KR101199903B1 - 건조제가 일체화된 디스플레이 기기 시스템 및 그 제조방법 - Google Patents

건조제가 일체화된 디스플레이 기기 시스템 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101199903B1
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로렌 팔마티어
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퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
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Abstract

일체화된 건조제를 구비한 패키지 구조(210) 및 간섭 변조기의 패키징 방법을 개시한다. 간섭 변조기(400)는 투명 기판(250) 상에 형성된다. 백플레인(310)은 투명 기판에 결합되어 패키지 구조(210)를 형성하며 간섭 변조기를 둘러싼다. 패키지 내의 수분을 흡수하기 위해 백플레인 또는 투명 기판 내에 일체화된 건조제(500)가 제공된다.
Figure R1020050085010
간섭 변조기, 미소 기전 시스템, 패키징, 백플레인, 건조제, 해방 상태, 작동 상태

Description

건조제가 일체화된 디스플레이 기기 시스템 및 그 제조 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DISPLAY DEVICE WITH INTEGRATED DESICCANT}
이들 및 다른 본 발명의 태양이 이하의 설명 및 첨부된 도면에서 보여지겠지만, 이들은 본 발명을 예시적으로 나타내기 위한 것이지 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
도 1은, 제1 간섭 변조기의 이동가능한 반사층이 해방 위치에 있고, 제2 간섭 변조기의 이동가능한 반사층은 작동 위치에 있는, 간섭 변조기 디스플레이의 일실시예의 일부를 도시한 등각투영도이다.
도 2는 3×3 간섭 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 기기의 일실시예를 나타낸 시스템 블록도이다.
도 3은, 도 1의 간섭 변조기의 일실시예에서, 인가된 전압에 대응한 이동가능한 미러의 위치를 나타낸 도면이다.
도 4는 간섭 변조기 디스플레이를 구동하기 위해 사용될 수 있는 한 세트의 수평열 및 수직열 전압을 나타낸 것이다.
도 5a 및 5b는 도 2의 3×3 간섭 변조기 디스플레이에 한 프레임의 디스플레이 데이터를 기록하기 위해 사용될 수 있는 수평열 및 수직열 신호에 대한 타이밍도의 일례를 나타낸 것이다.
도 6a는 도 1에 도시된 기기의 단면도이다.
도 6b는 간섭 변조기의 다른 실시예의 단면도이다.
도 6c는 간섭 변조기의 또 다른 실시예의 단면도이다.
도 7은 전자 디스플레이를 구비한 무선 전화기 핸드세트의 일실시예를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 8은 전자 디스플레이의 일실시예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9a는 전자 디스플레이의 일실시예를 개략적으로 나타내는, 도 8의 선 10-10을 따라 절단한 단면도이다.
도 9b는 전자 디스플레이의 다른 제1 실시예를 개략적으로 나타내는, 도 8의 선 10-10을 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 전자 디스플레이의 다른 제2 실시예를 개략적으로 나타내는, 도 8의 선 10-10을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 전자 디스플레이의 다른 제3 실시예를 개략적으로 나타내는, 도 8의 선 10-10을 따라 절단한 단면도이다.
도 12는 전자 디스플레이의 다른 제4 실시예를 개략적으로 나타내는, 도 8의 선 10-10을 따라 절단한 단면도로서, 건조제 재료가 디스플레이 백플레인에 일체화되어 있는 것을 보여준다.
도 13a 및 13b는 복수의 간섭 변조기를 포함하여 구성되는 시각 디스플레이 기기의 실시예를 보여주는 시스템 블록도이다.
본 발명의 기술분야는 미소 기전 시스템(MEMS: Micro Elelcro-Mechanical Systems) 및 이러한 시스템의 패키징에 관련된다. 보다 구체적으로, 본 발명의 기술분야는 간섭 변조기 및 건조제 재료를 사용하여 그러한 변조기를 제조하는 방법에 관련된다.
미소 기전 시스템은 미소 기계 소자, 액추에이터, 및 전자 기기를 포함한다. 미소 기계 소자는 침적(deposition), 에칭, 및/또는, 기판 및/또는 침적된 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. 간섭 변조기는 한 쌍의 도전성 플레이트를 포함하고, 이들 중 하나 또는 양자 모두는 전체적으로 또는 부분적으로 투명하거나 및/또는 반사성을 가지고 있을 수 있고, 적절한 전기 신호가 인가되면 상대적으로 이동할 수 있다. 하나의 플레이트는 기판 상에 배치된 고정층을 포함하여 구성되고, 다른 하나의 플레이트는 에어갭에 의해 상기 고정층으로부터 이격된 금속막을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 기기는 그 응용분야가 넓고, 이러한 형태의 기기의 특성을 활용 및/또는 개조하여, 그 특성이 기존의 제품을 개선하고 아직까지 개발되지 않은 새로운 제품을 창출하는 데에 이용될 수 있도록 하는 것은 해당 기술분야에서 매우 유익할 것이다.
본 발명은 건조제를 일체화시킨 디스플레이 기기 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 시스템, 방법 및 기기는 각각 여러 가지 실시태양을 가지고 있고, 그들 중 하나가 단독으로 모든 바람직한 특성을 나타내는 것은 아니다. 이하에서 본 발명의 주요 특징을 설명하겠지만, 이것이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다. 이러한 점을 고려하여, "발명의 상세한 설명"을 읽고 나면, 본 발명의 특징적 구성이 어떻게 다른 디스플레이 기기에 비해 더 나은 장점을 제공하는지를 이해하게 될 것이다.
일 실시예는 투명 기판, 상기 투명 기판을 통해 투과된 광을 변조하도록 구성된 간섭 변조기, 및 상기 간섭 변조기 상에 설치되어 상기 투명 기판과의 사이에 상기 간섭 변조기를 하나의 패키지로 밀봉하는 백플레인(backplane) 커버를 포함하여 구성되는 디스플레이 기기를 제공하며, 상기 백플레인 커버는 패키지 내의 습기를 흡수하도록 구성된 일체화된 건조제를 가진다.
또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 기기의 제조 방법이 제공된다. 이 방법에 따르면, 투명 기판을 제공하고, 투명 기판 상에 간섭 변조기를 형성한다. 다음으로, 백플레인을 투명 기판에 결합시켜 간섭 변조기를 둘러싸도록 패키지를 형성한다. 또한 패키지 내에 일체화된 건조제가 제공된다.
또 다른 실시예에 따르면, 패키지, 전자 디스플레이 및 건조제를 포함하는 디스플레이 기기가 제공된다. 패키지는 투명 기판, 백플레인, 및 백플레인과 투명 기판 사이에 적용되는 밀봉재를 포함하여 구성된다. 전자 디스플레이는 투명 기판을 통해 투과되는 광을 변조하도록 구성되고, 투명 기판 상에 형성되어 투명 기판과 백플레인 사이에 위치한다. 건조제는 패키지 내에 일체화되며, 패키지 내의 수분을 흡수하도록 되어 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 기기가 제공된다. 디스플레이 기기는 광을 투과시키기 위한 투과 수단(transmitting means), 상기 투과 수단을 통해 투과된 광을 변조하도록 구성된 변조 수단, 상기 투과 수단과의 사이에 상기 변조 수단을 하나의 패키지로 밀봉하기 위한 캡슐화 수단(encapsulating menas), 및 상기 투과 수단 또는 상기 캡슐화 수단 중 어느 하나에 일체화되어 있는 수분 흡수 수단을 포함한다.
또 다른 태양에서는, 디스플레이 기기가 제공된다. 상기 디스플레이 기기는 광을 투과시키기 위한 투과 수단, 상기 투과 수단을 통해 투과된 광을 변조하도록 구성된 수단, 상기 투과 수단과의 사이에 상기 변조 수단을 하나의 패키지로 밀봉하기 위한 캡슐화 수단, 및 상기 투과 수단 또는 상기 캡슐화 수단 중 어느 하나에 일체화되어 있는 수분 흡수 수단을 포함하고, 상기 수분 흡수 수단은 막(membrane)을 통해 수분을 흡수하도록 구성되어 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 기기의 제조 방법이 제공된다. 투명 기판이 제공되고, 투명 기판 상에 간섭 변조기가 형성된다. 내부 표면 상에 오목한 영역을 가진 백플레인이 제공된다. 내부 표면 상의 오목한 영역에 건조제가 부착되고, 건조제가 부착된 후 백플레인은 투명 기판과 결합되어 패키지를 형성한다.
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 정지화상(예컨대, 스틸 이미지)이든, 또는 텍스트이든 그림이든, 이미지를 디스플레이하도록 구성된 것이라면 어떠한 기기에든 구현될 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 한정되지는 않지만, 예컨대 다음과 같은 다양한 전자 기기에서 또는 그러한 전지 기기와 관련하여 구현될 수 있도록 의도된다: 이동전화기, 무선 기기, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 손에 들고 다니거나 휴 대할 수 있는 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이터, 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 표지판, 프로젝터, 건축 구조물, 포장물, 및 미적 구조물(예컨대, 보석 상의 이미지 디스플레이). 또한, 여기서 개시한 미소 기전 시스템 기기와 유사한 구조의 기기를 전자 스위칭 기기와 같은 비(非)디스플레이 분야에 사용할 수도 있다.
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 "개방 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 나타낸 등각투영도다. 여기서, 각 픽셀은 미소 기전 시스템의 간섭 변조기를 포함하여 구성된다. 일부 실시예에서, 간섭 변조기 디스플레이는 이들 간섭 변조기들의 행렬 어레이을 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), 이동가능한 층은 부분적으로 반사하는 고정된 층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치한다. 제2 위치에서, 이동가능한 층은 부분적으로 반사하는 층에 보다 가까이 인접하여 위치한다. 두 개의 층으로부터 반사되는 입사광은 이동가능한 반사층의 위치에 따라 보강적으로 또는 상쇄적으로 간섭하여, 각 픽셀을 전체적으로 반사 상태 또는 비반사 상태로 만든다.
도 1에 도시된 부분의 픽셀 어레이는 두 개의 간섭 변조기(12a, 12b)를 포함한다. 좌측에 있는 간섭 변조기(12a)에서는, 이동가능하고 반사성이 높은 층(14a) 이 부분적으로 반사하는 고정된 층(16a)으로부터 소정의 거리를 두고 해방 위치에 있는 것이 도시되어 있다. 우측에 있는 간섭 변조기(12b)에서는, 이동가능하고 반사성이 높은 층(14b)이 부분적으로 반사하는 고정된 층(16b)에 인접한 작동 위치에 있는 것이 도시되어 있다.
고정된 층(16a, 16b)은 전기적으로 도전성을 가지고 있고, 부분적으로 투명하며, 부분적으로 반사성을 가지고 있고, 예컨대 투명 기판(20) 상에 크롬과 인듐주석산화물(ITO)로 된 하나 이상의 층을 침적시킴으로써 제조될 수 있다. 이들 층을 병렬 스트립으로 패턴화하여, 이하에서 설명하는 바와 같이, 디스플레이의 수평열 전극(row electrode)을 형성할 수 있다. 이동가능한 층(14a, 14b)은, 포스트(18)와 이 포스트들 사이에 개재된 희생 재료의 표면에 침적된 금속층(들)으로 된 일련의 병렬 스트립(수평열 전극(16a, 16b)에 수직하는)으로 형성될 수 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거하면, 변형가능한 금속층이 에어갭(19)에 의해 고정된 금속층으로부터 이격된다. 변형가능한 층은 알루미늄과 같이 도전성과 반사성이 높은 재료를 이용하여 형성할 수 있고, 이것의 스트립은 디스플레이 기기의 수직열 전극(column electrode)을 형성할 수 있다.
전압이 인가되지 않으면, 층(14a)과 층(16a) 사이에 캐비티(19)가 그대로 존재하게 되어, 변형가능한 층이 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, 이동가능한 층이 변형되어, 도 1에서 우측에 도시된 픽셀(12b)과 같이, 고정된 층에 대해 힘을 받게 된다(도 1에는 도시하지 않았지만, 단락을 방지하고 이격 거리를 제어하기 위해 고정된 층 상에 유전 재료를 배치할 수 있다). 이러한 양상은 인가된 전위차의 극성에 관계없이 동일하다. 이러한 방식으로, 반사와 비반사의 픽셀 상태를 제어할 수 있는 수평열/수직열열 구동은 종래의 액정 디스플레이나 다른 디스플레이 기술에서 사용되었던 방식과 여러 가지 면에서 유사하다.
도 2 내지 5는 디스플레이 응용분야에서 간섭 변조기의 어레이를 이용하기 위한 방법 및 시스템의 일례를 보여준다. 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 컨트롤러(22)와 통신하도록 구성 된다. 일실시예에서, 어레이 컨트롤러(22)는 픽셀 어레이(30)에 신호를 제공하는 수평열 구동 회로(24) 및 수직열 구동 회로(26)를 포함한다. 도 2에서 1-1의 선을 따라 절단한 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. 이동가능한 층을 해방 상태에서 작동 상태로 변형시키기 위해, 예컨대, 10볼트의 전위차가 요구될 수 있다. 그러나, 전압이 그 값으로부터 감소할 때, 전압이 10볼트 이하로 떨어지더라도 이동가능한 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 실시예에서, 이동가능한 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 여기서는 "히스테리시스 영역" 또는 "안정 영역"이라고 부른다. 도 3의 히스테리시트 특성을 가진 디스플레이 어레이의 경우, 수평열/수직열 구동 프로토콜은, 수평열이 스트로브 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, 첫번째 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 두번째 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 및 5는 도 2의 3×3 어레이 상에서 디스플레이 프레임을 생성하기 위한 하나의 가능한 구동 프로토콜을 나타낸 것이다. 도 4는 도 3의 히스테리시스 곡선을 보여주는 픽셀들에 사용될 수 있는 수직열 및 수평열의 가능한 전압 레벨 세트 를 보여준다. 도 4의 실시예에서, 픽셀을 작동시키기 위해, 해당하는 수직열은 -Vbias로 설정하고 해당하는 수평열은 +ΔV로 설정한다. 각각의 전압은 -5볼트 및 +5볼트에 대응할 수 있다. 픽셀을 해방시키기 위해서는, 해당하는 수직열은 +Vbias로 설정하고 해당하는 수평열은 동일한 값의 +ΔV로 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 5b는 도 2의 3×3 어레이에 인가되는 일련의 수평열 및 수직열 신호를 보여주는 타이밍도이며, 그 결과로서 작동된 픽셀들이 비반사성인 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 작동된다. 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 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 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, 상술한 예는 예시에 불과하고, 임의의 구동 전압 방법을 본 발명에 적용하여도 무방하다.
위에서 설명한 원리에 따라 동작하는 간섭 변조기의 상세한 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 도 6a 내지 6c는 이동하는 미러 구조의 세가지 다른 예를 보여준다. 도 6a는 도 1에 도시된 실시예의 단면도로서, 금속 재료로 된 스트립(14)이 직각으로 연장된 지지대(18) 상에 배치되어 있다. 도 6b에서, 이동가능한 반사 재료(14)가 연결선(32)에 의해 그 코너에서만 지지대에 부착되어 있다. 도 6c에서, 이동가능한 반사 재료(14)가 변형가능한 층(34)에 매달려 있다. 이 실시예는, 반사 재료(14)에 대한 구조적 설계와 재료는 광학 특성에 대해 최적화될 수 있고, 변형가능한 층(34)에 대한 구조적 설계와 재료는 원하는 기계적 특성에 대해 최적화될 수 있기 때문에 유용하다. 여러 가지 형태의 간섭 기기의 제조에 대해, 예컨대 미국특허공개 제2004/0051929호를 포함하여 여러 공개 문헌에 기술되어 있다. 일련의 재료 침적, 패터닝 및 에칭 단계들을 포함하여, 상술한 구조를 제조하기 위해 다양한 공지 기술이 사용될 수 있다.
도 7은 전자 디스플레이(200)를 구비한 무선 전화기 핸드세트(100)를 예시한다. 예시된 이 도면에서, 전자 디스플레이(200)는 전화번호 "555-1212"를 표시하고 있다. 전자 디스플레이(200)는, 한정되지는 않지만, 다른 텍스트 및 동화상 또는 정지 화상을 포함한 다른 정보를 표시할 수 있음을 이해할 것이다.
전자 디스플레이(200)는, 한정되지는 않지만, 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), 또는 간섭 변조기 (IMOD) 직시형(direct view) 전자 디스플레이를 포함하는 임의 형태의 디스플레이일 수 있다. 본 발명의 실시예는 건조제를 사용하는 이들 형태의 전자 디스플레이의 제조 및 패키징에 관한 것이다. 여기서 설명하는 패키지 및 패키징 방법은, 한정되지는 않지만, 전술한 간섭 변조기를 포함한 여러 가지 전자 디스플레이의 패키징에 이용할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시한 디스플레이(200)의 사시도이다.. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 디스플레이(200)는 투명하거나 반투명한 전방 표면(250), 밀봉재(280) 및 백플레인(300)을 가진다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 디스플레이(200) 내부에, 투명한 전방 표면(250)과 백플레인(300) 사이에는 특정 디스플레이 기술을 위한 전자부품이 있다. 예컨대, 디스플레이 내에는 LED, OLED 또는 IMOD 디스플레이 기기를 위한 전자부품이 있을 수 있다. 각각의 이들 디스플레이 형태 는 습기에 대한 상이한 감도(sensitivity)를 가진다. 그러므로, 디스플레이 기기와 접촉하게 될 수도 있는 수분의 양을 감소시키는 수단을 제공하는 것이 바람직하다.
미소 기전 시스템 기기를 위한 패키징 기술을 이하에 보다 구체적으로 설명한다. 간섭 변조기 어레이와 같은, 미소 기전 시스템 기기용 기본적 패키지 구조의 개략도가 도 9a에 도시되어 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 기본적 패키지 구조(200)는 기판(250) 및 백플레인 커버 또는 "캡"(300)을 포함하고, 기판(250) 상에 간섭 변조기 어레이 (400)가 형성되어 있다. 이 백플레인 또는 캡(300)은 "백플레이트(backplate)"라고 칭할 수도 있다. 여기서 사용되는 "디스플레이", "패키지 구조" 및 "패키지" 등의 용어는 호환적으로 사용될 수 있다.
도 9a에 도시된 실시예에 따르면, 기판(250)과 백플레인(300)은 밀봉재(280)에 의해 결합되어 패키지 구조(200)를 형성함으로써, 간섭 변조기 어레이(400)는 기판(250), 백플레인(300), 및 밀봉재(280)에 의해 둘러싸인다. 간섭 변조기는 광을 변조하는 수단을 제공하고, 투명 기판은 광을 투과시키는 수단을 제공한다. 백플레인은 투명 기판과 백플레인 사이에 간섭 변조기를 하나의 패키지로 밀봉하는 캡슐화 수단을 제공한다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 백플레인(300)과 기판(250) 사이에는 캐비티(350)가 있다. 전술한 간섭 변조기 어레이의 이동가능한 미러(14a, 14b)와 같이, 미소 기전 시스템 기기의 이동하는 부분은 그것이 이동할 수 있는 보호된 공간을 갖는 것이 바람직하다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 캐비티(350)는 오목한 캐비티 를 가진 백플레인(300)을 이용하여 제공될 수 있다. 오목한 캐비티(350)를 이용함으로써 밀봉재(280)를 비교적 얇게 제공할 수 있고, 그에 따라 수증기의 투과를 적게 할 수 있다.
밀봉재(280)는 기판(250)과 백플레인(300)을 결합하여 패키지 구조(200)를 형성하도록 제공된다. 밀봉재(280)는 종래의 에폭시계 접착제와 같은 비밀폐성(non-hermetic) 밀봉재일 수 있다. 다른 실시예에서, 밀봉재(280)는 1일당(per day) 0.2-4.7 g mm/m2kPa 범위의 수증기 침투율을 가질 수 있는 여러 가지 형태의 밀봉재 중에서 폴리이소부틸렌(부틸 고무라 칭하기도 하고, 때에 따라서는 PIB라 칭함), o-링, 폴리우레탄, 박막 금속 용접, 액체 스핀-온 유리(spin-on-glass), 땜납, 폴리머, 또는 플라스틱일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 밀봉재(280)는 밀폐성(hermetic) 밀봉재일 수 있다.
기판(250)은 박막, 미소 기전 시스템 기기 등이 그 위에 장착될 수 있는 반투명한 물질 또는 투명한 물질일 수 있다. 그러한 투명한 물질로는, 한정되지는 않지만, 유리, 플라스틱, 투명한 폴리머 등이 포함된다. 이미지는 영상 표시면(imaging surface) 역할을 하는 기판(250) 상에 표시된다. 간섭 변조기 어레이(400)는 막(membrane) 변조기 또는 분리 가능형 변조기를 포함할 수 있다. 그러한 기기의 예는 Miles에 허여된 미국특허 제5,835,255호에 개시되어 있으며, 이 특허문헌은 참고로서 본원에 포함된다. 당업자라면 백플레인(300)이 임의의 적합한 재료, 예컨대 유리, 금속, 금속박, 폴리머, 플라스틱, 세라믹, 또는 반도체 재료(예; 실리콘) 등으로 형성될 수 있음을 이해할 것이다.
일반적으로, 수증기가 패키지 구조 내부로 침투되는 것을 최소화하여, 패키지 구조(200)의 내부 환경을 제어하고, 상기 환경이 일정한 상태로 유지되도록 패키지 구조를 밀폐방식으로 밀봉하는 것이 바람직하다. 밀폐성 밀봉 공정의 일례가 미국특허 제6,589,625호게 개시되어 있다. 패키지 구조(200) 내부의 습도가, 수분으로 인한 표면 장력이 간섭 변조기(400)에 있는 이동가능한 소자(예컨대, 전술한 이동가능한 미러(14a, 14b))의 복원력보다 커지는 수준을 초과할 경우에는 이동가능한 소자가 영구적으로 표면에 붙어버리게 될 수 있다.
건조제는 패키지 구조(200) 내부에 체류하는 수분을 제어하는 데 이용될 수 있다. 패키지 구조(200)는 캐비티(350) 내부의 수분을 감소시키도록 되어 있는 일체화된 건조제(예컨대, 백플레인 재료 또는 투명 기판 재료 내에 일체화된 건조제, 백플레인과 일체화된 파우치(pouch) 내에 수용된 건조제, 또는 백플레인 제조 시 백플레인 내에 침적시키거나 혼합시킨 건조제)를 포함하는 것이 바람직하다. 도 9a에 도시한 실시예에서, 건조제 파우치(480)는 간섭 변조기 어레이(400)와 백플레인(300) 사이에 위치한다. 건조제는 또한 이하에서 보다 구체적으로 설명하는 바와 같이, 백플레이인의 제조 시 오목한 영역(들)에 부착하거나 오목한 영역(들) 내에 백플레인과 일체화시킬 수 있다.
건조제는 밀폐성 또는 비밀폐성 밀봉재를 가진 패키지를 위해 사용할 수 있다. 밀폐성 밀봉재를 가진 패키지에서, 건조제는 전형적으로 패키지 내부에 체류하는 수분을 제어하기 위해 사용된다. 비밀폐성 밀봉재를 가진 패키지에서, 건조 제는 외부환경으로부터 패키지 내에 유입되는 수분을 제어하기 위해 사용된다. 당업자는 건조제가 밀폐방식으로 밀봉된 패키지에서는 필요하지 않을 수 있으나, 패키지 내에 체류하는 수분을 제어하거나, 에폭시 또는 패키지 내부 표면으로부터의 가스 물질 또는 잔류하는 수분을 포획하기 위해 바람직할 것임을 이해할 것이다.
본 명세서에 개시된 실시예에 따르면, 건조제는 디스플레이 패키지 구조를 제조했을 때뿐 아니라 밀봉한 후에 디스플레이 패키지 구조에 침투하는 물 분자를 흡수하도록 되어 있는 것이 바람직하다. 알 수 있는 바와 같이, 건조제는 패키지 구조 내에 낮은 습도 환경을 유지하며 수증기가 디스플레이 전자부품(예컨대, 간섭 변조기)의 동작에 악영향을 미치는 것을 방지한다. 이러한 낮은 습도 환경의 유지는 이하의 도 9 내지 도 12를 참조하여 보다 완벽히 설명할 것이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 디스플레이(200) 내부에는 건조제 파우치(480)도 밀봉되어 있다. 이러한 실시예에서, 건조제 파우치(480)는 캐비티(350) 내에 형성되어 백플레인(300)에 부착되어 있다. 건조제 파우치(480)는 건조제 재료(500)와 막(membrane) 커버(550)를 포함한다. 건조제 파우치(480)는 밀폐성 밀봉재 또는 비밀폐성 밀봉재를 가진 디스플레이 내에서 사용될 수 있다. 밀폐성 밀봉재를 가진 디스플레이에서, 건조제 파우치(480)는 패키지의 내부에 체류하는 수분을 제어하는 데 사용될 수 있다. 비밀폐성 밀봉재를 가진 디스플레이에서, 건조제 파우치(480)는 주변 환경으로부터 패키지 내부로 유입되는 수분을 제어하는 데 사용될 수 있다.
파우치(480)의 막(550)은 건조제 재료(500)를 수용할 수 있는 충분한 강도를 가지면서도, 수증기가 막(550)을 통과하여 건조제 재료(500)에 접촉할 수 있도록 하는 화합물로 만들어지는 것이 바람직하다. 그러한 재료의 예로는 Tyvek®(DuPont Corporation) 또는 폴리에틸렌과 같이, 수증기 투과 속도 (MVTR: moisture vapor transmission rate)가 낮은 것이 바람직하다. 막(550)의 MVTR은 사용되는 재료의 형태 및 두께, 그리고 외부의 환경적 조건에 좌우된다. 몇몇 실시예에서는, 막(550)이 백플레인(300, 310)에 직접 부착되거나, 접착제로 백플레인(300, 310)에 밀봉될 수 있음을 알아야 한다. 적합한 접착제는, 한정되지는 않지만, PSA(감압성 접착제) 박막 패치(patch) 내의 접착제 및 분배된 접착제, 바람직하게는 NASA 규격에 부합되는 것과 같은, 가스 배출 규격(outgassing specification)이 낮은 열경화성 또는 UV 경화성 에폭시류를 포함한다.
하기 표 1은 막(550)에 적합한 다수의 막 재료용 MVTR을 제시한다. MVTR (단위: 평방피트당 1일당 수분의 그램수)을 알면, 막(550)의 총 표면적(막 표면적) 및 둘레의 밀봉재를 통한 패키지(200, 210) 내부로의 수분 침투 속도, 건조제가 패키지(200, 210) 내부를 건조 상태로 유지하여 적절한 동작을 할 수 있도록 충분한 속도로 수분을 흡수하는 데 요구되는 막(550)의 MVTR을 계산할 수 있다.
[표 1]
재료 MVTR*
gm/m2-day gm/ft2-day
알루미늄박 래핑(wrapping) 0.025 mm 0.5 0.05
알루미늄박 래핑 0.009mm 1.0 0.09
셀룰로오스 필름('셀로판') 등급: 400's MXXT
　(폴리비닐리덴 클로라이드 코팅)
폴리비닐리덴/폴리비닐 클로라이드 필름
　('사란(Saran)') 0.005 cm (0.002 in)		 1.5 0.14
폴리비닐리덴/폴리비닐 클로라이드 필름
　('사란') 0.0013 cm (0.0005 in)		 3.0 0.28
폴리에틸렌 필름('폴리에틸렌')
　0.0125cm (0.005 in)
왁스처리된 종이
　(45.5 kg (100 lb) per DC Ream)		 4.0 0.37
셀룰로오스 필름('셀로판')
등급: 300's MSAT
　(셀룰로오스 니트레이트 코팅)		 7.5 0.70
락커 처리 글라신(glassine)
　(16 kg (35 lb) per DC Ream)		 9.0 0.84
폴리에틸렌 필름　('폴리에틸렌')
0.005 cm (0.002 in)		 10.0 0.93
폴리에틸렌 필름　('폴리에틸렌')
　0.0025 cm (0.001 in)		 20.0 1.86
폴리에틸렌 코팅된 크라프트(kraft)
　(9kg (20 lb) per DC Ream)		 30.0 2.79
* 100℉ 및 상대 습도 90%에서 측정함
일반적으로, 간섭 변조기 어레이의 광학적 성질을 해치지 않으면서 수분을 포집할 수 있는 물질이면 어느 것이나 건조제 재료(500)로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 건조제는 간섭 변조기(400)의 광학적 성질을 손상시키지 않는다. 적합한 건조제 재료(500)는, 한정되지 않지만, 제올라이트, 황산칼슘, 산화칼슘, 실리카겔, 분자체(molecular sieve), 표면 흡수제, 체적 흡수제(bulk adsorbent), 및 화학 반응제를 포함한다. 그 밖의 건조제 재료에는 과립의 일부가 염화코발트로 코팅된 실리카겔인 표시형(indicating) 실리카겔이 포함된다. 상기 실리카는 수분으로 포화되면 변색한다. 산화칼슘은 수분 흡수 속도가 비교적 느린 물질이다.
특정한 실시예에서, 건조제 재료(500)는 도 9b에 도시된 바와 같이, 파우치(480) 또는 막 커버가 없이 패키지 구조(210)의 캐비티(350) 내에 삽입될 수 있음을 이해할 것이다. 도 9b에 도시된 실시예의 백플레인(310)은 도 9a에 도시된 실시예의 백플레인(300)과 같은 정도로 깊은 오목한 캐비티를 갖고 있지 않다. 당업자는 도 9a에 도시된 것과 같은 오목한 캐비티를 구비한 백플레인을 가진 패키지에서 파우치(480)나 막 커버(550) 없이 건조제 재료(500)를 캐비티(350) 내에 삽입할 수 있음을 알 것이다.
건조제는 상이한 형태, 형상 및 크기를 가질 수 있다. 고체 또는 겔 형태 이외에도 건조제 재료(500)는 그러한 형태와는 달리 분말 형태일 수 있다. 이러한 분말은 파우치(480) 내에 직접 삽입되거나 파우치(480) 없이 패키지 내에 직접 삽입될 수 있고, 그렇지 않으면 부착용 접착제와 혼합될 수 있다.. 다른 실시예에서, 건조제는 패키지 내에 적용되기 전에 실린더나 시트와 같은 상이한 형상으로 형성될 수 있다. 건조제 파우치(480)는 임의의 형태를 가질 수 있고 디스플레이(200, 210)에 대한 적절한 건조 기능을 제공하는 임의의 두께를 가질 수 있음을 알아야 한다.
당업자는 건조제 재료(500)가 여러 가지 방식으로 적용되고 패키지와 일체화될 수 있음을 이해할 것이다. 일실시예에서, 건조제 재료(500)는 간섭 변조기 어레이(400)의 일부로서 적층된다. 또 다른 실시예에서, 건조제 재료(500)는 스프레이 또는 딥 코팅(dip coat)으로 패키지 내부에 부착된다.
또 다른 실시예에서, 건조제 재료(500)는 샌드블라스트(sandblast) 처리되거 나 또는 표준 포토리소그라피 기술을 이용하여 에칭된 후의 백플레인과 같이 패키지의 내부 표면 상에 인쇄 또는 스프레이 처리될 수 있다. 백플레인에 오목한 포켓 또는 윈도우를 형성하기 위해서, 바람직하게는 표준 포토리소그라피 기술을 이용하여 에칭하기 전에, 먼저 마스크를 백플레인에 적용함으로써, 바람직하게는 약 15㎛의 두께를 가진 박층의 테두리 밀봉재로 패키지를 더 얇게 할 수 있다. 당업자는 또한 박층으로 형성된 테두리 밀봉재는 패키지 내에 침투하는 수증기 유속(flux)을 더 낮출 수 있으며, 따라서 패키지/기기는 더 긴 수명을 가질 수 있음을 알 것이다. 샌드블라스팅 및 습식 에칭과 같은 에칭 기술이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. 당업자는, 이와 다르게 포토리소그라피 마스크 대신에 스텐실(stencil)을 이용할 수 있음을 이해할 것이다. 포켓 또는 윈도우가 만들어진 후, 오목한 포켓 또는 윈도우에 건조제 재료(500)가 부착된다 (예를 들면, 분무 또는 붓칠). 건조제 재료(500)가 오목한 포켓 또는 윈도우에 부착될 때까지 마스크를 제거하지 않음으로써 건조제 재료(500)를 백플레인의 오목하지 않은 영역에 부착할 위험성이 거의 없음을 이해할 것이다. 백플레인이 제조되어 패키지의 다른 부품과 함께 조립되기 전에 배치되는 경우, 건조제 재료(500)를 보호하기 위해 얇은 금속박(foil)을 건조제 재료 위에 적용할 수 있다. 건조제 재료(500)는 패키지가 완성된 후에 활성화될 수 있다.
전형적으로, 건조제를 수용한 패키지에서, 기기의 예상 수명은 건조제의 수명에 의존할 수 있다. 건조제가 완전히 소진되면, 충분량의 수분이 캐비티(350)에 유입되고 간섭 변조기(400)에 손상을 일으키므로 간섭 변조기(400)는 고장을 일으 킬 수 있다. 디스플레이 기기의 이론적 최대 수명은 캐비티(350)에 들어가는 수증기 유속뿐 아니라 건조제 재료의 양 및 형태에 의해 결정된다.
기기의 이론적 수명은 하기 식을 이용하여 계산될 수 있다:
Figure 112005051017328-pat00001
수증기 유속 = -P(dp/dt)
상기 식에서 P는 테두리 밀봉재(280)에 대한 수증기 침투 계수이고, dp/dt는 밀봉재(280)의 폭을 가로지르는 수분 증기압 구배(gradient)이다.
밀폐성 밀봉재를 가진 디스플레이의 실시예에서, 기기의 수명은 건조제 용량 또는 밀봉재의 형상에 크게 의존하지는 않는다.. 밀봉재(280)가 밀폐성이 아닌 디스플레이 기기에서는, 기기의 수명은 수분을 흡수하고 유지하는 건조제의 용량에 더 의존한다.
디스플레이(580)의 또 다른 실시예를 도 10에 도시한다. 도시된 바와 같이, 내부 캐비티(350) 내에 두 개의 건조제 파우치(650, 700)가 형성되어 있다. 2개의 건조제 파우치(650, 700)는 캐비티(350) 내에서 수분을 제거하는 기능을 가진다. 이 실시예에서, 파우치(650, 700)를 채우는 데 사용하는 건조제 재료(500)는 두 파우치(650, 700)에서 동일할 수도 있고 상이할 수도 있음을 알아야 한다. 예컨대, 하나의 파우치는 물 분자를 매우 빨리 결합시키지만 비교적 단시간에 소모되어 버리는 건조제로 채워질 수 있다. 그러한 건조제의 예는 제올라이트(zeolite)이다. 다른 하나의 파우치는 물 분자를 서서히 흡수하지만 장시간 사용할 수 있다. 그러 한 화합물의 일례는 산화칼슘이다. 물론, 본 발명의 실시예는 특정한 수의 일체형 건조제 파우치 또는 각 파우치에 사용되는 특정한 건조제에 한정되는 것은 아니다. 디스플레이 기기는 본 발명의 사상을 일탈하지 않고서 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개 또는 그 이상의 건조제 파우치를 내부에 가질 수 있다.
디스플레이(780)의 또 다른 실시예를 도 11에 도시한다. 본 실시예에서, 건조제 파우치(850, 950)는 백플레인(300) 대신에 투명하거나 반투명한 기판(250)에 일체로 접착되어 있다. 바람직하게는, 파우치(850, 950)가 디스플레이 전자부품과 접촉하거나 손상을 주지 않는다. 본 실시예는 건조제 파우치를 오직 기판(250)에 접착시키는 것에 한정되지는 않음을 알아야 한다. 다른 실시예에서, 기판(250)과 백플레인(300)이 모두 일체화된 건조제 파우치를 가진다.
도 12는 건조제 재료(500)가 백플레인(1050)을 형성하는 재료 내에 일체화되어 있는, 디스플레이(1000)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 그러한 재료는 백플레인(1050)을 형성하는 플라스틱 내에 건조제(500)를 결합하여 제조할 수 있다. 바람직하게는, 도 12에 도시한 바와 같이, 건조제를 백플레인(1050)의 내측 면 상에 백플레인(1050) 내에 결합한다. 그러한 재료의 예로는 2AP(Sud-Chemie)가 있으며, 이것은 분자체나 실리카겔과 같은 건조제의 정밀한 양을 폴리머와 결합한 것이다. 건조제 재료(500)가 백플레인(1050) 자체에 결합되어 있으므로, 패키징 공정중에 건조제 재료(500)를 별도의 단계에서 첨가할 필요가 없다. 부연하면, 2AP는 주문에 따라 수분 흡수 속도가 조절될 수 있다.
백플레인(1050)용으로 적합한 또 다른 재료는 Capitol Specialty Plastics Inc.(미국 앨라배마주 오번 소재)가 제조한 것이다. 이 재료는 건조제(500)를 채널링제와 함께, 여러 가지 형상으로 몰딩 또는 압출할 수 있는 폴리머 내에 결합시킨 것이다. 거의 모든 형태의 폴리머를 건조제(500)와 함께 사용할 수 있다. 이 형태의 건조제 플라스틱에 의하면 백플레인(1050) 전체를 습기 흡수제로 작용하도록 할 수 있다. 그러한 백플레인(1050)용으로 적합한 다른 재료는, 한정되지는 않지만, 예컨대 비정질 실리콘, 크롬 및 그와 유사한 재료와 같이 화학적으로 또는 플라즈마 방식으로 에칭하여 제거할 수 있는 금속박 보호체와 함께 공급되는 재료를 포함한다.
일반적으로, 디스플레이를 제조하기 위한 패키징 공정은 진공, 진공 내지 주변 압력 이하의 압력, 또는 주변 압력보다 높은 압력에서 수행될 수 있다. 패키징 공정은 또한 밀봉 공정중에 변동되고 조절되는 고압 또는 저압 환경에서 수행될 수 있다. 디스플레이를 완전히 건조한 환경에서 패키징하는 것이 유리할 수 있지만, 필수적인 것은 아니다. 마찬가지로, 패키징 환경이 주변 조건에서 불활성 가스 환경일 수 있고, 또는 주변 조건에서 질소와 같은 불활성 가스를 수용하도록 캐비티(350)를 생성할 수 있다. 주변 조건에서 패키징을 실행하면, 기기의 동작에 영향을 주지 않고 주변 조건을 통해 기기를 수송할 수 있기 때문에 저비용 공정 및 장비 선택에 융통성 측면에서 보다 큰 잠재력이 제공될 수 있다.
도 13a 및 13b는 디스플레이 기기(2040)의 실시예를 나타내는 시스템 블록도이다. 디스플레이 기기(2040)는, 예컨대, 휴대 전화기일 수 있다. 그러나, 디스플레이 기기(2040)의 동일한 구성요소 또는 그것을 약간 변경한 것도 텔레비전 및 이동형 미디어 재생기와 같은 여러 가지 형태의 디스플레이 기기를 예시하는 것이다.
디스플레이 기기(2040)는 하우징(2041), 디스플레이(2030), 안테나(2043), 스피커(2045), 입력 기기(2048), 및 마이크(2046)를 포함한다. 하우징(2041)은 일반적으로 사출 성형이나 진공 성형을 포함하여 해당 기술분야에서 잘 알려진 여러 가지 제조 공정 중 어느 것에 의해서도 제조될 수 있다. 또한, 하우징(2041)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(2041)은 분리가능한 부분(도시되지 않음)을 포함하고, 이 분리가능한 부분은 다른 색깔이나 다른 로고, 그림 또는 심볼을 가진 다른 분리가능한 부분으로 교체될 수 있다.
본 예의 디스플레이 기기(2040)의 디스플레이(2030)는, 여기서 개시한 쌍안정(bi-stable) 디스플레이를 포함하여, 여러 가지 디스플레이 중 어느 것이어도 무방하다. 다른 실시예에서, 디스플레이(2030)는, 상술한 바와 같은, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD, 또는 TFT LCD 등과 같은 평판 디스플레이와, 해당 기술분야에서 당업자에게 잘 알려진 바와 같은, CRT나 다른 튜브 디스플레이 기기 등과 같은 비평판 디스플레이를 포함한다. 그러나, 본 실시예를 설명하기 위해, 디스플레이(2030)는 여기서 설명하는 바와 같이 간섭 변조기 디스플레이를 포함한다.
예시된 디스플레이 기기(2040)의 일실시예에서의 구성요소가 도 13b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예의 디스플레이 기기(2040)는 하우징(2041)을 포 함하고, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되어 있는 구성요소들을 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 본 예의 디스플레이 기기(2040)가 송수신기(2047)와 연결된 안테나(2043)를 포함하는 네트워크 인터페이스(2027)를 포함할 수 있다. 송수신기(2047)는 프로세서(2021)에 연결되어 있고, 프로세서(2021)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning hardware)(2052)에 연결되어 있다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 신호를 고르게 하도록(예컨대, 신호를 필터링하도록) 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 스피커(2045)와 마이크(2046)에 연결되어 있다. 프로세서(2021)는 입력 기기(2048)와 드라이버 컨트롤러(2029)에도 연결되어 있다. 드라이버 컨트롤러(2029)는 프레임 버퍼(2028)와 어레이 드라이버(2022)에 연결되어 있고, 어레이 드라이버는 디스플레이 어레이(2030)에 연결되어 있다. 전원(2050)은 예시된 디스플레이 기기(2040)의 특정 설계에 따라 요구되는 모든 구성요소에 전력을 공급한다.
네트워크 인터페이스(2027)는 예시된 디스플레이 기기(2040)가 네트워크를 통해 하나 이상의 기기들과 통신할 수 있도록 안테나(2043)와 송수신기(2047)를 포함한다. 일실시예에서, 네트워크 인터페이스(2027)는 프로세서(2021)의 부담을 경감하기 위해 어느 정도의 처리 능력을 가질 수도 있다. 안테나(2043)는 신호를 송수신하는 것으로서, 해당 기술분야의 당업자에게 알려진 어떠한 안테나라도 무방하다. 일실시예에서, 안테나는 IEEE 802.11(a), (b), 또는 (g)를 포함하여 IEEE 802.11 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(2047)는 안테나(2043)로부터 수신한 신호를, 프로세서(2021)가 수신하여 처리할 수 있도록 전처리한다. 또한, 송수신기(2047)는 프로세서(2021)로부터 수신한 신호를, 안테나(2043)를 통해 본 예의 디스플레이 기기(2040)로부터 전송될 수 있도록 처리한다.
다른 실시예에서, 송수신기(2047)를 수신기로 대체할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 네트워크 인터페이스(2027)는 프로세서(2021)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(2021)는 일반적으로 본 예의 디스플레이 기기(2040)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(2021)는 네트워크 인터페이스(2027)나 이미지 소스로부터 압축된 이미지 데이터 등을 수신하여, 이를 본래의 이미지 데이터 또는 본래의 이미지 데이터로 처리될 수 있는 포맷으로 가공한다. 그런 다음, 프로세서(2021)는 가공된 데이터를 드라이버 컨트롤러(2029)나 저장을 위한 프레임 버퍼(2028)로 보낸다. 전형적으로, 본래의 데이터는 이미지 내의 각 위치에 대한 이미지 특성을 나타내는 정보를 말한다. 예컨대, 그러한 이미지 특성은 컬러, 채도, 명도(gray-scale level)를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 프로세서(2021)는 마이크로컨트롤러, CPU, 또는 예시된 디스플레이 기기(2040)의 동작을 제어하는 논리 유닛을 포함한다. 일반적으로, 컨디셔 닝 하드웨어(2052)는, 스피커(2045)로 신호를 보내고 마이크(2046)로부터 신호를 받기 위해, 증폭기와 필터를 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 예시된 디스플레이 기기(2040) 내의 별도의 구성요소일 수도 있고, 또는 프로세서(2021)나 다른 구성요소 내에 통합되어 있을 수도 있다.
드라이버 컨트롤러(2029)는 프로세서(2021)에 의해 생성된 본래의 이미지 데이터를 이 프로세서(2021)로부터 직접 또는 프레임 버퍼(2028)로부터 받아서, 이를 어레이 드라이버(2022)에 고속으로 전송하기에 적합한 포맷으로 재구성한다. 구체적으로, 드라이버 컨트롤러(2029)는 디스플레이 어레이(2030)를 가로질러 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가지도록 본래의 이미지 데이터를 래스터(raster)와 같은 포맷을 가진 데이터 흐름으로 재구성한다. 그런 다음, 드라이버 컨트롤러(2029)는 재구성된 정보를 어레이 드라이버(2022)로 보낸다. 종종 액정 디스플레이의 컨트롤러 등과 같은 드라이버 컨트롤러(2029)가 독립형 집적 회로(stand-alone IC)로서 시스템 프로세서(2021)와 통합되기도 하지만, 이러한 컨트롤러는 여러 가지 방법으로 구현될 수 있다. 이러한 컨트롤러는 프로세서(2021)에 하드웨어 또는 소프트웨어로서 내장될 수도 있고, 또는 어레이 드라이버(2022)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수도 있다.
전형적으로, 어레이 드라이버(2022)는 드라이버 컨트롤러(2029)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(2029), 어레이 드라이버(2022), 및 디스플레이 어레이(2030)는 여기서 기술한 어떠한 형태의 디스플레이에 대해서도 적합하다. 예컨대, 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(2029)는 종래의 디스플레이 컨트롤러 또는 쌍안정 디스플레이 컨트롤러(예컨대, 간섭 변조기 컨트롤러)이다. 다른 실시예에서, 어레이 드라이버(2022)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예컨대, 간섭 변조기 디스플레이)이다. 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(2029)는 어레이 드라이버(2022)와 통합되어 있다. 그러한 예는 휴대폰, 시계 및 다른 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에서는 일반적인 것이다. 또 다른 실시예에서, 디스플레이 어레이(2030)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예컨대, 간섭 변조기 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.
입력 기기(2048)는 사용자로 하여금 예시된 디스플레이 기기(2040)의 동작을 제어할 수 있도록 한다. 일실시예에서, 입력 기기(2048)는 쿼티(QWERTY) 키보드나 전화기 키패드 등의 키패드, 버튼, 스위치, 터치 스크린, 감압형 막 또는 감열형 막을 포함한다. 일실시예에서, 마이크(2046)는 예시된 디스플레이 기기(2040)의 입력 기기이다. 기기에 데이터를 입력하기 위해 마이크(2046)가 사용되는 경우에, 예시된 디스플레이 기기(2040)의 동작을 제어하기 위해 사용자는 음성 명령을 제공할 수 있다.
전원(2050)은 해당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 에너지 저장 기기를 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 전원(2050)은 니켈-카드뮴 전지나 리튬-이온 전지와 같은 재충전가능한 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(2050)은 재생가능한 에너지원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지와 태양 전지 도료를 포함하는 태양 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(2050)은 콘센트로부터 전력을 공급받도록 구성된다.
몇몇 구현예에서는, 상술한 바와 같이, 전자 디스플레이 시스템 내의 여러 곳에 위치될 수 있는 드라이버 컨트롤러의 제어를 프로그램 가능하게 구성할 수 있다. 어떤 경우에는, 어레이 드라이버(2022)의 제어를 프로그램 가능하게 구성할 수도 있다.. 해당 기술분야의 당업자라면 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소로도 상술한 최적화 상태를 구현할 수 있고, 또 여러 가지 다양한 구성으로 구현할 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
이상의 설명에서는 여러 가지 실시예에 적용된 본 발명의 신규한 특징을 보여주고, 설명하고 또 지적하였지만, 본 발명의 사상으로부터 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자가 예시된 기기 또는 공정의 상세한 구성이나 형태로부터 다양하게 생략하고 대체하고 변경하는 것이 가능하다는 것을 알아야 한다. 인식하고 있는 바와 같이, 몇몇 특징은 다른 특징들과 분리되어 사용되거나 실현될 수 있으므로, 본 발명은 여기에 개시된 특징과 장점을 모두 가지고 있지는 않은 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명에 의하면, 건조제가 일체화된 디스플레이 기기를 얻을 수 있으므로, 디스플레이 기기 내부의 수분을 제어함으로써 수명을 연장할 수 있고, 건제조가 일체화되어 있어 소형화 및 집적화를 달성할 수 있다.

Claims (51)

  1. 디스플레이 기기에 있어서,
    투명 기판;
    상기 투명 기판을 통하여 투과되는 광을 변조하도록 구성되어 있는 간섭 변조기(interferometric modulator); 및
    상기 간섭 변조기 상에 설치되고, 상기 투명 기판과의 사이에 상기 간섭 변조기를 하나의 패키지로 밀봉하는 백플레인 커버(backplain cover)
    를 포함하고,
    상기 백플레인 커버는 일체화된 건조제를 포함하는 재료로 구성되고,
    상기 백플레인 커버는 상기 패키지 내부의 수분을 흡수하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백플레인 커버는, 폴리머 및 분자체(molecular sieve) 또는 실리카 겔을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 백플레인 커버는, 건조제, 채널링제(channeling agent) 및 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백플레인 커버의 표면 위에 건조의 스프레이 코트(spray coat)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 백플레인 커버의 표면은 오목한 영역(recessed area)을 포함하고, 상기 오목한 영역은 건조제를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 건조제는 제올라이트(zeolite)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 건조제는 산화칼슘인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기판은 상기 패키지 내의 수분을 흡수하도록 구성된 일체화된 건조제를 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  9. 디스플레이 기기의 제조 방법에 있어서,
    투명 기판을 제공하는 단계;
    상기 투명 기판 위에 간섭 변조기(interferometric modulator)를 형성하는 단계;
    상기 간섭 변조기를 에워싸는 패키지를 형성하기 위해 상기 투명 기판에 백플레인을 결합시키는 단계; 및
    멤브레인 내에 포함된 건조제를 상기 패키지 내에 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 멤브레인은 상기 백플레인에 일체화되어 있는, 디스플레이 기기의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 멤브레인은 폴리에틸렌으로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 건조제는, 제올라이트, 황산칼슘, 산화칼슘, 실리카겔, 분자체, 표면 흡착제, 벌크 흡착제, 화학 반응제 및 표시용 실리카겔로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  14. 디스플레이 기기에 있어서,
    투명 기판을 포함하는 패키지;
    백플레인, 상기 백플레인과 상기 투명 기판 사이에 설치되는 밀봉재(seal);
    상기 투명 기판을 통해 투과되는 광을 변조하도록 구성되어 있고, 상기 투명 기판 위에 형성되며 상기 투명 기판과 상기 백플레인 사이에 위치하는 전자 디스플레이; 및
    상기 패키지 내에서 상기 백플레인에 일체화되어 있는 파우치(pouch) 내에 포함된 건조제를 포함하며,
    상기 건조제는 상기 패키지 내의 수분을 흡수하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서,
    상기 파우치는 폴리에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  18. 디스플레이 기기에 있어서,
    광을 투과시키기 위한 투과 수단;
    상기 투과 수단을 통하여 투과된 광을 변조하도록 구성되어 있고 간섭 변조기(interferometric modulator)를 포함하는 변조 수단;
    상기 투과 수단과의 사이에서 상기 변조 수단을 하나의 패키지로 밀봉하기 위한 캡슐화 수단; 및
    상기 투과 수단 또는 상기 캡슐화 수단 중 어느 하나에 일체화되어 있고, 상기 패키지 내의 수분을 흡수하도록 구성되어 있는 수분 흡수 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 수분 흡수 수단이 제올라이트, 황산칼슘, 산화칼슘, 실리카겔, 분자체, 표면 흡착제, 벌크 흡착제, 화학반응제 및 표시용 실리카겔 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 캡슐화 수단은 상기 수분 흡수 수단을 포함하는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 캡슐화 수단의 적어도 일부는 상기 수분 흡수 수단을 포함하는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  22. 디스플레이 기기에 있어서,
    투명 기판;
    상기 투명 기판을 통해 투과되는 광을 변조하도록 구성되어 있고, 상기 투명 기판 위에 형성되는 전자 디스플레이;
    상기 투명 기판과 결합하여 패키지를 형성하는 백플레인으로서, 상기 백플레인과 상기 투명 기판 사이의 상기 패키지에 상기 전자 디스플레이가 위치하는, 상기 백플레인;
    상기 패키지 내에서 상기 백플레인에 일체화되어 있는 적어도 하나의 파우치; 및
    상기 적어도 하나의 파우치 내에 있으며, 상기 패키지 내의 수분을 흡수하도록 구성된 건조제
    를 포함하는 디스플레이 기기.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 제22항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파우치는 두 개의 파우치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 두 개의 파우치 각각은 서로 다른 타입의 건조제를 함유하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  27. 백플레인 제조 방법에 있어서,
    백플레인을 제공하는 단계로서, 상기 백플레인의 표면 상에 오목한 영역이 있고 상기 오목한 영역은 상기 백플레인의 상기 표면에 마스크를 제공하고 상기 마스크에 의해 노출되는 상기 백플레인의 영역을 에칭함으로써 생성되는, 상기 백플레인을 제공하는 단계;
    상기 백플레인의 상기 표면 상의 상기 오목한 영역에 건조제를 적용하는 단계로서, 상기 건조제는 상기 마스크가 상기 표면 위에 있는 동안 상기 백플레인에 일체화되는, 상기 건조제를 제공하는 단계;
    간섭 변조기가 위에 형성되어 있는 투명 기판을 제공하는 단계; 및
    패키지를 형성하기 위해 상기 투명 기판에 상기 백플레인을 결합하는 단계
    를 포함하는 백플레인 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 에칭은 샌드블래스팅(sandblasting)인 것을 특징으로 하는 백플레인 제조 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 에칭은 습식 에칭인 것을 특징으로 하는 백플레인 제조 방법.
  30. 삭제
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