KR20050065268A

KR20050065268A - 유전체 영동 마이크로 유제를 포함하는 마이크로 거울장치

Info

Publication number: KR20050065268A
Application number: KR1020040064479A
Authority: KR
Inventors: 르보아폴에프.
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘 피
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2005-06-29
Also published as: TWI254026B; CN1641398A; US20050152017A1; JP2005182037A; KR101064007B1; TW200521073A; JP3993197B2; EP1548487A1; US7023603B2; CN100399103C; DE602004006592D1; DE602004006592T2; EP1548487B1

Abstract

마이크로 거울 장치는 표면을 포함하는 기판과, 플레이트와 상기 기판의 표면 사이에서 공동을 한정하도록 기판의 표면에 대체로 평행하게 이격되어 배향된 플레이트를 포함한다. 전기 신호가 마이크로 거울 장치에 인가될 때 이동 가능한 유전체 영동 마이크로 유제는 공동 내에 위치되고, 반사 요소가 제1 위치와 적어도 하나의 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되도록, 반사 요소는 기판의 표면과 플레이트 사이에 개재된다. 유전체 영동 마이크로 유제는 연속적인 오일상을 가진다.

Description

유전체 영동 마이크로 유제를 포함하는 마이크로 거울 장치 {MICRO-MIRROR DEVICE INCLUDING DIELECTROPHORETIC MICROEMULSION}

본 출원은 본 발명의 양수인에게 각각 양도되고 본원에서 참조되는 2002년 4월 30일 출원된 미국 특허 출원 번호 제10/136,719호의 "마이크로 거울 장치"와, 2003년 3월 12일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제10/387,245호의 "유전체 영동 액체를 포함하는 마이크로 거울 장치"와 2003년 3월 12일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제10/387,312호의 "유전체 영동 액체를 포함하는 마이크로 거울 장치"와 관련된다.

본 발명은 일반적으로 마이크로 액추에이터, 특히 유전체 영동 마이크로 유제를 포함하는 마이크로 거울 장치에 관한 것이다.

마이크로 액추에이터는 사진 평판(photolithography), 기상 증착 및 에칭과 같은 마이크로 전자 기술을 사용하여 절연체 또는 다른 기판 상에 형성되어 왔다. 이러한 마이크로 액추에이터는 자주 마이크로 전기 기계적 시스템(MEMS, micro-electromechanical systems) 장치로도 불린다. 마이크로 액추에이터의 예시로는 마이크로 거울 장치가 포함된다. 마이크로 거울 장치는 입사광의 진폭 및/또는 위상 변조를 위한 광 변조기로 작동될 수 있다. 마이크로 거울 장치의 한 응용으로는 디스플레이 장치가 있다. 이로써, 각 마이크로 거울이 디스플레이의 하나의 셀 또는 화소를 제공하도록, 다중 마이크로 거울 장치는 배열로 배치된다.

통상의 마이크로 거울 장치는 거울의 축을 중심으로 회전하도록 지지되는 정전기 작동식 거울을 포함한다. 그러나 통상의 마이크로 거울 장치는 거울의 회전이 가능하도록 지지 구조에 대해 충분한 크기로 구성되어야 한다. 그러나, 극히 소수의 마이크로 거울 장치만이 제공된 공간을 점유할 수 있으므로, 마이크로 거울 장치의 크기가 증가됨으로써 디스플레이의 해상도는 작아진다. 또한, 인가된 활성 에너지는 거울 상에 소정의 작용력을 발생시키도록 충분히 커야 한다.

따라서, 마이크로 거울 장치 상의 작용력을 발생시키기 위해 요구되는 활성 에너지는 최소화하면서, 이러한 장치의 배열의 밀도를 최대화하고 제공된 활성 에너지에 의해 발생되는 마이크로 거울 장치 상의 작용력을 증가시키도록, 마이크로 거울 장치의 크기를 최소화하는 것이 유리하다.

본 발명의 일 양태는 마이크로 거울 장치를 포함한다. 마이크로 거울 장치는 기판의 플레이트와 표면이 그 사이의 공동을 한정하도록 기판의 표면에 대체로 평행하게 이격되어 배향된 플레이트 및 표면을 갖는 기판을 포함한다. 전기 신호가 마이크로 거울 장치에 인가될 때, 이동 가능한 유전체 영동 마이크로 유제는 공동 내에 위치되고, 반사 요소가 제1 위치와 적어도 하나의 제2 위치 사이에서 이동하기에 적합하게 구성되도록 반사 요소는 기판의 표면과 플레이트 사이에 개재된다. 유전체 영동 마이크로 유제는 적어도 오일상이 연속되는 위상인 것 중의 하나이다.

이하에 설명되는 유리한 실시예의 상세한 설명에서는, 본원을 형성하고 본 발명이 실행될 수 있는 소정의 실시예를 도시한 도면이 참조된다. 이와 관련하여, "상부", "하부", "전방", "후방", "선단", "후단" 등과 같은 방향 용어는 도시된 도면들의 방향을 참조하여 사용된다. 본 발명의 구성 요소들은 다수의 상이한 방향에 위치될 수 있으므로, 상기 방향 용어는 도시를 위한 목적으로 사용되며, 절대 한정하지 않는다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않고, 다른 실시예들이 사용될 수 있고 구조적 또는 논리적 변경이 달성될 수 있는 것이 이해될 수 있다. 따라서, 이하의 상세한 설명은 한정적인 의미로 취해질 수 없으며, 본 발명의 범주는 첨부된 청구항에 의해 한정된다.

도1은 마이크로 거울 장치(10)의 일 실시예를 도시한다. 마이크로 거울 장치(10)는 힘을 발생시키기 위해 전기식에서 기계식으로의 전환에 의존하고, 본체 또는 요소를 이동 또는 작동시키는 마이크로 액추에이터이다. 일 실시예에서는 이하에 설명된 바와 같이 복수개의 마이크로 거울 장치(10)가 마이크로 거울 장치의 배열을 형성하기 위해 배치된다. 이로써, 마이크로 거울 장치의 배열은 디스플레이를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 이로써, 각 마이크로 거울 장치(10)는 입사광의 변조를 위한 광 변조기를 구성하고, 디스플레이의 하나의 셀 또는 화소를 제공한다. 또한, 마이크로 거울 장치(10)는 프로젝터와 같은 다른 이미지 시스템에서도 사용될 수 있고, 광학적 구동을 위해서도 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 마이크로 거울 장치(10)는 기판(20), 플레이트(30) 및 작동 요소(40)를 포함한다. 기판(20)은 표면(22)을 포함한다. 일 실시예에서, 표면(22)은 기판(20) 내에 그리고/또는 기판 상에 형성되는 홈 또는 통에 의해 형성된다. 유리하게는, 플레이트(30)는 그 사이에서 공동(50)을 한정하도록 표면(22)에 대체로 평행하게 배향되고, 표면(22)으로부터 이격된다. 작동 요소(40)는 기판(20)의 표면(22)과 플레이트(30) 사이에 개재된다. 이로써 작동 요소(40)는 공동(50) 내에 위치된다.

일 실시예에서 작동 요소(40)는 기판(20) 및 플레이트(30)에 대해 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 이동 가능하도록 작동된다. 유리하게는, 작동 요소(40)는 회전축을 중심으로 각을 이루어 이동하거나 또는 기울어진다. 이로써, 작동 요소(40)의 제1 위치(47)는 기판(20)에 대체로 수평으로 대체로 평행하게 도시되고, 작동 요소(40)의 제2 위치(48)는 제1 위치(47)와 각을 이루어 배향되는 것으로 도시된다. 기판(20) 및 플레이트(30)에 대한 작동 요소(40)의 이동 또는 작동은 이하에 상세하게 설명된다.

일 실시예에서, 작동 요소(40)가 다상 유전체 액체(52)와 접촉하도록 공동(50)은 다상 유전체 액체(52)로 충전된다. 일 실시예에서, 작동 요소(40)가 다상 유전체 액체(52)에 잠기도록, 공동(50)은 다상 유전체 액체(52)로 충전된다. 따라서, 다상 유전체 액체(52)는 작동 요소(40)와 기판(20) 사이에 그리고 작동 요소(40)와 플레이트(30) 사이에 위치된다. 따라서, 다상 유전체 액체(52)는 작동 요소(40)의 대향 표면에 접촉되거나 또는 대향 표면을 적신다. 다른 실시예에서는, 작동 요소(40)가 다상 유전체 액체(52) 상부에 위치되고, 기판(20)에 면하는 작동 요소(40)의 적어도 하나의 표면은 다상 유전체 액체(52)와 접촉되도록, 공동(50)은 다상 유전체 액체(52)로 충전된다. 다상 유전체 액체(52)는 이하에 설명되는 바와 같이 작동 요소(40)의 작동을 강화시킨다.

유리하게는 다상 유전체 액체(52)는 투명하다. 이로써, 다상 유전체 액체(52)는 가시 스펙트럼에서 투명하거나 또는 무색이다. 또한, 다상 유전체 액체(52)는 전기장에서 화학적으로 안정하며 온도 변화에 있어서 화학적으로 안정하고 화학적으로 비활성이다. 또한, 다상 유전체 액체(52)는 낮은 증기압을 가지며, 비부식성이다.

유리하게는, 다상 유전체 액체(52)는 저점성을 가진다. 일 실시예에서, 적절한 액체는 약 0.5 센티푸아즈(centipoise) 내지 50 센티푸아즈의 점성을 가진다. 또한, 다상 유전체 액체(52)는 전기장에서 높은 분자 배향을 포함하여 전기장으로 이동한다. 유리하게는, 다상 유전체 액체(52)는 낮은 유전 상수 및 높은 쌍극자 모멘트를 가진다. 전기 유전율이라고도 불리는 재료의 유전율은 전기장 내에서 형상을 유지하는 재료 능력의 치수이다.

일 실시예에서, 다상 유전체 액체(52)는 유전체 영동 마이크로 유제(53)이다. 마이크로 유제는 계면 활성제의 계면 필름에 의해 안정화되어 한 액상이 다른 액상으로 안정하게 분산되는 것이다. 마이크로 유제는 극성 구성 요소(물), 비극성 구성 요소(오일) 및 양친매성(amphipathic) 구성 요소(계면 활성제)의 적어도 세 개의 구성 요소를 채용한다.

본원에서 유용한 마이크로 유제는 일 실시예에서 그 직경이 25 나노미터(nm) 또는 그 이하인 액적을 포함하여 100 nm 또는 그 이하의 직경을 갖는, 유액 마이크로 유제 및 시각적으로 투명한 용액을 포함한다. 일 실시예에서, 물과 오일상 사이의 계면 장력은 매우 낮다. 일 실시예에서, 오일상은 연속적 위상이며 물은 구형의 집합체 내에 포획된다. 일 실시예에서, 유용한 마이크로 유제는 소수성 계면 활성제 "후단"과 연속적 오일상 사이의 상호 작용을 최대화하도록 배치된 양친수성(계면 활성제) 분자의 콜로이드 집합체를 채용한다. 상기 마이크로 유제는 구성 요소의 혼합에 따라 자발적으로 형성된다.

일 실시예에서, 오일상 및 수상이 연속적이지만 계면 활성제 층에 의해 분리되는 쌍연속성의 마이크로 유제도 유전체 영동 마이크로 유제(53)와 마찬가지로 유용하다. 그러나 두 개의 연속적인 위상 사이에서 연속적인 변경이 있기 때문에, 이러한 쌍연속성 마이크로 유제의 입자 또는 액적 크기가 측정될 수 없다.

마이크로 유제 내에 존재하는 물 및 계면 활성제는 높은 레벨의 전도성을 갖기 때문에, 마이크로 유제가 마이크로 거울 또는 다른 액추에이터 장치 내에서 다상 유전체 액체(52)로써 작동될 수 있는 것이 기대되지 않는다. 그러나, 이하에 설명되는 바와 같이 이러한 마이크로 유제는 다상 유전체 액체(52)로써 작동될 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로 유제 내에 포함된 물 구성 요소의 양은 전체 마이크로 유제에서 적은 퍼센트이다. 마이크로 유제 내에 포함된 정확한 물의 양은 계면 활성제의 선택에 의해 변경된다. 일 실시예에서 예를 들어, 마이크로 유제는 음이온 계면 활성제를 가지며 약 5 퍼센트의 물을 포함한다.

본원에서 유용한 마이크로 유제는 전기 신호가 인가될 때 이동을 나타내는 다상 액체이다. 적절한 마이크로 유제는 마이크로 거울 장치(10) 내의 작동 요소(40)의 이동에 기여하기 위해 사실상 에너지를 제공한다. 더 자세하게는, 액체의 분자가 극성화되고 나서 전기장 내에 배치되어 이동됨으로써, 마이크로 거울 장치(10)의 작동 요소(40)를 이동시키기 위한 에너지를 제공한다.

다상 유전체 액체(52)와 같이 유용한 마이크로 유제는 통상적으로 낮은 유전율을 포함하며 탄력적이므로 본원에 사용되는 적은 용적에서 압축 가능하다. 액체의 압축성은 분자의 탄력성 및 그 용적을 약간 감소시키기 위해 압축력 하에서 액체의 형태를 변경시킬 수 있는 수단과 관계된다. 분자 내의 분기도 압축성을 증가시킨다. 액체의 압축성은 전기장이 장치에 인가될 때 마이크로 거울 장치의 이동을 용이하게 한다. 전기 신호가 마이크로 거울 장치(10)에 인가될 때, 압축성 액체는 적어도 적은 이동을 나타낸다. 압축성 액체는 유리하게는 20 이하의 유전율을 가진다. 유리하게는, 상기 액체는 기포를 형성(즉, 기체 방출)시키고 거울의 이동을 방해할 수 있는 줄(Joule) 열을 나타내지 않는다.

유리하게는, 마이크로 유제의 전도성이 최소화된다. 이로써, 일 실시예에서 유용한 마이크로 유제는 약 10kOhm 이상의 저항값을 가진다.

다상 유전체 액체(52)로써 사용되기에 적절한 마이크로 유제는 적어도 하나의 충분한 양의 계면 활성제를 포함한다. 유용한 계면 활성제는 열역학적으로 안정한 역미셀 구조 또는 쌍연속성 마이크로 유제를 형성할 계면 활성제로부터 선택된다. 이러한 계면 활성제는 사실상 음이온성, 비이온성 또는 양이온성일 수 있다. 일 실시예에서, 계면 활성제는 적어도 약 1 퍼센트의 마이크로 유제를 포함한다. 일 실시예에서, 계면 활성제는 기술 분야에서 음이온 계면 활성제인 에어로졸 오티(Aerosol OT)로 알려진 1,4-Bis(2-에틸헥실)술포호박산 나트륨염이다.

다상 유전체 액체(52)로써 사용하기에 적절한 마이크로 유제는 적어도 하나의 오일 구성 요소를 더 포함한다. 유용한 오일은 C3 보다 큰 탄화 수소 및 불소 탄화 수소, 실록산, 실란, 방향족 화합물 및 치환된 방향족 화합물, 올리고머 및 낮은 분자 무게의 소수성 폴리머 및 다른 소수성 성분을 포함한다. 일 실시예에서, 오일 구성 요소는 약 30 퍼센트 내지 95 퍼센트의 마이크로 유제를 포함한다. 또한 상술된 바와 같이, 다상 유전체 액체(52)로써 사용하기에 적절한 마이크로 유제는 적어도 일부의 물을 더 포함한다.

유리하게는 플레이트(30)는 투명 플레이트(32)이고, 작동 요소(40)는 반사 요소(42)이다. 일 실시예에서, 투명 플레이트(32)는 유리 플레이트이다. 그러나, 적절한 편평한 반투명 또는 투명한 다른 재료도 사용될 수 있다. 이러한 재료의 예시는 석영 및 플라스틱을 포함한다.

반사 요소(42)는 반사 표면(44)을 포함한다. 일 실시예에서, 반사 요소(42)는 반사 표면(44)을 형성하기에 적절한 반사도를 갖는 균일한 재료로 구성된다. 이러한 재료의 예시는 폴리 실리콘 또는 알루미늄과 같은 금속을 포함한다. 다른 실시예에서, 반사 요소(42)는 반사 표면(44)을 형성하기 위해 기본 재료 상에 위치되는 알루미늄 또는 질화 티타늄과 같은 반사 재료와 함께 폴리 실리콘과 같은 기본 재료로 형성된다. 또한, 반사 요소(42)는 비전도성 재료로 형성될 수 있거나 또는 전도성 재료로 형성되거나 또는 포함할 수 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 마이크로 거울 장치(10)는 기판(20)에 대향한 투명 플레이트(32)의 측면 상에 위치되는 (도시되지 않은) 광원에 의해 발생된 광선을 변조한다. 상기 광원은 예를 들어 주변 광선 및/또는 인공 광선을 포함할 수 있다. 이로써, 투명 플레이트(32)에 입사되는 입력 광선(12)은 투명 플레이트(32)를 통해 공동(50)을 통과하여 출력 광선(14)과 마찬가지로 반사 요소(42)의 반사 표면(44)에 의해 반사된다. 따라서, 출력 광선(14)은 공동(50) 외부를 통과하여 투명 플레이트(32)를 통해 복귀된다.

출력 광선(14)의 방향은 반사 요소(42)의 위치에 의해 결정 또는 제어된다. 예를 들어, 출력 광선(14)은 제1 위치(47)의 반사 요소(42)에 의해 제1 방향(14a)으로 배향된다. 그러나, 출력 광선(14)은 제2 위치(48)의 반사 요소(42)에 의해 제2 방향(14b)으로 배향된다. 따라서, 마이크로 거울 장치(10)는 입력 광선(12)에 의해 발생되는 출력 광선(14)의 방향을 변조 또는 변경한다. 이로써, 반사 요소(42)는 광선을 광학 이미지 시스템의 내부로 그리고/또는 외부로 안내하는데 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 위치(47)는 반사 요소(42)의 중립 위치이며, 이하에 설명되는 바와 같이 광선이 예를 들어 뷰어로 또는 디스플레이 스크린 상으로 반사되기 때문에 마이크로 거울 장치(10)의 "켜짐" 상태를 나타낸다. 따라서, 제2 위치(48)는 반사 요소(42)의 작동 위치이며, 광선이 예를 들어 뷰어로 또는 디스플레이 스크린 상으로 반사되지 않기 때문에 마이크로 거울 장치(10)의 "꺼짐" 상태를 나타낸다.

도2는 반사 요소(42)의 일 실시예를 도시한다. 반사 요소(142)는 반사 표면(144)을 포함하며, 대체로 직사각형 형상인 외측 부분(180) 및 대체로 직사각형 형상인 내측 부분(184)을 포함한다. 일 실시예에서, 반사 표면(144)은 외측 부분(180) 및 내측 부분(184) 상에 형성된다. 외측 부분(180)은 대체로 직사각형 형상인 개구(182)를 형성하도록 배치된 네 개의 인접하는 측면 부분(181)을 가진다. 유리하게는, 내측 부분(184)은 개구(182) 내에 대칭적으로 위치된다.

일 실시예에서, 한 쌍의 힌지(186)가 내측 부분(184)과 외측 부분(180) 사이에 연장된다. 힌지(186)는 대향 측면 또는 내측 부분(184)의 에지로부터 인접하는 대향 측면 또는 외측 부분(180)의 에지까지 연장된다. 유리하게는, 외측 부분(180)은 대칭축을 따라 힌지(186)에 의해 지지된다. 더 자세하게는 외측 부분(180)은 대향 에지의 중심을 통과하여 연장되는 축을 중심으로 지지된다. 이로써, 힌지(186)는 상술된 바와 같이(도1) 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 반사 요소(142)의 이동을 용이하게 한다. 더 자세하게는, 힌지(186)는 내측 부분(184)에 대해 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 외측 부분(180)의 이동을 용이하게 한다.

일 실시예에서, 힌지(186)는 반사 표면(144)에 대체로 평행하게 배향된 종축(189)을 갖는 비틀림 부재(188)를 포함한다. 종축(189)은 반사 요소(142)의 대칭축과 동선으로 일치한다. 이로써, 비틀림 부재(188)는 내측 부분(184)에 대해 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 외측 부분(180)의 이동을 조절하기 위해 종축(189)을 중심으로 선회되거나 또는 비틀린다.

일 실시예에서, 반사 요소(142)는 기판(20)의 표면(22)으로부터 연장되는 지지부 또는 포스트(24)에 의해 기판(20)에 대해 지지된다. 더 자세하게는, 포스트(24)는 반사 요소(142)의 내측 부분(184)을 지지한다. 이로써, 포스트(24)는 외측 부분(180)의 측면 부분(181) 내에 위치된다. 따라서, 반사 요소(142)의 외측 부분(180)은 힌지(186)에 의해 포스트(24)로부터 지지된다.

도3은 반사 요소(142)의 다른 실시예를 도시한다. 반사 요소(242)는 반사 표면(244)을 가지며, 대체로 H형 형상부(280) 및 한 쌍의 대체로 직사각형인 형상부를 포함한다. 일 실시예에서, 반사 표면(244)은 H형 형상부(280) 및 직사각형 형상부(284) 상에 형성된다. H형 형상부(280)는 한 쌍의 이격된 레그부(281) 및 상기 이격된 두 레그부(281) 사이에서 연장되는 연결부(282)를 가진다. 이로써, 직사각형 형상부(284)는 이격된 레그부(281)들 사이에서 연결부(282)의 대향 측면 상에 위치된다. 유리하게는 직사각형 형상부(284)는 이격된 레그부(281) 및 연결부(282)에 대칭적으로 위치된다.

일 실시예에서, 힌지(286)는 직사각형 형상부(284)와 H형 형상부(280) 사이에서 연장된다. 힌지(286)는 직사각형 형상부(284)의 측면 또는 에지로부터 H형 형상부(280)의 연결부(282)의 대향 측면 또는 에지에 인접하게 연장된다. 유리하게는, H형 형상부(280)는 대칭축을 따라 힌지(286)에 의해 지지된다. 더 자세하게는, H형 형상부(280)는 연결부(282)의 대향 에지의 중심부를 통해 연장되는 축을 중심으로 지지된다. 이로써, 힌지(286)는 상술된 바와 같이(도1) 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이의 반사 요소(242)의 이동을 용이하게 한다. 더 자세하게는 힌지(286)는 직사각형 형상부(284)에 대해 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 H형 형상부(280)의 이동을 용이하게 한다.

일 실시예에서, 힌지(286)는 반사 표면(244)에 대체로 평행하게 배향된 종축(289)을 갖는 비틀림 부재(288)를 포함한다. 종축(289)은 반사 요소(242)의 대칭축과 동일선상에 있으며 일치한다. 이로써, 비틀림 부재(288)는 직사각형 형상부(284)에 대한 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 H형 형상부(280)의 이동을 조절하기 위해 종축(289)을 중심으로 선회되거나 또는 비틀린다.

일 실시예에서, 반사 요소(242)는 기판(20)의 표면(22)으로부터 연장된 한 쌍의 포스트(24)에 의해 기판(20)에 대해 지지된다. 더 자세하게는, 포스트(24)는 반사 요소(242)의 직사각형 형상부(284)를 지지한다. 이로써, 포스트(24)는 이격된 레그부(281)들 사이에서 연결부(282)의 대향 측면 상에 위치된다. 따라서, 반사 요소(242)의 H형 형상부(280)는 힌지(286)에 의해 포스트(24)로부터 지지된다.

도4는 마이크로 거울 장치(10)의 작동의 일 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, (반사 요소(142, 242)를 포함하는) 반사 요소(42)는 전기 신호가 기판(20) 상에 형성된 전극(60)에 인가됨으로써 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 이동된다. 유리하게는, 전극(60)은 반사 요소(42)의 단부 또는 에지에 인접하여 기판(20) 상에 형성된다. 전기 신호가 전극(60)에 인가됨으로써, 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 반사 요소(42)를 이동시키는 전기장이 전극(60)과 반사 요소(42) 사이에 발생된다. 일 실시예에서, 전기 신호는 구동 회로(64)에 의해 전극(60)에 인가된다.

일 실시예에서, 상술된 바와 같이 다상 유전체 액체(52)는 전기장에 반응하도록 선택된 유전체 영동 마이크로 유제(53)이다. 더 자세하게는, 유전체 영동 마이크로 유제(53)는 전기장이 액체의 분자가 정렬되어 이동하도록 선택된다. 이로써, 유전체 영동 마이크로 유제(53)는 전기장으로 이동되어 전기 신호의 인가에 따른 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이의 반사 요소(42)의 이동에 기여한다. 따라서, 공동(50) 내의 유전체 영동 마이크로 유제(53)에 의해, 유전체 영동 마이크로 유제(53)는 반사 요소(42) 상에 작용하는 작용력을 강화한다. 더 자세하게는, 유전체 영동 마이크로 유제(53)는 제공된 활성 에너지에 의해 발생됨으로써 반사 요소(42) 상의 작용력을 증가시킨다.

반사 요소(42) 상에 작용하는 작용력을 강화함으로써, 유전체 영동 마이크로 유제(53)는 낮은 활성화 에너지를 반사 요소(42)의 작동에 인가 가능케 한다. 예를 들어, 약 10 볼트 이하의 활성화 에너지가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 전압 감소는 유전체 영동 마이크로 유제(53)의 유전율에 비례한다. 낮은 작동 전압이 사용될 수 있으므로, 마이크로 거울 장치(10)를 위한 구동 회로(64)는 기판(20) 상에 통합될 수 있다. 따라서, 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS, complimentary metal oxide semi-conductor) 구조가 기판(20)에 대해 사용될 수 있다.

이러한 유전체 영동 마이크로 유제(53)가 반사 요소(42)와는 상이한 치수를 가지는 전극(60)에 사용되는 경우, 유리하다. 따라서, 전기 신호가 전극(60)에 인가될 때, 전극(60)과 반사 요소(42) 사이에 형성된 전기장은 비균질성 전기장이 될 것이다. 상기 비균질성 전기장은 공동(50) 내에 전개되는 유전체 영동 힘에 기여된다.

일 실시예에서, (유전체 영동 마이크로 유제(53)를 포함하는) 다상 유전체 액체(52)는 마이크로 거울 장치(10)에 의해 내부에 전개되거나 또는 흡수된 열을 분산시킴으로써 열 처리 특성 및/또는 냉각 특성을 제공한다. 열은 반사 요소(42)의 이동에 의해 마이크로 거울 장치(10) 내에 전개될 수 있고 그리고/또는 열은 광선이 반사 요소(42) 상에 작용함으로써 마이크로 거울 장치(10)에 의해 흡수될 수 있다. 마이크로 유제 내에 물이 제공됨으로써 물의 큰 열 용량으로 인해 열 전달이 용이해진다.

일 실시예에서, 구동 회로(64)를 보호 또는 캡슐로 싸기 위해 보호막 층(passivation layer)이 기판(20) 상에 형성된다. 따라서, 보호막 층은 구동 회로(64) 전체를 보호하고, 유전체 영동 마이크로 유제(53)에 의한 공격으로부터 구동 회로(64)를 보호한다. 또한, 보호막 층은 반사 요소(42)와 전극(60) 사이에 발생될 수 있는 스틱션(stiction) 즉, 높은 반 데어 발스 힘(Van der Waals forces)으로부터 발생되는 마찰 유형 힘을 감소시키고 그리고/또는 보호한다. 공동(50)이 유전체 영동 마이크로 유제(53)를 포함하지 않는 마이크로 거울과 비교하여 유전체 영동 마이크로 유제(53)의 사용이 반사 요소(42)와 전극(60) 사이에 발생되는 스틱션을 감소시킬 수 있는 반면에, 반사 요소(42)가 제2 위치에 있을 때 반사 요소(42)와 전극(60) 사이의 거리가 예를 들어, 1 마이크론(micron) 정도로 작기 때문에, 보호막 층은 여전히 유리할 수 있다. 보호막 층으로 적절한 재료는 질화 규소, 탄화 규소 및/또는 산화 규소와 같은 절연체 또는 유전체를 포함한다.

유리하게는, 전기 신호가 전극(60)으로부터 제거되면, 반사 요소(42)는 소정 길이의 시간 동안 제2 위치(48)를 유지 또는 지지한다. 그 후, 예를 들어 힌지(186, 도2) 및 힌지(286, 도3)를 포함하는 반사 요소(42)의 복원력은 반사 요소(42)를 제1 위치(47)로 당기거나 또는 복귀시킨다.

도5는 마이크로 거울 장치(10)의 작동의 다른 실시예를 도시한다. 도4에 도시된 실시예와 유사하게, 상술된 바와 같이 반사 요소(42)의 일 단부 또는 에지에 인접하여 기판(20) 상에 형성된 전극(60)에 전기 신호가 인가됨으로써, (반사 요소(142, 242)를 포함하는) 반사 요소(42)는 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 이동된다. 이로써, 반사 요소(42)는 제1 방향으로 이동된다.

그러나 도5에 도시된 실시예에서, 반사 요소(42)는 제1 방향에 대향하는 제2 방향으로도 이동된다. 더 자세하게는, 반사 요소(42)의 대향 단부 또는 에지에 인접하여 기판(20) 상에 형성된 전극(62)에 전기 신호가 인가됨으로써, 제1 위치(47)에 대해 각을 이루어 배향된 제3 위치(49)와 제1 위치(47) 사이에서 반사 요소(42)가 이동된다. 이로써, 전기 신호가 전극(62)에 인가됨으로써, 반사 요소(42)는 제1 방향에 대향하는 제2 방향으로 이동된다.

전기 신호가 전극(62)에 인가됨으로써, 상술된 바와 같이 반사 요소(42)가 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 이동하는 것과 유사한 방식으로 반사 요소(42)를 제1 위치(47)와 제3 위치(49) 사이에서 이동시키는 전기장이 전극(62)과 반사 요소(42) 사이에 발생된다. 반사 요소(42)가 제1 위치(47)에서 정지 또는 중단되지 않고 제2 위치(48)와 제3 위치(49) 사이에서 직접 이동되는 것이 본 발명의 범주 내에 있다.

도6은 마이크로 거울 장치(10)의 작동의 다른 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 전도 도관(26)이 내부에 형성되어 포스트(24)를 통해 연장된다. 전도 도관(26)은 반사 요소(42)에, 더 자세하게는 반사 요소(42)의 전도 재료에 전기 연결된다. 이로써, 전기 신호가 전극(60) 및 반사 요소(42)에 인가됨으로써, (반사 요소(142, 242)를 포함하는) 반사 요소(42)는 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 이동된다. 더 자세하게는 전극(60)은 한 극성에 전압을 제공하고 반사 요소(42)의 전도 재료가 반대 극성에 전압을 제공한다.

한 극성의 전기 신호가 전극(60)에 인가되고, 반대 극성의 전기 신호가 반사 요소(42)에 인가됨으로써, 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 반사 요소(42)를 이동시키는 전기장이 전극(60)과 반사 요소(42) 사이에서 발생된다. (유전체 영동 마이크로 유제(53)를 포함하는) 다상 유전체 액체(52)는 상술된 바와 같이 반사 요소(42)의 이동에 기여한다.

다른 실시예에서, 전기 신호가 반사 요소(42)에 인가됨으로써, (반사 요소(142, 242)를 포함하는) 반사 요소(42)는 제1 위치(48)와 제2 위치(49) 사이에서 이동된다. 더 자세하게는, 전기 신호가 포스트(24)를 통해 전도 도관(26)을 통과하여 반사 요소(42)의 전도 재료에 인가된다. 이로써, 전기 신호가 반사 요소(42)에 인가됨으로써, 제1 위치(48)와 제2 위치(49) 사이에서 반사 요소(42)를 이동시키는 전기장이 발생된다. (유전체 영동 마이크로 유제(53)를 포함하는) 다상 유전체 액체(52)는 상술된 바와 같이 반사 요소(42)의 이동에 기여한다.

도7에는 반사 요소(42)의 다른 실시예를 도시한다. 반사 요소(342)는 반사 표면(344)을 가지며, 대체로 직사각형 형상의 중심부(380) 및 복수개의 대체로 직사각형인 형상부(382)를 포함한다. 일 실시예에서, 반사 요소(344)는 중심부(380) 및 직사각형 형상부(382) 상에 형성된다. 유리하게는, 직사각형 형상부(382)는 중심부(380)의 모서리에 위치된다.

일 실시예에서, 힌지(386)는 직사각형 형상부(382)와 중심부(380) 사이에서 연장된다. 힌지(386)는 직사각형 형상부(382)의 측면 또는 에지로부터 중심부(380)의 에지 또는 측면의 에지 또는 인접한 측면까지 연장된다. 유리하게는, 중심부(380)는 대각선 대칭축을 따라 힌지(386)에 의해 지지된다. 더 자세하게는, 중심부(380)는 중심부(380)의 대향 모서리들 사이에서 연장되는 축을 중심으로 지지된다. 이로써, 힌지(386)는 이하에 설명되는 바와 같이(도8) 제1 위치(347)와 제2 위치(348) 사이에서 반사 요소(342)의 이동을 용이하게 한다. 더 자세하게는, 힌지(386)는 직사각형 형상부(382)에 대해 제1 위치(347)와 제2 위치(348) 사이에서 중심부(380)의 이동을 용이하게 한다.

일 실시예에서, 힌지(386)는 반사 표면(344)에 대체로 평행하게 배향되는 종축(389)을 갖는 만곡 부재(388)를 포함한다. 종축(389)은 중심부(380)의 대향 모서리와 중심의 교차부 사이에서 연장된다. 이로써, 만곡 부재(388)는 직사각형 형상부(382)에 대한 제1 위치(347)와 제2 위치(348) 사이의 중심부(380)의 이동에 적응하도록 종축(389)을 따라 만곡된다.

일 실시예에서, 반사 요소(342)는 기판(20)의 표면(22)으로부터 연장된 복수개의 포스트(24)에 의해 기판(20)에 대해 지지된다. 더 자세하게는, 포스트(24)는 반사 요소(342)의 직사각형 형상부(382)를 지지한다. 이로써, 포스트(24)는 중심부(380)의 모서리에 위치된다. 따라서, 반사 요소(342)의 중심부(380)는 힌지(386)에 의해 포스트(24)로부터 지지된다.

도8은 반사 요소(342)를 포함하는 마이크로 거울 장치(10)의 작동의 일 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 반사 요소(342)는 기판(20) 및 플레이트(30)에 대해 제1 위치(347)와 제2 위치(348) 사이에서 이동되도록 작동된다. 유리하게는, 반사 요소(342)는 기판(20)의 표면(22)에 대해 대체로 직각인 방향으로 이동된다. 이로써, 반사 요소(342)의 제1 위치(347) 및 제2 위치(348) 모두는 서로 대체로 수평으로 평행하는 것으로 도시된다.

일 실시예에서, 전기 신호가 기판(20) 상에 형성된 전극(60)에 인가됨으로써, 반사 요소(342)는 제1 위치(347)와 제2 위치(348) 사이에서 이동된다. 유리하게는, 전극(60)은 반사 요소(342)의 중심 하부에 위치되도록 기판(20) 상에 형성된다. 전기 신호가 전극(60)에 인가됨으로써, 제1 위치(347)와 제2 위치(348) 사이에서 반사 요소(342)를 이동시키는 전기장이 전극(60)과 반사 요소(342) 사이에 발생된다.

유리하게는, 전기 신호가 전극(60)으로부터 제거되면, 반사 요소(342)는 소정 길이의 기간 동안 제2 위치(348)를 유지 또는 지지한다. 그 후, 예를 들어, 힌지(386)를 포함한 반사 요소(342)의 복원력은 반사 요소(342)를 제1 위치(347)로 당기거나 또는 복귀시킨다.

도9는 반사 요소(42)의 다른 실시예를 도시한다. 반사 요소(442)는 반사 표면(444)을 가지며, 대체로 직사각형 형상인 제1 부분(480) 및 대체로 직사각형 형상인 제2 부분(482)을 포함한다. 일 실시예에서, 반사 표면(444)은 두 개의 직사각형 형상부(480, 482) 상에 형성된다. 제2 직사각형 형상부(482)는 제1 직사각형 형상부(480)의 측면을 따라 위치된다.

일 실시예에서, 힌지(486)는 직사각형 형상부(482)와 직사각형 형상부(480) 사이에서 연장된다. 힌지(486)는 직사각형 형상부(482)의 측면 또는 에지로부터 직사각형 형상부(480)의 인접한 측면 또는 에지까지 연장된다. 이로써, 직사각형 형상부(480)는 그 측면 또는 에지를 따라 캔틸레버식으로 지지된다. 따라서, 이하에 설명되는 바와 같이(도10a 내지 도10c), 제1 위치(447)와 제2 위치(448) 사이에서 반사 요소(442)의 이동을 용이하게 한다. 더 자세하게는, 힌지(486)는 직사각형 형상부(482)에 대해 제1 위치(447)와 제2 위치(448) 사이에서 직사각형 형상부(480)의 이동을 용이하게 한다.

일 실시예에서, 힌지(486)는 반사 요소(444)에 대해 대체로 평행하게 배향된 축(489)을 갖는 만곡 부재(488)를 포함한다. 이로써, 직사각형 형상부(482)에 대해 제1 위치(447)와 제2 위치(448) 사이에서 직사각형 형상부(480)의 이동에 적응하도록 만곡 부재(488)는 축(489)을 따라 만곡된다. 만곡 부재(488)는 단일 부재로 도시되었지만, 만곡 부재(488)가 이격된 복수개의 부재를 포함하는 것은 본 발명의 범주 내에 있다.

일 실시예에서, 반사 요소(442)는 기판(20)의 표면(22)으로부터 연장된 포스트(24)에 의해 기판(20)에 대해 지지된다. 더 자세하게는, 포스트(24)는 반사 요소(442)의 대체로 직사각형인 형상부(482)를 지지한다. 이로써 포스트(24)는 직사각형 형상부(480)의 측면에 위치된다. 따라서, 반사 요소(442)의 직사각형 형상부(480)는 힌지(486)에 의해 포스트(24)로부터 지지된다. 포스트(24)는 단일 포스트로 도시되었지만, 포스트(24)가 이격된 복수개의 포스트를 포함하는 것은 본 발명의 범주 내에 있다. 또한, 직사각형 형상부(480)의 일 측면 상의 포스트(24)의 위치는 직사각형 형상부(480)의 모서리에서의 포스트(24)의 위치를 포함한다.

도10a는 반사 요소(442)를 포함하는 마이크로 거울 장치(10)의 작동의 일 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 반사 요소(442)는 기판(20) 및 플레이트(30)에 대해 제1 위치(447)와 제2 위치(448) 사이에서 이동하도록 작동된다. 유리하게는, 반사 요소(442)는 기판(20)의 표면(22)을 향하는 방향으로 이동된다.

일 실시예에서, 전기 신호가 기판(20) 상에 형성된 전극(60)에 인가됨으로써, 반사 요소(442)는 제1 위치(447)와 제2 위치(448) 사이에서 이동된다. 유리하게는, 전극(60)은 반사 요소(442)의 단부 또는 에지에 인접하여 기판(20) 상에 형성된다. 전기 신호가 전극(60)에 인가됨으로써, 제1 위치(447)와 제2 위치(448) 사이에서 반사 요소(442)를 이동시키는 전기장이 전극(60)과 반사 요소(442) 사이에 발생된다.

유리하게는, 전기 신호가 전극(60)으로부터 제거되는 경우, 반사 요소(442)는 소정 길이의 시간 동안 제2 위치(448)를 유지 또는 지지한다. 그 후, 예를 들어, 힌지(486)를 포함한 반사 요소(442)의 복원력은 반사 요소(442)를 제1 위치(447)로 당기거나 또는 복귀시킨다.

도10b 및 도10c는 반사 요소(442)의 추가의 실시예를 포함하는 마이크로 거울 장치(10)의 작동의 추가의 실시예를 도시한다. 도10b에 도시된 실시예에서, 반사 요소(442′)는 포스트(24)에 의해 직접 지지된 대체로 직사각형인 형상부(480′)를 포함한다. 직사각형 형상부(480′)가 작동 중에 구부러지도록, 직사각형 형상부(480′)는 탄력성이며 포스트(24)는 대체로 강성이다. 도10c에 도시된 실시예에서, 반사 요소(442″)는 포스트(24″)에 의해 직접 지지되는 대체로 직사각형인 형상부(480)를 포함한다. 포스트(24″)가 작동 중에 구부러지도록, 직사각형 형상부(480)는 대체로 강성이며, 포스트(24″)는 탄력성이다. (직사각형 형상부(480′)를 포함한) 대체로 직사각형인 형상부(480) 및 (포스트(24″)를 포함한) 포스트(24)가 별도의 부재로써 도시되었지만, 직사각형 형상부(480) 및 포스트(24)가 단일 부재로써 일체되어 형성되는 것은 본 발명의 범주 내에 있다.

도11 및 도12는 마이크로 거울 장치(10)의 다른 실시예를 도시한다. 마이크로 거울 장치(10′)는 마이크로 거울 장치(10)와 유사하며 기판(20), 플레이트(30) 및 기판(20)과 플레이트(30) 사이에서 한정된 공동(50)을 갖는 작동 요소(40)를 포함한다. 이로써, 공동(50)은 상술된 바와 같이 (유전체 영동 마이크로 유제(53)를 포함한) 다상 유전체 액체(52)로 충전된다. 그러나, 마이크로 거울 장치(10′)는 기판(20)과 작동 요소(40) 사이에 개재된 구동 플레이트(35)를 포함한다.

유리하게는, 플레이트(30)는 투명 플레이트(32)이며, 작동 요소(40)는 반사 요소(42)이다. 또한, 반사 요소(42)는 포스트(24)에 의해 기판(20)에 대해 지지된다. 그러나, 포스트(24)는 구동 플레이트(35)로부터 연장된다. 이로써, 일 실시예에서, 구동 플레이트(35)는 기판(20)의 표면(22)으로부터 연장된 포스트(25)에 의해 기판(20)에 대해 지지된다.

마이크로 거울 장치(10′)의 작동은 구동 플레이트(35) 및 반사 요소(42) 모두가 작동되는 것을 제외하고는 상술된 바와 같이 마이크로 거울 장치(10)의 작동과 유사하다. 이로써, 전기 신호가 기판(20) 상에 형성된 전극(60)에 인가됨으로써, 구동 플레이트(35) 및 반사 요소(42)는 모두 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 이동된다. 전기 신호가 전극(60)에 인가됨으로써, 제1 위치(47)와 제2 위치(48) 사이에서 구동 플레이트(35) 및 반사 요소(42)를 이동시키는 전기장이 전극(60)과 구동 플레이트(35) 및/또는 반사 요소(42) 사이에 발생된다.

일 실시예에서, 도13에 도시된 바와 같이 (마이크로 거울 장치(10′)를 포함한) 마이크로 거울 장치(10)는 디스플레이 시스템(500) 내에 통합된다. 디스플레이 시스템(500)은 광원(510), 소스 광학계(512), 광선 처리 장치 또는 제어기(514) 및 프로젝션 광학계(516)를 포함한다. 광선 처리 장치(514)는 각각의 마이크로 거울 장치(10)가 디스플레이의 하나의 셀 또는 화소를 구성하도록 배열되어 배치된 다중 마이크로 거울 장치(10)를 포함한다. 마이크로 거울 장치(10)의 배열은 다중 마이크로 거울 장치(10)의 반사 요소에 대한 별개의 공동 및/또는 공통의 공동을 구비한 공통의 기판 상에 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 광선 처리 장치(514)는 디스플레이될 이미지를 나타내는 이미지 데이터(518)를 수신한다. 이로써, 광선 처리 장치(514)는 마이크로 거울 장치(10)의 작동 및 이미지 데이터(518)를 기초로 한 광원(510)으로부터 수신된 광선 변조를 제어한다. 그 후, 변조된 광선은 뷰어에 또는 디스플레이 스크린(520) 상에 투영된다.

도14는 마이크로 거울 장치(10)의 배열의 일 실시예를 도시한다. 마이크로 거울 장치(10)는 상술되고 도2에 도시된 바와 같이 반사 요소(142)를 포함한다. 유리하게는, 반사 요소(142)의 종축(189)은 제1 방향으로 연장되고, 인접한 반사 요소(142)의 종축(189)은 제1 방향에 대해 대체로 직각으로 배향된 제2 방향으로 연장되도록 인접한 반사 요소(142)가 회전된다.

도15는 마이크로 거울 장치(10)의 배열의 다른 실시예를 도시한다. 마이크로 거울 장치(10)는 상술되고 도3에 도시된 바와 같이 반사 요소(242)를 포함한다. 유리하게는, 반사 요소(242)의 종축(289)은 제1 방향으로 연장되고, 인접한 반사 요소(242)의 종축(289)은 제1 방향에 대체로 직각으로 배향된 제2 방향으로 연장되도록 인접한 반사 요소(242)가 회전된다. 마이크로 거울 장치(10)의 배열이 형성될 때, 인접한 반사 요소(142, 242)가 회전됨으로써, 인접한 반사 요소들 사이의 유체 교차 결합 또는 혼선이 회피된다.

본원에서 소정의 실시예들이 유리한 실시예를 설명할 목적으로 도시되고 설명되었지만, 당해 기술 분야의 일반 당업자들은 동일한 목적을 달성하기 위해 의도된 다양한 개조 및/또는 동등한 실행이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 설명되고 도시된 소정의 실시예로 대체될 수 있는 것을 이해할 것이다. 화학, 기계, 전기 기계, 전기 및 컴퓨터 분야의 당업자들은 본 발명이 매우 다양한 실시예에서 실행될 수 있는 것을 용이하게 이해할 것이다. 본원은 본원에서 언급된 유리한 실시예의 모든 응용 및 변형을 포함하도록 의도되었다. 따라서, 본 발명은 청구항 및 그 동등물에 의해서만 제한되는 것이 명백하게 의도되었다.

예

일 실시예에서, 몇몇의 마이크로 유제의 마이크로 거울 장치의 거울 이동을 보조하기 위한 능력이 심사되었다. 표1에서 볼 수 있는 바와 같이, 표본(A, B, C, E)은 마이크로 거울 장치의 거울을 효과적으로 이동시킨다. 음이온 계면 활성제 및 5 퍼센트의 물을 포함하는 표본(A)은 덜 활성적이기는 하지만 거울을 이동시킨다. 그러나, 비이온 계면 활성제 및 약 5 퍼센트 이상의 물을 포함하는 표본(D, F)은 마이크로 거울 장치의 거울을 효과적으로 이동시키지 않는다.

주: * 도데칸

** n-헵탄

‡에어로졸 오티

본 발명에 따르면, 유전체 영동 마이크로 유제가 공동 내에 위치되어 전기 신호가 인가됨으로써 반사 요소를 효과적으로 이동시킬 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 일부의 실시예를 도시한 개략적인 단면도.

도2는 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 일부의 일 실시예를 도시한 사시도.

도3은 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 일부의 다른 실시예를 도시한 사시도.

도4는 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치 작동의 다른 실시예를 도시한 도2 및 도3의 선(4-4)을 따라 취한 개략적인 단면도.

도5는 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 작동의 다른 실시예를 도시한 도4와 유사한 개략적인 단면도.

도6은 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 작동의 다른 실시예를 도시한 도4와 유사한 개략적인 단면도.

도7은 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 일부의 다른 실시예를 도시한 개략도.

도8은 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 작동의 일 실시예를 도시한 도7의 선(8-8)을 따라 취한 개략적인 단면도.

도9는 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 일부의 다른 실시예를 도시한 개략도.

도10a는 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 다른 실시예의 작동을 도시한 도10a와 유사한 개략적인 단면도.

도10b는 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 다른 실시예의 작동을 도시한 도10a와 유사한 개략적인 단면도.

도10c는 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 다른 실시예의 작동을 도시한 도10a와 유사한 개략적인 단면도.

도11은 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 일부의 다른 실시예를 도시한 사시도.

도12는 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 작동의 다른 실시예를 도시한 도11의 선(12-12)을 따라 취한 개략적인 단면도.

도13은 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치를 포함하는 디스플레이 시스템의 일 실시예를 도시하는 블록도.

도14는 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 배열의 일부의 다른 실시예를 도시한 개략도.

도15는 본 발명에 따른 마이크로 거울 장치의 배열의 일부의 다른 실시예를 도시한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 마이크로 거울 장치

20 : 기판

30 : 플레이트

40 : 작동 요소

42, 142, 242, 342, 442 : 반사 요소

44, 144, 244, 344, 444 : 반사 표면

50 : 공동

52 : 다상 유전체 액체

53 : 유전체 영동 마이크로 유제

181 : 측면 부분

182 : 개구

184 : 내측 부분

186, 286, 386, 486 : 힌지

188 : 비틀림 부재

189, 289, 389, 489 : 종축

281 : 레그부

282 : 연결부

Claims

마이크로 거울 장치이며,

표면을 갖는 기판과,

기판의 표면에 대체로 평행하게 이격되어 배향되고, 상기 기판의 표면과 함께 그 사이에 공동을 한정하는 플레이트와,

상기 공동 내에 위치되고, 상기 장치에 전기 신호가 인가될 때 이동될 수 있고, 적어도 연속적인 오일상을 갖는 유전체 영동 마이크로 유제와,

상기 기판의 표면과 상기 플레이트 사이에 개재되는 반사 요소를 포함하고,

상기 반사 요소는 제1 위치와 적어도 하나의 제2 위치 사이에서 이동되도록 구성된 마이크로 거울 장치.
제1항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 극성 구성 요소, 비극성 구성 요소 및 양친매성 구성 요소를 포함하는 마이크로 거울 장치.
제1항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 압축 가능한 마이크로 거울 장치.
제1항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 열역학적으로 안정하고 대체로 투명한 마이크로 거울 장치.
제1항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 적어도 하나의 계면 활성제를 포함하는 마이크로 거울 장치.
제5항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 음이온 계면 활성제를 포함하는 마이크로 거울 장치.
제6항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 약 5 퍼센트의 물을 포함하는 마이크로 거울 장치.
제1항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 약 100 나노미터 이하의 입자 크기를 가지는 마이크로 거울 장치.
제1항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 적어도 하나의 오일 구성 요소를 포함하고, 상기 오일 구성 요소는 약 30 퍼센트 내지 약 95 퍼센트의 유전체 영동 마이크로 유제를 포함하는 마이크로 거울 장치.
제1항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 쌍연속성 마이크로 유제인 마이크로 거울 장치.
제1항에 있어서, 상기 반사 요소와 상이한 치수를 가지며, 기판의 표면 상에 형성되는 적어도 하나의 전극을 더 포함하고,

상기 반사 요소는 적어도 하나의 전극으로의 전기 신호 인가의 반응하여 이동하도록 구성되고, 상기 전기 신호는 공동 내에서 비균일한 전기장을 형성하도록 구성되는 마이크로 거울 장치.
제1항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 제공된 활성화 에너지에 의해 발생되는 반사 요소 상의 작용력을 증가시키도록 구성되는 마이크로 거울 장치.
제1 위치와 적어도 하나의 제2 위치 사이에서 이동되도록 구성된 작동 요소를 포함하는 마이크로 액추에이터 내의 유전체 영동 마이크로 유제의 사용 방법이며,

작동 요소가 상부에 위치되고 상기 작동 요소가 유전체 영동 마이크로 유제 내에 잠기는 것 중 적어도 하나를 포함하여, 마이크로 액추에이터의 공동 내에 유전체 영동 마이크로 유제를 위치시키는 단계와,

마이크로 액추에이터에 전기 신호가 인가되는 것을 포함하여 제1 위치와 적어도 하나의 제2 위치 사이에서 작동 요소를 이동시키는 단계를 포함하고,

상기 유전체 영동 마이크로 유제는 연속적인 오일상을 포함하고,

상기 전기 신호가 마이크로 액추에이터에 인가될 때 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 이동을 나타내고, 상기 이동은 제1 위치와 적어도 하나의 제2 위치 사이에서 작동 요소의 이동에 기여하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 적어도 하나의 계면 활성제를 포함하는 유전체 영동 마이크로 유제의 사용 방법.
제13항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 음이온 계면 활성제를 포함하는 유전체 영동 마이크로 유제의 사용 방법.
제13항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 약 5 퍼센트의 물을 포함하는 유전체 영동 마이크로 유제의 사용 방법.
제13항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 약 100 나노미터 이하의 입자 크기를 가지는 유전체 영동 마이크로 유제의 사용 방법.
제13항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 적어도 하나의 오일 구성 요소를 포함하고, 상기 오일 구성 요소는 약 30 퍼센트 내지 약 95 퍼센트의 유전체 영동 마이크로 유제를 포함하는 유전체 영동 마이크로 유제의 사용 방법.
제13항에 있어서, 상기 유전체 영동 마이크로 유제는 쌍연속성 마이크로 유제인 유전체 영동 마이크로 유제의 사용 방법.