태에 있어서, 전압이 2 볼트 미만으로 떨어질 때까지 이동식 층은 완전히 이완되지 않는다. 이와 같이 해서, 도 3에 예시된 예에서 약 3 내지 7V의 인가된 전압의 창이 존재하고, 이 범위 내에서 장치가 이완 또는 작동 상태에서 안정적이다. 이것을 여기서는 "히스테리시스 창"(hysteresis window) 또는 "안정성 창"(stability window)이라고 칭한다. 도 3의 히스테리시스 특성을 가지는 디스플레이 어레이에 대해서, 행방향 스트로빙(strobing) 동안 스트로빙된 행에 있는 작동될 화소들이 약 10 볼트의 전압차에 노출되고, 이완될 화소들이 0 볼트에 근접한 전압차에 노출되도록 행/열방향 작동 프로토콜을 설계할 수 있다. 스트로빙 후에, 화소들은 약 5 볼트의 정상 상태 전압차에 노출되므로, 이들은 행방향 스트로빙이 화소들을 어떤 상태에 두었던지 그 상태를 유지하게 된다. 이러한 예에서, 각 화소는, 기록된 후에, 3 내지 7 볼트의 "안정성 창" 내에서 전위차를 보인다. 이러한 특성으로 작동 또는 이완의 기존 상태에서 동일한 인가 전압 조건 하에서 도 1에 예시된 화소 설계가 안정화된다. 간섭계 변조기의 각 화소는 작동 상태인지 혹은 이완 상태인지에 따라 본질적으로 고정식 반사층 및 이동식 반사층에 의해 형성된 커패시터이기 때문에, 이러한 안정한 상태는 전력 손실이 거의 없이 히스테리시스 창 내의 전압에서 유지될 수 있다. 인가된 전위가 고정되어 있다면 화소로 들어가는 전류 흐름은 실질적으로 없다.
전형적인 응용에 있어서, 제1행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 따라 열방향 전극 세트를 어서트(assert)함으로써 표시 프레임을 생성할 수도 있다. 다음에, 행방향 펄스가 제1행의 전극에 인가되어 어서트된 열방향 라인에 대응하는 화소를 작동시킨다. 그 후, 어서트된 세트의 열방향 전극은 제2행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 대응하도록 변경된다. 이어서, 펄스가 제2행의 전극에 인가되어, 어서트된 열방향 전극들에 따라서 제2행에 있는 적절한 화소들을 작동시킨다. 제1행의 화소들은 제2행의 펄스의 영향을 받지 않고 제1행의 펄스 동안 그들이 설정되었던 상태로 유지된다. 이것은 프레임을 작성하기 위하여 일련의 전체 행들에 대해서 순차적으로 반복될 수도 있다. 일반적으로, 이러한 과정을 초당 원하는 프레임 수만큼 계속적으로 반복함으로써 프레임들은 새로운 표시 데이터로 리프레시(refresh) 및/또는 갱신된다. 더불어, 표시 프레임을 작성하는 화소 어레이의 행방향 전극 및 열방향 전극을 구동하기 위한 매우 다양한 프로토콜은 잘 알려져 있고, 이것은 본 발명과 관련하여 사용될 수도 있다.
도 4, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 3×3 어레이 위에 표시 프레임을 생성하기 위한 하나의 가능한 작동 프로토콜을 예시한다. 도 4는 도 3의 히스테리시스 곡선을 나타내는 화소를 위해 사용될 수도 있는 가능한 세트의 행방향 전압 레벨들 및 열방향 전압 레벨들을 예시한다. 도 4의 실시형태에서, 화소를 작동시키기 위해서는 적절한 열을 -Vbias로 설정하고 적절한 행을 +ΔV로 설정하는 것이 필요한데, -Vbias 및 +ΔV는 각각 -5 볼트 및 +5 볼트에 대응한다. 화소에 대한 볼트 전위차가 0이 되는 동일한 +ΔV로 적절한 행을 설정하고 +Vbias로 적절한 열을 설정함으로써 화소의 이완을 수행한다. 행방향 전압이 0볼트로 유지되는 이들 행에서, 열이 -Vbias이거나 +Vbias인 것에 상관없이, 화소들은 그들의 원래 상태가 어떠하든 안정하다. 도 4에 또한 예시된 바와 같이, 앞서 설명한 것과 반대 극성의 전압이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 화소를 작동시키는 것은 적절한 열을 +Vbias로 설정하고 적절한 행을 -ΔV로 설정하는 것을 수반할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 화소에 대한 0 볼트 전위차를 생성하는 동일한 -ΔV로 적절한 행을 설정하고 -Vbias로 적절한 열을 설정함으로써 화소의 이완을 수행한다.
도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 구성으로 되는 도 2의 3×3 어레이에 인가되는 일련의 행방향 신호 및 열방향 신호를 나타낸 타이밍도로서, 여기서 작동 화소들은 비반사형이다. 도 5a에 예시된 프레임을 기록하기에 앞서, 화소들은 임의의 상태에 있을 수 있고, 이 예에서, 모든 행들은 0볼트이고 모든 열들은 +5 볼트이다. 이들 인가 전압에 의하면, 화소는 모두 그들의 기존의 작동 또는 이완 상태에서 안정하다.
도 5a의 프레임에서, (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) 및 (3,3) 화소들이 작동된다. 이것을 달성하기 위해서, 제1행에 대한 "라인 시간"(line time) 동안 제1열과 제2열은 -5볼트로 설정되고, 제3열은 +5볼트로 설정된다. 이것은 임의의 화소들의 상태를 변화시키지 않는 데, 그 이유는 모든 화소들이 3 내지 7볼트 안정성 창에 유지되기 때문이다. 다음에, 제1행은 0볼트에서 5볼트까지 가고 다시 0볼트로 가는 펄스로 스트로빙된다. 이것은 (1,1) 화소 및 (1,2) 화소를 작동시키고 (1,3) 화소를 이완시킨다. 어레이 내의 다른 화소들은 영향을 받지 않는다. 원하는 바와 같이 제2행을 설정하기 위하여, 제2열을 -5볼트로 설정하고 제1열 및 제3열을 +5볼트로 설정한다. 다음에, 제2행에 인가된 동일한 스트로브(strobe)는 (2,2) 화소를 작동시키고 (2,1) 및 (2,3) 화소를 이완시킬 것이다. 재차, 어레이의 다른 화소들은 영향받지 않는다. 제3행은 제2열 및 제3열을 -5볼트로 설정하고 제1열을 +5볼트로 설정함으로써 마찬가지로 설정된다. 제3행의 스트로브는 도 5a에 도시된 바와 같이 제3행의 화소들을 설정한다. 프레임을 기록한 후에, 행방향 전위들은 0이고 열방향 전위들은 +5볼트 또는 -5볼트로 유지될 수 있게 되어, 디스플레이는 도 5a의 구성에서 안정적이다. 수십 또는 수백 개의 행과 열들을 가진 어레이들에 대해서 동일한 과정을 이용할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또, 행 및 열 작동을 수행시키는 데 사용되는 타이밍, 수순 및 전압 레벨들은 상기의 일반적인 원리 범위 안에서 매우 다양할 수 있고, 상기 예는 다만 예시적인 것에 불과하며, 다른 작동 전압 방법이 본 명세서에 기재된 시스템 및 방법과 함께 사용될 수 있다는 것을 또한 이해할 수 있을 것이다.
도 6a 및 도 6b는 표시장치(40)의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도이다. 예를 들어, 표시장치(40)는 이동 전화기 또는 휴대 전화기일 수 있다. 그러나, 표시장치(40)의 동일한 구성 요소들 또는 그것의 약간의 변경으로는 또한 텔레비전, 휴대용 미디어 플레이어 및 컴퓨터와 같은 다양한 유형의 표시장치를 들 수 있다.
표시장치(40)는 하우징(housing)(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 장치(48) 및 마이크(46)를 포함한다. 일반적으로 하우징(41)은 사출 성형 및 진공 성형을 비롯한 당업자들에게 잘 알려진 다양한 제조 과정들 중의 어떤 것으로 형성된다. 또한, 하우징(41)은 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는 다양한 재료 중의 어떤 것으로 만들어질 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 하우징(41)은 다른 색깔을 가지거나 다른 로고, 그림 또는 기호를 포함하는 분리 가능한 부분들과 호환될 수도 있는 분리 가능한 부분(도시 생략)을 포함한다.
예시적인 표시장치(40)의 디스플레이(30)는, 여기에서 설명되는 바와 같이, 쌍안정 디스플레이를 비롯한 다양한 디스플레이들 중의 어떤 것일 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 디스플레이(30)는 앞서 설명한 바와 같은 플라즈마, EL, OLED, STN LCD 또는 TFT LCD와 같은 평판형 디스플레이, 또는 CRT나 다른 종류의 관(tube) 장치와 같은 비평판형(non-flat-panel) 디스플레이를 포함한다. 그러나, 본 실시형태를 설명할 목적으로, 상기 디스플레이(30)는 여기에서 설명하는 바와 같이 간섭계 변조기 디스플레이를 포함한다.
예시적 표시장치(40)의 일 실시형태의 구성 요소들은 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예시적 표시장치(40)는 하우징(41)을 포함하고 적어도 그 속에 부분적으로 수용된 추가적인 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 예시적 표시장치(40)는 트랜스시버(47)에 결합된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 트랜스시버(47)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning hardware)(52)에 연결된 프로세서(21)에 접속된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 조절(예를 들어, 신호를 필터링)하도록 구성될 수도 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크(46)에 연결된다. 프로세서(21)는 입력 장치(48) 및 드라이버 제어기(29)에도 연결된다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(frame buffer)(28)에 그리고 어레이 드라이버(22)에 결합되고, 어레이 드라이버(22)는 이어서 디스플레이 어레이(30)에 결합된다. 전력 공급 장치(50)는 특정한 예시적 표시장치(40) 설계에 요구되는 바와 같이 모든 구성 요소들에 전력을 제공한다.
네트워크 인터페이스(27)는 예시적 표시장치(40)가 네트워크를 통하여 하나 이상의 장치와 통신할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜스시버(47)를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)의 요건을 완화시킬 수 있는 몇몇 처리 능력도 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호를 송수신하기 위해, 당업자들에게 알려진 소정의 안테나이다. 일 실시형태에 있어서, 안테나는 IEEE 802.11(a), (b) 또는 (g)를 비롯한 IEEE 802.11 표준에 따라서 RF 신호를 송수신한다. 다른 실시형태에 있어서, 안테나는 블루투스(BLUETOOTH) 표준에 따라서 RF 신호를 송수신한다. 이동 전화기의 경우, 안테나는 CDMA, GSM, AMPS 또는 무선 이동 전화 네트워크 내에서 통신하기 위해 사용되는 기타 공지된 신호를 수신하도록 설계되어 있다. 트랜스시버(47)는 안테나(43)로부터 수신된 신호를 미리 처리하여 이 신호가 프로세서(21)에 의해 수신되고 나아가 조작될 수도 있다. 또, 트랜스시버(47)는 프로세서(21)로부터 수신된 신호도 처리하여 이 신호가 안테나(43)를 거쳐서 예시적 표시장치(40)로부터 전송될 수 있게 한다.
대안적인 실시형태에 있어서, 트랜스시버(47)는 수신기 혹은 송신기로 대체될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시형태에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)에 전송될 화상 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스(즉, 화상 공급원(image source))로 대체될 수 있다. 예를 들어, 화상 공급원은 화상 데이터를 포함하는 디지털 비디오 디스크(DVD: digital video disc)나 하드 디스크 드라이브, 또는 화상 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수 있다.
프로세서(21)는 일반적으로 예시적 표시장치(40)의 전체적인 동작을 제어한다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27) 또는 화상 공급원으로부터의 압축된 화상 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 해당 데이터를 원천 화상 데이터(raw image data)로 또는 원천 화상 데이터로 즉시 처리할 수 있는 포맷으로 처리한다. 그 후, 프로세서(21)는 처리된 데이터를 드라이버 제어기(29)로 또는 저장을 위해 프레임 버퍼(28)로 전송한다. 원천 데이터는 전형적으로 화상 내의 각각의 위치에서 화상 특성들을 식별하는 정보를 의미한다. 예를 들어, 이러한 화상 특성들은 색깔, 채도(saturation) 및 계조 레벨(gray-scale level)을 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 프로세서(21)는 예시적 표시장치(40)의 동작을 제어하는 마이크로 제어기, CPU 또는 논리 유닛을 포함한다. 프로세서(21)는 웹 브라우저, 전화 애플리케이션, 이메일 프로그램 등의 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션, 또는 기타 다른 소프트웨어 애플리케이션을 수행시키도록 구성될 수도 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 일반적으로 신호를 스피커(45)에 전송하기 위해, 그리고 마이크(46)로부터 신호를 수신하기 위해 증폭기들 및 필터들을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 예시적 표시장치(40) 내에 있는 별도의 구성 요소일 수도 있거나 프로세서(21) 혹은 기타 구성 요소들 내에 내장되어 있을 수도 있다.
드라이버 제어기(29)는 프로세서(21)에서 생성된 원천 화상 데이터를 프로세서(21)로부터 혹은 프레임 버퍼(28)로부터 직접 취하여 어레이 드라이버(22)로 고속 전송하기 위해 원천 화상 데이터를 적절하게 재포맷한다. 특히, 드라이버 제어기(29)는 원천 화상 데이터를 래스터 유사 포맷(raster like format)을 가진 데이터 흐름으로 재포맷하여 디스플레이 어레이(30)에 걸쳐 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가진다. 다음에, 드라이버 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 드라이버(22)에 전송한다. 비록 LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 자립형 집적 회로(stand-alone Integrated Circuit(IC))로서 시스템 프로세서(21)와 종종 연관되지만, 이러한 제어기들은 다양한 방법들로 구현될 수도 있다. 이들은 프로세서(21) 내에 하드웨어로서 삽입될 수 있거나, 소프트웨어로서 프로세서(21) 내에 삽입될 수도 있거나, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어에 완전히 일체화될 수도 있다.
전형적으로, 어레이 드라이버(22)는 포맷된 정보를 드라이버 제어기(29)로부터 수신하고 디스플레이의 x-y 매트릭스 화소들로부터 나온 수백, 때로는 수천개의 인출선에 초당 여러 번 인가되는 병렬 세트의 파형들로 비디오 데이터를 재포맷한다.
일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 여기서 설명하는 디스플레이들의 유형 중 어느 것에나 적합하다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, 간섭계 변조기 제어기)이다. 다른 실시형태에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, 간섭계 변조기 디스플레이)이다. 일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 일체형이다. 이러한 일 실시형태는 이동 전화기, 시계 및 기타 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에 있어서 일반적이다. 또 다른 실시형태에 있어서, 디스플레이 어레이(30)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예를 들어, 간섭계 변조기들의 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.
입력 장치(48)는 사용자로 하여금 예시적 표시장치(40)의 동작을 제어하도록 한다. 일 실시형태에 있어서, 입력 장치(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 터치 센스 스크린, 감압막 또는 감열막을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 마이크(46)는 예시적 표시장치(40)에 대한 입력 장치이다. 이 장치에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우, 음성 명령들이 사용자에 의해 제공되어 예시적 표시장치(40)의 동작들을 제어할 수도 있다.
전력 공급 장치(50)는 당업계에 잘 알려져 있는 다양한 에너지 저장 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬 이온 배터리와 같은 충전용 배터리이다. 다른 실시형태에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 재생 가능 에너지 원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지, 태양 전지 도료를 비롯한 태양 전지이다. 다른 실시형태에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 벽에 붙은 콘센트에서 전력을 받도록 구성된다.
소정의 실시형태에 있어서, 제어 프로그램은 앞서 설명한 바와 같이 전자 디스플레이 시스템 안의 몇몇 장소에 위치될 수 있는 드라이버 제어기 내에 존재한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제어 프로그램은 어레이 드라이버(22) 내에 존재한다. 당업자들은 앞서 설명한 최적화 조건들을 다수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소들 및 다양한 형태로 구현할 수도 있다는 것을 인식할 것이다.
앞서 설명한 원리들에 따라서 작동되는 간섭계 변조기의 상세한 구조는 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 내지 도 7e(이하 간단히 일괄적으로 "도 7"이라 칭할 경우도 있음)는 이동식 반사층(14) 및 그의 지지 구조체의 다섯 개의 서로 다른 실시형태를 나타낸다. 도 7a는 도 1의 실시형태의 단면도인데, 여기서 금속 재료(14)의 스트립은 직교 방향으로 연장된 지지부(18) 상에 증착된다. 도 7b에 있어서, 이동식 반사층(14)은 줄(tether)(32) 상에 단지 모서리에서 지지부에 부착된다. 도 7c에 있어서, 이동식 반사층(14)은 가요성 금속을 포함할 수도 있는 변형가능한 층(34)으로부터 매달려 있다. 이 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34) 주변의 기판(20)에 직접적으로 혹은 간접적으로 접속된다. 이들 접속부(혹은 연결부)는 여기서는 지지 기둥부라고도 칭한다. 도 7d에 나타낸 실시형태는 변형가능한 층(34)이 안착되는 지지 기둥 플러그(42)를 가진다. 이동식 반사층(14)은 도 7a 내지 도 7c에 있어서와 마찬가지로 간극부 위에 매달린 채 유지되지만, 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34)과 광학적 적층부(16) 사이의 구멍들을 채움으로써 지지 기둥부를 형성하지 않는다. 오히려, 지지 기둥부는 평탄화 재료로 형성되고, 이것은 지지 기둥 플러그(42)를 형성하는 데 이용된다. 도 7e에 나타낸 실시형태는 도 7d에 나타낸 실시형태에 의거한 것이지만, 도 7a 내지 도 7c에 나타낸 실시형태뿐만 아니라 도시하지 않은 추가적인 실시형태의 어느 것과 함께 작용하도록 적합화될 수도 있다. 도 7e에 나타낸 실시형태에 있어서, 금속 또는 기타 전도성 재료의 여분의 층은 버스 구조체(44)를 형성하는 데 이용되어왔다. 이것에 의해 신호가 간섭계 변조기의 이면을 따라 송신될 수 있고, 그렇지 않으면 기판(20) 상에 형성될 수도 있는 다수의 전극을 제거할 수 있다.
도 7에 나타낸 것과 같은 실시형태에 있어서, 간섭계 변조기는 직시형(direct-view) 장치로서 기능하는 데, 여기서 화상들은 투명한 기판(20)의 앞면 쪽으로부터 보이고 그 반대편에는 변조기들이 배열되어 있다. 이들 실시형태에 있어서, 반사층(14)은 변형가능한 층(34)을 비롯한, 기판(20)의 반대편의 반사층 쪽에 있는 간섭계 변조기의 일부를 광학적으로 차단한다. 이것에 의해 상기 차단된 영역은 화질에 부정적으로 영향을 미치는 일없이 구성되고 작동될 수 있게 된다. 이러한 차단은 도 7e에서 버스 구조체(44)를 허용하며, 이것은 어드레싱 및 그 어드레싱으로부터 기인하는 이동 등과 같은, 상기 변조기의 전자기계 특성으로부터 해당 변조기의 광학적 특성을 분리시키는 능력을 제공한다. 이 분리가능한 변조기 구조체로 인해 해당 변조기의 광학적 측면들 및 전자기계적 측면들에 대해 사용되는 재질들 및 구조 설계가 선택되어 서로 독립적으로 기능하게 된다. 더욱이, 도 7c 내지 도 7e에 도시된 실시형태는 변형가능한 층(34)에 의해 수행되는, 기계적 특성들로부터 반사층(14)의 광학적 특성들을 분리함으로써 얻어지는 추가적인 장점들을 가진다. 이로 인해 반사층(14)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 광학적 특성에 대해서 최적화되고, 변형가능한 층(34)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 원하는 기계적 특성에 대해서 최적화된다.
이하의 설명은 MEMS 스위치, 및 편향 혹은 변형된 미러를 지닌 기타 소자 등과 같은 광범위한 MEMS 소자의 역치 전압의 측정을 위해 이용되는 방법 및 장치에 관한 것이다. 개시된 구체적인 예는 간섭계 변조기를 소자로서 이용하고 있지만, 개시된 원리는 기타 MEMS 소자에도 적용된다.
간섭계 변조기들의 어레이가 제작된 후, 해당 간섭계 변조기들은 그들의 적절한 동작을 검증하기 위해 테스트된다. 도 3을 참조해서 위에서 설명된 바와 같이, 간섭계 변조기는 그들에 인가된 전위차에 의거해서 동작한다. 도 3은, 간섭계 변조기가, 그들에 인가된 전위차의 크기에 따라, 이완(혹은 해제) 상태 혹은 작동 상태에 있는 것을 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, 하나의 상태의 다른 상태로의 변화는 안정성(혹은 유지) 창을 지닌 히스테리시스 특성에 따라 일어나며, 이때, 장치는 인가된 전위차가 해당 유지 창 내에 들어가는 경우 그의 전류 상태를 유지한다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 5개의 입력 전압차 범위가 있다. 5개의 전압차 범위는 각각 간섭계 변조기의 상태에 대한 그의 작용을 반영하는 표제를 지닌다. 5개의 전압차 범위는, 도 3의 왼쪽으로부터 시작해서, 1) 음의 작동("작동"); 2) 음의 유지("안정성 창"); 3) 해제("이완"); 4) 양의 유지("안정성 창"); 및 5) 양의 작동("작동")이다. 장치의 이론적인 이해 및 과정의 실험결과에 의거해서, 이들 입력 전압차 범위 간의 역치의 근사치는 공지되어 있지만, 간섭계 변조기 어레이를 더욱 최적으로 작동시키기 위하여, 역치 전압은 더욱 정밀하게 측정될 수 있다. 역치는 각 제작된 장치 혹은 장치의 군에 대해서 측정될 수 있다. 역치 전압을 측정하는 하나의 방법은 간섭계 변조기의 광학 특성의 관찰을 통해서 해당 간섭계 변조기의 상태를 모니터링하면서 각종 전압치의 입력을 적용하는 것이다. 이것은, 예를 들어, 인간의 관찰을 통해서 혹은 광학 측정 장치의 사용에 의해 달성될 수 있다. 부가적으로 혹은 대안적으로, 간섭계 변조기의 상태는 전자 측정을 통해서 모니터링될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 디스플레이의 드라이버 칩은 이하에 설명된 방법에 따라서 역치 전압을 측정하도록 구성될 수 있다.
도 7a 내지 도 7e에 도시된 것들 중 어느 하나와 같은 간섭계 변조기는 목적으로 하는 각종 역치를 지닌다. 이들 역치는 양 및 음의 DC 해제 역치, 양 및 음의 DC 작동 역치, 양 및 음의 플래시 해제 역치, 양 및 음의 플래시 작동 역치, 양 및 음의 누화(crosstalk) 해제 역치, 그리고 양 및 음의 누화 작동 역치를 포함한다.
DC 해제 역치는 양의 혹은 음의 유지 입력 전압차 범위 중 하나와 해제 입력 전압차 범위 사이의 역치이며, 작동된 간섭계 변조기의 두 전극에 대해서 테스트 전압을 인가하여, 해당 간섭계 변조기가 해당 테스트 전압의 결과로서 해제되는지의 여부를 판정함으로써 결정된다. 양의 DC 해제 역치는 두 전극에 대해서 양의 작동 입력 전압차를 지니는 작동 상태로 초기화되어 있는 간섭계 변조기를 이용해서 결정된다. 상기 입력 전압차는 감소되며, 간섭계 변조기의 상태가 결정된다. 양의 DC 해제 역치는 간섭계 변조기에 인가된 양의 최대 입력 전압차로, 이것은 해당 간섭계 변조기의 해제를 초래한다. 음의 DC 해제 역치는 두 전극에 대해서 음의 작동 입력 전압차를 지니는 작동 상태로 초기화되어 있는 간섭계 변조기를 이용해서 결정된다. 상기 입력 전압차는 증가되며, 간섭계 변조기의 상태가 결정된다. 음의 DC 해제 역치는 간섭계 변조기에 인가된 음의 최소 입력 전압차로, 이것은 해당 간섭계 변조기의 해제를 초래한다.
DC 작동 역치는 각각 양의 혹은 음의 유지 입력 전압차 범위와 양 혹은 음의 작동 입력 전압차 범위 사이의 역치이다. DC 작동 역치는 간섭계 변조기를 해제시키는 입력 전압차로 초기화된 간섭계 변조기를 이용해서 결정된다. 양의 DC 작동 전압은 해제된 간섭계 변조기의 두 전극에 대한 입력 전압차를 증가시키고, 해당 입력 전압차의 결과 간섭계 변조기가 작동하는지의 여부를 결정함으로써 측정된다. 양의 DC 작동 역치는 간섭계 변조기의 두 전극에 대해서 인가된 양의 최소 입력 전압차로, 이것은 해당 간섭계 변조기의 작동을 초래한다. 음의 DC 작동 전압은 해제된 간섭계 변조기의 두 전극에 대한 입력 전압차를 감소시키고, 해당 입력 전압차의 결과 간섭계 변조기가 작동하는지의 여부를 결정함으로써 측정된다. 음의 DC 작동 역치는 간섭계 변조기에 인가되는 음의 최대 입력 전압차로, 이것은 해당 간섭계 변조기의 작동을 초래한다.
간섭계 변조기 소자의 동작 역치(operational threshold)는 통상 DC 역치와는 다르다. 예를 들어, 전압이 간섭계 변조기를 작동시키기에 충분히 크다면, 소정의 최소 기간 동안 인가된다면, 최소 기간 미만의 시간 동안 간섭계 변조기에 인가된다면, 해당 간섭계 변조기는 작동할 수 없다. 이 경우, 동작 작동 역치의 크기는 DC 작동 역치보다 높다. 다른 예로서, 반대 극성을 지닌 유지 전압들은, 간섭계 변조기가 그의 전류 상태에서 유지할 목적으로 해당 간섭계 변조기에 종종 순차적으로 인가된다. 교류 극성 신호는 단일의 유지 전압이 인가된 경우 일어나는 전하 축적을 방지하는 것을 돕는다. 인가된 유지 전압이 DC 해제 역치에 지나치게 가깝다면, 간섭계 변조기는 인가된 유지 전압이 유지 창 내에 있을 때에도 해제 상태로 변이될 수 있다. 그 이유는 하나의 극성의 유지 전압이 반대 극성의 유지 전압으로 변이되는 동안, 인가 전압은 매우 단시간 동안 해제 입력 전압차 범위를 통과한다. 이 경우, 동작 해제 역치 전압의 크기는 DC 해제 역치의 크기보다 크다.
플래시 해제 역치는 양의 혹은 음의 유지 입력 전압차 범위와 해제 입력 전압차 범위 사이의 역치이고, 이것은 작동된 간섭계 변조기의 두 전극에 대해서 테스트 입력 전압차를 인가하여, 해당 테스트 입력 전압차의 결과 해당 간섭계 변조기가 해제되는지의 여부를 판정함으로써 결정된다. 양의 플래시 해제 역치는 작동된 간섭계 변조기에 의해 결정된다. 음의 유지 전압에서 시작하여 양의 테스트 전압차에서 끝나는 양의 전압차 변이는 간섭계 변조기에 인가된다. 양의 플래시 해제 역치는 간섭계 변조기에 인가되는 양의 최대 테스트 전압차로, 이것은 해당 간섭계 변조기의 해제를 초래한다. 음의 플래시 해제 역치는 작동된 간섭계 변조기에 의해 결정된다. 양의 유지 전압에서 시작하여 음의 테스트 전압에서 끝나는 음의 전압차 변이는 간섭계 변조기에 인가된다. 음의 플래시 해제 역치는 간섭계 변조기에 인가되는 음의 최소 테스트 전압차로, 이것은 간섭계 변조기의 해제를 초래한다.
플래시 작동 역치는 각각 양의 혹은 음의 유지 입력 전압차 범위와 양 혹은 음의 작동 입력 전압차 범위 간의 역치이다. 플래시 작동 역치는 테스트 전압차를 해제된 간섭계 변조기에 인가하고, 해당 테스트 전압의 결과 해당 간섭계 변조기가 작동하는지의 여부를 판정함으로써 결정된다. 양의 플래시 작동 역치는 음의 유지 전압에서 시작하여 양의 테스트 전압차에서 끝나는 양의 전압차 변이를 간섭계 변조기에 인가함으로써 측정된다. 상기 양의 플래시 작동 역치는 간섭계 변조기에 인가되는 양의 최소 테스트 전압차로, 이것은 상기 간섭계 변조기의 작동을 초래한다. 음의 플래시 작동 역치는 양의 유지 전압에서 시작하여 음의 테스트 전압차에서 끝나는 음의 전압차 변이를 간섭계 변조기에 인가함으로써 측정된다. 상기 음의 플래시 작동 역치는 간섭계 변조기에 인가되는 음의 최대 테스트 전압차로, 이것은 상기 간섭계 변조기의 작동을 초래한다.
누화 역치는 각각 유지 입력 전압차 범위와 해제 및 작동 입력 전압차 범위 사이의 전압 역치이다. 누화 역치는 구동 신호가 하나의 간섭계 변조기에 인가될 경우, 다른 간섭계 변조기가 그의 상태를 변화시킬 수 있기 때문에 대응하는 DC 역치와는 다르다. 간섭계 변조기 어레이의 신호 라인의 비제로 임피던스(non-zero impedance) 때문에, 제1간섭계 변조기가 DC 작동 혹은 해제 전압 부근의 전압에서 유지된다면, 다른 간섭계 변조기가 구동될 경우, 구동 신호가 제1간섭계 변조기의 신호 라인 상에 결합되어 상기 제1간섭계 변조기가 바람직스럽지 않게 상태를 변화시킬 수도 있다.
누화 해제 역치는 양의 혹은 음의 유지 입력 전압차 범위와 해제 입력 전압차 범위 사이의 역치이며, 이것은 테스트 전압차를 테스트 간섭계 변조기에 인가하고 구동 전압을 다른 간섭계 변조기에 인가하여, 해당 구동 전압의 결과 상기 테스트 간섭계 변조기가 해제되는지의 여부를 판정함으로써 결정된다. 양의 누화 해제 역치는 상기 테스트 간섭계 변조기가 작동되어 양의 테스트 전압차에서 유지되는 상태에서 결정된다. 상기 양의 누화 해제 역치는 테스트 간섭계 변조기에 인가되는 양의 최소 테스트 전압차로, 이것은 다른 간섭계 변조기가 상태를 변화시키도록 구동될 경우 간섭계 변조기를 해제시키지 않는다. 음의 누화 해제 역치는 상기 테스트 간섭계 변조기가 작동되어 음의 테스트 전압차에서 유지되는 상태에서 결정된다. 상기 음의 누화 해제 역치는 테스트 간섭계 변조기에 인가되는 음의 최대 테스트 전압차로, 이것은 다른 간섭계 변조기가 상태를 변화시키도록 구동될 경우 간섭계 변조기를 해제시키지 않는다.
누화 작동 역치는 각각 양의 혹은 음의 유지 입력 전압차 범위와 양의 혹은 음의 작동 전압차 범위 사이의 역치이다. 누화 작동 역치는 다른 간섭계 변조기가 상태를 변화시키도록 해당 다른 간섭계 변조기에 구동 전압을 인가하면서 테스트 간섭계 변조기에 테스트 전압차를 인가하여, 해당 구동 전압의 결과 상기 테스트 간섭계 변조기가 해제되는지의 여부를 판정함으로써 결정된다. 양의 누화 해제 역치는 상기 테스트 간섭계 변조기가 작동되어 양의 유지 전압차에서 유지되는 상태에서 결정된다. 상기 양의 누화 해제 역치는 테스트 간섭계 변조기에 인가되는 양의 최소 테스트 전압차로, 이것은 다른 간섭계 변조기가 상태를 변화시키도록 구동될 경우 간섭계 변조기를 해제시키지 않는다. 음의 누화 해제 역치는 상기 테스트 간섭계 변조기가 작동되어 음의 유지 전압차에서 유지되는 상태에서 결정된다. 상기 음의 누화 해제 역치는 테스트 간섭계 변조기에 인가되는 음의 최대 테스트 전압차로, 이것은 다른 간섭계 변조기가 상태를 변화시키도록 구동될 경우 간섭계 변조기를 해제시키지 않는다.
전술한 바와 같이, 간섭계 변조기는 반사층과 광학 적층부 간의 정전 인력이 이완 상태에서 반사층을 유지하는 작용을 하나는 기계적 회복력을 극복하기에 충분히 클 경우 작동 상태로 간다. 반사층, 광학적 적층부 및 이들 사이의 간극이 유전체에 의해 이간된 두 전도성 기판을 형성하기 때문에, 해당 구조체는 전기용량(capacitance)을 지닌다. 또한, 상기 구조체의 전기용량이 두 기판 사이의 거리에 따라서 변하기 때문에, 해당 구조체의 전기용량은 간섭계 변조기의 상태에 따라서 변화한다. 그러므로, 전기용량의 지표는 간섭계 변조기의 상태를 결정하는데 이용될 수 있다.
전기용량의 지표는, 예를 들어, 반사층과 광학적 적층부 사이에 인가된 전압을 변화시키는데 이용되는 전류 혹은 전하를 감지함으로써 얻어질 수 있다. 비교적 높은 양의 전류 혹은 전하는 전기용량이 비교적 크다는 것을 나타낸다. 마찬가지로, 비교적 낮은 양의 전류 혹은 전하는 전기용량이 비교적 작다는 것을 나타낸다. 전류 혹은 전하의 감지는, 예를 들어, 전하 혹은 전류를 나타내는 신호의 아날로그 혹은 디지털 방식 적산을 통해서 달성될 수 있다.
도 8a 내지 도 8d 및 도 9a 내지 도 9b는 자극 입력 전기 파형 및 측정된 응답의 실시형태를 나타내며, 이것은 자극이 인가된 후 상기 장치의 상태를 결정하는데 이용될 수 있다. 도 8a 내지 도 8d 및 도 9a 내지 도 9b는 장치의 각종 역치가 파형 및 측정된 응답을 이용해서 측정될 수 있다는 것을 나타낸다. 도 8a 내지 도 8d 및 도 9a 내지 도 9b의 설명 후, 도 10a 내지 도 12는 마찬가지의 입력 전기 파형이 소정의 특정 역치를 결정하는 데 이용되는 실시형태를 설명하는데 이용된다.
도 8a는 소정의 테스트 실시형태에 있어서 입력 전압차 범위 간에 변화하는 입력 전기 파형(100)을 도시하고 있다. 도 8b는 간섭계 변조기가 작동 상태 혹은 해제 상태에 있는지의 여부를 판정하는데 이용될 수 있는 측정된 응답을 도시하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 파형(100)은 도 8b의 측정된 응답을 모니터링함으로써 두 입력 전압차 범위 - 음의 유지 전압차와 음의 해제 전압차 - 간의 역치 전압을 결정하기 위하여 간섭계 변조기에 적용된다. 이하에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 파형(100)을 이용해서 역치를 결정하는 방법은 간섭계 변조기를 작동 상태로 초기화하는 단계, 제1유지 전압차를 인가하는 단계 및 이어서 반대 극성을 지닌 일련의 전압차를 인가하고 이어서 크기를 저감시키는 단계를 포함한다. 상기 장치의 상태는 전압차를 인가하는데 이용되는 전류 혹은 전하를 모니터링함으로써 일련의 인가된 전압차의 각각의 시간 동안 결정된다. 간섭계 변조기가 해제 상태로 변화할 경우, 현재 인가된 전압차는 유지 전압차 범위와 해제 전압차 범위 간의 역치를 결정하는데 이용된다.
변이(102)는 입력 전압차를 전압 레벨(103)로 가져가 간섭계 변조기를 작동 상태로 초기화한다. 전압 레벨(103)의 값은 간섭계 변조기의 이론적 이해 및 이전의 실험에 의거해서 결정되고, 해당 간섭계 변조기의 작동이 예상되는 충분한 크기이다. 전압 레벨(103)은 간섭계 변조기가 작동 상태로 가는 시간을 지니는 충분한 기간이다.
변이(104)는 입력 전압차를 전압 레벨(105)로 되게 한다. 전압 레벨(105)의 값은 간섭계 변조기의 이론적 이해 및 이전의 실험에 의거해서 결정되고, 해당 간섭계 변조기가 그의 전류 상태를 유지할 것으로 예상되는 크기이다.
이 점으로부터, 연속해서 감소하는 크기를 지니는 일련의 양 및 음의 전압차 변이가 간섭계 변조기에 인가된다. 일단 간섭계 변조기가 해제 상태로 가면, 역치는 해당 간섭계 변조기에 인가되는 전압차에 적어도 부분적으로 의거해서 결정될 수 있다.
변이(106)는 입력 전위를 전압 레벨(107)로 되게 한다. 전압 레벨(107)은, 도 8a에 도시된 바와 같이, 여전히 미지의 음의 해제/유지 역치 이하이다. 따라서, 간섭계 변조기는 해제되지 않는다. 변이(106)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하는 감지되어 도 8b에서 적산된 전하(112)로서 그래픽으로 도시된다. 도 8b에 또한 도시된 바와 같이, 적산된 전하(112)는 간섭계 변조기의 전기용량이 높은 것을 나타내는 작동/해제 전하 역치 이상이고, 이것은 간섭계 변조기가 여전히 작동 상태에 있는 것을 나타낸다. 변이(108)는 입력 전압차를 전압 레벨(109)로 되게 한다. 마찬가지로, 전압 레벨(109)이 여전히 미지의 양의 해제/유지 역치 이상이기 때문에, 변이(108)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하인 적산된 전하(114)는 또한 작동/해제 전하 역치 이상이며, 이것은 간섭계 변조기가 여전히 작동 상태에 있는 것을 나타낸다. 변이(110)는 입력 전위를 전압 레벨(111)로 되게 하고, 변이(110)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하는 감지되어 적산된 전하(116)로서 그래픽으로 도시된다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 적산된 전하(116)는 작동/해제 전하 역치 이하이고, 이것은 간섭계 변조기가 해제 상태로 간 것을 나타낸다.
상기 실시형태에 따르면, 전압 레벨(105)로부터 전압 레벨(107)까지의 변이(106)는 간섭계 변조기를 해제시키지 않고, 전압 레벨(109)로부터 전압 레벨(111)까지의 변이(110)는 간섭계 변조기를 해제시켰다. 따라서, 장치를 해제시키는 음의 역치 전압이 전압 레벨(107)과 전압 레벨(111) 사이에 있는 것을 알 수 있다. 간섭계 변조기가 전압 레벨(111)에서 해제되지 않았다면, 전압 레벨(119)에서 변이(118) 후에 해제될 수도 있다. 이것이 사실이었다면, 간섭계 변조기를 해제시키는 양의 역치 전압은 전압 레벨(109)과 전압 레벨(119) 사이에 있을 것임을 알 수 있었을 것이다.
이것 및 기타 역치 전압 측정의 분석은 예를 들어 일련의 인가된 변이의 크기의 차이의 단차 크기에 의거해서 임의로 결정될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 이진 탐색 방법(binary search methodology), 혹은 기타 탐색 방법이 이용될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 역치 전압은 간섭계 변조기에 상태 변화를 일으키는 입력 전압차와 실질적으로 동등하다.
도 8c는 소정의 테스트 실시형태에서 입력 전압차 범위 간에 변화하는 입력 전기 파형(120)을 도시한다. 도 8d는 간섭계 변조기가 작동 상태인지 해제 상태인지를 판정하는데 이용될 수 있는 측정된 응답을 도시하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 파형(120)은 도 8d의 측정된 응답을 모니터링함으로써 두 입력 전압차 범위 - 음의 유지 전압와 음의 작동 전압 - 간의 역치 전압을 결정하기 위하여 간섭계 변조기에 적용된다. 이하에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 파형(120)을 이용해서 역치를 측정하는 방법은 간섭계 변조기를 해제 상태로 초기화하는 단계, 제1유지 전압을 인가하는 단계, 그리고 이어서, 연속해서 증가하는 크기를 지니는 동시에 반대 극성을 지니는 일련의 전압차를 인가하는 단계를 포함한다. 상기 장치의 상태는 전압을 인가하는데 이용되는 전류 혹은 전하를 모니터링함으로써 일련의 인가된 전압차의 각각의 시간 동안 결정된다. 간섭계 변조기가 작동 상태로 변화될 경우, 현재 인가되는 전압은 상기 유지 전압과 작동 전압 간의 역치를 결정하는데 이용된다.
초기의 전압 레벨(121)은 간섭계 변조기를 해제 상태로 초기화하는데 이용된다. 전압 레벨(121)의 값은 간섭계 변조기의 이론적 이해 및 이전의 실험에 의거해서 결정되고, 해당 간섭계 변조기가 해제 상태로 될 것으로 예상되는 크기이다. 변이(122)는 입력 전위를 전압 레벨(123)로 되게 한다. 전압 레벨(123)의 값은 간섭계 변조기의 이론적 이해 및 이전의 실험에 의거해서 결정되고, 해당 간섭계 변조기가 그의 전류 해제 상태를 유지할 것으로 예상되는 크기이다.
이 점으로부터, 연속해서 증가하는 크기를 지니는 일련의 양 및 음의 변이가 간섭계 변조기에 인가된다. 일단 간섭계 변조기가 작동 상태로 가면, 해당 역치가 결정될 수 있다.
변이(124)는 입력 전위를 전압 레벨(125)로 되게 한다. 전압 레벨(125)은, 도 8c에 도시된 바와 같이, 여전히 미지의 음의 작동/유지 역치 이상이다. 따라서, 간섭계 변조기는 작동되지 않는다. 변이(124)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하는 감지되어 적산된 전하(132)로서 그래픽으로 도시된다. 도 8d에 도시된 바와 같이, 적산된 전하(132)는 간섭계 변조기의 전기용량이 낮은 것을 나타내는 작동/해제 전하 역치이며, 이것은 간섭계 변조기가 여전히 해제 상태에 있는 것을 나타낸다. 변이(126)는 입력 전위를 전압 레벨(127)로 되게 한다. 마찬가지로, 전압 레벨(127)이 여전히 미지의 양의 작동/유지 역치 이하이기 때문에, 변이(108)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하인 적산된 전하(134)는 작동/해제 전하 역치 이하이며, 이것은 간섭계 변조기가 여전히 해제 상태에 있는 것을 나타낸다. 변이(128)는 입력 전위를 전압 레벨(129)로 되게 하고, 변이(128)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하는 감지되어 도 8d에서 적산된 전하(134)로서 그래픽으로 도시된다. 적산된 전하(134)는 작동/해제 전하 역치 이상이고, 이것은 간섭계 변조기가 작동 상태로 간 것을 나타낸다.
본 실시형태에 따르면, 전압 레벨(123)로부터 전압 레벨(125)까지의 변이(124)는 간섭계 변조기를 작동시키지 않았고, 전압 레벨(127)로부터 (129)까지의 변이(128)는 간섭계 변조기를 작동시켰다. 따라서, 장치를 작동시키는 음의 역치 전압이 전압 레벨(125)과 전압 레벨(129) 사이에 있는 것을 알 수 있다. 간섭계 변조기가 전압 레벨(129)에서 작동되어 있지 않다면, 전압 레벨(139)에서 변이(138) 후 작동되어 있을 수 있다. 이것이 사실이었다면, 간섭계 변조기를 작동시키는 양의 역치 전압이 전압 레벨(127)과 전압 레벨(139) 사이에 있다는 것을 알 수 있었을 것이다.
몇몇 실시형태에 있어서, 다수의 역치가 결정될 수 있다. 도 9a는 소정의 테스트 실시형태에서 입력 전압차 범위들 간에 변화하는 입력 전기 파형(200)을 도시하고 있다. 도 9b는 간섭계 변조기가 작동 상태인지 해제 상태인지를 판정하는데 이용될 수 있는 측정된 응답을 나타내고 있다. 도 9b의 파형(200) 및 측정된 응답은 3개의 역치 - 음의 플래시 해제 역치, 양의 플래시 작동 역치 및 양의 플래시 해제 역치를 결정하는데 이용된다. 이하에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 파형(200)을 이용해서 역치를 결정하는 방법은 간섭계 변조기를 작동 상태로 초기화하는 단계, 제1유지 전압을 인가하는 단계, 그리고, 이어서 연속해서 감소하는 크기를 지니는 동시에 반대 극성을 지니는 일련의 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 상기 장치의 상태는 전압을 인가하는데 이용되는 전류 혹은 전하를 모니터링함으로써 일련의 인가된 전압의 각각의 시간 동안 결정된다. 간섭계 변조기가 해제 상태로 변화될 경우, 현재 인가되는 전압은 유지 전압과 해제 전압 사이의 역치를 결정하는데 이용된다. 다음에, 상기 장치가 해제 상태에 있기 때문에, 작동 전압은 그 다음에 측정될 수 있다. 연속해서 증가하는 크기를 지니는 동시에 반대 극성을 지니는 일련의 전압이 인가된다. 상기 장치의 상태는 전압을 인가하는데 이용되는 전류 혹은 전하를 모니터링함으로써 일련의 인가된 전압의 각각의 시간 동안 결정된다. 간섭계 변조기가 작동 상태로 변화될 경우, 현재 인가되는 전압은 상기 유지 전압과 작동 전압 사이의 역치를 결정하는데 이용된다. 마지막으로, 상기 장치가 작동 상태에 있기 때문에, 다른 작동 전압은 그 다음에 결정될 수 있다. 연속해서 감소하는 크기를 지니는 동시에 반대 극성을 지니는 일련의 전압이 인가된다. 상기 장치의 상태는 전압을 인가하는데 이용되는 전류 혹은 전하를 모니터링함으로써 일련의 인가된 전압의 각각의 시간 동안 결정된다. 간섭계 변조기가 해제 상태로 변화될 경우, 현재 인가되는 전압이 유지 전압과 해제 전압 사이의 역치를 결정하는데 이용된다.
변이(202)가 입력 전위차를 전압 레벨(203)로 되게 하여 간섭계 변조기를 작동 상태로 초기화시킨다. 전압 레벨(203)의 값은 간섭계 변조기의 이론적 이해 및 이전의 실험에 의거해서 결정되고, 이것은 간섭계 변조기의 작동이 예상되는 충분한 크기이다. 전압 레벨(203)은 간섭계 변조기가 작동 상태로 가는 시간을 가지는 충분한 기간이다.
변이(204)는 입력 전위를 전압 레벨(205)로 되게 한다. 전압 레벨(205)의 값은 간섭계 변조기의 이론적 이해 및 이전의 실험에 의거해서 결정되고, 해당 간섭계 변조기가 그의 전류 상태를 유지할 것으로 예상되는 크기이다.
이 점으로부터, 연속해서 감소하는 크기를 지니는 일련의 양 및 음의 변이가 간섭계 변조기에 인가된다. 일단 간섭계 변조기가 해제 상태로 가면, 해제 역치가 결정될 수 있다.
변이(206)는 입력 전위를 전압 레벨(207)로 되게 한다. 전압 레벨(207)은, 도 9a에 도시된 바와 같이, 여전히 미지의 해제/유지 역치 이상이다. 따라서, 간섭계 변조기는 해제되지 않는다. 변이(206)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하는 감지되어 적산된 전하(222)로서 그래픽으로 도시된다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 적산된 전하(222)는 간섭계 변조기의 전기용량이 높은 것을 나타내는 작동/해제 전하 역치 이상이고, 이것은 간섭계 변조기가 여전히 작동 상태에 있는 것을 나타낸다. 변이(208)는 입력 전위를 전압 레벨(209)로 되게 하고, 변이(208)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하는 감지되어 적산된 전하(224)로서 그래픽으로 도시된다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 적산된 전하(224)는 작동/해제 전하 역치 이하이고, 이것은 간섭계 변조기가 해제 상태로 간 것을 나타낸다.
상기 실시형태에 따르면, 전압 레벨(205)은 간섭계 변조기를 해제시키지 않았고, 전압 레벨(209)은 간섭계 변조기를 해제시켰다. 따라서, 음의 플래시 해제 역치 전압이 전압 레벨(205)과 전압 레벨(209) 사이에 있는 것을 알 수 있다.
다음에, 상기 장치가 해제 상태에 있기 때문에, 작동 역치 전압이 측정될 수 있다. 변이(210)는 입력 전압을 전압 레벨(211)로 되도록 결정된다. 전압 레벨(211)은 장치가 동일(해제) 상태에서 유지될 것으로 예상되는 그러한 값을 지닌다. 이 점으로부터, 연속해서 증가하는 크기를 지니는 일련의 양 및 음의 전압차 변이가 간섭계 변조기에 인가된다. 일단 간섭계 변조기가 작동 상태로 가면, 작동 역치가 결정될 수 있다.
변이(212)는 입력 전위를 전압 레벨(213)로 되게 하고, 변이(212)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하는 감지되어 적산된 전하(226)로서 그래픽으로 도시된다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 적산된 전하(226)는 작동/해제 전하 역치 이하이고, 이것은 간섭계 변조기가 여전히 해제 상태에 있는 것을 나타낸다. 변이(214)는 입력 전위를 전압 레벨(215)로 되게 하고, 변이(214)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하는 감지되어 적산된 전하(228)로서 그래픽으로 도시된다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 적산된 전하(228)는 작동/해제 전하 역치 이상이고, 이것은 간섭계 변조기가 작동 상태로 간 것을 나타낸다.
상기 실시형태에 따르면, 전압 레벨(211)은 간섭계 변조기를 작동시키지 않았고, 전압 레벨(215)은 간섭계 변조기를 작동시켰다. 따라서, 양의 플래시 작동 역치 전압은 전압 레벨(211)과 전압 레벨(215) 사이에 있는 것을 알 수 있다.
다음에, 상기 장치가 작동 상태에 있기 때문에, 다른 해제 역치 전압이 측정될 수 있다. 변이(216)는 입력 전압을 전압 레벨(211)로 되도록 결정되고, 이때 전압 레벨(211)은 장치가 동일(해제) 상태에서 유지될 것으로 예상되는 그러한 값을 지닌다. 이 점으로부터, 연속해서 감소하는 크기를 지니는 일련의 양 및 음의 변이가 간섭계 변조기에 인가된다. 일단 간섭계 변조기가 해제 상태로 가면, 양의 플래시 해제 역치가 결정될 수 있다.
변이(218)는 입력 전위를 전압 레벨(219)로 되게 하고, 변이(218)를 구동하는 데 필요한 전류 혹은 전하는 감지되어 적산된 전하(230)로서 그래픽으로 도시된다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 적산된 전하(230)는 작동/해제 전하 역치 이하이고, 이것은 간섭계 변조기가 해제 상태로 간 것을 나타낸다.
상기 실시형태에 따르면, 전압 레벨(207)은 간섭계 변조기를 해제시키지 않았고, 전압 레벨(219)은 간섭계 변조기를 해제시켰다. 따라서, 양의 플래시 해제 역치 전압은 전압 레벨(207)과 전압 레벨(219) 사이에 있는 것을 알 수 있다.
본 실시형태의 결과 오프셋 전압의 계산을 허용한다. 이상적으로 역치 전압의 각각에 대한 양 및 음의 값은 동일한 크기를 지닐 것이다. 그러나, 각종 요인으로 인해, 오프셋이 있을 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 음 및 양의 플래시 해제 역치 전압이 모두 측정된다. 일단 역치 전압에 대한 양 및 음의 값이 모두 공지되어 있다면, 오프셋 전압은 양 및 음의 역치값의 평균치로서 계산될 수 있다. 다른 실시형태에서는, 다른 역치가 오프셋 전압을 계산하는데 이용될 수 있다.
도 10a는 다른 테스트 실시형태로서 파형(250)을 도시하고 있다. 도 10b에 도시된 파형(250) 및 적산된 전하는 양의 DC 해제 역치와 음의 DC 작동 역치를 측정하는데 이용된다.
양의 전압 레벨(252)은 간섭계 변조기를 작동시키는데 이용된다. 그 후, 일련의 양의 테스트 전압 레벨이 장치를 해제시키는데 필요한 양의 전압 레벨을 결정하기 위하여 장치에 인가된다. 각 테스트 전압 레벨이 인가된 후, 양의 작동 전압 레벨(252)이 간섭계 변조기에 재차 인가된다. 적산된 전하는, 도 10b에 도시된 바와 같이, 각 변이에 대해 감지되어 테스트 전압이 인가된 후의 간섭계 변조기의 상태를 결정한다. 도시된 바와 같이, 전압 레벨(254), (256)은 간섭계 변조기를 해제시키는데 불충분하다. 그러나, 전압 레벨(258)은, 적산된 전하(260)로 표시된 바와 같이, 간섭계 변조기를 해제시킨다. 따라서, 양의 DC 해제 전압이 전압 레벨(258)과 전압 레벨(256) 사이에 있는 것을 알 수 있다. 또한, 일단 간섭계 변조기가 해제 상태에 있다면, 작동 전압 역치는 편리하게 측정될 수 있다. 전압 레벨(262)은 장치를 해제 상태로 초기화하는데 적용될 수 있다. 이어서, 연속해서 증가하는 크기의 음의 전압 레벨이 간섭계 변조기에 인가된다. 도 10a 및 도 10b에 나타낸 바와 같이, 전압 레벨(264), (266)은 간섭계 변조기를 작동시키는데 불충분하고, 전압 레벨(268)은 충분하다. 따라서, 음의 DC 작동 역치는 전압 레벨(266)과 (268) 사이에 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 도 8c의 입력 파형(120)과 유사한 입력 파형은 양의 DC 해제 역치 혹은 음의 DC 작동 역치를 측정하는데 이용될 수 있다. 입력 파형의 유지 전압이 정상 동작에 이용되는 것보다 충분히 긴 기간 동안 정상 상태라면, 도 8c를 참조하여 설명한 절차가 DC 역치를 결정하는데 이용될 수 있다.
도 11은 다른 테스트 실시형태로서 파형(300)을 도시하고 있다. 변이 동안 감지된 파형(300) 및 적산된 전하는 음의 플래시 작동 역치를 측정하는데 이용된다.
전압 레벨(302)은 간섭계 변조기를 해제 상태로 초기화하는데 이용된다. 전압 레벨(304)에서 시작하여, 연속해서 증가하는 크기를 지니는 일련의 테스트 전압이 간섭계 변조기에 인가된다. 전압 레벨(304), (306), (308)이 불충분한 크기이기 때문에, 간섭계 변조기는 작동하지 않는다. 인가된 전압 레벨(310)이 불충분한 크기이기 때문에, 간섭계 변조기가 작동한다. 인가된 전압 레벨(310)이 양의 유지 전압으로부터 음의 변이의 종료 전압이기 때문에, 측정된 역치는 음의 플래시 작동 전압이다.
도 12는 다른 테스트 실시형태로서 파형(320)을 도시하고 있다. 변이 동안 감지된 파형(320) 및 적산된 전하는 음의 플래시 해제 역치를 측정하는데 이용된다.
전압 레벨(322)은 간섭계 변조기를 작동 상태로 초기화하는데 이용된다. 전압 레벨(304)에서 시작하여, 연속해서 감소하는 크기를 지니는 일련의 테스트 전압이 간섭계 변조기에 인가된다. 전압 레벨(324), (326), (328)은 과도한 크기이기 때문에, 간섭계 변조기가 해제되지 않는다. 인가된 전압 레벨(330)은 충분히 작은 크기이기 때문에, 간섭계 변조기가 해제된다. 인가된 전압 레벨(330)은 양의 유지 전압으로부터 음의 변이의 종료 전압이기 때문에, 측정된 역치가 음의 플래시 해제 전압이다.
몇몇 실시형태에 있어서, 다수의 역치 전압을 측정하는 테스트 수순이 이용될 수 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 어느 역치 전압이 다음에 측정되어야 할 것인지에 대한 결정은 동적일 수 있다. 예를 들어, 테스트 실시형태는 테스트 장치를 작동시키고, 전술한 바와 같은 방법을 이용해서 양의 DC 해제 전압을 측정함으로써 시작될 수 있다. 일단 장치가 DC 해제 전압의 측정 동안 해제되면, 작동 전압이 그 다음에 결정될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 양 및 음의 DC 작동과 해제 전압 역치는 플래시 전압 역치가 결정되기 전에 결정될 수 있다.
도 13은 간섭계 변조기의 구동에 이용되는 전류를 감지하는데 이용될 수 있는 출력 단계의 일례를 도시하고 있다. 트랜지스터(N1), (P1)는 Vout 신호를 구동시키는데 이용되는 전류 공급원 트랜지스터(N2), (P2)로부터의 전류를 반영한다. 따라서, 전류(Iout)는 Vout 신호를 구동하는데 이용되는 전류와 실질적으로 동등하다. 전술한 테스트 실시형태에서, Iout 신호는, 따라서, 간섭계 변조기가 높은 혹은 낮은 용량 상태에 있는지의 여부를 판정하는데 이용될 수 있다. 다른 회로도 이용될 수 있다.
도 14는 이용될 수 있는 다른 회로를 나타내고 있다. 파이(Φ) 및 파이-바()는 각각의 스위치를 제어하는 두 신호를 나타낸다. 하나의 기간 동안,
Figure pct00002
스위치가 폐쇄되는 한편, Φ 스위치는 개방된다. 열방향(Col) 전압과 행방향(Row) 전압 간의 전압차의 전류값이 간섭계 변조기 상에 나타난다. 전압차의 어떠한 변화도 간섭계 변조기를 통한 전류 흐름을 가져온다. 그러나, 이것은, Φ 스위치가 그 둘을 차단하고 간섭계 변조기 전류가
Figure pct00003
스위치를 통해 접지에 접지되기 때문에 출력 전압(Vout)에 영향을 미치지 않을 것이다. 이들 스위치의 이러한 구성은 간섭계 변조기를 초기화하는데 이용될 수 있다.
반대의 구성에 있어서,
Figure pct00004
스위치가 개방되고 Φ 스위치는 폐쇄된다. 전압차의 어떠한 변화도 재차 간섭계 변조기를 통한 전류 흐름을 가져오지만, 이 전류는 커패시터(C)를 통해 간다. 이 경우, 적산기 회로 출력(Vout)은 간섭계 변조기를 통한 전하 이동에 비례한다. 따라서, 도 14의 회로는 간섭계 변조기를 구동하는데 이용되는 전류 혹은 전하를 감지하여 그 상태를 결정하는데 이용될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 열방향(Col) 전압과 행방향(Row) 전압은 열방향 전압과 행방향 전압과는 다른 신호일 수 있다. 예를 들어, 열방향(Col) 전압과 행방향(Row) 전압 중 하나가 접지되어 있을 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 적산기는 필요한 경우 적산기 출력 전압(Vout)을 리셋하도록 구성된 리셋 회로를 지닌다.
몇몇 실시형태에서는, 음의 변이용의 전류 혹은 전하를 감지하는데 이용되는 것과는 다른 회로를 이용해서 양의 변이용의 전류 혹은 전하를 감지하는 것이 바람직하다. 이것은, 예를 들어, 다음의 변이가 간섭계 변조기 상에서 구동되고 있는 상태에서 변이의 결과가 분석될 수 있으므로 유용할 수 있다. 도 15는 그러한 구성을 도시하고 있다. 스위치(φ0)는 간섭계 변조기를 초기화하기 위하여 폐쇄되고, 스위치(φ1)는 양의 변이를 위해 폐쇄되며, 스위치(φ2)는 음의 변이를 위해 폐쇄된다. 이 회로에 의하면, 다음의 변이가 간섭계 변조기가 상태 변화되었는지의 여부를 판정하도록 테스트될 이전의 변이의 적산된 전하를 대기하는 일없이 간섭계 변조기에 인가될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 적산기는 각각 필요한 경우 적산기 출력 전압(Vout)을 리셋하도록 구성된 리셋 회로를 지닐 수 있다.
도 16은 전류 혹은 전하 감지 회로(500)의 개략도를 도시하고 있다. 회로(500)는 전술한 다른 역치 전압을 측정하는데 이용되는 것과 유사한 방법으로 누화 역치를 측정하는데 이용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 누화 역치는 테스트 간섭계 변조기가 다른 간섭계 변조기에 인가된 구동 전압의 결과로서 바람직스럽지 못하게 상태를 변화시키는지의 여부를 판정함으로써 측정된다. 몇몇 실시형태에 있어서, 적산기는 필요한 경우 적산기 출력 전압(Vout)을 리세하도록 구성된 리셋 회로를 지닌다.
테스트 간섭계 변조기(501) 및 다른 간섭계 변조기(502)의 상태를 초기화하기 위하여, 스위치(φ2)가 폐쇄되고 스위치(φ1)는 개방된다. 이어서, (Vin1) 및 (Vin2)는 간섭계 변조기(501), (502)의 상태를 초기화하는데 이용된다. 간섭계 변조기(501), (502)는 작동 상태 혹은 해제 상태로 초기화될 수 있고, 동일한 상태로 혹은 다른 상태로 초기화될 수도 있다. 결정될 누화 역치가 누화 해제 역치이면, 테스트 간섭계 변조기(501)는 작동 상태로 초기화된다. 마찬가지로, 결정될 누화 역치가 누화 작동 역치이면, 테스트 간섭계 변조기(501)는 해제 상태로 초기화된다.
일단 초기화되면, 테스트 간섭계 변조기(501)는 (Vin1) 상에서 테스트 전압으로 유지된다. 결정될 누화 역치가 양의 누화 역치이면, 테스트 간섭계 변조기(501)는 양의 테스트 전압으로 유지된다. 마찬가지로, 결정될 누화 역치가 음의 누화 역치이면, 테스트 간섭계 변조기(501)는 음의 테스트 전압으로 유지된다.
일단 테스트 전압이 테스트 간섭계 변조기(501)에 인가되면, 스위치(φ2)가 개방되고 스위치(φ1)는 폐쇄되어 적산기(505)를 간섭계 변조기(501), (502)에 접속시킨다. (Vin2)는 간섭계 변조기(502)의 상태를 변화시키기 위하여 변화된다. 예를 들어, 간섭계 변조기(502)가 해제 상태로 초기화되면, (Vin2)는 해제 입력 전압으로부터 양의 작동 전압으로 변화될 수 있다. (Vin2)에서의 변화는 테스트 간섭계 변조기(501)의 상태변화를 초래할 수도 있다. 이것은 공유 임피던스가 적절하고 테스트 간섭계 변조기(501)에 인가된 테스트 전압이 해당 테스트 간섭계 변조기(501)를 그의 초기 상태로 유지하는데 불충하다면 일어날 것이다.
적산기의 출력(Vout)은 테스트 간섭계 변조기(501)가 상태변화되었는지의 여부를 나타낼 것이다. (Vin2)에서의 전압 변화는 전하량을 공통 노드(N1) 상에 주입시키게 된다. 이론적인 이해를 통해서 그리고 실험을 통해서, 주입된 전하량은 공지되어 있다. 테스트 간섭계 변조기(501)가 상태변화되지 않는다면, 그 출력(Vout)은 주입된 전하를 흡수하기 위하여 공지된 방식으로 변화할 것이다. 예를 들어, (Vin2)가 음의 유지 전압으로부터 양의 작동 전압으로 변화하면, 공통 노드(N1) 상에 주입된 전하로 인해 적산기가 출력(Vout)을 공지된 양만큼 낮춰 공통 노드(N1)로부터의 전하를 제거시킨다. 그러나, 테스트 간섭계 변조기(501)가 상태를 변화시킨다면, 해당 테스트 간섭계 변조기(501)는 주입된 전하의 일부를 흡수하거나 추가의 전하를 주입할 것이다. 따라서, 테스트 간섭계 변조기(501)가 상태를 변화시킨다면, 출력(Vout)은 간섭계 변조기(502) 단독으로부터 주입된 전하로부터 예상된 값과는 다를 것이다. 간섭계 변조기(501)가 상태를 변화시킨 경우, 전하는 테스트 간섭계 변조기(501)가 작동하는지 해제되는지의 여부, 그리고 (Vin1)에서의 테스트 전압이 양인지 음인지의 여부에 따라서 간섭계 변조기(501)에 의해 공통 노드(N1)에 대해서 주입되거나 흡수된다. 예를 들어, 테스트 간섭계 변조기(501)가 양의 테스트 전압을 지닌 작동 상태로 유지되고, (Vin2)에서의 변화가 테스트 간섭계 변조기(501)를 해제 상태로 변화시킨다면, 추가의 전하가 하나의 공통 노드(N1) 속으로 주입될 것이다. 적산기는 다른 간섭계 변조기(502)로부터 주입된 전하와 함께 추가의 전하를 적산할 것이고, 그 결과 적산기의 출력(Vout)은 적산기가 다른 간섭계 변조기(502) 단독으로부터의 전하를 적산했던 경우보다 낮게 될 것이다. 테스트 간섭계 변조기(501)가 양의 테스트 전압을 지닌 작동 상태에서 유지되고 있는 것이 공지이면, 양의 테스트 전압은 다른 간섭계 변조기(502)가 구동되고 있을 때 테스트 간섭계 변조기(501)를 작동 상태로 유지하기에 불충분하다.
따라서, 양의 누화 작동 역치를 측정하기 위하여, 일련의 양의 테스트 전압이 테스트 간섭계 변조기(501)에 인가되고, 구동 전압이 상기 일련의 테스트 전압의 각각 후에 다른 간섭계 변조기(502)에 인가된다. 적산기(505)의 출력(Vout)은, 각 구동 전압이 인가된 후 테스트 간섭계 변조기(501)가 상태를 변화시키는지의 여부를 판정하도록 모니터된다. 양의 누화 작동 역치는 해당 테스트 간섭계 변조기(501)에 인가되는 최소의 테스트 전압으로, 이것은 다른 간섭계 변조기가 작동 상태 혹은 해제 상태로 상태를 변화시킬 경우 테스트 간섭계 변조기(501)를 해제시키지 않게 된다.
유사한 방법을 이용해서, 다른 누화 역치가 측정될 수 있다. 예를 들어, 양의 누화 해제 역치는 테스트 간섭계 변조기(501)에 인가되는 최대 테스트 전압으로, 이것은 다른 간섭계 변조기가 작동 상태 혹은 해제 상태로 상태를 변화시킬 경우 테스트 간섭계 변조기(501)를 작동시키지 않게 된다.
도 16을 참조하여 설명된 방법은 어레이의 개별적인 간섭계 변조기에 인가될 수 있다. 예를 들어, 테스트 간섭계 변조기(501)는 상기 어레이의 제1열에 있을 수 있고, 다른 간섭계 변조기(502)는 상기 어레이의 제2열에 있을 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 테스트 간섭계 변조기(501) 및 다른 간섭계 변조기(502)는 상기 어레이의 동일 행 내의 인접한 열에 있을 수 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 기타 역치 전압은 누화 역치를 측정하기 전에 측정된다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 DC 역치는 플래시 역치 전에 측정되고, 누화 역치는 플래시 역치 후에 측정된다. 몇몇 실시형태에 있어서, DC 역치는 플래시 역치를 측정하는데 이용되는 변이에 대한 개시 혹은 종료 전압을 결정하는데 이용된다. 몇몇 실시형태에 있어서, 플래시 역치는 누화 역치를 측정하는데 이용되는 변이에 대한 개시 혹은 종료 전압을 결정하는데 이용된다.
몇몇 실시형태에 있어서, 상기 방법은 상기 어레이로부터 분리된 간섭계 변조기에 인가된다. 상기 어레이에 부가해서, 2개 이상의 추가의 간섭계 변조기가 적산기 회로와 함께 제작될 수 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 추가의 간섭계 변조기 및 적산기 회로는 어레이용의 역치를 결정하는데 이용될 수 있는 특성화 회로를 적어도 부분적으로 구성할 수 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 측정된 역치는 디스플레이 어레이의 소자들 모두에 두루 인가될 것이고, 측정은 거대한 그룹의 요소들에 대해서 수행될 수 있다. 예를 들어, 어레이의 부분, 예컨대, 행 혹은 열, 또는 행들 및 열들의 그룹은 동시에 테스트될 수 있고, 역치는 해당 그룹의 일괄적인 수행에 의거해서 결정될 수 있다. 역치에 대한 기준은 임의로 설정될 수 있다. 예를 들어, 해제 역치는 해당 역치가 그룹의 모든 소자가 해제되는 전압이 되도록 설정될 수 있다. 마찬가지로, 해제 역치는 적어도 소정의 최소한의 개수의 그룹이 해방되도록 설정될 수도 있다.
또한, 다수의 테스트가 동일 간섭계 변조기에 대해 혹은 동일 그룹의 간섭계 변조기에 대해 수행될 수 있다. 이 테스트로부터 수집된 정보는 알고리즘에 의거해서 역치를 결정하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 역치는 소망의 거동을 적어도 90%의 시간 일으키는데 충분한 값으로서 규정될 수 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 적산기 혹은 적산기들은 각 측정 후에 리셋되지 않는다. 이러한 실시형태에 있어서, 역치 전압은 이하의 단계를 수행하면서 전류 혹은 전하를 적산함으로써 측정될 수 있다: 1) 유지 전압으로부터 시작하는 전압 변이를 인가함으로써 테스트 간섭계 변조기를 소망의 상태로 초기화하는 단계; 2) 테스트 전압을 상기 테스트 간섭계 변조기에 인가하는 단계; 및 3) 상기 유지 전압을 재차 인가하는 단계. 간섭계 변조기가 테스트 전압의 결과로서 상태를 변화시키지 않았다면, 적산된 전류 혹은 전하는 거의 제로로 될 것이다. 그러나, 간섭계 변조기가 상태를 변화시킨다면, 적산된 전하는 제로로 되지 않을 것이다.
도 16의 회로는 간섭계 변조기의 그룹의 응답을 측정하는데 이용될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 테스트된 간섭계 변조기의 절반은 양의 변이로 구동되고, 나머지 절반은 음의 변이로 구동된다. 모든 간섭계 변조기가 개시되어 동일한 상태로 유지된다면 적산된 전류 혹은 전하는 거의 제로로 되어야만 한다.
도 18은 테스트 회로를 지닌 디스플레이(600)의 개략도이다. 해당 디스플레이는 화소 어레이(610)를 포함하며, 이때 각 화소는 커패시터로 표시된다. 상기 디스플레이는 또한 테스트 행(620), 행방향 드라이버(들)(630), 열방향 드라이버(들)(640) 및 적산기(650)를 포함한다.
본 실시형태에 있어서, 테스트 행(620)은 열의 구동된 단부에서 화소로 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 테스트 행(620)은 각종 다른 위치에, 예컨대, 어레이의 중앙 부분에 혹은 열방향 드라이버(640)로부터 열의 반대 단부에 있다. 몇몇 실시형태에서는, 다수의 테스트 행이 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 테스트 행(620)은 사용자에게 화상을 표시하는 어레이(610)의 부분이 아니다. 그러나, 다른 실시형태에서는, 테스트 신호의 적절한 타이밍에서, 테스트 행(620)은 교정으로부터 일어나는 가시적인 인공물이 거의 혹은 전혀 없는 화상 영역의 일부이다.
행방향 및 열방향 드라이버(630), (640)는 정상 동작 동안 화상을 표시도록 행 및 열을 구동하고, 교정이 일어나는 동안 교정 패턴을 지닌 행 및 열을 구동하도록 구성되어 있다. 테스트 행(620)의 일단부는 화상 영역 행들과 동일한 방식으로 표준 행방향 드라이버로부터 구동된다. 비교정(non-calibration) 기간 동안, 테스트 화소가 시간 경과에 따라 화상 영역 내의 화소와 유사한 구동 전압의 세트를 경험하는 것을 확실하게 하기 위하여 적절한 행방향 신호가 인가될 수 있다. 예를 들어, 테스트 행 신호는 디스플레이의 중앙에 있는 행과 간단히 정합할 수 있다. 교정 동안, 테스트 행은 테스트 신호에 의해 구동되거나 혹은 기준 전압(예컨대, 접지)에 접속된다.
일단 테스트 행이 교정 측정을 위해 준비되면, 드라이버로부터 분리된다. 테스트 행(620)의 행방향 드라이버(631)용의 스위치(632)는 이것을 달성하도록 구성되어 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 행방향 드라이버들 자체는 그들이 구동되는 행으로부터 차단되도록 구성되어 있다. 예를 들어, 행방향 드라이버들은 각각 3개의 구동 전압 중 하나에 행방향 라인을 접속하는 3개의 통과 트랜지스터를 포함할 수 있다. 분리된 상태는 3개의 통과 트랜지스터 모두를 오프상태로 함으로써 간단히 달성될 수 있고 추가의 스위치는 불필요하다.
테스트 행은, 행방향 드라이버로부터 분리되면, 가상 접지로서 역할하는 적산기(650)의 입력에 접속된다. 도시된 실시형태에 있어서, 적산기(650)는 테스트 행 드라이버(631)와는 반대쪽에 있는 테스트 행(620)의 단부에 접속된다. 다른 실시형태에 있어서, 적산기(650)는 다른 위치(예컨대, 테스트 행 드라이버(631)과 동일한 단부)에서 테스트 행(620)에 접속될 수 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 역치 전압을 결정하는 방법은 테스트 행을 따라 화소의 상태를 결정하는 차동 전기용량 측정법(differential capacitance measurement)을 이용한다. 도 19에 예시된 측정은, 적산기(650)에 의해 유지 기준 전압에서 테스트 행(620)이 유지된 상태에서 일어난다. 유지 기준 전압에 있는 테스트 행(620)에 의하면, 열들이 번갈아 각각 양의 바이어스 전압과 음의 바이어스 전압에서 유지된다. 화소의 상태를 결정하기 위하여, 모든 열의 극성이 전환된다. Cpix _i가 테스트 행을 따라 i번째 화소의 전기용량이면, 각 부분이 전환될 경우 테스트 행에 주입된 총 전하는 이하의 수학식 1로 표현된다:
Figure pct00005
모든 화소가 동일한 상태에 있고 동일한 전기용량 (Cpix _i = Cpix)을 지닌다면, 테스트 행에 주입되어 적산기에 의해 측정된 총 전하는 이하의 수학식 2와 같이 제로이다:
Figure pct00006
하나 이상의 화소가 측정 동안 상이한 상태에 있다면, 수학식 1에서의 두 항은 소거되지 않고 네트(net) 전하가 적산기(650)에 의해 측정된다. 예를 들어, 모든 화소 그러나 테스트 행 내에 있는 것은 해제 상태이고 Cpix _ rel의 전기용량을 지니며, 하나의 작동 화소는 Cpix _ act의 전기용량을 지니며 양의 상태로 가는 부분(positive going segment)에 접속되는 것으로 가정하자. 적산기에서 수집된 총 전하는 이하의 수학식 3으로 표현된다:
Figure pct00007
예를 들어, 작동 화소가 음의 상태로 가는 부분에 접속되면, 측정된 전하는 음이다. 222㎛ 사각 화소를 지닌 이색성 디스플레이에 대해서, 작동 상태에 있는 단일의 화소로부터 생긴 적산된 전하인 Cpix _ act
Figure pct00008
12pF 및 Cpix _ rel
Figure pct00009
3pF는 ~100pC(VBIAS
Figure pct00010
5.5v인 것으로 가정)로 이것은 검출가능하다. 더 많은 화소가 작동되면, 측정 전하는 직선적으로 증가한다.
적산기(650)는 양의 상태로 가는 부분에 접속된 총 화소 전기용량과 음의 상태로 가는 부분에 접속된 총 화소 전기용량 간의 차이를 측정한다. 이와 같이 해서, 적산기(650)로부터의 출력 신호는 양의 상태로 가는 부분에 접속된 작동 화소의 수와 음의 상태로 가는 부분에 접속된 개수 간의 차이에 비례한다. 이 비례는 상기 교정 방법에서 이용된다.
도 20은 작동 전압을 확립하는데 이용될 수 있는 교정방법을 예시하고 있다. 이 방법은, 예를 들어, 기동 시 및/또는 간헐적으로 동작 동안 이용될 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 양 및 음의 작동 전압이 결정된다.
도 20은 디스플레이의 테스트 행(620) 및 행들에 인가된 교정 테스트 신호를 나타내고 있다. 테스트 행(620)은 해당 테스트를 통해 테스트 기준 전압을 입수한다. 본 실시형태에 있어서, 기준 전압은 Ov이다. 짝수 열 및 홀수 열은 반대 극성을 지닌 테스트 신호를 입수한다. 다른 실시형태에 있어서, 열들은 다른 방식으로 개별의 그룹으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이의 왼쪽에 있는 열들은 디스플레이의 오른쪽에 있는 열들과는 반대 극성을 지닌 테스트 신호를 입수할 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 하나의 그룹 내의 화소의 개수는 두번째 그룹의 개수와는 다르다. 몇몇 실시형태에서는, 어느 그룹에도 하나 이상의 화소는 없다.
본 실시형태에 있어서, 짝수 화소 및 홀수 화소는 크기가 증가하는 테스트 신호를 입수하며, 이들 테스트 신호들 간에는 해제 신호를 지닌다. 전술한 바와 같이, 행방향 전압과 열방향 전압 간의 차이의 크기가 화소의 해제 역치 이하인 한편, 화소는 해제 상태로 될 것이다. 일단 테스트 신호의 크기가 작동 역치보다 크면, 화소는 작동할 것이다. 해제 신호가 각 테스트 신호 사이에서 구동되기 때문에, 화소는 각 테스트 신호 후에 해제된다.
도 20은 또한 테스트 신호의 각각 동안 테스트 행 상에 주입된 전하를 적산함으로써 화소가 상이한 상태에 있는지의 여부를 판정하는 적산기(650)의 출력을 도시하고 있다.
시간 기간 T1 동안, 열방향 테스트 신호는 화소의 작동 역치보다 작다. 따라서, T1 동안, 화소는 해제 상태인 채로 있다. 그 결과, 적산기(650)에서 적산된 전하는 실질적으로 0이며, 적산기(650)의 출력은 Ov인 채로 있다.
시간 기간 T2 동안, 짝수 열 및 홀수 열의 화소들은 테스트 에지(test edge)(711), (721)에 의해 구동되는 한편 적산기(650)는 테스트 에지(711), (721)에 의해 테스트 행 상에 주입된 전하를 적산한다. 짝수 열 테스트 신호의 레벨(710)은 양의 작동 역치(VACT +)보다 크기 때문에, 짝수 열의 화소들이 작동한다. 그러나, 홀수 열의 레벨(720)은 음의 작동 역치(VACT -)보다 크고, 홀수 열의 화소들은 해제 상태인 채로 있다. 짝수 열들이 작동하고 홀수 열들이 해제되어 있기 때문에, 홀수 열들의 해제된 화소의 보다 낮은 전기용량으로부터 주입된 전하는 짝수 열들의 보다 높은 전기용량의 작동된 화소로 인해 주입된 전하를 상쇄하는데 불충분하다. 그 결과, 적산기(650)의 출력은 불균형 상태를 보인다. 해당 불균형 상태의 극성은 양의 테스트 에지(711)의 인가 동안 짝수 열이 작동된 것을 나타낸다. 따라서, 양의 작동 역치(VACT +)는 양의 테스트 신호의 레벨(720)에 의거해서 결정될 수 있다.
마찬가지로, 시간 기간 T2 동안, 짝수 열 및 홀수 열의 화소는 테스트 에지(731), (741)에 의해 구동되는 한편 적산기(650)는 테스트 에지(731), (741)에 의해 테스트 행 상에 주입된 전하를 적산한다. 홀수 열 테스트 신호의 레벨(730)은 양의 작동 역치(VACT +)보다 크기 때문에, 홀수 열의 화소들이 작동한다. 그러나, 짝수 열의 레벨(740)은 음의 작동 역치(VVACT -)보다 크고, 짝수 열의 화소들은 해제 상태인 채로 있다. 짝수 열들이 해제되고 홀수 열들이 작동되고 있기 때문에, 짝수 열들의 해제된 화소의 보다 낮은 전기용량으로부터 주입된 전하는 홀수 열들의 보다 높은 전기용량의 작동된 화소로 인해 주입된 전하를 상쇄하는데 불충분하다. 그 결과, 적산기(650)의 출력은 불균형 상태를 보인다. 해당 불균형 상태의 극성은 양의 테스트 에지(731)의 인가 동안 홀수 열이 작동된 것을 나타낸다. 따라서, 양의 작동 역치(VACT +)는 양의 테스트 신호의 레벨(740)에 의거해서 결정될 수 있다.
시간 기간 T4 동안, 짝수 열 및 홀수 열의 양쪽 모두에 대한 양의 테스트 신호의 레벨은 양의 작동 역치(VACT +)보다 크다. 또한, 짝수 열 및 홀수 열의 양쪽 모두에 대한 음의 테스트 신호의 레벨은 음의 작동 역치(VACT -)보다 작다. 따라서, 짝수 열 및 홀수 열의 양쪽 모두의 화소는 테스트 신호의 각각에 응답해서 작동한다.
위에서처럼, 적산기(650)는 테스트 신호에 의해 테스트 행 상에 주입된 전하를 적산한다. 짝수 열 및 홀수 열은 양쪽 모두 테스트 신호에 의해 작동되므로, 짝수 열의 보다 높은 전기용량으로부터 주입된 전하는 작동된 홀수 열의 보다 높은 전기용량의 해제로 인해 주입된 전하를 실질적으로 상쇄한다. 그 결과, 적산기(650)의 출력은 어떠한 불균형 상태도 보이지 않는다. 불균형 상태가 없는 제1부분은 음의 최대 작동 역치(VACT -)를 나타낸다. 따라서, 음의 작동 역치(VACT -)는 불균형 상태가 없는 상기 제1부분에서 음의 테스트 신호의 레벨에 의거해서 결정될 수 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 상기 수순은 반대 극성으로 반복된다. 이것은 짝수 화소와 홀수 화소의 차이를 결정하는데 이용될 수 있다.
전술한 수순은 양인 쪽(오프셋이 음인 경우) 혹은 음인 쪽(양의 오프셋)에서 작동하는 제1화소를 검출할 것이다. 양인 쪽의 화소가 모두 작동하는 것이 아니면, 다른 극성에서 작동하는 제1화소를 검출하는 것은 덜 간단할 수 있다. 전하 주입은 일단 모든 화소가 두 극성에서 작동한다면 단지 충분히 균형을 이룰 것이다. 이 곤란성은 적산기기 두 그룹 간의 최소 (단일 화소) 차이와 최대 (M/2 화소) 차이를 망라하는 충분한 동적 영역을 지니는 것을 확실하게 함으로써 극복될 수 있다. 음인 쪽(음의 오프셋인 것으로 가정)에서의 작동 개시는 이어서 적산기 출력의 제1저감으로서 검출될 것이다.
이 방법은 화소가 제로 오프셋을 지니도록 일어날 경우 부족한 전위를 지닌다. 양인 쪽과 음인 쪽에서의 작동은 상쇄될 것이다. 이것에 대처하기 위하여, 몇몇 실시형태에 있어서, 작동 전압이 발견되지 않는다면, 테스트 수순은 대칭을 제거하도록 0v 이외의 다른 초기 오프셋으로 반복된다. 또 이것에 대처하기 위하여, 몇몇 실시형태에 있어서, 양 및 음의 구동 전압 레벨은 개별적으로 증분된다. 이것은 화소 전기용량이 모두 동일하다고 해도(양 및 음의 전압이 동등하지 않을 경우 홀수 및 짝수 부분에 대한 전압 요동이 동등하지 않을 것임) 주입된 전하 속으로 비대칭을 도입하지만, 이 오프셋은 측정 해석에서 해명될 수 있다.
도 20의 테스트 수순은 테스트 전압에서의 단순한 선형 램프(linear ramp)를 나타낸다. 다른 테스트 알고리즘이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 화소가 각 테스트 사이에 해제되므로, 이진 탐색이 이용될 수 있다.
각 진폭, 50mV의 전압 스텝 및 (7.5V-1.75V = 5.75V)의 전체 테스트 범위, 1ms의 단일 펄스 테스트 시간(작동 및 해제 펄스 및 적산기 설치) 및 8-스텝 이진 탐색(5.75/0.05~27)에서의 2개의 테스트 펄스에 의하면, 이 수순의 테스트 시간은 ~2*8*1ms = 16ms로 추산될 수 있다.
도 21은 해제 전압을 확립하는데 이용될 수 있는 교정 방법을 예시하고 있다. 이 방법은, 예를 들어, 개시 시 및/또는 간헐적으로 동작 동안 이용될 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 양 및 음의 해제 전압이 결정된다.
도 21은 디스플레이의 테스트 행(620) 및 열에 인가되는 교정 테스트 신호를 나타내고 있다. 테스트 행(620)은 테스트를 통해 테스트 기준 전압을 입수한다. 본 실시형태에 있어서, 기준 전압은 Ov이다. 짝수 열 및 홀수 열은 반대 극성을 지닌 테스트 신호를 입수하고, 이것은 작동 전압과 전위 해제 전압(potential release voltage) 간에 번갈아 일어난다. 다른 실시형태에 있어서, 열들은 다른 방법으로 개별의 그룹으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이의 왼쪽에 있는 열은 디스플레이의 오른쪽에 있는 열과는 반대의 극성을 지닌 테스트 신호를 입수할 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 하나의 그룹 내의 화소의 개수는 제2그룹 내의 화소의 개수와는 다르다. 몇몇 실시형태에서는, 어느 그룹에도 하나 이상의 화소도 없다.
본 실시형태에 있어서, 짝수 화소 및 홀수 화소는 작동 및 전위 해제 전압 간에 번갈아 일어나는 테스트 신호를 입수하며, 이때 전위 해제 전압은 감소하는 크기를 지닌다. 전술한 바와 같이, 행방향 전압과 열방향 전압 간의 차이의 크기는 화소의 작동 역치보다 큰 반면, 화소는 작동 상태에 있을 것이다. 일단 테스트 신호의 허용범위가 해제 역치보다 작다면, 화소가 해제될 것이다. 작동 신호가 전위 해제 신호의 각각 사이에서 구동되므로, 화소는 각 전위 해제 신호 후에 작동된다. 또한, 짝수 열 신호 및 홀수 열 신호가 반대 극성이므로, 전위 해제 신호가 짝수 열 및 홀수 열의 어느 한쪽에 인가되는 한편, 작동 신호가 짝수 열 및 홀수 열의 다른 쪽에 인가된다.
도 21은 또한 전위 해제 신호의 각각 동안 테스트 행 상에 주입된 전하를 적산함으로써 화소가 상이한 상태에 있는지의 여부를 판정하는 적산기(650)의 출력을 나타낸다.
시간 기간 T1 동안, 전위 해제 신호는 화소의 음의 해제 역치(VREL -)보다 작다. 따라서, T1 동안, 화소들은 작동 상태인 채로 있다. 그 결과, 적산기(650)에서의 적산된 전하는 실질적으로 0이고, 적산기(650)의 출력은 0v인 채로 있다.
시간 기간 T2 동안, 짝수 열 테스트 신호의 레벨(810)은 음의 해제 역치(VREL -)보다 크다. 따라서, 짝수 열의 화소는 해제된다. 그러나, 홀수 열은 이에 인가되는 작동 전압 때문에 작동 상태인 채로 있다. 짝수 열들은 해제되고 홀수 열들은 작동되고 있기 때문에, 짝수 열의 해제된 화소들의 보다 낮은 전기용량으로부터 주입된 전하는 작동된 홀수 열들의 보다 높은 전기용량에 의해 주입된 전하를 상쇄시키기에 불충분하다. 그 결과, 적산기(650)의 출력은 불균형 상태를 보인다. 따라서, 음의 해제 역치(VREL -)는 테스트 신호의 레벨(810)에 의거해서 결정될 수 있다.
시간 기간 T3 동안, 전위 해제 신호는 화소의 음의 해제 역치(VREL -)보다 작다. 따라서, T3 동안, 화소는 작동 상태인 채로 있다. 그 결과, 적산기(650)에서의 적산된 전하는 실질적으로 0이며, 적산기(650)의 출력은 0v인 채로 있다.
시간 기간 T4 동안, 짝수 열 및 홀수 열의 양쪽 모두의 전위 해제 전압의 레벨은 음의 해제 역치(VREL -)보다 크다. 따라서, 짝수 열 및 홀수 열의 화소는 해제된다. 짝수 열 혹은 홀수 열 중 한쪽이 여기에 인가된 전위 해제 테스트 전압에 응답해서 해제되는 한편, 짝수 열 및 홀수 열 중 다른 쪽이 작동 전압을 입수한다. 따라서, 짝수 열 혹은 홀수 열 중 한쪽이 해제되고 짝수 열 혹은 홀수 열 중 다른 쪽이 작동되기 때문에, 해제된 화소들의 보다 낮은 전기용량으로부터 주입된 전하는 작동된 화소들의 보다 높은 전기용량에 의해 주입된 전하를 상쇄시키기에 불충분하다. 그 결과, 적산기(650)의 출력은 불균형 상태를 보인다.
시간 기간 T5 내지 T8 동안, 짝수 화소 및 홀수 화소는 작동 전압과 전위 해제 전압 간에 번갈아 나타나는 테스트 신호를 입수하며, 이때 전위 해제 전압은 양인 동시에 감소하는 크기를 지닌다.
시간 기간 T5 동안, 전위 해제 신호는 화소의 양의 해제 역치(VREL +)보다 크다. 따라서, T5 동안, 화소들은 작동 상태인 채로 있다. 그 결과, 적산기(650)에서의 적산된 전하는 실질적으로 0이며, 적산기(650)의 출력은 0v인 채로 있다.
시간 기간 T6 동안, 홀수 열 테스트 신호의 레벨(820)은 양의 해제 역치(VREL +)보다 작다. 따라서, 홀수 열들의 화소가 해제된다. 그러나, 짝수 열들은 여기에 인가된 작동 전압 때문에 작동된 채로 있다. 홀수 열들이 해제되고 짝수 열들이 작동되고 있기 때문에, 홀수 열들의 해제된 화소들의 보다 낮은 전기용량으로부터 주입된 전하는 작동된 짝수 열들의 보다 높은 전기용량에 의해 주입된 전하를 상쇄시키기에 불충분하다. 그 결과, 적산기(650)의 출력은 불균형 상태를 보인다. 따라서, 양의 해제 역치(VREL +)는 테스트 신호의 레벨(820)에 의거해서 결정될 수 있다.
시간 기간 T7 동안, 홀수 열 및 짝수 열의 양쪽 모두의 전위 해제 신호는 화소의 양의 해제 역치(VREL +)보다 크다. 따라서, T7 동안, 화소들은 작동 상태인 채로 있다. 그 결과, 적산기(650)에서의 적산된 전하는 실질적으로 0이며, 적산기(650)의 출력은 0v인 채로 있다.
시간 기간 T8 동안, 짝수 열 및 홀수 열의 양쪽 모두의 전위 해제 전압의 레벨은 양의 해제 역치(VREL +)보다 작다. 따라서, 짝수 열 및 홀수 열의 화소는 해제된다. 짝수 열 혹은 홀수 열 중 한쪽이 여기에 인가된 전위 해제 테스트 전압에 응답해서 해제되는 한편, 짝수 열 혹은 홀수 열 중 다른 쪽이 작동 전압을 입수한다. 따라서, 짝수 열 혹은 홀수 열 중 한쪽이 해제되고 짝수 열 및 홀수 열 중 다른 쪽이 작동되고 있기 때문에, 해제된 화소들의 보다 낮은 전기용량으로부터 주입된 전하는 작동된 화소들의 보다 높은 전기용량에 의해 주입된 전하를 상쇄시키기에 불충분하다. 그 결과, 적산기(650)의 출력은 불균형을 보인다.
도 21의 실시형태는 단일의 선형 탐색을 도시하고 있지만, 기타 탐색 알고리즘도 이용될 수 있다. 예를 들어, 이진 탐색이 이용될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 양측과 음측에 대한 측정은 해당 측정 동안 대전되는 임의의 화소를 최소화하기 위하여 보다 양호한 전체적인 구동 균형을 유지하도록 제시간에 비월주사(interlaced)될 수 있다.
도 20과 관련하여 설명한 것과 유사한 근사를 이용해서, 도 21의 실시형태에 대한 테스트 시간은 각 극성에 대해서 약 16ms, 총 32ms로서 추산된다.
도 22는 오프셋 전압을 조정하는데 이용될 수 있는 교정 방법을 예시하고 있다. 화소의 작동 및 해제 거동은 약 0v에서 반드시 대칭일 필요는 없다. 화소 거동이 대칭인 것에 대한 전압(오프셋 전압)을 이용하는 것은 장치의 개량된 동작을 가능하게 한다. 이 방법은, 예를 들어, 개시 시 및/또는 간헐적으로 동작 동안 이용될 수 있다. 본 실시형태는 양 및 음의 해제 상태에서의 화소 간의 전기용량에 균형을 이루는 오프셋 전압을 결정하는 방법을 포함한다.
도 22는 디스플레이의 열에 그리고 테스트 행(620)에 인가되는 테스트 신호를 도시한다. 테스트 행(620)이 일련의 전위 오프셋 전압(potential offset voltage)을 입수하고, 이것은 각각 양 및 음의 해제 상태에 있는 화소의 전기용량의 동등성을 결정하도록 테스트된다. 짝수 열 및 홀수 열은 반대 극성의 테스트 신호를 입수한다. 다른 실시형태에 있어서, 열은 다른 방식으로 개별적인 그룹으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이의 왼쪽 상의 열은 디스플레이의 오른쪽 상의 열과는 반대 극성의 테스트 신호를 입수할 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 하나의 그룹 내의 화소의 수는 제2그룹 내의 수와는 상이하다. 몇몇 실시형태에 있어서, 어느 그룹에도 하나 이상의 화소가 없다.
해제 상태로 초기화된 후, 테스트 행(620)에 인가된 각 전위 오프셋 전압에 대해서, 동등하지만 반대 펄스가 짝수 열 및 홀수 열에 인가되고, 이것은 동등하지만 반대 바이어스 전압으로 바이어스된다. 본 실시형태에 있어서, 짝수 열들은 양의 해제 상태에 있고, 홀수 열들은 음의 해제 상태에 있다. 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서의 펄스의 극성은 열방향 전극과 행방향 전극 간의 전압차를 증가시킨다. 양 및 음의 해제 상태 및 펄스 극성의 다른 구성도 이용될 수 있다.
테스트 행(620)은 전위 오프셋 전압에서 유지되는 한편, 테스트 펄스는 짝수 열 및 홀수 열에 인가되고, 적산기(650)는 테스트 행(620) 상의 짝수 열 및 홀수 열에 의해 주입된 전하를 적산한다. 전위 오프셋 전압이 결정될 미지의 오프셋 전압과 동등하지 않다면, 양의 해제 상태(짝수 열)에 있는 화소 및 음의 해제 상태(홀수 열)에 있는 화소는 상이한 전기용량을 지닐 것이다. 전술한 바와 같이, 상이한 전기용량 때문에, 동등하지만 반대 펄스의 결과로서 짝수 열 및 홀수 열의 각각으로부터 주입된 전하는 상이한 크기를 지닐 것이다. 따라서, 짝수 열로부터 주입된 전하는 홀수 열로부터 주입된 전하를 상쇄하지 못할 것이고, 적산기(650)는 그 차이에 의거해서 신호를 출력할 것이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 시간 기간 T1 동안, 테스트 행(620)에 인가된 전위 오프셋 전압은 결정될 미지의 오프셋 전압보다 작다. 그 결과, 테스트 행과 짝수 열 간의 유효 전압차는 테스트 행과 홀수 열 간의 유효 전압차보다 크다. 이것은 짝수 열의 전기용량을 홀수 열의 전기용량보다 크게 한다. 이것이 일어나는 이유는 화소의 광학적 적층부와 가요성 막 간의 거리(따라서 전기용량)가 테스트 행방향 전압과 열방향 전압 간의 유효 전압차와 관련이 있기 때문이다.
전술한 바와 같이, 짝수 열의 보다 높은 전기용량이 홀수 열의 보다 낮은 전기용량보다 테스트 행(620) 상에 더 많은 전하를 주입한다. 도시된 바와 같이, 시간 기간 T1 동안, 적산기 출력은 주입된 전하가 불균형 상태인 것을 나타낸다. 적산기 출력의 극성은 양의 테스트 펄스(짝수 열)를 입수하고 있는 열이 음의 테스트 펄스(홀수 열)를 입수하고 있는 열보다 더 많은 전하를 주입하는 것을 나타낸다. 이것은 테스트 행(620)에 인가되는 전위 오프셋 전압이 결정된 미지의 오프셋 전압보다 낮다는 것을 나타낸다.
마찬가지로, 시간 기간 T3 동안, 테스트 행(620)에 인가되는 전위 오프셋 전압은 결정될 미지의 오프셋 전압보다 크다. 그 결과, 테스트 행과 짝수 열 간의 유효 전압차는 테스트 행과 홀수 열 간의 유효 전압차보다 적다. 이것에 의해 짝수 열의 전기용량은 홀수 열의 전기용량보다 작게 된다. 이것이 일어나는 이유는 화소의 광학적 적층부와 가요성 막 간의 거리(따라서 전기용량)가 테스트 행방향 전압과 열방향 전압 간의 유효 전압차와 관련이 있기 때문이다.
따라서, 홀수 열의 보다 높은 전기용량은 짝수 열의 보다 낮은 전기용량보다 테스트 행(620) 상에 보다 많은 전하를 주입한다. 도시된 바와 같이, 시간 기간 T3 동안, 적산기 출력은 주입된 전하가 불균형 상태로 되는 것을 나타낸다. 적산기 출력의 극성은, 양의 테스트 펄스(짝수 열)를 입수하고 있는 열이 음의 테스트 펄스(홀수 열)을 입수한 열보다 적은 전하를 주입한 것을 나타낸다. 이것은 테스트 행(620)에 인가된 전위 오프셋 전압이 결정될 미지의 오프셋 전압보다 높은 것을 나타낸다.
이와 대조적으로, 시간 기간 T2 동안, 테스트 행(620)에 인가되는 전위 오프셋 전압은 결정된 미지의 오프셋 전압과 동등하다. 그 결과, 테스트 행과 짝수 열 간의 유효 전압차는 테스트 행과 홀수 열 간의 유효 전압차와 동등하다. 이것에 의해 짝수 열의 전기 용량이 홀수 열의 전기용량과 동등해진다. 이것이 일어나는 이유는 화소의 광학적 적층부와 가요성 막 간의 거리(따라서 전기용량)가 테스트 행방향 전압과 열방향 전압 간의 유효 전압차와 관련이 있기 때문이다.
따라서, 홀수 열의 전기용량은 짝수 열들의 전기용량과 동일한 크기의 테스트 행(620) 상의 전하를 주입한다. 도시된 바와 같이, 시간 기간 T2 동안, 적산기 출력은 실질적으로 변하지 않은 채 있고, 이것은 주입된 전하가 균형을 이룬 것을 나타낸다. 실질적으로 변하지 않은 채로 있는 출력은, 양의 테스트 펄스(짝수 열)를 입수한 열들이 음의 테스트 펄스(홀수 열)를 입수한 열들과 같은 크기의 전하를 주입하는 것을 나타낸다. 이것은 테스트 행(620)에 인가된 전위 오프셋 전압이 결정될 미지의 오프셋 전압과 동등한 것을 나타낸다. 따라서, 오프셋 전압은, 적산기 출력이 짝수 열 및 홀수 열에 인가된 동등하지만 반대의 테스트 펄스에 응답하여 변화되지 않는 경우 테스트 행(620)에 인가된 전위 오프셋 전압과 동등한 것으로 판명되었다.
몇몇 실시형태에 있어서, 상기 수순은 짝수 열 및 홀수 열에 인가된 펄스에 대해서 역전된 극성으로 반복된다.
도 22의 실시형태는 단일의 선형 탐색을 도시하고 있지만, 기타 탐색 알고리즘도 이용될 수 있다. 예를 들어, 이진 탐색이 이용될 수 있다.
도 20에 대해서 위에서 설명된 것과 유사한 근사를 이용해서, 도 22의 실시형태에 대한 테스트 시간은 각 극성에 대해서 약 16ms, 총 32ms로 추산된다.
도 23 및 도 24는 테스트 행(620), 짝수 열, 홀수 열, 적산기 출력에 대한 전압을 도시하고, 또한 짝수 열 및 홀수 열의 화소에 대한 전압차를 도시하고 있다. 도 23 및 도 24에 도시된 실시형태는 작동 허용범위 및 해제 허용범위를 각각 결정하는데 이용된다. 이들 실시형태의 각각에 있어서, 테스트 행(620)의 화소는 작동 상태 혹은 해제 상태로 초기화된다. 테스트 펄스는 테스트 행(620)에 연속해서 인가되는 한편 열들은 히스테리시스 창의 중앙에 있는 것으로 여겨지는 유지 전압을 지닌다. 짝수 열들은 양의 유지 전압을 지니고, 홀수 열들은 음의 유지 전압을 지닌다. 테스트 행(620)에 인가된 테스트 펄스는 각 화소의 행방향 전극과 열방향 전극 간의 전압차를 증가(잠재적으로 해제된 신호를 작동)시키거나 혹은 감소(잠재적으로 작동된 화소를 해제)시킨다. 테스트 펄스의 인가에 이어, 유지 전압의 극성은 이어서 짝수 열들이 음의 유지 전압을 지니고 홀수 열들이 양의 유지 전압을 지니도록 역전된다. 유지 전압 극성의 역전 동안, 적산기 출력은 테스트 행에 주입된 전하에서 임의의 불균형 상태를 나타낸다. 역치 이상의 불균형 상태는 테스트 행(620)에 인가된 테스트 펄스가 화소의 일부를 상태 변화시키는 것을 나타낸다. 따라서, 작동 허용범위 및 해제 허용범위는 결정된다.
도 23에 도시된 바와 같이, 시간 기간 T1 동안, 모든 화소가 해제된다. 본 실시형태에 있어서, 화소는 테스트 행(620)에 음의 바이어스 전압(-VBIAS)을 인가하고 짝수 열 및 홀수 열에 음의 바이어스 전압(-VBIAS) + 오프셋 전압(VOS)을 인가함으로써 해제된다. 도시된 바와 같이, 짝수 열 및 홀수 열의 화소에 대한 전압은 오프셋 전압(VOS)과 동등하다. 결과적으로, 화소가 해제된다. 화소를 해제하는 다른 방법도 이용될 수 있다.
시간 기간 T2 동안, 짝수 열들은 양의 유지 전압(+VBIAS) + 오프셋 전압(VOS)과 동등한 양의 유지 전압으로 구동되고, 홀수 열들은 음의 바이어스 전압(-VBIAS) + 오프셋 전압(VOS)과 동등한 음의 유지 전압으로 구동되며, 테스트 행(620)은 양의 테스트 펄스(TP1)로 구동된다. 테스트 펄스(TP1)가 작동 허용범위보다 높다면, 홀수 열들의 화소는 해당 홀수 열들의 화소가 해당 테스트 펄스(TP1)에 의해 증가하기 때문에 작동할 것이다.
테스트 펄스(TP1)의 인가 후, 시간 기간 T3 동안, 짝수 열 및 홀수 열의 유지 전압이 역전된다. 짝수 열들은 양의 유지 전압으로부터 음의 유지 전압으로 변이되고, 홀수 열들은 음의 유지 전압으로부터 양의 유지 전압으로 변이된다. 도시된 바와 같이, 이들 변이 동안, 적산기(650)는 변이의 결과로서 테스트 행(620) 상에 주입된 전하의 불균형 상태를 감지한다. 전술한 바와 같이, 불균형 상태는 짝수 화소 및 홀수 화소가 상이한 전기용량을 지니고, 따라서 상이한 작동/유지 상태에 있는 것을 나타낸다. 그러므로, 테스트 펄스(TP1)는 홀수 열들의 화소의 적어도 일부를 작동시킨 것으로 결정된다.
이 과정은 양의 유지 전압을 지니는 짝수 열의 화소에 대해서 작동 허용범위를 결정하도록 음의 테스트 펄스로 반복될 수 있다.
테스트 펄스에 의해 유도된 작동에 의거해서, 패널 오프셋 및 바이어스가 조정될 수 있다. 예를 들어, 양 및 음의 테스트 펄스가 모두 작동을 유발시키면, 바이어스 전압은 양 및 음의 작동 전압 모두에 지나치게 가깝다. 작동이 단지 하나의 테스트 펄스에 의해 유발된다면, 오프셋을 조정할 필요가 있을 수 있다.
테스트 펄스 진폭은, 패널의 나머지에 대한 임의의 누화 효과 혹은 잠재적인 불균일성을 수용하기 위하여, 해당 진폭이 유지 상태 전압과 작동 전압 간의 최소 필요한 전압 허용범위와 정합하도록 선택될 수 있다. 테스트 펄스 기간은, 화소들이 응답하는 시간을 지니도록 선택된다. 인가된 전압이 작동을 위한 정상의 화소 구동 전압보다 훨씬 작으므로, 테스트 펄스는 정상의 패널 라인 시간보다 유의하게 길 수 있다.
도 24에 도시된 바와 같이, 시간 기간 T1 동안, 모든 화소가 작동된다. 본 실시형태에 있어서, 상기 화소는 양의 바이어스 전압(+VBIAS)을 테스트 행(620)에 인가하고 음의 바이어스 전압(-VBIAS) + 오프셋 전압(VOS)을 짝수 열 및 홀수 열에 인가함으로써 작동된다. 그 결과, 짝수 열 및 홀수 열의 화소에 대한 전압은 바이어스 전압(VBIAS) + 오프셋 전압(VOS)의 2배로 된다. 결과적으로, 화소가 작동한다. 화소를 작동시키는 다른 방법도 이용될 수 있다.
시간 기간 T2 동안, 짝수 열들이 양의 유지 전압(+VBIAS) + 오프셋 전압(VOS)과 동등한 양의 유지 전압으로 구동되고, 홀수 열들이 음의 바이어스 전압(-VBIAS) + 오프셋 전압(VOS)과 동등한 음의 유지 전압으로 구동되며, 테스트 행(620)이 양의 테스트 펄스(TP1)로 구동된다. 테스트 펄스(TP1)가 해제 허용범위보다 높다면, 짝수 열의 화소들은 홀수 열의 화소들에 대한 전압이 해당 테스트 펄스(TP1)에 의해 감소되기 때문에 해제될 것이다.
테스트 펄스(TP1)의 인가 후, 시간 기간 T3 동안, 짝수 열 및 홀수 열의 유지 전압이 역전된다. 짝수 열들은 양의 유지 전압으로부터 음의 유지 전압으로 변이되고, 홀수 열들은 음의 유지 전압으로부터 양의 유지 전압으로 변이된다. 도시된 바와 같이, 이들 변이 동안, 적산기(650)는 변이의 결과로서 테스트 행(620) 상에 주입된 전하의 불균형 상태를 감지한다. 전술한 바와 같이, 불균형 상태는 짝수 화소 및 홀수 화소가 상이한 전기용량, 따라서 상이한 작동/유지 상태에 있는 것을 나타낸다. 따라서, 테스트 펄스(TP1)가 짝수 열들의 화소의 적어도 일부를 해제시킨 것으로 결정된다.
이 과정은 음의 유지 전압을 지니는 짝수 열의 화소에 대해서 해제 허용범위를 결정하도록 음의 테스트 펄스로 반복될 수 있다.
테스트 펄스에 의해 유도된 해제에 의거해서, 패널 오프셋 및 바이어스가 조정될 수 있다. 예를 들어, 양 및 음의 테스트 펄스가 모두 해제를 유발시키면, 바이어스 전압은 양 및 음의 작동 전압 모두에 지나치게 가깝다. 해제가 단지 하나의 테스트 펄스에 의해 유발된다면, 오프셋을 조정할 필요가 있을 수 있다.
테스트 펄스 진폭은, 패널의 나머지에 대한 임의의 누화 효과 혹은 잠재적인 불균일성을 수용하기 위하여, 해당 진폭이 유지 상태 전압과 해제 전압 간의 최소 필요한 전압 허용범위와 정합하도록 선택될 수 있다. 테스트 펄스 기간은, 화소들이 응답하는 시간을 지니도록 선택된다. 인가된 전압이 작동을 위한 정상의 화소 구동 전압보다 훨씬 작으므로, 테스트 펄스는 정상의 패널 라인 시간보다 유의하게 길 수 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 도 23 및 도 24의 측정은 수개의 테스트 펄스 진폭으로 진행되며, 실제의 전환 전압이 결정될 수 있고, 최적 오프셋 전압 및 바이어스 전압이 설정될 수 있다.
테스트 행이 정상의 작동 시 화상을 표시하는 데 이용된다면, 화상 컨텐트가 테스트 동안 소실될 수도 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 테스트는 화상 프레임 간에 운용된다. 예를 들어, 테스트 행은 화상 표시를 위하여 데이터를 입수하는 테스트 행 바로 직전에 교정을 위해 이용될 수 있다. 따라서, 행에 대한 화상 데이터의 교란은 이러한 단기간일 수 있고, 관찰자에 대한 교란은 현저하지 않다. 예를 들어, 테스트는 테스트 행이 화상 데이터로 기록되기 전 약 100ms, 약 50ms, 약 20ms, 약 10ms, 약 5ms 혹은 약 1ms 미만에서 끝날 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 작동과 해제를 번갈아 행하는 테스트는, 해당 테스트에 의해 일어나는 플래시 현상이 검출될 수 없는 충분히 높은 빈도로 행해질 수 있다.
도 23 및 도 24에 도시된 수순을 이용해서 전체 테스트를 운용할 때 8개의 테스트 펄스(작동 및 해제, 양 및 음의 극성, 홀수 및 짝수 부분)를 이용할 수 있다. 각 테스트가 1ms를 필요로 한다면(테스트 펄스 폭, 적산기 설치 시간 및 간접비(overhead)를 포함함), 완전한 사이클은 8ms에 완료된다.
위에서 설명된 방법은 테스트 화소와 디스플레이 화소 간의 최소의 정합에 의거한다. 몇몇 실시형태에 있어서, 테스트 화소와 디스플레이 화소는 비월주사될 수 있다. 정합 시의 단점은 디지털 후처리 및 상관된 이중 샘플링을 비롯한 각종 방법에 의해 수용될 수 있는 적산기 출력에서의 오프셋을 초래할 것이다.
일례로서, 테스트 행의 짝수 열 및 홀수 열의 각각이 64 화소를 포함하고, 단일의 화소 전기용량 내의 편차가 ΔC(테스트 행을 따른 모든 화소의 평균치로부터 측정됨)인 경우, 그 화소 내의 편차가 정상이고 서로 관련되어 있지 않은 것으로 가정하면, 전체 그룹의 전기용량의 편차는 대략 √64×ΔC = 8×ΔC이다. 따라서, ΔC가 화소 전기용량의 5%이면, 그 그룹에 대한 편차는 단일 화소 전기용량의 약 40%이다. 기껏해야, 두 그룹 간의 부정합은 여전히 단일 화소 전기용량보다 작다.
상기 설명 및 간단화된 타이밍 약도는 홀수 및 짝수 부분 화소로부터 주입된 전하가 항상 적산 수순 동안 균형을 이루고, 즉, 균형을 이룬 전하가 동일 시간 및 동일 속도로 주입되는 것을 제안하고 있다. 실제로, 이것은 사실이 아닐 것이다. 홀수 및 짝수 부분 변이 횟수는 상이한 주입 속도를 초래하는 표시 화상에 따라 다를 것이다. 몇몇 실시형태에 있어서, 적산기의 출력은 주입된 전하가 모두 적산된 후에만 샘플링된다. 몇몇 실시형태에 있어서, 적산기는 불균형 상태의 극단적인 상황에 대해서도 허용되는 충분한 범위를 지닌다. 예를 들어, 적산기는 다른 극성이 적산되기 전에 하나의 극성 전하를 모두 수용하도록 충분한 공간을 지니도록 설계될 수 있다. 적산기는 ±1v 출력 요동을 지닐 수 있고, 이것은 128 열 디스플레이를 수용하며, 이때 단일 화소로부터의 신호는 ~10mV이다(작동 화소 전기용량과 해제 화소 전기용량 간의 3:1비를 가정할 경우).
몇몇 실시형태에 있어서, 열 전환은 지그재그로 행해진다. 홀수 열 및 짝수 열의 부분은 동시에 전환되고, 이들 부분 간의 시간 간격이 충분히 크다면, 상승 시간과 하강 시간 간의 어떠한 차이도 개별적인 그룹에 대해서만 수용될 필요가 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 위에 설명된 기술은 모든 행이 적산기 입력에 접속되어 있는 풀 패널(full panel)에 적용된다. 몇몇 실시형태에 있어서, 전체 어레이 내의 단일 화소의 상태의 변화가 검출가능하다. 그러나, 부분 라인의 상승 횟수와 하강 횟수 간의 최악의 경우의 차이를 취급하는데 필요로 하는 공간의 양은 이제 훨씬 커지고; 하나의 변이로부터의 모든 전하가 다른 것보다 전에 적산될 필요가 있다고 하는 동일한(매우 비관적인) 가정의 경우, 단일의 화소 신호는 단지 약 30μV를 지닌다. 그러나, 측정이 전체 패널에 대해서 행해진다면, 화상 컨텐트는 양의 상태로 가는 부분 변이와 음의 상태로 가는 부분 변이의 차를 규제하도록 충분히 제어될 수 있다. 열방향 전환의 지그재그 수행도 이용될 수 있다.
상기 설명된 방법은 이색성 디스플레이에 대해서 요약되어 있지만, 이들은 컬러 디스플레이에도 적용될 수 있다. 테스트 행은 그 내에 모두 3개의 컬러 화소를 지닐 수 있다. 각각에 대한 전환 전압은 독립적으로 측정될 수 있다. 몇몇 실시형태에서는, 시험 중인 색에 대응하는 부분만이 전환된다. 다른 컬러 화소는 해제된 상태로 남아 있고, 대응하는 주입된 전하를 균형을 이룬다. 몇몇 실시형태에 있어서, 테스트 펄스(들)는 동시에 모두 3개의 컬러 화소에 인가되고, 홀수 열 및 짝수 열의 전환은 상태 검출이 색마다 개별적으로 일어나도록 색마다 지그재그로 일어난다.
일단 역치 전압이 측정되면, 간섭계 변조기를 최적으로 구동하는 구동 전압이 계산될 수 있다. 초기에 설명된 바와 같이, 입력 전압차 범위는 5개가 있다. 이들 입력 전압차 범위는 각각 측정된 역치에 의거해서 결정될 수 있고, 예를 들어, 양의 작동 전압은 양의 작동 역치 - DC, 플래시 및 누화의 최대값으로 되도록 결정될 수 있다. 해당 양의 유지 전압은 양의 최소 작동 역치와 양의 최대 해제 전압의 평균치일 수 있다. 상기 음의 작동 전압은 음의 작동 역치의 최소치로 되도록 결정될 수 있다. 상기 음의 유지 전압은 음의 최대 작동 역치와 음의 최소 해제 전압의 평균치일 수 있다. 상기 해제 전압은 양의 작동 전압과 음의 작동 전압의 평균치일 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 결정된 구동 전압은 측정된 역치 + 허용범위치일 수 있다. 이들 측정된 역치와 결정된 구동 전압은 도 17에 그래픽으로 도시되어 있다. 수직축이 전압이고, 축의 왼쪽 상에 표기된 전압은 측정된 역치 전압이며, 축의 오른쪽에 표기된 전압은 측정된 역치 전압에 의거해서 계산된 구동 전압이다.
이상의 상세한 설명이 다양한 실시예에 적용되는 본 발명의 새로운 특징들을 도시하고, 묘사하고, 지적하고 있지만, 예시된 장치 또는 방법의 형태나 상세한 설명에 있어서 다양한 생략, 대체 및 변화들이 본 발명의 정신으로부터 벗어나는 일 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은, 인지할 수 있는 바와 같이, 몇몇 특징부가 다른 것과 별도로 사용되거나 실시될 수 있기 때문에, 본 명세서에 언급된 특징 및 이점의 모두를 제공하지 않는 형태 내로 구현될 수도 있다.

Claims (168)

  1. 마이크로전자기계 시스템(MEMS: microelectromechanical system) 장치에 대한 역치 전압을 측정하는 방법으로서,
    상기 장치에 복수의 전압 변이(voltage transition)를 인가하고, 하나 이상의 변이 동안 상기 장치에 인가된 전하량(amount of charge)을 감지하는 단계;
    감지된 전하량에 의거해서, 상기 하나 이상의 변이의 각각이 상기 장치의 상태를 변화시키는지의 여부를 판정하는 단계; 및
    상태 변화를 초래하는 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 상기 역치 전압을 결정하는 단계를 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 역치 전압을 결정하는 단계는 상기 장치의 이동식 소자를 이동시키기에 충분한 전압을 결정하는 단계를 포함하는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전하량을 감지하는 단계는 상기 장치에 인가된 전류를 적산하는(integrating) 단계를 포함하는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전하량을 감지하는 단계는 상기 장치에 인가된 전류를 측정하는 단계를 포함하는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전하량을 감지하는 단계는 신호를 디지털 방식으로 적산하는 단계와 신호를 아날로그 방식으로 적산하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 장치의 단자(terminal)를 접지(ground)에 접속하고, 초기화 전압을 인가하는 단계로서, 해당 장치는 그 후 초기 상태로 되는 것인 단계;
    상기 복수의 전압 변이를 인가하기 전에 상기 장치의 상기 단자를 적산기 회로(integrator circuit)에 접속하는 단계; 및
    상기 적산기 회로에 대한 전하를 감지하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 장치의 상기 단자를 양의 전압 변이 전에 제1적산기에 접속하는 단계;
    상기 제1적산기 회로에 대한 전하를 감지하여 제1역치를 결정하는 단계;
    상기 장치의 상기 단자를 음의 전압 변이 전에 제2적산기에 접속하는 단계; 및
    상기 제2적산기 회로에 대한 전하를 감지하여 제2역치를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 장치는 복수개의 소자를 포함하며, 상기 방법은
    상기 소자들의 각각에 복수의 전압 변이를 인가하여 하나 이상의 변이 동안 상기 장치에 인가된 전하량을 감지하는 단계;
    감지된 전하량에 의거해서, 상기 하나 이상의 변이의 각각이 결정된 수의 소자들의 상태를 변화시키는지의 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 결정된 수의 소자들의 상태 변화를 초래하는 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 상기 역치 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  9. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 양의 전압 변이를 상기 장치에 인가하면서 상기 장치에 인가된 전하를 감지하는 단계;
    상기 장치에 테스트 전압을 인가하는 단계;
    상기 장치에 하나 이상의 음의 전압 변이를 인가하면서 상기 장치에 인가된 전하를 감지하는 단계; 및
    상기 테스트 전압이 양의 전압 변이에 대해서 감지된 전하와 음의 전압 변이에 대해서 감지된 전하 간의 차이에 의거해서 상기 장치의 상태를 변화시켰는지의 여부를 판정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 장치는 소자들의 어레이를 포함하고, 상기 복수의 변이는 양의 전압 변이와 음의 전압 변이를 포함하며, 상기 방법은
    상기 어레이의 제1부분에 양의 전압 변이를 인가하는 단계;
    상기 어레이의 제2부분에 음의 전압 변이를 인가하는 단계; 및
    다수의 소자들의 상태가 양의 전압 변이에 대해서 감지된 전하와 음의 전압 변이에 대해서 감지된 전하 간의 차이에 의거해서 변화되었는지의 여부를 판정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 어레이의 상기 제1부분과 제2부분은 각각 하나 이상의 열을 포함하고, 상기 제1부분의 열은 각각 상기 제2부분의 최소한 하나의 열에 인접하고 있는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 역치 전압은 작동 역치(actuation threshold)와 해제 역치(release threshold) 중 한쪽이고, 상기 방법은
    상태 변화가 일어난 것을 판정하는 단계;
    인가할 다음 전압 변이를 결정하는 단계로서, 해당 다음 전압 변이는 상기 작동 역치와 해제 역치 중 다른 한쪽인 제2역치를 측정하도록 결정되는 것인 단계; 및
    상기 장치에 상기 다음 전압 변이를 인가하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 역치 전압은 양의 역치와 음의 역치 중 한쪽이고, 상기 방법은
    상기 양의 역치와 음의 역치 중 다른 한쪽인 제2역치를 결정하는 단계; 및
    실질적으로 상기 양의 역치와 음의 역치의 평균치인 오프셋 전압(offset voltage)을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  14. 제2항에 있어서, 상기 장치를 작동 상태로부터 해제 상태로 변화시키는 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 해제 역치 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 해제 역치 전압은 DC 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 변이는 각각 개시 전압과 종료 전압을 지니고, 해당 개시 전압과 종료 전압은 동일한 극성을 지니는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  17. 제2항에 있어서, 상기 장치를 해제 상태로부터 작동 상태로 변화시키는 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 작동 역치 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 DC 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  19. 제2항에 있어서, 상기 장치를 해제 상태로부터 작동 상태로 변화시키는 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 작동 역치 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하되, 상기 특정 변이는 개시 전압과 종료 전압을 지니고, 해당 개시 전압과 종료 전압은 반대 극성을 지니는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 상기 특정 변이의 종료 전압과 대략 동등한 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 개시 전압과 상기 종료 전압은 오프셋 전압에 대해서 실질적으로 동등한 크기를 지니는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 변이들을 인가하기 전에 제2역치를 결정하는 단계; 및
    상기 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 작동 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  25. 제2항에 있어서, 상기 장치를 작동 상태로부터 해제 상태로 변화시키는 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 해제 역치 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하되, 상기 특정 변이는 개시 전압과 종료 전압을 지니고, 해당 개시 전압과 종료 전압은 반대 극성을 지니는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 해제 역치 전압은 상기 특정 변이의 종료 전압과 대략 동등한 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 개시 전압과 상기 종료 전압은 오프셋 전압에 대해서 실질적으로 동등한 크기를 지니는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  28. 제25항에 있어서, 상기 해제 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 변이들을 인가하기 전에 제2역치를 결정하는 단계; 및
    상기 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제2역치 전압은 DC 역치 전압이고, 상기 해제 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  31. 제2항에 있어서, 상기 장치는 복수개의 소자를 포함하고, 상기 방법은 제1소자를 해제 상태로부터 작동 상태로 변화시키는 제2소자에 인가된 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 상기 제1소자의 해제 역치 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 해제 역치 전압은 상기 특정 변이의 종료 전압과 대략 동등한 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 장치는 소자들의 어레이를 포함하고, 상기 제1소자는 상기 어레이의 제1열 내에 있고, 상기 제2소자는 상기 어레이의 제2열 내에 있는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 제1 및 제2소자는 상기 어레이의 동일 행 내에 있는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  35. 제31항에 있어서, 상기 장치는 소자들의 어레이를 포함하고, 상기 제1 및 제2소자는 어레이로부터 분리되어 있는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  36. 제31항에 있어서, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압(crosstalk threshold voltage)인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  37. 제31항에 있어서,
    상기 변이들을 인가하기 전에 제2역치를 결정하는 단계; 및
    상기 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  39. 제37항에 있어서, 상기 제2역치는 플래시 역치이고, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  40. 제31항에 있어서,
    상기 변이들을 인가하기 전에 제2역치를 결정하는 단계;
    상기 변이들을 인가하기 전에 제3역치를 결정하는 단계; 및
    상기 제3역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 추가로 포함하되, 상기 제3역치는 상기 제2역치를 결정하고 나서 결정되는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  41. 제38항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 제3역치는 플래시 역치이며, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  42. 제2항에 있어서, 상기 장치는 복수개의 소자를 포함하고, 상기 방법은 제1소자를 작동 상태로부터 해제 상태로 변화시키는 제2소자에 인가되는 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 상기 제1소자의 작동 역치 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 상기 특정 변이의 종료 전압과 대략 동등한 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  44. 제42항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  45. 제42항에 있어서,
    상기 변이들을 인가하기 전에 제2역치를 결정하는 단계; 및
    상기 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  47. 제45항에 있어서, 상기 제2역치는 플래시 역치이고, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  48. 제42항에 있어서,
    상기 변이들을 인가하기 전에 제2역치를 결정하는 단계;
    상기 변이들을 인가하기 전에 제3역치를 결정하는 단계; 및
    상기 제3역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 추가로 포함하되,
    상기 제3역치는 상기 제2역치를 결정하고 나서 결정되는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  49. 제48항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 제3역치는 플래시 역치이며, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  50. 제1항에 있어서, 측정된 역치 전압에 의거해서 하나 이상의 구동 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  51. 1쌍의 전극;
    상기 전극에 대해서 복수의 전압 변이를 인가하도록 구성된 드라이버;
    하나 이상의 변이 동안 상기 전극에 인가된 전하량을 표시하도록 구성된 센서;
    감지된 전하량에 의거해서, 상기 변이의 각각이 상기 장치의 상태를 변화시키는지의 여부를 판정하도록 구성된 비교회로; 및
    상태 변화를 초래하는 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 역치 전압을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함하는 MEMS 장치.
  52. 제51항에 있어서, 상기 센서는 상기 장치에 인가되는 전류를 적산하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  53. 제51항에 있어서, 상기 센서는 상기 장치에 인가되는 전류를 측정하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  54. 제51항에 있어서, 상기 센서는 신호를 디지털 방식으로 적산하는 것과 신호를 아날로그 방식으로 적산하는 것 중 하나를 실시하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  55. 제51항에 있어서, 상기 센서는 적산기 회로를 포함하며,
    상기 드라이버는 상기 전극들에 초기화 전압을 인가하고, 여기서 상기 장치는 그 후 초기 상태로 되며, 그 후, 복수의 전압 변이를 인가하기 전에 상기 적산기 회로에 상기 전극들 중 하나를 접속하도록 구성되고,
    상기 적산기 회로는 전압 변이 동안 상기 전극들에 인가되는 전하를 감지하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  56. 제55항에 있어서, 상기 적산기 회로는 제1 및 제2적산기를 포함하고;
    상기 드라이버는 양의 전압 변이 전에 상기 제1적산기에 하나의 전극을 접속하도록 구성되며;
    상기 센서는 상기 양의 전압 변이 동안 상기 제1적산기 회로에 대한 상기 하나의 전극에 인가된 전하를 감지하도록 구성되고;
    상기 프로세서는 상기 양의 전압 변이 동안 감지된 전하에 의거해서 제1역치를 결정하도록 구성되며;
    상기 드라이버는 음의 전압 변이 전에 상기 제2적산기 회로에 하나의 전극을 접속하도록 구성되고;
    상기 센서는 상기 음의 전압 변이 동안 상기 제2적산기 회로에 대한 상기 하나의 전극에 인가된 전하를 감지하도록 구성되며;
    상기 프로세서는 상기 음의 전압 변이 동안 감지된 전하에 의거해서 제2역치를 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  57. 제51항에 있어서, 복수의 소자를 추가로 포함하고,
    상기 드라이버는 상기 소자의 각각에 복수의 전압 변이를 인가하도록 추가로 구성되며;
    상기 센서는 하나 이상의 변이 동안 상기 전극들에 인가된 전하를 감지하도록 추가로 구성되고;
    상기 프로세서는, 감지된 전하량에 의거해서, 상기 하나 이상의 변이의 각각이 결정된 수의 소자의 상태를 변화시키는지의 여부를 판정하고, 상기 결정된 수의 소자의 상태 변화를 초래하는 변이 동안 감지된 전하량에 의거해서 제2역치를 결정하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  58. 제51항에 있어서, 상기 드라이버는 상기 전극들에 하나 이상의 양의 전압 변이를 인가하고, 상기 전극들에 테스트 전압을 인가하며, 상기 전극들에 하나 이상의 음의 전압 변이를 인가하도록 추가로 구성되고;
    상기 센서는 적어도 상기 하나 이상의 양의 전압 변이 및 하나 이상의 음의 전압 변이를 상기 전극들에 인가하는 동안 상기 전극들에 인가된 전하를 감지하도록 구성되며;
    상기 프로세서는 상기 테스트 전압이 양의 전압 변이에 대해서 감지된 전하와 음의 전압 변이에 대해서 감지된 전하 간의 차이에 의거해서 상기 장치의 상태를 변화시켰는지의 여부를 판정하도록 추가로 구성되어 있는 것인 MEMS 장치.
  59. 제51항에 있어서, 소자들의 어레이를 추가로 포함하고, 상기 변이들은 양의 전압 변이들과 음의 전압 변이들을 포함하며, 상기 드라이버는 상기 어레이의 제1부분에 하나 이상의 양의 전압 변이를 인가하고 상기 어레이의 제2부분에 하나 이상의 음의 전압 변이를 인가하도록 추가로 구성되고, 상기 비교회로는 다수의 소자들의 상태가 양의 전압 변이에 대해서 감지된 전하와 음의 전압 변이에 대해서 감지된 전하 간의 차이에 의거해서 변화되었는지의 여부를 판정하도록 구성되어 있는 것인 MEMS 장치.
  60. 제59항에 있어서, 상기 어레이의 제1부분과 제2부분이 각각 하나 이상의 열을 포함하고, 상기 제1부분의 열은 각각 상기 제2부분의 최소한 하나의 열에 인접하고 있는 것인 MEMS 장치.
  61. 제51항에 있어서, 상기 역치 전압은 작동 역치와 해제 역치 중 한쪽이고, 상기 프로세서는 인가할 다음 전압 변이를 결정하도록 구성되며, 해당 다음 전압 변이는 상기 작동 역치와 해제 역치 중 다른 한쪽인 제2역치를 측정하도록 결정되고, 상기 드라이버는 상기 장치에 상기 다음 전압 변이를 인가하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  62. 제51항에 있어서, 상기 역치 전압은 양의 역치와 음의 역치 중 한쪽이며, 상기 프로세서는 상기 양의 역치와 음의 역치 중 다른 한쪽인 제2역치를 결정하고, 또한 상기 양의 역치와 음의 역치의 평균치와 실질적으로 동등한 오프셋 전압을 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  63. 제51항에 있어서, 상기 변이는 각각 개시 전압과 종료 전압을 지니고, 해당 개시 전압과 종료 전압은 동일한 극성을 지니는 것인 MEMS 장치.
  64. 제63항에 있어서, 상기 역치 전압은 DC 해제 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  65. 제63항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 DC 작동 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  66. 제51항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 장치를 해제 상태로부터 작동 상태로 변화시키는 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 작동 역치 전압을 결정하도록 추가로 구성되고, 상기 특정 변이는 개시 전압과 종료 전압을 지니며, 상기 개시 전압과 종료 전압은 반대 극성을 지니는 것인 MEMS 장치.
  67. 제66항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  68. 제66항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 변이를 인가하는 상기 드라이버 전에 제2역치를 결정하고, 해당 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  69. 제68항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 작동 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  70. 제51항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 장치를 작동 상태로부터 해제 상태로 변화시키는 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 해제 역치 전압을 결정하도록 구성되고, 상기 특정 변이는 개시 전압과 종료 전압을 지니며, 상기 개시 전압과 종료 전압은 반대 극성을 지니는 것인 MEMS 장치.
  71. 제70항에 있어서, 상기 해제 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  72. 제70항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 변이를 인가하는 상기 드라이버 전에 제2역치를 결정하고, 또한 해당 제2역치에 적어도 부분적으로 의거해서 개시 전압 및 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  73. 제72항에 있어서, 상기 제2역치 전압은 DC 역치 전압이고, 상기 해제 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  74. 제51항에 있어서, 복수개의 소자를 추가로 포함하되, 상기 프로세서는 제1소자를 해제 상태로부터 작동 상태로 변화시키는 제2소자에 인가된 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 상기 제1소자의 해제 역치 전압을 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  75. 제74항에 있어서, 상기 장치는 소자들의 어레이를 포함하고, 상기 제1소자는 상기 어레이의 제1열 내에 있고, 상기 제2소자는 상기 어레이의 제2열 내에 있는 것인 MEMS 장치.
  76. 제75항에 있어서, 상기 제1 및 제2소자는 상기 어레이의 동일 행 내에 있는 것인 MEMS 장치.
  77. 제74항에 있어서, 상기 장치는 소자들의 어레이를 포함하고, 상기 제1 및 제2소자는 어레이로부터 분리되어 있는 것인 MEMS 장치.
  78. 제74항에 있어서, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  79. 제74항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 변이를 인가하기 전에 제2역치를 결정하고, 해당 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  80. 제79항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  81. 제79항에 있어서, 상기 제2역치는 플래시 역치이고, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  82. 제74항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 변이들을 인가하는 상기 드라이버 전에 제2역치 및 제3역치를 결정하고, 상기 제3역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 추가로 구성되고, 상기 제3역치는 상기 제2역치를 결정하고 나서 결정되는 것인 MEMS 장치.
  83. 제82항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 제3역치는 플래시 역치이며, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  84. 제51항에 있어서, 복수개의 소자를 추가로 포함하되, 상기 프로세서는 제1소자를 작동 상태로부터 해제 상태로 변화시키는 제2소자에 인가된 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 상기 제1소자의 작동 역치 전압을 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  85. 제84항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  86. 제84항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 변이를 인가하기 전에 제2역치를 결정하고, 해당 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  87. 제86항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  88. 제86항에 있어서, 상기 제2역치는 플래시 역치이고, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  89. 제84항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 변이들을 인가하기 전에 제2역치 및 제3역치를 결정하고, 상기 제3역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 추가로 구성되고, 상기 제3역치는 상기 제2역치를 결정하고 나서 결정되는 것인 MEMS 장치.
  90. 제89항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 제3역치는 플래시 역치이며, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  91. 제51항에 있어서, 측정된 역치 전압에 의거해서 하나 이상의 구동 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 MEMS 장치.
  92. 제51항에 있어서,
    디스플레이;
    상기 디스플레이와 통신하도록 구성된 동시에, 화상 데이터를 처리하도록 구성된 제2프로세서; 및
    상기 제2프로세서와 통신하도록 구성된 메모리 장치를 추가로 포함하는 MEMS 장치.
  93. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이에 최소한 하나의 신호를 전송하도록 구성된 드라이버 회로를 추가로 포함하는 MEMS 장치.
  94. 제2항에 있어서, 상기 화상 데이터의 적어도 일부를 상기 드라이버 회로로 전송하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 MEMS 장치.
  95. 제1항에 있어서, 상기 화상 데이터를 상기 제2프로세서에 전송하도록 구성된 화상 공급원 모듈(image source module)을 추가로 포함하는 MEMS 장치.
  96. 제4항에 있어서, 상기 화상 공급원 모듈은 수신기, 트랜스시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 MEMS 장치.
  97. 제1항에 있어서, 입력 데이터를 수신하여 해당 입력 데이터를 상기 제2프로세서에 전달하도록 구성된 입력 장치를 추가로 포함하는 MEMS 장치.
  98. 제1항에 있어서, 상기 장치는 소자들의 어레이를 추가로 포함하고, 상기 복수의 변이들은 양의 전압 변이들과 음의 전압 변이들을 포함하며, 상기 방법은
    상기 어레이의 제1부분에 양의 전압 변이를 인가하는 단계; 및
    상기 어레이의 제2부분에 음의 전압 변이를 인가하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 장치에 인가된 전하량을 감지하는 단계는 상기 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 차이를 감지하는 단계를 포함하는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  99. 제98항에 있어서, 상기 양의 전압 변이와 음의 전압 변이는 실질적으로 동시에 인가되는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  100. 제98항에 있어서,
    상기 양의 전압 변이와 음의 전압 변이를 인가하면서 상기 어레이 전체에 제1기준 전압을 인가하는 단계;
    상기 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 제1차이를 감지하는 단계;
    추가의 양의 전압 변이 및 추가의 음의 전압 변이를 인가하면서 상기 어레이 전체에 제2기준 전압을 인가하는 단계;
    상기 추가의 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 추가의 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 제2차이를 감지하는 단계;
    상기 제1차이와 제2차이를 비교하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2차이의 최소치와 연관된 상기 기준 전압과 동등하게 되도록 오프셋 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  101. 제98항에 있어서,
    상기 어레이의 소자들을 제1상태로 초기화시키는 단계;
    상기 어레이의 제1부분에 제1변이를 인가하는 단계;
    상기 어레이의 제2부분에 제2변이를 인가하는 단계;
    상기 제1변이에 의해 유도된 전하와 상기 제2변이에 의해 유도된 전하 간의 차이를 감지하는 단계;
    상기 제1 및 제2변이를 인가한 후, 상기 어레이의 소자들을 상기 제1상태로 재차 초기화시키는 단계;
    상기 어레이의 소자들의 재차 초기화 후, 상기 어레이의 제1부분에 제3변이를 인가하는 단계;
    상기 어레이의 소자들의 재차 초기화 후, 상기 어레이의 제2부분에 제4변이를 인가하는 단계; 및
    상기 제3변이에 의해 유도된 전하와 상기 제4변이에 의해 유도된 전하 간의 차이를 감지하는 단계를 추가로 포함하되,
    상기 제1변이와 제2변이의 극성은 반대이고, 상기 제3변이와 상기 제4변이의 극성은 반대인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  102. 제101항에 있어서, 상기 제1변이와 제2변이는 실질적으로 동시에 인가되고, 상기 제3변이와 제4변이는 실질적으로 동시에 인가되는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  103. 제98항에 있어서,
    상기 어레이의 소자들을 해제 상태로 초기화시키는 단계;
    상기 어레이의 제1부분에 상이한 크기의 일련의 양의 전압 변이를 인가하는 단계;
    상기 어레이의 제2부분에 상이한 크기의 일련의 음의 전압 변이를 인가하는 단계를 추가로 포함하되,
    상기 역치 전압을 결정하는 단계는, 상기 양의 전압 변이와 음의 전압 변이의 크기, 및 상기 크기를 지니는 변이들이 상기 장치의 상태를 작동 상태로 변화시키는지의 여부에 의거해서 작동 역치를 결정하는 단계를 포함하는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  104. 제103항에 있어서, 상기 양의 전압 변이는 상기 음의 전압 변이와 실질적으로 동일한 시간에 인가되는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  105. 제98항에 있어서,
    상기 어레이의 소자들 제1상태로 초기화시키는 단계;
    상기 어레이의 제1부분에 제1변이를 인가하는 단계로서, 해당 제1변이는 상기 제1부분의 소자들을 상기 제1상태로 되게 하는 것인 단계;
    상기 어레이의 제2부분에 제2변이를 인가하는 단계; 및
    상기 제1변이에 의해 유도된 전하와 상기 제2변이에 의해 유도된 전하 간의 차이를 감지함으로써, 상기 제2변이가 상기 어레이의 제2부분의 소자들을 상태변화시켰는지의 여부를 판정하는 단계를 추가로 포함하되,
    상기 제1변이와 제2변이의 극성은 반대인 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  106. 제105항에 있어서, 상기 제1변이와 상기 제2변이는 실질적으로 동시에 인가되는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  107. 제98항에 있어서,
    상기 어레이의 소자들을 작동 상태로 초기화시키는 단계;
    상기 어레이의 제1부분에 상이한 크기의 일련의 양의 전압 변이를 인가하는 단계; 및
    상기 어레이의 제2부분에 상이한 크기의 일련의 음의 전압 변이를 인가하는 단계를 추가로 포함하되,
    상기 역치 전압을 결정하는 단계는, 상기 양의 전압 변이와 음의 전압 변이의 크기, 및 상기 크기를 지니는 변이들이 상기 장치의 상태를 해제 상태로 변화시키는지의 여부에 의거해서 작동 역치를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  108. 제107항에 있어서, 상기 양의 전압 변이는 상기 음의 전압 변이와 실질적으로 동일한 시간에 인가되는 것인, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  109. 제98항에 있어서,
    양 및 음의 변이를 인가하면서 제1기준 전압을 상기 어레이 전체에 인가하는 단계;
    상기 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 제1차이를 감지하는 단계;
    추가의 양의 변이 및 추가의 음의 변이를 인가하면서 제2기준 전압을 상기 어레이 전체에 인가하는 단계;
    상기 추가의 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 추가의 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 제2차이를 감지하는 단계;
    상기 제1차이와 제2차이를 비교하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2차이의 최소치와 연관된 상기 기준 전압과 동등하게 되도록 오프셋 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치에 대한 역치전압의 측정방법.
  110. 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치에 대한 허용범위(margin)를 측정하는 방법으로서,
    어레이의 소자들을 제1상태로 초기화하는 단계;
    상기 어레이의 제1부분에 양의 유지 전압(positive hold voltage)을 인가하는 단계;
    상기 어레이의 제2부분에 음의 유지 전압을 인가하는 단계;
    상기 양의 유지 전압 및 음의 유지 전압을 인가하면서, 상기 어레이의 소자들에 테스트 펄스(test pulse)를 인가하는 단계;
    상기 어레이의 제1부분에 음의 전압 변이를 인가해서 해당 어레이의 제1부분에 상기 음의 유지 전압을 인가하는 단계;
    상기 어레이의 제2부분에 양의 전압 변이를 인가해서 해당 어레이의 제2부분에 상기 양의 유지 전압을 인가하는 단계;
    상기 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 차이를 감지해서 상기 테스트 펄스가 상기 어레이의 하나 이상의 소자의 상태를 변화시켰는지의 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 테스트 펄스가 상기 어레이의 하나 이상의 소자의 상태를 변화시켰는지의 여부에 의거해서 허용범위를 결정하는 단계를 포함하는, MEMS 장치에 대한 허용범위의 측정방법.
  111. 제110항에 있어서, 상기 제1상태는 작동 상태이고, 상기 허용범위는 해제 허용범위인 것인, MEMS 장치에 대한 허용범위의 측정방법.
  112. 제110항에 있어서, 상기 제1상태는 해제 상태이고, 상기 허용범위는 작동 허용범위인 것인, MEMS 장치에 대한 허용범위의 측정방법.
  113. 작동 전압에 따른 구동의 결과로서 작동 상태로 구동되고, 해제 전압에 따른 구동의 결과로서 해제 상태로 구동되며, 유지 전압에 따른 구동의 결과로서 전류 상태를 유지하도록 구성된 MEMS 장치로서,
    전압에 따른 작동 및 해제를 위한 제1 및 제2작동·해제수단;
    상기 제1 및 제2작동·해제수단에 복수의 전압 변이를 인가하는 전압변이 인가수단;
    하나 이상의 변이 동안 상기 장치에 인가된 전하량을 표시하는 표시수단;
    감지된 전하량에 의거해서, 상기 하나 이상의 변이의 각각이 상기 장치의 상태를 변화시키는지의 여부를 판정하는 상태변화 판정수단; 및
    상태 변화를 초래하는 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 역치 전압을 결정하는 역치전압 결정수단을 포함하는 MEMS 장치.
  114. 제113항에 있어서, 상기 제1 및 제2작동·해제수단은 전극들을 포함하는 것인 MEMS 장치.
  115. 제114항에 있어서, 상기 전압변이 인가수단은 드라이버를 포함하는 것인 MEMS 장치.
  116. 제115항에 있어서, 상기 표시수단은 센서를 포함하는 것인 MEMS 장치.
  117. 제116항에 있어서, 상기 상태변화 판정수단은 비교회로를 포함하는 것인 MEMS 장치.
  118. 제117항에 있어서, 상기 역치전압 결정수단은 프로세서를 포함하는 것인 MEMS 장치.
  119. 제113항에 있어서, 상기 표시수단은 신호를 디지털방식으로 적산하는 것과 신호를 아날로그 방식으로 적산하는 것 중 적어도 하나로 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  120. 제113항에 있어서, 상기 표시수단은 적산기 회로를 포함하며,
    상기 전압변이 인가수단은 초기화 전압을 상기 작동·해제수단에 인가하고, 상기 장치는 그 후 초기 상태에 있으며, 그 후, 복수의 전압 변이를 인가하기 전에 상기 제1 및 제2작동·해제수단 중 하나를 적산기 회로에 접속하도록 추가로 구성되며, 상기 적산기 회로는 전압 변이 동안 상기 작동·해제수단에 인가된 전하를 감지하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  121. 제120항에 있어서, 상기 적산기 회로는 제1 및 제2적산기를 포함하고;
    상기 전압변이 인가수단은 양의 전압 변이 전에 상기 제1적산기에 상기 하나의 작동·해제 수단을 접속하도록 구성되며;
    상기 표시수단은 상기 양의 전압 변이 동안 상기 제1적산기 회로에 대한 상기 하나의 작동·해제수단에 인가된 전하를 감지하도록 구성되고;
    상기 역치전압 결정수단은 상기 양의 전압 변이 동안 감지된 전하에 의거해서 제1역치를 결정하도록 구성되며;
    상기 전압변이 인가수단은 음의 전압 변이 전에 상기 제2적산기에 상기 하나의 작동·해제수단을 접속하도록 추가로 구성되고;
    상기 표시수단은 상기 음의 전압 변이 동안 상기 제2적산기 회로에 대한 상기 하나의 작동·해제수단에 인가된 전하를 감지하도록 추가로 구성되며;
    상기 역치전압 결정수단은 상기 음의 전압 변이 동안 감지된 전하에 의거해서 제2역치를 결정하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  122. 제113항에 있어서, 복수개의 소자를 추가로 포함하고,
    상기 인가수단은 복수의 전압 변이를 상기 소자들의 각각에 인가하도록 추가로 구성되며;
    상기 표시수단은 하나 이상의 변이 동안 상기 작동·해제수단에 인가된 전하를 감지하도록 추가로 구성되고;
    상기 역치전압 결정수단은, 감지된 전하량에 의거해서, 상기 하나 이상의 변이의 각각이 결정된 수의 소자의 상태를 변화시키는지의 여부를 판정하고, 상기 결정된 수의 소자의 상태 변화를 초래하는 변이 동안 감지된 전하에 의거해서 제2역치를 결정하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  123. 제113항에 있어서, 상기 전압변이 인가수단은 하나 이상의 양의 전압 변이를 상기 작동·해제수단에 인가하고, 테스트 전압을 상기 작동·해제수단에 인가하며, 하나 이상의 음의 전압 변이를 상기 작동·해제수단에 인가하도록 추가로 구성되고;
    상기 표시수단은 적어도 상기 작동·해제수단에 상기 하나 이상의 양의 전압 변이와 상기 하나 이상의 음의 전압 변이의 인가 동안 상기 작동·해제수단에 인가된 전하를 감지하도록 구성되며;
    상기 역치전압 결정수단은 상기 테스트 전압이 양의 전압 변이에 대해서 감지된 전하와 음의 전압 변이에 대해서 감지된 전하 간의 차이에 의거해서 상기 장치의 상태를 변화시켰는지의 여부를 판정하도록 추가로 구성되어 있는 것인 MEMS 장치.
  124. 제113항에 있어서, 소자들의 어레이를 추가로 포함하고, 상기 변이들은 양의 전압 변이들과 음의 전압 변이들을 포함하며, 상기 전압변이 인가수단은 하나 이상의 양의 전압 변이를 상기 어레이의 제1부분에 인가하고, 하나 이상의 음의 전압 변이를 상기 어레이의 제2부분에 인가하도록 추가로 구성되며, 상기 상태변화 판정수단은 다수의 소자들의 상태가 양의 전압 변이에 대해서 감지된 전하와 음의 전압 변이에 대해서 감지된 전하 간의 차이에 의거해서 변화되었는지의 여부를 판정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  125. 제113항에 있어서, 상기 역치 전압은 작동 역치와 해제 역치 중 한쪽이고, 상기 역치전압 결정수단은 인가할 다음 전압 변이를 결정하도록 구성되며, 해당 다음 전압 변이는 상기 작동 역치와 해제 역치 중 다른 한쪽인 제2역치를 측정하도록 결정되고, 상기 전압변이 인가수단은 상기 장치에 상기 다음 전압 변이를 인가하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  126. 제113항에 있어서, 상기 역치 전압은 양의 역치와 음의 역치 중 한쪽이며, 상기 역치전압 결정수단은 상기 양의 역치와 음의 역치 중 다른 한쪽인 제2역치를 결정하고, 또한 상기 양의 역치와 음의 역치의 평균치와 실질적으로 동등한 오프셋 전압을 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  127. 제113항에 있어서, 상기 변이는 각각 개시 전압과 종료 전압을 지니고, 해당 개시 전압과 종료 전압은 동일한 극성을 지니는 것인 MEMS 장치.
  128. 제127항에 있어서, 상기 역치 전압은 DC 해제 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  129. 제127항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 DC 작동 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  130. 제113항에 있어서, 상기 역치전압 결정수단은 상기 장치를 해제 상태로부터 작동 상태로 변화시키는 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 작동 역치 전압을 결정하도록 추가로 구성되고, 상기 특정 변이는 개시 전압과 종료 전압을 지니며, 해당 개시 전압과 종료 전압은 반대 극성을 지니는 것인 MEMS 장치.
  131. 제130항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  132. 제130항에 있어서, 상기 역치전압 결정수단은 상기 전압변이 인가수단 전에 제2역치를 결정하고, 또한 해당 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  133. 제132항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 작동 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  134. 제113항에 있어서, 상기 역치전압 결정수단은 상기 장치를 작동 상태로부터 해제 상태로 변화시키는 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 해제 역치 전압을 결정하도록 구성되고, 상기 특정 변이는 개시 전압과 종료 전압을 지니며, 해당 개시 전압과 종료 전압은 반대 극성을 지니는 것인 MEMS 장치.
  135. 제134항에 있어서, 상기 해제 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  136. 제134항에 있어서, 상기 역치전압 결정수단은 상기 전압변이 인가수단 전에 제2역치를 결정하고, 또한 해당 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 추가로 구성된 것인 MEMS 장치.
  137. 제136항에 있어서, 상기 제2역치 전압은 DC 역치 전압이고, 상기 해제 역치 전압은 플래시 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  138. 제113항에 있어서, 복수개의 소자를 추가로 포함하고, 상기 역치전압 결정수단은 제1소자를 해제 상태로부터 작동 상태로 변화시키는 제2소자에 인가되는 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 상기 제1소자의 해제 역치 전압을 결정하도록 구성된 것인, MEMS 장치.
  139. 제138항에 있어서, 상기 장치는 소자들의 어레이를 포함하고, 상기 제1 및 제2소자는 어레이로부터 분리되어 있는 것인 MEMS 장치.
  140. 제138항에 있어서, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  141. 제138항에 있어서, 상기 역치전압 결정수단은 상기 변이를 인가하기 전에 제2역치를 결정하고, 해당 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  142. 제141항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  143. 제141항에 있어서, 상기 제2역치는 플래시 역치이고, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  144. 제138항에 있어서, 상기 역치전압 결정수단은 상기 전압변이 인가수단 전에 제2역치 및 제3역치를 결정하고, 또한 상기 제3역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되며, 상기 제3역치는 상기 제2역치를 결정하고 나서 결정되는 것인 MEMS 장치.
  145. 제144항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 제3역치는 플래시 역치이며, 상기 해제 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  146. 제113항에 있어서, 복수개의 소자를 추가로 포함하고, 상기 역치전압 결정수단은 제1소자를 작동 상태로부터 해제 상태로 변화시키는 제2소자에 인가되는 특정 변이에 적어도 부분적으로 의거해서 상기 제1소자의 작동 역치 전압을 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  147. 제146항에 있어서, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  148. 제146항에 있어서, 상기 역치전압 결정수단은 상기 변이를 인가하기 전에 제2역치를 결정하고, 해당 제2역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  149. 제148항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  150. 제148항에 있어서, 상기 제2역치는 플래시 역치이고, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  151. 제146항에 있어서, 상기 역치전압 결정수단은 상기 변이들을 인가하기 전에 제2역치 및 제3역치를 결정하고, 또한 상기 제3역치에 의거해서 적어도 하나의 변이의 개시 전압과 종료 전압 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되며, 상기 제3역치는 상기 제2역치를 결정하고 나서 결정되는 것인 MEMS 장치.
  152. 제151항에 있어서, 상기 제2역치는 DC 역치이고, 상기 제3역치는 플래시 역치이며, 상기 작동 역치 전압은 누화 역치 전압인 것인 MEMS 장치.
  153. 제113항에 있어서, 측정된 역치 전압에 의거해서 하나 이상의 구동 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 MEMS 장치.
  154. 제113항에 있어서, 상기 장치는 소자들의 어레이를 포함하고, 상기 복수의 변이는 양의 전압 변이들과 음의 전압 변이들을 포함하며, 상기 장치는
    상기 어레이의 제1부분에 양의 전압 변이를 인가하는 인가수단; 및
    상기 어레이의 제2부분에 음의 전압 변이를 인가하는 인가수단을 추가로 포함하고,
    상기 표시수단은 상기 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 차이를 감지하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  155. 제154항에 있어서, 상기 인가수단들은 상기 양의 전압 변이와 음의 전압 변이를 실질적으로 동시에 인가하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  156. 제154항에 있어서,
    상기 양의 전압 변이 및 음의 전압 변이를 인가하면서 제1기준 전압을 상기 어레이 전체에 인가하는 수단;
    상기 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 제1차이를 감지하는 수단;
    추가의 양의 전압 변이 및 추가의 음의 전압 변이를 인가하면서 제2기준 전압을 상기 어레이 전체에 인가하는 수단;
    상기 추가의 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 추가의 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 제2차이를 감지하는 수단;
    상기 제1차이와 제2차이를 비교하는 수단; 및
    상기 제1 및 제2차이의 최소치와 연관된 상기 기준 전압과 동등하게 되도록 오프셋 전압을 결정하는 수단을 추가로 포함하는 MEMS 장치.
  157. 제154항에 있어서,
    상기 어레이의 소자들을 제1상태로 초기화하는 수단;
    상기 어레이의 제1부분에 제1변이를 인가하는 인가수단;
    상기 어레이의 제2부분에 제2변이를 인가하는 인가수단;
    상기 제1변이에 의해 유도된 전하와 상기 제2변이에 의해 유도된 전하 간의 차리를 감지하는 수단;
    상기 제1 및 제2변이를 인가한 후 상기 어레이의 소자들을 상기 제1상태로 재차 초기화하는 수단;
    상기 어레이의 소자들을 재차 초기화한 후 상기 어레이의 제1부분에 제3변이를 인가하는 인가수단;
    상기 어레이의 소자들을 재차 초기화한 후 상기 어레이의 제2부분에 제4변이를 인가하는 인가수단; 및
    상기 제3변이에 의해 유도된 전하와 상기 제4변이에 의해 유도된 전하 간의 차리를 감지하는 수단을 추가로 포함하되
    상기 제1변이와 제2변이의 극성은 반대이고,
    상기 제3변이와 제4변이의 극성은 반대인 것인 MEMS 장치.
  158. 제157항에 있어서, 상기 인가수단들은 상기 제1변이와 제2변이를 실질적으로 동시에 인가하고, 또한 상기 제3변이와 제4변이를 실질적으로 동시에 인가하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  159. 제154항에 있어서,
    상기 어레이의 소자들을 해제 상태로 초기화시키는 초기화 수단;
    상기 어레이의 제1부분에 상이한 크기의 일련의 양의 전압 변이를 인가하는 인가수단; 및
    상기 어레이의 제2부분에 상이한 크기의 일련의 음의 전압 변이를 인가하는 인가수단을 추가로 포함하되,
    상기 결정수단은, 상기 양의 전압 변이와 음의 전압 변이의 크기, 및 상기 크기를 지니는 변이들이 상기 장치의 상태를 작동 상태로 변화시키는지의 여부에 의거해서 작동 역치를 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  160. 제159항에 있어서, 상기 인가수단들은 상기 양의 전압 변이를 상기 음의 전압 변이와 실질적으로 동일한 시간에 인가하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  161. 제113항에 있어서,
    상기 어레이의 소자들을 제1상태로 초기화시키는 초기화 수단;
    상기 어레이의 제1부분에 제1변이를 인가하는 인가수단으로서, 해당 제1변이는 상기 제1부분의 소자들을 상기 제1상태로 되게 하는 것인 인가수단;
    상기 어레이의 제2부분에 제2변이를 인가하는 인가수단; 및
    상기 제1변이에 의해 유도된 전하와 상기 제2변이에 의해 유도된 전하 간의 차이를 감지함으로써, 상기 제2변이가 상기 어레이의 제2부분의 소자들을 상태변화시켰는지의 여부를 판정하는 판정수단을 추가로 포함하되,
    상기 제1변이와 제2변이의 극성은 반대인 것인 MEMS 장치.
  162. 제161항에 있어서, 상기 인가수단들은 상기 제1변이와 제2변이를 실질적으로 동시에 인가시키도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  163. 제113항에 있어서,
    상기 어레이의 소자들을 작동 상태로 초기화시키는 초기화 수단;
    상기 어레이의 제1부분에 상이한 크기의 일련의 양의 전압 변이를 인가하는 인가수단; 및
    상기 어레이의 제2부분에 상이한 크기의 일련의 음의 전압 변이를 인가하는 인가수단을 추가로 포함하되,
    상기 결정수단은, 상기 양의 전압 변이와 음의 전압 변이의 크기, 및 상기 크기를 지니는 변이들이 상기 장치의 상태를 해제 상태로 변화시키는지의 여부에 의거해서 작동 역치를 결정하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  164. 제163항에 있어서, 상기 인가수단들은 상기 양의 전압 변이를 상기 음의 전압 변이와 실질적으로 동일한 시간에 인가하도록 구성된 것인 MEMS 장치.
  165. 제113항에 있어서,
    상기 양의 전압 변이와 음의 전압 변이를 인가하면서 상기 어레이 전체에 제1기준 전압을 인가하는 수단;
    상기 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 제1차이를 감지하는 수단;
    추가의 양의 전압 변이 및 추가의 음의 전압 변이를 인가하면서 상기 어레이 전체에 제2기준 전압을 인가하는 수단;
    상기 추가의 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 추가의 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 제2차이를 감지하는 수단;
    상기 제1차이와 제2차이를 비교하는 비교수단; 및
    상기 제1 및 제2차이의 최소치와 연관된 상기 기준 전압과 동등하게 되도록 오프셋 전압을 결정하는 결정수단을 추가로 포함하는 MEMS 장치.
  166. 작동 전압에 따른 구동의 결과로서 작동 상태로 구동되고, 해제 전압에 따른 구동의 결과로서 해제 상태로 구동되며, 유지 전압에 따른 구동의 결과로서 전류 상태를 유지하도록 구성된 MEMS 장치로서, 상기 장치는
    상기 어레이의 소자들을 제1상태로 초기화하는 수단;
    상기 어레이의 제1부분에 양의 유지 전압을 인가하는 수단;
    상기 어레이의 제2부분에 음의 유지 전압을 인가하는 수단;
    상기 양의 유지 전압 및 음의 유지 전압을 인가하면서, 상기 어레이의 소자들에 테스트 펄스를 인가하는 수단;
    상기 어레이의 제1부분에 음의 전압 변이를 인가하여, 상기 어레이의 제1부분에 상기 음의 유지 전압을 인가하는 수단;
    상기 어레이의 제2부분에 양의 전압 변이를 인가하여, 상기 어레이의 제2부분에 상기 양의 유지 전압을 인가하는 수단;
    상기 양의 전압 변이에 의해 유도된 전하와 상기 음의 전압 변이에 의해 유도된 전하 간의 차이를 감지하여, 상기 테스트 펄스가 상기 어레이의 하나 이상의 소자의 상태를 변화시켰는지의 여부를 판정하는 수단; 및
    상기 테스트 펄스가 상기 어레이의 하나 이상의 상태를 변화시켰는지의 여부에 의거해서 허용범위를 결정하는 수단을 포함하는 MEMS 장치.
  167. 제166항에 있어서, 상기 제1상태는 작동 상태이고, 상기 허용범위는 해제 허용범위인 것인 MEMS 장치.
  168. 제167항에 있어서, 상기 제1상태는 해제 상태이고, 상기 허용범위는 작동 허용범위인 것인 MEMS 장치.
KR1020107019117A 2008-02-11 2009-02-06 Ｍｅｍｓ 기반 디스플레이용의 전기적 구동 변수의 전기적 측정을 위한 방법 및 장치 KR20100119556A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2777008P 2008-02-11 2008-02-11
US61/027,770 2008-02-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100119556A true KR20100119556A (ko) 2010-11-09

Family

ID=40939618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107019117A KR20100119556A (ko) 2008-02-11 2009-02-06 Ｍｅｍｓ 기반 디스플레이용의 전기적 구동 변수의 전기적 측정을 위한 방법 및 장치

Country Status (9)

Country Link
US (3) US8204703B2 (ko)
EP (1) EP2252546A2 (ko)
JP (1) JP2011517625A (ko)
KR (1) KR20100119556A (ko)
CN (2) CN103150985A (ko)
CA (1) CA2715325A1 (ko)
RU (1) RU2503068C2 (ko)
TW (1) TW200949276A (ko)
WO (1) WO2009102644A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10317252B2 (en) 2015-04-20 2019-06-11 Infineon Technologies Ag System and method for a capacitive sensor

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7889163B2 (en) * 2004-08-27 2011-02-15 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Drive method for MEMS devices
US20080192029A1 (en) * 2007-02-08 2008-08-14 Michael Hugh Anderson Passive circuits for de-multiplexing display inputs
EP2067841A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-10 Agfa HealthCare NV X-Ray imaging photostimulable phosphor screen or panel.
EP2252546A2 (en) * 2008-02-11 2010-11-24 QUALCOMM MEMS Technologies, Inc. Measurement and apparatus for electrical measurement of electrical drive parameters for a mems based display
US7977931B2 (en) * 2008-03-18 2011-07-12 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Family of current/power-efficient high voltage linear regulator circuit architectures
CN103140885A (zh) * 2010-09-03 2013-06-05 高通Mems科技公司 在感测显示元件的状态时的泄漏电流补偿的系统及方法
US8780104B2 (en) * 2011-03-15 2014-07-15 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method of updating drive scheme voltages
TWI444958B (zh) * 2011-09-29 2014-07-11 E Ink Holdings Inc 偵測電路
US8847862B2 (en) 2011-11-29 2014-09-30 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Systems, devices, and methods for driving an interferometric modulator
US20130135325A1 (en) * 2011-11-29 2013-05-30 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Systems, devices, and methods for driving an analog interferometric modulator
US20130321379A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method of sensing actuation and release voltages of interferometric modulators
US11593776B2 (en) 2012-09-07 2023-02-28 Studebaker & Brackett PC Communication device to sense one or more biometric characteristics of a user
US9122966B2 (en) 2012-09-07 2015-09-01 Lawrence F. Glaser Communication device
KR102154775B1 (ko) * 2012-09-07 2020-09-10 로렌스 에프. 글레이저 신용 카드 폼 팩터 보안 모바일 컴퓨터 및 방법들
FR2997507B1 (fr) * 2012-10-29 2014-11-28 Labinal Systeme et procede de surveillance d'un reseau maille de retour de courant d'un aeronef
US20140267207A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and apparatus for verifying display element state
KR102047002B1 (ko) * 2013-05-31 2019-11-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그의 수리 방법
US9495899B2 (en) 2013-09-25 2016-11-15 Qualcomm Incorporated Contactless data communication using in-plane magnetic fields, and related systems and methods
WO2016057928A1 (en) 2014-10-09 2016-04-14 Coriant Advanced Technology, LLC Optical modulator having a plurality of modulator segments
US9818347B2 (en) 2016-03-29 2017-11-14 Snaptrack, Inc. Display apparatus including self-tuning circuits for controlling light modulators
CN106291289A (zh) * 2016-09-21 2017-01-04 华北电力大学 一种绝缘子沿面闪络电压估算方法及估算装置

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4954789A (en) * 1989-09-28 1990-09-04 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator
US5526688A (en) * 1990-10-12 1996-06-18 Texas Instruments Incorporated Digital flexure beam accelerometer and method
US5192395A (en) * 1990-10-12 1993-03-09 Texas Instruments Incorporated Method of making a digital flexure beam accelerometer
US5233459A (en) * 1991-03-06 1993-08-03 Massachusetts Institute Of Technology Electric display device
US6674562B1 (en) * 1994-05-05 2004-01-06 Iridigm Display Corporation Interferometric modulation of radiation
US7123216B1 (en) * 1994-05-05 2006-10-17 Idc, Llc Photonic MEMS and structures
US6680792B2 (en) * 1994-05-05 2004-01-20 Iridigm Display Corporation Interferometric modulation of radiation
US6040937A (en) * 1994-05-05 2000-03-21 Etalon, Inc. Interferometric modulation
US5550373A (en) * 1994-12-30 1996-08-27 Honeywell Inc. Fabry-Perot micro filter-detector
US6320394B1 (en) * 1996-02-14 2001-11-20 Stmicroelectronics S.R.L. Capacitive distance sensor
CN100367330C (zh) * 1998-09-04 2008-02-06 松下电器产业株式会社 等离子体显示板驱动方法及离子体显示板装置
US6275326B1 (en) * 1999-09-21 2001-08-14 Lucent Technologies Inc. Control arrangement for microelectromechanical devices and systems
US6665109B2 (en) 2000-03-20 2003-12-16 Np Photonics, Inc. Compliant mechanism and method of forming same
EP1269619A2 (en) 2000-03-22 2003-01-02 Onix Microsystems Inc. Two-dimensional gimbaled scanning actuator with vertical electrostatic comb-drive for actuation and/or sensing
US20010051014A1 (en) * 2000-03-24 2001-12-13 Behrang Behin Optical switch employing biased rotatable combdrive devices and methods
US6788520B1 (en) * 2000-04-10 2004-09-07 Behrang Behin Capacitive sensing scheme for digital control state detection in optical switches
US6356085B1 (en) * 2000-05-09 2002-03-12 Pacesetter, Inc. Method and apparatus for converting capacitance to voltage
US6392233B1 (en) * 2000-08-10 2002-05-21 Sarnoff Corporation Optomechanical radiant energy detector
US6674383B2 (en) * 2000-11-01 2004-01-06 Onix Microsystems, Inc. PWM-based measurement interface for a micro-machined electrostatic actuator
US6480645B1 (en) * 2001-01-30 2002-11-12 Tellium, Inc. Sidewall electrodes for electrostatic actuation and capacitive sensing
US6545495B2 (en) * 2001-04-17 2003-04-08 Ut-Battelle, Llc Method and apparatus for self-calibration of capacitive sensors
JP3749147B2 (ja) * 2001-07-27 2006-02-22 シャープ株式会社 表示装置
JP3893421B2 (ja) * 2001-12-27 2007-03-14 富士フイルム株式会社 光変調素子及び光変調素子アレイ並びにそれを用いた露光装置
US6574033B1 (en) * 2002-02-27 2003-06-03 Iridigm Display Corporation Microelectromechanical systems device and method for fabricating same
US6635940B1 (en) * 2002-04-23 2003-10-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Micro-electromechanical actuator and methods of use
US7161728B2 (en) * 2003-12-09 2007-01-09 Idc, Llc Area array modulation and lead reduction in interferometric modulators
US7126741B2 (en) * 2004-08-12 2006-10-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Light modulator assembly
CN101006490A (zh) * 2004-08-27 2007-07-25 Idc公司 电流模式显示器驱动电路实现特征
CN100458497C (zh) * 2004-08-27 2009-02-04 Idc公司 用于感测干涉式调制器的激励电压及释放电压的系统及方法
US7889163B2 (en) * 2004-08-27 2011-02-15 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Drive method for MEMS devices
US7551159B2 (en) * 2004-08-27 2009-06-23 Idc, Llc System and method of sensing actuation and release voltages of an interferometric modulator
US7415186B2 (en) * 2004-09-27 2008-08-19 Idc, Llc Methods for visually inspecting interferometric modulators for defects
US7532195B2 (en) * 2004-09-27 2009-05-12 Idc, Llc Method and system for reducing power consumption in a display
CN101006491A (zh) * 2004-09-27 2007-07-25 Idc公司 测量和建模显示器中的功率消耗
US7327510B2 (en) * 2004-09-27 2008-02-05 Idc, Llc Process for modifying offset voltage characteristics of an interferometric modulator
US20060103643A1 (en) * 2004-09-27 2006-05-18 Mithran Mathew Measuring and modeling power consumption in displays
US7355779B2 (en) * 2005-09-02 2008-04-08 Idc, Llc Method and system for driving MEMS display elements
US7834829B2 (en) * 2005-10-03 2010-11-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Control circuit for overcoming stiction
WO2009134501A2 (en) * 2008-02-11 2009-11-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods for measurement and characterization of interferometric modulators
EP2252546A2 (en) 2008-02-11 2010-11-24 QUALCOMM MEMS Technologies, Inc. Measurement and apparatus for electrical measurement of electrical drive parameters for a mems based display

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10317252B2 (en) 2015-04-20 2019-06-11 Infineon Technologies Ag System and method for a capacitive sensor

Also Published As

Publication number Publication date
TW200949276A (en) 2009-12-01
EP2252546A2 (en) 2010-11-24
US20090204349A1 (en) 2009-08-13
CN101970340A (zh) 2011-02-09
CN103150985A (zh) 2013-06-12
WO2009102644A3 (en) 2010-08-19
WO2009102644A2 (en) 2009-08-20
RU2503068C2 (ru) 2013-12-27
CA2715325A1 (en) 2009-08-20
US20120256615A1 (en) 2012-10-11
US8355883B2 (en) 2013-01-15
CN101970340B (zh) 2013-03-27
US20120249122A1 (en) 2012-10-04
RU2010133666A (ru) 2012-03-20
JP2011517625A (ja) 2011-06-16
US8775107B2 (en) 2014-07-08
US8204703B2 (en) 2012-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100119556A (ko) Ｍｅｍｓ 기반 디스플레이용의 전기적 구동 변수의 전기적 측정을 위한 방법 및 장치
KR101187216B1 (ko) 간섭 변조기의 작동 전압 및 해방 전압을 감지하는 시스템및 방법
US8169426B2 (en) Method and apparatus for sensing, measurement or characterization of display elements integrated with the display drive scheme, and system and applications using the same
US20060103643A1 (en) Measuring and modeling power consumption in displays
AU2005280271A1 (en) MEMS display device and method of driving such a device
JP5526041B2 (ja) 干渉変調器ディスプレイの調整方法
KR20120110174A (ko) 간섭계 변조기 디스플레이에 대한 통합된 터치 스크린

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application