KR101118067B1 - 간섭 변조기의 패키지화 - Google Patents

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KR101118067B1
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로렌 팔마티어
브라이언 제임스 갤리
윌리엄 제이. 쿠밍스
마니시 코타리
클라렌스 츄이
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퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크.
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    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
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Abstract

본 발명의 패키지는 간섭 변조기(10)를 갖는 투명 기판(12)과 백플레이트(30)를 포함하여 이루어진다. 비밀폐성 밀봉재(32)은 백플레이트와 투명 기판을 접합시켜서 패키지를 형성하며, 건조제(34)는 패키지의 내부에 배치된다. 간섭 변조기를 패키지화하는 방법은, 투명 기판을 설치하는 단계와, 투명 기판의 뒷면에 간섭 변조기 어레이를 제조하는 단계를 포함한다. 백플레이트가 설치되고 이 백플레이트에 건조제가 투여된다. 백플레이트는 투명 기판의 뒷면에 대기 환경에서 뒷면 밀봉(backseal)으로 밀봉되어 패키지를 형성한다.

Description

간섭 변조기의 패키지화{PACKAGING FOR AN INTERFEROMETRIC MODULATOR}
본 발명은 간섭 변조기의 패키지화 및 이를 위한 방법에 관한 것이다.
간섭 변조기는 디스플레이 기기에 통상적으로 사용되는 공간 광 변조기이다. 이러한 간섭 변조기는, 간섭 효과를 이용하여, 관찰자에게 보이는 광의 세기와 색상을 제어할 수 있다. 이러한 간섭 변조기의 하나의 예로서 iMoD™이 있다. iMoD는 이동이 가능한 또는 방향전환이 가능한 하나 이상의 벽부(wall)를 갖는 캐비티를 채용하고 있다. 통상 적어도 일부분이 금속으로 된 벽부가 캐비티의 전방 표면 쪽으로 이동함에 따라, 그 전방 표면에 나타나는 광의 색상에 영향을 미치는 간섭(interference)이 발생하게 된다. iMoD는 직시형(direct-view) 기기이기 때문에, 전방 표면은 통상적으로 관찰자가 보게 되는 이미지가 나타나는 표면이 된다.
전방 표면은 관찰자가 이미지를 관찰할 수 있도록 투명하게 되어 있는 부분이다. 간섭 변조기 제품은, 액정 디바이스(LCD)와 같이, 유리 위에 제조한 다른 유형의 기기와 어느 정도 유사하다. 그러나, 이러한 간섭 변조기의 고유 특성 때문에, 간섭 변조기를 패키지화하기 위해 몇 가지 고려해야 할 사항이 있다.
간섭 변조기는 미소기전 시스템(MEMS) 기기이다. 간섭 변조기는, LCD에서와 같은 유리 기판을 사용하지만, 이동가능한 부분을 포함하여야 하고, 보호 상태를 유지하면서 이동할만한 공간을 가지고 있어야 한다. 마찬가지로, 간섭 변조기는, MEMS 기기이지만, 대부분의 MEMS 기기와 다른 공정상의 고려사항을 갖는 기판상에 제조된다.
LCD 또는 많은 MEMS 기기에서는 허용되지 않지만, 간섭 변조기에서는 어느 정도 허용되는 것이 있다. 간섭 변조기는, 액정 재료가 LCD 디스플레이 패널에 주입되는 LCD와 달리, 패키지에 주입되는 재료가 없다. 간섭 변조기는, 많은 MEMS 기기와 달리, 서로에 대해 마찰을 일으키는 부품을 구비하지 않음으로써, 내부에 입자가 생기는 것을 감소시킨다.
이하 도면을 참조하여 발명의 상세한 설명에 의해 본 발명을 명확히 이해할 수 있을 것이다.
도 1a 및 1b는 간섭 변조기 어레이의 예를 나타내는 도면.
도 2는 간섭 변조기 패키지의 실시예를 나타내는 측면도.
도 3은 간섭 변조기를 패키지화하는 방법의 실시예에 대한 흐름도.
도 4는 오목한 영역을 갖는 백플레이트의 실시예를 나타내는 도면.
도 5는 기판에 설치된 프레임으로 형성되는 오목한 영역을 갖는 백플레이트의 실시예를 나타내는 도면.
도 6은 건조제의 부가를 위한 홀을 갖는 패키지의 실시예를 나타내는 도면.
도 7은 비밀폐성 밀봉재(non-hermetic seal)의 밀봉 구조를 갖는 간섭 변조 기 패키지 구성의 실시예를 나타내는 도면.
iMoD™ 등의 간섭 변조기는 광을 이미지 데이터에 따라 변조시키기 위하여 캐비티 내부의 광에 작용하는 간섭 효과를 이용한다. 이러한 간섭 변조기(10)의 횡단면을 도 1a 및 1b에 나타낸다. 본 실시예에서, 관찰자가 볼 수 있는 관찰 표면(viewing surface)은, 관찰자의 눈(14)으로 나타낸 바와 같이, 그림의 "바닥면"이 될 것이다. 간섭 변조기 어레이는 투명 기판(12)의 위에 형성된다. 광학 스택(16)은 선택적 활성화가 가능한 제1 표면을 형성하는데, 이 제1 표면은 선택적 활성화가 가능한 다른 제2 표면인 기계층 또는 미러층(22)에 의해 영향을 받을 수 있다. 이러한 광학 스택층은 통상적으로 유전체층(18)에 의해 보호된다. 기계층(22)은 포스트(24)에 의해 지지되어 있으며, 포스트의 위치에 의해 간섭 변조기 어레이의 개별 요소가 형성된다.
기판 상의 회로(도시 안 됨)가, 기계층 아래의, 캐비티(20) 위에 얹은 부분과 같은 특정 영역에서 활성화되면, 기계층은 광학 스택(16) 쪽으로 치우치게 된다. 기계층이 치우치게 되면, 광학 스택의, 관찰자가 볼 수 있는 부분이 어둡게 나타나게 된다. 따라서, 이미지 데이터를 가진 기계층을 처리함으로써, 관찰자가 이미지를 볼 수 있게 된다. 이러한 실시예에서의 간섭 변조기를, 본 명세서에서는 모놀리식(monolithic) 간섭 변조기라고 한다. 본 실시예 및 관련 실시예에서는, 멤브레인(membrane) 간섭 변조기라고도 칭한다.
도 1b에 도시된 간섭 변조기의 다른 실시예로서, 기계층이 광학 스택 쪽으로 편향될 때 픽셀을 검게 보이게 하는 미러(26)는 지지용 층(22)과 분리되어 있다. 이러한 구성을, 본 명세서에서는 분리가능한 변조기(separable modulator)라고 한다. 앞의 2가지 실시예 중 어느 것에서도, 변조기가 캡슐화되어 있는 패키지는, 간섭 변조기의 층의 구조 또는 패키지 재료로부터 생길 수 있는 가스(outgassing) 뿐만 아니라, 투명 기판(12)을 흐리게 할 수 있는 패키지 내부의 습기(moisture)도 고려하여야 한다. 하나 또는 다수의 기기의 작동에 의해 생기는 입자가 대기 조건(ambient conditions)에서 패키지화되지 않는다는 점에서, 어느 정도의 자유가 존재한다.
도 2는 간섭 변조기를 패키지화한 실시예를 나타낸다. 도 2에 도시된 패키지는, 투명 기판(12) 및 백플레이트(30)를 포함하여 이루어지며, 관찰자(14)가 봤을 때 이 투명 기판의 "뒷면"에 간섭 변조기(10)가 배치된다. 투명 기판 및 백플레이트는 비밀폐성 밀봉재(non-hermetic seal)(32)에 의해 결합되어 패키지를 형성할 수 있다. 일반적으로, 패키지는 간섭 변조기 어레이의 뒷면과 백플레이트의 사이에 건조제(34) 등을 포함하여, 패키지 내부의 습기를 억제할 수 있다.
건조제(desiccants)는 패키지 내부의 습기를 억제하기 위한 매우 효과적인 수단으로서 다른 기기 패키지에 사용된다. 건조제는 밀폐성 밀봉재(hermetic seals)를 채택하고 있는 패키지나 채택하고 있지 않은 패키지에 모두 이용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 용어로서, 밀폐성 밀봉은 특히 공기 및 수증기의 흐름과 관련된 밀봉을 의미한다. 밀폐성 밀봉재를 채택하고 있는 기기에서, 건조제는 통상 패키지 내부에 있는 습기를 억제하는데 이용된다. 패키지에 밀폐성 밀봉재를 채택하고 있지 않다면, 패키지 내부로 이동하는 습기를 억제하기 위해 건조제가 이용될 수 있다.
이러한 패키지에서, 투명 기판은 박막을 구비할 수 있는 것이라면 어떠한 투명 기판이라도 사용할 수 있으며, 이러한 투명 기판 상에 MEMS 기기가 설치된다. 박막의 예로는, 유리, 플라스틱 및 투명 폴리머 등이 있다. 마찬가지로, 간섭 변조기는 멤브레인 변조기 또는 분리가능한 타입의 변조기가 될 수 있다.
백플레이트와 투명 기판은, 서로 결합시키면, 이들 사이에 간섭 변조기 어레이가 위치하게 되는 오목한 영역 또는 캐비티를 형성할 수 있다. 백플레이트는, 유리, 금속, 포일(foil), 폴리머, 플라스틱, 및 세라믹이나 실리콘 등의 반도체 재료로 이루어질 수 있다. 투명 기판과 백플레이트 사이의 밀봉은, 에폭시 접착제, 오링(o-rings), PIB, 폴리우레탄, 박막 금속 용접물, 액체 스핀-온 글래스(spin-on glass), 납땜, 폴리머, 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.
일반적으로, 건조제는 습기를 억제하기 위해 사용되기 때문에, 간섭 변조기의 광학적 특성과 간섭을 일으키지 않으면서, 습기를 머금을 수 있는 기판이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 건조제의 예로는, 지올라이트, 분자체(molecular sieves), 표면 흡착제, 벌크 흡착제(bulk adsorbents), 화학 반응물 등이 있다.
간섭 변조기에 대해 이러한 유형의 패키지를 형성하기 위하여, 비용과 복잡도를 고려하여야 한다. 일반적으로, 하나의 투명 기판상에 여러 개의 변조기 어레이를 제조하고, 백플레이트를 형성한 다음, 기판을 개별 기기로 분할하는 것이 바 람직하다. 패키지화 공정의 몇몇 부분은 개별 기기로 분할하기 전이나 분할한 후에 적용해도 된다.
도 3은 간섭 변조기를 패키지화하는 방법을 나타낸다. 먼저, 투명 기판을 설치하고(단계 40), 변조기 어레이를 설치한다(단계 42). 공정 시간을 더 빠르게 하고 제조 라인을 더 효과적으로 이용하기 위하여, 투명 기판과 백플레이트를 동시에 처리하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 이러한 것은 단지 하나의 옵션에 불과하며, 필수적인 것은 아니다. 백플레이트를 설치하고(단계 44), 건조제를 부가한다(46). 건조제의 부가는, 투명 기판을 백플레이트에 결합시키는 공정을 수행한 후에, 나중에 설명하는 바와 같이, 통상적으로 주입(injection) 공정에 의해 달성될 수 있다.
백플레이트와, 도 2에서 관찰자(14)가 봤을 때 투명 기판의 뒷면은 대기 조건하에서 밀봉되어 패키지를 형성한다. 본 명세서에서 언급하고 있는 대기 조건(ambient conditions)은, 다른 유형의 기기를 패키지화하는 것이 효과적이지 않을 수 있는 것을 포함하여, 온도, 압력 또는 환경과 같은 조건들의 임의의 조합을 의미한다. 아마도, 실내 온도(room temperature)와 실내 압력의 대기 조건으로서 통상적으로 고려되는 것과 다른 것으로는 실내 압력(room pressure)이 있을 수 있다.
예를 들어, 패키지화 공정은 밀봉 공정 동안 낮은 압력에서 시작해서 높은 압력으로 변화하면서 달성될 수 있으며, 이러한 압력의 변화는 투명 기판과 백플레이트의 양호한 밀봉의 형성에 도움을 줄 수 있다. 이러한 압력은, 진공 상태에서 시작해서, 중간 압력에 도달한 다음, 높은 압력까지 도달할 수 있으며, 낮은 압력에서 시작해서 높은 압력으로 변화될 수 있고, 낮은 압력과 높은 압력 사이의 임의의 조합을 가질 수 있다. 이와 달리, 압력은 제1 압력에서 시작해서 낮은 압력으로 변화될 수도 있다.
이와 다르게, 패키지화 공정은, 밀봉 공정 동안, 진공 상태, 진공 내지는 대기 압력까지의 압력, 또는 대기 압력보다 높은 압력하에서 이루어질 수 있으며, 변화되고 제어된 높은 압력 또는 낮은 압력하에서 달성될 수도 있다. 완전히 건조된 환경하에서 간섭 변조기 어레이를 패키지화할 때의 장점이 존재하지만, 필수적인 것은 아니다. 마찬가지로, 패키지화 공정은 대기 조건하에서 불활성 기체의 환경에서 이루어질 수 있다. 대기 조건에서 기기를 패키지화하는 이러한 구성에 의하면, 기기의 작동에 영향을 미치지 않으면서, 대기 조건하에서 운반이 가능하기 때문에, 비용을 많이 낮출 수 있으며, 장비 선택을 다양하게 할 수 있다.
패키지화 동안 사용되는 압력에 대해 많은 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 백플레이를 밀봉시키는 공정은 초기 진공 상태를 갖는 환경에서 이루어질 수 있으며, 이러한 환경의 압력은 밀봉이 이루어짐에 따라 진공 상태에서 더 높은 압력으로 증가한다. 즉, 패키지 내의 압력은 부피가 줄어듦에 따라 증가하고, 주위의 압력이 증가하면서 양호한 밀봉을 달성하는데 도움을 주게 된다.
다른 예로서, 백플레이트는 진공 상태보다 높은, 대기 압력까지의 초기 압력을 갖는 환경하에서 밀봉될 수 있다. 이러한 환경의 압력은 밀봉이 이루어짐에 따라 초기 압력보다 높은 압력으로 증가한다. 즉, 패키지 내의 압력이 부피가 줄어 듦에 따라 증가하고, 주위의 압력이 증가하면서 양호한 밀봉을 달성하는데 도움을 주게 된다.
다른 예로서, 백플레이트는 대기 압력보다 높은 초기 주변의 압력을 갖는 환경하에서 밀봉될 수 있다. 이러한 환경의 압력은 밀봉이 이루어짐에 따라 초기 압력보다 높은 압력으로 증가한다. 즉, 패키지 내의 압력이 부피가 줄어듦에 따라 증가하고, 주변의 압력이 증가하면서 양호한 밀봉을 달성하는데 도움을 주게 된다.
상기 예에서, 압력의 변화와 관련하여, 부분적인 접착 경화 공정은 패키지의 모양에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 밀봉 공정 동안에 패키지 내부의 압력이 증가하면, 패키지가 높은 압력하에 놓이는 시간 동안 부분적인 접착 경화 공정에 의해 상기 패키지의 뒷면(backplane)의 모양이 볼록하게 될 수 있다.
일단 백플레이트와 투명 기판을 결합시키면, 밀봉재가 경화될 수 있다. 백플레이트와 투명 기판 사이의 밀봉과, 개별의 간섭 변조기 어레이로 분리한 이후에 적용될 수 있는 밀봉을 구분하기 위하여, 본 명세서에서는 백플레이트와 투명 기판 사이의 밀봉을 뒷면 밀봉(back seal)이라고 한다. 이러한 밀봉은 필요에 따라 경화가 가능한 밀봉이다.
필요한 경우, 밀봉재가 경화되면, 투명 기판에 대해 개별의 간섭 변조기 어레이로의 분리를 위해 절단선을 긋거나 그외 다른 방법으로 준비된다. 웨이퍼는 기계적으로 또는 레이저로 절단선을 그을 수 있다. 이어서, 투명 기판이 개별의 기기로 절단된다. 이것이 실질적인 분리 공정이 될 수 있거나, 다른 예 중에서 분리 공정(saw process)이 될 수도 있다. 패키지를 완성하기 위하여, 다른 요인뿐만 아니라 밀봉에 의해서, 분리 공정 이후에, 마감 밀봉재(end seal)를 패키지에 적용하는 것이 필요하게 될 수 있다. 마감 밀봉재는 다른 방식으로 연속하는 주변 밀봉(perimeter seal)에서의 개구에서 사용될 수 있거나, 백플레이트에서의 구멍(hole)과 관련하여 연속하는 주변 밀봉의 사용이라고 할 수 있다. 마감 밀봉재를 패키지에 적용하기 위하여, 주변 밀봉에서의 구멍 또는 백플레이트에서의 구멍을 밀봉하는 것을 포함할 수 있으며, 이 두 가지 모두 마감 밀봉재 포트로서의 작용을 한다.
간섭 변조기는 투명 기판 상에 형성될 것이며, 백플레이트는 간섭 변조기 및 건조제를 수용하도록 오목하게 형성되고, 이에 의하여 간섭 변조기의 기능이 유지된다. 예를 들어, 도 3에서 백플레이트를 제공하는 과정에는, 투명 기판상에 제조되는 간섭 변조기가 체결될 오목한 영역을 갖는 백플레이트를 제공하는 과정이 포함될 수 있다. 이러한 예가 도 4에 도시되어 있다. 백플레이트(30)는 간섭 변조기가 수용될 오목한 영역(56)을 포함한다. 투명 기판(12)의 뒷면상에서 간섭 변조기가 "차지하는 영역"은 음영으로 표시한 영역(55)으로 나타내고 있다. 백플레이트(30)는 투명 기판에 밀봉되며, 간섭 변조기는 오목한 영역(56) 내에 케이스화된다.
오목한 영역은 필수적인 요소는 아니지만, 기기의 수명을 연장시킬 수 있다는 것을 알아야 한다. 수명이 줄어든 또는 수명을 줄이고자 하는 시스템 내의 응용의 경우, 백플레이트가 오목한 영역을 구비하지 않도록 할 수 있다. 오목하게 하는 것은, 두꺼운 밀봉 재료 또는 외부의 필렛(fillet)을 사용함으로써 구현될 수 있다. 그러나, 밀봉 재료는 밀폐성 밀봉을 형성하지 않기 때문에, 더 두꺼운 밀봉재를 사용해야, 수증기나 다른 오염 물질이 패키지로 들어가는 것을 허용해서, 기기의 수명을 단축시킬 수 있다.
오목한 영역은 많은 상이한 방법으로 형성할 수 있다. 그 한가지 방법은, 백플레이트 상에 슬러리 유리와 같은 리브(ribs)를 형성함으로써 오목한 영역이 이루어질 수 있다. 다른 예로서, 백플레이트 상에 밀봉 재료를 리브를 형성하기 위한 패턴으로 인쇄(printing)하는 방식이 있다. 리브는 증착 또는 스텐실 인쇄될 수 있다. 오목한 영역은 백플레이트의 일부를, 샌드블래스팅이나 에칭 등으로 침식하여, 백플레이트 자체에 형성할 수 있다. 백플레이트를 몰드 또는 새그(sag)해서 오목한 영역을 형성할 수 있다. 도 5에 도시된 구성의 백플레이트는, 오목한 홈을 가질 수 있지만, 중간 프레임으로서 캐비티를 형성할 필요는 없다.
도 5에 도시된 다른 구성으로서, 중간 프레임(58)은 투명 기판(12) 또는 백플레이트(30) 상에 설치될 수 있다. 이어서, 백플레이트가 적용된다. 이때, 투명 기판과, 백플레이트와 접촉하지 않는 영역 사이에 오목한 영역이 형성된다.
다른 구성으로서, 오목한 영역은 백플레이트가 아닌 투명 기판의 역할을 하는 것으로 형성될 수 있다. 예컨대, 투명 기판은 일체형의 스페이서 포스트를 가질 수 있으며, 아니면 일체형의 스페이서가 백플레이트 상에 설치될 수 있다. 이러한 포스트는 투명 기판 상의 여러 개의 변조기 어레이들 사이에 있을 수 있도록 위치될 수 있다. 다른 예로는, 백플레이트와 투명 기판 사이에 오프셋을 허용하도록 유연성을 가질 수 있는 폴리머 시트로 된 백플레이트를 제공하는 것이 있다. 이들 예는 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
도 3을 참조하면, 건조제를 부가하는 과정이 여러 가지 변형예를 가질 수 있다. 예컨대, 건조제는, 투명 기판과 백플레이트가 정렬되어 결합된 후에 투여될 수 있다. 백플레이트의 뒷면에는 소형의 구멍이 남을 수 있는데, 이에 의하여 건조제가 개별의 기기 패키지 내로 주입될 수 있다. 본 실시예에서, 백플레이트를 투명 기판에 밀봉시키는 것은, 백플레이트와 투명 기판을 결합시키서 패키지의 형성을 완료하기 위해 밀봉의 형성을 필요로 한다. 이 경우, 건조제가 주입되는 구멍은 주변 밀봉(perimeter seal)에 사용되는 통상적인 LCD형의 마감 밀봉재 구멍을 제거하는 연속의 주변 밀봉 과정(continuous perimeter seal process)을 용이하게 할 수도 있다. 이러한 구멍을 갖는 기판 및 백플레이트의 예는 도 6에 도시되어 있다. 백플레이트(30)에 있는 구멍(60)은 건조제의 부가 후에 밀봉될 것이다.
마감 밀봉은 반드시 필요하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 마감 밀봉 처리를 필요로 하는 밀봉에서의 균열을 일으키지 않으면서 기판에 대해 절단선을 긋고 절단하는 처리를 하는 간섭 변조기의 영역들 사이에 접착제를 사용할 수 있다. 초기의 비연속성의 밀봉 과정에서, 접착제는 기존의 접착제에 의해 구멍을 채울 수 있는 그러한 "유동성"의 재료가 될 수 있다. 본 실시예에서, 밀봉은 자기 치유될 수 있다. 밀봉의 자기 치유(self-healing)라는 것은, 접착제가 백플레이트와 투명 기판이 결합되었을 때 초기에 존재했던 구멍에 근접해서 흐를 수 있도록 된 메커니즘이다. 접착제 또는 그외 다른 재료는 대기 환경에서 또는 열을 가해서 구멍을 채우도록 할 수 있다.
마감 밀봉 공정을 피하기 위한 다른 구성으로서, 백플레이트를 투명 기판에 결합시키는 밀봉 라인(seal line)이 특별히 넓게 형성될 수 있다. 기판이 절단될 때, 밀봉이 깨지는 것을, 밀봉 라인을 넓게 형성하여 방지한다. 이러한 구성은, 마감 밀봉 공정의 비용 및 복잡도에 비해, 투명 기판의 미사용 공간을 너무 많이 소모할 수 있다. 대가와 이득은 공정마다 다를 수 있으며, 더욱 효과적인 선택은 공정 설계자의 몫으로 남는다.
이러한 방식으로, 대기 환경에서의 간섭 MEMS 변조기의 패키지화가 이루어진다. 앞서 설명한 바와 같이, 투명 기판을 백플레이트에 결합시키기 위해 사용되는 접착제 또는 그외 다른 접착용 재료는 밀폐성 밀봉을 형성하지 않아도 된다. 패키지 내부로 들어가는 수증기로부터 생기는 습기를 처리하기 위해 건조제가 사용될 수 있다. 도 7에 도시된 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 건조제(34)는 접착제 자체의 습기뿐만 아니라 접착제와 투명 기판 또는 백플레이트 사이의 결합부분을 통해 이동하는 습기를 흡수한다.
예를 들어, 기기의 수명 예측을 지지하기에 충분한 건조제를 계속해서 허용하면서, 실용적인 휴대형 디스플레이 장치용의 패키지를 가능한 얇게 하는 것이 바람직하다. 섭씨 40도와 90%의 상대 습도의 환경에서 10년의 적당한 수명을 얻는 것으로 예측된다. 접착제는 10 내지 30 미크론의 두께로 하였으며, 폭은 2 밀리미터, 수증기 투과율 계수는 1일에 0.2 내지 0.4 gr-mm/m2-kPa로 하였다. 이들 조건은 통상적인 작동 환경보다 훨씬 더 험하게 한 것이지만, 패키지는 성공적이라는 것을 나타낸다.
따라서, 간섭 변조기를 패키지화하는 방법 및 장치의 특정 실시예에 대하여 설명하였지만, 이러한 특정의 실시예는 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니며, 본 발명은 다음의 청구범위에 개시된 내용에 의해 제한된다.

Claims (40)

  1. 간섭 변조기 어레이들(interferometric modulator arrays)을 개별의 디바이스로 패키지화하는 패키지화 방법으로서,
    투명 기판(transparent substrate)을 제공하는 단계;
    상기 투명 기판의 뒷면에 간섭 변조기 어레이들을 제조하는 단계;
    백 플레이트(back plate)를 제공하는 단계;
    건조제(desiccant)를 제공하는 단계;
    뒷면 밀봉(back seal)으로 상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 다수의 패키지를 형성하는 단계-여기서, 상기 건조제는 상기 다수의 패키지의 내부에 밀봉되고, 각각의 패키지는 상기 간섭 변조기 어레이들 중 하나를 포함하여 이루어짐-;
    상기 투명 기판에 대하여 상기 다수의 패키지 사이에 절단선을 긋는(scribe) 처리를 행하는 단계; 및
    상기 투명 기판을 개별의 디바이스로 분리시키는 단계
    를 포함하는 패키지화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    불활성 가스 또는 건조 공기(dry air) 중 하나의 조절된 환경과 같은 비대기 조건(non-ambient condition)에서 밀봉을 행하는 단계를 더 포함하는 패키지화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    마감 밀봉재(end seal)를 상기 개별의 디바이스에 도포(apply)하는 단계를 더 포함하는 패키지화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백 플레이트를 제공하는 단계는, 오목한(recessed) 영역을 갖는 백 플레이트를 제공하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 오목한 영역을 가진 백 플레이트를 제공하는 단계는, 상기 백 플레이트 상에 리브(rib)를 형성하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 백 플레이트 상에 리브를 형성하는 단계는, 리브를 상기 백 플레이트 위에 패턴화하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 백 플레이트 상에 리브를 형성하는 단계는, 상기 백 플레이트에 재료를 인쇄(printing)하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 백 플레이트 상에 리브를 형성하는 단계는 상기 백 플레이트에 재료를 스텐실 인쇄(stenciling)하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 오목한 영역을 갖는 백 플레이트를 제공하는 단계는, 상기 백 플레이트의 오목한 영역이 되는 부분을 부식(erode)시켜서 캐비티(cavity)를 형성하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 오목한 영역을 갖는 백 플레이트를 제공하는 단계는, 몰딩 영역(molding region)을 갖는 백 플레이트를 제공하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 오목한 영역을 갖는 백 플레이트를 제공하는 단계는, 평평한 백 플레이트 상에 프레임(frame)을 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 프레임에 의해, 상기 투명 기판과 상기 프레임의 받침대(struts) 사이에 캐비티가 형성되는, 패키지화 방법.
  12. 간섭 변조기 어레이들(interferometric modulator arrays)을 패키지화하는 패키지화 방법으로서,
    투명 기판(transparent substrate)을 제공하는 단계;
    상기 투명 기판의 뒷면에 간섭 변조기 어레이들을 제조하는 단계;
    백 플레이트(back plate)를 제공하는 단계;
    건조제(desiccant)를 제공하는 단계; 및
    뒷면 밀봉(back seal)으로 상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 다수의 패키지를 형성하는 단계-여기서, 상기 건조제는 상기 다수의 패키지 내부에 밀봉되고, 각각의 패키지는 상기 간섭 변조기 어레이들 중 하나를 포함하여 이루어짐-;
    상기 투명 기판에 대하여 상기 다수의 패키지 사이에 절단선을 긋는(scribe) 처리를 행하는 단계; 및
    상기 투명 기판을 개별의 디바이스로 분리시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 백 플레이트를 제공하는 단계는, 일체형의 스페이서 포스트(integral spacer post)를 갖는 포일 시트를 제공함으로써, 상기 일체형의 스페이서 포스트가 상기 투명 기판상의 다수의 간섭 변조기 어레이 사이에 배치되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지화 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기판을 제공하는 단계는, 상기 간섭 변조기가 형성되는 오목한 영역이 있는 투명 기판을 제공하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 백 플레이트를 제공하는 단계는, 유연성이 있는(flexible) 폴리머 시트를 제공하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기판을 제공하는 단계는, 일체형의 스페이서를 갖는 투명 기판을 제공하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 건조제를 제공하는 단계는,
    상기 투명 기판을 상기 백 플레이트에 정렬(align)시키는 단계;
    상기 투명 기판을 상기 백 플레이트에 결합(join)시키는 단계; 및
    상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 밀봉(seal)시키는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 건조제를 제공하는 단계는,
    상기 건조제를 구멍(hole)을 통해 제공하는 단계; 및
    상기 구멍을 밀봉하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 백 플레이트를 투명 기판에 밀봉시키는 단계는, 상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 자기 치유 밀봉재(self-healing seal)로 밀봉시키는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 밀봉시키는 단계는, 상기 백 플레이트에 있는 구멍을 밀봉시키는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  20. 간섭 변조기 어레이들(interferometric modulator arrays)을 패키지화하는 패키지화 방법으로서,
    투명 기판(transparent substrate)을 제공하는 단계;
    상기 투명 기판의 뒷면에 간섭 변조기 어레이들을 제조하는 단계;
    백 플레이트(back plate)를 제공하는 단계;
    건조제(desiccant)를 제공하는 단계;
    뒷면 밀봉(back seal)으로 상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 다수의 패키지를 형성하는 단계-여기서, 상기 건조제는 상기 다수의 패키지 내부에 밀봉되고, 각각의 패키지는 상기 간섭 변조기 어레이들 중 하나를 포함하여 이루어짐-
    상기 투명 기판에 대하여 상기 다수의 패키지 사이에 절단선을 긋는(scribe) 처리를 행하는 단계; 및
    상기 투명 기판을 개별의 디바이스로 분리시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 다수의 패키지를 형성하는 단계는,
    상기 투명 기판에 대하여 절단선을 그어서 분리시킬 때에, 상기 밀봉에 손상을 주지 않을 정도로 충분한 폭의 밀봉 라인(seal line)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지화 방법.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 다수의 패키지를 형성하는 단계는, 진공(vacuum) 환경에서 상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 밀봉시키는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 패키지 내부를 진공 압력(vacuum pressure) 상태로 유지하는 단계를 더 포함하는 패키지화 방법.
  23. 간섭 변조기(interferometric modulator)를 패키지화하는 패키지화 방법으로서,
    투명 기판(transparent substrate)을 제공하는 단계;
    상기 투명 기판의 뒷면에 간섭 변조기를 제조하는 단계;
    백 플레이트(back plate)를 제공하는 단계;
    건조제(desiccant)를 제공하는 단계; 및
    뒷면 밀봉(back seal)으로 상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 패키지를 형성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 건조제는 상기 패키지 내부에 밀봉되고,
    상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 패키지를 형성하는 단계는, 처음에는 진공 상태인 환경에서 상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 밀봉시키는 단계를 포함하며, 밀봉이 이루어짐에 따라, 진공 상태로부터 상기 진공 상태보다 더 높은 압력을 갖는 상태로 상기 패키지 외부의 주변 압력이 상승하게 되고, 상기 패키지 내부의 압력이 부피가 감소함에 따라 증가하며, 상기 주변 압력이 증가함에 따라 상기 밀봉의 상태를 향상시키는 것을 특징으로 하는 패키지화 방법.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 밀봉시키는 단계는, 진공 상태의 압력보다 높은, 상기 밀봉을 형성하기 위한 대기 압력까지의 압력을 갖는 환경에서 상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 밀봉시키는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 패키지 내부를 대기 압력보다 높은 압력으로 유지하는 단계를 더 포함하는 패키지화 방법.
  26. 간섭 변조기(interferometric modulator)를 패키지화하는 패키지화 방법으로서,
    투명 기판(transparent substrate)을 제공하는 단계;
    상기 투명 기판의 뒷면에 간섭 변조기를 제조하는 단계;
    백 플레이트(back plate)를 제공하는 단계;
    건조제(desiccant)를 제공하는 단계; 및
    뒷면 밀봉(back seal)으로 상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 패키지를 형성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 건조제를 상기 패키지 내부에 밀봉 처리하고,
    상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 밀봉시키는 단계는, 진공 상태보다 높은, 대기 압력까지의 초기 압력을 갖는 환경에서 상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 밀봉시키는 단계를 포함하며, 밀봉이 이루어짐에 따라, 상기 초기 압력을 갖는 환경보다 높은 압력을 갖는 상태로 상기 패키지 외부의 주변 압력이 상승하게 되고, 상기 패키지 내부의 압력은 부피가 감소함에 따라 증가하며, 상기 주변 압력이 증가함에 따라 상기 밀봉의 상태를 향상시키는 것을 특징으로 하는 패키지화 방법.
  27. 간섭 변조기(interferometric modulator)를 패키지화하는 패키지화 방법으로서,
    투명 기판(transparent substrate)을 제공하는 단계;
    상기 투명 기판의 뒷면에 간섭 변조기 어레이들을 제조하는 단계;
    백 플레이트(back plate)를 제공하는 단계;
    건조제(desiccant)를 제공하는 단계; 및
    뒷면 밀봉(back seal)으로 상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 다수의 패키지를 형성하는 단계-여기서, 상기 건조제는 상기 다수의 패키지 내부에 밀봉되고, 각각의 패키지는 상기 간섭 변조기 어레이들 중 하나를 포함하여 이루어짐-
    상기 투명 기판에 대하여 상기 다수의 패키지 사이에 절단선을 긋는(scribe) 처리를 행하는 단계; 및
    상기 투명 기판을 개별의 디바이스로 분리시키는 단계
    상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 다수의 패키지를 형성하는 단계는, 밀봉을 형성하기 위한 대기 압력보다 높은 압력을 갖는 환경에서 상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 밀봉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지화 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 패키지 내부의 압력을 대기 압력보다 높은 수준의 압력으로 유지하는 단계를 더 포함하는 패키지화 방법.
  29. 간섭 변조기(interferometric modulator)를 패키지화하는 패키지화 방법으로서,
    투명 기판(transparent substrate)을 제공하는 단계;
    상기 투명 기판의 뒷면에 간섭 변조기를 제조하는 단계;
    백 플레이트(back plate)를 제공하는 단계;
    건조제(desiccant)를 제공하는 단계; 및
    뒷면 밀봉(back seal)으로 상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 패키지를 형성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 건조제는 상기 패키지 내부에 밀봉되고,
    상기 투명 기판의 뒷면에 상기 백 플레이트를 밀봉하여, 패키지를 형성하는 단계는, 대기 압력보다 높은 초기의 주변 압력을 갖는 환경에서 상기 백 플레이트를 상기 투명 기판에 밀봉시키는 단계를 포함하며, 밀봉이 이루어짐에 따라, 상기 패키지 외부의 주변 압력이 초기 압력보다 높은 압력으로 상승하게 되고, 상기 패키지 내부의 압력은 부피가 감소함에 따라 증가하며, 상기 주변 압력이 증가함에 따라 상기 밀봉의 상태를 향상시키는 것을 특징으로 하는 패키지화 방법.
  30. 제23항에 있어서,
    상기 밀봉을 형성하는 과정 중에 상기 패키지 내부의 압력이 증가함에 따라, 상기 패키지가 상기 진공 상태보다 더 높은 압력 하에 있는 시간 동안 부분적인 접착제 경화(adhesive curing) 공정에 의해 상기 패키지의 뒷면의 모양이 볼록하게 되는, 패키지화 방법.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 밀봉을 형성하는 과정 중에 상기 패키지 내부의 압력이 증가함에 따라, 상기 패키지가 상기 초기 압력보다 높은 압력하에 놓이는 시간 동안 부분적인 접착제 경화 공정에 의해 상기 패키지의 뒷면의 모양이 볼록하게 되는, 패키지화 방법.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 밀봉을 형성하는 과정 중에 상기 패키지 내부의 압력이 증가함에 따라, 상기 패키지가 상기 초기 압력보다 높은 압력하에 놓이는 시간 동안 부분적인 접착제 경화 공정에 의해 상기 패키지의 뒷면의 모양이 볼록하게 되는, 패키지화 방법.
  33. 간섭 변조기 디스플레이 디바이스를 패키지화하는 패키지화 방법으로서,
    다수의 디스플레이 패널 패키지를 형성하기 위해, 투명 기판, 상기 투명 기판상에 형성되는 다수의 간섭 변조기 어레이들, 및 뒷면 밀봉(back seal)으로 상기 투명 기판에 밀봉되는 백 플레이트(back plate)를 구비하는 디스플레이 패널을 제공하는 단계;
    상기 디스플레이 패널에 대하여 상기 다수의 디스플레이 패널 패키지 사이에 절단선을 긋는(scribe) 처리를 행하는 단계; 및
    상기 디스플레이 패널을 개별의 디바이스로 분리시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지화 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 투명 기판은 유리(glass)를 포함하여 이루어진, 패키지화 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    마감 밀봉재(end seal)를 상기 개별의 디바이스에 도포(apply)하는 단계를 더 포함하는 패키지화 방법.
  36. 제33항에 있어서,
    상기 백 플레이트는 유리를 포함하여 이루어진, 패키지화 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 투명 기판은 유리를 포함하여 이루어진, 패키지화 방법.
  38. 제33항에 있어서,
    상기 절단선을 긋는(scribe) 처리를 행하는 단계는, 상기 투명 기판에 대하여 절단선을 긋는 처리를 행하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  39. 제33항에 있어서,
    상기 절단선을 긋는 처리를 행하는 단계는, 상기 백 플레이트에 대하여 절단선을 긋는 처리를 행하는 단계를 포함하는, 패키지화 방법.
  40. 삭제
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