KR102141261B1 - 회로 기반 광전자 집게 - Google Patents

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Abstract

미세유체 광전자 집게(OET) 디바이스는 DEP 전극들로부터 이격되는 위치들에 배치되는 감광성 엘리먼트들 상에 지시되는 광 빔을 제어함으로써 활성화 및 비활성화될 수 있는 유전이동(DEP) 전극들을 포함할 수 있다. 감광성 엘리먼트들은 DEP 전극들을 파워 전극에 접속하는 스위치 메커니즘들을 오프 상태와 온 상태 사이를 스위칭할 수 있는 포토다이오드들일 수 있다.

Description

회로 기반 광전자 집게{CIRCUIT BASED OPTOELECTRONIC TWEEZERS}
광전자 미세유체 디바이스들(optoelectronic microfluidic devices)(예를 들어, 광전자 집게(optoelectronic tweezers: OET) 디바이스들)은 액체 매체에서의 객체들(예를 들어, 세포들(cells), 입자들(particles) 등)을 조작하기 위해 광학적으로 유발된 유전이동(dielectrophoresis: DEP)을 활용한다. 도 1a 및 1b는 상부(upper) 전극(112), 측벽들(114), 광전도성 재료(photoconductive material)(116) 및 하부(lower) 전극(124) 사이에 있을 수 있는 챔버(chamber)(104)에서의 액체 매체(liquid medium)(106)에서 객체들(108)을 조작하기 위한 간단한 OET 디바이스(100)의 일 예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 파워 소스(power source)(126)는 상부 전극(112) 및 하부 전극(124)에 인가될 수 있다. 도 1c는 챔버(104)에서의 매체(106)의 임피던스가 저항기(resistor)(142)에 의해 나타나며 광전도성 재료(116)의 임피던스가 저항기(144)에 의해 나타나는 간략화된 등가 회로를 도시한다.
광전도성 재료(116)는 광에 의해 조명되지 않는 한 실질적으로 저항성이다. 조명되지 않는 동안, 광전도성 재료(116)(및 그에 따른 도 1c의 등가 회로에서의 저항기(144))의 임피던스는 매체(106)의 임피던스(및 그에 따른 도 1c에서의 저항기(142))보다 크다. 전극들(112, 124)에 인가되는 파워로부터의 전압 강하(voltage drop)의 대부분은 매체(106)(및 그에 따른 도 1c의 등가 회로에서의 저항기(142))에 걸치기보다는 오히려 광전도성 재료(116)(및 그에 따른 도 1c의 등가 회로에서의 저항기(144))에 걸쳐 있다.
가상(virtual) 전극(132)은 광(136)으로 영역(134)을 조명함으로써 광전도성 재료(116)가 영역(134)에서 생성될 수 있다. 광(136)으로 조명될 때, 광전도성 재료(116)는 전기적으로 전도성이 되며, 조명 영역(134)에서의 광전도성 재료(116)의 임피던스는 상당히 강하한다. 조명 영역(134)에서의 광전도성 재료(116)의 조명 임피던스(및 그에 따른 도 1c의 등가 회로에서의 저항기(144))는 예를 들어, 매체(106)의 임피던스보다 작게까지 상당히 감소될 수 있다. 조명 영역(134)에서, 전압 강하의 대부분은 이제 광전도성 재료(116)(도 1c에서의 저항기(144))보다는 오히려 매체(106)(도 1c에서의 저항기(142))에 걸쳐 있다. 그 결과는 일반적으로 조명 영역(134)으로부터 상부 전극(112) 상의 대응하는 영역에까지 매체(106)에서의 비-균일 전계(non-uniform electrical field)이다. 비-균일 전계는 매체(106)에서의 인접 객체(108) 상의 DEP 힘을 발생시킬 수 있다.
가상 전극(132)과 같은 가상 전극들은 광의 서로 다른 그리고 이동하는 패턴들로 광전도성 재료(116)를 조명함으로써 임의의 원하는 패턴 또는 패턴들에서 선택적으로 생성될 수 있으며 이동될 수 있다. 매체(106)에서의 객체들(108)은 따라서 매체(106)에서 선택적으로 조작(예를 들어, 이동)될 수 있다.
일반적으로 말하면, 광전도성 재료(116)의 비조명 임피던스는 매체(106)의 임피던스보다 커야 하며, 광전도성 재료(116)의 조명 임피던스는 매체(106)의 임피던스보다 작아야 한다. 보여지는 바와 같이, 매체(106)의 임피던스가 낮을수록, 광전도성 재료(116)의 요구되는 조명 임피던스가 낮아진다. 전형적인 광전도성 재료들의 본질적 특성들로서의 그와 같은 요인들 및 현실적으로, 광전도성 재료(116)의 영역(134) 상에 지시될 수 있는 광(136)의 강도에 대한 제한으로 인해, 현실적으로 달성될 수 있는 조명 임피던스에 대한 더 낮은 제한이 존재한다. 따라서 도 1a 및 1b의 OET 디바이스(100)와 같은 OET 디바이스에서 비교적 낮은 임피던스 매체(106)를 사용하는 것이 어려울 수 있다.
미국 특허번호 제 7,956,339 호는 광(136)과 같은 광에 응답하여, 챔버(104)로부터 하부 전극(124)으로의 로우 임피던스 로컬화(localized) 전기 접속들을 설정하기 위해 선택적으로 도 1a 및 도 1b의 광전도성 재료(116)와 같은 층에 광트랜지스터들(phototransistors)을 사용함으로써 전술한 바를 해결한다. 조명 광트랜지스터의 임피던스는 광전도성 재료(116)의 조명 임피던스보다 작을 수 있으며, 광트랜지스터들로 구성되는 OET 디바이스는 따라서 도 1a 및 1b의 OET 디바이스보다 더 낮은 임피던스 매체(106)로 활용될 수 있다. 광트랜지스터들은 그러나, 종래의 OET 디바이스들의 상기-논의된 단점들에 대한 효율적인 솔루션을 제공하지 못한다. 예를 들어, 광트랜지스터들에서, 임피던스 변조를 위한 광 흡수 및 전기 증폭이 전형적으로 커플링되며(coupled) 따라서 광 흡수 및 전기적 증폭 둘 다의 독립적인 최적화가 제약된다.
본 발명의 실시예들은 종래 기술의 OET 디바이스들에서의 전술한 문제점들 및/또는 다른 문제점들을 해결할 뿐 아니라 다른 장점들도 제공한다.
일부 실시예들에서, 미세유체 장치는 회로 기판, 챔버, 제 1 전극, 제 2 전극, 스위치 메커니즘(switch mechanism) 및 감광성 엘리먼트들(photosensitive elements)을 포함할 수 있다. 유전이동(DEP) 전극들은 회로 기판의 표면 상의 서로 다른 위치들에 위치될 수 있다. 챔버는 회로 기판의 표면 상에 액체 매체를 함유하도록 구성될 수 있다. 제 1 전극은 매체와 전기 접촉할 수 있으며, 제 2 전극은 매체로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 스위치 메커니즘들은 각각 DEP 전극들 중 서로 다른 대응하는 전극과 제 2 전극 사이에 위치될 수 있으며, 각 스위치 메커니즘은 대응하는 DEP 전극이 비활성화되는(deactivated) 오프 상태(off state)와 대응하는 DEP 전극이 활성화되는(activated) 온 상태(on state) 사이에서 스위칭가능할 수 있다. 감광성 엘리먼트들은 각각 감광성 엘리먼트 상에 지시되는 광의 빔에 따라 스위치 메커니즘들 중 다른 대응하는 메커니즘을 제어하기 위한 출력 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 미세유체 디바이스를 제어하는 프로세스는 교류(alternating current: AC) 파워를 미세유체 디바이스의 제 1 전극 및 제 2 전극에 인가하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 제 1 전극은 미세유체 디바이스의 회로 기판의 내부 표면 상의 챔버에서 매체와 전기적 접촉한다. 프로세스는 또한 회로 기판의 내부 표면 상에 유전이동(DEP) 전극을 활성화하는 단계를 포함하며, 여기서 DEP 전극은 매체와 전기적 접촉하는 내부 표면 상의 복수의 DEP 전극들 중 하나이다. DEP 전극은 회로 기판에서의 감광성 엘리먼트 상에 광 빔을 지시함으로써, 광 빔에 응답하여 감광성 엘리먼트로부터의 출력 신호를 제공함으로써, 그리고 출력 신호에 응답하여, DEP 전극이 비활성화되는 오프 상태로부터 DEP 전극이 활성화되는 온 상태로 회로 기판에서의 스위치 메커니즘을 스위칭함으로써 활성화될 수 있다.
일부 실시예들에서, 미세유체 장치는 회로 기판 및 회로 기판의 내부 표면 상에 배치되는 액체 매체를 함유하도록 구성되는 챔버를 포함할 수 있다. 미세유체 장치는 또한 내부 표면의 제 2 영역 상에 지시되는 광의 빔에 응답하여 회로 기판의 내부 표면의 제 1 영역에서 유전이동(DEP) 전극을 활성화하기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 여기서 제 2 영역은 제 1 영역으로부터 이격된다.
도 1a는 간략화된 종래의 OET 디바이스의 투시도를 예시한다.
도 1b는 도 1a의 OET 디바이스의 측단면도를 도시한다.
도 1c는 도 1a의 OET 디바이스의 등가 회로도이다.
도 2a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 간략화된 OET 디바이스의 투시도이다.
도 2b는 도 2a의 OET 디바이스의 측단면도를 도시한다.
도 2c는 도 2a의 OET 디바이스의 회로 기판의 내부 표면의 최상면도이다.
도 3은 도 2a의 OET 디바이스의 등가 회로도이다.
도 4는 도 2a-2c의 감광성 엘리먼트가 포토다이오드를 포함하며 스위치 메커니즘이 본 발명의 일부 실시예들에 따른 트랜지스터를 포함하는 OET 디바이스의 부분적 측단면도를 도시한다.
도 5는 도 2a-2c의 감광성 엘리먼트가 포토다이오드를 포함하며 스위치 메커니즘이 본 발명의 일부 실시예들에 따른 증폭기를 포함하는 OET 디바이스의 부분적, 측단면도를 도시한다.
도 6은 도 2a-2c의 감광성 엘리먼트가 포토다이오드를 포함하며 스위치 메커니즘이 본 발명의 일부 실시예들에 따른 증폭기 및 스위치를 포함하는 OET 디바이스의 부분적, 측단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 컬러 검출기 엘리먼트를 가지는 OET 디바이스의 부분적, 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따라 DEP 전극이 활성화되는지 여부를 표시하기 위한 표시자 엘리먼트를 가지는 OET 디바이스의 부분적, 측단면도를 예시한다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 다수의 추가 전극들에 접속되는 다수의 파워 서플라이들을 가지는 OET 디바이스의 부분적, 측단면도를 예시한다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 2a-2c 및 4-9의 디바이스들과 유사한 OET 디바이스를 동작시키는 프로세스의 일 예를 예시한다.
본 명세서는 본 발명의 예시적인 실시예들 및 적용들을 설명한다. 본 발명은 그러나, 이들 예시적인 실시예들 및 적용들 또는 예시적인 실시예들 및 적용들이 동작하거나 본원에 설명되는 방식에 제한되지 않는다. 더욱이, 도면들은 간략화 또는 부분도들을 도시할 수 있으며, 도면들에서의 엘리먼트들의 치수들은 과장될 수 있거나 그렇지 않으면 명확성을 위해 비례하지 않는다. 추가로, 용어들 "상에(on)", "~에 부착되는(attached to)" 또는 "~에 커플링되는(coupled to)"이 본원에 사용됨에 따라, 일 엘리먼트(예를 들어, 재료, 층, 기판 등)는 직접 다른 엘리먼트상에 있든지, 그에 부착되거나 커플링되든지 또는 일 엘리먼트와 다른 엘리먼트 사이에 하나 또는 그 이상의 중간 엘리먼트들(intervening elements)이 존재하는지 여부에 관계없이 또 다른 엘리먼트 "상에" 있거나, 그에 부착되거나 커플링될 수 있다. 또한, 제공된다면, 방향들(예를 들어, 위에(above), 아래(below), 최상부(top), 바닥부(bottom), 측면(side), 위에(up), 아래(down), 하부(under), 위에(over), 상부(upper), 하부(lower), 수평(horizontal), 수직(vertical), "x", "y", "z" 등)은 상대적이며 오로지 예시로서 그리고 예시와 논의의 편의를 위해 제공되는 것이며 제한하는 것이 아니다. 추가로, 엘리먼트들의 목록(예를 들어, 엘리먼트들 a, b, c)에 대한 참조가 이루어지며, 그와 같은 참조는 스스로 목록 엘리먼트 중 임의의 하나, 목록 엘리먼트들의 전부보다 적은 임의의 조합 및/또는 목록 엘리먼트들의 전부의 조합을 포함하도록 의도된다.
본원에 이용된 바와 같이, "실질적으로"는 의도 목적을 위해 작용하는데 충분함을 의미한다. 용어 "하나들(ones)"은 하나보다 많음을 의미한다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 유전이동(DEP) 전극들은 회로 기판의 내부 표면 상의 전도성 단자들(terminals)을 파워 전극에 전기적으로 접속하는 스위치 메커니즘들에 의해 광전자 집게(optoelectronic tweezers: OET) 디바이스에서 정의될 수 있다. 스위치 메커니즘들은 대응하는 DEP 전극이 비활성인 "오프" 상태와 대응하는 DEP 전극이 활성인 "온" 상태 사이에서 스위칭될 수 있다. 각 스위치 메커니즘의 상태는 스위치 메커니즘에 접속되지만 그로부터 이격되는 감광성 엘리먼트에 의해 제어될 수 있다. 도 2a-2c는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 그와 같은 미세유체 OET 디바이스(200)의 일 예를 예시한다.
도 2a-2c에 도시된 바와 같이, OET 디바이스(200)는 액체 매체(206)를 함유하기 위한 챔버(204)를 포함할 수 있다. OET 디바이스(200)는 또한 회로 기판(216), 제 1 전극(212), 제 2 전극(224) 및 제 1 전극(212) 및 제 2 전극(224)에 접속될 수 있는 교류(AC) 파워 소스(226)를 포함할 수 있다.
제 1 전극(212)은 챔버(204)에서의 매체(206)와 전기 접촉하도록(그리고 그에 따라 전기적으로 접속되도록) 디바이스(200)에 포지셔닝될(positioned) 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 전극(212)의 전부 또는 일부는 광 빔들(250)이 제 1 전극(212)을 통과할 수 있도록 광에 대해 투명할 수 있다. 제 1 전극(212)과 반대로, 제 2 전극(224)은 챔버(204)에서의 매체(206)로부터 전기적으로 절연되도록 디바이스(200)에 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 회로 기판(216)은 제 2 전극(224)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(224)은 회로 기판(216) 상에 또는 회로 기판(216) 내에 하나 또는 그 이상의 금속 층들을 포함할 수 있다. 도 2b에 회로 기판(216) 내의 층으로서 예시되더라도, 제 2 전극(224)은 대안적으로 회로 기판(216)의 표면(218) 상의 금속 층의 일부일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 그와 같은 금속층은 플레이트(plate), 금속 트레이스들(traces)이 패턴 등을 포함할 수 있다.
회로 기판(216)은 비교적 높은 전기 임피던스를 가지는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로 기판(216)의 임피던스는 일반적으로 챔버(204)에서의 매체(206)의 전기 임피던스보다 클 수 있다. 예를 들어, 회로 기판(216)의 임피던스는 챔버(204)에서의 매체(206)의 임피던스의 2배, 3배, 4배, 5배 또는 그 이상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 회로 기판(216)은 비도핑의(undoped), 비교적 높은 전기 임피던스를 가지는 반도체 재료를 포함할 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 회로 기판(216)은 전기 회로들(예를 들어, 이하에 논의되는 제어 모듈들(240))을 형성하기 위해 상호접속되는 회로 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그와 같은 회로들은 회로 기판(216)의 반도체 재료로 형성되는 집적 회로들일 수 있다. 회로 기판(216)은 따라서 일반적으로 반도체 재료들에 집적되는 마이크로전자 회로들을 형성하는 분야에 알려진 바와 같은 비도핑 반도체 재료, 반도체 재료의 도핑 영역들, 금속 층들, 전기적 절연 층들 등과 같은 서로 다른 재료들의 다수 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 회로 기판(216)은 회로 기판(216)의 하나 또는 그 이상의 금속 층들의 일부일 수 있는 제 2 전극(224)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 회로 기판(216)은 상보성 금속-산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor: CMOS) 집적 회로 기술, 바이폴라(bi-polar) 집적 회로 기술, 또는 바이-MOS(bi-MOS) 집적 회로 기술과 같은 많은 알려진 반도체 기술들 중 임의의 기술에 대응하는 집적 회로를 포함할 수 있다.
도 2b 및 2c에 도시된 바와 같이, 회로 기판(216)은 챔버(204)의 일부일 수 있는 내부 표면(218)을 포함할 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, DEP 전극들(232)은 표면(218) 상에 위치될 수 있다. 도 2c에서 최적으로 보여지는 바와 같이, DEP 전극들(232)은 서로 구별될 수 있다. 예를 들어, DEP 전극들(232)은 전기적으로 서로 직접 접속되지 않는다.
도 2b 및 2c에 예시된 바와 같이, 각 DEP 전극(232)은 표면(218) 상의 많은 서로 다른 크기들, 형상들 및 위치들 중 임의의 것일 수 있는 전기적인 전도성 단자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2c의 DEP 전극들(232)의 중간 열(column)에서의 DEP 전극들(232)에 의해 예시된 바와 같이, 각 DEP 전극(232)의 전도성 단자는 대응하는 감광성 엘리먼트(242)로부터 이격될 수 있다. 다른 예로서, 그리고 도 2c에서의 DEP 전극들(232)의 좌측 및 우측 열들에 의해 예시된 바와 같이, 각 DEP 전극(232)의 전도성 단자는 (전적으로 도시되거나 부분적으로(도시되지 않음)) 주변에 배치될 수 있으며 대응하는 감광성 엘리먼트(242)로부터 멀리 연장할 수 있으며, 그 단자들은 광 빔(250)이 감광성 엘리먼트(242)를 때리기 위해 통과할 수 있는 개구(234)(예를 들어, 윈도우)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 그와 같은 DEP 전극들(232)의 단자들은 광에 투명할 수 있으며 따라서 개구(234)를 갖지 않고서 대응하는 감광성 엘리먼트(242)를 커버할 수 있다. DEP 전극들(232)은 전기적으로 전도성 단자를 포함하는 것으로서 도 2b 및 2c(및 다른 도면들)에 예시되더라도, DEP 전극들(232) 중 하나 또는 그 이상은 대안적으로 스위치 메커니즘들(246) 중 하나가 챔버(204)에서의 매체(206)와 전기 접촉하는 회로 기판(216)의 표면(218)의 영역만을 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 도 2b에서 보여질 수 있는 바와 같이, 내부 표면(218)은 챔버(204)의 일부일 수 있으며, 매체(206)는 내부 표면(218) 및 DEP 전극들(232) 상에 배치될 수 있다.
상기에 주목된 바와 같이, 회로 기판(216)은 전기 회로들을 형성하기 위해 상호접속된 전기 회로 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 도 2b에 예시된 바와 같이, 그와 같은 회로들은 감광성 엘리먼트(242), 제어 회로(244) 및 스위치 메커니즘(246)을 포함할 수 있는 제어 모듈들(240)을 포함할 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 각 스위치 메커니즘(246)은 DEP 전극들(232) 중 하나를 제 2 전극(224)에 접속할 수 있다. 추가로, 각 스위치 메커니즘(246)은 적어도 2개의 서로 다른 상태들 사이에서 스위칭가능할 수 있다. 예를 들어, 스위치 메커니즘(246)은 "오프" 상태와 "온" 상태 사이에서 스위칭가능할 수 있다. "오프" 상태에서, 스위치 메커니즘(246)은 대응하는 DEP 전극(232)을 제 2 전극(224)에 접속하지 않는다. 바꿔말하면, 스위치 메커니즘(246)은 대응하는 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)에 단지 하이 임피던스 전기 경로를 제공한다. 더욱이, 회로 기판(216)은 그렇지 않으면 대응하는 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)에 전기적 접속을 제공하지 않으며, 따라서 스위치 메커니즘(246)이 오프 상태인 동안 대응하는 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)으로의 하이 임피던스 접속을 제외하고는 아무것도 없다. 온 상태에서, 스위치 메커니즘(246)은 대응하는 DEP 전극(232)을 제 2 전극(224)에 전기적으로 접속하며 따라서 대응하는 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)에 로우 임피던스 경로를 제공한다. 스위치 메커니즘(246)이 오프 상태에 있는동안 대응하는 DEP 전극(232) 사이의 하이 임피던스는 챔버(204)에서의 매체(206)에서보다 더 큰 임피던스일 수 있으며, 대응하는 DEP 전극(232)으로부터 온 상태에서의 스위치 메커니즘(246)에 의해 제공되는 제 2 전극(224)으로의 로우 임피던스 접속은 매체(206)보다 더 작은 임피던스를 가질 수 있다. 전술한 바는 도 3에 예시된다.
도 3은 저항기(342)가 챔버(204)에서의 매체(206)의 임피던스를 나타내며 저항기(344)가 스위치 메커니즘(246)의 임피던스 - 그리고 따라서 회로 기판(216)의 내부 표면(218) 상의 DEP 전극들(232) 중 하나와 제 2 전극(224) 사이의 임피던스를 나타내는 등가 회로를 예시한다. 주목된 바와 같이, 스위칭 메커니즘(246)이 오프 상태에 있는 동안 대응하는 DEP 전극(232)과 제 2 전극(224) 사이의 (저항기(344)에 의해 나타나는) 임피던스는 매체(206)의 (저항기(342)에 의해 나타나는) 임피던스보다 더 크지만, 스위치 메커니즘(246)이 온 상태에 있는 동안 대응하는 DEP 전극(232)과 제 2 전극(224) 사이의 (저항기(344)에 의해 나타나는) 임피던스는 매체(206)의 (저항기(342)에 의해 나타나는) 임피던스보다 더 작아진다. 스위칭 메커니즘(246)을 턴 온 하면 따라서 일반적으로 DEP 전극(232)으로부터 전극(212) 상의 대응하는 영역으로 매체(206)에서의 비-균일 전계가 생성된다. 비-균일 전계는 매체(206)에서의 인접 마이크로-객체(208)(예를 들어, 마이크로-입자 또는 세포 등과 같은 생물학적 객체) 상에 DEP 힘을 발생시킬 수 있다. 스위치 메커니즘(246) 또는 DEP 전극(232)과 제 2 전극(224) 사이의 회로 기판(216)의 일부분 어느 것도 감광성 회로 엘리먼트일 필요가 없거나 또는 심지어 광전도성 재료를 포함하지 않기 때문에, 스위치 메커니즘(246)은 종래 기술의 OET 디바이스에서보다 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)으로의 상당히 더 낮은 임피던스 접속을 제공할 수 있으며, 스위치 메커니즘(246)은 종래 기술의 OET 디바이스들에서 사용되는 광트랜지스터들보다 훨씬 더 작을 수 있다.
일부 실시예들에서, 스위치 메커니즘(246)의 오프 상태의 임피던스는 온 상태의 임피던스보다 2배, 3배, 4배, 5배, 10배, 20배 또는 그 이상의 배수일 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 스위치(246)의 오프 상태의 임피던스는 스위치 메커니즘(246)의 온 상태의 임피던스의 2배, 3배, 4배, 5배, 10배 또는 그 이상의 배수일 수 있는 매체(206)의 임피던스의 2배, 3배, 4배, 5배, 10배 또는 그 이상의 배수일 수 있다.
스위치 메커니즘(246)이 광전도성일 필요가 없을지라도, 제어 모듈(240)은 스위치 메커니즘(246)이 광의 빔(250)에 의해 제어되도록 구성될 수 있다. 각 제어 모듈(240)의 감광성 엘리먼트(242)는 광 빔(250)에 응답하여 활성화(예를 들어, 턴 온) 및 비활성화(예를 들어, 턴 오프)되는 감광성 회로 엘리먼트일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 감광성 엘리먼트(242)는 회로 기판(216)의 내부 표면(218) 상의 영역에 배치될 수 있다. (예를 들어, 레이저 또는 다른 광원과 같은 광원(도시되지 않음)으로부터의) 광의 빔(250)은 엘리먼트(242)를 활성화하기 위해 감광성 엘리먼트(242) 상에 선택적으로 지시될 수 있으며, 광의 빔(250)은 그 후에 엘리먼트(242)를 비활성화하기 위해 감광성 엘리먼트(242)로부터 제거될 수 있다. 감광성 엘리먼트(242)의 출력은 스위치 메커니즘(246)을 오프와 온 상태들 사이에서 스위칭하기 위해 스위치 메커니즘(246)의 제어 입력에 접속될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제어 회로(244)는 감광성 엘리먼트(242)를 스위치 메커니즘(246)에 접속할 수 있다. 제어 회로(244)는 감광성 엘리먼트(242)의 출력을 스위치 메커니즘(246)에 "접속"한다고 말할 수 있으며, 감광성 엘리먼트(242)는 제어 회로(244)가 스위치 메커니즘(246)의 임피던스 상태를 제어하기 위해 감광성 엘리먼트(242)의 출력을 활용하는 한, 스위치 메커니즘(246)에 접속되며 및/또는 스위치 메커니즘(246)을 제어한다고 말할 수 있다. 일부 실시예들에서, 그러나, 제어 회로(244)는 존재하지 않아도 되며, 감광성 엘리먼트(242)는 스위치 메커니즘(246)에 직접 접속될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 스위치 메커니즘(246)의 상태는 감광성 엘리먼트(242) 상의 광 빔(250)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 스위치 메커니즘(246)의 상태는 감광성 엘리먼트(242) 상의 광 빔(250)의 존재 또는 부재에 의해 제어될 수 있다.
제어 회로(244)는 메모리에 저장되는 머신 판독가능 명령들(예를 들어, 소프트웨어, 펌웨어, 마이크로코드 등) 또는 전술한 바의 하나 또는 그 이상의 조합에 따라 동작하는 아날로그 회로, 디지털 회로, 디지털 메모리 및 디지털 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 회로(244)는 감광성 엘리먼트(242) 상에 지시된 광 빔(250)의 펄스에 의해 야기되는 감광성 엘리먼트(242)의 펄스 출력을 래치(latch)할 수 있는 하나 또는 그 이상의 디지털 래치들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 제어 회로(244)는 따라서 광 빔(250)의 펄스가 감광성 엘리먼트(242) 상에 지시될 때마다 스위치 메커니즘(246)의 상태를 오프 상태와 온 상태 사이에서 토글링하도록 (예를 들어, 하나 또는 그 이상의 래치들로) 구성될 수 있다.
예를 들어, 감광성 엘리먼트(242) 상의 광 빔(250)의 제 1 펄스 ― 및 그에 따른 감광성 엘리먼트(242)에 의한 양의 신호 출력의 제 1 펄스 ―는 제어 회로(244)가 스위치 메커니즘(246)을 온 상태로 두게 할 수 있다. 더욱이, 제어 회로(244)는 광 빔(250)의 펄스가 감광성 엘리먼트(242)로부터 제거된 후에도 스위치 메커니즘(246)을 온 상태로 유지할 수 있다. 그 후에, 감광성 엘리먼트(242) 상의 광 빔(250)의 다음 펄스 ― 및 그에 따른 감광성 엘리먼트(242)에 의한 양의 신호 출력의 다음 펄스 ―는 제어 회로(244)가 스위칭 메커니즘(246)을 오프 상태로 토글링하게 할 수 있다. 감광성 엘리먼트(242) 상의 광 빔(250)의 후속하는 펄스들 ― 및 그에 따른 감광성 엘리먼트(242)에 의한 양의 신호 출력의 후속하는 펄스들 ―은 오프와 온 상태들 사이로 스위치 메커니즘(246)을 토글링할 수 있다.
다른 예로서, 제어 회로(244)는 감광성 엘리먼트(242) 상의 광 빔(250)의 펄스들의 서로 다른 패턴들에 응답하여 스위치 메커니즘(246)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(244)는 제 1 특성을 가지는 감광성 엘리먼트(242) 상의 광 빔(250)의 n개의 펄스들의 시퀀스(및 그에 따른 감광성 엘리먼트(242)로부터 제어 회로(244)로의 양의 신호의 n개의 대응하는 펄스들)에 응답하여 스위치 메커니즘(246)을 오프 상태로 설정하도록 그리고 스위치 메커니즘(246)을 제 2 특성을 가지는 k개의 펄스들의 시퀀스(및 그에 따른 감광성 엘리먼트(242)로부터 제어 회로(244)로의 양의 신호의 k개의 대응하는 펄스들)에 응답하여 스위치 메커니즘(246)을 온 상태로 설정하도록 구성될 수 있다. 제 1 특성 및 제 2 특성의 예들은 다음을 포함할 수 있다: 제 1 특성은 n개의 펄스들이 제 1 주파수에서 발생하게 할 수 있으며, 제 2 특성은 k개의 펄스들이 제 1 주파수와 다른 제 2 주파수에서 발생하게 할 수 있다. 다른 예로서, 펄스들은 예를 들어, 모스 코드(Morse Code)와 같은 서로 다른 폭들(예를 들어, 짧은 폭 및 긴 폭)을 가질 수 있다. 제 1 특성은 미리 결정된 오프-상태 코드를 구성하는 광 빔(250)의 n개의 짧은 및/또는 긴 폭 펄스들의 특정 패턴일 수 있으며, 제 2 특성은 미리 결정된 온-상태 코드를 구성하는 광 빔(250)의 k개의 짧은 및/또는 긴 폭 펄스들의 다른 패턴일 수 있다. 또한, 전술한 예들은 2개 이상의 상태들 사이에서 스위치 메커니즘(246)을 스위칭하도록 구성될 수 있다. 따라서, 스위치 메커니즘(246)은 단지 온 상태 및 오프 상태보다 더 많거나 및/또는 서로 다른 상태들을 가질 수 있다.
또 다른 예로서, 제어 회로(244)는 단지 빔(250)의 존재 또는 부존재와 다른 광 빔(250)의 특성(및 그에 따른 감광성 엘리먼트(242)로부터 제어 회로(244)로의 양의 신호의 대응하는 펄스)에 따라 스위치 메커니즘(246)의 상태를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(244)는 빔(250)의 광도(및 그에 따른 감광성 엘리먼트(242)로부터 제어 회로(244)로의 양의 신호의 대응하는 펄스의 레벨)에 따라 스위치 메커니즘(246)을 제어할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 제 1 임계값보다 크지만 제 2 임계값보다 작은 빔(250)의 검출 광도 레벨(및 그에 따른 감광성 엘리먼트(242)로부터 제어 회로(244)로의 양의 신호의 대응하는 펄스의 레벨)은 제어 회로(244)가 스위치 메커니즘(246)을 오프 상태로 설정하게 할 수 있으며, 제 2 임계값보다 큰 빔(250)의 검출 광도 레벨(및 그에 따른 감광성 엘리먼트(242)로부터 제어 회로(244)로의 양의 신호의 대응하는 펄스의 레벨)은 제어 회로(244)가 스위치 메커니즘(246)을 온 상태로 설정하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 광도 레벨과 제 2 광도 레벨 사이에 2배, 5배, 10배 또는 그 이상의 배수의 차이가 존재할 수 있다. 이하에 논의되는 도 7은 제어 회로(244)가 광 빔(250)의 컬러에 따라 스위칭 메커니즘(246)의 상태를 제어할 수 있는 일 예를 예시한다. 다시, 전술한 예들은 스위치 메커니즘(246)을 2개 이상의 상태들 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있다.
또 다른 예로서, 제어 회로(244)는 광 빔(250)의 전술한 특성들 또는 광 빔(250)의 다수의 특성들의 임의의 조합에 따라 스위치 메커니즘(246)의 상태를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(244)는 스위칭 메커니즘(246)을 광 빔(250)의 특정 주파수 대역 내의 n개의 펄스들의 시퀀스에 응답하여 오프 상태로 그리고 미리 결정된 임계값을 초과하는 광 빔(250)의 광도에 응답하여 온 상태로 설정하도록 구성될 수 있다.
제어 모듈(240)은 따라서 광 빔(250)의 존재 또는 부존재, 광 빔(250)의 특성, 또는 내부 표면(218)의 (예를 들어, 감광성 엘리먼트(242)의 위치에 대응하는) 다른 영역에서의 광 빔(250)의 펄스들의 시퀀스의 특성에 따라 회로 기판(216)의 내부 표면(218) 상의 DEP 전극(232)을 제어할 수 있으며, 여기서 다른 영역은 제 1 DEP 전극(232)으로부터 이격된다. 감광성 엘리먼트(242), 제어 회로(244) 및/또는 스위치 엘리먼트(246)는 따라서 내부 표면(218)의 (예를 들어, 감광성 엘리먼트(242)에 대응하는) 제 2 영역 상에 지시되는 광 빔(예를 들어, 250)에 응답하여 회로 기판(예를 들어, 216)의 내부 표면(예를 들어, 218) 상에 (예를 들어, 대응하는 감광성 엘리먼트(242) 위에 배치되지 않는 DEP 전극(232)의 임의의 부분인) 제 1 영역에서 DEP 전극(232)을 활성화하기 위한 수단의 예들이다.
도 2b 및 2c에 예시된 바와 같이, 회로 기판(216)의 내부 표면(218) 상의 다른 DEP 전극(232)을 제어하도록 각각 구성되는 다수의(예를 들어, 많은) 제어 모듈들(240)이 존재할 수 있다. 도 2a-2c의 OET 디바이스(200)는 따라서 광 빔(250)을 감광성 엘리먼트(242) 상에 광 빔(250)을 지시하거나 제거함으로써 각각 제어가능한 DEP 전극들(232)의 형태로 많은 DEP 전극들을 포함할 수 있다. 더욱이, 각 DEP 전극(232)의 적어도 일부분은 DEP 전극(232)의 상태를 제어하는 대응하는 감광성 엘리먼트(242)로부터 내부 표면(218)― 그리고 따라서 광(250)이 지시되는 내부 표면 상의 영역 ―상에 이격될 수 있다.
도 2a-2c에서의 예시들은 단지 예들이며, 변형들이 고려된다. 예를 들어, 주목된 바와 같이, 제어 회로(244)가 필요하지 않으며, 감광성 엘리먼트(242)는 스위치 메커니즘들(246)에 직접 접속될 수 있다. 다른 예로서, 각 제어 모듈(240)은 제어 회로(244)를 포함하지 않아도 된다. 대신에, 제어 회로(244)의 하나 또는 그 이상의 사례들이 다수의 감광성 엘리먼트들(242)과 스위치 메커니즘들(246) 사이에 공유될 수 있다. 또 다른 예로서, DEP 전극들(232)은 회로 기판(216)의 표면(218) 상에 구별되는 단자들을 포함하지 않아도 되지만 대신에 스위치 메커니즘들(246)이 챔버(204)에서의 매체(206)와 전기적 접촉하는 표면(218)의 영역들일 수 있다.
도 4-6은 도 2a-2c의 감광성 엘리먼트(242) 및 스위치 메커니즘(246)의 다양한 실시예들 및 예시적인 구성들을 예시한다.
도 4는 감광성 엘리먼트(242)가 포토다이오드(442)를 포함할 수 있으며 스위치 메커니즘(246)이 트랜지스터(446)를 포함할 수 있는 것을 제외하고 도 2a-2c의 OET 디바이스(200)와 유사할 수 있는 OET 디바이스(400)를 예시한다. 그렇지 않으면, OET 디바이스(400)는 OET 디바이스(200)와 동일할 수 있으며, 또한, 도 2a-2c 및 4에서의 유사 넘버링 엘리먼트들은 동일할 수 있다. 상기에 주목된 바와 같이, 회로 기판(216)은 반도체 재료를 포함할 수 있으며, 포토다이오드(442) 및 트랜지스터(446)는 반도체 제조 분야에서 알려지는 바와 같은 회로 기판(216)의 층들에 형성될 수 있다.
포토다이오드(442)의 입력(444)은 직류(DC) 파워 소스(도시되지 않음)로 바이어스될 수 있다. 포토다이오드(442)는 포토다이오드(442)가 제어 회로(244)에 양의 신호를 전도하고 출력하게 하면서, 포토다이오드(442)에 대응하는 내부 표면(218)상의 위치에 지시되는 광 빔(250)이 포토다이오드(442)를 활성화할 수 있도록 구성될 수 있으며 포지셔닝될 수 있다. 광 빔(250)을 제거하는 것은 포토다이오드(442)가 수행을 중단하며 따라서 제어 회로(244)에 음의 신호를 출력하게 하면서, 포토다이오드(442)를 비활성화할 수 있다.
트랜지스터(446)는 임의의 타입의 트랜지스터일 수 있지만, 포토트랜지스터일 필요는 없다. 예를 들어, 트랜지스터(446)는 전계 효과 트랜지스터(FET)(예를 들어, 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS) 트랜지스터), 바이폴라 트랜지스터 또는 바이-MOS 트랜지스터일 수 있다.
트랜지스터(446)가 도 4에 도시된 바와 같은 FET 트랜지스터인 경우에, 드레인 또는 소스는 회로 기판(216)의 내부 표면(218) 상의 DEP 전극(232)에 접속될 수 있으며 드레인 또는 소스의 다른 부분은 제 2 전극(224)에 접속될 수 있다. 포토다이오드(442)의 출력은 트랜지스터(446)의 게이트에 (예를 들어, 제어 회로(244)에 의해) 접속될 수 있다. 대안적으로, 포토다이오드(442)의 출력은 트랜지스터(446)의 게이트에 직접 접속될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 트랜지스터(446)는 게이트에 제공된 신호가 트랜지스터(446)를 턴 오프 또는 온하도록 바이어스될 수 있다.
트랜지스터(446)가 바이폴라 트랜지스터인 경우에, 콜렉터(collector) 또는 이미터(emitter)는 회로 기판(216)의 내부 표면(218) 상의 DEP 전극(232)에 접속될 수 있으며 콜렉터 또는 이미터의 다른 부분은 제 2 전극(224)에 접속될 수 있다. 포토다이오드(442)의 출력은 트랜지스터(446)의 베이스에 (예를 들어, 제어 회로(244)에 의해) 접속될 수 있다. 대안적으로, 포토다이오드(442)의 출력은 트랜지스터(446)의 베이스에 직접 접속될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 트랜지스터(446)는 베이스에 제공된 신호가 트랜지스터(446)를 턴 오프 또는 온하도록 바이어스될 수 있다.
트랜지스터(446)가 FET 트랜지스터이거나 바이폴라 트랜지스터인지에 관계없이, 트랜지스터(446)는 도 2a-2c의 스위치 메커니즘(226)에 관하여 상기에 논의된 바와 같이 기능할 수 있다. 즉, 턴 온되면, 트랜지스터(446)는 도 2a-2c에서의 스위치 메커니즘에 관하여 상기에 논의된 바와 같이 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)에 로우 임피던스 전기 경로를 제공할 수 있다. 역으로, 턴 오프되면, 트랜지스터(446)는 도 2a-2c에서의 스위치 메커니즘에 관하여 상기에 논의된 바와 같이 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)에 하이 임피던스 전기 경로를 제공할 수 있다.
도 5는 감광성 엘리먼트(242)가 (도 4에 관하여 상기에 설명된 것과 동일할 수 있는) 포토다이오드(442)를 포함하며 스위치 메커니즘(246)이 광전도성일 필요가 없는 증폭기(546)를 포함하는 것을 제외하고 도 2a-2c의 OET 디바이스(200)와 유사할 수 있는 OET 디바이스(500)를 예시한다. 그렇지 않으면, OET 디바이스(500)는 OET 디바이스(200)와 동일할 수 있으며, 또한, 도 2a-2c 및 5에서의 유사 넘버링 엘리먼트들은 동일할 수 있다. 상기에 주목된 바와 같이, 회로 기판(216)은 반도체 재료를 포함할 수 있으며, 증폭기(546)는 반도체 제조 분야에서 알려지는 바와 같은 회로 기판(216)의 층들에 형성될 수 있다.
증폭기(546)는 임의의 타입의 증폭기일 수 있다. 예를 들어, 증폭기(546)는 동작 증폭기, 증폭기로서 기능하도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 트랜지스터들 등일 수 있다. 도시된 바와 같이, 제어 회로(244)는 증폭기(546)의 증폭 레벨을 제어하기 위해 포토다이오드(442)의 출력을 활용할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(244)는 도 2a-2c의 스위치 메커니즘(226)에 관하여 상기에 논의된 바와 같이 기능하도록 증폭기(546)를 제어할 수 있다. 즉, 포토다이오드(442) 상의 광 빔(250)의 부재(그리고 따라서 포토다이오드(442)로부터의 출력의 부재)시에, 제어 회로(244)는 증폭기(546)를 턴 오프시킬 수 있거나 증폭기(546)의 이득을 제로(zero)로 설정할 수 있어, 스위치 메커니즘(246)에 관하여 상기에 논의된 바와 같이 증폭기(546)로 하여금 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)으로의 하이 임피던스 전기적 접속을 효과적으로 제공하게 야기시킨다. 역으로, 포토다이오드(442) 상의 광 빔(250)의 존재(그리고 따라서 포토다이오드(442)로부터의 출력의 존재)시에, 제어 회로(244)는 증폭기(546)를 턴 온시킬 수 있거나 증폭기(546)의 이득을 비-제로(non-zero)로 설정할 수 있어, 스위치 메커니즘(246)에 관하여 상기에 논의된 바와 같이 증폭기(546)로 하여금 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)으로의 로우 임피던스 전기적 접속을 효과적으로 제공하게 야기시킨다.
도 6의 OET 디바이스(600)는 스위치 메커니즘(246)(도 2a-2c를 참조)이 증폭기(602)와 직렬로 스위치(604)를 포함할 수 있는 것을 제외하고 도 5의 OET 디바이스(500)와 유사할 수 있다. 스위치(604)는 도 4의 트랜지스터(442)와 같은 트랜지스터를 포함하는 임의의 종류의 전기 스위치를 포함할 수 있다. 증폭기(602)는 도 5의 증폭기(546)와 유사할 수 있다. 스위치(604) 및 증폭기(602)는 일반적으로 상기에 논의된 바와 같이 회로 기판(216)에 형성될 수 있다.
제어 회로(244)는 스위치(604)가 포토다이오드(442)의 출력에 따라 개폐되는지 여부를 제어하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 포토다이오드(442)의 출력은 스위치(604)에 직접 접속될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 스위치(604)가 개방될 때, 스위치(604) 및 증폭기(602)는 상기에 논의된 바와 같이 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)으로의 하이 임피던스 전기적 접속을 제공할 수 있다. 역으로, 스위치(604)가 폐쇄되는 동안, 스위치(604) 및 증폭기(602)는 상기에 논의된 바와 같이 DEP 전극(232)으로부터 제 2 전극(224)으로의 로우 임피던스 전기적 접속을 제공할 수 있다.
도 7은 감광성 엘리먼트들(242) 중 하나 또는 그 이상(예를 들어, 전부)의 각각이 컬러 검출기 엘리먼트(710)로 교체될 수 있는 것을 제외하고 도 2a-2c의 디바이스(200)와 유사할 수 있는 OET 디바이스(700)의 부분적, 측단면도를 예시한다. 하나의 컬러 검출기 엘리먼트(710)가 도 7에 도시되지만, 도 1a-1c에서의 감광성 엘리먼트들(242)의 각각은 그와 같은 엘리먼트(710)로 교체될 수 있다. 도 7에서의 제어 모듈(740)은 그렇지 않으면 도 1a-1c에서의 제어 모듈(240)과 유사할 수 있으며, 도 1a-1c 및 7에서의 유사 넘버링 엘리먼트들은 동일하다.
도시된 바와 같이, 컬러 검출기 엘리먼트(710)는 복수의 컬러 포토 검출기들(702, 704)을 포함할 수 있다(2개가 도시되지만 그 이상일 수 있다). 각 통과 컬러 검출기(702, 704)는 광 빔(250)의 다른 컬러에 응답하여 양의 신호를 제어 회로(244)에 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 포토 검출기(702)는 제 1 컬러의 광 빔(250)이 포토 검출기들(702, 704) 상에 지시될 때 양의 신호를 제어 회로(244)에 제공하도록 구성될 수 있으며, 포토 검출기(704)는 광 빔(250)이 제 1 컬러와 다를 수 있는 제 2 컬러일 때 양의 신호를 제어 회로(244)에 제공하도록 구성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 각 포토 검출기(702, 704)는 컬러 필터(706) 및 감광성 엘리먼트(708)를 포함할 수 있다. 각 필터(706)는 특정 컬러만을 통과시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 포토 검출기(702)의 필터(706)는 실질적으로 제 1 컬러만을 통과시킬 수 있으며, 제 2 포토 검출기(704)의 필터(706)는 실질적으로 제 2 컬러만을 통과시킬 수 있다. 감광성 엘리먼트들(708)은 둘 다 상기에 논의된 바와 같이 도 2a-2c에서의 감광성 엘리먼트(242)와 유사하거나 동일할 수 있다.
도 7에 도시된 컬러 포토 검출기들(702, 704)의 구성들은 단지 일 예이며, 변형들이 고려된다. 예를 들어, 필터(706) 및 감광성 엘리먼트(708)를 포함하기보다는, 컬러 포토 검출기들(702, 704) 중 하나 또는 둘 다가 특정 컬러의 광에 응답하여서만 턴 온하도록 구성되는 포토-다이오드를 포함할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 제어 회로(244)는 제 1 컬러의 빔(250) 펄스에 응답하여 스위치 메커니즘(246)을 일 상태(예를 들어, 온 상태)로 설정하도록 그리고 제 2 컬러의 빔(250) 펄스에 응답하여 스위치 메커니즘(246)을 다른 상태(예를 들어, 오프 상태)로 설정하도록 구성될 수 있다. 언급된 바와 같이, 컬러 검출기 엘리먼트(710)는 2개보다 많은 컬러 포토 검출기들(702, 704)을 포함할 수 있으며, 제어 회로(244)는 따라서 2개보다 많은 서로 다른 상태들 사이에서 스위치 메커니즘(246)을 스위치하도록 구성될 수 있다.
도 8은 각 제어 모듈(840)이 표시자 엘리먼트(802)를 더 포함할 수 있는 것을 제외하고 도 2a-2c의 디바이스(200)와 유사할 수 있는 OET 디바이스(800)의 부분적, 측단면도이다. 즉, 디바이스(800)는 제어 모듈(840)이 각 제어 모듈(240)을 교체할 수 있으며, 따라서 각 DEP 전극(232)과 관련되는 표시자 엘리먼트(802)가 존재할 수 있는 것을 제외하고 도 2a-2c의 디바이스(200)와 유사할 수 있다. 그렇지 않으면, 디바이스(800)는 도 2a-2c에서의 디바이스(200)와 유사할 수 있으며, 도 2a-2c 및 8에서의 유사 넘버링 엘리먼트들은 동일하다.
도시된 바와 같이, 표시자 엘리먼트(802)는 그 각각이 스위치 메커니즘(246)의 가능한 상태들 중 하나에 대응하는 서로 다른 상태들로 표시자 엘리먼트(802)를 설정하도록 구성될 수 있는 제어 회로(244)의 출력에 접속될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 제어 회로(244)는 스위치 메커니즘(246)이 온 상태에 있는 동안 표시자 엘리먼트(802)를 턴 온할 수 있으며 스위치 메커니즘(246)이 오프 상태인 동안 표시자 엘리먼트(802)를 턴 오프할 수 있다. 전술한 예에서, 표시자 엘리먼트(802)는 따라서 그 관련 DEP 전극(232)이 활성화되는 동안 온일 수 있으며 DEP 전극(232)이 활성화되지 않는 동안 오프일 수 있다.
표시자 엘리먼트(802)는 턴 온될 때만 환영(visional) 표시(예를 들어, 광을 방출(804))를 제공할 수 있다. 표시자 엘리먼트(802)의 비-제한 예들은 (회로 기판(216)에 형성될 수 있는) 발광 다이오드, 백열 전구 등과 같은 광원을 포함한다. 도시된 바와 같이, DEP 전극(232)은 표시자 엘리먼트(802)를 위한 제 2 개구(834)(예를 들어, 윈도우)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 표시자 엘리먼트(802)는 DEP 전극(232)으로부터 이격될 수 있으며 따라서 DEP 전극(232)에 의해 커버되지 않으며, 이 경우에 DEP 전극(232)에 제 2 윈도우(834)가 존재하지 않아도 된다. 또 다른 대안으로서, DEP 전극(232)은 광에 투명할 수 있으며, 그 경우에, DEP 전극(232)이 표시자 엘리먼트(802)를 커버하더라도 제 2 윈도우(834)는 존재하지 않아도 된다.
도 9는 디바이스(900)가 제 2 전극(224) 뿐 아니라 하나 또는 그 이상의 추가적인 전극들(924, 944)(2개가 도시되지만 2개보다 많이 존재할 수 있음) 및 대응하는 복수의 추가적인 파워 소스들(926, 946)을 포함할 수 있는 것을 제외하고 도 2a-2c의 디바이스(200)와 유사할 수 있는 OET 디바이스(900)의 부분적, 측단면도이다. 그렇지 않으면, 디바이스(900)는 도 2a-2c에서의 디바이스(200)와 유사할 수 있으며, 도 2a-2c 및 9에서의 유사 넘버링 엘리먼트들은 동일하다.
도시된 바와 같이, 각 스위치 메커니즘(246)은 대응하는 DEP 전극(232)을 전극들(224, 924, 944) 중 하나에 전기적으로 접속하도록 구성될 수 있다. 스위치 메커니즘(246)은 따라서 대응하는 DEP 전극(232)을 제 2 전극(224), 제 3 전극(924), 제 4 전극(944)에 선택적으로 접속하도록 구성될 수 있다. 각 스위치 메커니즘(246)은 또한 모든 전극들(224, 924, 944)로부터 제 1 전극(212)을 차단시키도록 구성될 수 있다.
또한 도시된 바와 같이, 파워 소스(226)는 논의된 바와 같이 제 1 전극(212)과 제 2 전극(224)에 접속될 수 있다(그리고 그에 따라 그 사이에 파워를 제공할 수 있다). 파워 소스(926)는 제 1 전극(212) 및 제 3 전극(924)에 접속될 수 있으며(그리고 그에 따라 그 사이에 파워를 제공할 수 있음), 파워 소스(946)는 제 1 전극(212) 및 제 4 전극(944)에 접속될 수 있다(그리고 그에 따라 그 사이에 파워를 제공할 수 있다).
각 전극(924, 944)은 일반적으로 상기에 논의된 바와 같은 제 2 전극(224)과 유사할 수 있다. 예를 들어, 각 전극(924, 944)은 채널(204)에서의 매체(206)로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 다른 예로서, 각 전극(924, 944)은 회로 기판(216)의 또는 내부의 표면(218) 상의 금속 층의 일부일 수 있다. 각 파워 소스(926, 946)는 상기에 논의된 바와 같은 파워 소스(226)와 같은 교류(AC) 파워 소스일 수 있다.
파워 소스들(926, 946)은 그러나, 파워 소스(226)와 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 각 파워 소스(226, 926, 946)는 다른 레벨의 전압 및/또는 전류를 제공하도록 구성될 수 있다. 그와 같은 예에서, 각 스위치 메커니즘(246)은 따라서 대응하는 DEP 전극(232)으로부터의 전기적 접속을 DEP 전극(232)이 전극들(224, 924, 944) 중 어느 것에도 접속되지 않는 "오프" 상태와 DEP 전극(232)이 전극들(224, 924, 944) 중 임의의 하나에 접속되는 다수의 "온" 상태들 중 임의의 상태 사이를 스위칭할 수 있다.
파워 소스들(226, 926, 946)이 어떻게 다르게 구성될 수 있는지의 다른 예로서, 각 파워 소스(226, 926, 946)는 서로 다른 위상 시프트로 파워를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전극들(224, 924) 및 파워 소스들(226, 926)(그러나 전극(944) 및 파워 소스(946)는 아님)을 포함하는 실시예에서, 파워 소스(926)는 파워 소스(226)에 의해 제공되는 파워와 대략(예를 들어, 플러스 또는 마이너스 10 퍼센트) 180도 위상을 벗어나는 파워를 제공할 수 있다. 그와 같은 실시예에서, 각 스위치 메커니즘(246)은 대응하는 DEP 전극(232)을 제 2 전극(224) 및 제 3 전극(924)에 접속하는 것 사이를 스위칭하도록 구성될 수 있다. 디바이스(900)는 DEP 전극(232)이 전극들(224, 924) 중 하나(예를 들어, 224)에 접속되는 동안 대응하는 DEP 전극(232)이 활성화되도록(그리고 그에 따라 턴 온되도록) 그리고 전극들(224, 924) 중 다른 하나(예를 들어, 924)에 접속되는 동안 비활성화되도록(그리고 그에 따라 턴 오프되도록) 구성될 수 있다. 그와 같은 실시예는 도 2a-2c의 디바이스(200)와 비교하여 턴 오프되는 DEP 전극(232)으로부터의 누설 전류를 감소시킬 수 있다.
다음 중 하나 또는 그 이상은 내부 표면의 제 2 영역 상에 지시되는 광의 빔에 응답하여 회로 기판의 내부 표면의 제 1 영역에서 DEP 전극을 활성화하기 위한 수단, 여기서 제 2 영역은 상기 제 1 영역으로부터 이격되며; 내부 표면의 제 2 영역 상에 지시되는 광의 빔에 응답하여 회로 기판의 내부 표면의 제 1 영역들에서 복수의 DEP 전극들을 더 선택적으로 활성화하기 위한 활성화 수단, 여기서 각 제 2 영역은 각 제 1 영역으로부터 이격되며; 제 1 특성을 가지는 광의 빔에 응답하여 DEP 전극을 더 활성화하기 위한 그리고 제 2 특성을 가지는 광의 빔에 응답하여 DEP 전극을 비활성화하기 위한 활성화 수단; 제 1 특성을 가지는 광의 빔의 n개 펄스들의 시퀀스에 응답하여 DEP 전극을 더 활성화하기 위한 활성화 수단; 및 제 2 특성을 가지는 광의 빔의 k개 펄스들의 시퀀스에 응답하여 DEP 전극을 더 비활성화하기 위한 활성화 수단의 예들을 포함할 수 있다: 감광성 엘리먼트(242)는 포토다이오드(442) 및/또는 컬러 검출기 엘리먼트(710)를 포함하며; 제어 회로(244)는 본원에 설명되거나 예시된 임의의 방식으로 구성되며; 및/또는 스위치 메커니즘(246)은 트랜지스터(446), 증폭기(546) 및/또는 증폭기(602) 및 스위치(604)를 포함한다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 미세유체 OET 디바이스에서의 DEP 전극들을 제어하기 위한 프로세스(1000)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 단계(1002)에서, 미세유체 OET 디바이스가 획득될 수 있다. 예를 들어, 도 2a-2c 및 4-9의 미세유체 OET 디바이스들(200, 400, 500, 600, 700, 800, 900) 중 임의의 하나 또는 유사한 디바이스들이 단계(1002)에서 획득될 수 있다. 단계(1004)에서, AC 파워가 단계(1002)에서 획득된 디바이스의 전극들에 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기에 논의된 바와 같이, AC 파워 소스(226)는 챔버(204)에서의 매체(206)와 전기적 접촉하는 제 1 전극(212) 및 매체(206)로부터 절연되는 제 2 전극(224)에 접속될 수 있다. 단계(1006)에서, 단계(1002)에서 획득되는 디바이스의 DEP 전극들이 선택적으로 활성화 및 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 상기에 논의된 바와 같이 DEP 전극들(232)은 상기에 논의된 바와 같은 스위칭 메커니즘(246)(예를 들어, 도 4의 트랜지스터(446), 도 5의 증폭기(556) 및 도 5의 스위치(602) 및 증폭기(604))의 임피던스 상태를 스위칭하기 위해 감광성 엘리먼트들(242)(예를 들어, 도 4, 5 및 6의 포토다이오드(442)) 상에 선택적으로 광 빔들(250)을 지시함으로써 그리고 그로부터 광 빔들(250)을 제거함으로써 선택적으로 활성화 및 비활성화될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예들 및 적용들이 본 명세서에 설명되었더라도, 이들 실시예들 및 적용들은 단지 예시적이며, 많은 변형들이 가능하다.

Claims (36)

  1. 미세유체(microfluidic) 장치에 있어서,
    표면 및 상기 표면 상의 서로 다른 위치들에서의 유전이동(DEP: dielectrophoresis) 전극들을 포함하는 회로 기판;
    상기 회로 기판의 상기 표면 상에 배치되는 액체 매체(liquid medium)를 함유하도록 구성되는 챔버(chamber);
    상기 매체와 전기 접촉하도록 배치되는 제 1 전극;
    상기 매체로부터 전기적으로 절연되도록 배치되는 제 2 전극;
    상기 DEP 전극들 중 서로 다른 대응하는 전극과 상기 제 2 전극 사이에 각각 배치되는 스위치 메커니즘(switch mechanism)들 ― 상기 스위치 메커니즘 각각은 상기 대응하는 DEP 전극이 비활성화되는(deactivated) 오프 상태(off state)와 상기 대응하는 DEP 전극이 활성화되는(activated) 온 상태(on state) 사이에서 스위칭가능함 ―; 및
    감광성 엘리먼트(photosensitive element) 상에 지시되는 광의 빔(beam)에 따라 상기 스위치 메커니즘들 중 서로 다른 대응하는 스위치 메커니즘을 제어하기 위한 출력 신호를 제공하도록 각각 구성되는 감광성 엘리먼트들
    을 포함하는, 미세유체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 DEP 전극은 상기 챔버에서의 상기 매체와 전기 접촉하도록 상기 회로 기판의 상기 표면 상에 배치되는 전기적으로 전도성인 단자를 포함하는 것인, 미세유체 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 메커니즘들 중 임의의 스위치 메커니즘이 상기 오프 상태에 있는 동안, 상기 챔버에서의 상기 매체의 전기적 임피던스(impedance)보다 큰, 상기 제 2 전극과 상기 대응하는 DEP 전극 사이에 하이(high) 전기 임피던스가 존재하며;
    상기 온 상태에서, 상기 스위치 메커니즘 중 상기 임의의 스위치 메커니즘은 상기 매체의 상기 전기 임피던스보다 작은, 상기 제 2 전극과 상기 대응하는 DEP 전극 사이에 로우(low) 전기 임피던스를 제공하는 것인, 미세유체 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하이 전기 임피던스는 상기 로우 전기 임피던스보다 적어도 2배 더 큰 것인, 미세유체 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판은 회로 엘리먼트들이 형성되는 반도체 재료를 포함하는 것인, 미세유체 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회로 엘리먼트들은 상보성 금속-산화물 반도체(CMOS: complimentary metal-oxide semiconductor), 바이폴라(bipolar) 또는 CMOS와 바이폴라 회로 엘리먼트들의 조합을 포함하는 것인, 미세유체 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    각각의 상기 스위치 메커니즘은 상기 대응하는 DEP 전극을 상기 제 2 전극에 접속하는 직렬의 스위치 및 증폭기를 포함하며,
    상기 회로 엘리먼트들은 상기 스위치 및 상기 증폭기를 포함하는 것인, 미세유체 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    각각의 상기 스위치 메커니즘은 상기 대응하는 DEP 전극을 상기 제 2 전극에 접속하는 트랜지스터(transistor)를 포함하며,
    상기 회로 엘리먼트들은 상기 트랜지스터를 포함하는 것인, 미세유체 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor) 또는 바이폴라 트랜지스터인 것인, 미세유체 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    각각의 상기 감광성 엘리먼트는 포토다이오드(photodiode)를 포함하며,
    상기 회로 엘리먼트들은 상기 포토다이오드를 포함하는 것인, 미세유체 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광성 엘리먼트들 중 대응하는 감광성 엘리먼트를 상기 스위치 메커니즘들 중 대응하는 스위치 메커니즘에 각각 접속하는 제어 회로들을 더 포함하며, 각각의 상기 제어 회로는 상기 감광성 엘리먼트들 중 상기 대응하는 감광성 엘리먼트로부터의 상기 출력 신호에 따라 상기 대응하는 스위치 메커니즘이 상기 오프 상태 또는 상기 온 상태에 있는지 여부를 제어하도록 구성되는 것인, 미세유체 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극에 접속되는 교류(AC: alternating current) 파워 소스(power source)를 더 포함하는, 미세유체 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 전극 및 상기 챔버에서의 상기 매체로부터 전기적으로 절연되도록 배치되는 제 3 전극, 및
    상기 제 3 전극에 접속되는 추가적인 AC 파워 소스를 더 포함하며,
    각각의 상기 스위치 메커니즘은 상기 대응하는 DEP 전극을 상기 제 2 전극에 또는 상기 제 3 전극에 접속하는 것 사이에서 스위칭가능한 것인, 미세유체 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 오프 상태에서, 각각의 상기 스위치 메커니즘은 상기 대응하는 DEP 전극을 상기 제 2 전극에 접속하지만 상기 제 3 전극에 접속하지 않으며,
    상기 온 상태에서, 각각의 상기 스위치 메커니즘은 상기 대응하는 DEP 전극을 상기 제 3 전극에 접속하지만 상기 제 2 전극에 접속하지 않는 것인, 미세유체 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 추가적인 AC 파워 소스는 상기 AC 파워 소스에 관하여 162 ~ 198 도의 범위에서 차이가 나는 위상을 갖는, 미세유체 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 메커니즘들 중 대응하는 스위치 메커니즘이 상기 온 상태 또는 상기 오프 상태에 있는지 여부를 표시하도록 각각 구성되는 표시자 엘리먼트들을 더 포함하는, 미세유체 장치.
  17. 회로 기판 및 상기 회로 기판의 내부 표면 상에 배치되는 액체 매체(liquid medium)를 함유하는 챔버(chamber)를 포함하는 미세유체 디바이스(microfluidic device)를 제어하는 방법에 있어서,
    교류(AC: alternating current) 파워(power)를 상기 미세유체 디바이스의 제 1 전극 및 제 2 전극 ― 상기 제 1 전극은 상기 매체와 전기 접촉하며 상기 제 2 전극은 상기 매체로부터 전기적으로 절연됨 ― 에 인가하는 단계; 및
    상기 회로 기판의 상기 내부 표면 상에 유전이동(DEP: dielectrophoresis) 전극 ― 상기 DEP 전극은 상기 매체와 전기 접촉하는 상기 내부 표면 상의 복수의 DEP 전극들 중 하나임 ― 을 활성화하는 단계를 포함하며,
    상기 활성화하는 단계는,
    상기 회로 기판에서의 감광성 엘리먼트(photosensitive element) 상에 광 빔을 지시하는(directing) 단계와,
    상기 광 빔에 응답하여, 상기 감광성 엘리먼트로부터의 출력 신호를 제공하는 단계와,
    상기 출력 신호에 응답하여, 상기 회로 기판에서의 스위치 메커니즘을 상기 DEP 전극이 비활성화되는 오프 상태(off state)로부터 상기 DEP 전극이 활성화되는 온 상태(on state)로 스위칭하는 단계
    를 포함하는 것인, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 광 빔을 상기 감광성 엘리먼트로부터 제거하는 단계; 및
    상기 광 빔을 제거한 후에, 상기 감광성 엘리먼트를 상기 스위치 메커니즘에 접속하는 상기 회로 기판에서의 제어 회로로 상기 스위치 메커니즘을 상기 온 상태에서 유지하는 단계를 더 포함하는, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 유지하는 단계는 상기 광 빔이 상기 감광성 엘리먼트 상에 다시 지시될 때까지 상기 스위치 메커니즘을 상기 온 상태에서 유지하는 단계를 포함하는 것인, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 활성화하는 단계는 상기 광 빔이 특정 특성을 가지는 것을 상기 출력 신호가 표시하는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 스위칭하는 단계는 상기 광 빔이 상기 특정 특성을 가지는 것을 상기 출력 신호가 표시하는 경우에만 상기 스위치 메커니즘을 상기 오프 상태로부터 상기 온 상태로 스위칭하는 단계를 포함하는 것인, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 DEP 전극을 비활성화하는 단계를 더 포함하며,
    상기 비활성화하는 단계는,
    제 2 광 빔을 상기 감광성 엘리먼트 상에 지시하는 단계,
    상기 제 2 광 빔에 응답하여, 상기 감광성 엘리먼트로부터의 제 2 출력 신호를 제공하는 단계, 및
    상기 제 2 광 빔이 제 2의 특정 특성을 가지는 것을 상기 제 2 출력 신호가 표시하는 경우에만 상기 스위치 메커니즘을 상기 온 상태로부터 상기 오프 상태로 스위칭하는 단계
    를 포함하는 것인, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 지시하는 단계는,
    상기 광 빔을 펄스로서 상기 감광성 엘리먼트 상에 지시하는 단계, 및
    그 후에 상기 감광성 엘리먼트 상에 지시되는 상기 광 빔의 각각의 후속적인 펄스에 응답하여 상기 온 상태와 상기 오프 상태 사이에서 상기 스위치 메커니즘을 토글링하는(toggling) 단계
    를 포함하는 것인, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 스위치 메커니즘은 트랜지스터를 포함하며,
    상기 스위치 메커니즘을 스위칭하는 단계는 상기 트랜지스터를 오프 상태로부터 온 상태로 스위칭하는 단계를 포함하는 것인, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 스위칭하는 단계는 상기 DEP 전극과 상기 제 2 전극 사이의 전기 임피던스를 상기 챔버에서의 상기 매체의 임피던스보다 큰 하이 임피던스(high impedance)로부터 상기 매체의 상기 임피던스보다 작은 로우 임피던스(low impedance)로 변경하는 것인, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 하이 임피던스는 상기 로우 임피던스보다 적어도 2배 더 큰 것인, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  26. 제 17 항에 있어서,
    제 2 AC 파워를 상기 미세유체 디바이스의 상기 제 3 전극에 인가하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 3 전극은 상기 매체 및 상기 제 1 전극으로부터 전기적으로 절연되는 것인, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 스위칭하는 단계는, 상기 스위치 메커니즘을, 상기 스위치 메커니즘이 상기 DEP 전극을 상기 제 2 전극에 접속하지만 상기 제 3 전극에 접속하지 않는 상기 오프 상태로부터, 상기 스위치 메커니즘이 상기 DEP 전극을 상기 제 3 전극에 접속하지만 상기 제 2 전극에 접속하지 않는 온 상태로, 스위칭하는 단계를 포함하는 것인, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 2 AC 파워를 인가하는 단계는 상기 제 2 전극에 인가된 상기 AC 파워로부터 162 ~ 198 도의 범위에서 차이가 나는 위상을 갖는 상기 제 2 AC 파워를 상기 제 3 전극에 인가하는 단계를 포함하는, 미세유체 디바이스를 제어하는 방법.
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 또한, 상기 회로 기판의 내부 표면 상에 배치되는 상기 액체 매체(liquid medium)를 함유하도록 구성되고,
    상기 장치는, 상기 내부 표면의 제 2 영역 상에 지시되는(directed) 광의 빔에 응답하여 상기 회로 기판의 상기 내부 표면의 제 1 영역에서 유전이동(DEP: dielectrophoresis) 전극을 활성화하기(activating) 위한 수단을 더 포함하며,
    상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역으로부터 이격되는 것인, 미세유체 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 회로 기판은 반도체 재료를 포함하며,
    상기 활성화하기 위한 수단은 상기 회로 기판의 층들에 형성되는 회로 엘리먼트들을 포함하는 것인, 미세유체 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 회로 엘리먼트들은 상보성 금속-산화물 반도체(CMOS: complimentary metal-oxide semiconductor), 바이폴라(bipolar) 또는 CMOS와 바이폴라 회로 엘리먼트들의 조합을 포함하는 것인, 미세유체 장치.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 활성화하기 위한 수단은 또한,
    제 1 특성을 가지는 상기 광의 빔에 응답하여 상기 DEP 전극을 활성화하고,
    제 2 특성을 가지는 상기 광의 빔에 응답하여 상기 DEP 전극을 비활성화하기(deactivating) 위한 것인, 미세유체 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 특성은 제 1 컬러(color)인 상기 광의 빔을 포함하며,
    상기 제 2 특성은 상기 제 1 컬러와 다른 제 2 컬러인 상기 광의 빔을 포함하는 것인, 미세유체 장치.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 특성은 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이의 강도를 가지는 상기 광의 빔을 포함하며,
    상기 제 2 특성은 상기 제 2 임계값보다 큰 강도를 가지는 상기 광의 빔을 포함하는 것인, 미세유체 장치.
  35. 제 29 항에 있어서,
    상기 활성화하기 위한 수단은 또한 제 1 특성을 가지는 상기 광의 빔의 n개 펄스들의 시퀀스(sequence)에 응답하여 상기 DEP 전극을 활성화하기 위한 것인, 미세유체 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 활성화하기 위한 수단은 또한 제 2 특성을 가지는 상기 광의 빔의 k개 펄스들의 시퀀스에 응답하여 상기 DEP 전극을 비활성화하기 위한 것인, 미세유체 장치.
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