KR20130130716A

KR20130130716A - 내장된 마이크로렌즈 어레이를 가지는 디스플레이

Info

Publication number: KR20130130716A
Application number: KR1020137012237A
Authority: KR
Inventors: 러셀 앨린 마틴; 쿠로쉬 아프라투니
Original assignee: 퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스 인크.
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2013-12-02
Also published as: JP2014504371A; WO2012054303A1; CN103168266A; TW201227137A; EP2630539A1; US20120092747A1; US8670171B2

Abstract

본 개시물은 입사광을 간섭 방식 변조기 디스플레이들의 중심 구역들을 향하여 디렉팅하기 위한 방법들, 시스템들, 및 장치를 제공한다. 일 양태에서는, 디스플레이는 기판의 제 1 표면에 인접하게 기판에 내장된 마이크로렌즈들의 어레이를 포함한다. 광 변조기들의 어레이가 기판의 제 1 표면 상에 배치될 수 있다. 광 변조기는 대응하는 마이크로렌즈 상에 배치될 수 있다. 마이크로렌즈는 입사광을 대응하는 광 변조기들의 중심 구역들 상으로 수렴시키거나 집중시킬 수 있다. 마이크로렌즈들은 단일-엘리먼트 렌즈들, 복합 렌즈들, 및/또는 등급화된-굴절률의 렌즈들을 포함할 수도 있다. 또한, 이러한 디스플레이들을 제조하는 다양한 방법들이 개시된다.

Description

내장된 마이크로렌즈 어레이를 가지는 디스플레이{DISPLAY HAVING AN EMBEDDED MICROLENS ARRAY}

관련 출원들에의 상호-참조

본 출원은 2010 년 10 월 18 일에 출원되고, 발명의 명칭이 "DISPLAY HAVING AN EMBEDDED MICROLENS ARRAY" 이며, 그리고 본 양수인에게 양도된 미국 특허 출원 번호 제 12/906,433 호에 대한 우선권을 주장한다. 선 출원의 개시물은 본 개시물의 일부로 간주되며, 그리고 본 개시물에 참조에 의하여 통합된다.

기술분야

본 개시물은 전기기계적 시스템들에 관련한다.

전기기계적 시스템들은 전기적 및 기계적 엘리먼트들, 액츄에이터들, 트랜스듀서들, 센서들, 광학적 컴포넌트들 (예를 들어, 미러들) 및 전자제품들을 가지는 디바이스들을 포함한다. 전기기계적 시스템들은 마이크로 스케일들 및 나노스케일들을 포함하지만 이에 한정되지는 않는, 다양한 스케일들에서 제조될 수 있다. 예를 들어, 마이크로전기기계적 시스템들 (microelectromechanical systems; MEMS) 디바이스들은 약 1 미크론부터 수백 미크론들 또는 그 이상까지의 범위가 되는 크기들을 가지는 구조들을 포함할 수 있다. 나노전기기계적 시스템들 (nanoelectromechanical systems; NEMS) 디바이스들은 1 미크론보다 더 작은 크기들, 예를 들어, 수백 나노미터들보다 더 작은 크기들을 가지는 구조들을 포함할 수 있다. 전기기계적 엘리먼트들은, 기판들 및/또는 증착된 재료 층들의 일부들을 에칭하여 없애는, 또는, 층들을 추가하여 전기적 및 전기기계적 디바이스들을 형성하는 증착, 에칭, 리소그래피, 및/또는 다른 마이크로머시닝 프로세스들을 이용하여 생성될 수도 있다.

전기기계적 시스템 디바이스의 하나의 타입은 간섭 방식 변조기 (interferometric modulator; IMOD) 라고 불린다. 본 명세서에서 사용될 때, 간섭 방식 변조기 또는 간섭 방식 광 변조기라는 용어는 광학적 간섭의 원리들을 이용하여 광을 선택적으로 흡수하고/하거나 반사하는 디바이스를 지칭한다. 몇 가지 구현형태들에서는, 간섭 방식 변조기는 전도성 플레이트들의 쌍을 포함할 수도 있는데, 이들 중 하나 또는 두 개 모두는 전체적으로 또는 부분적으로 투명하고/하거나 반사할 수도 있고, 적합한 전기적 신호의 인가 시에 상대적인 모션이 가능할 수도 있다. 일 구현형태에서는, 하나의 플레이트는 기판 상에 증착된 정지 층을 포함할 수도 있고 다른 플레이트는 정지 층으로부터 에어 갭에 의하여 분리되는 금속 막을 포함할 수도 있다. 한 플레이트의 다른 것에 대한 포지션은 간섭 방식 변조기에 입사하는 광의 광학적 간섭을 변화시킬 수 있다. 간섭 방식 변조기 디바이스들은 넓은 애플리케이션들의 범위를 가지고, 특히 디스플레이 성능들을 가지는 기존의 제품들을 개선시키는 데에서 그리고 신제품들을 창조하는 데에 이용될 것으로 예견된다.

본 개시물의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 수 개의 혁신적인 양태들을 가지는데, 이들 중 단일한 하나가 단독적으로 본 명세서에서 개시되는 원하는 속성들을 담당하는 것은 아니다.

본 개시물에서 설명되는 기술 요지의 하나의 혁신적인 양태는 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법에서 구현될 수 있다. 이러한 방법은 마이크로렌즈를 제 1 표면 및 제 2 표면을 가지는 기판에 형성하는 단계를 포함한다. 제 1 표면은 제 2 표면으로부터 이격되고, 마이크로렌즈는 기판의 제 1 표면에 인접하게 배치된다. 더 나아가, 이러한 방법은 광 변조기를 기판의 제 1 표면 상에 그 광 변조기가 마이크로렌즈 상에 배치되는 상태로 형성하는 단계를 포함한다. 광 변조기는 간섭 방식으로 광을 변조하도록 조절되도록 구성되는 광학적 캐비티 (optical cavity) 를 포함할 수 있다.

마이크로렌즈를 형성하는 상기 단계는 기판의 제 1 표면 내에 캐비티를 형성하는 단계, 및 제 1 유전체 층을 제 1 표면 상에 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 유전체 층은 기판의 굴절률과는 상이한 굴절률을 포함할 수 있고, 제 1 유전체 층은 기판의 제 1 표면 내의 캐비티를 적어도 부분적으로 충진할 수 있다. 마이크로렌즈를 형성하는 상기 단계는 더 나아가, 제 2 유전체 층을 제 1 유전체 층 상에 형성하는 단계를 포함하는데, 제 2 유전체 층은 제 1 유전체 층의 굴절률과는 상이한 굴절률을 포함한다. 마이크로렌즈를 형성하는 상기 단계는 기판의 제 1 표면의 적어도 일부를 적어도 하나의 개구를 포함하여 마스크로써 마스킹하는 단계, 및 도펀트를 기판 내로 확산시키는 단계를 포함할 수 있다. 도펀트는 기판의 굴절률을 변화시키도록 선택될 수 있다.

광 변조기를 형성하는 상기 단계는, 부분적 리플렉터를 기판의 제 1 표면 상에 형성하는 단계, 및 가동 리플렉터를 부분적 리플렉터 상에 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 가동 리플렉터는 부분적 리플렉터로부터 이격되어 광학적 캐비티를 제공할 수 있고, 가동 리플렉터는 부분적 리플렉터에 대하여 이동하여 광학적 캐비티 내의 광을 간섭 방식으로 변조하도록 구성될 수 있다.

디스플레이는 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들을 포함할 수 있는데, 여기서 디스플레이 엘리먼트들의 하나의, 몇 개의 또는 전부는 본 방법의 구현형태들에 따라서 형성될 수 있다.

본 개시물에서 기술되는 다른 혁신적인 기술 요지의 양태는 전기기계적 시스템 디바이스 내에 구현될 수 있다. 디바이스는 제 1 면 및 제 2 면을 가지는 기판을 포함할 수 있다. 기판은 기판 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 디바이스는 기판에 배치되는 마이크로렌즈를 포함할 수 있다. 마이크로렌즈는 기판의 제 1 면에 인접하게 배치될 수 있다. 마이크로렌즈는 제 1 굴절률을 가지는 제 1 렌즈 및 제 2 굴절률을 가지는 제 2 렌즈를 포함할 수 있다. 제 2 굴절률은 제 1 굴절률과는 상이할 수도 있다. 제 1 굴절률 및 제 2 굴절률의 적어도 하나는 기판 굴절률과는 상이할 수 있다. 또한, 디바이스는 기판의 제 1 면 상에 배치되는 광 변조기를 포함할 수 있다. 광 변조기는 실질적으로 마이크로렌즈와 정렬될 수 있다. 광 변조기는 간섭 방식으로 광을 변조하도록 조절되도록 구성되는 광학적 캐비티를 포함할 수 있다.

본 개시물에서 기술되는 다른 혁신적인 기술 요지의 양태는 전기기계적 시스템 디바이스 내에서 구현될 수 있다. 디바이스는 광을 굴절시키기 위한 수단을 포함할 수 있다. 굴절 수단은 제 1 면 및 제 2 면 및 기판 굴절률을 가지는 기판에 배치될 수 있다. 굴절 수단은 기판의 제 1 면에 인접하게 배치될 수 있다. 굴절 수단은, 제 1 굴절률을 가지며 광을 굴절시키기 위한 제 1 수단 및 제 2 굴절률을 가지며 광을 굴절시키기 위한 제 2 수단을 포함할 수 있다. 제 2 굴절률은 제 1 굴절률과는 상이할 수도 있고, 제 1 굴절률 및 제 2 굴절률의 적어도 하나는 기판 굴절률과는 상이할 수도 있다. 또한, 디바이스는 기판의 제 1 면 상에 배치되고 광을 변조하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 광 변조 수단은 실질적으로 굴절 수단과 정렬될 수 있다. 광 변조 수단은 간섭 방식으로 광을 변조하도록 조절되도록 구성되는 광학적 캐비티를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 기술되는 기술 요지의 하나 이상의 구현들의 세부사항들이 첨부 도면들 및 아래의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 진술된다. 다른 피쳐들, 양태들, 그리고 장점들이 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 도면들, 및 특허청구범위들로부터 명백해질 것이다. 후속하는 도면들의 상대적인 치수들이 척도에 맞도록 도시된 것은 아닐 수도 있다는 것에 주의한다.

도 1 은 간섭 방식 변조기 (IMOD) 디스플레이 디바이스의 픽셀들의 시리즈 내의 두 개의 인접한 픽셀들을 묘사하는 등각 투상도의 일 예를 도시한다.
도 2 는 3x3 간섭 방식 변조기 디스플레이를 내장하는 전자 디바이스를 도시하는 시스템 블록도의 일 예를 도시한다.
도 3a 는 도 1 의 간섭 방식 변조기에 대한 인가된 전압 대 가동 반사층 포지션을 도시하는 다이어그램의 일 예를 도시한다.
도 3b 는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가되는 경우에 간섭 방식 변조기의 다양한 상태들을 도시하는 표의 일 예를 도시한다.
도 4a 는 도 2 의 3x3 간섭 방식 변조기 디스플레이 내의 디스플레이 데이터의 프레임을 도시하는 다이어그램의 일 예를 도시한다.
도 4b 는 도 4a 에서 도시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기입하기 위하여 이용될 수도 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 일 예를 도시한다.
도 5a 는 도 1 의 간섭 방식 변조기 디스플레이의 부분적 단면의 예를 도시한다.
도 5b 내지 도 5e 는 간섭 방식 변조기들의 변동하는 구현형태들의 단면들의 예들을 도시한다.
도 6 은 간섭 방식 변조기에 대한 제조 프로세스를 도시하는 흐름도의 일 예를 도시한다.
도 7a 내지 도 7e 는 간섭 방식 변조기를 제작하기 위한 방법에서의 다양한 스테이지들의 단면의 개략적인 예시들의 예들을 도시한다.
도 8 은 기판에 내장된 마이크로렌즈들의 어레이를 포함하는 디스플레이의 단면의 일 예를 도시한다.
도 9a 내지 도 9e 는 기판에 내장된 마이크로렌즈들의 어레이를 포함하는 디스플레이의 단면들의 예들을 도시한다.
도 10 은 기판에 내장된 마이크로렌즈에 의한 광의 수렴에 의하여 야기되는 광 변조기의 중심 근처의 조사에서의 증가의 예시적인 연산을 도시하는 그래프를 도시한다.
도 11a 및 도 11b 는 마이크로렌즈를 가지는 광 변조기에 대한 광 강도의 분포의 예시적인 연산들의 평면도들을 도시하는 조사 플롯들 (illumination plots) 을 도시한다.
도 12a 내지 도 12g 는 마이크로렌즈 및 광 변조기를 포함하는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 디스플레이를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 예시적인 단면들을 도시한다.
도 13a 내지 도 13g 는 복합 마이크로렌즈 (compound microlens) 및 광 변조기를 포함하는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 디스플레이를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 예시적인 단면들을 도시한다.
도 14a 내지 도 14c 는 등급화된-굴절률의 (또는 경사-굴절률의) 마이크로렌즈 및 광 변조기를 포함하는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 디스플레이를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 예시적인 단면들을 도시한다.
도 15 는 광 변조기 및 마이크로렌즈를 포함하는 디스플레이 엘리먼트의 제조 방법을 도시하는 흐름도의 일 예를 도시한다.
도 16a 및 도 16b 는 복수 개의 간섭 방식 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 도시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다.
다양한 도면들 내의 유사한 참조 번호들 그리고 지정들은 유사한 엘리먼트들을 표시한다.

후속하는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 혁신적인 양태들을 기술하는 목적들을 위한 어떤 구현형태들로 직결된다. 그러나, 본 명세서에서의 교시들은 복수의 상이한 방식들로 적용될 수 있다. 기술된 구현형태들은, 동화상 (예를 들어, 비디오) 또는 정지 화상 (예를 들어, 스틸 이미지) 이거나, 그리고 텍스트의, 그래픽의 또는 그림의 화상인 이미지를 디스플레이하도록 구성된 임의의 디바이스에서 구현될 수도 있다. 좀 더 자세하게 설명하면, 구현형태들이 다양한 전자적 디바이스들에서 구현되거나 이들과 연관될 수도 있는 것으로 고려되는데, 다양한 전자적 디바이스들은 예컨대 모바일 전화기들, 멀티미디어 인터넷 이용가능 셀룰러 전화기들, 모바일 텔레비전 수신기들, 무선 디바이스들, 스마트폰들, 블루투스 디바이스들, 개인용 휴대정보 단말기들 (PDAs), 무선 전자 메일 수신기들, 핸드-헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, 프린터들, 복사기들, 스캐너들, 팩시밀리 디바이스들, GPS 수신기들/네이게이터들, 카메라들, MP3 플레이어들, 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 클록들, 연산기들, 텔레비전 모니터들, 평판 패널 디스플레이들, 전자적 리딩 디바이스들 (예를 들어, e-리더기들), 컴퓨터 모니터들, 자동 디스플레이들 (예를 들어, 오도미터 (odometer) 디스플레이 등), 쿡핏 (cockpit) 제어들 및/또는 디스플레이들, 카메라 뷰 디스플레이들 (예를 들어, 차량의 후방 카메라의 디스플레이), 전자적 포토그래프들, 전자적 빌보드들 또는 표지판들 (signs), 프로젝터들, 건축적 구조들, 마이크로파들, 냉장고들, 스테레오 시스템들, 카세트 리코더들 또는 플레이어들, DVD 플레이어들, CD 플레이어들, VCR들, 라디오들, 휴대용 메모리 칩들, 세척기들, 건조기들, 세척/건조기들, 패키징 (packaging; 예를 들어, MEMS 그리고 비-MEMS), 장식적 (aesthetic) 구조들 (예를 들어, 보석의 조각 상의 이미지들의 디스플레이) 및 다양한 전기기계적 시스템 디바이스들이지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서의 교시들은 비-디스플레이 애플리케이션들에서 이용될 수 있는데, 비-디스플레이 애플리케이션들은 예컨대 전자적 스위칭 디바이스들, 무선 주파수 필터들, 센서들, 가속도계들, 자이로스코프들, 모션-감지 디바이스들, 자력계들, 소비자 전자제품용 관성 컴포넌트들, 소비자 전자 제품들의 부품들, 버랙터들 (varactors), 액정 디바이스들, 전기 영동 (electrophoretic) 디바이스들, 드라이브 방식들, 제조 프로세스들, 전자적 테스트 장비이지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 교시들은 도면들 내에 단독으로 묘사된 구현형태들로만 한정되도록 의도되지 않으며, 반대로 그 대신에 당업자에게 용이하게 명백하게 이해될 바와 같이 넓은 적용가능성을 가진다.

광 변조기들의 어떤 구현형태들에서는, 변조기에 의하여 생성되는 반사성 및/또는 컬러 포화는 입사광이 광 변조기의 중심 지역을 향하여 그리고 광 변조기의 에지들로부터 멀어지도록 디렉팅된다면 개선될 수도 있다. 전력을 광 변조기들로 제공하는 전기적 접속들은 디스플레이 디바이스들 상의 설계 공간을 차지하고, 접속들 상에 입사하는 광은 통상적으로 디바이스에 의하여 생성되는 이미지에 기여하지 않는다. 그렇지 않았다면 전기적 접속들 상에 입사할 수도 있는 입사광을 광 변조기들의 중심 지역들을 향하여 디렉팅하는 것은 광이 변조기들에 의하여 변조되도록 허용하고 이미지에 기여하도록 허용할 수도 있는데, 이것이 디바이스의 휘도를 개선할 수 있다. 이에 상응하여, 본 명세서에서 기술된 디스플레이 디바이스들의 어떤 구현형태들은, 입사광을 광 변조기의 중심 지역을 향하여 집광하고, 수렴시키고/시키거나, 포커싱하기 위한 광 변조기 및 마이크로렌즈를 각각 포함하는 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 마이크로렌즈는 실질적으로 투명한 기판 (예를 들어, 유리) 내에서 그 상부에서 광 변조기들이 배치되는 기판의 표면에 인접하여 내장될 수 있다. 몇 개의 이러한 구현형태들에서는, 마이크로렌즈들은 상대적으로 광 변조기들에 근접하며 그리고 각도들의 (예를 들어, 광 변조기들로부터 멀어지는 기판의 반대면 상에 배치되는 마이크로렌즈들과 비교하여) 상대적으로 넓은 범위로부터의 광을 집광할 수 있다. 마이크로렌즈들은 단일-엘리먼트 렌즈들, (두 개 이상의 엘리먼트들을 포함하는) 복합 렌즈들, 또는 등급화된-굴절률의 (또는 경사-굴절률의) 렌즈들일 수도 있다.

본 개시물에서 기술되는 기술 요지의 특정한 구현형태들은 후속하는 잠재적인 장점들의 하나 이상을 실현하도록 구현될 수 있다. 마이크로렌즈들을 가지는 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스들은 개선된 반사성, 컬러 포화, 휘도, 및/또는 대비 (contrast) 를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 마이크로렌즈는 입사광을 디스플레이 엘리먼트의 반사층의 중심 지역을 향하여 (그리고 반사층의 에지들로부터 멀어지도록) 수렴시키거나 집광함으로써, 반사성 및/또는 컬러 탈포화 (desaturation) 의 양에서의 변동들이 감소될 수도 있도록 할 수도 있다. 또한, 입사광을 반사층의 중심 지역을 향하여 수렴시키거나 집광함으로써, 그렇지 않으면 블랙 마스크 (이용된다면) 상에 입사할 수도 있는 일부 광이 디스플레이 엘리먼트에 의하여 반사될 것이며, 이를 통하여 디스플레이 디바이스에 의하여 생성되는 이미지에 기여할 것이다.

기술된 구현형태들이 적용될 수도 있는 적절한 MEMS 디바이스의 하나의 예는 반사형 디스플레이 디바이스이다. 반사형 디스플레이 디바이스들은 간섭 측정 변조기 (interferometric modulator; IMOD) 들을 통합하여 그 상부에 입사하는 광을 광학적 간섭의 원리들을 이용하여 선택적으로 흡수 및/또는 반사할 수 있다. IMOD들은 흡광기, 흡광기에 대하여 가동인 리플렉터, 및 흡광기 및 리플렉터 사이에서 정의되는 광학적 공진 캐비티를 포함할 수 있다. 리플렉터는 두 개 이상의 상이한 포지션들로 이동될 수 있고, 이것이 광학적 공진 캐비티의 크기를 변화시키고 이를 통하여 간섭 방식 변조기의 반사율에 영향을 줄 수 있다. IMOD들의 반사율 스펙트럼들은 가시 파장들을 통하여 천이될 수 있는 매우 넓은 스펙트럴 대역들을 생성하여 상이한 컬러들을 발생시킬 수 있다. 스펙트럴 대역의 포지션은 광학적 공진 캐비티의 두께를 변화시킴으로써, 즉, 리플렉터의 포지션을 변화시킴으로써 조절될 수 있다.

도 1 은 간섭 방식 변조기 (IMOD) 디스플레이 디바이스의 픽셀들의 시리즈 내의 두 개의 인접한 픽셀들을 묘사하는 등각 투상도의 일 예를 도시한다. IMOD 디스플레이 디바이스는 하나 이상의 간섭 방식 MEMS 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 이러한 디바이스들에서는, MEMS 디스플레이 엘리먼트들의 픽셀들은 밝음 또는 어두움 상태 중 하나에 있을 수 있다. 밝음 ("릴렉스된 (relaxed)", "개방된" 또는 "온") 상태에서는, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시 광의 많은 부분을, 예를 들어 사용자에게로 반사한다. 반대로, 어두움 ("작동된 (actuated)", "폐쇄된" 또는 "오프") 상태에서는, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시 광을 거의 반사하지 않는다. 몇 가지 구현형태들에서는, 온 및 오프 상태들의 광 반사율 성질들은 반전될 수도 있다. MEMS 픽셀들은 특정한 파장들에서 주로 반사하도록 구성되어 흑백에 추가하여 컬러 디스플레이를 허용할 수 있다.

IMOD 디스플레이 디바이스는 IMOD들의 행/열 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 IMOD는, 서로로부터 가변 및 제어가능한 거리에 포지셔닝되어 에어 갭 (또한, 광학적 갭 또는 캐비티라고도 지칭됨) 을 형성하는, 한 쌍의 반사층들, 즉, 가동 반사층 그리고 고정된 부분적인 반사층을 포함할 수 있다. 가동 반사층은 적어도 두 개의 포지션들 사이에서 이동될 수도 있다. 제 1 포지션, 즉, 릴렉스된 포지션에서는, 가동 반사층은 고정된 부분적인 반사층으로부터 상대적으로 큰 거리에 포지셔닝될 수 있다. 제 2 포지션, 즉, 작동된 포지션에서는, 가동 반사층은 부분적인 반사층으로 더욱 근접하게 포지셔닝될 수 있다. 두 개의 층들로부터 반사하는 입사광은 가동 반사층의 포지션에 의존하여 보강적으로 (constructively) 또는 상쇄적으로 (destructively) 간섭하여, 각 픽셀에 대한 전체 반사형 또는 비-반사형 상태를 생성할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, IMOD는 비작동되는 경우에는 반사형 상태에서는 가시 스펙트럼 내의 광을 반사할 수도 있고, 비작동되는 경우에는 어두움 상태에서 가시 범위 외부의 광 (예를 들어, 적외선 광) 을 반사할 수도 있다. 그러나, 몇 개의 다른 구현형태들에서는 IMOD는 비작동되는 경우에는 어두움 상태에 있고, 작동되는 경우에는 반사형 상태에 있을 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 인가된 전압의 도입이 픽셀들을 구동하여 상태들을 변화시킬 수 있다. 몇 개의 다른 구현형태들에서는, 인가된 전하가 픽셀들을 구동하여 상태들을 변화시킬 수 있다.

도 1 에서 픽셀 어레이의 묘사된 부분은 두 개의 인접한 간섭 방식 변조기들 (12) 을 포함한다. (도시된 바와 같이) 좌측의 IMOD (12) 에서는, 가동 반사층 (14) 이 광학적 스택 (16) 으로부터 선결정된 거리에 릴렉스된 포지션에 있는 것으로 도시되는데, 이것은 부분적인 반사층을 포함한다. 좌측의 IMOD (12) 에 걸쳐서 인가되는 전압 V₀ 은 가동 반사층 (14) 의 작동을 야기하기에는 불충분하다. 우측의 IMOD (12) 에서는, 가동 반사층 (14) 이 광학적 스택 (16) 에 가깝거나 인접한 작동된 포지션에 있는 것으로 도시된다. 우측의 IMOD (12) 에 걸쳐서 인가된 전압 V_bias는 가동 반사층 (14) 을 작동된 포지션에서 유지하기에 충분하다.

도 1 에서, 픽셀들 (12) 의 반사 특성들은 일반적으로 픽셀들 (12) 상에 입사하는 광을 표시하는 화살표들 (13), 및 좌측의 픽셀 (12) 로부터 반사하는 광 (15) 으로써 도시된다. 비록 자세하게 도시되지는 않지만, 픽셀들 (12) 상에 입사하는 대부분의 광 (13) 이 투명한 기판 (20) 을 관통하고 광학적 스택 (16) 을 향하여 투과될 것이라는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 광학적 스택 (16) 상에 입사하는 광의 일부는 광학적 스택 (16) 의 부분적인 반사형 층을 통과하여 투과될 것이고, 일부는 투명한 기판 (20) 을 통과하여 되반사될 것이다. 광학적 스택 (16) 을 통과하여 투과된 광 (13) 의 일부는 가동 반사층 (14) 에서 반사되고, 다시 투명한 기판 (20) 을 향하여 (및 이를 관통하여) 반사될 것이다. 광학적 스택 (16) 의 부분적인 반사층으로부터 반사된 광 및 가동 반사층 (14) 으로부터 반사된 광 사이의 (보강 또는 상쇄) 간섭이 픽셀 (12) 로부터 반사된 광 (15) 의 파장(들)을 결정할 것이다.

광학적 스택 (16) 은 단일 층 또는 수 개의 층들을 포함할 수 있다. 층(들)은 전극 층, 부분적으로 반사형이고 부분적으로 투과형 층 및 투명한 유전체 층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 광학적 스택 (16) 은 전기적으로 전도성이고, 부분적으로 투명하고 부분적으로 반사형이며, 그리고 예를 들어, 위의 층들 중 하나 이상을 투명한 기판 (20) 상에 증착함으로써 제작될 수도 있다. 전극 층은 다양한 금속들, 예를 들어 인듐 주석 산화물 (ITO) 과 같은 다양한 재료들로부터 형성될 수 있다. 부분적인 반사층은 부분적으로 반사형인 예를 들어, 크롬 (Cr), 반도체들, 그리고 유전체들인 다양한 금속들과 같은 다양한 재료들부터 형성될 수 있다. 부분적인 반사층은 재료들의 하나 이상의 층들로 형성될 수 있고, 층들의 각각은 단일 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 광학적 스택 (16) 은 흡광기 및 전도체 모두의 역할을 하는 단일 반-투명 두께의 금속 또는 반도체를 포함할 수 있는데, 하지만 상이한, (예를 들어, IMOD의 광학적 스택 (16) 의 또는 다른 구조들의) 더 많은 전도성 층들 또는 부분들이 신호들을 IMOD 픽셀들 사이에서 버싱 (bus) 하도록 역할할 수 있다. 또한, 광학적 스택 (16) 은 하나 이상의 전도성 층들 또는 전도성/흡광성 층을 커버하고 있는 하나 이상의 절연성 또는 유전체 층들을 포함할 수 있다.

몇 가지 구현형태들에서는, 광학적 스택 (16) 의 층(들)은 평행 스트립들로 패터닝될 수 있고, 행 전극들을 아래에서 더욱 설명되는 바와 같이 디스플레이 디바이스 내에 형성할 수도 있다. 당업자에 의하여 이해될 바와 같이, 용어 "패터닝된 (patterned)" 은 본 명세서에서 마스킹 및 에칭 프로세스들을 지칭하도록 이용된다. 몇 가지 구현형태들에서는, 고 전도성 및 반사형 재료, 예컨대 알루미늄 (Al) 이 가동 반사층 (14) 에 대하여 이용될 수도 있고, 이러한 스트립들이 열 전극들을 디스플레이 디바이스에 형성할 수도 있다. 가동 반사층 (14) 은 증착된 금속 층 또는 층들의 (광학적 스택 (16) 의 행 전극들에 직교하는) 평행 스트립들의 시리즈로서 형성되어 포스트들 (18) 상에 증착된 열들 및 포스트들 (18) 사이에 증착된 개재 (intervening) 희생 재료를 형성할 수도 있다. 희생 재료가 에칭되어 없어지면, 정의된 갭 (19), 또는 광학적 캐비티가 가동 반사층 (14) 및 광학적 스택 (16) 사이에 형성될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 포스트들 (18) 사이의 이격 (spacing) 은 대략 1 um - 1000 um 일 수도 있고, 반면에 갭 (19) 은 대략적으로 10,000 옹스트롬 (Å) 보다 작을 수도 있다.

몇 가지 구현형태들에서는, 작동된 또는 릴렉스된 상태 중 하나에 있는 IMOD의 각각의 픽셀은 본질적으로 고정된 및 이동하는 반사층들에 의하여 형성되는 커패시터이다. 전압이 인가되지 않는 경우에는, 가동 반사층 (14a) 은 도 1 에서 좌측의 픽셀 (12) 에 의하여 도시되는 바와 같이 기계적으로 릴렉스된 상태에서 유지하고, 갭 (19) 은 가동 반사층 (14) 및 광학적 스택 (16) 사이에 있다. 그러나, 전위차, 예를 들어 전압이 선택된 행 및 열 중 적어도 하나로 인가되는 경우에는, 대응하는 픽셀에서의 행 및 열 전극들의 교차점에서 형성되는 커패시터는 충전되고, 정전기력이 전극들을 서로 끌어당긴다. 만일 인가된 전압이 임계를 초과하면, 가동 반사층 (14) 이 광학적 스택 (16) 에 가깝게 또는 반대로 변형되고 이동한다. 광학적 스택 (16) 내의 유전체 층 (미도시) 은 도 1 의 우측의 작동된 픽셀 (12) 에 의하여 도시되는 바와 같이, 단락을 방지하고 층들 (14 및 16) 사이의 분리 거리 (separation distance) 를 제어할 수도 있다. 거동 (behavior) 은 인가된 전위차의 극성과 무관하게 동일하다. 어떤 어레이 내의 픽셀들의 시리즈가 몇 가지 실례들에서는 "행들" 또는 "열들" 이라고 지칭될 수도 있지만, 당업자는 하나의 방향을 "행" 이라고 지칭하고 다른 것을 "열" 이라고 지칭하는 것이 임의적이라는 것을 용이하게 이해할 것이다. 재진술될 경우에, 몇 개의 방위들에서는 행들이 열들로서 간주되고, 열들이 행들로서 간주될 수 있다. 더욱이, 디스플레이 엘리먼트들은 직교 행들 그리고 열들 ("어레이") 로 균일하게 배치되거나, 예를 들어 서로에 대한 어떤 포지션적 오프셋들을 가지는 비-선형 구성들 ("모자이크") 에서 배치될 수도 있다. 용어들 "어레이" 및 "모자이크" 는 이들 중 하나의 구성을 지칭할 수도 있다. 따라서, 비록 디스플레이가 "어레이" 또는 "모자이크"를 포함하고 있는 것으로 지칭되지만, 임의의 실례에서 엘리먼트들 자체가 서로에 대하여 직교하도록 배치되거나 균일한 분포로 배치될 필요가 없으며, 반대로 비대칭 형상들 및 불균일하게 분포된 엘리먼트들을 가지는 배치들을 포함할 수도 있다.

도 2 는 3x3 간섭 방식 변조기 디스플레이를 내장하는 전자 디바이스를 도시하는 시스템 블록도의 일 예를 도시한다. 전자 디바이스는 하나 이상의 소프트웨어 모듈들을 실행하도록 구성될 수도 있는 프로세서 (21) 를 포함한다. 운영 체제를 실행하는 것에 추가하여, 프로세서 (21) 는 웹 브라우저, 전화기 애플리케이션, 이메일 프로그램, 또는 임의의 다른 소프트웨어 애플리케이션을 포함하는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션들을 실행하도록 구성될 수도 있다.

프로세서 (21) 는 어레이 드라이버 (22) 와 통신하도록 구성될 수 있다. 어레이 드라이버 (22) 는 신호들을, 예를 들어 디스플레이 어레이 또는 패널 (30) 로 제공하는 행 드라이버 회로 (24) 및 열 드라이버 회로 (26) 를 포함할 수 있다. 도 1 에서 도시되는 IMOD 디스플레이 디바이스의 단면은 도 2 에서는 선분들 1-1 에 의하여 도시된다. 비록 도 2 가 명확화를 위하여 IMOD들의 3x3 어레이를 도시하지만, 디스플레이 어레이 (30) 는 많은 수의 IMOD들을 포함할 수도 있고, 행들에서 열들과는 상이한 개수의 IMOD들을 가지고 그 반대의 경우도 가능할 수도 있다.

도 3a 는 도 1 의 간섭 방식 변조기에 대한 인가된 전압 대 가동 반사층 포지션을 도시하는 다이어그램의 일 예를 도시한다. MEMS 간섭 방식 변조기들에 대하여, 행/열 (즉, 공통/세그먼트) 쓰기 프로시저는 도 3a 에 예시된 바와 같은 이러한 디바이스들의 히스테리시스 특성을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 간섭 방식 변조기는 가동 반사층 또는 미러가 릴렉스된 상태로부터 작동된 상태로 변화하도록 야기하기 위하여 약 10 볼트 전위차를 요구할 수도 있다. 전압이 그 값으로부터 감소되면, 가동 반사층은 전압이 예를 들어 10 볼트 아래로 다시 떨어질 때 자신의 상태를 유지하는데, 그러나, 가동 반사층은 2 볼트 아래로 전압이 떨어질 때까지 완전하게 릴렉스하지 않는다. 따라서, 그 내부에서 디바이스가 릴렉스된 또는 작동된 상태 중 하나에서 안정한, 인가된 전압의 윈도우가 존재하는 전압의 범위인 약 3 볼트 내지 7 볼트가 존재하는데, 이는 도 3a 에 도시된 바와 같다. 이것은 본 명세서에서 "히스테리시스 윈도우" 또는 "안정성 윈도우" 라고 지칭된다. 도 3a 의 히스테리시스 특징들을 가지는 디스플레이 어레이 (30) 에 대해서는, 행/열 쓰기 프로시저는, 하나 이상의 행들을 한번에 어드레싱함으로써, 주어진 행의 어드레싱 도중에 어드레싱된 행 내의 작동되어야 하는 픽셀들은 약 10 볼트의 전압차에 노출되고, 릴렉스되어야 하는 픽셀들은 제로에 가까운 볼트들의 전압차에 노출되도록 하도록 설계될 수 있다. 어드레싱 이후에는, 픽셀들은 정상 상태 또는 대략적으로 5 볼트인 바이어스 전압차에 노출되어, 이들이 이전 스트로빙 상태 (strobing state) 에서 유지하도록 한다. 이러한 예에서는, 어드레싱된 이후에, 각각의 픽셀은 약 3 볼트 - 7 볼트의 "안정성 윈도우" 내의 전위차를 맞이한다. 이러한 히스테리시스 성질 피쳐는, 예를 들어 도 1 에서 도시된 픽셀 디자인이 동일한 인가 전압 조건들 하에서는 작동된 또는 릴렉스된 기존 상태에서 안정하게 유지하는 것을 가능하게 한다. 작동된 또는 릴렉스된 상태 중 하나에 있는 각각의 IMOD 픽셀이 본질적으로 고정된 및 이동하는 반사층들에 의하여 형성되는 커패시터이기 때문에, 이러한 안정한 상태는 전력을 크게 소비하거나 손실하지 않고서 히스테리시스 윈도우 내의 정상 전압에서 홀딩될 수 있다. 더욱이, 인가된 전압 포텐셜이 실질적으로 고정된 상태로 유지된다면, 전류가 본질적으로 IMOD 픽셀 내로 거의 흘러가지 않거나 전혀 흘러가지 않는다.

몇 가지 구현형태들에서는, 이미지의 프레임은, 주어진 행 내의 픽셀들의 상태로의 (존재할 경우에) 원하는 변화에 따라서, "세그먼트" 전압들의 형태를 가지는 데이터 신호들을 열 전극들의 세트를 따라서 인가함으로써 생성될 수도 있다. 어레이의 각각의 행은 순서대로 어드레싱됨으로써, 프레임이 한번에 하나의 행씩 써지도록 할 수 있다. 원하는 데이터를 제 1 행 내의 픽셀들에 쓰기 위하여, 제 1 행 내의 픽셀들의 원하는 상태에 대응하는 세그먼트 전압들이 열 전극들 상에 인가될 수 있고, 특정한 "공통" 전압 또는 신호의 형태를 가지는 제 1 행 펄스가 제 1 행 전극에 인가될 수 있다. 그러면, 세그먼트 전압들의 세트가 제 2 행 내의 픽셀들의 상태로의 (존재할 경우에는) 원하는 변화에 대응하도록 변화될 수 있고, 제 2 공통 전압이 제 2 행 전극에 인가될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 제 1 행 내의 픽셀들은 열 전극들을 따라서 인가된 세그먼트 전압들 내의 변화에 의하여 영향받지 않고, 제 1 공통 전압 행 펄스 동안 그들이 설정되었던 상태에서 유지한다. 이러한 프로세스는 행들, 또는 대안적으로는 열들의 전체 시리즈에 대하여 순차적 방식으로 반복되어 이미지 프레임을 생성할 수도 있다. 이러한 프로세스를 어떤 원하는 초당 프레임 수에서 연속적으로 반복함으로써, 프레임들이 새로운 이미지 데이터로 리프레시되고/되거나 업데이트될 수 있다.

각 픽셀에 걸쳐 인가되는 세그먼트 및 공통 신호들의 조합 (즉, 각각의 픽셀에 걸친 전위차) 이 각 픽셀의 결과적인 상태를 결정한다. 도 3b 는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가되는 경우에 간섭 방식 변조기의 다양한 상태들을 도시하는 표의 일 예를 도시한다. 당업자에 의하여 용이하게 이해될 바와 같이, "세그먼트" 전압들은 열 전극들 또는 행 전극들에 인가될 수 있고, "공통" 전압들이 열 전극들 또는 행 전극들 중 다른 것에 인가될 수 있다.

도 3b 에서 (그리고 도 4b 의 타이밍도에서) 예시된 바와 같이, 릴리스 전압 VC_REL이 공통 라인을 따라서 인가되는 경우에, 공통 라인을 따라서 있는 모든 간섭 방식 변조기 엘리먼트들이, 세그먼트 라인들을 따라서 인가된 전압, 즉, 하이 세그먼트 전압 VS_H 및 로우 세그먼트 전압 VS_L 과 무관하게, 릴렉스된 상태에 놓일 것인데, 이것은 대안적으로는 릴리스된 또는 비작동된 상태라고 지칭된다. 특히, 릴리스 전압 VC_REL이 공통 라인을 따라서 인가되는 경우에는, 변조기에 걸친 포텐셜 전압 (대안적으로는 픽셀 전압이라고 지칭됨) 은, 하이 세그먼트 전압 VS_H 및 로우 세그먼트 전압 VS_L이 그 픽셀에 대한 대응하는 세그먼트 라인을 따라서 인가되는 경우 모두에서 릴렉세이션 윈도우 (도 3a 참조하는데, 릴리스 윈도우라고도 지칭됨) 내에 존재한다.

홀드 전압, 예컨대 하이 홀드 전압 VC_{HOLD_H} 또는 로우 홀드 전압 VC_{HOLD_L}이 공통 라인 상에 인가되는 경우에는, 간섭 방식 변조기의 상태는 일정하게 유지할 것이다. 예를 들어, 릴렉스된 IMOD는 릴렉스된 포지션에서 유지할 것이고, 작동된 IMOD는 작동된 포지션에서 유지할 것이다. 홀드 전압들은, 하이 세그먼트 전압 VS_H 및 로우 세그먼트 전압 VS_L이 대응하는 세그먼트 라인을 따라서 인가되는 경우 모두에서 픽셀 전압이 안정성 윈도우 내에 유지하게 되도록 선택될 수 있다. 따라서, 세그먼트 전압 스윙 (swing), 즉 하이 VS_H 및 로우 세그먼트 전압 VS_L 간의 차분은 양의 또는 음의 안정성 윈도우 중 하나의 너비보다 더 적다.

어드레싱, 또는 작동 전압, 예컨대 하이 어드레싱 전압 VC_{ADD_H} 또는 로우 어드레싱 전압 VC_ADD _{_L}이 공통 라인 상에 인가되는 경우에는, 데이터는 개별적인 세그먼트 라인들을 따르는 세그먼트 전압들의 인가에 의하여 그 라인을 따라서 변조기들에 선택적으로 써질 수 있다. 세그먼트 전압들은, 작동이 인가된 세그먼트 전압에 의존하도록 선택될 수도 있다. 어드레싱 전압이 공통 라인을 따라서 인가되는 경우에는, 어떤 세그먼트 전압의 인가가 안정성 윈도우 내의 픽셀 전압을 야기하여 그 픽셀이 비작동된 상태로 유지하도록 야기할 것이다. 이에 반해, 다른 세그먼트 전압의 인가는 안정성 윈도우를 넘는 픽셀 전압을 야기하여 그 픽셀의 작동을 초래할 것이다. 작동을 야기하는 특정한 세그먼트 전압은 어떤 어드레싱 전압이 이용되는지에 의존하여 변동할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 하이 어드레싱 전압 VC_{ADD_H}가 공통 라인을 따라서 인가되는 경우에는, 하이 세그먼트 전압 VS_H의 인가는 변조기가 현재 포지션에서 유지하도록 야기할 수 있고, 반면에 로우 세그먼트 전압 VS_L의 인가는 그 변조기의 작동을 야기할 수 있다. 당연한 결과로서, 세그먼트 전압들의 효과는 로우 어드레싱 전압 VC_{ADD_L}이 인가되는 경우에는 반대가 될 수 있는데, 여기서는 하이 세그먼트 전압 VS_H가 변조기의 작동을 야기하고, 로우 세그먼트 전압 VS_L이 변조기의 상태 상에 아무런 영향도 미치지 않는다 (즉, 안정되게 유지한다).

몇 가지 구현형태들에서는, 변조기들에 걸쳐 동일 극성의 전위차를 언제나 생성하는 홀드 전압들, 어드레스 전압들, 및 세그먼트 전압들이 이용될 수도 있다. 몇 개의 다른 구현형태들에서는, 변조기들의 전위차의 극성을 교번시키는 신호들이 이용될 수 있다. 변조기들에 걸친 극성의 교번 (alternation) 은 (즉, 쓰기 프로시져들의 극성의 교번은), 단일 극성의 반복된 쓰기 동작들 이후에 발생할 수도 있는 전하 축적을 감소시키거나 방지할 수도 있다.

도 4a 는 도 2 의 3x3 간섭 방식 변조기 디스플레이 내의 디스플레이 데이터의 프레임을 도시하는 다이어그램의 일 예를 도시한다. 도 4b 는 도 4a 에 도시된 디스플레이 데이터의 프레임을 쓰기 위하여 이용될 수도 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 일 예를 도시한다. 신호들은, 예를 들어 도 2 의 3x3 어레이에 인가될 수 있는데, 이것이 최종적으로 도 4a 에서 도시된 디스플레이 배치구성물 내에서 라인 타임 (60e) 을 초래할 것이다. 도 4a 에서 작동된 변조기들은 어두운-상태에 있는데, 즉 예를 들어 시청자에게 어두운 외형을 초래하기 위하여 반사광의 대부분이 가시 스펙트럼 외부에 있는 경우이다. 도 4a 에서 예시된 프레임에 쓰기 이전에, 픽셀들은 임의의 상태에 있을 수 있는데, 하지만 도 4b 의 타이밍도에서 도시된 쓰기 프로시저는 제 1 라인 타임 (60a) 이전에 각각의 변조기가 릴리스되었으며 그리고 비작동된 상태에서 상주한다고 가정한다.

제 1 라인 타임 (60a) 동안에: 릴리스 전압 (70) 이 공통 라인 (1) 상에 인가된다; 공통 라인 (2) 상에 인가된 전압은 하이 홀드 전압 (72) 에서 시작하고 릴리스 전압 (70) 으로 이동한다; 그리고 로우 홀드 전압 (76) 이 공통 라인 (3) 을 따라서 인가된다. 따라서, 공통 라인 (1) 을 따라서 존재하는 변조기들 (공통 1, 세그먼트 1), (1,2) 및 (1,3) 은 제 1 라인 타임 (60a) 의 지속기간 동안에 릴렉스된, 또는 비작동된 상태에서 유지하고, 공통 라인 (2) 을 따라서 존재하는 변조기들 (2, 1), (2, 2) 및 (2, 3) 은 릴렉스된 상태로 이동할 것이며, 그리고 공통 라인 (3) 을 따라서 존재하는 변조기들 (3, 1), (3, 2) 및 (3, 3) 은 그들의 이전 상태에서 유지할 것이다. 도 3b 를 참조하면, 세그먼트 라인들 (1, 2 또는 3) 을 따라서 인가된 세그먼트 전압들은, 공통 라인들 (1, 2 또는 3) 중 어느 것도 라인 타임 (60a) 동안에 작동을 야기하는 전압 레벨들 (즉, VC_REL-릴렉스 및 VC_HOLD _{_L} - 안정) 에 노출되고 있지 않기 때문에, 간섭 방식 변조기들의 상태에 아무런 영향을 미치지 않을 것이다.

제 2 라인 타임 (60b) 동안에, 공통 라인 (1) 상의 전압이 하이 홀드 전압 (72) 으로 이동하고, 어드레싱, 또는 작동 전압이 공통 라인 (1) 상에 인가되지 않았기 때문에 인가된 세그먼트 전압과 무관하게 공통 라인 (1) 을 따라서 존재하는 모든 변조기들이 릴렉스된 상태에서 유지한다. 공통 라인 (2) 을 따라서 존재하는 변조기들은 릴리스 전압 (70) 의 인가로 인해 릴렉스된 상태에서 유지하며, 그리고 공통 라인 (3) 을 따라서 존재하는 변조기들 (3, 1), (3, 2) 및 (3, 3) 은 공통 라인 (3) 을 따른 전압이 릴리스 전압 (70) 으로 이동하는 경우에 릴렉스할 것이다.

제 3 라인 타임 (60c) 동안에, 공통 라인 (1) 은 하이 어드레스 전압 (74) 을 공통 라인 (1) 상에 인가함으로써 어드레싱된다. 로우 세그먼트 전압 (64) 이 이러한 어드레스 전압의 인가 도중에 세그먼트 라인들 (1 및 2) 을 따라서 인가되기 때문에, 변조기들 (1, 1) 및 (1, 2) 에 걸친 픽셀 전압은 변조기들의 양의 안정성 윈도우의 상한보다 더 크고 (즉, 전압차가 선정의된 임계를 초과했다), 변조기들 (1, 1) 및 (1, 2) 이 작동된다. 반대로, 하이 세그먼트 전압 (62) 이 세그먼트 라인 (3) 을 따라서 인가되기 때문에, 변조기 (1, 3) 에 걸친 픽셀 전압은 변조기들 (1, 1) 및 (1, 2) 의 그것보다 더 적고, 양의 (positive) 안정성 윈도우 내에 유지하며; 따라서 변조기 (1, 3) 는 릴렉스된 상태에서 유지한다. 또한, 라인 타임 (60c) 동안에, 공통 라인 (2) 을 따르는 전압은 로우 홀드 전압 (76) 까지 감소하고, 공통 라인 (3) 을 따르는 전압은 릴리스 전압 (70) 에서 유지하여, 공통 라인들 (2 및 3) 을 따라서 존재하는 변조기들을 릴렉스된 포지션에 남겨둔다.

제 4 라인 타임 (60d) 동안에, 공통 라인 (1) 상의 전압은 하이 홀드 전압 (72) 으로 복귀하고, 공통 라인 (1) 을 따라서 존재하는 변조기들을 그들의 각각의 어드레싱된 상태들에 남겨둔다. 공통 라인 (2) 상의 전압은 로우 어드레스 전압 (78) 까지 감소된다. 하이 세그먼트 전압 (62) 이 세그먼트 라인 (2) 을 따라서 인가되기 때문에, 변조기 (2, 2) 에 걸친 픽셀 전압은 변조기의 음의 안정성 윈도우의 하한보다 더 낮아서, 변조기 (2, 2) 가 작동하도록 야기한다. 반대로, 로우 세그먼트 전압 (64) 이 세그먼트 라인들 (1 및 3) 을 따라서 인가되기 때문에, 변조기들 (2, 1) 및 (2, 3) 이 릴렉스된 포지션에서 유지한다. 공통 라인 (3) 상의 전압은 하이 홀드 전압 (72) 까지 증가하여, 공통 라인 (3) 을 따라서 존재하는 변조기들을 릴렉스된 상태에 남겨둔다.

마지막으로, 제 5 라인 타임 (60e) 동안에, 공통 라인 (1) 상의 전압은 하이 홀드 전압 (72) 에서 유지하고, 공통 라인 (2) 상의 전압은 로우 홀드 전압 (76) 에서 유지하여, 공통 라인들 (1 및 2) 을 따라서 존재하는 변조기들을 그들의 각가가의 어드레싱된 상태들에 남겨둔다. 공통 라인 (3) 상의 전압은 하이 어드레스 전압 (74) 까지 증가하여 공통 라인 (3) 을 따라서 존재하는 변조기들을 어드레싱한다. 로우 세그먼트 전압 (64) 이 세그먼트 라인들 (2 및 3) 상에 인가되기 때문에, 변조기들 (3, 2) 및 (3, 3) 은 작동하는데, 반면에 세그먼트 라인 (1) 을 따라서 인가된 하이 세그먼트 전압 (62) 은 변조기 (3, 1) 가 릴렉스된 포지션에서 유지하도록 야기한다. 따라서, 제 5 라인 타임 (60e) 의 끝에서는, 3x3 픽셀 어레이가 도 4a 에서 도시된 상태에 있으며, 그리고 다른 공통 라인들 (미도시) 을 따라서 존재하는 변조기들이 어드레싱되는 경우에 발생할 수도 있는 세그먼트 전압에서의 변동들과 무관하게, 홀드 전압들이 공통 라인들을 따라서 인가되는 한 그 상태에서 유지할 것이다.

도 4b 의 타이밍도에서는, 주어진 쓰기 프로시저 (즉, 라인 타임들 (60a-60e)) 는 하이 홀드 및 어드레스 전압들, 또는 로우 홀드 및 어드레스 전압들 중 하나의 이용을 포함할 수 있다. 쓰기 프로시저가 주어진 공통 라인에 대하여 완료되면 (그리고 공통 전압이 작동 전압과 동일한 극성을 가지는 홀드 전압으로 설정되면), 픽셀 전압은 주어진 안정성 윈도우 내에 유지하고, 릴리스 전압이 그 공통 라인에 인가될 때까지 릴렉세이션 윈도우를 통과하여 지나가지 않는다. 더욱이, 변조기를 어드레싱하기 이전에 각각의 변조기가 쓰기 프로시저의 일부로서 릴리스되기 때문에, 릴리스 시간이 아니라 변조기의 작동 시간이 필요한 라인 타임을 결정할 수도 있다. 구체적으로 설명하면, 변조기의 릴리스 시간이 작동 시간보다 더 큰 구현형태들에서는, 릴리스 전압은 도 4b 에 묘사된 바와 같이 단일 라인 타임보다 더 길게 인가될 수도 있다. 몇 개의 다른 구현형태들에서는, 공통 라인들 또는 세그먼트 라인들을 따라서 인가된 전압들은 변동하여 상이한 변조기들, 예컨대 상이한 컬러들의 변조기들의 작동 및 릴리스 전압들 내의 변동들을 설명할 수도 있다.

위에서 진술된 원리들에 따라서 동작하는 간섭 방식 변조기들의 구조의 세부 사항들은 광범위하게 변동할 수도 있다. 예를 들어, 도 5a 내지 도 5e 는 가동 반사층 (14) 및 이것의 서포팅 구조들을 포함하는 간섭 방식 변조기들의 변동하는 구현형태들의 단면들의 예들을 도시한다. 도 5a 는 도 1 의 간섭 방식 변조기 디스플레이의 부분적 단면의 예를 도시하는데, 여기에서 금속 재료의 스트립, 즉 가동 반사층 (14) 이 기판 (20) 으로부터 직교하여 연장하는 서포트들 (18) 상에 증착된다. 도 5b 에서, 각각의 IMOD의 가동 반사층 (14) 은 일반적으로 형상이 정방형 또는 사각형이고 모서리들에서 또는 이에 인접하여 테더들 (tethers; 32) 을 서포팅하기 위해 부착된다. 도 5c 에서, 가동 반사층 (14) 은 일반적으로 형상에 있어서 정방형 또는 사각형이고 변형가능 층 (34) 으로부터 매달리는데, 이것은 가요성 금속을 포함할 수도 있다. 변형가능 층 (34) 은 직접적으로 또는 간접적으로 가동 반사층 (14) 의 둘레 주위에서 기판 (20) 으로 연결될 수 있다. 이러한 연결들은 본 명세서에서 서포트 포스트들 (support posts) 이라고 지칭된다. 도 5c 에서 도시된 구현형태는 가동 반사층 (14) 의 광학적 기능들을 그의 기계적 기능들로부터 디커플링하는 것으로부터 도출되는 추가적 이점들을 가지는데, 이것은 변형가능 층 (34) 에 의하여 실시된다. 이러한 디커플링은 반사층 (14) 에 대하여 이용되는 구조적 디자인 그리고 재료들 및 변형가능 층 (34) 에 대하여 이용되는 그러한 것들이 서로 독립적으로 최적화되도록 허용한다.

도 5d 는 IMOD의 다른 예를 도시하는데, 여기에서 가동 반사층 (14) 은 반사형 서브-층 (14a) 을 포함한다. 가동 반사층 (14) 은 서포트 구조, 예컨대 서포트 포스트들 (18) 상에 놓여 있다. 서포트 포스트들 (18) 은 더 낮은 정지된 전극 (즉, 예시된 IMOD 내의 광학적 스택 (16) 의 일부) 로부터의 가동 반사층 (14) 의 분리를 제공함으로써, 예를 들어 가동 반사층 (14) 이 릴렉스된 포지션이 있는 경우에 갭 (19) 이 가동 반사층 (14) 및 광학적 스택 (16) 사이에 형성되도록 한다. 또한, 가동 반사층 (14) 은 전극의 역할을 하도록 구성될 수도 있는 전도성 층 (14c) 및 서포트 층 (14b) 을 포함할 수 있다. 이러한 예에서는, 전도성 층 (14c) 은 기판 (20) 으로부터 원위인 (distal), 서포트 층 (14b) 의 일측 상에 배치되고, 반사형 서브-층 (14a) 은 기판 (20) 을 향해 근위인 (proximal), 서포트 층 (14b) 의 타측 상에 배치된다. 몇 가지 구현형태들에서는, 반사형 서브-층 (14a) 은 전도성일 수 있고 서포트 층 (14b) 및 광학적 스택 (16) 사이에 배치될 수 있다. 서포트 층 (14b) 은 유전체 재료, 예를 들어, 실리콘 산화질화물 (SiON) 또는 실리콘 이산화물 (SiO₂) 의 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 서포트 층 (14b) 은 층들의 스택, 예컨대 예를 들어 SiO₂/SiON/SiO₂ 삼층 스택일 수 있다. 반사형 서브-층 (14a) 및 전도성 층 (14c) 중 하나 또는 두 개 모두는, 예를 들어, 약 0.5% Cu 를 가지는 Al 합금, 또는 다른 반사형 금속성 재료를 포함할 수 있다. 전도성 층들 (14a, 14c) 을 유전체 서포트 층 (14b) 상부 및 하부에 채택하는 것은 응력 (stress) 들을 밸런싱하고 향상된 전도성을 제공할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 반사형 서브-층 (14a) 및 전도성 층 (14c) 은, 다양한 디자인 목적들, 예컨대 특정한 응력 프로파일들을 가동 반사층 (14) 내에서 달성하는 것을 위하여 상이한 재료들로 형성될 수 있다.

도 5d 에 예시된 바와 같이, 몇 개의 구현형태들도 블랙 마스크 구조 (23) 를 포함할 수 있다. 블랙 마스크 구조 (23) 는 광학적으로 불활성 지역들 (예를 들어, 픽셀들 사이 또는 포스트들 (18) 밑) 에서 형성되어 주변광 또는 표류 광 (stray light) 을 흡수할 수 있다. 또한, 블랙 마스크 구조 (23) 는 광이 디스플레이의 불활성 부분들로부터 반사되거나 이를 통과하여 투과하는 것을 방지함으로써 디스플레이 디바이스의 광학적 성질들을 개선할 수 있고, 이를 통하여 대비비를 증가시킨다. 추가적으로, 블랙 마스크 구조 (23) 는 전도성이고 전기적 버싱층 (bussing layer) 으로서 기능하도록 구성될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 행 전극들은 블랙 마스크 구조 (23) 로 연결되어 연결된 행 전극의 저항을 감소시킬 수 있다. 블랙 마스크 구조 (23) 는 증착 및 패터닝 기법들을 포함하여 다양한 방법들을 이용하여 형성될 수 있다. 블랙 마스크 구조 (23) 는 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇 가지 구현형태들에서는, 블랙 마스크 구조 (23) 는 광학적 흡광기의 역할을 하는 몰리브덴-크롬 (MoCr) 층, SiO₂ 층, 및 리플렉터 및 버싱 층의 역할을 하는 알루미늄 합금으로서, 각각 그 두께가 약 30 Å - 80 Å, 500 Å - 1000 Å, 및 500 Å - 6000 Å인 것들을 포함한다. 하나 이상의 층들은 포토리소그래피 및, 예를 들어, MoCr 및 SiO₂층들에 대하여 CF₄ 및/또는 O₂를 포함하고 알루미늄 합금 층에 대하여 Cl₂ 및/또는 BC1₃ 을 포함하는 건식 에칭을 포함하는 다양한 기법들을 이용하여 패터닝될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 블랙 마스크 (23) 는 에탈론 (etalon) 또는 간섭 방식 스택 구조일 수 있다. 이러한 간섭 방식 스택 블랙 마스크 구조들 (23) 에서는, 전도성 흡광기들이 각각의 행 또는 열의 광학적 스택 (16) 내의 하부의, 정지된 전극들 사이에서 신호들을 송신 또는 버싱 (bus) 하기 위하여 이용될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 이격층 (35) 은 흡광기 층 (16a) 을 블랙 마스크 (23) 에서의 전도성 층들로부터 일반적으로 전기적으로 격리하도록 역할할 수 있다.

도 5e 는 IMOD의 다른 예를 도시하는데, 여기에서 가동 반사층 (14) 은 스스로 서포팅하고 있다. 도 5d 와 반대로, 도 5e 의 구현형태는 서포트 포스트들 (18) 을 포함하지 않는다. 그 대신에, 가동 반사층 (14) 이 다수의 위치들에서 하지의 광학적 스택 (16) 에 접촉하고, 가동 반사층 (14) 의 곡률은, 간섭 방식 변조기에 걸친 전압이 작동을 야기하기에 불충분할 경우에 가동 반사층 (14) 이 도 5e 의 비작동된 포지션으로 복귀하기에 충분한 서포트를 제공한다. 수 개의 상이한 층들 중 복수 개를 포함할 수도 있는 광학적 스택 (16) 은, 여기서는 명확화를 위하여 하나의 광학적 흡광기 (16a), 및 유전체 (16b) 를 포함하는 것으로 도시된다. 몇 가지 구현형태들에서는, 광학적 흡광기 (16a) 는 고정된 전극 그리고 부분적인 반사층 모두의 역할을 할 수도 있다.

도 5a 내지 도 5e 에 도시된 것들과 같은 구현형태들에서는, IMOD들은 다이렉트-뷰 디바이스들로서 기능하는데, 여기서 이미지들은 투명한 기판 (20) 의 전면측, 즉 변조기가 배치되는 면과 대항하는 면으로부터 시청된다. 이러한 구현형태들에서는, 디바이스의 후방 부분들 (즉, 예를 들어, 도 5c 에 도시된 변형가능 층 (34) 를 포함하는, 가동 반사층 (14) 뒤의 디스플레이 디바이스의 임의의 부분) 은, 반사층 (14) 이 디바이스의 이러한 부분들을 광학적으로 차폐하기 때문에 그 디스플레이 디바이스의 이미지 품질에 영향을 주거나 부정적으로 영향을 주는 것이 없이 구성되고 동작될 수 있다. 예를 들어, 몇 가지 구현형태들에서는, 변조기의 광학적 성질들을 변조기의 전기기계적 성질들, 예컨대 전압 어드레싱 및 이러한 어드레싱으로부터 초래되는 운동들로부터 분리시키는 능력을 제공하는 버스 구조 (미도시됨) 가 가동 반사층 (14) 뒤에 포함될 수 있다. 추가적으로, 도 5a 내지 도 5e 의 구현형태들은 처리, 예컨대 예를 들어, 패터닝을 단순화할 수 있다.

도 6 은 간섭 방식 변조기에 대한 제조 프로세스 (80) 를 도시하는 흐름도의 일 예를 도시하고, 도 7a 내지 도 7e 는 이러한 제조 프로세스 (80) 의 대응하는 스테이지들의 단면의 개략적인 예시들의 예들을 도시한다. 몇 가지 구현형태들에서는, 제조 프로세스 (80) 는 예를 들어 도 6 에 도시되지 않은 다른 블록들에 추가하여 도 1 및 도 5 에 도시된 범용 타입의 간섭 방식 변조기들을 제조하도록 구현될 수 있다. 도 1, 도 5 및 도 6 을 참조하면, 프로세스 (80) 는 기판 (20) 상에 광학적 스택 (16) 의 형성과 함께 블록 (82) 에서 시작한다. 도 7a 는 기판 (20) 상에 형성된 이러한 광학적 스택 (16) 을 도시한다. 기판 (20) 은 투명한 기판 예컨대 유리 또는 플라스틱일 수도 있고, 이것은 가요성이거나 상대적으로 뻣뻣하고 구부러지지 않을 수도 있으며, 그리고 이전 준비 프로세스들, 예를 들어 세척을 겪은 바가 있어서 광학적 스택 (16) 의 효율적인 형성을 용이하게 할 수도 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 광학적 스택 (16) 은 전기적으로 전도성이며, 부분적으로 투명하고 부분적으로 반사형일 수 있고, 예를 들어, 원하는 성질들을 가지는 하나 이상의 층들을 투명한 기판 (20) 상에 증착함으로써 제작될 수도 있다. 도 7a 에서, 비록 더 많거나 더 적은 서브-층들이 몇 개의 다른 구현형태들에서 포함될 수도 있지만, 광학적 스택 (16) 은 서브-층들 (16a 및 16b) 을 가지는 다중층 구조를 포함한다. 몇 가지 구현형태들에서는, 서브-층들 (16a, 16b) 중 하나는 광학적으로 흡광성 및 전도성 성질들 모두의, 예컨대 통합된 도체/흡광기 서브-층 (16a) 으로 구성될 수 있다. 추가적으로, 서브-층들 (16a, 16b) 중 하나 이상이 평행 스트립들 내로 패터닝될 수 있고, 디스플레이 디바이스 내에 행 전극들을 형성할 수도 있다. 이러한 패터닝은 마스킹 및 에칭 프로세스 또는 당업계에 공지된 다른 적절한 프로세스에 의하여 수행될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 서브-층들 (16a, 16b) 중 하나는 절연성 또는 유전체 층, 예컨대 하나 이상의 금속 층들 (예를 들어, 하나 이상의 반사형 및/또는 전도성 층들) 상부에 증착된 서브-층 (16b) 일 수 있다. 또한, 광학적 스택 (16) 은 디스플레이의 행들을 형성하는 개별 및 평행 스트립들로 패터닝될 수 있다.

프로세스 (80) 는 광학적 스택 (16) 상에 희생 층 (25) 의 형성과 함께 블록 (84) 에서 계속된다. 희생 층 (25) 은 추후에 (예를 들어, 블록 (90) 에서) 제거되어 캐비티 (19) 를 형성하고, 따라서 희생 층 (25) 은 도 1 에 도시된 결과적인 간섭 방식 변조기들 (12) 에서는 도시되지 않는다. 도 7b 는 들 광학적 스택 (16) 상에 형성된 희생 층 (25) 을 포함하는, 부분적으로 제작된 디바이스를 도시한다. 광학적 스택 (16) 상에 희생 층 (25) 의 형성은 제논 다이플로라이드 (XeF₂)-에칭가능 재료, 예컨대 몰리브덴 (Mo) 또는 비정질 실리콘 (Si) 의, 후속적인 제거 이후에 원하는 디자인 크기를 가지는 갭 또는 캐비티 (19) (또한, 도 1 및 도 7e 를 참조한다) 를 제공하도록 선택된 두께로의 증착을 포함할 수도 있다. 희생 재료의 증착은 증착 기법들, 예컨대 물리적 기상 증착 (PVD (physical vapor deposition), 예를 들어 스퍼터링), 플라즈마-강화 화학적 기상 증착 (plasma-enhanced chemical vapor deposition; PECVD), 열적 화학적 기상 증착 (열적 CVD (chemical vapor deposition)), 또는 스핀-코팅을 이용하여 실시될 수도 있다.

프로세스 (80) 는 블록 (86) 에서 서포트 구조, 예를 들어 도 1, 도 5 및 도 7c 에 도시된 바와 같은 포스트 (18) 의 형성과 함께 계속한다. 포스트 (18) 의 형성은 희생 층 (25) 을 패터닝하여 서포트 구조 개구부 (aperture) 를 형성하는 것, 이제 재료 (예를 들어, 폴리머 또는 무기물 재료, 예를 들어 실리콘 산화물) 를 증착 방법, 예컨대 PVD, PECVD, 열적 CVD, 또는 스핀-코팅을 이용하여 개구부 내에 증착하여 포스트 (18) 를 형성하는 것을 포함할 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 희생 층 내에 형성된 서포트 구조 개구부는 희생 층 (25) 및 광학적 스택 (16) 모두를 통과하여 하지의 기판 (20) 까지 연장함으로써, 포스트 (18) 의 하부 단부가 도 5a 에 예시된 바와 같이 기판 (20) 에 접촉하도록 할 수 있다. 대안적으로는, 도 7c 에 묘사된 바와 같이, 희생 층 (25) 내에 형성된 개구부는 희생 층 (25) 을 통과하여 연장하지만 광학적 스택 (16) 은 통과하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 7e 은 서포트 포스트들 (18) 의 하부 단부들이 광학적 스택 (16) 의 상부 표면과 접촉하는 것을 도시한다. 포스트 (18), 또는 다른 서포트 구조들은 서포트 구조 재료의 층을 희생 층 (25) 상부에 증착하고 희생 층 (25) 내의 개구부들로부터 떨어져서 위치된 서포트 구조 재료의 일부들을 패터닝함으로써 형성될 수도 있다. 서포트 구조들은 도 7c 에 예시된 바와 같이 개구부들 내에 위치될 수도 있는데, 하지만 적어도 부분적으로 희생 층 (25) 의 일부 상으로도 역시 연장할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 희생 층 (25) 및/또는 서포트 포스트들 (18) 의 패터닝은 패터닝 및 에칭 프로세스에 의하여 수행될 수 있는데, 하지만 대안적 에칭 방법들에 의해서도 역시 수행될 수도 있다.

프로세스 (80) 는 블록 (88) 에서 가동 반사층 또는 막, 예컨대 도 1, 도 5 및 7d 에 도시된 가동 반사층 (14) 의 형성과 함께 계속한다. 가동 반사층 (14) 은 하나 이상의 패터닝, 마스킹, 및/또는 에칭 단계들과 함께 하나 이상의 증착 단계들, 예를 들어 반사층 (예를 들어, 알루미늄, 알루미늄 합금) 증착을 채택함으로써 형성될 수도 있다. 가동 반사층 (14) 은 전기적으로 전도성일 수 있고, 전기적으로 전도성 층이라고 지칭된다. 몇 가지 구현형태들에서는, 가동 반사층 (14) 은 도 7d 에 도시된 바와 같이 복수 개의 서브층들 (14a, 14b, 14c) 을 포함할 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 서브-층들 중 하나 이상, 예컨대 서브-층들 (14a, 14c) 은 그들의 광학적 성질들을 위하여 선택된 고 반사형 서브-층들을 포함할 수도 있고, 다른 서브-층 (14b) 은 그것의 기계적 성질들을 위하여 선택된 기계적 서브-층을 포함할 수도 있다. 희생 층 (25) 이 블록 (88) 에서 형성된 부분적으로 제작된 간섭 방식 변조기 내에 여전히 존재하기 때문에, 가동 반사층 (14) 은 이러한 스테이지에서는 통상적으로는 가동적이지 않다. 희생 층 (25) 을 포함하는 부분적으로 제작된 IMOD는, 또한 본 명세서에서 "비릴리스된 (unreleased)" IMOD 라고도 지칭될 수도 있다. 도 1 과 연계하여 위에서 설명된 바와 같이, 가동 반사층 (14) 은 디스플레이의 열들을 형성하는 개별 및 평행 스트립들로 패터닝될 수 있다.

프로세스 (80) 는 블록 (90) 에서 캐비티, 예를 들어 도 1, 도 5 및 7e 에 도시된 바와 같은 캐비티 (19) 의 형성과 함께 계속한다. 캐비티 (19) 는 (블록 (84) 에서 증착된) 희생 재료 (25) 를 에천트에 노출시킴으로써 형성될 수도 있다. 예를 들어, 에칭가능 희생 재료, 예컨대 Mo 또는 비정질 Si 이 건식 화학적 에칭에 의하여, 예를 들어, 희생 층 (25) 을 가스상 또는 기체상 에천트, 예컨대 고상 XeF₂ 로부터 도출된 증기들로, 통상적으로 캐비티 (19) 를 둘러싸는 구조들에 대해 선택적으로 제거되는 재료의 원하는 양을 제거하기에 효과적인 시간의 기간 동안에 노출시킴으로써 제거될 수도 있다. 다른 에칭 방법들, 예를 들어 습식 에칭 및/또는 플라즈마 에칭도 역시 이용될 수도 있다. 희생 층 (25) 이 블록 (90) 동안에 제거되기 때문에, 가동 반사층 (14) 은 통상적으로 이러한 스테이지 이후에 이동될 수 있다. 희생 재료 (25) 의 제거 이후에, 초래되는 전체적으로 또는 부분적으로 제작된 IMOD는 본 명세서에서 "릴리스된" IMOD 라고 지칭될 수도 있다.

몇 가지 구현형태들에서는, 간섭 방식 변조기들을 포함하는 디스플레이는 그 디스플레이에 의하여 생성되는 이미지의 품질에서의 감소로 인도할 수 있는 어떤 불완전성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 간섭 방식 변조기의 반사층 (14) 의 반사성은 반사층 (14) 에 걸쳐 불균일할 수도 있는데, 이것이 변조기로부터 반사된 광의 불-균일성으로 인도할 수 있다. 반사층 (14) 은 비-평탄하여, 예를 들어, 다소 만곡될 수도 있는데, 이것이 변조기에 의하여 반사되는 광의 컬러 내에서의 변동으로 인도할 수 있다. 이러한 컬러 변동은 변조기에 의하여 생성된 컬러를 탈-포화시키는 경향이 있다. 또한, 전압을 변조기들로 제공하는 전기적 접속들이 디스플레이 상의 공간을 차지하고 이를 통하여 이미지를 위하여 광을 반사시키기 위하여 이용가능한 면적을 감소시킨다. 몇 가지 구현형태들에서는, 전기적 접속들은 블랙 마스크에 의하여 감춰져서 디스플레이의 대비비를 보존한다. 블랙 마스크 상에 입사하는 광은 디스플레이에 의하여 생성된 반사된 이미지에 기여하지 않는다.

본 명세서에서 기술된 구현형태들은 이러한 몇 개의 또는 모든 불완전성들을 감소시키거나 회피하도록 구성된다. 예를 들어, 몇 가지 구현형태들에서는, 반사층 (14) 의 중심 지역은 더 평탄하고 전체 반사층 (14) 과 비교할 때 (파장의 함수로서) 더욱 균일한 반사성을 가지는 경향이 있다. 그러므로, 입사광을 반사층 (14) 의 중심 지역을 향하여 (그리고 반사층의 에지들로부터 멀어지게) 수렴시키거나 집광하는 것은 반사성에서의 변동 및 변조기의 컬러 탈포화의 양을 감소시킬 수도 있다. 또한, 입사광을 변조기의 중심 지역을 향하여 수렴시키거나 집광함으로써, 그렇지 않으면 블랙 마스크 상에 입사하였을 일부의 광이 변조기에 의하여 반사되고 이를 통하여 디스플레이에 의하여 생성되는 이미지에 기여할 것이다. 광을 변조기의 중심을 향하여 수렴시키거나 집광하기 위하여, 본 명세서에서 개시된 어떤 구현형태들은 변조기들에 인접하여 기판에 내장된 마이크로렌즈들의 어레이를 이용한다. 입사광은 마이크로렌즈들에 의하여 굴절되고 반사층의 중심 지역들 상에 수렴되고, 집광되며, 및/또는 포커싱된다.

도 8 은 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들 (801) 을 포함하는 디스플레이 (800) 의 단면의 일 예를 도시한다. 디스플레이 엘리먼트들 (801) 은 1-차원 또는 2-차원 어레이로 배치될 수 있는데, 이것은 주기적일 수도 있고/있거나 비주기적일 수도 있다. 예시된 구현형태에서는, 각각의 디스플레이 엘리먼트 (801) 는 렌즈 또는 마이크로렌즈 (804) 및 광 변조기 (802) 를 포함한다. 다양한 구현형태들에서는, 광 변조기들 (802) 은 본 명세서에서 기술되는 광 변조기들 중 임의의 것, 예컨대, 예를 들어 도 1 및 도 5a 내지 도 5e 를 참조하여 도시되고 기술된 간섭 방식 변조기들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.

도 8 에서 도시된 구현형태에서는, 광 변조기 (802) 는 예를 들어, 광학적 스택 (16) 내의 것과 같은 부분적 리플렉터, 및 예를 들어 가동 반사층 (14) 과 같은 가동 리플렉터를 포함한다. 부분적 리플렉터는 가동 리플렉터로부터 (예를 들어, 포스트들 (18) 에 의하여) 이격되거나 멀리 포지셔닝되어 광학적 캐비티 (806) 를 제공한다. 가동 리플렉터는 (적절한 전기적 신호에 응답하여) 부분적 리플렉터를 향하여 또는 이로부터 멀어지게 이동되어 광학적 캐비티 (806) 및 갭 (19) 의 높이를 조절할 수 있고, 이를 통하여 광학적 캐비티 (806) 내의 광의 간섭 방식 변조를 조절한다.

광 변조기들 (802) 은 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 8 에서 도시된 구현형태에서는, 광 변조기들 (802) 은 제 1 표면 (818) 상에 배치된다 (예를 들어, 광학적 스택 (16) 이 제 1 표면 (818) 상에 배치된다). 다른 구현형태들에서는, 하나 이상의 층들 (예를 들어, 이격층들, 패시베이션층들, 필터 층들, 확산기 층들 등) 은 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 및 광 변조기 (802) 사이에 배치될 수도 있다. 기판 (20) 은 기판 (20) 의 두께에 의하여 제 1 표면 (818) 으로부터 이격된 제 2 표면 (816) 을 가진다. 이용시에, 디스플레이 (800) 는 일반적으로 기판 (20) 의 제 2 표면 (816) 이 사용자에게 근위이고 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 이 사용자에게 원위가 되도록 배향된다. 디스플레이 (800) 상에 입사하는 광은 광 변조기들 (802) 이 개방된 및 폐쇄된 상태들 사이에서 작동될 때 다양한 양들로 반사된다.

도 8 에서 도시된 구현형태에서는, 마이크로렌즈들 (804) 은 개방된 및 폐쇄된 상태들 사이에서 작동된 제 1 표면 (818) 에 인접하게 기판 (20) 내에 배치 (예를 들어, 내장) 된다. 마이크로렌즈들 (804) 은, 마이크로렌즈들 (804) 이 기판 (20) 의 제 2 표면 (816) 으로부터 이격되도록 크기가 결정되고 형상이 결정될 수도 있다. 도 8 에서 개략적으로 예시된 바와 같이, 마이크로렌즈 (804) 의 일부 (예를 들어, 표면 (819)) 는 실질적으로 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 과 동일할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서는, 마이크로렌즈들 (804) 의 각각은 제 1 표면 (818) 의 대략적으로 100 μm 내에 배치되는 표면 (819) 을 가짐으로써, 마이크로렌즈들이 제 1 표면 (818) 내에 함몰되거나 그로부터 돌출되도록 한다. 다른 구현형태들에서는, 마이크로렌즈들 (804) 의 표면들 (819) 은 제 1 표면 (818) 의 대략적으로 50 μm 내에, 제 1 표면 (818) 의 대략적으로 25 μm 내에, 제 1 표면 (818) 의 대략적으로 15 μm 내에, 제 1 표면 (818) 의 대략적으로 10 μm 내에, 제 1 표면 (818) 의 대략적으로 5 μm 내에, 또는 제 1 표면 (818) 으로부터의 어떤 다른 적절한 거리 내에 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 마이크로렌즈들 (804) 은 대략적으로 광 변조기들 (802) 의 피치보다 더 적은 거리에 의하여 제 1 표면 (818) 에 인접하게 배치된다.

마이크로렌즈들 (804) 은 기판의 굴절률 (20) 과는 상이한 굴절률 (또는 굴절률들) 을 가지는 하나 이상의 재료들을 포함할 수 있다. 마이크로렌즈의 굴절률은 기판 (20) 의 굴절률 보다 더 큼으로써 마이크로렌즈 (804) 가 양의 (또는 수렴하는) 렌즈가 되도록 할 수 있다. 예를 들어, 마이크로렌즈 (804) 는 약 2.05 의 굴절률을 가지는 실리콘 질화물 (SiN) 를 포함할 수도 있고, 기판 (20) 은 약 1.51 의 굴절률을 가지는 유리 (예를 들어, SiO₂) 를 포함할 수도 있다. 마이크로렌즈 (804) 는 (추가적으로 또는 대안적으로) 실리콘 산화질화물 (SiON), 폴리이미드, 인듐 주석 산화물 (ITO), 비정질 실리콘, 티타늄 이산화물 (TiO₂), 알루미늄 산화물 (A1₂O₃), 또는 이들의 조합들을 포함할 수도 있다. 도 8 에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 마이크로렌즈 (804) 는 실질적으로 구 (예를 들어, 반구) 의 일부로서 형상화되어 평면볼록 렌즈 (plano-convex lens) 를 형성할 수 있다. 또한, 다른 형상들, 예컨대 예를 들어, 타원체들 (ellipsoids), 타원형들 (ovoids), 원기둥들, 프리즘들, 다면체 등이 이용될 수 있다. 마이크로렌즈 (804) 의 크기는 광 변조기들 (802) 의 피치에 비견될 수 있다. 예를 들어, 마이크로렌즈의 직경 (또는 횡단 크기) 은 약 그 피치보다 작을 수도 있거나 대략적으로 그와 같을 수도 있다. 마이크로렌즈 (804) 의 곡률의 반경은 약 광 변조기의 크기 보다 더 크거나, 대략적으로 동일하거나, 약 그것보다 더 작을 수도 있다. 예를 들어, 도 8 에서 개략적으로 도시된 마이크로렌즈들 (804) 의 곡률의 반경은 광 변조기 (802) 의 크기의 대략적으로 절반이다. 몇 가지 구현형태들에서는, 마이크로렌즈들 (804) 의 곡률의 반경은 광 변조기들 (예를 들어, 도 9a 를 참조한다) 의 피치 (D) 의 대략적으로 절반이다. 마이크로렌즈들의 곡률의 반경은 광 변조기의 중심을 향한 광의 수렴 또는 집광의 적절한 정도를 제공하도록 선택될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 마이크로렌즈들 (804) 의 피치는 실질적으로 광 변조기들의 피치 (D) 와 매칭된다.

몇 가지 구현형태들에서는, 각각의 광 변조기 (802) 는 실질적으로 대응하는 마이크로렌즈 (804) 상에 배치된다. 예를 들어, 도 8 에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 각각의 광 변조기 (802) 의 중심은 실질적으로 그것의 대응하는 마이크로렌즈 (804) 의 중심과 정렬된다. 다른 구현형태들에서는, 광 변조기 (802) 는 두 개 이상의 마이크로렌즈들 상에 배치될 수 있다.

도 8 은 내장된 마이크로렌즈 (804) 의 피쳐들을 도시하려고 의도되지만 이를 한정하려는 것은 아닌 일 예를 개략적으로 도시한다. 도 8 에서, 광선 (812) 은 디스플레이 (800) 상에 입사하는 것으로서 도시된다. 만일 마이크로렌즈 (804) 가 디스플레이 (800) 내에서 이용되지 않는다면, 광선 (812) 은 점선 (dotted line) 에 의하여 개략적으로 예시된 경로를 따라서 전파할 것이고 포지션 (807) 에서 반사층 (14) 에 의해 차단될 것이다. 디스플레이 (800) 내의 마이크로렌즈 (804) 의 존재는 광선 (812) 이 빗금선 (dashed line) 에 의하여 개략적으로 도시된 경로를 따라서 굴절하도록, 그리고 포지션 (808) 에서 반사층 (14) 을 차단 (intercept) 하도록 야기하는데, 이것은 반사층의 중심을 향하여 포지션 (807) 보다 더 근접한다. 이에 상응하여, 이러한 예는 개략적으로 어떻게 마이크로렌즈 (804) 가 광을 반사층 (14) 의 중심을 향하여 수렴시키거나 집광할 수 있는지를 도시한다 (또한, 도 11a 및 도 11b 를 참조한다). 몇 가지 실시형태들에서는, 마이크로렌즈 (804) 의 초점 길이는 광을 반사층 (14) 상에 포커싱하거나 초점을 광학적 캐비티 (806) 내에 제공하도록 선택될 수 있다.

마이크로렌즈 어레이가 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 에 인접하게 배치되는, 디스플레이들 (800) 의 구현형태들은, 마이크로렌즈 어레이가 기판의 제 2 표면 (816) (예를 들어, 사용자를 향하여 근위의 표면) 에 인접하게 배치되는 디스플레이들 (800) 과 비교할 때 장점들을 가질 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 기판 (20) 두께는 통상적으로 인접한 디스플레이 엘리먼트들 간의 피치 또는 이격보다 훨씬 더 클 수 있다. 예를 들어, 피치는 약 10 μm 로부터 50 μm 까지의 범위 내일 수도 있고, 기판 두께는 약 200 μm 로부터 1000 μm 까지의 범위 내일 수도 있다. 그러므로, 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 에 인접하게 배치되는 마이크로렌즈들의 어레이는 통상적으로 기판 (20) 의 제 2 표면 (816) 에 인접하게 배치되는 마이크로렌즈들의 어레이보다 광 변조기들에 훨씬 더 근접할 것이다. 광 변조기들 (802) 로 근접하게 배치된 마이크로렌즈들의 어레이는, 오직 기판 (20) 에 거의 수직인 좁은 범위의 각도들로부터 변조기들로 광을 집광할 수 있는, 변조기들로부터 훨씬 더 멀리 배치된 마이크로렌즈들의 어레이보다 각도들의 더 넓은 범위로부터의 변조기들을 향하여 광을 집광하도록 구현될 수 있다. 또한, 기판 (20) 내에 배치되고 제 1 표면 (818) 에 인접한 마이크로렌즈들의 어레이는, 이것이 노출되기에 더욱 취약할 수도 있고 스크래치되거나 손상될 수도 있는, 기판의 제 2 표면 (816) 내에 또는 그 위에 배치된 마이크로렌즈들의 어레이보다, 디스플레이 (800) 의 통상적 이용에 의하여 손상될 가능성이 더 적을 것이다.

마이크로렌즈 어레이의 세부 사항들은 광범위하게 변동될 수도 있다. 도 9a 내지 도 9e 는 마이크로렌즈들 (804) 의 어레이를 포함하는 디스플레이 (800) 의 상이한 구현형태들을 개략적으로 도시하는 단면들의 예들을 도시한다. 도 9a 는 일반적으로 도 8 에서 도시된 예와 유사한 예를 도시한다. 광 변조기들 (802) (또는 디스플레이 엘리먼트들 (801)) 의 어레이의 피치는 D이다. 이러한 구현형태에서는, 각각의 변조기 (802) 는 대응하는 마이크로렌즈 (804) 상부에 배치되고, 그러므로, 마이크로렌즈들 (804) 의 어레이의 피치도 역시 D이다. 몇 가지 구현형태들에서는, 마이크로렌즈들 (804) 의 초점 길이는 광 변조기들 (802) 의 어레이의 피치 (D) 에 비견하도록 선택된다.

도 9b 는, 그 내에서 이격층 (820) 이 마이크로렌즈들 (804) 및 광 변조기들 (802) 을 분리하는, 디스플레이 (800) 의 일 구현형태를 도시한다. 이격층 (820) 은 마이크로렌즈 (804) 에 의하여 굴절된 광이 이격층 (820) 을 가지지 않는 특정 구현형태들에서 보다 광 변조기 (802) 의 중심에 더 근접하게 이동하도록 허용할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 이격층 (820) 의 두께는 약 0.01 μm 로부터 약 2 μm 까지의 범위 내이다. 또한, 이격층 (820) 의 다른 두께들, 예컨대 예를 들어, 약 5 μm 보다 더 적은, 약 10 μm 보다 더 적은 것 등이 이용될 수 있다. 이격층 (820) 은 실질적으로 투명한 재료 (예를 들어, 유리) 일 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 이격층 (820) 은 대략적으로 기판 (20) 의 굴절률과 동일한 굴절률을 가지는 재료를 포함한다. 이격층 (820) 은 광을 필터링하기 위한 필터 재료 (예를 들어, 컬러 필터) 및/또는 광을 확산시키기 위한 확산기 재료를 포함할 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 복수 개의 이격층들 (820), 예를 들어 실질적으로 투명한 이격층 및 확산기 층이 이용될 수 있다. 이격층들 (820) 의 많은 변동들이 가능하다. 하나 이상의 이격층들 (820) 이 본 명세서에서 기술된 구현형태들 중 임의의 것과 함께 이용될 수 있다. 도 9c 는, 그 내에서 마이크로렌즈들 (804) 이 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 에 인접하여 서로 머지되고 (merged) 중첩하며, 그리고 서로로부터 이격된 이산 엘리먼트들이 아닌, 일 구현형태를 개략적으로 도시한다. 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 에 인접한 마이크로렌즈 어레이의 일부 (822) 는 실질적으로 마이크로렌즈들 (804) 및 광 변조기들 (802) 을 분리시키는 이격층으로서 기능한다.

도 9d 는, 그 내에서 마이크로렌즈들 (804) 이 제 1 렌즈 (824) 및 제 2 렌즈 (828) 를 포함하는 복합 렌즈들을 포함하는, 일 구현형태를 개략적으로 도시한다. 이러한 구현형태에서는, 제 1 렌즈 (824) 는 볼록 외측 표면 (832a), 오목 내측 표면 (832b), 및 실질적으로 평면인 표면 (832c) 을 가지는 메니스커스 (meniscus) 렌즈이다. 제 2 렌즈 (828) 는 볼록 외측 표면 (834a) 및 실질적으로 평면인 표면 (834b) 을 가지는 평면볼록 렌즈이다. 도시된 구현형태에서는, 제 2 렌즈 (828) 의 볼록 외측 표면 (834a) 은 제 1 렌즈 (824) 의 오목 내측 표면 (832b) 과 접촉한다. 제 1 렌즈 (824) 는 제 2 렌즈 (828) 를 포함하는 재료의 굴절률과는 상이한 굴절률을 가지는 재료를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 렌즈들 (824, 828) 의 굴절률들 중 하나 또는 두 개 모두는 기판 (20) 의 굴절률과는 상이할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 제 2 렌즈 (828) 의 굴절률은 제 1 렌즈 (824) 의 굴절률보다 더 적다. 이러한 구현형태들의 하나의 잠재적인 장점은 제 2 렌즈 (828) 가 광을 반사층 (14) 에 대하여 수직인 방향을 향하여 굴절시키는 경향이 있다는 것인데, 이것이 변조기 (802) 의 컬러 응답을 개선할 수도 있다. 다른 구현형태들에서는, 복합 렌즈는 도 9d 에서 개략적으로 도시된 두 개의 렌즈들 (824, 828) 보다 더 많은 렌즈들을 포함할 수 있다. 또한, 다른 구현형태들에서는, 렌즈들 (824, 828) 은 개략적으로 도 9d 에서 도시된 것과 상이하도록 형상화되고/되거나 크기가 결정될 수도 있다.

다양한 구현형태들에서는, 제 2 렌즈 (828) 는 적어도 부분적으로 제 1 렌즈 (824) 내에 배치되거나 내장된다. 제 1 렌즈 (824) 는 실질적으로 평면인 표면 (832c) 을 포함할 수 있고, 제 2 렌즈는 실질적으로 평면인 표면 (834b) 을 포함할 수 있어서, 실질적으로 평면인 표면 (832c) 및 실질적으로 평면인 표면 (834b) 이 실질적으로 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 과 공평면이 되도록 한다. 몇 가지 구현형태들에서는, 외측 표면 (832a) 의 적어도 일부 및/또는 외측 표면 (834a) 의 적어도 일부는 기판 (20) 제 1 표면 (818) 으로부터 기판의 제 2 표면 (816) 을 향하여 연장한다. 표면들 (832a, 834a) 중 적어도 하나는 실질적으로 구의 일부일 수 있다.

도 9e 는, 그 내부에서 마이크로렌즈들 (804) 이 등급화된-굴절률의 (또는 경사-굴절률의) 렌즈들을 포함하는, 일 구현형태를 개략적으로 도시한다. 등급화된-굴절률의 렌즈에서는, 굴절률이 렌즈의 중심 및 표면 사이에서 (예를 들어, 마이크로렌즈들 (804) 에서 점묘법에 의하여 개략적으로 표현된 바와 같이) 변동한다. 등급화된-굴절률의 렌즈들의 몇 가지 구현형태들에서는, 굴절률은 렌즈의 표면 근처에서보다 렌즈의 중심 근처에서 더 크다. (다른 인자들 중에서) 굴절률에서의 변동이 렌즈에 의하여 굴절되는 광의 수렴 또는 집광의 원하는 정도를 제공하도록 선택될 수 있다.

도 10 은 기판에 내장된 마이크로렌즈에 의한 광의 수렴에 의하여 야기되는 광 변조기의 중심 근처의 조사에서의 증가의 예시적인 연산을 도시하는 그래프를 도시한다. 수직 축은 휘도 효율 비 (brightness efficiency ratio) 인데, 이것은 마이크로렌즈의 부재시에 발생할 평균 광 강도에 대한 (도 9a 내지 도 9e 에 도시된 구성들에서 마이크로렌즈의 중심의 직접적인 상부에서 변조기의 중심에서 측정된) 피크 광 강도의 비율이다. 수평 축은 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 및 광 변조기 (802) 사이의 분리이다. 예시적인 연산들은 아리조나 주의 투싼 (Tucson) 에 있는 브로 연구 기구 (Breault Research Organization) 로부터 구할 수 있는 진보된 시스템 분석 프로그램 (Advanced Systems Analysis Program; ASAP®) 을 이용하여 수행되었다. 이러한 연산들에서는, 마이크로렌즈는 15 μm 의 반경을 가지는 반구이며 2.05 의 굴절률을 가지는 SiN으로부터 형성되었다고 가정되었다. 기판은 1.51 의 굴절률을 가지는 유리인 것으로 가정되었다. 광은 기판 상에 수직으로 입사했다. 도 10 은 이러한 예시적인 연산에서 휘도 효율 비가 (0.01 μm 의 분리에 대하여) 약 1.6 로부터 (약 2 μm 의 분리에 대하여) 약 2 까지 증가한다는 것을 도시한다.

도 11a 및 도 11b 는 마이크로렌즈를 가지는 광 변조기에 대한 광 강도의 분포의 예시적인 연산들의 평면도들을 도시하는 조사 플롯들 (illumination plots) 을 도시한다. 도 11a 및 도 11b 에서는, 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 및 광 변조기 사이의 분리는 각각 0.01 μm 및 2.0 μm 이다. 이러한 예시적인 평면도들에서는, 광 변조기는 도 11a 및 도 11b 의 X-Y평면에서 방향들의 각각에서 -100 μm 및 +100 μm 사이로 연장한다. 마이크로렌즈의 중심은 조사 플롯들의 중심에 (예를 들어, X=0, Y=0 에) 포지셔닝된다. 마이크로렌즈의 단면은 곡선 (852) 에 의하여 도시된 원형이고, 15 μm 의 반경을 가진다. 각각의 그래프의 우측 및 하부에서의 인세트들 (insets) 은 조사 플롯의 중심을 지나서 수직 및 수평 단부 (cut) 각각에 따르는 (예를 들어, 자속 (flux) /μm², 임의의 단위들인) 강도 프로파일을 도시한다. 조사 플롯들 및 인세트들은, 마이크로렌즈의 중심 바로 아래의 포지션 (850) 에서의 광 강도가 렌즈 (852) 외부의 포지션들 (853) 에서의 강도에 비하여 증가된다는 것을 보여준다. 중심 (850) 을 향한 광의 수렴으로 인해, 조사 분포는 중심 (850) 으로부터 약 15 μm 의 거리에서의 더 낮은 강도의 원형 "계곡" (854) 을 가진다. 다음 표는 기판의 하부 표면 및 광 변조기 간의 상이한 분리들에 대한 (임의의 단위들에서의) 예시적인 강도들 및 휘도 효율 비들을 목록화한다.

도 12a 내지 도 12g 는 마이크로렌즈 및 광 변조기를 포함하는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 디스플레이를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 예시적인 단면들을 도시한다. 이러한 구현형태에서는, 마이크로렌즈들 그리고 광 변조기들이 피치 (D) 를 가지는 주기적 어레이로 배치된다. 어레이가 2 차원인 구현형태들에서는, 피치는 각각의 차원에서 상이할 수 있다. 다른 구현형태들에서는, 마이크로렌즈들 및/또는 광 변조기들은 비-주기적으로 1 차원 또는 2 차원으로 배치될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, (어레이의 일 차원 또는 두 차원들 모두에서) 광 변조기들의 피치는 실질적으로 (일 차원 또는 두 차원들 모두에서) 마이크로렌즈들의 피치와 매칭될 수 있다.

도 12a 에서는, 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 이 마이크로렌즈들의 피치 (D) 에서 이격된 개구들 (openings; 1008) 로 패터닝되는 마스크 (1004) 로 마스킹된다. 각각의 개구 (1008) 는 마이크로렌즈의 중심에 대응할 수 있다. 개구들 (1008) 은 예를 들어, 리소그래피를 통하여 형성될 수 있다. 마스크 (1004) 는, 기판 (20) 을 개구들 (1008) 을 통하여 에칭할 수 있는 에천트의 효과들을 차폐하기 위하여 이용된다. 또한, 기판 (20) 의 제 2 표면 (816) 도 개구들이 없이 마스킹되어 (도 12a 에 미도시) 제 2 표면 (816) 의 에칭을 방지할 수 있다. 그 내부에서 실질적으로 대칭적인 마이크로렌즈가 소망되는 구현형태들에서는 등방성 에천트, 예컨대 예를 들어, 불화수소 산 (HF) 이 유리 (SiO₂) 기판을 에칭하기 위하여 이용될 수 있다. 도 12b 를 참조하면, 기판 (20) 은 캐비티들 (1112) 을 형성하기에 충분한 시간 동안 에천트 내에 침습될 수 있다. 등방성 에칭을 위하여, 캐비티들 (1112) 은 실질적으로 반구형일 수도 있다. 그 내부에서 마이크로렌즈들이 이산적이고 분리된 엘리먼트들인 디스플레이 구현형태들에서는 (예를 들어, 도 9a 및 도 9b 를 참조한다), 에칭은 캐비티들 (1112) 이 서로 머지하고 적어도 부분적으로 중첩하기 이전에 (예를 들어, 캐비티의 반경이 피치 (D) 의 절반보다 더 적다) 중단된다. 그 내부에서 마이크로렌즈들이 서로 머지하는 디스플레이 구현형태들에 대해서는 (예를 들어, 도 9c 를 참조한다), 에칭은 더 긴 시간동안 계속됨으로써 캐비티들 (1112) 이 원하는 양에 의하여 중첩하도록 한다. 에칭에 후속하여, 마스크 (1004) 가 제거될 수 있다 (예를 들어, 도 12c 를 참조한다).

도 12d 에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 기판 (20) 의 굴절률과 상이한 굴절률을 가지는 유전체 재료의 층 (1116) 이 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 만일 기판 (20) 이 유리를 포함한다면, 층 (1116) 은 유전체 재료, 예컨대 SiN, SiON, 또는 폴리이미드를 포함할 수도 있다. 유전체 층 (1116) 은 실질적으로 캐비티들 (1112) 을 유전체 재료로 충진하기에 충분한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 개략적으로 도 12d 에서 도시된 일 구현형태에서는, 유전체 층 (1116) 은 캐비티들 (1112) 을 충진하고, 유전체 층 (1116) 의 일부는 표면 (818) 아래로 연장한다. 몇 가지 구현형태들에서는, 유전체 층 (1116) 은 적어도 부분적으로 캐비티들 (1112) 을 충진한다. 만일 층 (1116) 이 평탄화될 수 있는 재료를 포함하는 경우에는 바람직하다. 유전체 층 (1116) 은 등각 (conformal) 층, 박막, 또는 코팅을 포함할 수도 있다. 층 (1116) 은 박막화 기법들 (thin-film techniques), 예컨대 예를 들어 화학적 기상 증착 (chemical vapor deposition; CVD) 을 이용하여 기판 (20) 상에 증착될 수도 있다. (예를 들어, 광 변조기들을 형성하기 위한) 추후의 처리 단계들이 높은 온도들을 이용할 수도 있기 때문에, 만일 유전체 층 (1116) 이 고온 처리를 견딜 수 있는 재료를 포함한다면 바람직하다.

도 12e 에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 유전체 층 (1116) 은 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 까지 아래로 평탄화될 수 있다. 마이크로렌즈들 (804) 은 이를 통하여 기판 (20) 내에 제 1 표면 (818) 에 인접하여 형성된다. 몇 가지 구현형태들에서는, 화학적 기계적 연마 (chemical mechanical polishing; CMP) 가 이용되어 표면을 평탄화할 수 있다. 예를 들어, CMP는 유전체 층 (1116) 이 SiON을 포함하는 경우에 이용될 수 있다. 다른 구현형태들에서는, 만일 표면 (818) 을 커버하는 유전체 층 (1116) 이 충분히 두껍다면, 균일한 에칭 백 (etch back) 이 평탄화를 위하여 이용될 수 있다. 다른 평탄화 기법들, 예컨대 예를 들어, 산화, 화학적 에칭, 스퍼터링 등이 이용될 수 있다.

도 12f 는 이격층 (820) 을 마이크로렌즈들 (840) 및 광 변조기들 (802) 사이에 제공하기 위하여 이용될 수 있는 선택적인 단계를 개략적으로 도시한다. 이러한 선택적인 단계에서는, 이격층 (820) 이 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성된다. 이격층 (820) 은 예를 들어 CVD에 의하여 증착될 수 있다. 이격층 (820) 은 유전체 재료, 예컨대 예를 들어 유리를 포함할 수 있다. 원할 경우에는, 추가적인 선택적 처리 단계들이 이용되어 추가적 이격층들, 필터 층들, 확산기 층들, 패시베이션층들 등을 제공할 수 있다. 도 9c 에서 도시된 디스플레이 (800) 를 참조하여 논의된 바와 같이, 다른 구현형태들에서는, 이격층 (824) 은 도 12b 를 참조하여 위에서 논의된 바와 같이 캐비티들 (1112) 을 형성하기 위한 에칭 시간을 증가시킴으로써 제공될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 에칭 시간은 마이크로렌즈들 (804) 이 적어도 부분적으로 중첩하고 층 (824) 을 형성하기에 충분히 길며, 그리고 이격층 (820) 도 역시 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성된다.

도 12g 에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 광 변조기들 (802) 의 어레이는 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 광 변조기들 (802) 은 부분적 리플렉터를 포함하는 광학적 스택 (16), 및 그 사이에서 광학적 캐비티 (806) 를 정의하는 가동 반사층 (14) 을 포함한다. 광 변조기들 (802) 은, 예를 들어, 부분적 리플렉터를 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성하는 것, 서포트 구조 (예를 들어, 포스트들 (18)) 를 형성하는 것, 희생 층을 부분적 리플렉터 상에 형성하는 것, 그리고 가동 리플렉터를 희생 층 상에 형성하는 것에 의하여 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성될 수도 있다. 희생 층은 에칭되어 없어져서 광학적 캐비티 (806) 를 형성할 수 있다. 기판 (20) 상에 형성된 광 변조기들 (802) 의 어레이는 기판 (20) 내에 내장된 마이크로렌즈들 (804) 의 어레이와 동일한 피치 (D) 를 가질 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 각각의 광 변조기 (802) 는 대응하는 마이크로렌즈 (804) 와 정렬된다. 예를 들어, 각각의 광 변조기 (802) 의 중심은 실질적으로 각각의 마이크로렌즈 (804) 의 중심과 정렬될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 기판 (20) 상의 마이크로렌즈들 (804) 의 패턴은 처리 동안에 용이하게 검출가능할 수 있고, 광 변조기들 (802) 의 대응하는 마이크로렌즈들 (804) 과의 정렬이 용이하게 획득될 수 있다.

광 변조기들 (802) 을 형성하기 위한 다른 구현형태에서는, 광학적 스택 (16) 의 층들은 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성되고 평행 스트립들로 패터닝될 수 있다. 평행 스트립들은 디스플레이 (800) 에서 행 전극들을 형성할 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 광학적 스택 (16) 은 수 개의 층들을 포함할 수 있는데, 이것은 예를 들어 인듐 주석 산화물 (ITO) 과 같은 전극 층의 하나 이상, 크롬과 같은 부분적인 반사층, 및 투명한 유전체를 포함할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 광학적 스택 (16) 의 층들 중 하나 이상이 증착에 의하여 형성된다. 가동 반사층 (14) 은, (행 전극들과 직교하는) 증착된 금속층 또는 층들의 평행 스트립들의 시리즈로서 형성되어 상부 포스트들 (18) 상에 증착된 열들 및 포스트들 (18) 사이에 증착된 개재 희생 재료 (intervening sacrificial material) 를 형성할 수도 있다. 희생 재료가 에칭되어 없어지면, 가동 반사층 (14) 은 광학적 스택 (16) 으로부터 갭 (19) 에 의하여 분리되고, 이를 통하여 광을 변조하기 위한 광학적 캐비티 (806) 를 제공한다. 광 변조기들 (802) 은 (예를 들어, 행 및 열 전극들을 통하여) 개별적으로 어드레싱가능하고 전기적 신호에 응답하여 작동되도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 가동 반사층 (14) 은 전기적으로 작동됨으로써 광학적 스택 (16) 을 향하여 또는 이로부터 멀어지게 이동하여 광학적 캐비티 내의 (806) 내에서 간섭 측정으로 광을 변조할 수 있다.

광 변조기들 (802) 은 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 광학적 스택 (16) 은 제 1 표면 (818) 상에 형성될 수 있다. 선택적인 이격층 (820) 을 포함하는 구현형태들에서는, 광 변조기들 (802) 은 이격층 (820) 의 하부 표면 상에 형성될 수 있다.

도 13a 내지 도 13g 는 복합 마이크로렌즈 및 광 변조기를 포함하는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 디스플레이 (800) 를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 예시적인 단면들을 도시한다. 이러한 방법에서는, 도 13a 내지 도 13c 에 도시된 처리는 일반적으로 도 12a 내지 도 12c 에 도시된 처리와 유사할 수 있다. 도 13d 에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 기판 (20) 의 굴절률과 상이한 굴절률을 가지는 유전체 재료의 제 1 층 (1116a) 이 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성될 수 있다. 제 1 유전체 층 (1116a) 은 등각 층, 박막, 또는 코팅을 포함할 수 있다. 제 1 유전체 층 (1116a) 은 박막 기법들, 예컨대 예를 들어 CVD를 이용하여 기판 (20) 상에 증착될 수도 있다. 제 1 유전체 층 (1116a) 은 적어도 부분적으로 기판 (20) 내에 형성된 캐비티들 (1112) 을 충진하기에 충분히 두껍고 제 1 유전체 층 (1116a) 의 하부 표면 (1117) 아래에 개구들 (1120) 을 제공하기에 충분히 얇은 두께를 가질 수 있다. 제 1 유전체 층 (1116a) 은, 개구들 (1120) 이 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 연장하여 아래에서 논의되는 바와 같이 복합 마이크로렌즈를 형성하기 위한 추가적 재료의 도입을 허용하도록 구성될 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 개구들 (1120) 은 대략적으로 구 (예를 들어 반구) 의 일부인 형상을 가진다. 다른 형상들, 예컨대 예를 들어, 타원형들, 타원체들, 원기둥들, 프리즘들, 다면체 등이 가능하다.

도 13e 에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 제 2 유전체 층 (1116b) 이 제 1 유전체 층 (1116b) 상에 형성된다. 제 2 유전체 층 (1116b) 은 등각 층, 박막, 또는 코팅을 포함할 수도 있다. 도 13e 에서 도시된 일 구현형태에서는, 제 2 유전체 층 (1116b) 은 실질적으로 개구들 (1120) 을 충진한다. 제 2 유전체 층 (1116b) 은 제 1 유전체 층 (1116a) 의 굴절률과는 상이한 굴절률을 가지는 재료를 포함할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 제 2 층 (1116b) 의 굴절률은 (예를 들어, 도 9d 을 참조하여 위에서 논의된 바와 같이) 제 1 층 (1116a) 의 굴절률보다 더 적다. 층들 (1116a, 1116b) 은 다양한 유전체 재료들, 예컨대 예를 들어, SiN, SiON, 또는 폴리이미드를 포함할 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 만일 층들 (1116a, 1116b) 이 평탄화될 수 있고 광 변조기들을 형성하기 위하여 통상적으로 이용되는 더 높은 처리 온도들을 견딜 수 있는 재료들을 포함하는 것이 바람직할 수도 있다.

도 13f 에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 유전체 층들 (1116a 및 1116b) 은 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 까지 아래로 평탄화된다. 예를 들어, CMP는 몇 가지 구현형태들에서는 평탄화를 위하여 이용될 수 있다. 복합 마이크로렌즈들 (804) 은 이를 통하여 기판 (20) 내에 제 1 표면 (818) 에 인접하여 형성된다. 도 13f 에서 도시된 복합 마이크로렌즈 (804) 는 (제 1 유전체 층 (1116a) 으로부터의 재료를 포함하는) 제 1 렌즈 (824) 및 (제 2 유전체 층 (1116b) 으로부터의 재료를 포함하는) 제 2 렌즈 (828) 를 포함한다. 다른 인자들 (예를 들어, 캐비티 (1120)) 의 반경) 중에서, 유전체 층들 (1116a, 1116b) 의 굴절률들 및/또는 두께들이 마이크로렌즈 (804) 의 원하는 광학적 특징들 (예를 들어, 초점 길이) 을 제공하도록 선택될 수 있다. 다른 구현형태들에서는, 평탄화 이전에, 추가적 유전체 층들이 세 개 이상의 렌즈들을 포함하는 복합 렌즈를 형성하기 위하여 제 1 및 제 2 층들 (1116a, 1116b) 상에 형성될 수 있다.

도 13g 에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 광 변조기들 (802) 의 어레이는 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성된다. 광 변조기들 (802) 은 도 12g 를 참조하여 위에서 논의된 것과 일반적으로 유사하게 형성될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 하나 이상의 이격층들, 필터 층들, 확산기 층들, 패시베이션층들 등이 광 변조기들을 형성하기 이전에 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성될 수 있다 (예를 들어, 도 12f 를 참조한다).

도 14a 내지 도 14c 는 등급화된-굴절률의 (또는 경사-굴절률의) 마이크로렌즈 및 광 변조기를 포함하는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 디스플레이를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 예시적인 단면들을 도시한다. 도 14a 에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 은 실질적으로 도펀트에 대해 비침투성인 재료를 포함하는 마스크 (1130) 로 마스킹된다. 마스크 (1130) 는 도펀트가 기판 (20) 내로 개구들 (1134) 을 통과하여 확산하도록 허용하는 개구들 (1134) 로 패터닝된다. 도 14a 에서 도시된 일 구현형태에서는, 개구들 (1134) 은 마이크로렌즈들의 어레이에 대한 피치 (D) 에서 이격된다. 몇 가지 구현형태들에서는, 기판의 제 2 표면 (816) 은 (개구들이 없이) 마스킹되어 제 2 표면 (816) 을 통과한 기판 (20) 내로의 도펀트의 확산을 방지한다. 도펀도는 기판 (20) 의 광학적 성질을 변화시키도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 도펀트는 기판 (20) 의 굴절률을 변화 (예를 들어 증가 또는 감소) 시키도록 선택될 수 있다. 유리 (예를 들어, SiO₂) 기판의 경우에서는, 도펀트의 예는 붕소인데, 이것이 유리의 굴절률을 증가시킨다. 추가적 및/또는 상이한 도펀트들이 다른 구현형태들에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 인 (phosphorous) 이 몇 가지 구현형태들에서는 도펀트로서 이용될 수 있다.

기판 (20) 은 도펀트의 존재하에 도펀트를 개구들 (1134) 를 통과하여 그리고 기판 (20) 내로 확산시키기에 충분한 온도까지 가열될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 기판 (20) 은 이러한 온도에서 도펀트의 원하는 양이 기판 (20) 내로 확산하도록 허용하고/하거나 원하는 농도 경사가 기판 (20) 내에 제공하도록 허용하기에 충분한 지속기간 동안 유지된다. 확산 프로세스는 도펀트의 농도 내에 경사를 생성함으로써, 농도가 일반적으로 개구들 (1134) 근처에서 가장 높고 개구들 (1134) 로부터의 거리가 멀어짐에 따라서 감소하도록 한다. 기판의 굴절률을 변화시키는 도펀트의 경우에서는, 도펀트의 농도 경사는 각각의 개구 (1134) 근처에서 기판 (20) 의 굴절률 내의 경사를 제공하여 (예를 들어, 도 9e, 도 14b 및 도 14c 를 참조한다), 이를 통하여 등급화된-굴절률의 마이크로렌즈들 (804) 을 제공한다. 다양한 구현형태들에서는, 가열의 지속기간 및/또는 온도, 도펀트의 타입, 개구들 (1134) 의 크기/형상 등등을 포함하는 인자들은 등급화된-굴절률의 마이크로렌즈들 (804) 의 원하는 광학적 특징들 (예를 들어, 초점 길이, 마이크로렌즈의 크기/형상 등) 을 제공하도록 선택될 수 있다. 만일 마스크 (1130) (및/또는, 만일 이용된다면 제 2 표면 (816) 상의 마스크) 가 디스플레이 (800) 의 원하는 광학적 성질들과 간섭한다면, 하나의 (또는 양자의) 마스크들이 제거될 수 있다 (도 14b 는 마스크 (1130) 가 제거된 구현형태를 도시한다).

몇 가지 구현형태들에서는, 도 14a 내지 도 14c 를 참조하여 도시되고 기술된 것들에 추가되는 처리 단계들이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 은 마이크로렌즈들 (804) 의 형성 이후에 평탄화 (예를 들어, CMP를 통하여) 될 수도 있다. 만일 제 1 표면 (818) 에 인접한 등급화된-굴절률 마이크로렌즈들의 형성으로부터의 응력이 기판 (20) 의 변형 (warping) 을 야기하는 경향이 있을 수도 있다면, 유사하지만 비패턴화된 도펀트가 제 2 표면 (816) 으로 인가되어 응력을 보상할 수 있다. 하나 이상의 이격층들, 확산기 층들, 필터 층들, 및/또는 패시베이션층들이 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성될 수도 있다.

도 14c 에서 개략적으로 예시된 바와 같이, 광 변조기들 (802) 은 도 12g 및 도 13g 를 참조하여 위에서 설명된 방법들을 이용하여 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성될 수 있다.

원할 경우에는, 마이크로렌즈들의 어레이가 기판에 형성됨으로써 어레이가 단일-엘리먼트 렌즈들 (예를 들어, 도 8 및 도 9a 내지 도 9c 를 참조한다), 복합 렌즈들 (예를 들어, 도 9d 를 참조한다), 및/또는 등급화된-굴절률의 렌즈들 (예를 들어, 도 9d 를 참조한다) 을 포함하도록 할 수 있다. 예를 들어, 기판 (20) 은 마스킹될 수 있고, 제 1 복수 개의 단일-엘리먼트 렌즈들이 도 12a 내지 도 12e 를 참조하여 기술된 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 그러면, 기판 (20) 은 다시 마스킹되고 패터닝되고, 제 2 복수 개의 복합 렌즈들이 도 13a 내지 도 13f 를 참조하여 설명된 방법을 이용하여 형성될 수 있고/있거나, 제 3 복수 개의 등급화된-굴절률의 렌즈들이 도 14a 및 도 14b 를 참조하여 설명된 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 광 변조기들이 본 명세서에서 설명된 바와 같이 마이크로렌즈들 상에 형성될 수 있다. 많은 변동들이 가능하며, 그리고 본 명세서에서 설명된 방법들 및 프로세스들 중 임의의 것이 서로와 함께 그리고/또는 다른 제조 프로세스들과 함께 이용될 수 있다.

도 15 는 광 변조기 (802) 및 마이크로렌즈 (804) 를 포함하는 디스플레이 엘리먼트 (801) 의 제조 방법 (1200) 을 도시하는 흐름도의 일 예를 도시한다. 블록 (1204) 에서는, 마이크로렌즈 (804) 가 기판 (20) 내에 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 에 인접하게 형성된다. 다양한 구현형태들에서는, 마이크로렌즈 (804) 는 도 12a 내지 도 12e 를 참조하여 기술된 바와 같은 단순 렌즈 (예를 들어, 단일 엘리먼트), 도 13a 내지 도 13f 를 참조하여 기술된 바와 같은 복합 렌즈 (예를 들어, 두 개의 엘리먼트들), 및/또는 도 14a 및 도 14b 를 참조하여 기술된 바와 같은 등급화된-굴절률의 렌즈로서 형성될 수도 있다. 선택적인 블록 (1208) 에서는, 하나 이상의 이격층들 (820, 824) 이 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성된다. 이격층들 중 하나 이상은 필터 층, 확산기 층, 패시베이션층 등을 포함할 수도 있다. 블록 (1212) 에서는, 광 변조기 (802) 가 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성된다. 이에 상응하여, 이러한 구현형태들에서는, 광 변조기 (802) 는 마이크로렌즈 (804) 가 기판 (20) 내에 형성된 이후에 기판 (20) 상에 형성된다. 광 변조기 (802) 는 실질적으로 마이크로렌즈 (804) 와 정렬될 수 있다. 광 변조기 (802) 는 본 명세서에서 기술된 광 변조기들의 구현형태들의 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 변조기 (802) 는 반사형 광 변조기, 간섭 방식 광 변조기 등을 포함할 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 광 변조기 (802) 는 기판 (20) 의 제 1 표면 (818) 상에 형성되거나, 만일 선택적인 이격층 (820) 이 이용된다면 이격층의 하부 표면 상에 형성된다. 디스플레이 엘리먼트들 (801) 은 (정규 또는 비정규적인) 1-차원 또는 2 차원 어레이로 형성될 수 있다. 디스플레이 엘리먼트들 (801) 은, 이용시에, 디스플레이 (800) 상에 입사하는 (예를 들어, 제 2 표면 (816) 상에 입사하는) 광이 기판 (20) 을 통과하여, 그 후에, 마이크로렌즈들 (804) 을 통과하여, 그 후에, (이용된다면) 이격층 (820) 을 통과하여 지나가고, 그 후에 광 변조기들 (802) 의 광학적 캐비티 (806) 에 진입하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 (800) 는 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들 (801) 을 포함할 수 있는데, 디스플레이 엘리먼트들 (801) 의 각각은 방법 (1200) 에 따라서 형성된다.

도 16a 및 도 16b 는 복수 개의 간섭 방식 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스 (40) 를 도시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스 (40) 는 셀룰러 또는 모바일 전화기일 수 있다. 그러나, 디스플레이 디바이스 (40) 의 동일한 컴포넌트들 또는 그들의 다소간의 변동들도 역시 디스플레이 디바이스들, 예컨대 텔레비전들, e-리더기들 그리고 휴대용 미디어 플레이어들의 다양한 타입들을 도시한다.

디스플레이 디바이스 (40) 는 하우징 (41), 디스플레이 (30), 안테나 (43), 스피커 (45), 입력 디바이스 (48), 및 마이크 (46) 를 포함한다. 하우징 (41) 은 사출 성형 (injection molding), 및 진공 성형 (vacuum forming) 을 포함하는 다양한 제조 프로세스들 중 임의의 것으로부터 형성될 수 있다. 또한, 하우징 (41) 은: 플라스틱, 금속, 유리, 고무, 및 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지는 않는 다양한 재료들 중 임의의 것으로부터 제조될 수도 있다. 하우징 (41) 은 상이한 컬러 또는 상이한 로고들, 픽쳐들, 또는 심볼들을 포함하는 다른 착탈식 부분들과 상호교환될 수도 있는 착탈식 부분들 (미도시) 을 포함할 수 있다.

디스플레이 (30) 는 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 쌍안정 또는 아날로그 디스플레이를 포함하는 다양한 디스플레이들 중 임의의 것일 수도 있다. 또한, 디스플레이 (30) 는 평판-패널 디스플레이, 예컨대 플라즈마, EL, OLED, STN LCD, 또는 TFT LCD, 또는 비-평판-패널 디스플레이, 예컨대 CRT 또는 다른 튜브 디바이스를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 디스플레이 (30) 는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 간섭 방식 변조기 디스플레이를 포함할 수 있다.

디스플레이 디바이스 (40) 의 컴포넌트들이 도 16b 에서 개략적으로 도시된다. 디스플레이 디바이스 (40) 는 하우징 (41) 을 포함하고 그 내부에 적어도 부분적으로 밀폐되는 추가적 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스 (40) 는 송수신기 (47) 로 커플링된 안테나 (43) 를 포함하는 네트워크 인터페이스 (27) 를 포함한다. 송수신기 (47) 는 프로세서 (21) 로 연결되고, 이것은 컨디셔닝 하드웨어 (52) 로 연결된다. 컨디셔닝 하드웨어 (52) 는 신호를 컨디셔닝하도록 (예를 들어, 신호를 필터링한다) 구성될 수도 있다. 컨디셔닝 하드웨어 (52) 는 스피커 (45) 및 마이크 (46) 로 연결된다. 또한, 프로세서 (21) 는 입력 디바이스 (48) 및 드라이버 제어기 (29) 로 연결된다. 드라이버 제어기 (29) 는 프레임 버퍼 (28) 로, 그리고 어레이 드라이버 (22) 로 커플링되는데, 이것은 이제 디스플레이 어레이 (30) 로 커플링된다. 전원 (50) 은 전력을 특정한 디스플레이 디바이스 (40) 디자인에 의하여 요구되는 바와 같이 모든 컴포넌트들로 제공할 수 있다.

네트워크 인터페이스 (27) 는 안테나 (43) 및 송수신기 (47) 를 포함함으로써 디스플레이 디바이스 (40) 가 네트워크를 통해 하나 이상의 디바이스들과 통신할 수 있도록 한다. 또한, 네트워크 인터페이스 (27) 는, 예를 들어 프로세서 (21) 의 데이터 처리 요구 사항들을 완화하기 위한 몇 개의 처리 능력들을 가질 수도 있다. 안테나 (43) 는 신호들을 송신 및 수신할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 안테나 (43) 는 RF 신호들을 IEEE 16.11 (a), (b), 또는 (g) 를 포함하는 IEEE 16.11 표준, 또는 IEEE 802.11a, b, g 또는 n 을 포함하는 IEEE 802.11 표준에 따라서 송신 및 수신한다. 몇 개의 다른 구현형태들에서는, 안테나 (43) 는 RF 신호들을 블루투스 표준에 따라서 송신 및 수신한다. 셀룰러 전화기의 경우에서는, 안테나 (43) 는 코드 분할 다중 접속 (Code Division Multiple Access; CDMA), 주파수 분할 다중 접속 (Frequency Division Multiple Access; FDMA), 시분할 다중 접속 (Time Division Multiple Access; TDMA), 이동 통신 세계화 시스템 (Global System for Mobile Communications; GSM), GSM/범용 패킷 무선 서비스 (GSM/General Packet Radio Service; GPRS), 향상된 데이터 GSM 환경 (Enhanced Data GSM Environment; EDGE), TETRA (Terrestrial Trunked Radio), 광대역-CDMA (Wideband-CDMA; W-CDMA), 데이터 최적화 진화 (Evolution-Data Optimized; EV-DO) 1xEV-DO, EV-DO Rev A, EV-DO Rev B, 고속 패킷 접속 (High Speed Packet Access; HSPA), 고속 다운링크 패킷 접속 (High Speed Downlink Packet Access; HSDPA), 고속 업링크 패킷 접속 (High Speed Uplink Packet Access; HSUPA), 진화된 고속 패킷 접속 (Evolved High Speed Packet Access; HSPA+), 장기 진화 (Long Term Evolution; LTE), AMPS, 또는 3G 또는 4G 기술을 사용하는 시스템과 같은 무선 네트워크 내에서 통신하기 위하여 이용되는 다른 공지된 신호들을 수신하도록 설계된다. 송수신기 (47) 는 안테나 (43) 로부터 수신된 신호들을 선-처리하여 그들이 프로세서 (21) 에 의하여 수신되고 더욱 조작될 수도 있도록 할 수 있다. 또한, 송수신기 (47) 는 프로세서 (21) 로부터 수신된 신호들을 처리하여, 그들이 디스플레이 디바이스 (40) 로부터 안테나 (43) 를 통하여 송신될 수도 있도록 할 수 있다.

몇 가지 구현형태들에서는, 송수신기 (47) 는 수신기에 의하여 대체될 수 있다. 또한, 네트워크 인터페이스 (27) 는 이미지 소스에 의하여 대체될 수 있는데, 이것은 프로세서 (21) 로 전송될 이미지 데이터를 저장하거나 발생시킨다. 프로세서 (21) 는 디스플레이 디바이스 (40) 의 전체 동작을 제어할 수 있다. 프로세서 (21) 는 데이터, 예컨대 압축된 이미지 데이터를 네트워크 인터페이스 (27) 또는 이미지 소스로부터 수신하고, 그 데이터를 원시 (raw) 이미지 데이터로 또는 원시 이미지 데이터로 용이하게 처리되는 포맷으로 처리한다. 프로세서 (21) 는 처리된 데이터를 드라이버 제어기 (29) 로 또는 저장을 위하여 프레임 버퍼 (28) 로 전송할 수 있다. 원시 데이터란 이미지 내의 각 위치에서의 이미지 특징들을 식별하는 정보를 통상적으로 지칭한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특징들은 컬러, 포화, 그리고 계조 (gray-scale) 레벨을 포함할 수 있다.

프로세서 (21) 는 디스플레이 디바이스 (40) 의 동작을 제어하기 위한 마이크로제어기, CPU, 또는 로직 유닛을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어 (52) 는 신호들을 스피커 (45) 로 송신하기 위한, 그리고 신호들을 마이크 (46) 로부터 수신하기 위한 증폭기들 및 필터들을 포함할 수도 있다. 컨디셔닝 하드웨어 (52) 는 디스플레이 디바이스 (40) 내의 이산 컴포넌트들 일 수도 있거나, 프로세서 (21) 또는 다른 컴포넌트들 내에 내장될 수도 있다.

드라이버 제어기 (29) 는 프로세서 (21) 에 의하여 발생된 원시 이미지 데이터를 프로세서 (21) 로부터 직접적으로 또는 프레임 버퍼 (28) 로부터 취할 수 있고, 원시 이미지 데이터를 어레이 드라이버 (22) 로의 고속 송신을 위하여 적절하게 재포매팅 (reformat) 할 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 드라이버 제어기 (29) 는 원시 이미지 데이터를 래스터-유사 포맷을 가지는 데이터 흐름으로 재포매팅함으로써, 이것이 디스플레이 어레이 (30) 에 걸친 주사를 위하여 적절한 시간 순서를 가지도록 할 수 있다. 그러면, 드라이버 제어기 (29) 는 포매팅된 정보를 어레이 드라이버 (22) 로 전송한다. 비록 드라이버 제어기 (29), 예컨대 LCD 제어기가 흔히 독립형 집적 회로 (IC) 로서 시스템 프로세서 (21) 와 연관되지만, 이러한 제어기들은 많은 방식들로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 제어기들은 프로세서 (21) 내에 하드웨어로서 내장되거나, 프로세서 (21) 내에 소프트웨어로서 내장되거나, 하드웨어로 어레이 드라이버 (22) 와 함께 집적될 수도 있다.

어레이 드라이버 (22) 는 포매팅된 정보를 드라이버 제어기 (29) 로부터 수신할 수 있고 그 비디오 데이터를, 그 디스플레이의 픽셀들의 x-y 매트릭스로부터 오는 수백 개들, 및 가끔은 수천 개들 (또는 그 이상) 의 리드들 (leads) 로 초당 여러 번 인가되는 파형들의 평행 세트로 재포매팅할 수 있다.

몇 가지 구현형태들에서는, 드라이버 제어기 (29), 어레이 드라이버 (22), 및 디스플레이 어레이 (30) 는 본 명세서에서 기술된 디스플레이들의 타입들의 임의의 것에 대하여 적합하다. 예를 들어, 드라이버 제어기 (29) 는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기 (예를 들어, IMOD 제어기) 일 수 있다. 추가적으로, 어레이 드라이버 (22) 는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버 (예를 들어, IMOD 디스플레이 드라이버) 일 수 있다. 더욱이, 디스플레이 어레이 (30) 는 종래의 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이 (예를 들어, IMOD들의 어레이를 포함하는 디스플레이) 일 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 드라이버 제어기 (29) 는 어레이 드라이버 (22) 와 함께 집적될 수 있다. 이러한 구현형태는 고 집적된 시스템들, 예컨대 셀룰러 폰들, 시계들 및 다른 소-영역 디스플레이들 내에서 공통적이다.

몇 가지 구현형태들에서는, 입력 디바이스 (48) 는, 예를 들어 사용자가 디스플레이 디바이스 (40) 의 동작을 제어하도록 허용하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스 (48) 는 키패드, 예컨대 쿼티 (QWERTY) 키보드 또는 전화기 키패드, 버튼, 스위치, 로커 (rocker), 터치-감지 스크린, 또는 압력-감지 또는 열-감지 막을 포함할 수 있다. 마이크 (46) 는 디스플레이 디바이스 (40) 에 대한 입력 디바이스로서 구성될 수 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 마이크 (46) 를 통과하는 음성 명령이 디스플레이 디바이스 (40) 의 동작들을 제어하기 위하여 이용될 수 있다.

전원 (50) 은 당업계에 주지되는 바와 같은 다양한 에너지 스토리지 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전원 (50) 은 재충전가능한 배터리, 예컨대 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬-이온 배터리일 수 있다. 또한, 전원 (50) 은 재생가능 (renewable) 에너지 소스, 커패시터, 또는 플라스틱 솔라 셀 또는 솔라-셀 페인트 (solar-cell paint) 를 포함하는 솔라 셀일 수 있다. 또한, 전원 (50) 은 전력을 벽 콘센트 (wall outlet) 로부터 수신하도록 구성될 수 있다.

몇 가지 구현형태들에서는, 제어 프로그램가능성 (control programmability) 이 전자적 디스플레이 시스템 내의 수 개의 장소들에 위치될 수 있는 드라이버 제어기 (29) 내에 상주한다. 몇 개의 다른 구현형태들에서는, 제어 프로그램가능성은 어레이 드라이버 (22) 내에서 상주한다. 위에서 설명된 최적화는 임의의 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들에서 그리고 다양한 구성들에서 구현될 수도 있다.

본 명세서에서 기술된 디바이스들 (예를 들어, 디스플레이, 디스플레이 엘리먼트들, 마이크로렌즈들, 및/또는 광 변조기들) 을 형성하기 위한 프로세스 내에 변동들이 발생할 수 있다. 예를 들어, 추가적 단계들이 포함될 수도 있고, 단계들이 제거될 수도 있으며, 단계들이 통합될 수도 있고/있거나, 단계들의 순서가 변경될 수도 있다. 이와 유사하게, 디바이스들은 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과는 상이하게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 추가적인 컴포넌트들이 추가될 수도 있고, 컴포넌트들이 제거될 수도 있으며, 컴포넌트들이 조합될 수도 있거나, 컴포넌트들의 순서 및/또는 배치가 변경될 수도 있다. 컴포넌트들은 그에 포함된 상이한 크기들, 형상들, 및/또는 피쳐들을 가질 수도 있다. 또한, 컴포넌트들은 추가적 및/또는 상이한 재료들을 포함할 수도 있다. 컴포넌트 엘리먼트들의 배치 및 구조 및 디바이스를 이용하는 방법들 및/또는 디바이스를 제조하는 방법들에서의 또 다른 변동들이 가능하다.

본 명세서에서 개시된 구현형태들과 연계하여 설명된 다양한 예시적인 로직들, 논리적 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들은 전자적 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합들로서 구현될 수도 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 교환가능성은 기능성의 관점에서 일반적으로 설명되고, 위에서 설명된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들에서 설명되었다. 이러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템 상에 부과되는 디자인 제약들에 의존한다.

본 명세서에서 개시된 양태들과 연계되어 설명되는 다양한 예시적인 로직들, 논리적 블록들, 모듈들 및 회로들을 구현하기 위하여 이용되는 하드웨어 및 데이터 처리 장치는 범용 단일- 또는 다중-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (digital signal processor; DSP), 주문형 집적회로 (application specific integrated circuit; ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (field programmable gate array; FPGA) 또는 다른 프로그램가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명되는 기능들을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 조합을 이용하여 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서, 임의의 종래 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수 개의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 특정한 단계들 및 방법들이 주어진 기능에 특유한 회로부에 의하여 수행될 수도 있다.

하나 이상의 양태들에서, 설명된 기능들은 본 명세서에서 개시된 구조들 및 그것의 그들의 구조적 등가물들을 포함하는 하드웨어, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 설명되는 기술 요지의 구현형태들은, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들, 즉 데이터 처리 장치에 의하여 실행되기 위하여 컴퓨터 저장 매체들 상에 인코딩되거나 이것의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램 명령어들의 하나 이상의 모듈들로서 구현될 수 있다.

본 개시물에서 설명된 구현형태들에 대한 다양한 수정들이 당업자들에게 명백할 수도 있으며, 그리고 본 명세서에서 정의된 총칭적 원리들은 본 개시물의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않으면서 다른 구현형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시물은 본 명세서에서 도시된 구현형태들로 한정되도록 의도되지 않으며, 반대로 본 명세서에서 개시된 특허청구범위들, 원리들 및 신규한 피쳐들과 일치하는 가장 넓은 범위인 것으로 인정되어야 한다. 단어 "예시적인 (exemplary)" 은 본 명세서에서 배타적으로 이용되어 "일 예, 실례, 또는 예시의 역할을 하는" 을 의미한다. 본 명세서에서 "예시적인" 것으로 설명된 임의의 구현형태는 반드시 다른 구현형태들 보다 더 바람직하거나 더 이점을 가지는 것으로 해석되는 것은 아니다. 추가적으로, 당업자는 용어들 "상부" 및 "하부" 가 가끔은 도면들을 설명하는 것의 용이화를 위하여 이용되며, 그리고 적합하게 방위된 페이지 상의 도면의 방위에 대응하는 상대적인 포지션들을 표시하는 것이, 구현된 바와 같은 IMOD의 적합한 방위를 반영하지 않을 수도 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.

또한, 개별 구현형태들의 콘텍스트에서 본 명세서에서 설명된 어떤 피쳐들은 단일 구현형태에서 조합되어 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현형태의 콘텍스트에서 설명된 다양한 피쳐들도 역시 개별적으로 다중 구현형태들에서 또는 임의의 적절한 서브조합 내에서 구현될 수 있다. 더욱이, 비록 피쳐들이 특정 조합들에서 역할을 수행하는 것으로 위에서 설명되고 심지어는 그와 같이 애초에 청구될 수도 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 피쳐들이 어떤 경우들에서는 그 조합으로부터 제외될 수도 있고, 청구된 조합은 서브조합 또는 서브조합의 변동으로 직결될 수도 있다.

이와 유사하게, 동작들이 도면들에서 특정한 순서로 묘사되는 반면에, 원하는 결과들을 획득하기 위하여 이러한 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적인 순서로 수행되어야 하거나, 도시된 모든 동작들이 수행되어야 한다고 요구하는 것으로 이해되어서는 안된다. 어떤 상황들에서는, 멀티태스킹 및 병렬 처리가 이로울 수도 있다. 더욱이, 위에서 설명된 구현형태들에서의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리가 모든 구현형태들에서 이러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안되고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 내에 서로 집적되거나 다중 소프트웨어 제품들로 패키지화될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현형태들이 후속하는 특허청구범위들의 범위 내에 속한다. 몇 가지 경우들에서는, 특허청구범위들에서 진술된 동작들은 상이한 순서로 수행되고 여전히 원하는 결과들을 획득할 수 있다.

Claims

디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법으로서,
마이크로렌즈를 제 1 표면 및 제 2 표면을 가지는 기판에 형성하는 단계로서, 상기 제 1 표면은 상기 제 2 표면으로부터 이격되고, 상기 마이크로렌즈가 상기 기판의 상기 제 1 표면에 인접하게 배치되는, 상기 마이크로렌즈를 형성하는 단계; 및
광 변조기를 상기 기판의 상기 제 1 표면 상에 형성하는 단계로서, 상기 광 변조기는 상기 마이크로렌즈 상에 배치되고, 상기 광 변조기는 간섭 방식으로 광을 변조하도록 조절되도록 구성되는 광학적 캐비티를 포함하는, 상기 광 변조기를 형성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈를 형성하는 상기 단계는,
캐비티를 상기 기판의 상기 제 1 표면 내에 형성하는 단계; 및
제 1 유전체 층을 제 1 표면 상에 형성하는 단계로서, 상기 제 1 유전체 층은 기판의 굴절률과는 상이한 굴절률을 포함하고, 상기 제 1 유전체 층은 적어도 부분적으로 상기 기판의 상기 제 1 표면 내의 상기 캐비티를 충진하는, 상기 제 1 유전체 층을 형성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 유전체 층의 굴절률은 상기 기판의 굴절률보다 더 큰, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 기판은 유리를 포함하고, 상기 제 1 유전체 층은 실리콘 질화물, 실리콘 산화질화물, 및 폴리이미드 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 캐비티를 형성하는 단계는,
상기 기판의 상기 제 1 표면의 적어도 일부를 마스크로써 마스킹하는 단계로서, 상기 마스크는 적어도 하나의 개구를 포함하는, 상기 마스킹하는 단계; 및
에천트로 상기 기판을 에칭하는 단계를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 에천트는 등방성 에천트를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 기판은 유리를 포함하고, 상기 에천트는 불화수소를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈를 형성하는 단계는,
제 1 유전체 층을 평탄화하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 유전체 층을 평탄화하는 단계는,
상기 제 1 유전체 층의 표면을 화학적 기계 연마 (chemical machine polishing) 하는 단계를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈를 형성하는 단계는,
이격층을 평탄화된 상기 제 1 유전체 층 상에 형성하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈를 형성하는 단계는,
제 2 유전체 층을 상기 제 1 유전체 층 상에 형성하는 단계로서, 상기 제 2 유전체 층은 제 1 유전체 층의 굴절률과는 상이한 굴절률을 포함하는, 상기 제 2 유전체 층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 11 항에 있어서,
적어도 상기 제 2 유전체 층을 평탄화하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈를 형성하는 단계는,
기판의 제 1 표면의 적어도 일부를 마스크로써 마스킹하는 단계로서, 상기 마스크는 적어도 하나의 개구를 포함하는, 상기 마스킹하는 단계; 및
도펀트를 상기 기판 내로 확산시키는 단계로서, 상기 도펀트는 상기 기판의 굴절률을 변화시키도록 선택되는, 상기 확산시키는 단계를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 도펀트는 상기 기판의 굴절률을 증가시키도록 선택되는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 기판은 유리를 포함하고, 상기 도펀트는 붕소를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 도펀트를 확산시키는 단계는,
상기 기판을 가열하는 단계를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 광 변조기를 형성하는 단계는,
부분적 리플렉터를 상기 기판의 상기 제 1 표면 상에 형성하는 단계; 및
가동 리플렉터를 상기 부분적 리플렉터 상에 형성하는 단계로서, 상기 가동 리플렉터는 상기 부분적 리플렉터로부터 이격되어 상기 광학적 캐비티를 제공하고, 상기 가동 리플렉터는 상기 부분적 리플렉터에 대하여 이동하여 상기 광학적 캐비티 내의 광을 간섭 방식으로 변조하는, 상기 가동 리플렉터를 형성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 엘리먼트를 제조하는 방법.
복수 개의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이로서,
각각의 디스플레이 엘리먼트는 제 1 항에 기재된 방법에 따라서 제조되는, 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이.
제 18 항에 있어서,
상기 디스플레이와 통신하도록 구성되는 프로세서로서, 상기 프로세서는 이미지 데이터를 처리하도록 구성되는, 상기 프로세서; 및
상기 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스를 더 포함하는, 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이.
제 19 항에 있어서,
적어도 하나의 신호를 상기 디스플레이로 전송하도록 구성되는 드라이버 회로를 더 포함하는, 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이.
제 20 항에 있어서,
이미지 데이터의 적어도 일부를 상기 드라이버 회로로 전송하도록 구성되는 제어기를 더 포함하는, 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이.
제 19 항에 있어서,
상기 이미지 데이터를 상기 프로세서로 전송하도록 구성되는 이미지 소스 모듈을 더 포함하는, 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이.
제 22 항에 있어서,
상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 송수신기, 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는, 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이.
제 19 항에 있어서,
입력 데이터를 수신하고 상기 입력 데이터를 상기 프로세서로 통신하도록 구성되는 입력 디바이스를 더 포함하는, 복수 개의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이.
전기기계적 시스템 디바이스로서,
제 1 면 및 제 2 면을 가지는 기판으로서, 상기 기판은 기판 굴절률을 가지는, 상기 기판;
상기 기판에 배치된 마이크로렌즈로서, 상기 마이크로렌즈는 상기 기판의 상기 제 1 면에 인접하고, 상기 마이크로렌즈는 제 1 굴절률을 가지는 제 1 렌즈 및 제 2 굴절률을 가지는 제 2 렌즈를 포함하며, 상기 제 2 굴절률은 상기 제 1 굴절률과는 상이하고, 상기 제 1 굴절률 및 상기 제 2 굴절률 중 적어도 하나는 상기 기판 굴절률과는 상이한, 상기 마이크로렌즈; 및
상기 기판의 상기 제 1 면 상에 배치되는 광 변조기로서, 상기 광 변조기는 실질적으로 상기 마이크로렌즈와 정렬되고, 상기 광 변조기는 간섭 방식으로 광을 변조하도록 조절되도록 구성되는 광학적 캐비티를 포함하는, 상기 광 변조기를 포함하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 25 항에 있어서,
상기 제 2 굴절률은 상기 제 1 굴절률보다 더 적은, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 25 항에 있어서,
상기 제 1 렌즈, 상기 제 2 렌즈, 또는 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 양자는 실리콘 질화물, 실리콘 산화질화물, 및 폴리이미드 중 적어도 하나를 포함하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 25 항에 있어서,
상기 제 1 렌즈는 제 1 표면 및 제 2 표면을 가지고, 상기 제 1 표면은 상기 제 2 표면보다 상기 기판의 상기 제 2 면에 더 근접하게 연장하며, 그리고 상기 제 2 렌즈는 제 3 표면 및 제 4 표면을 가지고, 상기 제 3 표면은 상기 제 4 표면보다 상기 기판의 상기 제 2 면에 더 근접하게 연장하며, 상기 제 3 표면은 상기 제 2 표면과 접촉하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 28 항에 있어서,
상기 제 1 표면, 상기 제 2 표면, 및 상기 제 3 표면은 실질적으로 구들의 일부인, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 25 항에 있어서,
상기 광 변조기는 제 1 횡단 크기를 가지고, 상기 마이크로렌즈는 제 2 횡단 크기를 가지며, 상기 제 2 횡단 크기는 대략적으로 상기 제 1 횡단 크기보다 더 적은, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 30 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈의 초점 길이는 대략적으로 상기 광 변조기의 상기 제 1 횡단 크기보다 더 큰, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 25 항에 있어서,
상기 제 2 렌즈는 적어도 부분적으로 상기 제 1 렌즈 내에 배치되는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 25 항에 있어서,
상기 제 1 렌즈는 실질적으로 평면인 제 1 표면을 포함하고, 상기 제 2 렌즈는 실질적으로 평면인 제 2 표면을 포함하며, 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면은 실질적으로 상기 기판의 제 1 면과 공평면인, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 33 항에 있어서,
상기 제 1 렌즈는 만곡된 제 3 표면을 포함하고, 상기 제 2 렌즈는 만곡된 제 4 표면을 포함하며, 상기 제 3 표면의 적어도 일부 및 상기 제 4 표면의 적어도 일부는 상기 기판의 상기 제 1 면으로부터 멀어지며 상기 기판의 상기 제 2 면을 향하여 연장하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 34 항에 있어서,
상기 제 3 표면 및 상기 제 4 표면 중 적어도 하나는 실질적으로 구의 일부인, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 25 항에 있어서,
상기 제 1 렌즈는 메니스커스 (meniscus) 렌즈를 포함하고 상기 제 2 렌즈는 평면볼록 (plano-convex) 렌즈를 포함하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 25 항에 있어서,
상기 광 변조기는,
상기 기판의 제 1 면 상에 배치되는 부분적 리플렉터; 및
상기 부분적 리플렉터로부터 갭에 의하여 이격되어 이를 통하여 광학적 캐비티를 제공하는 가동 리플렉터를 포함하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 25 항에 있어서,
상기 기판의 상기 제 1 면 및 상기 광 변조기 사이에 배치되는 이격층을 더 포함하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
전기기계적 시스템 디바이스로서,
광을 굴절시키기 위한 수단으로서, 굴절 수단은 제 1 면 및 제 2 면 및 기판 굴절률을 가지는 기판에 배치되고, 상기 굴절 수단은 상기 기판의 상기 제 1 면에 인접하게 배치되며, 상기 굴절 수단은 제 1 굴절률을 가지며 광을 굴절시키기 위한 제 1 수단 및 제 2 굴절률을 가지며 광을 굴절시키기 위한 제 2 수단을 포함하고, 상기 제 2 굴절률은 상기 제 1 굴절률과는 상이하며, 상기 제 1 굴절률 및 상기 제 2 굴절률 중 적어도 하나는 상기 기판 굴절률과는 상이한, 상기 광을 굴절시키기 위한 수단; 및
상기 기판의 상기 제 1 면 상에 배치되는 광을 변조하기 위한 수단으로서, 광 변조 수단은 실질적으로 상기 굴절 수단과 정렬되고, 상기 광 변조 수단은 간섭 방식으로 광을 변조하도록 조절되도록 구성되는 광학적 캐비티를 포함하는, 상기 광을 변조하기 위한 수단을 포함하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 39 항에 있어서,
상기 제 2 굴절률은 상기 제 1 굴절률보다 더 적은, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 39 항에 있어서,
상기 광을 굴절시키기 위한 수단은 마이크로렌즈를 포함하고, 상기 제 1 굴절 수단은 제 1 렌즈를 포함하며, 그리고 상기 제 2 굴절 수단은 제 2 렌즈를 포함하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 41 항에 있어서,
상기 제 2 렌즈는 적어도 부분적으로 상기 제 1 렌즈 내에 배치되는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 41 항에 있어서,
상기 제 1 렌즈는 메니스커스 (meniscus) 렌즈이고, 상기 제 2 렌즈는 평면볼록 렌즈인, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 39 항에 있어서,
상기 광 변조 수단은 간섭 방식 (interferometric) 광 변조기를 포함하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 44 항에 있어서,
상기 간섭 방식 광 변조기는,
상기 기판의 상기 제 1 면 상에 배치되는 부분적 리플렉터; 및
상기 부분적 리플렉터로부터 갭에 의하여 이격되어 이를 통하여 상기 광학적 캐비티를 제공하는 가동 리플렉터를 포함하는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 39 항에 있어서,
상기 광 굴절 수단 및 상기 광 변조 수단을 분리하기 위한 수단을 더 포함하며,
분리 수단은 상기 기판의 상기 제 1 면 및 상기 광 변조 수단 사이에 배치되는, 전기기계적 시스템 디바이스.
제 46 항에 있어서,
상기 분리 수단은 이격층을 포함하는, 전기기계적 시스템 디바이스.