KR20160075578A - 폐루프 동적 캐피시턴스 측정 - Google Patents

폐루프 동적 캐피시턴스 측정 Download PDF

Info

Publication number
KR20160075578A
KR20160075578A KR1020167012971A KR20167012971A KR20160075578A KR 20160075578 A KR20160075578 A KR 20160075578A KR 1020167012971 A KR1020167012971 A KR 1020167012971A KR 20167012971 A KR20167012971 A KR 20167012971A KR 20160075578 A KR20160075578 A KR 20160075578A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
output
input
terminal
amplifier
Prior art date
Application number
KR1020167012971A
Other languages
English (en)
Inventor
윌헬무스 요하네스 로버트스 반 라이어
로버트 스티븐 카와모토
제임스 스티븐 에드거
프라모드 쿠마르 바마
Original Assignee
퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크. filed Critical 퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
Publication of KR20160075578A publication Critical patent/KR20160075578A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • G09G3/3466—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on interferometric effect
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0023—Measuring currents or voltages from sources with high internal resistance by means of measuring circuits with high input impedance, e.g. OP-amplifiers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
    • G01R31/2825—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere in household appliances or professional audio/video equipment
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/006—Electronic inspection or testing of displays and display drivers, e.g. of LED or LCD displays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • G01D5/241—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

본 개시물은 IMOD(interferometric modulator)와 같은 디스플레이 유닛의 캐패시턴스를 측정하기 위한 시스템들, 방법들, 및 장치를 제공한다. 일 예에서, 회로는 연산 증폭기(op-앰프), 전압 제어식 전류원, 및 전압 제어식 전류원으로의 입력으로서 op-앰프들의 출력으로부터의 피드백을 포함할 수 있다. 전압 제어식 전류원의 출력은 디스플레이 유닛뿐만 아니라 op-앰프의 입력으로 제공될 수 있다. op-앰프의 제 2 입력이 램핑 기준 전압에 제공될 수 있다.

Description

폐루프 동적 캐피시턴스 측정{CLOSED LOOP DYNAMIC CAPACITANCE MEASUREMENT}
[0001]본 특허 문헌은, 공동 계류중이고 양수인이 동일한 2014년 4월 4일에 출원되고, 명칭이 "CLOSED LOOP DYNAMIC CAPACITANCE MEASUREMENT"인 미국 특허 출원 제14/245,881호(대리인 관리 번호 제QUALP213/134027호)를 우선권으로 주장하며, 상기 미국 특허 출원은, 2013년 10월 21일에 밴 리어(Van Lier) 등에 의해 출원되고, 명칭이 "Closed Loop Dynamic Capacitance Measurement"인 미국 가특허 출원 제61/893,808호(대리인 관리 번호 제134027P1/QUALP213P호)를 우선권으로 주장하며, 상기 출원 둘 모두는 이로써, 그 전체가 인용에 의해 그리고 모든 목적들을 위해서 본원에 포함된다.
[0002]본 개시물은, 전기기계 시스템들 및 디바이스들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시물은 IMOD(interferometric modulator)와 같은 전기기계 시스템 디바이스와 연관되는 캐패시턴스를 결정하는 것과 관련된다.
[0003]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.
[0004]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 모두는 전적으로 또는 부분적으로 투명하고 그리고/또는 반사성일 수 있고, 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 포지션은 IMOD 디스플레이 엘리먼트 상에 입사되는 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.
[0005]일부 구현들에서, IMOD의 이동가능한 엘리먼트는 시작 포인트로부터 IMOD의 전극들에 대한 전압들의 특정 인가 하에서 특정 포지션으로 이동할 수 있다. 그러나, 다른 IMOD의 이동가능한 엘리먼트는 동일한 시작 포인트로부터 전압들의 동일한 인가 하에서 약간 상이한 포지션으로 이동할 수 있다. 이동가능한 엘리먼트들은, 이동가능한 엘리먼트의 포지션에 기초하여 파장에서 광을반사하는 미러를 포함할 수 있다. 따라서, IMOD들은, 이동가능한 엘리먼트들이 약간 상이한 포지션들일 수 있기 때문에, 상이한 파장들에서 광을 반사할 수 있다.
[0006]본 개시물의 시스템들, 방법들 및 디바이스들은 각각 몇몇 혁신적인 양상들을 가지며, 이들 중 어떠한 단일의 것도 본 명세서에 개시된 바람직한 속성들에 대해서 오로지 책임이 있는 것은 아니다.
[0007]본 개시물에 설명된 요지의 일 혁신적은 양상은, 1 입력, 제 2 입력, 및 출력을 갖는 증폭기 ―증폭기의 제 1 입력은 기준 전압원에 결합됨―; 입력 및 출력을 갖는 전류원 ―전류원의 입력은 증폭기의 출력과 결합되고, 전류원의 출력은 증폭기의 제 2 입력과 결합되고, 전류원은 전압 제어식임―; 및 증폭기의 제 2 입력과 그리고 전류원의 출력과 결합된 제 1 단자를 갖는 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들을 포함하는 회로에서 구현될 수 있다. 전류원은 증폭기의 출력과 연관되는 전압에 기초하여 전류를 제공하고, 전류는, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 제 1 단자와 연관되는 전압이 기준 전압원과 연관되는 전압과 동일해질 때까지 증가한다.
[0008]일부 구현들에서, 회로는 제 1 단자와 제 2 단자를 갖는 피드백 캐패시터를 포함할 수 있고, 피드백 캐패시터의 제 1 단자가 전류원의 출력과 결합되고, 피드백 캐패시터의 제 2 단자가 증폭기의 출력과 결합된다.
[0009]일부 구현들에서, 피드백 캐패시터의 캐패시턴스는 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 캐패시턴스보다 낮거나 또는 동일하다.
[0010]일부 구현들에서, 회로는 증폭기의 출력과 결합되는 입력을 갖는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함할 수 있다.
[0011]일부 구현들에서, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들은 제 1 고정 전압으로 설정된 제 2 단자를 갖는다.
[0012]일부 구현들에서, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들은 제 1 고정 전압으로 설정된 제 3 단자를 갖는다.
[0013]일부 구현들에서, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들은 제 2 고정 전압으로 설정된 제 3 단자를 갖는다.
[0014]일부 구현들에서, 디스플레이 유닛의 제 1 단자는 이동가능한 엘리먼트와 연관된다.
[0015]일부 구현들에서, 기준 전압원은 이동가능한 엘리먼트의 이동 범위와 연관되는 전압 범위에 걸쳐 램핑된다.
[0016]일부 구현들에서, 이동가능한 엘리먼트의 이동 범위는 디스플레이 유닛의 제 2 단자와 제 3 단자 사이이다.
[0017]일부 구현들에서, 전류원은 선형 이득을 갖는다.
[0018]일부 구현들에서, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 제 1 단자와 연관되는 이동가능한 엘리먼트는, 디스플레이 유닛들의 제 1 단자와 연관되는 전압이 기준 전압원과 연관되는 전압과 동일해질 때까지 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 제 2 단자와 제 3 단자 사이의 포지션들로 이동하도록 구성된다.
[0019]본 개시물에 설명된 요지의 다른 혁신적인 양상은, 증폭기 및 전류원을 포함하는 측정 회로 ―증폭기는, 제 1 입력, 제 2 입력, 및 출력을 갖고, 증폭기의 제 1 입력은 기준 전압원과 결합되고, 전류원은 입력 및 출력을 갖고, 전류원의 입력은 증폭기의 출력과 결합되고, 전류원의 출력은 증폭기의 제 2 입력과 결합되고, 전류원은 전압 제어식임―; 증폭기의 제 2 입력과 그리고 전류원의 출력과 결합되는 제 1 단자를 갖는 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들 ―전류원은 증폭기의 출력과 연관되는 전압에 기초하여 전류를 제공하고, 전류는, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 제 1 단자와 연관되는 전압이 기준 전압원과 연관되는 전압과 동일해질 때까지 증가함―; 증폭기의 출력과 결합되는 입력 및 측정 데이터를 제공하는 출력을 갖는 ADC(analog-to-digital converter); 및 측정 데이터를 저장하도록 구성되는 메모리를 갖는 시스템에서 구현될 수 있다.
[0020]일부 구현들에서, 마이크로컨트롤러는 측정 데이터를 분석하도록 구성될 수 있다.
[0021]본 개시물에 설명된 요지의 다른 혁신적인 양상은 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 그룹의 캐패시턴스를 결정하기 위한 방법에서 구현될 수 있다. 기준 전압이 램핑될 수 있다. 기준 전압은 증폭기의 제 1 입력과 연관될 수 있고, 증폭기는 제 2 입력, 및 출력을 갖는다. 전류원은 전류를 생성할 수 있다. 전류원은 입력 및 출력을 가질 수 있고, 전류원의 입력은 증폭기의 출력과 결합되고, 전류원의 출력은 증폭기의 제 2 입력과 결합되고, 전류원은 전압 제어식이다. 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 그룹의 제 1 단자와 연관되는 전압이 제공될 수 있다. 제 1 단자는 증폭기의 제 2 입력과 그리고 전류원의 출력과 결합될 수 있으며, 전류원은 증폭기의 출력과 연관되는 전압에 기초하여 전류를 제공하고, 전류는, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 제 1 단자와 연관되는 전압이 기준 전압원과 연관되는 전압과 동일할 때까지 증가한다.
[0022]일부 구현들에서, 피드백 캐패시터는 전류원의 출력과 결합된 제 1 단자 및 증폭기의 출력과 결합된 제 2 단자를 갖는다.
[0023]일부 구현들에서, 피드백 캐패시터의 캐패시턴스는, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 그룹 내의 디스플레이 유닛들의 수에 기초하여 변경될 수 있다.
[0024]본 개시물에 기재된 요지의 하나 또는 그 초과의 구현들의 상세들이 아래의 첨부 도면들 및 설명에서 제시된다. 본 개시물에 제공된 예들이 주로 EMS 및 MEMS-기반 디스플레이들에 대하여 설명되었지만, 본원에 제공된 개념들은 액정 디스플레이들, 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이들, 및 전계 발광 디스플레이들과 같은 다른 타입들의 디스플레이들에 적용될 수 있다. 다른 특징들, 양상들 및 이점들은 상세한 설명, 도면들, 및 청구범위로부터 명백해 질 것이다. 다음 도면들의 관련 치수들은 실척대로 도시되지 않을 수 있다는 것을 주목한다.
[0025]도 1은 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 디스플레이 엘리먼트들의 시리즈들 또는 어레이에서 2개의 인접한 IMOD 디스플레이 엘리먼트를 도시하는 등각도이다.
[0026]도 2는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 3×3 엘리먼트 어레이들을 포함하는 IMOD 기반 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 나타내는 시스템 블록도이다.
[0027]도 3은 IMOD 디스플레이 엘리먼트에 대한 이동가능 반사 층 위치 대 인가된 전압을 나타내는 그래프이다.
[0028]도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 다양한 상태들을 나타내는 표이다.
[0029]도 5a는 이미지를 디스플레이하는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 3×3 엘리먼트 어레이들에서 디스플레이 데이터의 프레임의 도면이다.
[0030]도 5b는 도 5a에 나타낸 디스플레이 엘리먼트들에 데이터를 기록하기 위해 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도이다.
[0031]도 6a 및 도 6b는 EMS(electromechanical systems) 엘리먼트들의 어레이 및 백플레이트를 포함하는 EMS 패키지의 일부의 개략적인 확대 부분 사시도들이다.
[0032]도 7은 IMOD-기반 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 도시하는 시스템 블록도의 예이다.
[0033]도 8은 3 단자 IMOD의 예의 회로도이다.
[0034]도 9a, 도 9b 및 도 9c는 상이한 포지션들에서 이동가능한 엘리먼트의 예들이다.
[0035]도 9d는 IMOD의 캐패시턴스들의 도시의 예이다.
[0036]도 10a는 폐루프 측정 회로의 일례를 도시하는 회로도이다.
[0037]도 10b는 도 10a의 폐루프 측정 회로와 결합되는 3 단자 IMOD의 예를 도시하는 회로도이다.
[0038]도 11a는 IMOD들과 연관되는 전류 대 전압의 예의 도시이다.
[0039]도 11b는 IMOD들과 연관되는 캐패시턴스 대 전압의 예의 도시이다.
[0040]도 12의 도 10a의 측정 회로를 포함하는 시스템의 시스템 블록도의 예이다.
[0041]도 13은 6×6 디스플레이 어레이의 예를 도시한다.
[0042]도 14는 캐패시턴스를 측정하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
[0043]도 15는 누설의 측정을 위해 도 10a의 측정 회로를 이용하는 시스템 블록도의 예이다.
[0044]도 16은 누설의 측정을 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
[0045]도 17a 및 도 17b는 복수의 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 도시하는 시스템 블록도들이다.
[0046]다양한 도면들에서 동일한 참조 번호들 및 명칭들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
[0047]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.
[0048]간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이들은, 특정한 파장들에서 광을 반사하기 위해서 여러 포인트들에 포지셔닝될 수 있는 미러를 갖춘 이동가능한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, IMOD의 이동가능한 엘리먼트는, 시작 포인트부터 IMOD의 전극들에 대한 특정 전압들의 인가 시에, 특정 포지션으로 이동될 수 있다. 그러나, 다른 IMOD의 이동가능한 엘리먼트는 동일한 시작 포인트로부터 동일 전압들의 인가 시에 약간 다른 포지션으로 이동할 수 있다. 본원에 설명된 요지의 일부 구현들은, 이동가능한 엘리먼트의 포지션에 관하여 표시를 제공할 수 있는, IMOD와 연관된 캐패시턴스를 결정하기 위한 폐루프 동적 캐패시턴스 측정 회로를 포함한다. 따라서, IMOD들을 동일한 포지션으로 이동시키는 데 필요한 전압들로 인가될 오프셋이 결정될 수 있다. 일부 구현들에서, 폐루프 동적 캐패시턴스 측정 회로는 전압 제어 전류원의 입력에 결합된 출력을 갖는 연산 증폭기(op-앰프)를 포함할 수 있다. 전압 제어 전류원은 하나 또는 그 초과의 IMOD들을 충전시키기 위해서, op-앰프의 출력에 의해 제공되는 전압에 기초하여 전류를 제공할 수 있다. 전압 제어식 전류원의 출력이 또한 op-앰프의 입력과 결합될 수 있다. 램핑 전압이 op-앰프의 제 2 입력으로서 제공될 수 있다. op-앰프의 출력이 또한 아날로그-디지털 변환기에 결합될 수 있다.
[0049]본 개시물에 설명된 요지의 특정 구현들은, 다음 잠재적인 이점들 중 하나 또는 그 초과의 것을 실현하기 위해서 구현될 수 있다. 폐루프 동적 캐패시턴스 측정 회로는, IMOD의 이동가능한 엘리먼트가 부정확한 포지션으로 이동되고, 따라서, 예상치 못한 파장에서 광을 반사시킬 수 있다는 표시를 제공할 수 있다. IMOD가 그의 예상되는 성능으로부터 벗어난 것으로 나타내어지면, IMOD로 인가된 전압들로 오프셋이 제공될 수 있으므로, 이동가능한 엘리먼트가 예상 포지션으로 이동될 수 있고, 따라서, 예상된 파장에서 광을 반사시킨다. 폐루프 동적 캐패시턴스 측정 회로는 또한, 캐패시턴스에서의 작은 변화들을 측정하기 위해서 저 신호대 잡음비를 가질 수 있다. 또한, 측정치들은 폐루프 동적 캐패시턴스 측정 회로에 3단자 IMOD의 하나의 단자를 결합시킴으로써 획득될 수 있다.
[0050]설명된 구현들이 적용될 수 있는 적절한 EMS 또는 MEMS 디바이스 또는 장치의 예는 반사형 디스플레이 디바이스이다. 반사형 디스플레이 디바이스들은, 광학적 간섭의 원리들을 이용하여 상부의 광 입사를 선택적으로 흡수하고 그리고/또는 반사하도록 구현될 수 있는 IMOD(interferometric modulator) 디스플레이 엘리먼트들을 포함할 수 있다. IMOD 디스플레이 엘리먼트들은, 부분 광 흡수체, 흡수체에 대하여 이동가능한 리플렉터, 및 흡수체와 리플렉터 사이에 정의된 광학 공진 캐비티를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 리플렉터는 광학 공진 캐비티의 사이즈를 변경시킴으로써 IMOD의 반사율에 영향을 미칠 수 있는 2 이상의 상이한 포지션들로 이동될 수 있다. IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 반사 스펙트럼은, 상이한 컬러들을 발생시키기 위해 가시성 파장들에 걸쳐 시프트될 수 있는 상당히 넓은 스펙트럼 대역들을 생성할 수 있다. 스펙트럼 대역의 포지션은 광학 공진 캐비티의 두께를 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 광학 공진 캐비티를 변화시키는 하나의 방법은 흡수체에 대하여 리플렉터의 포지션을 변경시키는 것이다.
[0051]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.
[0052]IMOD 디스플레이 디바이스는 로우(row) 및 컬럼(column)으로 배열될 수 있는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수 있다. 어레이의 각 디스플레이 엘리먼트는, 에어 갭(또한 광학 갭, 캐비티 또는 광학 공진 캐비티로 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 가시적인 스펙트럼 내에서 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.
[0053]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.
[0054]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 보여지도록 구성될 수 있고 불투명 기판에 의해 지지될 수 있다.
[0055]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.
[0056]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 캐비티가 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.
[0057]일부 구현들에서, 작동 상태이든 또는 릴렉스 상태이든 간에, 각각의 IMOD 디스플레이 엘리먼트는 고정 및 이동 반사 층들에 의해 형성된 캐패시터로 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 캐패시터는 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.
[0058]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.
[0059]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.
[0060]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 캐패시터로서 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.
[0061]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 어떤 원하는 수의 프레임들씩 이러한 프로세스를 연속적으로 반복함으로써 새로운 이미지 데이터로 리프레시되고 그리고/또는 업데이트될 수 있다.
[0062]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.
[0063]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.
[0064]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.
[0065]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).
[0066]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.
[0067]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 캐비티 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.
[0068]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.
[0069]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.
[0070]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.
[0071]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.
[0072]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.
[0073]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 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 해제 전압들에서의 변동들을 고려하여 변할 수 있다.
[0074]도 6a 및 도 6b는 EMS 엘리먼트들의 어레이(36) 및 백플레이트(92)를 포함하는 EMS 패키지(91)의 일부의 개략적인 확대 부분 사시도들이다. 도 6a는 백플레이트(92)의 특정 부분들을 더 잘 예시하기 위해 절단된 백플레이트(92)의 2개의 코너들을 갖는 것으로 도시되지만, 도 6b는 절단된 코너들 없이 나타난다. EMS 어레이(36)는, 기판(20), 지지 포스트들(18), 및 이동가능 층(14)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, EMS 어레이(36)는 투명 기판상에서 하나 또는 그 초과의 광학적 스택 부분들(16)을 갖는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수 있고, 이동가능 층(14)은 이동가능 반사 층으로서 구현될 수 있다.
[0075]백플레이트(92)는 본질적으로 평면일 수 있거나 또는 적어도 하나의 굴곡 표면(contoured surface)을 가질 수 있다(예를 들어, 백플레이트(92)는 오목부들 및/또는 돌출부들을 가지고 형성될 수 있다). 백플레이트(92)는, 투명하든 또는 불투명하든, 도전성이든 또는 절연성이든지 간에, 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 백플레이트(92)에 대한 적합한 재료들은, 유리, 플라스틱, 세라믹들, 폴리머들, 라미네이트들, 금속들, 금속 포일들, 코발(Kovar) 및 도금된 코발을 포함한다(그러나, 이에 제한되지 않음).
[0076]도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 백플레이트(92)는, 부분적으로 또는 전체적으로 백플레이트(92) 내에 임베딩될 수 있는 하나 또는 그 초과의 백플레이트 컴포넌트들(94a 및 94b)을 포함할 수 있다. 도 6a에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 백플레이트 컴포넌트(94a)는 백플레이트(92) 내에 임베딩된다. 도 6a 및 도 6b에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 백플레이트 컴포넌트(94b)는 백플레이트(92)의 표면 내에 형성된 오목부(93) 내에 배치된다. 일부 구현들에서, 백플레이트 컴포넌트들(94a 및/또는 94b)은 백플레이트(92)의 표면으로부터 돌출할 수 있다. 백플레이트 컴포넌트(94b)는 기판(20)에 대면하는 백플레이트(92)의 측면 상에 배치되며, 다른 구현들에서, 백플레이트 컴포넌트들은 백플레이트(92)의 반대 측면 상에 배치될 수 있다.
[0077]백플레이트 컴포넌트들(94a 및/또는 94b)은, 트랜지스터들, 캐패시터들, 인덕터들, 저항기들, 다이오드들, 스위치들과 같은 하나 또는 그 초과의 능동 또는 수동 전기 컴포넌트들, 및/또는 패키징된, 표준 또는 별도의 IC와 같은 집적 회로들(IC들)을 포함할 수 있다. 다양한 구현들에서 이용될 수 있는 백플레이트 컴포넌트들의 다른 예시들은, 안테나들, 배터리들, 센서들(예를 들어, 전기적, 터치, 광학적, 또는 화학적 센서들), 또는 박막 증착된 디바이스들을 포함한다.
[0078]일부 구현들에서, 백플레이트 컴포넌트들(94a 및/또는 94b)은 EMS 어레이(36)의 부분들과 전기 통신할 수 있다. 트레이스들, 범프들, 포스트들, 또는 비아들과 같은 도전성 구조물들은, 백플레이트(92) 또는 기판(20) 중 하나 또는 둘 다 상에 형성될 수 있고, EMS 어레이(36)와 백플레이트 컴포넌트들(94a 및/또는 94b) 사이에 전기 접속들을 형성하기 위해 서로 또는 다른 도전성 컴포넌트들을 접촉할 수 있다. 예를 들어, 도 6b는 EMS 어레이(36) 내에서 이동가능 층들(14)로부터 상향하여 연장하는 전기 콘택들(98)과 정렬될 수 있는 하나 또는 그 초과의 도전성 비아들(96)을 백플레이트(92) 상에 포함한다. 일부 구현들에서, 백플레이트(92)는 또한 백플레이트 컴포넌트들(94a 및/또는 94b)을 EMS 어레이(36)의 다른 컴포넌트들로부터 전기적으로 절연시키는 하나 또는 그 초과의 절연 층들을 포함할 수 있다. 백플레이트(92)는 증기-침투 재료들로 형성되는 일부 구현들에서, 백플레이트(92)의 내부 표면은 베이퍼 배리어(vapor barrier)(미도시)로 코팅될 수 있다.
[0079]백플레이트 컴포넌트들(94a 및 94b)은 EMS 패키지(91)에 들어갈 수 있는 임의의 수분을 흡수하도록 동작하는 하나 또는 그 초과의 건조제들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 건조제(또는 다른 수분 흡수 재료들, 예를 들어, 게터)는, 예를 들어, 접착제로 백플레이트(92)에 (또는 그 내부에 형성된 오목부 내에) 탑재된, 예를 들어, 시트로서, 임의의 다른 백플레이트 컴포넌트들로부터 별도로 제공될 수 있다. 대안적으로, 건조제는 백플레이트(92)에 통합될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 건조제는, 예를 들어, 스프레이-코팅, 스크린 프린팅, 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 다른 백플레이트 컴포넌트들 위에 직접적으로 또는 간접적으로 도포될 수 있다.
[0080]일부 구현들에서, EMS 어레이(36) 및/또는 백플레이트(92)는, 백플레이트 컴포넌트들과 디스플레이 엘리먼트들 사이의 거리를 유지하고 그에 의해 이들 컴포넌트들 사이에서의 기계적 간섭을 방지하기 위해 기계적 스탠드오프들(97)을 포함할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 예시된 구현에서, 기계적 스탠드오프들(97)은 EMS 어레이(36)의 지지 포스트들(18)과 정렬된 백플레이트(92)로부터 돌출하는 포스트들로서 형성된다. 대안적으로 또는 이에 더해, 레일들 또는 포스트들과 같은 기계적 스탠드오프들은 EMS 패키지(91)의 엣지들을 따라 제공될 수 있다.
[0081]도 6a 및 도 6b에 예시되지 않지만, EMS 어레이(36)를 부분적으로 또는 완전하게 둘러싸는 밀봉(seal)이 제공될 수 있다. 백플레이트(92) 및 기판(20)과 함께, 밀봉은 EMS 어레이(36)를 밀봉하는 보호 캐비티를 형성할 수 있다. 밀봉은 종래의 에폭시-기반 접착제와 같은 반-밀폐(semi-hermetic) 밀봉일 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 밀봉은 박막 금속 용접 또는 유리 프릿(glass frit)과 같은 밀폐 밀봉일 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 밀봉은 폴리이소부틸렌(PIB), 폴리우레탄, 액체 스핀-온 글래스, 솔더, 폴리머들, 플라스틱들, 또는 다른 재료들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 보강된 실란트(reinforced sealant)는 기계적 스탠드오프들을 형성하기 위해 이용될 수 있다.
[0082]대안적인 구현들에서, 밀봉 링은 백플레이트(92) 또는 기판(20) 중 하나 또는 둘 다의 연장(extension)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 밀봉 링은 백플레이트(92)의 기계적 연장(미도시)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 밀봉 링은, O-링 또는 다른 원형 부재와 같은 별도의 부재를 포함할 수 있다.
[0083]일부 구현들에서, EMS 어레이(36) 및 백플레이트(92)는 함께 부착되거나 또는 커플링되기 전에 별도로 형성된다. 예를 들어, 기판(20)의 엣지는 앞서 논의된 바와 같은 백플레이트(92)의 엣지에 부착 및 밀봉될 수 있다. 대안적으로, EMS 어레이(36) 및 백플레이트(92)는 EMS 패키지(91)로서 함께 형성 및 조인(join)될 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, EMS 패키지(91)는, 예를 들어, 증착에 의해 EMS 어레이(36) 위에 백플레이트(92)의 컴포넌트들을 형성함으로써 임의의 다른 적합한 방법으로 제조될 수 있다.
[0084]도 7은 IMOD-기반 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 도시하는 시스템 블록도의 예이다. 또한, 도 7은, 앞에서 논의된 바와 같이, 예를 들어, 디스플레이 어레이 또는 패널(30)로 신호들을 제공하는 어레이 드라이버(22)의 로우 드라이버 회로(24) 및 컬럼 드라이버 회로(26)의 구현을 도시한다.
[0085]예로서, 제 4 로우의 디스플레이 모듈(710)은 스위치(720) 및 디스플레이 유닛(750)을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(710)에는 로우 드라이버 회로(24)로부터 로우 신호 및 공통 신호가 제공될 수 있다. 디스플레이 모듈(710)에는 또한 컬럼 드라이버 회로(26)로부터 컬럼 신호가 제공될 수 있다. 디스플레이 모듈(710)의 구현은 다양한 상이한 디자인들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 디스플레이 유닛(750)은 스위치(720), 이를 테면, 드레인으로 제공된 로우 신호 및 컬럼 신호에 결합된 그의 게이트를 지닌 트랜지스터와 결합될 수 있다. 각각의 디스플레이 유닛(750)은 IMOD 디스플레이 엘리먼트를 픽셀로서 포함할 수 있다.
[0086]도 8은 3 단자 IMOD의 일례의 회로도이다. 일부 구현들에서, 도 8의 회로는 도 4의 디스플레이 유닛(750)(예를 들어, IMOD)을 포함할 수 있다. 도 8의 회로는, n-형 금속 산화물 반도체(NMOS) 트랜지스터 M1(810)로 구현된 도 7의 스위치(720)를 포함한다. 트랜지스터 M1(810)의 게이트는 도 7의 로우 드라이버 회로(24)에 의해 제공될 수 있는 Vrow(830)에 결합된다. 트랜지스터(M1)(810)는 또한, 도 7의 컬럼 드라이버 회로(26)에 의해 제공될 수 있는 Vcolumn(820)에 결합된다. 특히, Vrow(830)가 트랜지스터(M1)(810)를 턴 온하도록 바이어싱되는 경우, Vcolumn(820)의 전압이 Vd 전극(860)에 인가될 수 있다.
[0087]일 구현에서, 디스플레이 유닛(750)은 3 단자들 또는 전극들: Vbias 전극(855), Vd 전극(860), 및 Vcom 전극(865)을 포함하는 3 단자 IMOD일 수 있다. 디스플레이 유닛(750)은 또한 이동가능한 엘리먼트(870) 및 유전체(875)를 포함할 수 있다. 이동가능한 엘리먼트(870)는 미러를 포함할 수 있다. 이동가능한 엘리먼트(870)는 Vd 전극(860)과 결합될 수 있다. 또한, 일부 구현들에서, 에어 갭(885)이 Vbias 전극(855)과 Vd 전극(860) 사이에 있을 수 있다. 에어 갭(890)이 Vd 전극(860)과 Vcom 전극(865) 사이에 있을 수 있다. 일부 구현들에서, 디스플레이 유닛(750)은 또한 하나 또는 그 초과의 캐패시터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 캐패시터들이 Vd 전극(860)과 Vcom 전극(865) 사이에 또는 Vbias 전극(855)와 Vd 전극(860) 사이에 결합될 수 있다.
[0088]이동가능한 엘리먼트(870)는, 특정 파장에서 광을 반사하기 위해서 Vbias 전극(855)과 Vcom 전극(865) 사이의 다양한 포인트들에 포지셔닝될 수 있다. 특히, Vbias 전극(855), Vd 전극(860), 및 Vcom 전극(865)의 인가된 전압 바이어스들이 이동가능한 엘리먼트(870)의 포지션을 결정할 수 있다. 이동가능한 엘리먼트(870)의 포지션은 또한, 에어 갭들(885 및 890)의 사이즈를 결정할 수 있다.
[0089]프로세스 변동, 온도 구배들, 및 다른 효과들은, IMOD들과 같은 개별 디스플레이 유닛의 성능이 차이나게 할 수 있다. 즉, 전압들의 동일한 인가는, 2개의 상이한 IMOD들의 이동가능한 엘리먼트(870)로 하여금, 일관된 시작 포인트에서 2개의 약간 상이한 포지션들로 이동하게 할 수 있다. 예를 들어,도 9a, 도 9b 및 도 9c는 상이한 포지션들에서 이동가능한 엘리먼트(870)의 예들이다. 도 9a에서, 이동가능한 엘리먼트(870)는, 예를 들어, 유전체(875)와 맞닿고 Vbias 전극(855)을 향하게 리셋 포지션에 포지셔닝된다. 따라서, 에어 갭(885)은 이용가능하지 않고, 에어 갭(890)은 크다. 도 9b에서, 이동가능한 엘리먼트(870)는 Vbias 전극(855)과 Vcom 전극(865) 사이의 상이한 포인트에 포지셔닝된다. 예를 들어, 도 9b의 이동가능한 엘리먼트가 도 9a에 도시된 리셋 포지션으로부터 이동될 수 있다. 도 9b에서, 예를 들어, Vbias 전극(855), Vd 전극(860), 및 Vcom 전극(865) 중 하나 또는 그 초과의 것에 전압들을 인가함으로써, 이동가능한 엘리먼트(870)가 유전체(875) 및 Vbias 전극(855)(즉, 리셋 포지션)으로부터 떨어져 포지셔닝되기 때문에, 에어 갭(885)이 나타난다. 더욱이, 에어 갭(890)의 사이즈는 도 9a의 에어 갭(890)의 사이즈보다 작다.
[0090]그러나, 동일한 전압들을 인가하고 동일한 포지션(예를 들어, 리셋 포지션)으로부터 이동가능한 엘리먼트(870)를 이동시키는 다른 IMOD는 이동가능한 엘리먼트(870)를 약간 상이한 포지션으로 포지셔닝시킬 수 있다. 도 9c에서, 이동가능한 엘리먼트(870)는 도 9a의 리셋 포지션으로부터 포지셔닝될 수 있다. 그러나, 도 9c에서, 이동가능한 엘리먼트(870)는 도 9b의 이동가능한 엘리먼트(870)와는 상이한 포지션에 있다. 도 9c의 이동가능한 엘리먼트(870)가 도 9b의 이동가능한 엘리먼트(870)의 포지션으로부터 Δd(960)만큼 떨어져 포지셔닝된다. 추가로, 에어 갭(885) 및 에어 갭(890)의 사이즈는 도 9b의 에어 갭(885) 및 에어 갭(890)과는 다르다.
[0091]이와 같이, 도 9b 및 도 9c에 나타내어진 IMOD들 둘 모두가 상이한 파장들에서 광을 반사한다. 예를 들어, 도 9b의 IMOD는 예상 포지션에 있을 수 있지만, 도 9c의 IMOD는 예상치 못한 포지션에 있고, 따라서, 예상치 못한 파장에서 광을 반사한다.
[0092]도 9d는 IMOD의 캐패시턴스들의 도시의 예이다. 도 9d에서, 캐패시턴스 C1(950)은 Vbias 전극(855)과 Vd 전극(860) 사이의 등가 캐패시턴스일 수 있다. 예를 들어, 캐패시턴스 C1(950)은 에어 갭(885) 및 유전체(875)의 등가 직렬 캐패시턴스일 수 있다. 캐패시턴스 C2(960)는 Vd 전극(860)과 Vcom 전극(865) 사이의 등가 캐패시턴스일 수 있다. 예를 들어, 캐패시턴스 C2(960)는 에어 갭(890) 및 이동가능한 엘리먼트(870)의 등가 직렬 캐패시턴스일 수 있다. 에어 갭(885) 및 에어 갭(890)은 캐패시턴스 C1(950) 및 C2(960)의 캐패시턴스 값들에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이동가능한 엘리먼트(870)가 포지셔닝됨에 따라, 에어 갭(885) 및 에어 갭(890)의 사이즈들이 변경될 수 있고, 따라서, 캐패시턴스들 C1(950) 및 C2(960)의 값들이 변경될 수 있다.
[0093]도 10a는 폐루프 측정 회로의 일례를 도시하는 회로도이다. 도 10a의 측정 회로(1000)는 IMOD와 같은 디스플레이 유닛의 캐패시턴스들(예를 들어, 캐패시턴스들 C1(950) 및 C2(960))에 관한 측정치들을 제공하고, 이에 따라, 이동가능한 엘리먼트(870)의 포지션에 관한 표시를 제공하는데 사용될 수 있다.
[0094]도 10a의 측정 회로(1000)에서, 연산 증폭기(op-앰프)(1010)는 전압 제어식 전류원(1020)에 입력되는 출력 Vin(1060)을 제공한다. 전압 제어식 전류원(1020)은 op-앰프(1010)에 대한 입력으로 출력 Iout(1040)을 제공한다. op-앰프(1010)는 또한 다른 입력 Vref(1050)를 포함할 수 있다. Iout(1040)은 또한 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들, 이를 테면, 캐패시터(1030), 및 피드백 캐패시터(1070)로서 모델화되는 IMOD들로 제공될 수 있다. 피드백 캐패시터(1070)는 또한 Vin(1060)과 결합될 수 있다. 일부 구현들에서, 피드백 캐패시터(1070)는 등가의 캐패시턴스를 제공하는 다수의 캐패시터들을 포함할 수 있다.
[0095]도 10b는 도 10a의 폐루프 측정 회로와 결합되는 3 단자 IMOD의 예를 도시하는 회로도이다. 전술한 바와 같이, 에어 갭(885) 및 에어 갭(890)의 사이즈가 (즉, 이동가능한 엘리먼트(870)의 포지셔닝으로부터) 변함에 따라, IMOD의 캐패시턴스 값들 또한 변할 수 있다. 도 10a에서, 하나 또는 그 초과의 IMOD들은, 캐패시턴스가 에어 갭(885) 및/또는 에어 갭(890)의 사이즈들에 기초하여 변함에 따라, 캐패시터(1030)로서 모델링될 수 있다. 일부 구현들에서, 3 단자 IMOD들 각각의 단자는, 0V와 같은 고정 전압에 결합될 수 있다. 제 2 단자는 Iout(1040)과 결합될 수 있다. 단자들은 Vbias 전극(855), Vd 전극(860) 및/또는 Vcom 전극(865)과 연관될 수 있다. 따라서, 캐패시턴스들 C1(950)(즉, Vbias 전극(855)과 Vd 전극(860) 사이의 캐패시턴스) 및 C2(960)(즉, Vd 전극(860)과 Vcom 전극(865) 사이의 캐패시턴스)가 측정될 수 있다. 예를 들어, Vd 전극(860)이 Iout(1040)과 결합되고 Vcom 전극(865)이 (예를 들어, 도 10a에서 접지되는) 다른 단자인 경우, 캐패시터(1030)는 캐패시턴스 C2(960)를 모델로 할 수 있다. 마찬가지로, Vd 전극(860)이 Iout(1040)과 결합되고 Vbias 전극(855)이 (예를 들어, 도 10a에서 접지되는) 다른 단자인 경우, 캐패시터(1030)는 캐패시턴스 C1(950)를 모델로 할 수 있다. 캐패시턴스 C1(950)과 C2(960)는 또한 동시에 측정될 수 있다. 예로서, 도 10b의 구성(1075)에서, Vbias 전극(855)과 Vcom 전극(865) 양자 모두는, 예를 들어, 접지될 수 있고, Vd 전극(860)은 Iout(1040)과 결합될 수 있다. 즉, Vbias 전극(855) 및 Vcom 전극(865)은 동일한 전압원에 결합될 수 있고 동일한 전압 바이어스가 인가될 수 있다. 다른 예로서, 도 10b의 구성(1080)에서, Vd 전극(860)이 Iout(1040)과 결합될 수 있고, Vbias 전극(855) 및 Vcom 전극(865) 둘 모두는 서로 다른 전압들로 바이어스될 수 있다. 구성(1080)에서, Vcom(865)이 접지와 결합되고, Vbias(855)가 다른 전압원(1085)과 결합된다. 도 10b에서, 측정치들이 측정 회로(1000)에 의해 제공되고 있는 경우, 단자가 플로팅되지 않도록, 3 단자 IMOD의 단자들이 전압원들과 결합될 수 있다. 그러나, 다른 구현에서, 구성은 플로팅 단자(예를 들어, Vbias 전극(855) 또는 Vcom 전극(865))를 포함할 수 있다. 일부 시나리오들에서, 구성(1080)은, 이동가능한 엘리먼트(870)의 포지션의 더 양호한 표시를 제공하는 측정치들을 제공할 수 있다. 구성(1075) 또는 플로팅 전극을 지닌 구성은 더 양호한 감도를 제공할 수 있다(예를 들어, 캐패시턴스 변경들은 측정된 캐패시턴스의 더 높은 백분율일 수 있음).
[0096]도 10a의 Vref(1050)는 op-앰프(1010)에 대한 입력으로서, 예를 들어 0V에서 14V로의 전압 램핑을 제공할 수 있다. 0V 내지 14 V의 전압 범위는 그 전체 이동 범위에 걸쳐 이동가능한 엘리먼트(870)를 이동시키는 것과 연관될 수 있다. 예를 들어, 이동가능한 엘리먼트(870)가 리셋 포지션(예를 들어, 도 9a)에 있는 경우, 0 내지 14V의 전압 범위는, 이동가능한 엘리먼트(870)가 예를 들면, Vcom 전극(865)과 맞닿거나 또는 이를 향하여 리셋 포지션에서 그의 이동 범위 끝까지 이동할 포지션들을 제공할 수 있다.
[0097]전압 제어식 전류원(1020)은, 특정 이득, 예를 들어, 1 밀리볼트(mV) 당 1 nanoampere(nA)(즉, 선형 이득)를 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, op-앰프(1010)의 출력 Vin(1060)에 의해 제공되는 모든 각각의 1mV에 대해서, 전압 제어식 전류원(1020)은 1nA를 제공할 수 있다. 일반적으로, 적은 캐패시턴스 변경으로, 적은 수의 디스플레이 유닛들이 측정될 수 있도록, 민감도 이득을 갖는 전압 제어식 전류원은 저 신호대 잡음비를 제공할 수 있다. 다른 구현들에서, 전압 제어식 전류원(1020)은 비선형 이득을 제공할 수 있다. 일부 시나리오들에서, 선형 이득은, 측정 회로(1000)에 의해 제공되는 전류 측정치들로부터 더 용이한 캐패시턴스 계산들을 가능하게 할 수 있다.
[0098]따라서, op-앰프(1010)의 출력(즉, Vin(1060))은 캐패시터(1030)로서 모델링되는 디스플레이 유닛들(예를 들어, Iout(1040)과 결합되는 경우, IMOD의 Vd 전극(860)임) 상의 전압과 입력들 Vref(1050) 사이에 차동 입력 전압을 제공한다. Vin(1060)이 전압 제어식 전류원(1020)에 대한 피드백으로서 제공되기 때문에, 전압 제어식 전류원(1020)의 출력(즉, Iout(1040))은, Iout(1040)과 결합된 IMOD들의 단자 상의 제어가 Vref(1050) 상의 전압과 일치할 때까지 전류의 증가를 제공할 것이다. 즉, Iout(1040)이 캐패시터(1030)를 Vref(1050)와 일치하는 전압까지 충전시키기에 충분히 높을 때까지 Vin(1060)은 상승 상태를 유지할 수 있다. 이와 같이, IMOD의 이동가능한 엘리먼트(870)는, Vref(1050)의 전압이 램프 업(ramp up)됨에 따라 그의 이동 범위 전체에 걸쳐 이동할 수 있다. Vref(1050)의 전압이 램프 업됨에 따라 이동가능한 엘리먼트(870)가 이동하고 있기 때문에, 에어 갭(885) 및 에어 갭(890)의 사이즈가 변할 수 있고, 따라서, 캐패시턴스 C1(950)과 캐패시턴스 C2(960) 또한 변할 수 있다.
[0099]Vin(1060)에 대한 측정 데이터(즉, op-앰프(1010)의 출력)는 따라서, Iout(1040)과 결합되는 전극, 예를 들어, 이동가능한 엘리먼트(870)와 연관되는 Vd 전극(860)을 충전시키기 위해 사용되는 전류와 비례한다. Vin(1060) 상의 전압은, 전체 이동 범위에 걸쳐 이동가능한 엘리먼트(870)를 이동시키기 위해 Vd 전극(860)에 제공되는 전류와 비례하기 때문에, 캐패시턴스들이 Vin(1060)으로부터 수집되는 데이터로부터 계산될 수 있다. 따라서, op-앰프(1010)에 의해 제공되는, Vin(1060) 상의 전압은 IMOD들의 캐패시턴스 데이터를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 캐패시턴스 데이터는 이동가능한 엘리먼트(870)의 포지션들을 결정하는 데 사용될 수 있다. 이후 본원에서 논의되는 바와 같이, 아날로그-디지털 변환기는 Vin(1060) 상의 데이터를 수집하기 위해 사용될 수 있다. 데이터는 메모리에 저장되며 마이크로컨트롤러에 의해 분석될 수 있다.
[0100]일부 구현들에서, 피드백 캐패시터(1070)는 Iout(1040) 및 Vin(1060)과 결합될 수 있다. 피드백 캐패시터(1070)는 Vin(1060)에 대한 발진들(즉, op-앰프(1010)의 출력)을 감소시킴으로써 op-앰프의 안정적인 동작을 유지시키는 데 도움이 될 수 있다. 일부 구현들에서, 피드백 캐패시터(1070)의 캐패시턴스는 캐패시터(1030)의 캐패시턴스와 같거나 또는 더 작을 수 있다. 예를 들어, 캐패시터(1070)의 캐패시턴스는 2.7 pF(picofarads) 내지 10 pF일 수 있다. 일부 구현들에서, 25개의 IMOD들이 캐패시터(1030)로서 모델링되는 경우, 캐패시터(1070)는 2.7 pF의 캐패시턴스를 가질 수 있다.
[0101]도 11a는 IMOD들과 같은 디스플레이 유닛들과 연관되는 전류 대 전압의 예의 도시이다. 도 11a에서, 측정치(1110)는 제 1 IMOD 또는 IMOD들의 그룹과 연관될 수 있다. 측정치(1120)는 제 2 IMOD 또는 IMOD들의 그룹과 연관될 수 있다. x 축은, 예를 들어, 2V부터 14V까지의 Vref(1050)의 전압의 램핑을 나타낼 수 있다. y 축은 Iout(1040)과 연관되는 전류(즉, Vin(1060)에 의해 제공되는 전압에 기초하여 전압 제어식 전류원(1020)에 의해 생성되는 전류)를 나타낼 수 있다.
[0102]전술한 바와 같이, 프로세스 변화들, 온도 구배들 및 기타 효과들의 편차들은 IMOD들 또는 IMOD들의 그룹이 서로 다른 특징들을 갖게 할 수 있고, 따라서, 상이한 성능들을 갖게 할 수 있다. 따라서, 측정치(1110) 및 측정치(1120)는 서로 다른 곡선들과 연관된다.
[0103]Vin(1060) 측정치 데이터에 기초하여, 캐패시턴스 값들이 얻어질 수 있다. 도 11b는 IMOD들과 연관되는 캐패시턴스 대 전압의 예의 도시이다. 도 11b에서, 곡선(1150)은, 측정치(1110)와 연관되는 제 1 IMOD 또는 IMOD들의 그룹과 연관될 수 있다. 곡선(1160)은 측정치(1120)와 연관되는 제 2 IMOD 또는 IMOD들의 그룹과 연관될 수 있다. x 축은 Vref(1050)의 전압의 램핑을 나타낼 수 있다. y 축은 Vref(1050)의 전압이 램핑됨에 따라 IMOD들과 연관되는 캐패시턴스를 나타낼 수 있다. 캐패시턴스들이 에어 갭(885) 및/또는 에어 갭(890)의 상이한 사이즈들과 연관되기 때문에, y 축의 캐패시턴스 값들은 이동가능한 엘리먼트(870)에 대한 상이한 포지션들을 나타낸다. 따라서, 곡선(1150) 및 곡선(1160)과 연관된 IMOD들 또는 IMOD들의 그룹들이 동일하게 수행되는 경우, 이동가능한 엘리먼트(870)가 동일한 예상 포지션으로 이동할 것이기 때문에, 동일한 전압들의 인가는 동일한 캐패시턴스 값을 발생시킬 것이다. 이와 같이, 곡선들(1150 및 1160)은 동일할 것이다. 그러나, 도 11b에서, 동일한 전압들의 인가는, 전술한 바와 같이, 상이한 성능 특징들 때문에 곡선들(1150 및 1160)에 대해 상이한 캐패시턴스 값들을 발생시킨다. 따라서, 곡선들(1150 및 1160)은 상이하다.
[0104]예를 들어, 제 1 IMOD들 또는 IMOD들의 그룹으로 8V를 인가하는 것은 1.85e-10 패럿(F)의 캐패시턴스 값을 제공할 수 있다. 1.85e-10F의 캐패시턴스는 특정 사이즈의 에어 갭과 연관될 수 있다(즉, 특정 사이즈의 에어 갭이 또한 이동가능한 엘리먼트(870)와 IMOD의 전극 사이에서 생성되도록, 이동가능한 엘리먼트(870)가 시작 위치로부터 특정 위치로 포지셔닝되었다). 그러나, 제 2 IMOD 또는 IMOD들의 그룹은, 이동가능한 엘리먼트(870)가 동일 시작 포지션으포부터 이동함에 따라, Vref(1050)에 대한 8V의 인가에 대해 1.80e-10F의 캐패시턴스 값을 제공할 수 있다. 즉, 제 2 IMOD 또는 IMOD들의 그룹에 대해, 이동가능한 엘리먼트(870)는 제 1 IMOD 또는 IMOD들의 그룹과는 상이한 포지션으로 이동할 수 있다. 그에 따라, 각각의 이동가능한 엘리먼트들(870)이 동일한 포지션으로 이동될 필요가 있을 때, 이동가능한 엘리먼트들(870)을 동일한 포지션으로 이동시키고, 따라서 동일한 파장에서 광을 반사시키기 위해서 약간 상이한 전압들이 인가될 수 있도록 (예를 들어, 도 10a의 회로(1000)에 의해 제공되는 측정치들에 기초하여 결정되는) 오프셋이 제공될 수 있다.
[0105]도 12는 도 10a의 측정 회로를 포함하는 시스템의 시스템 블록도의 예이다. 전술한 바와 같이, 측정 회로(1000)는 디스플레이(30) 내의 하나 또는 그 초과의 IMOD들에 관한 측정 데이터를 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 측정 회로(1000)에 의해 생성되는 측정 데이터는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(1210)로 제공될 수 있다. 즉, Vin(1060)(즉, op-앰프(1010)의 출력)은 ADC(1210)에 대한 입력일 수 있다.
[0106]일 구현에서, ADC(1210)는, 데이터를 디지털화하고 이를 마이크로컨트롤러(1220)로 제공할 수 있으며, 마이크로컨트롤러는 측정 데이터를 메모리(1230)에 저장할 수 있다. 다른 실시예들에서, ADC(1210)는 메모리(1230)에 측정 데이터를 저장할 수 있다.
[0107]마이크로컨트롤러(1220)는 메모리(1230) 내 측정 데이터를 분석하고 Vbias 전극(855), Vd 전극(860), 및 Vcom 전극(865)을 바이어싱하기 위해 사용되는 드라이버 회로(예를 들어, 로우 드라이버 회로(24) 및 컬럼 드라이버 회로(26))로 제공될 오프셋들을 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 오프셋들은 이동가능한 엘리먼트(870)를 예상되는 포지션으로 포지셔닝시키기 위해서 적절한 전압 바이어스들을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
[0108]마이크로 컨트롤러(1220)는 또한, 메모리(1230) 내 측정 데이터를 분석하거나, 또는 데이터가 ADC(1210)로부터 수신됨에 따라, 측정 회로(1000) 또는 디스플레이(30)와 연관된 다양한 파라미터들을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 마이크로제어기(1220)는, 아래에 논의되는 바와 같이, 다수의 디스플레이 유닛들(예를 들어, IMOD들)이 측정되는 것에 기초하여, 전압 제어식 전류원(1020)의 이득을, 측정 데이터에 기초하여 변경(예를 들어, 상승 또는 하강)시킬 수 있다. 추가적으로, 마이크로컨트롤러(1220)는 전압 범위 또는 램프 레이트를 변경시킴으로써 Vref(1050)의 램프를 변경시킬 수 있다. 램프 레이트를 변경시키는 것은 또한, 램프 레이트가 더 높을수록 더 빠른 응답을 가능하게 하기 때문에 전압 제어식 전류원(1020)의 이득을 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, Vref(1050)가 전압 범위에 걸쳐서 진행되는 시간은 2.5 ms에서 3.0 ms까지, 또는 그 반대로 변경될 수 있다. 또한, 전압의 범위들은 변경될 수 있다. 예를 들어, 상이한 Vref(1050) 전압 범위들, 이를 테면, 1V에서 15V로 램핑 업, 15V에서 1V로 램핑 다운, -1V에서 -15V로 음의 전압에서의 램핑 다운, 그리고 -15V에서 -1V로 음의 전압에서의 램핑 업에서 측정 데이터가 획득될 수 있다. 따라서, 상이한 램프 레이트들에서의 다양한 범위의 측정치들 및/또는 전압 범위들이 측정 회로(1000)에 의해 생성될 수 있다.
[0109]마이크로컨트롤러(1220)는 또한 일 시각에 측정된 IMOD들의 수를 변경시킬 수 있다. 즉, Iout(1040)과 결합되는 IMOD들의 수는 또한, 마이크로컨트롤러(1220)에 의해 변경될 수 있다. 도 13은 6x6 디스플레이 어레이(30)의 예를 도시한다.
[0110]일례로서, 측정 회로(1000)는 동시에 로우에서 6개의 IMOD들을 먼저 측정할 수 있다. 따라서, IMOD 그룹(1310)은, 그룹(1310)에서와 같이 Iout(1040)과 결합된 단자를 지닌 6개의 IMOD들을 포함할 수 있다. 다음 로우에서, 마이크로컨트롤러(1220)는, 3개의 IMOD들만이 Iout(1040)과 결합되도록 디스플레이 어레이(30)를 구성할 수 있다. 따라서, 그룹들(1320 및 1330)은 독립적으로 Iout(1040)과 결합될 수 있고 별개의 Vin(1060) 측정치들을 제공한다. 다음으로, 두 개의 별개의 로우들에서 12개의 IMOD들을 포함하는 그룹(1340)이 선택될 수 있다. 그룹들(1350 및 1360)은 또한 마이크로컨트롤러(1220)에 의해 구성될 수 있다.
[0111]일부 구현들에서, 그룹 내 IMOD들의 수가 증가될 경우, op-앰프(1010)의 출력 응답이 전압 제어식 전류원(1020)의 이득의 변경없이 대략적으로 유사한 상태에 머무를 수 있도록, Vref(1050)의 램프 레이트가 저하될 수 있다. 예를 들어, 마이크로컨트롤러(1220)가 그룹(1330)(즉, 3개의 IMOD들)으로부터 그룹(1340)(즉, 12개의 IMOD들)으로 IMOD들의 선택을 구성할 경우, Vref(1050)의 램프 레이트가 저하될 수 있다.
[0112]일 구현에서, 그룹의 디스플레이 유닛들의 수가 변경되는 경우, 캐패시터(1070)의 캐패시턴스(예를 들어, 하나의 캐패시터, 또는 캐패시터들의 그룹)는 또한 마이크로컨트롤러(1220)에 의해 동적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 그룹 내 디스플레이 유닛들의 수가 증가될 경우, 캐패시터(1070)의 캐패시턴스가 증가될 수 있다. 그룹 내 디스플레이 유닛들의 수가 감소될 경우, 캐패시터(1070)의 총 캐패시턴스가 그룹 내 디스플레이 유닛들과 연관된 캐패시턴스보다 낮거나 또는 같도록 캐패시터(1070)의 캐패시턴스가 감소될 수 있다.
[0113]캐패시터(1070)의 캐패시턴스는 다양한 메커니즘들을 통해 변경될 수 있다. 예를 들어, 캐패시터들의 네트워크는 스위치들을 통해 서로 직렬 및/또는 병렬로 결합될 수 있다. 마이크로컨트롤러(1220)는, 등가의 캐패시턴스가 다수의 캐패시터들에 의해 제공되도록 스위치들을 제어하고 특정 스위치들을 턴 온 또는 턴 오프할 수 있다. 다른 예들은, 가변 캐패시턴스를 제공하기 위해서, 버랙터(예를 들어, 배리캡(varicap) 다이오드), MEMS 또는 NEMS-기반 가변 또는 동조 캐패시터, 또는 임의의 다른 가변 캐패시터 또는 메커니즘을 포함한다.
[0114]다른 구현에서, 그룹 내의 IMOD들의 수는, 측정 데이터가 마이크로컨트롤러(1220)에 의해 분석됨에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 다수의 IMOD들 또는 넓은 면적이 예상되는 캐패시턴스 값으로부터 벗어난 것으로 나타내어지는 경우, Vin(1060) 측정치들을 제공하기 위해서 적은 수의 IMOD들이 함께 그룹화될 수 있다.
[0115]일부 구현들에서, 마이크로컨트롤러(1220)는 또한, Iout(1040)과 결합되고 Vin(1060)을 제공하는 데 사용되는 IMOD 또는 IMOD들의 그룹과 연관된 단자를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 마이크로컨트롤러(1220)는, Vbias 전극(855)과 Vd 전극(860) 사이의 캐패시턴스(C1)(950)가 측정되도록 IMOD를 구성할 수 있다. 마이크로컨트롤러(1220)는 또한, Vd 전극(860)과 Vcom 전극(865) 사이의 캐패시턴스 C2(960)가 측정되도록 IMOD를 구성할 수 있다.
[0116]도 14는, 캐패시턴스를 측정하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다. 방법(1400)에서, 블록(1410)에서, op-앰프에 대한 입력으로 제공되는 기준 전압은, 이동가능한 엘리먼트(870)를 그의 이동 범위 전체에 걸쳐 포지셔닝시키는 것과 연관되는 전압들로 램핑될 수 있다. 블록(1420)에서, op-앰프의 출력은, 전술한 바와 같이, 이득에 따라 전류를 생성시키기 위해 전압 제어식 전류원에 피드백으로서 제공될 수 있다. 따라서, 전류는 디스플레이 유닛 또는 디스플레이 유닛들의 그룹(예를 들어, IMOD 또는 IMOD들의 그룹)으로 제공될 수 있고, 따라서, 전압이 또한 발생될 수 있다. 블록(1430)에서, 전압이 연산 증폭기로 제공될 수 있다. 따라서, op-앰프는 기준 전압의 차동 입력 전압 및 디스플레이 유닛 또는 디스플레이 유닛들의 그룹과 연관된 전압으로서 출력을 제공할 수 있다. 방법은 블록(1440)에서 종료한다.
[0117]도 15는, 도 10a의 측정 회로, 또는 그와 유사한 구현을 이용하여 누설 측정하기 위한 시스템 블록도의 예이다. 도 15에서, 인터커넥트 레이아웃(1500)은 IMOD와 같은 디스플레이 유닛의 전극들에 대한 인터커넥트를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 수직 인터커넥는 Vd 전극(860)과 연관될 수 있으며, 수평 인터커넥트는 Vbias 전극(855) 및/또는 Vcom 전극(865)과 연관될 수 있다. 따라서, 인터커넥트 레이아웃(1500)의 각각의 교차점은 IMOD를 나타낼 수 있다.
[0118]도 15에서, 인터커넥트(1510)는, 예를 들면, 0V에서 바이어싱될 수 있다. 인터커넥트(1520)는, 도 14에서 측정 회로(1000)의 Iout(1040)과 결합될 수 있다. 인터커넥트 레이아웃(1500)의 다른 인터커넥트는, 동일한 전압, 예를 들어, 1V에서 바이어싱될 수 있다. 추가적으로, 측정 회로(1000)는 스위치(1530)를 통해 인터커넥트(1520)와 결합될 수 있다. 더욱이, 측정 회로(1000)의 Vref(1050)는 램핑 전압원보다는 1V와 같은 고정 전압으로 설정될 수 있다.
[00119]Vref(1050)가 1V로 설정되고 인터커넥트(1510)와 인터커넥트(1520) 사이에 누설이 없다면, 측정 전류(1000)의 출력은 0V가 되어야 하는데, Iout(1040)이 Vref(1050)로부터의 1V를 따라야 하고, 따라서, 측정 회로(1000)의 출력은 0V일 것이다. 그러나, 인터커넥트(1520)와 인터커넥트(1510) 사이에 누설이 없다면, 전압은 0V로부터 벗어날 수 있는데, Iou(1040)이 Vref(1050)를 따르지 않을 수 있기 때문이다. 즉, 0V에서 바이어싱된 인터커넥트(1510)와 Iout(1040)과 결합된 인터커넥트(1520) 사이에 누설이 있다면, Iout(1040)의 전압은, 인터커넥트(1510)에 대한 누설 때문에 1V(즉, Vref(1050)의 전압)가 아닐 수 있고, 따라서, 측정 회로(1000)의 출력이 0V가 아닐 수 있다.
[0120]일부 구현들에서, 디스플레이 유닛들의 다수의 그룹들이, 전술한 바와 같이, 디스플레이 유닛들의 그룹들의 캐패시턴스와 연관된 Vin(1060)을 측정하는 것과 유사하게 누설에 대해 측정될 수 있다. 예를 들어, 한번에 25개의 디스플레이 유닛들과 연관된 누설이 측정될 수 있다. 따라서, Vref(1050)가 Vd 전극(860)에 1V를 인가하기 위해 1V로 설정될 수 있고 디스플레이 유닛들의 다른 측들, 이를 테면, IMOD의 전극(855) 및 전극(865)이 0V로 설정될 수 있다.
[0121]일 구현에서, 측정 회로(1000)이 스위치(1530)를 통해 인터커넥트 레이아웃(1500)에서 하나 또는 그 초과의 수직 인터커넥트들과 결합될 수 있다. 인터커넥트 레이아웃(1500)의 각각의 수평 인터커넥트는 이후, 인터커넥트 레이아웃(1500)의 나머지부터 한 번에 하나씩 다른 전압으로 바이어싱될 수 있다. 수평 인터커넥트 전부가 다른 전압으로 바이어싱되었을 경우, 스위치(1530)는 측정 회로(1000)를 다른 수직 인터커넥트와 결합시키도록 구성될 수 있고 수평 인터커넥트들은 재차 한번에 하나씩 다른 전압으로 바이어싱될 수 있다. 각각의 디스플레이 유닛과 연관된 누설이 결정될 때까지 프로세스가 반복될 수 있다.
[0122]도 16은, 누설을 측정하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다. 방법(1600)에서, 블록(1610)에서, 측정 회로는 인터커넥트들의 제 1 그룹의 제 1 인터커넥트에 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 15의 예에서, 측정 회로는, 디스플레이 유닛의 전극과 연관된 수직 인터커넥트에 결합될 수 있다. 블록(1620)에서, 인터커넥트들의 제 2 그룹으로부터의 제 2 인터커넥트는 제 1 전압으로 바이어싱될 수 있다. 예를 들어, 제 1 인터커넥트가 아닌 디스플레이 유닛의 다른 전극과 연관된 인터커넥트는 0V로 바이어싱될 수 있다. 블록(1630)에서, 누설 전류가 생성될 수 있도록, 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 나머지 인터커넥트가 1V와 같은 제 2 전압으로 바이어싱될 수 있다. 블록(1640)에서, 측정 회로의 기준 전압은 제 2 전압으로 설정될 수 있다. 예를 들어, Vref(1050)는 또한 1V로 설정될 수 있다. 블록(1650)에서, 측정 회로의 전압이 생성될 수 있다. 전압이 0V인 경우, 제 1 인터커넥트와 제 2 인터커넥트와 연관된 전극들 사이는 누설이 없다. 블록(1660)에서, 방법이 종료된다.
[0123]도 17a 및 도 17b는 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.
[00124]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.
[00125]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, 본원에서 설명된 바와 같이, IMOD 기반 디스플레이를 포함할 수 있다.
[00126]디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들은 도 17a에 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 컨트롤러(29)에 연결될 수 있다. 드라이버 컨트롤러(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 17a에 구체적으로 도시되지 않은 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)의 하나 또는 그 초과의 엘리먼트들은 프로세서(21)와 통신하도록 구성되고 메모리 디바이스로서 기능하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 전원(50)은 특정 디스플레이 디바이스(40) 설계에 있어 실질적으로 모든 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.
[00127]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), 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 에볼루션(LTE), AMPS, 또는 3G, 4G 또는 5G 기술을 활용하는 시스템과 같은 무선 네트워크 내에서 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.
[00128]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 컨트롤러(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.
[00129]프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하기 위한 마이크로컨트롤러, 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 컴포넌트들 내에 통합될 수 있다.
[00130]드라이버 컨트롤러(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 컨트롤러(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 컨트롤러(29)는 포맷된 정보를 어레이 드라이버(22)에 전송한다. LCD 컨트롤러와 같은 드라이버 컨트롤러(29)가 독립형 집적 회로(IC)로서 시스템 프로세서(21)와 종종 연관되지만, 이러한 컨트롤러들은 다수의 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러들은 하드웨어로서 프로세서(21)에 내장될 수 있거나, 소프트웨어로서 프로세서(21)에 내장될 수 있거나, 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수 있다.
[00131]어레이 드라이버(22)는 드라이버 컨트롤러(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.
[00132]일부 구현들에서, 드라이버 컨트롤러(29), 어레이 드라이버(22), 및 디스플레이 어레이(30)는 본원에 설명된 임의의 타입들의 디스플레이들에 적절하다. 예를 들어, 드라이버 컨트롤러(29)는 종래의 디스플레이 컨트롤러 또는 쌍안정 디스플레이 컨트롤러(이를테면, IMOD 디스플레이 엘리먼트 컨트롤러)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 컨트롤러(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.
[00133]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.
[00134]전원(50)은 다양한 에너지 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전원(50)은 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. 전원(50)은 또한, 재생가능한 에너지 소스, 캐패시터, 또는 플라스틱 태양 전지 또는 태양 전지 페인트를 포함하는 태양 전지일 수 있다. 전원(50)은 또한 벽 콘센트(wall outlet)로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.
[00135]일부 구현들에서, 제어 프로그램가능성(control programmability)은 전자 디스플레이 시스템의 여러 장소들에 위치될 수 있는 드라이버 컨트롤러(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.
[00136]본원에 이용된 바와 같이, 아이템들의 리스트 중 "적어도 하나"를 참조하는 문구는 단일 부재들을 포함하는 이들 아이템들의 임의의 조합을 지칭한다. 일례로서, "a, b, 또는 c 중 적어도 하나"는: a, b, c, a-b, a-c, b-c, 및 a-b-c를 커버하도록 의도된다.
[00137]본원에 개시된 구현들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들은, 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 둘의 조합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환 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.
[00138]본원에 개시된 양상들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하는데 이용된 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는, 범용 단일-칩 또는 멀티-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래머블 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 마이크로프로세서일 수 있거나 또는 임의의 종래의 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 또는 상태 머신일 수 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들면, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정 단계들 및 방법들은 주어진 기능에 특정된 회로에 의해 수행될 수 있다.
[00139]하나 또는 그 초과의 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 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램들, 즉, 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 또는 그 초과의 모듈들로서 구현될 수 있다.
[00140]본 개시물에서 설명된 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 용이하게 명백할 것이고, 여기에서 정의된 일반적인 원리들은 본 개시물의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본원에서 도시된 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본원에 개시된 개시내용, 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위에 따른다. 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 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 적합한 배향을 반영하지 않을 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.
[00141]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 또는 그 초과의 특징들은 그 조합으로부터 제거될 수 있고, 청구된 조합은 서브-조합 또는 서브-조합의 변화와 관련될 수 있다.
[00142]유사하게, 동작들은 도면들에서 특정한 순서로 도시되지만, 바람직한 결과들을 달성하기 위해, 이러한 동작들이 도시된 특정한 순서 또는 순차적 순서로 수행되거나 또는 모든 예시된 동작들이 수행될 필요는 없다는 것을 당업자는 용이하게 인식할 것이다. 게다가, 도면들은 하나 초과의 예시의 프로세스들을 흐름도의 형태로 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이 개략적으로 예시된 예시의 프로세스들에 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 추가적인 동작들은, 임의의 예시된 동작들 이전에, 이후에, 동시에, 또는 그 사이에 수행될 수 있다. 특정한 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬 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 물건들로 함께 통합되거나 또는 다수의 소프트웨어 물건들로 패키징될 수 있음이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 하기 청구항들의 범위 내에 있다. 일부의 경우들에서, 청구항들에서 언급된 액션들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 바람직한 결과들을 여전히 달성할 수 있다.
[0143]본원에 개시된 회로들 및 기술들은, 단지 예시의 목적으로 제공되는 값들(예를 들어, 전압들, 캐패시턴스들, 차원들 등)의 예들을 사용한다. 다른 구현들은 상이한 값들을 포함할 수 있다.

Claims (21)

  1. 회로로서,
    제 1 입력, 제 2 입력, 및 출력을 갖는 증폭기 ―상기 증폭기의 상기 제 1 입력이 기준 전압원에 결합됨―;
    입력 및 출력을 갖는 전류원 ―상기 전류원의 입력이 상기 증폭기의 출력과 결합되고, 상기 전류원의 출력은 상기 증폭기의 제 2 입력과 결합되고, 상기 전류원은 전압 제어식임―; 및
    상기 증폭기의 제 2 입력과 그리고 상기 전류원의 상기 출력과 결합된 제 1 단자를 갖는 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들을 포함하고,
    상기 전류원은 상기 증폭기의 출력과 연관되는 전압에 기초하여 전류를 제공하고, 상기 전류는, 상기 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 상기 제 1 단자와 연관되는 전압이 상기 기준 전압원과 연관되는 전압과 동일해질 때까지 증가하는, 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 단자와 제 2 단자를 갖는 피드백 캐패시터를 더 포함하고,
    상기 피드백 캐패시터의 제 1 단자는 상기 전류원의 출력과 결합되고, 상기 피드백 캐패시터의 제 2 단자는 상기 증폭기의 출력과 결합되는, 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 피드백 캐패시터의 캐패시턴스는 상기 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 캐패시턴스보다 낮거나 또는 동일한, 회로.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증폭기의 출력과 결합되는 입력을 갖는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하는, 회로.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들은 제 1 고정 전압으로 설정되는 제 2 단자를 갖는, 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들은 상기 제 1 고정 전압으로 설정되는 제 3 단자를 갖는, 회로.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들은 제 2 고정 전압으로 설정되는 제 3 단자를 갖는, 회로.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛의 제 1 단자는 이동가능한 엘리먼트와 연관되는, 회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기준 전압원은 이동가능한 엘리먼트의 이동 범위와 연관되는 전압 범위에 걸쳐 램핑되는(ramp), 회로.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이동가능한 엘리먼트의 이동 범위는 상기 디스플레이 유닛의 제 2 단자와 제 3 단자 사이인, 회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류원은 선형 이득을 갖는, 회로.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 제 1 단자와 연관되는 이동가능한 엘리먼트는, 상기 디스플레이 유닛들의 제 1 단자와 연관되는 전압이 상기 기준 전압원과 연관되는 전압과 동일해질 때까지 상기 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 제 2 단자와 제 3 단자 사이의 포지션들로 이동하도록 구성되는, 회로.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 디스플레이 유닛들을 포함하는 디스플레이;
    상기 디스플레이와 통신하도록 구성되는 프로세서 ―상기 프로세서는 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성됨―; 및
    상기 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스를 더 포함하는, 회로.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 신호를 상기 디스플레이로 전송하도록 구성되는 드라이버 회로; 및
    상기 이미지 데이터의 적어도 일 부분을 상기 드라이버 회로로 전송하도록 구성되는 제어기를 더 포함하는, 회로.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터를 상기 프로세서로 전송하도록 구성되는 이미지 소스 모듈을 더 포함하고,
    상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버, 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는, 회로.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    입력 데이터를 수신하고 상기 입력 데이터를 상기 프로세서로 통신하도록 구성되는 입력 디바이스를 더 포함하는, 회로.
  17. 시스템으로서,
    증폭기 및 전류원을 포함하는 측정 회로
    ―상기 증폭기는, 제 1 입력, 제 2 입력, 및 출력을 갖고, 상기 증폭기의 제 1 입력은 기준 전압원과 결합되고,
    상기 전류원은 입력 및 출력을 갖고, 상기 전류원의 입력은 상기 증폭기의 출력과 결합되고, 상기 전류원의 출력은 상기 증폭기의 제 2 입력과 결합되고, 상기 전류원은 전압 제어식임―;
    상기 증폭기의 제 2 입력과 그리고 상기 전류원의 출력과 결합되는 제 1 단자를 갖는 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들 ―상기 전류원은 상기 증폭기의 출력과 연관되는 전압에 기초하여 전류를 제공하고, 상기 전류는, 상기 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 제 1 단자와 연관되는 전압이 상기 기준 전압원과 연관되는 전압과 동일해질 때까지 증가함―;
    상기 증폭기의 출력과 결합되는 입력 및 측정 데이터를 제공하는 출력을 갖는 ADC(analog-to-digital converter); 및
    상기 측정 데이터를 저장하도록 구성되는 메모리를 포함하는, 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 측정 데이터를 분석하도록 구성되는 마이크로컨트롤러를 더 포함하는, 시스템.
  19. 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 그룹의 캐패시턴스를 결정하기 위한 방법으로서,
    증폭기의 제 1 입력과 연관되는 기준 전압을 램핑하는 단계 ―상기 증폭기는 제 2 입력, 및 출력을 가짐―;
    입력 및 출력을 갖는 전류원으로부터 전류를 생성하는 단계 ―상기 전류원의 입력은 상기 증폭기의 출력과 결합되고, 상기 전류원의 출력은 상기 증폭기의 제 2 입력과 결합되고, 상기 전류원은 전압 제어식임―; 및
    하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 그룹의 제 1 단자와 연관되는 전압을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 단자는 상기 증폭기의 제 2 입력과 그리고 상기 전류원의 출력과 결합되고, 상기 전류원은 상기 증폭기의 출력과 연관된 전압에 기초하여 전류를 제공하고, 상기 전류는, 상기 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 제 1 단자와 연관되는 전압이 상기 기준 전압원과 연관되는 전압과 동일해질 때까지 증가하는, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 그룹의 캐패시턴스를 결정하기 위한 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    피드백 캐패시터를 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 피드백 캐패시터는 상기 전류원의 출력과 결합되는 제 1 단자 및 상기 증폭기의 출력과 결합되는 제 2 단자를 갖는, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 그룹의 캐패시턴스를 결정하기 위한 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 그룹 내의 디스플레이 유닛들의 수에 기초하여 상기 피드백 캐패시터의 캐패시턴스를 변경시키는 단계를 더 포함하는, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 유닛들의 그룹의 캐패시턴스를 결정하기 위한 방법.
KR1020167012971A 2013-10-21 2014-10-08 폐루프 동적 캐피시턴스 측정 KR20160075578A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361893808P 2013-10-21 2013-10-21
US61/893,808 2013-10-21
US14/245,881 2014-04-04
US14/245,881 US9360511B2 (en) 2013-10-21 2014-04-04 Closed loop dynamic capacitance measurement
PCT/US2014/059734 WO2015102710A2 (en) 2013-10-21 2014-10-08 Closed loop dynamic capacitance measurement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160075578A true KR20160075578A (ko) 2016-06-29

Family

ID=52825624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167012971A KR20160075578A (ko) 2013-10-21 2014-10-08 폐루프 동적 캐피시턴스 측정

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9360511B2 (ko)
JP (1) JP2016536632A (ko)
KR (1) KR20160075578A (ko)
CN (1) CN105637577B (ko)
TW (1) TW201519201A (ko)
WO (1) WO2015102710A2 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160313824A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-27 Pixtronix, Inc. Capacitance change tracking circuit
US11016173B2 (en) * 2015-04-27 2021-05-25 Vayyar Imaging Ltd. System and methods for calibrating an antenna array using targets
WO2017087747A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-26 E Ink Corporation Electro-optic displays
US10788935B2 (en) * 2017-03-13 2020-09-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Multiplexing capacitance sensing and display functionality
US11085951B2 (en) * 2018-05-03 2021-08-10 Keithley Instruments, Llc Non-linear active shunt ammeter
WO2019231700A1 (en) * 2018-06-01 2019-12-05 Carrier Corporation Power control for piezo sounder
US11593530B2 (en) 2019-01-18 2023-02-28 Dell Products L.P. System and method for intrusion detection

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6496348B2 (en) 1998-03-10 2002-12-17 Mcintosh Robert B. Method to force-balance capacitive transducers
US6492911B1 (en) * 1999-04-19 2002-12-10 Netzer Motion Sensors Ltd. Capacitive displacement encoder
US6873364B1 (en) 2000-06-08 2005-03-29 Micron Technology, Inc. Low-power signal chain for image sensors
GB0201260D0 (en) 2002-01-21 2002-03-06 Europ Org For Nuclear Research A sensing and imaging device
US7176438B2 (en) * 2003-04-11 2007-02-13 Canesta, Inc. Method and system to differentially enhance sensor dynamic range using enhanced common mode reset
JP4290066B2 (ja) 2004-05-20 2009-07-01 キヤノン株式会社 固体撮像装置および撮像システム
JP2007178420A (ja) * 2005-11-30 2007-07-12 Denso Corp 容量式物理量センサおよびその診断方法
US7746170B2 (en) 2007-05-04 2010-06-29 Micron Technology, Inc. Class AB amplifier and imagers and systems using same
JP5251881B2 (ja) 2007-10-09 2013-07-31 株式会社ニコン 撮像装置
US7715079B2 (en) 2007-12-07 2010-05-11 Qualcomm Mems Technologies, Inc. MEMS devices requiring no mechanical support
JP2010108501A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Samsung Electronics Co Ltd センシング感度を向上させたタッチスクリーンコントローラ、タッチスクリーンコントローラを備えるディスプレイ駆動回路、ディスプレイ装置及びシステム
CN101799496B (zh) * 2010-03-09 2013-03-20 臧佳菁 电容测量装置及其方法
CN102906679B (zh) * 2010-05-25 2015-11-25 3M创新有限公司 高速低功率多点触摸装置及其控制器
KR101741465B1 (ko) 2010-06-18 2017-05-31 삼성전자주식회사 화소 회로 및 이를 구비하는 디스플레이 장치
CN102314268B (zh) * 2010-06-30 2013-05-29 盛群半导体股份有限公司 电容式触控装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150108986A1 (en) 2015-04-23
US9360511B2 (en) 2016-06-07
JP2016536632A (ja) 2016-11-24
WO2015102710A2 (en) 2015-07-09
CN105637577A (zh) 2016-06-01
TW201519201A (zh) 2015-05-16
CN105637577B (zh) 2018-02-16
WO2015102710A3 (en) 2015-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9360511B2 (en) Closed loop dynamic capacitance measurement
KR20160016956A (ko) 피드백 트랜지스터를 통한 부동 노드 누설 전류 감소
US20160123817A1 (en) Temperature sensor using on-glass diodes
US20150348491A1 (en) Robust driver with multi-level output
US20160267854A1 (en) Driver circuit with reduced leakage
US20160005363A1 (en) Driver output stage
US20130321374A1 (en) Voltage converter
US20170084234A1 (en) Driver circuits with shared node
US20150287367A1 (en) Charge recycling driver output stage
US20170084233A1 (en) Pixel capacitance measurement
US20140267207A1 (en) Method and apparatus for verifying display element state
US20140267204A1 (en) System and method for calibrating line times
US20140267211A1 (en) Methods and systems for driving segment lines in a display
US9293076B2 (en) Dot inversion configuration
US20150348472A1 (en) Display panel drivers
US20160195708A1 (en) Dot inversion layout
US20150070747A1 (en) Display element reset using polarity reversal
US20140267210A1 (en) Active capacitor circuit for display voltage stabilization
US9898974B2 (en) Display drive scheme without reset

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid