KR20140130493A - 전기기계 시스템 디바이스 - Google Patents

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KR20140130493A
KR20140130493A KR1020147026272A KR20147026272A KR20140130493A KR 20140130493 A KR20140130493 A KR 20140130493A KR 1020147026272 A KR1020147026272 A KR 1020147026272A KR 20147026272 A KR20147026272 A KR 20147026272A KR 20140130493 A KR20140130493 A KR 20140130493A
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총밍 가오
찰스 레우
코스타딘 드조르드제브
리후이 헤
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퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
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Abstract

본 개시내용은 EMS 디바이스들에 대한 시스템들, 방법들 및 장치를 제공한다. 일 양상에서, EMS 디바이스는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 및 복수의 드라이버 라인들을 포함하며, 복수의 드라이버 라인들의 적어도 일부분은 하나 이상의 드라이버 회로들과 어레이사이에서 어레이 위 또는 아래로 라우팅된다. 일부 구현들에서, 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분은 어레이의 비활성 영역 위에 배치된다. 일 양상에서, EMS 디바이스는 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 하나의 라인의 일부분을 형성한다. 일부 구현들에서, 어레이의 이동가능 층들은 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분과 디스플레이의 정지 전극들 사이에 배치될 수 있다.

Description

전기기계 시스템 디바이스{ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DEVICE}
본 개시내용은 전기기계 시스템들에서 드라이버 라인들의 라우팅에 관한 것이다.
전기기계 시스템(EMS)들은 전기 및 기계 엘리먼트들, 액추에이터들, 트랜스듀서들, 센서들, 광학 컴포넌트들(미러들을 포함함) 및 전자 기기들을 가지는 디바이스들을 포함한다. EMS은 마이크로스케일(microscale) 및 나노스케일(nanoscale)을 포함하는 (그러나, 이에 제한되지 않음) 다양한 스케일들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 마이크로전기기계 시스템(MEMS: microelectromechanical system) 디바이스들은 약 1마이크론 내지 수백마이크론 또는 그 초과의 범위의 크기들을 가지는 구조물들을 포함할 수 있다. 나노전기기계 시스템(NEMS: nanoelectromechanical system) 디바이스들은, 예를 들어, 수백 나노미터들보다 더 작은 크기들을 포함하는, 1 마이크론보다 더 작은 크기들을 가지는 구조물들을 포함할 수 있다. 전기기계 엘리먼트들은 증착, 에칭, 리소그래피, 및/또는 증착된 물질층들 및/또는 기판들의 일부들을 에칭하거나, 또는 층들을 추가하여 전기 및 전기기계 디바이스들을 형성하는 다른 마이크로머시닝 프로세스들을 사용하여 생성될 수 있다.
EMS 디바이스의 한가지 타입은 간섭계 변조기(IMOD: interferometric modulator)로 명명된다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 IMOD 또는 간섭계 광 변조기는 광학적 간섭의 원리들을 사용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 디바이스를 지칭한다. 일부 구현들에서, IMOD는 한 쌍의 전도성 플레이트들을 포함할 수 있는데, 전도성 플레이트들 중 하나 또는 둘 모두는 완전히 또는 부분적으로 투명하고 그리고/또는 반사성일 수 있으며, 적절한 전기 신호의 인가 시에 상대 운동(motion)을 할 수 있다. 일 구현에서, 하나의 플레이트는 기판 상에 증착된 고정층을 포함할 수 있고, 다른 플레이트는 에어 갭에 의해 고정층으로부터 분리된 반사성 멤브레인(membrane)을 포함할 수 있다. 하나의 플레이트에 대한 다른 플레이트의 위치(position)는 IMOD 상에 입사하는 광의 광학적 간섭을 변경시킬 수 있다. IMOD 디바이스들은 광범위한 응용들을 가지며, 기존의 제품들을 개선하고, 새로운 제품들, 특히, 디스플레이 능력들을 가지는 제품들을 생성할 시에 사용될 것으로 예상된다.
일부 구현들에서, EMS 디바이스들은 하나 이상의 드라이버 회로들로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 IMOD들의 어레이를 포함할 수 있다. 하나 이상의 드라이버 회로들은 어레이와 하나 이상의 드라이버 회로들 사이에서 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들에 의해 어레이에 전기적으로 커플링될 수 있다. 드라이버 라인들의 라우팅은 어레이의 활성 영역 보다 큰 기하학적 영역 또는 풋프린트를 필요로 할 수 있다. 따라서, 일부 구현들에서, 어레이의 활성 영역은 드라이버 라인들의 라우팅에 의해 제한될 수 있다.
개시내용의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 몇몇 혁신적인 양상들을 가지며, 그 중 어떠한 단일의 양상도 본원에 개시된 바람직한 속성들을 단독으로 담당하지 않는다.
본 개시내용에 설명된 요지의 하나의 혁신적인 양상은 어레이 풋프린트를 정의하는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 장치로 구현될 수 있다. 디스플레이 엘리먼트의 어레이는 제 1 방향으로 연장하는 복수의 이동가능 층들, 제 2 방향으로 연장하는 복수의 정지 전극들, 복수의 전기 연결 패드들 및 복수의 드라이버 라인들을 포함한다. 복수의 이동가능 층들 및 정지 전극들은 복수의 디스플레이 엘리먼트들의 일부분을 형성한다. 각각의 연결 패드는 이동가능 층의 단부에 배치된다. 각각의 드라이버 라인은 연결 패드에 연결된 제 1 단부 및 드라이버 회로에 연결가능한 제 2 단부를 가진다. 복수의 드라이버 라인들의 적어도 일부분은 어레이 위에 또는 어레이 아래에 있는, 어레이의 풋프린트내에서 라우팅된다.
일 양상에서, 복수의 드라이버 라인들의 적어도 일부분은 어레이의 비-활성 영역 위에 배치될 수 있으며, 정지 전극들은 어레이의 비활성 영역 위에 배치된 복수의 드라이버 회로들의 부분과 이동가능 층들 사이에 배치될 수 있다. 일 양상에서, 복수의 드라이버 라인들의 적어도 일부분은 어레이의 활성 영역 위에 배치될 수 있다. 장치는 어레이 위에 배치되며 디스플레이의 비활성 영역을 마스킹하기 위하여 디스플레이 엘리먼트들의 적어도 일부분 사이에서 연장하는 전기적 전도성 광학 마스크 구조물을 포함할 수 있다. 광학 마스크 구조물은 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 하나의 드라이버 라인의 일부분을 형성할 수 있다. 일 양상에서, 복수의 이동가능 층들은 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분과 복수의 정지 전극들 사이에 배치될 수 있다. 일 양상에서, 장치는 적어도 하나의 부동화 층을 포함할 수 있으며, 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분은 적어도 하나의 부동화 층 위에 배치될 수 있다. 일 양상에서, 디스플레이 엘리먼트들은 간섭계 변조기(IMOD)들일 수 있다.
본 개시내용에서 설명된 요지의 다른 혁신적인 양상은 어레이 풋프린트를 정의하는 디스플레이 어레이들을 포함하는 장치로 구현될 수 있다. 디스플레이 엘리먼트들의 어레이는 제 1 방향으로 연장하는 복수의 이동가능 층들, 제 2 방향으로 연장하는 복수의 정지 전극들, 복수의 전기 연결 패드들, 및 드라이버 회로에 복수의 이동가능 층들 각각을 전기적으로 연결하기 위한 수단을 포함한다. 각각의 연결 패드는 이동가능 층의 단부에 배치된다. 전기 연결 수단은 연결 패드에 전기적으로 연결되며 드라이버 회로에 연결가능할 수 있다. 전기 연결 수단의 적어도 일부분은 드라이버 회로로부터 연결 패드들까지, 어레이 위 또는 어레이 아래에 있는, 어레이의 풋프린트내에서 라우팅된다. 일 양상에서, 전기 연결 수단은 연결 패드에 연결된 제 1 단부 및 드라이버 회로에 연결가능한 제 2 단부를 각각 가진 복수의 드라이버 라인들을 포함할 수 있다.
본 개시내용에 설명된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은 어레이 풋프린트를 정의하는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 형성하는 단계를 포함하는, 장치를 제조하는 방법으로 구현될 수 있다. 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 형성하는 단계는 제 1 방향에서 연장하는 복수의 이동가능 층들 및 제 2 방향에서 연장하는 복수의 정지 전극들을 형성하는 단계, 각각의 이동가능 층의 단부에 전기 연결 패드를 형성하는 단계, 및 연결 패드에 연결된 제 1 단부 및 드라이버 회로에 연결가능한 제 2 단부를 각각 가진 복수의 드라이버 라인들을 형성하는 단계를 포함한다. 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분은 드라이버 회로로부터 연결 패드들까지 어레이 위 또는 아래에 있는, 어레이의 풋프린트내에서 이동한다.
일 양상에서, 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분은 어레이의 비활성 영역에 형성되며, 정지 전극들은 어레이의 비활성 영역 위에 배치된 복수의 드라이버 라인들의 부분과 이동가능 층들 사이에 배치될 수 있다. 방법은 어레이 위에 전기 전도성 광학 마스크 구조물을 형성하는 단계 및 디스플레이의 비활성 영역들을 마스킹하기 위하여, 디스플레이 엘리먼트들 중 적어도 일부분 사이에서 연장하는 단계를 포함할 수 있다. 광학 마스크 구조물을 형성하는 단계는 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 하나의 라인의 일부분을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일 양상에서, 복수의 이동가능 층들은 정지 전극들과 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분 사이에 형성될 수 있다. 일 양상에서, 복수의 이동가능 층들 및 복수의 정지 전극들을 형성하는 단계는 복수의 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 엘리먼트들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 명세서에 설명된 요지의 하나 이상의 구현들의 세부사항들은 첨부 도면들 및 하기의 설명에서 제시된다. 이 개시내용에 제공된 예들이 전기기계 시스템(EMS) 및 마이크로전기기계 시스템(MEMS)-기반 디스플레이들의 측면에서 주로 설명되지만, 여기에서 제공된 개념들은 액정 디스플레이들, 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이들 및 전계 방출 디스플레이들과 같은 다른 타입들의 디스플레이들에 대해 적용할 수 있다. 다른 특징들, 양상들 및 장점들은 상세한 설명, 도면들 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 이하의 도면들의 상대적 치수들이 실제대로 도시되지 않을 수 있다는 점에 유의한다.
도 1은 IMOD 디스플레이 디바이스의 일련의 픽셀들에서 2개의 인접한 픽셀들을 도시하는 사시도의 예를 도시한다.
도 2는 3x3 IMOD 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 예를 도시한다.
도 3은 도 1의 IMOD에 대한 이동가능 반사 층 위치 대 인가된 전압을 예시하는 다이어그램의 예를 도시한다.
도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 IMOD의 다양한 상태들을 예시하는 표의 예를 도시한다.
도 5a는 도 2의 3x3 IMOD 디스플레이의 디스플레이 데이터의 프레임을 예시하는 다이어그램의 예를 도시한다.
도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하기 위해 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 예를 도시한다.
도 6a는 도 1의 IMOD 디스플레이의 부분적 횡단면의 예를 도시한다.
도 6b-6e는 IMOD들의 다양한 구현들의 횡단면들의 예들을 도시한다.
도 7은 IMOD에 대한 제조 프로세스를 예시하는 흐름도의 예를 도시한다.
도 8a-8e는 IMOD를 만드는 방법에서의 다양한 스테이지들의 개략적 횡단면 예시들의 예들을 도시한다.
도 9는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이, 드라이버 회로 및 어레이와 드라이버 회로 사이의 어레이와 나란히 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들의 평면도의 예를 도시한다.
도 10a는 도 9의 디스플레이 엘리먼트들의 어레이, 드라이버 회로 및 어레이 아래에서 그리고 어레이와 드라이버 회로 사이에서 적어도 부분적으로 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들을 포함하는 EMS 디바이스의 최하부 평면도의 예를 도시한다.
도 10b는 도 9의 디스플레이 엘리먼트들의 어레이, 제 1 드라이버 회로, 제 2 드라이버 회로 및 어레이 아래에서 그리고 어레이와 제 2 드라이버 회로 사이에서 적어도 부분적으로 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들을 포함하는 EMS 디바이스의 최하부 평면도의 예를 도시한다.
도 10c는 도 9의 디스플레이 엘리먼트들의 어레이, 제 1 드라이버 회로, 제 2 드라이버 회로 및 어레이 아래에서 그리고 어레이와 제 1 드라이버 회로 및 제 2 드라이버 회로 중 하나사이에서 적어도 부분적으로 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들을 포함하는 다른 EMS 디바이스의 최하부 평면도의 예를 도시한다.
도 11a-도 11h는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 아래에 적어도 부분적으로 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들을 가진 EMS 디바이스를 제조하는 예시적인 프로세스의 단면도들을 도시한다.
도 12a는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이, 드라이버 회로, 및 도전성 광학 마스크 구조물을 통해 어레이 위에서 적어도 부분적으로 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들을 포함하는 EMS 디바이스의 부분 평면도의 예를 도시한다.
도 12b는 라인 12b-12b을 따라 취해진 도 12a의 EMS 디바이스의 단면도의 예를 도시한다.
도 13은 장치를 제조하는 예시적인 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 14a 및 도 14b는 복수의 IMOS들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 예들을 도시한다.
다양한 도면들 내의 동일한 참조 부호들 및 표기들은 동일한 엘리먼트들을 표시한다.
이하의 상세한 설명은 본 개시내용의 혁신적 양상들을 설명할 목적들의 특정 구현들에 관한 것이다. 그러나, 당업자는 여기의 교시들이 다수의 상이한 방식들에 적용될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 설명된 구현들은 동화상(예를 들어, 비디오)이던지 또는 정지 화상(예를 들어, 스틸 이미지)이던지 간에 그리고 텍스트로, 그래프로 또는 그림으로 표시하던지 간에 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있는 임의의 디바이스 또는 시스템에서 구현될 수 있다. 더 구체적으로, 설명된 구현들이 모바일 전화들, 멀티미디어 인터넷 인에이블 셀룰러 전화들, 모바일 텔레비전 수신기들, 무선 디바이스들, 스마트폰들, 블루투스® 디바이스들, 개인 휴대 단말(PDA)들, 무선 전자 메일 수신기들, 핸드-헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, 태블릿들, 프린터들, 복사기들, 스캐너들, 팩시밀리 디바이스들, GPS 수신기들/내비게이터들, 카메라들, MP3 플레이어들, 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 시계들, 계산기들, 텔레비전 모니터들, 평판 디스플레이들, 전자 판독 디바이스들(즉, e-리더기들), 컴퓨터 모니터들, 자동차 디스플레이들(주행기록계 및 속도계 디스플레이들 등을 포함함), 조종석 제어들 및/또는 디스플레이들, 카메라 뷰 디스플레이들(예를 들어, 차량의 후방 뷰 카메라의 디스플레이), 전자 사진들, 전자 게시판들 또는 간판(sign)들, 프로젝터들, 건축(architectural) 구조들, 마이크로파들, 냉장고들, 스테레오 시스템들, 카세트 레코더들 또는 플레이어들, DVD 플레이어들, CD 플레이어들, VCR들, 라디오들, 휴대용 메모리 칩들, 세척기들, 건조기들, 세척기/건조기들, 주차요금 징수기(parking meter)들, (예를 들어, 전기기계 시스템들(EMS), 마이크로전기기계 시스템(MEMS)들 및 비-MEMS 애플리케이션들의) 패키징, 심미적 구조들(보석류에 대한 이미지들의 디스플레이) 및 다양한 EMS 디바이스들과 같은 (그러나, 이들에 제한되지 않음) 다양한 전자 디바이스들 내에 포함되거나 또는 이들과 연관될 수 있다는 점이 참작된다. 여기의 교시들은 또한 전자 스위칭 디바이스들, 라디오 주파수 필터들, 센서들, 가속계들, 자이로스코프들, 모션-감지 디바이스들, 자력계들, 가전제품들에 대한 관성 컴포넌트들, 가전제품들의 부품들, 버랙터들, 액정 디바이스들, 전기영동 디바이스들, 구동 방식들, 제조 프로세스들 및 전자 시험 장비와 같은 (그러나, 이들에 제한되지 않음) 비-디스플레이 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 따라서, 교시들은 도면들에 단독으로 도시된 구현들로 제한되는 것으로 의도되지 않고 대신, 당업자에게 쉽게 명백한 바와 같은 넓은 응용가능성을 가진다.
일부 구현들에서, 복수의 디스플레이 엘리먼트들은 라인 세그먼트들(예를들어, 행들)로 배열되는 복수의 이동가능 층들 및 이동가능 층들과 중첩하는 라인 세그먼트들(예를들어, 열들)로 배열되는 복수의 정지 전극들에 의해 형성되는 어레이로 구성될 수 있다. 결과적인 어레이는 광학 디스플레이를 형성할 수 있다. 이러한 구현들에서, 각각의 디스플레이 엘리먼트는 이동가능 층 라인 세그먼트들과 정지 전극 라인 세그먼트들에 전기적으로 커플링되는 하나 이상의 드라이버 회로들에 의해 적어도 릴렉스 상태와 작동 상태사이에서 구동될 수 있다. 이러한 방식에서, 이동가능 층을 선택적으로 구동하기 위하여, 이동가능 층과 단일 디스플레이 엘리먼트의 정지 전극사이에서 전압이 인가될 수 있다. 이동가능 층들 및 정지 전극들과 하나 이상의 드라이버 회로들을 전기적으로 커플링하기 위하여, 복수의 드라이버 라인들은 각각의 이동가능 층 라인 세그먼트와 드라이버 회로 사이에서 그리고 각각의 정지 전극 라인 세그먼트와 드라이버 회로 사이에서 라우팅될 수 있다. 일부 구현들에서, 이동가능 층들 및 정지 전극들은 단일 드라이버 회로에 전기적으로 커플링될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, EMS 디바이스는 이동가능 층 라인 세그먼트들 각각에 전기적으로 커플링되는 제 1 드라이버 및 정지 전극 라인 세그먼트들 각각에 전기적으로 커플링되는 제 2 드라이버 회로를 포함할 수 있다.
기존 EMS 디바이스들에서, 드라이버 라인들은 통상적으로 디스플레이 엘리먼트들의 어레이의 면들상에 라우팅되어 어레이의 풋프린트 둘레에서 "라우팅 가장자리"를 초래한다. 다시 말해서, 드라이버 라인들은 통상적으로 어레이 위 또는 아래에서 라우팅되지 않으나, 대신에 어레이의 면들과 하나 이상의 드라이버들을 전기적으로 커플링하기 위하여 어레이와 나란히 라우팅된다. 여기에서 사용되는 바와같이, 어레이의 풋프린트는 어레이의 디스플레이 엘리먼트들에 의해 형성되는 어레이의 영역을 지칭한다. 예를들어, 어레이의 풋프린트는 어레이의 풋프린트는 어레이의 디스플레이 엘리먼트들에 의해 형성되는 어레이의 외부-경계일 수 있다. 이러한 라우팅 가장자리의 영역 또는 폭은 정지 전극들의 라인 세그먼트들 및/또는 이동가능 층들의 라인 세그먼트들의 수가 증가할 때 더 많은 라우팅 라인들이 요구되기 때문에 디스플레이의 크기가 증가할 때 증가할 수 있다. 일부 구현들에서, 디스플레이가 주어진 영역 또는 풋프린트내에서 최대화될 수 있도록 EMS 디바이스의 라우팅 가장자리의 크기를 최소화하는 것이 유용할 수 있다. 여기에 개시된 이러한 구현들에서, 드라이버 라인들은 디스플레이의 면들상의 라우팅 가장자리의 크기를 감소시키기 위하여 디스플레이 엘리먼트들의 적어도 일부 엘리먼트 위 또는 아래에서 라우팅될 수 있다. 다시 말해서, 일부 구현들에서, 드라이버 라인들은 디스플레이의 측면들만을 따르는 것과 대조적으로 어레이의 디스플레이 엘리먼트들의 적어도 일부분 위 또는 아래에서 라우팅될 수 있다. 이러한 방식에서, 연관된 라우팅 가장자리가 더 작은 공간을 필요로 하기 때문에 주어진 영역 또는 풋프린트내에서 더 큰 어레이가 맞을 수 있다.
본 개시내용에 설명된 요지의 특정 구현들은 이하의 잠재적인 장점들 중 하나 이상의 장점을 실현하도록 구현될 수 있다. 예를들어, 어레이내에서 적어도 부분적으로 라우팅되는 드라이버 라인들을 포함하는 EMS 디바이스들은 어레이와 연관된 임의의 라우팅 가장자리의 폭을 감소시킬 수 있다. 디스플레이 엘리먼트들의 어레이와 연관된 라우팅 가장자리의 폭을 감소시키는 것은 주어진 풋프린트 또는 영역내에 더 큰 어레이들이 배치되도록 한다. 부가적으로, 디스플레이 엘리먼트들의 어레이와 연관된 라우팅 가장자리의 폭을 감소시키는 것은 어레이에 대해 완전히 외부에서 라우팅되는 드라이버 라인들에 의해 드라이버 회로에 전기적으로 커플링되는 유사한 크기의 어레이보다 더 작은 하우징내에 주어진 어레이가 배치되도록 한다. 디스플레이 하우징의 폭을 감소시키는 것은 또한 EMS 디바이스를 생산하기 위한 물질 비용들을 감소시킬 수 있으며, 사용자들에게 미적으로 더 만족스럽게 할 수 있다(예를들어, 디스플레이 둘레의 하우징 가장자리들 및/또는 테두리들을 슬림하게 할 수 있다). 디스플레이 엘리먼트들의 어레이와 연관된 라우팅 가장자리의 폭을 감소시키는 것은 더 컴팩트하고 그리고/또는 더 슬림한 디스플레이 설계들을 가능하게 할 수 있다. 이러한 설계들은 주어진 기판의 크기로 더 많은 EMS 디스플레이 디바이스들을 산출하여 디바이스의 비용을 감소시킬 수 있다. 게다가, 이러한 설계들은 디스플레이 시장의 다른 현 제품들과 호환가능한 폼 인자들을 가진 EMS 디스플레이 디바이스들을 초래할 수 있다.
설명된 구현들이 적용될 수 있는 적절한 EMS들 또는 MEMS 디바이스의 예는 반사성 디스플레이 디바이스이다. 반사성 디스플레이 디바이스들은 광학 간섭의 원리들을 사용하여 자신에 입사되는 광을 선택적으로 흡수하고 그리고/또는 반사하는 IMOD들을 포함할 수 있다. IMOD들은 흡수기, 흡수기에 대해 이동가능 반사기, 및 흡수기와 반사기 사이에 정의되는 광학 공진 공동(cavity)을 포함할 수 있다. 반사기는 2개 이상의 상이한 위치들로 이동될 수 있는데, 이는 광학 공진 공동의 크기를 변경시키고 이에 의해 IMOD의 반사율에 영향을 줄 수 있다. IMOD들의 반사 스펙트럼(reflectance spectrum)들은 상이한 색들을 생성하기 위해 가시 파장들에 걸쳐 시프트될 수 있는 다소 넓은 스펙트럼 대역들을 생성할 수 있다. 스펙트럼 대역의 위치는 광학 공진 공동의 두께를 변경시킴으로써, 즉 반사기의 위치를 변경시킴으로써 조절될 수 있다.
도 1은 IMOD 디스플레이 디바이스의 일련의 픽셀(pixel)들에서 2개의 인접한 픽셀들을 도시하는 사시도의 예를 도시한다. IMOD 디스플레이 디바이스는 하나 이상의 간섭계 MEMS 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 이들 디바이스들에서, MEMS 디스플레이 엘리먼트들의 픽셀들은 밝은 또는 어두운 상태일 수 있다. 밝은("릴렉스(relax)된", "개방된(open)" 또는 "온(on)") 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시광의 많은 부분을 예를 들어, 사용자에게 반사한다. 역으로, 어두운("작동된(actuated)", "폐쇄된(closed)" 또는 "오프(off)") 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시광을 거의 반사하지 않는다. 일부 구현들에서, 온 상태 및 오프 상태의 광 반사율 특성들은 서로 뒤바뀔 수 있다. MEMS 픽셀들은 흑백 뿐만 아니라 칼라 디스플레이를 가능하게 하는 특정 파장들에서 대부분 반사하도록 구성될 수 있다.
IMOD 디스플레이 디바이스는 IMOD들의 행/열 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 IMOD는 에어 갭(또한, 광학 갭 또는 공동으로서 지칭됨)을 형성하기 위해 서로로부터 가변적이고 제어가능한 거리에 위치된 한 쌍의 반사 층들, 즉 이동가능 반사 층 및 고정된 부분적 반사 층을 포함할 수 있다. 이동가능 반사 층은 적어도 2개의 위치들 사이에서 이동될 수 있다. 제 1 위치, 즉 릴렉스 위치에서, 이동가능 반사 층은 고정된 부분적 반사 층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치될 수 있다. 제 2 위치, 즉 작동 위치에서, 이동가능 반사 층은 부분적 반사 층에 더 가깝게 위치될 수 있다. 2개의 층들로부터 반사하는 입사광은 이동가능 반사 층의 위치에 따라 보강적으로(constructively) 또는 상쇄적으로(destructively) 간섭하여, 각각의 픽셀에 대해 전반사(overall reflective) 또는 무반사(non-reflective) 상태를 초래할 수 있다. 일부 구현들에서, IMOD는 비작동될 때 가시 스펙트럼 내의 광을 반사하는 반사 상태에 있을 수 있고, 그리고 작동될 때 가시 범위 밖의 광(예를들어, 적외선)을 반사하는 어두운 상태에 있을 수 있다. 그러나, 일부 다른 구현들에서, IMOD는 비작동될 때 어두운 상태에 있을 수 있고, 작동될 때 반사 상태에 있을 수 있다. 일부 구현들에서, 전압의 인가는 픽셀들을 구동하여 상태들을 변경시킬 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 인가된 전하가 픽셀들을 구동하여 상태들을 변경시킬 수 있다.
도 1의 픽셀 어레이의 도시된 부분은 2개의 인접한 IMOD들(12)을 포함한다. (예시된 바와 같이) 좌측의 IMOD(12)에서, 이동가능 반사 층(14)은, 부분적 반사 층을 포함하는 광학 스택(16)으로부터 미리 결정된 거리에서 릴렉스 위치에 예시되어 있다. 좌측의 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압 VO는 이동가능 반사 층(14)의 작동을 야기하기에는 불충분하다. 우측의 IMOD(12)에서, 이동가능 반사 층(14)은 광학 스택(16) 근처의 또는 광학 스택(16)에 인접한 작동 위치에 예시되어 있다. 우측의 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압 Vbias는 작동 위치에서 이동가능 반사 층(14)을 유지하기에 충분하다.
도 1에서, 픽셀들(12)의 반사 특성들은 픽셀들(12) 상에 입사하는 광(13)과 좌측의 픽셀(12)로부터 반사하는 광(15)을 표시하는 화살표들을 사용하여 일반적으로 예시된다. 상세히 예시되지는 않았지만, 픽셀들(12) 상에 입사하는 광(13)의 대부분이 투명 기판(20)을 통해 광학 스택(16)을 향해 투과될 것임이 당업자에 의해 이해될 것이다. 광학 스택(16)상에 입사하는 광의 일부는 광학 스택(16)의 부분적 반사 층을 통해 투과될 것이고, 일부는 투명 기판(20)을 통해 다시 반사될 것이다. 광학 스택(16)을 통해 투과되는 광(13)의 일부는 다시 투명 기판(20)을 향해(그리고 투명 기판(30)을 통해), 이동가능 반사 층(14)에서 반사될 것이다. 광학 스택(16)의 부분적 반사 층으로부터 반사된 광과 이동가능 반사 층(14)으로부터 반사된 광 사이의 (보강적 또는 상쇄적) 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. 층(들)은 전극 층, 부분적 반사 및 부분적 투과층, 및 투명 유전체 층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)은 전기적으로 전도성이고, 부분적으로 투명하고 부분적으로 반사성이며, 예를 들어, 위의 층들 중 하나 이상을 투명 기판(20) 상에 증착함으로써 제조될 수 있다. 전극 층은 다양한 금속들, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 다양한 물질들로 형성될 수 있다. 부분적 반사 층은 다양한 금속들, 예를 들어 크롬(Cr), 반도체들 및 유전체들과 같이 부분적으로 반사성인 다양한 물질들로 형성될 수 있다. 부분적 반사 층은 물질들의 하나 이상의 층들로 형성될 수 있고, 층들 각각은 단일 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)은 흡광기 및 전도체 모두로서 역할을 하는 금속 또는 반도체의 단일 반-투명 두께를 가질 수 있는 반면, (예를 들어, 광학 스택(16)의 또는 IMOD의 다른 구조물들의) 상이한 더욱 전도성인 층들 또는 부분들은 IMOD 픽셀들 사이에 신호들을 버싱(bus)하는 역할을 할 수 있다. 광학 스택(16)은 또한 하나 이상의 전도성 층들 또는 전도성/흡수성 층을 커버하는 하나 이상의 절연 또는 유전체 층들을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 광학 스택(16)의 층(들)은 평행한 스트립(strip)들로 패터닝될 수 있고, 하기에 추가로 설명되는 바와 같이, 디스플레이 디바이스 내에 행 전극들을 형성할 수 있다. 당업자에 의해 이해될 바와 같이, 용어 "패터닝된"은 마스킹 및 에칭 프로세스들을 지칭하도록 여기에서 사용된다. 일부 구현들에서, 알루미늄(Al)과 같은 높은 전도성 및 반사성 물질은 이동가능 반사 층(14)에 대해 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 디스플레이 디바이스 내에 열 전극들을 형성할 수 있다. 이동가능 반사 층(14)은 증착된 금속 층 또는 층들의 일련의 평행한 스트립들(광학 스택(16)의 행 전극들에 수직함)로서 형성되어, 포스트(post)들(18)의 최상부에 증착된 열들 및 포스트들(18) 사이에 증착된 중간 희생물질을 형성할 수 있다. 희생물질이 에칭될 때, 정의된 갭(19) 또는 광학 공동은 이동가능 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 포스트들(18) 사이의 이격은 대략 1-1000 um일 수 있는 반면, 갭(19)은 10,000 옹스트롬(Å) 미만일 수 있다.
일부 구현들에서, 작동 상태이든 또는 릴렉스 상태이든 간에, IMOD의 각각의 픽셀은 본질적으로, 고정된 그리고 이동 반사 층들에 의해 형성된 커패시터이다. 전압이 인가되지 않을 때, 이동가능 반사 층(14)은, 도 1의 좌측의 픽셀(12)에 의해 예시된 바와 같이, 이동가능 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이의 갭(19)을 가지고, 기계적으로 릴렉스 상태로 유지된다. 그러나, 전위차, 예를들어 전압이 선택된 행 및 열 중 적어도 하나에 인가될 때, 대응하는 픽셀에서의 행 및 열 전극들의 교차점에 형성된 커패시터는 충전되게 되고, 정전기력(electrostatic force)은 전극들이 서로를 끌어당기도록 한다. 인가된 전압이 임계치를 초과하는 경우, 이동가능 반사 층(14)은 변형되어 광학 스택(16) 근처로 또는 광학 스택(16)에 맞닿게 이동할 수 있다. 도 1의 우측의 작동된 픽셀(12)에 의해 예시된 바와 같이, 광학 스택(16) 내의 유전체 층(도시안됨)은 층들(14 및 16) 간의 단락을 방지하고 층들(14 및 16)간의 분리 거리를 제어할 수 있다. 이러한 동작은, 인가된 전위차의 극성과는 무관하게 동일하다. 어레이 내의 일련의 픽셀들이 일부 경우들에서 "행들" 또는 "열들"로서 지칭될 수 있지만, 당업자는 한 방향을 "행"으로 그리고 다른 방향을 "열"로 지칭하는 것이 임의적이라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 재언급하자면, 일부 배향들에서, 행들은 열들로 고려될 수 있고, 열들은 행들로 고려될 수 있다. 또한, 디스플레이 엘리먼트들은 직교하는 행들 및 열들("어레이")로 균일하게 배열되거나, 또는 예를 들어, 서로에 대해 특정한 위치적 오프셋들을 가지는 비-선형 구성들("모자이크(mosaic)")로 배열될 수 있다. 용어들 "어레이" 및 "모자이크"는 어느 한 구성을 지칭할 수 있다. 따라서, 디스플레이가 "어레이" 또는 "모자이크"를 포함하는 것으로서 지칭됨에도 불구하고, 엘리먼트들 자체는 임의의 경우, 서로 직교적으로 배열되거나, 또는 균일한 분포로 배치될 필요가 없으나, 비대칭적 형상들 및 불균일하게 분포된 엘리먼트들을 가지는 배열들을 포함할 수 있다.
도 2는 3x3 IMOD 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 예를 도시한다. 전자 디바이스는 하나 이상의 소프트웨어 모듈들을 실행하도록 구성될 수 있는 프로세서(21)를 포함한다. 운영 체제를 실행하는 것에 부가하여, 프로세서(21)는, 웹 브라우저, 전화 애플리케이션, 이메일 프로그램을 포함하는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션들, 또는 임의의 다른 소프트웨어 애플리케이션을 실행하도록 구성될 수 있다.
프로세서(21)는 어레이 드라이버(22)와 통신하도록 구성될 수 있다. 어레이 드라이버(22)는 예를 들어, 디스플레이 어레이 또는 패널(30)에 신호들을 제공하는 행 드라이버 회로(24) 및 열 드라이버 회로(26)를 포함할 수 있다. 도 1에 예시된 IMOD 디스플레이 디바이스의 횡단면이 도 2의 라인 1-1에 의해 도시된다. 도 2가 명료함을 위해 IMOD들의 3x3 어레이를 예시하지만, 디스플레이 어레이(30)는 매우 많은 수의 IMOD들을 포함할 수 있고, 열들의 IMOD들과는 상이한 개수의 행들의 IMOD들을 가질 수 있고, 그 역도 성립한다.
도 3은 도 1의 IMOD 변조기에 대한 이동가능 반사 층 위치 대 인가된 전압을 예시하는 다이어그램의 예를 도시한다. MEMS IMOD 변조기들에 있어서, 행/열(즉, 공통/세그먼트) 기록 프로시저는 도 3에 예시된 바와 같이 이들 디바이스들의 히스테리시스 특성을 이용할 수 있다. IMOD 변조기는 이동가능 반사 층, 또는 미러로 하여금 릴렉스 상태에서 작동 상태로 변경하도록 하기 위해 예를들어 약 10볼트의 전위차를 필요로 할 수 있다. 전압이 그 값으로부터 감소될 때, 이동가능 반사 층은 전압이 다시 예를들어 10볼트 미만으로 강하할 때 자신의 상태를 유지하지만, 이동가능 반사 층은 전압이 2볼트 미만으로 강하될때까지는 완전히 릴렉스하지 않는다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 디바이스가 릴렉스 또는 작동 상태 중 어느 하나에서 안정적인 인가 전압의 윈도우가 존재하는 대략 3 내지 7볼트의 전압 범위가 존재한다. 이는 "히스테리시스 윈도우(hysteresis window)" 또는 "안정성 윈도우(stability window)"로서 여기에서 지칭된다. 도 3의 히스테리시스 특징들을 가지는 디스플레이 어레이(30)에 있어서, 행/열 기록 프로시저는 한번에 하나 이상의 행들을 어드레싱하도록 설계될 수 있고, 따라서, 주어진 행의 어드레싱동안, 작동될 어드레싱된 행들의 픽셀들은 약 10볼트의 전압차에 노출되고, 릴렉스될 픽셀들은 거의 0 볼트의 전압차에 노출된다. 어드레싱 이후, 픽셀들은, 이들이 이전 스트로빙(strobing) 상태를 유지하도록 대략 5볼트의 정상 상태 또는 바이어스 전압차에 노출된다. 이러한 예에서, 어드레싱된 이후, 각각의 픽셀은 약 3-7볼트의 "안정성 윈도우" 내의 전위차를 겪는다. 이러한 히스테리시스 특성 피처(feature)는 예를 들어, 도 1에 예시된 픽셀 설계가, 동일한 인가 전압 조건들 하에서 작동된 또는 릴렉스된 기존 상태 중 어느 하나에서 안정적으로 유지되도록 한다. 작동 상태에 있는지 또는 릴렉스 상태에 있든 간에 각각의 IMOD 픽셀이 본질적으로 고정된 그리고 이동 반사 층들에 의해 형성된 커패시터이기 때문에, 이러한 안정 상태는, 실질적인 전력 소모 또는 손실 없이 히스테리시스 윈도우 내의 정상 전압에서 유지될 수 있다. 또한, 인가된 전압차가 실질적으로 고정되어 유지되는 경우, 본질적으로 IMOD 픽셀 내로 전류가 거의 흐르지 않거나 전혀 흐르지 않는다.
일부 구현들에서, 주어진 행의 픽셀들의 상태에 대한 (존재하는 경우) 원하는 변경에 따라, 이미지의 프레임은 열 전극들의 세트를 따라 "세그먼트" 전압들의 형태로 데이터 신호들을 인가함으로써 생성될 수 있다. 어레이의 각각의 행이 차례로 어드레싱될 수 있고, 따라서, 프레임은 한번에 하나의 행씩 기록된다. 원하는 데이터를 제 1 행의 픽셀들에 기록하기 위해, 제 1 행의 픽셀들의 원하는 상태에 대응하는 세그먼트 전압들이 열 전극들 상에 인가될 수 있고, 특정 "공통" 전압 또는 신호의 형태의 제 1 행 펄스가 제 1 행 전극에 인가될 수 있다. 이후, 세그먼트 전압들의 세트는 제 2 행의 픽셀들의 상태에 대한 (존재하는 경우) 원하는 변경에 대응하도록 변경될 수 있고, 제 2 공통 전압은 제 2 행 전극에 인가될 수 있다. 일부 구현들에서, 제 1 행의 픽셀들은 열 전극들을 따라 인가되는 세그먼트 전압들의 변경에 의해 영향을 받지 않으며, 픽셀들이 제 1 공통 전압 행 펄스 동안 세팅되었던 상태로 유지된다. 이 프로세스는 이미지 프레임을 산출하기 위해 순차적 방식으로, 행들 또는 대안적으로 열들의 전체 시리즈들에 대해 반복될 수 있다. 프레임들은 초당 원하는 어떤 수의 프레임들에서 이 프로세스를 계속 반복함으로써 새로운 이미지 데이터로 리프레시 및/또는 업데이트될 수 있다.
각각의 픽셀에 걸쳐 인가된 세그먼트 및 공통 신호들의 조합(즉, 각각의 픽셀에 걸린 전위차)은 각각의 픽셀에 대한 결과 상태를 결정한다. 도 4는 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가될 때 IMOD의 다양한 상태들을 예시하는 표의 예를 도시한다. 당업자에 의해 쉽게 이해되는 바와 같이, "세그먼트" 전압들은 열 전극들 또는 행 전극들 중 어느 하나에 인가될 수 있고, "공통" 전압들은 열 전극들 또는 행 전극들 중 다른 하나에 인가될 수 있다.
(도 5b에 도시된 타이밍도에서 뿐만아니라) 도 4에 예시된 바와 같이, 릴리스 전압 VCREL이 공통 라인을 따라 인가될 때, 공통 라인을 따르는 모든 IMOD 변조기엘리먼트들은 세그먼트 라인들을 따라 인가되는 전압들, 즉 높은 세그먼트 전압 VSH 및 낮은 세그먼트 전압 VSL과는 무관하게, 대안적으로 릴리스 상태 또는 비작동 상태로서 지칭되는, 릴렉스 상태에 놓일 것이다. 특히, 릴리스 전압 VCREL이 공통 라인을 따라 인가될 때, 변조기에 걸린 전위 전압(대안적으로, 픽셀 전압으로서 지칭됨)은, 높은 세그먼트 전압 VSH 및 낮은 세그먼트 전압 VSL 모두가 그 픽셀에 대한 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가될 때 릴렉스 윈도우(도 3을 참조, 또한 릴리스 윈도우로서 지칭됨) 내에 있다.
높은 유지 전압 VCHOLD_H 또는 낮은 유지 전압 VCHOLD_L과 같은 유지 전압이 공통 라인에 인가될 때, IMOD의 상태는 일정하게 유지될 것이다. 예를 들어, 릴렉스된 IMOD는 릴렉스 위치에 유지될 것이고, 작동된 IMOD는 작동 위치에 유지될 것이다. 유지 전압들은, 높은 세그먼트 전압 VSH 및 낮은 세그먼트 전압 VSL 모두가 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가될 때 픽셀 전압이 안정성 윈도우 내에서 유지되도록 선택될 수 있다. 따라서, 세그먼트 전압 스윙(segment voltage swing), 즉 높은 VSH와 낮은 세그먼트 전압 VSL 사이의 차이는 양의 또는 음의 안정성 윈도우 중 어느 하나의 폭보다 더 작다.
높은 어드레싱 전압 VCADD_H 또는 낮은 어드레싱 전압 VCADD_L과 같은 어드레싱 또는 작동 전압이 공통 라인에 인가될 때, 데이터는 개별 세그먼트 라인들을 따라 세그먼트 전압들을 인가함으로써 그 라인을 따라 변조기들에 선택적으로 기록될 수 있다. 세그먼트 전압들은 작동이 인가된 세그먼트 전압에 따르도록 선택될 수 있다. 어드레싱 전압이 공통 라인을 따라 인가될 때, 하나의 세그먼트 전압의 인가는 안정성 윈도우 내의 픽셀 전압을 초래하여, 픽셀이 비작동 상태로 유지하도록 할 것이다. 대조적으로, 다른 세그먼트 전압의 인가는 안정성 윈도우를 초과하는 픽셀 전압을 초래하여, 픽셀의 작동을 초래할 것이다. 작동을 야기하는 특정 세그먼트 전압은 어느 어드레싱 전압이 사용되는지에 따라 달라질 수 있다. 일부 구현들에서, 높은 어드레싱 전압 VCADD_H이 공통 라인을 따라 인가될 때, 높은 세그먼트 전압 VSH의 인가는 변조기로 하여금 자신의 현재 위치를 유지하도록 할 수 있는 반면, 낮은 세그먼트 전압 VSL의 인가는 변조기의 작동을 야기할 수 있다. 결과적으로, 낮은 어드레싱 전압 VCADD_L이 인가될 때 세그먼트 전압들의 효과는 반대가 될 수 있는데, 따라서 높은 세그먼트 전압 VSH은 변조기의 작동을 야기하며, 낮은 세그먼트 전압 VSL은 변조기의 상태에 대한 어떠한 영향도 가지지 않는다(즉, 안정상태를 유지한다).
일부 구현들에서, 변조기들에 걸린 동일한 극성의 전위차를 항상 산출하는 유지 전압들, 어드레스 전압들 및 세그먼트 전압들이 사용될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 변조기들의 전위차의 극성을 교번시키는 신호들이 사용될 수 있다. 변조기들에 걸린 극성의 교번(즉, 기록 프로시저들의 극성의 교번)은 단일 극성의 반복되는 기록 동작들 이후에 발생할 수 있는 전하 누적을 감소시키거나 억제할 수 있다.
도 5a는 도 2의 3x3 IMOD 디스플레이의 디스플레이 데이터의 프레임을 예시하는 다이어그램의 예를 도시한다. 도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하기 위해 사용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 예를 도시한다. 신호들이 예를 들어, 도 2의 3x3 어레이에 인가될 수 있는데, 이는 궁극적으로 도 5a에 예시된 라인 시간(60e) 디스플레이 어레인지먼트(arrangement)를 초래할 것이다. 도 5a의 작동된 변조기들은 어두운-상태에 있어서, 즉 반사된 광의 상당 부분이 가시 스펙트럼의 외부에 있는 상태에 있어서 예를 들어, 뷰어에게 어두운 외관을 초래한다. 도 5a에 예시된 프레임을 기록하기 전에, 픽셀들은 임의의 상태에 있을 수 있지만, 도 5b의 타이밍도에 예시된 기록 프로시저는 각각의 변조기가 릴리스되었으며 제 1 라인 시간(60a) 이전에 비작동 상태에 있다고 가정한다.
제 1 라인 시간(60a) 동안, 릴리스 전압(70)이 공통 라인 1에 인가되고; 공통 라인 2에 인가된 전압은 높은 유지 전압(72)에서 시작하여 릴리스 전압(70)으로 이동하고; 낮은 유지 전압(76)이 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 릴렉스 상태 또는 비작동 상태를 유지하며, 공통 라인 2을 따르는 변조기들(2,1), (2,2) 및 (2,3)은 릴렉스 상태로 이동할 것이며, 공통 라인 3을 따르는 변조기들(3,1), (3,2) 및 (3,3)은 자신의 이전 상태를 유지할 것이다. 도 4를 참조하면, 세그먼트 라인들(1, 2 및 3)을 따라 인가된 세그먼트 전압들은, 공통 라인들(1, 2 또는 3) 중 어느 것도 라인 시간(60a)동안 작동을 야기하는 전압 레벨들(즉, VCREL - 릴렉스 및 VCHOLD_L - 안정)에 노출되지 않음에 따라, IMOD들의 상태에 대한 어떠한 영향도 가지지 않을 것이다.
제 2 라인 시간(60b) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 이동하고, 공통 라인 1을 따르는 모든 변조기들은, 어떠한 어드레싱 또는 작동 전압도 공통 라인 1에 인가되지 않았기 때문에, 인가된 세그먼트 전압과는 무관하게 릴렉스 상태로 유지된다. 공통 라인 2을 따르는 변조기들은 릴리스 전압(70)의 인가로 인해 릴렉스 상태로 유지되고, 공통 라인 3을 따르는 변조기들 (3,1), (3,2) 및 (3,3)은 공통 라인 3을 따르는 전압이 릴리스 전압(70)으로 이동할 때 릴렉스할 것이다.
제 3 라인 시간(60c) 동안, 공통 라인 1은 공통 라인 1 상에 높은 어드레스 전압(74)을 인가함으로써 어드레싱된다. 낮은 세그먼트 전압(64)이 이 어드레스 전압의 인가 동안 세그먼트 라인들(1 및 2)을 따라 인가되기 때문에, 변조기들(1,1) 및 (1,2)에 걸린 픽셀 전압은 변조기들의 양의 안정성 윈도우의 하이 엔드(high end)보다 더 크고(즉, 전압차가 미리 정의된 임계치를 초과하고), 변조기들(1,1) 및 (1,2)은 작동된다. 역으로, 높은 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 3을 따라 인가되기 때문에, 변조기(1,3)에 걸린 픽셀 전압은 변조기들(1,1) 및 (1,2)의 전압보다 더 낮으며, 변조기의 양의 안정성 윈도우 내에서 유지되고; 따라서 변조기(1,3)는 릴렉스 상태로 유지된다. 또한, 라인 시간(60c) 동안, 공통 라인 2를 따르는 전압은 낮은 유지 전압(76)으로 감소하고, 공통 라인 3을 따르는 전압은 릴리스 전압(70)으로 유지되어, 공통 라인들 2 및 3을 따르는 변조기들을 릴렉스 위치에 남아 있게 한다.
제 4 라인 시간(60d) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 리턴(return)하여, 공통 라인 1을 따르는 변조기들이 자신들의 개별 어드레싱된 상태들에 남아 있게 한다. 공통 라인 2 상의 전압은 낮은 어드레스 전압(78)으로 감소된다. 높은 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 2을 따라 인가되기 때문에, 변조기(2,2)에 걸린 픽셀 전압은 변조기의 음의 안정성 윈도우의 로우 엔드(lower end) 미만이어서, 변조기(2,2)가 작동되도록 한다. 역으로, 낮은 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들 1 및 3을 따라 인가되기 때문에, 변조기들(2,1) 및 (2,3)은 릴렉스 위치에 유지된다. 공통 라인 3 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 증가하여, 공통 라인 3을 따르는 변조기들이 릴렉스 상태로 되게 한다.
마지막으로, 제 5 라인 시간(60e) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)에서 유지되고, 공통 라인 2 상의 전압은 낮은 유지 전압(76)에서 유지되어, 공통 라인들 1 및 2를 따르는 변조기들이 자신들의 개별 어드레싱된 상태들에 남아 있게 한다. 공통 라인 3 상의 전압은 공통 라인 3을 따르는 변조기들을 어드레싱하기 위해 높은 어드레스 전압(74)으로 증가한다. 낮은 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들 2 및 3 상에 인가됨에 따라, 변조기들 (3,2) 및 (3,3)은 작동되는 반면, 세그먼트 라인 1을 따라 인가되는 높은 세그먼트 전압(62)은 변조기(3,1)로 하여금 릴렉스 위치에 유지되도록 한다. 따라서, 제 5 라인 시간(60e)의 끝에서, 3x3 픽셀 어레이는 도 5a에 도시된 상태에 있으며, 다른 공통 라인들(도시안됨)을 따르는 변조기들이 어드레싱될 때 발생할 수 있는 세그먼트 전압의 변경들과는 무관하게, 유지 전압들이 공통 라인들을 따라 인가되는 동안 그 상태로 유지될 것이다.
도 5b의 타이밍도에서, 주어진 기록 프로시저(즉, 라인 시간들(60a-60e))는 높은 유지 및 어드레스 전압들, 또는 낮은 유지 및 어드레스 전압들의 사용을 포함할 수 있다. 일단 기록 프로시저가 주어진 공통 라인에 대해 완료되면(그리고, 공통 전압이 작동 전압과 동일한 극성을 가지는 유지 전압으로 세팅되면), 픽셀 전압은 주어진 안정성 윈도우 내에서 유지되며, 릴리스 전압이 그 공통 라인에 인가될 때까지 릴렉스 윈도우를 통과하지 않는다. 게다가, 각각의 변조기가 변조기를 어드레싱하기 전에 기록 프로시저의 일부분으로서 릴리스됨에 따라, 변조기의 릴리스시간이 아닌 작동 시간이 필수 라인 시간을 결정할 수 있다. 구체적으로, 변조기의 릴리스 시간이 작동 시간보다 더 큰 구현들에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 릴리스 전압은 단일 라인 시간보다 더 오래 인가될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 공통 라인들 또는 세그먼트 라인들을 따라 인가된 전압들은 상이한 색들의 변조기들과 같은 상이한 변조기들의 작동 및 릴리스 전압들의 변경들을 고려하기 위하여 변경될 수 있다.
위에서 제시된 원리들에 따라 동작하는 IMOD들의 구조물의 세부사항들은 폭넓게 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 6a-도 6e는, 이동가능 반사 층(14) 및 이의 지지 구조물들을 포함한, IMOD들의 다양한 구현들의 횡단면들의 예들을 도시한다. 도 6a는 도 1의 IMOD 디스플레이의 부분적 횡단면의 예를 도시하고, 여기서, 금속 물질의 스트립, 즉 이동가능 반사 층(14)이 기판(20)으로부터 직교하여 연장하는 지지부들(18) 상에 증착된다. 도 6b에서, 각각의 IMOD의 이동가능 반사 층(14)은 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 형상이며, 테더(tether)들(32)상의 코너들에 있는 또는 코너들 근처에 있는 지지부들에 부착된다. 도 6c에서, 이동가능 반사 층(14)은 일반적으로, 정사각형 또는 직사각형 형상이며, 플렉시블 금속(flexible metal)을 포함할 수 있는 변형가능 층(34)으로부터 현수될 수 있다. 변형가능 층(34)은, 직접적으로 또는 간접적으로, 이동가능 반사 층(14)의 주변 둘레에서 기판(20)에 연결될 수 있다. 이들 연결들은 여기에서 지지 포스트들로서 지칭된다. 도 6c에 도시된 구현들은 이동가능 반사 층(14)의 광학적 기능들을 이동가능 반사 층(14)의 기계적 기능들로부터 디커플링(decoupling)함으로써 유도되는 추가적인 이점들을 가지며, 이러한 디커플링은 변형가능 층(34)에 의해 수행된다. 이러한 디커플링은 반사 층(14)에 대해 사용되는 구조적 설계 및 물질들 및 변형가능 층(34)에 대해 사용되는 구조적 설계 및 물질들이 서로 독립적으로 최적화되도록 한다.
도 6d는 IMOD의 또 다른 예를 도시하며, 여기서 이동가능 반사 층(14)은 반사 서브-층(sub-layer)(14a)을 포함한다. 이동가능 반사 층(14)은 지지 포스트들(18)과 같은 지지 구조물 상에 얹혀 있다. 지지 포스트들(18)은 하부 정지 전극(즉, 예시된 IMOD의 광학 스택(16)의 일부)로부터 이동가능 반사 층(14)을 분리하며, 따라서, 예를 들어, 이동가능 반사 층(14)이 릴렉스 위치에 있을 때, 갭(19)이 이동가능 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에 형성된다. 이동가능 반사 층(14)은 또한 전극으로서 역할을 하도록 구성될 수 있는 전도성 층(14c), 및 지지층(14b)을 포함할 수 있다. 이 예에서, 전도성 층(14c)은 기판(20)으로부터 먼쪽의 지지층(14b)의 한 측면 상에 배치되고, 반사 서브-층(14a)은 기판(20)에 가까운 지지층(14b)의 다른 측면 상에 배치된다. 일부 구현들에서, 반사 서브-층(14a)은 전도성일 수 있고, 지지층(14b)과 광학 스택(16) 사이에 배치될 수 있다. 지지층(14b)은 유전체 물질, 예를 들어, 실리콘 옥시나이트라이드(SiON) 또는 이산화 실리콘(SiO2)의 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 지지층(14b)은 예를 들어, Si02/SiON/Si02 삼중층(tri-layer) 스택과 같은 층들의 스택일 수 있다. 반사 서브-층(14a) 및 전도성 층(14c) 중 어느 하나 또는 둘 모두는, 예를 들어, 약 0.5% 구리(Cu)를 갖는 알루미늄(Al) 합금, 또는 또 다른 반사성 금속 물질을 포함할 수 있다. 유전체 지지층(14b) 위 아래에 전도성 층들(14a 및 14c)을 사용하는 것은 응력들의 균형을 맞추고, 강화된 전도성을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 반사 서브-층(14a) 및 전도성 층(14c)은 이동가능 반사 층(14) 내에서 특정 응력 프로파일들을 달성하는 것과 같은 다양한 설계 목적들을 위해 상이한 물질들로 형성될 수 있다.
도 6d에 예시된 바와 같이, 일부 구현들은 또한 블랙 마스크 구조물(23)을 포함할 수 있다. 블랙 마스크 구조물(23)은 주변광 또는 미광을 흡수하기 위해 (예를 들어, 픽셀들 사이의 또는 포스트들(18) 아래의) 광학적으로 비활성 영역들에 형성될 수 있다. 블랙 마스크 구조물(23)은 또한 광이 디스플레이의 비활성 부분들로부터 반사되거나 디스플레이의 비활성 부분들을 통해 투과되지 않도록 함으로써 디스플레이 디바이스의 광학 특성들을 개선하고, 이에 의해 콘트라스트 비를 증가시킬 수 있다. 부가적으로, 블랙 마스크 구조물(23)은 전도성이며, 전기적 버싱층(electrical bussing layer)으로서 기능하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 행 전극들은 연결된 행 전극들의 저항을 감소시키기 위해 블랙 마스크 구조물(23)에 연결될 수 있다. 블랙 마스크 구조물(23)은 증착 및 패터닝 기술들을 포함하는 다양한 방법들을 사용하여 형성될 수 있다. 블랙 마스크 구조물(23)은 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 블랙 마스크 구조물(23)은, 각각이 약 30-80Å, 500-1000Å, 및 500-6000Å의 범위의 두께를 가지는, 흡광기층으로서 역할을 하는 몰리브덴-크롬(MoCr)층 및 반사기 및 버싱층으로서 역할을 하는 알루미늄 합금을 포함한다. 하나 이상의 층들은, 예를 들어, MoCr 및 Si02층들을 위한 탄소 테트라플루오라이드(CF4) 및/또는 산소(O2), 및 알루미늄 합금층을 위한 염소(Cl2) 및/또는 붕소 트리클로라이드(BCl3)을 포함하며, 포토리소그래피 및 건식 에칭을 포함하는 다양한 기술들을 사용하여 패터닝될 수 있다. 일부 구현들에서, 블랙 마스크(23)는 에탈론 또는 간섭계 스택 구조물일 수 있다. 이러한 간섭계 스택 블랙 마스크 구조물들(23)에서, 전도성 흡수기들은 각각의 행 또는 열의 광학 스택(16)의 하부의 정지 전극들 사이에서 신호들을 전송하거나 버싱(bus)하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 스페이서층(35)은 일반적으로, 블랙 마스크(23)의 전도성 층들로부터 흡수층(16a)을 전기적으로 격리하는 역할을 할 수 있다.
도 6e는 IMOD의 또 다른 예를 도시하며, 여기서, 이동가능 반사 층(14)은 자체-지지적이다. 도 6d와 대조적으로, 도 6e의 구현은 지지 포스트들(18)을 포함하지 않는다. 대신, 이동가능 반사 층(14)은 아래에 놓인(underlying) 광학 스택(16)과 다수의 위치들에서 접촉하고, 이동가능 반사 층(14)의 곡률(curvature)은, IMOD에 걸린 전압이 작동을 야기하기에는 불충분할 때 이동가능 반사 층(14)이 도 6e의 비작동 위치로 리턴하기에 충분한 지지를 제공한다. 복수의 여러 상이한 층들을 포함할 수 있는 광학 스택(16)은 명료함을 위해 흡광기(16a) 및 유전체(16b)를 포함하는 것으로 여기에 도시된다. 일부 구현들에서, 흡광기(16a)는 고정 전극 및 부분적 반사 층 둘 모두로서 역할을 할 수 있다.
도 6a-6e에 도시된 것들과 같은 구현들에서, IMOD들은, 이미지들이 투명 기판(20)의 전방 측면으로부터, 즉 변조기가 배열되는 측면의 맞은편 측면으로부터 보여지는, 다이렉트 뷰(direct-view) 디바이스로서 기능한다. 이들 구현들에서, 디바이스의 후방 부분들(즉, 예를 들어, 도 6c에 예시된 변형가능층(34)을 포함하는 이동가능 반사 층(14) 뒤의 디스플레이 디바이스의 임의의 부분)은, 디스플레이 디바이스의 이미지 품질에 영향을 끼치거나(impact) 부정적으로 영향을 주지 않게 구성되고 동작될 수 있는데, 왜냐하면, 반사 층(14)이 상기 디바이스의 부분들을 광학적으로 차폐하기 때문이다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 이동가능 반사 층(14) 뒤에 버스 구조물(예시되지 않음)이 포함될 수 있으며, 이는 전압 어드레싱 및 이러한 어드레싱으로부터 초래되는 움직임들과 같은, 변조기의 전기기계적 특성들로부터 변조기의 광학적 특성들을 분리하기 위한 능력을 제공한다. 부가적으로, 도 6a-6e의 구현들은 패터닝과 같은 프로세싱을 단순화할 수 있다.
도 7은 IMOD에 대한 제조 프로세스(80)를 예시하는 흐름도의 예를 도시하고, 도 8a-8e는 이러한 제조 프로세스(80)의 대응하는 스테이지들의 개략적 횡단면 예시들의 예들을 도시한다. 일부 구현들에서, 제조 프로세스(80)는, 도 7에 도시되지 않은 다른 블록들 외에, 예를들어 도 1 및 6에 예시된 일반적 타입의 IMOD들을 제조하기 위해 구현될 수 있다. 도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 프로세스(80)는, 블록(82)에서, 기판(20) 위에 광학 스택(16)을 형성하는 것으로 시작한다. 도 8a는 기판(20) 위에 형성된 이러한 광학 스택(16)을 예시한다. 기판(20)은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명 기판일 수 있고, 유연하거나 또는 비교적 딱딱하여 구부러지지 않을 수 있으며, 광학 스택(16)을 효율적으로 형성하기 위한 사전 준비 프로세스들, 예를 들어 세정 처리가 수행되었을 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 광학 스택(16)은 전기적으로 전도성이고, 부분적으로 투명하고 부분적으로 반사성일 수 있으며, 예를 들어, 투명 기판(20) 상에 원하는 특성들을 가지는 하나 이상의 층들을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 도 8a에서, 광학 스택(16)은 서브-층들(16a 및 16b)을 가지는 다층 구조물을 포함하지만, 일부 다른 구현들에서는 더 많거나 더 적은 서브-층들이 포함될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a 및 16b) 중 하나는 결합된 전도체/흡수기 서브-층(16a)과 같은 광학적 흡수성 및 전도성 특성들 모두를 가지도록 구성될 수 있다. 부가적으로, 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 당해 기술분야에 공지된 다른 적절한 프로세스에 의해 수행될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나는 하나 이상의 금속 층들(예를 들어, 하나 이상의 반사 및/또는 전도성 층들) 위에 증착되는 서브-층(16b)과 같은 절연 또는 유전체 층일 수 있다. 더욱이, 광학 스택(16)은 디스플레이의 행들을 형성하는 개별적인 그리고 평행한 스트립들로 패터닝될 수 있다.
프로세스(80)는, 블록(84)에서, 광학 스택(16) 위에 희생 층(25)을 형성하는 것으로 계속한다. 희생 층(25)은 공동(19)을 형성하기 위해 (예를 들어, 블록 90에서) 추후에 제거되고, 따라서, 희생 층(25)은 도 1에 예시된 결과적인 IMOD들(12)에는 도시되지 않는다. 도 8b는 광학 스택(16) 위에 형성된 희생 층(25)을 포함하는 부분적으로 제조된 디바이스를 예시한다. 광학 스택(16) 위에 희생 층(25)을 형성하는 것은, 후속적 제거 이후에 원하는 설계 크기를 가지는 갭 또는 공동(19)(또한 도 1 및 8e를 참조)을 제공하기 위해 선택된 두께로, 몰리브덴(Mo) 또는 비정질 실리콘(a-Si)과 같은 제논 다이플루오라이드(XeF2)-에칭가능 물질의 증착을 포함할 수 있다. 희생 물질의 증착은 물리 기상 증착 (PVD, 예를들어 스퍼터링), 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD), 열적 화학 기상 증착(열 CVD), 또는 스핀 코팅과 같은 증착 기술들을 사용하여 수행될 수 있다.
프로세스(80)는, 블록(86)에서, 지지 구조물, 예를 들어, 도 1, 도 6 및 도 8c에 예시된 바와같은 포스트(18)의 형성으로 계속한다. 포스트(18)의 형성은 지지 구조물 어퍼처를 형성하기 위해 희생 층(25)을 패터닝하는 것, 및 이후 포스트(18)를 형성하기 위해, PVD, PECVD, 열적 CVD 또는 스핀-코팅과 같은 증착 방법을 사용하여, 어퍼처 내로 물질(예를 들어, 폴리머 또는 무기 물질, 예를 들어, 실리콘 산화물)을 증착시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 희생 층에 형성된 지지 구조물 어퍼처는 희생 층(25) 및 광학 스택(16) 모두를 통해 아래에 놓인 기판(20)으로 연장될 수 있고, 따라서, 포스트(18)의 하부 단부는 도 6a에 예시된 바와 같이 기판(20)에 접촉한다. 대안적으로, 도 8c에 도시된 바와 같이, 희생 층(25)에 형성된 어퍼처는 희생 층(25)은 통하지만 광학 스택(16)은 통하지 않게 연장할 수 있다. 예를 들어, 도 8e는 광학 스택(16)의 상부 표면과 접촉하는 지지 포스트들(18)의 하부 단부들을 예시한다. 포스트(18) 또는 다른 지지 구조물들은 희생 층(25)에 걸쳐 지지 구조물 물질의 층을 증착시키고, 희생 층(25)의 어퍼처들로부터 떨어져 위치된 지지 구조물 물질의 부분들을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 지지 구조물들은 도 8c에 예시된 바와 같이 어퍼처들 내에 위치될 수 있으나, 또한 적어도 부분적으로 희생 층(25)의 일부분을 지나 연장할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 희생 층(25) 및/또는 지지 포스트들(18)의 패터닝은 패터닝 및 에칭 프로세스에 의해 수행될 수 있으나, 또한 대안적인 에칭 방법들에 의해 수행될 수 있다.
프로세스(80)는, 블록(88)에서, 도 1, 도 6 및 도 8d에 예시된 이동가능 반사 층(14)과 같은 이동가능 반사 층 또는 멤브레인의 형성으로 계속한다. 이동가능 반사 층(14)은, 하나 이상의 패터닝, 마스킹 및/또는 에칭 단계들과 함께, 하나 이상의 증착 단계들, 예를들어, 반사 층(예를 들어, 알루미늄, 알루미늄 합금) 증착을 사용함으로써 형성될 수 있다. 이동가능 반사 층(14)은 전기적으로 전도성일 수 있고, 전기적 전도성 층으로서 지칭될 수 있다. 일부 구현들에서, 이동가능 반사 층(14)은 도 8d에 도시된 바와 같은 복수의 서브-층들(14a, 14b 및 14c)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(14a 및 14c)과 같은 서브-층들 중 하나 이상은 이들의 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. 희생 층(25)이 블록(88)에서 형성된 부분적으로 제조된 IMOD에 여전히 존재하기 때문에, 이동가능 반사 층(14)은 통상적으로 이 스테이지에서 이동가능하지 않다. 희생 층(25)을 포함하는 부분적으로 제조된 IMOD는 또한 "릴리스되지 않은" IMOD로서 여기에서 지칭될 수 있다. 도 1과 관련하여 전술된 바와 같이, 이동가능 반사 층(14)은 디스플레이의 열들을 형성하는 개별적인 그리고 평행한 스트립들로 패터닝될 수 있다.
프로세스(80)는, 블록(90)에서, 공동, 예를 들어, 도 1, 도 6 및 도 8e에 예시된 바와 같은 공동(19)의 형성으로 계속된다. 공동(19)은 (블록(84)에서 증착된) 희생 물질(25)을 에천트에 노출시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, Mo 또는 비정질 Si와 같은 에칭가능한 희생 물질은 건식 화학 에칭에 의해, 예를들어 원하는 양의 물질을 제거하기에 효과적인 시간 기간 동안 고체 XeF2로부터 유도된 증기들과 같은, 가스상태 또는 증기상태 에천트에 희생 층(25)을 노출시킴으로써 제거될 수 있으며, 통상적으로 희생물질은 공동(19)을 둘러싸는 구조물들에 대해 선택적으로 제거된다. 다른 에칭 방법들, 예를 들어, 습식 에칭 및/또는 플라즈마 에칭이 또한 사용될 수 있다. 희생 층(25)이 블록(90) 동안 제거되기 때문에, 이동가능 반사 층(14)은 통상적으로 이 스테이지 이후에 이동가능하다. 희생 물질(25)의 제거 이후, 결과적인 완전히 또는 부분적으로 제조된 IMOD는 "릴리스된" IMOD로서 여기에서 지칭될 수 있다.
도 9는 디스플레이 엘리먼트들(916)의 어레이(910), 드라이버 회로(920) 및 어레이(910)와 드라이버 회로(920) 사이에서 어레이(910)와 나란히 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들(922, 924a 및 924b)을 포함하는 EMS 디바이스(900)의 평면도의 예를 도시한다. 일부 구현들에서, 어레이(910)는 복수의 행들(912) 및 복수의 열들(914)을 포함한다. 앞서 논의된 바와같이, 비록 어레이(910)의 부분들이 일부 사례들에서 "행들" 또는 "열들"로서 지칭될 수 있을지라도, 당업자는 한 방향을 "행"으로 지칭하며 다른 방향을 "열"로 지칭하는 것이 임의적이라는 것을 용이하게 이해할 것이다. 다시 말하면, 일부 방향들에서는 행들(912)이 열들로 고려되고 열들(914)이 행들인 것으로 고려될 수 있다. 게다가, 디스플레이 엘리먼트들(916)은 직교 행들(912) 및 열들(914)로 균일하게 배열되거나 또는 예를들어 서로 특정 위치 오프셋들을 가진 비선형 구성들(즉, "모자이크")로 배열될 수 있다. 용어 "어레이" 및 "모자이크"는 어떤 구성으로 지칭될 수 있다. 따라서, 비록 EMS 디바이스(900)가 "어레이"(910)를 포함하는 것으로 지칭될지라도, 디스플레이 엘리먼트들(916) 자체는 서로 직교하도록 배열될 필요가 없거나 또는 어느 경우에 균일 분포로 배치될 수 있으나 비대칭 형상들 및 비균일하게 분포된 엘리먼트들을 가진 어레인지먼트들을 포함할 수 있다.
도 9를 계속 참조하면, 행들(912) 및 열들(914)의 중첩 부분들은 어레이(910)의 개별 디스플레이 엘리먼트들(916)을 정의할 수 있다. 일부 구현들에서, 행들(912)은 전압이 그들 사이에 인가될 때 열들(914)에 대하여 이동하도록 구성된 이동가능 층들을 포함할 수 있다. 이러한 방식에서, 각각의 디스플레이 엘리먼트(916)의 이동가능 층은 광의 상이한 파장들을 반영하기 위하여 적어도 릴렉스 상태와 작동 상태사이에서 이동할 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 회로(920)는 행들(912) 및 열들(914) 각각에 전기적으로 커플링되며, 따라서 드라이버 회로(920)는 하나 이상의 행들(912) 및 하나 이상의 열들(914)에 신호를 공급할 수 있다. 이러한 방식에서, 행(912) 또는 열(914)을 서로에 대하여 선택적으로 구동시키기 위하여, 단일 디스플레이 엘리먼트(916)의 행(912)과 열(914) 사이에 전압이 인가될 수 있다.
일부 구현들에서, 행들(912)은 복수의 드라이버 라인들(924a 및 924b)에 의해, 드라이버 회로(920)에 전기적으로 커플링된다. 도시된 바와같이, 각각의 드라이버 라인(924a 및 924b)은 드라이버 회로(920)와 연결 패드(926)사이에서 라우팅된다. 연결 패드들(926)은 각각의 행(912)의 끝에 전기적으로 연결되며, 따라서 신호는 드라이버 라인들(924a 및 924b)을 통해 각각의 행(912)에 공급될 수 있다.
일부 구현들에서, 드라이버 라인들(924a)의 제 1 그룹은 어레이(910)의 제 1 측면을 따라 드라이버 회로(920)로부터 행들(912)의 그룹에 라우팅될 수 있다. 도 9에 도시된 바와같이, 어레이(910)의 제 1 면을 따른, 드라이버 라인들(920)의 라우팅은 폭 치수 W1을 가진 라우팅 가장자리(931a)를 생성한다. 부가적으로, 드라이버 라인들(924b)의 제 2 그룹은 어레이(910)의 제 1 측면을 따라 드라이버 회로(920)로부터 행들(912)의 그룹에 라우팅될 수 있다. 어레이(910)의 제 2 측면을 따른, 드라이버 라인들(924b)의 라우팅은 폭 치수들 W2를 가진 라우팅 가장자리(931b)를 생성한다. 드라이버 라인들(922)의 다른 그룹은 어레이(910)의 제 2 측면을 따라 드라이버 회로(920)로부터 열들(914)에 라우팅될 수 있다. 어레이(910)의 제 3 측면을 따르는 드라이버 라인들(922)의 라우팅은 폭 치수 W2를 가진 라우팅 가장자리(933)를 생성한다. 앞서 논의된 바와같이, 라우팅 가장자리들(931a, 931b 및 933)의 폭 치수들 W1, W2 및 W3는 행들(912)의 수 및/또는 열들(914)의 수가 증가할 때 더 많은 라우팅 라인들(922, 924a 및 924b)이 요구되기 때문에 어레이(910)의 크기가 증가할 때 증가할 수 있다. 따라서, EMS 디바이스의 어레이의 영역이 주어진 영역 또는 풋프린트 내에서 최대화될 수 있도록 EMS 디바이스의 라우팅 가장자리들의 크기를 최소화하는 것이 유용할 수 있다.
도 10a는 도 9의 디스플레이 엘리먼트들(916)의 어레이(910), 드라이버 회로(1021), 및 어레이(910) 아래 그리고 어레이(910)와 드라이버 회로(1021)사이에서 적어도 부분적으로 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들(1024a)을 포함하는 EMS 디바이스(1000a)의 최하부 평면도의 예를 도시한다. 도 9의 EMS 디바이스(900)와 유사하게, 열들(914)은 복수의 드라이버 라인들(922)에 의해 드라이버 회로(1021)에 전기적으로 커플링된다. 드라이버 회로(1021)와 열들(914) 사이의 드라이버 라인들(922)의 라우팅은 폭 치수 W3를 가진 라우팅 가장자리(1033)를 생성한다.
일부 구현들에서, 행들(912)은 복수의 드라이버 라인들(1024a)에 의해 드라이버 회로(1021)에 전기적으로 커플링된다. 도 9의 EMS 디바이스(900)와 대조적으로, 각각의 드라이버 라인(1024a)의 적어도 일부분은 (예를들어, 영역의 풋프린트 내에 적어도 부분적으로 있는) 어레이(910) 아래의 드라이버 회로(1021)로부터 행(912)의 끝에 전기적으로 커플링되는 연결 패드(926)로 라우팅된다. 도 9 및 도 10a를 비교하여 도시된 바와같이, EMS 디바이스에 대한 라우팅 가장자리들에 의해 요구되는 총 면적은 어레이의 면들에만 있는 것 대신에 디스플레이 엘리먼트들의 어레이의 위 또는 아래로 적어도 부분적으로 드라이버 라인들을 라우팅함으로써 감소될 수 있다. 예를들어, 드라이버 라인들(1024a)이 어레이(910)의 아래로 적어도 부분적으로 라우팅되기 때문에, 드라이버 라인들(1024a)은 연결 패드들(926)이 배치되는 어레이(910)의 측면들상에 라우팅 가장자리들(1031a 및 1031b)의 폭 치수들 W1 및 W2에 기여하지 않는다. 결과로서, 라우팅 가장자리들(1031a 및 1031b)의 폭 치수들 W1 및 W2는 도 9의 EMS 디바이스(900)의 라우팅 가장자리들(931a 및 931b)의 폭 치수들 보다 상당히 작다. 따라서, 도 10a의 EMS 디바이스(1000a)는 비록 각각의 디바이스의 어레이들(910))이 유사한 크기를 가질지라도 도 9의 EMS 디바이스(900)보다 작은 풋프린트 또는 영역내에 맞을 수 있다. 대안적으로, 도 10a의 드라이버 라인(1024a) 라우팅은 라우팅 가장자리들(1031a 및 1031b)에 대하여 적은 면적이 요구되기 때문에 도 9의 EMS 디바이스(900)와 동일한 풋프린트 또는 영역내에 보다 큰 어레이가 맞도록 하기 위하여 사용될 수 있다.
도 10b는 도 9의 디스플레이 엘리먼트들(916)의 어레이(910), 제 1 드라이버 회로(1027), 제 2 드라이버 회로(1029), 및 어레이(910)와 제 2 드라이버 회로(1029)사이의 어레이(910)의 아래에 적어도 부분적으로 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들(1024b)을 포함하는 EMS 디바이스(1000b)의 최하부 평면도의 예를 도시한다. 도 10a의 EMS 디바이스(1000a)와 대조적으로, EMS 디바이스(1000b)는 2개의 드라이버 회로들, 즉 복수의 드라이버 라인들(1022b)에 의해 열들(914)에 전기적으로 커플링되는 제 1 드라이버 회로(1027) 및 복수의 드라이버 라인들(1024b)에 의해 행들(912)에 전기적으로 커플링되는 제 2 드라이버 회로(1029)를 포함한다. 결과로서, EMS 디바이스(1000b)는 제 1 드라이버 회로(1027)와 어레이(910) 사이에 배치되며 제 1 드라이버 회로(1027)와 어레이(910) 사이의 거리에 의해 정의된 폭 치수 W3를 가진 라우팅 가장자리(1053a)를 포함한다. EMS 디바이스(1000b)의 다른 면상에서, 라우팅 가장자리(1053b)는 제 2 드라이버 회로(1029)와 어레이(910) 사이에 배치되며, 제 2 드라이버 회로(1029)와 어레이(910) 사이의 거리에 의해 정의되는 폭 치수 W4를 가진다. EMS 디바이스(1000b)는 각각의 행(912)의 끝에서 연결 패드들(926)의 측면 치수들에 의해 각각 정의되는 폭 치수들 W1 및 W2를 가진 라우팅 가장자리들(1051a 및 1051b)을 각각 포함한다.
도 10a의 EMS 디바이스(1000a)에서와 같이, 드라이버 라인들(1024b)이 어레이(910) 아래로 적어도 부분적으로 라우팅되기 때문에, 드라이버 라인들(1024b)은 연결 패드들(926)이 배치되는 어레이(910)의 측면들상에서의 라우팅 가장자리들(1051a 및 1051b)의 폭 치수들 W1 및 W2에 기여하지 않는다. 결과로서, 라우팅 가장자리들(1051a 및 1051b)의 폭 치수들 W1 및 W2는 도 9의 어레이(910)의 라우팅 가장자리들(931a 및 931b)의 폭 치수들 보다 상당히 작다. 따라서, 도 10b의 EMS 디바이스(1000b)는 도 9의 EMS 디바이스(900)보다 작은 풋프린트 또는 영역내에 계속해서 맞도록 하면서 어레이(910)의 행들(912) 및 열들(914)에 대한 개별 드라이버 회로들(1027 및 1029)을 통합할 수 있다.
도 10c는 도 9의 디스플레이 엘리먼트들(916)의 어레이(910), 제 1 드라이버 회로(1026), 제 2 드라이버 회로(1028), 및 어레이(910)와 제 1 드라이버 회로(1027) 및 제 2 드라이버 회로(1028) 중 하나 사이의 어레이(910)의 아래에서 적어도 부분적으로 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들(1024c)을 포함하는 다른 EMS 디바이스(1000c)의 최하부 평면도의 예를 도시한다. 도 10b의 EMS 디바이스(1000b)와 대조적으로, 제 1 드라이버 회로(1026) 및 제 2 드라이버 회로(1028) 각각은 디스플레이 엘리먼트들(916)의 어레이(910)의 행들(912) 및 어레이(910)의 열들(914) 중 적어도 일부에 연결된다. 이러한 방식에서, 제 1 드라이버 회로(1026) 및 제 2 드라이버 회로(1028)는 어레이(910)의 하나 이상의 행들(912) 및/또는 하나 이상의 열들(914)에 신호들을 공급할 수 있다. 결과로서, EMS 디바이스(1000c)는 제 1 드라이버 회로(1026)와 어레이(910) 사이에 배치되며 제 1 드라이버 회로(1026)와 어레이(910) 사이의 거리에 의해 정의된 폭 치수 W3를 가진 라우팅 가장자리(1063a)를 포함한다. EMS 디바이스(1000c)의 다른 면상에서, 라우팅 가장자리(1063b)는 제 2 드라이버 회로(1028)와 어레이(910) 사이에 배치되며, 제 2 드라이버 회로(1028)와 어레이(910) 사이의 거리에 의해 정의되는 폭 치수 W4를 가진다. EMS 디바이스(1000c)는 각각의 행(912)의 끝에서 연결 패드들(926)의 측면 치수들에 의해 각각 정의되는 폭 치수들 W1 및 W2를 가진 라우팅 가장자리들(1061a 및 1061b)을 또한 포함한다.
도 10b의 EMS 디바이스(1000b)에서와 같이, 드라이버 라인들(1024c)이 어레이(910) 아래로 적어도 부분적으로 라우팅되기 때문에, 드라이버 라인들(1024c)은 연결 패드들(926)이 배치되는 어레이(910)의 측면들상에서의 라우팅 가장자리들(1061a 및 1061b)의 폭 치수들 W1 및 W2에 기여하지 않는다. 따라서, 도 10c의 EMS 디바이스(1000c)는 도 9의 EMS 디바이스(900)보다 작은 풋프린트 또는 영역내에 계속해서 맞도록 하면서 어레이(910)의 행들(912) 및 열들(914)의 적어도 일부분에 각각 연결된다.
도 11a-도 11h는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 아래에서 적어도 부분적으로 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들을 가진 EMS 디바이스를 제조하는 예시적인 프로세스의 단면도들을 도시한다. 도 11a는 전방 기판층(1101)상에 배치되는 예시적인 어레이(1103)를 예시한다. 일부 구현들에서, 전방 기판층(1101)은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명 기판일 수 있으며, 플렉시블하거나 또는 비교적 딱딱하고 단단할 수 있으며, 그 위에 어레이(1103)를 효율적으로 형성하기 위하여 종래의 예비 프로세스들, 예를들어 세정을 격게될 수 있다. 게다가, 어레이(1103)는 개별 디스플레이 엘리먼트들로서 구성된 복수의 IMOD들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 예를들어, 어레이(1103)의 IMOD들은 도 8e의 희생층(25) 또는 도 7의 공동 형성 블록(90)을 릴리스 하기 전에, 도 7의 흐름도 및 도 8a-도 8d의 예시적인 프로세스들에 따라 제조될 수 있다.
도 11b는 희생층(1105)이 어레이(1103)위에 증착되고 제 1 부동화층(1107)이 희생층(1105) 및 전방 기판층(1101)위에 증착되는 것과 함께 도 11a의 어레이(1103) 및 전방 기판층(1101)을 예시한다. 희생층(1105)은 희생층(25)과 동일한 물질, 예를들어 Mo 또는 a-Si와 같은 에칭가능 제논 다이플루오라이드(XeF2)를 포함할 수 있다. 제 1 부동화층(1107)은 부식 저항 물질, 예를들어 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiON), 실리콘 질화물(SiN) 또는 수분 침투율을 가진 임의의 무기 물질을 포함할 수 있다. 희생층(1105) 및/또는 제 1 부동화층(1107)의 증착은 물리 기상 증착(PVD, 예를들어 스퍼터링), 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD), 열적 화학 기상 증착(열적 CVD) 또는 스핀-코팅과 같은 증착 기술들을 사용하여 수행될 수 있다.
도 11c는 증착되어 어레이(1103)에 전기적으로 커플링되는 연결 패드(1109)를 예시한다. 연결 패드(1109)는 전도성 물질들, 예를들어 금속들 또는 합금들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 연결 패드(1109)는 알루미늄(Al), 알루미늄 구리(AlCu), 알루미늄 실리콘(AlSi), 몰리크롬(MoCr), 금(Au), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및/또는 다른 낮은 저항성 금속들을 포함한다. 연결 패드(1109)는 또한 (전방 기판층(1101)에 대하여) 어레이(1103)의 적어도 일부분 아래에서 연장하는 드라이버 라인(1110a)에 전기적으로 커플링된다. 이러한 구현들에서, 드라이버 라인(111a)의 부분들은 포토레지스트 패터닝, 건식 또는 습식 금속 에치, 레지스트 스트리핑과 같은 일련의 프로세싱 단계들을 통해 이산 및 개별 드라이버 라인들(1110)을 제공하기 위하여 다른 드라이버 라인들(1110)로부터 전기적으로 격리되어야 한다. 다른 드라이버 라인들(1110)은 또한 어레이(1103) 아래에서 적어도 부분적으로 연장하기 위하여 라우팅되며, 예시된 단면 외부의 어레이(1103)의 다른 부분들에 전기적으로 커플링되는 다른 연결 패드들에 전기적으로 커플링될 수 있다. 이러한 방식에서, 드라이버 라인들(1110)은 연결 패드들에 어레이(1103)의 측면들상의 드라이버 라인들(1110)을 라우팅하는 것과 비교하여, 어레이(1103)의 측면들상의 라우팅 가장자리들을 감소시키기 위하여 어레이(1103) 아래에서 라우팅될 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 라인들(1110)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금들 및/또는 임의의 낮은 저항성 금속을 포함할 수 있다.
도 11d는 드라이버 라인들(1110), 연결 패드(1109) 및 전방 기판층(1101) 위에 증착된 제 2 부동화층(1111)을 예시한다. 제 2 부동화층(1111)은 제 1 부동화층(1107)과 동일한 물질 또는 상이한 내식성 물질을 포함할 수 있다. 도 11e에 도시된 바와같이, 제 2 부동화층(1107)은 제 1 부동화층(1107) 및 제 2 부동화층(1111)을 통해 릴리스 홀들(1113)을 생성하기 위하여 패터닝 및 에칭될 수 있다. 도시된 바와같이, 희생층(1105)은 릴리스 홀들(1113)을 통해 희생층(25)과 동시에 릴리스될 수 있어서 어레이(1103)와 제 1 부동화층(1107) 사이에 공간을 초래할 수 있다.
도 11f를 지금 참조하면, 일부 구현들에서, 어레이(1103)는 캡슐화 하우징내에 기밀 밀봉될 수 있다. 밀봉 프로세스의 부분으로서, 시일 링(1115)은 어레이(1103) 둘레 주위에서 전방 기판층(1101)상에 증착될 수 있다. 일부 구현들에서, 시일 링(1115)은 정지마찰 방지층이 기판층(1101)상에 증착된 후 증착될 수 있으며, 시일 링(1115)이 증착될 위치에서 선택적으로 제거될 수 있다. 일부 구현들에서, 정지마찰 방지 코팅은 탄화수소 또는 탄화플루오르 클로로실란 기반 자체 어셈블리된 일분자층(SAM)들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 시일 링(1115)은 금(Au), 은(Ag), 또는 공정 납땜에 적절한 임의의 금속을 포함한다. 일단 시일 링(1115)이 어레이(1103) 둘레에 증착되면, 어레이(1103)에 대한 캡슐화 하우징의 후방 부분은 시일 링(1115)에 커플링될 수 있다.
도 11g는 어레이(1103)에 대한 캡슐화 하우징(1123)의 일부분을 예시한다. 일부 구현들에서, 캡슐화 하우징(1123)은 수평으로 연장하는 후방 기판층(1121) 및 아래쪽으로 연장하는 링(1117)을 포함할 수 있다. 선택적인 건조제 물질(1119)은 링(1117) 내의 후방 기판층(1121)에 증착되어 이에 커플링될 수 있다. 일부 구현들에서, 링(1117)은 인듐(In) 또는 주석(Sn) 공정 땜납들로 만들어질 수 있다. 일부 구현들에서, 후방 기판층(1121)은 유리, 플라스틱, 스테인레스 강 또는 낮은 수분침투율 및 EMS 디바이스의 신뢰성 및 터치 손상 고려사항에 충분한 기계적 강도를 가진 임의의 내식성 물질로 만들어질 수 있다. 도 11h에 도시된 바와같이, 링(1117)은 링(1117), 시일 링(1115), 전방 기판층(1101) 및 후방 기판층(1121) 사이의 어레이(1103)를 기밀 밀봉하기 위하여 시일 링(1115)에 커플링될 수 있다. 이러한 구성으로부터, 하나 이상의 회로 드라이버들(도시안됨)은 연결 패드들을 통해 어레이(1103)의 열들 및/또는 행들에 신호들을 제공하기 위하여 드라이버 라인들(1110)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 일부 구현들에서, 시일 링(1115) 아래의 드라이버 라인들(1110)은 무기 또는 유기 물질들(도시안됨)을 가진 시일 링(1115)로부터 전기적으로 격리될 수 있다.
앞서 논의된 바와같이, 일부 구현들에서, EMS 디바이스는 주변광 또는 미광을 흡수하기 위하여 디스플레이 엘리먼트들 또는 픽셀들 사의 광학적 비활성 영역들에 형성된 광학적 마스크 구조물(예를들어, 블랙 마스크 구조물)을 포함할 수 있다. 광학 마스크 구조물은 광이 디스플레이의 비활성 부분들로부터 반사되거나 또는 이 비활성 부분들을 통해 전송되지 않도록 함으로써 디스플레이 디바이스의 광학 특성들을 개선시켜서 결과적으로 콘트라스트 비를 증가시킬 수 있다. 도 12a는 디스플레이 엘리먼트들(1216)의 어레이(1210), 드라이버 회로(1221), 및 전도성 광학 마스크 구조물(1230)을 통해 어레이(1210) 위에서 적어도 부분적으로 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들(1224)을 포함하는 EMS 디바이스(1200)의 부분적 상부 평면도의 예를 도시한다. 도시된 바와같이, 복수의 드라이버 라인들(1224)은 행들(1221)과 드라이버 회로(1221)를 전기적으로 커플링하기 위하여 어레이(1210)의 행들(1212)의 단부들에 배치된 연결 패드들(1226)에 전기적으로 커플링될 수 있다. EMS 디바이스(1200)는 또한 드라이버 회로(1221)와 어레이(1210)의 열들(1214) 사이에서 라우팅되는 복수의 드라이버 라인들(1222)을 포함할 수 있다. 이러한 방식에서, 드라이버 회로(1221)는 어레이(1210)의 하나 이상의 디스플레이 엘리먼트들(1216)을 구동시키기 위하여 하나 이상의 행들(1212) 및 하나 이상의 열들(1214)에 신호를 공급할 수 있다.
일부 구현들에서, 광학적 마스크 구조물(1230)은 어레이(1210)위의 (예를들어, EMS 디바이스(1200)의 뷰어에게 가장 근접한 어레이(1210)의 면상의) 디스플레이 엘리먼트들(1216) 사이 내에 배치된다. 이러한 방식에서, 드라이버 라인들(1224)은 연결 패드들(1226)에 어레이(1210) 위에 적어도 부분적으로 또는 어레이(1210) 위에 라우팅될 수 있다. 라우팅 구성의 결과로서, 드라이버 라인들(1224)에 대한 라우팅 가장자리 W1은 연결 패드들(1226)의 폭으로 제한된다. 따라서, 드라이버 라인들(1224)을 라우팅하는데 필요한 공간은 어레이(1210) 위 또는 어레이(1210) 상과 대조적으로 드라이버 라인들(1224)이 어레이(1210)의 면들상에 라우팅되는 경우보다 작다. 비록 도 12a에서 드라이버 라인들(1224)이 어레이(1210)의 비활성 영역들 위에(예를들어, 디스플레이 엘리먼트들(1216) 사이에) 증착된 것으로 예시된 바와같이, 일부 구현들에서, 드라이버 라인들(1224)은 어레이(1210)의 활성 영역들 위에(예를들어, 하나 이상의 디스플레이 엘리먼트들(1216) 위에) 적어도 부분적으로 라우팅될 수 있다. 이러한 구현들에서, 드라이버 라인들(1224)의 적어도 일부분은 또한 어레이(1210)의 하나 이상의 비활성 영역들 위에 적어도 부분적으로 라우팅될 수 있다.
도 12a를 계속 참조하면, 일부 구현들에서, 광학적 마스크 구조물(1230)은 드라이버 라인들(1224)에 대한 전도성 경로들을 제공한다. 다시 말해서, 광학적 마스크 구조물(1230)의 구조물은 연결 패드들(1226)에 드라이버 회로(1221)를 전기적으로 커플링하기 위하여 사용될 수 있다. 이하에서 논의되는 바와같이, 일부 구현들에서, 광학 마스크 구조물(1230)은 연결 패드들(1226)과 드라이버 회로(1221) 간에 전기 경로를 제공하기 위하여 연결 패드들(1226) 및 드라이버 회로(1221)에 전기적으로 커플링될 수 있는 하나 이상의 전도성 층들을 포함할 수 있다. 이러한 구현들에서, 광학적 마스크 구조물(1230)의 부분들은 광학적 마스크 구조물(1230)을 통해 이산 및 개별 드라이버 라인들(1224)을 제공하기 위하여 서로 전기적으로 격리되어야 한다. 광학적 마스크 구조물(1230)의 부분들을 전기적으로 격리하기 위하여, 비전도성 공간들 또는 보이드들(1270)은 개별 드라이버 라인들(1224)로서 활용될 수 있는 광학 마스크 구조물(1230)의 부분들 사이의 브레이크들을 제공하기 위하여 광학 마스크 구조물에 배치될 수 있다. 예를들어, 예시된 바와같이, 제 1 드라이버 라인(1224a)은 광학 마스크 구조물(1230)을 통해 적어도 부분적으로 연장하며, 제 2 드라이버 라인(1224b)은 광학 마스크 구조물(1230)을 통해 적어도 부분적으로 연장한다. 제 1 드라이버 라인(1224a)의 적어도 일부분을 형성하는 광학 마스크 구조물(1230)의 부분은 광학 마스크 구조물에 배치된 비전도성 공간들(1270)에 의해 제 2 드라이버 라인(1224b)의 적어도 일부분을 형성하는 광학 마스크 구조물(1230)의 부분으로부터 전기적으로 격리될 수 있다. 이러한 방식에서, 광학 마스크 구조물(1230)은 드라이버 회로(1221)와 연결 패드들(1226) 사이에서 어레이(1210)를 통해 드라이버 라인들(1224)의 라우팅을 위한 구조물을 제공하면서 앞서 논의된 바와같이 EMS 디바이스(1200)의 광학 특성들을 개선시킬 수 있다. 이러한 구현들에서, 광학 마스크 구조물(1230)은 추가 증착 단계를 필요로 하지 않고 격리된 드라이버 라인들(1224)을 통합하기 위하여 형성될 수 있다.
도 12b는 라인 12b-12b를 따라 취해진 도 12a의 EMS 디바이스(1200)의 광학 마스크 구조물(1230)의 단면도의 예를 도시한다. 광학 마스크 구조물(1230)은 흡수체층(1250), 스페이서 층(1252) 및 반사층(1254)을 포함할 수 있다. 스페이서층(1252)은 흡수체층(1250)과 반사층(1254)사이에 형성될 수 있다.
일부 구현들에서, 흡수체층(1250)에 충돌하는 광(1240)의 부분은 흡수체층(1250)에 의해 반사되며, 광(1240)의 다른 부분은 흡수체층(1250)을 통해 전송된다. 흡수체층(1250)을 통해 전송되는 광(1240)의 부분은 스페이서 층(1252)을 통해 전파되며, 반사층(1254)에 의해 스페이서 층(1252)을 통해 흡수체층(1250) 쪽으로 다시 반사되며, 로컬 피크들 및 널들을 가진 정상파를 생성할 수 있다. 광의 피크들 및 널들의 위치는 광의 파장에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다. 반사층(1254)에 의해 반사되는 광의 특정 파장에 대하여, 흡수체층(1250)(예를들어, 크롬(Cr)의 6nm 층)은 광의 특정 파장의 매우 작은 에너지를 흡수하기 위하여 정상파에 대한 널 위치에 배치될 수 있으나, 흡수체층(1250)은 광(예를들어, 널에 있지 않는 파장들을 가진 광)의 다른 파장들의 더 많은 에너지를 흡수할 것이다. 흡수되지 않는 반사된 광의 적어도 일부분은 흡수체층(1250)을 통과하며, 디바이스로부터 반사되는 색이 있는 광으로 보인다.
반사층(1254)에 대한 적절한 물질들은 몰리브덴(Mo) 및/또는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 반사층(1254)은 가시광을 실질적으로 반사시키기에 충분한 두께일 수 있다. 일부 구현들에서, 반사층(1254)은 대략 500 옹스트롬 내지 6,000 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다. 일부 구현들에서, 스페이서 층(1252)은 인듐 주석 산화물(ITO), 아연 산화물(ZnO), 인듐 갈륨 아연 산화물(InGaZnO) 등과 같은 투명 전도성 물질로 만들어진다. 일부 다른 구현들에서, 스페이서 층(1252)은 이산화실리콘(SiO2)과 같은 투명 절연 물질로 만들어진다. 스페이서 층(1252)은 비가시 파장들로 광을 간섭적으로 변조하는 반사층(1254)과 흡수체층(1250) 사이의 간섭계 공동을 형성하기에 충분한 두께일 수 있다. 일부 구현들에서, 스페이서 층(1252)은 대략 400 옹스트롬 내지 1000 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다. 흡수체층(1250)에 대한 적절한 물질들은 예를들어 크롬(Cr) 및 몰리크롬(MoCr)을 포함한다. 흡수체층(1250)은 광을 실질적으로 흡수하기에 충분한 두께일 수 있다. 일부 구현들에서, 흡수체층(1250)은 대략 30 옹스트롬 내지 80 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다. 도 1를 참조로 하여 앞서 논의된 바와같이, 흡수체층(1250), 스페이서 층(1252) 및 반사층(1254)의 물질들 및 치수들은 그곳으로부터의 가시광의 반사율을 제한하기 위하여 광학 마스크 구조물(1230)상에 입사하는 광을 간섭적으로 변조하도록 선택될 수 있다. 예를들어, 일부 구현들에서, 광학 마스크 구조물(123)은 도 6d를 참조로 하여 앞서 논의된 블랙 마스크(23)와 유사하게 구성될 수 있다.
도 13은 장치를 제조하는 예시적인 방법(1300)을 예시하는 흐름도를 도시한다. 방법(1300)은 드라이버 회로와 복수의 연결 패드들 사이의 어레이 위 또는 아래에서 라우팅되는 복수의 드라이버 회로들을 가진 EMS 디바이스를 제조하기 위하여 사용될 수 있다. 예를들어, 방법(1300)은 앞서 논의된 도 10a-12b의 EMS 디바이스들을 제조하기 위하여 사용될 수 있다.
블록(1301)에 도시된 바와같이, 방법(1300)은 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 형성하는 단계를 포함한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 형성하는 단계는 행들에 배치된 복수의 이동가능 층들과 열들에 배치된 복수의 정지 전극들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 앞서 주목한 바와같이, 당업자는 "행"으로서 한 방향을 지칭하는 것 및 "열"로서 다른 방향을 지칭하는 것이 임의적이라는 것을 용이하게 이해할 것이다. 따라서, 이동가능 층들은 수평 라인 세그먼트들과 다른 배향들로 배치될 수 있으며, 정지 전극들은 수직 라인 세그먼트들과 다른 배향들로 배치될 수 있다. 일부 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트들의 어레이는 도 7의 흐름도에 따라 제조될 수 있다. 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 형성하는 단계는 또한 각각의 행의 단부에 전기 연결 패드를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
블록(1303)을 지금 참조하면, 일부 구현들에서, 방법(1300)은 연결 패드에 연결된 제 1 단부 및 어레이의 외부에 배치된 드라이버 회로에 연결가능한 제 2 단부를 각각 가진 복수의 드라이버 라인들을 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, 드라이버 라인들의 적어도 일부분은 드라이버 회로부터 연결 패드들까지 어레이 위 또는 아래를 통과할 수 있다. 블록(1303)에서 제공되는 바와같이 복수의 드라이버 라인들을 형성한 결과로서, 방법(1300)을 사용하여 제조되는 EMS 디바이스의 라우팅 가장자리는 어레이 위 또는 아래에서 적어도 부분적으로 라우팅되는 것과 대조적으로 어레이와 나란히 라우팅된다. 이러한 방식에서, 방법(1300)을 사용하여 제조되는 EMS 디바이스들은 도 10a-12b의 디바이스들과 유사하게 감소된 라우팅 가장자리들을 가질 수 있다.
일부 구현들에서, 방법(1300)은 드라이버 회로로부터 연결 패드들까지 어레이 위를 통과하는 드라이버 라인들의 적어도 일부분을 가진 EMS 디바이스를 제조하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 구현들에서, 복수의 드라이버 라인들의 적어도 일부분은 정지 전극들과 동일한 이동가능 층들의 면상의 어레이의 비활성 영역에 형성될 수 있다. 예를들어, 방법(1300)은 어레이위에 전기적 전도성 광학 마스크 구조물을 형성하는 단계 및 디스플레이의 마스크 비활성 영역들까지 디스플레이 엘리먼트들의 적어도 일부분 사이에서 연장하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있으며, 광학 마스크 구조물을 형성하는 단계는 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 하나의 일부분을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방식에서, 방법(1300)은 예를들어 도 12a의 EMS 디바이스(1200)를 제조하기 위하여 사용될 수 있다.
다른 구현들에서, 방법(1300)은 드라이버 회로로부터 연결 패드들까지 어레이 아래를 통과하는 드라이버 라인들의 적어도 일부분을 가진 EMS 디바이스를 제조하기 위하여 사용될 수 있다. 예를들어, 복수의 드라이버 라인들은 복수의 이동가능 층들이 정지 전극들과 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분 사이에 형성되도록 선택적으로 형성될 수 있다. 이러한 방식에서, 방법(1300)은 또한 예를들어 도 10a 및 도 10b의 EMS 디바이스들(1000a 및 1000b)을 제조하기 위하여 사용될 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 복수의 IMOD들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)를 예시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다. 디스플레이 디바이스(40)는, 예를 들어, 스마트폰, 셀룰러 또는 모바일 전화일 수 있다. 그러나, 디스플레이 디바이스(40)의 동일한 컴포넌트들 또는 이들의 약간의 변형들이 또한 텔레비전들, 태블릿들, e-리더기들, 핸드-헬드 디바이스들 및 휴대용 미디어 플레이어들과 같은 다양한 타입들의 디스플레이 디바이스들을 예시한다.
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 및 진공 성형을 포함하는 다양한 제조 프로세스들 중 임의의 프로세스로부터 형성될 수 있다. 더욱이, 하우징(41)은 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하는 (그러나, 이들에 제한되지 않음) 다양한 물질들 중 임의의 물질로 만들어질 수 있다. 하우징(41)은 상이한 색의 다른 제거가능한 부분들과 상호교환될 수 있거나, 또는 상이한 로고들, 그림들 또는 심볼들을 포함하는 제거가능한 부분들(도시안됨)을 포함할 수 있다.
디스플레이(30)는, 여기에 설명된 바와 같이, 쌍안정 또는 아날로그 디스플레이를 포함하는 다양한 디스플레이들 중 임의의 디스플레이일 수 있다. 디스플레이(30)는 또한, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD, 또는 TFT LCD와 같은 평판 디스플레이, 또는 CRT 또는 다른 튜브 디바이스와 같은 비-평판 디스플레이를 포함하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 여기에 설명된 바와 같이, 디스플레이(30)는 IMOD 디스플레이를 포함할 수 있다.
디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들은 도 14b에 개략적으로 예시된다. 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41)을 포함하고, 하우징 내에 적어도 부분적으로 넣어진(enclosed) 추가 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스(40)는 트랜시버(47)에 커플링된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 트랜시버(47)는 컨디셔닝 하드웨어(52)에 연결되는 프로세서(21)에 연결된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 컨디셔닝(예를 들어, 신호를 필터링)하도록 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크로폰(46)에 연결된다. 프로세서(21)는 또한 입력 디바이스(48) 및 드라이버 제어기(29)에 연결된다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(28)에, 그리고 어레이 드라이버(22)에 커플링되며, 어레이 드라이버(22)는 차례로 디스플레이 어레이(30)에 커플링된다. 일부 구현들에서, 전원(50)은 특정 디스플레이 디바이스(40) 설계에서 실질적으로 모든 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.
네트워크 인터페이스(27)는 안테나(43) 및 트랜시버(47)를 포함하고, 따라서 디스플레이 디바이스(40)가 네트워크를 통해 하나 이상의 디바이스들과 통신할 수 있다. 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 이들의 추가 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 전화의 경우, 안테나(43)는 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 모바일 통신들을 위한 글로벌 시스템(GSM), GSM/범용 패킷 라디오 서비스(GPRS), 강화된 데이터 GSM 환경(EDGE), TETRA(Terrestrial Trunked Radio), 광대역-CDMA(W-CDMA), EV-DO(Evolution Data Optimized), 1xEV-DO, EV-DO Rev A, EV-DO Rev B, 고속 패킷 액세스(HSPA), 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA), 고속 업링크 패킷 액세스(HSUPA), 이벌브드 고속 패킷 액세스(HSPA+), 롱 텀 에벌루션(LTE), AMPS, 또는 3G 또는 4G 기술을 활용하는 시스템과 같은 무선 네트워크 내에서 통신하기 위해 사용되는 다른 공지된 신호들을 수신하도록 설계된다. 트랜시버(47)는 안테나(43)로부터 수신되는 신호들을 사전-프로세싱할 수 있고, 따라서, 신호들은 프로세서(21)에 의해 수신되어 추가로 조작될 수 있다. 트랜시버(47)는 또한 프로세서(21)로부터 수신되는 신호들을 프로세싱할 수 있고, 따라서, 신호들은 디스플레이 디바이스(40)로부터 안테나(43)를 통해 전송될 수 있다.
일부 구현들에서, 트랜시버(47)는 수신기에 의해 대체될 수 있다. 더욱이, 일부 구현들에서, 네트워크 인터페이스(27)는, 프로세서(21)에 송신될 이미지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는, 이미지 소스에 의해 대체될 수 있다. 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(21)는, 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 소스로부터의 압축된 이미지 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 데이터를 미가공(raw) 이미지 데이터로 또는 미가공 이미지 데이터로 용이하게 프로세싱될 포맷으로 프로세싱한다. 프로세서(21)는 프로세싱된 데이터를 드라이버 제어기(29)에 또는 저장을 위한 프레임 버퍼(28)에 송신할 수 있다. 미가공 데이터는 통상적으로, 이미지 내의 각각의 위치에서의 이미지 특징들을 식별하는 정보를 지칭한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특징들은, 색상(color), 채도(saturation) 및 그레이-스케일(gray-scale) 레벨을 포함할 수 있다.
프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하기 위하여 마이크로제어기, CPU, 또는 논리 유닛을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45)에 신호들을 전송하기 위한, 그리고 마이크로폰(46)으로부터 신호들을 수신하기 위한 증폭기들 및 필터들을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 디스플레이 디바이스(40) 내의 이산 컴포넌트들일 수 있거나, 또는 프로세서(21) 또는 다른 컴포넌트들 내에 통합될 수 있다.
드라이버 제어기(29)는 직접 프로세서(21)로부터 또는 프레임 버퍼(28)로부터 프로세서(21)에 의해 생성된 미가공 이미지 데이터를 취할 수 있고, 어레이 드라이버(22)로의 고속 전송을 위해 미가공 이미지 데이터를 적절하게 재포맷팅할 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는 미가공 이미지 데이터를 래스터-형 포맷을 가지는 데이터 흐름으로 재포맷팅할 수 있는데, 따라서, 이는 디스플레이 어레이(30)에 걸쳐 스캐닝하기에 적절한 시간 순서를 가진다. 이후, 드라이버 제어기(29)는 포맷팅된 정보를 어레이 드라이버(22)로 송신한다. 비록 LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 종종 독립형 집적 회로(IC)로서 시스템 프로세서(21)와 연관될지라도, 이러한 제어기들은 다수의 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기들은 하드웨어로서 프로세서(21)에 내장되거나, 소프트웨어로서 프로세서(21)에 내장되거나, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수 있다.
어레이 드라이버(22)는 포맷팅된 정보를 드라이버 제어기(29)로부터 수신할 수 있고, 디스플레이의 픽셀들의 x-y 행렬로부터 오는 수백 개들, 및 가끔은 수천 개들(또는 그 초과)의 리드(lead)들에 초당 여러 번 인가되는 파형들의 병렬 세트로 비디오 데이터를 재포맷팅할 수 있다.
일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 여기에서 설명된 디스플레이들의 타입들 중 임의의 타입에 대해 적합하다. 예를 들어, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, IMOD 제어기)일 수 있다. 부가적으로, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, IMOD 디스플레이 드라이버)일 수 있다. 또한, 디스플레이 어레이(30)는 종래의 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예를 들어, IMOD들의 어레이를 포함하는 디스플레이)일 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 통합될 수 있다. 이러한 구현은 고집적 시스템들, 예를 들어, 모바일 폰들, 휴대용-전자 디바이스들, 시계들 또는 작은-영역 디스플레이들에서 유용할 수 있다.
일부 구현들에서, 입력 디바이스(48)는 예를 들어, 사용자로 하여금 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하게 하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(48)는, 키패드, 예를 들어 QWERTY 키보드 또는 전화 키패드, 버튼, 스위치, 락커, 터치-감지 스크린, 디스플레이 어레이(30)가 통합된 터치-감지 스크린 또는 압력- 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 위해 사용될 수 있다.
전원(50)은 다양한 에너지 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를들어, 전원(50)은 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬-이온 배터리와 같은 재충전가능한 배터리일 수 있다. 재충전가능한 배터리를 사용하는 구현들에서, 재충전가능한 배터리는, 예를들어, 벽 소켓 또는 광전지(photovoltaic) 디바이스 또는 어레이로부터 나오는 전력을 사용하여 충전가능할 수 있다. 대안적으로, 재충전가능한 배터리는 무선으로 충전가능할 수 있다. 전원(50)은 또한, 재생 에너지원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지 또는 태양 전지 페인트를 포함하는 태양 전지일 수 있다. 전원(50)은 또한 벽 콘센트로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.
일부 구현들에서, 제어 프로그래머빌리티(control programmability)은 전자 디스플레이 시스템의 몇몇 장소들에 위치될 수 있는 드라이버 제어기(29)에 상주한다. 일부 다른 구현들에서, 제어 프로그래머빌리티는 어레이 드라이버(22)에 상주한다. 전술된 최적화는 임의의 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들로 그리고 다양한 구성들로 구현될 수 있다.
여기에서 개시된 구현들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 로직들, 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 둘의 조합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 교환 가능성은 일반적으로 기능성의 측면에서 설명되었으며, 위에서 설명된 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들로 예시되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들에 의존한다.
여기에서 개시된 양상들에 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직들, 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하는데 사용되는 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는 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 여기에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 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 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정한 단계들 및 방법들이 주어진 기능에 대해 특정한 회로에 의하여 수행될 수 있다.
하나 이상의 양상들에서, 설명된 기능들은 본 명세서에서 개시된 구조들 및 이 개시된 구조들의 구조적 균등물들을 포함한 하드웨어, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어로, 또는 이들의 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.
본 개시내용에서 설명된 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 용이하게 명백할 것이고, 여기에서 정의된 일반적인 원리들은 본 개시내용의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 여기에서 도시된 구현들로 제한되도록 의도되지 않고, 여기에서 개시된 이러한 개시내용, 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위에 따른다. 용어 "예시적인(exemplary)"은 "예, 실례, 또는 예시로서 역할을 하는"을 의미하도록 여기에서 배타적으로 이용된다. 여기에서 "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, 적절하게 배향된 페이지 상의 도면의 배향에 대응하는 상대적인 위치들을 표시하고, 구현된 바와 같은 IMOD의 적확한 배향을 반영하지 않을 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다.
개별적인 구현들의 맥락에서 이 명세서에서 설명되는 특정 특징들은 또한 결합되어 단일 구현으로 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들은 또한 개별적으로 다수의 구현들로 또는 임의의 적절한 서브-조합으로 구현될 수 있다. 아울러, 특징들이 특정한 조합들로 작용하는 것으로 앞서 설명되고 심지어 초기에 이와 같이 청구될지라도, 일부 경우들에서, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 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 수행되거나 또는 모든 예시된 동작들이 수행되는 것을 요구하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 추가로, 도면들은 하나 이상의 예시적인 프로세스들을 흐름도의 형태로 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이, 개략적으로 예시된 예시적인 프로세스들에 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 추가적인 동작들이, 예시된 동작들 중 임의의 동작 이전에, 이후에, 동시에, 또는 임의의 동작들 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 물건으로 함께 통합되거나 또는 다수의 소프트웨어 물건들로 패키징될 수 있음이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 하기 청구항들의 범위 내에 있다. 일부의 경우들에서, 청구항들에서 인용되는 동작들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 그럼에도 불구하고 바람직한 결과들을 달성할 수 있다.

Claims (24)

  1. 어레이 풋프린트를 정의하는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이; 및
    연결 패드에 연결된 제 1 단부 및 드라이버 회로에 연결가능한 제 2 단부를 각각 가진 복수의 드라이버 라인들을 포함하며;
    상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이는,
    제 1 방향에서 연장하는 복수의 이동가능 층들 및 제 2 방향에서 연장하는 복수의 정지 전극들 ― 상기 복수의 이동가능 층들 및 정지 전극들은 복수의 디스플레이 엘리먼트들의 일부분을 형성함 ―, 및
    복수의 전기 연결 패드들 ― 각각의 연결 패드는 이동가능 층의 단부 또는 정지 전극의 단부에 배치됨 ―를 포함하며;
    상기 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분은 상기 어레이 위 또는 아래에 있는, 상기 어레이의 풋프린트내에서 라우팅되는, 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분은 상기 어레이의 비활성 영역 위에 배치되며, 상기 정지 전극들은 상기 어레이의 비활성 영역 위에 배치된 복수의 드라이버 라인들의 부분과 상기 이동가능 층들 사이에 배치되는, 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분은 상기 어레이의 활성 영역 위에 배치되는, 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 어레이 위에 배치되며 상기 디스플레이의 비활성 영역들을 마스킹하기 위하여 상기 디스플레이 엘리먼트들 중 적어도 일부분 사이에서 연장하는 전기적 전도성 광학 마스크 구조물을 더 포함하며, 상기 광학 마스크 구조물은 상기 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 하나의 라인의 일부분을 형성하는, 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 광학 마스크 구조물은 전도성 제 1 반사층, 전도성 제 2 반사층 및 상기 제 1 반사층과 상기 제 2 반사층 사이에 배치된 비전도성 층을 포함하는 필름 스택을 포함하며, 상기 제 1 반사층 및 상기 제 2 반사층은 상기 복수의 드라이버 라인들의 적어도 하나의 라인의 부분을 형성하는, 장치.
  6. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 광학 마스크 구조물은 상기 광학 마스크 구조물의 나머지로부터, 상기 광학 마스크 구조물에 의해 형성되는 적어도 하나의 드라이버 라인을 전기적으로 격리시키기 위하여 적어도 하나의 비전도성 공간을 포함하는, 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 연결 패드들은 이동가능 층의 단부에 배치되는, 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 이동가능 층들은 상기 복수의 정지 전극들과 상기 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분 사이에 배치되는, 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 적어도 하나의 부동화 층을 더 포함하며, 상기 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분은 상기 적어도 하나의 부동화 층 위에 배치되는, 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 드라이버 라인들의 제 2 단부에 연결되며 상기 복수의 드라이버 라인들을 통해 상기 이동가능 층들에 신호들을 송신하도록 구성되는 드라이버 회로를 더 포함하는, 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이와 통신하며, 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스를 더 포함하는, 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이에 적어도 하나의 신호를 송신하도록 구성되는 드라이버 회로; 및
    상기 드라이버 회로에 상기 이미지 데이터의 적어도 일부분을 송신하도록 구성되는 제어기를 더 포함하는, 장치.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 프로세서에 상기 이미지 데이터를 송신하도록 구성되는 이미지 소스모듈을 더 포함하며, 상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 입력 데이터를 수신하고 상기 프로세서에 상기 입력 데이터를 통신하도록 구성되는 입력 디바이스를 더 포함하는, 장치.
  15. 장치를 제조하는 방법으로서,
    어레이 풋프린트를 정의하는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 형성하는 단계; 및
    연결 패드에 연결된 제 1 단부 및 드라이버 회로에 연결가능한 제 2 단부를 각각 가진 복수의 드라이버 라인들을 형성하는 단계를 포함하며;
    상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 형성하는 단계는,
    제 1 방향에서 연장하는 복수의 이동가능 층들 및 제 2 방향에서 연장하는 복수의 정지 전극들을 형성하는 단계, 및
    이동가능 층의 단부 또는 정지 전극의 단부에 전기 연결 패드를 형성하는 단계를 포함하며;
    상기 드라이버 라인들 중 적어도 일부분은 상기 어레이 위 또는 아래에 있는, 상기 어레이의 풋프린트내에서 라우팅되는, 장치를 제조하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분은 상기 어레이의 비활성 영역 위에 형성되며, 상기 정지 전극은 상기 어레이의 비활성 영역 위에 배치된 복수의 드라이버 라인들의 부분과 상기 이동가능 층들 사이에 배치되는, 장치를 제조하는 방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 어레이 위에 전기 전도성 광학 마스크 구조물을 형성하는 단계 및 상기 디스플레이의 비활성 영역들을 마스킹하기 위하여 상기 디스플레이 엘리먼트들의 적어도 일부분 사이에서 연장하는 단계를 더 포함하며, 상기 광학 마스크 구조물을 형성하는 단계는 상기 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 하나의 라인의 일부분을 형성하는 단계를 포함하는, 장치를 제조하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 광학 마스크 구조물을 형성하는 단계는 전도성 제 1 반사층, 전도성 제 2 반사층, 및 상기 제 1 반사층과 상기 제 2 반사층 사이에 배치된 비전도성 층을 포함하는 필름 스택을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 하나를 형성하는 단계는 상기 제 1 반사층 또는 제 2 반사층을 형성하는 단계를 포함하는, 장치를 제조하는 방법.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 광학 마스크 구조물을 형성하는 단계는 상기 광학 마스크 구조물의 나머지로부터, 상기 광학 마스크 구조물에 의해 형성되는 적어도 하나의 드라이버 라인을 전기적으로 격리시키기 위하여 적어도 하나의 비전도성 공간을 형성하는 단계를 포함하는, 장치를 제조하는 방법.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 복수의 연결 패드들은 이동가능 층의 단부에 형성되는, 장치를 제조하는 방법.
  21. 제 15항에 있어서, 상기 복수의 이동가능 층들은 상기 정지 전극들과 상기 복수의 드라이버 라인들 중 적어도 일부분 사이에 형성되는, 장치를 제조하는 방법.
  22. 제 15항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 드라이버 회로에 상기 복수의 드라이버 라인들의 제 2 단부들을 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하며, 상기 드라이버 회로는 상기 복수의 드라이버 라인들을 통해 상기 이동가능 층들에 신호들을 송신하도록 구성되는, 장치를 제조하는 방법.
  23. 제 15항에 있어서, 상기 복수의 이동가능 층들 위에 희생층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 복수의 드라이버 라인들을 형성하는 단계는 상기 어레이 위 또는 아래를 통과하는 상기 드라이버 라인의 부분을 상기 희생층 위에 형성하는 단계를 포함하는, 장치를 제조하는 방법.
  24. 제 15항 내지 제 23항 중 어느 한 한에 있어서, 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 캡슐화하는 단계를 더 포함하는, 장치를 제조하는 방법.
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