KR20140043739A - 통합된 정전용량 터치 디바이스들에 대한 와이어링 및 주변장치 - Google Patents

통합된 정전용량 터치 디바이스들에 대한 와이어링 및 주변장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 입사광의 컬러 또는 파장 범위를 강화하는 광학 캐비티를 형성하기 위해 부가적인 층들로 코팅된 얇은 센서 전극들을 포함할 수 있는 투영 정전용량 터치(PCT) 센서를 위한 시스템들, 방법들 및 장치를 제공한다. 센서 전극들 및 커버 유리 보더 및/또는 장식들은 동시에 제조될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 캐비티의 두께는 반사된 광의 "컬러"가 흑색이 되도록 선택될 것이다. 센서 전극들은 인간 관찰자에게 눈에 띄지 않을 수 있다. 그러나, 몇몇의 다른 구현들에서, 광학 캐비티의 두께는 센서 전극들 및/또는 장식 부분들이 또 다른 컬러를 갖도록 선택될 수 있다. 터치 센서의 라우팅 와이어들은 보더 내의 접지된 도전성 층에 의해 차폐될 수 있다.

Description

통합된 정전용량 터치 디바이스들에 대한 와이어링 및 주변장치{WIRING AND PERIPHERY FOR INTEGRATED CAPACITIVE TOUCH DEVICES}
본 출원은 2011년 4월 29일자로 출원된 "WIRING AND PERIPHERY FOR INTEGRATED CAPACITIVE TOUCH DEVICES"란 명칭의 미국 가특허 출원 제 61/480,970 호(대리인 도켓 번호 제 QUALP050P/101798P1), 및 2011년 11월 4일자로 출원된 "WIRING AND PERIPHERY FOR INTEGRATED CAPACITIVE TOUCH DEVICES"란 명칭의 미국 특허 출원 제 13/290,001 호(대리인 도켓 번호 제 QUALP050P/101798)를 우선권으로 주장하고, 그로 인해 상기 특허 출원 모두는 모든 목적들에 대해 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 발명은, 이에 제한되지 않지만, 터치 스크린들을 통합하는 디스플레이 디바이스들을 포함하는 디스플레이 디바이스들에 관한 것이다.
전기 기계 시스템들(EMS)은 전기 및 기계 엘리먼트들, 액추에이터들, 트랜스듀서들, 센서들, 광학 컴포넌트들(미러들을 포함함) 및 전자 장치를 갖는 디바이스들을 포함한다. 전기 기계 시스템들은, 이에 제한되지 않지만, 마이크로스케일들 및 나노스케일들을 포함하는 다양한 스케일로 제조될 수 있다. 예를 들면, 마이크로 전기 기계 시스템들(MEMS) 디바이스들은 약 일 미크론 내지 수백 미크론 또는 그 이상의 범위의 크기들을 갖는 구조들을 포함할 수 있다. 나노 전기 기계 시스템들(NEMS) 디바이스들은, 예를 들면, 수백 나노미터들보다 더 작은 크기들을 포함하여 미크론보다 더 작은 크기들을 갖는 구조들을 포함할 수 있다. 전기 기계 엘리먼트들은 증착, 에칭, 리소그라피, 및/또는 증착된 재료층들 및/또는 기판들의 부분들을 에칭(etch away)하거나 전기 및 전기 기계 디바이스들을 형성하기 위해 층들을 부가하는 다른 마이크로 가공 프로세스들을 사용하여 생성될 수 있다.
한 형태의 EMS 디바이스는 IMOD(interferometric modulator)라 불린다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 간섭 측정 변조기 또는 간섭 측정 광 변조기는 광학 간섭의 원리들을 사용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 디바이스를 지칭한다. 일부 구현들에서, 간섭 측정 변조기는 한 쌍의 도전성 플레이트들을 포함할 수 있고, 이들 중 하나 또는 모두는 전체적으로 또는 부분적으로 투명성 및/또는 반사성일 수 있고, 적절한 전기 신호의 인가 시에 상대적인 모션을 할 수 있다. 구현에서, 하나의 플레이트는 기판 상에 증착된 정지층을 포함할 수 있고, 다른 플레이트는 에어 갭에 의해 정지층으로부터 분리된 반사성 멤브레인을 포함할 수 있다. 다른 플레이트에 관련하여 하나의 플레이트의 위치는 간섭 측정 변조기 상에 입사하는 광의 광학 간섭을 변경할 수 있다. 간섭 측정 변조기 디바이스들은 광범위한 애플리케이션을 갖고, 기존의 제품들을 개선하고 새로운 제품들, 특히 디스플레이 능력들을 갖는 것들을 생성하는데 사용될 것으로 예상된다.
핸드헬드 디바이스들에서의 터치 스크린들의 증가된 사용은 지금은 디스플레이, 터치 패널 및 커버 유리를 포함하는 모듈들에 대해 증가된 복잡성 및 비용을 발생시킨다. 본원에서 사용된 바와 같이, "커버 유리"는 실제 유리, 폴리머 등과 같은 임의의 적절한 실질적으로 투명한 기판으로 형성될 수 있다. 각각의 유리 조각은 두께를 부가하고, 이웃 기판들로의 부착을 위해 비용이 드는 유리-대-유리 본딩 해결책들을 요구한다. 이러한 문제점들은, 정면 조명이 또한 통합될 필요가 있을 때, 모듈의 두께 및 비용을 부가하여 반사형 디스플레이들에 대해 추가로 악화될 수 있다.
본 발명의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 몇몇의 혁신적인 양상들을 갖고, 그 양상들 중 어떠한 단일의 양상도 본원에 개시된 바람직한 특성들을 단독으로 담당하지 않는다.
본 발명에 기재된 요지의 하나의 혁신적인 양상은, 투영 정전용량 터치(PCT) 센서를 갖는 디스플레이 커버 유리를 포함하는 장치에서 구현될 수 있다. 투영 정전용량 터치 센서는 감지 전극들로서 얇은 와이어들을 포함할 수 있다. 얇은 센서 전극들 및/또는 장식 부분들은 입사광의 컬러 또는 파장 범위를 강화하는 광학 캐비티를 형성하기 위해 부가적인 층들로 코팅될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 캐비티의 두께는, 반사된 광의 "컬러"가 흑색이 되도록 선택될 것이다. 센서 전극들은 인간 관찰자에게 눈에 띄지 않을 수 있다.
일부 구현들에서, 터치 센서에 대한 센서 전극들 및 커버 유리 보더 및/또는 장식들은 커버 유리 상에 증착된 동일한 층 또는 층들을 사용하여 동시에 제조될 수 있다. 그러나, 몇몇의 다른 구현들에서, 광학 캐비티의 두께는 센서 전극들 및/또는 장식 부분들이 흑색 이외의 컬러를 갖도록 선택될 수 있다. 일부 구현들에서, 센서 전극들은 하나의 컬러를 가질 것이고 보더 및/또는 장식 부분들은 또 다른 컬러를 가질 것이다. 회사 명들, 로고들, 아이콘들 등과 같은 그래픽 엘리먼트들은 디스플레이의 가시 영역을 둘러싸는 흑색 또는 컬러 보더를 패터닝함으로써 보더에 통합될 수 있다. 일부 구현들에서, 터치 센서의 라우팅 와이어들은 보더 내의 접지된 도전성 층에 의해 차폐될 수 있다.
본 발명에 기재된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은, 복수의 센서 전극들을 형성하기 위해 실질적으로 투명한 기판 상에 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계를 수반하는 방법에서 구현될 수 있다. 상기 방법은 광학 캐비티 층들 상에 및 실질적으로 투명한 기판의 노출된 영역들 상에 실질적으로 투명한 유전체 물질을 증착하는 단계, 밑에 놓인 광학 캐비티 층들의 부분들을 노출시키기 위해 실질적으로 투명한 유전체 물질을 통한 비아들을 형성하는 단계, 및 밑에 놓인 광학 캐비티 층들의 부분들 사이에 전기 접속들을 형성하기 위해 비아들 내에 도전성 물질을 증착하는 단계를 수반할 수 있다.
광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 블랙 마스크 층들을 증착하는 단계를 수반할 수 있다. 일부 구현들에서, 블랙 마스크 층들은 광의 가시 범위에서 임계 양 미만의 포토 통합된 반사율(photopic integrated reflectivity)을 제공할 수 있다. 예를 들면, 블랙 마스크 층들은 350 nm 내지 800 nm의 파장 범위에 걸쳐 5 % 미만, 3 % 미만, 1 % 미만 또는 몇몇의 다른 임계치 미만의 포토 통합된 반사율을 제공할 수 있다.
광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 부분적으로 반사성 및 부분적으로 도전성 층, 산화물 층 및/또는 반사성 및 도전성 층을 증착하는 단계를 수반할 수 있다. 산화물 층을 증착하는 단계는 실리콘 이산화물 층 또는 인듐 주석 산화물 층을 증착하는 단계를 수반할 수 있다. 부분적으로 반사성 및 부분적으로 도전성 층을 증착하는 단계는 몰리브덴-크롬(MoCr) 합금층을 증착하는 단계를 수반할 수 있다.
센서 전극들은 감지 영역에 형성될 수 있다. 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 감지 영역 중 적어도 일부 둘레로 연장되는 보더 영역을 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 산화물 층을 증착하는 단계는 보더 영역에서 제 1 컬러를 강화하기 위한 광학 캐비티 층들을 형성하고, 제 2 컬러를 강화하기 위한 센서 전극들의 광학 캐비티 층들을 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 도전성 물질을 증착하는 단계는 보더 영역에 라우팅 와이어들을 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 라우팅 와이어들은 센서 전극들과 제어 회로를 접속하도록 구성될 수 있다.
상기 방법은 또한 보더 영역 내의 광학 캐비티 층들의 도전성 층과 접지 와이어 사이에 전기 접속을 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 비아들을 형성하는 단계는 광학 캐비티 층들의 도전성 층을 노출시키도록 구성된 적어도 하나의 비아를 보더 영역에 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 상기 방법은 또한 보더 영역 내의 비아를 통해 전기적으로 접지된 와이어와 도전성 층을 접속하는 단계를 수반할 수 있다. 상기 방법은 또한 장식을 생성하기 위해 보더 영역에서 광학 캐비티 층들 중 적어도 하나를 통해 비아를 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 일부 구현들에서, 장식은 로고일 수 있다.
광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 입사광의 컬러 또는 파장 범위를 강화할 광학 캐비티를 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 연속적인 열들의 제 1 투영 정전용량 터치 센서 전극들 및 비연속적인 행들의 제 2 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 도전성 물질을 증착하는 단계는 비연속적인 행들 사이에 전기 접속들을 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 비연속적인 열들의 제 1 투영 정전용량 터치 센서 전극 및 연속적인 행들의 제 2 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 형성하는 단계를 수반할 수 있다. 도전성 물질을 증착하는 단계는 비연속적인 열들 사이에 전기 접속들을 형성하는 단계를 수반할 수 있다.
본 발명에 기재된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은 실질적으로 투명한 기판 및 실질적으로 투명한 기판 상에 배치된 복수의 터치 센서 전극들을 포함하는 장치에서 구현될 수 있다. 터치 센서 전극들은 광학 캐비티 층들을 포함할 수 있다. 실질적으로 투명한 유전체 물질은 광학 캐비티 층들 상에 배치될 수 있고, 비아들은 실질적으로 투명한 유전체 물질을 통해 광학 캐비티 층의 부분들로 형성될 수 있다. 비아들 내의 도전성 물질은 광학 캐비티 층들의 부분들 사이에 전기 접속들을 형성할 수 있다.
광학 캐비티 층들은 블랙 마스크 층들을 포함할 수 있다. 블랙 마스크 층들은 350 nm 내지 800 nm의 파장 범위에 걸쳐 임계치(예를 들면, 1 %, 3 % 또는 5 %) 미만의 포토 통합된 반사율을 제공할 수 있다. 광학 캐비티 층들은 부분적으로 반사성 및 부분적으로 도전성 층, 산화물 층 및/또는 반사성 및 도전성 층을 포함할 수 있다. 부분적으로 반사성 및 부분적으로 도전성 층은 몰리브덴-크롬(MoCr) 합금층일 수 있다. 산화물 층은, 예를 들면, 실리콘 이산화물 층 또는 인듐 주석 산화물 층일 수 있다. 광학 캐비티 층들은 입사광의 컬러 또는 파장 범위를 강화하도록 구성된 광학 캐비티를 형성할 수 있다.
상기 장치는 터치 센서 전극들 둘레의 보더 영역을 포함할 수 있다. 보더 영역은 광학 캐비티 층들로 형성될 수 있다. 보더 영역을 형성하는 제 1 광학 캐비티 층들은 제 1 컬러를 강화하도록 구성될 수 있고, 터치 센서 전극들을 형성하는 제 2 광학 캐비티 층들은 제 2 컬러를 강화하도록 구성될 수 있다.
터치 센서 전극들은 연속적인 열들의 제 1 터치 센서 전극들을 및 비연속적인 행들의 제 2 터치 센서 전극들을 포함할 수 있다. 도전성 물질은 비연속적인 행들 사이에 전기 접속들을 형성할 수 있다. 터치 센서 전극들은 비연속적인 열들의 제 1 터치 센서 전극들 및 연속적인 행들의 제 2 터치 센서 전극들을 포함할 수 있다. 도전성 물질은 비연속적인 열들 사이에 전기 접속들을 형성할 수 있다.
상기 장치는 디스플레이 및 디스플레이와 통신하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 상기 장치는 또한 프로세서와 통신하도록 구성된 메모리 디바이스를 포함할 수 있다. 상기 장치는 적어도 하나의 신호를 디스플레이로 전송하도록 구성된 드라이버 회로 및 이미지 데이터의 적어도 일부를 드라이버 회로로 전송하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다. 상기 장치는 이미지 데이터를 프로세서로 전송하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 포함할 수 있고, 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 전송기 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 장치는 입력 데이터를 수신하고 입력 데이터를 프로세서로 통신하도록 구성된 입력 디바이스를 포함할 수 있다. 상기 장치는 프로세서와 통신하도록 구성된 터치 제어기 및 센서 전극들과 터치 제어기를 접속하도록 구성된 라우팅 와이어들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 요지의 하나 이상의 구현들의 세부 사항들은 첨부된 도면들 및 아래의 상세한 설명에 제시된다. 본 요약에 제공된 예들이 주로 MEMS-기반 디스플레이들에 관련하여 설명되지만, 본원에 제공된 개념들은 액정 디스플레이들, 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이들 및 전계 방출(field emission) 디스플레이들과 같은 다른 형태들의 디스플레이들에 적용될 수 있다. 다른 특징들, 양상들, 및 이점들은 상세한 설명, 도면들 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 다음의 도면들의 상대적인 치수들이 일정한 비율로 도시되지 않을 수 있다는 것을 유의하라.
도 1은 간섭 측정 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 일련의 픽셀들 내의 2 개의 인접한 픽셀들을 도시하는 등각 투상도의 예를 도시한 도면.
도 2는 3x3 간섭 측정 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 예시한 시스템 블록도의 예를 도시한 도면.
도 3은 도 1의 간섭 측정 변조기에 대한 인가된 전압 대 이동 가능한 반사층 위치를 예시한 도면의 예를 도시한 도면.
도 4는, 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 간섭 측정 변조기의 다양한 상태들을 예시한 표의 예를 도시한 도면.
도 5a는 도 2의 3x3 간섭 측정 변조기 디스플레이에서 디스플레이 데이터의 프레임을 예시한 도면의 예를 도시한 도면.
도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하는데 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 예를 도시한 도면.
도 6a는 도 1의 간섭 측정 변조기 디스플레이의 부분적인 단면도의 예를 도시한 도면.
도 6b 내지 도 6e는 간섭 측정 변조기들의 다양한 구현들의 단면도들의 예들을 도시한 도면.
도 7은 간섭 측정 변조기에 대한 제조 프로세스를 예시한 흐름도의 예를 도시한 도면.
도 8a 내지 도 8e는 간섭 측정 변조기를 제조하는 방법에서 다양한 스테이지들의 간략한 단면 예시들의 예들을 도시한 도면.
도 9a는 광학 캐비티 층들로 형성된 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 갖는 디바이스의 부분을 관통하는 단면의 예를 도시한 도면.
도 9b는 블랙 외관을 생성하도록 구성된 광학 캐비티 층들의 스펙트럼 응답의 그래프의 예를 도시한 도면.
도 9c는 적색 컬러 및 녹색 컬러를 강화하도록 구성된 광학 캐비티 층들의 컬러 좌표들의 그래프의 예를 도시한 도면.
도 10은 커버 유리 상의 광학 캐비티 층들로 구성된 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 갖는 디바이스를 제조하는 프로세스를 예시한 흐름도의 예를 도시한 도면.
도 11a 내지 도 11c는 도 10의 프로세스 내의 스테이지들 동안에 커버 유리의 부분을 관통하는 단면들의 예들을 도시한 도면.
도 12a는 도 11c에 도시된 센서 전극들의 공간 분포의 예를 도시한 도면.
도 12b는 커버 유리 상에 형성된 비연속적인 열들 내의 제 1 투영 정전용량 터치 센서 전극들 및 비연속적인 행들 내의 제 2 투영 정전 용량 터치 센서 전극들을 갖는 커버 유리의 하면도의 예를 도시한 도면.
도 12c는 도 12b에 도시된 커버 유리 및 전극들을 관통하는 단면의 예를 도시한 도면.
도 12d는 대안적인 구현에 따른 커버 유리의 부분의 하면도의 예를 도시한 도면.
도 12e는 도 12d에 도시된 커버 유리, 본드 패드들 및 비아를 관통하는 단면의 예를 도시한 도면.
도 12f는 커버 유리 상에 형성된 비연속적인 행들 내의 제 1 투영 정전용량 터치 센서 전극들 및 연속적인 열들 내의 제 2 투영 정전 용량 터치 센서 전극들을 갖는 커버 유리의 예를 도시한 도면.
도 12g는 커버 유리 상에 형성된 비연속적인 행들 내의 제 1 투영 정전용량 터치 센서 전극들 및 연속적인 열들 내의 제 2 투영 정전 용량 터치 센서 전극들을 갖는 커버 유리의 대안적인 예를 도시한 도면.
도 12h는 커버 유리 상의 광학 캐비티 층들로 형성된 보더 영역 및 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 갖는 디바이스의 상면도의 예를 도시한 도면.
도 13a는 보더 영역에 로고가 형성된, 커버 유리 상의 광학 캐비티 층들로 형성된 보더 영역을 갖는 디바이스의 상면도의 대안적인 예를 도시한 도면.
도 13b는 도 13a에 도시된 커버 유리, 보더 및 로고를 관통하는 단면의 예를 도시한 도면.
도 13c는 도 13a에 도시된 커버 유리, 보더 및 로고를 관통하는 단면의 대안적인 예를 도시한 도면.
도 14a 및 도 14b는 본원에 설명된 바와 같은 터치 센서를 포함하는 디스플레이 디바이스를 예시한 시스템 블록도들의 예들을 도시한 도면.
다양한 도면들에서 동일한 참조 번호들 및 지정들은 동일한 엘리먼트들을 표시한다.
후속하는 설명은 본 발명의 혁신적인 양상들을 기술하는 목적들을 위한 특정한 구현들에 관한 것이다. 그러나, 당업자는 본원의 교시가 복수의 상이한 방식들로 적용될 수 있다는 것을 용이하게 인지할 것이다. 기술된 구현들은, 이동 이미지(예를 들어, 비디오) 또는 정지 이미지(예를 들어, 스틸 이미지)이든지 아니든지, 그리고 텍스트, 그래픽 또는 그림이든지 아니든지 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있는 임의의 디바이스 또는 시스템에서 구현될 수 있다. 더 상세하게는, 기술된 구현들이 다양한 전자 디바이스들에 포함되거나 또는 이들과 연관될 수 있는데, 다양한 전자 디바이스들은 가령, 모바일 전화기들, 멀티미디어 인터넷 인에이블 셀룰러 전화기들, 모바일 텔레비전 수신기들, 무선 디바이스들, 스마트폰들, 블루투스® 디바이스들, 개인용 휴대정보 단말기들(PDA들), 무선 전자 메일 수신기들, 핸드-헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, 태블릿, 프린터들, 복사기들, 스캐너들, 팩시밀리 디바이스들, GPS 수신기들/네비게이터들, 카메라들, MP3 플레이어들, 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 클록들, 계산기들, 텔레비전 모니터들, 평판 패널 디스플레이들, 전자 리딩 디바이스들(즉, e-리더기들), 컴퓨터 모니터들, 자동차 디스플레이들(오도미터(odometer) 및 속도계 디스플레이들 등을 포함함), 쿡핏(cockpit) 제어들 및/또는 디스플레이들, 카메라 뷰 디스플레이들(가령, 차량의 후방 카메라의 디스플레이), 전자 포토그래프들, 전자 빌보드들 또는 표지판들(signs), 프로젝터들, 건축 구조들, 전자레인지들, 냉장고들, 스테레오 시스템들, 카세트 리코더들 또는 플레이어들, DVD 플레이어들, CD 플레이어들, VCR들, 라디오들, 휴대용 메모리 칩들, 세척기들, 건조기들, 세척기/건조기들, 주차요금 계산기들(parking meters), 패키징(packaging; 가령, 전기 기계 시스템(EMS), 마이크로 전기 기계 시스템(MEMS) 및 비-MEMS 애플리케이션에서), 장식(aesthetic) 구조들(예를 들어, 보석의 조각에 대한 이미지들의 디스플레이) 및 다양한 EMS 디바이스들이지만, 이에 한정되는 것은 아니라는 것이 고찰된다. 또한, 본원의 교시들은 비-디스플레이 애플리케이션들, 가령, 전자 스위칭 디바이스들, 무선 주파수 필터들, 센서들, 가속도계들, 자이로스코프들, 모션-감지 디바이스들, 자력계들(magnetometers), 소비자 전자 장치에 대한 관성 컴포넌트들, 소비자 전자 제품들의 부품들, 버랙터들, 액정 디바이스들, 전기영동 디바이스들, 드라이브 기법들, 제조 프로세스들, 및 전자 테스트 장비에서 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 교시들은 도면들 내에 단독으로 도시된 구현들로만 한정되도록 의도되지 않지만, 그 대신에 당업자에게 용이하게 명백하게 이해될 바와 같이 넓은 적용 가능성을 가진다.
본원에 제공된 일부 구현들에 따라, 정전용량 터치 센서의 금속 센서 전극들은 입사광의 파장 범위 또는 컬러를 강화하는 광학 캐비티를 형성하기 위해 부가적인 층들로 코딩될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 캐비티의 두께는, "컬러"가 흑색이 되도록 선택될 것이다. 일부 구현들에서, 디스플레이의 가시 영역을 둘러싸는 커버 유리 보더 및 센서 전극들은 커버 유리 상에 증착된 층들 또는 동일한 층을 사용하여 동시에 제조될 수 있다.
그러나, 일부 다른 구현들에서, 광학 캐비티의 두께는, 얇은 금속 와이어들 및/또는 장식 부분들이 또 다른 컬러를 갖도록 선택될 수 있다. 회사 이름들, 로고들, 아이콘들 등과 같은 그래픽 엘리먼트들은 블랙 또는 컬러 보더를 패터닝함으로써 보더에 통합될 수 있다.
본 발명에 기재된 요지의 특정 구현들은 다음의 잠재적인 이점들 중 하나 이상을 실현하도록 구현될 수 있다. 그러한 구현들은, 정전용량 터치 센서의 와이어들이 인간 관찰자에게 비교적 덜 눈에 띄게 될 수 있기 때문에 유리할 수 있다. 또한, 정전용량 터치 센서, 보더, 다른 장식 피쳐들, 로고 등을 제조하기 위해 요구되는 단계들의 수가 감소될 수 있다. 일부 구현들에서, 센서 전극들 및 커버 유리 보더 및/또는 로고와 같은 장식들이 동시에 제조될 수 있다. 예를 들면, 비아들은 원하는 로고의 형상으로 광학 캐비티 층들을 통해 커버 유리에 에칭될 수 있다. 비아들은 잉크, 페인트, 금속, 반사성 테이프 등으로 충진될 수 있다. 대안적으로, 비아들은 로고의 형상으로 반사층을 노출시키기 위한, 광학 캐비티 층들을 통한 경로의 에칭된 부분일 수 있다. 보더로의 접지는 라우팅 와이어들 사이의 크로스-토크를 감소시킬 수 있다. 그러한 구현들은 또한 라우팅 와이어들에서의 신호들을 통한 주변 잡음으로부터의 간섭을 감소시키거나 제거할 수 있다.
기술된 구현들이 적용될 수 있는 적절한 전기 기계 시스템들(EMS) 또는 MEMS 디바이스의 예는 반사성 디스플레이 디바이스이다. 반사성 디스플레이 디바이스들은 간섭 측정 변조기들(IMOD들)을 통합하여 그 위에 입사하는 광을 광학 간섭의 원리들을 이용하여 선택적으로 흡수 및/또는 반사할 수 있다. IMOD들은 흡수체(absorber), 그 흡수체에 대해 이동 가능한 반사체, 그리고 흡수체 및 반사체 사이에서 규정된 광학 공진 캐비티를 포함할 수 있다. 반사체는 둘 이상의 상이한 위치들로 움직일 수 있으며, 그것은 광학 공진 캐비티의 크기를 변화시킬 수 있고, 이에 의해 간섭 측정 변조기의 반사율에 영향을 미친다. IMOD들의 반사 스펙트럼들은 상이한 컬러들을 생성하도록 가시 파장들 전체에 걸쳐 시프트될 수 있는 상당히 넓은 스펙트럼 대역들을 생성할 수 있다. 스펙트럼 대역의 위치는 광학 공진 캐비티의 두께를 변화시킴으로써, 즉, 반사체의 위치를 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
도 1은 간섭 측정 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 일련의 픽셀들 내의 두 개의 인접한 픽셀들을 도시하는 등각 투상도의 예를 도시한다. IMOD 디스플레이 디바이스는 하나 이상의 간섭 측정 MEMS 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 이들 디바이스들에서, MEMS 디스플레이 엘리먼트들의 픽셀들은 밝거나 또는 어두운 상태일 수 있다. 밝은("이완된(relaxed)", "개방" 또는 "온") 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시광선의 큰 부분을, 예를 들면, 사용자에게 반사한다. 반대로, 어두운("작동된(actuated)", "폐쇄된" 또는 "오프") 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시 광을 거의 반사하지 않는다. 일부 구현들에서, 온 및 오프 상태들의 광 반사율 특성들은 역전될 수 있다. MEMS 픽셀들은 블랙 및 화이트에 부가하여 컬러 디스플레이를 허용하는 특정 파장들에서 대부분 반사하도록 구성될 수 있다.
IMOD 디스플레이 디바이스는 IMOD들의 행/열 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 IMOD는, 서로로부터 가변 및 제어 가능 거리에 위치되어 에어 갭(광학 갭 또는 캐비티로서 또한 지칭됨)을 형성하는 한 쌍의 반사층들, 즉, 이동 가능 반사층 및 고정된 부분 반사층을 포함할 수 있다. 이동 가능 반사층은 적어도 두 개의 위치들 사이에서 이동될 수 있다. 제 1 위치, 즉, 이완된 위치에서, 이동 가능 반사층은 고정된 부분 반사층으로부터 비교적 큰 거리에 위치될 수 있다. 제 2 위치, 즉, 작동된 위치에서, 이동 가능 반사층은 부분 반사층에 더 가까이 위치될 수 있다. 두 개의 층들로부터 반사하는 입사광은 이동 가능 반사층의 위치에 의존하여 보강적으로 또는 상쇄적으로 간섭하여, 각각의 픽셀에 대한 전체 반사성 또는 비-반사성 상태를 생성할 수 있다. 일부 구현들에서, IMOD는 비작동되는 경우에는 반사성 상태에서 가시 스펙트럼 내의 광을 반사할 수 있고, 비작동되는 경우에는 어두운 상태에서 가시 범위 외부의 광(예를 들면, 적외선 광)을 반사할 수 있다. 그러나, 일부 다른 구현들에서, IMOD는 비작동되는 경우에는 어두운 상태에 있고, 그리고 작동되는 경우에는 반사성 상태에 있을 수 있다. 일부 구현들에서는, 인가된 전압의 도입이 픽셀들을 구동하여 상태들을 변화시킬 수 있다. 일부 다른 구현들에서는, 인가된 전하가 픽셀들을 구동하여 상태들을 변화시킬 수 있다.
도 1에서 픽셀 어레이의 도시된 부분은 두 개의 인접한 간섭 측정 변조기들(12)을 포함한다. (도시된 바와 같이) 좌측의 IMOD(12)에서, 이동 가능 반사층(14)이 광학 스택(16)으로부터 미리 결정된 거리의 이완된 위치에 있는 것으로 도시되고, 광학 스택은 부분 반사층을 포함한다. 좌측의 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압(V0)은 이동 가능 반사층(14)의 작동을 유발하기에 불충분하다. 우측의 IMOD(12)에서, 이동 가능 반사층(14)이 광학 스택(16)에 가깝거나 인접한 작동된 위치에 있는 것으로 도시된다. 우측의 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압(Vbias)은 이동 가능 반사층(14)을 작동된 위치에서 유지하기에 충분하다.
도 1에서, 픽셀들(12)의 반사 성질들은 일반적으로 픽셀들(12) 상에 입사하는 광, 및 좌측의 IMOD(12)로부터 반사하는 광(15)을 표시하는 화살표들(13)로 도시된다. 비록 자세하게 도시되지는 않지만, 픽셀들(12) 상에 입사하는 대부분의 광(13)이 투명한 기판(20)을 관통하여 광학 스택(16)을 향하여 투과될 것이라는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 광학 스택(16) 상에 입사하는 광의 일부분은 광학 스택(16)의 부분 반사층을 통해 투과될 것이고, 일부분은 투명 기판(20)을 통해 되반사될 것이다. 광학 스택(16)을 통해 투과되는 광(13)의 부분은 이동 가능 반사층(14)에서 투명 기판(20)을 향하여(및 이를 통해) 되반사될 것이다. 광학 스택(16)의 부분 반사층으로부터 반사된 광 및 이동 가능 반사층(14)으로부터 반사된 광 사이의 (보강 또는 상쇄) 간섭이 IMOD(12)로부터 반사된 광(15)의 파장(들)을 결정할 것이다.
광학 스택(16)은 단일 층 또는 여러 층들을 포함할 수 있다. 그 층(들)은 전극 층, 부분 반사성 및 부분 투과성 층 및 투명 유전체 층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)은 전기 도전성이며, 부분적으로 투명하고 부분적으로 반사성이며, 그리고, 예를 들어, 위의 층들 중 하나 이상을 투명 기판(20) 상에 증착함으로써 제조될 수 있다. 전극 층은 다양한 재료들, 가령, 다양한 금속들, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO)로 형성될 수 있다. 부분 반사층은 부분적으로 반사성인, 예를 들면, 크롬(Cr), 반도체들, 그리고 유전체들인 다양한 금속들과 같은 다양한 재료들부터 형성될 수 있다. 부분 반사층은 재료들의 하나 이상의 층들로 형성될 수 있고, 층들의 각각은 단일 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)은 광학 흡수체 및 도전체 둘 다로서 역할을 하는 단일 반투명한 두께의 금속 또는 반도체를 포함할 수 있고, 반면에, (예를 들면, 광학 스택(16) 또는 IMOD의 다른 구조들의) 상이하고, 더 많은 도전성 층들 또는 부분들은 IMOD 픽셀들 사이에서 신호들을 버싱(bus)하는 역할을 할 수 있다. 또한, 광학 스택(16)은 하나 이상의 도전층들 또는 도전성/ 흡수성 층을 커버하고 있는 하나 이상의 절연성 또는 유전체 층들을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 광학 스택(16)의 층(들)은 평행 스트립들로 패터닝될 수 있고, 행 전극들을 아래에서 더욱 설명되는 바와 같이 디스플레이 디바이스 내에 형성할 수 있다. 당업자에 의하여 이해될 바와 같이, 용어 "패터닝된(patterned)" 은 본 명세서에서 마스킹 및 에칭 프로세스들을 지칭하도록 이용된다. 일부 구현들에서, 고 도전성 및 반사성 재료, 예를 들면 알루미늄(Al)이 이동 가능 반사층(14)에 대하여 이용될 수 있고, 이러한 스트립들이 디스플레이 디바이스에서 열 전극들을 형성할 수 있다. 이동 가능 반사층(14)은 포스트들(18)의 상부에 증착된 열들 및 포스트들(18) 사이에 증착된 개재 희생 재료를 형성하기 위해 (광학 스택(16)의 행 전극들에 직교하는) 증착된 금속 층 또는 층들의 일련의 평행한 스트립들로서 형성될 수 있다. 희생 재료가 에칭될 때, 정의된 갭(19), 또는 광 캐비티가 이동 가능 반사층(14) 및 광학 스택(16) 사이에 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 포스트들(18) 사이의 간격(spacing)은 대략 1-1000 ㎛일 수 있고, 반면, 갭(19)은 약 10,000 옹스트롬(Å) 미만일 수 있다.
일부 구현들에서, IMOD의 각각의 픽셀은, 작동된 상태이든 또는 이완된 상태이든지, 본질적으로 고정된 및 이동하는 반사층들에 의하여 형성되는 커패시터이다. 어떠한 전압도 인가되지 않는 경우, 이동 가능 반사층(14)은, 도 1의 좌측의 IMOD(12)에 의해 예시된 바와 같이, 갭(19)이 이동 가능 반사층(14) 및 광학 스택(16) 사이에 있는 기계적으로 이완된 상태를 유지한다. 그러나, 전위차, 예를 들면, 전압이 선택된 행 및 열 중 적어도 하나에 인가되는 경우에는, 대응하는 픽셀에서의 행 및 열 전극들의 교차점에서 형성되는 커패시터는 충전되고, 정전기력들이 전극들을 서로 끌어당긴다. 인가된 전압이 임계치를 초과하면, 이동 가능 반사 층(14)은 변형되고 광학 스택(16) 가까이로 또는 반대로 이동할 수 있다. 광학 스택(16) 내의 유전체 층(미도시)은 단락을 방지하고, 층들(14 및 16) 사이의 분리 거리를 도 1의 우측의 작동된 IMOD(12)에 의해 예시된 바와 같이, 제어할 수 있다. 이 작동(behavior)은 인가된 전위차의 극성에 무관하게 동일하다. 어레이 내의 일련의 픽셀들이 일부 경우들에서 "행들" 또는 "열들"로서 지칭될 수 있지만, 당업자는 하나의 방향을 "행"으로서 그리고 다른 방향을 "열"로서 지칭하는 것이 임의적임을 용이하게 이해할 것이다. 다시 말해, 일부 배향들에서, 행들은 열들로 간주될 수 있고, 열들은 행들로 간주될 수 있다. 더욱이, 디스플레이 엘리먼트들은 직교 행들 및 열들("어레이")로 균일하게 배열될 수 있거나, 또는, 예를 들어, 서로에 대해 특정한 위치적 오프셋들을 갖는 비선형 구성들("모자이크")로 배열될 수 있다. 용어들 "어레이"와 "모자이크"는 어느 한 구성을 지칭할 수 있다. 따라서, 비록 디스플레이가 "어레이" 또는 "모자이크"를 포함하는 것으로서 지칭되더라도, 엘리먼트들 자신들은, 임의의 경우에서, 서로 직교하게 배열되거나 또는 균일 분포로 배치될 필요가 없지만, 비대칭 형상들 및 균일하지 않게 분포된 엘리먼트들을 갖는 배치구성을 포함할 수 있다.
도 2는 3x3 간섭 측정 변조기 디스플레이를 통합하는 전자 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 예를 도시한다. 전자 디바이스는 하나 이상의 소프트웨어 모듈들을 실행하도록 구성될 수 있는 프로세서(21)를 포함한다. 운영 시스템을 실행하는 것에 부가하여, 프로세서(21)는 웹 브라우저, 전화기 애플리케이션, 이메일 프로그램, 또는 다른 소프트웨어 애플리케이션을 포함하는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션들을 실행하도록 구성될 수 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 1에 도시되는 IMOD 디스플레이 디바이스의 단면은 도 2에서 라인들(1-1)에 의하여 도시된다. 비록 도 2가 명료함을 위해 IMOD들의 3x3 어레이를 예시하지만, 디스플레이 어레이(30)는 매우 많은 수의 IMOD들을 포함할 수 있고, 열들에서보다는 행들에서 다른 수의 IMOD들을 가질 수 있고, 그 역도 가능하다.
도 3은 도 1의 간섭 측정 변조기에 대한 인가된 전압 대 이동 가능 반사층 위치를 예시하는 도면의 예를 도시한다. MEMS 간섭 측정 변조기들에 대해, 행/열(즉, 공통/세그먼트) 기록 절차는 도 3에 예시된 바와 같은 이들 디바이스들의 히스테리시스 특성을 이용할 수 있다. 간섭 측정 변조기는 이동 가능 반사층, 또는 미러로 하여금, 이완된 상태로부터 작동된 상태로 변화하도록, 예를 들면, 약 10-볼트 전위차를 요구할 수 있다. 전압이 그 값으로부터 감소되는 경우, 전압이, 예를 들면, 10-볼트 미만으로 다시 강하함에 따라 이동 가능 반사층은 자신의 상태를 유지한다. 그러나, 이동 가능 반사층은 전압이 2 볼트 미만으로 강하하기까지 완전히 이완하지 않는다. 따라서, 디바이스가 이완된 또는 작동된 상태 중 하나에서 안정되는 인가된 전압의 윈도우가 존재하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같은 전압의 범위, 대략 3 내지 7 볼트가 존재한다. 이는 본 명세서에서는 "히스테리시스 윈도우" 또는 "안정성 윈도우(stability window)"라고 지칭된다. 도 3의 히스테리시스 특성들을 갖는 디스플레이 어레이(30)에 대해, 행/열 기록 절차는 하나 이상의 행들을 한 번에 어드레싱하도록 설계될 수 있어서, 정해진 행의 어드레싱 동안, 작동될 어드레싱된 행에서의 픽셀들은 약 10 볼트의 전압차에 노출되고, 이완될 픽셀들은 거의 0 볼트의 전압차에 노출된다. 어드레싱 후에, 픽셀들은 정상 상태 또는 대략적으로 5 볼트들의 바이어스 전압차에 노출되어, 이들이 이전 스트로빙 상태(strobing state)에서 유지된다. 이러한 예에서, 어드레싱된 이후에, 각각의 픽셀은 약 3-7 볼트들의 "안정성 윈도우" 내의 전위차를 보인다. 이러한 히스테리시스 성질 피쳐는, 예를 들면, 도 1에서 도시된 픽셀 설계가 동일한 인가 전압 조건들 하에서 작동된 또는 이완된 기존의 상태 중 어느 하나에서 안정하게 유지되는 것을 가능하게 한다. 작동된 또는 이완된 상태에 있든지, 각각의 IMOD 픽셀이 본질적으로 고정된 및 이동하는 반사층들에 의하여 형성되는 커패시터이기 때문에, 이러한 안정한 상태는 전력을 실질적으로 소비하거나 또는 손실하지 않고 히스테리시스 윈도우 내의 정상 전압에서 유지될 수 있다. 더구나, 인가된 전압 전위가 실질적으로 고정되게 유지한다면, IMOD 픽셀로 흐르는 전류는 근본적으로 거의 없거나 또는 없다.
일부 구현들에서, 이미지의 프레임은 정해진 행에서의 픽셀들의 상태로의 원하는 변화에 (만약에 있다면) 따라, 열 전극들의 세트를 따라 "세그먼트" 전압들의 형태로 데이터 신호들을 인가함으로써 생성될 수 있다. 어레이의 각각의 행은 차례로 어드레싱될 수 있어서, 프레임이 한 번에 하나의 행에 기록된다. 원하는 데이터를 제 1 행 내의 픽셀들에 기록하기 위하여, 제 1 행 내의 픽셀들의 원하는 상태에 대응하는 세그먼트 전압들이 열 전극들 상에 인가될 수 있고, 특정 "공통" 전압 또는 신호 형태의 제 1 행 펄스가 제 1 행 전극에 인가될 수 있다. 이어서, 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. 일부 구현들에서, 제 1 행 내의 픽셀들은 열 전극들을 따라 인가된 세그먼트 전압들에서의 변화에 의해 영향을 받지 않고, 제 1 공통 전압 행 펄스 동안에 그들이 설정되었던 상태로 유지된다. 이러한 프로세스는 이미지 프레임을 생성하기 위해 전체 일련의 행들, 또는 대안적으로, 열들에 대해 순차적 방식으로 반복될 수 있다. 프레임들은 이러한 프로세스를 초 당 일부 원하는 수의 프레임들로 계속해서 반복함으로써 새로운 이미지 데이터로 리프레시 및/또는 업데이트될 수 있다.
각각의 픽셀에 걸쳐 인가된 세그먼트 및 공통 신호들의 조합(즉, 각각의 픽셀에 걸친 전위차)은 각각의 픽셀의 결과적인 상태를 결정한다. 도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가되는 경우에 간섭 측정 변조기의 다양한 상태들을 예시하는 표의 예를 도시한다. 당업자에 의해 용이하게 이해될 바와 같이, "세그먼트" 전압들은 열 전극들 또는 행 전극들 중 어느 하나에 인가될 수 있고, "공통" 전압들은 열 전극들 또는 행 전극들 중 다른 것에 인가될 수 있다.
도 4에서 (뿐만 아니라 도 5b에 도시된 타이밍도에서) 예시된 바와 같이, 릴리스 전압(VCREL)이 공통 라인을 따라 인가되는 경우, 공통 라인을 따르는 모든 간섭 측정 변조기 엘리먼트들은, 세그먼트 라인들을 따라 인가된 전압, 즉, 하이 세그먼트 전압(VSH) 및 로우 세그먼트 전압(VSL)에 무관하게, 대안적으로 릴리스된(released) 또는 작동되지 않은 상태라고 지칭되는 이완된 상태에 배치될 것이다. 특히, 릴리스 전압(VCREL)이 공통 라인을 따라 인가되는 경우, 변조기에 걸친 전위 전압(대안적으로 픽셀 전압으로 지칭됨)은, 하이 세그먼트 전압(VSH) 및 로우 세그먼트 전압(VSL) 둘 다가 그 픽셀에 대한 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가되는 경우에 이완 윈도우(도 3을 참조, 또한 릴리스 윈도우로 지칭됨) 내에 있다.
하이 홀드 전압(VCHOLD _H) 또는 로우 홀드 전압(VCHOLD _L)과 같은 홀드 전압이 공통 라인에 인가되는 경우, 간섭 측정 변조기의 상태는 일정하게 유지될 것이다. 예를 들어, 이완된 IMOD는 이완된 위치에서 유지될 것이고, 작동된 IMOD는 작동된 위치에서 유지될 것이다. 하이 세그먼트 전압(VSH) 및 로우 세그먼트 전압(VSL) 둘 다가 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가되는 경우에, 픽셀 전압이 안정성 윈도우 내에 유지되도록 홀드 전압들이 선택될 수 있다. 따라서, 세그먼트 전압 스윙, 즉, 하이(VSH) 및 로우 세그먼트 전압(VSL) 사이의 차이는, 양 또는 음의 안정성 윈도우 중 어느 하나의 폭보다 더 적다.
하이 어드레싱 전압(VCADD _H) 또는 로우 어드레싱 전압(VCADD _L)과 같은 어드레싱, 또는 작동 전압이 공통 라인에 인가되는 경우, 데이터는 각각의 세그먼트 라인들을 따른 세그먼트 전압들의 인가에 의해 그 공통 라인을 따라 변조기들에 선택적으로 기록될 수 있다. 세그먼트 전압들은 작동이 인가된 세그먼트 전압에 의존하도록 선택될 수 있다. 어드레싱 전압이 공통 라인을 따라 인가되는 경우, 하나의 세그먼트 전압의 인가는 픽셀 전압이 안정성 윈도우 내에 있게 하여, 그 픽셀이 작동하지 않게 유지되도록 할 것이다. 이와 대조적으로, 다른 세그먼트 전압의 인가는 픽셀 전압이 안정성 윈도우를 벗어나게 하여, 결국 픽셀의 작동을 초래할 것이다. 작동을 유발하는 특정 세그먼트 전압은 어떤 어드레싱 전압이 이용되는지에 의존하여 변동할 수 있다. 일부 구현들에서, 하이 어드레싱 전압(VCADD _H)이 공통 라인을 따라 인가되는 경우, 하이 세그먼트 전압(VSH)의 인가는 변조기로 하여금 자신의 현재 위치에서 유지하도록 야기할 수 있고, 반면에 로우 세그먼트 전압(VSL)의 인가는 변조기의 작동을 야기할 수 있다. 그 결과, 세그먼트 전압들의 영향은 로우 어드레싱 전압(VCADD _L)이 인가되는 경우에 반대로 될 수 있어, 하이 세그먼트 전압(VSH)은 변조기의 작동을 유발하고, 로우 세그먼트 전압(VSL)은 변조기의 상태에 영향을 주지 않는다(즉, 안정을 유지한다).
일부 구현들에서, 항상 변조기들에 걸쳐 동일 극성의 전위차를 생성하는 홀드 전압들, 어드레스 전압들, 및 세그먼트 전압들이 사용될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 변조기들의 전위차의 극성을 교번시키는 신호들이 이용될 수 있다. 변조기들에 걸친 극성의 교번(즉, 기록 절차들의 극성의 교번)은 단일 극성의 반복된 기록 동작들 후에 일어날 수 있는 전하 축적을 줄이거나 또는 억제할 수 있다.
도 5a는 도 2의 3x3 간섭 측정 변조기 디스플레이에서의 디스플레이 데이터의 프레임을 예시하는 도면의 예를 도시한다. 도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하는데 이용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 예를 도시한다. 신호들은, 예를 들면, 도 2의 3x3 어레이에 인가될 수 있고, 이것이 궁극적으로 도 5a에 도시된 라인 시간(60e) 디스플레이 배열을 초래할 것이다. 도 5a에서 작동된 변조기들은 어두운-상태에 있고, 즉 여기서, 예를 들어 시청자에게 어두운 외관을 초래하기 위하여 반사광의 대부분이 가시 스펙트럼 외부에 있다. 도 5a에 예시된 프레임을 기록 전에, 픽셀들은 임의의 상태에 있을 수 있지만, 도 5b의 타이밍도에 예시된 기록 절차는 각각의 변조기가 릴리스되었고 제 1 라인 시간(60a) 전에 작동되지 않은 상태로 존재한다고 추정한다.
제 1 라인 시간(60a) 동안에, 릴리스 전압(70)이 공통 라인 1 에 인가되며; 공통 라인 2 에 인가된 전압은 하이 홀드 전압(72)에서 시작하고 릴리스 전압(70)으로 이동하며; 로우 홀드 전압(76)은 공통 라인 3을 따라 인가된다. 따라서, 공통 라인 1을 따르는 변조기들(공통 1, 세그먼트 1), (1,2) 및 (1,3)은 제 1 라인 시간(60a)의 듀레이션 동안 이완된, 또는 작동하지 않은 상태를 유지하며, 공통 라인 2를 따르는 변조기들(2,1), (2,2) 및 (2,3)은 이완된 상태로 이동할 것이고, 공통 라인 3을 따르는 변조기들(3,1), (3,2) 및 (3,3)은 자신들의 이전의 상태를 유지할 것이다. 도 4를 참조하면, 세그먼트 라인들 1, 2 또는 3 을 따라 인가된 세그먼트 전압들은, 공통 라인들 1, 2 또는 3 중 어느 것도 라인 시간(60a) 동안에 작동을 야기하는 전압 레벨들(즉, VCREL-이완 및 VCHOLD _L-안정)에 노출되고 있지 않기 때문에, 간섭 측정 변조기들의 상태 상에 아무런 영향을 주지 않을 것이다.
제 2 라인 시간(60b) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 하이 홀드 전압(72)으로 이동하고, 공통 라인 1을 따르는 모든 변조기들은 인가된 세그먼트 전압에 무관하게 이완된 상태를 유지하는데, 왜냐하면 어떠한 어드레싱 또는 작동 전압도 공통 라인 1에 인가되지 않았기 때문이다. 공통 라인 2를 따르는 변조기들은 릴리스 전압(70)의 인가로 인해 이완된 상태로 유지되고, 공통 라인 3을 따르는 변조기들(3,1), (3,2) 및 (3,3)은 공통 라인 3을 따르는 전압이 릴리스 전압(70)으로 이동하는 경우에 이완할 것이다.
제 3 라인 시간(60c) 동안에, 공통 라인 1은 하이 어드레스 전압(74)을 공통 라인 1 상에 인가함으로써 어드레싱된다. 이러한 어드레스 전압의 인가 동안에 로우 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들(1 및 2)을 따라 인가되기 때문에, 변조기들(1,1) 및 (1,2)에 걸친 픽셀 전압은 변조기들의 양의 안정성 윈도우의 상한(high end)보다 더 크고(즉, 전압차가 미리 정의된 임계치를 초과하였음), 변조기들(1,1) 및 (1,2)은 작동된다. 반대로, 하이 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 3을 따라 인가되기 때문에, 변조기(1,3)에 걸친 픽셀 전압은 변조기들(1,1) 및 (1,2)의 전압 미만이고, 변조기의 양의 안정성 윈도우 내에서 유지되며, 따라서 변조기(1,3)는 이완된 상태를 유지한다. 또한, 라인 시간(60c) 동안, 공통 라인 2를 따르는 전압은 로우 홀드 전압(76)으로 감소하고, 공통 라인 3을 따르는 전압은 릴리스 전압(70)에서 유지하여, 공통 라인들(2 및 3)을 따르는 변조기들을 이완된 위치로 남겨둔다.
제 4 라인 시간(60d) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 하이 홀드 전압(72)으로 복귀하여, 공통 라인 1을 따르는 변조기들을 자신들의 각각의 어드레싱된 상태들로 남겨둔다. 공통 라인 2 상의 전압은 로우 어드레스 전압(78)으로 감소된다. 하이 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 2를 따라 인가되기 때문에, 변조기(2,2)에 걸친 픽셀 전압은 변조기의 음의 안정성 윈도우의 하한 미만이 되어, 변조기(2,2)가 작동하게 한다. 반대로, 로우 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들(1 및 3)을 따라 인가되기 때문에, 변조기들(2,1) 및 (2,3)은 이완된 위치에서 유지한다. 공통 라인 3 상의 전압은 하이 홀드 전압(72)으로 증가하여, 공통 라인 3 을 따르는 변조기들을 이완된 상태로 남겨둔다.
마지막으로, 제 5 라인 시간(60e) 동안에, 공통 라인 1 상의 전압은 하이 홀드 전압(72)에서 유지되고, 공통 라인 2 상의 전압은 로우 홀드 전압(76)에서 유지되어, 공통 라인들 1 및 2를 따른 변조기들을 자신들의 각각의 어드레싱된 상태들에서 남겨둔다. 공통 라인 3 상의 전압은 하이 어드레스 전압(74)으로 증가하여 공통 라인 3을 따르는 변조기들을 어드레싱한다. 로우 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들 2 및 3에 인가됨에 따라, 변조기들(3,2) 및 (3,3)은 작동하는 반면에, 세그먼트 라인 1을 따라 인가된 하이 세그먼트 전압(62)은 변조기(3,1)가 이완된 위치에서 유지되게 한다. 따라서, 제 5 라인 시간(60e)의 끝에서, 3x3 픽셀 어레이는 도 5a에 도시된 상태에 있고, 다른 공통 라인들(미도시)을 따른 변조기들이 어드레싱되는 경우에 발생할 수 있는 세그먼트 전압에서의 변동들에 무관하게, 홀드 전압들이 공통 라인들을 따라 인가되는 한, 그 상태를 유지할 것이다.
도 5b의 타이밍도에서, 정해진 기록 절차(즉, 라인 시간들(60a-60e))는 하이 홀드 및 어드레스 전압들, 또는 로우 홀드 및 어드레스 전압들 중 어느 하나의 사용을 포함할 수 있다. 일단 기록 절차가 정해진 공통 라인에 대하여 완료되면(및 공통 전압이 작동 전압과 동일한 극성을 가지는 홀드 전압으로 설정되면), 픽셀 전압은 정해진 안정성 윈도우 내에 유지하고, 릴리스 전압이 그 공통 라인 상에 인가될 때까지 이완 윈도우(relaxation window)를 통과하지 않는다. 더욱이, 각각의 변조기를 어드레싱하기 전에 각각의 변조기가 기록 절차의 일부로서 릴리스되기 때문에, 릴리스 시간이 아니라 변조기의 작동 시간이 필요한 라인 시간을 결정할 수 있다. 구체적으로, 변조기의 릴리스 시간이 작동 시간보다 큰 구현들에서, 릴리스 전압은, 도 5b에 도시된 바와 같이, 단일 라인 시간보다 더 오랫동안 인가될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 공통 라인들 또는 세그먼트 라인들을 따라 인가된 전압들은 변동하여, 상이한 변조기들, 예를 들면, 상이한 컬러들의 변조기들의 작동 및 릴리스 전압들 내의 변동들을 고려할 수 있다.
위에서 제시된 원리들에 따라 동작하는 간섭 측정 변조기들의 구조의 세부 사항들은 광범위하게 변동할 수 있다. 예를 들어, 도 6a 내지 도 6e는 이동 가능 반사층(14) 및 그의 지지 구조들을 포함하는 간섭 측정 변조기들의 다양한 구현들의 단면들의 예들을 도시한다. 도 6a는 도 1의 간섭 측정 변조기 디스플레이의 부분 단면의 예를 도시하며, 여기서 금속 재료의 스트립, 즉, 이동 가능 반사층(14)은 기판(20)으로부터 직교하게 연장하는 지지부들(supports; 18) 상에 증착된다. 도 6b에서, 각각의 IMOD의 이동 가능 반사층(14)은 일반적으로 형상이 정사각형 또는 직사각형이고 테더들(tethers)(32) 상의 코너들에서 또는 그 코너들 가까이에서 지지부들에 부착된다. 도 6c에서, 이동 가능 반사층(14)은 일반적으로 형상이 정사각형 또는 직사각형이고 유연한 금속을 포함할 수 있는 변형 가능 층(34)에 매달려 있다. 변형 가능 층(34)은 이동 가능 반사층(14)의 둘레 주위에서 기판(20)에 직접적으로 또는 간접적으로 접속될 수 있다. 이런 접속들은 본 명세서에서 지지 포스트들(support posts)이라고 지칭된다. 도 6c에 도시된 구현은 이동 가능 반사층(14)의 광학 기능들의, 변형 가능 층(34)에 의해 수행되는 자신의 기계적 기능들로부터의 디커플링으로부터 도출된 부가적인 이점들을 가진다. 이러한 디커플링은 반사층(14)에 대하여 이용되는 구조적 설계 및 재료들 및 변형 가능 층(34)에 대하여 이용되는 그러한 것들이 서로로부터 독립적으로 최적화되도록 허용한다.
도 6d는 이동 가능 반사층(14)이 반사 서브층(14a)을 포함하는 IMOD의 다른 예를 도시한다. 이동 가능 반사층(14)은 지지 구조, 가령 지지 포스트들(18) 상에 안착(rest)된다. 지지 포스트들(18)은 하부 정지 전극(즉, 예시된 IMOD에서의 광학 스택(16)의 부분)으로부터 이동 가능 반사층(14)의 분리를 제공하여, 예를 들어 이동 가능 반사층(14)이 이완된 위치에 있는 경우에 갭(19)이 이동 가능 반사층(14) 및 광학 스택(16) 사이에 형성되도록 한다. 이동 가능 반사층(14)은 또한 전극으로서 역할을 하도록 구성될 수 있는 도전층(14c), 및 지지층(14b)을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 도전층(14c)은 기판(20)으로부터 원위(distal)인 지지층(14b)의 일측면 상에 배치되고, 반사성 서브-층(14a)은 기판(20)을 향해 근위인(proximal) 지지층(14b)의 다른 측면 상에 배치된다. 일부 구현들에서, 반사성 서브-층(14a)은 도전성일 수 있고, 지지층(14b) 및 광학 스택(16) 사이에 배치될 수 있다. 지지층(14b)은 유전체 재료, 예를 들어, 실리콘 산화질화물(SiON) 또는 실리콘 이산화물(SiO2)의 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 지지층(14b)은 층들의 스택, 가령, 예를 들어 SiO2/SiON/SiO2 3-층 스택일 수 있다. 반사성 서브-층(14a) 및 도전층(14c)의 어느 하나 또는 양쪽 모두는, 예를 들면, 약 0.5% 구리(Cu)를 갖는 알루미늄(Al) 합금, 또는 다른 반사성 금속 재료를 포함할 수 있다. 도전층들(14a, 14c)을 유전체 지지층(14b) 위 및 아래에 사용하는 것은 스트레스들을 밸런싱하고 향상된 전도성을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 반사성 서브-층(14a) 및 도전층(14c)은 다양한 설계 목적들, 가령, 이동 가능 반사층(14) 내에서 특정 응력 프로파일들을 달성하는 것을 위해 상이한 재료들로 형성될 수 있다.
도 6d에 예시된 바와 같이, 일부 구현들은 또한 블랙 마스크 구조(23)를 포함할 수 있다. 블랙 마스크 구조(23)는 광학으로 불활성 지역들(가령, 픽셀들 사이 또는 포스트들(18) 아래)에서 형성되어 주변광 또는 표류 광(stray light)을 흡수할 수 있다. 블랙 마스크 구조(23)는 또한 광이 디스플레이의 불활성 부분들에서 반사되거나 또는 그 부분들을 투과하는 것을 억제하며, 이에 의해 콘트라스트 비를 증가시킴으로써, 디스플레이 디바이스의 광학 특성들을 개선할 수 있다. 부가적으로, 블랙 마스크 구조(23)는 도전성일 수 있고 전기 버싱 층으로서 기능을 하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 행 전극들은 접속된 행 전극의 저항을 줄이기 위해 블랙 마스크 구조(23)에 접속될 수 있다. 블랙 마스크 구조(23)는 증착 및 패터닝 기법들을 포함하는 다양한 방법들을 이용하여 형성될 수 있다. 블랙 마스크 구조(23)는 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 블랙 마스크 구조(23)는 광학 흡수체로서 역할을 하는 몰리브덴-크롬(MoCr)층, SiO2 층, 및 반사체 및 버싱 층으로서 역할을 하는 알루미늄 합금을 포함하고, 각각 그 두께가 약 30-80 Å, 500-1000 Å, 및 500-6000 Å의 범위에 있다. 하나 이상의 층들은, 예를 들어, MoCr 및 SiO2 층들에 대하여 CF4(carbon tetrafluoromethane) 및/또는 O2(oxygen)를 포함하고, 알루미늄 합금 층에 대하여 Cl2(chlorine) 및/또는 BCl3(boron trichloride)을 포함하는 포토리소그래피 및 건식 에칭을 포함하는 다양한 기법들을 이용하여 패터닝될 수 있다. 일부 구현들에서, 블랙 마스크(23)는 에탈론(etalon) 또는 간섭 측정 스택 구조일 수 있다. 이러한 간섭 측정 스택 블랙 마스크구조들(23)에서, 도전성 흡수체들은 각각의 행 또는 열의 광학 스택(16)에서의 하부의 정지 전극들 간에 신호들을 전달 또는 버싱(bus)하는데 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 스페이서 층(35)은 일반적으로 흡수체 층(16a)을 블랙 마스크(23)에서의 도전층들로부터 전기적으로 절연시키는 역할을 할 수 있다.
도 6e는 이동 가능 반사 층(14)이 자체 지지형인 IMOD의 다른 예를 도시한다. 도 6d와 대조적으로, 도 6e의 구현은 지지 포스트들(18)을 포함하지 않는다. 대신에, 이동 가능 반사 층(14)은 다수의 위치들에서 기초적인 광학 스택(16)과 접촉하고, 이동 가능 반사 층(14)의 곡률은, 간섭 측정 변조기에 걸친 전압이 작동을 유발하는데 불충분한 경우에 이동 가능 반사 층(14)이 도 6e의 작동되지 않은 위치로 복귀하는 충분한 지지를 제공한다. 복수의 몇몇의 상이한 층들을 포함할 수 있는 광학 스택(16)은, 여기서 명료함을 위해 광학 흡수체(16a), 및 유전체(16b)를 포함하는 것으로 도시된다. 일부 구현들에서, 광학 흡수체(16a)는 고정된 전극 및 부분 반사층 모두로서 역할을 할 수 있다.
도 6a 내지 도 6e에 도시된 것들과 같은 구현들에서, IMOD들은 이미지들이 투명 기판(20)의 앞면, 즉, 변조기가 배열된 측면과 반대인 측면에서 보이는 직접-뷰 디바이스들로서 기능을 한다. 이러한 구현들에서, 디바이스의 뒷면 부분들(즉, 예를 들어, 도 6c에 예시된 변형 가능 층(34)을 포함하여, 이동 가능 반사층(14) 뒤의 디스플레이 디바이스의 임의의 부분)은 디스플레이 디바이스의 이미지 품질에 강한 영향 또는 악영향을 주는 일 없이 구성되고 동작될 수 있는데, 왜냐하면 반사층(14)이 디바이스의 그 부분들을 광학으로 차폐하기 때문이다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 버스 구조(예시되지 않음)는 변조기의 광학 특성들을 변조기의 전기 기계적 특성들, 가령, 전압 어드레싱 및 이러한 어드레싱으로부터 생겨나는 이동들로부터 분리하는 능력을 제공하는 이동 가능 반사층(14) 뒤에 포함될 수 있다. 부가적으로, 도 6a 내지 도 6e의 구현들은 프로세싱, 가령, 패터닝을 단순화할 수 있다.
도 7은 간섭 측정 변조기에 대한 제조 프로세스(80)를 도시하는 흐름도의 예를 도시하고, 도 8a 내지 도 8e는 이러한 제조 프로세스(80)의 대응하는 스테이지들의 단면의 개략적인 예시들의 예들을 도시한다. 일부 구현들에서, 제조 프로세스(80)는, 예를 들면, 도 7에 도시되지 않은 다른 블록들에 부가하여 도 1 및 도 6 에 도시된 범용 타입의 간섭 측정 변조기들을 제조하도록 구현될 수 있다. 도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 프로세스(80)는 기판(20) 상의 광학 스택(16)의 형성을 갖는 블록(82)에서 시작한다. 도 8a는 기판(20) 상에 형성된 이러한 광학 스택(16)을 예시한다. 기판(20)은 투명한 기판, 가령, 유리 또는 플라스틱일 수 있고, 이것은 유연하거나 비교적으로 뻣뻣하고 구부러지지 않을 수 있으며, 이전 준비 프로세스들, 예를 들면, 세척이 실시되어, 광학 스택(16)의 효율적인 형성을 용이하게 할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 광학 스택(16)은 전기적으로 도전성이고, 부분적으로 투명하고 부분적으로 반사성일 수 있고, 예를 들어, 원하는 성질들을 가지는 하나 이상의 층들을 투명한 기판(20) 상에 증착함으로써 제조될 수 있다. 도 8a에서, 광학 스택(16)은 서브-층들(16a 및 16b)을 갖는 다층 구조를 포함하지만, 더 많거나 더 적은 서브-층들이 일부 다른 구현들에 포함될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나는 조합된 도전체/흡수체 서브-층(16a)과 같이 광학 흡수성 및 도전성 특성들 모두를 갖도록 구성될 수 있다. 덧붙여, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나 이상은 평행한 스트립들로 패터닝될 수 있고, 디스플레이 디바이스에 행 전극들을 형성할 수 있다. 이러한 패터닝은 마스킹 및 에칭 프로세스 또는 당분야에서 알려진 다른 적합한 프로세스에 의해 수행될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나는 절연성 또는 유전체 층, 가령 하나 이상의 금속 층들(예를 들어, 하나 이상의 반사성 및/또는 도전층들) 위에 증착된 서브-층(16b)일 수 있다. 또한, 광학 스택(16)은 디스플레이의 행들을 형성하는 개별 및 평행 스트립들 내에 패터닝될 수 있다.
프로세스(80)는 광학 스택(16) 상의 희생층(25)의 형성을 갖는 블록(84)에서 계속된다. 희생층(25)은 나중에(예를 들어, 블록(90)에서) 제거되어, 캐비티(19)를 형성하고, 따라서 희생층(25)은 도 1에 도시된 결과적인 간섭 측정 변조기들(12)에서 도시되지 않는다. 도 8b는 광학 스택(16) 상에 형성된 희생층(25)을 포함하는 부분적으로 제작된 디바이스를 예시한다. 광학 스택(16) 상의 희생층(25)의 형성은, 후속하는 제거 후에, 원하는 설계 크기를 갖는 갭 또는 캐비티(19)(또한 도 1 및 도 8e를 참조)를 제공하도록 선택된 두께로의, 몰리브덴(Mo) 또는 비정질 실리콘(Si)과 같은 크세논 이불화물(XeF2)-에칭 가능 재료의 증착을 포함할 수 있다. 희생 재료의 증착은 증착 기법들, 가령, 물리적 기상 증착(PVD(physical vapor deposition), 예를 들면, 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 수행될 수 있다.
프로세스(80)는 블록(86)에서 지지 구조, 예를 들면, 도 1, 도 6 및 도 8c에 예시된 바와 같은 포스트(18)의 형성과 함께 계속된다. 포스트(18)의 형성은 지지 구조 개구부를 형성하기 위해 희생층(25)을 패터닝하는 것, 이어서 PVD, PECVD, 열적 CVD, 또는 스핀-코팅과 같은 증착 방법을 이용하여, 포스트(18)를 형성하기 위해 재료(예를 들면, 폴리머 또는 무기질 재료, 예를 들면, 실리콘 산화물)를 개구부 내에 증착하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 희생층 내에 형성된 지지 구조 개구부는 희생층(25) 및 광학 스택(16) 둘 다를 통해, 기초적인 기판(20)까지 연장할 수 있어서, 포스트(18)의 하부 말단은 도 6a에 예시된 바와 같이 기판(20)과 접촉하게 한다. 대안적으로, 도 8c에 도시된 바와 같이, 희생층(25) 내에 형성된 개구부는 희생층(25)을 통해 연장할 수 있지만, 광학 스택(16)을 통해서는 연장할 수 없다. 예를 들어, 도 8e는 광학 스택(16)의 상부 표면과 접촉하는 지지 포스트들(18)의 하부 말단들을 예시한다. 포스트(18), 또는 다른 지지 구조들은, 지지 구조 재료의 층을 희생층(25) 상에 증착하고 희생층(25)에서 개구부들로부터 떨어져 위치된 지지 구조 재료의 부분들을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 지지 구조들은, 도 8c에 예시된 바와 같이 개구부들 내에 위치될 수 있지만, 또한, 적어도 부분적으로, 희생층(25)의 일 부분 위에서 연장할 수 있다. 위에서 유의된 바와 같이, 희생층(25) 및/또는 지지 포스트들(18)의 패터닝은 패터닝 및 에칭 프로세스에 의해 수행될 수 있지만, 또한 대안적 에칭 방법들에 의해 수행될 수 있다.
프로세스(80)는 블록(88)에서 도 1, 도 6 및 도 8d에 예시된 이동 가능 반사층(14)과 같은 이동 가능 반사층 또는 멤브레인의 형성과 함께 계속된다. 이동 가능 반사층(14)은 하나 이상의 패터닝, 마스킹, 및/또는 에칭 프로세스들과 함께 하나 이상의 증착 프로세스들, 예를 들면, 반사 층(예를 들면, 알루미늄, 알루미늄 합금) 증착을 사용함으로써 형성될 수 있다. 이동 가능 반사층(14)은 전기적으로 도전성일 수 있고, 전기적 도전층이라고 지칭될 수 있다. 일부 구현들에서, 이동 가능 반사층(14)은 도 8d에 도시된 바와 같은 복수의 서브-층들(14a, 14b, 14c)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 서브층들, 가령, 서브층들(14a, 14c) 중 하나 이상은, 자신들의 광학 특성들에 대해 선택된 높은 반사성 서브-층들을 포함할 수 있고, 다른 서브-층(14b)은 자신의 기계적 특성들에 대해 선택된 기계적 서브-층을 포함할 수 있다. 희생층(25)이 블록(88)에서 형성된 부분적으로 제작된 간섭 측정 변조기 내에 여전히 존재하기 때문에, 이동 가능 반사층(14)은 이러한 스테이지에서 통상적으로 이동 가능하지 않다. 희생층(25)을 포함하는 부분적으로 제작된 IMOD는, 또한 본 명세서에서 "비릴리스된(unreleased)" IMOD 라고도 지칭될 수 있다. 도 1 과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 이동 가능 반사층(14)은 디스플레이의 열들을 형성하는 별개의 및 평행한 스트립들로 패터닝될 수 있다.
프로세스(80)는 블록(90)에서 캐비티, 예를 들면, 도 1, 도 6 및 도 8e에 예시된 바와 같은 캐비티(19)의 형성과 함께 계속된다. 캐비티(19)는 (블록(84)에서 증착된) 희생 재료(25)를 에천트에 노출시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 에칭 가능 희생 재료, 가령, Mo 또는 비정질 Si는 건식 화학적 에칭에 의하여, 예를 들면, 희생층(25)을 가스상 또는 기체상 에천트, 예를 들면 고체 XeF2로부터 유도된 증기들에, 통상적으로 캐비티(19)를 둘러싸는 구조들에 대해 선택적으로 제거되는 원하는 양의 재료를 제거하기에 효과적인 시간 기간 동안에, 노출시킴으로써 제거될 수 있다. 에칭 가능한 희생 물질 및 에칭 방법들의 다른 조합들, 예를 들면, 습식 에칭 및/또는 플라즈마 에칭이 또한 이용될 수 있다. 희생층(25)이 블록(90) 동안에 제거되기 때문에, 이동 가능 반사 층(14)은 이러한 스테이지 후에 통상적으로 이동 가능하다. 희생 재료(25)의 제거 후, 결과적인 완전히 또는 부분적으로 제조된 IMOD는 본 명세서에서는 "릴리스된(released)" IMOD라고 지칭될 수 있다.
도 9a는 광학 캐비티 층들로 형성된 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 갖는 디바이스의 부분을 관통하는 단면의 예를 도시한다. 터치 센서 디바이스(900)는 커버 유리(905) 상에 배치된 센서 전극들(907)을 포함한다. 본원의 다른 곳에서 유의된 바와 같이, "커버 유리(905)"는 한 형태의 실제 유리, 폴리머의 하나 이상의 층들, 이들의 조합들 등과 같이 임의의 적절한 실질적으로 투명한 기판으로 형성될 수 있다. 커버 유리(905)는 반사-방지 코팅, 눈부심-방지 코팅, 지문-방지 코팅 등과 같이 원하는 기능성을 위한 코팅들을 가질 수 있다. 일부 그러한 구현들에서, 센서 전극들(907)은 커버 유리(905)의 한 측면 상에 형성될 수 있고, 하나 이상의 그러한 코팅들은 커버 유리(905)의 반대 측면 상에 형성될 수 있다.
이러한 구현에서, 센서 전극들(907)은 커버 유리(905) 상에 광학 캐비티 층들을 증착함으로써 형성되었다. 광학 캐비티 층들은 층들(910, 915 및 920)을 포함한다. 여기서, 층(910)은 부분적으로 반사성이고 부분적으로 투과성 물질로 형성된다. 층(910)은 또한 도전성 물질일 수 있다. 일부 예들에서, 층(910)은 몰리크롬으로 형성될 수 있다. 대안적인 예들에서, 층(910)은 Mo, Cr 등과 같은 다른 물질들로 형성될 수 있다.
이러한 구현에서, 층(915)은 실질적으로 투명한 산화물 층이다. 층(915)은 SiO2와 같이 실질적으로 투명한 유전체 물질로 형성될 수 있다. 대안적으로, 층(915)은 ITO(indium tin oxide)와 같은 실질적으로 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 일부 그러한 구현들에서, 광학 캐비티 층들(910, 915 및 920) 모두는 전기적으로 도전성일 수 있다. 따라서, 모든 광학 캐비티 층들(910, 915 또는 920) 중 임의의 층 또는 모든 층들을 통해 전기 접속들이 이루어질 수 있다.
층(920)은 이러한 예에서 반사성 물질로 형성된다. 일부 구현들에서, 층(920)은 Mo, Cr, Ni, Al, 이들의 합금들 등과 같이 반사성 및 도전성 물질로 형성될 수 있다. 이러한 예에서, 층(920)은 거의 완전히 반사적이도록 충분한 두께를 갖는 AlSi 층이다.
층(915)의 두께는 입사광의 파장 범위 또는 컬러를 강화하는 광학 캐비티를 형성할 수 있다. 이러한 예에서, 광학 캐비티의 두께는, "컬러"가 블랙이 되게 하는 두께일 수 있다. 그러한 구현들에서, 광학 캐비티 층들은 블랙 마스크 층들의 광학 특성들과 유사한 광학 특성들을 갖도록 구성될 수 있다. 센서 전극들(907)이 블랙인 경우에 센서 전극들(907)이 관찰자에게 덜 눈에 띄게 될 수 있기 때문에, 그러한 구현들이 바람직할 수 있다.
도 9b는 흑색 외관을 생성하도록 구성된 광학 캐비티 층들의 스펙트럼 응답의 그래프의 예를 도시한다. 본원의 다른 곳에서 유의된 바와 같이, 그러한 광학 캐비티 층들은 본원에서 블랙 마스크(23)와 같은 블랙 마스크로서 지칭될 수 있다. 도 9b는 또한 그러한 광학 캐비티 층들, 520 nm에서 그들의 굴절율들(n+ik) 및 그들의 두께에 대해 사용될 수 있는 물질들의 예들을 도시한다. 이러한 예에서, 표(950)는 1.52의 굴절율을 갖는 유리로 형성된 커버 유리를 포함한다. 층(910)은 3.81 + 3.59i의 굴절율 및 5 nm의 두께를 갖는 MoCr로 형성된다. 층(915)은 1.46의 굴절율 및 72 nm의 두께를 갖는 SiO2로 형성된다. 층(920)은 .82 + 5.99i의 굴절율 및 100 nm의 두께를 갖는 Al로 형성된다.
그러나, 이러한 물질들, 층 두께 등은 단지 예들이다. 다른 구현들에서, 예를 들면, 커버 유리는 폴리카보네이트와 같은 실질적으로 투명한 폴리머로 형성될 수 있다. 대안적인 구현들에서, 광학 캐비티 층들은 또한 상이한 두께들 등을 갖는 상이한 물질로 형성될 수 있다. 일부 그러한 구현들에서, 층(910)은 Mo, Cr, Si, 이들의 임의의 조합, 또는 몇몇의 다른 적절한 물질로 형성될 수 있다. 층(915)은 ITO(indium tin oxide), 알루미늄 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화질화물, 이들의 임의의 조합, 또는 몇몇의 다른 적절한 물질과 같은 또 다른 실질적으로 투명한 물질로 형성될 수 있다. 층(920)은 또 다른 반사성 및 도전성 물질, 예를 들면, 은과 같은 도전성 금속으로 형성될 수 있다.
이러한 광학 캐비티의 반사율이 그래프(960)에 도시된다. 여기서, 반사율은 350 nm 내지 800 nm의 파장 범위에 걸쳐 도시된다. 이러한 파장 범위에 걸친 포토 통합된 반사율은 약 0.6 %이다. 따라서, 광학 캐비티는 매우 낮은 반사율을 갖고 있어서, 흑색 외관을 생성한다. 대안적인 구현들에서, 블랙 마스크는 5 % 미만, 3 % 미만, 1 % 미만 또는 몇몇의 다른 임계치 미만의 이러한 파장 범위에 걸쳐 포토 통합된 반사율을 생성하도록 구성될 수 있다.
그러나, 몇몇의 다른 구현들에서, 층(915)의 두께는 센서 전극들(907)이 청색, 녹색 등과 같은 또 다른 컬러를 강화하도록 선택될 수 있다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 일부 구현들에서, 커버 유리(905) 주변의 보더는 또한 광학 캐비티 층들(910, 915 및 920)로부터 형성될 수 있다. 일부 그러한 구현들에서, 센서 전극들(907) 및 장식 부분들은 동일한 컬러를 가질 것이다. 그러나, 몇몇의 다른 구현들에서, 센서 전극들(907) 및 장식 부분들은 상이한 컬러들을 가질 수 있다.
도 9c는 적색 컬러 및 녹색 컬러를 강화하도록 구성된 광학 캐비티 층들의 컬러 좌표들의 그래프의 예를 도시한다. 도 9c는 또한 흑색, 녹색 또는 적색 외관을 생성하도록 구성된 광학 캐비티 층들을 생성하기 위한 층(915)의 두께를 표시하는 표(970)를 포함한다. 이러한 예에서, 녹색 외관을 생성하기 위한 165 nm의 두께가 언급되고, 적색 외관을 생성하기 위한 235 nm의 두께가 언급된다.
적색 및 녹색 예들의 컬러 좌표들이 표(970)에 표시되고 그래프(980)에 도시된다. 그래프(980)는 CIE(International Commission on Illumination) 1976(L, u', v') 컬러 공간으로서 알려지고 또한 CIELUV 컬러 공간으로서 알려진, 1976년에 CIE에 의해 채택된 컬러 공간에 기초한다. 곡선(985)은 CIELUV 색도도(chromaticity diagram)에 대한 경계를 표시한다. 삼각형(990)은, 통상적인 가정 및 사무실 뷰잉 조건들에 적용 가능하도록 설계된 널리 사용되는 RGB 컬러 공간인 sRGB 컬러 공간의 경계를 표시한다. 이러한 예에서, 층(915)이 165 nm의 두께를 갖는 광학 캐비티는 0.165, 0.514의 컬러 좌표들을 갖고, 이것은 sRGB 컬러 공간의 녹색 구역 내의 위치(995)에 대응한다. 층(915)이 235 nm의 두께를 갖는 광학 캐비티는 0.356, 0.500의 컬러 좌표들을 갖고, 이것은 sRGB 컬러 공간의 적색 구역 내의 위치(999)에 대응한다. 층(915)의 다른 두께는 이들 또는 다른 컬러들을 강화하는 광학 캐비티들을 형성하는데 사용될 수 있다.
센서 전극들(907)이 실제 컬러를 강화하는 광학 캐비티로 형성되면, 센서 전극들(907)은 흑색 외관을 갖는 동일한 폭의 센서 전극들(907)보다 관찰자에게 비교적 더 잘 눈에 띄게 될 수 있다. 그러나, 일부 컬러들은 다른 것들보다 인간 관찰자에게 덜 눈에 띄게 될 수 있다. 예를 들면, 청색 IMOD 서브픽셀은 단지 가시 스펙트럼 일부, 예를 들면, 20 % 정도를 반사할 수 있다. 따라서, 청색 컬러를 강화하는 센서 전극들(907)은 가시적이지 않을 수 있다. 또한, 컬러를 강화하는 센서 전극들(907)은, 센서 전극들(907)이 관찰자에게 눈의 띄지 않게 또는 특정 조명 조건들에서만 눈에 띄게 하도록 충분히 좁게 제조될 수 있다. 일부 구현들에서, 예를 들면, 센서 전극들(907)은 마이크론 정도의 폭, 예를 들면, 1 내지 10 마이크론 넓이의 범위일 수 있다.
그러나, 센서 전극들(907) 사이의 간격은 센서 전극들(907)의 폭보다 더 큰 규모의 정도일 수 있다. 일부 구현들에서, 예를 들면, 센서 전극들(907)은 1 내지 10 밀리미터의 길이 범위인 측면들을 갖는 다각형들로 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 센서 전극들(907)은, 통상적인 손가락(925)의 폭에 따라 스케일링되는 크기를 갖는 센서 셀들 또는 "센셀들(sensels)"로 형성될 수 있다. 일부 그러한 예들이 아래에 기재된다.
도 9a에서, 터치 센서 디바이스(900)는 투영 정전용량 터치 센서 디바이스이다. 손가락(925), 도전성 스타일러스 등을 커버 유리(905)의 표면에 가깝게 가져오는 것은 로컬 전기장(930)을 변경한다. 터치 센서 디바이스(900)는 커버 유리(905)에 대한 손가락(925)의 근접성에 의해 발생되는 커패시턴스에서의 변화들을 검출하도록 구성된다. 센서 전극들(907) 사이의 커패시턴스에서의 그러한 변화들을 검출함으로써, 터치 센서 디바이스(900)는 손가락(925)의 위치를 결정할 수 있다. 도 14b를 참조하여 아래에 설명되는 터치 제어기(77)와 같은 디바이스에 의해 그러한 결정이 이루어질 수 있다. 대안적으로, 터치 센서 디바이스(900)가 부착되는 디바이스의 제어기, 예를 들면, 도 14b의 프로세서(21)와 같은 또 다른 디바이스에 의해 (적어도 부분적으로) 그러한 결정이 이루어질 수 있다.
도 10은 커버 유리 상의 광학 캐비티 층들로 형성된 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 갖는 디바이스를 제조하는 프로세스를 예시한 흐름도의 예를 도시한다. 도 11a 내지 도 11c는 도 10의 프로세스 내의 스테이지들 동안에 커버 유리의 부분을 관통하는 단면들의 예들을 도시한다. 본원에 기재된 다른 프로세스들과 마찬가지로, 프로세스(1000)의 블록들은 반드시 표시된 순서로 수행되지는 않는다. 관련된 프로세스들은 도 10에 도시된 블록들보다 더 많거나 더 적은 블록들을 포함할 수 있다.
도 10의 프로세스(1000)는, 광학 캐비티 층들이 실질적으로 투명한 기판 상에 증착되는 블록(1005)에서 시작된다. 광학 캐비티 층들은, 예를 들면, 도 9a를 참조하여 위에서 논의된 층들(910, 915 및 920)과 유사할 수 있다. 실질적으로 투명한 기판은 도 9a의 커버 유리(905)와 유사할 수 있다.
블록(1007)에서, 광학 캐비티 층들은 복수의 센서 전극들 및 보더 영역으로 패터닝 및 에칭된다. 도 11a에 도시된 예에서, 커버 유리(905) 상에 증착되는 광학 캐비티 층들은 센서 전극들(907) 및 보더 영역(1105)으로 패터닝 및 에칭된다. 센서 전극들(907)을 형성하는 광학 캐비티 층들은 보더 영역(1105)이 증착, 패터닝 및 에칭되는 동시에 증착, 패터닝 및 에칭될 수 있다. 명확히 하기 위해, 별개의 광학 캐비티 층들이 도 11a 내지 도 11c에 도시되지 않는다.
블록(1010)에서, 실질적으로 투명한 유전체 물질은 광학 캐비티 층들 상에 및 실질적으로 투명한 기판의 노출된 부분들 상에 증착된다. 비아들은 블록(1015)에서 실질적으로 투명한 유전체 물질을 통해 형성될 수 있다. 예를 들면, 비아들은 밑에 놓인 광학 캐비티 층들의 부분을 노출시키도록 형성될 수 있다. 비아들을 개방하기 위한 건식 또는 습식 에칭 다음에 SiO2의 플라즈마-강화 화학 기상 증착과 같이, 각각의 에칭 프로세스들 다음에 다양한 유전체 증착 프로세스들이 사용될 수 있다. 대안적으로, 에폭시-기반 네가티브 포토레지스트, 폴리이미드 등과 같은 포토 현상 가능(photoimagable) 물질들이 사용될 수 있다. 예를 들면, MicroChem Corp로부터 상업적으로 입수 가능한 SU-8 패밀리의 화합물 중 하나가 사용될 수 있다. Gersteltec SARL로부터 상업적으로 입수 가능한 GM1040, GM1060, GM1070 또는 GLM2060 화합물들 중 하나가 사용될 수 있다.
하나의 그러한 예가 도 11b에 도시된다. 여기서, 실질적으로 투명한 유전체 물질(1110)이 커버 유리(905), 센서 전극들(907) 및 보더 영역(1105) 상에 증착되었다. 비아들(1115)은 센서 전극들(907)과 같은 밑에 놓인 광학 캐비티 층들의 부분들을 노출시키도록 후속으로 형성된다.
이러한 구현에서, 도전성 물질이 블록(1020)에서 증착, 패터닝 및 에칭된다. 이러한 도전성 물질은, 예를 들면, 밑에 놓인 광학 캐비티 층들의 부분들 사이에 전기 접속들을 형성하기 위해 비아들(1115)에 증착될 수 있다. 도 11c에 도시된 바와 같이, 도전성 물질(1120)은 센서 전극들(907)을 서로 전기적으로 접속하는 라우팅 와이어들(1120a) 및 점퍼들(1120b)을 형성하도록 패터닝될 수 있다. 라우팅 와이어들(1120a) 및 점퍼들(1120b)은 블랙 마스크 스택 또는 다른 광학 캐비티 스택, 단일 도전성 금속층, ITO 등과 같은 다양한 전기적으로 도전성 물질들로부터 제조될 수 있다.
이러한 예에서, 실질적으로 투명한 유전체 물질(1110)은, 인근의 센서 전극들(907)이 인접한 센서 전극들(907)에 전기적으로 접속되는 것을 차단시키면서, 이러한 센서 전극들(907)이 서로에 전기적으로 접속되도록 허용할 수 있다. 여기서, 예를 들면, 점퍼들(1120b)은 센서 전극들(907a)의 부분들을 스패닝(spanning)함으로써 센서 전극들(907b)의 인근 부분들을 전기적으로 접속한다. 실질적으로 투명한 유전체 물질(1110)은 센서 전극들(907a)로부터 위에 놓이는 점퍼들(1120b)을 전기적으로 격리시킨다.
도 12a는 도 11c에 도시된 센서 전극들의 공간 분포의 예를 도시한다. 도 12a는 도 11c의 단면이 배치되는 평면을 표시하는 점선을 포함한다. 이러한 예에서, 센서 전극들(907a 및 907b)은 다이아몬드 형상들로 형성된다. 센서 전극들(907a)은 연속적인 행들로 형성되고, 반면에 센서 전극들(907b)은 비연속적인 열들로 형성된다. 점퍼들(1120b)은 센서 전극들(907a)의 연속적인 행들의 부분들을 스패닝함으로써 센서 전극들(907b)의 인접한 센셀들을 전기적으로 접속한다. 라우팅 와이어들(1120a) 중 하나는 도 12a의 하부에서 볼 수 있다.
도 12b는 커버 유리 상에 형성된 비연속적인 열들의 제 1 투영 정전용량 터치 센서 전극들 및 연속적인 행들의 제 2 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 갖는 커버 유리의 하면도의 예를 도시한다. 도 12b는 도 12a에 도시된 센서 전극들(907a 및 907b)을 포함하는 터치 센서 디바이스(900)의 간단한 예를 제공한다. 터치 센서 디바이스(900)의 중간 열 내의 점선 아웃라인은 도 12a의 아웃라인을 표시한다.
도 12b에 표시된 센셀들이 수는 단지 예이다. 대안적인 터치 센서 디바이스들(900)은 더 많거나 더 적은 센셀들을 가질 수 있다. 일부 터치 센서 디바이스들(900)은 수십배(orders of magnitude) 이상의 센셀들을 가질 수 있다. 일부 그러한 예들에서, 센셀들은 손가락 끝 크기 정도, 예를 들면, 가로로 몇 밀리미터일 수 있다. 예를 들면, 하나의 그러한 터치 센서 디바이스(900)는 1 내지 10 밀리미터 사이의 길이인 측면들을 갖는 마름모 형상의 센셀들로 형성되는 센서 전극들(907a 및 907b)을 포함할 수 있다. 센서 전극들(907a 및 907b)은 1 내지 10 마이크론의 폭, 예를 들면, 5 마이크론 폭일 수 있다.
라우팅 와이어들(1120a)은 터치 센서 디바이스(900)의 주변장치 둘레에서 볼 수 있다. 이러한 예에서, 라우팅 와이어들(1120a)은 도 10의 블록(1020)에서 센서 전극들(907a 및 907b)과 함께 형성된다. 라우팅 와이어들(1120a)은, 예를 들면, 패드 영역(1205)에서 제어 회로와 접속될 수 있다.
도 11c를 다시 참조하면, 당업자는 라우팅 와이어들(1120a)이 실질적으로 투명한 유전체 물질(1110)에 의해 도전성 보더 영역(1105)으로부터 분리되는 것을 관찰할 수 있다. 유전체 물질(1110)은, 일부 구현들에서, 단지 몇 마이크론의 두께일 수 있다. 일부 그러한 구현들에서, 라우팅 와이어들(1120a) 및 도전성 보더 영역(1105) 사이에 원하지 않는 커플링의 위험성이 존재할 수 있다.
이러한 원하지 않는 커플링을 완화 또는 제거하기 위해, 라우팅 와이어들(1120a)은, 유전체 물질(1110)을 통해 보더 영역(1105)으로의 하나 이상의 부가적인 비아들(1115)을 제조함으로써 전기적으로 접지된 보더 영역(1105)에 의해 차폐될 수 있다. 일부 그러한 구현들에서, 접지 와이어가 비아들(1115) 내에 형성될 수 있다. 그러한 접지 와이어는 보더 영역(1105)의 도전성 부분을 외부 접지 소스에 전기적으로 접속하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 10의 블록(1015)은 그러한 접지 와이어들을 접속하기 위한 부가적인 비아들을, 예를 들면, 패드 영역(1205)에 형성하는 것을 수반할 수 있다. 그러한 부가적인 비아들은 유전체 물질(1110)을 통해 보더 영역(1105)의 도전성 부분으로 형성될 수 있다. 라우팅 와이어들(1120a) 사이의 크로스-토크가 최소화될 수 있기 때문에, 그러한 구현들이 유리할 수 있다. 그러한 구현들은 또한 라우팅 와이어들(1120a)에서의 신호들을 통해 주변으로부터의 간섭을 감소시키거나 제거할 수 있다.
그러한 비아들 및 접지 와이어들의 예들이 도 12b 및 도 12c에 도시된다. 먼저 도 12b를 참조하면, 패드 영역(1205) 내의 접지 와이어(1120c)가 도시된다. 이러한 예에서, 접지 와이어(1120c)는 라우팅 와이어들(1120a)에 인접하게 위치되고, 예를 들면, 플렉스 케이블의 대응하는 접지 와이어와 접속되도록 구성된다.
도 12c는 도 12b에 도시된 커버 유리 및 전극들을 관통하는 단면의 예를 도시한다. 도 12c에 도시된 단면은 접지 와이어(1120c)를 통한 패드 영역(1205), 세 개의 비아들(1115) 및 7 개의 라우팅 와이어들(1120a)로 이루어진다. 도 12c에 도시된 바와 같이, 비아들(1115)은 접지 와이어(1120c)를 보더 영역(1105)의 도전성 부분에 접속한다. 이러한 예에서, 접지 와이어(1120c)는 다수의 비아들(1115)을 통해 접지되고, 반면에 몇몇의 다른 구현들에서 접지 와이어(1120c)는 비아들(1115) 중 하나만을 통해 접지될 수 있다. 접지 와이어(1120c)는 비아들(1115)로 연장되고, 이러한 예에서 도전성 물질로 형성된 층(920)과 접촉한다. 따라서, 접지 와이어(1120c)는 비아들(1115)을 통해 층(920)에 접지된다.
도 12d는 대안적인 구현에 따른 커버 유리의 부분의 하면도의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 라우팅 와이어들(1120a)은 본드 패드들(1210)에서 종결된다. 이러한 구현은 접지 와이어(1120c)를 포함하지 않지만, 대신에 본드 패드들(1210)에 인접한 단일 비아(1115)를 포함한다.
도 12e는 도 12d에 도시된 커버 유리, 본드 패드 및 비아를 관통하는 단면의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 본드 패드들(1210)은 라우팅 와이어들(1120a)(도 12d를 참조) 및 센서 전극들(907a 및 907b)(도시되지 않음)을 형성하는 프로세스의 부분으로서 유전체 물질(1110) 상에 형성된다. 비아(1115)는, 이러한 예에서 도전성 물질로 형성된 층(920)을 노출시키기 위해 유전체 물질(1110)을 통해 연장된다. 비아(1115)는, 예를 들면, 플렉스 케이블의 접지 와이어(도시되지 않음)의 돌출된 도전성 부분을 수용하도록 구성될 수 있다.
이제 도 10으로 돌아가면, 블록(1025)에서, 별개의 터치 스크린들이 싱귤레이팅된다. 블록들(1005 내지 1020)은 단일 기판 상에 매우 많은 수의 터치 스크린들을 형성하는 것을 수반할 수 있다. 블록(1025) 후에, 도 12b, 도 12f 또는 도 12g에 예시된 것과 같은 별개의 터치 스크린은 기판 상의 다른 터치 스크린들로부터 분리될 수 있다.
블록(1030)에서, 마지막 프로세싱 단계들이 수행될 수 있다. 싱귤레이팅된 터치 스크린들은, 예를 들면, 도 14b를 참조하여 아래에 설명되는 터치 제어기(77)와 같은 터치 제어기를 갖도록 구성될 수 있다. 블록(1030)은 도 14a 및 도 14b에 도시된 디바이스(40)와 같은 휴대용 디바이스와 별개의 터치 센서 디바이스(900)를 결합하는 것을 수반할 수 있다. 대안적으로, 블록(1030)은 가령, 저장, 선적 및/또는 나중의 조립을 위해 별개의 터치 센서 디바이스들(900)을 패키징하는 것을 수반할 수 있다.
센서 전극들(907a 및 907b)이 커버 유리 상에 배열될 수 있는 방법의 부가적인 예들이 도 12f 및 도 12g에 제공된다. 도 12a 및 도 12b와 마찬가지로, 도 12f 및 도 12g는, 디스플레이 디바이스의 내부 상의, 디스플레이 유리를 향해 대면할 터치 센서 디바이스(900)의 측면을 도시한다.
도 12f는 커버 유리 상에 형성되는 비연속적인 행들의 제 1 투영 정전용량 터치 센서 전극들 및 연속적인 열들의 제 2 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 갖는 커버 유리의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 점퍼들(1120b)은 센서 전극들(907b)의 연속적인 열들의 부분들을 스패닝함으로써 행 센서 전극들(907a)의 인접한 센셀들을 전기적으로 접속한다. 라우팅 와이어들(1120a)은 신호들을 행 센서 전극들(907a) 및 열 센서 전극들(907b)에 제공한다.
일부 구현들에서, 도 14b의 터치 제어기(77)와 같은 터치 제어기는, 예를 들면, 패드 영역(1205) 내의 라우팅 와이어들(1120a)로 이루어진 전기 접속들을 통해 라우팅 와이어들(1120a)과 통신하도록 구성될 수 있다. 터치 제어기는 센서 전극들(907) 사이의 커패시턴스에서의 변화들을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 손가락이 터치 센서 디바이스(900)를 터치할 때(또는 터치 센서 디바이스(900) 근처로 인도될 때), 손가락은 특정 센셀(1210)과 더 많이 중첩하고 인접한 센셀(1210)과 덜 중첩할 수 있다. 손가락 터치의 영역에서 다양한 센셀들(1210)을 프로빙함으로써, 예를 들면, 터치 제어기는 영역 내의 센셀들(1210) 사이의 커패시턴스에서의 변화들을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 터치 제어기는 커패시턴스에서의 이러한 변화들의 결합된 효과에 따라 터치 중심을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 터치 제어기는 터치 위치를 결정하기 위해 이러한 변화들을 가우시안 엔벨로프(Gaussian envelope)로서 표현하도록 구성될 수 있다.
도 12g는 커버 유리 상에 형성된 비연속적인 행들의 제 1 투영 정전용량 터치 센서 전극들 및 연속적인 열들의 제 2 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 갖는 커버 유리의 대안적인 예를 도시한다. 도 12f와 마찬가지로, 도 12g는 또한, 센서 전극들(907a)이 비연속적인 행들로 형성되고 센서 전극들(907b)이 연속적인 열들로 형성되는 예를 제공한다. 이러한 예에서, 점퍼들(1120b)은 연속적인 센서 전극들(907b)의 루프들을 스패닝함으로써 행 센서 전극들(907a)의 인접한 라인들을 전기적으로 접속한다. 라우팅 와이어들(1120a)은 신호들을 행 센서 전극들(907a) 및 열 센서 전극들(907b)에 제공한다.
도 12h는 커버 유리 상의 광학 캐비티 층들로 형성된 투영 정전용량 터치 센서 전극들 및 보더 영역을 갖는 디바이스의 상면도의 예를 도시한다. 도 12h는 디스플레이 디바이스가 조립된 후에조차 시청자에게 가시적인 측면으로부터 터치 센서 디바이스(900)를 도시한다. 따라서, 보더 영역(1105)은 라우팅 와이어들(1120a)을 은닉한다.
도 13a는 보더 영역에 로고가 형성된, 커버 유리 상에 광학 캐비티 층들로 형성된 보더 영역을 갖는 디바이스의 상면도의 대안적인 예를 도시한다. 이러한 예에서, 로고(1305)는 패드 영역(1205)에 형성된다. 대안적인 구현들에서, 장식 설계들, 다른 형태들의 로고들 등은 패드 영역(1205) 또는 보더 영역(1105)의 다른 부분들에든지 형성될 수 있다.
도 13b는 도 13a에 도시된 커버 유리, 보더 및 로고를 관통하는 단면의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 로고(1305)는 실질적으로 투명한 유전체 물질(1110) 및 보더 영역(1105)의 광학 캐비티 층들(910, 915 및 920)을 통해 커버 유리(900)로 비아들(1310)을 형성함으로써 형성된다. 비아들(1310)은 원하는 로고(1305)의 형상으로 제조될 수 있다. 여기서, 비아들(1310)은 백색, 흑색 또는 컬러일 수 있는 잉크(1315)로 충진된다. 대안적인 구현들에서, 비아들(1310)은 페인트, 금속, 반사 테이프 등과 같은 다른 물질로 충진될 수 있다.
도 13c는 도 13a에 도시된 커버 유리, 보더 및 로고를 관통하는 단면의 대안적인 예를 도시한다. 이러한 예에서, 비아들(1310)은 층(920)의 증착 전에 광학 캐비티 층들(910 및 915)을 통해 형성된다. 따라서, 층(920)의 반사 표면은 로고(1305)에서 시청자에게 노출된다.
몇몇의 다른 구현들에서, 광학 캐비티의 깊이는, 예를 들면, 실질적으로 투명한 산화물 층(915)의 두께를 변경함으로써 로고(1305)의 영역에서 변화될 수 있다. 이러한 방식으로, 보더 영역(1105)의 광학 캐비티 층들(910, 915 및 920)은 제 1 컬러(또는 흑색)를 강화하도록 구성될 수 있고, 로고(1305)의 광학 캐비티 층들(910, 915 및 920)은 제 2 컬러(또는 흑색)를 강화하도록 구성될 수 있다. 하나의 그러한 예에서, 실질적으로 투명한 산화물 층(915)은 SiO2로 형성될 수 있고, 로고(1305)에서 녹색 컬러(도 9c를 참조)를 강화하도록 구성된 대략 165 nm의 두께를 가질 수 있다. 보더 영역(1105)의 실질적으로 투명한 산화물 층(915)은 대략 72 nm의 두께를 가질 수 있어서, 흑색 외관(도 9b 및 도 9c를 참조)을 발생시킨다. 센서 전극들(907a 및 907b)의 실질적으로 투명한 산화물 층(915)은 보더 영역(1105) 또는 로고(1305)의 두께와 동일한 두께로 제조될 수 있거나, 또 다른 컬러를 강화할 또 다른 두께를 가질 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 복수의 간섭 측정 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)를 도시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다. 디스플레이 디바이스(40)는, 예를 들어, 스마트 폰, 셀룰러 또는 모바일 전화기일 수 있다. 그러나, 디스플레이 디바이스(40)의 동일한 컴포넌트들 또는 그들의 다소간의 변동들은 또한 다양한 타입들의 디스플레이 디바이스들, 가령, 텔레비전들, 태블릿들, e-리더기들, 핸드-헬드 디바이스들 및 휴대용 미디어 플레이어들을 도시한다.
디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 디바이스(48), 및 마이크로폰(46)을 포함한다. 하우징(41)은 사출 성형(injection molding), 및 진공 형성(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 수 있다. 하우징(41)은, 다른 컬러의 다른 제거 가능 부분들로 교체될 수 있거나 또는 상이한 로고들, 화상들, 또는 심볼들을 포함할 수 있는 제거 가능 부분들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
디스플레이(30)는, 본원에서 설명된 바와 같이, 쌍안정(bi-stable) 또는 아날로그 디스플레이를 포함하는 다양한 디스플레이들 중의 임의의 것일 수 있다. 디스플레이(30)는 또한 평판 디스플레이, 가령, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD, 또는 TFT LCD, 또는 비-평판 디스플레이, 가령 CRT 또는 다른 튜브 디바이스를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 디스플레이(30)는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 간섭 측정 변조기 디스플레이를 포함할 수 있다.
디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들이 도 14b에서 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 트랜시버(47)에 연결된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 트랜시버(47)는 프로세서(21)로 접속되고, 프로세서(21)는 컨디셔닝 하드웨어(52)에 접속된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 컨디셔닝(예를 들어, 신호를 필터링)하도록 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크로폰(46)에 접속된다. 프로세서(21)는 또한 입력 디바이스(48) 및 드라이버 제어기(29)에 접속된다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(28) 및 어레이 드라이버(22)에 연결되며, 다음에 그 어레이 드라이버는 디스플레이 어레이(30)에 연결된다. 일부 구현들에서, 파워 서플라이(50)는 특정 디스플레이 디바이스(40) 설계 내의 실질적으로 모든 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.
네트워크 인터페이스(27)는 안테나(43) 및 트랜시버(47)를 포함하여, 디스플레이 디바이스(40)가 네트워크를 통해 하나 이상의 디바이스들과 통신할 수 있도록 한다. 네트워크 인터페이스(27)는 또한, 예를 들어, 프로세서(21)의 데이터 프로세싱 요건들을 완화시키기 위한 일부 프로세싱 능력들을 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호들을 전송 및 수신할 수 있다. 일부 구현들에서, 안테나(43)는 IEEE 16.11(a),(b), 또는 (g)를 포함하는 IEEE 16.11 표준, 또는 IEEE 802.11a, b, g, n 및 그의 추가적인 구현들을 포함하는 IEEE 802.11 표준에 따라 RF 신호들을 전송 및 수신한다. 일부 다른 구현들에서, 안테나(43)는 블루투스 표준에 따라 RF 신호들을 전송 및 수신한다. 셀룰러 전화기의 경우에서, 안테나(43)는 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), GPRS(GSM/General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), TETRA(Terrestrial Trunked Radio), W-CDMA(Wideband-CDMA), EV-DO(Evolution-Data Optimized), 1xEV-DO, EV-DO Rev A, EV-DO Rev B, HSPA(High Speed Packet Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(고속 업링크 패킷 접속(High Speed Uplink Packet Access), HSPA+(Evolved High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution), AMPS, 또는 3G 또는 4G 기술을 사용하는 시스템과 같은 무선 네트워크 내에서 통신하기 위하여 이용되는 다른 공지된 신호들을 수신하도록 설계된다. 트랜시버(47)는 안테나(43)로부터 수신된 신호들을 미리-프로세싱하여, 그들이 프로세서(21)에 의하여 수신되고 추가로 조작될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 트랜시버(47)는 프로세서(21)로부터 수신된 신호들을 프로세싱할 수 있어, 신호들이 디스플레이 디바이스(40)로부터 안테나(43)를 통하여 전송될 수 있도록 할 수 있다.
일부 구현들에서, 트랜시버(47)는 수신기에 의하여 대체될 수 있다. 또한, 일부 구현들에서, 네트워크 인터페이스(27)는 이미지 소스에 의하여 대체될 수 있는데, 이것은 프로세서(21)로 전송될 이미지 데이터를 저장 또는 생성할 수 있다. 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(21)는 데이터, 가령 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 소스로부터의 압축된 이미지 데이터를 수신하고, 그 데이터를 원시(raw) 이미지 데이터로, 또는 원시 이미지 데이터로 용이하게 프로세싱되는 포맷으로 프로세싱한다. 프로세서(21)는 프로세싱된 데이터를 드라이버 제어기(29)로 또는 저장을 위하여 프레임 버퍼(28)로 전송할 수 있다. 원시 데이터는 이미지 내의 각각의 위치에서의 이미지 특성들을 식별하는 정보를 통상적으로 지칭한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특성들은 컬러, 채도, 및 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 전송하고 신호들을 마이크로폰(46)으로부터 수신하기 위한 증폭기들 및 필터들을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 디스플레이 디바이스(40) 내의 이산 컴포넌트들 일 수 있거나, 프로세서(21) 또는 다른 컴포넌트들 내에 통합될 수 있다.
드라이버 제어기(29)는 프로세서(21)에 의하여 생성된 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. 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는 원시 이미지 데이터를 래스터형 포맷을 가지는 데이터 흐름으로 재포매팅하여, 이것이 디스플레이 어레이(30)에 걸친 주사를 위하여 적절한 시간 순서를 가지도록 할 수 있다. 이어서, 드라이버 제어기(29)는 포매팅된 정보를 어레이 드라이버(22)에 전송한다. 비록 드라이버 제어기(29), 가령 LCD 제어기가 종종 독립형 집적 회로(IC)로서 시스템 프로세서(21)와 연관되지만, 이러한 제어기들은 많은 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기들은 프로세서(21) 내에 하드웨어로서 내장되거나, 프로세서(21) 내에 소프트웨어로서 내장되거나, 또는 하드웨어에서 어레이 드라이버(22)와 완전히 집적될 수 있다.
어레이 드라이버(22)는 포매팅된 정보를 드라이버 제어기(29)로부터 수신할 수 있고, 비디오 데이터를, 디스플레이의 픽셀들의 x-y 매트릭스로부터 오는 수백 개들, 및 가끔은 수천 개들(또는 그 이상)의 리드들(leads)에 초당 여러 번 인가되는 파형들의 병렬 세트로 재포매팅할 수 있다.
일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22), 및 디스플레이 어레이(30)는 본 명세서에서 설명된 디스플레이들의 타입들 중 임의의 것에 대하여 적합하다. 예를 들어, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(가령, IMOD 제어기)일 수 있다. 부가적으로, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(가령, IMOD 디스플레이 드라이버)일 수 있다. 더욱이, 디스플레이 어레이(30)는 종래의 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(가령, IMOD들의 어레이를 포함하는 디스플레이)일 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 집적될 수 있다. 이러한 구현은 고 집적된 시스템들, 예를 들면, 모바일 폰들, 휴대용 전자 디바이스들, 시계들 또는 소-영역 디스플레이들에서 유용할 수 있다.
일부 구현들에서, 입력 디바이스(48)는, 예를 들어, 사용자가 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하게 허용하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(48)는 키패드, 가령, QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드, 버튼, 스위치, 로커(rocker), 터치-감지 스크린, 디스플레이 어레이(30)와 통합된 터치-감지 스크린, 또는 압력-감지 또는 열-감지 멤브레인을 포함할 수 있다. 마이크로폰(46)은 디스플레이 디바이스(40)에 대한 입력 디바이스로서 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 마이크로폰(46)을 통한 음성 커맨드들이 디스플레이 디바이스(40)의 동작들을 제어하기 위하여 이용될 수 있다.
파워 서플라이(50)는 다양한 에너지 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파워 서플라이(50)는 재충전 가능한 배터리, 가령, 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬-이온 배터리일 수 있다. 재충전 가능 배터리를 사용하는 구현들에서, 재충전 가능 배터리는, 예를 들면, 벽 소켓(wall socket) 또는 광전변환 디바이스(photovoltaic device) 또는 어레이로부터 나오는 전력을 사용하여 충전 가능할 수 있다. 대안적으로, 재충전 가능 배터리는 무선으로 충전 가능할 수 있다. 파워 서플라이(50)는 또한 재생 가능(renewable) 에너지 소스, 커패시터, 또는 플라스틱 솔라 셀 또는 솔라-셀 페인트(solar-cell paint)를 포함하는 솔라 셀일 수 있다. 또한, 파워 서플라이(50)는 전력을 벽 콘센트(wall outlet)로부터 수신하도록 구성될 수 있다.
일부 구현들에서, 제어 프로그램 가능성(control programmability)은 전자 디스플레이 시스템 내의 수 개의 장소들에 위치될 수 있는 드라이버 제어기(29) 내에 상주한다. 일부 다른 구현들에서, 제어 프로그램 가능성은 어레이 드라이버(22) 내에서 상주한다. 위에서 설명된 최적화는 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들로 그리고 다양한 구성들로 구현될 수 있다.
본원에서 개시된 구현들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 프로세스들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 그것 둘의 조합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 교환 가능성은 일반적으로 기능성의 측면에서 설명되어 있고, 위에서 설명된 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 프로세스들로 예시되어 있다. 이러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지는 전체 시스템에 부과되는 특정 애플리케이션 및 설계 제약들에 의존한다.
본원에서 개시된 양상들에 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하는데 사용되는 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는 본원에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 범용 단일-칩 또는 다중-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램 가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 그것들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서 또는, 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들면, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정한 프로세스들 및 방법들이 주어진 기능에 대해 특정한 회로에 의하여 수행될 수 있다.
하나 이상의 양상들에서, 설명된 기능들은 본 명세서에서 개시된 구조들 및 본 명세서의 그것들의 구조적 균등물들을 포함한 하드웨어, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어로, 또는 그것들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 요지의 구현들은 또한, 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해, 또는 그 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체들 상에 인코딩된, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들, 즉, 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 이상의 모듈들로서 구현될 수 있다.
본원에 개시된 구현들과 관련하여 기재된 다양한 예시적인 논리들, 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 프로세스들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 교환 가능성은 일반적으로 기능적 측면에서 기재되었고, 상술된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 프로세스들에 예시되었다. 그러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는, 전체 시스템 상에 부여된 설계 제약들 및 특정 애플리케이션에 의존한다.
본원에 개시된 양상들과 관련하여 기재된 다양한 예시적인 논리들, 논리 블록들, 모듈들 및 회로들을 구현하는데 사용되는 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는 범용 단일- 또는 다중-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래밍 가능 논리 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본원에서 기재된 기능들을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서 또는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성과 같은 컴퓨팅 디바이스들의 조합으로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정 프로세스들 및 방법들은 정해진 기능에 대해 특정한 회로에 의해 수행될 수 있다.
하나 이상의 양상들에서, 기재된 기능들은 본 명세서에 개시된 구조들 및 이들의 구조적 동등물들을 포함하여 하드웨어, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에 기재된 요지의 구현들은 또한 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해 또는 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체들 상에 인코딩된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들, 즉, 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 이상의 모듈들로서 구현될 수 있다.
소프트웨어로 구현되는 경우, 상기 기능들은 컴퓨터-판독 가능한 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나, 또는 이들을 통해 전송될 수 있다. 본원에 개시된 방법 또는 알고리즘의 프로세스들은 컴퓨터-판독 가능한 매체 상에 상주할 수 있는 프로세서-실행 가능 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 컴퓨터-판독 가능한 매체들은 컴퓨터 저장 매체들 및 통신 매체들 양자를 포함할 수 있고, 통신 매체들은 일 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전송을 가능하게 할 수 있는 임의의 매체를 포함한다. 저장 매체들은 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용한 매체들일 수 있다. 비제한적인 예로서, 이러한 컴퓨터-판독 가능한 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 스토리지 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속 수단(connection)이 컴퓨터 판독 가능한 매체로 적절히 간주될 수 있다. 본원에서 사용되는 "디스크(disk)" 및 "디스크(disc)는 컴팩트 디스크(disc)(CD), 레이저 디스크(disc), 광 디스크(disc), DVD(digital versatile disc), 플로피 디스크(disk), 및 블루-레이 디스크(disc)를 포함하며, 여기서 "디스크들(disks)"은 일반적으로 데이터를 자기적으로 재생하지만, "디스크들(discs)"은 레이저들을 통해 광학적으로 데이터를 재생한다. 위의 것들의 조합들은 또한 컴퓨터-판독 가능한 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. 부가적으로, 방법 또는 알고리즘의 동작들은, 컴퓨터 프로그램 물건에 통합될 수 있는 기계 판독 가능 매체 및 컴퓨터-판독 가능 매체 상에 코드들 및 명령들의 하나 또는 임의의 조합 또는 세트로서 상주할 수 있다.
본 개시물에서 설명된 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 용이하게 명백할 것이고, 본원에 정의된 포괄적인 원리들은 본 개시물의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 청구항들은 본원에 도시된 구현들로 제한되도록 의도되지 않지만, 본원에 개시된 이러한 개시물들, 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위에 따른다.
단어 "예시적인(exemplary)"은 본 명세서에서 배타적으로 이용되어 "일 예, 실례, 또는 예시로서 역할을 하는"을 의미한다. 본 명세서에서 "예시적인" 것으로 설명된 임의의 구현은 반드시 다른 구현들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되지는 않는다. 부가적으로, 당업자는 용어들 "상부" 및 "하부" 가 때때로 도면들의 설명을 용이하게 하기 위해 이용되며, 적합하게 배향된 페이지 상의 도면의 배향에 대응하는 상대적인 위치들을 표시하고, 구현된 바와 같은 IMOD(또는 임의의 다른 디바이스)의 적합한 배향을 반영하지 않을 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.
개별적인 구현들의 상황에서 본 명세서에서 설명되는 특정 특징들은 또한 결합되어 단일 구현으로 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현의 상황에서 설명되는 다양한 특징들은 또한 개별적으로 다수의 구현으로 또는 임의의 적절한 서브-조합으로 구현될 수 있다. 아울러, 특징들이 특정한 조합들로 동작하는 것으로 앞서 설명되거나 심지어 초기에 이와 같이 청구될 수 있을지라도, 몇몇 경우들에서, 청구된 조합으로부터의 하나 또는 그 초과의 특징들은 그 조합으로부터 제거될 수 있고, 청구된 조합은 서브-조합 또는 서브-조합의 변화에 관련될 수 있다.
유사하게, 동작들은 도면들에서 특정한 순서로 도시되지만, 이는 바람직한 결과들을 달성하기 위해, 이러한 동작들이 도시된 특정한 순서 또는 순차적 순서로 수행되는 것 또는 모든 예시된 동작들이 수행되는 것을 요구하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 추가로, 도면들은 하나 또는 그 초과의 예시적인 프로세스들을 흐름도의 형태로 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이, 개략적으로 예시된 예시적인 프로세스들에 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 추가적인 동작들이, 예시된 동작들 중 임의의 동작 이전에, 이후에, 동시에, 또는 그들 사이에서 수행될 수 있다. 특정한 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬적 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 앞서 설명된 구현들에서 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현들에서 이러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로 단일 소프트웨어 물건에서 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 물건들로 패키징될 수 있음이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 하기 청구항들의 범위 내에 있다. 몇몇 경우들에서, 청구항들에서 나열되는 동작들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 바람직한 결과들을 여전히 달성할 수 있다.

Claims (40)

  1. 복수의 센서 전극들을 형성하기 위해 실질적으로 투명한 기판 상에 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계,
    상기 광학 캐비티 층들 상에 및 상기 실질적으로 투명한 기판의 노출된 영역들 상에 실질적으로 투명한 유전체 물질을 증착하는 단계,
    밑에 놓인 광학 캐비티 층들의 부분을 노출시키기 위해 상기 실질적으로 투명한 유전체 물질을 통한 비아들을 형성하는 단계, 및
    상기 밑에 놓인 광학 캐비티 층들의 부분들 사이에 전기 접속들을 형성하기 위해 상기 비아들에 도전성 물질을 증착하는 단계를 포함하는,
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 블랙 마스크 층들을 증착하는 단계를 수반하는,
    방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 블랙 마스크 층들은 350 nm 내지 800 nm의 파장 범위에 걸쳐 1 % 미만의 포토 통합된 반사율(photopic integrated reflectivity)을 제공하는,
    방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 부분적으로 반사성 및 부분적으로 도전성 층, 산화물 층 및 반사성 및 도전성 층 중 적어도 하나를 증착하는 단계를 수반하는,
    방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 산화물 층을 증착하는 단계는 실리콘 이산화물 층 또는 인듐 주석 산화물 층을 증착하는 단계를 수반하는,
    방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 부분적으로 반사성 및 부분적으로 도전성 층을 증착하는 단계는 MoCr(molybdenum-chromium) 합금 층을 증착하는 단계를 수반하는,
    방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 전극들은 감지 영역에 형성되고,
    상기 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 상기 감지 영역의 적어도 일부 둘레에서 연장되는 보더(border) 영역을 형성하는 단계를 수반하는,
    방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 산화물 층을 증착하는 단계는 상기 보더 영역에서 제 1 컬러를 강화하기 위해 상기 광학 캐비티 층들을 형성하고, 제 2 컬러를 강화하기 위해 상기 센서 전극들의 광학 캐비티 층들을 형성하는 단계를 수반하는,
    방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 도전성 물질을 증착하는 단계는 상기 보더 영역에 라우팅 와이어들(routing wires) 및 접지 와이어(grounding wire)를 형성하는 단계를 수반하고, 상기 보더 영역 내의 상기 광학 캐비티 층들의 도전성 층 및 상기 접지 와이어 사이에 전기 접속을 형성하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    장식(decoration)을 생성하기 위해 상기 보더 영역에서 상기 광학 캐비티 층들 중 적어도 하나를 통한 비아를 형성하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 장식은 로고인,
    방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 비아들을 형성하는 단계는 상기 광학 캐비티 층들의 도전성 층을 노출시키도록 구성된 비아를 상기 보더 영역에 형성하는 단계를 수반하는,
    방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보더 영역 내의 비아를 통해 상기 도전성 층을 전기적으로 접지된 와이어에 접속하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 입사광의 컬러 또는 파장 범위를 강화할 광학 캐비티를 형성하는 단계를 수반하는,
    방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 물질을 증착하는 단계는 보더 영역에 라우팅 와이어들을 형성하는 단계를 수반하고, 상기 라우팅 와이어들은 상기 센서 전극들과 제어 회로를 접속하도록 구성되는,
    방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 투영 정전용량 터치 센서 전극들(projected capacitive touch sensor eletrodes)을 형성하는 단계를 수반하는,
    방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 연속적인 열들(columns)의 제 1 투영 정전용량 터치 센서 전극들 및 비연속적인 행들(rows)의 제 2 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 형성하는 단계를 수반하고,
    상기 도전성 물질을 증착하는 단계는 상기 비연속적인 행들 사이에 전기 접속들을 형성하는 단계를 수반하는,
    방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들을 증착하는 단계는 비연속적인 열들의 제 1 투영 정전용량 터치 센서 전극들 및 연속적인 행들의 제 2 투영 정전용량 터치 센서 전극들을 형성하는 단계를 수반하고,
    상기 도전성 물질을 증착하는 단계는 상기 비연속적인 열들 사이에 전기 접속들을 형성하는 단계를 수반하는,
    방법.
  19. 실질적으로 투명한 기판,
    상기 실질적으로 투명한 기판 상에 배치된 복수의 터치 센서 전극들 ― 상기 터치 센서 전극들은 광학 캐비티 층들을 포함함 ― ,
    상기 광학 캐비티 층들 상에 배치된 실질적으로 투명한 유전체 물질,
    상기 실질적으로 투명한 유전체 물질을 통해 상기 광학 캐비티 층들의 부분들로 형성된 비아들, 및
    상기 광학 캐비티 층들의 부분들 사이에 전기 접속들을 형성하기 위한 상기 비아들 내의 도전성 물질을 포함하는,
    장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들은 블랙 마스크 층들을 포함하는,
    장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 블랙 마스크 층들은 350 nm 내지 800 nm의 파장 범위에 걸쳐 1 % 미만의 포토 통합된 반사율을 제공하는,
    장치.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들은 부분적으로 반사성 및 부분적으로 도전성 층, 산화물 층 및 반사성 및 도전성 층 중 적어도 하나를 포함하는,
    장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들은 상기 산화물 층을 포함하고, 상기 산화물 층은 실리콘 이산화물 층 또는 인듐 주석 산화물 층을 포함하는,
    장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들은 상기 부분적으로 반사성 및 부분적으로 도전성 층을 포함하고, 상기 부분적으로 반사성 및 부분적으로 도전성 층은 MoCr(molybdenum-chromium) 합금 층을 포함하는,
    장치.
  25. 제 19 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 터치 센서 전극들 둘레의 보더 영역을 더 포함하고,
    상기 보더 영역은 상기 광학 캐비티 층들로 형성되는,
    장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 보더 영역을 형성하는 제 1 광학 캐비티 층들은 제 1 컬러를 강화하도록 구성되고,
    상기 터치 센서 전극들을 형성하는 제 2 광학 캐비티 층들은 제 2 컬러를 강화하도록 구성되는,
    장치.
  27. 제 19 항 내지 제 26 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 층들은 입사광의 컬러 또는 파장 범위를 강화하도록 구성된 광학 캐비티를 형성하는,
    장치.
  28. 제 19 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 센서 전극들은 연속적인 열들의 제 1 터치 센서 전극들 및 비연속적인 행들의 제 2 터치 센서 전극들을 포함하고, 상기 도전성 물질은 상기 비연속적인 행들 사이에 전기 접속들을 형성하는,
    장치.
  29. 제 19 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 센서 전극들은 비연속적인 열들의 제 1 터치 센서 전극들 및 연속적인 행들의 제 2 터치 센서 전극들을 포함하고, 상기 도전성 물질은 상기 비연속적인 열들 사이에 전기 접속들을 형성하는,
    장치.
  30. 제 19 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이,
    상기 디스플레이와 통신하도록 구성된 프로세서 ― 상기 프로세서는 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성됨 ― , 및
    상기 프로세서와 통신하도록 구성된 메모리 디바이스를 더 포함하는,
    장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    적어도 하나의 신호를 상기 디스플레이로 전송하도록 구성된 드라이버 회로, 및
    상기 이미지 데이터 중 적어도 일부를 상기 드라이버 회로로 전송하도록 구성된 제어기를 더 포함하는,
    장치.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 이미지 데이터를 상기 프로세서로 전송하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 더 포함하고,
    상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 전송기 중 적어도 하나를 포함하는,
    장치.
  33. 제 30 항에 있어서,
    입력 데이터를 수신하고 상기 입력 데이터를 상기 프로세서로 통신하도록 구성된 입력 디바이스를 더 포함하는,
    장치.
  34. 제 30 항에 있어서,
    상기 프로세서와 통신하도록 구성된 터치 제어기, 및
    상기 센서 전극들과 상기 터치 제어기를 접속하도록 구성된 라우팅 와이어들을 더 포함하는,
    장치.
  35. 실질적으로 투명한 기판 수단,
    상기 실질적으로 투명한 기판 수단 상에 배치된 복수의 터치 센서 전극 수단 ― 상기 터치 센서 전극 수단은 광학 캐비티 수단을 포함함 ― , 및
    상기 터치 센서 전극 수단의 비연속적인 부분들 사이에 전기 접속들을 형성하기 위한 전기 접속 수단을 포함하는,
    장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 광학 캐비티 수단은 블랙 마스크 층들을 포함하는,
    장치.
  37. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 터치 센서 전극 수단 둘레의 보더 영역을 더 포함하고,
    상기 보더 영역은 상기 광학 캐비티 수단으로 형성되는,
    장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    터치 제어 수단, 및
    상기 터치 센서 전극 수단과 상기 터치 제어 수단을 접속하기 위한 라우팅 수단 ― 상기 보더 영역은 상기 라우팅 수단을 숨기도록 구성됨 ― 을 더 포함하는,
    장치.
  39. 제 35 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 센서 전극 수단은 연속적인 열들의 제 1 터치 센서 전극들 및 비연속적인 행들의 제 2 터치 센서 전극들을 포함하고, 상기 전기 접속 수단은 상기 비연속적인 행들 사이에 전기 접속들을 형성하는,
    장치.
  40. 제 35 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 센서 전극 수단은 비연속적인 열들의 제 1 터치 센서 전극들 및 연속적인 행들의 제 2 터치 센서 전극들을 포함하고, 상기 전기 접속 수단은 상기 비연속적인 열들 사이에 전기 접속들을 형성하는,
    장치.
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