KR20060092895A - 디스플레이를 패키징하는 방법 및 시스템 - Google Patents

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KR20060092895A
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로렌 팔마티어
윌리엄 제이. 쿠밍스
브라이언 제임스 갈리
필립 디. 플로이드
클라렌스 추이
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아이디씨 엘엘씨
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Abstract

패키지 구조(800) 및 간섭 변조기(830)를 위한 패키징 방법을 개시한다. 표면 상에 간섭 변조기(830)가 형성되어 있는 투명 기판(810)을 도시한다. 밀봉재(840)로 투명 기판(810)에 백플레인(820)이 결합되어 있고, 간섭 변조기는 백플레인과 밀봉재 중 어느 하나에 있는 개구(850)를 통해 주변 환경에 노출되어 있다. 개구는, 투명 기판과 백플레인이 결합된 후, 임의의 원하는 건조제, 해방 재료 및/또는 자기정렬형 단층이 패키지 구조(800) 내에 도입된 후에 밀봉된다.
디스플레이 기기, 간섭 변조기, 패키지 구조, 백플레인, 자기정렬형 단층, 해방 상태, 엔드실, 이플루오르화 크세논

Description

디스플레이를 패키징하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PACKAGING A DISPLAY}
도 1은, 제1 간섭 변조기의 이동가능한 반사층이 해방 위치에 있고, 제2 간섭 변조기의 이동가능한 반사층은 작동 위치에 있는, 간섭 변조기 디스플레이의 일실시예의 일부를 도시한 등각투영도이다.
도 2는 3×3 간섭 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 기기의 일실시예를 나타낸 시스템 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 간섭 변조기의 일실시예에서, 인가된 전압에 대응한 이동가능한 미러의 위치를 나타낸 도면이다.
도 4는 간섭 변조기 디스플레이를 구동하기 위해 사용될 수 있는 한 세트의 수평열 및 수직열 전압을 나타낸 것이다.
도 5a는 도 2에 도시된 3×3 간섭 변조기 디스플레이에서의 디스플레이 데이터의 예시적인 프레임을 나타낸다.
도 5b는 도 5a의 프레임을 기록하는 데 사용될 수 있는 수평열 신호와 수직열 신호에 대한 타이밍도의 일례를 나타낸다.
도 6a 및 6b는 디스플레이 기기의 일례를 나타내는 시스템 블록도이다.
도 7a는 도 1에 도시된 기기의 단면도이다.
도 7b는 간섭 변조기의 다른 실시예의 단면도이다.
도 7c는 간섭 변조기의 또 다른 실시예의 단면도이다.
도 8은 기본적 패키지 구조의 단면도이다.
도 9a는 백플레인에 개구를 가진 실시예에 따른 패키지 구조의 단면도이다.
도 9b는 주변 밀봉재에 개구를 가진 실시예에 따른 패키지 구조의 단면도이다.
도 9c는 도 9b에 도시된 패키지 구조의 평면도이다.
도 9d는 일실시예에 따른 개구를 가진 백플레인의 평면도이다.
도 9e는 백플레인에 개구를 가진 패키지 구조의 단면도이다.
도 9f는 또 다른 실시예에 따른 개구를 가진 백플레인의 평면도이다.
도 9g는 또 다른 실시예에 따른 개구를 가진 백플레인의 평면도이다.
도 10은 백플레인에 개구를 가지고 패키지 내에 건조제를 가진 일실시예에 따른 패키지 구조의 단면도이다.
도 11a, 11b는 일실시예에 따른 패키지로부터 수증기를 제거하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 11c는 도 11b에 도시된 실시예의 평면도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 패키지로부터 수증기를 제거하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 패키지로부터 수증기를 제거하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 패키지로부터 수증기를 제거하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 패키지로부터 수증기를 제거하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 16a 내지 16c는 또 다른 실시예에 따른 패키지로부터 수증기를 제거하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 17a는 일실시예에 따른 개구를 밀봉하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 17b는 개구를 밀봉하기 전 도 17a에 도시된 실시예의 평면도이다.
도 18a 및 18b는 복수의 간섭 변조기를 포함하여 구성되는 시각 디스플레이 기기의 실시예를 보여주는 시스템 블록도이다.
본 발명의 기술분야는 미소 기전 시스템(MEMS: Micro Elelcro-Mechanical Systems) 및 이러한 시스템의 패키징에 관련된다. 보다 구체적으로, 본 발명의 기술분야는 간섭 변조기 및 주변 조건 하에서 상기 간섭 변조기를 제조하는 방법에 관한 것이다.
미소 기전 시스템은 미소 기계 소자, 액추에이터, 및 전자 기기를 포함한다. 미소 기계 소자는 침적(deposition), 에칭, 및/또는, 기판 및/또는 침적된 재료 층의 일부를 에칭으로 제거하거나 전기 기기 및 기전 기기를 만들기 위해 층을 부가 하는 그 밖의 기타 미소 기계 가공 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 미소 기전 시스템 기기의 한 형태로서 간섭 변조기가 있다. 여기서 사용하는 용어로서 간섭 변조기 또는 간섭 광 변조기라 함은 광 간섭의 원리를 이용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 기기를 의미한다. 특정 실시예에서, 간섭 변조기는 한 쌍의 도전성 플레이트를 포함할 수 있으며, 상기 도전성 플레이트 중 하나 또는 모두는 전체적 또는 부분적으로 투명하고 및/또는 반사성일 수 있고 적절한 전기적 신호를 인가하면 상대적으로 이동할 수 있다. 특정 실시예에서, 하나의 플레이트는 기판 상에 형성된 고정층을 포함하고 다른 하나의 플레이트는 에어갭에 의해 상기 고정층으로부터 분리된 금속막을 포함할 수 있다. 본원에서 보다 구체적으로 기술되는 바와 같이, 하나의 플레이트가 가진 다른 하나의 플레이트와 상대적인 위치에 의해 간섭 변조기에 입사되는 광의 광 간섭이 변화될 수 있다. 이러한 기기는 그 응용분야가 넓고, 이러한 형태의 기기의 특성을 활용 및/또는 개조하여, 그 특성이 기존의 제품을 개선하고 아직까지 개발되지 않은 새로운 제품을 창출하는 데에 이용될 수 있도록 하는 것은 해당 기술분야에서 매우 유익할 것이다.
본 발명은 디스플레이를 패키징하는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 시스템, 방법 및 기기는 각각 여러 가지 실시 태양을 가지고 있고, 그들 중 하나가 단독으로 모든 바람직한 특성을 나타내는 것은 아니다. 이 하에서 본 발명의 주요 특징을 설명하겠지만, 이것이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다. 이러한 점을 고려하여, “발명의 상세한 설명”을 읽고 나면, 본 발명의 특징적 구성이 어떻게 다른 디스플레이 기기에 비해 더 나은 장점을 제공하는지를 이해하게 될 것이다. 여기에 기술하는 실시예는 패키지 구조체 및 주변 조건에서 패키지 구조체를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예는, 간섭 변조기가 표면 상에 형성되어 있는 투명 기판을 제공하는 단계; 및 백플레인(backplane)과 상기 투명 기판 사이에 밀봉재를 적용함으로써 상기 투명 기판에 백플레인을 결합하여 패키지를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 간섭 변조기는 상기 패키지에 의해 캡슐화되고 상기 패키지는 적어도 하나의 개구를 가진 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법이다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 간섭 변조기가 표면 상에 형성되어 있는 투명 기판을 제공하는 단계; 및 백플레인과 상기 투명 기판 사이에 밀봉재를 적용함으로써 상기 투명 기판에 백플레인을 결합하여 패키지를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 간섭 변조기는 상기 패키지에 의해 캡슐화되고 상기 패키지는 적어도 하나의 개구를 가진 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법에 의해 제조되는 디스플레이 기기이다.
　　또 다른 실시예는, 광을 투과시키기 위한 투과 수단; 상기 투과 수단을 통하여 투과된 광을 변조하기 위한 변조 수단; 상기 변조 수단을 커버하기 위한 커버 수단; 및 상기 커버 수단을 상기 투과 수단에 결합하여 패키지를 형성하기 위한 밀봉 수단을 포함하고, 상기 커버 수단과 상기 밀봉 수단 중 어느 하나는 밀봉된 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미소 기전 시스템 기반 기기다.
또 다른 실시예는, 미소 기전 기기가 표면 상에 형성되어 있는 투명 기판; 백플레인; 및 상기 미소 기전 기기를 패키지 내에 캡슐화하기 위해 상기 백플레인을 상기 투명 기판에 결합시키도록 구성된 밀봉재를 포함하고, 상기 백플레인과 밀봉재 중 어느 하나는 밀봉된 개구를 가진 것을 특징으로 하는, 미소 기전 시스템 기반 기기다.
또 다른 실시예는, 미소 기전 기기가 표면 상에 형성되어 있는 투명 기판을 제공하는 단계; 백플레인과 상기 투명 기판 사이에 밀봉재를 적용함으로써 상기 투명 기판에 백플레인을 결합하여 패키지를 형성하는 단계(여기서, 상기 미소 기전 기기는 상기 패키지에 의해 캡슐화되고 상기 패키지는 적어도 하나의 개구를 가짐); 및 상기 적어도 하나의 개구를 통해 상기 패키지 내부로 가스를 도입함으로써 상기 패키지 내의 수분 함량을 감소시키는 단계를 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법이다.
또 다른 실시예는, 미소 기전 기기가 표면 상에 형성되어 있는 투명 기판을 제공하는 단계; 백플레인과 상기 투명 기판 사이에 밀봉재를 적용함으로써 상기 투명 기판에 백플레인을 결합하여 패키지를 형성하는 단계(여기서, 상기 미소 기전 기기는 상기 패키지에 의해 캡슐화되고 상기 패키지는 적어도 하나의 개구를 가짐); 및 상기 적어도 하나의 개구를 통해 상기 패키지 내부로 가스를 도입함으로써 상기 패키지 내의 수분 함량을 감소시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 디스플레이 기기이다.
또 다른 실시예는, 광을 투과시키기 위한 투과 수단; 상기 투과 수단을 통하여 투과된 광을 변조하기 위한 변조 수단; 상기 변조 수단을 커버하기 위한 커버 수단; 및 미소 기전 기기를 패키지 내에 캡슐화하도록 백플레인을 투명 기판에 결합하기 위한 밀봉 수단을 포함하고, 상기 패키지는 적어도 하나의 엔드실(endseal)을 구비하고, 상기 패키지 내의 수분 함량을 제거하기 위해, 상기 적어도 하나의 엔드실은 당해 엔드실이 밀봉되기 전에 가스가 유통할 수 있도록 구성된 디스플레이 기기이다.
또 다른 실시예는, 미소 기전 기기가 표면 상에 형성되어 있는 투명 기판; 백플레인; 및 상기 미소 기전 기기를 패키지 내에 캡슐화하도록 상기 백플레인을 상기 투명 기판에 결합시키는 밀봉재를 포함하고, 상기 밀봉재는 상기 백플레인과 상기 투명 기판 사이에 적용되고, 상기 패키지는 적어도 하나의 엔드실을 구비하고, 상기 패키지 내의 수분 함량을 제거하기 위해, 상기 적어도 하나의 엔드실은 당해 엔드실이 밀봉되기 전에 가스가 유통할 수 있도록 구성된 미소 기전 시스템 기반 기기이다.
이들 및 다른 본 발명의 태양이 이하의 설명 및 첨부된 도면에서 제시되겠지만, 이들은 본 발명을 예시적으로 나타내기 위한 것이지 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 방법과 방식으로 구현될 수 있다. 이하의 설명에서, 도면이 참조되는데, 전체 도면에 걸쳐 동일한 부분에 대해 동일한 번호가 사용된다. 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 상기 실시예들은 운동 상태의 이미지(예컨대, 비디오)이거나 정지 상태의 이미지(예컨대, 정지 화상), 또는 문서이거나 그림이거나를 불문하고 이미지를 표시하도록 되어 있는 것이면 어느 기기에서나 실현될 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 실시예들은, 한정되지는 않지만, 예컨대, 이동전화기, 무선 기기, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 손에 들고 다니거나 휴 대할 수 있는 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이터, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔, 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비전 모니터, 평판 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이(예컨대, 주행 거리계 디스플레이), 조종석 제어 장치 및/또는 디스플레이, 감시 카메라의 디스플레이(예컨대, 자동차에서의 후방 감시 카메라의 디스플레이), 전자 사진 액자, 전자 게시판 또는 전자 표시기, 프로젝터, 건축 구조물, 포장물, 및 미적 구조물(예컨대, 보석 상의 이미지 디스플레이) 등과 같은 다양한 전자 기기와 같은 다양한 전자 기기 또는 그와 관련된 것에서 실현될 수 있다. 또한, 여기서 개시한 미소 기전 시스템 기기와 유사한 구조의 기기를 전자 스위칭 기기와 같은 비(非)디스플레이 분야에 사용할 수도 있다.
간섭계 미소 기전 시스템 디스플레이 소자를 포함하여 구성된 간섭 변조기 디스플레이의 일실시예가 도 1에 도시되어 있다. 이러한 기기에서, 픽셀은 밝은 상태 또는 어두운 상태 중 하나의 상태로 된다. 밝은 상태(“온 상태” 또는 “개방 상태”)에서는, 디스플레이 소자가 입사되는 가시광의 대부분을 사용자에게 반사한다. 어두운 상태(“오프 상태” 또는 “패쇄 상태”)에서는, 디스플레이 소자가 입사되는 가시광을 사용자에게 거의 반사하지 않는다. 실시예에 따라서는, “ 온 상태”와 “오프 상태”의 광 반사 특성이 반대로 바뀔 수도 있다. 미소 기전 시스템 픽셀은 선택된 컬러를 두드러지게 반사하여 흑백뿐 아니라 컬러 디스플레이도 가능하도록 구성될 수 있다.
도 1은 영상 디스플레이의 일련의 픽셀들에서 인접하는 두 개의 픽셀을 나타낸 등각투영도다. 여기서, 각 픽셀은 미소 기전 시스템의 간섭 변조기를 포함하여 구성된다. 일부 실시예에서, 간섭 변조기 디스플레이는 이들 간섭 변조기들의 행렬 어레이을 포함하여 구성된다. 각각의 간섭 변조기는, 적어도 하나의 치수가 가변적인 공진 광학 캐비티를 형성하도록 서로 가변적이고 제어가능한 거리를 두고 배치되어 있는 한 쌍의 반사층을 포함한다. 일실시예에서, 이 반사층들 중 하나가 두 개의 위치 사이에서 이동될 수 있다. 본 명세서에서 해방 상태(relaxed state)라 지칭하는 제1 위치에서, 이동가능한 층은 부분적으로 반사하는 고정된 층으로부터 비교적 큰 거리를 두고 위치한다. 제2 위치에서, 이동가능한 층은 부분적으로 반사하는 층에 보다 가까이 인접하여 위치한다. 두 개의 층으로부터 반사되는 입사광은 이동가능한 반사층의 위치에 따라 보강적으로 또는 상쇄적으로 간섭하여, 각 픽셀을 전체적으로 반사 상태 또는 비반사 상태로 만든다.
도 1에 도시된 부분의 픽셀 어레이는 두 개의 간섭 변조기(12a, 12b)를 포함한다. 좌측에 있는 간섭 변조기(12a)에서는, 이동가능하고 반사성이 높은 층(14a)이 부분적으로 반사하는 고정된 층(16a)으로부터 소정의 거리를 두고 해방 위치에 있는 것이 도시되어 있다. 우측에 있는 간섭 변조기(12b)에서는, 이동가능하고 반사성이 높은 층(14b)이 부분적으로 반사하는 고정된 층(16b)에 인접한 작동 위치에 있는 것이 도시되어 있다.
고정된 층(16a, 16b)은 전기적으로 도전성을 가지고 있고, 부분적으로 투명하며, 부분적으로 반사성을 가지고 있고, 예컨대 투명 기판(20) 상에 크롬과 인듐주석산화물(ITO)로 된 하나 이상의 층을 침적시킴으로써 제조될 수 있다. 이들 층을 병렬 스트립으로 패턴화하여, 이하에서 설명하는 바와 같이, 디스플레이의 수평열 전극(row 전극)을 형성할 수 있다. 이동가능한 층(14a, 14b)은, 포스트(18)와 이 포스트들 사이에 개재된 희생 재료의 표면에 침적된 금속층(들)으로 된 일련의 병렬 스트립(수평열 전극(16a, 16b)에 수직하는)으로 형성될 수 있다. 희생 재료을 에칭하여 제거하면, 변형가능한 금속층(14a, 14b)이 에어갭(19)에 의해 고정된 금속층으로부터 이격된다. 변형가능한 층은 알루미늄과 같이 도전성과 반사성이 높은 재료를 이용하여 형성할 수 있고, 이것의 스트립은 디스플레이 기기의 수직열 전극(column electrodes)을 형성할 수 있다.
전압이 인가되지 않으면, 층(14a)과 층(16a) 사이에 캐비티(19)가 그대로 존재하게 되어, 변형가능한 층이 도 1의 픽셀(12a)로 도시된 바와 같이 기계적으로 해방된 상태로 있게 된다. 그러나, 선택된 행과 열에 전위차가 인가되면, 해당하는 픽셀에서 수평열 전극과 수직열 전극이 교차하는 지점에 형성된 커패시터가 충전되어, 정전기력이 이들 전극을 서로 당기게 된다. 만일 전압이 충분히 높다면, 이동가능한 층이 변형되어, 도 1에서 우측에 도시된 픽셀(12b)과 같이, 고정된 층에 대해 힘을 받게 된다(도 1에는 도시하지 않았지만, 단락을 방지하고 이격 거리를 제어하기 위해 고정된 층 상에 유전 재료를 배치할 수 있다). 이러한 양상은 인가된 전위차의 극성에 관계없이 동일하다. 이러한 방식으로, 반사와 비반사의 픽셀 상태를 제어할 수 있는 수평열/수직열 구동은 종래의 액정 디스플레이나 다른 디스플레이 기술에서 사용되었던 방식과 여러 가지 면에서 유사하다.
도 2 내지 5b는 디스플레이 응용분야에서 간섭 변조기의 어레이를 이용하기 위한 공정 및 시스템의 일례를 보여준다.
도 2는 본 발명의 여러 측면을 포함할 수 있는 전자 기기의 일실시예를 나타낸 시스템 블록도이다. 본 실시예에서는, 전자 기기가 프로세서(21)를 포함한다. 이 프로세서(21)는 ARM, Pentium®, Pentium II®, Pentium III®, Pentium IV®, Pentium® Pro, 8051, MIPS®, Power PC®, ALPHA® 등과 같은 범용의 단일칩 또는 멀티칩 마이크로프로세서나, 또는 디지털 신호 처리기, 마이크로컨트롤러, 프로그래머블 게이트 어레이 등과 같은 특정 목적의 마이크로프로세서일 수 있다. 해당 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 프로세서(21)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행하도록 구성될 수 있다. 오퍼레이팅 시스템을 실행하는 것 외에도, 프로세서는 웹 브라우저, 전화 응용프로그램, 이메일 프로그램, 또는 임의의 다른 소프트웨어 응용프로그램을 포함하여 하나 이상의 소프트웨어 응용프로그램을 실행하도록 구성될 수 있다.
일실시예에서, 프로세서(21)는 또한 어레이 컨트롤러(22)와 통신하도록 구성된다. 일실시예에서, 어레이 컨트롤러(22)는 디스플레이 어레이 또는 패널(30)에 신호를 제공하는 수평열 구동 회로(24) 및 수직열 구동 회로(26)를 포함한다. 도 2에서 1-1의 선을 따라 절단한 어레이의 단면도가 도 1에 도시되어 있다. 미소 기전 시스템의 간섭 변조기에 대한 수평열/수직열 구동 프로토콜은 도 3에 도시된 기기의 히스테리시스 특성을 이용할 수 있다. 이동가능한 층을 해방 상태에서 작동 상태로 변형시키기 위해, 예컨대, 10볼트의 전위차가 요구될 수 있다. 그러나, 전압이 그 값으로부터 감소할 때, 전압이 10볼트 이하로 떨어지더라도 이동가능한 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 실시예에서, 이동가능한 층은 전압이 2볼트 이하로 떨어질 때까지는 완전히 해방되지 않는다. 따라서, 기기가 해방 상태 또는 작동 상태 중 어느 하나의 상태로 안정되는 인가 전압 영역이 존재하는 전압의 범위가 있다. 도 3에서는 약 3∼7 볼트가 예시되어 있다. 이것을 여기서는 “히스테리시스 영역” 또는 “안정 영역”이라고 부른다. 도 3의 히스테리시스 특성을 가진 디스플레이 어레이에서는, 수평열/수직열 구동 프로토콜은, 수평열 스트로브(row strobe)가 인가되는 동안에 스트로브가 인가된 수평열에 있는 픽셀들 중에 작동되어야 픽셀들은 약 10볼트의 전위차에 노출되고, 해방되어야 할 픽셀들은 0(영)볼트에 가까운 전위차에 노출되도록 설계될 수 있다. 스트로브를 인가한 후에는, 픽셀들이 수평열 스트로브에 의해 어떠한 상태가 되었든지 간에 그 상태로 유지되도록 약 5볼트의 정상 상태 전압차를 적용받는다. 기록된 후에, 각 픽셀은 본 실시예에서는 3∼7볼트인 “안정 영역” 내의 전위차를 가진다. 이러한 구성으로 인해, 도 1에 도시된 픽셀 구조가 동일한 인가 전압의 조건 하에서 작동 상태든 해방 상태든 기존의 상태로 안정되게 된다. 작동 상태로 있든 해방 상태로 있든, 간섭 변조기의 각 픽셀은 필연적으로 고정된 반사층과 이동하는 반사층에 의해 형성되는 커패시터이기 때문에, 이 안정된 상태는 히스테리시스 영역 내의 전압에서 거의 전력 낭비 없이 유지될 수 있다. 인가 전위가 고정되어 있으면, 필연적으로 픽셀에 유입되는 전류는 없다.
전형적인 응용예로서, 첫번째 수평열에 있는 소정 세트의 작동된 픽셀에 따라 한 세트의 수직열 전극을 어서팅(asserting)함으로써 디스플레이 프레임을 만들 수 있다. 그런 다음, 수평열 펄스를 수평열 1의 전극에 인가하여 어서트된 수직열 라인에 대응하는 픽셀들을 작동시킨다. 그러면, 수직열 전극의 어서트된 세트가 두번째 수평열에 있는 소정 세트의 작동된 픽셀에 대응하도록 변경된다. 그런 다음, 펄스를 수평열 2의 전극에 인가하여 어서트된 수직열 전극에 따라 수평열 2에서의 해당하는 픽셀을 작동시킨다. 수평열 1의 픽셀들은 수평열 2의 펄스에 영향을 받지 않고, 수평열 1의 펄스에 의해 설정되었던 상태를 유지한다. 이러한 동작을 순차적으로 전체 수평열에 대해 반복하여 프레임을 생성할 수 있다. 일반적으로, 이러한 프레임들은 초당 소정 수의 프레임에 대해 이러한 처리를 계속해서 반복함으로써 리프레시(refresh)되거나, 및/또는 새로운 디스플레이 데이터로 갱신된다. 수평열 및 수직열 전극을 구동하여 디스플레이 프레임을 생성하는 많은 다양한 프로토콜이 잘 알려져 있고, 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다.
도 4, 5a 및 5b는 도 2의 3×3 어레이 상에서 디스플레이 프레임을 생성하기 위한 하나의 가능한 구동 프로토콜을 나타낸 것이다. 도 4는 도 3의 히스테리시스 곡선을 보여주는 픽셀들에 사용될 수 있는 수직열 및 수평열의 가능한 전압 레벨 세트를 보여준다. 도 4의 실시예에서, 픽셀을 작동시키기 위해, 해당하는 수직열 은 -Vbias로 설정하고 해당하는 수평열은 +ΔV로 설정한다. 각각의 전압은 -5볼트 및 +5볼트에 대응할 수 있다. 픽셀을 해방시키기 위해서는, 해당하는 수직열은 +Vbias로 설정하고, 해당하는 수평열은 동일한 값의 +ΔV로 설정하여 픽섹에 걸리는 전위차가 0(영)볼트가 되도록 한다. 수평열의 전압이 0(영)볼트로 되어 있는 수평열에서는, 수직열이 +Vbias이든 -Vbias이든 관계없이 픽셀들이 원래의 상태로 안정된다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 것과 극이 반대인 전위차를 이용할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 픽셀을 작동시키기 위해 해당 수직열을 +Vbias로 설정하고, 해당 수평열을 -ΔV로 설정할 수 있다. 본 실시예에서, 픽셀을 해방시키기 위해서는, 해당하는 수직열은 -Vbias로 설정하고, 해당하는 수평열은 동일한 값의 -ΔV로 설정하여, 픽셀에 걸리는 전위차가 0(영)볼트가 되도록 한다.
도 5b는 도 2의 3×3 어레이에 인가되는 일련의 수평열 및 수직열 신호를 보여주는 타이밍도이며, 그 결과로서 작동된 픽셀들이 비반사성인 도 5a에 도시된 디스플레이 배열이 얻어진다. 도 5a에 도시된 프레임을 기록하기 전에, 픽셀들은 어떤 상태로 되어 있어도 무방하다. 본 예에서는, 모든 수평열들이 0(영)볼트이고, 모든 수직열들이 +5볼트이다. 이러한 인가 전압으로, 모든 픽셀들은 기존의 작동 상태 또는 해방 상태로 안정되어 있다.
도 5a의 프레임에서, (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) 및 (3,3)의 픽셀들이 작동된다. 이를 구현하기 위해, 수평열 1에 대한 “라인 시간” 동안, 수직열 1과 2는 -5볼트로 설정되고, 수직열 3은 +5볼트로 설정된다. 이것은 어느 픽셀의 상태도 바꾸지 않는다. 왜냐하면, 모든 픽셀들이 3-7볼트의 안정 영역 내에 있기 때문이다. 그런 다음, 수평열 1에 0볼트에서 5볼트로 상승한 후 다시 0볼트로 되는 펄스를 가진 스트로브를 인가한다. 이것은 (1,1) 및 (1,2)의 픽셀을 작동시키고 (1,3)의 픽셀을 해방시킨다. 어레이의 다른 픽셀들은 영향을 받지 않는다. 수평열 2를 원하는 대로 설정하기 위해, 수직열 2를 -5볼트로 설정하고, 수직열 1 및 3은 +5볼트로 설정한다. 동일한 스트로브를 수평열 2에 인가하면, (2,2)의 픽셀이 작동되고, (2,1) 및 (2,3)의 픽셀이 해방된다. 여전히, 어레이의 다른 픽셀들은 영향을 받지 않는다. 수직열 2 및 3을 -5볼트로 설정하고 수직열 1을 +5볼트로 설정함으로써, 수평열 3도 마찬가지의 방법으로 설정될 수 있다. 수평열 3에 대한 스트로브로 인해 수평열 3의 픽셀들도 도 5a에 도시된 바와 같이 설정된다. 프레임을 기록한 후에, 수평열 전위는 0(영)이고, 수직열 전위는 +5볼트 또는 -5볼트로 남아있으므로, 디스플레이는 도 5a의 배열로 안정된다. 수십 또는 수백의 수평열 및 수직열로 된 어레이에 대해 동일한 처리가 행해질 수 있다는 것은 잘 알 수 있을 것이다. 또한, 수평열 및 수직열의 구동을 위해 사용되는 전압의 타이밍, 순서 및 레벨은 위에서 설명한 전반적인 원리 내에서 폭 넓게 변동될 수 있으며, 전술한 예는 단지 예시적인 것이고, 임의의 작동 전압 방법을 전술한 시스템 및 방법과 함께 이용할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 6a 및 6b는 디스플레이 기기(40)의 실시예를 나타내는 시스템 블록도이다. 디스플레이 기기(40)는, 예컨대, 휴대 전화기일 수 있다. 그러나, 디스플레 이 기기(40)의 동일한 구성요소 또는 그것을 약간 변경한 것도 텔레비전 및 이동형 미디어 재생기와 같은 여러 가지 형태의 디스플레이 기기를 예시하는 것이다.
디스플레이 기기(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(44), 입력 기기(48), 및 마이크(46)를 포함한다. 하우징(41)은 일반적으로 사출 성형이나 진공 성형을 포함하여 해당 기술분야에서 잘 알려진 여러 가지 제조 공정 중 어느 것에 의해서도 제조될 수 있다. 또한, 하우징(41)은, 한정되는 것은 아니지만, 플라스틱, 금속, 유리, 고무, 및 세라믹 또는 이들의 조합을 포함하여 여러 가지 재료 중 어느 것으로도 만들어질 수 있다. 일실시예에서, 하우징(41)은 분리가능한 부분(도시되지 않음)을 포함하고, 이 분리가능한 부분은 다른 색깔이나 다른 로고, 그림 또는 심볼을 가진 다른 분리가능한 부분으로 교체될 수 있다.
본 예의 디스플레이 기기(40)의 디스플레이(30)는, 여기서 개시한 쌍안정(bi-stable) 디스플레이를 포함하여, 여러 가지 디스플레이 중 어느 것이어도 무방하다. 다른 실시예에서, 디스플레이(30)는, 상술한 바와 같은, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD, 또는 TFT LCD 등과 같은 평판 디스플레이와, 해당 기술분야에서 당업자에게 잘 알려진 바와 같은, CRT나 다른 튜브 디스플레이 기기 등과 같은 비평판 디스플레이를 포함한다. 그러나, 본 실시예를 설명하기 위해, 디스플레이(30)는 여기서 설명하는 바와 같이 간섭 변조기 디스플레이를 포함한다.
예시된 디스플레이 기기(40)의 일실시예에서의 구성요소가 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예의 디스플레이 기기(40)는 하우징(41)을 포함하고, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되어 있는 구성요소들을 추가로 포함할 수 있 다. 예컨대, 일실시예에서, 본 예의 디스플레이 기기(40)가 송수신기(47)와 연결된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함할 수 있다. 송수신기(47)는 프로세서(21)에 연결되어 있고, 프로세서(21)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning hardware)(52)에 연결되어 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 고르게 하도록(예컨대, 신호를 필터링하도록) 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(44)와 마이크(46)에 연결되어 있다. 프로세서(21)는 입력 기기(48)와 드라이버 컨트롤러(29)에도 연결되어 있다. 드라이버 컨트롤러(29)는 프레임 버퍼(28)와 어레이 드라이버(22)에 연결되어 있고, 어레이 드라이버는 디스플레이 어레이(30)에 연결되어 있다. 전원(50)은 예시된 디스플레이 기기(40)의 특정 설계에 따라 요구되는 모든 구성요소에 전력을 공급한다.
네트워크 인터페이스(27)는 예시된 디스플레이 기기(40)가 네트워크를 통해 하나 이상의 기기들과 통신할 수 있도록 안테나(43)와 송수신기(47)를 포함한다. 일실시예에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)의 부담을 경감하기 위해 어느 정도의 처리 능력을 가질 수도 있다. 안테나(43)는 신호를 송수신하는 것으로서, 해당 기술분야의 당업자에게 알려진 어떠한 안테나라도 무방하다. 일실시예에서, 안테나는 IEEE 802.11(a), (b), 또는 (g)를 포함하여 IEEE 802.11 표준에 따라 RF 신호를 송수신한다. 다른 실시예에서, 안테나는 블루투스 표준에 따라 RF 신호를 송수신한다. 휴대 전화기의 경우, 안테나는 CDMA, GSM, AMPS 또는 무선 휴대폰 네트워크를 통한 통신에 사용되는 공지의 다른 신호를 수신하도록 설계된다. 송수신기(47)는 안테나(43)로부터 수신한 신호를, 프로세서(21)가 수신하여 처리할 수 있도록 전처리한다. 또한, 송수신기(47)는 프로세서(21)로부터 수신한 신호를, 안테나(43)를 통해 본 예의 디스플레이 기기(40)로부터 전송될 수 있도록 처리한다.
다른 실시예에서, 송수신기(47)를 수신기로 대체할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)로 전송될 lal지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스로 대체될 수 있다. 예컨대, 이미지 소스는 이미지 데이터를 담고 있는 DVD나 하드디스크 드라이브일 수도 있고, 이미지 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수도 있다.
프로세서(21)는 일반적으로 예시된 디스플레이 기기(40)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27)나 이미지 소스로부터 압축된 이미지 데이터 등을 수신하여, 이를 본래의 이미지 데이터 또는 본래의 이미지 데이터로 처리될 수 있는 포맷으로 가공한다. 그런 다음, 프로세서(21)는 가공된 데이터를 드라이버 컨트롤러(29)나 저장을 위한 프레임 버퍼(28)로 보낸다. 전형적으로, 본래의 데이터는 이미지 내의 각 위치에 대한 이미지 특성을 나타내는 정보를 말한다. 예컨대, 그러한 이미지 특성은 컬러, 채도, 명도(그레이 스케일 레벨)를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 프로세서(21)는 마이크로컨트롤러, CPU, 또는 예시된 디스플레이 기기(40)의 동작을 제어하는 논리 유닛을 포함한다. 일반적으로, 컨디셔닝 하드웨어(52)는, 스피커(44)로 신호를 보내고 마이크(46)로부터 신호를 받기 위해, 증폭기와 필터를 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 예시된 디스플레이 기기(40) 내의 별도의 구성요소일 수도 있고, 또는 프로세서(21)나 다른 구성요소 내에 통합되어 있을 수도 있다.
드라이버 컨트롤러(29)는 프로세서(21)에 의해 생성된 본래의 이미지 데이터를 이 프로세서(21)로부터 직접 또는 프레임 버퍼(28)로부터 받아서, 이를 어레이 드라이버(22)에 고속으로 전송하기에 적합한 포맷으로 재구성한다. 구체적으로, 드라이버 컨트롤러(29)는 디스플레이 어레이(30)를 가로질러 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가지도록 본래의 이미지 데이터를 래스터(raster)와 같은 포맷을 가진 데이터 흐름으로 재구성한다. 그런 다음, 드라이버 컨트롤러(29)는 재구성된 정보를 어레이 드라이버(22)로 보낸다. 종종 액정 디스플레이의 컨트롤러 등과 같은 드라이버 컨트롤러(29)가 독립형 집적 회로(stand-alone IC)로서 시스템 프로세서(21)와 통합되기도 하지만, 이러한 컨트롤러는 여러 가지 방법으로 구현될 수 있다. 이러한 컨트롤러는 프로세서(21)에 하드웨어로서 내장될 수도 있고, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수도 있다.
전형적으로, 어레이 드라이버(22)는 드라이버 컨트롤러(29)로부터 재구성된 정보를 받아서, 이 비디오 데이터를 디스플레이의 x-y 행렬의 픽셀들로부터 이어져 나온 수 백 때로는 수 천 개의 리드선에 초당 수 회에 걸쳐 인가되는 병렬의 파형 세트로 변환한다.
일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(29), 어레이 드라이버(22), 및 디스플레이 어레이(30)는 여기서 기술한 어떠한 형태의 디스플레이에 대해서도 적합하다. 예컨대, 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(29)는 종래의 디스플레이 컨트롤러 또는 쌍안정 디스플레이 컨트롤러(예컨대, 간섭 변조기 컨트롤러)이다. 또 다른 실시예에서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예컨대, 간섭 변조기 디스플레이)이다. 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(29)는 어레이 드라이버(22)와 통합되어 있다. 그러한 예는 휴대폰, 시계 및 다른 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에서는 일반적인 것이다. 또 다른 실시예에서, 디스플레이 어레이(30)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예컨대, 간섭 변조기 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.
입력 기기(48)는 사용자로 하여금 예시된 디스플레이 기기(40)의 동작을 제어할 수 있도록 한다. 일실시예에서, 입력 기기(48)는 쿼티(QWERTY) 키보드나 전화기 키패드등의 키패드, 버튼, 스위치, 터치 스크린, 감압형 막 또는 감열형 막을 포함한다. 일실시예에서, 마이크(46)는 예시된 디스플레이 기기(40)의 입력 기기이다. 기기에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우에, 예시된 디스플레이 기기(40)의 동작을 제어하기 위해 사용자는 음성 명령을 제공할 수 있다.
전원(50)은 해당 기술분야에서 잘 알려진 여러 가지 에너지 저장 기기를 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 전원(50)은 니켈-카드뮴 전지나 리튬-이온 전지와 같은 재충전가능한 전지이다. 또 다른 실시예에서, 전원(50)은 재생가능한 에너지 소스, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지와 태양 전지 도료를 포함하는 태양 전지이다. 또 다른 실시예에서, 전원(50)은 콘센트로부터 전력을 공급받도록 구성된다.
몇몇 구현예에서는, 상술한 바와 같이, 전자 디스플레이 시스템 내의 여러 곳에 위치될 수 있는 드라이버 컨트롤러의 제어를 프로그래머블하게 구성할 수 있다. 몇몇 경우에는 컨트롤의 프로그램성은 어레이 드라이버(22)에 있다. 해당 기술분야의 당업자라면 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소로도 상술한 최적화 상태를 구현할 수 있고, 또 여러 가지 다양한 구성으로 구현할 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
위에서 설명한 원리에 따라 동작하는 간섭 변조기의 상세한 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 도 7a 내지 7c는 이동형 미러 구조의 세 가지 서로 다른 실시예를 나타낸다. 도 7a는 도 1의 실시예의 단면도로서, 여기에서는 금속 재료로 된 스트립(14)이 직각을 이루고 연장되는 지지대(18) 상에 설치되어 있다. 도 7b에서는, 이동가능한 반사 재료(14)가 연결선(32)에 의해 그 코너에서만 지지대에 부착되어 있다. 도 7c에서는, 이동가능한 반사 재료(14)가 변형가능한 층(34)에 매달려 있다. 이 실시예는, 반사 재료(14)에 대한 구조적 설계와 재료는 광학 특성에 대해 최적화될 수 있고, 변형가능한 층(34)에 대한 구조적 설계와 재료는 원하는 기계적 특성에 대해 최적화될 수 있기 때문에 유용하다. 여러 가지 형태의 간섭 기기의 제조에 대해, 예컨대 미국특허공개 제2004/0051929호를 포함하여 여러 공개 문헌에 기술되어 있다. 일련의 재료 침적, 패터닝 및 에칭 단계들을 포함하여, 상술한 구조를 제조하기 위해 다양한 공지 기술이 사용될 수 있다.
간섭 변조기를 위한 패키징 기술을 이하에 보다 구체적으로 설명한다. 간섭 변조기는 전형적으로, 이동이 이루어지는 보호 공간을 필수적으로 가진 이동가능한 미러( 14a, 14b)와 같은 이동하는 부분을 포함한다. 간섭 변조기용 기본적 패키지 구조(700)의 개략도를 도 8에 예시한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 기본적 패키지 구조(700)는 투명 기판(710) 및 백플레인 커버, 즉 “캡”(720)을 포함한다. 도 8에 예시한 바와 같이, 간섭 변조기(730)는 패키지 구조(700) 내에 캡슐화되어 있다. 백플레인(720) 및 투명 기판(710)은 함께 밀봉되어 환경 중 유해 인자로부터 간섭 변조기(730)를 보호하는 것이 바람직하다.
도 8에 도시한 실시예에 따른 간섭 변조기의 패키징 방법을 이하에서 보다 구체적으로 설명한다. 여기서 설명하는 패키지 및 패키징 방법은, 한정되지 않지만, 앞에서 설명한 간섭 변조기를 포함한 임의의 간섭 변조기를 패키징하는 데 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 간섭 변조기(730)는 투명 기판을 통하여 광을 반사하도록 구성되어 있고, 이동가능한 미러(14a, 14b)와 같은 이동하는 부분을 포함한다. 따라서, 상기 이동하는 부분이 이동할 수 있게 하려면, 갭 또는 캐비티(770)를 상기 이동하는 부분과 백플레인(720) 사이에 형성하는 것이 바람직하다. 갭 또는 캐비티(770)에 의해서 간섭 변조기(730)의 이동가능한 미러( 14a, 14b)와 같은 기계적인 부분의 이동이 가능하다. 도 8에 도시된 바와 같이, 일실시예에서, 리세스 영역을 가진 백플레인(720)이 투명 기판(710)에 결합될 때 갭 또는 캐비티(770)가 형성된다.
투명 기판(710)은 박막, 미소 기전 시스템 기기를 탑재할 수 있는 투명한 물질이면 어느 것이나 가능하다. 그러한 투명한 물질로는, 한정되지는 않지만, 유리, 플라스틱, 및 투명한폴리머가 포함된다. 이미지는 영상 표시면으로서 기능하 는 투명 기판(710)을 통하여 표시된다.
일실시예에 따르면, 간섭 변조기(730)는 투명 기판(710) 상에 형성되는 것이 바람직하다. 간섭 변조기(730)의 고정된 미러(16a, 16b)는 투명 기판(710)에 인접해 있고, 이동가능한 미러(14a, 14b)는 고정된 미러(16a, 16b) 상부에 형성됨으로써 이동가능한 미러(14a, 14b)는 도 8에 도시된 실시예의 패키지 구조(700)의 캐비티(770) 내에서 이동할 수 있음을 이해할 것이다.
간섭 변조기(730)를 형성하기 위해, 일실시예에서, 투명 기판(710)을 산화인듐주석(ITO)으로 피복한다. ITO는 화학증착법(CVD) 및 스퍼터링을 포함하는 표준 침적 기술에 의해, 바람직하게는 약 500 ?의 두께로 형성될 수 있다. 크롬으로 된 상대적으로 얇은 층을 ITO 상에 형성하는 것이 바람직하다. 다음으로, ITO/크롬 이중층을 에칭하고 수직열로 패터닝하여 수직열 전극(16a, 16b)을 형성한다. 이산화규소(SiO2)로 된 층을 ITO/크롬 수직열 상에 형성함으로써 부분적으로 반사성인 고정된 미러(16a, 16b)를 생성하는 것이 바람직하다. 고정된 미러(16a, 16b)와 이동가능한 미러(14a, 14b) 사이에 공진하는 광학적 캐비티를 생성하기 위해, 실리콘(Si)으로 된 희생층을 상기 구조체 상에 침적(추후 해방)시키는 것이 바람직하다. 다른 실시예에서, 이 희생층을 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 또는 티타늄(Ti)으로 형성할 수 있다.
바람직하게 알루미늄으로 형성된 또 다른 미러 층은 실리콘으로 된 희생층 위에 침적되어 간섭 변조기(730)의 이동가능한 미러(14a, 14b)를 형성한다. 이 미 러 층은 침적되고 수직열 전극(16a, 16b)에 직교하는 수평열로 패터닝되어 전술한 행렬 어레이를 형성한다. 다른 실시예에서, 이 미러 층은, 예컨대, 은(Ag)이나 금(Au)과 같은 반사성이 높은 금속을 포함할 수 있다. 다르게는, 이 미러 층은 적절한 광학적, 기계적 성질을 부여하도록 구성된 금속의 스택(stack)일 수 있다.
실리콘으로 된 희생층은 이동가능한 미러(14a, 14b)가 형성된 후, 바람직하게는 가스 에칭 공정을 이용하여 제거되어, 고정된 미러(16a, 16b)와 이동가능한 미러(14a, 14b) 사이에 광학적 캐비티를 형성한다. 일실시예에서, 이 희생층은, 이하에서 보다 구체적으로 설명하게 되는 바와 같이 백플레인과 테두리 밀봉재 중 어느 하나에 있는 개구를 통해 백플레인이 투명 기판에 결합된 후 제거된다. 실리콘으로 된 희생층을 제거하는 데에는 표준 에칭 기술을 이용할 수 있다. 특별한 해방 에칭은 해방시키고자 하는 재료에 의존한다. 예컨대, 실리콘 희생층을 제거하는 데에 이플루오르화 크세논(XeF2)을 이용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 미러들(16a, 16b, 14a, 14b) 사이의 실리콘 희생층은 백플레인(720)이 투명 기판(710)에 결합되기 전에 제거된다. 당업자는 간섭 변조기(730)의 각각의 층이 표준 침적 기술 및 표준 포토리소그라피 기술을 이용하여 바람직하게 침적되고 패터닝된다는 것을 이해할 것이다.
당업자는 백플레인(720)이 기계적 기능을 제공하여 주변 환경에 있는 오염물로부터 간섭 변조기(730)를 포호한다는 것을 이해할 것이다. 백플레인(720)은 투명 기판(710) 및 밀봉재(740)(이하에서 보다 구체적으로 설명함)와 함께 기계적 간 섭, 습기, 및 오염 가스가 도래하여 패키지(700) 내의 간섭 변조기(730)를 잠재적으로 손상시키는 것을 방지한다. 따라서, 백플레인(720)은 투명하거나 불투명한 것, 전도성이거나 절연성인 것에 관계없이 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 백플레인(720)용으로 적합한 재료로는, 한정되지는 않지만, 유리(예컨대, 플로트 유리, 1737, 소다석회 유리), 플라스틱, 세라믹, 폴리머, 라미네이트, 및 금속과 금속박(예컨대, 스테인리스강 (SS302, SS410), 코바르(Kovar), 도금된 코바르) 등이 포함된다.
밀봉 수단 또는 밀봉재(740)는 전형적으로 투명 기판(710)과 백플레인(720)을 결합하여 패키지 구조(700)를 형성하도록 제공된다. 밀봉재(740)는 전형적으로 종래의 에폭시계 접착제와 같은 반밀폐성(semi-hermetic) 밀봉재이다. 다른 실시예에서, 밀봉재(740)는, 여러 가지 형태의 밀봉재 중에서, 폴리이소부틸렌(PIB), o-링, 폴리우레탄, 박막 금속 웰드(weld), 액체 스핀온(spin-on) 유리, 땜납, 폴리머, 또는 플라스틱일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 밀봉재(740)는 밀폐성(hermetic) 밀봉재일 수 있다.
백플레인(720)과 투명 기판(710)이 결합되고 나면, 밀봉재(740)를 경화시켜 굳힌다. 당업자는 백플레인(720)과 투명 기판(710) 사이에서 경화될 수 있는 밀봉재(740)는 패키지 구조(700)를 개별적 어레이로 분할한 후 적용할 수 있는 밀봉재와 상이하다는 것을 이해할 것이다.
일반적으로, 여러 개의 간섭 변조기의 어레이를 하나의 투명 기판 상에 제조하고, 백플레인을 적용한 다음, 상기 구조체를 개별적 어레이로 분할하는 것이 바 람직하다. 밀봉재(740)가 경화되고 나면, 구조체를 기계적으로 또는 레이저 스크라이빙하거나, 그렇지 않으면 분할을 위해 준비할 수 있다. 다른 여러 인자와 아울러 밀봉재(740)에 따라, 상기 분할 후에 개별적 패키지 구조 또는 어레이에 엔드실을 적용하는 것이 필요할 수도 있다.
엔드실 개구를 가진 패키지 구조(800)의 일실시예의 측면도가 도 9a에 도시되어 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 엔드실 개구는 전형적으로, 다른 연속적 테두리 밀봉재에 있는 개구(도 9b에 도시된 바와 같이), 또는 백플레인(820)에 있는 개구나 홀(850)이다. 도 9c는 도 9b에 도시한 실시예의 평면도이다. 도 9b 및 9c에 도시한 바와 같이, 테두리 밀봉재는 연속적으로 분배되어 있지 않고 밀봉재(840) 내에 개구(860)를 남긴다.
도 9d 내지 9g에 도시한 바와 같이, 백플레인에는 하나 이상의 개구(850)가 있을 수 있음을 이해할 것이다. 도 9a에 도시한 실시예에서, 개구 또는 홀(850)은, 예컨대, 금속이나 유리 캡, 금속박, 접착제, 땜납, 또는 UV나 열경화성 폴리머로 패키지(800)를 마감하기 위해 엔드실이나 밀봉된 개구를 형성하도록 폐쇄될 수 있다.
금속 캡에 있어서는 다른 용도가 있음을 알 수 있다. 예컨대, 금속 캡은, 무선 주파수(RF) 신호와 함께 사용하는 전자 인터페이스를 포함할 수 있는 인쇄 회로 기판(PCB) 백플레인으로 형성된 백플레인과 함께 사용될 수 있다. PCB백플레인은 백플레인 내에 결합되어 있는 회로를 보호하는 역할뿐 아니라 RF 회로 니즈를 높여줄 수 있다. 예컨대, 금속 캡은 RF 향상 또는 보호를 위해 포함될 수 있다. 한정되지는 않지만, 휴대폰용 안테나로서 금속 백플레인 또는 금속 캡의 용도를 포함하여, 안테나 속성도 PCB백플레인 또는 간섭 변조기에 결부시킬 수 있다.
패키징 공정에서 그러한 개구 또는 홀(850)을 이용함으로써 압력 조절 챔버의 외부에서 주변 조건 하에 패키징이 이루어질 수 있다. 일반적으로, 주변 조건은 입자 없는 클린룸 내의, 전형적으로 온도가 약 70℉이고 상대습도가 약 40∼60% 범위, 보다 바람직하게는 약 50%인 실험실 조건이다. 개구 또는 홀(850)에 의해 패키지(800) 내부의 압력이 빠져나갈 수 있고, 그 결과 패키지(800) 내부에서 압력이 증가되지 않기 때문에 결합 또는 밀봉 공정중에 투명 기판(810)과 백플레인(820)이 서로 이격되지 않게 된다. 개구(850)를 통해 패키지 내부의 압력이 빠져나갈 수 있음으로써 패키지(850) 내의 압력이 일정하게 유지되며, 또한 밀봉재가 균일한 두께로 분배되지 않더라도 밀봉재 폭을 보다 균일하게 할 수 있다.
개구 또는 홀(850)은 또한 재료가 패키지(800) 내외로 출입할 수 있도록 구성될 수 있다. 특히, 개구 또는 홀(850)은 스페이서나 희생층을 제거하기 위해 간섭 변조기(830)에 용매를 적용할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이에 관하여 이하에서 보다 구체적으로 설명할 것이다. 당업자는 엔드실이 필요하지 않을 수 있음을 이해할 것이며, 이에 관해 이하에서 보다 구체적으로 설명할 것이다.
일반적으로, 패키지 구조(800) 내부로 스증기가 침투하는 것을 최소화하여 패키지 구조(800) 내부의 분위기를 조절하는 것이 바람직하다. 패키지 구조(800) 내부의 분위기가 주변 환경에 관계없이 일정하게 유지되도록 하기 위해 밀폐방식으로 밀봉될 수 있다. 밀폐성 밀봉 공정의 일례가 미국특허 제6,589,625호에 개시되 어 있으며, 그 전문은 참고로서 본원에 포함된다.
밀폐성 밀봉재를 가진 일실시예에서, 밀봉재(840)는 모든 공기와 수증기가 밀봉재(8400를 통해 유동하여 패키지 구조(800)에 유입되는 것을 방지하는 환경적인 장벽으로 작용하는 일종의 밀폐성 장벽이다. 밀폐성 밀봉재로 적합한 재료에는, 한정되는 것은 아니지만, 용접, 땜납, 제올라이트와 같은 분자체와 혼합된 접착제 등이 포함된다. 접착제 성분 단독으로는 적합한 환경적인 장벽으로 작용할 수 없다. 그것은 접착제가 궁극적으로 수분 및 기타 오염물이 패키지 구조(800) 내에 침투할 수 있게 하기 때문이다. 전술한 재료들 중 하나의 반밀폐성 밀봉재(840)는 공간이 결정적인 환경에 있어서 바람직한데, 그것은 그러한 밀봉재(840)가 용접과 납땜 등의 다른 밀봉 기술에 비해 매우 얇고 저렴할 수 있기 때문이다. 반밀폐성 밀봉재(840)는 간단한 일라인 제조 공정을 통해 적용할 수 있는 반면, 밀폐성 밀봉재에 대한 용접 및 납땜 등의 기술은 매우 고온의 공정을 필요로 하므로, 패키지 구조(800)를 손상시킬 수 있고, 용접 또는 납땜된 밀봉재가 더 두꺼우므로 훨씬 많은 공간을 차지하기 쉽기 때문이다. 반밀폐성 밀봉재는 분자체나 건조제와 전혀 혼합되지 않은 접착제를 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
일실시예에서, 제올라이트는 소듐 알루미노실리케이트와 같은 알루미노실리케이트 구조의 무기물을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제올라이트는 미세기공성 실리케이트 구조의 무기물을 포함할 수 있다. 제올라이트를 제외하고 분자 수준에서 흡수 필터로서 작용할 수 있는 활성 성분도 사용할 수 있음을 이해할 것이다. 일실시예에서, 접착제는 가스 방출이 적은 접착제일 수 있다. 다른 실시예 에서, 접착제는 가스 방출이 변동되는 접착제일 수 있다. 밀봉재에 사용되는 건조제로는 이산화칼슘, 산화스트론튬(SRO), 실리카겔, 몬모릴로나이트 점토(바람직하기로는 마그네슘 알루미늄 실리케이트), 분자체(Na12AlO3SiO212XH20와 같은 제올라이트), 또는 황산칼슘 등을 들 수 있다.
당업자는 밀봉재(840)용 재료의 양은, 패키지 구조(800)의 수명 기간 동안 패키지 구조(800) 내부로부터 제거해야 하는 수분 또는 오염 가스의 추정량에 의존함을 이해할 것이다. 밀봉재(840)용 재료의 양은 또한 패키지를 형성할 때 패키지 구조(800) 내부의 수분이나 오염 가스의 양뿐 아니라, 밀봉재(800)의 침투 속도 및 패키지 성분의 가스 방출 포텐셜에도 의존한다.
제올라이트는 비교적 높은 온도에서 물 분자를 흡수할 수 있다. 제올라이트는 자신의 기공에 습기와 오염 가스를 가두어 둘 수 있다. 당업자는 여러 가지 오염물을 흡수하기 위한 밀봉재(840) 재료로서 기공 크기가 상이한 제올라이트를 선택할 수 있음을 이해할 것이다. 일실시예에서, 제올라이트는 오염물 분자, 예컨대 임계 직경이 10Å 이하인 방향족 분지쇄 탄화수소를 흡수하도록 선택될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 수소 및 물 분자와 같이 직경이 2Å 미만인 오염물 분자를 흡수하기 위해 2∼3Å 범위의 기공 크기를 가진 제올라이트를 선택할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 질소 및 이산화탄소 분자를 흡수하기 위해 약 50Å의 기공 크기를 가진 제올라이트를 이용할 수 있다. 당업자는 밀폐성 밀봉재(840)는 다양한 기공 크기를 가진 제올라이트의 혼합물로 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.
밀봉재(840)는 전형적으로 간섭 변조기(830) 주위의 테두리를 따라 투명 기판(810)에 적용된다. 당업자는, 패키지 구조(800)에 하나 이상의 간섭 변조기(830)가 수용되어 있는 실시예에서, 밀봉재(840)는 전형적으로 복수의 간섭 변조기(830)의 테두리 주위에 투명 기판(810)에 적용됨을 이해할 것이다. 특정 실시예에서, 밀봉재(840)는 바람직하게는 약 1∼20㎛ 범위, 보다 바람직하게는 약 12∼18㎛ 범위, 이보다 더 바람직하게는 15㎛의 두께로 형성된다. 당업자는, 밀봉재(840)의 두께가 여러 가지 인자에 의존하며, 그러한 인자로는 기기의 추정 수명, 밀봉재(840)의 재료, 상기 수명 동안 패키지 구조(800) 내에 침투할 것으로 추정되는 오염물 및 습기의 양, 주변 환경의 습도, 및 패키지 구조(800) 내부에 건조제가 포함되어 있는지 여부 및 백플레인(820)과 투명 기판(810)의 평탄도(flatness) 등이 포함됨을 이해할 것이다. 다음으로, 백플레인(820)을 투명 기판(810) 위에 위치시키고, 투명 기판(810)과 백플레인(820)을 밀봉재(840)로 함께 밀봉하여 패키지 구조(800)를 형성한다.
몇몇 실시예에서는, 밀봉재(840)의 테두리 주위에 접착제의 외측 비드(bead)(도시되지 않음)을 적용한다. 상기 외측 비드는 패키지 구조(800)에 대해 부가적 환경적인 보호를 제공할 수 있는, 침투 속도가 낮은 접착제를 포함할 수 있다. 접착제의 외측 비드는, 활성 성분의 비실용적 양으로 부하되지 않고는 밀봉재(840) 단독으로는 효과적인 밀폐성 밀봉재 역할이 불가능한, 다량의 오염물을 가진 환경에서 유용할 수 있다. 예컨대, 밀봉재(840)가 많은 분량의 제올라이트(예; 60 중량%보다 많은 제올라이트)를 포함할 경우, 밀봉재(840)는 초소형 다공성인 동시 에 점성이 높아질 수 있으므로 적용하기 어렵다. 제올라이트의 분량이 많은 밀봉재(840)는 패키지 구조(800)에 대해 견고한 기계적 지지를 제공할 수 없을 것이다. 외측 비드는 또한 기계적 지지를 추가로 제공할 수도 있다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 백플레인(820)은 적어도 하나의 개구(850)를 구비하여 형성될 수 있다. 이플루오르화 크세논(XeF2)과 같은 해방 재료는 개구를 통해 패키지 구조(800)의 내부로 도입되어 간섭 변조기(830) 내부(고정된 미러(16a, 16b)와 이동가능한 미러(14a, 14b) 사이)의 희생층이 제거될 수 있다. 이들 개구(850)의 수와 크기는 원하는 희생층 제거 속도에 의존할 것이다.
몰리브덴 (Mo), 실리콘 (Si), 텅스텐 (W), 또는 티타늄 (Ti)으로 이루어진 희생층을 제거하기 위해, 이플루오르화 크세논(XeF2)을 백플레인(820)에 있는 개구 또는 개구들(850)을 통해 패키지 구조(800)의 내부로 도입할 수 있다. 백플레인(820)에 있는 상기 개구(850)는 백플레인((820)에 있는 개구를 에칭하여 형성하는 것이 바람직하다. 이플루오르화 크세논(XeF2)은 희생층과 반응하여 희생층을 제거한다. 스핀온 유리 또는 산화물로 형성된 희생층은 백플레인(820)이 투명 기판(810)에 결합된 후 상기 희생층이 제거되도록 가스 에칭되거나 증기상 에칭되는 것이 바람직하다. 당업자는 상기 제거공정이 의생층의 재료에 의존함을 이해할 것이다.
희생층이 제거된 후, 백플레인(820)에 있는 개구(들)(850)를 밀봉하는 것이 바람직하다. 일실시예에서, 이들 개구를 밀봉하는 데에는 열 경화 또는 UV 경화 폴리머가 이용된다. 개구(들)은 또한 금속이나 유리 캡, 금속박, 접착제, 용접, 또는 땜납으로 밀봉될 수 있다. 당업자는 그 밖의 재료도 사용될 수 있으며 점도가 높은 재료가 바람직하다는 것을 이해할 것이다.
또 다른 실시예에서, 희생층을 제거한 다음 개구(들)(850)을 밀봉하기 전에, 건조제를 증기 형태로, 예를 들면 개구(들)(850)을 통해 패키지 구조(800) 내부에 도입할 수 있다. 특정 실시예에서, 도 10에 도시한 바와 같이, 건조제(860)의 일부를 포함시키거나 백플레인(820)의 내측 표면에 적용할 수 있다. 또한, 개구(들)(850)를 통해 추가 형태 또는 다른 형태의 건조제를 패키지(800) 내측에 적용할 수 있다. 개구(들)(850)의 크기는 작은 것이 바람직하고, 그에 따라 백플레인(820)을 투명 기판(810)에 결합시키기 전에, 흡수 속도가 높은 건조제나 흡수 속도가 낮은 건조제 모두가 백플레인(820)에 내장될 수 있는데, 그 이유는 진공이나 압력의 구동력 없이 개구(들)을 통해 패키지(800) 내에 통과하게 될 공기의 양이 충분히 적기 때문이다. 바람직한 실시예에서, 개구(850)는 약 10∼100㎛ 범위의 직경을 가진다. 개구(들)(850)이 있음으로써 건조제(860)는 어셈블리 이전에 백플레인(820)에 내장될 수 있으며, 일부 가스나 에칭제가 개구(들)(850)을 통해 주입되어 건조제(860)를 활성화시키거나 추가의 건조제를 패키지(800)에 침적시킬 수 있다.
앞에서 언급한 바와 같이, 건조제는 패키지 구조(800) 내에 체류하는 수분을 제어하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 밀봉재(840)가 충분히 밀폐성인 경우, 습기가 대기로부터 패키지 구조(800) 내부로 이동하는 것을 방지하기 위한 건조제가 필 요하지 않다.
건조제의 필요성이 배제됨으로써 패키지 구조(800)는 더 얇아질 수도 있으며, 이것은 바람직한 것이다. 그러나, 반밀폐성 밀봉재를 가진 경우와 같은 특정 실시예에서는, 건조제가 바람직하다. 전형적으로, 건조제를 수용하는 패키지에서, 기기의 예상 수명은 건조제의 수명에 의존할 수 있다. 건조제가 완전히 소진되면, 충분량의 수분이 패키지 구조에 유입되어 간섭 변조기에 손상을 초래하기 때문에 간섭 변조기 디스플레이는 기능을 상실한다. 기기의 이론적 최대 수명은 건조제의 양 및 형태와 아울러 패키지에 유입되는 수증기 유속(flux)에 의해 결정된다.
밀폐성 밀봉재를 가진 패키지 구조의 실시예에서, 기기의 수명은 건조제의 용량이나 밀봉재의 구조에 의존하는 것이 아닌 것으로 이해된다. 그러한 패키지 구조에서, 간섭 변조기는 소진된 건조제로 인해 기능을 상실하지는 않을 것이다.
앞에서 언급한 바와 같이, 건조제는 패키지 구조(800) 내에 체류하는 수분을 감소시키기 위해 이용할 수 있다. 건조제는 밀폐성이거나 반밀폐성인 밀봉재를 가진 패키지에 이용할 수 있다. 반밀폐성 밀봉재를 가진 패키지에 있어서, 건조제는 환경으로부터 패키지 내에 들어오는 수분을 제어하기 위해 이용할 수 있다. 당업자는 밀폐방식으로 밀봉된 패키지에 대해서는 건조제가 필요하지 않지만, 패키지 구조(800) 내의 수분을 제어하는 데에는 바람직하다는 것을 이해할 것이다. 밀폐성 밀봉재를 가진 패키지에 있어서, 제조 공정중에 패키지 내에 들어오는 일체의 수분을 흡수하기 위해 패키지 내에 건조제를 제공할 수 있다.
일반적으로, 간섭 변조기(830)의 광학적 성질에 장애가 되지 않으면서 수분 을 가두어 둘 수 있는 물질이면 어느 것이나 건조제로서 사용될 수 있다. 적합한 건조제 재료로는, 한정되지는 않지만, 제올라이트, 분자체, 표면 흡착제, 벌크 흡착제, 화학 반응제 등이 포함된다. 당업자는 추정되는 환경 내 오염 가스의 양과 함께 건조제 물질의 흡수 속도 및 흡수량을 포함하는 여러 가지 인자에 기초하여 건조제 재료를 선택해야 함을 이해할 것이다.
건조제는 여러 가지 형태, 형상 및 크기를 가질 수 있다. 건조제는 고체 형태에 더하여, 분말 형태로 되어 있을 수 있다. 상기 분말은 직접 패키지에 삽입하거나 도포용 접착제와 혼합할 수 있다. 이와는 다른 실시예에서, 건조제는 패키지 내부에 적용되기 전에, 실린더나 시트와 같은 여러 가지 형상으로 성형될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 투명 기판(810)과 백플레인(820)을 결합한 후에 건조제를 적용할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 도 9a에 도시한 바와 같이, 작은 홀 또는 개구(850)를 백플레인(820)에 형성한다. 당업자는 하나 이상의 홀 또는 개구(850)를 백플레인(820)에 형성할 수 있음을 이해할 것이다. 도 9a에 도시한 실시예에서, 개구 또는 홀(850)은 백플레인(820)을 투명 기판(810)에 결합시키기 전에 형성되는 것이 바람직하다. 개구 또는 홀(850)이 형성되어 있음으로써, 백플레인(820)과 투명 기판(810)이 함께 밀봉된 후에 각각의 패키지 구조(800) 내에 건조제를 주입할 수 있다. 본 실시예에서, 패키지 구조(800)의 내부가 주변 환경으로부터 격리되어 있도록 밀봉된 패키지 구조(800)를 형성하기 위해서는 개구 또는 홀(850)을 밀봉하는 것도 필요하다. 당업자는 개구 또는 홀(850)이 또한 테두리 밀봉 공정을 용이하게 완결할 수 있게 함으로써 테두리 밀봉재(840)에 사용되는 전형 적인 LCD형 엔드실 개구를 배제할 수 있음을 이해할 것이다. 백플레인(820)에 있는 개구 또는 홀(850)은 건조제를 패키지(800) 내에 주입한 후에 밀봉하는 것이 바람직하다.
당업자는 또한, 특정 실시예에서, 간섭 변조기(830)의 이동하는 부분(예컨대, 소자(14a, 14b))이 용이하게 이동할 수 있도록 패키지(800) 내에 자기정렬형 단층(self-aligning monolayer) 또는 점착 방지 코팅(anti-stiction coating)을 적용하는 것을 이해할 것이다. 자기정렬형 단층은 개구(들)(850)를 통해 패키지 구조(800) 내부에 적용될 수 있다. 상기 단층은, 이동하는 부분에서의 표면 마찰을 감소하고, 및/또는 이동하는 부분으로부터 수증기를 반발시키도록 되어 있는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 자기정렬형 단층용 재료의 예로는, 한정되지는 않지만, 플루오로실란, 클로로플루오로실란, 메톡시실란, 트리클로로실란, 퍼플루오로데카노일 카르복시산, 옥타데실트리클로로실란(OTS), 디클로로디메틸실란, 소수성 또는 비점착성 재료, 예컨대 PTFE, 테플론, 실리콘, 폴리스티렌, 폴리우레탄(표준 경화형 및 자외선 경화형), 소수성 성분을 함유하는 블록 코폴리머(예컨대, 폴리-메틸-메타크릴레이트), 또는 폴리실라잔(특히 폴리실록산을 가진 것)을 들 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 자기정렬형 단층에 사용되는 재료로서, 한정되지는 않지만, 하나 이상의 다음과 같은 무기 물질을 포함한다: 흑연, 다이아몬드형 탄소(DLC), 실리콘카바이드(SiC), 수소첨가 다이아몬드 코팅, 또는플루오르화 DLC. 이동하는 부분들 사이에 수증기가 존재하면 이동하는 부분들을 분리하는 데 필요한 힘을 증가시킬 수 있으므로 불리하다. 따라서, 표면 마찰 및/또는 이동하는 부분 표면 상 수증기 포집 능력의 감소는 이동하는 부분을 분리하는 데 필요한 힘을 그 만큼 감소시킨다. 그러나, 전형적인 주변 습도 레벨은 패키지(800) 내부의 간섭 변조기(830)의 기능에 악영향을 줄 만큼의 수증기를 제공하는 않는다는 것을 이해해야 한다.
일반적으로, 간섭 변조기는 유기 발광 다이오드(OLED)가 나타내는 습도 필요조건에 대해 더 높은 허용범위(예컨대, 약 10% 이하)를 가진다. 수증기는 패키지(800)가 반밀폐방식으로 또는 밀폐방식으로 밀봉되어 있는지에 관계없이 패키지(800) 내에 침투할 수 있다. 건조제가 패키지(800)의 내측에 놓여있는 특정 실시예에서, 건조제의 용량에 따라 소정량의 수분 침투는 허용될 수 있다. 그러나, 허용 수준을 넘는 양으로 습기 또는 수증기가 존재하거나, 원하는 것보다 많은 수분이 패키지(800) 내에 침투되면, 간섭 변조기(830)는 수명이 단축되기 쉽고, 그렇지 않으면 정상적으로 작동하지 못할 수 있다.. 또한, 특정 실시예에서, 어셈블리 과정중에 생성 및/또는 침투된 수분은 패키지의 제조를 완료하기 전에 적절히 제거되지 않았을 수도 있다. 더 나아가, 특히 건조제 없이 패키지 내부의 상대적 습도 수준은, 간섭 변조기(830)가 예상 수명 기간 동안 정상적으로 작동하도록 허용 수준 미만으로 유지되어야 한다.
도 9b에 도시한 바와 같이, 패키지 구조(800)는 백플레인(820)에 있는 개구 대신에 또는 그에 추가하여 테두리 밀봉재(840)에 개구(860)를 가질 수 있다. 밀봉재(840)에 있는 개구(860)는 백플레인(820)에 있는 개구에 대해 앞에서 설명한 바와 동일한 이점을 제공하며, 그러한 이점으로는 주변 조건에서 패키징이 가능한 점, 및 해방 재료, 건조제 및 자기정렬형 단층의 도입이 가능한 점 등이 포함된다. 백플레인에 개구를 구비한 본 실시예에서, 밀봉재(840)에 있는 개구(860)는 투명 기판(810)과 백플레인(820)이 결합되고, 건조제, 해방 재료 및 필요할 경우, 자기정렬형 단층이 도입된 후 밀봉된 개구를 형성하도록 폐쇄되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 개구(860)는 폴리머, 바람직하게는 UV 경화되거나 열 경화된 폴리머로 밀봉된다. 상기 폴리머는, 표면장력을 증가시켜 폴리머가 개구(860)를 완전히 밀봉하는 데 도움이 되도록 테두리 밀봉재(840)의 점도보다 낮은 점도를 갖는 것이 바람직하다.
도 11a 및 11b는 일실시예에 따라 패키지로부터 수증기를 제거하는 공정을 나타내는 개략도를 예시한다. 도 11a에 도시한 패키지(900)는 건조제(970)를 포함하고 있지만, 도 11b의 패키지(900)는 건조제를 포함하고 있지 않다. 도 11c는 도 11b에 나타낸 실시예의 평면도이다. 도 11c에 도시한 바와 같이, 밀봉재(940)는 밀봉재(940) 내에 입구(960)와 출구(980)가 만들어지도록, 연속적으로 분배되어 있지 않다. 수증기 제거 공정을 이하에서 보다 구체적으로 설명한다. 여기서 말하는 “수증기”라 함은, 한정되지는 않지만, 액상의 물, 기체 상태의 물(증기상), 또는 패키지 내측 표면 상에 응축된 물을 포함하는 모든 형태의 물을 포함할 수 있다.
도 11a 및 11b에 도시한 바와 같이, 입구(960)와 출구(980)는 밀봉재(940)에 한정되어 있다. 일실시예에서, 입구(960)는 패키지(900)의 내부로 가스를 공급할 수 있도록 되어 있고, 출구(980)는 패키지(900)로부터 수증기가 배출될 수 있도록 되어 있다. 도 11a 및 11b에 도시한 실시예에서, 입구와 출구가 하나씩 밀봉재(940)에 형성되어 있다.
다른 실시예에서는, 하나의 입구와 복수의 출구가 밀봉재에 형성되어 있다. 일실시예에서, 입구(960)와 출구(980) 중 적어도 하나는 스크라이버(scriber)를 이용하여 형성된다. 본 실시예에서, 입구(960)와 출구(980)의 형상은 실질적으로 원형이다. 또 다른 실시예에서, 입구(960)와 출구(980)는 원형이 아닌 형상을 가질 수 있다. 당업자는 입구(960) 및/또는 출구(980)가 드릴 가공 또는 임의의 다른 적절한 기구를 이용하여 교대로 형성될 수 있음을 이해할 것이다.
특정 실시예에서, 입구(960)와 출구(980)는 실질적으로 동일한 크기를 가진다. 다른 실시예에서, 입구(960)와 출구(980)는 상이한 크기로 되어 있을 수 있다. 예컨대, 입구(960)의 크기가 출구 홀(980)의 크기보다 클 수 있다. 이와 달리, 입구(960)와 출구(980)의 크기는, 이하에서 보다 구체적으로 설명하는 바와 같이, 수증기가 제거된 후 입구와 출구를 여하히 효과적으로 또는 용이하게 밀봉할 수 있는지에 대한 기준에 의해 결정될 수 있다. 달리 말하면, 밀봉을 효과적으로 실행할 수 있기만 하면, 입구(960)와 출구(980)는 임의의 크기를 가질 수 있다. 입구(960)와 출구(980) 중 적어도 하나의 직경은 바람직하게 약 10㎛ 내지 1.5mm의 범위, 보다 바람직하게는 약 500㎛ 내지 1.5mm의 범위, 이보다 더 바람직하게는 약 1mm인 것이다.
입구(960)와 출구(980)는 밀봉재(940)에 동시에 형성될 수 있다. 다르게는, 입구(960)와 출구(980) 중 하나를 먼저 밀봉재(940)에 형성하고, 그 후 다른 하나 를 형성한다. 예컨대, 입구(960)를 먼저 형성하고, 출구(980)는 가스가 입구(960)를 통해 도입되어 패키지(900) 내에 유입된 후에 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 패키지(900) 내부의 가스 압력은 수증기 제거 공정을 촉진하도록 증가될 수 있다.
일실시예에서, 패키지(900) 내에 도입된 가스는 건조 불활성 가스, 바람직하게는 분자 상태의 질소(N2)이다. 또 다른 실시예에서, 상기 가스는 아르곤이다. 상기 가스는, 예컨대, 가압, 건조, 밀어냄(블로잉), 또는 진공처리(흡입)에 의해 패키지(900) 내부에 있는 수증기를 제거할 수 있는, 임의 형태의 가스일 수 있음을 이해할 것이다. 상기 가스는, 예컨대, 공기, 가열된 공기, 가열된 가스, 또는 건조 가스일 수 있다.
상기 가스는 모든 수증기가 실질적으로 제거될 때까지 입구(960)를 통해 패키지(900) 내부에 연속적으로 공급될 수 있다. 일실시예에서, 수증기가 실질적으로 제거되었는지 여부는 출구(980)를 빠져나가는 가스의 습도를 측정하기 위한 출구 포트(980)에서 습도를 모니터함으로써 판정될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 예컨대, 진공 펌프를 이용하여 패키지(900)에 있는 개구를 통해 패키지(900) 내부로부터 적어도 일부분의 수증기를 제거할 수 있다. 공급되는 가스도 수증기 이외에 다른 불필요한 재료(예컨대, 먼지, 불필요한 입자 또는 액체 물질)을 제거할 수 있다. 본 실시예에서, 패키지(900)는 챔버(또는 진공 챔버) 내에 위치시킬 수 있고, 가스는 상기 챔버를 배기시킴으로써 패키지(900) 내에 공급할 수 있으며, 그런 다음 질소나 아르곤 등의 건조 가스로 채울 수 있다. 본 실시예에서, 적어도 부분적인 진공이 패키지(900) 주위에 형성되어 패키지(900) 내부로부터 수증기를 배출시킨다. 본 실시예에서는, 패키지(900) 내에 하나의 개구만이 필요함을 이해할 것이다. 즉, 본 실시예에서 입구(960)와 출구(980)가 모두 필요한 것은 아니다.
일실시예에서, 수증기는 패키지(900)에 대한 제조 공정중에 제거될 수 있다. 본 실시예에서, 전술한 바와 같이, 간섭 변조기(930)에 있는 희생층이 먼저 에칭되어 제거되는 “해방” 또는 제거 공정을 이용할 수 있다. 그런 다음, 패키지(900) 내부의 수증기(및/또는 원하지 않거나 불필요한 물질)를, 밀봉재(940)에 형성된 입구(960)를 통해 패키지 내에 도입되는 캐리어 가스(예컨대, 질소 또는 아르곤)을 이용하여 제거할 수 있다. 일실시예에서, 상기 제거 공정은, 예컨대, 미국의 XACIX사로부터 입수가능한 X3 Series Xetch, 및 싱가포르의 Penta Vacuum사로부터 입수가능한 MEMS ETCHER와 같은 MEMX 에칭 시스템에 의해 실행된다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 패키지의 내부로부터 수증기를 제거하는 공정을 나타내는 개략도이다. 본 실시예에서, 간섭 변조기를 캡슐화하기 위해 밀봉재로 백플레인을 투명 기판에 밀봉하는 대신에, 박막(1020)을 투명 기판(1010) 상부에 침적시켜 간섭 변조기(1030) 상부에 희생층을 형성한다. 이 실시예에서는 별도의 밀봉재가 필요하지 않다. 그 대신에, 도 12에 도시한 바와 같이, 입구(1040)와 출구(1050)가 박막(1020)에 형성된다. 간섭 변조기(1030)의 이동하는 부분 (예컨대, 기계적인 부분(14a, 14b))이 이동할 수 있는 캐비티를 생성하기 위해서는 희생층이 제거되어야 함을 이해할 것이다. 희생층을 제거하기 위해서는, 이플루오르 화 크세논(XeF2)과 같은 해방 재료를, 박막(1020)에 있는 개구(1040, 1050)를 통해 패키지 구조(1000) 내부로 도입함으로써 희생층을 제거할 수 있다. 희생층을 제거한 후, 패키지 내부에 있는 수증기는 전술한 방법을 이용하여 제거할 수 있다. 박막 백플레인을 가진 패키지 구조는 2005년 1월 28일에 출원된 미국특허출원 제11/045,738호에 기술되어 있고, 그 전체는 참고로서 본원에 포함된다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 패키지(1100)로부터 수증기를 제거하는 공정을 나타내는 개략도이다. 본 실시예에서, 입구(1150)가 밀봉재(1140)에 형성되지 않고 백플레인(1120)에 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 백플레인(1120)이 유리, 금속, 또는 가요성 폴리머와 같은 재료로 형성되어 있으므로, 입구(1150)는, 예컨대, 스크라이버나 레이저를 이용하여 백플레인(1120)에 효과적으로 형성할 수 있다. 출구(1160)는 도 13에 도시한 바와 같이 비연속성 밀봉재를 분배함으로써 밀봉재(1140)에 형성하는 것이 바람직하다. 수증기 및/또는 원하지 않는 물질을 제거하기 위해 입구(1150)를 통해 패키지(1100) 내에 가스를 공급할 수 있다. 다르게는, 입구를 밀봉재에 형성하고 출구를 백플레인에 형성할 수도 있음을 이해할 것이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 패키지(1200)로부터 수증기를 제거하기 위한 패키지 구성을 나타내는 개략도이다. 본 실시예에서, 입구(1250)와 출구(1260)는 모두, 도 13에 도시된 바와 같이, 밀봉재(1240)가 아닌 백플레인(1220)에 형성되어 있다. 입구(1250)와 출구(1260)가 형성되고 나면, 수증기 및/또는 원하지 않는 물 질을 제거하기 위해 가스를 패키지(1200) 내에 주입할 수 있다. 입구(1250)와 출구(1260)는 백플레인(1220)에 대한 제조 공정중에 백플레인(1220)에 형성할 수 있음을 이해할 것이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른, 패키지(1300)로부터 수증기를 제거하기 위한 패키지 구성을 나타내는 개략도이다. 본 실시예에서, 입구(1350)는 도 15에 도시된 바와 같이, 투명 기판(1310)에 형성되고 출구(1360)는 비연속적 밀봉재를 분배함으로써 밀봉재(1340)에 형성된다. 상술한 바와 같이, 투명 기판(1310)이, 예컨대, 유리, 플라스틱, 또는 폴리머와 같은 재료로 형성되어 있으므로, 입구(1350)는, 예를 들면, 스크라이버나 레이저를 이용하여 투명 기판(1310)에 효과적으로 형성할 수 있다. 입구(1350)와 출구(1360)가 형성되고 나면, 패키지 내부로부터 수증기를 제거하기 위해 패키지(1300) 내부에 가스를 도입할 수 있다.
도 16a 내지 16c는 또 다른 실시예에 따른, 패키지(1400)로부터 수증기를 제거하기 위한 공정을 나타내는 개략도이다. 본 실시예에서, 바람직하게 단일 개구가 패키지(1400)에 형성되어 있다. 도 16a에 도시한 바와 같이, 개구(1450)를 밀봉재(1440)에 형성할 수 있다. 다르게는, 도 16b에 도시한 바와 같이, 개구(1460)를 백플레인(1420)에 형성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 16c에 도시한 바와 같이, 개구(1470)를 투명 기판(1410)에 형성할 수 있다.. 이들 실시예에서, 패키지(1400) 내의 수증기를 건조시키기 위해 가열된 공기 또는 가열된 가스를 패키지(1400) 내에 도입할 수 있다. 가열된 가스가 패키지(1400) 내부에 공급되면, 패키지(1400) 내부로부터 모든 잔류 수증기를 뽑아내기 위해 진공 처리를 실행할 수도 있다. 개구들(1450, 1460, 1470)은 또한 앞에서 구체적으로 설명한 바와 같이, 건조제, 해방 재료, 또는 자기정렬형 단층을 주입하는 데에 이용할 수도 있음을 이해할 것이다.
도 17a는 일실시예에 따른, 패키지(1500)에 있는 개구를 밀봉하는 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 수증기 및/또는 원하지 않는 물질이 패키지(1600)의 내부로부터 상당량 또는 완전히 제거된 후, 모든 개구(1560)는 엔드실을 형성하도록 밀봉되는 것이 바람직하다. 도 17b는 개구(1560)를 밀봉하기에 앞서 도 17a에 예시된 실시예의 평면도이다. 도 17b의 평면도에 도시한 바와 같이, 밀봉재(1540)에 있는 개구(1560)는 비연속성 밀봉재(1540)를 분배함으로써 형성된다. 도 17a에 도시한 실시예에서, 밀봉재(1540)에 있는 개구(1560)는 테두리 밀봉재(1540)를 형성하는 재료와 동일한 재료(1550)로 밀봉된다. 도 17a가 밀봉재(1540)에 개구를 가진 패키지에 대한 밀봉 공정을 나타내지만, 다른 실시예에 있어서도 동일하거나 유사한 밀봉 공정이 실행될 수 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 백플레인에 있는 개구들은 백플레인을 형성하는 재료와 동일한 재료로 밀봉될 수 있다. 다르게는, 투명 기판에 있는 개구들은 투명 기판을 형성하는 재료와 동일한 재료로 밀봉될 수 있다. 당업자는, 개구를, 한정되지는 않지만, 열 경화성 또는 UV 경화성 에폭시로서 바람직하게는 낮은 점도를 가진 것, 용접, 땜납, 금속 캡 및 유리 캡을 포함하는 다른 재료로 밀봉할 수 있음을 이해할 것이다.
일반적으로, 엔드실 공정을 포함하는 패키징 공정은 진공 중에, 진공과 주변 압력 사이의 압력에서, 또는 주변 압력보다 높은 압력에서 이루어질 수 있다. 패 키징 공정은 또한 밀봉 공정중에 변동되고 제어되는 고저 압력 환경에서 이루어질 수도 있다. 간섭 변조기를 완전히 건조한 환경에서 패키징하는 것이 유리할 수 있지만, 필수적인 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 백플레인이나 테두리 밀봉재에 형성된 개구는 밀봉 공정중에 패키지 구조 내부와 외부의 압력을 동등하게 유지시킨다. 패키징 환경은 주변 조건에서 불활성 가스로 이루어질 수 있다. 주변 조건에서 패키징을 행함으로써, 장비 선택에 있어서 보다 큰 융통성을 제공하며, 기기의 조작에 영향을 주지않고 주변 조건을 통해 기기를 수송할 수 있기 때문에 저비용 공정이 가능하다.
도 18a 및 18b는 디스플레이 기기(2040)의 실시예를 나타내는 시스템 블록도이다. 디스플레이 기기(2040)는, 예컨대, 휴대 전화기일 수 있다. 그러나, 텔레비전이나 휴대용 미디어 플레이어와 같이 디스플레이 기기(2040)와 동일한 구성품이나 약간 변형된 것도 디스플레이 기기의 여러 가지 형태의 예에 해당한다.
디스플레이 기기(2040)는 하우징(2041), 디스플레이(2030), 안테나(2043), 스피커(2045), 입력 기기(2048), 및 마이크(2046)를 포함한다. 하우징(2041)은 일반적으로 사출 성형이나 진공 성형을 포함하여 해당 기술분야에서 잘 알려진 여러 가지 제조 공정 중 어느 것에 의해서도 제조될 수 있다. 또한, 하우징(2041)은, 한정되는 것은 아니지만, 플라스틱, 금속, 유리, 고무, 및 세라믹 또는 이들의 조합을 포함하여 여러 가지 재료 중 어느 것으로도 만들어질 수 있다. 일실시예에서, 하우징(2041)은 분리가능한 부분(도시되지 않음)을 포함하고, 이 분리가능한 부분은 다른 색깔이나 다른 로고, 그림 또는 심볼을 가진 다른 분리가능한 부분으 로 교체될 수 있다.
본 예의 디스플레이 기기(2040)의 디스플레이(2030)는, 여기서 개시한 쌍안정(bi-stable) 디스플레이를 포함하여, 여러 가지 디스플레이 중 어느 것이어도 무방하다. 다른 실시예에서, 디스플레이(2030)는, 상술한 바와 같은, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD, 또는 TFT LCD 등과 같은 평판 디스플레이와, 해당 기술분야에서 당업자에게 잘 알려진 바와 같은, CRT나 다른 튜브 디스플레이 기기 등과 같은 비평판 디스플레이를 포함한다. 그러나, 본 실시예를 설명하기 위해, 디스플레이(2030)는 여기서 설명하는 바와 같이 간섭 변조기 디스플레이를 포함한다.
예시된 디스플레이 기기(2040)의 일실시예에서의 구성요소가 도 18b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예의 디스플레이 기기(2040)는 하우징(2041)을 포함하고, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되어 있는 구성요소들을 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 본 예의 디스플레이 기기(2040)가 송수신기(2047)와 연결된 안테나(2043)를 포함하는 네트워크 인터페이스(2027)를 포함할 수 있다. 송수신기(2047)는 프로세서(2021)에 연결되어 있고, 프로세서(2021)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning 하드웨어)(2052)에 연결되어 있다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 신호를 고르게 하도록(예컨대, 신호를 필터링하도록) 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 스피커(2045)와 마이크(2046)에 연결되어 있다. 프로세서(2021)는 입력 기기(2048)와 드라이버 컨트롤러(2029)에도 연결되어 있다. 드라이버 컨트롤러(2029)는 프레임 버퍼(2028)와 어레이 드라이버(2022)에 연결되어 있고, 어레이 드라이버는 디스플레이 어레이(2030)에 연결되어 있다. 전원(2050) 은 예시된 디스플레이 기기(2040)의 특정 설계에 따라 요구되는 모든 구성요소에 전력을 공급한다.
네트워크 인터페이스(2027)는 예시된 디스플레이 기기(2040)가 네트워크를 통해 하나 이상의 기기들과 통신할 수 있도록 안테나(2043)와 송수신기(2047)를 포함한다. 일실시예에서, 네트워크 인터페이스(2027)는 프로세서(2021)의 부담을 경감하기 위해 어느 정도의 처리 능력을 가질 수도 있다. 안테나(2043)는 신호를 송수신하는 것으로서, 해당 기술분야의 당업자에게 알려진 어떠한 안테나라도 무방하다. 일실시예에서, 안테나는 IEEE 802.11(a), (b), 또는 (g)를 포함하여 IEEE 802.11 표준에 따라 RF 신호를 송수신한다. 다른 실시예에서, 안테나는 블루투스(BLUETOOTH) 표준에 따라 RF 신호를 송수신한다. 휴대 전화기의 경우, 안테나는 CDMA, GSM, AMPS 또는 무선 휴대폰 네트워크를 통한 통신에 사용되는 공지의 다른 신호를 수신하도록 설계된다. 송수신기(2047)는 안테나(2043)로부터 수신한 신호를, 프로세서(2021)가 수신하여 처리할 수 있도록 전처리한다. 또한, 송수신기(2047)는 프로세서(2021)로부터 수신한 신호를, 안테나(2043)를 통해 본 예의 디스플레이 기기(2040)로부터 전송될 수 있도록 처리한다.
다른 실시예에서, 송수신기(2047)를 수신기로 대체할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 네트워크 인터페이스(2027)는 프로세서(2021)로 전송될 이미지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스로 대체될 수 있다. 예컨대, 이미지 소스는 이미지 데이터를 담고 있는 디지털 비디오 디스크(DVD)나 하드디스크 드라이브일 수도 있고, 이미지 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수도 있다.
프로세서(2021)는 일반적으로 본 예의 디스플레이 기기(2040)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(2021)는 네트워크 인터페이스(2027)나 이미지 소스로부터 압축된 이미지 데이터 등을 수신하여, 이를 본래의 이미지 데이터 또는 본래의 이미지 데이터로 처리될 수 있는 포맷으로 가공한다. 그런 다음, 프로세서(2021)는 가공된 데이터를 드라이버 컨트롤러(2029)나 저장을 위한 프레임 버퍼(2028)로 보낸다. 전형적으로, 본래의 데이터는 이미지 내의 각 위치에 대한 이미지 특성을 나타내는 정보를 말한다. 예컨대, 그러한 이미지 특성은 컬러, 채도, 명도(그레이 스케일 레벨)를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 프로세서(2021)는 마이크로컨트롤러, CPU, 또는 예시된 디스플레이 기기(2040)의 동작을 제어하는 논리 유닛을 포함한다. 일반적으로, 컨디셔닝 하드웨어(2052)는, 스피커(2045)로 신호를 보내고 마이크(2046)로부터 신호를 받기 위해, 증폭기와 필터를 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 예시된 디스플레이 기기(2040) 내의 별도의 구성요소일 수도 있고, 또는 프로세서(2021)나 다른 구성요소 내에 통합되어 있을 수도 있다.
드라이버 컨트롤러(2029)는 프로세서(2021)에 의해 생성된 본래의 이미지 데이터를 이 프로세서(2021)로부터 직접 또는 프레임 버퍼(2028)로부터 받아서, 이를 어레이 드라이버(2022)에 고속으로 전송하기에 적합한 포맷으로 재구성한다. 구체적으로, 드라이버 컨트롤러(2029)는 디스플레이 어레이(2030)를 가로질러 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가지도록 본래의 이미지 데이터를 래스터(raster)와 같은 포맷을 가진 데이터 흐름으로 재구성한다. 그런 다음, 드라이버 컨트롤러(2029)는 재구성된 정보를 어레이 드라이버(2022)로 보낸다. 종종 액정 디스플레이의 컨트롤러 등과 같은 드라이버 컨트롤러(2029)가 독립형 집적 회로(stand-alone IC)로서 시스템 프로세서(2021)와 통합되기도 하지만, 이러한 컨트롤러는 여러 가지 방법으로 구현될 수 있다. 이러한 컨트롤러는 프로세서(2021)에 하드웨어로서 내장될 수도 있고, 또는 어레이 드라이버(2022)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수도 있다.
전형적으로, 어레이 드라이버(2022)는 드라이버 컨트롤러(2029)로부터 재구성된 정보를 받아서, 이 비디오 데이터를 디스플레이의 x-y 행렬의 픽셀들로부터 이어져 나온 수 백 때로는 수 천 개의 리드선에 초당 수 회에 걸쳐 인가되는 병렬의 파형 세트로 변환한다.
일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(2029), 어레이 드라이버(2022), 및 디스플레이 어레이(2030)는 여기서 기술한 어떠한 형태의 디스플레이에 대해서도 적합하다. 예컨대, 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(2029)는 종래의 디스플레이 컨트롤러 또는 쌍안정 디스플레이 컨트롤러(예컨대, 간섭 변조기 컨트롤러)이다. 다른 실시예에서, 어레이 드라이버(2022)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예컨대, 간섭 변조기 디스플레이)이다. 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(2029)는 어레이 드라이버(2022)와 통합되어 있다. 그러한 예는 휴대폰, 시계 및 다른 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에서는 일반적인 것이다. 또 다른 실시예에서, 디스플레이 어레이(2030)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예컨대, 간섭 변조기 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.
입력 기기(2048)는 사용자로 하여금 예시된 디스플레이 기기(2040)의 동작을 제어할 수 있도록 한다. 일실시예에서, 입력 기기(2048)는 쿼티(QWERTY) 키보드나 전화기 키패드 등의 키패드, 버튼, 스위치, 터치 스크린, 압력 또는 열 감지 막을 포함한다. 일실시예에서, 마이크(2046)는 예시된 디스플레이 기기(2040)의 입력 기기이다. 기기에 데이터를 입력하기 위해 마이크(2046)가 사용되는 경우에, 예시된 디스플레이 기기(2040)의 동작을 제어하기 위해 사용자는 음성 명령을 제공할 수 있다.
전원(2050)은 해당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 에너지 저장 기기를 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 전원(2050)은 니켈-카드뮴 전지나 리튬-이온 전지와 같은 재충전가능한 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(2050)은 재생가능한 에너지원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지와 태양 전지 도료를 포함하는 태양 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(2050)은 콘센트로부터 전력을 공급받도록 구성된다.
몇몇 구현예에서는, 상술한 바와 같이, 전자 디스플레이 시스템 내의 여러 곳에 위치될 수 있는 드라이버 컨트롤러의 제어를 프로그래머블하게 구성할 수 있다. 어떤 경우에는, 어레이 드라이버(2022)의 제어를 프로그래머블하게 구성할 수도 있다.. 해당 기술분야의 당업자라면 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소로도 상술한 최적화 상태를 구현할 수 있고, 또 여러 가지 다양한 구성으로 구현할 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
이상의 설명에서는 여러 가지 실시예에 적용된 본 발명의 신규한 특징을 보 여주고, 설명하고 또 지적하였지만, 본 발명의 사상으로부터 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자가 예시된 기기 또는 공정의 상세한 구성이나 형태로부터 다양하게 생략하고 대체하고 변경하는 것이 가능하다는 것을 알아야 한다. 인식하고 있는 바와 같이, 몇몇 특징은 다른 특징들과 분리되어 사용되거나 실현될 수 있으므로, 본 발명은 여기에 개시된 특징과 장점을 모두 가지고 있지는 않은 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명에 따르면 디스플레이를 주변 조건 하에서 패키징할 수 있고, 특히 패키지에 개구를 형성하여 패키지 내의 수분을 효과적으로 제거하는 것이 가능하게 된다.

Claims (81)

  1. 간섭 변조기가 표면에 형성되어 있는 투명 기판을 제공하는 단계; 및
    백플레인과 상기 투명 기판 사이에 밀봉재를 적용함으로써 패키지를 형성하도록 상기 백플레인을 상기 투명 기판에 결합시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 간섭 변조기는 상기 패키지에 의해 캡슐화되고, 상기 패키지는 하나 이상의 개구를 가진 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백플레인을 상기 투명 기판에 결합한 후에 상기 하나 이상의 개구를 밀봉하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 백플레인을 상기 투명 기판에 결합한 후에 상기 하나 이상의 개구를 통해 건조제를 도입하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기판 및 미소 기전 기기 위에 희생층을 설치하는 단계; 및
    하나 이상의 개구를 가진 박막 백플레인을 상기 희생층 위에 설치하여 패키 지를 형성하는 단계
    를 더 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 백플레인을 상기 투명 기판에 결합한 후 상기 하나 이상의 개구를 통해 해방 재료(release material)를 도입하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 해방 재료가 이플루오르화 크세논(XeF2)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 희생층을 제거한 후에 상기 하나 이상의 개구를 통해 상기 패키지 내로 가스를 도입하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가스를 도입한 후에 상기 하나 이상의 개구를 밀봉하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 박막이 2개 이상의 개구를 가진 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 가스를 가열하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 가스가 질소 또는 아르곤인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 백플레인을 상기 투명 기판에 결합시킨 후에 상기 하나 이상의 개구를 통해 자기정렬형 단층(self-aligning monolayer)을 도입하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개구가 상기 백플레인에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개구를 금속 캡으로 밀봉하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 밀봉 공정이 납땜에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 밀봉재가 연속적인 밀봉재인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 백플레인을 상기 투명 기판에 결합하기 전에 건조제를 상기 백플레인에 적용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제조 방법이 주변 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개구를 폴리머로 밀봉하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개구가 상기 밀봉재에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  21. 제1항의 방법에 의해 제조되는 디스플레이 기기.
  22. 광을 투과시키기 위한 투과 수단;
    상기 투과 수단을 통하여 투과된 광을 변조하기 위한 변조 수단;
    상기 변조 수단을 커버하기 위한 커버 수단; 및
    상기 커버 수단을 상기 투과 수단에 결합하여 패키지를 형성하기 위한 밀봉 수단
    을 포함하고,
    상기 커버 수단과 상기 밀봉 수단 중 어느 하나는 밀봉된 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 투과 수단이 투명 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 변조 수단이 간섭 변조기 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 커버 수단이 백플레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 백플레인이 박막 백플레인인 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 밀봉 수단이 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 개구를 밀봉하기 전에 상기 개구를 통해 상기 패키지 내에 주입되는 건조제를 더 포함하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 커버 수단이 내측 표면에 적용된 건조제를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 상기 커버 수단에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 금속 캡으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 땜납으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  33. 제22항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 상기 밀봉 수단에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 상기 밀봉 수단의 점도보다 낮은 점도를 가진 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  35. 제22항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 폴리머로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  36. 미소 기전 기기가 표면 상에 형성되어 있는 투명 기판;
    백플레인; 및
    상기 미소 기전 기기를 패키지 내에 캡슐화하기 위해 상기 백플레인을 상기 투명 기판에 결합시키도록 구성된 밀봉재
    를 포함하고,
    상기 백플레인과 상기 밀봉재 중 어느 하나는 밀봉된 개구를 가진 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 개구를 밀봉하기 전에 상기 개구를 통해 상기 패키지 내에 주입되는 건조제를 더 포함하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 백플레인이 내측 표면에 적용된 건조제를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  39. 제36항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 백플레인에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 금속 캡으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  41. 제39항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 땜납으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  42. 제36항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 상기 밀봉재에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  43. 제42항에 있어서
    상기 밀봉된 개구가 상기 밀봉재보다 낮은 점도를 가진 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  44. 제36항에 있어서,
    상기 밀봉된 개구가 폴리머로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  45. 제36항에 있어서,
    상기 미소 기전 기기가 간섭 변조기인 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  46. 미소 기전 기기가 표면 상에 형성되어 있는 투명 기판을 제공하는 단계;
    백플레인과 상기 투명 기판 사이에 밀봉재를 적용함으로써 상기 투명 기판에 백플레인을 결합하여 패키지를 형성하는 단계; -상기 미소 기전 기기가 상기 패키지에 의해 캡슐화되고 상기 패키지는 하나 이상의 개구를 가짐- 및
    상기 하나 이상의 개구를 통해 상기 패키지 내부로 가스를 도입함으로써 상기 패키지 내의 수분 함량을 감소시키는 단계
    를 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 가스를 도입한 후에 상기 개구를 밀봉하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  48. 제46항에 있어서,
    상기 가스를 가열하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  49. 제46항에 있어서,
    상기 패키지가 2개 이상의 개구를 가진 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 2개 이상의 개구 중 하나를 통해 수증기가 상기 패키지로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  51. 제46항에 있어서,
    상기 가스가 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 불활성 가스가 질소 또는 아르곤인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  53. 제46항에 있어서,
    상기 수분 함량을 감소시키는 단계가, 상기 가스를 도입하기 전에 상기 하나 이상의 개구를 통해 상기 패키지로부터 수증기를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 수증기를 제거하는 단계가 상기 패키지 주위에 적어도 부분적인 진공을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  55. 제46항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개구가 상기 밀봉재에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  56. 제46항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개구가 상기 백플레인에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  57. 제46항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개구가 상기 투명 기판에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기의 제조 방법.
  58. 제46항의 방법에 의해 제조된 디스플레이 기기.
  59. 광을 투과시키기 위한 투과 수단;
    상기 투과 수단을 통하여 투과된 광을 변조하기 위한 변조 수단;
    상기 변조 수단을 커버하기 위한 커버 수단; 및
    미소 기전 기기를 패키지 내에 캡슐화하도록 백플레인을 투명 기판에 결합하기 위한 밀봉 수단
    을 포함하고,
    상기 패키지는 하나 이상의 엔드실(endseal)을 가지고, 상기 패키지 내의 수분 함량을 제거하기 위해, 상기 하나 이상의 엔드실이 당해 엔드실이 밀봉되기 전에 가스가 유통할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  60. 제59항에 있어서,
    상기 투과 수단이 투명 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  61. 제60항에 있어서,
    상기 엔드실이 상기 투명 기판에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  62. 제59항에 있어서,
    상기 변조 수단이 간섭 변조기 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  63. 제59항에 있어서,
    상기 커버 수단이 백플레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  64. 제63항에 있어서,
    상기 백플레인이 박막 백플레인인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  65. 제59항에 있어서,
    상기 밀봉 수단이 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  66. 제59항에 있어서,
    상기 가스가 수증기인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  67. 제59항에 있어서,
    상기 엔드실이 상기 커버 수단에 형성되어 잇는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  68. 제59항에 있어서,
    상기 엔드실이 상기 밀봉 수단에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  69. 제59항에 있어서,
    상기 패키지가 2개 이상의 엔드실을 가지고,
    상기 엔드실 중 하나는 불활성 가스가 상기 패키지 내에 도입될 수 있도록 되어 있고, 상기 엔드실 중 다른 하나는 당해 엔드실이 밀봉되기 전에 수증기가 상기 패키지로부터 배출될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 기기.
  70. 미소 기전 기기가 표면 상에 형성되어 있는 투명 기판;
    백플레인; 및
    상기 미소 기전 기기를 패키지 내에 캡슐화하도록 상기 백플레인을 상기 투명 기판에 결합시키는 밀봉재
    를 포함하고,
    상기 밀봉재는 상기 백플레인과 상기 투명 기판 사이에 적용되고, 상기 패키지는 하나 이상의 엔드실을 가지고, 상기 패키지 내의 수분 함량을 제거하기 위해, 상기 하나 이상의 엔드실은 당해 엔드실이 밀봉되기 전에 가스가 유통할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  71. 제70항에 있어서,
    상기 하나 이상의 엔드실이 상기 백플레인에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  72. 제70항에 있어서,
    상기 하나 이상의 엔드실이 상기 밀봉재에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  73. 제70항에 있어서,
    상기 하나 이상의 엔드실이 상기 투명 기판에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  74. 제70항에 있어서,
    상기 패키지가 2개 이상의 엔드실을 가지고,
    상기 엔드실 중 하나는 불활성 가스가 상기 패키지 내에 도입될 수 있도록 되어 있고, 상기 엔드실 중 다른 하나는 당해 엔드실이 밀봉되기 전에 수증기가 상기 패키지로부터 배출될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  75. 제70항에 있어서,
    상기 미소 기전 기기가 간섭 변조기인 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  76. 제36항 또는 제70항에 있어서,
    상기 미소 기전 기기와 전기적으로 연결되고, 이미지 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서; 및
    상기 프로세서와 전기적으로 연결된 메모리 기기
    를 더 포함하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  77. 제76항에 있어서,
    상기 미소 기전 기기에 하나 이상의 신호를 전송하도록 구성된 구동 회로를 더 포함하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  78. 제77항에 있어서,
    상기 구동 회로에 상기 이미지 데이터의 적어도 일부를 전송하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  79. 제76항에 있어서,
    상기 프로세서에 상기 이미지 데이터를 전송하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 더 포함하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  80. 제79항에 있어서,
    상기 이미지 소스 모듈이 수신기, 송수신기 및 송신기 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
  81. 제76항에 있어서,
    입력 데이터를 수신하고, 상기 입력 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성된 입력 기기를 더 포함하는 미소 기전 시스템 기반 기기.
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