KR20150055011A - 수직으로 배향되는 전기적 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents
수직으로 배향되는 전기적 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시는 감소된 풋프린트를 갖는 수직으로 배향되는 전기적 상호접속부들을 이용함으로써 디스플레이가 더 빠른 스위칭 레이트 및 증가된 구경비를 갖는 것을 가능하게 하기 위한 시스템들, 방법들 및 장치를 제공한다. 일 양상에서, 디스플레이 장치는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 및 디스플레이 엘리먼트의 어레이 내의 적어도 하나의 디스플레이 엘리먼트에 연결되는 전기적 상호접속부를 포함한다. 전기적 상호접속부의 단면 종횡비는 1:1까지, 또는 1:1 초과일 수 있다.
Description
관련 출원
[0001] 본 특허 출원은 2012년 9월 13일 출원되고 발명의 명칭이 "DISPLAY APPARATUS INCORPORATING VERTICALLY ORIENTED ELECTRICAL INTERCONNECTS"이며, 본원의 양수인에게 양도된 미국 유틸리티 출원 번호 제13/615,091호를 우선권으로 주장하며, 그에 의해 상기 출원은 명시적으로 인용에 의해 본원에 포함된다.
기술 분야
[0002] 본 개시는 디스플레이들에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 디스플레이들을 위한 전기적 상호접속부(electrical interconnect)들에 관한 것이다.
[0003] 디스플레이에서 전기적 상호접속부들의 특성들은, 디스플레이가 상태들 사이에서 스위칭할 수 있는 레이트는 물론, 디스플레이에 의해 달성 가능한 전체 광도 둘 다에 영향을 줄 수 있다. 보다 구체적으로, 스위칭 레이트(switching rate)는 신호가 도달하도록 의도된 특정한 픽셀에 대한 상호접속부의 길이를 신호가 전파되는데 걸리는 시간의 양에 부분적으로 의존할 수 있다. 전파 레이트는 상호접속부의 단면적 및 가까운 상호접속부들로부터 발생하는 임의의 커패시턴스를 포함하는 팩터들에 의존할 수 있다. 또한, 전기적 상호접속부들은 디스플레이 내의 귀중한 공간을 차지할 수 있다. 투과성 디스플레이들(transmissive displays)의 경우, 상호접속부에 의해 차지되는 부가적인 공간은 광 투과 영역들에 대해 이용 가능한 공간의 양을 감소시킨다. 그 결과, 상호접속부 공간의 증가는 감소된 구경비(aperture ratio) 및 디머(dimmer) 디스플레이를 초래할 수 있다.
[0004] 본 개시물의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 여러 혁신적인 양상들을 가지며, 그 중 어느 하나가 본원에 개시되는 바람직한 속성들에 대해 유일하게 담당하는 것은 아니다.
[0005] 본 개시에서 설명되는 청구 대상의 하나의 혁신적인 양상은 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 및 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 내의 적어도 하나의 디스플레이 엘리먼트에 연결되는 전기적 상호접속부를 포함하는 디스플레이 장치로 구현될 수 있다. 전기적 상호접속부의 적어도 일부는 1:1 초과의 단면 종횡비를 갖는다. 몇몇 구현들에서, 전기적 상호접속부의 단면 종횡비는 적어도 2:1, 예컨대, 적어도 3:1이다. 몇몇 구현들에서, 디스플레이 장치는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이가 형성되는 기판을 더 포함한다. 이들 구현들 중 일부에서, 기판은 투명 기판일 수 있다. 또한, 몇몇 구현들에서, 디스플레이 장치는 기판을 따라 서로 이격되는 적어도 2개의 앵커들을 포함할 수 있고, 전기적 상호접속부는 앵커들에 의해 기판 위에 현수(suspend)될 수 있다. 지지 물질이 전기적 상호접속부 아래 그리고 앵커들 간에 배치될 수 있다. 전기적 상호접속부는 제 1 전기적 상호접속부일 수 있고, 제 2 전기적 상호접속부는 예컨대, 제 1 전기적 상호접속부 아래 그리고 앵커들 간의 갭(gap)을 통해 제 1 전기적 상호접속부에 대해 십자형으로(crosswise) 연장할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 전기적 상호접속부는 2 미크론 미만, 예컨대 1 미크론 이하인 단면 두께를 갖는다. 몇몇 구현들에서, 박막 트랜지스터들의 어레이가 디스플레이 엘리먼트들의 어레이에 연결되고, 전기적 상호접속부는 박막 트랜지스터들의 어레이 내의 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 통해 적어도 하나의 디스플레이 엘리먼트에 연결된다. 몇몇 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트들의 어레이는 MEMS(microelectromechanical system) 광 변조기들을 포함한다.
[0006] 본 개시에서 설명된 청구 대상의 다른 혁신적인 양상은 기판, 기판 위에 형성되는 픽셀들의 어레이, 및 픽셀들의 어레이 내의 적어도 2개의 픽셀들에 연결되는 전기적 상호접속부를 포함하는 디스플레이 장치에서 구현될 수 있다. 디스플레이 장치는 또한 기판을 따라 연속적으로 배열되고 기판을 따라 서로 이격되는 적어도 3개의 앵커들을 또한 포함한다. 전기적 상호접속부는 3개의 연속적인 앵커들에 의해 기판 위의 상승된 평면에 현수되고, 3개의 연속적인 앵커들은 전기적 상호접속부의 상승된 평면 아래에서 서로 실질적으로 전기적으로 격리된다. 몇몇 구현들에서, 기판은 투명한 기판이다. 이러한 구현들에서, 전기적 상호접속부는 2 미크론 미만인 단면 두께를 가질 수 있다. 몇몇 구현들에서, 전기적 상호접속부는 1:1 초과의 단면 종횡비를 갖는다. 몇몇 구현들에서, 픽셀들의 어레이는 셔터-기반 광 변조기(shutter-based light modulator)를 포함하고 전기적 상호접속부의 적어도 하나의 층은 셔터-기반 광 변조기의 대응하는 층과 동일한 물질로부터 형성된다. 다른 구현들에서, 전기적 상호접속부는 픽셀들의 어레이 내의 픽셀들의 행, 픽셀들의 어레이 내의 픽셀들의 열 또는 둘 다에 연결된다. 지지 물질이 전기적 상호접속부 아래 그리고 앵커들의 연속적인 쌍 간에 배치될 수 있다. 전기적 상호접속부는 제 1 전기적 상호접속부일 수 있고, 제 2 전기적 상호접속부는, 예컨대, 제 1 전기적 상호접속부 아래 그리고 앵커들의 연속적인 쌍 간의 갭을 통해 제 1 전기적 상호접속부에 대해 십자형으로 연장할 수 있다.
[0008] 본 개시에서 설명된 청구 대상의 다른 혁신적인 양상은 투명 기판, 투명 기판 위에 배치되는 다수의 MEMS 디바이스들, 및 MEMS 디바이스들 중 적어도 하나에 연결되는 전기적 상호접속부를 포함하는 장치에서 구현될 수 있다. 전기적 상호접속부는 1:1 초과의 단면 종횡비 및 2 미크론 미만의 단면 두께를 갖는다. 몇몇 구현들에서, MEMS 디바이스들은 광 변조기들의 어레이를 포함하고, 전기적 상호접속부는 광 변조기들의 어레이 내의 적어도 2개의 광 변조기들에 연결된다. 몇몇 구현들에서, 전기적 상호접속부의 단면 종횡비는 적어도 2:1이다. 몇몇 구현들에서, 전기적 상호접속부의 단면 두께는 1 미크론 이하이다. 몇몇 구현들에서, 장치는 앵커를 더 포함하고, 전기적 상호접속부는 앵커에 의해 투명 기판 위에 현수된다. 몇몇 구현들에서, 전기적 상호접속부의 적어도 하나의 층은 MEMS 디바이스들의 대응하는 층과 동일한 물질로부터 형성된다.
[0009] 본 개시에서 설명된 청구 대상의 다른 혁신적인 양상은 디스플레이 어셈블리를 제조하는 방법에서 구현될 수 있다. 몰드(mold)가 기판 위에 형성되며, 여기서 몰드는 측벽 및 최하부를 갖는 트랜치를 갖도록 형성된다. 상호접속부 물질이 트랜치의 최하부 및 측벽 가까이 증착된다. 상호접속부 물질은 트랜치의 최하부 및 측벽에 가까이 증착되고, 트랜치의 최하부 가까이 증착되는 상호접속부 물질은 이어서, 전기적 상호접속부를 형성하도록 측벽 가까이 증착되는 상호접속부 물질의 적어도 일부를 남기면서 제거된다. 몇몇 구현들에서, 상호접속부 물질은 1 미크론 이하의 두께를 갖도록 측벽 가까이 증착된다. 몇몇 구현들에서, 상호접속부 물질은 상호접속부 물질에 이방성 에칭을 적용함으로써 제거된다. 이러한 구현들에서, 이방성 에칭을 적용하는 것은 기판 또는 기판이 에칭 프로세스 동안 배치된 표면에 전압 바이어스를 인가하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 상호접속부 물질은 측벽의 하위 부분 가까이 배치되는 앵커 물질에 접촉하게 되도록 증착된다.
[0010] 본 개시에서 설명된 청구 대상의 다른 혁신적인 양상은 디스플레이 어셈블리를 제조하는 방법에서 구현될 수 있다. 몰드가 기판 위에 형성되며, 여기서 몰드는 서로 이격되는 다수의 개구들을 갖도록 형성된다. 전기 도전성 물질은 개구들에 다수의 앵커들을 형성하도록 몰드 위에 그리고 개구들에 증착된다. 몰드 위에 증착되는 전기 도전성 물질은 복수의 앵커들 간에 연장하는 전기적 상호접속부를 형성하도록 패터닝된다. 몇몇 구현들에서, 몰드는 전기적 상호접속부가 복수의 앵커들에 의해 기판 위에 현수되도록 제거된다. 이러한 구현들에서, 몰드는 전기적 상호접속부 아래 그리고 복수의 앵커들 간에 배치되는 몰드의 적어도 일부를 남기면서 제거될 수 있다.
[0011] 본 명세서에 설명되는 청구 대상의 하나 또는 그 초과의 구현들의 상세사항들은 첨부 도면들 및 아래의 설명부에서 설명된다. 본 요약에 제공되는 예들은 주로 MEMS-기반 디스플레이들의 관점에서 설명되지만, 본원에 제공되는 개념들은 액정 디스플레이들(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들, 전기이동 디스플레이들, 및 필드 방출 디스플레이들과 같은 다른 타입들의 디스플레이들뿐 아니라, MEMS 마이크로폰들, 센서들 및 광학 스위치들과 같은 다른 비-디스플레이 MEMS 디바이스들에도 적용될 수 있다. 다른 특징들, 양상들 및 장점들은 설명, 도면들 및 청구범위로부터 명백해질 것이다. 후속하는 도면들의 상대적인 치수들이 실척대로 도시되지 않을 수 있음을 주목한다.
[0012] 도 1a는 직시형(direct-view) MEMS(microelectromechanical system)-기반 디스플레이 장치의 예시적인 개략도를 도시한다.
[0013] 도 1b는 호스트 디바이스의 예시적인 블록도를 도시한다.
[0014] 도 2는 예시적인 셔터-기반 광 변조기의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0015] 도 3a는 제어 매트릭스의 예시적인 개략도를 도시한다.
[0016] 도 3b는 도 3a의 제어 매트릭스에 연결되는 셔터-기반 광 변조기들의 어레이의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0017] 도 4a 및 도 4b는 듀얼 액추에이터 셔터 어셈블리의 예시적인 도면들을 도시한다.
[0018] 도 5는 셔터-기반 광 변조기들을 포함하는(incorporating) 디스플레이 장치의 예시적인 단면도를 도시한다.
[0019] 도 6a-6e는 예시적인 합성 셔터 어셈블리의 구성 스테이지들(stages of construction)의 단면도들을 도시한다.
[0020] 도 7a-7d는 좁은 측벽 빔들을 갖는 예시적인 셔터 어셈블리의 구성 스테이지들의 등각 투상도(isomeric view)들을 도시한다.
[0021] 도 8은 본 명세서에서 설명되는 종래의 더 낮은-종횡비 상호접속부들 및 더 높은-종횡비 상호접속부들 간의 차이를 나타내기 위한 디스플레이 어셈블리의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0022] 도 9는 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 장치의 예시적인 개략도를 도시한다.
[0023] 도 10은 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 장치의 예시적인 단면도를 도시한다.
[0024] 도 11은 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 어셈블리의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0025] 도 12는 현수된 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 어셈블리의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0026] 도 13a는 현수된 상호접속부들을 포함하는 MEMS-기반 디스플레이 장치의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0027] 도 13b는 도 13a의 디스플레이 장치의 부분의 단면도를 도시한다.
[0028] 도 13c는 도 13a의 디스플레이 장치의 다른 부분의 단면도를 도시한다.
[0029] 도 14는 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 어셈블리의 예시적인 제조 프로세스의 흐름도를 도시한다.
[0030] 도 15a-15e는 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 예시적인 디스플레이 어셈블리의 구성 스테이지들을 도시한다.
[0031] 도 16a-16f는 현수된, 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 예시적인 디스플레이 어셈블리의 구성 스테이지들을 도시한다.
[0032] 도 17은 현수된 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 어셈블리의 예시적인 제조 프로세스의 흐름도를 도시한다.
[0033] 도 18a-18d는 현수된, 더 낮은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 예시적인 디스플레이 어셈블리의 구성 스테이지들을 도시한다.
[0034] 도 19는 중간 구성 스테이지에서 디스플레이 어셈블리의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0035] 도 20은 디스플레이 어셈블리에 포함되는 현수된 상호접속부의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0036] 도 21은 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 LCD 어셈블리의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0037] 도 22a 및 도 22b는 디스플레이 엘리먼트들의 세트를 포함하는 디스플레이 디바이스를 예시하는 예시적인 시스템 블록도들을 도시한다.
[0013] 도 1b는 호스트 디바이스의 예시적인 블록도를 도시한다.
[0014] 도 2는 예시적인 셔터-기반 광 변조기의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0015] 도 3a는 제어 매트릭스의 예시적인 개략도를 도시한다.
[0016] 도 3b는 도 3a의 제어 매트릭스에 연결되는 셔터-기반 광 변조기들의 어레이의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0017] 도 4a 및 도 4b는 듀얼 액추에이터 셔터 어셈블리의 예시적인 도면들을 도시한다.
[0018] 도 5는 셔터-기반 광 변조기들을 포함하는(incorporating) 디스플레이 장치의 예시적인 단면도를 도시한다.
[0019] 도 6a-6e는 예시적인 합성 셔터 어셈블리의 구성 스테이지들(stages of construction)의 단면도들을 도시한다.
[0020] 도 7a-7d는 좁은 측벽 빔들을 갖는 예시적인 셔터 어셈블리의 구성 스테이지들의 등각 투상도(isomeric view)들을 도시한다.
[0021] 도 8은 본 명세서에서 설명되는 종래의 더 낮은-종횡비 상호접속부들 및 더 높은-종횡비 상호접속부들 간의 차이를 나타내기 위한 디스플레이 어셈블리의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0022] 도 9는 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 장치의 예시적인 개략도를 도시한다.
[0023] 도 10은 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 장치의 예시적인 단면도를 도시한다.
[0024] 도 11은 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 어셈블리의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0025] 도 12는 현수된 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 어셈블리의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0026] 도 13a는 현수된 상호접속부들을 포함하는 MEMS-기반 디스플레이 장치의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0027] 도 13b는 도 13a의 디스플레이 장치의 부분의 단면도를 도시한다.
[0028] 도 13c는 도 13a의 디스플레이 장치의 다른 부분의 단면도를 도시한다.
[0029] 도 14는 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 어셈블리의 예시적인 제조 프로세스의 흐름도를 도시한다.
[0030] 도 15a-15e는 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 예시적인 디스플레이 어셈블리의 구성 스테이지들을 도시한다.
[0031] 도 16a-16f는 현수된, 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 예시적인 디스플레이 어셈블리의 구성 스테이지들을 도시한다.
[0032] 도 17은 현수된 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 어셈블리의 예시적인 제조 프로세스의 흐름도를 도시한다.
[0033] 도 18a-18d는 현수된, 더 낮은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 예시적인 디스플레이 어셈블리의 구성 스테이지들을 도시한다.
[0034] 도 19는 중간 구성 스테이지에서 디스플레이 어셈블리의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0035] 도 20은 디스플레이 어셈블리에 포함되는 현수된 상호접속부의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0036] 도 21은 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 LCD 어셈블리의 예시적인 사시도를 도시한다.
[0037] 도 22a 및 도 22b는 디스플레이 엘리먼트들의 세트를 포함하는 디스플레이 디바이스를 예시하는 예시적인 시스템 블록도들을 도시한다.
[0038] 다양한 도면들에서의 유사한 참조 번호들 및 지시들은 유사한 엘리먼트들을 표시한다.
[0039] 더 빠른 스위칭 레이트 및 증가된 구경비를 갖는 디스플레이를 제공하기 위해, 전기적 상호접속부들은 수직 배향 및 감소된 풋프린트를 갖도록 포함된다. 몇몇 구현들에서, 전기적 상호접속부들의 수직 배향은 적어도 1:1 또는 그 초과인 단면 종횡비를 갖는 상호접속부들을 구성함으로써 달성된다. 즉, 상호접속부들은 적어도 이들이 넓은 만큼 높다. 예를 들어, 상호접속부들의 단면 종횡비는 적어도 약 2:1, 적어도 약 3:1, 적어도 약 4:1, 또는 적어도 약 5:1일 수 있다. 이러한 더 높은-종횡비 상호접속부들의 단면 두께 또는 폭은 디스플레이를 제조하는데 이용되는 포토리소그래피 프로세스에 의해 달성 가능한 패터닝 해상도(patterning resolution) 또는 최소 피처 크기 미만이고, 몇몇 구현들에서, 상당히 미만이어서, 감소된 풋프린트를 달성한다. 더 높은-종횡비 상호접속부들은, 상 호접속부 물질이 몰드(mold)의 노출된 측벽들 상에 컨포멀하게(conformally) 증착되고, 후속적으로 측벽 피처들로서 상호접속부들을 산출(yield)하도록 이방성 에칭이 이어지는 측벽 제조 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다.
[0040] 몇몇 실시예들에서, 전기적 상호접속부들의 수직 배향은 앵커들(anchors)에 의해 기판 위에 상호접속부들을 현수(suspend)함으로써 달성된다. 현수된 상호접속부들은 더 높은-종횡비 상호접속부들 또는 더 낮은-종횡비 상호접속부들일 수 있다. 앵커들에 의한 상호접속부들의 상승은 기판 표면 상의 상호접속부들의 풋프린트를 앵커들에 의해 차지되는 영역들로 추가로 감소시킬 수 있다. 현수된 상호접속부들은 앵커 물질이 기판 위에 증착되고, 후속하여 앵커들에 의해 기판 위에 현수되는 상호접속부들을 산출하도록 앵커 물질 위에 상호접속부 물질의 증착이 이어지는 제조 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다. 제조 프로세스의 몇몇 구현들에서, 상호접속부들 및 앵커들은 현수된 더 높은-종횡비 상호접속부들을 산출하도록 측벽 피처들로서 형성된다. 제조 프로세스의 몇몇 다른 구현들에서, 현수된 더 낮은-종횡비 상호접속부들은 측벽 프로세스 대신, 포토리소그래픽 패터닝 프로세스에 의해 형성된다.
[0041] 본 개시물에 설명되는 청구 대상의 특정 구현들은 다음의 잠재적 이점들 중 하나 또는 그 초과의 것을 실현하도록 구현될 수 있다. 더 높은 종횡비들을 갖거나, 앵커들에 의해 현수되거나, 또는 둘 다가 행해지는 상호접속부들을 제조함으로써 전기적 상호접속부들을 수직으로 배향함으로써, 보다 많은 상호접속부 물질이 아래 놓이는 전기 도전성 층들로부터 추가로 이격된다. 이를 행하는 것은, 보통은 상호접속부들의 신호 전파 레이트에 악영향을 주었을 용량성 커플링(capacitive coupling)을 감소시킨다. 그 결과, 상호접속부들은 더 빠른 신호 전파 레이트, 이에 따라 디스플레이에 대한 더 빠른 스위칭 레이트를 제공할 수 있다. 또한 전기적 상호접속부들의 풋프린트를 감소시킴으로써, 이러한 감소된 풋프린트 상호접속부들을 포함하는 디스플레이는 이미지 형성에 전용하기 위한 기판 상의 보다 많은 공간을 가질 수 있어서, 증가된 구경비 및 더 밝은 디스플레이를 허용한다. 이러한 특성들을 갖는 전기적 상호접속부들은 유리하게는, MEMS-기반 디스플레이들과 같은 EMS(electromechanical system) 디스플레이들은 물론, LCD 및 OLED 디스플레이들과 같은 다른 타입들의 디스플레이들에서 데이터 상호접속부들로서 포함될 수 있다.
[0042] 도 1a는 직시형 마이크로전자기계 시스템(MEMS)-기반 디스플레이 장치(100)의 개략도를 도시한다. 디스플레이 장치(100)는 행들 및 열들로 배치되는 복수의 광 변조기들(102a-102d)(통칭하여 "광 변조기들(102)")을 포함한다. 디스플레이 장치(100)에서, 광 변조기들(102a 및 102d)은 광을 통과하게 허용하는 개방 상태로 있다. 광 변조기들(102b 및 102c)은 광의 통과를 방해하는 폐쇄상태에 있다. 광 변조기들(102a-102d)의 상태들을 선택적으로 설정함으로써, 램프 또는 램프들(105)에 의해 조명되는 경우, 백릿(backlit) 디스플레이에 대한 이미지(104)를 형성하는데 디스플레이 장치(100)가 이용될 수 있다. 다른 구현에서, 장치(100)는 장치의 전방으로부터 발생하는 주변 광의 반사에 의해 이미지를 형성할 수 있다. 다른 구현에서, 장치(100)는 디스플레이의 전방에 포지셔닝되는 램프 또는 램프들로부터의 광의 반사에 의해, 즉 정면 조명(front light)의 사용에 의해 이미지를 형성할 수 있다.
[0043] 몇몇 구현들에서, 각 광 변조기(102)는 이미지(104)에서의 픽셀(106)에 대응한다. 몇몇 다른 구현들에서, 디스플레이 장치(100)는 이미지(104)에서 픽셀(106)을 형성하기 위해 복수의 광 변조기들을 활용할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 3개의 컬러-특정 광 변조기들(102)을 포함할 수 있다. 특정 픽셀(106)에 대응하는 컬러-특정 광 변조기들(102) 중 하나 또는 그 초과의 것을 선택적으로 개방함으로써, 디스플레이 장치(100)는 이미지(104)에서 컬러 픽셀(106)을 발생시킬 수 있다. 다른 예에서, 디스플레이 장치(100)는 이미지(104)에서 휘도 레벨을 제공하기 위해 픽셀(106) 당 2개 또는 그 초과의 광 변조기들(102)을 포함한다. 이미지에 관하여, "픽셀"은 이미지의 해상도에 의해 정의되는 최소 화상 엘리먼트(smallest picture element)에 대응한다. 디스플레이 장치(100)의 구조적 컴포넌트들에 관하여, 용어 "픽셀"은 이미지의 단일 픽셀을 형성하는 광을 변조하기 위해 활용되는 결합된 기계적 및 전기적 컴포넌트들을 지칭한다.
[0044] 디스플레이 장치(100)는, 통상적으로 투사(projection) 애플리케이션들에 발견되는 이미징 광학계들을 포함하지 않을 수도 있는 점에서 직시형 디스플레이이다. 투사 디스플레이에서, 디스플레이 장치의 표면상에 형성되는 이미지는 스크린상에 또는 벽 상에 투사된다. 디스플레이 장치는 투사된 이미지보다 실질적으로 더 작다. 직시형 디스플레이에서, 사용자는, 디스플레이 상에 보여지는 광도(brightness) 및/또는 명암(contrast)을 강화하기 위해 광 변조기들 및 선택적으로 백라이트 또는 정면 조명을 포함하는 디스플레이 장치를 직접 쳐다봄으로써 이미지를 본다.
[0045] 직시형 디스플레이들은 투과 모드 또는 반사 모드로 동작할 수 있다. 투과 디스플레이에서, 광 변조기들은 디스플레이 뒤에 포지셔닝되는 램프 또는 램프들로부터 발생하는 광을 필터링하거나 또는 선택적으로 차단한다. 램프들로부터의 광은 선택적으로, 각 픽셀이 균일하게 조명될 수 있도록 광가이드 또는 "백라이트"에 입사된다(injected). 투과 직시형 디스플레이들은 종종 샌드위치 어셈블리 어레인지먼트를 용이하게 하기 위해 투명 또는 유리 기판들 상에 구축되는데, 여기서, 광 변조기들을 포함하는 하나의 기판이 백라이트의 최상부 바로 위에 포지셔닝된다.
[0046] 각각의 광 변조기(102)는 셔터(108) 및 어퍼처(aperture)(109)를 포함할 수 있다. 이미지(104)에서의 픽셀(106)을 조명하기 위해, 셔터(108)는 광이 시청자를 향해 어퍼처(109)를 통과하게 허용하도록 포지셔닝된다. 픽셀(106)을 미조명 상태(unlit)로 유지하기 위해, 셔터(108)는 어퍼처(109)를 통한 광의 통과를 차단하도록 포지셔닝된다. 어퍼처(109)는 각각의 광 변조기(102)에서의 반사 또는 광-흡수 물질을 통하여(through) 패터닝되는 개구에 의해 정의된다.
[0047] 디스플레이 장치는 또한 셔터들의 이동을 제어하기 위해 기판 및 광 변조기들에 연결되는 제어 매트릭스를 포함한다. 제어 매트릭스는 픽셀들의 행 당 적어도 하나의 기록-인에이블 상호접속부(110)(또한 "스캔-라인 상호접속부"라 칭해짐), 픽셀들의 각 열에 대한 하나의 데이터 상호접속부(112), 및 모든 픽셀들에 또는 적어도, 디스플레이 장치(100)에서의 다수의 열들 및 다수의 행들 둘 다로부터의 픽셀들에 공통 전압을 제공하는 하나의 공통 상호접속부(114)를 포함하는, 일련의 전기적 상호접속부들(예를 들어, 상호접속부들(110, 112 및 114))을 포함한다. 적절한 전압("기록-인에이블링 전압, 
")의 인가에 응답하여, 픽셀들의 정해진 행에 대한 기록-인에이블 상호접속부(110)는 새로운 셔터 이동 명령들을 받아들이도록 행에서 픽셀들을 준비시킨다. 데이터 상호접속부들(112)은 데이터 전압 펄스들의 형태로 새로운 이동 명령들을 통신한다. 몇몇 구현들에서, 데이터 상호접속부들(112)에 인가되는 데이터 전압 펄스들은 셔터들의 정전식(electrostatic) 이동에 직접적으로 기여한다. 몇몇 다른 구현들에서, 데이터 전압 펄스들은, 통상적으로 데이터 전압들보다 크기가 더 큰 별개의 구동 전압들의 광 변조기들(102)로의 인가를 제어하는 스위치들, 예를 들어, 트랜지스터들 또는 다른 비-선형 회로 엘리먼트들을 제어한다. 그 후에, 이들 구동 전압들의 인가는 셔터들(108)에 대한 정전식 구동 이동을 발생시킨다.
[0048] 도 1b는 호스트 디바이스(즉, 셀 폰, 스마트 폰, PDA, MP3 플레이어, 태블릿, e-리더 등)의 블록도(120)의 예를 도시한다. 호스트 디바이스(120)는 디스플레이 장치(128), 호스트 프로세서(122), 환경 센서들(124), 사용자 입력 모듈(126) 및 전원(power source)을 포함한다.
[0049] 디스플레이 장치(128)는 복수의 스캔 구동기들(130)(또한 "기록 인에이블링 전압 소스들"로 지칭됨), 복수의 데이터 구동기들(132)(또한 "데이터 전압 소스들"로 지칭됨), 제어기(134), 공통 구동기들(138), 램프들(140-146) 및 램프 구동기들(148)을 포함한다. 스캔 구동기들(130)은 스캔-라인 상호접속부들(110)에 기록 인에이블링 전압들을 인가한다. 데이터 구동기들(132)은 데이터 상호접속부들(112)에 데이터 전압들을 인가한다.
[0050] 디스플레이 장치의 몇몇 구현들에서, 데이터 구동기들(132)은, 특히 이미지(104)의 휘도 레벨이 아날로그 방식으로 유도되어야 하는 경우에, 광 변조기들에 아날로그 데이터 전압들을 제공하도록 구성된다. 아날로그 동작에서, 광 변조기들(102)은, 일정 범위의(a range of) 중간 전압들이 데이터 상호접속부들(112)을 통해 인가될 때, 셔터들(108)에서 일정 범위의 중간 개방 상태들 및 그에 따라 이미지(104)에서 일정 범위의 중간 조명 상태들 또는 휘도 레벨들이 발생하도록, 설계된다. 다른 경우들에서, 데이터 구동기들(132)은 데이터 상호접속부들(112)에 감소된 세트의 2, 3 또는 4 디지털 전압 레벨들만을 인가하도록 구성된다. 이들 전압 레벨들은 디지털 방식으로, 셔터들(108) 각각에 대해 개방 상태, 폐쇄 상태 또는 다른 별개의(discrete) 상태를 설정하도록 설계된다.
[0051] 스캔 구동기들(130) 및 데이터 구동기들(132)은 디지털 제어기 회로(134)(또한 "제어기(134)"로 지칭됨)에 연결된다. 제어기는 행들 및 이미지 프레임들에 따라 그룹화되는 미리결정된 시퀀스들로 구조화된 데이터를 주로 직렬 방식으로 데이터 구동기들(132)에 송신한다. 데이터 구동기들(132)은 직렬-병렬(series to parallel) 데이터 컨버터들, 레벨 시프팅 및 일부 애플리케이션들에 대해서는, 디지털-아날로그 전압 컨버터들을 포함할 수 있다.
[0052] 디스플레이 장치는, 공통 전압 소스들이라 또한 지칭되는, 공통 구동기들(138)의 세트를 선택적으로 포함한다. 몇몇 구현들에서, 공통 구동기들(138)은 예를 들어, 일련의 공통 상호접속부들(114)에 전압을 공급함으로써, 광 변조기들의 어레이 내의 모든 광 변조기들에 DC 공통 전위(potential)를 제공한다. 몇몇 다른 구현들에서, 제어기(134)로부터의 커맨드들을 따르는 공통 구동기들(138)은, 예를 들어, 어레이에서의 다수의 행들 및 열들의 모든 광 변조기들의 동시적 구동을 개시 및/또는 구동시킬 수 있는 글로벌 구동 펄스들인, 전압 펄스들 또는 신호들을 광 변조기들의 어레이에 공급한다(issue).
[0053] 상이한 디스플레이 기능들을 위한 구동기들(예를 들어, 스캔 구동기들(130), 데이터 구동기들(132) 및 공통 구동기들(138)) 모두는 제어기(134)에 의해 시간-동기화된다. 제어기로부터의 타이밍 커맨드들은 램프 구동기들(148)을 통한 적색, 녹색 및 청색과 백색 램프들(각각, 140, 142, 144 및 146)의 조명, 픽셀들의 어레이 내의 특정 행들의 기록-인에이블링 및 시퀀싱, 데이터 구동기들(132)로부터의 전압들의 출력, 및 광 변조기 구동을 제공하는 전압들의 출력을 조정한다.
[0054] 제어기(134)는 시퀀싱 또는 어드레싱 방식을 결정하는데, 이 시퀀싱 또는 어드레싱 방식에 의해, 셔터들(108) 각각이 새로운 이미지(104)에 적절한 조명 레벨들로 재설정될 수 있다. 새로운 이미지들(104)은 주기적 간격들로 설정될 수 있다. 예를 들어, 비디오 디스플레이들에 대해, 비디오의 프레임들 또는 컬러 이미지들(104)은 10 내지 300 헤르츠(Hz) 범위에 있는 주파수들에서 리프레시된다(refreshed). 몇몇 구현들에서, 어레이에 대한 이미지 프레임의 설정은, 교번하는 이미지 프레임들이 교번하는 일련의 컬러들(예컨대, 레드, 그린 및 블루)로 조명되도록, 램프들(140, 142, 144 및 146)의 조명과 동기화된다. 각각의 개별 컬러에 대한 이미지 프레임들은 컬러 서브프레임으로 지칭된다. 필드 순차 컬러 방법으로서 칭해지는 이 방법에서, 컬러 서브프레임들이 20 Hz를 초과한 주파수들에서 교번되는 경우에, 인간의 뇌는 이미지가 광범위하고 연속적인 범위의 컬러들을 갖는다는 인식으로, 교번하는 프레임 이미지들을 평균화할 것이다. 대안적인 구현들에서, 원색들(primary colors)을 이용하는 4개 또는 그 초과의 램프들이, 레드, 그린 및 블루 이외의 원색(primaries)을 사용하여, 디스플레이 장치(100)에 사용될 수 있다.
[0055] 몇몇 구현들에서, 디스플레이 장치(100)가 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 셔터들(108)의 디지털 스위칭을 위해 설계되는 경우에, 제어기(134)는 이전에 설명된 바와 같이, 시분할 그레이 스케일의 방법에 의해 이미지를 형성한다. 몇몇 다른 구현들에서, 디스플레이 장치(100)는 픽셀 당 다수의 셔터들(108)의 이용을 통해 그레이 스케일을 제공할 수 있다.
[0056] 몇몇 구현들에서, 이미지 상태(104)에 대한 데이터는, 또한 스캔 라인들로 지칭되는 개별 행들을 순차 어드레싱함으로써, 제어기(134)에 의해 변조기 어레이에 로딩된다. 시퀀스에서의 각 행 또는 스캔 라인에 대해, 스캔 구동기(130)는 어레이의 해당 행에 대한 기록 인에이블 상호접속부(110)에 기록-인에이블 전압을 인가하고, 후속하여, 데이터 구동기(132)는 선택된 행에서 각 열에 대해, 원하는 셔터 상태들에 대응하는 데이터 전압들을 공급한다. 이 프로세스는 데이터가 어레이에서의 모든 행들에 대해 로딩될 때까지 반복된다. 몇몇 구현들에서, 데이터 로딩을 위한 선택된 행들의 시퀀스는 선형적으로, 어레이의 최상부(top)로부터 최하부(bottom)로 진행한다. 몇몇 다른 구현들에서, 선택된 행들의 시퀀스는 시각적 아티팩트(visual artifact)들을 최소화하기 위해 의사-랜덤화된다. 그리고 몇몇 다른 구현들에서 시퀀싱은 블록들에 의해 구조화되며, 여기서 블록에 대해, 예를 들어 시퀀스에서 어레이의 매 5 번째 행만을 어드레싱함으로써, 이미지 상태(104)의 단지 특정한 부분(certain fraction)에 대해서만 데이터가 어레이로 로딩된다.
[0057] 몇몇 구현들에서, 이미지 데이터를 어레이에 로딩하기 위한 프로세스는 셔터들(108)을 구동시키는 프로세스와 시간적으로 분리된다. 이들 구현들에서, 변조기 어레이는 어레이의 각 픽셀에 대한 데이터 메모리 엘리먼트들을 포함할 수 있으며, 제어 매트릭스는 메모리 엘리먼트들에 저장되는 데이터에 따라 셔터들(108)의 동시적 구동을 개시하기 위해, 공통 구동기(138)로부터 트리거 신호들을 전달(carry)하기 위한 글로벌 구동 상호접속부(global actuation interconnect)를 포함할 수 있다.
[0058] 대안적인 구현들에서, 픽셀들의 어레이 및 픽셀들을 제어하는 제어 매트릭스는 직사각 행들 및 열들 이외의 구성들로 배열될 수 있다. 예를 들어, 픽셀들은 6각형 어레이들 또는 곡선형 행들 및 열들로 배열될 수 있다. 일반적으로, 본원에 이용된 바와 같이, 용어 스캔-라인은 기록-인에이블링 상호접속부를 공유하는 임의의 복수의 픽셀들을 지칭할 것이다.
[0059] 호스트 프로세서(122)는 일반적으로 호스트의 동작들을 제어한다. 예를 들어, 호스트 프로세서(122)는 휴대용 전자 디바이스를 제어하기 위한 범용 또는 특수 목적 프로세서일 수 있다. 호스트 디바이스(120) 내에 포함된 디스플레이 장치(128)에 관하여, 호스트 프로세서(122)는 이미지 데이터는 물론, 호스트에 관한 추가 데이터를 출력한다. 그와 같은 정보는 주변 광 또는 온도와 같은, 환경 센서들로부터의 데이터; 예를 들어, 호스트의 전원에 남아있는 전력량 또는 호스트의 동작 모드를 포함하는 호스트에 관한 정보; 이미지 데이터의 컨텐츠에 관한 정보; 이미지 데이터의 타입에 관한 정보; 및/또는 이미징 모드를 선택하는데 이용하기 위한 디스플레이 장치에 대한 명령들을 포함할 수 있다.
[0060] 사용자 입력 모듈(126)은 사용자의 개인 선호도들을 직접적으로 또는 호스트 프로세서(122)를 통해 제어기(134)에 전달한다. 몇몇 구현들에서, 사용자 입력 모듈(126)은, "더 짙은 컬러", "더 양호한 명암", "더 낮은 전력", "증가된 광도", "스포츠", "라이브 액션" 또는 "애니메이션"과 같은 개인적 선호도들을 사용자가 프로그래밍하는 소프트웨어에 의해 제어된다. 몇몇 다른 구현들에서, 이들 선호도들은 스위치 또는 다이얼과 같은 하드웨어를 이용하여 호스트에 입력된다. 제어기(134)에 대한 복수의 데이터 입력들은 최적의 이미징 특성들에 대응하는 다양한 구동기들(130, 132, 138 및 148)에 데이터를 제공할 것을 제어기(134)에 지시한다.
[0061] 환경 센서 모듈(124)은 또한 호스트 디바이스의 일부로서 포함될 수 있다. 환경 센서 모듈(124)은 온도 및/또는 주변 조명(lighting) 조건들과 같은 주변 환경에 관한 데이터를 수신한다. 센서 모듈(124)은 디바이스가 디바이스가 실내 또는 사무실 환경에서 동작하고 있는지 대 밝은 낮에 실외 환경에서 동작하고 있는지 대 야간에 실외 환경에서 동작하고 있는지를 구별하도록 프로그래밍될 수 있다. 센서 모듈(124)은 이 정보를 디스플레이 제어기(134)에 통신하여, 제어기(134)가 주변 환경에 응답하여 시청 조건들을 최적화할 수 있다.
[0062] 도 2는 예시적인 셔터-기반 광 변조기(200)의 사시도를 도시한다. 셔터-기반 광 변조기(200)는 도 1a의 직시형 MEMS-기반 디스플레이 장치(100)로의 포함에 적합하다. 광 변조기(200)는 액추에이터(204)에 커플링되는 셔터(202)를 포함한다. 액추에이터(204)는 2개의 별개의 컴플라이언트(compliant) 전극 빔 액추에이터들(205)("액추에이터들(205)")로 형성될 수 있다. 셔터(202)는 일 측 상에서 액추에이터들(205)에 커플링한다. 액추에이터들(205)은 표면(203)과 실질적으로 평행한 움직임의 평면의 표면(203) 위에서 가로방향으로(traversely) 셔터(202)를 이동시킨다. 셔터(202)의 대향 측은 액추에이터(204)에 의해 가해지는 힘들에 대항하는 복원력을 제공하는 스프링(207)에 커플링한다.
[0063] 각 액추에이터(205)는 로드 앵커(anchor)(208)에 셔터(202)를 연결시키는 컴플라이언트 로드 빔(206)을 포함한다. 컴플라이언트 로드 빔들(206)과 함께 로드 앵커들(208)은, 기계적 지지부들로서의 역할을 하여, 셔터(202)가 표면(203)에 근접하게 현수(suspend)되게 유지한다. 표면(203)은 광의 통과를 허용하기 위한 하나 또는 그 초과의 어퍼처 홀들(211)을 포함한다. 로드 앵커들(208)은 표면(203)에 컴플라이언트 로드 빔들(206) 및 셔터(202)를 물리적으로 연결하고, 로드 빔들(206)을 바이어스 전압, 일부 경우들에서는, 접지에 전기적으로 연결한다.
[0064] 기판이 실리콘과 같이 불투명한 경우에, 어퍼처 홀들(211)은 기판을 관통해 홀들의 어레이를 에칭함으로써 기판에 형성된다. 기판이 유리 또는 플라스틱과 같이 투명한 경우에, 어퍼처 홀들(211)은 기판 상에 증착되는 광-차단 물질의 층에 형성된다. 어퍼처 홀들(211)은 일반적으로 원형, 타원형, 다각형, 사행형(serpentine) 또는 불규칙한 형상일 수 있다.
[0065] 각 액추에이터(205)는 또한, 각 로드 빔(206) 가까이 포지셔닝되는 컴플라이언트 구동 빔(216)을 포함한다. 구동 빔들(216)은 일단(at one end), 구동 빔들(216) 사이에 공유되는 구동 빔 앵커(218)에 커플링된다. 각 구동 빔(216)의 타단(other end)은 이동이 자유롭다. 각 구동 빔(216)은, 로드 빔(206)의 앵커된 단 및 구동 빔(216)의 자유단 근처에서 로드 빔(206)에 가장 근접하도록 만곡된다.
[0066] 동작시에, 광 변조기(200)를 포함한(incorporating) 디스플레이 장치는 구동 빔 앵커(218)를 통해 구동 빔들(216)에 전위(electric potential)를 인가한다. 제 2 전위가 로드 빔들(206)에 인가될 수 있다. 구동 빔들(216)과 로드 빔들(206) 사이의 결과적인 전위차는 로드 빔들(206)의 앵커된 단들을 향해 구동 빔들(216)의 자유 단들을 끌어당기며(pull), 구동 빔들(216)의 앵커된 단들을 향해 로드 빔들(206)의 셔터 단들을 끌어당겨, 그에 의해 구동 앵커(218)를 향해 가로방향으로 셔터(202)를 구동시킨다. 컴플라이언트 부재들(206)이 스프링들로서 동작하여, 빔들(206 및 216) 전위 양단의 전압이 제거될 때, 로드 빔들(206)은 셔터(202)를 그의 초기 위치로 다시 밀어, 로드 빔들(206)에 축적된(stored) 응력을 완화시킨다.
[0067] 광 변조기(200)와 같은 광 변조기는 전압들이 제거된 후에 셔터를 그 정지 위치로 리턴시키기 위해, 스프링과 같은 수동 복원력을 포함한다. 다른 셔터 어셈블리들은, 개방 또는 폐쇄 상태로 셔터를 이동시키기 위한 "개방" 및 "폐쇄" 전극들의 별개의 세트들 및 "개방" 및 "폐쇄" 액추에이터들의 듀얼 세트를 포함할 수 있다.
[0068] 셔터들 및 어퍼처들의 어레이가, 적절한 휘도 레벨들을 가지는 이미지들, 많은 경우들에서는 움직이는 이미지들을 생성하기 위해 제어 매트릭스를 통해 제어될 수 있는 다양한 방법들이 존재한다. 일부 경우들에서, 디스플레이의 주변부 상에서 구동기 회로들에 연결되는 행 및 열 상호접속부들의 패시브(passive) 매트릭스 어레이에 의해 제어가 달성된다. 다른 경우들에서 디스플레이의 속도, 휘도 레벨 및/또는 전력 소모 성능을 개선하기 위해 어레이(소위 액티브 매트릭스)의 각 픽셀 내에 스위칭 및/또는 데이터 저장 엘리먼트들을 포함하는 것이 적절하다.
[0069] 도 3a는 제어 매트릭스(300)의 예시적인 개략도를 도시한다. 제어 매트릭스(300)는 도 1a의 MEMS-기반 디스플레이 장치(100)에 포함되는 광 변조기들을 제어하는데 적합하다. 도 3b는 도 3a의 제어 매트릭스(300)에 연결되는 셔터-기반 광 변조기들의 어레이(320)의 사시도를 도시한다. 제어 매트릭스(300)는 픽셀들의 어레이(320)("어레이(320)")를 어드레싱할 수 있다. 각 픽셀(301)은 액추에이터(303)에 의해 제어되는, 도 2의 셔터 어셈블리(200)와 같은 탄성 셔터 어셈블리(302)를 포함할 수 있다. 각 픽셀은 또한 어퍼처들(324)을 포함하는 어퍼처 층(322)을 포함할 수 있다.
[0070] 제어 매트릭스(300)는 셔터 어셈블리들(302)이 형성되는 기판(304)의 표면상에 확산된 또는 박막-증착된 전기 회로로서 제조된다. 제어 매트릭스(300)는 제어 매트릭스(300)에서의 픽셀들(301)의 각 행에 대한 스캔-라인 상호접속부(306) 및 제어 매트릭스(300)에서의 픽셀들(301)의 각 열에 대한 데이터-상호접속부(308)를 포함한다. 각 스캔-라인 상호접속부(306)는 기록-인에이블링 전압 소스(307)를 픽셀들(301)의 대응하는 행에서의 픽셀들(301)에 전기적으로 연결한다. 각 데이터 상호접속부(308)는 데이터 전압 소스(309)("
소스")를 픽셀들의 대응하는 열에서의 픽셀들(301)에 전기적으로 연결한다. 제어 매트릭스(300)에서, 
소스(309)는 셔터 어셈블리들(302)의 구동을 위해 이용될 에너지의 대부분을 제공한다. 따라서, 데이터 전압 소스인, 
소스(309)는 또한 구동 전압 소스로서의 역할을 한다.
[0071] 도 3a 및 3b를 참조하면, 픽셀들의 어레이(320)에서의 각 셔터 어셈블리(302)에 대해 또는 각 픽셀(301)에 대해, 제어 매트릭스(300)는 트랜지스터(310) 및 커패시터(312)를 포함한다. 각 트랜지스터(310)의 게이트는 픽셀(301)이 위치되는 어레이(320)에서의 행의 스캔-라인 상호접속부(306)에 전기적으로 연결된다. 각 트랜지스터(310)의 소스는 그의 대응하는 데이터 상호접속부(308)에 전기적으로 연결된다. 각 셔터 어셈블리(302)의 액추에이터들(303)은 2개의 전극들을 포함한다. 각 트랜지스터(310)의 드레인은 대응하는 커패시터(312)의 하나의 전극에 그리고 대응하는 액추에이터(303)의 전극들 중 하나에 병렬로 전기적으로 연결된다. 셔터 어셈블리(302)에서의 액추에이터(303)의 다른 전극 및 커패시터(312)의 다른 전극은 공통 또는 접지 전위에 연결된다. 대안적인 구현들에서, 트랜지스터들(310)은 반도체 다이오드들 및 또는 금속-절연체-금속 샌드위치 타입 스위칭 엘리먼트들로 교체될 수 있다.
[0072] 동작에서, 이미지를 형성하기 위해, 제어 매트릭스(300)는 각 스캔-라인 상호접속부(306)에 차례로 
를 인가함으로써 순차적으로(in a sequence) 어레이(320)에서의 각 행을 기록-인에이블한다. 기록-인에이블된 행에 대해, 행에서의 픽셀들(301)의 트랜지스터들(310)의 게이트들에 대한 
의 인가는, 상호접속부들(308)을 지나 트랜지스터들(310)을 통과하는 데이터 전류의 흐름으로 하여금 셔터 어셈블리(302)의 액추에이터(303)에 전위를 인가하게 허용한다. 행이 기록-인에이블되는 동안, 데이터 전압들 
은 데이터 상호접속부들(308)에 선택적으로 인가된다. 아날로그 그레이 스케일을 제공하는 구현들에서, 각 데이터 상호접속부(308)에 인가되는 데이터 전압은 기록-인에이블된 스캔-라인 상호접속부(306) 및 데이터 상호접속부(308)의 교차부에 위치되는 픽셀(301)의 원하는 광도에 관하여 변화된다. 디지털 제어 방식들을 제공하는 구현들에서, 데이터 전압은 비교적 낮은 크기 전압(즉, 접지에 가까운 전압)이거나, 
(구동 임계 전압)를 충족시키게 또는 이를 초과하게 선택된다. 데이터 상호접속부(308)에 대한 
의 인가에 응답하여, 대응하는 셔터 어셈블리에서의 액추에이터(303)가 구동하여, 그 셔터 어셈블리(302)에서의 셔터를 개방한다. 데이터 상호접속부(308)에 인가되는 전압은 제어 매트릭스(300)가 행에 
를 인가하는 것을 중단한 후에도 픽셀(301)의 커패시터(312)에 저장된 채로 유지된다. 따라서, 전압 
는, 셔터 어셈블리(302)가 구동하도록 충분히 오랜 시간들 동안 행에서 대기 및 유지될 필요가 없으며; 이러한 구동은 기록-인에이블링 전압이 행으로부터 제거된 이후에 진행될 수 있다. 커패시터들(312)은 또한 어레이(320) 내의 메모리 엘리먼트들로서 기능하여, 이미지 프레임의 조명을 위한 구동 명령들을 저장한다.
[0073] 어레이(320)의 제어 매트릭스(300)는 물론, 픽셀들(301)은 기판(304) 상에 형성된다. 어레이(320)는, 어레이(320) 내의 각각의 픽셀들(301)에 대한 어퍼처들(324)의 세트를 포함하는, 기판(304) 상에 배치되는 어퍼처 층(322)을 포함한다. 어퍼처들(324)은 각 픽셀에서 셔터 어셈블리들(302)과 정렬된다. 몇몇 구현들에서, 기판(304)은 유리 또는 플라스틱과 같은, 투명 물질로 만들어진다. 몇몇 다른 구현들에서, 기판(304)은 불투명한 물질로 만들어지지만, 여기서 어퍼처들(324)을 형성하기 위해 홀들이 에칭된다.
[0074] 액추에이터(303)와 함께 셔터 어셈블리(302)는 쌍안정상태(bi-stable)로 만들어질 수 있다. 즉, 셔터들은, 어느 한 위치에 셔터들을 유지하는데 전력이 거의 요구되지 않거나 또는 전력이 전혀 요구되지 않는 적어도 2개의 평형 위치들(예를 들어, 개방 또는 폐쇄)에 존재할 수 있다. 더 구체적으로, 셔터 어셈블리(302)는 기계적으로 쌍안정상태일 수 있다. 일단 셔터 어셈블리(302)의 셔터가 위치적으로 설정되면, 그 위치를 유지하기 위해 어떠한 전기적 에너지나 홀딩 전압(holding voltage)도 요구되지 않는다. 셔터 어셈블리(302)의 물리적 엘리먼트들 상의 기계적 응력들은 셔터를 제자리에 유지할 수 있다.
[0075] 액추에이터(303)와 함께 셔터 어셈블리(302)는 또한 전기적으로 쌍안정상태로 만들어질 수 있다. 전기적으로 쌍안정상태인 셔터 어셈블리에서, 셔터 어셈블리의 구동 전압 미만의 전압들의 범위가 존재하며, 이는 폐쇄 액추에이터에 적용되는 경우(셔터는 개방 또는 폐쇄임), 심지어 대항력(opposing force)이 셔터 상에 가해지는 경우에도, 액추에이터를 폐쇄된 채 그리고 셔터를 제 위치에 유지한다. 대항력은 도 2a에 도시된 셔터-기반 광 변조기(200)에서의 스프링(207)과 같은 스프링에 의해 가해질 수 있거나, 대항력은 "개방" 또는 "폐쇄" 액추에이터와 같은 대향 액추에이터에 의해 가해질 수 있다.
[0076] 광 변조기 어레이(320)는 픽셀 당 단일 MEMS 광 변조기를 갖는 것으로 도시된다. 다수의 MEMS 광 변조기들이 각 픽셀에 제공되어, 그에 의해 각 픽셀에서 단지 이진의 "온" 또는 "오프" 광학 상태들보다 더 많은 상태들의 가능성을 제공하는 다른 구현들이 가능하다. 픽셀내의 다수의 MEMS 광 변조기들이 제공되는 경우, 그리고 광 변조기들 각각과 연관되는 어퍼처들(324)이 동일하지 않은 영역들을 갖는 경우, 특정 형태들의 코딩 영역 분할 그레이 스케일이 가능하다.
[0077] 도 4a 및 4b는 듀얼 액추에이터 셔터 어셈블리(400)의 예시적인 도면들(views)을 도시한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 듀얼 액추에이터 셔터 어셈블리(400)는 개방 상태에 있다. 도 4b는 폐쇄 상태에서의 듀얼 액추에이터 셔터 어셈블리(400)를 도시한다. 셔터 어셈블리(200)와 반대로, 셔터 어셈블리(400)는 셔터(406)의 양측 상에 액추에이터들(402 및 404)을 포함한다. 각 액추에이터(402 및 404)는 독립적으로 제어된다. 제 1 액추에이터인, 셔터-개방 액추에이터(402)는 셔터(406)를 개방하는 역할을 한다. 제 2 대향 액추에이터인, 셔터-폐쇄 액추에이터(404)는 셔터(406)를 폐쇄하는 역할을 한다. 액추에이터들(402 및 404)의 양자 모두는 컴플라이언트 빔 전극 액추에이터들이다. 액추에이터들(402 및 404)은 어퍼처 층(407)(이 어퍼처 층(407) 위에 셔터가 현수됨)에 실질적으로 평행한 평면에서 셔터(406)를 구동함으로써 셔터(406)를 개폐한다. 셔터(406)는 액추에이터들(402 및 404)에 부착되는 앵커들(408)에 의해 어퍼처 층(407) 위에 짧은 간격(short distance)을 두고 현수된다. 셔터(406)의 이동 축을 따라 셔터(406)의 양쪽 단들에 부착되는 지지부들의 포함은 셔터(406)의 평면외 움직임을 감소시키며 실질적으로 기판에 평행한 평면으로 움직임을 제한시킨다. 도 3a의 제어 매트릭스(300)와 유사하게, 셔터 어셈블리(400)로 이용하는데 적합한 제어 매트릭스는 대향하는 셔터-개방 및 셔터-폐쇄 액추에이터들(402 및 404)의 각각에 대하여 하나의 트랜지스터 및 하나의 커패시터를 포함할 수 있다.
[0078] 셔터(406)는 광이 통과할 수 있는 2개의 셔터 어퍼처들(412)을f 포함한다. 어퍼처 층(407)은 3개의 어퍼처들(409)의 세트를 포함한다. 도 4a에서, 셔터 어셈블리(400)는 개방 상태에 있으며, 따라서, 셔터-개방 액추에이터(402)가 구동되며, 셔터-폐쇄 액추에이터(404)는 자신의 완화된 위치(relaxed position)에 있으며, 셔터 어퍼처들(412)의 중심라인들은 어퍼처 층 어퍼처들(409) 중 2개의 중심라인들과 일치한다. 도 4b에서, 셔터 어셈블리(400)가 폐쇄 상태로 이동되었고, 따라서, 셔터-개방 액추에이터(402)는 자신의 완화된 위치에 있으며, 셔터-폐쇄 액추에이터(404)가 구동되며, 셔터(406)의 광 차단 부분들은 이제 (점선들로 도시되는) 어퍼처들(409)을 통한 광의 투과를 차단하는 위치에 있게 된다.
[0079] 각 어퍼처는 자신의 주변부에 적어도 하나의 에지를 갖는다. 예를 들어, 직사각형 어퍼처들(409)은 4개의 에지들을 갖는다. 원형, 타원형, 계란형 또는 다른 만곡형 어퍼처들이 어퍼처 층(407)에 형성되는 대안적인 구현들에서, 각 어퍼처는 단지 단일 에지만을 가질 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 어퍼처들은, 엄격한 의미에서는(in mathematical sense), 나뉘거나 또는 분리(disjoint)될 필요는 없지만, 대신에 연결될 수 있다. 즉, 어퍼처의 일부들 또는 형상화된 섹션들이 각 셔터에 대한 대응성을 유지할 수 있는 반면에, 이들 섹션들 중 몇몇은(several) 어퍼처의 단일의 연속하는 둘레가 다수의 셔터들에 의해 공유되도록 연결될 수 있다.
[0080] 다양한 출구 각들을 갖는 광이 개방 상태에서 어퍼처들(412 및 409)을 통과하게 허용하기 위해, 어퍼처 층(407)에서의 어퍼처들(409)의 대응하는 폭 또는 크기 초과의 셔터 어퍼처들(412)에 대한 폭 또는 크기를 제공하는 것이 유리하다. 광이 폐쇄 상태에서 빠져나오는 것을 효과적으로 차단하기 위해 셔터(406)의 광 차단 부분들이 어퍼처들(409)을 오버랩하는 것이 바람직하다. 도 4b는 셔터(406)에서의 광 차단 부분들의 에지와 어퍼처 층(407)에 형성되는 개구(409)의 일 에지 사이의 미리 정의된 오버랩(416)을 도시한다.
[0081] 정전기 액추에이터들(402 및 404)은 그들의 전압-변위(voltage-displacement) 거동이 셔터 어셈블리(400)에 쌍안정 특성을 제공하도록 설계된다. 셔터-개방 및 셔터-폐쇄 액추에이터들의 각각에 대해, 구동 전압 미만의 전압들의 범위가 존재하며, 이는 (셔터가 개방되거나 폐쇄된 채로) 액추에이터가 폐쇄 상태에 있는 동안 인가되는 경우에, 심지어 구동 전압이 대향 액추에이터에 인가된 후에도, 액추에이터를 폐쇄되게 그리고 셔터를 위치에 유지할 것이다. 그와 같은 대항력에 대항하여 셔터의 위치를 유지하기 위해 필요한 최소 전압은 유지 전압 
으로 지칭된다.
[0082] 도 5는 셔터-기반 광 변조기들(셔터 어셈블리들)(502)을 포함하는 디스플레이 장치(500)의 예시적인 단면도를 도시한다. 각 셔터 어셈블리(502)는 셔터(503) 및 앵커(505)를 포함한다. 앵커들(505)과 셔터들(503) 사이에 연결될 때, 표면 위로 단거리에서 셔터들(503)을 현수하는 것을 돕는 컴플라이언트 빔 액추에이터들은 도시되지 않는다. 셔터 어셈블리들(502)은 예컨대 플라스틱 또는 유리로 만들어진 투명 기판(504) 상에 배치된다. 기판(504) 상에 배치되는, 후방-대면 반사 어퍼처 층(506)은 셔터 어셈블리들(502)의 셔터들(503)의 폐쇄 위치들 아래에 위치되는 복수의 표면 어퍼처들(508)을 정의한다. 반사 어퍼처 층(506)은 디스플레이 장치(500)의 후방을 향해 다시 표면 어퍼처들(508)을 통과하지 않은 광을 반사시킨다. 반사 어퍼처 층(506)은 스퍼터링, 증발, 이온 도금, 레이저 삭마(ablation) 또는 화학 기상 증착(CVD)을 포함하는 다수의 기상 증착 기술들에 의해 박막 형태로 형성된 내포물들(inclusions)이 없는 미세 결정립(fine-grained) 금속 막일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 반사 어퍼처 층(506)은 유전체 미러와 같은 미러로 형성될 수 있다. 유전체 미러는 높은 그리고 낮은 굴절률의 물질들이 교대로 있는 유전체 박막들의 스택으로서 제조될 수 있다. 반사 어퍼처 층(506)으로부터의 셔터들(503)을 분리하는 수직 갭(이 갭 내에서, 셔터는 움직임이 자유로움)은 0.5 내지 10 미크론들 범위이다. 수직 갭의 크기는 바람직하게는 도 4b에 도시된 오버랩(416)와 같은, 폐쇄 상태에서 어퍼처들(508)의 에지와 셔터들(503)의 에지 사이의 측면 오버랩보다 작다.
[0083] 디스플레이 장치(500)는 평면형 광 가이드(516)로부터 기판(504)을 분리하는 선택적 광도 강화 막(514) 및/또는 선택적 확산기(512)를 포함한다. 광 가이드(516)는 투명한, 즉 유리 또는 플라스틱 물질을 포함한다. 광 가이드(516)는 백라이트(515)를 형성하는, 하나 또는 그 초과의 광원들(518)에 의해 조명된다. 광원들(518)은 예를 들어, 그리고 제한없이, 백열 램프들, 형광 램프들, 레이저들 또는 발광 다이오드들(LED들)(통칭하여 "램프들"이라 지칭됨)일 수 있다. 반사기(519)는 광이 광원(518)으로부터 광 가이드(516)를 향해 지향되게 돕는다. 전방-대면 반사 막(520)은 백라이트(515) 뒤에 배치되어, 셔터 어셈블리들(502)을 향해 광을 반사시킨다. 셔터 어셈블리들(502) 중 하나를 통과하지 않는 백라이트(515)로부터의 광선(521)과 같은 광선들은 백라이트(515)로 리턴될 것이며 막(520)으로부터 다시 반사될 것이다. 이러한 방식으로 제 1 통과에 대한 이미지를 형성하기 위해 디스플레이 장치(500)를 벗어나는데 실패한 광은 리사이클되고 셔터 어셈블리들(502)의 어레이에서의 다른 개방 어퍼처들을 통한 투과에 이용가능해 질 수 있다. 그와 같은 광 리사이클링은 디스플레이의 조명 효율성을 증가시키는 것으로 나타났다.
[0084] 광 가이드(516)는 어퍼처들(508)을 향해 그리고 이에 따라 디스플레이 장치(500)의 전방을 향해 광원(518)으로부터의 광을 재지향시키는 기하학적 광 재지향기들(light redirectors) 또는 프리즘들(517)의 세트를 포함한다. 광 재지향기들(517)은 선택적으로, 단면에 있어 삼각형, 사다리꼴, 또는 곡선화될 수 있는 형상들을 갖는 광 가이드(516)의 플라스틱 몸체로 몰딩될 수 있다. 프리즘들(517)의 밀도는 일반적으로 광원(518)으로부터의 거리에 따라 증가한다.
[0085] 몇몇 구현들에서, 어퍼처 층(506)은 광 흡수 물질로 만들어질 수 있으며, 대안적인 구현들에서 셔터(503)의 표면들은 광 흡수 또는 광 반사 물질로 코팅될 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 어퍼처 층(506)은 광 가이드(516)의 표면상에 직접 증착될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 어퍼처 층(506)은 (예컨대, 아래에 설명되는 MEMS-다운 구성에서) 셔터들(503) 및 앵커들(505)에서와 동일한 기판상에 배치될 필요가 없다.
[0086] 몇몇 구현들에서, 광원(518)은 상이한 컬러들, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 컬러들의 램프들을 포함할 수 있다. 컬러 이미지는, 인간 뇌가 상이한 컬러 이미지들을 단일 멀티-컬러 이미지로 평균화하기에 충분한 레이트로, 상이한 컬러들의 램프들로 이미지들을 순차적으로 조명함으로써 형성될 수 있다. 다양한 컬러-특정 이미지들이 셔터 어셈블리들(502)의 어레이를 이용하여 형성된다. 다른 구현에서, 광원(518)은 3개보다 많은 상이한 컬러들을 갖는 램프들을 포함한다. 예를 들어, 광원(518)은 적색, 녹색, 청색 및 백색 램프들 또는 적색, 녹색, 청색 및 황색 램프들을 가질 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 광원(518)은 청록색(cyan), 자주색(magenta), 황색 및 백색 램프들, 적색, 녹색, 청색 및 백색 램프들을 포함할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 추가 램프들이 광원(518)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 5개의 컬러들을 이용하는 경우에, 광원(518)은 적색, 녹색, 청색, 청록색 및 황색 램프들을 포함할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 광원(518)은 백색, 주황색, 청색, 보라색 및 녹색 램프들 또는 백색, 청색, 황색, 적색 및 청록색 램프들을 포함할 수 있다. 6개의 컬러들을 이용하는 경우에, 광원(518)은 적색, 녹색, 청색, 청록색, 자주색 및 황색 램프들 또는 백색, 청록색, 자주색, 황색, 주황색 및 녹색 램프들을 포함할 수 있다.
[0087] 커버 플레이트(522)는 디스플레이 장치(500)의 전방을 형성한다. 커버 플레이트(522)의 후방 측은 명암을 높이기 위해 블랙 매트릭스(524)로 커버될 수 있다. 대안적인 구현들에서 커버 플레이트는, 예를 들어 셔터 어셈블리들(502) 중 상이한 어셈블리들에 대응하는 독특한 적색, 녹색 및 청색 필터들인, 컬러 필터들을 포함한다. 커버 플레이트(522)는 갭(526)을 형성하는 셔터 어셈블리들(502)로부터 미리 결정된 거리만큼 떨어져서 지지된다. 갭(526)은 기계적 지지부들 또는 스페이서들(527)에 의해 그리고/또는 커버 플레이트(522)를 기판(504)에 부착하는 접착 시일(seal)(528)에 의해 유지된다.
[0088] 접착 시일(528)은 유체(530)로 시일링된다. 유체(530)는 바람직하게는 약 10 센티푸아즈(centipoise) 미만의 점도들 및 바람직하게는 약 2.0 초과의 비유전율(relative dielectric constant) 및 약 104 V/cm 초과의 유전체 파괴 강도들로 제작된다(engineered). 유체(530)는 또한 윤활유로서의 역할을 할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 유체(530)는 높은 표면 적심 능력을 갖는 소수성 액체이다. 대안적인 구현들에서, 유체(530)는 기판(504)의 굴절률보다 크거나 작은 굴절률을 갖는다.
[0089] 기계적 광 변조기들을 포함하는 디스플레이들은 수백, 수천 또는 일부 경우들에서 수백만의 이동 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 일부 디바이스들에서, 엘리먼트의 모든 각각의 이동은 하나 또는 그 초과의 엘리먼트들을 디스에이블하기 위한 정지 마찰 가능성을 제공한다. 이러한 이동은 모든 부분들을 유체(또한 유체(530)로 지칭됨)에 담금으로써 그리고 MEMS 디스플레이 셀에서의 갭 또는 유체 공간 내에서 (예를 들어, 접착제로) 유체를 시일링함으로써 용이해진다. 유체(530)는 보통, 장기간에 걸쳐 최소의 저하 효과들, 낮은 점도 및 낮은 마찰 계수를 갖는 유체이다. MEMS-기반 디스플레이 어셈블리가 유체(530)를 위한 액체를 포함할 때, 액체는 적어도 부분적으로 MEMS-기반 광 변조기의 이동 부분들 중 일부를 둘러싼다. 몇몇 구현들에서, 구동 전압들을 감소시키기 위해, 액체는 70 센티푸아즈 미만의 점도를 갖는다. 몇몇 다른 구현들에서, 액체는 10 센티푸아즈 미만의 점도를 갖는다. 70 센티푸아즈 미만의 점도들을 갖는 액체들은 낮은 분자량들: 4000 grams/mole 미만 또는 일부 경우들에서 400 grams/mole 미만의 물질들을 포함할 수 있다. 또한, 그와 같은 구현들에 대해 적합할 수 있는 유체들(530)은 제한 없이, 탈이온수(de-ionized water), 메탄올, 에탄올 및 다른 알콜들, 파라핀들, 올레핀들, 에테르들, 실리콘 오일들, 플루오르화 실리콘 오일들 또는 다른 자연 또는 합성 용매들 또는 윤활유들을 포함한다. 유용한 유체들은 헥사메틸디실록산(hexamethyldisiloxane) 및 옥타메틸트리실록산(octamethyltrisiloxane)과 같은 폴리디메틸실록산들(polydimethyl siloxanes), 또는 헥실펜타메틸디실록산(hexylpentamethyldisiloxane)과 같은 알킬 메틸 실록산들(alkyl methyl siloxanes)일 수 있다. 유용한 유체들은 옥탄(octane)이나 데칸(decane)과 같은 알칸들(alkanes)일 수 있다. 유용한 유체들은 나이트로메탄(nitromethane)과 같은 나이트로알칸들(nitroalkanes)일 수 있다. 유용한 유체들은 톨루엔(toluene) 또는 디에틸벤젠(diethylbenzene)과 같은 방향족 화합물들일 수 있다. 유용한 유체들은 부탄온(butanone) 또는 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone)과 같은 케톤들일 수 있다. 유용한 유체들은 클로로벤젠(chlorobenzene)과 같은 클로로카본들일 수 있다. 유용한 유체들은 디클로로플루오로에탄(dichlorofluoroethane) 또는 클로로트리플루오로에틸렌(chlorotrifluoro ethylene)과 같은 클로로플루오로카본들(chlorofluorocarbons)일 수 있다. 이들 디스플레이 어셈블리들에 대해 고려되는 다른 유체들은 부틸 아세테이트(butyl acetate) 및 디메틸포름아미드(dimethylformamide)를 포함한다. 이들 디스플레이들에 대한 또 다른 유용한 유체들은 하이드로플루오로 에테르들(hydro fluoro ethers), 퍼플루오로폴리에테르들(perfluoropolyethers), 하이드로 플로오로 폴리 에테르들(hydro fluoro poly ethers), 펜탄올(pentanol) 및 부탄올(butanol)을 포함한다. 예시적인 적합한 하이드로 플루오로 에테르들(hydro fluoro ethers)은 에틸 나노플루오로부틸 에테르(ethyl nonafluorobutyl ether) 및 2-트리플루오로메틸-3-에톡시도데카플루오로헥산(2-trifluoromethyl-3-ethoxydodecafluorohexane)을 포함한다.
[0090] 시트 금속 또는 몰딩된 플라스틱 어셈블리 브라켓(532)은 커버 플레이트(522), 기판(504), 백라이트(515) 및 에지들 주변에 함께 있는 다른 컴포넌트 부분들을 보유한다. 어셈블리 브라켓(532)은 나사들(screws) 또는 압입 탭들(indent tabs)로 체결되어, 결합된 디스플레이 장치(500)에 강성을 부가한다. 몇몇 구현들에서, 광원(518)은 에폭시 폿팅 화합물(epoxy potting compound)에 의해 적소에(in place) 몰딩된다. 반사기들(536)은 광 가이드(516)의 에지들로부터 빠져나오는 광이 광 가이드(516)로 다시 리턴하게 돕는다. 제어 신호들은 물론, 파워를 셔터 어셈블리들(502) 및 광원(518)에 제공하는 전기적 상호접속부들은 도 5에 도시되지 않는다.
[0091] 디스플레이 장치(500)는 MEMS-업(up) 구성으로 지칭되며, 여기서 MEMS-기반 광 변조기들은 기판(504)의 전면, 즉 시청자를 향하는 표면상에 형성된다. 셔터 어셈블리들(502)은 반사 어퍼처 층(506)의 최상부 바로 위에 구축된다. MEMS-다운(down) 구성으로 지칭되는 대안적인 구현에서, 셔터 어셈블리들은 반사 어퍼처 층이 형성되는 기판으로부터 분리된 기판상에 배치된다. 복수의 어퍼처들을 정의하는 반사 어퍼처 층이 형성되는 기판은 본원에서 어퍼처 플레이트로 지칭된다. MEMS-다운 구성에서, MEMS-기반 광 변조기들을 보유하는 기판은 디스플레이 장치(500)에서 커버 플레이트(522)를 대신하며 MEMS-기반 광 변조기들이 최상부 표면의 후방 표면, 즉 시청자와 등지게 그리고 광 가이드(516)를 향하는 표면상에 포지셔닝되도록 배향된다. 이로써 MEMS-기반 광 변조기들은 반사 어퍼처 층(506)에 바로 대향하게 그리고 반사 어퍼처 층(506)으로부터 갭에 걸쳐 포지셔닝된다. 갭은 MEMS 변조기들이 형성되는 기판 및 어퍼처 플레이트를 연결하는 일련의 스페이서 포스트들(spacer posts)에 의해 유지될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 스페이서들은 어레이의 각 픽셀 내에 또는 그 사이에 배치된다. 그들의 대응하는 어퍼처들로부터 MEMS 광 변조기들을 분리하는 갭 또는 거리는 바람직하게는 10 미크론들보다 작거나, 오버랩(416)과 같은 셔터들과 어퍼처들 사이의 오버랩 미만의 거리이다.
[0092] 도 6a-6e는 예시적인 합성 셔터 어셈블리의 구성의 스테이지들의 단면도들을 도시한다. 도 6a는 완성된 합성 셔터 어셈블리(600)의 예시적인 단면도를 도시한다. 셔터 어셈블리(600)는 셔터(601), 2개의 컴플라이언트 빔들(602) 및 기판(603) 및 어퍼처 층(606) 상에 구축된(built-up) 앵커 구조(604)를 포함한다. 합성 셔터 어셈블리(600)의 엘리먼트들은 제 1 기계적 층(605), 도전체 층(607), 제 2 기계적 층(609) 및 인캡슐레이팅(encapsulating) 유전체(611)를 포함한다. 기계적 층들(605 또는 609) 중 적어도 하나가 셔터 어셈블리(600)에 대한 주된 로드 베어링 및 기계적 구동 부재로서의 역할을 함에 따라, 기계적 층들(605 또는 609) 중 적어도 하나는, 어떤 구현들에서는, 기계적 층들(605 및 609)이 더 얇을 수 있긴 하지만, 0.15 미크론들을 초과하는 두께들로 증착될 수 있다. 기계적 층들(605 및 609)에 대한 후보 물질들은, 제한 없이, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 탄탈(Ta), 니오븀(Nb), 네오디뮴(Nd) 또는 이들의 합금들과 같은 금속들을 포함한다; 알루미늄 산화물(Al2O3), 실리콘 산화물(SiO2), 탄탈 펜톡사이드(tantalum pentoxide: Ta2O5), 또는 실리콘 질화물(Si3N4)과 같은 유전체 물질들; 또는 다이아몬드상 카본(diamond-like carbon), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨 비화물(GaAs), 카드뮴 텔루르화물(CdTe) 또는 이들의 합금들과 같은 반도체 물질들을 포함한다. 도전체 층(607)과 같은 층들 중 적어도 하나는 구동 엘리먼트들상에 그리고 이 구동 엘리먼트들로부터 전하를 전달하도록 전기적으로 도전성이어야 한다. 후보 물질들은, 제한없이, Al, Cu, Ni, Cr, Mo, Ti, Ta, Nb, Nd 또는 이들의 합금들 또는 다이아몬드상 카본, Si, Ge, GaAs, CdTe 또는 이들의 합금들과 같은 반도체 물질들을 포함한다. 반도체 층들을 사용하는 몇몇 구현들에서, 반도체들은 인(P), 비소(As), 붕소(B) 또는 Al과 같은 불순물들로 도핑된다. 도 6a는 유사한 두께들 및 기계적 특성들을 갖는, 기계적 층들(605 및 609)이 도전체 층(607)의 양측 상에 증착되는 합성물에 대한 샌드위치 구성을 도시한다. 몇몇 구현들에서, 샌드위치 구조는 증착 후에 남아있는 응력들 및/또는 온도 변화들에 의해 부과되는 응력들이 셔터 어셈블리(600)의 벤딩, 와핑(warping) 또는 다른 변형을 야기하게 동작하지 않음을 보장하는 것을 돕는다.
[0093] 몇몇 구현들에서, 셔터 어셈블리(600)의 외측은 도전체 층으로 형성되는 반면에 셔터 어셈블리(600)의 내측은 기계적 층으로 형성되도록, 합성 셔터 어셈블리(600)에서의 층들의 순서는 반전될 수 있다.
[0094] 셔터 어셈블리(600)는 인캡슐레이팅 유전체(611)를 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 셔터(601), 앵커(604) 및 빔들(602)의 모든 노출된 최하부, 최상부 및 측면들이 균일하게 코팅되도록, 유전체 코팅들이 컨포멀한(conformal) 형태로 제공될 수 있다. 그와 같은 박막들은 열적 산화에 의해 그리고/또는 Al2O3, 크롬(III) 산화물(Cr2O3), 티타늄 산화물(TiO2), 하프늄 산화물(HfO2), 바나듐 산화물(V2O5), 니오븀 산화물(Nb2O5), Ta2O5, SiO2 또는 Si3N4와 같은 절연체의 컨포멀한 CVD에 의해, 또는 원자 층 증착을 통한 유사한 물질들의 증착에 의해 성장될 수 있다. 유전체 코팅 층은 10 nm 내지 1 미크론 범위의 두께들로 제공될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 측벽들 상에 유전체 코팅을 증착하기 위해 스퍼터링 및 증발이 이용될 수 있다.
[0095] 도 6b-6e는 도 6a에 도시되는 셔터 어셈블리(600)를 형성하기 위해 이용되는 예시적인 프로세스의 특정한 중간 제조 스테이지들의 결과들의 예시적인 단면도들을 도시한다. 몇몇 구현들에서, 셔터 어셈블리(600)는 도 3a 및 3b에 도시된 제어 매트릭스들과 같은, 박막 트랜지스터들의 액티브 매트릭스 어레이와 같은 기존의 제어 매트릭스의 최상부 상에 구축된다.
[0096] 도 6b는 셔터 어셈블리(600)를 형성하는 예시적인 프로세스에서 제 1 스테이지의 결과들의 단면도를 도시한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 희생 층(613)이 증착되고 패터닝된다. 몇몇 구현들에서, 폴리이미드(polyimide)가 희생 층 물질로서 이용된다. 다른 후보 희생 층 물질들은, 제한없이, 폴리아미드, 플루오로폴리머(fluoropolymer), 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene), 폴리페닐퀴녹실렌(polyphenylquinoxylene), 파릴렌(parylene), 또는 폴리노보렌(polynorbornene)과 같은 폴리머 물질들을 포함한다. 이들 물질들은 거친 표면들을 평탄화하고, 250℃를 초과하는 프로세싱 온도들에서 기계적 보전성을 유지하는 능력 및 제거 동안의 열적 분해 및/또는 에칭에 대한 편의성을 위해 선택된다. 다른 구현들에서, 희생 층(613)은 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리비닐 에틸렌(polyvinyl ethylene) 및 페놀 또는 노볼락 수지들과 같은 포토레지스트로 형성된다. 몇몇 구현들에서 이용되는 대안적인 희생 층 물질에는 SiO2이 있는데, 이 SiO2는, 다른 전자 또는 구조적 층들이 그의 제거를 위해 이용되는 플루오르화수소산 용액들에 저항력 있는 한, 우선적으로 제거될 수 있다. 하나의 이러한 적합한 저항 물질은 Si3N4이 있다. 다른 대안적인 희생 층 물질에는 Si가 있는데, 이 Si는, 대부분 금속들 및 Si3N4와 같은 전자 또는 구조적 층들이 그의 제거를 위해 이용되는 플루오린 플라즈마들 또는 크세논 다이플루오라이드(XeF2)에 저항력이 있는 한, 우선적으로 제거될 수 있다. 또 다른 대안적인 희생 층 물질에는 Al이 있는데, 이 Al은, 다른 전자 또는 구조적 층들이 농축된 수산화나트륨(NaOH) 용액들과 같은 강한 염기 용액들에 저항력이 있는 한, 우선적으로 제거될 수 있다. 적합한 물질들은 예를 들어, Cr, Ni, Mo, Ta 및 Si를 포함한다. 또 다른 대안적인 희생 층 물질에는 Cu가 있는데, 이 Cu는, 다른 전자 또는 구조 층들이 질산 또는 황산 용액들에 저항력이 있는 한, 우선적으로 제거될 수 있다. 그와 같은 물질들은 예를 들어, Cr, Ni 및 Si를 포함한다.
[0097] 다음으로 희생 층(613)은 앵커 영역들(604)에서 홀들 또는 비아들(vias)을 노출시키도록 패터닝된다. 희생 층 물질로서 폴리이미드 또는 다른 비-광활성 물질들을 사용하는 구현들에서, 희생 층 물질은, UV 포토마스크를 통해 노출되는 영역들이 현상액에서 우선적으로 제거되게 허용하는, 광활성제들(photoactive agents)을 포함하도록 포뮬레이팅(formulated)될 수 있다. 다른 물질들로 형성되는 희생 층들은 추가 포토레지스트 층에 희생 층(613)을 코팅하고, 포토레지스트를 포토패터닝(photopatterning)하고, 그리고 마지막으로 포토레지스트를 에칭 마스크로서 이용함으로써 패터닝될 수 있다. 희생 층(613)은 대안적으로 SiO2의 얇은 층 또는 Cr과 같은 금속일 수 있는 하드 마스크로 희생 층(613)을 코팅함으로써 패터닝될 수 있다. 포토패턴은 그 후에 포토레지스트 및 습식 화학 에칭에 의해 하드 마스크로 전사된다. 하드 마스크에서 현상되는 패턴은 깊고 좁은 앵커 홀들을 희생 층(613)에 전하는데 이용될 수 있는 건식 화학, 이방성 또는 플라즈마 에칭 기술들에 저항력이 있을 수 있다.
[0098] 앵커 영역들(604)이 희생 층(613)에서 개방된 후에, 노출된 하부에 놓인 도전성 표면(614)은, 임의의 표면 산화물 층들을 제거하기 위해, 화학적으로 또는 플라즈마의 스퍼터링 효과들을 통해 에칭될 수 있다. 그와 같은 접촉 에칭 스테이지는 하부에 놓인 도전성 표면(614)과 셔터 물질 사이의 옴(ohmic) 접촉을 개선할 수 있다. 희생 층(613)의 패터닝 후에, 임의의 포토레지스트 층들 또는 하드 마스크들은 용제 세정 또는 산(acid) 에칭의 이용을 통해 제거될 수 있다.
[0099] 다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 셔터 어셈블리(600)를 구축하기 위한 프로세스에서, 셔터 물질들이 증착된다. 셔터 어셈블리(600)는 다수의 박막들로 구성된다: 제 1 기계적 층(605), 도전체 층(607) 및 제 2 기계적 층(609). 몇몇 구현들에서, 제 1 기계적 층(605)은 비정질 실리콘(a-Si) 층이고, 도전체 층(607)은 Al이며 제 2 기계적 층(609)은 a-Si이다. 제 1 기계적 층(605), 도전체 층(607) 및 제 2 기계적 층(609)은 희생 층(613)에 대해 물리적 저하가 발생하는 온도 미만의 온도에서 증착된다. 예를 들어, 폴리이미드는 약 400℃를 초과하는 온도들에서 분해된다. 따라서, 몇몇 구현들에서, 제 1 기계적 층(605), 도전체 층(607) 및 제 2 기계적 층(609)은 희생 층 물질로서 폴리이미드의 사용을 허용하는, 약 400℃ 미만의 온도들에서 증착된다. 몇몇 구현들에서, 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)은 약 250 내지 약 350℃의 범위에서의 온도들에서 실란(silane) 가스로부터의 플라즈마-강화된 화학 기상 증착(PECVD)에 의해, 비교적 응력이 없는 상태에서, 약 0.15 내지 약 3 미크론들 범위의 두께로 성장될 수 있기 때문에, 이 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)이 제 1 및 제 2 기계적 층들(605 및 609)에 대한 유용한 기계적 물질이다. 그와 같은 구현들 중 일부에서, a-Si가 약 1 ohm-cm 미만의 저항률들로 성장될 수 있도록 포스핀 가스(phosphine gas)(PH3)가 도펀트(dopant)로서 이용된다. 대안적인 구현들에서, 제 1 기계적 층(605)으로서 Si3N4, 실리콘-풍부(silicon-rich) Si3N4 또는 SiO2 물질들의 증착을 위해 또는 제 1 기계적 층(605)에 대한 다이아몬드상 카본, Ge, SiGe, CdTe, 또는 다른 반도체 물질들의 증착을 위해 유사한 PECVD 기술이 이용될 수 있다. PECVD 증착 기법의 이점은 증착이 상당히 컨포멀할 수 있으며, 즉 좁은 비아 홀들의 내측 표면들 또는 다양한 경사진 표면들을 코팅할 수 있다는 것이다. 희생 층 물질로 절단되는 비아 홀들 또는 앵커가 거의 수직인 측벽들을 제공하지만, PECVD 기술은 앵커의 최하부 및 최상부 수평 표면들 사이에 실질적으로 연속인 코팅을 제공할 수 있다.
[0100] PECVD 기술에 더하여, 제 1 및 제 2 기계적 층들(605 및 609)의 성장을 위해 이용가능한 대안적인 적합한 기법들은 RF 또는 DC 스퍼터링, 유기금속 CVD, 증발, 전기도금 또는 무전해 도금을 포함한다.
[0101] 도전체 층(607)에 대해, 몇몇 구현들에서, Al과 같은 금속 박막이 활용된다. 몇몇 다른 구현들에서, Cu, Ni, Mo 또는 Ta와 같은 대안적인 금속들이 선택될 수 있다. 그와 같은 도전성 물질의 포함은 2가지 목적들에 기여한다. 이는 셔터(601)의 전체 시트 저항(sheet resistance)을 감소시키고, 그리고 이는, 셔터(601)의 몇몇 구현들에 이용될 수 있는 바와 같이, 약 2 미크론들 미만의 두께인 경우에는 a-Si가 가시광을 어느 정도 투과시킬 수 있기 때문에, 셔터(601)를 통한 가시광의 통과를 차단하는데 도움을 준다. 도전성 물질은 스퍼터링에 의해 또는, 더 컨포멀한 형태로, CVD 기술들, 전기도금 또는 무전해 도금에 의해 증착될 수 있다.
[0102] 도 6d는 셔터 어셈블리(600)의 형성에 이용되는 프로세싱 스테이지들의 다음 세트의 결과들을 도시한다. 제 1 기계적 층(605), 도전체 층(607) 및 제 2 기계적 층(609)은 포토마스킹되고 에칭되는 반면에, 희생 층(613)은 여전히 기판(603) 상에 있다. 먼저, 포토레지스트 물질이 제공되고, 그 후에 포토마스크를 통해 노출되고, 그 후에 현상되어 에칭 마스크를 형성한다. 비정질 실리콘, Si3N4 및 SiO2는 그 후에 플루오린계(fluorine-based) 플라즈마 케미스트리들로 에칭될 수 있다. SiO2 기계적 층들은 또한 HF 습식 화학약품(chemicals)을 이용하여 에칭될 수 있고; 그리고 도전체 층(607)에서의 임의의 금속들은 습식 화학약품 또는 클로린계(chlorine-based) 플라즈마 케미스트리들로 에칭될 수 있다.
[0103] 포토마스크를 통해 제공되는 패턴 형상들은 셔터 어셈블리(600)의 셔터(601) 및 액추에이터에서의 전압 응답, 컴플라이언스(compliance), 강도(stiffness)와 같은 기계적 특성들에 영향을 미칠 수 있다. 셔터 어셈블리(600)는 단면으로 도시되는, 컴플라이언트 빔들(602)을 포함한다. 각 컴플라이언트 빔(602)은 그 폭이 셔터 물질의 총 높이 또는 두께보다 작도록 형상화된다. 몇몇 구현들에서, 빔 치수 비는 약 1.4:1 또는 그 초과로 유지되며, 컴플라이언트 빔들(602)은 그들의 폭(wide)보다 더 높거나 더 두껍다.
[0104] 셔터 어셈블리(600)를 구축하기 위한 예시적인 제조 프로세스의 후속 스테이지들의 결과들이 도 6e에 도시된다. 희생 층(613)은 제거되어, 앵커 포인트들을 제외하고, 기판(603)으로부터 모든 이동 부분들이 자유롭게 된다(free-up). 몇몇 구현들에서, 폴리이미드 희생 물질들이 산소 플라즈마에서 제거된다. 희생 층(613)을 위해 이용되는 다른 폴리머 물질들은 또한 산소 플라즈마에서, 또는 일부 경우들에서 열분해(thermal pyrolysis)에 의해 제거될 수 있다. (SiO2와 같은) 일부 희생 층 물질들은 습식 화학 에칭에 의해 또는 기상(vapor phase) 에칭에 의해 제거될 수 있다.
[0105] 최종 프로세스에서, 그 결과들이 도 6a에 도시되며, 인캡슐레이팅 유전체(611)는 셔터 어셈블리(600)의 모든 노출된 표면들 상에 증착된다. 몇몇 구현들에서, 셔터(601) 및 빔들(602)의 모든 최하부, 최상부 및 측면들이 CVD를 이용하여 균일하게 코팅되어, 인캡슐레이팅 유전체(611)가 컨포멀한 형태로 제공될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 셔터(601)의 최상부 및 측면들만이 코팅된다. 몇몇 구현들에서, Al2O3는 인캡슐레이팅 유전체(611)에 대해 이용되며 원자 층 증착에 의해 약 10 내지 약 100 나노미터들 범위의 두께들로 증착된다.
[0106] 최종적으로, 점착방지(anti-stiction) 코팅들이 셔터(601) 및 빔들(602)의 표면들에 제공될 수 있다. 이들 코팅들은 액추에이터의 2개의 독립 빔들 사이의 원치않는 점착 또는 접착을 방지한다. 적합한 코팅들은 (그래파이트(graphite) 및 다이아몬드상 모두의) 카본 막들은 물론, 플루오로폴리머들, 및/또는 낮은 증기압 윤활유들은 물론, 클로로실란들(chlorosilanes), 하이드로카본 클로로실란들(hydrocarbon chlorosilanes), 플루오로카본 클로로실란들(fluorocarbon chlorosilanes), 예컨대 메톡시-말단 실란들(methoxy-terminated silanes), 퍼플루오로화, 아미노-실란들, 실록산들 및 카복실산계 모노머들(carboxylic acid based monomers) 및 종(species)을 포함한다. 이들 코팅들은 분자 증기에 대한 노출에 의해 또는 CVD에 의한 전구체(precursor) 화합물들의 분해에 의해 제공될 수 있다. 점착방지 코팅들은 또한, 예컨대 절연 표면들의 플루오르화, 실란화, 실록산화(siloxidation) 또는 수소화에 의해, 셔터 표면들의 화학적 변질(chemical alteration)에 의해 생성될 수 있다.
[0107] MEMS-기반 셔터 디스플레이들에 이용하기 위한 적합한 액추에이터들 중 하나의 종류(class)로는, 디스플레이 기판의 평면내로 또는 디스플레이 기판에 대해 가로방향으로 셔터 움직임을 제어하기 위한 컴플라이언트 액추에이터 빔들이 포함된다. 그와 같은 셔터 어셈블리들의 구동을 위해 사용되는 전압은 액추에이터 빔들이 더 컴플라이언트됨에 따라 감소한다. 또한 구동된 움직임의 제어는, 평면외 움직임에 관하여 평면내 움직임이 바람직하거나 촉진되도록 빔들이 형상화되는 경우 개선된다. 따라서, 몇몇 구현들에서, 컴플라이언트 액추에이터 빔들은 직사각형 단면을 가져, 빔들은 그들의 폭 보다 더 높거나 더 두껍다.
[0108] 특정 평면 내에서의 벤딩에 관하여 긴 직사각형 빔의 강도는 제 3 파워에 대해 해당 평면에서의 해당 빔의 가장 얇은 치수로 스케일링된다. 따라서, 평면내 움직임에 대한 구동 전압들을 감소시키기 위해 컴플라이언트 빔들의 폭을 감소시키는 것이 유리하다. 그러나, 셔터 및 액추에이터 구조들을 정의하고 제조하기 위해 종래의 포토리소그래피 장비를 이용할 때, 빔들의 최소 폭은 광학계(optics)의 해상도로 제한될 수 있다. 그리고 좁은 피처들(features)로 포토레지스트의 패턴들을 정의하도록 포토리소그래피 장비가 개발되었지만, 그와 같은 장비는 값비싸며, 단일 노출에서 패터닝이 달성될 수 있는 영역들은 제한된다. 유리 또는 다른 투명 기판들의 큰 패널들에 대한 경제적인 포토리소그래피를 위해, 패터닝 해상도 또는 최소 피처 크기는 통상적으로 수 미크론들로 제한된다.
[0109] 도 7a-7d는 좁은 측벽 빔들을 갖는 예시적인 셔터 어셈블리(700)의 구성 스테이지들의 등각 투상도들을 도시한다. 이러한 대안적인 프로세스는 큰 유리 패널들 상에 종래의 리소그래피 제한들에 훨씬 못미치는(well below) 폭을 갖는, 컴플라이언트 액추에이터 빔들(718 및 720) 및 컴플라이언트 스프링 빔(716)(총체적으로 "측벽 빔들(716, 718 및 720)"로 지칭됨)을 산출한다. 도 7a-7d에 도시된 프로세스에서, 셔터 어셈블리(700)의 컴플라이언트 빔들은 희생 물질로 만들어지는 몰드 상에 측벽 피처들로서 형성된다. 프로세스는 측벽 빔들 프로세스로 지칭된다.
[0110] 측벽 빔들(716, 718 및 720)을 갖는 셔터 어셈블리(700)를 형성하는 프로세스는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 제 1 희생 물질(701)의 증착 및 패터닝으로 시작한다. 제 1 희생 물질(701)에 정의되는 패턴은 구멍들 또는 비아들(702)을 생성하는데, 이 구멍들 또는 비아들(702) 내에는, 결국 셔터 어셈블리(700)에 대한 앵커들이 형성될 것이다. 제 1 희생 물질(701)의 증착 및 패터닝은 유사한 개념이며, 도 6a-6e에 관하여 설명된 증착 및 패터닝에 대해 설명된 것들과 유사한 물질들 및 기술들을 이용한다.
[0111] 측벽 빔들(716, 718 및 720)을 형성하는 프로세스는 제 2 희생 물질(705)의 증착 및 패터닝으로 이어진다. 도 7b는 제 2 희생 물질(705)의 패터닝 후에 생성되는 몰드(703)의 형상을 도시한다. 몰드(703)는 또한 이전에 정의된 비아들(702)을 갖는 제 1 희생 물질(701)을 포함한다. 도 7b에서의 몰드(703)는 2개의 독특한 수평 레벨들을 포함한다. 몰드(703)의 최하부 수평 레벨(708)은 제 1 희생 층(701)의 최상부 표면에 의해 설정되며 제 2 희생 물질(705)이 에칭되었던 그 영역들에 액세스가능하다. 몰드(703)의 최상부 수평 레벨(710)은 제 2 희생 물질(705)의 최상부 표면에 의해 설정된다. 도 7b에 도시되는 몰드(703)는 또한 실질적으로 수직인 측벽들(709)을 포함한다. 제 1 및 제 2 희생 물질들(701 및 705)로 이용할 물질들은 도 6a-6e의 희생 층(613)에 관하여 앞서 설명했다.
[0112] 측벽 빔들(716, 718 및 720)을 형성하는 프로세스는 도 7c에 도시된 바와 같이, 희생 몰드(703)의 모든 노출된 표면들의 전부 상의 셔터 물질의 증착 및 패터닝으로 이어진다. 셔터(712)를 형성하는데 이용하기 위한 적합한 물질들은 도 6a-6e의 제 1 기계적 층(605), 도전체 층(607) 및 제 2 기계적 층(609)에 관하여 앞서 설명했다. 셔터 물질은 약 2 미크론들 미만의 두께로 증착된다. 몇몇 구현들에서, 셔터 물질은 약 1.5 미크론들 미만의 두께를 갖도록 증착된다. 몇몇 다른 구현들에서, 셔터 물질은 약 1.0 미크론들 미만의 두께를 갖도록 그리고 약 0.10 미크론들만큼 얇게 증착된다. 증착 후에, (앞서 설명된 바와 같은 몇몇 물질들의 합성물일 수 있는) 셔터 물질이 도 7c에 도시된 바와 같이 패터닝된다. 먼저, 포토레지스트가 셔터 물질 상에 증착된다. 그 후에 포토레지스트가 패터닝된다. 포토레지스트로 현상된 패턴은, 후속 에칭 스테이지 후에, 셔터 물질이 셔터(712)의 영역은 물론, 앵커들(714)에 남아있도록 설계된다.
[0113] 제조 프로세스는, 이방성 에칭을 제공하여 도 7c에 도시되는 구조를 산출하는 것으로 이어진다. 셔터 물질의 이방성 에칭은, 플라즈마 분위기에서 실행되는데, 전압 바이어스는 기판(726)에 또는 기판(726)에 근접한 전극에 인가된다. (기판(726)의 표면에 수직인 전기장를 갖는) 바이어스된 기판(726)은 기판(726)에 거의 수직인 각도에서 기판(726)을 향한 이온들의 가속을 유도한다. 에칭 화학약품과 커플링되는, 그와 같은 가속화된 이온들은 기판(726)에 평행한 방향들에 비해 기판(726)의 평면에 수직인 방향에서 훨씬 더 빠른 에칭 레이트들을 유도한다. 이로써, 포토레지스트에 의해 보호되는 영역들에서의 셔터 물질의 언더컷-에칭(undercut-etching)이 실질적으로 제거된다. 가속화된 이온들의 이동경로(track)에 실질적으로 평행한 몰드(703)의 측벽 표면들(709)을 따라, 셔터 물질은 또한 이방성 에칭으로부터 실질적으로 보호된다. 그와 같은 보호된 측벽 셔터 물질은 셔터(712)를 지지하기 위한 측벽 빔들(716, 718 및 720)을 형성한다. 최상부 수평 표면(710) 또는 최하부 수평 표면(708)과 같은 몰드(703)의 다른 (포토레지스트에 보호되지 않는) 수평 표면들을 따라, 셔터 물질은 에칭에 의해 실질적으로 완전히 제거되었다.
[0114] 측벽 빔들(716, 718 및 720)을 형성하기 위해 이용되는 이방성 에칭은 기판(726) 또는 기판(726)의 근접한 부근에 있는 전극의 전기적 바이어스에 대한 프로비전(provision)이 공급되는 한 RF 또는 DC 플라즈마 에칭 디바이스에서 달성될 수 있다. RF 플라즈마 에칭의 경우에 대해, 여기 회로(excitation circuit)의 접지 플레이트들로부터 기판 홀더를 연결해제함으로써 등가 셀프-바이어스(equivalent self-bias)가 획득될 수 있으며, 그에 의해 기판 전위가 플라즈마에서 플로팅하도록 허용한다. 몇몇 구현들에서는, 카본 및 하이드로겐 둘 다 및/또는 카본 및 플루오린이 에칭 가스에서의 구성요소들인 트리플루오로메탄(trifluoromethane)(CHF3), 퍼플루오로부텐(perfluorobutene)(C4F8), 또는 클로로포름(chloroform)(CHCl3)과 같은 에칭 가스를 제공하는 것이 가능하다. 기판(726)의 전압 바이어싱을 통해 다시 달성되는, 방향성 플라즈마와 커플링될 때, 유리된(liberated) 카본(C), 하이드로겐(H) 및/또는 플루오린(F) 원자들이 측벽들(709)로 이동할 수 있으며, 이 원자들은 패시브(passive) 또는 보호성(protective) 준-폴리머(quasi-polymer) 코팅을 구축한다. 이러한 준-폴리머 코팅은 추가로, 에칭 또는 화학적 공격으로부터 측벽 빔들(716, 718 및 720)을 보호한다.
[0115] 측벽 빔들(716, 718 및 720)을 형성하는 프로세스는 제 2 희생 물질(705) 및 제 1 희생 물질(701)의 잔여부의 제거로 완료된다. 그 결과는 도 7d에 도시된다. 희생 물질을 제거하는 프로세스는 도 6e에 관하여 설명된 것과 유사하다. 몰드(703)의 측벽들(709) 상에 증착되는 물질은 측벽 빔들(716, 718 및 720)로서 남게 된다. 측벽 빔(716)은 앵커들(714)을 셔터(712)에 기계적으로 연결하는 스프링으로서의 역할을 하며, 또한 수동 복원력을 제공하여 컴플라이언트 빔들(718 및 720)로 형성되는 액추에이터에 의해 가해지는 힘들에 대항한다. 앵커들(714)은 어퍼처 층(725)에 연결된다. 측벽 빔들(716, 718 및 720)은 높고 좁다. 몰드(703)의 표면으로부터 형성된 것과 같이, 측벽 빔들(716, 718 및 720)의 폭은 증착되었을 때의(as deposited) 셔터 물질의 두께와 유사하다. 몇몇 구현들에서, 측벽 빔(716)의 폭은 셔터(712)의 두께와 동일할 것이다. 몇몇 다른 구현들에서, 빔 폭은 셔터(712)의 약 1/2 두께일 것이다. 측벽 빔들(716, 718 및 720)의 높이는 제 2 희생 물질(705)의 두께에 의해, 또는 다시 말해 도 7b에 관련하여 설명되는 패터닝 동작 동안 생성된 것과 같은 몰드(703)의 깊이에 의해 결정된다. 증착된 셔터 물질의 두께가 약 2 미크론들 미만이게 선택되는 한, 도 7a-7d에 도시되는 프로세스는 좁은 빔들의 생성에 매우 적합하다. 사실, 많은 애플리케이션들에 대해, 0.1 내지 2.0 미크론의 두께 범위가 상당히 적합하다. 종래의 포토리소그래피는 예를 들어, 2 미크론들 또는 5 미크론들보다 작지 않은 최소 분해 피처들(minimum resolved features)을 허용하면서, 도 7a, 7b 및 7c에 도시되는 패터닝된 피처들을 훨씬 더 큰 치수들로 제한할 것이다.
[0116] 도 7d는 높은 종횡비들의 단면들을 갖는 컴플라이언트 빔들을 산출하는, 앞서 설명된 프로세스에서의 릴리즈 동작 후에 형성되는, 셔터 어셈블리(700)의 등각 투상도를 도시한다. 제 2 희생 물질(705)의 두께가 예를 들어, 셔터 물질의 두께보다 약 4배를 초과하게 더 큰 한, 빔 높이 대 빔 폭에 대한 결과적인 비는 유사한 비, 즉 약 4:1보다 큰 비로 생성될 것이다.
[0117] 앞서 예시되지 않지만 도 7c를 유도하는 프로세스의 일부로서 포함되는 선택적 스테이지는, 컴플라이언트 구동 빔들(718)로부터 컴플라이언트 로드 빔들(720)을 분리하거나 디커플링하는 측벽 빔 물질의 등방성 에칭을 수반한다. 예를 들어, 포인트(724)에서의 셔터 물질은 등방성 에칭의 이용을 통해 측벽으로부터 제거되었다. 등방성 에칭은 그 에칭 레이트가 모든 방향에서 실질적으로 동일한 에칭으로, 포인트(724)와 같은 영역들에서의 측벽 물질은 더 이상 보호되지 않는다. 등방성 에칭은 바이어스 전압이 기판(726)에 인가되지 않는 한 통상적인 플라즈마 에칭 장비에서 달성될 수 있다. 등방성 에칭은 또한 습식 화학 또는 기상 에칭 기법들을 이용하여 달성될 수 있다. 이러한 선택적 제 4 마스킹 및 에칭 스테이지 이전에, 측벽 빔 물질은 몰드(703)에서의 오목한 피처들의 둘레 주변에 본질적으로 연속하게 존재한다. 제 4 마스크 및 에칭 스테이지는 측벽 물질을 분리하고 분할하여 독특한 빔들(718 및 720)을 형성하는데 이용된다. 포인트(724)에서의 빔들(718 및 720)의 분리는 포토레지스트 디스펜스(photoresist dispense), 및 마스크를 통한 노출의 제 4 프로세스를 통해 달성된다. 이 경우에서의 포토레지스트 패턴은 분리 포인트(724)를 제외하고 모든 포인트들에서 등방성 에칭에 대해 측벽 빔 물질을 보호하도록 설계된다.
[0118] 측벽 프로세스에서의 최종 스테이지로서, 측벽 빔들(716, 718 및 720)의 외부 표면들 주변에 인캡슐레이팅 유전체가 증착된다.
[0119] 몰드(703)의 측벽들(709) 상에 증착되는 셔터 물질을 보호하고 실질적으로 균일한 단면의 측벽 빔들(716, 718 및 720)을 생성하기 위해, 일부 특정 프로세스 가이드라인들이 후속될 수 있다. 예를 들어, 도 7b에서, 측벽들(709)은 가능한 한 수직으로 만들어질 수 있다. 측벽들(709) 및/또는 노출된 표면들에서의 경사들은 이방성 에칭에 민감해진다. 몇몇 구현들에서, 수직 측벽들(709)은 이방성 형태의 제 2 희생 물질(705)의 패터닝과 같은, 도 7b에서의 패터닝 동작에 의해 생성될 수 있다. 제 2 희생 층(705)의 패터닝과 함께 추가적인 포토레지스트 코팅 또는 하드 마스크의 이용은 포토레지스트의 과도한 마모를 방해하면서 제 2 희생 물질(705)의 이방성 에칭에서의 어그레시브 플라즈마들 및/또는 높은 기판 바이어스의 이용을 허용한다. 수직 측벽들(709)은 또한 UV 노출 동안 초점 심도를 제어하는데 주의가 필요하고 과도한 수축이 레지스트의 최종 큐어 동안 회피되는 한 광이미징 가능(photoimageable) 희생 물질들에 생성될 수 있다.
[0120] 측벽 빔 프로세싱 동안 도움을 주는 다른 프로세스 가이드라인은 셔터 물질 증착의 컨포멀리티(conformality)에 관한 것이다. 몰드(703)의 표면들은 수직이거나 수평인, 그들의 표면들의 배향에 관계없이, 셔터 물질의 유사한 두께들로 커버될 수 있다. 그와 같은 컨포멀리티는 CVD로 증착할 때 달성될 수 있다. 특히, 후속하는 컨포멀 기술들이 사용될 수 있다: PECVD, 저압 화학 기상 증착(LPCVD), 및 원자 또는 자기-제한된 층 증착(ALD). 상기 CVD 기술들에서 박막의 성장 레이트는 표면을 소스 원자들의 지향성 플럭스에 노출시키는 것과 달리 표면 상의 반응 레이트들에 의해 제한될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 수직면들 상에 성장되는 물질의 두께는 수평 표면들 상에 성장되는 물질의 두께의 적어도 50%이다. 대안적으로, 셔터 물질들은 도금 전에 표면들을 코팅하는 금속 시드 층이 제공된 후에, 무전해 도금 또는 전기도금에 의해 용액으로부터 컨포멀하게 증착될 수 있다.
[0121] 아래 놓이는 층들과의 용량성 커플링을 감소시키기 위해, 전기적 상호접속부들은 수직 배향을 갖도록 형성될 수 있다. 전기적 상호접속부들의 수직 배향은 아래 놓이는 층들에 대하여 상호접속부 물질들의 더 큰 간격을 제공한다. 그 결과, 전기적 상호접속부들은 더 빠른 신호 전파 레이트 및 이에 따른 디스플레이에 대한 더 빠른 스위칭 레이트를 제공할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 전기적 상호접속부들의 수직 배향은 적어도 1:1 또는 그 초과인 단면 종횡비를 갖는 상호접속부들을 구성함으로써 달성된다. 즉, 상호접속부들은 적어도 이들이 넓은 만큼 높다. 이러한 더 높은-종횡비 상호접속부들의 단면 두께 또는 폭은 디스플레이를 제조하는데 이용되는 포토리소그래피 프로세스에 의해 달성 가능한 패터닝 해상도(patterning resolution) 또는 최소 피처 크기 미만이고, 몇몇 구현들에서, 상당히 미만이어서, 감소된 풋프린트를 달성한다. 다른 구현들에서, 전기적 상호접속부들의 수직 배향은 앵커들에 의해 기판 위에 상호접속부들을 현수함으로써 달성된다. 현수된 상호접속부들은 더 높은-종횡비 상호접속부들 또는 더 낮은-종횡비 상호접속부들일 수 있다. 앵커들에 의한 상호접속부들의 상승은 기판 상의 상호접속부들의 풋프린트를 앵커들에 의해 차지되는 영역들로 추가로 감소시킨다.
[0122] 더 높은-종횡비 상호접속부들은 상호접속부 물질의 몰드의 노출된 측벽들 상에 컨포멀하게 증착되고 후속적으로 측벽 피처들로서 상호접속부들을 산출하도록 이방성 에칭이 이어지는 측벽 제조 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다. 현수된 상호접속부들은 앵커 물질이 기판 위에 배치되고 후속하여 앵커들에 의해 기판 위에 현수되는 상호접속부들을 산출하도록 앵커 물질 위에 상호접속부 물질의 증착이 이어지는 제조 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다. 제조 프로세스의 몇몇 구현들에서, 상호접속부들 및 앵커들은 현수된, 더 높은-종횡비 상호접속부들을 산출하도록 측벽 피처들로서 형성된다. 제조 프로세스의 다른 구현들에서, 현수된 더 낮은-종횡비 상호접속부들은 측벽 프로세스 대신, 포토리소그래픽 패터닝 프로세스에 의해 형성된다.
[0123] 도 8은 본 명세서에서 설명되는 종래의 더 낮은-종횡비 상호접속부들 및 더 높은-종횡비 상호접속부들 간의 차이를 나타내기 위한 디스플레이 어셈블리(800)의 예시적인 사시도를 도시한다. 어셈블리(800)는 어퍼처 층(804)이 형성되는 기판(802)을 포함한다. 도 8에서 도시된 바와 같이, 기판(802)은 예를 들어, 유리 또는 플라스틱으로 형성되는 투명한 기판이지만, 몇몇 구현들에서, 불투명한 물질들이 또한 기판(802)에 대한 적합한 후보 물질들이다. 어퍼처 층(804) 외에도, 하나 또는 그 초과의 전기 도전성 층들이 전기적 상호접속부들의 네트워크를 형성하도록 기판(802) 위에 증착되고 패터닝된다. 도 8에서 도시된 바와 같이, 전기적 상호접속부들의 적어도 하나의 층은 어퍼처 층(804) 및 전기적 상호접속부들의 임의의 아래 놓이는 층들 위에 형성된다. 기판(802)의 좌측은, 각각의 1:1 미만인 단면적 종횡비를 갖는 4개의 종래의 상호접속부들(806)을 포함한다. 즉, 기판(802)의 상위 표면에 실질적으로 직교하는 방향에 따른 각각의 종래의 상호접속부(806) 단면 높이(도 8에서 "H1"로서 라벨링됨)는, 기판(802)의 상위 표면과 실질적으로 평행한 방향을 따른 각각의 종래의 상호접속부(806)의 단면 두께 또는 폭(도 8에서 "T1"로서 라벨링됨) 미만이어서 H1/T1:1이 1:1 미만이 되게 된다. 기판(802)의 우측은, 각각의 적어도 1:1 또는 그 초과인 단면 종횡비를 갖는 더 높은-종횡비 상호접속부들(808)의 2개의 쌍들(총 4개)을 포함한다. 즉, 기판(802)의 상위 표면과 실질적으로 직교하는 방향을 따른 각각의 더 높은-종횡비 상호접속부(808)의 단면 높이(도 8에서 "H2"로서 라벨링됨)는, 기판(802)의 상위 표면과 실질적으로 평행한 방향을 따른 각각의 더 높은-종횡비 상호접속부(808)(도 8에서 "T2"로서 라벨링됨)의 단면 두께 또는 폭만큼은 (더 크지 않은 경우에도) 적어도 커서, H 2 /T2:1가 적어도 1:1 또는 그 초과가 되게 된다.
[0124] 일반적으로, 유리 패널들, 플라스틱 패널들, 또는 다른 투명 기판들 상에 회로들을 패터닝하기 위해 이용되는 박막 패터닝 기법들이 몇 미크론들 정도의 해상도를 가질 수 있다. 대조적으로, 이러한 애플리케이션들을 위해 이용되는 박막 증착 두께는 수십 미크론들 정도의 해상도로 제어될 수 있다. 도 8에서 도시된 예의 경우, 종래의 상호접속부들(806) 및 더 높은-종횡비 상호접속부들(808)은 약 3미크론들의 패터닝 해상도를 갖는 포토리소그래피 장비를 이용하여 기판(802) 위에 형성된다. 즉, 물질이 있든 또는 물질이 없든 간에 하여간, 포토리소그래픽 패터닝에 의해 형성되는 최소 피처 크기는 적어도 약 3 미크론 직경(across)이다. 따라서, 도 8에서 도시된 바와 같이, 4개의 종래의 상호접속부들(806)을 형성하는 것은 각각의 상호접속부(806)에 대해 약 3 미크론들, 및 상호접속부들(806) 간의 각각의 갭에 대해 약 3 미크론들에 의해 약 21 미크론의 공간을 차지한다.
[0125] 4개의 종래의 상호접속부들(806)이 약 21 미크론의 공간을 차지하는 것에 대조적으로, 4개의 더 높은-종횡비 상호접속부들(808)은 약 9.4 미크론의 공간을 차지한다. 도 8에서 도시된 예의 경우, 상호접속부들(808) 각각을 형성하는 상호접속부 물질은, 3 미크론 해상도 패터닝 프로세스를 이용하여 형성되는 몰드(810) 상에서 약 0.2 미크론들의 두께로 증착된다. 몰드(810)의 상승된 부분들 또는 메사들(mesas)은 각각, 상승된 부분들 간의 갭에서와 같이 약 3 미크론 직경이다. 종래의 포토리소그래픽 패터닝 프로세스 대신 측벽 제조 프로세스를 이용하여 패터닝되는 상호접속부들(808)은 몰드(810)의 상승된 부분으로부터 어느 방향으로든 약 0.2 미크론 연장하여, 폭 면에서 추가의 0.4 미크론을 부가한다. 이러한 구현에서, 더 높은-종횡비 상호접속부들(808)의 포함은 4개의 상호접속부들(808)에 걸쳐서 약 12 미크론을 절감하여, 상호접속부(808) 당 추가적인 3 미크론의 공간을 허용한다. 다른 방식으로 언급하면, 도 8의 우측 상에서 도시된 더 높은-종횡비 상호접속부들(808)은 종래의 상호접속부들(806)의 약 2배의 밀도로 형성되거나, 또는 종래의 상호접속부들(806)에 의해 차지되는 공간의 약 1/2을 차지한다. 이러한 감소된 풋프린트 상호접속부들(808)을 포함하는 디스플레이 장치는, 예컨대, 디스플레이 장치가 더 큰 구경비를 이용하도록 허용함으로써 이미지 형성에 전용하기 위한 기판(802) 상의 보다 많은 공간을 가질 것이다. 도 8에서 도시된 특정한 치수들이 예들로서 제공된다는 것이 주의되어야 한다. 더 높은-종횡비 상호접속부들(808)은, 위에서 제시된 것보다 더 많은 또는 더 적은 공간을 절감하기 위해 다른 상호접속부 밀도들 및 풋프린트들을 제공하도록 다른 치수들로 구현될 수 있다.
[0126] 또한, 상호접속부들(808)의 더 높은 종횡비들에 따라 그 상호접속부들(808)을 수직으로 배향함으로써, 오히려 상호접속부 물질은, 종래의 상호접속부들(806)에 비해, 어퍼처 층(804) 및 전기적 상호접속부들의 임의의 아래 놓이는 층들로부터 추가로 이격되어, 보통은 신호 전파 레이트에 악영향을 줄 수 있는 용량성 커플링을 감소시킨다. 더 높은-종횡비 상호접속부들(808)의 단면적이 종래의 더 낮은 종횡비 상호접속부들(806)의 것보다 더 작은 것으로 도시되지만, 더 높은-종횡비 상호접속부들(808)의 수직 배향은 신호 전파 레이트에 관하여 감소된 영역이 미치는 임의의 해로운 영향을 오프셋하거나 방해하기에 충분하게 아래 놓이는 전기 도전성 층들에 의해 전해지는 상호접속부들(808) 상의 용량성 커플링을 감소시킨다. 그 결과, 더 높은-종횡비 상호접속부들(808)은 더 뛰어난 신호 전파 레이트 및 그에 따라 이러한 상호접속부들(808)을 포함하는 디스플레이 장치에 대한 더 빠른 스위칭 레이트를 제공한다. 또한, 원하는 신호 전파 레이트는, 감소된 제조 비용들로 상호접속부 물질의 양을 감소시키면서, 더 높은-종횡비 상호접속부들(808)을 통해 달성될 수 있다.
[0127] 특정한 단면 치수들 및 비들이 도 8의 예에서 도시되지만, 더 높은-종횡비 상호접속부는, 보다 일반적으로는, 적어도 1:1 또는 그 초과, 예컨대, 적어도 1.3:1 또는 그 초과, 적어도 1.5:1 또는 그 초과, 적어도 1.8:1 또는 그 초과, 적어도 2:1 또는 그 초과, 적어도 2.3:1 또는 그 초과, 적어도 2.5:1 또는 그 초과, 적어도 2.8:1 또는 그 초과, 적어도 3:1 또는 그 초과, 적어도 3.3:1 또는 그 초과, 적어도 3.5:1 또는 그 초과, 적어도 3.8:1 또는 그 초과, 적어도 4:1 또는 그 초과, 적어도 4.3:1 또는 그 초과, 적어도 4.5:1 또는 그 초과, 적어도 4.8:1 또는 그 초과 또는 적어도 5:1 또는 그 초과, 및 약 6:1까지, 약 7:1까지, 약 8:1까지, 약 9:1까지, 약 10:1까지, 또는 그 초과까지인 단면 종횡비를 갖는 적어도 하나의 부분을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 전기적 상호접속부의 적어도 특정한 부분(fraction) 또는 퍼센트는 적어도 약 20%, 적어도 약 30%, 적어도 약 40%, 또는 적어도 그 길이면에서 과반의 전기적 상호접속부 직경과 같이 위에서 기술된 바와 같은 단면 종횡비를 가질 수 있다. 전기적 상호접속부의 단면 종횡비는 그 길이면에서 균일하거나 비-균일한 직경일 수 있고, 몇몇 구현들에서, 전기적 상호접속부는 1:1 초과의 단면 종횡비를 갖는 제 1 부분 및 1:1 또는 그 미만의 단면 종횡비를 갖는 제 2 부분을 포함한다. 더 높은-종횡비 상호접속부의 단면 두께 또는 폭은, 약 2 미크론 이하 또는 그 미만, 약 1.8 미크론 이하 또는 그 미만, 약 1.5 미크론 이하 또는 그 미만, 약 1.3 미크론 이하 또는 그 미만, 약 1 미크론 이하 또는 그 미만, 약 0.8 미크론 이하 또는 그 미만, 약 0.5 미크론 이하 또는 그 미만 또는 약 0.3 미크론 이하 또는 그 미만, 및 약 0.2 미크론에 이르기까지, 약 0.1 미크론에 이르기까지 또는 그 미만과 같이, 디스플레이 어셈블리(800)의 잔여부를 제조하는데 이용되는 포토리소그래피 프로세스에 의해 달성 가능한 패터닝 해상도 또는 최소 피처 크기 미만이고 몇몇 구현들에서 상당히 미만이다.
[0128] 도 9는 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 직시형(direct-view) MEMS-기반 디스플레이 장치(900)의 예시적인 개략도를 도시한다. 디스플레이 장치(900)는 행들 및 열들로 배열되는 MEMS 광 변조기들(902a-902d)(통칭하여 "광 변조기들(902)")의 어레이를 포함한다. MEMS 광 변조기들(902a-902d)의 어레이는 몇몇 구현들에서 픽셀들의 어레이에 대응할 수 있다. 도 9에서 도시된 예에서, 각각의 광 변조기(902)는 셔터(908) 및 어퍼처(909)를 포함하는 셔터-기반 광 변조기이다. 디스플레이 장치(900)의 특정한 양상들은 도 1a에서 도시된 디스플레이 장치(100)를 참조하여 앞서 설명된 것과 유사하게 구현되며, 그러한 양상들은 아래에서 반복되지 않는다.
[0129] 도 9에서 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(900)는 또한, 픽셀들의 각각의 행에 의해 공유되고 이에 연결되는 적어도 하나의 기록-인에이블 상호접속부(910)(또한 "스캔-라인 상호접속부"로서 지칭됨), 픽셀들의 각각의 열에 의해 공유되고 이에 연결되는 하나의 데이터 상호접속부(912), 및 모든 픽셀들에 또는 적어도 디스플레이 장치(900)에서 다수의 열들 및 다수의 행들 둘 다로부터의 픽셀들에서 공통 전압을 제공하는 하나의 공통 상호접속부(914)를 포함하는 전기적 상호접속부들(예를 들어, 상호접속부들(910, 912 및 914))의 네트워크를 포함한다. 도 9의 예에서, 상호접속부들(910 및 914) 각각은 더 높은-종횡비 상호접속부로서 구현되는 반면에, 데이터 상호접속부들(912)은 더 낮은-종횡비 상호접속부들로서 구현된다. 몇몇 다른 구현들에서, 데이터 상호접속부들(912)은 더 높은-종횡비 상호접속부들로서 구현될 수 있고, 도 3a 및 도 3b에서 도시된 것들과 같이 박막 트랜지스터들에 연결될 수 있다. 이러한 구현들에서, 상호접속부들(910 및 914)은 더 높은-종횡비 상호접속부들 또는 더 낮은-종횡비 상호접속부들로서 구현될 수 있다.
[0130] 도 10은 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 장치(1000)의 예시적인 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(1000)는 커버 플래이트(1022), 투명 기판(1004), 선택적 확산기(1012), 및 평면형 광 가이드(1016)로부터 기판(1004)을 분리하는 선택적 광도 강화막(1014)을 포함한다. 디스플레이 장치(1000)의 특정한 양상들은 도 5에서 도시된 디스플레이 장치(500)를 참조하여 이전에 설명된 것과 유사하게 구현되며, 그러한 양상들은 아래에서 반복되지 않는다.
[0131] 도 10에서 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1000)는 셔터-기반 광 변조기들(셔터 어셈블리들)(1002)의 어레이를 포함한다. 각각의 셔터 어셈블리(1002)는 셔터(1003) 및 앵커들(1005)을 포함한다. 스캔-라인 상호접속부들(1006)은 더 높은-종횡비 상호접속부들로서 구현되며, 각각의 스캔-라인 상호접속부(1006)는 셔터 어셈블리들(1002)의 대응하는 행에 기록-인이에블링 전압 신호를 전기적으로 연결한다. 더 높은-종횡비 상호접속부들로서 또한 구현될 수 있는 공통 상호접속부들 및 데이터 상호접속부들은 도시되지 않는다. 도 10이 MEMS 디스플레이에 관한 것이지만, 더 높은-종횡비 상호접속부들은 액정 셀들, 광 테이프들, 또는 전기습윤 셀들(electrowetting cells)을 이용하여 광을 변조함으로써 이미지들을 생성하는 디스플레이는 물론, 플라즈마 또는 OLED 디스플레이와 같이 광을 선택적으로 방출함으로써 이미지들을 생성하는 디스플레이와 같은 다른 타입들의 디스플레이들에 포함될 수 있다.
[0132] 도 11은 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 다른 디스플레이 어셈블리(1100)의 예시적인 사시도를 도시한다. 어셈블리(1100)는 어퍼처 층(1104)이 형성되는 기판(1102)을 포함한다. 도 11에서 도시된 바와 같이, 기판(1102)은 예를 들어, 유리 또는 플라스틱으로 형성되는 투명 기판이지만, 다른 구현들에서, 불투명한 물질들이 또한 기판(1102)에 대한 적합한 후보 물질들이다. 어퍼처 층(1104) 외에도, 하나 또는 그 초과의 전기 도전성 층들이 전기적 상호접속부들의 네트워크를 형성하도록 기판(1102) 위에 증착되고 패터닝된다. 도 11에서 도시된 바와 같이, 전기적 상호접속부들(1108)의 적어도 하나의 층은 어퍼처 층(1104) 및 전기적 상호접속부들의 임의의 아래 놓이는 층들 위에 형성된다. 특히, 상호접속부들(1108)은 단면 치수들 및 비들이 도 8에서 도시된 상호접속부들(808)과 유사한, 더 높은-종횡비 상호접속부들로서 구현된다.
[0133] 도 11에서 도시된 바와 같이, 더 높은-종횡비 상호접속부들(1108)은 앵커들(1110)에 의해 아래 놓이는 기판(1102) 위의 상승된 평면에서 현수되거나 지지된다. 도 11에서 도시된 예의 경우, 앵커들(1110)은 기판(1102)의 상위 표면과 실질적으로 평행한 방향을 따라 서로 이격되고 행들 및 열들로 배열되는 이산 구조들이다. 상호접속부들(1108) 각각은, 특정한 행 또는 열을 형성하도록 연속적으로 배열되는 앵커들(1110)의 그룹에 의해 현수되며, 연속적으로 배열되는 앵커들(1110)의 그룹 위에서 실질적으로 선형으로 연장한다. 도 11의 예에서, 특정한 행 또는 열을 따라 있는 적어도 2개(또는 적어도 3개)의 연속적인 앵커들(1110)은 상호접속부(1108)의 상승된 평면 아래에서 실질적으로 서로 전기적으로 격리된다. 다른 방식으로 언급하면, 연속적인 앵커들(1110) 간의 전기 통로는 상승된 평면에서 상호접속부(1108)를 통해 발생하며, 상호접속부(1108) 아래의 하위 평면에서 앵커들(1110) 간의 부가적인 전기 통로가 전혀 또는 거의 없다. 상호접속부들(1108) 및 앵커들(1110)의 어레인지먼트는 예컨대, 상호접속부들(1108) 및 앵커들(1110)이 곡선으로, 들쑥날쑥하게, 또는 불규칙적인 패턴으로 배열되거나, 앵커들(1110) 중 일부가 합쳐지거나 융합되는 다른 구현들에 대해 변동될 수 있다.
[0134] 어퍼처 층(1104) 및 전기적 상호접속부들의 임의의 아래 놓이는 층들 위로 상호접속부들(1108)을 상승시킴으로써, 이러한 층들과의 용량성 커플링은 추가로 감소되어, 상호접속부들(1108)의 신호 전파 레이트를 추가로 증가시킨다. 또한, 앵커들(1110)에 의한 상호접속부들(1108)의 상승은 추가로 앵커들(1110)에 의해 차지되는 영역들로 기판 표면 상의 상호접속부들(1108)의 풋프린트를 추가로 감소시켜서, 상호접속부들(1108) 아래 그리고 앵커들(1110) 사이의 공간이 다른 이용을 위해 또는 부가적인 상호접속부들에 대해 다시-전용되도록 허용한다. 도 11에서 도시된 바와 같이, 종래의 더 낮은-종횡비 상호접속부들로서 구현되는 부가적인 상호접속부들(1106)은 상호접속부들(1108)에 대하여 십자형으로(crosswise) 연장하고, 상호접속부들(1108) 아래 그리고 앵커들(1110) 간의 갭들을 통해 연장한다. 도 11에서 도시된 예에서, 상호접속부들(1106)은 상호접속부들(1108)에 실질적으로 직교하지만, 약 1° 내지 약 90°, 약 5° 내지 약 90°, 약 20° 내지 약 90°, 약 45° 내지 약 90°, 약 90° 내지 약 179°, 약 90° 내지 약 175°, 약 90° 내지 약 160° 또는 약 90° 내지 약 135°와 같은 다른 교차하는 각도들이 고려된다. 몇몇 다른 구현들에서, 상호접속부들(1106) 중 적어도 하나는 더 높은-종횡비 상호접속부로서 구현된다.
[0135] 앵커들(1110)은 상호접속부들(1108)과 동일하거나 유사한 물질로서 형성될 수 있어서, 앵커들(1110)을 통해, 아래 놓이는 상호접속부들에 대한 또는 박막 트랜지스터 또는 광 변조기와 같이, 기판(1102) 위에 또는 그 상에 형성되는 다른 컴포넌트들에 대한 전기적 연결들의 형성을 허용한다. 다른 구현들에서, 앵커들(1110) 중 적어도 일부는 그의 기계적 또는 로드 베어링 특성들에 대해 선택된 물질과 같은 상이한 물질로 형성될 수 있다. 디스플레이 장치에 포함될 때, 상호접속부들(1108)은 예를 들어, MEMS 광 변조기의 다양한 구조적 컴포넌트들과 동일하거나 유사한 레벨로 포지셔닝될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 상호접속부들(1108)은 MEMS 셔터-기반 광 변조기를 구동하는데 이용되는 액추에이터 빔과 동일하거나 유사한 레벨로 현수될 수 있다. 이러한 구현들에서, 상호접속부들(1108)은 예를 들어, 광 변조기들의 열에 걸쳐서 데이터를 전달하는 열 상호접속부 또는 광 변조기들의 행에 걸쳐서 기록-인에이블링 신호를 전달하는 행 상호접속부로서 역할을 할 수 있다. 상호접속부들(1108)은 또한 예를 들어, 광 변조기들의 다수의 행들 및 다수의 열들 간에 공통 상호접속부로서 역할을 할 수 있다.
[0136] 도 11에서 도시된 바와 같이, 앵커들(1110) 그 자체들은, 예컨대, 적어도 약 1.3:1 또는 그 초과, 적어도 약 1.5:1 또는 그 초과, 적어도 약 1.8:1 또는 그 초과, 적어도 약 2:1 또는 그 초과, 적어도 약 2.3:1 또는 그 초과, 적어도 약 2.5:1 또는 그 초과, 적어도 약 2.8:1 또는 그 초과, 적어도 약 3:1 또는 그 초과, 적어도 약 3.3:1 또는 그 초과, 적어도 약 3.5:1 또는 그 초과, 적어도 약 3.8:1 또는 그 초과, 적어도 약 4:1 또는 그 초과, 적어도 약 4.3:1 또는 그 초과, 적어도 약 4.5:1 또는 그 초과, 적어도 약 4.8:1 또는 그 초과 또는 적어도 약 5:1 또는 그 초과 및 약 6:1까지, 약 7:1까지, 약 8:1까지, 약 9:1까지, 약 10:1까지, 또는 그 초과와 같이 적어도 1:1 또는 그 초과인 단면 종횡비(도 11에서 라벨링된 바와 같이 H3/T3:1에 대응함)를 갖는다. 앵커들(1110)의 단면 두께 또는 폭(도 11에서 "T3"로서 라벨링됨)은, 약 2 미크론 이하 또는 그 미만, 약 1.8 미크론 이하 또는 그 미만, 약 1.5 미크론 이하 또는 그 미만, 약 1.3 미크론 이하 또는 그 미만, 약 1 미크론 이하 또는 그 미만, 약 0.8 미크론 이하 또는 그 미만, 약 0.5 미크론 이하 또는 그 미만 또는 약 0.3 미크론 이하 또는 그 미만, 및 약 0.2 미크론에 이르기까지, 약 0.1 미크론에 이르기까지, 또는 그 미만과 같이, 디스플레이 어셈블리(1100)의 잔여부를 제조하는데 이용되는 포토리소그래피 프로세스에 의해 달성 가능한 패터닝 해상도 또는 최소 피처 크기 미만이고 몇몇 구현들에서 상당히 미만이다. 앵커들(1110)의 단면 치수들 및 비들은 예컨대, 앵커들(1110)의 적어도 일부의 단면 종횡비가 1:1 미만이거나 또는 앵커들(1110)의 적어도 일부의 단면 두께 또는 폭이 약 2미크론 초과인 다른 구현들에 대해 변동될 수 있다.
[0137] 도 12는 현수된 상호접속부들을 포함하는 다른 디스플레이 어셈블리(1200)의 예시적인 사시도를 도시한다. 어셈블리(1200)는 어퍼처 층(1204)이 형성되는 기판(1202)을 포함한다. 도 12에서 도시된 바와 같이, 기판(1202)은 예를 들어, 유리 또는 플라스틱으로 형성된 투명 기판이지만, 다른 구현들에서, 불투명한 물질들이 또한 기판(1202)에 대한 적합한 후보 물질들이다. 어퍼처 층(1204) 외에도, 하나 또는 그 초과의 전기 도전성 층들이 전기적 상호접속부들의 네트워크를 형성하기 위해 기판(1202) 위에 증착되고 패터닝된다. 도 12에서 도시된 바와 같이, 전기적 상호접속부들(1208)의 적어도 하나의 층은 어퍼처 층(1204) 및 전기적 상호접속부들의 임의의 아래 놓이는 층들 위에 형성된다. 특히, 그리고 도 11에서 도시된 상호접속부들(1108)과 유사하게, 상호접속부들(1208)은 앵커들(1210)에 의해 아래 놓이는 기판(1202) 위에 현수되거나 지지되며, 도 11에서 도시된 앵커들(1110)을 참조하여 앞서 설명된 것들과 유사한 특성들을 갖는다.
[0138] 도 11에서 도시된 현수된, 더 높은-종횡비 상호접속부들(1108)에 대조적으로, 도 12에서 도시된 현수된 상호접속부들(1208)은 더 낮은-종횡비 상호접속부들로서 구현된다. 상호접속부들(1208)의 단면 비(도 12에서 라벨링된 바와 같이 H4/T4:1에 대응함)가 약 0.8:1 이하, 약 0.5:1 이하, 약 0.3:1 이하 또는 약 0.1:1 이하이지만, 앵커들(1210)에 의한 상호접속부들(1208)의 상승은 아래 놓이는 전기 도전성 층들에 의해 전해지는 상호접속부들(1208)들 상의 용량성 커플링을 감소시킨다. 그 결과, 원하는 신호 전파 레이트는 종래의 포토리소그래픽 패터닝 프로세스에 의해 형성될 수 있는 더 낮은-종횡비 상호접속부들(1208)로 달성될 수 있다. 또한, 앵커들(1210)에 의한 상호접속부들(1208)의 상승은 추가로 앵커들(1210)에 의해 차지되는 영역들로 기판 표면 상의 상호접속부들(1208)의 풋프린트를 추가로 감소시켜서, 상호접속부들(1208) 아래 그리고 앵커들(1210) 사이의 공간이 다른 이용을 위해 또는 부가적인 상호접속부들에 대해 다시-전용되도록 허용한다. 도 12에서 도시된 바와 같이, 부가적인 상호접속부들(1206)은 상호접속부들(1208) 아래 그리고 앵커들(1210) 간의 갭들을 통해 연장한다. 도 12에서 도시된 예에서, 상호접속부들(1206)은 상호접속부들(1208)에 실질적으로 직교하지만, 약 1° 내지 약 90°, 약 5° 내지 약 90°, 약 20° 내지 약 90°, 약 45° 내지 약 90°, 약 90° 내지 약 179°, 약 90° 내지 약 175°, 약 90° 내지 약 160° 또는 약 90° 내지 약 135°와 같은 다른 교차하는 각도들이 고려된다.
[0139] 도 8 내지 도 12를 참조하여 설명된 더 높은-종횡비 상호접속부들 및 현수된 상호접속부들은 도 1a-7d를 참조하여 설명된 것들과 같은 다양한 MEMS-기반 디스플레이들 및 MEMS-기반 디스플레이 어셈블리들에 포함될 수 있다. MEMS-기반 디스플레이들 외에도, 본 명세서에서 설명되는 상호접속부들은 LCD, OLED, 전기영동(electrophoretic) 디스플레이들 및 필드 방출(field emission) 디스플레이들과 같은 다른 타입들의 디스플레이들에 포함될 수 있다. 예를 들어, LCD 셀에 걸쳐서 전기장을 인가하는 전극들이 통상적으로 ITO(indium-tin-oxide)와 같이 투명 도전성 물질로 형성되지만, 이러한 전극들을 구동기들에 연결하는 상호접속부들은 통상적으로 종래의 비-투명 금속 라인들로서 형성된다. 종래의 더 낮은-종횡비 상호접속부들을, 본 명세서에서 설명된 더 높은-종횡비 또는 현수된 상호접속부들로 교체함으로써, 실질적인 공간이 절감되어, 더 큰 컬러 필터들, 더 높은 구경비 및 더 밟은 디스플레이를 허용한다.
[0140] 도 13a는 현수된 상호접속부들을 포함하는 MEMS-기반 디스플레이 장치(1300)의 예시적인 사시도를 도시한다. 디스플레이 장치(1300)는 기판(1310) 위에 행들 및 열들로 배열되는 MEMS 광 변조기들(1302)(통칭하여 "광 변조기들(1302)")의 어레이를 포함한다. 도 13a에서 도시된 예에서, 각각의 광 변조기(1302)는 빔들(1306)에 의해 기판(1310) 위에 지지되는 셔터(1304) 및 앵커들(1308)을 포함하는 셔터-기반 광 변조기이다.
[0141] 디스플레이 장치(1300)는 또한, 광 변조기들(1302)의 행에 의해 공유되고 이에 연결되는 적어도 하나의 행 상호접속부(1312) 및 광 변조기들(1302)의 열에 의해 공유되고 이에 연결되는 적어도 하나의 열 상호접속부(1314)를 포함하는 전기적 상호접속부들의 네트워크를 포함한다. 몇몇 구현들에서, 행 상호접속부들(1312)은 스캔-라인 상호접속부들 또는 공통 상호접속부들에 대응할 수 있고, 열 상호접속부들(1314)은 데이터 상호접속부들에 대응할 수 있다. 도 13a의 예에서, 열 상호접속부들(1314)은 앵커들(1316 및 1318)에 의해 아래 놓이는 기판(1310) 위에 지지되는 현수된 상호접속부들로서 구현된다. 앵커들(1316)은 도 11에서 도시된 앵커들(1110)을 참조하여 앞서 설명된 것들과 유사한 특성들을 갖는다. 앵커들(1318)은 열 상호접속부들(1314)의 단부들을 지지하며 접촉 저항을 감소시키기 위해 기판(1310) 상의 또는 그 내부의 회로에 대해 다수의 접촉들(1320)을 갖는 연장된 앵커들로서 구현된다. 몇몇 구현들에서, 회로는 데이터 구동기들, 스캔 구동기들, 또는 공통 구동기들과 같이 하나 또는 그 초과의 구동기들에 연결될 수 있다.
[0142] 도 13a를 참조하면, 열 상호접속부들(1314)은 광 변조기들(1302)의 다양한 컴포넌트들과 동일하거나 유사한 높이로 포지셔닝된다. 예를 들어, 열 상호접속부들(1314)은, 적어도 하나의 열 상호접속부(1314)가 적어도 하나의 셔터(1304)의 상위 표면과 실질적으로 정렬되거나 동일평면(co-planar)이 되도록 셔터들(1304)과 동일하거나 유사한 높이로 현수될 수 있다. 열 상호접속부들(1314) 및 셔터들(1304)의 이러한 포지셔닝은, 이렇게 포지셔닝하지 않았다면, 열 상호접속부들(1314) 및 셔터들(1304) 간의 정전식 또는 다른 상호작용을 초래했었을 수 있는, 기판(1310) 쪽으로 또는 그 반대쪽으로 셔터들(1304)의 수직 변위의 가능성을 방해할 수 있다. 기판(1310) 및 전기적 상호접속부들의 임의의 아래 놓이는 층들 위로 열 상호접속부들(1314)을 상승시킴으로써, 열 상호접속부들(1314) 및 이러한 층들 간의 용량성 커플링은 감소된다. 도 13a에서 도시된 바와 같이, 행 상호접속부들(1312)은 열 상호접속부들(1314)에 대해 십자가형으로 연장하고, 열 상호접속부들(1314) 아래 그리고 앵커들(1316) 간의 갭들을 통해 연장한다. 몇몇 다른 구현들에서, 행 상호접속부들(1312)은 현수된 상호접속부들로서 구현될 수 있는 반면에, 열 상호접속부들(1314)은 행 상호접속부들(1312) 아래 연장할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 행 상호접속부들(1312) 및 열 상호접속부들(1314) 중 적어도 하나는 도 8에 관하여 설명된 바와 같이 더 높은-종횡비 상호접속부로서 구현될 수 있다.
[0143] 도 13a의 예에서, 열 상호접속부들(1314) 및 앵커들(1316 및 1318)은 도 6a-6e 및 도 7a-7d에 관하여 설명된 것과 같은 공통 제조 프로세스를 이용하여 광 변조기들(1302)의 다양한 컴포넌트들과 함께 형성된다. 몇몇 구현들에서, 열 상호접속부들(1314), 앵커들(1316 및 1318) 및 광 변조기들(1302)은 적어도 하나의 공통 증착 및 패터닝 스테이지를 이용하여 형성된다. 이러한 구현들에서, 각각의 열 상호접속부(1314) 중 적어도 하나의 층 및 각각의 광 변조기(1302)의 적어도 하나의 대응하는 층은 기판(1310) 위에 증착되고 패터닝되는 동일 물질로부터 형성된다. 마찬가지로, 각각의 앵커(1316 또는 1318)의 적어도 하나의 층은 열 상호접속부들(1314) 및 광 변조기들(1302)의 대응하는 층들을 형성하는데 이용된 동일 물질로부터 형성된다. 동일 물질을 공유하는 것 외에도, 열 상호접속부들(1314), 앵커들(1316 및 1318) 및 광 변조기들(1302)의 대응하는 층들은 실질적으로 동일한 두께, 실질적으로 동일한 표면 거칠기 등을 갖는 것과 같이 다른 특성들을 공유할 수 있다.
[0144] 도 13b 및 도 13c는 도 13a의 디스플레이 장치(1300)의 부분들의 단면도들을 도시한다. 도 13b의 단면은 도 13a의 라인 A-A'에서 셔터(1304)의 측 부분 및 열 상호접속부(1314)에 걸쳐서 취해진다. 도 13c의 단면은 도 13a의 라인 B-B'에서 (열 상호접속부들(1314)을 지지하는) 앵커(1316)에 걸쳐서 취해진다.
[0145] 도 13b 및 도 13c를 참조하면, 열 상호접속부(1314), 셔터(1304) 및 앵커(1316)는 기계적 층(1322)의 대응하는 부분들을 형성하도록 증착되고 패터닝되는 동일 물질로부터 형성된다. 기계적 층(1322)에 대한 후보 물질들은 도 6a-6e의 기계적 층들(605 및 609)에 관하여 설명된 것들을 포함한다. 또한, 열 상호접속부(1314), 셔터(1304) 및 앵커(1316)는 도전체 층(1324)의 대응하는 부분들을 형성하도록 증착되고 패터닝된 동일 물질로부터 형성된다. 도전체 층(1324)에 대한 후보 물질들은 도 6a-6e의 도전체 층(607)에 관하여 설명된 것들을 포함한다. 2-층 스택 또는 합성이 도 13b 및 도 13c에서 도시되었지만, 더 많거나 더 적은 층들이 열 상호접속부(1314), 셔터(1304) 및 앵커(1316) 간에 공유될 수 있다.
[0146] 도 14는 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 어셈블리의 예시적인 제조 프로세스의 흐름도를 도시한다. 블록(1400)에서, 몰드가 기판위에 형성되며, 이 몰드는 측벽 및 최하부를 갖는 트랜치를 갖도록 형성된다. 블록(1402)에서, 상호접속부 물질은 트랜치의 최하부 및 측벽에 가까이 증착된다. 블록(1404)에서, 트랜치의 최하부에 가까이 증착된 상호접속부 물질은 전기적 상호접속부를 형성하기 위해 측벽에 가까이 증착된 상호접속부 물질의 적어도 일부를 남기면서 제거된다. 몇몇 구현들에서, 도 14의 프로세스는 셔터-기반 광 변조기와 같은 광 변조기의 형성과 함께 수행될 수 있다. 이러한 구현들에서, 전기적 상호접속부 및 광 변조기는 동일한 상호접속부 물질로부터 형성되는 적어도 하나의 공통 층을 공유할 수 있다. 제조 프로세스의 추가의 양상들은 도 15A-15E 및 도 16A-16F에 관하여 아래에서 설명된다.
[0147] 도 15A-15E는 예시적인 디스플레이 어셈블리(1500)의 구성 스테이지들을 도시한다. 도시된 프로세스는 대형 유리 패널들 또는 다른 투명 기판들 상에서 종래의 리소그래피 제한들 미만의 두께 웰(thickness well)을 갖는 더 높은-종횡비 상호접속부들(1502)을 산출한다. 도 15A-15E에서 도시된 프로세스에서, 더 높은-종횡비 상호접속부들(1502)은 몰드(1504) 상의 측벽 피처로서 형성된다. 프로세스는 측벽 상호접속부 프로세스로서 지칭된다.
[0148] 디스플레이 어셈블리(1500)를 형성하는 프로세스는, 도 15A-15C 및 도 14의 블록(1400)에서 도시된 바와 같이, 기판(1506) 위에 몰드(1504)의 형성과 함께 시작한다. 몰드(1504)의 형성은 도 15A에서 도시된 바와 같이 기판(1506) 상의 몰드 물질(1508)의 증착에 의해 수행되고, 후속하여 도 15B 및 도 15C에서 도시된 바와 같이 포토마스크(1510)를 이용한 몰드 물질(1508)의 패터닝이 이어진다. 도 15A-15C에서 도시되지 않았지만, 하나 또는 그 초과의 부가적인 층들이 기판(1506)과 몰드 물질(1508) 간에 배치될 수 있다. 몰드 물질(1508)에 정의된 결과적인 패턴은, 디스플레이 어셈블리(1500)에 대한 상호접속부들(1502)이 궁극적으로 형성되는 연장된 개구들 또는 트랜치들(1512)을 생성한다. 몰드 물질(1508)의 증착 및 패터닝은 도 6a-6e 및 도 7a-7d에 관하여 설명된 희생층 물질들의 증착 및 패터닝에 대해 설명된 것과 개념 면에서 유사하고 그와 유사한 물질들 및 기법들을 이용한다.
[0149] 도 15C는 몰드 물질(1508)의 패터닝 이후 생성되는 몰드(1504)의 형상을 도시한다. 몰드(1504)는, 아래 놓이는 기판(1506)을 노출하고 메사들(1514)에 의해 분리되는 트랜치들(1512)을 포함한다. 다른 구현들에 대해, 몰드 물질(1508)의 패터닝은, 트랜치들(1512)이 아래 놓이는 기판(1506)을 노출함 없이 몰드 물질(1508)을 통해 부분적으로 연장하도록 제어될 수 있다. 도 15C의 몰드(1504)는 2개의 특유의 수평 레벨들 또는 표면들을 포함하거나 설정한다. 최하부 수평 표면(1516)은 트랜치들(1512)에 의해 노출되는 위치들에서 아래 놓이는 기판(1506)의 최상부 표면에 의해 설정되고, 최상부 수평 표면(1518)은 메사들(1514)에 대응하는 위치들에서 몰드 물질(1508)의 최상부 표면에 의해 설정된다. 도 15C에서 도시된 몰드(1504)는 트랜치들(1512)과 결합하는, 실질적으로 수직 측벽들(1520)을 또한 포함한다. 몇몇 다른 구현들에서, 측벽들(1520)의 프로필은 테이퍼링되거나, 만곡되거나 오목한 것과 같은 다른 형상들을 취할 수 있다.
[0150] 상호접속부들(1502)을 형성하는 프로세스는 도 15D 및 도 14의 블록(1402)에서 도시된 바와 같이, 몰드(1504)의 노출된 표면들 상의 상호접속부 물질(1522)의 증착으로 이어진다. 상호접속부 물질(1522)의 하나의 층이 도 15D에서 도시되지만, 동일한 물질 또는 상이한 물질들의 다수의 층들이 다른 구현들에서 증착될 수 있다. 상호접속부 물질(1522)에 대한 적합한 후보들은 도 6a-6e의 도전체 층(607)에 관하여 위에서 설명되었다. 도 15d에서 도시된 바와 같이, 상호접속부 물질(1522)은 최하부 수평 표면(1516) 및 측벽들(1520)을 커버하도록 트랜치들(1512)에서는 물론, 몰드(1504)의 최상부 수평 표면(1518) 상에 증착된다. 상호접속부 물질(1522)은 약 2 미크론 미만의 두께로 증착된다. 몇몇 구현들에서, 상호접속부 물질(1522)은 약 1.5 미크론 이하 또는 미만의 두께를 갖도록 증착된다. 다른 구현들에서, 상호접속부 물질(1522)은 약 1 미크론 이하 또는 미만의 두께를 갖도록 증착된다. 몇몇 다른 구현들에서, 상호접속부 물질(1522)은 약 0.8 미크론 이하 또는 미만의 두께를 갖도록 그리고 몇몇 구현들에서, 약 0.10 미크론 또는 그 미만만큼 얇게 증착된다.
[0151] 제조 프로세스는 도 15E에서 도시된 구조가 되게 하도록, 도 14의 블록(1404)에 따라 이방성 에칭을 적용함으로써 상호접속부 물질(1522)의 부분들의 우선적 또는 선택적 제거로 이어진다. 상호접속부 물질(1522)의 이방성 에칭은 도 7a-7d에 관하여 설명된 것들과 개념 면에서 유사하고 이와 유사한 물질들 및 기법들을 이용한다. 예를 들어, 상호접속부 물질(1522)의 이방성 에칭은 플라즈마 분위기(plasma atmosphere)에서 수행될 수 있는데, 전압 바이어스가 기판(1506) 부근의 전극에 또는 기판(1506)에 인가된다. 몰드(1504)의 측벽들(1520)을 따라, 상호접속부 물질(1522)은 이방성 에칭으로부터 실질적으로 보호된다. 상호접속부 물질(1522)의 이러한 보호된 부분들은 더 높은-종횡비 상호접속부들(1502)을 형성한다. 최상부 수평 표면(1518) 또는 최하부 수평 표면(1516)과 같은 다른 수평 표면들을 따라, 상호접속부 물질(1522)은 에칭에 의해 대부분 또는 실질적으로 완전히 제거된다.
[0152] 몰드(1504)의 측벽들(1520)에 가까이 형성된 바와 같은 상호접속부들(1502)의 단면 두께는 증착되었을 때의 상호접속부 물질(1522)의 두께와 유사하다. 몇몇 구현들에서, 상호접속부들(1502)의 단면 두께는 증착되었을 때의 상호접속부 물질(1522)의 두께보다 더 작을 수 있다. 상호접속부들(1502)의 단면 높이는 증착되었을 때의 몰드 물질(1508)의 두께에 의해, 또는 다시 말해, 도 15B 및 도 15C에 관하여 설명된 패터닝 동작 동안 생성된 바와 같은 트랜치들(1512)의 깊이에 의해 결정된다. 상호접속부 물질(1522)의 두께가 약 2 미크론 미만으로 선택되는 한, 도 15A-15E에서 도시된 프로세스는 좁은, 더 높은-종횡비 상호접속부들의 생산에 매우 적합하다. 종래의 포토리소그래피는, 예를 들어, 약 2 미크론 또는 약 5 미크론 보다 더 작지 않은 최소 분해 피처들을 허용하도록, 패터닝된 치수들이 훨씬 더 큰 치수들로 산출할 것이다.
[0153] 몇몇 구현들에서, 선택적 스테이지는 몰드(1504)의 제거를 포함하고, 그에 의해 프리스탠딩 구조들(freestanding structures)로서 몰드(1504)로부터 상호접속부들(1502)을 릴리즈한다. 몇몇 다른 구현들에서, 예컨대, 몰드(1504)는 상호접속부들(1502)을 지지하도록 메사들(1514)을 남김으로써 적어도 부분적으로 남겨진다.
[0154] 도 16A-16F는 예시적인 디스플레이 어셈블리(1600)의 구성 스테이지들을 도시한다. 도시된 프로세스는 앵커들(1604)에 의해 현수되는 더 높은-종횡비 상호접속부들(1602)을 산출한다. 도 16A-16F에서 도시된 프로세스에서, 더 높은-종횡비 상호접속부들(1602) 및 앵커들(1604) 둘 다는 측벽 상호접속부들 프로세스에 따라 측벽 피처들로서 형성된다.
[0155] 프로세스는 도 16A에서 도시된 바와 같은 스테이지에서 디스플레이 어셈블리(1600)가, 증착 및 패터닝에 의해 기판(1608) 위에 형성되는 제 1 몰드 층(1606)을 갖는 것과 함께 진행된다. 제 1 몰드 층(1606)에서 정의된 결과적인 패턴은, 앵커 물질(1612)이 측벽 프로세스에 의해 배치되는 개구들 또는 비아들(1610)을 생성한다. 도 16A에서 도시된 바와 같은 스테이지에서 디스플레이 어셈블리(1600)의 형성은, 도 15A-15E에 관하여 디스플레이 어셈블리(1500)의 형성에 대해 설명된 것과 개념 면에서 유사하고 그와 유사한 물질들 및 기법들을 이용한다. 하나의 차이는, 도 16A에서 도시된 앵커 물질(1612)이 더 긴 길이를 따라 연장하는 단일의 연속적 구조이기 보단, 연장하는 방향에 따른 이산 구조들로서 페이지(page)로 세그멘팅된다는 것이다. 몇몇 구현들에서, 앵커 물질(1612)의 더 짧은 세그먼트들은, 개구들(1610)의 대응하는 세그멘팅된 어레인지먼트를 갖도록 제 1 몰드 층(1606)을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 앵커 물질(1612)의 더 짧은 세그먼트들은, 세그먼트들을 다른 세그먼트로부터 분리하거나 디커플링하도록 에칭함으로써, 예컨대, 앵커 물질(1612)의 개재 부분들을 제거함으로써 형성될 수 있다.
[0156] 디스플레이 어셈블리(1600)를 형성하는 프로세스는 이어서, 도 16B에서 도시된 바와 같이, 제 1 몰드 층(1606) 위의 제 2 몰드 층(1616)의 증착으로 진행되며, 후속하여 포토마스크(1618)를 이용한 제 2 몰드 층(1616)의 패터닝이 이어진다. 제 2 몰드 층(1616) 및 제 1 몰드 층(1606)의 결과적인 결합은 도 16C에서 도시된 바와 같이 기판(1608) 위에 몰드(1614)를 형성한다. 제 2 몰드 층(1616)에 정의된 패턴은 제 1 몰드 층(1606)의 개구들(1610)과 정렬되는 연장된 개구들 또는 트랜치들(1620)을 생성한다. 제 2 몰드 층(1616)의 증착 및 패터닝은 도 6a-6e 및 도 7a-7d에 관하여 설명된 희생 층 물질들의 증착 및 패터닝에 대해 설명된 것과 개념 면에서 유사하고 그와 유사한 물질들 및 기법들을 이용한다. 도 16c에서 도시된 바와 같이, 몰드(1614)는 개구들(1610 및 1620)과 결합하는, 실질적으로 수직 측벽들(1622)을 포함하는데, 앵커 물질(1612)은 측벽들(1622)의 하위 부분들에 가까이 배치된다. 몇몇 다른 구현들에서, 측벽들(1622)의 프로필은 테이퍼링되거나, 만곡되거나 또는 오목한 것과 같이 다른 형상들을 취할 수 있다.
[0157] 프로세스는 도 16D에서 도시된 바와 같이, 몰드(1614)의 노출된 표면들 상의 상호접속부 물질(1624)의 증착으로 이어진다. 상호접속부 물질(1624)에 대한 적합한 후보들은 도 6a-6e의 도전체 층(607)에 관하여 위에서 설명된다. 도 16D에서 도시된 바와 같이, 상호접속부 물질(1624)은 측벽들(1622)의 상위 부분들은 물론 앵커 물질(1612)을 커버하도록 개구들(1610 및 1620)에 증착된다.
[0158] 다음으로, 제조 프로세스는 도 16E에서 도시된 구조가 되게 하도록, 이방성 에칭을 적용함으로써 상호접속부 물질(1624)의 부분들의 우선적 또는 선택적 제거로 이어진다. 몰드(1614)의 측벽들(1622)의 상위 부분들을 따라, 상호접속부 물질(1624)은 이방성 에칭으로부터 실질적으로 보호된다. 상호접속부 물질(1624)의 이러한 보호된 부분들은 더 높은-종횡비 상호접속부들(1602)을 형성한다. 몰드(1614)의 측벽들(1622)의 하위 부분들을 따라, 상호접속부 물질(1624) 및 앵커 물질(1612)은 또한 이방성 에칭으로부터 실질적으로 보호된다. 상호접속부 물질(1624) 및 앵커 물질(1612)의 이러한 보호된 부분들은 앵커들(1604)을 형성한다. 상호접속부 물질(1624)의 증착 및 이방성 에칭은 도 7a-7d 및 도 15A-15E에 관하여 설명된 것들과 개념 면에서 유사하고 그와 유사한 물질들 및 기법들을 이용한다.
[0159] 현수된 상호접속부들(1602)을 형성하는 프로세스는 몰드(1614)의 제거와 함께 완료되며, 그 결과는 도 16F에서 도시된다. 다른 구현들에서, 몰드(1614)는 적어도 부분적으로 남겨진다.
[0160] 도 17은 현수된 상호접속부들을 포함하는 디스플레이 어셈블리의 예시적인 제조 프로세스의 흐름도를 도시한다. 도시된 프로세스는 앵커들에 의해 현수되는 더 낮은-종횡비 상호접속부들을 산출한다. 블록(1700)에서, 몰드가 기판 위에 형성되며, 여기서 몰드는 서로 이격되는 개구들을 갖도록 형성된다. 블록(1702)에서, 앵커 물질은 앵커들을 형성하도록 개구들에 증착된다. 블록(1704)에서, 상호접속부 물질이 몰드 및 앵커들 위에 증착된다. 블록(1706)에서, 상호접속부 물질은 앵커들 간에 연장하는 전기적 상호접속부를 형성하도록 패터닝된다. 몇몇 구현들에서, 도 17의 프로세스는 셔터-기반 광 변조기와 같은 광 변조기의 형성과 함께 수행될 수 있다. 이러한 구현들에서, 전기적 상호접속부 및 광 변조기는 동일한 앵커 물질 또는 동일한 상호접속부 물질로부터 형성된 것과 같은 적어도 하나의 공통 층을 공유할 수 있다. 제조 프로세스의 추가의 양상들은 도 18A-18D, 도 19 및 도 20에 관하여 아래에서 설명된다.
[0161] 도 18A-18D는 예시적인 디스플레이 어셈블리(1800)의 구성 스테이지들을 도시한다. 도시된 프로세스는 앵커들(1804)에 의해 현수되는 더 낮은-종횡비 상호접속부들(1802)을 산출한다.
[0162] 디스플레이 어셈블리(1800)를 형성하는 프로세스는, 도 18A 및 도 17의 블록(1700)에서 도시된 바와 같이, 기판(1806) 위의 몰드(1808)의 형성과 함께 시작한다. 몰드(1808)의 형성은 기판(1806) 상의 몰드 물질(1810)의 증착에 의해 수행되고, 후속적으로 몰드 물질(1810)의 패터닝이 이어진다. 몰드 물질(1810)에 정의된 결과적인 패턴은 디스플레이 어셈블리(1800)를 위한 앵커들(1804)이 궁극적으로 형성될 개구들 또는 비아들(1812)을 생성한다. 몰드 물질(1810)의 증착 및 패터닝은 도 6a-6e 및 도 7a-7d에 관하여 설명된 희생층 물질들의 증착 및 패터닝에 대해 설명된 것들과 개념 면에서 유사하며 그와 유사한 물질들 및 기법들을 이용한다.
[0163] 도 19는 도 18a에 대응하는 중간 구성 스테이지에서 디스플레이 어셈블리(1800)의 예시적인 사시도를 도시한다. 도 19에서 도시된 바와 같이, 몰드(1808)의 개구들(1812)은 기판(1806)을 따라 다른 개구와 이격된다. 개구들(1812)의 세그멘팅된 어레인지먼트는 다른 하나와 이격되는 이산 구조들로서 앵커들(1804)의 후속 형성을 허용한다.
[0164] 도 18b을 다시 참조하면, 프로세스는 몰드(1808)의 개구들(1812) 내의 앵커 물질(1814)의 증착으로 이어지며, 그에 의해 도 17의 블록(1702)에 따라 그리고 도 18b에서 도시된 바와 같은 앵커들(1804)을 형성한다. 도 18b에서 도시되지 않았지만, 앵커 물질(1814)은 또한 몰드(1808)의 다른 노출된 표면들 상에 증착될 수 있으며, 후속적으로 앵커들(1804) 간의 앵커 물질(1814)의 부분들을 제거하기 위한 패터닝이 이어진다. 앵커 물질(1814)의 증착 및 패터닝은 도 6a-6e에 관하여 설명된 셔터 물질의 증착 및 패터닝에 대해 설명된 것들과 개념 면에서 유사하고 그와 유사한 물질들 및 기법들을 이용한다.
[0165] 프로세스는 이어서, 도 17의 블록(1704) 및 도 18C에서 도시된 바와 같이 몰드(1808)와 앵커들(1804)의 노출된 표면들 상의 상호접속부 물질(1816)의 증착으로 진행되고, 후속적으로 도 17의 블록(1706) 및 도 18D에 도시된 바와 같이 상호접속부들(1802)을 형성하도록 상호접속부 물질(1816)의 패터닝이 이어진다. 상호접속부 물질(1816)의 증착 및 패터닝은 도 6a-6e에 관하여 설명된 셔터 물질들의 증착 및 패터닝에 대해 설명된 것들과 개념 면에서 유사하고 그와 유사한 물질들 및 기법들을 이용한다. 몇몇 구현들에서, 앵커들(1804) 및 상호접속부들(1802)의 형성은 단일 증착 동작을 통해 결합될 수 있다. 예를 들어, 전기 도전성 물질은 개구들(1812) 및 몰드(1808)의 다른 노출된 표면들에 증착될 수 있고, 후속적으로 개구들(1812) 내의 앵커들(1804) 및 앵커들(1804)에 의해 지지되는 상호접속부들(1802)을 형성하기 위한 전기 도전성 물질의 패터닝이 이어진다.
[0166] 몇몇 구현들에서, 선택적인 스테이지는 몰드(1808)의 제거를 포함하며, 그에 의해, 프리스탠딩 구조들로서 몰드(1808)로부터 현수된 상호접속부들(1802)을 릴리즈한다. 몇몇 다른 구현들에서, 몰드(1808)는 예컨대, 앵커들(1804) 간에 그리고 상호접속부들(1802) 아래 몰드(1808)의 부분들을 보호 및 남기기 위한 에칭 마스크로서 상호접속부들(1802)을 이용함으로써 적어도 부분적으로 남겨진다.
[0167] 도 20은 디스플레이 어셈블리(1800)에 포함되는 현수된 상호접속부들(1802) 중 하나의 예시적인 사시도를 도시한다. 도 20에서 도시된 바와 같이, 상호접속들(1802)은, 상호접속부들(1802) 아래 그리고 앵커들(1804) 간에 배치되는 몰드 물질(1810)의 잔여 부분에 의해서는 물론, 앵커들(1804)에 의해 지지된다. 몰드 물질(1810)의 이러한 잔여 부분은 더 뛰어난 기계적 보전성을 제공하고 상호접속부들(1802)의 벤딩, 와핑 또는 다른 변형을 방해하기 위한 구조적 물질로서 역할을 한다.
[0168] 위에서 언급된 바와 같이, 더 높은-종횡비 및 현수된 상호접속부들은 다양한 타입들의 디스플레이들에 포함될 수 있다. 도 21은 본 명세서에서 설명된 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함하는 LCD 어셈블리(2150)의 예시적인 사시도를 도시한다. 어셈블리(2150)는 컬러 필터들(2154, 2156, 2158 및 2160)이 형성되는 기판(2152)을 포함한다. 도 21에서 도시된 바와 같이, 기판(2152)은 예를 들어, 유리 또는 플라스틱으로 형성되는 투명 기판이지만, 다른 구현들에서 다른 후보 물질들이 기판(2152)에 적합하다. 컬러 필터들(2154, 2156, 2158 및 2160) 외에도, 하나 또는 그 초과의 전기 도전성 층들이 전기적 상호접속부들의 네트워크를 형성하도록 기판(2152) 위에 증착되고 패터닝된다. 몇몇 다른 구현들에서, 전기적 상호접속부들 및 컬러 필터들(2154, 2156, 2158 및 2160)은 별개의 기판들 상에 형성될 수 있다. 도 21에서 도시된 바와 같이, 어셈블리(2150)는 각각의 쌍들의 컬러 필터들을 분리하는 2개의 쌍들의 더 높은-종횡비 상호접속부들을 포함한다. 하나의 쌍, 즉 상호접속부들(2162 및 2164)은 녹색(G) 필터(2156)로부터 적색(R) 필터(2154)를 분리한다. 제 2 쌍, 즉 상호접속부들(2166 및 2168)은 백색(W) 필터(2160)로부터 청색(B) 필터(2158)를 분리한다. 도 21에서 도시된 예에서, 상호접속부들(2162, 2164, 2166 및 2168)은 도 8에서 도시된 상호접속부들(808)에 관하여 앞서 설명된 것과 유사한 단면 치수들 및 비들로 구현된다. 위에서 기술된 바와 같이, 더 높은-종횡비 상호접속부들(2162, 2164, 2166 및 2168)의 포함은 픽셀 당 약 12 미크론을 절감하여, 각각의 픽셀에서 필터 당 부가적인 3 미크론의 필터 폭을 허용하며, 이는 320ppi 해상도를 갖는 종래의 LCD 픽셀들에 비해, 픽셀 밀도에서 약 10% 또는 그 초과의 증가에 해당한다. 유사한 상호접속부들은 OLED 디스플레이들과 같은 다른 디스플레이 아키텍처들에서 픽셀들 또는 디스플레이 엘리먼트들을 어드레싱하는데 이용될 수 있다.
[0169] 도 22a 및 22b는 디스플레이 엘리먼트들의 세트를 포함하는 디스플레이 디바이스(40)를 예시하는 시스템 블록도들이다. 디스플레이 장치(40)는 예를 들어, 스마트 폰, 셀룰러 또는 이동 전화일 수 있다. 그러나, 디스플레이 디바이스(40)의 동일한 컴포넌트들 또는 이들의 약간의 변형들이 또한 텔레비전들, 컴퓨터들, 태블릿들, e-리더들, 핸드헬드 디바이스들 및 휴대용 매체 디바이스들과 같은 다양한 타입들의 디스플레이 디바이스들을 예시한다.
[0170]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 성형(vacuum forming)을 포함하는, 다양한 제조 프로세스들 중 임의의 것으로부터 형성될 수 있다. 추가로, 하우징(41)은 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹 또는 이들의 결합을 포함하는(그러나 이들로 제한되지 않음) 다양한 물질들 중 임의의 물질로 만들어질 수 있다. 하우징(41)은 상이한 컬러의 다른 제거가능한 부분들과 상호교환될 수 있거나, 상이한 로고들, 사진들 또는 심볼들을 포함하는 제거가능한 부분들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
[0171] 디스플레이(30)는 본원에 설명된 바와 같은, 쌍안정 또는 아날로그 디스플레이를 포함하는, 다양한 디스플레이들 중 임의의 것일 수 있다. 디스플레이(30)는 또한, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD 또는 TFT LCD와 같은 평판 디스플레이 또는 CRT나 다른 튜브 디바이스와 같은 비-평판 디스플레이를 포함하도록 구성될 수 있다.
[0172] 디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들은 도 22b에 개략적으로 예시된다. 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41)을 포함하며, 내부가 적어도 부분적으로 둘러싸인 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스(40)는 트랜시버(47)에 커플링될 수 있는 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(27)는 디스플레이 디바이스(40) 상에 디스플레이될 수 있는 이미지 데이터에 대한 소스일 수 있다. 따라서, 네트워크 인터페이스(27)는 이미지 소스 모듈의 일 예이지만, 프로세서(21) 및 입력 디바이스(48)는 또한 이미지 소스 모듈로서의 역할을 할 수 있다. 트랜시버(47)는 프로세서(21)에 연결되며, 프로세서(21)는 컨디셔닝 하드웨어(52)에 연결된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 (신호를 필터링하거나 아니면 조작하는 것과 같이) 신호를 컨디셔닝하도록 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크로폰(46)에 연결될 수 있다. 프로세서(21)는 또한 입력 디바이스(48) 및 구동기 제어기(29)에 연결될 수 있다. 구동기 제어기(29)는 프레임 버퍼(28) 및 어레이 구동기(22)에 커플링될 수 있으며, 이는 차례로 디스플레이 어레이(30)에 커플링될 수 있다. 도 22b에 구체적으로 도시되지 않는 엘리먼트들을 포함하는, 디스플레이 디바이스(40)에서의 하나 또는 그 초과의 엘리먼트들은 메모리 디바이스로서 기능하도록 구성될 수 있으며 프로세서(21)와 통신하도록 구성될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 파워 서플라이(50)는 특정 디스플레이 디바이스(40) 설계에서의 실질적으로 모든 컴포넌트들에 파워를 제공할 수 있다.
[0173] 네트워크 인터페이스(27)는 디스플레이 디바이스(40)가 네트워크를 통해 하나 또는 그 초과의 디바이스들과 통신할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜시버(47)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(27)는 또한 예를 들어, 프로세서(21)의 데이터 프로세싱 요건들을 완화하는 일부 프로세싱 능력들을 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호들을 전송하고 수신할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 안테나(43)는 IEEE 16.11(a), (b) 또는 (g)를 포함하는 IEEE 16.11 표준, 또는 IEEE 802.11a, b, g, n을 포함하는 IEEE 802.11 표준 또는 그의 추가적인 구현들에 따라 RF 신호들을 전송하고 수신한다. 몇몇 다른 구현들에서, 안테나(43)는 블루투스® 표준에 따라 RF 신호들을 전송하고 수신한다. 셀룰러 전화의 경우에, 안테나(43)는 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 이동 통신들을 위한 범용 시스템(GSM), GSM/제너럴 패킷 라디오 서비스(GPRS), 강화된 데이터 GSM 환경(EDGE), TETRA(Terrestrial Trunked Radio), 광대역-CDMA(W-CDMA), 에볼루션 데이터 최적화(EV-DO), 1xEV-DO, EV-DO Rev A, EV-DO Rev B, 고속 패킷 액세스(HSPA), 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA), 고속 업링크 패킷 액세스(HSUPA), 진화된 고속 패킷 액세스(HSPA+), 롱 텀 에볼루션(LTE), AMPS, 또는 3G, 4G 또는 5G 기술을 활용하는 시스템과 같은 무선 네트워크 내에서 통신하기 위해 이용되는 다른 알려진 신호들을 수신하도록 설계될 수 있다. 트랜시버(47)는 안테나(43)로부터 수신되는 신호들이 프로세서(21)에 의해 수신되고 추가로 조작될 수 있도록 이들을 사전-프로세싱할 수 있다. 트랜시버(47)는 또한, 프로세서(21)로부터 수신되는 신호들이 안테나(43)를 통해 디스플레이 디바이스(40)로부터 전송될 수 있도록 이들을 프로세싱할 수 있다.
[0174] 몇몇 구현들에서, 트랜시버(47)는 수신기로 교체될 수 있다. 추가로, 몇몇 구현들에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)에 송신될 이미지 데이터를 저장 또는 발생시킬 수 있는 이미지 소스로 교체될 수 있다. 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 소스로부터 압축된 이미지 데이터와 같은 데이터를 수신하며, 이 데이터를 원시(raw) 이미지 데이터로 또는 원시 이미지 데이터로 쉽게 프로세싱될 수 있는 포맷으로 프로세싱한다. 프로세서(21)는 프로세싱된 데이터를, 저장을 위해 프레임 버퍼(28) 또는 구동기 제어기(29)에 송신할 수 있다. 원시 데이터는 통상적으로 이미지 내의 각 위치에서 이미지 특성들을 식별하는 정보를 지칭한다. 예를 들어, 그와 같은 이미지 특성들은 컬러, 채도 및 그레이-스케일 레벨을 포함할 수 있다.
[0175] 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하기 위해 마이크로제어기, CPU 또는 논리 유닛을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호들을 스피커(45)에 전송하고 마이크로폰(46)으로부터 신호들을 수신하기 위해 증폭기들 및 필터들을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 디스플레이 디바이스(40) 내의 이산 컴포넌트들일 수 있거나, 프로세서(21) 또는 다른 컴포넌트들 내에 포함될 수 있다.
[0176] 구동기 제어기(29)는 직접 프로세서(21)로부터 또는 프레임 버퍼(28)로부터 프로세서(21)에 의해 발생되는 원시 이미지 데이터를 취할 수 있으며 어레이 구동기(22)로의 고속 전송을 위해 적절하게 원시 이미지 데이터를 리포맷할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 구동기 제어기(29)는 디스플레이 어레이(30)에 걸친 스캐닝을 위해 적합한 시간 순서를 갖도록 원시 이미지 데이터를 래스터-형(raster-like) 포맷을 갖는 데이터 흐름으로 리포맷할 수 있다. 그 후에 구동기 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 구동기(22)에 송신한다. LCD 제어기와 같은 구동기 제어기(29)가 종종 자립형 집적 회로(IC)로서 시스템 프로세서(21)와 관련되더라도, 그와 같은 제어기들은 많은 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기들은 하드웨어로서 프로세서(21)에 임베딩될 수 있고, 소프트웨어로서 프로세서(21)에 임베딩될 수 있거나, 어레이 구동기(22)로 하드웨어에 완전히 통합될 수 있다.
[0177] 어레이 구동기(22)는 포맷된 정보를 구동기 제어기(29)로부터 수신할 수 있으며 디스플레이 엘리먼트들의 디스플레이의 x-y 매트릭스로부터 발생하는 수백 및 때때로 수천(또는 그 이상)개의 도선들에 초당 수회(many times) 인가되는 병렬 세트의 파형들로 비디오 데이터를 리포맷할 수 있다.
[0178] 몇몇 구현들에서, 구동기 제어기(29), 어레이 구동기(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 본원에 설명된 임의의 타입들의 디스플레이들에 대해 적절하다. 예를 들어, 구동기 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기일 수 있다. 추가로, 어레이 구동기(22)는 종래의 구동기 또는 쌍안정 디스플레이 구동기일 수 있다. 더욱이, 디스플레이 어레이(30)는 종래의 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 구동기 제어기(29)는 어레이 구동기(22)에 통합될 수 있다. 그와 같은 구현은 고집적 시스템들, 예를 들어, 이동 전화들, 휴대용-전자 디바이스들, 시계들 또는 소형-영역 디스플레이들에서 유용할 수 있다.
[0179] 몇몇 구현들에서, 입력 디바이스(48)는 예를 들어, 사용자가 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하게 허용하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 로커(rocker), 터치-감지 스크린, 디스플레이 어레이(30)에 통합된 터치-감지 스크린 또는 압력- 또는 열-감지 멤브레인(membrane)을 포함할 수 있다. 마이크로폰(46)은 디스플레이 디바이스(40)에 대한 입력 디바이스로서 구성될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 마이크로폰(46)을 통한 음성 커맨드들은 디스플레이 디바이스(40)의 동작들을 제어하기 위해 이용될 수 있다.
[0180] 파워 서플라이(50)는 다양한 에너지 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파워 서플라이(50)는 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬-이온 배터리와 같은 재충전가능한 배터리일 수 있다. 재충전가능한 배터리를 이용하는 구현들에서, 재충전가능한 배터리는 예를 들어, 벽 소켓 또는 광전지 디바이스 또는 어레이로부터 발생하는 파워를 이용하여 충전할 수 있다. 대안적으로, 재충전가능한 배터리는 무선으로 충전가능할 수 있다. 파워 서플라이(50)는 또한 재생가능한 에너지 소스, 커패시터 또는 플라스틱 솔라 셀 또는 솔라-셀 페인트를 포함하는 솔라 셀일 수 있다. 파워 서플라이(50)는 또한 벽 콘센트로부터 파워를 수신하도록 구성될 수 있다.
[0181] 몇몇 구현들에서, 제어 프로그램능력은 전자 디스플레이 시스템에서의 여러 장소들에 위치될 수 있는 구동기 제어기(29)에 존재한다. 몇몇 다른 구현들에서, 제어 프로그램능력은 어레이 구동기(22)에 존재한다. 위에서 설명된 최적화는 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들에서 그리고 다양한 구성들에서 구현될 수 있다.
[0182] 본원에 개시되는 구현들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 논리들, 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 프로세스들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이 둘의 결합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호호환성은 일반적으로 기능적 관점에서 설명되었으며, 앞서 설명된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 프로세스들에서 예시되었다. 그와 같은 기능이 하드웨어로 구현되는지, 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 대해 부과된 설계 제한들에 의존한다.
[0183] 본원에 개시되는 양상들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 논리들, 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하기 위해 이용되는 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는, 범용 단일- 또는 멀티-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 응용 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능한 논리 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 (본원에 설명되는 기능들을 수행하도록 설계된) 이들의 임의의 결합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서, 또는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 결합, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 결합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그와 같은 구성으로서 구현될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 특정 프로세스들 및 방법들은 정해진 기능에 대해 특정적인 회로에 의해 수행될 수 있다.
[0184] 하나 또는 그 초과의 양상들에서, 설명된 기능들은, 본 명세서에 개시되는 구조들 및 이들의 그 구조적 등가물들을 비롯한, 하드웨어, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 결합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에 설명되는 청구대상의 구현들은 또한, 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해, 또는 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩된 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램들, 즉 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 또는 그 초과의 모듈들로서 구현될 수 있다.
[0185] 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 하나 또는 그 초과의 명령들 또는 코드로서 저장되거나, 또는 이들을 통해 전달될 수 있다. 본원에 개시되는 방법 또는 알고리즘의 프로세스들은 컴퓨터-판독가능한 매체 상에 상주할 수 있는 프로세서-실행가능한 소프트웨어 모듈에서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 일 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램을 전달하는 것을 가능하게 할 수 있는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체 둘 다를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 예로써, 그와 같은 컴퓨터-판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는데 이용될 수 있고, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 임의의 연결 수단이 적절하게 컴퓨터-판독가능한 매체로 칭해질 수 있다. 여기서 사용되는 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 컴팩트 디스크(disc)(CD), 레이저 디스크(disc), 광 디스크(disc), 디지털 만능 디스크(DVD:digital versatile disc), 플로피 디스크(disk), 및 블루-레이 디스크(disc)를 포함하며, 여기서 디스크(disk)들은 대개 데이터를 자기적으로 재생하는 반면에, 디스크(disc)들은 레이저들로 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기한 것들의 결합들 또한 컴퓨터-판독가능한 매체의 범위 내에 포함될 수 있다. 추가로, 방법 또는 알고리즘의 동작들은 컴퓨터 프로그램 물건에 통합될 수 있는, 기계 판독가능한 매체 및 컴퓨터-판독가능한 매체 상의 코드들 및 명령들 중 하나 또는 이들의 임의의 결합 또는 이들의 세트로서 상주할 수 있다.
[0186] 본 개시에 설명되는 구현들에 대한 다양한 수정들을 당업자들은 쉽게 식별할 것이며, 본원에 정의되는 일반 원리들은 본 개시의 정신 또는 범위를 벗어남이 없이 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들이 본원에 보여진 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본원에서 설명된 이러한 개시내용, 원리들 및 신규한 특징들에 부합하는 가장 넓은 범위에 따라야 한다.
[0187] 추가로, 당업자는, 용어들 "상위" 및 "하위"가 때때로 도면들을 설명하는 편의를 위해 이용되며, 적절하게 배향된 페이지 상에서의 도면의 배향에 대응하는 상대적인 위치들을 표시하며, 구현되는 바와 같은 임의의 디바이스의 적절한 배향을 반영하지 못할 수도 있다는 점을 용이하게 인식할 것이다.
[0188] 별도의 구현들의 맥락에서 본 명세서에 설명되는 특정의 특징들은 또한 단일 구현에서의 결합으로 구현될 수 있다. 역으로, 단일 구현의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들은 또한 별개로 또는 임의의 적합한 서브결합으로 다수의 구현들에서 구현될 수 있다. 더욱이, 피처들이 특정 결합들로 동작하는 것으로 앞서 설명되고 심지어 초기에 그와 같이 청구되었을 수 있지만, 청구된 결합으로부터의 하나 또는 그 초과의 특징들은 일부 경우들에서 그 결합으로부터 삭제될 수 있으며, 청구된 결합은 서브결합 또는 서브결합의 변형에 관한 것일 수도 있다.
[0189] 유사하게, 동작들이 특정 순서로 도면들에 도시되지만, 이는, 원하는 결과들을 달성하기 위해, 이러한 동작들이 도시된 특정 순서로 또는 순차적 순서로 수행되거나, 또는 모든 예시된 동작들이 수행될 것을 요구하는 것으로서 이해되지 않아야 한다. 또한, 도면들은 흐름도의 형태로 하나 또는 그 초과의 예시적인 프로세스들을 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, 그와 동시에, 또는 그 사이에서 수행될 수 있다. 특정 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 위에 설명된 구현들 내에서의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현들에서 이러한 분리를 요구하는 것으로서 이해되지 않아야 하며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로 단일 소프트웨어 물건에 함께 통합되거나 또는 다수의 소프트웨어 물건들로 패키징될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 후속하는 청구항들의 범위 내에 속한다. 일부 경우들에서, 청구항들에서 인용된 동작들은 상이한 순서로 수행될 수 있고 여전히 원하는 결과들을 달성할 수 있다.
Claims (40)
- 디스플레이 장치로서,
디스플레이 엘리먼트들의 어레이; 및
상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 내의 적어도 하나의 디스플레이 엘리먼트에 연결되는 전기적 상호접속부
를 포함하고,
상기 전기적 상호접속부의 적어도 일부는 1:1 초과의 단면 종횡비를 갖는,
디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부의 단면 종횡비는 적어도 2:1인,
디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부의 단면 종횡비는 적어도 3:1인,
디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이가 형성되는 기판
을 더 포함하는,
디스플레이 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 기판은 투명 기판인,
디스플레이 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 기판을 따라 서로 이격되는 적어도 2개의 앵커들
을 더 포함하고,
상기 전기적 상호접속부는 상기 앵커들에 의해 상기 기판 위에 현수(suspend)되는,
디스플레이 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부 아래 그리고 상기 앵커들 간에 배치되는 지지 물질
을 더 포함하는,
디스플레이 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부는 제 1 전기적 상호접속부이고,
상기 디스플레이 장치는,
상기 제 1 전기적 상호접속부에 대해 십자형으로(crosswise) 연장하는 제 2 전기적 상호접속부
를 더 포함하고,
상기 제 2 전기적 상호접속부는 상기 제 1 전기적 상호접속부 아래 그리고 상기 앵커들 간의 갭(gap)을 통해 연장하는,
디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부는 2 미크론 미만인 단면 두께를 갖는,
디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부는 1 미크론 이하인 단면 두께를 갖는,
디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이에 연결되는 박막 트랜지스터들의 어레이
를 더 포함하고,
상기 전기적 상호접속부는 상기 박막 트랜지스터들의 어레이 내의 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 통해 적어도 하나의 디스플레이 엘리먼트에 연결되는,
디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이는 MEMS 광 변조기들을 포함하는,
디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부의 적어도 과반수(majority)는 1:1 초과의 단면 종횡비를 갖는,
디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 및 상기 전기적 상호접속부를 포함하는 디스플레이;
상기 디스플레이와 통신하도록 구성된 프로세서 ― 상기 프로세서는 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성됨 ― ; 및
상기 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스
를 더 포함하는,
디스플레이 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 디스플레이에 적어도 하나의 신호를 송신하도록 구성되는 구동기 회로; 및
상기 구동기 회로에 상기 이미지 데이터의 적어도 일부를 송신하도록 구성되는 제어기
를 더 포함하는,
디스플레이 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 프로세서에 상기 이미지 데이터를 송신하도록 구성된 이미지 소스 모듈
을 더 포함하고,
상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 전송기 중 적어도 하나를 포함하는,
디스플레이 장치. - 제 14 항에 있어서,
입력 데이터를 수신하고 상기 입력 데이터를 상기 프로세서에 통신하도록 구성된 입력 디바이스
를 더 포함하는,
디스플레이 장치. - 디스플레이 장치로서,
기판;
상기 기판 위에 형성되는 픽셀들의 어레이;
상기 픽셀들의 어레이 내의 적어도 2개의 픽셀들에 연결되는 전기적 상호접속부; 및
상기 기판을 따라 연속적으로 배열되고 상기 기판을 따라 서로 이격되는 적어도 3개의 앵커들
을 포함하고,
상기 전기적 상호접속부는 상기 3개의 연속적인 앵커들에 의해 상기 기판 위의 상승된 평면에 현수되고, 상기 3개의 연속적인 앵커들은 상기 전기적 상호접속부의 상승된 평면 아래에서 서로 실질적으로 전기적으로 격리되는,
디스플레이 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 기판은 투명한 기판은,
디스플레이 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부는 2 미크론 미만인 단면 두께를 갖는,
디스플레이 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부는 1:1 초과의 단면 종횡비를 갖는,
디스플레이 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부는 1:1까지의 단면 종횡비를 갖는,
디스플레이 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 픽셀들의 어레이는 셔터-기반 광 변조기(shutter-based light modulator)를 포함하는,
디스플레이 장치. - 제 23 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부의 적어도 하나의 층은 상기 셔터-기반 광 변조기의 대응하는 층과 동일한 물질로부터 형성되는,
디스플레이 장치. - 제 23 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부 및 상기 셔터-기반 광 변조기는 상기 기판 위에서 실질적으로 동일한 높이로 현수되는,
디스플레이 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부는,
상기 픽셀들의 어레이 내의 픽셀들의 행; 및
상기 픽셀들의 어레이 내의 픽셀들의 열
중 적어도 하나에 연결되는,
디스플레이 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부 아래 그리고 상기 앵커들의 연속적인 쌍 간에 배치되는 지지 물질
을 더 포함하는,
디스플레이 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부는 제 1 전기적 상호접속부이고,
상기 디스플레이 장치는,
상기 제 1 전기적 상호접속부에 대해 십자형으로 연장하는 제 2 전기적 상호접속부
를 더 포함하고,
상기 제 2 전기적 상호접속부는 상기 제 1 전기적 상호접속부 아래 그리고 상기 앵커들의 연속적인 쌍 간의 갭(gap)을 통해 연장하는,
디스플레이 장치. - 장치로서,
투명 기판;
상기 투명 기판 위에 배치되는 복수의 MEMS 디바이스들;
상기 복수의 MEMS 디바이스들 중 적어도 하나에 연결되는 전기적 상호접속부
를 포함하고,
상기 전기적 상호접속부는 1:1 초과의 단면 종횡비 및 2 미크론 미만의 단면 두께를 갖는,
장치. - 제 29 항에 있어서,
상기 복수의 MEMS 디바이스들은 광 변조기들의 어레이를 포함하고, 상기 전기적 상호접속부는 상기 광 변조기들의 어레이 내의 적어도 2개의 광 변조기들에 연결되는,
장치. - 제 29 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부의 단면 종횡비는 적어도 2:1인,
장치. - 제 29 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부의 단면 두께는 1 미크론 이하인,
장치. - 제 29 항에 있어서,
앵커
를 더 포함하고,
상기 전기적 상호접속부는 상기 앵커에 의해 상기 투명 기판 위에 현수되는,
장치. - 제 29 항에 있어서,
상기 전기적 상호접속부의 적어도 하나의 층은 상기 MEMS 디바이스들의 대응하는 층과 동일한 물질로부터 형성되는,
장치. - 디스플레이 어셈블리를 제조하는 방법으로서,
기판 위에 몰드(mold)를 형성하는 단계 ― 상기 몰드는 측벽 및 최하부를 갖는 트랜치를 갖도록 형성됨 ― ;
상기 트랜치의 최하부 및 측벽 가까이 상호접속부 물질을 증착하는 단계; 및
상기 전기적 상호접속부를 형성하도록 상기 측벽 가까이 증착되는 상호접속부 물질의 적어도 일부를 남기면서 상기 트랜치의 최하부 가까이 증착되는 상호접속부 물질을 제거하는 단계
를 포함하는,
디스플레이 어셈블리를 제조하는 방법. - 제 35 항에 있어서,
상기 상호접속부 물질은 1 미크론 이하의 두께를 갖도록 상기 측벽 가까이 증착되는,
디스플레이 어셈블리를 제조하는 방법. - 제 35 항에 있어서,
상기 상호접속부 물질을 제거하는 단계는 상기 상호접속부 물질에 이방성 에칭을 적용하는 단계를 포함하는,
디스플레이 어셈블리를 제조하는 방법. - 제 37 항에 있어서,
상기 이방성 에칭을 적용하는 단계는 상기 기판에 전압 바이어스를 인가하는 단계를 포함하는,
디스플레이 어셈블리를 제조하는 방법. - 제 35 항에 있어서,
상기 상호접속부 물질은 상기 측벽의 하위 부분 가까이 배치되는 앵커 물질에 접촉하게 되도록 증착되는,
디스플레이 어셈블리를 제조하는 방법. - 디스플레이 어셈블리를 제조하는 방법으로서,
기판 위에 몰드를 형성하는 단계 ― 상기 몰드는 서로 이격되는 복수의 개구들을 갖도록 형성됨 ― ;
상기 복수의 개구들에 복수의 앵커들을 형성하도록 상기 몰드 위에 그리고 상기 복수의 개구들에 전기 도전성 물질을 증착하는 단계;
상기 복수의 앵커들 간에 연장하는 전기적 상호접속부를 형성하도록 상기 몰드 위에 증착되는 상기 전기 도전성 물질을 패터닝하는 단계; 및
상기 전기적 상호접속부가 상기 복수의 앵커들에 의해 상기 기판 위에 현수되도록 상기 몰드를 제거하는 단계
를 포함하고, 상기 몰드는 상기 전기적 상호접속부 아래 그리고 상기 복수의 앵커들 간에 배치되는 몰드의 적어도 일부를 남기면서 제거되는,
디스플레이 어셈블리를 제조하는 방법.
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