KR20060092899A - 활성화된 건조제를 가진 디스플레이 기기 시스템 및 제조방법 - Google Patents

활성화된 건조제를 가진 디스플레이 기기 시스템 및 제조방법 Download PDF

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로렌 팔마티어
윌리엄 제이. 쿠밍스
브라이언 제임스 갈리
제프리 비. 샘프셀
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아이디씨 엘엘씨
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Abstract

미소 기전 시스템 기기 패키지(70)는 그 위에 미소 기전 시스템 기기(76)가 형성된 기판(72); 백플레인(74); 밀봉재(78), 및 그 패키지 내의 비활성 건조제(80)를 포함한다. 상기 건조제(80)는 환경의 변화 또는 활성 물질에 노출됨으로써 패키지 조립 후에 활성화된다. 미소 기전 시스템 기기를 제조하는 방법은, 건조제를 활성화하는 단계, 및 그 위에 미소 기전 시스템 기기가 형성된 기판, 밀봉재 및 백플레인을 접촉시키는 단계를 포함하고, 건조제는 기판 또는 백플레인 상에 배치된다.
미소 기전 시스템. 패키지, 건조제

Description

활성화된 건조제를 가진 디스플레이 기기 시스템 및 제조 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DISPLAY DEVICE WITH ACTIVATED DESICCANT}
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 3x3 간섭 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 기기의 일실시예를 나타낸 시스템 블록도이다.
도 3은, 도 1의 간섭 변조기의 일실시예에서, 인가된 전압에 대응한 이동가능한 미러의 위치를 나타낸 도면이다.
도 4는 간섭 변조기 디스플레이를 구동하기 위해 사용될 수 있는 한 세트의 수평열 및 수직열 전압을 나타낸 것이다.
도 5a 및 5b는 도 2의 3x3 간섭 변조기 디스플레이에 한 프레임의 디스플레이 데이터를 기록하기 위해 사용될 수 있는 수평열 및 수직열 신호에 대한 타이밍도의 일례를 나타낸 것이다.
도 6a 및 6b는 디스플레이 기기의 일실시예를 나타내는 시스템 블록도이다.
도 7a는 도 1의 기기의 단면도이다.
도 7b는 간섭 변조기의 대안적인 실시예의 단면도이다.
도 7c는 간섭 변조기의 또 다른 대안적인 실시예의 단면도이다.
도 8은 간섭 변조기 기기용 기본 패키지 구조의 단면도이다.
도 9는 비활성 건조제를 구비한 미소 기전 시스템 기기 패키지 구조의 일실시예의 단면도이다.
도 10은 비활성 건조제를 구비한 미소 기전 시스템 기기 패키지 구조의 미조립 상태를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 미소 기전 시스템(MEMS: microelectromechanical systems)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미소 기전 시스템 기기를 패키징하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
미소 기전 시스템에는 미소 기전 소자, 액추에이터, 및 전자기기가 포함된다. 미소 기계 소자는 침적(deposition), 에칭, 및/또는, 기판 및/또는 침적된 재료 층의 일부를 에칭으로 제거하거나 전기 기기 및 기전 기기를 만들기 위해 층을 부가하는 그 밖의 기타 미소 기계 가공 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 미소 기전 시스템 기기의 한 형태로서 간섭 변조기가 있다. 간섭 변조기는 한 쌍의 도전성 플레이트를 포함하고, 이들 중 하나 또는 양자 모두는 전체적으로 또는 부분적으로 투명하거나 및/또는 반사성을 가지고 있을 수 있고, 적절한 전기 신호가 인가되면 상대적으로 이동할 수 있다. 하나의 플레이트는 기판 상에 배치된 고정층을 포함하여 구성되고, 다른 하나의 플레이트는 에어갭에 의해 상기 고정층으로부터 이격된 금속막을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 기기는 그 응용분야가 넓고, 이러한 형태의 기기의 특성을 활용 및/또는 개조하여, 그 특성이 기존의 제품을 개선하고 아직까지 개발되지 않은 새로운 제품을 창출하는 데에 이용될 수 있도록 하는 것은 해당 기술분야에서 매우 유익할 것이다.
본 발명은 비활성 건조제를 패키지 내에 배치하고, 패키지의 조립 후에 건조제를 활성화시키는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 시스템, 방법 및 기기는 각각 여러 가지 실시태양을 가지고 있고, 그들 중 하나가 단독으로 모든 바람직한 특성을 나타내는 것은 아니다. 이하에서 본 발명의 주요 특징을 설명하겠지만, 이것이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다. 이러한 점을 고려하여, “발명의 상세한 설명”을 읽고 나면, 본 발명의 특징적 구성이 어떻게 다른 디스플레이 기기에 비해 더 나은 장점을 제공하는지를 이해하게 될 것이다.
미소 기전 시스템 기기의 일실시예는 그 위에 미소 기전 시스템 기기가 형성된 기판, 상기 기판에 밀봉되어 미소 기전 시스템 기기 패키지를 형성하는 백플레인(backplane), 및 상기 패키지 내에 위치한 비활성 건조제(inactive desiccant)를 포함한다.
일실시예에서, 미소 기전 시스템 기기는, 그 위에 미소 기전 시스템 기기가 형성된 기판을 포함하는 미소 기전 시스템 기기 패키지를 제공하는 단계; 상기 기판에 밀봉되어 상기 미소 기전 시스템 기기를 캡슐화하는 백플레인을 제공하는 단계; 상기 미소 기전 시스템 기기 패키지 내에 배치되는 비활성 건조제를 제공하는 단계; 및 상기 건조제를 활성화하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조된다.
일실시예에서, 미소 기전 시스템 기기 패키지는, 건조제를 활성화하는 단계; 및 기판 상에 형성된 미소 기전 시스템 기기와 활성화된 건조제를 캡슐화하기 위해 기판, 밀봉재 및 백플레인을 접촉시키는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조된다.
또 다른 실시예는, 광을 투과시키는 투과 수단; 상기 투과 수단을 통과한 광을 변조하는 변조 수단; 상기 변조 수단을 커버하여 패키지를 형성하는 커버 수단; 및 상기 패키지로부터 수증기를 제거하는 제거 수단을 포함하고, 상기 제거 수단은 비활성 상태에 있는 미소 기전 시스템 기기에 관한 것이다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 방법과 방식으로 구현될 수 있다. 이하의 설명에서, 도면이 참조되는데, 전체 도면에 걸쳐 동일한 부분에 대해 동일한 번호가 사용된다. 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명은 동화상(예컨대, 비디오)이든 정지화상(예컨대, 스틸 이미지)이든, 또는 텍스트이든 그림이든, 이미지를 디스플레이하도록 구성된 것이라면 어떠한 기기에서도 구현될 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명은 한정되지는 않지만, 예컨대, 이동전화기, 무선 기기, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 손에 들고 다니거나 휴대할 수 있는 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이터, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔, 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비전 모 니터, 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 기기에 구현되거나 결합될 수 있다. 또한, 여기서 개시한 미소 기전 시스템 기기와 유사한 구조의 기기를 전자 스위칭 기기와 같은 비(非)디스플레이 분야에 사용할 수도 있다.
이하, 습기 제어 특성이 향상된 미소 기전 시스템 기기 패키지 구조에 관한 복수의 실시예를 설명한다. 본 발명의 일실시예는 밀봉재를 구비한 기판과 백플레인 사이에 패키징된 미소 기전 시스템 기반의 디스플레이 기기에 관한 것이다. 또한 본 실시예에서 패키지는 기기 패키지 내에 위치한 비활성 건조제를 포함한다. 건조제는 패키지의 밀봉 전후 어느 때든 활성화될 수 있다. 예컨대, 비활성 건조제는 환경 변화에 노출됨으로써, 예컨대 열이나 자외선에 노출되거나, 또는 활성화 물질(activation substance)과 접촉함으로써 활성화될 수 있다. 비활성 건조제는 하나 이상의 보호층(protective layer)으로 커버될 수 있으며, 기기 패키지의 개구를 통해 보호층과 제거 물질(removal substance)을 접촉시킴으로써 하나 이상의 보호층이 제거된다. 소정의 실시예에서, 건조제는 미소 기전 시스템 기기의 조립에 앞서 활성화된다. 예컨대, 건조제를 주변 환경으로부터 보호하는 자기 포장형 시트(self-contained sheet)를 제거함으로써 건조제가 활성화될 수 있다. 이하, 도 8 내지 10을 참조하여 상기 실시예 및 그 외의 실시예를 보다 자세히 설명한다.
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. 제1 위치에서(여기서는 “해방 상태”라고 한다), 이동가능한 층은 부분적으로 반사하는 고정된 층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치한다. 제2 위치에서, 이동가능한 층은 부분적으로 반사하는 층에 보다 가까이 인접하여 위치한다. 두 개의 층으로부터 반사되는 입사광은 이동가능한 반사층의 위치에 따라 보강적으로 또는 상쇄적으로 간섭하여, 각 픽셀을 전체적으로 반사 상태 또는 비반사 상태로 만든다.
도 1에 도시된 부분의 픽셀 어레이는 두 개의 간섭 변조기(12a, 12b)를 포함한다. 좌측에 있는 간섭 변조기(12a)에서는, 고반사성 이동가능한 층(14a)이 부분 반사성 고정된 층(16a)으로부터 소정의 거리를 두고 해방 위치에 있는 것이 도시되어 있다. 우측에 있는 간섭 변조기(12b)에서는, 이동가능하고 반사성이 높은 층(14b)이 부분적으로 반사하는 고정된 층(16b)에 인접한 작동 위치에 있는 것이 도시되어 있다.
고정된 층(16a, 16b)은 전기적으로 도전성을 가지고 있고, 부분적으로 투명하며, 부분적으로 반사성을 가지고 있고, 예컨대 투명 기판(20) 상에 크롬과 인듐주석산화물(ITO)로 된 하나 이상의 층을 침적시킴으로써 제조될 수 있다. 이들 층을 병렬 스트립으로 패턴화하여, 이하에서 설명하는 바와 같이, 디스플레이의 수평열 전극(row electrode)을 형성할 수 있다. 이동가능한 층(14a, 14b)은, 포스트(18)와 이 포스트들 사이에 개재된 희생 재료의 표면에 침적된 금속층(들)으로 된 일련의 병렬 스트립(수평열 전극(16a, 16b)에 수직하는)으로 형성될 수 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거하면, 변형가능한 금속층이 갭(19)에 의해 고정형 금속층으로부터 이격된다. 변형가능한 층은 알루미늄과 같이 도전성과 반사성이 높은 재료를 이용하여 형성할 수 있고, 이것의 스트립은 디스플레이 기기의 수직열 전극(column electrode)을 형성할 수 있다.
전압이 인가되지 않으면, 층(14a)과 층(16a) 사이에 캐비티(19)가 그대로 존재하게 되어, 변형가능한 층이 도 1의 픽셀(12a)로 도시된 바와 같이 기계적으로 해방된 상태로 있게 된다. 그러나, 선택된 행과 열에 전위차가 인가되면, 해당하는 픽셀에서 수평열 전극과 수직열 전극이 교차하는 지점에 형성된 커패시터가 충전되어, 정전기력이 이들 전극을 서로 당기게 된다. 만일 전압이 충분히 높다면, 이동가능한 층이 변형되어, 도 1에서 우측에 도시된 픽셀(12b)과 같이, 고정된 층에 대해 힘을 받게 된다(도 1에는 도시하지 않았지만, 단락을 방지하고 이격 거리를 제어하기 위해 고정된 층 상에 유전 재료를 배치할 수 있다). 이러한 양상은 인가된 전위차의 극성에 관계없이 동일하다. 이러한 방식으로, 반사와 비반사의 픽셀 상태를 제어할 수 있는 수평열/수직열 구동은 종래의 액정 디스플레이나 다른 디스플레이 기술에서 사용되었던 방식과 여러 가지 면에서 유사하다.
도 2 내지 5는 디스플레이 응용분야에서 간섭 변조기의 어레이를 이용하기 위한 방법 및 시스템의 일례를 보여준다.
도 2는 본 발명의 여러 측면을 포함할 수 있는 전자 기기의 일실시예를 나타낸 시스템 블록도이다. 본 실시예에서는, 전자 기기가 프로세서(21)를 포함한다. 이 프로세서(21)는 ARM, Pentium®, Pentium II®, Pentium III®, Pentium IV®, Pentium® Pro, 8051, MIPS®, Power PC®, ALPHA® 등과 같은 범용의 단일칩 또는 멀티칩 마이크로프로세서나, 또는 디지털 신호 처리기, 마이크로컨트롤러, 프로그래머블 게이트 어레이 등과 같은 특정 목적의 마이크로프로세서일 수 있다. 해당 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 프로세서(21)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행하도록 구성될 수 있다. 오퍼레이팅 시스템을 실행하는 것 외에도, 프로세서는 웹 브라우저, 전화 응용프로그램, 이메일 프로그램, 또는 임의의 다른 소프트웨 어 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 픽셀 어레이(30)에 신호를 제공하는 수평열 구동 회로(24) 및 수직열 구동 회로(26)를 포함한다. 도 2에서 1-1의 선을 따라 절단한 어레이의 단면도가 도 1에 도시되어 있다. 미소 기전 시스템의 간섭 변조기에 대한 수평열/수직열 구동 프로토콜은 도 3에 도시된 기기의 히스테리시스 특성을 이용할 수 있다. 이동가능한 층을 해방 상태에서 작동 상태로 변형시키기 위해, 예컨대, 10볼트의 전위차가 요구될 수 있다. 그러나, 전압이 그 값으로부터 감소할 때, 전압이 10볼트 이하로 떨어지더라도 이동가능한 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 실시예에서, 이동가능한 층은 전압이 2볼트 이하로 떨어질 때까지는 완전히 해방되지 않는다. 따라서, 기기가 해방 상태 또는 작동 상태 중 어느 하나의 상태로 안정되는 인가 전압 영역이 존재하는 전압의 범위가 있다. 도 3에서는 약 3~7볼트가 예시되어 있다. 이것을 여기서는 “히스테리시스 영역” 또는 “안정 영역”이라고 부른다. 도 3의 히스테리시스 특성을 갖는 디스플레이 어레이에 있어서, 수평열에 스트로브가 인가되는 동안, 수평열/수직열 구동 프로토콜은 스트로브가 인가된 수평열에 있는 픽셀들 중에 작동되어야 픽셀들은 약 10볼트의 전위차에 노출되고, 해방되어야 할 픽셀들은 0(영)볼트에 가까운 전위차에 노출되도록 설계될 수 있다. 스트로브를 인가한 후에는, 픽셀들이 수평열 스트로브에 의해 어떠한 상태가 되었든지 간에 그 상태로 유지되도록 약 5볼트의 정상 상태 전압차를 적용받는다. 기록된 후에, 각 픽셀은 본 실시예에서는 3-7볼트인 “안정 영역” 내의 전위차를 가진다. 이러한 구성으로 인해, 도 1에 도시된 픽셀 구조가 동일한 인가 전압의 조건 하에서 작동 상태든 해방 상태든 기존의 상태로 안정되게 된다. 작동 상태로 있든 해방 상태로 있든, 간섭 변조기의 각 픽셀은 필연적으로 고정된 반사층과 이동하는 반사층에 의해 형성되는 커패시터이기 때문에, 이 안정된 상태는 히스테리시스 영역 내의 전압에서 거의 전력 낭비 없이 유지될 수 있다. 인가 전위가 고정되어 있으면, 필연적으로 픽셀에 유입되는 전류는 없다.
전형적인 응용예로서, 첫번째 수평열에 있는 소정 세트의 작동된 픽셀에 따라 한 세트의 수직열 전극을 어서팅(asserting)함으로써 디스플레이 프레임을 만들 수 있다. 그런 다음, 수평열 펄스를 수평열 1의 전극에 인가하여 어서트된 수직열 라인에 대응하는 픽셀들을 작동시킨다. 그러면, 수직열 전극의 어서트된 세트가 두번째 수평열에 있는 소정 세트의 작동된 픽셀에 대응하도록 변경된다. 그런 다음, 펄스를 수평열 2의 전극에 인가하여 어서트된 수직열 전극에 따라 수평열 2에서의 해당하는 픽셀을 작동시킨다. 수평열 1의 픽셀들은 수평열 2의 펄스에 영향을 받지 않고, 수평열 1의 펄스에 의해 설정되었던 상태를 유지한다. 이러한 동작을 순차적으로 전체 수평열에 대해 반복하여 프레임을 생성할 수 있다. 일반적으로, 이러한 프레임들은 초당 소정 수의 프레임에 대해 이러한 처리를 계속해서 반복함으로써 리프레시(refresh)되거나, 및/또는 새로운 디스플레이 데이터로 갱신된다. 수평열 및 수직열 전극을 구동하여 디스플레이 프레임을 생성하는 많은 다양한 프로토콜이 잘 알려져 있고, 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다.
도 4 및 5는 도 2의 3x3 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 수직열은 -Vbias로 설정하고 해당하는 수평열은 +ΔV로 설정한다. 각각의 전압은 -5볼트 및 +5볼트에 대응할 수 있다. 픽셀을 해방시키기 위해서는, 해당하는 수직열은 +Vbias로 설정하고 해당하는 수평열은 동일한 값의 +ΔV로 설정하여, 픽셀을 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 경우와 반대의 극성도 사용될 수 있다. 예컨대, 픽셀을 작동시키기 위해, 해당하는 수직열은 +Vbias로 설정하고 해당하는 수평열은 -ΔV로 설정할 수 있다. 이 실시예에서, 픽셀을 해방시키기 위해서는, 해당하는 수직열은 -Vbias로 설정하고 해당하는 수평열은 동일한 값의 -ΔV로 설정하여, 픽셀을 걸리는 전위차가 0(영)볼트가 되도록 한다.
도 5b는 도 2의 3x3 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 안정영역 내에 있기 때문이다. 그런 다음, 수평열 1에 0볼트에서 5볼트로 상승한 후 다시 0볼트로 되는 펄스를 가진 스트로브를 인가한다. 이것은 (1,1) 및 (1,2)의 픽셀을 작동시키고 (1,3)의 픽셀을 해방시킨다. 어레이의 다른 픽셀들은 영향을 받지 않는다. 수평열 2를 원하는 대로 설정하기 위해, 수직열 2를 -5볼트로 설정하고, 수직열 1 및 3은 +5볼트로 설정한다. 동일한 스트로브를 수평열 2에 인가하면, (2,2)의 픽셀이 작동되고, (2,1) 및 (2,3)의 픽셀이 해방된다. 여전히, 어레이의 다른 픽셀들은 영향을 받지 않는다. 수직열 2 및 3을 -5볼트로 설정하고 수직열 1을 +5볼트로 설정함으로써, 수평열 3도 마찬가지의 방법으로 설정될 수 있다. 수평열 3에 대한 스트로브로 인해 수평열 3의 픽셀들도 도 5a에 도시된 바와 같이 설정된다. 프레임을 기록한 후에, 수평열 전위는 0(영)이고, 수직열 전위는 +5볼트 또는 -5볼트로 남아있으므로, 디스플레이는 도 5a의 배열로 안정된다. 수십 또는 수백의 수평열 및 수직열로 된 어레이에 대해 동일한 처리가 행해질 수 있다는 것은 잘 알 수 있을 것이다. 또한, 수평열 및 수직열의 구동을 위해 사용되는 전압의 타이밍, 순서 및 레벨은 위에서 설명한 전반적인 원리 내에서 다양하게 변경될 수 있고, 상술한 예는 예시에 불과하고, 임의의 구동 전압 방법을 본 발명에 적용하여도 무방하다.
도 6a 및 6b는 디스플레이 기기(40)의 실시예를 나타낸 시스템 블록도이다. 디스플레이 기기(40)는 예컨대 휴대전화기일 수 있다. 그러나, 텔레비전이나 휴대용 미디어 플레이어와 같이 디스플레이 기기(40)와 동일한 구성품이나 약간 변형된 것도 디스플레이 기기의 여러 가지 형태의 예에 해당한다.
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 있다. 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 하드웨어)(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 IEEE802.11 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. 또다른 실시예에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)로 전송될 이미지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스로 대체될 수 있다. 예컨대, 이미지 소스는 이미지 데이터를 담고 있는 DVD나 하드디스크 드라이브일 수도 있고, 이미지 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수도 있다.
프로세서(21)는 일반적으로 본 예의 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 디스플 레이 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. 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. 또다른 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 키패드 등의 키패드, 버튼, 스위치, 터치 스크린, 압력 또는 열 감지 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 다양한 에너지 저장 기기를 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 전원(50)은 니켈-카드뮴 전지나 리튬-이온 전지와 같은 재충전가능한 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(50)은 재생가능한 에너지원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지와 태양 전지 도료를 포함하는 태양 전지이 다. 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. 어떤 경우에는, 어레이 드라이버(22)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.
위에서 설명한 원리에 따라 동작하는 간섭 변조기의 상세한 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 도 7a 내지 7c는 움직이는 미러 구조의 서로 다른 세 개의 실시예를 나타내고 있다. 도 7a는 도1의 실시예로서, 금속 재료로 된 스트립(14)이 직교방향으로 연장된 지지대(18) 상에 형성되어 있다. 도 7b에서, 이동가능한 반사 재료(14)는 연결선(32)을 통해 코너에서만 지지대에 부착된다. 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. 다양한 종래 기술이 일련의 재료 침적, 패터닝, 및 에칭 단계를 포함하는 전술한 구조를 만들기 위해 이용될 수 있다.
간섭 변조기 어레이와 같은 미소 기전 시스템 기기의 이동하는 부분은 이동 가능한 보호 공간부(protected space)를 구비하는 것이 바람직하다. 이하, 미소 기전 시스템 기기용 패키징 기술을 더욱 상세히 설명한다. 간섭 변조기 어레이와 같은 미소 기전 시스템 기기용 기본 패키지 구조가 도 8에 개략적으로 도시되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 기본 패키지 구조(70)는 기판(72) 및 백플레인 커버(backplane cover) 또는 “캡(cap)”(74)을 포함하며, 간섭 변조기 어레이(76)는 기판(72) 상에 형성된다. 이 캡(74)을 “백플레인”이라고도 한다.
기판(72) 및 백플레인(74)은 밀봉재(78)에의해 결합되어 패키지 구조(70)를 형성한다. 따라서 간섭 변조기 어레이(76)는 기판(72), 백플레인(74), 및 밀봉재(78)에 의해 캡슐화된다. 이는 백플레인(74)과 기판(72) 사이에 캐비티(79)를 형성한다. 밀봉재(78)는 종래의 에폭시계 접찹제(epoxy-based adhesive)와 같은 비밀폐성 밀봉재(non-hermetic seal)일 수 있다. 다른 실시예에서, 밀봉재(78)는 수증기 투과율의 범위가 일일(day)당 약 0.2 - 4.7 g mm/m2kPa인 여러 형태의 밀봉재 중에서 폴리이소부틸렌(종종, 부틸 고무라 칭하며, 때로는 PIB라고도 함), 오-링, 폴리우레탄, 박막 금속 용접, 액체 스핀-온 유리, 땜납, 폴리머 또는 플라스틱일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 밀봉재(78)는 밀폐성 밀봉재(hermetic seal)일 수 있으며, 예컨대 금속, 용접, 및 유리 프릿(glass frit)을 포함할 수 있다. 밀폐성 밀봉 방법은 예컨대 금속 또는 땜납 박막 또는 예비적 성형품(perform), 레이저 또는 저항 용접 기술, 및 양극 산화 결합 기술(anodic bonding techniques)을 포함하며, 그에 따른 패키지 구조는 내부 패키지의 요구 조건을 충족하기 위해 건조제를 필요로 할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다.
밀봉재(78)는 폐쇄식 밀봉재(연속식) 또는 개방식 밀봉재(비연속식)로 실현될 수 있으며, 간섭 변조기 어레이(76)를 패키징하는 방법으로 기판(72), 백플레인(74), 또는 기판 및 백플레인(74) 양측 상에 구현 또는 형성될 수 있다. 밀봉재(78)는 단순 인-라인형(simple in-line) 제조 공정을 통해 가할 수 있으며, 이는 저온 처리가 가능하다는 장점을 갖는다. 반면, 용접 및 납땜 기술은 패키지 구조(20)를 손상시킬 수 있는 고온 처리를 요하며, 비교적 고가이다. 몇몇 경우에, 처리 온도를 낮춘 실용적인 처리법을 얻기 위해, 집중 가열 방식이 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 패키지 구조(70)는 캐비티(79) 내의 습기를 줄이기 위한 건조제(80)와 같은 게터(getter)를 포함한다. 당업자라면 건조제가 밀폐성 밀봉 패키지에 반드시 필요한 것은 아니지만, 패키지 내에 존재하는 습기를 제어하는데 바람직할 수 있으며, 패키지 내부로부터 기체를 제거하는 물질로 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 일실시예에서, 건조제(80)는 간섭 변조기 어레이(76) 및 백플레인(74) 사이에 위치한다. 건조제는 밀폐성 또는 비밀폐성 밀봉재를 가진 패키지용으로 사용될 수 있다. 밀폐성 밀봉재를 가진 패키지에서, 건조제는 보통 패키지 내부에 존재하는 습기를 제어하기 위해 사용된다. 비밀폐성 밀봉재를 가진 패키지에서, 건조제는 주변 환경으로부터 패키지 내로 이동하는 습기를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 간섭 변조기 어레이의 광학적 특성을 해치지 않으면서 습기를 막을 수 있는 어떠한 물질도 건조제(80)도 사용될 수 있다. 적절한 게터 및 건조제 재료에는 제올라이트(zeolite), 분자체(molecular sieve), 표면 흡수제(surface adsorbent), 체적 흡수제(bulk adsorbent), 및 화학 반응체 (chemical reactant) 등이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니다.
건조제(80)는 상태, 형상, 및 크기가 상이할 수 있다. 건조제(80)는 고체 상태일 수도 있으며, 대안적으로 파우더 상태일 수도 있다. 이 파우더는 패키지 내부로 직접 삽입될 수 있으며, 또는 도포용 접착제와 함께 혼합될 수도 있다. 다른 실시예에서, 건조제(80)는 패키지 내로 작용하기 전에 상이한 형상, 예컨대 원주형, 링형, 또는 판형으로 형성될 수 있다.
당업자라면 건조제(80)는 상이한 방식으로 작용할 수 있음을 이해할 것이다. 일실시예에서, 건조제(80)는 간섭 변조기 어레이(76)의 일부로 형성된다. 또 다른 실시예에서, 건조제(80)는 패키지(70) 내부에 스프레이(spray) 또는 딥-코팅(dip coat)에 의해 도포된다.
기판(72)은 그 위에 박막, 미소 기전 시스템 기기를 구비할 수 있는 반투명, 또는 투명 물질일 수 있다. 그러한 투명 물질로는 유리, 플라스틱, 및 투명 폴리머가 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 간섭 변조기 어레이(76)는 박막 변조기 또는 분리형 변조기를 포함할 수 있다. 당업자라면 백플레인(74)은 유리, 금속, 호일, 폴리머, 플라스틱, 세라믹 또는 반도체 재료(예컨대, 실리콘)와 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
패키징 공정은 주변 압력, 보통의 대기압, 또는 주변 압력보다 큰 압력에서 진공 사이의 압력하에서 실행될 수 있다. 또한, 패키징 공정은 다양한 환경에서 실행될 수 있으며, 밀봉 공정시 고압 또는 저압으로 제어될 수 있다. 완전 건조된 환경에서 간섭 변조기 어레이(76)를 패키징하는 것이 바람직할 수 있지만, 필수적 인 것은 아니다. 마찬가지로, 패키징이 이루어지는 주변 환경(ambient conditions)이 비활성 가스(inert gas)일 수 있다. 주변 환경에서 패키징하는 것은, 기기의 동작에 영향을 끼치지 않고도 주변 조건을 통해 기기가 운반될 수 있기 때문에, 공정 비용을 절감시킬 수 있고, 장비 선택을 더 다양하게 할 수 있다.
일반적으로, 패키지 구조(70) 내로의 수증기 침투를 최소화하여, 패키지 구조(70)의 캐비티(79) 환경을 제어하고, 그 환경을 일정하게 유지하도록 밀폐성으로 밀봉하는 것이 바람직하다. 패키지 내의 습도 또는 수증기 레벨이, 수증기의 표면 장력이 간섭 변조기 어레이(76)의 이동가능한 소자(도시되지 않음)의 복원력에 비해 커지는 레벨보다 높아지면, 이동가능한 소자는 표면에 영구적으로 부착될 수 있다. 따라서, 패키지 내의 습기 레벨을 감소시킬 필요가 있다.
간섭 변조기 어레이와 같은 미소 기전 시스템 기기를 제조하는 동안, 백플레인과 같은 개개의 패키지 구조 부품을 주변 조건에 노출시켜야 할 필요가 있을 수 있다. 예컨대, 백플레인(74)은 디스플레이의 타 부품과 별개로 생산될 수 있다. 따라서, 백플레인(74)은 밀봉재(78) 및 기판(72)과 접촉하기에 앞서 주변 환경에 몇 일이나 몇 주, 또는 그 이상 놓여 있을 수 있다. 이러한 이유로, 패키지 구조(70)에 결합되기에 앞서 수증기에 노출되지 않도록, 백플레인에 배치된 건조제(80)를 보호하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 소정의 실시예는 비활성 또는 보호 건조제를 가진 미소 기전 시스템 기기 패키지를 포함하며, 상기 비활성 또는 보호 건조제는 패키지의 조립 전에 또는 그 후에 즉시 활성화된다. 몇몇 실시예에서 비활성 건조제는 열 또는 광과 같은 환경 변화에 노출됨으로써 활성화되며, 다 른 실시예에서는 건조제의 표면에서 보호층을 제거함으로써 활성화된다. 소정의 실시예에서, 비활성 건조제는 건조제를 활성화 물질에 노출시킴으로써 활성화된다.
도 9는 비활성 건조제를 구비한 미소 기전 시스템 기기 패키지의 일실시예를 나타낸 단면도로서, 상기 비활성 건조제는 건조제(80) 및 보호층(88)을 포함한다. 보호층(88)은 주변 환경으로부터 건조제로 운반된 수분을 제거 또는 감소시킨다. 예컨대, 보호층(88)은 물분자가 건조제(37)에 접하지 못하게 하면서, 생산 또는 조립을 위한 차후의 단계에서 제거될 수 있는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 보호층(88)은 예컨대 금속, 산화물, 플라스틱, 또는 미소 기전 시스템 기기 공정에 적합한 타 재료를 포함할 수 있다. 구체적으로, 보호층(88)은 금, 은, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 텅스텐, 이산화규소, 몰리브덴, 중합체(polymeric material), 플라즈마, 하드 베이크트 포토레지스트 재료(hard-baked photoresist), 및/또는 폴리이미드(polymide) 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
보호층(88)은 화학적 증기 침적(CVD), 레이어링(layering), 압출, 및 손으로 작용 또는 위치시키는 것을 포함하는 공지된 방법으로 형성될 수 있다.
일실시예에서, 패키지 구조가 조립된 후 보호층(88)이 제거되는데, 패키지 구조(70)는 백플레인(74), 밀봉재(78), 및 기판(72)을 접촉시킴으로써 결합된다. 소정의 실시예에서, 보호층(88)을 제거 물질과 접촉시킴으로써 보호층(88)이 건조제로부터 제거되는데, 제거 물질은 하나 이상의 백플레인(74), 밀봉재(78), 및 기판(72)의 개구를 통해 패키지 구조(70)의 캐비티(79) 내로 유입된다. 도 9에 도시된 실시예에서, 개구(90)는 백플레인(74)에 형성되어 있으며, 이 개구(90)는 미소 기전 시스템 기기 패키지 구조(70)의 외부로부터 캐비티(79)로의 입구를 제공한다. 개구(90)는 조립 전에 또는 후에 패키지 구조에 형성될 수 있으며, 건조제(80)를 작용하기에 앞서 백플레인(74) 상에 존재할 수도 있다.
보호층(88)은 개구(90)를 통해 제거 물질을 투입함으로써 제거물질과 접촉할 수 있으며, 제거 물질은건조제(80)에서 보호층(88)을 제거하여 건조제를 활성화시킨다. 제거 물질은 예컨대 패키지 구조(70)의 캐비티(79) 내부로부터 보호층(88)을 제거하도록 형성된 가스 또는 액체일 수 있다. 또한 소정의 실시예에서, 제거 물질 및 보호층 재료는 예컨대 진공 처리를 이용해 개구(90)를 통해 기기 패키지 구조(70)로부터 제거된다.
상술한 바와 같이, 개구(90)는 패키지 구조(70)에서 밀봉재(78) 또는 기판(72)과 같이 백플레인(74)이 아닌 위치에 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 개구는 백플레인, 건조제(80), 및 보호층(88)에 형성된다. 다른 실시예에서, 밀봉재(78)는 개방식, 즉 비연속식 밀봉재이며, 밀봉재(78)의 개구는 패키지 구조(70)의 조립시 백플레인(74)과 기판(72) 사이의 압력을 릴리스시키는 데에 사용되며, 보호층(88)을 제거하는 데에도 사용된다. 소정의 실시예에서, 개구(90)의 직경은 물 분자가 패키지 구조의 캐비티(79) 내로 유입되는 것을 방지하기에 충분할 정도로 작으며, 보호층(88)을 제거하는 제거 물질을 유입시킬 정도로 충분히 크다.
다른 실시예에서, 보호층(88)을 열에 노출시켜 증발 또는 승화시키거나, 또는 자외선에 노출시키는 등, 환경 변화에 노출시킴으로써, 건조제(80)로부터 보호층(88)을 제거할 수 있다. 제거된 보호층(88)은 간섭 변조기 어레이(76)의 간섭 동작에 영향을 끼치지 않는 것이 바람직하며, 제거된 보호층(또는 제거되지 않고 남아 있는 부품)은 개구(90)를 통해 제거될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 열에 의해 건조제(80)로부터 보호층(88)이 증발 또는 승화되었을 때와 같이, 건조제(80)로부터 제거되었을 때, 패키지 구조(70)는 보호층(88)의 잔류 부품을 포획하는 추가적인 건조제를 포함한다.
보호층(88)을 제거하는 물질의 예로는 기체, 액체, 및 플라스마가 있으며, 이들은 보호층(88)을 제거하지만, 패키지 구조의 타 부품 또는 건조제(80)를 손상시키지는 않는다. 예컨대, 포트레지스트(photoresist) 또는 폴리이마이드(polyimide)를 포함하는 보호층은 산소 플라즈마를 사용해 제거될 수 있다.
소정의 실시예에서, 보호층(88)은 도 1과 관련해 전술한 간섭 변조기 어레이(76)의 희생 재료를 개재시키는데 사용된 재료와 동일 또는 유사한 재료를 포함한다. 그러한 실시예에서, 간섭 변조기 어레이(76)의 희생 재료 및 보호층(88)은 동일한 제거 물질을 사용하는 동일한 제거 단계에서 제거될 수 있으며, 이로써 생산 단계 및 화학 물질이 감소된다. 보호층(88) 및 희생 재료는 예컨대, 몰리브덴, 알루미늄-실리콘, 티타늄, 및 텅스텐을 포함할 수 있으며, 제거 물질 또는 에칭제는 이플루오르화크세논을 포함할 수 있다.
건조제(80)가 활성화 물질에 노출됨으로써 활성화되는 실시예에 있어서, 활성화 물질은 건조제(80)와 접촉하도록 개구(90)를 통해 패키지 구조 캐비티(79)로 유입된다. 건조제(80)를 활성화 시킨 다음, 활성화 물질은 개구(90)를 통해 캐비티(79)로부터 제거된다. 활성화 물질은 기체, 액체 또는 플라즈마를 포함할 수 있 다.
건조제(80)가 열에 노출됨으로써 활성화되는 패키지 구조(70)의 실시예에서, 활성화에 의해 건조제(80)로부터 유출된 재료는 개구(90)를 통해 패키지 구조 캐비티(79)로부터 제거될 수 있다. 예컨대, 건조제가 제올라이트를 포함하며, 물분자는 열에 노출되어 릴리스되는 실시예에서, 릴리스된 물 분자는 개구(90)를 통해 캐비티(79)로부터 제거되어 진공 처리된다.
보호층(88)을 제거하여 건조제(80)를 활성화시킨 다음, 예컨대 개구(90)는 밀봉되어 주변 환경의 소자가 패키지 구조(70)의 챔버(79)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 일실시예에서, 밀봉재(78)에 사용되는 것과 동일한 재료가 개구(90)를 폐쇄 또는 막는데 사용된다. 다른 실시예에서, 백플레인(74)에 사용되는 것과 동일 또는 유사한 재료가 개구(90)를 폐쇄하는데 사용된다. 다르게는, 물분자가 개구(90)를 통해 패키지 구조(70)의 챔버(79) 내로 통과할 수 없도록, 개구(90)의 직경이 충분히 작을 수 있다.
일실시예에서, 건조제(80)는 기기 패키지 구조(70)의 조립 전에 활성화되며, 조립 단계는 백플레인(74), 밀봉재(78), 및 기판(72)을 접촉시키는 단계를 포함한다. 도 10은 패키지 구조(900)의 미조립된 상태를 나타내는 단면도로서, 보호층(88)은 건조제(80)로의 수분 이동을 제거 또는 감소하는 자기 포장형 시트를 포함한다. 자기 포장형 시트는 예컨대 금속 호일 및/또는 폴리머를 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 실시예에서, 보호층(88)이 건조제로부터 제거되어, 패키지 구조(900)의 조립 전에 건조제를 활성화시킨다. 자기 포장형 시트는 손으로 제거되거 나, 또는 열이나 광과 같은 환경 변화에 노출시킴으로써 제거될 수 있다.
건조제(80)가 환경 변화에 의해 활성화되도록 구성된 실시예에서, 패키지 구조는 건조제(80)를 활성화하기 전에 조립될 수 있으며, 건조제(80)의 활성화 및 임의의 물질의 제거를 촉진하기 위해 반드시 개구를 필요로 하는 것은 아니다. 예컨대, 건조제(80)가 열 또는 자외선에 노출됨으로써 활성화되도록 구성된 경우, 간섭 변조기 기기와 같은 기기의 패키징 방법은 간섭 변조기 기기가 그 위에 형성된 기판, 상기 기판에 밀봉되어 상기 간섭 변조기 기기를 캡슐화하는 백플레인, 및 상기 패키지 구조 내의 비활성 건조제를 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상기 건조제를 열이나 자외선과 같은 환경 변화에 노출시킴으로써 건조제를 활성화하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 패키지는 개구를 포함할 수 있으며, 건조제는 예컨대 가열된 기체를 사용하여 개구를 통해 활성화된다. 몇몇 실시예에서, 상기 패키지는 활성화될 때 비활성 건조제로부터 방출되는 재료를 포획하기 위한 추가적인 건조제를 포함할 수 있다.
이상의 설명에서는 여러 가지 실시예에 적용된 본 발명의 신규한 특징을 보여주고, 설명하고 또 지적하였지만, 본 발명의 사상으로부터 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자가 예시된 기기 또는 공정의 상세한 구성이나 형태로부터 다양하게 생략하고 대체하고 변경하는 것이 가능하다는 것을 알아야 한다. 인식하고 있는 바와 같이, 몇몇 특징은 다른 특징들과 분리되어 사용되거나 실현될 수 있으므로, 본 발명은 여기에 개시된 특징과 장점을 모두 가지고 있지는 않은 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명에 의하면, 패키지 내에 비활성 건조제를 배치하고, 패키지 조립 후에 이 건조제를 활성화시킴으로써, 패키지 내의 수증기를 보다 효과적으로 제거할 수 있다.

Claims (36)

  1. 전자 기기에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 형성된 미소 기전 시스템 기기(MEMS device);
    상기 기판에 밀봉되어 패키지를 형성하는 백플레인(backplane); 및
    상기 패키지 내에 위치하는 비활성 건조제(inactive desiccant)
    를 포함하는 전자 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패키지가 상기 백플레인 및 상기 밀봉재 중 적어도 하나에 개구(aperture)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비활성 건조제가 하나 이상의 건조제 층 위에 있는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비활성 건조제가 열에 의해 활성화되도록 형성된 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비활성 건조제가 자외선에 의해 활성화되도록 형성된 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비활성 건조제가 상기 백플레인 상에 배치된 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 미소 기전 시스템 기기가 간섭 변조기 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 미소 기전 시스템 기기와 전기적으로 연결되어, 이미지 데이터를 처리하는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 전기적으로 연결된 메모리 기기
    를 더 포함하는 전자 기기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이미지 데이터의 적어도 일부를 구동 회로를 포함하는 전기적 구성요소로 전송하는 컨트롤러를 더 포함하는 전자 기기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이미지 데이터를 상기 프로세서로 전송하는 이미지 소스 모듈(image source module)을 더 포함하는 전자 기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이미지 소스 모듈이 수신기, 송수신기, 및 송신기 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  12. 제8항에 있어서,
    입력 데이터를 수신하여, 상기 입력 데이터를 상기 프로세서로 전송하는 입력 기기를 더 포함하는 전자 기기.
  13. 미소 기전 시스템 기기를 제조하는 방법에 있어서,
    그 위에 미소 기전 시스템 기기가 형성된 기판을 포함하는 미소 기전 시스템 기기 패키지를 제공하는 단계;
    상기 기판에 밀봉되어 상기 미소 기전 시스템 기기를 캡슐화하는 백플레인을 제공하는 단계;
    상기 미소 기전 시스템 기기 패키지 내에 위치하는 비활성 건조제를 제공하는 단계; 및
    상기 건조제를 활성화하는 단계
    를 포함하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 건조제가 상기 백플레인 상에 배치된 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 건조제가 상기 기판 상에 배치된 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 건조제를 활성화하는 단계가, 상기 건조제의 표면으로부터 보호층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 건조제를 활성화하는 단계가, 상기 건조제를 열에 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 건조제를 활성화하는 단계가, 상기 건조제를 자외선에 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 건조제를 활성화하는 단계가, 상기 백플레인, 상기 밀봉재, 및 상기 기판 중 적어도 하나에 있는 개구를 통해 상기 비활성 건조제를 물질(substance)에 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 비활성 건조제가 그 건조제 위에 위치한 보호층을 포함하며,
    상기 건조제를 활성화하는 단계가 상기 보호층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 보호층을 제거하는 단계가 상기 건조제를 열에 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 물질이 가스, 액체, 및 플라즈마 중 하나인 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 미소 기전 시스템 기기 패키지를 주변 환경으로부터 밀봉하기 위해, 상기 개구를 물질로 채우는 단계를 더 포함하는 미소 기전 시스템 기기의 제조방법.
  24. 제13항에 의한 방법으로 제조된 미소 기전 시스템 기기.
  25. 미소 기전 시스템 기기에 있어서,
    광을 투과시키는 투과 수단:
    상기 투과 수단을 통과한 광을 변조하는 변조 수단:
    상기 변조 수단을 덮어 패키지를 형성하는 커버 수단: 및
    상기 패키지로부터 수증기를 제거하는 제거 수단
    을 포함하고,
    상기 제거 수단은 비활성 상태에 있는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 투과 수단이 투명 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 변조 수단이 간섭 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 커버 수단이 백플레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 제거 수단이 비활성 건조제를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 비활성 건조제이 보호층을 가진 건조제를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 건조제를 열에 노출시킴으로써, 상기 비활성 건조제가 활성화되는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 건조제를 자외선에 노출시킴으로써, 상기 비활성 건조제가 활성화되는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  33. 제29항에 있어서,
    상기 건조제를 물질에 노출시킴으로써, 상기 비활성 건조제가 활성화되는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 커버 수단은 하나 이상의 개구를 포함하며,
    상기 건조제는 상기 개구를 통해 유입되는 물질과 접촉함으로써 활성화되는 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 비활성 건조제는 건조제 위에 위치한 보호층을 포함하며,
    상기 물질은 상기 보호층을 제거하도록 구성된 것을 특징으로 하는 미소 기전 시스템 기기.
  36. 제34항에 있어서,
    상기 미소 기전 시스템 기기 패키지를 주변 환경으로부터 밀봉하기 위해, 상기 개구를 채우는 수단을 더 포함하는 미소 기전 시스템 기기.
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