KR20140036036A - 경사진 광 반사 층을 갖는 디스플레이 디바이스 및 그에 대한 제조 방법 - Google Patents

경사진 광 반사 층을 갖는 디스플레이 디바이스 및 그에 대한 제조 방법 Download PDF

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KR20140036036A
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준 후지요시
코헤이 타카하시
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픽스트로닉스 인코포레이티드
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Abstract

디스플레이 디바이스는 상부 표면을 갖는 기판을 포함한다. 디스플레이 디바이스는 기판의 상부 표면 위에 형성된, 광을 반사하기 위한 광 반사층을 또한 포함한다. 디스플레이 디바이스는 광 반사층의 상부 표면 위에 형성된, 광을 흡수하기 위한 광 흡수층을 또한 포함한다. 복수의 애퍼처들은, 복수의 애퍼처들 각각의 에지에서, 광 흡수층이 적어도 부분적으로 광 반사층 위로 돌출되도록, 광 반사층 및 광 흡수층에 걸쳐 규정된다.

Description

경사진 광 반사 층을 갖는 디스플레이 디바이스 및 그에 대한 제조 방법{DISPLAY DEVICE WITH TAPERED LIGHT REFLECTING LAYER AND MANUFACTURING METHOD FOR SAME}
본 특허 출원은 2011년 7월 21일자로 출원된 "Display Device and Manufacturing Method for Same"란 명칭의 미국 가특허 출원 제 61/510,237 호 및 2012년 7월 19일자로 출원된 "Display Device with Tapered Light Reflecting Layer and Manufacturing Method for Same"란 명칭의 미국 정규(non-provisional) 출원 제 13/553,527 호를 우선권으로 주장한다. 이전 출원들의 개시 내용은 본 특허 출원의 부분으로서 고려되고, 본 특허 출원에 전체 내용이 인용에 의해 포함된다.
본 발명은 디스플레이 디바이스, 및 그 디스플레이 디바이스에 대한 제조 방법에 관한 것이다.
종래 기술의 디스플레이 디바이스들은 이미지를 디스플레이하기 위해 디스플레이 패널에 형성된 복수의 픽셀들의 광 세기를 조절하도록 설계된다. 액정 디스플레이 디바이스들은, 예를 들면, 액정 분자들의 배향을 변화시키면서 픽셀들의 광 세기를 조절한다. 다른 디스플레이 디바이스들은 기계적 방법들에 의해 광 세기를 조절한다.
본 발명의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 몇몇의 혁신적인 양상들을 갖고, 혁신적인 양상들 중 단일의 양상이 단독으로 본원에 개시된 바람직한 속성들을 담당하지는 않는다.
본 발명에 설명된 주제의 하나의 혁신적인 양상은 디스플레이 디바이스에서 구현될 수 있다. 디스플레이 디바이스는 상부 표면을 갖는 기판을 포함한다. 디스플레이 디바이스는 기판의 상부 표면 위에 형성된, 광을 반사하기 위한 광 반사층을 또한 포함한다. 광 반사층은 또한 상부 표면을 갖는다. 또한, 디스플레이 디바이스는 광 반사층의 상부 표면 위에 형성된, 광을 흡수하기 위한 광 흡수층을 또한 포함한다. 복수의 애퍼처들은, 복수의 애퍼처들 각각의 에지에서, 광 흡수층이 적어도 부분적으로 광 반사층 위로 돌출되도록, 광 반사층 및 광 흡수층에 걸쳐 규정된다.
일부 구현들에서, 투명 기판은 유리 및 플라스틱 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구현들에서, 복수의 애퍼처들에서, 광 반사층은 경사진 프로파일을 갖는다. 일부 구현들에서, 기판은 제 1 기판이고, 디스플레이 디바이스는 제 2 기판을 더 포함하고, 제 2 기판과 광 흡수층 사이의 공간이 존재한다. 일부 구현들에서, 공간은 유체로 충진된다. 일부 구현들에서, 유체는 실리콘 오일, 에탄올 불소화 실리콘 및 윤활유(lubricant) 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명에 설명된 주제의 또 다른 혁신적인 양상은 디스플레이 디바이스에서 구현될 수 있다. 디스플레이 디바이스는 광이 복수의 애퍼처들 각각을 통과하도록 허용하기 위해 복수의 애퍼처들을 규정하는 제 1 기판을 포함하고, 제 1 기판은 상부 표면 및 하부 표면을 갖는다. 디스플레이 디바이스는 또한 제 1 기판에 연결된 제 2 기판을 포함한다. 디스플레이 디바이스는 제 1 기판의 하부 표면을 통해 광을 조사하기 위한 백라이트(backlight)를 부가적으로 포함한다. 제 1 기판은 제 1 기판의 상부 표면 위에 형성되는, 광을 반사하기 위한 광 반사층을 차례로 포함한다. 광 반사층은 상부 표면을 갖는다. 제 1 기판은 광 반사층의 상부 표면 위에 형성되는, 광을 흡수하기 위한 광 흡수층을 또한 포함한다. 또한, 복수의 애퍼처들 각각에서, 광 흡수층은 적어도 부분적으로 광 반사층 위로 돌출되고, 제 2 기판과 광 흡수층 사이에 공간이 존재한다.
일부 구현들에서, 제 2 기판은 복수의 픽셀들 내의 각각의 픽셀에 대해 형성된 기계적 변조기를 포함한다. 일부 구현들에서, 광 흡수층은 수지에 떠 있는 광 흡수 물질의 혼합물, 포토레지스트 및 흑색(black-colored) 물질 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구현들에서, 복수의 애퍼처들에서, 상기 광 반사층은 경사진 프로파일을 갖는다. 일부 구현들에서, 공간이 유체로 충진된다. 일부 구현들에서, 유체는 실리콘 오일, 에탄올 불소화 실리콘 및 윤활유 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명에 설명된 주제의 또 다른 혁신적인 양상은 방법으로 구현될 수 있다. 상기 방법은 투명 기판 위에 광 반사층을 형성하는 단계를 포함한다. 광 반사층은 상부 표면을 갖는다. 이어서, 광 흡수층이 광 반사층의 상부 표면 위에 형성된다. 다음에, 광 흡수층이 애퍼처들 각각에서 적어도 부분적으로 광 반사층 위로 돌출되도록 애퍼처들을 규정하기 위해 광 반사층 및 광 흡수층의 부분들이 제거된다.
일부 구현들에서, 광 반사층 및 상기 광 흡수층의 부분들을 제거하는 단계는 습식 에칭을 사용하여 광 반사층의 부분들을 제거하는 단계를 포함한다. 일부 구현들에서, 광 반사층 및 광 흡수층의 부분들을 제거하는 단계는 상기 광 흡수층을 에칭하는 단계, 및 광 흡수층을 에칭한 후에, 에칭 마스크로서 에칭된 광 흡수층을 사용하여 광 반사층을 에칭하는 단계를 포함한다. 일부 구현들에서, 광 흡수층의 부분들은 광 반사층의 부분들을 제거하기 전에 제거된다.
일부 구현들에서, 투명 기판은 유리 또는 플라스틱 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구현들에서, 광 흡수층은 수지에 떠 있는 광 흡수 물질의 혼합물, 포토레지스트 및 흑색 물질 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구현들에서, 애퍼처들에서, 상기 광 반사층은 경사진 프로파일을 갖는다.
본 명세서에서 설명된 주제의 하나 또는 둘 이상의 구현들의 세부사항들은 첨부된 도면들 및 아래의 설명에 개시된다. 본 요약에서 제공된 예들은 MEMS(microelectromechanical system)-기반 디스플레이들에 관하여 주로 설명되지만, 본 명세서에서 제공된 개념들은 LCD(liquid crystal displays), OLED(organic light emitting diodes), 전기영동(electrophoretic), 및 전계 방출 디스플레이들과 같은 다른 유형들의 디스플레이들뿐만 아니라 MEMS 마이크로폰들, 센서들, 및 광 스위치들과 같은 다른 비-디스플레이 MEMS 디바이스들에 적용할 수 있다. 다른 특징들, 양상들 및 장점들은 상세한 설명, 도면들 및 청구범위로부터 명백해질 것이다. 다음 도면들의 상대적인 치수들은 축적으로 도시되지 않았음에 유의한다.
도 1은 애퍼처 층 구조를 형성하기 위한 예시적인 프로세스의 스테이지들을 도시한다.
도 2는 디스플레이 디바이스의 예시적인 간략도를 도시한다.
도 3은 셔터 메커니즘의 예시적인 사시도를 도시한다.
도 4는 디스플레이 영역의 예시적인 간략도를 도시한다.
도 5는 디스플레이 패널의 예시적인 횡단면도를 도시한다.
도 6은 디스플레이 디바이스의 디스플레이 표면의 예시적인 평면도를 도시한다.
도 7은 애퍼처 층 구조를 형성하기 위한 예시적인 프로세스의 스테이지들을 도시한다.
도 8은 예시적인 애퍼처 층 구조를 도시한다.
본 발명은 자체-정렬 애퍼처들을 갖는 디스플레이들 및 그러한 애퍼처들을 제조하기 위한 방법들에 관한 것이다. 일부 디스플레이들에는, 광 흡수층 및 광 반사층을 포함하는 애퍼처 층들이 구축된다. 일부 구현들에서, 광 흡수층은 광 반사층의 상부 사에 배치된다. 애퍼처 층들은 광의 통과를 허용하기 위해 각각의 층을 통해 형성되는 애퍼처들을 포함한다. 이전에, 그러한 층들이 증착되었고, 이어서 상술된 애퍼처들을 형성하기 위해 패터닝된 때, 제조 허용 오차들 및 장비 변형들로 인해 난관들이 발생하고 있다. 즉, 광 반사층 내의 애퍼처들은 광 흡수층의 애퍼처들보다 결국 더 작게 될 수 있다. 이러한 차이는 광 반사층이 시각 영역에서 보이게 되게 하고, 이것은, 예를 들면, 디스플레이의 명암비(contrast ratio)를 감소시키는 바람직하지 않은 반사들을 발생시킨다. 또한, 디스플레이들을 제조하는데 사용되는 프로세스들은 때때로 포토레지스트를 사용하는 것과 같은 많은 스테이지들을 수반하고, 이것은 비효율적이고 비용이 많이 드는 제조를 초래한다.
일부 구현들에서, 애퍼처 층들을 형성하기 위한 본원에 개시된 방법들은 광 반사층 내의 애퍼처들이 광 흡수층의 애퍼처들보다 더 작게 되는 위험성을 완화한다. 상기 방법은 광 반사층 위로 적어도 부분적으로 돌출된 광 흡수층을 가짐으로써 그렇게 한다. 일부 구현들에서, 광 흡수층은 광 반사층을 실질적으로 완전히 커버하고 부분적으로 그 위로 돌출된다. 광 반사층은, 광 반사층이 시각 측면으로부터 보이는 것을 방지하기 위해 경사진 프로파일(tapered profile)로 에칭될 수 있다. 이것은 시각 측면으로부터의 바람직하지 않은 반사들을 감소시키고, 반사층의 후방 측면으로부터의 반사들을 증가시키고, 여기서 광원은 광이 애퍼처를 통과하지 않는 경우에 광이 재사용될 수 있도록 위치된다. 따라서, 본 발명의 양상들은, 디스플레이에 대한 애퍼처 층 구조를 형성하고, 광 흡수층이 광 반사층 위로 적어도 부분적으로 돌출되도록 경사진 프로파일을 갖도록 광 반사층을 에칭하기 위한 방법으로서 구현될 수 있다. 이러한 방법은, 광 흡수층이 별개의 포토레지스트가 도포되지 않고 애퍼처들을 형성하도록 직접적으로 패터닝될 수 있는 감광성 물질로 이루어질 수 있기 때문에, 포토레지스트의 사용을 회피할 수 있다. 따라서, 광 흡수층이 포토레지스트 층과 같이 작동한다. 이어서, 결과적인 패터닝된 광 흡수층은 아래에 놓인 광 반사층에 대한 에칭 마스크로서 역할을 한다. 따라서, 본 발명의 양상들은, 아래에 추가로 설명되는 바와 같이 증착 및 에칭과 같은 여분의 프로세싱 스테이지들을 폐지하는 효율적인 방법으로서 구현될 수 있다.
상기 방법은 기판을 제공하는 단계, 기판 위에 광 반사층을 제공하는 단계, 및 광 반사층 위에 광 흡수층을 제공하는 단계를 포함한다. 이어서, 제 1 개구들이 광 흡수층에 형성되고, 애퍼처들을 형성하기 위해 제 2 개구들이 광 반사층에 형성된다. 광 반사층을 경사진 프로파일로 측면 에칭하기 위해 습식 에칭이 사용되어, 광 흡수층이 광 반사층 위로 부분적으로 돌출된다. 습식 에칭에 대해, 사용되는 화학물의 농도, 볼륨 및 형태는 광 반사층 상에서 발생하는 측면 에칭의 양을 조절하기 위해 조절될 수 있다.
본 발명에 설명된 주제의 특정 구현들은 다음의 잠재적인 이점들 중 하나 이상을 실현하도록 구현될 수 있다. 광 흡수층은 시각 측면으로부터 바람직하지 않은 반사들을 감소시키기 위해 광 반사층을 커버하고 적어도 부분적으로 그 위로 돌출된다. 바람직하지 않은 반사들을 감소시키는 것은 디스플레이의 명암비를 개선한다. 또한, 광 반사층의 구성은 광원이 위치된 후방 측면으로부터의 반사들을 증가시켜서, 광이 애퍼처를 통과하지 않는 경우에 광이 재사용될 수 있도록 한다. 또한, 그러한 애퍼처들을 제조하기 위한 프로세스는 더 적은 프로세싱 단계들을 요구하고, 따라서 더 효율적이다.
디스플레이 디바이스는 기판 상의 복수의 픽셀들의 각각의 픽셀에 대해 형성된 광의 통과를 허용할 수 있는 광 투과 섹션을 포함한다. 디스플레이 디바이스는, 적용 가능한 광 투과 섹션의 형상에 대응하도록 형성된 광 차단 부재의 움직임을 허용함으로써 각각의 픽셀의 광 세시를 제어하도록 설치된 셔터 메커니즘을 또한 포함한다.
2-층 막 적층은 시각 측면 상에 형성된 광 흡수층 또는 광 흡수막, 및 디스플레이 디바이스의 조명 디바이스 표면 측면 상에 형성된 광 반사층 또는 광 반사막을 포함한다. 이어서, 이러한 적층된 막은 애퍼처들로서 또한 지칭되는 광 투과 섹션들을 형성하도록 패터닝된다. 이러한 형태의 적층된 막은 조명 디바이스로부터의 광이 광-투과 섹션들을 통과하도록 허용한다. 광 흡수층 또는 광 흡수막은 주변 또는 환경적인 광 반사를 억제하도록 기능하고, 광 반사층 또는 반사막은 광을 보존 또는 재사용하기 위해 조명 디바이스로부터의 광을 다시 광 디바이스 측면으로 반사하도록 기능한다.
도 1은 애퍼처 층 구조(101)를 형성하기 위한 예시적인 프로세스(100)의 스테이지들을 도시한다. 애퍼처 층 형성 프로세스(100)는 2-층 적층막의 부분들을 제거함으로써 광-투과 섹션들 또는 애퍼처들을 형성하는데 사용될 수 있다. 도 1(a)는 기판(102) 위에 형성된 광 반사층(104)을 도시한다. 광 반사층(104)은, 예를 들면, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. 기판(102)은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한, 광-투과 물질로 이루어질 수 있다. 다음에, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 광 흡수층(106)이 광 반사층(104) 위에 형성된다. 광 흡수층(106)은, 예를 들면, 크롬(Cr)으로 이루어질 수 있다. 도 1(c)에서, 이어서 포토레지스트 층(108)이 광 흡수층(106) 위에 형성된다. 이어서, 도 1(d)에서, 애퍼처들(110)은, 광 반사층(104) 및 광 흡수층(106)을 포함하는 2-층 적층막의 부분들을 선택적으로 제거함으로써 형성된다. 광 반사층(104)은, 습식 화학물들 내의 침지(immersion), 건식 플라즈마 또는 이온 빔 에칭, 또는 위의 것의 임의의 조합에 의한 에칭을 통한 것과 같이, 포토레지스터 층(108) 및/또는 광 흡수층(106)을 마스크로서 사용하는 임의의 에칭 프로세스에 의해 제거될 수 있다. 도 1(e)에서, 이어서, 포토레지스트 층(108)이 벗겨진다.
애퍼처 형성 프로세스를 간소화하기 위해, 애퍼처 층 구조를 형성하기 위한 제조 방법이 제공된다. 일부 구현들에서, 상기 방법은 기판 위에 광 반사층을 형성하고, 이어서 광 반사층 위에 광 흡수층을 형성하는 스테이지들을 포함한다. 이어서, 광 반사층은 애퍼처들을 형성하기 위해 패터닝된다. 일부 구현들에서, 광 반사층의 부분들은 습식 에칭에 의해 제거될 수 있다. 일부 구현들에서, 애퍼처들은 광 반사층을 측면 에칭함으로써 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 광 흡수층의 부분들은 애퍼처들을 형성하기 위해 광 반사층의 부분들을 제거하기 전에 제거된다. 일부 구현들에서, 광 흡수층은 광 반사층의 부분들의 후속 제거를 위해 에칭 마스크로서 사용된다. 애퍼처들 또는 광-투과 섹션들은, 광 흡수층 및 광 반사층의 부분들이 2-층 적층막으로부터 제거되는 섹션들이다. 일부 구현들에서, 애퍼처들은 포토레지스트를 사용하지 않고 형성된다. 대신에, 애퍼처들은 광 반사층을 에칭하기 위해 마스크로서 광 흡수층을 사용함으로써 형성된다. 따라서, 제조 프로세스는 포토레지스트 코팅 및 스트리핑 프로세스들이 제거될 수 있기 때문에 간소화된다.
디스플레이 디바이스에 대한 제조 방법은 다음의 스테이지들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은 광을 제 2 기판의 표면으로 반사하기 위해 광 반사층을 형성하기 위한 광 반사층 형성 스테이지를 포함한다. 제 2 기판은 광 변조기들을 포함한다. 상기 방법은 광 반사층의 상부 층 위에 광 흡수층을 형성하기 위한 광 흡수층 형성 스테이지를 또한 포함한다. 광 흡수층은 수지에 떠 있는 광 흡수 물질의 혼합물을 포함한다. 상기 방법은, 애퍼처들이 별개의 포토레지스트를 사용하지 않고 형성되도록 마스크로서 광 흡수층을 사용하여 광 흡수층의 부분들을 제거함으로써 애퍼처들 또는 광 투과 섹션들을 형성하기 위한 애퍼처 형성 스테이지를 또한 포함한다. 대신에, 애퍼처들은 마스크로서 광 흡수층을 사용함으로써 형성된다. 따라서, 포토레지스트 도포 및 제거 프로세스들이 제거되기 때문에, 디스플레이 디바이스에 대한 제조 프로세스가 간소화된다.
일부 구현들에서, 결과적인 디스플레이 디바이스는, 광이 한 세트의 픽셀들 각각을 통과하도록 허용할 수 있는 광-투과 섹션들 또는 애퍼처들이 형성된 제 1 기판, 및 제 1 기판에 연결되고 각각의 픽셀에 대해 형성된 기계적 광 변조기를 포함하는 제 2 기판을 포함한다. 일부 구현들에서, 제 1 기판 위에 형성된 광 반사층, 및 광 반사층 위에 형성된 광 흡수층이 존재한다. 일부 구현들에서, 제 1 기판과 광 흡수층 사이에 공간이 존재한다. 일부 구현들에서, 공간이 유체로 충진된다.
일부 구현들에서, 광 흡수층은 수지에 떠 있는 광 흡수 물질의 혼합물을 포함한다. 광 흡수 물질은 흑색 물질, 포토-패터닝 가능한 물질 또는 포토레지스트일 수 있다.
일부 구현들에서, 광 반사층은, 광 흡수층이 애퍼처들에서 광 반사층 위에 오버레이(overlay)를 생성할 정도로 측면-에칭될 수 있다. 일부 구현들에서, 광 반사층은 박막들의 다중층 스택을 포함할 수 있다.
도 2는 디스플레이 디바이스(1)의 예시적인 간략도를 도시한다. 디스플레이 디바이스(1)는 디스플레이 패널(10), 조명 디바이스(40) 및 제어 유닛(50)을 포함한다. 디스플레이 패널(10)은 제 1 기판, 셔터 메커니즘(33)을 포함하는 제 2 기판(30), 및 제 1 기판(20)과 제 2 기판(30) 사이에 샌드위치된 작동 유체(working fluid)를 포함한다.
제 1 기판(20)은 디스플레이 패널(10)의 후방 측면 위에 형성된 기판이다. 제 1 기판(20)은 또한 조명 디바이스(40)로부터의 광에 대한 조사된 표면(irradiated surface)을 포함한다. 제 2 기판(30)은 디스플레이 패널(10)의 디스플레이 스크린 측면 위에 형성된 기판이다. 제 2 기판(30)은 한 세트의 주사 라인들(GL(GL1,..., GLj,.., GLm; j 및 m은 정수들임)) 및 한 세트의 데이터 라인들(DL(DL1,..., DLi,..., DLn; i 및 n은 정수들임))을 또한 포함한다. 제 2 기판은 또한 주사 구동기(31), 데이터 구동기(32), 및 한 세트의 셔터 메커니즘 유닛들(33)을 포함한다. 주사 라인들(GL) 각각은 제 2 기판(30) 위의 디스플레이 영역(AR)에서 도 2의 X 또는 수평 방향을 따라 연장된다. 주사 라인들(GL)은 Y 또는 수직 방향으로 병렬로 배열된다. 데이터 라인들(DL) 각각은, 주사 라인들(GL)로부터 격리되면서, 도 2에서 Y 방향으로 연장된다. 이러한 GL 및 DL 라인들에 의해 둘러싸인 각각의 영역은 각각 픽셀(PIX)을 형성한다.
주사 구동기(31)는 순차적인 주사 신호들을, 예를 들면, 도 2에서 상부로부터 하부로 각각의 주사 라인(GL)으로 공급한다. 각각의 주사 라인(GL)의 하나의 단부는 주사 구동기(31)에 연결되도록 연장된다. 데이터 구동기(32)는, 주사 신호들이 공급되는 타이밍과 동기화하여 비디오 신호들을 각각의 DL 라인에 공급한다.
셔터 메커니즘(33)은 도 3에 도시된 바와 같이, 셔터 유닛(34)을 시프팅함으로써 각각의 픽셀(PIX)의 광 세기를 변경한다. 더 상세하게, 셔터 메커니즘(33)은 작동 유체 측면 상에서 제 2 기판(30)의 표면 위에 형성된다. 셔터 메커니즘(33)은 조명 디바이스(40)로부터 각각의 픽셀(PIX)의 디스플레이 측면으로의 광의 통과를 차단 또는 허용한다.
셔터 메커니즘(33)은 도 3에 도시된 바와 같이 셔터 유닛(34) 및 액추에이터 유닛(35)을 포함한다. 셔터 유닛(34)은 광 차단 부재로서 기능하는 직사각형 플레이트이다. 셔터 유닛(34)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 광-투과 섹션(A) 및 도 7의 광-투과 섹션 또는 애퍼처(708)의 형상에 대응하는 형상을 갖는다. 다시 말해서, 2 개의 슬롯들(34a) 및 광 차단 유닛들(34b)은 광-투과 섹션(A 또는 708)을 통과하는 광의 투과 또는 차단을 허용하도록 형성된다.
도 3은 셔터 메커니즘(33)의 예시적인 사시도를 도시한다. 셔터 메커니즘(33)은 도 2에 대해 위에서 논의되었다. 셔터 메커니즘(33)에서, 액추에이터 유닛(35)은 개방 액추에이터(36) 및 폐쇄 액추에이터(37)를 포함한다. 개방 액추에이터(36)는 셔터 유닛(34)을 개방하기 위해 액추에이터 유닛(35)에 의해 구동된다. 다시 말해서, 셔터 유닛(34)은 조명 디바이스(40)로부터의 광이 통과하도록 허용한다. 더 상세하게, 개방 액추에이터(36)는 셔터 유닛(34)에 형성된 2 개의 슬롯들(34a)이 광-투과 섹션(A 또는 708)에 대면하는 위치로 셔터 유닛(34)을 이동시킨다. 이러한 개방 액추에이터(36)는 제 1 전극 유닛(361) 및 제 2 전극 유닛(362)을 포함한다.
제 1 전극 유닛(361)은 제 1 전압 인가기(361a) 및 한 쌍의 제 1 이동 유닛들(316b)을 포함한다. 제 1 전압 인가기(361a)는 전압이 인가되는 한 쌍의 지지 로드들(support rods)(361aa)을 차례로 포함한다. 각각의 제 1 이동 유닛(361b)의 하나의 단부는 제 1 전압 인가기(361a)의 지지 로드들(361aa)의 상부 부분들에 링크된 고정 단부이다. 각각의 이동 유닛(316b)의 다른 단부는 자유 단부이다. 제 1 이동 유닛들(361b) 각각은 제 2 전극 유닛(362)의 직선 섹션(362bb)에 가깝게 형성된다.
제 2 전극 유닛(362)은 한 쌍의 제 2 전압 인가기들(361a) 및 한 쌍의 제 2 이동 유닛들(362b)을 포함한다. 한 쌍의 제 2 전압 인가기들(361a)은 전압이 인가되는 한 쌍의 지지 로드들(362aa)을 차례로 포함한다. 각각의 제 2 이동 유닛(362b)의 하나의 단부는 제 2 전압 인가기(362a)의 지지 로드들(362aa)의 상부 부분들에 링크되고, 다른 단부는 셔터 유닛(34)에 링크된다. 이러한 제 2 이동 유닛들(362b)은 셔터 유닛(34)의 더 짧은 측면과 평행하게 형성된 직선 섹션(362bb)을 포함한다. 제 1 전압 인가기(361a)와 제 2 전압 인가기(362a) 사이의 전압 차이가 지정된 전압보다 더 크도록 전압을 인가함으로써, 한 쌍의 제 1 이동 유닛들(361a) 및 한 쌍의 제 2 이동 유닛들(362b)은 가장 가까운 거리에 위치된 제 1 이동 유닛들(361b)의 자유 측면으로부터 한데 모인다(draw together). 이것은 셔터 유닛(34)이 개방 액추에이터(36) 측면으로 이동되게 한다. 이러한 방식의 셔터 유닛(34)의 시프팅은, 슬롯들(34a)이 광-투과 섹션(A 또는 708)에 대면하는 위치로 셔터 유닛(34)을 이동시키고 이를 배치한다.
반면에, 폐쇄 액추에이터(37)는 셔터 유닛(34)을 닫기 위해 구동된다. 다시 말해서, 셔터 유닛(34)은 조명 디바이스(40)로부터의 광을 차단한다. 더 상세하게, 셔터 유닛(34)은 이동되어, 광 차단 유닛(34b)이 광-투과 섹션(A)에 대면하는 위치로 이동되게 한다. 폐쇄 액추에이터(37)는 또한 제 1 전극 유닛(371) 및 제 2 전극 유닛(372)을 포함한다.
제 1 전극 유닛(371)은 제 1 전압 인가기(371a) 및 한 쌍의 제 1 이동 유닛들(371b)을 포함한다. 제 1 전압 인가기(371a)는 전압이 인가되는 한 쌍의 지지 로드들(371aa)을 포함한다. 각각의 제 1 이동 유닛(371b)의 하나의 단부는 제 1 전압 인가기(371a)의 지지 로드들(371aa)의 상부 부분들에 링크된 고정 단부이고, 다른 단부는 자유 단부이다. 제 1 이동 유닛들(371b) 각각은 제 2 전극 유닛(372)의 직선 섹션(372bb)에 가깝게 형성된다.
제 2 전극 유닛(372)은 한 쌍의 제 2 전압 인가기들(372a) 및 한 쌍의 제 2 이동 유닛들(372b)을 포함한다. 한 쌍의 제 2 전압 인가기들(372a)은 전압이 인가되는 한 쌍의 지지 로드들(371aa)을 차례로 포함한다. 각각의 제 2 이동 유닛(372b)의 하나의 단부는 제 2 전압 인가기(372a)의 지지 로드들(372aa)의 상부 부분들에 링크되고, 다른 단부는 셔터 유닛(34)에 링크된다. 이러한 제 2 이동 유닛들(372b)은 셔터 유닛(34)의 더 짧은 측면과 평행하게 형성된 직선 섹션(372bb)을 포함한다. 제 1 전압 인가기(371a)와 제 2 전압 인가기(372a) 사이의 전압 차이가 지정된 전압보다 더 크도록 전압을 인가함으로써, 한 쌍의 제 1 이동 유닛들(371b) 및 한 쌍의 제 2 이동 유닛들(372b)은 가장 가까운 거리에 위치된 제 1 이동 유닛들(371b)의 자유 측면으로부터 한데 모인다(draw together). 이것은 셔터 유닛(34)이 폐쇄 액추에이터(37) 측면으로 이동되게 한다. 이러한 방식의 셔터 유닛(34)의 시프팅은, 슬롯들(34b)이 광-차단 섹션(A 또는 708)에 대면하는 위치로 셔터 유닛(34)을 이동시키고 이를 배치한다.
셔터 메커니즘 유닛(33)은 도 2에 도시된 픽셀들(PIX) 각각의 광 세기를 조절하기 위해 이러한 방식으로 셔터 유닛(34)을 이동시킨다.
다시 도 2를 참조하면, 조명 디바이스(40)는, 예를 들면, 발광 다이오드들을 포함한다. 조명 디바이스(40)는 디스플레이 패널(10)의 후방 측면 상에 장착되고, 광을 디스플레이 패널(10)로 조사한다. 일부 구현들에서, 제어 유닛(50)은, 예를 들면, CPU(central processing unit)를 포함한다. 제어 유닛(50)은 상술된 디스플레이 디바이스(1)의 각각의 컴포넌트에 전기적으로 연결되고, 전체 디스플레이 디바이스(1)의 동작을 제어한다. 제어 유닛(50)은 또한 외부 시스템들로부터 입력된 비디오 데이터를 일시적으로 보유하기 위한 메모리를 포함할 수 있다.
도 4는 디스플레이 영역(AP)의 예시적인 간략도를 도시한다. 디스플레이 패널(10)의 픽셀들(PIX)의 구조가 도 4에 예시되고, 도 4는 또한 도 2에 도시된 바와 같은 디스플레이 패널(10)의 디스플레이 영역(AR)과 동등한 회로를 도시한다. 각각의 픽셀(PIX)은 하나의 주사 라인(GL), 및 각각의 픽셀(PIX)을 픽셀들의 행(row)으로 어드레싱하기 위한 2 개의 데이터 라인들(DL)을 포함한다. 2 개의 데이터 라인들(DL) 중 하나는 셔터 유닛(34)을 개방 위치로 구동시키기 위한 신호들을 전송하기 위한 데이터 라인(DL)이다. 다른 데이터 라인(DL)은 셔터 유닛(34)을 폐쇄 위치로 구동시키기 위한 신호를 전송하기 위한 것이다.
각각의 픽셀(PIX)은 2 개의 박막 트랜지스터들(TFT) 및 2 개의 커패시터들(C)을 포함한다. 2 개의 박막 트랜지스터들(TFT) 상의 게이트들은 주사 라인(GL)에 전기적으로 연결된다. 또한, 2 개의 박막 트랜지스터들(TFT) 중 하나 상의 소스는 셔터 유닛(34)을 개방하기 위한 신호를 전송하는 데이터 라인(DL)에 전기적으로 연결된다. 박막 트랜지스터들 상의 드레인은 픽셀(PIX) 내의 하나의 커패시터(C) 상의 전극들 중 하나 및 개방 액추에이터(36)에 대한 전압 인가기들 중 하나에 병렬로 전기적으로 연결된다. 이러한 커패시터(C) 상의 다른 전극은 접지에 전기적으로 연결된다.
픽셀(PIX) 내의 다른 박막 트랜지스터들(TFT) 상의 소스는, 셔터 유닛(34)을 폐쇄 상태로 구동시키기 위한 신호들을 전송하는 데이터 라인(GL)에 전기적으로 연결된다. 이러한 박막 트랜지스터들(TFT)의 드레인은 픽셀(PIX) 내의 하나의 커패시터(C) 상의 전극들 중 하나, 및 폐쇄 액추에이터(37)에 대한 다른 전압 인가기들 중 하나에 병렬로 전기적으로 연결된다. 이러한 커패시터(C) 상의 다른 전극은 접지에 전기적으로 연결된다.
도 5는 디스플레이 패널(10)의 예시적인 횡단면도를 도시한다. 제 2 기판(30)이 먼저 설명된다. 이러한 설명은 "상부 측면"으로서 제 1 기판(20)에 대면하는 제 2 기판(30)의 표면에 관련된다. 다시 말해서, 제 2 기판(30)이 도 5에서 거꾸로 도시될지라도, 제 2 기판(30)의 최하위층의 최하위 표면은 여전히 " 상부 측면" 또는 "상부 표면"으로서 지칭된다. 제 2 기판(30)은 투명 기판(SUB2)의 상부 표면 위에 증착된 유전층(DE1)을 포함한다. 일부 구현들에서, 유전층(DE1)은, 예를 들면, CVD(chemical vapor deposition) 또는 PVD(physical vapor deposition)에 의해 광 투과 기판(SUB2) 위에 증착될 수 있다. 일부 구현들에서, 광 투과 기판(SUB2)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 일부 구현들에서, 유전층(DE1)은, 예를 들면, SiO2(silicon dioxide) 또는 Si3N4(silicon nitride)와 같은 물질로 이루어질 수 있다.
제 1 도전층(E1)은 유전층(DE1)의 상부 표면 상에 증착된다. 이어서, 다수의 주사 라인들(GL)이 또한 패터닝된다. 각각의 픽셀(PIX) 내의 주사 라인들(GL)의 부분은 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트들을 형성한다. 유전층(DE2)은 이러한 제 1 도전층(E1)의 상부 표면 위에 증착된다. 일부 구현들에서, 유전층(DE2)은 SiO2 또는 Si3N4과 같은 물질로 이루어질 수 있다.
반도체 층(AS)은 유전층(DE2)의 상부 표면 위에 증착된다. 이어서, 박막 트랜지스터(TFT)의 소스, 드레인 및 채널 영역들이 반도체 층(AS)을 패터닝함으로써 형성된다. 제 2 도전층(E2)은 반도체 층(AS)의 상부 표면 위에 증착된다. 이어서, 다수의 데이터 라인들(DL)이 제 2 도전층(E2)을 패터닝함으로써 형성된다. 이러한 제 2 도전층(E2)의 부분들은 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 및 드레인 영역들에 대한 접촉점들로서 형성된다. 커패시터(C)는 제 1 도전층(E1) 및 제 2 도전층(E2)에 의해 형성된 평평한 플레이트, 및 이러한 층들(E1 및 E2) 사이에 둘러싸인 반도체 엘리먼트를 포함한다.
이어서, 유전층(DE3)이 제 2 도전층(E2)의 상부 표면 위에 증착된다. 희생 기계층 또는 패시베이션 유전체(SD)가 이러한 유전층(DE3)의 상부 표면 위에 증착된다. 이어서, 도전성 관통-홀들(도 5에 도시되지 않음)이 유전층(DE3) 및 또한 희생 기계층(SD)에 형성되어, 액추에이터 유닛(35)이 제 2 도전층(E2)에 전기적으로 연결되게 한다.
이어서, 셔터 메커니즘 형성층(SH)이 희생 기계층(SD)의 상부 표면 위에 증착되고, 여기서 셔터 유닛(34) 및 액추에이터 유닛(35)이 형성된다. 셔터 메커니즘 유닛(33)이 이러한 방식으로 형성되고, 또한 전기적으로 도전성 관통-홀들(도 5에 도시되지 않음)에 의해 제 2 기판(30)에 고정된다. 희생 기계층(SD)은 셔터 유닛(34)과 유도층(inductive layer)(DE3) 사이의 갭을 형성하기 위해 제거된다. 이어서, 셔터 유닛(34)은 액추에이터 유닛(35)을 통한 이동을 허용하도록 지지된다.
제 1 기판(20)이 다음에 설명된다. 간략히 하기 위해, 제 2 기판(30)에 대면하는 제 1 기판(20)의 표면은 여기서 "상부 표면"으로 지칭된다. 다시 말해서, 제 1 기판(20)이 도 5에서 수직으로 배향되기 때문에, 제 1 기판(20)의 최상부 층의 최상부 표면은 "상부 측면" 또는 "상부 표면"인 것으로 간주된다. 제 1 기판(20) 상에서, 반사막(RF)이, 예를 들면, 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있는 투명 기판(SUB1)의 상부 표면 상에 증착된다. 반사막(RF)은 광을 반사하기 위해 Ag, Al 또는 Cu와 같은 물질을 포함한다. 이어서, 광 흡수 물질과 혼합된 수지를 포함하는 광 흡수 수지막(BM)이 반사막(RF)의 상부 표면 위에 증착된다. 이러한 광 흡수 수지막(BM)은 카본-블랙 또는 티타늄-블랙과 같은 광 흡수 물질을 사용할 수 있다. 또한, 아크릴 수지는 이러한 광 흡수 물질과 혼합된 수지로서 사용될 수 있다.
광-투과 섹션(A)은, 반사막(RF) 및 광 흡수 수지막(BM)을 포함하는 2-층 적층막(LY)의 각각의 픽셀(PIX)에 대응하는 위치에 형성된다. 광-투과 섹션(A)은 2-층 적층막(LY)의 부분들이 제거된 섹션이다. 이러한 광-투과 섹션(A)은 직사각형 형상들로 형성되고, 광-투과 섹션들(A) 중 2 개는 각각의 픽셀(PIX)에 대해 병렬로 제공될 수 있다.
작동 유체는 밀봉 유닛에 의해 위의 구조의 제 1 기판(20)과 제 2 기판(30) 사이에 주입된다. 밀봉 유닛은 에폭시 수지와 같은 합성 수지를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 작동 유체는 셔터 메커니즘(33)의 구동 전압을 낮추기 위한 임의의 유전 상수 및 윤활유로서 기능하는 임의의 점성을 소유한다. 작동 유체는, 예를 들면, 실리콘 오일, 에탄올, 불소화 실리콘, 또는 HFE(hydrofluoroether)일 수 있다.
도 6은 디스플레이 디바이스의 디스플레이 표면의 예시적인 평면도를 도시한다. 구체적으로, 도 6은 디스플레이 디바이스(1)의 디스플레이 표면의 측면으로부터 보여지는 제 1 기판(20)의 평면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 광-투과 세션들(A)이 광 흡수 수지막(BM)에 형성된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 광-투과 세션들(A)이 직사각형 형상들로 형성될 수 있고, 광-투과 세션들(A) 중 2 개가 각각의 픽셀(PIX)에 대해 병렬로 제공될 수 있다.
도 7은 애퍼처 층 구조(701)를 형성하기 위한 예시적인 프로세스의 스테이지들을 도시한다. 구체적으로, 도 7은 도 2 및 도 5의 제 1 기판(20)과 유사한 애퍼처 층 구조(701)를 제조하는 방법을 도시한다. 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 광 반사층(704)이 기판(702)의 상부 표면 위에 증착된다.
도 7(b)에 도시된 바와 같이, 이어서 광 흡수층(706)이 광 반사층(704) 위에 증착된다. 일부 구현들에서, 광 흡수층(706)은 수지에 떠 있는 감광성 물질, 포토레지스트, 포토-패터닝 가능한 물질 또는 흑색 물질로 이루어질 수 있다. 일부 구현들에서, 광 흡수층(706)은 CVD 또는 PVD에 의해 광 반사층(704) 상에 증착될 수 있다.
도 7(c)에 도시된 바와 같이, 이어서 광 흡수층(706)은 UV(ultraviolet) 광 및 마스크를 사용하여 포토리소그래피에 의해 패터닝된다. 한 세트의 개구들이 광 흡수층(706)에 형성된다. 일부 구현들에서, 한 세트의 개구들을 광 흡수층(706)에 형성하기 위해 일반적인 포토리소그래피 및 노출 프로세스가 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 한 세트의 개구들은 한 세트의 광-투과 섹션들 또는 애퍼처들(708)을 형성하기 위해 사용될 것이다.
도 7(d)에 도시된 바와 같이, 광 반사층(704)이 광-투과 섹션들 또는 애퍼처들(708)을 형성하도록 패터닝된다. 구체적으로, 광 반사층(704)은 광-투과 섹션들 또는 애퍼처들(708)을 형성하기 위해 마스크로서 광 흡수층(706)을 사용함으로써 패터닝된다. 광 흡수층(706) 내의 한 세트의 개구들에 의해 커버되지 않은 광 반사층(704)의 부분들은 광-투과 섹션들 또는 애퍼처들(708)을 형성하기 위해 제거된다. 일부 구현들에서, 에칭은 광 흡수층(706) 내의 한 세트의 개구들에 의해 커버되지 않는 광 반사층(704)의 부분들을 제거하는데 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 습식 화학물 내의 침지에 의한 습식 에칭, 건식 플라즈마 또는 이온 빔 에칭, 또는 위의 것들의 임의의 조합과 같은 에칭 프로세스들은 광 반사층(704)을 에칭하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 습식 에칭은 구체적으로 광 반사층(704)을 패터닝할 때 구현될 수 있다. 광 반사층(704)이 패터닝되는 정도는 사용되는 화학 유체의 형태, 그의 볼륨 및/또는 그의 농도에 의해 제어된다. 일부 구현들에서, 측면 에칭은 광 반사층(704)이 에칭될 수 있는 정보를 제어하도록 구현된다. 일부 구현들에서, 광 흡수층(706)의 부분들은 광 반사층(704)의 부분들을 제거하기 전에 기판(702)으로부터 제거된다.
도 8은 예시적인 애퍼처 층 구조를 도시한다. 구체적으로, 도 8은 도 7에 도시된 바와 같은 애퍼처 층 구조(701)의 섹션의 확대도이다.
일부 구현들에서, 광 반사층(704)을 패터닝할 때, 측면 에칭의 양은, 광 반사층(704)이 아래로 은닉되고 광 흡수층(706)에 의해 완전히 커버되도록 조절될 수 있다. 따라서, 디스플레이 디바이스(1) 측면이 사용자에 의해 보여질 때, 실질적으로 광 반사층(704)의 어떠한 부분도 가시적이지 않고, 따라서 바람직하지 않은 광 반사들이 발생하지 않는다. 또한, 이러한 구성은 조명 디바이스(40) 측면으로부터 보여지는 바와 같이 광 반사층(704)의 노출을 증가시킨다. 이러한 방식으로 광 반사층(704)을 패터닝하는 것은, 광 흡수층(706)이 적어도 부분적으로 광 반사층(704) 위로 돌출되기 때문에, 시각 측면으로부터 광 반사층(704)으로부터의 광의 바람직하지 않은 반사를 억제한다. 마찬가지로, 광 반사층(704)은 광이 재사용 및 보존될 수 있도록 조명 디바이스(40)의 측면으로부터 가능한 더 많은 광을 반사한다.
일부 구현들에서, 광 반사층(704)의 경사진 프로파일에 의해 발생되는 기판(702)의 상부 표면과 광 흡수층(706)의 하부 표면 사이에 공간이 존재한다.
일부 구현들에서, 습식 에칭은 광 반사층(704)을 패터닝하는데 사용될 수 있다. 광 반사층(704)이 측면 에칭되는 정도는 일정 범위의 파라미터들을 변경함으로써 조절될 수 있다. 그러한 파라미터들은 사용되는 에칭 유체의 형태, 그의 조성, 그의 볼륨 및/또는 그의 유체 농도를 포함한다. 또한, 이러한 접근법으로 기인한 측면 에칭의 양은, 예를 들면, 건식 에칭과 비교하여 더 용이하게 조절될 수 있다. 광 흡수층(706)은, 측면 에칭 양이 광 반사층(704)에 주로 또는 단독으로 도포될 수 있도록 하는 마스크로서 또한 사용될 수 있다.
도 5, 도 7 및 도 8에 도시된 디스플레이 디바이스(1)에서, 반사막(RF) 또는 광 반사층(704)이 제 1 기판(20) 또는 기판(702) 상에 형성될 수 있다. 반사막(RF)은 광을 제 2 기판(30)의 상부 표면으로 반사한다. 광 흡수 수지막(BM) 또는 광 흡수층(706)은 반사막(RF) 또는 광 반사층(704)의 상부 표면 위에 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 광 흡수 수지막(BM)은, 예를 들면, 수지에서 혼합되거나 수지에 떠 있는 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 광-투과 섹션(A) 또는 애퍼처(708)는, 광 반사막(RF)(또는 광 반사층(704)) 및 광 흡수 수지막(BM)(또는 광 흡수층(706))을 포함하는 2-층 적층막(LY)의 부분들이 제거되는 섹션이다. 따라서, 광-투과 섹션들(A 또는 708)은 포토레지스트 층을 사용할 필요없이 마스크로서 광 흡수 수지막(BM)(또는 광 흡수층(706))을 사용하여 형성될 수 있다. 따라서, 포토레지스트 코팅 및 스트리핑 프로세스들이 제거되기 때문에, 제조 프로세스가 간단하고 간소화된다.
또한, 본 발명의 디스플레이 디바이스(1)에서, 광-투과 섹션(A 또는 708)을 형성하기 위한 반사막(RF)(또는 광 반사층(704))은 측면 에칭에 의해 제조될 수 있다. 이것은 디스플레이 디바이스(1)의 측면으로부터 보여지는 바와 같이 반사막(RF)(또는 광 반사층(704))으로부터의 광의 반사를 억제한다. 또한, 반사막(RF)(또는 광 반사층(704))은 광이 조명 디바이스(40)에 의해 재사용 및 보존될 수 있도록 가능한 더 많은 광을 반사한다.
또한, 디스플레이 디바이스(1)에 대한 제조 방법은 광을 제 1 기판(20)의 제 2 기판(30) 측면의 상부 표면으로 반사시키기 위한 반사막(RF)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이어서, 광 흡수 수지막(BM)은 수지 내의 광 흡수 물질의 혼합물로서 반사막의 상부 표면 상에서 형성된다. 이후에, 광-투과 섹션들(A)은 마스크로서 광 흡수 수지 막 층을 사용함으로써 반사막(RF)의 부분들을 제거함으로써 형성된다. 따라서, 광-투과 섹션(A)은 임의의 포토레지스트 층들을 사용할 필요없이 마스크로서 광 흡수 수지막(BM)을 사용함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 포토레지스트 도포 및 제거 프로세스가 제거되기 때문에, 제조 프로세스가 효과적으로 간소화될 수 있다.
일부 구현들에서, 반사막(RF)은, 측면 에칭 프로세스가 언더컷을 산출하도록 수행될 수 있도록 습식 에칭에 의해 패터닝된다. 결과적으로, 시각 측면으로부터 보여지는 바와 같이 반사막(RF)으로부터의 광의 반사가 억제될 수 있다. 또한, 반사막(RF)는 광이 조명 디바이스(40)에 의해 재사용 및 보존될 수 있도록 가능한 더 많은 광을 반사한다. 일부 구현들에서, 제 2 기판의 상부 표면 및 광 흡수 수지막(BM) 사이의 공간이 유체로 충진된다. 유체는 실리콘 오일, 에탄올, 또는 불소화 실리콘을 포함할 수 있다.
디스플레이 디바이스(1)에 대한 개시된 예에서, 광-투과 섹션들(A)은 직사각형 형상일 수 있고, 각각의 픽셀(PIX)과 병렬로 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이러한 예로 제한되지 않는다. 광 반사막(RF) 및 광 흡수 수지막(BM)을 포함하는 2-층 적층막(LY)에 대해 임의의 형상 및 임의의 수의 광-투과 섹션들(A)이 허용 가능하고, 양자의 층들의 부분들은 광이 통과하도록 허용하기 위해 각각의 픽셀(PIX)에서 섹션을 형성하도록 제거된다. 광-투과 섹션(A)은, 예를 들면, 정사각형 형상일 수 있다.
디스플레이 디바이스(1)에 대한 예시적인 제조 방법은 광-투과 섹션(A)을 형성하기 위해 광 반사막(RF)을 패터닝할 때 습식 에칭의 사용을 설명한다. 그러나, 본 발명이 이러한 예로 제한되지 않는다. 다시 말해서, 광-투과 섹션을 형성하기 위해 광 반사막(RF)을 패터닝할 때, 건식 에칭 또는 이온-기반 플라즈마 에칭이 또한 사용될 수 있다.
본원에 개시된 디스플레이 디바이스 및 제조 방법들은 위의 구현들을 사용하지만, 본 발명은 위의 설명에 의해 제한되지 않고, 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 모든 방식의 적응들 및 변경들이 허용된다.
다양한 부가적인 구조들이 본원에 기재된 것들과 같은 애퍼처 층 구조들과 통합될 수 있다. 일부 구현들에서, 애퍼처 층의 부분들 또는 모두 및/또는 애퍼처들의 부분들 또는 모두에 걸쳐 구조들이 통합된다. 일부 구현들에서, 애퍼처 층이 애퍼처들로 패터닝된 후에, 복수의 스페이서들이 애퍼처 층 상에 형성될 수 있다.
본 명세서에서 개시된 구현들과 관련되어 설명된 다양한 예시적인 논리들, 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 프로세스들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합들로서 실시될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 교환성은 기능성의 면에서 일반적으로 설명되었고, 상술한 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 프로세스들에 설명되었다. 이런 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로 실시될지는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과된 설계 제약들에 의존한다.
본 명세서에서 개시된 양상들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들 및 회로들을 실시하기 위해 사용된 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는 범용 단일- 또는 멀티-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그램 가능 논리 디바이스, 이산 게이트(discrete gate) 또는 트랜지스터 논리, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서, 또는, 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한, 연산 디바이스들의 조합, 예를 들면, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 함께 하나 또는 둘 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이런 구성으로 실시될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정 프로세스들 및 방법들은 주어진 기능에 특정한 회로에 의해 수행될 수 있다.
하나 또는 둘 이상의 양상들에서, 설명된 기능들은 본 명세서에 개시된 구조체들 및 이의 구조적 등가물들을 포함하는 하드웨어, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 실시될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 주제의 구현들은 또한 하나 또는 둘 이상의 컴퓨터 프로그램들, 즉, 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해 또는 그의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체들 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 또는 둘 이상의 모듈들로서 구현될 수 있다.
본 발명에서 설명된 구현들에 대한 다양한 변형들은 당업자들에게 용이하게 명백할 수 있고, 본 명세서에서 정의된 포괄적 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본 명세서에서 도시된 구현들에 한정되도록 의도되지 않지만, 본 발명과 일치하는 가장 넓은 범위, 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들에 부합된다.
추가적으로, 당업자는 용어들 "상부(upper)" 및 "하부(lower)"가 종종 도면들을 용이하게 설명하기 위해 사용되고, 적합하게 지향된 페이지 상에서 도면의 방향에 대응하는 상대적인 위치들을 나타내며, 구현된 바와 같이, 임의의 디바이스의 적합한 방향을 반영하지 않을 수 있음을 쉽게 인지할 것이다.
별개의 구현들의 맥락에서 본 명세서에서 설명되는 어떤 특징들이 또한 단일 구현에서의 조합으로 실시될 수 있다. 반대로, 단일 구현의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들이 또한 다수의 구현들에서 개별적으로, 또는 임의의 적합한 서브조합들로 실시될 수 있다. 게다가, 특징들이 어떤 조합들로 작용하는 것으로 위에서 설명될 수 있고, 심지어 이와 같이 초기에 청구될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 또는 둘 이상의 특징들은 일부 경우들에서 조합들로부터 삭제될 수 있으며, 청구된 조합은 서브조합 또는 서브조합의 변형들에 관한 것일 수 있다.
유사하게, 동작들이 특정 순서로 도면들에 도시되지만, 이는 바람직한 결과를 달성하기 위해 이런 동작들이 도시된 특정 순서 또는 순차적 순서로 수행되고, 모든 도시된 동작이 수행될 필요가 있는 것으로 이해되지 않아야 한다. 게다가, 도면들은 흐름도의 형태로 하나 또는 둘 이상의 예시적인 프로세스들을 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이 개략적으로 도시되는 예시 프로세스들에 통합될 수 있다. 예를 들면, 하나 또는 둘 이상의 추가 동작들은 도시된 동작들의 이전, 이후, 동시, 또는 그 사이에 수행될 수 있다. 어떤 상황들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 게다가, 상술한 구현들에서 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현들에서 이런 분리가 필요한 것으로 이해되지 않아야 하고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로 단일 소프트웨어 물건에 함께 통합될 수 있거나 다수의 소프트웨어 물건들에 패키징될 수 있음이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 다음의 청구항들의 범위 내에 있다. 일부 경우들에서, 청구항들에 인용된 동작들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 여전히 바람직한 결과를 달성할 수 있다.

Claims (19)

  1. 상부 표면을 갖는 기판,
    상기 기판의 상부 표면 위에 형성된, 광을 반사하기 위한 광 반사층 ― 상기 광 반사층은 상부 표면을 가짐 ― , 및
    상기 광 반사층의 상부 표면 위에 형성된, 광을 흡수하기 위한 광 흡수층을 포함하고,
    복수의 애퍼처들(apertures)은, 상기 복수의 애퍼처들 각각의 에지에서, 상기 광 흡수층은 적어도 부분적으로 상기 광 반사층 위로 돌출되도록, 상기 광 반사층 및 상기 광 흡수층에 걸쳐 규정되는,
    디스플레이 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 유리 및 플라스틱 중 적어도 하나를 포함하는,
    디스플레이 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 애퍼처들에서, 상기 광 반사층은 경사진 프로파일을 갖는,
    디스플레이 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 제 1 기판이고, 상기 디스플레이 디바이스는 상기 제 1 기판 위에 배치된 제 2 기판을 더 포함하고,
    상기 제 2 기판과 상기 광 흡수층 사이의 공간이 존재하는,
    디스플레이 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공간은 유체로 충진되는,
    디스플레이 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유체는 실리콘 오일, 에탄올 불소화 실리콘 및 윤활유(lubricant) 중 적어도 하나를 포함하는,
    디스플레이 디바이스.
  7. 광이 복수의 애퍼처들 각각을 통과하도록 허용하기 위해 상기 복수의 애퍼처들을 규정하는 제 1 기판 ― 상기 제 1 기판은 상부 표면 및 하부 표면을 가짐 ― ,
    상기 제 1 기판에 연결된 제 2 기판, 및
    상기 제 1 기판의 하부 표면을 통해 광을 조사하기 위한 백라이트(backlight)를 포함하고,
    상기 제 1 기판은,
    상기 제 1 기판의 상부 표면 위에 형성되는, 광을 반사하기 위한 광 반사층 ― 상기 광 반사층은 상부 표면을 가짐 ― ,
    상기 광 반사층의 상부 표면 위에 형성되는, 광을 흡수하기 위한 광 흡수층을 포함하고,
    상기 복수의 애퍼처들 각각에서, 상기 광 흡수층은 적어도 부분적으로 상기 광 반사층 위로 돌출되고, 상기 제 2 기판과 상기 광 흡수층 사이에 공간이 존재하는,
    디스플레이 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 복수의 픽셀들 내의 각각의 픽셀에 대해 형성된 기계적 변조기를 포함하는,
    디스플레이 디바이스.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 광 흡수층은 수지에 떠 있는 광 흡수 물질의 혼합물, 포토레지스트 및 흑색(black-colored) 물질 중 적어도 하나를 포함하는,
    디스플레이 디바이스.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 애퍼처들에서, 상기 광 반사층은 경사진 프로파일을 갖는,
    디스플레이 디바이스.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 공간이 유체로 충진되는,
    디스플레이 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유체는 실리콘 오일, 에탄올 불소화 실리콘 및 윤활유 중 적어도 하나를 포함하는,
    디스플레이 디바이스.
  13. 투명 기판 위에 광 반사층을 형성하는 단계 ― 상기 광 반사층은 상부 표면을 가짐 ― ,
    상기 광 반사층의 상부 표면 위에 광 흡수층을 형성하는 단계, 및
    상기 광 흡수층이 애퍼처들 각각에서 적어도 부분적으로 상기 광 반사층 위로 돌출되도록 상기 애퍼처들을 규정하기 위해 상기 광 반사층 및 상기 광 흡수층의 부분들을 제거하는 단계를 포함하는,
    방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광 반사층 및 상기 광 흡수층의 부분들을 제거하는 단계는 습식 에칭을 사용하여 상기 광 반사층의 부분들을 제거하는 단계를 포함하는,
    방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 광 반사층 및 상기 광 흡수층의 부분들을 제거하는 단계는 상기 광 흡수층을 에칭하는 단계, 및 상기 광 흡수층을 에칭한 후에, 에칭 마스크로서 에칭된 광 흡수층을 사용하여 상기 광 반사층을 에칭하는 단계를 포함하는,
    방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 광 흡수층의 부분들은 상기 광 반사층의 부분들을 제거하기 전에 제거되는,
    방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 투명 기판은 유리 또는 플라스틱 중 적어도 하나를 포함하는,
    방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 광 흡수층은 수지에 떠 있는 광 흡수 물질의 혼합물, 포토레지스트 및 흑색 물질 중 적어도 하나를 포함하는,
    방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 애퍼처들에서, 상기 광 반사층은 경사진 프로파일을 갖는,
    방법.
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