KR20140056330A - 디스플레이 데이터 업데이트들과 통합되는 터치 감지 - Google Patents

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KR20140056330A
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도날드 제이. 엘로웨이
마크 엠. 미그나르드
윌리엄 제이. 쿠밍스
루셀 에이. 마틴
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퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
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Abstract

본 개시는 디스플레이 디바이스 상에서의 터치 감지를 위한 시스템들, 방법들 및 장치를 제공한다. 일 양상에서, 디스플레이 엘리먼트들과 터치 감지 엘리먼트들 사이에 접지된 차폐 층이 없이 쌍안정 디스플레이 엘리먼트들 및 터치 감지 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 상의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법이 제공된다. 방법은 쌍안정 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 중 적어도 일부분을 디스플레이 구동기 회로에 의해 선택된 상태에 배치하는 단계, 선택된 상태에서 디스플레이 엘리먼트들을 유지하는 단계 및 디스플레이 엘리먼트들이 선택된 상태에서 유지되는 동안에만 디스플레이 구동기 회로와 상이한 터치 감지 구동기 회로를 사용하여 터치 감지 엘리먼트로부터 신호를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 데이터 업데이트들과 통합되는 터치 감지{TOUCH SENSING INTEGRATED WITH DISPLAY DATA UPDATES}
본 개시는 전기기계적 시스템들 및 포지션 터치 감지 가능한 관련 디스플레이 디바이스들에 관한 것이다.
전기기계적 시스템들은 전기 및 기계적 엘리먼트들, 액추에이터들, 트랜스듀서들, 센서들, 광학 컴포넌트들(예를 들어, 미러들) 및 전자 장치를 가지는 디바이스들을 포함한다. 전기기계적 시스템들은 마이크로스케일들 및 나노스케일들을 포함하는(그러나, 이에 제한되는 것은 아님) 다양한 스케일들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 마이크로전기기계적 시스템(MEMS) 디바이스들은 약 일 미크론 내지 수백 미크론 또는 그 초과의 범위의 크기들을 가지는 구조들을 포함할 수 있다. 나노전기기계적 시스템(NEMS) 디바이스들은, 예를 들어, 수백 나노미터보다 더 작은 크기들을 포함하는, 일 미크론보다 더 작은 크기들을 가지는 구조들을 포함할 수 있다. 전기기계적 엘리먼트들은 증착, 에칭, 리소그래피, 및/또는 기판들 및/또는 증착된 재료 층들의 부분들을 에칭하거나, 전기 및 전기기계적 디바이스들을 형성하기 위해서 층들을 추가하는 다른 마이크로머시닝 프로세스들을 사용하여 생성될 수 있다.
전기기계적 시스템 디바이스의 일 타입은 간섭계 변조기(IMOD; interferometric modulator)로 칭해진다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 간섭계 변조기 또는 간섭계 광 변조기라는 용어는, 광학 간섭의 원리들을 사용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 디바이스를 지칭한다. 일부 구현들에서, 간섭계 변조기는, 한 쌍의 전도성 플레이트들을 포함할 수 있고, 이들 중 하나 또는 둘 모두는 전체적으로 또는 부분적으로 투명하고 그리고/또는 반사적일 수 있고, 적절한 전기 신호의 인가 시에 상대적으로 움직일 수 있다. 일 구현에서, 하나의 플레이트는 기판 상에 증착된 정지 층을 포함할 수 있고, 다른 플레이트는 에어 갭(air gap)에 의해 정지 층으로부터 분리된 금속성 멤브레인(membrane)을 포함할 수 있다. 하나의 플레이트의 다른 플레이트에 대한 위치는 간섭계 변조기 상에 입사하는 광의 광학 간섭을 변경할 수 있다. 간섭계 변조기 디바이스들은 광범위한 애플리케이션들을 가지고, 기존의 제품들을 개선하고 새로운 제품들, 특히 디스플레이 능력들을 가지는 제품들을 생산하는데 사용될 것으로 예상된다.
본 개시의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 몇몇 획기적인 양상들을 가지고, 이들 중 어떠한 단일한 것도, 본 명세서에서 개시되는 바람직한 속성들을 단독으로 담당하지는 않는다.
본 개시에 설명된 청구대상의 일 혁신적 양상은 디스플레이 상의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법의 구현을 제공한다. 디스플레이는 디스플레이 엘리먼트들과 터치 감지 엘리먼트들 사이에 접지된 차폐 층이 없이 쌍안정(bi-stable) 디스플레이 엘리먼트들 및 터치 감지 엘리먼트들을 포함한다. 방법은 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 중 적어도 일부분을 디스플레이 구동기 회로에 의해 선택된 상태에 배치하는 단계를 포함한다. 방법은 선택된 상태에서 디스플레이 엘리먼트들을 유지하는 단계를 더 포함한다. 방법은 일정한 홀드 전압의 인가 동안에만 디스플레이 구동기 회로와 상이한 터치 감지 구동기 회로를 사용하여 터치 감지 엘리먼트로부터 신호를 획득하는 단계를 더 포함한다. 디스플레이 엘리먼트들은 간섭계 변조기들의 행 및 열 어레이를 형성할 수 있다. 간섭계 변조기들은 어레이의 공통 라인에 어드레스 전압을 인가함으로써 선택된 상태에 배치될 수 있다. 홀드 전압은 공통 라인을 따라 인가될 수 있다. 신호는 캐패시턴스를 감지함으로써 터치 감지 엘리먼트로부터 획득될 수 있다.
본 개시의 다른 양상은 터치 감지 능력을 갖는 디스플레이 장치의 구현을 제공한다. 디스플레이 장치는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함한다. 디스플레이 장치는 터치 감지 엘리먼트들의 어레이를 더 포함한다. 터치 감지 엘리먼트들은 접지된 차폐 층에 의해 분리되지 않고 디스플레이 엘리먼트들 상에서 형성된다. 디스플레이 장치는 터치 감지 엘리먼트들로부터 입력을 검출하도록 구성되는 터치 감지 구동기 회로를 더 포함한다. 디스플레이 장치는 디스플레이 엘리먼트들을 선택된 상태에 배치하도록 구성되는 디스플레이 구동 회로를 더 포함한다. 디스플레이 구동 회로는 선택된 상태에서 디스플레이 엘리먼트들을 유지하도록 이후에 구성된다. 디스플레이 장치는 전원 및 프로세서를 더 포함한다. 프로세서는 디스플레이 구동기 회로에 이미지 데이터를 기록하도록 구성된다. 프로세서는 실질적으로 디스플레이 엘리먼트들이 선택된 상태에서 유지되는 동안에만 터치 감지 구동기 회로로부터 터치 감지 입력을 획득하도록 추가로 구성된다. 디스플레이 엘리먼트들은 간섭계 변조기들의 행 및 열 어레이를 형성할 수 있다. 간섭계 변조기들은 어레이의 공통 라인에 어드레스 전압을 인가함으로써 선택된 상태에 배치될 수 있다. 홀드 전압은 공통 라인에 인가될 수 있다. 터치 감지 회로는 터치 감지 엘리먼트의 캐패시턴스를 감지함으로써 터치 감지 엘리먼트로부터 신호를 획득하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다른 양상은 터치 감지 능력들을 갖는 디스플레이 장치의 구현을 제공한다. 디스플레이 장치는 디스플레이 엘리먼트들과 터치 감지 엘리먼트들 사이에 접지된 차폐 층이 없이 디스플레이 엘리먼트들 및 터치 감지 엘리먼트들을 포함한다. 디스플레이 장치는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 중 적어도 일부분을 선택된 상태에 배치하기 위한 수단을 포함한다. 디스플레이 장치는 선택된 상태에서 디스플레이 엘리먼트들을 유지하기 위한 수단을 더 포함한다. 디스플레이 장치는 실질적으로 디스플레이 엘리먼트들이 선택된 상태에서 유지되는 동안에만 터치 감지 엘리먼트로부터 신호를 획득하기 위한 수단을 더 포함한다.
본 명세서에 설명되는 청구대상의 하나 또는 둘 이상의 구현들의 세부사항들이 첨부한 도면들 및 아래의 설명에 설명된다. 다른 특징들, 양상들 및 이점들은 상세한 설명, 도면들 및 청구 범위로부터 명백해질 것이다. 다음의 도면들의 상대적인 치수들이 축척대로 도시되지 않을 수 있다는 점에 주목한다.
도 1은 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 일련의 픽셀들에서 2개의 인접한 픽셀들을 도시하는 등각도의 예를 도시한다.
도 2는 3x3 간섭계 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 도시하는 시스템 블록도의 예를 도시한다.
도 3은 도 1의 간섭계 변조기에 대한, 이동가능한 반사 층 위치 대 인가된 전압을 도시하는 도면의 예를 도시한다.
도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 간섭계 변조기의 다양한 상태들을 예시하는 테이블의 예를 도시한다.
도 5a는 도 2의 3x3 간섭계 변조기 디스플레이에서 디스플레이 데이터의 프레임을 도시하는 도면의 예를 도시한다.
도 5b는 도 5a에서 도시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하는데 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 예를 도시한다.
도 6a는 도 1의 간섭계 변조기 디스플레이의 부분적 단면의 예를 도시한다.
도 6b-6e는 간섭계 변조기들의 다양한 구현들의 단면들의 예들을 도시한다.
도 7은 간섭계 변조기에 대한 제조 프로세스를 도시하는 흐름도의 예를 도시한다.
도 8a-8e는 간섭계 변조기를 제조하는 방법의 다양한 스테이지들의 개략적 단면도들의 예들을 도시한다.
도 9는 터치 감지 층을 갖는 디스플레이에 대한 통상적 구성의 예를 도시한다.
도 10a는 도 9의 일반적 구성에 따른 터치 감지 층을 갖는 간섭계 변조기 디스플레이 층의 단면의 예를 도시한다.
도 10b는 간섭계 변조기 디스플레이 층 및 터치 감지 층의 대안적 구현의 단면의 예를 도시한다.
도 11은 간섭계 변조기 디스플레이 상에서 터치를 감지하기 위한 방법을 예시하는 흐름도의 예를 도시한다.
도 12는 간섭계 변조기 디스플레이 상에서 터치를 감지하기 위한 또 다른 방법을 예시하는 흐름도의 예를 도시한다.
도 13은 3x3 간섭계 변조기 디스플레이 및 터치 감지 층을 포함하는 전자 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 예를 도시한다.
도 14a 및 도 14b는 복수의 간섭계 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 도시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다.
다양한 도면들에서 유사한 참조 번호들 및 명칭들은 유사한 엘리먼트들을 나타낸다.
다음의 상세한 설명은 획기적인 양상들을 설명하기 위한 특정 구현들에 관한 것이다. 그러나, 본 명세서의 교시들은 다수의 상이한 방식들로 적용될 수 있다. 설명되는 구현들은, 움직이든(예를 들어, 비디오) 또는 정지되든(예를 들어, 스틸 이미지), 그리고 텍스트, 그래픽 또는 그림이든, 이미지를 디스플레이하도록 구성되는 임의의 디바이스에서 구현될 수 있다. 더 구체적으로, 구현들은, 모바일 전화들, 멀티미디어 인터넷 가능 셀룰러 전화들, 모바일 텔레비전 수신기들, 무선 디바이스들, 스마트폰들, 블루투스 디바이스들, 개인용 데이터 보조기(PDA)들, 무선 전자 메일 수신기들, 핸드헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, 프린터들, 복사기들, 스캐너들, 팩시밀리 디바이스들, GPS 수신기들/내비게이션들, 카메라들, MP3 플레이어들, 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 시계들, 계산기들, 텔레비전 모니터들, 평판 디스플레이들, 전자 판독 디바이스들(예를 들어, e-리더들), 컴퓨터 모니터들, 자동 디스플레이들(예를 들어, 오도미터(odometer) 디스플레이 등), 조종실 제어부들 및/또는 디스플레이들, 카메라 뷰 디스플레이들(예를 들어, 차량의 후방(rear view) 카메라의 디스플레이), 전자 사진들, 전자 게시판들 또는 사인(sign)들, 프로젝터들, 아키텍처 구조들, 마이크로파들, 냉장고들, 스테레오 시스템들, 카세트 레코더들 또는 플레이어들, DVD 플레이어들, CD 플레이어들, VCR들, 라디오들, 휴대용 메모리 칩들, 세탁기들, 건조기들, 세탁기/건조기들, 패키징(예를 들어, 전기기계적 시스템들(EMS), MEMS 및 넌-MEMS), 미적 구조물들(aesthetic structures)(예를 들어, 보석 조각 상의 이미지들의 디스플레이) 및 다양한 전기기계적 시스템 디바이스들과 같은(그러나, 이에 제한되는 것은 아님) 다양한 전자 디바이스들에서 구현될 수 있거나 또는 이들과 연관될 수 있다는 것이 고려된다. 본 명세서의 교시들은 또한, 전자 스위칭 디바이스들, 라디오 주파수 필터들, 센서들, 가속도계들, 자이로스코프들, 모션-감지 디바이스들, 자력계들, 소비자 가전에 대한 관성 컴포넌트들, 소비자 가전 제품들의 부품들, 버랙터들(varactors), 액정 디바이스들, 전기영동(electrophoretic) 디바이스들, 구동 방식들, 제조 프로세스들, 전자 테스트 장비와 같은(그러나, 이에 제한되는 것은 아님) 비-디스플레이 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 따라서, 교시들은, 오직 도면들에 도시된 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 그 대신, 당업자에게 용이하게 명백할 넓은 적용가능성을 가진다.
일부 구현들에서, 아래에서 설명되는 바와 같은 디스플레이 디바이스는 터치 감지 능력들을 포함할 수 있다. 터치 감지 층과 디스플레이 층 사이의 원하지 않는 간섭은 종종 디스플레이로부터 터치 센서들을 차폐하기 위해서 추가적인 층들의 포함을 요구한다. 추가적인 층들은 반사 디스플레이 디바이스들의 성능에 불리하게 영향을 미칠 수 있다. 대안적인 솔루션으로서, 터치 감지 층은 디스플레이가 업데이트 되지 않고 있을 때에만 "감지"할 수 있다. 일부 디스플레이 엘리먼트 타입들에 대하여, 쌍안정 디스플레이 엘리먼트를 일례로 하면, 디스플레이 구동기 회로는 엘리먼트들을 선택된 상태에 배치하고, 일정한 홀드 전압의 인가에 의해 선택된 상태에서 엘리먼트들을 유지할 수 있다. 터치 감지 구동기 회로는 디스플레이가 선택된 상태에 있을 때 이미지 업데이트들 사이에서 감지를 수행할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 방법 및 시스템의 일부 구현들은 디스플레이 또는 터치 감지 성능을 희생시키지 않고 추가적인 층들에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 예를 들어, 아래에서 설명되는 간섭계 변조기(IMOD) 타입 디스플레이의 일부 구현들은 터치 감지의 정확도 또는 IMOD의 휘도 또는 색 충실도의 저하 없이 터치 패널을 포함할 수 있다.
설명되는 구현들이 적용될 수 있는 적합한 MEMS 디바이스의 예는 반사 디스플레이 디바이스이다. 반사 디스플레이 디바이스들은 광학 간섭의 원리들을 사용하여, 그 디바이스 상에 입사하는 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사시키기 하기 위해서 IMOS들을 포함할 수 있다. IMOD들은, 흡수체, 흡수체에 대하여 이동가능한 반사체, 및 흡수체와 반사체 사이에서 정의되는 광학 공진 캐비티를 포함할 수 있다. 반사체는 둘 또는 셋 이상의 상이한 위치들로 이동될 수 있고, 이것은, 광학 공진 캐비티의 크기를 변경하고, 이에 의해 간섭계 변조기의 반사율에 영향을 미칠 수 있다. IMOD들의 반사 스펙트럼들은, 상이한 색들을 생성하기 위해서 가시 파장들에 걸쳐 시프트될 수 있는 상당히 넓은 스펙트럼 대역들을 생성할 수 있다. 스펙트럼 대역의 위치는, 광학 공진 캐비티의 두께를 변경함으로써, 즉, 반사체의 위치를 변경함으로써 조정될 수 있다.
도 1은 IMOD 디스플레이 디바이스의 일련의 픽셀들에서 2개의 인접한 픽셀들을 도시하는 등각도의 예를 도시한다. IMOD 디스플레이 디바이스는 하나 또는 둘 이상의 간섭계 MEMS 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 이 디바이스들에서, MEMS 디스플레이 엘리먼트들의 픽셀들은 밝은 상태 또는 어두운 상태일 수 있다. 밝은("완화된", "개방된" 또는 "온") 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시 광의 대부분을, 예를 들어, 사용자에게 반사한다. 반대로, 어두운("작동된", "폐쇄된" 또는 "오프") 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시 광을 거의 반사하지 않는다. 일부 구현들에서, 온 및 오프 상태들의 광 반사 특성들은 반전될 수 있다. MEMS 픽셀들은, 흑색 및 백색과 더불어 색 디스플레이를 허용하는 특정한 파장들에서 대부분 반사하도록 구성될 수 있다.
IMOD 디스플레이 디바이스는 IMOD들의 행/열 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 IMOD는 한 쌍의 반사 층들, 즉, 이동가능한 반사 층 및 고정된 부분 반사 층을 포함할 수 있고, 이들은 서로 가변적이고 제어가능한 거리에 위치되어 에어 갭(또한 광학 갭 또는 캐비티로 지칭됨)을 형성한다. 이동가능한 반사 층은 적어도 2개의 위치들 사이에서 이동될 수 있다. 제 1 위치, 즉, 완화된 위치에서, 이동가능한 반사 층은 고정된 부분 반사 층으로부터 비교적 먼 거리에 위치될 수 있다. 제 2 위치, 즉, 작동된 위치에서, 이동가능한 반사 층은 부분 반사 층에 더 근접하게 위치될 수 있다. 2개의 층들로부터 반사되는 입사 광은 이동가능한 반사 층의 위치에 따라 보강(constructively) 간섭 또는 상쇄(destructively) 간섭할 수 있어서, 각각의 픽셀에 대한 전반사 또는 비반사 상태를 생성한다. 일부 구현들에서, IMOD는 미작동시에 반사 상태가 되어 가시 스펙트럼 내의 광을 반사할 수 있고, 미작동 시에 어두운 상태가 되어 가시 범위 밖의 광(예를 들어, 적외선 광)을 반사할 수 있다. 그러나, 일부 다른 구현들에서, IMOD는 미작동시에 어두운 상태일 수 있고, 작동시에 반사 상태일 수 있다. 일부 구현들에서, 인가된 전압의 도입은, 상태들을 변경하도록 픽셀들을 구동시킬 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 인가된 전하는 상태들을 변경하도록 픽셀들을 구동시킬 수 있다.
도 1의 픽셀 어레이의 도시된 부분은 2개의 인접한 간섭계 변조기들(12)을 포함한다. (도시된 바와 같이) 좌측의 IMOD(12)에서, 이동가능한 반사 층(14)은, 부분 반사 층을 포함하는 광학 스택(16)으로부터 미리 결정된 거리에서 완화된 위치로 도시된다. 좌측의 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압 V0는 이동가능한 반사 층(14)의 작동을 초래하기에는 불충분하다. 우측의 IMOD(12)에서, 이동가능한 반사 층(14)은 광학 스택(16) 근처에서 또는 그에 인접하여 작동된 위치로 도시된다. 우측의 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압 Vbias는 이동가능한 반사 층(14)을 작동된 위치로 유지하기에 충분하다.
도 1에서, 픽셀들(12)의 반사 특성들은 일반적으로, 픽셀들(12) 상에 입사하는 광을 나타내는 화살표들(13) 및 좌측에서 픽셀(12)로부터 반사하는 광(15)으로 예시된다. 상세하게 도시되지 않지만, 픽셀들(12) 상에 입사하는 광(13)의 대부분은 투명 기판(20)을 통해 투과되어 광학 스택(16)을 향할 것임이 당업자에 의해 이해될 것이다. 광학 스택(16) 상에 입사하는 광의 일부분은 광학 스택(16)의 부분 반사 층을 통해 투과될 것이고, 일부분은 투명 기판(20)을 통해 다시(back) 반사될 것이다. 광학 스택(16)을 통해 투과되는 광(13)의 일부분은 이동가능한 반사 층(14)에서 반사되어, 다시 투명 기판(20)을 향할(그리고 그를 통과할) 것이다. 광학 스택(16)의 부분 반사 층으로부터 반사되는 광과 이동가능한 반사 층(14)으로부터 반사되는 광 사이의 (보강 또는 상쇄) 간섭은 픽셀(12)로부터 반사되는 광(15)의 파장(들)을 결정할 것이다.
광학 스택(16)은 단일 층 또는 몇몇 층들을 포함할 수 있다. 층(들)은 전극 층, 부분 반사 및 부분 투과 층 및 투명 유전체 층 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)은 전기 전도성이고 부분적으로 투명하고 및 부분적으로 반사적이며, 예를 들어, 투명 기판(20) 상에 상기 층들 중 하나 또는 둘 이상을 증착함으로써 제조될 수 있다. 전극 층은, 다양한 금속들, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 다양한 재료들로부터 형성될 수 있다. 부분 반사 층은, 다양한 금속들, 예를 들어, 크롬(Cr), 반도체들 및 유전체들과 같은 부분적으로 반사적인 다양한 재료들로부터 형성될 수 있다. 부분 반사 층은 재료들의 하나 또는 둘 이상의 층들로 형성될 수 있고, 층들 각각은 단일 재료 또는 재료들의 결합으로 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)은 광 흡수체 및 도체 모두로서 기능하는 금속 또는 반도체의 단일 반투명 두께를 포함할 수 있는 한편, (예를 들어, 광학 스택(16)의, 또는 IMOD의 다른 구조들의) 상이한 더 전도성인 층들 또는 부분들은 IMOD 픽셀들 사이에서 신호들을 버싱(bus)하도록 기능할 수 있다. 광학 스택(16)은 또한 하나 또는 둘 이상의 전도성 층들 또는 전도성/흡수성 층을 커버하는 하나 또는 둘 이상의 절연 또는 유전체 층들을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 광학 스택(16)의 층(들)은 병렬 스트립들로 패터닝될 수 있고, 아래에 추가로 설명되는 바와 같이 디스플레이 디바이스에서 행 전극들을 형성할 수 있다. 당업자에 의해 이해될 바와 같이, "패터닝된"이라는 용어는 본 명세서에서 에칭 프로세스들 뿐만 아니라 마스킹을 지칭하도록 사용된다. 일부 구현들에서, 알루미늄(Al)과 같이 매우 전도성이고 반사적인 재료가 이동가능한 반사 층(14)에 사용될 수 있고, 이 스트립들은 디스플레이 디바이스에서 열 전극들을 형성할 수 있다. 이동가능한 반사 층(14)은 증착된 금속 층 또는 층들의 일련의 병렬 스트립들(광학 스택(16)의 행 전극들에 직교함)로서 형성되어, 포스트들(18)의 최상부 상에 증착된 열들을 형성하고, 중간(intervening) 희생 재료가 포스트들(18) 사이에 증착된다. 희생 재료가 에칭될 때, 정의된 갭(19) 또는 광학 캐비티는 이동가능한 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 포스트들(18) 사이의 간격은 약 1-1000 um일 수 있는 한편, 갭(19)은 약 10,000 옹스트롬(Å) 미만일 수 있다.
일부 구현들에서, IMOD의 각각의 픽셀은, 작동된 상태이든 완화된 상태이든, 본질적으로, 고정된 반사 층과 이동하는 반사 층에 의해 형성되는 캐패시터이다. 어떠한 전압도 인가되지 않을 때, 이동가능한 반사 층(14a)은 도 1의 좌측에서 픽셀(12)에 의해 도시된 바와 같이, 이동가능한 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에 갭(19)을 가진 채 기계적으로 완화된 상태로 유지된다. 그러나, 선택된 행 및 열 중 적어도 하나에 전위차, 예를 들어, 전압이 인가될 때, 대응하는 픽셀에서 행 및 열 전극들의 교차점에 형성되는 캐패시터는 충전(charge)되고, 정전기력들이 전극들을 서로 당긴다. 인가된 전압이 임계치를 초과하는 경우, 이동가능한 반사 층(14)은 변형되고, 광학 스택(16) 근처로 또는 광학 스택(16) 가까이(against) 이동할 수 있다. 광학 스택(16) 내의 유전체 층(미도시)은 도 1의 우측에서 작동된 픽셀(12)로 도시된 바와 같이, 단락(shorting)을 방지하고 층들(14 및 16) 사이의 분리 거리를 제어할 수 있다. 이 동작은, 인가된 전위차의 극성과 무관하게 동일하다. 어레이의 일련의 픽셀들은 일부 경우들에서 "행들" 또는 "열들"로서 지칭될지라도, 한 방향을 "행"으로서 그리고 다른 방향을 "열"로서 지칭하는 것이 임의적임을 당업자는 용이하게 이해할 것이다. 다시 말해서, 일부 배향들에서, 행들은 열들로 간주될 수 있고, 열들은 행들로 간주될 수 있다. 또한, 디스플레이 엘리먼트들은 수직하는 행들 및 열들("어레이")로 균등하게 배열될 수 있거나, 예를 들어, 서로에 대하여 특정한 위치 오프셋들("모자이크")을 가지는 비선형 구성들로 배열될 수 있다. "어레이" 및 "모자이크"라는 용어들은 어느 하나의 구성을 지칭할 수 있다. 따라서, 디스플레이가 "어레이" 또는 "모자이크"를 포함하는 것으로 지칭될지라도, 어느 경우에서든, 엘리먼트들 스스로는 서로 수직하게 배열되거나 균등한 분포로 배치될 필요가 없지만, 비대칭적 형상들 및 균등하지 않게 분포된 엘리먼트들을 가지는 배열들을 포함할 수 있다.
도 2는, 3x3 간섭계 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 도시하는 시스템 블록도의 예를 도시한다. 전자 디바이스는 하나 또는 둘 이상의 소프트웨어 모듈들을 실행하도록 구성될 수 있는 프로세서(21)를 포함한다. 동작 시스템을 실행하는 것과 더불어, 프로세서(21)는, 웹 브라우저, 전화 애플리케이션, 이메일 프로그램 또는 임의의 다른 소프트웨어 애플리케이션을 포함하는 하나 또는 둘 이상의 소프트웨어 애플리케이션들을 실행하도록 구성될 수 있다.
프로세서(21)는 어레이 구동기(22)와 통신하도록 구성될 수 있다. 어레이 구동기(22)는, 예를 들어, 디스플레이 어레이 또는 패널(30)에 신호들을 제공하는, 행 구동기 회로(24) 및 열 구동기 회로(26)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 IMOD 디스플레이 디바이스의 단면은 도 2의 절단선 1-1에 의해 보여진다. 명확화를 위해서 도 2는 IMOD들의 3x3 어레이를 도시하지만, 디스플레이 어레이(30)는 매우 많은 수의 IMOD들을 포함할 수 있고, 행들에서 열들에서와는 상이한 수의 IMOD들을 가질 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
도 3은 도 1의 간섭계 변조기에 대한, 이동가능한 반사 층 위치 대 인가된 전압을 도시하는 도면의 예를 도시한다. MEMS 간섭계 변조기들의 경우, 행/열(즉, 공통/세그먼트) 기록 프로시저는 도 3에 도시된 바와 같이, 이 디바이스들의 히스테리시스 특성을 이용할 수 있다. 간섭계 변조기는 이동가능한 반사 층 또는 미러가 완화된 상태로부터 작동된 상태로 변경하도록 하기 위해서, 예를 들어, 약 10 볼트의 전위차를 요구할 수 있다. 전압이 그 값으로부터 감소될 때, 이동가능한 반사 층은, 전압이 예를 들어 10 볼트 아래로 다시 강하할 때 자신의 상태를 유지하지만, 전압이 2 볼트 아래로(below) 강하할 때까지, 이동가능한 반사 층은 완전히 완화되지 않는다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 완화된 상태이든 또는 작동된 상태이든 디바이스가 안정되는 인가된 전압의 윈도우가 존재하는 약 3 내지 7 볼트의 전압 범위가 존재한다. 이것은 본 명세서에서 "히스테리시스 윈도우" 또는 "안정 윈도우"로 지칭된다. 도 3의 히스테리시스 특성들을 가지는 디스플레이 어레이(30)의 경우, 행/열 기록 프로시저는 한번에 하나 또는 둘 이상의 행들을 어드레싱하도록 설계될 수 있어서, 주어진 행의 어드레싱 동안, 작동될 어드레싱된 행의 픽셀들은 약 10 볼트의 전압 차에 노출되고, 완화될 픽셀들은 거의 제로 볼트의 전압 차에 노출된다. 어드레싱 이후, 픽셀들은 정상 상태 또는 약 5 볼트의 바이어스 전압차에 노출되어서, 픽셀들은 이전의 스트로빙(strobing) 상태로 유지된다. 이 예에서, 어드레싱된 이후, 각각의 픽셀은 약 3 내지 7 볼트의 "안정 윈도우" 내의 전위차를 겪는다(see). 이 히스테리시스 특성 특징은, 예를 들어, 도 1에 도시된 픽셀 설계가 동일한 인가된 전압 조건들 하에서, 작동된 또는 완화된 기존의(pre-existing) 상태로 안정하게 유지될 수 있게 한다. 각각의 IMOD 픽셀이 작동된 상태이든 완화된 상태이든, 본질적으로, 고정된 반사 층과 이동하는 반사 층에 의해 형성되는 캐패시터이기 때문에, 이 안정된 상태는, 실질적으로 전력을 소모하거나 또는 손실하지 않으면서 히스테리시스 윈도우 내에서 정상 전압으로 유지될 수 있다. 더욱이, 인가된 전압 전위가 실질적으로 고정되어 유지되면, 본질적으로 IMOD 픽셀 내로 전류가 거의 흐르지 않거나 또는 전혀 흐르지 않는다.
일부 구현들에서, 이미지의 프레임은, 주어진 행의 픽셀들의 상태에 대한 원하는 변경(존재한다면)에 따라, 열 전극들의 세트를 따르는 "세그먼트" 전압들의 형태로 데이터 신호들을 인가함으로써 생성될 수 있다. 어레이의 각각의 행은 차례로 어드레싱될 수 있어서, 프레임은 한 번에 하나의 행에 기록된다. 원하는 데이터를 제 1 행의 픽셀들에 기록하기 위해서, 제 1 행의 픽셀들의 원하는 상태에 대응하는 세그먼트 전압들은 열 전극들 상에 인가될 수 있고, 특정한 "공통" 전압 또는 신호의 형태인 제 1 행 펄스가 제 1 행 전극에 인가될 수 있다. 이후, 세그먼트 전압들의 세트가 제 2 행의 픽셀들의 상태에 대한 원하는 변경(존재한다면)에 대응하도록 변경될 수 있고, 제 2 공통 전압이 제 2 행 전극에 인가될 수 있다. 일부 구현들에서, 제 1 행의 픽셀들은 열 전극들을 따라 인가된 세그먼트 전압들에서의 변경에 의해 영향받지 않고, 제 1 공통 전압 행 펄스 동안 그 픽셀들이 세팅되었던 상태로 유지된다. 이 프로세스는, 이미지 프레임을 생성하기 위해서 순차적인 방식으로, 일련의 행들 또는 대안적으로 열들 전체에 대하여 반복될 수 있다. 프레임들은, 어떤 원하는 초당 프레임들의 수로 이 프로세스를 계속적으로 반복함으로써 새로운 이미지 데이터로 리프레쉬 및/또는 업데이트될 수 있다.
각각의 픽셀에 걸쳐 인가되는 세그먼트 및 공통 신호들의 결합(즉, 각각의 픽셀에 걸친 전위차)은 각각의 픽셀의 결과적 상태를 결정한다. 도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 간섭계 변조기의 다양한 상태들을 예시하는 테이블의 예를 도시한다. 당업자에 의해 용이하게 이해될 바와 같이, "세그먼트" 전압들은 열 전극들 또는 행 전극들 중 어느 하나에 인가될 수 있고, "공통" 전압들은 열 전극들 또는 행 전극들 중 다른 하나에 인가될 수 있다.
도 4에 (뿐만 아니라 도 5b에 도시된 타이밍도에) 예시된 바와 같이, 공통 라인을 따라 릴리스 전압 VCREL이 인가될 때, 공통 라인을 따르는 모든 간섭계 변조기 엘리먼트들은 세그먼트 라인들을 따라 인가된 전압, 즉 높은 세그먼트 전압 VSH 및 낮은 세그먼트 전압 VSL과 무관하게, 완화된 상태(대안적으로 릴리스된 또는 미작동된 상태로 지칭됨)로 배치될 것이다. 특히, 릴리스 전압 VCREL이 공통 라인을 따라 인가될 때, 변조기에 걸친 전위 전압(대안적으로, 픽셀 전압으로 지칭됨)은, 그 픽셀에 대한 대응하는 세그먼트 라인을 따라 높은 세그먼트 전압 VSH이 인가될 때와 낮은 세그먼트 전압 VSL이 인가될 때 모두, 완화 윈도우(도 3 참조, 릴리스 윈도우로 또한 지칭됨) 내에 있다.
높은 유지 전압 VCHOLD _H 또는 낮은 유지 전압 VCHOLD _L과 같은 유지 전압이 공통 라인 상에 인가될 때, 간섭계 변조기의 상태는 일정하게 유지될 것이다. 예를 들어, 완화된 IMOD는 완화된 위치로 유지될 것이고, 작동된 IMOD는 작동된 위치로 유지될 것이다. 유지 전압들은, 높은 세그먼트 전압 VSH이 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가될 때와 낮은 세그먼트 전압 VSL이 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가될 때 모두, 픽셀 전압이 안정 윈도우 내에서 유지되도록 선택될 수 있다. 따라서, 세그먼트 전압 스윙, 즉, 높은 VSH와 낮은 세그먼트 전압 VSL 사이의 차는 포지티브 또는 네거티브 안정 윈도우 중 어느 하나의 폭 미만이다.
높은 어드레싱 전압 VCADD _H 또는 낮은 어드레싱 전압 VCADD _L과 같은 어드레싱 또는 작동 전압이 공통 라인 상에 인가될 때, 각각의 세그먼트 라인들을 따른 세그먼트 전압들의 인가에 의해 그 라인을 따라 변조기들에 데이터가 선택적으로 기록될 수 있다. 세그먼트 전압들은, 작동이 그 인가된 세그먼트 전압에 의존하도록 선택될 수 있다. 어드레싱 전압이 공통 라인을 따라 인가될 때, 하나의 세그먼트 전압의 인가는 안정 윈도우 내의 픽셀 전압을 유발시켜 픽셀이 미작동되게 유지되는 것을 초래할 것이다. 반대로, 다른 세그먼트 전압의 인가는 안정 윈도우를 넘은 픽셀 전압을 유발시켜 픽셀의 작동을 유발할 것이다. 작동을 초래하는 특정한 세그먼트 전압은 어느 어드레싱 전압이 사용되는지에 따라 달라질 수 있다. 일부 구현들에서, 높은 어드레싱 전압 VCADD _H가 공통 라인을 따라 인가될 때, 높은 세그먼트 전압 VSH의 인가는 변조기가 자신의 현재 위치에서 유지되는 것을 초래할 수 있는 한편, 낮은 세그먼트 전압 VSL의 인가는 변조기의 작동을 초래할 수 있다. 결과로서, 세그먼트 전압들의 효과는 낮은 어드레싱 전압 VCADD_L이 인가될 때 반대일 수 있어서, 높은 세그먼트 전압 VSH는 변조기의 작동을 초래하고, 낮은 세그먼트 전압 VSL은 변조기의 상태에 어떠한 영향을 주지 않는다(즉, 안정되게 유지된다).
일부 구현들에서, 변조기들에 걸쳐 동일한 극성의 전위차를 항상 생성하는, 유지 전압들, 어드레싱 전압들 및 세그먼트 전압들이 사용될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 변조기들의 전위차의 극성을 변경하는 신호들이 사용될 수 있다. 변조기들에 걸친 극성의 교대(alternation)(즉, 기록 프로시저들의 극성의 교대)은, 단일 극성의 반복된 기록 동작들 이후 발생할 수 있는 전하 누적을 감소시키거나 또는 방지할 수 있다.
도 5a는 도 2의 3x3 간섭계 변조기 디스플레이에서 디스플레이 데이터의 프레임을 도시하는 도면의 예를 도시한다. 도 5b는 도 5a에서 도시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하는데 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 예를 도시한다. 신호들은, 예를 들어, 도 2의 3x3 어레이에 인가될 수 있고, 이것은 궁극적으로, 도 5a에 도시된 라인 타임(60e) 디스플레이 배열을 초래할 것이다. 도 5a의 작동된 변조기들은 어두운 상태, 즉, 반사된 광의 상당 부분이 가시 스펙트럼 밖에 있어서, 예를 들어, 관측자에게 어두운 외관을 초래하는 상태이다. 도 5a에 도시된 프레임을 기록하기 전에, 픽셀들은 임의의 상태일 수 있지만, 도 5b의 타이밍도에서 도시되는 기록 프로시저는, 각각의 변조기가 제 1 라인 타임(60a) 이전에 릴리스되고 미작동 상태에 있는 것을 가정한다.
제 1 라인 타임(60a) 동안: 릴리스 전압(70)이 공통 라인 1 상에 인가되고; 공통 라인 2 상에 인가된 전압은 높은 유지 전압(72)에서 시작하여 릴리스 전압(70)으로 바뀌고; 낮은 유지 전압(76)은 공통 라인 3을 따라 인가된다. 따라서, 공통 라인 1을 따른 변조기들(공통 1, 세그먼트 1)(1,2) 및 (1,3)은 제 1 라인 타임(60a)의 듀레이션 동안 완화된 또는 미작동된 상태로 유지되고, 공통 라인 2를 따른 변조기들(2,1), (2,2) 및 (2,3)은 완화된 상태로 이동할 것이고, 공통 라인 3을 따른 변조기들(3,1), (3,2) 및 (3,3)은 그들의 이전 상태로 유지될 것이다. 도 4를 참조하면, 공통 라인들 1, 2 또는 3 중 어떠한 라인도, 라인 타임(60a) 동안 작동을 유발시키는 전압 레벨들에 노출되고 있지 않기 때문에, 세그먼트 라인들 1, 2 및 3을 따라 인가된 세그먼트 전압들은, 간섭계 변조기들의 상태에 어떠한 영향도 미치지 않을 것이다 (즉, VCREL - 완화 및 VCHOLD _L - 안정).
제 2 라인 타임(60b) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 바뀌고, 공통 라인 1을 따른 모든 변조기들은, 공통 라인 1 상에 어떠한 어드레싱 또는 작동 전압도 인가되지 않았기 때문에, 인가된 세그먼트 전압과 무관하게 완화된 상태로 유지된다. 공통 라인 2를 따른 변조기들은 릴리스 전압(70)의 인가에 기인하여 완화된 상태로 유지되고, 공통 라인 3을 따른 변조기들(3,1), (3,2) 및 (3,3)은, 공통 라인 3을 따른 전압이 릴리스 전압(70)으로 바뀔 때 완화될 것이다.
제 3 라인 타임(60c) 동안, 공통 라인 1은 공통 라인 1 상에 높은 어드레스 전압(74)을 인가함으로써 어드레싱된다. 낮은 세그먼트 전압(64)은 이 어드레스 전압의 인가 동안 세그먼트 라인들 1 및 2를 따라 인가되기 때문에, 변조기들 (1,1) 및 (1,2)에 걸친 픽셀 전압은 변조기들의 포지티브 안정 윈도우의 높은 쪽 끝보다 크고(즉, 미리 정의된 임계치를 초과하는 전압차), 변조기들(1,1) 및 (1,2)이 작동된다. 반대로, 높은 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 3을 따라 인가되므로, 변조기(1,3)에 걸친 픽셀 전압은 변조기들(1,1) 및 (1,2)의 픽셀 전압보다 작고, 변조기의 포지티브 안정 윈도우 내로 유지되고, 따라서 변조기(1,3)는 완화되어 유지된다. 또한 라인 타임(60c) 동안, 공통 라인 2를 따른 전압은 낮은 유지 전압(76)으로 감소되고, 공통 라인 3을 따른 전압은 릴리스 전압(70)으로 유지되어, 공통 라인들 2 및 3을 따른 변조기들을 완화된 위치에 둔다.
제 4 라인 타임(60d) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 리턴하여, 공통 라인 1을 따른 변조기들을 그들 각각의 어드레싱된 상태들로 둔다. 공통 라인 2 상의 전압은 낮은 어드레스 전압(78)으로 감소된다. 높은 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 2를 따라 인가되기 때문에, 변조기(2,2)에 걸친 픽셀 전압은 변조기의 네거티브 안정 윈도우의 더 낮은 쪽 끝보다 낮아서, 변조기(2,2)가 작동하게 한다. 반대로, 낮은 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들 1 및 3을 따라 인가되기 때문에, 변조기들(2,1) 및 (2,3)은 완화된 위치로 유지된다. 공통 라인 3 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 증가되어, 공통 라인 3을 따른 변조기들을 완화된 상태로 둔다.
마지막으로, 제 5 라인 타임(60e) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 유지되고, 공통 라인 2 상의 전압은 낮은 유지 전압(76)으로 유지되어, 공통 라인들 1 및 2를 따른 변조기들을 그들 각각의 어드레싱된 상태들로 둔다. 공통 라인 3 상의 전압은 공통 라인 3을 따른 변조기들을 어드레싱하기 위해서 높은 어드레스 전압(74)으로 증가한다. 낮은 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들 2 및 3 상에 인가됨에 따라, 변조기들(3,2) 및 (3,3)이 작동하는 한편, 세그먼트 라인 1을 따라 인가된 높은 세그먼트 전압(62)은 변조기(3,1)가 완화된 위치에서 유지되게 한다. 따라서, 제 5 라인 타임(60e)의 끝에서, 3x3 픽셀 어레이는 도 5a에 도시된 상태이고, 다른 공통 라인들(미도시)을 따른 변조기들이 어드레싱되고 있을 때 발생할 수 있는 세그먼트 전압에서의 변화들과 무관하게, 공통 라인들을 따라 유지 전압들이 인가되는 한 그 상태에서 유지될 것이다.
도 5b의 타이밍도에서, 주어진 기록 프로시저(즉, 라인 타임들(60a-60e))는 높은 유지 및 어드레스 전압들 또는 낮은 유지 및 어드레스 전압들 중 어느 하나의 사용을 포함할 수 있다. 주어진 공통 라인에 대하여 기록 프로시저가 완료되면(그리고, 공통 전압이, 작동 전압과 동일한 극성을 가지는 유지 전압으로 세팅되면), 픽셀 전압은 주어진 안정 윈도우 내로 유지되고, 릴리스 전압이 그 공통 라인 상에 인가될 때까지 완화 윈도우를 통과하지 않는다. 또한, 각각의 변조기는 그 변조기에 어드레싱하기 전에 기록 프로시저의 일부로서 릴리스되기 때문에, 릴리스 시간보다는 변조기의 작동 시간이 필수적 라인 타임을 결정할 수 있다. 구체적으로, 변조기의 릴리스 시간이 작동 시간보다 더 큰 구현들에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 릴리스 전압은 단일 라인 타임보다 더 오랫동안 인가될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 공통 라인들 또는 세그먼트 라인들을 따라 인가되는 전압들은, 상이한 색들의 변조기들과 같이 상이한 변조기들의 작동 및 릴리스 전압들에서의 변화들을 고려하여 달라질 수 있다.
앞서 기술된 원리들에 따라 동작하는 간섭계 변조기들의 구조의 세부사항들은, 광범위하게 변할 수 있다. 예를 들어, 도 6a-6e는, 이동가능한 반사 층(14) 및 그의 지지 구조들을 포함하는 간섭계 변조기들의 다양한 구현들의 단면들의 예들을 도시한다. 도 6a는 도 1의 간섭계 변조기 디스플레이의 부분 단면의 예를 도시하고, 여기서 금속 재료의 스트립, 즉 이동가능한 반사 층(14)은, 기판(20)으로부터 수직으로 연장하는 지지부들(18) 상에 증착된다. 도 6b에서, 각각의 IMOD의 이동가능한 반사 층(14)은 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 형상이고, 테더(tether)들(32) 상에서 코너들의 또는 코너들 근처의 지지부들에 부착된다. 도 6c에서, 이동가능한 반사 층(14)은 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 형상이고, 플렉서블 금속을 포함할 수 있는 변형가능한 층(34)으로부터 현수(suspend)된다. 변형가능한 층(34)은 이동가능한 반사층(14)의 둘레 주위에서 기판(20)에 직접적으로 또는 간접적으로 접속할 수 있다. 이 접속들은 본 명세서에서 지지 포스트들로 지칭된다. 도 6c에 도시된 구현은 이동가능한 반사 층(14)의 광학 기능들을 그의 기계적 기능들 ― 이들은 변형가능한 층(34)에 의해 수행됨 ― 로부터 디커플링시키는 것으로부터 유도되는 추가적인 이점들을 가진다. 이 디커플링은, 반사 층(14)에 대하여 사용되는 구조적 설계 및 재료들, 및 변형가능한 층(34)에 대하여 사용되는 구조적 설계 및 재료들이 서로 독립적으로 최적화되게 한다.
도 6d는 IMOD의 다른 예를 도시하고, 여기서 이동가능한 반사 층(14)은 반사 서브-층(14a)을 포함한다. 이동가능한 반사 층(14)은 지지 포스트들(18)과 같은 지지 구조 상에 안착된다. 지지 포스트들(18)은, 예를 들어, 이동가능한 반사 층(14)이 완화된 위치에 있을 때, 이동가능한 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에 갭(19)이 형성되도록, 더 낮은 정지 전극(즉, 도시된 IMOD에서 광학 스택(16)의 부분)으로부터 이동가능한 반사 층(14)의 분리를 제공한다. 이동가능한 반사 층(14)은 또한, 전극으로서 기능하도록 구성될 수 있는 전도성 층(14c) 및 지지 층(14b)을 포함할 수 있다. 이 예에서, 전도성 층(14c)은 기판(20)으로부터 멀리 떨어져서 지지 층(14b)의 한 면 상에 배치되고, 반사 서브-층(14a)은 기판(20)에 근접하여 지지 층(14b)의 다른 면 상에 배치된다. 일부 구현들에서, 반사 서브-층(14a)은 전도성일 수 있고, 지지 층(14b)과 광학 스택(16) 사이에 배치될 수 있다. 지지 층(14b)은 예를 들어, 실리콘 옥시나이트라이드(SiON) 또는 실리콘 디옥사이드(SiO2)와 같은 유전체 재료의 하나 또는 둘 이상의 층들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 지지 층(14b)은 예를 들어, SiO2/SiON/SiO2 3-층 스택과 같은 층들의 스택일 수 있다. 반사 서브-층(14a) 및 전도성 층(14c) 중 하나 또는 둘 모두는, 예를 들어, 약 0.5% Cu 또는 다른 반사 금속 재료를 가지는 Al 합금을 포함할 수 있다. 유전체 지지 층(14b)의 위 및 아래에서 전도성 층들(14a, 14c)을 이용하는 것은 응력들을 밸런싱할 수 있고, 향상된 전도를 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 반사 서브-층(14a) 및 전도성 층(14c)은, 이동가능한 반사 층(14) 내에 특정한 응력 프로파일들을 달성하는 것과 같은 다양한 설계 목적들을 위해서 상이한 재료들로 형성될 수 있다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 일부 구현들은 또한 흑색 마스크 구조(23)를 포함할 수 있다. 흑색 마스크 구조(23)는, 주변광 또는 미광(stray light)을 흡수하기 위해서, 광학적으로 비활성 영역들(예를 들어, 픽셀들 사이 또는 포스트들(18) 아래)에 형성될 수 있다. 흑색 마스크 구조(23)는 또한, 광이 디스플레이의 비활성 부분들로부터 반사되거나 그를 통해 투과되는 것을 방지함으로써 디스플레이 디바이스의 광학 특성들을 개선시킬 수 있으며, 그로 인해 콘트라스트 비(contrast ratio)를 증가시킨다. 추가적으로, 흑색 마스크 구조(23)는 전도성일 수 있고, 전기 버싱(bussing) 층으로서 기능하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 행 전극들은, 접속된 행 전극의 저항을 감소시키기 위해서 흑색 마스크 구조(23)에 접속될 수 있다. 흑색 마스크 구조(23)는, 증착 및 패터닝 기법들을 포함하는 다양한 방법들을 사용하여 형성될 수 있다. 흑색 마스크 구조(23)는 하나 또는 둘 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 흑색 마스크 구조(23)는, 광학 흡수체로서 기능하는 몰리브덴-크롬(MoCr) 층, SiO2 층 및 반사체 및 버싱 층으로서 기능하는 알루미늄 합금을 포함하고, 각각, 약 30 내지 80 Å, 500 내지 1000 Å 및 500 내지 6000 Å 범위의 두께를 가진다. 예를 들어, MoCr 및 SiO2 층들에 대한 탄소 테트라플루오르메탄(CF4) 및/또는 산소(O2) 및 알루미늄 합금 층에 대한 염소(Cl2) 및/또는 보론 트리클로라이드(BCl3)를 포함하는 하나 또는 둘 이상의 층들이 건식 에칭 및 포토리소그래피를 포함하는 다양한 기법들을 사용하여 패터닝될 수 있다. 일부 구현들에서, 흑색 마스크(23)는 에탈론(etalon) 또는 간섭계 스택 구조일 수 있다. 이러한 간섭계 스택 흑색 마스크 구조들(23)에서, 전도성 흡수체들은, 각각의 행 또는 열의 광학 스택(16)의 더 낮은 정지 전극들 사이에서 신호들을 송신 또는 버싱하는데 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 스페이서 층(35)은 일반적으로, 흡수체 층(16a)을 흑색 마스크(23)의 전도성 층들로부터 전기적으로 절연시키도록 기능할 수 있다.
도 6e는 IMOD의 다른 예를 도시하고, 여기서 이동가능한 반사 층(14)은 스스로 지지된다. 도 6d와는 대조적으로, 도 6e의 구현은 지지 포스트들(18)을 포함하지 않는다. 대신에, 이동가능한 반사 층(14)은 다수의 위치들에서 아래에 놓인(underlying) 광학 스택(16)에 컨택하고, 이동가능한 반사 층(14)의 굴곡(curvature)은, 간섭계 변조기에 걸친 전압이 작동을 유발시키기에 불충분할 때 이동가능한 반사 층(14)이 도 6e의 미작동된 위치로 리턴하는 충분한 지지를 제공한다. 명확화를 위해서, 복수의 몇몇 상이한 층들을 포함할 수 있는 광학 스택(16)이 광학 흡수체(16a) 및 유전체(16b)를 포함하는 것으로 여기에 도시된다. 일부 구현들에서, 광학 흡수체(16a)는 고정된 전극 및 부분 반사 층 모두로서 기능할 수 있다.
도 6a-6e에 도시된 구현들과 같은 구현들에서, IMOD들은 다이렉트-뷰 디바이스들로서 기능하고, 여기서 이미지들은 투명 기판(20)의 전면, 즉, 변조기가 배열된 면에 대향하는 면으로부터 관측된다. 이 구현들에서, 디바이스의 후면 부분들(즉, 예를 들어, 도 6c에 도시된 변형가능한 층(34)을 포함하는, 이동가능한 반사 층(14) 뒤에 있는 디스플레이 디바이스의 임의의 부분)은, 디스플레이 디바이스의 이미지 품질에 영향을 미치거나 또는 부정적으로 영향을 미치지 않도록 구성 및 동작될 수 있는데, 이것은, 반사 층(14)이 디바이스의 이 부분들을 광학적으로 차단하기 때문이다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 전압 어드레싱 및 이러한 어드레싱으로부터 유발되는 이동들과 같은 변조기의 전기기계적 특성들로부터 변조기의 광학적 특성들을 분리시키는 능력을 제공하는 버스 구조(미도시)가 이동가능한 반사 층(14) 뒤에 포함될 수 있다. 추가적으로, 도 6a-6e의 구현들은, 예를 들어, 패터닝과 같은 프로세싱을 단순화시킬 수 있다.
도 7은, 간섭계 변조기에 대한 제조 프로세스(80)를 도시하는 흐름도의 예를 도시하고, 도 8a-8e는 이러한 제조 프로세스(80)의 대응하는 스테이지들의 개략적 단면도들의 예들을 도시한다. 일부 구현들에서, 제조 프로세스(80)는, 도 7에 도시되지 않은 다른 블록들과 더불어, 예를 들어, 도 1 및 도 6에 도시된 일반적 타입의 간섭계 변조기들을 제조하도록 구현될 수 있다. 도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 프로세스(80)는, 기판(20) 상에 광학 스택(16)을 형성하는 블록(82)에서 시작한다. 도 8a는 기판(20)상에 형성된 이러한 광학 스택(16)을 도시한다. 기판(20)은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명 기판일 수 있고, 이것은 플렉서블일 수 있거나 비교적 딱딱하고 구부러지지 않을 수 있고, 광학 스택(16)의 효율적인 형성을 용이하게 하기 위해서, 예를 들어 세정과 같은 사전 준비 프로세스들을 겪었을 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 광학 스택(16)은 전기 전도성이고, 부분적으로 투명하며 부분적으로 반사성일 수 있고, 예를 들어, 투명 기판(20) 상에 원하는 특성들을 가지는 하나 또는 둘 이상의 층들을 증착함으로써 제조될 수 있다. 도 8a에서, 광학 스택(16)은 서브-층들(16a 및 16b)을 가지는 다층 구조를 포함할 수 있지만, 일부 다른 구현들에서는 더 많거나 또는 더 적은 서브-층들이 포함될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나는, 결합된 도체/흡수체 서브-층(16a)과 같은 광학적으로 흡수성이고 전도적 특성들 모두를 가지고 구성될 수 있다. 추가적으로, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나 또는 둘 이상은 병렬 스트립들로 패터닝될 수 있고, 디스플레이 디바이스에서 행 전극들을 형성할 수 있다. 이러한 패터닝은 마스킹 및 에칭 프로세스 또는 당해 기술에 공지된 다른 적합한 프로세스에 의해 수행될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나는, 하나 또는 둘 이상의 금속 층들(예를 들어, 하나 또는 둘 이상의 반사 및/또는 전도성 층들) 상에 증착되는 서브-층(16b)과 같은 절연 또는 유전체 층일 수 있다. 또한, 광학 스택(16)은 디스플레이의 행들을 형성하는 개별적이고 병렬적인 스트립들로 패터닝될 수 있다.
프로세스(80)는, 광학 스택(16) 상에 희생 층(25)을 형성하는 블록(84)에서 계속된다. 희생 층(25)은 캐비티(19)를 형성하도록 추후에 (예를 들어, 블록(90)에서) 제거되고, 따라서, 희생 층(25)은 도 1에 도시된 결과적 간섭계 변조기들(12)에는 도시되지 않는다. 도 8b는 광학 스택(16) 상에 형성된 희생 층(25)을 포함하는 부분적으로 제조된 디바이스를 도시한다. 광학 스택(16) 상에 희생 층(25)의 형성은, 차후의 제거 이후 원하는 설계 크기를 가지는 갭 또는 캐비티(19)(또한 도 1 및 도 8e 참조)를 제공하도록 선택된 두께로, 몰리브덴(Mo) 또는 비정질 실리콘(Si)과 같은 제논 디플루오라이드(XeF2)-에칭가능한 재료의 증착을 포함할 수 있다. 희생 재료의 증착은, 물리 기상 증착(PVD, 예를 들어, 스퍼터링), 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD), 열 화학 기상 증착(열 CVD) 또는 스핀-코팅과 같은 증착 기법들을 사용하여 수행될 수 있다.
프로세스(80)는 도 1, 도 6 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 포스트(18)와 같은 지지 구조를 형성하는 블록(86)에서 계속된다. 포스트(18)의 형성은 지지 구조 애퍼처를 형성하기 위해서 희생 층(25)을 패터닝하는 것, 이후, PVD, PECVD, 열 CVD 또는 스핀-코팅과 같은 증착 방법을 사용하여, 포스트(18)를 형성하기 위해서 애퍼처에 재료(예를 들어, 폴리머 또는 무기 재료, 이를테면, 실리콘 옥사이드)를 증착하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 희생 층에 형성된 지지 구조 애퍼처는 희생 층(25) 및 광학 스택(16) 모두를 통해 아래에 놓인 기판(20)으로 연장할 수 있어서, 포스트(18)의 하부 말단은 도 6a에 도시된 바와 같이 기판(20)에 컨택한다. 대안적으로, 도 8c에 도시된 바와 같이, 희생 층(25)에 형성된 애퍼처는 희생 층(25)은 통하지만 광학 스택(16)은 통하지 않게 연장할 수 있다. 예를 들어, 도 8e는 광학 스택(16)의 상부 표면에 컨택하는 지지 포스트들(18)의 하부 말단들을 도시한다. 포스트(18) 또는 다른 지지 구조들은, 희생 층(25) 상에 지지 구조 재료의 층을 증착하고, 희생 층(25)의 애퍼처들로부터 떨어져 위치된 지지 구조 재료의 부분들을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 도 8c에 도시된 바와 같이, 지지 구조들은 애퍼처들 내에 위치될 수 있지만, 또한 적어도 부분적으로 희생 층(25)의 부분 상에 연장할 수 있다. 전술된 바와 같이, 희생 층(25) 및/또는 지지 포스트들(18)의 패터닝은 패터닝 및 에칭 프로세스에 의해 수행될 수 있지만, 또한 대안적인 에칭 방법들에 의해 수행될 수 있다.
프로세스(80)는, 도 1, 도 6 및 도 8d에 도시된 이동가능한 반사 층(14)과 같은 이동가능한 반사 층 또는 멤브레인을 형성하는 블록(88)에서 계속된다. 이동가능한 반사 층(14)은, 하나 또는 둘 이상의 패터닝, 마스킹 및/또는 에칭 단계들과 함께, 예를 들어, 반사 층(예를 들어, 알루미늄, 알루미늄 합금) 증착과 같은 하나 또는 둘 이상의 증착 단계들을 이용함으로써 형성될 수 있다. 이동가능한 반사 층(14)은 전기 전도성일 수 있고, 전기 전도성 층으로 지칭될 수 있다. 일부 구현들에서, 이동가능한 반사 층(14)은 도 8d에 도시된 바와 같이 복수의 서브-층들(14a, 14b, 14c)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(14a, 14c)과 같은 서브-층들 중 하나 또는 둘 이상은 그들의 광학 특성들을 위해서 선택되는 매우 반사적인 서브-층들을 포함할 수 있고, 다른 서브-층(14b)은 그의 기계적 특성들을 위해서 선택되는 기계적 서브-층을 포함할 수 있다. 희생 층(25)이 블록(88)에서 형성된 부분적으로 제조된 간섭계 변조기에 여전히 존재하기 때문에, 이동가능한 반사 층(14)은 통상적으로 이 스테이지에서 이동가능하지 않다. 희생 층(25)을 포함하는 부분적으로 제조된 IMOD는 또한 본 명세서에서 "릴리스되지 않은" IMOD로 지칭될 수 있다. 도 1과 관련하여 앞서 설명된 바와 같이, 이동가능한 반사 층(14)은, 디스플레이의 열들을 형성하는 개별적이고 병렬적인 스트립들로 패터닝될 수 있다.
프로세스(80)는, 도 1, 도 6 및 도 8e에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 캐비티(19)와 같은 캐비티를 형성하는 블록(90)에서 계속된다. 캐비티(19)는, (블록(84)에서 증착된) 희생 재료(25)를 에천트에 노출시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, Mo 또는 비정질 Si와 같은 에칭가능한 희생 재료는 건식 화학 에칭에 의해, 예를 들어, 통상적으로 캐비티(19)를 둘러싸는 구조들에 대하여 선택적으로 제거되는, 원하는 양의 재료를 제거하는데 효과적인 시간 기간 동안 고체 XeF2로부터 유도된 증기들과 같은 가스상의 또는 증기상의 에천트에 희생 층(25)을 노출시킴으로써 제거될 수 있다. 예를 들어, 습식 에칭 및/또는 플라즈마 에칭과 같은 다른 에칭 방법들이 또한 사용될 수 있다. 희생 층(25)이 블록(90) 동안 제거되기 때문에, 이동가능한 반사 층(14)은 통상적으로 이 스테이지 이후 이동가능하다. 희생 재료(25)의 제거 이후, 결과적인 전체적으로 또는 부분적으로 제조된 IMOD는 본 명세서에서 "릴리스된" IMOD로 지칭될 수 있다.
위에서 설명된 원리들에 따른 IMOD 디스플레이 어레이는 스크린 디스플레이 애플리케이션에서 피처들의 그래픽적인 상호적 선택을 가능하게 하기 위한 터치 포지션 감지 컴포넌트들을 추가적으로 포함할 수 있다. 몇몇의 상이한 접근법들은 터치 포지션 감지를 구현하기 위해서 사용될 수 있다. 하나의 이러한 접근법은 용량성 감지에 기초한다. 용량성 터치스크린은 통상적으로 투명 터치 센서들을 형성하기 위해서 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 컨덕터로 코팅 또는 패터닝되는 절연체, 이를테면, 유리를 포함한다. 직교 트레이스들의 2개의 층들을 사용함으로써, 캐패시턴스는 층들이 교차하는 점들에서 감지될 수 있다. 교차에서의 캐패시턴스는 손가락과 같은 다른 컨덕터가 트레이스 교차에 근접해질 때 변화할 것이다. 이 캐패시턴스의 변화는 터치 위치 데이터를 전개(develop)하기 위해서 측정 및 사용될 수 있다.
터치 포지션 감지를 포함하는 많은 디스플레이들에서, 용량성 터치 센서들은 종종 디스플레이 엘리먼트들에 아주 근접하게 위치된다. 결과적으로, 각각의 트레이스 교차에서의 캐패시턴스는 디스플레이 엘리먼트들의 동작을 제어하기 위해서 전송되는 신호들에 의해 의도적이지 않게 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, IMOD 디스플레이 엘리먼트를 동작시키기 위해서 데이터 라인들을 따라 전송된 전압의 변화들은 터치 감지 층의 캐패시턴스에 영향을 미칠 수 있어 잘못된 터치 위치 데이터를 초래한다. 따라서, 일반적으로, 디스플레이 층 및 터치 감지 층의 전기적 동작을 분리하기 위해서 추가적인 층들을 포함하는 것이 필수적이다. 추가적인 층들의 추가는, 빛이 추가적인 층들에 의해 부분적으로 흡수되거나 또는 교란될 수 있는 것과 같이 IMOD 디바이스와 같은 반사 디스플레이 엘리먼트의 성능에 불리하게 영향을 미칠 수 있다.
도 9는 터치 감지 층을 갖는 디스플레이에 대한 통상적 구성을 도시한다. 디스플레이 디바이스(98)는 디스플레이 층(100), 접지된 차폐 층(102), 터치 감지 층(104) 및 투명 커버(108)를 포함할 수 있다. 일 구현에서, 터치 감지 층(104)은 투명 터치 센서들(106)을 형성하기 위해서 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 컨덕터로 코팅 또는 패터닝된 절연체, 이를테면, 유리를 통상적으로 포함하는 용량성 터치-스크린일 수 있다. 터치-스크린에 아주 근접하게 이동된 컨덕터, 이를테면, 인간의 손가락은 터치의 위치를 결정하기 위해서 측정 및 사용될 수 있는 센서에서의 캐패시턴스의 변화를 초래한다. 터치 감지 패널(104)이 디스플레이 층(100)과 추가로 통합될 때, 디스플레이 층(100) 상의 이미지들을 업데이트하기 위해서 인가된 전압들은, 디스플레이 층이 터치 감지 패널에 아주 근접해 있기 때문에, 캐패시턴스 감지 신호들과 간섭할 수 있어 잘못된 터치 위치 데이터를 초래한다. 일부 구현들에서, 이 거리는 3 밀리미터 미만이고, 간섭은 더 가까운 거리들로 증가한다. 디스플레이 층(100)과 터치 감지 층(104) 사이의 원하지 않는 간섭을 감소시키기 위해서, ITO 차폐 층과 같은 접지된 차폐 층(102)은 터치 감지 층(104)과 디스플레이 층(100) 사이에 배치될 수 있다.
도 10a는 도 9의 일반적 구성에 따른 터치 감지 층과 간섭계 변조기 디스플레이 층의 단면의 예를 도시한다. 도 10a는 2개의 간섭계 변조기(IMOD)들을 갖는 간섭계 변조기 디스플레이 층(112)을 도시한다. 도 1에 또한 예시된 바와 같이, 디스플레이 층(112)은 유연한 반사 층(114) 및 투명 층(120)을 포함하여, 이 구현에서 쌍안정 디스플레이 엘리먼트들을 형성한다. 임베딩(embed)된 터치 센서들(106)을 갖는 터치 감지 층(104)은 절연 층(110) 및 투명 커버 층(108)과 함께 IMOD 디스플레이 층 위에 포함된다. 위에서 설명된 원리들에 따라, IMOD 디스플레이 층(112)에 걸쳐 특정한 인가된 전압들의 도입은, 예를 들어, 작동되거나 또는 미작동된 포지션으로와 같이, 상태들을 변경하기 위해서 IMOD들을 구동할 것이다. 이러한 전압들이 터치 감지 엘리먼트들(106)에 대한 감지 신호들과 간섭하는 것을 방지하기 위해서, 접지된 ITO 차폐 층(102)은 IMOD 디스플레이 층(112)과 터치 감지 층(104) 사이에 배치된다.
도 10a에서의 구성은 IMOD 디스플레이 성능에 크게 영향을 미칠 수 있다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 주변 광(111)은 터치 감지 층(104) 및 접지된 차폐 층(102) 각각을 지나 2번 이동한다. 이러한 층들은 IMOD 엘리먼트의 층들로 진입하고 IMOD 엘리먼트의 층들에 반사된 주변 광(111)을 반사 또는 흡수할 수 있다. 각각의 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 관측(viewing) 상태가 그것의 반사 특성들에 의존하기 때문에, 흡수된 광은 디스플레이 성능에 크게 영향을 미칠 수 있다. 게다가, 투명 컨덕터들은 반드시 동일하게 비례하여 광의 모든 파장들을 흡수하는 것은 아니며, 이는 디스플레이의 원하지 않는 연한 바탕색(tint)을 제공할 수 있다. 예를 들어, ITO는 비례하여 더 많은 푸른 광을 흡수하여, 붉은 바탕색의 ITO 층들을 스크린들에 제공하는 경향이 있다. 따라서, 도 10a는 IMOD 디스플레이 성능에 불리하게 영향을 미칠 수 있는 바람직하지 않은 구성을 나타낸다.
도 10b는 간섭계 변조기 디스플레이 층 및 터치 감지 층의 대안적 구현의 단면의 예를 도시한다. 도 10b는 접지된 차폐 층의 사용 없이 IMOD 디스플레이 층(112) 위의 터치 감지 층(104)을 도시한다. 도 1에 또한 예시된 바와 같이, 디스플레이 층(112)은 유연한 반사 층(114) 및 투명 층(120)을 포함하여, 이 구현에서 쌍안정 디스플레이 엘리먼트들을 형성한다. 이 구성에서, 주변 광(111)은 단지 하나의 터치 감지 층(104)을 지나 이동할 수 있다. 이 구성에서, ITO 층들에 의한 불리한 반사 및 흡수는 감소된다.
도 10b에 도시된 바와 같은 IMOD 디스플레이 층(112)과 터치 감지 층(104) 사이의 간섭을 감소시키기 위해서, 터치 센서는 디스플레이가 업데이트되지 않은 경우에만 또는 실질적으로 디스플레이가 업데이트되지 않은 경우에만 선택적으로 "감지"될 수 있다. IMOD 디스플레이에 대하여, IMOD가 선택된 상태에 배치된(즉, 새로운 이미지 데이터가 IMOD 엘리먼트들에 기록된) 이후, 디스플레이 구동기 회로들은 위에서 서술된 바와 같이 높은 홀드 전압 VCHOLD _H 또는 낮은 홀드 전압 VCHOLD _L과 같은 일정한 홀드 전압을 공통 라인 상에 인가할 수 있다. 인가된 전압 전위가 실질적으로 고정된 채로 유지되는 것과 같이, 간섭계 변조기의 상태는 안정적으로 유지될 수 있고, 디스플레이 구동기 회로들은 전류를 거의 생성하지 않거나 또는 전류를 생성하지 않을 수 있다. 따라서, 터치 센서들은 인가된 홀드 전압이 이미지 업데이트들 중간에 고정된 채로 유지되는 것과 같이 임의의 전기기계적 간섭을 경험하지 않을 수 있다. IMOD 디스플레이를 감지 및 업데이트하는 오버랩을 회피함으로써, 각각의 동작은 다른 것과 간섭하지 않고 기능을 할 수 있다. 일정한 홀드 전압의 인가는 본 명세서에 구체적으로 설명된 IMOD 디스플레이 디바이스들의 일부 구현들의 선택된 상태에서 디스플레이를 유지하는 하나의 방식이지만, 이것은 이러한 기법의 유일한 응용인 것은 아니다. 당업자는 본 명세서에 기재된 기법이 IMOD 디스플레이들과 더불어 다양한 타입들의 디스플레이들에 적용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 이미지가 일정 기간의 시간 동안 업데이트되거나 또는 리프레쉬되지 않을 때 그리고 디스플레이 구동기 전압 및 전류의 변화들이 터치 감지 전자기기에 비해 상대적으로 작을 때 이미지가 크게 저하되지 않는 선택된 상태에 배치될 수 있는 임의의 디스플레이 기술은 본 명세서에 개시된 기법으로부터 이익을 얻을 수 있다.
도 11은 IMOD 디스플레이 층(112)과 터치 감지 층(104) 사이의 간섭을 감소시키기 위해서 도 10b에 도시된 바와 같은 디바이스에 사용될 수 있는 간섭계 변조기 디스플레이 상에서 터치를 감지하기 위한 방법을 예시하는 흐름도의 예를 도시한다. 방법은 IMOD 디스플레이 어레이가 선택된 상태에 배치되는 블록(150)에서 시작할 수 있다. 일부 구현들에서, IMOD 디스플레이 어레이는 디스플레이 상의 이미지에 따라 각각의 개별 IMOD 엘리먼트에 이미지 데이터를 기록함으로써 선택된 상태에 배치될 수 있다. 이미지 데이터가 기록된 이후, 디스플레이는 블록(152)에서 선택된 상태에서 홀딩된다. 일 구현에서, 이것은, 선택된 상태에서 IMOD 어레이를 홀딩하기 위해서 각각의 IMOD 엘리먼트에 걸쳐 일정한 홀드 전압을 인가함으로써 이루어질 수 있다. 방법은, 디스플레이 어레이가 선택된 상태에서 홀딩될 때 신호들이 터치 감지 엘리먼트들로부터 획득되는 블록(154)에서 계속된다. 이 기간 동안 선택된 상태에서 디스플레이를 유지하는 것은 터치 센서들로부터 수신된 신호들과 IMOD 디스플레이로부터의 전자기 간섭의 레벨을 감소시킨다.
블록(154)에서 설명된 바와 같이 신호가 터치 감지 엘리먼트로부터 획득된 이후, 신호는 터치 위치 데이터를 결정하기 위해서 프로세싱될 수 있다. 디스플레이 어레이는 반드시, 터치 센서 신호들이 터치 위치 데이터를 결정하기 위해서 프로세싱되고 있는 동안 선택된 상태에서 홀딩되는 것은 아닐 수 있다. 터치 위치 데이터를 결정하기 위한 터치 센서 신호들의 프로세싱은 신호들이 터치 감지 엘리먼트들로부터 획득된 이후 언제라도 발생할 수 있으며, 디스플레이 어레이를 선택된 상태에 배치하는 동시에, 그 이전에 또는 그 이후에 수행될 수 있다. 따라서, 터치 위치 데이터를 결정하기 위한 터치 센서 신호들의 프로세싱은 디스플레이 어레이 또는 디스플레이 엘리먼트가 선택된 상태에서 유지되는 시간 동안 수행될 수 있거나 또는 수행되지 않을 수 있다. 따라서, 터치 위치 데이터를 결정하기 위한 터치 센서 신호들의 프로세싱은 디스플레이 엘리먼트들에 이미지 데이터를 기록하는 것과 병행하여 수행될 수 있다.
도 12는 IMOD 디스플레이 층(112)과 터치 감지 층(104) 사이의 간섭을 감소시키기 위해서 도 10b에 도시된 바와 같은 디스플레이에 사용될 수 있는 간섭계 변조기 디스플레이 상에서 터치를 감지하기 위한 다른 방법을 예시하는 흐름도의 예를 도시한다. 방법은 디스플레이 상의 이미지 부분에 대응하는 각각의 행을 따르는 각각의 픽셀이 어레이 구동기 회로들을 사용하여 선택된 상태에 배치되도록 이미지 데이터가 세트 개수의 픽셀 행들에 기록되는 블록(160)에서 시작한다. 이미지 데이터가 행들에 기록된 이후, 방법은 어레이 구동기 회로들이 선택된 상태에서 픽셀들을 유지하는 블록(162)으로 진행한다. 일 구현에서, 이것은, 선택된 상태에서 각각의 행을 따르는 픽셀들을 유지하기 위해서 미리 기록된 행들 각각에 일정한 홀드 전압을 인가함으로써 이루어질 수 있다. 만약 행들이 선택된 상태에 있으면, 방법은 터치 감지 회로를 사용하여 픽셀 행들을 따라 포지셔닝된 터치 감지 엘리먼트들로부터 신호들이 획득되는 블록(164)으로 진행한다. 이 구현에 따르면, 다수의 디스플레이 라인들은 디스플레이 구동기 회로들을 사용하여 기록될 수 있으며, 이후에 반복적 방식으로 터치 감지 구동기 회로들을 사용하여 터치 감지 층의 하나 또는 둘 이상의 라인들을 감지한다.
블록(164)에서 설명된 바와 같이 신호들이 터치 감지 엘리먼트들로부터 획득된 이후, 신호들은 터치 위치 데이터를 결정하기 위해서 프로세싱될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 터치 위치 데이터를 결정하기 위한 터치 센서 신호들의 프로세싱은 신호들이 터치 감지 엘리먼트들로부터 획득된 이후 언제라도 발생할 수 있으며, 디스플레이 엘리먼트들을 선택된 상태에 배치하는 동시에, 그 이전에, 또는 그 이후에 수행될 수 있다. 따라서, 터치 위치 데이터를 결정하기 위한 터치 센서 신호들의 프로세싱은 디스플레이 엘리먼트들이 선택된 상태에서 유지되는 시간 동안 수행될 수 있거나 또는 수행되지 않을 수 있다. 따라서, 터치 위치 데이터를 결정하기 위한 터치 센서 신호들의 프로세싱은 디스플레이 엘리먼트들에 이미지 데이터를 기록하는 것과 병행하여 수행될 수 있다.
추가적으로, 당업자는 다양한 다른 방법들이 도 11 및 도 12에 설명된 바와 같은 결과를 달성할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 일 구현에서, 디스플레이 어레이 구동기는 감지 회로 구동기가 터치 감지를 수행하는 동안 선택된 상태에서 IMOD 픽셀들의 전체 어레이를 홀딩할 수 있다. 다른 구현들에서, 디스플레이 어레이 구동기는 감지 회로 구동기가 서브-어레이에 근접한 터치 감지 엘리먼트들 상에서 터치 감지를 수행하는 동안 선택된 상태에서 선택 서브-어레이들 또는 디스플레이의 임의의 다른 정의된 영역을 홀딩할 수 있다. 다른 구현들에서, 디스플레이 어레이 구동기는 선택된 상태에서 정의된 영역을 홀딩할 수 있고, 디스플레이 어레이 구동기가 디스플레이의 다른 영역을 업데이트하고 있는 동안 감지 회로 구동기는 정의된 영역에서 터치 감지를 수행할 수 있다.
도 13은 3x3 간섭계 변조기 디스플레이 및 터치 감지 층을 포함하는 전자 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 예를 도시한다. 전자 디바이스는 하나 또는 둘 이상의 소프트웨어 모듈들을 실행하도록 구성될 수 있는 프로세서(121)를 포함한다. 프로세서(121)는 디스플레이 어레이 구동기(124)와 통신하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 어레이 구동기는 신호들을, 예를 들어, 디스플레이 어레이 또는 패널(122)에 제공하는 행 구동기 회로(128) 및 열 구동기 회로(126)를 포함할 수 있다. 디스플레이 어레이(122)는 명료성을 위해서 IMOD들의 3x3 어레이로서 예시된다. 디스플레이 어레이(122)는 상이한 수의 IMOD들을 포함할 수 있다. 게다가, 각각의 행에서의 IMOD들의 수 및 각각의 열에서의 IMOD들의 수는 다양한 구현들에서 동일할 수 있거나 또는 동일하지 않을 수 있다.
게다가, 프로세서(121)는 감지 회로 구동기(130)와 통신하도록 구성될 수 있다. 감지 회로 구동기(130)는 행 감지 회로(132) 및 열 감지 회로(134)를 포함할 수 있다. 감지 회로 구동기(130)는 터치 감지 엘리먼트들(106)을 갖는 터치 감지 층(104)에 신호들을 인가하거나 또는 구동하기 위한 능력을 가질 수 있다. 도시된 터치 감지 층(104)은 단순히 터치 감지 엘리먼트들(106)을 갖는 층을 나타낸다. 당업자는 터치 감지 층(104)을 구현하기 위해서 가능한 다양한 방법들 및 구성들을 인식할 것이다. 예를 들어, 용량성 감지 층에서, 전도성 트레이스들(예를 들어, ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 컨덕터)의 2개의 직교 행들은 절연 기판 내의 층들에 배열되며, 절연 및 보호용 표면으로 오버-코팅(over-coat)된다. 예를 들어, 교차 트레이스들 중 임의의 것으로의, 예를 들어, 손가락의 근접도는 그 위치에서 감지된 캐패시턴스의 변화를 야기한다. 대안적으로, 비-용량성 터치 감지 디바이스들은 또한 저항성 터치 패널과 같이 구현될 수 있으며, 여기서 압력은 비-용량성 터치 감지 디바이스의 전극 층을 변형시켜, 그것이 더 낮은 층에 연결되게 하고, 따라서 컨택 점에서의 전압이 변화된다. 터치는 컨택 점에서의 전압을 측정함으로써 검출될 수 있다.
용량성 터치 감지 층에 대하여, 감지 회로는 그 층에 임베딩된 전도성 트레이스들의 2개의 층들에 연결될 수 있으며, 이는 이들이 교차하는 2개의 트레이스들 사이의 캐패시턴스를 측정할 수 있다. 이러한 방식으로, 영역이 터치되고 있는지의 여부를 결정하기 위해서 유효 캐패시턴스가 측정되고, 예상된 캐패시턴스와 비교된다. 캐패시턴스의 변화를 감지하기 위한 다양한 감지 회로 및 방법들이 제공될 수 있다. 일 구현(미도시됨)에서, 캐패시턴스는 유도성 기준 엘리먼트 L 및 피드백 증폭기 회로에 커플링되어 발진기로서 기능을 할 수 있는데, 이는 2개의 트레이스들의 교차와 연관된 유효 캐패시턴스에 의해 결정된 L-C 공진 주파수에서 동작한다. 예상된 발진 주파수와 상이한 측정된 발진 주파수는 터치 컨택 또는 컨택의 근접도가 명백하다는 것을 표시한다. 형성된 공진 회로의 발진 주파수가 디스플레이 픽셀들의 어레이를 스캔하는 것과 연관된 주파수 범위를 초과하도록 인덕터 값이 선택될 수 있다. 이러한 특정 구현은 단지 캐패시턴스를 측정하고 터치를 결정하기 위한 일례일 뿐이며, 완전한 것으로 의도되는 것은 아니다.
도 13에 도시된 바와 같이, 프로세서(121)는 위에서 설명되고 도 11 및 도 12에 도시된 방법들을 달성하기 위해서 디스플레이 어레이 구동기(124) 및 감지 회로 구동기(130) 둘 다와 통신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(121)는 디스플레이에 이미지 데이터를 기록하기 위해서 디스플레이 어레이 구동기(124)와 통신할 수 있다. 일단 이미지 데이터가 기록되면, 디스플레이 어레이 구동기(124)는 선택된 상태에서 픽셀들을 홀딩하기 위해서 픽셀들에 걸쳐 일정한 홀드 전압을 인가할 수 있다. 그 다음, 프로세서(121)는 픽셀들이 선택된 상태에 있는 동안 감지를 수행하기 위해서 감지 회로 구동기와 통신할 수 있다.
감지가 수행된 이후, 프로세서(121)는 터치 위치 데이터를 결정하기 위해서 터치 센서 신호들을 프로세싱할 수 있다. 프로세서(121)는 터치 감지 엘리먼트들의 감지가 발생한 이후 언제라도 터치 위치 데이터를 결정할 수 있는데, 이는 디스플레이에 이미지 데이터를 기록하는 동시에, 그 이전에 또는 그 이후에 이루어질 수 있다. 따라서, 터치 위치 데이터를 결정하기 위한 터치 센서 신호들의 프로세싱은 픽셀들이 선택된 상태에서 홀딩되는 시간 동안 수행되거나 또는 수행되지 않을 수 있다. 따라서, 터치 위치 데이터를 결정하기 위한 터치 센서 신호들의 프로세싱은 디스플레이 엘리먼트들에 이미지 데이터를 기록하는 것과 병행하여 수행될 수 있다.
따라서, 위에서 설명된 구현들은, 예를 들어, IMOD 타입의 디스플레이가 터치 센서의 정확도 또는 IMOD의 휘도 또는 색 충실도의 저하 없이 터치 패널을 이용하게 할 수 있다. 설명된 구현들은 많은 다양한 디스플레이 타입들 및 터치 센서 구성들에서 구현될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 구현들은 터치 스크린 능력들을 갖는 많은 다양한 방사성/투과성(이를테면, LCD 또는 CH-LCD 디스플레이), 반사성(이를테면, 전기영동 또는 전기습윤 디스플레이), 또는 반투과성 디스플레이들에 통합될 수 있다. 예를 들어, LCD 또는 eInk 디스플레이에 있어서, 위에서 설명된 방법들 및 구현들은 디스플레이 구동기에 장착될 수 있다. 당업자는 아래에서 추가로 서술된 바와 같이 어레이 구동기들 및 다른 구동기 회로들에 대한 다양한 다른 구성들을 인식할 것이다.
도 14a 및 도 14b는 복수의 간섭계 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)를 도시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다. 디스플레이 디바이스(40)는, 예를 들어, 셀룰러 또는 모바일 전화일 수 있다. 그러나, 디스플레이 디바이스(40)의 동일한 컴포넌트들 또는 이들의 약간의 변화들은 또한, 텔레비전들, e-리더들 및 휴대용 미디어 플레이어들과 같은 다양한 타입들의 디스플레이 디바이스들의 예시이다.
디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 디바이스(48) 및 마이크로폰(46)을 포함한다. 하우징(41)은 사출 성형 및 진공 형성을 포함하는 다양한 제조 프로세스들 중 임의의 프로세스로부터 형성될 수 있다. 또한, 하우징(41)은, 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹 또는 이들의 결합을 포함하는(그러나 이에 제한되는 것은 아님) 다양한 재료들 중 임의의 재료로부터 형성될 수 있다. 하우징(41)은, 상이한 색의 다른 제거가능한 부분들과 상호교환될 수 있는 또는 상이한 로고들, 사진들 또는 심볼들을 포함하는 제거가능한 부분들(미도시)을 포함할 수 있다.
디스플레이(30)는, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 쌍안정 또는 아날로그 디스플레이를 포함하는 다양한 디스플레이들 중 임의의 디스플레이일 수 있다. 디스플레이(30)는 또한, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD 또는 TFT LCD와 같은 평판 디스플레이, 또는 CRT 또는 다른 튜브 디바이스와 같은 비-평판 디스플레이를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 디스플레이(30)는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 간섭계 변조기 디스플레이를 포함할 수 있다.
디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들은 도 14b에 개략적으로 도시된다. 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41)을 포함하고, 그 안에 적어도 부분적으로 밀폐된 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스(40)는, 트랜시버(47)에 커플링된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 트랜시버(47)는, 컨디셔닝 하드웨어(52)에 접속되는 프로세서(21)에 접속된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 컨디셔닝(예를 들어, 신호를 필터링)하도록 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크로폰(46)에 접속된다. 프로세서(21)는 또한 입력 디바이스(48) 및 구동기 제어기(29)에 접속된다. 구동기 제어기(29)는 프레임 버퍼(28) 및 어레이 구동기(22)에 커플링되고, 어레이 구동기(22)는 차례로 디스플레이 어레이(30)에 커플링된다. 전원(50)이, 특정한 디스플레이 디바이스(40) 설계에 의해 요구되는 바와 같이 모든 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.
네트워크 인터페이스(27)는 디스플레이 디바이스(40)가 네트워크를 통해 하나 또는 둘 이상의 디바이스들과 통신할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜시버(47)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(27)는 또한, 예를 들어, 프로세서(21)의 데이터 프로세싱 요건들을 경감시키기 위해서 일부 프로세싱 능력들을 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호들을 송신 및 수신할 수 있다. 일부 구현들에서, 안테나(43)는, IEEE 16.11(a), (b) 또는 (g)를 포함하는 IEEE 16.11 표준, 또는 IEEE 802.11a, b, g 또는 n을 포함하는 IEEE 802.11 표준에 따라 RF 신호들을 송신 및 수신한다. 일부 다른 구현들에서, 안테나(43)는 블루투스 표준에 따라 RF 신호들을 송신 및 수신한다. 셀룰러 전화의 경우, 안테나(43)는, 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 모바일 통신용 글로벌 시스템(GSM), GSM/범용 패킷 라디오 서비스(GPRS), 강화된 데이터 GSM 환경(EDGE), 지상 트렁키드 라디오(TETRA), 광대역-CDMA(W-CDMA), 에볼루션 데이터 최적화(EV-DO), 1xEV-DO, EV-DO Rev A, EV-DO Rev B, 고속 패킷 액세스(HSPA), 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA), 고속 업링크 패킷 액세스(HSUPA), 이볼브드 고속 패킷 액세스(HSPA+), 롱 텀 에볼루션(LTE), AMPS, 또는 3G 또는 4G 기술을 이용하는 시스템과 같은 무선 네트워크 내에서 통신하는데 사용되는 다른 공지된 신호들을 수신하도록 설계된다. 트랜시버(47)는, 안테나(43)로부터 수신된 신호들이 프로세서(21)에 의해 수신되고 프로세서(21)에 의해 추가로 조작될 수 있도록 그 신호들을 프리프로세싱할 수 있다. 트랜시버(47)는 또한, 프로세서(21)로부터 수신된 신호들이 안테나(43)를 통해 디스플레이 디바이스(40)로부터 송신될 수 있도록 그 신호들을 프로세싱할 수 있다.
일부 구현들에서, 트랜시버(47)는 수신기로 대체될 수 있다. 또한, 네트워크 인터페이스(27)는, 프로세서(21)로 전송될 이미지 데이터를 저장 또는 생성할 수 있는 이미지 소스로 대체될 수 있다. 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 전반적 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 소스로부터의 압축된 이미지 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 이 데이터를 미처리 이미지 데이터, 또는 미처리 이미지 데이터로 용이하게 프로세싱되는 포맷으로 프로세싱한다. 프로세서(21)는 프로세싱된 데이터를 구동기 제어기(29)에 또는 저장을 위해서 프레임 버퍼(28)에 전송할 수 있다. 미처리 데이터는 통상적으로, 이미지 내의 각각의 위치에서 이미지 특성들을 식별하는 정보를 지칭한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특성들은 색, 포화도 및 그레이-스케일 레벨을 포함할 수 있다.
프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하기 위해서 마이크로제어기, CPU 또는 로직 유닛을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45)에 신호들을 송신하기 위한 그리고 마이크로폰(46)으로부터 신호들을 수신하기 위한 증폭기들 및 필터들을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 디스플레이 디바이스(40) 내의 이산 컴포넌트들일 수 있거나 또는 프로세서(21) 또는 다른 컴포넌트들 내에서 통합될 수 있다.
구동기 제어기(29)는 프로세서(21)에 의해 생성되는 미처리 이미지 데이터를 직접적으로 프로세서(21)로부터 또는 프레임 버퍼(28)로부터 얻을 수 있고, 그 미처리 이미지 데이터를 어레이 구동기(22)로의 고속 송신을 위해서 적절히 리포맷할 수 있다. 일부 구현들에서, 구동기 제어기(29)는, 미처리 이미지 데이터가 디스플레이 어레이(30)에 걸친 스캐닝에 적합한 시간 순서를 가지도록, 미처리 이미지 데이터를 래스터(raster)형 포맷을 가지는 데이터 플로우로 리포맷할 수 있다. 이후, 구동기 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 구동기(22)에 전송한다. LCD 제어기와 같은 구동기 제어기(29)가 독립형 집적 회로(IC)로서 시스템 프로세서(21)와 종종 연관될지라도, 이러한 제어기들은 많은 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기들은 하드웨어로서 프로세서(21)에 내장될 수 있거나, 소프트웨어로서 프로세서(21)에 내장될 수 있거나, 또는 어레이 구동기(22)를 가지는 하드웨어에 완전히 통합될 수 있다.
어레이 구동기(22)는 구동기 제어기(29)로부터 포맷된 정보를 수신할 수 있고, 비디오 데이터를, 디스플레이의 픽셀들의 x-y 행렬로부터 생겨나는(come from) 수백, 및 때때로 수천개의(또는 그 초과의) 리드들(leads)에 초당 수회 인가되는 파형들의 병렬적인 세트로 리포맷할 수 있다.
일부 구현들에서, 구동기 제어기(29), 어레이 구동기(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 본 명세서에서 설명되는 임의의 타입들의 디스플레이들에 대하여 적절하다. 예를 들어, 구동기 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, IMOD 제어기)일 수 있다. 추가적으로, 어레이 구동기(22)는 종래의 구동기 또는 쌍안정 디스플레이 구동기(예를 들어, IMOD 디스플레이 구동기)일 수 있다. 더욱이, 디스플레이 어레이(30)는 종래의 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예를 들어, IMOD들의 어레이를 포함하는 디스플레이)일 수 있다. 일부 구현들에서, 구동기 제어기(29)는 어레이 구동기(22)와 통합될 수 있다. 이러한 구현은, 셀룰러 폰들, 시계들 및 다른 작은 영역 디스플레이들과 같은 고도의 통합된 시스템들에서 통상적이다.
일부 구현들에서, 입력 디바이스(48)는, 예를 들어, 사용자가 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(48)는, QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 로커, 터치-감지 스크린 또는 압력- 또는 열-감지 멤브레인을 포함할 수 있다. 마이크로폰(46)은 디스플레이 디바이스(40)에 대한 입력 디바이스로서 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 마이크로폰(46)을 통한 음성 커맨드들은 디스플레이 디바이스(40)의 동작들을 제어하기 위해서 사용될 수 있다.
전원(50)은, 당해 기술에 잘 알려져 있는 바와 같은 다양한 에너지 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전원(50)은 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬-이온 배터리와 같은 재충전가능한 배터리일 수 있다. 전원(50)은 또한, 재생가능한 에너지 소스, 캐패시터, 또는 플라스틱 태양 전지 또는 태양 전지 페인트를 포함하는 태양 전지일 수 있다. 전원(50)은 또한 월 아울렛(wall outlet)으로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.
일부 구현들에서, 전자 디스플레이 시스템에서 여러 장소들에 위치될 수 있는 구동기 제어기(29)에 제어 프로그래밍가능성이 존재한다. 일부 다른 구현들에서, 어레이 구동기(22)에 제어 프로그래밍가능성이 존재한다. 앞서 설명된 최적화는 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들로 그리고 다양한 구성들로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 개시되는 구현들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 로직들, 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 이 둘 모두의 결합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 상호교환가능성은 일반적으로 기능의 관점에서 설명되었고, 앞서 설명된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들에서 예시되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지는, 전체 시스템 상에 부과되는 설계 제약들 및 특정한 애플리케이션에 의존한다.
본 명세서에서 개시되는 양상들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 로직들, 논리 블록들, 모듈들 및 회로들을 구현하는데 사용되는 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는, 범용 단일- 또는 다중-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래머블 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 결합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서 또는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 머신일 수 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 결합, 예를 들어 DSP 및 마이크로프로세서의 결합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 또는 둘 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정한 단계들 및 방법들은, 주어진 기능에 특정된 회로에 의해 수행될 수 있다.
하나 또는 둘 이상의 양상들에서, 설명된 기능들은, 본 명세서에서 개시된 구조들 및 이들의 구조적 등가물들을 포함하는, 하드웨어, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 결합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 청구대상의 구현들은 또한 하나 또는 둘 이상의 컴퓨터 프로그램들, 즉, 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해서 또는 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해서 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 또는 둘 이상의 모듈들로서 구현될 수 있다.
본 개시에서 설명되는 구현들에 대한 다양한 변형들은 당업자들에게 용이하게 명백할 수 있고, 본 명세서에서 정의되는 일반적 원리들은 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어남이 없이 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에서 도시된 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 청구항들과 일치하는 최광의 범위, 본 명세서에서 개시된 원리들 및 신규한 특징들에 부합될 것이다. "예시적인"이라는 용어는 본 명세서에서 오로지 "예, 예시 또는 예증으로서 기능하는"의 의미로만 사용된다. "예시적인" 것으로서 본 명세서에 설명된 임의의 구현은 반드시 다른 구현들보다 선호되거나 또는 유리한 것으로 해석되는 것은 아니다. 추가적으로, 당업자는, "상부" 및 "하부"라는 용어들이 때때로 도면들의 설명의 용이함을 위해서 사용되고, 적절히 배향된 페이지 상에서 도면의 배향에 대응하는 상대적인 위치들을 나타내며, 구현되는 IMOD의 적절한 배향을 반영하지 않을 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다.
개별적인 구현들의 맥락에서 본 명세서에 설명되는 특정한 특징들은 또한 결합되어 단일 구현으로 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들은 또한 다수의 구현에서 개별적으로 또는 임의의 적합한 서브-결합으로 구현될 수 있다. 더욱이, 특징들이 특정한 결합들로 동작하는 것으로 앞서 설명되고 심지어 초기에 이와 같이 청구될지라도, 일부 경우들에서, 청구된 결합으로부터의 하나 또는 둘 이상의 특징들은 그 결합으로부터 분리(excise)될 수 있고, 청구된 결합은 서브-결합 또는 서브-결합의 변형으로 의도될 수 있다.
유사하게, 동작들은 도면들에서 특정한 순서로 도시되지만, 이것은, 바람직한 결과들을 달성하기 위해서, 이러한 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적 순서로 수행되거나 또는 모든 예시된 동작들이 수행되는 것을 요구하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬적인 프로세싱이 유리할 수 있다. 더욱이, 앞서 설명된 구현들에서 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현들에서 이러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로 단일 소프트웨어 물건에서 함께 통합되거나 또는 다수의 소프트웨어 물건들로 패키지될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 다음의 청구항들의 범위 내에 있다. 일부 경우들에서, 청구항들에서 기술되는 동작들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 바람직한 결과들을 여전히 달성할 수 있다.

Claims (30)

  1. 디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법으로서,
    디스플레이 엘리먼트들의 어레이 중 적어도 일부분을 디스플레이 구동기 회로에 의해 선택된 상태에 배치하는 단계;
    상기 선택된 상태에서 상기 디스플레이 엘리먼트들을 유지하는 단계; 및
    실질적으로 상기 디스플레이 엘리먼트들이 상기 선택된 상태에서 유지되는 동안에만 상기 디스플레이 구동기 회로와 상이한 터치 감지 구동기 회로를 사용하여 터치 감지 엘리먼트로부터 신호를 획득하는 단계를 포함하는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 상태는 상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 중 상기 일부분에 일정한 홀드 전압(constant hold voltage)을 인가함으로써 유지되는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 감지 엘리먼트는 상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 중 상기 일부분에 아주 근접하게 위치되는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 터치 감지 엘리먼트로부터 신호를 획득하는 동안 상기 어레이 중 적어도 제 2 부분을 상기 디스플레이 구동기 회로에 의한 제 2 선택된 상태에 배치하는 단계를 더 포함하는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 감지 엘리먼트로부터 신호를 획득하는 것과 병행하여 상기 어레이 중 상이한 부분을 상기 디스플레이 구동기 회로에 의해 상기 선택된 상태에 배치하는 단계를 더 포함하는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 엘리먼트들은 간섭계 변조기들의 행 및 열 어레이를 형성하고,
    각각의 간섭계 변조기는,
    이동가능한 반사 층; 및
    상기 이동가능한 반사 층으로부터 가변적인 제어된 거리에 포지셔닝된 고정된 부분적 반사 층을 포함하고,
    상기 이동가능한 반사 층의 포지션은 픽셀 관측 상태(pixel viewing state)를 결정하는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 어레이의 공통 라인에 어드레스 전압을 인가함으로써 상기 간섭계 변조기들을 선택된 상태에 배치하는 단계를 더 포함하는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공통 라인은 상기 어레이의 행 또는 열을 따라 포지셔닝된 전극을 포함하는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    홀드 전압은 상기 공통 라인을 따라 인가되는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 감지 엘리먼트들은 어레이에 배열되는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    터치 감지 엘리먼트의 감지 캐패시턴스에 의해 터치 감지 엘리먼트로부터 신호를 획득하는 단계를 더 포함하는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    터치 감지 엘리먼트는 투명 컨덕터를 포함하는,
    디스플레이 상에서의 전기적 간섭을 감소시키기 위한 방법.
  13. 터치 감지 능력을 갖는 디스플레이 장치로서,
    디스플레이 엘리먼트들의 어레이;
    터치 감지 엘리먼트들의 어레이 ― 상기 터치 감지 엘리먼트들은 접지된 차폐 층에 의해 분리되지 않고 상기 디스플레이 엘리먼트들 상에 형성됨 ― ;
    상기 터치 감지 엘리먼트들 중 적어도 일부분으로부터 입력을 검출하도록 구성되는 터치 감지 구동기 회로;
    상기 디스플레이 엘리먼트들 중 적어도 일부분을 선택된 상태에 배치하도록 구성되는 디스플레이 구동 회로 ― 상기 디스플레이 구동 회로는 상기 디스플레이 엘리먼트들 중 상기 일부분을 유지하도록 이후에 구성됨 ― ; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 디스플레이 구동기 회로에 이미지 데이터를 기록하고; 그리고
    상기 디스플레이 엘리먼트들 중 상기 일부분이 상기 선택된 상태에서 유지될 때 터치 감지 엘리먼트들 중 적어도 일부분으로부터 터치 감지 입력을 획득하도록 구성되는,
    디스플레이 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    터치 감지 엘리먼트들 중 상기 일부분은 상기 디스플레이 엘리먼트들 중 상기 일부분에 아주 근접하게 위치되는,
    디스플레이 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 회로는 상기 프로세서가 터치 감지 엘리먼트들 중 상기 일부분으로부터 터치 감지 입력을 획득하는 동안 상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 중 적어도 제 2 부분을 제 2 선택된 상태에 배치하도록 구성되는,
    디스플레이 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 회로는 상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 중 상이한 부분을 상기 선택된 상태에 배치하도록 구성되고,
    상기 어레이 중 상기 상이한 부분의 배치는 상기 터치 감지 구동기 회로로부터 터치 감지 입력을 획득하는 것과 병행하여 수행되는,
    디스플레이 장치.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이는 간섭계 변조기들의 행 및 열 어레이를 형성하고,
    각각의 간섭계 변조기는,
    이동가능한 반사 층; 및
    상기 이동가능한 반사 층으로부터 가변적인 제어된 거리에 포지셔닝된 고정된 부분적 반사 층을 포함하고,
    상기 이동가능한 반사 층의 포지션은 픽셀 관측 상태를 결정하는,
    디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 회로는 상기 어레이의 공통 라인에 어드레스 전압을 인가함으로써 간섭계 변조기들을 상기 선택된 상태에 배치하도록 구성되는,
    디스플레이 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 공통 라인은 상기 어레이의 행 또는 열을 따라 포지셔닝된 전극을 포함하는,
    디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    홀드 전압은 상기 공통 라인을 따라 인가되는,
    디스플레이 장치.
  21. 제 13 항 내지 제 16 항에 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 감지 구동기 회로는 상기 터치 감지 엘리먼트의 캐패시턴스를 감지함으로써 터치 감지 엘리먼트로부터 신호를 획득하도록 추가로 구성되는,
    디스플레이 장치.
  22. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    터치 감지 엘리먼트는 투명 컨덕터를 포함하는,
    디스플레이 장치.
  23. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서는 이미지 데이터를 프로세싱하도록 추가로 구성되고,
    쌍안정(bi-stable) 디스플레이 장치는, 상기 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스를 더 포함하는,
    디스플레이 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 중 적어도 일부분을 상기 디스플레이 구동 회로에 전송하도록 구성되는 제어기를 더 포함하는,
    디스플레이 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성되는 이미지 소스 모듈을 더 포함하는,
    디스플레이 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는,
    디스플레이 장치.
  27. 제 23 항에 있어서,
    입력 데이터를 수신하고, 상기 입력 데이터를 상기 프로세서에 통신하도록 구성되는 입력 디바이스를 더 포함하는,
    디스플레이 장치.
  28. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 엘리먼트들은 쌍안정 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는,
    디스플레이 장치.
  29. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이와 상기 터치 감지 엘리먼트들의 어레이 사이에 접지된 차폐 층이 존재하지 않는,
    디스플레이 장치.
  30. 터치 감지 능력을 갖는 디스플레이 장치로서,
    디스플레이 엘리먼트들의 어레이 중 적어도 일부분을 선택된 상태에 배치하기 위한 수단;
    상기 선택된 상태에서 상기 디스플레이 엘리먼트들을 유지하기 위한 수단; 및
    실질적으로 상기 디스플레이 엘리먼트들이 상기 선택된 상태에서 유지되는 동안에만 터치 감지 엘리먼트로부터 신호를 획득하기 위한 수단을 포함하는,
    디스플레이 장치.
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