KR101168647B1 - 리프트-오프 공정 기술을 이용하여 간섭 변조기를 제조하는방법 - Google Patents

리프트-오프 공정 기술을 이용하여 간섭 변조기를 제조하는방법 Download PDF

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클라렌스 추이
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퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
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Abstract

본 발명의 실시예는 리프트-오프 공정 기술을 이용하여 간섭 변조기를 제조하는 방법을 포함한다. 광학 스택 또는 가요성층 등의 간섭 변조기의 다양한 층의 제조에서 리프트-오프 공정을 이용함으로써, 그 각각의 층과 관련된 복수의 재료에 연관된 개별적인 화학적 성질을 방지하는 이점이 있다. 또한, 리프트-오프 공정을 이용함으로써 간섭 변조기의 제조에 이용 가능한 재료 및 장치의 선택에 있어서 상당히 큰 융통성을 갖게 된다.
광학 스택, 리프트-오프 공정, 간섭 변조기 어레이, 에칭, 패터닝

Description

리프트-오프 공정 기술을 이용하여 간섭 변조기를 제조하는 방법{METHOD OF FABRICATING INTERFEROMETRIC MODULATOR DEVICES USING LIFT-OFF PROCESSING TECHNIQUES}
본 발명은 미소 기전 시스템(MEMS) 기기 및 간섭 기기의 제조에 관한 것이다. 특정 실시예에서, 본 발명은 간섭 기기의 제조에 이용할 수 있는 수용 가능한 재료 및 장치의 수를 확대시키는 데 이용할 수 있는 제조 공정 기술에 관한 것이다.
미소 기전 시스템(MEMS)은 미소 기계 소자, 액추에이터, 및 전자 기기를 포함한다. 미소 기계 소자는 적층(deposition), 에칭, 및/또는 기판 및/또는 적층된 재료 층의 일부를 에칭으로 제거하거나 전기 기기 및 기전 기기를 만들기 위해 층을 부가하는 그 밖의 기타 미소 기계 가공 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 미소 기전 시스템 기기의 한 형태로서 간섭 변조기가 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 간섭 변조기 또는 간섭 광변조기는 광 간섭의 원리를 이용하여 광을 선택적으로 흡수하거나 반사하는 기기를 말한다. 특정 실시예에서, 간섭 변조기는 한 쌍의 전도성 플레이트를 포함하고, 이들 중 하나 또는 양자 모두는 전체적으로 또는 부분적으로 투명하거나 및/또는 반사성을 가지고 있을 수 있고, 적절한 전기 신 호가 인가되면 상대적으로 이동할 수 있다. 특별한 실시예에서, 하나의 플레이트는 기판상에 적층된 고정층을 포함하여 구성되고, 다른 하나의 플레이트는 에어갭에 의해 상기 고정층으로부터 이격된 금속막을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에 더욱 상세히 기재된 바와 같이, 하나의 플레이트 위치는 다른 하나의 플레이트의 위치와 관련하여 간섭 변조기 상에 입사하는 광의 광 간섭을 변화시킬 수 있다. 이러한 기기는 그 응용분야가 넓고, 이러한 형태의 기기의 특성을 활용 및/또는 수정하여, 이들 기기의 특징이 기존의 제품을 개선하고 아직까지 개발되지 않은 새로운 제품을 창출하는 데에 이용될 수 있도록 하는 것은 해당 기술분야에서 매우 유익할 것이다.
본 발명의 시스템, 방법 및 기기 각각은 몇 가지의 관점을 가지고 있으며, 하나의 관점이 단독으로 그 원하는 특성에 책임이 있는 것은 아니다. 이들의 더욱 현저한 특징들에 대해 간략히 설명할 것이지만, 이러한 설명은 본 발명의 기술사상을 제한하기 위한 것은 아니다. 본 설명을 고려한 후, 특히 본 명세서 내의 "실시예" 부분을 읽고난 후, 본 명세서에 개시된 다양한 실시예가 다른 방법 및 디스플레이 기기에 대해 어떻게 이점을 제공하는지를 이해하게 될 것이다.
본 발명의 실시예에서, 적어도 제1 패터닝 제조 공정을 이용하여 투명 기판 상에 광학 스택을 형성하는 단계, 상기 투명 기판 위에 지지 구조체를 형성하는 단계, 및 상기 광학 스택 및 상기 지지 구조체 위에 적어도 제2 패터닝 제조 공정을 이용하여 상부 미러층을 형성하는 단계를 포함하는 간섭 변조기 제조 방법이 제공된다. 또 다른 실시예로, 이러한 간섭 변조기 제조 방법에 의해 구성된 간섭 변조기가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 기판 위에 리프트-오프 스텐실을 형성하는 단계, 상기 리프트-오프 스텐실과 상기 기판 위에 제1 재료층을 적층시키는 단계, 상기 제1 재료층 위에 제2 재료층을 적층시키는 단계, 및 상기 제1 재료층 위에 상기 제2 재료층을 포함하는 패터닝된 영역을 형성하기 위해, 상기 리프트-오프 스텐실을 제거하는 단계를 포함하는 간섭 변조기 제조 방법이 제공된다. 또 다른 실시예로, 이러한 간섭 변조기 제조 방법에 의해 구성된 간섭 변조기가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 리프트-오프 스텐실을 이용하여 기판 상에 복수의 포지티브 방식으로 패터닝된 광학 스택 및 복수의 포지티브 방식으로 패터닝된 포스트 영역을 형성하는 단계, 및 복수의 상기 네거티브 방식으로 패터닝된 포스트 영역에 복수의 포스트 구조체를 형성하는 단계를 포함하는 간섭 변조기 어레이의 제조 방법이 제공된다. 또 다른 실시예로, 이러한 간섭 변조기 어레이의 제조 방법에 의해 구성된 간섭 변조기 어레이가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 제1 미러층을 적층시키는 단계, 상기 제1 미러층 위에 희생층을 적층시키는 단계, 상기 희생층 위에 리프트-오프 스텐실을 형성하는 단계, 상기 리프트-오프 스텐실 위에 제2 미러층을 적층시키는 단계, 및 상기 리프트-오프 스텐실을 제거함으로써, 상기 제2 미러층의 패터닝된 영역을 형성하고 상기 희생층의 일부분을 노출시키는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법이 제공된다. 또 다른 실시예로, 이러한 디스플레이 장치의 제조 방법에 의해 구성된 디스플레이 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 전술한 바와 같은 방법에 의해 구성된 간섭 변조기 어레이를 포함하는 디스플레이 패널이 제공된다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 이러한 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치와, 이러한 디스플레이 패널과 전기적으로 통신하고, 이미지 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서, 및 상기 프로세서와 전기적으로 통신하는 메모리 기기를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.
이들 실시예 및 기타 다른 실시예를 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 이러한 특징 및 기타 특징은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라 본 발명을 예시하고자 하는 것을 목적으로 하는 특정 실시예에 대한 도면(실제 척도는 아님)을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 제1 간섭 변조기의 이동 가능한 반사층이 해방 위치에 있고, 제2 간섭 변조기의 이동 가능한 반사층은 작동 위치에 있는, 간섭 변조기 디스플레이의 일실시예의 일부를 도시한 등각 투영도이다.
도 2는 3×3 간섭 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 기기의 일실시예를 나타낸 시스템 블록도이다.
도 3은 도 1의 간섭 변조기의 일례의 실시예에서, 인가된 전압에 대한 이동 가능한 미러의 위치를 나타낸 도면이다.
도 4는 간섭 변조기 디스플레이를 구동하기 위해 사용될 수 있는 한 세트의 수평열 전압 및 수직열 전압을 나타낸 도면이다.
도 5a는 도 2의 3×3 간섭 변조기 디스플레이의 디스플레이 데이터 프레임에 대한 하나의 예시도이다.
도 5b는 도 5a의 프레임을 기록하는데 사용될 수 있는 수직열 신호 및 수평열 신호에 대한 하나의 예시적인 타이밍도이다.
도 6a 및 도 6b는 복수의 간섭 변조기를 포함하는 비주얼 디스플레이 기기의 실시예를 나타내는 시스템 블록도이다.
도 7a는 도 1의 기기의 단면도이다.
도 7b는 간섭 변조기의 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도 7c는 간섭 변조기의 또 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도 7d는 간섭 변조기의 또 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도 7e는 간섭 변조기의 또 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도 8은, 본 발명에 따른, 도 1의 간섭 변조기와 같은 간섭 변조기를 제조하기 위한 제조 공정에 대한 일례의 흐름도를 예시하는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 도 8의 제조 공정 실시예를 이용하는 부분 제작품의 간섭 변조기(partially fabricated interferometric modulator)의 평면도와 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 도 8의 제조 공정 실시예를 이용하는 부분 제작품의 간섭 변조기의 평면도와 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 각각 도 8의 제조 공정 실시예를 이용하는 부분 제작품 의 간섭 변조기의 평면도와 단면도이다.
도 12a는 도 8의 제조 공정 실시예를 이용하는 부분 제작품의 간섭 변조기의 평면도이고, 도 12b 및 도 12c는 그 단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 각각 도 8의 제조 공정 실시예를 이용하는 부분 제작품의 간섭 변조기의 평면도와 단면도이다.
도 14a 및 도 14b는 각각 도 8의 제조 공정 실시예를 이용하는 부분 제작품의 간섭 변조기의 평면도와 단면도이다.
도 15a는 도 8의 제조 공정 실시예를 이용하는 부분 제작품의 간섭 변조기의 평면도이다.
도 15b 및 도 15c는 도 15a의 부분 제작품의 간섭 변조기의 단면도이다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 방법과 방식으로 구현될 수 있다. 이하의 설명에서, 도면이 참조되는데, 전체 도면에 걸쳐 동일한 부분에 대해 동일한 번호가 사용된다. 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명은 동화상(예컨대, 비디오)이든 정지 화상(예컨대, 스틸 이미지)이든, 또는 텍스트이든 그림이든, 이미지를 디스플레이하도록 구성된 것이라면 어떠한 기기에든 구현될 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 이러한 것으로 한정되지는 않지만, 예컨대, 이동 전화기, 무선 기기, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 손에 들고다니거나 휴대할 수 있는 컴퓨터, GPS 수신기/내비게이터, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔, 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비전 모니터, 평판 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이(예컨대, 주행 거리계 디스플레이), 조종석 제어 장치 및/또는 디스플레이, 감시 카메라의 디스플레이(예컨대, 자동차에서의 후방 감시 카메라의 디스플레이), 전자 사진 액자, 전자 게시판 또는 전자 표시기, 프로젝터, 건축 구조물, 포장물, 및 미적 구조물(예컨대, 보석 상의 이미지 디스플레이) 등과 같은 다양한 전자 기기에서 실현되거나 관련되는 것으로 고려된다. 또한, 여기서 개시한 미소 기전 시스템(MEMS) 기기와 유사한 구조의 기기를 전자 스위칭 기기와 같은 비(非)디스플레이 분야에 사용할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 리프트-오프(lift-off) 공정 방법을 간섭 변조기의 제조에 적용하는 것을 수반한다.
간섭계 미소 기전 시스템 디스플레이 소자를 포함하여 구성된 간섭 변조기 디스플레이의 일실시예가 도 1에 도시되어 있다. 이러한 기기에서, 픽셀은 밝은 상태 또는 어두운 상태 중 하나의 상태로 된다. 밝은 상태("온 상태" 또는 "개방 상태")에서는, 디스플레이 소자가 입사되는 가시광의 대부분을 사용자에게 반사한다. 어두운 상태("오프 상태" 또는 "폐쇄 상태")에서는, 디스플레이 소자가 입사되는 가시광을 사용자에게 거의 반사하지 않는다. 실시예에 따라서는, "온 상태"와 "오프 상태"의 광 반사 특성이 반대로 바뀔 수도 있다. 미소 기전 시스템 픽셀은 선택된 컬러를 두드러지게 반사하여 흑백뿐 아니라 컬러 디스플레이도 가능하도록 구성될 수 있다.
도 1은 영상 디스플레이의 일련의 픽셀들에서 인접하는 두 개의 픽셀을 나타 낸 등각 투영도이다. 여기서, 각 픽셀은 미소 기전 시스템의 간섭 변조기를 포함하여 구성된다. 일부 실시예에서, 간섭 변조기 디스플레이는 이들 간섭 변조기들의 행렬 어레이를 포함하여 구성된다. 각각의 간섭 변조기는, 적어도 하나의 치수가 가변적인 공진 광학 캐비티를 형성하도록 서로 가변적이고 제어가능한 거리를 두고 배치되어 있는 한 쌍의 반사층을 포함한다. 일실시예에서, 이 반사층들 중 하나가 두 개의 위치 사이에서 이동될 수 있다. 제1 위치에서(여기서는 "해방 상태"라고 한다), 이동 가능한 층은 부분적으로 반사하는 고정된 층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치한다. 제2 위치에서, 이동 가능한 층은 부분적으로 반사하는 층에 보다 가까이 인접하여 위치한다. 두 개의 층으로부터 반사되는 입사광은 이동 가능한 반사층의 위치에 따라 보강적으로 또는 상쇄적으로 간섭하여, 각 픽셀을 전체적으로 반사 상태 또는 비반사 상태로 만든다.
도 1에 도시된 부분의 픽셀 어레이는 두 개의 인접하는 간섭 변조기(12a, 12b)를 포함한다. 좌측에 있는 간섭 변조기(12a)에서는, 이동 가능한 반사층(14a)이, 부분적 반사층을 포함하는 광학 스택(16a)으로부터 소정의 거리를 두고 해방 위치에 있는 것이 도시되어 있다. 우측에 있는 간섭 변조기(12b)에서는, 이동 가능한 반사층(14b)이, 광학 스택(16b)에 인접한 작동 위치에 있는 것이 도시되어 있다.
광학 스택(16a, 16b)(광학 스택(16)으로 총칭함)은 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 통상적으로, 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 전극층을 포함할 수 있는 수 개의 기폭층(fused layer), 크롬과 같은 부분 반사층, 및 투명 유전체를 포함한다. 그러므로, 광학 스택(16)은 전기적으로 도전성이고 부분적으로 투명하며 또한 부분적으로 반사성이며, 예를 들어 하나 이상의 상기 층들을 투명 기판(20) 위에 적층시킴으로써 제조될 수 있다. 일부의 실시예에서, 상기 층들은 병렬 스트립으로 패터닝되어, 상세히 후술하는 바와 같이 디스플레이 기기의 수평열 전극(row electrode)을 형성할 수 있다. 이동 가능한 층(14a, 14b)은, 포스트(18)의 상부와 이 포스트들 사이에 개재된 희생 재료의 표면에 적층된 금속층으로 된 일련의 병렬 스트립(수평열 전극(16a, 16b)에 수직하는)으로 형성될 수 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거하면, 이동 가능한 반사층(14a 및 14b)이, 형성된 갭(19)에 의해 광학 스택(16a 및 16b)으로부터 이격된다. 상기 반사층(14)은 알루미늄과 같이 도전성과 반사성이 높은 재료를 이용하여 형성할 수 있고, 이들 스트립은 디스플레이 기기의 수직열 전극(column electrode)을 형성할 수 있다.
전압이 인가되지 않으면, 이동 가능한 반사층(14a)과 광학 스택(16a) 사이에 캐비티(19)가 그대로 존재하게 되고, 이동 가능한 층(14a)은 도 1의 픽셀(12a)로 도시된 바와 같이, 기계적으로 해방된 상태로 있게 된다. 그러나 선택된 행과 열에 전위차가 인가되면, 해당하는 픽셀에서 수평열 전극과 수직열 전극이 교차하는 지점에 형성된 커패시터가 충전되어, 정전기력이 이들 전극을 서로 당기게 된다. 만일 전압이 충분히 높다면, 이동 가능한 반사층(14)은 변형되어 광학 스택(16)에 대해 힘을 받게 된다. 광학 스택(16) 내의 유전층(이 도면에는 도시되지 않음)은 도 1에서 우측에 도시된 픽셀(12b)과 같이, 단락을 방지하고 층들(14 및 16) 사이의 이격 거리를 제어할 수 있다. 이러한 양상은 인가된 전위차의 극성에 관계없이 동일하다. 이러한 방식으로, 반사와 비반사의 픽셀 상태를 제어할 수 있는 수평열/수직열 구동은 종래의 액정 디스플레이나 다른 디스플레이 기술에서 사용되었던 방식과 여러 가지 면에서 유사하다.
도 2 내지 도 5b는 디스플레이 응용분야에서 간섭 변조기의 어레이를 사용하는 하나의 예시적 공정 및 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 여러 측면을 포함할 수 있는 전자 기기의 일실시예를 나타낸 시스템 블록도이다. 본 실시예에서는, 전자 기기가 프로세서(21)를 포함한다. 이 프로세서(21)는 ARM, Pentium®, Pentium Ⅱ®, Pentium Ⅲ®, Pentium Ⅳ®, Pentium® Pro, 8051, MIPS®, Power PC®, ALPHA® 등과 같은 범용의 단일칩 또는 멀티칩 마이크로프로세서나, 또는 디지털 신호 처리기, 마이크로컨트롤러, 프로그래머블 게이트 어레이 등과 같은 특정 목적의 마이크로프로세서일 수 있다. 해당 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 프로세서(21)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행하도록 구성될 수 있다. 오퍼레이팅 시스템을 실행하는 것 외에도, 프로세서는 웹 브라우저, 전화 응용프로그램, 이메일 프로그램, 또는 임의의 다른 소프트웨어 응용프로그램을 포함하여 하나 이상의 소프트웨어 응용프로그램을 실행하도록 구성될 수 있다.
일실시예에서, 프로세서(21)는 또한 어레이 드라이버(22)와 통신하도록 구성된다. 일실시예에서, 어레이 드라이버(22)는 디스플레이 어레이 또는 디스플레이 패널(30)에 신호를 제공하는 수평열 구동 회로(24) 및 수직열 구동 회로(26)를 포 함한다. 도 2에서 라인 1-1을 따라 절취한 어레이의 단면도가 도 1에 도시되어 있다. 미소 기전 시스템의 간섭 변조기에 대한 수평열/수직열 구동 프로토콜은 도 3에 도시된 기기의 히스테리시스 특성을 이용할 수 있다. 이동 가능한 층을 해방 상태에서 작동 상태로 변형시키기 위해, 예컨대, 10볼트의 전위차가 요구될 수 있다. 그러나, 전압이 그 값으로부터 감소할 때, 전압이 10볼트 이하로 떨어지더라도 이동 가능한 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 실시예에서, 이동 가능한 층은 전압이 2볼트 이하로 떨어질 때까지는 완전히 해방되지 않는다. 따라서, 기기가 해방 상태 또는 작동 상태 중 어느 하나의 상태로 안정되는 인가 전압 영역이 존재하는 전압의 범위가 있다. 도 3에서는 약 3～7볼트가 예시되어 있다. 이것을 본 명세서 내에서는 "히스테리시스 영역" 또는 "안정 영역"으로 지칭한다. 도 3의 히스테리시스 특성을 가진 디스플레이 어레이에서는, 수평열/수직열 구동 프로토콜은, 수평열 스트로브(row strobe)가 인가되는 동안에 스트로브가 인가된 수평열에 있는 픽셀들 중에 작동되어야 픽셀들은 약 10볼트의 전위차에 노출되고, 해방되어야 할 픽셀들은 0(영)볼트에 가까운 전위차에 노출되도록 설계될 수 있다. 스트로브를 인가한 후에는, 픽셀들이 수평열 스트로브에 의해 어떠한 상태가 되었든지 간에 그 상태로 유지되도록 약 5볼트의 정상 상태 전압차를 적용받는다. 기록된 후에, 각 픽셀은 본 실시예에서는 3～7볼트인 "안정 영역" 내의 전위차를 가진다. 이러한 구성으로 인해, 도 1에 도시된 픽셀 구조가 동일한 인가 전압의 조건 하에서 작동 상태든 해방 상태든 기존의 상태로 안정되게 된다. 작동 상태로 있든 해방 상태로 있든, 간섭 변조기의 각 픽셀은 필연적으로 고정된 반사층과 이동하는 반사층에 의해 형성되는 커패시터이기 때문에, 이 안정된 상태는 히스테리시스 영역 내의 전압에서 거의 전력 낭비 없이 유지될 수 있다. 인가 전위가 고정되어 있으면, 필연적으로 픽셀에 유입되는 전류는 없다.
전형적인 응용예로서, 첫 번째 수평열에 있는 소정 세트의 작동된 픽셀에 따라 한 세트의 수직열 전극을 어서팅(asserting)함으로써 디스플레이 프레임을 만들 수 있다. 그런 다음, 수평열 펄스를 수평열 1의 전극에 인가하여 어서트된 수직열 라인에 대응하는 픽셀들을 작동시킨다. 그러면, 수직열 전극의 어서트된 세트가 두 번째 수평열에 있는 소정 세트의 작동된 픽셀에 대응하도록 변경된다. 그런 다음, 펄스를 수평열 2의 전극에 인가하여 어서트된 수직열 전극에 따라 수평열 2에서의 해당하는 픽셀을 작동시킨다. 수평열 1의 픽셀들은 수평열 2의 펄스에 영향을 받지 않고, 수평열 1의 펄스에 의해 설정되었던 상태를 유지한다. 이러한 동작을 순차적으로 전체 수평열에 대해 반복하여 프레임을 생성할 수 있다. 일반적으로, 이러한 프레임들은 초당 소정 수의 프레임에 대해 이러한 처리를 계속해서 반복함으로써 리프레시(refresh)되거나, 및/또는 새로운 디스플레이 데이터로 갱신된다. 수평열 및 수직열 전극을 구동하여 디스플레이 프레임을 생성하는 많은 다양한 프로토콜이 잘 알려져 있고, 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다.
도 4, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 3×3 어레이에 디스플레이 프레임을 생성할 수 있는 하나의 구동 프로토콜을 나타낸다. 도 4는 도 3의 히스테리시스 곡선을 나타내는 픽셀들에 사용될 수 있는 수직열 및 수평열의 가능한 전압 레벨 세트를 보여준다. 도 4의 실시예에서, 픽셀을 작동시키기 위해, 해당하는 수직열은 -Vbias로 설정하고 해당하는 수평열은 +△V로 설정한다. 이들 전압은 각각 -5볼트와 +5볼트에 대응할 것이다. 픽셀을 해방시키기 위해서는, 해당하는 수직열은 +Vbias로 설정하고 해당하는 수평열은 동일한 값의 +△V로 설정하여, 픽셀에 걸리는 전위차가 0(영)볼트가 되도록 한다. 수평열의 전압이 0(영)볼트로 되어 있는 수평열에서는, 수직열이 +Vbias이든 -Vbias이든 관계없이 픽셀들이 원래의 상태로 안정된다. 도 4에도 도시된 바와 같이, 전술한 것과는 반대 극성의 전압을 사용할 수 있는데, 예컨대, 적절한 수직열을 +Vbias로 설정하고 적절한 수평열을 -△V로 설정하여 픽셀의 작동을 향상시킬 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 실시예에서, 적절한 수직열을 -Vbias로 설정하고 적절한 수평열을 동일한 -△V로 설정하여, 픽셀 양단에서 0(영) 볼트 전위차를 생성함으로써 픽셀의 해방이 수행될 수 있다.
도 5b는 도 2의 3×3 어레이에 인가되는 일련의 수평열 및 수직열 신호를 보여주는 타이밍도이며, 그 결과로서 작동된 픽셀들이 비반사성을 나타내는 도 5a에 도시된 디스플레이 배열이 얻어진다. 도 5a에 도시된 프레임을 기록하기 전에, 픽셀들은 어떤 상태로 되어 있어도 무방하다. 본 예에서는, 모든 수평열들이 0(영)볼트이고, 모든 수직열들이 +5볼트이다. 이러한 인가 전압으로, 모든 픽셀들은 기존의 작동 상태 또는 해방 상태로 안정되어 있다.
도 5a의 프레임에서, (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) 및 (3,3)의 픽셀들이 작동 된다. 이를 구현하기 위해, 수평열 1에 대한 "라인 시간" 동안, 수직열 1과 2는 -5볼트로 설정되고, 수직열 3은 +5볼트로 설정된다. 이것은 어느 픽셀의 상태도 바꾸지 않는다. 왜냐하면, 모든 픽셀들이 3～7볼트의 안정 영역 내에 있기 때문이다. 그런 다음, 수평열 1에 0볼트에서 5볼트로 상승한 후 다시 0볼트로 되는 펄스를 가진 스트로브를 인가한다. 이것은 (1,1) 및 (1,2)의 픽셀을 작동시키고 (1,3)의 픽셀을 해방시킨다. 어레이의 다른 픽셀들은 영향을 받지 않는다. 수평열 2를 원하는 대로 설정하기 위해, 수직열 2를 -5볼트로 설정하고, 수직열 1 및 수직열 3은 +5볼트로 설정한다. 동일한 스트로브를 수평열 2에 인가하면, (2,2)의 픽셀이 작동되고, (2,1) 및 (2,3)의 픽셀이 해방된다. 여전히, 어레이의 다른 픽셀들은 영향을 받지 않는다. 수직열 2 및 수직열 3을 -5볼트로 설정하고 수직열 1을 +5볼트로 설정함으로써, 수평열 3도 마찬가지의 방법으로 설정될 수 있다. 수평열 3에 대한 스트로브로 인해 수평열 3의 픽셀들도 도 5a에 도시된 바와 같이 설정된다. 프레임을 기록한 후에, 수평열 전위는 0(영)이고, 수직열 전위는 +5볼트 또는 -5볼트로 남아있으므로, 디스플레이는 도 5a의 배열로 안정된다. 수십 또는 수백의 수평열 및 수직열로 된 어레이에 대해 동일한 처리가 행해질 수 있다는 것은 잘 알 수 있을 것이다. 또한, 수평열 및 수직열의 구동을 위해 사용되는 전압의 타이밍, 순서 및 레벨은 위에서 설명한 전반적인 원리 내에서 다양하게 변경될 수 있고, 전술한 예는 예시에 불과하고, 임의의 구동 전압 방법을 본 명세서에 서술한 시스템 및 방법에 적용하여도 무방하다.
도 6a 및 6b는 디스플레이 기기(40)의 실시예를 나타내는 시스템 블록도이 다. 디스플레이 기기(40)는, 예컨대, 휴대 전화기일 수 있다. 그러나, 텔레비전이나 휴대용 미디어 플레이어와 같이 디스플레이 기기(40)와 동일한 구성품이나 약간 변형된 것도 디스플레이 기기의 여러 가지 형태의 예에 해당한다.
디스플레이 기기(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 기기(48), 및 마이크로폰(46)을 포함한다. 하우징(41)은 일반적으로 사출 성형이나 진공 성형을 포함하여 해당 기술분야에서 잘 알려진 여러 가지 제조 공정 중 어느 것에 의해서도 제조될 수 있다. 또한, 하우징(41)은, 한정되는 것은 아니지만, 플라스틱, 금속, 유리, 고무, 및 세라믹 또는 이들의 조합을 포함하여 여러 가지 재료 중 어느 것으로도 만들어질 수 있다. 일실시예에서, 하우징(41)은 분리가능한 부분(도시되지 않음)을 포함하고, 이 분리가능한 부분은 다른 색상이나 다른 로고, 그림 또는 심벌을 가진 다른 분리가능한 부분으로 교체될 수 있다.
본 예의 디스플레이 기기(40)의 디스플레이(30)는, 여기서 개시한 쌍안정(bi-stable) 디스플레이를 포함하여, 여러 가지 디스플레이 중 어느 것이어도 무방하다. 다른 실시예에서, 디스플레이(30)는, 상술한 바와 같은, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD, 또는 TFT LCD 등과 같은 평판형 디스플레이와, 해당 기술분야에서 당업자에게 잘 알려진 바와 같은, CRT나 다른 튜브 디스플레이 기기 등과 같은 비평판형 디스플레이를 포함한다. 그러나 본 실시예를 설명하기 위해, 디스플레이(30)는 여기서 설명하는 바와 같이 간섭 변조기 디스플레이를 포함한다.
예시된 디스플레이 기기(40)의 일실시예에서의 구성요소가 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예의 디스플레이 기기(40)는 하우징(41)을 포함하고, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되어 있는 구성요소들을 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 본 예의 디스플레이 기기(40)가 송수신기(47)에 연결된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함할 수 있다. 송수신기(47)는 프로세서(21)에 연결되어 있고, 프로세서(21)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning hardware)(52)에 연결되어 있다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 신호의 상태를 조절하도록(예컨대, 신호를 필터링하도록) 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(2045)와 마이크로폰(2046)에 연결되어 있다. 프로세서(2021)는 입력 기기(48)와 드라이버 컨트롤러(29)에도 연결되어 있다. 드라이버 컨트롤러(29)는 프레임 버퍼(28)와 어레이 드라이버(22)에 연결되어 있고, 어레이 드라이버는 디스플레이 어레이(30)에 연결되어 있다. 전원(50)은 예시된 디스플레이 기기(40)의 특정 설계에 따라 요구되는 모든 구성요소에 전원을 공급한다.
네트워크 인터페이스(27)는 예시된 디스플레이 기기(40)가 네트워크를 통해 하나 이상의 기기들과 통신할 수 있도록 안테나(43)와 송수신기(47)를 포함한다. 일실시예에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)의 부담을 경감하기 위해 어느 정도의 처리 능력을 가질 수도 있다. 안테나(43)는 신호를 송수신하는 것으로서, 해당 기술분야의 당업자에게 알려진 어떠한 안테나라도 무방하다. 일실시예에서, 안테나는 IEEE 802.11(a), IEEE 802.11(b), 또는 IEEE 802.11(g)를 포함하는 IEEE802.11 표준에 따라 RF 신호를 송수신한다. 다른 실시예에서, 안테나는 블루투스 표준에 따라 RF 신호를 송수신한다. 휴대 전화기의 경우, 안테나는 CDMA, GSM, AMPS 또는 무선 휴대폰 네트워크를 통한 통신에 사용되는 공지의 다른 신호를 수신하도록 설계된다. 송수신기(47)는 안테나(43)로부터 수신한 신호를, 프로세서(2021)가 수신하여 처리할 수 있도록 사전 처리한다. 또한, 송수신기(47)는 프로세서(21)로부터 수신한 신호를, 안테나(43)를 통해 본 예의 디스플레이 기기(40)로부터 전송될 수 있도록 처리한다.
다른 실시예에서, 송수신기(47)는 수신기로 대체될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)로 전송될 이미지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스로 대체될 수 있다. 예컨대, 이미지 소스는 이미지 데이터를 담고 있는 DVD나 하드디스크 드라이브일 수도 있고, 이미지 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수도 있다.
프로세서(21)는 일반적으로 본 예의 디스플레이 기기(40)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27)나 이미지 소스로부터 압축된 이미지 데이터 등을 수신하여, 이를 본래의 이미지 데이터 또는 본래의 이미지 데이터로 처리될 수 있는 포맷으로 가공한다. 그런 다음, 프로세서(21)는 가공된 데이터를 드라이버 컨트롤러(29)나 저장을 위한 프레임 버퍼(28)로 보낸다. 전형적으로, 본래의 데이터는 이미지 내의 각 위치에 대한 이미지 특성을 나타내는 정보를 말한다. 예컨대, 그러한 이미지 특성은 컬러, 포화도(채도), 명도(그레이 스케일 레벨)를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 프로세서(21)는 마이크로컨트롤러, CPU, 또는 예시된 디스플레이 기기(40)의 동작을 제어하는 논리 유닛을 포함한다. 일반적으로, 컨디셔닝 하드웨어(52)는, 스피커(45)로 신호를 보내고 마이크(46)로부터 신호를 받기 위해, 증폭기와 필터를 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 예시된 디스플레이 기기(40) 내의 별도의 구성요소일 수도 있고, 또는 프로세서(21)나 다른 구성요소 내에 통합되어 있을 수도 있다.
드라이버 컨트롤러(29)는 프로세서(21)에 의해 생성된 본래의 이미지 데이터를 이 프로세서(21)로부터 직접 또는 프레임 버퍼(28)로부터 받아서, 이를 어레이 드라이버(22)에 고속으로 전송하기에 적합한 포맷으로 재구성한다. 구체적으로, 드라이버 컨트롤러(29)는 디스플레이 어레이(30)를 가로질러 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가지도록 본래의 이미지 데이터를 래스터(raster)와 같은 포맷을 가진 데이터 흐름으로 재구성한다. 그런 다음, 드라이버 컨트롤러(29)는 재구성된 정보를 어레이 드라이버(22)로 보낸다. 종종 액정 디스플레이의 컨트롤러 등과 같은 드라이버 컨트롤러(29)가 독립형 집적회로(stand-alone IC)로서 시스템 프로세서(21)와 통합되기도 하지만, 이러한 컨트롤러는 여러 가지 방법으로 구현될 수 있다. 이러한 컨트롤러는 프로세서(21)에 하드웨어로서 내장될 수도 있고, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수도 있다.
통상적으로, 어레이 드라이버(22)는 드라이버 컨트롤러(29)로부터 재구성된 정보를 받아서, 이 비디오 데이터를 디스플레이의 x-y 행렬의 픽셀들로부터 이어져 나온 수백 때로는 수천 개의 리드선에 초당 수 회에 걸쳐 인가되는 병렬의 파형 세트로 변환한다.
일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(29), 어레이 드라이버(22), 및 디스플레이 어레이(30)는 여기서 기술한 어떠한 형태의 디스플레이에 대해서도 적합하다. 예 컨대, 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(29)는 종래의 디스플레이 컨트롤러 또는 쌍안정 디스플레이 컨트롤러(예컨대, 간섭 변조기 컨트롤러)이다. 다른 실시예에서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예컨대, 간섭 변조기 디스플레이)이다. 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(29)는 어레이 드라이버(22)와 통합되어 있다. 이러한 실시예는 휴대폰, 시계 및 다른 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에서는 일반적인 것이다. 또 다른 실시예에서, 디스플레이 어레이(30)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예컨대, 간섭 변조기 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.
입력 기기(48)는 사용자로 하여금 예시된 디스플레이 기기(40)의 동작을 제어할 수 있도록 한다. 일실시예에서, 입력 기기(48)는 쿼티(QWERTY) 키보드나 전화기 키패드 등의 키패드, 버튼, 스위치, 터치 스크린, 압력 또는 열 감지 막을 포함한다. 일실시예에서, 마이크로폰(46)은 예시된 디스플레이 기기(40)의 입력 기기이다. 기기에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우에, 예시된 디스플레이 기기(40)의 동작을 제어하기 위해 사용자는 음성 명령을 제공할 수 있다.
전원(50)은 해당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 에너지 저장 기기를 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 전원(50)은 니켈-카드뮴 전지나 리튬-이온 전지와 같은 재충전가능한 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(50)은 재생가능한 에너지원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지와 태양 전지 도료를 포함하는 태양 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(50)은 콘센트로부터 전력을 공급받도록 구성된다.
몇몇 구현예에서는, 전술한 바와 같이, 전자 디스플레이 시스템 내의 여러 곳에 위치될 수 있는 드라이버 컨트롤러의 제어를 프로그래밍 가능하게 구성할 수 있다. 어떤 경우에는, 어레이 드라이버(22)의 제어를 프로그래밍 가능하게 구성할 수도 있다. 해당 기술분야의 당업자라면 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소로도 전술한 최적화 상태를 구현할 수 있고, 또 여러 가지 다양한 구성으로 구현할 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
전술한 원리에 따라 동작하는 간섭 변조기에 대한 상세한 사항은 폭넓게 변할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 내지 도 7e는 이동 가능한 반사층(14)과 그것을 지지하는 구조체에 대한 5가지 상이한 실시예를 도시하고 있다. 도 7a는 도 1의 실시예의 단면도이며, 여기서 금속 재료(14)의 스트립은 수직으로 연장하는 지지체(18) 위에 적층되어 있다. 도 7b에서, 상기 이동 가능한 반사층(14)은 모서리만 지지되도록 사슬(tether)(32)에 부착되어 있다. 도 7c에서, 상기 이동 가능한 반사층(14)은 가요성 금속을 포함하는 변형 가능한 층(34)으로부터 현수되어 있다. 변형 가능한 층(34)은 그 주위가 기판(20)에 직접 또는 간접적으로 연결되어 있다. 이러한 연결을 본 명세서에서는 지지 포스트라 칭한다. 도 7d에 도시된 실시예에서는 상기 변형 가능한 층(34)이 얹혀 있는 지지 포스트 플러그(42)가 도시되어 있다. 상기 이동 가능한 반사층(14)은 도 7a 내지 도 7c에 도시되어 있는 것과 같이 캐비티에 현수된 상태에 있지만, 상기 변형 가능한 층(34)은 그 자신과 광학 스택(16) 사이의 홀을 채움으로써 지지 포스트를 형성하지 않는다. 오히려, 상기 지지 포스트들은 평면화 재료(planarization material)로 형성되는데, 이 평면화 재 료는 지지 포스트 플러그(42)를 형성하는데 사용된다. 도 7e에 도시된 실시예는 도 7d에 도시된 실시예에 기반을 두고 있지만, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 실시예들 중 어느 것뿐만 아니라 도시되지 않은 추가의 실시예에도 적용될 수 있다. 도 7e에 도시된 실시예에서, 금속 또는 다른 도전성 재료로 이루어진 여분의 층은 버스 구조체(44)를 형성하는데 사용되어 왔다. 이에 따라 신호가 간섭 변조기의 뒤를 따라 루팅될 수 있고, 기판(20) 상에 형성되어야만 하였던 많은 수의 전극이 필요 없어지게 된다.
도 7에 도시된 것과 같은 실시예에서, 간섭 변조기는 다이렉트-뷰 기기(direct-view device)와 같은 기능을 하는데, 이것은 투명 기판(20)의 전면으로부터 이미지가 보이고, 그 반대편에 간섭 변조기가 배열되어 있는 구조이다. 이러한 실시예에서, 변형 가능한 층(34)을 포함하여, 반사층(14)은 기판(20)의 반대편에 있는 반사층측의 간섭 변조기의 일부분을 광학적으로 차폐한다. 이에 의해, 차폐 영역이 형성되어, 화질에 부정적인 영향을 주지 않고서 동작될 수 있다. 이러한 차폐는 도 7e에서의 버스 구조체(44)를 가능하게 하며, 이 버스 구조체(44)는 어드레싱과 이 어드레싱에 기인하는 움직임과 같은 간섭 변조기의 광학적 특성과 기전적 특성을 분리할 수 있는 성능을 제공한다. 이러한 분리 가능한 변조기 아키텍처에 의해, 변조기의 전자기적 관점과 광학적 관점에 이용되는 구조적 설계 및 재료가 선택되어 서로 독립적으로 기능할 수 있게 된다. 또한, 도 7c 내지 도 7e에 도시된 실시예들은, 반사층(14)의 광학적 특성을, 변형 가능한 층(34)에 의해 수행되는 기전적 특성과는 분리함으로써 생기는 추가의 이점을 갖는다. 이에 의 해, 그 구조적 설계 및 반사층(14)에 사용되는 재료를 상기 광학적 특성과 관련해서 최적화할 수 있고, 상기 구조적 설계 및 상기 변형 가능한 층(34)에 사용되는 재료를 원하는 기계적 특성과 관련해서 최적화할 수 있다.
간섭 변조기(12a 및 12b 등)가 일반적으로 광학 기기이기는 하지만, 간섭 변조기 산업은 그 제조 공정에 일반적인 반도체 제조 기술을 채용한다. 그러므로, 어떠한 요구된 금속 또는 다른 재료층은, 간혹 다수의 익숙하지 않거나 또는 적어도 상이한 화학 성질을 사용함에 따라 다수의 재료 제거 기술에 대해서는 "익숙하지 않은(exotic)" 것으로 간주될 것이다. 일부 경우에, 하나 이상의 요구된 익숙하지 않거나 다른 재료에 대응하는 새로운 화학적 제거 성질의 도입은 제조 공정에서 부정적인 연쇄 반응을 초래할 수 있거나, 또는 다수의 반도체 제조 장치에 이용 가능하지 않을 수도 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 리프트-오프 공정 기술을 이용하여 간섭 변조기를 제조하는 방법을 포함한다. "리프트-오프" 공정이라는 표현은 기판 표면 상에 패턴을 형성(제품에 재료의 일부가 잔류하도록 하는 에칭을 필요로 하지 않고서 패턴을 형성)시키는 제조 공정을 포함하는 광의의 보편적이고 통상적인 의미를 포함하며, 금과 같은 에칭이 곤란한 금속을 패터닝하기 위해 사용될 수 있다. 리프트-오프 공정에서는, 재료가 패터닝된 하부 재료(포토레지스트 등) 위에 적층되고, 그 후 하부 재료를 용해시킴으로써 선택된 영역을 리프트-오프시킨다. 리프트-오프 공정 동안 형성된 패터닝된 하부 재료는 본 명세서에서는 리프트-오프 패턴 또는 리프트-오프 스텐실(lift-off stencil)로서 지칭될 것이다.
실시예에 따르면, 도 1에 도시된 간섭 변조기(12a, 12b)의 광학 스택(16a, 16b) 및/또는 이동 가능한 층(14a, 14b)과 같은 간섭 변조기의 다양한 층의 제조에서 리프트-오프 공정을 이용하는 것은, 그 각각의 층과 관련된 재료의 적층 및 패턴 형성에 연관된 개별적인 화학적 성질을 방지하는 이점이 있다. 리프트-오프 공정을 이용하는 것은 또한 제조 단계의 수를 감소시켜, 제조 비용과 제조 복잡도에 있어서의 효율성을 향상시킨다. 또한, 리프트-오프 공정을 이용하는 것은 간섭 변조기의 제조에 이용 가능한 재료 및 장치의 선택에 있어서 상당히 큰 융통성을 가능하게 할 것이다.
도 8은 예컨대 도 1의 간섭 변조기(12a, 12b)와 같은 간섭 변조기의 적어도 일부분을 제조하기 위한 제조 공정(200)에 대한 일례의 흐름도를 예시하고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제조 공정(200)은, 여러 공급업체로부터 상업적으로 이용 가능한 깨끗한 투명 기판 어셈블리 위에 리프트-오프 패턴을 형성하는 단계(202)를 포함한다. 기판은 본 실시예에서는 글래스이지만, 플라스틱 등의 다른 기판도 이용 가능하다. 실시예에서, 리프트-오프 패턴은 광에 의해 패터닝될 수도 있고 되지 않을 수도 있는 폴리이미드 해방층(PiRL) 등의 제1 리프트-오프 재료를 적층함으로써 형성된다. 적층된 제1 리프트-오프 재료는 그 후 포토레지스트로 덮혀진다. 포토레지스트는 패턴 형상을 제공하며, 제1 리프트-오프 재료 및 포토레지스트는 그에 따라 리프트-오프 스텐실을 형성하도록 패터닝된다. 추가의 포토레지스트층의 사용에 의해 패터닝된 PiRL층을 이용하는 공정 기술은 예컨대 Brewer Science, Inc. 로부터 상업적으로 이용 가능하다. 그러나, 당업자는 본 명세서의 개시 내용으로부터 다른 리프트-오프 재료가 이용될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 리프트-오프 패턴은 Futurex Corporation 으로부터 상업적으로 이용 가능한 재료와 같은 패터닝 가능한 리프트-오프 재료로 이루어지는 단일층을 이용하여 형성되는 것이 이로울 수도 있다. 리프트-오프 스텐실의 두께는 솔벤트와의 접촉 및 추후의 리프트-오프 스텐실의 제거를 용이하게 하기 위해 리프트-오프 스텐실 위에 후속 적층되는 층보다 훨씬 더 큰 것이 바람직하다. 예컨대, 일부 실시예에서 리프트-오프 스텐실의 두께는 약 1,500Å 내지 약 50,000Å의 범위를 가지며, 어떤 실시예에서는 약 20,000Å 내지 약 30,000Å의 범위를 가질 수도 있다.
제조 공정(200)은 광학 스택층을 형성하는 단계(204)를 포함한다. 본 실시예에서, 광학 스택층은 기판 어셈블리 및 리프트-오프 스텐실 위에 하나 이상의 재료층을 적층함으로써 형성된다. 리프트-오프 공정은 광학 스택의 개개의 층을 서로 분리하도록 사용되거나, 또는 바람직하게로는 광학 스택 내에 복수의 층을 형성하기 위해 사용될 것이다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 광학 스택은 도전체층, 하위 미러 금속층, 및 유전체층을 포함한다. 추가의 금속층이 광학 스택 위에 적층될 수도 있다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 광학 스택 위에 희생층이 적층되고, 그 후에 광학 스택과 함께 리프트-오프 공정에 놓이게 된다. 전체 스택에서의 각각의 층(예컨대, 광학 스택층 및 희생층)의 두께는 아래에 예시된는 바와 같이 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다.
실시예에서, 도전체층은 실질적으로 투명한 재료, 바람직하게로는 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 재료이다. 투명 도전체층의 두께는 통상적으로 디스플레이의 수직열에 대한 도전율 사양, 재료의 광학적 투과 품질 등을 감안하여 선택된다. 바람직한 실시예에서, 투명 도전체층의 두께는 약 200Å 내지 약 1000Å의 범위를 갖는다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 투명 도전체층은 약 500Å의 두께를 갖는다. 당업자는 본 명세서에 개시된 내용으로부터 도전체층을 제조하기 위해 아연 산화물을 포함하는 다른 재료가 사용되는 것이 이로울 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
실시예에서, 하위 미러 금속층은 크롬(Cr)층을 포함한다. 하위 미러 금속층의 두께는 재료의 광학적 투명도 또는 기타 광학적 특징을 고려하여 선택된다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 하위 미러 금속층의 두께는 부분적으로 투과성을 부여하기 위해서는 약 30Å 내지 약 150Å의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 하위 미러 금속층은 약 70Å의 두께를 갖는다. 그러므로, 본 실시예에서, ITO 투명 도전체층은 크롬 미러층(약 70Å)의 두께보다 더 큰 두께(약 500Å)를 갖는다. 당업자라면, 본 명세서 내의 개시내용으로부터, 하위 미러 금속층이 Cr에 추가하여 또는 Cr 대신에 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및/또는 텅스텐(W)을 포함한 다른 재료를 포함할 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.
실시예에서, 유전체층은 실리콘 산화물(SiO2)층을 포함한다. 유전체층의 두께는 통상적으로 바이어스된 위치에서의 간섭 변조기의 요구된 컬러를 고려하여 선택된다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 유전체층의 두께는 약 100Å 내지 2,500Å 의 범위를 갖는다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 유전체층은 약 700Å의 두께를 갖는다. 당업자는 본 명세서 내의 개시 내용으로부터 유전체층이 복수의 서브층(sublayer)을 포함할 수도 있음을 이해하고 있을 것이며, 이 경우 유전체층은 유전체 스택으로 지칭될 것이다. 유전체층은 실리콘 질화물(SiN), 알루미늄 산화물(Al2O3), 및 실리콘 산화물(SiOx) 등의 유전체 재료를 단일 재료로 또는 조합으로(예컨대, 서브층에서) 포함할 수도 있다.
희생층은 예시된 실시예에서 몰리브덴(Mo)층을 포함한다. 희생층의 두께는 비작동 위치에서의 간섭 변조기의 요구된 컬러와, 추후에 설명되는 바와 같은 희생층의 제거를 위해 사용된 제조 공정(예컨대, 건식 에칭)을 고려하고 선택된다. 바람직한 실시예에서, 희생층의 두께는 약 400Å 내지 약 6,000Å의 범위를 갖는다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 희생층은 약 2,000Å의 두께를 갖는다. 당업자는 본 명세서의 개시 내용으로부터 희생층이 몰리브덴에 추가하여 또는 몰리브덴 대신에 실리콘(Si), 티타늄(Ti), 텅스텐(W) 및 게르마늄(Ge) 등의 하나 이상의 다른 용이 하게 제거 가능한 재료를 포함할 수도 있음을 이해할 것이다.
당업자라면, 본 명세서의 개시 내용으로부터, 전술한 광학 스택층의 일부 또는 전부가 적어도 부분적으로 실질적으로 투명한 기판에의 접착을 위해 및/또는 리프트-오프 패턴이 형성된 후에 부스러기가 잔류할 가능성을 고려하여 선택될 것이라는 점을 이해할 것이다. 또한, 광학 스택층은 유기 리프트-오프 구조체(organic lift-off structure)에 거의 악영향을 주지 않는 온도로 적층될 수 있는 재료로부 터 선택되는 것이 이로울 것이다. 예컨대, 일실시예에서, 광학 스택의 재료는 약 250℃ 또는 그 미만의 온도에서 적층된다.
제조 공정(200)은 또한 리프트-오프 공정을 이용하여 광학 스택을 패터닝하는 단계(206)를 포함한다. 본 기술 분야에 전반적으로 알려져 있는 바와 같이, 리프트-오프 공정은, 예컨대 광학 스택층 아래에 리프트-오프 스텐실을 형성하는 리프트-오프 재료의 일부 또는 전부와 반응하거나 및/또는 용해시키는 화학제를 사용하는 것을 포함한다. 리프트-오프 재료를 제거함으로써, 리프트-오프 재료 위의 광학 스택층의 재료는 더 이상 부착되어 있지 않고, 폐기물 화학제를 이용하여 기판 어셈블리를 부유하게 되거나, 리프트 오프된다. 광학 스택 위에 형성된 다른 층, 예컨대 희생층은 광학 스택과 함께 리프트 오프될 수도 있다. 그러므로, 리프트-오프 공정은 공지의 화학제를 이용하여 복수의 상이하고 흔하지 않은 층을 패터닝을 제공하는 이점이 있다. 리프트-오프 재료의 제거는 다양한 방식으로 달성될 수도 있다. 예컨대, 리프트-오프 재료는 리프트-오프 재료와 반응하거나 및/또는 용해시키는 액체 상태, 기체 상태 또는 증기 상태의 리프트-오프 화학제에 노출되고, 그 재료를 제거하여 더 이상 부착되지 않도록 하기 위해 헹굼 과정이 후속될 것이다. 리프트-오프 화학제는 액체 형태로 가해지는 것이 바람직하므로, 이후에는 습식 에칭 리프트-오프(wet etch lift-off)로서 지칭될 것이다.
바람직한 실시예에서, 패터닝 후의 잔류 층은 간섭 변조기(12a, 12b) 등의 변조기의 수평열 전극, 광학 스택, 및 희생층을 형성한다.
제조 공정(200)은 구조체를 지지하기 위해 포스트를 형성하는 단계(208)를 포함한다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 포스트(18)의 재료는 패터닝될 수도 있고 패터닝되지 않을 수도 있는 포지티브 포토레지스트 또는 네거티브 포토레지스트를 포함한다. 일실시예에서, 상단측 포토레지스트가 적층되며, 적합하게 배열된 레티클(reticle)이 재료를 상단측으로부터 패터닝하기 위해 사용된다. 화학 기계적 평면화(CMP)와 같은 평면화 기술은 초과분의 포토레지스트 및/또는 재료를 추출하기 위해 사용될 것이다. 다른 실시예에서, 후면측 포토레지스트는 후면 노광(기판 어셈블리가 투명한 것이 바람직함)을 이용하여 패터닝될 수도 있으며, 광학 스택 패턴은 적합한 정렬(마스크)를 형성하는 것이 이롭다. 본 실시예에서, CMP는 또한 초과분의 포토레지스트 및/또는 재료를 제거하기 위해 사용될 수도 있다.
당업자라면, 본 명세서의 개시 내용으로부터, 특정의 CMP 공정이 평면화된 레지스트 구조체의 형상을 수정하거나 개량하기 위해 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 또한, 포스트의 일부 또는 전부에 대하여, 스핀-온 글래스(SOG), 유기 평면화 재료 등을 포함한 다른 재료가 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 또한, 일부 재료 또는 공정을 사용함으로써 CMP 공정을 감소시키거나 제거할 수 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 스핀-온 글래스는 레벨링(leveling)을 행하지 않고 패터닝되어 그래도 남겨질 수도 있다. 이러한 공정은 범프(bump)를 남겨둘 수도 있지만, 기기의 동작 또는 신뢰도를 거의 변경시키지 못한다.
제조 공정(200)은 또한 제2 리프트-오프 패턴을 형성하는 단계(210)를 포함한다. 리프트-오프 재료는 단계 202 및 제1 리프트-오프 패턴의 형성과 관련하여 전술한 재료와 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 당업자라면, 본 명세서의 개 시 내용으로부터, 리프트-오프 재료가 수평열 전극층과의 정렬을 확고히 하거나 및/또는 리프트-오프 패턴을 형성한 후의 광학 스택의 청결도를 증가시키기 위해 선택될 수도 있음을 이해할 것이다.
제조 공정(200)은 또한 하나 이상의 가요성층을 형성하는 단계(212)를 포함한다. 실시예에서, 가요성층은 부분 제작품의 간섭 변조기(partially fabricated interferometric modulator) 및 리프트-오프 재료 위에 하나 이상의 층을 적층함으로써 형성된다. 일실시예에 따르면, 가요성층은 미러층과 가요성 금속 도전체층을 포함한다. 실시예에서, 미러층은 알루미늄(Al)층을 포함한다. 미러층의 두께는 통상적으로 재료의 반사율 및 재료의 구조적인 강도를 고려하여 선택되며, 예컨대 그 재료는 독립 구조로 직립된 상태에서 제조 공정 단계 및 정상적인 동작의 스트레스를 견뎌내기 위해 충분한 정도로 두꺼워야 한다. 또한, 미러층은 일례의 실시예에서 전체적으로 반사성을 나타내도록 충분히 두꺼운 것이 바람직하다. 실시예에서, 미러층의 두께는 약 80Å 내지 약 1㎛의 범위를 갖는다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 미러층은 약 300Å의 두께를 갖는다. 또한, 미러층은 알루미늄에 추가하여 또는 알루미늄 대신 은(Ag) 또는 금(Au) 등의 하나 이상의 다른 반사성 재료를 포함할 수도 있음을 이해할 것이다. 가요성층은 도전성, 반사성 및/또는 가요성을 가질 수도 있으며, 그에 따라 예컨대 단일은 구조체가 전극층, 미러층 및 변형 가능층으로서 기능할 수도 있다. 일부 실시예에서, 예컨대 도 7c에 도시된 바와 같이, 반사층(14)은 변형 가능한 층(34)에 현수되어 있으며, 이들 모두는 전극층으로서 기능할 수도 있다. 다양한 다른 구성 또한 이용될 수 있다.
실시예에서, 가요성층의 가요성 금속 도전체층은 니켈(Ni)층을 포함한다. 도전체층의 두께는 통상적으로 재료의 구조적인 강도 및 제조 공정 단계를 견뎌낼 능력을 고려하여 선택된다. 실시예에서, 가요성 금속 도전체층의 두께는 약 300Å 내지 약 1㎛의 범위를 갖는다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 가요성층의 도전체층은 약 1000Å의 두께를 갖는다. 당업자라면, 본 명세서의 개시 내용으로부터, 도전체층이 니켈에 추가하여 또는 니켈 대신에 크롬, 알루미늄, 및/또는 알루미늄 합금 등의 하나 이상의 다른 도전성 재료를 포함할 수도 있음을 이해할 것이다. 도전체층은 금속 산화물 샌드위치 등의 복합 구조체를 포함할 수도 있다.
당업자라면, 본 명세서의 개시 내용으로부터, 전술한 가요성층의 일부 또는 전부가 적어도 부분적으로 광학 스택층에의 부착(또는 미부착) 및/또는 지지 구조체 혹은 포스트층에 대한 부착을 위해 선택될 수도 있다. 예컨대, 도 1을 참조하면, 가요성층(14b)의 재료는 간섭 변조기(12b)의 작동 동안 고정된 상태의 부분 반사층(16b)에 대한 부착을 최소로 하도록 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 가요성층의 재료는 예컨대 도전체층과 미러층 간의 부착을 최대화하기 위해 서로에 대한 부착을 위해 선택될 수도 있다.
제조 공정(200)은 또한 리프트-오프 공정을 이용하여 가요성층을 패터닝하는 단계(214)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 패터닝 후의 잔여 가요성층은 간섭 변조기(12a, 12b) 등의 간섭 변조기의 제2 미러, 수직열 전극, 및 기전층을 형성한다. 가요성층은 예컨대 도 7에 도시된 바와 같은 구성을 형성하기 위해 미러층과 별도로 패터닝될 수도 있다. 리프트-오프 공정은 높은 도전성과 인장 강도를 갖는 것이 바람직하다. 가요성층은 제조 공정의 스트레스를 견뎌내기 위한 내부 재료 강도와, 평면화 재료에 대한 부착력을 갖는 것이 바람직하다.
실시예에서, 리프트-오프 스텐실을 제거함으로써, 제2 미러의 패터닝된 영역이 형성되고, 도 14 및 도 15에 예시된 바와 같은 하부 희생층의 일부분이 노출된다(이에 대해서는 후술됨). 본 실시예에 예시된 리프트-오프 공정은, 가요성층의 일부분이, 내부 구조체용의 대상이 되는 적층된 재료를 에칭하지 않고서도(이 예에서는, 가요성층을 직접 에칭하지 않고서도) 제거될 수 있도록 한다. 가요성층의 이러한 부분에 대한 종래의 에칭 제거는 하부의 희생층에 대한 바람직하지 않은 미완성의 에칭의 결과로 나타나는 것으로 판명되었다.
당업자라면, 본 명세서의 개시 내용으로부터, 다양한 추가의 공정 단계를 통해 희생층을 제거하여 캐비티, 예컨대 간섭 변조기(12a)의 캐비티(19)(도 1)를 형성할 수도 있음을 이해할 것이다. 또한, 전술한 설명에 기초하여, 당업자라면, 본 명세서의 개시 내용으로부터, 제조 공정에 걸쳐, 특히 전술한 바와 같은 광학 스택의 제조 동안 패턴 형성을 확고히 하면서, 리프트-오프 공정의 이용을 통해, 제조 공정(200)이 에칭 호환성 문제 및 상이하고 흔하지 않은 화학제 문제를 방지하기 위해 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 제조 공정(200)은 또한 공정 단계를 감소시키고, 층 재료의 이용 가능성 및 선택과 간섭 변조기의 제조 편의를 증대시키기 위해 사용될 수도 있다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 부분 제작품의 간섭 변조기(300)의 평면도 및 단면도이다. 도시된 바와 같이, 변조기(300)는 투명 기판 조 립체(302), 패터닝된 리프트-오프 재료 PiRL(304), 및 포토레지스트(306)를 포함하며, 이들은 함께 리프트-오프 스텐실(308)을 형성한다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 리프트-오프 재료는 PiRL 재료(304)를 선택적으로 에칭함으로써 위에서 아래로의 사다리꼴 또는 대략 "T"-자 형상을 형성할 것이다. T-자 형상은, T-자 형상의 위쪽 부분에 적층된 재료가 T-자 형상의 베이스 부근의 기판에 적층된 재료로부터 분리되기 때문에, 리프트-오프를 용이하게 하는데 도움을 줄 것이다. T-자 형상은 또한 리프트-오프 스텐실(308)이 리프트-오프 화학제에 노출되는 것을 용이하게 할 것이다. 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 포스트(602a)는 영역 312에 추후에 형성될 것이며, 레일(601b)(하위 전극을 서로 분리시키는)은 도 9a에 나타낸 바와 같이 영역 310에 추후에 형성될 것이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 부분 제작품의 간섭 변조기(400)의 평면도 및 단면도이다. 도시된 바와 같이, 변조기(400)는 리프트-오프 스텐실(308)과 기판(302) 모두의 위에 형성된 스택(402)을 포함한다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 스택(402)은 ITO층(404), Cr층(406), 유전체층(408), 및 희생 Mo층(410)을 포함하는 복수의 재료층을 포함한다. 도 15와 관련하여 아래에 설명되는 바와 같이, ITO층(404), Cr층(406), 및 유전체층(408)은 궁극적으로는 광학 스택(906)으로 통합된다. 전술한 바와 같이, 리프트-오프 스텐실(308)의 두께는 리프트-오프 스텐실(308)을 제거하기 위해 추후에 사용되는 화학제에 대한 측면 접근을 용이하게 하도록 스택(402)의 두께보다 더 큰 것이 바람직하다.
도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 부분 제작품의 간섭 변조 기(500)의 평면도와 단면도이다. 도시된 바와 같이, 간섭 변조기(500)는 리프트-오프 스텐실(308)이 제거되는(도 10b에 도시된 바와 같이 리프트-오프 스텐실(308) 상에 적층된 스택(402)의 일부분과 함께) 리프트-오프 공정이 발생된 후의 패터닝된 스택(402)을 포함한다. 패터닝된 스택(402)은 하부의 광학 스택(404～408)(도 10b)을 포함한다. 광학 스택(404～408)(하부의 희생층(410)과 함께)은 리프트-오프 후에 잔류하는 재료로 형성된다는 점에서는 포지티브 방식으로 패터닝된다. 간섭 변조기(500)는 또한 리프트-오프 스텐실(308)의 제거에 의해 형성된 기판(302) 상의 네거티브 패터닝된 영역(502a, 502b)을 포함한다.
도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 부분 제작품의 간섭 변조기(600)에 대한 평면도를 나타내고, 도 12b 및 도 12c는 그 단면도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 간섭 변조기(600)는, 전면측 정렬 노출 기술(도 12b) 또는 배면 자체 정렬 노출 기술(도 12c)을 이용하여 방사선(606)에의 노출에 의해 레티클(604)을 통해 행성된 지지 구조체(602a(포스트), 602b(레일))를 포함한다. 포스트(602a) 및 레일(602b) 구조체는 각각 기판(302) 상의 네거티브 방식으로 패터닝된 영역(502a, 502b)에 형성된다(도 11a 및 도 11b).
네거티브 방식으로 패터닝된 영역을 형성하기 위해 리프트-오프 공정을 이용하는 것은 특히 두꺼운 층을 제거하는 경우에 패터닝될 재료를 직접 에칭하는 것에 비해 이로울 것으로 판명되었다. 예컨대, 직접 에칭 공정에 의해 형성된 네거티브 방식으로 패터닝된 영역은 패턴 재료를 하부 절단하기 위한 에칭제에 대한 경향 때문에 그 위의 패턴 재료(예컨대, 포토레지스트)의 크기보다 다소 더 크게 되는 경 향이 있다. 포스트 구조체가 최대량의 공간을 점유하는 것이 바람직한 실시예에서, 리프트-오프 공정을 이용하는 것은 포스트 구조체가 형성될 수도 있는 작은 면적이 바람직한 네거티브 방식의 패터닝된 영역의 형성을 용이하게 한다. 그러므로, 바람직한 실시예에서, 리프트-오프 공정은 간섭 변조기의 제조 동안 네거티브 방식으로 패터닝된 영역을 형성하기 위해, 더욱 바람직하게는 포스트 구조체가 추후에 형성되는 네거티브 방식으로 패터닝된 영역을 형성하기 위해 이용된다. 다수의 실시예에서, 간섭 변조기의 제조 동안 네거티브 방식으로 패터닝된 영역의 형성을 위해서는 직접 에칭(습식 및/또는 건식 에칭)에 비해 습식-에칭 리프트-오프 공정이 특히 이로울 것이다.
복수의 재료층을 제거하기 위해, 특히 상대적으로 얇은 층의 아래에 있는 상대적으로 두꺼운 층의 제거를 위해서는, 직접 에칭 공정보다는 리프트-오프 공정을 이용하는 것이 이로울 것이다. 상이한 재료가 직접 에칭에 대해서는 상이한 레이트를 갖기 때문에, 복수의 층을 제거하기 위해 등방성 에칭제를 사용하는 것은, 각종 층의 상이한 재료에 대해 측면 에칭 레이트가 상이하게 되므로, 간혹 불규칙한 측벽을 초래하게 된다. 예컨대, 후막의 ITO층 위에 박막의 크롬층을 포함하는 스택의 습식 에칭은, 후박의 ITO층에 대한 요구된 정도의 에칭을 달성하기 위해서는, ITO층을 제거하기 위해 사용된 에칭제에 대한 노출이 비교적 길 것이기 때문에, 크롬층의 하부 절단(undercut)을 초래할 것이다. 그러므로, 바람직한 실시예에서, 리프트-오프 공정은 간섭 변조기의 제조 동안 복수의 재료층을 제거하기 위해 사용된다. 다수의 실시예에서, 간섭 변조기의 제조 동안 복수 재료의 층을 제거하기 위해서는 직접 습식 에칭에 비해 습식 리프트-오프 공정이 특히 이롭다.
도 13a 및 도 13b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 부분 제작품의 간섭 변조기(700)의 평면도와 단면도이다. 도 13b의 단면도는 도 12b에 예시된 것과는 상이한 라인을 따르고 있다는 점에 유의하기 바란다. 도시된 바와 같이, 간섭 변조기(700)는 패터닝된 리프트-오프 재료 PiRL(704) 및 포토레지스트(706)를 포함하며, 이들은 함께 리프트-오프 스텐실(708)을 형성하고 있다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 리프트-오프 스텐실(708)은 전술한 다른 리프트-오프 스텐실(308)의 형성에 대하여 설명된 것과 유사하게 대략 스택(402) 위에 T-자형으로 형성되어 있다.
도 14a 및 도 14b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 부분 제작품의 간섭 변조기(800)의 평면도 및 단면도이다. 도시된 바와 같이, 간섭 변조기(800)는 스택(402), 리프트-오프 스텐실(708) 및 포스트(602a) 위에 형성된 가요성층(802)을 포함한다. 도 14b에 도시된 바와 같이, 가요성층(802)은 Al 미러층(804) 및 Ni 도전체층(806)을 포함하는 것이 이롭다. Al 미러층(804) 및 Ni 도전체층(806)은 예컨대 물리적 증기 증착 또는 스퍼터링 증착에 의해 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
도 15a는 본 발명의 실시예에 따른 간섭 변조기(900)의 평면도이고, 도 15b 및 도 15c는 그 단면도이다. 도시된 바와 같이, 간섭 변조기(800)는 리프트-오프 스텐실(708)이 제거되는(도 14b에 도시된 바와 같이 리프트-오프 스텐실(708)에 적층된 가요성층(802)의 일부분과 함께) 리프트-오프 공정이 발생된 후의 패터닝된 가요성층(802)(Al 미러층(804) 및 Ni 도전체층(806)을 포함)을 포함한다. 리프트-오프 스텐실(708)을 제거함으로써 애퍼쳐(902, 904)가 형성된다. 도 15b 및 도 15c는 스택(402)으로부터의 희생층(410)의 사전-처리 제거를 예시하며, 이에 의해 ITO층(404), Cr층(406) 및 유전체층(408)을 포함하는 광학 스택(906)이 형성된다. 희생층(410)의 제거 또한 간섭 변조기(900)의 캐비티(19)의 형성을 발생시킨다. 포스트(602a)는 패터닝된 가요성층(802)에 대한 지지 구조체이며, 또한 캐비티(19)를 형성하도록 작용한다. 실시예에서, 이러한 제거는 간섭 변조기(800)를 크세논 불화물(XeF2)에 노출시킴으로써 달성되며, 이 크세논 불화물은 애퍼쳐(902, 904)를 통해 흘러 Mo 희생층(410)과 화학적으로 반응하여, 희생층이 건식 에칭 공정에 의해 제거되도록 하고, 그에 의해 캐비티(19)를 형성한다.
전술한 간섭 변조기의 제조 공정에 대한 실시예가 특정한 바람직한 실시예를 통해 설명되었지만, 본 명세서 내의 개시 내용으로부터 다른 실시예도 가능하다는 것은 당업자에게는 명백하다. 예컨대, 리프트-오프 공정은 광학 스택 또는 가요성층의 각종 층 중에서 하나 또는 일부에만 적용될 수도 있고, 혹은 이들 층에 대해 적용되지 않을 수도 있다. 또한, 전술한 리프트-오프 공정을 이용하여 다양한 간섭 변조기 구조체 및 형상이 형성될 수도 있다. 예컨대, 강성의 미러층(14)이 도 7c에 예시된 바와 같이 캐비티(19) 위의 기계적인 층(34)에 현수되도록, 미러 기능이 가요성층의 기계적 기능 또는 가요성 기능과 분리되는 것이 이로울 수도 있다. 이러한 구조체를 제조하기 위한 적합한 방법은 반복적인 실험에 의해 결정될 것이며, 예컨대 미러층(14)의 제조를 위해서는 제1 리프트-오프 공정을 수반하고, 기계 적인 층(34)의 제조를 위해서는 제2 리프트-오프 공정을 수반할 수도 있다. 당업자라면, 개개의 간섭 변조기의 제조에 적용 가능한 것으로서 본 명세서에 설명된 방법은 간섭 변조기 어레이의 제조에도 적합하다는 것을 이해할 것이다. 마찬가지로, 간섭 변조기 어레이의 제조에 적용 가능한 것으로서 본 명세서에 설명된 방법은 개개의 간섭 변조기의 제조에도 적합하다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 기술 요지를 벗어남이 없이 많은 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 형태는 단지 예시일 뿐이며 본 발명의 범주를 제한하려는 것이 아님을 분명하게 이해해야 한다.

Claims (45)

  1. 간섭 변조기를 제조하는 방법에 있어서,
    적어도 제1 패터닝 제조 공정을 이용하여 투명 기판 상에 광학 스택을 형성하는 단계;
    상기 투명 기판 위에 지지 구조체를 형성하는 단계; 및
    상기 광학 스택 및 상기 지지 구조체 위에 적어도 제2 패터닝 제조 공정을 이용하여 상부 미러층을 형성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 광학 스택, 상기 지지 구조체, 및 상기 상부 미러층의 적어도 하나의 표면에 의해 캐비티가 형성되며, 상기 상부 미러층의 일부분이 상기 캐비티 내로 이동함으로써 상기 투명 기판의 표면으로부터 감지되는 광학 특성이 제어 가능하고 예측 가능하게 변경되며, 상기 제1 패터닝 제조 공정 및 상기 제2 패터닝 제조 공정 중 적어도 하나의 공정이 리프트-오프 공정(lift-off process)을 포함하며,
    상기 상부 미러층을 형성하는 단계는, 상기 광학 스택과 상기 상부 미러층 사이에 희생층을 적층시키는 단계를 포함하며,
    상기 리프트-오프 공정은 상기 광학 스택의 적어도 일부분을 상기 희생층의 적어도 일부분과 함께 리프트 오프(lift off)하는 단계를 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학 스택은 도전체층, 하부 미러 금속층, 및 유전체층 중 적어도 하나를 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학 스택은 하부 미러 금속층을 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    적어도 상기 하부 미러 금속층은 수평열 전극을 형성하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티를 형성하기 위해 상기 희생층의 적어도 일부분을 제거하는 단계를 더 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 미러층은 가요성의 금속 도전체층을 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    적어도 상기 상부 미러층은 수직열 전극을 형성하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 패터닝 제조 공정 및 상기 제2 패터닝 제조 공정은 리프트-오프 공정을 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    영상 기기를 형성하는 단계를 더 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 영상 기기는 평판형 디스플레이를 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 평판형 디스플레이는 모바일 전자 기기의 일부인, 간섭 변조기의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 영상 기기는 휴대용 컴퓨터, 개인 휴대용 정보 단말기, 랩탑 컴퓨터, 이동 전화, 휴대용 비디오 게임 기기, 가정용 기기, 텔레비전, 계시기(timepiece), 키오스크(kiosk), 및 자동차용 컴퓨터 기기 중 적어도 하나를 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 리프트-오프 공정은 일반적으로 T-자형 리프트-오프 스텐실(T-shaped lift-off stencile)을 형성하는 단계를 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 리프트-오프 공정은 리프트-오프 스텐실을 패터닝하는 단계를 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 리프트-오프 스텐실을 패터닝하는 단계는 중합체 위에 포토레지스트를 적층시키는 단계를 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 리프트-오프 공정은 리프트-오프 스텐실을 제거하기 위해 습식 에칭을 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 상부 미러층에 변형 가능한 층을 적층시키는 단계를 더 포함하는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 상부 미러층은 희생층을 제거한 후에는 상기 변형 가능한 층에 현수되는, 간섭 변조기의 제조 방법.
  21. 청구항 1의 간섭 변조기 제조 방법에 의해 제조된 간섭 변조기.
  22. 청구항 1의 간섭 변조기 제조 방법에 의해 제조된 간섭 변조기 어레이를 포함하는 디스플레이 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 간섭 변조기 어레이와 전기적으로 연결되고, 이미지 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서와,
    상기 프로세서와 전기적으로 연결된 메모리 기기
    를 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 간섭 변조기 어레이에 적어도 하나의 신호를 전송하도록 구성된 드라이버 회로를 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 드라이버 회로에 상기 이미지 데이터의 적어도 일부분을 전송하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 이미지 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 송수신기, 및 송신기 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 시스템.
  28. 제23항에 있어서,
    입력 데이터를 수신하고, 그 입력 데이터를 상기 프로세서에 전달하도록 구성된 입력 기기를 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
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