KR20150024865A - 디스플레이 드라이버 출력을 생성하기 위한 전하 펌프 - Google Patents

디스플레이 드라이버 출력을 생성하기 위한 전하 펌프 Download PDF

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디디어 에이치. 파렌스
나다 부코빅-라딕
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퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
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Abstract

본 개시는 복수의 전압 레벨들을 갖는 파형으로 디스플레이 어레이를 구동하기 위한 시스템들, 방법들 및 장치들을 제공하며, 복수의 전압들의 제 1 서브세트는 복수의 전압들의 제 2 서브세트와 정해진 양만큼 상이하다. 일 양상에서, 디스플레이 드라이버 회로는 복수의 전압들의 제 1 서브세트를 생성하기 위해 구성된 전력 공급기, 및 입력으로서 복수의 전압들의 제 1 서브세트 및 출력으로서 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 갖는 전하 펌프를 포함한다. 전하 펌프는 각 출력 전압과 대응하는 커패시터 사이에 스위치를 포함하지 않을 수 있다.

Description

디스플레이 드라이버 출력을 생성하기 위한 전하 펌프{CHARGE PUMP FOR PRODUCING DISPLAY DRIVER OUTPUT}
본 개시는 간섭계 변조기들과 같은 전기기계 시스템들을 구동하기 위한 방법 및 시스템들에 관한 것이다.
전기기계 시스템들(EMS)은 전기 및 기계 엘리먼트들, 액추에이터들, 트랜스듀서들, 센서들, 광학 컴포넌트들 이를테면, 미러들 및 광학 필름들 및 전자 기기들을 가지는 디바이스들을 포함한다. EMS 디바이스들 또는 엘리먼트들은 마이크로스케일(microscale)들 및 나노스케일(nanoscale)들을 포함하는 (그러나, 이에 제한되지 않음) 다양한 스케일들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 마이크로전기기계 시스템(MEMS: microelectromechanical systems) 디바이스들은 약 1 마이크론 내지 수백 마이크론 또는 그 초과의 범위의 크기들을 가지는 구조들을 포함할 수 있다. 나노전기기계 시스템(NEMS: nanoelectromechanical system) 디바이스들은, 예를 들어, 수백 나노미터들보다 더 작은 크기들을 포함하는, 1마이크론보다 더 작은 크기들을 가지는 구조들을 포함할 수 있다. 전기기계 엘리먼트들은 증착, 에칭, 리소그래피, 및/또는 증착된 재료 층들 및/또는 기판들의 일부들을 에칭하거나, 또는 층들을 추가하여 전기 및 전기기계 디바이스들을 형성하는 다른 마이크로머시닝 프로세스들을 사용하여 생성될 수 있다.
EMS 디바이스 중 한 타입이 간섭계 변조기(IMOD: interferometric modulator)로 칭해진다. IMOD 또는 간섭계 광 변조기라는 용어는 광학적 간섭의 원리들을 사용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 디바이스를 지칭한다. 일부 구현들에서, IMOD 디스플레이 엘리먼트는 한 쌍의 도전성 플레이트들을 포함할 수 있는데, 이들 중 하나 또는 둘 다는, 완전히 또는 부분적으로, 투과성이며 그리고/또는 반사성일 수 있으며, 적절한 전기 신호의 인가 시에 상대적 운동(relative motion)이 가능할 수 있다. 예를 들어, 하나의 플레이트는 기판 위에 증착된, 기판 상에 증착된 또는 기판에 의해 지지되는 고정 층을 포함할 수 있고, 다른 플레이트는 에어 갭에 의해 고정 층으로부터 분리되는 반사성 멤브레인(membrane)을 포함할 수 있다. 다른 플레이트에 대한 하나의 플레이트의 위치는 IMOD 디스플레이 엘리먼트 상에 입사하는 광의 광학적 간섭을 변경시킬 수 있다. IMOD 기반 디스플레이 디바이스들은 광범위한 애플리케이션들을 가지며, 기존의 제품들을 개선하고, 새로운 제품들, 특히, 디스플레이 능력들을 가지는 제품들을 제조하는데 이용될 것으로 예상된다. 이러한 타입의 디바이스들의 특징들이 기존 제품들을 향상시키고 아직 개발되지 않은 새로운 제품들을 생성하는데 활용될 수 있도록 이러한 타입의 디바이스들의 특성들을 사용 및/또는 변경하는 것이 기술 분야에서 유리할 것이다.
본 개시물의 시스템들, 방법들 및 디바이스들은 각각 여러 혁신적인 양상들을 가지며, 그 중 어떠한 단일의 양상이 본원에 개시된 바람직한 속성들을 단독으로 담당하는 것은 아니다.
본 개시에서 설명된 청구 대상의 혁신적인 일 양상은, 복수의 전압들을 갖는 파형으로 디스플레이 어레이를 구동하도록 구성된 디스플레이 드라이버 회로에서 구현될 수 있다. 복수의 전압들의 제 1 서브세트는 복수의 전압들의 제 2 서브세트와 정해진 양만큼 상이하다. 이 구현에서, 디스플레이 드라이버 회로는, 복수의 전압들의 제 1 서브세트를 생성하도록 구성된 전력 공급기 회로, 및 입력들로서 복수의 전압들의 제 1 서브세트 및 출력들로서 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 가지며, 복수의 전압들의 제 2 서브세트 각각에 대해 개별 부스트 커패시터를 포함하는 전하 펌프를 포함한다. 복수의 전압들의 제 2 서브세트 각각은 그 대응하는 부스트 커패시터에 직접 연결된다.
일부 구현들에서, 복수의 전압들의 제 2 서브세트의 적어도 일부는 20V의 크기를 갖는다. 복수의 전압들의 제 2 서브세트의 적어도 일부는 전압들을 디스플레이 어레이의 공통 라인들에 인가하기 위한 개별 집적 회로 상에 구현된 스위칭 회로로 라우팅될 수 있다.
본 개시에서 설명된 청구 대상의 혁신적인 다른 양상은 복수의 전압들을 갖는 파형으로 디스플레이 어레이를 구동하는 방법에서 구현될 수 있으며, 복수의 전압들의 제 1 서브세트는 복수의 전압들의 제 2 서브세트와 정해진 양만큼 상이하다. 이 방법은, 복수의 전압들의 제 1 서브세트를 생성하는 단계, 제 1 집적 회로 상에 구현된 스위칭 회로들을 구비한 전하 펌프를 이용하여 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 생성하는 단계를 포함하며, 전하 펌프는 복수의 부스트 커패시터들을 포함하고, 입력들로서 복수의 전압들의 제 1 서브세트 및 출력들로서 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 갖는다. 이 방법은, 부스트 커패시터들의 출력 단자들 상의 전압을 제 1 집적 회로 상의 스위치를 통과하지 않고 제 2 집적 회로 상의 스위칭 회로로 직접 라우팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 개시에서 설명된 청구 대상의 다른 혁신적인 양상은 복수의 전압들을 갖는 파형으로 디스플레이 어레이를 구동하도록 구성된 디스플레이 드라이버 회로에서 구현될 수 있으며, 여기서, 복수의 전압들의 제 1 서브세트는 복수의 전압들의 제 2 서브세트와 정해진 양만큼 상이하다. 이러한 구현에서, 디스플레이 드라이버 회로는, 복수의 전압들의 제 1 서브세트를 생성하기 위한 수단, 및 입력들로서 복수의 전압들의 제 1 서브세트 및 출력들로서 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 가지며, 복수의 전압들의 제 2 서브세트 각각에 대해 개별 부스트 커패시터를 포함하는 전하 펌프를 이용하여 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 생성하기 위한 수단을 포함한다. 이 구현에서, 복수의 전압들의 제 2 서브세트 각각은 그 대응하는 부스트 커패시터에 직접 연결된다.
본 개시에 설명된 청구 대상의 하나 이상의 구현들의 세부 사항들은 첨부한 도면들 및 이하의 설명에서 기술된다. 비록 본 개시에 제공된 예들이 EMS 및 MEMS 기반 디스플레이들과 관련하여 주로 기술되었지만, 본 개시에 제공된 개념들은 다른 타입의 디스플레이들, 이를 테면, 액정 디스플레이들, 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이들 및 전계 방출 디스플레이들에 적용될 수 있다. 다른 특징들, 양상들 및 장점들이 상세한 설명, 도면 및 청구항으로부터 명백하게 될 것이다. 이하의 도면들의 상대적인 치수들은 실척대로 도시되지 않을 수 있음을 주목해야 한다.
도 1은 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 디스플레이 엘리먼트들의 시리즈들 또는 어레이에서 2개의 인접한 IMOD 디스플레이 엘리먼트를 도시하는 등각도이다.
도 2는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 3×3 엘리먼트 어레이들을 포함하는 IMOD 기반 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 나타내는 시스템 블록도이다.
도 3은 IMOD 디스플레이 엘리먼트에 대한 이동가능 반사 층 위치 대 인가된 전압을 나타내는 그래프이다.
도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 다양한 상태들을 나타내는 표이다.
도 5a는 이미지를 디스플레이하는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 3×3 엘리먼트 어레이들에서 디스플레이 데이터의 프레임을 나타낸다.
도 5b는 도 5a에 나타낸 디스플레이 엘리먼트들에 데이터를 기록하기 위해 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도이다.
도 6a 및 도 6b는 복수의 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 나타내는 시스템 블록도들이다.
도 7a-7e는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 다양한 구현들의 단면도들이다.
도 8은 컬러 픽셀들을 나타내는 간섭계 변조기들의 2×3 어레이의 개략적인 도면이다.
도 9는 다른 예시적인 구동 방식을 사용하여 도 8의 2×3 디스플레이에 디스플레이 데이터의 프레임들을 기록하도록 사용될 수 있는 세그먼트 및 공통 신호들의 예시적인 타이밍도를 나타낸다.
도 10은 도 9의 구동 방식을 사용할 때 다양한 전압들의 생성 및 디스플레이로의 인가를 나타내는 시스템 블록도이다.
도 11은 도 10의 전력 공급기의 구현을 나타내는 시스템 블록도이다.
도12는 도 11의 시스템에서 사용가능한 오버드라이브 전압들을 생성하기 위한 전하 펌프의 구현의 회로도를 도시한다.
도 13은 도 12에 나타낸 전하 펌프의 구현에 의해 생성된 오버드라이브 전압 신호들에 대한 타이밍도를 도시한다.
도 14는 오버드라이브 전압들을 생성하기 위한 프로세스의 구현의 흐름도이다.
도 15는 오버드라이브 전압들을 생성하기 위한 전하 펌프의 제 2 구현을 도시한다.
도 16은 오버드라이브 전압들을 생성하기 위한 전하 펌프의 제 3 구현을 도시한다.
도 17은 오버드라이브 전압들을 생성하기 위한 전하 펌프의 제 4 구현을 도시한다.
도 18은 오버드라이브 전압들을 생성하기 위한 전하 펌프의 제 5 구현을 도시한다.
다양한 도면들에서 동일한 참조 번호들 및 명칭들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
아래의 상세한 설명은 본 개시물의 혁신적인 양상들을 설명하기 위한 특정한 구현들에 관한 것이다. 그러나 당업자는 본원의 교시들이 다수의 상이한 방식들로 적용될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 설명된 구현들은, 동화상(이를테면, 비디오) 또는 정지 화상(이를테면, 스틸 이미지들)이든지 간에, 그리고 텍스트, 그래픽 또는 그림이든지 간에, 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있는 임의의 디바이스, 장치 또는 시스템에서 구현될 수 있다. 더 구체적으로, 설명된 구현들이, 모바일 전화들, 멀티미디어 인터넷 인에이블 셀룰러 전화들, 모바일 텔레비전 수신기들, 무선 디바이스들, 스마트폰들, 블루투스
Figure pct00001
디바이스들, 휴대 보조 단말기(PDA)들, 무선 전자 메일 수신기들, 핸드-헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, 태블릿들, 프린터들, 복사기들, 스캐너들, 팩시밀리 디바이스들, GPS(global positioning system) 수신기들/네비게이터들, 카메라들, 디지털 미디어 플레이어들(이를테면, MP3 플레이어들), 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 시계들, 계산기들, 텔레비전 모니터들, 플랫 패널 디스플레이들, 전자 판독 디바이스들(예를 들어, e-리더들), 컴퓨터 모니터들, 오토 디스플레이들(주행기록계 및 속도계 디스플레이들 등을 포함함), 조종석 컨트롤들 및/또는 디스플레이들, 카메라 뷰 디스플레이들(예컨대, 차량의 후방 뷰 카메라의 디스플레이), 전자 사진들, 전자 게시판들 또는 간판(sign)들, 프로젝터들, 건축(architectural) 구조들, 마이크로파들, 냉장고들, 스테레오 시스템들, 카세트 레코더들 또는 플레이어들, DVD 플레이어들, CD 플레이어들, VCR들, 라디오들, 휴대용 메모리 칩들, 세탁기들, 건조기들, 세탁기/건조기들, 주차요금 징수기들(parking meters), (이를테면, 비-전자기계 시스템(EMS) 애플리케이션들은 물론, 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 애플리케이션들을 비롯한 전자기계 시스템(EMS) 애플리케이션들에서의) 패키징, 심미적 구조들(이를테면, 한점의 보석 또는 의류 상의 이미지들의 디스플레이) 및 다양한 EMS 디바이스들과 같은, (그러나, 이들에 제한되지 않음) 다양한 전자 디바이스들에 포함되거나 또는 이들과 연관될 수 있다는 점이 참작된다. 본원에서의 교시들은 또한, 전자 스위칭 디바이스들, 무선 주파수 필터들, 센서들, 가속도계들, 자이로스코프들, 움직임-감지 디바이스들, 자력계들, 가전제품에 대한 관성 컴포넌트들, 가전제품 물건들의 부품들, 버랙터들, 액정 디바이스들, 전기영동 디바이스들, 구동 방식들, 제조 프로세스들, 및 전자 테스트 장비와 같은 (그러나, 이들에 제한되지 않음) 비-디스플레이 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 따라서, 교시들은 도면들에 단독으로 도시한 구현들로 제한되는 것으로 의도되는 것이 아니라, 대신에, 당업자에게 쉽게 명백할 바와 같이, 넓은 응용가능성을 가진다.
전기기계 디바이스들에 기반한 디스플레이들이 더 커짐에 따라, 전체 디스플레이들의 어드레싱이 더욱 어렵게 되었고, 원하는 프레임 레이트를 달성하기가 더욱 어려울 수 있다. 새로운 정보가 로우에 기록되기 전에 전기기계 디바이스들의 해당 로우가 릴리스되고, 데이터 정보가 더 작은 범위의 전압들을 이용하여 전달되는 저전압 구동 방식은 더 짧은 라인 타임들을 허용함으로써 이러한 이슈들을 해결한다. 그러나, 이러한 구동 방식은 복수의 상이한 전압들을 사용하는데, 이는 전력 공급기의 설계를 복잡하게 하고 전력 공급기 출력들을 디스플레이 어드레싱에 이용가능하게 유지하기 위해 더 많은 전력을 필요로 한다. 요구된 시간에 다른 출력들로부터 필요한 출력의 일부를 유도하는 더 간단하고 더 전력 효율적인 공급기 회로들이 본 명세서에 개시된다.
설명된 구현들이 적용될 수 있는 적합한 EMS 또는 MEMS 디바이스 또는 장치의 예로 반사성 디스플레이 디바이스가 있다. 반사형 디스플레이 디바이스는 광 간섭의 원리들을 사용하여 입사된 광을 선택적으로 흡수하고 그리고/또는 반사하기 위해 구현될 수 있는 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 엘리먼트들을 포함할 수 있다. IMOD 디스플레이 엘리먼트들은 부분 광 흡수기, 흡수기에 대하여 이동가능한 반사기, 및 흡수기와 반사기 사이에 한정된 광학 공진 공동을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 반사기는 2개 또는 그 초과의 상이한 위치들로 이동될 수 있고, 이는 광학 공진 공동의 사이즈를 변화시켜, IMOD의 반사율에 영향을 미칠 수 있다. IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 반사 스펙트럼들(reflectance spectrums)은 가시 파장들에 걸쳐 시프트되어 상이한 컬러들을 생성할 수 있는 상당히 광범위한 스펙트럼 대역들을 생성할 수 있다. 스펙트럼 대역의 위치는 광학 공진 공동의 두께를 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 광학 공진 공동을 변화시키는 일 방식은 흡수기에 대해 반사기의 위치를 변화시킴으로써 이루어진다.
도 1은 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 디스플레이 엘리먼트들의 시리즈 또는 어레이의 두 인접한 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 도시한 등각도이다. IMOD 디스플레이 디바이스는 하나 또는 그 초과의 간섭계 EMS, 이를테면, MEMS 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 이들 디바이스들에서, 간섭계MEMS 디스플레이 엘리먼트들은 밝은(bright) 상태 또는 어두운(dark) 상태로 구성될 수 있다. 밝은("릴렉스(relaxed)", "개방(open)" 또는 "온(on)" 등) 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시광의 상당 부분을 반사한다. 반대로, 어두운("작동(actuated)", "폐쇄(closed)" 또는 "오프(off)" 등) 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시광을 거의 반사하지 않는다. MEMS 디스플레이 엘리먼트들은 블랙 앤 화이트(black 및 white) 이외에도 컬러 디스플레이를 가능하게 하는 특정한 광의 파장들에서 대부분 반사하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 다수의 디스플레이 엘리먼트들을 사용함으로써, 회색 색조 및 원색들의 다양한 강도들이 달성될 수 있다.
IMOD 디스플레이 디바이스는 로우(raw) 및 컬럼(column)으로 배열될 수 있는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수 있다. 어레이의 각 디스플레이 엘리먼트는, 에어 갭(또한 광학 갭, 공동 또는 광학 공진 공동으로 지칭됨)을 형성하기 위해, 서로로부터 가변적이고 제어가능한 거리에 위치된 적어도 한 쌍의 반사 및 부분 반사 층들, 이를테면, 이동가능 반사 층(즉, 기계적 층으로도 지칭되는 이동가능 층) 및 고정된 부분적 반사 층(즉, 고정 층)을 포함할 수 있다. 이동가능 반사 층은 적어도 2개의 위치들 사이에서 이동될 수 있다. 예를 들어, 제 1 위치에서, 즉, 릴렉스 위치에서, 이동가능 반사 층은 고정된 부분적 반사 층으로부터 떨어져서 위치될 수 있다. 제 2 위치, 즉, 작동 위치에서, 이동가능 반사 층은 부분적 반사 층에 더 가깝게 위치될 수 있다. 2개의 층들로부터 반사되는 입사광이 입사광의 파장(들) 및 이동가능 반사 층의 위치에 따라 보강적으로(constructively) 및/또는 상쇄적으로(destructively) 간섭할 수 있어, 각 디스플레이 엘리먼트에 대한 전반사(overall reflective) 또는 무반사(non-reflective) 상태를 생성한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트는 비작동일 때 반사 상태에 있을 수 있어 가시 스펙트럼내의 광을 반사하며, 작동일 때 어두운 상태에 있을 수 있어, 가시 범위 내의 광을 흡수하고 그리고/또는 상쇄적으로 간섭한다. 그러나, 일부 다른 구현들에서, IMOD 디스플레이 엘리먼트는 비작동일 때 어두운 상태에 있을 수 있고, 작동일 때 반사 상태에 있을 수도 있다. 일부 구현들에서, 인가 전압의 도입이 디스플레이 엘리먼트들을 구동하여 상태들을 변화시킬 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 인가 전하가 디스플레이 엘리먼트들을 구동하여 상태들을 변화시킬 수 있다.
도 1의 어레이의 도시된 부분은 IMOD 디스플레이 엘리먼트들(12)의 형태인 2개의 인접한 간섭계 MEMS 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. (도시된 바와 같이) 우측의 디스플레이 엘리먼트(12)에서, 이동가능 반사 층(14)은 광학 스택(16) 근처의, 이에 인접한 또는 이에 접촉한 작동 위치에 도시된다. 우측의 디스플레이 엘리먼트(12)에 걸리게 인가된 전압(Vbias)은 작동 위치로 이동가능 반사 층(14)을 이동 및 또한 유지하기에 충분하다. (도시된 바와 같이) 좌측의 디스플레이 엘리먼트(12)에서, 이동가능 반사 층(14)은, 부분적 반사 층을 포함하는 광학 스택(16)으로부터 떨어진 (떨어진 거리는 설계 파라미터에 기반하여 미리결정될 수 있음) 릴렉스 위치에 도시되어 있다. 좌측의 디스플레이 엘리먼트(12)에 걸리게 인가된 전압(V0)은 우측의 디스플레이 엘리먼트(12)의 이동가능 반사 층(14)과 같이 이동가능 반사 층(14)이 작동 위치로 작동하게 하기에는 불충분하다.
도 1에서, IMOD 디스플레이 엘리먼트(12)의 반사 특성들은 일반적으로, IMOD 디스플레이 엘리먼트들(12) 상에 입사하는 광(13), 및 좌측의 디스플레이 엘리먼트(12)로부터 반사하는 광(15)을 나타내는 화살표들로 예시된다. 디스플레이 엘리먼트들(12)상에 입사하는 대부분의 광(13)이 투명 기판(20)을 투과해서 광학 스택(16) 쪽으로 향할 수 있다. 광학 스택(16) 상에 입사하는 광의 일부가 광학 스택(16)의 부분적 반사 층을 투과할 것이고, 일부는 투명 기판(20)을 통해 다시 반사될 수 있다. 광학 스택(16)을 투과한 광(13)의 일부는 다시 투명 기판(20)을 향해 (그리고 이를 통해) 이동가능 반사 층(14)으로부터 반사될 수 있다. 광학 스택(16)의 부분적 반사 층으로부터 반사되는 광과 이동가능 반사 층(14)으로부터 반사되는 광 사이의 간섭(보강 및/또는 상쇄)은 디바이스의 뷰잉 또는 기판 측 상의 디스플레이 엘리먼트(12)로부터 반사된 광(15)의 파장(들)의 강도를 부분적으로 결정할 것이다. 일부 구현들에서, 투명 기판(20)은 유리 기판(때때로 유리 플레이트 또는 패널로 지칭됨)일 수 있다. 유리기판은 예를 들어, 붕규산 유리, 소다 석회 유리, 석영, 파이렉스 또는 다른 적절한 유리 재료이거나 이를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 유리 기판은 0.3, 0.5 또는 0.7 밀리미터의 두께를 가질 수 있지만, 일부 구현들에서 유리 기판은 (수 십 밀리미터 같이) 더 두껍거나 (0.3밀리미터 미만과 같이) 더 얇을 수 있다. 일부 구현들에서, 비유리 기판, 이를테면 폴리 카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 또는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK) 기판이 사용될 수 있다. 이러한 구현에서, 비유리 기판은 아마도 0.7 밀리미터 미만의 두께를 가질 수 있지만, 기판은 설계 고려사항들에 따라 더 두꺼울 수 있다. 일부 구현들에서, 불투명 기판, 이를테면, 금속 호일 또는 스테인리스 스틸계 기판이 사용될 수 있다. 예를 들어, 부분적으로 투과적이고 부분적으로 반사적인 이동가능한 층 및 고정 반사 층을 포함하는 리버스-IMOD 기반 디스플레이가 도 1의 디스플레이 엘리먼트들(12)로서 기판의 대향 측으로부터 뷰잉되도록 구성될 수 있고 불투명 기판에 의해 지지될 수 있다.
광학 스택(16)은 단일 층 또는 여러 층들을 포함할 수 있다. 층(들)은 전극 층, 부분적 반사 및 부분적 투과 층 및 투명 유전체 층 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)은 전기적으로 도전성이고, 부분적으로 투명하고, 부분적으로 반사성이고, 예를 들어, 상기 층들 중 하나 또는 그 초과를 투명 기판(20)상에 증착함으로써 제조될 수 있다. 전극 층은 다양한 재료들, 예컨대 다양한 금속들, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO)로부터 형성될 수 있다. 부분적 반사 층은, 다양한 금속들(예를 들어, 크롬 및/또는 몰리브덴), 반도체들 및 유전체들과 같이 부분적으로 반사성인 다양한 재료들로 형성될 수 있다. 부분적 반사 층은 재료들의 하나 또는 그 초과의 층들로 형성될 수 있고, 층들 각각은 단일 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)의 특정 부분들은 부분적 광 흡수기(optical absorber) 및 전기 도체 둘 다로서 역할을 하는 금속 또는 반도체의 단일 반투명 두께를 포함할 수 있지만, (예를 들어, 광학 스택(16) 또는 디스플레이 엘리먼트의 다른 구조들의) 서로 다른, 전기적으로 더욱 도전성인 층들 또는 부분들이 IMOD 디스플레이 엘리먼트들 사이에서 신호들을 버싱(bus)하는 역할을 할 수 있다. 광학 스택(16)은 또한 하나 또는 그 초과의 도전 층들 또는 전기적으로 도전성/부분적 흡수성인 층을 커버하는 하나 또는 그 초과의 절연 또는 유전체 층들을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 광학 스택(16)의 층(들) 중 적어도 일부는 병렬 스트립들로 패터닝될 수 있고, 아래에 추가로 설명되는 바와 같이, 디스플레이 디바이스에서 로우 전극들을 형성할 수 있다. 당업자에 의해 이해될 바와 같이, 용어 "패터닝(patterned)"은 에칭 프로세스들 뿐만 아니라 마스킹을 지칭하는 것으로 본원에서 사용된다. 일부 구현들에서, 알루미늄(Al)과 같은 높은 도전성 및 반사성 재료가 이동가능 반사 층(14)에 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 디스플레이 디바이스에서 컬럼 전극들을 형성할 수 있다. 이동가능 반사 층(14)은 증착된 금속 층 또는 금속 층들의 일련의 평행한 스트립들(광학 스택(16)의 로우 전극들에 직교함)로서 형성되어, 지지부들, 이를테면, 도시된 포스트들(18)의 상부에 증착된 컬럼들 및 포스트들(18) 사이에 위치된 중간 희생 재료를 형성할 수 있다. 희생 재료가 에칭될 때, 이동가능 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에, 한정된 갭(19), 또는 광학 공동이 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 포스트들(18) 사이의 간격(spacing)은 대략 1 내지 1000㎛일 수 있지만, 대략적으로 갭(19)은 10,000 옹스트롬(Å) 미만일 수 있다.
일부 구현들에서, 작동 상태이든 또는 릴렉스 상태이든 간에, 각각의 IMOD 디스플레이 엘리먼트는 고정 및 이동 반사 층들에 의해 형성된 커패시터로 간주될 수 있다. 어떠한 전압도 인가되지 않을 때, 이동가능 반사 층(14)은 이동가능 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에 갭(19)을 가진 채로, 도 1의 좌측의 디스플레이 엘리먼트(12)에 의해 예시되어 있는 바와 같이, 기계적으로 릴렉스 상태로 유지된다. 그러나, 전위차, 즉, 전압이 선택된 로우 및 컬럼 중 적어도 하나에 인가될 때, 대응하는 디스플레이 엘리먼트에서 로우와 컬럼 전극들의 교차점에 형성된 커패시터는 충전되고, 정전기력들은 전극들을 서로 끌어당긴다. 인가 전압이 임계치를 초과하면, 이동가능 반사 층(14)은 변형되어 광학 스택(16) 근처로 또는 광학 스택(16)과 맞닿게 이동할 수 있다. 광학 스택(16)내의 유전체 층(미도시)은, 도 1의 우측의 작동된 디스플레이 엘리먼트(12)에 의해 예시된 바와 같이, 층들(14 및 16) 간의 단락을 방지하고 이들 간의 분리 거리를 제어할 수 있다. 이 거동(behavior)은 인가된 전위차의 극성에 관계없이 동일할 수 있다. 일부 경우들에서, 어레이에서의 일련의 디스플레이 엘리먼트들을 "로우" 또는 컬럼"으로 칭할 수 있지만, 당업자는 일 방향을 "로우"로 칭하고 다른 방향을 "컬럼"으로 칭하는 것이 임의적이라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 다시 말해, 일부 배향들에서, 로우들은 컬럼들로 고려될 수 있고, 컬럼들은 로우들로 고려될 수 있다. 일부 구현들에서, 로우들이 "공통" 라인들로 지칭될 수 있고 컬럼들이 "세그먼트" 라인들로 지칭될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 또한, 디스플레이 엘리먼트들은 직교 로우들 및 컬럼들("어레이")로 균일하게 배열될 수 있거나, 예를 들어, 서로에 관하여 특정한 위치 오프셋들을 갖는 비선형 구성들("모자이크")로 배열될 수 있다. 용어들 "어레이" 및 "모자이크"는 각 구성을 지칭할 수 있다. 따라서, 디스플레이를 "어레이" 또는 "모자이크"를 포함하는 것으로 지칭되더라도, 엘리먼트들 자체가, 어느 경우에 있어서는, 서로 직교로 배열되거나 균일한 분포로 배치되지 않아도 되지만, 비대칭 형상들 및 불균일하게 분포된 엘리먼트들을 갖는 배열들을 포함할 수 있다.
도 2는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 3 × 3 엘리먼트 어레이를 포함하는 IMOD 기반 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 나타내는 시스템 블록도이다. 전자 디바이스는 하나 또는 그 초과의 소프트웨어 모듈들을 실행하도록 구성될 수 있는 프로세서(21)를 포함한다. 운영 시스템의 실행에 부가하여, 프로세서(21)는 웹 브라우저, 전화 애플리케이션, 이메일 프로그램, 또는 임의의 다른 소프트웨어 애플리케이션을 포함하는 하나 또는 그 초과의 소프트웨어 애플리케이션을 실행하도록 구성될 수 있다.
프로세서(21)는 어레이 드라이버(22)와 통신하도록 구성될 수 있다. 어레이 드라이버(22)는 신호들을 예를 들어, 디스플레이 어레이 또는 패널(30)에 제공하는 로우 드라이버 회로(24) 및 컬럼 드라이버 회로(26)를 포함할 수 있다. 도 1에 예시된 IMOD 디스플레이 디바이스의 단면이 도 2의 라인 1-1에 의해 도시된다. 도 2가 명확화를 위해 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 3×3 어레이를 도시하지만, 디스플레이 어레이(30)는 매우 많은 수의 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 포함할 수 있고, 로우들에서, 컬럼들에서와는 상이한 수의 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 가질 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
도 3은 IMOD 디스플레이 엘리먼트에 대한 이동가능 반사 층 위치 대 인가 전압을 나타내는 그래프이다. IMOD들의 경우, 로우/컬럼(즉, 공통/세그먼트) 기록 절차는 도 3에 도시된 바와 같이 디스플레이 엘리먼트들의 이력 특성을 이용할 수 있다. 하나의 예시적인 구현에서, IMOD 디스플레이 엘리먼트는 이동가능 반사 층 또는 미러로 하여금 릴렉스 상태로부터 작동 상태로 변화되게 하기 위해 약 10-볼트의 전위차를 사용할 수 있다. 전압이 그 값으로부터 감소될 때, 이동가능 반사 층은 전압이 다시, 이 예에서는, 10 볼트 미만으로 강하되는 경우 자신의 상태를 유지하지만, 이동가능 반사 층은 전압이 2 볼트 미만으로 강하할 때까지는 완전히 릴렉스하지 않는다. 따라서, 엘리먼트가 릴렉스 상태 또는 작동 상태 중 어느 하나에서 안정한 인가 전압의 윈도우가 있는 전압 범위가 존재하며, 도 3의 예에서는 대략 3 - 7 볼트이다. 이를 본원에서는, "이력 윈도우(hysteresis window)" 또는 "안정성 윈도우(stability window)"로 지칭한다. 도 3의 이력 특징들을 갖는 디스플레이 어레이(30)에 대해, 로우/컬럼 기록 절차는 한번에 하나 또는 그 초과의 로우들을 어드레싱하도록 설계될 수 있다. 따라서, 이러한 예에서, 주어진 로우의 어드레싱 동안, 어드레싱된 로우에서 작동될 디스플레이 엘리먼트들은 약 10 볼트의 전압차에 노출될 수 있고, 릴렉스될 디스플레이 엘리먼트들은 거의 제로 볼트의 전압차에 노출될 수 있다. 어드레싱 이후에, 디스플레이 엘리먼트들은, 이 예에서는 대략 5 볼트의 바이어스 전압차 또는 정상 상태에 노출될 수 있어서, 이들은 이전에 스트로빙된(strobed) 또는 기록된 상태를 유지하게 된다. 본 예에서, 어드레싱된 이후에, 각 디스플레이 엘리먼트는 약 3 내지 7 볼트의 "안정성 윈도우"내에서의 전위차를 겪는다(see). 이러한 이력 특성 특징은 IMOD 디스플레이 엘리먼트 설계가 동일한 인가 전압 조건들하에서 작동 또는 릴렉스된 기존 상태에서 안정하게 유지될 수 있게 한다. 작동 상태에 있든지 또는 릴렉스 상태에 있든지 간에, 각 IMOD 디스플레이 엘리먼트가 고정 또는 이동 반사 층들에 의해 형성된 커패시터로서 역할을 하기 때문에, 이러한 안정한 상태는 실질적으로 전력을 소모하거나 손실하지 않고 이력 윈도우내의 정상 전압에서 홀딩될 수 있다. 더욱이, 인가 전압 전위가 실질적으로 고정되어 유지되는 경우, 본질적으로 디스플레이 엘리먼트로 전류가 거의 흐르지 않거나 또는 전혀 흐르지 않는다.
일부 구현들에서, 주어진 로우에서의 디스플레이 엘리먼트들의 상태에 대한 (만약 있다면) 원하는 변화에 따라, 이미지 프레임은 컬럼 전극들의 세트에 따라 "세그먼트" 전압들의 형태로 데이터 신호들을 인가함으로써 생성될 수 있다. 어레이의 각 로우가 차례로 어드레싱될 수 있어서, 프레임은 한번에 하나의 로우씩 기록된다. 제 1 로우에서의 디스플레이 엘리먼트들에 원하는 데이터를 기록하기 위해, 제 1 로우에서의 디스플레이 엘리먼트들의 원하는 상태에 대응하는 세그먼트 전압들이 컬럼 전극들상에 인가될 수 있고, 특정한 "공통" 전압 또는 신호 형태의 제 1 로우 펄스가 제 1 로우 전극에 인가될 수 있다. 그 후, 세그먼트 전압들의 세트는 제 2 로우에서의 디스플레이 엘리먼트들의 상태에 대한 (만약 있다면) 원하는 변화에 대응하도록 변화될 수 있고, 제 2 공통 전압이 제 2 로우 전극에 인가될 수 있다. 일부 구현들에서, 제 1 로우에서의 디스플레이 엘리먼트들은 컬럼 전극들을 따라 인가된 세그먼트 전압들에서의 변화에 의해 영향을 받지 않아, 이들은 제 1 공통 전압 로우 펄스 동안 설정된 상태로 유지된다. 이러한 프로세스는 순차적 방식으로 전체 일련의 로우들 또는 대안으로는 컬럼들에 대해 반복되어 이미지 프레임을 생성할 수 있다. 프레임들은 초당 원하는 어떤 수의 프레임들씩 이러한 프로세스를 연속적으로 반복함으로써 새로운 이미지 데이터로 리프레시되고 그리고/또는 업데이트될 수 있다.
각 디스플레이 엘리먼트에 걸리게 인가된 세그먼트 및 공통 신호들의 조합(즉, 각 디스플레이 엘리먼트 또는 픽셀에 걸리는 전위차)은 각 디스플레이 엘리먼트의 결과적인 상태를 결정한다. 도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 다양한 상태들을 나타내는 표이다. 당업자에 의해 용이하게 이해될 수 있듯이, "세그먼트" 전압들은 컬럼 전극들 또는 로우 전극들 중 어느 한 쪽에 인가될 수 있고, "공통" 전압들은 컬럼 전극들 또는 로우 전극들 중 다른 한 쪽에 인가될 수 있다.
도 4에 예시되어 있는 바와 같이, 해제 전압(release voltage)(VCREL)이 공통 라인을 따라 인가될 때, 공통 라인을 따르는 모든 IMOD 디스플레이 엘리먼트들은 세그먼트 라인들을 따라 인가된 전압, 즉, 높은 세그먼트 전압(VSH) 및 낮은 세그먼트 전압(VSL)에 관계없이, 대안으로는 해제 또는 비작동 상태로 지칭되는 릴렉스 상태에 놓일 것이다. 특히, 해제 전압(VCREL)이 공통 라인을 따라 인가될 때, 변조기 디스플레이 엘리먼트들 또는 픽셀들에 걸리는 전위 전압(대안으로는, 디스플레이 엘리먼트 또는 픽셀 전압으로 지칭됨)은, 높은 세그먼트 전압(VSH) 및 낮은 세그먼트 전압(VSL)이 그 디스플레이 엘리먼트에 대한 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가되는 경우 모두 릴렉스 윈도우(도 3을 참조, 또한 해제 윈도우로 지칭됨)내에 있을 수 있다.
높은 홀드 전압(VCHOLD _H) 또는 낮은 홀드 전압(VCHOLD _L)과 같은 홀드 전압이 공통 라인상에 인가될 때, 공통 라인을 따라 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 상태는 일정하게 유지될 것이다. 예를 들어, 릴렉스된 IMOD 디스플레이 엘리먼트는 릴렉스 위치에서 유지될 것이고, 작동된 IMOD 디스플레이 엘리먼트는 작동 위치에서 유지될 것이다. 홀드 전압들은, 높은 세그먼트 전압(VSH) 및 낮은 세그먼트 전압(VSL)이 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가되는 경우 모두 디스플레이 엘리먼트 전압이 안정성 윈도우내에서 유지되도록 선택될 수 있다. 따라서, 이 예에서 세그먼트 전압 스윙(swing)은 높은 VSH와 낮은 세그먼트 전압(VSL) 사이의 차이며, 포지티브 또는 네거티브 안정성 윈도우 중 어느 하나의 폭 미만이다.
높은 어드레싱 전압(VCADD _H) 또는 낮은 어드레싱 전압(VCADD _L)과 같은 어드레싱, 또는 작동 전압이 공통 라인상에 인가될 때, 데이터가 각각의 세그먼트 라인들을 따른 세그먼트 전압들의 인가에 의해 공통 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 윈도우내에서 디스플레이 엘리먼트 전압을 발생시켜, 디스플레이 엘리먼트로 하여금 비작동을 유지하게 할 것이다. 그에 반해, 다른 세그먼트 전압의 인가는 안정성 윈도우를 넘는 디스플레이 엘리먼트 전압을 발생시켜, 디스플레이 엘리먼트의 작동을 발생시킬 것이다. 작동을 초래하는 특정한 세그먼트 전압은 어느 어드레싱 전압이 사용되는지에 따라 변할 수 있다. 일부 구현들에서, 높은 어드레싱 전압(VCADD_H)이 공통 라인을 따라 인가될 때, 높은 세그먼트 전압(VSH)의 인가는 변조기로 하여금 그것의 현재 위치에서 유지되게 할 수 있고, 낮은 세그먼트 전압(VSL)의 인가는 변조기의 작동을 초래할 수 있다. 그 결과, 세그먼트 전압들의 영향은 낮은 어드레싱 전압(VCADD_L)이 인가될 때 반대가 될 수 있는데, 높은 세그먼트 전압(VSH)은 변조기의 작동을 초래하고, 낮은 세그먼트 전압(VSL)은 변조기의 상태에 실질적으로 어떠한 영향도 주지 않는다(즉, 안정상태를 유지한다).
일부 구현들에서, 변조기들에 걸쳐 동일한 극성의 전위차를 생성하는 홀드 전압들, 어드레스 전압들, 및 세그먼트 전압들이 사용될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 변조기들의 전위차의 극성을 때때로 교번시키는 신호들이 사용될 수 있다. 변조기들에 걸친 극성의 교번(즉, 기록 절차들의 극성의 교번)은 단일 극성의 반복된 기록 동작들 이후에 발생할 수 있는 전하 축적을 감소시키거나 억제할 수 있다.
도 5a는 이미지를 디스플레이하는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 3 × 3 엘리먼트 어레이에서의 디스플레이 데이터의 프레임의 도시이다. 도 5b는 도 5a에 도시된 디스플레이 엘리먼트들에 데이터를 기록하기 위해 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도이다. 어두운 체크 모양으로 표시된, 도 5a의 작동된 IMOD 디스플레이 엘리먼트들은 어두운-상태에 있는데, 즉, 여기서, 반사된 광의 상당한 부분은 가시 스펙트럼 외부에 있어 예를 들어, 뷰어에게 어두운 외관을 발생시킬 수 있다. 비작동된 IMOD 디스플레이 엘리먼트들 각각은 이들의 간섭계 공동 갭 높이들에 대응하는 컬러를 반사한다. 도 5a에 예시된 프레임을 기록하기 이전에, 디스플레이 엘리먼트들은 임의의 상태에 있을 수 있지만, 도 5b의 타이밍도에 예시된 기록 절차는 각 변조기가 해제되었고 제 1 라인 타임(60a) 이전에 비작동 상태에 있다는 것을 가정한다.
제 1 라인 타임(60a) 동안: 해제 전압(70)이 공통 라인 1상에 인가되고; 공통 라인 2상에 인가된 전압은 높은 홀드 전압(72)에서 시작하여 해제 전압(70)으로 이동하며; 낮은 홀드 전압(76)은 공통 라인 3을 따라 인가된다. 따라서, 공통 라인 1을 따르는 변조기들(공통 1, 세그먼트 1)(1, 2) 및 (1, 3)은 제 1 라인 타임(60a)의 지속기간 동안 릴렉스 또는 비작동 상태로 유지되고, 공통 라인 2를 따르는 변조기들(2, 1), (2, 2) 및 (2, 3)은 릴렉스 상태로 이동할 것이며, 공통 라인 3을 따르는 변조기들(3, 1), (3, 2) 및 (3, 3)은 그들의 이전 상태에서 유지될 것이다. 일부 구현들에서, 세그먼트 라인들 1, 2 및 3을 따라 인가된 세그먼트 전압들은, 공통 라인들 1, 2 또는 3 중 어느 것도 라인 타임(60a) 동안 작동을 초래하는 전압 레벨들(즉, VCREL - 릴렉스 및 VCHOLD _L - 안정)에 노출되지 않기 때문에, IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 상태에 어떠한 영향도 미치지 않을 것이다.
제 2 라인 타임(60b) 동안, 공통 라인 1상의 전압은 높은 홀드 전압(72)으로 이동하고, 공통 라인 1을 따르는 모든 변조기들은, 어떠한 어드레싱 전압 또는 작동 전압도 공통 라인 1상에 인가되지 않았기 때문에, 인가된 세그먼트 전압에 관계없이 릴렉스 상태로 유지된다. 공통 라인 2를 따르는 변조기들은 해제 전압(70)의 인가로 인해 릴렉스 상태로 유지되고, 공통 라인 3을 따르는 변조기들(3, 1), (3, 2) 및 (3, 3)은 공통 라인 3을 따르는 전압이 해제 전압(70)으로 이동할 때 릴렉스할 것이다.
제 3 라인 타임(60c) 동안, 공통 라인 1은 공통 라인 1상에 높은 어드레스 전압(74)을 인가함으로써 어드레싱된다. 낮은 세그먼트 전압(64)이 이러한 어드레스 전압의 인가 동안 세그먼트 라인들 1 및 2을 따라 인가되기 때문에, 변조기들(1, 2) 및 (1, 2)에 걸리는 디스플레이 엘리먼트 전압은 변조기들의 포지티브 안정성 윈도우의 하이 엔드(high end)보다 크고(즉, 전압차가 특성 임계값을 초과하고), 변조기들(1, 1) 및 (1, 2)은 작동된다. 반대로, 높은 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 3을 따라 인가되기 때문에, 변조기(1, 3)에 걸리는 디스플레이 엘리먼트 전압은 변조기들(1, 1) 및 (1, 2)에 걸리는 디스플레이 엘리먼트 전압 미만이고, 변조기의 포지티브 안정성 윈도우내에서 유지되어서, 변조기(1, 3)가 릴렉스 상태로 유지된다. 또한, 라인 타임(60c) 동안, 공통 라인 2를 따른 전압은 낮은 홀드 전압(76)으로 감소하고, 공통 라인 3을 따른 전압은 해제 전압(70)에서 유지되어, 공통 라인들 2 및 3을 따르는 변조기들이 릴렉스 위치에 남아 있게 된다.
제 4 라인 타임(60d) 동안, 공통 라인 1상의 전압은 높은 홀드 전압(72)으로 복귀하여, 공통 라인 1을 따르는 변조기들이 그들 각각의 어드레싱된 상태들에 남아 있게 된다. 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 걸리는 디스플레이 엘리먼트 전압은 변조기의 네거티브 안정성 윈도우의 로우 엔드(lower end) 미만이어서, 변조기(2, 2)가 작동하게 한다. 반대로, 낮은 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들 1 및 3을 따라 인가되기 때문에, 변조기들(2, 1) 및 (2, 3)은 릴렉스 위치에 유지된다. 공통 라인 3상의 전압은 높은 홀드 전압(72)으로 증가하여, 공통 라인 3을 따르는 변조기들이 릴렉스 상태에 있게 된다. 그 다음, 공통 라인(2) 상의 전압은 낮은 홀드 전압(76)으로 다시 전이된다.
마지막으로, 제 5 라인 타임(60e) 동안, 공통 라인 1상의 전압은 높은 홀드 전압(72)에서 유지되고, 공통 라인 2상의 전압은 낮은 홀드 전압(76)에서 유지되어서, 공통 라인들(1 및 2)을 따르는 변조기들은 그들 각각의 어드레싱된 상태들에 남아 있게 된다. 공통 라인 3상의 전압은 높은 어드레스 전압(74)으로 증가하여 공통 라인 3을 따르는 변조기들을 어드레싱한다. 낮은 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들 2 및 3상에 인가되기 때문에, 변조기들(3, 2) 및 (3, 3)은 작동하는 한편, 세그먼트 라인 1을 따라 인가된 높은 세그먼트 전압(62)은 변조기(3, 1)로 하여금 릴렉스 위치에서 유지되게 한다. 따라서, 제 5 라인 타임(60e)의 종단에서, 3×3 디스플레이 엘리먼트 어레이는 도 5a에 도시된 상태에 있고, 다른 공통 라인들(미도시)을 따르는 변조기들이 어드레싱될 때 발생할 수 있는 세그먼트 전압에서의 변동들에 관계없이 홀드 전압들이 공통 라인들을 따라 인가되는 한 그 상태에서 유지될 것이다.
도 5b의 타이밍도에서, 주어진 기록 절차(즉, 라인 타임들(60a-60e))는 높은 홀드 및 어드레스 전압들, 또는 낮은 홀드 및 어드레스 전압들 중 어느 하나의 사용을 포함할 수 있다. 기록 절차가 주어진 공통 라인에 대해 완료되면(그리고, 공통 전압이 작동 전압과 동일한 극성을 갖는 홀드 전압으로 설정되면), 디스플레이 엘리먼트 전압은 주어진 안정성 윈도우내에서 유지되고, 해제 전압이 그 공통 라인상에 인가될 때까지 릴렉스 윈도우를 통과하지 않는다. 또한, 각 변조기가 변조기를 어드레싱하기 이전에 기록 절차의 일부로서 해제될 때, 해제 시간 보다는, 변조기의 작동 시간이 라인 타임을 결정할 수 있다. 구체적으로, 변조기의 해제 시간이 작동 시간 보다 큰 구현들에서, 해제 전압은 도 5a에 도시되어 있는 바와 같이, 단일 라인 시간 보다 더 오래 인가될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 공통 라인들 또는 세그먼트 라인들을 따라 인가된 전압들은 상이한 컬러들의 변조기들과 같은 상이한 변조기들의 작동 및 해제 전압들에서의 변동들을 고려하여 변할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 복수의 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)를 도시하는 시스템 블록도들이다. 디스플레이 디바이스(40)는, 예를 들어, 스마트 폰, 셀룰러 또는 모바일 전화일 수 있다. 그러나, 디스플레이 디바이스(40)의 동일한 컴포넌트들 또는 이들의 약간의 변형들이 또한, 텔레비전들, 컴퓨터들, 태블릿들, e-리더기들, 핸드-헬드 디바이스들 및 휴대용 미디어 디바이스들과 같은 다양한 타입들의 디스플레이 디바이스들을 예시한다.
디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 디바이스(48), 및 마이크로폰(46)을 포함한다. 하우징(41)은 사출 성형(injection molding), 및 진공 성형(vacuum forming)을 포함하는 임의의 다양한 제조 프로세스들로 형성될 수 있다. 또한, 하우징(41)은, 플라스틱, 금속, 유리, 고무, 및 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 다양한 재료들로 만들어질 수 있다. 하우징(41)은, 상이한 컬러의, 또는 상이한 로고들, 그림들 또는 심볼들을 포함하는 다른 제거가능한 부분들과 상호교환될 수 있는 제거가능한 부분들(도시안됨)을 포함할 수 있다.
디스플레이(30)는 본원에 설명하는 바와 같이, 쌍안정 또는 아날로그 디스플레이를 포함하는 다양한 디스플레이들 중 임의의 디스플레이일 수 있다. 디스플레이(30)는 또한 플라즈마, EL, OLED, STN LCD, 또는 TFT LCD와 같은 평판 디스플레이, 또는 CRT 또는 다른 튜브 디바이스와 같은 비-평판 디스플레이를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 디스플레이(30)는 본원에 설명하는 바와 같이, IMOD 기반 디스플레이를 포함할 수 있다.
디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들은 도 6a에 개략적으로 도시되어 있다. 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41)을 포함하고 그 안에 적어도 부분적으로 인클로징된(enclosed) 추가의 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 데이터에 대한 소스일 수 있다. 상응하게, 네트워크 인터페이스(27)는 이미지 소스 모듈의 일례이지만, 프로세서(21) 및 입력 디바이스(48)는 또한 이미지 소스 모듈로서 역할을 할 수 있다. 트랜시버(47)는 컨디셔닝 하드웨어(52)에 연결되는 프로세서(21)에 연결된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 컨디셔닝(이를테면, 신호를 필터링하거나 그렇지 않으면 조정)하도록 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크로폰(46)에 연결될 수 있다. 프로세서(21)는 또한 입력 디바이스(48) 및 드라이버 제어기(29)에 연결될 수 있다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(28) 및 어레이 드라이버(22)에 커플링될 수 있고, 어레이 드라이버(22)는 차례로 디스플레이 어레이(30)에 커플링될 수 있다. 도 6a에 구체적으로 도시되지 않은 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)의 하나 이상의 엘리먼트들은 프로세서(21)와 통신하도록 구성되고 메모리 디바이스로서 기능하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 전력 공급기(50)는 특정 디스플레이 디바이스(40) 설계에 있어 실질적으로 모든 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.
네트워크 인터페이스(27)는, 디스플레이 디바이스(40)가 하나 또는 그 초과의 디바이스들과 네트워크를 통해 통신할 수 있도록, 안테나 (43) 및 트랜시버(47)를 포함한다. 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 송신 및 수신할 수 있다. 일부 구현들에서, 안테나(43)는 IEEE 16.11(a), (b), 또는 (g)를 포함하는 IEEE 16.11 표준, 또는 IEEE 802.11a, b, g, n 및 그의 추가의 구현들을 포함하는 IEEE 802.11 표준에 따라 RF 신호들을 송신 및 수신한다. 일부 다른 구현들에서, 안테나(43)는 Bluetooth® 표준에 따라 RF 신호들을 송신 및 수신한다. 셀룰러 전화의 경우에서, 안테나(43)는 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 시간 분할 다중 액세스(TDMA), 이동 통신을 위한 글로벌 시스템(GSM), GSM/범용 패킷 무선 서비스(GPRS), 인핸스드 데이터 GSM 환경(EDGE), TETRA(Terrestrial Trunked Radio), 광대역 CDMA(W-CDMA), EV-DO(Evolution Data Optimized), lxEV-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 에볼루션(LTE), AMPS, 또는 3G, 4G 또는 5G 기술을 활용하는 시스템과 같은 무선 네트워크내에서 통신하기 위해 사용되는 다른 공지된 신호들을 수신하도록 설계될 수 있다. 트랜시버(47)는 안테나(43)로부터 수신된 신호들이 프로세서(21)에 의해 수신될 수 있고 프로세서(21)에 의해 추가로 조작될 수 있도록 이들 신호들을 예비-프로세싱할 수 있다. 트랜시버(47)는 또한 프로세서(21)로부터 수신되는 신호들이 안테나(43)를 통해 디스플레이 디바이스(40)로부터 송신될 수 있도록 이들 신호들을 프로세싱할 수 있다.
일부 구현들에서, 트랜시버(47)는 수신기로 대체될 수 있다. 또한, 일부 구현들에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)로 전송될 이미지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스로 대체될 수 있다. 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 소스로부터의 압축된 이미지 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 이 데이터를 미가공(raw) 이미지 데이터로, 또는 미가공 이미지 데이터로 용이하게 프로세싱될 수 있는 포맷으로 프로세싱한다. 프로세서(21)는 프로세싱된 데이터를 드라이버 제어기(29)에 전송할 수 있거나 또는 저장을 위해 프레임 버퍼(28)에 전송할 수 있다. 미가공 데이터는 통상적으로, 이미지 내의 각 위치에서 이미지 특징들을 식별하는 정보로 지칭한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특징들은 컬러, 채도(saturation), 및 그레이-스케일(gray-scale) 레벨을 포함할 수 있다.
프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하기 위한 마이크로제어기, CPU, 또는 로직 유닛을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는, 신호들을 스피커(45)에 송신하며, 마이크로폰(46)으로부터 신호들을 수신하기 위한, 증폭기들 및 필터들을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 디스플레이 디바이스(40)내의 개별 컴포넌트들일 수 있거나, 프로세서(21) 또는 다른 컴포넌트들내에 통합될 수 있다.
드라이버 제어기(29)는 프로세서(21)에 의해 생성된 미가공 이미지 데이터를 프로세서(21) 또는 프레임 버퍼(28)로부터 직접적으로 취할 수 있고, 어레이 드라이버(22)로의 고속 송신을 위해 미가공 이미지 데이터를 적절하게 재포맷할 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는 미가공 이미지 데이터를 래스터형(raster-like) 포맷을 갖는 데이터 흐름으로 재포맷할 수 있어, 이는 디스플레이 어레이(30)에 걸쳐 스캐닝에 적합한 시간 순서를 갖게 된다. 그 후, 드라이버 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 드라이버(22)에 전송한다. LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 독립형 집적 회로(IC)로서 시스템 프로세서(21)와 종종 연관되지만, 이러한 제어기들은 다수의 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기들은 하드웨어로서 프로세서(21)에 내장될 수 있거나, 소프트웨어로서 프로세서(21)에 내장될 수 있거나, 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수 있다.
어레이 드라이버(22)는 드라이버 제어기(29)로부터 포맷된 정보를 수신할 수 있고, 디스플레이 엘리먼트들의 디스플레이의 x-y 매트릭스로부터 오는 수백, 및 종종 수천(또는 그 이상)의 리드(lead)들에 초당 여러번 인가되는 파형들의 병렬 세트로 비디오 데이터를 재포맷할 수 있다.
일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22), 및 디스플레이 어레이(30)는 본원에 설명된 임의의 타입들의 디스플레이들에 적절하다. 예를 들어, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(이를테면, IMOD 디스플레이 엘리먼트 제어기)일 수 있다. 추가로, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(이를테면, IMOD 디스플레이 엘리먼트 드라이버)일 수 있다. 더욱이, 디스플레이 어레이(30)는 종래의 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(이를테면, IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 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 모바일 전화들, 휴대용 전자 디바이스들, 시계들 또는 소형(small-area) 디스플레이들에서 유용할 수 있다.
일부 구현들에서, 입력 디바이스(48)는 예를 들어, 사용자가 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하게 하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 락커, 터치 감지형 스크린, 디스플레이 어레이(30)와 통합된 터치 감지형 스크린 또는 압력- 또는 열- 감지 멤브레인을 포함할 수 있다. 마이크로폰(46)은 디스플레이 디바이스(40)용 입력 디바이스로서 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 마이크로폰(46)을 통한 음성 커맨드들이 디스플레이 디바이스(40)의 동작들을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
전력 공급기(50)는 다양한 에너지 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 공급기(50)는 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬-이온 배터리와 같은 재충전가능한 배터리일 수 있다. 재충전가능한 배터리를 사용하는 구현들에서, 재충전가능한 배터리는 예를 들어, 벽 소켓 또는 광전지 디바이스 또는 어레이로부터 오는 전력을 사용하여 충전가능할 수도 있다. 대안적으로, 재충전가능한 배터리는 무선으로 충전가능할 수 있다. 전력 공급기(50)는 또한, 재생가능한 에너지 소스, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지 또는 태양 전지 페인트를 포함하는 태양 전지일 수 있다. 전력 공급기(50)는 또한 벽 콘센트(wall outlet)로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.
일부 구현들에서, 제어 프로그램가능성(control programmability)은 전자 디스플레이 시스템의 여러 장소들에 위치될 수 있는 드라이버 제어기(29)에 상주한다. 일부 다른 구현들에서, 제어 프로그램가능성은 어레이 드라이버(22)에 상주한다. 전술된 최적화는, 많은 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들로 그리고 다양한 구성들로 구현될 수 있다.
IMOD 디스플레이들 및 디스플레이 엘리먼트들의 구조의 상세사항들은 광범위하게 변할 수 있다. 도 7a 내지 도 7e는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 여러(varying) 구현들의 단면도들이다. 도 7a는 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 단면도이고, 여기서, 금속 재료의 스트립은 기판(20)으로부터 일반적으로 직교하게 연장되는 지지부들(18) 상에 증착되어 이동가능 반사 층(14)을 형성한다. 도 7b에서, 각 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 이동가능 반사 층(14)은 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 형상이고, 테더(tether)(32)들을 통해, 코너들에 있는 또는 그 근처에 있는 지지부들에 부착된다. 도 7c에서, 이동가능 반사 층(14)은 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 형상이고, 플렉시블 금속(flexible metal)을 포함할 수 있는 변형가능 층(34)으로부터 현수(suspend)되어 있다. 변형가능 층(34)은 직접적으로 또는 간접적으로, 이동가능 반사 층(14)의 주변부 주위에서 기판(20)에 연결될 수 있다. 본원에서, 이들 연결들은 "집적된" 지지부들 또는 지지 포스트들(18)의 구현으로 지칭된다. 도 7c에 도시된 구현은, 이동가능 반사 층(14)의 광학적 기능들을 이들의 기계적 기능들로부터 분리함으로써 유도되는 추가의 이점들을 갖는데, 기계적 기능은 변형가능 층(34)에 의해 수행된다. 이러한 분리는 이동가능 반사 층(14)에 대해 사용되는 구조적 설계 및 재료들 그리고 변형가능 층(34)에 대해 사용되는 구조적 설계 및 재료들이 서로 독립적으로 최적화되게 한다.
도 7d는 이동가능 반사 층(14)이 반사 서브-층(14a)을 포함하는 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 다른 단면도이다. 이동가능 반사 층(14)은 지지 포스트들(18)과 같은 지지 구조상에 놓인다. 지지 포스트들(18)은 예시된 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 광학 스택(16)의 일부일 수 있는 하부 고정 전극으로부터 이동가능 반사 층(14)의 분리를 제공할 수 있다. 예를 들어, 이동가능 반사 층(14)이 릴렉스 위치에 있을 때 갭(19)이 이동가능 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에 형성된다. 이동가능 반사 층(14)은 또한, 전극으로 역할을 하도록 구성될 수 있는 도전 층(14c) 및 지지 층(14b)을 포함할 수 있다. 본 예에서, 도전 층(14c)은 기판(20)으로부터 먼(distal) 지지 층(14b)의 일측 상에 배치되고, 반사 서브층(14a)은 기판(20)에 가까운 지지 층(14b)의 다른 측상에 배치된다. 일부 구현들에서, 반사 서브층(14a)은 도전성일 수 있고 지지 층(14b)과 광학 스택(16) 사이에 배치될 수 있다. 지지 층(14b)은 유전체 재료, 예를 들어, 실리콘 산질화물(SiON) 또는 실리콘 이산화물(SiO2)의 하나 또는 그 초과의 층들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 지지 층(14b)은 예를 들어, SiO2/SiON/SiO2 삼중층(tri-layer) 스택과 같은 층들의 스택일 수 있다. 반사 서브-층(14a) 및 도전 층(14c) 중 어느 하나 또는 둘 다는, 예를 들어, 약 0.5% 구리(Cu)를 갖는 알루미늄(Al) 합금, 또는 다른 반사성 금속 재료를 포함할 수 있다. 유전체 지지 층(14b) 위 아래에 도전 층들(14a 및 14c)을 채용하는 것은 스트레스(stress)들을 밸런싱할 수 있고 강화된 도전성을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 반사 서브-층(14a) 및 도전 층(14c)은, 이동가능 반사 층(14)내에서 특정한 스트레스 프로파일들을 달성하는 것과 같은, 다양한 설계 목적들을 위해 상이한 재료들로 형성될 수 있다.
도 7d에 예시되어 있는 바와 같이, 일부 구현들은 또한 블랙 마스크 구조(23) 또는 어두운 필름 층들을 포함할 수 있다. 블랙 마스크 구조(23)는 주변 광 또는 미광(stray light)을 흡수하기 위해 광학적 비활성 영역들에(이를테면, 디스플레이 엘리먼트들 사이 또는 지지 포스트들(18) 아래에) 형성될 수 있다. 블랙 마스크 구조(23)는 또한, 광이 디스플레이의 비활성 부분들로부터 반사되거나 그를 투과하는 것을 억제함으로써 디스플레이 디바이스의 광학 특성들을 향상시켜, 콘트라스트비(contrast ratio)를 증가시킬 수 있다. 추가로, 블랙 마스크 구조(23)의 적어도 일부분들은 도전성일 수 있고 전기적 버싱(bussing) 층(electrical bussing layer)으로서 역할을 하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 로우 전극들은 블랙 마스크 구조(23)에 연결되어 연결된 로우 전극의 저항을 감소시킬 수 있다. 블랙 마스크 구조(23)는 증착 및 패터닝 기법들을 포함하는 다양한 방법들을 사용하여 형성될 수 있다. 블랙 마스크 구조(23)는 하나 또는 그 초과의 층들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 블랙 마스크 구조(23)는 에탈론(etalon) 또는 간섭계 스택 구조일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 간섭계 스택 블랙 마스크 구조(23)는, 광학적 흡수기로서 역할을 하는 몰리브덴-크롬(MoCr)층, SiO2 층, 및 반사기 및 버싱 층으로서 역할을 하는 알루미늄 합금을 포함하며, 이들 각각은 약 30-80Å, 500-1000Å, 및 500-6000Å 범위의 두께를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 층들은, 예를 들어, MoCr 및 SiO2 층들에 대해 테트라플루오로메탄 (또는 불화 탄소, CF4) 및/또는 산소(O2) 그리고 알루미늄 합금 층에 대해 염소(Cl2) 및/또는 삼염화 붕소(BCl3)의 사용을 포함하는 건조 에칭 및 포토리소그래피를 포함하는 다양한 기법들을 사용하여 패터닝될 수 있다. 이러한 간섭계 스택 블랙 마스크 구조들(23)에서, 도전성 흡수기들은 각 로우 또는 컬럼의 광학 스택(16)에서의 하부 고정 전극들 사이에서 신호들을 송신하거나 버싱하는데 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 스페이서 층(35)은 일반적으로, 광학 스택(16)의 전극들(또는 도전체들)(이를테면, 흡수기 층(16a))을 블랙 마스크 구조(23)의 도전 층들로부터 전기적으로 절연시키는 역할을 할 수 있다.
도 7e는 이동가능 반사 층(14)이 자가 지지형인 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 다른 단면도이다. 도 7d가 이동가능 반사 층(14)과는 구조적으로 및/또는 재료적으로 다른 지지 포스트(18)를 도시하지만, 도 7e의 구현은 이동가능 반사 층(14)에 통합된 지지 포스트들을 포함한다. 이러한 구현에서, 이동가능 반사 층(14)은 아래에 놓인(underlying) 광학 스택(16)과 다수의 위치들에서 접촉하고, 이동가능 반사 층(14)의 곡률은, IMOD 디스플레이 엘리먼트에 걸리는 전압이 작동을 야기하기에 불충분할 때, 이동가능 반사 층(14)이 도 7e의 비작동 위치로 복귀하게 하는 충분한 지지를 제공한다. 이러한 식으로, 기판 또는 광학 스택(16)에 접촉하기 위해 아래로 만곡 또는 굽어지는 이동가능 반사 층(14)의 일부는 통합된 지지 포스트로 고려될 수 있다. 복수의 여러 상이한 층들을 포함할 수 있는 광학 스택(16)의 일 구현은 명확화를 위해 광학적 흡수기(16a) 및 유전체(16b)를 포함하는 것으로 본원에 도시되어 있다. 일부 구현들에서, 광학적 흡수기(16a)는 고정 전극 및 부분적 반사 층 양자 모두로서 역할을 할 수 있다. 일부 구현들에서, 광학적 흡수기(16a)는 이동가능 반사 층(14)보다 10배 더 얇을 수 있다. 일부 구현들에서, 광학적 흡수기(16a)는 반사 서브-층(14a)보다 더 얇다.
도 7a 내지 도 7e에 도시된 바와 같은 구현들에서, IMOD 디스플레이 엘리먼트들은, 이 예에서 IMOD 디스플레이 엘리먼트들이 형성되는 측의 반대측인 투명 기판(20)의 전면으로부터 이미지들이 보여질 수 있는, 직시형 디바이스의 일부를 형성한다. 이들 구현들에서, 디바이스의 후방(back) 부분들(즉, 예를 들어, 도 7c에 예시된 변형가능 층(34)을 포함하는 이동가능 반사 층(14) 뒤의 디스플레이 디바이스의 임의의 부분)은, 디스플레이 디바이스의 이미지 품질에 영향을 미치거나 부정적인 영향을 미치지 않게 구성되고 동작될 수 있는데, 이는 반사 층(14)이 디바이스의 이들 부분들을 광학적으로 차폐하기 때문이다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 변조기의 전자기계적 특성들, 이를테면 전압 어드레싱 및 이러한 어드레싱으로부터 발생하는 이동들로부터 변조기의 광학적 특성을 분리하는 능력을 제공하는 이동가능 반사 층(14) 뒤에 버스 구조(미도시)가 포함될 수 있다.
다른 구현들에서, 대안적인 구동 방식들은 짧은 시간 동안 전자 기계 디바이스들의 공통 라인이 기록되게 허용하는 것 뿐만 아니라, 디스플레이를 구동하기 위해 요구되는 전력을 최소화하기 위해 사용될 수 있다. 특정 구현들에서, 전자기계 디바이스가 이동가능 층의 기계적 복원력을 통해서만 비작동 또는 릴리즈 상태로 풀링될 수 있기 때문에, 전자기계 변조기들과 같은 전자기계 디바이스의 릴렉스 또는 이완 시간은 전자기계 디바이스의 작동 시간보다 더 길 수 있다. 대조적으로, 전자기계 디바이스를 작동하는 정전기력은 전자기계 디바이스의 작동을 유발하도록 전자기계 디바이스 상에 더욱 신속하게 작용할 수 있다. 전술한 고전압 구동 방식에서, 주어진 라인에 대한 기록 시간은 이전에 비작동된 전자기계 디바이스들의 작동을 허용할 뿐만 아니라 이전에 작동된 전자기계 디바이스들의 비작동을 허용하기에 충분해야 한다. 따라서, 전자기계 디바이스들의 릴리즈 레이트는 특정 구현들에서 제한 요인으로서 작용하며, 이는 더 큰 디스플레이 어레이들에 대해 더 높은 리프레쉬 레이트의 사용을 억제할 수 있다.
본 명세서에서 저전압 구동 방식으로 지칭되는 대안적인 구동 방식은, 전술한 구동 방식에 비해 개선된 성능을 제공할 수 있으며, 여기서, 바이어스 전압은 세그먼트 전극보다는 공통 전극에 의해 제공된다. 이는 도 8 및 도 9를 참조하여 도시된다. 도 8은 간섭계 변조기들의 예시적인 2×3 어레이 세그먼트(800)를 도시하여, 여기서 어레이는 3개의 공통 라인들(810a, 810b 및 810c) 및 두 개의 세그먼트 라인들(820a, 820b)을 포함한다. 독립적으로 어드레싱가능한 픽셀(830, 831, 832, 833, 834, 및 835)은 공통 라인 및 세그먼트 라인의 각 교차부에 위치된다. 따라서, 픽셀(830)에 걸리는 전압은 공통 라인(810a)과 세그먼트 라인(820a)에 공급되는 전압들 사이의 차이다. 픽셀에 걸리는 이러한 전압 차는 대안적으로 본 명세서에서 픽셀 전압으로 지칭된다. 유사하게, 픽셀(831)은 공통 라인(810b)과 세그먼트 라인(820a)의 교차부이며, 픽셀(832)은 공통 라인(810c)과 세그먼트 라인(820a)의 교차부이다. 픽셀들(833, 834, 및 835)은 세그먼트 라인(820b)과 공통 라인들(810a, 810b 및 810c) 각각의 교차부들이다. 개시된 구현에서, 공통 라인들은 이동가능 전극을 포함하며, 세그먼트 라인들의 전극은 광학 스택의 고정된 부분들이지만, 다른 구현들에서 세그먼트 라인들은 이동가능한 전극들을 포함하며, 공통 라인들은 고정된 전극들을 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 공통 전압들이 공통 드라이버 회로(802)에 의해 공통 라인들(810a, 810b 및 810c)에 인가될 수 있으며, 세그먼트 전압들이 세그먼트 드라이버 회로(804)를 통해 세그먼트 라인들(820a 및 820b)에 인가될 수 있다.
이하에서 더욱 상세하게 설명되듯이, 각각의 컬럼 라인들을 따르는 픽셀들은 상이한 컬러를 반사하도록 형성될 수 있다. 컬러 디스플레이를 형성하기 위해, 예를 들어, 디스플레이는 레드, 그린 및 블루 픽섹들의 로우들(또는 컬럼들)을 포함할 수 있다. 따라서, 드라이버(802)의 Com1 출력은 레드 픽셀들의 라인을 구동할 수 있고, 드라이버(802)의 Com2 출력은 그린 픽셀들의 라인을 구동할 수 있고, 드라이버(802)의 Com3 출력은 블루 픽셀들의 라인을 구동할 수 있다. 실제 디스플레이에서, 아래로 연장하는 픽셀 라인들의 수백의 레드, 그린 블루 세트들이 존재할 수 있으며, 도 8은 단지 제 1 세트만을 도시한다.
대안적인 구동 방식의 일 구현에서, 세그먼트 라인들(820a 및 820b)에 인가된 전압은 양의 세그먼트 전압(VSP)과 음의 세그먼트 전압(VSN) 사이에서 스위칭된다. 공통 라인들(810a, 810b 및 810c)에 인가되는 전압은 5개의 상이한 전압들 사이에서 스위칭되며, 이 중 하나는 특정 구현들에서 그라운드 상태이다. 4개의 비-그라운드 전압들은 양의 홀드 전압(VCP), 양의 오버드라이브 전압(VOVP), 음의 홀드 전압(VCN) 및 음의 오버드라이브 전압(VOVN)이다. 홀드 전압들은, 적절한 세그먼트 전압들이 사용될 때, 픽셀 전압이 픽셀들의 이력 윈도우들(양의 홀드 전압에 대해 양의 이력 값 및 음의 홀드 전압에 대해 음의 이력 값) 내에 언제나 놓이도록 선택되며, 가능한 세그먼트 전압들의 절대 값은 충분히 낮아서 자신의 공통 라인에 홀드 전압이 인가된 픽셀은 결국 자신의 세그먼트 라인에 현재 인가된 특정 세그먼트 전압과 무관하게 현재 상태로 유지될 것이다.
특정 구현에서, 양의 세그먼트 전압(VSP)은 대략 1V-2V의 비교적 낮은 전압일 수 있으며, 음의 세그먼트 전압(VSN)은 그라운드 또는 1V-2V의 음의 전압일 수 있다. 양 및 음의 세그먼트 전압들이 접지를 중심으로 대칭이지 않을 수 있기 때문에, 양의 홀드 및 오버드라이브 전압들의 절대 값은 음의 홀드 및 오버드라이브 전압들의 절대 값보다 작을 수 있다. 단지 특정 라인 전압들이 아니라 작동을 제어하는 픽셀 전압이기 때문에, 이러한 오프셋은 결정적 방식으로 픽셀의 동작에 영향을 미칠 것이 아니라, 적절한 홀드 및 오버드라이브 전압들을 결정시 단지 고려될 필요가 있다.
도 9는 도 8의 세그먼트 라인들 및 공통 라인들에 인가될 수 있는 예시적인 전압 파형들을 도시한다. 파형 Seg1은 도 8의 세그먼트 라인(820a)을 따라 인가된, 시간의 함수로서의 세그먼트 전압을 나타내며, 파형 Seg2는 세그먼트 라인(820b)을 따라 인가된 세그먼트 전압을 나타낸다. 파형 Com1은 도 8의 공통 라인(810a)을 따라 인가된 공통 전압을 나타내며, 파형 Com2는 공통 라인(810b)을 따라 인가된 공통 전압을 나타내며, 파형 Com3는 공통 라인(810c)을 따라 인가된 공통 전압을 나타낸다.
도 9에서, 공통 라인 전압들 각각은 양의 홀드 전압(VCPR, VCPG 및 VCPB 각각)에서 시작하는 것을 볼 수 있다. 이러한 홀드 값들은, 픽셀들의 레드(R) 라인이 구동되는지, 픽셀들의 그린(G) 라인이 구동되는지, 또는 픽셀들의 블루(B) 라인이 구동되는 지에 따라, 홀드 값들이 일반적으로 상이한 전압 레벨들일 수 있기 때문에 상이하게 지정된다. 전술한 바와 같이, 모든 공통 라인들을 따르는 픽셀들의 상태는, 세그먼트 전압들의 상태에 무관하게, 공통 라인들을 따른 양의 홀드 전압의 인가 동안 일정하게 유지된다.
그 다음, 공통 라인(810a) 상의 공통 라인 전압(Com1)은 그라운드 일 수 있는 상태(VREL)로 전이하여, 공통 라인(810a)을 따른 픽셀들(830 및 833)의 릴리즈를 초래한다. (파형들(Seg1 및 Seg2)에서 볼 수 있듯이) 이 시점에서 세그먼트 전압들이 모두 그라운드 일 수 있지만, 주어진 적절한 전압 값들의 선택일 수 있는 음의 세그먼트 전압들(VSN)인 이러한 특정 구현에서, 픽셀들은 세그먼트 전압들 중 하나가 양의 세그먼트 전압(VSP)이었을 경우에도 릴리즈되는 것을 주목할 수 있다.
그 다음, 라인(810a) 상의 공통 전압(Com1)이 음의 홀드 값(VCNR)으로 전이한다. 전압이 음의 홀드 전압인 경우, 세그먼트 라인(820a)에 대한 세그먼트 라인 전압(파형 Seg1)은 양의 세그먼트 전압(VSP)이고, 세그먼트 라인(820b)에 대한 세그먼트 라인 전압(파형 Seg2)은 음의 세그먼트 전압(VSN)이다. 픽셀들(830 및 833) 각각에 걸리는 전압은 릴리즈 전압(VREL)을 지나 양의 작동 전압을 넘어 전이하지 않고 양의 이력 윈도우 내로 전이한다. 따라서, 픽셀들(830 및 833)은 이들의 이전 릴리즈 상태로 유지된다.
그 다음, 라인(810a) 상의 공통 라인 전압(파형 Com1)은 음의 오버드라이브 전압(VOVNR)으로 감소된다. 픽셀들(830 및 833)의 거동은 이들의 각각의 세그먼트 라인들을 따라 현재 인가된 세그먼트 전압들에 이제 의존한다. 픽셀(830)의 경우, 세그먼트 라인(820a)에 대한 세그먼트 라인 전압은 양의 세그먼트 전압(VSP)에 있고, 픽셀(830)의 픽셀 전압은 양의 작동 전압을 넘어 증가한다. 따라서, 픽셀(830)은 이때 작동된다. 픽셀(833)의 경우, 세그먼트 라인(820b)에 대한 세그먼트 라인 전압이 음의 세그먼트 전압(VSN)에 있으며, 픽셀 전압은 양의 작동 전압을 넘어 증가하지 않아서, 픽셀(833)은 작동되지 않은 채로 유지된다.
다음으로, 라인(810a)을 따르는 공통 라인 전압(파형 Com1)은 다시 음의 홀드 전압(VCNR)으로 증가된다. 전술한 바와 같이, 세그먼트 전압에 무관하게, 음의 홀드 전압이 인가될 때 픽셀들에 걸리는 전압차는 이력 윈도우 내에 유지된다. 따라서, 픽셀(830)에 걸리는 전압은 양의 작동 전압 미만으로 떨어지지만 양의 릴리즈 전압을 초과하여 유지되며, 결국 작동된 채로 유지된다. 픽셀(833)에 결리는 전압은 양의 릴리즈 전압 미만으로 떨어지지 않으며, 작동되지 않은 채로 유지될 것이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 공통 라인(810b 및 810c) 상의 공통 라인 전압은, 디스플레이 데이터의 프레임을 어레이에 기록하기 위해 공통 라인들 각각 사이에 1 라인 타임 사이클의 지연을 갖고 유사한 방식으로 전이한다. 홀드 기간 이후, 프로세스는 반대 극성들의 공통 및 세그먼트 전압들로 반복된다.
전술한 바와 같이, 도 8에 도시된 컬러 디스플레이에서, 예시적인 어레이 세그먼트(800)는 3색의 픽셀들을 포함하는데, 픽셀들(830-835) 각각은 특정 컬러의 픽셀을 갖는다. 컬러링된(colored) 픽셀들은 각각의 공통 라인(810a, 810b, 810c)이 유사한 컬러들의 픽셀들의 공통 라인을 정의하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, RGB 디스플레이에서, 공통 라인(810a)을 따르는 픽셀들(830 및 833)은 레드 픽셀들을 포함할 수 있고, 공통 라인(810b)을 따르는 픽셀들(831 및 834)은 그린 픽셀들을 포함할 수 있고, 공통 라인드(810c)을 따르는 픽셀들(832 및 835)은 블루 픽셀들을 포함할 수 있다. 따라서, 2×3 어레이는 RGB 디스플레이에서, 두 복합 다중 컬러 픽셀들(838a 및 838b)을 형성하는데, 여기서 다중 컬러 픽셀(838a)은 레드 서브픽셀(830), 그린 서브픽셀(831) 및 블루 서브픽셀(832)을 포함하며, 다중 컬러 픽셀(838b)은 레드 서브픽셀(833), 그린 서브픽셀(834) 및 블루 서브픽셀(835)을 포함한다.
상이한 컬러 픽셀들을 갖는 이러한 어레이에서, 상이한 컬러 픽셀들의 구조는 컬러에 따라 변화한다. 이러한 구조적 차이들은 이력 특성들에서의 차이를 초래하고, 이는 추가로 상이한 적절한 홀드 및 작동 전압들을 초래한다. 릴리즈 전압(VREL)이 0(그라운드)이라고 가정하면, 도 9의 파형들로 3개의 상이한 컬러 픽셀들의 어레이를 구동하기 위해, 전력 공급기는 공통 및 세그먼트 라인들을 구동하기 위해 총 14개의 상이한 전압들(VOVPR, VCPR, VCNR, VOVNR, VOVPG, VCPG, VCNG, VOVNG, VOVPB, VCPB, VCNB, VOVNB, VSP 및 VSN)을 생성할 필요가 있을 것이다.
도 10은 이러한 전압 공급기(840)를 사용하는 드라이버 회로의 구현을 도시한다. 생성된 다양한 전압들은 도시된 파형들을 생성하기 위해, 예를 들어, 도 8의 드라이브 회로들(802, 804)의 일부인 멀티플렉서들(850) 및 타이밍/제어기 로직(860)을 이용하여, 적절하게 결합된다. 이러한 14개의 전압 레벨들을 연속적으로 생성하는 것은, 특히 오버드라이브 전압들이 짧은 시간 기간 동안만 요구되기 때문에, 현저한 양의 전력을 소비한다. 이러한 전력 소비는, 각각의 상이한 컬러에 대해 양 및 음의 오버드라이브 전압들(VOVP 및 VOVN)이 추가의 전압(VADD)을 양의 홀드 전압(VCP)에 부가하고, 음의 홀드 전압(VCN)으로부터 VADD를 감산함으로써 획득될 수 있기 때문에, 감소될 수 있으며, 여기서 VADD는 모든 컬러들에 대해 동일하며, 그 자체가 VSP와 VSN 사이의 차이에 동일할 수 있다. 이를 이용하기 위해, 전력 공급기(840)는 필요한 때에 홀드 전압들로부터 오버드라이브 전압들을 유도하기 위해 전하 펌프를 사용한다.
도 11은 본 명세서에 설명된 전력 공급기를 포함하는 전하 펌프의 구현에 따른 저전압 구동 방식에서 사용되는 다양한 전압들의 생성을 도시하는 시스템 블록도이다. 도 11에서 볼 수 있듯이, 전하 펌프 회로(870)(이의 구현은 아래의 도 12에서 설명됨)의 구현을 이용함으로써, 연속 전력 공급기(880)는 공통 라인들 및 세그먼트 라인들에 대해 총 8개의 상이한 전압들(VCPR, VCNR, VCPG, VCNG, VCPB, VCNB, VSP 및 VSN)만을 생성할 필요가 있다. "연속한" 전력 공급기가 시간의 100%를 동작 상태에 있을 필요는 없다는 것이 주목될 수 있다. 연속이라는 용어는 이러한 전력 공급기가 디스플레이 엘리먼트들을 구동 및 홀드할 필요가 있을 때 이러한 전압들을 출력하는 것만을 의미하도록 의도된다. 통상적인 구현들에서, 홀드 전압들은 디스플레이가 동작 중인 시간의 대부분에 요구되며, 따라서 적어도 홀드 전압들은 디스플레이가 이미지를 출력하도록 사용되고 있을 때 이러한 기간들 동안 출력될 것이다. 그러나, 일부 구현들에서 이러한 출력 없이 일부 시간 기간 동안 디스플레이 상에 이미지를 홀드하는 것이 가능하다. 그 다음, 전하 펌프(870)는, 이하에서 더욱 상세하게 설명되듯이, 각각의 홀드 전압에 VSP와 VSN 사이의 차를 부가(또는 감산)함으로써 어레이를 구동하도록 요구되는 잔여하는 6개의 전압들(VOVPR, VOVNR, VOVPG, VOVNG, VOVPB, VOVNB)을 생성한다. 부가적으로, 타이밍 및 로직 제어기를 사용함으로써, 도 8의 어레이를 구동하기 위해 타이밍 회로에 의해 생성된 공통 라인 파형들과 전하 펌프 회로의 출력을 동기화하는 것이 가능하다.
도 12는 오버드라이브 전압들(VOV)을 생성하기 위한 전하 펌프 회로의 구현의 회로도를 도시한다. 도시된 회로는 단자들(VSP(901) 및 VSN(902))(여기서, 전술한 바와 같이, VSN은 일부 구현들에서 그라운드 일 수 있음)에 걸리는 공급 전압(VSP), 스위치들의 쌍들(903, 904, 905 및 906), 복수의 스위치들(910, 911), 교번 커패시터들(908 및 909) 및 레드, 그린 및 블루 픽셀들에 대한 음 및 양의 홀드 전압들(VC)에 대한 입력들로서 라인들(914a-914c 및 915a-915c)을 포함한다.
도 12를 계속 참조하면, 스위치(903a)는 공급 전압(VSP(901))의 양의 단자를 제 1 교번 커패시터(alternating capacitor)(908a)의 양의 단자에 커플링시킨다. 유사하게, 스위치(903b)는 공급 전압의 음의 단자(VSN(902))를 제 1 교번 커패시터(908b)의 음의 단자에 커플링시킨다. 스위치(904a)는 공급 전압의 양의 단자(VSP(901))를 제 2 교번 커패시터(909a)의 양의 단자에 커플링시킨다. 유사하게, 스위치(904b)는 공급 전압의 음의 단자(VSN(902))를 제 2 교번 커패시터(909b)의 음의 단자에 커플링시킨다. 스위치(905a)는 제 1 교번 커패시터의 양의 단자(908a)를 양의 오버드라이브 전압 라인(VOVP(912))에 커플링시킨다. 유사하게, 스위치(905b)는 제 1 교번 커패시터의 음의 단자(908b)를 음의 오버드라이브 전압 라인(VOVN(913))에 커플링시킨다. 스위치(906a)는 제 2 교번 커패시터의 양의 단자(909a)를 양의 오버드라이브 전압 라인(VOVP(912))에 커플링시킨다. 유사하게, 스위치(906b)는 제 2 교번 커패시터의 음의 단자(909b)를 음의 오버드라이브 전압 라인(VOVN(913))에 커플링시킨다. 스위치(910a)는 양의 오버드라이브 전압 라인(VOVP)(912)을 레드 픽셀을 구동시키기 위한 음의 홀드 전압(VCNR(914a))에 커플링시킨다. 유사하게, 스위치(910b)는 양의 오버드라이브 전압 라인(VOVP)(912)을 그린 픽셀을 구동시키기 위한 음의 홀드 전압(VCNG(914b))에 커플링시킨다. 게다가, 스위치(910c)는 양의 오버드라이브 전압 라인(VOVP)(912)을 블루 픽셀을 구동시키기 위한 음의 홀드 전압(VCNB(914c))에 커플링시킨다. 유사하게, 스위치(911a)는 음의 오버드라이브 전압 라인(VOVN)(913)을 레드 픽셀을 구동시키기 위한 양의 홀드 전압(VCPR(915a))에 커플링시킨다. 유사하게, 스위치(911b)는 음의 오버드라이브 전압 라인(VOVN)(913)을 그린 픽셀을 구동시키기 위한 양의 홀드 전압(VCPG(915b))에 커플링시킨다. 게다가, 스위치(911c)는 음의 오버드라이브 전압 라인(VOVN)(913)을 블루 픽셀을 구동시키기 위한 양의 홀드 전압(VCPB(915c))에 커플링시킨다.
도 10 및 도 11에 도시된 타이밍/제어 로직 회로는, 임의의 시점에서, 교번 커패시터들 중 하나가 공급 전압(VSP)으로 충전되고 있는 한편, 다른 교번 커패시터가 오버드라이브 전압(VOV)을 생성하는게 기여하도록 사용되고 있는 식으로 전하 펌프가 동작하는 것을 보장한다. 일 사이클에서, 타이밍/제어 로직 회로는 스위치들(903 및 906)을 폐쇄 또는 활성화하는 동안 스위치들(904 및 905)을 개방 또는 비활성화하여, 커패시터(908)가 공급 전압(VSP)으로 충전되게 하는 한편, 커패시터(909)에 걸리는 전압은 출력에 커플링되어 커패시터(909)에 걸리는 전압이 오버드라이브 전압(VOV)을 생성하게 한다. 다른 사이클에서, 타이밍/제어 로직 회로는 스위치들(904 및 905)을 폐쇄 또는 활성화하는 동안 스위치들(903 및 906)을 개방 또는 비활성화하여, 커패시터(909)가 공급 전압(VSP)으로 충전되게 하는 한편, 커패시터(908)는 출력에 커플링되어 커패시터(908)에 걸리는 전압이 오버드라이브 전압(VOV)을 생성하게 한다. 따라서, 충전 커패시터에 걸리는 전압은 대응하는 오버드라이브 전압을 생성하기 위해 홀드 전압에 선택적으로 부가 또는 그로부터 감산된다.
각각의 사이클들 동안, 타이밍/제어 로직 회로는 또한 6개의 스위치들(910a-910c 및 911a-911c) 중 단지 하나가 임의의 일 시점에서 폐쇄 또는 활성화되는 것을 보장한다. 따라서, 오버드라이브 전압 라인(VOV)은 일 시점에서 공통 라인들 중 단지 하나에 커플링된다. 예를 들어, 타이밍/제어 로직 회로가 스위치(910a)를 폐쇄할 경우, 오버드라이브 전압(VOV)은 레드 픽셀에 걸리는 음의 홀드 전압(VCNR)(914a)을 생성하기 위해 공통 전압 라인에 커플링된다. 잔여 스위치들(910b-910c 및 911a-911c)은 유사한 방식으로 동작한다.
일부 구현들에서, 사용되는 다양한 스위치들 및 커패시터들의 수 및 이들 사이의 접속은 다양할 수 있어서, 타이밍/제어 로직 회로의 스위치 활성 및 비활성은 커패시터들을 충전하고 오버드라이브 전압들을 생성하기 위해 전술된 회로보다 더 많거나 더 적은 사이클들을 거칠 수 있다.
도 13은 전하 펌프의 이러한 구현에 의해 생성되는 오버드라이브 전압 신호들은 물론 도 12에 설명된 전하 펌프의 구현에서 스위치들에 대한 타이밍도를 도시한다. 파형(1001)은 스위치들(903 및 906)에 대한 스위치 활성 및 비활성의 타이밍을 나타낸다. 파형(1002)은 스위치들(904 및 905)에 대한 스위치 활성 및 비활성의 타이밍을 나타낸다. 파형(1011)은 스위치(910a)에 대한 스위치 활성의 타이밍을 나타낸다. 파형(1012)은 스위치(910b)에 대한 스위치 활성의 타이밍을 나타낸다. 파형(1013)은 스위치(910c)에 대한 스위치 활성의 타이밍을 나타낸다. 파형(1014)은 스위치(911a)에 대한 스위치 활성의 타이밍을 나타낸다. 파형(1015)은 스위치(911b)에 대한 스위치 활성의 타이밍을 나타낸다. 파형(1016)은 스위치(911c)에 대한 스위치 활성의 타이밍을 나타낸다.
파형들(1020 및 1030)은, 파형들(1001-1002 및 1011-1016)에 도시된 바와 같이 스위치들을 활성 및 비활성할 때, 도 12의 회로의 구현에 의해 생성되는 라인들 상의 출력 전압들(VOVN 및 VOVP) 각각을 도시한다.
도 13의 좌측에 도시된 바와 같이, 제 1 도시된 사이클 동안, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(904 및 905)이 활성화되고, 파형(1011)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(910a)이 활성화되는 경우, 1021에서 볼 수 있듯이, 레드 픽셀에 대해 생성된 음의 오버드라이브 전압이 존재한다. 다음 사이클 동안, 파형(1001)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(903 및 906)이 활성화되고, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(904 및 905)이 비활성화된다. 파형(1012)에서 볼 수 있듯이, 스위치(910b)가 활성화될 경우, 1022에서 볼 수 있듯이, 그린 픽셀에 대해 생성된 음의 오버드라이브 전압이 존재한다. 다음 사이클 동안, 파형(1001)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(904 및 905)이 다시 활성화되고, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(903 및 906)이 비활성화된다. 파형(1013)에서 볼 수 있듯이, 스위치(910c)가 활성화되면, 1023에서 볼 수 있듯이, 블루 픽셀에 대해 생성된 음의 오버드라이브 전압이 존재한다. 다음 사이클 동안, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(904 및 905)이 다시 활성화되고, 파형(1014)에서 볼 수 있듯이 스위치(911a)가 활성화될 경우, 1031에서 볼 수 있듯이, 레드 픽셀에 대해 생성된 양의 오버드라이브 전압이 존재한다. 다음 사이클 동안, 파형(1001)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(903 및 906)이 다시 활성화되고, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이 스위치들(904 및 905)이 비활성화된다. 파형(1012)에서 볼 수 있듯이, 스위치(911b)가 활성화되면, 1032에서 볼 수 있듯이, 그린 픽셀에 대해 생성된 양의 오버드라이브 전압이 존재한다. 다음 사이클 동안, 파형(1001)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(904 및 905)이 다시 활성화되고, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(903 및 906)이 비활성화된다. 파형(1013)에서 볼 수 있듯이, 스위치(911c)가 활성화되면, 1033에서 볼 수 있듯이, 블루 픽셀에 대해 생성된 양의 오버드라이브 전압이 존재한다. 동일한 극성에 대한 스위치들에 이어 상이한 극성의 스위치들의 이러한 순차적인 사이클이 반복될 수 있다.
대안적으로, 도 13의 우측에 도시된 바와 같이, 다른 순서로 오버드라이브 전압들을 생성하는 것이 또한 가능하다. 파형(1002)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(904 및 905)이 활성화되고, 파형(1011)에서 볼 수 있듯이 스위치(910a)가 활성화될 경우, 1041에서 볼 수 있듯이, 레드 픽셀에 대해 생성된 음의 오버드라이브 전압이 존재한다. 다음 사이클 동안, 파형(1001)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(903 및 906)이 다시 활성화되고, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이 스위치들(904 및 905)이 비활성화된다. 파형(1012)에서 볼 수 있듯이, 스위치(911b)가 활성화되면, 1042에서 볼 수 있듯이, 그린 픽셀에 대해 생성된 양의 오버드라이브 전압이 존재한다. 다음 사이클 동안, 파형(1001)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(904 및 905)이 다시 활성화되고, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이 스위치들(903 및 906)이 비활성화된다. 파형(1013)에서 볼 수 있듯이, 스위치(910c)가 활성화되면, 1043에서 볼 수 있듯이, 블루 픽셀에 대해 생성된 음의 오버드라이브 전압이 존재한다. 다음 사이클 동안, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(904 및 905)이 다시 활성화되고, 파형(1014)에서 볼 수 있듯이 스위치(911a)가 활성화될 경우, 1051에서 볼 수 있듯이, 레드 픽셀에 대해 생성된 양의 오버드라이브 전압이 존재한다.
다음 사이클 동안, 파형(1001)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(903 및 906)이 다시 활성화되고, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이 스위치들(904 및 905)이 비활성화된다. 파형(1012)에서 볼 수 있듯이, 스위치(910b)가 활성화되면, 1052에서 볼 수 있듯이, 그린 픽셀에 대해 생성된 음의 오버드라이브 전압이 존재한다. 다음 사이클 동안, 파형(1001)에서 볼 수 있듯이, 스위치들(904 및 905)이 다시 활성화되고, 파형(1002)에서 볼 수 있듯이 스위치들(903 및 906)이 비활성화된다. 파형(1013)에서 볼 수 있듯이, 스위치(911c)가 활성화되면, 1053에서 볼 수 있듯이, 블루 픽셀에 대해 생성된 양의 오버드라이브 전압이 존재한다.
타이밍/로직 제어기는 서로 독립적으로 스위치들(910a-c 및 911a-911c)을 제어하기 때문에, 임의의 순서로 요구되는 극성들 및 컬러들에 대한 오버드라이브 전압을 생성하는 것이 가능하며, 전술한 예들에 한정되는 것은 아니다. 게다가, 타이밍/로직 제어기는 다중픽셀들을 통한 공통 라인들로의 전압의 인가를 또한 제어하기 때문에, 타이밍/로직 제어기는, 오버드라이브 전압들이 디스플레이 어레이의 상이한 공통 라인들에 인가될 때, 도 9의 파형들을 생성하기 위해 필요한 타이밍에 필요한 오버드라이브 전압들을 생성하도록 구성될 수 있다.
도 14는 오버드라이브 전압들을 생성하기 위한 프로세스의 구현의 흐름도이다. 단계(1410)에서, 커패시터는 전압 공급기에 커플링된다. 일 구현에서, 이러한 커플링은 스위치들을 활성화함으로써 실행된다. 커플링의 결과로서, 커패시터는 공급 라인으로부터의 전압으로 충전된다. 단계(1420)에서, 커패시터는 전압 공급기로부터 접속 해제된다. 일 구현에서, 이러한 접속 해제는 스위치들을 비활성화함으로써 실행된다. 단계(1430)에서, 드라이브 라인이 입력으로서 커패시터의 제 1측에 연결된다. 일 구현에서, 드라이브 라인은 디스플레이 어레이의 공통 라인 홀드 전압일 수 있다. 단계(1440)에서, 오버드라이브 라인은 출력으로서 커패시터의 제 2 측에 연결된다. 일 구현에서, 오버드라이브 라인은 디스플레이 어레이의 공통 라인 오버드라이브 전압일 수 있다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 단계들(1410 및 1440)은 반복된다.
유리하게, 본 발명의 방법은 더 적은 스위칭 및 더 좁은 전압 법위들로 인해, 낮은 전력 소비로 디스플레이의 공통 라인들을 구동하기 위해 사용되는 오버드라이브 전압들을 생성한다. 이 방법은 또한 디스플레이 드라이버에 의해 사용되는 임의의 구동 방식과 조합을 허용하도록 더 많은 유연성을 제공한다.
도 15는 도 11에 도시된 전하 펌프의 다른 구현을 도시한다. 도 12에 도시된 구현과 유사하게, 도 15에 도시된 전하 펌프는 또한 VSP와 VSN 사이의 차의 공급 전압, 몇몇 쌍들의 스위치들, 및 두 개의 교번 커패시터들을 포함한다. 일 사이클 동안, 교번 커패시터들 중 하나가 공급 전압으로 충전되는 한편, 오버드라이브 전압이 다른 커패시터들에 생성되는 방식으로 회로가 동작한다. 다른 사이클 동안, 다른 교번 커패시터가 공급 전압으로 충전되는 한편, 반대 극성의 오버드라이브 전압이 제 1 커패시터들에 생성된다. 예를 들어, 스위치(5)가 커패시터(CP2)를 충전하기 위해 폐쇄되는 경우, 스위치 1은 VCPR 및 커패시터(CP1)로부터 VOVPR을 생성하기 위해 폐쇄될 수 있다.
도 16은 도 11에 도시된 전하 펌프의 다른 구현을 도시한다. 도 16의 구현은 단지 하나의 커패시터를 사용한다. 일 사이클 동안, 커패시터는 도 11에 도시된 연속 전력 공급기로부터의 VCHARGE인 추가의 전압으로 충전되는 식으로 회로가 동작한다. 이러한 충전 사이클 동안, 스위치 Charge 및 스위치 1이 폐쇄된다. 이러한 구현에서, VCHARGE는 연속 전력 공급기에 의해 생성되고 VOVPR과 동일하다. 다음 사이클 동안, 스위치들(1-6) 중 임의의 하나를 폐쇄함으로써 원하는 오버드라이브 전압이 커패시터로 생성된다.
도 17은 도 11에 도시된 전하 펌프의 다른 구현을 도시한다. 이러한 구현에서, 연속 전력 공급기의 두 추가의 출력들(VCHARGEP 및 VCHARGEN)이, 각 극성 당 하나씩, 생성되고 사용된다. 회로는 도 16의 구현과 동일한 방식으로 동작하지만, 양 및 음의 섹션들이 독립적으로 제어될 수 있다. 이러한 구현에서, VCHARGEP 및 VCHARGEN는 각각 VOVPR and VOVNR과 동일하다.
도 18은 도 11에 도시된 전하 펌프의 다른 구현을 도시한다. 이러한 구현에서, 도시된 회로는 픽셀들의 레드(R) 라인들, 픽셀들의 그린(G) 라인들 및 픽셀들의 블루(B) 라인들 각각에 대해 개별적인 양의 입력 전압(VSP)을 포함한다. 예를 들어, 단자들(VSPR 및 VSN)에 걸리는 공급 전압은 픽셀들의 R 라인들에 대한 오버드라이브 부스트를 생성하도록 제공되며, 단자들(VSPG 및 VSN)에 걸리는 공급 전압은 픽셀들의 G 라인들에 대한 오버드라이브 부스트를 생성하도록 제공되고, 단자들(VSPB 및 VSN)에 걸리는 공급 전압은 픽셀들의 B 라인들에 대한 오버드라이브 부스트를 생성하도록 제공된다. 음의 세그먼트 전압 단자(VSN)가 픽셀들의 컬러링된 라인 각각에 대해 공통이며, 어레이를 구동할 경우 세그먼트들에 제공된 동일한 VSN일 수 있다. 어레이를 구동할 때 세그먼트들에 제공된 VSP는 VSPR, VSPB, 또는 VSPG 중 하나 일 수 있거나, 개별적으로 생성될 수 있고 이러한 입력 전압들과 상이할 수 있다. 게다가, 개시된 회로는 픽셀들의 상이한 컬러 라인들 각각에 대한 그리고 양 및 음의 극성들에 대한 스위치들 및 커패시터들의 개별 그룹을 포함한다. 스위치들(1 및 2), 스위치들의 쌍들(3 및 4), 및 교번 커패시터들(CP1 및 CP2)은 픽셀들의 R 라인들에 대응한다. 스위치들(5 및 6), 스위치들의 쌍들(7 및 8), 및 교번 커패시터들(CP3 및 CP4)은 픽셀들의 G 라인들에 대응한다. 스위치들(9 및 10), 스위치들의 쌍들(11 및 12), 및 교번 커패시터들(CP5 및 CP6)은 픽셀들의 B 라인들에 대응한다.
도 18에 도시된 바와 같이 개별 입력들(VSPR, VSPG, 및 VSPB) 및 개별 커패시터들을 제공하는 장점은 상이한 오버드라이브 부스트 전압들이 픽셀들의 상이한 컬러 라인들에 대해 홀드 전압에 부가될 수 있다는 것이다. 도 18의 회로의 다른 장점은, 예를 들어, 스위치(911c)가 도 12의 VOVN 및 VCPB 사이에 위치하는 경우와 같이, 음 및 양의 전압들에 걸쳐 스위치들이 직접 연결되지 않는다는 것이다. 이는 더 낮은 전압 스위칭의 사용을 가능하게 하여, 더 작은 회로 크기를 초래한다. 다른 장점은 일방향 스위치들이 양방향 스위치들 대신에 회로에 사용될 수 있어서, 또한 더 작은 회로 크기를 초래한다는 것이다. 예를 들어, 스위치 1은 양의 오버드라이브 전압(VOVPR)을 생성하기 위해 일 방향으로 전류를 공급할 필요만 있다. 게다가, 스위치들의 쌍(3)은 커패시터(CP1)를 충전하기 위해 일 방향으로 전류를 공급하도록 동작될 필요만 있다. 스위치들 중 어느 것도 어떤 시간에는 일 방향으로 도전하고 다른 어떤 시간에는 다른 방향으로 도전하도록 요구되지 않는다.
다른 현저한 이점은, 오버드라이브 부스트 전압 출력 당 개별 커패시터가 존재하기 때문에, 출력 오버드라이브 전압들 각각이 자신의 대응하는 부스트 커패시터에, VOVPR와 CP1 사이에서와 같이, 직접 연결된다는 것이다. 이러한 구성은 오버드라이브 전압을 스위칭하는 트랜지스터를 제거한다. 따라서, 예를 들어, 도 15에서 요구되는 것과 같이 적절한 바이어싱이 고전압에서 요구되지 않는다. 이는 도 10 및 11의 디스플레이 어레이의 구현들에서 유용할 수 있는데, 여기서 오버드라이브 전압들은 적어도 양 및 음의 20V의 크기를 가지며, 전하 펌프(도 11에서 870으로 표시됨)에 대한 스위칭 회로는 멀티플렉서 스위칭 회로(도 10에서 850으로 표시됨)들과 상이한 집적 회로 상에 구현된다. 오버드라이브 전압들이 20V 또는 그 이상의 크기를 가지면, 동일한 또는 더 큰 크기의 전력 공급기 레일들이 임의의 트랜지스터 스위치들을 구동하기 위해 요구되는데, 소스 단자들은 더 큰 크기의 오버드라이브 전압들에 연결된다. 도 18의 전하 펌프 설계에 있어서, 20V 또는 그 이상의 오버드라이브 출력 크기들은, 양 또는 음의 16V 또는 더 낮은 크기일 수 있는 더 낮은 홀드 전압 레벨들(VCP 및 VCN)로 구동되는 트랜지스터로 생성될 수 있다. 이는 전하 펌프 스위칭 회로들이 구현되는 집적 회로(예를 들어, 도 10의 회로(840))에 대해 사용될 더 낮은 전압 동작에 적절한 집적 회로 프로세스 기술을 허용한다. 적절한 시간에 오버드라이브 전압들을 공통 라인들에 커플링하는 멀티플렉서(MUX) 스위칭 회로들은 20V 또는 그 이상의 전력 공급기 레일들을 사용할 것이며, 이러한 전압들을 지원하지만 전하 펌프 스위치들의 집적 회로에 대한 이러한 요건을 제거하는 프로세스 기술이 제조 비용을 절감할 수 있다.
전술한 구현들 및 앞서 설명된 방법들의 다양한 조합들이 예상된다. 특히, 특정 엘리먼트들의 간섭계 변조기들이 공통 라인들을 따라 배열되는 구현들에 전술한 구현들이 기본적으로 적용되지만, 대신에 특정 컬러들의 간섭계 변조기들이 다른 구현들에서 세그먼트 라인들을 따라 배열될 수 있다. 특정한 구현들에서, 양 및 음의 세그먼트 전압들에 대한 상이한 값들이 특정 컬러들에 대해 사용될 수 있으며, 동일한 홀드, 릴리즈 및 오버드라이브전압들이 공통 라인들을 따라 제공될 수 있다. 추가의 구현들에서, 전술한 4-컬러 디스플레이와 같이, 서브픽셀들의 다수의 컬러들이 공통 라인들 및 세그먼트 라인들을 따라 위치되는 경우, 음 및 양의 세그먼트 전압들에 대한 상이한 값들이, 4 컬러들 각각에 대한 적절한 픽셀 전압들을 제공하기 위해, 공통 라인들을 따른 홀드 및 오버드라이브 전압들에 대한 상이한 값들과 결합되어 사용될 수 있다.
구현에 따라, 명세서에 구체적으로 그리고 명백하게 달리 언급하지 않으면, 본 명세서에 설명된 임의의 방법들의 동작들 및 이벤트들이 다른 순서로 수행되거나, 부가되거나, 또는 완전히 생략될 수 있다(예를 들어, 모든 동작들 및 이벤트들이 방법들의 실시를 위해 요구되는 것은 아님).
전술한 상세한 설명이 다양한 구현들에 적용되는 신규한 특징을 도시하고, 설명하고 그리고 지적하였지만, 설명된 프로세스의 디바이스의 형태 및 세부 사항에서 다양한 생략, 대체 및 변경이 실시될 수 있다. 본 명세서에 설명된 모든 특징들 및 장점들을 제공하지는 않는 일부 형태들이 실시될 수 있으며, 일부 특징들은 다른 것들로부터 분리되어 사용되거나 실행될 수 있다.

Claims (20)

  1. 복수의 전압들을 갖는 파형으로 디스플레이 어레이를 구동하도록 구성된 디스플레이 드라이버 회로로서, 상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트는 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트와 정해진 양만큼 상이하며, 상기 디스플레이 드라이버 회로는:
    상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트를 생성하도록 구성된 전력 공급기 회로; 및
    입력들로서 상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트 및 출력들로서 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 가지며, 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트 각각에 대해 개별 부스트 커패시터를 포함하는 전하 펌프를 포함하며,
    상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트 각각은 그 대응하는 부스트 커패시터에 직접 연결되는,
    디스플레이 드라이버 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트 각각은 적어도 20V의 양 또는 음의 크기를 갖는, 디스플레이 드라이버 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 어레이는 복수의 공통 라인들 및 복수의 세그먼트 라인들을 포함하는, 디스플레이 드라이버 회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 공통 라인들 각각은 단지 단일의 컬러의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하며, 상기 복수의 출력 전압들은 상이한 컬러 디스플레이 엘리먼트들 및 상이한 극성들에 대해 상이한 출력 전압을 포함하며, 상기 전하 펌프는 각각의 컬러 및 각각의 극성에 대해 개별 부스트 커패시터를 포함하는, 디스플레이 드라이버 회로.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트와 상기 복수의 공통 라인들 사이에 연결된 하나 또는 그 이상의 스위칭 회로들을 더 포함하는, 디스플레이 드라이버 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 스위칭 회로들은 상기 전하 펌프와 상이한 집적 회로에 구현되는, 디스플레이 드라이버 회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트의 적어도 일부를 생성하도록 구성된 상기 전력 공급기 회로의 적어도 일부는 상기 하나 또는 그 이상의 스위칭 회로들 및 상기 전하 펌프와 상이한 집적 회로에 구현되는, 디스플레이 드라이버 회로.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트는 상기 공통 라인들에 인가하기 위한 홀드 전압들을 포함하며, 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트는 상기 공통 라인들에 인가하기 위한 오버드라이브 전압들을 포함하는, 디스플레이 드라이버 회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트는 상기 세그먼트 라인들에 인가하기 위한 세그먼트 전압들을 포함하는, 디스플레이 드라이버 회로.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 상이한 컬러 디스플레이 엘리먼트들은 레드, 그린 및 블루를 포함하는, 디스플레이 드라이버 회로.
  11. 복수의 전압 레벨들을 갖는 파형으로 디스플레이 어레이를 구동하는 방법으로서, 복수의 전압들의 제 1 서브세트는 복수의 전압들의 제 2 서브세트와 정해진 양만큼 상이하며, 상기 방법은:
    상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트를 생성하는 단계; 및
    제 1 집적 회로 상에 구현된 스위칭 회로들을 구비한 전하 펌프를 이용하여 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 생성하는 단계 ―상기 전하 펌프는 복수의 부스트 커패시터들을 포함하고, 입력들로서 상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트 및 출력들로서 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 가짐―; 및
    상기 부스트 커패시터들의 출력 단자들 상의 전압을 상기 제 1 집적 회로 상의 스위치를 통과하지 않고 제 2 집적 회로 상의 스위칭 회로로 직접 라우팅하는 단계를 포함하는, 디스플레이 어레이를 구동하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 어레이는 복수의 공통 라인들 및 복수의 세그먼트 라인들을 포함하는, 디스플레이 어레이를 구동하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 공통 라인들 각각을 공통 전압으로 구동하는 단계 및 상기 복수의 세그먼트 라인들 각각을 세그먼트 전압으로 구동하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 어레이를 구동하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 공통 전압은 홀드 전압 및 오버드라이브 전압을 포함하는, 디스플레이 어레이를 구동하는 방법.
  15. 복수의 전압들을 갖는 파형으로 디스플레이 어레이를 구동하도록 구성된 디스플레이 드라이버 회로로서, 상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트는 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트와 정해진 양만큼 상이하며, 상기 디스플레이 드라이버 회로는:
    상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트를 생성하기 위한 수단; 및
    입력들로서 상기 복수의 전압들의 제 1 서브세트 및 출력들로서 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 가지며, 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트 각각에 대해 개별 부스트 커패시터를 포함하는 전하 펌프를 이용하여 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 생성하기 위한 수단을 포함하며,
    상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트 각각은 그 대응하는 부스트 커패시터에 직접 연결되는,
    디스플레이 드라이버 회로.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 디스플레이 어레이는 복수의 공통 라인들 및 복수의 세그먼트 라인들을 포함하는, 디스플레이 드라이버 회로.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 상기 복수의 공통 라인들 중 선택된 라인들로 스위칭하기 위한 수단을 더 포함하는, 디스플레이 드라이버 회로.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전하 펌프의 스위칭 회로는, 상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트를 상기 복수의 공통 라인들 중 선택된 라인들로 스위칭하기 위한 수단과 상이한 집적 회로에 구현되는, 디스플레이 드라이버 회로.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 전압들의 제 2 서브세트 각각은 적어도 20V의 양 또는 음의 크기를 갖는, 디스플레이 드라이버 회로.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 공통 라인들 각각은 단지 단일의 컬러의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하며, 상기 복수의 출력 전압들의 제 2 서브세트는 상이한 컬러 디스플레이 엘리먼트들 및 상이한 극성들에 대해 상이한 출력 전압을 포함하며, 상기 전하 펌프는 각각의 컬러 및 각각의 극성에 대해 개별 부스트 커패시터를 포함하는, 디스플레이 드라이버 회로.
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