KR20120103614A - 고성능장치 패키지에서의 환경조건의 검출 및 측정 방법 및 장치 - Google Patents

고성능장치 패키지에서의 환경조건의 검출 및 측정 방법 및 장치 Download PDF

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KR20120103614A
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이온 비타
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퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
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Abstract

환경조건 감지장치(800)는, 미리 결정된 환경 역치 혹은 조건에 노출되는 것에 응답하여 변화하는 광학 특성을 지니는 간섭계 변조기를 포함한다. 상기 장치는 미리 결정된 환경 역치 혹은 조건에 노출되는 것에 응답하여 광학적으로 검출가능한 방식으로 조성을 변경하는 환경 반응층(804)을 포함한다.

Description

고성능장치 패키지에서의 환경조건의 검출 및 측정 방법 및 장치{METHODS AND DEVICES FOR DETECTING AND MEASURING ENVIRONMENTAL CONDITIONS IN HIGH PERFORMANCE DEVICE PACKAGES}
본 발명은 유기 발광 다이오드 장치(organic light emitting diode device: OLED)와 마이크로전자기계 시스템(microelectromechanical systems: MEMS)을 비롯한 환경 노출에 민감한 장치에 관한 것이다.
마이크로전자기계 시스템(MEMS)은 마이크로 기계 소자, 마이크로 작동기 및 마이크로 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 상기 고정층으로부터 공기 간극에 의해 분리된 금속 막을 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 장치의 특성들이 사용될 수 있도록 이들 장치의 특징들을 이용 및/또는 변경하는 것은 해당 기술 분야에서 유용할 것이다.
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 하나의 예시적인 실시형태에 대한 이동식 미러의 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 5a 및 도 5b는 도 2의 3×3 간섭계 변조기 디스플레이에 표시 데이터의 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 8A는 초기 상태에서의 환경조건 검출장치의 일 실시형태를 예시한 블록도;
도 8B는 부분적인 화학 변성(chemical modification) 후의 환경조건 검출장치의 대안적인 실시형태를 예시한 블록도;
도 9는 공간적으로 비균일한 화학 변성을 예시한 환경조건 검출장치의 일 실시형태의 평면도를 예시한 도면;
도 10은 환경조건 검출장치의 일 실시형태의 반사율 스펙트럼의 그래프;
도 11은 예시적인 파장에서 환경조건 검출장치의 일 실시형태의 반사율의 그래프;
도 12는 환경조건 검출장치의 일 실시형태의 색도 다이어그램(chromaticity diagram);
도 13은 환경조건에 대한 고성능장치의 노출을 검출하기 위한 시스템의 예시도;
도 14는 환경조건 검출장치의 일 실시형태의 제조방법의 일 실시형태의 순서도;
도 15는 환경조건에 대한 환경조건 검출장치의 일 실시형태의 응답을 측정하는 방법의 일 실시형태의 순서도;
도 16은 환경조건 검출장치의 일 실시형태의 환경조건에 대한 노출 레벨을 테스트하는 방법의 일 실시형태의 순서도.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 소정의 구체적인 실시형태들에 관한 것이지만, 여기에 교시된 것들은 다수의 상이한 방법들에 적용될 수 있다. 본 설명에 있어서는, 동일한 부분이 대체로 동일한 참조 부호로 표기되어 있는 도면을 참조한다. 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 수 있다. 더욱 상세하게는, 각 실시형태는 휴대폰, 무선 장치, PDA(personal data assistant), 초소형 또는 휴대용 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이터, 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 마찬가지 구조의 MEMS 장치는 또한 전자 전환(즉, 스위칭) 장치 등에서와 같은 디스플레이가 아닌 용도에도 이용될 수 있다.
MEMS 장치를 포함하는 많은 장치는, 환경조건에 극히 민감하여, 극히 불침투성인 특정 패키지(외피)를 필요로 한다. 소량의 가스 종(gas species)의 존재 등과 같은 환경조건의 작은 변화도 이러한 장치의 기능성(functionality)에 악영향을 미칠 수 있다. 소정의 재료는 특정 가스 종(예컨대, 물, 산소 등)의 존재 중에 쉽게 반응한다. 이 반응은 이어서 재료의 소정 광학 특성을 변화시킬 수 있다. 사용된 재료 및 검출 방법에 따라서, 특정 조건 하에서는 유리하게 이용될 수 있는 어떤 양의 가스에 재료가 노출되었는지 추론될 수 있다. 본 명세서에서는 미리 결정된 환경조건 혹은 조건들의 세트에 대한 노출에 반응하여, 즉, 응답하여 변경되도록 구성된 방법 및 장치가 기재되어 있다. 이들 장치는 그들의 증강된 광학 특성을 부여하여 이러한 변경을 검출가능하게 하는 간섭계 변조기를 포함할 수 있다. 이들 장치는 출하 및/또는 보존 동안의 조건이 모니터링되어 품질을 확실하게 하는 소비자-수준의 패키지 등과 같은 각종 용도에 이용될 수 있다. 이들 장치는 또한 MEMS 장치의 포장(혹은 패키지)에 있어서 환경조건을 모니터링하는데 이용될 수도 있다.
간섭계 MEMS 표시소자(디스플레이 소자)들을 포함하는 하나의 반사형 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시형태가 도 1에 예시되어 있다. 이들 장치에 있어서, 화소(pixel)들은 명 상태(혹은 밝은 상태)(bright state) 또는 암 상태(암흑 상태)(dark state)에 있다. 표시소자는, 명("이완된" 또는 "열린") 상태에서, 입사되는 가시광의 많은 부분을 사용자에게 반사시킨다. 표시소자는, 암("작동된" 또는 "닫힌") 상태에 있을 경우, 입사되는 가시광을 사용자에게 거의 반사시키지 않는다. "온" 및 "오프" 상태의 광 반사 특성은, 실시형태에 따라서는, 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. 몇몇 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 갭(resonant optical gap)을 형성한다. 일 실시형태에서, 반사층들 중 하나는 두 위치 사이에서 움직일 수도 있다. 여기서 이완 위치라고도 지칭되는 제1위치에서, 이동식 반사층은 고정식 부분 반사층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치된다. 여기서 작동 위치라고도 지칭되는 제2위치에서, 이동식 반사층은 상기 고정식 부분 반사층에 더 가까이 인접하여 위치된다. 이들 두 층에서 반사되는 입사광은 이동식 반사층의 위치에 따라서 보강(constructively) 간섭 또는 소멸(destructively) 간섭하여 각 화소에 대해서 전체 반사 상태 또는 비반사 상태를 생성한다.
도 1에 있어서 화소 어레이의 도시된 부분은 두 개의 인접한 간섭계 변조기(12a), (12b)를 포함한다. 좌측에 위치한 간섭계 변조기(12a)에는 부분 반사층을 포함하는 광학적 적층체(16a)로부터 소정 거리 떨어진 이완 위치에 이동식 반사층(14a)이 예시되어 있다. 우측에 위치한 간섭계 변조기(12b)에는 광학적 적층체(16b)에 인접한 작동 위치에 이동식 반사층(14b)이 예시되어 있다.
여기서 말하는 광학적 적층체(16a), (16b)(일괄해서 "광학적 적층체(16)"라 칭함)는 전형적으로 수 개의 융합층을 포함하는 데, 이들 융합층은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide: ITO)과 같은 전극층과, 크롬과 같은 부분 반사층, 및 투명 유전체를 포함할 수 있다. 따라서, 광학적 적층체(16)는 전기 전도성, 부분 투명 및 부분 반사성이며, 예를 들어, 하나 이상의 상기 층들을 투명 기판(20) 위에 증착함으로써 제조될 수 있다. 부분적으로 반사성인 층(즉, 부분 반사층)은 각종 금속, 반도체 및 유전체 등과 같이 부분적으로 반사성인 각종 재료로 형성될 수 있다. 상기 부분 반사층은 하나 이상의 재료층으로 형성될 수 있고, 이들 각 층은 단일 재료 혹은 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 이하에 더욱 설명되는 바와 같이, 광학적 적층체(16)의 층들은 평행 스트립들로 패턴화되고, 이하에 더욱 설명하는 바와 같은 표시장치 내에서 행방향 전극들을 형성할 수도 있다. 이동식 반사층(14a), (14b)은 기둥부(18)들 사이에 증착되는 중재 희생 재료 및 기둥부(18)의 상부면에 증착된 증착 금속층 또는 증착 금속층들(광학적 적층체(16a), (16b)의 행방향 전극에 직교)로 이루어진 일련의 평행 스트립들로서 형성될 수도 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거하면, 이동식 반사층(14a), (14b)은 광학적 적층체(16b), (16b)로부터 소정의 갭(19)만큼 분리되게 된다. 알루미늄과 같은 고 전도성?반사성 재료가 반사층(14)에 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 표시장치에서 열방향 전극들을 형성할 수도 있다. 단, 도 1은 정해진 비율로 표시되어 있지는 않다. 몇몇 실시형태에서, 기둥부(18)들 사이의 간격은 10 내지 100㎛ 정도일 수 있지만, 갭(19)은 1000Å 미만 정도일 수 있다.
도 1에 있어서 화소(12a)로 예시된 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 경우, 이동식 반사층(14a)이 기계적으로 이완된 상태에서, 이동식 반사층(14a)과 광학적 적층체(16a) 사이에서 갭(19)이 유지된다. 그러나, 선택된 행 및 열에 전위(전압)차가 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 적층체(16)에 대해서 힘을 가한다. 광학적 적층체(16) 내의 유전체 층(이 도면에서는 도시 생략)은 단락이 방지되어, 도 1의 우측에 작동 화소(12b)로 표시된 바와 같이, 층(14)과 층(16) 간의 이격 거리를 조절한다. 이러한 거동은 인가된 전위차의 극성에 상관없이 동일하다.
도 2 내지 도 5b는 디스플레이 적용에 있어서 간섭계 변조기들의 어레이를 사용하기 위한 하나의 예시적 과정 및 시스템을 예시한다.
도 2는 간섭계 변조기들을 내포할 수 있는 전자 장치의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도이다. 해당 전자 장치는 프로세서(21)를 포함하는 데, 이 프로세서는 ARM(등록상표), 펜티엄(Pentium)(등록상표), 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)와 열방향 드라이버 회로(26)를 포함한다. 도 1에 예시된 어레이의 단면은 도 2의 1-1선에 의해 표시된다. 단, 도 2는 명확을 기하기 위하여 간섭계 변조기들의 3×3 어레이를 예시하고 있지만, 디스플레이 어레이(30)는 방대한 수의 간섭계 변조기를 포함할 수 있고, 열방향보다는 행방향으로 상이한 수(예컨대, 행당 300화소×열당 190화소)의 간섭계 변조기를 지닐 수 있다.
도 3은 도 1의 간섭계 변조기의 하나의 예시적인 실시형태에 대한 이동식 미러 위치 대 인가된 전압의 선도이다. MEMS 간섭계 변조기에 대해서, 행/열방향 작동 프로토콜은 도 3에 예시된 바와 같은 이들 장치의 히스테리시스 특성을 이용할 수도 있다. 상기 간섭계 변조기는, 예를 들어, 이완 상태에서 작동 상태로 이동식 층을 변형시키기 위해 10 볼트의 전위차가 필요할 수도 있다. 그러나, 이러한 값으로부터 전압이 감소될 경우, 전압이 10볼트 미만으로 다시 떨어질 때에 이동식 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 예시된 실시형태에 있어서, 전압이 2볼트 미만으로 떨어질 때까지 이동식 층은 완전히 이완되지 않는다. 이와 같이 해서, 도 3에 예시된 예에서 약 3 내지 7V의 전압의 범위가 있고, 여기서, 장치가 이완 또는 작동 상태에서 안정적인 인가 전압의 창이 존재한다. 이것을 여기서는 "히스테리시스 창"(hysteresis window) 또는 "안정성 창"(stability window)이라 칭한다. 도 3의 히스테리시스 특성을 지니는 디스플레이 어레이에 대해서, 행방향 스트로빙(strobing) 동안 스트로빙된 행에 있는 작동될 화소들이 약 10볼트의 전압차에 노출되고, 이완될 화소들이 0볼트에 근접한 전압차에 노출되도록 행/열방향 작동 프로토콜을 설계할 수 있다. 스트로빙 후에, 화소들은 행방향 스트로빙이 화소들을 어떤 상태에 두었던지 그 상태를 유지하도록 약 5볼트의 정상 상태 혹은 바이어스 전압차에 노출된다. 이러한 예에서, 각 화소는, 기록된 후에, 3 내지 7볼트의 "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 전혀 없다.
이하에 더욱 설명하는 바와 같이, 전형적인 응용에 있어서, 제1행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 따라 열방향 전극 세트를 가로질러 한 세트의 데이터 신호(각각 소정의 전압 레벨을 지님)를 전송함으로써 화상의 프레임을 형성할 수도 있다. 다음에, 행방향 펄스가 제1행의 전극에 인가되어, 상기 데이터 신호의 세트에 대응하는 화소를 작동시킨다. 그 후, 상기 데이터 신호의 세트가 제2행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 대응하도록 변경된다. 이어서, 펄스가 제2행의 전극에 인가되어, 상기 데이터 신호에 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 계속해서 반복함으로써 프레임들은 새로운 표시 데이터로 리프레시(refresh) 및/또는 갱신된다. 더불어, 화상 프레임을 작성하는 화소 어레이의 행방향 전극 및 열방향 전극을 구동하기 위한 매우 다양한 프로토콜이 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, 여기서 -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, -Vbias로 적절한 열을 설정하고 동일한 -ΔV로 적절한 행을 설정함으로써 화소의 이완을 수행하여, 화소에 대한 0 볼트 전위차를 생성한다.
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 초기에 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 플레이어와 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. 하우징(41)은 일반적으로 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.
예시적인 표시장치(40)의 일 실시형태의 구성 요소들은 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예시적인 표시장치(40)는 하우징(41)을 포함하고 적어도 그 속에 부분적으로 수용된 추가적인 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 예시적인 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(즉, 전원)(50)는 특정한 예시적인 표시장치(40) 설계에 요구되는 바와 같이 모든 구성 요소들에 전력을 제공한다.
네트워크 인터페이스(27)는 예시적인 표시장치(40)가 네트워크를 통하여 하나 이상의 장치와 통신할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜스시버(47)를 포함한다. 일 실시형태에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)의 요건을 완화시킬 수 있는 몇몇 처리 능력도 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호를 송수신하기 위한 안테나이면 어느 것이라도 된다. 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, W-CDMA 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 예시적인 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 예시적인 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(saturation) 및 그레이 스케일(계조) 레벨(gray-scale level)을 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 프로세서(21)는 예시적인 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 예시적인 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 실시형태에서, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, 간섭계 변조기 제어기)이다. 다른 실시형태에서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, 간섭계 변조기 디스플레이)이다. 일 실시형태에서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 일체형이다. 이러한 실시형태는 이동 전화기, 시계 및 기타 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에 있어서 일반적이다. 또 다른 실시형태에서, 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 예시적인 표시장치(40)의 동작을 제어하도록 한다. 일 실시형태에서, 입력 장치(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 터치 센스 스크린, 감압막 또는 감열막을 포함한다. 일 실시형태에서, 마이크(46)는 예시적인 표시장치(40)에 대한 입력 장치이다. 이 장치에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우, 음성 명령들이 사용자에 의해 제공되어 예시적인 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 실시형태에서, 전력 공급 장치(50)는 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬 이온 배터리와 같은 충전용 배터리이다. 다른 실시형태에서, 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.
몇몇 구현예에 있어서, 제어 프로그램은 앞서 설명한 바와 같이 전자 디스플레이 시스템 내의 몇몇 개소에 위치될 수 있는 드라이버 제어기 내에 존재한다. 몇몇 경우에, 제어 프로그램은 어레이 드라이버(22) 내에 존재한다. 전술한 최적화는 다수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소들 및 다양한 형태로 구현될 수도 있다.
앞서 설명한 원리들에 따라서 작동되는 간섭계 변조기의 상세한 구조는 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 내지 도 7e(이하, 일괄해서 간단히 "도 7"이라 지칭할 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, 각 간섭계 변조기의 이동식 반사층(14)은 정사각형 혹은 직사각형이며 또한 줄(tether)(32) 상에 단지 코너부에서 지지부에 부착된다. 도 7c에 있어서, 이동식 반사층(14)은 정사각형 혹은 직사각형이며, 또한 가요성 금속을 포함할 수도 있는 변형가능한 층(변형가능한 층)(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(support post plug)(42)를 가진다. 이동식 반사층(14)은 도 7a 내지 도 7c에 있어서와 마찬가지로 갭 위에 매달린 채 유지되지만, 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34)과 광학적 적층체(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 의거한 실시형태이지만, 도 7a 내지 도 7c에 나타낸 실시형태의 어느 것뿐만 아니라 도시하지 않은 추가의 실시형태와도 함께 작용하도록 적합화될 수 있다. 도 7e에 나타낸 실시형태에서, 금속 또는 기타 전도성 재료의 여분의 층은 버스 구조체(44)를 형성하는 데 이용되어 왔다. 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. 예를 들어, 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 관하여 최적화되고, 변형가능한 층(34)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 원하는 기계적 특성에 관하여 최적화된다.
간섭계 변조기에 의한 광의 선택적 흡수와 반사는 다양한 재료의 미소한 화학적 변화를 검출하는 방법과 관련하여 이용될 수 있다. 이와 같이 해서, 간섭계 변조기는 환경조건 모니터링 장치로서 작용하도록 구성될 수 있다. 장치의 특정 구성에 따라, 그리고 장치가 노출되는 환경조건에 따라, 해당 장치의 광학 특성이 상당히 변한다.
도 8에 도시된 것들과 같은 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)은 광 증대층(optical enhancement layer)(808) 상에 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 광 증대층(808)은 반사체층(807) 상에 배치된 유전체층(806)을 포함할 수 있다. 광 증대층(808)은 유리 기판(도시생략) 상에 추가로 배치될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)은 간섭계 변조기(800)의 간섭계 공동부의 일부를 형성한다. 이 환경조건 모니터링 장치(800)는 소정의 환경조건에 대한 노출을 검출하는데 이용될 수 있다. 도 8A는 환경조건에 대한 노출 전의 초기 배치형태의 장치(800)를 도시하고 있다. 환경 반응층(804)이 미리 규정된 환경 조건에 노출될 경우, 이는 화학적으로 변성되기 시작한다. 도 8B에 도시된 바와 같이, 이 화학 변성은 환경 반응층(804)의 표면을 가로질러 균일하지 않을 수도 있다. 화학 변성은 환경 반응층(804)의 일부를 화학 변성된 층(812)으로 변환시킨다. 환경 반응층(804)의 변화는, 환경 반응층(804)과 화학 변성된 층(812)의 광학 특성이 다르기 때문에 장치(800)의 광학 특성의 전체적인 변화를 유발시킨다. 광 증대층(808)은 장치(800)를 미리 결정된 환경조건에 대한 노출에 고도로 민감하게 만드는 환경 반응층(804) 자체의 광학 특성의 변화에 비해서 장치(800)의 광학 특성의 변화를 증대시킨다.
도 9는 도 8의 환경조건 모니터링 장치(800)의 일 실시형태의 상부 평면도를 도시하고 있다. 도 9에 도시된 실시형태에 있어서, 환경 반응층(900)은 항상 전체 표면을 가로질러 균일하게 화학 변성되지 않는다. 이 경우, 환경 반응층(900)의 몇몇 영역(904)은 다른 영역(908), (912)과는 상이한 조성(composition)을 지닐 수 있다. 몇몇 영역(904)에 있어서, 환경층은 해당 층의 상부로부터 해당 층의 바닥부까지 아래쪽으로 화학 변성된다. 이들 영역(904)은 어두운 영역으로 둘러싸인 핀홀 혹은 밝은 반점으로서 나타난다. 환경 반응층(900)과 반응하는 물의 양을 내재적으로 예측하기 위하여, 층(900)의 전체 영역에 대해서 핀홀을 포함하는 층의 영역(904)을 비교하는 것이 가능하다. 보다 적은 레벨의 화학 변성은 핀홀로서 나타나지 않지만, 영역(908), (912) 등과 같은 광학 특성의 변화를 여전히 지닐 수 있다. 장치의 배치형태(configration)에 따라서는, 검출장치(800)의 이러한 변화에 대한 감도가 조정된다.
일 실시형태에 있어서, 장치(800)의 고감도는 환경 반응층(804)에 대한 작은 전체 면적이 선택될 경우에도 패키지 내에 극히 낮은 가스 침투율의 가속되지 않은 검출을 허용한다. 또한, 고감도는 환경 반응층(804)의 조성 및/또는 두께의 서브-㎚ 변화의 검출을 허용한다.
일 실시형태에 있어서, 광 증대층(808)은 환경 반응층(804)의 광학 공명을 형성하도록 채택된 재료를 포함한다. 환경 반응층(804)은 이 실시형태에서의 광학 흡수체층으로서 작용한다. 환경 반응층(804)은 금속(예컨대, Al, Ca, Ni)일 수 있다. 환경 반응층(804)의 두께는 채택된 재료의 표피 깊이 미만으로 되도록 채택될 수 있다. 금속의 표피 깊이는 전자기 방사선(예컨대, 광)이 금속의 표면을 침투할 수 있는 깊이이다. 또한, 환경 반응층(804)의 두께는 광 증대층(808)과 관련하여 흡수체로서 작용하도록 채택될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 광 증대층(808)은 유전체층(806)과 반사체층(807)을 포함한다. 반사체층(807)은 금속(예컨대, Al)을 포함할 수 있다. 반사체층(807)의 두께는 채택된 금속의 표피 깊이보다 클 수 있다. 따라서, 반사체층(807)은 효율적으로 광을 반사시킨다. 또한, 유전체층의 두께는 장치(800)가 소정의 광학 특성을 발휘하도록 채택될 수 있다. 예를 들어, 유전체층(806)을 위해 채택된 두께는 도 10에 관하여 이하에 논의되는 바와 같이 파장에 관하여 장치(800)의 반사율 스펙트럼을 전이시킬 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 도 8의 일 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)은 금속이다. 채택된 금속에 따라서, 환경 반응층(804)은 미리 결정된 환경조건에 대한 노출에 응답한다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 칼슘은 환경 반응층(804)으로서 채택된다. 칼슘은 물과 쉽게 반응하고, 따라서, 물에 대한 노출에 응답하도록 이용될 수 있다. 칼슘이 물과 반응함에 따라, 유전체로 전환되어 화학 변성된 층(812)을 형성한다. 이것은 칼슘의 층(804)의 높이를 더 많은 재료가 반응하도록 변화시키게 된다. 이 과정은 수분이 존재하여 칼슘이 남아 있는 한 계속된다.
다른 예시적인 실시형태에 있어서, 실리콘 등과 같은 반도체는 환경 반응층(804)을 위해 채택될 수 있다. 기타 예시적인 재료로는 실리카, 알루미늄, 니켈 등을 들 수 있다.
도 8의 실시형태에 있어서는, 환경 반응층(804)의 광학 특성의 일부가 환경과 반응함에 따라 변화한다. 색도, 반사율, 색, 채도 및/또는 색조 등과 같은 광학 특성은 이어서 미리 결정된 환경조건에 대한 노출 혹은 존재를 검출하도록 모니터링될 수 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)은 고도로 광 흡수성 금속인 칼슘을 포함한다. 칼슘이 물과 반응할 경우, 유전체로 전환되어, 거의 광학 흡수를 지니지 않는 화학 변성된 층(812)을 형성한다. 따라서, 환경 반응층(804)의 물에 대한 노출은 환경 반응층(804)의 반사율 스펙트럼을 변화시킨다. 환경 반응층(804) 자체의 반사율 스펙트럼이 크게 변하지 않을 수도 있지만, 도 10에 도시된 바와 같은 장치(800)의 전체 광 응답은, 광 증대층(808) 상에 증착된 환경 반응층(804)을 포함하는 간섭계 변조기(800)의 배치형태로 인해 상당히 변한다. 장치(800)의 광학 특성은 환경 반응층(804)에 대한 작은 변화로 인해 상당히 변한다. 일 실시형태에 있어서, 장치(800)의 광학 특성은, 환경 반응층(804)의 작은 변화를 유발하는, 환경 조건, 예를 들어, 가스 종(예컨대, 물, 산소)의 최소량의 존재에 대한 큰 감도를 지닌다.
도 10은, 유리 기판 상에 더욱 배치된, 환경 반응층(804)으로서 알루미늄 5㎚, 유전체층(806)으로서의 SiO2 133㎚ 및 반사체층(807)으로서의 알루미늄 100㎚의 초기 배치형태를 지니는 장치(800)의 일 실시형태에 대한 반사율 스펙트럼을 도시하고 있다. 그래프(1000)의 각 번호를 붙인 선(1004) 내지 (1044)은 환경 반응층(804)의 화학 변성의 상이한 레벨을 나타낸다. 각 선(1004) 내지 (1044)은 장치(800)의 특정 배치구성에 대한 상이한 파장의 광에서의 반사율을 플롯하고, 각 배치구성은 환경 반응층(804)을 위해 남아 있는 상이한 두께를 지닌다. 예를 들어, 선(1004)은 남겨진 Al 0㎚의 두께에 상당하는 한편, 선(1044)은 환경 반응층(804)의 남겨진 Al 5㎚의 두께에 상당한다. 도 10의 실시형태에 있어서, 광 증대층(808)에 이용된 재료가 일정하게 유지되는 한편, 환경 반응층(804)의 화학 변성의 레벨이 각 번호 붙여진 선(1004) 내지 (1044) 간에 변화한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 각 선(1004) 내지 (1044) 간의 반사율 변화는 장치(800)에 입사하는 광의 파장에 의존한다. 환경조건에 대한 장치(800)의 노출을 더욱 양호하게 모니터링하기 위하여, 환경 반응층(804)의 두께를 변화시키기 위한 높은 델타값을 지니는 광의 파장이 환경 반응층(804)에 대한 환경의 영향을 측정할 경우 분석을 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 10의 실시형태에 있어서, 538㎚의 파장이 그 파장에서 각 선(1004) 내지 (1044) 간의 높은 델타값 때문에 분석을 위해 선택될 수 있다.
당업자라면 유전체층(806), 반사체층(807) 및/또는 환경 반응층(804)의 초기 두께 및/또는 재료를 변화시키고/시키거나 환경조건에 대한 노출을 변화시키는 것이 장치(800)의 반사율 응답을 변화시키는 것임을 인식할 것이다. 예를 들어, 유전체층(806)의 두께를 변화시키는 것은 x-축(파장)을 따라서 선(1004) 내지 (1044)을 변위시킬 수 있다. 따라서, 환경 반응층(804)의 두께를 변화시키는 높은 델타값을 지니는 광의 파장이 변위될 수 있다. 그러므로, 유전체층(806)의 두께는 분석을 위하여 특정 파장의 광을 채택하도록 선택될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 분석을 위하여 채택된 광의 파장은 반사율의 변화를 검출하는 데 이용되는 장비를 모니터링함으로써 검출용의 최적의 파장에 의거하고 있다.
도 11은 유리 기판 상에 더욱 배치된, 환경 반응층(804)으로서의 알루미늄 5㎚, 유전체층(806)으로서의 SiO2 133㎚ 및 반사체층(807)으로서의 알루미늄 100㎚의 초기 배치형태를 지니는 환경조건 모니터링 장치(800)의 일 실시형태의 반사율을 도시하고 있다. 도 11의 실시형태에 있어서, 장치(800)의 반사율은 538㎚의 파장에서 측정된다. 당업자라면, 광 증대층(808), 환경 반응층(804), 또는 환경조건에 대한 노출을 변화시키는 것이 장치(800)의 반사율 응답을 변화시키는 것을 인식할 것이다. 당업자라면, 반사율이 다른 파장에서 측정될 수 있다는 것 또한 인식할 것이다. 그래프(1100)에 도시된 바와 같이, 반사율의 플롯(1104)은, 환경 층의 화학 변성 레벨이 변화함에 따라 상당히 변할 수 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)의 화학 변성의 레벨은 광 증대층(808)의 상부와 화학 변성된 층(812)의 하부까지의 사이의 층(804)의 높이를 유지시키는 것을 의미한다. 당업자라면, 장치(800)의 다른 광학 특성(예컨대, 색도)이 환경 층의 화학 변성의 레벨이 변화함에 따라서 변할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 이들 다른 광학 특성은 화학 변성의 레벨을 결정하도록 측정될 수 있다. 예를 들어, 전체 스펙트럼 응답을 위한 장비가 이용불가능하다면 화학 변성 레벨을 측정하기 위하여 비색계 혹은 다른 장비를 이용할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 장치(800)의 색도는 환경 반응층(804)의 화학 변성 레벨이 변화함에 따라서 변할 수 있다. 도 12는 유리 기판 상에 더욱 배치된, 환경 반응층(804)으로서의 알루미늄 5㎚, 유전체층(806)으로서의 SiO2 133㎚ 및 반사체층(807)으로서의 알루미늄 100㎚의 초기 배치형태를 지니는 장치(800)의 일 실시형태의 색도 다이어그램(1200)을 도시하고 있다. 당업자라면 광 증대층(808), 환경 반응층(804), 또는 환경조건에 대한 노출을 변화시키는 것이 장치(800)의 반사율 응답을 변화시키는 것을 인식할 것이다. 각 번호 붙인 점(1204) 내지 (1224)은 상이한 레벨의 화학 변성에서의 장치(800)의 색도를 나타낸다. 점(1204)은 환경 반응층(804)의 남아 있는 Al 5㎚의 출발점에서의 장치(800)의 색도를 나타낸다. 각 연속적인 점(1208) 내지 (1224)은 남아 있는 환경층(804)의 상이한 양을 지니는 장치(800)의 색도를 나타낸다. 점(1208)은 환경 반응층(804)의 남아있는 Al 4㎚에서의 장치(800)의 색도를 나타내고, 점(1212)은 남아 있는 Al 3㎚를 나타내며, 점(1216)은 남아 있는 Al 2㎚를 나타내고, 점(1220)은 남아 있는 Al 1㎚를 나타내며, 점(1224)은 환경 반응층(804)에 남아 있지 않는 Al을 나타낸다. 일 실시형태에 있어서, 각 번호 붙인 점(1204) 내지 (1224)은 나노미터로 측정된 환경 반응층의 남아 있는 두께에 상당한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 장치(800)의 색도는 환경 반응층(804)의 화학 변성의 레벨이 점(1204)에서 (1224)까지 변화함에 따라 상당히 변화한다.
도 13은 미리 결정된 환경조건에 대한 패키지(1300) 내부의 노출을 검출하도록 패키지(1300)에서 이용되고 있는 환경조건 모니터링 장치(800)의 일 실시형태이다. 패키지는 또한 미리 결정된 환경조건에 대한 노출에 민감한 제2의 장치(1304)(예컨대, MEMS 장치(예컨대, 도 1에 도시되고 본 명세서에 설명된 것), OLED, LED, LCD, 등)를 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 패키지는 환경조건 모니터링 장치(1312)의 상부를 보여주기 위한 창 혹은 투명 커버(1308)를 포함하므로, 광학 특성이 해당 패키지를 개방하는 일없이 측정될 수 있다. 이와 같이 해서, 제2장치(1304)의 미리 결정된 환경조건에의 노출은 동일한 환경조건에 노출되는 모니터링장치(1312)의 광학 특성의 변화를 모니터링함으로써 결정될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 장치(800)는 도 14의 방법(1400)에 따라 제조된다. 장치(800)의 배치형태는 제조방법(1400)에 좌우된다. 방법(1400)의 제1스텝 1404는 제조사가 환경 반응층(804)의 재료 및 초기 두께를 선택하기 위한 것이다. 재료의 종류 및 재료의 양의 양쪽 모두의 선택은 장치의 전체 기능성에 영향을 미친다. 장치(800)의 목적으로 하는 감도 및 크기, 그리고 모니터링 중인 환경조건에 따라서, 환경 반응층(804)의 재료는 제조사에 의해 채택된다. 도 8의 실시형태에 관하여 설명된 바와 같이, 칼슘, 알루미늄, 니켈, 실리콘, 실리카 등과 같은 재료는 환경 반응층(804)에 대해서 채택될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)은 초기에 높은 광학 흡수를 지니는 두께를 가진 재료, 예컨대, 금속이 되도록 채택된다. 또한, 해당 실시형태를 위한 재료는 환경 반응층(804)이 환경 조건에 노출될 경우, 광학 흡수가 거의 없는 층(812), 예컨대, 유전체로 화학 변성되도록 채택될 수 있다. 당업자라면, 소정의 환경조건, 예컨대, 특정 가스 종과 반응하는 것으로 알려진 수개의 기타 재료가 또한 환경 반응층(804)에 대해서 사용될 수 있는 것을 인지할 것이다.
환경 반응층(804)에 대한 특정 두께는 제1스텝 1404에서 환경층(804)의 변화에 대한 광학 응답을 증대시키도록 제조사가 채택할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)의 초기 두께는 도 8에 관하여 위에서 설명된 바와 같이 채택된 재료의 표피 깊이 미만으로 되도록 채택될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)의 초기 두께는 약 5㎚이다. 또 다른 실시형태에서, 초기 두께는 약 0 내지 10㎚, 예를 들어, 1㎚, 2㎚, 3㎚, 4㎚, 5㎚, 6㎚, 7㎚, 8㎚, 9㎚로 되도록 채택된다. 추가의 실시형태에 있어서, 두께는 3 내지 7㎚, 예를 들어, 4㎚, 5㎚, 6㎚로 채택된다. 다른 실시형태에 있어서, 두께는 약 20㎚로 되도록 채택될 수 있다.
환경 반응층(804)의 표면적은 장치(800)의 목적으로 하는 감도 및 장치(800)의 전체 크기에 따라서 제1스텝 1404에서 제조사에 의해 채택될 수도 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 장치(800)의 전체 크기는 장치(800)가 도 13에 도시된 바와 같이 이용되는 패키지(1300)의 크기에 의해 제한된다. 장치(800)의 광학 특성은 환경 반응층(804)에 대해서 채택된 표면적에 따라서 상이하게 변할 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 보다 큰 면적이 맨눈으로 볼 수 있으므로 더욱 바람직할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 보다 작은 면적은 제한된 크기의 패키지(1300)에 끼워맞춤되는 경우 더욱 바람직할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 표면적은 약 5×5㎜로 되도록 채택된다. 다른 실시형태에서, 표면적은 약 .3×.3㎜로 채택된다.
다음에, 스텝 1408에서, 도 14의 실시형태에 따른 장치를 제조하는 방법(1400)에 있어서, 광 증대층(808)의 재료 혹은 재료들이 선택된다. 재료의 종류 및 재료의 양의 양쪽 모두의 선택은 장치(800)의 전체 기능성에 영향을 미친다. 장치(800)의 목적으로 하는 감도 및 크기, 그리고 모니터링 중인 환경조건에 따라서, 광 증대층(808)의 재료가 채택된다. 또한 환경 반응층(804)에 이용되는 재료 및/또는 모니터링되는 광의 목적으로 하는 파장에 따라서, 광 증대층(808)의 재료가 채택된다. 일 실시형태에 있어서, 광 증대층(808)의 재료와 양은 환경 반응층(804)의 광학 공명을 형성하도록 채택된다. 제2실시형태에 있어서, 광 증대층(808)은, 장치(800)의 특정 적층 색(예컨대, 청색)을 생성하여 측정 장비를 사용하는 일없이 환경 반응층(804)의 변화를 인간 관찰자가 검출하기 용이하게 하도록 구성된다. 다른 실시형태에 있어서, 광 증대층(808)은 측정 장비에 의해 신호 검출을 최대화하도록 장치(800) 내의 최저 반사 상태를 생성하도록 구성된다. 또 다른 실시형태에 있어서, 광 증대층(808)은 유전성 증대 금속 반사체 층이다. 예시적인 실시형태에 있어서, 광 증대층(808)은 알루미늄 상에 피복된 SiO2를 포함하여 적층체를 형성한다.
또한, 스텝 1408에서, 광 증대층(808)의 두께는 장치(800)가 목적으로 하는 광 응답을 지니도록 제작사에 의해 채택될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 두께는, 소정 파장의 광이 환경 반응층(804)에 실질적으로 흡수되도록 채택된다. 이것은 광이 입사됨에 따라서 환경 반응층(804)의 목적으로 하는 파장의 전계의 농도에 기인한다. 이 실시형태에 있어서, 장치(800)의 외관은 환경 반응층(804)의 두께 및/또는 조성이 변함에 따라서 변한다. 광 증대층(808)은 환경 반응층(804)의 광학 특성을 증대시키도록 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 광 증대층(808)은 약 100㎚의 Al 상부에 약 133㎚의 SiO2를 포함한다. 광을 선택적으로 반사하고 흡수하도록 당업자에게 공지된 기타 재료 및 두께도 이용될 수 있다.
계속해서 도 14의 제조 방법의 스텝 1416으로 진행하여 광 증대층(808) 상에 환경 반응층(804)을 증착시킨다. 예시적인 실시형태에 있어서, 재료의 증착은 화학적 기상 증착, 원자층 증착, 물리적 기상 증착 혹은 이온 도금에 의해 달성될 수 있다. 기타 재료의 증착 방법도 이용될 수 있다.
도 15는 미리 결정된 환경조건에 대한 노출에 응답하여 장치(800)의 광학 특성을 테스트하는 방법(1500)을 설명한다. 예시적인 실시형태에 있어서, 테스트 방법(1500)의 스텝들은 인간에 의해 혹은 컴퓨터 혹은 기타 자동화 장치에 의해 수행될 수 있다. 도 14의 제조방법(1400)에 따르면, 장치(800)는 환경 반응층(804)의 조성의 작은 변화를 검출하도록 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 장치(800)는 환경 반응층(804)의 레벨로 약 .2㎚의 변화에 의한 광학 응답을 상당히 변화시키도록 구성된다. 이러한 미세한 간격은 예를 들어 유기 기판의 상부에 더욱 위치된 알루미늄의 상부 상에 있는 SiO2 상에 퇴적된 칼슘을 이용하는 실시형태에서 약 10-11그램의 물의 검출을 허용한다. 장치(800)는 기재된 재료와 방법을 이용해서 높이의 작은 변화도 검출하도록 구성될 수 있다. 다른 실시형태에서, 장치(800)는 환경 반응층(804)의 서브-㎚ 변화를 검출하도록 구성될 수 있다.
스텝 1504에서는, 방법(1500)에 있어서, 장치(800)는 환경조건에 노출된다. 도 8에 관하여 설명된 바와 같이, 이것은 환경 반응층(804)을 화학적으로 변성시켜 장치(800)의 과학 특성을 변화시킨다. 다음에, 스텝 1508에서, 광학 특성의 변화는 측정 장비를 이용해서 모니터링된다. 측정 장비는, 일 실시형태에 있어서, 반사율을 측정하도록 구성된다. 예시적인 실시형태에서의 측정 장비는 CCD 카메라, 광섬유 프로브, CMOS 센서 혹은 기타 공지되 화상 센서 장비를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, CCD 카메라는 측정된 샘플 영역 상의 환경 반응층(804)의 색 분포의 공간적 맵, 따라서 해당 층의 양의 공간적 맵을 제공할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 측정 장비는 환경조건에 대한 장치(800)의 노출 검출이 장치(800)에서 직접 관찰함으로써 달성됨에 따라 이용되지 않을 수도 있다. 진행 스텝 1512에 있어서, 환경조건에 대한 특정 노출 레벨에서의 장치(800)의 광학 특성은 이어서 기록될 수 있다. 상기 방법(1500)은, 많은 레벨의 노출에서의 장치(800)의 광학 특성의 데이터 수집이 기록되도록 결정 스텝(1416)에서 반복될 수 있다. 상기 결정이 결정 스텝 1516에서 계속된다면, 스텝 1504 내지 1512는 반복된다. 특히 스텝 1504에서, 장치(800)는 환경조건에 더욱 노출되어 환경 반응층(804)을 더욱 화학적으로 변성시킨다. 상기 결정이 결정 스텝 1516에서 계속되지 않는다면, 해당 방법은 종료된다. 일 실시형태에 있어서, 데이터는 데이터베이스에 차트 등으로서 저장될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 그래프는 상기 데이터로부터 유도될 수 있다.
장치(800) 및/또는 환경 반응층(804)의 광학 응답 특성은 이미 공지되어 있을 수 있고, 이러한 데이터는 도 15의 방법에 의해 수집될 필요가 없을 수 있다.
도 16은 환경조건 모니터링 장치(800)가 미리 결정된 환경조건에 대한 노출을 검출하도록 장치의 사용자에 의해 이용된다. 도 15의 장치(800)의 광학 특성의 변화를 모니터링하는 스텝 1508과 마찬가지로, 장치(800)의 광학 특성은 제1스텝 1604의 측정 장비를 이용해서 측정된다. 제2스텝 1608에서, 측정 장비로부터의 결과는 이어서 장치(800)의 광학 응답에 대한 공지된 데이터 혹은 도 15의 방법(1500)에서 수집된 데이터와 비교된다. 이러한 인자를 환경 반응층(804)의 표면적, 장치(800)의 조성에 이용되는 재료, 장치(800)의 광학 응답의 변화 및 검출되고 있는 환경조건으로서 조사함으로써, 환경조건에 대한 노출레벨은 최종 스텝 1612에서 산출된다. 이와 같이 해서, 환경조건에 대한 장치(800)의 노출이 결정될 수 있다.
스텝 1608의 일 실시형태에 있어서, 주어진 순간에 장치(800)의 공간적 맵은 장치(800)의 동일 배치형태에 대한 미리 수집된 데이터와 비교될 수 있다. 스텝 1608의 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 이 비교는 차트 혹은 데이터 표, 혹은 기타 공지의 상관관계 그래프화 수단을 통해서 일어날 수 있다. 이 비교는 손으로 행해질 수 있거나, 또는 컴퓨터 혹은 기타 데이터 처리장치에 의해 실행될 수 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 처리장치는 측정 장치와 같은 하우징 내에 내장될 수 있거나 혹은 별도로 있을 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 장치(800)는, 색의 변화가 측정 장치 없이 검출가능(예컨대, 맨눈으로 검출가능)한 경우, 환경조건에 대한 특정량의 노출에서 색을 변화시키도록 구성된다. 이 실시형태에서, 스텝 1612는 특정 계산을 필요로 하지 않고, 오히려 환경조건에의 노출량은 장치(800)가 색을 변화시키도록 구성되는 양이다.
상기 방법(1400), (1500), (1600)은 특정 스텝들을 포함하여 상세한 설명에서 설명되고 특정 순서로 설명되어 있지만, 이들 방법은 추가의 단계를 포함할 수 있거나 혹은 기재된 스텝들의 일부를 생략할 수도 있음을 인지할 필요가 있다. 또한, 상기 방법의 스텝들의 각각은 반드시 기재된 순서로 수행될 필요는 없다. 예를 들어, 방법(1400)의 스텝 1416은 생략될 수 있거나, 또는 스텝 1408은 스텝 1404 전에 수행될 수도 있다.
다른 예시적인 실시형태에 있어서, 환경조건에 대한 장치(800)의 감도는 환경조건의 존재와 반응하는 속도(rate)에 더욱 의존한다. 이러한 실시형태에 있어서, 반응속도가 빠를수록, 환경조건에 대한 노출에 응답하여 장치(800)의 광학 특성이 더욱 빠르게 변화한다.
환경 반응층(804)의 조성이 변하는 속도는 소정 조건에 대한 그의 노출에 의존할 수 있다. 예를 들어, 금속이 환경 반응층(804)에 채택되는 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)이 노출되는 압력 및/또는 온도는 환경조건과 반응하는 속도를 변화시킬 수 있다. 온도를 올리면 층(804)이 화학적으로 변성되는 속도를 증가시킬 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 장치(800)는 환경 반응층(804)이 미리 결정된 환경조건과 반응하는 속도를 조정하도록 특정 온도 및/또는 압력에 노출된다.
반도체가 환경 반응층(804)에 대해서 채택되는 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)이 노출되는 광의 선량은 미리 결정된 환경조건의 존재 하에 화학적으로 변성되는 속도를 변화시킨다. 예를 들어, 반도체에서 광의 흡수에 의해 유발되는 전자 정공 발생은 반도체 재료의 화학적 변화를 크게 가속시킬 수 있다. 실리콘이 환경 반응층(804)에 이용되는 일 실시형태에 있어서, 이 가속은 전자 밴드갭보다 큰 에너지가 환경 반응층(804)에 입사될 경우 산화제에 대한 실리콘의 반응성 등과 같은 전기화학적 효과에 의거한다. 예시적인 실시형태에 있어서, 환경 반응층(804)은 광의 보다 높은 선량이 노출될 경우 보다 빠르게 절연체 조성(보다 적은 광 흡수)을 도전성 조성(광학 흡수)으로부터 화학 변성된 층(812)으로 변화시킨다.
반도체가 환경 반응층(804)에 채택되는 일 실시형태에 있어서, 장치(800)는 방사선에 대한 광-증대 화학 검출장치 혹은 모니터(에, 선량계)로서 작용한다. 이 실시형태에 있어서, 장치(800)에 입사하는 UV 방사선의 강도는 환경 반응층(804)의 화학적 변화(예컨대, 산소와 물의 존재 하, 통상의 대기 조건, UV의 영양 하에서의 실리콘의 산화)와 상관이 있을 수 있다. 이 상관은, 도 15의 스텝 1508에 있어서와 같이, 광-가속 화학 변화가 환경 반응층(804)의 광 흡수의 변화를 초래함에 따라 영향을 받는 장치(800)의 광학 특성을 모니터링함으로써 달성된다. 다른 실시형태에 있어서, 장치(800)는 환경 반응층이 미리 결정된 환경조건과 반응하는 속도를 조정하도록 광의 특정 선량에 노출된다.
앞서의 상세한 설명에서는 다양한 실시예들에 적용된 본 발명의 신규한 특성들을 도시하여 설명하고 지적하였지만, 예시된 장치 또는 방법의 형태 및 상세 사항에 있어서 다양한 생략, 대체 및 변경이 본 발명의 사상을 벗어나는 일없이 당업자들에 의해 행해질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 인식하고 있는 바와 같이, 본 발명은, 일부 특성들이 다른 특성들과 별도로 사용되거나 실시될 수도 있으므로, 본 명세서에서 설명한 특성들 및 이익들을 모두 제공하지 않는 형태 내에서 구현될 수도 있다.

Claims (20)

  1. 환경조건에 대한 노출에 응답하여 변경되도록 구성된 조성(composition)을 지닌 환경 반응층; 및
    간섭계 변조기(interferometric modulator)를 포함하되,
    상기 간섭계 변조기의 반사율 스펙트럼이 상기 환경 반응층의 상기 조성과 함수관계(function)인 것인, 환경조건 모니터링 장치(environmental condition monitoring device).
  2. 제1항에 있어서, 상기 간섭계 변조기는 상기 환경 반응층을 포함하며, 해당 환경 반응층은 상기 간섭계 변조기 내의 간섭계 공동부(interferometric cavity)에 대한 경계를 규정하는 것인 환경조건 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 환경 반응층의 두께는 10㎚ 미만인 것인 환경조건 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 환경조건은 물(water)인 것인 환경조건 모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 환경조건은 가스 종(gas species)인 것인 환경조건 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 환경조건에 대한 노출에 응답하여 상기 환경 반응층의 상기 조성이 변경되는 속도(rate)는 상기 환경 반응층이 노출되는 광의 선량에 의해 변경되는 것인 환경조건 모니터링 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 환경조건에 대한 노출에 응답하여 상기 환경 반응층의 상기 조성이 변경되는 속도는 상기 환경 반응층이 노출되는 온도에 의해 변경되는 것인 환경조건 모니터링 장치.
  8. 제1항에 있어서, 유전체층을 추가로 포함하는 환경조건 모니터링 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 환경 반응층은 금속인 것인 환경조건 모니터링 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 환경 반응층은 반도체인 것인 환경조건 모니터링 장치.
  11. 제1항에 있어서, 선택된 파장에서의 상기 간섭계 변조기의 반사율은 상기 환경 반응층의 상기 조성과 함수관계인 것인 환경조건 모니터링 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 간섭계 변조기의 색도(chromaticity)는 상기 환경 반응층의 상기 조성과 함수관계인 것인 환경조건 모니터링 장치.
  13. 광을 간섭계측적으로 변조하는(interferometrically modulating) 광변조수단; 및
    환경조건에 대한 노출에 응답하여 상기 광변조수단의 반사율 스펙트럼을 변경시키는 변경수단을 포함하는 환경조건 모니터링 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광변조수단은 간섭계 변조기를 포함하는 것인 환경조건 모니터링 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 변경수단은 환경조건에 대한 노출에 응답하여 변경되도록 구성된 조성을 지니는 환경 반응층을 포함하는 것인 환경조건 모니터링 장치.
  16. 환경조건 모니터링 장치를 제조하는 방법으로서,
    환경 반응층을 구비한 간섭계 변조기를 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 환경 반응층의 조성은 상기 환경조건에 대한 노출에 응답하여 변경되도록 구성되고, 상기 간섭계 변조기의 반사율은 상기 환경 반응층의 조성과 함수관계인 것인, 환경조건 모니터링 장치의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 선택된 파장에서의 상기 간섭계 변조기의 반사율이 상기 환경 반응층의 조성과 함수관계에 있도록 상기 간섭계 변조기 혹은 상기 환경 반응층을 구성하는 단계를 추가로 포함하는, 환경조건 모니터링 장치의 제조방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 환경조건에 대한 노출에 응답하여 상기 간섭계 변조기의 색도의 변화 및 상기 환경 반응층 내의 핀홀의 외관을 추적(track)하도록 상기 간섭계 변조기를 구성하는 단계를 추가로 포함하는, 환경조건 모니터링 장치의 제조방법.
  19. 환경조건에 대한 노출을 검출하는 방법으로서,
    환경 반응층을 구비한 간섭계 변조기를 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 환경 반응층의 조성은 상기 환경조건에 대한 노출에 응답하여 변경되도록 구성되고, 상기 간섭계 변조기의 반사율은 상기 환경 반응층의 두께와 함수관계인 것인, 환경조건에 대한 노출검출방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 환경조건에 대한 노출에 응답하여 상기 간섭계 변조기의 색도의 변화 및 상기 환경 반응층 내의 핀홀의 외관을 모니터링하는 단계를 추가로 포함하는, 환경조건에 대한 노출검출방법.
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