KR20140091709A - 주변 조명 조건에 기초하여 디스플레이의 조명을 제어하는 디바이스 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시물은 주변광 조건들에 기초하여 디스플레이의 조명을 제어하기 위해, 컴퓨터 저장 매체상에서 인코딩된 컴퓨터 프로그램들을 포함하는, 시스템들, 방법들 및 장치를 제공한다. 일 양상에서, 디스플레이 디바이스는 디스플레이, 및 디스플레이에 보충광을 제공하도록 구성된 보조 광원을 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스는 광범위한 방향들로부터의 주변광의 확산 조도를 측정하도록 구성되고 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 주변광의 지향성 조도를 측정하도록 구성된 센서 시스템을 더 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스는 디스플레이에 일정량의 보충광을 제공하기 위해 보조 광원을 조정하도록 구성된 제어기를 더 포함할 수 있다. 보충광의 양은 주변광의 측정된 지향성 조도 및 측정된 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
Description
[0001] 본 개시물은 주변 조명 조건에 기초하여 디스플레이의 조명을 제어하는 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
[0002] 전기기계 시스템들은 전기 및 기계 엘리먼트들, 액추에이터들, 트랜스듀서들, 센서들, 광학 컴포넌트들(예를 들어, 미러들) 및 전자 기기들을 가지는 디바이스들을 포함한다. 전기기계 시스템들은 마이크로스케일(microscale) 및 나노스케일(nanoscale)을 포함하는 (그러나, 이에 제한되지 않음) 다양한 스케일들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 마이크로전기기계 시스템(MEMS: microelectromechanical system) 디바이스들은 약 1 마이크론 내지 수백 마이크론 또는 그 초과의 범위의 크기들을 가지는 구조물들을 포함할 수 있다. 나노전기기계 시스템(NEMS: nanoelectromechanical system) 디바이스들은, 예를 들어, 수백 나노미터들보다 더 작은 크기들을 포함하는, 1 마이크론보다 더 작은 크기들을 가지는 구조물들을 포함할 수 있다. 전기기계 엘리먼트들은 증착, 에칭, 리소그래피, 및/또는 증착된 물질층들 및/또는 기판들의 일부들을 에칭하거나, 또는 층들을 추가하여 전기 및 전기기계 디바이스들을 형성하는 다른 마이크로머시닝 프로세스들을 사용하여 생성될 수 있다.
[0003] 전기기계 시스템 디바이스의 한가지 타입은 간섭계 변조기(IMOD: interferometric modulator)로 명명된다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 간섭계 변조기 또는 간섭측정 광 변조기는 광학적 간섭의 원리들을 사용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 디바이스를 지칭한다. 일부 구현들에서, 간섭계 변조기는 한 쌍의 전도성 플레이트들을 포함할 수 있는데, 전도성 플레이트들 중 하나 또는 둘 모두는 완전히 또는 부분적으로 투명하고 그리고/또는 반사성일 수 있으며, 적절한 전기 신호의 인가 시에 상대적 모션(motion)이 가능할 수 있다. 일 구현에서, 하나의 플레이트는 기판 상에 증착된 고정층을 포함할 수 있고, 다른 플레이트는 에어 갭에 의해 고정층으로부터 분리된 반사성 막(membrane)을 포함할 수 있다. 다른 플레이트에 대한 하나의 플레이트의 위치는 간섭계 변조기 상에 입사하는 광의 광학적 간섭을 변경시킬 수 있다. 간섭계 변조기 디바이스들은 광범위한 응용들을 가지며, 기존의 제품들을 개선하고, 새로운 제품들, 특히, 디스플레이 능력들을 가지는 물건들을 생성할 시에 사용될 것으로 예상된다.
[0004] 간섭계 변조기들 및 종래의 액정 엘리먼트들은 광원으로서 주변광을 사용할 수 있는 반사성 또는 반투과성 디스플레이들에 포함될 수 있다. 센서들이 주변광의 조도를 검출할 수 있고 그에 따라 보조 광원을 조정할 수 있다. 그러나, 디스플레이상에 디스플레이되는 이미지는 전체 조도 뿐만 아니라 주변광의 방향에 의해 영향을 받을 수 있다.
[0005] 개시내용의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 여러 혁신적인 양상들을 가지며, 그 중 어떠한 단일의 양상도 본원에 개시된 바람직한 속성들을 단독으로 담당하지 않는다.
[0006] 이 개시내용에 기재된 요지의 하나의 혁신적인 양상이 디스플레이 디바이스에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스는 디스플레이, 보조 광원, 센서 시스템, 및 제어기를 포함할 수 있다. 보조 광원은 디스플레이에 보충광(supplemental light)을 제공하도록 구성될 수 있다. 센서 시스템은 광범위한 방향들로부터의 주변광의 확산 조도(diffuse illuminance)를 측정하도록 구성될 수 있다. 센서 시스템은 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 주변광의 지향성 조도(directed illuminance)를 측정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 센서 시스템과 통신할 수 있고, 디스플레이에 일정량(an amount of)의 보충광을 제공하기 위해 보조 광원을 조정하도록 구성될 수 있다. 보충광의 양은 주변광의 측정된 지향성 조도 및 측정된 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
[0007] 다양한 구현들에서, 디스플레이 디바이스는 예를 들어, 간섭계 변조기들을 갖는 반사성 디스플레이를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 센서 시스템들은 적어도 2개의 방향들로부터 주변광을 감지하도록 구성된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 센서는 확산 조도를 측정하도록 구성된 확산 광 센서 및 지향성 조도를 측정하도록 구성된 지향성 광 센서를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 적어도 하나의 센서는 복수의 지향성 광 센서들을 포함할 수 있다. 이러한 이들 구현들에서, 각 지향성 광 센서는 일 방향 둘레의 입체각(solid angle)내에서 수광된 주변광의 조도를 측정하도록 구성될 수 있다. 입체각은 실질적으로 2π 스테라디안(steradians) 미만일 수 있다.
[0008] 디스플레이 디바이스의 다양한 구현들에서, 제어기는 측정된 확산 조도에 대한 측정된 지향성 조도의 비율에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원을 조정하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 제어기는 측정된 지향성 조도와 측정된 확산 조도의 합에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원을 조정하도록 구성될 수 있다. 또한, 제어기는 지향성 주변 광원에 대한 방향에 기초하고 그리고/또는 뷰어의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원을 조정하도록 구성될 수 있다. 지향성 주변 광원에 대한 방향은 센서 시스템에 의해 측정된 지향성 조도 및 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다.
[0009] 일부 구현들에서, 디스플레이 디바이스는 예를 들어, 이미지 데이터를 프로세싱하기 위한 프로세서, 및 메모리 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세서는 디스플레이와 통신하도록 구성될 수 있고, 메모리 디바이스는 프로세서와 통신하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 디바이스의 특정한 구현들은 적어도 하나의 신호를 디스플레이에 전송하도록 구성된 드라이버 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스는 이미지 데이터의 적어도 일부를 드라이버 회로에 전송하도록 구성된 드라이버 제어기를 또한 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이 디바이스는 이미지 데이터를 프로세서에 전송하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 포함할 수 있다. 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버, 및 송신기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이 디바이스는 입력 데이터를 수신하고 그 입력 데이터를 프로세서에 통신하도록 구성된 입력 디바이스를 포함할 수 있다.
[0010] 본 개시내용에 기재된 요지의 다른 혁신적인 양상은 이미지를 디스플레이하기 위한 수단, 이미지를 디스플레이하기 위한 수단에 보조광을 제공하기 위한 수단, 주변광을 감지하기 위한 수단, 및 보조광을 제공하기 위한 수단을 제어하기 위한 수단을 포함하는 디스플레이 디바이스에서 구현될 수 있다. 주변광을 감지하기 위한 수단은 광범위한 방향들로부터의 주변광의 확산 조도를 측정하도록 구성될 수 있고 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 주변광의 지향성 조도를 측정하도록 구성될 수 있다. 보조광을 제공하기 위한 수단을 제어하기 위한 수단은 주변광의 측정된 지향성 조도 및 측정된 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 보조광을 제공하기 위한 수단을 조정하도록 구성될 수 있다.
[0011] 디스플레이 디바이스의 다양한 구현들에서, 이미지를 디스플레이하기 위한 수단은 반사성 디스플레이를 포함한다. 반사성 디스플레이는 간섭계 변조기들을 포함할 수 있다. 특정한 구현들에서, 보조광을 제공하기 위한 수단은 프런트-조명(front-light)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 주변광을 감지하기 위한 수단은 적어도 2개의 방향들로부터 주변광을 감지하도록 구성된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 센서는 확산 조도를 측정하도록 구성된 확산 광 센서 및 지향성 조도를 측정하도록 구성된 지향성 광 센서를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 적어도 하나의 센서는 복수의 지향성 광 센서들을 포함할 수 있다. 이들 예들에서의 각 지향성 광 센서는 일 방향 둘레의 입체각내에서 수광된 주변광의 조도를 측정하도록 구성될 수 있다. 입체각은 실질적으로 2π 스테라디안 미만일 수 있다.
[0012] 일부 구현들에서, 보조광을 제공하기 위한 수단을 제어하기 위한 수단은 측정된 확산 조도에 대한 측정된 지향성 조도의 비율에 적어도 부분적으로 기초하여 보조광을 제공하기 위한 수단을 조정하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 보조광을 제공하기 위한 수단을 제어하기 위한 수단은 측정된 지향성 조도와 측정된 확산 조도의 합에 적어도 부분적으로 기초하여 보조광을 제공하기 위한 수단을 조정하도록 구성될 수 있다. 보조광을 제공하기 위한 수단을 제어하기 위한 수단은 지향성 주변 광원에 대한 방향에 기초하고 그리고/또는 뷰어의 위치에 기초하여 보조광을 제공하기 위한 수단을 조정하도록 구성될 수 있다.
[0013] 본 개시물에 기재된 청구물의 다른 혁신적인 양상이 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 조명을 제어하는 방법에서 구현될 수 있다. 디스플레이 디바이스는 디스플레이에 보충광을 제공하도록 구성된 보조 광원을 가질 수 있다. 디스플레이 디바이스는 확산 광 센서 및 지향성 광 센서를 가질 수 있다. 일례로서, 방법은 광범위한 방향들로부터의 주변광의 확산 조도를 측정하는 단계, 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 주변광의 지향성 조도를 측정하는 단계, 및 주변광의 측정된 지향성 조도 및 측정된 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 광범위한 방향들로부터의 확산 조도를 측정하는 단계는 예를 들어, 확산 광 센서에 의해 이루어질 수 있다. 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 지향성 조도를 측정하는 단계는 예를 들어, 지향성 광 센서에 의해 이루어질 수 있다. 조정하는 단계는 예를 들어, 하드웨어 프로세서에 의한 명령들의 실행에 의해 이루어질 수 있다. 일부 구현들에서, 보조 광원을 조정하는 단계는 측정된 확산 조도에 대한 측정된 지향성 조도의 비율에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 보조 광원을 조정하는 단계는 측정된 지향성 조도와 측정된 확산 조도의 합에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 보조 광원을 조정하는 단계는 지향성 주변 광원에 대한 방향에 기초할 수 있고 그리고/또는 뷰어의 위치에 기초할 수 있다.
[0014] 본 개시물에 기재된 청구물의 다른 혁신적인 양상은 디스플레이 디바이스의 조명을 제어하는 명령들이 저장된 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체에서 구현될 수 있다. 명령들은 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때, 컴퓨팅 시스템으로 하여금 동작들을 수행하게 할 수 있다. 일례로서, 동작들은 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 주변광의 지향성 조도의 측정치를 컴퓨터 판독가능 매체로부터 수신하는 것, 광범위한 방향들로부터의 주변광의 확산 조도의 측정치를 컴퓨터 판독가능 매체로부터 수신하는 것, 및 주변광의 지향성 조도의 측정치 및 확산 조도의 측정치에 적어도 부분적으로 기초하여 추가 조명 조건을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 동작들은 디스플레이에 광을 제공하도록 구성된 광원에 추가 조명 조건에 적어도 부분적으로 기초하여 조명 조정을 송신하는 것을 더 포함할 수 있다.
[0015] 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체의 특정한 구현들에서, 주변광의 확산 조도를 수신하는 것은 상이한 방향들에 대한 복수의 지향성 조도들을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 추가 조명 조건을 결정하는 것은 확산 조도에 대한 지향성 조도의 비율과 확산 조도를 상관시키는 룩업 테이블에 액세스하는 것을 포함할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 추가 조명 조건을 결정하는 것은 확산 조도에 대한 지향성 조도의 비율과 확산 조도를 상관시키는 공식에 액세스하는 것을 포함할 수 있다. 추가로, 일부 구현들에서, 추가 조명 조건을 결정하는 것은 측정된 지향성 조도와 측정된 확산 조도의 합에 적어도 부분적으로 기초하는 공식에 액세스하는 것을 포함할 수 있다.
[0016] 본 명세서에서 설명된 요지의 하나 이상의 구현들의 세부사항들은 하기의 설명 및 첨부 도면들에서 제시된다. 다른 특징들, 양상들 및 장점들은 상세한 설명, 도면들 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 하기의 도면들의 상대적 치수들이 실제대로 도시되지 않을 수 있다는 점에 유의한다.
[0017] 도 1은 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 일련의 픽셀들 내의 2개의 인접한 픽셀들을 도시하는 사시도의 예를 도시한다.
[0018] 도 2는 3x3 간섭계 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 예를 도시한다.
[0019] 도 3은 도 1의 간섭계 변조기에 대한 이동가능 반사층 위치 대 인가된 전압을 예시하는 다이어그램의 예를 도시한다.
[0020] 도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 간섭계 변조기의 다양한 상태들을 예시하는 표의 예를 도시한다.
[0021] 도 5a는 도 2의 3x3 간섭계 변조기 디스플레이의 디스플레이 데이터의 프레임을 예시하는 다이어그램의 예를 도시한다.
[0022] 도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하기 위해 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 예를 도시한다.
[0023] 도 6a는 도 1의 간섭계 변조기 디스플레이의 부분적 횡단면의 예를 도시한다.
[0024] 도 6b-6e는 간섭계 변조기들의 다양한 구현들의 횡단면들의 예들을 도시한다.
[0025] 도 7은 간섭계 변조기에 대한 제조 프로세스를 예시하는 흐름도의 예를 도시한다.
[0026] 도 8a-8e는 간섭계 변조기를 만드는 방법에서의 다양한 스테이지들의 횡단면의 개략적 예시들의 예들을 도시한다.
[0027] 도 9a는 디스플레이 표면상의 정반사율(specular reflectance)의 예를 예시한다.
[0028] 도 9b는 디스플레이 표면상의 램베르 반사율(Lambertian reflectance)의 예를 예시한다.
[0029] 도 9c는 확산 조명으로 조명된 반사성 디스플레이 표면의 예를 예시한다.
[0030] 도 9d는 정반사율과 램베르 반사율 사이의 반사율의 예를 예시한다.
[0031] 도 10은 고각(high angle)에서 그리고 뷰어의 위에서의 지향성 조명의 예를 예시한다.
[0032] 도 11은 높은 이득, 낮은 이득, 및 램베르 특징을 갖는 디스플레이들의 예들에 대한 정반사 방향을 벗어난 시야각의 함수로서 디스플레이의 밝기의 그래픽 도면이다.
[0033] 도 12는 디스플레이 디바이스의 예시적인 구현을 예시한다.
[0034] 도 13a는 확산 광 센서 및 지향성 광 센서를 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다.
[0035] 도 13b는 예시적인 지향성 광 센서에 대한 수광각(θacc)의 예를 예시한다.
[0036] 도 13c는 복수의 지향성 광 센서들을 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다.
[0037] 도 13d는 단일 지향성 광 센서를 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다.
[0038] 도 14a는 예시적인 디스플레이 디바이스에 대한 예시적인 실험 결과들 및 예시적인 조도 모델을 도시한다.
[0039] 도 14b는 프런트 광원을 사용하지 않는 반사성 디스플레이 디바이스에 비하여 상대적으로 밝게 나타나는 예시적인 반사성 디스플레이 디바이스에 대한 예시적인 실험 결과들 및 예시적인 조도 모델을 도시한다.
[0040] 도 15a는 디스플레이 디바이스에 추가할 보충광의 양을 결정하기 위해 일부 구현들에서 사용될 수 있는 예시적인 룩업 테이블을 예시한다.
[0041] 도 15b는 이득을 갖는 디스플레이 디바이스에 대한 정반사 방향에서 벗어난 시야각의 함수로서 (임의의 단위의) 상대적 강도의 그래픽 다이어그램이다.
[0042] 도 16은 방사성 디스플레이 디바이스에 대한 2개의 예시적인 조명 모델들을 예시한다.
[0043] 도 17a는 디스플레이의 조명을 제어하는 예시적인 방법을 예시한다.
[0044] 도 17b는 디스플레이의 조명을 제어하는 다른 예시적인 방법을 예시한다.
[0045] 도 18a 및 도 18b는 복수의 간섭계 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 예시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다.
[0046] 다양한 도면들 내의 동일한 참조 부호들 및 표기들은 동일한 엘리먼트들을 표시한다.
[0018] 도 2는 3x3 간섭계 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 예를 도시한다.
[0019] 도 3은 도 1의 간섭계 변조기에 대한 이동가능 반사층 위치 대 인가된 전압을 예시하는 다이어그램의 예를 도시한다.
[0020] 도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 간섭계 변조기의 다양한 상태들을 예시하는 표의 예를 도시한다.
[0021] 도 5a는 도 2의 3x3 간섭계 변조기 디스플레이의 디스플레이 데이터의 프레임을 예시하는 다이어그램의 예를 도시한다.
[0022] 도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하기 위해 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 예를 도시한다.
[0023] 도 6a는 도 1의 간섭계 변조기 디스플레이의 부분적 횡단면의 예를 도시한다.
[0024] 도 6b-6e는 간섭계 변조기들의 다양한 구현들의 횡단면들의 예들을 도시한다.
[0025] 도 7은 간섭계 변조기에 대한 제조 프로세스를 예시하는 흐름도의 예를 도시한다.
[0026] 도 8a-8e는 간섭계 변조기를 만드는 방법에서의 다양한 스테이지들의 횡단면의 개략적 예시들의 예들을 도시한다.
[0027] 도 9a는 디스플레이 표면상의 정반사율(specular reflectance)의 예를 예시한다.
[0028] 도 9b는 디스플레이 표면상의 램베르 반사율(Lambertian reflectance)의 예를 예시한다.
[0029] 도 9c는 확산 조명으로 조명된 반사성 디스플레이 표면의 예를 예시한다.
[0030] 도 9d는 정반사율과 램베르 반사율 사이의 반사율의 예를 예시한다.
[0031] 도 10은 고각(high angle)에서 그리고 뷰어의 위에서의 지향성 조명의 예를 예시한다.
[0032] 도 11은 높은 이득, 낮은 이득, 및 램베르 특징을 갖는 디스플레이들의 예들에 대한 정반사 방향을 벗어난 시야각의 함수로서 디스플레이의 밝기의 그래픽 도면이다.
[0033] 도 12는 디스플레이 디바이스의 예시적인 구현을 예시한다.
[0034] 도 13a는 확산 광 센서 및 지향성 광 센서를 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다.
[0035] 도 13b는 예시적인 지향성 광 센서에 대한 수광각(θacc)의 예를 예시한다.
[0036] 도 13c는 복수의 지향성 광 센서들을 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다.
[0037] 도 13d는 단일 지향성 광 센서를 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다.
[0038] 도 14a는 예시적인 디스플레이 디바이스에 대한 예시적인 실험 결과들 및 예시적인 조도 모델을 도시한다.
[0039] 도 14b는 프런트 광원을 사용하지 않는 반사성 디스플레이 디바이스에 비하여 상대적으로 밝게 나타나는 예시적인 반사성 디스플레이 디바이스에 대한 예시적인 실험 결과들 및 예시적인 조도 모델을 도시한다.
[0040] 도 15a는 디스플레이 디바이스에 추가할 보충광의 양을 결정하기 위해 일부 구현들에서 사용될 수 있는 예시적인 룩업 테이블을 예시한다.
[0041] 도 15b는 이득을 갖는 디스플레이 디바이스에 대한 정반사 방향에서 벗어난 시야각의 함수로서 (임의의 단위의) 상대적 강도의 그래픽 다이어그램이다.
[0042] 도 16은 방사성 디스플레이 디바이스에 대한 2개의 예시적인 조명 모델들을 예시한다.
[0043] 도 17a는 디스플레이의 조명을 제어하는 예시적인 방법을 예시한다.
[0044] 도 17b는 디스플레이의 조명을 제어하는 다른 예시적인 방법을 예시한다.
[0045] 도 18a 및 도 18b는 복수의 간섭계 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 예시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다.
[0046] 다양한 도면들 내의 동일한 참조 부호들 및 표기들은 동일한 엘리먼트들을 표시한다.
[0047] 후속하는 상세한 설명은 혁신적 양상들을 설명할 목적들의 특정 구현들에 관한 것이다. 그러나 여기의 교시들은 다수의 상이한 방식들에 적용될 수 있다. 설명된 구현들은 움직이는지(예를 들어, 비디오) 또는 정지해 있는지(예를 들어, 스틸 이미지)간에 그리고 텍스트, 그래프 또는 그림으로 표시하던지 간에 이미지를 디스플레이하도록 구성되는 임의의 디바이스에서 구현될 수 있다. 더 구체적으로, 구현들이 모바일 전화들, 멀티미디어 인터넷 인에이블 셀룰러 전화들, 모바일 텔레비전 수신기들, 무선 디바이스들, 스마트폰들, 블루투스 디바이스들, 개인 데이터 보조 단말(PDA)들, 무선 전자 메일 수신기들, 핸드헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, 태블릿들, 프린터들, 복사기들, 스캐너들, 팩시밀리 디바이스들, GPS 수신기들/내비게이터들, 카메라들, MP3 플레이어들, 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 시계들, 계산기들, 텔레비전 모니터들, 평판 디스플레이들, 전자 판독 디바이스들(예를 들어, e-리더기들), 컴퓨터 모니터들, 자동차 디스플레이들(예를 들어, 주행기록계 디스플레이들 등), 조종석 제어들 및/또는 디스플레이들, 카메라 뷰 디스플레이들(예를 들어, 차량의 후방 뷰 카메라의 디스플레이), 전자 사진들, 전자 게시판들 또는 간판(sign)들, 프로젝터들, 아키텍처 구조들, 마이크로파들, 냉장고들, 스테레오 시스템들, 카세트 레코더들 또는 플레이어들, DVD 플레이어들, CD 플레이어들, VCR들, 라디오들, 휴대용 메모리 칩들, 세척기들, 건조기들, 세척기/건조기들, 주차 계측기들, 패키징(예를 들어, 전기기계 시스템들(EMS), MEMS 및 비-MEMS), 심미적 구조들(보석 위의 이미지들의 디스플레이) 및 다양한 전기기계 시스템 디바이스들과 같은 (그러나, 이들에 제한되지 않음) 다양한 전자 디바이스들 내에 포함되거나 이들과 연관될 수 있다는 점이 참작된다. 본원에서의 교시들은 또한 전자 스위칭 디바이스들, 무선 주파수 필터들, 센서들, 가속도계들, 자이로스코프들, 모션-감지 디바이스들, 자력계들, 소비자 전자장치에 대한 관성 컴포넌트들, 소비자 전자 제품들의 부품들, 버랙터들, 액정 디바이스들, 전기영동 디바이스들, 구동 방식들, 제조 프로세스들, 및 전자 테스트 장비와 같지만 이에 제한되지 않는 넌-디스플레이 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 따라서, 교시들은 도면들에 단독으로 도시한 구현들에 제한되는 것으로 의도되지 않고, 대신에, 당업자에게 용이하게 명백한 바와 같은 광범위한 적용가능성을 갖는다.
[0048] 일부 구현들에서, 디스플레이 디바이스는 디스플레이 및 공간 광 변조 엘리먼트들(예를 들어, 간섭계 변조기들)과 같은 복수의 디스플레이 엘리먼트들을 사용하여 제조될 수 있다. 디스플레이 디바이스는 광원으로서 주변광을 사용할 수 있어서, 디스플레이상에 디스플레이된 이미지는 주변광의 방향 및/또는 조도에 의해 영향을 받을 수 있다. 디스플레이 엘리먼트들 중 적어도 일부에 조도를 제공하기 위해 보조 광원을 사용함으로써, 디스플레이된 이미지는 특정한 조명 조건하에서 더 밝게 될 수 있다. 다양한 구현들의 디스플레이 디바이스는 광범위한 방향들로부터의 주변광의 확산 조도를 측정하고 그리고/또는 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 주변광의 지향성 조도를 측정하기 위한 센서 시스템을 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스의 제어기는 측정된 지향성 및/또는 확산 조도들에 적어도 부분적으로 기초하여 디스플레이 엘리먼트들 중 적어도 일부에 추가의 조도(예를 들어, 주변 조명 조건 이상)를 제공하기 위해 보조 광원을 조정할 수 있다.
[0049] 본 개시물에 설명하는 청구물의 특정한 구현들은 아래의 잠재적 이점들 중 하나 이상을 실현하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현들은 디스플레이상에서 더 밝은 이미지를 생성하도록 구성된다. 디스플레이 디바이스는 주변광의 확산 및/또는 지향성 조도들에 적어도 부분적으로 기초하여, 존재한다면, 얼마나 많은 추가의 조명이 디스플레이 디바이스에 추가될 수 있는지를 결정할 수 있다. 다양한 구현들에서, 디스플레이 디바이스는 주변광의 방향에 기초하여 얼마나 많은 추가의 조명이 추가될 수 있는지를 또한 결정할 수 있다. 다른 구현들에서, 디스플레이 디바이스는 디바이스의 뷰어의 측정되고, 가정되거나 추정된 위치에 기초하여 얼마나 많은 추가의 조명이 추가될 수 있는지를 결정할 수 있다. 다양한 구현들은 디스플레이 디바이스의 전력 사용 및 밝기의 최적화를 허용할 수 있고 에너지 효율 디바이스들을 제공할 수 있다.
[0050] 설명한 구현들이 적용될 수 있는 적합한 EMS 또는 MEMS의 예가 반사성 디스플레이 디바이스이다. 반사성 디스플레이 디바이스들은 광학 간섭의 원리들을 사용하여 자신에 입사되는 광을 선택적으로 흡수하고 그리고/또는 반사하는 간섭계 변조기(IMOD)들을 포함할 수 있다. IMOD들은 흡수기, 흡수기에 대해 이동가능 반사기, 및 흡수기와 반사기 사이에 정의되는 광학 공진 공동을 포함할 수 있다. 반사기는 2개 이상의 상이한 위치들로 이동될 수 있는데, 이는 광학 공진 공동의 크기를 변경시키고 이에 의해 간섭계 변조기의 반사성에 영향을 줄 수 있다. IMOD들의 반사율 스펙트럼들은 상이한 컬러들을 생성하기 위해 가시 파장들에 걸쳐 시프트될 수 있는 다소 넓은 스펙트럼 대역들을 생성할 수 있다. 스펙트럼 대역의 위치는 광학 공진 공동의 두께를 변경시킴으로써, 즉 반사기의 위치를 변경시킴으로써 조절될 수 있다.
[0051] 도 1은 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 일련의 픽셀(pixel)들 내의 2개의 인접한 픽셀들을 도시하는 사시도의 예를 도시한다. IMOD 디스플레이 디바이스는 하나 이상의 간섭측정 MEMS 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 이들 디바이스들에서, MEMS 디스플레이 엘리먼트들의 픽셀들은 밝은 또는 어두운 상태일 수 있다. 밝은("릴렉스(relax)된", "개방된(open)" 또는 "온(on)") 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시광의 많은 부분을 예를 들어, 사용자에게 반사한다. 역으로, 어두운("작동된(actuated)", "폐쇄된(closed)" 또는 "오프(off)") 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시광을 거의 반사하지 않는다. 일부 구현들에서, 온 및 오프 상태들의 광 반사율 특성들은 서로 뒤바뀔 수 있다. MEMS 픽셀들은 흑백 뿐만 아니라 컬러 디스플레이를 허용하는 특정 파장들에서 우세하게 반사하도록 구성될 수 있다.
[0052] IMOD 디스플레이 디바이스는 IMOD들의 행/열 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 IMOD는 에어 갭(또한, 광학 갭 또는 공동으로서 지칭됨)을 형성하기 위해 서로로부터 가변적이고 제어가능한 거리에 위치된 한 쌍의 반사층들, 즉 이동가능 반사층 및 고정된 부분적 반사층을 포함할 수 있다. 이동가능 반사층은 적어도 2개의 위치들 사이에서 이동될 수 있다. 제 1 위치, 즉 릴렉스된 위치에서, 이동가능 반사층은 고정된 부분적 반사층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치될 수 있다. 제 2 위치, 즉 작동된 위치에서, 이동가능 반사층은 부분적 반사층에 더 가깝게 위치될 수 있다. 2개의 층들로부터 반사하는 입사광은 이동가능 반사층의 위치에 따라 보강(constructively) 또는 상쇄(destructively) 간섭하여, 각각의 픽셀에 대한 전체 반사적 또는 비-반사적 상태를 산출할 수 있다. 일부 구현들에서, IMOD는 비작동될 때, 가시 스펙트럼 내의 광을 반사하는 반사 상태에 있을 수 있고, 비작동될 때, 가시 범위 밖의 광(예를 들어, 적외선 광)을 반사하는 어두운 상태에 있을 수 있다. 그러나, 일부 다른 구현들에서, IMOD는 비작동될 때 어두운 상태에 있을 수 있고, 작동될 때 반사 상태에 있을 수 있다. 일부 구현들에서, 전압의 인가는 픽셀들을 구동하여 상태들을 변경시킬 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 인가된 전하가 픽셀들을 구동하여 상태들을 변경시킬 수 있다.
[0053] 도 1의 픽셀 어레이의 도시된 부분은 2개의 인접한 간섭계 변조기들(12)을 포함한다. (예시된 바와 같이) 좌측의 IMOD(12)에서, 이동가능 반사층(14)은, 부분적 반사층을 포함하는 광학 스택(16)으로부터 미리 결정된 거리에서 릴렉스된 위치에 예시되어 있다. 좌측의 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압 VO는 이동가능 반사층(14)의 작동을 야기하기에는 불충분하다. 우측의 IMOD(12)에서, 이동가능 반사층(14)은 광학 스택(16) 근처의 또는 광학 스택(16)에 인접한 작동된 위치에 예시되어 있다. 우측의 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압 Vbias는 작동된 위치에서 이동가능 반사층(14)을 유지하기에 충분하다.
[0054] 도 1에서, 픽셀들(12)의 반사 특성들은 픽셀들(12) 상에 입사하는 광을 표시하는 화살표들(13), 및 좌측의 IMOD(12)로부터 반사하는 광(15)을 통해 일반적으로 예시된다. 상세히 예시되지는 않았지만, 픽셀들(12) 상에 입사하는 광(13)의 대부분이 투명 기판(20)을 통해 광학 스택(16)을 향해 전송될 것임이 당업자에 의해 이해될 것이다. 광학 스택(16)상에 입사하는 광의 일부는 광학 스택(16)의 부분적 반사층을 통해 전송될 것이고, 일부는 투명 기판(20)을 통해 다시 반사될 것이다. 광학 스택(16)을 통해 전송되는 광(13)의 일부는 다시 투명 기판(20)을 향해(그리고 이를 통해), 이동가능 반사층(14)에서 반사될 것이다. 광학 스택(16)의 부분적 반사층으로부터 반사된 광 및 이동가능 반사층(14)으로부터 반사된 광 사이의 간섭(보강 또는 상쇄)이 IMOD(12)로부터 반사된 광(15)의 파장(들)을 결정할 것이다.
[0055] 광학 스택(16)은 단일 층 또는 여러 층들을 포함할 수 있다. 층(들)은 전극층, 부분적 반사 및 부분적 투과층, 및 투명 유전체층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)은 전기적으로 전도성이고, 부분적으로 투명하고 부분적으로 반사성이며, 예를 들어, 위의 층들 중 하나 이상을 투명 기판(20) 상에 증착함으로써 제조될 수 있다. 전극층은 다양한 금속들, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 다양한 물질들로 형성될 수 있다. 부분적 반사층은 다양한 금속들과 같이 부분적으로 반사성인 다양한 물질들, 예를 들어, 크롬(Cr), 반도체들 및 유전체들로 형성될 수 있다. 부분적 반사층은 물질들의 하나 이상의 층들로 형성될 수 있고, 층들 각각은 단일 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)은 흡광기 및 전도체 모두로서 역할을 하는 금속 또는 반도체의 단일 반-투명 두께를 가질 수 있는 반면, (예를 들어, 광학 스택(16)의 또는 IMOD의 다른 구조물들의) 상이한, 더욱 전도성인 층들 또는 부분들은 IMOD 픽셀들 사이에 신호들을 버싱(bus)하는 역할을 할 수 있다. 광학 스택(16)은 또한 하나 이상의 전도성 층들 또는 전도성/흡수층을 커버하는 하나 이상의 절연 또는 유전체층들을 포함할 수 있다.
[0056] 일부 구현들에서, 광학 스택(16)의 층(들)은 평행한 스트립(strip)들로 패터닝될 수 있고, 하기에 추가로 설명될 바와 같이, 디스플레이 디바이스 내에 행 전극들을 형성할 수 있다. 당업자에 의해 이해될 바와 같이, 용어 "패터닝된"은 마스킹 및 에칭 프로세스들을 지칭하도록 여기에서 사용된다. 일부 구현들에서, 알루미늄(Al)과 같은 높은 전도성 및 반사성 물질은 이동가능 반사층(14)에 대해 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 디스플레이 디바이스 내의 열 전극들을 형성할 수 있다. 이동가능 반사층(14)은 증착된 금속층 또는 층들의 일련의 평행한 스트립들(광학 스택(16)의 행 전극들에 수직함)로서 형성되어, 포스트들(18)의 최상부에 증착된 열들 및 포스트들(18) 사이에 증착된 중간 희생물질을 형성할 수 있다. 희생물질이 에칭될 때, 정의된 갭(19) 또는 광학 공동은 이동가능 반사층(14) 및 광학 스택(16) 사이에 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 포스트들(18) 사이의 이격은 대략 1-1000 ㎛일 수 있는 반면, 갭(19)은 10,000 옹스트롬(Å) 미만일 수 있다.
[0057] 일부 구현들에서, 작동된 상태이든 또는 릴렉스된 상태이든 간에, IMOD의 각각의 픽셀은 본질적으로, 고정된 그리고 움직이는 반사층들에 의해 형성된 커패시터이다. 전압이 인가되지 않을 때, 이동가능 반사층(14)은, 도 1의 좌측의 IMOD(12)에 의해 예시된 바와 같이, 이동가능 반사층(14) 및 광학 스택(16) 사이의 갭(19)을 가지고, 기계적으로 릴렉스된 상태로 유지된다. 그러나, 전위차, 예를 들어, 전압이 선택된 행 및 열 중 적어도 하나에 인가될 때, 대응하는 픽셀에서의 행 및 열 전극들의 교차점에 형성된 커패시터가 충전되고, 정전기력이 전극들을 함께 끌어당긴다. 인가된 전압이 임계치를 초과하는 경우, 이동가능 반사층(14)은 변형되어 광학 스택(16) 근처로 또는 광학 스택(16)의 반대로 이동할 수 있다. 도 1의 우측의 작동된 IMOD(12)에 의해 예시된 바와 같이, 광학 스택(16) 내의 유전체층(도시안됨)은 층들(14 및 16) 사이의 분리 거리를 단축(short)시키는 것을 방지하고 또한 이러한 분리 거리를 제어할 수 있다. 동작은, 인가된 전위차의 극성과는 무관하게 동일하다. 어레이 내의 일련의 픽셀들이 일부 경우들에서 "행들" 또는 "열들"로서 지칭될 수 있지만, 당업자는 한 방향을 "행"으로 그리고 또 다른 방향을 "열"로 지칭하는 것이 임의적인 이라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 재언급하자면, 일부 배향들에서, 행들은 열들로 간주될 수 있고, 열들은 행들로 간주될 수 있다. 또한, 디스플레이 엘리먼트들은 직교하는 행들 및 열들("어레이")로 균일하게 배열되거나, 또는 예를 들어, 서로에 대해 특정한 위치적 오프셋들을 가지는 비-선형 구성들("모자이크(mosaic)")로 배열될 수 있다. 용어들 "어레이" 및 "모자이크"는 어느 한 구성을 지칭할 수 있다. 따라서, 디스플레이가 "어레이" 또는 "모자이크"를 포함하는 것으로서 지칭됨에도 불구하고, 엘리먼트들 자체는 임의의 경우, 서로 직교적으로 배열되거나, 또는 균일한 분포로 배치될 필요가 없고, 비대칭적 형상들 및 불균일하게 분포된 엘리먼트들을 가지는 배열들을 포함할 수 있다.
[0058] 도 2는 3x3 간섭계 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 예를 도시한다. 전자 디바이스는 하나 이상의 소프트웨어 모듈들을 실행하도록 구성될 수 있는 프로세서(21)를 포함한다. 운영 체제의 실행에 더하여, 프로세서(21)는, 웹 브라우저, 전화 애플리케이션, 이메일 프로그램을 포함하는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션들, 또는 다른 소프트웨어 애플리케이션을 실행하도록 구성될 수 있다.
[0059] 프로세서(21)는 어레이 드라이버(22)와 통신하도록 구성될 수 있다. 어레이 드라이버(22)는 예를 들어, 디스플레이 어레이 또는 패널(30)에 신호들을 제공하는 행 드라이버 회로(24) 및 열 드라이버 회로(26)를 포함할 수 있다. 도 1에 예시된 IMOD 디스플레이 디바이스의 횡단면이 도 2의 라인 1-1에 의해 도시된다. 도 2가 명료함을 위해 IMOD들의 3x3 어레이를 예시하지만, 디스플레이 어레이(30)는 매우 많은 수의 IMOD들을 포함할 수 있고, 열들 내의 IMOD들과는 상이한 개수의 행들 내의 IMOD들을 가질 수 있고, 그 역도 성립한다.
[0060] 도 3은 도 1의 간섭계 변조기에 대한 이동가능 반사층 위치 대 인가된 전압을 예시하는 다이어그램의 예를 도시한다. MEMS 간섭계 변조기들에 대해, 행/열(즉, 공통/세그먼트) 기록 프로시저는 도 3에 예시된 바와 같이 이들 디바이스들의 히스테리시스 특성을 이용할 수 있다. 간섭계 변조기는, 예를 들어, 이동가능 반사층, 또는 미러로 하여금 릴렉스된 상태에서 작동된 상태로 변경하도록 하기 위해 약 10볼트의 전위차를 요구할 수 있다. 전압이 그 값으로부터 감소될 때, 이동가능 반사층은 전압을 다시, 예를 들어, 10볼트 미만으로 강하시킴에 따라 자신의 상태를 유지하지만, 이동가능 반사층은 전압이 2볼트 미만으로 떨어질 때까지 완전히 릴렉스하지 않는다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 대략 3 내지 7볼트의 전압 범위가 존재하는데, 여기서, 디바이스가 릴렉스되거나 또는 작동된 상태 중 어느 하나에서 안정적인 인가 전압의 윈도우가 존재한다. 이는 "히스테리시스 윈도우(hysteresis window)" 또는 "안정성 윈도우(stability window)"로서 여기에서 지칭된다. 도 3의 히스테리시스 특성들을 가지는 디스플레이 어레이(30)에 대해, 행/열 기록 프로시저는 한번에 하나 이상의 행들을 어드레싱하도록 설계될 수 있고, 따라서, 주어진 행의 어드레싱동안, 작동될 어드레싱된 행들 내의 픽셀들은 약 10볼트의 전압차에 노출되고, 릴렉스될 픽셀들은 거의 0 볼트의 전압차에 노출된다. 어드레싱 이후, 픽셀들은, 이들이 이전 스트로빙(strobing) 상태를 유지하도록, 대략 5볼트의 정상 상태 또는 바이어스 전압차에 노출된다. 이 예에서, 어드레싱된 이후, 각각의 픽셀은 약 3-7볼트의 "안정성 윈도우" 내의 전위차를 겪는다. 이러한 히스테리시스 특성 특징(feature)은 예를 들어, 도 1에 예시된 픽셀 설계가, 동일한 인가 전압 조건들 하에서 작동된 또는 릴렉스된 기존 상태 중 어느 하나에서 안정적으로 유지되도록 한다. 작동된 상태에 있는지 또는 릴렉스된 상태에 있든 간에 각각의 IMOD 픽셀이 본질적으로 고정된 그리고 움직이는 반사층들에 의해 형성된 커패시터이기 때문에, 이러한 안정 상태는, 실질적으로 전력의 소모 또는 손실 없이 히스테리시스 윈도우 내의 정상 전압에서 유지될 수 있다. 또한, 인가된 전압차가 실질적으로 고정되어 유지되는 경우, 본질적으로 IMOD 픽셀 내로 전류가 거의 흐르지 않거나 전혀 흐르지 않는다.
[0061] 일부 구현들에서, 주어진 행 내의 픽셀들의 상태에 대한 (존재하는 경우) 원하는 변경에 따라, 이미지의 프레임은 열 전극들의 세트를 따라 "세그먼트" 전압들의 형태로 데이터 신호들을 인가함으로써 생성될 수 있다. 어레이의 각각의 행이 차례로 어드레싱될 수 있고, 따라서, 프레임은 한번에 하나의 행씩 기록된다. 원하는 데이터를 제 1 행 내의 픽셀들에 기록하기 위해, 제 1 행 내의 픽셀들의 원하는 상태에 대응하는 세그먼트 전압들이 열 전극들 상에 인가될 수 있고, 특정 "공통" 전압 또는 신호의 형태의 제 1 행 펄스가 제 1 행 전극에 인가될 수 있다. 이후, 세그먼트 전압들의 세트는 제 2 행 내의 픽셀들의 상태에 대한 (존재하는 경우) 원하는 변경에 대응하도록 변경될 수 있고, 제 2 공통 전압은 제 2 행 전극에 인가될 수 있다. 일부 구현들에서, 제 1 행 내의 픽셀들은 열 전극들을 따라 인가되는 세그먼트 전압들의 변경에 의해 영향을 받지 않으며, 픽셀들이 제 1 공통 전압 행 펄스 동안 세팅되었던 상태로 유지된다. 이 프로세스는 이미지 프레임을 산출하기 위해 순차적 방식으로, 행들 또는 대안적으로 열들의 전체 시리즈들에 대해 반복될 수 있다. 프레임들은 초당 일부 원하는 수의 프레임들에서 이 프로세스를 계속 반복함으로써 새로운 이미지 데이터로 리프레시 및/또는 업데이트될 수 있다.
[0062] 각각의 픽셀에 걸쳐 인가된 세그먼트 및 공통 신호들의 조합(즉, 각각의 픽셀에 걸친 전위차)은 각각의 픽셀에 대한 결과 상태를 결정한다. 도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 간섭계 변조기의 다양한 상태들을 예시하는 표의 예를 도시한다. 당업자에 의해 쉽게 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.
[0063] 도 4에(뿐만 아니라 도 5b에 도시된 타이밍도에) 예시된 바와 같이, 릴리스 전압 VCREL이 공통 라인을 따라 인가될 때, 공통 라인을 따르는 모든 간섭계 변조기 엘리먼트들은, 세그먼트 라인들을 따라 인가되는 전압들, 즉 높은 세그먼트 전압 VSH 및 낮은 세그먼트 전압 VSL과는 무관하게, 대안적으로 릴리스된 또는 비작동된 상태로서 지칭되는, 릴렉스된 상태에 놓일 것이다. 특히, 릴리스 전압 VCREL이 공통 라인을 따라 인가될 때, 변조기에 걸린 전위 전압(대안적으로, 픽셀 전압으로서 지칭됨)은, 높은 세그먼트 전압 VSH 및 낮은 세그먼트 전압 VSL 모두가 그 픽셀에 대한 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가될 때 릴렉스 윈도우(도 3을 참조, 또한 릴리스 윈도우로서 지칭됨) 내에 있다.
[0064] 높은 유지 전압 VCHOLD _H 또는 낮은 유지 전압 VCHOLD _L과 같은 유지 전압이 공통 라인에 인가될 때, 간섭계 변조기의 상태는 일정하게 유지될 것이다. 예를 들어, 릴렉스된 IMOD는 릴렉스된 위치에 유지될 것이고, 작동된 IMOD는 작동된 위치에서 유지될 것이다. 유지 전압들은, 높은 세그먼트 전압 VSH 및 낮은 세그먼트 전압 VSL 모두가 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가될 때 픽셀 전압이 안정성 윈도우 내에서 유지되도록 선택될 수 있다. 따라서, 세그먼트 전압 스윙(segment voltage swing), 즉 높은 VSH와 낮은 세그먼트 전압 VSL 사이의 차이는 양의 또는 음의 안정성 윈도우 중 어느 하나의 폭보다 더 적다.
[0065] 높은 어드레싱 전압 VCADD _H 또는 낮은 어드레싱 전압 VCADD _L과 같은 어드레싱 또는 작동 전압이 공통 라인에 인가될 때, 데이터는 개별 세그먼트 라인들을 따른 세그먼트 전압들의 인가에 의해 그 라인을 따라 변조기들에 선택적으로 기록될 수 있다. 세그먼트 전압들은 작동이 인가된 세그먼트 전압에 따르도록 선택될 수 있다. 어드레싱 전압이 공통 라인을 따라 인가될 때, 하나의 세그먼트 전압의 인가는 안정성 윈도우 내의 픽셀 전압을 초래하여, 픽셀이 비작동상태로 유지하도록 할 것이다. 대조적으로, 다른 세그먼트 전압의 인가는 안정성 윈도우를 넘는 픽셀 전압을 초래하여, 픽셀의 작동을 초래할 것이다. 작동을 야기하는 특정 세그먼트 전압은 어느 어드레싱 전압이 사용되는지에 따라 달라질 수 있다. 일부 구현들에서, 높은 어드레싱 전압 VCADD _H이 공통 라인을 따라 인가될 때, 높은 세그먼트 전압 VSH의 인가는 변조기로 하여금 자신의 현재 위치를 유지하도록 할 수 있는 반면, 낮은 세그먼트 전압 VSL의 인가는 변조기의 작동을 야기할 수 있다. 결과적으로, 낮은 어드레싱 전압 VCADD _L이 인가될 때 세그먼트 전압들의 효과는 반대가 될 수 있는데, 따라서 높은 세그먼트 전압 VSH은 변조기의 작동을 야기하며, 낮은 세그먼트 전압 VSL은 변조기의 상태에 대한 어떠한 영향도 가지지 않는다(즉, 안정상태를 유지).
[0066] 일부 구현들에서, 변조기들에 걸린 동일한 극성의 전위차를 항상 산출하는 유지 전압들, 어드레스 전압들 및 세그먼트 전압들이 사용될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 변조기들의 전위차의 극성을 교번시키는 신호들이 사용될 수 있다. 변조기들에 걸친 극성의 교번(즉, 기록 프로시저들의 극성의 교번)은 단일 극성의 반복되는 기록 동작들 이후에 발생할 수 있는 전하 누적을 감소시키거나 억제할 수 있다.
[0067] 도 5a는 도 2의 3x3 간섭계 변조기 디스플레이 내의 디스플레이 데이터의 프레임을 예시하는 다이어그램의 예를 도시한다. 도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하기 위해 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 예를 도시한다. 신호들이 예를 들어, 도 2의 3x3 어레이에 인가될 수 있는데, 이는 궁극적으로 도 5a에 예시된 라인 시간(60e) 디스플레이 어레인지먼트(arrangement)를 초래할 것이다. 도 5a의 작동된 변조기들은 어두운-상태에, 즉 반사된 광의 상당 부분이 가시 스펙트럼의 외부에 있어서 예를 들어, 뷰어에게 어두운 외관을 초래하는 상태에 있다. 도 5a에 예시된 프레임을 기록하기 전에, 픽셀들은 임의의 상태에 있을 수 있지만, 도 5b의 타이밍도에 예시된 기록 프로시저는 각각의 변조기가 릴리스되었으며 제 1 라인 시간(60a) 이전에 비작동된 상태에 있다고 가정한다.
[0068] 제 1 라인 시간(60a) 동안, 릴리스 전압(70)이 공통 라인 1에 인가되고; 공통 라인 2에 인가된 전압은 높은 유지 전압(72)에서 시작하여 릴리스 전압(70)으로 이동하고; 낮은 유지 전압(76)이 공통 라인 3을 따라 인가된다. 따라서, 공통 라인 1을 따르는 변조기들(공통 1, 세그먼트 1)(1,2) 및 (1,3)은 제 1 라인 시간(60a)의 듀레이션 동안 릴렉스된 또는 비작동 상태를 유지하며, 공통 라인 2를 따르는 변조기들(2,1), (2,2) 및 (2,3)은 릴렉스된 상태로 이동할 것이며, 공통 라인 3을 따르는 변조기들(3,1), (3,2) 및 (3,3)은 자신의 이전 상태를 유지할 것이다. 도 4를 참조하면, 세그먼트 라인들(1, 2 및 3)을 따라 인가된 세그먼트 전압들은, 공통 라인들(1, 2 또는 3) 중 어느 것도 라인 시간(60a)동안 작동을 야기하는 전압 레벨들(즉, VCREL - 릴렉스 및 VCHOLD _L - 안정)에 노출되지 않음에 따라, 간섭계 변조기들의 상태에 대한 어떠한 영향도 가지지 않을 것이다.
[0069] 제 2 라인 시간(60b) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 이동하고, 공통 라인 1을 따르는 모든 변조기들은, 어드레싱 또는 작동 전압이 공통 라인 1에 인가되지 않았기 때문에, 인가된 세그먼트 전압과는 무관하게 릴렉스된 상태로 유지된다. 공통 라인 2를 따르는 변조기들은 릴리스 전압(70)의 인가로 인해 릴렉스된 상태로 유지되고, 공통 라인 3을 따르는 변조기들 (3,1), (3,2) 및 (3,3)은 공통 라인 3을 따르는 전압이 릴리스 전압(70)으로 이동할 때 릴렉스할 것이다.
[0070] 제 3 라인 시간(60c) 동안, 공통 라인 1은 공통 라인 1 상에 높은 어드레스 전압(74)을 인가함으로써 어드레싱된다. 낮은 세그먼트 전압(64)이 이 어드레스 전압의 인가 동안 세그먼트 라인들(1 및 2)을 따라 인가되기 때문에, 변조기들(1,1) 및 (1,2)에 걸린 픽셀 전압은 변조기들의 양의 안정성 윈도우의 높은 하이 엔드(high end)보다 더 크고(즉, 전압차가 미리 정의된 임계치를 초과함), 변조기들(1,1) 및 (1,2)은 작동된다. 역으로, 높은 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 3을 따라 인가되기 때문에, 변조기(1,3)에 걸친 픽셀 전압은 변조기들(1,1) 및 (1,2)의 전압보다 더 작으며, 변조기의 양의 안정성 윈도우 내에서 유지되고; 따라서 변조기(1,3)는 릴렉스 상태로 유지된다. 또한, 라인 시간(60c) 동안, 공통 라인 2를 따르는 전압은 낮은 유지 전압(76)으로 감소하고, 공통 라인 3을 따르는 전압은 릴리스 전압(70)으로 유지되어, 공통 라인들 2 및 3을 따르는 변조기들을 릴렉스된 위치에 남겨둔다.
[0071] 제 4 라인 시간(60d) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 돌아와서, 공통 라인 1을 따르는 변조기들이 자신들의 개별 어드레싱된 상태들로 되게 한다. 공통 라인 2상의 전압은 낮은 어드레스 전압(78)으로 감소된다. 높은 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 2를 따라 인가되기 때문에, 변조기(2,2)에 걸린 픽셀 전압은 변조기의 음의 안정성 윈도우의 하위 로우 엔드(lower end) 미만이기 때문에, 변조기(2,2)가 작동되도록 한다. 역으로, 낮은 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들 1 및 3을 따라 인가되기 때문에, 변조기들(2,1) 및 (2,3)은 릴렉스된 위치에 유지된다. 공통 라인 3 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 증가하여, 공통 라인 3을 따르는 변조기들이 릴렉스된 상태로 되게 한다.
[0072] 마지막으로, 제 5 라인 시간(60e) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)에서 유지되고, 공통 라인 2 상의 전압은 낮은 유지 전압(76)에서 유지되어, 공통 라인들 1 및 2를 따르는 변조기들이 자신들의 개별 어드레싱된 상태들이 되게 한다. 공통 라인 3 상의 전압은 공통 라인 3을 따르는 변조기들을 어드레싱하기 위해 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)은 작동되는 반면, 세그먼트 라인 1을 따라 인가되는 높은 세그먼트 전압(62)은 변조기(3,1)로 하여금 릴렉스된 위치에서 유지되도록 한다. 따라서, 제 5 라인 시간(60e)의 끝에서, 3x3 픽셀 어레이는 도 5a에 도시된 상태에 있으며, 다른 공통 라인들(도시안됨)을 따르는 변조기들이 어드레싱될 때 발생할 수 있는 세그먼트 전압의 변경들과는 무관하게, 유지 전압들이 공통 라인들을 따라 인가되는 한 그 상태로 유지될 것이다.
[0073] 도 5b의 타이밍도에서, 주어진 기록 프로시저(즉, 라인 시간들(60a-60e))는 높은 유지 및 어드레스 전압들, 또는 낮은 유지 및 어드레스 전압들의 사용을 포함할 수 있다. 일단 기록 프로시저가 주어진 공통 라인에 대해 완료되면(그리고, 공통 전압이 작동 전압과 동일한 극성을 가지는 유지 전압으로 세팅되면), 픽셀 전압은 주어진 안정성 윈도우 내에서 유지되며, 릴리스 전압이 그 공통 라인에 인가될 때까지 릴렉스 윈도우를 통과하지 않는다. 게다가, 각각의 변조기가 변조기를 어드레싱하기 전에 기록 프로시저의 일부분으로서 릴리스됨에 따라, 변조기의 릴리스 시간이 아닌 작동 시간이 필수적인 라인 시간을 결정할 수 있다. 구체적으로, 변조기의 릴리스 시간이 작동 시간보다 더 큰 구현들에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 릴리스 전압은 단일 라인 시간보다 더 오래 인가될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 공통 라인들 또는 세그먼트 라인들을 따라 인가된 전압들은 상이한 컬러들의 변조기들과 같은 상이한 변조기들의 작동 및 릴리스 전압들의 변경들을 고려하도록 변경될 수 있다.
[0074] 위에서 제시된 원리들에 따라 동작하는 간섭계 변조기들의 구조물의 세부사항들은 폭넓게 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 6a-6e는, 이동가능 반사층(14) 및 이의 지지 구조물들을 포함한, 간섭계 변조기들의 여러 구현들의 횡단면들의 예들을 도시한다. 도 6a는 도 1의 간섭계 변조기 디스플레이의 부분적 횡단면의 예를 도시하고, 여기서, 금속 물질의 스트립, 즉 이동가능 반사층(14)이 기판(20)으로부터 직교하여 연장하는 지지부들(18) 상에 증착된다. 도 6b에서, 각각의 IMOD의 이동가능 반사층(14)은 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 형상이며, 테더(tether)들(32)상의 코너들에 있는 또는 코너들 근처의 지지부들에 부착된다. 도 6c에서, 이동가능 반사층(14)은 일반적으로, 정사각형 또는 직사각형 형상이며, 플렉시블 금속(flexible metal)을 포함할 수 있는 변형가능 층(34)으로부터 현수될 수 있다. 변형가능 층(34)은, 직접적으로 또는 간접적으로, 이동가능 반사층(14)의 주변 둘레의 기판(20)에 연결될 수 있다. 이들 연결들은 여기에서 지지 포스트들로서 지칭된다. 도 6c에 도시된 구현들은 이동가능 반사층(14)의 광학적 기능들을 이동가능 반사층(14)의 기계적 기능들로부터 디커플링(decoupling)함으로써 유도하는 추가적인 이점들을 가지며, 이러한 디커플링은 변형가능 층(34)에 의해 수행된다. 이러한 디커플링은 반사층(14)에 대해 사용되는 구조물 설계 및 물질들 및 변형가능 층(34)에 대해 사용되는 구조물 설계 및 물질들이 서로 독립적으로 최적화되도록 한다.
[0075] 도 6d는 IMOD의 또 다른 예를 도시하며, 여기서 이동가능 반사층(14)은 반사 서브-층(sub-layer)(14a)을 포함한다. 이동가능 반사층(14)은 지지 포스트들(18)과 같은 지지 구조물 상에 존재한다. 지지 포스트들(18)은 하부 고정 전극(즉, 예시된 IMOD 내의 광학 스택(16)의 일부)로부터의 이동가능 반사층(14)의 분리를 제공하고, 따라서, 예를 들어, 이동가능 반사층(14)이 릴렉스된 위치에 있을 때, 갭(19)이 이동가능 반사층(14) 및 광학 스택(16) 사이에 형성된다. 이동가능 반사층(14)은 또한 전극으로서 역할을 하도록 구성될 수 있는 전도성 층(14c), 및 지지층(14b)을 포함할 수 있다. 이 예에서, 전도성 층(14c)은 기판(20)으로부터 떨어져 있는 지지층(14b)의 한 측면 상에 배치되고, 반사 서브-층(14a)은 기판(20)에 가까운 지지층(14b)의 다른 측면 상에 배치된다. 일부 구현들에서, 반사 서브-층(14a)은 전도성일 수 있고, 지지층(14b) 및 광학 스택(16) 사이에 배치될 수 있다. 지지층(14b)은 유전체 물질, 예를 들어, 실리콘 옥시나이트라이드(SiON) 또는 이산화 실리콘(SiO2)의 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 지지층(14b)은 예를 들어, Si02/SiON/Si02 삼중층(tri-layer) 스택과 같은 층들의 스택일 수 있다. 반사 서브-층(14a) 및 전도성 층(14c) 중 어느 하나 또는 둘 모두는, 예를 들어, 약 0.5% 구리(Cu)와의 알루미늄(Al) 합금, 또는 또 다른 반사성 금속 물질을 포함할 수 있다. 유전체 지지층(14b) 위 아래에 전도성 층들(14a 및 14c)을 사용하는 것은 응력들의 균형을 맞추고, 향상된 전도성을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 반사 서브-층(14a) 및 전도성 층(14c)은 이동가능 반사층(14) 내의 특정 응력 프로파일들을 달성하는 것과 같은 다양한 설계 목적들을 위해 상이한 물질들로 형성될 수 있다.
[0076] 도 6d에 예시된 바와 같이, 일부 구현들은 또한 블랙 마스크 구조물(23)을 포함할 수 있다. 블랙 마스크 구조물(23)은 주변광 또는 미광을 흡수하기 위해 (예를 들어, 픽셀들 사이의 또는 포스트들(18) 아래의) 광학적으로 비활성 영역들에 형성될 수 있다. 블랙 마스크 구조물(23)은 또한 광이 디스플레이의 비활성 부분들로부터 반사되거나 디스플레이의 비활성 부분들을 통해 투과되지 않도록 함으로써 디스플레이 디바이스의 광학 특성들을 개선하고, 이에 의해 콘트라스트 비를 증가시킬 수 있다. 부가적으로, 블랙 마스크 구조물(23)은 전도성이며, 전기적 버싱층(electrical bussing layer)으로서 기능하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 행 전극들은 연결된 행 전극들의 저항을 감소시키기 위해 블랙 마스크 구조물(23)에 연결될 수 있다. 블랙 마스크 구조물(23)은 증착 및 패터닝 기술들을 포함하는 다양한 방법들을 사용하여 형성될 수 있다. 블랙 마스크 구조물(23)은 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 블랙 마스크 구조물은, 각각 약 30-80Å, 500-1000Å, 및 500-6000Å의 범위의 두께를 가지는, 흡광기로서 역할을 하는 몰리브덴-크롬(MoCr)층, Si02층, 및 반사기 및 버스층으로서 역할을 하는 알루미늄 합금을 포함한다. 하나 이상의 층들은, 예를 들어, MoCr 및 Si02층들을 위한 탄소 테트라플루오르메탄(CF4) 및/또는 산소(O2), 및 알루미늄 합금층을 위한 염소(Cl2) 및/또는 붕소 트리클로라이드(BCl3)을 포함하는, 포토리소그래피 및 건식 에칭을 포함하는 다양한 기술들을 사용하여 패터닝될 수 있다. 일부 구현들에서, 블랙 마스크(23)는 에탈론 또는 간섭측정 스택 구조물일 수 있다. 이러한 간섭측정 스택 블랙 마스크 구조물들(23)에서, 전도성 흡수기들은 각각의 행 또는 열의 광학 스택(16) 내의 하부의 고정 전극들 사이에서 신호들을 전송하거나 버싱(bus)하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 스페이서층(35)은 일반적으로, 블랙 마스크(23) 내의 전도성 층들로부터 흡수층(16a)을 전기적으로 격리하는 역할을 할 수 있다.
[0077] 도 6e는 IMOD의 또 다른 예를 도시하며, 여기서, 이동가능 반사층(14)은 자가-지지적이다. 도 6d와 대조적으로, 도 6e의 구현은 지지 포스트들(18)을 포함하지 않는다. 대신, 이동가능 반사층(14)은 다수의 위치들에서의 기반(underlying) 광학 스택(16)에 접촉하고, 이동가능 반사층(14)의 곡률(curvature)은, 간섭계 변조기에 걸린 전압이 작동을 야기하기에는 불충분할 때 이동가능 반사층(14)이 도 6e의 비작동된 위치로 돌아가기에 충분한 지지부를 제공한다. 복수의 여러 상이한 층들을 포함할 수 있는 광학 스택(16)은 명료함을 위해 흡광기(16a) 및 유전체(16b)를 포함하는 것으로 여기에 도시된다. 일부 구현들에서, 흡광기(16a)는 고정 전극 및 부분적 반사층 둘 모두로서 역할을 할 수 있다.
[0078] 도 6a-6e에 도시된 것과 같은 구현들에서, IMOD들은, 이미지들이 투명 기판(20)의 전방 측면, 즉 변조기가 배열되는 측의 반대측으로부터 보여지는, 다이렉트 뷰(direct-view) 디바이스로서 기능한다. 이들 구현들에서, 디바이스의 후방 부분들(즉, 예를 들어, 도 6c에 예시된 변형가능층(34)을 포함하는 이동가능 반사층(14) 뒤의 디스플레이 디바이스의 임의의 부분)이 구성되며, 디스플레이 디바이스의 이미지 품질에 영향을 끼치거나(impact) 부정적으로 영향을 주지 않고 동작될 수 있는데, 왜냐하면, 반사층(14)이 디바이스의 해당 부분들을 광학적으로 차폐하기 때문이다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 이동가능 반사층(14) 뒤에 버스 구조물(예시되지 않음)이 포함될 수 있으며, 이는 전압 어드레싱 및 이러한 어드레싱으로부터 초래되는 움직임들과 같은, 변조기의 전기기계적 특성들로부터 변조기의 광학적 특성들을 분리하기 위한 능력을 제공한다. 부가적으로, 도 6a-6e의 구현들은 예를 들어, 패터닝과 같은 프로세싱을 단순화할 수 있다.
[0079] 도 7은 간섭계 변조기에 대한 제조 프로세스(80)를 예시하는 흐름도의 예를 도시하고, 도 8a-8e는 이러한 제조 프로세스(80)의 대응하는 스테이지들의 횡단면의 개략적 예시들의 예들을 도시한다. 일부 구현들에서, 제조 프로세스(80)는, 도 7에 도시되지 않은 다른 블록들에 추가하여, 예를 들어 도 1 및 6에 예시된 일반적 타입의 간섭계 변조기들을 제조하기 위해 구현될 수 있다. 도 1, 6 및 7을 참조하면, 프로세스(80)는 블록(82)에서 기판(20) 위에 광학 스택(16)을 형성하는 것으로 시작한다. 도 8a는 기판(20) 위에 형성된 이러한 광학 스택(16)을 예시한다. 기판(20)은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명 기판일 수 있고, 이는 유연하거나 또는 비교적 딱딱하여 구부러지지 않을 수 있으며, 광학 스택(16)의 효율적 형성을 용이하게 하기 위한 사전 준비 프로세스들, 예를 들어, 세정을 받았을 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 광학 스택(16)은 전기적으로 전도성이고, 부분적으로 투명하고 부분적으로 반사성일 수 있으며, 예를 들어, 투명 기판(20) 상에 원하는 특징들을 가지는 하나 이상의 층들을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 도 8a에서, 광학 스택(16)은 서브-층들(16a 및 16b)을 가지는 다층 구조물을 포함하지만, 일부 다른 구현들에서 더 많거나 더 적은 서브-층들이 포함될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a 및 16b) 중 하나는 결합된 전도체/흡수기 서브-층(16a)과 같은 광학적 흡수성 및 전도성 특성들 모두를 가지도록 구성될 수 있다. 부가적으로, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나 이상은 평행한 스트립들로 패터닝될 수 있고, 디스플레이 디바이스 내에 행 전극들을 형성할 수 있다. 이러한 패터닝은 마스킹 및 에칭 프로세스 또는 당해 기술분야에 공지된 또 다른 적절한 프로세스에 의해 수행될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a 및 16b) 중 하나는 하나 이상의 금속층들(예를 들어, 하나 이상의 반사 및/또는 전도성 층들) 위에 증착되는 서브-층(16b)과 같은 절연 또는 유전체층일 수 있다. 더욱이, 광학 스택(16)은 디스플레이의 행들을 형성하는 개별 및 평행한 스트립들로 패터닝될 수 있다.
[0080] 프로세스(80)는 블록(84)에서 광학 스택(16) 위에 희생층(25)을 형성하는 것으로 계속한다. 희생층(25)은 공동(19)을 형성하기 위해 (예를 들어, 블록 90에서) 추후 제거되고, 따라서, 희생층(25)은 도 1에 예시된 결과적인 간섭계 변조기들(12)에는 도시되지 않는다. 도 8b는 광학 스택(16) 위에 형성된 희생층(25)을 포함하는 부분적으로 제조된 디바이스를 예시한다. 광학 스택(16) 위에 희생층(25)을 형성하는 것은, 후속적 제거 이후에 원하는 설계 크기를 가지는 갭 또는 공동(19)(또한 도 1 및 8e를 참조)을 제공하기 위해 선택된 두께로, 몰리브덴(Mo) 또는 비정질 실리콘(a-Si)과 같은 제논 다이플루오라이드(XeF2)-에칭가능 물질의 증착을 포함할 수 있다. 희생 물질의 증착은 물리 기상 증착(PVD, 예를 들어, 스퍼터링), 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD), 열적 화학 기상 증착(열 CVD), 또는 스핀 코팅과 같은 증착 기술들을 사용하여 수행될 수 있다.
[0081] 프로세스(80)는 블록(86)에서 지지 구조물, 예를 들어, 도 1, 6 및 8c에 예시된 바와 같은 포스트(18)의 형성으로 계속한다. 포스트(18)의 형성은 지지 구조물 어퍼처를 형성하기 위해 희생층(25)을 패터닝하는 것, 및 이후 포스트(18)를 형성하기 위해, PVD, PECVD, 열적 CVD 또는 스핀-코팅과 같은 증착 방법을 사용하여, 어퍼처 내로 물질(예를 들어, 폴리머 또는 무기 물질, 예를 들어, 실리콘 산화물)을 증착시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 희생층에 형성된 지지 구조물 어퍼처는 희생층(25) 및 광학 스택(16) 모두를 통해 기반 기판(20)으로 확장될 수 있고, 따라서, 포스트(18)의 하부 단부는 도 6a에 예시된 바와 같이 기판(20)에 접촉한다. 대안적으로, 도 8c에 도시된 바와 같이, 희생층(25)에 형성된 어퍼처는 광학 스택(16)을 통해서가 아니라 희생층(25)을 통해 확장할 수 있다. 예를 들어, 도 8e는 광학 스택(16)의 상부 표면과 접촉하는 지지 포스트들(18)의 하부 단부들을 예시한다. 포스트(18) 또는 다른 지지 구조물들은 희생층(25) 위에 지지 구조물 물질의 층을 증착시키고, 희생층(25) 내의 어퍼처들로부터 떨어져 위치된 지지 구조물 물질의 일부분들을 제거하도록 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 지지 구조물들은 도 8c에 예시된 바와 같이 어퍼처들 내에 위치될 수 있을 뿐만 아니라, 또한 적어도 부분적으로 희생층(25)의 일부분 위에 확장할 수 있다 위에서 언급된 바와 같이, 희생층(25) 및/또는 지지 포스트들(18)의 패터닝은 패터닝 및 에칭 프로세스에 의해 수행될 뿐만 아니라, 대안적인 에칭 방법들에 의해 수행될 수 있다.
[0082] 프로세스(80)는 블록(88)에서 도 1, 6 및 8d에 예시된 이동가능 반사층(14)과 같은 이동가능 반사층 또는 막의 형성으로 계속한다. 이동가능 반사층(14)은, 하나 이상의 패터닝, 마스킹 및/또는 에칭 프로세스들과 함께, 하나 이상의 증착 프로세스들, 예를 들어, 반사층(예를 들어, 알루미늄, 알루미늄 합금) 증착을 사용함으로써 형성될 수 있다. 이동가능 반사층(14)은 전기적으로 전도성일 수 있고, 전기적 전도성 층으로서 지칭될 수 있다. 일부 구현들에서, 이동가능 반사층(14)은 도 8d에 도시된 바와 같은 복수의 서브-층들(14a, 14b 및 14c)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(14a, 14c)과 같은 서브-층들 중 하나 이상은 이들의 광학 특성들에 대해 선택된 높은 반사성의 서브-층들을 포함할 수 있고, 또 다른 서브-층(14b)은 자신의 기계적 특성들에 대해 선택된 기계적 서브-층을 포함할 수 있다. 희생층(25)이 블록(88)에서 형성된 부분적으로 제조된 간섭 측정 변조기에 여전히 존재하기 때문에, 이동가능 반사층(14)은 통상적으로 이 스테이지에서 이동가능하지 않다. 희생층(25)을 포함하는 부분적으로 제조된 IMOD는 또한 "릴리스되지 않은" IMOD로서 여기에서 지칭될 수 있다. 도 1과 관련하여 전술된 바와 같이, 이동가능 반사층(14)은 디스플레이의 열들을 형성하는 개별적인 그리고 평행한 스트립들로 패터닝될 수 있다.
[0083] 프로세스(80)는 블록(90)에서 공동, 예를 들어, 도 1, 6 및 8e에 예시된 바와 같은 공동(19)의 형성으로 계속된다. 공동(19)은 (블록(84)에서 증착된) 희생 물질(25)을 에천트에 노출시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, Mo 또는 비정질 Si와 같은 에칭가능한 희생 물질은 건식 화학 에칭에 의해, 예를 들어, 통상적으로 공동(19)을 둘러싸는 구조물들에 대해 선택적으로 제거되는 원하는 양의 물질을 제거하기에 효과적인 시간 기간 동안 고체 XeF2로부터 유도된 증기들과 같은, 기체 또는 기상 에천트에 희생층(25)을 노출시킴으로써 제거될 수 있다. 다른 에칭 방법들, 예를 들어, 습식 에칭 및/또는 플라즈마 에칭이 또한 사용될 수 있다. 희생층(25)이 블록 90 동안 제거되기 때문에, 이동가능 반사층(14)은 통상적으로 이 스테이지 이후에 이동가능하다. 희생 물질(25)의 제거 이후, 결과적인 완전히 또는 부분적으로 제조된 IMOD는 "릴리스된" IMOD로서 여기에서 지칭될 수 있다.
[0084] 반사성 디스플레이, 예를 들어, 간섭계 변조기들을 포함하는 일부 디스플레이들은 정반사 반사성 디스플레이들일 수 있고 광원으로서 주변광을 사용할 수 있기 때문에, 디스플레이된 이미지는 주변광의 방향 및/또는 조도에 의해 영향을 받을 수 있다. 도 9a는 디스플레이 표면상의 정반사율(specular reflectance)의 예를 예시한다. 정반사율에서, 지향성 조명(101)으로부터의 들어오는 광(100)(예를 들어, 태양, 실내 조명 등과 같은 하나 이상의 광원들로부터 오는 지향성 광)은 단일 방향(120)에서 디스플레이 표면(110)으로부터 반사된다. 디스플레이 표면(110)으로부터의 반사율은 정반사율의 방향(120)에서 가장 밝게 나타날 수 있다. 들어오는 광(100)이 지향성 조명(101)하에서 특정한 방향(120)으로 반사되기 때문에, 정반사성 디스플레이는 상이한 방향들에서 상이하게 보일 수 있다. 예를 들어, 뷰어가 포인트 A(정반사율의 방향(120))으로부터 디스플레이 표면(110)을 볼 때, 디스플레이 표면(110)은 비교적 밝게 나타날 수 있다. 그러나, 뷰어가 포인트 B(정반사율의 방향(120)이 아님)로부터 디스플레이 표면(110)을 볼 때, 디스플레이 표면(110)은 비교적 어둡게 나타날 수 있다.
[0085] 도 9b는 디스플레이 표면(110)상의 램베르 반사율의 일례를 예시한다. 램베르 반사율에서, 들어오는 광(100)은 실질적으로 모든 방향들(121)에서 디스플레이 표면(110)으로부터 반사되고, 디스플레이 표면(110)의 외관상의 밝기가 시야각과 관계없이 실질적으로 동일하게 나타난다. 예를 들어, 디스플레이 표면(110)은 포인트 A 또는 포인트 B로부터 디스플레이 표면(110)을 관찰할 때 실질적으로 동일한 밝기를 갖는다.
[0086] 도 9c는 확산 조명(102)으로 조명된 반사성 디스플레이 표면의 일례를 예시한다. 도 9c에 예시되어 있는 바와 같이, 반사성 디스플레이 표면(110)이 확산 조명(102)(예를 들어, 표면(110) 위의 실질적으로 모든 방향들로부터 오는 광)으로 조명될 때, 들어오는 확산 광(100)은 실질적으로 모든 방향들(121)로 반사되어서, 디스플레이 표면(110)의 밝기는 뷰어의 위치에 관계없이 (디스플레이 표면(110) 위의) 모든 방향들에서 실질적으로 동일하게 보일 수 있다(예를 들어, 각각의 디스플레이는 확산 조명 조건하에서 램베르 반사율 특징들을 갖는다). 특정한 구현들에 대해, 디스플레이 표면(110) 위의 모든 방향들은 2π 스테라디안 이하의 입체각들의 범위를 포함할 수 있다. 스테라디안은 단위 구의 표면상의 단위 면적에 의해 단위 구의 중심에서 대응하는 입체각으로서 정의될 수 있다. 구는 4π 스테라디안의 입체각에 대응한다. 따라서, 디스플레이 표면(110) 위의 모든 방향들은 구의 약 절반, 예를 들어, 2π 스테라디안 이하의 입체각을 가질 수 있다.
[0087] 반사성 디스플레이들은 또한 정반사율과 램베르 반사율 사이의 특징을 나타낼 수 있다. 도 9d는 정반사율과 램베르 반사율 사이의 반사율의 일례를 예시한다. 도 9d에 도시되어 있는 바와 같이, 들어오는 광(100)은 (일부 구현들에서는 정반사 방향일 수 있는) 방향(122) 주위의 각도들의 범위에서 산란하거나 반사한다. 표면(110)은 도 9a 내지 도 9d에 예시된 반사율 특징들, 예를 들어, 확산 및 지향성 조명 조건하에서 표면(110)으로부터의 반사율의 조합을 가질 수 있다. 표면(110)의 외관(예를 들어, 밝기)은 확산 및 지향성 광의 양(들), 지향성 광이 표면에 의해 수광되는 각도(들), 표면(110)이 보여지는 방향 등을 포함하는 팩터들에 의존할 수 있다.
[0088] "이득을 갖는 디스플레이"는 정반사율 및 정반사율과 램베르 반사율 사이의 특징들, 예를 들어, 2π 스테라디안 미만의 각도들의 범위로 반사되는 광을 나타낼 수 있는 것일 수 있다. 이러한 디스플레이가 정반사율을 발생시키는 상당한 지향성 성분을 가질 때, "이득" 밝기에 대한 디스플레이의 기회가 있을 수 있다. 광원이 디스플레이 표면에 대한 법선을 벗어난 일부 각도 범위내에 있으면, 사용자는 이득을 이용할 수 있다. 도 10은 고각(high angle)에서 그리고 뷰어(140)의 위에서의 지향성 조명(130)의 일례를 예시한다. 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 지향성 조명(130)으로부터 들어오는 광(100)은 디스플레이(210)를 조명하여, 들어오는 광(100)은 디스플레이(210)로부터 방향(122)을 향해 반사될 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 전화들에서와 같은 휴대용 디스플레이들에 대해, 뷰어들은 지향성 광(122)이 그들이 눈을 향해 반사되어 디스플레이(210)가 상대적으로 밝게 보이도록 디스플레이(210)를 자연스럽게 홀딩하는 경향이 있다. 따라서, 이득(또는 지향성 조명(130))을 갖는 디스플레이(210)는, 가장 높은 밝기를 갖는 반사광의 방향(122)이 뷰어(140)의 눈으로 향하도록 조정될 수 있다.
[0089] 도 11은 높은 이득, 낮은 이득, 및 램베르 특징을 갖는 디스플레이들의 예들에 대한 정반사 방향을 벗어난 시야각의 함수로서 디스플레이의 밝기의 그래픽 도면이다. 시야각은 법선 방향(325)을 벗어나 약 -90°로부터 약 +90°까지 변할 수 있다. 디스플레이의 밝기는 (때때로 니트(nit)로 불리는) candela/m2의 단위로 측정된 휘도로서 표현될 수 있다. 트레이스(310)는 상대적으로 높은 이득을 갖는 디스플레이를 예시하고, 트레이스(320)는 상대적으로 낮은 이득을 갖는 디스플레이를 예시한다. 이들 예들에서, 2개의 트레이스들(310 및 320)은 벨(bell) 형상이고, 예를 들어, 정반사의 방향에서의 시야각에서 최대 밝기를 가질 수 있다. 상대적으로 높은 이득을 예시하는 트레이스(310)는 상대적으로 낮은 이득을 예시하는 트레이스(320) 보다 큰 최대 밝기를 갖는다. 상기 논의한 바와 같이, 뷰어(140)는 예를 들어, 최대 밝기의 방향(또는 더 밝은 반사의 방향)이 뷰어의 눈을 향하도록 디스플레이(210)를 배향함으로써 최대 밝기를 이용하기 위해 이득으로 디스플레이(210)를 조정할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(210)는 광원(100)의 각도(θsource)에 관하여 시야각(θview)을 조정하기 위해 (예를 들어, 수직 방향(300)에 대해 측정된) 각도(θdisplay)에서 조정될 수 있다. 예를 들어, 특정한 구현들에서, 법선 방향(325)을 벗어난 정반사의 각도(θspecular)는 법선 방향(325)을 벗어난 광원(100)의 각도(θsource)와 대략 동일할 수 있다. 이들 구현들에서, 정반사 방향을 벗어난 시야각(
θ)은 θspecular - θview로서 표현될 수 있다. 디스플레이(210)의 밝기는 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 정반사 방향을 벗어난 각도(
θ)의 함수일 수 있다.
[0090] 확산 조명의 높은 조도, 예를 들어, 밝은 흐린 날의 조건하에서, 반사성 디스플레이(210)의 특정한 구현들은 상대적으로 밝게 나타날 수 있다. (제곱미터 당 럭스 또는 루멘의 단위의) 조도는 표면의 단위 면적에 입사한 광속의 측정치이다. 확산 조명의 낮은 조도, 예를 들어, 어두운 흐린 날의 조건하에서, 반사성 디스플레이의 특정한 구현들은 상대적으로 어둡게 나타날 수 있다. 상기 논의한 바와 같이, 확산 조명 조건하의 특정한 타입의 디스플레이들은 램베르 반사율 특징을 가질 수 있다. 도 11의 트레이스(330)에 도시되어 있는 바와 같이, 램베르 특징을 갖는 예시적인 디스플레이는 시야각이 약 -90°로부터 약 +90°까지 변할 때에도, 실질적으로 동일하게 나타날 수 있고, 예를 들어, 실질적으로 동일한 밝기를 갖는다.
[0091] 조명이 비교적 균일한 경우에, 디스플레이(210)의 일부 타입들은 램베르 디스플레이 이상의 이득의 이점을 갖지 않을 수 있다. 또한, 광이 광의 동일한 조도에 대해 확산 조명 조건하에서 광범위한 방향들로 확산되기 때문에서, 확산 조명으로 조명된 디스플레이는 지향성 조명으로 조명될 때 보다 어둡게 나타날 수 있다. 따라서, 디스플레이 디바이스의 다양한 구현들은 확산 조명을 이용한 조명과 지향성 조명을 이용한 조명 사이를 구별하여 예를 들어, 프런트-조명 또는 백-조명과 같은 보조 광원을 통해 디스플레이 디바이스에 제공될 수 있는 광의 추가량을 결정하고 제어하기 위해 본원에 설명한 디바이스 및 방법을 사용할 수 있다.
[0092] 도 12는 디스플레이 디바이스(200)의 예시적인 구현을 예시한다. 디스플레이 디바이스는 디스플레이(210), 및 디스플레이(210)에 보충광을 제공하도록 구성된 보조 광원(220)을 가질 수 있다. 디스플레이 디바이스(200)는 주변광(500)의 조도를 측정하도록 구성된 센서 시스템(230)을 더 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스(200)는 센서 시스템(230)과 통신하는 제어기(240)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 전자기기를 포함하는 제어기(240)는 디스플레이(210)에 일정량의 보충광을 제공하기 위해 보조 광원(220)을 조정하도록 구성될 수 있다. 보충광의 양은 센서 시스템(230)으로부터의 측정치들에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
[0093] 특정한 구현들에서, 디스플레이 디바이스(200)는 셀룰러 전화들, 모바일 텔레비전 수신기들, 무선 디바이스들, 스마트폰들, 블루투스 디바이스들, 개인 데이터 보조 단말(PDA)들, 무선 전자 메일 수신기들, 핸드헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, GPS 수신기들/네비게이터들, 카메라 및 카메라 뷰 디스플레이들, MP3 플레이어들, 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 시계들, 계산기들, 전자 판독 디바이스들(예를 들어, e-리더들), DVD 플레이어들, CD 플레이어들, 또는 임의의 전자 디바이스용 디스플레이들을 포함하는 여기에 논의한 바와 같은 디스플레이(210)를 포함할 수 있다. 디스플레이(210)의 형상은 예를 들어, 직사각형일 수 있지만, 정사각형 또는 타원형과 같은 다른 형상들이 또한 사용될 수 있다. 디스플레이(210)는 유리, 또는 플라스틱, 또는 다른 재료로 이루어질 수 있다. 다양한 구현들에서, 디스플레이(210)는 반사성 디스플레이, 예를 들어, 본원에 논의한 바와 같은 반사성 간섭계 변조기들 또는 액정 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이들을 포함한다. 일부 다른 구현들에서, 디스플레이(210)는 반투과성 디스플레이 또는 방사성 디스플레이를 포함한다.
[0094] 디스플레이 디바이스는 디스플레이(210)에 보충광을 제공하도록 구성된 보조 광원(220)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 보조 광원(220)은 예를 들어, 반사성 디스플레이에 대한 프런트-조명을 포함할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 보조 광원(220)은 예를 들어, 방사성 또는 반투과성 디스플레이들에 대한 백라이트를 포함할 수 있다. 보조 광원(220)은 임의의 타입의 광원, 예를 들어, 발광 다이오드(LED)일 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 광 가이드(미도시)가 광원(220)으로부터 광을 수광하고 광을 디스플레이(210)의 하나 이상의 부분들로 가이드하기 위해 사용될 수 있다.
[0095] 도 12에 도시된 구현에서, 센서 시스템(220)은 광범위한 방향들로부터의 주변광(500)의 확산 조도를 측정하고 그리고/또는 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 주변광(500)의 지향성 조도를 측정하도록 구성될 수 있다. 확산 조도는 광범위한 각도들로부터 센서 시스템(230)에 도달하는 주변광(500), 예를 들어, 약 2π 스테라디안까지의 입체각에 대응하는 방향들로부터 디스플레이(210)에 도달하는 광의 조도의 측정치일 수 있다. 지향성 조도는 2π 스테라디안 미만의 입체각에 대응하는 방향들로부터 센서 시스템(230)에 도달하는 주변광(500), 예를 들어, 더 후술하는 바와 같이 각도들의 하나 이상의 상대적으로 좁은 콘(cone)들로부터 센서 시스템(230)에 도달하는 광의 조도의 측정치일 수 있다. 일부 구현들에서, 지향성 조도는 약 2π 스테라디안 훨씬 미만의 입체각에 대응하는 방향들로부터 센서 시스템(230)에 도달하는 주변광(500)의 조도의 측정치일 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현들에서, 콘은 약 5도 내지 약 60도, 예를 들어, 약 5도 내지 약 15도, 약 15도 내지 약 30도, 약 30도 내지 약 45도, 약 45도 내지 약 60도의 각도(풀(full)) 폭, 또는 일부 다른 범위의 각도 폭들을 가질 수 있다.
[0096] 도 13a는 확산 광 센서(231) 및 지향성 광 센서(232)를 포함하는 예시적인 센서 시스템(230)을 예시한다. 확산 광 센서(231)는 확산 조도를 측정하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 확산 광 센서(231)는 광범위한 방향들로부터의 광(예를 들어, 센서상에 입사되는 실질적으로 모든 방향들로부터의 광)을 감지하는 전방향성 광 센서, 예를 들어, 입사 미터(incidence meter)일 수 있다. 지향성 광 센서(232)는 지향성 조도를 측정하도록 구성될 수 있다. 도 13b는 예시적인 지향성 광 센서(232)에 대한 수광각(θacc)의 예를 예시한다. 예를 들어, 지향성 광 센서(232)는 예를 들어, 약 10도, 약 15도, 약 20도, 약 25도, 약 30도, 약 35도, 약 40도, 약 45도, 약 50도, 약 55도, 약 60도, 또는 일부 다른 각도의 수광각(θacc)을 갖는 콘내의 방향으로부터 오는 광에 민감할 수 있다. 지향성 광 센서(232)는 약 5도 내지 약 15도, 약 15도 내지 약 30도, 약 30도 내지 약 45도, 약 45도 내지 약 60도 범위, 또는 일부 다른 범위의 각도 폭들의 수광각을 갖는 콘으로부터 수광된 광을 측정할 수 있다. 센서 시스템(230)은 유기 또는 나노입자 센서들을 포함할 수 있다. 센서 시스템(230)은 포토다이오드들, 포토트랜지스터들, 및/또는 포토레지스터들을 또한 포함할 수 있다.
[0097] 도 13c는 복수의 지향성 광 센서들(232)을 포함하는 예시적인 센서 시스템(230)을 예시한다. 지향성 광 센서들(232) 각각은 특정한 방향을 포인팅할 수 있고, 2π 스테라디안 미만, 및 일부 구현들에서는 약 2π 스테라디안 보다 훨씬 작은 입체각에 대응하는 콘으로부터 수광된 광에 민감할 수 있다. 일부 구현들에서, 지향성 광 센서들(232) 중 하나 이상의 광 민감도(light sensitivity)의 방향들은 적어도 부분적으로 오버랩할 수 있고, 이것은 센서들(232) 중 하나의 고장의 경우에 리던던시의 정도를 제공할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 지향성 광 센서들(232) 중 하나 이상의 광 민감도의 방향들은 지향성 광 센서들(232) 중 2개 이상으로부터의 측정치들의 보간을 통해 지향성 광원의 각도 위치의 측정을 허용하기 위해 적어도 부분적으로 오버랩할 수 있다. 일부 구현들에서, 복수의 지향성 광원들(232)은 (예를 들어, 약 2π 스테라디안까지의) 지향성 광 센서들(232)에 대한 각도들의 상대적으로 넓은 범위(θrange)상에 배치된 지향성 광원들이 측정될 수 있도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 13c에 도시된 센서들(232)의 선형 어레이는 어레이의 라인을 따라 약 120도까지, 약 140도까지, 또는 약 160도까지의 각도들의 범위(θrange)에서 지향성 광원들을 측정할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 지향성 광원들(232)은 디스플레이 디바이스(200)에 대한 기대 또는 예상 방향들로부터 오는 지향성 광원들에 민감하도록 배열될 수 있다.
[0098] 일부 경우들에서, 지향성 광 센서(232) 각각은 예를 들어, 약 5도, 약 10도, 약 15도, 약 20도, 약 25도, 약 30도, 약 35도, 약 40도, 약 45도, 약 50도, 약 55도, 약 60도, 또는 일부 다른 각도의 수광각을 갖는 콘내의 방향들로부터 오는 광에 민감할 수 있다. 다른 경우들에서, 지향성 광원들(232)은 상이한 각도들을 갖는 콘내의 방향들로부터 오는 광에 민감할 수 있고, 예를 들어, 하나의 지향성 광원은 약 40도에 민감할 수 있는 반면에, 다른 지향성 광원은 약 30도에 민감할 수 있다. 일부 구현들에서, 더 좁은 수광각을 갖는 지향성 광 센서들(232)은 예상 지향성 조도의 위치들에서 배열될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 더 좁은 수광각을 갖는 지향성 광 센서들(232)은 더 좁은 수광각을 갖는 지향성 광원(232) 및 더 넓은 수광각을 갖는 지향성 광원(232)으로부터의 측정치들의 보간을 통해 지향성 광원들의 각도 위치의 측정을 허용하기 위해 더 넓은 수광각을 갖는 지향성 광 센서들(232)과 오버랩하도록 배열될 수 있다. 일부 구현들에서, 복수의 지향성 광 센서들(232)은 예를 들어, 도 13a에 도시되어 있는 바와 같이 확산 센서(231)와 사용될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 확산 조도는 복수의 지향성 광원들(232)에 의해 측정될 수 있고, 예를 들어, 지향성 광원들(232) 각각에 의해 측정된 조도들의 평균은 지향성 광원들(232) 각각에 대한 각각의 수광각에 기초하여 가중된다. 다양한 구현들에서, 복수의 센서들(232)은 도 13c에 도시되어 있는 바와 같이 선형 어레이에 또는 2차원 어레이(예를 들어, 4x4 또는 5x5 어레이)에 배치될 수 있다. 복수의 지향성 광원들(232)은 광 센서(235) 또는 광센서 어레이와 결합된 다수의 어퍼처들(233) 또는 다수의 튜브들(234)로서 일부 구현들에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 어퍼처들(233)의 어레이는 디스플레이 디바이스(200)의 커버의 부분에서 형성될 수 있고, 광센서(235)는 어퍼처들(233) 각각 아래에 배치될 수 있다. 어퍼처(233)는 특정한 방향을 포인팅하는 신장된 개구로서 형성될 수 있고, 어퍼처(233)의 크기 및/또는 개구 각도는 (광센서(235) 또는 광센서 어레이에 의한) 광의 수광을 특정한 각도들의 범위로 제한하도록 사용될 수 있다. 다양한 구현들이 어퍼처(233)의 수광각을 제한하기 위한 렌즈를 또한 포함할 수 있다.
[0099] 도 13d는 단일 지향성 광 센서(232)를 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다. 도 13d의 좌측에 도시되어 있는 바와 같이, 지향성 광 센서(232)는 제 1 위치에서 지향성 조도를 측정할 수 있다. 지향성 광 센서(232)는 다중의 방향들로부터의 광을 수집하도록 틸트(tilt)될 수 있다. 예를 들어, 도 13d의 우측에 도시되어 있는 바와 같이, 지향성 광 센서(232)는 제 2 위치에서 지향성 조도를 측정하도록 틸트될 수 있다. 다양한 구현들에서, 지향성 광 센서(232)는 법선 방향(325)으로부터 약 + 90도로부터 각도(θtilt) 만큼 틸트될 수 있다. 지향성 조도는 상이한 틸트 각도들(θtilt)에서 지향성 광 센서(232)에 의해 측정될 수 있다. 확산 조도는 지향성 광원(232)에 의해 또한 측정될 수 있고, 예를 들어, 모든 측정된 조도들에 대해 지향성 광원(232)에 의해 측정된 조도들의 평균은 상이한 틸트 각도들(θtilt) 각각에 대한 각각의 수광각에 기초하여 가중된다. 디스플레이 디바이스(200)는 센서(232)를 자동으로 틸트시킬 수 있는 액추에이터(미도시)를 포함할 수 있다.
[0100] 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 디스플레이 디바이스(200)는 센서 시스템(230)과 통신하는 제어기(240)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 전자 기기를 포함하는 제어기(240)는 주변광의 측정된 지향성 조도 및/또는 측정된 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원(220)을 조정하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 제어기(240)는 주변광(500)에 실질적으로 매칭하도록 보조 광원(220)을 조정할 수 있다. 제어기(240)는 일부 구현들에서, 센서 시스템(230에 기초한 폐쇄 루프 동작이 보조 광원(220)을 더 조정하게 할 수 있다.
[0101] 주변광(500)의 측정된 지향성 조도 및 측정된 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하혀 조명 조건을 결정하기 위한 예시적인 방법은 측정된 확산 광에 대한 측정된 지향성 광의 비율 및 주변광의 측정된 조도(예를 들어, 럭스 단위로 측정된 주변 조도)에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 제어기(240)는 얼마나 많은 여분의 조명이 소망되는지를 결정할 수 있고, 보조 광원(220)을 결정된 추가 조명 양으로 설정할 수 있다.
[0102] 도 14a는 예시적인 디스플레이 디바이스에 대한 예시적인 실험 결과들 및 예시적인 조도 모델을 도시한다. 수직축은 (제곱미터 당 칸델라의 단위 또는 “니트”로 측정된) 디스플레이의 밝기이고, 수평축은 (제곱미터 당 럭스 도는 루멘의 단위의) 주변 조명의 조건들을 나타낸다. 트레이스(400)는 예시적인 디스플레이 디바이스(200)에 대한 최적의 가독성(readability), 예를 들어, 최적의 시력(visual acuity)의 추정치를 예시한다. 트레이스(410)는 제로로 설정된 보조 광원을 갖는 예시적인 디스플레이 디바이스(200)를 예시한다. 트레이스(420)는 40 니트에서 설정된 보조 광원을 갖는 예시적인 디스플레이 디바이스(200)를 예시한다. 높은 조도의 조건들, 예를 들어, 맑은 및/또는 밝은 흐린 조건들하에서, 추가의 조명은 소망되지 않을 수 있어서, 보조 광원(220)은 제로(또는 충분히 작은 값)로 설정될 수 있다. 덜 확산 조도의 조건들, 예를 들어, 어두운 흐린 조건들에 대해, 추가의 조명이 소망될 수 있어서, 보조 광원(220)은 광원(220)에 의해 생성될 수 있는 최대 광량 이상의 값으로 설정될 수 있다. 매우 지향성 조도의 조건들, 예를 들어, 사무실 환경에 대해, 추가의 조명은 소망되지 않을 수 있어서, 보조 광원(220)은 제로(또는 충분히 작은 값)로 설정될 수 있다. 덜 지향성 조도의 조건들, 예를 들어, 집 환경에 대해, 추가의 조명이 소망될 수 있어서, 보조 광원(220)은 주변 조명 조건들하에서 쉽게 볼 수 있는 디스플레이를 제공하기에 충분한 값으로 설정될 수 있다. 도 14a에 도시되어 있는 바와 같이, 디스플레이 디바이스(200)의 일부 구현들에 보충광의 양을 제공함으로써, 디스플레이 디바이스(200)의 밝기는 최적의 가독성의 조건, 예를 들어, 트레이스(400)에 접근할 수 있다. 도 14a에 도시된 예시적인 조도 모델에서, 보충 조도의 이러한 값은 40 니트이다. 도 14a에 도시된 예시적인 보충 조도 모델은, 밝기와 전력 사용량 사이를 최적화시킬 수 있기 때문에 에너지를 절약할 수 있다. 따라서, 특정한 구현들은 광범위한 주변 조도 조건들하에서 충분하게 밝은 디스플레이를 제공할 수 있다. 또한, 배터리 전력공급 디스플레이 디바이스들(200)의 배터리 수명이 연장될 수 있다.
[0103] 도 14b는 프런트 광원을 사용하지 않는 반사성 디스플레이 디바이스에 비하여 상대적으로 밝게 나타나는 예시적인 반사성 디스플레이 디바이스에 대한 예시적인 실험 결과들 및 예시적인 조도 모델을 도시한다. 도 14a를 참조하여 논의한 예와 유사하게, 높은 조도의 조건들, 예를 들어, 맑은 및/또는 밝은 흐린 조건들하에서, 추가의 조명이 거의 소망되지 않거나 전혀 소망되지 않기 때문에, 보조 광원(220)은 제로(또는 충분히 작은 값)로 설정될 수 있다. 또한, 도 14a에 도시된 예와 유사하게, 덜 확산 조도의 조건들, 예를 들어, 어두운 흐린 조건들하에서, 보조 광원(220)은 광원(220)에 의해 생성될 수 있는 최대 광량 이상의 값으로 설정될 수 있다. 매우 지향성 조도들의 조건들, 예를 들어, 사무실 환경들에 대해, 추가의 조명이 밝은 디스플레이를 위해 소망될 수 있어서, 보조 광원(220)은 광원(220)에 의해 생성될 수 있는 최대 광량 이상의 값으로 설정될 수 있다. 덜 지향성 조도의 조건들, 예를 들어, 집 환경에 대해, 더 많은 추가의 조명이 소망될 수 있어서, 보조 광원(220)은 도 14a의 디스플레이에 대해 결정된 것 보다 높은 값, 예를 들어, 60 니트로 설정될 수 있다. 도 14b의 디스플레이 디바이스는 도 14a의 디스플레이 디바이스 보다 많은 보충광을 사용할 수 있기 때문에, 도 14b의 디스플레이 디바이스는 도 14a의 디스플레이 디바이스 보다 더 밝게 보일 수 있다. 그러나, 보충광을 덜 사용함으로써, 도 14a의 디스플레이 디바이스는 도 14b의 디스플레이 디바이스에 비하여 전력을 덜 소모할 수 있고, 에너지를 절약할 수 있으며, 연장된 배터리 수명을 가질 수 있다. 도 14a 및 도 14b를 참조하여 설명한 예시적인 보조 조도 모델들은 예시적인 것이고 제한하지 않는 것으로 의도된다. 디스플레이 디바이스(200)의 일부 다른 구현들에서, 다른 보조 조도 모델들이 사용될 수 있다.
[0104] 도 15a는 디스플레이 디바이스(200)에 추가할 보충광의 양을 결정하기 위해 일부 구현들에서 사용될 수 있는 예시적인 룩업 테이블을 예시한다. 룩업 테이블은 일부 구현들에서, 실험 데이터, 예를 들어, 도 14a 및 도 14b에 적어도 부분적으로 기초하여 생성될 수 있다. 룩업 테이블의 x-좌표는 주변광의 조도(예를 들어, 주변광의 확산 성분의 조도)를 나타낼 수 있다. y-좌표는 확산 광의 양에 대한 지향성 광의 양의 비율을 나타낼 수 있다. 임의의 x-y 좌표에서 예시적인 룩업 테이블의 값은 디스플레이에 추가될 보조광의 양(니트 단위)이다. 이러한 예에서, 여분의 조명이 매우 낮은 조도의 주변광(룩업 테이블내에서 “40”으로 표현됨, 예를 들어, 집 환경)에 대해 소망될 수 있는 반면에, 확산광에 대한 지향성 광의 비율에 무관하게 매우 높은 조도 주변광(예를 들어, 룩업 테이블내에서 “0”으로 표현됨, 예를 들어, 효율적인 디스플레이를 위한 맑은 조건 또는 사무실 환경들)에 대해 소망되지 않는다. 이들 2개의 극단적 경우들 사이에서, 주변광의 동일한 조도 조건들(예를 들어, 럭스)에 대해, 확산광에 대한 지향성 광의 더 높은 비율로 보다는 확산광에 대한 지향성 광의 더 낮은 비율로 조명될 때(테이블의 상부에서의 더 낮은 값들, 예를 들어, 집 환경들에 비하여, 테이블의 바닥에서의 더 높은 값들, 예를 들어, 어두운 흐린 조건들에 의해 표현됨) 더 많은 추가의 광을 갖는 것이 소망될 수 있다.
[0105] 특정한 구현들에서, 확산 센서(231)는 확산 조도, 예를 들어, x-좌표를 측정할 수 있다. 지향성 센서(232)는 지향성 조도를 측정할 수 있다. 측정된 확산 조도 및 측정된 지향성 조도를 사용하여, 제어기(240)는 측정된 확산 조도에 대한 측정된 지향성 조도의 비율, 예를 들어, y-좌표를 결정할 수 있다. 그 후, 제어기(240)는 주변광의 양(예를 들어, 확산 조도) 및 확산 주변광에 대한 지향성 광의 비율(예를 들어, 확산 조도에 대한 지향성 조도의 비)에 적어도 부분적으로 기초하여 얼마나 많은 보조광을 디스플레이 디바이스(200)에 추가할지를 결정하기 위해 상술한 바와 일반적으로 유사할 수 있는 룩업 테이블을 사용할 수 있다.
[0106] 일부 다른 구현들에서, 제어기(240)는 디스플레이 디바이스(200)의 보조 광원(220)을 어떻게 조정할지 결정하기 위해 공식(또는 알고리즘)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 확산광의 양 및 지향성 광의 양은 공식에 대한 입력들 중 일부일 수 있다. 일부 구현들에서, 공식은 지향성 광원(들) 중 일부 또는 모두의 측정된(또는 추정된 또는 가정된) 위치(들)에 또한 의존할 수 있다. 공식은 도 15a에 예시된 바와 매우 유사하거나 동일하거나, 또는 상이한 조정된 보조광 레벨들을 발생시킬 수 있다.
[0107] 도 15b는 이득을 갖는 디스플레이 디바이스에 대한 정반사 방향에서 벗어난 시야각의 함수로서 (임의의 단위의) 상대적 강도의 그래픽 다이어그램이다. 상술한 바와 같이, 정반사 방향을 벗어난 각도(
θ)는 θspecular - θview로서 표현될 수 있다. 이득을 갖는 일부 디스플레이들에서, 정반사를 벗어난 더 큰 각도(예를 들어, 더 큰 
θ를 가짐)에 위치된 지향성 광원은 정반사를 벗어난 더 작은 각도(예를 들어, 더 작은 
θ를 가짐)에 위치된 지향성 광원 보다는 뷰어에게 상대적 강도를 덜 기여하는 경향이 있을 수 있다. 도 15b는 2개의 지향성 광원들(502 및 504)이 존재하는 예를 예시한다. 다른 예들에서, 예를 들어, 0개, 1개, 3개, 또는 그 이상과 같은 상이한 수의 지향성 광원들이 존재할 수 있다. 정반사 방향을 벗어난 
θ1에 위치된 지향성 광원(502)은 I1의 강도를 갖고, 정반사 방향을 벗어난 
θ2에 위치된 지향성 광원(504)은 I2의 강도를 갖고, I2는 이러한 예에서 
θ2 < 
θ1이기 때문에 I1 보다 크다. 도 15b에 도시된 예에서, 뷰어에 의해 관측될 때 디스플레이 디바이스(200)의 강도(I)는 I1, I2, 및 Idiffuse의 합으로서 표현될 수 있고, 여기서, Idiffuse는 확산 조도의 강도이다.
[0108] 일부 구현들에서, NS개의 지향성 광원들을 갖는 디스플레이 디바이스(200)의 강도(I)를 측정하는 일반식은 다음과 같이 표현될 수 있다:
여기서, Ik(
θk)는 각도 
θk에 위치된 NS개의 지향성 광원들 각각으로부터의 강도이다. 강도(Ik)는 다양한 구현들에서, 도 11 및 도 15b에 도시된 예시적인 강도 곡선들과 일반적으로 유사할 수 있다. 이러한 수학식의 우측의 합산은 총 지향성 조도(Idirected)의 추정치일 수 있다. 디스플레이 디바이스(200)가 얼마나 밝게 나타나는지(예를 들어, 강도(I))를 결정함으로써, 다양한 구현들에서, Idirected, Idiffuse, Idirected/Idiffuse 등 중 하나 이상에 적어도 부분적으로 기초하여, 원하는 보충광의 양이 결정될 수 있다.
[0109] 상기 예들이 반사성 디스플레이의 예에 대한 룩업 테이블 및 공식(예를 들어, 낮은 조도를 갖는 주변광에 대한 추가 조명)을 제공하지만, 룩업 테이블 및/또는 공식은 방사성 또는 반투과성 디스플레이들에 대해 제공될 수 있다. 예를 들어, 방사성 LCD가 광원으로서 백라이트를 사용할 수 있지만, 주변광이 뷰어의 눈으로 반사되는 경우에, 룩업 테이블 또는 공식은 콘트라스트를 낮게 유지하기 위해 백라이트를 어떻게 조정할지, 예를 들어, 주변광이 높은 조도를 가질 때 얼마나 많은 추가 광을 디스플레이에 대해 증가시킬지 또는 주변광이 낮은 조도를 가질 때 얼마나 많은 광을 디스플레이로부터 감소시킬지를 제공할 수 있다. 도 16은 방사성 디스플레이 디바이스에 대한 2개의 예시적인 조명 모델들을 예시한다. 트레이스(510) 및 트레이스(520)는 방사성 디스플레이 디바이스에 대한 (럭스 단위로 측정된) 주변 조명의 함수로서 (임의의 단위의) 총 백라이트 강도의 응답들을 나타낸다. 이들 예들에서, 주변 조명이 증가함에 따라, 백라이트의 강도는 백라이트의 최대값이 도달할 때까지 디스플레이의 강도를 증가시키도록 조정될 수 있다. 트레이스(510)는 더 높은 눈부심(glare) 상황을 나타내고, 여기서, 콘트라스트는 트레이스(520)에 의해 표현된 눈부심 상황 보다 높다. 더 높은 눈부심을 극복하기 위해, 방사성 디스플레이의 백라이트는 (예를 들어, 트레이스(520)에 후속하는) 더 낮은 눈부심 상황 보다 (예를 들어, 트레이스(510)에 후속하는) 더 빠른 레이트로 증가될 수 있다. 디스플레이 디바이스가 얼마나 밝게 보이는지 결정함으로써, 백라이트는 디스플레이에 대해 광을 증가시키거나 디스플레이로부터 광을 감소시키도록 조정될 수 있다.
[0110] 지향성 주변 광원이 디스플레이 디바이스(200) 근처에 있을 때, 다양한 구현들은 가장 밝은 지향성 광원의 방향을 찾거나 추정함으로써 주변 광원의 방향을 위치지정할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스(200)는 상이한 방향들로부터 오는 지향성 광원(232)에 의해 검출된 광의 조도들을 가중함으로써 주변 광원의 방향을 위치지정할 수 있다. 예를 들어, 방향은 (예를 들어, 도 13c에 도시된 예시적인 선형 어레이를 통해 측정된) 지향성 광원에 대한 추정된 각도로서 또는 한 쌍의 추정된 각도들(예를 들어, 2-D 센서 어레이에 대한 고도각 및 방위각)로서 결정될 수 있다. 확산광에 대한 지향성 광의 비율, 주변광의 조도, 및 지향성 광원의 방향에 적어도 부분적으로 기초하여, 제어기(240)는 보조 광원(220)을 조정하도록 구성될 수 있다.
[0111] 또 다른 구현에서, 디스플레이 디바이스(220)는 지향성 광원이 존재할 때 추정된 뷰어의 위치를 결정할 수 있다. 이러한 구현은 뷰어의 위치를 결정하기 위해 배향(back facing) 저해상도 카메라(예를 들어, 저해상도 이미지 센서 어레이상에 광을 이미징하도록 구성된 광각 렌즈)을 포함할 수 있다. (저해상도 카메라와 같이 작동할 수 있는) 도 13c에 도시된 바와 같은 지향성 광원들(232)의 2차원 어레이가 뷰어 방향을 검출하기 위해 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 뷰어는 디스플레이에 대한 법선으로부터 수 도(a few degrees)이도록 가정되고 뒤로 약간 기울어질 수 있다. 일부 구현들에서, 저해상도 카메라는 그 방향으로부터의 주변광의 일부를 차단하는 뷰어에 의해 야기되는, 디스플레이의 정면의 “암점(dark spot)”을 위치지정함으로써 뷰어를 위치지정할 수 있다.
[0112] 일부 경우들에서, 제어기(240)는 지향성 광원(들)이 (예를 들어, 뷰어의 손에서 디스플레이를 수동으로 배향함으로써) 뷰어의 눈을 향해 반사하도록 뷰어가 디스플레이 디바이스(200)를 최적조건으로(또는 최적조건에 근접하게) 동적으로 조정하였다는 것을 가정할 수 있다. 도 11 및 도 15b에 도시되어 있는 바와 같이, 디스플레이(200)는 광원(100)의 각도(θsource)에 관하여 시야각(θview)을 조정하기 위해 (예를 들어, 수직 방향(300)에 대해 측정된) 각도(θdisplay)에서 조정될 수 있다. 일부 구현들에서, 디스플레이(200)의 각도(θdisplay)는 수직 위치(300)로부터 약 45도에, 또는 약 43도와 약 47도 사이에, 또는 약 40도와 약 50 사이에, 또는 약 35도와 약 55도 사이에 있는 것으로 가정될 수 있다. 실내에서 사용될 때, 가장 밝은 시야각은 법선 방향(325)을 벗어나 약 15도와 약 30도 사이, 또는 약 17도와 약 28도 사이, 또는 약 20도와 약 25 사이에 있는 것으로 가정될 수 있다. 실외에서 사용될 때, 가장 밝은 시야각은 법선 방향(325)을 벗어나 약 30도와 약 45도 사이, 또는 약 33도와 약 43도 사이, 또는 약 35도와 약 40 사이에 있는 것으로 가정될 수 있다. 도 13b에 도시되어 있는 바와 같이, 예시적인 센서 시스템(230)에 대한 수광각(θacc)은 디스플레이 디바이스(200)의 방향에 기초하여 변할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스(200)의 각도(θdisplay)가 수직 위치(300)로부터 약 45° 각도에 있는 경우에, 센서 시스템에 대한 수광각(θacc)은 약 40°일 수 있다.
[0113] 확산광에 대한 지향성 광의 비율, 주변광의 조도, 지향성 광원(들)에 대한 방향(들), 및 지향성 광원(들)의 위치에 관한 뷰어의 가정되고, 추정되거나 측정된 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 제어기(240)는 그에 따라 보조 광원(220)을 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 일부 구현들은 전체 지향성 및 확산 강도들을 결정하기 위해 공식 (1)을 사용할 수 있다.
[0114] 도 17a는 디스플레이의 조명을 제어하는 예시적인 방법을 예시한다. 도 17a에서, 방법(1000)은 여기에 설명된 디스플레이 디바이스(200)의 다양한 구현들과 호환가능하다. 예를 들어, 방법(1000)은 제어기(240)에 의해 구현될 수 있다. 방법(1000)은 블록(1010)에 나타낸 바와 같이 광범위한 방향들로부터의 주변광(500)의 확산 조도를 측정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 확산 광 센서(231)는 블록(1010)에서 설명한 측정을 하기 위해 사용될 수 있다. 방법(1000)은 블록(1020)에 나타낸 바와 같이 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 주변광(500)의 지향성 조도를 측정하는 것을 더 포함한다. 예를 들어, 지향성 광 센서(232)는 블록(1020)에서 설명한 측정을 하기 위해 사용될 수 있다. 블록(1030)에 나타낸 바와 같이, 방법(1000)은 조명 조건들(예를 들어, 주변광의 측정된 지향성 조도 및/또는 측정된 확산 조도)에 적어도 부분적으로 기초하여 보조광원(220)을 조정하도록 더 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 제어기(240)는 주변광의 지향성 조도의 측정치 및 확산 조도의 측정치에 적어도 부분적으로 기초하여 추가의 조명 조건을 결정할 수 있다. 제어기(240)는 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 제어기와 통신하는 메모리 디바이스)로부터 지향성 및 확산 조도들의 측정치들을 수신할 수 있다. 제어기(240)는 디스플레이(210)에 광을 제공하도록 구성된 광원(220)에 조명 조정을 송신할 수 있다. 조명 조정은 제어기(240)에 의해 결정된 추가의 조명 조건들에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 조명 조정은 광원(220)에 의해 제공된 조명이 증가하거나 감소될 양을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제어기(240)는 광원(220)을 조정하도록 구성된 조명 제어기에 추가의 조명 조건들을 송신할 수 있다.
[0115] 일부 구현들에서, 보조 광원을 조정하는 것은 측정된 확산 조도에 대한 측정된 지향성 조도의 비율에 적어도 부분적으로 기초한다. 도 17a에 도시되어 있는 바와 같이, 방법(1000)은 옵션의 블록(1022)에 나타낸 바와 같이 주변광(500)의 방향을 결정하는 것을 또한 포함할 수 있다. 도 17a에 도시되어 있는 바와 같이, 방법(1000)은 옵션의 블록(1023)에 나타낸 바와 같이 디스플레이(210)의 뷰어의 위치를 결정하는 것을 또한 포함할 수 있다. 따라서, 블록(1030)에 나타낸 바와 같은 보조 광원(220)을 조정하는 것은 지향성 주변 광원에 대한 방향 및/또는 뷰어의 위치에 또한 기초할 수 있다.
[0116] 도 17b는 디스플레이의 조명을 제어하는 다른 예시적인 방법을 예시한다. 예시적인 방법(2000)은 제어기(240)에 의해 실행될 수 있다. 블록(2010)에 나타낸 바와 같이, 방법(2000)은 주변광(500)에 대한 방향 및 강도 정보를 수집하는 것을 포함할 수 있다. 주변광(500)에 대한 방향 및 강도 정보를 수집하는 것은 예를 들어, 도 17a의 블록(1010)에서 설명한 바와 같이, 광범위한 방향들로부터의 주변광(500)의 측정된 확산 조도를 수집하는 것을 포함할 수 있다. 주변광(500)에 대한 방향 및 강도 정보를 수집하는 것은 예를 들어, 도 17a의 블록(1020)에서 설명한 바와 같이, 상대적으로 좁은 범위의 방향들에서 주변광(500)의 측정된 지향성 조도를 수집하는 것을 또한 포함할 수 있다. 주변광(500)의 조명이 실질적으로 확산인 경우에, 디스플레이 표면의 밝기는 (예를 들어, 램베르 반사율 특징을 디스플레이하는) 디스플레이 표면 위의 모든 방향들에서 실질적으로 동일하게 보일 수 있다. 보충광이 소망되는 경우에, 방법의 일부 구현들은 블록(2040)에 나타낸 바와 같이 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원(220)을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 반면에, 보충광이 소망되지 않으면, 일부 구현들은 블록(2050)에 나타낸 바와 같이 보조 광원을 제로(또는 충분히 작은 값)로 설정하는 것을 포함할 수 있다.
[0117] 주변광(500)의 조명이 지향성 성분을 갖는 경우에, 디스플레이는 정반사 반사율 및 정반사 반사율과 램베르 반사율 사이의 특징, 예를 들어, 이득을 갖는 디스플레이를 나타낼 수 있다. 보충광이 소망되는 경우에, 방법의 일부 구현들은 블록(2030)에 나타낸 바와 같이 지향성 조도 및/또는 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원(220)을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 반면에, 보충광이 소망되지 않으면, 일부 구현들은 블록(2050)에 나타낸 바와 같이 보조 광원을 제로(또는 충분히 작은 값)로 설정하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 방법(2000)은 옵션의 블록(2022)에 나타낸 바와 같이 주변광(500)의 방향을 결정하는 것을 또한 포함할 수 있다. 이들 구현들에서, 블록(2030)에서의 보조 광원(220)을 조정하는 것은 주변광(500)의 방향에 또한 기초할 수 있다. 일부 구현들에서, 방법(2000)은 옵션의 블록(2023)에 나타낸 바와 같이 뷰어의 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 이들 구현들에서, 블록(2030)에서의 보조 광원(220)을 조정하는 것은 뷰어의 가정되고, 추정되거나, 측정된 위치에 또한 기초할 수 있다.
[0118] 도 18a 및 도 18b는 복수의 간섭계 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)를 예시하는 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 변형들이 또한 텔레비전들, e-리더기들, 및 휴대용 미디어 플레이어들과 같은 다양한 타입들의 디스플레이 디바이스들을 예시한다. 도 12를 참조하여 설명한 디스플레이 디바이스(200)(및 그것의 컴포넌트)는 일반적으로 디스플레이 디바이스(40)와 유사할 수 있다.
[0119] 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 디바이스(48), 및 마이크로폰(46)을 포함한다. 디스플레이(30)는 여기에 설명한 바와 같은 디스플레이(210)의 다양한 예들을 포함할 수 있다. 하우징(41)은, 사출 성형 및 진공 성형을 포함하는 다양한 제조 프로세스들 중 임의의 프로세스로부터 형성될 수 있다. 추가로, 하우징(41)은 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하는 (그러나, 이들에 제한되지 않음) 다양한 물질들 중 임의의 물질로 만들어질 수 있다. 하우징(41)은 상이한 컬러의 다른 제거가능한 부분들과 상호교환될 수 있거나, 또는 상이한 로고들, 그림들 또는 심볼들을 포함하는 제거가능한 부분들(도시안됨)을 포함할 수 있다. 여기에 설명한 바와 같이, 하우징(41)은 지향성 광 센서를 형성하기 위해 포토센서와 결합된 적어도 하나의 어퍼처 또는 튜브를 포함할 수 있다. 하우징(41)은 복수의 지향성 광 센서를 형성하기 위해 포토센서들과 결합된 복수의 어퍼처들 또는 튜브들을 또한 포함할 수 있다.
[0120] 디스플레이(30)는, 여기에 설명된 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. 더욱이, 여기에 설명된 바와 같이, 디스플레이(30)는 간섭계 변조기 디스플레이를 포함할 수 있다.
[0121] 디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들은 도 20b에 개략적으로 예시된다. 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41)을 포함하고, 하우징 내에 적어도 부분적으로 넣어진(enclosed) 추가 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 연결되는 프로세서(21)에 연결된다. 특정한 구현들에서, 프로세서(21)는 제어기(240)를 포함할 수 있거나, 여기에 설명된 제어기(240)로서 기능할 수 있다. 여기에 설명된 방법들, 예를 들어, 방법들(1000 및 2000)은 프로세서(21)에 의해 명령들을 통해 실행될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 컨디셔닝(예를 들어, 신호를 필터링)하도록 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크로폰(46)에 연결된다. 프로세서(21)는 또한 입력 디바이스(48) 및 드라이버 제어기(29)에 연결된다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(28)에, 그리고 어레이 드라이버(22)에 커플링되며, 어레이 드라이버(22)는 차례로 디스플레이 어레이(30)에 커플링된다. 전원(50)은 특정 디스플레이 디바이스(40) 설계에 의해 요구되는 모든 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.
[0122] 네트워크 인터페이스(27)는 안테나(43) 및 트랜시버(47)를 포함하고, 따라서 디스플레이 디바이스(40)가 네트워크를 통해 하나 이상의 디바이스들과 통신할 수 있다. 네트워크 인터페이스(27)는 또한 예를 들어, 프로세서(21)의 데이터 프로세싱 요건들을 완화시키기 위한 일부 프로세싱 능력들을 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호들을 전송 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 전송 및 수신한다. 일부 다른 구현들에서, 안테나(43)는 블루투스 표준에 따라 RF 신호들을 전송 및 수신한다. 셀룰러 전화의 경우, 안테나(43)는 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 모바일 통신들을 위한 글로벌 시스템(GSM), GSM/범용 패킷 라디오 서비스(GPRS), 향상된 데이터 GSM 환경(EDGE), TETRA(Terrestrial Trunked Radio), 광대역-CDMA(W-CDMA), EV-DO(Evolution Data Optimized), 1xEV-DO, EV-DO Rev A, EV-DO Rev B, 고속 패킷 액세스(HSPA), 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA), 고속 업링크 패킷 액세스(HSUPA), 이벌브드 고속 패킷 액세스(HSPA+), 롱 텀 에벌루션(LTE), AMPS, 또는 3G 또는 4G 기술을 활용하는 시스템과 같은 무선 네트워크 내에서 통신하기 위해 사용되는 다른 공지된 신호들을 수신하도록 설계된다. 트랜시버(47)는 안테나(43)로부터 수신되는 신호들을 사전-프로세싱할 수 있고, 따라서, 신호들은 프로세서(21)에 의해 수신되어 추가로 조작될 수 있다. 트랜시버(47)는 또한 프로세서(21)로부터 수신되는 신호들을 프로세싱할 수 있고, 따라서, 신호들은 디스플레이 디바이스(40)로부터 안테나(43)를 통해 전송될 수 있다.
[0123] 일부 구현들에서, 트랜시버(47)는 수신기에 의해 대체될 수 있다. 더욱이, 네트워크 인터페이스(27)는, 프로세서(21)에 송신될 이미지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는, 이미지 소스에 의해 대체될 수 있다. 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(21)는, 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 소스로부터 압축된 이미지 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 데이터를 미가공(raw) 이미지 데이터로 또는 미가공 이미지 데이터로 용이하게 프로세싱될 포맷으로 프로세싱한다. 프로세서(21)는 프로세싱된 데이터를 드라이버 제어기(29)에 또는 저장을 위해 프레임 버퍼(28)에 송신할 수 있다. 미가공 데이터는 통상적으로, 이미지 내의 각각의 위치에서의 이미지 특징들을 식별하는 정보를 지칭한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특징들은, 색상(color), 채도(saturation) 및 그레이-스케일(gray-scale) 레벨을 포함할 수 있다.
[0124] 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하기 위하여 마이크로제어기, 중앙 처리 유닛(CPU), 또는 논리 유닛을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45)에 신호들을 전송하기 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 내에 통합될 수 있다.
[0125] 드라이버 제어기(29)는 직접 프로세서(21)로부터 또는 프레임 버퍼(28)로부터 프로세서(21)에 의해 생성된 미가공 이미지 데이터를 취할 수 있고, 어레이 드라이버(22)로의 고속 전송을 위해 미가공 이미지 데이터를 적절하게 재포맷할 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는 미가공 이미지 데이터를 래스터-형 포맷을 가지는 데이터 흐름으로 재포맷할 수 있는데, 따라서, 이는 디스플레이 어레이(30)에 걸쳐 스캐닝하기에 적절한 시간 순서를 가진다. 이후, 드라이버 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 드라이버(22)로 송신한다. 비록 LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 종종 독립형 집적 회로(IC)로서 시스템 프로세서(21)와 연관될지라도, 이러한 제어기들은 다수의 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기들은 하드웨어로서 프로세서(21)에 내장되고, 소프트웨어로서 프로세서(21)에 내장되거나, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수 있다.
[0126] 어레이 드라이버(22)는 포매팅된 정보를 드라이버 제어기(29)로부터 수신할 수 있고, 디스플레이의 x-y 픽셀들의 행렬로부터 오는 수백 개들, 및 가끔은 수천 개들(또는 그 초과)의 리드(lead)들에 초당 여러 번 인가되는 파형들의 병렬 세트로 비디오 데이터를 재포매팅할 수 있다.
[0127] 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 여기에서 설명된 디스플레이들의 타입들 중 임의의 타입에 대해 적합하다. 예를 들어, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, IMOD 제어기)일 수 있다. 부가적으로, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, IMOD 디스플레이 드라이버)일 수 있다. 또한, 디스플레이 어레이(30)는 종래의 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예를 들어, IMOD들의 어레이를 포함하는 디스플레이)일 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 통합될 수 있다. 이러한 구현은 고집적 시스템들, 예를 들어, 셀룰러 폰들, 시계들 및 다른 작은-영역 디스플레이들에서 일반적이다.
[0128] 일부 구현들에서, 입력 디바이스(48)는 예를 들어, 사용자로 하여금 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하게 하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(48)는, 키패드, 예를 들어 QWERTY 키보드 또는 전화 키패드, 버튼, 스위치, 락커, 터치-감지 스크린, 또는 압력- 또는 열-감지막을 포함할 수 있다. 마이크로폰(46)은 디스플레이 디바이스(40)에 대한 입력 디바이스로서 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 마이크로폰(46)을 통한 음성 커맨드들이 디스플레이 디바이스(40)의 동작들을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
[0129] 전원(50)은 당업계에 공지된 바와 같이 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, 재생 에너지원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지 또는 태양 전지 페인트를 포함하는 태양 전지일 수 있다. 전원(50)은 또한 벽 콘센트로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.
[0130] 일부 구현들에서, 제어 프로그램가능성(control programmability)이 전자 디스플레이 시스템 내의 몇몇 장소들에 위치될 수 있는 드라이버 제어기(29)에 상주한다. 일부 다른 구현들에서, 제어 프로그램가능성은 어레이 드라이버(22)에 상주한다. 전술된 최적화는 임의의 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들로 그리고 다양한 구성들로 구현될 수 있다.
[0131] 여기에서 개시된 구현들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 둘의 조합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 교환 가능성은 일반적으로 기능성의 측면에서 설명되어 있고, 위에서 설명된 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들로 예시되어 있다. 이러한 기능성이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들에 의존한다.
[0132] 여기에서 개시된 양상들에 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하는데 사용되는 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는 범용 단일-칩 또는 다중-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램 가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 여기에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서 또는, 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들면, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정한 단계들 및 방법들이 주어진 기능에 대해 특정한 회로에 의하여 수행될 수 있다.
[0133] 하나 이상의 양상들에서, 설명된 기능들은 본 명세서에서 개시된 구조들 및 이 개시된 구조들과의 구조적 균등물들을 포함한 하드웨어, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어로, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 요지의 구현들은 또한, 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해, 또는 그 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체들 상에 인코딩된, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들, 즉, 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 이상의 모듈들로서 구현될 수 있다.
[0134] 소프트웨어에서 구현되는 경우에, 룩업 테이블, 룩업 테이블을 생성하거나 사용하기 위해 또는 보조광의 양에 대한 값들을 생성하기 위해 사용된 함수들 또는 공식들은 하나 이상의 데이터 구조들 또는 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독가능 매체상에 저장될 수 있거나 컴퓨터 판독가능 매체를 통해 송신될 수 있다. 여기에 개시된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 컴퓨터 판독가능 매체상에 상주할 수 있는 프로세서-실행가능한 소프트웨어 모듈에서 구현될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 하나의 장소로부터 다른 장소로 컴퓨터 프로그램을 전송하도록 인에이블될 수 있는 임의의 매체를 포함하는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체 둘 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 스토리지 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 문맥이 컴퓨터 판독가능 매체를 적절하게 지칭할 수 있다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 컴팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광학 디스크, 디지털 다기능 디스크(DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하고, 여기서, 디스크(disk)들은 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하지만 디스크(disc)들은 레이저를 이용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 상기의 조합들이 또한, 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다. 부가적으로, 방법 또는 알고리즘의 동작들은 컴퓨터 프로그램 물건에 통합될 수 있는 머신 판독가능 매체 및 컴퓨터 판독가능 매체상에 코드들 및 명령들 중 하나 또는 이들의 임의의 조합 또는 세트로서 상주할 수 있다.
[0135] 본 개시내용에서 설명된 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 용이하게 명백할 것이고, 여기에서 정의된 일반적인 원리들은 본 개시내용의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 여기에서 도시된 구현들로 제한되도록 의도되지 않고, 여기에서 개시된 이러한 개시내용, 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위에 따른다. 용어 "예시적인(exemplary)"은 "일 예, 실례, 또는 예시로서 역할을 하는"을 의미하도록 여기에서 배타적으로 이용된다. 여기에서 "예시적인" 것으로 설명된 임의의 구현은 반드시 다른 구현들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되지는 않는다. 부가적으로, 당업자는 용어들 "상부" 및 "하부" 가 때때로 도면들의 설명을 용이하게 하기 위해 이용되며, 적합하게 배향된 페이지 상의 도면의 배향에 대응하는 상대적인 위치들을 표시하고, 구현된 바와 같은 IMOD의 적합한 배향을 반영하지 않을 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.
[0136] 개별적인 구현들의 맥락에서 이 명세서에서 설명되는 특정 특징들은 또한 결합되어 단일 구현으로 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들은 또한 개별적으로 다수의 구현들로 또는 임의의 적절한 서브-조합으로 구현될 수 있다. 아울러, 특징들이 특정한 조합들로 동작하는 것으로 앞서 설명되거나 심지어 초기에 이와 같이 청구될지라도, 몇몇 경우들에서, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 그 조합으로부터 제거될 수 있고, 청구된 조합은 서브-조합 또는 서브-조합의 변화에 관련될 수 있다.
[0137] 유사하게, 동작들은 도면들에서 특정한 순서로 도시되지만, 바람직한 결과들을 달성하기 위해, 이러한 동작들이 도시된 특정한 순서 또는 순차적 순서로 수행되어야 하거나 또는 모든 예시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 추가로, 도면들은 하나 이상의 예시적인 프로세스들을 흐름도의 형태로 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이, 개략적으로 예시된 예시적인 프로세스들에 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 추가적인 동작들이, 예시된 동작들 중 임의의 동작 이전에, 이후에, 동시에, 또는 그들 사이에서 수행될 수 있다. 특정한 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬적 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 앞서 설명된 구현들에서 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현들에서 이러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로 단일 소프트웨어 물건으로 함께 통합되거나 또는 다수의 소프트웨어 물건들로 패키징될 수 있음이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 하기 청구항들의 범위 내에 있다. 일부의 경우들에서, 청구항들에서 나열되는 동작들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 바람직한 결과들을 여전히 달성할 수 있다.
Claims (38)
- 디스플레이 디바이스로서,
디스플레이;
상기 디스플레이에 보충광을 제공하도록 구성된 보조 광원;
상기 디스플레이에 보충광을 제공하도록 구성된 보조 광원;
광범위한 방향들로부터의 주변광의 확산 조도(diffuse illuminance); 및
상대적으로 좁은 방향들로부터의 상기 주변광의 지향성 조도(directed illuminance)를 측정하도록 구성된
센서 시스템; 및
상기 센서 시스템과 통신하는 제어기
를 포함하고, 상기 제어기는 상기 디스플레이에 일정량의(an amount of) 보충광(supplemental light)을 제공하기 위해 상기 보조 광원을 조정하도록 구성되고, 상기 보충광의 양은 상기 주변광의 측정된 지향성 조도 및 측정된 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하는, 디스플레이 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이는 반사성 디스플레이를 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 2 항에 있어서,
상기 반사성 디스플레이는 간섭계 변조기들(interferometric modulators)을 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 센서 시스템은 적어도 2개의 방향들로부터의 주변광을 감지하도록 구성된 적어도 하나의 센서를 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 센서는 상기 확산 조도를 측정하도록 구성된 확산 광 센서 및 상기 지향성 조도를 측정하도록 구성된 지향성 광 센서를 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 센서는 복수의 지향성 광 센서들을 포함하고, 각 지향성 광 센서는 일 방향 둘레의 입체각(solid angle)내에서 수광된 상기 주변광의 조도를 측정하도록 구성되고, 상기 입체각은 실질적으로 2π 스테라디안(steradians) 미만인, 디스플레이 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 측정된 확산 조도에 대한 상기 측정된 지향성 조도의 비율에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보조 광원을 조정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 측정된 지향성 조도와 상기 측정된 확산 조도의 합에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보조 광원을 조정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 지향성 주변 광원의 방향에 기초하여 상기 보조 광원을 조정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스. - 제 9 항에 있어서,
상기 지향성 주변 광원의 방향은 상기 센서 시스템에 의해 측정된 상기 지향성 조도 및 상기 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되는, 디스플레이 디바이스. - 제 10 항에 있어서,
상기 제어기는 뷰어의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보조 광원을 조정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이와 통신하도록 구성되고, 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성되는 프로세서; 및
상기 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스
를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 12 항에 있어서,
상기 디스플레이에 적어도 하나의 신호를 전송하도록 구성되는 드라이버 회로를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 13 항에 있어서,
상기 드라이버 회로에 상기 이미지 데이터의 적어도 일부를 전송하도록 구성되는 드라이버 제어기를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 12 항에 있어서,
상기 프로세서에 상기 이미지 데이터를 전송하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 더 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 15 항에 있어서,
상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버, 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 12 항에 있어서,
입력 데이터를 수신하고 상기 입력 데이터를 상기 프로세서에 통신하도록 구성된 입력 디바이스를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 디스플레이 디바이스로서,
디스플레이;
보조 광원;
주변광을 감지하기 위한 수단 ― 상기 주변광을 감지하기 위한 수단은 광범위한 방향들로부터의 상기 주변광의 확산 조도를 측정하도록 구성되고 그리고 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 상기 주변광의 지향성 조도를 측정하도록 구성됨 ―; 및
상기 주변광을 감지하기 위한 수단과 통신하는 제어기 ―상기 제어기는 상기 주변광의 측정된 지향성 조도 및 측정된 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보조 광원을 조정하도록 구성됨―
를 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 18 항에 있어서,
상기 디스플레이는 반사성 디스플레이를 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 19 항에 있어서,
상기 반사성 디스플레이는 간섭계 변조기들을 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 18 항에 있어서,
상기 보조 광원은 프런트 조명(front-light)을 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 18 항에 있어서,
상기 주변광을 감지하기 위한 수단은 적어도 2개의 방향들로부터의 주변광을 감지하도록 구성된 적어도 하나의 센서를 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 22 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 센서는 상기 확산 조도를 측정하도록 구성된 확산 광 센서 및 상기 지향성 조도를 측정하도록 구성된 지향성 광 센서를 포함하는, 디스플레이 디바이스. - 제 22 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 센서는 복수의 지향성 광 센서들을 포함하고, 각 지향성 광 센서는 일 방향 둘레의 입체각내에서 수광된 상기 주변광의 조도를 측정하도록 구성되고, 상기 입체각은 실질적으로 2π 스테라디안 미만인, 디스플레이 디바이스. - 제 18 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 측정된 확산 조도에 대한 상기 측정된 지향성 조도의 비율에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보조 광원을 조정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스. - 제 18 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 측정된 지향성 조도와 상기 측정된 확산 조도의 합에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보조 광원을 조정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스. - 제 18 항에 있어서,
상기 제어기는 지향성 주변 광원의 방향에 기초하여 상기 보조 광원을 조정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스. - 제 27 항에 있어서,
상기 제어기는 뷰어의 위치에 기초하여 상기 보조 광원을 조정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스. - 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 조명을 제어하는 방법으로서,
상기 디스플레이 디바이스는 상기 디스플레이에 보충광을 제공하도록 구성된 보조 광원을 갖고, 상기 디스플레이 디바이스는 확산 광 센서 및 지향성 광 센서를 갖고, 상기 방법은:
상기 확산 광 센서를 통해, 광범위한 방향들로부터의 주변광의 확산 조도를 측정하는 단계;
상기 지향성 광 센서를 통해, 상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 상기 주변광의 지향성 조도를 측정하는 단계; 및
하드웨어 프로세서에 의한 명령들의 실행을 통해, 상기 주변광의 측정된 지향성 조도 및 측정된 확산 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보조 광원을 조정하는 단계
를 포함하는, 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 조명을 제어하는 방법. - 제 29 항에 있어서,
상기 보조 광원을 조정하는 단계는 상기 측정된 확산 조도에 대한 상기 측정된 지향성 조도의 비율에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보조 광원을 조정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 조명을 제어하는 방법. - 제 29 항에 있어서,
상기 보조 광원을 조정하는 단계는 상기 측정된 지향성 조도와 상기 측정된 확산 조도의 합에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보조 광원을 조정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 조명을 제어하는 방법. - 제 29 항에 있어서,
상기 보조 광원을 조정하는 단계는 지향성 주변 광원의 방향에 기초하는, 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 조명을 제어하는 방법. - 제 32 항에 있어서,
상기 보조 광원을 조정하는 단계는 뷰어의 위치에 기초하는, 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 조명을 제어하는 방법. - 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 조명을 제어하기 위한 명령들이 저장되어 있는 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체로서,
상기 명령들은, 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금:
상대적으로 좁은 범위의 방향들로부터의 주변광의 지향성 조도의 측정치를 컴퓨터 판독가능 매체로부터 수신하는 것;
광범위한 방향들로부터의 주변광의 확산 조도의 측정치를 컴퓨터 판독가능 매체로부터 수신하는 것;
상기 주변광의 상기 지향성 조도의 측정치 및 상기 확산 조도의 측정치에 적어도 부분적으로 기초하여 추가의 조명 조건들을 결정하는 것; 및
상기 추가의 조명 조건들에 적어도 부분적으로 기초한 조명 조정을 상기 디스플레이에 광을 제공하도록 구성된 광원에 송신하는 것
을 포함하는 동작들을 수행하게 하는, 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체. - 제 34 항에 있어서,
상기 주변광의 확산 조도를 수신하는 것은, 상이한 방향들에 대한 복수의 지향성 조도들을 수신하는 것을 포함하는, 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체. - 제 34 항에 있어서,
상기 추가의 조명 조건들을 결정하는 것은, 확산 조도를, 상기 확산 조도에 대한 지향성 조도의 비율과 상관시키는 룩업 테이블(lookup table)에 액세스하는 것을 포함하는, 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체. - 제 34 항에 있어서,
상기 추가의 조명 조건들을 결정하는 것은, 확산 조도를, 상기 확산 조도에 대한 지향성 조도의 비율과 상관시키는 공식(formula)에 액세스하는 것을 포함하는, 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체. - 제 34 항에 있어서,
상기 추가의 조명 조건들을 결정하는 것은, 상기 측정된 지향성 조도와 상기 측정된 확산 조도의 합에 적어도 부분적으로 기초하는 공식에 액세스하는 것을 포함하는, 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체.
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