KR20140082712A - 디스플레이 장치를 제어하기 위한 회로들 - Google Patents

Abstract

디스플레이는 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터를 각각 갖는 광 변조기들의 어레이를 포함한다. 제어 매트릭스는 제 2 상태 인버터의 입력에 커플링되는 출력을 갖는 제 1 상태 인버터를 갖는 회로를 포함한다. 데이터 저장 커패시터는 제 1 인버터의 입력에 커플링되며 픽셀의 장래 픽셀 상태에 대응하는 데이터 전압을 저장하도록 구성된다. 제 1 업데이트 상호접속부는 제 1 상태 인버터에 커플링되며 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 교번하는 것이 제 1 액추에이터로 하여금 저장된 데이터 전압에 응답하게 하도록 구성된다. 제 2 업데이트 상호접속부는 제 2 상태 인버터에 커플링되며 제 2 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 교번하는 것이 제 2 액추에이터로 하여금 제 1 인버터의 전압 상태에 응답하게 하도록 구성된다.

Description

디스플레이 장치를 제어하기 위한 회로들{CIRCUITS FOR CONTROLLING DISPLAY APPARATUS}

[0001] 본 특허 출원은 "Circuits for Controlling Display Apparatus"란 명칭의 2011년 9월 20일에 출원된 미국 가 특허 출원번호 제 61/536,692 호 및 "Circuits for Controlling Display Apparatus"란 명칭의 2012년 9월 19일에 출원된 미국 비 가 출원번호 제 13/622,980 호에 대한 우선권을 주장한다. 이전 출원들의 개시물은 본 특허 출원에서 인용에 의해 포함되며 그 일부로 고려된다.

[0002] 본 개시물은 전기기계 시스템들(EMS)의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 개시물은 디스플레이 이미지들을 발생시키기 위해 디스플레이 장치의 EMS 광 변조기들의 어레이를 제어하기 위한 회로들에 관한 것이다.

[0003] 다양한 디스플레이 장치는 이미지들을 형성하기 위해 광을 투과하거나 반사하는 대응하는 광 변조기들을 갖는 디스플레이 픽셀들의 어레이를 포함한다. 광 변조기들은 제 1 상태와 제 2 반대 상태 사이로 광 변조기들을 구동(driving)하기 위한 액추에이터들(actuators)을 포함한다. 특정의 디스플레이 장치에서, 광 변조기들의 신뢰성 및 속도를 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 광 변조기들은 제어 매트릭스로 지칭되는 회로들의 수집에 의해 제어된다.

[0004] 본 개시물의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 여러 혁신적인 양상들을 가지며, 그 중 어느 것도 본원에 개시되는 바람직한 속성들만을 담당하지는 않는다.

[0005] 본 개시물에 설명되는 발명 대상의 일 혁신적인 양상은 디스플레이 엘리먼트를 제 1 상태로 구동하도록 구성되는 제 1 액추에이터 및 디스플레이 엘리먼트를 제 2 상태로 구동하도록 구성되는 제 2 액추에이터를 각각 갖는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 디스플레이 장치로 구현될 수 있다. 디스플레이 장치는 또한 각 픽셀에 대해, 제 1 상태 인버터 및 제 2 상태 인버터를 포함하는 회로를 포함하는 제어 매트릭스를 포함한다. 제 1 상태 인버터는 제 2 상태 인버터의 입력에 커플링되는 출력을 갖는다. 제어 매트릭스는 또한 각 픽셀에 대해, 제 1 인버터의 입력에 커플링되는 데이터 저장 커패시터를 포함한다. 데이터 저장 커패시터는 픽셀의 장래 픽셀 상태에 대응하는 데이터 전압을 저장하도록 구성된다. 각 픽셀에 대해, 제어 매트릭스는 또한 제 1 상태 인버터에 커플링되는 제 1 업데이트 상호접속부를 포함한다. 제 1 업데이트 상호접속부는 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 교번하는 것이 제 1 액추에이터로 하여금 데이터 저장 커패시터 상에 저장되는 데이터 전압에 응답하게 하도록 구성된다. 각 픽셀에 대해, 제어 매트릭스는 또한 제 2 상태 인버터에 커플링되는 제 2 업데이트 상호접속부를 포함한다. 제 2 업데이트 상호접속부는 제 2 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 교번하는 것이 제 2 액추에이터로 하여금 제 1 인버터의 전압 상태에 응답하게 하도록 구성된다. 일부 구현들에서, 제어 매트릭스는 인듐-갈륨-아연-산화물(Indium-gallium-zinc-oxide: IGZO)의 층을 갖는 트랜지스터들을 이용한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 장치는 복수의 디스플레이 엘리먼트들의 활성화 및 어드레싱 내내 거의(about) 구동(actuation) 전압에서 구동 전압 상호접속부를 유지하도록 구성된다.

[0006] 일부 구현들에서, 디스플레이 장치는 제 1 인버터로 하여금 데이터 저장 커패시터 상에 저장되는 데이터에 응답하게 하기 위해 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 제 1 로우 전압으로 낮추도록 구성된다. 제 1 인버터가 데이터 스토어 커패시터 상에 저장되는 데이터에 응답한 후에, 디스플레이 장치는 제 2 인버터로 하여금 제 1 인버터의 전압 상태에 응답하게 하기 위해 제 2 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 낮추도록 구성된다.

[0007] 일부 구현들에서, 제 1 인버터는 제 1 업데이트 상호접속부에 커플링되는 제 1 방전 트랜지스터를 포함하며 제 2 인버터는 제 2 업데이트 상호접속부에 커플링되는 제 2 방전 트랜지스터를 포함한다. 제 1 방전 트랜지스터의 출력은 제 2 방전 트랜지스터의 입력에 커플링된다. 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 제 1 로우 전압으로 낮출 때, 제 1 방전 트랜지스터는 제 1 인버터로 하여금 데이터 저장 커패시터 상에 저장되는 데이터에 응답하는 상태를 추정하게 하는 데이터 저장 커패시터 상에 저장되는 데이터에 응답한다. 제 2 업데이터 상호접속부에 인가되는 전압을 낮출 때, 제 2 방전 트랜지스터는 제 2 인버터가 제 1 인버터의 상태에 반대인 상태를 가정하도록 제 1 인버터의 상태에 응답한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 장치는 제 2 인버터가 제 1 인버터의 상태에 반대인 상태를 추정하는데 응답하여 적어도 하나의 광원을 활성화하도록 구성된다.

[0008] 일부 구현들에서, 디스플레이 장치는 제 1 인버터가 데이터 저장 커패시터 상에 저장되는 데이터에 응답하게 하기 위해 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 제 1 전압 상태로 상승시키도록 구성된다. 제 1 인버터가 데이터 저장 커패시터 상에 저장되는 데이터에 응답한 후에, 디스플레이 장치는 제 2 인버터가 제 1 인버터의 전압 상태에 응답하게 하기 위해 제 2 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 상승시키도록 구성된다.

[0009] 일부 구현들에서, 제 1 인버터는 제 1 업데이트 상호접속부에 커플링되는 제 1 방전 트랜지스터를 포함하며 제 2 인버터는 제 2 업데이트 상호접속부에 커플링되는 제 2 방전 트랜지스터를 포함한다. 제 1 방전 트랜지스터의 출력은 제 2 방전 트랜지스터의 입력에 커플링된다. 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 제 1 전압 상태로 상승시킬 때, 제 1 방전 트랜지스터는 제 1 인버터로 하여금 데이터 저장 커패시터 상에 저장되는 데이터에 응답하는 상태를 추정하게 하는 데이터 저장 커패시터 상에 저장되는 데이터에 응답한다. 제 2 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 상승시킬 때, 제 2 방전 트랜지스터는 제 2 인버터가 제 1 인버터의 상태의 반대인 상태를 추정하도록 제 1 인버터의 상태에 응답한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 장치는 제 2 인버터가 제 1 인버터의 반대인 상태를 추정하는데 응답하여 적어도 하나의 광원을 활성화하도록 구성된다.

[0010] 일부 구현들에서, 회로는 제 1 상태 인버터의 입력 및 제 2 상태 인버터의 입력이 상보적 데이터 입력들을 수신하기 위해 구성되도록 대칭적이다. 일부 구현들에서, 회로는 단지 n-타입 트랜지스터들 및 단지 p-타입 트랜지스터들 중 하나를 포함한다.

[0011] 일부 구현들에서, 회로는 제 1 상태 인버터 및 제 2 상태 인버터에 커플링되는 단일 구동 전압 상호접속부를 더 포함한다. 일부 구현들에서, 제 1 상태 인버터는 구동 전압 상호접속부에 커플링되는 제 1 충전 트랜지스터를 포함하며 제 2 인버터는 구동 전압 상호접속부에 커플링되는 제 2 충전 트랜지스터를 포함한다. 일부 구현들에서, 회로는 제 1 상태 인버터 및 제 2 상태 인버터에 커플링되는 프리차지 전압 상호접속부를 더 포함한다. 일부 구현들에서, 회로는 제 1 상태 인버터 및 제 2 상태 인버터에 커플링되는 프리차지 전압 상호접속부를 더 포함한다.

[0012] 일부 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트들은 광 변조기들을 포함한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트들은 전기기계 시스템(EMS) 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트들은 마이크로전기기계 시스템(MEMS) 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다.

[0013] 일부 구현들에서, 디스플레이 장치는 제어기 및 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 통합하는 모듈, 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성되는 프로세서 및 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스를 포함한다.

[0014] 일부 구현들에서, 제어기는 프로세서 및 메모리 디바이스 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구현들에서, 장치는 디스플레이 모듈에 적어도 하나의 신호를 송신하도록 구성되는 구동기 회로를 포함하며 프로세서는 구동기 회로에 이미지 데이터의 적어도 일부분을 송신하도록 추가로 구성된다.

[0015] 일부 구현들에서, 장치는 프로세서에 이미지 데이터를 송신하도록 구성되는 이미지 소스 모듈을 포함한다. 일부 그와 같은 구현들에서, 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 전송기 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구현들에서, 장치는 입력 데이터를 수신하도록 그리고 프로세서에 입력 데이터를 전달하도록 구성되는 입력 디바이스를 포함한다.

[0016] 본 개시물에 설명되는 발명 대상의 일 혁신적인 양상은 디스플레이 장치 상에 이미지들을 발생시키기 위한 방법으로 구현될 수 있다. 방법은 제 1 상태 인버터 및 제 2 상태 인버터를 포함하는 회로에 대해, 제 1 상태 인버터에 대응하는 제 1 구동 노드에 제 1 프리차지 전압을 그리고 제 2 상태 인버터에 대응하는 제 2 구동 노드에 제 2 프리차지 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 픽셀의 장래 픽셀 상태에 대응하는 데이터 전압에 응답하여 제 1 구동 노드에 인가되는 제 1 프리차지 전압을 업데이팅하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 제 1 구동 노드에 인가되는 제 1 프리차지 전압을 업데이팅하는데 응답하여 제 2 구동 노드에 인가되는 제 2 프리차지 전압을 업데이팅하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 디스플레이 장치 상에 이미지를 발생시키기 위해 광원을 활성화시키는 단계를 포함한다.

[0017] 일부 구현들에서, 제 1 구동 노드에 인가되는 제 1 프리차지 전압은 제 1 업데이트 상호접속부를 로우 전압으로 발생시키는 단계를 포함한다. 일부 구현들에서, 제 2 프리차지 전압을 업데이팅하는 단계는 제 2 업데이트 상호접속부를 로우 전압으로 발생시키는 단계를 포함한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 장치의 디스플레이 엘리먼트는 제 1 구동 노드에서의 제 1 프리차지 전압 및 제 2 구동 노드에서의 제 2 프리차지 전압에 응답하여 조정된다.

[0018] 본 명세서에 설명되는 발명 대상의 하나 또는 그 초과의 구현들의 상세들은 첨부하는 도면들 및 이하의 설명에서 이루어진다. 본 요약에 제공되는 예들은 전기기계 시스템들(EMS) 기반된 디스플레이들의 관점에서 주로 설명되더라도, 본원에 제공되는 개념들은 액정 디스플레이들(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들, 전기영동(electrophoretic) 디스플레이들, 및 전계 방출 디스플레이들과 같은 다른 타입들의 디스플레이들뿐 아니라, EMS 마이크로폰들, 센서들 및 광학 스위치들과 같은 다른 비-디스플레이 EMS 디바이스들에 적용할 수 있다. 다른 특징들, 양상들 및 장점들은 설명, 도면들 및 청구범위로부터 명백해질 것이다. 다음의 도면들의 상대적인 치수들은 실척대로 도시되지 않을 수 있음을 주목한다.

[0019] 도 1a는 직시형(direct-view) MEMS-기반 디스플레이 장치의 예시적인 개략도를 도시한다.
[0020] 도 1b는 호스트 디바이스의 예시적인 블록도를 도시한다.
[0021] 도 2a는 예시적인 셔터-기반 광 변조기의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0022] 도 2b는 롤링 액추에이터 셔터-기반 광 변조기의 단면도를 도시한다.
[0023] 도 2c는 예시적인 비(non) 셔터-기반 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 광 변조기의 단면도를 도시한다.
[0024] 도 2d는 전기습윤(electrowetting)-기반 광 변조 어레이의 단면도를 도시한다.
[0025] 도 3a는 제어 매트릭스의 예시적인 개략도를 도시한다.
[0026] 도 3b는 도 3a의 제어 매트릭스에 연결되는 셔터-기반 광 변조기들의 어레이의 사시도를 도시한다.
[0027] 도 4a 및 4b는 듀얼 액추에이터 셔터 어셈블리의 예시적인 도면들을 도시한다.
[0028] 도 5는 예시적인 제어 매트릭스의 일부분을 도시한다.
[0029] 도 6은 예시적인 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법의 흐름도를 도시한다.
[0030] 도 7은 제어 매트릭스의 다양한 상호접속부들에 인가되는 예시적인 전압들의 타이밍도를 도시한다.
[0031] 도 8은 다른 예시적인 제어 매트릭스의 일부분을 도시한다.
[0032] 도 9는 예시적인 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법의 흐름도를 도시한다.
[0033] 도 10은 제어 매트릭스의 다양한 상호접속부들에 인가되는 예시적인 전압들의 타이밍도를 도시한다.
[0034] 도 11은 다른 예시적인 제어 매트릭스의 일부분을 도시한다.
[0035] 도 12a 및 12b는 복수의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 예시하는 시스템 블록도들이다.
[0036] 다양한 도면들에서의 유사한 참조 부호들 및 지시들은 유사한 엘리먼트들을 표시한다.

[0037] 본 개시물은 디스플레이 상에 이미지들을 발생시키기 위해 디스플레이 장치의 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 제어하기 위한 회로들에 관한 것이다. 일부 구현들에서, 각 디스플레이 엘리먼트는 디스플레이 픽셀에 대응한다. 특정 디스플레이 장치는 광 변조기가 광을 전송하는 ON 상태와 같은 제 1 상태 및 광 변조기가 어떠한 광도 출력하지 않는 OFF 상태와 같은 제 2 상태로 광 변조기들을 구동하기 위한 하나 또는 그 초과의 액추에이터들을 포함하는, 광 변조기들과 같은 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 상술한 액추에이터들을 구동하기 위해 이용되는 회로들은 제어 매트릭스로 배열된다. 제어 매트릭스는 대응하는 광 변조기에 대한 ON 상태에 대응하는 ON 상태에 있거나 임의의 정해진 이미지 프레임에 대한 대응하는 광 변조기의 OFF 상태에 대응하는 OFF 상태에 있도록 어레이의 각 픽셀을 어드레싱한다.

[0038] 특정 디스플레이 장치에서, 제어 매트릭스는 공통으로 IGZO라 칭해지는, 인듐-갈륨-아연-산화물(InGaZnO)과 같은 금속-산화물 층을 포함하는 트랜지스터들을 포함할 수 있다. IGZO로 이루어지는 것들과 같은, 제어 매트릭스들은 단일 타입의 트랜지스터, 예를 들어 단지 n-MOS 트랜지스터들을 이용하여 빌트(built)될 수 있다. 다른 재료들을 이용하는 다른 제어 매트릭스들은 단지 p-MOS 트랜지스터들을 이용하여 빌트될 수 있다. 단지 일 타입의 트랜지스터를 이용하여 빌트되는 제어 매트릭스들은 일반적으로 n-MOS 및 p-MOS 트랜지스터들 둘 다를 포함하는 것들보다 덜 신뢰성이 있다. 단지 일 타입의 트랜지스터를 포함하는 그와 같은 제어 매트릭스들의 신뢰성을 개선하기 위해, 일부 제어 매트릭스들은 다수의 데이터 또는 구동 전압 상호접속부들을 활용할 수 있다. 이는 상당한 추가적인 전력 소모를 발생시킬 수 있으며 광 스루풋을 위한 이용가능한 기판 공간을 감소시켜, 디스플레이 광도를 감소시킨다.

[0039] 금속-산화물 기반된 트랜지스터들을 이용하는 장점들을 달성하기 위해, 단일 트랜지스터 타입 제어 매트릭스들의 비신뢰성을 완화하면서 추가적인 전력 소모에 대해 타협하지 않고서, 제어 매트릭스는, 일부 구현들에서, 단일 구동 전압 상호접속부 및 2개의 별개 업데이트 상호접속부들을 포함할 수 있다. 회로의 방전 트랜지스터들을 독립적으로 제어하도록 각각 구성되는, 2개의 별개 업데이트 상호접속부들을 활용함으로써, 제어 매트릭스는 픽셀이 비결정성 상태에 진입하는 것을 방지하면서, 픽셀의 상태를 신뢰성있게 제어할 수 있다.

[0040] 본 개시물에 설명되는 발명 대상의 특정 구현들은 다음의 잠재적 장점들 중 하나 또는 그 초과를 실현하기 위해 구현될 수 있다. 제어 매트릭스의 방전 트랜지스터들을 독립적으로 제어하도록 각각 구성되는, 2개의 별개 업데이트 상호접속부들을 활용함으로써, 제어 매트릭스는 단지 일 타입의 트랜지스터들이 형성되는, IGZO와 같은 기판들로 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 매트릭스는 그와 같은 제어 매트릭스들의 비신뢰성을 완화하면서 그리고 추가적인 전력 소모에 관하여 타협하지 않고서, 개선된 기판 특성들로부터 이익을 얻을 수 있다.

[0041] 도 1a는 직시형(direct-view) MEMS-기반 디스플레이 장치(100)의 개략도를 도시한다. 디스플레이 장치(100)는 행들 및 열들로 배열되는 복수의 광 변조기들(102a-102d)(통칭해서, "광 변조기들(102)")을 포함한다. 디스플레이 장치(100)에서, 광 변조기들(102a 및 102d)은 광이 통과하도록 허용하는, 개방 상태에 있다. 광 변조기들(102b 및 102c)은 광의 통과를 차단하는, 폐쇄 상태에 있다. 광 변조기들(102a-102d)의 상태들을 선택적으로 설정함으로써, 디스플레이 장치(100)는 램프 또는 램프들(105)에 의해 조명되는 경우, 백릿(backlit) 디스플레이를 위한 이미지(104)를 형성하기 위해 활용될 수 있다. 다른 구현에서, 장치(100)는 장치의 전방으로부터 발생하는 주변 광(ambient light)의 반사에 의해 이미지를 형성할 수 있다. 다른 구현에서, 장치(100)는 디스플레이의 전방에 포지셔닝되는 램프 또는 램프들로부터의 광의 반사에 의해, 즉 정면 조명(front light)의 이용에 의해 이미지를 형성할 수 있다.

[0042] 일부 구현들에서, 각각의 광 변조기(102)는 이미지(104)에서의 픽셀(106)에 대응한다. 일부 다른 구현들에서, 디스플레이 장치(100)는 이미지(104)에서 픽셀(106)을 형성하기 위해 복수의 광 변조기들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 3개의 컬러-특정 광 변조기들(102)을 포함할 수 있다. 특정 픽셀(106)에 대응하는 컬러-특정 광 변조기들(102) 중 하나 또는 그 초과를 선택적으로 개방함으로써, 디스플레이 장치(100)는 이미지(104)에서의 컬러 픽셀(106)을 발생시킬 수 있다. 다른 예에서, 디스플레이 장치(100)는 이미지(104)에서의 휘도(luminance) 레벨을 제공하기 위해 픽셀(106) 당 2개 또는 그 초과의 광 변조기들(102)을 포함한다. 이미지에 관하여, "픽셀"은 이미지의 해상도에 의해 정의되는 최소 픽처 엘리먼트(smallest picture element)에 대응한다. 디스플레이 장치(100)의 구조적 컴포넌트들에 관하여, 용어 "픽셀"은 이미지의 단일 픽셀을 형성하는 광을 변조하기 위해 활용되는 결합된 기계적 및 전기적 컴포넌트들을 지칭한다.

[0043] 디스플레이 장치(100)는, 전형적으로 투사 애플리케이션들에서 발견되는 이미징 광학계들을 포함하지 않을 수도 있다는 점에서 직시형 디스플레이이다. 투사 디스플레이에서, 디스플레이 장치의 표면 상에 형성되는 이미지는 스크린 또는 벽 상에 투사된다. 디스플레이 장치는 투사된 이미지보다 실질적으로 작다. 직시형 디스플레이에서, 사용자는 디스플레이 상에 보여지는 광도(brightness) 및/또는 명암(contrast)을 강화하기 위한 임의선택적인 백라이트 또는 정면 조명 및 광 변조기들을 포함하는 디스플레이 장치를 직접 쳐다봄으로써 이미지를 본다.

[0044] 직시형 디스플레이들은 투과 또는 반사 모드 어느 하나로 동작할 수 있다. 투과 디스플레이에서, 광 변조기들은 디스플레이 뒤에 포지셔닝되는 램프 또는 램프들로부터 발생하는 광을 필터링하거나 또는 선택적으로 차단한다. 램프들로부터의 광은 임의선택적으로, 각 픽셀이 균일하게 조명될 수 있도록 광가이드 또는 "백라이트"에 입사된다(injected). 투과 직시형 디스플레이들은 종종 샌드위치 어셈블리 배열을 용이하게 하기 위해 투명 또는 유리 기판들상에 빌트되는데, 여기서, 광 변조기들을 포함하는 하나의 기판이 백라이트의 상단 바로 위에 포지셔닝된다.

[0045] 각각의 광 변조기(102)는 셔터(108) 및 어퍼처(aperture)(109)를 포함할 수 있다. 이미지(104)에서의 픽셀(106)을 조명하기 위해, 셔터(108)는 광이 뷰어를 향해 어퍼처(109)를 통과하게 허용하도록 포지셔닝된다. 픽셀(106)을 미조명 상태(unlit)로 유지하기 위해, 셔터(108)는 어퍼처(109)를 통한 광의 통과를 차단하도록 포지셔닝된다. 어퍼처(109)는 각각의 광 변조기(102)에서의 반사 또는 광-흡수 재료를 통하여(through) 패터닝되는 개구에 의해 정의된다.

[0046] 디스플레이 장치는 또한 셔터들의 이동을 제어하기 위해 기판 및 광 변조기들에 접속되는 제어 매트릭스를 포함한다. 제어 매트릭스는 픽셀들의 행 당 적어도 하나의 기록-인에이블 상호접속부(110)(또한 "스캔-라인 상호접속부"라 칭해짐), 픽셀들의 각 열에 대한 하나의 데이터 상호접속부(112), 및 모든 픽셀들에 또는 적어도, 디스플레이 장치(100)에서의 다수의 열들 및 다수의 행들 둘 다로부터의 픽셀들에 공통 전압을 제공하는 하나의 공통 상호접속부(114)를 포함하는, 일련의 전기적 상호접속부들(예를 들어, 상호접속부들(110, 112 및 114))을 포함한다. 적절한 전압("기록-인에이블링 전압,

")의 인가에 응답하여, 픽셀들의 정해진 행에 대한 기록-인에이블 상호접속부(110)는 새로운 셔터 이동 명령들을 받아들이도록 행에서 픽셀들을 준비시킨다. 데이터 상호접속부들(112)은 데이터 전압 펄스들의 형태로 새로운 이동 명령들을 전달한다. 일부 구현들에서, 데이터 상호접속부들(112)에 인가되는 데이터 전압 펄스들은 셔터들의 정전식(electrostatic) 이동에 직접적으로 기여한다. 일부 다른 구현들에서, 데이터 전압 펄스들은, 통상적으로 데이터 전압들보다 크기가 더 큰 개별 작동 전압들의 광 변조기들(102)로의 인가를 제어하는 스위치들, 예를 들어, 트랜지스터들 또는 다른 비-선형 회로 엘리먼트들을 제어한다. 그 후에, 이들 구동 전압들의 인가는 셔터들(108)에 대한 정전식 구동 이동을 발생시킨다.

[0047] 도 1b는 호스트 디바이스(즉, 셀 폰, 스마트 폰, PDA, MP3 플레이어, 태블릿, e-리더 등)의 블록도(120)의 예를 도시한다. 호스트 디바이스는 디스플레이 장치(128), 호스트 프로세서(122), 환경 센서들(124), 사용자 입력 모듈(126) 및 전원(power source)을 포함한다.

[0048] 디스플레이 장치(128)는 복수의 스캔 드라이버들(130)(또한 "기록 인에이블링 전압 소스들"로 지칭됨), 복수의 데이터 드라이버들(132)(또한 "데이터 전압 소스들"로 지칭됨), 제어기(134), 공통 드라이버들(138), 램프들(140-146), 램프 드라이버들(148) 및 광 변조기들(150)을 포함한다. 스캔 드라이버들(130)은 스캔-라인 상호접속부들(110)에 기록 인에이블링 전압들을 인가한다. 데이터 드라이버들(132)은 데이터 상호접속부들(112)에 데이터 전압들을 인가한다.

[0049] 디스플레이 장치의 일부 구현들에서, 데이터 드라이버들(132)은, 특히 이미지(104)의 휘도 레벨이 아날로그 방식으로 유도되어야 하는 경우에, 광 변조기들에 아날로그 데이터 전압들을 제공하도록 구성된다. 아날로그 동작에서, 광 변조기들(102)은, 일정 범위의(a range of) 중간 전압들이 데이터 상호접속부들(112)을 통해 인가될 때, 셔터들(108)에서 일정 범위의 중간 개방 상태들 및 그에 따라 이미지(104)에서 일정 범위의 중간 조명 상태들 또는 휘도 레벨들이 발생하도록, 설계된다. 다른 경우들에서, 데이터 드라이버들(132)은 데이터 상호접속부들(112)에 감소된 세트의 2, 3 또는 4 디지털 전압 레벨들만을 인가하도록 구성된다. 이들 전압 레벨들은 디지털 방식으로, 셔터들(108) 각각에 대해 개방 상태, 폐쇄 상태 또는 다른 별개의(discrete) 상태를 설정하도록 설계된다.

[0050] 스캔 드라이버들(130) 및 데이터 드라이버들(132)은 디지털 제어기 회로(134)(또한 "제어기(134)"로 지칭됨)에 연결된다. 제어기는 행들 및 이미지 프레임들에 의해 그룹화되는 미리결정된 시퀀스들로 구조화된 데이터를 주로 직렬 방식으로 데이터 드라이버들(132)에 송신한다. 데이터 드라이버들(132)은 직렬-병렬(series to parallel) 데이터 컨버터들, 레벨 시프팅 및 일부 애플리케이션들에 대해서는, 디지털-아날로그 전압 컨버터들을 포함할 수 있다.

[0051] 디스플레이 장치는, 공통 전압 소스들이라 또한 지칭되는, 공통 드라이버들(138)의 세트를 임의선택적으로 포함한다. 일부 구현들에서, 공통 드라이버들(138)은 예를 들어, 일련의 공통 상호접속부들(114)에 전압을 공급함으로써, 광 변조기들의 어레이 내의 모든 광 변조기들에 DC 공통 전위(potential)를 제공한다. 일부 다른 구현들에서, 제어기(134)로부터의 커맨드들을 따르는 공통 드라이버들(138)은, 예를 들어, 어레이에서의 다수의 행들 및 열들의 모든 광 변조기들의 동시적 구동을 구동 및/또는 개시할 수 있는 글로벌 구동 펄스들인, 전압 펄스들 또는 신호들을 광 변조기들의 어레이에 발행한다.

[0052] 서로 다른 디스플레이 기능들을 위한 드라이버들(예를 들어, 스캔 드라이버들(130), 데이터 드라이버들(132) 및 공통 드라이버들(138)) 모두는 제어기(134)에 의해 시간-동기화된다. 제어기로부터의 타이밍 커맨드들은 램프 드라이버들(148)을 통한 레드, 그린 및 블루와 화이트 램프들(각각, 140, 142, 144 및 146)의 조명, 픽셀들의 어레이 내의 특정 행들의 기록-인에이블링 및 시퀀싱, 데이터 드라이버들(132)로부터의 전압들의 출력, 및 광 변조기 구동을 제공하는 전압들의 출력을 조정한다.

[0053] 제어기(134)는 시퀀싱 또는 어드레싱 방식을 결정하는데, 이 시퀀싱 또는 어드레싱 방식에 의해, 셔터들(108) 각각이 새로운 이미지(104)에 적절한 조명 레벨들로 재설정될 수 있다. 새로운 이미지들(104)은 주기적 간격들로 설정될 수 있다. 예를 들어, 비디오 디스플레이들에 대해, 비디오의 프레임들 또는 컬러 이미지들(104)은 10 내지 300 헤르츠(Hz) 범위에 있는 주파수들에서 리프레시된다(refreshed). 일부 구현들에서, 어레이에 대한 이미지 프레임의 설정은, 교번하는 이미지 프레임들이 교번하는 일련의 컬러들(예컨대, 레드, 그린 및 블루)로 조명되도록, 램프들(140, 142, 144 및 146)의 조명과 동기화된다. 각각의 개별 컬러에 대한 이미지 프레임들은 컬러 서브프레임으로 지칭된다. 필드 순차 컬러 방법으로서 칭해지는 이 방법에서, 컬러 서브프레임들이 20 Hz를 초과한 주파수들에서 교번되는 경우에, 인간의 뇌는 이미지가 광범위하고 연속적인 범위의 컬러들을 갖는다는 인식으로, 교번하는 프레임 이미지들을 평균화할 것이다. 대안적인 구현들에서, 원색들(primary colors)을 이용하는 4개 또는 그 초과의 램프들이, 레드, 그린 및 블루 이외의 원색(primaries)을 사용하여, 디스플레이 장치(100)에 사용될 수 있다.

[0054] 일부 구현들에서, 디스플레이 장치(100)가 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 셔터들(108)의 디지털 스위칭을 위해 설계되는 경우에, 제어기(134)는 이전에 설명된 바와 같이, 시분할 그레이 스케일의 방법에 의해 이미지를 형성한다. 일부 다른 구현들에서, 디스플레이 장치(100)는 픽셀 당 다수의 셔터들(108)의 이용을 통해 그레이 스케일을 제공할 수 있다.

[0055] 일부 구현들에서, 이미지 상태(104)에 대한 데이터는, 또한 스캔 라인들로 지칭되는 개별 행들을 순차 어드레싱함으로써, 제어기(134)에 의해 변조기 어레이에 로딩된다. 시퀀스에서의 각 행 또는 스캔 라인에 대해, 스캔 드라이버(130)는 어레이의 해당 행에 대한 기록 인에이블 상호접속부(110)에 기록-인에이블 전압을 인가하고, 후속하여, 데이터 드라이버(132)는 선택된 행에서 각 열에 대해, 원하는 셔터 상태들에 대응하는 데이터 전압들을 공급한다. 이 프로세스는 데이터가 어레이에서의 모든 행들에 대해 로딩될 때까지 반복된다. 일부 구현들에서, 데이터 로딩을 위한 선택된 행들의 시퀀스는 선형적으로, 어레이의 최상부(top)로부터 최하부(bottom)로 진행한다. 일부 다른 구현들에서, 선택된 행들의 시퀀스는 시각적 아티팩트(visual artifact)들을 최소화하기 위해 의사-랜덤화된다. 그리고 일부 다른 구현들에서 시퀀싱은 블록들에 의해 구조화되며, 여기서 블록에 대해, 예를 들어 시퀀스에서 어레이의 매 5 번째 행만을 어드레싱함으로써, 이미지 상태(104)의 단지 특정한 부분(certain fraction)에 대해서만 데이터가 어레이로 로딩된다.

[0056] 일부 구현들에서, 이미지 데이터를 어레이에 로딩하기 위한 프로세스는 셔터들(108)을 구동시키는 프로세스와 시간적으로 분리된다. 이들 구현들에서, 변조기 어레이는 어레이의 각 픽셀에 대한 데이터 메모리 엘리먼트들을 포함할 수 있으며, 제어 매트릭스는 메모리 엘리먼트들에 저장되는 데이터에 따라 셔터들(108)의 동시적 구동을 개시하기 위해, 공통 드라이버(138)로부터 트리거 신호들을 운반하기 위한 글로벌 구동 상호접속부(global actuation interconnect)를 포함할 수 있다.

[0057] 대안적인 구현들에서, 픽셀들의 어레이 및 픽셀들을 제어하는 제어 매트릭스는 직사각 행들 및 열들 이외의 구성들로 배열될 수 있다. 예를 들어, 픽셀들은 6각형 어레이들 또는 곡선형 행들 및 열들로 배열될 수 있다. 일반적으로, 본원에 이용된 바와 같이, 용어 스캔-라인은 기록-인에이블링 상호접속부를 공유하는 임의의 복수의 픽셀들을 지칭할 것이다.

[0058] 호스트 프로세서(122)는 일반적으로 호스트의 동작들을 제어한다. 예를 들어, 호스트 프로세서는 휴대용 전자 디바이스를 제어하기 위한 범용 또는 특수 목적 프로세서일 수 있다. 호스트 디바이스(120) 내에 포함된 디스플레이 장치(128)에 관하여, 호스트 프로세서는 이미지 데이터뿐 아니라 호스트에 관한 추가 데이터를 출력한다. 그와 같은 정보는 주변 광 또는 온도와 같은, 환경 센서들로부터의 데이터; 예를 들어, 호스트의 전원에 남아있는 전력량 또는 호스트의 동작 모드를 비롯한, 호스트에 관한 정보; 이미지 데이터의 컨텐츠에 관한 정보; 이미지 데이터의 타입에 관한 정보; 및/또는 이미징 모드를 선택하는데 이용하기 위한 디스플레이 장치에 대한 명령들을 포함할 수 있다.

[0059] 사용자 입력 모듈(126)은 사용자의 개인 선호도들을 직접적으로 또는 호스트 프로세서(122)를 통해 제어기(134)에 전달한다. 일부 구현들에서, 사용자 입력 모듈은, "더 짙은 컬러", "더 양호한 명암", "더 낮은 전력", "증가된 광도", "스포츠", "라이브 액션" 또는 "애니메이션"과 같은 개인적 선호도들을 사용자가 프로그램하는 소프트웨어에 의해 제어된다. 일부 다른 구현들에서, 이들 선호도들은 스위치 또는 다이얼과 같은 하드웨어를 이용하여 호스트에 입력된다. 제어기(134)에 대한 복수의 데이터 입력들은 최적의 이미징 특성들에 대응하는 다양한 드라이버들(130, 132, 138 및 148)에 데이터를 제공할 것을 제어기에 지시한다.

[0060] 환경 센서 모듈(124)은 또한 호스트 디바이스의 일부로서 포함될 수 있다. 환경 센서 모듈은 온도 및/또는 주변 조명(lighting) 조건들과 같은 주변 환경에 관한 데이터를 수신한다. 센서 모듈(124)은 디바이스가 실내에서 동작하는지 또는 사무실 환경에서 동작하고 있는지 대 밝은 낮에 실외 환경에서 동작하고 있는지 대 야간에 실외 환경에서 동작하고 있는지를 구별하도록 프로그래밍될 수 있다. 센서 모듈은 이 정보를 디스플레이 제어기(134)에 통신하여, 제어기가 주변 환경에 응답하여 시청 조건들을 최적화할 수 있다.

[0061] 도 2a는 예시적인 셔터-기반 광 변조기(200)의 사시도를 도시한다. 셔터-기반 광 변조기는 도 1a의 직시형 MEMS-기반 디스플레이 장치(100)로의 통합에 적합하다. 광 변조기(200)는 액추에이터(204)에 커플링되는 셔터(202)를 포함한다. 액추에이터(204)는 2개의 개별 컴플라이언트(compliant) 전극 빔 액추에이터들(205)("액추에이터들(205)")로 형성될 수 있다. 셔터(202)는 일 측 상에서 액추에이터들(205)에 커플링한다. 액추에이터들(205)은 표면(203)과 실질적으로 평행한 움직임의 평면에서 표면(203) 위에서 가로방향으로(traversely) 셔터(202)를 이동시킨다. 셔터(202)의 반대 측은 액추에이터(204)에 의해 가해지는 힘들에 대항하는 복원력을 제공하는 스프링(207)에 커플링한다.

[0062] 각 액추에이터(205)는 로드 앵커(anchor)(208)에 셔터(202)를 연결시키는 컴플라이언트 로드 빔(206)을 포함한다. 컴플라이언트 로드 빔들(206)과 함께 로드 앵커들(208)은, 기계적 지지부들로서의 역할을 하여, 셔터(202)가 표면(203)에 근접하게 서스펜딩되게 유지한다. 표면은 광의 통과를 허용하기 위한 하나 또는 그 초과의 어퍼처 홀들(211)을 포함한다. 로드 앵커들(208)은 표면(203)에 컴플라이언트 로드 빔들(206) 및 셔터(202)를 물리적으로 연결하고, 로드 빔들(206)을 바이어스 전압, 일부 경우들에서는, 접지에 전기적으로 연결한다.

[0063] 기판이 실리콘과 같이 불투명한 경우에, 어퍼처 홀들(211)은 기판(204)을 관통해 홀들의 어레이를 에칭함으로써 기판에 형성된다. 기판(204)이 유리 또는 플라스틱과 같이 투명한 경우에, 어퍼처 홀들(211)은 기판(203) 상에 증착되는 광-차단 재료의 층에 형성된다. 어퍼처 홀들(211)은 일반적으로 원형, 타원형, 다각형, 사행형(serpentine) 또는 불규칙한 형상일 수 있다.

[0064] 각 액추에이터(205)는 또한, 각 로드 빔(206) 근처에 포지셔닝되는 컴플라이언트 구동 빔(216)을 포함한다. 구동 빔들(216)은 일단에서(at one end), 구동 빔들(216) 사이에 공유되는 구동 빔 앵커(218)에 커플링된다. 각 구동 빔(216)의 타단(other end)은 이동이 자유롭다. 각 구동 빔(216)은, 로드 빔(206)의 앵커링된 단 및 구동 빔(216)의 자유단 근처에서 로드 빔(206)에 가장 근접하도록 만곡된다.

[0065] 동작시에, 광 변조기(200)를 통합한(incorporating) 디스플레이 장치는 구동 빔 앵커(218)를 통해 구동 빔들(216)에 전위(electric potential)를 인가한다. 제 2 전위가 로드 빔들(206)에 인가될 수 있다. 구동 빔들(216)과 로드 빔들(206) 사이의 결과적인 전위차는 로드 빔들(206)의 앵커된 단들을 향해 구동 빔들(216)의 자유 단들을 끌어당기며(pull), 구동 빔들(216)의 앵커된 단들을 향해 로드 빔들(206)의 셔터 단들을 끌어당겨, 그에 의해 구동 앵커(218)를 향해 가로방향으로 셔터(202)를 구동시킨다. 컴플라이언트 부재들(206)이 스프링들로서 동작하여, 빔들(206 및 216) 전위 양단의 전압이 제거될 때, 로드 빔들(206)은 셔터(202)를 그의 초기 위치로 다시 밀어, 로드 빔들(206)에 축적된(stored) 스트레스를 완화시킨다.

[0066] 광 변조기(200)와 같은 광 변조기는 전압들이 제거된 후에 셔터를 그 정지 포지션으로 복귀시키기 위해, 스프링과 같은 수동 복원력을 통합한다. 다른 셔터 어셈블리들은, 개방 또는 폐쇄 상태로 셔터를 이동시키기 위한 "개방" 및 "폐쇄" 전극들의 개별의 세트들 및 "개방" 및 "폐쇄" 액추에이터들의 듀얼 세트를 통합할 수 있다.

[0067] 셔터들 및 어퍼처들의 어레이가, 적절한 휘도 레벨들을 가지는 이미지들, 많은 경우들에서는 움직이는 이미지들을 생성하기 위해 제어 매트릭스를 통해 제어될 수 있는 다양한 방법들이 존재한다. 일부 경우들에서, 디스플레이의 주변부 상에서 드라이버 회로들에 연결되는 행 및 열 상호접속부들의 수동(passive) 매트릭스 어레이에 의해 제어가 달성된다. 다른 경우들에서 디스플레이의 속도, 휘도 레벨 및/또는 전력 소모 성능을 개선하기 위해 어레이(소위 능동 매트릭스)의 각 픽셀 내에 스위칭 및/또는 데이터 스토리지 엘리먼트들을 포함하는 것이 적절하다.

[0068] 디스플레이 장치(100)는 대안적인 구현들에서, 상술한 셔터 어셈블리(200)와 같은 가로방향 셔터-기반 광 변조기들과 다른(other than) 광 변조기들을 포함한다. 예를 들어, 도 2b는 롤링 액추에이터 셔터-기반 광 변조기(220)의 단면도를 도시한다. 롤링 액추에이터 셔터-기반 광 변조기(220)는 도 1a의 MEMS-기반 디스플레이 장치(100)의 대안적인 구현으로의 통합을 위해 적합하다. 롤링 액추에이터-기반 광 변조기는, 고정된 전극 반대편에 배치되며 전기장의 인가시에 셔터로서 기능하도록 특정 방향으로 이동하도록 바이어스되는, 이동가능한 전극을 포함한다. 일부 구현들에서, 광 변조기(220)는 기판(228)과 절연 층(224) 사이에 배치되는 평면형 전극(226) 및 절연 층(224)에 부착되는 고정된 단(230)을 갖는 이동가능한 전극(222)을 포함한다. 임의의 인가된 전압이 없을 시에, 이동가능한 전극(222)의 이동가능한 단(232)은 롤링된 상태를 생성하기 위해 고정된 단(230)을 향해 자유롭게 롤링한다. 전극들(222 및 226) 사이의 전압의 인가는 이동가능한 전극(222)이 롤링하지 않고(unroll) 절연 층(224)에 대해 평평하게 놓이게 하며, 이로써, 이동가능한 전극(222)은 기판(228)을 통해 이동하는 광을 차단하는 셔터로서 동작한다. 이동가능한 전극(222)은 전압이 제거된 후에 탄성 복원력에 의해 롤링된 상태로 복귀한다. 롤링된 상태로의 바이어스는 이방성 스트레스 상태를 포함하도록 이동가능한 전극(222)을 제조함으로써 달성될 수 있다.

[0069] 도 2c는 예시적인 비 셔터-기반 MEMS 광 변조기(250)의 단면도를 도시한다. 광 탭 변조기(250)는 도 1a의 MEMS-기반 디스플레이 장치(100)의 대안적인 구현으로의 통합을 위해 적합하다. 광 탭은 내부 전반사 장애(frustrated total internal reflection: TIR)의 원리에 따라 작동한다. 즉, 광(252)은 광 가이드(254)에 유입되며, 광 가이드(254)에서, 간섭이 없다면, 광(252)은 보통(for the most part), TIR로 인하여 광 가이드(254)의 전방 또는 후방 표면들을 통해 광 가이드(254)를 빠져나올 수 없다. 광 탭(250)은, 탭 엘리먼트(256)가 광 가이드(254)를 접촉하는 것에 응답하여, 탭 엘리먼트(256) 근처의 광 가이드(254)의 표면 상에 충돌하는 광(252)이 뷰어를 향해 탭 엘리먼트(256)를 통해 광 가이드(254)를 탈출하며, 그에 의해 이미지의 형성에 기여하는, 충분히 높은 굴절률을 갖는 탭 엘리먼트(256)를 포함한다.

[0070] 일부 구현들에서, 탭 엘리먼트(256)는 플렉서블한, 투명 재료의 빔(258)의 일부로서 형성된다. 전극들(260)은 빔(258)의 일 측의 일부분들을 코팅한다. 대향(opposing) 전극들(262)이 광 가이드(254) 상에 배치된다. 전극들(260 및 262)에 걸쳐 전압을 인가함으로써, 광 가이드(254)에 대한 탭 엘리먼트(256)의 포지션은 광 가이드(254)로부터 선택적으로 광(252)을 추출하도록 제어될 수 있다.

[0071] 도 2d는 전기습윤-기반 광 변조 어레이(270)의 예시적인 단면도를 도시한다. 전기습윤-기반 광 변조 어레이(270)는 도 1a의 MEMS-기반 디스플레이 장치(100)의 대안적인 구현으로의 통합을 위해 적합하다. 광 변조 어레이(270)는 광학 공동(274) 상에 형성되는 복수의 전기습윤-기반 광 변조 셀들(272a-d)(일반적으로 "셀들(272)")을 포함한다. 광 변조 어레이(270)는 또한 셀들(272)에 대응하는 컬러 필터들(276)의 세트를 포함한다.

[0072] 각 셀(272)은 물(또는 다른 투명 도전성 또는 극성 유체) 층(278), 광 흡수 오일 층(280), (예를 들어, 인듐-주석 산화물(ITO)로 만들어지는) 투명 전극(282) 및 광 흡수 오일 층(280)과 투명 전극(282) 사이에 포지셔닝되는 절연 층(284)을 포함한다. 본원에 설명되는 구현에서, 전극은 셀(272)의 후방 표면의 일부를 차지한다(take up).

[0073] 셀(272)의 후방 표면의 나머지는 광학 공동(274)의 전방 표면을 형성하는 반사 어퍼처 층(286)으로 형성된다. 반사 어퍼처 층(286)은 반사 재료, 예컨대 반사성 금속 또는 유전체 미러(mirror)를 형성하는 박막들의 스택으로 형성된다. 각 셀(272)에 대해, 어퍼처는 광이 통과하게 허용하기 위해 반사 어퍼처 층(286)에 형성된다. 셀에 대한 전극(282)은 어퍼처내에 그리고 다른 유전 층에 의해 분리된 반사 어퍼처 층(286)을 형성하는 재료 위에 증착된다.

[0074] 광학 공동(274)의 나머지부분은 반사 어퍼처 층(286) 근처에 포지셔닝되는 광 가이드(288), 및 반사 어퍼처 층(286) 반대편의 광 가이드(288)의 일측 상의 제 2 반사 층(290)을 포함한다. 일련의 광 리디렉터들(redirectors)(291)은 제 2 반사층 근처에서, 광 가이드의 후방 표면상에 형성된다. 광 리디렉터들(291)은 확산 또는 정반사기들 중 어느 하나일 수 있다. LED들과 같은 하나 또는 그 초과의 광원들(292)은 광(294)을 광 가이드(288)로 입사시킨다(inject).

[0075] 대안적인 구현에서, 추가적인 투명 기판(도시되지 않음)은 광 가이드(288)와 광 변조 어레이(270) 사이에 포지셔닝된다. 본 구현에서, 반사 어퍼처 층(286)은 광 가이드(288)의 표면 상에 대신에 추가적인 투명 기판 상에 형성된다.

[0076] 동작에서, 셀(예를 들어, 셀(272b 또는 272c))의 전극(282)에 대한 전압의 인가는 셀에서의 광 흡수 오일(280)이 셀(272)의 일 부분에 수집되게 야기한다. 결과적으로, 광 흡수 오일(280)은 반사 어퍼처 층(286)(예를 들어, 셀들(272b 및 272c)을 참조)에 형성되는 어퍼처를 통한 광의 통과를 더 이상 방해하지 않는다. 이후 어퍼처에서 백라이트를 빠져나오는 광은, 셀을 통해 그리고 컬러 필터들(276)의 세트에서의 대응하는 컬러 필터(예를 들어, 레드, 그린 또는 블루)를 통해 빠져나와 이미지에서 컬러 픽셀을 형성할 수 있다. 전극(282)이 접지될 때, 광 흡수 오일(280)은 반사 어퍼처 층(286)의 어퍼처를 커버하여, 어퍼쳐를 통과하려 시도하는 임의의 광(294)을 흡수한다.

[0077] 전압이 셀(272)에 인가될 때 그 아래에 오일(280)이 수집되는 영역은 이미지를 형성하는 것과 관련하여 낭비된 공간을 구성한다. 이 영역은 전압이 인가되든지 아니든지간에 비-투과성이다. 따라서, 반사 어퍼처들 층(286)의 반사 부분들의 포함이 없다면, 이 영역은 그렇지 않으면 이미지의 형성에 기여하기 위해 이용될 수 있는 광을 흡수한다. 그러나, 반사 어퍼처 층(286)의 포함으로, 그렇지 않으면 흡수되었을 이 광은 다른 어퍼처를 통한 추후 탈출(escape)을 위해 광 가이드(290)로 다시 반사된다. 전기습윤-기반 광 변조 어레이(270)는 본원에 설명되는 디스플레이 장치에서의 포함을 위해 적합한 비-셔터-기반 MEMS 변조기의 유일한 예가 아니다. 비-셔터-기반 MEMS 변조기들의 다른 형태들은 마찬가지로, 본 개시물의 범위를 이탈하지 않고 본원에 설명된 제어기 기능들의 다양한 기능들에 의해 제어될 수 있다.

[0078] 도 3a는 제어 매트릭스(300)의 예시적인 개략도를 도시한다. 제어 매트릭스(300)는 도 1a의 MEMS-기반 디스플레이 장치(100)로 통합되는 광 변조기들을 제어하는데 적합하다. 도 3b는 도 3a의 제어 매트릭스(300)에 연결되는 셔터-기반 광 변조기들의 어레이(320)의 사시도를 도시한다. 제어 매트릭스(300)는 픽셀들의 어레이(320)("어레이(320)")를 어드레싱할 수 있다. 각 픽셀(301)은 액추에이터(303)에 의해 제어되는, 도 2a의 셔터 어셈블리(200)와 같은 탄성 셔터 어셈블리(302)를 포함할 수 있다. 각 픽셀은 또한 어퍼처들(324)을 포함하는 어퍼처 층(322)을 포함할 수 있다.

[0079] 제어 매트릭스(300)는 셔터 어셈블리들(302)이 형성되는 기판(304)의 표면상에 확산된 또는 박막-증착된 전기 회로로서 제조된다. 제어 매트릭스(300)는 제어 매트릭스(300)에서의 픽셀들(301)의 각 행에 대한 스캔-라인 상호접속부(306) 및 제어 매트릭스(300)에서의 픽셀들(301)의 각 열에 대한 데이터-상호접속부(308)를 포함한다. 각 스캔-라인 상호접속부(306)는 기록-인에이블링 전압 소스(307)를 픽셀들(301)의 대응하는 행에서의 픽셀들(301)에 전기적으로 연결한다. 각 데이터 상호접속부(308)는 데이터 전압 소스(309)("

소스")를 픽셀들의 대응하는 열에서의 픽셀들(301)에 전기적으로 연결한다. 제어 매트릭스(300)에서,

소스(309)는 셔터 어셈블리들(302)의 구동을 위해 이용될 에너지의 대부분을 제공한다. 따라서, 데이터 전압 소스인,

소스(309)는 또한 구동 전압 소스로서의 역할을 한다.

[0080] 도 3a 및 3b를 참조하면, 픽셀들의 어레이(320)에서의 각 셔터 어셈블리(302)에 대해 또는 각 픽셀(301)에 대해, 제어 매트릭스(300)는 트랜지스터(310) 및 커패시터(312)를 포함한다. 각 트랜지스터(310)의 게이트는 픽셀(301)이 위치되는 어레이(320)에서의 행의 스캔-라인 상호접속부(306)에 전기적으로 연결된다. 각 트랜지스터(310)의 소스는 그의 대응하는 데이터 상호접속부(308)에 전기적으로 연결된다. 각 셔터 어셈블리(302)의 액추에이터들(303)은 2개의 전극들을 포함한다. 각 트랜지스터(310)의 드레인은 대응하는 커패시터(312)의 하나의 전극에 그리고 대응하는 액추에이터(303)의 전극들 중 하나에 병렬로 전기적으로 연결된다. 셔터 어셈블리(302)에서의 액추에이터(303)의 다른 전극 및 커패시터(312)의 다른 전극은 공통 또는 그라운드 전위에 연결된다. 대안적인 구현들에서, 트랜지스터들(310)은 반도체 다이오드들 및 또는 금속-절연체-금속 샌드위치 타입 스위칭 엘리먼트들로 교체될 수 있다.

[0081] 동작에서, 이미지를 형성하기 위해, 제어 매트릭스(300)는 각 스캔-라인 상호접속부(306)에 차례로

를 인가함으로써 순차적으로(in a sequence) 어레이(320)에서의 각 행을 기록-인에이블한다. 기록-인에이블된 행에 대해, 행에서의 픽셀들(301)의 트랜지스터들(310)의 게이트들에 대한

의 인가는, 상호접속부들(308)을 지나 트랜지스터들(310)을 통과하는 데이터 전류의 흐름으로 하여금 셔터 어셈블리(302)의 액추에이터(303)에 전위를 인가하게 허용한다. 행이 기록-인에이블되는 동안, 데이터 전압들

은 데이터 상호접속부들(308)에 선택적으로 인가된다. 아날로그 그레이 스케일을 제공하는 구현들에서, 각 데이터 상호접속부(308)에 인가되는 데이터 전압은 기록-인에이블된 스캔-라인 상호접속부(306) 및 데이터 상호접속부(308)의 교차부에 위치되는 픽셀(301)의 원하는 광도에 관하여 변화된다. 디지털 제어 방식들을 제공하는 구현들에서, 데이터 전압은 비교적 낮은 크기 전압(즉, 접지에 가까운 전압)이거나,

(작동 임계 전압)를 충족시키게 또는 이를 초과하게 선택된다. 데이터 상호접속부(308)에 대한

의 인가에 응답하여, 대응하는 셔터 어셈블리에서의 액추에이터(303)가 구동하여, 그 셔터 어셈블리(302)에서의 셔터를 개방한다. 데이터 상호접속부(308)에 인가되는 전압은 제어 매트릭스(300)가 행에

를 인가하는 것을 중단한 후에도 픽셀(301)의 커패시터(312)에 저장된 채로 유지된다. 따라서, 전압

는, 셔터 어셈블리(302)가 구동하도록 충분히 오랜 시간들 동안 행에서 대기 및 유지될 필요가 없으며; 이러한 구동은 기록-인에이블링 전압이 행으로부터 제거된 이후에 진행될 수 있다. 커패시터들(312)은 또한 어레이(320) 내의 메모리 엘리먼트들로서 기능하여, 이미지 프레임의 조명을 위한 구동 명령들을 저장한다.

[0082] 어레이(320)의 제어 매트릭스(300)뿐 아니라 픽셀들(301)은 기판(304) 상에 형성된다. 어레이는, 어레이(320) 내의 각각의 픽셀들(301)에 대한 어퍼처들(324)의 세트를 포함하는, 기판(304) 상에 배치되는 어퍼처 층(322)을 포함한다. 어퍼처들(324)은 각 픽셀에서 셔터 어셈블리들(302)과 정렬된다. 일부 구현들에서, 기판(304)은 유리 또는 플라스틱과 같은, 투명 재료로 만들어진다. 일부 다른 구현들에서, 기판(304)은 불투명한 재료로 만들어지지만, 여기서 어퍼처들(324)을 형성하기 위해 홀들이 에칭된다.

[0083] 액추에이터(303)와 함께 셔터 어셈블리(302)는 쌍안정상태(bi-stable)로 만들어질 수 있다. 즉, 셔터들은, 어느 한 포지션에 셔터들을 유지하는데 전력이 거의 요구되지 않거나 또는 전력이 전혀 요구되지 않는 적어도 2개의 평형 포지션들(예를 들어, 개방 또는 폐쇄)에 존재할 수 있다. 더 구체적으로, 셔터 어셈블리(302)는 기계적으로 쌍안정상태일 수 있다. 일단 셔터 어셈블리(302)의 셔터가 포지션에 대해 설정되면, 그 포지션을 유지하기 위해 어떠한 전기적 에너지나 홀딩 전압(holding voltage)도 요구되지 않는다. 셔터 어셈블리(302)의 물리적 엘리먼트들 상의 기계적 스트레스들은 셔터를 제자리에 유지할 수 있다.

[0084] 액추에이터(303)와 함께 셔터 어셈블리(302)는 또한 전기적으로 쌍안정상태로 만들어질 수 있다. 전기적으로 쌍안정상태인 셔터 어셈블리에서, 셔터 어셈블리의 구동 전압 미만의 전압들의 범위가 존재하며, 이는 폐쇄 액추에이터에 적용되는 경우(셔터는 개방 또는 폐쇄임), 심지어 대항력(opposing force)이 셔터 상에 가해지는 경우에도, 액추에이터를 폐쇄된 채 그리고 셔터를 포지션에 유지한다. 대항력은 도 2a에 도시된 셔터-기반 광 변조기(200)에서의 스프링(207)과 같은 스프링에 의해 가해질 수 있거나, 대항력은 "개방" 또는 "폐쇄" 액추에이터와 같은 대향 액추에이터에 의해 가해질 수 있다.

[0085] 광 변조기 어레이(320)는 픽셀 당 단일 MEMS 광 변조기를 갖는 것으로 도시된다. 다수의 MEMS 광 변조기들이 각 픽셀에 제공되어, 그에 의해 각 픽셀에서 단지 이진의 "온" 또는 "오프" 광학 상태들보다 더 많은 상태들의 가능성을 제공하는 다른 구현들이 가능하다. 픽셀내의 다수의 MEMS 광 변조기들이 제공되는 경우, 그리고 광 변조기들의 각각과 연관되는 어퍼처들(324)이 동일하지 않은 영역들을 갖는 경우, 특정 형태들의 코딩 영역 분할 그레이 스케일이 가능하다.

[0086] 일부 다른 구현들에서, 롤러-기반 광 변조기(220), 광 탭(250) 또는 전기습윤-기반 광 변조 어레이(270)뿐 아니라 다른 MEMS-기반 광 변조기들이 광 변조기 어레이(320) 내의 셔터 어셈블리(302)를 대체할 수 있다.

[0087] 도 4a 및 4b는 듀얼 액추에이터 셔터 어셈블리(400)의 예시적인 도면(views)을 도시한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 듀얼 액추에이터 셔터 어셈블리는 개방 상태에 있다. 도 4b는 폐쇄된 상태에서의 듀얼 액추에이터 셔터 어셈블리(400)를 도시한다. 셔터 어셈블리(200)와 반대로, 셔터 어셈블리(400)는 셔터(406)의 어느 한 측 상에 액추에이터들(402 및 404)을 포함한다. 각 액추에이터(402 및 404)는 독립적으로 제어된다. 제 1 액추에이터인, 셔터-개방 액추에이터(402)는 셔터(406)를 개방하는 역할을 한다. 제 2 대향 액추에이터인, 셔터-폐쇄 액추에이터(404)는 셔터(406)를 폐쇄하는 역할을 한다. 액추에이터들(402 및 404)의 양자 모두는 컴플라이언트 빔 전극 액추에이터들이다. 액추에이터들(402 및 404)은 어퍼처 층(407)(이 어퍼처 층(407) 위에 셔터가 서스펜딩됨)에 실질적으로 평행한 평면에서 셔터(406)를 구동함으로써 셔터(406)를 개폐한다. 셔터(406)는 액추에이터들(402 및 404)에 부착되는 앵커들(408)에 의해 어퍼처 층(407) 위에 단거리(short distance)로 서스펜딩된다. 셔터(406)의 이동 축을 따라 셔터(406)의 양쪽 단들에 부착되는 지지부들의 포함은 평면을 벗어난 셔터(406)의 움직임을 감소시키며 실질적으로 기판에 평행한 평면으로 움직임을 국한시킨다. 이하에 설명되는 바와 같이, 다양한 서로 다른 제어 매트릭스들이 셔터 어셈블리(400)에 이용될 수 있다.

[0088] 셔터(406)는 광이 통과할 수 있는 2개의 셔터 어퍼처들(412)을 포함한다. 어퍼처 층(407)은 3개의 어퍼처들(409)의 세트를 포함한다. 도 4a에서, 셔터 어셈블리(400)는 개방 상태에 있으며, 따라서, 셔터-개방 액추에이터(402)가 구동되며, 셔터-폐쇄 액추에이터(404)는 자신의 완화된 포지션(relaxed position)에 있으며, 셔터 어퍼처들(412)의 중심라인들은 어퍼처 층 어퍼처들(409) 중 2개의 중심라인들과 일치한다. 도 4b에서, 셔터 어셈블리(400)가 폐쇄된 상태로 이동되었고, 따라서, 셔터-개방 액추에이터(402)는 자신의 완화된 포지션에 있으며, 셔터-폐쇄 액추에이터(404)가 구동되며, 셔터(406)의 광 차단 부분들은 이제 (점선들로 도시되는) 어퍼처들(409)을 통한 광의 투과를 차단하는 포지션에 있게 된다.

[0089] 각 어퍼처는 자신의 주변부에 적어도 하나의 에지를 갖는다. 예를 들어, 직사각형 어퍼처들(409)은 4개의 에지들을 갖는다. 원형, 타원형, 계란형 또는 다른 만곡형 어퍼처들이 어퍼처 층(407)에 형성되는 대안적인 구현들에서, 각 어퍼처는 단지 단일 에지만을 가질 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 어퍼처들은, 엄격한 의미에서는(in mathematical sense), 나뉘거나 또는 분리(disjoint)될 필요는 없지만, 대신에 연결될 수 있다. 즉, 어퍼처의 일부분들 또는 형상화된 섹션들이 각 셔터에 대한 대응성을 유지할 수 있는 한편, 이들 섹션들 중 몇몇은(several) 어퍼처의 단일의 연속하는 둘레가 다수의 셔터들에 의해 공유되도록 연결될 수 있다.

[0090] 다양한 출구 각들을 갖는 광이 개방 상태에서 어퍼처들(412 및 409)을 통과하게 허용하기 위해, 어퍼처 층(407)에서의 어퍼처들(409)의 대응하는 폭 또는 크기보다 큰 셔터 어퍼처들(412)에 대한 폭 또는 크기를 제공하는 것이 유리하다. 광이 폐쇄된 상태에서 탈출하는 것을 효과적으로 차단하기 위해 셔터(406)의 광 차단 부분들이 어퍼처들(409)을 오버랩하는 것이 바람직하다. 도 4b는 셔터(406)에서의 광 차단 부분들의 에지와 어퍼처 층(407)에 형성되는 개구(409)의 일 에지 사이의 미리 정의된 오버랩(416)을 도시한다.

[0091] 정전기 액추에이터들(402 및 404)은 그들의 전압-변위(voltage-displacement) 거동이 셔터 어셈블리(400)에 쌍안정 특성을 제공하도록 설계된다. 셔터-개방 및 셔터-폐쇄 액추에이터들의 각각에 대해, 구동 전압 미만의 전압들의 범위가 존재하며, 이는 (셔터가 개방되거나 폐쇄된 채로) 액추에이터가 폐쇄된 상태에 있는 동안 인가되는 경우에, 심지어 구동 전압이 대향 액추에이터에 인가된 후에도, 액추에이터를 폐쇄되게 그리고 셔터를 포지션에 유지할 것이다. 그와 같은 대항력에 대해 셔터의 포지션을 유지하기 위해 필요한 최소 전압은 유지 전압

으로 지칭된다.

[0092] 특정 디스플레이 장치에서, 제어 매트릭스는 아모르퍼스(amorphous) 실리콘과 같은 반도체 층, 공통으로 IGZO로 지칭되는, 인듐-갈륨-아연-산화물(InGaZnO)과 같은 저온 폴리실리콘 또는 산화물 층을 갖는 기판으로 만들어질 수 있다. 아모르퍼스 실리콘의 층들 대신에 IGZO 층을 갖는 기판을 활용하는 이점은 IGZO의 증가된 전자 이동성이며, 이는 디스플레이가 어드레싱될 수 있는 속도를 증가시킨다. 또한, IGZO가 저온 폴리실리콘보다 낮은 이동성을 가짐에도 불구하고, 더 낮은 생산 비용 및 더 높은 수율로 인해, IGZO 층을 갖는 기판은 저온 폴리실리콘보다 바람직할 수 있다. 그러나, IGZO 프로세스들을 이용하여 p-MOS 타입 트랜지스터들을 제조하는 것은 현재 어려운 일이다. 따라서, 전형적으로 IGZO를 이용하여 이루어지는 제어 매트릭스들은 단지 n-MOS 트랜지스터들로 빌트될 수 있다.

[0093] 그러나, 단일 타입의 트랜지스터, 예를 들어, 단지 n-MOS 트랜지스터들을 이용하여 빌트된 제어 매트릭스들은 일반적으로 원하는 것보다 덜 신뢰성있다. 그와 같은 제어 매트릭스들의 비신뢰성을 완화하기 위해, 일부 제어 매트릭스들은 다수의 데이터 또는 구동 전압 상호접속부들을 활용할 수 있다. 이는 상당한 추가적인 전력 소모를 발생시키며 광 스루풋을 위한 이용가능한 기판 공간을 감소시켜, 디스플레이 광도를 감소시킨다.

[0094] 일부 구현들에서, IGZO 층을 갖는 기판을 활용하며 단일 구동 전압 상호접속부 및 2개의 별개 업데이트 상호접속부들을 포함하는 제어 매트릭스는 그와 같은 제어 매트릭스들의 비신뢰성을 완화하면서 그리고 추가적인 전력 소모에 대해 타협할 필요없이 IGZO를 이용하는 장점들을 달성하는데 도움을 줄 수 있다. IGZO 층의 이용은 단지 n-MOS 트랜지스터들을 활용하는데 제어 매트릭스를 제한한다. 이하에 더 설명되는, 회로의 방전 트랜지스터들을 독립적으로 제어하도록 각각 구성되는, 2개의 별개 업데이트 상호접속부들을 활용함으로써, 제어 매트릭스는 픽셀이 비결정성 상태에 진입하는 것을 방지하면서, 픽셀의 상태를 신뢰성있게 제어할 수 있다.

[0095] 도 5는 제어 매트릭스(500)의 일부분을 도시한다. 제어 매트릭스(500)는 도 1에 도시된 디스플레이 장치(100)용으로 구현될 수 있다. 제어 매트릭스(500)의 구조는 바로 아래에서 설명된다. 제어 매트릭스(500)의 동작은 도 6과 관련하여 이후에 설명될 것이다.

[0096] 제어 매트릭스(500)는 MEMS-기반 광 변조기들을 포함하는 픽셀들(502)의 어레이를 제어한다. 일부 구현들에서, MEMS-기반 광 변조기들은 도 2a에 도시되는 셔터 어셈블리(200)와 같은, 적어도 하나의 셔터 어셈블리를 포함하는 셔터-기반 광 변조기들일 수 있다.

[0097] 제어 매트릭스(500)는 디스플레이 장치(100)에서의 픽셀들(502)의 각 행에 대한 스캔-라인 상호접속부(506) 및 픽셀들(502)의 각 열에 대한 데이터 상호접속부(508)를 포함한다. 스캔-라인 상호접속부(506)는 데이터가 픽셀(502) 상에 로딩되게 허용하도록 구성된다. 데이터 상호접속부(508)는 픽셀(502) 상에 로딩되는 데이터에 대응하는 데이터 전압을 제공하도록 구성된다. 또한, 제어 매트릭스(500)는 프리차지 상호접속부(510), 구동 전압 상호접속부(520), 제 1 업데이트 상호접속부(532), 제 2 업데이트 상호접속부(534) 및 데이터 저장 상호접속부(536)(집합적으로 "공통 상호접속부들"로 지칭됨)를 포함한다. 이들 공통 상호접속부들(510, 520, 532, 534 및 536)은 어레이에서의 다수의 행들 및 다수의 열들에서의 픽셀들(502) 사이에 공유된다. 일부 구현들에서, 공통 상호접속부들(510, 520, 532, 534 및 536)은 디스플레이 장치(100)에서의 모든 픽셀들(502) 사이에 공유된다.

[0098] 제어 매트릭스(500)에서의 각 픽셀(502)은 또한 기록-인에이블 트랜지스터(552) 및 데이터 저장 커패시터(554)를 포함한다. 기록-인에이블 트랜지스터(552)의 게이트는 스캔-라인 상호접속부(506)가 기록-인에이블 트랜지스터(552)를 제어하도록 스캔-라인 상호접속부(506)에 커플링된다. 기록-인에이블 트랜지스터(552)의 소스는 데이터 상호접속부(508)에 커플링되며 기록-인에이블 트랜지스터(552)의 드레인은 이하에 설명되는 제 1 상태 인버터(511) 및 데이터 저장 커패시터(554)의 제 1 단자에 커플링된다. 데이터 저장 커패시터(554)의 제 2 단자는 데이터 저장 상호접속부(536)에 커플링된다. 이러한 방식으로, 기록-인에이블 트랜지스터(552)는 스캔-라인 상호접속부(506)에 의해 제공되는 기록-인에이블링 전압을 통해 스위치 온 되며, 데이터 상호접속부(508)에 의해 제공되는 데이터 전압은 기록-인에이블 트랜지스터(552)를 통과하며 데이터 저장 커패시터(554)에 저장된다. 저장된 데이터 전압은 그 후에 픽셀(502)을 제 1 픽셀 상태 또는 제 2 픽셀 상태 중 하나에 구동하는데 이용된다.

[0099] 제어 매트릭스(500)는 또한 제 1 픽셀 상태와 제 2 픽셀 상태 사이에 구동될 수 있는 듀얼-구동 광 변조기(504)를 포함한다. 광 변조기(504)는 제 1 구동 노드(515)에 커플링되는 제 1 액추에이터에 의해 제 1 픽셀 상태로 구동되는 한편, 광 변조기(504)는 제 2 구동 노드(525)에 커플링되는 제 2 액추에이터에 의해 제 2 픽셀 상태로 구동될 수 있다. 제어 매트릭스(500)는 제 1 상태 인버터(511) 및 제 2 상태 인버터(521)를 포함하는 회로를 더 포함한다. 제 1 상태 인버터(511)는 제 1 구동 노드(515)에서의 전압을 지배하며 제 1 구동 노드(515)에서의 제 1 방전 트랜지스터(514)에 커플링되는 제 1 충전 트랜지스터(512)를 포함한다. 제 2 상태 인버터(521)는 제 2 구동 노드(525)에서의 전압을 지배하며 제 2 구동 노드(525)에서의 제 2 방전 트랜지스터(524)에 커플링되는 제 2 충전 트랜지스터(522)를 포함한다.

[0100] 제 1 충전 트랜지스터(512)의 게이트는 프리차지 상호접속부(510)에 접속되는 한편, 제 1 충전 트랜지스터(512)의 드레인은 구동 전압 상호접속부(520)에 접속된다. 제 1 충전 트랜지스터(512)의 소스는 제 1 구동 노드(515)에서의 제 1 방전 트랜지스터(514)의 드레인에 커플링된다. 제 1 방전 트랜지스터(514)의 게이트는 기록-인에이블 트랜지스터(552)의 드레인 및 데이터 저장 커패시터(554)의 일 단에 연결된다. 제 1 방전 트랜지스터의 소스는 제 1 업데이트 상호접속부(532)에 커플링된다.

[0101] 제 2 충전 트랜지스터(522)의 게이트는 또한 프리차지 상호접속부(510)에 연결된다. 제 2 충전 트랜지스터(522)의 드레인은 구동 전압 상호접속부(520)에 연결된다. 제 2 충전 트랜지스터(522)의 소스는 제 2 구동 노드(525)에서의 제 2 방전 트랜지스터(524)의 드레인에 커플링된다. 제 2 방전 트랜지스터(524)의 게이트는 제 1 구동 노드(515)에 커플링된다. 제 2 방전 트랜지스터(524)의 소스는 제 2 업데이트 상호접속부(534)에 커플링된다.

[0102] 데이터 저장 커패시터(554) 상에 저장되는 전압과 함께, 제 1 업데이트 상호접속부(532)는 제 1 방전 트랜지스터(514)를 통해 제 1 구동 노드(515)에서의 전압을 제어한다. 제 2 업데이트 상호접속부(534)는 제 2 방전 트랜지스터(524)를 통해 제 2 구동 노드(525)에서의 전압을 제어한다. 트랜지스터들(512, 514, 522, 524 및 552)의 각각은 n-MOS 트랜지스터들이다. 상술한 바와 같이, 특히 p-타입 트랜지스터들이 빌드하기 어려운 경우에, 단지 일-타입의 트랜지스터들로 형성되는 회로들은 더 최근의 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO) 제조 프로세스들에서 특히 유용하다. 대안적으로, 제어 매트릭스는 모두 p-타입 트랜지스터들로 설계될 수 있다. 이후에 상세하게 설명될 도 8은 단지 p-MOS 트랜지스터들을 포함하는 제어 매트릭스(800)의 일 구현을 도시한다.

[0103] 도 6은 예시적인 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(600)의 흐름도를 도시한다. 방법(600)은 예를 들어, 도 5의 제어 매트릭스(500)를 동작시키기 위해 사용될 수 있다. 먼저, 디스플레이에서의 픽셀들을 위한 데이터 전압들이 데이터 로딩 스테이지에서 각 픽셀에 대해 한번에 일 행이 로드된다(블록(652)). 다음으로, 프리차지 스테이지에서, 광 변조기에 커플링되는 구동 노드들이 충전된다(블록(654)). 다음으로, 업데이트 스테이지에서, 제 1 업데이트 상호접속부 및 제 2 업데이트 상호접속부 상에 프리로딩되는 전압들은 광 변조기로 하여금 업데이트된 상태를 추정하게 하도록 수정된다(블록(656)). 광 변조기가 업데이트된 상태를 추정할 때, 광원은 광 활성화 스테이지에서 활성화된다(블록(658)).

[0104] 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(600)의 다양한 스테이지들의 상세들은 도 7에 도시되는 타이밍도를 참조하여 설명될 것이다. 도 7은 제어 매트릭스의 다양한 상호접속부들에 인가되는 예시적인 전압들의 타이밍도(700)를 도시한다. 타이밍도(700)는 예를 들어, 도 6에 도시되는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(600)에 따라 도 5의 제어 매트릭스(500)를 동작시키기 위해 사용될 수 있다.

[0105] 특히, 타이밍도(700)는 제어 매트릭스(500)에 의해 사용되는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(600)의 다양한 스테이지들 동안 다양한 상호접속부들에서 전압들을 표시하는 별개의 타이밍 그래프들을 포함한다. 타이밍도는 데이터 상호접속부(508)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(702), 스캔-라인 상호접속부(506)에서의 전압을 표시하는 타이밍 그래프(704), 제 2 글로벌 업데이트 상호접속부(534)에서의 전압을 표시하는 타이밍 그래프(706), 프리차지 상호접속부(510)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(708), 구동 전압에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(710) 및 제 1 글로벌 업데이트 상호접속부(532)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(712)를 포함한다.

[0106] 또한, 타이밍도(700)는 제 1 픽셀 상태에 대응하는 제 1 구역(740a) 및 제 2 픽셀 상태에 대응하는 제 2 구역(740b)으로 분리된다. 제 1 및 제 2 구역들(740a 및 740b) 둘 다는 도 6에 도시되는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(600)의 다양한 스테이지들에 대응하는 부분들을 포함한다. 제 1 및 제 2 구역들(740a 및 740b)의 각각은 데이터 로딩 스테이지(652)에 대응하는 대응 데이터 로드 부분들(742a 및 742b), 프리차징 스테이지(654)에 대응하는 프리차징 부분들(744a 및 744b), 업데이트 스테이지(654)에 대응하는 업데이트 부분들(746a 및 746b) 및 광 활성화 스테이지(658)에 대응하는 활성화 부분들(748a 및 748b)을 포함한다. 타이밍도는 실척으로 그려지지 않으며 타이밍 그래프들의 각각의 상대적인 길이들 및 폭들은 특정 전압들 또는 시간의 지속기간들을 표시하도록 의도되지 않음이 인식되어야 한다. 더욱이, 도 7에 도시되는 전압 레벨들은 단지 예시적인 목적을 위한 것이다. 당업자는 서로 다른 구현들에서 다른 전압 레벨들이 이용될 수 있음을 이해해야 한다.

[0107] 이제 도 5에 도시되는 제어 매트릭스(500)에 대해 이루어지는 참조들로 도 6에 도시되는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(600) 및 도 7에 도시되는 타이밍도(700)를 참조하면, 데이터 로딩 스테이지(블록(652))는 타이밍도(700)의 데이터 로딩 부분들(742a 및 742b)에 대응한다. 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(600)은 어레이의 특정 행의 픽셀들의 각각을 어드레싱하기 위한 데이터 로딩 스테이지(블록(652))로 시작한다. 데이터 로딩 스테이지(블록(652))는 픽셀의 다음 픽셀 상태에 대응하는 데이터 전압을 인가하는 것으로 진행한다(블록(660)). 다음의 픽셀 상태는 광 투과 상태에 대응하는 제 1 픽셀 상태 또는 광 차단 상태에 대응하는 제 2 픽셀 상태일 수 있다. 일부 구현들에서, 하이인 데이터 전압은 제 1 픽셀 상태에 대응한다. 이는 타이밍 그래프(702)의 일부분(742a)에 도시된다. 일부 구현들에서, 로우인 데이터 전압은 제 2 픽셀 상태에 대응한다. 이는 타이밍 그래프(702)의 일부분(742b)에 도시된다.

[0108] 데이터 로딩 스테이지(블록(652))는 그 후에 스캔-라인 상호접속부(506)가 기록-인에이블되도록 행에 대응하는 스캔-라인 상호접속부(506)에 기록-인에이블링 전압

를 인가하는 것으로 진행한다(블록(662)). 기록-인에이블된 행에 대한 스캔-라인 상호접속부(506)에의 기록-인에이블링 전압

의 인가는 그 행에서의 모든 픽셀들 중 기록-인에이블 트랜지스터(552)와 같은 기록-인에이블 트랜지스터들을 턴 ON시킨다.

[0109] 기록-인에이블링 전압을 스캔-라인 상호접속부(506)에 인가할 때(블록(662)), 데이터 상호접속부(508)에 인가되는 데이터 전압

는 선택된 픽셀(502)의 데이터 저장 커패시터(554) 상의 전하로서 저장되게 야기된다. 즉, 기록-인에이블 트랜지스터(552)는 데이터 전압

가 데이터 상호접속부(508)에 인가될 때 스위치 ON되기 때문에, 데이터 전압

는 로딩되거나 전하로서 저장되는 데이터 저장 커패시터(554)로 기록-인에이블 트랜지스터(552)를 통해 통과한다.

[0110] 데이터를 로딩하는 프로세스는 기록-인에이블되는 행에서의 픽셀들의 각각에서 동시적으로 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 매트릭스(500)는 그 행이 기록-인에이블된 동안 동시에 제어 매트릭스(500)에서의 정해진 행의 열들에 데이터 전압을 선택적으로 인가한다. 일부 구현들에서, 제어 매트릭스(500)는 단지 제 1 및 제 2 픽셀 상태들 중 하나를 향해 구동되어야 하는 열들에 데이터 전압을 인가한다. 일단 그 행에서의 모든 픽셀들이 어드레싱되면, 스캔-라인 상호접속부(506)에 인가되는 기록-인에이블링 전압이 제거된다(블록(664)). 일부 구현들에서, 스캔-라인 상호접속부(506)가 그라운드된다. 이는 타이밍 그래프(704)의 일부분(742a)에 도시된다. 데이터 상호접속부(508)에 인가되는 데이터 전압은 그 후에 또한 데이터 전압 상호접속부(508)로부터 제거된다(블록(666)). 이것은 데이터 상호접속부(508)에 인가되는 데이터 전압이 하이인 경우에 타이밍 그래프(702)의 일부분(742a)에 도시되며, 역으로 데이터 상호접속부(508)에 인가되는 데이터 전압이 로우인 경우에 타이밍 그래프(702)의 일부분(742b)에 도시된다. 데이터 로딩 스테이지(블록(652))는 그 후에 제어 매트릭스(500)에서의 어레이의 후속하는 행들에 대해 반복된다. 데이터 로딩 스테이지(블록(652))의 엔드에서, 픽셀들의 선택된 그룹에서의 데이터 저장 커패시터들의 각각은 다음의 이미지 상태의 설정을 위해 적절한 데이터 전압을 포함한다.

[0111] 제어 매트릭스(500)는 그 후에 프리차지 스테이지(블록(654))로 진행하며 제 2 업데이트 상호접속부(534)는 하이 프리차지 전압으로 야기된다(블록(670)). 이것은 타이밍 그래프(706)의 일부분들(744a 및 744b)에 도시된다. 일부 구현들에서, 프리차지 전압은 약 12V-40V의 범위에 있다. 일부 구현들에서, 하이 프리차지 전압은 구동 전압 상호접속부(520)에 인가되는 구동 전압에 대응할 수 있다. 일부 구현들에서, 제 2 업데이트 상호접속부(534)는 제 2 방전 트랜지스터(524)가 스위치 OFF 상태로 남아있도록 하이 프리차지 전압으로 야기된다. 일부 구현들에서, 제 2 업데이트 상호접속부(534)는 제 1 및 제 2 구동 노드들(515 및 525)이 프리차지되는 동안 제 2 방전 트랜지스터(524)를 스위치 OFF 상태로 유지하는데 충분한 임의의 전압으로 야기될 수 있다.

[0112] 제 2 업데이트 상호접속부(534)를 하이 프리차지 전압으로 야기할 때, 프리차지 상호접속부(510)는 하이 프리차지 전압으로 야기된다(블록(672)). 일부 구현들에서, 프리차지 전압은 약 12V-40V의 범위에 있다. 일부 구현들에서, 프리차지 상호접속부(510)는 제 2 업데이트 상호접속부(534)에 인가되는 하이 구동 전압에 대응하는 프리차지 전압으로 야기된다. 일반적으로, 제 1 충전 트랜지스터(512) 및 제 2 충전 트랜지스터(522)를 스위칭 온할 수 있는 프리차지 전압은 충분하다. 이것은 타이밍 그래프(708)의 일부분들(744a 및 744b)에 도시된다.

[0113] 프리차지 상호접속부(510)를 하이 프리차지 전압으로 야기할 때, 구동 전압 상호접속부(520)에 인가되는 구동 전압은 제 1 구동 노드(515) 및 제 2 구동 노드(525)가 구동 전압으로 야기되게 한다. 이러한 방식으로, 제 1 구동 노드(515) 및 제 2 구동 노드(525)는 '프리차지된다'로 말해진다. 일부 구현들에서, 구동 전압 상호접속부(520)는 프리차지 상호접속부(510)에 인가되는 하이 프리차지 전압에 대응하는 전압에서 유지된다. 일부 구현들에서, 최대 구동 전압은 충전 트랜지스터들(512 및 522)의 다이오드 드롭(diode drop)을 처리하기 위해 최대 프리차지 전압보다 작을 수 있다. 일부 구현들에서, 구동 전압 상호접속부(520)는 약 25V - 40V에서 유지된다.

[0114] 제 1 구동 노드(515) 및 제 2 구동 노드(525)를 프리차징할 때, 프리차지 상호접속부(510)는 또한 로우 전압으로 야기된다(블록(674)). 일부 구현들에서, 프리차지 상호접속부(510) 전압은 그라운드로 야기된다. 일부 구현들에서, 프리차지 상호접속부(510)는 대략 10-30㎲에 대해 하이 전압으로 남아있다. 일부 구현들에서, 프리차지 상호접속부(510)는 30㎲보다 긴 기간동안 하이 전압에 남아있다. 이것은 타이밍 그래프(708)의 일부분들(744a 및 744b)에 도시된다.

[0115] 제 1 구동 노드(515) 및 제 2 구동 노드(525)를 프리차징할 때, 제어 매트릭스(500)는 업데이트 스테이지로 진행한다(블록(656)). 본 스테이지에서, 제 1 업데이트 상호접속부(532)는 로우 전압으로 야기된다(블록(680)). 일부 구현들에서, 제 1 업데이트 상호접속부(532)는 그라운드에 접속된다. 제 1 업데이트 상호접속부(532)에 인가되는 전압에서의 변경은 타이밍 그래프(712)의 일부분들(746a 및 746b)에 도시된다. 데이터 저장 커패시터(554) 상에 저장되는 데이터 전압이 제 1 픽셀 상태에 대응하는 하이인 경우에, 제 1 방전 트랜지스터(514)는 제 1 업데이트 상호접속부(532)를 로우 전압 상태로 야기할 때 스위치 ON된다. 결과적으로, 제 1 구동 노드(515)에서의 전압은 로우 전압으로 야기된다. 역으로, 데이터 저장 커패시터(554) 상에 저장되는 데이터 전압이 제 2 픽셀 상태에 대응하는 로우인 경우에, 제 1 방전 트랜지스터(514)는 제 1 업데이트 상호접속부(532)를 로우 전압으로 야기할 때 스위치 OFF로 남아있다. 결과적으로, 제 1 구동 노드(515)에서의 전압은 하이 전압 상태로 남아있다.

[0116] 제 1 업데이트 상호접속부(532)가 로우 전압으로 야기된 후에(블록(680)), 제 2 업데이트 상호접속부(534)는 로우 전압으로 야기된다(블록(682)). 제 2 업데이트 상호접속부(534)에 인가되는 전압에서의 변경은 타이밍 그래프(706)의 일부분들(746a 및 746b)에 도시된다. 일부 구현들에서, 제 2 업데이트 상호접속부(534)는 그라운드에 연결된다. 일부 구현들에서, 제 2 업데이트 상호접속부(534)는 제 1 업데이트 상호접속부(532)를 낮추는데 응답하여 고정시키기 위해 제 1 구동 노드(515)에 대해 충분히 긴 하이 전압에 유지된다. 일부 구현들에서, 제 1 구동 노드(515)가 하이 전압 상태에 있는 경우에, 로우 전압 상태는 제 2 방전 트랜지스터(524)를 OFF 상태로부터 ON 상태로 스위칭하는데 충분한 전압에 대응할 수 있다. 제 1 구동 노드(515)가 제 1 픽셀 상태에 대응하는 로우 전압으로 야기되는 경우에, 제 2 방전 트랜지스터(524)는 제 2 업데이트 상호접속부(534)를 로우 전압으로 야기할 때 제 2 방전 트랜지스터(524)가 스위치 OFF로 남아있다. 결과적으로, 제 2 구동 노드(525)에서의 전압은 하이 전압에 남아있다. 역으로, 제 1 구동 노드(515)는 제 2 픽셀 상태에 대응하는 하이 전압 상태에 남아있는 경우에, 제 2 방전 트랜지스터(524)는 제 2 업데이트 상호접속부(534)를 로우 전압 상태로 야기할 때 스위치 ON된다. 결과적으로, 제 2 구동 노드(525)에서의 전압은 로우 전압 상태로 야기된다. 이러한 방식으로, 제 1 구동 노드(515)에서의 전압 및 제 2 구동 노드(525)에서의 전압은 상보적이다. 이것은 제어 매트릭스(500)가 대칭적이기 때문이다. 즉, 제 1 상태 인버터의 입력 및 제 2 상태 인버터의 입력은 상보적 데이터 입력들을 수신하도록 구성된다.

[0117] 제 1 구동 노드(515) 및 제 2 구동 노드(525)에서의 상대적인 전압 상태들에 기초하여, 광 변조기(504)는 제 1 픽셀 상태 또는 제 2 픽셀 상태를 추정한다. 일부 구현들에서, 광 변조기(504)는 제 1 구동 노드(515)가 로우 전압 상태에 있을 때 제 1 픽셀 상태를 추정할 수 있는 한편, 제 2 구동 노드(525)는 하이 전압 상태에 있다. 역으로, 광 변조기(504)는 제 1 구동 노드(515)가 하이 전압 상태에 있는 한편, 제 2 구동 노드(525)는 로우 전압 상태에 있을 때 제 2 픽셀 상태를 추정할 수 있다. 일부 구현들에서, 광 변조기(504)는 셔터를 포함할 수 있다. 그와 같은 구현들에서, 업데이트 스테이지(656) 동안, 셔터는 이전의 픽셀 상태에 남아있을 수 있거나 새로운 픽셀 상태를 추정하기 위해 구동될 수 있다.

[0118] 일단 광 변조기(504)의 액추에이터가 그 원하는 상태에서 안정되면, 제어 매트릭스(500)는 광 활성화 스테이지(658)로 진행한다. 광 활성화 스테이지는 제 1 업데이트 상호접속부(532) 및 제 2 업데이트 상호접속부(534)를 홀드 전압으로 야기하는 것으로 진행한다(블록(684)). 홀드 전압은 전형적으로 제 1 방전 트랜지스터(514) 및 제 2 방전 트랜지스터(524)의 게이트 단자에 인가되는 전압과 동일하다. 이러한 방식으로, 제 1 방전 트랜지스터(514) 및 제 2 방전 트랜지스터(524)는 제어 매트릭스(500)가 다음의 픽셀 상태에 대응하는 데이터 로딩 스테이지를 준비함에 따라 스위치 OFF될 수 있다. 일부 구현들에서, 광 변조기(504)가 데이터 전압에 대응하는 픽셀 상태에 고정된 후에 제 2 업데이트 상호접속부(534)는 홀딩 전압 상태로 야기된다.

[0119] 제 1 업데이트 상호접속부(532) 및 제 2 업데이트 상호접속부(534)를 홀딩 전압 상태로 야기할 때, 제어 매트릭스(500)는 하나 또는 그 초과의 광원들을 활성화시키는 것으로 진행한다(블록(686)). 타이밍도(700)의 광 활성화 부분들(748a 및 748b)은 광 활성화 스테이지(블록(658))에 대응한다. 광 활성화 스테이지 동안, 타이밍도(700)의 일부분들(748a 및 748b)에 도시된 바와 같이, 다양한 상호접속부들에 인가되는 전압들의 전부는 유지될 수 있다. 광원을 활성화시킬 때(블록(686)), 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(600)은 데이터 로딩 스테이지(블록(652))로 리턴함으로써 반복될 수 있다.

[0120] 일부 구현들에서, 제어 매트릭스(500)는 CMOS 회로로서 실현될 수 있다. 일부 그와 같은 구현들에서, 제 1 충전 트랜지스터(512) 및 제 2 충전 트랜지스터(522)는 PMOS 트랜지스터들일 수 있다. 그와 같은 구현들에서, 프리차지 상호접속부는 PMOS 트랜지스터들을 스위치 OFF로 유지하면서, 하이 구동 전압에 유지될 수 있다. 프리차지 상호접속부에 인가되는 프리차지 전압은 그 후에 PMOS 트랜지스터들을 스위치 ON하기 위해, 구동 전압 미만으로, 예를 들어 구동 전압 미만인 5V로 드롭될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 구동 노드(515) 및 제 2 구동 노드(525)는 프리차지될 수 있다. PMOS 충전 트랜지스터들을 활용함으로써, 전력 절감들이 달성될 수 있다. 이것은 PMOS 충전 트랜지스터들을 스위치 ON하기 위해 이용되는 프리차지 상호접속부(510)에 인가되는 전압이 제 1 충전 트랜지스터(512) 및 제 2 충전 트랜지스터(522)와 같은, 대응하는 NMOS 충전 트랜지스터들을 스위치 ON하는데 필요한 전압보다 작을 수 있기 때문이다.

[0121] 도 8은 다른 예시적인 제어 매트릭스(800)의 일부분을 도시한다. 제어 매트릭스(800)는 도 1에 도시되는 디스플레이 장치(100)에서의 이용을 위해 구현될 수 있다. 제어 매트릭스(800)의 구조는 도 5에 도시되는 제어 매트릭스(500)의 구조와 실질적으로 유사하다. 제어 매트릭스(800)는 이용되는 트랜지스터들의 타입에서 제어 매트릭스(500)와 다르다. 특히, 제어 매트릭스(800)는 p-MOS 트랜지스터들을 활용하는 한편, 제어 매트릭스(500)는 n-MOS 트랜지스터들을 활용한다. 제어 매트릭스(800)의 동작은 도 9에 관하여 설명될 것이다.

[0122] 제어 매트릭스(800)는 MEMS-기반 광 변조기들을 포함하는 픽셀들(802)의 어레이를 제어한다. 일부 구현들에서, MEMS-기반 광 변조기들은 도 2a에 도시되는 셔터 어셈블리(200)와 같은, 적어도 하나의 셔터 어셈블리를 포함하는 셔터-기반 광 변조기들일 수 있다.

[0123] 제어 매트릭스(800)는 디스플레이 장치(100)에서의 픽셀들(802)의 각 행에 대한 스캔-라인 상호접속부(806) 및 픽셀들(802)의 각 열에 대한 데이터 상호접속부(808)를 포함한다. 스캔-라인 상호접속부(806)는 데이터가 픽셀(802) 상에 로딩되게 허용하도록 구성된다. 데이터 상호접속부(808)는 픽셀(802) 상에 로딩되는 데이터에 대응하는 데이터 전압을 제공하도록 구성된다. 또한, 제어 매트릭스(800)는 프리차지 상호접속부(810), 구동 전압 상호접속부(820), 제 1 업데이트 상호접속부(832), 제 2 업데이트 상호접속부(834) 및 데이터 저장 상호접속부(836)(집합적으로 "공통 상호접속부들"로 지칭됨)를 포함한다. 이들 공통 상호접속부들(810, 820, 832, 834 및 836)은 어레이에서의 다수의 행들 및 다수의 열들에서 픽셀들(802) 사이에 공유된다. 일부 구현들에서, 공통 상호접속부들(810, 820, 832, 834 및 836)은 디스플레이 장치(100)에서의 모든 픽셀들(802) 사이에 공유된다.

[0124] 일부 구현들에서, 제어 매트릭스(800)에서의 각 픽셀(802)은 또한 기록-인에이블 트랜지스터(852) 및 데이터 저장 커패시터(854)를 포함한다. 기록-인에이블 트랜지스터(852)의 게이트는 스캔-라인 상호접속부(806)가 기록-인에이블 트랜지스터(852)를 제어하도록 스캔-라인 상호접속부(806)에 커플링된다. 기록-인에이블 트랜지스터(852)의 소스는 데이터 상호접속부(808)에 커플링되며 기록-인에이블 트랜지스터(852)의 드레인은 이하에 설명되는 제 1 인버터(811) 및 데이터 저장 커패시터(854)의 제 1 단자에 커플링된다. 데이터 저장 커패시터(854)의 제 2 단자는 데이터 저장 상호접속부(836)에 커플링된다. 이러한 방식으로, 기록-인에이블 트랜지스터(852)가 스캔-라인 상호접속부(806)에 의해 제공되는 기록-인에이블링 전압을 통해 스위치 온됨에 따라, 데이터 상호접속부(808)에 의해 제공되는 데이터 전압은 기록-인에이블 트랜지스터(852)를 통과하며 데이터 저장 커패시터(854)에 저장된다. 저장된 데이터 전압은 그 후에 제 1 픽셀 상태 또는 제 2 픽셀 상태 중 하나로 픽셀(802)을 구동하기 위해 이용된다.

[0125] 제어 매트릭스(800)는 또한 제 1 픽셀 상태와 제 2 픽셀 상태 사이에 구동될 수 있는 듀얼-구동 광 변조기(804)를 포함한다. 광 변조기(804)는 제 1 구동 노드(815)에 커플링되는 제 1 액추에이터에 의해 제 1 픽셀 상태로 구동되는 한편, 광 변조기(804)는 제 2 구동 노드(825)에 커플링되는 제 2 액추에이터에 의해 제 2 픽셀 상태로 구동될 수 있다. 제어 매트릭스(800)는 제 1 상태 인버터(811) 및 제 상태 인버터(821)를 포함하는 회로를 더 포함한다. 제 1 상태 인버터(811)는 제 1 구동 노드(815)에서의 전압을 지배하며 제 1 구동 노드(815)에서의 제 1 방전 트랜지스터(814)에 커플링되는 제 1 충전 트랜지스터(812)를 포함한다. 제 2 상태 인버터(821)는 제 2 구동 노드(825)에서의 전압을 지배하며 제 2 구동 노드(825)에서의 제 2 방전 트랜지스터(824)에 커플링되는 제 2 충전 트랜지스터(822)를 포함한다.

[0126] 제 1 충전 트랜지스터(812)의 게이트는 프리차지 상호접속부(810)에 연결되는 한편, 제 1 충전 트랜지스터(812)의 드레인은 구동 전압 상호접속부(820)에 연결된다. 제 1 충전 트랜지스터(812)의 소스는 제 1 구동 노드(815)에서의 제 1 방전 트랜지스터(814)의 드레인에 커플링된다. 제 1 방전 트랜지스터(814)의 게이트는 기록-인에이블 트랜지스터(852)의 드레인 및 데이터 저장 커패시터(854)의 일 단에 연결된다. 제 1 방전 트랜지스터(814)의 소스는 제 1 업데이트 상호접속부(832)에 커플링된다.

[0127] 제 2 충전 트랜지스터(822)의 게이트는 프리차지 상호접속부(810)에 연결되는 한편, 제 2 충전 트랜지스터(822)의 드레인은 구동 전압 상호접속부(820)에 연결된다. 제 2 충전 트랜지스터(822)의 소스는 제 2 구동 노드(825)에서의 제 2 방전 트랜지스터(824)의 드레인에 커플링된다. 제 2 방전 트랜지스터(824)의 게이트는 제 1 구동 노드(811)에 커플링된다. 제 2 방전 트랜지스터(812)의 소스는 제 2 업데이트 상호접속부(834)에 커플링된다.

[0128] 데이터 저장 커패시터(854) 상에 저장되는 전압과 함께, 제 1 업데이트 상호접속부(832)는 제 1 방전 트랜지스터(814)를 통해 제 1 구동 노드(815)에서의 전압을 제어한다. 제 2 업데이트 상호접속부(834)는 제 2 방전 트랜지스터(824)를 통해 제 2 구동 노드(825)에서의 전압을 제어한다. 트랜지스터들(812, 814, 822, 824 및 852)은 p-MOS 트랜지스터들이다.

[0129] 도 9는 예시적인 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)의 흐름도를 도시한다. 방법(900)은 예를 들어, 도 8의 제어 매트릭스(800)를 동작시키기 위해 사용될 수 있다. 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)은 도 6에 도시되는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(600)과 실질적으로 유사하다. 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)은 4개의 일반 스테이지들로 진행한다. 먼저, 제어 매트릭스의 다양한 상호접속부들은 전압들로 프리로딩된다(블록(952)). 다음으로, 디스플레이에서의 픽셀들에 대한 데이터 전압들은 데이터 로딩 스테이지에서 한번에 일 행 각 픽셀에 대해 로딩된다(블록(954)). 다음으로, 업데이트 스테이지에서, 제 1 업데이트 상호접속부 및 제 2 업데이트 상호접속부 상에 프리로딩되는 전압들이 수정되어 광 변조기가 업데이트된 상태를 추정하게 한다(블록(956)). 광 변조기가 업데이트된 상태를 추정할 때, 광원은 광 활성화 스테이지에서 활성화된다(블록(958)).

[0130] 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)의 다양한 스테이지들의 상세들은 도 10에 도시되는 타이밍도를 참조하여 설명될 것이다. 도 10은 제어 매트릭스의 다양한 상호접속부들에 인가되는 예시적인 전압들의 타이밍도(1000)를 도시한다. 타이밍도(1000)는 예를 들어, 도 9에 도시되는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)에 따른 도 8의 제어 매트릭스(800)를 동작시키기 위해 사용될 수 있다.

[0131] 특히, 타이밍도(1000)는 도 9에 도시된 바와 같은 제어 매트릭스(800)에 의해 사용되는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)의 다양한 스테이지들 동안 다양한 노드들 및 상호접속부들에서 전압들을 표시하는 별개의 타이밍 그래프들을 포함한다. 타이밍도(1000)는 구동 전압 상호접속부(820)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1002), 스캔-라인 상호접속부(806)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1004), 데이터 상호접속부(808)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1006), 프리차지 상호접속부(810)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1008), 제 1 구동 노드(815)에서의 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1010) 및 제 2 구동 노드(825)에서의 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1012), 제 1 글로벌 업데이트 상호접속부(832)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1014) 및 제 2 글로벌 업데이트 상호접속부(834)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1016)를 포함한다.

[0132] 또한, 타이밍도(1000)는 제 1 픽셀 상태에 대응하는 제 1 구역(1040a) 및 제 2 픽셀 상태에 대응하는 제 2 구역(1040b)으로 분리된다. 제 1 및 제 2 구역들(1040a 및 1040b) 둘 다는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)의 다양한 스테이지들에 대응하는 부분들을 포함한다. 제 1 및 제 2 구역들(1040a 및 1040b)의 각각은 프리로딩 스테이지(952)에 대응하는 대응하는 프리로드 부분들(1042a 및 1042b), 데이터 로딩 스테이지(954)에 대응하는 데이터 로딩 부분들(1044a 및 1044b), 업데이트 스테이지(956)에 대응하는 업데이트 부분들(1046a 및 1046b) 및 광 활성화 스테이지(958)에 대응하는 구동 부분들(1048a 및 1048b)을 포함한다. 타이밍도(1000)는 실척으로 그려지지 않으며 타이밍 그래프들의 각각의 상대적인 길이들 및 폭들은 시간의 지속기간들 또는 특정 전압들을 표시하도록 의도되지 않는 것이 인식되어야 한다. 더욱이, 도 10에 표시되는 전압들은 단지 예시적인 목적들을 위한 것이며 본 개시물의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 또한, 편의의 목적을 위해, 각 타이밍 그래프는 상한 및 하한에 의해 정의되는 전압 범위에 대응한다. 일반적으로, 본원에 이용된 바와 같은 용어 "하이 전압 상태"는 전압 범위의 상한보다 전압 범위의 상한에 더 가까운 전압에 대응하는 한편, 용어 "로우 전압 상태"는 전압 범위의 상한보다 전압 범위의 하한에 더 가까운 전압에 대응한다.

[0133] 도 9는 예시적인 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)의 흐름도를 도시한다. 방법(900)은 예를 들어, 도 8의 제어 매트릭스(800)를 동작시키기 위해 사용될 수 있다. 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)은 4개의 일반 스테이지들로 진행한다. 먼저, 디스플레이에서의 픽셀들에 대한 데이터 전압들은 데이터 로딩 스테이지에서 한번에 일 행 각 픽셀에 대해 로딩된다(블록(952)). 다음으로, 프리차지 스테이지에서, 광 변조기에 커플링되는 구동 노드들이 충전된다(블록(954)). 다음으로, 업데이트 스테이지에서, 제 1 업데이트 상호접속부 및 제 2 업데이트 상호접속부 상에 프리로딩되는 전압들이 수정되어 광 변조기가 업데이트된 상태를 추정하게 한다(블록(956)). 광 변조기가 업데이트된 상태를 추정할 때, 광원은 광 활성화 스테이지에서 활성화된다(블록(958)).

[0134] 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)의 다양한 스테이지들의 상세들은 도 10에 도시되는 타이밍도를 참조하여 설명될 것이다. 도 10은 제어 매트릭스의 다양한 상호접속부들에 인가되는 예시적인 전압들의 타이밍도(1000)를 도시한다. 타이밍도(1000)는 예를 들어, 도 9에 도시되는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)에 따른 도 8의 제어 매트릭스(800)를 동작시키기 위해 사용될 수 있다.

[0135] 특히, 타이밍도(1000)는 제어 매트릭스(800)에 의해 사용되는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)의 다양한 스테이지들 동안 다양한 상호접속부들에서 전압들을 표시하는 별개의 타이밍 그래프들을 포함한다. 타이밍도는 데이터 상호접속부(808)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1002), 스캔-라인 상호접속부(806)에서의 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1004), 제 2 글로벌 업데이트 상호접속부(834)에서의 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1006), 프리차지 상호접속부(810)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1008), 구동 전압에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1010) 및 제 1 글로벌 업데이트 상호접속부(832)에 인가되는 전압을 표시하는 타이밍 그래프(1012)를 포함한다.

[0136] 또한, 타이밍도(1000)는 제 1 픽셀 상태에 대응하는 제 1 구역(1040a) 및 제 2 픽셀 상태에 대응하는 제 2 구역(1040b)으로 분리된다. 제 1 및 제 2 구역들(1040a 및 1040b) 둘 다는 도 9에 도시되는 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)의 다양한 스테이지들에 대응하는 부분들을 포함한다. 제 1 및 제 2 구역들(1040a 및 1040b)의 각각은 데이터 로딩 스테이지(952)에 대응하는 대응 데이터 로드 부분들(1042a 및 1042b), 프리차징 스테이지(954)에 대응하는 프리차징 부분들(1044a 및 1044b), 업데이트 스테이지(956)에 대응하는 업데이트 부분들(1046a 및 1046b) 및 광 활성화 스테이지(958)에 대응하는 활성화 부분들(1048a 및 1048b)을 포함한다. 타이밍도는 실척으로 그려지지 않으며 타이밍 그래프들의 각각의 상대적인 길이들 및 폭들은 시간의 지속기간들 또는 특정 전압들을 표시하도록 의도되지 않는 것이 인식되어야 한다. 더욱이, 도 10에 도시되는 전압 레벨들은 단지 예시적인 목적들을 위한 것이다. 당업자는 서로 다른 구현들에서 다른 전압 레벨들이 이용될 수 있음을 이해해야 한다.

[0137] 이제 도 8에 도시되는 제어 매트릭스(800) 및 도 10에 도시되는 타이밍도(1000)에 관한 참조들이 이루어지는 도 9에 도시된 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)을 참조하면, 데이터 로딩 스테이지(블록(952))는 타이밍도(1000)의 데이터 로딩 부분들(1042a 및 1042b)에 대응한다. 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)은 어레이의 특정 행의 픽셀들의 각각을 어드레싱하기 위한 데이터 로딩 스테이지(블록(952))로 시작한다. 데이터 로딩 스테이지(블록(952))는 픽셀의 다음 픽셀 상태에 대응하는 데이터 전압을 인가하는 것으로 진행한다(블록(960)). 다음의 픽셀 상태는 광 투과 상태에 대응하는 제 1 픽셀 상태 또는 광 차단 상태에 대응하는 제 2 픽셀 상태일 수 있다. 일부 구현들에서, 하이인 데이터 전압은 제 1 픽셀 상태에 대응한다. 이것은 타이밍 그래프(1002)의 일부분(1042a)에 도시된다. 일부 구현들에서, 로우인 데이터 전압은 제 2 픽셀 상태에 대응한다. 이것은 타이밍 그래프(1002)의 일부분(1042b)에 도시된다.

[0138] 데이터 로딩 스테이지(블록(952))는 스캔-라인 상호접속부(806)가 기록-인에이블되도록 그 후에 행에 대응하는 스캔-라인 상호접속부(806)에 기록-인에이블링 전압

를 인가하는 것으로 진행한다(블록(962)). 기록-인에이블링된 행에 대해 스캔-라인 상호접속부(806)로의 기록-인에이블링 전압

의 인가는 행에서의 모든 픽셀들 중 기록-인에이블 트랜지스터(852)와 같은 기록-인에이블 트랜지스터들을 턴 ON한다.

[0139] 스캔-라인 상호접속부(806)에 기록-인에이블링 전압을 인가할 때(블록(962)), 데이터 상호접속부(808)에 인가되는 데이터 전압

는 선택된 픽셀(802)의 데이터 저장 커패시터(854) 상에 전하로서 저장되게 야기된다. 즉, 데이터 전압

가 데이터 상호접속부(808)에 인가될 때 기록-인에이블 트랜지스터(852)가 스위치 ON되기 때문에, 데이터 전압

는 로딩되거나 전하로서 저장되는 데이터 저장 커패시터(854)로 기록-인에이블 트랜지스터(852)를 통해 통과한다.

[0140] 데이터를 로딩하는 프로세스는 기록-인에이블되는 행에서의 픽셀들의 각각에서 동시적으로 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 매트릭스(800)는 그 행이 기록-인에이블된 동안 동시에 제어 매트릭스(800)에서의 정해진 행의 열들에 데이터 전압을 선택적으로 인가한다. 일부 구현들에서, 제어 매트릭스(800)는 단지 제 1 및 제 2 픽셀 상태들 중 하나를 향해 구동되어야 하는 열들에 데이터 전압을 인가한다. 일단 그 행에서의 모든 픽셀들이 어드레싱되면, 스캔-라인 상호접속부(806)에 인가되는 기록-인에이블링 전압이 제거된다(블록(964)). 일부 구현들에서, 스캔-라인 상호접속부(806)가 그라운드된다. 이는 타이밍 그래프(1004)의 일부분(1042a)에 도시된다. 데이터 상호접속부(808)에 인가되는 데이터 전압은 그 후에 또한 데이터 전압 상호접속부(808)로부터 제거된다(블록(966)). 이것은 데이터 상호접속부(808)에 인가되는 데이터 전압이 "하이"인 경우에 타이밍 그래프(1002)의 일부분(1042a)에 도시되며, 역으로 데이터 상호접속부(808)에 인가되는 데이터 전압이 "로우"인 경우에 타이밍 그래프(1002)의 일부분(1042b)에 도시된다. 일부 구현들에서, "하이" 전압은 예를 들어, 0V에 대한 홀딩 전압보다 낮은 전압을 인가하는데 대응할 수 있다. 역으로, "로우" 전압은 예를 들어, 0V와 같거나 더 큰 전압을 인가하는데 대응할 수 있다. 데이터 로딩 스테이지(블록(952))는 그 후에 화살표(968)에 의해 표시된 바와 같은 제어 매트릭스(800)에서의 어레이의 후속하는 행들에 대해 반복된다. 데이터 로딩 스테이지(블록(952))의 엔드에서, 픽셀들의 선택된 그룹에서의 데이터 저장 커패시터들의 각각은 다음의 이미지 상태의 설정을 위해 적절한 데이터 전압을 포함한다.

[0141] 제어 매트릭스(800)는 그 후에 프리차지 스테이지(블록(954))로 진행하며 제 2 업데이트 상호접속부(834)는 로우 프리차지 전압으로 야기된다(블록(970)). 이것은 타이밍 그래프(1006)의 일부분들(1044a 및 1044b)에 도시된다. 일부 구현들에서, 로우 프리차지 전압은 광 변조기(804)의 구동 노드들을 프리차징할 때 구동 전압 상호접속부(820)에 인가되는 구동 전압에 대응할 수 있다. 일부 구현들에서, 로우 프리차지 전압은 약 -12V― -40V의 범위에 있다. 일부 구현들에서, 제 2 업데이트 상호접속부(834)는 제 1 및 제 2 구동 노드들(815 및 825)이 프리차지되는 동안 제 2 방전 트랜지스터(824)를 스위치 OFF 상태로 유지하는데 충분한 임의의 전압으로 야기될 수 있다.

[0142] 제 2 업데이트 상호접속부(834)를 로우 프리차지 전압으로 야기할 때, 프리차지 상호접속부(810)는 로우 프리차지 전압으로 야기된다(블록(972)). 일부 구현들에서, 프리차지 전압은 약 -12V― -40V의 범위에 있다. 일부 구현들에서, 프리차지 상호접속부(810)는 제 2 업데이트 상호접속부(834)에 인가되는 로우 프리차지 전압에 대응하는 로우 프리차지 전압으로 야기된다. 이것은 타이밍 그래프(1008)의 일부분들(1044a 및 1044b)에 도시된다. 일반적으로, 제 1 충전 트랜지스터(812) 및 제 2 충전 트랜지스터(822)를 스위칭 ON할 수 있는 프리차지 전압은 충분하다.

[0143] 프리차지 상호접속부(810)를 로우 프리차지 전압으로 야기할 때, 구동 전압 상호접속부(820)에 인가되는 구동 전압은 제 1 구동 노드(815) 및 제 2 구동 노드(825)가 구동 전압 상호접속부(820)에 인가되는 구동 전압으로 야기되게 한다. 이러한 방식으로, 제 1 구동 노드(815) 및 제 2 구동 노드(825)는 '프리차지된다'로 말해진다. 일부 구현들에서, 구동 전압 상호접속부(820)는 프리차지 상호접속부(810)의 로우 프리차지 전압에 대응하는 구동 전압에서 유지된다. 일부 구현들에서, 구동 전압 상호접속부(820)는 약 -25V― -40V에서 유지된다.

[0144] 제 1 구동 노드(815) 및 제 2 구동 노드(825)를 프리차징할 때, 프리차지 상호접속부(810)는 또한 하이 프리차지 전압으로 되돌려 야기된다(블록(974)). 이것은 타이밍 그래프(1008)의 일부분들(1044a 및 1044b)에 도시된다. 일부 구현들에서, 프리차지 상호접속부(810) 전압은 그라운드로 야기된다. 일부 구현들에서, 프리차지 상호접속부(810)는 대략 10-30㎲에 대해 로우 프리차지 전압으로 남아있다. 일부 구현들에서, 프리차지 상호접속부는 30㎲보다 긴 기간동안 로우 프리차지 전압에 남아있다.

[0145] 제 1 구동 노드(815) 및 제 2 구동 노드(825)를 프리차징할 때, 제어 매트릭스(800)는 업데이트 스테이지로 진행한다(블록(956)). 본 스테이지에서, 제 1 업데이트 상호접속부(832)는 하이 전압으로 야기된다(블록(980)). 일부 구현들에서, 제 1 업데이트 상호접속부(832)는 그라운드에 연결된다. 제 1 업데이트 상호접속부(832)에 인가되는 전압에서의 변경은 타이밍 그래프(712)의 일부분들(1046a 및 1046b)에 도시된다. 데이터 저장 커패시터(854) 상에 저장되는 데이터 전압이 제 1 픽셀 상태에 대응하는 "하이"인 경우에, 제 1 방전 트랜지스터(514)는 제 1 업데이트 상호접속부(832)를 하이 전압으로 야기할 때 스위치 ON된다. 결과적으로, 제 1 구동 노드(815)에서의 전압은 하이 전압으로 야기된다. 역으로, 데이터 저장 커패시터(854) 상에 저장되는 데이터 전압이 제 2 픽셀 상태에 대응하는 "로우"인 경우에, 제 1 방전 트랜지스터(814)는 제 1 업데이트 상호접속부(832)를 하이 전압으로 야기할 때 스위치 OFF로 남아있다. 결과적으로, 제 1 구동 노드(815)에서의 전압은 프리차지 스테이지 동안 구동 전압 상호접속부(520)에 인가되는 로우 구동 전압에 대응하는 로우 전압 상태에 남아있다.

[0146] 제 1 업데이트 상호접속부(832)가 하이 전압으로 야기된 후에(블록(980)), 제 2 업데이트 상호접속부(834)는 하이 전압으로 야기된다(블록(682)). 제 2 업데이트 상호접속부(834)에 인가되는 전압에서의 변경은 타이밍 그래프(1006)의 일부분들(1046a 및 1046b)에 도시된다. 일부 구현들에서, 제 2 업데이트 상호접속부(834)는 그라운드에 연결된다. 일부 구현들에서, 제 2 업데이트 상호접속부(834)는 제 1 업데이트 상호접속부(832)를 상승시키는데 응답하여 고정시키기 위해 제 1 구동 노드(815)에 대해 충분히 긴 로우 전압에 유지된다. 일부 구현들에서, 제 1 구동 노드(815)가 로우 전압 상태에 있는 경우에, 하이 전압 상태는 제 2 방전 트랜지스터(824)를 OFF 상태로부터 ON 상태로 스위칭하는데 충분한 전압에 대응할 수 있다. 제 1 구동 노드(815)가 제 1 픽셀 상태에 대응하는 하이 전압으로 야기되는 경우에, 제 2 업데이트 상호접속부(834)를 하이 전압으로 야기할 때 제 2 방전 트랜지스터(824)가 스위치 OFF로 남아있다. 결과적으로, 제 2 구동 노드(825)에서의 전압은 로우 전압에 남아있다. 역으로, 제 1 구동 노드(815)는 제 2 픽셀 상태에 대응하는 로우 전압 상태에 남아있는 경우에, 제 2 방전 트랜지스터(824)는 제 2 업데이트 상호접속부(834)를 하이 전압 상태로 야기할 때 스위치 ON된다. 결과적으로, 제 2 구동 노드(825)에서의 전압은 하이 전압 상태로 야기된다.

[0147] 제 1 구동 노드(815) 및 제 2 구동 노드(825)에서의 상대적인 전압 상태들에 기초하여, 광 변조기(804)는 제 1 픽셀 상태 또는 제 2 픽셀 상태를 추정한다. 일부 구현들에서, 광 변조기(804)는 제 1 구동 노드(815)가 로우 전압 상태에 있을 때 제 1 픽셀 상태를 추정할 수 있는 한편, 제 2 구동 노드(825)는 하이 전압 상태에 있다. 역으로, 광 변조기(804)는 제 1 구동 노드(815)가 하이 전압 상태에 있는 한편, 제 2 구동 노드(825)는 로우 전압 상태에 있을 때 제 2 픽셀 상태를 추정할 수 있다. 일부 구현들에서, 광 변조기(804)는 셔터를 포함할 수 있다. 그와 같은 구현들에서, 업데이트 스테이지(956) 동안, 셔터는 이전의 픽셀 상태에 남아있을 수 있거나 새로운 픽셀 상태를 추정하기 위해 구동될 수 있다.

[0148] 일단 광 변조기(804)의 액추에이터가 그 원하는 상태에서 안정되면, 제어 매트릭스(800)는 광 활성화 스테이지(958)로 진행한다. 광 활성화 스테이지는 제 1 업데이트 상호접속부(832) 및 제 2 업데이트 상호접속부(834)를 홀드 전압으로 야기하는것으로 진행한다(블록(984)). 홀드 전압은 전형적으로 제 1 방전 트랜지스터(814) 및 제 2 방전 트랜지스터(824)의 게이트 단자에 인가되는 전압과 거의 동일하다. 이러한 방식으로, 제 1 방전 트랜지스터(814) 및 제 2 방전 트랜지스터(824)는 제어 매트릭스(800)가 다음의 픽셀 상태에 대응하는 데이터 로딩 스테이지를 준비함에 따라 스위치 OFF될 수 있다. 일부 구현들에서, 광 변조기(804)가 데이터 전압에 대응하는 픽셀 상태에 고정된 후에 제 2 업데이트 상호접속부(834)는 홀딩 전압 상태로 야기된다.

[0149] 제 1 업데이트 상호접속부(832) 및 제 2 업데이트 상호접속부(834)를 홀드 전압 상태로 야기할 때, 제어 매트릭스(800)는 하나 또는 그 초과의 광원들을 활성화시키는 것으로 진행한다(블록(986)). 타이밍도(1000)의 광 활성화 부분들(1048a 및 1048b)은 광 활성화 스테이지(블록(958))에 대응한다. 광 활성화 스테이지 동안, 타이밍도(1000)의 일부분들(1048a 및 1048b)에 도시된 바와 같이, 다양한 상호접속부들에 인가되는 전압들의 전부는 유지될 수 있다. 광원을 활성화시킬 때(블록(986)), 프레임 어드레싱 및 픽셀 구동 방법(900)은 데이터 로딩 스테이지(블록(952))로 리턴함으로써 반복될 수 있다.

[0150] 도 11은 다른 예시적인 제어 매트릭스의 일부분을 도시한다. 제어 매트릭스(1100)는 도 5에 도시되는 제어 매트릭스(500)와 유사하지만, 제어 매트릭스(1100)가 단일 구동 상호접속부(1120)를 포함하며 프리차지 상호접속부를 갖지 않는 점에서 제어 매트릭스(500)와 다르다. 이것은 다이오드 연결된 트랜지스터들을 활용함으로써 가능하다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제어 매트릭스는 다이오드 연결된 트랜지스터들인 제 1 충전 트랜지스터(1112) 및 제 2 충전 트랜지스터(1122)를 포함한다. 그와 같은 트랜지스터들은 드레인 단자와 게이트 단자가 동일한 전압을 수신하는 노드에서 드레인 및 게이트 단자들이 연결되도록 구성된다.

[0151] 제어 매트릭스(1100)는 게이트 대 소스 전압(V_GS)이 0V일 때 OFF 상태로 신뢰성있게 있는 트랜지스터들을 이용하는 경우의 구현들에 이용하기 위해 적합할 수 있다. 공핍 모드 디바이스들로서 동작하는 트랜지스터들은 도 5에 도시되는 제어 매트릭스(500)와 같은, 별개의 프리차지 상호접속부 및 구동 전압 상호접속부를 포함하는 제어 매트릭스 구성으로 구현될 수 있다. IGZO 프로세스들을 이용하여 제조된 것들과 같은 트랜지스터들은 0V를 초과하는 임계값들을 제어하는데 어려움을 갖는 경향이 있다. 결과적으로, 제어 매트릭스(500)와 같은 제어 매트릭스는 IGZO 프로세스들 또는 다른 유사한 디스플레이들을 이용하여 이루어지는 디스플레이들과 함께 활용될 수 있다.

[0152] 도 12a 및 12b는 복수의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)를 예시하는 시스템 블록도들이다. 디스플레이 디바이스(40)는 예를 들어, 스마트 폰, 셀룰러 또는 이동 전화일 수 있다. 그러나, 디스플레이 디바이스(40)의 동일한 컴포넌트들 또는 그의 약간의 변형들이 또한 텔레비젼들, 컴퓨터들, 태블릿들, e-리더들, 핸드헬드 디바이스들 및 휴대용 매체 디바이스들과 같은 다양한 타입들의 디스플레이 디바이스를 예시한다.

[0153] 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 디바이스(48) 및 마이크로폰(46)을 포함한다. 하우징(41)은 주입 몰딩 및 진공 성형을 포함하는, 다양한 제조 프로세스들 중 임의의 것으로 형성될 수 있다. 추가로, 하우징(41)은 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹 또는 그의 조합(그러나 이들로 제한되지 않음)을 포함하는 다양한 재료들 중 임의의 것으로 이루어질 수 있다. 하우징(41)은 서로 다른 로고들, 사진들 또는 심볼들을 포함하거나, 다른 컬러의 다른 제거가능한 부분들과 교환될 수 있는 제거가능한 부분들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.

[0154] 디스플레이(30)는 본원에 설명된 바와 같은, 쌍안정 또는 아날로그 디스플레이를 포함하는 다양한 디스플레이들 중 임의의 것일 수 있다. 디스플레이(30)는 또한 플라즈마, 전자발광(EL), 유기 발광 다이오드(OLED), 수퍼-트위스트된 네마틱 액정 디스플레이(super-twisted nematic liquid crystal display: STN LCD), 또는 박막 트랜지스터(TFT) LCD와 같은 플랫-패널 디스플레이 또는 음극선관(CRT)이나 다른 튜브 디바이스와 같은 비-플랫-패널 디스플레이를 포함하도록 구성될 수 있다.

[0155] 디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들은 도 12a에 개략적으로 예시된다. 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41)을 포함하며 그 내부에 적어도 부분적으로 밀봉된 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스(40)는 트랜시버(47)에 커플링될 수 있는 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(27)는 디스플레이 디바이스(40) 상에 디스플레이될 수 있는 이미지 데이터를 위한 소스일 수 있다. 따라서, 네트워크 인터페이스(27)는 이미지 소스 모듈의 일 예이지만, 프로세서(21) 및 입력 디바이스(48)는 또한 이미지 소스 모듈로서의 역할을 할 수 있다. 트랜시버(47)는 조정 하드웨어(52)에 연결되는 프로세서(21)에 연결된다. 조정 하드웨어(52)는 (신호를 필터링 또는 그렇지 않으면 조작하는 것과 같은) 신호를 조정하도록 구성될 수 있다. 조정 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크로폰(46)에 연결될 수 있다. 프로세서(21)는 또한 입력 디바이스(48) 및 구동기 제어기(29)에 연결될 수 있다. 구동기 제어기(29)는 프레임 버퍼(28) 및 어레이 구동기(22)에 커플링될 수 있으며, 차례로 디스플레이 어레이(30)에 커플링될 수 있다. 도 12a에 구체적으로 도시되지 않는 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)에서의 하나 또는 그 초과의 엘리먼트들은 메모리 디바이스로서 기능하도록 구성될 수 있으며 프로세서(21)와 통신하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 전원(50)은 특정 디스플레이 디바이스(40) 설계에서의 실질적으로 모든 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.

[0156] 네트워크 인터페이스(27)는 디스플레이 디바이스(40)가 네트워크를 통해 하나 또는 그 초과의 디바이스들과 통신할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜시버(47)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(27)는 또한 예를 들어, 프로세서(21)의 데이터 프로세싱 요건들을 완화하기 위해 일부 프로세싱 능력들을 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호들을 전송하고 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, n을 포함하는 IEEE 802.11 표준 및 그의 추가적인 구현들에 따라 RF 신호들을 전송하고 수신한다. 일부 다른 구현들에서, 안테나(43)는 블루투스® 표준에 따라 RF 신호들을 전송하고 수신한다. 셀룰러 전화의 경우에, 안테나(43)는 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 이동 통신들을 위한 범용 시스템(GSM), GSM/일반 패킷 라디오 서비스(GPRS), 강화된 데이터 GSM 환경(EDGE), 지상 트렁크된 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), 진화된 고속 패킷 액세스(HSPA+), 롱 텀 에볼루션(LTE), AMPS, 또는 3G, 4G 또는 5G 기술을 활용하는 시스템과 같은 무선 네트워크 내에서 통신하기 위해 이용되는 다른 알려진 신호들을 수신하도록 설계된다. 트랜시버(47)는 신호들이 프로세서(21)에 의해 수신될 수 있으며 프로세서(21)에 의해 더 조작될 수 있도록 안테나(43)로부터 수신되는 신호들을 사전-프로세싱할 수 있다. 트랜시버(47)는 또한 안테나(43)를 통해 디스플레이 디바이스(40)로부터 전송될 수 있도록 프로세서(21)로부터 수신되는 신호들을 프로세싱할 수 있다.

[0157] 일부 구현들에서, 트랜시버(47)는 수신기에 의해 교체될 수 있다. 추가로, 일부 구현들에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)에 송신되는 이미지 데이터를 저장하거나 발생시킬 수 있는 이미지 소스에 의해 교체될 수 있다. 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27)로부터의 압축된 이미지 데이터 또는 이미지 소스와 같은 데이터를 수신하며, 데이터를 생 이미지 데이터로 또는 생 이미지 데이터로 용이하게 프로세싱될 수 있는 포맷으로 프로세싱한다. 프로세서(21)는 프로세싱된 데이터를 구동기 제어기(29)에 또는 스토리지를 위해 프레임 버퍼(28)에 송신할 수 있다. 생 데이터는 전형적으로 이미지 내의 각 위치에서의 이미지 특성들을 식별하는 정보를 지칭한다. 예를 들어, 그와 같은 이미지 특성들은 컬러, 포화도 및 그레이-스케일 레벨을 포함할 수 있다.

[0158] 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하기 위해 마이크로제어기, CPU, 또는 논리 유닛을 포함할 수 있다. 조정 하드웨어(52)는 스피커(45)에 신호들을 전송하기 위해, 그리고 마이크로폰(46)으로부터 신호들을 수신하기 위한 증폭기들 및 필터들을 포함할 수 있다. 조정 하드웨어(52)는 디스플레이 디바이스(40) 내의 이산 컴포넌트들일 수 있거나, 프로세서(21) 또는 다른 컴포넌트들 내에 통합될 수 있다.

[0159] 구동기 제어기(29)는 프로세서(21)로부터 직접 또는 프레임 버퍼(28)로부터 프로세서(21)에 의해 발생되는 생 이미지 데이터를 취할 수 있으며 어레이 구동기(22)에 대한 고속 전송을 위해 적절하게 생 이미지 데이터를 재포맷할 수 있다. 일부 구현들에서, 구동기 제어기(29)는 디스플레이 어레이(30)에 걸친 스캐닝을 위해 적합한 시간 순서를 갖도록, 래스터-형 포맷을 갖는 데이터 흐름으로 생 이미지 데이터를 재포맷할 수 있다. 그 후에 구동기 제어기(29)는 어레이 구동기(22)에 포맷된 정보를 송신한다. LCD 제어기와 같은 구동기 제어기(29)가 종종 자립형 집적 회로(IC)와 같은 시스템 프로세서(21)와 관련되더라도, 그와 같은 제어기들은 많은 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기들은 하드웨어로서 프로세서(21)에 임베디드될 수 있으며, 소프트웨어로서 프로세서(21)에 임베디드되거나, 어레이 구동기(22)를 갖는 하드웨어로 완전히 집적될 수 있다.

[0160] 어레이 구동기(22)는 구동기 제어기(29)로부터 포맷된 정보를 수신할 수 있으며 디스플레이 엘리먼트들의 디스플레이의 x-y 매트릭스로부터 기인하는 리드들(leads)의 초당 수회 내지 수백회, 및 때때로 수천회(또는 그 이상) 인가되는 파형들의 병렬 세트로 비디오 데이터를 재포맷할 수 있다. 일부 구현들에서, 어레이 구동기(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 디스플레이 모듈의 일부이다. 일부 구현들에서, 구동기 제어기(29), 어레이 구동기(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 디스플레이 모듈의 일부이다.

[0161] 일부 구현들에서, 구동기 제어기(29), 어레이 구동기(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 본원에 설명되는 디스플레이들의 타입들 중 임의의 것에 대해 적합하다. 예를 들어, 구동기 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 (도 1에 관하여 상술된 제어기(134)와 같은) 쌍안정 디스플레이 제어기일 수 있다. 추가로, 어레이 구동기(22)는 종래의 구동기 또는 쌍안정 디스플레이 구동기일 수 있다. 더욱이, 디스플레이 어레이(30)는 종래의 디스플레이 어레이 또는 (도 3에 도시되는 광 변조기 어레이(320)와 같은, 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 디스플레이와 같은) 쌍안정 디스플레이 어레이일 수 있다. 일부 구현들에서, 구동기 제어기(29)는 어레이 구동기(22)로 집적될 수 있다. 그와 같은 구현은 예를 들어, 이동 전화들, 휴대용-전자 디바이스들, 시계들 또는 다른 소형-영역 디스플레이들과 같은 고도로 집적된 시스템들에서 유용할 수 있다.

[0162] 일부 구현들에서, 입력 디바이스(48)는 예를 들어, 사용자가 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하게 허용하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 로커(rocker), 터치-감지 스크린, 디스플레이 어레이(30)가 집적되는 터치-감지 스크린 또는 압력- 또는 열-감지 멤브레인을 포함할 수 있다. 마이크로폰(46)은 디스플레이 디바이스(40)를 위한 입력 디바이스로서 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 마이크로폰(46)을 통한 음성 커맨드들은 디스플레이 디바이스(40)의 동작들을 제어하기 위해 이용될 수 있다.

[0163] 전원(50)은 다양한 에너지 스토리지 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전원(50)은 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬-이온 배터리와 같은 충전가능한 배터리일 수 있다. 재충전가능한 배터리를 이용하는 구현들에서, 재충전가능한 배터리는 예를 들어, 벽 소켓 또는 광전지 디바이스 또는 어레이로부터 기인하는 전력을 이용하여 충전가능할 수 있다. 대안적으로, 재충전가능한 배터리는 무선으로 충전가능할 수 있다. 전원(50)은 또한 재생성가능하는 에너지 소스, 커패시터이거나, 플라스틱 솔라 셀 또는 솔라-셀 페인트를 포함하는 솔라 셀일 수 있다. 전원(50)은 또한 벽부착 접속구로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.

[0164] 일부 구현들에서, 제어 프로그램능력은 전자 디스플레이 시스템에서 여러 장소들에 위치될 수 있는 구동기 제어기(29)에 존재한다. 일부 다른 구현들에서, 제어 프로그램능력은 어레이 구동기(22)에 존재한다. 상술한 최적화는 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들에서 및 다양한 구성들에서 구현될 수 있다.

[0165] 본원에 개시되는 구현들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 논리들, 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 프로세스들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호호환성은 일반적으로 기능적 관점에서 설명되었으며, 상술한 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 프로세스들에서 예시되었다. 그와 같은 기능이 하드웨어로 구현되는지, 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 대해 부과된 설계 제한들에 의존한다.

[0166] 본원에 개시되는 양상들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 논리들, 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하기 위해 이용되는 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는, 범용 단일- 또는 멀티-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 응용 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능한 논리 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 (본원에 설명되는 기능들을 수행하도록 설계된) 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서, 또는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그와 같은 구성으로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정 프로세스들 및 방법들은 정해진 기능에 대해 특정적인 회로에 의해 수행될 수 있다.

[0167] 하나 또는 그 초과의 양상들에서, 설명된 기능들은, 본 명세서에 개시되는 구조들 및 이들의 그 구조적 등가물들을 비롯한, 하드웨어, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에 설명되는 청구대상의 구현들은 또한, 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해, 또는 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 스토리지 매체 상에 인코딩된 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램들, 즉 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 또는 그 초과의 모듈들로서 구현될 수 있다.

[0168] 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 하나 또는 그 초과의 명령들 또는 코드로서 저장되거나, 또는 이들을 통해 전달될 수 있다. 본원에 개시되는 방법 또는 알고리즘의 프로세스들은 컴퓨터-판독가능한 매체 상에 상주할 수 있는 프로세서-실행가능한 소프트웨어 모듈에서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 일 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램을 전달하는 것을 가능하게 할 수 있는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 스토리지 매체 둘 다를 포함한다. 스토리지 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 예로써, 그와 같은 컴퓨터-판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 스토리지 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는데 이용될 수 있고, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 임의의 연결 수단이 적절하게 컴퓨터-판독가능한 매체로 칭해질 수 있다. 여기서 사용되는 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 컴팩트 디스크(disc)(CD), 레이저 디스크(disc), 광학 디스크(disc), 디지털 만능 디스크(DVD:digital versatile disc), 플로피 디스크(disk), 및 블루-레이 디스크(disc)를 포함하며, 여기서 디스크(disk)들은 대개 데이터를 자기적으로 재생하는 한편, 디스크(disc)들은 레이저들로 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기한 것들의 조합들 또한 컴퓨터-판독가능한 매체의 범위 내에 포함되어야 한다. 추가로, 방법 또는 알고리즘의 동작들은 컴퓨터 프로그램 물건에 통합될 수 있는, 기계 판독가능한 매체 및 컴퓨터-판독가능한 매체 상의 코드들 및 명령들 중 하나 또는 이들의 임의의 조합 또는 이들의 세트로서 상주할 수 있다.

[0169] 본 개시물에 설명되는 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 용이하게 명백할 수 있으며, 본원에 정의되는 일반 원리들은 본 개시물의 정신 또는 범위를 벗어남이 없이 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들이 본원에 도시되는 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본원에 개시된 이러한 개시내용, 원리들 및 신규한 특징들에 부합하는 가장 넓은 범위에 따라야 한다.

[0170] 추가로, 당업자는, 용어들 "상부" 및 "하부"가 때때로 도면들을 설명하는 편의를 위해 이용되며, 적절하게 배향된 페이지 상에서의 도면의 배향에 대응하는 상대적인 포지션들을 표시하며, 구현되는 바와 같은 임의의 디바이스의 적절한 배향을 반영하지 못할 수도 있다는 점을 용이하게 인식할 것이다.

[0171] 별도의 구현들의 맥락에서 본 명세서에 설명되는 특정의 특징들은 또한 단일 구현에서의 조합으로 구현될 수 있다. 역으로, 단일 구현의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들은 별개로 또는 임의의 적합한 서브조합으로 다수의 구현들에서 구현될 수 있다. 더욱이, 특징들이 특정 조합들로 동작하는 것으로 상술될 수 있으며 심지어 초기에 그와 같이 청구되었을 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 또는 그 초과의 특징들은 일부 경우들에서 그 조합으로부터 삭제될 수 있으며, 청구된 조합은 서브조합 또는 서브조합의 변형에 관한 것일 수도 있다.

[0172] 유사하게, 동작들이 특정 순서로 도면들에 도시되지만, 이는, 원하는 결과들을 달성하기 위해, 그와 같은 동작들이 도시된 특정 순서로 또는 순차적 순서로 수행되거나, 또는 모든 예시된 동작들이 수행될 것을 요구하는 것으로서 이해되지 않아야 한다. 또한, 도면들은 흐름도의 형태로 하나 이상의 예시적인 프로세스들을 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이 개략적으로 도시되는 예시적인 프로세스들에 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 추가적인 동작들이, 예시된 동작들 중 임의의 동작 이전에, 이후에, 그와 동시에, 또는 그 사이에서 수행될 수 있다. 특정 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 위에 설명된 구현들 내에서의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현들에서 이러한 분리를 요구하는 것으로서 이해되지 않아야 하며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로 단일 소프트웨어 물건에 함께 통합되거나 또는 다수의 소프트웨어 물건들로 패키징될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 후속하는 청구항들의 범위 내에 속한다. 일부 경우들에서, 청구항들에서 인용된 동작들은 상이한 순서로 수행될 수 있고 여전히 원하는 결과들을 달성할 수 있다.

Claims (27)

1. 디스플레이 장치로서,
   디스플레이 엘리먼트들의 어레이―상기 디스플레이 엘리먼트들 각각은 상기 디스플레이 엘리먼트를 제 1 상태로 구동하도록(drive) 구성되는 제 1 액추에이터 및 상기 디스플레이 엘리먼트를 제 2 상태로 구동하도록 구성되는 제 2 액추에이터를 가짐―; 및
   제어 매트릭스를 포함하며,
   상기 제어 매트릭스는 각 픽셀에 대해,
   제 1 상태 인버터 및 제 2 상태 인버터를 포함하는 회로―상기 제 1 상태 인버터는 상기 제 2 상태 인버터의 입력에 커플링되는 출력을 가짐―;
   상기 제 1 상태 인버터에 커플링되는 제 1 업데이트 상호접속부―상기 제 1 업데이트 상호접속부는 상기 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 교번하는 것이 상기 제 1 액추에이터로 하여금 상기 픽셀의 장래의 픽셀 상태에 대응하는 데이터 전압에 응답하게 하도록 구성됨―; 및
   상기 제 2 상태 인버터에 커플링되는 제 2 업데이트 상호접속부 ―상기 제 2 업데이트 상호접속부는 상기 제 2 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 교번하는 것이 상기 제 2 액추에이터로 하여금 상기 제 1 인버터의 전압 상태에 응답하게 하도록 구성됨―
   을 포함하는, 디스플레이 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 매트릭스는 인듐-갈륨-아연-산화물(IGZO)의 층을 갖는 트랜지스터들을 이용하는, 디스플레이 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   데이터 저장 커패시터는 상기 제 1 인버터의 입력에 커플링되며 상기 데이터 전압을 저장하도록 구성되는, 디스플레이 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 디스플레이 장치는 상기 복수의 디스플레이 엘리먼트들의 어드레싱 및 구동(actuation) 내내 거의(about) 구동 전압에서 상기 구동 전압 상호접속부를 유지하도록 구성되는, 디스플레이 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 디스플레이 장치는,
   상기 제 1 인버터로 하여금 상기 데이터 전압에 응답하게 하기 위해, 상기 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 제 1 로우 전압으로 낮추고, 그리고
   상기 제 1 인버터가 상기 데이터 전압에 응답한 후에, 상기 제 2 인버터로 하여금 상기 제 1 인버터의 상기 전압 상태에 응답하게 하기 위해, 제 2 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 낮추도록
   구성되는, 디스플레이 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 인버터는 상기 제 1 업데이트 상호접속부에 커플링되는 제 1 방전 트랜지스터를 포함하며 상기 제 2 인버터는 상기 제 2 업데이트 상호접속부에 커플링되는 제 2 방전 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 방전 트랜지스터의 출력은 상기 제 2 방전 트랜지스터의 입력에 커플링되며,
   상기 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 제 1 로우 전압으로 낮출 때, 상기 제 1 방전 트랜지스터는 상기 제 1 인버터로 하여금 상기 데이터 전압에 응답하는 상태를 추정하게 상기 데이터 전압에 응답하며, 그리고
   상기 제 2 업데이트 상호접속부에 인가되는 상기 전압을 낮출 때, 상기 제 2 방전 트랜지스터는 상기 제 2 인버터가 상기 제 1 인버터의 상태에 반대인 상태를 추정하도록 상기 제 1 인버터의 상태에 응답하는, 디스플레이 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 인버터의 상태에 반대인 상태를 추정하는 상기 제 2 인버터에 응답하여 적어도 하나의 광원을 활성화시키는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 디스플레이 장치는,
   상기 제 1 인버터로 하여금 상기 데이터 전압에 응답하게 하기 위해 상기 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 제 1 전압 상태로 상승시키고, 그리고
   상기 제 1 인버터가 상기 데이터 전압에 응답한 후에, 상기 제 2 인버터로 하여금 상기 제 1 인버터의 상기 전압 상태에 응답하게 하기 위해 상기 제 2 업데이트 상호접속부에 인가되는 전압을 상승시키도록
   구성되는, 디스플레이 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 1 인버터는 상기 제 1 업데이트 상호접속부에 커플링되는 제 1 방전 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 2 인버터는 상기 제 2 업데이트 상호접속부에 커플링되는 제 2 방전 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 방전 트랜지스터의 출력은 상기 제 2 방전 트랜지스터의 입력에 커플링되며,
   상기 제 1 업데이트 상호접속부에 인가되는 상기 전압을 상기 제 1 전압 상태로 상승시킬 때, 상기 제 1 방전 트랜지스터는 상기 제 1 인버터로 하여금 상기 데이터 전압 상에 저장된 데이터에 응답하여 상태를 추정하도록 상기 데이터 전압에 응답하며, 그리고
   상기 제 2 업데이트 상호접속부에 인가되는 상기 전압을 상승시킬 때, 상기 제 2 방전 트랜지스터는 상기 제 2 인버터가 상기 제 1 인버터의 상태의 반대인 상태를 추정하도록 상기 제 1 인버터의 상기 상태에 응답하는, 디스플레이 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 인버터의 상태에 반대인 상태를 추정하는 상기 제 2 인버터에 응답하여 적어도 하나의 광원을 활성화시키는 것을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는 상기 제 1 상태 인버터의 입력 및 상기 제 2 상태 인버터의 입력이 상보적 데이터 입력들을 수신하게 구성되도록 대칭적인, 디스플레이 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는 단지 n-타입 트랜지스터들 및 단지 p-타입 트랜지스터들 중 하나를 포함하는, 디스플레이 장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는 상기 제 1 상태 인버터 및 상기 제 2 상태 인버터에 커플링되는 단일 구동 전압 상호접속부를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 상태 인버터는 상기 구동 전압 상호접속부에 커플링되는 제 1 충전 트랜지스터를 포함하며 상기 제 2 인버터는 상기 구동 전압 상호접속부에 커플링되는 제 2 충전 트랜지스터를 포함하는, 디스플레이 장치.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 상태 인버터는 제 1 다이오드 연결된 트랜지스터를 포함하며 상기 제 2 상태 인버터는 제 2 다이오드 연결된 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 다이오드 연결된 트랜지스터 및 상기 제 2 다이오드 연결된 트랜지스터는 단일 구동 전압 상호접속부에 연결되는, 디스플레이 장치.
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는 상기 제 1 상태 인버터 및 상기 제 2 상태 인버터에 커플링되는 프리차지 전압 상호접속부를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 엘리먼트들은 광 변조기들을 포함하는, 디스플레이 장치.
18. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 엘리먼트들은 전기기계 시스템(EMS) 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는, 디스플레이 장치.
19. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 엘리먼트들은 마이크로전기기계 시스템(MEMS) 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는, 디스플레이 장치.
20. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이와 통신하도록 구성되는 프로세서―상기 프로세서는 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성됨―; 및
    상기 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스
    를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
21. 제 18 항에 있어서,
    상기 디스플레이에 적어도 하나의 신호를 송신하도록 구성되는 구동기 회로를 더 포함하며,
    상기 제어기는 상기 구동기 회로에 상기 이미지 데이터의 적어도 일부분을 송신하도록 추가로 구성되는, 디스플레이 장치.
22. 제 20 항에 있어서,
    상기 프로세서에 상기 이미지 데이터를 송신하도록 구성되는 이미지 소스 모듈을 더 포함하며, 상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 전송기 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 장치.
23. 제 21 항에 있어서,
    입력 데이터를 수신하도록 그리고 상기 프로세서에 상기 입력 데이터를 통신하도록 구성되는 입력 디바이스를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
24. 디스플레이 장치 상에 이미지들을 발생시키기 위한 방법으로서,
    제 1 상태 인버터 및 제 2 상태 인버터를 포함하는 회로에 대해, 상기 제 1 상태 인버터에 대응하는 제 1 구동 노드에는 제 1 프리차지(precharge) 전압을 인가하고, 상기 제 2 상태 인버터에 대응하는 제 2 구동 노드에는 제 2 프리차지 전압을 인가하는 단계;
    상기 픽셀의 장래 픽셀 상태에 대응하는 데이터 전압에 응답하여 상기 제 1 구동 노드에 인가되는 상기 제 1 프리차지 전압을 업데이팅하는 단계;
    상기 제 1 구동 노드에 인가되는 상기 제 1 프리차지 전압을 업데이팅하는 것에 응답하여, 상기 제 2 구동 노드에 인가되는 상기 제 2 프리차지 전압을 업데이팅하는 단계; 및
    상기 디스플레이 장치 상에 이미지를 발생시키기 위해 광원을 활성화시키는 단계
    를 포함하는, 디스플레이 장치 상에 이미지들을 발생시키기 위한 방법.
25. 제 24 항에 있어서,
    상기 픽셀의 장래 픽셀 상태에 대응하는 상기 데이터 전압에 응답하여 상기 제 1 구동 노드에 인가되는 상기 제 1 프리차지 전압을 업데이팅하는 단계는 상기 제 1 업데이트 상호접속부 상의 전압을 낮추는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치 상에 이미지들을 발생시키기 위한 방법.
26. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 노드에 인가되는 상기 제 2 프리차지 전압을 업데이팅하는 단계는 상기 제 2 업데이트 상호접속부 상의 전압을 낮추는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치 상에 이미지들을 발생시키기 위한 방법.
27. 제 24 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치의 디스플레이 엘리먼트는 상기 제 1 구동 노드에서의 상기 제 1 프리차지 전압 및 상기 제 2 구동 노드에서의 상기 제 2 프리차지 전압에 응답하여 조정되는, 디스플레이 장치 상에 이미지들을 발생시키기 위한 방법.

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