KR20010105374A - 터치형 입력 및 진동원을 구비하는 마이크로 기계 평판디스플레이 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 화상 디스플레이는 공중 부양 전극(302), 실리콘 기판(22), 절연 물질의 박막층(23), 플립핑 전극(24), 전극(26), 다른 전극(28), 중앙 전극(30), 중앙 전극의 일부(29), 중앙 전극의 또 다른 부분(31), 두 개의 장착 구멍(32, 34), 두 개의 U자형 브래킷(36, 38), 절연 너브(45) 및 제1 표면(40)을 각각 포함하는 복수의 화소(300)를 포함한다.

Description

터치형 입력 및 진동원을 구비하는 마이크로 기계 평판 디스플레이{MICRO-MECHANICAL FLAT PANEL DISPLAY WITH TOUCH SENSITIVE INPUT AND VIBRATION SOURCE}

평판 비디오 디스플레이는 많은 소비자 제품, 산업 제품, 군사 제품, 소비자 장치, 산업 장치 및 군사 장치의 어디에나 있는 구성 요소이다. 평판 비디오 디스플레이는 컴퓨터 랩탑, 자동 계기반, 마이크로파 오븐 및 사람과 상호 작용하는 무수히 많은 다른 기계 및 장치에서 발견된다.

활성 매트릭스 액정 디스플레이는 고품질 고해상도 평판 디스플레이 시장에서 우위를 차지하고 있다. 그러나, 이들 활성 매트릭스 액정 디스플레이는 비교적 고가이고, 동작시에 활성 매트릭스 액정 디스플레이가 소비하는 전력량은, 수 많은배터리 구동형 장치로부터 쉽게 이용 가능한 전력량에 비해 상대적으로 크다.

디스플레이를 휴대용 GPS 수신기에서부터 장난감에까지 보다 많은 제품에 결합시키려는 필요 및 소망은 고품질의 이미지를 제공하고 저전력 소비로 동작할 수 있는 저가의 평판 디스플레이에 대한 강력한 요구 및 확장된 시장을 창출한다.

이러한 요구에 따라서, 두 가지 유형의 평판 디스플레이가 MEMS 기술을 사용하는 실리콘 처리에 기초하여 개발되었다. MEMS 기술은 적절한 기판상에 형성될 수 마이크로 차수의 특징을 갖는 마이크로구조를 가능하게 한다. 따라서, 이 기술은 광을 조정할 수 있는 (실리콘상에 있는) "화소(pixel)" 크기의 장치를 생성하는데 사용될 수 있다. 이러한 장치의 어레이는 저에너지 소비로 동작하고 고품질 이미지를 제공하는 잠재적으로 저가인 평판 디스플레이를 형성하는데 사용될 수 없다.

대부분의 평판 디스플레이는 두 개의 일반적인 유형 중 하나의 유형에 속하는 실리콘 기술을 사용하여 생성된다. 제1 유형의 평판 디스플레이는 실리콘 기판상에 형성된 액정셀을 각각 포함하는 화소를 구비한다. 주변광 또는 적절한 광원로부터의 광일 수 있는 광이 화소에 조사된다. 각 화소에서의 광에 대한 액정의 투과율이 화소의 휘도가 어떻게 표시될 지를 결정한다. 액정의 투과율은 화소에 있어서의 전극에 대한 전압에 의해 제어된다. 여러 레벨의 휘도(brightness)를 갖는 화소의 패턴이 디스플레이상에 형성되어 디스플레이의 각 화소에 있어서의 전극에 대한 전압을 제어함으로써 이미지를 생성한다. 이러한 유형의 디스플레이에 의해 제공되는 이미지는 일반적으로 낮은 휘도 및 낮은 콘트라스트가 문제된다.

제2 유형의 평판 디스플레이[이후, "마이크로 기계 디스플레이(micro mechanical display)"라고 칭함]는 실리콘 기판상에 마이크로머시닝된 적어도 하나의 이동 가능한 구조를 각각 포함하는 화소를 구비한다. 각 화소에 있어서의 적어도 하나의 이동 가능한 구조의 위치는 화소가 반사하거나 회절하는 광량을 제어함으로써 화소의 휘도가 어떻게 표시될 지를 제어한다. 일반적으로, 적어도 하나의 이동 가능한 소자의 위치는 적어도 하나의 이동 가능한 소자와 적절한 전압을 전극에 인가함으로써 발생되는 화소에서의 전극 사이의 정전력에 의해 제어된다. 흔히 이 전압은 비교적 높고, 비교적 큰 에너지 소비를 필요로 하는 적어도 하나의 이동 가능한 소자를 이동시킨다. 통상적으로, 이러한 유형의 디스플레이에 있어서, 휘도 및 이미지의 콘트라스트는 디스플레이면의 수직에 대해 측정되는 관찰각에 의존하고, 관찰각이 증가함에 따라 감소한다. 내부 광원을 필요로 하는 몇몇 이러한 디스플레이는 동작시에 비교적 큰 전력량을 소비한다.

복수의 병렬의 가요성 반사 리본을 포함하는 디스플레이에 있어서 적어도 하나의 이동 가능한 화소 구조를 갖는 마이크로 기계 디스플레이가 본 명세서에 참조되어 본 발명의 일부를 이루는 디. 엠. 블룸(D. M. Bloom) 등에 의한 미국 특허 제5,841,579호에 개시되어 있다. 디스플레이의 화소에 있어서의 가요성 리본은 정상적으로 디스플레이면상에 짧은 거리로 형성되어 있는 화소상의 기판면에 평행하게 위치된다. 이 가요성 리본은 화소에 있어서의 전극에 인가된 전압에 의해 발생되는 정전력에 의해 기판측으로 압박되도록 제어 가능하다.

디스플레이상에 이미지를 형성하기 위해서는, 디스플레이의 화소에는 적절한광원으로부터 광이 조사되어 그 광이 디스플레이면에 대해서 소정의 각으로 화소에 입사한다. 화소에 있어서의 복수의 리본 중 별도의 리본이 압박되는 경우, 화소에 있어서의 복수의 리본은 화소가 사용자의 디스플레이에서 밝게 표시되도록 하는 각으로 몇몇 입사광을 회절시키는 회절 격자를 형성한다. 별도의 리본이 압박되지 않는 경우, 화소에 있어서의 복수의 리본은 화소로부터의 광이 사용자의 눈에 도달하지 않아 화소가 어둡게 보이도록 하는 상이한 각으로 입사광을 반사한다. 밝은 화소 및 어두운 화소의 적절한 패턴이 디스플레이상에 이미지를 형성한다. 본 발명은 컬러 이미지를 제공하는 평판 디스플레이를 생성하도록 개시되어 있는 유형의 화소를 사용하는 방법을 개시한다.

다른 유형의 마이크로 기계 디스플레이가 본 명세서에 참조되어 본 발명의 일부를 이루는 에스. 씨. 아니(S. C. Arney) 등에 의한 미국 특허 제5,636,052호에 개시되어 있다. 이러한 평판 디스플레이에 있어서, 적어도 하나의 이동 가능한 화소 소자는 멤브레인(membrane)이다. 멤브레인은 가요적으로 지지되기 때문에, 멤브레인과 기판 사이에 작은 에어갭(air gap)을 갖는 기판에 평행하다. 화소에 입사되는 광은 기판과 멤브레인 양쪽 모두에 의해 반사된다. 에어갭의 높이는 멤브레인과 기판으로부터 반사되는 광이 보강 간섭(interfere constructively)하는지 상쇄 간섭(interfere destructively)하는지, 즉화소가 각각 밝게 또는 어둡게 표시되는지 여부를 결정한다. 화소에 있어서의 어드레스할 수 있는 전극은 하전될 때 에어갭의 높이를 제어함으로서 멤브레인을 기판측으로 끌어당겨, 화소가 밝거나 어둡다. 멤브레인을 이격시키기 위해서는, 비교적 높은 (수십 volts 차수의) 전압이어드레스할 수 있는 전극에 인가되어야 한다.

몇몇 마이크로 기계 장치를 사용하면 스틱션(stiction) 현상이 나타난다. 마이크로 기계 장치의 스틱션을 감소시키거나 상쇄시키는 여러 가지 방법이 본 명세서에 참조되어 본 발명의 일부를 이루고, 예를 들어 엠. 피. 드 보에(M. P. de Boer) 등이Mat. Res. Soc. Symp Proc., Vol. 518, pp. 131-136에 발표한 "Adhesion of Polysilicon Microbeams in Controlled Humidity Ambients", 니엘스 다스(Niels Tas) 등이J. Micromech Microeng., 6(1996) pp. 385-397에 발표한 "Stiction in Surface Micromachining", 크니페(Knipe) 등이 발표한 미국 특허 제5,867,202호, 웹(Webb)이 발표한 미국 특허 제5,447,600호, 크니페 등이 발표한 미국 특허 제5,768,007호, 아니타 프린(Anita Flynn) 등이Journal of Micromechanical Systems, Vol. 1, No. 1, March 1992에 발표한 "Piezoelectric Micromotors for Microrobots", 후세인 발랜(Hussein Ballan) 및 미첼 디클렉(Michel Declercq)이 발표한 "High Voltage Devices and Circuits in Standard CMOS Technologies" 및 클루워 아카데미 출판사(Kluwer Academic Publishers)가 1998년 11월에 발행한 ISBN 079238234X에 개시되어 있다.

본 발명은 별도의 광원을 필요로 하지 않는 주변광을 사용하고, 고품질에 높은 콘트라스트의 이미지를 제공하는 한편, 고전압에서 전력을 적게 소비하면서 동작할 수 있는 평판 디스플레이를 구비하는데 잇점이 있다.

관련 출원

본 출원은 지정 국가로 미국을 지정한 PCT 출원 번호 제PCT/IL99/00130호의 일부계속출원(CIP)인데, 이 일부계속출원의 개시 사항은 본 명세서에 참조되어 본 발명의 일부를 이룬다.

본 발명은 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 특히 마이크로 머시닝(micro-machining) 기술을 사용하여 생성하는 평판 디스플레이에 관한 것이다.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 3개의 상이한 위치에서 플립퍼를 갖는 마이크로머시닝 화소를 개략적으로 도시하는 사시도.

도 2a 내지 도 2d는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 화소의 개략도이며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 플립퍼의 이동 및 위치를 정전력이 어떻게 제어하는지를 도시하는 도면.

도 3a 및 도 3b는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 화소의 진동을 개략적으로 도시하는 측면도이며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 플립퍼의 이동 및 위치를 정전력이 어떻게 제어하는지를 도시하기 위해 간략화된 화소의 구조를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다른 화소 구조를 개략적으로 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 2차원의 화소 어레이를 포함하는 평판 디스플레이의 일부를 개략적으로 도시하는 도면.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 플립퍼 화소의 구성 및 동작을 개략적으로 도시하는 도면.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 구성된 다른 다중 플립퍼 화소를 도시하는 도면.

도 8a 내지 도 8n은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 화소를 생성하기 위한 마이크로머시닝 제조 프로세스를 개략적으로 도시하는 도면.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 구성된 다른 화소의 사시도 및 횡단면도를 각각 개략적으로 도시하는 도면.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 구성된 다른 화소의 사시도 및 플립퍼를 각각 개략적으로 도시하는 도면.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다른 화소를 개략적으로 도시하는 도면.

도 12a 내지 도 12l은 도 9a 및 도 9b에 도시된 화소를 생성하기 위한 마이크로머시닝 제조 프로세스를 개략적으로 도시하는 도면.

도 13a는 도 1a에 대응하는 개략적인 도면이며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플립퍼 화소를 위한 공중 부양 전극을 도시하는 도면.

도 13b는 도 13a에 도시된 A-A선을 따라 도시하는 횡단면도.

도 14a 내지 도 14f는 도 8c 내지 도 8m 중 몇몇에 대응하고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 공중 부양 전극을 갖는 화소를 제조하는 방법을 도시하는 도면.

도 15a 내지 도 15e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피트형 너브를 제조하는 방법을 도시하는 도면.

도 15f 내지 도 15g는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라운드형 너브를 형성하는 다른 방법을 도시하는 도면.

도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동 발생기를 구비하는 디스플레이 장치를 도시하는 도면.

도 17a 및 도 17b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 스프링을 구비하는 플립퍼의 상부면도 및 측면도를 각각 도시하는 도면.

도 17c 및 도 17d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 일체형 플립퍼 스프링을 제조하는 단계를 도시하는 도면.

도 18a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 입력 장치를 개략적으로 도시하는 회로도.

도 18b는 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 마이크로머시닝 터치형 입력 장치의 측면을 도시하는 횡단면도.

도 19는 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 플립퍼 화소를 개략적으로 도시하는 회로도.

도 20은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치를 위한 플립칩 구성을 개략적으로 도시하는 도면.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 주변광을 사용하고, 디스플레이면에 대해서 실질적으로 모든 관찰각에서 높은 콘트라스트의 이미지를 제공하는 마이크로 기계적인 평판 디스플레이를 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 전력을 적게 소비하면서 동작하는 평판 디스플레이를 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 5 volts와 같은 낮은 전압으로 공급되는 전력을 사용하여 동작하는 평판 디스플레이를 제공하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 50 volts와 같은 높은 전압이 사용된다. 선택적으로, 본 장치는 고전압 및 저전압의 조합을 사용하는데, 어드레싱은 저전압을 사용하고 화소 플립핑(pixel flipping)는 고전압을 사용한다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 흑색(black) 및 백색(white) 및/또는 회색(gray) 레벨의 이미지를 제공하는 평판 디스플레이를 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 컬러 이미지를 제공하는 평판 디스플레이를 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 기판상에 형성되고, 이동 가능한 소자를 포함하는 화소를 구비하는 마이크로 기계적인 평판 디스플레이를 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 이동 가능한 소자는 비교적 큰 제1 및 제2 표면과 얇은 에지를 갖는 얇은 평면 패널 형상으로 형성된다. 패널[이하, "플립퍼(flipper)"라고 칭함]은 기판의 표면에 평행한 회전축에 대해서 두 개의 제한위치 중 한 쪽의 제한 위치로부터 다른 한 쪽의 제한 위치로 회전 가능한 방식으로 기판에 힌지 고정된다. 이후, 제한 위치는 "온(on)" 및 "오프(off)" 위치라고 칭해진다. 플립퍼는 전도 물질로 최소한 부분적으로 형성되는 것이 바람직하다.

온 위치(on position)에 있어서, 사용자와 면하는 제1 표면이 디스플레이를 보고 있어, 사용자가 볼 수 있다. 기판과 면하는 플립퍼의 제2 표면은 사용자로부터 멀리 면하고 있어, 사용자가 볼 수 없다. 오프 위치(off position)에 있어서, 제2 표면이 사용자와 면하고 있어 사용자가 볼 수 있는 반면, 제1 표면은 기판과 면한다. 온 및 오프 위치에 있어서, 플립퍼면이 기판면과 인접하고, 실질적으로 평행한 것이 바람직하다. 플립퍼는 온 위치와 오프 위치 사이에서 회전하는 회전축에 대해서 대략 180°로 회전하는 것이 바람직하다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면에 따르면, 플립퍼의 회전이 제어 가능하기 때문에 플립퍼가 쌍안정(bistable)하다. 플립퍼는 온 위치 또는 오프 위치 중 어느 하나의 위치이며, 플립퍼가 다른 위치로 회전하도록 제어될 때까지 어느 하나의 위치에서 유지된다. 플립퍼가 온 위치 또는 오프 위치 중 어느 하나의 위치인 경우, 에너지를 거의 소비하지 않거나 실질적으로 에너지를 전혀 소비하지 않는다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 화소의 플립퍼의 회전을 제어하기 위해서, 상이한 구성의 전압이 인가되는 기판에서의 각 화소를 위한 어드레스할 수 있는 전극을 제공하는 것에 관한 것이다. 전극에 인가되는 몇몇 전압 구성에 있어서, 플립퍼와 전극 사이에서 발생되는 정전력은 플립퍼가 온 위치와 오프 위치사이에서 회전하는 것을 방지한다. 이러한 전압 구성에 있어서, 실질적으로 화소에서 전류가 흐르지 않아, 화소는 에너지를 거의 소비하지 않거나 에너지를 전혀 소비하지 않는다. 다른 전압 구성에 있어서, 플립퍼와 전극 사이의 정전력은 플립퍼가 온 및 오프 위치 중 어느 하나의 위치로부터 다른 위치로 회전하는 토오크(torque)를 발생시킨다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 다른 측면에 따르면, 화소에서의 플립퍼의 제1 표면은 제1 컬러를 갖고, 플립퍼의 제2 표면은 제2 컬러를 갖는다. 또한, 실질적으로, 플립퍼가 온 위치에 있는 경우에 볼 수 있고, 플립퍼의 제1 표면을 볼 수 있는 위치에 있는 화소의 모든 면은 플립퍼의 제1 표면과 동일한 컬러를 갖도록 착색된다. 유사하게, 실질적으로, 플립퍼가 오프 위치에 있는 경우에 볼 수 있고, 플립퍼의 제2 표면을 볼 수 있는 위치에 있는 모든 면은 플립퍼의 제2 표면과 동일한 컬러를 갖도록 착색된다. 그 결과, 플립퍼가 온 위치에 있는 경우, 화소는 제1 컬러를 나타내고, 플립퍼가 오프 위치에 있는 경우, 화소는 제2 컬러를 나타낸다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예에 있어서, 제1 컬러는 백색(white)이고, 제2 컬러는 흑색(black)이다. 본 발명의 이들 바람직한 실시예에 있어서, 디스플레이에서의 화소는 플립퍼가 온 위치에 있는 경우 백색이고, 플립퍼가 오프 위치에 있는 경우 흑색이며, 디스플레이는 흑백 이미지를 제공한다.

제1 컬러가 백색이고 제2 컬러가 흑색인 본 발명의 몇몇 바람직한 실시예에 있어서, 회색(gray) 레벨의 이미지가 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 중추부(brain)가 흑색 또는 백색 중 어느 하나인 화소를 식별하지 못하도록화소의 플립터를 온 위치와 오프 위치 사이에서 신속하게 전환시킴으로써, 화소를 위한 회색 레벨이 달성된다. 사실상, 중추부는 화소가 회색이라고 인지한다. 인지되는 회색 레벨은 플립퍼가 온 위치와 오프 위치에 있는 시간 사이의 비율에 의해 결정된다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예에 있어서, 회색 레벨의 이미지는 평판 디스플레이의 화소를 "슈퍼 화소(super-pixel)"로 그룹핑함으로써 달성된다. 슈퍼 화소는 복수의 화소, 예를 들어 각각의 화소가 슈퍼 화소에서 적어도 서로 다른 화소와 인접하는 세 개의 화소를 포함한다. 슈퍼 화소가 충분히 작기 때문에 슈퍼 화소에서의 단일 화소가 흑색인지 백색인지 여부를 육안(eye)으로는 식별할 수 없다. 사실상, 육안은 슈퍼 화소의 화소로부터 받은 자극 전체를 합쳐, 화소로부터 받은 자극의 평균이 회색 레벨이라고 인지한다. 예를 들면, 세 개의 흑색 및 백색 화소를 갖는 슈퍼 화소는 회색 레벨 4의 휘도(luminance)를 제공할 수 있다. 구성하는 화소가 동일한(화상) 크기일 수 있거나 상이한 크기일 수 있다. 일실시예에 있어서, 하나의 그룹에 있는 화소가 크기 x, x×2, …, x×2(n-1)(n은 화소수)로 이루어지기 때문에, 상이한 회색 레벨 2ⁿ-1이 달성될 수 있다. 이와 달리, 화소 크기, 예를 들어 3의 거듭제곱(power)의 비를 갖는 크기 사이에 2항이 아닌 관계(non-binary relation)가 사용된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 슈퍼 화소에서의 제1 화소 컬러는 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B)이고, 제2 화소 컬러는 흑색이다. 따라서, 슈퍼 화소에서의 화소는, 화소의 플립퍼가 온 위치인 경우 R, G 또는 B이고, 화소의 플립퍼가 오프 위치인 경우 흑색이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, "컬러" 화소를 포함하는 슈퍼 화소는 컬러 평판 디스플레이를 제공하는데 사용될 수 없다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 적어도 두 개의 플립퍼를 포함하는 화소(이하, "다중 플립퍼 화소"라고 칭함)를 제공하는 것에 관한 것이다. 온 위치와 오프 위치 사이에서 회전하는 플립퍼에 대한 각은 서로에 대해 합동(congruent)이거나 평행하게 인접하다. 플립퍼는 온 위치와 오프 위치 사이에서 앞뒤로 뒤집어지고, 책(book)의 페이지가 앞뒤로 뒤집어지듯이 서로 놓여 있으며, 책이 테이블상에 펼쳐진 상태와 같이 서로 놓여 있다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예에 따르면 플립퍼와 기판 사이의 스틱션의 감소 또는 상쇄된다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 공중 부양 전극(levitation electrode)를 사용하여 평면 전극 장치에서의 스틱션을 극복하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 공중 부양 전극은 스틱션을 깰 수 있을 정도로 이동 가능한 소자보다 높게 들어 올려진다. 그러나, 몇몇 실시예에 있어서, 전극은 이동 가능한 소자와 동일한 높이 또는 약간 낮을 수 있고, 또한 이동 가능한 소자 상에 정미(net)의 공중 부양력을 발생시켜 전극의 스틱션을 깨며, 장치의 표면 위로 소자를 공중 부양시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 추가적으로, 장치의 이동 부품, 예를 들어 플립퍼를 180°로 뒤집어서 이동하는데 사용되는 평면 전극에 대해서는, 공중 부양 전극이 평면 전극 및/또는 이동 부품에 대해 실질적으로 수직으로 제공된다. 전압은 스틱션을 자유롭게 깨기 위해 적어도이동 부품을 이동하기 시작할 때 공중 부양 전극에 인가된다. 일실시예에 있어서, 장치는 본 명세서에 개시된 바오 같은 플리퍼 화소(flipper pixel)이며, 공중 부양 전극은 기판에 대해 수직 방향으로 연장되는 하나 이상의 전극을 포함한다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 여러 가지 너브 기하학에 관한 것이다. 꼭 필요한 것은 아니지만, 너브 기하학은 너브 기하학이 너브와 이 너브와 접속하고 있는 이동 소자(moving element) 사이의 스틱션을 감소시키도록 선택된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 너브의 팁(tip)은 이동 소자를 갖는 감소된 접촉 영역을 갖도록 형성되는데, 예를 들어 피트형[pitted: 하나 이상의 피트(pit)를 갖음], 포인트형(pointed), 라운드형(rounded) 및/또는 울퉁불퉁형(roughened)의 팁이다. 이와 달리 또는 추가적으로, 이동 소자의 면 및/또는 기판상 이동 소자의 접촉점은 접촉 영역을 감소시키기 위해 피트형 및/또는 울퉁불퉁형일 수 있다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 힘이 보다 큰 지레의 작용(leverage) 및/또는 스틱션에 대향하는 보다 적절한 각을 갖는 이동 소자를 이동시키기 위해 인가되는 위치에 너브를 위치시키는 것에 관한 것이다. 일실시예에 있어서, 너브가 이동 소자의 회전축에 인접하여 형성되기 때문에, 이동 물체(moving object)의 중간 또는 단부에 작용하는 힘이 증가된 지레의 작용을 제공한다. 이와 달리, 너브가 인가된 힘에 대해 비대칭적인 방법으로 분포되기 때문에, 인가된 힘이 접착 영역(통상적으로, 너브)에 비트는 힘(torsion force), 전단력(shearing force) 및/또는 잡아당기는 힘(tearing force)을 스틱션의 힘을 깨기위해 소망하는 방향으로 가한다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 상기한 바와 같은 플립퍼 화소 장치를 위한, 스틱션 감소 피복부를 사용하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 스틱션 감소 피복부가 너브에 적용되어, 너브에 대한 플립퍼의 스틱션을 감소시킨다. 이와 달리 또는 추가적으로, 스틱션 감소 피복부가 플립퍼 및/또는 기판의 (너브 이외의) 일부에 적용된다. 선택적으로, 또한 스틱션 감소 피복부는 광 변경 물질(light modifying material)로서 기능한다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 스틱션 감소 피복부는 광을 선택적으로 반사하거나 흡수한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 스틱션 감소 피복부는 소정 파장의 광을 선택적으로 반사시킨다. 이와 달리 또는 추가적으로, 스틱션 감소 피복부는 광을 선택적으로 편광시킨다. 이러한 스틱션 감소 피복부의 선택적인 속성은 화학적 또는 물리적인 수단을 통하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 낮은 스트레스의 실리콘 질화물(Silicon Nitride) 피복부에 있어서, 낮은 스트레스의 실리콘 질화물 피복부의 두께에 따라 낮은 스트레스의 실리콘 질화물 피복부가 광을 반사하는지 흡수하는지 여부를 결정한다. 이와 달리, 상이한 피복부 물질 또는 첨가물이 상이한 효과를 위해 사용될 수 있다. 선택적으로, 절연층이 너브 아래에만 증착된다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 플립퍼와 이 플립퍼에 접촉하는 면을 결합시키는 스틱션의 영향을 감소시키도록 작용하는 힘을 제공하는 것에 관한 것이다. 바람직한 일실시예에 있어서, 스프링을 사용하여 제공되는 힘은 플립퍼가 기판과 접촉하는 경우 압박하거나 팽팽하게 긴장시킨다. 스프링에 의해 인가되는힘은 예를 들어 플립퍼의 이동 방향 또는 플립퍼 이동에 대해 수직한 방향을 포함하는 하나 이상의 방향으로 인가되도록 설계될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 스프링이 이 스프링의 하나 이상의 단부에서 플립퍼와 통합되기 때문에, 플립퍼가 활성화(예컨대, 전기장 벡터를 변화시킴으로써)되는 경우 스프링이 팽팽하게 긴장된다. 우선, 플립퍼를 기판쪽으로 잡아 당김으로써 플립퍼가 활성화되고, 스프링에 에너지를 저장한다. 뒤집기 신호(flipping signal)가 인가되면, 에너지 방출과 관련하여 플립퍼를 뒤집는 신호의 결과를 발생하는 장이 스프링에 갇힌다. 스프링이 플립퍼로부터 돌출되는 것보다는 플립퍼와 동일 평면상에 있는 것이 바람직하지만, 필수적인 것은 아니다. 이와 달리 또는 추가적으로, 스프링은 절연 및/또는 낮은 스틱션 물질 형태이지만, 이것 또한 필수적인 것은 아니다. 이와 달리 또는 추가적으로, 스프링을 분리하기 위해서는, 플립퍼 자체가 스틱션의 영향 및/또는 정전기의 영향으로 굽어지는 스프링으로서 기능할 수 있다. 이와 달리, 스프링은, 예를 들어 너브의 하부를 절단하여 기판상에 형성될 수 있다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 플립퍼 화소 장치에 있어서 스틱션의 영향을 상쇄시키기 위해 진동을 사용하는 것에 관한 것이다. 진동은, 예를 들어 진동을 발생시키기 위해 활발하게 진동하는 소자를 제공하는 방법 및/또는 반복적인 방법으로 장치의 일부를 활성화하는 방법을 포함하는 하나 이상의 방법으로 발생될 수 있다. 일실시예에 있어서, 국부적인 초음파 진동자(국부적인 화소 및/또는 인접한 화소의 작은 그룹)는 진동을 제공하는데 사용된다. 이러한 진동자는 너브 및/또는 힌지(hinge)에 인접하여 결합 및/또는 위치될 수 있다. 이와 달리또는 추가적으로, 진동자는 디스플레이 장치 전체를 진동시키기 위해 제공된다. 이러한 진동자는, 예를 들어 장치의 에지에 위치될 수 있다. 아마도, 장치의 에지로부터 플립퍼 영역으로 전파되는 전파(propagating wave)가 사용된다. 진동을 발생시키는 바람직한 방법은, 예를 들어 PZT와 같은 압전 물질상의 전극에 전기를 통한다. 이와 달리, 장치는 이 장치 아래에 놓여 있는 진동 소자(vibrating element)를 구비할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 진동은, 예를 들어 진동을 발생시키기 위해 AC 전압에 의해 플립퍼 소자를 활성화함으로써 발생한다. 이와 달리, 비대칭 톱니펄스형과 같은 다른 펄스형이 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 주파수로는 플립퍼 및/또는 너브의 정합 자연 공진 주파수를 사용한다. 선택적으로, 너브가 진동 에너지를 집중시키도록 설계되어 있기 때문에, 증가된 진폭이 제공된다. 예를 들면, 너브가 뿔(horn) 형상일 수 있기 때문에, 너브의 팁의 진동 진폭이 너브의 기저부의 진동 진폭보다 크다. 필요한 것은 아니지만, 진동의 적용이 플립퍼를 뒤집기위한 플립핑 전압의 적용에 동조되는 것이 바람직하다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 마이크로머시닝형 플립퍼 기반형 디스플레이와 터치형 입력 장치를 통합하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 투명면이 복수의 지지 소자(support element)에 의해 기판으로부터 이격되어 있다. 이들 지지 소자가 터치형 기능을 제공하는 것이 바람직하다. 일실시예에 있어서, 이들 지지 소자 중 몇개의 지지 소자 또는 모든 지지 소자가 결합되면, 전하를 발생시키는 압력 센서는 전압을 발생시키고/시키거나 압력이 지지 소자에 적용될 때 지지 소자의 저항 또는 다른 전기 특성을 변경한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 용량 기반형 터치 장치는 복수의 전기 회로를 사용하여 검출되는 디스플레이의 위치에서 용량 변화를 제공하며, 아마도 회로는 지지 소자에 결합되지 않는다. 이와 달리, 국부적이 아닌 터치형 입력 장치 기술은, 예를 들어 (장치의 주변 장치에서 검출 회로를 사용하는) 표면 탄성파[SAW: Surface Acoustic Wave] 기반형 입력을 사용한다. 몇몇 실시예에 있어서, 지지 소자 중 적어도 몇개의 지지 소자는 (예컨대, 적절한 물질의 선택에 의해) 가요성이 되고/되거나 터치면으로부터 이격되기 때문에, 면을 갖는 물체에 대한 여러 가지 유형의 접촉이 디스플레이면에 있어서의 초음파의 전파에 영향을 미친다. 지지 소자의 예시적인 공간은 디스플레이의 수평축 및 수직축에서 1:10, 1:20 또는 1:50의 화소당 소자보다 작다.

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예의 일측면은 각각의 화소 소자에 전기를 통하게 하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 화소에 과련된 디스플레이 장치의 주변 장치에서의 회로는 명령을 화소로 전송하기 위해 사용되는 한편, 각각의 화소에 관련된 회로는 화소를 활성화하기 위해 사용된다. 따라서, 데이터는 보다 높은 레이트로 화소에 기입될 수 있고, 화소는 플립핑하는데 필요한 기간동안 화소의 전기 전도를 유지할 수 있다. 이와 달리 또는 추가적으로, 보다 낮은 전력이 데이터 전송을 위해 사용될 수 있는 한편, 화소 회로가 수신된 데이터를 증폭하여 화소에 전력을 공급할 수 있다. 특정 유형의 증폭에 있어서, 트랜지스터는 스위치로서 사용되어 전극을 플립핑하기 위해 전력을 채널링한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 스위치를 사용하면 상보적인 트랜지스터의 요구를 무시한다. 스위치 트랜지스터는 화소 어드레싱 동작 기간동안 하전되는 캐패시터에 의해 온 상태로 유지되는 것이 바람직하다. 따라서, 화소의 어드레싱이 완료된 후, 캐패시터는 스위치를 에너지 채널링 상태로 유지할 수 있다. 하나의 가능한 잇점은, 특히 고전압이 플립핑을 위해 사용되는 경우 높은 플립핑 레이트가 가능하며, 신속한 플립핑에 의해 회색 레벨의 모방(emulation)을 허용하고/하거나 비교적 간단한 회로에 의해 높은 보다 높은 공간 해상도를 허용한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 플립칭 결합 방법(또는 그와 동등물)이 디스플레이 장치의 주변 장치에 하나 이상의 통합 회로를 결합하는데 사용되어 각각의 화소 또는 그룹을 이루는 화소를 제어한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 알루미늄 온 글래스(aluminum on glass) 기술은 화소를 형성하기 위해 사용된다. 이와 달리, 실리콘 웨이퍼상에 형성되어 있는 복수의 제어 회로를 갖는 실리콘 웨어퍼는 디스플레이 장치의 주변 장치에 결합된다. 이와 달리 또는 추가적으로, 박막 트랜지스터 또는 다른 유형의 트랜지스터가 플립퍼 아래에 증착될 수 있다. 일실시예에 있어서, 플립퍼는 알루미늄 온 글래스 기술을 사용하여 구성되고, 트랜지스터는 알루미늄을 증착하기 전에 유리상에 증착된다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 1 평방 밀리미터 이하의 영역을 갖는 표면과;

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행한 힌지부를 정의하는 축에 대해 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합되는 얇은 평면형 패널을 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하고,

상기 제1 위치에서 상기 패널은 상기 제1 영역과 면하는 상기 패널의 제2 측면을 갖는 상기 제1 영역상에 위치하고, 상기 제2 위치에서 상기 패널은 상기 제2 영역과 면하는 상기 패널의 제1 측면을 갖는 상기 제2 영역상에 위치하는 디스플레이를 제공한다. 상기 패널이 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 각을 정의하는데, 상기 각은 135°이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 각이 160°이상인 것이 바람직하다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 각이 180°이상이다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 각이 190°이상이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 각은 270°미만이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 패널은 상기 제1 영역에 접속되는 한편, 상기 제1 위치에 있다. 상기 접촉은 상기 패널과 상기 영역 사이에 스틱션을 발생시키는 것이 바람직하다. 이와 달리 또는 추가적으로, 디스플레이는 상기 패널과 상기 영역 사이에 적어도 하나의 너브를 포함한다. 상기 너브는 상기 패널상에 형성되는 것이 바람직하다. 이와 달리, 상기 너브는 상기 영역상에 형성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 너브는 상기 패널의 외부 에지보다 상기 힌지부에 인접하다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 패널은 상기 너브와 상기 영역 양쪽 모두를 접촉한다. 이와 달리 또는 추가적으로,상기 너브는 상기 너브의 다른 횡단면보다 작은 횡단면을 갖는 팁을 구비한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 너브는 라운드형 팁을 구비한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 너브는 피트형 팁을 구비한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 너브는 울퉁불퉁형 팁을 구비한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 너브는 스틱션 감소 피복부에 의해 피복되어 있다. 상기 스틱션 감소 피복부는 절연체를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 상기 피복부는 실리콘 질화물을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 디스플레이는 상기 너브 또는 상기 힌지부 아래에 진동원(vibration source)을 포함한다. 상기 진동원은 압전 물질을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 디스플레이는 상기 패널과 상기 제1 영역 사이에 절연 물질층을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축에 대해 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합하는 얇은 평면형 패널과;

상기 평면과 상기 제1 영역 사이에 절연 물질층 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하고,

상기 제1 위치에서 상기 패널은 상기 제1 영역과 면하는 상기 패널의 제2 측면을 갖는 상기 제1 영역상에 위치되고, 상기 제2 위치에서 상기 패널은 상기 제2 영역과 면하는 상기 패널의 제1 측면을 갖는 상기 제2 영역상에 위치되는 디스플레이를 제공한다. 상기 층이 색소(colorant)로서 두 배로 되는 것이 바람직하다. 상기 컬러 특성이 상기 층의 두께에 의해 결정되는 것이 바람직하다. 상기 물질은 실리콘 질화물을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 화소는 알루미늄 온 글래스 기술을 사용하여 제조된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 화소는 상기 두 개의 위치 사이에서 상기 패널을 뒤집기 위한 적어도 하나의 플립핑 전극을 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과;

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축에 대해 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합되는 얇은 평면형 패널을 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하고,

상기 제1 위치에서 상기 패널은 상기 제1 영역과 면하는 상기 패널의 제2 측면을 갖는 상기 제1 영역상에 위치되고, 상기 제2 위치에서 상기 패널은 상기 제2 영역과 면하는 상기 패널의 제1 측면을 갖는 상기 제2 영역상에 위치되며,

상기 화소는 상기 두 개의 위치 사이에서 상기 패널을 뒤집기 위한 적어도 하나의 플립핑 전극을 포함하는 디스플레이를 제공한다. 디스플레이는 상기 패널을 이동하기 위한 적어도 하나의 공중 부양 전극을 포함함으로써, 상기 제1 위치 이외에서의 상기 플립핑시에 상기 플립핑 전극을 돕는 것이 바람직하다. 이와 달리 또는 추가적으로, 디스플레이는 상기 플립핑시에 상기 플립핑 전극을 돕기 위한적어도 하나의 공중 부양 전극을 포함한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 적어도 하나의 공중 부양 전극은 상기 플립핑을 금지시킨다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 적어도 하나의 공중 부양 전극이 상기 제1 영역 위로 돌출된다. 이와 달리 또는 추가적으로, 동일한 공중 부양 전극이 앞뒤 양쪽 모두로 뒤집는 것을 돕는다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 적어도 하나의 공중 부양 전극은 상기 화소 중 적어도 두 개의 화소 사이에서 공유한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 적어도 하나의 공중 부양 전극은 각각 상이한 화소와 관련되어 함께 전력을 공급하는 적어도 두 개의 공중 부양 전극을 포함한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 디스플레이는 특정 화소의 플립핑과 동시에 상기 적어도 하나의 공중 부양 전극에 전력을 공급하기 위한 회로를 포함한다. 상기 공중 부양 전극에는 상기 플립핑 전극에 전력을 공급하기 이전에 전력이 공급된다. 이와 달리, 상기 공중 부양 전극에는 상기 플립핑 전극에 전력을 공급하는 동시에 전력이 공급된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 패널은 이 패널에 부착된 적어도 하나의 스프링을 포함하는데, 이 스프링은 상기 패널이 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 패널과 상기 제1 영역을 결합시킨다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과;

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축에 대해 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 겨합되는 얇은 평면형 패널을 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하고,

상기 제1 위치에서 상기 패널은 상기 제1 영역과 면하는 상기 패널의 제2 측면을 갖는 상기 제1 영역상에 위치되고, 상기 제2 위치에서 상기 패널은 상기 제2 영역과 면하는 상기 패널의 제1 측면을 갖는 상기 제2 영역상에 위치되며,

상기 패널은 이 패널에 부착된 적어도 하나의 스프링을 포함하는데, 이 스프링은 상기 패널이 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 패널과 상기 제1 영역을 결합시키는 디스플레이를 제공한다. 상기 적어도 하나의 스프링은 상기 힌지 영역에 대향하는 상기 패널의 외장부의 연장인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 디스플레이는 적어도 하나의 진동원을 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

적어도 하나의 진동원과;

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과; 표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축에 대해 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합되는 얇은 평면형 패널을 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하며,

상기 제1 위치에서 상기 패널은 상기 제1 영역과 면하는 상기 패널의 제2 측면을 갖는 상기 제1 영역상에 위치되고, 상기 제2 위치에서 상기 패널은 상기 제2 영역과 면하는 상기 패널의 상기 제1 측면을 갖는 상기 제2 영역상에 위치되는 디스플레이를 제공한다. 상기 적어도 하나의 진동원은 복수의 진동원을 포함하는데,복수의 진동원 중 적어도 하나의 진동원은 각각의 화소와 관련되는 것이 바람직하다. 상기 진동원은 상기 힌지부 아래에 있는 것이 바람직하다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 진동원은 상기 패널과 상기 제1 영역 사이의 접촉점 아래에 있다. 이와 달리 또는 추가적으로, 적어도 하나의 진동원은 상기 디스플레이의 주변 장치에서 진동원을 포함한다. 상기 적어도 하나의 진동원은 압전 진동원을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 적어도 하나의 진동원은 화소의 전극으로의 전압을 변화시킴으로써 진동하도록 상기 화소를 구동하는 회로를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 디스플레이는 터치형 입력을 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서,

터치형 입력부와;

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과; 표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축에 대해 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합되는 얇은 평면형 패널을 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하며,

상기 제1 위치에서 상기 패널은 상기 제1 영역과 면하는 상기 패널의 제2 측면을 갖는 상기 제1 영역상에 위치하고, 상기 제2 위치에서 상기 패널은 상기 제2 영역과 면하는 상기 패널의 제1 측면을 갖는 상기 제2 영역상에 위치하는 디스플레이를 제공한다. 상기 터치형 입력은 상기 디스플레이의 상기 복수의 화소를 치환하고, 상기 디스플레이상에 분포되는 복수의 터치형 검출 소자를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 각 소자는 접촉 스위치와 디스플레이로부터 스위치로 힘을 전달하여 스위치를 접속시키는 힘 변환 소자를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 각 소자는 압전 저항 소자(piezo-resistive element)와 디스플레이로부터 압전 저항 소자로 힘을 전달하여 압전 저항 소자의 저항을 변경하는 힘 변환 소자를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 패널은 화소 및 이 화소와 관련되고전압 인가를 제어하기 위해 화소 아래에 증착되는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 디스플레이에 관련된 전극으로 전압을 인가함으로써 상기 위치들 사이에서 플립핑된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과;

표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축에 대해 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합되는 얇은 평면형 패널을 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하며,

상기 제1 위치에서 상기 패널은 상기 제1 영역과 면하는 상기 패널의 제2 측면을 갖는 상기 제1 영역상에 위치되고, 상기 제2 위치에서 상기 패널은 상기 제2 영역과 면하는 상기 패널의 제1 측면을 갖는 상기 제2 영역상에 위치되며,

상기 패널은 화소와 관련되고, 이 화소와 관련되며 전압 인가를 제어하기 위해 화소 아래에 형성되는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 전극으로 전압을 인가함으로써 상기 위치들 사이에서 플립핑되는 디스플레이를 제공한다. 상기 트랜지스터는 제1 저전압에 의해 제어되고, 제2 고전압을 제어하는 것이 바람직하다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 트랜지스터는 짧은 기간동안의 신호에 의해 제어되어, 상당히 긴 기간동안(즉, 적어도 상기 짧은 기간의 두께의 기간)의 전압을 인가할 수 있게 한다. 상기 긴 기간은 상기 짧은 기간의 적어도 4배인 것이 바람직하다. 상기 긴 기간은 상기 짤은 기간의 적어도 8배인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 트랜지스터는 스위치로서 기능한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

전압을 공중 부양 전극에 인가함으로써 발생되는 장을 사용하여 패널과 표면 사이의 스틱션을 상쇄시키는 단계와;

전압을 제2 플립핑 전극에 인가함으로써 발생되는 장을 사용하여 상기 패널을 플립핑시키는 단계를 포함하는, 정전력을 사용하여 화소에서의 패널을 플립핑하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

표면과 관련된 패널을 진동시킴으로써 상기 패널과 상기 표면 사이의 스틱션을 상쇄시키는 단계와;

전압을 플립핑 전극에 인가함으로써 발생되는 장을 사용하여 상기 패널을 플립핑시키는 단계를 포함하는, 정전력을 사용하여 화소에서의 패널을 플립핑하는 방법을 제공한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 정전력을 사용하여 화소에서의 패널을 플립핑하는 방법은 제2 공중 부양 전극에 전력을 공급하여 상기 진동을 유도하는 단계를 포함한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 진동은 상기 패널과 결합된 압전 물질에 적절히 전력을 공급함으로써 영향을 받는다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각 화소가 전압을 화소에 인가함으로써 상태가 변경되는 복수의 화소를 포함하고, 상기 각 화소는 이 화소와 관련되는, 회로를 어드레싱하는데 사용되는 주기보다 상당히 긴 주기에 걸쳐 인가되는 전압을 스위칭하는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 회로를 구비하는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 회로는 10개 이하의 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 회로는 5개 이하의 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

최대 치수로 대략 0.01 mm 이하를 갖는 이동부와;

상기 이동부와 접촉하는 정지부와;

상기 이동부를 상기 정지부와 관련하여 이동시키기 위한 힘 제공 소자와;

상기 정지부와 상기 이동부의 상기 접촉에서의 스틱션을 적어도 깨도록 돕는 힘인 정전력을 상기 이동부에 인가하는 스틱션 상쇄 전극을 포함하는 마이크로 기계 장치를 제공한다. 상기 힘 제공 소자는 정전력을 인가하기 위한 전극을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 달리 또는 추가적으로, 상기 스틱션 상쇄 소자는 상기 힘 제공 소자를 방해한다.

본 발명은 본 명세서에 첨부된 도면과 함께 다음 본 명세서의 바람직한 실시예에 대한 설명을 참조하여 읽음으로써 보다 명확히 이해될 것이다. 도면에 있어서, 하나 이상의 도면에서 도시되는 동일한 구조, 소자 또는 부분은 동일한 구조, 소자 또는 부분이 도시되는 모든 도면에서 동일한 참조 번호로 참조된다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 기계 디스플레이에서 사용하기 위한 화소(20)를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 1a 내지 도 1c 및 다른 도면에 도시된 화소(20)의 구성 부품 및 소자는 반드시 스케일링할 필요는 없고, 표시의 편리성 및 명쾌함을 위해 선택된 도면에서의 상대적인 치수이다.

화소(20)는 마이크로머시닝 기술을 사용하여 실리콘 기판(22)상에 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 화소(20)는 플립퍼(24), 제1 및 제2 측면 전극(26, 28) 각각 및 중앙 전극(30)을 포함한다. 절연 물질의 얇은 층(23)은 기판(22)으로부터 전극(26, 28, 30)을 분리시키는 것이 바람직하다. 절연층(23)에 인접한 기판(22)의 얇은 평면 영역(22)은 양호한 전도체인 것이 바람직하다. 도 1a에서 플립퍼(24)는 온 위치에 있고, 도 1c에서 플립퍼(24)는 오프 위치에 있다. 도 1b에 있어서, 플립퍼(24)는 온 위치와 오프 위치의 중간에 위치하고 있다. 플립퍼(24)는, 예를 들어 도 1a에 도시된 제1 표면(40)과 도 1b 및 도 1c에 도시돈 제2 표면(42)과 같은 두 개의 비교적 큰 표면을 갖는 얇은 직사각의 평면 패널 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 플립퍼(24)가 장착 구멍(32, 34)을 통하여 각각 느슨하게 브래킷 플립퍼[24: bracket flipper]를 중앙 전극(30)에 고리를 두르기 때문에, 플립퍼(24)는 플립퍼(24)의 온 위치와 오프 위치 사이에서 앞뒤로 회전 가능하다.

흑색 및 백색 및/또는 회색 레벨의 평판 디스플레이에 있어서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 제1 표면(40)이 바람직하게 처리되기 때문에 제1 표면(40)은 백색이다(도 1a 참조). 제2 표면(42)이 바람직하게 처리되기 때문에 제2 표면(42)이 흑색이다(도 1b 및 도 1c 참조). 제1 전극(26)이 바람직하게 처리되기 때문에 제1 전극(26)의 표면이 백색이다. 플립퍼(24)가 온 위치에 있는 경우에 화상 중앙 전극(30)의 표면 중 부분(29)이 바람직하게 처리되기 때문에 부분(29)는 백색이다(도 1a 참조). 플립퍼(24)가 오프 위치에 있는 경우(도 1c 참조)에 화상 중앙 전극(30)의 부분(31)이 바람직하게 처리되기 때문에 부분(31)은 흑색이다. 흑색의 표면은 음영으로 보이고, 백색의 표면은 음영없이 보인다.

플립퍼(24)가 도 1a에 도시된 온 위치에 있는 경우, 플립퍼(24)는 실질적으로 제1 전극(26)과 흑색인 전극(30)의 부분(31)를 완전히 덮는다(도 1c 참조). 실질적으로, 화상 모든 표면이 백색이고, 화소(20)는 백색이다. 플립퍼(24)가 도 1c에 도시된 오프 위치에 있는 경우, 플립퍼(24)는 실질적으로 전극(28)과 백색인 중앙 전극(30)의 부분(29)을 완전히 덮는다(도 1a 참조). 그 결과, 실질적으로, 화상 화소(20)의 모든 표면이 흑색이기 때문에 화소는 흑색이다.

흑색 또는 백색으로 되도록 처리되도록 기술된 화소(20)의 영역 및 소자는 흑색 또는 백색 이외의 컬러를 디스플레이하도록 처리될 수 있다는 것에 주목하자. 특히, 예를 들면, 백색인 화소(20)의 영역 및 소자는 원시적인 RGB 컬러 중 하나인 컬러를 갖도록 처리될 수 있다. 따라서, 온 위치에 있는 화소(20)는 RGB 컬러 중 하나의 컬러를 디스플레이하고, 오프 위치에 있는 화소(20)는 흑색이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, RGB 컬러 중 상이한 하나의 컬러를 갖도록 처리된 화소(20)가 사용 가능하여 컬러 평판 디스플레이에 제공된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 온 위치와 오프 위치 사이에서의 플립퍼(24)의 이동은 플립퍼(24)와 제1 및 제2 전극(26, 28) 사이의 정전력에 의해 제어된다.

이러한 정전력을 발생시키고 제어하기 위해서는, 플립퍼(24) 및 U자혀 브래킷(36, 38)이 폴리실리콘 또는 알루미늄과 같은 전도 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 플립퍼(24)는 중앙 전극(30) 및/또는 U자형 브래킷(36, 38)과 전기 전도성 접촉을 하고 있는 것이 바람직하다. 그 결과, 플립퍼(24)상의 전압이 중앙 전극(30)에 인가되는 전압과 항상 실질적으로 동일하다. 플립퍼(24)와 전극(30) 사이의 전기 전도성 접촉은 플립퍼(24) 영역과 전극(30) 및 U자형 브래킷(36, 38) 영역 사이의 물리적인 접촉의 결과에 따라 달성된다.

또한, 플립퍼(24)는 제1 및 제2 전극(26, 28)과의 전기 전도성 접촉으로부터 실질적으로 분리되어 있는 것이 바람직하다. 플립퍼(24)와 제1 전극(26) 사이의 전기 전도성 접촉이 플립퍼(24)가 온 위치에 있는 경우에 제1 전극(26)을 절연 너브(44)에 각각 제공함으로써 방지되는 것이 바람직하다. 제1 전극(26)상의 절연 너브(44)는 도 1b 및 도 1c에 도시되어 있다. 플립퍼(24)와 제2 전극(28) 사이의 전기 전도성 접촉이 플립퍼(24)가 오프 위치에 있는 경우에 플립퍼(24)를 도 1a에 도시된 표면(40)상의 절연 너브(45)에 제공함으로써 방지되는 것이 바람직하다. 절연 너브(44)는 빈약한 전도체인 물질로부터 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 몇몇 바람직한 실시예에 있어서, 절연 피복부가 절연 너브(44)를 덮도록 사용되어 절연 너브(44)를 비전도성으로 만든다. 절연 너브(44)는 플립퍼(24)와 전극(26, 28) 각각의 사이에 전기 접촉을 방지할 뿐만 아니라 플립퍼(24)와 전극(26, 28) 사이의 스틱션력을 감소시킨다.

절연 너브(44, 45)는 플립퍼(24)와 제1 및 제2 전극(26, 28) 사이의 직접적이고 물리적인 접촉을 방지한다. 플립퍼(24)가 온 위치에 있는 경우(도 1a 참조), 플립퍼(24)는 전극(26)의 절연 너브(44)에 따르고, 제1 전극(26)과 직접 접촉하지 않는다. 절연 너브(44)가 빈약한 전도체이기 때문에, 플립퍼(24)는 실질적으로 제1 전극(25)으로부터 전기적으로 분리되어 있다. 전극(26)과 전극(28) 사이에 전위차가 존재할지라도 플립퍼(24)와 전극(26) 사이에 전류가 거의 흐르지 않거나 전혀 흐르지 않는다. 마찬가지로, 플립퍼(24)가 오프 위치에 있는 경우(도 1c 참조), 플립퍼(24)는 플립퍼(24)의 표면(40)상의 절연 너브(45)에 따르고, 플립퍼(24)는 실질적으로 제2 전극(28)으로부터 전기적으로 분리되어 있다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 플립퍼(24)의 이동을 제어하는 전극(26, 28, 30)에 전압을 인가함으로써 정전력이 어떻게 발생되는지 개략적으로 도시한다. 도 2a 내지 도 2d에 있어서, 화소(20)의 도면은 플립퍼(24)의 짧은 에지과 면하는 프로파일에 도시된다. 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바람직한 실시예에 있어서, 절연층(23)에 인접하는 기판(22)의 전도층은 접지된다. 이것은 접지되는 바와 같이 기판(22)을 도시함으로써 도 2a 내지 도 2d 및 다른 도면에 도시된다. 전도층은 화소(20)를 위한 접지면으로서 기능한다.

도 2a는 도 1a에 도시된 플립퍼(24)의 위치에 대응하는 온 위치에 플립퍼(24)를 갖는 화소(20)를 도시하는데, 화소(20)는 백색이다. 온 위치에 있어서, 플립퍼(24)는 중앙 전극(30) 및 제1 전극(26)의 절연 너브[44: 복수개 중 하나만이 도시됨]에 따른다. 도 2a에 있어서, 중앙 전극(30)은 포지티브 전압 "+V_L"로 하전되고, 전극(26, 28)은 접지된다. (전압을 위한 신호의 선택은 임의적이며, 포지티브 전압은 편의를 위한 것임.) 플립퍼(24)가 중앙 전극(30)과 접촉하고 있기 때문에, 플립퍼(24)도 또한 +V_L이다. 그 결과, 플립퍼(24)는 도 2a에 개략적으로 + 신호로 도시되는 정미 포지티브 전하 분포를 갖는다. 플립퍼(24)상의 포지티브 전하는 제1 전극(26)상의 네가티브 전하(개략적으로, - 신호로 도시됨)를 유도한다. 포지티브 전하와 네가티브 전하 사이의 정전 인력은 플립퍼(24)가 제1 전극(26)으로부터 이격되도록 이동하는 것을 방지하고, 플립퍼(24)가 온 위치로 고정된다. 절연 너브(44)가 실질적으로 비전도성이기 때문에, 실질적으로 플립퍼(24)를 통하여 중앙 전극(30)과 제1 전극(26) 사이에서 전류가 전혀 흐르지 않는다. 그 결과, 플립퍼(24)가 온 위치로 고정되어, 실질적으로 화소(20)로 방산되는 에너지가 없다.

이에 반해, 도 2a에 있어서, 제1 전극(26)이 접지되고, 제1 전극(26)이 플립퍼(24)와 제1 전극(26) 사이에서 존재하는 인력적인 정전력을 위해 접지될 필요는 없다는 것에 주목해야 한다. 플립퍼(24)와 전극(26) 사이에 전위차가 존재하는 한, 플립퍼(24)와 전극(26) 사이의 인력이 존재한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 2a에 도시된 전압 이외의 전압이 전압이 전극과 플립퍼 사이의 필요한 전압차를 제공하는 경우에 온 위치에서 플립퍼(24)를 고정시키도록 사용될 수 있다.

플립퍼(24)는 플립퍼(24)가 온 위치로 고정되는 방법과 동일한 방법으로 [화소(20)가 흑색인 도 1c에 대응하는] 오프 위치로 고정된다. 제2 전극(28)이 접지되고, 중앙 전극(30)이 전압 +V_L인 것이 바람직하다. 중앙 전극(30)에 인가되어 온 또는 오프 위치로 플립퍼(24)를 고정하는 전압 +V_L은 본 명세서에서 "고정 전압(locking voltage)"라고 칭한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 플립퍼(24)는 온 위치로부터 "고정되지 않고", 중앙 전극(30) 및 제1 전극(26)에 동일한 전압을 인가하고 전극(28)을 접지시킴으로써 오프 위치로 플립핑된다.

[전극(30)과 접촉한 결과로서 발생되는] 전극(26, 30) 및 플립퍼(24)상의 전하는, 인가된 전압이 전극(28)상에서 전극(26, 30) 및 플립퍼(24)상의 전하에 대한 신호와 반대되는 전하를 유도한 결과로 발생한다. 전극(26, 28, 30) 및 플립퍼(24)상의 전하는 제1 전극(26)으로부터 멀리 플립퍼(24)를 들어올리도록 동작하는 정전력을 발생시켜, 플립퍼(24)를 제2 전극(28)으로 플립핑된다. 중앙 전극(30) 및 제1 전극(26)에 인가되는 전압이 충분히 크게 선택되기 때문에, 정전력이 충분히 커서 스틱션과 플립퍼(24)의 주요부에 작용하는 중력을 극복한다. 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 일정한 전압이 인가된다. 다른 실시예에 있어서, 전압이 플립퍼의 이동 경로에 걸쳐 변화될 수 있다. 예를 들면, 보다 높은 전압이 스틱션을 극복하기 위한 이동의 개시시에 제공될 수 있다.

도 2b는 중앙 전극(30)과 제1 전극(26) 양쪽 모두가 온 위치로부터 오프 위치로 플립핑하기 위해 (편의상 포지티브로 선택된) 동일한 포지티브 전위 +V_F로 상승하는 중앙 전극(30)과 제1 전극(26)상으로의 전하 분포를 개략적으로 도시한다.중앙 전극(30), 제1 전극(26) 및 플립퍼(24)상의 포지티브 전하는 제2 전극(28)상에 네가티브 전하를 유도한다. 포지티브 전하와 네가티브 전하로부터 발생되는 정전력은 화살표(25)로 지시되는 방향으로 플립퍼(24)에 작용하는 힘을 발생시킨다. 힘(25)은 제1 전극(24)으로부터 멀리 플립퍼(24)를 들어올리고, 제1 전극(26)으로부터 멀리 제2 전극(28)측으로 플립퍼(24)를 회전시키기 때문에, 플립퍼(24)는 오프 위치로 플립핑된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 마찬가지로 플립퍼(24)는 전압 +V_F를 중앙 전극(30) 및 제2 전극(28)에 인가함으로써 오프 위치로부터 온 위치로 되돌아 플립핑될 수 있다. 도 2c는 +V_F를 중앙 전극(30) 및 제2 전극(28)에 인가함으로써 플립퍼(24)와 제2 전극(28)상에 생성되는 포지티브 전하 분포를 개략적으로 도시한다. 포지티브 전하 분포는 제1 전극(26)상의 네가티브 전하 분포를 유도한다. 전하 분포에 의해 발생되는 정전력은 화살표(27)로 지시되는 방향으로 플립퍼(24)상에 힘을 발생시킨다.

도 2d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 온 위치와 오프 위치 사이에서 플립퍼(24)를 플립핑하는 다른 방법을 개략적으로 도시한다. 도 2d에 있어서, 접지된 중앙 전극(30) 및 제2 전극(28)을 갖는 플립퍼(24)가 오프 위치에 있다. 제1 전극(26)이 포지티브 전위 V_F로 하전된다. 제1 전극(26)상의 결과적인 포지티브 전하 분포는 플립퍼(24) 및 제2 전극(28)상에 네가티브 전하 분포를 유도한다. 포지티브 및 네가티브 전하 분포는 화살표(29)로 지시되는 방향으로 동작하는 정미의힘을 플립퍼(24)상에 발생시켜 제2 전극(28)으로부터 멀리 플립퍼(24)를 들어올려 플립퍼(24)를 제1 전극(26)측으로 회전시킨다.

본 발명자는 [안시스 인크(Ansys, Inc.)사의 하우스톤 티엑스 유에스에이(Houston TX USA)를 이용 가능한] ANSYS 유한 소자 분석 프로그램을 사용하는 컴퓨터상에 도 2c 및 도 2d에 도시된 구성에 있어서 전극(26, 28, 30)에 인가되는 전압에 의해 발생되는 정전장을 시뮬레이션하였다. 도 2c 및 도 2d에 각각 도시된 힘(27, 29)은 시뮬레이션된 정전장에 의해 결정된다. 본 발명자는 전압 V_F의 크기가 양쪽 모든 경우에 동일한 경우 힘(27)이 힘(29)과 동일하다는 것을 발견하였다. 동일한 전압 V_F에 있어서는, 도 2c에 도시된 플립퍼(24)를 플립핑하는 방법 및 도 2d에 도시된 플립퍼(24)를 플립핑하는 방법은 동일한 "플립핑력"을 발생시킨다. 이후, 온 위치와 오프 위치 사이에서 플립퍼(24)를 플립핑하기 위해 사용되는 전압 V_F는 "플립핑 전압(flipping voltage)"이라고 칭한다.

도 2c 및 도 2d에 도시된 플립퍼(24)를 플립핑하는 방법의 동등물은 화소(20)의 "이상화된(idealized)" 버전인 도 3a 및 도 3b에 도시된 화소(50)를 고려하면 이해될 수 있다. 도 3a 및 도 3b는 도 2a 내지 도 2d에 도시된 화소(20)의 측면도와 동등한 측면도로 화소(50)를 도시한다. 도 3a 및 도 3b 양쪽 모두에 있어서, 플립퍼(24)는 오프 위치에 있다.

화소(50)는 실질적으로 화소(20)와 동일한 구성 요소를 포함한다. 그러나, 화소(50)에 있어서, 절연 너브(44, 45)는 생략된다. 중앙 전극(30)은 플립퍼(24)를 전원에 접속하기 위해 사용되는 전기 접촉점(30)으로 "축소(shrunk)"된다. U자형 브래킷(36, 38)은 플립퍼(24)를 온 위치와 오프 위치 사이에서 앞뒤로 플립핑시킬 수 있는 (도 3a 및 도 3b에 각각 하나만이 도시되는) 힌지(52)로 치환된다.

제1 및 제2 전극(26, 28)과 플립퍼(24)는 실질적으로 동일한 크기이다.

플립퍼(24)는 플립퍼(24)가 온 및 오프 위치 각각에 있는 경우에 플립퍼(24)를 제1 및 제2 전극으로부터 실질적으로 분리되어 있는 절연 피복부(도시하지 않음)로 피복될 것으로 가정된다. 기판(22)이 접지되기 때문에 기판(22)의 전도층이 화소(50)의 접지면으로 기능하는 절연층(23)에 인접한다.

도 3a에 있어서, 플립퍼(24)와 제2 전극(28) 양쪽 모두는 포지티브 전압 +V_F(표시 편의상 포지티브)로 상승하고, 제1 전극(26)은 접지된다. 도 3a에 도시된 전압 구성은 도 2c에 도시된 화소(20)의 전극(26, 28, 30) 및 플립퍼(24)에 대한 전압 구성과 동일하다. 도 3b에 있어서, 플립퍼(24)와 제2 전극(28)은 접지되고, 제1 전극(26)은 V_F로 상승한다. 도 3b에 도시된 전압 구성은 도 2d에 도시된 화소(20)의 전극(26, 28, 30) 및 플립퍼(24)에 대한 전압 구성과 동일하다. 전극(26, 28, 30), 플립퍼(24) 및 절연층(23)과 기판(22) 사이의 경계상의 양(plus) 및 음(minus) 전하 분포는 + 및 - 신호로 개략적으로 도시된다.

도 3a를 참조하면, 제2 전극(28)과 플립퍼(24)가 전압 V_F로 상승한 결과, 포지티브 전하가 제2 전극(28)과 플립퍼(24)상에 증착된다. 제2 전극(28)과 플립퍼(24)가 전도체이고, 제2 전극(28)과 플립퍼(24)가 동일한 전압으로 접속됨으로써 전기적으로 함께 접속되기 때문에, 제1 전극(28)과 플립퍼(24)는 단일 전도체로서 기능하도록 고려될 수 있다. 그 결과, 증착되는 포지티브 전하 모두가 제2 전극(28)과 플립퍼(24) 사이의 경계에서 [화소(50)의 이상화된 기하학으로] 상주되지 못한다. "단일 전도체(single conductor)" 체적의 외부면상에서의 (도 3a에 도시한 바와 같은) 전하 상주는 제2 전극(28)과 플립퍼(24)에 의해 형성된다. 제2 전극(28)에서의 포지티브 전하는 제2 전극(28)과 절연층(23) 사이의 경계 영역(54)에 집중된다. 플립퍼(24)에서의 포지티브 전하는 (도 3a에 도시된 사시도에 각각의 에지만이 도시되는) 플립퍼(24)의 표면(42)상에 집중된다.

제2 전극(28)에서의 포지티브 전하는 기판(22)의 전도층에서의 네가티브 전하를 유도한다. 기판(22)에서의 네가티브 전하는 기판(22)과 절연층(23) 사이의 경계 영역(56)에서 집중된다. 에지 효과를 제외하면, 절연층(23)의 경계 영역(54, 56)에서 전하에 의해 발생되는 정전장은 전하들 사이의 절연층(23) 체적을 한정하여, 이 체적 외부에 거의 영향을 미치지 않는다. 제2 전극(28), 기판(22)의 전도층 및 제2 전극(28)과 기판(22) 사이의 절연층(23) 영역은 얇은 평행 평판 콘덴서로서 기능한다. 제2 전극(28)상의 포지티브 전하량은 제2 전극(28) 및 절연층(23)의 치수와 절연층(23)을 이루는 물질의 유전 상수에 의해 결정되는 평행 평판 콘덴서이 용량으로부터 평가될 수 있다.

경계 영역(54, 56)에서의 전하가 절연층(23)의 외부장을 발생시키지 않기 때문에, 플립퍼(24)의 표면(42)상의 포지티브 전하 [및 실질적으로, (에지 효과를 제외하면) 이러한 전하만]가 네가티브 전하를 제1 전극(26)상에 유도한다. 그 결과,플립퍼(24)와 제1 전극(26)상의 포지티브 및 네가티브 전하의 양 및 분포는 실질적으로 제1 전극(26), 플립퍼(24) 및 제1 전극(26)과 플립퍼(24) 사이의 전위차 V_F의 형상에만 따른다. 따라서, 플립퍼(24)와 제1 전극(26)상의 공간에서의 정전장은 실질적으로 제1 전극(26), 플립퍼(24) 및 제1 전극(26)과 플립퍼(24) 사이의 전위차 V_F의 형상 및 관련 위치에만 따른다. 마찬가지로, 그후 실질적으로 제1 전극(26), 플립퍼(24) 및 제1 전극(26)과 플립퍼(24) 사이의 전위차 V_F의 형상 및 관련 위치의 기능만인, 제2 전극(28)으로부터 멀리 제1 전극(16)측으로 플립퍼(24)를 들어올리도록 동작시키는 정전장에 의해 발생되는 힘(27)이 뒤따른다.

도 3b에 도시된 전하 분포의 유사한 분석은 도 3a에 도시된 전하 분포에서 얻어지는 결과와 동일한 결과를 이르게 한다. 도 3b에 도시된 플립퍼(24)와 제1 전극(26)상의 공간에서의 정전장은 실질적으로 제1 전극(26), 플립퍼(24) 및 제1 전극(26)과 플립퍼(24) 사이의 전위차 V_F의 형상 및 관련 위치의 기능만이다. 마찬가지로, 도 3b에 도시되고, 플립퍼(24)를 제2 전극(28)으로부터 멀리 제1 전극(26)측으로 들어올리도록 동작시키는 힘(29)은 실질적으로 제1 전극(26), 플립퍼(24) 및 제1 전극(26)과 플립퍼(24) 사이의 전위차 V_F의 형상 및 관련 위치의 기능만이다.

제1 전극(26)과 플립퍼(24)의 형상 및 관련 위치는 도 3a 및 도 3b에서 동일하다. 반대 극성을 제외하면, 플립퍼(24)와 제1 전극(26) 사이의 전위차는 동일하다. 그 결과, 도 3a 및 도 3b에 있어서의 플립퍼(24)와 제1 전극(26)상의공간에서발생되는 정전장은 극성을 제외하면 동일하다. 따라서, 도 3a 및 도 3b에 도시되고, 플립퍼(24)를 제2 전극(28)으로부터 멀리 들어올리도록 동작하는 힘(27)은 동일하다.

"이상적인" 화소(50)에 대한 분석 결과를 도 2c 및 도 2c에 도시된 화소(20)에 적용하면, 힘(27, 29)의 결과를 이르게 하기 때문에, 도 2c 및 도 2d에 각각 도시된 플립퍼(24)를 플립핑하는 방법은 실질적으로 동일하다.

여러 가지 전압 구성에 있어서, 플립퍼(24)를 온 상태와 오프 상태에서 회전시키도록 사용되는 플립퍼(24), 제1 전극(26) 및 제2 전극(28)상의 증착되고 유도되는 전하는 일반적으로 플립퍼(24)의 회전축에 인접하여 집중된다. 따라서, 플립퍼(24)상에서 동작하는 힘도 또한 플립퍼(24)의 회전축에 인접하여 집중된다. 그 결과, 플립퍼(24)를 회전시키는 대부분의 토오크는 비교적 짧은 레벨의 암부(arm)를 동작시키는 힘에 의해 발생된다. 또한, 힘의 강도는 실질적으로 플립퍼(24)가 회전될 플립퍼(24)상의 점(point)과 전극(26, 28)상의 점 사이의 역제곱에 비례하다.

실질적으로 동일 평면상에 있는 [화소(20, 50)으로 도시되는] 제1 및 제2 전극(26, 28)의 기하학은 플립퍼(24)의 회전축에 인접한 전하의 집중을 최대화시킨다. 또한, 플립퍼(24)의 회전축에 인접한 제1 및 제2 전극(26, 28)의 에지들 사이의 소정 길이에 있어서, 전극(26, 28)을 위한 동일 평면의 기하학은 두 개의 전극상의 점들 사이의 거리를 최대화시킨다. 그 결과, 소정의 플립핑 전압과 전극(26, 28)의 "인접한 에지들" 사이의 소정 길이에 있어서, 전극(26, 28)이 동일 평면에있는 경우 플립핑력이 최대화된다.

따라서, 본 발명의 몇몇 바람직한 실시예에 있어서, 소정의 플립핑 전압에 대한 플립핑력을 증가시키기 위해서는, 제1 및 제2 전극(26, 28)이 각을 이루기 때문에, 제1 및 제2 전극 사이의 각이 180°이하이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 제1 및 제2 전극(26, 28)의 평면 사이의 각 θ가 180°이하인 화소(60)를 도시한다. 각 θ가 140°와 180°사이인 것이 바람직하다. 특히, 각 θ는 150°와 180°사이이다.

화소(20)(또는 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 다른 화소) 영역은 1 ㎣이하인 것이 바람직하다. 플립퍼(24)는, 길이가 1000 ㎛이고 폭이 500 ㎛인 것이 바람직하다. 이러한 치수로는 측면상에 1 ㎜의 하나의 평방 화소를 제공한다. 몇몇 어플리케이션에 있어서, 플립퍼(24)는 길이가 100 ㎛ 이하이고, 폭이 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 측면상에 대략 100 ㎛의 평방 화소를 제공한다. 이러한 크기의 화소는 250 DPI의 해상도를 갖는 흑색 및 백색(2 레벨) 디스플레이를 제공하기에 적절하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 플립퍼(24)는 플리실리콘으로 형성되고, 1×14×83 ㎛의 치수를 갖기 때문에 화소는 대략 28×83 ㎛의 치수를 갖는다. 또한, 전극(26, 28, 30)이 폴리실리콘으로 형성되는 것이 바람직하고, 두께가 0.5 ㎛인 것이 바람직하다. 절연 너브(44, 45)는 높이가 대략 1.5 ㎛인 것이 바람직하다. 이러한 치수 및 물질에 있어서, 본 발명자는 플립퍼(24)가 5 volt와 실질적으로 동일한 플립핑 전압을 사용하여 12 msec 차수의 시간으로 온 위치와 오프 위치사이에서 플립핑될 수 있다는 것을 결정하였다. 대략 2.5 volt의 고정 전압은 플립퍼(24)를 온 위치 또는 오프 위치로 고정시킨다.

28×83 ㎛의 화소(20)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 사용되어 흑색 및 백색 또는 회색 레벨의 평판 디스플레이를 제공할 수 있다. 이러한 크기의 화소(20)를 갖는 평판 디스플레이는 제1 치수에서 300 DPI이고, 제2 치수에서 대략 900 DPI의 해상도를 갖는다.

이와 달리, 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 이 크기의 화소(20)는 평면 컬러 디스플레이를 제공하는데 사용될 수 있다. 평면 컬러 디스플레이에 대하여, 도 1a 내지 도 1c에서 백색으로 처리되는 화소(20)의 범위는 RGB 컬러 중 하나의 색을 갖도록 처리된다. 평면 컬러 디스플레이의 각 화소는 한 면이 대략적 83 미크론인 실질적인 정사각형으로, 상이한 RGB 컬러를 각각 갖는 3가지 화소(20)를 포함하는 "수퍼 픽셀(super pixel)"이다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 비록 화소(20)가 백색, 흑색 또는 RGB의 주된 컬러 중 하나의 색을 띠도록 도시되었을 경우라도, 화소(20)의 표면이 상이한 컬러 또는 피니쉬(finish)를 갖도록 처리될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어어, 도 5는 복수의 직사각형 화소(20)를 포함하는 흑색 및 백색의 평면 디스플레이(62)의 일부를 개략적으로 도시한다. 평면 디스플레이(62)에 있어서, 화소(20)에서의 플리퍼[24: flipper]의 위치는 로우(row) 앤 컬럼(column) 제어선(64, 66)에 의해 각각 제어된다. 각 로우 제어선(64)은 평면 디스플레이(62)에 있어서 화소의 로우열로 각 화소(20)의 제1전극(26)에 접속된다. 각 컬럼 제어선(54)은 평면 디스플레이(62)에 있어서 화소의 컬럼열로 각 화소(20)의 중앙 전극(30)에 접속된다. 모든 화소(20)의 제2 전극(28)은 영구히 접지된다. [수퍼 픽셀을 포함하는 컬러 평면 디스플레이에 있어서, 각 수퍼 픽셀(64)은 실질적으로 정사각형의 수퍼 픽셀을 형성하기 위해, 도 5에서 도시된 화소의 컬럼열로 위치된 3개의 화소(20)를 포함할 것이다. 수퍼 픽셀의 화소(20) 중 각각의 화소는 백색 대신 RGB 컬러 중 상이한 색의 위치에서 디스플레이될 것이다.

평면 디스플레이(62)에 있어서, 화소(20)의 플리퍼(24)는 도 2b에서 중앙 전극(30)과 제1 전극(26) 모두가 플리핑 전압(flipping voltage)으로 충전시키도록 도시되는 방법을 사용하여, 온에서 오프로 플립된다. 플리퍼(24)는 도 2d에서 중앙 전극(30)을 접지시키고 플리핑 전압이 제1 전극(26)에 인가시키도록 도시되는 방법을 사용하여, 오프에서 온으로 플립된다. 플리퍼(24)는 도 2a에서 중앙 전극(30)을 로킹 전압(locking voltage)으로 충전시키고 제1 전극 및 제2 전극(26, 28)을 접지시키도록 도시되는 방법을 사용하여, 온 위치 또는 오프 위치로 고정된다. 또한, 아래에서, 화소(20)의 플리퍼(24)를 온 또는 오프 위치로 설정하는 것은 화소를 온 또는 오프로 각각 설정하거나 전환하는 것으로 언급된다.

평면 디스플레이(62)상의 이미지를 형성하기 위해서, 화소(20)는 이미지를 형성하는 필요한 경우, 로우 단위로 온 또는 오프가 설정된다. 로우열에 있는 화소(20)의 온 또는 오프 상태 설정은 접지된 평면 디스플레이(62)의 모든 로우 제어선(64) 및 로킹 전압을 발생시키는 평면 디스플레이(62)의 모든 컬럼 제어선(66)에 의해 개시된다. 그 후, 온으로 설정될 로우열에 있는 화소(20)의 컬럼 제어선(66)은 접지되고, 오프로 설정될 로우열에 있는 화소(20)의 컬럼 제어선(66)은 플리핑 전압에 놓인다. 그 후, 로우열에 있는 로우 제어선(64)은 플리핑 전압으로 설정된다. 이러한 현상이 발생하는 경우, 로우열에 있는 모든 화소(20)는 아래에 "플립 타임(flip time)"으로 언급되는 시간내에 소망하는 온 또는 오프 상태로 동시에 설정되어, 플리퍼(24)가 온 및 오프 위치 사이에서 플립되도록 한다. 화소의 컬럼 제어선(66)을 영(0)에 설정시키는 로우열에 있는 화소(20)의 플리퍼(24)는 이들 화소가 온 위치에 있는 경우 온 위치로 유지시키거나, 이들 화소가 오프 위치에 있는 경우 온으로 플립시킨다. 화소의 컬럼 제어선(66)을 플리핑 전압에 설정시키는 로우열에 있는 화소(20)의 플리퍼(24)는 이들 화소가 이미 오프 위치에 있는 경우 오프 위치를 지속하거나, 이들 화소가 온 위치에 있는 경우 오프 위치로 플립시킨다. 이후, 로우열에 있는 화소(20)는 로우의 로우 제어선(64)이 접지되도록 설정된다.

동일한 방법으로, 다음 로우열에 있는 화소(20)를 온으로 지속적 설정하기 전에, 평면 디스플레이(62)의 모든 컬럼 제어선(66)은 단시간 동안 로킹 전압에 설정된다. 이러한 방법은 다른 로우열에 있는 모든 화소(20)의 플리퍼(24)가 화소의 로우가 설정되는 시간 동안, 화소 각각의 온 및 오프 상태로부터 이동을 개시할지도 모르기 때문에, 예를 들어 평면 디스플레이(62)의 진동의 결과로써 화소들의 위치로 안정하게 복귀됨을 보증한다. 이러한 방법으로, 평면 디스플레이(62)의 화소(20)는 화소(20)가 자신의 상태를 본의 아니게 변경이 충분히 가능한 시간동안고정이 풀린 상태로 방치하지 않는다. [각 로우가 로우 제어선(66)의 일부를 접지되도록 설정하는 시간 동안, 다수의 화소(20)가 고정이 풀린 상태로 방치된다.]

디스플레이(62)의 모든 화소(20)가 적절히 설정된 후, 모든 컬럼 제어선(66)은 화소를 이들 화소가 설정되었던 온 및 오프 상태로 고정하기 위해서 로킹 전압으로 증가된다. 평면 디스플레이(62)상의 이미지를 형성하는데 걸리는 시간은 평면 디스플레이(62)의 로우수와 평면 디스플레이에서의 화소의 플립 타임을 곱한 값과 실질적으로 동일하다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 소정의 평면 디스플레이에 있어서, 이미지는 평면 디스플레이(62)에서 이미지를 형성하는데 걸리는 시간보다 매우 단 시간내에 형성된다. 이미지는 디스플레이에서의 플립 타임과 로우수의 곱과 실질적으로 동일한 시간보다는 디스플레이에서의 화소(20)의 플립 타임과 실질적으로 동일한 시간내에 형성된다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 이것은 평면 디스플레이에서 어드레스 가능한 스위치를 갖는 각 화소(20)를 제공함으로써 달성된다. 어드레스 가능한 스위치는 화소의 중앙 전극(30) 및 제1 전극(26)을 그라운드 또는 서로 무관한 디스플레이 전원의 전압 출력에 접속하여 제어할 수 있다. 이러한 방법으로, 각 화소(20)는 개별적으로 제어할 수 있어, 디스플레이에서 화소(20)의 온 또는 오프의 설정은 디스플레이에서의 다른 화소의 설정과 분리된다. 전원의 전압 출력은 접지되거나 로킹 및 플리핑 전압을 적절하게 사용하도록 설정될 수 있다. 전압 출력이 로킹 또는 플리핑 전압에 설정되는 경우, 전원은 디스플레이에서의 모든화소(20)의 전극(26, 30)을 화소의 플립 타임보다 실질적으로 적은 시간내에 로킹 또는 플리핑 전압으로 실질적으로 동시에 충전할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 평면 디스플레이상의 이미지를 형성하기 위해서, 전원의 전압 출력은 접지된다. 디스플레이에서의 모든 어드레스 가능한 스위치는 적절한 주사 절차를 사용하여 어드레스되어, 화소(20)의 제1 전극(26) 및 중앙 전극(30)을 그라운드 또는 전원에 접속시키도록 제어된다. 화소(20)를 온으로 설정하기 위해, 중앙 전극(30)은 그라운드에 접속되고 제1 전극(26)은 전원의 출력에 접속된다. 화소(20)를 오프로 설정하기 위해, 중앙 전극(36) 및 제1 전극(26) 모두는 전압 출력에 접속된다. 그 후, 전압 출력은 디스플레이의 모든 화소(20)를 화소의 소망하는 온 또는 오프 상태로 실질적으로 동시에 플립시키는 플리핑 전압으로 증가된다. 그 후, 모든 화소(20)의 제1 전극(26)은 그라운드에 접속되고, 화소(20)의 모든 중앙 전극은 전압 출력에 접속되어, 이 전압 출력은 로킹 전압으로 설정된다. 이것은 모든 화소(20)를 화소가 설정되었던 온 또는 오프로 고정시킨다.

스위치의 주사 및 설정은 화소(20)의 플립 타임에 비하여 매우 단 시간내에 발생된다. 그 결과, 이미지를 형성하도록 화소(20)를 화소의 적절한 온 또는 오프 상태로 설정 및 고정하는데 필요한 총 시간은 화소(20)의 플립 타임과 실질적으로 동일하다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 화소(20)에서의 전원 및 스위치의 다양한 배열은 화소(20)가 온 및 오프로 스위치되도록 개별적 및/또는 동시적으로 제어할 수 있는 평면 디스플레이를 형성하는데 사용될 수 있다. 이러한 배열은 기술 종사자에게 쉽게 생각날 것이다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 개별적 및/또는 동시적으로 제어 가능한 화소(20)의 어레이는 단일 유닛을 형성하는 전자 및 기계적인 구성 성분의 층을 적분하는 공정에 의해 단일 블록으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 소정의 양호한 실시예에 있어서, 화소는 하나 이상의 플리퍼를 포함한다. 화소가 두가지 상태(온 및 오프 상태)를 갖는 단일 플리퍼를 갖는데 반하여, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 화소는 (N+1) 상태를 갖는 복수의 "N" 플리퍼를 포함한다. 따라서, 다중 플리퍼 화소는 단일 플리퍼를 갖는 화소보다 더 다양한 컬러를 디스플레이할 수 있다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 양호한 실시예에 의한 다중 플리퍼 화소(160)의 사시도를 개략적으로 도시한다. 화소(160)는 제1 플리퍼(162) 및 제2 플리퍼(164)의 두 개의 플리퍼를 포함한다. 다중 플리퍼 화소(160)는 도 6a 내지 도 6c에 각각 도시되는 제1, 제2 및 제3 상태의 3가지 상태를 갖는다. 도 6d는 도 6b에 도시된 제2 상태에서의 화소(160)의 분해 평면도를 도시한다.

다중 플리퍼 화소(68)는 절연층(23)을 갖는 기판(22)을 포함한다. 제1 및 제2 측면 전극(26, 28)과 제1, 제2, 제3 및 제4 중앙 전극(171, 172, 173, 174)이 절연층(23)상에 형성된다. 제1, 제2, 제3 및 제4 중앙 전극(171, 172, 173, 174)은 도 6a 및 도 6d에서 가장 명확하게 도시된다.

제1 플리퍼(162)는 제1 플리퍼(162)의 상이한 장착 구멍(178)을 통하여 고리로 연결되는 한 쌍의 브래킷(176)에 의해서 화소(160)에 연결된다. 브래킷(176) 중하나는 제2 중앙 전극(172)에 고정되고, 다른 것은 제3 중앙 전극(173)에 고정된다. 브래킷(176)은 도전성 물질로부터 형성되는 것이 바람직하다. 제1 플리퍼(162)는 제2 및 제3 중앙 전극(172, 173) 및 브래킷(176)과 전기적으로 접촉된다. 전기적인 접촉은 제2 및 제3 중앙 전극(172, 173)과 브래킷(176)의 영역을 갖는 제1 플리퍼(162)의 영역의 물리적인 접촉에 의해서 달성되는 것이 바람직하다.

제2 플리퍼(164)는 제2 플리퍼(164)의 장착 구멍(182)을 통하여 고리로 연결되는 한 쌍의 브래킷(180)에 의해서 화소(160)에 연결된다. 브래킷(180) 중 하나는 제1 전극(171)에 고정되고, 다른 것은 제4 전극(174)에 고정된다. 브래킷(180)은 도전성 물질로부터 형성되는 것이 바람직하다. 제2 플리퍼(164)는 제1 및 제4 중앙 전극(171, 174) 및 브래킷(180)과 전기적으로 접촉된다. 전기적인 접촉이 제1 및 제4 중앙 전극(171, 174)과 브래킷(180)의 영역을 갖는 제2 플리퍼(164)의 영역의 물리적인 접촉에 의해서 달성되는 것이 바람직하다.

브래킷(176, 180)에 있어서, 이들 각각의 중앙 전극으로의 장착은 도 6a에서 가장 명확하게 도시된다. 장착 구멍(178, 182) 및 브래킷(176, 180)이 이들 브래킷 각각의 장착 구멍(178, 182)을 통하여 각각 고리로 연결되는 방법이 도 6b에서 가장 명확하게 도시된다.

도 6b를 참조하면, 제1 플리퍼(162)는 플리퍼(162)의 부분이 제1 및 제4 중앙 전극(171, 174) 또는 브래킷(180)의 소정의 부분과 전기적으로 접촉되지 않도록 충분한 크기의 클리어런스 슬롯[184: clearance slot]을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 유사하게, 제2 플리퍼(164)는 제2 플리퍼(164)의 부분이 제2 및제3 중앙 전극(172, 173) 또는 브래킷(176)의 소정의 부분과 전기적으로 접촉되지 않도록 충분한 크기의 클리어런스 슬롯(186)을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 브래킷(176, 180)의 외부 표면은 제1 및 제2 플리퍼(162, 164) 각각의 바람직하지 못한 전기적 접촉을 방지하는데 유용한 절연 물질의 층으로 피복되는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 플리퍼(162, 164)는 적절하게 위치된 비도전성 절연 조각(도시되지 않음)에 의해서 또는 브래킷 표면상에 증착되는 절연 물질의 층에 의해서 서로 전기적으로 절연되고 제1 및 제1 측면 전극(26, 28)으로부터 전기적으로 절연되는 것이 바람직하다. 플리퍼(162)의 장착 구멍(178) 및 클리어런스 슬롯(184)과 플리퍼(164)의 장착 구멍(182) 및 클리어런스 슬롯(186)은 분해 평면도 6d에서 가장 명확하게 도시된다.

제어선(190)은 제2 및 제3 중앙 전극(172, 173)에 접속되어, 제2 및 제3 중앙 전극(172, 173)에 전압을 인가하고 제1 플리퍼(162)에 전압을 인가한다. 제어선(190)과 제2 및 제3 중앙 전극(172, 173) 사이의 접속은 도 6a 및 도 6d에 도시된다. 제어선(192)은 제1 및 제4 중앙 전극(171, 174)에 접속되어, 제1 및 제4 중앙 전극(171, 174)에 전압을 인가하고 제2 플리퍼(164)에 전압을 인가한다. 제어선(192)과 제1 및 제4 전극(171, 174) 사이의 접속이 도 6c 및 도 6d에 도시된다. 제1 측면 전극(26)은 제어선(194)에 접속되고 제2 측면 전극(28)은 영구적으로 접지되는 것이 바람직하다.

제1 및 제2 측면 전극(26, 28)과 화소(160)의 플리퍼(162, 164) 각각의 겉표면이 RGB 컬러 중 하나를 디스플레이하도록 처리되는 것이 바람직하다. 전극(26,28) 및 겉표면이 RGB 컬러 중 하나를 디스플레이하도록 처리되게 적절히 선택함으로써, 화소(160)는 화소의 3가지 상이한 상태 중 각각의 상태에서 RGB 컬러 중 상이한 컬러를 디스플레이한다. 제1 및 제2 측면 전극(26, 28)의 노출 표면 및 제1 및 제1 플리퍼(162, 164)의 겉표면은 이들 표면이 디스플레이하는 RGB 컬러를 사용하여 도 6a 내지 도 6c에서 각각 분류된다. 도 6a는 제1 상태에서의 화소(160)를 도시하는데, 이 화소(160)는 실질적으로 포화된 적색을 디스플레이한다. 화소(160)의 제2 및 제3 상태가 도 6b 및 도 6c에 각각 도시되는데, 화소(160)는 실질적으로 포화된 청색 및 녹색을 각각 디스플레이한다. 플리퍼(162, 164) 및 전극(26, 28)의 겉표면의 컬러 선택은 실시예의 방법으로 선택된 것으로, 다른 색상 선택이 가능하여 이점이 될 수 있다. 예를 들면, 플리퍼(162, 164)의 겉표면은 플리퍼가 회색의 상이한 레벨을 디스플레이하도록 처리될 수 있다. 화소 각각의 상태에서 RGB 컬러 중 하나를 디스플레이하는 대신에, 화소(160)는 이후 화소 각각의 상태에서 상이한 회색 레벨을 디스플레이할 것이다.

제2 및 제3 상태 사이의 스위칭은 화소(20)가 온 및 오프 상태 사이에서 스위치되는 방법과 유사한 방법으로 달성될 수 있다. 예를 들면, 화소(160)가 도 6a에 도시된 화소의 제1 상태로부터 도 6b에 도시된 화소의 제2 상태로 스위치하기 위해서, 플리퍼(162, 164)는 접지되고 제1 측면 전극(26)은 플리핑 전압으로 상승된다. 화소(160)가 화소의 제2 상태로부터 도 6c에서 도시된 화소의 제3 상태로 스위치하기 위해서, 제1 측면 전극(26), 제2 플리퍼(164) 및 제2 측면 전극(28)은 제1 플리퍼(162)가 플리핑 전압으로 상승되는 동안 접지된다. 화소(160)를 화소의제3 상태로부터 화소의 제2 상태(도 6b에 도시됨)로 다시 스위치하기 위해서, 제1 및 제2 측면 전극(26, 28)은 접지되고 제1 및 제2 플리퍼(162, 164)는 플리핑 전압으로 상승된다. 화소(160)는 제2 플리퍼(164)를 플리핑 전위로 상승시키는 한편 제1 측면 전극(26) 및 제1 플리퍼(162)를 접지시킴으로써, 제2 상태로부터 제1 상태(도 6b 내지 도 6a에 도시됨)로 스위치된다.

화소(160)를 화소의 소정의 상태 중 하나로 고정하기 위해서, 제1 및 제2 측면 전극(26, 28)이 접지되고전압은 제1 및 제2 플리퍼(162, 164)로 인가되기 때문에 인접한 측면 전극 및 플리퍼 사이에 적당한 작은 전압차가 발생한다.

도 7은 본 발명의 양호한 실시예에 의한 또 다른 다중 플리퍼 화소(200)의 사시도를 개략적으로 도시한다. 화소(200)는 두 개의 플리퍼(202, 204)를 포함한다. 다중 플리퍼 화소(200)는 도 6b에 도시된 다중층 화소(160)의 제2 상태와 유사한 제2 상태로 도시된다. 플리퍼(202)는 플리퍼(202)로부터 돌출된 장착 연장부(210)(오직 하나만이 도시됨)를 붙잡는 두 개의 박스형 경첩(214)에 의해서 제1 중앙 전극(206)에 연결된다. 이와 유사하게, 플리퍼(204)는 장착 연장부(216)(오직 하나만이 도시됨)를 붙잡는 두 개의 박스형 경첩(208)에 의해서 제2 중앙 전극(212)에 연결된다. 플리퍼(202)는 플리퍼(202)가 도 7에 도시된 위치로부터 플리퍼(204) 상부의 위치로 플립되는 경우, 플리퍼(202)가 박스형 경첩(208, 214)의 세트 모두를 제거하도록 인에이블하는 클리어런스 슬롯(218)을 갖고 형성된다.

도 8a 내지 도 8i 도 1a 내지 도 1cㅇ[ 도시된 화소(20)를 형성하기 위한 본 발명의 양호한 실시예에 따른 제조 공정을 개략적으로 도시한다.

도 8a는 실리콘 웨이퍼로 형성되는 것이 바람직한 기판(22)이 실리콘 질화물과 같은 물질로 형성되는 얇은 절연층(23)으로 피복되는 제조 공정의 제1 단계를 도시한다.

도 8b는 폴리실리콘과 같은 절연층(23)이 도전성 물질의 층(80) 또는 알루미늄과 같은 금속으로 피복되는 제조 공정의 다음 단계를 도시한다. 그 후, 도전성 층(80)은 제1 및 제2 전극(26, 28) 및 중앙 전극(30)을 형성하도록 에칭되고, 이들이 형성된 이후 도 8c에 도시된다.

우선, 제2 및 중앙 전극(26, 28, 30) 및 기판(22)의 노출 표면은 이후 실리콘 이산화물과 같은 적당한 물질의 도 8d에 도시되는 희생층[82: sacrificial layer]으로 피복된다. 그 후, 절연 너브 웰[81: insulation nub well] 및 절연 너브 홀[83: insulation nub hole]은 희생층(82)안으로 에칭된다. 절연 너브 웰(81)은 제2 전극(28)에까지 통과하지 못하는 희생층(82)의 블라인드 구멍(blind hole)이다. 절연 너브 홀(83)은 제1 전극(26)에까지 통과하는 관통 구멍이다. 절연 너브 웰(81)이 플리퍼(24)상의 절연 너브(45)(도 1a에 도시됨)를 형성하는데 사용되고, 절연 너브 홀(83)은 제1 전극(26)상의 절연 너브(44)를 형성하는데 사용된다. 그 후, 도 8e에 도시된 폴리실리콘 또는 알루미늄과 같은 도전성 물질의 층(84)이 희생층(82)상에 증착된다. 그 후, 도전층(84)은 도 8f에 도시되는 바와 같이, 장착 구멍(32, 34)을 갖는 플리퍼(24)를 형성하도록 희생층(82)의 깊이까지 에칭되는 것이 바람직하다. 도 8f에 있어서, 절연 너브 홀(83)은 제1 전극(26)상에 절연 너브(44)를 형성하는 층(84)의 물질로 충전된다.

그 후, 도 8g에 도시되는 제2 희생층(86)은 형성된 플리퍼(24) 및 희생층(82)의 노출 표면상에 증착된다. 희생층(86)은 폴리실리콘이 플리퍼(24)의 물질로서 사용되는 경우 실리콘 이산화물로 형성되는 것이 바람직하고, 알루미늄이 플리퍼(24)의 물질로서 사용되는 경우 중합체로 형성되는 것이 바람직하다.

희생층(86)의 형태는 이 희생층이 증착되는 표면의 윤곽을 따라 결정된다. 그 결과, 희생층(86)은 플리퍼(24)의 에지(87) 및 장착 구멍(32, 34) 위쪽의 함몰부(89) 부근에서 단[85: step]을 갖는다. 도 8h는 도 8g를 A-A선을 따라 절단한 단면적에 있어서 화소(20)층의 단면도를 개략적으로 도시한다. 단면적의 평면은 함몰부(89)의 중심부를 통과한다. 단면도에 있어서, 플리퍼(24)는 두 개의 연결되지 않는 부분 즉, 넓은 부분(91) 및 좁은 부분(93)을 갖는 듯이 보인다. 이하에서 "축부(93)"로서 언급되는 좁은 부분(93)은 화소(20)의 U자형 브래킷(38)(도 1a 내지 도 1c에 도시됨)을 통하여 고리로 연결되는 플리퍼(24)의 부분이다. 이하에서 본체부(91)로서 언급되는 넓은 부분(91)은 플리퍼(24)의 본체의 부분이다. 축부(91)는 본체부(93)와 분리되는 것이 아니라, 단면적의 평면이 플리퍼(20)의 장착 구멍(34)(도 8f에 도시됨)을 통과하기 때문에 분리되어 보인다.

희생층(86) 증착의 결과로서, 4개의 구멍(90)은 플라즈마 또는 다른 에칭과 같은 종래에 알려진 방법을 사용하여 희생층(86, 82)을 통과하여 중앙 전극(30)의 표면에까지 "드릴(drilled)"된다. 구멍(90) 중 두 개의 윗면이 도 8i에 도시된다. 다른 구멍(90)은 함몰부(89) 각각의 위치에 있는 희생층(86, 82)을 통과하여 드릴되고, 이것은 도 8i의 사시도에 도시되지 않는다. 도 8j는 도 8i를 A-A 선을 따라절단한 단면도에 있어서, 화소(20)의 두 개의 구멍(90) 및 층을 개략적으로 도시한다.

구멍(90) 및 함몰부(89)는 플리퍼(24)의 장착 구멍(32, 34)을 통하여 고리로 연결되는 U자형 브래킷(36, 38)(도 1a 내지 도 1c에 도시됨)의 "각부" 부분을 형성하기 위한 주형으로서 사용된다. 구멍(90)의 위치는 U자형 브래킷(36, 38)이 고정되는 중앙 전극(30)의 위치를 결정한다. 구멍(90)은 축부(93)를 피복하는 층(86)의 영역과 평면으로 이어지는 것이 아니라 이들 층의 영역에서 변위된다. 구멍(90) 위치의 정확도에 있어서 기술적인 한계는 층의 영역이 구멍(90)의 형성 공정에서 손상될 것을 방지하도록, 구멍(90)이 축부(93)를 피복하는 층(86)의 영역으로부터 이격되는 것을 필요로 한다. 희생층(86)은 도 8k 및 도 8l에 도시되는 바와 같이 축부(93)[및 전체부(91)]가 다음 도전층(92)과 물리적으로 절연하는데 도움이 됨으로, 화소(20)의 층(86) 및 다른 노출 범위에 증착된다. 층(92)은 U자형 브래킷(36, 38)을 형성하는데 사용된다. 축부(93)와 인접한 층(86) 영역의 손상이 예를 들어, U자형 브래킷(38)으로 고정되는 측부(93)에서 발생되어, 플리퍼(24)가 회전할 수 없도록 할 것이다.

층(86)의 증착 및 드릴링에 이어, 화소(20)상에 증착되는 층(92)의 도전성 물질은 구멍(90)을 충전하고 함몰부(89) 내벽의 윤곽을 나타낸다. 도 8l은 도 8k의 A-A선을 따라 절단한 단면의 층(92)을 도시한다. 층(92)은 폴리실리콘으로 형성되는 것이 바람직하다. 층(92)은 브래킷(36, 38)의 상부 부분을 형성하도록 따로 에칭된다. [U자형(36, 38)의 하부 부분은 층(90)의 물질이 증착되는 구멍(90) 및 함몰부(89)에 의해서 형성된다). 그 후, 희생층(86, 82)은 도 8m에서 도시된 완전하게 형성된 화소(20)의 상태가 되게 하는 종래의 방법을 사용하여 부식된다. 도 8m에서 A-A선을 따라 절단한 화소(20)의 단면이 도 8n에 도시된다.

도 8m 및 도 8n의 브래킷(36, 38)은 이전 도면의 브래킷(36, 38)에서 도시되지 않았던 도 8a 내지 도 8l에 서술된 제조 공정으로 결과되어 일부의 상세를 도시한다. 이러한 상세 중 일부는 도 8m 및 도 8n에 도시된 외견부(97) 및 도 8n에 도시된 내견부(99)이다. 견부(97, 99)는 도 8i 및 도 8j의 설명에서 도시되는 구멍(90)의 위치 지정으로부터 결과된다. 도 8m에 도시된 U자형 브래킷(36, 38) 각부의 고르지 않은 진폭은 구멍(90)의 크기와 층(92)의 물질을 별도로 에칭함으로써 형성되는 U자형 브래킷(36, 38) 부분의 차이로 결과된다. 이전의 도면에 있어서, U자형 브래킷(36, 38)의 형태는 단순화되고, 이러한 상세는 개시 내용을 명확하게 하도록 도시되지는 않는다.

축부(93)가 도 8n에 도시되는 견부(99) 아래를 충전하는 경우, 플리퍼(24)의 위치에서 바람직하지 않은 "작용(play)"이 증가됨을 주목해야 한다. 게다가, 축부(93)가 견부(99) 아래를 충전하는 경우, 플리퍼(24)는 견부 아래에 움직이지 않도록 고정되어 자유롭게 회전함으로부터 방지될 수 있다. 견부(99)의 높이는 희생층(82)의 두께에 의해 결정된다. 플리퍼(24)를 견부(99) 아래에 충전하는 것을 방지하기 위해, 도 8a 내지 도 8n에서 도시되는 생산 공정에 있어서 희생층(82)의 두께는 플리퍼(24)가 형성되는 층(91)의 두께보다 얇아야 한다.

화소에 있어서, 층(91)의 두께가 플리퍼(24)의 두께보다 두꺼운 경우, 브래킷(36, 38)은 견부(99)의 높이가 희생층(82)의 두께에 의해서 결정되지 않는 방법을 사용하여 생산되거나, 브래킷(36, 38)의 브래킷차는 플리퍼(24)를 중앙 전극(30)에 연결하는데 사용된다. 플리퍼(24)가 스틱션(stiction)을 감소하기 위해 온 및 오프 위치에 각각 있는 경우, 플리퍼(24)와 제1 전극(26) 및 제2 전극(28) 사이의 공간을 증가시키기 위해 비교적 두꺼운 희생층(82)을 사용하는 것이 유리할 것이다. "로우" 견부를 갖는 브래킷(36, 38)을 생산하기 위한 가능한 제조 공정이 도 12l의 서술 끝부분에서 설명된다.

본 발명의 양호한 실시예에 의한 플리퍼를 화소에 장착하기 위한 다른 화소 및 브래킷이 도 9a 내지 도 11에 도시된다. 도 9a 내지 도 11에 도시되는 화소 및 브래킷은 도 8a 내지 도 8i에 서술된 공정의 변화가 있는 제조 공정을 사용하여 생산된다.

도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 양호한 실시예 의한 플리퍼(24)를 포함하는 화소(100)를 개략적으로 도시한다. 도 9a를 참조하여, 사시도로 도시되는 화소(100)는 화소(20)와 매우 유사하다. 유일한 차이점은 플리퍼(24)가 전극(30)에 연결되는 브래킷의 구조에 있다. 화소(20)에 있어서, 플리퍼(24)는 U자형 브래킷(36, 38)에 의해서 전극(30)에 연결되는데, 상기 브래킷 각각은 U자형 브래킷을 전극(30)에 부착시키는 두 개의 각부를 갖는다. 화소(100)에 있어서, 플리퍼(24)는 브래킷(102, 104)을 갖는 전극(30)에 연결되는데, 이들 각각의 브래킷은 브래킷을 전극(30)에 부착시키는 단일 각부(106)를 갖는다. 각 브래킷(102, 104)은 전극(30)에까지 연장되지 않는 제2 각부(108)를 갖는다. 각 브래킷(102,104)의 각부(106)의 단부와 전극(30) 사이에는 갭(110)이 있다. 갭(110)은 도 9a에 도시된 B-B선을 따라 화소(100)의 측면도에서 가장 잘 보인다. 갭(110)은 플리퍼(24)가 브래킷(102, 104)으로부터 미끄러 빠져나가거나 흔들어 벗겨지지 않을 정도로 매우 작다. 브래킷(102, 104)이 브래킷(36, 38)보다 작기 때문에, 브래킷(102, 104)이 한 위치에서 중심 화소(30)에 고정되는데 반해 브래킷(36, 38)은 두 위치에서 중심 화소(30)에 고정된다.

브래킷(36, 38)에 대하여 브래킷(102, 104)의 감소된 크기는 유리하다. 본 발명의 양호한 실시예에 따라서, 화소의 표면이 화소가 제1 및 제2 컬러(예컨대, 흑색 및 백색)을 갖도록 처리되는 경우, 화소의 플리퍼는 예를 들어 화소의 모든 노출 표면이 제1 컬러를 갖도록 처리되는 한 위치로 전환된다. 그 후, 화소 플리퍼는 오프 위치로 전환되고, 오프 위치에 있는 화소의 모든 노출 표면은 제2 컬러를 갖도록 처리된다. 표면은 플리퍼의 온 및 오프 위치 모두에 노출됨으로써 제2 컬러를 갖는다. 그 결과, 플리퍼는 플리퍼가 온 상태에 있는 경우 제1 컬러를 디스플레이하는 화소보다 더 많은 제2 컬러를 디스플레이하는 화소를 갖는 오프 위치에 있는다. 이러한 비대칭은 바람직하지 않으며, 항상 노출되는 화소의 표면은 최소화되도록 감소되어야 한다. 플리퍼를 화소에 연결하는데 사용되는 브래킷의 모든 표면은 실질적으로 플리퍼의 온 및 오프 위치 모두에 노출됨으로써, 플리퍼를 화소에 연결하는데 사용되는 브래킷의 크기를 감소하는데 유리하다.

도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 양호한 실시예에 의한 플리퍼(122)를 포함하는 또 다른 화소(120)의 사시도를 개략적으로 도시한다. 도 10b를 참조하여, 플리퍼(122)는 장착 구멍(124) 및 장착 구멍(124)과 통합되는 슬롯(128)을 갖는 에지(126)를 갖는다. 도 10a를 참조하여, 플리퍼(122)는 동일한 브래킷(129, 130)에 의해 중앙 전극(30)에 연결되는 것이 바람직하다. 브래킷(130)은 브래킷의 구조를 도시하는 도 10a에서 따로 잘라져 도시된다. 각 브래킷(129, 130)은 격박(132) 및 테두리(134)를 포함한다. 브래킷(129, 130)의 격막(132)은 플리퍼(122)의 슬롯(128)에 꼭 맞고, 에지(126)과 평행한 방향으로 플리퍼(122)의 이동을 방지한다. 브래킷(129, 130)의 테두리(134)는 플리퍼(122)가 브래킷(129, 130)으로부터 분리되는 것을 방지한다.

도 9a에 도시된 브래킷(102, 104)의 경우에 있어서, 각 브래킷(129, 130)은 오직 한 위치에서 중앙 전극(30)에 고정되는 것이 바람직하다. 각 테두리(134)의 하나의 단부는 중앙 전극(30)에 고정되고, 작은 공간(133)은 대부분의 각 격막(132) 및 각 테두리(134)의 다른 단부를 중앙 전극(30)으로부터 분리시키는 것이 바람직하다. 도 10a의 삽입 그림(135)은 브래킷(129)가 중앙 전극(30)에 부착되는 방법을 설명하는 브래킷(134) 및 중앙 전극(30)의 개략전인 측면도를 도시한다.

도 11은 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 플리퍼(142)를 포함하는 또 다른 화소(140)의 사시도를 개략적으로 도시한다. 플리퍼(142)는 플리퍼의 에지(146)의 대향 단부에서 돌기부(144)를 갖는다. 돌기부(144)는 소켓 브래킷(148)내에 유지된다. 소켓 브래킷(148)은 후부 평면(150) 및 테두리(152)를 포함한다. 후면 평면(150)은 플리퍼(142)가 에지(146)와 평행한 방향으로 측면적으로 위치 변경되는 것을 방지한다. 테두리(152)는 플리퍼(142)가 소켓 브래킷(146)으로부터 분리되는것을 방지한다. 각 브래킷(148)은 "푸트(149)"에 의해 한 위치의 중앙 전극(30)에 고정되는 것이 바람직하고, 각 브래킷 중 하나가 도 11에 도시된다. 작은 공간(151)은 브래킷(148)의 대부분의 본체부를 중앙 전극(30)과 분리시킨다.

소켓 브래킷(146)의 별도의 설계에 있어서, 소켓 브래킷(148)은 유일한 테두리(152)를 포함한다. 테두리(152)는 테두리(150)가 플리퍼(142)의 짧은 에지와 접촉의 결과로써 플리퍼(142)가 에지(146)과 평행한 방향으로 측면적 위치 변경하는 것을 방지한다.

도 1a 내지 도 11에 도시된 화소 및 플리퍼가 직사각형인데 반하여, 본 발명의 양호한 실시예에 의해 화소가 직사각형보다는 상이한 형태를 갖는 것이 가능하고 유리하다는 점에 주목해야 한다. 예를 들어, 화소는 본 발명의 양호한 실시예 따라 다이아몬드 형태이거나 6각형으로 형성될 수 있다. 다이아몬드 형태인 화소에 대한 플리퍼는 삼각형이 되어, 화소 범위의 절반을 피복한다. 6각형의 화소에 대한 플리퍼는 화소의 6각형 범위의 절반을 피복한다.

도 12a 내지 도 12k는 도 9a 및 도 9b에서 도시된 화소(100)를 형성하기 위한 공정을 개략적으로 도시한다. 도 12a 내지 도 12k는 화소(100)를 생산하는데 필요한 층을 형성 및 에칭하기 위한 공정의 도 9a에서 A-A선을 따라 절단한 단면도를 도시한다.

도 12a 내지 도 12의 측면도에 도시된 생산 단계는 도 8a 내지 도 8f의 사시도에 도시된 화소(20)의 생산 단계와 각각 동일하다. 도 12a에 있어서 절연층(23)은 기판(22)상에 증착된다. 그 후, 도 12b에 도시된 도전성 물질의 층(80)은 절연층(23)상에 증착된다. 층(80)은 도 12c에 도시된 제1, 제2 및 중앙 전극(26, 28, 30)을 각각 형성하도록 에칭된다. 도 12d에 있어서, 전극(26, 28, 30) 및 절연층(23)의 노출 표면은 희생층(82)으로 피복된다. 희생층(82)은 도 12e에 도시된 도전성 물질의 층(84)으로 피복된다. 층(84)은 도 12f에 도시된 플리퍼(24)를 생산하도록 에칭된다. 도 12f 및 다음의 도 12g 내지 도 12k에 도시된 단면도에 있어서, 플리퍼(24)는 두 개의 연결되지 않은 부분 즉, 축부(93) 및 본체부(91)를 갖는 것처럼 보이지만, 이것은 단지 단면도로 절단됨에 의해 결과되는 것이다.

플리퍼(24)의 에칭에 이어, 희생층(82)의 부분은 도 12g에 도시된 바와 같이 중앙 전극(30)의 노출된 영역(228, 229)으로 피복하도록 별도로 에칭된다. 그 후, 상대적 얇은 희생층(226)이 화소(100)의 모든 노출 표면상에 증착된다. 이후, 희생층(226)은 도 12i에 도시된 바와 같이, 중앙 전극(30)의 작은 영역(230)이 노출되록 에칭된다. 희생층(226)은 축부(93)[및 전체부(91)]를 화소(100)상에 증착되는 도 12j에 도시된 다음 전도층(232)과 물리적으로 절연시키는데 도움이 된다. 희생층(226)이 에칭되는 경우, 노출된 영역(230)은 도전층(232)이 강하게 접촉하는 중앙 전극(30)의 범위로서 역할한다.

도전층(232)이 브래킷(104)을 형성하도록 에칭되고, 모든 희생층은 도 9k 또한 도 9a 및 도 9b에 도시된 화소(100)를 형성하도록 별도로 부식된다.

희생층(226)이 희생층(226)이 영역(230)을 노출하도록 영역(228)에 에칭되는 동일한 방법으로 영역(229)에 에칭되는 경우, 도전층(232)은 두 지점 및 축부(93)의 어느 한쪽상의 지점에서 중앙 전극(30)에 강하게 결합될 수 있음에 주목해야 한다. 그 후, 도 8n에 도시되는 브래킷(38)에 부착되는 형태와 유사하게 두 지점에서 중앙 전극(30)에 부착되는 대칭 브래킷이 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 방법으로 형성된 브래킷은 브래킷(38)의 견부(99)와 유사한 견부를 갖지만, 희생층(82)의 두께가 아닌 희생층(226)의 두께에 의해서 결정된 높이를 갖을 것이다.

위에 기재된 바와 같이, 핵심(44, 45)의 하나의 가능한 기능은 스틱션을 줄이는 것이다. 일부 실시예는 (접촉 영역을 줄이는) 핵심을 포함하지 않을 수 있거나 또는 너브(nub)는 충분한 양으로 스틱션을 줄이지 않을 수 있다. 후속되는 설명은 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 따라 스틱션을 방해 및/또는 회피하는 여러 방법을 심사숙고한다. 그러나, 본 발명의 일부 실시예는 후속하여 설명되는 방법의 하나 또는 아무것도 없는 것보다 많이 활용될 것이 라는 것에 주목해야 한다. 방법의 일부 조합이 철저하게 스틱션을 줄이는 상조적인 방법으로 상호작용할 것이 기대된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 플립퍼 픽셀은 밀봉된 환경으로 상자에 넣어진다. 환경은 질소 같은 건조 가스뿐만 아니라 건조 물질을 포함할 수 있다. 대안으로, 플립퍼는 진공 안으로 이동할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 밀봉된 환경은 디스플레이 주변에서 플립퍼 사이에 튀어나오거나 및/또는 개개의 플립퍼를 대치하는 복수 개의 지지 요소에 의해 플립퍼 평면을 넘어 매달려 있는 유리 또는 다른 투명한 물질의 평평한 층을 포함한다. 바람직하게, 픽셀의 그룹 또는 전체 디스플레이는 단일의 밀봉된 셀이다.

대안 또는 부가적으로, 하나 이상의 공중 부양(浮揚) 전극은 평면 전극에 의해 인가되는 것을 넘어 별도의 힘을 인가함으로써 스틱션 힘을 극복하는 것을 돕기 위하여 플립퍼 근처에 제공된다.

도 13a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 공중 부양 전극(302)을 포함하는 픽셀(300)을 예시한다. 전극(302)을 제외하면, 도 13a는 도 1a에 도시한 픽셀(20)과 정확히 대응한다. 개방된 팬스 형태인 전극(302)의 특유의 구성이 도시된다. 그러나, 충실한 구성과 또는 그 내에서 팬스의 "막대"가 픽셀 표면 및/또는 플립퍼(24)의 외부 끝단과 평행하지 않은 바와 같은 다른 구성이 사용될 수 있다.

도 13b는 부양 전극(302) 및 부양 전극 및 플립퍼의 다른 면상의 선택적인 대응 전극(304)에 의해 생성된 전계의 선을 도시하는 픽셀(300)의 A-A선을 절단한 단면도이다. 도면에서 도시한 바와 같이, 부양 전극(302)은 플립퍼(24)에 수직하여 그 끝에 부양력을 발휘하고, 플립퍼는 플립퍼를 홱 넘기고 스틱션을 극복하는 더 큰 지레 작용력을 갖는다. 일단 플립퍼가 부양되면 이러한 별도의 힘은 필요하지 않고, 차단될 수 있다. 전형적인 구성에 있어서, 이러한 부양력은 홱 넘기는 것을 방해하는 경향이 있을 것이므로, 부양력은 그들이 홱 넘기는 플립핑에 거꾸로 작용하지 않도록 바람직하게는 차단된다. 이와 유사하게 수직력은 비록 유사하기는 하나 전극(302)이 비록 더 짧지만 플립퍼의 레벨에 또는 오히려 약간 아래에 도달할 수 있다는 것에 주목해야한다.

도 13b는 부양력이 직접 플립퍼를 들어올리는 실시예을 도시한다. 그러나, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에서는 다른 힘벡터는 스틱션을 극복하는데 사용될 수 있다. 하나의 예에 있어서, 부양력은 플립퍼의 평면 내에 플립퍼(24)를 이동하는데 사용될 수 있고 이로써 플립퍼가 기판에 부착되는 것을 막는다.

도 13a의 예에 있어서, 각각의 부양 전극이 도시되었다. 그러나, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에서는 다른 전극 구조가 사용될 수 있다. 그러므로, 위에 기재한 바와 같이, 전극은 충실하거나 이랑이 있을 수 있다. 부가적으로, 전극의 높이는 변할 수 있으며, 예컨대, 부양 전극은 플립퍼의 높이에 있을 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 전극은 플립퍼의 기초로부터 6 미크론이다. 대안 또는 부가적으로, 전극의 위치는 변할 수 있다. 그러므로, 부양 전극은 (도시한 바와 같이) 플립퍼의 외부 끝단을 따라, 플립퍼의 측면을 따라 및/또는 플립퍼의 모서리에 (외부 끝단 또는 흰지에 근접하여) 놓일 수 있다.

부가 또는 대안으로서, 플립퍼에 구멍이 규정될 수 있고, 부양 전극은 이 구멍 내에 배치된다. 하나의 예에 있어서, 플립퍼는 외부 끝단으로부터 플립퍼의 중간을 향하여 구멍이 뚫릴 수 있고, 부양 전극은 슬롯을 통과해 튀어나올 수 있다. 대안 또는 부가적으로, 부양 전극은 플립퍼 위에, 예컨대, 투명한 덮개의 아래 표면에 부착되도록 매달릴 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 부양 전극은 서로 배선되고 일제히 작동되어, 부양 전극 및 플립퍼 픽셀의 정밀한 배열이 요구되지 않는다. 대안 또는 부가적으로, 부양 전극은 힌지 영역 위 또는 근접하여, 예컨대, 힌지에 대하여 대칭적으로 되도록 배치될 수 있다.

비록 평평한 부양 전극이 도시되었지만, 본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 전극은 비평면 예컨대, 원주형이 될 수 있다. 대안 또는 부가적으로, 전극은 둘 또는 세 개의 플립퍼 측면 상에 접할 수 있다.

제어 가능한 전극의 다른 매개 변수는 전극의 길이(픽셀 끝단의 길이를 따라 - 힌지 반대편)이다. 비록 전극이 플립퍼가 도시된 만큼 길게 도시되었지만 더 짧은 전극, 예컨대, 플립퍼 치수의 30%와 80% 사이의 전극이 제공될 수 있다.

제어될 수 있는 다른 매개 변수는 플립퍼 형상, 플립퍼 힌지 및 다른 부양 전극에 관련된 전극의 배치의 대칭이다. 일부 경우에 있어서, 힘의선이 플립퍼의 움직임에 비스듬한 일정한 방향으로 생성되는 것이 바람직하다. 대안 또는 부가적으로, 비대칭적인 배치는 다른 픽셀 상의 하나의 픽셀의 부양 전극의 효과를 감소시키는데 사용될 수 있다. 대안 또는 부가적으로, 위치가 비대칭이 되도록, 크기 및/또는 단일 전극의 형태를 또한 비대칭이 되게 할 수 있다. 또한 전극의 활성화(전압, 타이밍)는 (예컨대, 후술하는 바와 같이) 다른 전극 및/또는 픽셀에 대해 다를 수 있다.

도 13b에 있어서, 두 개의 부양 전극이 픽셀의 각 측면 상에 하나씩 도시되었다. 본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 부양 전극은 픽셀 사이에 분포되었다. 픽셀당 단지 하나의 부양 전극이 사용되는 실시예에 있어서, 가능한 배열은 다른 픽셀 마다 부양 전극을 교대로 배치하는 것이다. 만일 모서리 부양 전극이 사용된다면, 부양 전극의 수 내에 두 개 또는 네 개 인자의 저장이 달성될 수 있다. 선 또는 부양 전극의 다른 그룹은 동시에 활성화되도록 함께 배선될 수 있다는 것에 주목해야 한다.

본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 다른 부양 전극은 예컨대, 좌 우 및/또는 속도의 플립퍼 이동의 형태에 의존하여 전기가 통하게 된다. 대안으로서,동일한 대전(帶電)이 다른 플리프 이동에 사용될 수 있고, 예컨대, 만일 전극이 끝단 보다는 오히려, (힌지와 직각을 이룬) 플립퍼의 측면 쪽에 있다면, 전극의 대전은 플립퍼가 부상하게 할 것이고 이로써 스틱션이 차단된다.

본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 여러 전극은 예컨대 도 13b에 도시한 바와 같은 스틱션을 극복하기 위해 일제히 작동된다.

본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서 부양 전극은 예컨대 수직 또는 수평으로 배열될 수 있는 복수 개의 부속 전극을 포함한다. 부속 전극은 병렬 또는 직렬로 전기를 통하게 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 부양 전극의 전압은 인가되는 동안 바람직하게는 타이밍 회로를 사용하여 변한다. 가변의 하나의 가능한 형태는 플립퍼의 기대되는 위치의 기능으로서 전압을 변경하는 것이다. 예컨대, 플립퍼가 움직임에 따라 전압은 감소된다(예컨대, 이것이 0 이 될 때까지). 대안으로서, 다른 전극 또는 전극의 부분은 플립퍼 위치의 기능으로서 전기를 통하게 된다. 대안 또는 부가적으로, 대전은 예컨대, 타이밍 회로를 설정하기 위해 연구실 내에서 측정될 수 있는 스틱션 힘의 기능으로서 변경된다. 대안 또는 부가적으로 대전은 플립핑 속도에 응답하여 변하며, 예컨대, 높은 전압은 높은 플립핑 속도가 요구될 때 사용된다. 전압의 변동은 예컨대, 제어 전자 공학 사용에 의존하여 지속적일 수 있거나 또는 정지될 수 있다.

본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 부양 전극의 타이밍은 플립퍼의 플립핑과 동기된다. 하나의 실시예에 있어서, 부양 전극은 플립핑 전극을 활성화하기에 앞서 스틱션을 차단하기 위해 활성화된다. 단지 스틱션을 차단하기에 충분하게 또는 일정 크기의 플립퍼를 실제로 들어올리기에 충분하게 힘의 총계가 제공될 수 있다. 대안으로서, 부양 전극 및 플립핑 전극은 스틱션에 대항하는 최대힘을 제공하기 위해 오버랩핑 활성화를 구비한다. 일부 실시예에 있어서, 부양 전극은 플립퍼 및/또는 관련 구조의 진동 또는 그 밖의 구부리는데 사용된다. 이러한 실시예에 있어서, 부양 전극은 플립핑 전극이 활성화되기 전에 활성화될 수 있고, 이 플립핑 전극은 부양 전극의 효과를 활용할 때에 알맞은 방법으로 활성화된다.

본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 부양 전극은 복수 개의 픽셀(또는 전체 장치) 상의 스틱션을 단지 선택된 하나의 픽셀만을 위해 활성화되는 플립핑 전극과 더불어 동시에 차단하도록 활성화될 수 있다.

본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 다른 픽셀에 대하여 다른 크기의 힘이 다른 부양 전극 및/또는 플립핑 전극에 의하여 제공된다. 이것은 다른 플립퍼에 대하여 스틱션 및/또는 마찰력의 차이를 반영한다.

전술한 설명은 플립핑 형태 픽셀에 대한 부양 전극의 사용에 초점이 맞춰졌다. 그러나, 이러한 부양 전극은 예컨대, 종래 기술 또는 순간 픽셀에 조차도 1 mm²보다 큰 척도로 기술되는 바와 같이 또한 다른 픽셀 형태에 유리하게 사용될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 그러므로, 일반적으로, 부양 전극은 스틱션을 차단하고 기능적인 전극은 요소가 상태를 변경하게 하는 원인이 된다. 부가적으로, 마찰 반작용 전극은 다른 MEMS 장치, 예컨대, 회전자의 동작 또는 다른 움직임의 개시에 사용될 수 있고, 기판 또는 다른 극소 기계구조 기판에 부착된 요소를 굽히거나 휘는데 사용될 수 있다. 이러한 요소는 응용에 의존하여 (그들의 최대 치수에 있어서) 5 밀리미터, 1 밀리미터, 0.1 밀리미터, 0.01 밀리미터 또는 더욱이 0.005 밀리미터보다 더 작게 될 수 있다. 대안으로서, 더 큰 요소가 제공된다. 그러므로, 스틱션 대항 전극은 정전(靜電) 모터에 사용될 수 있거나 또는 빔 형태 감지기를 느슨하게 하는데 사용될 수 있다.

일부 도면 8c-8m에 대응하는 도 14a-14f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 부양 전극을 구비하는 픽셀을 생산하는 단계를 예시한다. 이 방법은 단지 예시적일 뿐이며 많은 다른 생산 방법 및 이 생산방법의 변형이 본 기술분야의 당업자에 의해 이루어질 수 있다.

도 14a는 도 8c에 대응하며, 전극(28, 30, 26)을 따라 형성된 두 개의 기초(312)를 구비하는 픽셀(310)을 도시한다.

도 14b는 도 8d에 대응하며, 상부 전극층이 나중에 전극 기초(312)에 접촉하게 하기 위한 통로(81, 83)쪽에 형성된 앵커 통로(314)를 도시한다.

도 14c는 도 8f에 대응하며, 층(82) 위에 형성된 제2 전극 부분(316) 및 같은 평면 내에 플립퍼(24)로서 형성된 것을 도시한다. 전극 부분(316)은 통로(314)를 통해 전극 기초와 접촉하는 것에 주목해야 한다.

도 14d는 단지 전극만을 도시하는 도 14c의 측면도이며, 여기서 층(82)는 투명하고 통로(314)를 통하여 전극층(312, 316)을 연결하는 것을 도시한다.

도 14e는 도 14c를 표현한 것이고, 여기서 층(82)은 투명하고, 복층 전극 구조를 도시한다.

도 14f는 도 8m에 대응하고, 상부 전극부(318)를 포함하는 3 개의 전극층이 증착된 최종 구조를 도시한다.

도 14f에 도시한 바와 같이, 부양 전극은 낮고 좁으며 구멍이 뚫림으로써 픽셀(300) 상에 최소의 그늘 효과를 갖도록 설계될 수 있다. 다른 실시예에 있어서는, 이러한 특징 중에 하나만이 사용되었다. 대안 또는 부가적으로, 부양 전극은 플립퍼 및/또는 기판에 근접한 표면 색상을 반사시키기 위해 반사하도록 만들어진다. 대안 또는 부가적으로 투명 부양 전극이 사용된다. 실시예에 있어서, 전극은 플립퍼 위에 형성되며, 이것들은 투명 덮개 상에 증착된 투명한 전도성 중합체일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 플립퍼와 기판 사이에 스틱션의 크기는 스틱션 영역을 줄이기 위해 그들 사이에 절연 너브를 전기적으로 제공함으로써, 감소될 수 있다. 아래에 후술되는 이 기술 및 다른 기술은 기판 상에 너브에 부가하여 플립퍼의 같은 면 상에 또는 아마 플립퍼의 다른 면 상의 융기의 한 형태를 사용하는 대신 플립퍼 상의 너브를 사용하여 또한 제공될 수 있다. 대안 또는 부가적으로 저 스틱션 코팅이 플립퍼와 기판 사이에 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 코팅은 또한 시각적인 기능, 예컨대, 흑색, 백색 및/또는 색상을 갖는 영역 내에서 반사성(예컨대, 백색) 또는 흡수성 영역도 제공한다. 하나의 특별한 예는 실리콘 질화물이며, 이것은 층의 두께에 의존하여 반사 또는 흡수한다. 코팅은 너브(44)의 위와 아래에 제공될 수 있다. 대안으로서 실리콘 질화물에 다른 물질 또는 물질의 그룹이 이중의 절연-색상 기능을 제공하기 위해 사용될 수 있다.다른 물질이 또한 선택될 수 있으며, 예컨대, 물질 내의 화학 및/또는 물리적인 변화 및/또는 이것의 크리스탈 구조를 토대로 그들의 광학 특성이 변하는 특징을 갖는 것을 토대로 선택될 수 있다. 실리콘 질화물 코팅은 예컨대, 국켈(Guckel)에 의해 1989년센서 및 엑추에이터20의 페이지 117-122에 발표된 "매끄러운 표면을 갖는 폴리실리콘 필름용 마이크로공학 장치의 제조(Fabrication of Micromechanical Device for Polysilicon Film with Smooth Surfaces)" 에 기술되어 있으며, 본 명세서에 참조함으로써 포함된다.

대안 또는 부가적으로, 이러한 물질은 스틱션 및/또는 마찰을 줄이기 위해 힌지(도 8M의 38)를 코팅하는데도 사용될 수 있다. 대안 또는 부가적으로, 후술하는 바와 같이 너브에 대한 표면 면적을 줄이는 기술이 또한 힌지에 제공될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 너브(44; 도 8m)의 끝은 예컨대, 1996년J. Micromech Microeng.6 의 385-397 페이지에 타스(Tas)에 의해 발표된 "미세 기계 가공 표면 내의 스틱션(Stiction in Surface Micromachining)에 기술된 바와 같이, 예컨대, 너브를 작게 만들기 위해 등방성 에칭을 사용하여 플립퍼와 접촉되는 면적이 최소 크기를 갖도록 제조되며, 이 발표 내용은 본 명세서에 참조함으로써 포함된다.

대안 또는 부가적으로, 너브를 작게 만들기 위해, 너브는 구멍이 날 수 있고[예컨대, 너브 윗면에는 하나 이상의 공동(空洞)을 갖음], 접촉 영역을 더 줄이게된다.

도 15a-15e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구멍이 뚫린 너브를 제조하기 위한 예시적인 방법을 도시한다. 도 15a에 질화물층(331) 및 전극(24)을 위한 전극층(332)으로 코팅된 실리콘 기판(330)이 제공된다. 희생적인 산화층(334)이 전극 내의 통로(335)와 함께 전극 상에 형성된다.

도 15b에 있어서, 폴리 실리콘층(336)이 통로(335)를 채우도록 형성된다.

도 15c에 있어서, 층(336)은 통로(335) 부근을 제외한 층(336)을 제거하기 위해 패턴 인쇄된다.

도 15d에 있어서, 층(336)은 층(334)의 레벨까지 또는 그 약간 아래까지 제거되도록 에칭된다. 이러한 제거는 비록 본 기술 분야에 알려진 다른 방법이 사용될 수 있을지라도 등방성 습식 에칭을 사용하여 바람직하게 제거된다.

도 15e에 있어서, 층(336)은 형성된 너브(340)의 상부에 구멍(383)을 형성하기 위해 더 에칭된다. 그 후에, 실리콘 질화물의 층이 증착될 수 있다.

바람직하게는, 필요하지는 않지만, 스틱션에 대항하는 부양 전극 및 플립핑 전극을 위한 더 큰 지레 작용을 위해 너브는 힌지(38)로부터 먼 것 보다는 가깝게 형성된다. 대안으로서, 일부 실시예에 있어서, 플립퍼가 구부러지거나 및/또는 진동하게 하기 위해 너브는 힌지로부터 멀리 형성될 수 있다.

도 15f-15g는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 둥글게 된 너브를 형성하기 위한 대안의 방법을 예시한다. 도 15f에 있어서, 질화물층(331)은 실리콘 기판(330)에 증착된다. 폴리실리콘층(342)은 증착된 후 포토레지스트층(344)이 그 위에 증착된다. 여타의 실시예에 있어서, 폴리실리콘 이외의, 예컨대, 산화물 또는본 기술분야에 알려진 물질이 사용될 수 있다는 것에 주목해야할 것이다. 포토레지스트층이 도면에 도시된 바와 같이 패턴 인쇄된 후, 등방성 에칭이 좁은 너브의 그루터기 부분[요소(343)로서 점선으로 도시함]을 형성하는 폴리실리콘(또는 사용된 다른 물질)(342) 아래를 잘라내기 위해 사용된다. 그 다음, 도 15G에 있어서, 폴리실리콘의 층은 전극을 위해 증착되고, 너브 그루터기를 코팅하며, 처리 치수보다 작은 작은 구멍 너브가 형성된다. 그 후, 질화물층은 바람직하게 증착된다. 이 구성의 하나의 가능한 이점은 너브는 양측면상에 대칭된다는 것이다. 다른 가능한 이점은 구멍을 뚫는 것이 요구되지 않는다는 것이다.

대안 또는 부가적으로, 시틱션을 줄이는 적극적인 방법이 사용될 수 있다. 하나의 적극적인 방법은 스틱션이 차단되도록 플립퍼 또는 다른 관련된 픽셀 구조를 진동시키거나 또는 부양 전극 또는 플립핑 전극이 스틱션을 차단하도록 적어도 진동 동안 스틱션이 충분히 감소된다. 이것은 진동 모드에 대한 이들 전극의 충전 타이밍을 필요로 할 것이다. 그러나, 이것은 모든 실시예에 필요한 것은 아니다. 유도된 진동은 플립퍼 움직임의 방향에 구성요소를 포함할 수 있거나 또는 플립퍼 움직임에 완전히 수직이 될 수 있다. 그러나, 비록 유도된 진동에 결합될지라도 초래된 진동은 플립퍼 움직임의 방향에 구성 요소를 가질 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 진동을 유도하기 위해 주기적 또는 다른 방법으로 전극을 충전함으로써 진동이 발생되며, 예컨대, 부양 전극(또는 플립핑 전극)은 플립퍼(또는 다른 픽셀 구조)의 공진 주파수에서 온 또는 오프로 스위칭될 수 있고, 이로써 진동 진폭을 스틱션이 차단될 때까지 증가시킨다. 이러한 진동은 DC 힘과 결합될 수 있다. 대안으로서, 특수한 진동은 소자가 진동 움직임을 발생시키기 위해 제공될 수 있는 원인이 된다. 선택적으로 장치는 상호 픽셀 댐핑을 갖도록 구성되어 플립퍼의 진동은 다른 플립퍼의 진동에 결합된다. 대안으로서, 댐핑은 플립퍼를 결합하기 위해 제공된다.

진동은 예컨대, 픽셀 또는 픽셀의 그룹과 관련된 압전 물질을 제공함으로써 국부적으로 발생될 수 있다. 대안으로서, 도 16에 도시한 바와 같이 단일 또는 약간의 소스에 의해 진동의 원격 발생이 활용된다.

도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동 발생기(352)를 포함하는, 기판(351) 상의 디스플레이 장치(350)를 예시한다. 예시적인 실시예에 있어서, 디스플레이 영역(360) 내의 플립퍼는 디스플레이 장치의 주변에서 전극(354) 및 전극(358) 사이에 끼인 압전 물질(356)에 의해 일으켜지게된다. 그러나 바란다면, 이것들은 지속적으로 활성화 될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 진동하는 픽셀 요소는 플립퍼이다. 일부 경우에 있어서, 플립퍼는 적절한 가요성 물질로 만들어질 수 있다. 대안으로서, 복수 개의 장치는 플립퍼 내에 형성될 수 있거나 또는 플립퍼는 이러한 휨을 제공하기 위해 속이 비게 만들어질 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 플립퍼 내의 에너지 저장은 플립퍼에 부착된 하나 이상의 스프링을 사용하여 제공되며 바람직하게는 플립퍼와 함께 완전체를 형성한다.

도 17a 및 17b는 본 발명의 실시예에 따라, 절대 필요한 스프링(372)과 함께 플립퍼(370)를 예시하는 평면도 및 측면도이다. 도 17a에 있어서, 너브(374)의 쌍은 플립퍼의 휨을 강화하기 위해 힌지 근처에 도시되었다. 비록 2개의 스프링이 도시되었지만 만일 이들이 플립퍼 평면을 넘어 연장된다면 하나는 각 외부 코너에 있고 스프링은 플립퍼의 끝단의 어느 부분을 따라 형성될 수 있거나 또는 플립퍼의 중간에 까지도 형성될 수 있다. 부가적으로 다른 개수(예컨대 한 개 또는 3개)의 스프링이 사용될 수 있다. 도 17B에 있어서, 스프링은 내부 지원 없이 플립퍼(370)의 피복의 연장에 의해 형성되는 바와 같이 도시되었다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 피복은 실리콘 질화물로 형성되어 있다.

도 17c 및 17d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 완전한 플립퍼 스프링(372)이 제조되는 단계가 예시된다. 폴리실리콘층(380)은 질화물층(376)과 질화물층(378) 사이에 끼워진다. 그 다음 플립퍼는 포토레지스트층으로 덮히고, 홀은 스프링(372)에 근접하여 포토레지스트 층에 형성된다. 그 후, 습식 에칭은 질화물층(376) 밑에 폴리 실리콘층(380)을 에칭하기 위해 사용될 수 있고, 한편 포토레지스트층은 스프링(372) 내의 층(380)이 에칭되는 결과 스프링을 도시하는 에칭 도면 도 17d로부터 픽셀의 나머지를 보호한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 스프링은 예컨대, 진폭, 에너지 저장 및/또는 진동 모드의 결합 등의 진동의 효과를 강화하는데 사용된다. 대안 또는 부가적으로 너브는 특히 진동 진폭이 증가되는 플립퍼로의 진동의 전달을 강화하기 위해 형성될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 기판에 대하여 너브 및 스프링 양쪽 모두가 접촉 상태에 있도록 하기 위하여 플립퍼는 구부러져야만 한다.

본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 접촉 입력 장치는 플립퍼 픽셀과관련된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 접촉에 민감한 영역은 플립퍼의 위쪽이므로, 디스플에이는 터치 스크린으로서 기능한다. 대안으로서, 플립퍼는 접촉 패드와 같은 다른 형태의 접촉 입력 장치를 위한 디스플레이를 생성하는데 사용될 수 있다. 비록 손가락에 접촉된 영역은 통상적으로 플립퍼의 위쪽이지만, 일부 실시예에 있어서, 접촉 입력을 획득하는데 관련된 적어도 일부의 전자공학 및/또는 감지기는 플립퍼에 또는 플립퍼 아래에 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 접촉 입력의 해상도는 디스플레이의 해상도보다 낮으며, 그러나 이것은 필수적인 것은 아니다. 바람직하게, 공간 해상도는 규일하다. 그러나, 일부 실시예에 있어서, 균일하지 않은 공간 접촉 해상도가 제공될 수 있다. 다양한 형태의 입력 기술이 사용될 수 있고, 용량 기반 감지, 저항 기반 감지, 및 SAW(표면 음향 파)기반 감지등에 한정되지 않는다.

도 18a는 접촉 위치가 접촉된 위치의 스위치 또는 감지기에 의해 검출되는 수동형 감지 입력 장치(400)에 대한 개략적인 회로도이다. 복수개의 열전극(402)과 교차하는 복수개의 (기판 내에 형성된) 행전극(404)은 복수개의 스위치(406)의 위치에서 기판 상에 유사하게 형성된다. 스위치가 닫힌 때, 예컨대, 접촉 스크린 상의 압력의 결과로서 관련된 행 및 열 전극은 쇼트되고(그들 사이의 저항은 낮아짐) 이러한 쇼트는 장치 주변의 표준 회로를 사용하여 검출될 수 있다. 대안으로서, 다른 형태의 압력 검출 및/또는 스위치의 닫힘을 검출하는 회로가 사용될 수 있다.

도 18b는 스위치(406)로부터 투명한 덮개(410) 사이에 일정한 간격을 유지시키는 복수개의 지지 소자(408)를 도시하는 장치(400)의 개략적인 측면도이다. 압력이 예컨대 참조부호(414)에 의해 도시된 바와 같이 상부 덮개(410)에 인가된 때, 지지 소자(408)는 아래로 눌려지고, 이로써 열전극(402)에 대하여 행전극(404)이 눌려진다. 플립퍼 픽셀은 지지열 사이의 영역(412)에 배치될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 행전극(404)은 열전극의 어느 한쪽 측면 상의 기판에 접속된 이중 부양 빔을 사용하여 행전극(402) 위에(또는 반대로) 매달리게된다. 비록 스위치(406)가 (예컨대, 플립핑 전극의) 장치 표면에 돌출부를 형성하는 바와 같이 도시되었지만 이것은 필수적인 것은 아니며, 이것들은 예컨대, 함몰부 내에 형성되는 플러시 일 수 있다.

지지 소자(408)은 행전극 상에 증착된 (아마, 사이에 개재되는 절연층으로) 분리된 소자일 수 있거나 또는 이지지 소자들은 덮개(410)에 부착될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 스위치(406)는 플립퍼보다 더 낮은 공간 해상도에서 형성된다. 예컨대, 하나의 스위치는 어느 것이나 50개의 선형 픽셀이다. 그래서, 일부 픽셀은 스위치에 의해 배치될 수 있다. 대안으로서, 전체적으로 픽셀을 제거하는 것보다는 오히려 이웃한 픽셀의 크기를 줄임으로써 스위치( 및 지지 소자)는 픽셀 사이에 형성된다.

본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 플립핑 및 접촉 검출에 적합한 표준 픽셀이 생성될 수 있다. 지지 소자가 증착되거나 또는 픽셀 위에 떨어져 부착된 경우, 픽셀은 스위치(406)로서 제공되거나, 그 밖에, 픽셀은 플립가능한 픽셀에 남는다.

비록 수동 처리가 플립퍼 픽셀의 어레이 처리에 사용되지만, 본 발명의 일부바람직한 실시예에 있어서, 능동 처리 방법이 사용된다. 본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 각 픽셀에서의 회로는 픽셀로의 데이터 전송의 전력 레벨 및 지속기간 보다 더 크게 하기 위해 전력 증폭 및/또는 플립핑 활동의 지속기간을 연장하는데 사용된다. 그러므로, 데이터는 실제 픽셀 플립 속도에 실질적으로 독립적으로 높은 속도로 픽셀에 기록될 수 있다. 도 19는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 플립퍼 픽셀 구동용 회로의 개략적인 회로도이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 이 회로는 예컨대, 박막 트랜지스터에 사용되는 바와 같은 박막에 실현되고, 플립퍼 픽셀 아래에 증착되지만, 필수적인 것은 아니다. 이 회로는 열 및 행 구동 신호를 플립퍼 활성화 신호로 변환하는데 사용될 수 있다. 이와 유사한 회로는 그 밖의 경우, 부양 전극을 활성화시키기 위해 사용될 수 있다. 이 회로를 사용하는 예시적인 방법에 있어서 후속되는 로직이 사용된다(그리고 도시된 회로가 사용되거나 및/또는 다른 구동 및 장치 제어 회로를 사용하여 실행된다).

(a) 워드선이 선택되고 모든 데이터선은 적절한 전위로 된다(왼쪽이 선택된 경우, 오른쪽은 접지되고 역또한 같다).

(b) 데이터선 전위는 각 픽셀 내의 하나의 커패시터가 충전되게 되는 원인이되며, 이 충전은 박막 트랜지스터(TFT)를 턴온 시킨다.

(c) 활성화된 박막 트랜지스터는 충전된 커패시터를 토대로 중간 전극을 적절한 전압 또는 접지에 접속한다.

(d) 중간 전극은 커패시터가 온 되는 전압 이하로 방전될 때까지 그 전압에 머무른다. 비록 선스캐닝이 기술되었지만 각각의 픽셀 스캐닝 및 본 기술 분야에알려진 다른 스캐닝 방법이 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 예컨대 도 19에 도시한 바와 같은 회로는 플립퍼 아래에 증착된다. 플립퍼는 유리 상의 알루미늄 기술을 사용하여 제조될 수 있고, 기술의 약간의 변화에 있어서, 이것은 전도체로서 폴리실리콘 대신 알루미늄이 사용되고 중합체가 희생적인 층으로 사용된다는 것을 제외하면 실리콘 처리 과정과 유사하다. 다른 실시예에 있어서, 다른 미세 기계 가공 기술이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른는 장치의 구성에 사용될 수 있다.

대안 또는 부가적으로, 전체적인 디스플레이를 위한 회로(예컨대, 주변 영역 회로)가 플립 칩 접착 기술을 사용하여 제공될 수 있다. 그러므로, 집적 회로는 디스플레이 장치의 표면에 부착될 수 있다. 도 20은 픽셀 영역(502)이 복수개의 선(506)에 의해 구동 회로에 접속된 예시적인 장치(500)을 도시한다. 도면에서 하나의 선셋트가 칩(510)에 접속되도록 도시되었고, 한편 제2 선셋트는 플립칩 범프 패드(508)에 종료되도록 도시되었고, 플립칩은 부착할 수 있는 구동 회로를 포함한다. 대안으로서 플립칩 접착에 와아어 접착이 사용될 수 있다.

수동 처리에 있어서, 픽셀은 전압에 대한 계단류의 응답을 갖는 것이 통상적으로 바람직하고, 그래서 플립될 픽셀의 선택도는 높아질 것이다. 본 발명의 일부 실시예에 있어서, 스틱션은 이러한 계단 응답을 제공하기 위해 사용된다. 하나의 예에 있어서, 부양 전극 및 플립핑 전극의 조합이 픽셀을 플립하는데 요구되며, 전극은 직렬 또는 병렬로 활성화된다. 대안 또는 부가적으로, 진동과 같은 다른 스틱션 유도 방법이 사용될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 행 및 열전극의 분리된 셋트는 플립핑 및 부양 사용을 위해 제공된다. 대안으로서, 부양 전극은 전체 디스플레이를 위한 그룹 또는 단일 유닛으로서 충전될 수 있다.

상기 장치는 많은 다른 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 픽셀은 유리 상의 알루미늄 기술을 사용하여 제조된다. 비실리콘 기판을 사용하여 더 큰 디스플레이 장치가 달성될 수 있다는 것에 주목해야한다. 더욱이, 가요성 기판을 사용함으로써 가요성 디스플레이 장치가 제조될 수 있다. 예컨대, 금속 또는 실리콘층을 증착함으로써 아마, 각 픽셀은 딱딱해질 것이고, 디스플레이 장치는 픽셀에서보다 픽셀 사이에서 구부러질 것이다.

본 발명의 설명 및 청구 범위에 있어서, 각각의 동사 "포함한다", "구비한다", "갖는다" 및 이 동사들과 어원이 같음 것은 대상 또는 동사의 대상이 구성요소, 소자 또는 주체의 부분 또는 동사의 주체 등의 완벽한 나열을 반드시 필요로 하는 것은 아니라는 것을 나타내기 위해 사용되었다.

본 발명은 예시적인 방법으로 제공된 본 발명의 바람직한 실시예의 한정되지 않은 상세한 설명을 사용하여 기술되었고, 본 발명의 영역을 제한하기 위한 것은 아니다. 기술된 실시예의 변형이 본 기술분야의 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 픽셀은 전술한 본 발명의 바람직한 실시예의 특징 및 소자의 다른 조합을 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 바람직한 실시예에 있어서, 픽셀은 기술된 바람직한 실시예 내의 포함된 특징 및/또는 소자를 생략할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 다른 픽셀에 있어서, 다른하나의 기술된 바람직한 실시예에만 도시된 특징 및/또는 소자가 결합될 수 있다. 본 발명의 영역은 후속되는 청구 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (76)

1. 표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 1 mm²이하의 영역을 구비하는 표면과;

   표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축 주위의 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합되어 있는 얇은 평면형 패널을 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하며,

   상기 제1 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제2 측면이 상기 제1 영역과 면하면서 상기 제1 영역 위에 위치되고, 상기 제2 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제1 측면이 상기 제2 영역과 면하면서 상기 제2 영역 위에 위치되는 화상 디스플레이.
2. 제1항에 있어서, 상기 얇은 평면형 패널은 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 각을 정의하고, 상기 각은 135°보다 큰 각인 것인 화상 디스플레이.
3. 제2항에 있어서, 상기 각은 160°보다 큰 각인 것인 화상 디스플레이.
4. 제2항에 있어서, 상기 각은 180°보다 큰 각인 것인 화상 디스플레이.
5. 제2항에 있어서, 상기 각은 190°보다 큰 각인 것인 화상 디스플레이.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각은 270°보다 작은 각인 것인 화상 디스플레이.
7. 제1항에 있어서, 상기 얇은 평면형 패널은 상기 제1 위치에 있는 동안 상기 제1 영역과 접촉하고 있는 것인 화상 디스플레이.
8. 제7항에 있어서, 상기 접촉은 상기 패널과 상기 제1 영역 사이에서 스틱션(stiction)을 발생시키는 것인 화상 디스플레이.
9. 제7항에 있어서, 상기 얇은 평면형 패널과 상기 제1 영역 사이에 적어도 하나의 너브(nub)를 포함하는 것인 화상 디스플레이.
10. 제9항에 있어서, 상기 너브는 상기 얇은 평면형 패널상에 형성되는 것인 화상 디스플레이.
11. 제9항에 있어서, 상기 너브는 상기 제1 영역상에 형성되는 것인 화상 디스플레이.
12. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 너브는 상기 얇은 평면형 패널의 외부 에지보다 상기 힌지부에 인접하는 것인 화상 디스플레이.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 얇은 평면형 패널은 상기 너브와 상기 제1 영역 양쪽 모두에 접촉하는 것인 화상 디스플레이.
14. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 너브는 이 너브의 다른 횡단면보다 작은 횡단면을 갖는 팁을 구비하는 것인 화상 디스플레이.
15. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 너브는 라운드형(rounded) 팁을 구비하는 것인 화상 디스플레이.
16. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 너브는 피트형(pitted) 팁을 구비하는 것인 화상 디스플레이.
17. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 너브는 울퉁불퉁형(roughened) 팁을 구비하는 것인 화상 디스플레이.
18. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 너브는 스틱션 감소 피복부로 피복되어 있는 것인 화상 디스플레이.
19. 제18항에 있어서, 상기 스틱션 감소 피복부는 절연체를 포함하는 것인 화상 디스플레이.
20. 제18항에 있어서, 상기 스틱션 감소 피복부는 실리콘 질화물을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
21. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 너브 아래에 진동원을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
22. 제21항에 있어서, 상기 진동원은 압전 물질인 것인 화상 디스플레이.
23. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 힌지부 아래에 진동원을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
24. 제22항에 있어서, 상기 진동원은 압전 물질을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
25. 표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과;

    표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며힌지부를 정의하는 축 주위의 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합되어 있는 얇은 평면 패널과;

    상기 얇은 평면형 패널과 상기 제1 영역 사이의 절연 물질층을 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하며,

    상기 제1 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제2 측면이 상기 제1 영역과 면하면서 상기 제1 영역 위에 위치하고, 상기 제2 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제1 측면이 상기 제2 영역과 면하면서 상기 제2 영역 위에 위치되는 화상 디스플레이.
26. 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제12항 및 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 얇은 평면형 패널과 상기 제1 영역 사이에 절연 물질층을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
27. 제25항에 있어서, 상기 절연 물질층이 색소로서 두 배로 되는 것인 화상 디스플레이.
28. 제27항에 있어서, 상기 컬러 특성이 상기 절연 물질층의 두께에 의해 결정되는 것인 화상 디스플레이.
29. 제25항, 제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 절연 물질은 실리콘 질화물을포함하는 것인 화상 디스플레이.
30. 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제12항, 제24항, 제25항, 제27항 및 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소는 알루미늄 온 글래스(Aluminum on Glass) 기술을 사용하여 제조되는 것인 화상 디스플레이.
31. 표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과;

    표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축 주위의 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면을 회전 가능하게 결합되어 있는 얇은 평면형 패널을 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하며,

    상기 제1 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제2 측면이 상기 제1 영역과 면하면서 상기 제1 영역 위에 위치하고, 상기 제2 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제1 측면이 상기 제2 영역과 면하면서 상기 제2 영역 위에 위치되며,

    상기 화소는 상기 두 개의 위치 사이에서 상기 얇은 평면형 패널을 플립핑하기 위한 적어도 하나의 플립핑 전극을 포함하는 화상 디스플레이.
32. 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제12항, 제24항, 제25항, 제27항 및 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소는 상기 두 개의 위치 사이에서 상기 얇은 평면형 패널을 플립핑하기 위한 적어도 하나의 플립핑 전극을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
33. 제31항에 있어서, 상기 얇은 평면형 패널을 이동시키기 위한 적어도 하나의 공중 부양 전극(levitation electrode)을 포함함으로써, 상기 플립핑시에 상기 플립핑 전극이 상기 제1 위치밖으로 나오도록 하는 것인 화상 디스플레이.
34. 제31항에 있어서, 상기 플립핑시에 상기 플립핑 전극을 돕기 위한 적어도 하나의 공중 부양 전극을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
35. 제31항 또는 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공중 부양 전극은 상기 플립핑을 방해하는 것인 화상 디스플레이.
36. 제31항 또는 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공중 부양 전극은 상기 제1 영역 위로 돌출되는 것인 화상 디스플레이.
37. 제31항 또는 제33항에 있어서, 동일한 공중 부양 전극이 앞뒤 양쪽으로 플립핑하는 것을 돕는 것인 화상 디스플레이.
38. 제31항 또는 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공중 부양 전극은 상기화소 중 적어도 두 개의 화소 사이에서 공유되는 것인 화상 디스플레이.
39. 제31항 또는 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공중 부양 전극은 적어도 두 개의 공중 부양 전극을 포함하고, 이 각각의 전극은 상이한 화소와 각각 관련되어 있고, 함게 전력 공급을 받는 것인 화상 디스플레이.
40. 제31항 또는 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공중 부양 전극에 전력을 공급하는 동시에 특정 화소를 플립핑하는 회로를 포함하는 화상 디스플레이.
41. 제39항에 있어서, 상기 공중 부양 전극은 상기 플립핑 전극에 전력을 공급하기 이전에 전력을 공급받는 것인 화상 디스플레이.
42. 제39항에 있어서, 상기 공중 부양 전극은 상기 플립핑 전극에 전력을 공급하는 동시에 전력을 공급받는 것인 화상 디스플레이.
43. 표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과;

    표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축 주위의 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합되어 있는 얇은 평면형 패널을 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하며,

    상기 제1 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제2 측면이 상기 제1 영역과 면하면서 상기 제1 영역 위에 위치되고, 상기 제2 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제1 측면이 상기 제2 영역과 면하면서 상기 제2 영역 위에 위치되며,

    상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널에 부착되고, 상기 얇은 평면형 패널이 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 얇은 평면형 패널과 상기 제1 영역을 결합시키는 적어도 하나의 스프링을 포함하는 화상 디스플레이.
44. 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제12항, 제24항, 제25항, 제27항, 제28항, 제31항 및 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널에 부착되고, 상기 얇은 평면형 패널이 상기 제1 위치에 있는 경우 상기 얇은 평면형 패널과 상기 제1 영역을 결합하는 적어도 하나의 스프링을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
45. 제43항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스프링은 상기 힌지부 영역에 대향하는, 상기 얇은 평면형 패널의 외장부의 연장인 것인 화상 디스플레이.
46. 적어도 하나의 진동원과, 복수의 화소를 포함하고, 각 화소는

    표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과;

    표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축 주위의 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합되어 있는 얇은 평면형 패널을 포함하고,

    상기 제1 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제2 측면이 상기 제1 영역과 면하면서 상기 제1 영역 위에 위치하고, 상기 제2 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제 1 측면이 상기 제2 영역과 면하면서 상기 제2 영역 위에 위치되는 화상 디스플레이.
47. 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제12항, 제24항, 제25항, 제27항, 제28항, 제31항, 제33항 및 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 진동원을 포함하는 화상 디스플레이.
48. 제46항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동원은 진동원들 중 적어도 하나의 진동원이 각각의 화소에 관련된 복수의 진동원을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
49. 제48항에 있어서, 상기 진동원은 상기 힌지부 아래에 있는 것인 화상 디스플레이.
50. 제48항에 있어서, 상기 진동원은 상기 얇은 평면형 패널과 상기 제1 영역 사이의 접촉점 아래에 있는 것인 화상 디스플레이.
51. 제46항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동원은 상기 디스플레이의 주변 장치에서 진동원을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
52. 제51항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동원은 압전 물질을 포함하는 것인 화상 디스플레이.
53. 제46항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동원은 상기 화소의 전극에 대한 전압을 변경함으로써 상기 화소를 구동하여 진동시키는 회로를 포함하는 것인 화상 디스플레이.
54. 터치형 입력과, 복수의 화소를 포함하고, 각 화소는

    표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과;

    표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축에 대해 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 상기 표면에 회전 가능하게 결합되는 얇은 평면형 패널을 포함하고,

    상기 제1 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 상기 제1 영역과 면하는 상기 얇은 평면형 패널의 제2 측면을 갖는 상기 제1 영역상에 위치하고, 상기 제2 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 상기 제2 영역과 면하는 상기 얇은 평면형 패널의 제1 측면을 갖는 상기 제2 영역상에 위치하는 화상 디스플레이.
55. 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제12항, 제24항, 제25항, 제27항, 제28항, 제31항, 제33항, 제43항, 제45항, 제46항 또는 제48항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 터치형 입력을 포함하는 화상 디스플레이.
56. 제54항에 있어서, 상기 터치형 입력은 상기 디스플레이의 상기 복수의 화소를 대신하여, 상기 디스플레이상에 분포되어 있는 복수의 터치형 검출 소자를 포함하는 것인 화상 디스플레이.
57. 제56항에 있어서, 상기 각각의 터치형 검출 소자는 접촉 스위치와, 힘을 디스플레이로부터 상기 접촉 스위치로 전달하여 상기 접촉 스위치를 연결시키는 힘 변환 소자를 포함하는 것인 화상 디스플레이.
58. 제56항에 있어서, 상기 각각의 터치형 검출 소자는 압전 저항 소자와, 힘을 디스플레이로부터 상기 압전 저항 소자로 전달하여 상기 압전 저항 소자의 저항을 변경하는 힘 변환 소자를 포함하는 것인 화상 디스플레이.
59. 표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 영역을 포함하는 표면과;

    표면 마무리부를 갖는 제1 및 제2 측면을 구비하고, 상기 표면에 평행하며 힌지부를 정의하는 축 주위의 제1 위치와 제2 위치 사이에서 전환하도록 상기 표면을 회전 가능하게 결합되어 있는 얇은 평면형 패널을 각각 포함하는 복수의 화소를포함하며,

    상기 제1 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제2 측면이 상기 제1 영역과 면하면서 상기 제1 영역 위에 위치하고, 상기 제2 위치에서 상기 얇은 평면형 패널은 이 얇은 평면형 패널의 제1 측면이 상기 제2 영역과 면하면서 상기 제2 영역 위에 위치되며,

    상기 얇은 평면형 패널은 전압을 상기 화소에 관련된 전극에 인가함으로써 상기 위치들 사이에서 플립핑되고, 상기 화소와 관련되어 상기 전압 인가를 제어하기 위해 상기 화소 아래에 형성되는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 화상 디스플레이.
60. 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제12항, 제24항, 제25항, 제27항, 제28항, 제31항, 제33항, 제43항, 제45항, 제46항, 제48항 내지 제53항 또는 제56항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 얇은 평면형 패널은 전압을 상기 화소와 관련된 전극에 인가함으로써 상기 위치들 사이에서 플립핑되고, 상기 화소와 관련되어 상기 전압 인가를 제어하기 위해 상기 화소 아래에 증착되는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 화상 디스플레이.
61. 제59항에 있어서, 상기 트랜지스터는 제1 저전압에 의해 제어되어 제2 고전압을 제어하는 것인 화상 디스플레이.
62. 제59항에 있어서, 상기 트랜지스터는 짧은 기간의 신호에 의해 제어되어, 상당히 긴 기간(상기 짧은 기간의 적어도 두 배)동안 상기 전압을 인가할 수 있는 것인 화상 디스플레이.
63. 제62항에 있어서, 상기 긴 기간은 상기 짧은 기간의 적어도 4배인 것인 화상 디스플레이.
64. 제62항에 있어서, 상기 긴 기간은 상기 짧은 기간의 적어도 8배인 것인 화상 디스플레이.
65. 제59항 또는 제61항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜지스터는 스위치로서 기능하는 것인 화상 디스플레이.
66. 정전력을 사용하여 화소의 패널을 플립핑하는 방법에 있어서,

    전압을 공중 부양 전극에 인가하여 발생되는 장(field)을 사용하여 상기 패널과 표면 사이의 스틱션을 상쇄시키는 단계와;

    제2 플립핑 전극에 전압을 인가하여 발생되는 장을 사용하여 상기 패널을 플립핑시키는 단계를 포함하는 패널 플립핑 방법.
67. 정전력을 사용하여 화소의 패널을 플립핑하는 방법에 있어서,

    상기 패널과 표면 사이의 스틱션을 상기 표면과 관련된 상기 패널을 진동시킴으로써 상쇄시키는 단계와;

    상기 패널을 플립핑 전극에 전압을 인가함으로써 발생되는 장을 사용하여 플립핑하는 단계를 포함하는 패널 플립핑 방법.
68. 제67항에 있어서, 상기 진동을 유도하기 위해 상기 플립핑 전극에 전력을 공급하는 단계를 포함하는 패널 플립핑 방법.
69. 제67항에 있어서, 상기 진동을 유도하기 위해 제2 공중 부양 전극에 전력을 공급하는 단계를 포함하는 패널 플립핑 방법.
70. 제67항에 있어서, 상기 진동은 상기 패널에 결합되어 있는 압전 물질의 적절한 전력 공급에 의해 영향을 받는 것인 패널 플립핑 방법.
71. 각 화소의 상태가 전압을 화소에 인가함으로써 변경되고, 각 화소가 회로를 어드레싱하기 위해 사용되는 기간보다 확실히 긴 기간에 걸친 상기 전압의 상기 인가를 전환시키는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 회로와 관련되는 복수의 화소를 포함하는 디스플레이 장치.
72. 제71항에 있어서, 상기 회로는 10개 이하의 트랜지스터를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
73. 제71항에 있어서, 상기 회로는 5개 이하의 트랜지스터를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
74. 대략 0.01 mm 이하의 최대 치수를 갖는 이동부와;

    상기 이동부와 접촉하는 정지부와;

    상기 정지부와 관련된 상기 이동부부를 이동하기 위한 힘 제공 소자와;

    상기 이동부에 상기 정지부와 상기 이동부의 상기 접촉에서의 스틱션을 깨도록 적어도 돕는 정전력을 인가하는 스틱션 대항 전극을 포함하는 마이크로 기계 장치.
75. 제74항에 있어서, 상기 힘 제공 소자는 정전력을 인가하기 위한 전극을 포함하는 것인 마이크로 기계 장치.
76. 제74항 또는 제75항에 있어서, 상기 스틱션 대항 전극은 상기 힘 제공 소자를 방해하는 것인 마이크로 기계 장치.