KR20100084518A - 반투명／반투과반사형 광 간섭계 변조기 장치 - Google Patents

반투명／반투과반사형 광 간섭계 변조기 장치 Download PDF

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KR20100084518A
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퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크.
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Abstract

소정의 실시형태에 있어서, 간섭계측적으로 반사된 광 및 투과된 광의 양쪽 모두를 이용하는 장치가 제공된다. 해당 장치에 입사되는 광은 상기 장치의 복수개의 층으로부터 간섭계측적으로 반사되어 제1방향에서 광을 방사시키며, 상기 간섭계측적으로 반사된 광은 제1색을 지닌다. 광원으로부터의 광은 상기 장치의 복수개의 층을 통해서 투과되어 제1방향에서 해당 장치로부터 방사되며, 해당 투과된 광은 제2색을 지닌다.

Description

반투명／반투과반사형 광 간섭계 변조기 장치{SEMI-TRANSPARENT/TRANSFLECTIVE LIGHTED INTERFEROMETRIC MODULATOR DEVICES}
관련 출원에 관한 교차 참조
본 출원은 미국 가특허출원 제60/994,073호(출원일: 2007년 9월 17일)의 우선권의 이득을 주장하며, 이 기초 출원은 참조로 그들의 전문이 본원에 원용된다.
발명의 기술분야
본 발명의 기술분야는 일반적으로 간섭계(interferometry)를 이용하는 장식용 화상표시장치에 관한 것이다.
마이크로전자기계 시스템(MEMS: microelectromechanical systems)은 마이크로기계 소자, 작동기 및 전자 기기를 포함한다. 마이크로기계 소자는 기판 및/또는 증착(혹은 침착(deposition); 이하 본 명세서에서는 "증착"이라 표기함)된 재료층의 일부를 에칭해내거나 층들을 추가하여 전기 및 전자기계 장치를 형성하는 증착, 에칭 및/또는 기타 미세기계가공(micromachining) 공정들을 이용하여 형성될 수도 있다. MEMS 장치의 한 유형은 간섭계 변조기(interferometric modulator)라 불린다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 간섭계 변조기 또는 간섭계 광 변조기(interferometric light modulator)라는 용어는 광학적 간섭의 원리를 이용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 장치를 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 간섭계 변조기는 1쌍의 도전판을 포함할 수도 있는데, 상기 1쌍의 도전판 중 어느 하나 또는 양쪽 모두가 전체 또는 부분적으로 투과형 및/또는 반사형일 수도 있고 적절한 전기 신호의 인가 시 상대 운동을 할 수 있다. 특정 실시형태에 있어서, 하나의 도전판은 기판에 증착된 고정층을 포함할 수도 있고, 다른 하나의 도전판은 공기 간극(air gap)에 의해 고정층과는 분리된 금속막을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 보다 더 상세히 설명하는 바와 같이, 도전판의 상대적 위치에 의해서 간섭계 변조기에 입사되는 광의 광학적 간섭은 변화될 수 있다. 이러한 장치들의 적용 범위는 광범위하며, 기존의 제품들을 개선시키는 데 있어서, 그리고 아직 개발되지 않은 새로운 제품들을 만들어내는 데 있어서 이러한 유형의 장치 특성들이 사용될 수 있도록 이들 장치의 특징들을 이용 및/또는 변경하는 것은 해당 기술 분야에서 유용할 것이다.
본 발명은 일반적으로 간섭계(interferometry)를 이용하는 장식용 화상표시장치 및 화상을 표시하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
소정의 실시형태에 있어서, 적어도 부분적으로 광학적으로 투명한 기판을 포함하는 장치가 제공된다. 소정의 실시형태의 상기 장치는 또한 상기 기판 위에 있는 제1층 및 상기 기판 위에 상기 제1층으로부터 이간되어 있는 제2층을 포함하며, 해당 제1층은 부분적으로 광학적으로 흡수성이고, 부분적으로 광학적으로 반사성이며, 부분적으로 광학적으로 투과성이고, 상기 제1층은 상기 기판과 상기 제2층 사이에 위치되어 있으며, 상기 제2층은 부분적으로 광학적으로 흡수성이고, 부분적으로 광학적으로 반사성이며, 부분적으로 광학적으로 투과성이다. 소정의 실시형태의 상기 장치는 상기 제1층과 제2층이 상기 기판과 광원 사이에 위치되도록 상기 기판에 대해서 위치결정되어 있고, 또한 신호에 응답하는 해당 광원을 추가로 포함한다. 제1방향에서 장치로부터 방사되는 광은, 상기 기판에 입사되어, 해당 기판을 통해 투과되고, 상기 제1층을 통해 투과되고 나서, 상기 제2층에 의해 반사된 후, 상기 제1층을 통해 투과되고, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제1광부분을 포함한다. 상기 제1방향에서 장치로부터 방사되는 광은, 상기 기판에 입사되어, 해당 기판을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층에 의해 반사된 후, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제2광부분을 추가로 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제1방향에서 장치로부터 방사되는 광은, 상기 광원으로부터 제2층에 입사되어, 해당 제2층을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층을 통해 투과된 후, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제3광부분을 추가로 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 광을 부분적으로 흡수하고 광을 부분적으로 반사하며 광을 부분적으로 투과하기 위한 제1수단; 및 상기 제1수단으로부터 이간되어 있고, 광을 부분적으로 흡수하고 광을 부분적으로 반사하며 광을 부분적으로 투과하기 위한 제2수단을 포함하는 장치가 제공된다. 몇몇 실시형태의 장치는 광을 발생하기 위한 광발생수단을 추가로 포함하되, 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은, 상기 제1수단에 입사되어, 해당 제1수단을 통해 투과되고 나서, 상기 제2수단에 의해 반사된 후, 상기 제1수단을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 제1광부분을 포함한다. 상기 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은, 상기 제1수단에 입사되어, 해당 제1수단에 의해 반사되고 나서, 상기 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 제2광부분; 및 상기 광발생수단에 의해 발생되어서, 상기 제2수단에 입사된 후, 해당 제2수단을 통해 투과되고 나서, 상기 제1수단을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 장치로부터 방사되는 제3광부분을 추가로 포함할 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 화상을 표시하는 방법이 제공된다. 소정의 실시형태의 이 방법은 적어도 부분적으로 광학적으로 투명한 기판을 포함하는 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 장치는 상기 기판 위에 있는, 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 투과성이며 부분적으로 광학적으로 반사성인 제1층; 및 상기 기판 위에 상기 제1층으로부터 이간되어 있는, 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 투과성이며 부분적으로 광학적으로 반사성인 제2층을 추가로 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 상기 제1층과 제2층이 상기 기판과 광원 사이에 위치되도록 상기 기판에 대해서 신호에 응답하는 광원을 위치결정하는 단계; 및 제1방향에서 상기 장치로부터 광을 방사하는 단계를 추가로 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방사되는 광은 상기 기판에 입사되어, 해당 기판을 통해 투과되고, 상기 제1층을 통해 투과되고 나서, 상기 제2층에 의해 반사된 후, 상기 제1층을 통해 투과되고, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제1광부분을 포함한다. 상기 방사되는 광은 상기 기판에 입사되어, 해당 기판을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층에 의해 반사된 후, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제2광부분을 추가로 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방사되는 광은 상기 광원으로부터 제2층에 입사되어, 해당 제2층을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층을 통해 투과된 후, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제3광부분을 포함한다.
도 1은 제1간섭계 변조기의 이동식 반사층이 이완 위치에 있고, 제2간섭계 변조기의 이동식 반사층이 작동 위치에 있는 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시형태의 일부를 나타낸 등각 투상도;
도 2는 3×3 간섭계 변조기 디스플레이를 내장하는 전자 장치의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도;
도 3은 도 1의 간섭계 변조기의 예시적인 일 실시형태에 대한 이동식 미러(movable mirror)의 위치 대 인가된 전압을 나타낸 선도;
도 4는 간섭계 변조기 디스플레이를 구동하는 데 사용될 수 있는 한 세트의 행방향 전압(row voltage) 및 열방향 전압(column voltage)을 나타낸 도면;
도 5a는 도 2의 3×3 간섭계 변조기 디스플레이에 있어서의 표시 데이터의 하나의 예시적인 프레임을 예시한 도면;
도 5b는 도 5a의 프레임을 기록하는(write) 데 이용될 수 있는 행방향 신호 및 열방향 신호의 하나의 예시적인 타이밍 선도를 나타낸 도면;
도 6a 및 도 6b는 복수개의 간섭계 변조기를 포함하는 비쥬얼 표시장치(visual display device)의 일 실시형태를 나타낸 시스템 블록도;
도 7a는 도 1의 장치의 단면도;
도 7b는 간섭계 변조기의 대안적인 실시형태의 단면도;
도 7c는 간섭계 변조기의 다른 대안적인 실시형태의 단면도;
도 7d는 간섭계 변조기의 또 다른 대안적인 실시형태의 단면도;
도 7e는 간섭계 변조기의 추가의 대안적인 실시형태의 단면도;
도 8은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 9a는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 9b는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 반사율을 표시한 도면;
도 9c 내지 도 9d는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 CIE 색도도(chromaticity diagram)를 표시한 도면;
도 9e는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 두 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;
도 9f는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 두 장치의 반사율을 표시한 도면;
도 9g는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 두 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;
도 9h는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 두 장치의 반사율을 표시한 도면;
도 10은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 반사율을 표시한 도면;
도 11a는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 반사율과 투과율을 표시한 도면;
도 11b는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;
도 12a는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 12b는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 상이한 시야각에 대한 예시적인 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;
도 13은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 상이한 시야각에 대한 예시적인 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;
도 14a는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 14b 내지 도 14c는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 두 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;.
도 15는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 형광 재료를 포함하는 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;.
도 16은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 제3층을 포함하는 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;.
도 17은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 제3층을 포함하는 다른 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 18a는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 18b는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 반사율을 표시한 도면;
도 18c는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;
도 19는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 패시베이션층(passivation layer)을 포함하는 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;.
도 20a는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 20b는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;
도 21은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 제1유리층과 제2유리층을 포함하는 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 22는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 제1층, 제2층, 제3층 및 제4층을 구비한 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 23은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 투과율을 표시한 도면;
도 24a는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 24b는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 반사율을 표시한 도면;
도 24c는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;
도 24d는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 투과율을 표시한 도면;
도 24e는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 반사율과 투과율을 표시한 도면;
도 24f는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;
도 25a 내지 도 25d는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 상이한 시야각에 대해서 예시적인 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면;
도 26은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치의 CIE 색도도를 표시한 도면.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 임의의 특정 실시형태들에 관한 것이지만, 본 발명은 다양한 방법들로 구현될 수 있다. 이 설명에서는, 동일한 부분은 동일한 참조 부호로 표기된 도면을 참조하여 설명을 행한다. 본 명세서에 기재된 실시형태는 예를 들어 장식 유리 등과 같은 장식용 건축 용도에 이용될 수 있다. 또, 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 각 실시형태는 동화상(예를 들어, 비디오)인지 또는 정지화상(예를 들어, 스틸 이미지(still image))인지, 그리고 문자인지 그림인지의 여부에 따라 화상을 표시하도록 구성되는 장치이면 어떠한 장치에서도 구현될 수도 있다. 더욱 상세하게는, 휴대폰, 무선 장치, PDA(personal data assistant), 초소형 또는 휴대용 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이션, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔(game console), 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비전 모니터, 플랫 패널 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이(예를 들어, 주행 기록계 디스플레이 등), 콕핏 제어기(cockpit control) 및/또는 디스플레이, 카메라 뷰 디스플레이(예를 들어, 차량의 리어 뷰(rear view) 카메라의 디스플레이), 전자 사진, 전자 광고판 또는 간판, 프로젝터, 건축 구조물, 포장물 및 미술 구조물(예를 들어, 보석류에 대한 화상의 디스플레이)을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 다양한 전자 장치들로 구현되거나 또는 그 다양한 전자 장치들과 관련될 수 있는 것을 고려할 수 있다. 본 명세서에 기재된 것과 마찬가지의 구조체의 MEMS 장치는 또한 전자 전환(즉, 스위칭) 장치 등에서와 같은 표시장치가 아닌 용도에도 이용될 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 간섭계측적으로(interferometrically) 반사된 광과 투과된 광의 양쪽 모두를 이용하는 표시장치가 제공된다. 해당 표시장치에 입사되는 광은 상기 표시장치의 복수개의 층으로부터 간섭계측적으로 반사되어 제1방향에서 광을 방사시키며, 상기 간섭계측적으로 반사된 광은 제1색을 지닌다. 광원으로부터의 광은 상기 표시장치의 복수개의 층을 통해서 투과되어 제1방향에서 해당 표시장치로부터 방사되며, 해당 투과된 광은 제2색을 지닌다.
간섭계 MEMS 표시 소자를 포함하는 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시형태가 도 1에 예시되어 있다. 이들 장치에 있어서, 화소들은 명 상태(bright state) 또는 암 상태(dark state)이다. 명("온" 또는 "열린") 상태에서, 표시 소자는 입사되는 가시광의 많은 부분을 사용자에게 반사시킨다. 암("오프" 또는 "닫힌") 상태에 있을 경우, 표시 소자는 입사되는 가시 광선을 사용자에게 거의 반사하지 않는다. "온" 및 "오프" 상태의 광 반사 특성은 실시형태에 따라서 반대로 되어 있을 수도 있다. MEMS 화소들은 선택된 색에서 우선적으로 반사하도록 구성되어 흑색 및 백색에 부가해서 컬러 표시를 가능하게 한다.
도 1은 비쥬얼 디스플레이의 일련의 화소에 있어서 두 개의 인접한 화소들을 나타낸 등각 투상도인 데, 여기서 각 화소는 MEMS 간섭계 변조기를 포함한다. 소정의 실시형태에서, 간섭계 변조기 디스플레이는 이들 간섭계 변조기의 행/열 어레이를 포함한다. 각각의 간섭계 변조기는 서로 간에 가변적이고 제어 가능한 거리에 위치된 1쌍의 반사층을 포함하여 적어도 하나의 가변 치수를 가진 공진 광학적 간극(resonant optical gap)을 형성한다. 일 실시형태에 있어서, 반사층들 중 하나는 두 위치 사이에서 움직일 수도 있다. 여기서 이완 위치라고도 지칭되는 제1위치에서, 이동식 반사층은 고정된 부분 반사층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치된다. 여기서 작동 위치라고도 지칭되는 제2위치에서, 이동식 반사층은 상기 부분 반사층에 더 가까이 인접하여 위치된다. 이들 두 층에서 반사된 입사광은 이동식 반사층의 위치에 따라서 보강(constructively) 간섭 또는 소멸(destructively) 간섭하여 각 화소에 대해 전체 반사 상태 또는 비반사 상태를 생성한다.
도 1에 있어서 화소 어레이의 도시된 부분은 두 개의 인접한 간섭계 변조기(12a), (12b)를 포함한다. 왼쪽에 위치한 간섭계 변조기(12a)에는 부분 반사층을 포함하는 광학적 적층부(optical stack)(16a)로부터 소정 거리 떨어진 이완 위치에 이동식 반사층(14a)이 예시되어 있다. 오른쪽에 위치한 간섭계 변조기(12b)에는 광학적 적층부(16b)에 인접한 작동 위치에 이동식 반사층(14b)이 예시되어 있다.
여기서 참조 기호로 표시되는 바와 같은 광학적 적층부(16a), (16b)(일괄해서 광학적 적층부(16)라 표기함)는 전형적으로 수 개의 융합층(fused layer)을 포함하는 데, 이들 융합층은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide: ITO)과 같은 전극층, 크롬과 같은 부분 반사층, 및 투명 유전체를 포함할 수 있다. 따라서, 광학적 적층부(16)는 전기 전도성이고, 부분적으로 투명하며, 부분적으로 반사성이고, 예를 들어 하나 이상의 상기 층들을 투명한 기판(20) 위에 증착함으로써 제조될 수 있다. 부분적으로 반사성인 층(즉, 부분 반사층)은 각종 금속, 반도체 및 유전체 등과 같이 부분적으로 반사성인 각종 재료로부터 형성될 수 있다. 이 부분 반사층은 하나 이상의 재료의 층으로 형성될 수 있고, 각 층은 단일 재료 혹은 재료의 조합으로 형성될 수 있다.
몇몇 실시형태에 있어서, 이하에 더욱 설명되는 바와 같이, 광학적 적층체(16)의 층들은 평행 스트립들(strips)로 패턴화되고, 표시장치 내에서 행방향 전극들을 형성할 수도 있다. 이동식 반사층(14a), (14b)은 기둥부(18) 사이에 증착되는 중재 희생 재료 및 기둥부(18)의 상부면에 증착된 증착 금속층 또는 증착 금속층들(광학적 적층부(16a), (16b)의 행방향 전극에 직교)로 이루어진 일련의 평행 스트립들로서 형성될 수도 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거하면, 이동식 반사층(14a), (14b)은 광학적 적층부(16b), (16b)로부터 소정의 간극(19)만큼 분리되게 된다. 알루미늄과 같은 고 전도성·반사성 재료가 반사층(14a), (14b)에 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 표시장치에서 열방향 전극들을 형성할 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 상기 이동식 반사층(14a), (14b)은 상기 장치가 가시광 혹은 기타 비가시성 파장을 부분적으로 반사하고 부분적으로 투과하는 능력을 지니는 한편 본 명세서에 기재된 간섭계 특성(interferometric properties)을 보유하도록 반투명일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 상기 층(14a), (14b)은 기계적 안정성을 제공할 수 있는 투명한 재료를 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 층(14a), (14b)은 예컨대 알루미늄 등과 같은 부분적으로 반사성인 재료의 다른 층(혹은 부분 반사층)을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 상기 투명한 기계적 층은 예컨대 산질화규소(Silicon Oxynitride), 이산화규소 혹은 질화규소 등과 같은 유전체 재료를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 투명한 기계적 층은 대략 1000 내지 5000Å의 두께를 지니고, 상기 부분 반사층은 대략 30 내지 300Å 두께의 알루미늄 등과 같은 고도의 전도성 재료를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 상기 층(14a), (14b)은 투과율과 반사율을 달리하는 영역으로 패턴화된다. 일 실시형태에 있어서, 이러한 가변적인 투과율 및 반사율은 반사 재료의 두께를 변화시킴으로써 얻어진다. 예를 들어, 두께의 증가는 증가된 반사율과 감소된 투과율을 지니는 영역을 만들 수 있다.
도 1에 있어서 화소(12a)로 예시된 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 경우, 이동식 반사층(14a)이 기계적으로 이완된 상태에서, 간극(혹은 공동부(cavity))(19)이 이동식 반사층(14a)과 광학적 적층부(16a) 사이에서 유지된다. 그러나, 선택된 행 및 열에 전위차가 인가될 경우, 대응하는 화소에서 행방향 전극과 열방향 전극의 교차점에 형성된 커패시터는 충전되고, 정전기력은 전극들을 함께 당긴다. 전압이 충분히 높다면, 이동식 반사층(14)은 변형이 일어나 광학적 적층부(16)에 대해서 힘을 가한다. 도 1의 오른쪽에 위치한 화소(12b)로 표시된 바와 같이, 광학적 적층부(16) 내의 유전체 층(도 1에서는 도시 생략)은 단락이 방지되어 층(14)과 층(16) 간의 이격 거리를 조절한다. 이러한 거동은 인가된 전위차의 극성에 상관없이 동일하다. 이와 같이 해서, 반사성 화소 상태 대 비반사성 화소 상태를 제어할 수 있는 행/열방향 작동은 종래의 LCD 및 기타 표시장치 기술에서 이용되는 것과 많은 방식에 있어서 유사하다.
도 2 내지 도 5b는 디스플레이 적용에 있어서 간섭계 변조기들의 어레이를 사용하기 위한 하나의 예시적 과정 및 시스템을 예시한다.
도 2는 본 발명의 양상들을 내포할 수도 있는 전자 장치의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도이다. 예시적인 실시형태에 있어서, 전자 장치는 프로세서(21)를 포함하는 데, 이 프로세서는 ARM, 펜티엄(Pentium)(등록상표), 펜티엄 II(등록상표), 펜티엄 III(등록상표), 펜티엄 IV(등록상표), 펜티엄(등록상표) Pro, 8051, MIPS(등록상표), Power PC(등록상표), ALPHA(등록상표)와 같은 범용 단일 칩 프로세서 또는 멀티 칩 마이크로 프로세서, 또는 디지털 신호 프로세서, 마이크로제어기와 같은 소정의 특수 목적의 마이크로프로세서, 또는 프로그래밍가능한 게이트 어레이일 수도 있다. 당업계에 있어서 통상적인 바와 같이, 상기 프로세서(21)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행하도록 구성될 수도 있다. 오퍼레이팅 시스템(operating system)의 실행과 더불어, 상기 프로세서는 웹 브라우저(web browser), 전화 애플리케이션(application), 이메일 프로그램 또는 기타 임의의 소프트웨어 애플리케이션을 비롯한 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 실행하도록 구성될 수도 있다.
일 실시형태에 있어서, 프로세서(21)는 또한 어레이 드라이버(22)와 통신하도록 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 디스플레이 어레이 혹은 패널(30)에 신호를 제공하는 행방향 드라이버 회로(24) 및 열방향 드라이버 회로(26)를 포함한다. 도 1에 예시된 어레이의 단면은 도 2의 1-1선에 의해 표시된다. MEMS 간섭계 변조기에 대해서, 행/열방향 작동 프로토콜은 도 3에 도시된 이들 장치의 히스테리시스 특성을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 이완 상태에서 작동 상태로 이동식 층을 변형시키기 위해 10 볼트의 전위차가 필요할 수도 있다. 그러나, 이러한 값으로부터 전압이 감소될 경우, 전압이 10 볼트 미만으로 다시 떨어질 때에 이동식 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 예시적 실시형태에 있어서, 전압이 2 볼트 미만으로 떨어질 때까지 이동식 층은 완전히 이완되지 않는다. 이와 같이 해서, 도 3에 예시된 예에서 약 3 내지 7 V의 인가된 전압의 창이 존재하고, 이 범위 내에서 장치가 이완 또는 작동 상태에서 안정적이다. 이것을 여기서는 "히스테리시스 창" 또는 "안정성 창"이라고 칭한다. 도 3의 히스테리시스 특성을 가지는 디스플레이 어레이에 대해서, 행방향 스트로빙(strobing) 동안 스트로빙된 행에 있는 작동될 화소들이 약 10 볼트의 전압차에 노출되고, 이완될 화소들이 0 볼트에 근접한 전압차에 노출되도록 행/열방향 작동 프로토콜을 설계할 수 있다. 스트로빙 후에, 화소들은 약 5 볼트의 정상 상태 전압차에 노출되므로, 이들은 행방향 스트로빙이 화소들을 어떤 상태에 두었던지 그 상태를 유지하게 된다. 이러한 예에서, 각 화소는, 기록된 후에, 3 내지 7 볼트의 "안정성 창" 내에서 전위차를 보인다. 이러한 특성으로 작동 또는 이완의 기존 상태에서 동일한 인가 전압 조건 하에서 도 1에 예시된 화소 설계가 안정화된다. 간섭계 변조기의 각 화소는 작동 상태인지 혹은 이완 상태인지에 따라 본질적으로 고정식 반사층 및 이동식 반사층에 의해 형성된 커패시터이기 때문에, 이러한 안정한 상태는 전력 손실이 거의 없이 히스테리시스 창 내의 전압에서 유지될 수 있다. 인가된 전위가 고정되어 있다면 화소로 들어가는 전류 흐름은 실질적으로 없다.
전형적인 응용에 있어서, 제1행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 따라 열방향 전극 세트를 어서트(assert)함으로써 표시 프레임을 생성할 수도 있다. 다음에, 행방향 펄스가 제1행의 전극에 인가되어 어서트된 열방향 라인에 대응하는 화소를 작동시킨다. 그 후, 어서트된 세트의 열방향 전극은 제2행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 대응하도록 변경된다. 이어서, 펄스가 제2행의 전극에 인가되어, 어서트된 열방향 전극들에 따라서 제2행에 있는 적절한 화소들을 작동시킨다. 제1행의 화소들은 제2행의 펄스의 영향을 받지 않고 제1행의 펄스 동안 그들이 설정되었던 상태로 유지된다. 이것은 프레임을 작성하기 위하여 일련의 전체 행들에 대해서 순차적으로 반복될 수도 있다. 일반적으로, 이러한 과정을 초당 원하는 프레임 수만큼 계속적으로 반복함으로써 프레임들은 새로운 표시 데이터로 리프레시(refresh) 및/또는 갱신된다. 더불어, 표시 프레임을 작성하는 화소 어레이의 행방향 전극 및 열방향 전극을 구동하기 위한 매우 다양한 프로토콜은 잘 알려져 있고, 이것은 본 발명과 관련하여 사용될 수도 있다.
도 4, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 3×3 어레이 위에 표시 프레임을 생성하기 위한 하나의 가능한 작동 프로토콜을 예시한다. 도 4는 도 3의 히스테리시스 곡선을 나타내는 화소를 위해 사용될 수도 있는 가능한 세트의 행방향 전압 레벨들 및 열방향 전압 레벨들을 예시한다. 도 4의 실시형태에서, 화소를 작동시키기 위해서는 적절한 열을 -Vbias로 설정하고 적절한 행을 +ΔV로 설정하는 것이 필요한데, -Vbias 및 +ΔV는 각각 -5 볼트 및 +5 볼트에 대응한다. 화소에 대한 볼트 전위차가 0이 되는 동일한 +ΔV로 적절한 행을 설정하고 +Vbias로 적절한 열을 설정함으로써 화소의 이완을 수행한다. 행방향 전압이 0볼트로 유지되는 이들 행에서, 열이 -Vbias이거나 +Vbias인 것에 상관없이, 화소들은 그들의 원래 상태가 어떠하든 안정하다. 도 4에 또한 예시된 바와 같이, 앞서 설명한 것과 반대 극성의 전압이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 화소를 작동시키는 것은 적절한 열을 +Vbias로 설정하고 적절한 행을 -ΔV로 설정하는 것을 수반할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 화소에 대한 0 볼트 전위차를 생성하는 동일한 -ΔV로 적절한 행을 설정하고 -Vbias로 적절한 열을 설정함으로써 화소의 이완을 수행한다.
도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 구성으로 되는 도 2의 3×3 어레이에 인가되는 일련의 행방향 신호 및 열방향 신호를 나타낸 타이밍도로서, 여기서 작동 화소들은 비반사형이다. 도 5a에 예시된 프레임을 기록하기에 앞서, 화소들은 임의의 상태에 있을 수 있고, 이 예에서, 모든 행들은 0볼트이고 모든 열들은 +5 볼트이다. 이들 인가 전압에 의하면, 화소는 모두 그들의 기존의 작동 또는 이완 상태에서 안정하다.
도 5a의 프레임에서, (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) 및 (3,3) 화소들이 작동된다. 이것을 달성하기 위해서, 제1행에 대한 "라인 시간"(line time) 동안 제1열과 제2열은 -5볼트로 설정되고, 제3열은 +5볼트로 설정된다. 이것은 임의의 화소들의 상태를 변화시키지 않는 데, 그 이유는 모든 화소들이 3 내지 7볼트 안정성 창에 유지되기 때문이다. 다음에, 제1행은 0볼트에서 5볼트까지 가고 다시 0볼트로 가는 펄스로 스트로빙된다. 이것은 (1,1) 화소 및 (1,2) 화소를 작동시키고 (1,3) 화소를 이완시킨다. 어레이 내의 다른 화소들은 영향을 받지 않는다. 원하는 바와 같이 제2행을 설정하기 위하여, 제2열을 -5볼트로 설정하고 제1열 및 제3열을 +5볼트로 설정한다. 다음에, 제2행에 인가된 동일한 스트로브(strobe)는 (2,2) 화소를 작동시키고 (2,1) 및 (2,3) 화소를 이완시킬 것이다. 재차, 어레이의 다른 화소들은 영향받지 않는다. 제3행은 제2열 및 제3열을 -5볼트로 설정하고 제1열을 +5볼트로 설정함으로써 마찬가지로 설정된다. 제3행의 스트로브는 도 5a에 도시된 바와 같이 제3행의 화소들을 설정한다. 프레임을 기록한 후에, 행방향 전위들은 0이고 열방향 전위들은 +5볼트 또는 -5볼트로 유지될 수 있게 되어, 디스플레이는 도 5a의 구성에서 안정적이다. 수십 또는 수백 개의 행과 열들을 가진 어레이들에 대해서 동일한 과정을 이용할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또, 행 및 열 작동을 수행시키는 데 사용되는 타이밍, 수순 및 전압 레벨들은 상기의 일반적인 원리 범위 안에서 매우 다양할 수 있고, 상기 예는 다만 예시적인 것에 불과하며, 다른 작동 전압 방법이 본 명세서에 기재된 시스템 및 방법과 함께 사용될 수 있다는 것을 또한 이해할 수 있을 것이다.
도 6a 및 도 6b는 표시장치(40)의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도이다. 예를 들어, 표시장치(40)는 이동 전화기 또는 휴대 전화기일 수 있다. 그러나, 표시장치(40)의 동일한 구성 요소들 또는 그것의 약간의 변경으로는 또한 텔레비전, 휴대용 미디어 플레이어 및 컴퓨터와 같은 다양한 유형의 표시장치를 들 수 있다.
표시장치(40)는 하우징(housing)(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 장치(48) 및 마이크(46)를 포함한다. 일반적으로 하우징(41)은 사출 성형 및 진공 성형을 비롯한 당업자들에게 잘 알려진 다양한 제조 과정들 중의 어떤 것으로 형성된다. 또한, 하우징(41)은 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는 다양한 재료 중의 어떤 것으로 만들어질 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 하우징(41)은 다른 색깔을 가지거나 다른 로고, 그림 또는 기호를 포함하는 분리 가능한 부분들과 호환될 수도 있는 분리 가능한 부분(도시 생략)을 포함한다.
예시적인 표시장치(40)의 디스플레이(30)는, 여기에서 설명되는 바와 같이, 쌍안정 디스플레이를 비롯한 다양한 디스플레이들 중의 어떤 것일 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 디스플레이(30)는 앞서 설명한 바와 같은 플라즈마, EL, OLED, STN LCD 또는 TFT LCD와 같은 평판형 디스플레이, 또는 CRT나 다른 종류의 관(tube) 장치와 같은 비평판형(non-flat-panel) 디스플레이를 포함한다. 그러나, 본 실시형태를 설명할 목적으로, 상기 디스플레이(30)는 여기에서 설명하는 바와 같이 간섭계 변조기 디스플레이를 포함한다.
예시적 표시장치(40)의 일 실시형태의 구성 요소들은 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예시적 표시장치(40)는 하우징(41)을 포함하고 적어도 그 속에 부분적으로 수용된 추가적인 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 예시적 표시장치(40)는 트랜스시버(transceiver)(47)에 결합된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 트랜스시버(47)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning hardware)(52)에 연결된 프로세서(21)에 접속된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 조절(예를 들어, 신호를 필터링)하도록 구성될 수도 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크(46)에 연결된다. 프로세서(21)는 입력 장치(48) 및 드라이버 제어기(29)에도 연결된다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(frame buffer)(28)에 그리고 어레이 드라이버(22)에 결합되고, 어레이 드라이버(22)는 이어서 디스플레이 어레이(30)에 결합된다. 전력 공급 장치(50)는 특정한 예시적 표시장치(40) 설계에 요구되는 바와 같이 모든 구성 요소들에 전력을 제공한다.
네트워크 인터페이스(27)는 예시적 표시장치(40)가 네트워크를 통하여 하나 이상의 장치와 통신할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜스시버(47)를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)의 요건을 완화시킬 수 있는 몇몇 처리 능력도 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호를 송수신하기 위해, 당업자들에게 알려진 소정의 안테나이다. 일 실시형태에 있어서, 안테나는 IEEE 802.11(a), (b) 또는 (g)를 비롯한 IEEE 802.11 표준에 따라서 RF 신호를 송수신한다. 다른 실시형태에 있어서, 안테나는 블루투스(BLUETOOTH) 표준에 따라서 RF 신호를 송수신한다. 이동 전화기의 경우, 안테나는 CDMA, GSM, AMPS 또는 무선 이동 전화 네트워크 내에서 통신하기 위해 사용되는 기타 공지된 신호를 수신하도록 설계되어 있다. 트랜스시버(47)는 안테나(43)로부터 수신된 신호를 미리 처리하여 이 신호가 프로세서(21)에 의해 수신되고 나아가 조작될 수도 있다. 또, 트랜스시버(47)는 프로세서(21)로부터 수신된 신호도 처리하여 이 신호가 안테나(43)를 거쳐서 예시적 표시장치(40)로부터 전송될 수 있게 한다.
대안적인 실시형태에 있어서, 트랜스시버(47)는 수신기로 대체될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시형태에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)에 전송될 화상 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스(즉, 화상 공급원(image source))로 대체될 수 있다. 예를 들어, 화상 공급원은 화상 데이터를 포함하는 디지털 비디오 디스크(DVD: digital video disc)나 하드 디스크 드라이브, 또는 화상 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수 있다.
프로세서(21)는 일반적으로 예시적 표시장치(40)의 전체적인 동작을 제어한다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27) 또는 화상 공급원으로부터의 압축된 화상 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 해당 데이터를 원천 화상 데이터(raw image data)로 또는 원천 화상 데이터로 즉시 처리할 수 있는 포맷으로 처리한다. 그 후, 프로세서(21)는 처리된 데이터를 드라이버 제어기(29)로 또는 저장을 위해 프레임 버퍼(28)로 전송한다. 원천 데이터는 전형적으로 화상 내의 각각의 위치에서 화상 특성들을 식별하는 정보를 의미한다. 예를 들어, 이러한 화상 특성들은 색깔, 채도 혹은 포화도(saturation) 및 계조 레벨(gray-scale level)을 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 프로세서(21)는 예시적 표시장치(40)의 동작을 제어하는 마이크로 제어기, CPU 또는 논리 유닛을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 일반적으로 신호를 스피커(45)에 전송하기 위해, 그리고 마이크(46)로부터 신호를 수신하기 위해 증폭기들 및 필터들을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 예시적 표시장치(40) 내에 있는 별도의 구성 요소일 수도 있거나 프로세서(21) 혹은 기타 구성 요소들 내에 내장되어 있을 수도 있다.
드라이버 제어기(29)는 프로세서(21)에서 생성된 원천 화상 데이터를 프로세서(21)로부터 혹은 프레임 버퍼(28)로부터 직접 취하여 어레이 드라이버(22)로 고속 전송하기 위해 원천 화상 데이터를 적절하게 재포맷한다. 특히, 드라이버 제어기(29)는 원천 화상 데이터를 래스터 유사 포맷(raster like format)을 가진 데이터 흐름으로 재포맷하여 디스플레이 어레이(30)에 걸쳐 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가진다. 다음에, 드라이버 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 드라이버(22)에 전송한다. 비록 LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 자립형 집적 회로(stand-alone Integrated Circuit(IC))로서 시스템 프로세서(21)와 종종 연관되지만, 이러한 제어기들은 다양한 방법들로 구현될 수도 있다. 이들은 프로세서(21) 내에 하드웨어로서 삽입될 수 있거나, 소프트웨어로서 프로세서(21) 내에 삽입될 수도 있거나, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어에 완전히 일체화될 수도 있다.
전형적으로, 어레이 드라이버(22)는 포맷된 정보를 드라이버 제어기(29)로부터 수신하고 디스플레이의 x-y 매트릭스 화소들로부터 나온 수백, 때로는 수천개의 인출선에 초당 여러 번 인가되는 병렬 세트의 파형들로 비디오 데이터를 재포맷한다.
일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 여기서 설명하는 디스플레이들의 유형 중 어느 것에나 적합하다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, 간섭계 변조기 제어기)이다. 다른 실시형태에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, 간섭계 변조기 디스플레이)이다. 일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 일체형이다. 이러한 일 실시형태는 이동 전화기, 시계 및 기타 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에 있어서 일반적이다. 또 다른 실시형태에 있어서, 디스플레이 어레이(30)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예를 들어, 간섭계 변조기들의 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.
입력 장치(48)는 사용자로 하여금 예시적 표시장치(40)의 동작을 제어하도록 한다. 일 실시형태에 있어서, 입력 장치(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 터치 센스 스크린, 감압막 또는 감열막을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 마이크(46)는 예시적 표시장치(40)에 대한 입력 장치이다. 이 장치에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우, 음성 명령들이 사용자에 의해 제공되어 예시적 표시장치(40)의 동작들을 제어할 수도 있다.
전력 공급 장치(50)는 당업계에 잘 알려져 있는 다양한 에너지 저장 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬 이온 배터리와 같은 충전용 배터리이다. 다른 실시형태에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 재생 가능 에너지 원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지, 태양 전지 도료를 비롯한 태양 전지이다. 다른 실시형태에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 벽에 붙은 콘센트에서 전력을 받도록 구성된다.
소정의 실시형태에 있어서, 제어 프로그램은 앞서 설명한 바와 같이 전자 디스플레이 시스템 안의 몇몇 장소에 위치될 수 있는 드라이버 제어기 내에 존재한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제어 프로그램은 어레이 드라이버(22) 내에 존재한다. 당업자들은 앞서 설명한 최적화 조건들을 다수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소들 및 다양한 형태로 구현할 수도 있다는 것을 인식할 것이다.
앞서 설명한 원리들에 따라서 작동되는 간섭계 변조기의 상세한 구조는 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 내지 도 7e(이하 간단히 일괄적으로 "도 7"이라 칭할 경우도 있음)는 이동식 반사층(14) 및 그의 지지 구조체의 다섯 개의 서로 다른 실시형태를 나타낸다. 도 7a는 도 1의 실시형태의 단면도인데, 여기서 금속 재료(14)의 스트립은 직교 방향으로 연장된 지지부(18) 상에 증착된다. 도 7b에 있어서, 이동식 반사층(14)은 줄(tether)(32) 상에 단지 모서리에서 지지부에 부착된다. 도 7c에 있어서, 이동식 반사층(14)은 가요성 금속을 포함할 수도 있는 변형가능한 층(deformable layer)(34)으로부터 매달려 있다. 이 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34) 주변의 기판(20)에 직접적으로 혹은 간접적으로 접속된다. 이들 접속부(혹은 연결부)는 여기서는 지지 기둥부라고도 칭한다. 도 7d에 나타낸 실시형태는 변형가능한 층(34)이 안착되는 지지 기둥 플러그(42)를 가진다. 이동식 반사층(14)은 도 7a 내지 도 7c에 있어서와 마찬가지로 간극부 위에 매달린 채 유지되지만, 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34)과 광학적 적층부(16) 사이의 구멍들을 채움으로써 지지 기둥부를 형성하지 않는다. 오히려, 지지 기둥부는 평탄화 재료로 형성되고, 이것은 지지 기둥 플러그(42)를 형성하는 데 이용된다. 도 7e에 나타낸 실시형태는 도 7d에 나타낸 실시형태에 의거한 것이지만, 도 7a 내지 도 7c에 나타낸 실시형태뿐만 아니라 도시하지 않은 추가적인 실시형태의 어느 것과 함께 작용하도록 적합화될 수도 있다. 도 7e에 나타낸 실시형태에 있어서, 금속 또는 기타 전도성 재료의 여분의 층은 버스 구조체(44)를 형성하는 데 이용되어왔다. 이것에 의해 신호가 간섭계 변조기의 이면을 따라 송신될 수 있고, 그렇지 않으면 기판(20) 상에 형성될 수도 있는 다수의 전극을 제거할 수 있다.
도 7에 나타낸 것과 같은 실시형태에 있어서, 간섭계 변조기는 직시형(direct-view) 장치로서 기능하는 데, 여기서 화상들은 투명한 기판(20)의 앞면 쪽으로부터 보이고 그 반대편에는 변조기들이 배열되어 있다. 이들 실시형태에 있어서, 반사층(14)은 변형가능한 층(34)을 비롯한, 기판(20)의 반대편의 반사층 쪽에 있는 간섭계 변조기의 일부를 광학적으로 차단한다. 이것에 의해 상기 차단된 영역은 화질에 부정적으로 영향을 미치는 일없이 구성되고 작동될 수 있게 된다. 이러한 차단은 도 7e에서 버스 구조체(44)를 허용하며, 이것은 어드레싱 및 그 어드레싱으로부터 기인하는 이동 등과 같은, 상기 변조기의 전자기계 특성으로부터 해당 변조기의 광학적 특성을 분리시키는 능력을 제공한다. 이 분리가능한 변조기 구조체로 인해 해당 변조기의 광학적 측면들 및 전자기계적 측면들에 대해 사용되는 재질들 및 구조 설계가 선택되어 서로 독립적으로 기능하게 된다. 더욱이, 도 7c 내지 도 7e에 도시된 실시형태는 변형가능한 층(34)에 의해 수행되는, 기계적 특성들로부터 반사층(14)의 광학적 특성들을 분리함으로써 얻어지는 추가적인 장점들을 가진다. 이로 인해 반사층(14)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 광학적 특성에 대해서 최적화되고, 변형가능한 층(34)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 원하는 기계적 특성에 대해서 최적화된다.
설명된 바와 같이, 본 명세서에 개시된 실시형태는 장식적인 유리 등과 같은 장식용의 건축 장치 및 응용에 이용될 수 있다. 예를 들어, 건축 설비에 있어서, 코팅된 유리 패널은 해당 유리가 한쪽으로부터 하나의 색으로 보이고 다른 쪽으로부터는 다른 색으로 보이도록 매력적인 장식 효과를 제공할 수 있다. 게다가, 상기 패널의 한쪽에 위치결정된 광원이 온 상태로 전환되면, 해당 패널은 다른 색으로 보일 수 있다. 소정의 다른 실시형태는 표시장치에 이용된다.
도 8은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 예시적인 장치(100)를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치(100)는 기판(110), 제1층(120), 제2층(130) 및 광원(140)을 포함한다. 상기 기판(110)은 적어도 부분적으로 광학적으로 투명하다. 상기 제1층(120)은 기판(110) 위에 위치결정되어 있고, 해당 제1층(120)은 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 반사성이며 부분적으로 광학적으로 투과성이다. 상기 제2층(130)은 기판(110) 위에 위치결정되어 있고, 상기 제1층(120)이 상기 기판(110)과 제2층(130) 사이에 위치된 상태에서 상기 제1층(120)으로부터 이간되어 있다. 상기 제2층(130)은 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 반사성이며 부분적으로 광학적으로 투과성이다. 소정의 실시형태에 있어서, 광원(140)은 상기 제1층(120)과 제2층(130)이 상기 기판(110)과 광원(140) 사이에 위치되도록 상기 기판(110)에 대해서 위치결정되어 있고, 또한 신호에 응답한다.
소정의 실시형태에 있어서, 관찰자를 향하여 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사되는 광은 제1광부분(300), 제2광부분(301) 및 제3광부분(302)을 포함한다. 상기 제1광부분(300)은 상기 기판(110)에 입사되어, 해당 기판(110)을 통해 투과되고, 상기 제1층(120)을 통해 투과되고 나서, 상기 제2층(130)에 의해 반사된 후, 상기 제1층(120)을 통해 투과되고, 상기 기판(110)을 통해 투과되어서, 상기 제1방향(313)에서 상기 기판(110)으로부터 방사된다. 상기 제2광부분(301)은 상기 기판(110)에 입사되어, 해당 기판(110)을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층(120)에 의해 반사된 후, 상기 기판(110)을 통해 투과되어서, 상기 제1방향(313)에서 상기 기판(110)으로부터 방사된다. 상기 제3광부분(302)은 상기 광원(140)으로부터 제2층(130)에 입사되어, 해당 제2층(130)을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층(120)을 통해 투과된 후, 상기 기판(110)을 통해 투과되어서, 상기 제1방향(313)에서 상기 기판(110)으로부터 방사된다. 소정의 실시형태에 있어서, 적어도 제1광부분(300)과 제2광부분(301)은 간섭계측적으로 조합(즉, 결합)되어 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사되는 광을 형성한다. 마찬가지로, 소정의 실시형태에 있어서, 제3광부분(302)은 장치(100)의 각종 층으로부터 투과 혹은 반사된 광의 간섭계측적으로 결합된 부분을 포함한다. 이 설명에서는 기판(110)의 표면으로부터 반사된 어떠한 포유광(stray light)도 포함하고 있지 않다. 이러한 포유광은 소정의 실시형태에서 기판(110)에 입사될 수 있는 반사방지코팅에 의해 저감될 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 기판(110)은 유리 혹은 플라스틱 재료를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1층(120)과 제2층(130)은 알루미늄, 크롬, 몰리브덴, 티탄, 탄소, 은, 금, 및 기타 이러한 재료 등과 같은 양의 소광계수를 지니는 각종 재료를 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 예를 들어, 제1층(120)은 크롬을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제2층(130)은 금속층(예컨대, 두께 300Å 이하의 알루미늄층)을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 제2층(130)은 30 내지 300Å 범위의 두께를 지니는 금속을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1층의 두께의 범위는 약 50 내지 300Å이다. 일 실시형태에 있어서, 예를 들어, 제1층은 크롬을 포함하고, 제2층은 알루미늄을 포함한다. 소정의 실시형태에서의 제2층(130)의 투과율은 제2층(130)의 두께에 의존한다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1층(120)은 실질적으로 광학적으로 흡수성이다. 다른 실시형태에 있어서, 제1층(120)은 실질적으로 광학적으로 반사성이다. 또 다른 실시형태에 있어서, 제1층(120)은 실질적으로 광학적으로 투과성이다. 소정의 실시형태에 있어서, 제2층(130)은 실질적으로 광학적으로 흡수성이다. 다른 실시형태에 있어서, 제2층(130)은 실질적으로 광학적으로 반사성이다. 또 다른 실시형태에 있어서, 제2층(130)은 실질적으로 광학적으로 투과성이다. 일 실시형태에 있어서, 예를 들어, 기판(110)은 대략 1.52의 굴절률을 지닌 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함하고, 상기 제1층(120)은 70Å 두께의 크롬을 포함하며, 제2층(130)은 100Å 두께의 알루미늄을 포함한다. 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 제1층(120)과 제2층(130)은, 광학적 간섭 과정에 의해 장치로부터 반사되거나 해당 장치를 통해 투과되는 광의 특성을 변경할 수 있는 능력을 지닌 간섭계측적 공동부(interferometric cavity)를 형성하기 위하여, 3400Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간된다(도 9a). 상기 예시적인 실시형태의 장치의 방향(300)으로부터 조명될 경우, 해당 장치(100)는 장치에 대해 수직으로 계측된 대략 530㎚의 파장에서 대략 72%의 피크 반사율로 방향(313)에서 가시 스펙트럼 중의 녹색 광을 주로 반사한다(도 9b). 이것은 도 9c의 CIE 색도도에 표시된 바와 같이 표준 CIE xyY 색 공간 내의 x = 0.26, y = 0.47의 색점(color point)에 상당한다. 방향(300)으로부터 조명될 경우, 해당 예시적인 장치는 가시 스펙트럼 중의 녹색에 상당하는, 대략 530㎚의 파장에서 또한 피크를 이루는 투과율 스펙트럼을 지니는 방향(314)에서 광을 투과한다(도 9d). 이 실시형태에 있어서, 제2층(130)의 두께가 변경되면, 반사율과 투과율이 변경될 수 있다. 예를 들어, 제2층(130)의 두께가 100Å에서 70Å으로 저감되면, 피크 반사율은 대략 62%로 저감될 것인 반면, 피크 반사율 파장은 방향(313)에서 장치에 수직으로 볼 때 표준 CIE xyY 색 공간 내의 x = 0.28, y = 0.47의 색점에 대응하는 대략 530㎚에서 변하지 않을 것이다(도 9e 내지 도 9f). 도 9e 내지 도 9f에서, 참조 부호 "100A" 및 "70A"는 각각 100Å 및 70Å의 두께를 지니는 제2층(130)을 구비한 위에서 설명된 실시형태를 특징화하는 그래프를 나타낸다. 다른 실시형태에 있어서, 기판(110)은 대략 1.52의 굴절률을 지닌 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함하고, 제1층(120)은 20Å 두께의 크롬을 포함하며, 제2층(130)은 100Å 두께의 알루미늄을 포함한다. 본 실시형태의 장치의 피크 반사율은 대략 71%이고, 피크 반사율 파장은 표준 CIE xyY 색 공간 내의 x = 0.29, y = 0.40의 색점에 대응하는, 장치에 수직인, 가시 스펙트럼에서 대략 530㎚이다(도 9g 내지 도 9h). 이 실시형태에 있어서, 제1층(120)은, 기판(110)이 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함하고, 제1층(120)이 70Å 두께의 크롬을 포함하며, 제2층(130)이 100Å 두께의 알루미늄을 포함하는 설명된 실시형태와 비교해서 도시된 바와 같이, 방향(313)에서 반사된 색의 채도를 주로 담당한다. 도 9g 내지 도 9h에 있어서, 참조 부호 "70A" 및 "20A"는 각각 70Å 및 20Å의 두께를 지니는 제1층(120)을 구비한 위에서 설명된 실시형태를 특징화하는 그래프를 나타낸다. 위에서 설명된 실시형태는 각진 컬러 시프트(angular color shift)도 발휘할 것이다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "컬러 시프트"란 용어는 제1층(120)과 제2층(130)에 대해서 수직인 방향으로부터 각도의 함수로서 장치(100)의 측면으로부터 나오는 색의 변화를 의미한다. 예를 들어, 장치(100)로부터 방사되어 관찰자에 의해 수신되는 광의 색은 장치(100)에 대한 관찰자의 각도 위치에 의존할 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 기판(110)에 입사되는 제1광부분(300)과 기판(110)에 입사되는 제2광부분(301)은 적외광, 가시광 및/또는 자외광이다. 소정의 실시형태에 있어서, 광원(140)으로부터의 제3광부분(302)은 적외광, 가시광 및/또는 자외광이다. 일 실시형태에 있어서, 기판(110)은 대략 1.52의 굴절률을 지닌 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함한다. 이 실시형태에 있어서, 제1층(120)은 70Å 두께의 크롬을 포함하고, 제2층(130)은 100Å 두께의 알루미늄을 포함하며, 제1층(120)과 제2층(130)은, 간섭계측적 공동부를 형성하기 위하여, 5000Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간되어 있다. 방향(300)으로부터 조명될 경우, 해당 예시적인 실시형태의 장치는, 장치에 수직으로 계측된 510㎚의 파장에서 대략 72%, 그리고 대략 755㎚의 파장에서 대략 68%의 피크 반사율로 방향(313)에서 적외선 스펙트럼과 가시 스펙트럼의 양쪽 모두 내의 광을 주로 반사한다(도 10).
소정의 실시형태에 있어서, 광원(140)은, 도 8에 개략적으로 도시된 바와 같이, 백라이트(backlight)를 포함한다. 소정의 이러한 실시형태의 백라이트는 도광 슬래브(light guide slab)를 포함하며, 해당 도광 슬래브는, 광 발생기(예컨대, LED, 여기서 LED로부터의 광이 도광 슬래브의 에지를 따라 주입된 경우)로부터의 광을 입수하고, 해당 도광 슬래브를 따라 광을 도광하고, 장치를 향해 광을 재차 지향시켜 방사하고, 이에 의해, 방향(313) 또는 (314)으로부터 보았을 때 휘도 혹은 색 콘트라스트를 지니는 화상, 그래픽 혹은 패턴을 형성하도록 장치 투과 및 반사특성을 이용하기 위하여 실질적으로 균일 혹은 불균일할 수 있는 조명을 제공한다. 도광 슬래브는 해당 도광 슬래브의 배면 혹은 정면(제2층(130)에 대해서) 상에 위치된 추출기 부재를 포함하여, 해당 도광 슬래브 내의 광의 전파를 파괴하여 광이 장치(100)의 정면을 향하여 도광 슬래브의 정면을 가로질러 균일하게 방사되도록 할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 광원(140)은 형광 광 발생기를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 광원(140)은 백열광 발생기, LED, 또는 기타 유형의 광발생기를 포함한다. 소정의 다른 실시형태에 있어서, 광원(140)은 기판(110), 제1층(120) 및 제2층(130)을 통해 투과된 후 광원(140)에 도달하는 광의 상당한 부분을 반사하거나 방사하는 실질적으로 반사성인 면을 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 광원(140)과 장치(100)의 다른 부분 사이에 격리부가 있을 수 있다. 소정의 이러한 실시형태에 있어서, 예를 들어, 광원(140)과 제2층(130) 사이에 물리적 격리부가 있을 수 있다. 또한, 몇몇 실시형태에 있어서, 장치(100)에 입사되어 해당 장치에 의해 변조된 광은, 예를 들어, 태양으로부터의 광 등과 같은 주변 혹은 천연광을 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 광원(140)은 다수의 상태 간에 변화됨으로써 신호(예컨대, 제어기로부터)에 반응(즉, 응답)한다. 예를 들어, 소정의 실시형태에 있어서, 신호에 응답하여, 광원(140)은 "온" 및"오프" 상태로 전환될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 광원(140)은, 상이한 특성을 지닌 광, 예를 들어, 상이한 휘도 수준 혹은 상이한 색을 지닌 광을 방사하도록 변화시킴으로써 신호에 응답할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 광원(140)은, 제1의 선택된 휘도를 지닌 광을 방사하는 것을, 상기 제1의 선택된 휘도와는 상이한 제2의 선택된 휘도를 지닌 광을 방사하는 것으로 변화시킴으로써 신호에 응답한다. 소정의 실시형태에 있어서, 광원(140)은 제1의 선택된 색을 지닌 광을 방사하는 것을, 상기 제1의 선택된 색과는 상이한 제2의 선택된 색을 지닌 광을 방사하는 것으로 변화시킴으로써 신호에 응답한다. 소정의 실시형태에 있어서, 광원(140)은 제1의 선택된 색의 광을 방사하여 제1층(120) 및 제2층(130)에 수직인 방향으로부터 소정의 범위의 각도(예컨대, 0 내지 30°)에 걸쳐 각진 컬러 시프트 및 강도를 변조시키는 것으로부터, 제2의 선택된 색을 나타내는 광을 방사하여 제1층(120)과 제2층(130)에 수직인 방향으로부터 소정 범위의 각도(예컨대, 0 내지 30°)에 걸쳐 각진 컬러 시프트 및 강도를 변조하는 것으로 변화시킴으로써 신호에 응답하며, 상기 제2의 선택된 컬러 시프트는 상기 제1의 선택된 각진 컬러 시프트 및 강도와 상이하다. 소정의 실시형태에 있어서 신호를 변조시킴으로써, 제1방향(313)에서 방사된 광의 하나 이상의 특성을 변조시킬 수 있다.
복수개의 층으로부터 반사된 광의 간섭에 기인하는 광은 "간섭계측적으로 반사된" 것이라 지칭될 수도 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1광부분(300)과 제2광부분(301)은 서로 간섭하여, 장치(100)로부터 반사된 광의 상당한 부분을 포함하는 간섭계측적으로 반사된 광을 생성한다. 소정의 다른 실시형태에 있어서, 장치(100)로부터 방사된 반사광은 다른 계면(예컨대, 공기-기판 계면)으로부터의 다른 반사로부터의 광, 다른 층으로부터 반사된 광 및 이들 계면 사이의 다수의 반사로부터의 광(예컨대, 제1층(120)과 제2층(130) 사이에 다수회 반사된 광)을 포함할 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1광부분(300)과 제2광부분(301)은 간섭하여, 제1색을 지닌 광을 생성하며, 제3광부분(302)은 상기 제1색과는 상이한 제2색을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1광부분(300)과 제2광부분(301)은 간섭하여 제1색을 지닌 광을 생성하며, 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사된 광(예컨대, 간섭계측적으로 반사된 광과 제3광부분(302)과의 조합)은 상기 제1색과는 상이한 제2색을 지닌다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사된 광은, 광원(140)이 광을 방사할 경우 제1색을 지닌다. 이러한 실시형태의 제1색은 간섭계측적으로 반사된 광과 제3광부분(302)의 조합에 기인한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)에 의해 방사된 광은, 광원(140)이 광을 방사하지 않을 경우, 제2색을 지니며, 이때의 제2색은 상기 제1색과는 상이할 수 있다. 이러한 실시형태의 제2색은 제3광부분(302) 없이 간섭계측적으로 반사된 광에 기인한다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)에 의해 방사된 광은, 광원(140)이 광을 방사하고 주변광이 장치(100)에 입사(예컨대, 기판(110)에 입사)할 경우, 제1색을 지닌다. 이러한 실시형태의 제1색은 간섭계측적으로 반사된 광과 제3광부분(302)의 조합에 기인한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)에 의해 방사된 광은, 광원(140)이 광을 방사하고 주변광이 장치(100)에 입사되지 않을 경우, 제2색을 지니고, 이때의 제2색은 제1색과는 상이할 수 있다. 이러한 실시형태의 제2색은 간섭계측적으로 반사된 광 없이 제3광부분(302)에 기인한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)에 의해 방사된 광은, 광원(140)이 광을 방사하지 않고 주변광이 장치(100)에 입사될 경우, 제3색을 지니며, 해당 제3색은 제1색 혹은 제2색과는 상이할 수 있다. 이러한 실시형태의 제3색은 제3광부분(302) 없이 간섭계측적으로 반사된 광에 기인한다. 일 실시형태에 있어서, 기판(110)은 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함하고, 제1층(120)은 40Å 두께의 알루미늄을 포함하며, 제2층(130)은 또한 40Å 두께의 알루미늄을 포함하고, 제1층(120)과 제2층(130)은, 간섭계측적 공동부를 형성하기 위하여, 3200Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간되어 있다. 방향(300)으로부터 조명될 경우, 해당 장치는, 470㎚의 피크 파장과 대략 56%의 피크 반사율(재료/공기 계면에서의 반사에 의해 또는 기판 재료를 통한 손실을 포함하지 않음)로, 장치에 수직인 방향(313)에서 청색광을 반사할 것이다. 개시된 예시적인 간섭계 장치(interferometric device)는 반투명이고, 광원(140)에 의해 조명될 경우 방향(302)에서 광을 투과할 것이다. 본 실시형태는, 도 11a의 그래프 및 도 11b의 CIE 색도도에 의해 도시된 바와 같이, 540㎚의 피크 파장과 대략 45%의 투과율(재료/공기 계면에서의 반사에 의해 또는 기판 재료를 통한 손실을 포함하지 않음)을 지니는 녹색광을 투과할 것이다. 방향(313)에서 방사된 광은 간섭계측적으로 반사된 광과 광(302)의 조합을 포함할 것이며, 이것은 광원(140)의 강도와 장치에 입사하는 광의 강도에 따라 인지되는 색을 변화시킬 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1광부분(300)과 제2광부분(301)은 간섭하여 제1색을 지니고 제1의 각진 컬러 시프트를 나타내는 광을 생성하고, 제3광부분(302)은 제2색을 지니고, 상기 제1의 각진 컬러 시프트와는 상이한 제2의 각진 컬러 시프트를 나타낸다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1광부분(300)과 제2광부분(301)은 간섭하여, 제1의 각진 컬러 시프트를 나타내는 제1색을 지니는 광을 생성하고, 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사된 광(예컨대, 간섭계측적으로 반사된 광과 제3광부분(302)의 조합)은 제2색을 지니고, 제1의 각진 컬러 시프트와는 상이한 제2의 각진 컬러 시프트를 나타낸다. 일 실시형태에 있어서, 기판(110)은 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함하고, 제1층(120)은 40Å 두께의 알루미늄을 포함하며, 제2층(130)은 또한 40Å 두께의 알루미늄을 포함하고, 제1층(120)과 제2층(130)은, 간섭계측적 공동부를 형성하기 위하여, 3200Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간되어 있다. 방향(300)으로부터 조명될 경우, 해당 장치는, 470㎚의 피크 파장과 대략 56%의 피크 반사율(재료/공기 계면에서의 반사에 의해 또는 기판 재료를 통한 손실을 포함하지 않음)로, 장치에 수직인 방향(313)에서 청색광을 반사할 것이다. 예시적인 실시형태의 간섭계 장치는 반투명이며, 광원(140)에 의해 조명될 경우 방향(302)에서 광을 투과할 것이다. 본 실시형태는, 도 11a에 도시된 바와 같은, 540㎚의 피크 파장과 대략 45%의 투과율(재료/공기 계면에서의 반사에 의해 또는 기판 재료를 통한 손실을 포함하지 않음)로 녹색광을 투과할 것이다. 도 11b는 CIE 색도도와 동일한 것을 도시하고 있다. 도 12a 및 도 12b는 반사 및 투과된 색이 시야각에 따라 어떻게 변하는지는 나타내고 있다. 도 12b는 관찰자기 기판(110) 내에 있지만 기판 대 공기 계면에 대해서는 고려하지 않은 것으로 가정하고 있다. 그 계면에서의 굴절률 변화는 인지되는 컬러 시프트를 변화시킬 것이다. 그 결과, 관찰자가 공기(N=1) 중에 있고, 기판이 유리(N=1.52)인 경우, 관찰자는 기판에 대해서 주어진 시야각에 대해서 감소된 양의 컬러 시프트를 볼 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사된 광은, 광원(140)이 광을 방사할 경우, 제1색을 지니고 제1의 각진 컬러 시프트를 나타낸다. 이러한 실시형태의 제1의 각진 컬러 시프트는 간섭계측적으로 반사된 광과 제3광부분(302)의 조합에 기인한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)에 의해 방사된 광은, 광원(140)이 광을 방사하지 않을 경우, 제2색을 지니고 제2의 각진 컬러 시프트를 나타내며, 해당 제2의 각진 컬러 시프트는 제1의 각진 컬러 시프트와는 상이할 수 있다. 이러한 실시형태의 제2의 각진 컬러 시프트는 제3광부분(302) 없이 간섭계측적으로 반사된 광에 기인한다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)에 의해 방사된 광은, 광원(140)이 광을 방사하고, 주변광이 장치(100)에 입사(예컨대, 기판(110)에 입사)할 경우, 제1색을 지니고, 또한, 제1의 각진 컬러 시프트를 나타낸다. 이러한 실시형태의 제1의 각진 컬러 시프트는 간섭계측적으로 반사된 광과 제3광부분(302)의 조합에 기인한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)에 의해 방사된 광은, 광원(140)이 광을 방사하고 주변광이 장치(100)에 입사되지 않을 경우, 제2색을 지니고, 또한, 제2의 각진 컬러 시프트를 나타낸다. 이러한 실시형태의 제2의 각진 컬러 시프트는 간섭계측적으로 반사된 광이 없이 제3광부분(302)에 기인한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)에 의해 방사된 광은, 광원(140)이 광을 방사하지 않고 주변광이 장치(100)에 입사할 경우, 제1색을 지니고, 또한, 제3의 각진 컬러 시프트를 나타내며, 이 제3의 각진 컬러 시프트는 상기 제1의 각진 컬러 시프트 혹은 제2의 각진 컬러 시프트와 상이할 수 있다. 이러한 실시형태의 제3의 각진 컬러 시프트는 제3광부분(302) 없이 간섭계측적으로 반사된 광에 기인한다. 기판(110)이 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함하고, 제1층(120)이 40Å 두께의 알루미늄을 포함하며, 제2층(130)이 또 40Å 두께의 알루미늄을 포함하고, 제1층(120)과 제2층(130)이 3200Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간되어 있는 도 12a 내지 도 12b에 관하여 위에서 설명된 예시적인 실시형태를 재차 참조하면, 관찰자는 반사광(300, 301)과 투과광(302)의 조합으로서 (313)을 볼 것이다. 도 13은 반사 및 투과된 색이 시야각에 따라 어떻게 변화하는지를 나타내고 있다(기판(110) 내의 관찰자에 대해서, 기판(110)으로부터 추가의 반사를 무시함). IMOD에 수직을 이루고 있는 관찰자에 대해서, 광원(140)의 휘도 및 광의 반사된 부분에 따라, 인지되는 색은 도 13에 도시된 바와 같은 A에서 B까지의 선 상에 놓일 것이다. 30°의 각도에서와 마찬가지로, 색은 C에서 D까지의 선 상에 놓일 것이다. 이 예는 또한 단지 시야각에 따라 변하지 않는 색을 생성하는 데 조명된 반투명 IMOD가 어떻게 이용될 수 있는지를 나타내며, 상기 색은 순수하게 반사성인 IMOD에 의해 직접 형성될 수 있는 색은 아니다.
소정의 실시형태에 있어서, 장치(100)는 제1방향(313)과 해당 제1방향(313)에 대해서 대체로 반대쪽인 제2방향(314)의 양쪽 모두로부터 볼 수 있다. 예를 들어, 소정의 이러한 실시형태의 장치(100)는 해당 장치(100)의 제1측면 상의 제1위치로부터, 또한 장치(100)의 제2측면 상의 제2위치로부터 볼 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 제2방향(314)에서 장치(100)로부터 방사된 광은 제4광부분(306), 제5광부분(307) 및 제6광부분(312)을 포함한다. 소정의 실시형태에서의 제4광부분(306)은 상기 기판(110)에 입사되어, 해당 기판(110)을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층(120)을 통해 투과된 후, 상기 제2층(130)을 통해 투과되어서, 상기 제2방향(314)에서 상기 장치(100)로부터 방사된다. 소정의 실시형태에서의 제5광부분(307)은 상기 제2층(130)에 입사되어, 해당 제2층(130)을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층(120)에 의해 반사된 후, 상기 제2층(130)을 통해 투과되어서, 상기 제2방향(314)에서 상기 장치(100)로부터 방사된다. 소정의 실시형태에서의 제6광부분(312)은 상기 제2층(130)에 입사되어, 해당 제2층(130)으로부터 반사되고 나서, 상기 제2방향(314)에서 상기 장치(100)로부터 방사된다. 소정의 실시형태에 있어서, 제5광부분(307)은 광원(140)에 의해 방사된 광을 포함하고, 제6광부분(312)은 광원(140)에 의해 방사된 광을 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사된 광은 제1색을 지니며, 제2방향(314)에서 장치(100)로부터 방사된 광은 제2색을 지닌다. 소정의 이러한 실시형태에 있어서, 상기 제1색과 제2색은 실질적으로 동일한 반면, 소정의 다른 이러한 실시형태에서, 제1색과 제2색은 상이하다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사된 광은 제1색을 지니고 제1의 각진 컬러 시프트를 나타내며, 제2방향(314)에서 장치(100)로부터 방사된 광은 제2색을 지니고 제2의 각진 컬러 시프트를 나타낸다. 소정의 이러한 실시형태에 있어서, 제1의 각진 컬러 시프트와 제2의 각진 컬러 시프트는 실질적으로 동일한 반면, 소정의 다른 이러한 실시형태에서, 제1의 각진 컬러 시프트와 제2의 각진 컬러 시프트는 상이하다. 일 실시형태에 있어서, 기판(110)은 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함하고, 제1층(120)은 40Å 두께의 알루미늄을 포함하며, 제2층(130)은 또한 40Å 두께의 알루미늄을 포함하고, 제1층(120)과 제2층(130)은, 간섭계측적 공동부를 형성하기 위하여, 3200Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간되어 있다. 이 대칭적으로 설계된 IMOD는 방향(313), (314)에서 유사한 반사된 색을 나타내는 경향이 있을 것이다(도 14a 내지 도 14b). 이 예시적인 실시형태에 있어서, 제1층(120)은 유리에 대항해서 위치결정되어 있고, 제2층(130)은 공기 중에 위치결정되어 있다(제한하기 위함은 아니고 간단히 하기 위하여, 이 예시적인 실시형태에서는 백라이트(140)가 포함되어 있지 않다). 도 14b의 CIE 색도도는 방향(313), (314)에서의 반사된 색이 유사한 것을 나타내고 있다. 실제로, 기판(110)과 공기가 둘러싸고 있는 제2층(130) 간의 굴절률차는 대칭성에 있어서 약간의 차이를 고려하고 있다. 제2층(130)이 또한 유리에 대항해서 위치결정되어 있는 경우, 장치 반사는 대칭으로 될 것이다. 간단히 하기 위하여, 관찰자는 장치에 대해서 수직인 것으로 가정되고, 측면(313) 상에서 관찰자는 기판(110) 내에 있는 것으로 가정되므로, 기판(110) 대 공기 계면은 포함되어 있지 않다. 투과된 색은 예시적인 실시형태에서 광선(306), (302)에 대해서 실질적으로 동일하다. 다른 실시형태에 있어서, 기판(110)은 대략 1.52의 굴절률을 지닌 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함한다. 제1층(120)은 70Å 두께의 크롬을 포함하고, 제2층(130)은 100Å 두께의 알루미늄을 포함하며, 제1층(120)과 제2층(130)은, 간섭계측적 공동부를 형성하기 위하여, 3400Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간되어 있다. 이 예에서, 제1층(120)은 유리에 대항해서 위치결정되고, 제2층(130)은 공기 중에 위치결정되어 있다(제한하기 위함은 아니고 간단히 하기 위하여, 이 예시된 실시형태에서는 백라이트(140)가 포함되어 있지 않다). 도 14c의 CIE 색도도는 방향(313)과 방향(314)에서의 반사된 색이 상이하다는 것을 나타내고 있다. 간단히 하기 위하여, 관찰자는 장치에 수직인 것으로 가정하고, 측면(313) 상에서, 관찰자는 기판(110) 내에 있는 것으로 가정하여, 기판(110) 대 공기 계면은 포함되지 않는다. 투과된 색은 예시된 실시형태에 있어서 광선(306), (302)에 대해서 실질적으로 동일하다.
소정의 실시형태에 있어서, 장치(100)는 제1층(120)과 제2층(130) 사이에 위치된 영역(150)을 포함한다. 소정의 실시형태의 영역(150)은 유전체층을 포함하고, 적어도 부분적으로 광학적으로 투명하다. 소정의 실시형태에 있어서, 영역(150)의 적어도 일부는 공기로 채워져 있다. 소정의 이러한 실시형태에 있어서, 제1층(120)과 제2층(130) 중 적어도 한쪽은 제1층(120)과 제2층(130) 사이의 공간을 변화시키기 위하여 선택적으로 이동가능하다. 이와 같이 해서, 소정의 실시형태에 있어서, 제1층(120)과 제2층(130)은 본 명세서에 기재된 바와 같이 작동가능한 간섭계 변조기를 형성한다. 소정의 실시형태에 있어서, 장치(100)는 표시 시스템의 작동가능한 소자(예를 들어, 화소 혹은 부화소)이다. 제1층(120)과 제2층(130) 사이의 간격을 변화시키기 위하여 제1층(120)과 제2층(130) 중 적어도 한쪽을 선택적으로 이동시킴으로써, 소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 방사된 광의 하나 이상의 특성이 변조될 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 선택적으로 이동가능한 제1층(120)과 제2층(130) 중 적어도 한쪽은 해당 층을 기계적으로 강화시키는 지지 구조체를 포함한다. 몇몇 실시형태에 있어서, 지지 구조체는 투명한 재료를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 지지 구조체는 장치의 광학적 특성에 영향을 미치지 않도록 하기 위하여 위치결정된 비투명(non-transparent) 재료(예컨대, 금속 링)를 포함한다.
도 15는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 형광 재료(160)를 포함하는 예시적인 장치(100)를 개략적으로 도시하고 있다. 해당 장치(100)는 기판(110), 제1층(120) 및 제2층(130)을 포함한다. 상기 기판은 적어도 부분적으로 광학적으로 투명하다. 상기 제1층(120)은 기판(110) 위에 위치결정되어 있고, 상기 제1층(120)은 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 반사성이며 부분적으로 광학적으로 투과성이다. 상기 제2층(130)은 기판(110) 위에 위치결정되어 있고, 상기 제1층(120)이 상기 기판(110)과 제2층(130) 사이에 위치된 상태에서 상기 제1층(120)으로부터 이간되어 있다. 상기 제2층(130)은 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 반사성이며 부분적으로 광학적으로 투과성이다. 형광 재료(160)는, 제1층(120)과, 제2층(130)의 적어도 일부가 기판(110)과 형광 재료(160) 사이에 위치되도록, 기판(110)에 대해서 위치결정되어 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 형광 재료(160)는 기판(110)에 입사되어, 해당 기판(110)을 통해 투과되고 나서, 제1층(130)을 통해 투과된 후, 자외광을 생성함으로써 제2층(130)의 적어도 일부를 투과하는 자외광에 응답한다. 소정의 실시형태에서 형광 재료(160)로부터 자외광의 적어도 일부는 제2층(130), 제1층(120) 및 기판(110)을 통해 투과되어 제1방향(313)에서 방사되는 광에 기여한다. 소정의 이러한 실시형태에 있어서, 형광 재료(160)는 광원(140)으로서 역할한다.
도 16은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 제3층(170)을 포함하는 예시적인 장치(100)를 개략적으로 도시하고 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제3층(170)은 알루미늄, 크롬, 몰리브덴, 티탄, 탄소, 은, 금, 및 기타 재료 등의 각종 재료를 포함할 수 있다. 제3층(170)은 기판(110) 위에 있고, 제1층(120)으로부터 또한 제2층(130)으로부터 이간되어 있다. 제3층(170)은 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 반사성이며 부분적으로 광학적으로 투과성이다. 소정의 실시형태에 있어서, 제3층(170)은 20 내지 300Å 범위의 두께를 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 제3층(170)은 크롬을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제3층(170)은 실질적으로 광학적으로 흡수성이다. 다른 실시형태에 있어서, 제3층(170)은 실질적으로 광학적으로 반사성이다. 또 다른 실시형태에 있어서, 제3층(170)은 실질적으로 광학적으로 투과성이다.
도 16에 개략적으로 도시된 바와 같이, 소정의 실시형태에 있어서, 제3층(170)은 제1층(120)과 제2층(130) 사이에 위치되어 있다. 소정의 실시형태의 장치(100)는 제3층(170)과 제1층(120) 사이에 위치된 영역(150)(예컨대, 적어도 부분적으로 광학적으로 투명 유전체층 혹은 공기로 채워진 영역)과, 제3층(170)과 제2층(130) 사이에 위치된 영역(190)(예컨대, 적어도 부분적으로 광학적으로 투명 유전체층 혹은 공기로 채워진 영역)을 포함한다.
도 17은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 제3층(170)을 포함하는 예시적인 장치(100)를 개략적으로 도시하고 있다. 제3층(170)은 제2층(130)이 제1층(120)과 제3층(170) 사이에 위치되도록 위치결정되어 있다. 소정의 실시형태의 장치(100)는 제1층(120)과 제2층(130) 사이에 위치된 영역(150)(예컨대, 적어도 부분적으로 광학적으로 투명 유전체층 혹은 공기로 채워진 영역)과, 제2층(130)과 제3층(170) 사이에 위치된 영역(190)(예컨대, 적어도 부분적으로 광학적으로 투명 유전체층 혹은 공기로 채워진 영역)을 추가로 포함한다.
층들(120), (150), (130), (170), (190)의 조합은 소정의 실시형태에서 이중 공동부 간섭계 변조기를 포함할 수 있다. 도 8에 비해서 재료의 부가적인 층(170), (190)은, 해당 변조기가 부가적인 색을 반사하거나 투과하도록 설계될 수 있도록 설계상 유연성을 제공할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 층(150), (190)은 스페이서층으로서 기술될 수 있고, 층(120), (170)은 흡수재층으로서 기술될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 층(170)은 흡수재층일 수 있고, 층(120), (130)은 부분 반사재층으로서 작용할 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 층(150), (190)은 동일한 두께를 지닌다. 다른 실시형태에 있어서, 층(150), (190)은 상이한 두께를 지닌다. 일 실시형태에 있어서, 기판(110)은 대략 1.52의 굴절률을 지닌 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함하고, 층(120), (170)은 70Å 두께의 크롬을 포함하며, 제2층(130)은 100Å 두께의 알루미늄을 포함하고, 그 사이에 개재된 유전체층(150), (190)은 3400Å 두께의 이산화규소를 포함한다(도 18a). 도 18b 내지 도 18c는 방향(313)에서 기판에 대해 수직을 이루는 반사된 색을 나타내고 있다(백라이트가 없다고 가정함). 이 예를 관찰자가 공기 중에 서있고 기판(110)으로부터 정면 반사를 포함하는 도 9b 및 도 9c와 비교하면, 피크 파장은 520㎚에서 거의 변하지 않지만, 예를 들어 도 9c의 CE 색도도에 표시된 바와 같이 더욱 날카로운 피크와 이에 대응해서 더욱 포화된 색을 보인다.
도 19는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 패시베이션층(200)을 포함하는 예시적인 장치(100)를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 패시베이션층(200)은 제2층(130)이 패시베이션층(200)과 기판(110) 사이에 위치되도록 위치결정되어 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 패시베이션층(200)은 적어도 부분적으로 광학적으로 투명한 유전체 재료(예컨대, 이산화규소)를 포함하고, 약 300Å 내지 약 4000Å 범위의 두께를 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사된 광은 패시베이션층(200)의 두께에 의존하는 색을 지닌다(예컨대, 간섭계측적으로 반사된 광 및 장치(100)를 통해 투과된 광에 대한 패시베이션층(200)의 효과에 기인함). 소정의 이러한 실시형태에 있어서, 패시베이션층(200)의 두께는 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사된 광의 색을 선택된 색이 되도록 맞추어서 선택된다. 예를 들어, 패시베이션층(200)은 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사되는 색의 바람직한 맞춤과 바람직한 패시베이션의 양쪽 모두를 제공하도록 기재된 범위 내에서 선택된 두께를 지니도록 구성될 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1방향(313)에서 장치(100)로부터 방사된 광은 패시베이션층(200)의 굴절률에 의존한다. 몇몇 실시형태에 있어서, 패시베이션층(200)의 굴절률은 주변 매질의 굴절률과는 실질적으로 상이하다. 소정의 실시형태에 있어서, 패시베이션층(200)은 이산화규소를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 패시베이션층(200)은 다른 종류의 산화물 혹은 폴리머를 포함할 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 부가적인 층은 패시베이션층(200)이 영역(150)과 부가적인 층 사이에 위치결정되도록 패시베이션층(200)과 접촉되어 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 제1방향(313), (314)에서 장치로부터 방사된 광의 색은 부가적인 층의 굴절률에 의해 적합하게 맞춤될 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 부가적인 층은 접착제나 테이프 등과 같은 접착제 재료를 포함한다. 몇몇 실시형태에 있어서, 부가적인 층은 잉크를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 예를 들어, 도 20a에 나타낸 바와 같이, 기판(110)은 대략 1.52의 굴절률을 지닌 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함한다. IMOD는, 제1층(120)이 70Å 두께의 크롬을 포함하고, 제2층(130)이 60Å 두께의 알루미늄을 포함하며, 제1층(120)과 제2층(130)이 2700Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간되도록 상기 기판 위에 구성되어 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 층(200)은 이산화규소를 포함한다. IMOD의 층(200) 쪽은 굴절률 1.61을 지니는, PET와 일치하는 접착제 지수를 가지는 PET의 단편에 접착되어 있으므로, IMOD의 일부 영역은 접착되어 있고 일부는 접착되어 있지 않다. 방향(314) 및 방향(313)에서 볼 때, 반사되고 투과된 색은 층(200)의 두께가 다를 경우, 그리고 PSA에 의해 접착된 영역과 공기 중의 영역 간에 다를 것이다. 도 20b는 공기가 층(200)에 인접한 경우, 그리고 층(200)이 1200Å에서 2700Å으로 변할 경우(A 및 D로 표시됨)의 각 실시형태에 대한 이 효과를 도시하고 있다. 도 20b는 또한 층(200)이 굴절률 1.61을 지닌 재료에 접착되어 있는 경우, 그리고 층(200)이 1200Å에서 2700Å으로 변할 경우(B 및 C로 표시됨)의 각 실시형태에 대한 이 효과를 도시하고 있다. 도 20b는 관찰자가 장치(100)에 대해 수직을 이루고 있는 경우를 가정하고 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 도 20b에 도시된 바와 같이, 방향(314)으로부터 보이는 "색 조율"(color tuning) 효과는 비교적 크다. "색 조율" 효과는 방향(313)으로부터 그리고 투과된 색에서도 볼 수 있다. 도시된 바와 같이, 층(200)이 PSA에 인접하고 해당 층(200)이 1200Å에서 2700Å으로 변화하는 상태에서 보다 좁은 범위의 색 변동이 있다. "반사(313)"으로 표기된 것에 의해 확인되는 도 20b의 부분은 공기에서 PSA 계면까지의 변화에 대해서 층(200)이 1200Å에서 2700Å으로 변화하는 상태에서 방향(313)으로부터의 전체 범위의 색 변동을 나타내고 있다
도 21은 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 제1유리층(210)과 제2유리층(220)을 포함하는 예시적인 장치(100)를 개략적으로 도시하고 있다. 구조체(270)는 기판(110), 제1층(120), 제2층(130) 및 스페이서층(150)을 포함한다. 기판(110), 제1층(120), 제2층(130) 및 스페이서층(150)을 포함하는 해당 구조체(270)는 제1유리층(210)과 제2유리층(220) 사이에 적층되어 위치되어 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1유리층(210) 및 제2유리층(220)과 함께 기판(110), 제1층(120) 및 제2층(130)을 포함하는 구조체를 적층하기 위하여 하나 이상의 접착제층(230)이 이용된다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1유리층(210) 및 제2유리층(220) 중 적어도 하나는 텍스처 유리(textured glass)를 포함한다. 기판(110), 제1층(120), 제2층(130) 및 스페이서층(150)은 IMOD를 구성하고, 이것은 방향(313), (314), (302), (306)에서 특정 색을 나타내도록 설계될 수 있다. 간섭계 장치로서, 관찰자가 상기 구조체에 대해서 상대적으로 각도를 변경함에 따라 컬러 시프트되는 축상 색을 나타낼 수 있다. 텍스처 적층체는 기판의 평면을 통해서 관찰자를 향해 나오는 광이 텍스처 요소를 통해 나오는 광에 비해서 IMOD에 대해서 상이한 각도로 나오도록 그 면 상에 특정한 혹은 랜덤한 각도 요소와 함께 설계될 수 있다. 따라서, 관찰자는 텍스처 면을 가로질러 상이한 색을 볼 것이다. 텍스처 적층체의 예는 미국 특허 출원 제12/220,947호(발명의 명칭: "DEVICES AND METHODS FOR ENHANCING COLOR SHIFT OF INTERFEROMETRIC MODULATORS", 출원일: 2008년 7월 29일)에서 발견할 수 있고, 이 미국 특허 출원은 참조로 그의 전문이 본원에 포함된다.
도 22는 본 명세서에 기재된 소정의 실시형태에 따라서 제1층(120), 제2층(130), 제3층(240) 및 제4층(250)을 포함하는 예시적인 장치(100)를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 제1층(120)과 제2층(130)은 기판(110)의 제1면 위에 있다. 상기 제3층(240)과 제4층(250)은 기판(110)의 제2면 위에 있다. 상기 제3층(240)은 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 투과성이며 부분적으로 광학적으로 반사성이다. 상기 제4층(250)은, 기판(110)과 제4층(250) 사이에 제3층(240)이 위치된 상태에서 상기 제3층(240)으로부터 이간되어 있다. 상기 제4층(250)은 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 투과성이며 부분적으로 광학적으로 반사성이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 장치(100)는, 상기 제1층(120)과 제2층(130)이 상기 기판(110)과 광원(140) 사이에 위치되도록 상기 기판(110)에 대해서 위치결정된 광원(140)을 추가로 포함한다.
도 22에 개략적으로 도시된 바와 같이, 소정의 실시형태에 있어서, 장치(100)는 제3층(240)과 제4층(250) 사이에 위치된 스페이서(260)(예컨대, 적어도 부분적으로 광학적으로 투명한 유전체층 혹은 공기로 채워진 영역)를 추가로 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1층(120)과 제2층(130) 사이에 위치된 스페이서(150)와 제3층(240)과 제4층(250) 사이에 위치된 스페이서(260) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두는 공기로 채워진 영역을 포함한다. 층(120), (150), (130)을 포함하는 구조체와 층(260), (250), (240)을 포함하는 구조체는 각각 소정의 실시형태에 있어서 개별의 IMOD로서 기술될 수 있다. 층(120), (150), (130)을 포함하는 구조체는 여기서는 IMOD I로서 지칭되고, 층(260), (250), (240)을 포함하는 구조체는 IMOD II로서 지칭될 것이다. 이들 기재는 예시를 목적으로 하는 것일 뿐 제한하기 위한 것은 아니다. 일 실시형태에 있어서, 예를 들어, 기판(110)은 대략 1.52의 굴절률을 지닌 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함하고, 제1층(120)은 70Å 두께의 크롬을 포함하고, 제2층(130)은 40 내지 100Å 두께의 알루미늄을 포함하며, 제1층(120)과 제2층(130)은, 1000 내지 5000Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간되어 있다. 여기에 기재되어 있는 바와 같이, 스페이서(150)는 특정의 투과되고 반사된 색을 제공하도록 선택될 수 있고, 제1층(120)(예컨대, 흡수재층)과 제2층(130)(예컨대, 반사재층)은 바람직한 휘도 및 색 채도를 제공하도록 선택될 수 있다. 층(250), (240) 및 스페이서(260)는 마찬가지 방식으로 선택될 수 있다. IMOD I 및 IMOD II는 각각 독립적이지만, 투과율 수준에 따라서, IMOD는 상호작용할 수 있어, 관찰자가 이들 두개의 조합인 색을 보게 될 것이다. 일 실시형태에 있어서, 예를 들어, 제1층(120)은 70Å 두께의 크롬을 포함하고, 제2층(130)은 60Å 두께의 알루미늄을 포함하며, 제1층(120)과 제2층(130)은 2000Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간되어 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 층(240)은 70Å 두께의 크롬을 포함하고, 층(250)은 60Å 두께의 알루미늄을 포함하며, 층(240)과 층(250)은 4250Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(260)을 개재해서 이간되어 있다. IMOD I 및 IMOD II에 대해서 얻어지는 축상 투과율 그래프는 도 12에 도시되어 있다(정면 반사는 도 23에서 배제되어 있다). IMOD I은 1차 적색 투과 응답을 지니고, IMOD II는 마젠타이지만, 기재된 바와 같은 이들을 압도하는 효과는 IMOD II에 대해서 적색 IMOD I용의 필터로서 작용할 것이므로, 그의 색 채도는 증가할 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하나 이상의 장치(100)를 포함하는 복수개의 장치가 예를 들어 도 1 내지 도 5에 대해서 위에서 설명된 실시형태와 대체로 마찬가지 방식으로 배열될 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 복수개의 장치는 상이한 간섭계 및/또는 투과 성능을 지닐 수 있다. 예를 들어, 복수개의 장치는 행/열 어레이로 배열될 수 있다. 이들 상이한 장치 간의 콘트라스트는 볼 수 있는 화상을 생성하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시형태에 있어서, 다수의 장치는 기판(110) 위에 패턴화된 층형상 구조체로부터 형성될 수 있다. 제1장치(100)는, 예를 들어, 본 명세서에 기재된 바와 같은 제1층(120)과 제2층(130)을 포함할 수 있고, 또한, 제1장치(100)를 통해서 간섭계측적으로 반사된 광과 투과된 광의 양쪽 모두의 공급원일 수 있다. 제2장치는, 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 투과성이며 부분적으로 광학적으로 반사성인 제1층(예컨대, 크롬층)과, 제2층이 기판(110)과 상기 제1층 사이에 위치되도록 해당 제1층으로부터 이간되어 있는 제2층을 포함한다. 제2층은 적어도 부분적으로 광학적으로 반사성이고 실질적으로 광학적으로 비투과성일 수 있다. 소정의 이러한 실시형태에 있어서, 제1층과 제2층은 본 명세서에 기재된 바와 같이 간섭계 변조기의 일부분이다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1장치(100)는 본 명세서에 기재된 바와 같이 장치(100)로부터 제1방향(313)에서 방사되는 제1광부분(300), 제2광부분(301) 및 제3광부분(302)의 결과인 제1색을 나타낸다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1광부분(300)과 제2광부분(301)은 간섭하여 제1색을 지닌 광을 생성하고, 제3광부분(302)은 상기 제1색과는 상이한 제2색을 지닌다.
소정의 실시형태에 있어서, 제2장치는 상기 기판(110)에 입사되어, 해당 기판(110)을 통해 투과되고, 상기 제2장치의 제1층을 통해 투과되고 나서, 상기 제2장치의 제2층에 의해 반사된 후, 상기 기판(110)을 통해 투과되어서, 상기 제1방향(313)에서 상기 장치로부터 방사되는 제4광부분과, 상기 기판(110)에 입사되어, 해당 기판(110)을 통해 투과되고 나서, 제2장치의 제1층에 의해 반사된 후, 상기 기판(110)을 통해 투과되어서, 상기 제1방향(313)에서 제2장치로부터 방사되는 제5광부분의 결과인 제2색을 나타낸다. 상기 제4광부분과 제5광부분은 간섭하여 제2색을 지닌 광을 생성한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제2색은 상기 제1색과는 상이하다.
소정의 실시형태에 있어서, 복수개의 장치는, 기판(110)이 반사방지코팅과 제1장치(100)의 제1층(120)과 제2장치의 제1층 사이에 위치되도록, 기판(110)의 표면 상에 해당 반사방지코팅을 추가로 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1장치(100)의 제1층(120)은 제2장치의 제1층과 접하고 있다(예컨대, 제1장치(100)의 제1층(120)과 제2장치의 제1층이 공통층의 일부일 수 있다). 예를 들어, 크롬 층은 제1장치(100)의 제1층(120)로서 역할하고 또한 제2장치의 제1층으로서도 역할하는 1000Å 이하의 두께를 지니는 하나 이상의 부분을 지닐 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 복수개의 장치는 제3장치에 입사하는 광에 대해서 실질적으로 투과성인 제3장치를 추가로 포함한다. 소정의 이러한 실시형태에 있어서, 제1장치(100)는 제1색을 나타내고, 제2장치는 상기 제1색과는 상이한 제2색을 나타내며, 제3장치는 상기 제1색 및 제2색의 양쪽 모두와는 상이한 제3색을 나타낸다. 제1, 제2 및 제3장치 간의 콘트라스트는 볼 수 있는 화상을 생성하는데 이용될 수 있다.
이하, 기판(110)이 대략 1.52의 굴절률을 지닌 대략 10㎜ 두께의 유리를 포함하고, 제1층(120)이 20 내지 80Å 두께의 크롬을 포함하며, 제2층(130)은 30 내지 150Å 두께의 알루미늄을 포함하고, 제1층(120)과 제2층(130)이 90 내지 450Å 두께의 이산화규소를 포함하는 유전체층(150)을 사이에 개재시킴으로써 이간되어 있는 도 24a의 장치(100)의 소정의 실시형태를 참조하여 반사재 및 흡수재의 두께를 변화시키는 효과를 설명한다. 단순하게 하기 위하여, 시야는 기판(110) 내로부터의 축 상에 있다(예컨대, 기판 대 공기 계면을 무시됨). 도 24b 내지 도 24d는, 제1층(120)이 70Å 두께의 크롬을 포함하고, 스페이서층(150)이 3400Å 두께의 이산화규소를 포함하며, 반사재층(130)이 알루미늄을 포함하고 두께가 30 내지 150Å 사이에서 변화하는 도 24a의 장치(100)의 예시적인 실시형태의 반사율, CIE 색도도 및 투과율을 각각 도시하고 있다. 도 24b 내지 도 24d에 도시된 바와 같이, 그 효과는 반사율과 투과율에 대해서 비교적 크고, 색의 채도에 대해서는 비교적 적은 효과가 있다. 도 24e 내지 도 24f는, 반사재층(130)이 60Å 두께의 알루미늄을 포함하고, 스페이서층(150)이 3400Å 두께의 이산화규소를 포함하며, 흡수재층(120)이 크롬을 포함하고 두께가 20Å 내지 70Å에서 변화하는 도 24a의 장치(100)의 실시형태의 반사율/투과율 및 CIE 색도도를 각각 도시하고 있다. 색상에 대한 효과는 도 24b 내지 도 24d에 대해서 설명된 실시형태와는 다르며, 색 채도에 대해 비교적 큰 영향이 있다.
IMOD 장치의 하나의 양상은 각진 컬러 시프트이다. 도 25a는 흡수재층(120)이 70Å 두께의 크롬을 포함하고, 스페이서층(150)이 3400Å 두께의 이산화규소를 포함하며, 반사재층(130)이 알루미늄 60Å 두께의 알루미늄을 포함하는 장치(100)(유리 위)의 다른 실시형태의 CIE 색도도를 도시하고 있다. 해당 예시적인 실시형태는 방향(313)에서 축 상에 535㎚의 피크 반사율을 지니는 2차 색을 나타낸다. 시야각(기판(110) 내로부터, 제한하기 위한 것이 아니라 간단히 하기 위함임)은 본 예시적인 실시형태에서 0 내지 30°에서 변화된다.
도 25b는 흡수재층(120)와 반사재층(130)이 도 25a에 관하여 설명된 실시형태와 동일한 두께를 지니지만, 스페이서층(150)의 두께가 1580Å인 다른 예시적인 실시형태의 CIE 색도도를 도시하고 있다. 도 25b에 관하여 예시된 실시형태는, 도 25a에 관하여 예시된 실시형태와 유사한 535㎚에서 녹색 반사 피크를 지니지만, 1차 색 응답으로서, 덜 각진 컬러 시프트를 나타낸다. 도 25c 내지 도 25d는 흡수재층(120)와 반사재층(130)이 도 25a 내지 도 25b에 관하여 설명된 실시형태와 동일한 두께를 지니지만, 스페이서층(150)이 산화아연(이산화규소보다 높은 굴절률을 지님)과 공기(저굴절률)를 각각 포함하는 장치(100)의 예시적인 실시형태를 도시하고 있다. 도 25c 내지 도 25d의 실시형태에 대한 스페이서 두께는 축 상에서 동일한 피크 반사 파장(535㎚)을 제공하도록 각 경우에 조정된다. 각 도면은 0 내지 30°의 시야각을 변화시키는 효과(기판(110) 내로부터 볼 때, 제한하기 위함이 아니라 간단히 하기 위함임)를 도시하고 있다. 예시된 바와 같이, 저귤절률을 지니는 실시형태는 더욱 컬러 시프트를 나타낸다. 예를 들어, 도 25c의 고굴절률의 스페이서층(150)(예컨대, 산화아연)은 0° 시야각에서 535㎚의 동일한 피크 반사율을 지니지만, 도 25b의 실시형태의 저굴절률 스페이서층(150)(예컨대, 이산화규소)보다 적은 컬러 시프트를 나타낸다. 이것은 반투명 IMOD에 대해서 다른 설계 파라미터를 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, IMOD는, 원하는 심미적 특성에 따라서, 컬러 시프트 효과를 강조하지 않기 위해 이용될 수 있는 확산 재료 또는 컬러 시프트 효과를 강조하기 위하여 텍스처와 조합될 수도 있다.
도 26은 흡수재층(120)과 반사재층(130)이, 축 상에서 볼 때, 도 24a 내지 도 24d에 관하여 설명된 실시형태와 동일한 두께를 지니는 동일한 재료를 포함하지만, 스페이서층(150)이 1차색과 2차색을 통하여 1000Å에서 4250Å까지 변화하는 장치(100)의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 도 26은 스페이서 두께가 변함에 따라 색이 비교적 광범위에 걸쳐서 변화하여, 1차색(덜 포화됨) 혹은 2차색(더 포화됨)인 색들을 식별하는 것을 나타내고 있다. 도시된 범위의 극단에서의 색(예를 들어, 대략 4000Å 이상의 스페이서층(150)에서는 마젠타)은 또한 2차색 이외에도 3차색도 포함할 수 있다.
이상 특정 실시형태 및 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 주제는 구체적으로 개시된 실시형태를 넘어 기타 대안적인 실시형태 및/또는 이들 실시형태의 용도와 그의 명백한 변형 및 등가의 것들까지로 확대되는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 예를 들어, 본 명세서에 개시된 임의의 방법 혹은 공정에 있어서, 해당 방법/공정을 구성하는 작용 혹은 동작은 임의의 적절한 수순으로 수행될 수 있고, 어떤 특별한 개시된 수순으로 반드시 제한되는 것은 아니다. 실시형태의 각종 측면과 이점은 적절하게 개시되어 있다. 그러나 반드시 이러한 모든 측면 혹은 이점이 모두 소정의 특정 실시형태에 따라 달성될 수 있는 것은 아님을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 예를 들어, 각종 실시형태는 본 명세서에 교시되거나 제안되어 있을 수 있는 다른 측면이나 이점을 반드시 달성하는 일없이도 본 명세서에 교시된 바와 같은 하나의 이점 혹은 이점군들을 달성하거나 최적화시키는 방식으로 수행될 수 있다는 것도 인식할 필요가 있다.
100: 장치 110: 기판
120: 제1층 130: 제2층
140: 광원 150, 260: 스페이서
170, 240: 제3층 250: 제4층
300: 제1광부분 301: 제2광부분
304: 제3광부분 306: 제4광부분
307: 제5광부분 312: 제6광부분
313: 제1방향 314: 제2방향

Claims (30)

  1. 적어도 부분적으로 광학적으로 투명한 기판;
    상기 기판 위에 있는, 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 반사성이며 부분적으로 광학적으로 투과성인 제1층;
    상기 기판 위에 상기 제1층으로부터 이간되어 있는, 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 반사성이며 부분적으로 광학적으로 투과성인 제2층; 및
    상기 제1층과 제2층이 상기 기판과 광원 사이에 위치되도록 상기 기판에 대해서 위치결정되어 있고, 또한 신호에 응답하는 해당 광원을 포함하되,
    상기 제1층은 상기 기판과 상기 제2층 사이에 위치되어 있고,
    제1방향에서 장치로부터 방사되는 광은,
    상기 기판에 입사되어, 해당 기판을 통해 투과되고, 상기 제1층을 통해 투과되고 나서, 상기 제2층에 의해 반사된 후, 상기 제1층을 통해 투과되고, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제1광부분;
    상기 기판에 입사되어, 해당 기판을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층에 의해 반사된 후, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제2광부분; 및
    상기 광원으로부터 제2층에 입사되어, 해당 제2층을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층을 통해 투과된 후, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제3광부분을 포함하는 것인 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은 유리 또는 플라스틱 재료를 포함하는 것인 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2층은 알루미늄을 포함하고 300Å 이하의 두께를 지니는 것인 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 위치되어 적어도 부분적으로 광학적으로 투명한 유전체층을 추가로 포함하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1층과 상기 제2층 사이의 간격을 변화시키기 위하여 상기 제1층과 상기 제2층 중 적어도 한쪽이 선택적으로 이동가능한 것인 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1광부분과 상기 제2광부분은 제1색을 지닌 광을 생성하도록 간섭하고, 상기 제3광부분은 상기 제1색과는 상이한 제2색을 지니는 것인 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1광부분과 상기 제2광부분은 제1색을 지닌 광을 생성하도록 간섭하고, 상기 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은 상기 제1색과는 상이한 제2색을 지니는 것인 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은, 상기 광원이 광을 방사할 경우에는 제1색을 지니고, 상기 광원이 광을 방사하지 않을 경우에는 제2색을 지니며, 상기 제2색은 상기 제1색과는 상이한 것인 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 장치에 의해 방사되는 광은, 상기 광원이 광을 방사하고 주변광(ambient light)이 상기 장치에 입사될 경우에는 제1색을 지니고, 상기 광원이 광을 방사하고 주변광이 상기 장치에 입사되지 않을 경우에는 제2색을 지니며, 상기 광원이 광을 방사하지 않고 주변광이 상기 장치에 입사될 경우에는 제3색을 지니는 것인 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광원은 제1의 선택된 색을 지닌 광을 방사하는 것으로부터 상기 제1의 선택된 색과는 상이한 제2의 선택된 색을 지닌 광을 방사하는 것으로 변경함으로써 상기 신호에 응답하는 것인 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1광부분과 상기 제2광부분은 제1색을 지니는 동시에 제1의 각진 컬러 시프트(angular color shift)를 나타내는 광을 생성하도록 간섭하고, 상기 제3광부분은 제2색을 지니는 동시에 제1의 각진 컬러 시프트와는 상이한 제2의 각진 컬러 시프트를 나타내는 것인 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1광부분과 상기 제2광부분은 제1색을 지니는 동시에 제1의 각진 컬러 시프트를 나타내는 광을 생성하도록 간섭하고, 상기 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은 제2색을 지니는 동시에 제1의 각진 컬러 시프트와는 상이한 제2의 각진 컬러 시프트를 나타내는 것인 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은, 상기 광원이 광을 방사할 경우에는 제1색을 지니는 동시에 제1의 각진 컬러 시프트를 나타내고, 상기 광원이 광을 방사하지 않을 경우에는 제2색을 지니는 동시에 제2의 각진 컬러 시프트를 나타내며, 상기 제2의 각진 컬러 시프트는 상기 제1의 각진 컬러 시프트와는 상이한 것인 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 장치에 의해 방사되는 광은, 상기 광원이 광을 방사하고 주변광이 상기 장치에 입사될 경우에는 제1색을 지니는 동시에 제1의 각진 컬러 시프트를 나타내고, 상기 광원이 광을 방사하고 주변광이 상기 장치에 입사되지 않을 경우에는 제2색을 지니는 동시에 제2의 각진 컬러 시프트를 나타내며, 상기 광원이 광을 방사하지 않고 주변광이 상기 장치에 입사될 경우에는 제3색을 지니는 동시에 제3의 각진 컬러 시프트를 나타내는 것인 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1방향과는 대체로 반대쪽인 제2방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은
    상기 기판에 입사되어, 해당 기판을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층을 통해 투과된 후, 상기 제2층을 통해 투과되어서, 상기 제2방향에서 상기 장치로부터 방사되는 제4광부분;
    상기 제2층에 입사되어, 해당 제2층을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층으로부터 반사된 후, 상기 제2층을 통해 투과되어서, 상기 제2방향에서 상기 장치로부터 방사되는 제5광부분; 및
    상기 제2층에 입사되어, 해당 제2층으로부터 반사되고 나서, 상기 제2방향에서 상기 장치로부터 방사되는 제6광부분을 포함하는 것인 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제5광부분은 상기 광원에 의해 방사된 광을 포함하고, 상기 제6광부분은 상기 광원에 의해 방사된 광을 포함하는 것인 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은 제1색을 지니고, 상기 제2방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은 제2색을 지니며, 상기 제2색은 상기 제1색과는 상이한 것인 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광과 상기 제2방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은 실질적으로 동일한 색을 지니는 것인 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 기판 위에 상기 제1층으로부터 또한 상기 제2층으로부터 이간되어 있는 제3층을 추가로 포함하고, 상기 제3층은 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 반사성이며 부분적으로 광학적으로 투과성인 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제3층은 상기 제1층과 상기 제2층과 사이에 위치되어 있는 것인 장치.
  21. 제1항에 있어서, 제1유리층 및 제2유리층을 추가로 포함하되, 상기 기판, 상기 제1층 및 상기 제2층은 적층되어 상기 제1유리층과 상기 제2유리층 사이에 위치된 구조를 포함하며, 상기 제1유리층과 제2유리층 중 적어도 한쪽은 텍스처 유리(textured glass)를 포함하는 것인 장치.
  22. 제1항에 있어서, 상기 제2층은 30 내지 300Å 범위의 두께를 지니는 것인 장치.
  23. 제1항에 있어서, 상기 제1층은 50 내지 60Å 범위의 두께를 지니는 것인 장치.
  24. 제1항에 있어서, 상기 광원은 제1의 선택된 휘도를 지닌 광을 방사하는 것으로부터 상기 제1의 선택된 휘도와는 상이한 제2의 선택된 휘도를 지닌 광을 방사하는 것으로 변경함으로써 상기 신호에 응답하는 것인 장치.
  25. 광을 부분적으로 흡수하고 광을 부분적으로 반사하며 광을 부분적으로 투과하기 위한 제1수단;
    상기 제1수단으로부터 이간되어 있고, 광을 부분적으로 흡수하고 광을 부분적으로 반사하며 광을 부분적으로 투과하기 위한 제2수단; 및
    광을 발생하기 위한 광발생수단을 포함하되,
    제1방향에서 장치로부터 방사되는 광은,
    상기 제1수단에 입사되어, 해당 제1수단을 통해 투과되고 나서, 상기 제2수단에 의해 반사된 후, 상기 제1수단을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 장치로부터 방사되는 제1광부분;
    상기 제1수단에 입사되어, 해당 제1수단에 의해 반사되고 나서, 상기 제1방향에서 상기 장치로부터 방사되는 제2광부분; 및
    상기 광발생수단에 의해 발생되어서, 상기 제2수단에 입사되고, 해당 제2수단을 통해 투과되고 나서, 상기 제1수단을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 장치로부터 방사되는 제3광부분을 포함하는 것인 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 광발생수단은 제1층과 제2층이 기판과 광원 사이에 위치되도록 상기 기판에 대해서 위치결정되어 있고, 신호에 응답하는 해당 광원을 포함하는 것인 장치.
  27. 화상을 표시하는 방법에 있어서,
    장치를 제공하는 단계로서, 해당 장치는
    적어도 부분적으로 광학적으로 투명한 기판;
    상기 기판 위에 있는, 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 투과성이며 부분적으로 광학적으로 반사성인 제1층; 및
    상기 기판 위에 상기 제1층으로부터 이간되어 있는, 부분적으로 광학적으로 흡수성이고 부분적으로 광학적으로 투과성이며 부분적으로 광학적으로 반사성인 제2층을 포함하는 것인, 상기 장치의 제공단계;
    상기 제1층과 제2층이 상기 기판과 광원 사이에 위치되도록 상기 기판에 대해서 신호에 응답하는 광원을 위치결정하는 단계; 및
    제1방향에서 상기 장치로부터 광을 방사하는 단계를 포함하되,
    상기 방사되는 광은
    상기 기판에 입사되어, 해당 기판을 통해 투과되고, 상기 제1층을 통해 투과되고 나서, 상기 제2층에 의해 반사된 후, 상기 제1층을 통해 투과되고, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제1광부분;
    상기 기판에 입사되어, 해당 기판을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층에 의해 반사된 후, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제2광부분; 및
    상기 광원으로부터 제2층에 입사되어, 해당 제2층을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층을 통해 투과된 후, 상기 기판을 통해 투과되어서, 상기 제1방향에서 상기 기판으로부터 방사되는 제3광부분을 포함하는 것인 화상표시방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제1층과 상기 제2층 사이의 간격을 변화시키기 위하여 상기 제1층과 상기 제2층 중 적어도 한쪽을 선택적으로 이동시키는 단계를 추가로 포함하는 화상표시방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 제1방향에서 방사된 광의 하나 이상의 특성을 변조시키기 위하여 상기 신호를 변조시키는 단계를 추가로 포함하는 화상표시방법.
  30. 제27항에 있어서, 상기 제1방향과는 대체로 반대쪽인 제2방향에서 상기 장치로부터 광을 방사하는 단계를 추가로 포함하되,
    상기 제2방향에서 상기 장치로부터 방사되는 광은,
    상기 기판에 입사되어, 해당 기판을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층을 통해 투과된 후, 상기 제2층을 통해 투과되어서, 상기 제2방향에서 상기 장치로부터 방사되는 제4광부분;
    상기 제2층에 입사되어, 해당 제2층을 통해 투과되고 나서, 상기 제1층으로부터 반사된 후, 상기 제2층을 통해 투과되어서, 상기 제2방향에서 상기 장치로부터 방사되는 제5광부분; 및
    상기 제2층에 입사되어, 해당 제2층으로부터 반사되고 나서, 상기 제2방향에서 상기 장치로부터 방사되는 제6광부분을 포함하는 것인 화상표시방법.
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